
主 编:傅伯杰
创 刊 年:1981
出版频次:半月刊
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国生态学学会;中国科学院生态环境研究中心
出版单位:《生态学报》编辑部;科学出版社
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2025,45(17):8267-8284, DOI: 10.20103/j.stxb.202408201967
Abstract:
丛枝菌根真菌(AMF)作为一种广泛存在的互惠共生菌,吸收土壤中的氮(N)提供给宿主植物以交换碳,在调控土壤N流失(氧化亚氮排放和N淋溶)中发挥着重要作用。AMF在植物营养获取和环境胁迫中的作用相比,人们关于AMF调控土壤N流失的认识还十分有限。研究综述了AMF对土壤氧化亚氮(N2O)排放和N淋溶的影响及其作用机制。大多数研究表明AMF可以减少土壤N2O排放和N淋溶,少量研究发现AMF增加或不影响土壤N2O排放和N淋溶。总的来说,AMF平均降低了25%的土壤N2O排放,21%的无机氮淋溶。AMF在减少土壤N2O排放和N淋溶过程中主要有三种途径。AMF通过促进植物生物量和土壤微生物生物量增加氮固定,从而减少土壤无机氮,进而降低土壤N2O排放和氮淋溶。AMF通过改变非生物土壤环境(降低土壤水分和促进土壤团聚体形成)减少土壤N2O排放和氮淋溶。在减少土壤N2O排放中,AMF会抑制参与硝化(AOA和AOB)和反硝化(nirS和nirK)生产N2O的相关微生物,和/或促进消耗N2O(nosZ)相关微生物。在降低N淋溶过程中,AMF增加植物气孔导度和蒸腾作用可以有效减少渗滤液体积。土壤养分、土壤质地和植物多样性是AMF调控土壤N2O排放和氮淋溶的影响因子。过量施肥会破坏AMF与宿主植物的共生关系,进一步增加土壤N流失的风险。在全球N沉降增加背景下,促进AMF与植物建立良好的共生关系可以作为减少生态系统土壤养分流失的一种策略。
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2025,45(17):8285-8296, DOI: 10.20103/j.stxb.202407141641
Abstract:
入侵植物-土壤反馈是指外来植物通过改变入侵地土壤理化性质及生物学特性,形成影响自身生长的循环机制,从而改变本地植物群落结构和生态系统功能。基于近年国内外研究现状,探明了入侵植物-土壤反馈作用的主要驱动因素,包括:入侵植物本身生物学特性(如凋落物和根系分泌物)、土壤特性(理化性质和微生物特性)、多营养级调控以及其他非生物因素。当前研究重点揭示了土壤微生物是入侵植物-土壤反馈过程中最关键的调控因素,土传专性病原菌或共生菌在新环境中的作用可能被本地微生物减弱或中和。入侵植物-土壤反馈前沿研究已在不同时间、空间尺度和环境梯度下取得实质性进展,但多维尺度联合分析是当前及未来发展的关键趋势和新视角。针对入侵植物-土壤反馈研究现状提出7个方面的挑战与展望,期望为入侵植物-土壤反馈作用的进一步研究提供参考方向。
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黄云鑫,杨阳,张鹏,王益,李自民,张萍萍,宋怡,王云强,王宝荣,安韶山
2025,45(17):8297-8310, DOI: 10.20103/j.stxb.202409302387
Abstract:
全球气候变化日益剧烈,土壤微生物作为陆地生态系统功能与过程的主要驱动者,是碳循环的关键驱动力,在碳循环中发挥着重要作用。通过微生物对CO2的固定作用提升土壤的固碳潜力,可助力实现"双碳"的重大战略目标。总结了土壤微生物的主要生态功能,围绕微生物在土壤有机碳输入、固存、分解和矿化等主要过程,系统梳理了微生物在生态系统碳循环中的重要功能,以及气候条件、土壤理化性质和人为活动对微生物介导的碳循环的影响。在此基础上,提出了当前土壤微生物研究的机遇和挑战,未来需加强微生物介导的宏基因/宏代谢、蛋白质组与酶学的调控作用机制,结合全球微生物计划,开发微生物参与的碳循环模型,以提高土壤作为碳库的固存的预测能力,进而从微生物固碳角度为陆地生态系统碳库动态以及土壤碳汇的不确定性提供解释, 也为完善未来全球气候变化下陆地碳循环模型提供理论依据。
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2025,45(17):8311-8323, DOI: 10.20103/j.stxb.202407121630
Abstract:
研究不同海拔群落植物生态位和种间联结可以深入解析群落的空间分布格局和生态功能,对于干旱区脆弱山地生态系统因地制宜进行植被恢复重建具有重要指导意义。研究以贺兰山东坡30个样地中17种灌木植物为研究对象,利用生态位宽度、Pianka重叠指数、种间联结检验和M.Godron稳定性测定法,分析不同海拔典型植被带(从低到高:山地旱生灌丛、山地疏林草原、温性针叶林、针阔混交林、寒温性针叶林)灌木物种的生态位、群落总体联结性和种间关联性特征。结果显示:(1)贺兰山东坡灌木群落中,置疑小檗(Berberis dubia)和金露梅(Dasiphora fruticosa)的生态位宽度最大,不同海拔典型植被带灌木物种生态位重叠较低,物种对环境资源的需求存在较大差异。(2)在山地旱生灌丛中,群落主要物种的总体联结性呈显著正相关,而山地疏林草原带则呈不显著正相关,其他典型植被带呈不显著负相关。(3)种间联结性分析显示,除了山地旱生灌丛,其余典型植被带灌木群落中负关联的种对均多于正关联的种对,且多数种对呈不显著相关,表明大部分海拔梯度下典型植被带的灌木物种分布相对独立,种间关联松散且相关性较弱,进一步分析表明,随着海拔升高,灌木群落正负联结比呈先减少后增加的趋势,群落稳定性呈先增加后减少的趋势。研究发现贺兰山东坡温性针叶林和针阔混交林灌木群落最为稳定,结果可为干旱区植被生态保护与可持续经营管理提供理论支持。
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2025,45(17):8324-8334, DOI: 10.20103/j.stxb.202408151924
Abstract:
森林干扰是森林变化的主要因素之一,森林韧性反映了森林对干扰事件的适应能力,探究森林韧性的变动是提高森林韧性、保护森林生态系统、实现森林可持续发展的关键。研究利用1000多块样地的清查数据和Landsat 5/7/8遥感影像提取的连年植被指数,基于林分郁闭度的时间序列评估了2003-2022年间大兴安岭地区森林对干扰事件的韧性,进一步利用随机森林模型分析林分自身特征(平均高、平均胸径、郁闭度)、地形因子(海拔、坡度、坡向和坡位)和干扰事件特征(灾害类型和灾害等级)对森林韧性的影响。结果表明:(1)遥感影像的波段结合植被指数能较精确地估测林分郁闭度,十折交叉检验的R2高达0.88,基于林分郁闭度评估森林干扰与韧性的效果较好。(2)森林干扰引起郁闭度下降,仅不到一半的受干扰样地的郁闭度能在干扰结束后恢复。干扰程度和森林韧性随干扰类型不同而不同,火灾的干扰程度最高,虫害次之,而森林对火灾韧性最低,加强对大兴安岭地区火灾和虫害的防治是有必要的。整个地区受干旱干扰的样地最多,其韧性指标分布在1左右,森林对干旱的韧性居中。(3)干扰程度是森林韧性最重要的驱动因子,其次是海拔和林分郁闭度,其他地形因子如坡向、坡位和坡度的重要性较低。干扰程度越严重,森林韧性越低,干扰程度超过70%,森林韧性小于1,干扰结束后,林分郁闭度未能恢复到干扰前水平。森林韧性随着郁闭度的增加先增加后下降,也随着海拔升高有下降趋势。降低森林干扰的程度,特别是对高海拔的密林,是保护大兴安岭森林的有效措施。在干扰事件愈加频繁的背景下,关于大兴安岭森林韧性的研究结果对当地森林经营和保护具有重要意义。
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2025,45(17):8335-8348, DOI: 10.20103/j.stxb.202501050028
Abstract:
结合树木年轮学和Vaganov-Shashkin过程模型,系统解析秦岭南麓华山松(Pinus armandii)和油松(Pinus tabuliformis)径向生长在年、月、日尺度上的气候响应机制,并耦合CMIP6四种排放情景(SSP126, SSP245, SSP370, SSP585)预测其未来适应性,为森林可持续发展提供依据。结果表明:(1)研究区气温持续增加(P<0.05),火地塘林区华山松在1971-2023年呈现显著上升的生长趋势(Slope=0.003, P<0.05),而武乡林区油松通过响应气温突变减缓衰退。(2)两树种响应呈现空间-种间分异:油松在武乡林区与前一年10月及当年3、9月气温正响应(P<0.05),但受前年与当年9月降水抑制;火地塘油松则对当年4-8月气温正响应,而对前一年8、10月降水负响应。华山松响应模式差异更显著:武乡林区华山松受前一年6月气温与当年2、9月降水负调控,而火地塘华山松对当年9月降水显著正响应(P<0.05)。(3)Vaganov-Shashkin模型表明:在5-9月生长季期间,华山松和油松的生长持续受到降水的限制。气温上升导致二者的生长季延长,武乡林区华山松则通过高效排水抵消水分胁迫显著延长生长季(0.33天/年,P<0.05)。(4)未来情景下,华山松树轮指数至2064年预计增长4%(P<0.05),其低水分需求阈值(W1 = 0.0079%)优于油松(W1 = 0.0397%)表现着对暖干化更好的适应性。研究为秦岭人工林应对暖干化及实现"双碳"目标提供了基于生理过程的决策工具,可为类似气候区树种适应性研究提供参考。
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2025,45(17):8349-8360, DOI: 10.20103/j.stxb.202412193122
Abstract:
为了解析梭梭(Haloxylon ammodendron)茎杆横切面特殊的纹理结构,研究基于CT扫描图像,通过对梭梭生长轮快速生长带外包络线的提取,重建了生长轮三维影像,从三维纹理结构揭示出二维横切纹理结构的成因。研究发现,梭梭快速生长轮之间存在着直接的连接,即各轮层导管间存在横向连通。研究将相邻生长轮导管之间的跨连结构命名为连桥结构,该结构是梭梭实现水分横向运输的高效通道。梭梭次生木质部缺少木射线,其水分横向运输功能由连桥结构组成的横向运输系统所完成。连桥结构也是造成梭梭横切面纹理呈现断续螺旋线的原因。梭梭连桥结构分为横向和纵向两种基本层间跨连模式。横向连桥在快速生长轮造成的近椭圆形不连续开口面积平均值为0.51 mm2,纵向连桥造成的不连续开口面积平均值为0.17 mm2。平均6-7个连桥串联形成连桥组,并成辐射状分布于梭梭次生木质部中,连桥组中多数呈现向上倾斜,少数向下倾斜,倾斜角度在±13.2°-17.46°之间。由连桥串联形成的连桥组实现了梭梭水分横向快速运输,形成了适应干旱环境独特的水分运输系统。利用重建的生长轮三维纹理影像,通过纵向观察,观察者可以清晰的区分连桥结构和生长轮层。研究结果有利于梭梭生长轮的计数,有利于梭梭种群年龄结构的调查,也为在生理生态水平、分子水平揭示梭梭生长规律提供了新的研究思路。
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2025,45(17):8361-8375, DOI: 10.20103/j.stxb.202501180160
Abstract:
植被稳定性和生物多样性对维系生态系统平衡及人类可持续发展具有重要意义。现代植被及植物多样性分布格局是长期气候变化和人类活动共同作用的结果,从长期视角审视植被及植物多样性变化过程与特征是正确评估未来植被演变趋势的重要基础。鉴于此,研究通过对云南洱海56 cm沉积物岩芯的孢粉和沉积物古DNA(sedaDNA)分析,重建了洱海地区自1570年以来的植被组成和植物多样性变化历史。结果表明,孢粉和sedaDNA识别出的植物类群在数量和种类上均具有较大差异,其中sedaDNA检出的植物类群更为丰富且总体具有更好的分类学精度。孢粉记录显示,尽管经历了显著的气候变化和人类活动干扰,洱海区域植被却维持着相对稳定的状态,体现出较强的生态韧性。气候变化主要影响窄生态幅植物(如铁杉),而人类活动(如砍伐、农业发展)则对松属、桤木属及禾本科植物的分布产生较大影响。sedaDNA记录主要反映湖周或流域内植被变化,揭示了稻属、荞麦属、高粱属等经济作物的长期演变趋势,且这些变化主要受人类活动驱动。此外,孢粉和sedaDNA均显示自1570年以来植物多样性发生了显著变化,尽管两者在变化趋势上存在差异,但均表明人类活动是主要影响因素。研究认为孢粉和sedaDNA记录在揭示植被历史变化方面具有互补性,能够更全面地评估植被动态及其驱动机制。此外,洱海地区植物多样性对人类活动响应敏感,因此未来植被保护需重点关注植物多样性的变化。
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2025,45(17):8376-8388, DOI: 10.20103/j.stxb.202407101611
Abstract:
喀斯特山地城市遗存山体是生物多样性资源的主要聚集地和生物多样性保护利用的关键区域,明晰不同规模遗存山体植物多样性特征,对喀斯特山地城市生态恢复与植物多样性保护具有重要的意义。研究以喀斯特山地城市(贵阳市中心城区)不同规模遗存山体为研究对象,运用单因素方差分析、最小显著性差异法、一元线性回归等方法,分析了城市遗存山体的植物多样性特征及其与山体规模的关系。结果发现:(1)9座山体共记录植物342种隶属102科257属,大、中、小型山体分别记录植物255、107、171种,植物α多样性均表现为草本层和灌木层高于乔木层的特征。(2)遗存山体规模对植物多样性有显著影响,植物群落α和β多样性指数均表现为大型山体最大、中型山体最小的特征。(3)遗存山体植物群落α多样性指数总体上与山体面积呈线性正相关关系;但当遗存山体面积小于10 hm2时,植物群落α多样性指数与山体面积呈负相关关系。因此,在喀斯特山地城市的城市建设和生物多样性保护过程中需尽可能减少对大型遗存山体的切割和蚕食,同时加强对现存小型山体植物多样性的保护。研究结果可为山地城市植物多样性保护与规划提供理论支持与科学依据。
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龚昕,许冬梅,妥海东,魏浩男,雷永华,周瑶,李雯,王国会,沈艳,马红彬
2025,45(17):8389-8404, DOI: 10.20103/j.stxb.202502040234
Abstract:
开展补播对退化草原物群落特征和种群生态位影响研究对草地生态建设具有重要意义。在宁夏退化荒漠草原,以封育为对照(CK),选取沙生冰草(Agropyron desertorum)、蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、牛枝子(Lespedeza pataninii)、沙打旺(Astagalus laxmannii)、草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)为补播草种,以禾本科与豆科物种总比例(种子重量比例)2 ∶ 1设置6种乡土草种补播组合,对补播多年后荒漠草原植物群落特征和种群生态位进行了研究。结果表明:(1)各草种组合补播后植物数量特征较天然封育草地(CK)均有提升;物种多样性指数除Pielou均匀度指数外,天然草地Margarlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均高于补播处理草地。(2)除蒙古冰草+沙打旺的组合外,其余草种组合物种生态位宽度2以上的物种数占本处理总物种数比例均达到50%以上;不同草种组合补播下,各处理样地物种间资源竞争激烈,但生态位重叠明显(Qik≥ 0.5)的种对比例相较于天然草地均有不同程度的降低。(3)不同草种组合补播后总体联结性不尽相同,其中沙生冰草+蒙古冰草+牛枝子组合呈显著负联结,沙生冰草+蒙古冰草+草木樨状黄芪组合呈显著正联结;各草种组合中呈显著负联结的种对数均高于呈现显著正联结的种对数。(4)土壤速效磷、土壤全氮含量及土壤pH值通过直接或间接途径驱动植物群落结构和生态位分化,其空间异质性通过资源分配和种间竞争塑造了多样性格局。研究认为,综合植物群落特征、生态位及种间关系,沙生冰草+蒙古冰草+草木樨状黄芪是研究区退化荒漠草原最佳补播草种组合。
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2025,45(17):8405-8415, DOI: 10.20103/j.stxb.202407291788
Abstract:
计算森林净初级生产力(NPP)的多年总量,分析其分布与异常的成因,对于评估和优化森林长期碳汇功能具有重要意义。以饶河流域为研究对象,基于NPP数据与土地覆被数据,提取叠加获取2001-2022年森林NPP总量分布图,使用OLS模型、地理探测器、空间自相关和交叉表等方法对森林NPP总量的分布与异常进行分析。结果表明:(1)2001-2022年饶河流域森林的减少主要由于耕地和建设用地的占用,森林增加主要来源于退耕还林,流域森林面积总体呈下降趋势;(2)研究期间饶河流域森林的碳吸收量为122.20TgC,森林NPP总量平均值为12.31kgC m-2 (22a)-1,范围为0-25.49kgC m-2 (22a)-1,其中,80%的森林在9.26-16.23kgC m-2 (22a)-1之间,有过土地利用变更的森林在生长期间固碳能力略有下降。(3)饶河流域森林NPP总量分布总体呈东北高、西南低的态势,其空间分布与9种因子的分布均存在显著相关性(P<0.01),各影响因子中植被覆盖度、气温、高程、坡度、夜间灯光和土壤类型的影响较强,并且分布趋势与植被覆盖度、高程、坡度、降水相同,与气温和夜间灯光的趋势相反。(4)在500m×500m空间尺度下,异常点的分布受到交通与水系分布的极显著影响(P<0.001),道路对异常高值分布的影响远高于河流,而对异常低值的影响略低于河流。研究探析了饶河流域森林22年碳吸收量的空间差异与成因,以期为林业长期固碳功能评价、风险点识别与可持续发展提供理论依据和技术支持。
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2025,45(17):8416-8425, DOI: 10.20103/j.stxb.202502140299
Abstract:
全球气候变化正驱动气候要素空间配置发生系统性重组,然而气候格局演变对植被生产力的影响机制仍存在显著认知缺口。通过构建气候格局指数,定量评估1980-2022年全球多尺度区域(全球、大洲、国家及区域)气候格局变化对植被净初级生产力(NPP)的影响。研究发现:(1)全球尺度上,降水格局趋同化导致NPP极显著增加,温度格局趋同化导致NPP极显著减少,由于降水格局变化对NPP的影响远大于温度,所以降水格局主导气候格局对NPP的影响;(2)跨尺度结果显示,在全球、洲际(亚洲)、国家(中国)及区域(青藏高原)尺度,气候格局与NPP的响应关系一致,证实该机制在全球变化变暖背景下具有一定的普适性;(3)1980-2022年,多尺度区域气候格局与NPP的规律一致,即气候格局趋同化导致NPP极显著增加。研究首次实现气候格局对植被生产力影响的定量估算,为改进地球系统模型中生物地球化学循环模块提供了新的理论框架。
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马文昌,庞丹波,吴梦瑶,刘淑慧,魏佳媛,李慧,陈林,倪细炉,李学斌,梁咏亮,田欣瑶
2025,45(17):8426-8438, DOI: 10.20103/j.stxb.202412163086
Abstract:
水分是干旱半干旱地区限制植物生长的关键因子,研究不同季节植物水分利用策略可为区域植被恢复树种选择和林分结构优化调整提供科学依据。通过对不同季节贺兰山东坡油松(Pinus tabuliformis)、山杨(Populus davidiana)和青海云杉(Picea crassifolia)植物木质部水、植物潜在利用土壤水和地下水采样,采用氢氧稳定同位素技术,结合直接对比法、多元线性混合模型(IsoSource)和贝叶斯混合模型(MixSIAR),分析3种典型植物的水分来源与利用策略。结果表明:1)随着土层的加深,土壤含水量呈现逐渐降低的趋势,而且土壤含水量表现出明显的季节效应,春季呈现青海云杉>油松>山杨,夏季和秋季呈现青海云杉>山杨>油松。2)研究区大气降水线方程为:δD=6.97δ18O-2.21(R2=0.9238),其斜率小于全球大气降水线(GMWL),表明研究区蒸发较强,气候干燥,符合干旱半干旱地区特征。3)春季3种植物主要吸收深层土壤水和地下水;夏季青海云杉和山杨主要利用浅层土壤水,油松主要利用中层土壤水;秋季表层土壤水含水量低,植物主要吸收浅中层土壤水,3种植物的水分利用策略表现出较强的季节性生态适应策略。4)在干旱半干旱地区,春季可用MixSIAR模型解析植物水分利用策略,夏秋季节IsoSource模型解析植物水分利用策略效果更好。本研究可为干旱半干旱区山地生态系统植被以水定绿和结构优化调控提供理论依据,并为干旱半干旱地区植物水分来源的模型选择提供参考。
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吕乃月,陈宇彤,林海鹏,罗家顺,潘学飚,寇雨晴,王芝慧,王利峰,王壮,汪沁,曹瑞,杨万勤
2025,45(17):8439-8448, DOI: 10.20103/j.stxb.202407301801
Abstract:
热带气旋(台风/飓风)在全球十大最危险的自然灾害中排名第一,可能会对森林结构和功能以及土壤养分循环产生显著影响。氮是陆地生态系统生产力的主要限制元素,其组分和含量对维持森林生态系统功能至关重要。然而,台风干扰对沿海森林土壤氮组分的影响尚不清楚。因此,采用模拟林窗大小实验,研究台风"杜苏芮"对我国东南沿海亚热带常绿阔叶林表层(0-10 cm)和亚表层(10-30 cm)土壤铵态氮、硝态氮、可溶性氮和微生物生物量氮含量的影响。结果表明:台风干扰后土壤铵态氮含量增加(33.16±31.89)%,土壤硝态氮、可溶性氮和微生物生物量氮含量分别降低(47.42±25.57)%、(45.70±22.38)%和(32.35±48.62)%。台风干扰两天后,不同大小林窗土壤硝态氮含量降低34.76%-75.95%,降低幅度显著高于林下。台风干扰一周后,林下和小林窗土壤微生物生物量氮含量降低41.47%-62.11%,降低幅度显著高于大、中林窗。此外,台风干扰一周后,大林窗和中林窗亚表层土壤铵态氮含量显著增加了71.82%和80.54%,增加幅度显著高于表层土壤。综上,台风干扰不仅对土壤氮组分具有显著的即时效应,而且还能通过形成不同大小的林窗增强后续台风对土壤氮库的影响。研究结果可为深入理解全球变化背景下沿海森林土壤养分循环过程对台风干扰的响应与适应以及沿海森林土壤养分管理提供科学依据。
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2025,45(17):8449-8464, DOI: 10.20103/j.stxb.202501030019
Abstract:
草被是调控坡面侵蚀的有效措施,然而草种配置及其不同部位对坡面侵蚀过程的调控效应尚缺乏定量研究。采用人工模拟降雨试验,系统研究了不同雨强下高羊茅、苜蓿混播及单播草地不同部位(叶、茎、根)对黄土坡面侵蚀过程、径流侵蚀动力及土壤侵蚀阻力的影响。结果表明:混播草地的减流减沙效益高于同部位的单播草地,且高羊茅的减流减沙效益高于同部位的苜蓿。各草被地上部分(叶与茎)减流的相对贡献均高于根系,但其减沙的相对贡献则均呈现出根系高于地上部分的特征。草被主要通过地上部分削减坡面径流流速和增加坡面阻力来实现对径流侵蚀动力的调控。混播草地对坡面径流的减速增阻效益高于同部位的单播草地,且高羊茅的减速增阻效益高于同部位的苜蓿。同时,草被主要通过根系生长活动改善表土性质进而增强土壤侵蚀阻力。不同的根系类型导致了土壤侵蚀阻力的差异,须根系高羊茅增强土壤侵蚀阻力的作用优于直根系苜蓿,而混播草地较大的根长密度及稠密的细根结构显著改善了表土理化性质,从而表现出更佳的土壤抗侵蚀能力。研究揭示了草被通过地上部分和根系实现对坡面侵蚀动力-阻力的同步双调控效应。草被垂直结构越完整,坡面侵蚀的调控效应越显著,且以混播草地对黄土坡面侵蚀的调控效果最佳。研究结果可深化草被覆盖调控坡面侵蚀过程研究,并可为陕北黄土区草被恢复管理提供重要的科技支撑。
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2025,45(17):8465-8473, DOI: 10.20103/j.stxb.202501070045
Abstract:
随着人工林面积的逐渐增加,林下物种多样性在涵养水源、保持水土、提高森林生态系统稳定性等方面发挥重要作用。为探究影响林下物种多样性的关键因子,以七老图山华北落叶松人工林、油松人工林、樟子松人工林与华北落叶松与白桦人工混交林为研究对象,采用单因素方差分析、Pearson相关性分析、逐步回归分析和变差分解等方法,筛选出影响物种多样性的关键因子及其环境因子对物种多样性的解释率。结果发现:(1)4种典型人工林林下下物种多样性丰富,共计43科56属68种,人工林下多以菊科、蔷薇科、毛茛科、禾本科、十字花科为主;(2)4种林分类型中华北落叶松与白桦人工混交林林下物种多样性最高,为32科45属47种,并且物种多样性指数与其他三种林分类型存在明显差异。(3)通过Pearson相关性分析、逐步回归分析发现林分结构中胸径是影响物种多样性关键因子,林分密度、郁闭度、树高是影响物种多样性主要因子。(4)进一步通过变差分解结果显示,林分结构的解释率最高,对Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数解释率分别为49.1%、44.6%、50.3%、20.5%。因此,欲提高人工林下物种多样性,应适当调整人工林上层林木的胸径,以此优化林分密度、郁闭度,改善林分结构,从而提高林下物种多样性。
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2025,45(17):8474-8484, DOI: 10.20103/j.stxb.202409032109
Abstract:
丛枝菌根真菌(AMF)有利于促进植物对养分的吸收,但是不同种类AMF在促进植物氮(N)、磷(P)养分吸收以及它们的流失方面是否存在明显的差异仍不清楚。以与AMF共生的杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,通过向其接种不同种类AMF(摩西球囊霉、根内根孢霉和幼套近明球囊霉)探究不同种类AMF接种及接种后不同时间段对杉木N、P吸收与流失的影响。结果发现,AMF能显著提高杉木幼苗的苗高、根长、干重、根体积、根表面积和根系侵染率。摩西球囊霉比其他两种AMF更有利于提高杉木幼苗的根长、根表面积和根体积。AMF接种有助于提高植物对N、P的吸收,而且摩西球囊霉对植物N吸收的促进作用最强。不同种类AMF对杉木P吸收的促进作用主要表现在接种的初期,接种根内根孢霉更有利于促进杉木P吸收。AMF接种减少杉木幼苗土壤中NO3--N和NH+4-N的流失,其中根内根孢霉对NH+4-N和NO3--N的减少效果最显著。此外,AMF能有效减少土壤P素的流失,与其他AMF相比,摩西球囊霉显著降低了接种前期全P、颗粒态P、有机P、可溶性P的流失;在接种后期,幼套近明球囊霉显著降低了无机P与可溶性P的流失。总体而言,摩西球囊霉更有利于促进杉木N吸收,而根内根孢霉更有利于促进杉木P吸收。不同种类AMF接种在减少土壤N、P流失方面存在明显的种类与时间差异。
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2025,45(17):8485-8497, DOI: 10.20103/j.stxb.202410162519
Abstract:
为阐明重度火灾对林地持水力的影响,揭示森林持水性能对林火的响应机制。以缙云山火烧迹地为研究对象,测定土壤理化性质和枯落物持水力等指标,量化各因素对林地持水力的重要性。研究结果表明:(1)缙云山重度火灾区林地有效持水量减少44.3%,林地最大持水量提高14.6%。枯落物蓄积量下降36.9%,而枯落物有效拦蓄率提高13.6%;土壤平均自然含水率、饱和含水率分别提高68.0%、15.9%。(2)随土层深度的增加,土壤理化性质变化明显。重度火烧后土壤容重下降15.3%,毛管孔隙度下降44.3%,总孔隙度提高14.7%,土壤有机质增加48.2%。(3)冗余分析结果表明,土壤容重、土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度是影响土壤持水力的关键因子,三项所占解释量之和达83.1%。火烧干扰、土壤有机质和土层深度对林地持水力也具有重要影响。土壤持水力在林地持水力中贡献最大,土壤容重、土壤毛管孔隙度是影响重度火烧后林地持水力的关键因素。研究结果量化了重度火灾对林地持水力的影响,可为后续制定林地恢复与管理策略提供科学依据,促进生态系统的可持续发展。
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2025,45(17):8498-8511, DOI: 10.20103/j.stxb.202503110551
Abstract:
我国草地在经历初步恢复阶段后,草地管理已从延续多年的"围封禁牧"逐步转入全面实行"草畜平衡"政策。然而初步恢复的草地仍然脆弱,土壤养分和植被结构等慢变量尚未恢复到原生状态。因此,急需探讨此类草地的合理利用率,以实现草畜平衡和持续恢复。研究以锡林郭勒地区初步恢复的典型草地为研究对象,构建了地上生物量利用率梯度,量化分析了草地生态指标在该梯度上的变化特征,探讨了合理利用率。研究结果表明,在该地区,初步恢复草地的合理利用率仅为同区域原生草地的一半。当利用率超过该值时,该初步恢复草地的地上生物量、高度、盖度、以及羊草等气候顶极群落建群种的生物量均呈现显著下降,草地恢复趋势被打断。此结果支持了农业部行业标准所主张的,中轻度退化草地需要对合理利用率进行调减的管理原则。因此,管理初步恢复草地,应采取比本地原生草地更低的利用率。草原管理部门需要建立"草地生态实际恢复状况、合理利用率、补贴额度"之间的浮动联系机制,以确保草地在解禁放牧后仍能实现持续恢复。
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2025,45(17):8512-8528, DOI: 10.20103/j.stxb.202502280438
Abstract:
准确绘制大尺度草地类型分布图对草地资源管理和草地生态系统保护至关重要。我国广泛使用的草地资源图已有40多年的历史,迫切需要绘制新的草地类型分布图,以更准确地反映草地资源的实际分布情况。然而,大尺度区域草地类型具有高度的空间异质性,且在复杂分布地区传统光谱特征分类效果不佳,使得精准制图面临挑战。研究基于谷歌地球引擎云平台,结合Landsat地表反射率数据、光谱指数、纹理特征、物候特征以及生境特征(气候、地形和土壤),构建了多源特征数据集,以新疆为研究区,结合中国草原分区方案,应用随机森林模型进行分区草地类型分布制图。结果表明:(1)多源特征融合显著提高了草地类型分布制图的精度,物候、地形、土壤和气候特征的引入使总体精度分别提高了25.64%、27.40%、23.57%和28.73%。(2)多源特征结合分区建模的制图策略效果更佳,其总体精度和Kappa系数达到了80.86%和0.76。与单一整体建模相比,分区建模精度分别提高了3.51%和0.05。(3)空间分布格局显示新疆草地主要沿着山地呈垂直地带性分布,随着海拔的升高,草地类型从低海拔的温性荒漠逐渐过渡至高海拔的高寒草原。(4)近40年新疆草地总面积呈先减少后增加的趋势。1980-1990年间,大面积草地转变为裸地;而1990-2020年,草地面积呈现恢复性增长,主要贡献来自于山地区域裸地的植被恢复;同时,在盆地区域仍有较大面积草地转化为耕地和裸地的情况。研究阐明了新疆草地类型精细空间分布格局以及1980年以来的时空演变特征,可为区域草地资源可持续管理和生态保护提供重要的科学依据。
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2025,45(17):8529-8543, DOI: 10.20103/j.stxb.202406061313
Abstract:
围栏封育是荒漠草原脆弱生态系统恢复的有效方式,为揭示长期围栏封育后荒漠草原生态系统结构和功能的恢复效应及其轨迹,并探讨其对封育年限、降雨、温度、植被和土壤类型等环境因子的依赖性。研究以中国北方荒漠草原生态区为研究对象,基于2000-2023年间165篇中英文文献的meta分析,整合99个独立试验的7109条数据:涵盖植被、土壤及微生物等66个属性参数,展开系统研究,结果表明:长期围栏封育后,(1)植被结构(高度、盖度和密度)、多样性(物种丰富度和香农维纳指数)和功能(生物量、枯落物量和净初级生产力),分别显著提升了30%-50%、10%-15%和20%-90%;土壤结构(团聚体)、养分(水分、全磷、全钾)及微生物活性(碳氮含量和土壤呼吸),分别显著提升了8%-30%;(2)植被结构与多样性在封育0-5年内显著恢复,但生态功能和过程(地上地下生物量、净初级生产力、土壤水分养分、土壤呼吸)的全面恢复,通常需要11-15年;(3)植被和土壤恢复存在显著的时间(4年和10年)、降雨(160 mm、250 mm和290 mm)和温度(3.5℃、6℃和8℃)阈值,阈值前后生态恢复效果和轨迹表现出显著差异。荒漠草原经历20多年围栏封育恢复:地上植被恢复较快,但土壤结构和功能恢复滞后,生态系统过程的稳定性尚未完全实现。生态系统恢复效应存在封育年限、降雨和温度多重环境阈值,且不同生态系统属性的恢复效果和轨迹,在环境阈值存在显著差异,这些可作为长期封育草地的适应性管理的参考点;未来区域尺度整体多要素、多功能的综合恢复提升,需要在特定气候、植被类型下,采取生态恢复与生产利用相结合的道路。
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2025,45(17):8544-8554, DOI: 10.20103/j.stxb.202409102187
Abstract:
为探究果园生草技术的实践应用效果以及其在生态效益提升方面的作用,收集了1995-2024年发表的81篇文献,应用整合分析的方法,评估生草对果园增肥、固碳和增产提质效益的影响,并从生草类型、生草年限、气温、降雨、海拔五个方面分析和对比了不同条件下果园生草生态效益的变化。整合分析结果表明:1)涉及的果园草物种类型有40个,隶属5科,其中豆科(16种)、禾本科(16种)为主要科属,占物种总数的80.0%,生草的主要品种有白三叶草(27.4%)、黑麦草(12.4%)、紫花苜蓿(6.2%)、毛叶苕子(4.9%)。2)生草具有显著的增肥效益,可使果园土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别平均增加27.3%、27.4%、25.8%和23.3%。3)生草果园平均草固碳量为8.86 t hm-2 a-1,土壤和果实固氮量分别较清耕果园增加为2.14 t hm-2 a-1和1.42 t hm-2 a-1。4)生草使单位面积产量、单果重、可溶性固形物分别平均增加20.9%、9.3%和9.6%,可滴定酸降低4.9%。5)种植豆科草类有利于增肥和固碳,禾本科草类则促进增产提质,且效益提升幅度随生草年限增加。6)年平均气温在10-20 ℃、年降水量介于400-800 mm、海拔处于400-800 m区间的自然条件下区域,有利于生草果园生态效益的发挥。研究结果为果园生草技术的优化和推广提供了科学依据,可指导果园管理者精准调整生草策略,以实现果园生态与经济效益的协调提升。
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2025,45(17):8555-8569, DOI: 10.20103/j.stxb.202402270401
Abstract:
土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)是支撑温性草甸草原土壤质量和植被生长的关键营养元素,通过高光谱数据对其进行估算对实现温性草甸草原土壤养分信息的快速和准确监测具有重要意义。以呼伦贝尔温性草甸草原三种不同利用方式(放牧、刈割和围封)的草地为研究对象,选取了18个样地,每个样地设3个样方重复,分别采集0-30 cm的土壤样品,测定土壤碳、氮、磷含量和土壤样品高光谱数据,通过BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和偏最小二乘法(PLSR)建立高光谱反演土壤碳、氮、磷化学计量比模型,比较建模决定系数(R2)以及均方根误差(RMSE)选择最优模型。结果表明:(1)RF模型对三种利用方式下全碳、全氮、总磷含量的光谱反演均有优秀表现(R2≥0.4433,RMSE≤12.0604),BNPP模型表现次之,PLSR仅适用于放牧利用方式下TC、TN、TP含量的反演;(2)放牧利用方式下,三类模型对土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)光谱反演均有良好表现(R2≥0.4144,RMSE≤65.4081);(3)刈割利用下,C/P的光谱反演中BNPP表现良好(R2= 0.9916,RMSE=7.0938),PLSR次之,C/N光谱反演中仅RF表现良好(R2= 0.7749,RMSE=0.3028);(4)围封利用下,三类模型对C/N、C/P的光谱反演均有良好表现(R2≥0.4462,RMSE≤24.0289),而N/P的光谱反演中仅PLSR表现良好(R2≥0.7172,RMSE≤0.8171)。本研究认为RF模型在呼伦贝尔温性草甸草原区具有更强的普适性。研究结果以期为基于高光谱反演的不同利用方式下温性草甸草原表层土壤碳氮磷定量反演提供理论支撑与技术支持。
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修宇鑫,裴向军,王岩,魏人杰,王冰鶴,刘雕,刘镌垚,雷泞菲,张晓超,李琪
2025,45(17):8570-8582, DOI: 10.20103/j.stxb.202403310677
Abstract:
8.8地震后九寨沟生态地质环境受到严重损毁,灾害防治形成的工程创面通过生态修复可以实现景观恢复,为了探讨土壤微生物群落、植被特征和土壤理化因子之间的相互作用及其与修复时间的响应关系,研究选取了九寨沟高海拔区(2082-2545m)修复2-6a的典型陡立工程创面作为研究对象。通过对修复区土壤细菌16S rRNA和真菌ITS基因进行高通量测序,结合土壤理化性质测定和植被特征分析,并采用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)探讨了土壤理化性质、植物群落和土壤细菌群落在修复时间变化中的协同效应特征。结果表明,随着修复时间的增加,土壤细菌群落的多样性和丰富度逐渐恢复,同时土壤理化性质和植被恢复效果逐步接近自然状态。老虎海边坡(LBP-5)的氨氮含量相比于修复2-3a的区域提高了35.1%至213.8%,且与对照组(TR)无显著性差异。平安桥边坡(PAQ-6)与TR在植物多样性、均匀度和优势度上的差异性不显著。PLS-PM分析结果显示,修复时间和植物多样性显著影响了细菌优势菌门的相对丰度和群落组成,而对真菌群落的影响较小。修复时间对植物多样性和细菌多样性的路径系数均为0.449,植物多样性对细菌多样性路径系数为1.063,具有显著正向影响,并且植物、土壤和细菌群落之间存在显著的协同作用。
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2025,45(17):8583-8598, DOI: 10.20103/j.stxb.202404300978
Abstract:
长期干旱和随后的复水过程是许多陆地表层土壤普遍存在的自然现象,在复水过程中,土壤微生物所主导的变化,很可能才是干旱对土壤产生深远影响的真正根源。在极端天气逐渐加剧的当下,这一过程对森林土壤的影响至关重要。实验采集经过8年干旱处理和未经过干旱处理(对照)的中国南亚热带常绿阔叶林0-10 cm和10-20 cm两个土层土壤样品,开展室内不同水平复水(田间持水量的40%、60%和80%)培养实验,并对培养前后的土壤进行微生物群落及其胞外酶活性的测定。研究结果表明,长期干旱处理显著降低了0-10 cm土壤真菌丰度以及10-20 cm土壤有机碳和总磷含量,以及β-半乳糖苷酶(GAL)和β-葡萄糖苷酶(BG)的活性。不同复水处理下,对照土壤微生物群落组分和丰度变化不大,但在复水60%处理下土壤微生物胞外酶活性普遍高于其他两个处理,表明60%复水处理可能最适合微生物生长和代谢活动。复水后历史干旱土壤细菌、真菌及放线菌的丰度在不同程度上仍低于对照处理,其中土壤有机碳和总氮含量是引起土壤微生物群落结构变异的关键环境因子。复水后历史干旱土壤微生物胞外酶活性均能快速回复至对照水平,但在复水40%处理下历史干旱10-20 cm土层土壤微生物胞外酶活性显著高于对照水平,导致该土层土壤有机碳在历史干旱和对照之间差异显著。此外,历史干旱也降低了复水60%处理下(由25.56 g/kg到20.53 g/kg,P=0.053)和复水80%处理下的土壤有机碳(由24.92 g/kg到17.58 g/kg,P<0.01)。这些发现表明历史干旱对中国南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落及其胞外酶活性的影响在短期复水时具有明显的遗留效应,即延缓土壤微生物群落恢复但可能会在低水平复水后更大程度上刺激土壤微生物胞外酶活性。研究结果表明在未来极端气候下,无论是长期干旱还是短期复水后均可能会导致我国南亚热带森林土壤有机碳库损失。
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2025,45(17):8599-8613, DOI: 10.20103/j.stxb.202404100779
Abstract:
森林生态系统凋落物和土壤层在降雨拦蓄和水分储存等方面发挥重要作用。尤其在气候变化背景下,极端降雨和干旱事件直接影响凋落物和土壤层的水源涵养功能,进而对人工林的可持续经营构成威胁。以亚热带地区三种主要人工林(尾巨桉、马尾松、杉木)为研究对象,基于传统浸泡法和模拟降雨法测定凋落物持水性能,使用环刀法评估土壤持水性能,综合分析凋落物和土壤层水源涵养功能。结果表明:(1)在相同时间(1 h)内,模拟降雨法测得的尾巨桉、马尾松和杉木的凋落物持水量分别为传统浸泡法的136.00%、129.51%和109.41%,传统浸泡法未能充分考虑凋落物表面水分的沥干效应和凋落物堆叠导致的"兜滞作用",从而低估了凋落物的持水量。(2)不同类型凋落物持水量随降雨强度增加而增加,且存在显著差异(P<0.05)。凋落物单位质量的最大持水量排序为:尾巨桉(2.82 g/g)、马尾松(2.11 g/g)和杉木(1.80 g/g)。凋落物单位面积最大持水量(3.92-23.38 t/hm2)和有效拦蓄量(1.85-14.91 t/hm2),其排序均为:马尾松林>杉木林>尾巨桉林。(3)土壤持水性能方面,马尾松林的土壤最大蓄水量表现最优(322.46 mm),杉木林的土壤毛管蓄水量表现最佳(263.44 mm)。综合来看,凋落物和土壤层的单位面积最大持水量总和为:马尾松林(324.49 mm)>杉木林(298.45 mm)>尾巨桉林(253.42 mm)。马尾松林由于较大的凋落物蓄积量和较高的土壤孔隙度,表现出较强的水源涵养能力,尾巨桉林则因较大的叶面积,其凋落物吸水速率优于其他林型。研究综合评估了亚热带地区三种主要人工林的凋落物和土壤层对水源涵养的贡献,可为优化人工林林分结构、提升区域水源涵养能力以及在气候变化背景下实现人工林的可持续经营提供科学依据。
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2025,45(17):8614-8626, DOI: 10.20103/j.stxb.202502250389
Abstract:
精准休牧期的确定对于高寒草甸冷季牧场可持续利用和科学管理具有重要意义。土壤胞外酶活性及微生物代谢限制是评价土壤质量的重要参数,但其对东祁连山高寒草甸春季不同时期休牧的响应规律尚不清楚。以当地传统休牧期为对照(CK),设置了土壤解冻临界期(ST1)、土壤解冻后期(ST2)、牧草返青初期(RG1)和牧草返青后期(RG2)开始休牧处理。分别在传统休牧时间开始时(2022年6月1日)和牧草生长旺季(2022年7月28日)测定了土壤理化指标和碳(C)、氮(N)和磷(P)获得酶活性,使用土壤酶化学计量比评估了微生物的代谢限制。结果表明,与CK相比,土壤解冻期休牧(ST1和ST2)可显著抑制6月份和7月份土壤C获得酶活性(β-1,4-葡糖苷酶和纤维素二糖水解酶)、N获得酶(β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶)和P获得酶(酸性磷酸酶)活性,显著降低土壤酶C ∶ P比和酶N ∶ P比。矢量分析结果表明,与CK相比,土壤解冻期休牧缓解了微生物C和N限制。Mantel检验和随机森林分析结果表明,土壤温度、土壤渗水速率和可利用氮含量可能是春季不同时期休牧处理影响微生物C和N限制的主要因子。研究结果为东祁连山高寒草甸冷季牧场精准休牧期的确定提供了数据支持。
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2025,45(17):8627-8641, DOI: 10.20103/j.stxb.202411072729
Abstract:
作为国家公园建设中的"生态守护者",生态移民搬迁农户为生态环境保护做出了重要贡献;而作为"发展权受限者",其在生计转型过程中又面临着收入水平、发展能力、生活质量等多维度的贫困挑战。因此,在扎实推进共同富裕的时代背景下,深入探究生态移民搬迁农户这一特殊群体所面临的多维相对贫困问题,辨明生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响,对于实现生态保护与民生改善协同推进、最终达成共同富裕具有重要意义。基于大熊猫国家公园秦岭片区585份农户调研数据,运用两阶段最小二乘模型、中介效应模型和调节效应模型,实证检验生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响。研究发现:(1)国家公园农户多维相对贫困存在结构性差异,其中非经济维度(如取暖、教育、安全感)贫困较为突出;(2)生态移民搬迁显著缓解国家公园农户多维相对贫困;(3)劳动力配置和农业资本投入在生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响中发挥部分中介效应;(4)国家公园管制政策和补偿政策在生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响中发挥负向调节作用。基于此,从完善生态移民搬迁政策推进机制,加大安置区非经济维度支持、引导农户要素自由流动及增强国家公园政策协同效应视角出发,提出针对性建议。通过制度创新、要素激活和政策协同,以期实现生态保护与民生发展的有机统一。
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2025,45(17):8642-8656, DOI: 10.20103/j.stxb.202411052703
Abstract:
生态旅游舒适性是促进人与自然和谐共生的重要途径,是和谐共生理念和"两山"理论的具体落实。基于城市舒适性理论,对2010-2023年成都市生态旅游舒适性水平进行测度,运用最小累计阻力模型(MCR)、重力模型提取生态旅游舒适性潜在廊道从而识别生态旅游舒适性核心区,通过模糊集定性比较分析方法(fsQCA)剖析其组态路径。研究发现:(1)成都市生态旅游舒适性水平整体提升,空间分布存在"核心-边缘"结构,具有明显的"极化领跑、共同发展"的特征。其中武侯区、青羊区、龙泉驿区为核心区对边缘区的带动作用尤为显著;(2)成都市潜在生态廊道分布"东密西疏",生态旅游舒适性核心廊道主要以新津区和龙泉驿区向外辐射,呈现出带状分布的特点,并在边缘地带集中;(3)成都市生态旅游高舒适性水平呈现出多元化的驱动路径,主要表现为5种类型:"综合驱动型、资源-交通型、科技-交通型、财政投入型、旅游市场-科技型"。研究结果为提升城市生态旅游舒适性水平与全面推进生态旅游可持续发展提供一定的理论依据与科学参考。
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2025,45(17):8657-8671, DOI: 10.20103/j.stxb.202501190165
Abstract:
生态资产是在一定时间、空间范围内和技术经济条件下可以给人们带来效益的生态系统,包括森林、草地、湿地、农田等。生态资产价值评估能够促进生态资产市场化交易,推动经济、生态协同发展。以河池市为例,在评估潜在供给与实际使用的基础上,以潜在供给为实际使用的阈值,预测实际使用的未来流量,进而利用净现值法核算生态资产价值。结果表明,2020年实际使用总值为2129.12亿元,潜在供给总值为6336.23亿元;以2020年为核算基期,河池市生态资产价值为13.61万亿元,环江县、宜州区资产价值最高,分别为1.82万亿元、1.64万亿元;河池市单位面积资产价值为4.06亿元/km2,其中,天峨县单位面积资产价值最高,为4.72亿元/km2;结合潜在供给与实际使用能够降低拟合方式的影响,避免由于潜在供给与实际使用的混淆以及潜在供给的忽视导致的问题,提高生态资产价值核算的准确性。
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2025,45(17):8672-8686, DOI: 10.20103/j.stxb.202409282368
Abstract:
探究耕地利用隐性转型与农业碳排放耦合协调及其影响因素对我国耕地保护及区域农业高质量发展具有重要现实意义。采用综合评价法测算长江经济带市域尺度下耕地利用隐性形态水平和农业碳排放强度,基于耦合协调度模型评估耕地利用隐性转型与农业碳排放的耦合协调度,并进一步构建空间计量模型考察其耦合协调度的影响因素。结果表明:①2001-2021年长江经济带耕地利用隐性形态呈现稳步提升发展态势,高值区由研究区下游随时间扩大并向中上游延伸。②研究期内农业碳排放强度先升后降,波动较小;中下游地区强度较高,上游地区强度总体较低且保持稳定。③长江经济带耕地隐性利用转型与农业碳排放强度耦合协调度不断提升,空间上呈现东高西低的格局,极化现象显著。④耦合协调度值呈现高-高和低-低集聚现象,具有显著正向空间效应;自然、经济和社会因素共同影响耦合协调度水平,且各因子对邻域单元的溢出效应更为明显。,应注重长江经济带耕地利用隐性转型与农业碳排放的空间示范效应,并因地制宜构建低碳高效的耕地利用与农业发展策略。
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2025,45(17):8687-8699, DOI: 10.20103/j.stxb.202406251477
Abstract:
科学认知生态保护红线内人为干扰风险的时空分布格局与特征,识别人为干扰风险主要驱动因素,可为区域国土空间规划和生态环境管理提供基础支撑和科学依据。聚焦长三角生态保护红线,选取人类活动危险性、人为干扰可达性、生态敏感性为风险因子,基于空间贝叶斯网络构建了人为干扰风险非线性定量化评估模型,开展了长三角生态保护红线人为干扰风险空间分异特征研究。研究结果表明,(1)长三角生态保护红线人为干扰风险整体以较低风险为主,人为干扰风险低、较低、中、较高、高风险区的占比分别为0.76%、69.60%、17.88%、9.59%和2.21%;(2)人为干扰风险分布格局呈南高北低趋势,浙江省、安徽省风险相对较高,江苏省、上海市风险相对较低,人为干扰高风险区和人类活动高危险性-人为干扰高可达性-生态高敏感性区主要分布在浙江省、安徽省及其交界处;(3)不同风险因子对人为干扰风险的影响程度有所差异,按影响强度自高向低依次为生态敏感性-人为干扰可达性-人类活动危险性,三者的主要驱动因素则分别为建设用地危险性、海拔、红线内农田敏感性。研究能够为提升区域生态环境规划管理的科学性和有效性提供理论参考与支持。
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2025,45(17):8700-8715, DOI: 10.20103/j.stxb.202406301522
Abstract:
快速城市化中人、生物、城市的矛盾愈发突出。构建生态网络对于国土空间规划背景下区域内部复杂生态矛盾的缓解以及自然生态系统质量的整体改善具有重要作用。但当前生态网络研究往往从单一、较大尺度出发,重视生境斑块的质量和面积,强调生态网络在安全防护中的基础刚性框架作用,忽视了生态网络尺度之间功能和结构的特征变化与转化规律,导致生态网络建设难以落位。以浙江省东阳市为例,基于景观形态空间格局、最小阻力模型(MCR)及重力模型方法构建城镇尺度生态网络;基于现状分析、认知地图、MCR方法构建绿地尺度生态网络;采用空间叠加方法实现生态网络的多尺度构建与优化。研究结果表明:(1)城镇尺度的生态源地与绿地尺度的源地之间有17处吸引力较大。(2)城镇尺度的生态廊道与绿地尺度的廊道交互有40处,其中5处位置重要,35处位置次要。(3)城镇尺度的生态断裂点与绿地尺度的断裂点在空间上没有交互,但在功能上是互补的。(4)根据实际交互情况进一步提出"识别协同点、建立协同廊、实现协同区"的建议。研究结果以期为城镇生态网络构建提出相应的空间落位方法与参考。
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2025,45(17):8716-8728, DOI: 10.20103/j.stxb.202409082161
Abstract:
研究城镇化与生态系统服务关系的历史演变及未来发展趋势,对构建区域生态安全格局、优化资源配置和实现区域可持续发展具有重要意义。以江西省为研究区,利用LUSD模型综合宏观因素驱动与微观地块演化,模拟城镇化主导下的2035年土地利用变化,采用InVEST模型估算产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量等四种典型生态系统服务功能并刻画其时空动态演变特征,旨在揭示未来生态系统服务对城镇化的响应关系。结果表明:(1)与2020年相比,2035年江西省建设用地需求依然随着人口及其他社会经济因素的变化呈增长的趋势,并将导致林地、耕地等面积进一步减少。(2)城镇化与产水量、土壤保持存在正相关性,与碳储量、生境质量存在显著的负相关性;随着城镇化指标的增长,2035年产水量与土壤保持量有所增加,而碳储量与生境质量呈下降趋势;空间上,产水量逐渐由北到南递减,土壤保持、碳储量、生境质量则均呈现中间低四周高的分布格局。(3)与2020年相比,2035年江西省生态系统服务权衡与协同关系均有所增强,协同关系约占83%,表明协同关系仍为主导。研究评估了未来江西省生态系统服务功能、分析了生态系统服务间的权衡协同关系,揭示了城镇化与生态系统服务的响应关系,可为均衡城市发展和生态环境保护并制定相应的政策提供科学依据。
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2025,45(17):8729-8743, DOI: 10.20103/j.stxb.202411112749
Abstract:
城市社区绿地既是居民重要的日常休闲场所,也兼具重要生态和景观价值。明晰城市社区绿地景观格局特征及其关键影响因素是提升社区绿地生态功能、质量和效益的重要基础,然而目前尚缺乏该方面的研究。基于此,本研究选取了我国北方6个典型城市(北京、青岛、西安、沈阳、西宁和迁安)的35个不同类型社区,通过实地调查和多源遥感影像解译,采用景观指数、因子分析与偏最小二乘法,构建了反映社区绿地景观格局特征的综合指标(景观格局综合指数),分析了不同城市和不同类型社区绿地景观格局现状,并解析了北方城市社区绿地景观格局的关键影响因素。结果表明:(1)所调查北方城市社区绿地景观多样性、聚集度、斑块大小、连通性、数量和形状复杂度均无显著性差异(P>0.05)。高档新建社区绿地聚集度、斑块大小、连通性和数量显著高于普通老旧社区(P<0.05)。(2)不同城市社区绿地景观格局综合指数从大到小分别为青岛、北京、西宁、迁安、沈阳、西安;在不同类型社区间表现为高档新建>普通新建>高档老旧>普通老旧社区。(3)建筑密度、建成时间、人均GDP和社区面积等社会经济指标是影响社区绿地景观格局综合指数的主要因素,海拔、降水量、气温等自然因素的影响相对较小。研究结果可为我国北方城市社区绿地景观格局优化与生态服务功能提升提供科学依据。
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2025,45(17):8744-8753, DOI: 10.20103/j.stxb.202410122479
Abstract:
屋顶光伏以其清洁高效、成本低廉、节省用地、安装方便等优势已成为分布式能源开发利用的重要选择。在我国推进"双碳"目标背景下,对低层社区屋顶光伏系统发电效率以及降碳潜力进行评估有助于低碳社区建设。综合考虑树木生长对屋顶光伏造成的动态遮荫影响,建立树木与光伏板组合模型,选取北京、西安、沈阳为代表城市、国槐为典型树种,以光伏板离地高度、树木与光伏板间垂直距离、树木年龄等指标为变量,通过计算年份累进屋顶光伏板发电量以及树木与光伏板共同作用下的降碳量,对低层社区屋顶光伏系统发电效率及社区树板系统碳减排贡献进行对比分析。结果表明:在首个光伏板生命周期内,3个代表城市的树板社区均未受到过多影响,但在末期光伏板受树木影响幅度明显增大。在设定的84种情况中,北京、西安和沈阳市光伏家庭用电满足率分别为40.5%、47.6%、29.8%。当光伏板离地高度超过6.5 m、树板垂直距离超过6 m、树龄30年以内时,西北、华北地区的光伏板基本满足用户需求,树板匹配理想;而东北地区仅在光伏板离地高度超过6.5 m、树板垂直距离超过5 m、树龄20年以内时满足度较好,东北相对西北、华北地区较不适宜规划树板社区。在所有设定情况下光伏板的碳减排贡献占比均超过80%,种植树木带来的固碳量均不足以抵消其减少的光伏系统降碳量。研究成果可为我国北方城乡低层社区屋顶光伏配置及其植树规划提供重要参考。
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2025,45(17):8754-8766, DOI: 10.20103/j.stxb.202404290968
Abstract:
当前的人地关系研究多侧重于通过量化手段评估自然对人类的重要性,但对自然的关系价值这一维度的关注仍显不足。基于Web of Science数据库中关系价值领域的相关文献,借助CiteSpace等工具开展文献计量分析,从多维度深入剖析该领域的发展态势。研究首先围绕发文时间、国家和期刊展开基础分析,梳理出领域发展的基本脉络;继而聚焦于研究力量布局、知识基础架构以及热点演变轨迹,深入挖掘关系价值领域的核心特征与发展走向。研究发现:该领域发文量呈稳步攀升态势,目前正处于快速增长阶段,且北美洲与欧洲国家的研究关注度较高;载文期刊学科分布相对集中,生态学与环境科学领域占据主导;研究力量方面,作者合作网络呈现8大集群,而研究机构则以欧美地区的10个合作集团为核心;知识基础涵盖关系价值的理论渊源、量化方法及其在项目实践中的影响;研究热点历经"单热点-多热点-单热点"的演变过程,涉及理论与实践层面的多个主题。基于上述分析展望基于关系价值框架的人地关系重构的未来发展方向,提出深化关系价值量化研究、推动其在可持续发展进程中发挥深层次杠杆作用的建议,旨在实现关系价值从理论到实践的跨越。
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2025,45(17):8767-8780, DOI: 10.20103/j.stxb.202408131914
Abstract:
在全球气候变化加剧的背景下,极端天气事件呈现频率增加、强度增强的显著趋势,对社会经济系统的稳定性构成严峻挑战。城市系统因其高人口密度和经济活动强度,具有更高的气候暴露度和脆弱性特征,面临着较其他区域更为突出的气候风险。科学识别气候风险、系统评估其影响机制、制定有效的适应策略并提升城市适应气候变化能力,已成为当前国际学术界和政策制定者关注的核心议题。为系统把握城市适应气候变化领域的研究进展与发展趋势,本研究采用文献计量分析方法,运用CiteSpace软件,基于Web of Science和CNKI核心期刊数据库的文献数据,通过关键词共现网络分析、聚类分析、突现词检测以及文献共被引聚类等技术手段,对城市适应气候变化研究领域进行多维度定量分析。结果表明:(1)在国际研究格局方面,城市适应气候变化研究领域已形成较为丰富的学术成果,呈现多学科交叉研究特征。从国家/地区分布来看,美国、中国和英国在发文总量上位居前列,且多发表于高影响力期刊。但需指出的是,我国研究成果的国际学术影响力仍有提升空间。合作网络分析表明,中国科学院在机构合作网络中处于核心位置,然而整体上各研究机构间及学者间的合作网络建设仍显不足,亟待加强学术交流与合作机制建设。(2)在研究主题演进方面,现有研究主要涵盖三大方向:城市气候风险识别与评估、城市适应气候变化策略体系构建以及典型区域适应气候变化能力建设研究。研究热点呈现明显的阶段性特征:早期侧重于气候变化影响的基础性评估,近期则转向多维度、系统化的适应策略研究。在研究视角上,已从单一的气候变化影响分析拓展至城市脆弱性、可持续性、韧性提升、适应能力建设等多元维度,并逐步纳入能源、环境、政策等交叉领域考量。当前研究前沿聚焦于气候变化应对策略与技术应用创新,其中基于自然的解决方案(NbS)受到特别关注。(3)我国研究现状与展望方面,国内城市适应气候变化研究仍处于发展初期阶段,在研究队伍规模与成果产出数量上与国际先进水平存在差距。未来推进城市适应气候变化研究与实践,建议重点从以下方面着力:深化关键科学问题研究、加强NbS的理论探索与实践应用、促进跨学科与国际合作、推动技术创新与成果转化,以全面提升我国在城市适应气候变化领域的研究水平与实践能力。
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2025,45(17):8781-8791, DOI: 10.20103/j.stxb.202404180860
Abstract:
道路长度的增加、陆路交通走廊的深入、陆路交通网络的扩张对全球生态系统的功能及其完整性产生了巨大影响。研究运用CiteSpace开展了道路生态影响研究的可视化知识图谱分析,从其时间演化、热点研究等方面出发,回溯道路生态影响的研究现状、评价方法、潜在效益,揭示了该研究当前存在的问题,并展望该方向的研究趋势。道路生态影响研究经历了起步期、快速发展期、热点发展期3个阶段,从探讨单条道路的负面影响逐渐发展为交通走廊和路网对水、土、气、生等多生态要素的综合影响,热点区集中在中国和美国,聚焦道路产生的水系切割与水文变化、土壤理化改变与土壤侵蚀、大气污染、碳排放与微气候效应、野生动物个体及种群、植物群落及覆盖度、景观与生境破碎化等问题以及其时间累积和空间叠加的效应,生态影响的评价和效益分析。当前,存在生态影响分析定性多定量少、动态评估薄弱、准确性不足,道路累积和叠加效应不清,影响评价不全面、量化方法缺乏,效益与贡献不明,预测精度不足等问题。未来研究应更加关注道路时空尺度效益、累积叠加效应以及监测评估精细量化,效益与贡献厘定,预测与规划,从源头保护。
2025年第45卷第17期
封面目录
专论与综述
研究论文
学术信息与动态
封底
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常学仁, 王全超, 沈成阳, 孙凌云, 张智琦, 朱鑫浩, 邓万刚, 吴治澎
DOI: 10.5846/stxb202503250679
Abstract:
为探究热带雨林植被恢复过程中不同年限土壤微生物残体碳(Microbial Necromass Carbon,MNC)和土壤微生物对土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的积累贡献以及影响因素,在研究区海南霸王岭国家森林公园选取植被恢复年限为30年(ZH30)、45年(ZH45)、75年(ZH75)天然次生林和原始雨林(YS),采集林下0-20 cm,20-40 cm,40-100 cm土壤样品,分析土壤理化性质、土壤有机碳、微生物群落组成、真菌残体碳(Fungal Necromass Carbon,FNC)、细菌残体碳(Bacterial Necromass Carbon,BNC)以及MNC对SOC的积累贡献以及影响因素。结果表明:(1)随植被恢复年限的增加,三个土层的SOC含量均为先增加后下降,且均在ZH75时最高(6.68-19.12 g·kg-1),在YS时最低(4.23-11.04 g·kg-1),并沿土壤深度的增加而降低。(2)不同植被恢复年限的FNC、BNC,MNC含量范围分别为1.51~4.55 g·kg-1、0.12~0.72 g·kg-1,1.63~5.91 g·kg-1;随着植被恢复年限的增加,BNC、FNC、MNC含量在0-40 cm土层中显著降低,在40-100 cm土层中下降不显著;在0-100 cm土层中,FNC、BNC、MNC含量总体上逐渐降低,ZH30和ZH45下降显著。0-100 cm土层中不同植被恢复年限FNC/SOC、BNC/SOC和MNC/SOC分别为18.9%-58%、1.1%-11.1%和20.9%-67.8%。随土壤深度的增加,ZH30和YS表层土壤FNC/SOC、BNC/SOC和MNC/SOC显著低于表下层土壤,ZH45和ZH75总体上也表现出表层土壤贡献低于下层土壤的趋势;随植被恢复年限的增加,BNC/SOC在0-40 cm土层中显著降低,在40-100 cm土层中下降不显著;FNC/SOC和MNC/SOC在0-100cm土层中均表现为ZH30>ZH45>YS>ZH75。(3)相关性分析和RDA分析结果显示,凋落物质量和有效磷(Available phosphorus,AP)是影响MNC积累的主要因素;AP、土壤速效钾(Available potassium,AK)、总氮(Total nitrogen,TN)与MNC显著正相关,影响了MNC在土壤中的动态分布;与BNC相比,FNC主导了MNC对SOC的贡献。土壤微生物中担子菌门和变形菌门和MNC显著正相关,疣微菌门和FNC/SOC、MNC/SOC显著负相关。
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DOI: 10.5846/stxb202408211974
Abstract:
湿地公园兼顾了湿地保护与公众游憩的双重功能,是一种湿地保护的成功模式。近年来,我国开展了大量的湿地公园建设,但湿地生态系统脆弱敏感极易受到干扰,不科学的规划建设会导致湿地生态系统的整体衰退,因此对于湿地公园的规划建设需要更加的慎重。加强湿地公园生态韧性以提高湿地生态系统抗干扰和恢复的能力,有利于湿地公园的健康可持续发展,从而实现生态保护与社会服务双重目标。基于此,以新济洲国家湿地公园为例,耦合MOP(多目标规划)与PLUS模型进行湿地公园生态韧性的情景研究。结果表明:(1)相比于历史趋势情景,湿地公园生态韧性情景下的生境质量情景与Shannon多样性情景均有大幅度的生态韧性提升;(2)综合优化情景可以兼顾生境质量与Shannon多样性,是生态韧性提升的最优参考;(3)MOP模型可以对PLUS模型不同情景条件进行定量约束得出更为客观的湿地公园情景模拟结果,可以实现规划建设结果的预测。研究结果与方法为湿地公园的规划建设与优化提供了科学依据,以期为湿地公园的可持续发展提供借鉴。
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DOI: 10.5846/stxb202502100259
Abstract:
土壤侵蚀作为全球性生态环境问题,严重威胁土壤生产力和生态系统的稳定性,其时空动态演变规律与驱动机制研究对生态脆弱区可持续发展具有重要科学价值。针对传统评估方法在动态变化响应特征捕捉和生态系统恢复力评估方面的局限性,研究提出了一种基于“频率—幅度—恢复力”的土壤侵蚀脆弱性评价框架。基于1990—2022年多源时空数据,结合最优参数地理探测器模型,以典型生态脆弱区云南省为研究对象,系统解析了土壤侵蚀演变规律及其驱动机制。结果表明:(1)云南省土壤侵蚀以微度侵蚀为主(占比超76.80%),同时呈现出低强度侵蚀增加、高强度侵蚀减少的积极趋势;(2)区域土壤侵蚀脆弱性空间分异显著,稳定和较稳定区占主导地位(58.21%),同时局部区域存在较高的脆弱性(10.84%);(3)坡度对脆弱性空间分异的解释力最强(q=0.2240)。(4)驱动机制呈现梯度响应特征,稳定和较稳定区土壤侵蚀主要受气温和植被覆盖度调控;中度脆弱区受植被覆盖度和有机碳含量的共同驱动;较脆弱和极脆弱区则主要受降水和坡度的影响,且在极脆弱区,土壤性质和植被覆盖度的作用进一步增强。研究提出的“频率—幅度—恢复力”脆弱区识别方法,为土壤侵蚀评估领域提供了新的理论视角和技术工具。
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DOI: 10.5846/stxb202406181403
Abstract:
公园绿地对提升城市居民幸福感,推动地区可持续发展起着关键性的作用。在生态公平的背景下,探究公园绿地供需水平情况及公平性问题意义重大。本研究以成都市主城区为例,采用细粒度网格划分城市空间,基于城市居民出行意愿,结合多源数据、改进的三步移动搜索法、供需水平标准化衡量模型评价地区公园绿地供需水平,利用参数最优地理探测器模型和多尺度地理加权回归模型剖析公平性情况。研究发现:(1)成都市主城区公园绿地供需水平整体呈现出明显的“圈层结构”,一环内区域存在供给匮乏或不足问题,三环外区域处于供给饱和状态。(2)不同出行方式下供需水平存在差异,公共交通出行方式最优,步行出行方式供需水平呈现出点状集聚态势。(3)成都市主城区内各辖区供需水平存在差异,金牛区、成华区供需水平较高,青羊区供给匮乏或不足现象显著。(4)社会经济地位较低的群体普遍面临公园绿地供需不公平问题,但整体不公平性等级较低,住房价格是导致不公平性问题的主要原因。本研究为公共服务设施公平性研究提供新的视角,并对地区实现公园绿地资源合理配置及规划布局提供了决策参考。
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DOI: 10.5846/stxb202404150833
Abstract:
以碳中和目标为导向测度及模拟土地利用空间冲突,有助于构建区域绿色低碳国土空间格局,实现土地资源的可持续利用。本研究以湖南省境内湘江流域为例,基于1990—2020年土地利用分类数据,运用景观生态风险评价方法,从土地复杂性、土地脆弱性和土地稳定性三个维度构建土地利用空间冲突测度模型,在网格尺度上分析流域内土地利用空间冲突的时空演变特征。借助新兴的斑块生成土地利用模拟模型(PLUS),并构建碳中和指数,探讨不同情景下2030年湘江流域的空间冲突特征及碳中和水平。结果表明:(1)湘江流域土地利用结构变化显著,林地占比最大,建设用地扩张151.37%。PLUS模拟结果显示,湘江流域在自然发展情景下建设用地占比增加0.41%,低碳发展情景下的不同地类的面积变化更加合理。(2)1990—2020年湘江流域的土地利用空间冲突平均值呈先下降后上升趋势,从0.56降至0.51后回升到0.52,整体维持在相对可控等级。(3)2030年自然发展、耕地优先、生态优先和低碳发展情景的空间冲突平均值分别为0.506、0.523、0.507和0.505,城镇中心区域的冲突情况有所缓解。低碳发展情景的碳中和水平高值区占比21.56%,仅次于占比最高的生态优先情景(21.65%),该情景能够在兼顾碳平衡的同时最大程度缓解土地利用冲突。研究为湘江流域的可持续协调发展提供重要数据支持,对土地资源高效利用和生态安全具有重要意义。
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DOI: 10.5846/stxb202402200350
Abstract:
转基因作物在带来显著经济效益的同时,其可能产生的环境安全问题也得到了越来越多的关注。为系统研究转基因抗虫作物种植对土壤生态系统的影响,本研究采用16S rDNA扩增子全长测序技术,结合传统土壤理化分析方法,以转Cry1Ah基因抗虫玉米HGK60及其对照常规玉米郑58为研究对象,在严格控制田间试验条件的情况下,进行了为期3年的连续跟踪研究,全面分析转Cry1Ah基因抗虫玉米HGK60种植对根际土壤理化性质及细菌群落的影响。结果显示:(1)HGK60种植对根际土壤理化性质无显著影响(P>0.05);(2)216个玉米根际土壤样品共注释到51门119目221科549属;(3)整体上,HGK60与郑58的根际土壤细菌群落组成在门、纲、科、属水平均无显著差异(P>0.05),HGK60的种植对根际促生菌的相对丰度亦没有显著影响(P>0.05),部分差异仅短暂出现并不具备可重复性;(4)Alpha与Beta多样性分析显示,整体上HGK60种植对根际土壤细菌群落结构无显著影响(P>0.05);(5)不同生育期玉米根际土壤细菌群落变化显著。基于以上研究结果可以得出结论,转Cry1Ah基因抗虫玉米HGK60的种植对根际土壤理化性质、根际土壤细菌群落结构和多样性均无显著影响。本研究通过长期定位试验获得了系统可靠的科学数据,为转基因作物的环境安全评价提供了有力的数据支撑,同时也为转基因作物商业化种植的安全性论证提供了重要参考,为进一步研究转基因作物长期种植对土壤微生物功能基因表达和生态功能的影响打下了基础。
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DOI: 10.5846/stxb202407221719
Abstract:
推进老旧社区改造是城市更新的重要任务,且在生态文明建设的背景下,老旧社区的更新改造越来越重视生态效益的优化。景感生态学理论强调从人体感官的整体感受出发,将多种感官运用到景观规划设计中,为更加全面和综合地提升社区环境舒适度体验提供新的思路和理论支撑。本研究以厦门市深田社区为例,通过感官漫步探索视声热多维景感对社区环境舒适度的影响,并分析季节差异。结果表明:(1)视声热舒适度对总舒适度均具有显著影响,其中声舒适度的影响程度最大。不同季节舒适度的影响存在差异:春季视觉舒适度的影响程度最大,夏季视觉舒适度和声舒适度的影响程度更大,而冬季热舒适度和声舒适度的影响程度更大。(2)视觉感知要素对舒适度的影响主要体现在绿植和开放空间带来的积极影响;声感知要素对舒适度的影响主要体现在声音的响度和交通噪声带来的消极影响;在热感知要素中,温度是最主要的影响因素。本研究为中国亚热带城市社区环境改善提供了有价值的指导信息。
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DOI: 10.5846/stxb202407261764
Abstract:
摘要:研究蒸散发(Evapotranspiration, ET)和植被覆盖度(Fractional vegetation coverage, FVC)的时空特征对区域生态水文过程至关重要。利用2012—2022年MODIS影像数据,采用ArcGIS空间分析及数理统计方法,探讨了青海湖流域生长季ET与FVC的时空动态及其相互关系。结果显示:2012—2022年青海湖流域5月、7月、9月和生长季多年平均蒸散量分别为39.41、65.95和40.33和259.05 mm,相应的植被覆盖度平均值分别为0.52、0.60、0.53和0.55。生长季典型月份及整个生长季年平均蒸散量和植被覆盖度在年际尺度上均呈波动上升但不显著的趋势(P>0.05),但在空间尺度上均呈现不同程度的增加趋势。研究期内青海湖流域生长季平均蒸散量与生长季平均气温、降水量、平均干燥度、土壤含水量和植被覆盖度的空间相关性通过显著性检验(P<0.05)的区域占比分别为51.14%,73.45%、69.37%、79.74%和67.93%,说明研究期内青海湖流域生长季蒸散量受水分和植被覆盖条件影响的范围比热量条件的更广,且不同因子的空间作用具有明显的区域差异。生长季平均蒸散量与植被覆盖度呈显著正相关(R2=0.49,P<0.05),说明2012—2022年生长季植被覆盖度对蒸散量有显著影响。研究结果可为深入认识青海湖流域生长季生态水文过程变化规律提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202407311808
Abstract:
光照是东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)生长所必需的环境因子,光照强度与东海原甲藻的生长状态密切相关,研究发现弱光条件是东海原甲藻赤潮发生和延续的一个重要因素,然而目前对于东海原甲藻对光响应分子机制仍然知之甚少。本研究首次通过生长检测、叶绿素荧光检测、转录组测序分析与组蛋白赖氨酸甲基化修饰检测等多种方法探究东海原甲藻对弱光的生长响应。生长与叶绿素荧光检测发现弱光更有利于东海原甲藻爆发性生长,光合效率更高。转录组分析发现弱光下东海原甲藻内编码微管、基于微管的生物学过程及细胞骨架的结构成分的基因表达显著上调,编码DNA损伤及细胞周期阻滞的基因表达显著下调,这些结果与不同光照强度条件下东海原甲藻的生长检测指标一致。其次,转录组分析还发现东海原甲藻内编码组蛋白赖氨酸甲基转移酶的相关基因表达受到光照强度的显著调控。Western Blot实验结果发现,东海原甲藻组蛋白H3的多个赖氨酸位点发生了甲基化修饰,且有多种甲基化修饰响应光照条件变化。由此我们推测组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与了东海原甲藻对光照强度的生长响应并在其中发挥重要调控作用。
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谢慧黎, 刘晟龙, 戴洪霞, 尤美子, 肖逸, 江伊婧, 刘兴诏
DOI: 10.5846/stxb202408252013
Abstract:
快速城市化和城市热岛效加剧了城市居民对降温服务的需求。城市绿地(UGS)作为重要的自然基础设施,在缓解热环境、降低热暴露方面发挥着关键作用。然而,高密度城市空间资源紧张,如何在有限的UGS资源下实现降温服务的高效供给与公平分配,亟需开展系统的供需匹配研究。构建了UGS降温服务供需匹配评价框架,并以福州市主城区为例,量化评估UGS降温服务供给效益、居民需求以及其供需匹配关系,识别不同圈层之间的梯度差异,并结合城市现状提出差异化的UGS优化策略。结果表明:1)福州市主城区UGS平均降温距离为226.03m,平均降温强度为0.43℃;2)整体呈现供不应求状态,降温服务赤字达2.77×10?人·℃;3)供需匹配关系呈现出从内环“高需–低供”向外环“高供–低需”的城乡梯度特征。研究为城市热环境治理与UGS资源优化配置提供了方法支持与决策参考。
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DOI: 10.5846/stxb202408272037
Abstract:
历史街区是城市生态系统文化服务供给的重要场所,其保护和活化对塑造城市地域性特色与提升人民文化认同感具有重要意义。以漳州古城为例,从物理感知、心理认知及文化感悟三个维度构建了历史街区景感评价指标体系,基于熵值法明确了不同指标在景感评价中的权重,并通过景感满意度地图探究了不同人群(居民和游客)景感体验的空间特征是本研究的创新点。结果表明:公众对心理认知维度重要性评价最强,物理感知次之,而文化感悟的重要性最低,且居民对景感体验的三个维度的评价均高于游客。景感满意度在物理感知维度的空间分布特征显示,居民对生态环境品质高的区域较满意,游客对五感游玩体验丰富的区域较满意,二者的满意度低值区均位于灯光设置不足和高噪音区域;在心理认知维度,居民对人文生活气息充足的传统街道较满意,游客对保留有地域性历史建筑的区域具有较高的满意度,居民的满意度低值区位于文化活动较少的街区边缘地带,游客的满意度低值区位于商业化严重的街道空间;在文化感悟维度,居民和游客均对历史文化氛围浓厚的区域具有较高满意度,均对传统商业与历史文化氛围不足的区域产生较低的满意度。研究结果可为提升历史街区生态系统文化服务功能提供理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202410182549
Abstract:
铁氧化物是影响土壤有机碳(SOC)动态变化的关键因素之一,阐明铁氧化物对SOC的固持与矿化机制是实现“双碳”目标背景下铁-碳研究的热点和前沿问题。本文目的旨在阐明土壤中铁及其氧化物的赋存形态和形态转化如何影响SOC的固持与矿化。梳理在氧化还原稳定或波动条件下铁以及铁与其他因素交互对SOC的作用机制,并在此基础上介绍近些年铁-碳研究热点区域研究成果,最后对当下研究中存在的问题进行总结,并进一步提出未来研究中需着重关注的方向,为我国土壤固碳潜力的科学评价和土壤碳汇管理措施的有效实施提供科学参考。
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DOI: 10.5846/stxb202410202557
Abstract:
探究祁连山南麓植被多样性对生态系统稳定性的影响对区域生态管理和生物多样性保护具有重要意义。本研究通过构建生态系统稳定性与植被多样性响应的研究框架,采用遥感数据分析、多样性指数计算及STL(季节性趋势分解)算法等方法,以祁连山南麓为例,揭示了不同海拔背景下植被多样性对生态系统稳定性的影响,并验证了“保险假说”在景观尺度上的适用性。研究表明:(1)随着海拔的升高,植被多样性和丰富度下降,生态系统的抵抗力增强,但恢复力降低;(2)高海拔地区的生态系统稳定性主要受气候条件影响,低海拔区域则受人类活动(如放牧)干扰显著;(3)植被多样性对生态系统的增强作用有限,多样性与抵抗力的相关性较弱,与恢复力和变异性相关性更低;(4)放牧强度显著降低了生态系统的抵抗力,使得植物多样性难以充分发挥其对生态系统的稳定作用。即在景观尺度上,植物多样性在决定某些生态系统过程方面可能不如在小空间尺度上重要。本研究为祁连山南麓及类似生态脆弱区的生态保护与可持续管理提供了科学依据。
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刘志晖, 张子嘉, 钱龙, 刘倩光, 杨梅花, 张光茹, 杨国姣, 胡中民
DOI: 10.5846/stxb202410252605
Abstract:
草地生态系统生产力稳定性对维持草地生态系统服务和功能至关重要。为深入了解草地生态系统生产力稳定性的研究脉络,本文基于文献计量学方法使用CiteSpace、VOSviewer等软件,以1998—2024年间Web of Science核心数据库中相关文献为数据源进行可视化统计分析,系统总结了草地生态系统生产力稳定性的研究进展。结果表明:(1)1998—2024年草地生产力稳定性的相关研究发文量呈现上升趋势,中国在该领域的研究实力全球领先,中国科学院和兰州大学发文量突出,Collins, Scott L和Eisenhauer, Nico等为主要核心作者;(2)研究热点“生物多样性”、“生态系统生产力”和“时间稳定性”始终是核心主题,说明生物多样性与稳定性的关系始终是研究热点;(3)研究方法丰富和完善,研究方向从关注地上生物多样性与稳定性的关系扩展到同时关注地上与地下生物多样性与稳定性的关系,并且更加全面阐述了全球变化因子对草地生态系统生产力稳定性的影响及机制,解析了不同时空尺度上草地生产力稳定性的响应机制。未来研究可以聚焦于全球变化多因子对草地稳定性的影响,同时推动长期实验的开展和跨学科合作,共同促进草地生态学的深入发展。
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DOI: 10.5846/stxb202410292632
Abstract:
运动是动物生命过程的基础,但在城市高速扩张、人类活动日益频繁,城市中各类生态问题日益涌现的背景下,动物在建成环境中的生存和运动受到干扰和威胁。基于动物运动视角总结城市建成环境中景观阻力研究进展,旨在推动城市生态空间合理规划,维护建成环境中动物觅食、迁徙、繁殖等基本活动。首先,本文阐述景观阻力概念,并解析其发展历程。在此基础上以建成环境中动物作为主要研究对象,阐述物种在建成环境中运动的主要方式及特征。其次,基于动物对生存环境的感知,从景观环境要素和人为干扰两个方面总结建成环境中景观阻力主要影响因素。同时从时间和空间两个角度分析动物在建成环境中运动受景观阻力的影响。最后,从数据获取和分析方法两个方面总结景观阻力构建流程,数据获取分为空间环境数据和动物运动数据,分析方法将其归纳为阻力模拟模型、生物数据分析模型和时空影响模型三类。并且从维护动物运动的角度提出景观阻力在城市空间格局优化、城市生态系统服务功能提升、生物多样性保护等多方面提出景观阻力应用。结果表明:相比自然环境,动物在建成环境中运动和繁衍表现出显著的行为差异,且目前国内外学者围绕景观阻力的研究已经开展大量研究,围绕城市空间元素(包括基质、斑块、廊道等)的景观阻力研究与实践取得了丰富的成果,但是聚焦于动物运动轨迹的景观阻力研究尚不完善。景观阻力作为量化动物生态过程和生态功能的重要方式,景观阻力的研究为建成环境中动物运动的顺利开展、生物多样性保护、生态空间优化、城市生态保护与修复等提供了科学的理论依据和技术支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202411142787
Abstract:
随着城市区域的不断扩大,城市热岛(Urban Heat Island, UHI)连接形成区域热岛(Regional Heat Island, RHI),城市绿地能在有限的城市内部空间降低地表温度。因此,为充分发挥城市绿地的降温作用,合理布局城市绿地内外部结构是绕不开的问题。使用遥感数据,以杭州湾城市群为研究对象,构建了植被覆盖度(FVC)、蒸腾速率(Vegetation Transpiration, Ec)、绿地占比(Green)、乔木占比(Tree)、草地占比(Grass)、灌木占比(Shrubland),以及核心(Core)、孤岛(Islet)、孔隙(Perforation)、边缘(Edge)、环道(Loop)、桥接(Bridge)、支线(Branch)占比,共计13个绿地因子,表征城市绿地遮阳能力、蒸腾能力、绿地面积、树种结构和空间形态5方面特征。使用统计分析和随机森林算法,分析并评估绿地因子对RHI的消减作用,为城市绿地优化提供科学依据。研究结果表明:(1)13个绿地因子中,FVC和Ec是缓解RHI的关键绿地因子,其余表征绿地面积、树种结构和空间形态的绿地因子对RHI的影响和季节差异相对较小,其主要由绿地的核心区域面积对RHI产生影响。(2)关键绿地因子FVC和Ec对RHI的消减效应均存在拐点,且FVC具有季节差异,在春夏秋三季对RHI的消减效应显著,而冬季的消减效应减弱。(3)因此,在规划建设绿地内外部结构时,优先考虑增加植被的遮阳和蒸腾能力,其次考虑增加绿地核心区域面积,最后调整树种结构和空间形态。在选择植被时,推荐种植遮阳和蒸腾作用明显,季节差异较小的植被,以保证该绿地斑块在冬季的降温效果。综上,城市规划实践应“增绿”与“精绿”并重,构建生态功能导向、四季均衡的绿地系统。
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DOI: 10.5846/stxb202411212859
Abstract:
研究不同坡向下乡土草土壤碳组分及其碳氮磷化学计量比特征的影响,对了解三江源区“黑土山”土壤碳的固定以及土壤有机碳稳定性有重要意义。以阴坡和阳坡2种地形上的栽培草地中8个乡土草为研究对象,测定了土壤颗粒有机质(POM)和矿物相关有机质(MAOM)两个组分质量比,及颗粒有机质和矿物相关有机质的土壤有机碳含量(SOCPOM、SOCMAOM)、颗粒有机质和矿物相关有机质的土壤全磷含量(TPPOM、TPMAOM)、颗粒有机质和矿物相关有机质的土壤全氮含量(TNPOM、TNMAOM)和生态化学计量比。结果表明,8种乡土草的土壤碳组分质量比在不同坡向下MAOM要大于POM,SOCPOM的含量小于SOCMAOM的含量,SOCMAOM在阴坡上显著,阴坡 SOCMAOM的含量高于阳坡,其中在不同坡向下溚草SOCMAOM含量差异显著,青海草地早熟禾SOCMAOM含量比SOCPOM更显著;TNMAOM含量的变化范围要高于TNPOM,不同草种的TNMAOM含量在阴阳坡显著性更好(P<0.001),其中,青海草地早熟禾的TNPOM和TNMAOM在阴阳坡有显著差异;坡向对不同乡土草的TPPOM和TPMAOM有显著影响,不同乡土草的TPPOM含量阴坡小于阳坡,不同乡土草的TPMAOM阴坡大于阳坡;C:NMAOM的含量要比C:NPOM高一些,其中4种乡土草的C、N和P化学计量在不同坡向差异显著。未来进一步探究草种和坡向对土壤碳稳定性的影响可能有助于预测土壤有机碳储量的变化,不仅有助于评估草地的退化程度,还能深入了解草地退化对土壤结构及碳固存的影响,为草地生态系统的可持续管理提供科学依据。
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崔晨曦, 王帅, 冯世龙, 刘娜, 曹丽丽, 陈响, 于淼欣, 尹赛男, 单延龙, 谢文君
DOI: 10.5846/stxb202412032970
Abstract:
森林火灾位居森林三大灾害之首,作为一种能够给森林生态系统带来危害和损失的林火燃烧现象,受到气象、地形和可燃物等因素的作用。而森林可燃物是林火燃烧的物质基础与能量来源,对森林火灾的蔓延起到决定作用。根据在林中空间位置的不同,又可以将其划分为地下、地表和空中可燃物。其中,地表可燃物载量能够直接影响地表火的发生和发展,是林火传播的关键因素之一。本研究以吉林省东部地区为研究对象,基于全国森林和草原火灾风险普查数据,研究该地区地表可燃物载量的空间分布特征和影响因素。结果表明:吉林省东部地区地表可燃物载量以1h时滞可燃物载量最高,尤其是延边朝鲜族自治州,最高可达11.13 t/hm2;吉林市北部、延边州中东部、通化市南部的灌木可燃物载量也较高,发生地表火转变为树冠火的风险较高。林分因子的郁闭度、林分密度、树高、林龄是影响可燃物载量的主要因素。使用多元线性回归方法建立的不同类型可燃物载量预测模型均通过了显著性检验(P<0.05),具有较高的预测精度。研究结果可以为吉林省森林可燃物管理和调控提供科学的理论指导。
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DOI: 10.5846/stxb202412063005
Abstract:
生态安全格局识别与优化在保护生物多样性和保障生态系统服务中发挥着重要作用。当前生态安全格局研究多集中于现状分析,关于未来发展对生态系统服务的潜在影响考量不足。为此,提出一种耦合生态系统服务、生态脆弱性和多情景模拟的生态安全格局识别与优化方法,以塔里木河流域为例,评价碳储存、水源涵养、土壤保持、防风固沙4种生态系统服务并结合景观连通性识别生态源地,基于“敏感-恢复-压力”模型评价生态脆弱性,运用电路理论提取生态廊道与关键节点,耦合土地利用多情景模拟识别生态修复区。结果表明:(1)塔里木河流域处于低生态安全地带,区域内水资源短缺和沙漠化严重。(2)塔里木河流域共识别22个生态源地,面积69622.24 km2,以及43条生态廊道,长度6579.76 km。源地呈现南部分散,北部密集的格局,且南、北源地间连通性较差。(3)识别优先保护区582个,;优先修复区237个,优化后整体连通性提高,形成“两屏、一环、多片区”的生态安全格局优化布局方案,明确生态功能分区。研究可为塔里木河流域生态安全格局构建与优化提供依据。
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DOI: 10.5846/stxb202411052712
Abstract:
土壤细菌是生态系统中的重要组成部分,在维持生态系统稳定中具有重要作用。对森林群落优势种根际土壤细菌的海拔响应模式的探讨较为缺乏。本研究通过分析海拔梯度上天目山常绿阔叶林优势种小叶青冈(Quercus myrsinifolia)根际土壤理化性质及细菌群落组成,探究小叶青冈根际土壤细菌群落结构对海拔变化的响应模式。结果表明:天目山小叶青冈根际土壤含水率、微生物量碳、微生物量氮、总磷、有机碳含量随海拔升高呈上升趋势,土壤总氮含量在海拔梯度上呈单峰驼峰模式,土壤pH值则随海拔上升而降低。天目山小叶青冈根际土壤细菌总丰富度和特异性沿海拔升高呈单调下降趋势;优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)和疣微菌门(Verrucomicrobiota)等,土壤细菌群落Chao1指数、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数均随海拔升高而降低。土壤细菌群落的β多样性在最高海拔和最低海拔之间具有显著差异。海拔、土壤含水率、pH值、总磷、有机碳、微生物量碳对细菌群落结构有显著影响。土壤pH值、总磷、有机碳是影响天目山小叶青冈根际土壤细菌群落的关键因素。探明天目山不同海拔小叶青冈根际土壤细菌结构变化规律及影响因素,对维持亚热带常绿阔叶林生态系统功能稳定及养分循环具有重要研究价值。
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DOI: 10.5846/stxb202412243158
Abstract:
细根分解过程是森林生态系统养分循环的重要环节之一,受树种特性和组合类型的综合调节。不同树种混交是提升人工林功能和稳定性的重要措施,然而,不同叶片形态特征及固氮功能的树种混交是否会影响细根的分解过程目前尚不清楚。本研究选取我国南亚热带6种常见的具有不同特性的造林树种开展6个单种及8个两两混合的细根分解实验,以揭示固氮树种有无及不同叶片形态树种组合对细根分解速率的影响规律。结果表明:(1)单种细根分解中火力楠具有最高的质量和养分损失速率,而格木则具有最低的质量和养分损失速率;(2)两两混合的细根分解类型中,马尾松+火力楠和火力楠+红椎的分解速率显著高于其它6种组合类型;(3)按照叶片形态组合的不同模式(阔叶+阔叶,针叶+阔叶,针叶+针叶)对细根分解速率和元素损失速率无显著影响;固氮树种细根参与显著降低混合细根的分解速率,并导致细根中氮、磷和碳元素损失率分别降低34.5%,19.6%和20.8%;(4)两两混合细根的分解速率与分解根系残余物的水分含量和细根初始总磷含量呈正相关,而与细根直径和碳/磷元素比值呈显著负相关。本研究表明亚热带混交人工林的树种组成和固氮树种的参与对细根分解过程具有显著影响,树种组配不同导致的细根分解差异是调节人工林土壤碳库和碳循环的重要因素。
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陈姿宇, 韦有程, 莫秋霞, 王鹤鸣, 王春, 陈祥舟, 马霄, 卜崇峰, 骆汉
DOI: 10.5846/stxb202412303205
Abstract:
羽枝青藓(Brachythecium plumosum (Hedw.) Schimp.)是秦岭北麓石生苔藓结皮中分布广泛的优势藓种之一,辨析其人工培育恢复的影响因子,是开展石质边坡苔藓结皮生态修复的首要前提。本研究依托室内培养箱试验,在赤玉土、火山岩、麦饭石和珍珠岩4种基质处理下,动态观测基质理化性状及羽枝青藓生长指标,探究基质类型对羽枝青藓生长发育的影响。结果表明:(1)培养箱环境可实现羽枝青藓的快速培育扩繁,培育32天时所有处理均形成稳定苔藓结皮,其中使用火山岩基质培育的羽枝青藓生长状况表现最优。(2)羽枝青藓生长发育受基质理化性质的显著影响。羽枝青藓新发枝数、新发枝长与基质容重、全磷、持水孔隙度正相关,与基质总孔隙度、透气孔隙度负相关。羽枝青苔藓结皮盖度与基质pH、持水孔隙度显著正相关,与基质气水比、速效钾、有机质、硝态氮和全氮显著负相关。羽枝青藓的元素吸收和利用效率受基质理化性质的显著影响,且所有基质处理下,羽枝青藓的生长发育均受到P元素的限制。(3)基质各理化因子对羽枝青藓生长发育的影响程度不同,对羽枝青藓生长指标总变异的解释率前五为:全氮>气水比>有机质>透气孔隙度>速效钾;对羽枝青藓植株体元素含量及其化学计量值总变异的解释率排序前五为:速效钾>硝态氮>有机质>全氮>气水比。人工培育羽枝青藓的过程中,基质类型及其理化性质是不可忽视的因素,在羽枝青藓营养元素吸收和利用效率方面,基质的化学性质较物理性质具有更高的影响权重,火山岩可作为秦岭羽枝青藓室内快速培育的理想基质。
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DOI: 10.5846/stxb202412313209
Abstract:
中国城市群作为国家新型城镇化与经济发展的战略载体,正面临城市用地扩张与生态保护的协同治理挑战。通过探究多情景模拟下中国19个城市群城市用地扩张的时空特征与模式,旨在揭示其生态影响、提出生态保护策略并优化扩张路径,为城市规划与可持续发展提供科学支撑。以往鲜有研究揭示多情景模拟下中国19个城市群城市用地扩张差异性特征,这一研究不足限制了针对不同城市群特征制定精细化城市发展政策的能力。因此本研究基于多源数据,运用PLUS模型和景观格局指数等方法,揭示了2000—2030年中国19个城市群城市用地多情景时空变化特征及其扩张模式。研究结果如下:(1)城市用地面积占比由2000年1.27%增至2020年3.20%,其中耕地转入贡献率达65.3%,2030年城镇发展情景下城市用地面积最大为1.70×105 km2,较2020年增长4.3倍;(2)景观格局呈现显著异质性,2000—2020年,中国城市群城市用地面积增加、破碎度增大、景观形状趋于复杂、平均规模逐渐变小,2030年城镇发展情景下,城市用地面积扩张更加剧烈,其聚集度及复杂程度均增加。核心城市表现为大规模、快速扩张,空间形态复杂,生态保护情景下仍保持较高的平均斑块面积,次核心城市扩张规模相对较小,但斑块密度和聚集度较高,反映出适中的扩张态势,而其他等级城市扩张规模小、速度慢,空间形态简单,用地扩张有限且分散;(3)扩张模式呈现“飞地-填充”的动态转换特征,2000—2010年,飞地式扩张广泛分布于哈长、辽中南、京津冀等城市群,填充式扩张则集中于东部沿海及部分内陆城市群,2010—2020年,飞地式扩张减少,填充式扩张增加,尤其在东部沿海及成渝、长江中游等城市群,核心城市以填充式扩张为主,次核心城市从蔓延-填充复合扩张逐渐向填充式主导过渡,其他等级城市也出现填充式扩张趋势,2030年,城镇发展、耕地保护和自然增长情景下,以蔓延式扩张为主;生态保护情景下,发生城市用地扩张的区域较少。城镇发展情景下核心城市以蔓延式扩张为主,次核心城市以蔓延-填充复合扩张。研究结果为城市群城镇健康发展、耕地资源可持续利用以及生态环境安全保障提供重要参考。
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吴国锋, 厉亮, 王卫国, 王国杜, 俞遴, 付文燕, 程育民, 陈康民, 夏国华
DOI: 10.5846/stxb202501060036
Abstract:
玉兰叶石楠(Photinia magnoliifolia Z.H.Chen)是我国特有的珍稀濒危野生植物,有且仅有浙江临安和湖北蔡甸2个小种群,呈孤岛状,个体数量极少。通过分析不同生境条件下玉兰叶石楠的花部特征与传粉生物学特性,探讨其繁殖生态机制,为其物种保育提供科学依据。结果表明:(1)玉兰叶石楠花部特征变异幅度为7.98%—24.93%,平均变异系数为13.12%,其中花幅的变异最小,花梗长度的变异最大;回归分析显示,郁闭度显著影响花部特征,迁地保护林缘群体的花幅、萼筒长度、花柱长度及子房直径显著大于其他生境(P < 0.05),而花梗和子房长度最小。(2)玉兰叶石楠花部特征间存在较高的相关性,36对性状中达到极显著(P < 0.01)和显著相关(P < 0.05)的性状分别有10对和4对,其中与花幅和花瓣长度显著相关的性状较多,分别为4对和3对。(3)玉兰叶石楠杂交指数(OCI)为3,繁育系统为兼性异交类型,自交亲和,有时需要传粉者。(4)观察到玉兰叶石楠访花昆虫共16种,隶属于4目10科,主要访花昆虫有灰管带食蚜蝇(Eristalis cerealis)、黑带食蚜蝇(Episyrphus balteatus)、小蜜蜂(Apis florea)、中华蜜蜂(Apis cerana)和斑青花金龟(Oxycetonia bealiae),双翅目、膜翅目和鞘翅目昆虫均为潜在的传粉昆虫。综上,生境异质性驱动玉兰叶石楠花部特征表型可塑性,表现为关键花部性状的适应性分化,其繁育系统为兼性异交,依赖传粉者,访花昆虫较丰富,具有泛化传粉系统特征,这可能是其对异质生境的一种适应性策略。
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吴泽洲, 刘星语, 张明, 关军, 陈佛赐, 徐可西, 赖亚妮, 陈湘生
DOI: 10.5846/stxb202501160144
Abstract:
高密度城市片区是城市人口最密集、物质空间形态最集中的区域,其碳中和规划对于实现区域低碳发展目标至关重要。选取香港明日大屿人工岛为案例,从“需求侧-供给侧-碳汇”三维协同视角出发,提出了节能绿建、绿色交通、资源节约、生态增汇、转废为能和清洁能源六个减排策略。通过构建四种由易到难、由基础到深化的减排情景,预测不同情景下建筑、交通、居民生活和能源四大部门的碳排放量及植被碳汇吸收量,并分析各部门的减排效果。结果表明,建筑部门是高密度城区碳排放最多的部门,其中公共建筑碳排放量远高于居住建筑,交通部门碳排放量次之。相较于基准情景,建筑部门、交通部门、居民生活、碳汇以及能源部门的减排贡献分别为25.3%、29.4%、8.3%、4.2%和14.7%。因此,本研究建议:首先,从需求侧入手,采取提高能效、电气化率和资源利用效率等策略,减少能源需求;其次,通过增加绿化面积和提升固碳效率等手段实现增加碳汇;最后,从供给侧出发,采用风能、光伏等可再生能源,并结合碳捕集、利用与封存(CCUS)技术,推进清洁能源供给。这一综合策略为高密度城市片区实现碳中和提供了一条可行路径。
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杨志坚, 魏 静, 张俊鹏, 何梦萍, 林秋霖, 邓 青, 冯金玲
DOI: 10.5846/stxb202501240184
Abstract:
植被群落发育可直接决定水土流失区生态功能恢复成效。采用空间代替时间的方法,在长汀红壤侵蚀区选取流失斑和5个发育阶段的马尾松林分研究不同恢复阶段植被、枯落物以及土壤持水特征的差异及相互作用,探讨马尾松恢复林分发育进展对林分涵养水源能力的影响。研究结果表明,马尾松恢复林分能力是以枯落物持水占主导作用。在发育初期以植被层持水为主,中期以土壤层持水为主,中后期以枯落物层持水为主,林分发育到25 a后才具有森林水源涵养能力。枯落物持水能力在林分垂直结构中由乔木层、灌木层和枯落物层调控,主要受到乔木层物种丰富度、灌木层物种均匀度和枯落物生物量决定;土壤持水能力只由乔木层和土壤层调控,主要受土壤非毛管孔隙度、土壤容重、林分郁闭度和林分密度决定;植被持水能力由乔木层、草本层、枯落物层和土壤层共同调控,以草本层物种均匀度起决定作用。建议在亚热带红壤侵蚀区,以马尾松和胡枝子中低密度混交组成乔灌层,以铁芒萁为草本层,营造初始林分;在10 - 20 a马尾松恢复林分下,套种木荷、赤楠和石斑木的方式,改造恢复林分结构;结合每年对林分土壤进行局部深翻和施有机肥等措施,提高林分持水能力,达到涵养水源、保持水土的功能。
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王晶懋, 冯洪晶, 张涛, 高洁, 杨阳, 王丁冉, 张琳娇
DOI: 10.5846/stxb202501260207
Abstract:
在气候变暖和城市高密度建设与存量发展的背景下,如何建设低碳绿色空间成为城市生态可持续发展与生物多样性增加的关键。本研究旨在探索从宏观-中观-微观尺度共同构建城市绿色空间低碳景观提质增效的多元途径。基于西安地区不同土地利用类型下的碳储量分布情况,根据景观格局指数从绿地形态上分析了4种城市街区绿地空间格局的固碳能力:多核心辐射型>散点分布型&廊道穿越型>单核心辐射型。在此基础上量化计算4类街区绿地产生的生物多样性、固碳释氧、气候调节等生态系统服务价值:多核心辐射型最高为2483.24万元,散点分布型最低为1593.9万元,绿地面积是影响其价值的关键因素。基于生物多样性提出从设计全生命周期和绿地结构上提升街区绿地碳汇效益,以白马河公园为例,提出提质增效与减排途径,结合功能需求划分碳汇单元,筛选出以乔灌草为主要植物配置结构的高固碳群落样方,并提出多样化的高固碳树种组构方式,以指导具体低碳景观实践及实现绿地景观碳中和。
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DOI: 10.5846/stxb202502040232
Abstract:
城市居民用能方式碳效应空间识别与强度分异机制探析是居民生活低碳转型研究的重要内容,对推进人与自然和谐共生的现代化建设具有重要意义。然而,精细尺度居民碳效应评估相对薄弱,居民用能方式碳排放的非线性作用机制还不清楚。因而,文章采用夜间灯光、互联网地图服务、手机信令等多源数据,利用随机森林模型,以郑州市为例,揭示居民用电碳排放的空间异质性特征,探讨建成环境、气候要素与社会经济因子作用下居民用电碳排放的非线性作用规律。结果发现:(1)郑州市主城区居民人均生活用电碳排放为2.07t,空间分布呈中心城区低、外围城区高的特征。碳排放总量的空间分布格局相反,表现出中心城区高、外围城区低的特征。(2)建成环境、气候要素与社会经济对居民用电碳排放变化的贡献依次减弱,贡献度分别为50.07%、26.17%、23.75%。其中,当零售商业设施、基础教育设施密度分别在0—2000个/km2和0—100个/km2范围时,建成环境多样性提高显著增加居民用电碳排放。而当绿地率在0—0.25时,城市绿地对于居民用电碳排放的影响先促进后抑制。(3)居民用电碳排放的影响因素存在显著的空间异质性。地表温度是二环及其以内居民用电碳排放变化的最重要贡献者。建筑高度是三环及以外居民用电碳排放变化的最重要贡献者,两者呈现正向非线性作用关系。研究成果提高了对城市精细尺度居民用电碳排放的空间认知,揭示了建成环境、气候要素与社会经济因子协同下居民用电碳排放分异特征,为低碳城市、气候韧性城市建设提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202502110276
Abstract:
研究干旱区固沙植被区土壤的理化性质、大气/土壤温度和土壤碳通量的变化特征,阐明土壤碳通量与水分、养分、温度等影响因子间的关系,对科学评估人工固沙植被恢复对荒漠生态系统碳收支变化的影响有重要意义。在古浪县八步沙林场选取柠条(Caragana korshinskii Kom.)、白榆(Ulmus pumila L.)、沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)、花棒(Hedysarum scoparium Fisch. et Mey.)林地为研究对象,以裸沙地为对照,利用LI-8100土壤碳通量测量系统定点观测了不同固沙植被区的土壤碳通量、地表温度和5 cm深度的浅层地温,测定和分析了不同固沙植被区土壤的理化性质、大气/土壤温度和土壤碳通量的特征,采用回归分析阐明了土壤碳通量与水分、养分、温度等影响因子间的关系。结果表明:(1)各固沙植被区土壤碳通量日变化呈单峰曲线,峰值出现在12:00—14:00;季节变化特征表现为春季>秋季>夏季>冬季,春季土壤碳通量与夏季、秋季、冬季差异显著(P<0.05);(2)不同固沙植被区日均土壤碳通量均高于裸沙地,但夏季植被类型间差异不显著(P>0.05);土壤CO2年排放量介于543.92—881.30 g/m2;(3)土壤碳通量与浅层地温(5 cm)、地表温度、大气温度呈极显著正相关关系,土壤碳通量温度敏感性指数Q10值介于1.92—2.66,对浅层地温(5 cm)的变化最为敏感,浅层地温日变化滞后于大气温度和地表温度的日变化;(4)土壤有机质和浅层地温是影响土壤碳通量的主要因素,能够解释土壤碳通量变异的65.4%,而研究区表层0—10 cm土壤水分对土壤碳通量的影响不显著。本研究表明,固沙植被通过改善土壤有机质和浅层地温促进土壤碳循环,利用植被重建改善土壤养分与水热条件,为提升荒漠土壤的碳贮存能力和潜力提供了途径,同时也为荒漠生态系统土壤碳封存研究提供了参考依据。
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DOI: 10.5846/stxb202502120286
Abstract:
小兴安岭森林在维护国家生态安全、应对气候变化等方面发挥着重要的作用。本研究以小兴安岭天然林保护工程区三个不同纬度地区(清河、带岭、五营)不同龄级的天然次生林为研究对象,采用样地清查法量化植被和土壤等各组分碳密度分异及其影响因素。研究结果显示,不同纬度的植被碳密度和残体碳密度存在显著差异,植被碳密度波动由低纬度向高纬度呈递减趋势,随林分的平均年龄呈增加趋势;清河地区的各林型植被碳密度波动范围为76.22 — 154.57 t/hm2,显著高于五营(74.97 — 105.78 t/hm2)和带岭(61.49 — 91.89 t/hm2)的森林植被碳密度。带岭地区的红松柞木林植物残体碳密度为6.69 t/hm2,显著高于其他地区。表层土壤(0 — 10 cm)碳含量和中层土壤(20 — 40 cm)碳含量在纬度间差异不显著,带岭地区大于40 cm深层土壤平均碳含量为20.56 mg/g,显著高于清河(3.94 mg/g)和五营地区(11.10 mg/g)。但是,土壤碳密度在不同纬度间的差异不显著,土壤碳密度波动范围为79.03 — 118.25 t/hm2。清河地区的森林总碳密度(189.96 — 235.66 t/hm2)最高,而五营地区的总碳密度(146.59 — 182.58 t/hm2)最低,随着纬度的升高,森林总碳密度呈降低的趋势。植被、土壤和残体碳密度占总碳密度的范围依次分别为42% — 64%、35% — 54%和1% — 4%。小兴安岭不同菌根型树种碳密度存在明显的区域特征,各地区植被碳密度以外生菌根树种为主,占总植被碳密度的57 — 99%,且随着维度升高其占比呈增加趋势,外生菌根树种碳密度随林龄增大有降低的趋势。植被碳密度与年龄多样性、胸高断面积、最大树高呈显著正向影响,与降雨和海拔呈边缘显著正向影响,植物残体碳密度受到降雨和海拔的显著正向影响,土壤碳密度与各项因素无显著相关关系,植被碳密度与残体碳密度呈显著负相关关系。
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DOI: 10.5846/stxb202502150303
Abstract:
政策是顶层设计者协调生态与社会发展关系的关键手段。通过对2013-2023年京津冀政府政策文件进行政策强度评分与文本分析,并以2013-2023年中国土地利用数据为基础对京津冀地区碳储量、生境质量以及生态系统服务价值进行测度,采用PLS-SEM结构模型评估政策对生态系统功能变化的影响路径和影响效果。研究发现:研究期内京津冀地区政策力度呈现出先上升后下降的趋势,并在2021年达到研究期内最大政策强度,得分为419分;2013年总碳储量为2305.88Tg,2023年总碳储量达到2316.66Tg,呈现出持续增加的趋势;生境质量均值呈波动下降趋势,空间分布特征呈现出由西北向四周逐渐降低的态势,生境退化指数呈波动上升趋势,空间分布格局则表现出东南高、北部低的态势;2013年与2023年生态系统服务价值量分别为40148020.81与54127518.48亿元,总体呈现上升趋势;PLS-SEM模型表明政策实施对研究区生态系统变化产生了显著影响。
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DOI: 10.5846/stxb202502170329
Abstract:
量化竞争对长白落叶松干旱适应性及生态弹性的影响,为气候变化下长白落叶松人工林的适应性经营提供理论依据。本研究以黑龙江省哈尔滨市胜利实验林场36块长白落叶松人工林为对象,采用Hegyi竞争指数将各样地划分为3组,即低竞争指数组(CI<2.9,n=45)、中竞争指数组(2.9≤CI<4.8,n=60)、高竞争指数组组(CI≥4.8,n=52); 采用树木年轮学方法量化不同竞争强度下长白落叶松对干旱的适应性和生态弹性的差异性响应。结果表明:限制长白落叶松径向生长的主要气候因子为低竞争指数组非生长季的月降水量、月最低温以及月均温,中竞争指数组非生长季的月降水量,高竞争指数组非生长季的月降水量以及月最低温;抵抗力表现为低竞争指数组>中竞争指数组>高竞争指数组,恢复力表现为高竞争指数组>低竞争指数组>中竞争指数组,弹性力表现低竞争指数组>高竞争指数组>中竞争指数组。随着干旱年份的延续,不同竞争长白落叶松的抵抗力变化趋势呈现显著下降,恢复力变化趋势呈现显著上升,弹性力则呈现显著下降。因此,非生长季降水是限制长白落叶松径向生长的主要因子,低竞争指数组的适应能力更强因而有利于抵御干旱。
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宣瑞智, 佘维维, 郭焱培, 秦 欢, 乔艳桂, 袁新月, 秦树高, 张宇清
DOI: 10.5846/stxb202502190345
Abstract:
摘要:水分和氮素有效性是荒漠生态系统植物生长发育的主要限制性因素;然而,其对荒漠植物群落功能多样性与生态系统多功能性的影响尚不明晰。本研究以毛乌素沙地典型黑沙蒿群落为研究对象,基于9年的水氮添加野外实验,测定黑沙蒿群落中各物种的株高、比叶面积、叶片干物质含量及叶片氮、磷含量,计算群落水平性状及功能多样性指数;基于植物生产力、土壤肥力和土壤胞外酶等指标,采用平均值法计算生态系统多功能性,分析水氮添加对黑沙蒿群落功能多样性和生态系统多功能性的影响。结果显示:(1)水添加显著增加了群落水平株高,但显著降低群落叶片氮、磷含量,氮添加显著降低群落株高和群落叶片磷含量,同时显著增加群落叶片干物质含量,水添加显著增加氮添加对群落比叶面积的正效应,同时显著降低氮添加对群落叶片磷含量的正效应;(2)水添加显著增加了功能离散度指数(FDis),水添加显著减弱氮添加对功能丰富度指数的效应(FRic);(3)水氮添加对土壤速效养分和部分胞外酶活性具有显著影响,土壤速效磷和地上生产力呈负相关,水氮添加及其交互作用对生态系统多功能性均无显著的直接影响;(4)水添加通过增加群落比叶面积,氮添加通过降低功能丰富度指数和增加群落比叶面积,间接降低了生态系统多功能性。研究结果表明,水氮添加使黑沙蒿群落趋向资源获取型策略,抑制了群落内物种生态位分化,体现出更强的群落竞争和养分消耗。在未来降水和氮沉降增加的情形下,黑沙蒿群落可能向资源获取型策略转变,导致生态系统多功能性降低,可能会减弱生态系统稳定性。
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DOI: 10.5846/stxb202502280429
Abstract:
放牧活动已成为目前大熊猫栖息地面临的最常见且迅速扩展的威胁之一,其本质是放牧家畜与大熊猫活动的时空重叠。本研究以大熊猫国家公园卧龙片区为案例,利用物种分布模型和核密度分析方法,探讨了大熊猫与放牧家畜的时空重叠特征,并分析了导致重叠的原因。结果显示:(1)大熊猫与放牧家畜的活动节律重叠度在春季最高(?=0.86),其次是冬季(?=0.74),夏秋季最低(?=0.67)。除夏秋季外,大熊猫与放牧家畜的活动节律不存在显著差异。(2)在空间分布上,大熊猫与放牧家畜的适宜生境具有较高的重叠性(生态位重叠指数D=0.56,I=0.83)。高重叠区域的面积为61.26 km2,主要分布于保护区的东北至东南部,呈斑块状分布。(3)在大熊猫生境预测中,影响因素贡献较大的环境变量依次为距公路的距离、平均温度日较差、距水源的距离以及植被类型;而对于放牧家畜的生境预测,影响较大的环境变量依次为降水量季节性、坡度和植被类型。分析表明,大熊猫与放牧家畜适宜生境重叠的主要原因在于两者生境选择上的相似性,同时放牧家畜适宜生境的环境变量范围较广,通常能覆盖大熊猫适宜生境的环境变量范围。基于此,建议保护区管理局划定并严管放牧缓冲区,采取差时或分区放牧策略,以减少放牧家畜和大熊猫的活动的重叠。研究结果为缓解大熊猫栖息地的放牧干扰提供了重要的科学依据,也为类似保护地的管理提供了参考。
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DOI: 10.5846/stxb202503110539
Abstract:
干旱区绿洲生态系统脆弱,植被动态对区域生态平衡和水资源可持续利用至关重要。然而,传统的植被指数预测方法往往假设其呈线性或平稳特征,难以充分捕捉实际环境中潜在的非线性和空间依赖性。本研究以青土湖绿洲为对象,综合利用遥感数据,包括归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、归一化水体指数(Normalized Difference Water Index, NDWI)以及盐分指数(Salinity Index, SI),并结合5×5邻域空间特征和3年时滞窗口,构建融合卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)与门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)的CNN-GRU深度学习模型,用于预测青土湖绿洲的NDVI时空变化。结果表明,与仅使用CNN或GRU的模型相比,CNN-GRU模型在决定性系数(R2)、均方根误差(RMSE)等指标上均表现更优,其中测试期R2可达0.88,尤其在高NDVI区和绿洲-荒漠过渡区的预测更为准确。邻域空间信息与三年时滞特征的输入,有效增强了模型对NDVI复杂非线性及空间关联性的捕捉能力。该研究结果为干旱区绿洲植被长期监测与生态环境管理提供了更可靠的技术支撑,也为深度学习与遥感技术在生态系统研究中的应用提供了新的思路和借鉴。
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DOI: 10.5846/stxb202503110541
Abstract:
竞争作为影响红松(Pinus koraiensis)生长发育的重要因素而得到关注,但林冠下中幼龄红松对竞争的响应机制尚缺乏深入研究。本研究以东北林业大学帽儿山实验林场红松阔叶树人天混交林林冠下15年生(幼龄)、30年生(幼龄)和45年生(中龄)红松为研究对象,使用Hegyi竞争指数(HCI)量化红松所受相邻木竞争强度,将竞争强度分为5个等级(HCI分别为0—5,5—10,10—15,15—20,20—25),分析中幼龄红松在不同相邻木竞争强度下的直径、树高生长和生理特征,结合相关性分析探究中幼龄红松适应竞争压力的生态学机制。研究结果表明:(1)相邻木竞争强度对中幼龄红松的直径和树高生长有显著的负效应,这种抑制效应随着树龄的增加愈发显著。(2)相邻木竞争强度与中幼龄红松的直径和树高之间均呈幂函数关系。(3)中幼龄红松针叶的非结构性碳水化合物(NSC)和全氮(TN)含量随着竞争强度增加表现出先升高后下降的趋势,15年生红松针叶的NSC和TN含量在竞争强度等级为3(竞争强度10—15)时达到峰值,而30和45年生红松在竞争强度等级为2(竞争强度5—10)时达到峰值;针叶的NSC与TN含量呈显著正相关;细根的淀粉和全碳含量相对稳定。(4)15年生红松顶芽的赤霉素(GA)含量相对稳定,而30和45年生红松顶芽的GA含量随着竞争强度增加逐渐下降;顶芽的吲哚乙酸(IAA)含量与直径和树高呈显著正相关。(5)不同树龄红松耐受相邻木竞争强度范围存在差异,15年生红松可以耐受的竞争强度等级为1—3(竞争强度0—15),而30和45年生红松收窄为1—2级(竞争强度0—10)。综上,为保障林冠下红松林木正常生长发育,15年生红松所受的竞争强度应不超过Hegyi竞争指数15,而30和45年生红松所受的竞争强度不超过Hegyi竞争指数10。
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杨凤姣, 王亚飞, 牟淼先, 付琰芮, 段文标, 郭芙, 邓逸飞
DOI: 10.5846/stxb202504230967
Abstract:
植被组成是驱动森林生态系统土壤功能变化的重要因素。为了探明张广才岭不同林型的物种多样性与土壤胶结物质对于土壤团聚体稳定性的影响,以张广才岭3种典型林型(暗针叶林、云冷杉针阔混交林、山地杨桦林)为研究对象,对比分析不同林型土壤团聚体稳定性差异及其胶结物质含量变化,探明有机与无机胶结物质对团聚体稳定性的贡献,并运用偏最小二乘通径模型解析物种多样性通过有机无机胶结物质影响团聚体稳定性的内在机制。研究结果表明,(1)3种林型团聚体粒径范围主要集中在2—0.25mm,其中云冷杉针阔混交林的土壤团聚体稳定性显著高于其他两种林型(P<0.05)。(2)与暗针叶林相比,云冷杉针阔混交林和山地杨桦林的总有机碳分别提升57.1%和44.2%,总颗粒有机碳分别提升56.9%和48.4%,总矿物结合态有机碳分别提升66.3%和71.3%。暗针叶林中以上三种有机碳含量均显著低于其他两种林型(P<0.05);(3)络合态氧化铁表现为山地杨桦林>云冷杉针阔混交林>暗针叶林,而无定形态氧化铁和游离态氧化铁在各土层间无显著差异(P>0.05)。(4)偏最小二乘通径模型显示,物种多样性对氧化铁含量产生直接的极显著负效应(通径系数为-0.459,P≤0.001),对有机碳呈直接正作用,但未达显著水平(P>0.05)。土壤氧化铁对土壤有机碳产生显著的正作用(通径系数为0.349,P≤0.05),对团聚体稳定性产生正作用,但无显著性。土壤有机碳对土壤团聚体稳定性产生极显著正作用(通径系数为-0.693,P≤0.001)。综上,云冷杉混交林的土壤团聚体稳定性最高;有机胶结物质对土壤团聚体稳定性起直接调控作用,无机胶结物质则主要通过间接途径产生影响;不同林型对团聚体稳定性的影响主要通过土壤胶结物质的介导实现:林型变化直接作用于无机胶结物质,进而影响有机胶结物质的积累与转化过程,最终改变团聚体稳定性。上层植被通过介导氧化铁的形态,影响其与土壤有机碳的交互作用,从而实现对团聚体稳定性的间接调控。本研究结果为阐明森林暗棕壤团聚体稳定性与胶结物质的耦合机制提供了理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202505301352
Abstract:
粮食绿色全要素生产率的提升作为农业新质生产力的重要内容,科学探究高标准农田建设的粮食绿色生产效应,为发展农业新质生产力和粮食绿色生产转型提供参考。基于省级面板数据,运用双固定效应模型分析高标准农田建设对粮食绿色全要素生产率的影响及作用机制。研究发现:(1)高标准农田建设对粮食绿色生产具有显著的促进效应,经过一系列稳健性检验后这种作用依然存在。(2)异质性分析发现,高标准农田建设对粮食主产区、经济较发达地区、农业生产条件较好地区粮食生产绿色转型的作用更大。(3)机制分析表明,高标准农田建设能够通过提高农地经营规模、调整农业种植结构和改善农业要素质量来提升粮食绿色全要素生产率。(4)门槛效应发现,高标准农田建设的粮食绿色生产效应随着建设费用增加呈现边际递减的非线性特性,门槛前的提升效应要明显大于门槛后。因地制宜探索高标准农田建设模式,推动适度规模经营和提升粮食专业化生产能力,从而促进以粮食绿色全要素生产率为代表的农业新质生产力不断跃升。
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李培, 汪洋, 夏雪, 李帆, 黄林, 张珂宁, 赵俊杰, 李雨果, 蔡骏
DOI: 10.5846/stxb202502160319
Abstract:
理清主体功能区战略对区域碳格局的驱动效应并解析其“灰箱”传导机理,是构建区域“双碳”政策体系的基础。本文以川渝地区为实证对象,通过双重差分模型、中介模型和空间双重差分模型,解析主体功能区战略的碳排放格局驱动效应及其传导模式。研究发现:(1)2005-2020年川渝地区碳排放总量增长83.0%,增速放缓,呈现“东高西低”,以成渝双核为中心向外递减的稳定格局,碳排放格局与功能定位高度契合;(2)主体功能区战略对区域碳排放格局具有差异化的驱动效应,与功能定位协同性强,城市化地区对碳排放呈显著正向驱动,农产品主产区和重点生态功能区均呈现显著负向驱动;(3)三类功能区具有差异化的政策空间传导机制。城市化地区因人口和产业聚集、城镇扩张等4类政策通道激励效应为正,促进碳排增长,而农产品主产区政策传导通道导向不明晰,但受产业准入和城建抑制引导碳排放趋向收敛,重点生态功能区则通过人口转移、产业限制、城建收缩等五类通道激励效应为负,引导碳累积低速累积或稀释;(4)碳排增量表现出收敛性趋势,碳源中心向成渝双城经济圈中的城市化地区转移,而城市化地区和农产品主产区碳源属性远强于碳汇属性,重点生态功能区普遍呈现碳排稀释趋势;(5)碳排放呈现空间溢出效应,城市化地区激励周边地区的碳排放,而农产品主产区和重点生态功能区抑制邻近区域的碳排放。
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DOI: 10.5846/stxb202502170327
Abstract:
为了解川西高原林地水源涵养功能,探究枯落物层和土壤层的持水特性。本研究以四川省甘孜藏族自治州康定市低海拔(2050m和2250m)的小叶杨和蒙古栎林地、中海拔(2450m和2750m)的马尾松和欧榛林地、高海拔(2950m)的铁杉林地为研究对象,测定分析不同海拔梯度下林地枯落物层厚度、蓄积量、有效拦蓄量等及土壤层容重、毛管孔隙度、饱和导水率、有机碳含量等参数,并采用主成分分析及模糊数学隶属函数法综合评价林地的水源涵养功能。结果表明:(1)2750m海拔的枯落物层厚度、枯落物蓄积量和枯落物有效拦蓄量显著高于2050m、2250m、2450m和2950m海拔,分别较其平均增加24.43%、141.39%和17.25%(P<0.05)。土壤非毛管孔隙度和表层有机碳含量在2450m海拔最高,其中表层土壤有机碳较2050m、2250m、2750m和2950m海拔分别增加了147.06%、71.65%、36.39%和41.55%。(2)土壤非毛管蓄水量、土壤非毛管孔隙度和土壤容重是影响林地水源涵养功能的主要因素,其次为枯落物有效拦蓄量和枯落物厚度,这些因素相互作用共同影响了林地的水源涵养功能。(3)林地的水源涵养功能在不同海拔梯度上存在显著差异(P<0.05),其中中海拔林地的水源涵养能力最强,其次为低海拔,而高海拔的水源涵养能力最弱。不同海拔林地的水源涵养能力在306.20—397.01t/hm2之间,与中海拔相比,低海拔和高海拔林地的水源涵养能力分别降低了8.95%和34.63%。(4)在0—30cm土层,土壤层的水源涵养功能显著高于枯落物层,约为其12.10倍,表明土壤层具有较强的水分保持和调节能力。研究结果可为川西高原森林生态系统的保护与修复、水源涵养功能的维持与提升提供科学依据。
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吴佳忆, 路晓平, 安峥旭, 桑珠扎西, 孙谢怿, 王熙平, 冯春婷, 杨俊毅, 乔娜, 朱印酒, 李宁, 王进进, 孟秀祥
DOI: 10.5846/stxb202502190346
Abstract:
长江源唐古拉山以北区域是多种珍稀濒危野生动物的栖息地,其主体部分于2021年纳入三江源国家公园,是三江源生态安全和生物多样性保护的重要组成部分,被称为三江源国家公园唐北区域(简称唐北区域)。2024年6月—11月,综合采用样线调查、红外相机调查和访查等方法在唐北区域及周边地区开展野生哺乳类和鸟类资源调查并进行区系分析。调查共选取401个红外相机位点,累计获得21872个有效相机工作日,采集照片131908张,其中独立有效照片14417张;累计样线12条,样线总长622km。结果发现,区域内分布有鸟类13目26科52属85种,哺乳类6目12科26属30种,含国家Ⅰ级重点保护野生动物13种,Ⅱ级重点保护野生动物22种;列入中国脊椎动物红色名录极危种1种,濒危种7种,易危种8种;中国特有种13种。监测到新分布种白斑翅雪雀(Montifringilla nivalis)、褐柳莺(Phylloscopus fuscatus)和大麻鳽(Botaurus stellaris)。区域内古北界物种最多(84种,73.0%),其次是东洋界物种(16种,13.9%)和广布种(15种,13.0%);哺乳类和鸟类的分布型均为高地型物种最多(17种与22种)。区域内鸟兽物种多样性较高,G-F指数达0.75,鸟类G-F指数为0.85,高于哺乳类(0.51)。Jaccard指数分析结果表明,区域内的雁石坪区域与岗尼区域(Cj=0.776)的物种组成极相似,其余相邻乡镇区域均为中等相似。物种相对多度指数(relative abundance index, RAI)最高的五种哺乳类是高原鼠兔(Ochotona curzoniae)、灰尾兔(Lepus oiostolus)、藏狐(Vulpes ferrilata)、藏原羚(Procapra picticaudata)和岩羊(Pseudois nayaur);鸟类是白腰雪雀(Onychostruthus taczanowskii)、赭红尾鸲(Phoenicurus ochruros)、棕颈雪雀(Pyrgilauda ruficollis)、地山雀(Pseudopodoces humilis)和角百灵(Eremophila alpestris)。影响唐北区域哺乳类和鸟类多样性的主要因素是放牧、道路交通、草场围栏和人兽冲突。在未来的生态保护实践中,建议构建重点物种分布区固定监测样线及迁徙廊道、候鸟栖息地季节性动态监测网络,强化地栖鸟类及小型啮齿动物的系统性监测;加大野生动物肇事赔偿力度并将房屋损失纳入损害赔偿范围;为迁徙路线被道路和草场截断的藏羚等野生有蹄类物种预留生态廊道。同时,将三江源国家公园生态保护工作与发展社区民生结合,提升生物多样性保护的可持续性。
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刘 杨, 熊明民, 韩雅萱, 唐 缘, 刘正霄, 孙 晗, 王襄平
DOI: 10.5846/stxb202502190350
Abstract:
新疆阿尔泰山泰加林是西西伯利亚泰加林在我国的唯一分布区,由于地处高纬度内陆地区,结构相对简单、过熟林比例较大,其生态系统功能对环境变化极其敏感。本研究依托阿尔泰山环境梯度设置森林样地,探究环境因素和林分因子差异对泰加林生物量与生产力的影响。结果表明,从西北到东南,泰加林生物量先减少后增加,生产力显著减小;水分状况是影响生物量及生产力的关键环境因子,降水量增加不仅显著促进了林分生物量和生产力,而且能够通过促进林分高生长间接促进生物量积累,但潜在蒸散发所表征的热量状况对林分生物量呈现显著的负效应;与此同时,林分生物因素主要通过生物量间接影响生产力,林分生产力随林龄增加呈下降趋势。在高纬度地区日益加剧的气候变化下,泰加林老龄林可能产生更强烈的生态系统功能衰退,需引起进一步的关注。
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倪荣雨, 李春辉, 欧阳逸云, 王文龙, 张金文, 郭福涛, 苏漳文
DOI: 10.5846/stxb202502220374
Abstract:
林火作为全球变化背景下重要的生态干扰因子,不仅影响森林生态系统结构与功能,还对区域气候、碳循环及人类活动构成威胁。因此,科学准确地预测林火发生概率并识别其主导影响因子,对于预防和减缓其危害至关重要。本文以黑龙江省为研究区,基于2006—2020年火点数据,结合气象、地形、植被、人为活动和社会基础设施五类共15个影响因子,分别构建全局梯度提升机模型(Gradient Boosting Machine, GBM)与地理加权梯度提升机模型(Geographically Weighted GBM, GWGBM),以探讨不同模型在林火发生概率预测中的表现差异,并识别主要驱动因素及其空间异质性特征。结果显示,相较于GBM模型,GWGBM模型在捕捉林火发生的空间异质性与因子间非线性关系方面具有更强能力,其测试集准确率提高25%。同时,结果表明黑龙江省林火受多因素综合作用影响,其中气候条件与植被因素为主要林火驱动因子。模型预测的火险概率空间分布与历史林火热点区域高度吻合,具备良好的现实指导价值。本研究验证了将地理加权思想引入梯度提升建模的可行性与有效性,为林火空间概率建模提供了新路径。在实际应用中,GWGBM模型可用于辅助制定分区域、分等级的林火防控策略。未来研究可进一步引入时间维度,构建时空加权模型,探索气候变化背景下林火风险的动态演变过程,并考虑不同空间尺度下模型精度的敏感性分析,以实现更加全面和精细的林火管理与决策支持。
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DOI: 10.5846/stxb202502260415
Abstract:
城市人工林往往树种单一,而林下自生植物具有丰富的多样性,但目前还未引起足够关注。本研究以城市公园的落叶阔叶林—毛白杨林(Populus tomentosa)和常绿针叶林—油松林(Pinus tabuliformis)为对象,调查分析了春季林下自生植物种类、多度和多样性,探究了林下自生植物群落组成和多样性动态变化及其与环境因子的关系。结果表明:两种林下一共调查到27种自生植物,其中杨树林下21种,油松林下22种。共同出现了16种,占59.26%。毛白杨林下阳性植物(6种)多于油松(1种),而耐荫植物(15种)少于油松(21种)。毛白杨林下自生植物的α多样性总体高于油松林。毛白杨林下自生植物α多样性显著受光合有效辐射及地温正向影响(P<0.05),而油松林下则显著受土壤水分正向影响(P<0.05)。两种林分下的自生植物β多样性随时间均显著降低,群落组成逐渐趋同。此外,毛白杨林下自生植物组成主要受扩散因子影响;而油松林下自生植物主要受环境因子控制。本研究为提升城市人工林下植物多样性及绿地管理提供了科学依据。
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徐小博, 田哲豪, 佟一杰, 王加亭, 唐士明, 朱慧, 王新谱, 白明
DOI: 10.5846/stxb202502280430
Abstract:
粪甲虫作为草地生态系统的关键分解者,通过加速粪便分解、促进土壤养分循环和植被生长维持草地健康。然而,集约化放牧、化学农药滥用及栖息地破坏导致其种群数量与多样性显著下降。本文系统综述了粪甲虫的生态功能及其全球范围内的种群衰退,发现粪甲虫功能多样性对粪便清除率的贡献高于物种多样性,而伊维菌素等药物残留可使其繁殖率下降,导致粪便分解速率降低,进而引发地表积粪污染加剧、温室气体排放量增加等连锁生态问题。全球案例表明,保护性引种计划可恢复粪甲虫功能,每年创造数亿经济价值。我国虽将部分粪甲虫纳入保护名录,但仍缺乏系统性保护策略。未来需加强草-粪-虫互作机制研究,开发抗药性监测技术,并制定兽药安全使用规范与适时性禁牧政策,同时推动公众参与和跨区域合作,以实现草地生态恢复与畜牧业可持续发展。
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DOI: 10.5846/stxb202502280433
Abstract:
为实现我国农业部门的碳达峰目标,亟需构建一套科学合理、兼顾公平与效率的农业碳排放权分配机制。本文构建了一个融合 ARIMA 时间序列预测与零和收益方向距离函数(ZSG-DDF)模型的农业碳排放配额优化框架,旨在碳排放总量固定约束下提升省域间碳资源配置效率。首先,基于 2005—2020 年农业投入产出数据,采用 ARIMA 模型对全国 30 个省市的相关指标进行预测,进而在“2030 年农业碳排放强度较 2005 年下降 60%”的国家目标约束下,测算各省市的初始碳排放配额。随后,运用 ZSG-DDF 模型对初始配额效率进行评估,结果表明仅江苏、福建、广东等 10 个省市为 DEA 有效,其余省市存在不同程度的效率缺口。通过 19 轮迭代动态再分配,在保持全国碳排放总量不变的前提下,实现了碳排放权从低效省市向高效省市的转移,最终所有省市均达到 DEA 有效状态。其中,山西、新疆等地区配额减少,江苏、广东等高效地区配额相应增加,形成了“向高效区域集中”的最优配置格局。在此基础上,提出三项政策建议:一是设定差异化的区域减排目标,二是构建绩效导向的动态配额调整机制,三是设立农业绿色转型专项基金。ARIMA–ZSG-DDF 组合方法不仅拓展了传统 DEA 模型的预测能力,也可直接处理非期望产出与资源总量约束问题,具有良好的跨行业与多层级可拓展性,可应用于工业、交通等领域以及市县尺度的碳治理,为碳达峰路径设计提供了量化支撑与政策工具。
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郑芳欣, 蔡佳讯, , 郝洪剑, 阿合江·赛力克, 王绒, 刘涵文, 时嘉翊, 张伟
DOI: 10.5846/stxb202502280434
Abstract:
团聚体作为土壤基本结构单元,其不同粒级中微生物群落组成存在差异,这必然会影响团聚体中有机碳含量。然而,目前对于土壤团聚体层面有机碳与微生物的关系研究有待深入。基于此,本研究以黄土丘陵区退耕10-50年草地为研究对象,探究土壤团聚体有机碳含量变化、碳库稳定性指数与微生物群落的关系。结果表明:(1)随退耕年限增加,土壤团聚体有机碳含量呈上升趋势,在退耕50a达到最大。各粒级中,0.20-2mm粒级含量最高,<0.053mm粒级含量最低;(2)碳库管理指数(CPMI)随退耕年限的增加呈上升趋势,在退耕50a达到最大。各粒级中,CPMI随粒级的减小呈下降趋势。(3)草地退耕过程中土壤团聚体各粒级微生物群落组成存在差异,细菌以变形菌门、放线菌门等为主,真菌以子囊菌门、被孢霉门等为主;(4)不同粒级中微生物群落组成对有机碳含量的作用不同,>2mm粒级团聚体中细菌起主要作用,0.20-2mm粒级及0.053-0.20mm粒级中细菌和真菌共同发挥作用,<0.053mm粒级中则以真菌为主;(5)影响有机碳含量的关键微生物类群因粒级存在差异,>2mm和0.053-0.20mm粒级为厚壁菌门,0.20-2mm粒级中为绿弯菌门,<0.053mm粒级中为未分类细菌。本研究可为黄土丘陵区退耕草地固碳效应评估和碳库管理提供科学性依据。
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董雪, 王英姿, 韩春霞, 刘雅婧, 黄雅茹, 李新乐, 张景波, 卢琦
DOI: 10.5846/stxb202502150313
Abstract:
沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)作为西北荒漠区唯一常绿阔叶灌木和第三纪孑遗珍稀植物,其群落通过功能性状的可塑性调节,形成了适应不同降水梯度的资源权衡策略。在极端干旱区,沙冬青群落采取叶片小型化、增厚化及低生长速率的“保守资源利用”策略,通过增强抗逆性维持生存;在典型荒漠区,群落平衡生长与防御机制,以应对逐渐加剧的种内与种间竞争;而在降水较丰富的荒漠草原区,群落转向叶片扩张、薄型化与高生长速率的“快速资源获取”策略,以提升资源吸收能力。这一策略分异显著驱动了群落物种多样性与功能多样性的梯度响应,随着降水增加,群落物种多样性(Gleason指数、Margalef指数)与功能多样性(Rao二次熵指数、功能丰富度指数FRic)均呈现显著上升趋势,而功能离散度指数FDiv则逐渐降低。其中,草本层对降水变化的敏感性高于灌木层,其多样性响应更为显著。植物通过稳定的功能性状(叶片C含量和N:P)增强了群落的整体抗逆性。极端干旱区的群落构建主要受环境过滤作用主导,FDiv在低降水区最大,说明物种需极端性状才能存活,中高降水的典型荒漠区和荒漠草原区则因种间竞争增强,功能互补性(RaoQ呈增大趋势但增幅逐渐减小)成为群落稳定的关键。沙冬青群落通过叶片性状(叶面积、叶厚度、比叶面积、叶片相对含水量和叶氮磷含量)调控与垂直结构分层(灌木层高盖度与草本层低覆盖的对比),实现了有限资源的优化配置,揭示了荒漠植物适应降水变化的生态策略。该研究为干旱区植被恢复与生物多样性保护提供了重要的理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202502150306
Abstract:
碳公平作为应对气候变化和实现可持续发展的关键议题,备受国际社会关注。以2000年1月1日—2024年12月31日Web of Science(WoS)和中国知网(CNKI)数据库中有关碳公平的学术论文为数据集,利用CiteSpace知识图谱和R语言中的bibliometric主题演变方法,系统分析碳公平的研究现状、研究热点和发展趋势。研究结果表明:①该领域的出版物数量迅速增加,已成为一个学科交叉的研究主题。②该领域最高产的作者和机构位于中国、美国、英国和德国;研究重点扩展至碳排放权分配、碳足迹追踪、碳减排责任公平性、碳交易市场设计与实施等,关联可持续发展和气候变化等领域。③该领域研究者还通过案例分析,展现碳公平的实践努力。未来碳公平研究将深入探索碳公平理论基础和实践路径,致力构建碳公平成效评价体系,平衡优化影响因素,为各国制定相关政策提供科学依据;研究方向可能更关注综合性碳减排和补偿策略,进而推动全球碳公平目标的实现。
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DOI: 10.5846/stxb202502130294
Abstract:
随着全球气候变暖加剧,热浪事件频发对人体健康、生态系统稳定和经济社会可持续发展产生严重影响。目前针对中国热浪的研究仍多集中于整体时空变化特征,而对于不同地理区和干旱梯度下热浪变化规律的认识仍明显不足。本文利用1980—2020年ERA5-Land逐小时2m地表温度数据,采用相对阈值法识别热浪事件,分析热浪的长期变化趋势,定量评估七大地理区域及不同干旱梯度的热浪频率、持续时间及强度特征。结果表明:(1)在1980—2020年间,热浪频率和持续时间呈显著上升趋势;热浪强度增长速率较快但在统计上并不显著。热浪频率和强度总体呈“西北高、中间低、东南高”的空间格局,而热浪持续时间自西南向东北减弱。(2)七大地理区的热浪频率和持续时间均呈显著上升趋势,华南地区的热浪频率和持续时间增长最快,而东北地区增长最慢。热浪强度在华南、华中、华北和西北地区呈显著上升趋势,其中西北地区增长最快。(3)不同干旱梯度的热浪频率和持续时间均呈显著上升趋势,热浪强度在干旱和极端干旱地区呈显著上升趋势。干旱地区热浪发生频率高且持续时间长,而在极端干旱地区,热浪则以强度大为主要特征。相比之下,干旱亚湿润地区呈现出低频率、短历时和弱强度的典型特征。研究结果揭示了气候变暖背景下热浪特征的空间异质性,为准确评估热浪对生态系统和人类社会生活的影响以及开展区域适应性风险管理、制定差异化的热浪防控策略提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202502120281
Abstract:
洪水是全球最具破坏性的自然灾害之一,严重威胁人类社会与经济发展。全面、科学的洪水风险评估是有效防灾减灾的关键,其中承灾体的合理界定与多变量评价体系的构建是提升风险评估精度的核心。本研究以黄河中游为研究区,基于Copula函数构建洪水风险多变量联合分布模型,耦合人类社会与生态系统承灾体,依据IPCC提出的“风险 = 发生概率 × 暴露度 × 脆弱性”框架,引入土壤侵蚀量表征生态系统脆弱性,探讨洪水风险的时空分布特征。结果显示,汾河、沁河、泾河、渭河及伊洛河流域为洪水高风险区域,而研究区中部、西部、北部洪水风险相对较低。北洛河、泾河与汾河流域更易出现洪峰与洪量同时超标的极端情形,洪水风险更为突出。泾河、渭河、汾河流域的洪水风险主要受人口密度和建设水平驱动,而生态系统因植被覆盖率及水土流失状况对风险的影响相对较弱。本研究通过整合人类社会-生态系统承灾体,拓展了洪水风险评估的理论与方法,为区域防洪减灾策略提供了科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202502080252
Abstract:
为探究黄河中游陕北黄土高原地区典型流域着生藻类群落结构及其影响因素,于2023年11月(秋季)和2024年3月(春季)对延安市境内黄河流域一、二级支流共8条重点河流布设69个监测断面进行采样分析,首次探索该区域着生藻类构成,并分析水环境因子与群落之间的关系。结果表明,共检出着生藻类6门137种,硅藻门、绿藻门、蓝藻门分别占56.2%、20.4%、19.0%,着生藻类物种数春季>秋季;优势种共计3门36种,主要为硅藻类;秋、春季着生藻类平均密度分别为3.88×105个/cm2、2.57×105个/cm2,秋季密度高于春季;秋季维持群落稳定的关键种为针状菱形藻(Nitzschia acicularis)、针状拟指球藻(Dactylococcopsis acicularis)、漂浮泽丝藻(Limnothrix planctonica),春季为湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica);春季着生藻群落之间相互作用较秋季强、群落稳定性和恢复性也更强;流速是秋、春季影响着生藻类群落结构共同的主要环境因子,此外,NH3-N、DO、TP是秋季影响着生藻类群落结构的主要环境因子,水温、pH是春季影响着生藻类群落结构的主要环境因子。研究结果对流域水生态管理制度的制定、水生态系统稳定性与水生生物多样性维持提供了科学数据支撑,对促进黄河流域生态文明建设和高质量发展具有重要意义。
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DOI: 10.5846/stxb202501300225
Abstract:
随放牧干扰强度增大,祁连山东段亚高山草甸逐渐演替为以典型匍匐茎克隆植物鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)为优势种的群落,它是如何适应放牧干扰成为优势种的?以不同放牧扰动样地中鹅绒委陵菜为研究对象,分析其形态特征、生物量分配、生态化学计量比的变化,结合异速生长模型揭示其对放牧干扰的适应策略。结果表明,轻度和重度放牧下鹅绒委陵菜株高分别比禁牧下降低63.55%和91.38%;根长在重度放牧下显著低于其它两个处理(P<0.05);禁牧下鹅绒委陵菜无匍匐茎分蘖,而重度放牧下匍匐茎条数和间隔子数比轻度放牧下显著增加78.14%和44.63%。随放牧干扰增强,鹅绒委陵菜器官间生物量分配呈现出从叶向匍匐茎分配的趋势;轻度放牧下鹅绒委陵菜总生物量达到最大,符合中度放牧干扰假说。放牧显著增加鹅绒委陵菜叶片N含量和匍匐茎P含量,显著降低叶片C:N、C:P(P<0.05),且各放牧干扰下鹅绒委陵菜叶片N:P<14,其生长受N限制。异速生长关系表明,在轻度放牧下鹅绒委陵菜叶—匍匐茎生物量、叶—匍匐茎P含量存在显著的异速生长关系(P<0.05),且生物量和P含量在叶片和匍匐茎中的分配速率相同(α=1.864,α=0.957)。在重度放牧下叶—匍匐茎生物量、叶—匍匐茎N含量存在显著的异速生长关系,而生物量在匍匐茎中的分配速率大于在叶中的分配速率(α=2.220)、N含量在叶中的分配速率大于匍匐茎的分配速率(α=2.753)。叶—匍匐茎生物量在放牧干扰下符合C型漂移的异速生长关系,属于表观可塑性。以上结果表明,鹅绒委陵菜通过采取增加N在叶片中的分配速率,增大P在匍匐茎中的含量和匍匐茎生物量分配速率,从而促进匍匐茎横向生长来应对放牧干扰的增强。本文不仅揭示了鹅绒委陵菜对放牧干扰的适应机制,也为利用鹅绒委陵菜修复退化草地生态系统提供理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202501290224
Abstract:
在城镇开发边界内,尤其是社会经济较发达的城市地区,耕地的质量和健康状况更易受到自然资源禀赋与人类活动的双重影响。随着我国耕地保护政策的不断升级,这部分耕地将承担更多粮食安全任务,亟需解析多重因素对其健康的影响机制。基于实验室分析及宏基因组测序方法,对杭州市萧山区城镇开发边界内划为永久基本农田的耕地土壤健康状况进行了调查。通过随机森林模型和SHAP值分析,明确耕地地表特征、空间分布及农户种植偏好对土壤健康情况的影响,并进一步探讨土壤生物群落和功能的对外部影响的反馈。研究结果表明,城镇化影响着农户种植偏好,土壤健康指数在不同种植偏好间产生了显著差异。在土壤理化性质方面,相比规模化的水稻和高粱种植,蔬菜种植受到更多管护,更有利于土壤水分保持。但土壤生物多样性方面,相比苗木、撂荒的耕地,规模化种植的水稻和高粱呈现出显著优势。在群落结构和功能方面,苗木种植和撂荒显著降低了部分土壤代谢功能,同时加强了衰老相关功能。此外,综合土壤健康情况显示,距离城镇区域越近,耕地面临的健康压力越大。基于以上研究结果,本研究从市场调节、激励机制、监控体系及保障措施等方面,提出了针对耕地系统的管理优化策略。
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DOI: 10.5846/stxb202501250200
Abstract:
厘清生态系统服务的供需关系并开展分区管控,对社会、经济与生态的协调发展至关重要。全面理解生态系统服务供需关系需兼顾静态与动态特征,而现有研究对此关注不足。使用多源数据量化2010—2020年浙江省5种关键生态系统服务的供需状况(碳固定、粮食生产、生境质量、土壤保持和产水量),识别其静态与动态供需匹配特征,并划分为四类综合匹配类型,运用可解释机器学习模型揭示关键驱动因素及其阈值效应,基于自组织映射网络划定综合生态管理分区。研究结果表明:(1)在供给侧,五种生态系统服务均呈下降趋势;在需求侧,碳固定、粮食生产和生境质量呈上升趋势,而土壤保持与产水量呈下降趋势。(2)2020年,碳固定、生境质量、土壤保持和产水量主要表现为盈余,而粮食生产以赤字类型为主;2010—2020年间,碳固定、粮食生产、生境质量和土壤保持主要呈可持续态势,产水量则主要处于不可持续状态;(3)基于静态与动态耦合的供需匹配分析,碳固定、生境质量和土壤保持的综合供需匹配类型主要为“满足—可持续”,占比分别为76.06%、60.04%和59.83%;粮食生产以“不满足—可持续”类型为主,占比50.10%;产水量主要表现为“满足—不可持续”类型,占比高达83.32%;(4)生态系统综合供需匹配类型与驱动因素之间呈现非线性响应特征,共识别出20个主导驱动因素及其关键阈值;(5)将浙江省划分为4类综合生态管理分区,并制定差异化的生态管理策略;其中,城乡生产区应以生态修复与耕地保护为重点;森林服务区侧重强化公众生态意识与提升生态系统韧性;高耕开发区应注重水资源配置优化,蓝绿基底区应重点完善绿色基础设施体系。本研究可为浙江省及其他经济发展迅速地区的生态保护与修复提供科学支持与参考。
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DOI: 10.5846/stxb202501200167
Abstract:
通过人工造林促进碳封存已成为应对气候变化的一种有效策略。然而,不同树种配置模式如何影响土壤有机碳(SOC)积累和稳定性尚不清楚。本研究以中国南亚热带地区不同树种组成及多样性(1, 2, 4, 6个树种梯度)组配的人工林生态系统为研究对象,系统探究了树种丰富度和功能类型对SOC含量和稳定性的影响。结果表明,土壤易氧化有机碳(EOC)含量、SOC含量和EOC/SOC比值在不同丰富度梯度下均未呈现显著差异,但其主要受到树种及其功能类型的显著影响。具体而言,针叶纯林SOC含量显著低于阔叶纯林,针阔混交林SOC含量显著高于针叶纯林和阔叶纯林。针叶纯林、阔叶纯林、针阔混交林和阔阔混交林间土壤EOC含量无显著差异,但林分中存在固氮树种时会显著降低土壤EOC含量。此外,马尾松纯林的EOC/SOC比值显著高于其他林分,而混交林中存在固氮树种时EOC/SOC比值显著降低。结构方程模型结果进一步表明SOC含量主要受树种混交和土壤总氮的直接影响,树种丰富度则通过促进细根生物量和细根氮输入量对SOC含量产生积极影响。EOC/SOC比值主要受固氮树种、真菌/细菌丰度比值和土壤氮有效性的直接影响,树种丰富度主要通过增加细根生物量和真菌/细菌丰度比值进而对EOC/SOC比值产生间接效应。本研究结果表明在纯林尤其是马尾松等针叶纯林中引入固氮树种混交能显著提高SOC含量及其稳定性。研究结果为南亚热带地区科学选择造林树种优化林分配置以提高人工林长期土壤碳封存能力提供了理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202411062717
Abstract:
利益相关者对社会生态系统服务的感知偏好直接关系到人类福祉。本研究以四川省泸沽湖旅游风景区为案例地,通过半结构访谈与参与式制图数据收集方法,结合质性分析与空间分析,对社区居民视角下社会生态系统服务的属性、权衡-协同关系及其空间分布与形成机制进行了探究。研究发现:(1)社区居民感知到有6类社会生态系统服务,按占比依次为代表性、生活保障、精神性、休闲娱乐、经济、美学服务,其中文化属性服务占比最高,凸显了地方文化认同的核心地位;(2)社会生态系统服务间关系以协同为主,分布于多功能复合区,经济服务作为关键驱动力与代表性、美学等服务相互促进,而权衡关系集中于单一功能区,表现为经济服务对文化空间与社区功能的挤压;(3)旅游开发通过重塑需求、重构供给与重建空间功能,触发“需求-供给-空间”三元动态交互,共同塑造了权衡-协同关系的时空分异与演变路径。本研究通过剖析旅游开发驱动的社会生态系统服务权衡-协同形成机制与动态演变过程,能够为民族地区生态-文化-经济协同发展与社会生态系统服务管理提供理论与实践参考。
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DOI: 10.5846/stxb202405151100
Abstract:
厘清基于网格尺度的土地利用碳排放与生态风险的空间分布特征,可为微观尺度生态环境的可持续发展提供新视角。以长株潭城市群为研究对象,基于2012—2022年土地利用、夜间灯光和经济社会等数据,测算和分析城市群碳排放风险与生态风险的时空演变特征,在此基础上运用双变量空间自相关模型探究二者的空间集聚规律。结果表明:(1)2012—2022年土地利用总转化面积为81.322×104hm2,其中,建设用地面积扩张最多,水域面积缩减最多。(2)2012—2022年,净碳排放量减少1101.869×104t;碳排放风险呈减弱态势,空间分布呈多“核心—边缘”圈层结构。(3)2012—2022年生态风险总体呈微弱下降趋势,空间分布格局以洞庭湖和湘江流域为中心向四周递减。(4)研究期间Moran’s I由0.256变化为0.309,碳风险与生态风险之间具有显著的正相关,且正向效应增强。空间上高—低集聚区和高—高集聚区呈减弱态势,低—低集聚区和低—高集聚区呈上升态势,碳风险高(低)值区与生态风险高(低)值区呈现空间同质性,这进一步证明碳风险对生态风险具有正向驱动作用。
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DOI: 10.5846/stxb202405131075
Abstract:
在全球气候变化的背景下,将气候稳定性作为关键因子纳入保护规划,对于实现生物多样性保护目标具有重要意义。本文以西藏为研究区域,探讨将气候稳定性纳入保护规划的路径,识别西藏当前和未来保护优先区和保护空缺,并提出自然保护地空间布局的建议。结果表明:(1)在保护规划中,将气候稳定性设为保护目标时,高稳定气候区保护最优且人类足迹指数较低;将其作为成本时,物种覆盖率最高但人类足迹指数最高;作为边界长度时,人类足迹指数最低但气候稳定性保护最弱。综合而言,将气候稳定性设为保护目标是综合最优的整合方案;(2)保护优先区的面积约为28.4万km2,可有效覆盖当前和未来的生物多样性保护需求。然而,该区域目前仅有54.3%的面积受到自然保护地的覆盖,保护空缺主要分布在喜马拉雅东部、昌都地区北部以及班公错等区域。因此,建议未来优先在这些空缺区域扩建或新建自然保护地。本研究为将气候因素纳入自然保护地规划提供了一种可操作性较强的方法,有助于提升自然保护体系的长期保护效能。
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DOI: 10.5846/stxb202503030457
Abstract:
生态网络在区域生态安全格局构建和国土生态空间修复中发挥着关键作用。探究和揭示粤港澳大湾区生态网络时空格局演变并对其未来发展趋势进行模拟预测,对于优化粤港澳大湾区国土空间布局结构、协调社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要意义。结合斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型、生态系统服务评估与权衡(InVEST)模型和最小累积阻力(MCR)模型的应用,对1985—2020年粤港澳大湾区生态网络时空演变特征进行研究,并对惯性发展、城镇扩张、耕地保护与生态保护四种情景下2035年和2050年的生态网络变化趋势进行预测。研究发现:①粤港澳大湾区生态源地在空间上呈“中部稀疏、四周密集”的格局。1985—2020年期间,生态源地面积和生态网络连通性呈“M”型波动下降趋势。主要受城镇建设用地和基础设施建设不断扩张的影响,生态源地经历了“收缩—消亡—恢复—扩张”的复杂过程。②城市交界地带的高速公路等交通基础设施的建设是导致生态廊道发生显著变化的最主要原因。这些设施的建设加大区域生态网络的连通阻力,使粤港澳大湾区生态网络的整体连通性下降。③在惯性发展、城镇扩张和耕地保护情景下,2035年和2050年粤港澳大湾区的生态源地面积和生态网络连通性均呈下降趋势,其中,耕地保护情景的降幅最大;而在生态保护情景下,生态源地面积和生态网络连通性得到恢复,生态网络整体性和稳定性得到显著改善和提升。研究结论可为优化大湾区国土空间结构与生态网络格局,制定社会经济发展和生态保护相协调的土地开发政策提供科学依据。
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桂伟峰, 王国华, 温庆忠, 冉雪, 曹顺伟, 吴义远, 钟欢, 浦婵, 李鑫, 董文渊
DOI: 10.5846/stxb202503030460
Abstract:
筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)属我国狭域特有竹种,其秆形独特,笋味鲜美,具有重要的生态和经济价值,但因人为干扰使其天然资源遭受严重退化。目前,筇竹研究尚存地理适生区分布不清,不同适生条件生长情况不详等问题,这对筇竹资源的保护和利用提出了严峻的挑战。在此背景下,科学预测其地理适生区分布格局,系统解析不同适生等级与生长指标的响应关系,已成为制定保护策略、实现资源合理利用的紧迫需求。基于筇竹139条地理分布数据和25个立地因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型及ArcGIS软件预测并生成筇竹潜在适生区分布,再基于潜在适生区内146个样地调查数据,运用R软件,分析了潜在适生区筇竹生长状况。结果表明:(1)筇竹的潜在适生区预测曲线下面积(AUC)值为0.946,表明预测结果准确可靠;(2)气温平均日较差、年温变化范围、最干季降水、最暖季节平均温度和海拔是影响筇竹适生区分布的主要因子,累计贡献率达70.6%;(3)研究区域内筇竹潜在适生区面积为50091.57km2,其面积分布情况为云南省>四川省>贵州省,其中,最适宜区和高适宜区面积之和前5县排序为:大关县>盐津县>永善县>彝良县>峨边县;(4)随AUC值提高,筇竹出笋量与立竹数增加(R2=0.74,0.57),最小值与最大值均增加,极差扩大;立竹全高与地径上升(R2=0.28,0.32),且立竹全高最小值及地径最大值随适生等级提升而增加。本研究结果不仅为筇竹的就地保护、迁地保护、优先保护区建设以及科学引种提供了坚实的理论依据,而且为制定科学的保护策略、实现筇竹资源的可持续利用,以及推动筇竹产业的合理布局和健康发展提供了重要的科学依据和实践指导。
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韩煜娜, 左德鹏, 王国庆, 刘吉峰, 徐宗学, 蔡思扬, 陈果
DOI: 10.5846/stxb202503060485
Abstract:
生态水文分区可为流域水资源管理和生态环境保护提供基础依据,探究流域生态水文过程演变规律对水安全、生态安全等具有重要意义。以黄河水源涵养区为研究对象,基于1980—2019年多要素、多尺度、多源数据,构建生态水文综合指标体系,划定了多级生态水文分区,识别了不同分区气候、生态和水文关键要素时空演变规律,探究了要素间的互馈效应和协同作用机制。结果表明:(1)统筹考虑指标特征和地域特性,黄河水源涵养区可划分为5个一级和10个二级生态水文分区。(2)1980—2019年黄河水源涵养区气温和叶面积指数持续增加,降水和积雪深度在1980—1999年以减少趋势为主,2000年以后逐渐增加。(3)气温升高,降水增加会促进黄河水源涵养区植被生长,上游分区交界处叶面积指数对气温响应存在1个月的滞后,河源区叶面积指数与降水的相关系数在滞后1个月时达最大值。研究结果可为黄河流域水安全和生态安全保障提供参考依据。
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严雅婷, 王淳忆, 郭富康, 吴丹萍, 段媛媛, 张曹莉, 李佳隆, 冯彦皓
DOI: 10.5846/stxb202503060486
Abstract:
青藏高原高寒草地生物多样性维持与生态系统功能(生产力)及其稳定性的协同机制是该脆弱生态系统生态保护的核心科学问题。基于现代共存理论,本研究在青海海北高寒草地选取禾草(紫羊茅)、莎草(矮生嵩草)、豆科植物(高山豆)和杂类草(鹅绒委陵菜、细叶亚菊)4个功能群的5个代表性物种,通过低/中/高(2、4、8株/亚小区)三密度梯度实验拟合Lotka-Volterra竞争模型,分析生态位差异(ND)与适合度差异(即竞争能力差异,FD)如何解释物种共存,并借助计算机模拟研究ND和FD如何通过互补效应、选择效应及异步性的介导影响物种多样性-生产力/稳定性关系的机制。结果表明:1)除高山豆和细叶亚菊(ND = -0.017)因优先效应无法共存外,其余物种对均满足稳定共存条件(ND>0且FD≈1);2)ND与多样性交互,通过增强互补效应和抑制选择效应显著提升生产力(p < 0.001);FD仅通过强化选择效应影响生产力,与多样性无显著交互作用;3)ND协同多样性提升群落生物量均值、降低标准差、增强异步性,从而促进稳定性;FD通过多样性-异步性交互影响稳定性。本研究拓展了现代共存理论实证研究的范围,提供了物种共存机制决定多样性-生产力/稳定性关系的新证据,可为青藏高原生物多样保护“关键功能群配置-多样性阈值”管理策略的制定提供一定理论支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202503080508
Abstract:
生态阈值在预警、管控生态系统退化中发挥了巨大作用,但对主动式国土空间生态修复是否有应用潜力尚不清楚。为探索生态阈值在主动式生态修复中的作用及机理,梳理了生态阈值的理论基础及其与生态系统演替的逻辑关联,明确了生态阈值在生态恢复过程中的适用性。基于此,构建了生态阈值介导下的国土空间生态修复行动框架,提出融合生态阈值的国土空间生态修复技术体系,以及基于“问题识别-主动干预-成效监测-适应循环-弹性管理”的全流程管理思路。从工程实践角度揭示了生态阈值在主动干预式生态修复中的作用及其与被动引导式生态恢复的区别,阐明了国土空间生态修复过程中的生态阈值效应和机制。结合退化草地生态恢复量化研究,探索了生态阈值视角下生态恢复主动干预技术及其潜力。本研究将生态阈值融入主动式生态修复技术方案,为山水林田湖草沙一体化修复与系统治理的目标、成效等全流程管控优化提供全新视角。
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谢旭强, 刘星语, 彭琳, 赵宇彤, 师邵彤, 李森, 刘忠华, 彭霞薇
DOI: 10.5846/stxb202503100524
Abstract:
露天矿排土场生态环境脆弱、水土流失严重,导致植被自然恢复缓慢、群落结构简单且生态系统功能低下,严重制约着当地生态环境治理和煤矿可持续发展。采用“空间代时间”的生态学研究方法,对黑岱沟和哈尔乌素排土场5种不同恢复模式(自然恢复(NR)、人工草地恢复(GR)、人工灌木林恢复(SR)、人工乔木纯林恢复(PF)和人工针阔混交林恢复(MF))下5个不同恢复年限(< 5a (Y1),5~10a (Y2),10~15a (Y3),15~20a (Y4),> 20a (Y5))的植被群落特征进行系统调查,以探究不同恢复模式随恢复年限增加植物群落的演变规律。结果表明:1)黑岱沟和哈尔乌素排土场植物群落组成为25科62属89种,其中菊科在物种丰富度上占据优势,禾本科则在个体数量上占主导地位;2)各恢复模式随恢复年限增加,植物群落多样性指数(Margalef丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数)均呈现"下降-上升-趋于稳定"的非线性变化趋势,反映出群落重建过程中存在明显的生态阈值效应;3)基于Jaccard相似性指数分析表明,不同恢复模式下各恢复年限之间的相似性均为极不相似,但相似性值逐渐增加,演替方向趋于向相似演替;4)通过稳定性指数分析发现,排土场不同恢复模式的群落稳定性在Y3阶段后整体向更稳定的方向发展,除NR模式在整个恢复阶段稳定性没有明显变化、稳定性相对较差和SR模式在Y3阶段时达到相对稳定随后又趋向于不稳定外,其他模式到Y5阶段时基本接近相对稳定的状态。该研究通过多模式、多时序的对比分析,系统揭示了黑岱沟和哈尔乌素排土场不同恢复模式下近30年植被的时空演变特征,为后续加强排土场人工恢复的实施提供了数据支撑和理论依据。
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杨光, 张瑞杰, 王立轩, 宁吉彬, 郑鑫, 王明玉, 孙建
DOI: 10.5846/stxb202503130565
Abstract:
【目的】揭示雷击火烧迹地地表死可燃物燃烧性的变化趋势及其影响因素,为我国大兴安岭地区雷击火烧迹地火灾风险评估提供理论支撑。【方法】以大兴安岭塔河地区兴安落叶松林雷击火烧迹地为研究对象,以火烧迹地内地表可燃物为实验材料,测定其理化性质,并通过主成分分析计算其燃烧性,基于聚类分析对其燃烧性进分级,利用随机森林法明确地表可燃物燃烧性的影响因素。【结果】地表可燃物的未分解层在火后17 -23较易燃,杂木生物量、过火年限和坡向显著影响综合燃烧性(P< 0.05);半分解层的地表可燃物中木质素对半分解层可燃物燃烧性的影响显著;地形因素对半分解层可燃物燃烧性影响均不显著(P > 0.05)。灰分,热值和粗脂肪均显著影响地表可燃物燃烧性(P < 0.01)。灰分和热值分别是未分解层和半分解层地表可燃物燃烧性的最重要影响因素。【结论】过火11年后的雷击火烧迹地地表可燃物较易燃。森林地表可燃物燃烧性不受单一因素控制,而受多因素共同影响。过火年限、杂木生物量和坡向、坡位显著影响未分解层地表可燃物燃烧性。过火年限、样地生物量和地形因子对半分解层的燃烧性影响均不显著。因此,应对过火11-23年的雷击火烧迹地进行重点管控。
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邱荣洲, 陈韶萍, 陈宏, 黄月英, 池美香, 何玉仙, 翁启勇, 赵健
DOI: 10.5846/stxb202503140580
Abstract:
本研究基于2019-2022年福建省南平和漳州草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda性诱智能监测点实测数据,采用HYSPLIT轨迹模型反演迁飞路径,结合GrADS软件解析迁飞期高空风场气象数据,明确福建省草地贪夜蛾秋季迁入虫源地分布及其迁飞路径。结果表明,迁飞过渡区南平监测点的迁入期在9月下旬-10月中旬,主要从浙江中北部、东部经西南部迁入福建北部地区;周年繁殖区漳州监测点的主迁入期在10月上旬-11月,从江苏南部、浙江东部经福建东部迁入福建南部地区。福建省草地贪夜蛾秋季迁飞轨迹主要分东西两条迁飞路线迁入福建,整体表现为由东北向西南,迁入虫源地主要来自浙江省,少部分来自江苏南部、上海西部。
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秦明辉, 钟子龙, 俞文仙, 李全, 段宜炀, 张乐, 谭斐, 凡莉莉, 郭子武
DOI: 10.5846/stxb202503170597
Abstract:
研究林窗面积对实心竹(PhyllostachysSheterocladaSf.Ssolida)生物量积累与分配的影响,为优化林下实心竹林定向培育和林窗干扰提供理论参考。以杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.)次生林下自然实心竹林为研究对象,分析3种林窗(大林窗14.74~16.50 m2、中林窗8.18~9.35 m2、小林窗4.14~4.77 m2)对1~3a实心竹生物量积累与分配规律及其异速生长关系的影响。结果表明:立竹年龄和林窗面积对实心竹构件生物量积累、分配和异速增长关系均有显著影响。随林窗面积增加,实心竹各构件及总生物量均呈升高趋势,且中、小林窗立竹生物量显著低于大林窗(P<0.05);秆生物量分配比例及秆—总生物量异速增长指数呈先下降后升高变化趋势,且2a、3a立竹枝、叶生物量分配比例及叶、枝—总生物量异速增长指数则总体相反。1a立竹枝生物量分配比例及枝—总生物量异速增长指数下降,而叶生物量分配比例及叶—总生物量异速增长指数则相反。实心竹通过改变生物量积累与分配格局及相对生长关系来适应林窗异质生境,中、大林窗实心竹具有较高的生物量积累效率,叶生物量分配比例显著增加,呈现较高的生产潜力,是实心竹良好生长和生产力发挥的适宜林窗。
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何文强, 王瑞霞, 田英, 李云飞, 王炳尧, 高艳红, 刘立超, 杨昊天
DOI: 10.5846/stxb202503180606
Abstract:
植物多样性对维持生态系统功能稳定性具有重要生态意义,特别是在脆弱生态系统中。了解植被演替过程中林下草本植物多样性与稳定性之间的动态关系及其环境驱动因素对于有效的生态系统管理至关重要。以毛乌素沙地南缘不同演替阶段的柠条(Caragana korshinskii)固沙林为研究对象,通过采用野外调查和室内分析相结合的方法,系统探讨柠条林演替过程中林下草本群落多样性与稳定性的动态关系及其环境调控机制。研究结果表明:随着演替的进行(4a—44a),(1)草本群落盖度和株高显著增加(P<0.05),物种丰富度提升至1.57倍,地上、地下生物量分别达到演替初期阶段的3.45和2.70倍;(2)Margalef丰富度指数呈现单峰变化趋势,于28a演替阶段达到峰值(0.41),Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数整体呈现出增加的趋势;(3)群落稳定性与Pielou均匀度指数变化趋势相似,均呈现先增加而后趋于平稳的特征;(4)回归分析表明群落稳定性与Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数均呈极显著正相关关系(P<0.001);(5)Mantel test分析显示pH、全氮(TN)等理化性质,C/P化学计量比是驱动群落多样性-稳定性关系的环境因素(P<0.05);(6)RDA分析发现土壤含水率(SWC)和pH对林下草本群落多样性和稳定性有显著贡献,贡献率分别为34.0% (P<0.01)和27.2% (P<0.05)。本研究验证了干旱区生态系统恢复过程中“时间-多样性”的正反馈机制,为“生物多样性增强生态系统稳定性”的理论提供了实证支持,同时阐明pH和水分协同调控是林下草本植物多样性和群落稳定性的核心机制。研究结果为沙漠生态系统植被恢复与可持续管理提供了重要的科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202503180613
Abstract:
物种扩散对群落的空间结构有一定的影响,这种影响将决定着物种的最终分布。本研究考虑空间因素,并以三个物种为例构建了空间群落动态数学模型,研究物种的不同扩散模式对物种共存结果的影响。本文还研究在不同扩散模式下,不同物种的定殖率变化对食物网中每个物种的影响。模型结果表明:(1)在生境破碎和生境丧失的景观中,物种扩散范围的增加将增大食物网中物种共存的区域。(2)物种扩散模式对每个物种的影响不同,这种影响的大小主要取决于每个物种在食物网中的营养等级。(3)物种扩散模式的变化可以促进或抑制物种共存,具体的共存结果取决于物种扩散模式的变化和强度。(4)当所有物种的扩散模式都是全局扩散时,只有生境丧失对每个物种有逐渐丧失的负面影响,而生境破碎对三个物种没有影响。本研究提出了一些理论观点,阐明了物种扩散对物种分布的影响。此外,这些发现为未来物种扩散的研究提供了一定的理论思考。
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乔润鑫, 吕亚楠, 吕宝磊, 黄选瑞, 刘强, 李丹阳, 马莉薇
DOI: 10.5846/stxb202503190629
Abstract:
山地次生林在生物多样性保护中发挥着重要作用。次生林发育过程中林下植被物种多样性的变化会直接影响生态系统稳定性。因此,揭示不同发育阶段次生林林下植被物种多样性变化及其影响因素和适用的多样性指数,对物种多样性的保护和评估具有重要意义。本研究以冀北山地建群阶段(I)-竞争生长阶段(II)-质量选择阶段(III)-近自然阶段(IV)构成的四个发育序列次生林群落为研究对象,选取7个α多样性指数和2个β多样性指数,旨在为该地区物种多样性保护和评估提供理论依据。结果表明:(1)在次生林发育过程中灌木层α多样性指数大体呈下降-上升-下降的变化趋势;草本层物种多样性指数和物种均匀度指数呈先下降后上升的变化趋势,而物种丰富度指数呈下降-上升-下降的变化趋势。(2)随着次生林的发育,物种组成的差异在减少,而共有物种相对多度的差异在增加,Jaccard指数和Chao指数均先降低后升高。(3)土壤pH值、混交度、土壤有机质和土壤含水率对灌木层物种多样性有显著影响;平均树高、平均胸径和土壤全磷含量对草本层物种多样性有显著影响。(4)物种均匀度对群落物种多样性指数的贡献高于物种丰富度。(5)最适用于评估不同发育阶段次生林林下植被的物种丰富度指数为Margalef指数,物种多样性指数为Shannon-Wiener指数,物种均匀度指数为Pielou指数。以上研究结果表明土壤理化因子对冀北山地不同发育次生林林下灌木层物种多样性具有主导作用,而林分结构因子对草本层物种多样性具有主导作用。本研究为该地区生物多样性保护和评估提供理论支持。
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DOI: 10.5846/stxb202503270712
Abstract:
青藏高原高寒草甸是高原放牧活动的主要载体,也是高原草地生态系统的重要组成部分,但极其脆弱容易遭到破坏。围栏封育是近年来控制过度放牧,保护牧草可持续发展的一种常见的手段,也有利于开展对比研究了解放牧对草地生态系统的影响。然而,单点调查对于从景观尺度全面认识草场的生态过程和稳定性存在局限性。依托那曲站试验观测场,通过无人机航拍结合样方调查反演了景观尺度高寒草甸地上生物量 (AGB) 和植物全氮含量 (TN) 两项重要生态指标,并对比分析了两项生态指标在围栏禁牧区和外围自然放牧区的空间分布特征及其成因。结果发现,无人机数据对AGB的反演精度 (R2=0.863, RMSE=0.276g/m2) 高于植物 TN (R2=0.373, RMSE=0.064)。空间上,围栏内AGB较为稳定集中在65-80g/m2,高于围栏外 (P<0.05),而物种丰富度低于围栏外;而TN无论在样点尺度还是无人机景观尺度都显示了相似性,平均含量约为2.1%,但在空间上存在一定差异。长期的围栏禁牧有利于牧草植物发展,但适度干扰能够促进物种丰富度达到最高;围栏封育有效保障可食性饲草类物种能够不断生长,进而导致营养元素发生稀释作用。我们的研究指出中短期禁牧有利于保护牧草物种的恢复,但长期禁牧并没有使草地生态系统达到更好的发展状态,禁牧和放牧合理实施及阶段性再分配能够对草地生态系统达到最优保护,也有利于优质牧草的可持续发展。
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DOI: 10.5846/stxb202503200638
Abstract:
河岸带作为生态过渡带,是外来植物入侵的重要生境。不同岸带形态可能通过调节生境条件,导致外来植物入侵的差异性响应。目前,关于植物入侵对岸带形态响应的研究尚显不足,深入探讨该问题将有助于制定有效的岸线管理措施。基于遥感影像和2021—2022年连续两年的野外样方调查,本研究在三峡库区消落带共选取260个样点,系统分析了不同岸带形态(凹型、凸型、波浪型和直线形)及其弯曲度对不同入侵等级(1至4级)外来植物分布的影响。通过卡方检验(P < 0.001)和Kruskal-Wallis检验(P < 0.05),发现不同入侵等级外来植物分布对岸带形态和弯曲度存在差异性响应。结果表明:1)波浪形岸带因频繁水流冲刷和土壤结构稳定性较低,促进宽幅生态位的1级入侵植物占据主导;而凹形岸带因沉积物富集与水文稳定,为入侵能力中等的2级和3级入侵植物提供适宜生境;2)高弯曲度岸带通过静水区沉积和资源异质性,筛选中等入侵能力植物定居;低弯曲度岸带因强水文扰动与资源匮乏,仅适合强竞争力的1级入侵植物定殖;3)直线形岸带(如截弯取直河道)因人为干扰形成生态位空缺,在2022年成为各等级入侵植物的主要分布区。研究提出“有序入侵”概念,强调不同入侵能力外来植物在生态位需求差异及环境过滤机制下沿岸带形态梯度呈现出有序筛选分布格局,揭示了河岸带形态异质性在植物入侵动力学中的关键调控作用。研究结果理解生境结构对入侵植物分布的调控机制提供了理论支撑,并为消落带生态修复与入侵风险分级管控策略制定提供了科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202503270704
Abstract:
生境质量是维系生态系统稳定和健康运行的基础,揭示其时空演化规律及关键影响因子作用机制与临界阈值,也是实现区域可持续发展基础。文章以四川为例,基于2000-2020年土地利用数据,运用InVEST模型、耦合XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)-SHAP(Shapley Additive EXPlanations),定量评估了2000-2020年土地利用格局变化、生境质量时空分异特征、关键影响因素和及其临界阈值。结果表明:(1)2000-2020年四川建设用地、林地面积增加,耕地、草地减少,水域和未利用地变化较小;生境质量均值呈小幅下降趋势,呈现“西高东低”,以成都为核心向外辐射提升的空间格局;(2)2000-2020年人口密度、高程、植被归一化指数、年均温度、坡度是生境质量的关键影响因子,其中人口密度、高程是主导影响因子,且人口密度的贡献度大于高程;(3)生境质量与影响因子之间呈多样化特征,存在非线性正相关(植被归一化指数、坡度等)、非线性负相关(年均气温、道路距离等)等多种关系,临界阈值也具有单段阈值(坡度等)、多段阈值(高程、年均气温等)等多种情况。基于生境质量主要影响因子及临界阈值提出区域生境质量管理措施,可在有限投入下提升生境质量的治理效能,研究结果可为四川生态环境高质量发展提供科学参考。
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田新民, 殷 莉, 马雨含, 刘炳莲, 明鑫悦, 张子栋, 汲旭阳, 孟訾靖, 王鑫雪, 周绍春
DOI: 10.5846/stxb202504010750
Abstract:
摘要:全球气候变暖对生物多样性产生深刻影响,野生动物通过迁移扩散选择适宜生存繁衍的栖息地来应对气候变化。马鹿(Cervus canadensis)作为我国北方森林生态系统中具有代表性的有蹄类动物之一,在维持生态系统的平衡与稳定发挥着重要作用,而大兴安岭北部为马鹿东北亚种(Cervus canadensis xanthopygus)的重要分布地之一。为了探究马鹿如何应对气候变化,2023-2024年在大兴安岭北部(西林吉林业局、图强林业局、阿木尔林业局、塔河林业局、十八站林业局),通过红外相机监测和样线调查收集马鹿的数据,采用ArcGIS结合运用最大熵(MaxEnt)模型,对当前和未来(2041-2060年、2061-2080年)4种共享社会经济路径(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)模式下马鹿栖息地的适宜性进行评价,分析质心迁移趋势,以便探究气候变化与该地区马鹿栖息地分布的潜在关系,并基于电路理论构建生态廊道。结果表明:(1) 影响马鹿分布的主要环境因素包括:最湿月降水量(bio13)、最湿季度降水量(bio16)、小道、河流、坡向。(2) 在当前气候条件下,马鹿的栖息地破碎化严重,潜在适宜栖息地面积为4177.38 km2。其中,高适宜栖息地面积948.72 km2,低适宜栖息地面积3228.66 km2。(3) 在未来不同气候情景下,马鹿的高适宜栖息地和低适宜栖息地的面积均呈现不同程度的扩增,其中对低适宜栖息地的影响更为显著,到2061-2080年中等发展路径(SSP245)情景下,其适宜栖息地的面积扩增高达803.7km2。(4) 马鹿适宜栖息地的质心呈现向高海拔地区迁移的趋势,由于研究区域的地势南高北低,质心向西南和东南方向迁移,地理位置上,迁移位置均位于阿木尔林业局。(5) 生态源地的面积呈扩增趋势,廊道位置随生态源地的新增和迁移方向发生变化,其中廊道(C15)作为连接塔河和十八站林业局生态源地的关键廊道。本研究获得的不同气候背景下大兴安岭北部马鹿栖息地适宜性及廊道构建的成果,可为今后开展马鹿栖息地修复和构建最适栖息地景观提供科学依据,为促进马鹿种群迁移扩散提供实践指导和基础资料。
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肖海, 潘文舟, 夏振尧, 刘德玉, 向瑞, 叶朝欢, 张伦, 丁瑜, 刘琦
DOI: 10.5846/stxb202504070792
Abstract:
三峡库区消落带土壤侵蚀问题严重,植被、碎石均能有效发挥消浪减蚀作用,且两者协同作用效果更优,但碎石覆盖处理与消落带典型适生植物狗牙根的适生相容性尚不清楚。本研究设置3种碎石粒径(5 ~ 10、10 ~ 15和15 ~ 20 mm)与3种覆盖厚度(20、40和60 mm)共9种组合,以无碎石覆盖(CK)为空白对照组,开展盆栽试验,在30、90、180和360 d时监测各工况条件下土壤理化性质和狗牙根生长生理指标演变规律,并利用熵权法进行碎石覆盖与狗牙根的适生相容性量化评价。研究结果表明:与CK相比,碎石覆盖措施改善了土壤理化特性,其中,土壤容重和电导率降幅分别为1.35% ~ 4.13%和1.03% ~ 19.18%,土壤总孔隙度增幅为1.00% ~ 4.63%,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷的各平均变化趋势为-6.89% ~ 10.33%、0.58% ~ 17.25%、-14.51% ~ 6.06%、-34.53% ~ 1.96%和5.22% ~ 45.17%。碎石覆盖对植物生长发育总体呈抑制趋势,狗牙根株高、地上、地下生物量降幅分别为14.04% ~ 30.44%、25.69% ~ 53.51%和49.62% ~ 75.49%,叶绿素含量、可溶性糖含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度平均变化为-5.68% ~ 17.03%、-28.42% ~ 3.70%、-54.95% ~ -31.90%、-50.45% ~ -20.30%、-44.85% ~ -15.56%和-27.65% ~ -8.42%。熵权法分析表明碎石覆盖处理能显著影响植物生长发育进程,植物生长生理指标所占权重大于土壤指标,与狗牙根最优适生相容的碎石覆盖处理工况为粒径5 ~ 10 mm结合厚度20 mm。该结果可为消落带“工程-生态协同”治理方法提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202504210946
Abstract:
陆地生态系统净初级生产力(Net primary productivity, NPP)是衡量植被固碳能力的重要指标。秦岭陕西段作为陕西省及周边地区的重要生态屏障,其NPP时空格局变化及驱动机制对区域碳循环研究具有重要意义。基于GEE获取秦岭陕西段2001—2023年NPP并分析其时空变化规律,结合最优参数的地理探测器和偏最小二乘法结构方程模型,量化了多元驱动力对NPP时空分异格局的影响。结果表明:研究时段内秦岭陕西段NPP多年均值为602.20 g C m-2 a-1,年际变化速率为5.57 g C m-2 a-1(P<0.01),93.11%的区域NPP呈极显著与显著增加趋势;蒸散、降水和核归一化植被指数是影响NPP空间格局的主要因素,其中蒸散和降水交互作用对NPP的影响最强,其次是蒸散与气温;气候、地形和人类活动可以直接影响NPP,也可以通过植被指数间接影响NPP(例如海拔→人类足迹→蒸散→核归一化植被指数→NPP)。本研究揭示了多元驱动力耦合对秦岭陕西段山地生态系统NPP时空分异格局的作用机制与影响路径,不仅为秦岭陕西段碳循环研究提供了科学依据,还将为其他山地陆地生态系统NPP时空分异格局复杂机制探索提供有益参考。
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刘焱序, 王晨旭, 张骁, 李长嘉, 徐子涵, 董建权, 张东海
DOI: 10.5846/stxb202504261003
Abstract:
旱区由于缺水导致的强水分胁迫,具有生态系统、社会系统和经济系统的多重脆弱性。开展旱区国土空间生态修复是应对气候变化和人类活动双重压力、提高旱区生态系统韧性的关键途径。面向建设绿色智慧的数字生态文明战略需求,亟需从生态水文-经济社会过程耦合的角度,开发集成生态风险评估、成本效益核算、空间规划选址技术的国土空间生态修复模拟软件,提升规划管理的数字化智能化水平,科学支撑旱区国土空间生态修复决策。本项目以中国北方旱区为主要研究区,聚焦旱区生态-水文过程影响下的生态系统韧性形成机制、旱区社会-经济-生态过程的空间交互作用路径2项关键科学问题,研发基于生态系统韧性的旱区生态风险评估技术、统筹旱区社会-经济-生态过程的生态修复成本效益核算技术、旱区国土空间生态修复规划与决策模型等3项关键技术,旨在为突破国土空间生态修复定量化模拟的技术瓶颈提供科技支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202502070247
Abstract:
地形梯度在景观格局的形成与演变过程中发挥着至关重要的作用,它深刻影响区域自然与社会资源的空间分布及要素流动,从而对生态系统服务及其相互关系产生深远影响。以赤水河流域为例,选取产水量、土壤保持、碳储量、生境质量、景观美学和粮食生产6类关键生态系统服务进行评估,运用基于对象的地形梯度分析法和空间叠置法探讨生态系统服务权衡/协同关系的时空演变规律,最后引入XGBoost-SHAP模型进行影响因素分析,揭示各特征变量的贡献程度和作用方向。结果表明:(1)2000年至2020年,赤水河流域生态系统服务平均物质量增加的为粮食产量、土壤保持和产水量,平均物质量下降的为碳储量、生境质量和景观美学,生态系统服务呈现显著的权衡特征。(2)权衡协同表现出地形梯度响应特征:20年来强权衡面积减少,弱权衡面积增加;高协同总体在中低梯度地形区(I、II、III)稳定或略增,在高梯度地形区(IV、V)减少,而低协同在平地与低丘(I)增加,在其他梯度减少;耕地减少、林地恢复会促进弱权衡与高协同,推动全域生态压力梯度递减。(3)植被、人类活动和地形因子是流域生态系统服务权衡/协同关系演变的关键驱动因素。NDVI作为核心生态参数在调控中发挥主导作用,高强度人类活动通过削弱植被健康度以加剧权衡,地形因子决定了生态系统服务空间分布的基础格局,三者共同构成“自然基底-生态表征-人为扰动”的驱动体系。
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DOI: 10.5846/stxb202412073016
Abstract:
新冠疫情的重要防控措施之一是社交隔离。城市绿地作为天然屏障助力局部微气候调节和空气流通,减少病毒在空气中的停留时长,降低疫情传播风险。同时提供人群活动的绿地暴露空间,锻炼身体、缓解压力。这一现象凸显了城市绿地作为隔离设施对预防传染病、减轻健康暴露风险的重要价值。作为多学科交叉的核心议题,研究城市绿地暴露对人群健康效益影响具有重要意义。既有综述缺乏从生态系统服务维度反映城市绿地暴露特征的健康影响要素,为了系统认识与之关联的要素,基于感官暴露特征,从减少机体伤害、恢复机体能力、鼓励个体行为阐述绿地暴露与健康效应的关系,并通过耦合生态系统服务与人群健康的内涵搭建“暴露-感官-功能-健康效应”的城市绿地生态系统服务健康影响路径,进而从时间、空间和质量三方面梳理生态系统服务健康影响要素及其影响特征。综述发现,城市绿地暴露的健康影响研究已不再局限于社区绿地,开始关注农牧林等生产生态用地中的生物多样性对人群健康的效益,生态系统服务功能在二者关系中提供了多种可测度的评估指标,但还缺乏实践融合应用。文章建议未来在进一步深化绿地暴露不确定性、多点时刻健康影响阈值效应、补偿暴露要素和时间序列研究的同时,完善面向人群健康的绿地暴露生态“处方”实践手段。
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DOI: 10.5846/stxb202507151851
Abstract:
快速城市化引发的生态暴露机会减少与人群健康问题凸显亟需景观生态学在健康维度实现范式革新。在余兆武(2024)等人提出的暴露生态学理论基础上,本文进一步提出暴露生态学有助于推动景观从“生态基础设施”升维为“健康生产系统”。在理论层面,阐明了暴露生态学以“格局—过程—暴露—健康”因果链为核心,将上游健康干预理念融入景观生态学,并揭示个体行为轨迹、社会结构因素与景观调节三维耦合的暴露分异机制。在方法层面,提出“剂量-响应-阈值”模型实现健康效益分异量化,发展基于GIS/遥感融合、多智能体建模与数字孪生的虚实交互暴露模拟技术,构建跨尺度时空耦合建模体系,提升暴露评估精度与预测能力。在应用层面,提出健康公平导向的生态格局优化、基于个体差异与行为路径的精准暴露干预以及跨部门协同治理的政策转化路径。总之,暴露生态学建构了景观生态学的健康维度,实现了卡尔·特罗尔(Carl Troll)提出的景观生态学“理解空间异质性”初衷的跃迁。未来还需要深化多源数据融合与生活轨迹分析、生命周期与敏感性识别、行为-生态反馈机制深化、政策—规划—实践协同、及结合气候变化适应本地途径等重点研究方向。
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张伟, 胡培雷, 谢炳庚, 陈海生, 黄芬, 肖峻, 肖丹, 王克林
DOI: 10.5846/stxb202411222867
Abstract:
针对喀斯特峰丛洼地石多土少制约生态系统碳汇稳定性和可持续性的关键挑战,以及生态-生产功能权衡制约区域生态服务整体提升的科学瓶颈,依托“十四五”国家重点研发计划项目课题,以生态-岩溶过程碳汇协同提升为抓手,研发生态多功能整体提升的景观优化配置技术,构建基于乡村振兴的生态系统服务提升模式。阶段性成果如下:(1)发现碳酸盐岩养分风化显著促进植被生产力提高,并通过增强钙和微生物协同作用促进土壤有机碳积累,阐明了喀斯特生态-岩溶过程碳汇耦合提升机制,研发了基于生物网络优化调控的生态-岩溶碳汇协同提升技术;(2)解析了峰丛洼地区域粮食生产与生态调节支持服务权衡关系,发现发展澳洲坚果、种桑养蚕、种草养牛等特色产业更有利于生态-生产效益协同增效;(3)构建了生态产品供给能力提升与农业产业转型发展协同方案,生态-生产协同发展模式生态多功能整体提高了12.6%,经济收入提高了20.8%;(4)初步建立了以澳洲坚果生态产业为核心的高值生态产业型示范基地,以种桑养蚕为核心的农文旅养示范基地,以种草养牛提质增效为核心的生态屏障与特色产业兼顾型示范基地。相关成果为喀斯特峰丛洼地区域“双碳”目标和“乡村振兴”等国家战略实施提供了科技支撑。
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尹海伟, 孔繁花, 刘宏庆, 沈舟, 陈晨宇, 陈鹏飞, 孙涛
DOI: 10.5846/stxb202411252887
Abstract:
城市规划一直以来都忽略了城市食物系统,尚未跨越食物系统规划和城市空间规划之间的鸿沟。作为新型绿色基础设施与生产性城市景观的城市农业已成为应对气候变化、缓解粮食安全与各类社会生态问题的重要途径。如何定量评价城市农业的用地适宜性与发展潜力,科学开展其社会-生态效应/风险与空间优化配置研究,进而实现食物系统规划和城市空间规划的有效连接,已成为当前城市农业空间布局规划与研究的热点与难点问题。为此,本文在城市农业概念与内涵阐述的基础上,从城市农业的用地适宜性与发展潜力评价、城市农业的社会-生态效应/风险评价和城市农业空间优化配置与规划决策支持模型三个方面,对国内外相关研究进行了评述,并在此基础上总结了目前城市农业研究存在的主要问题,进而提出了该领域未来研究的主要方向,以期为我国面向双碳与可持续发展目标的城市农业跨学科整合分析框架与规划技术体系研究提供借鉴与参考。
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DOI: 10.5846/stxb202412022961
Abstract:
“因地制宜推进绿色低碳发展”是国家推进生态文明建设与实现“双碳”目标的重要战略导向,对构建差异化的区域双碳管理体系与国土空间分区策略具有重要现实意义。以湖南省122个区县为例,基于经济贡献系数和生态承载系数等指标分析了碳收支的空间分异特征。在此基础上,结合现有主体功能区,开展了耦合碳收支分区与主体功能区的双碳空间管理单元划分研究,为分类施策开展双碳空间精准管理提供科学依据。结果表明:①2000—2022年湖南省各区县碳排放量和碳吸收量总体呈上升趋势,2022年分别达32113.51 × 104 t和45179.35 × 104 t,高排放区不断扩大,而碳吸收区整体较稳定;②基于经济贡献系数和生态承载系数的碳分区结果表明,湖南省区县低能耗碳汇区、高能耗碳排区、低能耗碳排区和高能耗碳汇区分别为82、23、15和2个,低能耗碳汇区(占67.21%)主要位于湖南省周边丘陵林地区域,而高能耗碳排区(18.85%)和低能耗碳排区(12.30%)主要位于长沙市、株洲市、湘潭市、衡阳市等经济发达的中部区县;③耦合“碳收支分区—主体功能区”结果,可将湖南省划分为11种双碳空间管理单元类型,其中,“低能耗碳汇—国家级重点生态功能区”为主要的类型(38个区县,共85212 km2),主要位于张家界市、怀化市、湘西土家族苗族自治州、永州市、郴州市等植被覆盖率较高的西部和南部区县,而“低能耗碳排—省级城市化地区”(1个区县,137 km2)最小,主要位于邵阳市双清区。研究结果可为“因地制宜推进绿色低碳发展”战略提供空间支撑,助力双碳战略的实现。
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DOI: 10.5846/stxb202412032965
Abstract:
为明晰热融滑塌导致高寒草地土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)的损失特征,探究青藏高原热融滑塌过程中高寒草地土壤碳氮变化驱动机制,基于青藏高原24项有关高寒草地热融滑塌的研究,对不同地貌、植被覆盖状态、时期和生态系统类型的热融滑塌下高寒草地的植物生物量、土壤理化性质、微生物属性以及碳氮通量等指标进行meta分析。结果表明:整体上热融滑塌显著降低了高寒草地SOC(减少24.82%)和TN(减少18.78%)。不同地貌和生态系统类型之间滑塌后SOC的损失效应差异显著,而土壤TN在不同地貌、植被覆盖状态、时期和生态系统类型下的变化并未表现出显著差异。进一步分析发现热融滑塌后沉降地貌的SOC损失效应显著高于滑塌地貌,而在不同生态系统类型中,高寒湿草甸因为独特的水分环境,SOC损失最为显著。土壤SOC的损失主要通过改变可溶性有机碳的横向运输以及增强SOC的分解实现,而TN的损失则主要是因为滑塌改善了土壤氧气条件,加强了硝化作用,增加了易淋溶的硝态氮来实现。因此,热融滑塌对高寒草地SOC和TN的影响途径可能因条件不同存在异质性,考虑不同条件能够提高对热融滑塌发生后碳氮损失的预测准确性。我们的研究为理解热融滑塌对高寒草地土壤碳氮循环的影响提供了重要的理论支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202412052997
Abstract:
昆虫多样性被广泛应用于生态修复评价中。为了解不同生态改善措施对昆虫多样性的影响,于2023年5—9月,利用马来氏网法和扫网法,对拉萨南山4种典型树种搭配下昆虫多样性进行调查。试验结果:1)此次调查共采集昆虫29576只,隶属于13目120科246种,其中未知种112种,优势科为摇蚊科和秆蝇科,占比分别为16.71%和11.89%;优势种为红头潜管秆蝇,占比11.6%。2)中国沙棘+油松+刺槐+祁连圆柏+北京杨(S1)昆虫个体数、类群数、多样性指数、丰富度指数和均匀度指数最高,与中国沙棘+油松+细叶红柳+云杉(S2)和江孜沙棘+油松+细叶红柳+白皮松(S3)存在显著差异(P<0.05)。江孜沙棘+油松+云杉+樟子松(S4)昆虫优势度最高,与其他三个树种搭配有显著差异(P<0.05)。3)四种树种搭配昆虫个体数和类群在7月和8月达到峰值,呈单峰趋势,受时间影响明显,且S4昆虫个体数随时间波动较大。4)非度量多维尺度分析(NMDS)显示不同树种搭配昆虫群落组成不重叠,进一步相似性分析(ANOSIM)表明组间差异显著(R=0.963,P=0.001),结合Jacard和S?rensen指数指明S4昆虫群落组成与其他三种树种搭配相似性最低。5)冗余分析(RDA)结果表明,草本均匀度和丰富度显著影响昆虫类群数和个体数(P<0.05)。拉萨南山生态林处于建立初期,并未形成稳定的昆虫生态系统,昆虫群落抵抗外界的能力较差,四种树种搭配中S1昆虫群落较为稳定,S4最低,同时林下草本对生态林昆虫群落稳定性的影响不可忽视。
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DOI: 10.5846/stxb202412063008
Abstract:
高树种多样性往往伴随更高的土壤碳含量,但其背后的驱动机制尚未完全阐明。例如,树种多样性如何通过调控土壤理化性质(如养分有效性和孔隙结构)来影响土壤有机碳积累,仍缺乏系统认知。为了揭示暖温带典型落叶阔叶天然林土壤有机碳及土壤理化性质与树种多样性之间的关系。选取宝天曼不同树种多样性的锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)天然次生林,测定分析土壤0—10,10—20,20—40,40—60 cm不同深度的总有机碳、总氮、总磷、有效氮、有效磷、氨态氮、硝态氮、土壤pH等土壤化学性质、生态化学计量特征及土壤容重、毛管孔隙度、田间持水量、土壤总孔隙度、饱和含水量、非毛管孔隙度等土壤物理性质。采用方差分析、主成分分析和结构方程模型等探究研究区不同树种多样性下土壤有机碳含量差异及其与土壤因子之间的关系。结果表明:1)相比于低树种多样性林分,高树种多样性林分显著提升了表层土壤有机碳含量(0—10、10—20 cm土层分别增加了54.3%和40.3%),但20 cm以下的土壤无显著差异。同时,高树种多样性使0—10 cm土层容重显著降低11.2%,毛管孔隙度显著增加10.9%,而其他土壤物理性质未发生显著变化。此外,高树种多样性林分显著提升了0—60 cm各土层全氮和全磷含量,导致养分化学计量比降低,但10—20和20—40 cm土层pH值显著下降。2)宝天曼锐齿槲栎林土壤有机碳含量与土壤理化性质存在密切联系,其中土壤有效氮对土壤有机碳的影响最大,其次是土壤总氮、毛管孔隙度、饱和含水量和有效磷。3)树种多样性通过降低土壤pH值,增加土壤硝态氮、有效氮和有效磷等养分的含量,间接增加土壤有机碳。高树种多样性对土壤养分有效性的提升,是暖温带天然林土壤有机碳增加的主要原因,本研究加深了树种多样性提高森林土壤有机碳机制的认知。
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DOI: 10.5846/stxb202412093030
Abstract:
湖泊生态系统稳定性是指在遭受一定阈值内的随机扰动时,系统能够保持其结构和功能上的相对稳定。然而,一旦随机干扰超出了阈值,则可能导致系统经历一次显著的状态转变,从而形成一个新的稳定状态。这种从原有平衡状态向另一种不同平衡状态转变的过程,在生态学领域被定义为稳态转换。稳态转换前后湖泊生态系统的结构和功能会发生根本的变化,明晰湖泊稳态转换机制对科学制定湖泊治理措施、保护湖泊生态系统的健康稳定具有重要指导意义。系统回顾了湖泊生态系统稳态转换概念模型,识别了1989—2024年湖泊生态系统稳态转换相关文献发文量和研究内容趋势变化,梳理了稳态转换的关键驱动因素、突变阈值、弹性与迟滞效应以及预警预测等方面研究进展。结果表明:稳态转换发文量呈先增后缓趋势,2021年后略有下降,研究内容从现象识别逐步发展为理论建模,进而拓展至多因子驱动与群落动态响应,近年来,随着气候变化、人类活动等外部驱动因子的加剧,研究重心逐步转向系统稳态突变的预警预测和生态系统管理。驱动因子及阈值由单一驱动向多重驱动因子发展,不同地区类型湖泊阈值存在差异;迟滞效应的产生本质上是由于弹性的存在,生态系统的弹性可以用来表征迟滞效应的存在,但当前弹性量化研究不足;生态系统稳态转换的早期预警机制涉及阈值与弹性之间的多维耦合关系。面向当前研究中多重驱动因子研究不足、弹性与迟滞效应的定量评估欠缺、早期预警信号精准性不足以及数据和模型的局限性等问题,未来湖泊生态系统稳态转换研究有待加强多因子交互耦合机制研究、开发湖泊生态系统弹性定量评估方法、构建基于动态弹性的预警系统、推进多源数据融合与智能建模技术发展。
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DOI: 10.5846/stxb202412103040
Abstract:
森林土壤有机碳(SOC)储量巨大,其较小的波动可能显著影响大气二氧化碳浓度及全球气候。越来越多的证据表明,微生物残体碳对SOC累积起着重要作用,但其在喀斯特和非喀斯特森林土壤中的驱动机制仍不明确。本研究以桂西北喀斯特森林与邻近非喀斯特森林为研究对象,利用生物标志物,即氨基糖,分析了0~10 cm、10~20 cm与20~40 cm土层的微生物残体碳含量及其对SOC累积的贡献。结果表明,土壤细菌残体碳、真菌残体碳和总微生物残体碳含量总体上均表现为喀斯特森林高于非喀斯特森林,且随土层深度增加显著下降。在0-10 cm土层和10-20 cm土层中,细菌残体碳、真菌残体碳、以及总微生物残体碳对SOC的贡献在二类森林之间无显著差异;在0-10 cm土层中喀斯特森林细菌残体碳对SOC的贡献为4.45%,真菌残体碳为24.13%,总微生物残体碳为30.73%;非喀斯特森林中分别为2.95%、15.26%和19.72%;在10-20 cm土层中喀斯特森林细菌残体碳对SOC的贡献为4.28%,真菌残体碳为23.43%,总微生物残体碳为29.16%;非喀斯特森林中分别为5.72%、20.46%和27.96%;但在20-40 cm土层,喀斯特森林真菌残体碳对SOC的贡献显著高于非喀斯特森林。土壤总微生物残体碳、细菌残体碳、真菌残体碳含量与SOC、颗粒态有机碳、矿物结合态有机碳、微生物生物量碳、总氮、总微生物磷脂脂肪酸丰度、交换性钙和镁均呈显著正相关。土壤微生物生物量碳和交换性钙是导致细菌和真菌残体碳在喀斯特与非喀斯特森林之间显著差异的关键因素。综上,本研究揭示了钙与微生物的协同作用促进喀斯特森林土壤微生物残体碳累积,为理解喀斯特森林土壤碳累积机制提供了依据。
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DOI: 10.5846/stxb202412133072
Abstract:
高寒草地在维护碳平衡和应对气候变化等方面具有重要作用,气候变化通过植被物候指标极大地影响了植被生长。目前,藏北高寒草地返青速率的研究较少。本文中,返青速率定义为返青振幅与返青持续时间的比值,利用2001—2020年MOD 13Q1 NDVI数据推导计算出藏北高寒地区的返青速率长时间序列数据,采用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall非参数检验法分析藏北高寒草地返青速率的时空特征和变化趋势,采用偏相关分析探讨高寒植被返青速率对气候变化的响应。研究发现:①2001—2020年藏北高寒草地的平均返青速率为0.002 NDVI/day,平均返青持续时间和返青振幅分别为63 days和0.137 NDVI,高寒草地平均返青速率以0.00001 NDVI/day year?1的速率减少。②返青速率的空间格局表现出高度的空间异质性,与返青振幅的空间分布具有一致性,返青速率的时间变化趋势表明,高寒荒漠是正向变快趋势,其余高寒草地类型均表现出负向变慢趋势。③研究区域内,返青期期间降水与78.2%区域的返青速率呈现正相关关系(25.8%区域具有显著性),温度与47.4%区域的返青速率之间存在正相关性(11.3%区域具有显著性)。通过返青速率这一物候指标去探究气候变化背景下的藏北高寒草地对气候变化的响应有助于更加系统全面地了解藏北高寒草地物候变化趋势,对藏北高原草地生态系统管理具有重要的实践意义。
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李品静, 陈文婧, 齐攀琪, 刘新月, 徐铭泽, 洪凯帆, 张敏, 张恒, 李廷山, 刘鹏, 齐建东, 查天山
DOI: 10.5846/stxb202412203131
Abstract:
湿地是全球甲烷(CH4)排放的主要自然来源之一,其在全球气候变化和碳循环中的重要性备受关注。湿地公园是城市生境公园建设的重要组成部分,其在提供生态系统服务方面(如碳储存)发挥了关键作用,有效提升了城市生态系统的稳定性和可持续性,然而目前对其甲烷排放变化特征及其环境影响机制仍不清楚。本文以北京市长沟湿地为研究对象,采用涡度相关(EC)技术对2022年湿地甲烷通量进行连续观测,结合同步观测微气象因子,利用回归分析和随机森林模型,探讨了甲烷通量的日变化、季节变化特征及其影响因子。长沟湿地甲烷通量日变化特征明显,甲烷通量变化范围在0-0.06 μmol·m?2·s?1之间,生长季(定义为NDVI > 0.31, 4月13-10月22日)的日变化趋势表现为白天通量大于夜间通量,峰值出现在正午12:00-14:00之间,非生长季日变化整体排放量没有太大波动。甲烷通量季节差异明显,呈现出生长季高,非生长季低的排放特征,生长季甲烷累积排放量为591.35 mmol·m?2(7.10 g·C ·m-2 ·year-1),而非生长季的甲烷累积排放量仅为50.90 mmol·m?2(0.61 g·C ·m-2 ·year-1)。甲烷通量全年累积量为7.71 g·C ·m-2 ·year-1。温度(Ta)和净初级生产力(NPP)是甲烷通量季节变化的主要影响因子,温度升高和NPP增加显著增加甲烷排放,生长季中,Ta、NPP的决定系数(R2)分别为0.95和0.96。非生长季,甲烷通量与各因子关系不显著。本研究认为未来气候变化下,温度和生产力的提高会导致湿地甲烷排放的增加。本研究结果为北京湿地生态系统碳汇核算提供科学支撑,也为气候变化背景下的温室气体减排策略提供科学参考。
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DOI: 10.5846/stxb202412223137
Abstract:
滨海湿地作为生态-经济敏感带,是“三生”空间功能演变的典型载体。本文以辽河口国家公园为研究对象,集成2000—2024年多源遥感数据与GIS空间分析技术,结合支持向量机(SVM)分类与政策贡献度模型,定量解析旅游化进程中“三生”空间的时空分异规律,揭示滨海湿地型国家公园的空间重构机制。研究表明:(1)辽河口“三生”空间呈现“生态收缩—修复交替、生产—生活复合扩张”的动态特征。2000—2015年生态空间年均缩减7.96km2,主要受围海养殖与城镇扩张驱动;2015年后“退养还湿”工程推动湿地面积年均增长3.2km2,红海滩碱蓬草覆盖率从15%跃升至82%,生产—生态空间面积激增2140.16%,形成“政策驱动—生态修复—产业转型”的良性循环。(2)旅游化通过“稻田画”农旅融合、石油文化园活化等创新模式重构空间功能,景区内旅游用地增长321.43%,带动社区居民参与旅游服务,人均年收入增加,实现“生态价值—经济收益—民生改善”协同发展。(3)政策调控贡献度达64.8%,生态积分制与“三区三线”管控有效平衡保护与开发;可见辽河口构建的“政府主导—多元共治”模式在应对突发环境事件与社区协同治理中更具韧性,其“生产性保育”理念突破了传统隔离式保护的局限。研究为滨海湿地国家公园的“保护性开发”提供了可复制的空间优化路径与方法论支撑。
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黄钰瑶, 张皓月, 王姗, 张绪教, 潘进礼, 马杰, 王建勇
DOI: 10.5846/stxb202412303198
Abstract:
植被空间分异是地球多圈层耦合作用的结果。前人研究主要聚焦气候、地形与水文对植被的地带性控制,而岩石圈基底通过岩性-土壤界面产生的非地带性调控机制尚未系统揭示。本文选择植被空间变异强烈的宁夏罗山典型干旱区,基于遥感影像、地质图和野外实测数据,探究了地质地貌对植被格局的级联驱动效应。结果表明,NDVI空间分异呈现环状结构,高值区与放射状水系的裂点分布吻合,说明未遭受溯源侵蚀的山体核心区通过水土保持维系高盖度植被(NDVI>0.6)。岩性通过调控土壤养分和含水量主导植被空间分异:米钵山组(Omb)风化区因高保水保肥性发育山顶草甸草原和森林(NDVI>0.6);东部冲洪积物(Qp3pl)高养分低保水性,主要分布荒漠和荒漠草原(NDVI<0.4);西部马兰黄土(Qm)则以保水优势弥补低养分缺陷,支撑典型草原和荒漠草原(0.2
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DOI: 10.5846/stxb202412313208
Abstract:
摘要:绿色空间既是城市生态系统的重要组成部分,也是支持居民日常活动、促进身心健康的公共资源。厘清绿色空间特征如何影响居民运动行为,对于提升绿色空间效益、实现公共健康目标具有重要意义。本文基于运动平台地图可视化数据,提取并构建了北京市约6.5万条居民运动轨迹,并与高精度绿地矢量数据结合,分析了绿色空间环境特征与居民运动行为之间的关系。研究发现,居民更倾向选择大型、形态紧凑的绿色空间,且NDVI与运动呈倒U型关系,提示适度绿化的重要性。引入空间自相关检验与空间计量模型后,我们发现运动行为在空间上具有显著的聚集性,局部绿色空间的活力会通过邻里传播机制影响更广阔区域。为进一步解析这种空间相关特征,我们区分了空间误差效应与空间滞后效应,提出绿色空间使用可能存在生态与行为之间的正反馈机制。在此基础上,本文从“本地优化”“邻里协同”与“网络连通”三个层面提出相关政策建议,强调绿色空间规划应在提升空间品质的同时,注重行为活力的空间外溢与整体绿色网络效能的协同提升。研究为城市绿色空间的效应识别提供了方法论上的探索,也为数据驱动的生态行为融合研究提供了新的视角。
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周煜涵, 代远萌, 田 赟, 琚晓千, 刘 鹏, 贾 昕, 查天山
DOI: 10.5846/stxb202411212853
Abstract:
植物氮水资源利用效率是连接植物光合和资源供给的关键纽带,二者互相作用共同影响植物的生长和对环境的适应策略。目前,在资源受限区域,植物氮水资源利用效率间关系是否随植物短期和长期响应环境变化而调整尚不明确。本研究按植被覆盖度将毛乌素沙地沙丘分为4个阶段(半固定沙丘D1、固定沙丘D2、土壤结皮固定沙丘D3和草本植物固定沙丘D4),以典型沙生植物黑沙蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,通过测定叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、碳含量、氮含量和稳定碳同位素(δ13C)等指标,以期探明沙丘不同固定阶段黑沙蒿短期与长期氮利用效率和水分利用效率的变化规律及其关系。结果表明:(1)随沙丘的逐渐固定,黑沙蒿短期水分利用效率(WUEi)与长期水分利用效率(WUEs)总体呈增大趋势,其中,WUEi先下降后上升,D2阶段最小,D4阶段显著大于其他阶段(P <0.05)。WUEs在D3阶段最高,显著大于D1和D2阶段,在D4阶段略有下降但无显著差异(P <0.05)。(2)黑沙蒿短期氮利用效率(NUEi)在D1、D4阶段显著高于另外两个阶段,但长期氮利用效率(NUEs)在各阶段保持较高水平且无显著差异(P >0.05)。(3)综合4个固沙阶段,黑沙蒿短期与长期的氮利用效率与水分利用效率间均呈显著正相关(P <0.05)。研究表明,受水分和氮素限制,黑沙蒿短期和长期的氮利用效率和水分利用效率间关系一致,均采用显著正相关的协同变化策略来适应环境。研究结果可为深入理解沙生植物的生态适应策略和该区域植被的恢复保护提供数据基础。
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DOI: 10.5846/stxb202411142793
Abstract:
定量揭示城镇空间演化对城市群碳储量的非线性影响,并构建碳储量优化分区格局,对区域平衡国土空间开发与生态保护具有重要的意义。然而现有研究缺乏评价多情景模拟下的城镇空间扩张对碳储量的非线性影响。本文以长株潭城市群核心区为研究区,以1km网格为基本单元,基于1995—2020年国土空间利用数据,利用SD-ANN-CA模型和InVEST模型模拟传统发展(CT)、经济发展(EC)、协调共生(GS)以及生态保护(ST)四种情景下的国土空间格局及碳储量,并通过回归明确了城镇空间占比变化对碳储量的非线性关系。结果表明:(1)四种情景下的2035年城镇空间面积分别为1572.06km2、1283.42km2、1113.56km2、1172.45km2,增幅分别是51.4%、23.58%、7.51%和12.89%,同时,碳储量变化率分别为-6.21%、-02.87%、1.43%和1.75%。(2)不同情景下的城镇空间占比对碳储量影响存在差异,协调共生情景>生态保护情景>经济发展情景>传统发展情景,协调共生情景下的两者关系表现出最优状态,且城镇空间占比对碳储量的影响阈值0.2344最大,碳储量下降趋势随着城镇空间占比变化增大而更加明显。(3)基于乡镇尺度识别出4种碳储量优化分区,其中碳储量提升区和修复区占比达到64%,且呈零散分布;保护区占比约29%,多数分布在东部区域,整体上具有较高的可优化空间,同时,研究构建了“一芯、两廊、双轴、多节点”的碳储量优化格局。以期为城市群地区未来国土空间规划如何实现“双碳”目标提供科学参考。
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DOI: 10.5846/stxb202411072734
Abstract:
草原作为我国第二大陆地生态系统,是维护生态安全、促进绿色发展的重要战略资源,但在生态产品价值转化中面临资源分配失衡、市场化滞后、社会资本参与不足等现实挑战,亟待探索可持续的价值实现路径。本文针对现有研究碎片化、实践导向不足的短板,系统构建草原生态产品价值实现的“逻辑-机制-模式”研究框架:基于公共物品与外部性理论,从理论、制度、技术、实践四重逻辑阐明其内在机理;依托多元主体、资源要素、价值活动与制度环境关键要素,从主体协同、制度供给、监督保障三方面搭建草原生态产品价值实现的机制框架;结合国内外典型案例与政策实践,凝练生态保护补偿、权益流转、产业开发、配额交易、资本收益5类13种模式,解析其内涵、特点与综合效益。研究发现,通过制度设计与技术赋能,可显著提升草原生态产品市场化转化效率,而产权界定模糊、核算技术滞后仍是主要制约。最后,从深化产权制度改革、优化生态补偿机制、强化多主体利益共享、推动区域适配性政策四方面提出政策优化路径。本研究可为草原生态产品价值实现过程管理提供系统性参考,对推动草原“碳库”“钱库”功能转化具有现实指导意义。
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DOI: 10.5846/stxb202410272613
Abstract:
揭示兴安落叶松森林生态系统植物水分利用格局和模式是准确理解植物水分利用机制对气候变化响应的关键。本研究以落叶松(Larix gmelinii)(L)、白桦(Betula platyphylla)(B)、杜香(Ledum palustre)和红花鹿蹄草(Pyrola incarnata)为研究对象,利用稳定同位素技术,长期气象监测、野外采样和贝叶斯混合模型,揭示水汽δ18O动态及对环境因子响应机制、分析了不同水源同位素变化特征,量化各潜在水源对植物的贡献率,探讨土壤-植物-大气垂向δ18O动态与环境因子的响应关系。结果表明:(1)大气水汽浓度及δ18O呈单峰型分布,且受气温、相对湿度和风速影响较大,受降水影响较小。(2)5、9月土壤水同位素“浅层贫化、深层富集”,6—8月呈相反趋势;植被受蒸发程度:落叶松>白桦>杜香>红花鹿蹄草。(3)5、9月落叶松和白桦吸收浅层水,占比为55.7%、52.3%(L);58.6%、56.7%(B);灌木和草本吸收中层水,占比为73.5%、74.4%和65.8%、67.3%。6—8月落叶松和白桦吸收深层水,占比为38.3%、48.3%、55.5%(L)和49.5%、64.9%、65.1%(B);灌木和草本分别吸收中层和浅层水,占比分别为61.6%、53.8%、58.3%和55.7%、59.2%、53.5%;表明4种植物间存在水文生态位分离。(4)气温和相对湿度对乔灌草茎秆水、浅中层土壤水的δ18O影响较强,降水和风速的影响较弱。通过研究寒温带森林生态系统不同植被水分来源,有助于揭示环境因子对植被的影响,对该地区水资源管理提供理论依据。
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刘意, 岳恩馨, 吴娟, 赵华琼, 赵琳, 钱品瑜, 叶许春
DOI: 10.5846/stxb202410182545
Abstract:
湿地植被的生长态势和分布格局受水文干旱的影响突出,了解植被生长对水文干旱的响应特征,对于制定有效的湿地保护和管理策略具有重要意义。综合考虑鄱阳湖洪泛湿地生态、水文基本特征,本研究基于遥感大数据和图像融合技术构建的2000—2020年间连续的高时空分辨率湖泊水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)(8 d,30 m)和增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)(16 d,30 m)数据集,提出了基于淹水面积的洪泛湖泊水文干旱指数(Standardized Inundation Area Index,SIAI),定量揭示了鄱阳湖洪泛湿地植被生长对水文干旱的非线性响应特征。研究表明:1)鄱阳湖洪泛湿地植被EVI年内变化呈现出双峰型特征,分别在上半年4月份和下半年9月份出现一个峰值;2)湿地植被EVI与SIAI之间存在显著的非线性响应关系, EVI随SIAI增大呈现先增加后减少的趋势。在月尺度上,这种非线性关系在春季生长期内的4、5月份和秋季生长期内9、10月份最为突出;在年尺度上,SIAI=-1.5时植被EVI达到峰值,在此基础上干旱程度增加或减小均不利于湿地植被的生长;3)水文干旱对植被生长的影响在上半年的3—6月份出现了1—4个月不等的滞后效应和2—11个月不等的累积效应,下半年不同月份的滞后效应和累积效应波动较大,其中9、10月份的滞后效应均为1个月,累积效应分别为1个月和2个月。湿地植被的生长、分布受到洪泛过程作用下的洲滩出露和水分变化制约,加强极端水情下的湿地生态水文相互作用机理及耦合机制研究对促进长江大保护背景下的湖泊湿地生态修复和保护至关重要。
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DOI: 10.5846/stxb202410092438
Abstract:
卫星追踪及遥感技术是目前鸟类栖息地关系研究的重要手段。通过对群居鸟类有限个体的卫星追踪,可以获得它们不同时期栖息地范围,结合遥感技术及多源数据,可进一步对特定物种栖息地选择、栖息地特征分析进行相关研究。本研究通过卫星追踪定位技术,获取5只反嘴鹬2022年11月至2023年3月的追踪数据,在此基础上,计算其家域面积,结合卫星遥感影像及多源数据,对反嘴鹬越冬期生境选择及生境特征进行分析,并对湿地水鸟生境保护提出建议。结果表明:反嘴鹬在越冬生境的选择上具有显著的偏好性,主要偏好地形平坦或微坡且植被覆盖度较低的沼泽滩涂、水田及内陆水体(养殖鱼塘、虾池和水库)等区域。这一选择模式反映了反嘴鹬对越冬生境的特殊需求,揭示了其对食物资源可获得性、栖息地安全性以及能量消耗最小化的综合考量。为了保护越冬期水鸟生境,需要采取综合管理策略,协调养殖业、农业和湿地修复的不同需求,最大程度减少人类活动对水鸟栖息地的影响。研究结果可为发现反嘴鹬潜在越冬生境及越冬生态研究、水鸟生境保存与修复提供科学参考,具有较强的现实意义。
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郝宗宇, 郝芮, 操云飞, 舒胡佳, 黄愿, 郭梦娜, 王玲, 史志华
DOI: 10.5846/stxb202409232310
Abstract:
我国南方丘陵区密集分布的沟渠与水塘构成了复杂的沟塘系统,其与道路等基础设施共同重塑了流域水文过程。在乡村振兴和高标准农田建设持续推进的背景下,沟渠、水塘及道路的覆盖面积和空间结构将发生变化,进而影响小流域水沙输移过程。鉴于此,本文以南方丘陵区典型小流域为研究对象,基于图论法构建了包含沟塘-道路的小流域汇流网络,利用Soil and Water Assessment Tool(SWAT)模型分析了沟塘-道路对小流域水沙输移的影响,并通过情景模拟提出了基于沟塘及道路优化的小流域水沙调控对策。结果表明:(1)沟塘-道路系统显著改变了小流域汇流网络结构特征,汇流网络的连通程度明显提高,其中汇流网络的节点数增加了786个,网络环度从2.00×10-7增至3.01×10-7;(2)建模过程中纳入沟塘-道路系统后,子流域划分更符合实际地形特征,使径流模拟的R2和NSE分别提高了0.24和0.36,泥沙模拟的R2和NSE分别提高了0.17和0.22;(3)情景分析结果表明,沟渠植草可减少22.6%的径流和28.1%的泥沙输出,路面植草或铺设透水混凝土可分别削减22.8%和25.4%的泥沙输出,而塘内植草对径流和泥沙的拦截率分别为5.7%和3.2%。研究结果对于优化水土流失防控策略、加快生态清洁小流域建设具有重要意义。
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贺晓慧, 司建华, 周冬蒙, 王春林, 贾冰, 秦洁, 朱兴林, 刘子金, Boniface Ndayambaza
DOI: 10.5846/stxb202408221984
Abstract:
梭梭作为典型的荒漠C4植物已成为荒漠生态系统的重要组成部分,有效改善了区域生态环境,但其光合固碳释氧能力随林龄如何变化还不够明晰。本研究采用空间代替时间的方法,在测定5个不同林龄梭梭(5 a、11 a、22 a、34 a、46 a)光合作用、叶片性状、林分密度等指标的基础上,分析了不同林龄梭梭光合生理特性变化规律,探究了不同尺度梭梭固碳释氧能力及随林龄的变化规律。研究结果表明:(1)梭梭日均光合生理特征随林龄增加呈先减小后增加趋势;(2)不同龄级梭梭单位叶面积日固碳释氧能力变化趋势与日均净光合速率变化趋势一致,单株日固碳释氧能力、年固碳释氧能力及单位林地面积年固碳释氧能力随着林龄增加呈快速增长趋势,其中梭梭在22 a到34 a间增长相对缓慢,46 a梭梭单株固碳释氧能力为5 a梭梭的65倍,但由于林分密度下降,单位林地面积梭梭固碳释氧能力仅为5 a梭梭林的15.26倍;(3)梭梭固碳能力受净光合速率、冠幅、叶面积指数影响较大,且与林龄呈显著正相关。能够有效揭示梭梭生态效能生理机制,为荒漠地区的固碳潜力及碳汇计量提供数据支撑及参考价值。
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苟雅慧, 孟亚楠, 许映军, 颜钰, 李晨睿, 殷海航, 乔建民
DOI: 10.5846/stxb202406281511
Abstract:
全球气候变暖背景下,辽东湾海冰冰期缩短与破碎化程度加剧,严重威胁濒危旗舰物种斑海豹(Phoca largha)繁育生境。研究基于辽东湾环境特征及斑海豹繁育条件,构建集成生境破碎化指数、生境厚度适宜性指数与连续结冰时间指数的多维生境适宜性评价体系,结合小波分析与空间自相关方法,系统评估2012—2023年间斑海豹繁育期生境质量的时空变化特征及其生态驱动机制。结果表明:(1)生境破碎化指数多年日均值呈现先减后增的变化趋势,厚度适宜性指数多年均值与其相反;36d时间尺度下生境破碎化的转换期与斑海豹幼崽约25d哺乳期高度契合,揭示了海冰结构变化与繁育生态行为之间存在耦合关系;(2)连续结冰时间指数均值范围为1.18—6.11,随冰期缩短持续下降,空间聚集区向东北繁殖核心区域收缩,反映冰期稳定窗口趋短,可能提高幼崽早期暴露风险;(3)生境适宜性综合指数年际波动显著,整体呈下降趋势;(4)海表面温度(SST)为影响生境破碎化与厚度适宜性的关键气象因子,二者在盛冰期的相关系数分别为0.445和-0.466。研究首次量化了辽东湾斑海豹繁育期生境的多维变化特征及其生态响应机制,为种群保护与生境管理提供科学依据。建议构建覆盖大连斑海豹保护区与辽东湾繁殖核心区的生态连通性保护网络,强化区域生态耦合功能,推进基于软连通性的动态保护机制,并加强关键繁殖区的巡护与人类活动管控。
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DOI: 10.5846/stxb202404040724
Abstract:
城市作为复合系统,在创造经济发展奇迹的同时带来了生态诅咒和黑色危机。当城市表现出脆弱性时,如何直面生态旧疾,应对风险扰动新困?本研究构建“抵抗能力—吸收能力—更新能力”分析框架测度湖南省生态韧性,从时空视野探讨了其如何演化的密码,借助随机森林算法考察了其影响因素的非线性效应,为生态韧性何以提升提供了前瞻性思考。结果表明:(1)湖南省生态韧性介于0.251与0.796间,呈不断上升态势,未形成极化现象,怀化的增长率最高,达6.3%。其核密度曲线叠加了个体和时段特征,表明生态韧性的空间差距有所扩大,且高生态韧性城市增多。(2)湖南省生态韧性等级逐次升高并存在演化梯度性,东高西低的分布特征明显,环洞庭湖地区(均值为0.45)的生态韧性高于大湘西地区(均值为0.37)。(3)湖南省生态韧性存在多因素耦合影响,不同因素的影响效应和程度存在差异,包括勾型路径、N型路径和阶梯型路径三种类型,其中“阶梯型”效应的因素占主导。本文的贡献在于厘清了生态韧性的内涵和概念体系,弥补了已有研究对生态韧性非线性效应分析的不足。
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王佳, 李柔柔, 宋兴江, 杨毅哲, 陈丽丽, 陈瑜, 李欣迪, 张献瑞, 张春玲, 刘刚
DOI: 10.5846/stxb202401110105
Abstract:
入侵物种的气候生态位保守性对预测未来入侵风险具有重要意义。鬼针草自入侵以来,给我国农业、生态、经济等方面带来巨大损失。然而,目前对鬼针草入侵过程中的生态位变化研究较少,在其入侵中国过程中,生态位是否发生漂移尚不明确。本研究结合鬼针草原产地和中国的分布数据与环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)分析鬼针草在中国的潜在适生区及入侵阶段。同时利用主成分分析计算鬼针草生态位的重叠、稳定性、未填充和扩展,进行生态位等价性和相似性检验。较高的生态位稳定性表明鬼针草在入侵过程中保持了气候生态位的保守性。原产地和中国生态位的差异主要是由生态位未填充导致的,同时在其入侵过程中发生了极小的生态位扩展。虽然鬼针草在中国的生态位发生了变化,但中国的生态位仍主要是原产地生态位的一个子集。模型结果表明,鬼针草在中国的中高度适生区主要分布在华东、华中、华南和西南的大部分地区。中国南方大部分区域属于鬼针草的稳定入侵区,而北部及南方的小部分地区存在其潜在拓殖区。年均气温(Bio1)和年均降水量(Bio12)在鬼针草分布中起着关键作用。研究结果说明,鬼针草在中国的入侵尚未达到入侵平衡,未来对中国的北部、东部沿海地区仍有较大的入侵威胁。在这些高入侵风险区域,应建立系统的监测预警机制,以动态掌握其扩展趋势,避免其给当地造成巨大的经济和生态损失。
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DOI: 10.5846/stxb202401040027
Abstract:
水源涵养与降水密切相关,这种关系可能直接或间接影响洪水灾害发生与演变。但水源涵养与降水之间不是简单线性关系,两者关系可能随降水增长而变化,目前相关研究还比较少。为了科学的洪水风险管理,有必要细化水源涵养-降水响应关系,探究其对洪水风险研究的作用。珠江流域作为我国南方重要的洪水频发区,其流域防洪安全至关重要,选择珠江流域开展研究,可以为其他类似流域的洪灾管理提供借鉴和参考。利用分布式水文模型,采用气象、土壤、地理、水文和植被等多源观测数据,评估2013—2023年珠江流域水源涵养时空变化,探究水源涵养与快速流对降水的非线性响应关系及其与区域洪水风险联系。研究结果表明,珠江流域水源涵养及降水转化效率是东部和南部较高,西部和西北部较低。近10年约75%区域水源涵养表现减少趋势,特别是西部和西北部水源涵养低值地区。流域水源涵养与快速流相对降水的响应曲线表现为此消彼长的动态平衡。各子流域水源涵养趋于饱和的关键月降水阈值为700—1100mm,并且降水超阈值频率与历史洪水频次显著正相关,表明区域月降水超阈值频次对衡量洪水发生风险有警示作用。研究所得区域降水阈值及超阈值频率可为洪水风险评估提供新的视角和科学支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202412313215
Abstract:
景观是人与自然相互作用的结果,反映了自然生态和社会文化在跨时空尺度上的系统层次和复杂关系。景观特征评估能够识别景观中独特的、可识别的、一致的元素模式,为景观资源规划和管理提供有效工具。内蒙古沿黄地区地处干旱-半干旱过渡地带,复杂的自然环境与农牧交融的多元文化,共同塑造了独特的地域景观。基于社会-生态系统理论,从生态、社会和人与自然相互作用的系统性视角,提出了识别和评估景观特征的综合性框架。以内蒙古沿黄5市为例,从自然生态、社会经济、文化游憩、土地利用、空间异质性和时间动态度等6个维度,构建了包含24个要素的指标体系;整合1980—2020年土地利用、POI、历史地理信息数据等多源数据和空间分析方法,借助自组织映射神经网络模型(SOM),实现高维数据与复杂关系的聚类和降维,识别出24种景观特征类型,并对景观特征分类进行可视化、特征描述与空间格局分析:(1)该区域以自然和半自然景观为主导,自然与文化复合景观资源丰富,沿长城构成横跨北部高原的线性遗产廊道;(2)呼和浩特市、包头市高社会经济和高文化游憩景观聚集性显著;(3)沿黄平原与东部丘陵山地人地耦合关系复杂,景观空间异质性和东西-南北分异为人类活动和自然环境共同作用的结果。该框架和方法能够有效识别具有多维属性的景观特征类型,有助于深入了解人与自然相互作用的复杂性和景观的多样化功能,为区域层面的可持续发展、生态修复、文化遗产保护等多目标景观规划与治理提供科学支撑。
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周红娟, 王 彪, 王子涵, 代瑞宏, 韩 璐, 田沁瑞, 陈立欣
DOI: 10.5846/stxb202501020006
Abstract:
摘要:为探究人工纯林内乔木与林下灌木的水分利用和生态位特征,于2023年6—10月和2024年5—9月,以人工林乔木刺槐(Robinia pseudoacacia)、栾树(Koelreuteria paniculata)和侧柏(Platycladus orientalis)及林下灌木荆条(Vitex negundo)为研究对象,利用氢氧稳定同位素技术和MixSIAR模型,分析其水分来源,并采用Levine指数和Levins重叠指数计算其生态位特征。结果表明:(1)旱季初期(5—6月),刺槐主要依赖地下水,栾树主要利用60—80 cm土壤水和地下水,侧柏主要利用0—40 cm浅层土壤水。雨季(7—8月),3种乔木均转向0—40 cm浅层土壤水。至旱季末期(9—10月),刺槐和栾树主要利用40—80 cm深层土壤水,侧柏则持续利用0—40 cm浅层土壤水。各林分荆条在旱季主要吸收0—40 cm浅层土壤水,雨季主要吸收0—20 cm土壤水。(2)旱季初期,侧柏与林下灌木的水分生态位重叠度较高,其存在水资源竞争。雨季刺槐、栾树和侧柏与林下荆条间的水分生态位重叠度较高,但土壤水分充足,利于水分吸收。综上,乔木通过动态调整水分吸收深度(地下水或深层水)适应季节性干旱,林下灌木则依赖浅层土壤水,两者时空分异减少了土壤水分竞争,其不仅可以增强生态系统稳定性,还可以为植被修复和管理提供理论指导。
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DOI: 10.5846/stxb202501050030
Abstract:
西南地区作为两江上游生态屏障和岩溶连片分布区,生态本底脆弱,探究其生态系统服务价值时空演变及空间溢出效应,对区域生态管理优化具有重要意义。本文在核算西南地区生态系统服务价值的基础上,结合社会网络分析方法,基于生态系统服务价值的空间相关性及经济社会因素的空间特征等,揭示了西南地区内部生态系统服务价值空间关联网络的时空演变特征及溢出效应,并运用空间杜宾模型探究了西南地区与邻近区域生态系统服务价值的空间效应及其驱动因素。结果表明:(1)2000-2022年,西南地区生态系统服务价值总体呈增长趋势,各市州生态系统服务价值的空间分布格局相对稳定;(2)研究期内,市州间生态系统服务价值引力均值由0.3176增至2.1289,网络密度由0.2041增至0.2083,表明生态系统服务价值空间关联强度与网络的相关性和稳定性增强;(3)块模型分析显示,生态系统服务价值空间关联网络可以分为4个板块,板块内外部均呈现显著相关性与溢出效应,且板块内各市州生态系统服务价值协调发展水平提升;(4)西南地区与邻近地区生态系统服务价值空间溢出效应显著,邻接矩阵、地理距离矩阵的Rho系数分别为0.2585、0.5455,说明西南地区生态系统服务价值每增加1个单位,则邻近区域生态系统服务价值将分别增加0.2585和0.5455个单位,充分凸显其生态屏障功能;(5)降水、NDVI、城镇化和产业结构优化对研究区生态系统服务价值具有促进作用,而耕地面积、人口密度和人均GDP则呈抑制作用。研究结果可为区域生态修复、生态分区管控及生态系统服务功能提升提供科学依据。
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齐娅荣, 王飞鹏, 魏东斌, 杨钻, 陈卓, 巫寅虎, 王玉明, 安麒文, 陆韻, 苑宝玲, 徐章, 胡洪营
DOI: 10.5846/stxb202501070046
Abstract:
污水再生利用是应对水资源短缺问题的有效措施。然而,再生水中残留的氮、磷等常规污染物以及内分泌干扰物、抗生素等新污染物,在长期利用过程中可能引发潜在的生态风险和健康风险。当前再生水深度处理工艺面临成本高、能耗大等问题,生态处理技术可弥补上述不足。通过生态处理,再生水的水质进一步得到改善,从而降低生态风险、促进生态融合,有助于维持生态平衡和保障生态安全。本文基于再生水生态利用探讨设置生态缓冲区的必要性,系统阐述了再生水利用生态缓冲区的概念内涵及主要类型(包括再生水补给口湿地、受纳水体的湖(河)滨带、再生水与受纳水体的混合区),强调了该生态缓冲区的定位;以人工湿地为例探讨了再生水利用生态缓冲区对再生水中残留污染物(氮、磷、有机物、重金属、抗生素以及病原微生物)的去除效果;深入分析了人工湿地再生水利用生态缓冲区在水质净化和水征变化的核心机制,包括物理吸附、化学转化、植物吸收、微生物降解等多重作用,并详细阐述了再生水的生态融合机制;探讨了再生水利用生态缓冲区在提高再生水的生态安全性、改善再生水的生态相融性以及丰富水环境的生态多样性等方面的综合生态效益,能够实现将再生水厂生产的“工程水”融合转变为更接近天然的“生态水”。研究结果为再生水的安全利用提供科学依据,从而促进水资源的可持续利用,并保障水环境与水生态安全。
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杜蕃, 杨军刚, 郭星, 陆永兴, 陶冶, 尹本丰, 荣晓莹, 李永刚, 张元明, 周晓兵
DOI: 10.5846/stxb202501070048
Abstract:
生物土壤结皮作为荒漠生态系统的重要组成部分,对碳氮循环发挥着至关重要的作用。生物土壤结皮能通过影响颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC),有效调控土壤有机碳(SOC)的固存与周转过程。目前关于生物土壤结皮POC和MAOC含量的研究主要集中于土壤表层,为探究不同类型生物土壤结皮覆盖下POC和MAOC含量的垂直变化特征及其影响因素,本研究以古尔班通古特沙漠的藻和藓类结皮为研究对象,以裸沙为对照,测定结皮层及结皮下(0—2、2—5、5—10、10—20、20—30、30—50、50—70 cm及70—100 cm)土层的SOC、POC和MAOC含量,结合土壤理化性质数据,进行相关分析。结果表明:(1)藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量随土层深度的增加而降低,其中,藻和藓类的POC含量由结皮层3.24 g/kg和6.04 g/kg降至70—100 cm土层的1.93 g/kg和2.11 g/kg;(2)生物土壤结皮覆盖显著增加了0—5 cm土层SOC、POC及MAOC含量,其对MAOC含量的影响高于POC,其中藓类结皮使得0—2 cm和2—5 cm土层MAOC含量分别增加了177.4%和165.62%。然而,藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量仅在结皮层之间差异显著,在其他土层间无显著差异;(3)相较于裸沙,藻和藓类结皮的覆盖显著提高了0—30 cm土层SOC的稳定性,且随着土层深度的增加,其SOC稳定性降低,裸沙则呈波动变化;(4)相关性分析表明,SOC组分含量主要受土壤养分影响,其中土壤氮和磷与生物土壤结皮POC和MAOC含量呈显著正相关关系;此外,土壤pH与其则呈显著负相关关系。明确了不同类型生物土壤结皮SOC及其组分含量的垂直分布格局和影响因素,揭示了生物土壤结皮在荒漠生态系统碳循环中的关键作用,为深入理解荒漠生态系统的碳动态提供了重要依据。
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王曦晗, 王蕾, 刘铠铭, 刘易承, 陆晓, 牛翠娟, 贺强
DOI: 10.5846/stxb202501120101
Abstract:
生态位组装与扩散组装理论是解释生物群落组装的重要理论。解析确定性和随机性过程的相对重要性对于这两大理论的整合十分关键,但其随环境梯度的变化规律尚缺乏研究。为了揭示高程梯度下确定性、随机性过程在群落组装中的作用,本研究于烟台月亮湾岩质海岸潮间带对三个高程的不同潮带进行群落样方调查,通过分析不同高程的群落物种组成、物种丰富度及表征确定性和随机性过程相对重要性的Raup-Crick指标,发现:高潮带仅有甲壳类的日本笠藤壶、白脊管藤壶和腹足纲短滨螺;中潮带以团聚牡蛎、背小节贝等软体动物为主,并开始出现环节动物、节肢动物与藻类这些生物类群;低潮带除常见团聚牡蛎外,还大量分布着凹顶藻与石莼等藻类。物种丰富度随高程降低而增加。确定性过程在三个潮带群落组装中均占主导,但低潮带中随机性过程的相对重要性显著增加。确定性和随机型过程的相对重要性随高程梯度的变化可能与干燥胁迫和人为干扰有关。研究揭示了确定性、随机性过程在岩质海岸潮间带生物群落组装中的相对重要性随高程梯度的变化规律,从环境梯度视角下为生态位组装和扩散组装理论的整合发展提供了新依据。
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肖荣波, 林声伟, 谢雨欣, 岑渝华, 叶梓轩, 胡珂, 白晋晶, 翁雷霆, 黄飞, 王鹏
DOI: 10.5846/stxb202502220375
Abstract:
开展声景感知和质量评价研究,是当前面向噪声管理和人居环境功能提升的重大需求。通过阐述声景感知的重要理论基础,明确声景是由“声-人-环境”交互构成的复杂系统。基于“声音-听者-环境”三个声景构成要素的系统分析,阐明了各个要素对于声景感知过程的影响。近年来声景质量评价涌现多种指标,物理声学指标用于评估声学环境的物理属性,心理声学指标将物理声学参数转化为可量化的主观感知评价,生理评价指标能够揭示声景对压力、情绪或是唤醒程度的潜在影响,主观评价指标反映的是情绪价值。声景质量评价由过去的单一声音物理量向“物理-心理-生理-主观”多要素综合评价的研究范式发展。在智能感知和人工智能技术驱动下,未来需要研发多模态数据融合与人工智能驱动的声景评价技术,深化声景组成要素交互作用以及多感官耦合机制研究,构建“物理-感知-认知”多维度的声景质量综合评价指标体系,积极拓展声景感知评价的应用场景。
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DOI: 10.5846/stxb202501140132
Abstract:
人工智能作为推动新一轮科技浪潮和新质生产力的重要引擎,对于推动社会经济系统与生态系统协调融合,实现国家重点生态功能区的创新发展具有重大意义。以黄河流域七大城市群为例,实证研究了人工智能对生态技术创新的影响及其空间溢出效应。结果表明:①人工智能显著提高了黄河流域城市群的生态技术创新水平,且经过一系列稳健性检验后结果依然成立,这说明人工智能在推动生态技术创新方面发挥着切实且持续的作用。②人工智能主要通过提升资本配置效率和生态环境韧性渠道实现推动黄河流域城市群的生态技术创新,并且对生态技术创新的促进效应在环境重点保护城市、黄河中下游城市以及大型城市内更为显著,表明人工智能的适用性和有效性在不同区域背景下可能有所不同,需要因地制宜差异化的释放人工智能的功效。③人工智能在促进本地生态技术创新的同时也显著激发了邻近地区的生态技术创新,且该空间溢出效应存在倒U型关联,其中生产性服务业集聚和产业协同集聚起到正向调节作用,此外,随着生产性服务业集聚水平和产业协同集聚水平的上升,使得该空间溢出效应拐点延迟到达,扩大了该空间溢出效应影响的适度区间。研究结论为黄河流域城市群更好地把握人工智能这一发展契机,挖掘其在生态创新领域的潜力,实现经济发展与生态保护的双赢提供经验参考。
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DOI: 10.5846/stxb202503120552
Abstract:
以黄土高原刺槐(Robinia pseudoacacia)林下灌草优势种(重要值≥2%)为研究对象,分析其生态位及种间联结特征,以期为该区域刺槐林下灌草保育提供科学支持。运用Shannon生态位宽度指数(BS)、Pianka生态位重叠度指数(Oik)、方差比率(VR)、检验统计量(W)、联结系数(AC)、斯皮尔曼相关系数(rS)表征生态位及种间联结特征,利用线性回归法分析生态位特征与种间联结特征的关系。结果表明:灌木优势种中,杠柳(Periploca sepium)、黄刺玫(Rosa xanthina)、茅莓(Rubus parvifolius)的生态位宽度(2.93、2.67、2.64)较大;Oik<0.5的种对占比97.22%,说明生态位重叠度总体较小,生态位发生了一定程度的分化;总体联结度为显著负联结(VR=0.67,W=30.25),种间联结度的正负联结比小于1,说明物种间总体上趋于较为明显的竞争或排斥作用;生态位重叠度指数(Oik)与联结系数(AC)和斯皮尔曼相关系数(rS)间均存在极显著的正相关关系。草本优势种中,羽状短柄草(Brachypodium pinnatum)、臭草(Melica scabrosa)、青蒿(Artemisia caruifolia)的生态位宽度(2.80、2.50、2.27)较大;Oik<0.5的种对占比89.09%,说明生态位重叠度总体较小,生态位发生了一定程度的分化;总体联结度为显著负联结(VR=0.60,W=26.93),种间联结度的正负联结比小于1,说明物种间总体上趋于较为明显的竞争或排斥作用;生态位重叠度指数(Oik)与联结系数(AC)和斯皮尔曼相关系数(rS)间均存在极显著的正相关关系。从上述研究可得出,黄土高原刺槐林下灌草优势种正在通过生态位分化来减少资源利用重叠和促进群落结构稳定,推测可能处于演替中期的动态发展阶段,并逐渐向更复杂、更稳定的群落结构演替。
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DOI: 10.5846/stxb202503070503
Abstract:
为揭示海洋线虫群落结构和功能性状对潮间带沉积环境因子的响应敏感性,于2024年3月在青岛三个不同底质类型的潮间带(泥质、砂质和泥砂混合)进行了海洋线虫和环境因子样品现场采集。共鉴定出海洋线虫145种,隶属于80属,27科,7目,2纲。沉积物氧化还原水平对线虫分布具有显著影响,氧化层线虫丰度极显著高于还原层(P<0.001),随着沉积物深度的增加线虫群落多样性和功能多样性显著下降(P<0.05)。冗余分析(RDA)显示,环境因子对线虫群落水平的影响共有40.62%的解释度,其中RDA1轴的解释度为24.2%;环境因子对线虫功能性状组成的影响共有86.96%的解释度,其中RDA1轴的解释度为71.44%。在基于分类水平的RDA分析中,RDA1轴上载荷较高的环境因子为沉积物含水量、总氮和脱镁叶绿酸含量;在基于功能性状的RDA分析中,RDA1轴上载荷最高的环境因子为沉积物氧化还原电位水平。偏最小二乘路径模型分析结果显示,外生变量中氧化还原电位水平在驱动线虫功能性状结构的改变上占据核心作用,总效应最强(-0.25),而中值粒径的总效应微弱(0.013);功能性状变异的环境解释率(0.67)和总效应绝对值(0.78)都显著高于群落结构。研究结果表明,在潮间带环境中,海洋线虫功能性状比群落结构对沉积物的环境变化更敏感,这种敏感性主要体现在氧化还原电位上。
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DOI: 10.5846/stxb202502210366
Abstract:
城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分,其规划和管理对于提升城市居民的生活质量、改善城市环境和促进可持续发展具有重要意义。基于街景图像的街道绿视率是衡量城市人居环境的一个重要指标,可为国土空间规划和城市治理提供科学依据。然而,街景图像采集时间跨度大、更新周期长,受植被季节变化影响,使得基于街景图像的街道绿视率季节差异显著,影响城市国土空间规划和治理决策。为解决这一问题,本研究提出了一种基于机器学习的街道绿视率季节差异校准方法。该方法综合多源时空数据,获得街道绿视率的影响因子,结合待校准季节的街道绿视率,使用相关性分析和特征选择得到最优特征组合。采用机器学习技术,使用贝叶斯搜索进行超参数优化,构建和优选街道绿视率校准模型,并利用SHAP方法量化特征对模型的非线性影响,运用校准模型将非夏季的街道绿视率统一校准至夏季。研究选取北京市和南京市中心城区的部分区域作为研究区,利用本文提出的方法校准了冬季的街道绿视率。结果表明,校准后同一道路的街道绿视率连续性得到提升,改善了季节差异导致的街道绿视率低估现象,使其更接近夏季的实际植被覆盖情况。城市街道绿视率表现出较为显著的空间异质性,街道绿视率与绿地分布、建筑密度等因素密切相关。本研究提出的校准方法能够有效解决街道绿视率季节差异问题,并为不同区域街道绿视率校准提供了有效的方法框架,可为城市绿地空间布局优化和城市精细治理提供科学依据。实际运用中,可结合区域特征、数据可获取性、技术方法发展变化,增加或改变影响因子和备选模型,进一步提高校准方法的适用性和泛化能力。
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DOI: 10.5846/stxb202502200357
Abstract:
在生态文明建设和可持续发展的背景下,城市生态旅游成为推动城市旅游可持续发展的重要途径。系统综述了国内外城市生态旅游的研究进展,阐述了城市生态旅游的思想起源与概念内涵。结果表明:城市生态旅游研究主要经历了萌芽探索阶段(1998—2008年)、波动调整阶段(2009年—2018年)和快速发展阶段(2019年至今)三个阶段。研究议题主要聚焦于可行性、发展策略、评价、城市生态空间、利益相关者以及影响6个方面。文章认为当前城市生态旅游研究更加聚焦实践问题,缺乏对其理论体系和研究框架的整体思辨。据此,文章基于“理论基础—方法指导—应用实践”的逻辑视角,构建城市生态旅游的研究框架,指出未来研究应着力构建城市生态旅游的理论体系,提高影响评估的全面性与准确性,探索资源可持续利用路径,创新旅游模式开发策略,并深入剖析参与者的行为模式,以期推动城市生态旅游的可持续发展。
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许熠坤, 赵正嫄, 王浩月, 刘振, 严岩, 刘金铜, 宁秋实, 赵宇, 吕一河, 丁晓雯, 伍星
DOI: 10.5846/stxb202501180159
Abstract:
黄土高原是我国重要的生态安全屏障之一,承担着多种关键的生态系统功能。然而,历史上高强度和不合理的土地利用导致该地区生态环境严重退化,从而对全国生态安全格局产生深远影响。虽然近年来黄土高原生态保护修复技术与模式取得了显著进展,并逐步由单一技术手段向多要素协同的复合模式转型,但现有的技术与模式在技术集成度和系统协调性等方面仍显不足,且缺乏科学完备和操作性强的综合效益评估体系。通过系统梳理黄土高原主要生态分区的空间特征及其关键生态问题,对比分析适用于不同分区的生态保护修复技术与模式的机理特征、实施成效与局限条件,总结目前综合效益评估的研究进展,揭示出存在生态修复分区分类指引不足、技术体系集成与耦合欠缺、评估指标系统性和实践应用匹配度不高以及生态修复成效监管手段薄弱等核心问题。在此基础上,提出了未来应着重推进的四大研究方向:从单一要素治理向生态系统整体修复转变,从碎片化评估向标准化集成评估体系发展,从传统监测向智慧化动态监管升级,以及深化山水林田湖草生命共同体系统治理理念,为黄土高原及类似生态脆弱区构建生态-经济-社会协同发展的综合治理范式提供科学依据与实践指导。
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DOI: 10.5846/stxb202501110095
Abstract:
林场尺度森林生态系统服务供给能力的合理评价对以生态公益林为主的林场森林质量评估及森林经营措施的制定具有重要意义。本研究基于传统生态足迹模型,结合九龙山林场2004、2009、2014和2019年的森林资源调查数据,以北京市森林生态系统在各时间节点的固碳、涵养水源和固土服务的平均供给能力及北京市对这些服务的年需求量为基础,构建改进的生态足迹模型,对九龙山林场内乔木林地小班的服务供给能力进行评价。结果表明:(1)2004年至2019年,九龙山林场各森林小班的人均生态足迹整体下降89.17%,其中固土服务的生态足迹降幅最大,其次为涵养水源服务,固碳服务的降幅最小。(2)九龙山林场森林生态系统的人均生态承载力整体提升52.73%,其中固碳服务的人均生态承载力涨幅最大,其次为固土服务,涵养水源服务涨幅最低。(3)九龙山林场森林生态系统服务的供给能力从生态赤字逐步过渡到生态平衡,并最终达到生态盈余阶段。截至2019年,仅有少量油松和柞树小班的固碳服务处于生态赤字状态,建议根据森林小班生境特点采取人工促进天然更新、生长伐和林下补植等措施提高赤字小班森林固碳能力。
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DOI: 10.5846/stxb202412233144
Abstract:
高碳土地利用模式使得黄河流域能源富集区的能源基地定位与新增碳排放需求存在现实冲突。碳元素已成为经济社会发展和国土空间布局的关键调控要素,亟需从“土地-碳”耦合视角开展系统性研究。基于黄河流域能源富集区2000—2020年五期空间面板数据,构建“城镇-乡村-生态”国土空间碳代谢系统,运用生态网络分析等相关方法,揭示不同土地利用类型转换对碳代谢系统的影响,并从碳代谢失衡如何反作用于土地利用优化的角度提出低碳用地策略。结果表明:(1)区域碳收支失衡严重,负碳代谢分室单位面积碳排放密度达正碳代谢分室碳吸收密度600倍以上。消极“碳流”主要源于城镇建设空间扩张和乡村生产空间侵占草地生态空间。(2)掠夺/限制关系主导生态网络,城镇扩张导致95%以上的碳储量损失。互惠指数(MI)持续低于1,系统消极竞争性大于积极共生性。(3)掠夺/限制关系沿“东北-西南”轴向集聚;互惠共生关系呈显著的“东北-西南”分布特征;竞争关系分布趋于各向同性。(4)城镇扩张迫使农业向生态脆弱区甚至边际土地转移,导致区域碳储量下降剧烈;政策调控下城镇与生态空间关系呈现“竞争—掠夺—竞争”交替主导;乡村空间对生态空间的掠夺显著,但互惠共生关系面积有所增加。研究建议从调整能源开发布局、保护生态和优化高碳产业碳代谢路径等角度促进区域碳达峰目标的实现。
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李玉蓉, 陈林, 张雅琪, 杨玲, 李学斌, 庞丹波, 龙进潇, 陈应龙
DOI: 10.5846/stxb202412183116
Abstract:
灌丛化不仅改变草本植物的分布格局,还影响生态系统结构和功能。本研究基于样方调查,采用生态位测定、方差比率VR、χ2检验、联结系数AC、OI指数、Spearman秩相关检验等方法,对贺兰山东坡金露梅灌丛草甸植被群落主要物种的生态位、种间联结及群落稳定性进行研究。结果表明:(1)不同程度灌丛化草甸群落中优势草种金露梅生态位宽度较大,且重要值较大(小)的物种,生态位宽度一般较大(小),但两者顺序并非完全一致;(2)生态位宽度与生态位重叠有一定的联系,一般生态位宽度较大的物种间产生生态位重叠的概率较大,但生态位重叠程度并不一定大;(3)未灌丛化草甸和轻度、中度、重度灌丛化草甸主要物种的总体联结性表现分别为显著负联结、不显著正联结、显著正联结、不显著正联结;(4)未灌丛化草甸群落内物种正处于动态演替的过程中,物种间分布结构松散,未形成稳定的关系;轻度和重度灌丛化草甸植物群落种间联结性较弱、各物种趋于独立分布,群落较不稳定;中度灌丛化草甸群落物种间联结性强,主要物种间分布较独立,群落处于较稳定阶段。
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DOI: 10.5846/stxb202412173096
Abstract:
滨湖农田区土壤肥沃且有机碳含量高,是推动农业固碳减排和应对气候变化的关键着力点。准确识别滨湖农田土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)的主控因子对提高土壤肥力和实现农业可持续发展至关重要。地理探测器模型是识别影响因子及其交互作用的有效工具,但常用的最优参数地理探测器方法(Optimal parameter geographical detector,OPGD)难以稳定获得自变量的最优离散化结果,限制了自变量的解释力。因此,本研究构建了基于方差变化点检测的稳健地理探测器模型(Robust geographical detector,RGD),以徐州市沛县滨湖农田为研究对象,探究自然要素、人类活动及其交互效应对SOC的影响。结果表明:(1)RGD在各变量的运算速度、数据离散化效果和解释力方面均优于OPGD;(2)RGD结果显示气候因子、到微山湖距离、地形因子和农田土地利用类型是研究区SOC的主要影响因子;(3)东部近湖区水田SOC含量显著高于西部旱地,且SOC随湖距增加衰减,在18.8 km处接近稳定,该临界距离与水旱田分界线在空间上耦合,揭示了湖泊通过调控种植和灌溉模式主导SOC格局;(4)环境变量间普遍存在非线性增强或双因子增强型交互效应,其中年均降水量与年均最低气温的交互效应q值最高,达到0.536,进一步研究显示高降水量和高年均最低气温有利于SOC积累。本研究证实了RGD模型的优越性,也为其他滨湖农田区土壤属性主控因子分析研究提供了参考。
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DOI: 10.5846/stxb202411212854
Abstract:
三峡库区是长江中下游地区的生态环境屏障区和西部生态环境建设的重点区,实现环境政策强度和生态效率的耦合协调发展是实现长江经济带高质量发展的重要保障。构建环境政策强度综合评价指标,测度2010—2022年三峡库区环境政策强度,利用超效率SBM模型测算其生态效率,揭示环境政策强度与生态效率时空耦合协调关系,采用地理探测器揭示影响耦合协调关系的关键因子。结果表明:(1)三峡库区环境政策强度持续增加,整体由低等级和较低等级主导向中等级和较高等级主导转变,在库区中部和腹地增加较突出;生态效率整体呈现波动上升趋势,整体由低等级主导向高等级、较高等级主导转变,库区腹地生态效率增加明显。(2)环境政策强度与生态效率协调度持续增加,库区尾部的耦合协调度相对较高,库区腹地增长较明显。协调度整体由濒临失调、轻度失调、勉强协调向中级协调、良好协调转变。在空间上,协调度呈现空间自相关性,且空间格局较稳定,空间演变整合性较强。(3)协调度受多因素的共同影响,收入状况、地形条件以及环境治理是对协调度具有正向影响的单因子要素;环境治理与环保建设、产业结构的交互作用,资源禀赋与人类活动、产业结构等的交互作用也发挥重要影响。
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DOI: 10.5846/stxb202412032969
Abstract:
气候变化能够引起海洋环境的变化,影响海洋生物的生命活动,作为一种短周期生活史的头足类生物,杜氏枪乌贼的潜在栖息地分布对气候变化的响应较为强烈。为探索气候变化对浙江近海杜氏枪乌贼潜在栖息地的影响,本研究根据2018—2023年4—5月和11月浙江近海产卵场拖网调查资料,以及包括海表面温度、海表面盐度、溶解氧浓度等海洋环境数据,采用物种分布模型和Catboost算法模拟和分析不同厄尔尼诺和南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)事件下杜氏枪乌贼的栖息地分布及变动。结果显示:Catboost相较于其他机器学习模型具有更精确的预测性能,其随机预测的平均曲线下面积值(Area under curve,AUC)春季为0.757,秋季为0.896,而2023年Catboost的实际预测AUC春季为0.839,秋季为0.884。深度和海表面温度是影响杜氏枪乌贼潜在栖息地分布的主要环境因子,最适深度为40—60 m,春季海表面温度最适范围为15—18℃,秋季为18—22℃。杜氏枪乌贼的栖息地对ENSO事件具有明显的季节性响应。春季,厄尔尼诺和拉尼娜的发生都会使杜氏枪乌贼的适宜栖息地扩散。秋季杜氏枪乌贼栖息地对ENSO事件的响应更复杂,秋季拉尼娜发生期间,杜氏枪乌贼的高适生区面积大幅度扩散,且栖息海域更深;秋季厄尔尼诺发生期间,杜氏枪乌贼高适生区向外海移动,但栖息地适生区面积减少。本研究可为气候变化下的浙江近海枪乌贼资源的渔业管理和开发提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202411222869
Abstract:
在石漠化严重的喀斯特地区,矿质元素占据着至关重要的地位,与该地区生态系统稳定性紧密相关。但当前,关于喀斯特地区植物根系性状对根际土壤养分以及根系钾钙镁元素的响应研究仍处于匮乏状态。本文在漓江流域的喀斯特地区选取 30 种适生灌木,研究其地上、地下部分各性状指标差异及种间变异系数,分析1-3级细根功能性状与根际土壤理化性质的关系,探究细根性状与土壤养分对根系矿物质有效性的调控途径。研究结果表明:(1)喀斯特30种适生灌木地下和地下部分占整株比率、地上地下生物量、地上地下含水量均呈极显著正相关关系;地上部分与地下部分功能性状变异系数均小于1;地下部分占整株比率与地上部分占整株比率约为4:6,根系生物量占总生物量30%,根系含水量占总含水量的40%。(2)土壤碳(C)与土壤氮(N)和磷(P)都呈极显著正相关;土壤C与根系N呈显著正相关;与根系P极显著正相关;根系钙(Ca)与镁(Mg)呈极显著正相关;根系Mg与钾(K)呈显著正相关。(3)1-3级细根中的N和P含量均与根际土壤中的C、N、P含量呈显著正相关。对根系Ca含量影响最大的是1-3级细根含水量,其次是根组织密度(RTD);在1、2级根序中细根直径(AD)与土壤P含量呈正相关关系,在3级根序中无显著相关性。(4)细根性状是直接调节细根矿物质最关键的因素;细根性状对根系K、Ca元素都呈显著正向影响,该过程由直接作用主导。研究结果有助于深入理解喀斯特地区灌木对石漠化生境适应的生态策略,并进一步认识该地区适生灌木的养分利用策略。
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DOI: 10.5846/stxb202411162810
Abstract:
水资源系统韧性提升是应对气候变化等不确定性冲击的有效途径。当前水资源系统韧性研究多关注水资源系统在扰动下维持向经济社会正常供给服务的能力,往往忽略水资源系统中经济社会对扰动的弹性承受能力。考虑经济社会对水资源的需求弹性定义了水资源系统韧性,融合实体水和虚拟水资源分析了面对外部扰动下的城市群水资源系统韧性动态过程,根据经济社会在扰动下的需水满足状态划分为抵抗(Resistance)-适应(Adaptation)-恢复(Recovery)的韧性阶段,构建了城市群水资源系统RAR韧性评估的理论框架,实现了从供给和需求侧对水资源系统韧性的动态评估。选择珠三角城市群作为典型案例,对提出的理论方法进行应用。结果表明近十年珠三角城市群大部分城市的水资源系统韧性逐渐提高,虽然理想需水未能满足,但是仍然处于弹性可调控的区间范围。城市水资源禀赋和发展阶段不同,实体水和虚拟水对水资源系统韧性发挥的作用也存在差异。这种融合了实体和虚拟水资源需求的城市群水资源系统韧性理论与方法有助于针对不同城市提出水资源系统韧性提升的路径建议。
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李基才, 武鹏飞, 邢文渊, 梁凤超, 田英杰, 朱耀军, 李斌
DOI: 10.5846/stxb202411152799
Abstract:
卡拉麦里国家公园是连接天山和阿尔泰山的重要生态廊道,阻止古尔班通古特沙漠东扩的重要生态屏障,其生态质量对区域环境安全至关重要。本文采用2000—2023年的MODIS遥感影像,结合气象、地形、土地利用数据,运用ArcGIS10.2和ENVI软件平台,探究该地区植被生态环境质量的时空演变规律,识别生态修复的关键区域和优先顺序,为国家公园的生态管理和可持续发展提供科学依据。结果表明:(1)总体来看2000-2023年,卡拉麦里国家公园的植被综合生态质量整体偏低,2017年达到最大值,2022年衰减为最低值;(2)从空间视角来看,植被综合生态质量(EQI)的空间分布呈现“西高东低”格局,西北部生态质量逐年下降,而东部和西南部逐年上升;(3)植被综合生态质量(EQI)年内变化在5月达到峰值,9月降至最低。年际变化中2007年表现最佳,2022年最差,凸显持续增湿措施在提升生态环境质量中的关键作用。(4)综合植被综合生态环境质量水平和空间格局,识别发现西北部和西南部为生态修复优先区域,东部为生态修复后续区域。可见,将植被综合生态质量指数加入修复关键区识别模型,能够为卡拉麦里国家公园制定保护区空间生态修复规划、系统开展区域生态修复工程提供理论依据,并为相似生态系统保护区的生态评估和修复工作提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202411132778
Abstract:
城市生态承载力反映城市生态系统承载人口的最大容量,土地开发利用因其对资源环境和经济发展的作用而与生态承载力存在广泛联系,深入考察土地利用效率对城市生态承载力的影响和空间规律具有重要意义。理论上,系统阐释土地利用效率对城市生态承载力的直接影响和空间溢出机制。实证上,基于2006—2022年280个地级及以上城市面板数据,围绕“城市能够承载的最大人口容量”核心目标,从资源供给与消耗、环境承载与负荷、生态系统服务与健康、社会经济发展能力四个维度入手,构建城市生态承载力综合评价指标体系,利用熵权TOPSIS法测算城市生态承载力,构建空间杜宾模型实证检验土地利用效率对城市生态承载力的空间效应。结果表明:①2006—2022年各城市生态承载力存在一定程度的波动,空间格局总体呈“东南高、西北低”的分异特征。②土地利用效率对本城市和邻近城市的生态承载力均具有显著的正向作用。③土地利用效率对东、西部城市和低人口密度城市生态承载力提升的直接效应更显著;对东部城市和资源型城市生态承载力提升的空间溢出效应更显著。④土地资源错配抑制了土地利用效率对城市生态承载力的影响效应。研究结论为城市高效利用土地、优化生态承载力实践以及推动可持续发展提供经验证据。
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DOI: 10.5846/stxb202411062719
Abstract:
明智的决策基于准确的信息,获取和使用高质量数据对于基于证据的决策与全面落实2030年可持续发展议程至关重要。而数据的收集、使用与共享有赖于公众的支持。但在衡量可持续发展目标实施的过程中,公众视域层面的研究仍然不足。以11个国家可持续发展创新议程示范区(简称示范区)为研究区,旨在揭示公众对SDGs的了解程度、数据获取渠道的偏好以及对数据质量的评价。通过对1122名公众的问卷调查,研究结果表明:(1)公众对中国城市可持续发展目标认知度整体偏低;公众对11个示范区SDGs认知度排序为深圳>桂林>太原>徐州>郴州>湖州>承德>临沧>鄂尔多斯>枣庄>海南藏族自治州。(2)公众对11个示范区可持续发展目标数据质量现状的感受差异较小,满意度良好,基于5分制量表的整体平均评分为3.674分。(3)公众认为最适合评估可持续发展目标的数据时间粒度为每年。(4)公众对SDGs的认知度与月收入之间存在一定的门槛效应,当月收入超过8000元阈值后呈现显著正相关。最后,在此基础上,提出公众认知度和SDGs数据质量提升的策略,研究结果将为政策制定者、城市规划者和可持续发展实践者提供科学依据和实践指导。
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DOI: 10.5846/stxb202411052702
Abstract:
松嫩平原是世界三大苏打盐碱土集中分布区之一,区域内盐碱化荒地面积急剧扩张,严重威胁了粮食安全和区域生态环境。现阶段苏打盐碱地改良“旱田”的治理技术较单一,尤其缺乏以“水盐调控”为核心的工程解决方案。本文基于松嫩平原苏打盐碱地的形成原因,着重分析了全年土体的“水盐运动”过程和成土过程,综述了苏打盐碱地改良“旱田”的综合治理技术现状,提出以灌排配套工程为主,辅助土壤结构、有机质、养分、微生态、酸碱度等改良措施,配合耐盐碱作物种植等措施的治理思路,构建“水盐动态平衡”、“土壤生态恢复”和“作物农艺调控”三维的“旱田”工程治理模式,将理论与实践相结合,多维度破解苏打盐碱地治理难题,为盐碱地开发“旱田”工程项目提供科学的技术方案。
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汪楷, 刘文兆, 程昌武, 穆兆涛, 杜康, 韩晓阳, 李志
DOI: 10.5846/stxb202411052701
Abstract:
在全球变暖的背景下,气候的干湿状况也在发生变化。本研究通过年潜在蒸散量(ET0)与年降水量(P)的双累积关系,构建了一个能反映干燥指数(AI = ET0/P)变化趋势的弹性系数指标(εAI)。基于1919—2022年黄土高原泾河流域气象数据,结合εAI与AI两个指标分析了该流域气候干湿变化的时空特征。结果表明:(1)流域的AI多年平均值介于1.16到3.02之间,在空间上呈现南低北高的分布格局。(2)流域过去100多年间气候干湿变化主要分为4个时期,转折年份分别为1942年、1990年和2009年,1990年的变化达到了显著水平。气候的干湿状况随着时间的推移交替变化,波动幅度有所增加。(3)流域在1943—1990年与2010—2022年(这个阶段还在持续)二个阶段表现出湿润化,东部湿润化程度比西部更显著;在1991—2009年表现出干燥化,南部的干燥化程度比北部更为突出;与气候变暖趋势相关联,后二个时段分别具有相对暖干化与相对暖湿化特征。(4)Morlet小波分析表明,泾河流域存在平均52年的干湿变化周期,大约26年发生一次干湿转换。近10多年来,流域气候有湿润化表现,下垫面的植被恢复应当发挥了正向助推的作用。本研究有助于从多角度认识区域气候干湿时空变化特征,服务于农业生产、生态建设和经济发展。
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DOI: 10.5846/stxb202410152508
Abstract:
青海省的干旱对其生态环境影响显著,需要科学合理的生态环境质量评价模型以辅助生态环境治理。针对干旱区生态环境的地域特点和应用需求,结合改进型垂直干旱指数(MPDI)提出一种干旱改进型遥感生态指数(Drought RSEI,D-RSEI)。应用D-RSEI监测和评估了青海省1992—2022年的生态环境质量。研究结果显示:(1)自1992年起,D-RSEI的均值由0.3399波动上升至2017年的峰值0.4476,随后略有回落至2022年的0.4058,整体呈现稳中有升态势,其空间分布呈现出“西北低,东南高”的梯度分布模式。(2) D-RSEI的信息熵均值(1.6844)较传统RSEI(1.6751)提升了0.55%,增强了沙漠区域纹理特征的辨识度,其内部生态过渡带界限解析能力显著提升。(3)演变趋势显示,73.36%的生态环境质量保持稳定;20.83%呈轻微改善,集中于青海省东部;退化区域面积占比6%,集中于西部边境。(4)基于地理探测器的因子探测和交互探测分析表明,干燥度(q=0.5826)和高程(q=0.2822)是主导空间分异的单因子;气温与干燥度的非线性交互作用解释力最强(q=0.692),显著高于单因子效应。构建的D-RSEI生态指数突破了传统干旱区生态评价方法对地表湿度表征的局限性,为干旱区生态环境动态监测提供了更高精度的数据支持,可为青海省生态安全屏障功能优化提供决策依据。
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吴文, 李鹏程, 陈云, 马一哲, 刘真, 李春林, 刘淼, 魏海伟, 胡远满
DOI: 10.5846/stxb202410152505
Abstract:
城市公园绿地通过消减PM2.5在改善空气质量中发挥重要的生态功能,但现有研究较少关注不同类型公园对PM2.5消减效果的差异。基于沈阳市22个城市公园的移动监测数据,采用六项减霾指标系统分析了三种类型(综合公园、专类公园和社区公园)公园绿地对PM2.5浓度的消减效应,并利用最优参数地理探测器评估了公园内部和周围建成环境因素对减霾能力的影响。结果表明,约80%的公园样本表现出对PM2.5的显著消减作用,公园内部的PM2.5浓度明显低于外部环境。在六项减霾指标的比较中,综合公园在减霾幅度(8.23 μg/m3)、减霾面积(49.54 hm2)和累积减霾指标上表现突出;社区公园在减霾效率上最为优异(7.01);专类公园则在各项指标中表现相对稳定,介于综合公园和社区公园之间。此外,公园的形状指数、周长等公园形态特征,以及天空开阔度、建筑密度和道路占比等建成环境因素均对多项减霾指标具有显著解释力,特别是在高污染背景下。本研究在一定程度上填补了不同类型城市公园在PM2.5消减作用方面的认识缺口,该方法还可为公园对其他气体污染物的消减量化提供应用价值和科学参考,为城市规划中优化公园布局、提升其生态服务功能提供量化依据。
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杨中杰, 陈伟杰, 叶旭英, 于明坚, 徐洪峰, 张宏伟, 吴素美, 叶飞, 罗媛媛
DOI: 10.5846/stxb202410112464
Abstract:
谱系多样性是生物多样性研究中的主要内容之一,了解不同类型森林群落谱系多样性的分布格局,对提高不同类型森林群落构建机制的理解具有重要意义。本研究基于9 个1 ha森林动态监测样地的数据,以中亚热带三种典型森林群落类型即针叶林、针阔叶混交林和阔叶林为研究对象,在不同空间尺度、径级阶段和生境类型下对三种群落的谱系α和β多样性进行了综合比较,以了解其群落谱系多样性的分布格局及形成机制的差异。结果显示:(1)阔叶林的谱系α多样性在所有空间尺度、径级阶段和生境类型下,均呈聚集格局。针阔叶混交林的谱系α多样性随空间尺度的增加和生境坡位的上升,有从发散格局逐渐转变为聚集格局的趋势;但随径级阶段的增大,有从谱系聚集逐渐转变为谱系发散的趋势。针叶林的谱系α多样性在所有空间尺度和生境类型以及中、大径级阶段下,均呈发散格局;但在小径级阶段下表现为谱系聚集。(2)较小的径级阶段和空间尺度通常表现出更高的谱系β多样性,而较大的径级阶段和空间尺度则表现出较低的谱系β多样性。即随着空间尺度和径级阶段的增大,三种群落间的谱系组成相似性均有逐渐增大的趋势。以上结果表明,生境过滤和生物相互作用在塑造谱系多样性格局中的重要性因森林群落类型而异。
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刘 洁, 胡紫洁, 杨梅丽, 刘钊, 妥丰伟, 甘少安, 伊昌花
DOI: 10.5846/stxb202410062417
Abstract:
陕西省自然环境与社会经济条件空间分异特征显著,陕北、关中和陕南地区经济发展与生态环境保护协调性不足,基于碳排放时空动态变化的碳补偿研究对实现区域协调发展及“双碳”目标具有重要意义。基于市域和县域尺度,利用土地利用和能源消耗等数据核算陕西省2000-2020年碳排放值,运用引力模型、标准显性比较优势指数、K-means模型等方法探究其时空演变特征、划分碳补偿分区,并以主体功能区划为导向设计补偿路径。结果表明:(1)2000-2020年陕西省碳排放量呈先增后减的变化趋势,2015年增长至峰值,而碳吸收总量稳步上升;建设用地为主要碳源,碳排放量增加2781.99 万t,增幅高达280.07%,林地为主要碳汇,碳吸收量增加58.83 万t,增幅达10.62%。(2)陕西省碳排放呈“中部高、北增南减”、碳吸收呈南高北低分布格局;各市间碳排放形成西安市为核心、咸阳市为副核心,向周边区域发散的分布特征。(3)陕西省共3个碳补偿支付区、5个碳补偿平衡区和2个碳补偿获补区,结合主体功能区规划战略目标,形成9类碳补偿空间优化区,提出了“优化土地结构+碳税”、“发展特色农业+资金补偿”、“生态保护+碳交易机制”和“生态保护+资金补偿”4种差异化优化方案,为实现区域生态经济可持续发展提供科学指导。
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张艺霖, 温畅, 康祥垠, 江婉霖, 黄海婷, 姜仁平, 高逸, 刘文文
DOI: 10.5846/stxb202410062414
Abstract:
种子萌发时间决定植物所经历的自然选择环境,进而可以改变萌发后植物不同功能性状的表现,影响植物的生活史对策,对外来植物的入侵潜力具有重要影响。植物的生活史对策是其对特定生境的综合适应,以达到存活和繁殖的效益最大化。互花米草(Spartina alterniflora)是中国滨海湿地主要的外来入侵植物,原产于北美大西洋海岸及墨西哥湾,于1979年引入中国。经过40多年的入侵和扩散,其纬度分布范围已纵跨20个纬度,对中国滨海湿地生态系统造成了严重威胁。中国滨海湿地环境条件沿纬度梯度差异较大,导致互花米草种子萌发时间沿纬度梯度发生显著变异。为探究种子萌发时间对入侵植物互花米草生活史对策的影响,本研究以互花米草种群为研究对象,在温室内跟踪观测了不同萌发时间处理下互花米草的物候节律及生长繁殖性状,进一步分析各性状与不同萌发时间之间的相关关系,讨论造成互花米草生活史对策差异的因素及可能的入侵机制。结果表明:(1)互花米草的相对生长速率和首次开花时间都随着萌发时间的推迟呈现显著降低趋势。(2)萌发时间对互花米草的生长繁殖性状产生了显著影响,早萌发的植株生长季末株高、分蘖数、开花株数、总生物量指标均优于晚萌发的植株。(3)互花米草的生长性状与相对生长速率、首次开花时间有一定的相关关系,可能是由于相对生长速率与首次开花时间的差异造成了其生活史性状的表现不同。互花米草萌发时间不同,生活史对策存在差异,早萌发的互花米草更具有竞争和繁殖优势,利于在新生境中的成功建群,故防控措施应尽早实施,以实现对其扩散的有效控制。本研究丰富了入侵生态学的研究内容,有助于揭示互花米草对新环境的适应机制。同时,这一发现能够对我国现阶段互花米草大规模不同时期的防控与治理提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202406031276
Abstract:
在综合识别多种大型野生食草动物适宜栖息地范围及重叠状况的基础上,开展草地承载能力定量评价对于区域生物多样性维持功能的实现,指导野生动物种群数量恢复与管理工作具有重要意义。为此,于2017年春夏季在三江源国家公园玛多县开展无人机野生动物调查,综合同时间的地面调查公开数据集,利用MaxEnt模型识别藏野驴(Equus kiang)、藏原羚(Procapra picticaudata)及岩羊(Pseudois nayaur)等三种区域特有大型野生食草动物栖息地范围,在此基础上结合范围内可食牧草产草量,评估草地最大承载能力。主要取得以下结论:玛多县藏野驴、藏原羚及岩羊适宜栖息地总面积分别为10294.49 km2、15134.58 km2以及3271.53 km2;藏野驴与藏原羚适宜栖息地重叠度较高,面积为6544.59 km2,藏原羚与岩羊的栖息地重叠面积仅1743.27 km2,藏野驴与岩羊二者之间的栖息地重叠面积很小,县域西北部有1230.29 km2的区域为三者共同的适宜栖息地范围;玛多县适宜栖息地范围内草地承载能力为98.43万羊单位,藏野驴、藏原羚及岩羊的单一适宜栖息地范围内草地承载能力分别为3.86万只、64.29万只以及1.01万只;若仅考虑单一物种,理论上最多可承载藏野驴14.22万只,或藏原羚163.95万只,或岩羊15.02万只,但实际管理中需考虑家畜争食以及其他生境资源限制等情况。本研究相关研究思路及结果可为国家公园生物多样性保护范围及策略的制定提供参看与借鉴。
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赵佳佳, 张新娜, 徐程扬, Wendy Y. Chen, 王成, 华峻翊, 朱济友, 韩文懿
DOI: 10.5846/stxb202403020428
Abstract:
通过质量提升提高城市森林在宜居城市中的生态系统服务能力,是城市化后期城市森林建设的核心任务,而城市森林质量形成机制是研发城市森林经营技术的重要基础,配套的城市森林经营技术则是实现城市森林质量精准提升的主要支撑。论文通过中国知网CNKI数据库收集城市森林构建与经营相关文献,对我国学者在城市森林构建与经营领域的研究成果进行系统梳理,旨在总结现状及存在的问题,为后续科学开展城市森林构建与经营学科研究、关键技术创新奠定基础。研究表明,我国在城市森林构建与经营领域的理论研究较为丰富,尤其以城郊风景游憩林质量形成机制研究更加系统,为进一步创新城市森林构建与经营关键技术奠定了基础;乡土树种、生物多样性、观赏性状多样性、与环境特点对位配置是树种选择以及城市森林构建的重要依据;提高生态系统服务价值、降低维护成本、打造近自然/半自然结构的城市森林景观,是城市森林质量提升的核心目标。但是,我国目前的城市森林构建与经营技术成果非常松散,尚难以集成具有较强前瞻性、可操作性的系统技术,成为城市森林质量精准提升的主要技术瓶颈。未来研究应注重美学质量与生态系统服务功能的有机结合,以主导功能为核心、推动城市森林的多功能发展,并基于生态系统服务功能集成关键技术,优化各环节的构建与经营模式,以增强科技支撑与实践应用的契合度。同时,应充分考虑气候变化的影响,加强跨学科合作,推动技术与政策有机结合,使城市森林不仅具备良好的生态功能,还能满足城市居民对高质量景观环境的需求,推动人与自然的和谐共生。
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DOI: 10.5846/stxb202503120553
Abstract:
我国自然保护地体系内的天窗现象逐渐显现,但其空间分布、形成原因及造成的影响尚未得到系统研究,难以支撑天窗的科学划定和管理。本文以三江源、武夷山、海南热带雨林、大熊猫、东北虎豹等5处首批国家公园为研究对象,在资料收集、实地调研基础上,总结国家公园天窗的成因与现状,梳理实践过程中存在的问题,并提出针对性建议,以期优化国家公园为主体的自然保护地整合优化实践,为深化自然保护地体系建设提供参考和依据。研究发现:(1)中国国家公园天窗主要源于“三区三线”空间避让需求、空间矛盾冲突调处及地方发展空间预留等考量;(2)中国国家公园天窗的划定存在空间分布易造成生态系统破碎化、大量涉及核心保护区域、土地利用现状与规划不符,以及与行政村空间关系复杂等问题;(3)建议全面摸底天窗现象、从严控制天窗划定、科学划定天窗范围,同时加强天窗区域的精细化管理。
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DOI: 10.5846/stxb202503250690
Abstract:
农业施肥氮素流失所导致的面源污染已成为水体污染的重要驱动因素,其风险程度的准确识别和科学评估是水环境污染防控的重要基础。以长江流域为研究区,基于1952—2018年历史长期的氮肥施用空间数据,一方面采用Mann Kendall趋势突变检验、滑动T检验和Theil-Sen Median斜率估计法识别出氮肥污染源的关键时间域和空间域,并采用化肥污染环境风险指数量化源风险;另一方面从地形、气象、土壤和植被四个方面选取评价因子构建阻力基面,采用最小累积阻力模型(MCR- Minimun Cumulative Resistance)计算污染物源迁移过程所需克服的阻力;最后将污染物源风险和迁移阻力相结合构建面源污染综合风险指标,用于评价和识别研究区氮肥面源污染风险的空间格局。研究结果表明:①1994—2018年被识别为氮肥污染源的关键时间范围,同时有38.32%的区域属于氮肥施用极显著增长区,为污染源的关键空间范围。②四川盆地,湖北省、河南省以及江苏省的污染源风险较高,长江干流以南区域的源风险则相对较低。③阻力基面有着明显的空间差异,干流以南的贵州、云南、江西以及上游地区具有较高的阻力值,对污染物迁移有着较强的阻碍作用,而耕地集中区由于频繁的农业生产活动表现出较低的阻力,对污染物迁移有着很强的促进作用;累积阻力沿着干流两侧向外递增,说明随着污染物迁移路径的延长,经过的阻力基面单元增多,对干流的污染风险越低。④根据面源污染综合风险指标的等级划分,全流域有47.19%的源风险区达到中等及以上风险等级,说明长江流域面临着较为严峻的氮肥面源污染。其中极高风险区占10.98%,主要集中分布于中下游干流两侧区域,是流域面源污染防控的重点区域。本研究有助于从农业面源污染的源风险和污染物迁移阻力角度识别评价综合风险格局,为农业面源污染的分区防控和治理提供决策依据。
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陆 芳, 李健星, 王 斌, 李冬兴, 郭屹立, 文淑均, 刘晟源, 陆树华, 黄甫昭, 陈 婷, 王登慧, 向悟生, 李先琨
DOI: 10.5846/stxb202304090714
Abstract:
木质藤本对支持木的攀附特征是理解木质藤本—树木相互作用的基础。在高异质性的生境中,木质藤本对不同支持木的攀附及其影响机制目前仍了解不多。本文以弄岗北热带喀斯特季节性雨林为研究对象,基于一个15 hm2样地所有胸径大于1 cm木质藤本及其对支持木攀附特征的调查数据,分析了不同支持木对木质藤本攀附的影响,以验证木质藤本对支持木的攀附是否具有选择性。结果显示:样地中共有木质藤本21478株(包括分枝),密度为1431.87株/hm2,鉴定出102种。本区域木质藤本植物的多度和丰富度较高,在不同树种上的发生频率存在较大的差异,表现出聚集分布的倾向;单株支持木上木质藤本植物的多度与丰富度呈显著的正相关关系。树木的茎干以及叶片习性对木质藤本的多度和丰富度具有较强的影响,具体表现为大径级、树皮粗糙且裂缝较深(粗糙度4)、落叶树种攀附木质藤本植物的多度和丰富度较高。60种个体数达20株以上的木质藤本中,广西牡荆(Vitex kwangsiensis)、苹婆(Sterculia monosperma)和闭花木(Cleistanthus sumatranus)是81.67%木质藤本植物种类的主要支持木。使用附生选择性指数分析6种优势木质藤本植物发现,优势木质藤本偏好攀附的主要有劲直刺桐(Erythrina stricta)、黄梨木(Boniodendron minius)、蚬木(Excentrodendron tonkinense)等15个树种,而逃避攀附的有三角车(Rinorea bengalensis)、对叶榕(Ficus hispida)和假肥牛树(Cleistanthus petelotii);且6种优势木质藤本在中径级、树皮粗糙有裂缝(粗糙度3)、常绿树种的发生频率较高。表现出优势木质藤本植物对不同特征支持木及种类具有一定的选择性,支持木质藤本对树木的攀附具有选择性的假说。在全球热带森林藤本植物丰度和生物量不断增加的情况下,木质藤本对支持木的侵扰可能是高度动态的,该研究可为进一步探讨木质藤本对森林群落结构动态的影响提供理论基础。
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DOI: 10.5846/stxb202411162811
Abstract:
探究农业碳排放空间关联的网络结构及碳平衡分区,对推进农业绿色发展和“双碳”目标实现具有重要意义。选取2007—2022年我国31个省份作为研究对象,采用社会网络分析和模体分析法,探究省域农业碳排放的“流向—点—板块—模体”多维特征,并引入碳生态承载系数进行碳平衡分区,进而提出差异化的减排策略。研究表明:(1)农业碳排放量整体呈现“缓慢减速、急速增长、稳定减速”的波动变化趋势,而碳平衡能力增幅微弱,且存在明显的空间异质性。(2)农业碳排放的空间关联网络呈现出明显的复杂网络结构,并存在“各司其责”的四大板块,其空间分布具有明显的区域化“俱乐部”特征,且网络中各省份间存在“传递三角形”的微观连通模式。(3)我国各省份可划分为农业碳汇积聚区、农业碳汇平衡区、核心—联动农业碳排区、核心—孤岛农业碳排区、分散—孤岛农业碳排区、一般—联动农业碳排区和一般—孤岛农业碳排区共7个碳平衡功能区,并识别出12个关键省份,同时根据分区特征提出差异化的农业碳减排策略。研究结果为构建区域协同减排机制与促进农业高质量发展提供一定参考。
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刘琳, 周亚鹏, 刘小菲, 林冰洁, 胡建, 张利, 焦翠丽, 刘辰琛
DOI: 10.5846/stxb202506251606
Abstract:
20世纪末,图论方法被引入到景观生态学研究中,逐渐形成景观图方法。景观图的理论基础为图论和复合种群理论。目前景观图广泛应用于景观生态网络相关研究中,其方法研究主要包括景观图的构建、景观图指数分析等,应用领域主要集中在景观连通性评价、栖息地保护、景观影响评价和生态网络优化等方面。目前景观图方法在实际应用中也存在一定局限,如模型参数赋值存在人为主观性,模型验证相对不足等。本文对景观图的理论基础进行了概述,并对景观图应用于生态网络研究中的构建方法、指标体系、应用领域、问题及展望等方面进行了综述,以期为研究者及生态规划和管理者提供参考。
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滕秋梅, 罗亚进, 张德楠, 沈育伊, 黄科朝, 孙英杰, 黄玉清, 周龙武, 徐广平
DOI: 10.5846/stxb202412193121
Abstract:
南方红壤丘陵区不同用材林下土壤侵蚀特征及其对有机碳(SOC)含量的影响与机制尚不明确。应用137Cs示踪技术,以桂北低山丘陵区的杂木林、马尾松林和桉树林为研究对象,研究不同林型和坡位下土壤侵蚀特征及其对SOC含量的影响。结果表明,土壤侵蚀模数的范围为-3009.29—7472.95 t km-2 a-1 ,不同林型间表现为桉树林(4659.56 t km-2 a-1)>马尾松(938.99 t km-2 a-1)>杂木林(-1476.90 t km-2 a-1),不同坡位为上坡(3416.71 t km-2 a-1)>中坡(621.80 t km-2 a-1)>下坡(83.14 t km-2 a-1)。与背景值相比,3个林地的上坡位均发生了土壤侵蚀,下坡位均发生了土壤沉积,桉树人工林的土壤侵蚀量较大。SOC和粘粒含量分别在不同林型和坡位上具有一致的分布规律,其平均值在不同林型间表现为桉树林<马尾松林<杂木林,不同坡位间表现为上坡<中坡<下坡。土壤侵蚀模数与SOC、粘粒含量均呈显著负相关,与粉粒含量呈显著正相关。结构方程模型表明,土壤侵蚀通过降低土壤粘粒含量从而减小SOC含量。在土壤侵蚀最大的上坡位,应注意防风固土措施的选择,如营造混交林。加强对人工林林下凋落物的保留与林下植被的恢复措施,以减少土壤侵蚀和增加土壤碳固存,充分发挥人工林在水土保持中的作用。
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DOI: 10.5846/stxb202503030456
Abstract:
尽管岩溶地区占重庆全市面积的39%,但其岩溶碳汇通量(CSF)的估算仍存在一定不确定性,且气候变化和生态修复对该区域CSF的贡献率尚不明晰。基于此,采用岩性地质数据和气象数据,通过GEM-CO2模型,估算2003-2022年重庆岩溶碳汇时空格局,探讨气候变化和生态修复对CSF的影响机制。2003-2022年重庆岩溶碳汇整体呈现波动式下降趋势,下降速率为0.064 tC km-2 a-1,碳汇通量为9.17 tC km-2 a-1,总量为24.09×104 tC /a 。重庆岩溶区CSF北部大于南部,空间上呈现由南到北递增的分布格局。降水、温度、蒸散发、土壤湿度和归一化植被指数对CSF的贡献率分别为38.20%、30.88%、14.19%、8.37%、8.36%。相较于气温、蒸散发等,降水减少是近20年岩溶碳汇通量下降的主要驱动因子。本研究结果揭示了重庆岩溶碳汇时空变化及驱动因子的空间特征,可为重庆碳中和的实现提供数据支撑;同时为其他省份,甚至国家,碳中和能力诊断和差距分析提供一定的经验借鉴。
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DOI: 10.5846/stxb202410102460
Abstract:
近年来,国家公园游憩适宜区识别受到广泛关注,但已有框架忽视了季节性对游憩适宜区的影响。为实现国家公园全季旅游,克服冬季游憩障碍因素,研究考虑了不同季节的游憩潜力、设施承载力与气候适宜性,提出国家公园游憩适宜区识别的CPSS框架(Control Area,Potential area,Service area,Suitable area)。研究发现,青海湖国家公园高潜力游憩区呈“带状”分布,形成以青海湖沿岸为高潜力游憩区向外逐级递减的趋势,海晏(45.20%)和共和(38.20%)的高潜力游憩区占比较大;青海湖国家公园服务舒适区呈“块状”分布,主要集中于刚察县中部和青海湖南岸。当考虑气候影响时,夏季与冬季的游憩适宜区分布表现出较大的空间差异,其中夏季适宜区(包括极度适宜区和比较适宜区)占一般控制区的27.87%,冬季适宜区(包括极度适宜区和比较适宜区)几乎消失,仅占一般控制区的0.47%,该研究创新性的提出了考虑季节因素的游憩适宜区识别框架,系统性地分析了冬夏季节对国家公园游憩适宜区分布的影响,为青海湖国家公园全季旅游发展提供了理论基础,为国家公园生态旅游管理提供了重要依据。
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余涵, 吴绍发, 蒋科毅, 胡兆贵, 周本智, 吴统贵, 童冉
DOI: 10.5846/stxb202501090082
Abstract:
碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及养分重吸收能力是揭示生物地球化学循环机制及其与生态系统结构、功能和过程关系的重要指标。立地指数则是评价林地立地生产力大小的关键参数。然而,在不同立地指数条件下,森林生态系统各组分(包括植物、凋落物和土壤)的化学计量及养分重吸收特征仍缺乏认识。通过对14、16和18这3个立地指数的杉木人工林进行实地野外调查,分析植物、凋落物和土壤C、N、P化学计量及养分重吸收特征对立地指数变化的响应,揭示杉木生长养分限制状况,探究化学计量内稳性在杉木不同器官间的差异,阐明杉木适应外界环境条件变化的潜在机制。结果表明,随着立地指数增加,细根C含量和碳氮比(C/N)呈减小趋势,枝N、P含量呈增加趋势,C/N、碳磷比(C/P)则呈减小趋势。叶片N、P含量及氮磷比(N/P)的化学计量内稳性指数(H)分别为3.85、3.03和3.13,属于弱稳态型,而枝和细根N、P计量特征多数表现为“绝对稳态”。叶片N/P平均值为16.79,略高于陆地生态系统植物生长P限制阈值(16),凋落叶N、P含量的平均值分别为12.10 g/kg和0.52 g/kg,均属于不完全吸收范围,叶片P重吸收效率显著高于N重吸收效率。与细根、枝相比,叶片能够更为灵活的调控养分计量特征,通过优化养分资源分配更为高效地应对外界环境条件的变化。此外,本研究区杉木生长不受养分限制或受到轻微的P限制。研究结果加深了对人工林植物-凋落物-土壤养分互作关系的认识,并强调在森林经营与养分调控研究中引入立地指数作为关键参数的重要意义。
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伊坤朋, 包玉龙, 殷帅, 陈峰, 于名召, 姚启超, 陈方, 王明玉, 刘晓东
DOI: 10.5846/stxb202405161125
Abstract:
全球极端野火事件频发,给人类应对气候变化和实现“碳中和”愿景目标带来巨大挑战。本文在梳理全球野火的变化趋势,以及野火与气候的互馈影响机制的基础上,探讨了我国在野火信息化建设的技术途径和概念框架等问题。面向未来野火监测与管控的特殊挑战,我国应整合空基、天基、地基等野火监测系统的信息数据流,尽快构建覆盖我国全域的一体化的监测预警和管控平台,聚焦火场精准感知与有效管控两个目标,贯穿火前、火中、火后三个阶段,满足在预测预警、火场监测、扑救指挥、管理评估等四种情景的信息需求,实现火灾数据库、火险预警子系统、火灾态势实时监测子系统、扑救指挥子系统、灾损评估子系统等五个部分的有机组合。形成多要素、多过程、多尺度协同的野火监测和管控体系,提升对火场精准感知和对火情精细评估的能力,为我国应对气候变化和实现双碳目标,提供信息支持和决策支撑。
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杨玉洁, 逄晨, 崔君滕, 钟杰超, 赵芸, 宋昱君, 耿鹏飞, 刘志理, 金光泽
DOI: 10.5846/stxb202501240185
Abstract:
枝条和叶片功能性状的变异及其相关性是影响植物资源分配和碳投资策略的关键因素。本研究以鲁东地区青岛崂山区人工林中黑松 (Pinus thunbergia) 和赤松 (Pinus densiflora) 为研究对象,通过测量当年生和多年生枝条、叶片的叶质量密度 (leaf mass density, LMD) 、叶干物质含量 (leaf dry matter content, LDMC) 、总叶面积 (total leaf area, TLA) 、枝木质密度 (branch wood density, BWD) 、枝干物质含量 (branch dry matter content, BDMC) 、出叶强度 (leaf intensity volume, LIV) 和比枝长 (specific branch length, SBL) ,采用单因素方差分析法 (One-way ANOVE) 对不同年龄阶段和树种间的性状差异进行检验,利用标准化主轴估计 (standardized major axis estimation,SMA) 分析不同树种和不同年龄枝条、叶片性状间的相关性,并通过主成分分析法 (principal component analysis,PCA) 探究多性状间的协作关系。研究结果表明:黑松和赤松的叶质量密度、叶干物质含量和枝木质密度均随枝叶年龄的增加而显著上升,而比枝长和出叶强度则与枝叶年龄呈负相关。此外,枝条、叶片性状间的相关性因树种和枝叶年龄的不同而呈现显著性变化。在树种水平上,黑松叶质量和枝干物质含量高,比枝长和出叶强度低,表现为“缓慢投资-收益”型 (保守型) 策略;赤松则相反,表现为“快速投资-收益”型 (获取性) 策略;进一步分析发现,2个树种在当年生倾向于选择获取型策略,在多年生则偏向于选择保守型策略。总体而言,黑松和赤松在不同年龄阶段的枝条和叶片性状变异及权衡模式存在显著差异,这种差异反映了二者在资源分配和碳投资策略上的分化。研究结果为进一步理解常绿针叶树种的生态适应策略提供了重要依据。
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DOI: 10.5846/stxb202503150584
Abstract:
基于秦岭多岩性梯度的植被根系发育特征系统考察,提出了“生态根植带(Ecological Rooting Zone, ERZ)”的学术观点,用于表征维系山地根系定繁生长的岩-土-水垂向结构功能带。通过对ERZ要素构成、发育特征及作用机制阐述,明晰了ERZ本质属性、空间范围、垂向结构、水平分异特征及要素协调耦合机制;同时对比了ERZ与地球关键带、地表基质层等相近概念的区别与联系。取得认识如下:(1)ERZ是连接地表生态系统与基岩圈层物质能量交换的关键带,其禀赋的生态地质特征决定了地表植被生长格局与质量。(2)ERZ深度范围界定为地表至影响植被根系发育的最深垂向距离,并受不同岩性的抗风化能力影响存在明显差异。(3)ERZ垂向结构可分为浅根系-腐殖质交互层、主直根系-风化带支撑层、深根系-基岩裂隙锚固层,不同深度域扮演着根系力学改造、裂隙水动力传输与矿物养分释放的差异化角色;而其水平分异表现为根系对岩土-地貌-水文协同的适应性响应。(4)基岩-裂隙-根系-水文协调耦合控制影响着ERZ发育特征,其中,基岩性质对ERZ空间分布发挥控制作用;裂隙发育对ERZ垂向结构发挥约束作用,水文状况对ERZ水平分层发挥重要导向作用,而根系竞争调控着ERZ发育形态。(5)对比相近领域的学术概念,ERZ以植被根系生长为主导、关注从浅表到裂隙基岩的垂向连续区域,并强调生态-地质要素的动态协同演进机制,其突破了以往对“根土界面”的简单理解,将视角延伸至根系生长空间与基岩-裂隙-水文的协同演化范畴,为认知地质要素参与山地植被生态过程提供了理论依据。
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马克城, 武洲阳, 刘守赞, 黄华宏, 雷倩, 阮俊潮, 陈巧尔, 饶盈, 袁紫倩, 夏国华
DOI: 10.5846/stxb202412233148
Abstract:
为揭示华榛对光照强度的生理响应和适应机制,以一年生华榛幼苗为对象,设置5种不同的遮荫率(全光照(CK)、30%、50%、70%、90%),研究不同光照强度对华榛幼苗的生长形态、叶片性状、光合特性和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:(1)苗高、地径和总生物量均随遮荫程度增加先上升后降低,适度遮荫(30%-50%)显著促进幼苗生长,而根生物量和根冠比随遮荫程度增加而逐渐降低。(2)叶面积、叶长和叶宽均随着遮荫程度增加先升高后降低,CK处理下叶片解剖结构(厚度、栅栏组织、海绵组织厚度)呈阳生叶的特征,同时随着遮荫率的增加而降低,表现出一定的可塑性。(3)华榛的净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)随遮荫程度的增加先上升后降低,总体以适度遮荫较高;遮荫0%-70%的Pn和气孔导度(Gs)的日变化总体呈“双峰型”曲线,中午有午休现象,而90%呈“单峰曲线”。(4)遮荫处理显著提升了光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在光化学活性(Fv/F0)、捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其它电子受体的概率(Ψo)和PSⅡ反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φEo),而热耗散的量子比率(φDo)则随遮荫程度的提高而逐渐降低。综上,华榛苗期的最适宜光照条件为遮荫30%-50%,其生长表现最好,能维持较高的光合效率,生物量积累最多,过度遮荫90%不利于生长。
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DOI: 10.5846/stxb202412133073
Abstract:
分区管理是实现国家公园生态保护与旅游开发系统协同融通的重要途径,对推进区域生态文明建设与可持续发展具有重要意义。以南山国家公园为实证对象,综合运用熵权法、耦合协调度模型和马尔科夫链转移矩阵,分析2012—2022年生态系统健康与旅游资源开发水平的时空演化规律及其协同融通关系,进而提出适应性分区管理策略。结果表明:(1)生态系统健康水平呈持续上升趋势,空间上为“西高东低”的分布格局;旅游资源开发水平空间分布表现为“低值片状扩散、高值点状集聚”。(2)生态系统健康与旅游资源开发协同融通关系经历了从严重失调向中度失调的阶段性跃迁,基于耦合协调类型转移概率转移矩阵,将南山国家公园划分为生态保护区、生态开发区、持续改善区和协调发展区。(3)生态系统健康与旅游资源开发协同融通关系存在“俱乐部收敛”特征,不同邻域类型的乡镇在协同融通关系演变趋势上存在显著差异。研究结果可为缓解国家公园生态保护与经济发展之间的矛盾冲突提供实践路径参考。
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DOI: 10.5846/stxb202411212860
Abstract:
国家公园建设是中国生态文明建设的重要内容,社区居民是国家公园建设的直接利益主体,其生产生活受到生态保护和旅游发展的影响。如何协调生态保护和旅游发展、促进周边社区可持续发展是构建具有中国特色的国家公园发展模式的核心问题。依托可持续生计框架,从居民感知视角评估祁连山国家公园创建区生态保护和旅游发展对天祝县抓喜秀龙镇南泥沟村社区生计系统的影响及其可持续效应。研究发现:(1)该区生态保护和旅游发展促进了周边居民生计由畜牧业为主的传统生计模式转型为畜牧业、务工、旅游、生态巡护的多元组合生计模式,增强了社区生计的可持续性。(2)国家公园建设在生态环境改善、生物多样性保护和环境保护意识提高方面取得成效,但仍存在生态保护措施的空间不均衡、人兽冲突增加等问题。(3)旅游发展促进社区生计多样化和经济发展,但存在社区参与和收益不均衡,产业融合发展不充分的问题。提出了促进社区参与,优化旅游区域带动作用的相关建议。丰富了可持续生计框架在国家公园的理论验证和实证分析,对我国国家公园保护和发展的协调具有理论和实践意义。
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DOI: 10.5846/stxb202412052994
Abstract:
本研究以苜蓿、狗牙根和黑麦草为对象,采用人工模拟萌发胁迫实验,利用Central Composite Design(CCD)进行实验设计和双因素方差分析,构建种子萌发对水热胁迫的响应模型,量化萌发生态位宽度,进而探讨其对矿区植被恢复的指导意义。结果表明:采用响应面法建立的3个植物种种子萌发响应胁迫的模型具有统计学意义(P<0.05),验证显示模型拟合度良好且预测精度较高(R2>0.85),平均绝对误差(MAE)指数均低于20%,其中狗牙根的模型精确度最高。通过对比Levins与Shannon指数,发现Levins指数能更准确量化萌发生态位宽度,并与95%有效萌发生态位阈值高度一致。三种植物中,狗牙根在高温胁迫下表现出最宽的生态位(温度宽度11.31℃,Levins指数4723.13),显著优于苜蓿和黑麦草,黑麦草则在水分胁迫下生态位较宽(?w=10.61%)。因此,狗牙根在高温胁迫环境下作为优选恢复植物种更具明显的萌发成功优势。本研究结果有助于在条件恶劣的矿区基于植物萌发响应胁迫的生态位优选恢复植物种,同时为播种后种子萌发的管理抚育措施提供指导,进而提高生态恢复的成功率。
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DOI: 10.5846/stxb202408041833
Abstract:
科学合理的分区是实现国家公园多目标管理、差异化管控的重要手段。然而现有分区方法侧重层级属性,较少考虑国家公园各功能之间的相互联系,不利于分区后续管理。综合运用InVEST模型、MaxEnt模型以及评价体系定量分析方法对武夷山国家公园生态服务、物种保护、科教游憩、社区发展4项功能展开评价,以此为基础结合生态脆弱性评价,采用权衡协同关系分析、自组织映射神经网络聚类分析等方法划分功能区。结果表明:研究区生态服务功能良好,空间上呈现出由西北向东南递减的特征。生态服务功能指数的高值区集中分布在园区的北部和西部,低值区则主要分布于福建片区的东部。物种保护功能突出,空间上呈现出“中部高、周围低”的分布格局。物种保护功能指数的高值区集中分布于园区的中部和西部,低值区则分布于园区的边缘。科教游憩功能和社区发展功能集聚,空间上呈现出东南局部偏高的特点。综合分区特征将武夷山国家公园划分为核心保护区、生态涵养区、生态保育区、多元发展区以及生态提升区五大功能区,并提出差异化分区管控措施。研究从国家公园多功能视角制定分区策略,为明晰功能分区、编制区域开发保护规划提供科学参考。
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DOI: 10.5846/stxb202501140126
Abstract:
溪流中数量繁多的低头坝对水生态系统结构和功能造成了显著的影响。为了解低头坝对河源溪流大型底栖动物群落结构以及群落构建机制的影响,本研究聚焦于皖南山区河源溪流,于2021年11月开展大型底栖动物调查。本研究共采集到大型底栖动物199种,隶属于5门9纲19目90科188属,其中自然河流参照区与受低头坝影响的坝下冲刷区和坝上蓄水区分别采集到125种、95种和77种。参照区的密度和生物量均高于冲刷区和蓄水区,而耐污种的密度和生物量则相反。非度量多维尺度分析(NMDS)显示参照区底栖动物群落结构与冲刷区和蓄水区均具有显著差异。冗余分析(RDA)表明电导率、河宽、底质类型中的岩床和鹅卵石是反映底栖动物群落结构对低头坝干扰响应的关键因子。变差分解结果表明,水坝干扰导致了河源溪流大型底栖动物群落结构由参照区的环境过滤主导向冲刷区和蓄水区空间过程作用加强的转变。本研究结果可为受水坝干扰胁迫下河流水生生态系统监测、管理和保护提供科学依据。
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胡璟, 吕世琪, 胡宗达, 马志波, 殷建章, 符利勇, 肖玖金, 闫佳源, 李冰
DOI: 10.5846/stxb202502100258
Abstract:
温带森林作为陆地生态系统的主要组分,在全球碳(C)固持和减缓全球气候变化方面发挥着重要作用。以往研究主要集中在森林土壤有机碳(SOC)及其活性组分方面,而对土壤颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)对不同林型的响应尤其是温带过渡区的关注较少。为此,我们选择了中温带到暖温带过渡区的白桦林(BP)、青扦+华北落叶松+桦木针阔混交林(PLB)、白扦+青扦针叶混交林(PP)和华北落叶松林(LP) 4种典型天然林土壤为对象,探究其POC和MOC的变化特征及其主导影响因素。结果表明:(1) 林型对SOC和全氮(TN)含量影响显著,对全磷(TP)、铵态氮(AN)和硝态氮(NN)影响不显著。(2) 林型对POC含量影响显著,对MOC含量影响不显著,二者变化趋势均为PP ? PLB ? BP ? LP,其中PP的POC含量显著高于LP而与其他2种林型差异不显著;而MOC含量在不同林型间未见显著差异。(3) 林型对POC/SOC、MOC/SOC和POC/MOC影响显著,其中POC/SOC和POC/MOC表现为LP ? BP ? PLB ? LP,其变幅分别为21.48%—28.95%和29.01%—43.89%;MOC/SOC表现为LP ? PLB ? PP ? BP(变幅为65.75%—74.38%)。随机森林分析结果表明,POC主要受TN、NN和TP显著影响,而MOC则主要受BD、TN和NN显著影响;冗余分析(RDA)结果显示,TN和NN是驱动SOC及其物理组分变化的主要因素。综上,MOC是SOC累积的主要组分,且PP的含量最高,但LP的土壤C稳定性显著优于其他林型;土壤氮磷元素的相互作用在预测温带过渡区森林土壤POC和MOC含量起着主导作用。因此,未来的森林管理应考虑种植固氮物种,进而提升林地土壤质量和有机C固存,以减缓全球气候变化。
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何然·亚合甫江, 邹杰, 吾拉拉·唐加勒克, 丁建丽, 杨淼, 黄帅, 李俊岐
DOI: 10.5846/stxb202407291793
Abstract:
由于低土壤水分(SM)和高饱和水蒸气压差(VPD)之间存在强耦合性,因此很难确定二者对生态系统碳-水循环的影响,且鲜有研究二者与生态系统碳水循环之间的关系。通过综合运用相关性分析和分箱解耦分析方法,系统地剥离了土壤干旱与大气干旱对生态系统水分利用效率(WUE)和光合效率(EPE)的独立贡献。这两项指标不仅是评估生态系统功能健康状态的关键参数,还直接关联到碳封存效率与全球植被绿化的动态变化,对于理解地球生态系统碳循环具有重要意义。研究结果表明,在中亚这一生态多样性丰富的区域,VPD对WUE的影响占据主导地位,表明大气干旱条件显著影响了植物的水分利用策略;相反,SM则为调控EPE的主要因子,揭示了土壤水分在维持光合作用中的核心作用。通过进一步分析不同海拔、纬度及干旱梯度下的数据,发现这些影响机制呈现出显著的地理异质性和环境敏感性。深化了对土壤与大气干旱如何独立及协同作用于生态系统碳水循环机制的理解,有助于生态系统科学管理。
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郭芙, 王亚飞, 段文标, 牟淼先, 付琰芮, 杨凤姣, 邓逸飞, 刘伟庆, 李树龙, 王鑫
DOI: 10.5846/stxb202501030012
Abstract:
针叶和阔叶树的比例是生物和非生物因素长期作用的结果,也是林分管理时重要的指示因子。探究不同针阔比天然林生态系统结构和功能的稳定性与多样性,可为科学预测林分的演替趋势以及未来应采取的抚育措施提供理论依据。以张广才岭柳河林场3种不同针阔比天然林林分类型(暗针叶林、云冷杉针阔混交林和山地杨桦林)为研究对象,各设置4块样地(面积均为50 m×50 m),共12块。基于本底调查,利用Winklmass1.0软件分析林分空间结构参数,包括角尺度,混交度,大小比数,对不同林分进行空间结构分析。结果表明:(1)所选林分的空间结构参数特征零元分布表明,不同林分类型均为轻度聚集分布,处于混交较好的中等生长状态,而云冷杉针阔混交林较其他两种林分树种隔离程度较高,该林分混交度比山地杨桦林高出0.9%,比暗针叶林高出4.1%;(2)一元分布表明,不同林分类型中树木多数呈现强度混交和大小比数相近的随机分布状态。山地杨桦林与其他两种林分相比,林分空间优势程度较高;(3)二元和三元分布表明,空间结构参数在进行多种组合时,不同林分类型中林木大多数表现为随机分布状态。其中在同一分布格局下,暗针叶林、山地杨桦林均以高度混交的亚优势随机分布为主,而云冷杉针阔混交林以高度混交的优势随机分布为主。综上,张广才岭林分结构整体状况较为一般,但是云冷杉针阔混交林林分空间结构相比于暗针叶林、山地杨桦林更好,群落稳定性最高,垂直梯度分布更为复杂,生物量及物种多样性更加丰富,并且在促进优势树种生长方面具有更为显著的优势。为使森林生态功能得到有效发挥,利用多元分布选择林木采伐方式优化林分空间结构,我们建议对林分中处于同种非常聚集的绝对劣势木(M=0,W=1,U=1)进行择伐,对处于同种随机分布的绝对劣势木(M=0,W=0.5,U=1)进行卫生伐。
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DOI: 10.5846/stxb202408021828
Abstract:
国土空间碳收支研究将自然过程和人为过程结合起来,具有学科集成的理论优势,可以为制定面向减排增汇的国土空间优化策略提供理论基础,且对于区域碳排放责任划分、碳补偿方案制定也具有重要的实践价值。由于国土空间的碳收支效应较为复杂,尚未形成统一的国土空间碳收支研究范式,梳理国土空间碳收支的研究脉络和效应机理,对国土空间碳收支核算、影响因素、碳平衡与碳补偿以及面向减排增汇的国土空间优化等方面进行了综述。研究发现:①结合碳排放和碳汇核算方法进行国土空间碳收支核算是当前核算研究的主流,遥感监测估算和以IPCC清单为基础的国土空间碳收支清单在碳收支核算领域发挥着重要作用。②国土空间的碳收支受到多种因素的共同影响,这些因素既包括人类活动的直接与间接作用,也涵盖自然环境的变化和生态系统的自我调节机制。③基于碳收支核算结果识别国土空间碳平衡现状以及开展碳补偿研究是近几年学术界关注的重点,学者划分碳平衡和碳补偿分区并提出差别化的减排增汇策略。④国土空间格局优化是破解高碳锁定的着力点,学者在识别国土空间碳收支机理的基础上充分构建了面向减排增汇的国土空间优化路径体系。最后针对当前国土空间碳收支核算、影响因素、碳平衡与碳补偿以及空间优化研究的不足,提出了未来国土空间碳收支的研究展望。
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DOI: 10.5846/stxb202309192021
Abstract:
作为全球土地利用变化最主要的驱动力,城市化对生物多样性产生深远影响。蝴蝶作为评估环境质量变化的重要指示性物种之一,分析蝴蝶与城市环境因子之间的关系具有重要意义,有助于深入了解蝴蝶对城市环境的响应机制。研究利用波拉德漫步法收集蝴蝶数据,采用最大似然分类法对1m分辨率的高分2号遥感影像进行环境因子的分类与量化。随后通过斯皮尔曼相关性分析、多元线性回归模型和修正后的赤池信息准则等方法筛选出蝴蝶及不同科目蝴蝶与环境因子之间的最佳相关性模型。最后,通过主坐标分析和置换多元方差分析对不同主导生境的蝴蝶群落结构进行差异性比较。结果表明:1)公园周边的林地覆盖率和大型山地斑块对蝴蝶多样性具有积极作用,但大型山地斑块的提升更为显著;2)景观异质性对蝴蝶的丰富度和丰度皆有积极作用,但对丰度的提升更为明显;3)绿地周边的草地覆盖率对粉蝶科蝴蝶的丰富度和丰度皆有显著提升作用;蛱蝶科和灰蝶科的丰富度和丰度受景观异质性的影响更为明显;草地和水体占比对凤蝶科蝴蝶的多样性、丰富度和丰度有较明显的提升效果;4)蝴蝶群落结构的差异主要体现在以林地、草地、滨水为主导的三个生境与以不透水面、裸地为主导的生境之间;5)蛱蝶科和凤蝶科对生境的偏好存在异同点,而粉蝶科则更能适应更多样的生境类型。本文强调蝴蝶及其不同种群对环境因子的响应与蝴蝶的栖息偏好、行为特征和迁徙能力密切相关,深入了解不同蝴蝶种群对环境因子的响应差异对于提升城市绿地生态质量和种群保护具有重要意义。
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DOI: 10.5846/stxb202408121898
Abstract:
利用候鸟羽毛中的稳定同位素技术可以预测迁徙途中的中途停歇地未标记个体来源,有助于理解鸟类迁徙模式和中途停留生态。2021年和2022年秋季,在东亚-澳大利西亚迁徙通道的重要停歇地——福建省三明市明溪县,开展了鸫科候鸟环志工作,采集优势物种白眉鸫(Turdus obscurus)和灰背鸫(Turdus hortulorum)各20枚个体尾羽样本,通过结合稳定同位素(δ2Hf和δ1?Of)分析和繁殖鸟类相对丰度数据,利用贝叶斯方法对鸫鸟的空间概率分布进行预测,并分析繁殖地纬度不同的鸫科候鸟在迁徙时序上的差异。结果表明,秋季迁徙途经明溪的白眉鸫,其繁殖地主要分布在俄罗斯布里亚特共和国与伊尔库茨克州交界的贝加尔湖区域,以及克拉斯诺亚尔斯克边疆区安加拉河周边地区;而灰背鸫的繁殖地则集中在中国黑龙江省与俄罗斯滨海边疆区交界的兴凯湖周围及滨海边疆区沿海地带。并且分析发现,两种鸫科候鸟通过明溪的时间存在差异(T test,P<0.01),2021年和2022年白眉鸫抵达明溪县的日期均明晚于灰背鸫,表明繁殖地纬度的差异是导致迁徙距离不同的鸫科候鸟在秋季通过明溪县时间差异的原因。稳定同位素技术的应用能够深入了解不同迁徙路径上候鸟的繁殖来源与迁徙时序,为鸟类保护和迁徙生态研究提供了新的研究手段和理论依据。
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薛璟, 杨静, 王宪伟, 尹紫良, 王文, 矫治慧, 杜宇, 李琪, 孙晓新
DOI: 10.5846/stxb202503190628
Abstract:
树干可能是大气甲烷(CH4)的重要来源之一,心材中CH4浓度在一定程度上决定树干CH4的排放规模,但对于量化心材CH4浓度和与之相关细菌群落构成的理解仍然有限。研究中调查了大兴安岭多年冻土区四个不同立地类型(森林高地、泥炭地、沼泽、河岸带)心材CH4浓度特征,通过区分阔叶树和针叶树来比较心材CH4浓度的差异,并检索文献收集了目前已有心材CH4浓度的相关数据集(共计355个样本)来验证我们的结果。此外,还通过高通量测序确定了树皮和心材中细菌群落构成。结果表明:不论是本研究还是基于文献统计的数据结果,阔叶树心材CH4浓度始终高于针叶树。在本研究中,心材CH4浓度普遍偏低,范围在(1.54 ± 0.15)—(2.17 ± 0.22) μL/L之间。通过对比心材和树皮细菌群落构成发现二者有相同或各自特有菌属,其中共有菌属分别隶属于Chloroplast目、Mitochodria科,Pectobacteriaceae科和尚未得到鉴定的三个属,特别的,我们在树皮中发现了其特有的甲烷氧化菌属(Methylocella)。这些植物内生菌不仅能够促进植物养分吸收和维持植物健康的动态平衡,还可能对树干CH4收支有潜在影响,未来的研究需进一步开展实地观测来探究该区树干CH4通量的变化特征。本研究明确了大兴安岭多年冻土区树木心材CH4浓度变化特征,不仅为深入认知该区域树干CH4动态提供了科学依据和数据支持,还可以为树木病害的防治提供参考依据。
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DOI: 10.5846/stxb202406271493
Abstract:
如何正确处理好自然恢复和人工修复的关系, 是全球范围内生态治理的重大议题,随着以往海洋生态修复的短板日益显露,探索低成本大规模的海洋生态修复自然解决方案重要性日益凸显。 本论文通过国内外研究成果、案例资料分析比对,结合实地调研,对当前国内外海洋生态修复面临的问题和原因分析,发现当前国内外海洋生态修复项目短板包括:项目所在地集中在海岸带,普遍面临修复成本高、规模小、类型少、效果不理想、人为干预多等问题。以外解决这些问题理念是加强资金投入、提高短期内工程施工效率,本文认为应克服工程思维,基于NbS理念,树立全球视野,注重长时间序列的成本规模核算,发展新的效果评估和项目管理模式,延长生态修复项目实施时间,开展长期监测,加大公众参与,加强新科技应用。
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DOI: 10.5846/stxb202502180342
Abstract:
植被总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)是陆地生态系统碳汇的重要组成部分。深入理解干旱对植被 GPP 影响的累积效应和滞后效应,揭示植被响应机制,对云南省生态安全具有重要意义。然而,关于植被 GPP 干旱响应机制的时空异质性和影响因子的研究仍较为匮乏。研究基于2001—2023年植被 GPP 和标准化降水蒸散发指数数据,采用时间序列分析方法和最大相关系数法,分析了云南省气象干旱和植被 GPP 的时空变化特征,量化并探讨了干旱对植被 GPP 的累积效应与滞后效应,及其受长期干湿状况和海拔的影响。结果表明:(1)近23年以来,云南省总体上表现为不显著干旱化趋势。干旱的高发区域主要分布在西北部、西部和中东部,高发时段为春季和秋季。植被 GPP 多年均值为1600.2 g·C m-2,年际变化表现为极显著上升趋势(6.8 g·C m-2 a-1,P < 0.001),但年际波动较为明显。(2)植被 GPP 对干旱的响应具有明显的时空异质性,以秋季和春季响应最为显著,空间上干热河谷地区最易受干旱影响,响应强烈且迅速。(3)全省 52.0%和 54.9%的区域植被 GPP 显著受干旱累积效应和滞后效应的影响。累积效应时间尺度以中短期(4—6 个月)和长期(10—12 个月)为主,滞后时间以长期(10—12 个月)为主。相较灌木和森林,农田和草地对干旱的响应更强烈、时间尺度更短。滞后时间在不同植被类型间的差异较小。(4)长期干湿状况和海拔是影响干旱累积效应和滞后效应的重要因素。随着环境从干燥转为湿润或是海拔升高,干旱影响强度会逐渐降低,累积效应时间尺度延长,而滞后时间则缩短。海拔对干旱影响强度的作用大于干湿状况,而累积效应时间尺度和滞后时间受干湿状况的影响则更显著。研究结果可以为干旱风险缓解与应对管理策略的制定提供科学依据。
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邢衍阔, 王震, 鹿志创, 韩家波, 杜静, 高祥刚, 吴英超, 孔重人, 田甲申
DOI: 10.5846/stxb202501240193
Abstract:
了解和掌握濒危动物栖息地的适宜性及其活动规律,对于科学保护该物种和维护海洋生态系统至关重要。西太平洋斑海豹(Phoca largha)作为黄渤海海域生态系统中的旗舰物种,明确其栖息地范围和迁徙过程中的行为状态特征,是保护该种群及其栖息环境的基础。本研究对2023年和2024年救助并成功放归野外的6头斑海豹幼崽进行了信标标记,通过Argos系统进行了信标跟踪,并利用信标数据对其分布和行为状态进行分析。基于最大熵模型(MaxEnt)利用3986个信标记录和8个环境数据,对斑海豹的适宜栖息地进行预测;采用状态空间模型(SSM)对斑海豹的运动状态进行预测。结果表明:(1)优化后的MaxEnt模型预测准确,AUC值>0.9,模型预测结果可靠;(2)海表温度对模型贡献率为81.4%,是影响斑海豹分布的主导环境因子;(3)斑海豹适宜生境主要分布在我国渤海的北部和东部海域、黄海的北部和东部海域及俄罗斯的彼得大帝湾海域;(4)斑海豹觅食和休息区域分布在渤海东部、渤海海峡和彼得大帝湾海域,在迁移过程中觅食和休息行为较少,表明其正在快速完成迁移活动。研究结果可为斑海豹种群的保护与恢复提供重要参考,同时为推动区域生物多样性保护和生态系统管理提供科学支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202501070053
Abstract:
森林生态系统在全球碳循环中发挥着关键作用,而森林固碳被认为是减缓全球变暖的重要途径。通过对浙江省156个常绿阔叶林森林样地进行采样分析,结合植被、土壤等自然因子和社会经济因子,基于地统计学、Pearson相关性、RF、SEM方法,揭示浙江省常绿阔叶林的地上植被碳密度、枯落物碳密度和土壤有机碳密度的分配特征与驱动因子。浙江省常绿阔叶林生态系统地上植被碳密度的平均值为39.60 tC/hm^2,枯落物碳密度平均值为2.18 tC/hm^2,土壤有机碳密度(0-30cm)的平均值为85.81 tC/hm^2,碳密度较全国及同纬度省份平均水平偏低。半方差变异函数揭示三者的块基比分别为73.14%、32.14%、58.91%,均呈现中等程度空间变异,受到随机因素和结构性因素的双重影响;浙江省地上植被碳密度由西向东逐渐降低,枯落物碳密度由北向南递减,中部过渡较为平缓,土壤有机碳密度由西南向东北递减,西南地区和东北地区差异显著。通过量化驱动因素的影响效应,发现地上植被碳密度的主要驱动因素为郁闭度、平均林龄和海拔,枯落物碳密度的主要驱动因素为速效钾和枯枝叶厚度,土壤有机碳密度的主要驱动因素为土壤速效氮、容重和海拔;社会经济因素对所有组分碳密度均有负影响。本研究结果为维持和提升浙江省常绿阔叶林碳汇功能提供了理论依据。
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王媛媛, 罗维均, 张小琴, 吕伊娜, 张林, 程安云, 曾广能, 王世杰
DOI: 10.5846/stxb202501240187
Abstract:
以贵州省普定陈旗小流域为对象,采用涡度相关(EC)技术监测了西南喀斯特地区三种主要农作物(油菜、水稻和玉米)生长季的碳通量。结果表明:日时间尺度上,三种作物在生长季内净生态系统碳交换(NEE)均呈“U”型变化,即白天以吸收CO2为主(NEE<0),夜间以排放为主(NEE>0),碳吸收峰值出现在12:00-14:00,日吸收峰值分别出现在油菜花期、水稻孕穗和抽穗期以及玉米花粒期。季节时间尺度上,NEE动态与作物生长阶段协同变化:幼苗期和成熟期有微弱的碳排放,在生长旺盛期的碳吸收能力最强。整个生长季的碳吸收能力依次为玉米(-443.17 gC m-2)>水稻(-304.39 gC m-2)>油菜(-105.33 gC m-2);扣除籽粒含碳量后,三种作物碳吸收能力依次为玉米(-232.97 gC m-2)>油菜(-38.99 gC m-2)>水稻(-18.66 gC m-2),玉米作为C4植物表现出较强的碳吸收能力。与其他区域相比,喀斯特地区受土壤贫瘠、水分渗漏及养分限制,作物碳吸收能力整体偏低,但玉米作为C4植物展现出更强的环境适应性。本研究揭示了喀斯特地区农田生态系统不同作物生长阶段的碳通量特征,可为区域农业碳汇管理及种植制度优化提供科学依据。
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覃嘉怡, 巴贺贾依娜尔·铁木尔别克, 郭雅茹, 张毓涛
DOI: 10.5846/stxb202501070056
Abstract:
研究天山雪岭云杉非结构性碳水化合物(NSC)的动态变化有助于理解温带山地针叶林的碳储存和分配机制。以天山北坡针叶林雪岭云杉(Picea schrenkiana)为研究对象,于2023年8月至2024年9月期间,按月尺度采集样品(共计13次),测定不同器官(叶、枝和根)中的可溶性糖(SS)、淀粉(ST)和非结构性碳水化合物含量(NSC),分析天山北坡针叶林雪岭云杉非结构性碳水化合物的季节动态。结果显示:(1)雪岭云杉不同器官的NSC含量不同季节差异较大,其中根系可溶性糖和叶片淀粉含量季节变异较大,其变异系数分别为63.67%和67.44%。(2)雪岭云杉三个器官的可溶性糖含量主要在秋、冬季积累,淀粉含量则在冬季下降、春季上升;不同器官可溶性糖与淀粉比值秋、冬季高,夏季低,这与该树种不同季节生长和渗透调节有关。同时,三个器官NSC组成均以可溶性糖为主,这与该树种为应对干旱胁迫和低温胁迫时的渗透调节有关。(3)不同器官间可溶性糖含量呈显著正相关性(P < 0.05),叶片可溶性糖和淀粉之间显著负相关(P < 0.05),根的可溶性糖与叶片淀粉和枝条淀粉存在显著负相关(P < 0.05),表明不同器官之间可溶性糖存在转运,不同器官淀粉和可溶性糖相互转换。研究结果为了解天山森林生态系统植被碳代谢和生长策略提供理论基础。
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DOI: 10.5846/stxb202410102459
Abstract:
摘要:为了查明不同取土方式及收集液对Tullgren法分离小型土壤节肢动物的影响,探索获取更加客观小型土壤节肢动物群落调查数据的方法。设计了两个独立试验。试验1:用内径5 cm土钻和铁铲采集草地0—10 cm层土样各20份,用4%甲醛作收集液;试验2:用铁铲挖取0—10 cm层草地土样18份,等分成3组,分别用4%甲醛、75%酒精和水作为收集液。分别对比两种取土方式和三种收集液对Tullgren法分离小型土壤节肢动物的效率及群落组成影响。结果表明:(1)铁铲取土平均每个土样分离到小型土壤节肢动物总个体数是土钻的2.3倍,其中跳虫和其他类群的数量分别是土钻的6.7和4.0倍,而螨类数量差异不显著,表明铁铲取土显著提高了跳虫和其他小型土壤节肢动物的分离效率;(2)4%甲醛平均每个土样收集到的小型土壤节肢动物总个体数分别是酒精和水的2.9和1.8倍,其中螨类个体数分别是75%酒精和水的8.8倍和4.4倍,其他类群个体数均是75%酒精和水的1.9倍,而跳虫数量在三种收集液间差异不显著,表明4%甲醛可显著提高小型土壤节肢动物的分离效率。研究结果表明,用铁铲采集土样和4%甲醛作为收集液能获取更加客观的小型土壤节肢动物调查数据。
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DOI: 10.5846/stxb202501180162
Abstract:
本文以中国为研究区,基于2000、2020年土地利用数据,综合运用PLUS模型和GMOP模型模拟研究区2040年自然发展、经济发展与生态保护三种情景下的土地利用格局。随后运用InVEST模型定量分析在不同情景下生境质量、产水量、碳储量和水质净化服务的变化,并引入综合生态系统服务指数(CES)对生态系统整体服务水平进行综合衡量。在此基础上,从东部、中部和西部三大区域出发,系统分析不同土地利用变化对区域生态系统服务的影响差异。结果表明:①PLUS模型精度较高,适用于研究区土地利用模拟的预测。三种发展情景中,自然发展情景下三大区域的土地利用变化最为剧烈,经济发展次之。②自然发展情景下,生态系统服务整体退化,西部碳储量与生境质量下降显著,中部水质净化与碳储功能减弱,东部生态服务同步退化;经济发展情景中,三大区域普遍出现生境质量退化与碳储量流失的趋势,东部虽产水量略升,但整体生态功能失衡;生态保护情景下,西部碳储量和生境质量提升,中部生态稳定,东部生境、碳储量改善且氮输出量减少。③自然发展情景下,三大区域的CES损失最严重,西部退化最为显著;经济发展情景中,尽管局部回升,但整体退化趋势未改,东部城市群生态功能下降突出。生态保护情景下,三大区域CES呈现稳定或回升的趋势,整体生态效益优于其他情景,西部改善最为明显。④对于西部地区,草地退化和未利用地扩张是生态系统服务退化的主要因素,中部地区生态变化主要由耕地集约化发展导致,东部地区主要由于建设用地持续扩张压缩生态空间导致服务退化。因此,未来应实施分区土地利用管理策略,针对不同区域主导驱动因素开展差异化调控与生态修复路径。研究结果可以为中国可持续发展政策的制定提供参考依据,并为未来的土地管理政策与优化提供科学方案。
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张政, 刘梅, 周聃, 张宇, 邹松保, 倪蒙, 许定达, 原居林
DOI: 10.5846/stxb202412273187
Abstract:
本研究以浙江北部地区五种不同养殖品种青鱼(Mylopharyngodon piceus)、乌鳢(Channa argus)、翘嘴鲌(Culter alburnus)、大口黑鲈(Micropterus salmoides)和中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)为研究对象,基于不同养殖周期采用静态浮箱法测定池塘水—气界面温室气体二氧化碳(CO2, Carbon dioxide)、甲烷(CH4, Methane)和氧化亚氮(N2O, Nitrous oxide)通量,同时对气象因子(气温、压强等)及水体理化指标(水温、pH、溶氧和无机盐等)进行分析,以探讨五个养殖池塘温室气体排放特征及其共性影响因素。结果表明,各养殖池塘温室气体通量呈明显时间变化特征。CO2排放通量总体上呈现出随温度升高而增加的趋势,均在高温月份(7月至8月)出现峰值; CH4 通量也随温度变化呈现与 CO2 通量相似的趋势,大口黑鲈养殖塘除外,其余养殖塘均在7月至8月达到最高值;相反, N2O 排放则表现为随温度升高而降低。不同养殖品种池塘的温室气体排放存在显著差异,观测期间CO2排放平均通量呈现乌鳢 > 大口黑鲈 > 青鱼 > 翘嘴鲌 > 中华绒螯蟹,其中乌鳢养殖塘的平均 CO2 通量最高((7473.85±1606.48) μmol m-2 h-1),显著高于翘嘴鲌养殖塘(P < 0.05);CH4平均通量呈现中华绒螯蟹 > 大口黑鲈 > 乌鳢 > 青鱼 > 翘嘴鲌,最高平均 CH4 通量出现在中华绒螯蟹养殖塘((182.13±133.34) μmol m-2 h-1);而青鱼养殖塘则记录了最高平均 N2O 通量(2.52±2.46) μmol m-2 h-1,整体排放规律呈现青鱼>翘嘴鲌>乌鳢>大口黑鲈>中华绒螯蟹。就增温潜势而言,所有养殖池塘均为温室气体排放源,其排序为:乌鳢 > 大口黑鲈 > 青鱼 > 中华绒螯蟹 > 翘嘴鲌;单位产量的增温潜势排放系数排序为:中华绒螯蟹 > 大口黑鲈 > 青鱼 > 翘嘴鲌 > 乌鳢。相关性分析显示,水温和气温是影响养殖池塘温室气体排放的重要因素,除翘嘴鲌养殖塘外,其余池塘的排放通量均与温度呈显著相关性(P < 0.05);此外,除中华绒螯蟹养殖塘外,其余池塘的温室气体通量均与 pH 存在显著相关性;同时,水体中无机盐浓度与池塘 N2O 通量密切相关。
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DOI: 10.5846/stxb202408302078
Abstract:
全球变化和人类活动的持续驱动下,面向人与自然和谐共生的美好愿景,系统实施国土空间生态修复是新时期推进生态文明和美丽中国建设的重大举措。国土空间生态修复规划是一定时期内生态修复任务的总体纲领和空间指引,开展国土空间生态修复规划实施评估是推动规划能实施、不走样、可落地的重要抓手。现有研究多关注特定区域或特定措施下生态修复工程的实施效果,少有研究开展涉及全域全要素的国土空间生态修复规划实施效果评估。本研究统筹考虑生态系统的健康稳定与人类生态福祉的实质提升,提出基于多维效益的国土空间生态修复规划实施效果评估框架,从生态系统规模、结构、格局和质量四个维度评估生态效益,从公众对国土空间生态修复规划的认识、评价和建议三个方面评估社会效益,从生态产品总值核算与典型案例分析两个方面评估经济效益,评估宏观层面北京市国土空间生态修复规划实施的生态—社会—经济多维效益。研究结果表明,2020—2022年北京市生态系统规模结构局部调整,生态系统格局整体稳定,生态系统质量整体提升,城市绿地修复与复耕工作突出。修复规划实施以来,生态惠民效应凸显,并对生态空间的多元功能提出了进一步需求。面向北京市主导生态功能选取物质供给、水源涵养、减少泥沙淤积、面源削减、洪水调蓄、固碳与气候调节进行价值核算,北京市2022年生态产品总值较2020年有所提升,延庆区、门头沟区和密云区等积极探索生态产品价值实现机制。基于规划实施评估结果,北京市国土空间生态修复规划实施优化策略应聚焦关键节点与区域突出问题靶向修复,应拓展生态空间横向与纵向的延展性,拓展多元体验感,应推动生态产品价值实现,进一步激发绿色活力。
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DOI: 10.5846/stxb202412012947
Abstract:
科学评估生态风险是实现国家公园管理的关键技术环节。以钱江源国家公园为案例,基于“生态风险源—受体—响应”生态风险理论框架,构建了国家公园生态风险评价体系并进行了实证检验。结合统计数据、遥感影像、问卷调查和访谈数据等多源数据,采用GIS空间叠加分析技术,对钱江源国家公园的生态风险进行了定量化评估,并揭示了其空间分布特征。研究发现,钱江源国家公园的低生态风险与极低生态风险区域分别为36.53 km2与58.50 km2,占总面积的约52.68%,主要集中在国家公园北部和中部的生态保育区;中、高生态风险区域的面积占比分别为32.81%与14.41%,这些区域呈片状分布,主要位于国家公园中部的传统利用区、游憩利用区以及部分保育区和南部边缘地带,主要风险源包括游憩活动、农业耕作、森林火险、地质与气象灾害等。依据生态风险的空间分布特征,建议对不同生态风险等级区域采取差异化的防控措施,加强自然灾害预警和生态监管机制建设。为国家公园生态风险的识别与管理提供了理论模型方法参考,对自然保护地的可持续发展具有重要借鉴价值。
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DOI: 10.5846/stxb202409262350
Abstract:
国家公园是生态系统游憩服务供给的重要空间载体。虽然已有研究探索了国家公园生态系统游憩服务空间分布,但较少关注不同类型生态系统游憩服务供给的空间差异及其形成机制。以三江源国家公园为例,采用图像语义分割技术识别生态系统游憩服务供给类型,运用广义加性模型与Logistic回归模型分析生态系统游憩服务供给格局的形成机制。研究发现,三江源国家公园生态系统游憩服务供给集中在少部分区域,黄河源园区的生态系统游憩服务供给量相对较高,长江源园区较低。约16%的核心保护区具有高生态系统游憩服务供给密度,其中大部分位于黄河源园区核心保护区。三江源国家公园生态系统游憩服务供给类型包括自然生态与人文生态两大类,地形地貌、湿地、野生动物等10小类,以野生动物和传统文化符号为主,这种格局的形成受到海拔、与湖泊的距离等因素的影响。研究结果有助于深化对生态系统游憩服务供给格局特征与形成的了解,为国家公园生态系统游憩服务利用与可持续发展提供建议。
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王 璐, 徐仁飞, 邓 磊, 李小刚, 陈 哲, 王世雄, 王文颖, 关晋宏
DOI: 10.5846/stxb202411182822
Abstract:
为阐明高寒沙区植被恢复过程中土壤化学计量特征,选取青藏高原东北缘沙区的青杨人工林为研究对象,研究不同恢复年限(5、10、15、20和25年)0—200 cm土层中的有机碳(SOC)、氮(TN)、磷(TP)含量及生态化学计量特征。结果表明:土壤SOC和TN含量均随恢复年限的增加显著增大,恢复10—25年的SOC和TN平均含量比恢复5年分别增加了11.0%—65.9%和11.4%—37.4%;而土壤TP含量则表现出先增加后降低的趋势。同一恢复年限下,SOC、TN、TP含量在不同土层深度的变化相对稳定。土壤C:N随恢复年限的增加而增加,C:P、N:P先减小后增大,且表层土壤(0—30 cm)的C:P和N:P大于深层(50—200 cm)。土壤SOC含量与TN含量存在极显著正相关(P<0.01),C:P与C:N、N:P也存在极显著正相关(P<0.01),N:P和C:P与SOC、TN、TP含量间均存在相关性。土壤SOC、TN、TP及其化学计量比受恢复年限的影响显著,且大于土层深度及二者交互作用的影响。主成分分析表明,植被恢复初期和后期土壤化学计量特征的影响因子不同。植被恢复初期土壤化学计量特征受土壤性质影响明显,而在恢复后期则受根系特征和土壤化学计量特征间的相互影响。综上,青杨人工林的恢复年限是影响土壤化学计量特征的主要因素,土壤SOC的累积速率高于TN,建议在未来植被恢复中提高氮肥施用或引种固氮植物。高寒沙区土壤C、N、P含量及其生态化学计量比因恢复年限和土层深度不同而异,因此在构建土壤生物地球化学模型中应考虑恢复年限和土层深度的差异。
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DOI: 10.5846/stxb202410122478
Abstract:
为了限制城市的无序扩张,全球许多城市开展了绿化隔离带(绿隔)建设。大量研究利用空间分辨率30米的Landsat遥感数据开展了绿隔建设情况评估,然而30米分辨率难以准确量化城市破碎的绿地斑块及其动态变化,无法准确评估绿隔的生态建设情况。因此,本研究利用2米高分遥感数据,评估了2015-2021年北京第一、二道绿隔的生态格局演变。研究表明:(1)2015-2021年北京绿隔区域的生态建设成效显著。绿隔内的绿地总面积增加了54km2,斑块密度下降,斑块面积上升;相比之下,绿隔周边区域的绿地面积下降了1.77 km2,小绿地斑块大量消失,大绿地斑块逐步破碎。(2)绿隔的生态建设主要集中在第二道绿隔,表现为87%的新增绿地都在第二道绿隔中,且绿地斑块面积和连通性的提升更显著,第一道绿隔因被建设用地环绕,内部绿地增量空间有限。(3)绿隔建设提升了绿地的占比和连通性,对城市“摊大饼”式的无序扩张起到了重要作用。未来可重点关注绿隔内连通性低绿地斑块,打造绿地空间更加完整和连片的城市绿隔。
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任玥颖, 贾夏, 赵永华, 王欢元, 单立山, 张鹏, 司绍诚
DOI: 10.5846/stxb202411272912
Abstract:
气候变化显著影响区域生态系统。探讨不同气候变化情景下生态系统服务变化及驱动因素,对区域应对气候变化带来的挑战和可持续发展具有重要意义。基于共享社会经济路径和代表性浓度路径(SSP-RCP)情景,应用SD-PLUS-InVEST模型预测河西走廊2040年SSP126、SSP245、SSP585三种情景下土地利用演变、生态系统服务变化及其相关关系,并基于随机森林探讨影响生态系统服务的驱动因素以及和不同驱动因素的相关性。结果表明:(1)2040年三种气候变化情景下,河西走廊未利用地面积均减少;SSP126情景,耕地面积减少,草地面积显著增加,并呈现向西北地区扩张的趋势;SSP585情景下,耕地、建设用地面积大幅增长。(2)2040年三种情景下生境质量、土壤保持、固碳和产水呈现上升趋势,高值区主要集中在南部祁连山地区,其中SSP126情景生态系统供给和调节效果最好;相关关系为协同关系。(3)生态系统服务与高程、坡度、降水呈正相关关系,与温度、蒸散发、土地利用强度呈负相关关系。研究结果为河西走廊未来生态修复管理措施的制定提供理论依据,为厘清气候变化对未来生态系统服务的影响及驱动力分析提供科学参考。
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DOI: 10.5846/stxb202411072732
Abstract:
准确量化植物根系对土体的强化作用一直是当前研究的热点,然而,现有的根系强化土体模型在描述根系强化土体的内在机制时存在过度简化等问题,致使其预测精度不高。本文拟以毛竹根系为研究对象,综合考虑根系的生物特性、荷载分配机制和多种力学破坏模式,提出直接剪切条件下基于纤维束模型的毛竹根系强化土体模型。为验证该模型的准确性与适用性,设计并开展了以毛竹根系面积比为变量的根土复合体直接剪切试验,并结合已有研究成果进行了对比分析。研究结果表明:相较于已有的Wu-Waldron模型与纤维束模型,本文所建的模型符合直接剪切条件下根系强化土体的物理原理,所需参数简单并具有明确的物理意义,可更准确地预测根系对土体的强化作用,且对于不同植物根系具有良好的适用性。研究成果可为植被覆盖区斜坡稳定性评价奠定一定的理论基础。
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DOI: 10.5846/stxb202410142494
Abstract:
在模拟试验可能会导致酸沉降效应估测偏差的背景下,开展实地分析是科学评估酸沉降效应的有效途径。然而,目前针对酸排放源周边的相关研究仍较为缺乏,尤其盐碱荒漠煤矿区。本文以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,测定了电厂周围0-70 cm土壤有机碳及其组分,分析了其与混合沉降性质、植物特征及土壤性质的关系。各土层有机碳及其组分均为中度变异,且在取样距离上无明显变化规律。植物和微生物特征对有机碳及其组分变异的独立解释力均较低(R2 = 0%),但微生物特征与土壤理化性质的共同解释力较高(R2 = 32.2%)。进一步的分析显示,土壤性质(SO42–、含水量和Mg2+等)正向影响有机碳(P < 0.05);土壤性质(SO42–、含水量和速效磷等)正向影响易氧化有机碳(P < 0.05);土壤性质(含水量、全磷和电导率等)和混合沉降性质(pH、SO42–)正向影响溶解性有机碳(P < 0.05);土壤NO3–正向影响颗粒有机碳(P < 0.05);土壤Mg2+和pH通过影响?微生物特征(微生物量氮、亮氨酸氨基肽酶活性和碱性磷酸酶活性)负向影响微生物量碳(P < 0.05)。本文结果意味着,盐碱荒漠煤矿区土壤有机碳及其组分可能主要受土壤资源有效性、盐碱程度及微生物活性等因素的综合影响,而非酸沉降。
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DOI: 10.5846/stxb202408171945
Abstract:
通过在可计算一般均衡模型(CGE)中引入林业碳汇交易模块,构建起不同减排政策的福利效应综合评估模型,同时,通过设计不同减排政策组合的协同减排情景,分别对“双碳”目标下林业碳汇交易作用于不同减排政策(碳排放权交易政策、碳税政策)而改变的社会福利效应进行模拟分析,以揭示不同政策协调情景下林业碳汇交易对不同减排政策福利效应的调节过程和作用路径。研究发现:林业碳汇交易的纳入对“双碳”目标下碳减排政策福利提升具有正面的影响。与实施单一碳排放权交易政策、碳排放权交易和碳税政策协同情景相比,林业碳汇交易的加入对减排政策福利提升具有正向的调节效应,可以减轻碳排放权交易与碳税征收带来的负面影响。林业碳汇交易的调节效应大小与林业碳汇的抵消比例相关,抵消比例越大,居民福利效应提升幅度越大。最后提出如何通过林业碳汇交易调节而改进减排政策福利效应的对策建议,以便更好地发挥林业碳汇交易在统一碳市场背景下的减排潜力和减排政策协同能力,为政府有效地运用复合型减排政策以提升社会福利效应提供科学的理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202409192266
Abstract:
栖息地作为生物生存、繁衍和发展的基础,其质量与完整性直接影响生物的种群维持、物种多样性以及生态系统的平衡与稳定。华北豹(Panthera pardus japonensis)作为中国特有的豹亚种及生态系统中的顶级捕食者,正面临着栖息地破碎化等严峻挑战。历山作为华北豹的重要活动区域,目前缺乏对该区域华北豹适宜栖息地、环境偏好相关研究。利用以往华北豹研究文献、相关资讯和监测数据结合相关环境数据,通过构建集成物种分布模型以评价栖息地适宜性,对华北豹在该区域的环境偏好加以探讨,并依据当前保护区各区域设置状况进行综合分析。研究结果显示,历山保护区保留了40%以上的适宜栖息地。空间分布方面,保护区内中高适宜栖息地由东西两侧较大面积且连续的斑块以及众多破碎化的图斑共同构成。保护区内适宜性栖息地的不连续,可能导致该区域华北豹的扩散存在一定程度上的限制。环境偏好方面,该区域华北豹更倾向于中海拔、植被茂密、地势崎岖、距水源地较近、降水量变化较大的环境,且对于居民点没有表现出明显的回避趋势。研究结果表明,当前保护区在华北豹适宜栖息地保护方面已取得一定成效,但依旧存在栖息地破碎化以及核心保护区覆盖不足等问题。因此,建议对保护区针对华北豹保护策略根据栖息地变化实施动态调整,并推行一系列科学管理举措,包括强化人类活动监管力度、开展栖息地修复工程以及建立生态廊道维护机制等,以期通过采取这些适应性保护策略,能够更好地保障华北豹的长期生存及其生态作用,进而有助于整个生态系统的健康与稳定。
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DOI: 10.5846/stxb202410312661
Abstract:
城镇化进程中的人类活动无时不影响着生态系统结构与生态过程,甚至导致生物多样性的不可逆转,探究城镇化进程对生物多样性的影响机制可为我国生物多样性保护战略制定提供参考依据。研究基于城镇化水平与生物多样性数据,以系统保护规划理论为指导,运用Pearson相关性、随机森林等方法探究城镇化进程对生物多样性的影响机制,划定我国生物多样性优先保护区,研究结果可为我国生物多样性保护战略调整提供决策支持。研究表明:(1)城镇化水平高值区主要位于“胡焕庸线”东侧,表现出明显的核心—边缘特征,30年间,综合城镇化水平同比增长100.00%,生物多样性高值区主要位于我国南部区域,东部区域的生物多样性较低,30年间,除长江流域片和内陆河片,其他地区综合生物多样性均降低明显;(2)城镇化与生物多样性呈现显著的权衡关系,且权衡关系仍在增强,其中,空间城市化对生物多样性的影响尤为显著。(3)“胡焕庸线”西侧流域片区的生物多样性对人口城镇化更为敏感,而“胡焕庸线”东侧流域片区的生物多样性对经济城镇化和空间城镇化更为敏感;(4)划定的生物多样性优先保护区主要位于“胡焕庸线”西侧,占国土面积比例的28%。研究结果揭示了我国城镇化进程对生物多样性影响的区域差异性特征,反映了生物多样性优先保护区划定的必要与紧迫。
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DOI: 10.5846/stxb202410292640
Abstract:
青藏高原是全球气候变化的敏感区,其湖泊受人类活动影响较小,成为研究气候变化的重要指示器。21世纪以来,青藏高原气候呈现明显的暖湿化趋势,极端气候事件频发,导致大多数湖泊扩张。2011年卓乃湖溃堤事件导致流域内一系列湖泊效应,对当地生态系统及环境稳定性产生了深远影响。本研究利用随机森林模型提取卓乃—盐湖流域水体变化数据,结果显示:卓乃湖面积从8月20日的271km2减少到11月8日的166km2,萎缩了105km2;而盐湖面积从2010年的47.8km2扩张到了2019年的207km2,湖面扩张近3倍。卓乃湖水量在一年内减少了8.1×108m3,而盐湖水量持续增长,总量增加了28.2×108m3。随机森林回归分析表明,气温和降水是湖泊动态变化的主要驱动因素,分别贡献了46%和17%。增温导致冰川消融加剧,短时极端降水事件触发湖水水位激增,加之长期降水增长趋势的共同作用,最终导致了卓乃湖的溃决事件。溃决事件导致盐湖水位上升,严重威胁青藏铁路、青藏公路等基础设施;同时,卓乃湖岸线后退引发土地沙漠化,影响藏羚羊的水源获取和食物供应,威胁其生存环境。揭示了暖湿化背景下卓乃—盐湖流域湖泊的演变过程及环境响应,为高原湖泊动态变化及其生态风险评估提供了科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202411132776
Abstract:
以青海共和盆地高寒沙地2种密度衰退沙柳人工林为研究对象,测定叶片、枝条和土壤养分含量,并计算其化学计量比,分析植物和土壤的养分含量及其化学计量比之间的关系,揭示人工林生长的主要限制因素,为高寒沙区植被恢复与重建及可持续经营提供理论依据。结果表明:(1)高密度林叶片和枝条的C、N、P、K含量都高于低密度林,C:N、C:P、C:K低于低密度林,说明低密度林对N、P、K元素的利用效率较高。(2)2种密度人工林叶片的N:P分别为18.37和19.11,林木生长都受到P元素的限制。(3)低密度林3个土壤深度的SOC、TN和AK含量都明显高于高密度林,AN和AP含量及pH值明显低于高密度林,对土壤养分指标的综合评价结果为低密度林土壤质量指数较高。低密度林3个深度土壤的C:P(0-20cm除外)和N:P都明显高于高密度林,C:N明显低于高密度林,说明低密度林提高了N的有效性,降低了P的有效性,P对低密度林生长的限制性更强。(4)RDA分析表明,土壤TN(0-60cm)和AK(40-60cm)含量对沙柳叶片的C、N、P、K含量及其化学计量比的解释程度最高,且都达到显著水平(P<0.05),土壤TN和AK含量与沙柳C、N、P、K含量呈负相关关系。
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DOI: 10.5846/stxb202412042983
Abstract:
土壤微生物是驱动氮素生物地球化学循环的核心生物因子,其群落结构与功能基因的研究对于揭示土壤氮代谢过程具有重要科学意义。喀斯特森林生态系统是我国西南地区典型的脆弱生态屏障,极易受到外界因素的干扰,在喀斯特森林土壤中,氮素的转化与循环过程尤为复杂,涉及到多种微生物的协同作用与功能基因的调控。为了进一步解析喀斯特森林土壤微生物的氮代谢途径,本研究选取了贵州省茂兰喀斯特森林生态系统的土壤作为研究对象,采集典型土壤样本,分析土壤理化性质,通过宏基因组学技术识别氮代谢微生物和功能基因,解析氮代谢途径,并进一步探讨环境因子的影响。结果表明,茂兰喀斯特森林土壤的土壤肥力为高等水平,其中全氮平均含量(4.32 g/kg)显著高于全国森林水平(1.06 g/kg);识别的优势氮代谢微生物分别为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、分支杆菌属(Mycobacterium)和链霉菌属(Streptomyces),优势氮代谢功能基因分别为nasA、norB和narG;氮代谢途径表现为异化硝酸盐还原 > 同化硝酸盐还原 > 反硝化 > 完全硝化 > 硝化 > 固氮;土壤中受到环境因子影响最大的氮代谢微生物和功能基因分别为Methyloceanibacter和narB。研究成果进一步完善了喀斯特森林生态系统土壤氮循环理论框架,为该区域生态系统氮素调控及微生物资源利用提供了重要的数据支撑和理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202501070054
Abstract:
横向生态补偿是破解纵向生态补偿效率偏低困境的现实需求,有利于促进地区发展权公平化和环境利益分配均衡化。补偿标准测算作为横向生态补偿机制建构的重要环节,可为调剂生态功能区与重点开发区之间的生态责任关系提供参考。本文以北京生态涵养区为研究对象,运用市场比较法核算机会成本损失作为补偿标准下限,引入当量因子法和生态区位商测度外溢生态服务价值作为补偿标准上限,并通过鲁宾斯坦议价博弈缩小补偿区间,制定具体的补偿标准。测算可得2022年全区补偿标准范围在24.55—50.12亿元之间,通过博弈最终确定的受偿额度为36.66亿元。与现有支持水平相比,仍需进一步加大对生态涵养区的资金投入力度。建议探索制定补偿标准量化技术规范,结合实际促进补偿标准动态优化,完善补偿政策支持与保障体系。
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DOI: 10.5846/stxb202411062721
Abstract:
黄河流域生态环境脆弱且资源型城市高度集中,长期不合理的资源开采导致区域逐步走向资源枯竭,亟需转向绿色可持续发展。为此,国家出台相关政策,引导资源型地区实施差异化发展策略。在此背景下,从空间政策分区的视角出发,分析黄河流域内生态环境质量的时空变化特征及其驱动力,为转型发展提供理论支持。本文将不同类型的资源型城市划分为研究组团,采用生态环境质量(EEQ)指数、Theil-Sen分析、Mann-Kendall检验、随机森林回归等方法,对研究区及各组团内生态环境质量的时空格局、演变趋势及驱动力特征等进行分析。研究结果表明:(1)黄河流域内生态环境质量整体向好,但各组团间差异显著,其中成熟型和再生型组团高于平均水平,成长型和衰退型组团低于平均水平;(2)在研究期内,成长型和再生型组团的生态环境质量显著改善,成熟型组团则出现明显的生态环境质量退化。EEQ变化主要以“低值区→中低值区”和“中低值区→中值区、中高值区”为路径;(3)气温、降水量是研究区及各组团生态环境质量的主要驱动力,坡度、土壤类型、人类活动强度等指标为一般驱动力。研究进一步揭示,成熟型组团EEQ退化反映了资源依赖型发展模式的生态风险,而成长型和再生型组团EEQ的改善得益于转型政策的有效实施。研究为不同政策分区的资源型城市制定更精准的生态安全目标和转型政策提供决策依据,有助于促进区域协调发展。
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DOI: 10.5846/stxb202412253168
Abstract:
对生物多样性定量评估是提升生态文明水平与实现高质量发展的迫切需要。以河南省信阳市董寨国家级自然保护区为例,借助landsat系列遥感影像,在物种、景观、生态系统多样性三个维度共选取8个指标构建生物多样性遥感评估体系,采用层次分析、重心迁移模型、Sen+MannKendall趋势分析、Hurst指数等方法,对保护区2011—2023年生物多样性的时空演变、未来变化趋势进行了定量评估。结果表明:保护区生物多样性指数整体较高,呈“南高北低”的分布规律,高生物多样性区主要分布于山地林区,低值区集中于建设用地等人类活动强扰动区;2011—2023年保护区生物多样性指数呈高值缓升、低值趋稳的变化规律,预测未来近98%的区域变化趋势与过去一致;生物多样性指数退化面积(23.71%)略大于改善面积(20.75%),分布重心由彭新镇迁移至灵山镇并趋于稳定。综合研究表明,遥感技术能够高效评估保护区生物多样性水平及时空演变,为类似地区开展生物多样性评估工作提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202409102178
Abstract:
在全球范围内传粉昆虫急剧下降和丧失的背景下,城市绿地中多样化的生境与丰富的蜜粉源供应使其成为传粉昆虫的替代避难所。通过优化园林蜜粉源植物配置能够提高城市绿地对传粉昆虫的保护价值,而植物花部特征为传粉昆虫提供重要的感知线索,在昆虫的植物辨识与访花选择中起到关键作用。研究采用样线法,于2023年3-9月对北京5个城市绿地的蜜粉源植物花部特征与传粉昆虫群落构成进行调查与分析,以探究不同传粉功能群的花部特征偏好差异,并明确影响各传粉功能群访问组成变化的重要花部特征。共调查到北京园林蜜粉源植物204种,其花部特征具有丰富的多样性,不同物种间的传粉昆虫招引能力差异较大。记录到北京城市绿地传粉昆虫141种,蚂蚁、独栖性蜂类、蜜蜂、蝶类、食蚜蝇、鞘翅目6个主要传粉功能群偏好的蜜粉源植物种类不同,并对特定花部特征表现出明确的选择偏好差异,具头状花序、开口朝向直立、管/舌状花冠、单瓣、蓝紫色系、芳香型的花朵受到更多传粉功能群的偏好。主要传粉功能群的访问组成变化受各类花部特征的影响程度各异,花序类型与花冠类型在除蝶类之外的5个主要传粉功能群的访花选择行为中起到主导作用。研究结果有助于更好地理解植物-传粉者互作影响机制,为基于城市传粉昆虫多样性保护的蜜粉源植物选择与生境营建提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202410062416
Abstract:
生态安全格局的构建是维持区域生态系统服务功能稳定的有效途径,对促进区域可持续发展和保障人类福祉具有重要意义。然而,现有研究较少关注适用于城郊地区的生态安全格局构建方法,尤其是在生态系统服务供需失衡与生态敏感化的背景下,忽视了生态源地识别中统筹生态保护需求与人居环境质量的综合考虑。以南京市六合区为例,从生态系统服务供需与敏感性分析两方面入手,运用InVEST模型和生态系统服务供需比(ESDR)量化分析方法,提取了具有高生态系统服务供给水平和潜力的生态源地;从生态风险与外部干扰两个维度综合多因子指标以表征生态敏感性水平,识别高敏感性但具有完整生态功能的景观要素作为生态源地。在源地耦合的基础上,构建生态阻力面,利用最小累积阻力模型和电路理论提取生态廊道、生态夹点和障碍点,形成了针对城郊地区的生态安全格局构建体系。结果表明,在城郊地区的生态源地提取过程中,未充分考虑生态敏感性指标将导致忽视59.50%的生态要素,这些要素因高度分散的干扰源而表现出敏感性,但依然保持完整的生态功能。研究区域内共识别出15个生态源地,总面积为267.99km2,占研究区域的20.59%。其分布特征为“中西部多、东部少”,主要的土地利用方式为林地与耕地。同时,30条生态廊道密集分布于东部和北部,短距离廊道主要位于北部和西部,中长距离廊道则分布于东部,生态夹点主要集中于研究区域北部、中部和东部的中长距离廊道;生态障碍点主要分布于南部的长距离廊道。据此,本研究提出了南京市六合区“五区四廊道”生态保护与修复格局的规划建议,并为生态安全格局构建理论与方法体系在城郊地区的应用提供了新思路。
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DOI: 10.5846/stxb202409232313
Abstract:
快速城市化进程为城市生态环境及居民身心健康带来多样挑战。生物多样性不仅是城市适应环境变化的基础,也与居民健康及福祉密切相关,但城市生物多样性对居民福祉的影响路径与机制还需要进一步明确。依托环境心理学视角,本研究对北京市居民展开调查,通过偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)探究生物多样性感知对居民主观幸福感的影响,并检验了自然联结性与恢复性感知的中介作用。结果表明:(1)北京市居民的生物多样性感知与主观幸福感整体处于中等水平,在不同维度存在显著的组内差异;(2)生物多样性感知对主观幸福感、自然联结性与恢复性感知均具有正向影响,其中植物多样性和基础设施感知的作用尤为突出;(3)自然联结性和恢复性感知正向影响主观幸福感,并且在生物多样性感知与主观幸福感之间发挥着部分中介作用;(4)在生物多样性感知和主观幸福感之间,自然联结性和恢复性感知发挥链式中介作用。研究结论揭示了城市生物多样性影响居民主观幸福感的具体路径与机制,提出了基于城市生物多样性保护提升居民福祉的相关建议,为促进城市可持续发展提供参考。
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尤 其, 张永才, 木志强, 代挽玉, 闫倩如, 商妞, 尤 俊, 周 佩, 孙 超, 刘 洋, 栗 燕
DOI: 10.5846/stxb202408231998
Abstract:
城市中自发生长的草本植物是城市生物多样性的重要组成部分,而城市生境又是自生草本植物重要的载体。采用系统取样法共设置65个1 km×1 km 采样网格,调查分析了郑州不同城市生境类型中自生草本植物群落功能多样性和谱系结构的差异,并探讨影响其变化的环境因素。结果表明:(1)共记录自生草本植物291种,隶属于46科167属,且菊科和禾本科的物种数在各类城市生境中均分布最多。(2)不同城市生境类型之间自生草本植物群落功能多样性(FRic、FEve、FDis和FDQ)均存在显著差异,其中河流廊道、土壤废弃地和园林绿地的自生草本植物群落功能多样性整体均高于砾石废弃地和路边缝隙,并且拥有较高的物种丰富度与谱系多样性。(3)河流廊道的自生草本植物群落谱系结构整体呈发散状态,表明竞争排斥是群落构建的主要驱动力;土壤废弃地和园林绿地出现了发散与聚集两种群落谱系结构并存的现象,表明群落构建可能受到生境过滤和竞争排斥的综合作用;砾石废弃地和路边缝隙的群落谱系结构整体呈聚集状态,表明生境过滤对群落构建起主导作用;不同城市生境之间的自生草本植物群落均表现出一定的谱系结构,说明生态位过程是维持郑州主城区自生草本植物群落多样性的重要机制。(4)各功能多样性指数(FRic、FEve、FDis和FDQ)与谱系多样性指数均呈极显著正相关关系,与谱系结构(NRI和NTI)均呈显著负相关关系;物种丰富度与功能多样性指数(FRic、FDis和FDQ)均呈极显著正相关关系,但与功能均匀度指数FEve无显著相关性。(5)影响郑州主城区自生草本植物群落功能多样性与谱系结构的主要的因素是土壤紧实度,其次是人为干扰、土壤含水量和土壤电导率。本结果有助于更好地理解不同城市生境类型中自生草本植物群落多样性的形成和维持机制,对指导和优化城市生物多样性管理与保育工作提供有益参考。
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DOI: 10.5846/stxb202403250619
Abstract:
合理的设计和管理的城市绿地是解决城市化与生物多样性矛盾的有效手段。深入分析城市不同植被类型及其管理措施对传粉昆虫群落特征的影响,对制定科学精准的传粉昆虫友好型植物群落构建与管理措施具有重要意义。选择重庆市两江新区10个大型综合公园不同植被类型(草坪、多年生草地、灌丛、疏林、林地),分析其传粉昆虫群落特征的差异,以及植物因子与管理措施对传粉昆虫群落组成、访花次数的影响。结果表明,传粉昆虫优势种为中华蜜蜂(Apis cerana)、黑带食蚜蝇(Episyrphus balteatus)、东方墨蚜蝇(Melanostoma orientale),优势类群为蜜蜂科(Apidae)、食蚜蝇科(Syrphidae)和隧蜂科(Halictidae)。不同植被类型之间传粉昆虫的多样性存在显著性差异,灌丛和疏林的传粉昆虫物种多样性最高,多年生草地和林地次之,草坪最低。花朵多度和施用除草剂频率分别对传粉昆虫多样性和组成产生显著正向和负向影响。葎草(Humulus scandens)和一年蓬(Erigeron annuus)虽然对传粉昆虫物种组成影响显著,但由于其入侵性强,招引的都是世界广布种,且牺牲了本土植物传粉。六月雪(Serissa japonica)和旱伞草(Cyperus involucratus)由于其花部特征分别显著提高中华蜜蜂 (A. cerana)、灰带管蚜蝇(Eristalis cerealis)和尖肩淡脉隧蜂(Lasioglossum subopacum)访花次数。建议在未来绿地的建植管理中,适当增加灌丛、疏林的比例,增加多年生草地植物物种多样性,为不同类群传粉昆虫提供蜜粉源及筑巢资源;杜绝除草剂的使用以减少对乡土植物资源及其传粉昆虫的危害。为快速城市化地区生物友好型绿地建植与管理提供科学依据,对维持城镇空间的可持续性具有重要意义。
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吴恬静, 刘焱序, 王壮壮, 姚莹, 王晨旭, 伏丰玉, 王晨光, 刘涛
DOI: 10.5846/stxb202409042115
Abstract:
生态系统恢复力对于维持扰动后生态系统的结构和功能稳定性至关重要,全球范围内生态系统恢复力的降低,给生态系统可持续管理带来较大不确定性。然而,对中国重大生态工程区生态系统恢复力变化的演化趋势和影响因素知之甚少。本研究以中国九个重大生态工程区为研究区,基于遥感植被指数kNDVI和自回归模型系数AR(1)识别中国重大生态工程区生态系统恢复力的演化,利用偏相关分析恢复力的影响因素。研究表明:(1)中国生态工程区呈现高绿度-高恢复力和低绿度-低恢复力的对应模式,绿度越高的工程区往往具备更高的恢复力;三江源生态保护和建设工程、京津风沙源综合治理工程相对而言处于低绿度和低恢复力。(2)2000年以来,中国重大生态工程区生态系统绿度呈总体上升趋势,恢复力呈波动趋势但总体下降,在2015年以来后恢复力处于1982年以来最低范围。(3)大部分生态工程区的生态系统恢复力对影响因素(降水变率、平均温度、温度变率、土壤湿度、总蒸散发)的响应是非单一性的,表现为正负偏相关的占比基本持平。平均降水与AR(1)呈负相关性,即降水富集区的恢复力较强;土壤湿度与AR(1)的偏相关显著比例最高。研究结果警示了中国生态工程区的生态系统恢复力持续退化风险,反映了应当将生态系统恢复力纳入生态修复评估中,采取更加有效合理的生态系统管理策略。
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卢晓强, 臧明月, 徐徐, 马月, 胡志锋, 李宇航, 刘立, 刘燕
DOI: 10.5846/stxb202407281778
Abstract:
随着全球城市化进程的加速,城市生态环境面临着前所未有的挑战。生物多样性友好城市作为一种新型的城市发展理念,通过保护和恢复城市生物多样性,为实现可持续城市发展提供了重要的路径。分析了生物多样性友好城市的概念、组成要素及其建设途径,并通过一些国内外的实践案例,展示了城市在生物多样性保护方面的有效实践和创新路径。结果表明,多元化的建设途径对于实现生物多样性友好城市具有重要意义。提出了一系列建议,包括加强政策引导、推进绿色基础设施建设、促进生物资源产业发展、完善智能监测系统以及加强生态教育和公众参与,以期为城市生物多样性保护提供理论支持和实践指导。
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DOI: 10.5846/stxb202408292056
Abstract:
摘要:地多样性(geodiversity)是指涵盖了地质、地貌、土壤和水文等要素的地球表层非生物环境的异质性。地多样性具有多圈层的价值,是生物多样性的重要影响因素,以及多元生态系统服务或地系统服务的重要支撑。在全球环境变化的背景下,地多样性核心指标(Essential Geodiversity Variables,EGVs)的评估可以助力地球表层全面复杂的信息获取,以应对气候变化适应、系统保护规划、人类福祉与可持续发展等诸多挑战。近30年来,地多样性相关研究不断发展,形成了丰富的内涵和多元的热点话题,但目前尚缺乏研究的综合与比较,一些关键领域需要进行系统的梳理和机制探索。结合文献计量学的辅助分析,从内涵演变、方法论、地多样性与生物多样性(geodiversity and biodiversity,GBD)关联、地多样性与生态系统服务关联几个方面进行系统性综述。结果表明,地多样性的内涵经历了“开端-内涵丰富-确立主流-概念泛化”的演变过程;量化地多样性的方法论多以空间格网为基本单元,并借鉴了经典生物多样性指数的形式;GBD的关联性已得到广泛认可及初步定量化论证,跨尺度、跨生态系统类型的GBD关系研究有待深化;地多样性支持生态系统服务的研究多集中于概念框架的讨论,已有研究初步尝试定量刻画地多样性与文化服务的关联,但与调节和支持服务结合的定量研究有限,其难点在于如何揭示其关联机理。为应对上述问题和应对地多样性面临的争议,尝试提出三点展望:厘清并优化广泛的地多样性内涵并建立因地制宜的标准工具;整合GBD研究应重视机理与尺度效应;地多样性到生态系统服务的传递过程应进行机制探索并注重多尺度研究。
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DOI: 10.5846/stxb202409232305
Abstract:
基于功能多样性和系统发育多样性相结合对群落构建的研究可以揭示植物群落物种生态选择策略、空间分布格局以及多样性维持机制,山区植物群落构建机制的研究有助于山区植物资源及生态环境的保护。以往的研究大多集中于物种多样性和系统发育多样性相结合揭示群落构建机制,而基于功能多样性和系统发育多样性揭示群落构建较少。本研究以库车北山不同海拔植物群落为研究对象,基于功能多样性和系统发育多样性相结合的方法,分析不同海拔梯度植物群落物种系统发育多样性和功能多样性的变化规律,筛选影响系统发育多样性和功能多样性的环境因子,进而揭示库车北山植物群落物种多样性维持机制及其驱动因素。研究结果表明:(1)群落物种功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)均随海拔升高呈“单峰”变化趋势,最高值均出现在海拔2300 m处;功能离散度指数(FDis)随海拔升高呈先下降后上升的“单峰”变化趋势,最高值出现在海拔3100 m处;Rao二次熵指数(Rao,Q)随海拔升高呈单调递减的趋势;系统发育多样性指数(PD)呈先上升后下降的“单峰”变化趋势,系统发育结构逐渐由分散状态转变为聚集状态。总体而言,竞争排斥是低海拔群落构建的主要驱动力,而生境过滤是高海拔群落构建的主要驱动力。(2)研究区样地植物群落物种功能性状指标的系统发育信号K值中,除植物高度外,其他性状的K值均小于1,说明植物群落物种功能性状受环境异质性的影响更多,受进化历史的影响较小。(3)环境因子与植物多样性指数间的冗余分析结果显示,海拔是库车北山植物群落物种分布的主要影响因子,其次为年平均温度、土壤速效钾、土壤铵态氮以及土壤含水量;逐步回归进一步分析表明,年平均温度对PD指数和NRI有显著影响,NTI主要受到海拔和硝态氮的共同影响,而功能性状多样性指数受到海拔、土壤氮和磷以及土壤含水量等的影响。
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DOI: 10.5846/stxb202409202285
Abstract:
城市化建设导致荒野空间日益缩减,园艺栽培植物成为城市绿地主力军,大面积高消耗、同质化的人工植物景观不利于生态系统功能的发挥。自生植物生命力顽强,是城市荒野重要组成部分且更加经济节约。为探索可维持较高生物多样性的低维护群落营建模式,本研究以成都绕城绿道为例,于2024年4、5月采用均匀取样法和典型样方法,对自生植物群落扩散特征及其与栽培植物的共存格局进行调研分析。研究表明:1)共记录植物316种,其中自生植物占74.68%(236种,包括60种栽培逸为自生的植物),以乡土植物为主;栽培植物占25.32%(80种),以国外外来植物为主。2)群落面积随物种多度增加极显著扩大(P<0.001),面积随一、二年生植物(如春飞蓬)多度增加扩散最为显著(P<0.001)。不同生境中群落自然分布面积无显著差异,但物种数差异显著(P<0.05)。3)自生植物优势种生态位宽度大于栽培植物,自生植物之间多呈正联结,其与栽培植物联结度适中,不同栽培植物群落的均匀度指数差异极显著(P<0.001)。本研究为城市野趣、低维护自生植物群落景观营建提供参考,从多样性维持和观赏性的角度探讨自生植物与栽培植物共同营建群落的可能性,为自生植物群落景观优化提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202412063012
Abstract:
开展陆地生态系统水碳变量变化特征及其影响因素研究对深入理解生态系统水碳循环具有重要意义。采用时空分析、空间关联交互探测器(IDSA)模型等方法,基于MODIS、ERA5-Land、土地覆盖类型和植被覆盖数据,剖析黄河流域2001—2020年蒸散发(Evapotranspiration,ET)、总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)、水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)3个水碳变量时空变化及影响因子。结果表明:(1)时间上,2001—2020年黄河流域GPP和ET显著增加,多年均值分别为462.95 g C m?2、349.34 mm,增加速率因土地覆盖类型而异,WUE呈不显著减少趋势,多年均值为1.36 g C mm?1 m?2。(2)空间上,GPP和WUE总体呈现由东向西递减的变化特征,GPP高值区(>805.18 g C m?2)占9.90%,低值区(<330.55 g C m?2)占35.87%;WUE 高值区(>1.76 g C mm?1 m?2)占21.90%,低值区(<0.79 g C mm?1 m?2)占11.48%。ET呈现南多北少阶梯递减的变化特征,高值区(>461.71 mm)主要在黄河源区和中游下段,低值区(<243.70 mm)在黄土高原西北部。(3)不同土地利用方式对水碳循环影响突出,森林在ET、GPP和WUE上优势明显,均值分别为441.20 mm、737.90 g C m?2、1.69 g C·mm?1 m?2。(4)全流域尺度和不同土地覆盖类型尺度下植被因子是ET和GPP变化的主要影响因子,气象因子尤其是气温(T)和降水(Prec)是WUE的主要影响因子。影响因子交互作用方面,多个影响因子交互作用对WUE变化的解释力明显增强。多因子交互作用的空间模糊叠加结果显示,对黄河流域上游中下段WUE变化起主导作用是植被因子,对黄河流域中下游WUE变化起主导作用是气象因子。研究结果可为黄河流域生态保护与修复提供支撑。
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谢文君, 王彤彤, 陈响, 高博, 曹丽丽, 于淼欣, 尹赛男, 冯世龙, 韩喜越, 刘向宇, 单延龙
DOI: 10.5846/stxb202412113059
Abstract:
大兴安岭地区是我国森林火灾的频发区域之一,年均过火面积居全国首位,近年来在极端气候现象的影响下,森林地下火的发生频率和危害程度都有所增加,因此明确影响森林地下火危险性因素的主要驱动条件对大兴安林地区森林资源保护和扑火人员的安全有重要意义。本研究通过野外调查和室内模拟点烧实验,对大兴安岭森林地下火危险性因素进行了研究。结果表明:地下火燃烧时先从近地表层某一或几点向周边蔓延,温度也随之升高,撤掉加热板后部分区域在温度短暂降低后再次升高并维持一段时间,然后逐渐降低至室温熄灭;地下火在燃烧初期的烟气释放浓度均相对较高,波动也较大,此后的释放浓度相对更稳定,撤掉加热板后各烟气成分的释放浓度均有不同程度的提高;不同可燃物类型和含水率下的地下火燃烧最高温度之间均存在显著差异(P<0.05),塔头甸子和含水率25%条件下的燃烧温度整体偏低;不同可燃物类型的地下火燃烧释放的CO2浓度、CO浓度、PM2.5浓度、PM4浓度、PM10浓度和TSP浓度之间存在显著差异(P<0.05),不同含水率下的地下火燃烧释放的CO浓度、PM1浓度、PM2.5浓度、PM4浓度、PM10浓度和TSP浓度之间存在显著差异(P<0.05),相对而言不同含水率下山杨-白桦混交林和不同可燃物类型含水率为35%条件下的烟气释放浓度较高。相关研究成果可以为该地区地下火的预防和扑救工作提供理论依据。
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张宇恬, 张琳婧, 史珑燕, 徐天懂, 陶洪波, 孟董悦, 关庆伟
DOI: 10.5846/stxb202411262894
Abstract:
明晰不同森林植被恢复方式对土壤磷含量及组分的影响,以期为石质山地植被恢复提供科学依据。以徐州市石质山地的五角枫纯林、五角枫小叶女贞混交林、黄连木纯林和黄连木火棘混交林为研究对象,测定了4种恢复方式0—10 cm和10—20 cm两个土层的土壤磷含量及组分、碳含量、氮含量、微生物生物量和碱性磷酸酶活性以及凋落物、细根的化学组成特征,解析了土壤磷含量及组分的影响因素。结果表明:(1)与五角枫、黄连木纯林相比,2种相应混交林的全磷、总无机磷、总有机磷、速效磷含量分别提高17.5%和6.6%、20.1%和11.2%、15.3%和2.9%、36.3%和39.5%;(2)五角枫小叶女贞混交林和黄连木火棘混交林显著提高对应纯林的土壤活性磷、中等活性磷、稳定态磷含量,分别提高了48.7%和32.8%、18.6%和11.9%、19.0%和7.3%;(3)冗余分析结果表明,土壤全氮含量和细根全磷含量是影响土壤磷含量及组分变化的主要因素,解释率分别为56.9%和60.6%、49.3%和54.0%;(4)结构方程模型显示,土壤碱性磷酸酶活性和土壤有机碳含量对土壤活性磷含量具有极显著直接正效应(P<0.01),路径系数分别为0.351和0.311,土壤及凋落物碳氮比对土壤活性磷含量具有显著负效应(P<0.05),路径系数分别为0.321和0.183。综上,在本试验地,相较于纯林,乔灌混交林增加了地上凋落物和细根的质和量,降低了凋落物碳氮比,加快了有机质分解速率,从而增加了磷的养分归还量以及土壤碳、氮的含量,为微生物提供了充足的养分,提高了土壤碱性磷酸酶活性,促进了土壤有机磷转化为无机磷,从而提高了土壤有效磷含量。建议今后在石质山地进行植被恢复时,可优先营造乔灌混交林。
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张雨欣, 贾夏, 赵永华, 马超群, 张鹏, 司绍诚, 赵明
DOI: 10.5846/stxb202411292936
Abstract:
生态补偿是实现区域社会经济协调发展和维护生态系统服务功能的重要手段,在推动生态文明建设和实现可持续发展目标中具有重要战略意义。基于2000—2023年秦巴山区的土地利用数据,结合当量因子法计算生态系统服务价值(ESV),以此为基础构建区域内各市(区)生态补偿优先级(ECPS)模型并进一步测算其生态补偿额度,再运用核密度估计法探究补偿额度的动态演进,最后针对性提出补偿策略。结果表明:(1)秦巴山区ESV呈现“中间高,四周低”的空间分布格局,总体ESV从5407.96亿元增至8710.01亿元,增幅达到61.06%。(2)2023年秦巴山区生态补偿总额为390.32亿元,对研究区内31个市(区)ECPS排序,其中甘南藏族自治州、阿坝藏族羌族自治州和神农架林区位列前三,应优先补偿。(3)从三维核密度图观察得出研究区补偿额度有降有升,但差异逐渐减小,区域呈多极化协同态势。本研究从现实上破解了秦巴山区重点保护区域不明晰和资源分配不合理的难题,为区域生态补偿提供科学依据,对促进区域公平发展具有重要实践价值。
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DOI: 10.5846/stxb202411122770
Abstract:
表型可塑性是生物适应环境变化的重要机制,而不同环境变化对鱼类生理功能可能存在相悖的需求,昼夜差异与捕食者效应交互作用如何影响鱼类表型性状是一个有趣且重要的科学问题。本研究以淡水生态系统常见的高体鳑鲏(Rhodeus ocellatus)为猎物鱼,选取乌鳢(Channa argus)为捕食者并以鲫鱼(Carassius auratus)作为非捕食者对照处理,设置空白对照组、捕食者处理组、非捕食者对照组,进行为期6个月的同质园实验。之后,分别在日间和夜间测定不同处理组高体鳑鲏的代谢性能[日常代谢率(Routine metabolic rate, RMRrout)、最大代谢率(Maximal metabolic rate, MMR)、代谢空间(Metabolic scope, MS)]、无氧运动能力[运动力竭时间、代谢率到达峰值时间、运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)、EPOC恢复历时、EPOC总量]、日常行为特征以及化学预警响应。结果显示,(1)捕食者效应和昼夜差异及其交互作用对实验鱼RMRrout影响显著(P<0.05)、对MMR无显著影响(P>0.05),昼夜差异显著影响MS(P<0.05)而捕食者效应对MS无影响(P>0.05); (2)昼夜差异对实验鱼EPOC恢复历时和EPOC总量影响显著(P<0.05),而捕食者效应消除了EPOC总量的昼夜差异(P>0.05);(3)捕食者效应和昼夜差异对实验鱼底栖时间和水面活动时间影响显著(P<0.05),捕食者效应导致夜间底栖时间下降和日间水面活动时间增加(P<0.05);(4)捕食者效应显著影响实验鱼化学预警响应(P<0.05)而昼夜差异对化学预警响应无影响(P>0.05),捕食风险信息导致猎物鱼静止时间显著增加(P<0.05)。研究结果提示,高体鳑鲏生理生态性能具有显著的昼夜差异,而捕食者效应可以增强或消除这种差异性;高体鳑鲏代谢与行为表型具有高度的生态可塑性,易受昼夜差异与捕食者效应等群落环境变动的影响。
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朱琳, 吴雨欣, 游经纬, 段宜珂, 汪成, 陈欣宇, 谭健妹
DOI: 10.5846/stxb202503140572
Abstract:
洞庭湖圩垸地区作为长江流域重要的粮食生产基地和人口聚居区,长期以来在维持区域水文平衡、保障粮食安全、促进生物多样性、调节地方气候等方面发挥着基础而关键作用。基于“要素识别—险域聚变—驱动响应”框架分析研究区内景观生态韧性空间演变特征与驱动响应机制,并提出景观生态韧性提升优化建议。结果表明:1)土地结构的持续变化中,耕地面积骤减与建设用地的持续扩张是主要驱动因素。前者直接削弱了圩垸地区物质循环与生态缓冲能力,后者加剧景观破碎化;同时,湿地—水体转换及未利用地无序扩张进一步降低了生态冗余,多类用地转化的协同作用导致景观生态韧性阈值突破风险显著增加。2)景观生态韧性评估结果显示,洞庭湖圩垸景观呈现“高值聚集—低值连片—中值散点”的空间分异特征,且韧性临界区从洞庭湖核心水域向边缘地带逐年扩散。3)韧性影响因素分析结果显示,NDVI和地表温度对景观生态韧性影响具有显著的空间异质性,与地理探测结果吻合;经济发展水平及人口密度呈现唯一正向影响。
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DOI: 10.5846/stxb202410232582
Abstract:
城市化快速发展对城市生态系统的稳定性产生了较大的负面影响,探究生态韧性的时空演变特征及其与城市化的交互效应,对实现城市可持续发展具有重要意义。以成渝城市群为例,从“抵抗力-适应力-恢复力”三个维度构建生态韧性评价框架,采用耦合协调模型测度城市化与生态韧性的交互效应,继而模拟2035年自然发展和耕地保护两种情景下的生态韧性空间分布。研究表明:(1)2010-2020年成渝城市群的生态韧性水平波动式下降,空间分布呈现中心-分散态势,高、低生态韧性水平区域呈现集聚特征。城市间生态韧性水平差异显著,且差距不断扩大。(2)不同类型城市化与生态韧性的交互效应差异显著,其中人口城市化、空间城市化和社会城市化与生态韧性存在权衡效应,经济城市化与生态韧性存在协同效应。(3)2035年,基于自然发展情景下土地利用扩张的城市群生态韧性水平高于基于耕地保护情景下土地利用扩张的城市群生态韧性水平,主要源于自然发展情景下的抵抗力水平明显高于耕地保护情景。
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DOI: 10.5846/stxb202502280435
Abstract:
耕地生态产品价值核算是推进耕地生态产品价值实现的基础,是制定农业生态补偿标准的理论依据。准确的核算耕地生态产品价值并构建横向生态补偿方案,对促进耕地保护、提升区域整体可持续发展能力具有重要意义。以湖南省耕地生态产品为研究对象,探讨耕地“三位一体”保护与耕地生态产品内在机理,以生产、生态、生活全新视角构建价值核算体系,以生态功能价值为补偿基础,计算各地级市生态外溢值,结合社会经济状况构建横向生态补偿方案,最后利用熵权TOPSIS法得到耕地“三位一体”保护水平,将其作为调整系数最终确定湖南省地级市生态补偿金额。结果表明:(1)2022年湖南省耕地生态产品价值为5626.45亿元,邵阳市、永州市和长沙市为主供给区;(2)长沙市耕地“三位一体”保护水平最高,其余地级市差异不显著;(3)基于耕地生态功能服务外溢研究,得出长沙市、株洲市、湘潭市和岳阳市属于生态受益的经济相对富裕地区,应提供生态补偿;邵阳市、张家界市、郴州市、永州市、怀化市和湘西自治州为湖南省提供生态功能服务,但经济发展相对落后,应获得生态补偿;(4)湖南省横向生态补偿金额为4422.33万元,占全省一般公共预算支出的0.0049%,可实施性较大。
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王雪岩, 吴馨怡, 林 峻, 何 岚, 张永军, 杨 坤, 季 荣, 董化楠
DOI: 10.5846/stxb202411042696
Abstract:
为了解不同草地类型地表节肢动物群落结构特征及其驱动因素,以新疆玛纳斯县温性荒漠草原、温性草甸草原和温性草原为研究区域,于2023年5-9月及2024年4月通过巴氏罐诱集法调查了节肢动物群落组成特征及优势种的变化规律,结合气候、植被及土壤数据,分析影响其时空动态的驱动因子。主要结果:(1)共诱集到节肢动物1986只,隶属于5科9属9种,以拟步甲科Tenebrionidae和金龟科Scarabaeoidae为优势类群。(2)地表节肢动物群落结构显示出显著的季节性差异,相对湿度是影响地表节肢动物群落时序变化的主要驱动因子。(3)温度是三种草地类型群落结构的核心驱动因子。此外,地表节肢动物群落结构还受到其他环境因子的影响,但作用强度在不同草地类型间存在显著差异:土壤pH对温性荒漠草原地表节肢动物群落影响最显著,月降雨量、相对湿度是影响温性草甸草原地表节肢动物群落的显著因子,温性草原中地表节肢动物群落受土壤湿度影响最显著。研究结果为理解环境因子与不同草地类型地表节肢动物群落结构的关系补充理论数据,为保护草地地表节肢动物多样性和有害物种防治措施的制定提供参考依据。
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DOI: 10.5846/stxb202505111128
Abstract:
近年来,通过在农田边缘构建野花混合群落的野花带技术在全球被广泛用于农业景观生物多样性与生态系统服务功能修复,被认为是最具代表性的农业景观生态修复技术,但这一方法在群落构建与生态系统服务功能耦合的关联机制上尚不明确。本研究通过构建全球野花带设计数据库,基于全球84项野花带设计与实施的研究,系统综述了161个野花带方案,探讨了不同生态系统服务功能下的野花带群落特征和构建策略。结果显示,全球野花带一共涉及43个科、265个属共计473个物种,在群落组成上呈现出明显的区域差异性特征,以传粉功能为目标的野花带和欧洲地区的野花带具有更高的生物多样性水平;在β多样性水平上,不同生态系统服务功能目标的野花带总体并未发现显著分化特征;在区域水平上,其分化特征随科-属-种分类单元分化程度依次增加,这与其形成过程中的自由扩散-生态位分化过程结果相似;在驱动机制上,物种来源、功能特征和功能多样性水平是野花带群落组成的主要驱动因子,对于野花带群落组成均具有较高的贡献率,三者总体解释率对不同分类水平的α和β多样性解释率均超过50%;通过选择具有较大功能特征差异的物种,以确保在每个功能特征上均具有较高的功能多样性供给水平可能是野花带生态系统服务功能供给的关键策略。本研究揭示了在农业景观的复杂背景中野花带植物群落构建的异质性特征及其驱动因素,该研究为我国及其他地区在农田生态修复和生态景观营造过程中实施野花带技术提供了科学依据与操作指南,具有重要的理论意义和实践价值。通过明确野花带群落构建的机制,可以为农业景观生态修复技术的优化提供理论支持,推动生态农业的可持续发展,促进生物多样性保护与农业生产的协调共赢。
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DOI: 10.5846/stxb202412133075
Abstract:
道路交通为人类提供便捷的同时也深刻地影响了道路周边的生态环境及其服务功能。其对环境的负面影响体现在:车辆产生的噪音、化学、光污染以及生态环境的破坏。此前,生态学家多关注道路对动物栖息地的破坏,但对于道路干扰对植物的影响研究尚少,道路对种子传播的影响结论尚不明晰,后续级联效应对幼苗更新的影响并不明确。因此,梳理了近30年来国内外关于道路干扰下植物种子传播及幼苗更新的研究,以厘清道路对动植物互作和植被更新所产生的影响。研究发现,道路明显干扰了动物介导的种子传播,主要表现为直接影响动物种群数量、道路的屏障作用,间接影响动物的行为和种子的传播距离;道路带来的物理、化学干扰、天敌作用等因素也显著地削弱了幼苗的更新与植物体后续生长和更新模式等。并且道路的影响还会带来一系列的级联效应。未来从研究方法上应该侧重考虑道路的干扰对生态系统的长期影响,进行更长久更深入的监测与观察;从研究内容上应将研究范围进一步扩大,更多考虑道路边缘与距离道路较远的生态系统之间的联系,以求探究道路干扰对更大尺度的生态系统植物群落的空间结构产生的深远影响。研究加深了关于道路干扰对植物种子传播及幼苗更新影响认识,并为全球气候变化背景下各类生态系统中的道路建设提供科学建议和理论支撑。
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DOI: 10.5846/stxb202501160139
Abstract:
推进国家公园建设与生态产品价值实现,是推动生态文明建设和经济体制改革的重要战略举措。以中国知网和Web of Science数据库为数据源,系统梳理了中国国家公园生态产品研究的发展现状。研究结果表明:①国内研究起步较晚,但发展迅猛,呈现出明显的政策驱动特征。研究方法体系不断完善,已从早期单一的定性分析逐步发展为定性定量相结合的综合研究范式,但在跨学科理论整合与新兴技术方法应用方面仍有较大提升空间。②研究内容主要集中在三个维度:国家公园生态产品价值核算、国家公园生态产品价值实现、国家公园生态产品与民生福祉关系。在价值核算方面,常用价值量法和物质量法,但核算标准尚未统一,导致不同区域核算结果缺乏可比性;在价值实现方面,围绕政府、市场、社区等多元主体探索多种路径、模式和机制;在与民生福祉关系方面,从地方依恋、社区参与和居民生计等维度展开分析。③基于当前研究现状与不足,未来应着重从以下方面深化研究:加强理论研究,改进研究框架,如融合多学科构建本土化理论体系;丰富研究内容,深化研究领域,包括明确生态产品概念分类、完善价值核算框架、结合“两山”理论创新价值实现机制、探究与共同富裕的关系、加强数字技术应用、研究不同类型国家公园生态产品以及绿色金融应用等;完善研究方法,强化多源数据支撑,构建智能技术体系。本研究将为推进国家公园生态产品价值实现提供理论支撑和实践指导。
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DOI: 10.5846/stxb202503080509
Abstract:
粪便甾醇是由人类和高等动物肠道微生物还原胆固醇等Δ5-甾醇产生的一系列甾族化合物,是环境污染溯源与古生态重建的重要指标,在揭示区域生态演变、评估现代环境风险以及探究气候变化与人类活动耦合机制方面具有独特优势与重要价值。系统综述了国内外研究中关于粪便甾醇现代过程调查及其在污染溯源与古生态应用中的研究进展,发现:(1)不同物种(如人类、反刍动物、海洋哺乳动物)的粪便甾醇具有独特的“甾醇指纹”,基于特征比值(如粪甾烷醇/24-乙基粪甾烷醇、异构粪甾烷醇/粪甾烷醇等)可有效区分污染来源,并量化人类与其他动物输入的贡献;(2)在古生态领域,粪便甾醇已成功应用于历史时期人口规模、畜牧业发展及南极企鹅和藏羚羊种群动态的重建研究,为深入理解人类与环境相互作用提供了关键证据;(3)当前研究仍面临种间甾醇特征重叠、区域基础数据库缺失及沉积后生作用干扰等挑战。未来研究需进一步加强粪便甾醇现代过程调查,深入理解其传输、沉积和保存过程及其机制,并结合机器学习算法、多指标分析(如孢粉、古DNA)及高灵敏度检测技术,优化分类模型并构建全球尺度的甾醇指纹数据库,从而提升污染溯源的精度与古生态重建的可靠性。
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李星冉, 刘怡萱, 董石, 汪昱言, 张继峰, 拉琼, 曹鹏熙
DOI: 10.5846/stxb202412133071
Abstract:
西藏勒布沟是喜马拉雅山脉东段生物多样性热点研究区域之一,其土壤微生物多样性对维持高寒山地生态系统稳定具有重要作用。本研究以勒布沟8个海拔梯度土壤微生物为研究对象,利用Illumina Miseq高通量测序技术探究了勒布沟沿海拔梯度土壤细菌、真菌多样性和群落组成的分布特征及影响因素。结果表明:西藏勒布沟土壤微生物群落多样性存在不同的海拔分布模式,土壤细菌、真菌群落多样性呈显著单调递减海拔模式;群落组成方面,土壤细菌优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),随海拔的升高,变形菌门的相对丰度呈现显著降低的趋势、酸杆菌门的相对丰度呈现显著升高的趋势(P <0.05);真菌优势菌门为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota);冗余分析(RDA)表明土壤理化因子对土壤微生物群落的贡献不同,土壤细菌群落结构主要受pH的影响;真菌群落结构主要受电导率和盐度的影响;中性群落模型结果显示,随机过程在勒布沟土壤微生物群落组装中发挥主导作用。本研究为深入了解高寒地区土壤微生物的海拔分布格局及影响因素提供了理论依据。
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DOI: 10.5846/stxb202504040784
Abstract:
建设气候适应型城市是保障城市安全运行、推动可持续发展的重要举措。聚焦气候适应型城市建设试点对城市可持续性的多维影响及其作用机理,以2011—2020年中国269个地级市的面板数据为研究样本,基于双重差分模型进行实证分析。结果表明:(1)气候适应型城市试点政策显著提升了城市可持续性(系数=1.057,P<0.001),且政策效果存在2年的时滞效应。(2)政策在低和中降水量城市中显著提升了可持续性,但在高降水量城市中无显著作用;同时,政策效果在经济发展水平较高的城市更为突出。(3)人力资本培养和科学技术创新是气候适应型城市建设试点政策提升城市可持续性的重要渠道。本研究通过实证分析验证了气候适应型城市试点政策对城市可持续性的积极作用,并提出了优化政策实施的建议。
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娄晶智, 罗娅, 舒栋才, 赵爽, 杨胜天, 周秋文, 董国涛, 王娇娇, 李睿峰
DOI: 10.5846/stxb202501240199
Abstract:
估算基流量并分析其演变特征,对于河流生态功能维护和水资源综合管理具有重要意义。然而,目前贵州高原喀斯特流域基流分割特征尚不清楚,对其基流演变规律的认识仍有待深入。以位于贵州高原喀斯特区的猫跳河上游流域为研究区,基于1985-2021年气象水文资料,运用数字滤波法分割基流;同时,运用一元线性回归模型、Mann-Kendall突变检验、滑动T检验、小波分析等方法探讨基流的变化趋势、突变点和周期性,并通过累积量斜率变化率比较法阐明降水因素和非降水因素对基流的分别影响。结果表明:(1) 猫跳河上游流域最佳退水系数为0.985,最佳基流分割方案为Eckhardt(ECK)正-反双向滤波,其滤波结果基流过程线更接近猫跳河上游基流的实际变化过程。(2)猫跳河上游流域年均基流量和基流指数分别为119.6mm和0.31,年基流量呈不显著上升趋势,变化速率为0.42mm/a(P=0.4788),基流指数呈显著上升趋势,变化速率为0.0022/a (P= 0.0015)。基流量在2002年发生突变,存在一个11年的震荡周期。(3)非降水因素是导致基流变化的主导因素,影响率为86.4%,而降水因素对基流的影响较小,影响率为13.6%。本研究旨在为贵州高原喀斯特流域的水资源可持续利用和河流健康管理提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202501140130
Abstract:
碳市场政策是展现我国实施绿色低碳发展战略,积极应对气候变化的重要手段。深度剖析该政策对我国地区森林的影响,对助力我国“双碳”目标的实现具有十分重要的意义。运用InVEST模型测算了不同地区森林生态系统碳储量,对比分析碳市场政策试点与非碳市场政策试点的差异,并采用多期双重差分模型和机制检验模型实证分析碳市场试点政策对森林生态系统碳储量的提升效应与作用机制。研究表明:(1)碳市场试点政策显著提升试点地区森林碳储量4.77%,且该效应具有动态持续性,并经PSM-DID匹配、安慰剂检验、内生性检验和其他稳健性检验等系列稳健性检验,表明碳市场通过配额约束与CCER交易机制有效激励了森林碳汇功能。(2)碳市场试点政策显著提高了试点地区的林业固定资产投资,也就是说碳市场试点政策的实施有利于增加试点地区的林业固定资产投资,从而提升了森林生态系统碳储量,并且碳市场通过出售林业碳汇以及通过林业碳汇金融,拓宽了林业碳汇融资渠道,增加了政府等社会主体对林业固定资产的投资,为森林生态恢复提供支持条件,推动了森林生态系统碳储量的提升。(3)碳市场试点政策对不同地区森林生态系统碳储量的影响力呈现显著异质性,特别对东部区域正向影响效应尤为突出,地区差异源于东部碳市场活跃度高、经济基础强,能有效引导资金投向林业固碳项目,中西部受限于幼龄林占比高、市场机制不完善及生态脆弱性,政策红利尚未充分释放。研究结果为进一步促进我国碳市场发展,助力实现“双碳”战略目标提供现实依据。
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DOI: 10.5846/stxb202501160149
Abstract:
木兰科(Magnoliaceae)植物是我国珍贵的大花树种,具有重要的观赏和经济价值,随着气候变化和适种区域扩大,原有木兰科分布的区域限制已逐渐改变,并影响着木兰科植物生态适宜性分布。本研究聚焦中国北方常见的木兰科植物,通过全球生物多样性信息平台、中国虚拟植物标本馆数据获取,选取广泛分布于中国北方常见木兰科的五个属,包括玉兰属(Yulania)、北美木兰属(Magnolia)、厚朴属(Houpoea)、鹅掌楸属(Liriodendron)、天女花属(Oyama),基于MaxEnt模型和ArcGis软件,结合19个气候因子筛选影响其生态适宜性分布的主导环境因子,并预测在当前和未来时期(2070s、2090s)2种不同温室气体排放情景(SSP126和SSP585)下的潜在适生区分布格局,模型预测精度整体优秀,结果表明:(1)年降水量和最干月降水量是影响北方常见木兰科植物地理分布格局的主导环境因子,其中厚朴属、天女花属和 玉兰属植物对年降水量响应最敏感,而最干月降水量是影响北美木兰属和鹅掌楸属潜在分布的最重要因子。(2)在当前气候条件下,北方常见木兰科植物主要分布在长江中下游地区、黄河中下游地区、辽宁沿海等地区,高适生区面积约为116.49×104 km2。(3)在未来不同气候情景下,北方常见木兰科植物的总适生区空间格局面积表现出不同的变化趋势。北方常见木兰科植物在SSP585(2090s)情景下的扩张面积最大,整体向南扩张了17.05×104 km2,其中北美木兰属和厚朴属的适生区扩张面积整体呈增加趋势,天女花属和玉兰属的适生区扩张面积整体则呈缩减趋势,而鹅掌楸属的适生区扩张面积格局整体无明显变化趋势。本研究结果为木兰科植物迁地保护与北方引种地的选择,以及木兰科濒危种类的生态保护提供科学依据。
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林榆雯, 廖菊阳, 朱凡, 吴林世, 刘艳, 初斌, 王玲, 易心钰
DOI: 10.5846/stxb202408282049
Abstract:
磷在植物生长发育中起着重要作用,而亚热带森林普遍存在磷限制现象。杜鹃(Rhododendron L.)是亚热带亚高山植物典型代表,维持亚高山杜鹃群落稳定性与多样性是应对全球气候变化挑战、保护生态系统完整性的迫切需求。本研究以湖南省大围山鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae Franch.)、云锦杜鹃(Rhododendron fortunei Lindl.)和映山红(Rhododendron simsii Planch.)群落为研究对象,采用Hedley磷素分级法分析土壤磷素组分,并探讨不同杜鹃群落土壤磷素组分和真菌群落特征及其相关关系。结果表明:3种杜鹃群落的根际、非根际土壤磷素组分差异明显,映山红根际去离子水提取的水溶态磷(H2O-Pi)含量最低(1.65±0.112),残余磷(Residual-Pt)含量最高(396.03±10.254),酸性磷酸单酯酶(ACP)活性在根际、非根际中呈极显著差异(P < 0.01),其活性显著高于鹿角、云锦杜鹃,此外,映山红根内病理真菌丰度显著高于鹿角、云锦杜鹃,尤其是真菌寄生虫(P < 0.05)。云锦杜鹃根际活性无机磷、中等活性无机磷含量均为最高,包括H2O-Pi、碳酸氢钠提取的无机磷(NaHCO3-Pi)、氢氧化钠提取的无机磷(NaOH-Pi)含量(H2O-Pi: 6.22±1.366, NaHCO3-Pi: 7.45±2.400, NaOH-Pi: 54.65±8.376)。门分类水平下,3种杜鹃群落土壤均以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)为优势类群,且根际、根内真菌群落结构均差异显著(P < 0.05)。Mantel分析结果表明,土壤pH和NO3--N驱动了杜鹃土壤磷素组分的分配,SOC及养分元素影响了真菌相关物种丰度。3种杜鹃磷活化的微生物机制不同,映山红主要通过提高ACP的活性矿化磷,云锦杜鹃则通过根系及相关真菌产生的分泌物(如有机酸)溶解无机磷以获取磷。此外,林分结构影响了真菌功能群特征,山顶映山红以灌丛为主,林分结构单一,长此以往将影响生长发育并进一步加剧群落功能退化。本研究重点关注了杜鹃土壤磷素组分与真菌群落之间的关系,旨在为维持亚高山杜鹃群落稳定性与多样性提供数据及理论支撑。
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薛秉愉, 王聪, 胡琼, 朱娜娜, 邓梦怡, 是非, 王梦楠, 吴宜进
DOI: 10.5846/stxb202409272360
Abstract:
摘要:物候是表征气候变化的敏感指示器,分析作物物候变化对于应对气候变化以及指导当地农业生产具有重要意义。针对湖北省主要农作物——水稻、冬小麦和油菜,根据21个站点观测数据,分析2001—2012年不同农作物类型关键物候期的时空变化特征,并结合地形和气候数据,探究作物物候变化的影响因素。结果表明:(1)对于同一种作物(水稻、冬小麦或油菜),各站点物候期之间的差距从出苗期至成熟期逐渐缩小;山区站点物候期年际变化小于平原;生殖生长阶段年际变化小于营养生长阶段。(2)2001—2012年平原地区水稻和冬小麦营养生长期出现提前趋势,生殖生长期以推迟趋势为主;在山区,水稻和冬小麦各物候期多以推迟为主。油菜则相反。(3)水稻、冬小麦与油菜的出苗期主要受播种时间的影响(0.69≤R≤0.96,P<0.01)。不同作物物候期对气候因子的响应存在山区—平原空间分异特征。水稻出苗期至分蘖期在平原受温度和降水正相关主导,在山区受温度正相关主导;分蘖期至成熟期在平原受温度负相关主导,在山区受温度和降水负相关主导。冬小麦物候期在平原地区主要受温度影响,降水和太阳辐射在拔节期和抽穗期作用显著;在山区由温度主导转为温度和太阳辐射共同主导。油菜生长受温度主导,山区物候期与温度的相关性显著强于平原地区。研究结果为湖北省不同区域农业适应性管理措施的精准实施提供了科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202410302653
Abstract:
随着中国粮食生产重心逐步北移,中国北方的粮食供给能力愈发重要。研究北方耕地植被变化趋势及其驱动机制,对于揭示农业生态系统演变规律、优化区域农业发展策略和保障国家粮食安全等具有重要的意义。将北方地区分为东北、华北和西北三个子区域,基于1982—2018年GIMMS LAI3g遥感数据产品,结合土地利用产品、数字高程模型(DEM)和气候因子等数据,采用Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall检验方法,系统分析了北方耕地植被叶面积指数(LAI)的时空变化特征,同时,利用残差分析法探究其变化的驱动因素,并基于地理探测器模型定量评估各驱动因子的贡献程度。研究结果表明:(1)1982—2018年中国北方耕地植被LAI整体呈显著上升趋势,年均增长率达0.0064。这一过程呈现明显的阶段性特征:1982—2000年为缓慢增长阶段,华北地区年均增速最高(0.0121),2000—2018年进入了快速增长阶段,西北地区年均增速升至0.0180,超越华北地区成为增速最快的区域;(2)北方耕地植被LAI均值在空间分布上呈现东高西低的格局,较高值区(LAI>1.5)主要集中分布在海拔0—500m以及坡度0—2°的地形平坦区域。1982—2018年显著绿化区域约占研究区总面积的57.6%,且体现出明显的时空分异特征:1982—2000年以无显著变化趋势为主,仅华北地区呈局部改善趋势,2000—2018年显著绿化的面积大幅提升,尤以西北地区的绿化增长最为显著;(3)驱动机制分析显示,人类活动是北方耕地植被LAI变化的主导因素,在东北地区表现尤为明显。进一步定量分析表明,农业机械动力、有效灌溉面积和农业播种面积构成其变化的关键驱动要素,各区域驱动机制存在明显差异:东北和华北地区的农业生产主要受益于农业机械化水平提升(解释力q值>0.6),而西北地区则主要依赖于灌溉(q值>0.9)。研究结果可为中国北方农业管理提供科学依据,有效服务于宏观尺度耕地的可持续发展与生态恢复。
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DOI: 10.5846/stxb202409242321
Abstract:
保护城市生物多样性被视为实现生态与社会效益“双赢”的重要自然解决方案,但其对公众心理健康的具体影响机制仍需深入研究。在高密集人口的大都市区,城市公园不仅为访客提供游憩休闲场所,还在维持生物多样性、减轻环境压力及提升人类福祉方面发挥不可替代的作用。本研究以上海市4个城市公园内五类典型绿色空间为例,探讨访客对不同绿色空间中生物多样性(植物、鸟类)的感知差异,并通过结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)解析其与感知自然度、恢复性效益以及情绪状态(积极/消极)之间的动态关系和潜在因果链条。研究结果表明:1) 带水体的开敞绿色空间(Open Green Space with Water Bodies,OGW)在感知鸟类多样性、积极情绪和恢复性效益方面表现最佳,而密闭绿色空间(Enclosed Green Space,EGS)和半开敞绿色空间(Semi-Open Green Space,SOGS)在感知植物多样性上更具优势;2) SEM分析显示,尽管感知生物多样性对感知自然度未见显著影响(P>0.05),但两者均能显著增强恢复性效益、改善积极情绪和降低消极情绪(P<0.05);3) 恢复性效益在感知生物多样性与情绪状态之间发挥重要中介作用,其中感知鸟类多样性(P<0.001)相比感知植物多样性(P<0.01)对情绪状态的直接和间接影响更为显著。结合研究结果,本文旨在为城市绿色空间规划、设计与管理提供理论支持,强调通过优化生物多样性建设,不仅能维护和增强城市生态系统健康,还能改善高密度建成环境中公众的心理健康和情绪状态,进而推动生态与社会效益的协同发展。
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王培家, 宋玉军, 章锦河, 于鹏, 张业臣, 张雪唱, 王昶
DOI: 10.5846/stxb202409082160
Abstract:
维护城市群生态系统健康是生态文明建设的关键任务,而对生态系统健康进行科学测度是实现有效保护的基础。本研究以京津冀地区为例,基于区县、乡镇和栅格三种尺度,系统分析了2000—2020年间该区域生态系统健康的时空变化,探讨了自然环境和社会经济因素对生态系统健康影响的差异,模拟了2035年京津冀地区在自然发展、生态保护和经济发展三种不同发展情景下的生态系统健康变化趋势,并揭示了生态系统健康的空间尺度效应。研究结果如下:(1)在区县、乡镇和栅格三个尺度上,生态系统健康整体呈下降趋势,其中栅格尺度的下降最为显著,乡镇尺度次之,区县尺度的下降幅度相对较小;生态系统健康空间分布格局呈现从北向南递减的特征,并且具有明显的空间异质性。(2)在影响因子方面,京津冀地区在早期受到年均降水量和地形起伏等自然条件的显著影响。随着社会经济的快速发展,后期人口密度和土地利用强度等经济因素开始逐渐占据主导地位;在不同尺度的影响因素解释力也存在差异。(3)多情景预测结果表明,2035年京津冀地区在生态保护情景下的生态系统健康均值最高,自然发展情景次之,而在经济发展情景下生态系统健康最为脆弱。(4)生态系统健康具有明显的空间尺度效应。具体来说,尺度越大,可能导致生态系统健康评估结果更均匀化,从而掩盖了区域关键生态健康问题;相反,尺度越小,可以提供更精细的生态系统健康状况,但也可能过度放大局部细节。因此,要根据实际情况,选择合适的空间尺度。本研究为探讨新型城镇化背景下城市群生态系统健康与社会经济发展的互动关系提供了见解,对于推动城市群的高质量发展和生态环境保护具有重要的参考价值。
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DOI: 10.5846/stxb202412032976
Abstract:
揭示耕地水分供需态势并由此实现科学灌溉,有利于耕地可持续利用及保障国家粮食安全。以河南沿黄区为例,基于2000—2020年耕地利用数据、MODIS系列数据、长时间序列气象数据,采用遥感反演手段并构建水分供需评价模型,从栅格尺度来揭示当地耕地水分供需平衡态势,进而构建多智能体空间优化配置模型实现耕地灌溉分区。结果表明:(1)耕地利用呈明显的时间阶段性变化特点,旱地分布范围广且受经济建设条件影响,面积减少时段主要集中于2015—2020年,水田则多呈斑块状分布在黄河沿岸;(2)耕地水分供需失衡的主要原因在于地表蒸散量和有效降水量的时空错位,盈余高值区主要集中在洛阳市和郑州市,东北部则多处于水分亏缺状态;(3)盈亏指数整体逐年降低且高值区迅速减小,2020年盈亏指数均值已降至0.08,亏缺风险状态以高、中高和中风险为主,且在年内表现出较强的空间异质性分布特点;(4)河南沿黄区存在较高的耕地精准灌溉需求,将当地耕地划分为5种灌溉区,其中优先管控区、重点关注区和有序管理区面积占比之和达到87.87%,并应采取不同的灌溉管理策略。研究认为,提出的灌溉分区方法能够充分权衡水分供需特性和田块空间积聚效益,分区结果可为耕地合理灌溉与分区管理提供决策支持。
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刘欣仪, 陈春谛, 毕凌岚, 王若冰, 董镜文, 郑轶丽, 曾小云
DOI: 10.5846/stxb202407161668
Abstract:
作为城市生态系统组成部分,居住区绿地是人们日常亲近自然的最主要途径,其植物多样性为居民提供近距离的服务价值,增益生活福祉。目前生物多样性研究主要集中在宏观尺度,较少关注小尺度居民视角下的个体认知与评估。聚焦社区尺度,针对成都主城核心区(即三环内)30个老旧小区开展植物(包括栽培和自生植物)多样性调查,评估植物多样性实测水平,并通过居民支付意愿法衡量植物多样性价值,探讨植物多样性水平与其价值之间的相关性,进而结合多元线性回归方法分析居民对小区植物多样性价值评估的影响因素。结果显示:(1)共设置275个1m?1m小样方,记录植物126科341属475种。小区整体植物多样性在37—122种之间,栽培与自生植物多样性比值为1:1.5,自生植物是居住区绿地植物多样性的重要组成。(2)针对小区植物多样性保护/维持,居民支付意愿值为127.79—3659.89元(均值M±标准差SD=(881.71±793.62)元),不同小区植物多样性的价值波动较大。(3)小区整体、栽培植物多样性皆与居民支付意愿呈显著正相关,但自生植物多样性与居民支付意愿无相关性,表明栽培植物是居民评估植物多样性价值的主要对象,而广泛存在的自生植物多样性及其价值可能无法被居民普遍认同。(4)社会经济因素中,居民的个人年龄、文化程度对植物多样性价值评估产生显著负向影响。该研究从人的偏好与需求出发,精细量化了植物多样性水平与居民对其价值评估的关系,为城市生态景观低成本、可持续发展提供科学依据。
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甘婉怡, 甘玉婷, 彭正东, 杨健雄, 王可可, 黄柳菁, 倪榕蔚
DOI: 10.5846/stxb202404260949
Abstract:
为理解城市半自然植物群落对环境因子的响应及其维持功能的机制,以福州市半自然植物群落为研究对象,在植物群落调查的基础上,运用相关性分析、冗余分析、结构方程模型等方法,探究群落水平的叶功能性状(叶长宽比、叶面积、叶厚度、比叶面积、叶组织密度、叶干物质含量、叶碳含量、叶氮含量、叶磷含量)、物种多样性(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数)和功能多样性(功能丰富度、功能均匀度、功能离散度和Rao二次熵)之间的关系及其环境解释。研究结果如下:(1)福州市半自然植物群落灌草层物种多样性显著高于乔木层,其中草本层中存在外来入侵植物;(2)叶功能性状和植物多样性之间相关性较强,其中功能丰富度与各物种多样性指数均表现为负相关关系;(3)土壤温度和土壤全氮含量对城市半自然植物群落叶功能性状和植物多样性有较高的解释,同时植物对土壤养分的吸收能力受温度和水分的影响;(4)结构方程模型显示,大气温度和叶干物质含量对功能丰富度有直接显著影响,土壤温度和Pielou均匀度指数通过叶干物质含量对功能丰富度产生间接影响。综上,城市半自然植物群落叶功能性状和植物多样性受到生物因素和非生物因素的共同影响。
研究论文
生态系统服务及生态保护科学决策
土壤生态专栏
研究论文
闽三角城市群生态安全格局构建与生态修复关键技术
研究论文
闽三角城市群生态安全格局构建与生态修复关键技术
综述与进展
青藏高原生态安全保障与人类活动响应
学术信息与动态
研究综述
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生态管理
生态系统服务及生态保护科学决策
土壤生态专栏
研究论文
生态管理
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典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
生态系统温室气体收支与碳中和
研究论文
土壤生态专栏
城市格局演变的生态环境效应与调控技术
西南高山峡谷区水土保持与生态修复
青藏高原生物多样性保护与生态安全
研究论文
城市生态调查评估与生态管理专刊
研究综述
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生态保护修复基础理论
脆弱生态系统保护与修复专栏
研究专论与综述
全球变化与可持续生态学专辑
典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
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生态治理与恢复应用研究
土壤生态专栏
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生态保护修复方法论
山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专栏
生态保护修复适应性管理
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生态治理与恢复应用研究
研究论文
生态系统服务及生态保护科学决策
青藏高原生态安全保障与人类活动响应
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典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
生态系统服务专题
城市绿地暴露与人群健康效应研究
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典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
城市社区生态功能提升与智慧管理
生态文明视角下的国土空间治理
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青藏高原生物多样性保护与生态安全
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生态系统温室气体收支与碳中和
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“区域生态学:融合与创新”
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生态文明视角下的国土空间治理
生态水文学术论坛专栏
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中国生态系统碳汇能力巩固与提升
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城市社区生态功能提升与智慧管理
“区域生态学:融合与创新”
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山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专栏
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区域生态学
典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
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生态文明视角下的国土空间治理
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区域生态保护修复模式
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第二十三届中国生态学大会专辑
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青藏高原生物多样性保护与生态安全
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国家公园特刊
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典型脆弱生态系统保护与修复重点专项
自然资源碳汇研究与实践
国家公园可持续发展研究
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国家公园可持续发展研究
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干旱区生态水文过程及生态系统服务功能
生态治理与恢复应用研究
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“区域生态学:融合与创新”
生态系统服务及生态保护科学决策
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生态保护修复的社会生态效益研究
中国生态系统碳汇能力巩固与提升
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生态系统温室气体收支与碳中和
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生态系统温室气体收支与碳中和
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国家公园可持续发展研究
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城市格局演变的生态环境效应与调控技术
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城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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生态产品价值实现研究与实践
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专论与综述
东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
生态文明视角下的国土空间治理
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区域生态学
城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
区域生态学
研究论文
城市生物多样性、居民福祉与优化调控研究
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2023,43(6):2336-2347, DOI: 10.5846/stxb202202280470
Abstract:
土壤微生物是生态系统维持正常结构与功能的重要组成部分,为探究盐城滩涂典型湿地土壤微生物群落结构特征,以江苏盐城滩涂互花米草、藨草、盐地碱蓬、芦苇及淤泥质光滩5种典型群落为对象,采用16S rRNA高通量测序技术分析0-10 cm(表层)、10-30 cm(中层)、30-60 cm(深层)土壤微生物多样性及群落结构。结果表明:(1)几种植物群落间,土壤微生物群落结构差异较大,主要体现在细菌群落结构的差异性,古菌群落结构差异相对较小。光滩与植物群落间,在土壤细菌种类及相对丰度上差异相对较大,互花米草群落与本土植物群落间,在微生物群落的细菌种类组成上存在较大差异;藨草群落土壤表层微生物群落结构与互花米草群落相似,深层与盐地碱蓬、芦苇群落相似。(2)同一群落不同层次土壤微生物群落结构相似,差异小于不同群落间土壤微生物群落的结构差异性;不同群落对应层次间,表深层土壤中五种群落土壤微生物多样性存在显著差异,中层土壤中五种群落微生物多样性差异不显著。总体上,植物群落类型对土壤微生物群落结构的影响大于土壤深度;与本土植物群落相比,互花米草群落土壤主要优势门微生物种类差异较小,但部分优势门微生物相对丰度显著改变,微生物群落功能群也存在一定差异。
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2014,34(11):3081-3089, DOI: 10.5846/stxb201303270536
Abstract:
流域生态敏感性是流域生态系统遇到干扰时产生生态失衡与生态环境问题的难易程度和可能性大小,生物多样性是其影响最为重要的生态因子。主要考虑物种丰富度、珍稀程度、濒危程度、保护等级和生态系统类型等生物多样性敏感因子,借助GIS强大的空间数据采集和建模分析能力,在专家打分求取敏感因子权重基础上,通过空间模型计算生物多样性敏感度综合得分。基于二级流域综合得分最大值,采用ARCGIS自然间断点法实现敏感度分区,结果表明:极敏感区域主要分布在长江区的岷沱江、金沙江石鼓以下、金沙江石鼓以上、宜宾至宜昌、嘉陵江流域,珠江区的郁江、红柳河和西江流域,西南诸河区的澜沧江、红河和怒江及伊洛瓦底江流域,黄河区的龙羊峡以上流域等,这些区域水生生物特有种和受威胁物种丰度大,国家级自然保护区密集,是陆地生物多样性最丰富的地区。不敏感区域主要分布在松花江区除第二松花江以外流域,西北诸河区的塔里木盆地荒漠、古尔班通古特荒漠、中亚西亚内陆河、塔里木河干流等荒漠区,松花江区低温高寒,具有大森林、大草原、大湿地、大农田和大水域的特点,库坝工程对其生物多样性产生影响的可能性较小,西北诸河的荒漠区生境严酷,生物多样性贫乏,也不具备修建大型水库的条件,生物多样性敏感度也较低。其它区域介于二者之间,因其所处的生态系统类型、物种丰富度、珍稀程度、濒危程度和保护等级不一样,生物多样性敏感度各异。对流域库坝工程产生的生物多样性敏感度进行辨识,可为未来流域水资源合理和适度开发提供科学依据。
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2022,42(18):7321-7335, DOI: 10.5846/stxb202107131882
Abstract:
东北大兴安岭林草交错区对气候变化和人类活动高度敏感是我国重要的生态脆弱区,研究表征生态环境变化的植被指数时空变化及驱动因子是制定政策、改善生态环境的理论基础。基于此,利用遥感区域分析和地面实证分析对大兴安岭林草交错区的植被变化趋势及影响因子进行分析,并通过重要性指标定量阐述环境因子和人类活动因子影响的相对重要性。结果表明:1982-2015年的植被呈退化趋势(-0.02/10a),最低温度、平均温度和最高温度均呈增温趋势分别为0.13℃/10a、0.16℃/10a和0.20℃/10a,而年平均降水量呈下降趋势(-16.3 mm/10a)。植被NDVI随云量的增加而降低(R=-0.21),并且显著负相关占总面积的24.98%。NDVI随最低温度、平均温度和最高温度的增加而增加(RTMN=0.01、RTMN=0.02和RTMN=0.04)。潜在蒸散对NDVI的影响存在差异,降水量在200-400 mm NDVI与潜在蒸散显著负相关(占总面积18.60%),400 mm以上显著正相关且占总面积16.01%。降水量与NDVI正相关(R=0.03),其中显著正相关占总面积的19.55%,显著负相关仅占总面积的5.31%。降水量是陈巴尔虎旗、新巴尔虎左旗以及鄂温克族自治区西部植被(草地)的主导影响因子,云分量是东部林地的主导影响因子。此外,实证分析结果表明人类活动因子(家畜密度和开垦面积)对NDVI的解释率高于温度和降水,并且人类活动的平均重要性指标(VIP人类活动因子=2.48)高于气候因子(VIP气候因子=0.80),气候因子中的降水解释率和重要性均高于温度。因此,气候变暖背景下,东北林草交错区气候呈变暖变干旱趋势,而人类活动因子对植被的影响作用不容忽视,合理调控农牧业是改善林草交错区植被生态系统稳定可持续的重要途径。
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王子滢,李周园,董世魁,符曼琳,李泳珊,李生梅,武胜男,马春晖,马天啸,曹越
2022,42(22):8941-8952, DOI: 10.5846/stxb202204191060
Abstract:
20世纪80年代至今近40年间,青藏高原自然与人工生态系统发生了广泛而深刻的变化,作为我国重要的生态屏障,亟需对其生态系统格局演变过程及其驱动因素进行系统定量的解析。本研究利用1980年至2018年间8期遥感解译土地利用与覆被数据,将青藏高原9类主要生态系统类型,森林、灌丛、草地、农田、城镇、水体与湿地、冰川、裸地、荒漠,依其主要构成组分,划分为以植被为主体的自然生态系统(森林、灌丛、草地)、以无机环境为主体的自然生态系统(水体与湿地、冰川、裸地、荒漠),以及人工生态系统(农田、城镇)共三大类。统计分析表明1980至2018年的近40年来,青藏高原以植被为主的自然生态系统面积约占61.9%,其中草地生态系统变化率较大,局部年际变化逾30%/10a,草地灌丛面积扩张明显,最高可达约7%/10a。此外,青藏高原喜马拉雅山脉附近的冰川消减较快,下降速率约达25%/10a。青藏高原东缘向西城镇扩张明显,城镇面积占比增加约40%。研究还对气温和降水计算其变化速率,量化驱动生态系统演变的外部气候环境的时空动态特征,结合地理环境变量、人类活动强度、土壤侵蚀度、生物丰度等综合的驱动因素指标,建立多层级结构方程模型。研究发现,以植被为主的自然生态系统变化速率与气温、降水的变化速率呈现显著负相关,以无机环境要素为主的自然生态系统与气候因子的变化速率呈现显著正相关,人工生态系统则与外部环境因素耦合关系不强,结果表明青藏高原森林、灌丛、草地一类自然植被生态系统与环境变化之间呈现负反馈的保守性耦合关系,相比较水体与湿地、冰川、裸地和荒漠生态系统来讲,具有更强的韧性,因此保护区域自然植被将有利于维护青藏高原整体的生态屏障功能。
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黄绍霖, 徐涵秋, 林娜, 曾宏达, 刘智才, 陈文惠, 王琳, 杨冉冉
2013,33(10):2992-3001, DOI: 10.5846/stxb201201160097
Abstract:
全球气候的变化已使得人类日益关注森林生态系统的碳储量变化。以福建省长汀县河田盆地为例,开展马尾松林碳储量估算模型的研究。通过2010年的野外样地调查获得了马尾松林的实测数据,并将其与同年的ALOS遥感影像对应样地的植被光谱信息进行比较。通过研究5种遥感植被指数与马尾松林碳储量之间的相关关系,从中选取了基于归一化植被指数(NDVI)的研究区最佳马尾松林碳储量反演模型。精度分析表明,该模型平均相对误差为-1.95%,均方根误差为3.01 t/hm2,因此可以有效地用于反演研究区的马尾松林碳储量。利用该模型反演出河田盆地2010年马尾松林的总碳储量为114.58×104 t,碳密度为34.92 t/hm2。
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2010,30(6):1648-1654, DOI:
Abstract:
自然保护区群的构建对于优化我国自然保护区空间布局、提高自然保护区的保护效果具有重要意义。以大熊猫为主要研究对象,以秦岭山系为研究区域,以生境评价与通达性分析为主要研究方法,探讨了自然保护区群合理布局与功能区优化的程序、内容与方法。研究表明,目前秦岭山系已建与筹建的大熊猫自然保护区17个,自然保护区群初步形成,保护了50%的大熊猫生境,但东部的3个自然保护区尚未全部相连,且整个自然保护区核心区被隔离为20部分,大大影响了自然保护区效果的发挥。为优化自然保护区的布局,建议新建湑水河与锦鸡梁两个自然保护区,以大熊猫居群为基本单位将核心区调整为4个,并且通过3个连接区的建设加强各大熊猫居群的连通性,以促进大熊猫种群间的交流与迁徙。研究结果可为秦岭山系自然保护区建设提供思路与依据,对其它地区自然保护区群的建立及全国自然保护区网络的优化也具有借鉴意义。
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2006,26(1):265-270, DOI:
Abstract:
抗生素被长期大量地用于人和动物的疾病治疗,并以亚治疗剂量添加于动物饲料长期用于动物疾病的预防和促进生长,大部分抗生素不能完全被机体吸收,而有高达85%以上抗生素以原形或代谢物形式经由病人和畜禽粪尿排入环境,经不同途径对土壤和水体造成污染。最近研究显示在城市废水和表面水中检测到了抗生素的存在。但关于抗生素在环境中的分布、迁移和稳定性等的研究资料很少。环境中的抗生素会对环境生态系统包括细菌、水生生物、土壤生物和植物等产生危害,并产生大量耐药菌,对人类健康构成威胁。为评估抗生素在环境中潜在的危害,就抗生素在环境中的分布、转归及对环境和人的危害等方面进行综述,并对今后的研究方向作了探索。
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2011,31(17):4961-4969, DOI:
Abstract:
地表温度(Land Surface Temperature, LST)在空间上和时间上均存在很大的差异性。而通过卫星遥感技术来监测地表温度存在着空间分辨率和时间分辨率上的矛盾:空间分辨率高的卫星时间分辨率低,反之亦然。为了解决这个矛盾,首先利用TsHARP (An algorithm for sharpening thermal imagery)温度降尺度方法将LSTMODIS,1km(1km MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)地表温度)图像(2004年9月9日上午)降尺度为LSTMODIS,500m(500m MODIS地表温度)图像。为了对降尺度LSTMODIS,500m图像进行验证,对研究区内同一天(2004年9月9日上午)的ETM图像的第6波段的辐亮度值升尺度到500m后,再利用Sobrino ETM(Enhanced Thematic Mapper)温度反演方法反演得到LSTETM,500m(500m ETM地表温度)图像,将LSTETM,500m图像作为当日地表温度的实测值,对降尺度LSTMODIS,500m图像的降尺度效果进行验证。对比结果表明降尺度LSTMODIS,500m图像更加精细刻画LSTMODIS,1km图像在空间上的分布格局;定量对比3种降尺度LSTMODIS,500m和LSTETM,500m的RMSE分别为0.786、1.002,0.754℃,降尺度结果达到预期效果。
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2017,37(18):5993-6004, DOI: 10.5846/stxb201606211215
Abstract:
城市小型湖泊具有对环境变化的高敏感性,其浮游植物群落特征和演替规律对湖泊生态系统的监测与管理有重要意义。本研究于2015年3-12月,对武汉市沙湖进行了生态和水质监测,共鉴定出藻类10门312种,绿藻、硅藻和蓝藻种类数占优。为探究富营养化城市小型湖泊浮游植物群落时空异质性及其演替驱动力,选取了4个多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Whittaker指数),并进行了多样性指数与环境因子的相关性分析、主成分分析和聚类分析,计算了优势种在监测时段的3个种间联结性指数和校正χ2检验系数。结果表明,夏秋季节浮游植物群落处于演替的稳定状态,环境因子驱动作用明显,其中离子浓度的影响大于温度的影响,钠、镁离子浓度为主要影响因素;蓝藻门和绿藻门优势种联结性较高,硅藻门优势种内部联结性较高而与其他门类相关性较低,从季节上看,夏秋季节的优势种种间联结性较高,春冬季优势种与其他时段优势种相关性低,可能为群落在冬春季不稳定的原因。
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2001,21(3):474-480, DOI:
Abstract:
生物土壤结皮在荒漠化地区广为分布。从结皮的概念、结皮对生态系统和景观变化的影响 (包括水文循环、土壤侵蚀、土壤养分循环、维管植物的萌发和生长、动物多样性、景观异质性以及生态系统和景观变化监测和评价等 )以及生物土壤结皮对干扰的反应及其恢复机理等方面详细地论述了生物土壤结皮在荒漠化发生发展及其防治中所起的重要作用 ,并提出了今后生物土壤结皮研究的方向和着眼点。
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黄昆, 王绍强, 王辉民, 仪垂祥, 周蕾, 刘允芬, 石浩
2013,33(17):5252-5265, DOI: 10.5846/stxb201205310793
Abstract:
涡度通量观测可直接获取陆地生态系统与大气之间CO2净交换量(NEE),但深入认识碳循环过程和校验生态系统模型需要不同时间尺度总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)等碳通量数据。利用中国陆地生态系统通量观测与研究网络(ChinaFLUX)中亚热带人工针叶林生态系统2003-2009年的涡度通量和气象观测数据,分析了两种NEE拆分方法对不同时间尺度GPP和Re评估的影响,结果表明:(1)两种拆分方法得到的生态系统碳通量组分(GPP和Re)的季节动态变化一致,都在生长季7、8月份达到峰值;(2)非线性回归模型拆分得到的全年Re和GPP相较于光响应曲线模型分别高出2%-28.6%和1.6%-23%,最大高出317.6 gC·m-2·a-1(2006年),逐月最大差值主要发生在8、9月份;(3)不同时间尺度上,两种方法拆分得到的GPP 和Re之间差值的环境响应因子不同。在广泛采用非线性回归模型进行拆分时,如果当月光合有效辐射接近到905 mol·m-2·月-1,月平均空气饱和水汽压差接近1.18 kPa时,需要考虑使用光响应曲线模型拆分该月通量,结合两种拆分方法以减小全年的误差。
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2013,33(13):4078-4089, DOI: 10.5846/stxb201301050030
Abstract:
依据我国西北干旱区95个站点1951-2008年月平均气温资料,运用经验正交分解法(EOF)、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关检验法及气候趋势系数等方法剖析了西北干旱区气温场空间分布结构及多时间尺度下的变异规律和变化趋势。结果表明:西北干旱区气温存在3a、9a及准12a主周期;气温场空间分布以"相间复杂"型为主(对总体方差贡献为30.93%),基于此将西北干旱区划分为北疆子区、南疆子区、河西子区、青海子区及内蒙古子区。全区44.8%的年份气温属正常范围,15.5%年份异常偏暖,3.4%显著偏暖,13.8%年份偏冷,显著偏冷和异常偏冷年份均为8.6%。自90年代以来,西北干旱区开始增温,2001-2008年温度正距平值达6.9℃,正距平年数由80年代40%上升至100%。西北干旱区97.9%的地区呈现增温趋势,其中94.7%的地区通过信度0.01的显著性检验,96.8%的站点通过了0.05的显著性检验;增温幅度为0.02℃/10a-1.21℃/10a;并形成了北疆以富蕴(1.09℃/10a),南疆以喀什(0.22℃/10a),东疆以巴里坤(0.76℃/10a),柴达木盆地以小灶火(0.81℃/10a),河西地区以松山(0.08℃/10a),内蒙古西部以吉诃德(0.03℃/10a)为中心的增温区。
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2007,27(8):3532-3535, DOI:
Abstract:
通过室内控制温湿度下的种群生态学研究,考察了梯度恒温17~32 ℃下,温度对药材甲实验种群存活、发育和繁殖的影响。结果表明,在实验温度范围内,幼虫发育历期随温度的升高而缩短,在17,20,23,26,29 ℃和32 ℃下,分别需要74.4,67.6,522,46,36.6 d和36.2 d;温度对卵孵化率、幼虫和蛹存活率、成虫单雌产卵量等参数的影响显著;药材甲种群卵量和种群增长指数均符合二次方程抛物线模型,种群下一代卵量的拟合方程为Npe =-6.338 t2 + 339.01t -3403.4, r=0.953**;种群增长指数拟合方程为Ipg =-0.070 t2 + 3.767 t-37.816, r=0.953**;净增殖率、内禀增长率、周期增长率、平均世代周期等参数与温度之间的关系均极显著相关。
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2012,32(15):4819-4826, DOI: 10.5846/stxb201107181069
Abstract:
为探明荒漠灌木个体周围土壤养分和盐分的空间分布及其成因,以荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron Bge.)为研究对象,对其周围土壤pH值,电导率,有机碳,全氮和有效磷的空间异质性以及树干径流的化学性质进行了研究。结果表明:树干周围出现显著的"肥岛"效应,且土壤有机碳,全氮和有效磷的"肥岛"作用范围发生在距主根大约20-40 cm以内。土壤pH值和电导率在主根周围25 cm以内的值却显著低于外围,而在离主根25 cm处出现了"盐岛",即在梭梭主根中心形成了一种高养分、低盐和低pH值的环境。树干径流和自然降雨化学性质的对比研究表明:除pH值和CO32-外,树干径流中其他化学离子的含量均显著高于自然降雨中的含量,说明这种高养分、低盐分的环境是由树干径流引起的,也就是树干径流带给土壤养分的同时将盐分带走。
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2016,36(9):2732-2739, DOI: 10.5846/stxb201412042408
Abstract:
为防控松花江流域水污染风险、优化流域内沿江产业带布局,分析了松花江流域沿江企业潜在污染风险的大小和分布,并揭示导致不同区域间水环境潜在污染风险空间差异的原因。基于《2012年废水国家重点监控企业名单》,本研究将沿松花江(到三级支流)1km范围内的45家重点废水产生企业识别为松花江流域水环境潜在污染风险源。以沿江企业和重点区域的废水产生量与对应河段的水质状况表征水环境潜在污染风险源强弱与流域水体对潜在污染风险的缓冲能力,并以区域总人口数、第二产业产值及珍稀濒危物种分布情况反映流域社会-经济-自然复合生态系统对潜在污染风险的敏感程度开展评价。结果表明:牡丹江市辖区(牡丹江中游河段)因潜在污染风险源强、水体对潜在污染风险的缓冲能力低且自然生态系统对潜在污染风险的敏感程度高,是松花江流域受沿江企业产生的水环境潜在污染风险最严重的地区;长春市辖区(饮马河、伊通河部分河段)、伊春市辖区(汤旺河全部河段)与敦化市(海浪河全部河段、牡丹江部分河段)由于较低的水体缓冲能力和较高的生态系统敏感程度,应加强水环境潜在污染风险的防治;污染风险源强的吉林市辖区(西流松花江部分河段)与七台河市辖区(倭肯河部分河段),须提高本区域对潜在污染的风险管理能力以降低污染事故发生的可能性。最后,针对不同行业类型、区域潜在污染特点与水污染风险特征,从加快污水处理研究、评估污染治理经济手段、建立产业准入机制及完善污染防治立法等多方面提出流域水环境污染风险管控的相关建议。
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张舒怡, 何雪宝, 王建军, 林和山, 黄雅琴, 林俊辉, 牟剑锋, 刘坤, 郑成兴
2017,37(18):5961-5972, DOI: 10.5846/stxb201607011353
Abstract:
2013年8月、2013年10月、2014年1月和2014年4月分别在洛阳河口潮间带选取5种生境(红树林区Q1,Q2,Q3;光滩Q4,林缘光滩Q5)开展调查,以探讨不同生境间甲壳动物群落结构及功能群差异和影响因素。调查共获得甲壳动物18科35种,优势种和重要种有弧边招潮(Uca arcuata)、薄片蜾蠃蜚(Sinocorophium lamellatum)、宁波泥蟹 (Ilyoplax ningpoensis)和秀丽长方蟹(Metaplax elegans),以穴居型植食者为主;不同生境间优势种存在明显变化,游泳型甲壳动物主要出现在生境Q1、Q2和Q3。洛阳江红树林生境Q1、Q2、Q3底栖甲壳动物物种多样性和功能群复杂性高于林缘光滩和光滩生境,而生物量和栖息密度则相反。通过对5种不同生境的物种数、生物量、密度、功能群、物种多样性指数进行生境-季节间双因素方差分析发现,不同生境间与季节间甲壳动物物种数、栖息密度、功能群、均匀度指数与多样性指数存在显著差异;生物量在生境间差异不显著,丰富度指数在季节间差异不显著;生境Q1、Q2和Q3差异不显著。而底栖甲壳动物群落相似性和非度量多维度标序(nMDS)分析表明林缘光滩Q5的甲壳动物群落结构与Q1、Q2、Q3的相似度高,与光滩生境相似度较低,这可能是因为红树林、林缘光滩、光滩三者生境的复杂程度、食物丰富程度和食物来源存在差异有关。综合分析表明生境复杂程度与季节是影响洛阳河口潮间带大型底栖甲壳动物分布的主要因素。
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2002,22(6):828-840, DOI:
Abstract:
20 0 0年 7月至 2 0 0 0 1年 7月的周年调查结果表明 ,粤东柘林湾浮游动物有桡足类 2 9属 5 7种 ,枝角类 3属 3种 ,及端足类、磷虾、糠虾、多毛类、毛颚类、被囊类、水母和各种浮游幼体。其中 ,强额拟哲水蚤 Paracalanuscrassirostris、短角长腹剑水蚤 Oithona brevicornis和鸟喙尖头 Penilia avirostris为优势种 ,合计占浮游动物总个体数的 6 2 .7%。浮游动物的种类数、生物量和总个体数都表现为湾外大于湾内的平面分布格局 ,周年变化基本上为单峰型 ,高峰期位于 6~ 1 0月份 ,最低谷位于冬季 1月份。因此 ,总个体数与水温成显著正相关关系。柘林湾是一个浮游动物相对丰富的海湾 ,年均生物量为 1 1 5 .7mg· dw / m3 ,总个体数达 6 .8× 1 0 3 ind/ m3 ,但群落结构的小型化趋势比较明显。回归分析结果表明 ,浮游动物总个体数与浮游植物密度成显著正相关关系。
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2022,42(1):138-149, DOI: 10.5846/stxb202012093142
Abstract:
城市群地区生态系统健康状况关乎城市群的可持续发展,科学测度城市群地区生态系统健康水平对城市群地区生态系统健康宏观调控政策制定具有重要的实践意义,然而当前生态系统健康评价仍存在不足之处。生态系统服务是反映生态系统健康状况的重要组成部分,如何把生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,成为了当前研究讨论的热点话题。拟把基于InVEST模型评估的生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,构建了基于"生态系统活力-生态系统组织力-生态系统弹性-生态系统服务"的评估框架,结合多源数据对1995-2015年长江中游城市群生态系统健康水平时空特征进行测度。结果显示:(1)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康状况总体有所恶化,恶化区域主要分布在城市群的核心地区;(2)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康存在显著的空间依赖性,生态系统健康高值区主要分布在周边山区以及中部的罗霄山脉,生态系统健康低值区主要分布在平原地区、大城市周边地区以及主要的交通线路沿线地区。本研究结果可以为其他地区生态系统健康评估以及长江中游城市群地区生态系统健康保护政策制定提供科学借鉴。
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2007,27(1):346-356, DOI:
Abstract:
生态系统服务价值评估是当前生态经济学和环境经济学的研究热点和焦点。在系统回顾国内外生态系统服务价值评估研究进展的基础上,从研究对象、价值构成、研究方法、时空过程等4个方面对生态系统服务价值评估的当前特征进行了分析,探讨了价值评估中评估基础、评价方法以及结论应用等问题。指出国内必须加强生态系统服务理论和方法研究,展望了未来生态系统服务价值评估研究和工作的重点领域。
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2006,26(7):2068-2072, DOI:
Abstract:
为进一步弄清中国牦牛的遗传资源及其类型划分,利用微卫星DNA、随机扩增多态性(RAPD)、扩增片断长度多态性(AFLP)等3种分子遗传标记技术研究了麦洼牦牛、九龙牦牛、大通牦牛和天祝白牦牛的分类;并结合作者对牦牛染色体和血液蛋白多态性的研究结果探讨了中国牦牛类群的分类。结果:①根据微卫星位点的等位基因频率进行聚类分析,表明麦洼牦牛和九龙牦牛的遗传距离最大(1.506),麦洼牦牛2个群体之间的遗传距离最小(1.062)。5个牦牛群体被聚为两大类,四川九龙牦牛单独成一大类,其他牦牛群体聚为一类。②根据RAPD和AFLP两种分子遗传标记的分析,表明天祝牦牛和大通牦牛的遗传距离最小(0.0336),九龙牦牛和天祝牦牛的遗传距离最大(0.0414),4个牦牛品种被聚为两大类,九龙牦牛品种聚为一类,其它3个牦牛品种聚为一类。大通牦牛和天祝白牦牛在较近的水平上首先聚为一类,然后在较远处与麦洼牦牛聚为一大类。③根据染色体特征和血液蛋白位点的基因频率进行聚类的结果与微卫星DNA、RAPD、AFLP的聚类结果相似。中国牦牛可分为以九龙牦牛和麦洼牦牛为代表的两个类群(型)。这与蔡立等将中国牦牛分为“青藏高原型"和“横断高山型"的结果是一致的。而与其他学者的分类结果有较大的差异。结合中国牦牛品种(群体)的地理分布、生态条件、育成史及其分化的实际情况,作者认为中国牦牛分为两个大的生态类型是合理的。