生态学报采编系统版本升级新增功能须知深切缅怀《生态学报》副主编赵景柱先生“脆弱生态系统保护与修复”专刊征稿通知“生态文明贵阳国际论坛“专辑征稿通知“全球变化与可持续生态学“专辑征稿通知“天然林保护修复”专栏征稿通知“城市生态调查评估与生态管理”专刊征稿通知登高望远 不惑前行——《生态学报》创刊40周年主编寄语登高远望 不惑前行——纪念《生态学报》创刊40周年综合评优结果发布第十九届中国生态学大会虚拟专刊EHS期刊第一个CiteScore达到5.7EHS 主编线上谈高水平论文写作Ecosystem Health and Sustainability被SCIE收录2018相关期刊主要指标统计结果发布发放审稿费/稿费相关信息(审者/作者必执行)《生态学报》重要通知(作者必看)《生态学报》编辑委员会名单《生态学报》关于“在线优先出版”的通告学术期刊论文不端行为的界定标准(公开征求意见稿)本刊已经启动“学术不端检测系统”

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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    2021年第41卷第19期
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    • 姚尧,尹瀚玙,李歆艺,郭紫锦,任书良,王若宇,关庆锋

      2021,41(19):7493-7508, DOI: 10.5846/stxb202005081143

      Abstract:

      新型冠状病毒肺炎的迅速传播和扩散警示着疾病风险评估的重要性。但现有的风险评估方法受数据限制,缺少实时性和准确性。此外,多数研究以行政统计单元作为分析尺度,存在可变面元问题。为解决这些问题,耦合精细尺度下武汉市疫情数据及多源地理数据,基于随机森林算法构建社区尺度的市域疫情传播风险评估模型并进行了疫情风险制图。模型测试精度达到0.85,Kappa系数达到0.70。此外,本研究还建立基于随机森林算法的社区及场所尺度的"空间变量-感染风险"模型,评估了不同场所设施疫情传播的风险程度。研究表明,(1)武汉中心区域感染风险最高并呈现出向外围递减的趋势;(2)感染风险排名前五的一级场所类型分别为购物服务、医疗服务、金融服务、交通设施以及公共设施;(3)小学、中学的疫情传播风险较低,而高等院校传播风险较高;(4)社区尺度下的疫情风险程度,预测购物场所与交通场所是疫情传播风险最高的驱动因子。本研究基于精细尺度提出风险评估新方法,可为未来疾病风险评估提供新思路,为疫情防控提供决策支持,人民群众提供安全保障。

    • 毛齐正,王鲁豫,柳敏,郭青海,胡婵娟,李元征

      2021,41(19):7509-7520, DOI: 10.5846/stxb202003170567

      Abstract:

      作为居住区绿地景观重要的组成要素,公共活动空间是居民最为频繁使用的空间,对提高绿地生态系统文化服务,改善人居环境与提高居民健康具有重要意义。基于居民休闲娱乐文化感知,探讨居住区绿地公共活动空间的景感生态学效应,揭示多功能绿地景观对生态系统文化服务和景感营造的影响,可为居住区绿地的景观规划与设计提供重要的参考依据。以郑州市26个居住小区80个公共活动空间为研究对象,结合景感生态学理念,基于小区绿地公共活动空间的景感特征(植被覆盖、基础设施、遮荫率、管理水平、公共活动空间面积与类型)以及内部居民休闲娱乐文化活动特征的调查分析,探讨了城市居住区绿地公共活动空间的景感效应对绿地生态系统文化服务的影响。结果表明:(1)小区绿地不同类型公共活动空间提供的景感效应存在显著差异,水体的自然属性使其景感效应更丰富,文化服务价值最高。(2)小区绿地公共活动空间面积越大,居民的心理感知越强,景感体验越丰富,文化服务价值越高,增加公共活动空间面积是构建多功能绿地景观的直接通道。(3)公共活动空间的植被覆盖营造的视感与遮荫率营造的风感生态学效应较为显著,而基础设施的触感与清洁度的视感并未存在显著影响。(4)结合小区社会经济数据的多元回归分析结果表明,由公共活动空间面积营造的多样化景感对居民活动量的贡献最大,其次为公共活动空间的类型与小区户数。运用景感生态学理论和景感营造原则,在有限的空间内通过景观设计实现了景感载体化,改善和增加了绿地生态系统服务,能够缓解城市绿地的不公平性。未来城市居住区特别是高密度居住区应尽可能设置大面积的具有多功能特征的公共活动空间,而低密度居住区在绿地面积充足的前提下,可设置大面积自然水体和增设多类型的公共活动空间,以提高景感效应。

    • 张笑欣,易雨君,刘泓汐,杨志峰

      2021,41(19):7521-7529, DOI: 10.5846/stxb202006061468

      Abstract:

      过量的营养盐输入导致白洋淀富营养化程度较高。雄安新区建设伴随着快速城镇化进程,将可能进一步增加入湖营养盐负荷。为摸清新区建设背景下白洋淀入湖营养盐负荷的变化趋势及削减量,基于入湖营养盐负荷模型计算了历史不同时期(1995-2015年)白洋淀入湖营养盐盐负荷,预测了土地利用、农业管理和污水处理系统变化下入湖营养盐负荷的变化趋势。结果表明,白洋淀历史时期入湖总氮和总磷年平均负荷分别为2018 t和313 t,主要来源分别是耕地和畜禽粪便排放。就土地利用变化而言,以2010年为基准,2050年白洋淀入湖总氮和总磷负荷在建设用地快速增长(RAP)情景下增长率最高,分别增长了56%和60%,主要原因在于城镇人口增加,从而增加了畜禽需求量和生活污水排放。就农业管理而言,削减化肥使用有利于降低入湖总氮负荷,控制畜禽粪便排放更有利于入湖总磷负荷的降低。2050年,生活污水将成为白洋淀入湖营养盐的重要来源,因此,在制定未来社会经济发展路径时,应重点提高农村地区生活污水收集率和处理效率。PCLake模型对不同入湖负荷下湖泊营养状态演变的模拟发现,削减入湖总磷负荷是白洋淀水质恢复的关键。白洋淀水质达到III类和IV类标准时,入湖总磷负荷阈值分别为2.1和2.6 mg P m-2 d-1。在建设用地快速增长情景下,若使白洋淀水质达到III类标准,入湖总磷负荷应减少131 t。

    • 张彪,王爽,李庆旭,谢高地

      2021,41(19):7530-7541, DOI: 10.5846/stxb202005111181

      Abstract:

      水分是干旱、半干旱地区植物生长的主要限制因子,也是权衡生态修复工程措施的重要依据。基于区域水量平衡方程与GIS空间分析技术,评估了京津风沙源治理工程区水源涵养功能的时空变化,并分析了气象、地形、植被等因素对水源涵养功能的影响。结果表明:2000-2015年工程区的水源涵养量与涵养能力均有所增加,多年平均值分别为16.79亿m3和3.66mm。工程区水源涵养能力由西向东递增,高值区与较高区的面积占到工程区的32.45%;相比2000年,2015年有41.65%的地区水源涵养能力增大,其中22.01%的地区显著升高。但2000-2015年荒漠草原亚区水源涵养能力明显下降,农牧交错带草原亚区相对稳定,整体来看,典型草原亚区的水源涵养量最大,燕山丘陵山地水源保护亚区的涵养能力最高。主要原因在于工程区水源涵养能力易受降雨、气温以及植被覆盖度等因子影响,浑善达克沙地亚区与科尔沁沙地亚区的植被覆盖状况改善显著提升了其水源涵养能力,农牧交错带草原亚区和晋北山地丘陵亚区的水源涵养能力下降主要归因于降雨量减少,而荒漠草原亚区的涵养能力明显受到气候与植被的双重制约。

    • 马勇,凌旋,童昀

      2021,41(19):7542-7554, DOI: 10.5846/stxb202002280364

      Abstract:

      以典型旅游城市三亚市为案例地,利用2006-2018年4期Landsat遥感影像数据,借助ENVI、ArcGIS平台定量识别土地利用演变特征,在1km×1km格网尺度下估算旅游地生态系统服务价值,并结合空间探索性数据分析揭示生态系统服务价值时空分异特征及其与旅游地发展的时空耦合关系。结果表明:(1)2006-2018年间,三亚市生态系统服务价值总量呈逐年下降趋势,由6.73×109元降至5.76×109元,累计减少9.78×108元;(2)空间格局上,三亚市呈"南低北高"空间分异格局,2006-2018年增值区域连片分布于崖州区、天涯区、吉阳区南部区域,且呈逐年减少趋势,减值区域集聚于天涯区东北部、海棠区;(3)空间集聚上,生态系统服务价值截面各年份均呈显著空间正相关且相关性先降后增。高高集聚区位于天涯区北部区域,低低集聚区分布于沿海、海湾地区;(4)旅游发展与生态系统服务价值时空演化特征关联性较强。三亚市天涯区北部林地生态环境良好,生态系统服务价值略有下降但绝对数值稳定,是生态系统服务价值主要来源;旅游发展较为迅速的三亚湾、崖州湾以及海棠湾,相对增值区域较多,但绝对生态系统服务价值损失显著,严重滞后于其他区域。

    • 杨雪婷,邱孝枰,徐云,朱付彪,刘运伟

      2021,41(19):7555-7567, DOI: 10.5846/stxb202005261347

      Abstract:

      明确山区生态系统服务对居民福祉的局域空间影响是开展生态系统可持续管理决策的重要基础,对助推山区人地协调发展具有积极促进作用。基于2000、2005、2010和2015年4期土地利用数据和社会经济数据,以西部典型山区川西为案例,采用生态系统服务价值当量评估法和人类福祉框架构建指数评估模型,通过地理加权回归(GWR)探析生态系统服务对县域居民福祉的空间驱动特征与动态变化,识别影响福祉的主导生态系统服务因子。结果表明:(1)川西山区居民福祉呈同质集聚,空间依赖关系逐步减弱,"高-高"与"低-低"集聚在南北分异明显。(2)全域上生态系统服务因子对居民福祉具有显著负向影响,阻滞效应趋于减缓。(3)局域空间上影响系数具有方向和程度异性,西部减量效应明显,阿坝州和凉山州东北部增量效应显著,敏感程度从东南向西北梯次递减,负向敏感性强于正向敏感性,空间差异随时间变化趋于缩小。(4)供给与文化服务是影响川西山区居民福祉的关键生态系统服务,主控区域随时间变化在川西东北部和西部交替。山区生态资源红利释放应以新发展理念为导向,通过生态文明建设、生态经济提质、资源有偿使用和生态补偿制度设计助推生态资源价值创造与转换,实现山区可持续发展。

    • 李理,赵芳,朱连奇,何莎莎,叶露培

      2021,41(19):7568-7578, DOI: 10.5846/stxb201905221052

      Abstract:

      复杂的地形地貌使小流域具有生产、水源供给和调节等多种生态系统服务功能和显著的区域差异性,然而对小流域生态系统服务权衡关系及外部驱动机制集成测度一直是地理学、生态学和经济学研究的难题。以太行山南段淇河流域为研究对象,利用气象数据、土地利用/覆被数据、植被NDVI等多源数据,使用CASA模型和InVEST模型分别估算固碳、土壤保持及水源供给服务,运用空间叠置法和相关性分析测度生态系统服务权衡关系,进一步利用地理探测器中因子探测和交互探测分析自然环境和人类活动影响对生态系统服务权衡关系的空间影响。结果表明:①2000-2015年,淇河流域多年平均固碳量为375.55 gC m-2 a-1,且多年递减速率为18.20 gC m-2 a-1;多年平均土壤保持量为396.72 t hm-2a-1,多年递减速率为1.2 t hm-2 a-1;多年平均水源供给量为67.26 mm/a,以0.16 mm/a的速率递减。②研究时段内,生态系统服务关系以强权衡和低协同为主导,且存在显著的空间分异特征,低协同分布区域减幅为16.21%,强权衡增幅最多(11.85%),表明流域生态系统服务能力呈升高趋势;生态系统服务两两关系中固碳与水源供给、水源供给与土壤保持表现为权衡关系,固碳与土壤保持呈协同态势。③地理探测器结果表明:固碳与土壤保持方面,植被NDVI(0.306) > 气温(0.241) > 土地利用程度(0.002);固碳与水源供给方面,植被NDVI因子解释力最强(0.381);水源供给与土壤保持方面,降水、气温和高程因子解释力均高于0.5;交互探测后各影响因子解释能力显著增强。

    • 黄甜,郭青海,邹凯,李达维,易海军

      2021,41(19):7579-7588, DOI: 10.5846/stxb202004200942

      Abstract:

      乡村社会-生态系统的稳定和可持续发展为农业农村现代化的实现奠定着基础,在稳定社会经济发展、提高城乡居民福祉方面发挥着重要作用。服务性公共设施作为乡村社会-生态系统供给服务的重要组成部分,代表了乡村的发展水平与该地区居民生活质量水平。研究公共服务设施的空间分布特征和综合评价其供给服务可改善乡村社会-生态系统结构,为城乡居民提供高质量的社会生态系统服务。以厦门市岛外城市化乡村为研究对象,通过厦门市岛外POI数据和乡村社会经济统计数据,以公共服务设施为景感载体,分析其空间分布和测度其供给服务水平,采用核密度分析方法与熵值分析法,分析厦门市乡村社会-生态系统供给服务空间分布特征,结合人口、经济、距岛内核心区距离等指标对各村庄社会-生态系统供给服务能力进行皮尔逊相关性分析。研究发现厦门乡村公共设施供给服务能力表现为集美区 > 海沧区 > 同安区 > 翔安区;各村庄公共设施供给服务能力水平影响因素是多元且具有多样性的;提出从城乡居民的认知心理与物质需求出发对公共设施进行景感生态营造以提高村庄社会-生态系统供给服务能力,更好满足人们的需求。本文对公共服务设施的空间优化提出对策建议,研究结果可为乡村社会-生态系统供给服务提升和乡村可持续发展提供理论研究依据。

    • 罗绮琪,胡慧建,徐正春,丁志锋,杨锡涛,陈秋菊,张春霞,李爱英,邹洁建,叶冬梅,王家彬,张志翔,梁健超

      2021,41(19):7589-7598, DOI: 10.5846/stxb202004301073

      Abstract:

      粤港澳大湾区拥有丰富的滨海湿地和水网湿地,是水鸟迁徙路线上的重要栖息地。基于55种水鸟的分布数据和15个环境变量数据,利用最大熵模型(Maximum Entropy model)分析了粤港澳大湾区水鸟多样性的空间分布格局及热点地区。研究表明:影响水鸟潜在分布的主要环境因子依次是降雨量季节变化、土地利用类型、距离水源的距离,水鸟丰富度最高出现在粤港澳大湾区的东南区域,呈现往内陆地区逐渐降低的趋势,与当地水资源空间分布一致。水鸟多样性热点地区分布在东南部沿海一带,集中在珠海、江门、深圳、中山等市。研究结果能为粤港澳大湾区水鸟多样性保护规划提供参考,对维持该区域生态系统安全和稳定具有重要意义。

    • 张云芝,胡云锋,韩月琪,战胜

      2021,41(19):7599-7613, DOI: 10.5846/stxb202002150260

      Abstract:

      掌握生态退化区和研究热点区的空间分布、退化区生态系统的演变态势是认识生态问题、开展生态治理的基础,但目前缺乏全球主要生态退化区空间分布图等基础数据和相关知识。应用多源数据集成融合、长时序卫星遥感分析、互联网文献大数据建模分析等方法,对以荒漠化、水土流失、石漠化为代表的全球主要生态退化类型区的空间分布、演变态势、研究关注热度等进行了研究。结果表明:(1)全球荒漠化区面积约15.4×106 km2,水土流失区面积约14.3×106 km2,石漠化区面积约1.1×106 km2;这些生态退化区主要分布在非洲撒哈拉沙漠南北边缘,欧洲西部、地中海沿岸、东欧平原南部,南亚印度河流域,中国西北地区、云贵高原,北美洲落基山脉以及南美洲阿根廷等地区。(2)2000年以来,上述退化区中约有3.9%的面积处于退化加重态势,73.3%的面积处于脆弱平衡状态,22.8%的区域出现好转趋势。(3)全球生态退化研究热点区的分布与全球生态退化区的分布总体呈现一致性。但在沙特阿拉伯中部、哈萨克斯坦北部,巴西大部,安哥拉、南非等生态退化区,存在生态系统继续恶化、缺乏研究界足够关注的情况。研究成果深化了对全球主要生态退化区分布格局的认识,对于防范全球发展和建设中出现加重的生态退化等具有参考价值。

    • 樊影,王宏卫,杨胜天,刘勤,衡嘉尧,高一薄

      2021,41(19):7614-7626, DOI: 10.5846/stxb202011202987

      Abstract:

      随着生态文明建设上升为国家战略,生态安全与保护修复格局的识别成为国土空间规划战略中关于生态空间保护的重要内容。为了促进区域生态系统的保护修复及有效管理,从空间尺度上对区域生态安全和修复区域的识别必不可少。利用InVEST模型的Habitat Quality模块分析了阿勒泰地区1995年、2005年和2018年的生境质量变化状况,从生态环境保护的角度出发构建区域生态安全格局,结果发现:(1)1995-2018年阿勒泰地区生境质量处于中等水平,总体呈下降趋势,说明当地生态系统有不断退化趋势;(2)以生态结构系统性和生态过程完整性为目标,通过MSPA分析结合景观连通性识别出15块生态源地,处于阿勒泰北部的山间林地和乌伦古湖区域;利用ArcGIS软件的Cost Distance工具识别出阿勒泰地区有效生态廊道38条,长约2466km,总面积约80.08km2,其中草地和林地是生态廊道穿越的重点区域;识别出最小阻力路径与生态廊道交叉处的生态节点52个,主要分布在草地和林地区域;(3)通过生境质量与最小累积阻力值识别出三类生态保护关键区域,分别为生态涵养区、生态维护区和生态保育区,结合各类生态保护关键区域的存在的生态问题提出不同的生态保护方向。研究结果为阿勒泰地区生态保护修复按照三类生态保护分区分别提出了不同的保护方向,可为阿勒泰地区国土空间生态保护修复关键区域识别和为保障区域生态系统整体保护及可持续发展政策制定提供参考。

    • 杨泽康,田佳,李万源,苏文瑞,郭睿妍,刘文娟

      2021,41(19):7627-7636, DOI: 10.5846/stxb202012083131

      Abstract:

      黄河流域是我国重要的生态功能区,在我国经济社会发展和生态安全方面的作用举足轻重。如何及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势,对黄河流域生态环境保护和建设具有重要意义。利用Google Earth Engine(GEE)平台,筛选目标年份及其前后各1年的夏季(6-9月)Landsat遥感影像,去除有云像元,掩膜水体信息,采取中值合成提取绿度、湿度、热度和干度4个生态指标,通过主成分分析快速构建遥感生态指数(RSEI)。结果表明:(1)绿度(NDVI)、湿度(Wet)、热度(LST)和干度(NDSI)4个指标在第1主成分(PC1)上的平均贡献率为89.60%,依据PC1构建遥感生态指数(RSEI)在黄河流域是可行的。(2)1990-2019年,黄河流域RSEI总体呈现出"快速变好→缓慢转好"2个阶段,1990-2000年增长趋势平均为0.005/a,增长率为11.69%,生态环境质量等级由差转为较差(10.18万km2)、较差转为中等(5.69万km2)、中等转为良(7.08万km2)贡献较大;2000-2019年增长趋势平均为0.001/a,增长率仅为3.86%,生态环境质量等级由较差转为差(6.10万km2)、良转为中等(4.09万km2)贡献较大。(3)1990-2019年,黄河流域生态环境质量提升的面积占黄河流域总面积的76.38%,其中显著提升的面积占26.14%;生态环境质量降低的面积占黄河流域总面积23.62%,其中显著降低的面积仅占1.46%。30年来黄河流域生态环境质量整体向好,实施生态工程的黄河上中游地区生态环境质量提升最快,而一些国家重点经济开发区生态环境质量有所恶化,使用GEE平台可以及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势。

    • 李永洁,王鹏,肖荣波

      2021,41(19):7637-7647, DOI: 10.5846/stxb202006071478

      Abstract:

      开展国土空间生态修复是生态文明和美丽中国建设的要求,是关系国家生态安全和民生福祉的重大国家战略任务。梳理了近100年来以荒野、再野化、基于自然的解决方案、生态修复为核心的国际生态环境治理理念的发展语境,辨析概念之间的关系,阐明国际生态修复基本研究框架,并梳理国外生态修复的典型实践案例,总结国际经验。基于对广东省主要生态问题研判,从摸清家底、确定目标、谋划格局、布置行动、实施保障5个层面构建省域国土空间生态修复科学规划总体框架,并以实际问题和生态修复目标为导向,提出深入开展国土空间生态修复规划九项专题研究、生态修复技术研发、多元组织形式等策略。本文提出的广东省生态修复设计思路及实施路径,将为找准生态环境问题根源、实现靶向修复治理、促进生态文明建设提供决策支持。

    • 赵宁,周蕾,庄杰,王永琳,周稳,陈集景,宋珺,丁键浠,迟永刚

      2021,41(19):7648-7658, DOI: 10.5846/stxb202004271012

      Abstract:

      国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为(0.213±0.030)Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为(0.101±0.023)Pg C/a、(0.032±0.007)Pg C/a、(0.043±0.010)Pg C/a和(0.028±0.010)Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据(地面观测、激光雷达、卫星遥感等)、多尺度数据(样地尺度、站点尺度、区域尺度)以及多手段数据(联网观测、森林清查、模型模拟),有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。

    • 彭子洋,刘卫星,田瑞,杨森,王静,黄俊胜,杨雅舒,刘玲莉

      2021,41(19):7659-7668, DOI: 10.5846/stxb201909231984

      Abstract:

      土壤胞外酶够将大分子有机质分解成可以被微生物利用的小分子化合物,在土壤有机质分解与转化过程中起着重要的作用。因此,土壤中酶促反应往往成为陆地生态系统中土壤有机质分解的限速步骤。然而,土壤酶活性的地理分布格局,尤其是其随着不同海拔和坡向的分布特征和驱动机制,仍不明确。为探讨土壤胞外酶的空间分布特征及影响因素,我们沿海拔梯度(2980-5120 m)在青藏高原唐古拉山的南北坡选取了6个样点,测定了参与碳、氮、磷循环的6种水解酶的活性和土壤理化性质,并结合植被和气象数据进行分析。结果显示,随海拔梯度的升高,年均温度(MAT)、土壤碳氮比(C:N)降低,年均降水量(MAP)、紫外线辐射(UV)、归一化植被指数(NDVI)、土壤碳含量(TC)、土壤氮含量(TN)升高;南坡的MAP、UV、NDVI、TC、TN显著高于北坡,而C:N显著低于北坡。不同类型的土壤胞外酶对海拔和坡向的响应不同,碳获取酶α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-木糖苷酶(BX),以及氮获取酶N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性均随海拔梯度的升高而升高,且都在南坡显著高于北坡;磷获取酶酸性磷酸酶(AP)和氮获取酶亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性在不同海拔和坡向的分布上并没有显著差异。模型平均和相对重要性分析表明,NDVI、RB和TC是驱动碳获取酶(AG、BG、BX)活性随海拔梯度和坡向分布格局的主要因子;NDVI是驱动参与氮获取酶(NAG)活性变化的主要因子。我们的研究结果表明,不同海拔和坡向上植被和土壤特征的差异驱动了土壤胞外酶活性的空间分布,从而可能对碳循环和养分循环产生不同的影响,为预测土壤胞外酶的空间地理格局提供了科学依据。

    • 季波,时龙,徐金鹏,何建龙,王占军,吴旭东,蒋齐

      2021,41(19):7669-7678, DOI: 10.5846/stxb202005061120

      Abstract:

      土壤团聚体作为土壤结构的基本单元和土壤有机碳存在的重要场所,对维系土壤质量和生态环境可持续发展具有重要作用。为探究宁夏天然草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以宁夏4种典型的天然草地(草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原)为研究对象,系统开展研究。结果表明:草甸草原、温性草原和草原化荒漠各粒级机械团聚体和水稳性团聚体含量均呈现随粒径减小而先减小后增大趋势,荒漠草原机械团聚体含量呈现随粒径减小而先减小后增大的趋势,水稳性团聚体含量呈现随粒径减小逐渐增大的趋势;且草甸草原和温性草原机械稳定性和水稳性团聚体在0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm 3个土层均以>0.25 mm大团聚体为主,草原化荒漠和荒漠草原水稳性团聚体均以<0.25 mm的微团聚体为主。4种草地类型机械团聚体和水稳性团聚体MWD和GMD,以及各粒级土壤团聚体有机碳含量均表现为草甸草原和温性草原显著高于草原化荒漠和荒漠草原。草甸草原和温性草原在3个土层深度均以>0.25 mm的大团聚体对有机碳的贡献率最高,分别达到43.86%、59.26%、58.89%和58.02%、54.03%、57.15%;草原化荒漠和荒漠草原在3个土层深度,均以<0.25 mm的微团聚体贡献率高,分别达到了60.37%、55.86%、54.33%和75.61%、78.34%、78.74%。结果表明:草甸草原和温性草原较草原化荒漠和荒漠草原土壤团聚体稳定性更高,更有利于土壤有机碳累积。

    • 曹佳锐,龚可杨,别宇静,吴冠宇,毕郑文,拓卫卫,王健,佟小刚

      2021,41(19):7679-7688, DOI: 10.5846/stxb202006231635

      Abstract:

      为探究水土保持林恢复过程中土壤可溶性碳氮含量变化及其有机组成特性,揭示水保林土壤固存可溶性有机质的效应及机制。选取了黄土丘陵区恢复12-45a的人工柠条、刺槐林以及撂荒地,分析了土壤可溶性碳氮含量及其三维荧光光谱特征与特性参数的动态变化。结果表明:随恢复年限的增加,3种植被土壤可溶性有机碳(DOC)、有机氮(DON)、无机氮(DIN)的含量均呈增加趋势,并且相同恢复年限下DOC、DON、DIN含量总体表现为撂荒 < 柠条 < 刺槐;但柠条和刺槐林土壤DOC:DON及二者占总有机碳、全氮比例并未持续增加,到恢复45a时DOC占总有机碳比例以及DOC:DON均以撂荒地最高,刺槐林最低,DON占全氮比例则表现相反。三维荧光结合平行因子分析得出所有样地土壤可溶性有机质(DOM)主要有大分子腐殖物质(C1)、低分子量类富里酸(C2)、类色氨酸(C3)及农业措施输入的腐殖物质(C4)4个组分,并且以C1组分占比最大,平均达37.4%。随恢复年限增加,3种植被土壤DOM中C3组分占比升高,C2和C4组分占比降低,C1组分占比在柠条和刺槐林中升高,在撂荒地中则降低。不同植被土壤可溶性有机质荧光指数(FI)、新鲜度指数(β:α)及自生源指数(BIX)差异不显著,分别为1.63、0.58、0.59;不同恢复年限撂荒地腐殖化指数(HIX)没有差异,但柠条和刺槐林显著高于撂荒且随恢复年限增加先增大后稳定。综上,水保林持续恢复可以显著提升土壤可溶性碳氮含量,也使土壤可溶有机质组成趋向复杂和相对稳定,利于累积固持,特别以刺槐林效应最明显。

    • 王金悦,邓羽松,李典云,黄智刚,杨钙仁,蒋代华,王玲

      2021,41(19):7689-7699, DOI: 10.5846/stxb202007161867

      Abstract:

      速生人工林多代连栽容易导致土地水源涵养能力下降。土壤大孔隙以优先流的形式补充地下水,是定量研究土壤水分运动的重要指标。以连栽1-4代桉树人工纯林为研究对象(记录为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),采用水分穿透曲线法,绘制水分穿透曲线,结合Poiseulle方程计算出大孔隙数量、半径及饱和导水率等指标,对土壤大孔隙特征及其对饱和导水率的影响进行研究。结果表明:(1)桉树人工林土壤的出流速率总体表现先匀速增加后趋于稳定,稳定出流速率总体表现为I > II > III > IV。(2)大孔隙半径范围在0.3-1.5 mm,主要集中于0.4-0.6 mm,随土层深度增加显著减小(P<0.05)。大孔隙数量范围在3.56×104-4.81×105个/m2。随着连栽代次的增加,大孔隙孔径范围变小,同一孔径范围的大孔隙数量减少。土壤容重与大孔隙特征呈极显著负相关关系;有机质含量与大孔隙特征呈极显著正相关关系。(3)各样地土壤饱和导水率范围在0.41-4.50 mm/min,并随着连栽代次增加而降低。将大孔隙的总数量、平均体积与土壤饱和导水率进行线性拟合,拟合方程为:y=ax+b=,(R2>0.66)。综上,随着桉树人工林连栽代次的增加,土壤大孔隙孔径范围缩小、同等半径的大孔隙数量减少,饱和导水率降低,土壤入渗及导水性能减弱,容易造成水土流失。

    • 张晓曦,周雯星,王丽洁,李江文,胡嘉伟,胡漫

      2021,41(19):7700-7712, DOI: 10.5846/stxb202007191886

      Abstract:

      以陕北地区常见的10种灌草植物凋落物组成9种混合物,分别将单种或混合凋落物以2%的比例(质量分数)混入15 g/kg原油污染土壤,在室温(20-25℃)恒湿条件下进行150 d的室内模拟修复试验,分析凋落物混合添加对其修复油污土壤能力的影响。结果表明:(1)较之自然衰减,单种凋落物处理普遍显著提高了污染物降解率(原油降解率提高35%-85%)以及土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量(提高0.36-56倍),且多数处理显著提高了污染土壤中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性(提高0.4-6.8倍)。(2)白羊草+杠柳+狼牙刺、胡枝子+铁杆蒿、胡枝子+狗娃花+黄蒿或铁杆蒿+杠柳凋落物混合在促进原油及其组分降解时呈协同作用,使其降解率较单种处理再提高5%-28%,或较基于单种处理结果的预测值提高5%-17%,但其同时拮抗削弱凋落物对土壤速效氮(特别是硝态氮)的补充作用(较预测值降低6%-78%)及(或)酶活性(特别是蔗糖酶和脱氢酶)的刺激作用(较预测值降低14%-67%)。在实际使用中可通过上述混合强化凋落物对污染物的降解能力,但需配合其他修复手段改善污染土壤生化性质。白羊草+狼牙刺、铁杆蒿+狼牙刺、杠柳+狼牙刺凋落物混合使各种污染物降解率较单种处理或预测值显著降低,在使用时应对不同凋落物进行分离,以避免削弱其修复效果。(3)总体而言,添加多酚、黄酮、有机酸和磷含量高,碳含量和碳磷比低且化学多样性更高的混合凋落物更有利于降解原油污染物,但同时其含有的上述次生代谢物可能不利于土壤养分状况和酶活性的恢复。

    • 解璐萌,张英虎,张明祥,张振明

      2021,41(19):7713-7724, DOI: 10.5846/stxb202007281968

      Abstract:

      黄河三角洲湿地面临严重的水资源短缺、湿地退化、土壤盐碱化等问题,湿地土壤干旱缺水,土壤收缩产生裂隙等优先流路径,在小尺度上改变湿地内部以及湿地板块之间水文连通性,小尺度水文效应往往制约大尺度水文连通性,基于当前社会对湿地修复的迫切需求,从小尺度对水文连通研究有必要加以重视。然而,目前的研究多集中在大尺度水文连通的阐述,为进一步明确黄河三角洲湿地小尺度水文连通和养分随优先流路径运移分布情况,以此区域典型刺槐群落为研究对象,基于室外染色示踪实验和室内图像处理技术,分析土壤优先流形态和分布特征,并探究优先流和土壤养分含量之间的关系。结果表明:(1)刺槐群落染色面积比随土壤深度变化主要包括2个阶段,第一阶段:优先流和基质流相互影响作用显著,第二阶段:优先流和基质流相互作用不显著,优先流强度逐渐增强,明显存在指流现象,极少部分管流现象。(2)刺槐群落染色面积比、基质流深度和百分之五十染色深度的数值较大,优先流区染色面积比较小,基质流深度发生在土壤深10-15 cm区间,该类型植被群落水流均匀入渗深度较大,优先流和基质流相互作用程度大,水文连通性较高。(3)优先流区土壤有机碳、有机质、全氮、全磷和有效磷含量值均高于基质流区;(4)土壤优先流区染色面积比与5种养分指标均呈负相关关系,有机碳、有机质和有效磷含量受优先流路径影响显著。(5)土壤中有机碳、有机质和有效磷含量在一定程度上可以衡量土壤优先流发育水平。研究结果可为黄河三角洲湿地生态系统保护和管理提供参考。

    • 陈浮,李肖肖,马静,于昊辰,杨永均,王艺霏

      2021,41(19):7725-7734, DOI: 10.5846/stxb202010282761

      Abstract:

      灌溉农业可提升粮食生产潜力,已成为全球农业重要的发展方向,但此类土地利用转换势必影响旱作农田土壤的稳定性,尤其是碳循环。然而,旱改水整治过程中土壤碳通量变化及其与环境因子间的互馈机制尚不清楚。为此,采用大田模拟实验,连续7 d监测土壤碳通量变化,评估旱改水整治对土壤碳库组成及环境驱动的短期效应。结果表明:①旱地、水田的土壤碳通量和温度均呈昼高夜低的单峰型曲线,且碳通量与温度峰值出现于每日13:00前后,但水田土壤碳通量稍高于旱地。②旱改水后短期内土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、惰性有机碳(ROC)、总有机碳(TOC)和土壤碳库管理指数均呈减少趋势,其中土壤微生物量碳、易氧化有机碳降幅分别达28.55%、29.09%。③土壤含水量、微生物OTU数、碳库含量是影响碳通量速率变化的关键因子(P<0.05),土壤温度、理化性状是制约土壤碳库的主控因子(P<0.05)。农业活动是重要的碳源之一,深入研究大范围旱改水诱发的碳排放问题可为低碳农业、气候减缓及其应对策略制定提供科学依据。

    • 汪堃,南丽丽,师尚礼,郭全恩

      2021,41(19):7735-7742, DOI: 10.5846/stxb202011172959

      Abstract:

      为明确干旱胁迫对根茎型清水紫花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿、根蘖型公农4号杂花苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落的影响,采用盆栽试验,运用16S rRNA基因测序技术,研究了幼苗期干旱胁迫下各根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明:干旱胁迫下各根型苜蓿的Chao1和ACE丰富度指数均在中度胁迫下最大,Simpson和Shannon-wiener多样性指数各处理间差异不显著;根际土壤细菌群落均以变形菌门、绿弯菌门、类杆菌门、放线菌门和厚壁菌门为主,干旱胁迫均显著增加了变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,显著降低了绿弯菌门的相对丰度,但类杆菌门和放线菌门先提高后下降。统计学分析显示,幼苗期干旱胁迫显著影响各根型苜蓿生长发育,随胁迫程度增加,其株高、地上生物量、地下生物量、根系活力、根体积、根系总长均显著降低,根冠比先增加后下降且在中度胁迫时达到最大值。重度胁迫下,清水苜蓿的株高、根系活力显著大于其他品种,而根冠比、根系干重显著小于其他品种;陇东苜蓿的根长、根尖数均显著大于其他品种;根系平均直径、根系总表面积各根型苜蓿间差异不显著。研究结果为植物的抗干旱胁迫以及提高各根型苜蓿在干旱胁迫下的水分利用提供参考。

    • 李忠意,杨希,赵新儒,程永毅

      2021,41(19):7743-7750, DOI: 10.5846/stxb201812182753

      Abstract:

      为研究不同有机物料对喀斯特石灰土元素有效性的影响,采用40 d的室内培养实验,比较了单独添加不同比例(1%、3%、5%)的生物质炭、鸡粪肥、羊粪肥对喀斯特石灰土有效N、Fe、Zn含量的影响。结果表明:添加生物质炭提高了喀斯特石灰土的pH值,而添加鸡粪肥和羊粪肥降低了喀斯特石灰土的pH值;添加3种有机物料均增加了喀斯特石灰土的有机质含量,大小关系为:生物质炭 > 鸡粪肥 > 羊粪肥,但添加鸡粪肥和羊粪肥土壤有机质的化学活性和微生物活性更高。受pH、有机质活性、碳氮比等因素的影响,添加鸡粪肥和羊粪肥能增加土壤有效N含量,但两种有机肥对土壤有效N的提高效果相差不大,而添加生物质炭反而降低了土壤有效N的含量;3种有机物料均能提高土壤的有效Fe和有效Zn含量,其中鸡粪肥效果最佳,其次为羊粪肥和生物质炭。当3种有机物料的添加比例为5%时,生物质炭处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的0.92、1.13、1.21倍;鸡粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.22、1.63和3.39倍;羊粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.27、1.34和2.59倍。所以,相对于生物质炭,有机粪肥对喀斯特地区的石灰土有更好的改良效果。

    • 张阳阳,陈喜,高满,刘秀强

      2021,41(19):7751-7762, DOI: 10.5846/stxb202007301985

      Abstract:

      内陆干旱区植物耗水量是生态恢复和水资源管理的重要依据。参照甘肃省民勤县青土湖附近气象条件、干旱区典型植物生理特征以及土壤水力特征参数,采用Tardieu-Davies模型(气孔导度模型),计算在适宜和极限生态地下水埋深下7种典型植物生长季蒸腾耗水量,并与国内外研究成果对比,得出以下结论:适宜、极限生态地下水埋深下,7种植物生长季内平均蒸腾量分别为793、602 mm。不同植物蒸腾量差异大,适宜生态地下水位埋深下水生植物芦苇(Phragmites australis)、河岸带植被柽柳(Tamarix chinensis)蒸腾量最大,分别为1292、1147 mm;耐旱性强的荒漠植被梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾量最小,为279 mm;其它植被盐节木(Halocnemum strobilaceum)(940 mm)、罗布麻(Poacynum hendersonii)(913 mm)、白刺(Nitraria tangutorum)(534 mm)、胡杨(Populus euphratica)(448 mm)蒸腾量依次减小。由适宜生态地下水埋深降低至极限生态地下水埋深时,植物蒸腾量平均减少24%。耐旱性强的梭梭、白刺减幅大,分别为53、35%;耐旱性弱的芦苇、柽柳减幅小,分别为19、13%。

    • 杨吉兰,徐胜,马长乐,韩志松,李夺,李岩,王楠,王义婧,何兴元

      2021,41(19):7763-7773, DOI: 10.5846/stxb202006101512

      Abstract:

      以两种常见园林观赏草:白穗狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘White’)和拂子茅(Calamagrostis epigeios)作为试验材料,利用开顶箱(OTCs)模拟法,研究了不同高浓度臭氧(O3,EO):80 nmol/mol(EO-80)、120 nmol/mol(EO-120)和160 nmol/mol(EO-160)下两种观赏草叶片逆境生理特征的变化规律。结果表明:(1)短期(7 d)内随O3浓度增加,白穗狼尾草叶绿素和类胡萝卜素含量较对照呈下降趋势,拂子茅较对照无显著变化。(2)在EO-120、EO-160下处理7 d时,两种观赏草叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(gs)较对照显著下降,且白穗狼尾草下降的幅度均大于拂子茅。(3)不同高浓度O3胁迫下,两种观赏草叶片丙二醛(MDA)含量较对照均有所升高,其中在EO-160下处理21 d时白穗狼尾草和拂子茅叶片MDA含量分别增加30.2%(P<0.05)和13.5%(P>0.05),表明在EO-160浓度胁迫下白穗狼尾草受到的膜脂过氧化伤害大于拂子茅。(4)在EO-120和EO-160下处理21 d时,白穗狼尾草叶片可溶性蛋白含量较对照分别显著下降24.2%和43.1%,而拂子茅较对照分别下降19.0%和22.9%(P<0.05)。(5)与对照组相比,高浓度O3下两种观赏草叶片的过氧化物酶(POD)活性随胁迫时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升后降。(6)综合以上生理特征比较及主成成分分析表明,佛子茅比白穗狼尾草更耐O3,前者在O3高污染地区可能会有更高的应用价值。

    • 苟芳珍,赵成章,杨俊仓,任杰,马俊逸,李子琴

      2021,41(19):7774-7784, DOI: 10.5846/stxb201909161918

      Abstract:

      地上生物量是反映湿地植物群落数量特征和生产能力的重要因子,内陆盐沼湿地植被地上生物量空间分布格局及其水盐响应机制,对湿地生态水文学研究具有重要的理论意义。采用湿地群落学调查和支持向量回归模型(SVR)相结合的方法,将苏干湖湿地划分为山洪区、泉水区等5个分区,研究了植被地上生物量的空间异质及其影响因素。结果表明:支持向量回归模型在内陆盐沼湿地植被地上生物量反演方面具有较高的拟合精度;苏干湖不同区域湿地植物群落地上生物量空间格局呈现出复杂的空间分异规律,对地下水埋深和土壤全盐量的响应也存在明显差异:河洪区的植被地上生物量随地下水埋深、土壤全盐量的增加呈先增大后减小的趋势,湖水区的植被地上生物量与地下水埋深呈显著正相关关系,而土壤全盐量则相反,山洪区的植被地上生物量随地下水埋深的增加呈先增大后减小的趋势,泉水区的植被地上生物量随地下水埋深的增加逐渐减小,台地区的植被地上生物量与地下水埋深和土壤全盐量均无显著相关性。苏干湖湿地不同等级植被地上生物量在空间上呈现出多斑块组成的镶嵌体结构形态,体现了湿地植物应对土壤水盐等环境因子变化的生态适应机制。

    • 赵一静,王晓利,侯西勇,张安定

      2021,41(19):7785-7795, DOI: 10.5846/stxb202011132937

      Abstract:

      农作物物候的变化会直接影响农作物的生长过程,进而影响其质量和产量。基于MODIS EVI遥感数据,提取2003-2019年山东省冬小麦种植区以及主要物候期(返青期、拔节期、抽穗期、成熟期)信息,并分析各物候期的时空变化特征。结果表明:2003-2019年山东省冬小麦返青期、拔节期、抽穗期、成熟期分别集中在一年中的第45-70天、第75-100天、第103-125天、第135-155天;4个物候期的空间分布均呈鲁南早于鲁北、内陆早于沿海的格局特征。区域尺度上,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期年际变化率分别为1.56 d/10a、0.65 d/10a、-0.54 d/10a、2.51 d/10a,变化趋势均不显著。像元尺度上,返青期与拔节期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域分别占总面积的1.65%、3.05%,这些区域主要分布于鲁东沿海地区和鲁南内陆地区;抽穗期变化以提前趋势为主,呈显著提前趋势的区域占总面积的6.56%,集中分布于菏泽东北部地区;成熟期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域占总面积的10.23%,多出现在滨州、德州以及济宁等地区。研究结果可为山东省农田和冬小麦管理以及农业生态保护等提供数据支持和科学参考。

    • 易扬,胡昕利,史明昌,康宏樟,王彬,张辰,刘春江

      2021,41(19):7796-7807, DOI: 10.5846/stxb202007251953

      Abstract:

      基于1999-2015年的MODIS NDVI时间序列遥感数据,应用趋势分析、变异系数、重标极差分析和偏相关分析等方法,分析了长江中游的植被时空变化特征及其与气象因子的关系。结果表明,长江中游地区NDVI均值总体上呈上升趋势(从0.72增加到0.80)。从空间分布来看,NDVI低值区域(0.1-0.5)占1.40%,高值区域(>0.7)占87.15%;NDVI空间格局呈"西高东低、北高南低"的分布特征,低值区域表现为以三省省会城市为中心向外辐射。Hurst指数显示,研究区大部分区域(60.54%)的NDVI变化趋势具有不确定性,持续性改善区域(34.78%)主要分布在西部山地区,持续性退化区域(3.26%)主要分布在人类活动频繁的较发达城市区域。在年际尺度上,研究区NDVI与各气象因子关系均不显著;月际尺度上,NDVI与降水、相对湿度和日照时数显著相关,降水和日照时数有明显的时滞性。区域内NDVI动态趋势以不确定性发展为主,城市群周边NDVI呈现持续退化的区域应该引起关注。

    • 徐高峰,申时才,张云,杨韶松,董立尧,张付斗,金桂梅

      2021,41(19):7808-7818, DOI: 10.5846/stxb202006171567

      Abstract:

      外来入侵植物小子虉草(Phalaris minor Retz.)是世界公认的冬季农田恶性杂草,掌握农作物对其替代控制作用具有重要的研究价值。前期研究表明,油菜是替代控制小子虉草的优良农作物,然而,目前尚不清楚油菜类型与品种对其控制能力的影响。为此选取与小子虉草同域发生的不同类型(白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜)油菜品种各3种,通过田间小区实验和室内化感作用测定,对比研究其对小子虉草的生长、繁殖、表型以及化感作用的影响。田间实验显示:竞争方式(种内或种间竞争)和油菜类型对小子虉草的地上生物量、种子数、株高、分枝数、叶面积和比叶面积存在极显著(P=0.0001)影响;而油菜品种对小子虉草的地上生物量(P=0.6064)、种子数(P=0.3577)、株高(P=0.4279)、分枝数(P=0.6357)、叶面积(P=0.8839)和比叶面积(P=0.3424)均无显著影响。3种类型油菜对小子虉草生长、繁殖以及表型的影响存在明显差异,其中芥菜型油菜对小子虉草的上述指标的影响最强,而白菜型油菜的影响最弱。室内生物测定显示,油菜对小子虉草具有化感抑制作用,当供试油菜叶片水提液浓度为0.1 g/mL时,小子虉草种子的萌发和幼苗的株高、根长、生物量均被显著抑制;研究也表明不同类型油菜对小子虉草的化感作用显著不同,同等条件下,芥菜型油菜对小子虉草的化感抑制作用最强。综上所述,油菜类型对外来入侵小子虉草的控制作用存在显著差异,其中芥菜型油菜对植物小子虉草的替代控制作用明显优于白菜型油菜和甘蓝型油菜,而其强的化感抑草特性或许是其强控草能力的原因之一。另外,本研究也为进一步利用油菜替代控制入侵植物小子虉草提供了参考。

    • 郑秋竹,张勇,赵鸿怡,崔媛,黄晓霞

      2021,41(19):7819-7829, DOI: 10.5846/stxb202005171253

      Abstract:

      明确植物群落退化阈值,进而划分草甸退化程度对指导高寒草甸退化修复有重要意义。为建立识别植物群落退化阈值的方法,并基于阈值划分草甸退化程度,于2018年在云南省香格里拉市选取受人类活动干扰严重的典型高寒草甸开展植物群落调查,然后在地理编码的基础上用Mann-Kendall突变检验识别植物群落的结构指标(物种丰富度,R;优良牧草综合优势度,PSDR)和功能指标(地上生物量,AGB)的突变点,这些突变点即植物群落结构指标和功能指标的变化阈值。据此划分高寒草甸植物群落的退化程度。结果表明:1)研究区内草甸植物群落R的变化阈值为10种、13种和17种;PSDR的变化阈值为0.25、0.30和0.39;植物群落AGB的变化阈值为31.98 g/m2和91.68 g/m2;2)研究区内高寒草甸植物群落退化等级可划分为"基本退化类型"和"过渡退化类型"两大类。其中,"基本退化类型"包括三类:I级退化,即13种≤ R<17种、0.30 ≤ PSDR<0.39、31.98 g/m2 ≤ AGB<91.68 g/m2;II级退化,即10种≤ R<13种、0.25 ≤ PSDR<0.30、31.98 g/m2 ≤ AGB<91.68 g/m2;III级退化,即R<10种、PSDR<0.25、AGB<31.98 g/m2;"过渡退化类型"为介于3个基本退化类型之间的类型,包括四类:1)I级正向过渡,即I级退化向健康草甸过渡阶段;2)I级反向过渡阶段,即I级退化向II级退化过渡阶段;3)II级反向过渡阶段,即II级退化向III级退化过渡阶段;4)III级正向过渡阶段,即III级退化向II级退化过渡阶段。本研究表明,可基于地理编码和突变分析识别高寒草甸植物群落结构和功能指标的退化阈值,进而客观、完整地划分高寒草甸植物群落的退化阶段,为其生态修复提供支撑。

    • 符强,王楠,肖曼,习靓靓,邵毅贞,贾宏汝,陈云,袁志良,叶永忠

      2021,41(19):7830-7837, DOI: 10.5846/stxb201912202746

      Abstract:

      为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm2(100 m×100 m)的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现:1)随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2)择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照(直接辐射、散射辐射)与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3)处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。

    • 罗丽莹,陈楠,王云龙,王光军

      2021,41(19):7838-7847, DOI: 10.5846/stxb201911282584

      Abstract:

      植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中(行道与植物园混交林)的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明:闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%-20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。

    • 徐胜男,王晓晴,张雪丽,夏雨桐,仇萱,张卓,周婵

      2021,41(19):7848-7857, DOI: 10.5846/stxb201910212207

      Abstract:

      基因型多样性作为遗传多样性的重要组成部分,不仅在群落水平,而且在种群水平均可以发挥重要生态作用。以羊草(Leymus chinensis)为研究对象,设置5种基因型多样性梯度试验控制小区,进行基因型多样性对羊草种群年龄结构的影响研究。结果表明:随基因型多样性梯度的逐步增加,2a分蘖株生物量和数量均显著增加(P<0.05);1-4龄级羊草根茎生物量、长度和干物质积累量多数呈极显著性增加的变化趋势(P<0.01)。在1、2、4、8和12种基因型多样性梯度时,分蘖株生物量及数量年龄结构均以1a或2a分蘖株所占比例为最高,年龄结构表现为增长型或稳定型;而羊草种群根茎生物量和长度也以2a根茎所占比例为最高,年龄结构表现为稳定型。随基因型多样性水平的增加,羊草种群分蘖株数量和生物量的年龄结构从增长型向稳定型过渡,但根茎长度和生物量的年龄结构均为稳定型。12基因型多样性水平的4龄级分蘖株和根茎的特征高于其他基因型多样性水平。因此,在不同基因型多样性水平羊草种群分蘖株和根茎具有增长型或稳定型的年龄结构,适当的基因型多样性数量显著促进了各龄级羊草分蘖株和根茎的生物量和数量特征的升高,但高度的基因型多样性水平会增加羊草种群中高龄级的分蘖株和根茎所占的比例,种群发展表现出衰退信号。

    • 王鑫,王长庭,胡雷,宋小艳

      2021,41(19):7858-7869, DOI: 10.5846/stxb201907051414

      Abstract:

      季节性雪被对植物的生长繁殖具有深刻影响。为阐明不同积雪梯度下钝苞雪莲各器官生物量、养分含量、繁殖分配及功能属性的变化规律,在青藏高原东缘红原县,通过人工堆积的方法开展积雪梯度(CK、S0、S1、S2、S3)控制实验,测量了不同积雪梯度下钝苞雪莲茎、叶、花苞的养分含量及繁殖分配等特征。结果表明:1)积雪变化没有显著改变钝苞雪莲的繁殖分配,但去除积雪(S0)显著降低了营养器官生物量。2)不同积雪处理下,个体大小与繁殖器官生物量均呈正线性关系(P<0.01)。3)茎部磷(P)含量随积雪量的增加显著升高(P<0.05);叶部P含量随积雪量的增加先上升后下降,即:S2 > S1 > CK > S3 > S0,且存在显著差异(P<0.05);各处理下植物的不同器官在养分上主要受氮(N)元素的限制。4)去除积雪(S0)降低了茎干重、株高、茎高、茎分配和单株花苞量,过度积雪(S3)则降低了株高、茎高和花苞长度,中度积雪(S1、S2)则分别降低了花苞长度与单株叶片数。由此可见,不同积雪量并未显著改变钝苞雪莲的繁殖分配,但却改变了其不同器官的功能属性与养分含量,使磷元素成为植物响应积雪变化较为敏感的指标。

    • 刘彬,安玉亭,薛丹丹,王立波,许鹏,鲁长虎

      2021,41(19):7870-7878, DOI: 10.5846/stxb202006141545

      Abstract:

      江苏盐城沿海具有广阔的平原与湿地滩涂,但缺少自然林地。经过多年的防风林建设,沿海海堤逐渐形成了特有的、南北走向的条带林生境,为迁徙鸟类提供了通道和停歇地,是研究鸟类迁徙规律的理想地点。柳莺属鸟类个体小,野外种类识别难,其迁徙规律缺乏深入研究。分别于2018年和2019年两个秋季,采用雾网法对盐城沿海海堤林带柳莺属鸟类的迁徙规律进行研究。结果表明:两个秋季共捕获柳莺属鸟类8种608只,其中极北柳莺(Phylloscopus borealis)、冕柳莺(P. coronatus)、淡脚柳莺(P. tenellipes)和黄眉柳莺(P. inornatus)的捕获数量分别为245只、131只、107只和94只,占捕获总数量的95%,是秋季迁徙期的优势种。对优势种柳莺日捕获率进行比较:2019年极北柳莺的日捕获率显著高于淡脚柳莺和黄眉柳莺(U test,P<0.05)。对捕获数量随时间变化进行分析,4种柳莺都以集中在短时间内快速通过的迁徙策略穿越盐城沿海海堤林带,符合秋季小型雀形目鸟类迁徙采取时间最小化假说。不同种类的柳莺在通过盐城沿海海堤林带的时间顺序上存在显著差异(K-W test,P<0.05),2018年和2019年均以黄眉柳莺通过最晚。随着时间的推移,四种柳莺的脂肪度都逐渐下降。繁殖地纬度的差异可能是导致4种柳莺通过盐城沿海海堤林带时间差异的原因。盐城沿海海堤林带为柳莺属等雀形目小型鸟类的迁徙提供了非常理想的迁徙通道,应当加强海堤林带在鸟类迁徙和保护中的作用研究。

    • 学术信息与动态
    • 严陶韬,薛建辉

      2021,41(19):7879-7892, DOI: 10.5846/stxb202003300750

      Abstract:

      生物多样性是人类赖以生存的重要物质基础,中国在生物多样性研究领域做了大量的工作,发表了众多有价值的学术论文。通过文献计量方法,对2009-2018年中国生物多样性研究领域WOS(Web of Science)和CNKI(中国知网)数据库收录论文的数量及被引情况、载文期刊分布等进行统计;并借助CiteSpace文献可视化软件,分析论文的作者合作、合作机构、国家(地区)合作和研究热点等。结果表明:2009-2018年间,中国生物多样性研究领域共发表论文17035篇,其中CNKI收录文献13365篇,WOS收录文献3670篇;年度发文总量以及WOS年度发文量总体呈上升趋势;CNKI文献被引频次最高的论文是于2009年发表在《生物多样性》上的"植物群落清查的主要内容、方法和技术规范",WOS文献被引频次最高的论文是于2011年发表在Global Change Biology上的"TRY-a global database of plant traits";朴世龙教授、骆亦其教授和唐志尧教授等是基于WOS文献的生物多样性研究领域核心作者,王得祥教授、马克平研究员和张文辉教授等基于CNKI文献的生物多样性研究领域主要作者;WOS文献与CNKI文献发文量最多的机构均为中国科学院所属相关科研院所;与中国合作的国家或地区共有106个,包括美国、英国、澳大利亚等;《生态学报》和Global Change Biology分别是该领域中文和外文文献的重要期刊载体;基于WOS文献的研究热点为气候、土壤等环境因子变化对物种多样性的影响研究以及基于微卫星分子标记技术的物种遗传多样性研究,基于CNKI文献的研究热点为环境因子与群落结构的关系研究。上述研究结果从收录论文的角度,定量、客观、科学地描述了2009-2018年中国生物多样性研究状况及研究热点,以期促进中国生物多样性的深入研究,并为相关领域学者凝练研究动向和科学问题等提供参考信息。

    • 张丽佳,周妍

      2021,41(19):7893-7899, DOI: 10.5846/stxb202107061808

      Abstract:

      生态文明是人类文明发展的一个新的阶段,即工业文明之后的文明形态,是中国在新发展阶段辩证反思人与自然关系的理论创举,生态产品价值实现是对生态文明理念的呼应,其路径的探索是生态文明理念落地的关键。2021年《关于建立健全生态产品价值实现机制的意见》的出台推动了生态产品价值实现有关理论与实践研究,提出建立生态产品调查监测机制、价值评价机制、经营开发机制、补偿机制、价值实现保障机制和价值实现推进机制。目前,生态产品价值实现的实践探索初具规模,但是学界关于生态产品的概念界定尚未达成共识,相应的学理基础研究相对迟滞,生态产品价值实现的模式与路径还不清晰。从界定生态产品概念、加强学理基础研究出发,梳理了政府主导、市场主导、通过制度设计促进全社会参与生态产品价值实现的实践探索及存在问题与障碍。政府主导面临财政资金缺口大、财政资金利用效率不高、"公地悲剧"愈演愈烈等经济、社会风险;市场主导面临法律法规或强制性政策缺位、市场活跃度不高、市场建立与交易规则不明确或市场监管失灵等问题;社会参与面临法规政策或制度设计不完善、吸引市场主体参与的激励措施不够、政府与市场合力发挥不够或资金使用效率低等问题。在此基础上,提出了持续深化落实自然资源产权制度改革、将用途管制制度拓展到整个国土空间、科学开展生态保护修复和利用基于自然的解决方案技术、工具保障优质生态产品供给、深入开展生态产品价值实现理论研究和价值核算研究等建议。研究为促进生态产品价值实现理论、实践发展和助推相关标准体系构建提供参考。

    • 封底
    • 2021,41(19):7900-7900, DOI:

      Abstract:

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      研究论文
    • 孙旭, 李宗善, 杨文惠, 焦磊, 周伟奇, 王效科, 张咏, 王傲雪

      DOI: 10.5846/stxb202108192297

      Abstract:

      探究不同时间尺度蒸腾与环境因子的关系并明确其主控因子,对于理解蒸腾对环境响应规律和驱动机制具有重要的理论意义。本文以北京蟒山国家森林公园的油松为例,开展树干液流及气象指标、土壤温湿度等环境因子的长期定位观测,并分析不同时间尺度油松液流速率与环境因子的关系。研究结果表明,在日尺度上,土壤温度、大气相对湿度、土壤湿度与液流速率呈极显著正相关,这三个因子对液流速率变化的贡献量分别占28.3%、11.7%和10.1%;在月尺度上,土壤温度对液流速率的影响最大,贡献量占比49.7%,土壤湿度和相对湿度的贡献量分别为7.3%和6.4%;在年尺度上,相对湿度对液流速率的年际变化的贡献量高达93.3%,是关键控制因子。随着时间尺度的扩展,环境因子对油松液流速率的控制作用逐渐增强。本研究的结果可以为植物蒸腾的时间尺度转换、未来变化背景下植物蒸腾耗水特征的预测提供理论依据。

    • 李港, 陈诚, 姚斯洋, 何梦男, 阚加力, 栾澔, 陈求稳

      DOI: 10.5846/stxb202011222997

      Abstract:

      城市河流作为人类活动和自然过程相互作用强烈的区域,承受着人类资源开发利用和污染物排放的压力,但近些年来随着对河流健康的重视,针对城市河流实施了大量的生态治理措施。综合考虑两方面因素对河流健康状态的影响,进行河流健康状态的评价,对于城市河流的修复效果检验和管理保护具有重要意义。本研究以南京市鼓楼区典型城市河流西北护城河为研究区,根据河流周边土地利用类型、物理形态差异及城市管网分布将其划分为6个河段,考虑人类修复措施对河流健康水平的影响,构建了基于压力-状态-响应(PSR, Pressure-State-Response)模型的城市河流健康评价指标体系,采用物元可拓模型确定了河段健康等级,并根据各等级综合关联度之间的距离判断河流健康水平的发展趋势。结果表明:压力、状态以及响应准则层的权重分别为0.458、0.311、0.231,压力指标为影响城市河流健康水平的主要因素;西北护城河6个河段的健康水平表现出较强的空间异质性,河段A~F的健康等级分别为中等、健康、亚健康、中等、亚病态和病态,流经公园绿地的河段健康水平明显高于流经居民住宅区的河段,河段B、C、D的健康水平有进一步提升的趋势,而河段A、E、F的健康状态则有进一步恶化的趋势,需要进行重点关注。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 朱淑娴, 李丽, 邢 璐, 吴巩胜, 国洪艳, 王 翔, 包广静

      DOI: 10.5846/stxb202102100427

      Abstract:

      在社会经济发展与生态环境发展逐渐失调的背景下,滇金丝猴作为中国特有的珍稀濒危物种,其生境质量的研究是平衡经济发展与物种保护的重要基础。本文选取滇西北地区2572个自然村的社会经济数据和344个样地运用GIS空间分析法的主成分分析和InVEST模型,研究滇西北地自然村发展对滇金丝猴分布区生境质量的影响,结果如下:(1)划定7个等级自然村(等级I、II、III、IV、V、VI和VII),自然村等级越高表示自然村发展得越好,研究区南部自然村发展优于北部;(2)研究区北部的生境质量比南部高,北部自然村对滇金丝猴生境质量的影响比南部的自然村小;北部的生境稀缺性比南部高,生态稳定性差,需要制定优先保护策略;(3)猴群分布区内存留12个自然村,自然村发展对第3、6和14猴群(C3、C6和C14)的生境质量影响大,生境质量比较低;猴群C1、C12和C13分布区内的生境稀缺性较高,生境脆弱,需要优先加强规划;划定滇金丝猴优质生境、中等生境和低质生境区域,占比分别为26.85%、20.44%和52.71%。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 占玉芳*, 马力, 滕玉风, 钱万建, 鲁延芳

      DOI: 10.5846/stxb202001170140

      Abstract:

      土壤种子库作为地上植被更新的重要的种源储备库,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。本文以河西走廊不同区域沙漠人工植被为研究对象,研究了土壤种子库物种组成、时空分布和数量变化特征。结果表明:河西走廊沙漠人工林土壤种子库共出现27种植物,分属8科22属,以藜科植物最多,生活型以草本植物种子比例最高,占到90.6%—95.06%;土壤种子库密度介于19.29粒/m2—858.57粒/m2之间,从东到西呈水平地带性分布,土壤种子库分布主要集中在0—2cm土层中,不同样地土壤种子库密度均呈明显的垂直分布,在0—10cm 土层内,随着土层深度增加,种子库密度先减小后增大;土壤种子库多样性(Simpson指数)在河西走廊东段沙漠人工植被区最高,在0.671—0.812之间,河西走廊中段沙漠人工植被区为0.417—0.809之间,河西走廊西段沙漠人工植被区为0.256—0.707之间,从东到西呈下降趋势,Shannon-Wiener指数、Margalett丰富度指数、Peilow 均匀度指数也表现出相同的趋势,说明由于生境的植被的异质性程度高,使土壤种子库之间的差异性显著;河西走廊沙漠人工植被区的土壤种子库和地上植被的相似性系数均在0.45以下,为中等不相似水平,说明在组成上差异显著;土壤种子库以一年生、多年生草本为主,也有少量灌木种子,表明土壤种子库对灌木层更新和演替影响较小。该研究证明了土壤种子库中的大量种子,是地上植被自然恢复的重要物质基础,并对了解沙漠人工植被区植被自然恢复特点具有重要的贡献。

    • 研究论文
    • 俞月凤, 何铁光, 曾成城, 宋同清, 彭晚霞, 韦彩会, 苏利荣, 张野, 范适

      DOI: 10.5846/stxb202007031730

      Abstract:

      为摸清喀斯特植被退化对群落各组分C、N、P生态化学计量特征及内稳态特征影响,为喀斯特退化生态系统植被恢复与重建提供科学依据,以桂西北喀斯特地区5种退化程度植被群落为研究对象,测定了不同退化程度植被群落植物叶片、凋落物、土壤和微生物生物量的C、N、P含量,分析其化学计量比特征、相互关系及植物内稳性特征。结果表明:(1)随着退化程度加剧,叶片C、N、P含量、N:P和凋落物N:P、微生物量C显著下降,而叶片C:N、C:P则显著增加,且植物叶片N:P< 14;随退化程度加剧,凋落物N、P含量、土壤C、N、P含量、微生物量N、P呈先略有增后显著降低的趋势,且不同退化程度群落土壤N:P和微生物量C:N无显著差异。(2)叶片N、P含量与土壤N、P含量,叶片C:P与土壤C:N、C:P、N:P,叶片N:P与凋落物N、N:P,叶片C、N、P含量与微生物量C呈显著或极显著正相关关系;叶片C:N与土壤C、N,叶片C:P与土壤N、P,叶片N:P与土壤P呈显著或极显著负相关关系。(3)喀斯特地区植物叶片N、P元素的内稳性指数H平均值分别为2.74和2.31,属于弱稳态型,叶片N:P的H值为5.14,为稳态型,相对于N、P元素,元素计量比N:P具有更高的内稳性。喀斯特地区群落退化引起系统C、N、P含量、化学计量特征及其相互关系发生明显改变,植物N:P呈现一定的内稳性,说明其对喀斯特退化生态系统有较好的适应性;但退化导致叶片N:P下降植物生长受N限制作用不断增强,因此在桂西北喀斯特地区植被恢复过程中要注重N的供应。

    • 于颖超, 张心昱, 戴晓琴, 吕斯丹, 杨 洋, 史丽娟

      DOI: 10.5846/stxb202006171568

      Abstract:

      土壤剖面中20cm 以下土壤有机碳(SOC)储量占土壤剖面总SOC储量50%左右,由于土壤微生物残体碳(MRC)是稳定土壤碳库的重要来源,因此研究土壤剖面中MRC对SOC的贡献对于评估土壤碳储量具有重要意义。然而,目前关于MRC含量及其对SOC贡献的研究多数集中在土壤表层,在土壤剖面和母质中尚不清楚。本研究选取江西省千烟洲亚热带典型森林红壤剖面,通过氨基糖与磷脂脂肪酸(PLFA)微生物标志物分析方法,分析红壤剖面和母质中MRC的影响机制及其对SOC贡献的分布特征。研究结果表明:(1)MRC含量随着土壤剖面深度增加而显著降低(P<0.05),在整个土壤剖面中,细菌MRC对SOC贡献为6%—12%,真菌MRC对SOC贡献为12%—36%,MRC对SOC贡献为18%—46%。在本研究中,从土壤表层至母质,真菌MRC对SOC贡献高于细菌MRC。(2)结构方程模型结果表明,在土壤剖面中,MRC含量主要受到微生物-PLFA含量、容重和溶解态有机碳含量的影响。本研究量化了红壤剖面中MRC对SOC的贡献,表明在20cm以下土壤及母质中,微生物残体碳对红壤地区生态系统碳库具有重要贡献。

    • 叶国辉, 楚彬, 胡桂馨, 张飞宇, 华铣泽, 周富斐, 牛钰杰, 唐庄生, 花立民

      DOI: 10.5846/stxb202006021422

      Abstract:

      为明晰高原鼢鼠干扰对大型土壤动物类群分布和功能群特征影响,本研究选取祁连山东段高原鼢鼠典型分布高寒草甸,依据鼠丘密度将研究区划分4个干扰梯度,调查各干扰区植物、土壤理化性状和大型土壤动物功能群组成。采用冗余分析方法探讨植物土壤因子对土壤动物功能群组成和分布的影响。结果表明:研究区植食性土壤动物为优势功能群,极重度干扰区植食性功能群丰富度和Shannon多样性指数显著高于中度和重度干扰区(P<0.05);高原鼢鼠干扰对高寒草甸土壤动物群落稳定和相似性影响较小;冗余分析表明土壤温度、紧实度、全氮和全钾以及莎草科生物量和植物物种均匀度均显著影响高寒草甸土壤动物功能群的空间分布(P<0.05),其中土壤温度对土壤动物功能群分布影响最为显著。

    • 杨任翔, 邱凡, 郑佳舜, 赵子贵, 罗骆, 李桂芳

      DOI: 10.5846/stxb202101140149

      Abstract:

      为探究南方高强度、高频次降雨下赤红壤区坡耕地土壤侵蚀及氮磷养分流失的特征,本文基于野外径流小区原位观测试验,通过测定自然降雨下赤红壤植蔗坡地坡面径流和溶解态氮磷流失量,探讨自然降雨下甘蔗种植对赤红壤坡面径流及溶解态氮磷流失的影响。结果表明:(1)2019年和2020年,径流量分别为1 111.3 m3/ hm2和3 269.4 m3/ hm2,硝态氮(NO3--N)流失量分别为1.39 kg/ hm2和15.60 kg/ hm2,铵态氮(NH4+-N)流失量分别为0.37 kg/ hm2和1.02 kg/ hm2,可溶性磷(DP)流失量分别为0.20 kg/ hm2和0.27 kg/ hm2。2019年和2020年植蔗坡地径流及溶解态氮磷流失量均集中在6月份,占流失总量的45%以上,硝态氮(NO3--N)是径流氮素流失的主要形式,占79%以上。此外,2019年和2020年5月至8月,侵蚀性降雨场次分别为18次和23次,侵蚀性降雨量分别为407.8 mm和668.0 mm。(2)不同侵蚀性降雨条件下,植蔗坡地溶解态氮磷流失量及其浓度波动较大,甘蔗生长前期(5—6月)溶解态氮磷流失量及其浓度呈上升趋势,而生长后期(7—8月)则呈波动下降趋势。2019年和2020年观测期侵蚀性降雨的年内分布存在明显差异,均集中在6月份,占35%以上。(3)坡面径流量与降雨量和最大30 min降雨强度(I30)呈极显著的正相关关系,同时坡面径流量与径流中硝态氮、铵态氮及可溶性磷流失量均呈极显著正相关关系。研究结果有助于明晰南方赤红壤区蔗区坡面土壤侵蚀及养分流失特征。

    • 吴雁南, 郑英茂, 王莹, 韦博良, 吴初平, 沈爱华, 陆小康, 郑方东, 余著成, 倪健, 于明坚

      DOI: 10.5846/stxb202101200211

      Abstract:

      森林群落物种多样性格局和动态一直是生态学的研究热点,人工林弃管后演替进程中物种多样性变化也很值得研究。杉木(Cunninghamia lanceolata)作为我国南方林区人工栽培最广、经济价值最高的用材树种之一,其人工林分布面积很大,通常群落结构简单、物种多样性低,然而群落中杉木数量如何影响植物物种多样性,迄今缺乏研究。本研究在浙江省自然保护区中,选择不同疏伐强度和弃管时间的杉木人工林,建立了的6个1 hm2长期动态监测样地,在10 m×10 m、20 m×20 m、50 m×50 m和100 m×100 m尺度下,探究群落物种多样性(物种丰富度、Simpson 指数、Shannon-Wiener 指数和Pielou 均匀度指数)的变化规律,分析杉木数量(多度和相对多度)对物种多样性的影响。结果显示:弃管前对杉木林的疏伐强度越高,演替恢复后的群落物种多样性越高。相同疏伐程度下,物种多样性随演替时间的延长有先升高后降低的趋势。取样尺度小于100 m×100 m时,杉木数量与物种多样性呈极显著负相关;100 m×100 m尺度下仅杉木相对多度与3种多样性指数呈显著负相关,杉木多度与各物种多样性均无显著相关性。群落中杉木相对多度在30%以内时,通常拥有较高的物种多样性。

    • 学术信息与动态
    • 吴胜男, 王继龙, 刘婷婷, 袁兴中, 孔维苇, 刘欢, 王晓锋

      DOI: 10.5846/stxb202007311996

      Abstract:

      由于人类活动、气候变化等影响,全球湿地退化不断加剧,关于湿地恢复的相关研究也越来越多,但缺乏系统的文献梳理,对研究领域的热点演变特征及发展趋势认识不足。本文基于文献计量学软件CiteSpace.5.5R2及CNKI和WOS核心数据库检索的文献数据,对湿地恢复领域的发文量、作者群、发文机构、文献共被引、高频关键词及突现等进行可视化分析。结果表明:1)国内外关于湿地恢复研究的发文量总体上均呈现增长趋势,2008年之后发文量均显著提升,国内研究较国外晚了近10年,但发展迅速,国际影响力提升较快;2)国外主要研究机构包括United States Geological Survey、Louisiana State University、University Florida、University Wisconsin等,均为美国机构,形成了以William JM-John WD、Zedler JB、Jos TA Verhoeven-Leon P M Lamers、Jeffrey WM等核心研究团队;国内以中科院、北师大、中国林科院为主,形成了崔保山-白军红、吕宪国-姜明-佟守正-薛振山、杨薇-孙涛、李伟-崔丽娟-张曼胤、欧阳志云-郑华-王效科、张平究等研究团队;国内外湿地恢复研究团队及机构间联系虽较为紧密,但仍待进一步加强;3)研究期间,湿地恢复领域的发展经历了以水环境治理为目的的初期探索阶段、以系统性和功能性恢复为主的湿地恢复过程与评价研究阶段、应对人类活动与气候变化为主的湿地保护与修复阶段,近十年湿地恢复理论体系不断完善,研究主题更聚焦;4)国外湿地恢复研究的核心内容包括水文与水环境恢复、植被恢复与植物群落演替、人工湿地对水污染治理、生态系统管理与评价、生物多样性恢复等,不同阶段研究的热点不同,近十年来气候变化对滨海湿地的影响及恢复措施研究是主要的研究热点。国内湿地恢复研究主要内容与国外基本一致,研究者在东北平原、三江源、黄河三角洲等典型区域开展了大量理论与技术探索;近年来气候变化下滨海湿地的退化机制及生态响应也成为国内研究的热点;5)与国际湿地恢复研究相比,国内湿地恢复研究应从长期湿地恢复过程监测、植物群落演替及调控、水文调控及模型预测、湿地生态系统管理等方面进一步给予更多关注,尽快完善适应我国地理环境特征的湿地恢复研究的理论框架。湿地恢复研究目前仍处于快速发展期,研究广度和深度不断增强,未来长时间内,气候变化和人类活动双重干扰下湿地恢复、保护、过程监测等仍是湿地科学的关注热点。

    • 研究论文
    • 魏雪, 李雨, 吴鹏飞

      DOI: 10.5846/stxb202101150166

      Abstract:

      为缓解草蓄矛盾,青藏高原人工草地得到快速发展。土壤线虫对环境变化敏感,是草地生态系统的重要组成部分。然而,不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响尚不明确。2016年7月,对多年生禾本科(垂穗披碱草Elymus nutans Griseb.、老芒麦Elymus sibiricus L.、早熟禾Poa annua L.和羊茅Festuca ovina L.)、一年生禾本科燕麦Avena sativa L.和多年生豆科紫花苜蓿Medicago sativa L.等6种单播牧草人工草地(建植期4年)和天然草地(对照)的土壤线虫群落进行了调查。结果表明:(1)土壤线虫隶属于2纲8目32科58属,平均密度为1754个/100 g干土;紫花苜蓿样地的线虫密度最低,为949个/100 g干土;燕麦样地最高,为3267个/100 g干土;(2)与天然草地相比,燕麦样地的线虫群落总密度、多样性以及植食性和杂食-捕食性线虫密度显著增加,而其他人工草地的线虫群落密度、多样性以及植食性、食真菌和食细菌线虫密度均无显著变化;(3)土壤线虫总密度以及各营养类群密度在不同人工草地间差异显著,且均在燕麦样地最高;(4)建植人工草地改变了土壤线虫的群落组成,冗余分析(RDA)表明土壤全钾、碳氮比、全磷和有效钾是影响线虫群落组成的重要因子。研究表明青藏高原建植人工草地通过改变植物群落和土壤理化性质对土壤线虫群落产生影响,其中种植燕麦短期内可显著提高土壤线虫群落的密度和多样性。青藏高原生态环境脆弱,在大面积建植人工草地前应对地下生态过程进一步深入研究。

    • 专论与综述
    • 王亚, 冯发运, 葛静, 李勇, 余向阳

      DOI: 10.5846/stxb202101030011

      Abstract:

      生物修复是一种经济环保的土壤修复技术。根系分泌物是利用生物修复污染土壤过程中的关键物质,也是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫中扮演重要角色。研究植物根系分泌物对土壤污染修复的作用和影响机理,是深入理解植物和微生物环境适应机制的重要途径,对促进生物修复污染土壤有重要指导意义。本文从污染物胁迫对根系分泌物的影响、根系分泌物对土壤污染物环境行为的影响、根系分泌物在调控污染土壤中根际微生物群落结构和多样性中发挥的作用等几个方面综述了根系分泌物对土壤污染修复的影响及内在机制。研究结果表明,根系分泌物在降低重金属对植物的毒性、加速有机污染物降解等方面有非常重要的作用。根系分泌物对土壤微生物的丰度和多样性均有显著影响,其与根际微生物互作在土壤污染物的消减中发挥了重要的调控作用。在此基础上,提出了以往研究中的不足,并对污染物胁迫下根系分泌物未来研究的方向和趋势进行了展望。

    • 研究论文
    • 陶宝先, 王晶东, 陈庆海, 马澍, 袁海燕, 陈永金, 王浩

      DOI: 10.5846/stxb202101050034

      Abstract:

      大气氮沉降增加能改变土壤养分可利用性,影响滨海湿地植物的养分再吸收。目前研究多关注氮沉降量对养分再吸收过程的影响,且研究集中于叶片,鲜有研究区分不同形态氮素对植物不同器官养分再吸收过程的影响。通过两年的野外控制实验,研究硝态氮、铵态氮添加对黄河三角洲滨海湿地芦苇(Phragmites australis)叶、茎养分再吸收效率的影响。结果表明:两类氮添加均显著增加叶、茎的氮、磷含量(P<0.001),增幅达32.74%—43.22%(氮)、30.91%—36.51%(磷)。叶片氮的再吸收效率为54.14%—67.66%,茎氮的再吸收效率为50.60%—62.85%。叶片磷的再吸收效率为56.80%—70.38%,茎磷的再吸收效率为77.43%—84.95%。两类氮添加均显著降低氮、磷的再吸收效率(P<0.001),但两类氮添加处理下的养分再吸收效率无差异。叶、茎氮的再吸收效率无差异,但茎磷的再吸收效率明显高于叶(P<0.01)。总之,氮添加降低芦苇对氮、磷的再吸收效率,且茎对养分的再吸收也具有不可忽略的贡献。

    • 任月恒, 朱彦鹏, 付梦娣, 闻丞, 张明海, 于胜祥, 江建平, 李俊生

      DOI: 10.5846/stxb202101190203

      Abstract:

      黄河流域具有重要的生物多样性保护意义,通过研究珍稀濒危物种分布热点区可为生物多样性保护提供依据。选取70种濒危维管植物和陆生脊椎动物,综合多来源的分布数据,运用物种分布模型Maxent模拟物种分布区,结合自然地理区划,计算保护价值,进行热点区分析,并结合国家级自然保护区和国家公园体制试点区的分布情况进行空缺分析。研究结果显示,黄河流域濒危物种分布主要呈现出南高北低、集中于山地的特征,热点区包括秦岭区域、太行山区域、子午岭-六盘山区域、陇中高原至松潘高原、祁连山、贺兰山和沿黄湿地等。在区分自然地理区后,现有的国家级自然保护区和国家公园体制试点区覆盖了热点区面积的13.89%,保护空缺主要出现于子午岭南部、六盘山南部、松潘高原南部和拉脊山等。建议在推进黄河流域生态保护和高质量发展中将濒危物种热点区考虑在内,对黄河流域自然保护地体系进行优化,并针对黄河流域的三个自然地理分区提出了相应的保护建议。此外,本研究发现,在进行热点区分析时,考虑自然地理区域划分,并综合多类群叠加和单一生物类群的分析结果进行统筹考虑,可能会更好满足生物多样性就地保护需求。

    • 牛晓楠, 倪欢, 陈国光, 张定源, 张景, 张洁, 吴佳瑜

      DOI: 10.5846/stxb202012153187

      Abstract:

      生态保护重要性是表征区域生态系统结构和功能重要性程度的综合指标,确定生态保护空间范围是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。在明确福建省生态本底和关键生态问题的基础上,综合分析生态服务功能重要性和生态敏感性,构建福建省生态保护重要性评价指标体系,识别具有重要保护意义的生态极重要地区,能够为优化生态保护策略、划定生态红线和主体功能区划提供技术支持。研究结果表明,福建省生态保护极重要区占福建省陆地总面积的38.94%,生态重要性空间格局基本沿福建省闽西大山带、闽中大山带与海岸带分布,其中生态服务功能极重要区面积为3.96万km2,以生物多样性维护功能和水源涵养功能为主;生态极敏感性区域面积占福建省陆地总面积的9.71%,水土流失是主要的生态问题,占福建省陆地总面积的8.93%,土地沙化极敏感区域集中在海岸带附近,与海岸侵蚀极敏感区空间范围基本一致。研究建议,生态保护极重要区作为划定生态红线和重点生态功能区的依据,支撑福建省开展有针对性的生态保护,保障和维护生态安全。

    • 典型高寒生态系统演变规律及机制
    • 宁 瑶, 刘雅莉, 杜剑卿, 杨雅茜, 王艳芬

      DOI: 10.5846/stxb202012293308

      Abstract:

      作为我国重要的生态屏障和经济带,黄河流域生态保护和高质量发展是我国的重大战略需求。目前,黄河流域水资源利用效率较低、水资源配置不甚合理等问题,阻碍了流域整体的可持续发展。以黄河流域上、中、下游九个省份作为研究对象,引入目标间均衡度这一新的评估方法,通过分析上中下游在可持续发展目标达成状况、发展路径、对黄河水资源的依赖程度和工农业用水效率等方面的差异,探讨了基于水资源优化利用的协同发展策略。研究结果表明:(1)2000—2015年间,黄河九省的可持续发展指数都有了显著提高,在不考虑各可持续发展目标间的均衡度时,中下游地区的可持续发展状况显著优于上游地区,考虑均衡度后则未发现显著差异;(2)忽略均衡度对评估结果带来的偏差也体现在省级层面上,如宁夏和山西在不考虑均衡度时都被认为取得了良好的发展,但实际上两者的发展主要体现在少部分目标上,和环境保护相关的部分目标反而出现了退步(如SDG 15等),这说明不考虑均衡度可能会高估可持续发展目标达成度;(3)黄河流域上中下游均有对黄河水资源较为依赖的省份,这些省份间工农业用水量和用水效率等存在较大差异,总体来看,上游地区用水效率较低,中下游地区用水效率较高;(4)取水量与17个可持续发展目标间的关系在上中下游有所差异,在上游地区取水量同多数目标无关或呈负相关关系,说明限制上游地区可持续发展的因素不是水资源,而在中下游地区取水量的增加则能够促进一些同经济和社会发展相关的目标。本研究指出,可以通过加强上、中、下游间的合作,优化产业结构和水资源配置,提高流域整体的水资源利用效率,促进流域生态环境保护,最终实现全流域的可持续发展。

    • 研究论文
    • 马昀, 孟晨, 岳健敏, 宋乃平, 谢莉, 杜灵通

      DOI: 10.5846/stxb202008042034

      Abstract:

      土壤优先流作为土壤中常见的水分流动方式,会造成土壤水分流失、地下水污染及坡面土体稳定性降低等问题,以位于宁夏盐池县的典型荒漠草原为研究区域,通过土壤水分入渗染色法、CT扫描法、图像处理技术相结合的分析方式,选取人工营造9、14、24、35年的柠条灌丛林地,以空白草地作为对照,探究不同恢复年限人工柠条林土壤优先流特征及其与土壤大孔隙与根系的关系。结果表明:(1)不同林龄柠条林地土壤优先流特征及大孔隙度具有显著差异,表现为随着种植年份的增加,土壤大孔隙度逐渐升高,土壤入渗染色深度随之加深,同时染色面积比随着柠条林林龄的增加而增大。(2)土壤基质流深度表现为随着种植年份的增加而增大,人工柠条林地的土壤优先流程度显著高于草地。(3)随着人工柠条林龄的增加,土壤根系数量增加,而灌丛生长发育过程中的根系活动使得灌丛林地土壤具有更多迂曲度低、连通性强的大孔隙,这些大孔隙是导致土壤水分优先迁移的主要因素。因此,植物根系和土壤大孔隙变化是影响荒漠草原人工柠条恢复过程中土壤水分分布的关键因素,合理配置人工林以改善根系及土壤结构特征,或可有效提高荒漠草原地区的土壤水分利用效率。

    • 吕同汝, 蒋勇军, 吴泽, 茆杨, 邱菊, 吴超

      DOI: 10.5846/stxb202101020006

      Abstract:

      植物蒸腾是水循环的重要组成部分,为了解亚热带岩溶区树木的蒸腾耗水情况,探究气候和水文地质条件对植物蒸腾的影响,运用Granier热耗散探针技术,对亚热带岩溶区次生林内的常绿树种女贞(Ligustrum lucidum)和落叶树种刺槐(Robinia pseudoacacia)的树干液流进行了连续监测,并同步监测了气象因子及土壤含水率(SMC),探讨在不同时间尺度下两种生活型树种的蒸腾特征及其对环境因子的响应。结果表明:(1)在季节尺度下,影响两树种整树蒸腾量(ET)的主要因子为太阳辐射强度(Rs)、气温(T)和水汽压亏缺(VPD);女贞蒸腾量(ETL)表现为夏季(1.29 kg/h)>春季(0.57 kg/h)>冬季(0.15 kg/h)>秋季(0.13 kg/h),刺槐蒸腾量(ETR)表现为夏季(0.90 kg/h)>春季(0.31 kg/h)>秋季(0.16 kg/h)>冬季(0.04 kg/h)。(2)在日尺度下,晴天两树种ET呈现出明显的单峰日变化,且主要影响因子均为T、VPD和Rs;但由于常绿和落叶树种的生理特征差异,降雨时ETL受到抑制,而ETR则显著提升。(3)从昼夜层面来看,两树种夜间蒸腾量不足日蒸腾总量的35%。在夜雨现象和树木生理特征的影响下,秋冬季夜间蒸腾量占比明显高于春夏季,刺槐的平均夜间蒸腾量及其占比(1.56 kg,24.1%)高于女贞(1.08 kg,13.9%)。

    • 刘朋虎, 陈华, 李波, 王义祥, 翁伯琦

      DOI: 10.5846/stxb202005121192

      Abstract:

      利用外源镉添加的袋栽试验,系统研究了镉对姬松茸J37和J1两菌株农艺性状、子实体产量、氨基酸和镉含量的影响,以求为低富集镉的姬松茸品种选育和安全栽培提供科学依据。结果表明,外源镉添加对姬松茸J37和J1品种子实体的农艺性状的影响各异,两菌株单个子实体重量、子实体高度、菌盖直径、菌盖厚度和菌柄直径等均与外源镉浓度具有显著的负相关性,其中子实体重量与外源镉浓度间的相关性最大;15 mg/kg镉水平是两菌株农艺性状发生显著变化的敏感点。不同镉水平下J37菌株单个子实体重量比J1菌株高10.9%~36.6%,表现为较强镉耐受性。姬松茸J37与J1菌株子实体产量、氨基酸和镉含量均随着潮次的增加而降低,子实体产量和氨基酸含量随着外源镉水平增加而降低,而镉含量随外源镉水平增加而增加。与外源镉0mg/kg处理相比,当外源镉水平达15 mg/kg时,J1和J37子实体总产量分别下降23.4%和13.4%以上,J1和J37子实体镉含量分别提高51.5%、13.7%以上,且J1子实体镉含量已达到食品卫生标准的临界值。当外源镉水平达到35 mg/kg时,J1和J37子实体产量分别下降45%、32%以上,J1和J37子实体镉含量分别提高75%和68%以上;在0、15和35mg/kg镉水平下,J37菌株四潮子实体氨基酸含量平均比J1菌株提高了20.1%、16.6%和16.1%,且两菌株间的差异均达到显著性水平(P<0.05)。随着姬松茸收获潮次的增加,J1和J37菌株子实体氨基酸含量总体呈逐渐降低的趋势,但潮次间的差异不显著。试验结果显示,姬松茸品种J37比J1相对耐受镉胁迫,但培养料中镉含量应控制在15 mg/kg以下,才有助于保障子实体产品符合食品卫生标准。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 刘桂芳, 关瑞敏, 夏梦琳, 卢鹤立, 徐明, 郑辉

      DOI: 10.5846/stxb202003290735

      Abstract:

      减少发展中国家因森林砍伐与森林退化导致的碳排放即REDD,不仅能减少因森林砍伐和森林退化造成的碳排放,而且还可以带来其它生态效益,如减缓森林破碎化、保护生物多样性和增强水土保持功能等。本研究以中国的西双版纳地区为研究区域,以毁林最严重的1976—2007年为REDD基线,基于卫星影像,并结合植被指数(NDVI),提取了研究区的土地利用变化信息。基于IPCC温室气体清单方法,计算了研究区的森林碳储量变化。在此基础上,对REDD的碳汇效益和生态效益进行了系统综合评估。结果显示:(1)1976—2007年间天然林碳储量从占总碳储量的78.24%减少至50.52%,这是造成西双版纳地区碳储量减少的主要原因。(2)1976—2007年,天然林的斑块数(NP)和平均最近邻距离(ENN_MN)分别增加了120.00%和25.21%,平均斑块面积(AREA_MN)下降了71.98%,说明天然林的破碎化程度加剧。从研究区整体景观格局来看,斑块数(NP)、香农多样性指数(SHDI)和香农均一性指数(SHEI)分别增加了8.16%、51.39%和34.07%;与此同时,平均斑块面积(AREA_MN)和景观要素聚集度指数(COHESION)分别下降了26.26%和2.13%,表明研究区整体景观格局朝破碎化方向发展,这和碳排放的增加相一致。(3)该区的土壤侵蚀程度逐年加剧,并与碳储量的减少密切相关。分析表明,土壤侵蚀剧烈的区域,其平均碳排放也相对较高。1999年到2007年间,剧烈侵蚀区域的平均碳排放是轻度侵蚀区域的6倍多。这些结果说明:如果REDD政策得以实施,不仅能减少因毁林和森林退化导致的碳排放,而且能带来高的生态效益。从这个角度出发,REDD的本质可以认为是以“增汇”或“减排”为主导功能,同时提升生态效益的一种管理方式。

    • 研究论文
    • 李芸, 王轶夫, 孙玉军, 雷渊才, 邵卫才, 李杰

      DOI: 10.5846/stxb202102240505

      Abstract:

      为评估吉林省落叶松林的生产力现状并为我国森林生态系统生产力和植被监测研究提供基础数据,本文以吉林省落叶松林为研究对象,基于吉林省及其周边100 km范围内41个气象站点资料,采用LPJ-DGVM模型(Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model)模拟了2000-2019年吉林省落叶松林近20年的净初级生产力,并采用线性回归趋势分析、变异系数、Hurst指数和相关性分析法对其时空变化、稳定性及其与气候因子的相关关系进行了分析。结果表明:(1)2000-2019年吉林省落叶松林年均NPP为592 g C m-2 a-1,年均增长率为2.81%,随时间推移呈现波动增长的趋势(β=14.55,R2=0.784,P<0.01)。(2)NPP变异系数为0.07~2.33,均值为0.48,除幼龄林外,整体波动较小。Hurst指数介于0.441~0.849之间,均值为0.612,未来吉林省落叶松林NPP呈增加趋势。(3)吉林省落叶松林NPP存在明显的空间异质性,北部和南部区域NPP较高,是近20年NPP增长较快的区域。(4)2000-2019年吉林省落叶松林年均NPP与年总降水、生长季降水量之间均不显著(P>0.05),与年均温呈显著正相关(P<0.05),与生长季均温为极显著正相关(P<0.01),该阶段内温度比降水更能对吉林省落叶松林NPP的年际变化产生影响。LPJ模型模拟吉林省落叶松林2000-2019年NPP与样地实测值极显著相关(P<0.01),可以用于模拟吉林省落叶松林的NPP。

    • 粤港澳大湾区生态退化、生态修复及管理策略研究 专辑
    • 李晓晖, 萧敬豪, 王建军, 吴婕, 龙闹

      DOI: 10.5846/stxb202005141230

      Abstract:

      生态修复是国土空间治理的重要内容。做好生态受损、功能退化地区的辨识并因地施策,是科学编制国土空间规划、实施生态修复重大工程的优先任务。本文基于自然资源资产评估方法,探索提出一种面向生态保护与修复规划的应用路径。在自然资源资产理念与方法评估辨析基础上,以广州为例,构建在地化的自然资源实物核算、生态系统服务功能价值评估框架,开展生态修复空间辨识,提出空间规划应对策略。主要研究结论:(1)2009年广州市自然资源资产总值约8334亿元,2019年为12025亿元;(2)自然资源资产价值总体呈上升趋势;剔除价格上涨因素后,调节与支持服务价值有所下降,生态保护与修复工作仍待强化;(3)提出自然资源资产评估在国土空间规划生态重要性地区识别、生态空间主导功能分区、生态治理重点研判等规划应用。最后,本文就如何提高自然资源资产评估的合理性与准确性,自然资源资产评估方法在不同层次国土空间生态修复规划中的适应性,如何基于自然资产评估推动生态修复规划实施等方面进行了讨论。

    • 2018“一带一路”生态文明论坛专辑
    • 侯丽丽, 都瓦拉, 银山, 玉山

      DOI: 10.5846/stxb201905070918

      Abstract:

      以汗敖包嘎查为研究对象,从牧户微观尺度出发,利用嘎查内92户牧民实地调查社会经济数据、气象数据和遥感数据,应用自然灾害风险指数法、主成分分析法、加权综合法结合GIS空间分析技术,以栅格50m×50m的基础单元进行评价,通过对危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4个因子的分析,构建了汗敖包嘎查内草原火灾的风险评价指标体系,并获取了汗敖包嘎查草原火灾风险分布图。结果表明:汗敖包嘎查草原火灾风险总体上中部高、两侧低,且南部区域风险性高于北部,中、高风险区占研究区总面积的66.71%,集中分布在研究区的中部、东部和南部。研究结果从微观尺度为草原火灾风险评价提供了新的视角和参考。

    • 专论与综述
    • 郭澍, 许佳扬, 魏晓梦, 张煦博, 杜剑卿, 吴伊波, 崔骁勇

      DOI: 10.5846/stxb202007231934

      Abstract:

      原位酶谱可方便、直观地展示土壤中酶活性的二维空间变异,近些年来通过与其他成像技术和分析方法相结合,土壤原位酶谱已发展成为分析土壤微观生态过程及土壤-根系-土壤动物相互作用界面过程的有效方法。然而,土壤原位酶谱技术尚未成熟,亟待深入分析其技术不足、完善技术方法,梳理其在不同领域中的应用现状,拓展并深化其在更多领域研究中的应用前景。基于此,本文综述并分析了该技术在土壤酶相关研究领域的应用现状,结合原位酶谱技术在底物载体选择与酶活定量方法的优化历程,分析了其存在的问题,发现:①可供研究的酶种类较少;②结果准确性仍有质疑;③在除根际研究外其他领域的研究较少、缺乏系统性,难以直接借鉴。这三者仍是阻碍原位酶谱技术在多领域中推广的最大障碍。综上所述,土壤原位酶谱技术虽仍存在缺陷,但其具有操作简便、测量结果的时空分辨率高等优势,在未来土壤酶学领域研究中仍潜力巨大,本文目的旨在为推进原位酶谱技术在土壤学和生态学等学科研究中的应用和发展提供理论指导。

    • 研究论文
    • 管超毅#, 孙涛#, 陈智, 周岐海, 黄乘明

      DOI: 10.5846/stxb202101010003

      Abstract:

      黑叶猴(Trachypithecus francoisi)是仅分布于喀斯特石山生境的珍稀濒危灵长类动物。由于非法捕杀和人类活动干扰,其种群数量正在急剧减少。同时,随着森林砍伐和土地开垦的加速,其栖息地严重破碎化。因此,了解栖息地破碎化对黑叶猴种群的影响对于保护这一珍稀濒危物种具有重要意义。基于遥感影像、土地利用数据以及黑叶猴种群调查数据,通过Fragstats软件开展广西黑叶猴栖息地景观破碎化分析,并通过相关性和多元逐步回归分析,探讨了景观格局对广西黑叶猴种群数量的影响。结果表明:(1)广西黑叶猴栖息地呈现破碎度严峻、斑块形状复杂化、斑块团聚程度较弱且分散化的现象;栖息地以林地景观占据重要优势,但人为景观的干扰十分强烈;在不同地区中,生境破碎化程度、人为干扰强度以及景观配置均呈现不同的特征,其中扶绥地区人为干扰最为强烈,德保地区的景观块数破碎化程度较为严重,而龙州地区的人为干扰程度最小,其森林景观最为聚集。(2)蔓延度指数、平均斑块分维指数、林地面积、林地斑块大小、裸岩面积和裸岩面积比重等景观指数与黑叶猴种群数量有显著正向关系,香农多样性指数则是显著负向关系;而耕地面积、耕地面积占比、居民地面积以及居民地面积占比等具有人为干扰性质的景观指数对黑叶猴种群数量没有显著相关性。(3)多元逐步回归分析表明,林地面积的大小是影响广西黑叶猴种群数量关键因子,其次是平均斑块分维指数。因此,在保护规划工作中应该根据黑叶猴分布区的森林覆盖率、破碎化程度、生境连通度以及景观配置情况进行生态恢复,同时也应结合保护区的实际情况进行调整。

    • 高滢, 孙虎, 徐崟尧, 张世芳

      DOI: 10.5846/stxb202101090097

      Abstract:

      基于2001—2018年MODIS NDVI数据,从生态分区视角分析陕西省归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征,并结合该地区31个气象站点日值数据,探讨NDVI对极端气温和极端降水指数的响应特征。结果表明:(1)陕西省及其各生态区的NDVI变化均显著上升,整体呈南高北低的分布特点,其中秦巴山地落叶与阔叶林生态区(IV)NDVI值最高为0.86,陕北北部典型草原生态区(I)NDVI值最低为0.38。(2)年际尺度上,陕西省NDVI与极端气温暖极值TN90p和极端降水指数PRCPTOT、Rx1day、Rx5day和SDII总体呈显著正相关(P<0.05),在陕西省北部NDVI变化主要受极端降水的影响,南部则对极端气温的敏感度更高。(3)多年月尺度上,各生态区NDVI对极端气温指数TMINmean、TNn、TXn、TMAXmean、TNx和TXx存在明显的滞后性,滞后时间多为3个月;与极端降水指数Rx1day和Rx5day的滞后时间均为2个月,说明陕西省内NDVI对极端气候的响应具有显著的滞后效应。

    • 专论与综述
    • 陈新闯, 李小倩, 吕一河, 郭建英, 谷德海, 吴颜岐

      DOI: 10.5846/stxb202101150161

      Abstract:

      生态空间是维护区域可持续发展的重要组成部分,是国土空间规划体系的核心领域。生态空间区划是国土空间管控的重要内容,是解决区域供需矛盾,维护国土安全的重要手段。本文在系统总结现有生态区划理论、技术和方法的基础上,探讨了目前生态区划存在的不足,进一步提出新时代生态空间区划的理论、内涵和国土空间规划背景下生态空间区划技术要点。生态空间区划是以生态空间提供生态系统服务,维系生态安全为基础,从区域尺度以山水林田湖草生命共同体理念综合辨识分类生态空间。评价指标体系应基于生态功能区划和环境功能区划,结合政策目标、居民需求并参考区域城镇化特征及未来发展定位,以生态系统服务、生态敏感性、生态质量、生态健康等多因子评价为主。生态空间区划的目的是对生态空间开展保护、修复、和高质量开发建设,因此生态空间区划阈值的选取要立足于政策目标、居民需求和可持续发展,按照生态系统服务供需耦合机制划定生态空间分区,并及时调整。研究还基于现阶段区域尺度下生态空间区划的难点,从加强生态空间区划体系的应用、加强生态空间基础数据库的构建、加强命名规范等方面进行了工作展望。

    • 生态治理与恢复技术的评价方法及应用
    • 罗 叙, 王誉陶, 张娟, 李建平

      DOI: 10.5846/stxb202102090420

      Abstract:

      为探讨黄土高原典型草原优势种植物及其根际土壤化学计量对不同降水量的响应,以宁夏固原云雾山封育20年典型草原为研究对象,利用遮雨棚技术模拟了3个不同的降水梯度(自然降水量的50%、100%和150%),测定了优势种长芒草(Stipa bungeana)、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)和白莲蒿(Artemisia sacrorum)的地上、地下全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其根际土壤有机碳(RSOC)、全氮、全磷含量,分析了各个优势种及其根际土壤化学计量及其之间的相关性。结果表明:(1)3个优势种地上、地下总C含量、地上N含量均在50%降水下较高,星毛委陵菜地上和地下P含量及地上、地下总P含量均在100%降水处理下最高。(2)50%降水与150%降水处理相比较,长芒草地上C/N、C/P及白莲蒿、星毛委陵菜地下C/P均有显著差异(P<0.05),150%降水处理下优势种N/P显著高于50%降水处理(P<0.05)。(3) 3个优势种根际土壤C、N含量高于黄土高原土壤C、N含量且150%降水处理下根际土壤C含量显著高于50%降水处理(P<0.05),増雨处理下优势种根际土壤C/N、C/P高于减雨处理,増雨处理N/P较减雨处理变化小。(4)50%降水处理下,白莲蒿和星毛委陵菜地上和地下N含量与其根际土壤C含量均呈负相关关系(P<0.05);100%降水处理下,优势种地上和地下及地上、地下总C、N、P含量与其根际土壤C、N、P之间均表现出较强的相关关系(P<0.05);150%降水处理下,优势种地下C含量与其根际土壤N含量均呈负相关关系。(5)3个优势种根际土壤N含量与地下N含量的负相关系数绝对值大于根际土壤P含量与地下P含量的相关系数绝对值。研究结果将为深入了解黄土高原典型草原生态系统物质循环及判断植被养分限制提供科学参考。

    • 区域生态学学术研讨会专题
    • 马晓妮, 任宗萍, 谢梦瑶, 李占斌, 李鹏, 张星

      DOI: 10.5846/stxb202103020564

      Abstract:

      砒砂岩区地形破碎,生态环境恶劣,降水量少且以暴雨为主,研究该区植被覆盖变化及环境驱动因子作用机制对区域植被建设具有重要的理论意义。本研究基于1999-2018年的NDVI数据分析了砒砂岩区近20年植被覆盖度时空变化特征,利用了地理探测器方法量化分析了不同环境因子对植被覆盖度的影响。结果表明:1)近20年砒砂岩区平均植被覆盖度为42.3%,时间尺度上1999-2018年区域植被覆盖度呈增加趋势,平均上升幅度为0.086/10a,空间尺度上植被覆盖度呈现从东南向西北递减的空间分布特征;2)近20年区域植被覆盖整体得到改善要比退化的区域面积要大,45.5%的区域面积植被覆盖度极显著增加,主要分布在砒砂岩区东部区域,该区植被覆盖度未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有约41.6%的植被将由改善向退化方向变化;3)降水、土壤水分和气温是影响砒砂岩区植被覆盖空间分布的主导环境因子,且降水同其他环境因子的交互作用对植被覆盖影响最大。

    • 研究论文
    • 李婷, 王思元

      DOI: 10.5846/stxb202103170716

      Abstract:

      城市边缘区是城市扩张过程中空间结构变化最大、土地利用转变最快的区域。以北京市大兴区为例,从原型思维出发,以2000、2010和2020年遥感影像解译数据、自然和社会经济等数据为基础,充分考虑地物地情及政策背景等因素,借助ArcGIS 10.5、Fragstats 4.2、SPSS等工具,对不同规划尺度和历时性维度下的景观格局指数进行分析、对比和验证,通过总体分析,场地切片和原型筛选三个步骤,筛选出大兴区6个空间原型组成框架,审视不同发展导向下的空间原型发展变化,探讨近20年间大兴区城市景观格局演变规律。本文旨在提出一种原型理论指导下的研究思路,尝试为城市转型、用地结构优化、区域规划等工作提供新的视角和一定的借鉴意义。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 高星, 杨刘婉青, 李晨曦, 宋昭颖, 王杰

      DOI: 10.5846/stxb202012243264

      Abstract:

      模拟多情景下白洋淀流域土地利用变化引起的生态系统服务价值改变,对保障流域生态安全和提升区域生态系统服务价值能力具有重要意义。选取白洋淀流域上下游所涉及的河北省相关县级行政区为研究区,以1990、2000、2010、2020年四期遥感影像及统计年鉴为基础数据,分析和测算30年间大清河流域的土地利用与生态系统服务价值变化,在此基础上利用CA-Markov模型模拟2035年自然发展、均衡发展和统筹发展等3种情景下研究区土地利用变化情况,估算各情景下生态系统服务价值,利用网格工具可视化表达3种情景下生态系统服务价值的空间分布状况以及集聚程度。研究结果表明:①1990-2020年白洋淀流域土地利用变化最明显的特征是耕地面积锐减,建设用地迅速扩张,30年间耕地面积减少了122776.99hm2,建设用地增加了167369.74hm2。②1990—2020年研究区生态系统服务价值分别为852.59亿元、788.26亿元、796.95亿元和784.68亿元,总体呈波动下降的趋势。③在自然发展、均衡发展和统筹发展等3种模拟情景下,生态系统服务价值依次为:785.36亿元、807.26亿元、812.46亿元。研究区生态系统服务价值整体呈现西北高东南低的空间分布特征。④ESV值的热点和冷点分布范围较大且集聚性较强。热点区域主要集中在西北部山地区域,冷点区域主要分布在研究区东南部平原地区以及研究区西北部的部分区域。研究结论可为今后全面推进白洋淀流域的可持续发展提供科学基础和决策参考。

    • 研究论文
    • 周维, 刘国华, 段兴武, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202101200210

      Abstract:

      森林生态系统是滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)的主要生境,森林面积变化会直接影响滇金丝猴的生存。本研究基于全球森林变化(Global Forest Change)数据,采用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验、热点分析与地理探测器模型等方法,探讨了滇金丝猴分布区2001—2019年森林面积变化的时空特征及其影响因素。结果表明:(1)近20年间,滇金丝猴分布区森林面积变化总量为3.81×104 hm2,约占研究区森林面积的2.44%,逐年森林面积变化呈现较大的年际波动,其中5个保护地森林面积变化总量达5456 hm2,约占研究区森林面积变化总量的14.3%,老君山风景区和云岭保护区森林面积变化的比例较高;(2)滇金丝猴分布区森林面积变化趋于缓和,其中森林面积减少呈现显著增加的区域面积为1.03×105 hm2,占整个研究区的2.9%;森林面积减少呈现显著减少的区域面积为3.05×105 hm2,占整个研究区的7.9%;同时森林面积变化的热点区域面积呈不断下降的趋势;(3)滇金丝猴分布区森林面积变化呈现向低海拔、高坡度转移的趋势;(4)过火面积和人口密度是滇金丝猴分布区森林面积变化的主要影响因素,其次是降水、海拔、气温。本研究对滇金丝猴分布区森林生态系统管理与滇金丝猴保护具有现实意义。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 周凤艳, 张欣月, 赵志浩, 吴叶礼, 雷泽勇

      DOI: 10.5846/stxb202011172958

      Abstract:

      磷是森林生态系统重要养分元素之一,是干旱半干旱地区植物生长的限制性因子。然而沙质草地转化为人工林生态系统后,林分的生长对沙地土壤磷素的变化及其影响机理还不清晰,为沙地合理经营和管理人工林带来了不确定性。以辽宁省章古台地区各生长阶段(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林阶段)的20块樟子松固沙林样地(在各生长阶段林分附近寻找1块天然草地作为对照样地)为研究对象,取样并测定样地各土层(0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100 cm)的土壤磷(全磷和速效磷)、土壤氮(全氮和速效氮)、土壤钾(全钾及速效钾)、土壤有机碳等含量以及土壤含水率、土壤pH值、土壤质地、土壤容重等因子值,并进行统计分析。结果表明:沙质草地营造樟子松人工林后,土壤全磷含量随林龄的增加而逐渐递增,成熟林时期达到最高,过熟林地全磷降低。且土壤全磷对土层深度不敏感。成熟林地的速效磷含量略高于幼林和中龄林;虽然与幼林、中龄林没有显著差异,但过熟林的土壤速效磷含量是所有林分中最低的。除了林分生长影响外,草地营造樟子松林后,土壤全磷的变化还受土壤容重和土壤速效氮含量的影响,而土壤速效磷的变化受土壤有机碳和pH值影响。综上所述,沙质草地营造樟子松人工林后,林分生长促进了土壤全磷含量的增加,但导致土壤速效磷轻微的降低,而樟子松过熟林的生存与生长导致了土壤速效磷的过渡消耗,使得土壤速效磷低于草地,经营中应引起重视,以确保樟子松人工林经营的健康发展。

    • 面向可持续发展的景感生态学研究
    • 郑天晨, 严岩, 章文, 朱捷缘, 王辰星, 荣月静, 卢慧婷

      DOI: 10.5846/stxb202004210953

      Abstract:

      城市公园是城市居民与自然生态系统互动的主要场所,为居民提供重要的生态系统服务。从景感生态角度和方法对城市公园文化服务进行评价,需要掌握大量居民个体对城市公园的感知、感受信息。随着现代信息技术和人们生活方式的发展,社交媒体成为大众获取信息、发布观点的主要方式之一。社交媒体数据具有数据易于获取、时间跨度长、数据量大等优势,同时,通过对社交媒体信息进一步进行文本提取与分析,还可以获取用户对特定活动场所更为具体的感知和感受,因此,社交媒体数据为城市公园景感评价提供了有价值的新的数据来源和手段。本文构建了基于社交媒体数据的城市公园景感评价框架和流程、评价指标以及信息提取方法,包括对获取数据进行预处理;构建感官感知及公园要素词库;通过情感分类,形成积极和消极情感文本,表征用户对文本关联景感要素的满意度;将各类情感文本分别进行要素及其对应感知感官的统计,以频率衡量景感要素对用户感知的重要性;在此基础上,基于重要性-绩效分析(IPA)方法构建了感知评价模型。最后,以北京玉渊潭公园为例,进行了实证研究。结果表明:视觉在居民对城市公园的感知体验中占据主导地位,触觉感知次之,听觉感知普遍不被重视,而嗅觉感知评价相对缺失;植物、周边人群、景观可识别性以及水体的视觉感知是最重要的景感要素;基于感知评价模型,玉渊潭公园不存在亟待改进的方面,次要改进的景感要素包括人群干扰、路面接触、食品售卖、感知风、观赏动物、人声、植物声、观赏道路景观。

    • 研究论文
    • 赵文玥, 吉喜斌, 金博文, 焦丹丹, 张靖琳, 郭飞, 赵丽雯

      DOI: 10.5846/stxb202101220229

      Abstract:

      定量分析植被冠层对降雨再分配过程的影响,是认识陆地生态系统水文循环的重要环节。然而,由于干旱区天然植被分布稀疏、形态结构特殊,其降雨再分配过程的测算较为困难,相关研究较少,特别是关于荒漠低矮灌丛的降雨再分配研究鲜有报道。本文以河西走廊中段临泽绿洲—荒漠过渡带的天然建群种泡泡刺灌丛(Nitraria sphaerocarpa)为研究对象,基于3年逐个单次降雨事件的观测数据分析了生长季泡泡刺灌丛的降雨再分配特征及主要影响因素,量化了泡泡刺灌丛覆盖下实际进入土壤的有效降雨量及其空间分布特征。结果表明:(1)生长季泡泡刺灌丛的平均穿透率、树干茎流率和冠层截留损失率分别为87.89%、1.61%和10.50%;(2)降雨量是影响泡泡刺灌丛降雨再分配特征的关键气象因素,其与穿透雨量、树干茎流量、冠层截留损失量之间具有显著的统计关系(P < 0.001);(3)与干旱区其他稀疏植被相比,泡泡刺灌丛的穿透率和集流率较高,冠层截留损失率较低,与其特殊的植被形态特征有关,相关分析的结果表明,泡泡刺灌丛的穿透雨量与植被面积指数和株高呈显著的负相关关系(P < 0.001),树干茎流量与树干倾角呈显著的正相关关系(P < 0.01)。这些研究结果增进了我们对于绿洲—荒漠过渡带植被对局地水文过程影响的认识,为合理估算干旱区稀疏植被覆盖下的冠层截留损失提供了方法参考。

    • 张忠华, 胡刚, 刘立斌, 程安云, 胡聪, 吴洋洋, 倪健

      DOI: 10.5846/stxb202012143173

      Abstract:

      多年来强烈的人为干扰导致我国西南喀斯特原生森林丧失殆尽并呈现植被灌丛化,甚至石漠化现象。贵州普定县残存的片段化喀斯特次生林是黔中地区北亚热带森林植被的典型代表,可作为监测该区域植被结构和动态的样本。本研究在普定县天龙山建立2 hm2(200 m×100 m)森林固定样地,对样地内胸径≥ 1 cm的所有木本植物进行了每木调查,分析了木本植物的物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明,样地内有木本植物独立个体14,025株,隶属于34科55属66种。重要值最大的前3个科依次是壳斗科、胡桃科和樟科。在区系成分上,温带区系成分占总属数的52.7%,而热带区系成分占40.0%,温带成分多于热带成分。稀有种有21种,占总种数的31.82%。重要值≥ 1的物种共有13种,贡献了88.81%的重要值,重要值排名前三的物种分别是窄叶石栎(Lithocarpus confinis)、化香树(Platycarya strobilacea)和云南鼠刺(Itea yunnanensis)。样地内所有个体的平均胸径仅为5.12 cm,整体径级分布呈倒“J”,表明群落更新良好。部分优势种的空间分布表现出较明显的聚集性,这可能与喀斯特生境的高度异质性有关。对北亚热带喀斯特次生林开展长期监测研究,将有助于掌握亚热带喀斯特植被恢复过程中生物多样性维持和群落构建的机制。

    • 生态系统服务专题
    • 张艳春, 毛旭锋, 魏晓燕, 张志法, 唐文家, 周华坤, 马建海, 尹心安, 佟玲玲

      DOI: 10.5846/stxb202101180188

      Abstract:

      摘要:评估湿地价值量并分析价值的空间分布情况,对湿地保护管理和区域规划利用具有重要的指导意义。本研究以青海西宁湟水湿地公园为研究区,构建一套适合高原城市湿地的生态系统服务评价体系,采用功能价值法和断裂点模型法,分析公园的湿地价值及其辐射格局特征。结果表明:(1)2020年湟水国家湿地公园的15项生态系统服务的总价值为6.18亿元,四大服务价值量按照价值高低排序依次为文化服务、调节服务、支持服务和供给服务;(2)5个评价区中,湟水主河道的价值最高,其次为北川湿地和海湖湿地,最后是火烧沟公园和宁湖湿地;(3)5大湿地区生态系统服务的辐射范围由大到小依次为:宁湖湿地>北川湿地>湟水主河道>海湖湿地>火烧沟公园;对湿地服务辐射范围叠加处理后,形成1个核心区和5个次核心区域;(4)湟水国家湿地公园的生态系统服务存在空间溢出情况,湟水主河道的生态系统服务向周边湿地公园溢出,其他四个湿地区之间生态系统服务存在相互溢出和叠加的现象。

    • 研究论文
    • 张磊, 贾淑娴, 李啸灵, 陆宇明, 林伟盛, 郭剑芬

      DOI: 10.5846/stxb202101240250

      Abstract:

      植物残体添加和去除试验(The Detritus Input and Removal Treatments, DIRT)是研究地上凋落物以及植物根系对土壤营养物质循环过程及机制探究的一种试验设计。本研究于2012年6月选择福建省三明森林生态系统与全球变化研究站的米槠常绿阔叶天然林,设置5种处理:对照(CT)、去除凋落物(NL)、去除根系(NR)、去除凋落物与根系(NI)、添加双倍凋落物(DL),在2018年12月对各处理不同土层(0~10cm、10~20cm)土壤磷组分及其影响因子进行研究,结果表明:(1)在0~10cm土层中DL处理总磷含量显著大于NL处理,NI处理无机磷含量最低,在10~20cm 中DL处理有机磷含量显著大于其他处理;(2)DL处理活性磷(Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)含量在0~10cm土层中显著大于其他处理。在10~20cm土层中NR处理活性磷以及中等活性磷显著大于NL处理。残留态磷(Residual-P)含量最高,但在各处理与土层之间并没有明显差异;(3)酸性磷酸酶在0~10 cm土层不同处理间的变化趋势明显,CT处理活性最高,NI处理活性最低。NR与NL处理在10~20cm土层的差异并不明显。冗余分析表明,土壤磷组分的变化主要受酸性磷酸酶、土壤含水率、可溶性有机氮以及总氮的影响。凋落物的输入对促进土壤磷素增加,改善土壤质量具有重要意义;植物根系则对土壤磷的活化与稳定具有关键作用。

    • 张 丹, 刘凯军, 马松梅, 魏博, 王春成, 闫涵

      DOI: 10.5846/stxb202008282244

      Abstract:

      气候变化是影响物种分布的决定性因素之一,研究高山植物天山花楸的适宜分布及其对未来气候变化的可能响应,为了解西北地区高山植物类群的生态适宜性及其对未来气候情景的响应提供参考案例。本研究利用天山花楸51个自然分布点和10个环境因子,整合GIS空间分析和MAXENT模型,分析基准气候(1970—2000)及未来气候下(2050时段,基于RPC4.5情景)其在西北地区的适宜分布范围与空间分布特征。利用多元环境相似度面和最不相似变量分析研究区未来气候相比基准气候的波动情况,利用环境变量贡献值、置换重要性值及刀切法明晰影响天山花楸分布的关键环境因子。利用GIS工具和R软件ggplot2程序包分析基准和未来气候下天山花楸适宜分布区内关键因子变化的数值范围。研究结果表明:(1)基准气候下,天山花楸的适宜面积占研究区总面积的13%,主要集中在阿尔泰山西段、准噶尔西部山地、天山西段及祁连山中段的高海拔山地等区域;(2)加入归一化植被指数显著提高了天山花楸模型模拟的准确性,最干月降水量(0—18mm)、最湿月降水量(6—127mm)和平均气温日较差(8.2—16.3℃)主要限制了天山花楸的适宜分布;(3)相对基准气候,2050时段下受降水因子影响,天山花楸的适宜分布在阿尔泰山、准噶尔西部山地、天山及祁连山区域略有扩增,适宜分布区的质心将向北迁移。本研究的结果表明天山花楸在西北地区的适宜生境面积较小而且破碎,在未来气候情景下仅在局部适宜山地呈破碎化扩张,而且将预测的该植物的适宜分布区与其适宜的海拔数值范围叠合分析后,仅占研究区面积的4%,但对该植物尚未建立自然保护区,本研究结果建议将阿尔泰山西段、准噶尔西部山地、天山西段及祁连山中段作为天山花楸中风险保护区域,将河西走廊东部、青海南山作为高风险保护区域。

    • 于江珊, 宋沼鹏, 侯继华

      DOI: 10.5846/stxb202012083132

      Abstract:

      作为植物重要器官,叶、茎、根对环境变化的响应策略一直是生态学研究的重要课题。然而,植物不同器官的氮-磷(Nitrogen - Phosphorus)分配策略对氮沉降的响应规律仍不清楚。为了揭示不同器官的养分对氮添加的响应规律,本研究以山西太岳山天然油松林为研究对象,设置4个人工氮添加水平,分别为对照(CK, 0 kg?hm-2?a-1)、低氮(LN, 50 kg?hm-2?a-1)、中氮(MN, 100 kg?hm-2?a-1)和高氮(HN, 150 kg?hm-2?a-1),模拟氮沉降对油松不同器官N-P分配策略的影响。实验结果表明:1)随着氮添加浓度的增加,茎N含量显著降低 (P<0.05),根N含量显著增加 (P<0.05);茎P含量在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著降低(P<0.05);叶N:P在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著增加 (P<0.05),茎N:P在高氮条件下与其他氮添加水平相比显著降低 (P<0.05)。2)叶片的N含量和P含量在不同氮添加浓度下表现出显著的异速生长关系,高氮条件下会导致植物分配给叶和茎基于单位磷含量分配的氮含量显著降低,根在N、P养分关系中的变化速率具有一致性。3)氮添加处理下,根比茎和叶在分配单位含量的P素时会分配更多的N素。低氮条件下是油松生长的最佳环境,根、茎、叶三个器官氮磷分配的异速生长关系存在显著差异,其生长表现为对P的快速分配。以上结果表明,油松不同器官对氮沉降的响应存在差异,并且持续的氮添加会导致油松适应性的改变。

    • 生态系统服务专题
    • 辛儒鸿, 曾 坚, 李 凯, 王倩雯, 丁锶湲

      DOI: 10.5846/stxb202012163199

      Abstract:

      在全球气候变化和城市化背景下,城市内涝灾害频发,严重危及城市居民的人身安全、财产安全及公共安全。如何精准施策,针对关键区域进行城市内涝调节治理已成为社会各界关注并亟需解决的重要问题。基于生态系统服务供需视角,以径流调节率表征城市内涝调节的供给水平,以危险性、暴露性和脆弱性指标表征城市内涝调节的需求水平,构建了完整的技术路线和指标体系,从而识别城市内涝调节供需失衡的关键区,并确定规划干预的优先级。基于此,以岛屿型城市厦门岛为例,使用遥感数据和人口、社会、经济数据,运用ArcMap 10.8、ENVI 5.3和GeoDA平台,模拟评估了城市街区尺度下城市内涝调节服务的供需水平及空间分布特征。通过供需匹配将研究单元划分为高供-高需、低供-高需、低供-低需和高供-低需4种类型,并识别出114个供需严重失衡的关键区,该类关键区面临城市内涝调节服务供给短缺的严峻挑战,是未来城市规划过程中需要重点优化的对象。在此基础上,使用优先级指数将关键区划分为5个规划干预优先级,明确了城市内涝治理的优先次序。研究结果为开展具有针对性的城市内涝调节治理实践提供了新的科学依据,同时在解决城市内涝灾害问题、推进以人为核心的新型城镇化方面具有重要理论与现实意义。

    • 研究论文
    • 吴静, 盛茂银, 肖海龙, 郭超, 王霖娇

      DOI: 10.5846/stxb202102060384

      Abstract:

      以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树(Broussonetia papyrifera)、花椒(Zanthoxylum bungeanum)、刺梨(Rosa roxburghii)、火棘(Pyracantha fortuneana)为研究对象,采用挖掘法采集完整的细根根系,分析细根构型特征及其与细根和根际土壤C、N、P养分元素化学计量特征之间的相关性,探讨细根构型特征对石漠化贫瘠土壤生境的响应。结果表明:构树、花椒、刺梨、火棘细根构型均趋向于鱼尾形分支模式,细根拓扑指数分别为0.93、0.95、0.95和0.94。四种适生植物的细根连接长度较长,但细根根系分支率较小。构树、刺梨细根分支前后横截面积比不存在显著差异且分别为1.04、1.03,基本符合 Leonardo da Vinci 法则。细根构型与细根和根际土壤养分有一定的相关性。主成分分析结果表明,细根N含量及细根、根际土壤中与P相关的计量比均是影响细根构型的主要因子。进一步分析表明,4种适生植物通过减少细根次级分支、根系间的重叠、延长细根连接长度以获得充足的养分来应对环境的变化,提高对养分的吸收效率以及对喀斯特环境的生态适应性。研究结果对揭示适生植物细根对喀斯特石漠化生境的适应策略具有一定的科学意义,对西南喀斯特石漠化植被修复具有明显的实践参考。

    • 粤港澳大湾区生态退化、生态修复及管理策略研究 专辑
    • 王秀明, 赵鹏, 龙颖贤, 宋巍巍, 刘谞承

      DOI: 10.5846/stxb202011072848

      Abstract:

      区域和景观尺度的生态修复应以提高生态连通性、促进生态过程实现为目标。本文将生态安全格局构建、生态连通性修复方法引入国土空间生态修复识别领域,以粤港澳大湾区外延范围——粤港澳地区为研究区,基于生态系统服务重要性评价、最小阻力模型、电路理论模型,识别了生态源地、生态廊道及障碍点、生态夹点,提供了一种中尺度的国土空间生态修复重点区域识别研究案例。结果表示:(1)研究区生态源地总面积5.27万平方公里,主要分布在粤北、粤东、粤西连绵山脉,及香港特别行政区山地区域。(2)潜在生态廊道共138条,其中阻力较小的廊道主要分布在粤北地区、香港特别行政区,对源地连接起重要作用。生态源地、生态廊道共同构成了围绕粤港澳大湾区核心区的环形生态屏障。(3)生态障碍点共387处,主要分布在肇庆、云浮、河源、梅州等地,类型包括耕地、水域、城镇、道路等。(4)生态夹点总面积913公顷,主要分布在粤北地区、珠中江城市群。未来研究应完善生态源地识别方法,尤其是水源涵养、生物多样性功能重要性识别方法;生态安全格局构建研究应充分考虑外围景观联系性,以山脉山脊线、大江大河作为研究区边界;加快电路理论模型在生态廊道及修复优先区识别中的应用。未来生态保护修复应实施点线面结合的生态体系修复,通过空间规划途径实现重要源地和生态廊道保护,对各类生态障碍点采取针对性修复措施,加强生态夹点周边空间管控。

    • 专论与综述
    • 王晓杰, 谢金玲, 袁一鑫

      DOI: 10.5846/stxb202006081486

      Abstract:

      自工业革命以来,空气中人为排放 CO2量增加,引起温室效应,导致地球表面温度升高和海水升温;同时,由于海-气界面气体交换,大气中CO2部分溶解于海洋,引起海洋酸化。海洋升温加快鱼体内生化反应和代谢速率,并通过影响生长、觅食和繁殖等生命过程中能量供给,间接影响到鱼类种群分布、群落结构及生态系统的功能。而海水酸化会干扰海洋鱼类仔稚鱼的感觉和行为,增加其被捕食率,并削弱其野外生存能力,可能威胁自然种群补给量。本文综述了海洋升温、海洋酸化及其两者共同作用对海洋鱼类的影响,为预测鱼类响应全球海洋环境变化的响应趋势提供相关依据。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 王飞儿, 郑思远, 杨泓蕊, 俞洁, 王一旭, 王浙明

      DOI: 10.5846/stxb202009292518

      Abstract:

      生态系统服务是生态系统对人类福祉和生存的直接和间接贡献,是维持与影响流域水生态环境的重要因素。随着流域空间管控日益受到重视,基于生态特征的“分区分类”管控已成为流域精细化管理的重要内容。论文根据生态系统服务与水质关联性以及流域生态系统特征空间差异性,结合自然汇水区和行政管理单元,通过聚类分析及空间叠置,将浙江省划分了10个水生态功能区和510个水环境控制单元。采用当量因子法对各控制单元的生态系统服务价值进行系统评估,并利用K均值空间聚类法对控制单元的生态系统服务进行聚类得到四类生态服务簇。以各类生态服务簇的主导生态功能和水质特征,将各类生态服务簇内控制单元按保护、维持、改善、整治原则进行差异化管控,推进浙江省水生态环境差异化管理。

    • 研究论文
    • 王 晨, 陶孟, 李爱民, 施 鹏, 杨江华, 王志浩, 张效伟

      DOI: 10.5846/stxb202007221920

      Abstract:

      秦淮河是南京的母亲河,其生物多样性受城市化进程影响面临严重威胁,而物种资源调研是生物多样性保护的基础。环境DNA宏条形码技术较形态学监测是一种简单高效、灵敏度高的新型监测技术。为探究秦淮河浮游生物、底栖动物及鱼类的生物多样性,于2019年7月,采用环境DNA宏条形码技术对其进行了探究,并分析了秦淮河上下游间的差异及环境因子对其群落结构的影响。结果表明:秦淮河共监测到浮游动物13属22种407个操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),浮游植物85属60种4445个OTUs,底栖动物16属17种212个OTUs,鱼类53属44种1663个OTUs。其中浮游动物以游泳轮虫目(Ploima)和双甲目(Diplostraca)为主,共占浮游动物63.37%,浮游植物以隐藻门(Cryptomonas)和褐藻门(Ochrophyta)为主,共占浮游植物88.11%,底栖动物中节肢动物门(Arthropoda)占比最高,达91.67%,鱼类中鲤形目(Cypriniformes)占比最高,达69.99%。与秦淮河历史形态学监测数据相比,环境DNA宏条形码技术在物种丰度鉴定方面显著高于传统形态学鉴定的物种丰度。通过主坐标分析和PERMANOVA检验,发现秦淮河下游、上游南支和上游北支间有极显著差异(P﹤0.001)。其中浮游动物、浮游植物和底栖动物受分组影响更大,分组对鱼类的影响相对较小。下游α多样性较上游更为贫乏,上游南支(南京)α多样性较上游北支(句容)更丰富。浮游生物和底栖动物均表现出了明显的随距离增加而衰减的趋势。冗余分析表明,较低营养级的生物对环境因子的变化更为敏感,浮游生物和底栖动物的主要影响因子为总氮、总有机碳、总磷、氨氮、化学需氧量和溶解氧。鱼类的影响因子为溶解氧、总有机碳、总氮、总磷和化学需氧量。本研究通过对秦淮河生物多样性的调研,可为秦淮河的生物多样性保护提供理论参考。

    • 田悦, 赵正武, 刘艳

      DOI: 10.5846/stxb202012183215

      Abstract:

      为探讨西藏东部高寒草甸苔藓植物群落分布格局及其与环境因子之间的关系,按网格法在林芝市和昌都市设置了28个样地,采用双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势对应分析(DCA)和典范对应分析(CCA)的方法对群落进行数量分类和排序。结果显示,苔藓植物共记录有19科30属60种,均为藓类植物;其中,丛藓科和真藓科的物种数占总种数的55%。群落优势种为北地对齿藓(Didymodon fallax)、垂枝藓(Rhytidium rugosum)、山羽藓(Abietinella abietina)、厚角绢藓(Entodon concinnus)、尖叶对齿藓芒尖变种(Didymodon constrictus var. flexicuspis)和短叶对齿藓(Didymodon tectorus)。TWINSPAN将苔藓植物群落划分为9个群丛,分别为沙氏真藓(Bryum sauteri)群丛、细枝羽藓(Thuidium delicatulum)+狭网真藓(Bryum algovicum)+羽枝青藓(Brachythecium plumosum)群丛、尖叶对齿藓芒尖变种(Didymodon constrictus var. flexicuspis)群丛、山羽藓(Abietinella abietina)+厚角绢藓(Entodon concinnus)+垂枝藓(Rhytidium rugosum)群丛、扭口藓(Barbula unguiculata)+垂枝藓+山羽藓群丛、垂枝藓+曲尾藓(Dicranum scoparium)群丛、厚角绢藓群丛、北地对齿藓(Didymodon fallax)群丛、短叶对齿藓(Didymodon tectorus)群丛,分类结果反映了群丛类型与环境之间的关系。分类结果反映了群丛类型与环境之间的关系。CCA分析结果表明,影响高寒草甸苔藓植物群落分布的首要环境因子是纬度,其次是归一化植被指数(NDVI),再次是黏土比例,海拔和太阳辐射也有一定影响。

    • 田盼盼, 桑翀, 马徐发, 沈建忠, 周琼

      DOI: 10.5846/stxb202101090091

      Abstract:

      周丛藻类对水环境变化较为敏感, 可迅速而灵敏的反映水质健康状况。本研究于2019年对额尔齐斯河周丛藻类群落结构和水环境特征进行了系统调查, 并运用周丛藻类生物完整性指数(periphytic algae index of biotic integrity, P-IBI)对生态健康进行了评价。结果表明: 额尔齐斯河周丛藻类有6门41属102种, 以硅藻门为主。周丛藻类密度和生物量的时间变化趋势为: 9月>7月>5月,空间分布趋势为中下游>上游、支流>干流。主成分分析(PCA)与典范对应分析(CCA)显示, 影响周丛藻类群落结构的主要环境因子有水温、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、pH、悬浮物, 不同月份的环境影响因素有所差异。额尔齐斯河周丛藻类多样性指数(H′)、丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)的平均值分别为3.52、3.02、0.75, 显示额尔齐斯河流域整体水质为寡污或无污。P-IBI分析结果显示:5个采样点为健康状态, 1个采样点为亚健康状态, 3个采样点为一般状况, 1个采样点极差,表明额尔齐斯河整体生态健康状况趋于良好。本研究可为额尔齐斯河的水环境监测提供一种有效手段,并为该流域的水生态保护提供基础资料及理论依据。

    • 马进鹏, 庞丹波, 陈林, 万红云, 陈高路, 李学斌

      DOI: 10.5846/stxb202101150162

      Abstract:

      为明确海拔变化对干旱区山地森林土壤微生物群落的影响,揭示环境因子改变后土壤微生物群落结构特征及影响因素。本研究对贺兰山5个海拔梯度土壤理化性质进行测定,同时采用磷酸脂肪酸(PLFA)图谱法分析土壤微生物群落组成,通过主成分分析、冗余分析(RDA)探究土壤理化性质与土壤微生物群落相对丰度之间的相关关系。结果表明:土壤养分含量在不同海拔之间差异性显著(P<0.05),土壤有机碳和全氮含量随海拔的升高而升高,全磷含量随海拔升高先升高再降低再升高;土壤微生物量随海拔升高先升高后降低,土壤微生物的相对丰度在不同海拔之间存在差异(P<0.05);主成分分析表明,与第1主成分相关性较强的微生物类群为革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G-)和真菌;与第2主成分相关性较强的微生物类群为放线菌、原生动物和非特异性细菌。非特异性细菌和真菌与各土壤因子之间均有显著相关关系,而放线菌、G+和G-与各土壤因子相关性较弱,原生动物与土壤全磷含量的关系密切。海拔是影响特征微生物分布的重要因素,特征微生物的含量和相对丰度随海拔的升高先升高后降低,符合山地生态学中的“中部膨胀”理论。本研究探明了贺兰山不同海拔土壤微生物结构特征及与土壤理化性质之间的相关关系,对维持干旱区山地森林生态系统功能稳定及养分循环具有重要意义。

    • 刘丹丹, 黄安民, 杨德伟, 林剑艺, 崔一付

      DOI: 10.5846/stxb202012093136

      Abstract:

      作为社会复合生态系统的重要理论,城市生态位一直是研究重点,但缺少尺度效应的深入观察。本文以浙江省为例,首次将地市—区县—乡镇三个尺度进行横向对比,构建了多个尺度适用的城市生态位评价模型。研究通过生态位宽度、生态位重叠度、生态位分异指数和引力模型方法,对825个乡镇,71个区县和11个地市3个尺度的生态位进行了探讨。研究结果表明:从生态位宽度来看,浙江省的生态位发展不均衡,地市尺度呈现反“C”结构,衢州市和丽水市生态位宽度最小,杭州市、湖州市和宁波市生态位宽度最大。且研究尺度越大、生态位宽度越大,尺度效应作用越大。从生态位分异程度来看,随着尺度的缩小,分异程度逐渐增大,其中社会生态位分异程度最大。表明尺度效应在发展越不平衡的生态位维度中作用力越大。从生态位重叠度和引力模型来看,生态位宽度小的区域往往面临竞争难以摆脱困境,而生态位宽度大的区域更容易将竞争转化为合作。出现强者越强,弱者越弱的两极分化现象,丽水市和衢州市竞争最激烈而杭州市和宁波市合作更为便利。浙江省各地市可以通过资源再造、协同发展和借力帮扶策略优化区域发展。

    • 梁陈涛, 杨艳波, 田盼立, 肖路, 王慧梅, 王文杰

      DOI: 10.5846/stxb202011243011

      Abstract:

      行道树作为城市绿地系统的网络和骨架,在城市居民生活中发挥着无可替代的作用。快速准确的掌握城市行道树的结构特征和健康状况,有利于城市森林建设与管理,进而提升其生态服务功能。本研究基于百度街景平台,通过街景测树法对南昌市的963个样方,共计26727株行道树展开调查。测量内容包括行道树大小指标(树高、胸径、冠下高和冠幅)、健康状况(支架比例、枯稍比例、叶色不健康比例和死亡比例)和植被垂直结构配置情况;并且探究了不同行政区和不同城市化强度(环城道路发展下的城乡梯度)下行道树的空间分布特征。结果表明:(1)南昌市行道树小树比例较高:胸径在 10-20 cm的占65%,冠下高在1.5-2.5 m间的占76%,树高在4-8 m间的占71%,冠幅在2-6 m间的占76%;行道树生长整体表现为健康,各指标所占比例较小,但是叶片健康较差;35%的样地无叶色不健康,77%的样地无支架,76%的样地无枯梢,93%的样地无死亡;植被垂直结构配置状况良好,以-乔-灌-草复合结构为主(占样地的75%);(2)在空间分布上,不同行政区行道树大小指标和垂直结构配置上差异显著、健康状况(支架比例和叶色不健康比例)均表现显著性差异(p<0.05);不同环路行道树大小指标存在显著差异,表现为1环>2环>3环,垂直结构从内环到外环更为复杂,配置等级为 1环<2环<3环,不同环路行道树健康状况(支架比例和叶色不健康比例)表现显著性差异(p<0.05)。综上所述,南昌市行道树整体健康状况良好,行道树个体较小,而且以复层结构为主,本研究基于百度街景对南昌市行道树结构特征和健康状况进行比较全面的评价,为南昌市今后城市行道树的规划和管理提供了基础数据支持。

    • 李妍, 张国钦, 吝涛, 叶红, 刘玉琴, 陈天翼, 刘文惠

      DOI: 10.5846/stxb202101270292

      Abstract:

      进行乡镇生态环境质量评价和其空间分异性的影响因子分析,探讨其自身发展及对环境影响的机理,有助于相关部门有针对性地进行政策调整,对实现乡村生产生活与生态环境协调发展,实现乡村振兴的生态文明建设目标有重要意义。本文以天津市蓟州区乡镇为评估单元,利用遥感数据、统计数据和社会调查数据相结合的方法,使用遥感生态指数(RSEI)对其2000-2020年的生态环境质量进行评价,并选取四大类型共九个影响因子,通过地理探测器对蓟州区2020年乡镇生态环境质量的空间分异性影响因素进行了分析。结果表明,蓟州区2000年到2020年乡镇生态环境质量整体有所提升,生态环境质量等级为差和极差的区域明显减少,生态环境质量等级为好的区域面积增加;其变化趋势可分为持续上升型、波动上升型和波动下降型,除礼明庄镇外,其他评估单元生态环境质量都在向好的方向发展。在单因子探测中,地形因子的影响力大于社会因子和经济因子,即蓟州区乡镇生态环境质量的空间分布受海拔影响要大于其他社会经济因素的影响;在交互作用探测中,任意两个影响因子交互之后的作用强度都要大于单一影响因子,其中干度指数与绿度指数的交互作用解释力最高;说明土地利用变化和城市建设是乡镇生态环境质量的主要影响因素和关键影响因子。根据以上分析结果,蓟州区在未来乡镇生态环境保护与规划中应更注意城镇化过程中农业及其他生态用地与建设用地的平衡,科学地进行乡镇发展空间格局规划,实现乡镇生产生活与生态的协调发展。

    • 专论与综述
    • 焦乐, 孙涛, 杨薇, 邵冬冬

      DOI: 10.5846/stxb202011253027

      Abstract:

      Allee效应是指生物个体适应度与种群规模或密度之间呈正向关联的现象,因与植物种群动态和种群灭绝密切相关而受到生态学家的普遍重视。阐释多重胁迫下滨海湿地植物种群响应机制,从保护生物多样性和维持生态系统稳定性层面发展系统性生态修复措施成为相关研究关注的重点。本研究分别从遗传过程、花粉扩散过程和生物互作关系不同层面,总结分析了植物种群Allee效应驱动机制的研究进展。一方面,植物因遗传过程中近交衰退、遗传变异丧失、有害突变累积等遗传结构改变造成繁殖失败而引发Allee效应;另一方面,植物花粉扩散过程和动植物互作关系影响下的花粉限制也通过影响植物种群繁殖力成为驱动Allee效应的关键因素。滨海湿地水盐梯度变异及格局破碎化影响下,植物种群遭受Allee效应的风险需引起关注,维持滨海湿地植物种群适宜分布格局和生物连通过程成为缓解Allee效应的重要手段。结合生理学与化学生态学研究手段和长时间尺度动态监测技术,有助于进一步阐释环境及生物等多重胁迫下Allee效应的非线性驱动机制。

    • 研究论文
    • 江文甲, 林满红, 翁佩莹, 庞孜钦, 林文雄, 魏道智, 苏  凯

      DOI: 10.5846/stxb202010062547

      Abstract:

      本研究以福建省安溪县为研究边界,选取了1999—2019年该县及所属乡镇的耕地、林地、草地、园地、水域、建设用地和未利用地等7个土地利用类型作为物种变量,与其相关性较大的社会经济指标为环境变量,采用典范对应分析和空间自相关等方法进行分析,以明确安溪县和所属乡镇的土地利用时空演变特征及其关键驱动因素。研究结果表明:安溪县1999—2019年间土地利用类型变化总体上呈“三减四增”态势,并在全局空间分布格局上呈明显的聚焦状态。全县耕地、草地和水域面积分别减少36.82%、22.91%和8.18%,而林地、园地(主要是茶园)、建设用地和未利用地面积则分别增加了10.37% 、56.39% 、206.08%和 90.14%。就林地面积而言,近10年来安溪县24个乡镇中有1/3的乡镇林地呈下降趋势。其中,祥华、大坪、虎邱、参内、福田和城厢6个乡镇林地面积减少明显。进一步研究表明:在县域水平上,主要土地利用类型变化,除了受地理因素的制约外,主要受社会经济指标和宏观政策的驱动因素调控。排位最大的前3个因素分别是社会消费品零售总额、地区生产总值和茶叶产量。在镇域水平上,不同乡镇由于地理条件,特别是城镇化水平和经济发展状况不同,其土地利用策略和发展驱动力也不同,但茶产业发展驱动仍是关键因素。最后,作者根据土地利用现状与存在问题,提出应强化土地利用科学规划与有效整治,方可保证区域生态经济协调可持续发展。

    • 专论与综述
    • 黄璐, 邬建国, 王珂, 张微

      DOI: 10.5846/stxb202006271659

      Abstract:

      人类活动对景观的影响遍及世界各个角落,其广度、强度、频度不断增大。为了改变生态环境在人类社会经济增长压力下的不可持续状态,景观需要科学合理的设计与管理。可持续景观规划是在景观尺度上,在可持续性科学的指导下,平衡生态系统服务的供需关系,将生态、社会、经济活动过程反映到空间优化上,不断提高人类福祉的规划过程。为了能够实践该规划思路,本文在景观可持续性研究与地理设计融合的概念框架基础上,提出可持续景观规划的八个步骤,在问题诊断与目标设定、多源数据组织与管理、尺度匹配与多尺度分析、景观格局过程分析和可持续性评估、生态系统服务与景观格局关系模拟、情景分析与方案评估、地理设计平台搭建、可视化与人机互动等关键步骤中,融入了强-弱可持续性、多尺度分析、生态系统服务、可持续性指标、大数据应用,以及文化和地方感。本研究提出的可持续性景观规划步骤与实现路径体现了多学科交叉、实时评估反馈、信息技术应用、利益相关者参与的特点,可被用于旨在提高人类福祉的多尺度空间优化和可持续景观设计。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 胡凯群, 林美霞, 吝涛, 叶红, 张国钦, 睢晋玲, 陈天翼, 姚霞, 卢新

      DOI: 10.5846/stxb202102070402

      Abstract:

      如何解决社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾是实现区域和城市可持续发展的首要问题,表现在空间上就是城市无序蔓延与生态环境保护用地的冲突,本质上是建成区与非建成区的生态系统之间的冲突。本研究以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,基于自然环境因子和社会经济因子构建城市蔓延风险空间量化评估模型,得到城市蔓延风险空间分布并提取城市蔓延严重风险区;利用生态侵蚀度指数识别评估生态保护压力空间并提取生态保护压力高值区。根据城市蔓延严重风险区与生态保护压力高值区的重合空间,对城市无序蔓延与生态保护的冲突程度进行分析,进而探讨快速城镇化发展过程中二者的协调关系,为城市国土空间规划与区域生态保护决策提供科技支撑。长三角生态绿色一体化发展示范区案例研究结果表明:(1)城市蔓延的严重风险区与生态保护压力高值区的重合面积达到583.83km2;其中较高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为311.73km2,冲突度为53.39%;高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为47.70 km2,冲突度为8.17%。(2)示范区内各类生态系统中,耕地生态系统受城市蔓延冲突程度均为最高,其在较高和高风险区的占比分别为91.58%、8.42%;其次是草地生态系统。为协调城市蔓延与生态保护空间的关系,保障示范区生态绿色一体化发展。本研究进一步识别了示范区内生态预警区和城市蔓延重点关注区,其中生态预警区内需要充分的生态修复,降低生态保护压力;城市蔓延重点关注区在建设时要注意保护原有生态保护压力大的区域,加强生态工程建设,管控建设用地规模,保障蓝绿空间占比。

    • 研究论文
    • 胡建成, 宋志斌, 周佳诚, 谭路, 唐涛

      DOI: 10.5846/stxb202102080409

      Abstract:

      摘要:比较河流浮游藻类和着生藻类群落的时空格局及其与环境因子关系的差异,有助于了解两类藻的区别与联系。然而,目前这方面的研究还不多。本研究基于2019年秋季和2020年夏季金沙江上段干流17个样点藻类及水体理化指标的调查数据,分析了不同季节浮游藻类和着生藻类群落结构及其主要环境驱动因子,比较了两类藻的多样性格局及其与环境关系的异同。结果发现,调查河段的浮游藻类和着生藻类均以硅藻为主,其中浮游藻类以极小曲壳藻(Achnanthes minutissima)、钝脆杆藻(Fragilaria capucina)、适中舟形藻(Navicula accomoda)为主要优势种,着生藻类以极小曲壳藻(Achnanthes minutissima)、扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)、橄榄绿色异极藻(Gomphonema olivaceum)为主要优势种。浮游藻类和着生藻类秋季平均密度分别为:2.41x10^5个/L、9.43x10^3 个/cm2,均明显高于夏季的平均密度(4.84x10^4 个/L、4.84x10^3个/cm2)。两类藻的群落格局表现出明显的季节变化,但只有着生藻分类单元数存在显著季节差异。影响两个季节浮游藻类群落的环境因子主要均为总氮、氨态氮和海拔;而影响着生藻类群落的环境因子则表现出明显的季节差异:秋季为海拔和硅酸盐,夏季为总氮、pH和化学需氧量,且无论是秋季还是夏季,着生藻类与环境因子的相关性均更高。此外,地理距离也对藻类群落空间格局有影响,当排除地理距离与环境因子的协同作用后,浮游藻类和着生藻类群落与环境距离的相关性均只在夏季显著。本研究发现着生藻类表现出更明显的季节变化,且对环境变化的敏感性更高,因此建议宜将着生藻类作为河流生态状况调查、研究的主要的指示类群。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 贺小荣, 彭坤杰, 许春晓

      DOI: 10.5846/stxb202012173208

      Abstract:

      基于2004—2018年的面板数据,借助脆弱性研究方法、冷热点分析法、空间变差模型和灰色预测模型探索长江经济带旅游—经济—生态系统的时空演变特征及趋势预测。研究表明:(1)2004—2018年长江经济带总体脆弱性指数在波动中上涨,各省市脆弱性指数洼地集中于东部地区且呈平稳发展态势;峰值集中于西部地区但下降趋势显著;总体可持续发展水平呈现“东部>中部>西部”的空间分布格局,但西部地区可持续发展水平可能将在未来超越中部地区。(2)长江经济带脆弱性指数集聚性在扩张,冷热点时空分布变化显著,冷点区域减少,热点区域增多,印证了总体区域的脆弱性数值在不断提升。(3)长江经济带脆弱性指数空间分异特征呈阶段性变化,“东散西集”的分异特征逐渐被打破,总体指数呈均衡化发展态势。(4)通过预测计算2019—2023年长江经济带各区域脆弱性指数,发现2019—2023年的脆弱性指数基本形成了对2014—2018年的全包围态势,长江经济带三系统脆弱性指数较高的发展隐患逐步成为现实问题。

    • 研究论文
    • 何玉杰, 孔泽, 户晓, 张江, 王猛, 彭长辉, 朱求安

      DOI: 10.5846/stxb202101130143

      Abstract:

      温带草地区是我国植被对气候变化响应的敏感区和陆地生态系统的生态脆弱区,是组成草地资源的重要部分。由于全球变暖,气候变化带来的极端气候影响越来越大,探究我国温带草地植被覆盖时空变化规律和水热条件变化对其生长的影响,对区域生态的环境保护,实现畜牧业的可持续发展和更加合理有效地利用草地资源具有重要的现实意义。本研究基于1982-2015年长时间序列的气象(降水、温度、太阳辐射)数据和GIMMS NDVI 3g数据,采用去趋势分析法和相关性分析法,探究近34年中国温带地区生长季草地归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)和气候因子变化格局,以及水热条件对NDVI的同步影响和滞后影响。研究结果表明:(1)1982—2015年中国温带草地生长季平均温度和月平均太阳辐射呈增长趋势,降水量为下降趋势,温带草地气候逐渐“暖干化”;(2)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI的年际变化由降水因子主导,特别是在1999年之后,降水的对于中国温带草地生长季NDVI年际变化的影响更为显著;(3)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI为增长趋势,生长季热条件(温度和太阳辐射)的显著上升控制着NDVI的增长趋势;(4)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI对水热因子在年际变化上存在明显的滞后响应,生长季前期NDVI对温度滞后响应最明显,生长季中后期降水则成为植被生长滞后影响的主要控制因子。

    • 何胜利, 谷从璟, 马丹炜, 张红

      DOI: 10.5846/stxb202102060381

      Abstract:

      为了探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)化感作用如何干扰受体植物的防御功能,本研究以蚕豆(Vicia faba L.)为受体,研究了土荆芥挥发油及其主要成分ρ-对伞花素和α-萜品烯对根边缘细胞活性及其胞外诱捕网厚度的影响,并测定了细胞内信号分子活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和NO水平的变化。结果表明:在土荆芥挥发油、ρ-对伞花素和α-萜品烯作用下,蚕豆根边缘细胞粘胶层厚度增加,细胞活性下降,而ROS和NO水平升高,且表现为浓度依赖效应,细胞死亡率、ROS水平和NO水平三者之间存在着显著的正相关(P<0.05)。ROS清除剂抗坏血酸(AsA)、硝酸还原酶抑制剂(NaN3)和泛Caspase抑制剂Z-VAD-FMK均可有效缓解挥发性物质的细胞致死效应,表明ROS和NO诱导根边缘细胞发生了Caspase依赖性细胞凋亡。上述结果表明土荆芥挥发性化感物质诱导蚕豆根边缘细胞内NO和ROS的水平上升,二者协同作用导致细胞凋亡,引起受体防御功能障碍,从而抑制了植物根系的生长。

    • 代林利, 周丽丽, 伍丽华, 刘丽, 黄樱, 彭婷婷, 邱静雯, 何宗明, 曹光球

      DOI: 10.5846/stxb202011172960

      Abstract:

      以不同林分密度(1800、3000、4500 株/hm2)杉木林为研究对象,通过野外调查、样品采集和室内分析,研究不同林分密度杉木林生态系统碳密度及其分配特征。结果表明:1)三种林分密度杉木林生态系统碳密度分别为131.54、161.42、172.69 t/hm2,随林分密度增大而升高,且具有显著差异(P<0.05)。杉木林碳密度表现为土壤层>乔木层>林下地被物层。土壤有机碳储量占总碳储量的比例最大(53.11%—67.37%),其次是树干、树根、树皮(25.89%—35.74%),高密度杉木林分有利于树干、树皮、树根碳密度分配比例的增加。2)乔木层,树干、树皮、宿留枯枝及宿留枯叶碳密度随林分密度增大而升高,鲜枝及鲜叶碳密度随林分密度增大先升高后降低,且均具显著差异(P<0.05);树干、树皮碳密度随树体高度的升高而降低,鲜枝鲜叶碳密度集中于树体中上部(8 m≦h≦10 m),宿留枯枝枯叶碳密度集中分布于树体中部(4 m≦h≦8 m)。3)随着林分密度的增大,不同径级根碳密度呈上升趋势,且不同径级根碳密度随林分密度变化差异达显著水平(P<0.05);不同径级间碳密度:根头>粗根>大根>中根>小根>细根,根头和粗根占比最大(57.38%—70.84%)。4)林下植被碳密度随林分密度增大不断降低,而林下凋落物碳密度随林分密度增大呈逐渐上升趋势,且具显著差异(P<0.05)。5)土壤层碳密度随土壤深度增加逐渐降低,不同林分密度土壤层碳密度没有显著差异(P>0.05)。综上所述,适当增加林分密度有利于提高杉木林生态系统的碳密度。

    • 典型高寒生态系统演变规律及机制
    • 曾嘉, 陈槐, 刘建亮, 杨随庄, 严飞, 曹芹, 杨刚

      DOI: 10.5846/stxb202012103149

      Abstract:

      酚类物质作为泥炭地重要的碳分解抑制剂,植被作为泥炭地关键的碳输入来源,它们在土壤碳(可溶性有机碳(DOC)等)周转过程中都发挥着重要作用。然而,目前关于植被群落结构、酚类物质以及DOC含量对水位波动的响应存在较大争议。因此,为明确泥炭地水位下降对植被群落结构、酚类物质以及DOC含量的影响并探明三者间的潜在联系。以若尔盖高原泥炭地作为研究对象,选取红原县日干乔地区3处不同地下水位泥炭地(水位由高到低依次为S1(-1.9 cm)、S2(-10 cm)、S3(-1.9 cm)样地),调查不同水位条件下植被群落结构特征,并探究酚类物质及土壤碳含量对水位波动的响应。结果表明:1)从S1到S3样地水位下降促进土壤DOC显著增加(P<0.05),土壤总碳从S1到S2显著增加(P<0.05),而从S2到S3无显著差异;2)泥炭地水位下降促使禾本科(发草Deschampsia cespitosa)、莎草科(木里薹草Carex muliensis、乌拉草Carex meyeriana)植物大量出现,植被群落高度显著增加(P<0.05)。植被群落地上生物量由153.67 g/m2增加至649.22 g/m2,地下生物量由1067.52增加至3424.78,植物体地上地下部总酚分别增加34.58%和13.17%(P<0.05)。这将有可能促进植物输入更多碳进入土壤系统;3)随水位下降,土壤总酚、水溶性酚以及多元酚分别增加29.06%、542.87%和110.56%(P<0.05)。一元酚呈先增加后减少,但总体仍表现为增加,二元酚无明显变化;4)结构方程模型分析发现,一元酚和多元酚能显著促进DOC和总碳积累(P<0.05),二元酚对DOC和总碳的积累影响不显著。以往的研究认为水位下降会加速碳流失,但本研究发现这样的流失似乎被植物以及酚酸的作用所抵消。故此,对泥炭地碳循环的研究应关注土壤-植物整个系统并考虑土壤中酚类物质的影响。

    • 研究论文
    • 曹蕾, 唐琪, 郭俨辉, 汤逸帆, 韩建刚, 朱咏莉

      DOI: 10.5846/stxb202012033088

      Abstract:

      土壤节肢动物群落结构是反映土壤动物多样性及土壤质量的重要指标。沼液施用对土壤结构与肥力的改变,可能对土壤节肢动物群落的特征产生显著影响。以江苏东台海岸带连续施用沼液5年的围垦麦田为例,研究沼液不同用量(0、100、200、300 m3/hm2)及沼液替代(0%、33%、66%、100%)化肥对土壤中小型节肢动物群落结构的影响。结果表明:各施肥管理下麦田土壤中小型节肢动物的优势类群均为前气门亚目、甲螨亚目和弹尾目,平均分别占总捕获量的52.09%—53.33%、22.42%—23.86%和13.14%—16.51%。当沼液用量从0增加到300 m3/ hm2时,土壤动物密度增加了94%,类群数增加约2个,优势度指数增加9.4%(P<0.05)。沼液66%替代化肥时,土壤动物密度、类群数和优势度指数最高。因此,施用沼液显著增加了土壤中小型节肢动物的密度、类群数与优势度指数。当沼液替代化肥的比例为66%时,促进效应最佳。主成分分析表明,无论单施沼液还是沼液替代化肥,弹尾目、前气门亚目与甲螨亚目的响应最为敏感,可将其作为土壤中小型节肢动物对施肥响应的指示指标。

    • 曹晨晨, 苏芳莉, 李海福, 魏超, 孙迪

      DOI: 10.5846/stxb202008122107

      Abstract:

      湿地景观破碎化的加剧严重影响了湿地生物多样性保护和湿地生态系统服务功能的维持,本研究以辽河口盐地碱蓬(Suaeda salsa)湿地为研究对象,基于GIS平台构建1985年-2019年间湿地景观数据库,定量分析湿地景观破碎化特征及其驱动因素。结果表明: 1985-2019年间,辽河口盐地碱蓬湿地呈退化趋势,具体表现为湿地面积萎缩,湿地景观破碎化加剧。盐地碱蓬湿地面积在1988年达到最大值4158.81公顷,景观聚集度较高,此后,湿地景观破碎度出现先增大后减小再增大的波动变化,2003年和2019年盐地碱蓬湿地景观破碎化最为严重,破碎度分别达到5.90和7.89;影响辽河口盐地碱蓬湿地景观破碎化主要驱动因素为人为开发活动和水文过程;景观破碎化的整体上升趋势与道路修建、农田开发、水产养殖、径流量和输沙量有较好的空间对应关系,道路修建、农田开发和水产养殖面积的增加以及年径流量的减少是导致盐地碱蓬湿地景观破碎化的主导因素。

    • 于婧, 汤昪, 陈艳红, 张蕾, 聂艳, 邓文胜

      DOI: 10.5846/stxb202012313341

      Abstract:

      区域生态安全是现代城市健康发展的重要内容,科学认识与评价区域生态风险与构建生态安全格局,有利于综合提升区域生态安全水平。本文以张家界市2019年高分二号遥感解译数据为基础,使用GIS空间分析与Fragstats软件构建景观生态风险指数,对景观生态风险空间分布特征进行分析;利用最小累积阻力模型(MCR),以9个自然保护地为生态源地,以景观生态风险指数、植被覆盖度、高程、坡度、与道路距离、与水域距离构建阻力面,识别生态廊道与生态节点,构建生态安全格局并提出生态安全保护策略。结果表明:(1)研究区景观生态风险空间差异明显,生态风险呈现“中部、四周低,高值区总体沿澧水水系呈条带状延伸”的空间分布规律;(2)低、较低、中、较高、高生态风险分别占比21.59%、41.79%、22.57%、12.08%、1.98%,其中较低生态风险占比最高,高生态风险占比最低,各区县高生态风险压力排序为:永定区>慈利县>桑植县>武陵源区;(3)研究共识别出生态廊道24条,生态节点47个,生态廊道累积长达872.35km,生态廊道与生态节点分别呈现“三横四纵”、“中多西少,南多北少”的空间分布特征;(4)研究区形成了由9处生态源地、47处生态节点、24条生态廊道以及3个生态安全区构成的生态安全格局,在此基础上提出了生态安全保护策略,为张家界市生态环境建设提供科学指导。

    • 张辉, 莫康乐, 李婷, 曾晨军, 陈求稳, 许承双, 汤新武, 吴焱

      DOI: 10.5846/stxb202009112368

      Abstract:

      鄱阳湖是长江四大家鱼索饵、育肥的重要场所,近年来鄱阳湖出现了枯水季水位严重降低、枯水期延长、湿地面积缩小的现象。为解决鄱阳湖水资源、水文、水生态等问题,建议在鄱阳湖入江水道兴建控制闸水利枢纽。然而,拟建的水利枢纽工程将打破鄱阳湖与长江的天然连通性,可能会对四大鱼类洄游过程产生影响。通过构建二维和三维水动力模型,分析鄱阳湖水利枢纽建设后入江水道与枢纽洄游通道的水动力学特征,结合实验和文献获得的草鱼幼鱼和成鱼游泳能力参数,阐明了枢纽建设对草鱼洄游的影响。结果表明:在设计调度模式下,草鱼幼鱼入湖期间,湖口段适宜通过天数达到83.74%以上,说明湖口及入江水道的水动力条件对洄游的影响较小,同时,枢纽工程处在过鱼高峰期仍能保持较高的过闸效率;草鱼成鱼出湖期间,丰、平水年闸前水动力条件对洄游的影响较小,仅在枯水年闸前流速几乎静止,草鱼适宜出湖天数偏低。在该调度模式下,水利枢纽建设运行后鄱阳湖整体水动力条件能够满足草鱼洄游需求。目前设计的鱼道在高、低水位时期均出现局部流速过大的现象,不满足过鱼条件。从四大家鱼江湖洄游的角度为鄱阳湖水利枢纽工程设计和运行提供科学参考。

    • 专论与综述
    • 李敏, 杨磊, 赵方凯, 陈利顶

      DOI: 10.5846/stxb202104191019

      Abstract:

      土壤微塑料污染的持久性、复杂性及其对土壤生态系统的影响受到越来越广泛的关注,但对其来源、迁移过程等仍有许多问题尚未理清。本文从复合生态系统的角度,通过对城乡景观中土壤微塑料的来源、迁移过程及其风险等相关研究进展进行了系统梳理,分析了城乡不同景观中土壤微塑料的主要来源和特点,讨论了土壤微塑料在城乡景观中的迁移特征及其驱动力,探讨了土壤微塑料在城乡景观中的生态和健康风险。研究认为今后需进一步明确城乡景观中土壤微塑料污染的物质流过程与环境归趋特征,加强微塑料对土壤生态系统的作用过程及生态系统服务影响的研究,揭示土壤微塑料对人类健康的直接或间接影响,建立城乡复合生态系统土壤微塑料污染预测模型,以维护土壤生态安全与人居环境健康。

    • 研究论文
    • 周添惠, 杨磊, 赵方凯, 李旭春, 邓居礼, 李敏, 黄勇, 段兴武

      DOI: 10.5846/stxb202011022806

      Abstract:

      探讨源汇景观演变特征与径流泥沙的关系对定量识别源汇景观功能对生态过程的影响具有重要的科学意义。本研究以位于黄土高原和西秦岭山地交错区域的渭河源为例,分析了流域源汇景观格局演变与降雨耦合驱动对径流和泥沙的影响,结果表明:(1)研究区1982~2017年汇景观比例逐渐增加并超过源景观,源汇景观功能演变主要发生在黄土丘陵区,源汇景观负荷比指数呈逐年下降趋势;(2)影响流域径流和泥沙的主要因素不同,洪峰流量与含沙量主要受源景观面积比例和源汇景观负荷比的影响,呈显著的下降趋势,而径流量仅与降水量存在相关性;(3)基于信息理论方法的相对重要性分析表明,降雨对流域径流量的相对重要性高于源汇景观负荷比,而源汇景观负荷比对洪峰流量和含沙量的相对重要性较高,传输距离和海拔分布对径流泥沙和洪峰流量具有重要影响。在长时间尺度上,源汇景观格局演变影响了径流及泥沙特征,并且对泥沙影响的相对重要性高于径流。源汇景观合理的时空分布可以有效调控水土流失过程,对黄土高原生态可持续发展具有重要意义。

    • 周瑞莲, 逄金强, 宋玉

      DOI: 10.5846/stxb201912192740

      Abstract:

      本研究以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl )为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm-1 min-1)吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对间歇强风吹响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6&、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动时变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活力大幅增高和MDA含量下降。在风吹袭中,叶片抗氧化酶活力和渗透调节含量的变化与叶片含水量变化密切相关。而在风吹袭处理后的恢复期,黑松叶片MDA、可溶性糖、脯氨酸含量和CAT活力下降,但叶片一直维持较高可溶性糖含量和SOD活力;而紫穗槐伴随叶片RWC回升,而MDA、可溶性糖、脯氨酸含量下降和POD、CAT、SOD活力的增高。研究表明,风吹袭引发叶片水分亏缺成为启动植物对缺水补偿机制的诱导因子(自愈修复)。在风吹袭中增高的渗透调节物通过提高细胞吸水力为自愈修复提供物质基础,而抗氧化酶通过抑制膜脂过氧化、维护膜的完整性和弹性为自愈修复提供生理保护。因此,渗透调节和抗氧化酶通过维护水分平衡和氧自由基代谢平衡而在抗风生长和自愈修复中起重要生理保护作用。

    • 章瑞, 王凯平, 张云路, 李雄

      DOI: 10.5846/stxb202012293306

      Abstract:

      市域生态空间是城乡发展的绿色基底和生态基础,其协同联系“山水林田湖草”各生态系统,是动植物和自然生态多种过程的空间载体,同时也是人类进行社会经济活动的场所,与城乡经济社会发展息息相关,良好的市域生态空间体系,是实现市域层面生态系统稳定,协调城市发展和自然保护的重要载体,同时也是实现城市健康良性发展的重要保障。现有的市域生态空间规划重视不够,其静态的、定性为主的规划方法严重滞后,存在一系列不足与缺陷:1)重城区,轻市域;2)重主观定性,轻客观定量;3)重被动落实,轻主动响应;4)重静态蓝图,轻动态模拟。其空间规划成果远不能达到预期,无法应对城市化对市域生态环境和资源所带来的影响和威胁。本文以宁波市域空间为对象,以市域生态空间演变为出发点,从生态空间的安全格局、结构特征和用地类型转移3个方面,通过对2000年、2010年和2018年3个时期的市域空间演变的定量化分析,揭示市域生态空间演变的特征与规律。并以此为基础探索新型市域生态空间重构的方法和内容,提出空间优化的策略:针对安全格局层面生态适宜性衰退、结构层面连通度下降、地类层面绿色空间减少的问题等,通过确定生态核心,构建绿色空间廊道,筛选关键节点,对其分别进行分级、保护,最终重新构建起良性的宁波市域生态空间体系,并针对优化结果进行评价与修正。从市域生态空间3种类型演变分析入手,以“演变-响应-重构”为逻辑指导市域生态空间规划,积极探索了应对城市化影响下市域生态空间优化的新方法,为市域山水林田湖草生命综合体的资源保护和科学利用提供了一定的理论。

    • 张喜亭, 张建宇, 肖路, 陈胜仙, 仲召亮, 高薇, 王文杰

      DOI: 10.5846/stxb201812212775

      Abstract:

      天然林植物多样性保护对于其生态服务功能至关重要,而林分个体大小、群落特征及乔灌草垂直结构对其变化的贡献及最主要影响因子的揭示,将有助于基于林分结构调整提升植物多样性保护。基于此,本文选择大兴安岭多布库尔国家级自然保护区森林群落为研究对象,调查该区域42块乔木样地、210块灌木、草本和更新层样地内植物个体大小(树高、胸径、枝下高、灌木高、草高等)和乔、灌、草相关群落特征(乔灌草的密度和盖度等),记录样地植物科属种特征并计算植物多样性和均匀度参数特征,频率分布、冗余排序与方差分解分析相结合,揭示该区域植物多样性与群落结构特征。结果表明:1)多布库尔主要树种为落叶松,相对多度为42%,其次是白桦和黑桦;灌木以榛子比例最高,达到60%;草本共发现116种,其中莎草科羊须草所占比例最大,超过10%;更新层主要树种为蒙古栎,相对多度为54%,其次为白桦。2)植物种类丰富度和多样性均表现为草本层>乔木层>灌木层>更新层,灌木层均匀度最高。3)乔木层平均树高13.2m,平均胸径为14.3cm,平均枝下高为7.5m,平均郁闭度0.73,平均密度为1500株/ha;灌木平均高1.1m,平均地径1.1cm,盖度23.2%,平均密度1.3株/m2;草本平均高37.6cm,盖度为54.4%;更新层平均高1.83m,平均地径1.20cm,平均密度为0.17株/m2。4)冗余分析和方差分解分析结果表明林分个体大小特征的独立效应和乔木层特征对多样性变化贡献最大,乔木层树高和更新层密度与植物多样性变化具有最紧密关系。大兴安岭地区森林已经全部纳入国家天然林保护工程,上述国家自然保护区相关数据是当地本底数据(当地森林以幼龄林为主,尚需要更长时间保护),将为进一步保护区政策制定与天然林保护工程实施提供支持。

    • 张君, 陈洪松, 黄荣

      DOI: 10.5846/stxb202009162420

      Abstract:

      气候变化背景下,降雨稳定氢氧同位素的变化对以快速的地表-地下水文过程为主要特征的喀斯特生态水文研究有重要意义。本文以桂西北典型喀斯特峰丛洼地小流域为研究对象,测定2013年至2018日尺度及2019年至2020年8场大雨或特大暴雨的雨水稳定氢氧同位素组成,分析降雨稳定氢氧同位素变化特征及其影响因素。结果表明,研究区夏半年以海洋性水汽为主,冬半年以干燥的大陆性气团为主,导致夏半年降水δD、δ18O和氘盈余值显著(P<0.05)低于冬半年。降水的稳定氢氧同位素存在显著的反温度效应和雨量效应,即δ18O值与温度呈显著(P<0.001)负相关,与降雨量呈显著(P<0.001)正相关。次降雨过程中,持续时间较长(>9.5 h)的降雨存在显著的(P<0.05)雨量效应,特大暴雨则不存在雨量效应,与大气或地理因素有关。研究区水汽来源及降水强度存在明显的时间差异,因此在开展喀斯特小流域生态水文过程研究时,需要关注降水稳定氢氧同位素组成在不同时间尺度上的变化特征。

    • 专论与综述
    • 姚忠, 吴永明, 游海林, 辛在军

      DOI: 10.5846/stxb202101060055

      Abstract:

      CSR对策理论主要研究植物对环境胁迫和干扰的适应性特化。从功能生态学角度讲,CSR理论是通过解释各种功能性状协同变异的主导维度来反映植物的生态对策。而物种所采取的生态对策将决定其在群落中的生态位,并最终会影响生态系统过程与功能。自1974年Grime首次提出CSR对策的概念以来,CSR对策思想就受到了生态学家很大的关注,经过近半个世纪的发展,目前已经形成了比较完整的理论和研究方法体系。试图在回顾CSR理论及其研究方法发展的基础上,阐述其基本内涵,并重点从功能性状变异空间、植物适应性、群落过程和生态系统特性等四个方面概述CSR理论及其分析模型的验证及应用,梳理其最新研究进展。CSR理论已经得到了很多研究的广泛验证并应用于多种尺度上的植物生态学研究,但仍有一些方面值得进一步发展完善,如第四区缺失问题、功能性状变异主轴以外的变异、CSR对策与功能性状种内变异和谱系关系的联系等方面需要深入研究。

    • 生态管理
    • 夏楚瑜, 董照樱子, 陈彬

      DOI: 10.5846/stxb202101030007

      Abstract:

      从韧性的特征角度研究城市生态韧性水平的变化机制,探究城市防范化解生态风险能力的时空差异,以此明确城市分区生态治理的重要任务,是实现韧性城市生态风险防控的有利途径。本研究从抵抗力、适应力和恢复力三个方面构建了城市生态韧性评估模型,并以杭州为例,评估了其1995-2015年城市生态韧性时空变化格局,再者利用空间自相关模型对2015年杭州生态韧性分区管理模式进行了探究。最后,基于FLUS 模型模拟了2035年基准和创新创业导向的两种情景下的城市土地利用空间格局,并评估了不同城市发展情景下的生态韧性水平空间分布情况。基于以上研究,本文得到以下结论:(1)1995年-2005年,生态韧性低值区域向东北和东南方向扩张,而生态韧性高值水平区域明显减少。2005-2015年,杭州西北部和西部原本存在的中等韧性水平区域也转为低等水平。(2)2015年,城市东北区域呈现低韧性水平-高排污企业密度的集聚分布,说明该区域环境生态风险防范化解能力比较低,需要加大环境监测和生态治理的资金投入,严防重大环境污染事件的发生。(3)创新创业导向的“创新天堂”城市发展情景比基准情景下2035年杭州整体生态韧性水平更高,主要影响因素在于前者的抵抗力水平和适应力水平明显高于基准情景。研究结果为韧性城市生态环境发展提供了理论依据。

    • 生态系统服务专题
    • 王正伟, 王宏卫, 杨胜天, 刘勤, 高一薄, 衡嘉尧, 张惠婷

      DOI: 10.5846/stxb202011192979

      Abstract:

      识别生态保护关键区域,优化新疆县域生态空间结构,对促进绿洲区域经济与生态环境和谐发展,提升人类福祉具有重要意义。以拜城县为研究区,通过生态系统服务价值综合评定结果确定生态保护的核心“源”区,利用最小阻力模型,结合GIS空间分析技术及CA-Markov模型,识别拜城县生态安全格局,分析其发展变化趋势,探究生态空间布局调整策略,完善县域生态空间网络体系,结果表明:(1)研究期内,拜城县生态系统服务价值总量逐年上升,其中水源涵养、废物处理价值量增长最高,不同服务类型增长率差异较小。(2)分析2009、2016、2019拜城县生态安全格局特征发现,县域生态安全布局整体存在“源”地分布不均、廊道结构破碎且网络化程度低、生态脆弱区面积较大的现状特征。(3)基于2009、2016、2019年生态保护格局,同时依据生态“源”地及生态保护重要性用地的变化趋势,模拟2029年生态“源”地及其重要性等级区域分布,结合县域自然地理特征及总体发展规划,提出构筑“两带、三功能、四区、 多中心、十廊道”的拜城县生态空间布局体系,为绿洲地区生态安全及区域生态文明建设提供参考。

    • 研究论文
    • 王思齐, 朱章明

      DOI: 10.5846/stxb202002280363

      Abstract:

      物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。本文基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°—34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°—108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46—3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属植物丰富度与各因子的关系基本支持了生产力假说、环境稳定性假说和生境异质性假说。但蔷薇属的物种丰富度格局并非完全由这些假说解释,历史环境、地形、土壤、人类活动等其他因子可能也有一定的影响作用。(4)水分因子的单独解释率占34.6% (R2; P<0.001),是影响蔷薇属物种丰富度格局的主导因子,这可能是由该类群的进化历史、生理适应等原因共同决定的。本研究可以为蔷薇属植物的分类、进化、以及野生资源的保护和开发利用提供参考。

    • 生态系统服务专题
    • 王若思, 潘洪义, 刘翊涵, 唐玉萍, 张之凤, 马红菊

      DOI: 10.5846/stxb202012013075

      Abstract:

      生态系统服务价值评估作为土地资源合理配置、生态环境保护和生态补偿标准制定的重要前提,是当前的研究热点之一。本文以乐山市为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,运用生态服务价值动态当量法、地理探测器模型等方法,定量分析乐山市2000-2015年间生态服务价值时空变化规律及驱动机制。结果表明:(1)2000-2015年乐山市生态系统服务价值整体呈下降趋势,仅在2005-2010年有所回升,总量共减少了23.22亿元,主要与林地大量减少和建设用地大量增加有关;(2)空间上呈现西南高、东北低的分布态势,且各区域变化不同,西南方向山地以下降为主,东部平原丘陵以上升为主,河流两侧上升明显;(3)影响生态系统服务价值时空分布的主导因素为土地利用、NPP、降水量和坡度,除此之外气温、高程、土壤类型也有较大决定力;(4)自然因子决定力大于社会经济因子,但社会经济因子的影响越来越突出。研究揭示了乐山市生态系统服务价值的时空变化规律及驱动因子,为该地区土地利用规划与生态环境保护机制的建立提供了科学参考。

    • 研究论文
    • 王乐, 杜灵通, 马龙龙, 丹杨

      DOI: 10.5846/stxb202010112593

      Abstract:

      宁夏盐池县从20世纪70年代开始在荒漠草原上人工种植柠条灌木用以防风固沙和生态恢复,这一人为措施极大地改变了区域生态系统的植被结构和碳循环,而定量评估人工灌丛化对荒漠草原生态系统碳储量的影响,不仅能够揭示人类活动的碳循环反馈机制,而且可为地方政府生态治理提供理论指导。结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型模拟了1958—2017年间荒漠草原人工灌丛化前后的碳储量变化,定量分析了人工灌丛化对生态系统碳储量和组分的影响。结果表明:(1)结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型可以较准确地模拟出荒漠草原人工灌丛化过程中生态系统碳储量的变化。(2)人工灌丛化会快速改变荒漠草原的碳储量累积特征,柠条灌木种植后的快速生长阶段极大增强了生态系统的总碳储量,导致生态系统的碳储量特征由草地型向灌木型转变。(3)人工灌丛化改变了生态系统各类型碳储量的组分结构,其对地上植被和枯落物碳储量的影响非常明显,灌丛化后生态系统的植被和枯落物碳分别增加了6倍和1.76倍;因植被碳向土壤碳转化过程较慢,故人工灌丛化对地下土壤碳储量的影响在短期内较为微弱。以上结果显示,荒漠草原人工灌丛化能显著增强生态系统的碳固持能力,为碳中和及应对气候变化提供可行路径。

    • 中国重点脆弱生态区生态恢复模式及效益评估专栏
    • 王京, 李成一, 卓玛姐, 宋梓涵, 汪晓东, 王瑞, 索郎夺尔基, 林英华

      DOI: 10.5846/stxb202011192975

      Abstract:

      利用地表土壤动物与植物群落生物完整性指数评价若尔盖沼泽湿地受扰现状,为若尔盖沼泽湿地恢复提供依据。2018年7月与2019年7月对若尔盖10处典型湿地(参照区4个,受损区6个)地表土壤动物与湿地植被群落进行调查。通过对74个候选指标的分布范围、判别能力及相关分析,确定中生性植物、一年生植物、龙胆科植物、一年生植物/多年植物比4个植物核心指标,地表土壤动物总个体数量、中小型动物类群数量、蜘蛛目物种数量、菌食性土壤动物与腐食性土壤动物5个核心指标,构建若尔盖沼泽湿地地表土壤动物与植物完整性指数,以所有采样点95%分位数为最佳期望值,四分位法确定研究区域未受干扰、轻度干扰程度、中度干扰与重度干扰四个等级,据此判断若尔盖沼泽湿地受扰状况。结果显示,若尔盖沼泽湿地相对原始沼泽、花湖沼泽化草甸2、长期低强度排水、短期高强度排水分别处于未受干扰、轻度干扰、中度干扰与重度干扰状态。所调查的若尔盖典型湿地中,20%的湿地未受到干扰,30%的湿地受到轻度干扰,30%的湿地受到中度,20%的湿地受到重度干扰。Pearson 相关系数分析显示,地表土壤动物完整性指数与植物完整性指数存在显著正相关关系(r=0.722, p<0.05),表明地表土壤动物完整性指数与植物完整性指数评价结果具有一致性。

    • 研究论文
    • 王吉高, 汪依妮, 陈 超, 李 舟, 王昭懿, 金宝成, 张 乾, 赵学春

      DOI: 10.5846/stxb202101050036

      Abstract:

      细根分解和周转是土壤有机质和养分的重要来源。为探明不同石漠化程度天然草地细根对土壤养分的贡献,于2017年3月至次年1月,采用土柱法和分解袋法,研究不同石漠化程度下天然草地的细根生物量、分解和养分释放动态及对石漠化的响应。结果表明:3种不同石漠化程度下草地的细根生物量随季节均呈现先增加后降低的趋势,随石漠化程度的加剧均呈现逐渐降低的趋势,潜在、中度和强度石漠化草地的细根生物量分别为3355.65、2944.02 g/m2和1806.80 g/m2。细根分解速率呈现先快后慢的趋势,分解300天后的残留率均低于50%。细根有机碳、全氮、全磷和全钾的释放过程具有显著不同,释放模式最终均表现为“释放”,潜在、中度和强度石漠化草地细根的有机碳、全氮、全磷、全钾的年归还量分别为32.46—161.08、0.24—3.88、0.08—0.32、0.15—2.78 g/m2。随石漠化程度的加剧,细根生物量和分解率呈现逐渐降低趋势,土壤有机碳、全氮归还量呈现逐渐增加趋势。

    • 王洪涛, 丁晶, 邵元虎, 张卫信, 傅声雷

      DOI: 10.5846/stxb202010132612

      Abstract:

      蚯蚓肠道是微生物多样性的一个潜在存储库。砷对蚯蚓肠道微生物群落的影响已被证实,但砷在不同蚯蚓肠道菌群中生物转化的差异仍不清楚。为了进一步阐述土壤中广泛存在的低浓度砷(浓度为5,15,25 mg/kg)对不同种类蚯蚓肠道微生物影响的差异,将4种典型蚯蚓暴露于砷污染土壤后,测定其肠道微生物组成变化,并分析砷对不同蚯蚓肠道内砷富集、形态和砷生物转化基因的影响。结果显示,所有蚯蚓组织内均存在明显的砷富集,其富集系数由高到低依次为:安德爱胜蚓(1.93)> 加州腔蚓(0.80)> 通俗腔蚓(0.78)> 湖北远盲蚓(0.52),蚯蚓组织和肠道内砷形态主要以无机砷为主,其中As(III)含量比例> 80%,部分蚯蚓组织内还发现少量有机砷。4种蚯蚓肠道微生物群落在门水平上主要以变形菌、厚壁菌和放线菌为主,并与周围土壤细菌群落组成存在显著差异。同时,在土壤和肠道内共检测到17个砷转化基因,其中蚯蚓肠道内As(V)还原和砷转运相关基因相对丰度较高,而砷(去)甲基化基因丰度较低。此外,低浓度砷污染对蚯蚓生长无显著影响,却能引起蚯蚓肠道微生物群落的紊乱。蚯蚓种类和砷污染是引起蚯蚓肠道微生物群落组成变化的主要因素。综上,蚯蚓肠道是一个微生物介导的砷生物转化的重要热区,本研究拓展了我们对土壤动物肠道内砷生物地球化学行为的认知。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 孙从建, 乔 鹏, 王佳瑞, 王红阳, 孙九林

      DOI: 10.5846/stxb202011283050

      Abstract:

      多年来吕梁连片贫困区实施的生态恢复措施对其生态环境产生了较大影响,为掌握该区域在生态恢复措施实施(2000年)以来植被净初级生产力的变化状况,本研究利用2000-2018年时序的遥感数据和基于光能利用率的CASA模型对其进行了模拟,并分析了导致其变化的主要控制因素,结果显示:(1)2000年以来吕梁连片贫困区NPP整体上升,其中93.46%的区域NPP呈增长状态,6.54%的区域呈减少状态, 2010~2015年区域NPP出现下降.(2)受人类活动影响,过去18年来区域土地利用类型变化较为显著,耕地面积缩减,草地面积基本保持稳定,林地与城镇面积增加且城镇面积扩张迅速,不同土地利用下的NPP特征差异显著,耕地NPP年均值增长最为迅速,为5.9gC?m-2?a-1,林地最为平稳,为1.32gC?m-2?a-1.(3)研究区降水量波动对区域NPP的变化影响显著,未来气候变化中降水量的变化可能对区域NPP产生直接影响.研究结果将为区域生态恢复、精准扶贫及黄河中游地区的经济发展提供重要的理论支撑.

    • 研究论文
    • 刘振中, 赵文倩, 郭文莉, 周忠泽

      DOI: 10.5846/stxb202101080079

      Abstract:

      摘要:陈瑶湖流域是长江中下游重要的水禽省级自然保护区,近年来随着农业的发展,湖区存在芡实种植过密,汛期影响行洪的隐患,对湖区的水生态系统结构与功能的稳定性造成严重影响。为研究芡实分区刈割试验对陈瑶湖后生浮游动物群落结构的影响,于2019年8月期间对陈瑶湖后生浮游动物进行调查。共鉴定出后生浮游动物15科22属40种,其中轮虫12属26种,枝角类8属11种,桡足类2属3种,群落结构主要以轮虫为主,后生浮游动物种类分布时空上无显著差异(P>0.05)。共发现优势种8属10种,分别为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、囊形单趾轮虫(Monostyla bulla)、蹄形腔轮虫(Lecane ungulata)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、迈氏三肢轮虫(Filinia maior)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)和广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)。后生浮游动物密度和生物量平均值分别为(1681.49±205.73)个/L和(7.8±1.52)mg/L,密度和生物量峰值均出现在初期的未刈割区,最低值均出现在后期的河道。后生浮游动物密度的空间分布呈现未刈割区>刈割区>河道的特征,时间变化呈现刈割初期>前期>中期>后期的趋势,生物量的时空变化趋势与密度一致。ShannonWiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数变化范围分别为1.67—3.42、1.64—3.57和0.41—1.13.统计分析结果表明TN、TP、NH4+-N、Chl. a、EC和SD是影响浮游动物群落结构的主要因子。综合生物和理化指标判别陈瑶湖水体已处于中污染状态;营养状态参数结果表明,陈瑶湖已处于中度富营养状态。 关键词:陈瑶湖;浅水湖泊;后生浮游动物;群落结构;刈割试验

    • 典型高寒草地演变与利用管理专题
    • 梁大林, 唐海萍

      DOI: 10.5846/stxb202012033093

      Abstract:

      高寒草甸和高寒草原作为青藏高原两种重要植被类型,研究其植被变化与气候变化相关性,有助于为青藏高原两种高寒草地生态系统应对全球气候变化管理提供参考。本研究以位于同纬度的三江源高寒草甸和阿里高寒草原为研究对象,基于植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)变化表征植被变化,利用NPP数据和气象数据,分别分析两地2000—2017年植被NPP、降水和气温时空变化差异;利用Sen+ Mann-Kendall趋势检验,研究两种高寒草地气候与植被净初级生产力变化趋势;以县域统计年鉴牛羊肉产量表征放牧强度,研究放牧活动对高寒草地植被变化的影响;通过Pearson相关和偏相关分析方法,分别研究降水和气温对两种高寒草地植被NPP变化影响差异。研究结果表明:⑴2000—2017年三江源高寒草甸和阿里高寒草原区年平均气温以0.085℃/a和0.084℃/a的趋势上升,降水以平均每年3.87 mm和2.23 mm的趋势增加,高寒草甸区变暖变湿速率较高寒草原区快。⑵三江源高寒草甸和阿里高寒草原植被NPP均呈现由东南向西北逐渐降低空间格局;2000—2017年高寒草甸区57.7%植被NPP呈现上升趋势,而高寒草原区50.96%植被NPP呈现上升趋势,高寒草甸植被NPP增长趋势较高寒草原明显。⑶三江源高寒草甸和阿里高寒草原两种草地植被变化受放牧影响不大,受气候变化影响较大。⑷三江源高寒草甸大部分植被NPP增长与气温呈显著正相关而与降水呈显著负相关,高寒草甸植被NPP主要受温度调控,而阿里高寒草原植被NPP受降水和温度的双重调控。

    • 典型高寒生态系统演变规律及机制
    • 栗忠飞, 王小莲, 徐钰涛, 文林琴, 黄丽春

      DOI: 10.5846/stxb202011042819

      Abstract:

      地处青藏高原东南缘的滇西北香格里拉,其植被NPP的时空格局变化,对于深入了解青藏高原区域植被对气候变化的响应具有重要的科学意义。本研究基于地面气象数据和MODIS-NDVI等遥感数据,运用改进的CASA模型,估算了1996—2015年香格里拉区域不同植被类型NPP,分析探讨了区域植被NPP的演变特征及其对气候变化的响应规律。研究显示:1)1995—2015年间,香格里拉区域6—8月平均气温总体呈上升趋势,增速为0.037℃/a;6—8月总降水量为373.1 mm,呈微弱下降趋势;20年间辐射量基本维持波动稳定状态;2)1996—2015年,香格里拉区域6-8月最大月植被NPP平均值为176.9 gC/m2,不同植被类型的变化范围为128.9—286.9 gC/m2;空间格局上,表现为“从西北、东南及金沙江沿岸向中部递减”的特征;3)香格里拉区域植被NPP显著地受到气温变化的调控(P<0.05),20年间随着气温的持续升高,区域NPP总体呈增加趋势;4)区域植被NPP未表现出受降水变化的显著影响(P>0.05),水分条件对区域植被NPP未形成限制性的影响作用。区域内植被NPP在2005年前后的变化特征,一定程度上也表明了人类活动干扰及生态保护修复等政策措施的影响。

    • 专论与综述
    • 李天韵, 刘依明, 王德利, 钟志伟

      DOI: 10.5846/stxb201912022608

      Abstract:

      “个性”是指不同时空条件下动物种群个体间行为的稳定差异。大量的理论和实验性研究表明,个性差异在动物界普遍存在,其是种群多度和分布、物种共存和群落构建的重要驱动因子。首先介绍了动物个性的概念、分类及衡量指标,将前人测量个性类型的方法加以总结;随后介绍了动物个性的生态学意义,尤其是个性对动物生活史策略、种群分布与多度、群落结构和动态、生态系统功能和过程以及疾病与信息传播等的影响。在此基础上,进一步分析了在人类活动增加等全球变化背景下,动物个性如何调控动物个体行为、种群和群落动态对这些环境变化的响应。最后阐述了动物个性的形成与维持机制,并对未来的研究方向进行了展望。

    • 研究论文
    • 李晶, 刘乾龙, 刘鹏宇

      DOI: 10.5846/stxb202003270710

      Abstract:

      呼伦贝尔市作为中国北方的重要生态屏障,其生态状况的变化及影响因素一直备受关注。本研究基于1998—2018年SPOT/VEGETATION NDVI数据,结合地形、气候和社会经济数据利用像元二分模型、趋势分析法,并根据数据特点,综合多种统计方法,对呼伦贝尔市植被覆盖度(FVC)时空变化及驱动力进行定性与定量分析。结果表明:(1)21年间研究区FVC在低波动中缓慢增长,以4—5年为周期,周期内FVC先减少后增长,在空间上呈“西减东增”的变化格局;(2)FVC类型以极高和高为主,中、低、极低面积依次递减且总和仅占10%—15%,FVC增加、变化不显著及减少区域面积分别为135720.57 km2 (53.56%)、107140.74 km2 (42.28%)、10569.06 km2 (4.17%);(3)地形因素奠定了FVC“西低东高”的空间分布格局,气候和人类活动因素影响FVC的年际变化。位于研究区西南部的新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗、陈巴尔虎旗和东南部的阿荣旗以气候因素为主导,位于中部大兴安岭上的牙克石市、额尔古纳市、根河市和扎兰屯以人类活动因素为主导,满洲里、海拉尔和鄂伦春自治旗则受气候因素与人类活动因素的综合影响。驱动力因素对FVC变化的影响具有差异性和双向性,在合理的政策和规划下,可以实现社会经济发展与生态环境可持续发展的双赢。

    • 雄安新区生态安全格局构建与保障
    • 李皓, 翟月鹏, 杨小龙, 董旭彤, 杨佳, 马子川, 刘敬泽

      DOI: 10.5846/stxb202010162642

      Abstract:

      稳定、高效的生态安全格局对于“建设雄安新区”国家战略具有重大意义。然而,目前尚缺乏一套科学、弹性的规划方法,用于指导新区建设。采用层次分析(AHP)和有序加权平均(OWA)空间多准则评估方法,结合Google Earth Engine遥感云计算技术和InVEST模型,在量化生态系统服务和生态风险的基础上,模拟新区生态安全格局。首先,生态安全格局涉及众多专业领域,内涵较为丰富,决策过程应采用参与式方法,建立包含生态环境和社会经济因素在内的综合指标体系,奠定格局构建的决策基础;其次,AHP-OWA方法按不同决策情景(风险),提供了一整套“完全保护—中立—完全开发”的空间决策集,定量揭示“保护—开发”权衡关系,为格局构建提供充足决策支持;最后,白洋淀保护地以及启动和起步区建设,会对生态安全格局产生重要影响,所以构建工作应在科学规划启动和起步区建设的同时,围绕白洋淀开展。未来在“绿色生态宜居新城区”目标指引下,新区建设方案应以“保护优先”为基本原则,结合重要区域、现有规划和资金预算等要素共同确定,实现保护与开发的“双赢”。

    • 区域生态学学术研讨会专题
    • 黄甜, 郭青海, 邹凯, 李达维, 易海军

      DOI: 10.5846/stxb202012153188

      Abstract:

      为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,文章提出社会经济生态位的概念,并以生态位的“态”“势”理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的“态”值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄“态”值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的“势”值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外“势”值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区>同安区=翔安区>海沧区。本文为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。

    • 研究论文
    • 胡明慧, 赵建琪, 王玄, 熊鑫, 张慧玲, 褚国伟, 孟泽, 张德强

      DOI: 10.5846/stxb202011102907

      Abstract:

      基于海拔高度下降气温上升的关系,将模拟的生态系统(含植物和土壤)从高海拔整体移位至低海拔地区,实现自然增温的效果。通过对自然增温条件下土壤环境因子及其相关理化性质的动态监测,结合磷脂脂肪酸分析与宏基因组学方法,测定土壤微生物群落结构以及与土壤有机碳分解相关基因丰度,探究自然增温对鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢的影响及其微生物学机制。结果表明:(1)增温处理显著改变了0-10cm土壤温度与湿度:温度显著上升2.48 ℃,湿度显著下降23.93%。(2)增温处理下,干季土壤有机碳含量与湿季土壤硝态氮含量显著降低,其他土壤理化因子无显著变化。(3)增温处理下,干季和湿季土壤微生物群落结构发生改变,且湿季变化显著。土壤铵态氮是影响干季土壤微生物群落结构变化的主要因子,解释了干季47.5%的变异度。土壤温度是影响湿季土壤微生物群落结构变化的主要因子,解释了湿季77.8%的变异度。(4)宏基因组结果表示:增温抑制了干季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度,增强了湿季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度。以上结果表明,增温通过改变土壤微生物生物量和群落结构以及有机碳代谢相关功能基因的丰度,最终影响南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢过程。

    • 专论与综述
    • 杜子银, 蔡延江, 张斌, 洪江涛, 王小丹

      DOI: 10.5846/stxb202009102356

      Abstract:

      牲畜排泄物返还被认为是对草地的一种天然的施肥措施,也是草地养分归还的一种重要途径,对于维持土壤肥力和植被生产力具有十分重要的生态学意义。本文系统论述了放牧牲畜粪便和尿液自身降解及其氮素变化、粪尿返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N2O)排放的作用机制及影响效应,指出排泄物氮输入使粪尿斑块成为草地土壤氮转化和N2O排放的活跃点,且不同排泄物类型、土壤理化特性和气候条件等使土壤氮素矿化、固持、硝化及反硝化等关键过程具有复杂性和差异性,进而导致不同类型草地生态系统N2O排放对牲畜排泄物返还的响应不尽相同。建议未来在全球气候变化背景下,应加强草地牲畜排泄物-植被-土壤体系氮素生物地球化学循环过程的系统研究,进一步加深天然草地关键氮素转化过程和N2O排放的微生物作用机制方面的认识,从而有助于为优化放牧牲畜排泄物的管理模式、制定科学合理的草地土壤养分调控策略和维持草地生态系统可持续发展提供科学有效的理论指导。

    • 研究论文
    • 陈轶群, 王艺颖, 于耀泓, 温珍杰, 彭钟通, 周庆, 莫其锋

      DOI: 10.5846/stxb202010232705

      Abstract:

      非结构性碳水化合物(Non-structural Carbohydrate, NSCs)是植物生长代谢过程中重要的能量来源。本文通过在华南热带次生林进行氮磷添加试验,探究不同林层植物叶片NSCs的季节变化及其对氮磷添加的响应,取样时间为2019年1月、4月、7月和10月。结果表明: 1)植物叶片NSCs存在显著的种间差异,磷(P)添加对叶片淀粉和NSCs含量具有显著影响,且物种与磷添加的交互作用显著影响叶片淀粉含量。2)黑嘴蒲桃和紫玉盘叶片NSCs含量对氮(N)添加的响应较为敏感,而白车和竹节叶片NSCs含量对P添加的响应较为敏感,氮磷同时添加(+NP)对植物叶片NSCs的增效作用最好。3)植物叶片NSCs存在显著的季节性变化,且季节与林层间的交互作用对叶片可溶性糖和NSCs含量具有显著影响。4)不同林层植物对氮磷添加的响应不同,氮磷添加使林下层植物叶片可溶性糖含量增高,林冠层降低。在干季,N添加会使林下层植物叶片淀粉含量增高,林冠层降低。P添加的影响恰好与之相反。在湿季,氮磷添加使林下层和林冠层植物叶片的淀粉含量增加。5)林冠层植物叶片NSCs含量高于林下层,且林下层植物叶片NSCs含量和可溶性糖淀粉比均表现为干季高于湿季。因此,不同植物叶片NSCs之间的变化差异反映了不同的碳利用策略,NSCs含量对氮磷添加的响应变化可以反应出热带森林植物在生长发育过程中碳供给和消耗的动态变化情况,为探索热带次生林植物碳利用策略及共存机制提供科学依据。

    • 土壤生态专栏
    • 陈伟, 李亚新, 王红阳, 王佳, 孙从建

      DOI: 10.5846/stxb202011303064

      Abstract:

      为了揭示黄土丘陵区不同土地覆被方式下土壤含水量对不同强度降雨的响应过程,选取山西省冯家沟小流域农耕地和撂荒地为研究对象,基于2019年4—10月降雨和土壤含水量以小时为单位的观测数据,分析了土壤含水量对不同强度降雨的响应规律。结果表明:(1)小雨、中雨、大雨和暴雨对土层的影响深度分别为20、20、60 cm和60 cm,研究区降雨最主要的形式—小雨对土壤水分的补给作用较小。(2)各强度降雨过程中,除0—10 cm土层外,农耕地土壤含水量均大于撂荒地,且大雨条件下农耕地各土层土壤含水量变化较显著,而撂荒地仅0—10 cm和10—20 cm土层土壤含水量有所增加。(3)不同土层土壤含水量对降雨的响应不同,表层响应相对明显而深层相对减弱;农耕地土壤平均含水量最大值出现在50—60 cm土层,而撂荒地出现在30—40 cm土层。(4)本地区农耕地土壤含水量高于撂荒地,表明在该地区适当的作物种植有较好的储存土壤水分的作用。本研究的结果对地区水资源的高效利用和水土流失防控提供了一定的科学依据。

    • 研究论文
    • 陈万旭, 钟明星, 李江风, 曾杰

      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。本研究拟把基于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。

    • 土壤生态专栏
    • 曾建辉, 马波, 郭迎香, 张泽宇, 李桂, 李占斌, 刘晨光

      DOI: 10.5846/stxb202011172967

      Abstract:

      生物结皮(BSC)是广泛分布的地被物,每逢冬春季节,受冻融交替作用影响,结皮土壤的理化性质和水文学特征明显改变且与裸土差异显著,从而影响该地区土壤可蚀性评估和土壤侵蚀防治。本文采用室内模拟实验,以蓝藻结皮土壤为对象,研究不同冻融交替次数和初始含水量下,土壤三相对温度变化的响应特征并定量分析结皮覆盖土壤在此条件下饱和导水率(Ks)的变化趋势和突变点。结果表明:初始含水量对Ks无显著影响(P>0.05),冻融交替次数对Ks有极显著影响(P<0.01),冻融条件下裸土的平均Ks为1.941 mm/min,结皮覆盖土壤平均Ks为0.325 mm/min,两者具有极显著差异(P<0.01),且随交替次数增加,Ks差异逐渐增大,并在10次时达到最大值为10.13倍。不同冻融含水量下的结皮土壤的Ks在冻融10—20次时趋近,平均值为0.219mm/min。冻融作用显著改变土壤结构,且在冻融7次时土壤结构变化较明显,冻融过程中<0.1 mm的土壤颗粒显著变化。试验条件下,Ks受因子影响程度大小为:冻融交替次数>土壤结构>结皮厚度>结皮容重>下层土壤容重>冻融初始含水量;冻融次数与结皮厚度、结皮容重、冻融初始含水量的交互效应对Ks有显著影响。

    • 研究论文
    • 白雪莲, 乔荣荣, 季树新, 闫志坚, 常学礼, 赵文智

      DOI: 10.5846/stxb201909231992

      Abstract:

      非光合植被(Non-photosynthetic Vegetation, NPV)既是陆地生态系统重要组成部分,也是全球C、N平衡分析中关键节点,其盖度是判断我国北方沙尘源区风沙活动强弱的重要指征。本文基于ASD光谱仪(Analytical Spectral Devices)所测地面高光谱数据对鄂尔多斯沙地草场不同生活型植物(草本、半灌木和灌木)NPV光谱特征进行了分析,构建了干枯燃料指数(Dead Fuel Index, DFI)、纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index, CAI)和NPV盖度(fNPV)应用模型,并使用MCD43A4数据在不同草原区进行了验证。结果表明:(1)草本、半灌木、灌木和总体混合NPV光谱反射率具有相似变化趋势,但反射值存在显著差异。(2)DFI和CAI、CAI和fNPV、DFI和fNPV均呈显著正相关关系(P< 0.001),DFI可以代替CAI进行fNPV的估算。(3)不同草原区fNPV存在异质性,草甸草原、典型草原、沙地草场和荒漠草原分别为75.95%、50.61%、45.88%和32.77%。DFI在典型草原区估算fNPV效果最好(fNPV1和fNPV2平均差值为3.11%,最小差值为0.03%)。在草原区进行fNPV估算时,不可将NPV作为均质体处理,还要剔除裸地干扰。

    • 专论与综述
    • 王凯, 王聪, 冯晓明, 伍星, 傅伯杰

      DOI: 10.5846/stxb202105141263

      Abstract:

      生物多样性与生态系统功能关系是生态学研究的热点之一,以往研究多关注生物多样性与单一生态系统功能之间的关系,然而生态系统能够同时提供多种功能和服务即生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality, EMF),仅考虑单一生态系统功能会低估生物多样性的重要性。近年来, EMF研究的重要性受到更多重视,生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality, BEMF)关系成为生态学研究新的热点。梳理近15年的研究发现,不同维度、不同尺度的单一或多营养级生物多样性均会对EMF产生显著的影响,并且在全球变化的背景下,自然干扰与人为干扰均会影响生物多样性与生态系统多功能性从而改变BEMF关系,EMF测度方法的差异也可能导致BEMF关系的不一致。生物多样性维度(尺度)选择的局限、不同EMF测度方法的认知差异、BEMF时空数据库的缺乏以及BEMF关系研究方法的单一等问题阻碍了BEMF关系的深入探究。未来研究应对现有测度方法进行深入比较并发展通用的新方法,深入探究多维度、多尺度生物多样性对EMF影响的综合作用。此外,应结合野外观测、遥感监测等全方位调查手段建立多时空尺度的BEMF数据库,扩展BEMF关系研究方法,建立通用的分析框架,规范BEMF关系研究范式,深化BEMF关系的研究。

    • 典型高寒草地演变与利用管理专题
    • 庄明浩, 贡布泽仁, 张静, 李文军

      DOI: 10.5846/stxb202009292519

      Abstract:

      草原畜牧业生产系统是一个涉及环境、经济、社会多层面、且系统内部气候-土壤-草地-家畜-管理之间相互作用的复杂的社会生态系统。草原不仅为人类提供所需要的肉奶,也提供了多种生态系统服务。然而,草原畜牧业也是主要的温室气体排放源之一。减缓畜牧业温室气体排放的研究已成为当前气候变化科学研究关注的焦点。本文综述了国内外草原畜牧业温室气体排放研究现状,指出现有研究的不足主要集中在以下三个方面,(1)虽然生命周期评价方法广泛应用于草原畜牧业温室气体排放研究,但是存在诸多问题,导致目前的研究框架体系尚不完善,特别体现在以下几方面:是否考虑外部输入;是否考虑土壤有机碳;畜牧业温室气体排放强度指标的选择等;(2)缺乏单一环节减缓措施对草原畜牧业整体温室气体减排效果的研究;(3)目前对影响草原畜牧业温室气体排放强度的因素主要集中在生态系统层面的分析,忽略了社会系统的作用,无法反映社会系统与生态系统的相互反馈机制,导致机制阐释不完善。综上所述,未来仍需从以下三方面开展研究:(1)完善草原畜牧业研究框架体系及提升研究方法;(2)加强对单一环节减缓措施对草原畜牧业温室气体整体减排效果的综合评价;(3)基于社会生态系统的角度深入研究影响草原畜牧业温室气体排放强度差异的机制。一方面,这有助于深入理解草原畜牧业温室气体排放强度情况,也为低碳型草原畜牧业发展政策的制定提供思路借鉴;另一方面对于科学合理的可持续利用草场和恢复草地生态环境均具有重要意义。

    • 研究论文
    • 赵香桂, 黄生志, 赵静, 韩知明, 魏晓婷, 黄强, 邓铭江

      DOI: 10.5846/stxb202010222690

      Abstract:

      气候变化和下垫面条件的改变共同影响着流域的水热耦合状况,定量剖析其影响对研究变化环境下流域水量平衡和能量分配具有重要意义。以往多数研究只做了定性分析,对不同影响因素的定量贡献研究甚少。基于此,本研究以干旱区无定河流域和湿润区汉江上游为研究区域,在Budyko框架下,估算了干旱与湿润区流域的时变水热耦合参数,并通过逐步多元回归模型、敏感性和贡献率分析,定量归因了水热耦合控制参数的演变,并将干旱与湿润区流域做了对比分析。结果表明:干旱与湿润区流域的水热耦合参数在1970~2013年间均呈显著上升趋势;不同气候区水热耦合参数变化的主导因子不同,干旱区无定河参数对降水和植被覆盖度(NDVI)具有较高的敏感性,且NDVI的变化主导着参数的变化(贡献率为89.5%);湿润区汉江上游参数的变化对气温、有效灌溉面积(EIA)和NDVI更敏感,其中,EIA主导着参数的变化(贡献率为83.1%);总体来说,下垫面的变化是无定河和汉江上游水热状况改变的驱动因素。

    • 典型高寒草地演变与利用管理专题
    • 张静, 王平, 杨明新, 谷强, 纪宝明

      DOI: 10.5846/stxb202010052544

      Abstract:

      由植物引起的根际土壤生物或非生物环境的改变能够反馈影响群落中不同植物的生长,直接改变共存植物的相对竞争关系,推动群落结构的动态变化。作为土壤生物群落的重要组成部分,土壤微生物在植物-土壤反馈关系中起到重要的调控作用,对解释植物群落的演替进程和方向有着重要的意义。在草地植物群落演替的早期阶段和外来物种入侵的过程中,宿主植物对丛枝菌根真菌(AMF)的依赖性较低,受本地病原菌的影响较小,一般不存在负反馈。在演替后期,植物对AMF更具依赖性,而积累的病原菌则产生较强的负反馈效应,从而促进群落物种共存和植物多样性,提高草地生产力和稳定性。研究微生物-植物反馈机制不仅有助于完善草地退化与恢复理论,还对退化草地恢复治理的实践有着指导意义。未来关于根际微生物-植物反馈在草地群落演替中的作用应该加强以下几方面的研究:(1)在实验方法上,开展专性微生物-植物反馈研究;(2)在测定指标上,进一步量化不同微生物在反馈关系中的功能差异;(3)在研究对象上,加强土壤微生物在植物群落水平的反馈研究;(4)在应用上,明晰植物-土壤反馈在退化草地恢复过程中的作用,指导草地管理实践。

    • 研究论文
    • 张 娇, 刘春琼, 吴 波, 杜 娟, 史 凯

      DOI: 10.5846/stxb202012263279

      Abstract:

      COVID-19疫情的爆发使得大气NO2排放量急剧减少,张家界城区O3浓度也随之降低,然而城郊的国家森林公园内O3浓度却有较大幅度升高。本文旨在基于多重分形去趋势互相关分析(MFDCCA)方法和自组织临界(SOC)理论来揭示疫情期间张家界不同生态功能区大气O3浓度变化对NO2污染急剧减排的不同响应机制。基于张家界3个大气监测站点(未央路、永定新区和袁家界)在疫情期间(2020年3月1日~5月31日)和非疫情期间(2019年同期)NO2、O3小时平均浓度数据,首先应用MFDCCA方法对NO2和O3互相关性的多尺度特征进行分析。研究结果发现各站点NO2和O3之间的互相关性存在较强的长期持续性和多重分形特征。其中,疫情期间,各站点NO2和O3互相关的长期持续性平均增强了19.4%,而多重分形性平均减弱5.7%,主要原因与疫情期间NO2集中减排引起O3大气化学反应的变化有关。进而,应用SOC理论对NO2和O3之间互相关长期持续性形成的宏观动力机制进行分析。结果发现,袁家界站点O3演化处于自组织临界状态,SOC内禀动力机制是导致疫情期间张家界国家森林公园内O3浓度增高的重要非线性动力学机制。而未央路和永定新区站点O3演化处于亚临界状态,这也是导致城区站点O3浓度减低的主要原因。正确识别森林生态系统中O3演化的自组织临界特征,对于高浓度O3生成的风险评估具有重要意义,有助于科学评估人类旅游活动对森林生态系统造成的影响。

    • 张贾宇, 佘婷, 鄂晓伟, 唐罗忠, 田野

      DOI: 10.5846/stxb202009152407

      Abstract:

      摘要:为了探讨林下植物物种多样性对杨树(Populus spp.)人工幼林阶段土壤微生物区系的影响,在林下设计了林下植被物种数量递增的3种处理,即清除林下植被(无林下植物)、保留单一林下植物(一种林下植物)和保留物种多样的自然林下植被(多种林下植物),于处理1年后采样分析土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量、基于Biolog-ECO微平板的土壤微生物群落代谢特征以及与土壤碳、氮转化相关的胞外酶活性的差异,以期从土壤养分转化和供应的角度为科学管理人工林林下植被提供依据。结果表明,林下植被处理对8月份0—5 cm土层的土壤MBC、MBN含量以及酶活性有较大影响。与清除林下植被处理相比,保留单一林下植物处理8月份0—5 cm土层的土壤MBC、MBN含量以及β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和芳基酰胺酶活性显著增加,增幅分别为27.91%、54.48%、14.74%、32.53%和6.20%,而保留物种丰富度高的自然林下植被处理林地土壤的上述指标进一步分别增加了4.88%、14.93%、9.22%、13.63%和12.86%。此外,林下植被处理还改变了土壤微生物群落代谢特征,8月份0—5 cm土层的土壤微生物Shannon指数随着林下植被物种数量的增加而显著增大。清除林下植被处理的土壤微生物主要利用的碳源包括部分糖类、氨基酸类和酯类,与清除林下植被处理相比,保留单一林下植物处理的土壤微生物提高了对上述几种碳源的利用能力,同时对糖类、氨基酸类、酯类和有机酸类碳源的利用种类范围明显扩大,而保留物种多样的自然林下植被的土壤微生物对31种碳源基本上可以全面有效利用。因此,保留林下植被,特别是提高林下植被的物种丰富度,有利于增加土壤微生物生物量,提高土壤微生物的代谢功能和分解活性,可以在一定程度上加快土壤的物质转化和养分循环功能。

    • 生态管理
    • 张帆, 徐宁, 吴锋

      DOI: 10.5846/stxb202012073118

      Abstract:

      碳排放和减碳经济代价研究日益受到学术界和决策者的关注,中国政府做出的关于争取在2060年前实现碳中和的表态引起了国际社会的热议。在此背景下,开展中国未来长时间序列碳排放的情景预测具有切实意义。基于可拓展的随机性环境影响评估模型(STIRPAT)评估了人口、经济和受教育程度对碳排放的影响,对比历史数据并验证了碳排放预测模型的准确性,结合共享社会经济路径(SSPs)情景的设定和模型参数,预测了5种情景下中国2020年至2100年的碳排放轨迹及经济代价。结果表明:(1)考虑碳排放达峰目标的实现,SSP3情景是中国未来发展的最佳情景,在此情景下,中国有望提前三年实现碳排放达峰目标;(2)SSP3情景可使中国年度总碳排放量和人均碳排放量处于相对其他四种情景的最低值,但需要付出累积GDP下降5.49%至8.80%的代价;(3)为完成在2060年前实现碳中和的承诺,中国政府在未来的40年需面对409.36—467.42 Gt的碳中和量;(4)2020年中国的碳排放强度将会较2005年水平下降40.52%至41.39%,2030年碳排放强度将会较2005年水平下降59.64%至60.75%。5种情境中,SSP5情景是降低碳排放强度的最佳情景,可最大程度地超额实现碳排放强度目标。未来,受经济发展、人口增长等重要因素影响,中国政府减碳压力将进一步加大。后疫情时代,考虑到能源供应的减少和高科技产业的发展,碳排放社会成本的上升将为中国创造一个使能源系统脱碳的机遇。中国应在“十四五”期间继续提升能源利用效率、升级产业结构、提倡低碳消费、实施隐含碳战略,以尽快实现碳减排目标。

    • 学术信息与动态
    • 詹天宇, 赵文武

      DOI: 10.5846/stxb202103090637

      Abstract:

      2020年11月30日至12月1日,“面向未来地球的地理学:人地系统耦合与可持续发展委员会”(IGU-GFE)主办的 2020年地理学与可持续研讨会以视频会议的方式召开。本次研讨会以“多重压力下生态系统可持续发展探究”为主题开展热烈讨论。研讨会针对5个专题展开,分别是:(1)生态系统压力和驱动力;(2)生态系统状态评估;(3)多重压力对生态系统功能和生物多样性的影响;(4)多重压力对生态系统服务的综合影响;(5)生态系统可持续管理策略。IGU-GFE地理学与可持续研讨会为全球生态系统功能和可持续发展的实现提出了以下建议:(1)合理、科学、多维度提高生态系统质量;(2)有效恢复和提升生物多样性-生态系统功能;(3)优化生态系统的可持续发展管理策略。

    • 湿地生态系统定位研究
    • 余珂, 张尹, 吕雪艳, 于志国

      DOI: 10.5846/stxb202011102895

      Abstract:

      硫、铁是泥炭沼泽湿地(泥炭地)中重要的生源要素,其参与下的生物地球化学过程对泥炭地碳循环意义重大。本研究选取德国中部两处典型的雨养型泥炭地高海拔样点(TBP, Top Broad Position)和低海拔样点(TSP, Top Slope Position),通过原位采集泥炭剖面孔隙水和可溶性气体等,研究了硫(S)、铁(Fe)元素等地球化学变化规律,结合DOC、甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)浓度分布,探讨其对泥炭地碳排放的影响。研究结果表明:(1)TBP中总还原无机硫(TRIS, Total Reduced Inorganic Sulfur)浓度随深度先增后减,且上部0-87 cm平均浓度远高于87 cm深度以下,上部硫酸盐还原作用强烈。结合上部亚铁、硫化氢(H2S)浓度分布,得知该范围内H2S主要是通过微生物硫酸盐还原作用(BSR)生成,同时H2S在孔隙水扩散过程中易与亚铁结合为硫化亚铁,进而生成稳定的黄铁矿,这一反应过程在约60 cm处减缓。(2)TBP、TSP两处采样点中DOC与亚铁、硫酸盐均有较强相关性,是由于地下水位的波动影响氧化还原程度以及微生物活性。两处采样点DOC均与亚铁呈显著正相关关系,表明铁氧化物在厌氧环境中被还原溶解产生亚铁,与其结合的有机碳被释放到溶液中从而导致DOC浓度的升高。TBP中DOC与硫酸盐呈显著负相关关系,表明硫酸盐作为电子受体被还原的过程中消耗酸度使pH值升高,增强了其中微生物的活性,DOC浓度由此增加。(3) CH4与硫酸盐、TRIS浓度在剖面上均呈现相反变化趋势,表明硫酸盐输入的增加以及硫酸盐还原活动均会抑制CH4生成。CO2/CH4均大于4,表明硫酸盐作为替代电子受体会使厌氧条件下碳矿化转向多CO2和少CH4生成。此外,亚铁对于CH4生成一定程度上会起到低促高抑的效果,而对于CO2的生成的影响较弱。表明硫酸盐对于CH4和CO2生成的影响高于亚铁。本研究着重探究硫、铁等关键元素地下部生物地球化学过程对碳排放的影响机制,研究结果可为泥炭地碳排放核算提供理论支撑。

    • 研究论文
    • 于 露, 王红梅, 郭天斗, 杨青莲, 孙忠超

      DOI: 10.5846/stxb202012023080

      Abstract:

      本文以柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)灌丛引入形成荒漠草原-灌丛地镶嵌体为研究对象,选择其内部荒漠草地(desert grassland,DG)、草地边缘(grassland edge,GE)、灌丛边缘(shrubland edge,SE)、灌丛地(shrubland,SL)为试验样地,开展荒漠草原向灌丛地人为稳态转变过程土壤水分与植被变化特征研究。结果如下:各样地0~200 cm土层水分含量随着转变过程呈显著降低趋势(P<0.05),其中荒漠草地、草地边缘和灌丛边缘样地的土壤水分均在秋季雨水补充期增加,灌丛地由于深层土壤水分过度消耗而愈加降低,且灌丛边缘和灌丛地深层水分显著低于荒漠草地、草地边缘(P<0.05),垂直动态不显著;地上植被随样地转变除优势度指数表现为灌丛地多样性、均匀度、丰富度指数均显著低于各样地(P<0.05),多年生优势草本蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、短花针茅(Stipa breviflora)逐渐被一年生草本刺藜(Dysphania aristata)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)所代替;土壤种子库萌发种类随样地转变逐渐减少,种子库密度则显著升高(P<0.05),灌丛地以一年生草本植物为主(占总密度的97.51%),荒漠草地则以多年生草本萌发为主,且各样地土壤萌发种子库及多年生草本多集中于0~5 cm土层(P<0.05);转变过程荒漠草原和灌丛地植被地上地下相似度分别为0.14和0.19,均显著低于两边缘样地0.35,较两边缘样地群落更为稳定,呈现草原灌丛化过程中草地-灌丛共存的植被双稳态特征。

    • 生态系统服务专题
    • 杨渺, 肖燚, 欧阳志云, 江腊海, 侯鹏

      DOI: 10.5846/stxb202011112915

      Abstract:

      生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关,近年来生物多样性丧失极大影响了生态系统服务。探究生物多样性与生态系统服务之间的关系成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。本研究以四川省各乡镇为单元,计算了景观尺度上的多样性指数,评估了四川省水土保持功能、水源涵养功能、固碳功能,并研究了两者之间关系。结果表明:在景观尺度上,SHDI、MSIDI、PR 三种多样性指数可以较好表征四川省生物多样性空间分布格局。 由PR、ENN_SD、PRD构成解释变量矩阵,RDA模型矫正解释率42.25%(P<0.001),可更好解释由土壤保持功能、水源涵养功能、固碳功能构成的响应变量矩阵。四川省生物多样性及生态系统服务关系的模式有以下几种。1)成都平原区区县空间距离较近,在生态系统服务和生物多样性梯度均差异较小。2)盆周山地区、盆地丘陵区各区县在水土保持功能梯度上差异较大,与多样性关系较弱。3)川西高原区区县在固碳、水源涵养梯度上差异较大,并有协同关系,多样性梯度差异较大。4)川西高山峡谷区、西南山地区区县之间生态系统服务和多样性差异较大,生态系统服务可能存在强烈权衡关系,需进一步引入解释因子。

    • 研究论文
    • 吴一博, 金光泽

      DOI: 10.5846/stxb202011243017

      Abstract:

      氮(N)、磷(P)是植物生长发育重要的限制元素,N、P以及N、P间的关系是化学计量学研究的重要内容。植物不同器官对N、P的需求存在差异,因此N、P的分配与权衡对植物的生长发育起到重要的调节作用。为了探究阔叶红松(Pinus koraiensis)林不同演替阶段主要灌木器官的N、P化学计量特征及其分配格局,了解灌木的养分限制因子及其分配策略,在黑龙江凉水国家级自然保护区的阔叶红松林四个演替阶段—白桦(Betula platyphylla)次生林、阔叶混交林、针阔混交林和阔叶红松林内,选取主要灌木种,分析了叶片、枝条、茎干和根的N、P化学计量特征以及异速生长关系。结果发现:灌木不同器官之间的N、P含量差异显著,其中叶的N、P含量均为最高,茎干的N、P含量均为最低。所有器官中,叶的N:P最高,为7.59;根的N:P最低,为5.47。灌木叶、茎干、根之间的N:P存在显著差异,而茎干、根与枝条之间的N:P没有显著差异。阔叶红松林不同演替阶段对灌木同一器官N、P化学计量的影响不同,灌木叶片的N含量在不同演替中具有显著差异,其他器官的差异不显著;不同演替阶段灌木器官的P含量均无显著差异。在不同演替阶段中各器官的N:P均小于14,说明N元素是阔叶红松林各演替阶段灌木生长的限制因子,而P对灌木的生长没有起到限制作用。本研究表明在不同演替阶段中,N、P的异速生长关系普遍存在于灌木器官中,呈现显著的正相关关系;整体上各器官之间的斜率没有显著差异,说明灌木采取保守分配策略,以此来适应环境和满足自身生长发育的需要。

    • 第十九届中国生态学大会专辑
    • 王丽君, 程瑞梅, 肖文发, 沈雅飞, 曾立雄, 杨邵, 孙鹏飞, 陈天

      DOI: 10.5846/stxb202010272751

      Abstract:

      以三峡库区马尾松人工林为对象,分析土壤微生物生物量、酶活性和养分含量对氮添加的初期响应规律,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下森林土壤的季节动态提供参考。结果表明:氮添加初期,中氮水平(60 kg N hm-2 a-1)的氮添加处理使得各季节土壤β-1-4葡萄糖苷酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性均增加,高氮(90 kg N hm-2 a-1)水平的添加处理增加了土壤有机碳、全氮和微生物生物量碳、氮、磷的含量和酸性磷酸酶及多酚氧化酶活性,降低了土壤pH值、全磷含量和β-1-4葡萄糖苷酶及N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性。土壤酶活性和微生物生物量存在明显的季节变化,秋季水解酶活性和微生物生物量碳、磷含量显著高于春夏两季,而氧化酶活性和微生物生物量氮含量则是春夏季较高。土壤酶活性与季节、土壤含水量、养分含量及微生物生物量碳氮磷含量存在显著的相关性,酶活性变化是多因子综合作用的结果,冗余分析表明土壤含水量、微生物生物量碳、氮、磷和全氮是驱动土壤酶活性的主要环境因子。氮沉降的持续增加会加速当地马尾松人工林土壤腐殖质的形成,增加有机碳的积累,导致土壤酸化,并产生磷限制。

    • 研究论文
    • 王鹤松, 何敏, 闫薇, 艾金龙, 褚建民

      DOI: 10.5846/stxb202101130132

      Abstract:

      生态系统的脆弱性是全球气候变化与可持续发展研究的核心问题,测定与评价脆弱性对认识生态系统的结构与功能至关重要。天山-塔里木绿洲地区包含着山地、荒漠和绿洲等多种类型的生态系统,存在着多个不同生态类型的交界过渡区。为定量评价该地区生态脆弱性,以植被总初级生产力这一生态系统重要的功能性指标为基础,对该地区生态系统脆弱性进行了计算和分级(不脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱),并对研究区生态系统脆弱性的空间分布特征及其与环境因子的关系进行了分析与讨论。结果表明:(1)研究区生态系统脆弱性总体上表现出明显的空间分化格局,以中度和重度脆弱为主,极度脆弱的地区主要分布在南部的塔里木绿洲。(2)生态系统脆弱等级大体上随着区域内多年平均温度的升高而升高。受地表水灌溉的影响,生态系统脆弱性与降水量间并无明显趋势性规律。(3)研究区的生态系统脆弱等级随着区域内的平均海拔以及平均坡度的升高都呈现下降的趋势。受自然条件恶劣、过度放牧以及农田过度开垦的影响,目前该地区总体呈现脆弱性严重的状态。研究表明该地区应积极开展生态治理工作,合理规划生态功能关键区,保护好现有草原和湿地等易开垦地区,划定绿洲开发范围的“红线”,限制农田的开垦,协调好塔里木河流域的水资源分配。本研究为使用卫星遥感数据研究生态系统脆弱性提供了方法上的参考,为可持续发展和生态治理提供了科学依据。

    • 王常顺, 吕汪汪, 孙建平, 周阳, 姜丽丽, 李博文, 阿旺, 张苏人, 夏露, 王奇, 斯确多吉, 贺金生, 汪诗平

      DOI: 10.5846/stxb202012253269

      Abstract:

      降水变化对高寒草甸生态系统产生了显著影响,植物叶片性状特别是叶脉特征对降水变化非常敏感,然而高寒植物叶片性状特征如何响应降水变化还知之较少。本研究采用集雨棚模拟增减50%降水的条件,以高寒草甸8种主要植物叶片为研究对象,研究了降水变化对叶片的叶脉率、叶脉密度、叶片大小、比叶质量、叶片总有机碳含量、叶片全氮含量、叶片碳同位素相对含量和碳氮比等叶片性状的影响。发现增水显著增加了植物的叶片大小、稳定碳同位素千分值、总有机碳含量、全氮含量,但显著降低了叶脉密度;而减水显著降低了叶片大小、稳定碳同位素千分值。植物叶片性状各指标对降水变化的响应存在协同变化和相互制约。不同水分生态类型的植物对降水变化的响应存在差异,中生植物通过增加叶片大小和减少叶脉密度积极应对降水的增加,矮生嵩草的叶片大小分别增加了200.3%,叶脉密度减小了17.5%,而旱中生植物通过减少叶片大小和增加叶脉密度应对降水的减少,垂穗披碱草和异针茅的叶片大小分别减少54.9%和30.7%,其叶脉密度分别增加25%和22.4%。羽状叶脉植物增加叶脉密度和稳定碳同位素千分值以适应增水条件,花苜蓿、异叶米口袋的叶脉密度的增加了7.8%和4.0%,稳定碳同位素千分值增加2.5%和3.3%,但增水条件下平行叶脉植物的叶脉密度不变或降低和稳定碳同位素千分值保持不变;减水增加了平行叶脉植物叶脉密度并减低了稳定碳同位素千分值,异针茅的叶脉密度增加了22.4%,稳定碳同位素千分值减小2.9%,而对羽状叶脉植物的叶脉密度和稳定碳同位素千分值减少或不变。植物叶片性状对增水的敏感性显著大于对减水的敏感性,增水的效应约为减水的2倍;叶片大小的敏感性显著大于其它叶片性状,约为其它叶片性状的10倍。因此,植物在应对短期降水变化时,植物形态可塑性的作用凸显,放大或缩小叶片大小是植物应对降水变化的最有效的途径,但是不同水分生态类型和叶脉类型植物可塑性的方向存在显著差异。

    • 塔旗, 李言阔, 范文青, 单继红, 涂晓斌, 应钦, 缪泸君, 邵瑞清, 申锦

      DOI: 10.5846/stxb202009152403

      Abstract:

      中华穿山甲(Manis pentadactyla)属于全球极度濒危物种,也是我国一级保护动物。对中华穿山甲的非法捕杀曾导致其种群数量锐减。但是,近年来相关研究报道较少,穿山甲分布状况不明,极大的制约了对该物种的有效保护。本研究搜集了近年来国内中华穿山甲的救护记录和救护新闻,甄别出67个记录分布点,利用最大熵模型软件(MaxEnt)筛选出最冷季度降水量、人口密度、年降水量、坡度、坡向、海拔等6个环境变量是与中华穿山甲分布显著相关的影响因子。基于6个主导环境变量构建的MaxEnt模型AUC平均值为0.970(±0.009),预测结果达到极好标准。刀切法(Jackknife)表明,其中最冷季度降水量、年降水量、人口密度和海拔是影响中华穿山甲分布的主要因素。中华穿山甲适宜生境(出现概率大于0.5)具有以下特点:最冷季度降水量>155mm、年降水量1452.58—2293.49mm、人口密度594.05—32195人/ km2、海拔<213.99m。 模型预测中华穿山甲在我国的潜在适宜分布区主要分布在我国长江以南地区,主要集中在江西、湖南、广东、广西省,其次是福建、浙江、台湾省。山东、江苏、安徽、四川、云南、贵州等省份也有中华穿山甲的零星分布。湖北东南部、江苏南部、浙江西南部和福建西北部等与江西接壤的边界也是中华穿山甲的重要潜在分布适宜区。

    • 专论与综述
    • 孙雨, 常晶晶, 田春杰

      DOI: 10.5846/stxb202009292520

      Abstract:

      在根际微环境中,特定的土壤微生物能够利用自身独特的趋化系统感应根系分泌物,响应植物的选择性招募。细菌的趋化系统介导了植物-微生物以及微生物间相互作用,在植物对根际微生物组的选择中发挥着关键的生态学功能。综述了根际微生物组中细菌趋化系统的研究进展,从生态学的角度提出了未来针对根际细菌趋化系统的研究方向,旨在阐明根际细菌趋化系统的生态学功能,为增进理解作物根际微生物组的募集过程,以及未来农业中根际微生物组的重组构建奠定理论基础。

    • 研究论文
    • 马锐骜, 吴辉, 王志瑞, 戴冠华, 于大炮, 李慧, 姜勇

      DOI: 10.5846/stxb202012183224

      Abstract:

      林线过渡带是指从郁闭森林上限到树种分布上限之间的区域,过渡带内生物多样性丰富,生态系统结构、功能和生态过程在很小的海拔梯度内发生剧烈变化,因此对全球气候变化和人类活动极为敏感。树岛是在林线过渡带内出现的斑块状或条带形不连续分布的树木集群,树岛内生存的树木通常能达到与较低海拔郁闭森林同样的高度和胸径,因此揭示树岛这一特殊生境的生态特征及其形成机制,对于预测未来气候变化下林线动态具有重要意义。之前对于林线过渡带的研究大多关注地上植被群落结构特征,对于生物地化循环过程的重要参与者——土壤微生物群落却知之甚少。本研究以长白山岳桦林线过渡带一大型树岛作为研究对象,测定了土壤理化性质和土壤酶活性,采用宏基因组测序技术分析了微生物群落结构组成和功能基因丰度,通过与同海拔的开阔区生境进行对比,揭示了树岛这一特殊生境的土壤微生物群落结构特征和潜在生态功能,从土壤养分和土壤微生物学角度,阐明树岛形成的可能驱动机制。结果表明,树岛土壤的含水量、总碳、总氮和微生物生物量显著高于同海拔开阔区(P < 0.05),与微生物r-策略相关的生理生化和遗传学指标,包括纤维素酶活性、放线菌相对丰度、与转录、防御、控制细胞周期相关的基因丰度、小分子碳降解基因丰度,均高于开阔区(P < 0.05)。相反的,与微生物K-策略相关的指标,包括酸杆菌相对丰度、大分子碳降解基因相对丰度低于开阔区。本文首次揭示了树岛土壤微生物学特征,并从土壤微生物组学角度探讨了树岛形成的潜在机制,认为树岛内土壤养分增加并导致微生物群落r-策略倾向,这种变化反过来也可能促进树岛进一步扩大,进而影响林线动态。

    • 马美轩, 宋悦心, 桑卫国, Jan Axmacher

      DOI: 10.5846/stxb202012013072

      Abstract:

      兴安落叶松林是大兴安岭地区代表性的植被类型,其生物多样性具有独特性。步甲是森林生态系统环境和多样性的指示性物种,以及认识环境变化和生物多样性特征的关键物种。为研究大兴安岭地区兴安落叶松林步甲群落多样性的时间动态,分析步甲群落对时间变化的响应规律,于2019年5月下旬—8月下旬步甲活跃期,利用陷阱诱捕法在兴安落叶松林5个样地中采集步甲标本共15属34种1149头,其中大兴安岭地区地理新纪录物种7种,中国地理新纪录物种4种。研究结果表明,通缘步甲属(Pterostichus)和大步甲属(Carabus)物种丰富度最高;通缘步甲属未定种5(Pterostichus eximius)为极优势物种,对时间变化最敏感。兴安落叶松林小生境类型的多样化和步甲休眠期的选择是步甲群落个体数和物种数随时间变化呈双峰模式的主要因素,最高峰均出现在6月下旬;多样性与均匀度指数均在7月上旬达高峰期,8月下旬多样性下降而均匀度上升,各指数之间相关性较低。步甲群落在6月下旬到7月下旬对环境具有较高的适应度;群落结构在环境条件相对稳定的6月下旬到7月下旬和8月上旬到8月下旬均表现为极相似(I>0.75)。物种取食特征和生活史策略的多样化使步甲群落各指数随时间变化具有显著差异,而物种取食特征和生活史策略受环境因子的综合影响较大。稳定的森林环境条件下,步甲活跃期更长,群落结构相似度更高。该结果为步甲群落时间动态研究奠定了一定的理论基础,为大兴安岭地区地下生物多样性的保护和管理策略制定提供了一定的理论和数据依据。

    • 专论与综述
    • 刘珍环, 陆晓君

      DOI: 10.5846/stxb202010112588

      Abstract:

      针对当前农业系统中农作物景观变化迅速、人地关系趋于复杂、粮食安全保障需求迫切,提出景观生态学和农业科学交叉产生的农作物景观生态研究这一新兴研究方向。通过构建农作物景观生态研究的概念框架,辨明农业生产中复杂的景观等级结构,为农业可持续发展提供理论依据。研究通过综述从农业景观到农作物景观的研究变化,指出农作物景观具有高动态性、尺度性和格局复杂特征。针对由种植者、消费者、耕地及其周边自然环境组成的农业景观,需要遵循相应的生态和农业经济发展规律,研究农作物种植格局变化、农作物的社会-生态效应和农作物种植可持续性的景观生态途径。重点开展以下四个研究方面的内容,即:农作物景观时空动态及其形成机理、农作物种植的多功能评价与权衡、景观农艺管理措施及情景模拟、可持续的农作物景观生态评价。从而构建“格局—过程—服务—管理—可持续性”的农作物景观生态研究范式,为农业可持续发展提供综合的空间分析与管理途径,为实现农业农村现代化与城乡人类福祉提升提供科学支撑。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 李龙, 王亮, 温阿敏, 闫世伟, 姚晓军

      DOI: 10.5846/stxb202010142615

      Abstract:

      明晰甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区珍稀濒危物种北山羊的分布格局,并阐释气候变化和人类活动对北山羊的影响,对今后北山羊生境管理和物种保护具有重要意义。本文基于北山羊实测分布点记录和环境变量数据,结合MaxEnt模型和ArcGIS空间分析功能,利用CMIP6的8个气候模式均值预测中度发展路径(SSP2-4.5)下,基准期(1970-2000年)和未来气候(2041~2060年2081~2100年)变化情景下,甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区北山羊的潜在适生区分布范围及变化,并综合贡献率和置换重要性值对北山羊生境选择关键环境因子进行了分析。研究结果表明:1)MaxEnt模型的预测精度较高,三种气候条件下AUC(Area Under Curve)>0.90,且TSS(True Skill Statistic,TSS)>0.97,模拟结果可靠;2)影响北山羊生境选择的主要环境因子为气候条件(降水量季节性变异系数和等温性)、海拔和人为干扰(距泉和居名点距离)。水是保护区北山羊生存的最基本要素,气候条件共同控制北山羊生境条件。此外,北山羊习性决定其生境宜选择高海拔和远离人类活动影响地区;3)基准期保护区北山羊主要分布在北片和南片高海拔山区,面积365.77 km2(占整个保护区的4.31%),北山羊适生区面积北片>南片、中高等适生区主要位于保护区北片。4)CMIP6未来气候变化情景下,随着保护区生态环境改善和濒危物种保护措施的实施,北山羊潜在适生区面积呈增加趋势,但是受北山羊近亲繁殖的影响,整体上北山羊数量和适生区面积增加并不显著且有向南部及高海拔地区转移趋势。

    • 研究论文
    • 洪辛茜, 黄 勇, 孙 涛

      DOI: 10.5846/stxb202009122381

      Abstract:

      植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)是陆地生态系统碳循环的重要指标,定量评价NPP的变化规律是碳循环机理的主要研究内容之一。以我国西南地区为研究区域,基于土地覆盖和NPP产品分析了2001—2018年西南地区NPP的时空变化特征,利用土地转移矩阵和统计分析方法,定量描述了土地覆盖类型变化导致的NPP变化量,对NPP变化的主要原因进行分析。结果表明:1)2001—2018年,西南地区NPP均值呈波动上升趋势。2)NPP变化趋势在空间分布上呈南高北低,NPP呈增长趋势主要集中在四川的中东部、重庆、贵州西部和云南东部;NPP呈减少趋势出现在云南、四川中西部和贵州东部。3)森林、草地和耕地转灌丛以及灌丛转森林是对NPP变化量影响较大的土地覆盖类型转变,土地类型转变导致的NPP净增量为20.643 TgC。4)降水与NPP相关性低,气温与NPP有一定相关性,植被叶面积指数与NPP有显著相关关系,表明气候因子对NPP的影响较小,植被生长密度对NPP有显著影响。退耕还林还草等生态工程实施,导致耕地面积减少和森林面积大量增加,是西南地区NPP上升的主导因素。因此,生态工程的实施是西南地区NPP增加的重要影响因素。本研究可为生态工程实施背景下NPP的变化机理研究提供参考。

    • 郝卓, 高扬, 张晴雯, 熊佰炼

      DOI: 10.5846/stxb202012083120

      Abstract:

      河流溶解硅(DSi)作为营养物质对维持陆地、河流及海洋生态系统稳定性起到至关重要的作用。选取贵州典型喀斯特流域为研究对象,通过对DSi湿沉降过程,基流过程及降雨径流过程的动态变化进行全年监测分析,探讨DSi在旱雨季交替下的输送特征及河流DSi浓度变化引起的环境效应。结果表明:①湿沉降过程降雨量越大,DSi浓度越小,河流DSi浓度变化有明显的旱、雨季特征,雨季DSi浓度较高,旱季较低,地表水径流量及DSi浓度对降雨径流过程的响应比地下水明显。②DSi沉降通量及输出通量呈明显的旱、雨季差异,雨季DSi湿沉降通量占全年的69.5%,地表水雨季DSi输出负荷占全年的98.1%,地下水占51.4%。③流域硅酸盐岩风化过程不强烈,主要受到碳酸盐岩及蒸发岩控制。流域DSi浓度受人为水库影响明显,经过水库后河流中DSi浓度旱季下降29.0%、雨季下降70.9%。本研究为全面认识硅在陆地生态系统中的生物地球化学循环提供科学依据。

    • 生态系统服务专题
    • 韩宝龙, 束承继, 蔡文博, 贾倩, 王效科, 欧阳志云

      DOI: 10.5846/stxb202012153189

      Abstract:

      生态空间(林地、灌木、草地、水体)所产生的生态系统服务极大的改善了人类的生存环境,在城市绿地破碎化日益严重、绿地质量逐渐降低、乡土植物逐渐减少、入侵风险逐渐加剧等生态背景下,如何维持稳定而持续增长的城市生态系统服务供给,一直困扰着当下从事城市生态学领域研究的学者和城市管理者。植被群落作为城市绿地系统的基本组成单元,在绿地破碎化趋势下,可作为研究内容来探讨城市生态系统服务维持或提升策略;植被群落泛指城市中常见的、具有明显边界的、按照一定分布规则的植物群落单元,既包括道路绿地、居住区绿地、公园绿地等,也包括城市郊野自然林地。但对植被群落生态功能的研究也多停留在对某一生态问题的简单相关性研究,缺乏系统性和整体性。本文从微观层面的植被群落角度,整合相关文献研究,介绍了受植被群落特征影响的6种典型城市生态系统服务,综述了植被群落特征对这6种城市生态系统服务的影响机理,对植被群落特征因子进行总结、归类,从树种特性、垂直结构、水平结构、其他4个角度构建了“植被群落特征因子对城市生态系统服务影响关系表”。最后面向典型生态系统服务提升提出了城市低质量植被群落地区的营建和更新原则,以期为今后城市园林部门、规划部门制定城市绿地系统规划提供基础性技术支撑。

    • 研究论文
    • 高明磊, 满秀玲, 段北星

      DOI: 10.5846/stxb202012203232

      Abstract:

      为了进一步探究林下植被和凋落物管理对我国寒温带森林生长季土壤CH4通量的影响,采用静态箱-气相色谱法对大兴安岭北部4种林型(白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林)4种处理(自然状态、去除凋落物、去除林下植被以及去除林下植被和凋落物)的土壤CH4通量排放特征进行观测研究。结果表明:该地区森林生长季土壤均表现为CH4的汇,4种林型不同处理后土壤CH4通量表现为单峰变化趋势,吸收峰值出现在7月或8月。自然状态4种林型土壤CH4平均吸收通量表现为白桦林(-79.23±14.92) μg·m-2 h-1>山杨林(-64.27±9.60)μg·m-2 h-1>樟子松林(-62.54±15.48)μg·m-2 h-1>兴安落叶松林(-48.73±12.26)μg·m-2 h-1,兴安落叶松土壤CH4平均吸收通量显著小于其他三种林型(P<0.05)。相比于自然状态,4种林型在去除凋落物后土壤CH4吸收通量提高了2.12%—12.15%,但变化幅度均没有达到显著水平(P>0.05)。去除林下植被后4种林型CH4吸收通量提高了0.84%—20.55%,且只有山杨林吸收增加达到显著水平(P<0.05)。同时去除林下植被和凋落物后,对白桦林和樟子松土壤CH4通量影响不显著(P>0.05),但对山杨林和兴安落叶松林影响显著(P<0.05)。总之,去除凋落物或林下植被均会提高土壤对CH4吸收,去除林下植被对土壤CH4通量的影响要大于去除凋落物的影响,但不同林型不同处理之间还存在差异。

    • 冯晓龙, 刘 冉, 马 健, 徐 柱, 王玉刚, 孔 璐

      DOI: 10.5846/stxb202012143180

      Abstract:

      植物枝干光合(Pg)固定其自身呼吸所释放的CO2,有效减少植物向大气的CO2排放量。本研究以古尔班通古特沙漠优势木本植物白梭梭(Haloxylon persicum)为研究对象,利用LI-COR 6400便携式光合仪与特制光合叶室(P-Chamber)相结合,观测白梭梭叶片、不同径级枝干的光响应及光合日变化特征;同时监测环境因子(大气温湿度、光合有效辐射、土壤温度及含水量等)与叶片/枝干性状指标(叶绿素含量、含水量、干物质含量、碳/氮含量等),揭示叶片/枝干光合的主要影响因子;采用破坏性取样,量化个体水平上叶片与枝干的总表面积,阐明枝干光合对植株个体碳平衡的贡献。研究结果显示:(1)白梭梭叶片叶绿素含量是枝干叶绿素含量的12—16倍,各径级枝干叶绿素含量差异不显著;(2)枝干光饱和点低于叶片,枝干不同径级(由粗至细),暗呼吸速率和枝干光合逐渐减小;(3)光合有效辐射、土壤含水量和空气温湿度是影响叶片光合的主要因子,对枝干光合无显著影响;(4)枝干光合可以固定其自身呼吸产生CO2的73%,最高可达90%,枝干光合固定CO2约占个体水平固碳量的15.4%。本研究成果表明,忽视枝干光合的贡献来预测未来气候变化背景下荒漠生态系统碳过程,可能存在根本性缺陷,并且在估算枝干呼吸时,需要考虑枝干是否存在光合作用,以提高枝干呼吸的准确性。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 樊勇明, 李伟, 温仲明, 郭倩, 刘晶, 杨雪, 郑诚, 杨玉婷, 姜艳敏, 张博

      DOI: 10.5846/stxb202011202984

      Abstract:

      摘要:大气氮沉降增加作为全球变化的主要环境问题之一,已引发人们的广泛关注,持续的氮沉降对草地生态系统的组成、结构和功能产生重要影响。为深入了解草地恢复进程中群落生物量和根冠比对氮沉降的响应,本研究以黄土区3个不同恢复年限(初期12a、中期28a和后期37a)的天然草地为研究对象,通过设置6个氮添加水平,CK(0)、N1(2.34 g·m-2a-1)、N2(4.67 g·m-2a-1)、N3(9.34 g·m-2a-1)、N4(18.68 g·m-2a-1)、N5(37.35 g·m-2a-1)来测定草地群落地上生物量、地下生物量和总生物量,并计算根冠比和氮响应效率(nitrogen response efficiency, NRE)。结果表明:(1)地上生物量在恢复中期最大,随氮添加梯度增加,地上生物量在恢复初期和恢复后期呈不显著上升趋势,对氮添加表现为非线性的正响应(ΔNRE>0),在恢复中期呈不显著下降趋势,对氮添加表现为非线性的负响应(ΔNRE<0)。(2)群落地下生物量对氮添加无显著响应,总生物量只有在恢复后期的N4添加水平下,与对照存在显著差异。(3)根冠比在恢复初期时,N3添加水平下显著高于对照和其他氮添加水平,其余恢复年限对氮添加无显著响应。综上所述,通过分析比较黄土区不同恢复年限草地群落的地上、地下及总生物量和根冠比对氮添加的响应。我们建议对该区域开展试点实验,实行适应性草地管理,如进行两年一次刈割或轻度放牧(2只羊/hm2),来探寻更科学有效的管理措施,使草地实现系统性恢复,进而满足生态系统容量和社会需求的变化。

    • 生态管理
    • 段媛媛, 王淳忆, 张曹莉, 郭富康, 郭正刚

      DOI: 10.5846/stxb202012283289

      Abstract:

      垂穗披碱草(Elymus nutans)是高寒地区建植和改良栽培草地的首选草种。虽然合理植株密度和氮素添加量是垂穗披碱草栽培草地稳产的关键因子,但两者之间是否存在最佳互作组合仍不清楚。本研究采用盆栽试验,通过分析不同植株密度(58、102、146株/m2)和氮素添加量(0,200,400 mg/kg)组合状态下垂穗披碱草株高、单株分蘖数、地上生物量、地下生物量、根系体积和地上地下生物量比,以确定理论上是否存在植株密度和氮素添加量的最佳组合。结果表明:随植株密度增加,垂穗披碱草株高、地上生物量和地上地下生物量比值均先增加后降低,而单株分蘖数逐渐减小,根系体积和地下生物量先增加后保持相对稳定;随氮素添加量增加,垂穗披碱草单株分蘖数、地上生物量和地上地下生物量比值均表现为先增加后降低,地下生物量逐渐降低。植株密度与氮素添加量互作虽然对垂穗披碱草的根系体积和单株分蘖数没有显著影响,但两者互作显著影响了垂穗披碱草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比(P<0.01),这些指标与植株密度和氮素添加量的关系均表现为一个开口向下的抛物面。当植株密度为 102 株/m2和氮素添加量为 200 mg/kg 时,垂穗披碱草栽培草地产量最大,生物量分配最优。垂穗披碱草植株密度和氮素添加互作时理论上存在最佳组合,这为垂穗披碱草栽培草地的田间管理提供了理论依据。

    • 研究论文
    • 杜建会, 方 政, 林志斌

      DOI: 10.5846/stxb202009092348

      Abstract:

      绿地对于缓解城市洪涝灾害具有非常重要的作用,对其土壤入渗的定量化研究是评价城市绿地雨洪调蓄能力的关键。受城市土壤空间异质性的影响,不同功能区绿地土壤水分入渗速率的差异较大。采用双环入渗仪对广州海珠国家湿地公园典型乔草和灌草绿地的土壤水分入渗特征进行测定,并对其影响因素进行分析,结果表明:(1)广州海珠国家湿地公园的绿地土壤水分入渗性能处于中等至较高水平,但受机械和人为压实作用,绿地土壤容重偏大,总孔隙率偏低,加上外来客土影响,土壤物理性黏粒含量高,且有人为侵入体混入等,从而抑制了绿地表层土壤的水分入渗;(2)灌草相对于乔草对绿地表层土壤水分入渗的改善更为明显,这主要与前者的根系分布较浅有关。此外,灌草绿地的凋落物更易留存,且其细根分解较快,这均有助于表层土壤有机质的及时返还,从而促进了绿地表层土壤的水分入渗;(3)广州海珠国家湿地公园绿地土壤的水分累积入渗量随时间变化更符合Kostiakov模型。未来广州市绿地的建设及管理应减少土壤压实及外来客土混入,适当增加灌草比例,使其兼顾旅游休闲和雨洪蓄积功能,从而有助于海绵城市的高效建设。

    • “一带一路”生态文明建设论坛专栏
    • 初楠臣

      DOI: 10.5846/stxb202009302528

      Abstract:

      以俄罗斯东部地区为对象,结合PES和PSR模型分别构建其城镇化和生态环境的评价指标体系,结合熵值赋权、变异系数赋权的综合确权法测算城镇化和生态环境的发展水平,利用耦合协调度模型探讨二者协调发展程度,划分其阶段类型。研究表明:2005-2018年,(1)俄东部城镇化发展水平呈上升趋势,经济城镇化的贡献份额最大;生态环境发展水平呈小幅下降态势,生态环境压力的影响作用最大;二者的耦合协调度呈增长趋势,但整体处于基本不协调阶段,其内部由城镇化滞后转变为系统均衡发展。(2)西伯利亚联邦区的城镇化发展水平高于远东联邦区,二联邦区生态环境发展水平差距较小,西伯利亚区协调发展程度略强于远东区;西伯利亚区内部由城镇化滞后→系统均衡发展,远东区内部始终为城镇化滞后。多数联邦主体处于基本不协调阶段、高级协调的数量最少。(3)空间上,城镇化、生态环境、二者协调发展度均呈“西高东低”的格局特征,核心高值区分布在新西伯利亚州—阿尔泰边疆区—克麦罗沃州—克拉斯诺亚尔斯克边疆区—伊尔库茨克州的串联区,边缘低值区位于阿尔泰共和国和楚科奇自治区。最后探讨了促进俄东部城镇化和生态环境协调发展的具体对策。

    • 研究论文
    • 陈秋彤, 刘骏杰, 覃子浏, 明霜, 姬翔, 杜钦

      DOI: 10.5846/stxb202011152946

      Abstract:

      廊道构建是减少栖息地破碎化负面影响的重要策略之一。目前,已经有许多模型用于动物廊道的选址,而“选址模型是否能准确预测动物迁移的实际发生位置”一直是保护生物学最为关注的问题。最小成本路径模型(Least Cost Path,LCP)和条件最小成本廊道模型(Conditional Minimum Transit Cost,CMTC)是两种较为常用的廊道选址模型。以白头叶猴(Trachypithecus leucocephalus)为目标物种,分别运用LCP和CMTC模拟生成白头叶猴迁移廊道,将模拟结果与野外观测廊道进行对比,检验两种方法的准确性。结果表明:(1)与野外观测实际廊道相比,LCP模型模拟结果的完全准确率为46.7%,部分准确率为20%,完全不准确率为33.3%; CMTC模型模拟结果的完全准确率为26.7%,其余73.3%全部为部分准确,无完全不准确的结果;(2)总体上看,CMTC廊道的准确率较LCP高,因而CMTC模型模拟白头叶猴实际迁移廊道位置的准确性优于LCP模型。输入“源”要素类型、阻力面栅格尺度设定、栖息地土地利用类型变化以及动物迁移行为复杂性4个因素是影响该模拟结果准确性的主要原因。

    • 学术信息与动态
    • 陈林

      DOI: 10.5846/stxb202103120677

      Abstract:

      荒漠草原是我国草原的重要组成部分,对保障粮食安全、生态安全具有极其重要的作用。为了解中国该领域研究态势,本文运用文献计量方法,基于36年间国内外发表的3651篇论文,分析了发文量、发文来源、被引频次、主要作者、研究机构和研究热点等。结果表明:(1)2000年后关于荒漠草原的论文数量增幅较大,年均发表超160篇,但篇均被引频次、高质量学术期刊发文量和创新性研究成果较少,整体发文质量还有待进一步提高;(2)具有创新性的评价方法和理论研究一直备受关注,而利用荟萃分析大数据的方法综合分析对某一研究领域的研究进展的分析得到了学者们的认可;(3)韩国栋、宋乃平、卫智军、周广胜等人是荒漠草原研究的主要贡献人,内蒙古农业大学和宁夏大学等单位在发文机构合作间的节点上发挥了重要作用,并形成了荒漠草原研究网络的网络核心,但中文论文研究机构间的合作较英文论文的离散程度高,特别是与国外机构的合作相对较少;(4)研究的热点主要集中在人类活动和气候变化对荒漠草原植被-土壤系统的影响、荒漠草原植被生产力及其影响因素、利用孢粉研究植被和环境变迁等方面。未来荒漠草原的研究应加强国内外机构和人员间的合作创新,从多尺度、多维度应用多学科知识、多技术手段,加强人类活动和气候条件相互作用对荒漠草原植物群落结构进化过程、地上与地下生态过程耦联关系、不同营养级之间的内在机理的分析和探讨。通过深度挖掘荒漠草原基础数据,以促进高影响力、高质量成果的产出,实现科研成果量变与质变并举、基础研究与实际应用并重,期望本文能给荒漠草原的相关研究提供借鉴和启发新方向,为中国草地建设和决策提供科学依据。

    • 研究论文
    • 陈佳, 段文标, 曲美学, 王亚飞, 杨习锋, 孟思静, 兰航宇

      DOI: 10.5846/stxb202009302526

      Abstract:

      采用凋落物分解袋埋藏法,将采集的红松(Pinus koraiensis)、紫椴(Tilia amurensis)和色木槭(Acer mono)凋落叶按自然比例混合装入袋中,于2019年7月将其埋入云冷杉红松林中不同腐烂等级(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级)的掘根倒木(UT)及其形成的坑底(PB)与丘面(MF)以及对照(包括林隙(FG)和林分(IS))等11种微立地下。8—10月每月从每种微立地取回3袋,处理后测定凋落叶的质量、碳、氮、磷含量。采用相关分析和方差分析的统计分析方法,探究不同微立地下凋落叶的质量、分解速率与养分元素之间的相关性和差异显著性。结果表明:(1) 微立地和分解时间对凋落叶质量具有极显著影响(P<0.01)。凋落叶分解90天后,各微立地的凋落叶质量残留率排列为:PB(85.64%)>MF(83.09%)>FG(81.33%)>IS(80.93%)>UT(80.27%);(2) 各微立地的凋落叶分解速率排列为:kIS=kUT>kFG>kMF>kPB;Olson指数模型能够较好的模拟各微立地的凋落叶分解动态;年分解速率k为0.61—1.42,分解50%和95%所需时间分别为0.49—1.14 a和2.10—4.92 a。(3) 各微立地的凋落叶C残留率总体呈下降趋势,表现为释放模式;UT和MF微立地的N、P残留率持续下降,表现为释放;PB微立地的N、P变化模式分别为释放—富集—释放、富集—释放模式,释放均大于富集,最终表现为释放模式。微立地对凋落叶P释放具有极显著影响(P<0.01),对N释放具有显著影响(P<0.05);微立地与掘根倒木腐烂等级的交互作用对C、N释放均具有极显著的影响(P<0.01)。(4) 凋落叶质量残留率与P的残留率在所有微立地中均存在显著或极显著正相关关系,与N的残留率仅在Ⅱ级UT、PB微立地、Ⅲ级UT微立地、Ⅳ级UT、PB和MF微立地以及FG对照中呈显著或极显著的正相关关系,与C的残留率仅在Ⅱ级UT、PB微立地、Ⅳ级PB、MF微立地中存在极显著或显著正相关关系,与C/N在Ⅱ级UT微立地、Ⅲ级UT、MF微立地和FG对照中呈显著或极显著负相关关系。可见,与不同腐烂等级的掘根倒木相比,掘根倒木形成的微立地环境对凋落叶分解和养分释放的影响较大。

    • 生态环境损害鉴定评估
    • 王 伟, 张国良, 赵晋宇, 朱岩

      DOI: 10.5846/stxb202004210951

      Abstract:

      标准化是解决环境损害“鉴定难”问题的关键措施,更是环境损害鉴定评估走向独立化、学科化的重要标志。农业环境损害鉴定评估作为起步最早、需求量最大、成长较快的分支,已经具备标准体系的雏形。本文通过国内外标准比较与需求分析,提出了标准化建设的原则和定位,构建了标准体系框架。研究认为,我国农业环境损害鉴定评估标准体系应:(1)以损害受体和技术流程为纵向横向坐标;(2)围绕损害确认、因果关系判定以及损失评估,以规范农产品、农业环境要素以及生态系统的损害识别、症状诊断、损害溯源、监测检测方法、损失量化等技术要求为主要内容;(3)是一个由基础标准、技术导则、技术规范、技术指南组成的有机整体。

    • 专论与综述
    • 张彩平, 姜紫薇, 韩宝龙, 谭德明

      DOI: 10.5846/stxb202006241648

      Abstract:

      目前国内外对自然资本价值核算的理论与方法尚未取得共识,无疑制约了自然资本核算在生态环境保护中积极作用的发挥。基于此,本文分别从自然资本内涵及其价值核算理论基础、国内外自然资本存量与流量核算方法实证研究、自然资本货币化价值核算的合理性等方面对已有文献进行梳理与分析,发现目前自然资本核算研究主要集中在生态产品的功能量与价值量核算而缺少生态资产货币价值量核算的研究;当前采用的生态产品价值量核算的生态系统类型系数表、本地化生态过程模型、能值当量替换三种方法在精度适用性、应用推广性和计算便捷性上各有优劣,尚待进一步的深入研究;最后对自然资本货币核算的一些争论进行了分析。通过上述研究和分析,提出如下新认识:(1)自然资本相关概念尚不统一,已经形成的认识包括:自然资本具有一定的稀缺性和使用价值,资本可分为存量资本(又称生态资产)和流量资本(又称生态系统服务);(2)自然资本核算技术繁多,研究成果的横向比较性较差,需要通过标准化核算技术方法和建立生态环境资源数据库等措施,进一步提高核算结果的准确性和可比性;(3)相比于基于生态系统类型价值系数方法和基于非市场化货币的当量替代方法,基于本地化参数的生态系统服务过程方法更能够反映本地生态环境特征,评估分析的准确度更高,生态管理抓手更多;(4)尽管自然资本货币核算理论和实践应用仍存在一些争论,但各国政府和各类组织都在推动自然资本核算工作,自然资本的探索性核算成果已在各国生态补偿和生态损害修复等方面发挥积极作用。

    • 研究论文
    • 杨寅, 邱钰明, 王中斌, 汪海霞, 曲来叶

      DOI: 10.5846/stxb202007071760

      Abstract:

      摘要:为探究内蒙古根河大兴安岭林区重度火烧迹地不同生长状态的兴安落叶松根际土壤真菌群落特征,选取火烧枯立木(BDW)、火烧存活木(BSW)、未火烧对照木(CK),通过磷脂脂肪酸方法分析根际土壤真菌群落生物量变化,利用高通量测序技术对根际土壤真菌群落组成与功能进行分析,探讨影响根际土壤真菌群落的主要环境因子。结果表明:(1)相较于未火烧对照木,火烧枯立木与火烧存活木根际土壤真菌群落磷脂脂肪酸含量显著降低,真菌群落α多样性显著降低。β多样性分析与群落相似性分析结果显示,火烧枯立木、火烧存活木、未火烧对照木根际土壤真菌群落组成存在显著差异。(2)相较于未火烧对照木,火烧枯立木与火烧存活木根际土壤中担子菌门(Basidiomycota)真菌相对丰度显著下降,子囊菌门(Ascomycota)真菌相对丰度显著升高。子囊菌门(Ascomycota)内,火烧枯立木根际土壤中内生真菌相对丰度显著高于火烧存活木与未火烧对照木,而火烧存活木根际土壤中腐生-外生菌根复合型真菌相对丰度显著高于火烧枯立与未火烧对照木。(3)根际土壤总磷、总钾含量是影响重度火烧迹地兴安落叶松根际土壤真菌群落优势菌门由担子菌门(Basidiomycota)转变为子囊菌门(Ascomycota)的主要环境因子,而根际土壤总碳、总氮、总磷含量则是造成火烧枯立木与火烧存活木根际土壤真菌群落组成与功能差异的主要环境因子。本研究有助于了解大兴安岭林区土壤真菌群落结构,对真菌群落多样性的维持与管理具有参考价值。

    • 生态系统服务专题
    • 杨强强, 徐光来, 李爱娟, 刘永婷, 胡春生

      DOI: 10.5846/stxb202009032293

      Abstract:

      摘要:研究生态系统服务价值变化特征及多种服务之间的权衡协同关系,对平衡经济发展与环境保护具有重要意义。基于修订的当量因子表,结合2000、2009、2018年3个时期遥感解译获取的土地利用数据,运用生态系统服务权衡协同度模型、敏感性分析、空间自相关、土地利用程度综合指数模型等分析了青弋江流域生态系统服务价值(Ecosystem Services Value, ESV)的时空演变特征及9种生态服务之间的权衡协同关系。结果表明:(1)2000、2009及2018年的生态系统服务价值分别为285.19、351.26和294.68亿元,价值总量呈先增后减的变化趋势,其中2009—2018年间总ESV下降了16.1%,生态服务趋于退化。整个研究时段内,林地对ESV的贡献量最大,其次是耕地和水域。(2)2000—2009年,单项生态系统服务间以协同关系为主导,协同率为77.8%,食物生产服务与本研究中的其他服务之间均为权衡关系;2009—2018年间生态系统服务间的关系与前9年基本一致,但食物生产服务与其他服务功能之间的权衡度呈增强的趋势。(3)敏感性分析表明,各时期的敏感性指数(CS)值均小于1,表明基于修订的当量因子表计算获得的生态系统服务价值系数符合青弋江流域的实际情况,计算结果可靠。(4)生态系统服务价值存在较强的正向空间自相关,但集聚程度有下降的趋势。双变量空间自相关分析表明当土地利用程度增强时,生态系统提供的总服务价值或单项服务价值均会降低。研究结果可为青弋江流域土地利用结构的优化调整及生态环境保护提供参考信息。

    • 研究论文
    • 杨良健, 曹开军

      DOI: 10.5846/stxb202008052042

      Abstract:

      旅游生态安全是区域生态安全的重要组成部分。科学评价区域旅游生态安全状况,对区域旅游生态安全风险防控具有重大的现实意义。本文以新疆85县市为研究对象,兼顾DPSIR模型与数据包络分析方法(DEA)两者优势,从投入、产出角度,运用Max-DEA软件科学、系统地测度新疆各县市2007-2017三年的旅游生态安全,利用ArcGIS和GeoDa软件的空间分析技术对新疆各县市的旅游生态安全时空格局演变特征进行分析,并采用地理探测器探测旅游生态安全的关键影响因素。研究发现:(1)新疆的旅游生态安全指数逐步降低,表明其旅游生态安全呈恶化趋势,且南疆县市的旅游生态安全状况总体优于北疆县市;(2)新疆各县市的旅游生态安全存在明显的相关性,新疆旅游生态安全空间集聚态势越发明显;(3)新疆旅游生态安全聚集程度有所降低,但是低-低类聚集区域范围有所扩散,高-高类聚集区域范围则正在缩小,进一步说明新疆旅游生态安全水平有所降低;(4)影响新疆各县市旅游生态安全的主要因素有:城镇化率、游客人数、游客密度、旅游空间指数、星级酒店数、植被指数、农牧民人均纯收入、旅游业对GDP的贡献率、旅游接待能力以及每万人拥有教师数。基于研究发现,本文构建了旅游生态安全驱动机制,并提出相应的政策建议。研究成果对新疆各县市的旅游生态安全的保护具有重要的参考意义。

    • 闫东良, 何灵芝, 李欢, 马梦金, 王泳超, 邵瑞鑫, 杨青华, 郭家萌

      DOI: 10.5846/stxb202007111801

      Abstract:

      控释尿素和普通尿素配比施用可以同步玉米氮素需求,延缓后期衰老,增加产量。本试验以黄淮海区域两种氮效率玉米作为对象,研究控释尿素和普通尿素不同配比对其叶片衰老特性、土壤酶活性和土壤无机氮的影响。试验选取黄淮海主栽玉米品种豫禾988(氮低效)和郑单958(氮高效)作为试验材料,设置6个施氮处理(CK、N180U、N180C1、N180C2、N180C、N300U),其中CK为不施氮处理,180、300代表施氮水平分别为180 kg·hm-2和300 kg·hm-2,U代表全尿素处理(基肥:追肥=2:3),C1、C2分别代表控释氮:尿素氮为1:2和2:1(基肥一次施用),C代表全控释尿素处理(基肥一次施用)。2018-2019年结果表明:与CK相比,豫禾988在 N180C1和郑单958在N180C2处理下,能够在玉米生育后期显著提高穗位叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,降低膜脂过氧化物(MDA)含量,同时也增加了土壤无机氮含量、脲酶和蔗糖酶活性。综上所述,针对不同氮效率玉米品种,通过控释尿素和尿素合理配施,利用速效氮和控释氮的释放来延缓玉米功能叶片衰老,延长功能期,提高生育后期土壤无机氮含量和酶活性,共同促进玉米生长,增加玉米产量,其中豫禾988和郑单958分别在N180C1和N180C2处理下效果最佳。

    • 土壤生态专栏
    • 薛娟, 王长庭, 曾璐, 魏雪, 吴鹏飞

      DOI: 10.5846/stxb202012123164

      Abstract:

      为查明长期施肥对高寒草甸小型土壤节肢动物群落影响,2012年5月下旬在西南民族大学青藏高原畜牧业高科技研究基地内用随机区组方式设置施N、P和NP混施三种处理实验样地,每种施肥处理分别设置10 g/m2、20 g/m2和30 g/m2三个施肥梯度,以不施肥的高寒草甸为对照样地。2017年8月对各样地内的小型土壤节肢动物、植物群落和土壤理化性质进行调查。结果表明:(1)施肥可以明显改变高寒草甸小型土壤节肢动物的群落组成结构,其中NP混施比单施N、P肥更能有效增加螨类和昆虫的类群数;(2)N、P、NP三种施肥种类的小型土壤节肢动物群落个体密度、类群数和Shannon多样性指数均显著增加(P<0.05),且当施肥量为20 g/m2时,小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均达到最大;(3)小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均与全磷含量呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,在高寒草甸长期施加氮、磷肥,尤其是氮磷混施,不仅能够明显改变小型土壤节肢动物群落组成结构,还能显著提高群落密度和多样性,建议按照20 g/m2的总量对高寒草甸进行氮磷等量混施,以提高小型土壤节肢动物群落多样性及其生态功能。

    • 研究论文
    • 向君, 张楠楠, 吴淑兰, 郭敏, 周星梅, 王彦杰

      DOI: 10.5846/stxb202008142124

      Abstract:

      以箭竹及其根际土壤作为研究对象,采用两因素随机区组实验,设置2种水分处理(正常浇水和干旱胁迫)和2种施磷量处理(施磷和不施磷),探究施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落结构和多样性的影响。结果表明:(1)干旱胁迫显著降低了箭竹根际土壤中微生物量碳、可溶性有机氮和有效磷的含量,虽对箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著降低了箭竹根际土壤中总PLFA(phospholipid fatty acid contents)的含量和真菌、细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的PLFA比值,显著改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,结果显著降低了箭竹的生物量。(2)施磷显著增加了受旱箭竹根际土壤中微生物量碳和有效磷的含量,虽大体上对受旱箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著增加了受旱箭竹根际土壤中总PLFA和真菌PLFA的含量,并在一定程度上增加了细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和真菌/细菌的PLFA比值,也在一定程度上改善了受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,从而改善受旱箭竹的生长。(3)主成分分析表明,干旱对箭竹根际土壤微生物群落结构的影响显著,而施磷的影响不明显。(4)相关分析发现,箭竹根际土壤微生物群落结构与箭竹根际土壤微生物量碳、可溶性有机氮及箭竹生物量呈显著正相关。综上,干旱降低了箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,抑制了箭竹的生长;施磷能增加受旱箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改善受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,进而改善受旱箭竹的生长。

    • 生态管理
    • 夏翠珍, 周立华, 廖杰, 王娅, 刘慧

      DOI: 10.5846/stxb202010122600

      Abstract:

      政策可以视作目标和多种政策工具的组合,在生态治理过程中,不同政策工具对农户行为的刺激程度不同,进而导致不同的政策效果。分离不同政策工具的影响,可为工具选择和政策优化提供科学参考。本文以盐池县为例,基于VAR模型中的脉冲响应和方差分解方法定量研究了强制型、混合型和自愿型三大类政策工具及十种子工具对农户耕作、放牧、造林三种行为的影响。结果表明:政策工具对农户行为的影响在政策出台后2 ~ 3年内达到最大,随后逐渐减小并消失,影响持续时间为7~10年;总体来看,政策工具对农户行为的影响不及农户自身资源禀赋的影响,10年累计影响从大到小依次为强制型、混合型、自愿型;直接提供和规制两种工具的作用最大,直接提供工具对耕作行为具有促进作用,规制工具短期内抑制放牧行为,促进造林行为。建议充分利用政策工具的短期效应,凸显政府角色,及时做好政策效果评估工作,调整工具组合,助力生态目标的实现。

    • 研究论文
    • 吴洪潘, 刘冬志, 马伟, 戚英杰, 邵长亮, 初红军

      DOI: 10.5846/stxb202011082856

      Abstract:

      啮齿动物的群落结构受生态环境特征影响,并能反映环境变化规律。为探讨啮齿动物群落多样性及其与环境因子间的关系,利用铗捕法获得了新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区9种生境类型的环境因子及啮齿动物群落结构数据。2019-2020年春、夏季,共布设样地291块,有效铗日55,269个,调查总面积176.875 km2,记录了啮齿类分布的12个环境因子。捕获啮齿动物419只,分属1目4科10属12种,优势种为三趾跳鼠(Dipus sagitta)和五趾跳鼠(Allactaga sibirica),分别占捕获总个体数的34.13%和27.68%。分析结果显示,卡山自然保护区啮齿类捕获率最高的生境类型为沙漠(2.18%);捕获鼠种的主要分布型为耐旱型(98.09%)。12个环境因子在9个生境类型中均呈极显著差异(p<0.01),说明该保护区啮齿动物分布的生境异质性高。冗余分析表明,海拔高度、植被种类、灌木盖度和灌木高度是决定啮齿动物群落结构最主要的4个环境因子,其中植被种数与啮齿类群落多样性呈正相关,随着植被种数数值的增加,除优势度指数外,其它多样性指数随之增加。

    • 韦柳端, 朱济友, 李夏榕, 孙广鹏, 张新娜, 徐程扬

      DOI: 10.5846/stxb202010202663

      Abstract:

      分析干瘠立地中不同树种根功能性状的变化及差异,研究不同树种对干瘠环境的适应对策。试验材料为林龄、林分密度相对一致的石质山区主要观赏树种(黄栌、山桃、栓皮栎),采用挖掘法获取树木细根,测定细根形态参数。根据田间持水量和石砾含量分别设置4个干瘠梯度(轻度、中度、重度、极度),对比分析北京干瘠地3种树种根功能性状,探讨干瘠立地中不同树种根系形态的差异及其对特殊生境的适应。结果表明:干旱、瘠薄均对树木的根功能性状产生影响,但对不同性状以及不同树种的影响程度具有差异,其中对山桃根系的影响最大;3种树种根功能性状在不同干瘠等级下存在显著变化,同一性状的变化因树种不同而异。从轻度到极度干旱,3种树种的RL均逐渐减小,但是黄栌变化不显著;黄栌、栓皮栎RTD随干瘠的加剧而减小,而山桃随干瘠的加剧而增加;黄栌和山桃SRL随干旱、瘠薄的加剧,表现出一致的规律,即从轻度到极度,其SRL随即减小,而栓皮栎SRL随干旱、瘠薄的加剧而增大;随干瘠的加剧,黄栌SRA显著减小,山桃、栓皮栎SRA随干瘠的加剧而增大。树木对干瘠环境的变化都有一定的响应能力及适应对策,能够通过自身的形态变化来适应不断变化的环境,但不同物种对干瘠环境变化的适应途径不同,通过权衡碳分配、碳消耗采取了相应的生态适应策略,不同树种间存在明显差异。本研究3种树种中,黄栌在干瘠环境下根系性状变化不显著,耐干瘠能力较强;干瘠胁迫对山桃根系性状影响显著,山桃通过主动调节根系形态变化来适应不断变化的环境,具有较强的抗干瘠能力;栓皮栎的细根数量多,吸收土壤水分、养分能力较强,能够在干瘠环境中快速生长。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 王伟伟, 周立华, 孙 燕, 陈 勇, 杨国靖

      DOI: 10.5846/stxb202011243012

      Abstract:

      为了改善北方农牧交错区退化的草原,国家从21世纪初开始实施了禁牧政策,政策实施以后,北方农牧交错区农民的生产生活都受到很大的影响。对该地区农民主观幸福感的影响因素进行研究,尤其是研究收入和禁牧政策的感知对主观幸福感的影响,可以为后续政策实施和改善提供理论支持,并为营造幸福生活、建立幸福乡村提供更多依据。基于此本文以典型北方农牧交错区宁夏自治区盐池县为例,通过调查问卷数据,采用OLS回归模型和分位数回归模型分析了农民生活满意度的影响因素。结果表明:(1)自评价的相对收入、自评价的收支状况、禁牧政策满意度、禁牧政策对收入的影响、参加社会活动的频率和环境满意度对生活满意度有显著的正向影响。(2)自评价的相对收入、自评价的收支状况和禁牧政策满意度的正向影响随农民生活满意度分位点的提高而降低,而禁牧政策的收入影响只对中分位点农民的生活满意度起到显著的正向影响。参加活动的频率对低生活满意度分位点农民的正向影响不显著,而环境满意度只在高分位点对农民的生活满意度有显著的正向影响。(3)较高的生活满意度可以使农村居民更支持和愿意参与到生态政策中去。所以,有必要继续完善现有生态补偿政策,在继续保护和改善北方农牧交错区生态环境的同时,提高北方农牧交错区农村居民的主观幸福感,促进社会的可持续发展。

    • 专论与综述
    • 王光州, 贾吉玉, 张俊伶

      DOI: 10.5846/stxb202003290736

      Abstract:

      植物-土壤反馈理论最早源于农业生产,近年来已成为生态学上研究植被动态变化、群落组成和功能,以及生态系统响应人为干扰、气候变化等众多热点问题的重要理论和方法支撑。本文首先总结了植物-土壤反馈定义和类型,分析了反馈机制,在此基础上综述了该理论在自然生态系统中的应用,包括物种入侵、群落演替、植物共存及多样性形成、植物多样性-生产力关系、多营养级交互作用以及响应气候变化等关键生态学命题。同时,探讨了植物-土壤反馈理论在农田生态系统中的应用,介绍了该理论在提高多样化种植体系生产力、土壤污染修复、种植体系设计等方面的进展和潜在应用价值。最后,提出了植物-土壤反馈理论在未来发展中值得进一步研究的方向,并对应用该理论提高生态系统服务功能,促进可持续发展等方面进行了展望。

    • 研究论文
    • 陶敏, 岳兴建, 岳珊, 代丽娜, 韩文文, 李斌

      DOI: 10.5846/stxb202008182155

      Abstract:

      为了解四川丘陵区中小型水库浮游植物群落结构周年变化,掌握其演替规律并预测其发展方向,于2016年~2017年分季节对该地区10个典型水库进行了周年研究。结果显示:共检出浮游植物9门104属188种,其中优势种4门16属16种,以湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena linmnetica)优势度指数为最高;蓝藻密度在各季节、各水库中均占据优势,尤其是夏季。优势种生态位宽度和生态位重叠度在存在明显的季节差异性,并受到水温、营养条件等环境因子的显著影响;优势种可分为3个类别,竞争力相对较强的7个种中有5种蓝藻;全年发展性最强的种类也多为蓝藻,特别是湖泊假鱼腥藻等具有产毒潜力的种类,其优势度存在进一步扩大的风险。种间联结性检验结果显示,群落种间大致表现出净的正联结,优势种种对间正负关联比大于1,该类水库群落结构较为稳定且存在正向演替的趋势,可能会导致夏季间断性产毒蓝藻水华的风险。研究结果可为四川丘陵区中小型水库浮游植物群落演替研究以及蓝藻水华预警提供基础资料。

    • 孙小祥, 易雪梅, 黄远洋, 冉义国, 罗高行, 马茂华, 吴胜军

      DOI: 10.5846/stxb202008242202

      Abstract:

      三峡水库的运行,改变了其坝下游的水沙情势,使坝下游沙洲生境呈现出明显的水淹强度梯度变化。阐明这一梯度变化下沙洲植被组成、分布和性状结构特征,是理解植被与沙洲稳定关系的基础,更是阐明三峡工程对长江中下游地区生态环境影响的核心内容之一。选取上荆江河段第一个江心洲—太平口心滩作为研究样地,通过植被组成和分布特征的调查,对不同水淹强度下群落物种组成、多样性和功能特征进行了深入分析。结果表明:太平口心滩植被组成以草本植物为主,稀布小型灌木川三蕊柳。调查共记录物种21科33属39种,以禾本科和菊科植物为主要优势种。轻微(20—40 d)和极强水淹强度(100+ d)条件下的生境物种组成同其他水淹强度生境具有显著性差异,轻微水淹强度下牛鞭草和节节草为主要优势种,极强水淹强度下虉草为主要优势种。不同水淹强度下物种多样性指数差异显著,功能多样性指数和生物多样性指数趋势基本一致。随着水淹时间的延长,植被更倾向于表现出花果期位于出露期、植株高度更加低矮、须根系、进行营养繁殖的功能性状。江心洲植被的群落结构和功能性状特征都在水淹梯度下呈现出明显的梯度变化特征。这些研究结果表明水淹强度的梯度变化是沙洲植物群落变化的重要驱动因子,为进一步研究沙洲植物群落动态变化以及沙洲植被协同演替机制,明晰大坝影响下的生态环境变化提供重要依据。

    • 湿地生态系统定位研究
    • 舒远琴, 宋维峰, 马建刚

      DOI: 10.5846/stxb202010222696

      Abstract:

      为了获得梯田湿地生态系统健康评价的指标体系,以云南红河哈尼梯田湿地为例,基于对该湿地维持机制的分析,构建了包括生态特征、功能整合、社会与政治3个方面共20个指标的健康评价指标体系以及各个指标的健康阈值分级表。同时,利用AHP层次分析法确定了各指标的权重,运用综合评价法对梯田湿地生态系统的健康状态进行评价。本研究构建的评价指标体系解决了哈尼梯田湿地生态系统缺乏健康评价指标体系和支持理论的问题,为评价该类型湿地生态系统的健康状态提供指导方法,能够依据其评价结果为后续湿地健康质量的提升及湿地的可持续利用发展提出改进策略。

    • 生态系统服务专题
    • 彭立, 邓伟, 黄佩, 刘颖

      DOI: 10.5846/stxb202009062319

      Abstract:

      明确多重生态系统服务与生态系统服务簇的空间格局对于维持区域生态安全格局与可持续发展至关重要。在评估四川盆地2015年6种生态系统服务的基础上,计算了表征综合水平的多重生态系统服务景观指数;进而分析了生态系统服务间权衡与协同关系;并基于K-均值聚类法识别了研究区内生态系统服务簇的空间格局。研究结果表明:(1)研究区的多重生态系统服务景观指数平均值达到3.12,同时具有明显的空间分异性,整体上呈现出东南高西北低的空间分布格局,高值区主要分布于川东平行岭谷区,以林、草地为主的区域最高,城市建成区及其邻近地区最低。(2)6种生态系统服务空间异质性显著,且不同服务间协同与权衡关系并存,其中碳汇、生境质量和水土保持服务三者间的协同关系显著,碳汇、生境质量和水土保持服务与娱乐和粮食供给服务间的权衡关系均较强;产水服务与其他各项服务间的权衡与协同关系均较弱。(3)四川盆地可划分为文化旅游、食物供给、生态保育和多功能复合均衡型4种服务簇,其空间布局与内部结构分异明显。文化旅游型服务簇面积最小,面积占比为3.11%,主要分布于成都和重庆城镇及其周边地区,其提供多重生态系统服务功能的能力最弱;食物供给型服务簇主要位于成都平原、浅丘及部分河谷区域,面积约占36.23%;生态保育型服务簇主要分布于盆周山地,以林地为主导,其提供多重生态系统服务功能的能力最强,面积占比达22.61%;多功能复合均衡型服务簇分布最广,面积占比为38.04%,集中于川中、川东丘陵及平行岭谷槽谷区域。采取差异化优化措施有利于整体提升四川盆地生态系统服务能力,维护区域生态安全格局。

    • 研究论文
    • 彭大为, 周秋文, 韦小茶, 李洪广, 唐欣, 严卫红

      DOI: 10.5846/stxb202008212184

      Abstract:

      水分利用效率 (WUE, Water use efficiency)是衡量水资源利用率的重要指标,对气候变化有明显响应,中国西南岩溶区生态缺水严重,水资源利用问题亟需解决,但该区域水分利用效率对气象要素的响应仍不明晰。本文利用MODIS 总初级生产力 (GPP, Gross primary productivity)和蒸散发 (ET, Evapotranspiration)数据集计算中国西南岩溶区的水分利用效率,结合气象数据和归一化植被指数 (NDVI, Normalized difference vegetation index)数据,采用Theil—Sen Median趋势分析和Pearson相关分析,揭示了其水分利用效率的时空变化特征及对气象要素的响应。结果表明:2000—2014年中国西南岩溶区年水分利用效率与植被生长期水分利用效率(AGS—WUE)时间序列变化趋势相近,春、秋季水分利用效率呈上升趋势,夏季呈下降趋势;年水分利用效率呈上升趋势,与降水呈负相关,喀斯特地区与气温呈正相关,非喀斯特地区呈负相关,NDVI增长是主要驱动因素;年水分利用效率和AGS—WUE从东南到西北逐渐升高;非喀斯特地区水分利用效率高于大部分喀斯特地区;总体上高海拔地区水分利用效率高于低海拔地区。气温、海拔及喀斯特发育程度综合影响喀斯特地区水分利用效率。本研究结果能为提高喀斯特生态系统水分利用效率提供理论参考。

    • 土壤生态专栏
    • 马豪宇, 陈冠陶, 王宇, 陈蕙心, 李青桦, 涂利华

      DOI: 10.5846/stxb202010212682

      Abstract:

      土壤溶液被称作“土壤的血液”,是土壤中各种生物化学反应的中介物质,在外界环境发生变化时,土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应。为了探索持续增加的大气氮(N)沉降对森林生态系统的影响,以华西雨屏区亚热带常绿阔叶林为对象,设置对照(CK,0 g m–2 a–1),低N(LN,5 g m–2 a–1),高N(HN,15 g m–2 a–1)三种N处理,通过人工施加硝酸铵(2017年9月起改施硝酸钠及氯化铵)的方法模拟N沉降增加情景,N处理42个月后,使用负压土壤溶液采样器定位收集A层(37?45 cm)及B层(52?60 cm)土壤溶液,并进行分析(每月1次,为期1 a)。结果表明:对照处理中A、B两层土壤溶液NO3–浓度达(3.94±0.77)mg /L、(4.27±1.13)mg /L,N添加显著提高两层土壤溶液NO3–浓度和B层NH4+浓度;N添加显著降低土壤溶液pH,且显著增加Al3+浓度,Ca2+和Mg2+含量有增加趋势,但影响不显著;N处理使A层土壤溶液可溶性有机碳(DOC)浓度显著降低,对两层土壤溶液芳香化指数(AI)无显著影响;两层土壤溶液电导率(EC)及氧化还原电位(Eh)显著增加;此外,两层土壤溶液中许多化学成分均呈现极显著相关,特别是NO3–与EC相关系数达到了0.855。本研究中,对照处理极高的NO3–含量以及B层土壤溶液硝酸盐浓度高于A层,表明该亚热带常绿阔叶林N的有效性超过植物和微生物的总营养需求而发生淋溶,该生态系统已达到氮饱和状态,此外N添加会显著促进土壤酸化和铝离子活化,表层土壤溶液DOC的降低一定程度反映了凋落物分解受N添加的抑制作用,显著升高的氧化还原电位可能导致土壤中某些金属元素的迁移率降低。

    • 生态治理与恢复技术的评价方法及应用
    • 李锋, 马远

      DOI: 10.5846/stxb202010292771

      Abstract:

      城市生态系统是社会-经济-自然复合生态系统。城市生态系统修复的实质是协调好城市复合生态系统的自然过程、经济过程和社会过程之间的关系,促进复合生态系统的各方面协调高效可持续发展。本文以城市绿地、城市湿地、城市废弃地三类主要的城市生态空间为对象,论述了城市生态系统修复的研究进展,提出当前城市生态系统修复存在以人工修复技术为主、自然修复不足、机理和量化研究缺乏、理论和应用脱节、管理机制不健全、复合生态系统理论体现不足等问题。文章梳理了当前城市生态系统修复的研究热点,包括城市生态系统修复机理、城市生态资产与生态系统服务、城市生态系统质量和健康、问题导向的生态修复、面向人类福祉的生态修复、生态修复多学科融贯,以及新方法和新技术的应用等几个方面。最后文章提出了城市生态修复与管理的相关对策和建议,可为我国城市生态系统修复的研究和实践提供参考。

    • 研究论文
    • 李超凡, 范春雨, 张春雨, 赵秀海

      DOI: 10.5846/stxb202010302785

      Abstract:

      以吉林蛟河阔叶红松林为研究对象,将30ha的样地面积划分为5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m的连续取样单元,在4个不同尺度下分别统计各物种在每个取样单元中的有无,得到每个物种在不同尺度下的取样单元数。利用随机分布模型和负二项分布模型分析物种的多度分布,对比预测多度与观测多度讨论两个模型的科学性与实用性。结果表明:对于阔叶红松林而言,负二项分布模型在所有研究尺度上的预测精度都要优于随机分布模型。随机分布和负二项分布的模型预测误差随着研究尺度的增大而增大,因此选取较小的取样单元可以切实提高物种多度的预测精度。利用随机分布和负二项分布模型对多度较小的物种进行预测的效果要优于多度较大的物种。负二项分布模型适合用来模拟阔叶红松林的物种多度分布格局,并且模型的拟合效果受取样单元大小影响。

    • 黎桂英, 王兆丰, 李嘉敏, 张娅, 蒋晓煜, 杨颖丽

      DOI: 10.5846/stxb202007131819

      Abstract:

      以“陇春27”号水培小麦幼苗为研究材料,外源添加水杨酸 (SA)、一氧化氮 (NO) 清除剂 (carboxy-PTIO,c-PTIO)、NO供体硝普钠 (SNP)、硝酸还原酶 (NR) 抑制剂钨酸盐 (Tungstate) 及NO合成酶 (NOS) 抑制剂 (L-NAME)进行不同预处理,分析其在镉 (Cd) 胁迫下根的生长和叶片叶绿素含量的变化,探讨SA和NO互作对小麦幼苗Cd胁迫的缓解机制。结果表明:随着Cd处理时间的延长,小麦幼苗根中SA含量显著降低,NO含量则呈现先增加 (6 h和12 h) 后减少 (24 h和48 h) 的趋势;Cd胁迫抑制了小麦幼苗根的生长,减少了叶片叶绿素的含量,而一定浓度的SA或SNP预处理可以缓解Cd胁迫对小麦幼苗根长的抑制作用,增加叶绿素的含量。c-PTIO、L-NAME和Tungstate单独预处理显著抑制了小麦幼苗根的生长,减少了NO的含量,但不影响叶绿素含量。SA400 + L-NAME预处理可以缓解Cd胁迫对小麦幼苗根长的抑制作用以及叶绿素和NO含量的减少作用;SA400 + c-PTIO或SA400 + Tungstate预处理可增加Cd胁迫下叶绿素的含量,但对根的伸长无影响。进一步研究发现,Cd胁迫抑制了NR的活性,而SA400预处理可以使Cd胁迫下NR的活性增强,不同处理对NOS的活性均无影响。综上所述,Cd胁迫导致小麦幼苗根内源SA含量降低和NO含量先升高再降低;外源添加SA或SNP预处理缓解了Cd胁迫对根生长的抑制和叶绿素含量降低的作用;外源SA通过影响NO的产生从而提高小麦幼苗对Cd胁迫的耐受性,最终缓解了Cd对小麦幼苗的毒害作用。

    • 蓝以信, 张庆, 李婵

      DOI: 10.5846/stxb202005251320

      Abstract:

      提高生态效率是实现县域经济绿色发展的重要方式,在充分考虑江苏省县域经济发展合作共赢以及发展导向差异的前提下,遴选一产、二产、三产的增加值为关键指标并设置了3种不同的县域经济发展导向,采用权重约束的仁慈型交叉效率模型和Malmquist生产率指数测算了2015—2017年间江苏省32个县域在3种发展导向下的生态效率和生态全要素生产率,剖析各县域生态效率的差异性及其全要素生产率变动的驱动力,探寻各县域的差异化绿色发展模式。研究结果显示:(1) 整体上看,江苏省县域总体生态效率水平较高,但同一地级市下辖的县域生态效率排名差距较大,且生态效率高的县域辐射效应不足。(2)从不同发展导向来看,县域平均生态效率值在绿色经济导向下最高,乡村振兴导向下次之,新型工业导向下最低;同时,同一县域在不同导向下的生态效率排名差异较大,隶属于乡村振兴类的县域最多,绿色经济类次之,新型工业类最少。(3) 从动态分析来看,江苏省县域生态效率逐步提升,技术进步指数的增长是促进江苏省县域生态全要素生产率指数增长的主导因素,而绝大多数县域的技术效率变化指数保持不变或呈现衰退现象,表明分析期内江苏省县域生态技术效率未有所提升。

    • 专论与综述
    • 焦敏, 周伟奇, 钱雨果, 王佳, 郑重, 胡潇方, 王伟民

      DOI: 10.5846/stxb202006191609

      Abstract:

      在气候变化和快速城市化的双重影响下,全球城市面临日益加剧的热岛效应。绿地能够有效改善城市热环境。城市土地资源紧缺,优化绿地布局,使有限面积的绿地发挥更大的降温效果具有重要的理论意义和实践价值。其中,如何设置绿地斑块大小则是优化绿地布局的首要考虑因素之一。本文分别从斑块和景观的尺度总结了现有绿地斑块大小对其降温效应影响的研究进展,结果表明:1)在斑块尺度,随着绿地斑块面积增加,绿地的降温效应相应增加,但增加的趋势为非线性变化,表现为温度随绿地斑块面积的增加先下降,后趋于平稳,表明可能存在降温效率(单位面积绿地降温能力)最强的斑块大小;2)在景观尺度,绿地斑块大小在空间上的配置对热环境的影响研究结果存在差异,尚无一致性定论。基于已有研究,本文指出了现有绿地斑块大小对其降温效应影响研究中的问题与不足:1)主要关注绿地斑块大小与温度的统计关系,缺乏对其具体影响过程和内在机制的深入探讨;2)更多关注地表温度,而对与人体舒适度和健康直接相关的其他热环境指标的研究较少;3)研究中缺少对城市中数量巨大,分布最广的小型绿地斑块的考量。未来的研究应加强从遮阴和蒸腾等降温过程深入解析绿地斑块大小对热环境影响的内在机理机制,从降温效率的角度,探讨是否存在最优的斑块大小,并进一步探讨绿地周围建筑环境对绿地斑块大小与其降温效应关系的影响,为优化城市绿地分布,改善城市热环境提供科学依据。

    • 胡 植, 王焕炯, 戴君虎, 葛全胜

      DOI: 10.5846/stxb202012073115

      Abstract:

      物候是植物在长期适应环境过程中形成的生长发育节点。长时间地面物候观测数据表明,近50年全球乔木、灌木、草本植物的春季物候期受温度升高、降水与辐射变化等影响,以每10年2 d到10 d的速率提前。但因植物物候响应气候因子的机制仍不清楚,导致对未来气候变化情景下的植物物候变化预测存在较大的不确定性。在此背景下,控制实验成为探究气候因子对植物物候影响机制的重要手段。综述了物候控制实验中不同气候因子(温度、水分、光照等)的控制方法。其次,总结了目前为止控制实验在植物物候对气候因子响应方面得到的重要结论,发现植物春季物候期(展叶、开花等)主要受冷激、驱动温度与光周期的影响,秋季物候期(叶变色和落叶)主要受低温、短日照与水分胁迫的影响。最后,本研究提出未来物候控制实验应重点解决木本植物在秋季进入休眠的时间点确定、低温和短日照对木本植物秋季物候的交互作用量化、草本植物春秋季物候的影响因子识别等科学问题。

    • 研究论文
    • 和克俭, 刘虹, 丁佼, 黄晓霞, 刘琦, 张琦

      DOI: 10.5846/stxb202007211913

      Abstract:

      研究土地利用对大型底栖动物群落的影响,对流域土地利用规划修编和河流生态修复等有重要意义。以红河上游的把边江流域为研究区,调查大型底栖动物群落现状,计算37个样点上游集水区土地利用组分、配置、多样性和水文距离4个方面20个土地利用指标,分析不同土地利用方式对大型底栖动物群落的影响。本次调查共鉴定出25个大型底栖动物分类单元,其中水生昆虫最多,占分类单元总数的72%;摄食功能群以捕食者(PR)、刮食者(SC)和直接收集者(GC)为主。把边江流域城镇用地和林地对大型底栖动物群落的影响占主导地位,而耕地对大型底栖动物群落的影响较小。影响把边江流域大型底栖动物群落的关键土地利用指标为城镇用地面积比(3PLA)、城镇用地最大斑块指数(3LPI)、城镇用地聚合指数(3AI)、城镇用地水流长度(3FLOW)、林地最大斑块指数(1LPI)和林地形状指数(1LSI)。土地利用组分、配置和水文距离是影响把边江流域大型底栖动物群落的主要方面,而土地利用多样性对大型底栖动物群落的影响较小。大型底栖动物物种密度和物种多样性与3PLA、3LPI、3AI、3FLOW和1LSI呈负相关,与1LPI呈正相关。1LPI与浮游目(如小蜉科、扁蜉科)为代表的清洁物种呈现较明显的正相关关系。城镇用地指标与SC和SH具有显著的负相关关系,与GC有较弱的正相关关系,而与其他功能群没有明显的相关关系。SC和SH(撕食者)密度对水质和环境条件敏感,而GC密度对人类干扰耐受性较强。1LPI与SC和FC(滤食收集者)密度正相关,而与PR和GC密度负相关。SC和FC对生境的完整性要求较高,而GC和PR对人为干扰和较为破碎的生境更为适应。一方面,随着城镇用地的规模、边界复杂性和聚集程度增加,研究区大型底栖动物密度和多样性降低;另一方面,随着林地完整性降低,大型底栖动物物种均匀度降低。土地利用与大型底栖动物物种多样性和功能群多样性的关系不完全一致,1LSI和3FLOW与物种多样性负相关,而与功能群多样性呈正相关关系,土地利用对物种-功能群-群落不同尺度上的影响差异还需要更深入的研究。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 何思源, 王博杰, 王国萍, 魏钰

      DOI: 10.5846/stxb202012083125

      Abstract:

      良好的社区与自然保护地关系首先建立在社区生计的公平与可持续发展上。为促进社区认同、接受乃至参与自然保护地建设与管理,我国自然保护地管理逐渐重视社区利益,推动其生计转型发展与生态保护相协调。社区居民从事产业活动、进行生产经营、参与产业分工,是维持和改善生计的重要方式之一。研究采用质性内容分析方法,从不同研究视角、地理空间和政策背景的案例研究中提取自然保护地社区生计转型及其产业发展路径的内在逻辑,形成内容、激励机制、政策保障、结果、成败分析、发展对策六个核心范畴,以动因与形式、结果与原因来归纳总结前五个范畴的核心事实,根据发展对策提出自然保护地社区生计转型和产业发展原则,并结合国家公园特征和管理目标提出建议。研究表明,在社区层面协同保护与发展本质上来说是降低农户面临的自然、政策和市场风险的过程,生计可持续性和公平性双重目标可以通过产业生态化,产业部分替代或完全替代来实现。以产业发展带动生计转型具有经济、社会、文化多重效益,但其实现需要尊重本土文化,保障社区基本权利,多方参与协作,匹配和提升居民差异化能力。在国家公园体制建设中社区生计发展特别需要依托本地资源,对标市场需求,推进产业生态化,拓展传统产业功能,从自然和半自然生态系统的协同中寻求生态和文化价值向经济价值转化。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 韩贞贵, 周运超, 任娇娇, 白云星

      DOI: 10.5846/stxb202005081153

      Abstract:

      选取25a、45a和65a马尾松人工林为研究对象,采用湿筛法对各粒径土壤团聚体分别湿筛。探究了马尾松人工林各粒径团聚体湿筛后的团聚体有机碳分配,以探讨各粒径团聚体湿筛后分配到同一粒级团聚体的有机碳含量及其对团聚体水稳性的贡献差异。结果表明:种植年限增加显著降低土壤团聚体水稳性(P<0.05);各粒径团聚体湿筛后分配的有机碳随粒级减小含量呈先降后增趋势,以保持原粒级团聚体有机碳(12.96—32.01 g/kg)含量最高,其次是<0.25 mm 粒级(8.08—23.53 g/kg)。各粒径团聚体湿筛分配到同一粒级的有机碳以保持原粒级的含量最高(P<0.05);土壤团聚体水稳性与各粒径团聚体湿筛后保持原粒径的有机碳呈显著或极显著正相关(P<0.05或0.01),分配到越小的粒级正相关性越不显著。此外,团聚体水稳性与各粒径团聚体湿筛分配到同一粒级的有机碳呈正相关,以保持原粒级相关性最高(P<0.01或0.05);回归方程及相关性系数表明,有机碳与保持原粒径团聚体呈显著呈或极显著正相关(P<0.05或0.01),与消散到其他粒级的团聚体呈负相关或极显著负相关(P>0.05或<0.01)。本研究得出有机碳含量增加促进更大粒径团聚体形成。反之,促使大粒径团聚体向较小粒径团聚体转化。同一粒级团聚体间,保持原粒级团聚体比易转化形成更大粒级团聚体有更高的有机碳含量和更强的水稳性。

    • 专论与综述
    • 郭二辉, 樊子豪, 张瑞香, 孙金华, 杨喜田

      DOI: 10.5846/stxb202011162948

      Abstract:

      河岸带的植被与土壤是生态系统重要组成部分,对于维持河岸带的生态健康、生态系统服务与可持续性具有至关重要的作用。水文变化是河岸带生态系统的首要干扰因子,系统总结了水文变化对河岸带植被的特征以及植被形态、群落分布、繁殖、生存策略的影响,并阐述了河岸带水文和植被对土壤氮磷迁移转化的影响机制。根系作为土壤与植物地上部分之间物质、能量流动与信号传导的关键纽带,目前对根系的研究还较欠缺,需要加强水文变化对河岸带湿地植物根系形态、结构、功能特征的影响机理研究,以及湿地植物对水文变化的适应机制和耐受阈值方面的探究。在微观方面,应加强水文变化与植被等多因素耦合对土壤氮磷迁移转化过程的机理研究。河流形态和土壤的多样性决定着河岸带水文作用特征的复杂性,今后需注重河岸带个性特征与水文响应的关系研究。河岸带是横向的水陆生态过渡带和河流上下游的纵向生态廊道,亟需综合考虑和模拟流域土壤、植被与水文、人类活动之间的耦合关系,预测未来气候与社会经济情境下的河岸带生态系统演变规律,为河岸带生态系统的生态调节、生物多样性保护与生态恢复等提供理论依据与技术支撑。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 盖美, 朱莹莹

      DOI: 10.5846/stxb202010062548

      Abstract:

      摘要:海洋绿色发展是海洋高质量发展的重要内容,坚持生态优先和资源可持续的绿色发展模式对于海洋 可持续的意义重大。在梳理了海洋绿色发展概念与内涵基础上,以沿海 11 省市为研究对象,基于 2006—2017 年沿海各省市的面板数据,建立海洋绿色发展评价指标体系,通过可变模糊识别模型对海洋绿色发展水平进行测度,并运用 Arcgis 软件和马尔可夫空间模型对其进行时空演变分析,最后运用面板数据模型进行影响因素分析。结果表明:①2006 - 2017 年我国海洋绿色发展水平一直保持增长趋势,总体提高了 19.6%,但整体仍呈中等水平,且地区差异明显。在空间分布上,空间集聚特征依然明显,东南沿海地区总体海洋绿色发展水平相对较高,西南和东北部分地区海洋绿色发展水平相对较低。②从时空演化特征来看,上海、天津、山东的海洋绿色发展水平相对较高,河北、广西的海洋绿色发展水平相对较低。区域背景对海洋绿色发展类型转移具有显著影响,高水平区域背景对海洋绿色发展水平增长具有辐射、促进作用,而低水平区域背景对增长具有制约、减缓作用。③从外部因素来看,政府调控、陆域经济水平和开放程度对海洋绿色发展有正向显著影响,环境治理有负向显著影响;从内部因素来看,海洋产业结构、海洋管理和海洋资源利用都有正向显著影响。根据总结以上结论,针对不同地区的海洋绿色发展情况提出不同的发展途径与对策,为海洋绿色发展提供科学的参考依据。

    • 研究论文
    • 方海富, 冯为迅, 罗来聪, 高宇, 王佰慧, Shad Nasir, 魏启轩, 邹瑜, 苏思思, 张 令

      DOI: 10.5846/stxb202004080828

      Abstract:

      植物入侵会造成入侵地生态系统功能和稳定性的破坏。与本地种源相比,入侵种源植物在生理学特性方面有所不同,使其在资源利用和抵抗环境胁迫具有较强的竞争优势。叶绿素荧光特性与植物光合作用效率密切相关,对植物生长具有重要作用。土壤微生物对植物吸收利用土壤养分至关重要,了解氮沉降背景下土壤细菌和真菌如何影响入侵植物叶绿素荧光特性,有助于理解入侵植物的进化特征和入侵机制,为有效防控入侵植物并降低其对生态系统危害提供理论依据。以本地和入侵地两个种源乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,在氮沉降条件下,通过调控土壤细菌和真菌,探讨两个种源乌桕叶绿素荧光参数差异。氮沉降显著增加乌桕相对叶绿素含量(SPAD)、非光化学猝灭(NPQ)、半饱和光强(IK)和光能利用率(α)。入侵种源乌桕比原产地具有较低SPAD。细菌减弱了本地种源乌桕实际光能转化速率Y(Ⅱ)。氮沉降与细菌共同增强NPQ和IK,显著减弱了α和SPAD,而对光系统II的最大量子产率(Fv/Fm)无影响。土壤细菌减缓了本地种源乌桕α,促进了入侵种源乌桕α。土壤真菌促进本地种源乌桕IK,抑制入侵种源乌桕IK。因此,氮沉降与土壤细菌对乌桕叶绿素荧光特性具有协同作用,入侵种源乌桕对土壤微生物控制的响应不明显,在微生物控制条件下依然具有较强的适应能力,因而具有较强的入侵能力。

    • 杜秉晨曦, 程勇翔, 吴玲

      DOI: 10.5846/stxb202009242485

      Abstract:

      研究基于2002—2019年生长季MOD09A1遥感影像数据,利用最大值合成法、Mann-Kendall趋势分析,Hurst趋势分析法、相关性分析等方法对准噶尔盆地植被和土壤盐渍化变化趋势以及两者的关联性进行了分析。结果表明,受区域降水和气温升高的影响,近20年来准噶尔盆地春、夏、秋及生长季植被整体呈增加趋势,各季增加区域面积占比为63.50~90.93%,平均为77.98%。土壤盐渍化呈减少趋势,各季减少区域面积占比为46.50~86.78 %,平均为70.68 %。在地形低洼、排水不畅的区域土壤盐渍化程度加重,植被减少。关联性分析结果表明各季植被与土壤盐渍化的变化中呈显著负相关的区域面积占比为37.36~57.83 %,平均为51.75 %。Hurst趋势预测结果表明,当前植被和土壤盐渍化两者呈显著性变化的区域未来预测与当前变化方向相同,两者呈一般性变化的区域未来预测与当前相反。研究有助于在全球气候变化背景下了解准噶尔盆地近年来生态环境变化,结果可为区域生态环境的可持续发展提供参考。

    • 邓欧平, 唐祺超, 叶丽, 邓良基

      DOI: 10.5846/stxb202004291048

      Abstract:

      氧化亚氮(N2O)是一种潜在的、强大的温室气体,应该根据京都议定书规定开展监测和削减。河流、水库、鱼塘和沟渠等受人类影响的小流域水生生态系统是氮素生物地球化学循环的活跃区域,更是N2O重要的源和汇。然而,同一流域不同水体N2O的排放特征差异及其驱动因素尚不清楚。因此,选择川西平原西河流域作为研究区,于2016年6月到2017年5月连续监测不同水体水气界面的N2O排放强度,并结合聚类分析解析N2O排放特征的驱动因素。结果显示,不同水体的N2O年排放通量差异显著,沟渠的N2O年排放通量最高((52.68±36.09) μg?m-2?h-1),城市段河流和鱼塘次之((34.16±23.97)μg?m-2?h-1和(29.03±31.41) μg?m-2?h-1),乡镇段和农区段河流再次((8.32±28.60)μg?m-2?h-1和(8.52±9.43) μg?m-2?h-1),水库最低((-16.45±29.76) μg?m-2?h-1)。除水库表现为N2O的汇,其他水体均表现为N2O的排放源。另外,不同水体N2O排放的季节特征差异显著,农区段河流和农业沟渠表现为夏天最高,冬春最低(P<0.05),而其他水体均表现为冬春显著高于夏秋(P<0.05)。根据N2O排放季节特征及其驱动因素可将西河流域水体分为四类:第一类农业类水体的N2O排放季节特征受气象因素和农业活动的联合驱动;第二类城乡类河流和第三类鱼塘分别受控于人类活动和养殖活动,与降雨温度等气象指标关系较弱;第四类水库主要受控于气象因素。并且,第一类农业类水体已成为大气N2O排放的重要源,农业氮素管控是区域控制N2O排放的重点。

    • 生态系统服务专题
    • 曹梦琪, 蔡英楠, 张丽, 徐建英

      DOI: 10.5846/stxb202011243018

      Abstract:

      自然保护区作为生态系统服务的产生区和生物多样性保护的重点区,评估其关键生态系统服务,对提高保护区管理水平和生态保护与建设效率有重要意义。利用CASA模型、RUSLE模型、InVEST模型及水量平衡原理等方法分别定量评估了卧龙自然保护区2000年和2015年碳固定(NPP)、土壤保持、生境质量和水源涵养4种生态系统服务并分析了其时空分布及其变化特征,揭示了不同地形位梯度和土地利用类型上生态系统服务的差异,识别了生态系统服务的热点区域。研究结果揭示了2000—2015年4种生态系统服务及其变化的时空异质性:1)研究期间保护区4种生态系统服务供给量均有所增加,且增益面积大于减损面积;2)空间上,NPP、土壤保持和生境质量3种服务表现为东南高、西北低,水源涵养空间分布无明显规律,4种服务的空间分布特征均变化不大且保持相对稳定;3)4种生态系统服务空间分布及变化与地形位和土地利用类型有关。4种服务的高值和增益的优势分布区均位于较低地形位指数梯度上,以保护区东南部最为突出;林地和草地是对保护区生态系统服务贡献较大的土地利用类型,尤以林地突出;4)热点分析表明保护区东南部是主要的生态系统服务供给热点区,研究期间Ⅳ类热点区面积显著增加。结合研究区域生态系统特征和生态恢复与管理政策,探讨分析了目标生态系统服务时空变化的自然生态和社会经济驱动力,为本区域生态系统恢复和生物多样性保护提供依据和建议。

    • 专论与综述
    • 熊康宁, 肖 杰, 朱大运

      DOI: 10.5846/stxb202101080090

      Abstract:

      混农林产业是兼顾生态环境修复、土壤资源可持续利用与社会经济效益共赢的生态治理衍生产业,将生态系统服务与混农林实践相结合既是全球生态系统服务研究的主要前沿之一,也是推进石漠化治理向生态产业振兴与生态系统服务提升融合阶段转变的具体路径。本文系统回顾了混农林生态系统服务的研究进展与特征,揭示了混农林生态系统服务与喀斯特地区产业振兴的内在关系,从混农林生态系统服务认知、评估与决策三个层面探讨了喀斯特地区产业振兴的方向,强调未来喀斯特地区应围绕混农林生态系统服务的级联机理、供需关系、权衡协同及影响因素等层面为混农林产业振兴提供决策支撑,进而更好地服务于喀斯特地区以巩固石漠化治理成效,提升生态系统服务,助力乡村振兴。

    • 研究论文
    • 张林林, 梁传壮, 马海云, 陈 鑫, 蔡江涛, 郭仁杰, 陈铁喜

      DOI: 10.5846/stxb202011192977

      Abstract:

      植被变绿现象一般指绿度指标统计上呈现年际增加趋势。大尺度植被变绿现象及其归因与影响研究广泛开展中。其中,量化各种驱动因素的贡献仍然十分困难,特别是土地管理影响的研究尚显不足。本文选择了中国农业分布最广泛的东北农业区,尝试从植被变绿的年际变化和季节特征对土地管理因素的潜在贡献进行了推断分析,并选择增强植被指数EVI作为指标。在2000–2019年期间,EVI在农田和自然植被(林地和草地)的变化趋势分别为2.19×10-3/a(P < 0.05)和1.86×10-3 /a(P < 0.05)(1.83×10-3 /a(P < 0.05)和1.94×10-3 /a(P < 0.05)),即处于相同量级。但是,农田EVI的增长主要集中在6–9月,增长率为4.99×10-3 /a(P < 0.05),而同期自然植被的增长速率仅为2.30×10-3 /a(P < 0.05)(林地和草地分别为1.79×10-3 /a(P < 0.05)和3.71×10-3 /a(P < 0.05)),气候驱动因素很难解释这种季节性的不对称变化。土地管理选取种植类型变迁、农药与化肥施用量以及农业机械化等指标,结果表明该地区农田的土地管理强度变化较大(数据范围2000–2018年)。其中,小麦种植面积呈现下降(-85.61%),同期玉米和水稻种植面积显著扩张,增长率分别为144.64%和90.68%。化肥和农药施用量分别增加了112.61%和80.24%,农业机械总功率与大中型拖拉机数量增长量分别为185.04%和1192.30%。这些农田土地管理活动对农作物生长起到显著促进作用,能够较好解释农田植被在6–9月份相比自然植被具有更高的变绿速度。为了进一步量化相关机制,模式需要进一步优化土地管理过程,完善其对变绿贡献的模拟。

    • 专论与综述
    • 朱国平, 王敏

      DOI: 10.5846/stxb202007081774

      Abstract:

      生物的胃及肠道微生物数量众多,各种菌群之间互相制约,与宿主共同进化。南大洋作为一个巨大的生物资源库,繁衍生存着大量的生物,其生活环境的多样性及特殊性,使得其胃肠道微生物较为特殊,肠道微生物群落也进化到适应宿主的各种营养生活方式。本文从不同营养级具有代表性的南极海洋生物出发,以南极磷虾,鱼类,企鹅,海豹为主线,综述这些生物胃肠道微生物的研究概况以及相关研究方法的优势与局限性,以期揭示肠道微生物与宿主的关系,为更加有效开发利用微生物资源提供借鉴。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 赵志国, 杨立, 王青, 魏伯阳

      DOI: 10.5846/stxb202002160276

      Abstract:

      量化评价管理绩效能为湿地公园管理措施的优化提供理论支持。本文选取山东省68个国家湿地公园作为研究对象,从自然环境、社会经济角度出发,选择植被覆盖率、废水排放量等8个指标构建指标体系。结合相关数据,基于熵理论定量评价国家级湿地公园的管理绩效。结果表明,(1)山东省整体总熵流为负(-0.3018),其中41个湿地公园为负熵流,系统趋于稳定,管理绩效提升;(2)正熵流主要来自废水排放量(0.0854 ± 0.0434),负熵流则主要来自环保投入(-0.0802 ± 0.0392);(3)国民生产总值和熵流呈现负相关关系,而第一产业产值比重和第二产业产值比重均和熵流呈现正相关关系。综合经济发展和熵流评价结果,2个市的湿地公园面临高管理风险,其中菏泽市需要引起注意;山东省近海和海岸湿地的管理绩效较低,且面临高管理风险,应当优先制定、开展保护治理规划。

    • 研究论文
    • 张杰, 李清泉, 吴祥茵, 张晨晨, 王敬哲, 邬国锋

      DOI: 10.5846/stxb202007141841

      Abstract:

      研究粤港澳大湾区土地利用、生态系统服务价值及承载力的时空演变特征是优化大湾区生态系统管理、提升生态质量的重要依据。当前针对大湾区的土地利用变化过程、生态系统服务价值及生态承载力相结合的系统分析仍较少。本文系统研究了快速城市化背景下粤港澳大湾区的土地利用变化、生态系统服务价值及生态承载力变化。基于高分辨率遥感数据分析粤港澳大湾区1990—2015年土地利用变化及特征,采用当量法评估大湾区的生态系统服务价值,基于生态足迹法评估大湾区的生态承载力变化。结果表明:1990—2015年大湾区内建设用地增加,耕地、林地、湿地及未利用地面积逐渐减少;建设用地的增加主要来源于耕地、林地、水域及未利用地等的转化。伴随着剧烈的土地利用变化,大湾区的生态系统服务价值从1990年的6385.09亿元减少到2015年6183.89亿元,减少了3.15%。大湾区的生态承载力总体稳定,但由于消耗增加,整体呈现生态赤字,人均生态赤字达3.09 hm2。未来大湾区土地利用规划中,需加强自然资源保护,合理调整土地结构,实现经济和生态的可持续发展。

    • 生态管理
    • 余轩, 王兴, 吴婷, 王启学, 马昀, 谢莉, 宋乃平

      DOI: 10.5846/stxb202008222185

      Abstract:

      为揭示荒漠草原围栏封育后植物多样性的恢复对土壤生境的响应机制,以围栏封育和适度放牧草地的灰钙土和风沙土生境植物群落为研究对象,采用方差分析和冗余分析(redundancy analysis RDA)方法,研究了围栏封育后植物多样性的变化及其与土壤生境物理和化学因子的关系。结果表明:1)相对于适度放牧利用,围栏封育显著降低了灰钙土和风沙土生境植物多样性;随着封育年限的增加,植物多样性呈现显著,且封育的负效应随着封育年限的增加而增加;2)两种土壤生境下植物多样性与生物量均表现为负相关。植物群落对灰钙土和风沙土两种土壤生境下表现出的不同点有:1)灰钙土生境下,植物多样性与砂粒正相关,生物量与有机碳,全氮正相关;2) 风沙土生境下,植物多样性与有机碳,全氮正相关,生物量与电导率正相关。结论:未来荒漠草原退化草地植物多样性恢复需要充分考虑不同土壤生境类型的影响,草地管理需要采取适度利用和封育保护相结合道路。

    • 土壤生态专栏
    • 尹霞, 李思琦, 尚天微, 江雪艳, 甄毓

      DOI: 10.5846/stxb202008022013

      Abstract:

      本文选取黄河口潮间带有植被覆盖和无植被覆盖两个区域采集柱状沉积物,利用实时荧光定量PCR技术和高通量测序技术分析有无植被覆盖沉积物中的细菌群落特征和功能差异,探究影响潮间带细菌群落结构的主要环境因子。结果显示,细菌丰度在有植被区域大于无植被区域。沉积物中细菌群落丰富度和多样性在有植被区域随深度的增加而增加,而在无植被区域其最高值出现在沉积物中层(14—16 cm)。两个区域在门分类水平上以变形菌(Proteobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、放线菌(Actinobacteria)和酸杆菌(Acidobacteria)为主;属分类水平上的优势类群为芽孢杆菌(Bacillus)、苍白杆菌(Ochrobactrum)、拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis)和鞘脂单胞菌(Sphingomonas)等。相关性分析发现盐度和亚硝酸盐浓度对细菌群落多样性和丰富度影响显著。功能预测分析表明,有植被区域沉积物细菌在氨基酸代谢、膜运输和碳水化合物代谢方面功能活跃,而无植被区域细菌则在核酸复制和修复、能量代谢过程方面更为活跃。

    • 研究论文
    • 杨林, 赵广举, 穆兴民, 田鹏, 高鹏, 孙文义, 张丽梅

      DOI: 10.5846/stxb202007221924

      Abstract:

      受气候变化和人类活动的影响,世界许多河流水文过程发生了显著的变化。研究河川径流变化特征及其原因对流域水资源管理和规划有十分重要的意义。本文以黄河上游支流洮河、大夏河为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法、突变分析等方法探究河川径流的趋势变化、阶段特征,并采用Budyko水热耦合平衡方程定量评估径流变化影响因素的贡献率。研究发现洮河与大夏河流域年径流深均呈显著减少趋势,减少速率为:-1.85 mm/a、-1.36 mm/a(P≤0.01)。通过突变检验可将洮河的径流序列分为基准期1961-1987年,剧烈人类活动期1988-2017年,而大夏河的基准期为1961-1985年,人类活动期1986-2017年。洮河、大夏河流域下垫面变化对径流变化的贡献率超过60%,降雨次之,潜在蒸散发最弱,约贡献10%。流域下垫面改变是引起研究区河川径流变化的主要因素。

    • 严加坤, 张宁宁, 张岁岐

      DOI: 10.5846/stxb202008022014

      Abstract:

      干旱少雨严重限制了我国西北地区谷子的产量,为明确谷子响应干旱的生理特征,以干旱敏感谷子品种安04和不敏感品种豫谷1号以及xiaomi为材料,通过盆栽试验,研究了谷子不同生育期叶片光合参数、叶绿素含量、非结构性碳、β—淀粉酶基因表达对水分亏缺的响应。结果表明,正常水分条件下安04产量高于豫谷1号,干旱胁迫严重限制了两个谷子品种的产量形成,安04和豫谷1号分别减产71.2%和56.0%,豫谷1号产量显著高于安04。正常水分条件下,安04具有比豫谷1号更高的净光合速率(P<0.05),干旱胁迫下,豫谷1号叶片净光合速率显著高于安04;叶片蒸腾速率结果同光合结果一致。干旱条件下,豫谷1号具有更高的叶片相对含水量。干旱胁迫显著降低了两个谷子品种花期的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量,且安04降低幅度均大于豫谷1号。干旱胁迫均显著增加了豫谷1号拔节期和开花期的叶片可溶性糖含量,而安04叶片可溶性糖含量并没有发生显著性变化,同时干旱胁迫显著增加了豫谷1号β—淀粉酶基因SiBAM1的表达水平。施用β—淀粉酶活性抑制剂α—环糊精,xiaomi叶片可溶性糖及脯氨酸含量显著降低,进一步加重了干旱对xiaomi的生长抑制。综上所述,干旱胁迫诱导谷子β—淀粉酶基因表达和β—淀粉酶活性升高从而水解淀粉形成可溶性糖,高可溶性糖含量对谷子提高抗旱性起重要作用。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 徐维祥, 郑金辉, 李续双

      DOI: 10.5846/stxb202002180289

      Abstract:

      农业环境效率是衡量经济与资源环境协调发展的重要指标,研究农业环境效率对实现农业资源的高效率利用具有重要意义。基于2004—2019年中国30个省(市、区)面板数据,运用SBM(Slacks-based model)模型、空间马尔科夫链、GIS技术和空间计量模型,分析了农业环境效率的时空演变特征,研究了农业环境效率变动的驱动因素。结果表明:(1)2004—2019年,考虑非期望产出的农业环境效率要低于不考虑非期望产出情况,呈持续上升趋势;区域差异整体呈倒“V”型变化趋势,东西方向上递减,南北方向上呈“U”型趋势特征。(2)中国不同等级的农业环境效率空间差异明显,地理空间格局在空间演变过程具有重要作用,空间关联性特征显著,不同类型的演变存在显著的时空惯性。(3)中国农业环境效率存在空间溢出效应,农业经济水平、环境规制、农业生产能力是提升农业环境效率的关键因素,财政支农水平、工业化水平、农作物种植结构、农业机械强度则是制约效率提升的约束要素。

    • 学术信息与动态
    • 肖鹏飞, 吴德东

      DOI: 10.5846/stxb202007131828

      Abstract:

      为及时跟踪全球及中国植物修复技术的研究现状及发展趋势,以便为该研究领域的科研工作者及决策者提供参考,本文运用文献计量学方法,利用 Web of Science 核心数据库对2003-2020年间发表的全球植物修复研究文献进行了统计分析。全球植物修复的研究文献呈快速增长趋势,其中中国、美国和印度三国的总发文量和总被引频次均位居世界前三位,中国的发文量已经超过全球总发文量的三分之一,但中国的篇均被引频次较低。中国与美国、巴基斯坦、澳大利亚等国家在植物修复方面展开了广泛的国际交流与合作。比利时学者Vangronsveld在发文量等各项指标均占据世界首位,中国有5名学者发文量进入世界前10名,其中杨肖娥、骆永明、周启星等是学术影响力较大的国内作者。高质量论文主要发表在欧美国家主办的环境类期刊。我国植物修复研究虽然发展较快,但缺乏有国际影响力的核心成果,在研究创新性和发文质量上还有待提升。利用VOSviewer可视化软件分析了世界和中国发文的高频关键词,并根据聚类分析结果将当前植物修复研究分为5个不同的研究方向。此外,利用CiteSpace软件分析了植物修复研究在不同时期的突现关键词,最后总结了目前植物修复的研究热点和未来的研究方向。

    • 研究论文
    • 习丹, 翁浩东, 胡亚林, 吴建平

      DOI: 10.5846/stxb202008162130

      Abstract:

      为探讨氮添加和林下植被管理对杉木人工林土壤有机碳组分的影响,以福建沙县官庄国有林场杉木人工林为对象,设置对照(CK)、林冠氮添加(CN)、林下植被去除(UR)、林冠氮添加和林下植被去除(CNUR)4个处理的野外控制实验,研究林冠氮添加和林下植被去除对土壤总有机碳、惰性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳的影响。结果表明:5年CN添加处理显著降低易氧化有机碳(10—20 cm)和微生物生物量碳(20—40 cm)含量,增加表层土壤颗粒有机碳占总有机碳的比例。UR处理对土壤有机碳组分的作用不显著,而CNUR处理显著降低表层土壤水溶性有机碳含量及其比例。土壤各有机碳组分均与土壤含水量、可溶性有机氮、微生物生物量氮和铵态氮呈显著正相关。研究表明,土壤活性有机碳比惰性有机碳对林冠氮添加(5年)的响应更敏感,且表现为中下层土壤响应大于表层土壤,短期氮添加能促进土壤活性有机碳的分解,而林下植被去除在短时间内可能通过改变土壤含水量和可利用氮减缓有机碳的分解与转化,从而补偿由于氮添加引起的土壤活性有机碳下降,未来需要通过长期氮添加实验进一步研究土壤有机碳动态变化的响应机制。

    • 宋红丽, 刘前进, 安娟, 王立志, 郁万妮

      DOI: 10.5846/stxb202009032290

      Abstract:

      受自然及人为活动的影响,黄河三角洲水沙条件存在较大变化,由此带来的外源营养物质增加对潮滩湿地植被生长及元素吸收利用具有重要的影响。为此本研究采用3因素4水平的正交试验,以黄河口滨岸潮滩湿地先锋物种碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,利用15N示踪技术,研究了水沙条件及氮输入对碱蓬和土壤15N吸收特征的影响。结果表明:淹水深度、泥沙沉积及氮输入对土壤全氮含量的影响不显著,但外源氮输入对土壤15N固持量(Ndff)和比例(Ndff%)的影响达到显著水平,且最大值(10.44 mg/kg和 3.83%)均出现在W4S2N3(30 cm淹水 + 3 cm泥沙沉积 + 6 g/m2氮输入)处理;碱蓬叶和茎中全氮含量、15N吸收量(Ndff)及比例(Ndff%)在深淹水和泥沙沉积处理时较大,而根中全氮含量、Ndff及Ndff%在高氮输入较大。且根Ndff和Ndff%最大值(1.10 mg/kg和18.21%)在W1S4N4(2 cm淹水 + 12 cm泥沙沉积 + 9 g/m2氮输入)处理时取得,此时碱蓬的生长情况最好,表明适当的淹水和泥沙埋深以及高氮输入(9 g/m2)有利于根系对外源氮的吸收,从而促进植株的生长。由此可见,在黄河三角洲水沙变化大的背景下,淹水、泥沙沉积和外源氮输入的适当把控,可促进碱蓬对外源氮的吸收利用而有助于其生长,从而对维护黄河三角洲潮滩湿地的健康具有重要作用。

    • 齐睿, 王春平, 李子豪, 周紫羽, 王晶, 刘意帆, 叶永忠, 赵河, 陈云, 袁志良

      DOI: 10.5846/stxb202007201898

      Abstract:

      湿地作为水陆交替的过渡地带,承担着重要的生态服务功能,湿地植物是生态功能作用发挥的基础。不同积水生境与湿地植物物种组成和分布关系密切。黄河流域是国家的重要生态屏障,湿地面积广阔,河南黄河湿地作为黄河湿地的重要组成部分,其积水生境对植物多样性的影响尚不清晰。为研究河南黄河湿地植物的多样性现状以及积水生境对其植物多样性的影响,采用样方和样线相结合的方法对河南省7个黄河湿地自然保护区中的湿地植物进行调查,共设置样方981个。重点分析了不同积水生境湿地植物的主要群系和物种组成,研究了各生境物种多样性和群落多样性特征(α多样性),对比了的不同积水生境植物物种组成相似性和群落间相似程度(β多样性),明确了各生境的植物物种排序和指示种。结果表明:(1)河南黄河湿地植物群系以草本群系为主,共发现188种湿地植物,分属56科,138属;(2)不同积水状况湿地植物物种丰富度大小依次为:季节性积水>永久性积水>间歇性积水>季节性水涝,主要群系总数与物种丰富度趋势表现一致;(3)不同积水生境湿地植物的物种组成存在显著差异,季节性积水和永久性积水生境中植物物种组成相似性和群落间相似程度最高,各积水生境均有明显的优势种和指示种。河南黄河湿地积水生境在不同流段差异显著,不同积水生境下植物多样性和主要植物群系有明显区别,进行湿地生态建设时,建议优先保护季节性积水生境,减少季节性水涝生境的产生,以达到维持物种多样性,发挥湿地最大生态价值的目的。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 冒许鹏, 刁娇娇, 范佳辉, 吕莹莹, 徐网谷, 王智, 李明诗

      DOI: 10.5846/stxb202006191604

      Abstract:

      为加强对林草交错带生态系统的科学管理,进一步促林草资源保护与合理利用,迫切需要摸清交错带景观本底并分析其时空动态演化趋势。以大兴安岭林草交错带为研究对象,选取2000、2010年Landsat 5 TM影像和2018年Landsat 8 OLI影像,利用面向对象的决策树分类算法建立3期土地利用数据集,据此分析土地利用动态变化与景观格局演变特征,然后利用状态转换模拟模型STSM模拟研究区2025年的土地利用数据。结果表明:(1)2010年林地、草地、耕地、湿地、人工表面、盐碱地及荒漠和过火区面积占比分别为46.93%、31.66%、5.02%、13.73%、1.08%、1.55%和0.04%;2018年分别为46.89%、31.69%、4.99%、13.72%、1.15%、1.54%和0.02%。(2)景观尺度上,2010—2018年间林地面积减少43.55 km2,破碎化程度加剧、景观完整性降低、景观构成愈发复杂;草地面积增加38.11 km2,其景观完整性升高。(3)在现行趋势下,预测2025年研究区林地、草地、人工表面和过火区面积分别增加92.27、183.21、66.2 km2和10.25 km2;耕地、湿地和盐碱地及荒漠面积分别减少184.2、2.89 km2和164.84 km2。林火频发是导致研究区林地面积减少的主因,模拟的过火区面积增加提醒森林管理部门要严控林区用火风险并增强火灾扑救能力建设。后期“天然林保护”工程和“退牧还草”政策的实施是生态环境改善的主因。在制定区域发展战略时,需要充分平衡农业生产与城市扩张之间的竞争性,满足区域耕地红线的基本要求。

    • 专论与综述
    • 罗勇, 俞晓磊, 黄晖

      DOI: 10.5846/stxb201908071663

      Abstract:

      营养方式是造礁石珊瑚获取能量与营养物质的基础,影响其生长与分布。近年来珊瑚礁区悬浮物含量与组分结构发生显著变化,其对造礁石珊瑚营养方式的诸多影响正成为当前研究热点。本文系统综述了珊瑚礁区悬浮物变化特征、悬浮物对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性研究现状。发现近年来人类活动加剧与强降雨事件频发是驱动珊瑚礁,尤其是近岸珊瑚礁区悬浮物含量递增、组分改变与变频加剧的主因;悬浮物变化对造礁石珊瑚光合自养与异养营养的影响存在显著的种间差异,这主要与悬浮物消光效应、生物可利用性及造礁石珊瑚种类密切相关。虽然少数种类造礁石珊瑚具光合可塑性或异养可塑性,能在高含量悬浮物存在的弱光环境中较好生长。然而对绝大多数造礁石珊瑚而言,其营养方式适应性较差,无法在悬浮物影响下较好地获取生命活动所需的能量与营养物质,进而难以生存。总体来说,悬浮物被认为是近年来影响造礁石珊瑚生长与分布的重要环境因子之一,而关于造礁石珊瑚营养方式对悬浮物变化的响应及其适应机制,当前研究仍较薄弱,需要进一步加强相关研究。

    • 研究论文
    • 李明源, 王继莲, 周茜, 张甜, 美合热阿依·木台力甫

      DOI: 10.5846/stxb202009032296

      Abstract:

      盐生植物特殊的生境孕育了独特的根际微生物群落。为了解南疆干旱区不同盐生植物根际土壤真菌群落结构特征,探讨影响真菌群落结构的土壤环境因子,选取南疆伽师县同一盐碱地盐爪爪(Kalidium foliatum)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、花花柴(Karelinia caspia)和旱生芦苇(Phragmites australis)四种优势盐生植物,采用Illumina NovaSeq高通量测序技术分析根际土壤真菌群落结构和多样性,并探究其与土壤理化因子的相关性。结果表明,四种盐生植物根际土壤理化特征不尽相同,土壤pH均超过8.0,电导率(EC)由高到低为旱生芦苇>盐爪爪>花花柴>黑果枸杞,黑果枸杞根际土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量均最高,旱生芦苇根际土壤的SOC、TN、TP、TK和AN值均最低,但土壤水分含量(SWC)和EC值最高。四种盐生植物共有的操作分类单元(OTUs)数量为153个,各自特有的OTUs数量不尽相同。根际土壤真菌群落丰富度(ACE、Chao 1指数)依次为盐爪爪>旱生芦苇>黑果枸杞>花花柴,香农指数(Shannon index)和辛普森指数(Simpson index)大小依次为盐爪爪>黑果枸杞>旱生芦苇>花花柴。从四种盐生植物根际共检测到真菌8门、21纲、44目、89科、124属,子囊菌门(Ascomycota)在四种盐生植物根际土壤中占绝对优势地位。镰孢菌属(Fusarium)、支顶孢属(Acremonium)、曲霉属(Aspergillus)和青霉菌属(Penicillium)是四种盐生植物根际土壤共有优势属,非优势属数量多但相对丰度因植物种类而异。典范对应分析(CCA)显示,土壤速效钾、速效磷、pH和电导率是影响根际土壤真菌群落结构变化的主要驱动因子。本研究表明南疆四种盐生植物根际土壤真菌群落具有相似性,但优势菌属丰度差异明显,具有植物种类特异性。

    • 李空明, 李春林, 曹建军, 王昊, 刘淼, 吕久俊, 郝真

      DOI: 10.5846/stxb202007221918

      Abstract:

      城市绿色基础设施(urban green infrastructure, UGI)作为城市的重要生态屏障,是解决城市环境问题的重要途径。研究快速城市化背景下UGI的时空分布格局及形态演变,对优化城市绿色空间网络与布局、改善城市人居环境和提升城市可持续发展能力具有重要意义。利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)平台计算了2000-2019年共约4800景Landsat影像的植被指数和水体指数,采用指数阈值分割方法,解译得到了辽宁中部城市群20年的UGI。在此基础上,运用景观格局指数和形态学空间格局分析方法(morphological spatial pattern analysis, MSPA),分析了20年(2000-2019年)连续时间尺度上辽宁中部城市群UGI景观格局的演变趋势。结果表明,20年间,辽宁中部城市群UGI面积呈波动上升趋势,由2000年的170.28 km2增长到2019年275.68 km2,增幅达62%,但由于持续的城市扩张,其占城市建成区面积的比例不断下降,由2000年的25.73%下降到2019年的19.72%,表明城市绿地空间建设滞后于城市空间扩张。研究期内,城市群UGI景观破碎化程度加剧,优势景观斑块的主导性减弱,景观形态趋于不规整且复杂化,且在空间布局上更加分散,景观斑块之间的结合度变差。此外,UGI核心区随城市扩张被逐渐蚕食,并转化为边缘区、桥接区、分支和环岛区等其他类型的UGI或非UGI景观, 其占UGI总面积的比例从2000年的46.2%下降到2019年的37.26%;城市边缘区UGI变化最为剧烈,更易受到城市扩张的影响。该研究可为快速城市化区域UGI空间网络布局与优化和基于UGI的城市生态安全格局构建提供技术支撑和决策依据。

    • 李大乐, 陈建文, 张红, 李君剑

      DOI: 10.5846/stxb202009062313

      Abstract:

      摘要:重金属的毒性系数(The Toxic Factor,TF)是评价重金属潜在生态风险指数(potential ecological risk index, RI)的关键参数。为了探究基于Hakanson提出的TF值是否适用于重金属对土壤微生物的生态风险评估,以TF值为5和30的铅(Pb)和镉(Cd)构建土壤微宇宙试验,构建不同的RI水平(100、200和400),通过Biolog-ECO板和高通量测序技术分析了Pb和Cd分别对细菌功能多样性及群落结构的影响。结果表明,对照处理(CK)的细菌丰度、功能多样性(Shannon指数,Sinpson指数和McIntosh指数)和基因多样性(ACE和Chao1指数)均大于Pb、Cd污染的土壤,随着RI水平的升高,Pb和Cd污染土壤中细菌的丰度、功能多样性(Shannon指数和McIntosh指数)和基因多样性(Chao1指数和Ace指数)呈下降趋势。相同RI水平下,Pb污染土壤中细菌群落的丰度、平均颜色变化率(AWCD)、功能多样性指数、OTUs数和基因多样性指数均显著大于Cd污染(P < 0.05);6大类碳源利用率及主成分(PCA)分析表明,Pb污染土壤中细菌对糖类和羧酸的利用率均显著大于Cd污染(P < 0.05),在不同RI水平和重金属比例下,碳源利用模式而有所不同。同一RI水平下,相对于Pb污染,Cd污染土壤中变形菌门的相对丰度较为丰富,而绿弯菌门的相对丰度稀少;Pb和Cd污染土壤中慢生根瘤菌属、鞘脂单胞菌属、链霉菌属和norank_f__Roseiflexaceae等不同属细菌相对丰度表现出差异性。上述结果表明Hakanson提出的TF值并不适用于评估重金属Pb和Cd对土壤微生物的潜在生态风险。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 姜晓艳, 吴相利

      DOI: 10.5846/stxb202009072321

      Abstract:

      摘要:把握城市独特的生态-经济-社会系统协调优化特性是实现林业资源型城市可持续发展的重要前提。研究从生态、经济、社会3个维度构建了林业资源型城市复合系统的测度评价指标体系,应用熵值法、耦合协调度模型,采用2005—2018年时段生态、经济、社会数据,对伊春协调发展状况进行实证测度评价,运用障碍度模型分析影响系统协调发展的主要因素,采用GM(1,1)灰色预测模型进行发展预测。结果表明:(1)综合发展指数呈上升态势,促进生态-经济-社会综合发展的主要动能历经了从生态到经济,再到生态为主要动力的发展过程,三个子系统发展水平呈趋同态势,推动三维系统的均衡协同是未来发展的重要方向;(2)三维系统耦合度稳定在较高水平,系统间相互依赖、相互作用程度较高,协调度呈波动上升,实现了由勉强协调、经济滞后发展向良好协调、同步发展的转变,协调状态趋向良好;(3)三维系统中社会子系统对协调发展的障碍度最大;人口自然增长率、建成区绿化覆盖率、GDP增长率、第三产业就业人数比重4个指标是制约近期协调发展的主要障碍因子;(4)2019—2030年,生态、经济、社会子系统发展指数及协调度的预测值均呈上升态势,生态-经济-社会复合系统将向更高级的协调发展状态演进,经济发展将再次成为促进生态-经济-社会综合发展的主要动力;加强生态建设,引领生态创新,大力发展生态经济,提高社会发展水平,着力降低障碍因子对协调发展的阻力作用,实现生态-经济-社会的联动健康发展是伊春未来重要的努力方向。

    • 研究论文
    • 胡宇美, 马理辉, 李 蕊, 柯增鸣, 杨金贵, 刘铮

      DOI: 10.5846/stxb202008062046

      Abstract:

      根系将土壤和大气相连与植物体共同影响生态系统的碳循环,同时根系也是森林生态系统土壤碳库的重要来源。研究表明森林地下生物量受生物因素和非生物因素影响,因此研究各因素对根系生物量的影响对精确估算土壤碳库至关重要。基于我国相关部门的观测及调查数据,通过标准化计算和统计分析来量化各因素对黄土高原地区地下生物量的影响。结果表明:黄土高原森林生态系统地下生物量主要分布在11.99—27.46 Mg/hm2之间;非生物因素对地下生物量起主导作用,其中降雨量和地形影响最为显著;不同土壤类型地下生物量表现出:棕壤>褐土>岩性土;不同森林类型地下生物量大小为:针叶林>针阔叶混交林>落叶阔叶林;不同地形地下生物量由大到小为:丘陵、山地>高原、平原;地下生物量在坡位上的分布大小为:坡麓>上、中、下三个坡位>平地;人类活动和动物活动干扰对地下生物量的影响没有显著差异。另外,在分析中发现若影响因素中含经纬度,非生物和生物因素对地下生物量的影响程度分别为68.9%和31.1%;若影响因素中不含经纬度,非生物和生物因素对地下生物量的影响程度分别为81.1%和18.9%,说明经纬度与其他因素存在很强的相关性,并严重影响着生物因素和非生物因素对森林生态系统地下生物量的比重。研究结果对地下生物量的估测有一定的意义,可以为森林植被如何通过根系适应环境的研究提供参考,为植被恢复、森林经营管理及地下部分碳循环的研究提供依据。

    • 何雪李, 陆施毅, 黄中豪, 李友邦

      DOI: 10.5846/stxb202008262208

      Abstract:

      为了解白头叶猴(Trachypithecus leucocephalus)的栖息地利用规律及其影响因素,2016年2月至2017年1月,采用瞬时扫描取样法(Instantaneous scanning sampling)对广西崇左白头叶猴国家级自然保护区一群白头叶猴的栖息地利用进行了研究。结果表明,白头叶猴对山体不同部位的利用存在显著性差异(?2 = 39.467,df = 3,P < 0.001),其中,对崖壁(56.75% ± 9.55%)的利用比例最大,其次是对山坡(39.42% ± 10.93%)和山顶(2.98% ± 2.54%)的利用,而对山脚(0.84% ± 1.47%)的利用频率最低。白头叶猴对不同微生境类型的利用存在差异(?2 = 27.709,df = 3,P < 0.001),其中对乔木(49.37% ± 12.31%)的利用比例最大,其次是裸岩(24.05% ± 13.61%),随后依次为藤本(15.48% ± 8.01%)和灌木(10.87% ± 5.45%)。白头叶猴主要在山坡上觅食,利用崖壁移动、休息,进行社会活动;主要利用裸岩进行社会活动,觅食、移动、休息主要发生在乔木上。从整体来看,白头叶猴在雨季对乔木的利用频率显著大于旱季(Z = -2.680,n = 12,P = 0.007);雨季在山坡觅食频率显著大于旱季(Z = -2.517,n = 12,P = 0.012),而在崖壁觅食频率刚好相反(Z = -2.842,n = 12,P = 0.004);白头叶猴雨季在乔木休息的频率显著大于旱季(Z = -2.355,n = 12,P = 0.019)。白头叶猴对栖息地的利用受到温度的影响。白头叶猴对乔木的总体利用频率随着平均温度的升高而增加(r = 0.664,n = 12,P = 0.018);觅食时,对崖壁、裸岩的利用频率均与平均温度成负相关关系(崖壁:r = -0.685,n = 12,P = 0.014;裸岩:r = -0.600,n = 12,P = 0.039);休息时,对乔木的利用频率与平均温度呈正相关关系(r = 0.650,n = 12,P = 0.022)。不同季节,白头叶猴对栖息地的利用方式不同。白头叶猴的栖息地利用模式可能是在觅食利益和捕食风险之间作出的权衡,并受到环境温度的影响。

    • 韩其飞, 李莹莹, 彭开兵, 李超凡, 许文强

      DOI: 10.5846/stxb202009072325

      Abstract:

      氮沉降作为除气候变化、CO2浓度升高以及土地利用变化之外的第四大主要影响陆地生态系统结构和功能的因素,其对碳循环过程的影响研究相对薄弱,同时也是不确定性最大的环节之一。近年来,由于长期高强度的放牧导致草地生态系统的生产力降低,氮成为典型草地植物生长和生态系统净初级生产力的主要限制因子。据研究,亚洲的氮沉降增速极有可能高于全球氮沉降增速,成为未来氮沉降增加最快的区域。在此背景下,研究大气氮沉降对于中亚草地生态系统的影响具有重要的意义。本研究利用反硝化-分解模型(Denitrification-Decomposition, DNDC)模型,分析1979-2014年中亚地区草地NPP时空分异,探讨氮沉降对草地NPP影响。结果表明:(1)1979-2014年间,中亚地区平均草地NPP约为173.10±31.80gCm-2a-1,草地NPP时空分异明显,各草地类型的NPP从大到小依次为森林草甸、温带草原和荒漠草原,并且草地NPP以2.67±1.30gCm-2a-1的速度逐年增长;(2)当前氮沉降情景总体上促进了中亚地区草地NPP的增长,1979-2014年,氮沉降使得中亚草地NPP增加了0.42PgC。

    • 中国生态文明与可持续发展2020年学术论坛
    • 郭强, 谢苗苗, 王回茴, 陈燕

      DOI: 10.5846/stxb202011233006

      Abstract:

      生态文明与脱贫攻坚均是重要的国家战略,由于贫困与生态环境问题存在紧密耦合关系,在生态保护修复中探索生态扶贫措施的实施路径可获得生态环境改善与社会经济发展的双赢。本文构建生态系统服务—贫困关联分析模型,以山水林田湖草生态保护修复试点的山西省宁武县和静乐县为例,通过村级多维贫困指数VPI(Village-level multidimensional poverty indicators)评价乡镇贫困程度,结合生态系统服务识别生态修复与生态系统服务提升的重点地区,为分区施策提供依据。结果表明处于高贫困的面积占研究区总面积的41%,中贫困的面积比例为47%,低贫困的面积比例为12%,地形条件、劳动力状况状况、生活水平的差异形成了宁武县和静乐县贫困的空间分布格局。研究区水源涵养、土壤保持、食物供给等生态系统服务计算结果分别与贫困程度叠加出九种类型,并根据叠加结果将研究区划分为低贫困修复区、低贫困保护区、中贫困修复区、高贫困修复区和高贫困保护区五个区域,提出在高贫困保护区、低贫困保护区实施以保护为主的扶贫措施,在低贫困修复区、中贫困修复区、高贫困修复区要利用生态修复的契机解决乡镇的主要致贫因素,为贫困或欠发达农村区域生态保护修复与生态扶贫的结合提供借鉴参考。

    • 泛生态学研究进展
    • 郭佳佳, 张雷廷, 车建芳, 焦海华, 茹文明, 白志辉

      DOI: 10.5846/stxb201911242543

      Abstract:

      以太行山南段陵川境内广泛生长的木本药用植物(连翘,Forsythia suspensa)为研究对象,通过样方调查方法,解析连翘群落结构及影响因子。探讨了海拔、坡向主要地形因子和土壤因子对群落格局的影响。结果表明:(1)该区连翘群落可分为5类群丛:Ⅰ 连翘(Forsythia suspensa)+三裂绣线菊(Spiraea trilobata)-披针叶苔草(Carex lanceolata)群丛;Ⅱ连翘(Forsythia suspensa)+白刺花(Sophora davidii)-披针叶苔草(Carex lanceolata)+铁杆蒿(Tripolium vulgare)群丛;Ⅲ 辽东栎(Quercus wutaishanica)-连翘(Forsythia suspensa)+三裂绣线菊(Spiraea trilobata)-披针叶苔草(Carex lanceolata)+白头翁(Pulsatilla chinensis)群丛;Ⅳ 油松(Pinus tabuliformis)-连翘(Forsythia suspensa)-披针叶苔草(Carex lanceolata)群丛;Ⅴ 连翘(Forsythia suspensa)+黄刺玫(Rosa xanthina)-披针叶苔草(Carex lanceolata)群丛。(2)海拔高度(H)、全钾(TK)和坡向(TRP)是影响该区连翘分布状况的3个主要环境因子。3个因子在4个层级水平上构成群落分型的主导因子。第一级主导因子是海拔高度(H=1330m);第二级是土壤总钾量(TK = 19.07 g.kg-1)和海拔(H > 1330 m);第三级是坡向(TRP = 0.2775)、海拔(H > 1330m)和总钾量(TK < 19.07 g.kg-1);第四级是总钾(TK = 18.47 g.kg-1)、海拔(H > 1330m)、和坡向(TRP > 0.2775)。研究认为在太行山南段规模化发展木本药材连翘的山地种植既要重视空间分布,也要实施必要的管理措施,增加土壤肥力,维持连翘群落结构的稳定性,提高连翘的产量。

    • 研究论文
    • 陈逸飞, 许瑶瑶, 邓博文, 张 硕, 郑德祥, 廖晓丽, 王 库, 孙新超, 靳少非

      DOI: 10.5846/stxb202008052045

      Abstract:

      通过收集全球803种木本植物叶片硅(Si)、钙(Ca)数据,研究了不同木本植物生活型(常绿植物以及落叶植物、针叶植物以及阔叶植物)叶片Si、Ca元素的化学计量学特征及其与纬度、气候因子(年平均温度,年平均降水量)间的关系。结果表明:(1)全球尺度上木本植物叶片Si、Ca含量存在较大变异性,且含量均低于中国境内的研究结果;(2)不同生活型树种间存在差异,针叶树叶片Si含量及Ca/Si显著高于阔叶树,落叶树叶片Si、Ca含量及Ca/Si均显著高于常绿树种;(3)随着纬度升高、年平均温度及年平均降水量的下降,全球尺度木本植物叶片Si、Ca含量显著升高,而Ca/Si显著下降;(4)不同生活型木本植物对气候因子的响应不同,除针叶及落叶树种的Ca含量外,其余各生活型树种Si、Ca含量与纬度及气候因子显著相关,随着纬度升高而升高,随年平均温度及年平均降水量的升高而降低,且随着年平均温度的降低,常绿及阔叶树种叶片Si含量下降速度显著高于落叶及针叶树种。本结果能够为全球尺度生态化学计量学模型的发展提供数据基础,有助于更好地理解和模拟区域乃至全球尺度上纬度和气候因子对植物叶片Si、Ca含量的影响。

    • 陈春桦, 陈雪梅, 杨治华, 袁中勋, 李昌晓

      DOI: 10.5846/stxb202009212454

      Abstract:

      为优选落羽杉大龄母树插穗的扦插繁殖技术,以期培育大量的落羽杉良种壮苗满足三峡消落带植被修复的需要,本实验采用正交试验设计,探究不同外源激素、浓度以及处理时间对三峡消落带落羽杉大龄母树插穗扦插生根的影响,运用隶属函数法对各处理生根情况进行综合评价。结果表明:(1)落羽杉插穗皮部和愈伤组织处均有不定根伸出,两处不定根数量分别占不定根总数的63.9%和36.1%;(2)4种外源激素中,IBA+NAA(等质量比)和IBA(吲哚丁酸)处理的插穗生根效果最好,NAA(萘乙酸)处理次之,ABT生根粉处理效果最差;(3)5种浓度(50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L和250 mg/L)之间的处理效果无显著差异;(4)4种处理时间(2 h、4 h、6 h和8 h)中,4 h处理的插穗生根效果最佳;(5)26个处理组合中,(IBA+NAA)×150 mg/L×4 h处理组合和NAA×250 mg/L×4 h处理组合的平均隶属函数值最高,分别为0.83和0.82,清水对照的平均隶属函数值最低,为0.05。本研究初步验证了皮部生根是落羽杉大龄母树插穗的主要生根方式,筛选出三峡消落带原位适生落羽杉大龄母树插穗扦插的两种较佳处理组合为(IBA+NAA)×150 mg/L×4 h和NAA×250 mg/L×4 h。

    • 南方低效人工林改造与特色生态产业技术研究专栏
    • 查美琴, 成向荣

      DOI: 10.5846/stxb202007311999

      Abstract:

      了解植物功能性状在不同栽培模式下的变异和关联,对于揭示不同树种的生态过程和亚热带人工林可持续经营具有重要意义。本文选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验:单一杉木(4C),单一大叶榉(4Z)和杉木、大榉树三种混栽模式(1C3Z、2C2Z、3C1Z),研究不同混交比例对其根茎叶功能性状的影响。结果表明:(1)杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。(2)大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。

    • 研究论文
    • 石佳佳, 李伟峰, 刘亚丽, 周伟奇, 韩立建, 田淑芳, 王瑗镁, 牛雪倩

      DOI: 10.5846/stxb202011032811

      Abstract:

      摘要:海岸带以丰富的自然资源与优越的地理位置成为城镇化的关键地带。本文基于 Google Earth 平台 2001、2010、2018 年高分影像识别分析了粤港澳大湾区快速城镇化过程中海岸线长度的变化,并分析了大湾区海岸带土地利用/土地覆被 (land use/ land cover , LULC) 变化,以及定量解析了大湾区滨海城市城镇化与海岸带城镇用地的关联关系。结果表明:1、2001—2018 年,粤港澳大湾区海岸线总长度净增加32.24 km,但自然岸线人工化问题突出,自然岸线共减少187.67 km,人工岸线共增加219.91 km;2、海岸带 (海岸线向陆侧5 km 缓冲区) LULC 组成以耕地为主,但城镇用地对耕地的侵占问题突出,2001—2018 年,耕地面积减少347.58 km2,城镇用地面积增加588.33 km2;3、2001—2018 年,滨海城市土地城镇化与海岸带城镇用地增长呈显著相关,并且滨海城市土地城镇化对海岸带城镇用地增加的影响在加强 (2001—2010年和2010—2018贡献率分别为43.7%和68.51%) 。本研究结果可对粤港澳大湾区海岸带保护、修复以及土地利用规划管理提供科学参考。

    • 城市生态调查评估与生态管理专刊
    • 张籍, 郭泺, 宋昌素, 徐卫华

      DOI: 10.5846/stxb202101220232

      Abstract:

      生态资产是提供生态产品的生态系统存量,青藏高原地区生态资产丰富,类型多样,山南市拥有青藏高原地区大部分生态系统类型,以山南市为例开展生态资产核算可以为青藏高原地区生态资产评估提供参考,为制定有针对性的生态保护和修复政策提供科学依据。通过核算生态资产数量、质量和生态资产指数以及自2000年以来的变化,揭示山南市生态资产现状、变化情况和变化原因。结果表明:(1)山南市生态资产包括森林、灌丛、草地、湿地、农田、荒漠和冰川等类型,以草地生态资产和森林生态资产为主,分别占生态资产总面积的40.6%和35.8%;山南市生态资产质量以中级及以下为主,中级及以下占比为78.2%,优级和良级比例分别为10%和11.8%。(2)山南市生态资产综合指数为36.48,草地、森林、灌丛生态资产指数分别为16.23、14.88和5.27。(3)自2000年以来,山南市生态资产面积总体趋于平稳,其中湿地、农田、草地、灌丛、冰川生态资产面积分别减少97.4 km2,29.8 km2,2.9 km2,2.7 km2和0.3 km2,森林生态资产和荒漠生态资产分别增加50.2 km2和43.9 km2;生态资产质量明显提升,优级和良级生态资产增幅分别为70.6%和99.6%;差级和劣级生态资产降幅分别为17.9%和26.2%。(4)山南市生态资产面积变化主要受到退耕还林(草)等生态保护和修复政策、城镇扩张和气候变化等因素的影响。

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    • 黑河流域生态系统服务价值预测及权衡分析——以张掖市为例

      白羽萍, 王佳斌, 刘 恋, 杜昱东, 邓祥征, 陈建成

      Abstract:

      土地利用变化将改变区域生态系统服务的稳定供给能力,进而对区域生态稳定和可持续发展构成威胁。中国西部地区快速城镇化背景下,扩张的经济发展需求对土地利用变化产生了重大影响。本文以丝绸之路经济带规划的重要节点城市张掖市为例,基于土地利用变化均衡分析(CGELUC)模型及土地利用动态模拟(DLS)模型,模拟了多情景下张掖市 2010—2030 年的土地利用变化时空分异特征,并通过生态系统服务价值(ESV)估算、空间自相关分析等方法分析并预测了ESV及其时空演变特征,集中分析了多情景下 2030 年张掖市ESV各项服务间的权衡与协同关系。结果表明:(1)2010—2030 年张掖市土地利用格局变化显著,建设开发情景下城镇建设用地扩张最为剧烈,建设用地增长 7.41%,耕地面积减少 11.05%;生态保护情景下城镇扩张最为和缓,同时未利用地减少明显,面积降低 1088km2,主要向林地、草地、水域等生态用地发生转化。(2)2010—2030年张掖市ESV在基准情景和生态保护情景下分别增长6.43、13.16亿元,建设开发情景则整体仅增加1.53亿元。(3)供给、调节、支持与文化4种单项ESV,基准和生态保护情景下均呈现显著上升趋势;建设开发情景下有3项呈现缓慢的增长趋势,且该情景下供给服务则始终呈现下降趋势。(4)各单项生态系统服务协同关系明显,东南—西北轴线南北两侧区域表现为协同关系,仅有少数区域表现为权衡关系,且供给—文化服务的权衡关系较为明显。本文可为西部城镇化快速发展地区统筹经济发展与生态保护提供科学方案。

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    2021年第41卷第19期
      景观、区域和全球生态
    • 李亦秋, 鲁春霞, 邓欧, 刘艺

      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。

    • 研究简报
    • 徐卫华, 罗翀, 欧阳志云*, 张路

      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。

    • 研究论文
    • 聂建亮, 武建军, 杨曦, 刘明, 张洁, 周磊

      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,500mLSTETM,500m的RMSE分别为0.786、1.002,0.754℃,降尺度结果达到预期效果。

    • 福建长汀水土保持专题
    • 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

    • 研究论文
    • 鲁蕾, 吴亦潇, 张维昊

      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。

    • 专论与综述
    • 王冉, 刘铁铮, 王恬

      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。 

    • 问题与讨论
    • 杨晓晖, 张克斌, 赵云杰

      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。

    • 种群、群落和生态系统
    • 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。

    • 景观、区域和全球生态
    • 黄蕊, 徐利岗, 刘俊民

      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。

    • 研究简报
    • 李灿, 金道超, 柳琼友, 李子忠

      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74.4,67.6,522,46,36.6 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。

    • 研究论文
    • 李从娟, 雷加强, 徐新文, 王永东, 范敬龙

      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。

    • 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。

    • 专论与综述
    • 赵军, 杨凯

      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。

    • 研究论文
    • 钟金城, 陈智华, 赵素君, 肖玉萍

      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。

    • 个体与基础生态
    • 黄金龙, 居为民, 郑光, 康婷婷

      2013,33(20):6497-6508, DOI: 10.5846/stxb201212211841

      Abstract:

      以南京市紫金山林区为研究区,利用e-Cognition面向对象分类方法,基于光谱和空间信息融合后的IKONOS影像提取单木树冠阳性冠幅(PoCA)信息,并结合野外实测的样方生物量数据,分别建立了针叶林和阔叶林地上生物量 (AGB)的遥感估算模型,并利用实测森林生物量数据对模型进行了验证。结果表明,基于遥感影像提取的PoCA与实测AGB存在较好的非线性相关关系,所建针叶林AGB估算模型的可靠性优于阔叶林模型。对建模样本而言,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.62 (P < 0.01,n=9) 和0.56(P < 0.01,n=16)。验证表明,所建AGB估算模型的可靠性较好,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.55(P < 0.01,n=6) 和0.52(P < 0.01,n=10),但当AGB较低时,模型结果偏高,AGB较低时,模型结果偏低。研究说明通过高分辨率遥感数据的融合、提取树冠信息进行生物量估算是可行性的。

    • 景观、区域和全球生态
    • 郭子良, 崔国发

      2014,34(5):1284-1294, DOI: 10.5846/stxb201306101598

      Abstract:

      综合自然地理区划可以为生物多样性保护和自然保护区体系建设等提供基础资料,为区域生物多样性政策的制定提供科学依据。随着我国自然保护区事业的不断发展,自然保护综合地理区划成为自然地理区划的重要研究内容之一。虽然我国自然保护区体系已经初步建立,但仍然没有一个同时依据生物因素和非生物因素分布规律,确定的自然保护综合地理区划方案,为生物多样性保护和自然保护区建设服务。利用GIS技术和PC-ORD4.0软件中的双向指示种分析(TWINSPAN)方法,将中国版图划分出3489个基本地理单元,并对这些地理单元进行了数量化分类。然后,根据这个分类结果,参考植被区划和地貌区划等,提出了中国自然保护综合地理区划方案。中国自然保护综合地理区划方案包括了8个自然保护地理大区、37个自然保护地理地区和117个自然保护地理亚地区。该区划具有以下特点:(1)利用TWINSPAN的数量分类方法进行地理区划的探索是区划方法上的创新,为自然地理区划的研究提供了新的研究途径。(2)选取的数量化指标是在结合已有专项区划资料提出的,有助于避免动植物分布指标的人为选择偏差,可以综合反映区域自然地理特征,对生物多样性就地保护和自然保护区体系建设具有较好的指导作用。(3)量化分析保证了地理区划的客观性,同时定性分析避免了量化分析过程中的误差,使区划结果更准确。

    • 研究论文
    • 曾曙才, 谢正生, 俞元春, 刘月秀

      2002,22(12):2141-2146, DOI:

      Abstract:

      研究了北亚热带 2 5 a生栓皮栎林、杉木林、火炬松林、毛竹林和 5年生 2代杉木萌芽林土壤中 B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn的有效含量、在土壤剖面中的分布规律、影响其有效性的土壤因子以及不同林分对土壤微量养分含量的影响。结果表明 ,在该地区的森林土壤中 ,有效 B,Mo,Cu的平均含量均低于各自临界值 ,有效 Zn平均含量接近临界值 ,Fe,Mn含量丰富 ;有效微量养分在土壤剖面中的分布因林分和元素种类而异 ;影响微量元素有效性的主要土壤因子为有机质和有效磷含量 ;不同林分对土壤有效微量元素含量有显著影响 ,栓皮栎林土壤中有效微量养分含量最高 ,2代杉木萌芽林最低 ,其余林分居中且基本接近。

    • 李玉霖, 崔建垣, 苏永中

      2005,25(2):304-311, DOI:

      Abstract:

      研究了生长在不同沙丘生境中 (流动沙丘 ,半固定沙丘和固定沙丘 ) 2 0个植物种 (10个 1年生植物种和 10个多年生植物种 )的比叶面积 (SL A)和叶干物质含量 (L DMC)的变化 ,并且分析了各个沙丘生境的土壤养分特征。结果表明 ,各个植物种的平均 SL A和 L DMC在植物种之间差异显著 ;多数在两种或 3种沙丘生境均有分布的植物其 SL A在不同沙丘生境之间差异显著 ,但是仅有 6个植物种的 L DMC在不同沙丘生境之间表现出差异 (p<0 .0 5 )。与许多研究结果类似 ,1年生植物的 SL A显著大于多年生植物的 SL A,而且两者之间 L DMC存在一定的差异。 1年生植物 SL A和 L DMC之间相关性不显著 ,但多年生植物SL A和 L DMC之间呈显著负相关。综合所有 2 0个植物种可以发现 ,SL A增大时 ,L DMC有下降的趋势。

    • 序论
    • 杨玉盛

      2017,37(1):1-11, DOI: 10.5846/stxb201701050044

      Abstract:

      随着全球环境变化和人类活动对生态系统影响的日益加深,生态系统结构和功能发生强烈变化,生态系统提供各类资源和服务的能力在显著下降。在这种背景下,全面认识生态系统的结构功能与全球环境变化的关系已成为当前生态学研究的热点之一。本文综述了全球环境变化对典型生态系统(包括森林生态系统、河口湿地生态系统、城市生态系统)影响以及全球环境变化适应的研究现状,分析研究面临的困难及挑战。在此基础上,提出对未来研究发展趋势的展望。在森林生态系统与全球环境变化研究上,未来应重视能更好模拟现实情景的、多因子、长期的全球环境变化控制试验,并注重不同生物地球化学循环之间的耦合作用。在湿地生态系统与全球环境变化研究上,未来应加强氮沉降、硫沉降及盐水入侵对湿地生态系统碳氮循环的影响,明晰滨海湿地的蓝碳功能,加强极端气候和人类干扰影响下湿地生态系统结构和功能变化及恢复力的研究。在城市生态系统与全球环境变化研究上,未来应深化城市生物地球化学循环机制研究,实现城市生态系统的人本需求侧重与转向,并开展典型地区长期、多要素综合响应研究。在全球环境变化适应研究上,未来应构架定量化、跨尺度的适应性评价体系,加强典型区域/部门的适应性研究以及适应策略实施的可行性研究,注重适应与减缓对策的关联研究及实施的风险评估。期望本综述为我国生态系统与全球环境变化研究提供一些参考。

    • 问题讨论
    • 党小虎, 刘国彬, 赵晓光

      2008,28(12):6321-6333, DOI:

      Abstract:

      生态恢复不但是自然和技术过程,更重要的是经济过程,生态经济耦合是生态恢复成败及能否持续的关键。综合应用经济学、能值和生态足迹分析工具,系统研究了黄土丘陵区县南沟流域生态恢复过程中的生态经济系统演变过程及其特征,旨在探索生态可持续的经济社会发展机制。结果表明,2000~2005年流域产业结构及其多样性显著改善,生产力显著提高并跨越低水平进入高水平发展阶段,农民的生活状况已经由温饱逐步迈向小康水平。基于能值的生态经济耦合分析结果显示2002~2005年流域环境负载率(ELR)下降,持续性指数(ESI)增加。生态足迹结果显示流域2000年和2005年的生态盈余分别为003 hm2和0.239hm2,新指标万元产值生态足迹(EFprod)分别为53.5 hm2/万$和33.6 hm2/万$,生态压力指数(EFPI)分别为0980和0.838,流域处于弱可持续状态。上述结果显示生态恢复提高了流域资源利用和转换效率,环境负载率下降,人类经济活动对生态生产性有效空间的占用减少,可持续性提高。研究结果表明生态恢复是黄土丘陵区实现生态经济良性耦合、协调发展的基本途径。

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