摘要:近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑。从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征。从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量。同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流。大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究。建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法。就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法。研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题。

摘要:植物叶片水稳定同位素变化可以直接沟通植物叶片内部与外界的物质和能量联系,并能够反映植物生长周围的气候与生态信息。另外,植物叶片水作为参与水循环的一个重要环节,了解叶片水稳定同位素组成有助于揭示其在局地水体稳定同位素循环中的分配与贡献。概述了国内外叶片水稳定同位素研究现况;介绍了叶片水稳定氢、氧同位素在植物体中的分馏过程及形式(热力学平衡分馏、动力学分馏以及生化分馏)以及影响叶片水稳定同位素组成的气象和生态因子;阐述了叶片水稳定同位素修正的Craig-Gordon稳态模型、string-of-lakes模型、Péclet效应的稳态模型、非稳态效应的模型、Péclet效应的非稳态模型以及二维模型的构建与完善过程;最后讨论了植物叶片水稳定同位素研究存在的问题,并从叶片水稳定同位素与气象、生态因子的关系,叶片水蒸腾线的斜率和截距及过量氘的意义,模型适用性的验证以及叶片水稳定同位素在水文循环的应用等方面展望了研究方向。

摘要:快速城市化过程剧烈影响着下垫面变化,直接带来了交通拥挤、资源短缺、环境污染、生态恶化等诸多问题,所有这些问题的出现均与景观格局演变密切相关,研究城市景观格局演变及其生态环境效应正在成为全社会关注的热点。系统总结了城市化过程对景观格局演变的影响,分析了城市景观格局演变的热环境效应、水环境效应、生态服务效应,以及城市生态用地与生态安全格局设计等方面的研究进展。指出了目前城市景观演变与生态环境效应研究中存在的问题与不足:(1)现有研究侧重于景观格局演变的量化分析和景观格局指数的计算,较少关注景观格局演变对生态环境及其区域生态安全的影响;(2)城市景观格局演变与热岛效应研究多局限于两者数理统计关系的分析,对于城市热环境形成的机理缺乏深入研究;(3)城市景观格局演变与大气环境效应方面更多研究关注绿地及其空间布局在吸收和降解大气污染物、固体颗粒物方面的作用,对城市景观格局演变的大气环境综合效应以及大气灰霾效应影响机理重视不够;(4)如何通过合理设置生态用地,有效提高城市生态服务功能和保障城市生态安全,目前仍缺乏深入而又系统的研究。下一步的研究中,需要综合多尺度的景观信息来揭示城市景观的演变机理和环境效应,构建基于城市空间扩展和生态服务效应评价的城市生态空间优化决策模型,探讨城市生态空间优化模式与安全格局。

摘要:城市生物多样性分布格局由自然生态环境和城市化过程所决定;其动态和机理与自然生态系统迥然不同。城市生物多样性为城市生态系统提供了诸多生态系统功能和服务,对改善城市环境、维持城市可持续发展有着重要的意义和作用。城市化过程深刻改变了城市的生物多样性分布格局,导致了诸如本地物种多样性降低、外来物种多样性增加、物种同质化等一系列问题。近年来,城市生物多样性受到学界高度关注,大量研究结果既回答了一些关键性问题,又提出了诸多新的论题和挑战。分析了当前城市生物多样性分布格局研究的若干热点问题,总结了影响城市生物多样性格局的主要因素,探讨了城市生物多样性格局研究方法的关键问题,指出了未来城市生物多样性研究的发展方向,特别强调了城市生物多样性的生态系统功能研究在未来城市生物多样性研究中的重要地位。

摘要:生态补偿通过外部效应内部化的激励机制,对福祉损失进行补偿以激励生态保护的行为,进而增加人类福祉。通过文献分析认为生态补偿是贫困减缓的重要机制,在生态保护行为意愿和福祉损失的基础上制定生态补偿标准,明确界定利益相关方和区域的生态保护责任,构建科学的生态补偿机制才能实现福利均衡。关注农牧民生计,引导实现主动参与式保护,制定自然资源管理和保护规划,才能真正实现生态保护-人类福祉提高-可持续发展的多赢局面。

摘要:植物种间相互作用直接影响植物生长、根系可塑性及养分吸收,而与植物共生的丛枝菌根真菌可以改变植物个体和种间养分资源的分配,具有协调种间竞争的潜力。以我国北方草甸草原建群种羊草(Leymus chinensis)和混生植物紫花苜蓿(Medicago sativa)及独行菜(Lepidium spetalum)为供试植物,通过模拟盆栽试验,研究了土著菌根真菌和混生植物对羊草生长、根系形态及磷营养的影响。试验结果表明,土著菌根真菌能够与羊草及紫花苜蓿形成良好共生,而独行菜根内基本未形成菌根共生结构。土著菌根真菌显著降低了羊草及独行菜的生物量,但促进了紫花苜蓿的生长;混种紫花苜蓿显著促进了羊草的生长,而混种独行菜则显著抑制了羊草的生长。土著菌根真菌对羊草根系形态的影响表现出与植株生物量类似的趋势,但不同混生植物对羊草根系生长均无显著影响。土著菌根真菌和混生植物对羊草植株磷含量均无显著影响。与混生植物相比,羊草具有较高的比根长和磷吸收能力,这也解释了其负向菌根依赖性。研究证实了菌根真菌和植物种间相互作用均是影响草原优势植物生长和根系发育的重要因素,深入研究其交互作用对于科学管理草地生态系统,维持植物群落的稳定性和生态系统生产力具有重要意义。

摘要:采用分室培养系统,模拟正常水分和干旱胁迫两种环境条件,探讨不同丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生长和土壤水稳性团聚体的影响。试验条件下,Glomus intraradices对苜蓿根系的侵染率均显著高于Acaulospora scrobiculata 和Diversispora spurcum接种处理。正常水分条件下,供试AM真菌均能显著提高植株生物量及磷浓度。干旱胁迫显著抑制了植株生长和菌根共生体发育,总体上菌根共生体对植株生长没有明显影响,接种D. spurcum甚至趋于降低植株生物量;同时,仅有G. intraradices显著提高了植株磷浓度。AM真菌主要影响到> 2 mm的水稳性团聚体数量,以G. intraradices作用效果最为显著。在菌丝室中,G. intraradices显著提高了总球囊霉素含量。研究表明AM真菌对土壤大团聚体形成具有积极作用,而菌根效应因土壤水分条件和不同菌种而异,干旱胁迫下仅有G. intraradices对土壤结构和植物生长表现出显著积极作用。在应用菌根技术治理退化土壤时,需要选用抗逆性强共生效率高的菌株,对于不同AM真菌抗逆性差异的生物学与遗传学基础尚需进一步研究。

摘要:随着RNA干扰技术的发展,通过植物表达病原物特异的dsRNA来防治植物病害的转基因作物越来越多。转根结线虫mapk双链RNA表达载体的黄瓜能够通过RNA干扰作用沉默线虫的mapk基因,对根结线虫具有良好的防治效果。为了评价该转基因黄瓜的安全性,明确mapk双链RNA干扰表达载体转基因黄瓜植株对根际土壤细菌多样性的影响,采用16S rRNA基因克隆文库方法对非转基因黄瓜和转基因黄瓜土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,非转基因黄瓜土壤细菌文库包含124个OTU(可操作分类单元),转基因黄瓜土壤细菌文库包含122个OTU。2个文库共同拥有的OTU为115个。2个文库都包含13个类群细菌,Acidobacteria、Actinobacteria、Armatimonadetes、Bacteroidetes、candidate division BRC1、Chloroflexi、Firmicutes、Gemmatimonadetes、Nitrospira、Planctomycetes、Proteobacteria、Verrucomicrobia、unclassified_Bacteria。其中Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi和Acidobacteria是优势菌群。其他细菌类群数量相对较少。在纲分类水平上,两个文库包含的细菌类群一致,且各类群细菌比例差异不大。在Acidobacteria 门中, Acidobacteria_Gp6为优势菌群。在Bacteroidetes 门中, Sphingobacteria纲细菌数量最多。在Chloroflexi门中, unclassified Chloroflexi细菌最多。在Proteobacteria门中,其中Betaproteobacteria纲的细菌数量最多。从多样性指数角度分析,两种土壤细菌群落的Shannon、Simpson和Chao值差异不大。总体来看,两种土壤细菌类群差异不显著,转基因黄瓜未对根际土壤细菌群落产生明显影响。

摘要:臭氧(O₃)是一种氧化性很强且生物危害很大的二次污染物。监测表明北京远郊区O₃浓度高于近郊区和城区,经常超过敏感植物O₃临界浓度(78.5μg/m³),自然植物的暴露剂量AOT40(超过78.5μg/m³的空气O₃浓度小时值累计量)值达到了98.9mg/m³,可能已经对植物生长造成危害。通过对远郊区O₃浓度监测点(北京蟒山森林公园)26种乔木和灌木植物的调查,参考国外有关植物野外观测和模拟实验的植物O₃伤害症状特征及植物O₃伤害鉴别标准,发现其中15种植物出现了比较明显的O₃伤害症状,表现为叶片出现点状、块状黄斑或褐色灼伤状干枯,表明北京远郊区的乔木和灌木已经受到了空气O₃污染的危害。另外11种植物也出现了类似O₃危害的伤害症状,需要进一步的研究验证是否由O₃污染造成。

摘要:对江苏省道地药材茅苍术叶片可培养内生细菌的多样性及其固氮、解磷、解钾、产生长素的能力进行研究。依据菌落形态的不同,共分离得到52株内生细菌。能正常传代培养的45株内生细菌经ARDRA分析后归入14个聚类簇,簇内菌株的BOX-PCR指纹图谱相似度不高,在属水平上显示出茅苍术内生细菌丰富的多样性。各聚类簇代表菌株16S rDNA的序列分析表明分离得到的内生细菌与泛菌属、微杆菌属、短杆菌属、农杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属细菌亲缘关系相近,优势内生细菌与假单胞菌属细菌亲缘关系相近。45株能正常传代培养的内生细菌中,有10株能够在无氮培养基上正常生长,具固氮潜力。使用nifH基因通用引物对其基因组进行扩增后,除ALEB 33外,其它9株内生细菌均可获得与nifH基因片段大小相近的条带。分别使用NBRIP培养基和蒙金娜有机磷培养基筛选后获得19株和15株能够溶解磷酸钙和卵磷脂的内生细菌,其中ALEB 43溶解无机磷的能力最强,达(251.43±6.55) mg/L;ALEB 4A溶解有机磷的能力最强,达(23.63±1.46) mg/L。部分内生细菌溶解无机磷的能力与其产酸能力呈正相关,而菌株溶解有机磷的能力却无此相关性。通过硅酸盐培养基的筛选,获得具有解钾潜力的菌株24株。43株内生细菌能够将色氨酸转化为生长素,其中ALEB 44产生长素的能力最强,达(268.44±10.12) μg/mL。本研究首次揭示了江苏省道地药材茅苍术体内丰富的内生细菌资源及其促生长潜力,对进一步阐述茅苍术与内生菌之间的相互关系具有重要意义。

摘要:寄生蜂卵成熟动态影响其产卵决策行为,因而对于认识寄生蜂搜寻行为生态学机理具有重要意义。以蝶蛹金小蜂(Pteromalus puparum)-菜粉蝶(Pieris rapae)为模式生物,首先连续3周每隔24 h详细观察子代蜂幼期不同发育阶段的体型、卵巢管以及寄主蛹的外部形态,以此为基础观察了低温处理(模拟越冬温度)被寄生蛹对子代蜂成熟卵数量动态的影响。蝶蛹金小蜂胚后发育历时约2周,其中卵期1 d;幼虫历期约7 d。初孵幼虫体透明;胚后第3-6天体积快速增大,然后减缓,体色由绿变黄;胚后第8天进入预蛹,第9-12天蛹淡色,复眼由淡黄变为深红,第13-14天蛹暗黑色,并逐渐带有金属光泽。卵巢管在羽化当天即开始沉积卵黄,并在羽化后1-4 d连续增加直到出现卵吸收;羽化后5-6 d成熟卵数量增速不明显甚至略有减小。寄主蛹随子代蜂从卵发育至幼虫再到蛹体色从绿色变为灰褐色再到土黄色。低温处理被寄生的寄主蛹(寄生蜂处于老熟幼虫或蛹期)后,羽化成虫的卵巢管略细,成熟卵数量较少。成熟卵数量的变化不仅受低温处理的影响,而且受雌蜂体型大小和日龄的影响;低温处理明显减缓卵成熟速率,各日龄期成熟卵数量均明显减少;适温下成熟卵数量于羽化后第4天达到峰值,而低温处理下成熟卵数量达到峰值的时间延迟至第7天。研究表明,越冬低温对来年羽化的蝶蛹金小蜂卵成熟动态具有不良影响。

摘要:六星黑点豹蠹蛾Zeuzera leuconotum Butler (Lepidoptera: Cossidae)是一种重要的园林害虫。为研究利用其性信息素防控六星黑点豹蠹蛾,在光周期L∶D = 14∶10、温度19-32℃、相对湿度75%-85%条件下,对雌蛾求偶行为进行了观察;采用腺体提取法和瓶内收集法分别制备了不同日龄在同一时辰、同日龄在不同时辰的雌蛾性信息素粗提物,然后测定雄蛾触角对各种性信息素提取物的触角电位反应;以雄蛾对腺体提取物的EAG值表示性信息素的产生量,对瓶内收集物的EAG值表示释放量,检测性信息素产生与释放的时辰节律。结果表明:雌蛾求偶均发生在暗期;雌蛾求偶率与日龄有关,其中2日龄雌蛾求偶率最高,平均为86.7%;不同日龄雌蛾求偶高峰期均在进入暗期4-6h期间;随着虫龄的增加,求偶高峰期前移。雌蛾羽化当晚体内即可产生性信息素,并且向体外释放,但量较少;2日龄雌蛾产生和释放的性信息素量最大;雌蛾腺体中性信息素含量从进入暗期后逐渐增加,在暗期5h含量最高,随后逐渐减少;雌蛾释放性信息素从暗期4h开始,至暗期6h释放量最大。通过林间处女雌蛾诱捕试验证明了六星黑点豹蠹蛾的求偶行为与性信息素产生和释放在时辰节律上具有一致性。

摘要:为了探讨氟化物对家蚕代谢机制的影响,以家蚕耐氟品种T6和氟化物敏感品种734为研究对象,从5龄起蚕开始分别添食50、100、200、400mg/kg NaF溶液浸泡后的新鲜桑叶,检测家蚕血液中羧酸酯酶(CarE),全酯酶活性的变化。结果表明,734、T6添氟组的CarE活性分别是对照组的73%-88%和72%-81%,734两个低浓度添氟组的CarE活性与对照组和两个高浓度添氟组的差异极显著(P<0.01),T6各处理组之间的差异不显著。734、T6添氟组的全酯酶活性分别是对照组的89%-97%和73%-92%,734各处理组之间的差异不显著,T6对照组的全酯酶活性仅与最高浓度添氟组差异极显著(P<0.01)。说明氟化物对家蚕血液CarE和全酯酶活性具有一定的抑制作用。

摘要:选用实验室内人工控制交尾的脊尾白虾,研究了不同温度对脊尾白虾胚胎发育及幼体变态、存活的影响。结果表明,在盐度为31的条件下,脊尾白虾胚胎发育的生物学零度为12.18 ℃,有效积温为3828.27 ℃·h。在15.3-28.1 ℃范围内,胚胎发育时间随着温度升高而呈双曲线性缩短,而胚胎发育速度随着温度的升高而呈直线性加快,但当温度超过30℃时,胚胎无法正常完成发育。脊尾白虾幼体变态发育速度随着温度的升高而加快,18、20、22、24、26、28 ℃各实验组开始出现仔虾的时间依次为17、14、11、9、8和8 d,各组90%以上幼体变态为仔虾的时间依次为21、18、15、14、11和11 d。各实验组在幼体变态过程中存活率都呈明显的阶梯式下降趋势,且28 ℃组的存活率下降最快,但当存活幼体全部变为仔虾时,各实验组间的存活率并无显著性差异(P>0.05)。18 ℃组仔虾干质量明显高于其它各组(P<0.05),28 ℃组仔虾干质量最低,但与20、22、24、26 ℃组无显著性差异(P>0.05)。因此在脊尾白虾育苗中,幼体孵化温度不应低于12 ℃,最高不超过28 ℃为宜;幼体培育温度,建议控制在22-26 ℃为最佳。

摘要:生态系统和景观是构成地球表层系统的基本功能单元。从对人类生存和发展支撑作用以及人类对环境合理利用和保护的角度,逐渐形成了生态系统服务和多功能景观的科学概念,相关的理论和应用研究也很快成为学术热点。但是从国内外主要进展上看,生态系统服务和景观多功能性的定量化研究都还比较薄弱。生态系统与景观具有等级关联性,前者是构成后者的基本要素,生态系统服务和景观功能具有同源性。因此,将生态系统服务与景观多功能性研究紧密结合既有现实基础又能够深化彼此研究的定量化水平,并进一步提出了生态系统服务与景观多功能性综合定量研究的整体性框架。从当前国内外研究文献看,该框架具有可行性,可以作为进一步深化生态系统服务和景观多功能性研究的现实途径。

摘要:植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用。以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(LSMM)对研究区的植被覆盖度进行了估算。针对湿地植被类型丰富、土地利用类型多样化的特点,利用归一化植被指数(NDVI)在反映植物生长状况、覆盖程度以及区分地表覆盖类型方面的优势,通过对原始Landsat TM影像增加NDVI数据维对影像进行维度扩展,克服了传统研究中通常从Landsat TM影像上提取3-4种端元的局限,经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯像元指数(PPI)计算以及人机交互端元选取等一系列运算,构建以陆生植物、水生植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的五端元模型来反映研究区的地物组成;同时,以原始Landsat TM影像为基础,构建植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的四端元模型。针对两种端元模型,采用全约束下的LSMM算法进行混合像元分解以获取研究区的植被覆盖度,其次辅以研究区的纯水体信息对其进行优化。精度检验采用相同时期的高分辨率WorldView-2多光谱影像来进行。研究表明:虽然四端元模型与五端元模型对植被覆盖度的估算结果在空间上具有基本一致的分布趋势,但是前者的估算结果在数值上要普遍低于后者,在研究区的水体及其附近,四端元模型难以体现水生植物的植被覆盖信息;另外,五端元模型的估算结果与检验数据的相关系数R达到0.9023,均方根误差(RMSE)为0.0939,明显优于四端元模型的R=0.8671和RMSE=0.1711。这反映了通过对影像进行维度扩展的方法来改进端元提取的数量是可行的,而由此构建的五端元模型可以更充分的反映研究区地物之间的光谱差异,从而获得更好的估算精度。

摘要:光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用。以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱。以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675。其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大。除WP_r和WP_g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012。 7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势。然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数。最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5%和87.98%。单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性。

摘要:为探讨浮游植物群落对海南省小水电建设的响应,分别在海南省主要河流的上游支流已建小水电的蓄水水域与河道、规划(未建)小水电河段采集浮游植物样品进行比较分析。共鉴定出浮游植物种类62个属178种,曲壳藻(Achnanthaceae)、异极藻(Gomphonema)、菱形藻(Nitzschia)、颗粒直链藻(Melosira granulat)、席藻(Phormidium)、颤藻(Oscillatoria)、小球藻(Chlorella vulgaris)、平裂藻(Merismopedia)、舟形藻(Navicula)为主要的优势藻类,浮游植物丰度在5.1-163.6×10⁴ 个/L之间,浮游植物Shannon-Wiener多样性指数在2.73-4.53之间。研究结果表明,小水电建设对浮游植物的种类组成、优势种、丰度及多样性均有较大的影响。就浮游植物优势种而言,规划小水电河道以蓝藻及部分硅藻为主要优势种,已建小水电河道曲壳藻、异极藻、菱形藻等大型硅藻为主要优势种。在浮游植物组成及生物多样性上,未建小水电河道浮游植物Shannon-Wiener多样性指数略高,且种属分布更加均衡,而已建设水电站均趋向某一类藻占主导优势种。就浮游植物丰度而言,规划小水电河道浮游植物丰度均保持在20-30×10⁴ 个/L内,已建小水电河段浮游植物保持在5-160×10⁴ 个/L内且浮游植物丰度差异性较规划小水电大,小水电建设促进了浮游植物丰度的提升,但降低了浮游植物群落结构的稳定性、均衡性。虽然存在水电站阻隔,同一河流水系浮游植物种属来源仍可表现一定的趋同性,梯级水电特别是相邻水电间浮游植物群落组成存在较大的相似性。

摘要:对菹草(Potamogeton crispus)种群内外水体进行了昼夜连续监测,分析菹草种群内外水质的日变化趋势。结果显示,种群内DO自日出后增加,日落后持续下降,且与水温变化一致,于19:30左右出现1次明显低谷,后略有恢复,后一直降至日出前后;开阔水域DO变化与水温呈现一定相关性,但变化幅度较小;交界处DO含量兼有种群内与开阔水域的变化特点。种群内水体pH值自日出前后升高,日落时达最高值,后开始下降,直至次日出前后;交界处与种群变化趋势一致;开阔水域pH总体变化幅度较小,白天高于夜间,总体DO含量及pH分布:种群区>交界处>开阔水域。种群及交界处TN含量均在日出前后达最高,日出后递减,开阔水域夜间含量较高,日出前后达最高;各点NH₄⁺-N变化规律不显著;种群内水体TP含量夜间较高,日出前后达最高值,日出后递减,日落后递增;开阔水域TP含量夜间较高,白天略低;交界处正午前后达最低值,傍晚达最高值,TN、TP总体分布:种群<交界处<开阔水域。菹草种群存在对水体DO、pH等环境因子均产生重要影响,继而影响水体内源性氮磷的迁移,其中对pH影响较小,其变化未能影响水体氮磷迁移,而DO昼夜变化较大,对水体内源性氮磷的迁移起重要影响。

摘要:合理的森林恢复方式能提高植物多样性,进而提高生态系统服务功能。在我国南方红壤区研究了3种典型森林恢复方式(引进种恢复的湿地松(Pinus elliottii)人工林本地种恢复的马尾松(Pinus massoniana)人工林和自然恢复的天然次生林)的植物区系构成和植物群落多样性。结果表明:(1)湿地松人工林有155种植物,隶属66科118属,马尾松人工林有137种植物,隶属59科97属;天然次生林有226种植物,隶属86科160属,3种森林恢复方式的乔木层、灌木层和草本层的优势科属明显不同,马尾松人工林的优势物种和天然次生林更相似;(2)天然次生林的植物区系基本构成、植物区系类型种类高于马尾松人工林和湿地松人工林,并且天然次生林的温带成分比例高于湿地松人工林;(3)恢复方式对植物群落的多样性指数有显著影响,天然次生林的物种丰富度、辛普森指数明显高于马尾松人工林和湿地松人工林,两种人工林之间差异不显著;(4)3种森林恢复方式的植物群落结构存在显著差异,相比湿地松人工林,马尾松人工林的植物群落组成与天然次生林更相似。总之,自然恢复的天然次生林植物群落多样性高于人工恢复的马尾松人工林和湿地松人工林,本地种马尾松人工林在维持区域植物群落结构功能上优于引进种湿地松人工林。

摘要:采用时空替代法,选取岷江上游大沟流域内不同恢复时期(12、18、25、35a)的人工油松林为研究对象,研究了植被恢复过程中土壤理化性质及有机碳含量的变化特征,同时探讨了它们之间的相互关系。研究结果表明沿恢复梯度,土壤质量得到了改善,主要表现为土壤粘粒含量、比表面积、有机质含量显著增加,土壤粉粒含量和pH值则显著下降。土壤有机质与土壤粘粒和比表面积呈显著正相关,与土壤容重呈显著负相关。此外,土壤有机碳含量沿恢复梯度显著增加,0-50 cm内土壤有机碳含量从5.59 kg/m² 增加到12.64 kg/m²,土壤年平均固碳速率为0.31 kg/m²。

摘要:火灾是影响森林生态系统过程的重要干扰之一,其对森林生态系统内各生态因子的响应各不相同。由于植被状况及生态环境的不同,森林火灾的时空分布特征在中国不同植被气候类型内表现不同,根据植被气候类型分类系统,将中国主要森林火灾地区划分为4个区域:东北(冷温带松林)、华北(落叶阔叶林)、东南(常绿阔叶林)和西南(热带雨林),应用遥感监测数据和地面环境数据,以时空变量、生态因子(植被生长变化指数、湿度等)为可选自变量,应用半参数化Logistic回归模型,就森林火险对不同生态影响因子的响应规律进行了分析,建立了基于生态因子的着火概率模型和大火蔓延概率模型,通过模拟及实际数据散点图、火险概率图,评估了模型应用价值。结果表明,土壤湿度及植被含水量在落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带雨林地区对着火概率影响显著。在4个植被气候区内,土壤及凋落物湿度对大火蔓延的作用较小。在冷温带松林、落叶阔叶林、常绿阔叶林地区,植被生长的年内变化对火灾发生的影响显著,在常绿阔叶林地区,年内植被生长变化对大火蔓延的作用较小。森林火险概率与各生态因子的相关关系主要呈现出非线性。不同植被气候区内,火险概率受不同生态因子组合的影响,这与不同区域的植被状况及生态环境不同有关。在不同植被气候类型,应用时空变量、生态因子建立半参数化logistic回归模型,进行着火概率和大火蔓延概率的模拟具有可行性和实际应用能力。为进一步分析森林生态系统与火灾之间的动态关系、展开生态系统火灾干扰研究提供了理论基础。

摘要:依托"压力-状态-响应"概念框架模型,建立景观生态安全评价指标体系,以东莞市为例,研究区域景观生态安全时空发展变化过程,揭示快速城市化地区生态安全发展变化的规律。结果表明:1988、1997和2005年东莞市的平均生态安全综合指数分别为0.497、0.436和0.395,区域总体生态安全从中高安全状态逐步降低到中低安全状态;生态中低安全的区域空间上从"市中心-镇中心"沿"市中心-镇中心-道路"不断扩张。采用以像元为中心的公里网格滑动模板的指标作为像元的评价指标,可以有效解决景观结构指数等指标的计算,在生态安全等级划分时边界过度很平滑,景观尺度的生态安全评价可以为生态可持续发展政策的制定提供科学依据。

摘要:生态系统健康评价是生态系统保护和监测研究的重要内容,该过程迫切需要综合性强、准确性高的指标,能质和生物多样性指标都是生态系统健康评估中的有效指标。以江苏省海岸带游泳和底栖生物群落为对象,沿海岸线从海州湾到长江入海口北岸选取15个站点,调查研究江苏省海岸带生态系统能质和生物多样性及其空间分布格局。结果表明:江苏海岸带除了中部地区能质和结构能质值较一致(都偏小)外,南北差异明显,生物多样性指数空间分布情况为南部Margalef指数略大于北部,中部较小,Shannon Wiener和Simpson指数空间分布都为南部>中部>北部;能质与生物多样性指标在高级生态系统中反映的生态系统健康状态一致,在中低级生态系统中差异明显;能质与生物多样性指标关联程度低,前者的测算侧重于生态系统中物种的等级,后者的测算侧重于物种的数量;总结能质和生物多样性指标在理论支撑、建立理论视角、与生态系统健康对应关系、应用模型以及局限性等方面的差异,研究结果在一定程度上可以丰富和完善生态系统健康评价研究理论与方法体系。

摘要:干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO₂和N₂O释放的影响模式。结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO₂和N₂O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO₂和N₂O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO₂释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加。(3)不同土壤N₂O的释放总量对干湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似。

摘要:低碳竞争力是一个国家或地区所反映出来的在低碳效率、低碳环境、低碳科技等方面的综合水平的一种竞争优势或能力。中国西部地区正面临着跨越式发展和可持续发展两大任务,面对新一轮西部大开发的战略机遇,在全球向低碳转型背景下西部地区必须转变发展方式,走低碳发展路径,充分发挥后发优势以提升其低碳竞争力,才能实现资源节约型、环境友好型以及气候安全型社会建设目标。在构建低碳竞争力评价指标体系基础上,采用PCA、熵值法和聚类分析法对西部12个省(区,市)低碳竞争力进行评价。研究结果表明:(1)西部地区的低碳经济发展水平可以划分为3个层次:重庆、陕西、广西、四川属于相对低碳地区;云南、新疆、宁夏、贵州、内蒙、西藏属于中碳地区;青海、甘肃属于相对高碳地区。(2)重庆、陕西、云南等作为国家发改委批准的首批全国低碳试点省市,其低碳竞争力排位明显比较靠前,说明低碳试点工作成效显著。(3)单位GDP综合能耗低的省区,综合排名也比较高,因而降低单位GDP综合能耗是提升低碳竞争力的必然选择。(4)低碳竞争力的影响因素复杂。尤其是第一主成分中的X1(单位GDP综合能耗)、X8(森林覆盖率)载荷系数相对较大,进一步说明要实现低碳发展,除了通过节能减排以减少"碳源"外,还要大力增加"碳汇"。(5)低碳竞争力是一个相对的概念,西部地区应发挥协同竞争优势,加强在低碳领域的合作与交流,实现在竞争中合作、在合作中发展。

摘要:不透水率是不透水层面积与总用地面积的比值,它是研究城市水文的一个重要指标。以福州市晋安区八一水库流域为例,应用WMS 7.1软件构建流域结构,将流域分为A,B两个子流域,基于相关数据建立HEC-HMS水文模型对降雨-径流进行模拟,从而构建起不透水率与洪水重现期的关系。结果表明:(1)随着城市化的进程,19a间全流域不透水率持续增长,变化区间在5%-10%之内;(2)子流域A重现期为100、50、25年一遇的洪水随着不透水率的增长,分别提前了20、8、3a;(3)子流域B的重现期为100、50、25年一遇的洪水随着不透水率的增长,分别提前了25、10、4a。

摘要:原始红松林是我国小兴安岭地区的顶级植物群落,理解它的降雨截留过程,对区域生态、水文环境具有重要意义。采用定位研究法,于2010-2011年21场降雨数据对原始红松林的降雨截留和分配效应进行系统研究,并结合当地的气象和林分资料,利用修正的Gash模型对小兴安岭原始红松林进行林冠截留模拟。该模型对穿透雨、树干茎流、截留量的模拟值分别为:370.91、16.14、130.07 mm。穿透雨模拟值比实测值低2.28 mm,相对误差1.75%,树干茎流模拟值高于实测值8.12 mm,相对误差50.3%,林冠截留量模拟值比实测值低2.35 mm,相对误差为1.81%。穿透雨和林冠截留量的模拟值和实测值有较好的一致性,树干茎流的模拟值和实测值相差较大。综合结果表明:修正的Gash模型对小兴安岭地区原始红松林降雨截留拟合具有很好的适用性。

摘要:运用树木年轮学的基本原理和方法,选取了长白山北坡保存完好的典型性植被阔叶红松林,探讨了杨桦红松林和椴树红松林内建群种红松(Pinus koraiensis)径向生长对气候要素的响应。结果表明,长白山北坡红松的径向生长对降水较为敏感,杨桦红松林和椴树红松林中,红松年轮宽度均与当年7月以及上一年9月的降水呈显著正相关关系。不同林型内红松的生长与气候因子的关系也有差异。椴树红松的年轮宽度还与上年7月的降水显著负相关,与当年3、4月份的平均气温呈显著正相关。而杨桦红松林内红松年轮宽度和平均温度没有显著的相关关系。特征年分析进一步验证了响应函数相关分析的结果,即当年生长季以及上年生长季末的降水充足促进了红松的径向生长;椴树红松林中,初春温度的升高有利于红松的生长。

摘要:河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力。本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型"农田-食用菌"生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征。结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10%左右,秸秆还田氮输入量(165.6 kg·hm^-2·a^-1)占农田氮素总输入量的37.1%,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径。但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg·hm^-2·a^-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键。

摘要:大田条件下,研究了纯无机肥及不同用量有机-无机配施对旱地砂壤土花生土壤微生物种群及数量、土壤主要酶活性、土壤呼吸速率及产量的影响,结果表明:(1)土壤中细菌、放线菌和真菌数量随有机无机肥配施数量的增加而增加;单施无机复合肥对微生物数量的增加不明显,中量有机无机肥配施比单纯施中量无机肥处理的细菌、放线菌和真菌数量全生育期平均值分别提高114.9%、49.0%和29.0%。(2)施肥可以显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸速率,其中有机无机中、高量配施显著高于其他处理,中量纯无机肥(农民常规施肥)相近于或低于(尤其在生育后期)低量有机无机肥配施;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响小于其余3种酶。(3)不同类群土壤微生物数量、土壤主要酶活性及土壤呼吸作用关系密切,相互间相关系数均达到极显著水平。(4)有机无机中、高量配施花生产量显著高于其他处理,中量无机肥加中量有机肥比中量纯无机肥增产14.0%,表明在砂壤土上施用有机肥,其对土壤肥力提高的增产作用远远大于其本身所含花生生育所需营养直接供应作用。(5)兼顾土壤肥力和花生产量,肥力中等的砂壤土,可采用中量有机无机肥混配施用。

摘要:通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化。结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18%、22%、29%、21%和3%、10%、12%、13%,具有保水保墒的作用。在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44 ℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32 ℃和0.69 ℃。土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓。免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70%、 40%、 85%和30%和10%、20%、15%和15%。土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关。

摘要:针对目前耕地占补平衡生态安全评价系统的不确定性,在理解集对分析(SPA)原理的基础上,利用原创联系度的可展性对其进行改进,将三级评判扩展到四级评判,并结合信息熵法,建立了基于改进SPA法的耕地占补平衡生态安全综合评价模型,并利用该模型对永川区影响耕地占补平衡生态安全的18项指标进行评价,得到永川区2005、2009、2015以及2020年的耕地占补平衡生态安全等级。此外,为了验证改进SPA法的可行性与合理性,将其评价结果与改进模糊综合评价结果以及多指标综合评价结果进行比较,研究结果表明:利用改进SPA法得到2005年永川区耕地占补平衡生态安全级别为Ⅱ级,2009年为Ⅲ级,2015年为Ⅳ级,2020年同样为Ⅳ级,整体上呈现出由Ⅱ级向Ⅳ级上升的趋势;改进SPA法综合评价结果与改进模糊综合评价结果以及多指标综合评价结果基本一致。研究认为利用集对势进行耕地占补平衡生态安全评价具有一定的可行性和可行性,评价结果比较贴近实际情况,为耕地占补平衡生态安全评价提供了一种科学合理且简单实用的评价方法。

摘要:通过对林业生态安全内涵构成的研究和对现有测度方法的比较分析,发现国内外林业生态安全测度研究中存在"就生态论生态"的预警滞后性、评价指标体系及权重设定的主观性、指标体系和特征指数难以优势互补、生态安全性判据缺乏客观依据等问题。为解决这些问题,需要基于生态与产业系统的共生关系研究林业生态安全测度的新方法。首先,研究林业生态安全的压力-状态-影响-响应结构模型和结构方程模型(SEM)的构建方法,从而为评价指标体系的构建和权重的确定提供了理论依据和结构化、定量化方法。然后,通过寻求指标体系和特征指数的有机结合,得出描述林业生态安全演变趋势的性质和程度的特征指数——生态-产业共生度和成熟度。由此提出确定林业生态安全阈值和底线的定量化方法,并建立林业生态安全双特征判断矩阵,从而将林业生态安全度分为3个安全区间、6个安全等级和4个预警级别。最后,综合以上成果,构建了基于生态-产业共生关系的林业生态安全测度方法的整体框架:目标-手段树和技术路线。根据新方法的构建机理,所得出的林业生态安全测度和预警信息具有主观性弱、预测性强、特征指数值的生态经济意义明确、便于追溯问题的原因等技术优势,有利于林业生态安全的监控和管理。