• 2019年第39卷第17期文章目次
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      2019, 39(17):0-0.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 25.10 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 异质生境对荒漠草原植物群落组成和种群生态位的影响

      2019, 39(17):6187-6205. DOI: 10.5846/stxb201810182255

      摘要 (1217) HTML (106) PDF 3.92 M (661) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示荒漠草原不同植物种群生态位特征以及对有限资源的利用状况,以围栏内外不同土壤类型下植物群落为研究对象,运用经典生态位理论,探讨其群落组成和种群生态位特征。结果表明:在调查样方中共记录到15科36属42种植物,以豆科、禾本科、菊科和藜科的草本植物为主。风沙土生境中的植被生物量和密度最高,一年生植物生态位宽度值往往较高,以猪毛蒿的重要值最大。灰钙土生境中植被盖度较高,多年生植物生态位宽度值相对较高,以牛枝子和针茅的重要值最大。放牧会减少多年生草本的种类和数量,而一年生草本有所增加,对半灌木数量则影响不大。在不同生境下猪毛蒿生态位宽度和总宽度值均居首,是该区域主要优势种和典型的泛化种。在放牧和短期围栏内猪毛蒿与其他物种的生态位重叠指数均较高,但在长期围封样地中,特别是灰钙土生境下,重叠指数比重有所降低。基岩风化沉积土中物种间的重叠程度最大,而风沙土中则最小。猪毛蒿分布在生态位重叠指数DCA排序图的中心,说明其在群落中占有重要地位,对有限资源的竞争能力和对环境的适应能力较强。综上,生境的异质性是导致群落组成及生态位不同的关键因子,因此在荒漠草原进行植被恢复建设和保护措施时,应考虑不同土壤类型条件下各物种生态适应性,避免生态位功能冲突。

    • 2001-2015年天山北坡植被覆盖对干旱的响应——基于土地利用/土地覆盖分析

      2019, 39(17):6206-6217. DOI: 10.5846/stxb201811112442

      摘要 (1293) HTML (106) PDF 10.40 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:天山北坡生态系统脆弱,易受干旱影响,全球变暖和不合理的人类活动加剧了干旱的影响,评估植被覆盖对干旱的响应,为改善生态环境和减轻干旱影响提供科学参考。基于MODIS-NDVI遥感数据以及气象数据,计算了2001-2015年天山北坡多尺度标准化降水蒸散发指数(SPEI)和植被覆盖度,总结出植被覆盖度与多尺度SPEI时空动态变化规律,从土地利用/土地覆盖(LUCC)的角度分析了植被覆盖度对气候干旱的响应。结果表明:(1)天山北坡绝大部分区域呈湿润状态,中部(石河子、呼图壁)、西北部(克拉玛依市)呈轻度干旱。3个月、6个月、12个月时间尺度SPEI均表现出干旱化增强的年际变化趋势;(2)天山北坡植被覆盖度整体上属中低覆盖,总体呈南高北低,天山山区、城市绿洲内部高的分布特点。2001-2015年天山北坡植被覆盖度变化总体呈下降趋势;(3)年尺度天山北坡植被覆盖度与SPEI整体呈正相关关系。不同土地利用/土地覆盖的植被覆盖度与12个月时间尺度SPEI(SPEI 12)的相关性不同,大小依次为:草地 > 未利用地 > 城乡用地 > 林地 > 水域 > 耕地;(4)季节尺度夏季和春季干旱对植被覆盖度的影响最明显,不同季节干旱对不同土地利用/土地覆盖植被覆盖度影响程度不同。

    • 三种判定落叶阔叶混交林土壤损害基线的方法研究——以吉林省抚松县为例

      2019, 39(17):6218-6226. DOI: 10.5846/stxb201809302132

      摘要 (744) HTML (97) PDF 2.81 M (548) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态环境损害鉴定评估是生态系统修复与保护管理工作的基础,而生态环境损害基线作为一个地区生态水平原始状态的表征,是鉴定评估生态环境损害的基准。森林土壤是森林生态系统的重要组成部分,是维系森林生态系统生物及化学循环的关键部分,同时也是森林生态系统是否受到损害及损害程度大小的重要表征指标。在已有的生态环境损害基线判定方法的基础上,针对森林土壤的特点,改进森林土壤损害基线的判定方法并用这些方法对吉林省长白山抚松县地区落叶阔叶混交林进行研究。运用的3种方法包括群体分布法、三分位法和回归模型法。计算结果显示,运用三分位法确定的基线值最高,运用群体分布法确定的基线值最低。从方法的适用范围考虑,群体分布法和三分位法计算简便,结果可比性强,适用于无明显人为干扰的地区;回归模型法灵活度高,应用性广,适用于有较强人为干扰的地区;在数据充足的情况下应首选回归模型法,在回归模型法无法确认基线时,另外两种方法作为补充。

    • 热带珊瑚岛植物种植对土壤改良及其微生物群落形成的影响

      2019, 39(17):6227-6237. DOI: 10.5846/stxb201804240928

      摘要 (788) HTML (111) PDF 10.56 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被及关联的土壤微生物对于维持热带珊瑚岛的生态系统功能和稳定性具有重要作用。采集了植物种植前的种植土和种植早期珊瑚砂土,以及栽植幼苗基质中的根际土和非根际土,利用扩增子测序的手段,分析其中的真菌和细菌的多样性、群落组成及变化。分析结果显示,种植土、幼苗基质中的非根际土和根际土可能是珊瑚砂土壤中微生物的重要来源,其中最主要的类群包括以担子菌门和接合菌门为代表的真菌,以及以变形菌门、酸杆菌门为代表的细菌。珊瑚砂土的真菌丰度(864.2±41.4,为每0.25 g土的物种数)显著低于来自苗基质的根际土(1086.1±64.3,P=0.014)和苗非根际土(1251.4±48.1,P < 0.001);珊瑚砂土的细菌丰度与苗基质根际土和非根际土之间并没有显著性差异。通过对比种植土和植物种植后的珊瑚砂土的微生物群落β-多样性,也发现植物种植对真菌和细菌类群组成产生了影响;主要类群接合菌门真菌相对丰度从0.2%增加到17.4%,而伞菌纲真菌的相对丰度从20.8%下降到0.9%,β-变形菌纲细菌的相对丰度从17.7%下降到0.1%。研究结果启示,珊瑚砂土壤微生物的组成并非是对不同来源微生物进行简单的集合,其中生活史与植物关系密切的微生物类群,目前还未在珊瑚砂土壤中表现出优势分布;相反,一些在植物根际和非根际土中较少出现的微生物,在珊瑚砂土壤中则广为存在,从而说明土壤微生物群落恢复过程的复杂性。

    • 潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地甲烷排放的影响

      2019, 39(17):6238-6246. DOI: 10.5846/stxb201805051002

      摘要 (785) HTML (103) PDF 3.16 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐沼湿地作为陆海交互作用的过渡带是CH4重要的自然来源。潮汐活动通过影响CH4的产生、氧化和传输驱动了湿地CH4间歇性、周期性的排放。利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲一个盐地碱蓬生态系统CH4通量、环境因子和水文要素(潮汐)进行了长期连续监测分析了该生态系统生长季CH4排放的季节动态及潮汐作用对CH4排放的影响。结果表明:生长季该生态系统是CH4的排放源,排放日均值为0.063 mg m-2 h-1,(范围为-0.36-0.57 mg m-2 h-1)。潮汐淹水阶段和落潮后湿润阶段表现为CH4的显著源。此外我们发现,短期潮汐活动引起土壤干湿状况的变化促进了CH4脉冲式的排放,因此未来气候变化下温度升高和降雨季节分配引起的土壤干湿变化将会对该区域CH4排放甚至碳循环产生积极影响。

    • 乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征

      2019, 39(17):6247-6256. DOI: 10.5846/stxb201805311198

      摘要 (1319) HTML (108) PDF 10.03 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要:乌兰布和沙漠不同典型灌木群落类型对荒漠土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究不同灌木植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识乌兰布和沙漠典型灌木植被生长与修复对土壤质量的改良,准确评价植被生态环境效益具有重要的现实意义。在乌兰布和沙漠8个主要建群种天然植被类型灌木林地内设置10 m×10 m的标准样方进行调查,在灌丛边缘(东、南、西、北四个方向)进行土壤分层采样,取样深度分别为0-20、20-40、40-60、60-80、80-100 cm,共5层。将相同层次土壤样品充分混合,经四分法取样,风干,过0.15 mm筛用于土壤C、N、P含量的测量,分析不同灌木类型各土层碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的垂直分布特征,探寻各指标间的相关关系。结果表明:乌兰布和沙漠地区8种天然灌木林土壤有机C、全N、全P含量整体水平不高,分别为2.45、0.26、0.28 g/kg,均低于全国水平。由C、N、P含量的相关性分析可知三者间呈显著正相关(P < 0.05),且C、N元素含量变化几乎同步,但P元素含量变化滞后于二者。各灌木类型表层(0-20cm)土壤C、N、P含量均较高,各灌木类型土壤有机C、全N含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,而不同灌木类型土壤全P含量从上至下分布规律不同,且土层对P含量无显著差异(P > 0.05)。8种典型灌木群落土壤整体C:N、C:P、N:P值(9.41、8.70、0.93)低于全国水平,各灌木类型土壤N:P和C:P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤C:N随土层深度的变化规律不同。乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤碳、氮、磷化学计量特征值均低于全国水平,各灌木类型土壤C、N、N:P和C:P随土壤深度而递减,但不同灌木类型土壤P、C:N随土层深度的变化规律不同。有机C、全N、全P与其化学计量比之间具有非线性耦合关系。C:N和P含量具有较高的稳定性(CV=22.45%和24.39%),C:P和N:P比值是研究区限制性养分判断的重要指标。

    • 土壤易氧化有机碳对西双版纳热带森林群落演替的响应

      2019, 39(17):6257-6263. DOI: 10.5846/stxb201806021230

      摘要 (1025) HTML (96) PDF 1.30 M (585) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤易氧化有机碳(Readily oxidizable carbon,ROC)作为土壤中易被氧化且活性较高的有机碳,能够敏感反映群落植被环境与土壤环境的早期变化。为探明土壤ROC时空变化对热带森林次生演替的响应,以西双版纳热带森林不同次生演替阶段(白背桐群落、野芭蕉群落与崖豆藤群落)为研究对象,采用高锰酸钾氧化法测定并分析土壤ROC时空动态特征,探究这些变化与土壤微生物量碳及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量存在显著差异,其大小顺序为:野芭蕉群落(11.38 mg/g) > 崖豆藤群落(10.5 mg/g) > 白背桐群落(9.72 mg/g);(2)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量的月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;(3)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量随着土层深度增加而递减,且不同土层间差异显著;(4)土壤有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮和铵态氮显著影响土壤ROC含量的时空变化,而pH值与土壤ROC显著负相关。因此,土壤ROC对西双版纳热带森林群落演替具有敏感的响应,土壤总有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮、铵态氮及pH是土壤ROC时空变化的主控因素。

    • 凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响

      2019, 39(17):6264-6272. DOI: 10.5846/stxb201805251153

      摘要 (1158) HTML (136) PDF 1.53 M (938) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物分解是生态系统营养物质循环的核心过程,而土壤微生物群落在凋落物分解过程中扮演着极其重要且不可替代的角色。随着生物多样性的丧失日益严峻,探讨凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响,不仅有助于了解凋落物分解的内在机制,而且可为退化草原生态系统的恢复提供参考。以内蒙古呼伦贝尔草原退化恢复群落中的草本植物为研究对象,依据植物多度、盖度、频度和物种的重要值及其在群落中的恢复程度筛选出排序前4的羊草(Leymus chinensis)、茵陈蒿(Artemisia capillaris)、麻花头(Serratula centauroides)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)的凋落物为实验材料,通过设置3种凋落物多样性水平(1,2,4),包括11种凋落物组合(单物种凋落物共4种,两物种凋落物混合共6种,四物种凋落物混合共1种),利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法来研究分解60 d后凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)凋落物物种多样性仅对C残余率具有显著影响,表现在两物种混合凋落物C残余率显著低于单物种凋落物,而凋落物组成对所观测的4个凋落物分解参数(质量、C、N残余率以及C/N)均具有显著影响;(2)凋落物物种多样性对细菌(B)含量具有显著影响,而凋落物组成对真菌(F)含量具有显著影响,两者对F/B以及微生物总量均无显著影响;(3)冗余分析结果表明凋落物组成与凋落物分解相关指标(凋落物质量、C、N残余率及C/N)和土壤微生物(真菌、细菌含量)的相关关系高于凋落物多样性。(4)进一步建立结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)发现,凋落物初始C含量对凋落物质量、C、N残余率及C/N有显著正的直接影响;凋落物木质素含量对凋落物质量、C、N残余率有显著正的直接影响;凋落物初始N含量对N残余率有显著正的直接影响,而对C残余率及C/N有显著负的直接影响;凋落物初始C/N对凋落物质量、N残余率有显著正的直接影响,而对C/N有显著负的直接影响。此外,凋落物初始C、N、木质素含量及C/N均对真菌含量具有显著正影响,并可通过真菌对凋落物质量分解产生显著负的间接影响。以上结果表明该退化恢复区域优势种凋落物分解以初始C、木质素为主导,主要通过土壤真菌影响凋落物的分解进程,这将减缓凋落物的分解速率进而减慢草原生态系统的进程。这些结果为凋落物多样性及组成对自身分解和土壤微生物群落的影响提供了实验依据,也为进一步分析凋落物分解内在机制以及草原生态系统的恢复提供了数据参考。

    • 荒漠草原不同土壤条件下猪毛蒿幼苗种群的点格局分析

      2019, 39(17):6273-6281. DOI: 10.5846/stxb201804230924

      摘要 (775) HTML (114) PDF 2.43 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用摄影定位法测定了宁夏荒漠草原3种不同土壤条件下猪毛蒿(Artemisia scoparia)幼苗种群的空间格局,并应用完全空间随机模型、泊松聚块模型和嵌套双聚块模型对其分布格局进行了分析。结果表明:(1)在灰钙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在小尺度上(0-2.85m)表现为聚集分布,随着尺度的增大先呈现为随机分布(2.85-3.75 m),然后又呈现为均匀分布(3.75-5m);在风沙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在0-1.85 m之间表现为聚集分布,在1.85-2.35 m之间表现为随机分布,当尺度大于2.35 m时表现为均匀分布;而基岩风化残积土上的猪毛蒿幼苗种群在整个尺度上均呈现随机分布。(2)猪毛蒿种群幼苗在基岩风化残积土上符合泊松聚块模型,即猪毛蒿种群空间格局的聚块中不存在较高密度的小聚块;而在风沙土和灰钙土上则符合嵌套双聚块模型,即在大聚块中分布较高密度的小聚块。猪毛蒿幼苗种群空间格局的形成与土壤异质性存在着密切的联系,种群在空间中分布格局的形成机制可以通过种群空间格局的分析加以解释。

    • 荒漠草原区4种植物群落土壤种子库特征及其土壤理化性质

      2019, 39(17):6282-6292. DOI: 10.5846/stxb201712112227

      摘要 (966) HTML (112) PDF 2.70 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤种子库作为地上植被更新的潜在种源,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。以宁夏盐池县荒漠草原区4种植物群落为研究对象,通过对封育16年后植物群落土壤理化性质的变化与其土壤种子库的特征之间的关系的探讨,揭示荒漠草原植物群落的土壤种子库分布特征和演替趋势,以及土壤质量的改变如何影响土壤种子库特征。研究结果表明:(1)不同植物群落土壤种子库物种组成及种子密度不同,同一物种在不同植物群落土壤种子库中出现时种子密度也存在差异;禾本科、菊科、藜科植物种在4种植物群落土壤种子库中出现比例均较高,分别占到26.19%、21.43%和19.05%,占总物种数的66.7%;灰绿藜、冰草、碱蓬在4种植物群落土壤种子库中均有出现。(2)4种植物群落土壤种子库中多年生植物和一年生植物种子居多,灌木、半灌木植物种较少。(3)4种植物群落土壤种子库中物种数和种子密度均表现为:芨芨草群落 > 苦豆子群落 > 油蒿群落 > 盐爪爪群落;且随着土层的加深,4种植物群落土壤种子库中物种数和种子密度均呈递减趋势。(4)4种植物群落土壤种子库中Shannon-Wiener指数、Simpsin指数、Pielou指数和Patrick指数均表现为芨芨草群落 > 苦豆子群落 > 油蒿群落 > 盐爪爪群落。此外,芨芨草群落土壤种子库与油蒿群落土壤种子库相似性最高,油蒿群落与盐爪爪群落的最低。(5)土壤种子库物种多样性特征指数与土壤pH、含水量、碱解氮呈正相关,与土壤电导率呈负相关,其中土壤pH和电导率对种子库物种多样性的影响较大。荒漠草原封育以后,土壤种子库中植物种数、种子密度和物种多样性均呈增加趋势,且以多年生植物和一年生植物种子居多;禾本科和豆科植物的物种数和种子密度大于菊科和藜科,这表明围封后牧草品质改善,植物群落正向演替。

    • 基于CERES-Rice模型的湖南省一季稻极端高温损失评估及适应性措施

      2019, 39(17):6293-6303. DOI: 10.5846/stxb201804260948

      摘要 (861) HTML (115) PDF 2.33 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湖南省4个农业气象站点的一季稻为研究对象,基于1990-2012年逐日气象数据,精细的土壤以及田间管理记录,分析了过去23年极端高温的变化趋势,并利用校准后的CERES-Rice模型评价了高温热害的致损率,着重探讨了不同的适应性措施对缓解高温热害的作用,以期提出科学合理的减灾措施来保障我国的粮食安全。结果表明:(1)CERES-Rice能很好地捕捉本研究区不同天气和管理条件下的水稻物候期和产量,除桑植站开花期外,其余各参数的模拟误差均小于10%。(2)一季稻生育期内极端高温频发且在本世纪有增强趋势,灾损率由高到低依次为古丈 > 桑植 > 怀化 > 靖州,分别为10.4%,8.2%,7.5%和4%。随着气候变暖的加剧,一季稻生产将面临着日趋严重的高温热害风险。(3)选用耐高温品种产量最大可提升29.8%,但在极端高温年份,提高品种高温抗性的方法收效甚微。调节播种期会导致-25%-20%的产量波动,其中提前10 d或5 d种植均可缓解极端高温的危害。增加灌溉的贡献为1%-8%,其中6-8 cm灌水量效果最佳。极端高温期间增施氮肥的贡献稳定且显著,平均增产2%-20%,80-100 kg/hm2的施氮量能带来较为理想的避热增产效果。

    • 柳杉种植对黔西南喀斯特山区金发藓沼泽植物群落和储水功能的影响

      2019, 39(17):6304-6313. DOI: 10.5846/stxb201805040996

      摘要 (829) HTML (82) PDF 3.00 M (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:藓类沼泽对喀斯特山区生物多样性维持和水源涵养有重要作用,需加强人工林种植对喀斯特山区藓类沼泽生态功能影响的研究。以黔西南典型金发藓沼泽为研究对象,分析了人工柳杉林对林下金发藓植物群落和金发藓沼泽储水功能的影响。主要研究结果为:1)柳杉种植对金发藓植物群落有负面影响。随柳杉密度增加,林下金发藓植物群落的盖度、平均高度和物种多样性显著下降;2)表层土壤含水量是金发藓沼泽储水量的主要贡献者。柳杉种植显著提高了干季表层土壤的含水量,但高密度柳杉林显著降低了雨季表层土壤的含水量;柳杉种植未对干季金发藓含水量造成影响,低密度柳杉林显著提高了雨季金发藓植物的含水量;3)柳杉密度对金发藓沼泽生态系统储水量的影响存在明显季节差异:在雨季呈负影响,在干季呈正影响;4)柳杉种植有利于维持金发藓沼泽储水能力的稳定性,尤其是当柳杉密度较低时这种效果更明显。表明人工柳杉林对金发藓沼泽的影响是非线性的,合适密度的柳杉种植可提升金发藓沼泽的储水能力。

    • 基于云模型的鄱阳湖秋季周边湿地水体富营养化评价

      2019, 39(17):6314-6321. DOI: 10.5846/stxb201808221790

      摘要 (856) HTML (96) PDF 3.27 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水体富营养化评价过程中存在随机性和模糊性的特点,基于鄱阳湖周边湿地30个采样点的实测水质数据,选取叶绿素a(Chl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(CODMn)及透明度(SD)为水质评价因子,生成云模型对鄱阳湖周边湿地水体进行富营养化评价,并与综合营养状态指数评价结果进行比较。结果表明:两种方法的评价结果存在一定差异,但都反映了鄱阳湖周边湿地水体总体上处于轻度富营养化状态。该方法能为鄱阳湖湿地水体富营养化评价提供重要的方法和手段。

    • 流域水文变化对胡杨荒漠河岸林林窗及形成木特征的影响

      2019, 39(17):6322-6331. DOI: 10.5846/stxb201804140857

      摘要 (820) HTML (102) PDF 3.60 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:林窗作为森林生态系统得以长期维持的主要驱动力之一,能够促进森林的自然更新与演替、优化森林结构和养分循环,从而提高生物多样性及生态系统服务功能。基于塔里木河中游历年径流量、耗水量与地下水埋深等水文数据,利用回归模型、拟合优度t检验与种群结构动态定量相结合的方法,分析了研究区水文条件对胡杨荒漠河岸林林窗数量及其形成木种群结构与动态的影响。结果表明:1)1970年前塔里木河中游水量较为充足,在一定程度上可满足胡杨生存发育的需水量。自1980年来,塔里木河中游年径流量(R2=0.785,P < 0.01)与耗水量(R2=0.524,P < 0.01)呈明显减少趋势、地下水日益匮乏,其埋深呈直线下滑趋势(R2=0.8618,P < 0.01)。这导致河道两岸的胡杨林生态用水日益紧缺,从而引起胡杨林林窗现象频繁出现,尤其是在1997-2006年期间。2)随着中游年径流量与耗水量逐渐减少、地下水埋深逐渐增加,林窗内胡杨形成木数量则变为增长趋势。3)林窗形成木除1957-1966、1967-1976年属衰退型外,1977-1986、1987-1996、1997-2006和2007-2016年均呈现增长型特征。特别是林窗内胡杨形成木Ⅱ级幼龄树大幅度增加,其表现出胡杨林年龄结构的老龄化特征。4)由模型显示,林窗及其形成木数量与径流量之间存在显著性负相关,径流量降至17.81×108 m3时,林窗内的胡杨将面临高峰死亡。由此可知,在干旱区水文条件是决定胡杨生死的主导因子,也是塔里木河中游荒漠河岸林林窗形成的主要原因。

    • 昌岭山两个优势树种径向生长对气候变化的响应

      2019, 39(17):6332-6340. DOI: 10.5846/stxb201805181095

      摘要 (744) HTML (95) PDF 4.04 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:在气候变暖背景下,树木径向生长对气候变化的响应存在不稳定性。利用采自祁连山东部余脉昌岭山两个优势树种油松和青海云杉的树轮样芯,建立树轮宽度标准年表,通过分析树轮宽度年表与气候要素的相关关系,探讨两个树种径向生长对气候变化的响应。结果表明:(1)油松年表比青海云杉年表包含更多的气候信息,其平均敏感度、标准差、信噪比和样本对总体的代表性等统计量均高于青海云杉标准年表。(2)气候要素对不同树种径向生长限制程度不同,油松径向生长主要与降水(前一年9月和当年3-8月)和气温(前一年9月)有关,但对降水的响应更为敏感,而青海云杉径向生长则受到气温(当年9月)和降水(前一年9月、当年3月和7月)的共同作用。(3)气温突变后,油松和青海云杉年表与各气温要素的相关性显著增强,而青海云杉年表与气温要素的相关性变化更明显,指示了青海云杉径向生长对气温的响应更不稳定。(4)生长季平均最低气温的升高诱导的干旱胁迫是油松和青海云杉树木径向生长-气温响应变化的主要原因。

    • 红松种子园种群表型多样性研究

      2019, 39(17):6341-6348. DOI: 10.5846/stxb201805161087

      摘要 (813) HTML (92) PDF 1.15 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)不同种群的表型分化程度和变异规律,以吉林省露水河红松种子园6个种群红松为研究对象,采用巢式方差分析、多重比较、变异系数和聚类分析等方法对红松的叶片、球果和种子共15个表型性状进行了系统分析。结果表明:(1)红松15个表型性状在种群间和种群内均存在着极显著的差异,红松种群遗变异比较丰富,在松属植物中属于中等水平,其中纬度最低的露水河种群在其中10个表型性状均值上表现出最高值;(2)红松种群间的表型分化系数(Vst)均值为12.39%,种群内的变异(87.61%)大于种群间的变异(12.39%),种群内的变异是主要变异来源;(3)各表型性状平均变异系数为13.28%,变幅为6.16%-31.48%,叶片、球果、种子的平均变异系数依次为:球果17.86% > 针叶11.19% > 种子9.87%,种子性状最小,成为最稳定的表型性状,带岭和丰林种群表型性状遗传多样性要高于其他种群;(4)利用欧氏平均距离对红松种群进行UPGMA聚类分析,红松种群的表型性状按照地理距离而聚类,可将红松种子园6个种群分为4类,其表型性状跟地形(东北山脉)有一定的契合。红松种群具有中等水平的表型遗传多样性,种群间和种群内均存在丰富的表型变异,研究结果为顺利开展红松种质资源收集、保存,以及良种选育等工作提供依据。

    • 垂丝海棠应对盐碱复合胁迫的生理响应

      2019, 39(17):6349-6361. DOI: 10.5846/stxb201804230919

      摘要 (723) HTML (142) PDF 6.22 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐碱复合胁迫是影响植物生长的主要环境因子。为了探究垂丝海棠(Malus halliana Koehen)响应盐碱复合胁迫的生理特性,利用主成分分析法明确耐盐碱阈值,以2年生垂丝海棠苗为试材,将NaCl与NaHCO3按1:1的比例混合,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟5种不同浓度(0、50、100、150、200 mmol/L)盐碱复合胁迫对其光合色素、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质的影响,并对其相关指标进行相关性和主成分分析。结果表明,随着胁迫强度的增大,叶绿素(Chl T)合成受阻,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、叶片含水量(WC)下降,最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际化学效率(φPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)被抑制;类胡萝卜素(Car)含量、水分利用效率(WUE)、电解质外渗率、非调节性能量耗散(Y(NO))升高;胁迫40 d时,初始荧光(F0)显著升高,而调节性能量耗散Y(NPQ)、非光化学荧光淬灭系数(qN)急剧降低;脯氨酸、可溶性糖、有机酸显著积累,并在100 mmol/L浓度下达到峰值。植株的PnGsCi、ETR、φPSⅡ呈极显著正相关,与Tr、WC、qP、Chl T呈显著正相关,与电导率、脯氨酸、Y(NO)呈显著负相关。因此,盐碱复合胁迫下,垂丝海棠叶片主要通过降低GsCiTr、WC,提高WUE、大量积累渗透调节物质、启动热耗散机制来保持光合系统伤害与修复的动态平衡。根据主成分分析法,浓度100 mmol/L为耐盐碱阈值,同时GsCiTr、Chl T、ETR、φPSⅡ、Y(NO)、WC、qP、电解质渗透率、脯氨酸可作为评价垂丝海棠耐盐碱能力的有效指标。

    • 1992-2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间关联动态

      2019, 39(17):6362-6371. DOI: 10.5846/stxb201804030753

      摘要 (668) HTML (96) PDF 1.13 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:季风常绿阔叶林是我国南亚热带地区的地带性植被,有研究表明过去23年其群落结构和物种组成发生了很大变化,但对群落种间关系的动态变化还缺乏了解。该研究利用鼎湖山季风常绿阔叶林1 hm2监测样地7次群落调查数据,采用方差比率和Spearman秩相关分析的方法,对1992-2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间关系的长期动态变化进行了分析。结果表明:从1992年到2015年,群落方差比率都显著(P < 0.05)大于1,但方差比率总体呈显著下降趋势(R2=0.93,P < 0.001),显著正联结种对数显著减少,显著负联结种对数显著增多,群落正联结关系减弱;群落各垂直层次内和垂直层次之间显著正联结种对数呈显著下降趋势(P < 0.001),种间的正关联关系减弱;香楠(Aidia canthioides)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)、光叶红豆(Ormosia glaberrima)等树种能够和大多数物种长时间稳定共存,在季风常绿阔叶林群落结构中可能具有重要地位和作用,可以作为华南地区生态恢复、林业种植的搭配树种。总的来说,1992-2015年,鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间正联结关系减弱,负联结关系增强,导致群落种间关联愈加松散,群落稳定性下降。

    • 辽西低山丘陵区不同年龄荆条冠层截留降雨模拟实验研究

      2019, 39(17):6372-6380. DOI: 10.5846/stxb201803150516

      摘要 (690) HTML (96) PDF 3.28 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示辽西低山丘陵区不同年龄荆条冠层降雨截留的变化规律,采用人工模拟降雨动态监测荆条冠层降雨截留情况,并建立了经验模型。结果表明:荆条冠层未截留量与降雨量呈线性显著正相关,且随年龄增加,未截留量的增加速率减小;250 min时未截留率趋向稳定为1年生91.87% > 2年生89.75% > 3年生85.08% > 4年生79.00%,未截留率与降雨量显著正相关;荆条截留量随着降雨量的增加而增加,在250 min时4年生为(5.25±0.49)mm > 3年生(3.73±0.65)mm > 2年生(2.60±0.23)mm > 1年生(1.93±0.55)mm,且1、2年生荆条截留量趋向稳定;250 min后冠层截留率逐渐变小并趋向稳定值,4年生21.00% > 3年生14.92% > 2年生10.25% > 1年生8.13%;荆条附加截留量4年生为(0.27±0.03)mm > 3年生(0.17±0.04)mm > 2年生(0.14±0.01)mm > 1年生(0.09±0.02)mm。揭示了不同年龄荆条冠层截留降雨的基本规律,验证了附加截留量,为进一步研究荆条的生态水文效应提供了科学的理论依据,对水土保持树种优选和辽西地区水土流失治理具有一定的指导意义。

    • 宁夏沙坡头干旱沙漠自然保护区生态系统稳定性评估

      2019, 39(17):6381-6392. DOI: 10.5846/stxb201804140856

      摘要 (833) HTML (101) PDF 4.84 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:稳定性是生态系统的基本特征之一,也是决定生态系统兴亡的重要特征。宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区是位于干旱沙漠区以荒漠为背景的自然保护区,具有脆弱性(生态与环境)、过渡性(草原向荒漠、沙漠向城市)与复合性(自然与人工生态系统并存)的特点,对其进行生态系统稳定性评估研究,对于维护腾格里沙漠西南缘生态安全和实现宁夏中卫市社会经济持续健康发展具有重要意义。在总结国内外生态系统稳定性评估研究基础上,基于稳定性三维内涵(恢复力稳定性、抵抗力稳定性和演替稳定性)、评估指标构建(原则与逻辑框架及指标体系)、评估方法确立(红绿灯综合评估法)等,针对性地开展沙坡头国家级自然保护区生态稳定性示范性评估,发现:1)近20年19个单项指标中,多数指标情况趋于变好,少部分进一步恶化,保持基本稳定仅两个。2)影响生态系统稳定性的要素由群落组成为主转变为以生境条件为主;2001年、2005年、2007年、2010年、2012年和2014年6个关键年份中,生态系统稳定性3个内涵对稳定性的贡献基本以抵抗力稳定性或恢复力稳定性为主。3)保护区整体生态稳定指数ESI由0.41增至0.661,稳定状态从临界到稳定,总体上保护区生态系统稳定性增强。这主要得益于长期的治沙防沙与生态修复工程实施、大规模推沙造林、各种生态监测和维护、大规模取黄河水灌溉等。

    • 粤港澳大湾区生态系统服务识别、分类及制图

      2019, 39(17):6393-6403. DOI: 10.5846/stxb201805231130

      摘要 (1493) HTML (111) PDF 20.90 M (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带生态系统服务识别、分类与制图是合理利用海岸带自然资源,协调海岸带开发与保护矛盾的重要基础。现有生态系统服务分类方法在海岸带应用存在一定的局限性。在前人研究的基础上,以我国城市化和工业化水平较高的粤港澳大湾区为研究区,对该区域海岸带生态系统服务进行识别、分类,并在此基础上使用地图大数据与遥感解译的土地利用数据对海岸带生态系统服务进行了制图。共识别出35种海岸带生态系统服务,并对其中的31种服务进行制图。结果表明,建立的这套方法能较为系统地展示粤港澳大湾区生态系统服务的类型及空间分布特征。具体而言,该区域供给服务和文化服务在城市中心区较为集中,而调节服务多分布于城市周边。对识别的生态系统服务进行综合叠加分析,可将研究区分为文化服务主体区、供给服务主体区、调节服务主体区。建立的海岸带生态系统服务识别、分类体系和制图方法可操作性强,能为我国海岸带生态系统的保育、修复和重建提供科学基础。

    • 鄱阳湖地区多尺度流域水体重金属输送特征及其污染风险评价

      2019, 39(17):6404-6415. DOI: 10.5846/stxb201809282119

      摘要 (807) HTML (120) PDF 8.52 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄱阳湖流域的生态健康是维系长江下游区域生态安全的重要保障,而流域内丰富的重金属矿排放的工业废水会对流域生态健康产生巨大威胁。通过对不同级别河流水体中8种重金属(As、Cr、Fe、Mn、Mo、Pb、Se和V)的浓度进行监测,分析和探讨鄱阳湖流域河流重金属污染状况、来源及迁移输出特征,评估通江河流重金属迁移运输对鄱阳湖流域生态健康的影响。研究结果表明:鄱阳湖流域内梅罗综合污染指数平均值为2.67,属于中度污染,丰水期污染情况较为严重,污染指数在4.14-4.74之间,处于重度污染水平,水体主要污染元素是V和Se,V的最大浓度达331.90 μg/L,超过国家水质标准(50 μg/L)6.64倍。重金属浓度和由季节差异造成的水文特征变化是控制流域重金属输出通量的主要原因,而小流域的重金属输出通量对丰枯水期的响应更为敏感。香溪对架竹河、架竹河对赣江以及赣江对鄱阳湖的重金属输出通量分别为7.30 kg/km2、4.06 kg/km2和28.10 kg/km2。不同尺度流域对下游的重金属输出贡献率与径流量相关,丰水期,香溪流域对下游架竹河流域重金属输出的贡献率为1.10%,架竹河对赣江的贡献率为0.02%,而在枯水期,上述贡献率分别为1.61%和0.02%。主成分分析表明鄱阳湖流域水体溶解态重金属的主要污染来源为工业采矿,因此,在预防和治理鄱阳湖流域水体重金属污染问题时,应重点控制工业污染来源。

    • 初夏渤海湾初级生产力分布特征及影响因素

      2019, 39(17):6416-6424. DOI: 10.5846/stxb201808031655

      摘要 (804) HTML (125) PDF 5.39 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据2016年初夏在渤海湾周边重要经济开发区外海域所进行的调查和研究数据进行分析,利用稳定同位素13C示踪技术估算海域内初级生产力(Primary Productivity,PP)等,同时结合叶绿素a(Chlorophyll-a,Chl a),营养盐以及透明度等水文环境参数,深入分析和探讨初夏渤海湾环境特征对浮游植物生物量(Chl a)和初级生产力的影响。结果表明:受陆地径流和渤海中部冷流输入等因素的影响,调查海域呈现3个温盐特征差异显著的海区,即近岸高温低盐海区、中部高温高盐海区和湾口低温高盐海区。Chl a受温度和营养盐等因素影响整体呈现近岸高湾口低、表层高底层低的分布特征,含量变化范围为1.27-20.82 mg/m3;在近岸营养盐含量充足,温度适宜,浮游植物生产旺盛,Chl a平均含量达(8.37±2.90)mg/m3,其中表层近27.5%水样中含量超10 mg/m3,存在发生赤潮的风险。而在中部和湾口区域受营养盐限制和温度的影响,Chl a含量远低于近岸。PP整体水平在44.79-792.73 mg C m-3 d-1之间,平均为(144.13±137.79)mg C m-3 d-1。其中近岸营养盐含量充足浮游植物生长旺盛,初级生产力水平较高,而中部和湾口海域受营养盐和温度的限制,初级生产力水平较低。初级生产力指数I(同化系数)变化范围在0.79-5.90 mg C/(mg Chl a·h)之间,平均为(3.40±1.33)mg C/(mg Chl a·h)。利用标准深度积分模型对水柱初级生产力(Depth-integrated primary productivity,∑PP)进行估算,结果表明其范围在56.88-772.31 mg C m-2 d-1之间,平均为(232.26±126.47)mg C m-2 d-1,近岸受陆源输入影响Chl a较高,在天津海河口和黄骅市排污河外出现高值点,受透明度的影响,中部和湾口部分站点出现高生产力区。

    • 高体鳑鲏化学预警响应与“个性”行为的关联

      2019, 39(17):6425-6432. DOI: 10.5846/stxb201808191764

      摘要 (609) HTML (124) PDF 3.48 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:化学通讯是水生动物最原始、最普遍和最主要的通讯方式之一。对捕食风险源的回避可以使猎物减少被捕食风险,但如果出现的化学信息并不代表真正的威胁,那么就会导致猎物减少觅食或求偶的机会,从而降低适合度。因此基于能量代价-生态收益的权衡可能导致动物行为决策与化学通讯模式的分化。"个性"行为(Personality)已被证实与动物的行为决定有关,然而,有关鱼类化学预警通讯与"个性"行为关联的研究至今鲜见报道。推测:"个性"行为是鱼类的化学通讯模式多样化的重要内因。采捕了广泛分布于我国淡水水域的野生高体鳑鲏(Rhodeus ocellatus)并于半自然状态下探究了:(1)实验鱼对不同化学信息(池水对照组、柠檬新奇信息组、高浓度和低浓度化学预警信息(Chemical alarm cues,CAC)组)的行为响应,(2)实验鱼在新异环境(被转入新栖息地)、新异刺激(新异物理刺激)、新异食物资源下的"个性"行为及其与化学预警响应的关联。结果发现:(1)不同溶液化学信息对实验鱼静止时间与爆发游泳的变化以及摄食个体的比例等参数均有显著影响(P < 0.05)。其中,柠檬组(未知"假风险")与对照组相比无显著差异(P > 0.05),实验鱼对不同浓度CAC(已知"真风险")表现出不同程度的行为响应,高浓度和低浓度CAC均导致摄食个体比例下降(P < 0.05),但只有高浓度CAC导致静止时间和爆发游泳的变化增加(P < 0.05)。可见,实验鱼对外源化学信息有准确高效的行为应答。(2)实验鱼静止时间比对不同溶液化学预警响应的变化与新异刺激下的活跃性显著负相关(P < 0.05),但与新异环境下的活跃性无关(P > 0.05),提示"个性"行为与化学预警响应有关但这种关联可能又有一定的环境依赖性(例如测试环境的稳定性与可预测性)。

    • 海州湾秋季小眼绿鳍鱼摄食习性的空间异质性

      2019, 39(17):6433-6442. DOI: 10.5846/stxb201805151072

      摘要 (727) HTML (113) PDF 3.60 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究海州湾小眼绿鳍鱼摄食习性的空间异质性,对于海州湾食物网构建和资源保护具有重要意义。根据2011及2013-2016年秋季在海州湾海域进行的渔业资源底拖网调查数据,结合小眼绿鳍鱼(Chelidonichthys spinosus)的空间分布特征及其胃含物样品的分析结果,研究了海州湾小眼绿鳍鱼的摄食热点海域及其摄食习性的空间异质性。结果表明,小眼绿鳍鱼是海州湾秋季底层鱼类群落中的优势鱼种,且各年均主要分布在海州湾35 °N附近及以北海域。细螯虾(Leptochela gracilis)、戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)和疣背宽额虾(Latreutes planirostris)是小眼绿鳍鱼最重要的三种饵料生物。研究发现,海州湾小眼绿鳍鱼的摄食热点海域主要集中在30 m等深线附近,且尚未呈现出明显的年间变化趋势。根据各站位小眼绿鳍鱼食物组成的相似性,将调查海域划分为两个区域,即近岸区和远岸区,近岸区小眼绿鳍鱼的体长和体重均显著小于远岸区(P < 0.05),小眼绿鳍鱼在近岸区主要摄食细螯虾和疣背宽额虾,在远岸区则主要摄食戴氏赤虾。近岸区小眼绿鳍鱼的空胃率显著小于远岸区(P < 0.05),条件指数显著大于远岸区(P < 0.05),平均胃饱满指数大于远岸区,但尚未呈现出显著差异(P > 0.05),表明海州湾秋季小眼绿鳍鱼的摄食习性存在明显的空间异质性。

    • 猫儿山小鲵(Hynobius maoershanensis)繁殖期生境选择

      2019, 39(17):6443-6451. DOI: 10.5846/stxb201804270953

      摘要 (1176) HTML (113) PDF 1.05 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:在广西猫儿山自然保护区的山顶湖、三江源、野人湖等地区,基于植被类型、水体类型、岸边条件、卵袋悬挂物、水中覆盖物、人为干扰程度等20种生境因子,通过61个样方(26个选择样方和35个对照样方),对猫儿山小鲵繁殖期的生境选择做进行了研究,并得出以下4个主要结论:(1)在基于描述型生态因子的研究中,结果显示选择样方与对照样方在水体类型、岸边条件、水中覆盖物3种因子上差异显著,而植被类型、卵袋悬挂物、人为干扰程度3种生态因子对其生境选择无显著影响。(2)基于14种数值型生态因子的研究结果显示,选择样方和对照样方间的植被盖度、水体面积、水体流速和水底泥沙比方面具有显著差异。植被盖度较低、水体面积较大的水域、水体流速低和水底泥沙比较低的水域是猫儿山小鲵的优选繁殖地。(3)基于14种数值型生态因子的逐步判别表明,通过植被盖度和水底泥沙比2个生态因子可分辨选择样方和对照样方,正确判别率达80.3%,且对于检验也具有最大的贡献值,分别为0.840和0.622。(4)对猫儿山小鲵卵袋对数和14种数值型生态因子的逐步回归分析结果显示猫儿山小鲵在繁殖期生境选择与地表湿度显著正相关,与植被盖度呈显著负相关,高地表湿度和低植被盖度对猫儿山小鲵的产卵量起促进作用。猫儿山小鲵繁殖期间偏好的微生境为较低植被盖度、较大面积水体和较低流速、低水底泥沙、多水中覆盖物、复杂岸边条件的静水型水塘,与选择偏好的微生境相关的生态因子是猫儿山小鲵繁殖期生境选择的主要因子。

    • 坡向尺度差异对大理苍山捕食线虫真菌分布格局的影响

      2019, 39(17):6452-6459. DOI: 10.5846/stxb201809282113

      摘要 (837) HTML (98) PDF 5.71 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解大理苍山地区不同尺度坡向上捕食线虫真菌的分布格局及其驱动因素,利用系统采样法对大理苍山东、西坡及其次级南、北坡的捕食线虫真菌进行调查。按照五点采样法采集苍山东、西坡及其次级南、北坡土壤样品共300份。采用传统方法对捕食线虫真菌进行分离纯化,结合形态特征和分子生物学方法鉴定所得菌株,按照新分类系统进行分类,鉴定为3属12种57株捕食线虫真菌。结果表明:苍山各尺度坡向捕食线虫真菌检出率和多样性指数均是西坡大于东坡,次级南坡大于次级北坡。次级南、北坡向间捕食线虫真菌群落差异大于东、西坡向间;西坡次级南、北坡向间的群落差异最大;东、西坡向的次级南坡向间群落差异也较大;东坡次级北坡与西坡次级北坡间的群落最为相似。产黏性菌网的Arthrobotrys属、产黏性球和黏性分枝的Dactylellina属在东、西坡及其次级南、北坡间均有分布,而产收缩环的Drechslerella属仅在西坡有分布。因此,坡向是影响苍山捕食线虫真菌空间分布格局的驱动因子之一,不同尺度坡向上捕食线虫真菌分布格局存在差异;次级南、北坡间捕食线虫真菌群落差异性比东、西坡间大,小尺度坡向间地理屏障对捕食线虫真菌分布格局的影响大于大尺度坡向间环境异质性的作用;环境筛选和扩散限制均会影响到捕食线虫真菌的群落构建过程。

    • 城市生态空间多元综合识别研究——以杭州市为例

      2019, 39(17):6460-6468. DOI: 10.5846/stxb201804100817

      摘要 (869) HTML (102) PDF 7.83 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市生态空间是维护城市生态安全和提供持续生态服务的基本保障。以杭州市为研究区,从城市生态斑块的自然、人工以及自然-人工交互的属性特征3个方面选取了12个评价因子建立辨识指标体系,采用空间加权叠加的方法评价生态空间强度并识别核心型、辅助型、底线型生态空间和非生态空间4种类型。研究表明:(1)建立的辨识体系较好地反映了城市生态空间分布情况,适用于城市生态空间识别;(2)核心生态空间以林地为主要用地类型,集中分布在城市西翼,辅助型生态空间围绕核心生态空间周边。两类生态空间分别占总面积的21.28%、20.33%。(3)杭州市生态空间在分布上呈现出局部聚集的特征。以北部余杭区分布最为集中,且斑块连通度较高。城市不同区域生态空间分布特征具有较大差异性,针对其空间分布与生态功能提出不同的管理建设措施,能够为研究区未来的生态基础设施建设与维护提供科学依据。

    • 城市生态环境损害鉴定评估监测体系研究

      2019, 39(17):6469-6476. DOI: 10.5846/stxb201802090352

      摘要 (980) HTML (103) PDF 1.86 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国城市生态环境损害事件频发,不但造成大气、地表水、地下水、土壤等环境质量下降,也造成城市生态系统结构和功能的退化,推进生态环境损害赔偿制度势在必行。由于城市生态系统的复杂性和特殊性,确认环境损害行为、说清因果关系、判定损害程度和计算赔偿金额等环节难度均比较大,开展城市生态环境损害鉴定评估技术研究迫在眉睫。根据城市地理学和城市生态学相关理论,在分析城市生态环境损害概念和特征基础上,从城市生态系统完整性角度出发,结合实例构建了一套测度城市生态系统损害状态监测的样方体系,通过形成城市生态环境整体水平评估框架为综合判定城市生态环境基线奠定基础;进一步提出充分利用既有生态观测样方、环境监测站点和社会公众参与式数据共享策略,以提高现场勘察效率、降低鉴定评估成本和提高评估结果质量的方法。研究所形成的样方体系、监测策略和方法对我国城市生态环境损害鉴定评估工作业务化具有指导意义。

    • 济南市森林生态系统服务功能空间格局研究

      2019, 39(17):6477-6486. DOI: 10.5846/stxb201801180132

      摘要 (817) HTML (101) PDF 7.24 M (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林生态系统服务同人类福祉密不可分,日益成为全球经济的重要组成部分。依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),以济南市森林生态系统为研究对象,对济南市森林生态系统服务功能进行量化评估,得出济南市年森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护、森林游憩的价值为264.41亿元,其中涵养水源、固碳释氧、生物多样性保护排在前3位;各区/县年森林生态系统服务功能价值量排序为:历城区 > 长清区 > 章丘市 > 平阴县 > 商河县 > 济阳县 > 市中区 > 天桥区 > 历下区 > 槐荫区;除森林防护功能以外,其他各项森林生态系统服务功能价值量的空间格局分布大体上均呈现南部 > 北部 > 中部的趋势。

    • 基于能值分析的环太湖城市群生态经济系统可持续发展研究

      2019, 39(17):6487-6499. DOI: 10.5846/stxb201801050028

      摘要 (834) HTML (100) PDF 1.87 M (540) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用能值理论与分析方法,研究2015年环太湖城市群生态经济系统的能值流量,并构建多维度的生态经济系统指标体系,综合评价环太湖城市群可持续发展程度和健康水平。研究结果表明:(1)可更新资源利用不足,在能值利用总量中占比最大值仅为7.95%;(2)不可更新资源消耗过度,在能值利用总量中占比最小值达到56.95%;(3)(除苏州市外)可更新资源产品中肉类与水产品占比最小值已达63.08%,急需对传统的农业结构进行调整;(4)不可更新资源产品均以水泥和钢铁为主,占比最小值已达88.02%,应该加快传统的工业转型升级;(5)输入能值占比最大值仅为36.27%,商品进出口呈现贸易顺差,对外经济开放仍有发展空间;(6)废弃物与可更新能值比率最大值仅为12.8%,废弃物能值比最小值仅为0.19%,废弃物排放和利用水平有待提高;(7)湖州市可持续指标ESI和能值可持续发展指标EISD为1.59和2.99,在环太湖城市群中更具可持续发展潜力;(8)苏州市健康能值指数EUEHI和改进的健康能值指数EUEHI'为8.22和1.65,在环太湖城市群中健康水平较低。据此结果提出了有助于环太湖城市群经济社会发展与自然生态环境和谐共赢的可持续发展对策。

    • 基于光纤测温技术的城市地表温度精细化分析

      2019, 39(17):6500-6509. DOI: 10.5846/stxb201802060310

      摘要 (661) HTML (120) PDF 2.68 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市景观空间构型与热岛效应关联性较强,研究高时空分辨率的城市不同下垫面地表温度变化,可以更加精细地掌握城市热环境的时空特征。光纤温度传感系统具有实时在线、测温精度高和不受电磁干扰等优点,具备实时、在线、连续开展城市地表温度在线监测的能力。在北京市通州某园区内,选择有太阳辐射的4个时段,对多种类型下垫面的地表温度进行了时间间隔为1 min、空间间隔为1 m的连续4 h、总长度为100 m的实时在线监测。通过对监测时间段内不同类型下垫面地表温度的变化分析,发现这种分布式光纤测温系统能够有效辨识小尺度下地表温度的时间变化性和空间变化性,能有效区分透水和不透水地面,并监测和评估沥青马路地表温度的升温速率以及遮荫效果对地表温度的降温作用。同时,这种监测模式获取的数据能够对地表温度空间序列开展自相关分析,进一步验证了地表温度空间序列在较小尺度上仍然具有自相关性,且距离越近,相关性越大。研究同时表明,光纤测温技术能直接地获取城市热环境的现场真实数据,可以有效应用于小尺度城市热环境的观测与研究。

    • 高寒草甸草原景观格局动态演变及其驱动机制

      2019, 39(17):6510-6521. DOI: 10.5846/stxb201801260210

      摘要 (887) HTML (109) PDF 4.61 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒草甸是高寒地区重要的生态屏障和畜牧业基地,脆弱的生态环境极易受到自然和人类活动的影响。为了探究高寒草甸景观格局变化及其驱动力,以多期遥感影像和统计数据为基础数据,在遥感和GIS技术支持下,在利用景观格局指数模型来分析研究区景观格局动态演变的基础上,运用Logistic回归模型从空间角度分析了研究区重要景观演变的驱动力。结果表明:(1)研究区植被覆盖面积所占比例始终维持在80%以上,各景观类型结构变化较为明显;(2)2000-2016年高寒草甸景观类型面积变化较大,其他草甸、旱地和建设用地的面积持续增加,并且年变化速率加快,灌木林地、灌丛草甸和水域面积持续减少;各类景观面积年变化率增大,2000-2009年高寒草甸景观面积年变化率为1.118%,2009-2016年景观面积年变化率为2.067%,每年发生类型转化的景观面积约为0.691×104 hm2,5大类景观转移变化面积不大,但各小类景观的转换现象很明显。(3)景观水平上的景观指数变化反映出2000-2009年景观破碎化程度较强,2009-2016年景观状态得到优化,整体趋向于整合;斑块水平上的景观指数变化反映出不同斑块类型格局差异性较大,变化特征明显。(4)海拔与坡度因子对一级分类草地景观及其二级分类灌丛草甸和其他草甸演变的影响较为显著,植被覆盖度因子对草地景观演变存在显著影响,而距离因子对灌丛草甸和其他草甸演变的影响较为显著。人文驱动因素对草原生态及景观演替起到了加速推动作用,其中,政策因素在保护和修复高寒草甸生态系统上起到了至关重要作用。

    • 南方丘陵区耕地景观生态安全影响因素及其空间差异

      2019, 39(17):6522-6533. DOI: 10.5846/stxb201804210908

      摘要 (851) HTML (95) PDF 17.94 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建耕地景观生态安全格局是抵御区域耕地生态风险,保障耕地生态质量的重要举措。研究以南方丘陵区典型县-奉新县为研究区,选取部分景观格局指数构建南方丘陵区耕地景观生态安全评价模型,分析了县域尺度耕地景观生态安全状况及其空间聚集特征,并尝试应用地理加权回归模型探究自然和社会经济因素对区域耕地景观生态安全影响作用的空间地域差异。结果表明:耕地景观生态安全处于"危险"状态的行政村占研究区总数的12.92%,区域耕地景观生态安全问题存在明显的空间聚集性;地理加权回归模型较传统全局回归模型有较好的拟合优度,可以较好地揭示影响因素作用的地域差异;自然,社会经济因素对耕地景观生态安全的影响具有显著的空间非平稳性,依据影响因素作用强度的地域差异可以将研究区划分为距居民点的距离、地形位指数、年平均降雨量负向影响区和人口密度正向影响区。研究为确定耕地景观生态安全干扰来源及探究耕地保护对策如何落实到空间地域上提供了参考依据。

    • 天津滨海新区湿地景观连接度距离阈值研究

      2019, 39(17):6534-6544. DOI: 10.5846/stxb201804190897

      摘要 (750) HTML (129) PDF 8.29 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:在应用景观连接度研究景观格局变化时,选择适宜的距离阈值是关键。适宜的距离阈值有利于识别景观中的关键斑块并及时发现连接脆弱的区域,对景观格局动态分析、生态恢复研究等均具有重要意义。以天津市滨海新区湿地生态系统为研究对象,将研究区域划分为不同的焦点景观,焦点景观是依据研究区域栖息候鸟的生境面积而划分的面积大小相同的区域,并通过ArcGIS中的泰森多边形分析实现,焦点景观分析可为面积更大、结构更加复杂的景观分析提供新的思路。文章选取斑块间链接数(NL)、组分数(NC)、等效连接面积指数(ECA)、景观巧合概率指数(LCP)来表征景观连接度,设定100、200、400、600、800、1000、1500、2000、3000、5000、8000 m共11个距离阈值,探讨不同距离阈值下各指数的变化规律,对比分析研究区域整体景观斑块和焦点景观内各斑块的连接度指数随距离阈值变化的异同,最终确定研究区域最佳距离阈值。结果表明:(1)各焦点景观内斑块的景观连接度指数随距离阈值的变化趋势与研究区域整体景观斑块相似且对应的最佳距离阈值相同;(2)天津市滨海新区湿地景观连接度距离阈值的适宜范围是400-800 m,该区间内进行景观格局分析研究能够较为真实的反映出研究区域实际景观状况;(3)通过进一步研究,最终确定400 m为天津滨海新区湿地景观连接度最佳距离阈值。研究结果可为天津市滨海新区湿地景观研究提供参考,在实际研究中距离阈值的选择可根据具体研究目标、研究层次需求等进行适当调整。

    • 砾石对红壤工程堆积体边坡径流产沙的影响

      2019, 39(17):6545-6556. DOI: 10.5846/stxb201805301191

      摘要 (837) HTML (102) PDF 1.64 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究砾石对红壤工程堆积体边坡降雨侵蚀的影响,基于室内模拟降雨试验,在1.0、1.5、2.0、2.5 mm/min雨强条件下,以土质边坡为对照,研究了10%、20%和30%的砾石质量分数红壤工程堆积体边坡的径流特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明:1)砾石质量分数对稳定径流强度的影响存在阈值,在雨强 > 1.0 mm/min时稳定径流强度随砾石质量分数的增加先减小后增大,在1.0 mm/min雨强时则表现为先增大后减小,且均在10%砾石质量分数下达到极值;2)雨强1.0 mm/min时,径流为缓流,砾石促进径流流动,使弗汝德数增大24.5%-87.8%,雨强2.0、2.5 mm/min时,径流为急流,砾石延缓径流流动,使弗汝德数降低4.2%-13.0%;3)侵蚀速率随产流历时变化过程受砾石质量分数和雨强的影响,雨强越大,砾石质量分数越低,边坡越易发生细沟侵蚀且伴随重力崩塌现象,侵蚀速率呈多峰多谷变化趋势;4)1.0 mm/min雨强时,砾石存在加剧了土壤侵蚀,产沙增幅达28.7%-50.5%;雨强 > 1.0 mm/min时,砾石减沙效益为5.0%-64.4%;5)径流功率是描述红壤工程堆积体侵蚀动力机制最优参数,其可蚀性参数及发生侵蚀临界径流功率从大到小对应的砾石质量分数均为10%、0、20%和30%。研究成果可为红壤区开发建设项目水土流失治理及侵蚀预测模型提供科学依据。

    • 石化基地生态环境系统脆弱性演化机理——以连云港为例

      2019, 39(17):6557-6566. DOI: 10.5846/stxb201809101939

      摘要 (740) HTML (83) PDF 4.22 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过梳理国内外文献,挖掘脆弱性本质,提出普遍适用于生态系统脆弱性的PIR理论框架,并从人-环境耦合角度构建演化模型探究石化基地生态环境系统脆弱性演化机理。研究发现:生态系统脆弱性来源于压力扰动,体现在暴露性与敏感性的联合效应,而最终取决于弹性应对影响的状态。石化基地是一个多层次闭环系统,在压力影响下,暴露性、敏感性及弹性彼此间的双重导向作用决定着脆弱性的演化进程;内外部人文与环境因素变化是脆弱性的潜在驱动力,而压力源增多、暴露比例扩大、敏感性上升、弹性退化以及缺乏环境治理能力是加剧脆弱性的具体表征。以欠发达地区连云港石化基地为例,模拟其系统脆弱性演化过程,并从压力、暴露性、敏感性、自我恢复能力和人工修复能力方面构建评价指标体系。结论与建议不仅对石化基地所在欠发达地区的可持续发展具有启示意义,还为其生态环境系统脆弱性的进一步评价提供理论依据。

    • >专论与综述
    • 土地退化过程、机制与影响——以土地退化与恢复专题评估报告为基础

      2019, 39(17):6567-6575. DOI: 10.5846/stxb201805231137

      摘要 (1138) HTML (88) PDF 2.16 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地退化已成为威胁32亿人口福祉的全球性重大环境问题之一,近年来受到UN、IPBES、IPCC等组织的广泛关注。然而,当前的土地退化研究中,还存在概念不清、过程和机理不明、影响认识不彻底等问题,因此,厘清土地退化的概念、过程和机制是防止土地退化和恢复退化土地的关键。以生物多样性和生态系统服务政府间科学-政策平台(IPBES)土地退化与恢复专题评估报告为基础,剖析了土地退化的概念、过程、机制及影响:土地退化过程受自然环境和人类活动两大因素驱动,退化过程包括疑似退化、历史退化、敏感退化、弹性退化、持续退化和永久退化6种状态;土地退化类型可根据土地利用类型分为城市土地退化、农田退化、森林与草地退化、湿地退化等;土地退化具有多重影响,包括威胁食物和水安全,影响生物多样性及生态系统服务,引发地区冲突、大规模人口迁徙和疾病传播,加剧贫困及全球气候变化。土地退化过程、机制及影响的审视将为我国沙漠化、石漠化等土地退化的进一步研究提供理论指导,并为我国"山水林田湖草"土地系统的统筹治理和"美丽中国"、"生态文明"建设提供决策支持。

主编:傅伯杰

创刊:1981

国际标准刊号:ISSN 1000-0933

国内统一刊号:CN 11-2031/Q

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