• 2020年第40卷第18期文章目次
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      2020, 40(18):0-0.

      摘要 (509) HTML (0) PDF 2.49 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >典型高寒草地演变与利用管理专题
    • 青藏高原沼泽湿地植被NDVI时空变化及其对气候变化的响应

      2020, 40(18):6259-6268. DOI: 10.5846/stxb202003140533

      摘要 (1131) HTML (100) PDF 10.21 M (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2000-2017年逐旬MODIS NDVI数据和逐月气温、降水数据,分析了青藏高原不同类型沼泽湿地植被生长季NDVI时空变化特征及其对气候变化的响应。研究结果表明:青藏高原沼泽植被生长季多年平均NDVI自西北向东南逐渐增加;沼泽植被生长季平均NDVI在2000-2017年总体呈现显著上升趋势(0.010/10a),生长季NDVI呈上升趋势的面积占整个研究区面积的78.25%。青藏高原沼泽植被生长季NDVI与降水量总体上呈现弱的相关性,表明降水并不是影响该地区沼泽植被生长的主要因素。青藏高原沼泽植被生长主要受气温影响,气温升高能明显促进沼泽植被的生长。此外,发现白天和夜晚温度升高对青藏高原沼泽植被生长具有不对称性影响,其中夜晚增温对沼泽植被生长的促进效果更加显著。在全球白天和夜晚不对称增温的背景下,白天和夜晚温度对青藏高原沼泽植被的不对称影响应当引起重视,尤其是在利用模型模拟未来气候变化对该地区沼泽植被影响时。

    • 近30年来青藏高原高寒草地NDVI动态变化对自然及人为因子的响应

      2020, 40(18):6269-6281. DOI: 10.5846/stxb201909201962

      摘要 (870) HTML (86) PDF 8.59 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在调节气候、水土保持、防风固沙、保护生物多样性等方面发挥着重要作用。青藏高原是全球海拔最高的独特地域单元,平均海拔超过4000 m,素有"世界第三极"之称,亦是我国重要的生态安全屏障,其对气候变化敏感且易受人类活动的影响,属于气候变化敏感区和生态脆弱带。近年来,由于气候变化和人类活动的不断加剧,青藏高原区域气候和环境发生了重大变化,气候变暖、水污染、草地退化和沙化等问题已严重阻碍了当地社会经济的可持续发展。高寒草地是青藏高原主要的植被类型,在气候变化和人类活动加剧的背景下,青藏高原高寒草地植被的动态变化受到人们的广泛关注。归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)因能有效地反映植被覆盖程度和生长状况而被广泛应用于植被动态的研究中。气温与降水被认为是影响青藏高原植被动态的主要气候因子,放牧强度与人口数量则是主要人为因子。因此,研究高寒草地植被对气候变化和人类活动的响应机制对预测未来草地变化有着重要的意义。基于青藏高原生长季草地的NDVI、气温、降水、放牧强度及人口数量等数据,在县区尺度上,采用趋势分析法探究了1982-2013年青藏高原143个县区生长季草地NDVI动态变化、气候变化及人类活动的变化,同时采用面板数据模型分析了32年来青藏高原143个县区气候、人为因子变化对草地NDVI变化的相对贡献。研究结果显示:(1)青藏高原高寒草地生长季NDVI总体呈增长趋势,草地植被生长状态呈现"整体改善、局部退化"趋势;(2)青藏高原生长季平均气温与降水量整体增加,气候呈现"暖湿化"趋势;(3)在长时间尺度上,气候因子主导了青藏高原高寒草地NDVI的变化,降雨和气温的增加促进草地NDVI的增加,放牧强度的持续增加则导致草地NDVI的减少。

    • 退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

      2020, 40(18):6293-6303. DOI: 10.5846/stxb201910112118

      摘要 (540) HTML (85) PDF 2.34 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒草甸是青藏高原的主体植被类型,但退化态势较为严峻,严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题,治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象,系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明,典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升,而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征,退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6-10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸,而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同,今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。

    • 三江源高寒草地牧草营养时空分布

      2020, 40(18):6304-6313. DOI: 10.5846/stxb201911092364

      摘要 (643) HTML (99) PDF 4.06 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地的产草量和牧草品质影响着草地载畜量和草食动物的营养状况、生命活动及生产性能。以三江源及其周边地区的天然草地不同生长期(返青期、盛草期、枯黄期)牧草为对象,分析草地产草量及牧草品质的时空格局。结果显示:从整个区域看,草地生产力、可食牧草产量以及粗蛋白产量(Crude Protein,CP)分布均具有较明显的地域差异性,三者的高值区大多分布在三江源东部及南部的高寒草甸区,三者的低值区主要在三江源中部和西部的草甸及高寒草原区;大部分地区总生产力和可食牧草产量盛草期显著高于枯黄期,枯黄期显著高于返青期。粗蛋白产量在大部分地区呈现出盛草期显著高于返青期和枯黄期,返青期和枯黄期差异不明显,少数地区返青期显著高于盛草期和枯黄期,盛草期显著高于枯黄期(如:可可西里);CP含量及产量在三江源区空间上的分布,均为南部地区高于北部地区,东部农牧交错区高于西部无人区;所有区域CP含量的返青期为最高,枯黄期为最低,而其他养分含量在不同区域的季节波动并不一致;盛草期牧草CP含量随海拔升高先增加后减小,粗灰分随着海拔升高而显著增加,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量随着海拔升高呈降低趋势。结论:三江源及周边地区牧草生产力、可食牧草产量以及CP产量较高,可食性较好;三江源多数地区高寒草地牧草营养质量相对较好,牧草在返青期营养价值最高(蛋白高,纤维低),到盛草期,牧草产量及营养物质输出量达到最高峰,进入枯黄期的牧草营养质量低劣,此时应进行补饲,以提高家畜生产性能。三江源区可利用草地主要集中在东部、南部和东南部,该区牧草品质较高、利用潜力(粗蛋白产量)较大,可适度利用开发。

    • 青藏高原牦牛遗传资源保护和利用:问题与展望

      2020, 40(18):6314-6323. DOI: 10.5846/stxb201912232763

      摘要 (583) HTML (123) PDF 5.58 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:牦牛是青藏高原牧民生产生活中必不可少的特有家畜,对高原区域社会发展具有不可替代的价值。更为重要的是,作为青藏高原生态系统中的关键物种,牦牛对于高原生态文明建设的重要意义同样不容忽视。近年来,随着牦牛饲养数量增加,草地退化程度加剧,牦牛生产性能也在不断下降,青藏高原原有的土-草-畜循环和草畜平衡被打破,影响了青藏高原生态系统的协调、稳定发展。然而,目前我国的牦牛品种资源划分仍未完全明晰,关于牦牛生产性能退化的原因与提纯复壮的方法途径仍然有待研究。综述了高原生态环境对牦牛分布区域与数量变化的影响,不同地理条件下的牦牛品种划分,我国牦牛品种退化的现状与品种改良的策略与成效,以及牦牛遗传资源的基因组学研究进展,由此提出了针对我国牦牛遗传资源保护与开发利用的问题对策与研究展望。在未来的研究中,应科学评估放牧管理现状,建立牦牛遗传资源保护和利用体系,合理规划畜群结构并制定科学的生产管理措施,确定牦牛在维持草地生态系统稳定性中的作用机制,兼顾草地资源的生产与生态功能,最终实现草畜平衡。这为今后的牦牛科研工作和生产实践提供了重要参考。

    • 青藏高原高寒地区生态草牧业可持续发展:原理、技术与实践

      2020, 40(18):6324-6337. DOI: 10.5846/stxb201912142705

      摘要 (596) HTML (98) PDF 4.37 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原在保障国家生态安全、发展高寒生态草牧业和改善当地民生等方面具有重要战略意义。实现高寒地区生态草牧业可持续发展,对推动青藏高原生态保护和区域高质量发展具有重要推动作用。由于高寒草地承载力低、草畜供需时空失衡和畜牧业经营方式粗放等原因,导致草地畜牧业生产效率低,牧民经营效益差,高寒草地退化严重。为了协调推动高原生态保护、国家公园建设和区域民生改善,传统草地畜牧业亟待转型升级。近年来在国家和地方科技项目支持下,针对高寒草地畜牧业系统效率低、资源消耗大和经营效益差的瓶颈,在位于青藏高原东缘农牧交错区的青海省贵南县系统开展了生态草牧业关键技术研发、应用和示范,集成了以"高寒草地适度利用-优质高产人工草地建植-优良牧草青贮-系列草产品加工-饲草料精准配置-家畜营养均衡饲养-高原特色畜产品精深加工-一二三产业融合-区域功能耦合"等为一体的高寒地区生态草牧业提质增效技术体系,积极推动了传统草地畜牧业向生态草牧业发展转变,促进了高寒地区生态-生产-生活协调发展,为青藏高原生态保护、草牧业可持续发展和高寒地区牧民持续增收提供重要科技支撑,同时对我国西部典型生态脆弱区适应性管理,黄河上游生态保护和高质量发展具有一定的启示作用。

    • 复杂地形草地植被碳储量遥感估算研究进展

      2020, 40(18):6338-6350. DOI: 10.5846/stxb201910152158

      摘要 (691) HTML (97) PDF 1.04 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地生态系统是我国最大的陆地生态系统,其植被碳储量的准确评估对维护国家生态安全和指导畜牧发展有重要作用。植被生物量和草地面积是草地植被碳储量估算的关键,随着遥感技术的发展,两者估算精度和效率显著提高,先后发展出多种草地生物量遥感估算模型和土地覆被产品,并已在平坦地区取得较好的估算结果。然而,复杂地形区迥异于平地的几何形态和水热分布所产生的不均一的生态系统结构和功能,给草地生物量和草地面积的遥感估算带来诸多困难,影响对草地植被碳储量的准确判定。在回顾国内外草地植被碳储量遥感估算方法与所需关键参数的基础上,对遥感估算复杂地形草地植被碳储量过程中所面临"遥感影像地形效应的去除和尺度选择"、"植被指数与地形指标的选取"、"过程模型植被生长参数的率定"、"草地面积估算"以及"气象数据与复杂地形上微气候的匹配"等问题进行了总结并提出相应的解决思路,以期为草地植被碳储量遥感估算模型的合理构建以及估算精度的提高提供参考。

    • 三江源区生态系统和土壤保持服务对未来气候变化的响应特征

      2020, 40(18):6351-6361. DOI: 10.5846/stxb201903300617

      摘要 (652) HTML (97) PDF 14.63 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化条件下的生态系统响应特征对生态系统服务的提升和生态环境保护具有重要意义。现有气候变化评估多以全球或区域大尺度研究为主,不适合局地小尺度。以2015年为基准,根据局地特征改进了综合顺序分类系统(CSCS),模拟了未来不同温室气体排放模式下三江源地区自然植被分布,同时分析了植被覆盖度及土壤保持功能的时空变化。研究结果表明:①在2080年的不同排放情境下,三江源地区的降水和气温增长主要发生在生长季(5-9月)和半湿润地区,其中,高排放情境的增幅最大(42.21 mm和4.93℃);②三江源地区潜在自然植被主要由草地转化为森林,植被覆盖度和土壤保持服务在不同排放情境下均呈现由西北向东南增加的趋势,与水热规律一致,其中高排放情境的增幅最大,低排放最小;③利用三江源地区原生裸地演替特点和多年NPP改进的CSCS模型,模拟精度提高了24%。研究成果为局地小尺度生态系统气候响应特征提供了必要的手段和规律认识。

    • 青藏高原多年冻土区不同水分条件的高寒草甸根系功能性状对增温的响应

      2020, 40(18):6362-6373. DOI: 10.5846/stxb202001060042

      摘要 (619) HTML (83) PDF 1.41 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:在青藏高原多年冻土广泛分布的风火山地区,选择小嵩草(Kobresia pygmea)草甸和藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸为研究对象,采用开顶增温室(Open top chambers,OTCs)模拟气候变暖,探讨模拟增温对土壤水分差异的两种草甸地下生物量及根系功能性状的影响。结果显示:(1)增温显著增加小嵩草草甸0-20 cm根系生物量,主要是由于表层(0-10 cm)根系生物量显著增加,而对藏嵩草沼泽化草甸根系生物量无影响。(2)增温显著增加了小嵩草草甸根组织密度,同时提高了藏嵩草沼泽化草甸10-20 cm的比根长和比根面积(3)增温降低了小嵩草草甸的根系碳含量及10-20 cm根系氮含量,增加了藏嵩草沼泽化草甸的碳含量及10-20 cm根系氮含量,显著提高了小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸深层(10-20 cm)根系碳氮比。这些结果预示着增温使得土壤水分较低的小嵩草草甸朝着资源保守的慢速生长型发展,以适应暖干化的环境;土壤水分较高的藏嵩草沼泽化草甸朝着资源获取的快速生长型发展,加速利用土壤中的养分满足植物生长需要。可见,土壤水分可以调节高寒草甸对气候变暖的演变趋势,强调了水分的重要性。

    • 青海湖流域季节性冻土区坡面土壤有机碳分布特征及其影响因素

      2020, 40(18):6374-6384. DOI: 10.5846/stxb201910172176

      摘要 (550) HTML (110) PDF 2.52 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:以高寒半干旱区青海湖流域季节性冻土为研究对象,通过调查采样和室内分析,研究了坡向和坡位对不同深度土壤有机碳含量分布的影响。结果表明:阴、阳坡有机碳含量均随土壤深度增加而下降,但阳坡下降的幅度(64%)明显高于阴坡(44%)。阴坡土壤有机碳平均含量为81.99 g/kg,大于阳坡(61.84 g/kg);不同坡位,土壤有机碳分布特征因坡向而异,其中阴坡土壤有机碳平均含量表现为坡下(89.60 g/kg) > 坡中(86.52 g/kg) > 坡上(69.87 g/kg),而阳坡土壤有机碳平均含量表现为坡上(65.71 g/kg) > 坡下(61.42 g/kg) > 坡中(58.39 g/kg)。此外,坡位对不同深度土壤有机碳的影响程度在不同坡向也存在差异。阴坡坡位因子对深层土壤有机碳影响显著,而阳坡坡位因子对浅层土壤有机碳影响显著。一般线性模型结果表明,坡面土壤有机碳含量主要受土层和坡向的影响,可解释74.52%的变异性。

    • 青藏高原高寒冻土区生物结皮对浅层土壤水热过程的影响

      2020, 40(18):6385-6395. DOI: 10.5846/stxb201910152159

      摘要 (485) HTML (93) PDF 4.00 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物结皮在高寒地区广泛发育,是影响冻土环境的重要因素之一。为了解高寒冻土区生物结皮对浅层土壤水热过程的影响,以黄河源区玛多县季节冻土区生物结皮为研究对象,采用定位监测的方法,分析了统一地貌单元内两种不同类型的生物结皮对浅层(0-50 cm)土壤水热变化的影响。研究结果表明(1)生物结皮对冻土浅层土壤水热过程有显著的影响,且与土壤的冻结融化状态密切相关:在冻结状态下,生物结皮对土壤水分和温度均没有显著影响;而在融化期,与裸地相比,两种类型生物结皮均增加了不同土层土壤未冻水含量,同时降低了浅层土体温度。(2)生物结皮对冻土浅层土壤水热过程的影响还与生物结皮的类型密切相关:1)其中深色藻结皮增加了5-15 cm土层土壤含水量(1%-5.4%),而浅色藻结皮增加了30 cm土层土壤含水量(5%-12%),且深色藻结皮的降温效应(1.1-2.1℃)显著高于浅色藻结皮(0.8-1.3℃)。(3)生物结皮覆盖下冻土浅层土壤中未冻水含量与土壤温度呈复杂的耦合作用。根据土壤中未冻水含量与温度的变化关系可分为三个阶段:T < -4℃时,土壤处于完全冻结状态,深色藻结皮覆盖下,土壤未冻水含量保持在4.3%左右;当土壤温度-4 < T < 4℃时,土壤未冻水含量与土壤温度呈正相关关系,土壤温度影响土壤含水量,随着土壤温度升高土壤未冻水含量增加;土壤温度T > 4℃,土壤未冻水含水量与土壤温度呈负相关关系。此阶段水热相互耦合,随着土壤温度升高,土壤中未冻水含量的降低。同时土壤含水量影响土壤温度,随着土壤含水量的增加,土壤温度降低。研究结果揭示了高寒草甸退化过程中生物结皮对冻土浅层土壤水热过程的重要影响,这一研究结果将为后期冻土区生态修复提供理论依据。

    • 高寒沙区生物土壤结皮覆盖土壤碳释放动态

      2020, 40(18):6396-6404. DOI: 10.5846/stxb201907231554

      摘要 (472) HTML (88) PDF 2.21 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物土壤结皮广泛分布于荒漠生态系统,能够通过自身的呼吸作用影响土壤碳释放以及区域碳循环过程。在具有典型高寒沙区气候特征的青藏高原东北部(青海共和盆地),以广泛分布于人工植被恢复区的藻类和藓类结皮为研究对象,裸地为对照,观测了裸地与两种类型生物土壤结皮去除和覆盖土壤碳释放速率的日动态和生长季动态规律,探讨生物土壤结皮对土壤碳释放量的影响。结果表明:生物土壤结皮去除和覆盖土壤碳释放速率日动态和生长季动态特征与裸地一致,均呈"单峰"曲线。生物土壤结皮覆盖土壤的日最大碳释放速率出现于13:00左右,裸地与去除结皮土壤的日峰值均出现于15:00左右,生物土壤结皮的存在使土壤碳释放速率的日峰值出现时间提前2h左右,各观测类型生长季内碳释放速率最大值均出现在8月。在相对干旱年份(2017),藻类和苔藓结皮覆盖导致土壤碳释放量分别增加了22.07%和85.61%,其中,藻类和苔藓结皮层碳释放量占增加量的67.60%和25.76%;而在相对湿润年份(2018),藻类和苔藓结皮覆盖导致土壤碳释放量分别增加了139.37%和290.53%,二者结皮层碳释放量分别占增加量的69.09%和45.59%,生物土壤结皮发育促进了土壤的碳释放。温度对土壤碳释放变化的贡献率为48.89%,是高寒沙区土壤碳释放日动态变化的关键驱动因子。因此,在核算荒漠生态系统碳交换过程中,应充分考虑各区域不同类型生物土壤结皮对土壤碳释放产生的影响。

    • 增温和刈割对高寒草甸土壤呼吸及其组分的影响

      2020, 40(18):6405-6415. DOI: 10.5846/stxb201909161924

      摘要 (596) HTML (86) PDF 2.43 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:评估土壤呼吸及其组分对增温等全球变化的响应对于预测陆地生态系统碳循环至关重要。利用红外线辐射加热器(Infrared heater)装置在青藏高原高寒草甸生态系统设置增温和刈割野外控制实验。通过测定2018年生长季(5-9月)土壤呼吸和异养呼吸,探究增温和刈割对土壤呼吸及其组分的影响。研究结果表明:(1)单独增温使土壤呼吸显著增加31.65%(P < 0.05),异养呼吸显著增加27.12%(P < 0.05),土壤自养呼吸没有显著改变(P > 0.05);单独刈割对土壤呼吸和自养呼吸没有显著影响(P > 0.05),单独刈割刺激异养呼吸增加32.54%(P < 0.05);(2)增温和刈割之间的交互作用对土壤呼吸和异养呼吸没有显著影响(P > 0.05),但是对自养呼吸的影响是显著的(P < 0.05),土壤呼吸和异养呼吸的季节效应显著(P < 0.05);(3)土壤呼吸及其组分与土壤温度均成显著指数关系,与土壤湿度呈显著的正相关关系(P < 0.05),处理影响它们的响应敏感性。本研究表明青藏高原东缘高寒草甸土壤碳排放与气候变暖存在正反馈。

    • 疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

      2020, 40(18):6416-6426. DOI: 10.5846/stxb201912262800

      摘要 (527) HTML (96) PDF 11.11 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物生物量是土壤有机质的活性部分,是反映土壤质量和碳氮循环机制的重要指标。以青藏高原东北缘疏勒河源高寒草甸为研究对象,对土壤微生物生物量碳(SMBC,mg/kg)和微生物生物量氮(SMBN,mg/kg)的不同季节(春、夏、秋、冬)和土层(0-10、10-20、20-30、30-40、40-50 cm)变化特征及其影响因素进行研究。结果表明:(1)不同土层SMBC均表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,而SMBN春季开始逐渐降低、夏季值最小、秋季逐渐升高、冬季达到最大值。(2)SMBC、SMBN随着土壤深度的增加而下降,0-10 cm层SMBC、SMBN显著高于40-50 cm层,且SMBC、SMBN0-10 cm层的季节变幅显著大于40-50 cm层。(3)0-50 cm土层SMBC/SMBN表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,其季节变化范围为8.77-23.59,处于较高水平。(4)SMBC、SMBN、SMBC/SMBN的季节和土层变化主要受植被地下生物量和土壤温度的影响。(5)各土层SMBC/SOC均表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,而SMBN/TN春季开始逐渐降低、夏季值最小、秋季逐渐升高、冬季达到最大值。除夏季土层间无显著差异外,SMBC/SOC与SMBN/TN均表现为0-10 cm层显著高于40-50 cm层。(6)0-50 cm土层SMBC/SOC夏秋季显著高于冬春季且其季节变化范围为0.58%-1.18%,而SMBN/TN秋冬季显著高于夏季且其季节变化范围为0.39%-0.72%。综上,季节变化和剖面深度均对SMBC、SMBN产生显著影响且0-10 cm土层对SMBC、SMBN的累积能力最强。

    • 横断山区草本沼泽湿地水体氮含量空间分布特征

      2020, 40(18):6427-6433. DOI: 10.5846/stxb201912052644

      摘要 (443) HTML (96) PDF 5.09 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:草本沼泽是横断山区重要的湿地类型,为探明横断山区草本沼泽湿地水体中总氮、硝氮和氨氮的空间分布特征及其控制因素,于2014-2017年在横断山区对典型草本沼泽湿地开展水样采集和分析工作,同时收集降水量、地表大气温度、水温、水深、人口数量、GDP、家畜数量等环境数据。结果表明:(1)横断山区草本沼泽湿地水体中总氮含量表现出明显的纬向地带性和垂直地带性:总氮含量随纬度和海拔增加而下降,水温是控制这种地带性特征的主要因素。同时,随经度增加,水体中总氮含量也显著增加,社会经济发展因素是导致这种分布特征的主要原因;(2)横断山区沼泽湿地水体中硝氮和氨氮含量在海拔梯度上的变化趋势不明显;(3)随经度和纬度增加,沼泽湿地水体中硝氮含量逐渐增加,导致这种现象的主要原因是水深和水温;(4)随经度增加,沼泽湿地水体中氨氮的含量逐渐增加,但氨氮含量与自然环境因素和社会经济发展因素均无显著相关性。

    • 中国34个省级行政区三维生态足迹动态研究

      2020, 40(18):6434-6444. DOI: 10.5846/stxb201910292267

      摘要 (691) HTML (115) PDF 4.62 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前中国正处于生态文明建设的关键时期,东西部环境资源不均衡的格局日益加剧,限制了区域社会经济的可持续发展。基于资源、社会经济统计数据,利用三维生态足迹模型对中国34个省级行政区进行动态研究,细化不同类型土地的均衡因子与产量因子,刻画2009-2016年人均生态足迹广度、生态足迹深度的时空特征,并探讨分析省域间的资本利用格局及其社会经济影响因素。主要结论如下:人均生态足迹广度在省域间差异较大,且生态足迹深度均已超过自然原长1.00;足迹广度在研究期间呈先降后升趋势,最高值为西藏的10.87-12.35 hm2/cap,最小值为澳门的0.02 hm2/cap;且资本流量占用率并不充足,广西与上海分别仅为47.68%-67.34%、66.31%-68.88%。香港、澳门、宁夏的足迹深度远高于中国均值,分别为19.24-26.02、8.60-10.88、4.60-7.46,最小值为西藏(1.64-1.79),其中耕地、化石能源用地的生态赤字贡献率最高,而林地则为生态盈余状态。将各省自然资本利用格局聚类分为4类并通过ArcGIS进行空间分析。基于改进的三维生态足迹模型并系统性地应用于中国34个省域,本研究定量化各省的自然资本利用格局,可为中国区域间资源配置、政策制定提供基础数据支撑及环境决策参考。

    • 基于生态供给-消耗平衡关系的中尼廊道地区生态承载力研究

      2020, 40(18):6445-6458. DOI: 10.5846/stxb201907141482

      摘要 (475) HTML (88) PDF 11.48 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:中尼廊道地区作为南亚通道建设的关键环节,具有生态环境脆弱且对生态资源依赖性强的基本特征,中尼廊道建设占用生态空间,将增加生态系统对农牧业生产活动的承载压力;因此,开展中尼廊道生态承载力研究对青藏高原生态保护和南亚通道建设具有重要的实践价值和指导意义。基于生态供给与消耗平衡关系,通过计算农牧业生产对生态系统净初级生产力的消耗,评估中尼廊道地区的生态承载力,结果表明:(1)中尼廊道地区生态承载力处于富富有余状态,2015年有7个县域生态承载力处于临界超载或平衡有余状态;整体上生态系统尚有较大的生态空间来支撑中尼廊道建设,但建设可能给局部县域带来超载风险。(2)中尼廊道地区生态系统供给量处于稳定波动状态,畜牧业生态消耗在生态消耗中占主导地位(占比超80%);得益于2005年起实施的草畜平衡政策,中尼廊道地区及其24个县域生态消耗量呈下降趋势,农牧业生产活动对生态系统造成的压力降低,生态承载状态向优发展;但地处粮食主产区、口岸区、城市化辐射区的7个县域,在本地及周边地区日益增长的对农牧业产品的生活需求驱动下生态消耗量处于增加态势。(3)若以实现生物多样性公约所倡导的50%生态资源得到保护为生态保护目标,目前中尼廊道农牧业生产模式产生的生态消耗将超出其可利用供给,区域可持续发展需要关注如何通过中尼廊道建设带动当地产业结构调整以缓解农牧业生产对生态系统的压力。

    • 中国生态地理区城市水资源利用效率及影响因素

      2020, 40(18):6459-6471. DOI: 10.5846/stxb201911272579

      摘要 (521) HTML (138) PDF 4.21 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:水资源利用效率是落实最严水资源管理制度和水生态文明建设的重要内容,是中国国民经济社会发展的重要战略问题。通过分类数据包络分析模型对2007-2016年中国生态地理区城市水资源利用效率进行测算,分析全国和生态地理区城市水资源利用效率特征,采用Tobit回归模型探讨中国和生态地理区城市用水效率的影响因素。研究结果表明:我国城市水资源利用效率普遍较低,全国水资源效率均值呈现先下降后上升波动式发展,全国城市间用水效率差距在缩小。生态地理区水资源利用效率差异显著,温带干旱区、温带半干旱区、温带半湿润区、温带湿润区和亚热带湿润区用水效率依次递减,区域间水资源效率差异在逐渐减小。城市人口、土地利用结构、经济发展水平、产业结构与全国城市水资源利用效率呈显著正相关,而城市供水、用水结构、水资源管理政策则表现为显著负相关性。

    • 基于土地利用变化的玛纳斯河流域景观生态风险评价

      2020, 40(18):6472-6485. DOI: 10.5846/stxb201908191731

      摘要 (705) HTML (143) PDF 6.90 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人类活动范围日益扩张和强度增加,景观生态风险评价已经成为预测和衡量生态环境质量和动态演化的重要手段。以玛纳斯河流域(简称玛河流域)为研究区,选取2000、2005、2010和2015年4期Landsat TM/ETM遥感影像,运用ENVI软件对研究区土地利用类型进行解译,定量分析流域近15年来土地利用动态变化特征,基于景观格局指数,采用地统计学方法,探究玛河流域景观生态风险程度及时空分异特征。结果表明:(1)2000-2015年,玛河流域景观格局发生了较大变化,耕地景观面积增加最多(2638.31 km2),主要由草地和未利用地转入;未利用地景观面积减少最多(2559.99 km2),主要转化成了草地、耕地和林地;(2)将流域景观生态风险划分为5个等级,研究期内流域低、中风险区面积增加而较高、高风险区面积减少,整体景观生态风险指数减小,所以研究区生态环境在整体上呈现好转;(3)2000-2005年、2010-2015年玛河流域在景观风险分布格局上发生较小变化,但2005-2010年流域景观风险分布格局发生较大变化,主要是中、较高和高风险区向流域南北方向分散并转移,低风险区向流域北部转移。

    • 基于生态系统服务的流域生态安全格局构建——以辽宁省辽河流域为例

      2020, 40(18):6486-6494. DOI: 10.5846/stxb201909191954

      摘要 (669) HTML (105) PDF 9.54 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:人口和社会经济的高速发展导致土地利用格局的变化和生态系统服务的退化。构建生态安全格局是保障区域生态安全的重要途经。识别和保护关键生态区域对维持生态系统的稳定性和可持续性具有重要意义。以辽宁省辽河流域为例,基于生态系统服务重要性评价,根据区域自然特征和生态环境状况选取并定量评估固碳释氧、土壤保持、粮食供给和产水4项关键生态系统服务,以生态系统服务的高价值区为生态源地,综合各项生态系统服务功能构建阻力面,运用电路理论的方法识别生态廊道和关键节点,从而构建辽河流域生态安全格局。研究结果表明:辽河流域内共有129个生态源斑块,243条生态廊道和38个"夹点"。其中,生态源斑块主要分布在研究区东部,主要由林地组成,斑块连续、跨度范围较大;生态廊道总长度为1606.07 km,呈梭形沿着平原与山区交错带延伸;"夹点"沿着河流分布在研究区的中部,主要由林地、耕地组成。本文通过构建辽宁省辽河流域生态安全格局,为缓解日益尖锐的辽河流域经济发展与生态保护之间的矛盾提出了新的思路。

    • 长三角县域国土空间开发适宜性评价方法研究——以长兴县为例

      2020, 40(18):6495-6504. DOI: 10.5846/stxb201911272573

      摘要 (564) HTML (86) PDF 14.04 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:长三角一体化已上升为国家战略,该地区的自然社会经济要素相互关联极为密切,地区间相互影响显著。而作为长三角行政区划的基本单元,县域的可持续发展对于该地区的一体化协调发展具有重要的基础支撑作用。以浙江省长兴县为例,基于用地发展潜力和生态约束研究,构建了一套通用、快速的国土空间开发适宜性评价方法体系,基于空间可达性分析评价县域土地开发潜力,基于最小累积阻力模型评价土地生态约束。利用潜力-约束模型评价长兴县土地开发潜力和生态约束,得出长兴县土地适宜开发建设区域的面积约358 km2,占全域总面积的24.6%,呈中部聚集、四周分散的格局。基于研究结果,提出未来发展建议,建立健全相关制度保护耕地,强化国土空间管制保护生态空间,开展生态修复保障生态系统健康,多手段预防自然灾害,以期优化长兴县未来国土空间开发布局,指导县域国土空间规划。

    • 南方丘陵山地生态系统服务与农村社区协同发展模式研究——以广东乐昌市8个乡村为例

      2020, 40(18):6505-6521. DOI: 10.5846/stxb201911142420

      摘要 (588) HTML (84) PDF 8.04 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务是保障农村经济可持续发展和生态环境健康的重要基础,农村社区作为乡村社会经济的基本构成单位以及小尺度复合生态系统,其经济活动将直接扰动自然生态系统服务。南方丘陵山地是我国重要的生态屏障带,生态保护的意义重大。以该地带重要生态功能区的广东乐昌市的8个地形地貌相似、但发展存有较大差异的乡村为研究对象,利用遥感影像和实地调查数据,综合分析各村土地利用及经济发展状况;基于国际通用生态系统服务分类标准和评估方法,构建乡村生态系统服务指标体系,对各村生态系统服务进行价值评估,并探讨生态系统服务与农村社区协同发展的典型模式。研究表明:(1)从生态服务功能总价值来看,浆源村最高,为16585.173万元/a,前村次之,为13152.621万元/a,车头园村最低,为1611.611万元/a;单位面积生态系统服务价值量总体呈相似的格局,但局部略有差异。前村、上丛村较高,分别为8.739万元hm-2 a-1、8.080万元hm-2 a-1。(2)土地利用以及经济发展方式的差异,影响了生态系统服务的保持、维护及利用,各村农户经济收入与从生态系统服务获得的福利,以及乡村生态系统服务价值与经济发展水平呈现不均衡的特征。(3)基于发展基础、生态条件等,适度发展乡村特色种植和生态旅游等低影响经济发展模式,有利于降低对生态系统服务,尤其是调节、支持类等功能的影响,并促进生态系统服务非商业价值向商业价值转变,提升乡村经济发展水平。研究结果以期为维护重点生态功能区的生态安全,优化乡村经济结构与发展模式,推进生态服务功能提升及农村社区协同发展提供参考。

    • 典型草原围封后羊草地上功能性状对枯落物累积的响应

      2020, 40(18):6522-6531. DOI: 10.5846/stxb201911112377

      摘要 (410) HTML (85) PDF 2.28 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物功能性状反映植物适应环境变化过程中在不同器官形态与功能间的资源权衡与分配策略。典型草原围封后枯落物累积导致群落光照、热量和水分的重新分配并改变微环境特征。在此过程中植物地上功能性状将通过怎样的变化来适应新的环境,目前尚不清楚。2015-2017年每年8月对内蒙古地区3种典型草原共有物种羊草(Leymus chinensis)的植株、叶片和茎干功能性状进行了测量与分析。结果表明:枯落物累积显著增加了羊草的植株高度、单株重量、茎叶比和总叶面积;枯落物累积显著增加了羊草的叶片长度、叶片重量、单叶面积、节间长度和茎干重量,这些性状属于敏感性状;枯落物累积对羊草的叶片数量和节间数量无显著影响,相对而言,这些性状属于惰性性状;羊草的单株重量与植株高度、叶片重量呈极显著的正相关关系(P < 0.0001);羊草的植株高度与节间数量、节间长度呈极显著的正相关关系(P < 0.0001)。本研究结果从植物地上功能性状的角度阐明了典型草原植物对环境变化的适应方式,可为围封草原的合理管理提供基础数据与理论依据。

    • 桂南茶园土壤团聚体酶活性对植茶年限的响应

      2020, 40(18):6532-6541. DOI: 10.5846/stxb201911112374

      摘要 (481) HTML (85) PDF 1.16 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:揭示桂南茶园土壤团聚体碳氮磷循环相关酶活性对植茶年限的响应机制,可为广西茶园提升土壤肥力、保障土壤健康以及促进土壤资源可持续利用奠定理论基础。以植茶年限分别8年、17年、25年和43年的南山白毛茶园土壤为研究对象,在0-20 cm土层采集原状土样,通过改良干筛法将土样分为 > 2 mm、1-2 mm、0.25-1 mm和 < 0.25 mm粒径团聚体,并测定各粒径团聚体β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性。不同植茶年限土壤团聚体组成以 > 2 mm粒径团聚体为主,其含量显著高于其他粒径团聚体,平均值为52.57%。随着植茶年限的延长, > 2 mm粒径团聚体含量先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平。茶园土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶和蛋白酶主要分布在 > 2 mm粒径团聚体中,其活性分别为213.09-302.18 mg kg-1 h-1、512.39-651.03 mg kg-1 h-1、47.36-58.96 mg kg-1 h-1和74.49-94.45 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性受团聚体粒径变化的影响较小。随着植茶年限的延长,土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶以及蛋白酶活性先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平,其值分别为337.07、719.48、69.67 mg kg-1 h-1和112.01 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性则逐年升高。在团聚体分级过程中,各类酶活性有不同程度损失。不同植茶年限土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性的平均回收率分别为80.72%、83.53%、80.13%、78.55%以及84.60%。作为土壤酶的主要载体, > 2 mm粒径团聚体的形成与稳定对于促进土壤有机碳及养分循环具有重要意义。在茶园管理中,植茶17年以后应重视土壤 > 2 mm粒径团聚体的崩解与破坏问题,以保障土壤质量及维持土壤有机碳及养分利用效率。

    • 陕北“三北”防护林下草本群落特征及其与林分结构和土壤养分的关系

      2020, 40(18):6542-6551. DOI: 10.5846/stxb201909051855

      摘要 (591) HTML (90) PDF 1.67 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:林下草本层是人工林生态系统的基础功能层,对维护人工林生态系统的健康、稳定和功能具有重要意义。了解陕北"三北"防护林建设对林下草本群落特征的影响,并解析林下草本群落发育与林分结构和土壤养分变化的响应关系,对合理评估防护林建设工作和指导未来生态建设具有重要价值。为此,调查了陕北典型风沙区和黄土区不同造林阶段防护林下草本地上生物量和物种多样性的变化,并分析其与林分结构和土壤养分的关系。结果表明:(1)风沙区不同造林阶段人工林下草本平均地上生物量(23.64 g/m2)显著低于黄土区(44.53 g/m2)。随造林年限增加,风沙区林下草本地上生物量和物种多样性逐渐升高,而黄土区林下草本地上生物量和物种多样性则逐渐降低。(2)风沙区人工林土壤有效氮和有机碳随造林年限的增加逐渐升高,而黄土区人工林下土壤有效氮和有机碳则无明显变化趋势。(3)风沙区早期林下草本地上生物量和物种多样性升高主要得益于土壤养分的提升。而黄土区早期林下草本生物量和物种多样性降低主要是人工林郁闭度增加所致。风沙区防护林的建设促进了林下草本的发育,而黄土区早期人工林下草本出现退化现象。建议对风沙区进行防护林建设,而黄土区以自然恢复为主。

    • 基于Maxent模型的未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布

      2020, 40(18):6552-6563. DOI: 10.5846/stxb201906111232

      摘要 (667) HTML (117) PDF 8.62 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:胡杨(Populus euphratica)是全世界干旱和半干旱区急需优先保护的林木基因资源,预测未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布将为胡杨种群资源的保护和管理提供科学依据,并为绿洲恢复过程中胡杨的合理种植和配置提供有价值的理论指导。基于胡杨在中国地区的92条有效分布记录和10个环境因子变量,利用Maxent模型和ArcGIS软件预测了未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布,综合环境因子变量贡献率及置换重要值、刀切法检验评估制约现代胡杨潜在地理分布的重要因子,采用响应曲线确定环境因子变量的适宜区间,定量确定胡杨未来受威胁的潜在地理分布区域和面积。结果表明:(1)Maxent模型的预测准确度极高,受试者工作曲线面积(AUC值)达0.932,现代胡杨潜在地理分布的总适生区面积为289.94×104 km2,主要位于内蒙古中西部地区(额济纳旗和阿拉善地区)、新疆大部分地区、甘肃北部和西北部地区、青海中西部地区和宁夏北部地区;(2)影响胡杨的潜在地理分布的主要环境因子变量为气温因子变量(年均温和最冷月最低温)和降水因子变量(最湿月降水量和最干季降水量),最湿月降水量是影响胡杨潜在地理分布的关键因素;(3)在未来4种气候变化情景下,胡杨不同等级潜在地理分布区的面积较现代潜在地理分布区面积均有不同程度的缩小,且整体上看胡杨的潜在地理分布区有向高海拔区域迁移的趋势。

    • 降水变化对科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮矿化和淋溶的影响

      2020, 40(18):6564-6572. DOI: 10.5846/stxb201906131252

      摘要 (426) HTML (87) PDF 1.28 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究降水量减少对沙地森林土壤氮循环过程的影响,以科尔沁沙地15年生樟子松人工林为研究对象,野外模拟不同降水量(自然降水、减少30%和50%)对沙地樟子松人工林土壤无机氮(SIN)含量、氮矿化速率和淋溶动态的影响。研究结果发现,沙地樟子松人工林SIN主要以硝态氮形态存在,模拟降水减少降低土壤硝态氮含量(P < 0.05)和硝态氮/SIN值(P < 0.001),而增加土壤铵态氮含量(P < 0.05)。与自然降水相比,降水减少降低土壤净硝化速率和净矿化速率(P=0.002),但不同降雨处理的土壤净氨化速率差异不显著(P=0.86)。科尔沁沙地樟子松人工林土壤以硝态氮淋溶为主,不同降雨处理土壤硝态氮淋溶量差异不显著(P=0.09),但模拟降水减少降低土壤铵态氮淋溶(P=0.04)。此外,沙地樟子松人工林SIN含量、净氮矿化速率和淋溶量具有明显月动态特征,与降雨月动态规律基本一致。降水处理和采样时间对SIN含量和净氮矿化速率具有显著交互作用,但土壤氮淋溶量的交互作用不显著。可见,降水变化能够显著影响科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮有效性、氮矿化速率和淋溶等过程,未来干旱加剧可能降低科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮的可利用性。

    • 植被综合生态质量时空变化动态监测评价模型

      2020, 40(18):6573-6583. DOI: 10.5846/stxb201906041188

      摘要 (588) HTML (98) PDF 21.83 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了能掌握全国植被综合生态质量的高低及其时空变化,构建了既能反映植被生产力又能反映植被覆盖度的植被综合生态质量指数,建立了植被综合生态质量指数年际对比和多年变化趋势评价模型。利用构建的指数和评价模型,以2017年作为监测评价的当年,以2000-2017年作为评价的多年时段,对全国植被综合生态质量时空变化进行了监测评价。结果表明:(1)2017年全国大部地区植被综合生态质量指数高于2000-2016年多年平均值,生态质量偏好;2017年福建、广西、海南、广东、云南植被综合生态质量位居全国前五位,构建的植被综合生态质量指数及其年际对比模型可以定量反映全国植被综合生态质量的空间差异和年际差异。(2)全国有90.7%的区域2000-2017年植被综合生态质量指数呈提高趋势,东北地区西部、内蒙古东部、华北大部、西北地区东部、西南地区东部、华南西部等地生态质量指数提升明显,构建的植被综合生态质量指数多年变化趋势评价模型可以定量反映植被生态质量的多年变化趋势和幅度。(3)南方大部地区2000-2017年平均年植被综合生态质量指数在50.0以上,北方大部地区在50.0以下;我国中东部大部地区在20.0以上,西部大部地区在20.0以下,表明南方大部地区年植被生态质量好于北方、中东大部好于西部。可见,构建的植被综合生态质量指数及其年际对比和多年变化趋势评价模型,能够监测评价当年和多年全国植被综合生态质量的时空变化,可为掌握全国植被生态质量动态提供模型和方法。

    • 地震滑坡迹地的植物群落与土壤恢复效果评价

      2020, 40(18):6584-6596. DOI: 10.5846/stxb201906301378

      摘要 (412) HTML (82) PDF 2.27 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震滑坡是大陆山区常见的次生地质灾害,会带来植被损毁、土壤破坏、生物栖息地破碎化等一系列生态问题。已有不少学者对地震滑坡迹地的植物群落特征和土壤性质进行调查研究,但对其恢复效果的综合评价鲜有报道。以龙门山东坡的地震滑坡迹地为研究对象,通过调查分析不同恢复方式下的植物群落特征和土壤性质,并基于模糊数学模型,结合主成分分析,定量地综合评价地震滑坡迹地恢复十年的植物群落与土壤恢复效果。结果表明:(1)地震滑坡迹地的乔木层平均高度和胸径显著小于未受损区(P < 0.05),灌木层平均基径和草本层α多样性与未受损区无显著差异(P > 0.05),人工恢复与自然恢复的灌草层α多样性均无显著性差异(P > 0.05);(2)地震滑坡迹地的土壤容重显著大于未受损区(P < 0.05),孔隙度和碱解氮含量显著小于未受损区(P < 0.05),土壤微生物生物量碳氮以及脱氢酶、蛋白酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性小于未受损区;(3)地震滑坡迹地的植物群落特征与土壤性质综合得分小于邻近未受损区,人工恢复滑坡迹地的综合得分小于自然恢复;(4)与自然恢复相比,水平阶整地滑坡迹地的综合恢复率小于0,栽植不同树种对其恢复率无显著影响(P > 0.05);穴状整地后,栽植刺槐(Robinia pseudoacacia)滑坡迹地的综合恢复率大于0,且显著高于栽植柳杉(Cryptomeria fortunei)的滑坡迹地(P < 0.05);进行穴状整地的综合恢复率显著高于水平阶整地的滑坡迹地(P < 0.05)。龙门山东坡地震滑坡迹地恢复十年,其植物群落与土壤还未恢复到未受损区水平,通过穴状整地并栽植适宜树种可在一定程度上提高其恢复率。

    • 退耕还林还草工程对陕北地区生态系统服务价值时空演变的影响

      2020, 40(18):6597-6612. DOI: 10.5846/stxb201907171516

      摘要 (575) HTML (93) PDF 27.31 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于陕北地区1990、2000、2015年土地利用数据,运用单位面积生态系统价值当量因子法、格网法、探索性空间数据法(ESDA),分析了退耕还林还草工程实施前后生态系统服务价值(ESV)的空间分布和演化规律,探讨了退耕还林还草工程对ESV的影响。结果表明:(1)陕北地区退耕还林还草工程实施效果显著,工程实施后共有297066.15 hm2耕地转化为林地和草地,林草覆盖率由57.33%增长至60.50%。(2)退耕还林还草工程使得陕北地区ESV得到了显著提升。25年间陕北地区ESV共增加了32.82亿元,ESV在工程实施后比工程实施前多增加了5.93亿元,增长主要源于退耕引起林地和草地面积的增加。(3)ESV空间分布上呈显著的"南高北低"分布格局,并表现出正向的集聚性和依存性,ESV热点区和冷点区集聚效果明显,热点区集聚与林地、草地的空间分布相吻合,冷点区集聚与未利用地、耕地和建设用地的空间分布相吻合。(4)受退耕还林还草工程影响,陕北地区中部中等等级和次高ESV分布区域逐渐增大、次热点区空间集聚性逐渐增强,北部次低等级和低等级ESV分布区域逐渐减少、冷点区空间集聚性逐渐减弱。整体而言,陕北地区土地利用类型转移和ESV的增减变化与推行退耕还林还草工程在时间上相呼应、在空间上相匹配,退耕还林还草工程实施使得陕北地区生态环境得到了有效改善,ESV得到了显著提升。

    • 华北平原农田CO2浓度变化特征

      2020, 40(18):6613-6620. DOI: 10.5846/stxb201906201310

      摘要 (441) HTML (95) PDF 1.29 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在了解农田CO2浓度长期动态变化特征、趋势、浓度增量分布模式等,收集了2007-2018年中国气象局固城生态与农业气象试验站开路式涡相关CO2浓度观测数据。研究了华北平原农田CO2浓度的年际、年内、昼夜和CO2通量等动态变化特征,对比分析了华北平原农田CO2浓度与城市站和大气本底站CO2浓度变化趋势及差异。结果表明,近十多年来华北平原农田CO2年平均浓度显著升高31.0 μmol/mol(r=0.263,P < 0.01),年均增幅(2.58 μmol/mol)与全球和瓦里关本底站大气CO2浓度增幅接近,但农田CO2浓度年际和年内季节变化波动巨大,日平均浓度和逐时平均浓度标准差分别为33.7、33.5 μmol/mol。夜间CO2平均浓度395.8 μmol/mol,比白天高36.2 μmol/mol(10.1%),8月最高差值达到74.4 μmol/mol(20.6%)。在作物生长季节,5月和8-9月白天CO2浓度出现的两个谷值准确地对应了CO2通量动态变化的两个峰值,表明4-9月昼间CO2浓度和通量动态变化很好地反映了华北平原冬小麦和夏玉米生长过程、农事活动和农田碳交换的关系。农田CO2浓度动态变化与城市、湿地和大气本底站的变化特征不同,表明其动态变化的形成机制有差异。农田CO2浓度昼夜及季节变化特征为研究和评估CO2浓度升高影响作物生长和产量提供指导依据。

    • 施硅对增温稻田CH4和N2O排放的影响

      2020, 40(18):6621-6631. DOI: 10.5846/stxb201907151495

      摘要 (415) HTML (95) PDF 1.14 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征。夜间增温影响水稻生产及CH4和N2O排放。硅是作物有益元素,施硅可提高产量,减少稻田CH4排放。增温或施硅单因子对稻田CH4和N2O排放影响已有报道,但二者耦合如何影响水稻生产及稻田CH4和N2O排放,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅对稻田CH4和N2O综合增温潜势和排放强度的影响。增温设2水平,即常温对照(CK)和夜间增温(NW),采用铝箔反光膜夜间(19:00-6:00)覆盖水稻冠层模拟夜间增温;施硅量设2水平,即Si0(不施硅)和Si1(钢渣硅肥,200 kgSiO2/hm2)。结果表明,施硅可缓解夜间增温对水稻根系活力的抑制作用,降低夜间增温对水稻地上部、地下部干重和产量的抑制作用。夜间增温显著提高CH4累计排放量,而施硅显著降低CH4累计排放量。夜间增温下施硅处理稻田CH4累计排放量在分蘖期、拔节期、抽穗-扬花期和灌浆成熟期比未施硅处理分别低48.12%、49.16%、61.59%和39.13%。夜间增温或施硅均促进稻田N2O排放,夜间增温下施硅在上述生育期及全生育期N2O的累计排放量依次比对照高78.17%、51.45%、52.01%、26.14%和40.70%。研究认为,施硅可缓解夜间增温对稻田CH4和N2O综合增温潜势和排放强度的促进作用。

    • 疏叶骆驼刺与花花柴互作对氮素固定和根际微生物的影响

      2020, 40(18):6632-6643. DOI: 10.5846/stxb201907251576

      摘要 (449) HTML (83) PDF 1.87 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物种间的相互关系通过相关微生物直接或间接的影响来实现。豆科与非豆科植物的互作是研究植物种间关系的理想模型,但是对其互作关系中氮素固定和微生态过程尚不明确。以塔南荒漠优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)(豆科)和花花柴(Karelinia caspiaPall.)Less)(菊科)为研究对象,研究了在不同生境(自然和小区)下两者互作对氮素固定和根际微生物的影响。结果表明,在自然和小区两种生存环境下疏叶骆驼刺与花花柴都有氮素转移特征,并且这种转移特征在自然生境下更为明显。在自然生境中从疏叶骆驼刺转移到花花柴的氮素占花花柴总氮的50%左右,而在小区生境中只占30%左右。互作改变了花花柴各组织的化学计量比,在互作条件下花花柴叶片氮素含量比重增加。此外,疏叶骆驼刺与花花柴的互作降低了前者的根际细菌群落的Shannon index,并且改变了其根际土壤细菌的基因功能。互作对花花柴根际微生物群落没有显著影响,但在互作条件下疏叶骆驼刺根际土壤细菌中参与氮素转运的相关基因丰度显著高于单独种植,其中对细根根际土壤细菌的多样性及其基因丰度影响最大。且互作降低了疏叶骆驼刺细根的氮含量。因此,疏叶骆驼刺细根可能是疏叶骆驼刺和花花柴互作的关键部位。本研究为荒漠植被保护与恢复提供了科学依据。

    • 鄱阳湖浮游动物群落结构及其与环境因子的关系

      2020, 40(18):6644-6658. DOI: 10.5846/stxb201910282257

      摘要 (612) HTML (101) PDF 7.58 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:数量庞大、体积微小、高度多样化的浮游生物对淡水生态系统功能具有重要影响。为探究中国第一大淡水湖——鄱阳湖浮游动物(包括轮虫、枝角类和桡足类)群落特征及其与环境因子之间的关系,在鄱阳湖设置50个采样点,分别于2017年8月(夏季)、11月(秋季)、2018年2月(冬季)和5月(春季)进行浮游动物群落与生境调查,统计分析结果表明:鄱阳湖浮游动物共记录43属99种,其中轮虫31属83种,枝角类8属11种,桡足类4属5种,春夏季节种类较为丰富。浮游动物平均丰度为1155.29个/L,具有极显著的季节差异(P < 0.01),夏季(3150.37个/L)显著高于其他三季。四季共确定优势种14种,轮虫中优势度最高的为广生多肢轮虫(Polyarthra vulgaris),浮游甲壳动物中仅有简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)在秋季形成优势。优势种的季节更替明显,夏秋季节间的更替率(86.00%)高于其他季节(77.00%,66.67%)。优势种、多样性和均匀度的结果均显示鄱阳湖浮游动物群落结构较复杂,具有较好的稳定性。聚类分析(Cluster analysis)和分类回归树分析(Classification and regression trees,CART)表明,每个季节均有多种群落类型,其中春夏两季中浮游动物群落类型的划分与叶绿素a(Chlorophyll a,Chla)密切相关,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是影响秋季群落划分的关键环境因子。非度量多维尺度分析(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)结果表明,温度(Water Temperature,WT)、Chla、电导率(Conductivity,Cond)是造成四季浮游动物群落显著差异的最主要环境因子。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示,除Chla外,总氮(Total Nitrogen,TN)、总固体悬浮物(Total Suspended Solids,TSS)和酸碱度(Hydrogen ion concentration,pH)也是影响浮游动物群落结构和优势种分布的重要因素。

    • 麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律及其环境影响因子

      2020, 40(18):6659-6671. DOI: 10.5846/stxb201912062653

      摘要 (520) HTML (103) PDF 3.02 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2014-2016年三个冬季(12月-翌年2月)收集了北京南海子麋鹿苑半散放麋鹿自然脱落的角,并观察和记录了2015-2017年发情期(5-9月)群主更替和2016-2018年产仔期(3-7月)麋鹿幼仔出生情况,结合2014-2018年年平均气温、季平均气温、月平均气温、年降雨量、雨季开始时间、种群密度等环境因子,对鹿角脱落、群主更替、产仔等繁殖特征的年节律及其环境影响因子进行了研究。结果表明:(1)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律均存在年际差异。(2)鹿角脱落时间从12月开始,1月下旬或2月上旬结束。(3)发情期为5月下旬或6月上旬开始,9月上旬结束;2015-2017年发情期时间有延长的趋势。(4)产仔期为3月中旬或4月中旬开始,5月下旬或7月下旬结束。(5)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律存在明显的同步关系,其中鹿角脱落开始时间、鹿角脱落高峰期、鹿角脱落结束时间、第一次发情期开始时间、群主更替高峰期、产仔期开始时间、产仔高峰期、产仔期结束时间与前一年度比较均出现同步提前的现象。(6)鹿角脱落年节律存在随着12月平均气温升高而提前的现象;产仔期开始时间和产仔高峰期存在随着前一年9月平均气温的升高而提前的现象。(7)鹿角脱落年节律表现出随着年降雨量的增多而提前的现象;第一次发情期开始时间、群主更替高峰期的年节律表现出随着前一年度年降雨量的增多而提前的现象。(8)麋鹿鹿角脱落、群主更替、产仔的年节律均不存在随着种群密度升高或降低而提前或延迟的现象。麋鹿繁殖特征的年节律是一个复杂的过程,受气候、营养、种群密度、纬度等环境因子的影响。

    • 浙江清凉峰国家级自然保护区华南梅花鹿栖息地适宜性评价

      2020, 40(18):6672-6677. DOI: 10.5846/stxb201904260862

      摘要 (522) HTML (83) PDF 6.19 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:理解环境因子对物种空间分布的影响,评价栖息地适宜性现状并预测潜在分布区,对野生动物的管理和保护具有重要意义。华南梅花鹿(Cervus pseudaxis)属国家I级重点保护野生动物,现仅分布于安徽、浙江、江西等狭小片区内。浙江清凉峰自然保护区千顷塘区域是华南梅花鹿的重要分布区,但其面积较小,严重限制了华南梅花鹿的种群发展,亟需对千顷塘及周边区域的栖息地质量进行评价,为华南梅花鹿的保护和野外放归提供科学依据。利用红外相机监测千顷塘区域华南梅花鹿的分布,结合遥感等技术手段获得地形、植被、水源以及人为干扰等8种环境因子,利用MaxEnt构建华南梅花鹿栖息地适宜性模型,对以千顷塘为中心50 km×50 km的范围进行栖息地适宜性评价。研究结果表明,华南梅花鹿倾向于选择海拔1050-1240 m范围内,距道路100-900 m和距人口聚居区3200-3800 m的相对平缓地带。千顷塘区域华南梅花鹿栖息地保护较好,适宜栖息地面积为2224 hm2,占该区域39.1%。千顷塘周边适宜性较高的区域主要为位于其西南部约10 km的山区,该区域为华南梅花鹿提供了3253 hm2的潜在适宜栖息地。建议降低保护区千顷塘区域内的人为干扰,并在其西南部山区尝试开展圈养种群的野外放归工作,以促进其种群发展。

    • 全球长期城市生态研究中的社会经济要素:指标、数据与应用前景

      2020, 40(18):6678-6686. DOI: 10.5846/stxb201907011381

      摘要 (580) HTML (96) PDF 2.50 M (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:社会经济要素作为城市生态系统的重要组成部分,能够反映居民特征、衡量居民福祉,是城市生态研究中不可或缺的内容。然而,在城市生态研究中合理、有效利用社会经济要素的规范和框架尚未得到充分研究。城市生态研究中常用的社会经济指标包括哪些?社会经济指标的常见数据源有哪些?社会经济要素可协助回答哪些方面的科学问题?文章综述了全球范围内11个长期城市生态研究站点开展的系统性调查和案例研究,总结社会经济指标的内容、数据来源,以及这些研究的议题。结果表明:常用社会经济指标可分为人口基本信息、认知和意愿、行为三类,前两者在城市生态研究中的应用已较为普遍。数据的主要来源包括政府部门提供的统计资料或普查数据、商业数据,以及研究人员开展的独立调查。在城市生态研究中纳入社会经济要素有助于分析社会与环境的相互关系,进而揭示城市系统中人与自然的耦合效应。近年来,我国城市生态研究快速发展,但研究中欠缺对社会经济要素的考虑与利用,可能会逐渐偏离国际上城市生态学的主流研究方向。社会经济数据获取困难是当前研究者面临的重大挑战,同时也存在一些机遇能够促进我国城市生态研究纳入社会经济要素,例如利用新兴数据和大数据手段、构建统一的指标框架和数据共享机制,以及充分了解和利用政府公开的统计数据。

    • 基于消费端的自然保护地指标交易机制:生态产品的价值实现

      2020, 40(18):6687-6693. DOI: 10.5846/stxb201907231550

      摘要 (557) HTML (145) PDF 1.18 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:建构基于消费端的自然保护地指标交易机制是破解生态产品价值实现难题、解决中国不同行政单元间自然保护和经济发展不均衡这一结构性矛盾的新思路。提出了以自然保护地面积指标的初始分配为基础的交易机制建构总体思路,并提出了生态安全性、可操作性、动态调整等3大基本原则。从市场客体、市场主体、交易方式、交易机制4方面进行了市场要素的具体设计。其中,市场客体是自然保护地可交易面积指标和由其折算的耕地、建设用地面积指标;市场主体为县级及以上的各级人民政府;交易方式为优先省内交易、鼓励省际交易;交易机制包含价格机制、审核机制和监督机制。阐述了价值规律、供需规律、竞争规律在交易机制中的具体体现。

    • >学术信息与动态
    • 林地确权、政府管制与资源异质性农户林业管护行为——基于湖南省7年连续观测数据

      2020, 40(18):6694-6703. DOI: 10.5846/stxb201912052640

      摘要 (434) HTML (101) PDF 906.69 K (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:新一轮集体林权制度变迁后农户成为集体林区商品林和公益林的经营管护主体,基于林地资源属性差异将农户分为商品林农户与公益林农户,阐释了林地确权与政府管制作用于两类资源异质性农户林业管护行为的影响及差异。研究表明:林地确权能有效激励两类资源异质性农户林业管护意愿和管护强度;林木采伐管制对商品林农户林业管护行为没有产生消极影响,但对公益林农户林业管护行为有显著消极影响;林权抵押贷款管制消极影响公益林农户林业管护行为;生态补偿不能直接促进公益林农户林业管护行为,但其能有效弱化林木采伐管制和林权抵押贷款管制产生的消极影响。本研究对深化集体林权制度改革、进一步完善林改配套政策有重要意义。

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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