• 2020年第40卷第24期文章目次
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      2020, 40(24):0-0.

      摘要 (310) HTML (0) PDF 8.39 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 中国首批国家公园体制试点的经验与成效、问题与建议

      2020, 40(24):8839-8850. DOI: 10.5846/stxb202011122924

      摘要 (1210) HTML (107) PDF 2.67 M (646) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立国家公园体制是建设生态文明制度的重要内容,是解决我国自然保护地发展过程中存在的重叠设置、多头管理、边界不清、权责不明、保护与发展矛盾突出等问题的重大举措。根据国家统一部署,2020年要设立一批国家公园,分级统一的管理体制基本建立。在跨时2年的资料收集、实地考察基础上,全面总结首批10个国家公园体制试点的经验与成效,梳理试点过程中存在的问题,并提出针对性建议,以期全面展现国家公园体制试点的最新进展,为国家公园深化建设提供参考和依据。结果显示,各试点区基本建立起分级统一的管理体制,创新了运行机制,保护力度持续加强,资金投入不断加大,科研合作不断深化,社会参与逐渐扩大。体制试点产生了明显的生态成效,民生改善初步显现,社会效益充分彰显。但是,仍然存在管理机构级别和类型参差不齐,法律制度不健全,资金保障长效机制未建立,人才队伍建设滞后,保护与发展的矛盾突出,空间范围不合理等问题。建议采取必要措施改进存在的问题,积极推广有效经验,加快健全国家公园体制。

    • 生态资产评估及管理研究进展

      2020, 40(24):8851-8860. DOI: 10.5846/stxb202001090071

      摘要 (715) HTML (100) PDF 915.21 K (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态资产是生态系统的自然资源属性和生态系统服务属性的综合体现,为人类社会可持续发展提供着基础支撑。如何准确评估生态资产状况和正确计量生态资产变化,实现生态资产的科学管理和合理使用,是实现人类社会可持续发展目标所需要解决的关键问题之一。对生态资产评估与管理的国外研究进行了系统梳理,提出了今后一段时期的研究重点。在生态资产内涵方面,尽管前期国内外学者理解有所不同,随着认知水平的不断发展,国内对生态资产的理解逐渐趋同于国外。在研究内容方面,生态资产评估与度量、核算与账户管理、服务于人类福祉和可持续发展等方面是研究的核心内容及热点领域,取得积极进展但也存在一些不足,特别是包括自然资源类和生态系统服务类的生态资产综合评估模型方面。今后需要加强基于自然生态系统的双重属性强化生态资产内涵研究和重要性认知研究,全要素生态资产评估方法及全流程核算与权衡管理研究。在我国,需要加强生态资产核算的基础标准、规范账户管理及应用体系研究。

    • 干旱半干旱区斑块状植被格局形成模拟研究进展

      2020, 40(24):8861-8871. DOI: 10.5846/stxb202003120503

      摘要 (587) HTML (129) PDF 956.90 K (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:斑块状植被格局是世界上干旱半干旱区常见的景观类型,它们的形成、组成结构和演替过程研究,对于揭示区域生态系统变化的关键过程具有重要意义。鉴于基于地面调查和遥感技术的方法难以全面刻画斑块状植被格局的形成过程及机制,借助于模型模拟成为解决这一问题的有效方法。自20世纪90年代初至今,斑块状植被格局形成的连续和离散模拟研究不断涌现,然而,连续模拟侧重于植被格局形成的一般机理,缺乏与现实格局的对比和验证,离散模拟单元选择与规则制定等仍需不断研究。在简要回顾斑块状格局形成的反馈机制基础上,重点综述了斑块状植被格局形成的连续和离散模拟的最新研究进展,并指出了现有研究的不足。干旱半干旱区小尺度上植物和水的反馈作用决定了大尺度的斑块状植被格局,充分揭示植被-土壤水分相互作用机理是模型模拟研究的关键,放牧强度和降水格局等外部环境对干旱半干旱区斑块状植被格局特征具有重要影响。在未来研究中,应加强模型模拟结果与实际观测的植被格局比较和验证,重视局域环境条件、生态系统功能在模型中的表达,构建综合连续和离散模型各自优点的混合模型,注重斑块状植被格局形成过程中的标准子模型及模型开发和集成平台的研发,同时强调面向格局模拟和构建空间显式的斑块状植被格局形成模型。

    • 基于氢氧同位素技术的流域水源涵养研究进展

      2020, 40(24):8872-8881. DOI: 10.5846/stxb202003020380

      摘要 (546) HTML (93) PDF 1.27 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:水源涵养有助于拦蓄降水、调节径流,影响着生态系统水文调节、水质净化等功能。在城市化及气候变化的背景下,水资源供需矛盾、水体污染等生态环境问题不断加剧。深入理解流域水源涵养过程、能力及作用是防治上述生态环境问题的基础。随着同位素水文学的发展,同位素技术在水文水资源的研究中的优越性逐渐得到凸显。氢氧同位素是天然示踪剂,在水分溯源、水分滞留时间估算等方面具有独特优势。但相关研究多关注水文过程的某一具体方面,没有形成系统、明确的水源涵养研究框架。为更好地促进氢氧同位素技术在水源涵养研究中的应用,研究总结了应用氢氧同位素技术刻画水源涵养过程、能力和作用的相关研究。从水源涵养的能力估算、过程刻画、水源涵养的"蓝""绿"作用等方面,梳理了基于氢氧同位素技术的水源涵养研究框架,明确了本领域亟待加强的研究方向。研究对于理解流域水源涵养的机理、科学评估水源涵养服务价值等方面具有重要的理论和实践意义。

    • >湿地生态系统观测与实验研究专栏
    • 黄河口碱蓬湿地土壤氮矿化特征对温度及氮输入的响应

      2020, 40(24):8882-8891. DOI: 10.5846/stxb202003170577

      摘要 (594) HTML (99) PDF 2.06 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮矿化是湿地生态系统养分循环的重要组成部分,氮输入及温度变化对土壤氮矿化的影响具有复杂性。为了探究湿地土壤氮矿化特征对温度及氮输入的响应,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验(N0:0 g N m-2 a-1;N1:9.0 g N m-2 a-1;N2:12.0 g N m-2 a-1;N3:18.0 g N m-2 a-1),于生长季末获取不同氮处理下的土壤(S-N0、S-N1、S-N2和S-N3)开展室内培养实验。结果表明,不同氮处理土壤的氮累积矿化量均呈现出培养初期(0-14 d)增加迅速,培养中期(14-42 d)骤然降低,而培养后期(42-84 d)趋于稳定的变化特征,其值整体表现为S-N3 > S-N0 > S-N2 > S-N1(P > 0.05)。培养后期,不同氮处理土壤的累积矿化量在20℃和25℃下的差异均达到极显著或显著水平(P < 0.01或P < 0.05),且S-N2在此间的矿化能力最强。氮输入整体降低了土壤氮矿化对温度的敏感性(Q10),其中S-N2土壤的温度敏感性最低,更利于持续供氮。不同氮处理土壤的氮矿化速率和累积矿化量与培养温度、土壤基质质量密切相关,且在一定范围内较高的温度和较低的C/N有利于氮矿化的进行。研究发现,未来黄河口氮负荷增强以及温度持续上升背景下,碱蓬湿地土壤氮养分及温度条件改变将会影响其供氮能力,适量氮输入(N2)将有利于土壤保持持续稳定的供氮能力。

    • 近15年长江口海域海洋生物变化趋势及健康状况评价

      2020, 40(24):8892-8904. DOI: 10.5846/stxb201912272811

      摘要 (534) HTML (90) PDF 1.76 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:对近15年(2004-2018年)长江口海域海洋生物变化趋势进行分析,评价海洋生物健康状况,并对陆源污染物排放与海洋生物变化进行相关性分析。结果表明,(1)长江口海域海洋生物群落结构组成发生了一定变化,与20世纪90年代末相比,浮游植物种类数有所减少,浮游动物、底栖生物种类数有所增加。浮游植物以硅藻为主,但甲藻占比有所增加,2010年以来硅藻、甲藻群落结构进入新的平衡状态;浮游动物以节肢动物为主,主要类群桡足类占比有所下降;底栖生物种类数明显升高。(2)生物多样性总体水平一般,浮游植物多样性指数总体较低,第一优势种的优势度较高;浮游动物多样性指数和丰富度指数多年呈现下降趋势;底栖生物多样性水平一般,优势种渐趋单一。(3)海洋生物总体处于"不健康"状态,主要影响指标为浮游植物密度偏高,浮游动物密度偏低、生物量偏高,底栖动物密度偏高、生物量偏低。生态系统变化与陆源主要污染物排放、营养结构变化及水体富营养化均具有一定的相关性,其中无机氮(DIN)、石油类入海通量与生物健康指数呈显著负相关关系(P < 0.05),无机磷(DIP)与底栖生物生物量呈显著负相关关系。N/P与浮游植物丰度呈显著负相关,但与浮游植物均匀度和多样性指数呈显著正相关;Si/N与浮游植物多样性指数呈显著负相关。海域严重富营养化面积比例与硅藻甲藻种类数比值呈显著正相关关系。

    • 鄱阳湖湿地优势植物枯落物的分解速率及碳、氮、磷释放动态特征

      2020, 40(24):8905-8916. DOI: 10.5846/stxb201909161925

      摘要 (593) HTML (81) PDF 3.75 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物枯落物分解对生态系统碳通量和养分循环有至关重要的作用,这一过程主要由3个相互作用的因素决定,即化学(枯落物理化特性)、物理(气候和环境)以及生物(参与枯落物分解的微生物和无脊椎动物)因素。在气候和立地环境条件相同的情况下,枯落物质量是制约分解的内在因素。在鄱阳湖湿地开展了野外定位观测实验,采用分解袋技术研究了鄱阳湖湿地优势植物芦苇(Phragmite)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和薹草(Carex.cinerascens Kükenth)枯落物分解速率及碳(C)、氮(N)、磷(P)元素释放动态特的征差异性。结果表明,在0-150 d内三种植物枯落物的干物质分解速率和残留率以及碳相对归还指数(CRRI)、氮相对归还指数(NRRI)、磷相对归还指数(PRRI)差异性都极其显著。在0-150 d内分解速率都是芦苇的最大,薹草的次之,南荻最小。分解进行150 d后,芦苇、南荻和薹草枯落物干物质残留率依次约为56.57%、67.99%和60.88%,CRRI依次约为57.44%、34.58%和41.75%,NRRI依次约为50.71%、-22.66%、和23.18%,PRRI依次约为88.91%、79.27%和85.63%。用Olson负指数衰减模型拟合方程预测芦苇、南荻、薹草枯落物分解完成50%所需的时间大约依次为184 d、249 d和210 d,分解完成95%所需的时间依次为795 d、1078 d和908 d。芦苇和薹草枯落物碳、氮和磷在分解过程中都表现出净释放模式,而南荻枯落物的碳和磷也一直表现为净释放模式,但是氮一直表现为净积累模式。芦苇分解过程中的营养释放作用最强,而南荻群落对氮的吸收和富集效应最强。研究表明植物种类及基质物质量对枯落物分解及其养分释放有很强的调控作用。今后的研究应考虑不同物种枯落物混合时的分解过程以及分解过程中的微生物因素,以便能揭示植物群落物种多样性及微生物活动在湿地生物地球化学循环中的调控作用机制,以期为鄱阳湖湿地碳、氮和磷的生物地球化学循环提供更新的认识,为鄱阳湖湿地的科学管理、保护与恢复提供科学依据。

    • 植被不同退化状态下尕海湿地土壤氮含量及酶活性特征

      2020, 40(24):8917-8927. DOI: 10.5846/stxb202003250688

      摘要 (516) HTML (97) PDF 1.25 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤中氮素的吸收、转化及含量的变化是影响植被生长的关键因素。为探讨湿地植被不同退化状态对土壤氮组分含量和相关酶活性的影响,以及土壤氮组分含量与相关酶活性之间的关系,以甘南尕海湿地不同植被退化状态样地(未退化CK、轻度退化SD、中度退化MD和重度退化HD)为研究对象,采用野外采样与室内实验相结合的方法,分析了植被不同退化状态下不同形态氮组分(全氮、铵态氮、硝态氮和微生物量氮)含量的变化特征,以及土壤氮转化酶(蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶)活性之间的相关关系。结果表明:(1)在植被退化状态下,土壤含水量逐渐减小,土壤温度呈先减小后增大的趋势;(2)随着植被退化程度的加剧,硝态氮含量呈增加趋势,而全氮、铵态氮和微生物量氮含量均随退化程度加剧呈减小趋势;土壤蛋白酶活性随退化程度的加剧而减小,脲酶活性呈先减小后增大的趋势,重度退化活性最高,轻度退化最低;硝酸还原酶活性随退化程度的加剧而增加,亚硝酸还原酶活性表现为"升-降-升"的变化趋势,即轻度退化活性最高,未退化和中度退化较低;(3)土壤蛋白酶活性与全氮、铵态氮和微生物量氮呈极显著正相关关系(P < 0.01),与硝态氮含量呈显著负相关关系(P < 0.05);硝酸还原酶活性与蛋白酶活性恰好相反;脲酶活性与微生物量氮含量呈极显著正相关关系(P < 0.01),与全氮含量呈显著正相关关系(P < 0.05);亚硝酸还原酶活性与全氮和铵态氮含量呈极显著正相关关系(P < 0.01),与硝态氮含量呈显著负相关关系(P < 0.05)。综上,在尕海湿地植被退化条件下,土壤氮组分含量增加可以有效提高相关酶活性。

    • 白洋淀湿地区土壤有机碳密度及储量的空间分布特征

      2020, 40(24):8928-8935. DOI: 10.5846/stxb201911142431

      摘要 (479) HTML (92) PDF 5.11 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿地生态系统碳储量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,提供重要的生态系统服务功能。白洋淀湿地是国家重要生态湿地和华北平原最大的淡水湿地,同时是雄安新区的核心水系,湿地区土壤碳储量的估算研究将为湿地生态系统服务评估和湿地生态恢复提供数据支撑。研究通过对白洋淀湿地7种不同地类的105个土壤剖面进行分层取样,揭示了其湿地土壤有机碳密度及储量的空间分布特征,结果表明:(1)白洋淀湿地区土壤有机碳含量整体偏低,在各层土壤中,淹水芦苇湿地的有机碳含量均显著高于其他植被类型,约为其他类型土壤碳含量的3倍左右。(2)在各植被类型中土壤有机碳含量均以表层(0-20 cm)最高,其分配比例均集中在30%左右,随着土壤剖面深度的增加,湿地土壤的有机碳含量逐渐减少。(3)不同植被类型土壤有机碳含量与土壤有机碳密度的差异显著,具体表现为:乔木园地 < 旱地 < 常绿针叶林 < 落叶阔叶林 < 水田 < 台田芦苇 < 淹水芦苇。(4)根据估算,白洋淀湿地区的土壤有机碳储量约为5816.77×103Mg。随着雄安新区环境治理工作的推进,白洋淀湿地区生态系统固碳将呈现持续向好态势,结合生态恢复和土地布局优化,尽量减少雄安新区建设中土地流转带来的碳排放影响,对提高区域生态效益具有重要意义。

    • 典型温带雨养泥炭沼泽湿地地下部二氧化碳和甲烷浓度变化规律及其影响因素

      2020, 40(24):8936-8947. DOI: 10.5846/stxb202002250337

      摘要 (484) HTML (92) PDF 2.23 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究北方泥炭沼泽湿地二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)浓度随深度的变化规律及其影响因素,选取欧洲北部典型雨养泥炭地贝尔山湿地(BBM)和舒特兹山湿地(SBM)两个采样点,通过原位采集泥炭剖面温室气体、孔隙水以及土壤样品,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术、碳氮同位素技术,探讨泥炭土壤的分解程度及温室气体浓度变化的关系。研究结果表明:(1)BBM采样点地下部的CO2浓度变化规律总体呈现随深度波动减少趋势,值多在3000 μmol/L附近波动,最大值为4210.74 μmol/L(120 cm),SBM采样点的CO2浓度随深度先增后减,60 cm以上在1800 μmol/L附近波动,60 cm以下在3000 μmol/L附近波动,最大值为4191.94 μmol/L(90 cm);BBM和SBM地下部CH4浓度都随深度增大,并且在60cm以下浓度增加较快,BBM最大值为735.90 μmol/L(260 cm),SBM最大值为543.51 μmol/L(170 cm)。(2)BBM和SBM的δ13CCH4的值均较小,表明大部分的12CH4仍被储存在泥炭土壤中,而两个采样点的δ13CCO2和分馏系数αc均随深度增加,表明泥炭土中产甲烷方式为浅层以乙酸产甲烷为主,深层以H2还原CO2为主。(3)C/N、碳氮同位素比值、FTIR均显示SBM和BBM的有机质分解程度较低,因为两个采样点的低可溶性有机碳浓度和低pH值不利于分解,表明该地储存着大量有机碳。通过探讨北温带典型泥炭地温室气体的浓度变化规律及其影响因素,结果可为全球泥炭湿地碳排放提供理论支撑。

    • 泥炭沼泽湿地土壤分解过程中可溶性有机质氧化还原能力变化特征及其影响机制

      2020, 40(24):8948-8957. DOI: 10.5846/stxb202005261345

      摘要 (444) HTML (83) PDF 3.84 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:泥炭沼泽湿地土壤(泥炭土)分解过程是控制泥炭土碳排放的关键过程,其中可溶性有机质(DOM)是泥炭分解过程的主要输出物。DOM富含具有氧化还原活性的官能团,其中酚基具有抗氧化性质,是DOM氧化还原活性的重要组成部分,对驱动有氧和缺氧条件下的氧化还原过程意义重大。同时,酚基也可抑制泥炭的氧化降解,在泥炭土分解过程中起着重要作用。目前,关于泥炭分解过程中DOM氧化还原能力影响机制的相关研究较少。利用创新介导电化学方法、激发-发射荧光矩阵光谱法(EEM),直接定量、定性评估DOM氧化还原变化程度,进而探讨(1)取自两个泥炭样地(OS/LB)的地表水、地下水、孔隙水样品中DOM的氧化还原性能;(2)来自泥炭样地OS的泥炭孔隙水剖面中DOM的氧化还原能力变化规律以及与泥炭分解的重要指标间的关系(如C/N和δ13CDOC)。结果表明:选取电子转移能力(ETC)作为表征DOM氧化还原能力的指标,不同来源DOM的ETC值主要在2-4 mmole-/gC之间;在泥炭土中DOM的ETC值与醌基和酚基的光谱性质参数存在强相关,这些基团对DOM氧化还原能力具有较大影响。具体表现为:在采样区OS,5-50 cm深度和0-210 cm深度的泥炭孔隙水剖面中,酚基在任意深度都是主导DOM氧化还原活性的重要组成部分,而醌基仅在没有淹水、有氧的近地表20 cm深度处时起到重要作用。在泥炭分解过程中,DOM氧化还原能力随深度的变化主要是受泥炭分解程度不同所致的泥炭自身酚基含量的变化所影响,特别是在未受地下水位波动影响的较大深度处。研究探讨泥炭分解过程中DOM氧化还原能力变化特征及其影响机制,为厘清有机质与泥炭沼泽湿地生物地球化学过程提供理论支撑。

    • 青藏高原高寒湿地GPP变化特征及对生长季积温的响应

      2020, 40(24):8958-8965. DOI: 10.5846/stxb201911202515

      摘要 (543) HTML (115) PDF 1.69 M (286) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于涡度相关系统,利用2004-2016年的涡度相关系统观测资料,做了青藏高原高寒湿地生长季总初级生产力(GPP)在不同时间尺度上对生长季有效积温(GDD)响应的研究。结果表明:高寒湿地生态系统在生长季的日GPP、GDD与月际GPP、GDD都表现为先增大后减小的单峰变化趋势,都在7月或8月达到峰值,在5月达到最小值。在整个生长季尺度上,GPP与GDD变异性较大,没有明显的变化趋势。2004-2016年整个生长季GPP与GDD的均值分别为(458.82±25.78)gC m-2-1和(1060.89±84.07)℃。在日尺度、月尺度、生长季尺度上,GPP与GDD都呈极显著正相关关系(P < 0.01)。但是,通过比较生长季分别每个月GPP与GDD的关系发现,5、9月的GPP与GDD没有显著相关性(P > 0.05),而在7月相关性最为显著(P < 0.01)。整体上看,高寒湿地生态系统植被的总初级生产力与热量条件表现为正相关关系,由此说明在全球气候变暖的背景下,将会提高青藏高原高寒湿地生态系统植被的光合生产能力。

    • 盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争的关系研究

      2020, 40(24):8966-8973. DOI: 10.5846/stxb202001160137

      摘要 (606) HTML (89) PDF 2.33 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐城滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系发生变化,导致湿地景观结构与格局发生变化。以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为典型研究区,利用1992、1997、2000、2011、2017年TM影像作为数据源,结合GIS技术,运用景观生态学方法分析了滨海湿地植物群落种间格局与竞争关系的时空变化特征。结果表明:①1992-2017年,植物群落结构变化呈现出芦苇群落和互花米草群落持续扩张的特征,其面积百分比到2017年分别达到37.06%和34.50%;碱蓬群落整体上呈现持续萎缩的特征,到2017年仅占5.09%。②1992-2017年,香农多样性指数(SHDI)和边缘密度(ED)值分别先上升至1.482和14.391,再逐渐下降至1.283和11.967,最大斑块指数(LPI)和聚集度指数(AI)先增大再减小,均反映了植物群落竞争关系从单一化走向多元化再到单一化的趋势。③1992-2017年,芦苇-碱蓬群落之间竞争的空间位置先向海方向推进,后向陆方面后退;碱蓬-互花米草群落竞争的位置先向海、再向陆方向、再向海方面演进;芦苇-碱蓬-互花米草群落种间竞争的位置由区域的南部向中部演进。研究可为进一步认识滨海湿地植物群落的基本结构和种间格局的动态变化,为生物多样性保护和修复提供科学参考。

    • 空间互动视角下CO2排放驱动因素及溢出效应——基于全球98个国家的数据分析

      2020, 40(24):8974-8987. DOI: 10.5846/stxb202001070055

      摘要 (405) HTML (96) PDF 12.52 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变暖已成为21世纪威胁人类可持续发展的严峻挑战,减少CO2排放是抑制气候变暖的重要路径。从全球碳减排的宏观视角出发,以98个国家为研究对象,基于总商品贸易和化石能源贸易的引力模型构建两种空间互动关系,利用扩展后的S-STIRPAT模型对2000、2005、2010年和2014年人均CO2排放的驱动机制和空间溢出效应展开实证分析,并基于发展差异视角进一步探究发达和欠发达国家CO2排放驱动机制异同。研究结果表明:(1)2000、2005、2010年和2014年人均CO2排放溢出效应呈增强态势。(2)城市化水平、人均GDP、能源强度对人均CO2排放产生显著正向影响,可再生能源使用率对人均CO2排放产生显著负向影响。(3)发展差异视角下,城市化水平、人均GDP和能源强度对欠发达国家影响更大,可再生能源使用率对发达国家影响更为显著。根据研究结果建议加强发达国家和欠发达国家低碳技术交流与合作,同时积极调整能源结构以减少CO2排放。

    • 中国县域碳汇时空格局及影响因素

      2020, 40(24):8988-8998. DOI: 10.5846/stxb202003030389

      摘要 (662) HTML (115) PDF 19.57 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:以全国1300个县级行政单位作为研究对象,利用全国县域尺度土地利用数据和社会经济数据,核算了1990-2015年间中国县域碳汇总量,并结合标准差椭圆、空间自相关、冷热点分析和地理加权回归分析方法,探析中国县域碳汇的时空分异特征及影响因素,旨在为优化国土空间开发格局,实施差异化减排路径及推动生态文明建设提供参考。研究表明:(1)时空变化上,1990-2015年中国碳汇总量呈波动下降趋势,由13307.79×104t下降至13198.27×104t;林地为主要碳汇类型,其余碳汇类型比例结构基本不变;在空间分布上,中国县域碳汇呈现"西部 > 东北 > 南部 > 中部"的"西高东低"格局。(2)在空间分异和聚集上,碳汇空间分布中心向西南移动,分布范围呈收缩态势,西南地区对整体碳汇空间格局影响作用加强;1990-2015年中国县域碳汇总量的冷热点集聚程度呈现波动稳定特征,空间集聚程度呈现高值与低值聚集,高-低区域零星分布的特征。(3)从影响因素分析来看,2015年经济发展、产业结构、土地利用程度对碳汇产生影响并存在空间异质性。建议通过合理规划县域非建设用地的土地利用方式、差异性制定各区域内策略、控制建设用地规模等方式达到县域的低碳发展。

    • 煤炭资源型地区产业能-水足迹效率及影响因素

      2020, 40(24):8999-9010. DOI: 10.5846/stxb202002250335

      摘要 (427) HTML (122) PDF 1.22 M (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国煤炭资源型地区众多,但其资源环境等可持续发展问题形势严峻,如何针对能源和水这两种重点资源进行协同管理是解决这些问题的关键之一。基于区域不同产业能-水耦合视角,采用投入产出分析对2002-2012年山西省不同产业的能-水足迹效率进行评价,并采用结构分解分析能-水耦合的影响因素,主要结论有:(1)研究期间,山西省各产业能-水足迹都呈上升趋势,能源足迹的增加主要表现为各产业间接消耗能源的增加,而水足迹的增加主要表现为各产业直接消耗水资源的增加。(2)不同行业能-水足迹效率差异很大,足迹较大的产业其足迹效率都较低。尽管研究期间各产业能-水足迹效率呈现上升趋势,但大部分产业能-水足迹效率仍处于较低水平。(3)从各产业能源足迹效率和水足迹效率的耦合情况来看,各产业能-水足迹效率耦合状况趋于优化,逐步由低水足迹效率和中等能源足迹效率(WlEm)为主转变为中等水足迹效率和中等能源足迹效率(WmEm)为主,但与发达地区相比,仍然具有一定的差距。(4)从能-水足迹效率影响因素来看,各产业技术水平的提高是导致能-水足迹效率提高的主要动力,经济规模的持续扩大是各产业能-水足迹上升的主要原因,部门间的联系和地区经济结构对能-水足迹效率的影响也逐步增加。这些发现从理论上揭示了资源利用强度和效率对产业能-水消耗的影响机制,从实践上对资源型地区节能节水具有重要指导意义。

    • 基于三维生态足迹模型的长江中游城市群平衡性分析与生态补偿研究

      2020, 40(24):9011-9022. DOI: 10.5846/stxb201912282818

      摘要 (547) HTML (82) PDF 4.17 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江中游城市群是长江经济带的重要组成部分,明晰生态足迹平衡性对城市群区域间生态补偿以及长江中游城市群生态可持续发展具有重要意义。研究采用三维生态足迹模型和基尼系数,核算长江中游城市群各市生态足迹及生态承载力,并对其生态足迹空间平衡性进行分析;同时依据三维生态足迹相关理论,计算各市生态补偿金额。结果表明:①2000-2015年长江中游城市群整体生态足迹持续上升,由65.52 hm2/人增加至139.38 hm2/人,年增长率为7.52%,武汉城市圈和襄荆宜城市群对生态足迹增长的贡献最大;②生态承载力呈下降趋势,由11.25 hm2/人减小至10.73 hm2/人,从土地利用类型来看,耕地和林地是提供生态承载能力的最主要因素;③生态足迹的综合基尼系数处于0.425-0.488之间,整体上处于"集聚程度较大"的区间范围,空间分布显示出不平衡性;④2000-2015年长江中游城市群生态补偿支付区和补偿金额持续增加,各子城市群生态补偿差异大小关系为:环鄱阳湖城市群 > 环长株潭城市群 > 武汉城市圈和襄荆宜城市群。通过分析区域生态足迹、生态承载力的时空变化特征并提出对应补偿方案,以期为长江中游城市群生态建设和管理提供决策依据。

    • 中国快速城市化区域生态系统服务价值预测及权衡研究——以佛山市为例

      2020, 40(24):9023-9036. DOI: 10.5846/stxb202002130237

      摘要 (567) HTML (118) PDF 11.82 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国快速城市化区域由于经济迅速发展需要以及人类活动不断干扰,导致土地利用变化剧烈,影响生态系统功能发挥和服务供给,给予生态环境带来巨大压力。分析和预测快速城市化区域生态服务价值(Ecosystem Service Value,ESV)时空演变特征、权衡与协同关系,对协调区域可持续发展具有重要意义。通过FLUS(Future Land Use Simulation)模型、价值当量表估算法、皮尔逊相关分析和双变量自相关等方法,分析并预测2005-2025年佛山市土地利用变化对ESV的影响,同时探究2025年多情景下生态系统服务之间的权衡与协同关系。结果表明:①2005-2025佛山市土地利用格局变化明显,生态保护情景下土地利用变化程度最缓和。②2005-2015年ESV共下降11.41亿元,经济发展情景下的ESV下降趋势最明显。③供给、调节、支持与文化4种单项ESV,分别下降1.95、5.02、4.08、0.36亿元;生态保护情景下的各项ESV均上升。④生态系统服务之间均存在明显的协同作用,经济发展情景下的协同关系最显著;西南和东北区域主要表现为协同关系,局部区域表现为权衡关系。研究结果可为快速城市化区域生态系统功能调控和生态安全格局构建提供一定的思路。

    • 城市尺度的城乡建设用地潜力及空间格局匹配评价——以南昌市为例

      2020, 40(24):9037-9047. DOI: 10.5846/stxb201911112375

      摘要 (415) HTML (108) PDF 5.67 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着经济快速发展和城镇化进程不断加快,土地开发强度日益增大,导致生态环境不断恶化,分析城乡建设用地承载能力及空间格局匹配情况,对解决土地利用不合理、生态破坏等问题具有重要意义。以江西省南昌市为例,首先从生态安全、自然条件、社会经济等方面构建指标体系,采用层次分析法和限制系数评价模型,进行城乡建设用地开发适宜性评价,然后测算城乡建设用地承载力、可承载城乡建设用地丰度;最后与现状城乡建设用地进行空间匹配度分析,并探讨可承载临界值、丰度与空间匹配度的相关性。结果表明:南昌市城乡建设用地最适宜区、较适宜区、较不适宜区和不适宜区面积分别为1466.19、1346.01、353.69 km2和3770.70 km2;研究区城乡建设用地可承载临界值和可承载潜力分别为41.25%和24.05%,各县(区)值差异较大,各县(区)可承载临界值和可承载潜力范围分别为19.43%-98.71%和5.65%-49.83%,可承载城乡建设用地丰度情况良好,各县(区)值介于0.19-1.50之间;研究区各县(区)空间匹配度范围为67.41%-99.25%;相关分析显示,空间匹配度与城乡建设用地可承载临界值和可承载城乡建设用地丰度均呈正相关关系。研究可为南昌市城乡建设用地合理开发利用和国土空间优化提供依据。

    • 青弋江流域土地利用/景观格局对水质的影响

      2020, 40(24):9048-9058. DOI: 10.5846/stxb202003090448

      摘要 (497) HTML (89) PDF 5.48 M (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同空间尺度的景观组成与结构对水质的影响对于水质保护具有重要意义。青弋江为长江下游最长的支流,人类活动可能通过多种方式对水质产生影响。以青弋江流域为研究对象,基于Google Earth遥感数据和水质实测数据,采用冗余分析(RDA)和Spearman相关性分析,探讨了土地利用/景观格局对水质的影响。研究结论为:(1)以采样点为中心建立的100、200、500、1000、2000 m 5种尺度缓冲区中,500 m半径圆形缓冲区景观组成对水质的解释率最高,枯水期与丰水期对水质的解释率分别为46.30%和43.10%。(2)土地利用类型中,耕地和建设用地面积与NH4+-N、TP、EC呈正相关,对水质具有负面效应;林地面积与DO呈正相关,对污染物起到净化作用;土地利用综合程度指数与污染指标呈正相关,表明人类活动强的区域,水质变差。(3)景观格局指数中,PRD在丰水期与NH4+-N、TP浓度为负相关,相关系数分别为-0.656、-0.540,表明随斑块丰富度密度的增大,流域生态系统更加稳定;LPI与DO浓度在枯水期为显著负向相关,相关系数为-0.653,SHAPE_AM与NH4+-N、TP呈显著正向相关,表明随人类活动强度的增大,水质恶化;FRAC_AM与水质的关系无法得到合理的解释。通过多角度分析,在一定程度揭示了青弋江流域的生态水文过程,有利于土地利用管理和水质保护,进而促进资源的可持续利用。研究结果可为政府相关职能部门进行决策时提供参考。

    • 高寒山地生态脆弱区聚落空间格局特征及成因识别——以天祝藏族自治县为例

      2020, 40(24):9059-9069. DOI: 10.5846/stxb201912042629

      摘要 (456) HTML (91) PDF 8.38 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然环境复杂多样是山区聚落空间差异性和异质性的主要原因,对聚落空间治理及可持续发展具有深刻影响。采用天祝县2018年土地变更调查数据,利用空间"热点"探测、最小累积阻力值模型(MCR)和二元Logistic回归等方法,对聚落空间分布格局及其形成因素进行分析。结果表明:(1)聚落分布整体表现为集聚型,空间上呈现出"东南高、西北低"的格局。(2)核密度估计值东南高、西北低,形成"东南密集型"和"西北稀疏型"2个典型分布区,呈现出"核心-边缘"结构;同时,聚落规模空间"热点"探测显示,聚落形态具有显著的空间差异性,华藏寺镇表现为高密度大斑块,其他乡镇表现为中低密度小斑块。(3)聚落斑块平均密度对分组分析结果作用显著,聚落类型由中低密度斑块主导,受高寒气候区分布范围较广的影响,高寒区稀疏型聚落覆盖范围较大。(4)通过聚落空间格局影响因素统计分析和Logistic回归分析,定量识别出:地形条件、土地资源配置和降水条件对聚落分布疏密程度作用最显著,交通禀赋和交通可达性对县域聚落格局优化具有重要作用。

    • 内蒙古自治区干旱脆弱性评价

      2020, 40(24):9070-9082. DOI: 10.5846/stxb202001170142

      摘要 (510) HTML (135) PDF 6.03 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱带来的环境影响及经济损失,阻碍了地区的可持续发展。开展干旱脆弱性评价是合理制定区域规划与管理措施的前提条件。然而,国内目前鲜有以省或自治区为研究区域,以市级行政区域为尺度的自然-社会-经济耦合的干旱脆弱性研究。根据IPCC提出的干旱脆弱性评价模型,选取19个指标,在3个维度上(暴露度、敏感度和适应能力)对内蒙古自治区的12个盟市开展了干旱脆弱性评价。采用熵值法确定各指标权重,并用综合指数法和系统分类法计算干旱脆弱性指数并进行分类。研究结果表明,内蒙古自治区的干旱脆弱性呈现由东向西递减的趋势,与干旱脆弱性相关性最强的三个指标分别是第一产业GDP比例、人均可支配收入和第一产业从业人员比例。导致盟市干旱脆弱性的主要贡献因素为人口与人力因素和生态与水资源因素。减缓内蒙古自治区干旱脆弱性可以从加强草原保护建设和管理,合理规划盟市建设,减少人口的集中分布,调整产业结构,提供更多的非农牧就业岗位,加强职业技能培训,完善金融服务和医疗服务等方面入手,从而促进干旱区自然生态和社会经济的可持续发展。

    • 祁连山青海云杉物候对水热驱动的响应

      2020, 40(24):9083-9093. DOI: 10.5846/stxb201903200526

      摘要 (400) HTML (76) PDF 1.57 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:祁连山是西北地区重要的生态屏障,青海云杉是祁连山中段森林生态系统的主要乔木建群种,对维系祁连山生态安全有着重要战略意义。物候是森林响应环境变化的指示器,准确分析流域尺度上森林对气候变化的物候响应是研究全球变化对生态系统影响的关键,也是当前环境变化条件下评价森林生态系统养分、水分、能量以及碳循环等的关键。对林木物候与气候的关系进行深入研究、精确分析,可以为准确描述森林的结构、功能和生态水文过程提供科学依据,也可为水源涵养林可持续经营提供理论指导。对青海云杉展叶和球果成熟物进行了连续两年(2015-2016年)观测,分析了青海云杉展叶和球果成熟物候变化动态,研究了它们与空气温度、降雨、土壤温度以及土壤含水量的关系,得到以下结论:研究区海拔2700m处2016年平均气温比2015年升高了0.37℃,2016年青海云杉展叶期开始日期比2015年提前了3d,2016年青海云杉球果成熟期开始日期比2015年提前了2d。积温增加是物候持续期增加的原因,积温达到一定值时,青海云杉的物候变化就会发生。青海云杉展叶期持续日数与上个月的降雨呈极显著正相关(P < 0.01),球果成熟期持续日数与上个月的降雨呈极显著负相关(P < 0.01),展叶期和球果成熟期持续日数都受上一月降雨的影响显著,降雨对青海云杉展叶期和球果成熟期物候的影响具有一定程度的滞后性。青海云杉展叶期持续日数与展叶期开始月的土壤温度极显著正相关(P < 0.01),即土壤温度升高展叶物候持续期延长。球果成熟期持续日数与展叶期开始月的土壤温度极显著负相关(P < 0.01),即土壤温度升高球果成熟期物候持续期缩短。青海云杉展叶期和球果成熟期物候都受上一月土壤含水量的影响显著,土壤含水量也对青海云杉展叶期物候和球果成熟期物候的影响具有一定程度的滞后性。

    • 高山嵩草气孔导度对环境因子的响应模拟

      2020, 40(24):9094-9107. DOI: 10.5846/stxb202001070054

      摘要 (435) HTML (91) PDF 5.71 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:以青藏高原地区高寒草甸常见建群种高山嵩草(Kobresia pygmaea)为研究对象,利用光合测定仪于2018年7-9月测定高山嵩草气体交换参数与环境因子的日变化值,利用土壤水分测量仪及环刀法、透膜法测得0-10 cm土壤水分数据作为模型变量。首先,采用3种气孔导度模型对高山嵩草气孔导度进行拟合和检验,其次,用Jarvis模型、Leuning模型和Gao模型对高山嵩草气孔导度在不同月份(7,8,9月)日变化的模拟结果进行分析,最后,总结并讨论了气孔导度对3个主要环境因子(光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)、气温(Tair)、饱和水汽压差(Vapor pressure deficit,VPD))的响应特征。主要研究结果:(1)3个气孔导度模型都可以较好地模拟高山嵩草的气孔导度变化,Leuning模型表现最好(R2=0.726),Jarvis模型次之(R2=0.659),Gao模型准确度最低(R2=0.624)。(2)高山嵩草叶片气孔导度对3个环境因子的响应敏感度为PAR > VPD > Tair。在5-35℃气温范围内气孔导度呈现"钟形"响应,在Tair为24.83℃时达到最高值;气孔导度随着光合有效辐射强度PAR的增加(300-2100 μmol m-2 s-1)而增加,在高PAR时Gs增速变慢,随后出现下降趋势;气孔导度随着VPD增加(0.12-3.48 kPa)而降低。(3)三个模型均可以较好地模拟高山嵩草气孔导度对环境因子的响应特征,其中最敏感的环境因子均是VPD。Leuning模型对Tair和VPD最敏感,而Gao模型对PAR最敏感,对Tair不敏感。以上结果以期为气候变化背景下青藏高原地区植物叶片气孔导度的响应变化以及更大尺度的陆面模式中气孔导度模型的应用提供参考。

    • 近40年河北坝上地区杨树人工林径向生长对气候变化的响应差异

      2020, 40(24):9108-9119. DOI: 10.5846/stxb202003040406

      摘要 (495) HTML (100) PDF 4.36 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用树木年轮气候学方法,研究近40年河北坝上地区健康和衰退小叶杨人工林径向生长对气候响应敏感性差异,揭示健康和衰退杨树生长与气候关系的时间变异规律。结果表明:(1)衰退杨树径向生长对温度、降水等气候因素响应较健康杨树敏感。衰退杨树年表中的气候信号较强,与当年生长季(4、8-10月)的气温因素呈显著负相关,与上一年休眠期(9月-当年1月)和当年生长季(7月)的降水和相对湿度呈显著正相关。健康杨树年表中气候信号较弱,主要与上一年冬季(12月)和当年生长季(4月)的气温因素呈显著负相关,与上一年生长末期(8-11月)降水和相对湿度呈显著正相关。(2)从各年表与帕默尔干旱指数(PDSI)的响应强度来看,衰退杨树生长更易受夏季干旱胁迫影响。衰退杨树年表与上一年9月-当年3月、6-10月的PDSI呈显著正相关,而健康杨树径向生长与PDSI呈弱的正相关。(3)1975-2017年间,随气温升高,健康和衰退杨树生长对温度的敏感性下降;健康杨树生长对降水和PDSI的敏感性较为稳定,适应能力强,而衰退杨树生长对降水和PDSI的敏感性增强,适应能力变弱。综上所述,干旱胁迫是限制衰退杨树生长的主要因素,而健康杨树生长受气候影响较弱,能适应当地气候条件。衰退杨树对气候变化响应较健康杨树明显,在气候变暖背景下,衰退杨树生长的气候限制因子由温度转变为水分,导致河北坝上地区遭受干旱灾害时发生退化的趋势更加明显。

    • 内蒙古中西部优势植物春季返青对降水的非线性响应

      2020, 40(24):9120-9128. DOI: 10.5846/stxb202001060039

      摘要 (378) HTML (78) PDF 1.24 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:长期以来,研究植被物候变化与气候因子的关系多基于线性模型,事实上植被物候对气候变化的响应可能是非线性的。以1984-2017年内蒙古中西部温性典型草原和温性草原化荒漠长时间序列植被物候观测资料为基础,分析了近40年来气候变化背景下不同草地类型优势植物返青期变化特征及其对春季降水的非线性响应。结果表明:(1)温性典型草原冷蒿返青期主要受水分控制,与春季降水量表现为开口向下的二次函数关系。气候暖干化导致的水分亏缺是冷蒿返青期呈极显著延迟趋势(1.32 d/a)的主要原因;春季降水量超过60 mm时,冷蒿返青期表现出由延迟转变为提前的趋势。(2)温性草原化荒漠猫头刺返青期主要受热量控制。受春季显著升温影响,猫头刺返青期呈极显著提前趋势(0.63 d/a)。春季降水增多利于猫头刺提早返青,二者表现为开口向上的二次函数关系;春季降水量超过40 mm时,猫头刺返青期对降水的响应程度逐渐降低,这可能与荒漠植物本身的生理特性有关。

    • 永定河干涸段(卢梁段)河流廊道植物群落数量分类及多样性特征

      2020, 40(24):9129-9137. DOI: 10.5846/stxb202003050419

      摘要 (459) HTML (101) PDF 3.00 M (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究永定河干涸段河流廊道的植物群落结构特征及多样性特征,给永定河河道防护林、水源涵养林建设等提供科学的理论依据,通过对河流廊道植物群落的实地调查,对124个植物群落进行了TWINSPAN数量分类,并探究了不同层次间的物种多样性的区别以及垂直和水平梯度上的分布格局。结果表明:(1)植物群落包括9种群丛类型,其中优势群丛为"狗尾草+猪毛菜+尖头叶藜群丛"、"狗尾草群丛"和"加杨-狗尾草+蒺藜群丛"。(2)草本层物种的丰富程度和均匀程度整体大于乔木层,且物种组成复杂程度的变化幅度更大。(3)从垂直梯度上看,植物群落乔木层上游的物种结构组成较下游更加丰富、整体分布更加均匀,草本层从上游到下游物种组成的丰富程度和均匀程度先降低后升高、再降低;从水平梯度上看,越靠近左、右两堤,乔木层的物种结构组成越丰富、分布越均匀,左堤的物种组成较右堤更加复杂且分布更加均匀,草本层的物种多样性在水平梯度上变化较大,在靠近左堤的位置物种组成最丰富。影响乔木层物种多样性变化的主要原因是人类活动干扰的强度。

    • 基于时序突变检测的植被空间变化特征识别方法——以海河北部山区为例

      2020, 40(24):9138-9147. DOI: 10.5846/stxb202002060206

      摘要 (386) HTML (95) PDF 17.13 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:长时序植被变化趋势分析是分析植被生长与退化状况的主要手段之一,但难以精细揭示分析时段内植被变化动态的时空特征。将归一化植被指数(NDVI)时序突变检测与趋势分析结合起来,建立了精细识别植被空间变化特征的方法,并以海河北部山区为案例,开展了实证研究。案例分析结果表明:2000-2018年间,海河北部山区有78.1%的区域NDVI发生了突变,其中1.7%的面积发生退化。应用基于时序突变检测的植被变化识别方法进一步发现:植被变化在2011年出现突变拐点,突变前(2000-2011年)在西北草原区和东南林农区存在1.6%的显著退化,突变后(2011-2018年)在东部林农区存在1.2%的显著退化。分析表明,海河北部山区植被整体改善与气象因子的关系不大,局部恶化则是气象因子与人类活动共同作用的结果。与常规长时序植被变化趋势分析相比,基于时序突变检测的植被空间变化特征识别方法揭示了评估时段内植被空间变化的动态趋势,可为明确区域植被的变化以及差异化的植被恢复策略提供决策信息。

    • 中国南方生长于不同基质的天然林植物叶片元素含量特征比较

      2020, 40(24):9148-9163. DOI: 10.5846/stxb202001160138

      摘要 (502) HTML (99) PDF 2.08 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:对比中国南方两个热带喀斯特森林、一个热带红树林和来自文献的一个亚热带常绿阔叶林植物叶片元素含量和计量特点。结果表明,受碳酸盐岩的影响,西双版纳和弄岗喀斯特森林植物叶片普遍富含Ca、Mg元素,因岩性差异,含有一定白云岩的弄岗地区的植物富集更多的Mg。西双版纳喀斯特森林存在K、Fe、Na、Zn元素的缺乏状况;由于白云岩矿物成分的特殊性和缓慢的风化速度,弄岗喀斯特植物有更高的叶片K、Zn、S含量。红树林植物富集P、Ca、Mg、Na、S元素,海水环境中大量的离子进入土壤被植物吸收利用,提高了红树的养分含量,并且在高盐环境下Na在叶片中大量富集。但是,红树植物表现缺乏Fe、Si、Zn。亚热带常绿阔叶林植物受酸性土影响大,Mn元素大量富集,P与Na的含量缺乏,并且相比其他生境,常绿阔叶林的N、P、Ca、Mg含量较低。西双版纳和弄岗的喀斯特森林植物叶片N/P比分别为14.27和18.26,说明前者受到N、P的共同限制,后者主要为P限制;红树植物N/P比为13.12,受N限制;常绿阔叶林植物本身严重缺P,N/P比为26.27,表现出明显的P限制。所研究的不同基质上的植物,叶片N与P元素之间均呈显著正相关,这种稳定的协同关系是植物适应环境的普遍规律。Ca与Mg两个二价阳离子元素在喀斯特森林和常绿阔叶林中为协同关系,而在红树林中则不存在相关性,分析表明Na盐胁迫下增加了Mg的吸收,改变了Ca、Mg的平衡关系。N与K元素在红树林和常绿阔叶林中为协同关系,而由于喀斯特环境中Ca、Mg协同影响了K的吸收,改变了N、K的协同关系。P与Zn在喀斯特森林和红树林中都表现出协同关系,这与两种元素在植物代谢过程中都参与了酶的合成有关。红树植物表现K和Mn的拮抗关系,而在喀斯特森林和常绿阔叶林中均未有相关性。S与P元素在弄岗喀斯特森林中表现出正相关,这种协同性可以帮助喀斯特植物缓解缺P的症状,而在高P的红树植物中没有相关性。研究结果对于森林生态系统的生物地球化学循环模拟和生态系统管理有重要参考意义。

    • 基于结构方程模型分析林分空间结构对草本物种多样性的影响

      2020, 40(24):9164-9173. DOI: 10.5846/stxb202001280179

      摘要 (587) HTML (93) PDF 1.02 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:林分空间结构的改变直接影响林下草本物种的多样性。以针叶纯林、针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,采用结构方程模型研究了林分空间结构对林下草本物种多样性的影响,并探讨了林分水平空间结构,垂直空间结构以及林木竞争态势对林下草本物种多样性的影响的相对重要性。结果表明,林分水平空间结构对林下草本的物种多样性指数和物种均匀性指数均存在极显著的影响(P < 0.001),影响系数高达0.96和0.89,对林下草本物种丰富度存在显著影响(P < 0.01),影响系数为0.22;林分垂直空间结对林下草本丰富度和物种均匀性指数均存在极显著的影响(P < 0.001),影响系数分别为0.86和0.43,对林下草本物种多样性指数存在显著影响(P < 0.01),影响系数为0.16;林木竞争指数与林下草本丰富度和物种多样性指数也均存在极显著的影响(P < 0.001),但影响系数较小,分别为-0.47和-0.30,而对林下草本物种均匀性指数未达到显著影响作用(P > 0.05),影响系数仅为-0.04。整体上看,林分水平空间结构、垂直空间结构和林木竞争态势均对林下草本物种多样性有较强的影响作用,但从影响系数看,林分水平空间结构的影响作用最大,垂直空间结构次之,林木竞争态势的影响作用最小。因此,欲维持或改善林下草本物种多样性,应采取调整林分水平空间结构为主,垂直空间结构调整为辅,并适当降低林木竞争程度的综合经营措施。

    • 土壤与大气双重胁迫下苋菜幼苗对铅的累积与生理响应

      2020, 40(24):9174-9183. DOI: 10.5846/stxb202001140107

      摘要 (355) HTML (78) PDF 3.94 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤污染被普遍认为是农作物Pb的主要来源,但是针对大气沉降与土壤对作物胁迫效应的研究相对较少。通过喷洒Pb溶液和Pb污染土壤盆栽试验,模拟研究大气和土壤不同Pb污染源胁迫对苋菜幼苗生长发育和生理生化特征的影响,以及Pb在其体内的累积和化学形态。结果表明,大气和土壤Pb胁迫都能显著提高苋菜幼苗Pb含量,其中土壤影响占62.64%,大气影响占32.89%。不溶性磷酸盐和果胶、蛋白结合态是Pb的主要化学形态。单独大气Pb胁迫促进了苋菜幼苗的生长和可溶性蛋白质的合成,而土壤Pb胁迫则为抑制作用,主要表现为H2O2和MDA含量增加,造成细胞膜系统损伤。抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和抗氧化剂(AsA、GSH)对土壤和大气Pb胁迫均表现出积极有效的响应。研究结果可为大气和土壤重金属共同胁迫地区农作物的环境风险评价以及污染防治提供重要的科学依据。

    • 易分解有机碳输入量对武夷山不同林型土壤激发效应的影响

      2020, 40(24):9184-9194. DOI: 10.5846/stxb202001150124

      摘要 (441) HTML (67) PDF 1.62 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳储量库,其微小的变化也能使大气中CO2浓度发生巨大的改变,植物来源碳的输入能通过激发效应促进或抑制土壤有机碳(SOC)的分解,对SOC的动态平衡产生影响。以武夷山三个林型(阔叶林、马尾松林、针阔混交林)土壤为研究对象,通过向土壤中添加不同量的13C标记葡萄糖(0、100、200、400 mg C/kg)研究易分解有机碳输入量对不同林型土壤激发效应的影响,并在此基础上探讨易分解有机碳输入量对土壤激发效应影响的作用机理。结果表明,葡萄糖输入对土壤激发效应的影响与葡萄糖输入量和林型有关。葡萄糖的输入均抑制了三个林型SOC的分解(即,呈现负的激发效应)。阔叶林土壤和针阔混交林土壤激效应强度随着葡萄糖输入量的增加而增加,而马尾松林土壤的激发效应强度对葡萄糖输入量的响应并不明显。然而在马尾松林土壤中由葡萄糖所引起的激发效应强度显著高于其他两种林型土壤。研究结果表明,易分解有机碳的输入可以抑制SOC的矿化,形成负激发效应,阔叶林土壤的激发效应强度与土壤可利用氮、葡萄糖添加量与微生物碳量比值有关,而针阔混交林与马尾松林土壤的激发效应强度分别与土壤中的放线菌和真菌有关。

    • 卫星土壤水分产品在青藏高原地区的适用性评价

      2020, 40(24):9195-9207. DOI: 10.5846/stxb202001070056

      摘要 (446) HTML (85) PDF 2.34 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析土壤水分产品在青藏高原地区的可靠性和适用性,利用青藏高原地区地下5 cm深度的地面实测土壤水分数据,结合多种评价指标(相关系数R、均方根误差RMSE、偏差Bias和无偏均方根误差ubRMSE)对土壤水分主动-被动探测卫星(SMAP)、高级微波扫描辐射计2(AMSR2)、风云三号(FY-3B)土壤水分产品,从时间和空间两个方面进行了适用性研究。结果表明:(1)土壤水分产品均能反映青藏高原的土壤水分变化,在降水较多的季节,三种产品精度均有不同程度的下降。(2)土壤水分产品在夏季和秋季反演效果好于冬季和春季,并且在秋季与实测值更接近。其中,SMAP产品在各个区域都能反映土壤水分的季节变化趋势,并普遍在夏季高估、冬季低估;AMSR2产品在夏季低估,冬季明显高估;FY-3B产品在夏季普遍低估。(3)土壤水分产品在那曲和狮泉河地区反演结果较好,在那曲地区与实测值相关性最高;在玛曲地区表现出较大的不确定性,虽然相关系数较高,但RMSE和Bias同样较高,整体精度较差;SMAP产品在阿里地区满足目标精度。综合来看,SMAP产品在青藏高原地区反演结果较为稳定,受气候和环境的影响较小,具有相对较大的R和较小的RMSE和Bias。

    • 基于生态位理论的富硒土壤资源开发利用适宜性评价及分区方法

      2020, 40(24):9208-9219. DOI: 10.5846/stxb202002110229

      摘要 (433) HTML (81) PDF 1007.79 K (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:实施乡村振兴战略,产业兴旺是关键。立足区域富硒土壤资源禀赋优势,发展富硒农业特色经济,是振兴乡村产业的一条有效途径。以多维超体积生态位理论为指导,以区域富硒土壤资源禀赋和富硒农业发展要求为基础,从土壤自身条件、土地利用和生态保护3个方面明确了富硒土壤资源开发利用的主导因素、区位因素、限制因素;选择土壤硒含量、土壤有机质含量、地形坡度、土地利用类型、土地综合污染指数、生态保护建设等6个关键因子,构建了富硒土壤资源开发利用生态位适宜性评价指标体系;利用生态位适宜性评价相关模型,探讨了生态位适宜性单一指数和综合指数的计算方法;结合土壤利用改良分区、土壤利用功能分区、富硒农业生产分区等,分析了区域富硒土壤资源开发利用适宜性分区问题。研究可为富硒土壤资源开发利用适宜性评价提供科学可行的思路与方法,对于促进区域富硒土壤资源科学合理利用、实现富硒农业产业科学发展具有重要的指导意义和现实意义。

    • 凋落物处理和氮添加对松栎混交林土壤生态酶化学计量的影响

      2020, 40(24):9220-9233. DOI: 10.5846/stxb202001030024

      摘要 (432) HTML (92) PDF 3.96 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球变化会引起凋落物质量和数量的变化以及氮沉降增加,从而影响土壤养分循环。土壤生态酶化学计量可以揭示微生物生长和代谢过程的养分限制,但目前温带混交林土壤生态酶化学计量对凋落物输入和氮添加同时改变的响应还不清楚。通过凋落物处理和氮添加实验设计,探讨温带松栎混交林生态酶化学计量的响应以及影响生态酶化学计量的主要因子。结果表明:(1)凋落物处理和氮添加无显著交互作用,土壤生态酶化学计量在氮添加处理下差异不显著,在凋落物处理下差异显著,表现为叶凋落物加倍(L)和混合凋落物加倍(LB)处理高于枝果凋落物加倍(B)和去除凋落物处理(N)。不同凋落物和氮添加处理下,土壤生态酶化学计量均未明显偏离1:1:1的关系。(2)土壤微生物碳利用效率(CUEC:N和CUEC:P)表现为叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理低于枝果凋落物加倍和去除凋落物处理,在氮添加处理下差异不显著。土壤微生物氮利用效率(NUEN:C)和微生物磷利用效率(PUEP:C)在不同凋落物和氮添加处理下差异均不显著。TERC:N在不同凋落物和氮添加处理下差异均不显著,TERC:P表现为叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理高于枝果凋落物加倍和去除凋落物处理。(3)RDA分析表明土壤pH是影响土壤胞外酶活性和生态酶化学计量的主要因子。研究表明:凋落物的质和量对松栎混交林土壤生态酶化学计量的影响较氮添加显著,可能氮添加对森林土壤微生物的作用机制并非一个瞬间或简单的过程。凋落物的质和量会改变土壤养分状况,而微生物会通过调节生态酶化学计量和养分利用效率对养分变异做出响应,叶凋落物的输入相对缓解了P的限制。凋落物处理和氮添加下土壤的非生物因子比生物因子更能影响土壤胞外酶活性和生态酶化学计量。研究可为土壤微生物对全球变化的响应提供理论依据。

    • 石漠化地区苔藓结皮对土壤养分及生态化学计量特征的影响

      2020, 40(24):9234-9244. DOI: 10.5846/stxb202002110228

      摘要 (465) HTML (72) PDF 5.70 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:苔藓结皮是石漠化生态系统的重要地表覆被物,但其在土壤养分累积和元素循环过程中的作用尚不明确。以我国贵州典型喀斯特高原峡谷石漠化区-花江大峡谷两岸不同等级石漠化生境下的苔藓结皮及其覆被土壤为研究对象,研究了苔藓结皮覆被对土壤养分及生态化学计量特征的影响。结果表明:(1)苔藓结皮层养分含量显著高于下层土壤,结皮覆被土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)平均含量分别为25.95、3.05、1.00、5.10 g/kg和189.61、1.59、275.10 mg/kg,较无结皮覆被的裸土分别增加46.08%、26.50%、53.62%、20.25%、25.24%、110.47%和83.76%。(2)苔藓结皮覆被土壤C/N、C/K、P/K显著高于裸土,且随土层加深而递减;N/P显著低于裸土,且随土层加深而升高。(3)苔藓结皮覆被土壤养分恢复指数为33.16%-72.48%,呈现随石漠化等级升高而增加的趋势,中度和强度石漠化阶段较无石漠化阶段分别增加83.26%和118.58。本研究表明苔藓结皮能有效促进土壤养分累积,加速石漠化土壤养分恢复进程,可作为补充手段联合其它生态恢复措施共同推动石漠化地区的生态恢复与重建。

    • 圈养林麝粪样类固醇激素水平与麝香分泌的关系

      2020, 40(24):9245-9251. DOI: 10.5846/stxb202001210162

      摘要 (430) HTML (81) PDF 995.79 K (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于非损伤取样和放射免疫法(RIA),于2018年9月1日-10月15日期间对四川马尔康林麝繁育场的36头雄性圈养林麝(Moschus berezovskii)的粪样类固醇激素水平进行了检测,结合麝香分泌数据采集,探究了林麝的粪样睾酮和皮质醇水平与其麝香分泌的关系,结果表明:四川马尔康圈养林麝的麝香分泌(12.53±0.76)g(n=36)与粪样睾酮水平(106.03±12.34)ng/g(n=36)呈显著正相关(r=0.436,P < 0.01),泌香较多雄麝(16.50±0.61)g(n=17)的睾酮水平(141.51±21.86)ng/g(n=17)显著地高于泌香较少(8.98±0.59)g(n=19)雄麝(74.27±7.93)ng/g(n=19)(t=-3.252,df=34, P < 0.01),方程y=0.021x+10.270(R2=0.120,P < 0.05)可较好地拟合二者间关系。麝香分泌与皮质醇浓度(47.49±1.53)ng/g(n=36)相关不显著(r=0.078,P > 0.05),泌香较多雄麝的皮质醇浓度(48.98±2.28)ng/g(n=17)略高于泌香较少雄麝(46.17±2.14)ng/g(n=19),差异不显著(P > 0.05),方程y=0.038x+10.730(R2=0.023,P > 0.05)可近似拟合皮质醇与泌香量间的关系。此外,雄麝睾酮水平对泌香量有显著影响(P < 0.05),睾酮水平较高林麝泌香量(14.97±1.17)g(n=12)显著高于睾酮水平较低个体的泌香量(11.32±0.90)g(n=24)(F=4.79,P < 0.05),而睾酮、皮质醇和年龄对麝香分泌的综合效应及变量间的交互作用均不显著(P > 0.05)。研究确定了圈养林麝粪样睾酮和皮质醇水平与麝香分泌量间的关系,可用于麝类驯养实践的麝香产量预测及品系选育。

    • >学术信息与动态
    • 森林-农业景观格局变化的社会-生态系统模拟模型方法进展

      2020, 40(24):9252-9259. DOI: 10.5846/stxb202003060421

      摘要 (479) HTML (75) PDF 1.15 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:社会-生态系统(SES)模拟模型是景观格局分析和决策的有效工具,能表征景观格局变化的社会-生态效应及景观决策的复杂反馈机制。文献综述了森林-农业景观格局的SES模型方法进展发现:(1)多数模型对景观过程与社会经济决策的反馈关系分析不足;(2)应集成多种情景模拟和景观效应分析方法,完善现有SES模型的理论方法基础;(3)通过集成格局优化模型和自主体模型会有效改进SES模型功能,具体途径包括:集成情景-生态效应的景观格局模拟方法、完善景观决策的理论基础、加强集成模型的不确定性分析、降低模型复杂性和综合定性-定量数据等。研究结果有助于理解多尺度森林-农业景观格局在社会-生态系统中的重要作用,能更好地支持跨学科集成模型开发与应用。

    • 发展区域生态学理论与方法,服务美丽中国生态文明建设——第二届全国区域生态学学术研讨会述评

      2020, 40(24):9260-9263. DOI: 10.5846/stxb202011092870

      摘要 (386) HTML (97) PDF 772.63 K (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:*通讯作者.Email: weiwei@rcees.ac.cn

    • >封底
    • 封底

      2020, 40(24):9264-9264.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 1.23 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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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