• 2020年第40卷第9期文章目次
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      2020, 40(9):0-0.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 20.19 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

      2020, 40(9):2813-2826. DOI: 10.5846/stxb201904120734

      摘要 (1333) HTML (94) PDF 11.10 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求)。

    • 基于服务簇的东北地区生态系统服务权衡与协同

      2020, 40(9):2827-2837. DOI: 10.5846/stxb201903310620

      摘要 (911) HTML (96) PDF 8.40 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务簇是多种生态系统服务的组合,能够表征生态系统服务间权衡与协同关系,可为制定有效的区域社会-生态系统管理方案提供科学依据。研究采用全局Moran's I指数、主成分分析、聚类分析等方法,系统阐明了东北地区6种生态系统服务的组成、权衡与协同、作用机制和区域差异。结果表明:(1)6种生态系统服务均表现出显著的正空间自相关(Moran's I>0),即各生态系统服务存在空间聚类分布,而非随机分布;(2)聚类分析将东北地区划分为南部经济-生态协调区、东北部森林生态平衡区、西部防风固沙区和中部粮食生产区四个生态功能区;(3)水源涵养、固碳和土壤保持服务之间具有极显著的协同关系(r=0.73,r=0.70,r=0.80),而防风固沙和土壤保持服务之间存在极显著的权衡关系(r=-0.22);(4)东北部森林生态平衡区和南部经济-生态协调区的固碳能力显著高于西部防风固沙区和中部粮食生产区,中部粮食生产区的食物供给服务和生物多样性服务则较高。开展基于服务簇的生态系统服务权衡与协同的研究,有助于针对每种生态功能服务簇制定相应的管理方案,促进各个生态功能区经济、社会、资源与生态环境的全面协调可持续发展。

    • 重点生态功能区农户对生态系统服务的感知——以甘南高原为例

      2020, 40(9):2838-2850. DOI: 10.5846/stxb201903030396

      摘要 (824) HTML (111) PDF 3.95 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:农户作为重点生态功能区的主要经济活动主体,其对生态系统服务的感知直接影响着环境行为,这不仅关系到生态保护计划的执行效果,更关系到该区主体功能的发挥。以地处青藏高原东缘的甘南高原为例,基于入户调查数据,分析了农户对草地、森林、湿地、农田生态系统服务的感知,并运用多元线性回归模型分析了影响农户生态系统服务感知的关键因素。结果表明:(1)甘南高原农户对森林、草地、农田、湿地生态系统服务的多样化感知依次减弱,其中,半农半牧区农户对各类生态系统服务的多样化感知强于农牧区;(2)农户对森林、草地、农田、湿地生态系统服务重要性、可管理性、脆弱性、损害度的感知度依次降低,且不同区域农户的属性感知存在差异;(3)个体特征、家庭特征是影响农户生态系统服务多样化感知的重要因素,个体特征、家庭特征、环境政策是影响农户生态系统服务属性感知的重要因素。

    • 石羊河流域自然植被对生态系统服务的约束效应

      2020, 40(9):2851-2862. DOI: 10.5846/stxb201904180786

      摘要 (758) HTML (104) PDF 18.17 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:石羊河流域生态环境退化,生态屏障功能减弱,提高该地区生态系统的服务功能具有重要意义。植被的生长状况是影响生态系统服务供给的重要因素,定量的探讨分析植被与生态系统服务之间的关系十分必要。以石羊河流域为研究区,采用约束线法,分析了植被对产水量、土壤保持及固碳3个生态系统服务的约束效应;同时,计算了2015年这3个生态系统服务潜力的空间分布及石羊河流域综合潜力分布格局。结果表明:(1)植被覆盖度与产水量、土壤保持之间的约束线呈开口向下抛物线型,即随着植被覆盖度的增加,约束效应逐渐减小,后逐渐增大;与固碳服务呈正凸型,即:植被覆盖度能有效的约束固碳,且成比例增加约束效应;(2)植被覆盖度对产水量、土壤保持及固碳服务的约束效应存在时空异质性;(3)石羊河流域三种服务的提升潜力均呈西南高东北低、高服务值与高潜力值并存的分布特征,其中东大河、西大河、西营河及古浪河是流域生态服务的主要供给者和服务潜力提升的主要贡献者。

    • 北方农牧交错带多伦县生态系统服务权衡与协同关系研究

      2020, 40(9):2863-2876. DOI: 10.5846/stxb201904050663

      摘要 (790) HTML (92) PDF 10.48 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学理解生态系统服务的权衡/协同关系,对于正确指导生态系统可持续管理实践具有重要意义。以位于北方农牧交错带的多伦县为研究区,基于土地利用/覆被、气象、土壤类型、归一化植被指数(NDVI)以及社会经济统计资料等多种数据,分析了2000年、2015年食物供给、碳固持、土壤保持、防风固沙及产水量5种生态系统服务的时空变化,识别了5种服务的供给热点区,并基于相关分析法从县域、乡镇及不同地类3种尺度上对生态系统服务间的权衡/协同关系进行分析。结果表明:(1)2000-2015年,食物供给与土壤保持量增幅较大,产水量与碳固持的供给量增幅较小,防风固沙量大幅下降,5种服务的空间格局基本保持不变;(2)多伦县1类热点区面积明显增加,3类热点区面积明显减少;面积占比超过50%的草地提供5种服务的能力强于耕地;(3)多伦县生态系统服务的权衡关系主要存在于产水量与土壤保持、产水量与碳固持、产水量与食物供给三对服务中;由于研究区生态系统环境的空间异质性较强,各乡镇和两种地类(草地和耕地)上分别只有4对和3对生态系统服务的权衡/协同关系与县域保持一致;(4)不同土地利用类型、海拔、土壤类型等因素的组合使多伦县乡镇之间及乡镇与县域之间的权衡/协同关系存在明显差异。因此,在生态环境更为复杂的整个北方农牧交错带,更需选取合适的空间尺度进行生态系统服务的权衡/协同关系分析,以指导决策者制定合理的生态系统管理措施。

    • 基于选择实验法的流域中下游居民生态补偿支付意愿及其偏好研究——以渭河流域为例

      2020, 40(9):2877-2885. DOI: 10.5846/stxb201903220543

      摘要 (612) HTML (96) PDF 831.16 K (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:在流域生态补偿机制的建设中,相关利益主体的生态补偿意愿和行为的分析对政策的管理和执行至关重要。运用选择实验法对渭河流域中下游居民的支付意愿进行考察,通过构建Mixed Logit模型对城乡居民的支付意愿及其偏好进行实证分析。研究发现,城镇和农村居民的选择显著受到水质、河流面积/水量、水土流失情况、动物种类/数量这4个属性变量的正向影响,支付金额的负向影响;其次,城镇和农村居民对水质这一属性具有最高的支付意愿,对河流面积/水量这一属性具有次高的支付意愿,而对动物种类/数量这一属性具有最低的支付意愿;最后,城镇和农村居民的平均支付意愿分别为13.168元月-1-1和9.050元月-1-1,前者的支付意愿明显高于后者。

    • 郑州市公园绿地景观特征对公园冷岛效应的影响

      2020, 40(9):2886-2894. DOI: 10.5846/stxb201904230827

      摘要 (873) HTML (125) PDF 9.57 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市公园有助于缓解城市热岛效应,减少城市降温能耗。选取郑州市中心城区内44个主要公园,利用Landsat8遥感数据和土地利用数据,结合ENVI、ArcGIS、Fragstats、SPSS等软件分析公园冷岛效应的影响因素。冷岛强度的研究从景观特征、景观构成、景观配置3个层面来进行,结果表明:场地条件有限的情况下公园面积控制在20 hm2左右能产生较高冷岛强度;公园边界越简单冷岛效应越强,而植物和不透水表面斑块的边界越复杂公园冷岛效应越强;同等面积下有水体的公园与无水体的公园相比降温效果相差1℃左右;水体占比控制在14%左右公园冷岛强度较为显著;在进行公园景观配置时,公园内植物和水体的组合相比于不透水表面与植物的组合及不透水表面与水体的组合能产生更好的降温效应。利用标准差椭圆工具进一步分析公园冷岛强度的方向性,发现公园的冷岛方向主要与园内水体长轴以及园外高层建筑的分布有关。

    • 基于InVEST模型的皖西大别山区生境质量时空演化及景观格局分析

      2020, 40(9):2895-2906. DOI: 10.5846/stxb201904260858

      摘要 (912) HTML (128) PDF 11.61 M (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型城镇化及生态文明建设背景下,加强中国重要生态功能区的生境质量研究具有重要意义。以皖西大别山区舒城县为例,基于InVEST模型及地形位等方法进行生境质量时空演变与景观格局互动及梯度效应分析,结果表明:(1)1995-2015年,研究区生境质量指数从1995年的0.6392下降为2015年的0.6356,总体降幅不大;生境退化程度持续上升,由0.0133上升至0.0142。热点分析表明,生境质量较差的冷点区主要分布于东北部的城镇及其周边区域,质量较高的热点区主要位于西南部植被分布区;(2)生境质量及生境退化分布指数具有显著的地形位梯度效应。高生境质量分布指数与林地分布一致并随地形位梯度上升成主导优势,而低生境质量分布与建设用地和农地分布一致,并在低地形位梯度上占主导优势;(3)分区和整体生境质量与景观格局指数相关性显著,但不同区域内的二者之间相关性质各异。生境质量演化受地形和景观格局影响较大。研究结果对于大别山重要生态功能区的生境保护及生态系统功能调控具有一定的理论与实践价值。

    • 新疆生态质量变化趋势遥感分析

      2020, 40(9):2907-2919. DOI: 10.5846/stxb201904280871

      摘要 (796) HTML (106) PDF 9.91 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆是我国西部生态环境问题比较突出的区域,开展生态状况调查评估、及时掌握生态质量状况及其变化特征是环境保护的一个研究重点。以遥感数据为基础,根据构建垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index,PDI)的思想,改变土壤基线所经过的原点,提出表征土壤湿度的垂直湿度指数(Perpendicular Moisture Index,PMI)。基于代表绿度的垂直植被指数(Perpendicular Vegetation Index,PVI)、代表湿度的垂直湿度指数PMI和代表热度的地表温度(Land Surface Temperature,LST),利用空间几何原理创建了植被-湿度-温度生态指数(Vegetation-Moisture-Temperature Ecological Index,VMTEI)。利用MODIS数据计算了新疆2000-2018年的VMTEI,并进行趋势分析。结果表明:VMTEI集成了植被、湿度和热度的信息,能很好地反映新疆生态质量的空间分布和时间变化趋势。新疆生态质量状况总体空间分布格局变化不大,与植被分布特征比较一致,呈现出纬向伸展的变化,不同生态系统VMTEI均值差异明显,湿地生态系统生态质量状态最好,VMTEI均值为0.43左右,其次为森林生态系统;最差的是荒漠生态系统,VMTEI仅为0.28。近20年来,新疆生态状况总体上得到改善,其中,生态状况明显改善的区域占2.332%,主要集中在塔里木河干流、伊犁河、额敏河和天山北坡绿洲经济带,以农田、聚落生态系统为主,主要原因为三北防护林建设、风沙治理、城市绿地面积增加造成的生态质量状况改善;生态状况严重退化的区域占0.430%,主要集中在塔克拉玛干沙漠外围、博斯腾湖、艾比湖以及零星分布于新疆的不同地区,以湿地生态系统为主,主要由于人为因素和气候变化造成平原湖泊以及部分水库的生态退化。

    • 基于生境质量的绿洲城镇空间扩展模拟研究——以黑河中游地区为例

      2020, 40(9):2920-2931. DOI: 10.5846/stxb201905150988

      摘要 (631) HTML (97) PDF 10.84 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿洲是生态环境极为脆弱的区域。实现绿洲城镇化与生态安全的双赢,是干旱区面临的重大问题。传统城镇空间扩展模拟研究,只是单向考虑了城镇发展趋势,而较少兼顾区域生境质量的约束。利用1992、2000、2008、2015年四期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像数据,以黑河中游地区为例。从城镇空间扩展与生态环境协调发展的角度出发,通过InVEST模型与SLEUTH模型的结合,将生境质量的评估结果融入到城镇扩展模型中,对研究区2015-2030年城镇扩展的土地利用变化格局进行模拟。研究表明:①生境质量整体较低,质量阶序和退化程度分异明显。高、中等级生境质量区域主要分布在黑河干流沿线和绿洲核心区,分别占5.69%、32.77%,生境退化程度高;低等级生境质量区域主要分布在戈壁荒漠区和城镇建设区,占61.54%,生境退化程度低。②生境质量对城镇空间扩展的约束作用显著。相比较无生境质量约束,2030年城镇建设用地面积和占用生态用地面积分别减少了27.08%、63.61%,并且,城镇斑块间连接性较好、集聚程度高,以"填充式"扩展为主。③城镇空间扩展总体体现了生境质量的要求。2030年新增城镇建设用地主要占用中、低等级生境质量区域,分别为34.88%、63.36%。绿洲平原区和山前洪积扇区生境质量约束较强,较2015年仅增长了51.53%、48.31%;绿洲边缘区生境质量约束性低,较2015年增长了110.18%,是未来城镇发展的潜力区。研究结果为绿洲城镇与生态环境协调发展提供科学依据。

    • 基于GIS和Fragstats的土地生态质量综合评价——以湖北省仙桃市为例

      2020, 40(9):2932-2943. DOI: 10.5846/stxb201904100710

      摘要 (886) HTML (96) PDF 17.18 M (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:借助GIS和Fragstats的分析技术,结合土地利用类型数据,从土地生态系统的景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益3个方面构建土地生态质量综合评价研究模型,采用改进熵权法确定其指标权重。以湖北仙桃为例,探究其三者的空间演变关系,并在此基础上对其土地生态质量进行综合评价。结果表明:(1)仙桃市土地生态质量整体水平偏低,且呈现出中间高,两侧低,且西翼高于东翼的空间分异特征。其中危险、临界安全、较安全和安全各等级,分别占总面积的21.52%、43.48%、27.10%和7.90%。(2)安全区主要分布在经济、政策优势最凸出及景观格局整体规划较好的中北部中心城区。在此区域景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间呈现相互增益的协同发展态势。(3)较安全和临界安全区则主要集中分布在土地景观格局较好,开发程度较低的西翼地区。危险区则主要分布在生境质量抗干扰能力水平低的东翼地区。在东西两翼内景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间的协同性较差,且两两之间的发展矛盾凸出。研究结果可为仙桃市全域土地综合整治项目的实施提供理论支持和其他类似地区提供案例参考。

    • 东方白鹳幼鸟在繁殖区生境选择的跟踪研究

      2020, 40(9):2944-2952. DOI: 10.5846/stxb201905040900

      摘要 (687) HTML (99) PDF 9.30 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:鸟类的生境选择与气候、栖息地及人为干扰有关,而在不同生活史阶段因其自身需求及环境资源的变化也将出现差异。为明晰该一过程和规律,基于东方白鹳(Ciconia boyciana)在三江平原的卫星跟踪数据,按照时间序列通过核密度分析法(95%水平)得到繁殖季节(7-10月)跟踪个体的活动范围变化,据此将该时期细分为在巢期与离巢游荡期两个阶段,在巢期活动范围窄且高度聚集于单一区域,而离巢游荡期活动范围分散于三江平原东部和北部的多个地点。后采用Maxent模型对两个阶段的适宜生境空间分布及其主要因子进行评估发现,在巢期和离巢期主要影响因子分别为(在巢期贡献率/离巢期贡献率):土地覆被类型(11.8%/30.6%)、水体(23.8%/31.2%)、相对湿度(8.1%/15.5%)、草本沼泽(28.6%/3.2%)及相对风速(13.2%/2.1%);离巢期的较适宜生境(0.4-1)比在巢期扩大近两倍,且对人为活动表现出更强的耐受性。本研究结果可用于东方白鹳及其他迁徙鸟类繁殖相关的动态保护与有效综合管理。

    • 跨区域视角下苏锡常地区白鹭生境网络优化

      2020, 40(9):2953-2963. DOI: 10.5846/stxb201904180783

      摘要 (522) HTML (108) PDF 3.20 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:打破行政界线,跨区域协同治理生态问题,是生态文明建设的必然要求。选取快速城镇化地区苏锡常为研究区域,地区优势物种白鹭为研究对象,在等量保护成本限定下,基于跨区域和分区视角,将保护成本用于生境斑块优化,通过设定不同的优化情景,确定新增生境斑块的优化顺序,计算出各情景下生态保护成本与生态收益提升值,对比不同优化方案下网络结构指数变化情况,进而探讨跨区域生境网络优化是否能够更好地实现物种保护的"最大覆盖问题"。结果表明:(1)新增生境斑块的总量和空间布局都呈现为不均匀分布,以苏州最多,无锡次之,常州最少;具有"网络连通性较高但保护成本较低"的斑块分布特征与之相同;(2)根据单位效益成本值大小对生境斑块优化排序,将保护成本优先用于"网络连通性指数较高而保护成本较低"的生境斑块。在等量保护成本限定下,跨区域生境网络优化比分区优化的网络连通性指数α、β、γ分别提升了13.17%、12.97%、13.76%,实现保护成本的生态效益提升最大化,更好地解决了物种保护的"最大覆盖问题"。

    • 黄土丘陵区人工柠条种植年限和坡位对土壤团聚体稳定性的影响

      2020, 40(9):2964-2974. DOI: 10.5846/stxb201905130972

      摘要 (660) HTML (96) PDF 3.75 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:柠条(Caragana korshinskii Kom.)种植是黄土高原地区生态环境建设中重要的人工植被恢复措施。选择黄土丘陵区条带种植15、25和35年的柠条坡地,以荒草坡地为对照,运用Le Bissonnais法分析柠条种植不同年限和坡位对0-40 cm土层团聚体分布及其稳定性的影响。结果表明:长时间柠条种植对土壤团聚体稳定性的影响主要在0-20 cm土层;不同处理下土壤大团聚体(>0.25 mm)含量总体表现为柠条35年 > 柠条25年 > 柠条15年 > 荒草地,表明柠条种植年限增加促进了大团聚体的形成。从坡面尺度看,柠条平均重量直径整体表现为坡下 > 坡上 > 坡中;在上坡的柠条35年样地具有最大值(3.08 mm),但在下坡荒草地显著高于柠条林地(P<0.05)。基于相对消散指数和相对机械破碎指数,上中坡土壤团聚体均对消散作用和机械破碎作用较敏感,而下坡的下层土壤团聚体对破碎作用更敏感。冗余分析表明,土壤有机碳和粘粒含量与柠条平均重量直径呈显著正相关关系(P<0.05)。种植年限是影响土壤团聚体稳定性的主要因素,解释了30.4%的变异;其次是土层(2.75%)和坡位(0.61%)。总体而言,柠条种植年限增加有利于促进黄土丘陵区土壤团聚体稳定性提升,但这种影响在不同坡位具有差异:在上中坡团聚体稳定性均随种植年限增加而增强,在下坡则先降后增。

    • 苏干湖湿地植被覆盖度时空变化格局

      2020, 40(9):2975-2984. DOI: 10.5846/stxb201905090950

      摘要 (697) HTML (95) PDF 7.38 M (388) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被覆盖度是反映群落外貌特征和影响植被生态系统稳定性的重要因子,其时空异质性演化规律研究有助于认识湿地群落的结构功能及其环境响应机制。采用湿地群落学调查和遥感技术相结合的方法,分析了苏干湖内陆盐沼湿地近30年植被覆盖度的时空变化及其影响因素。结果表明:像元二分模型在内陆盐沼湿地植被覆盖度研究方面具有较高的模拟精度;苏干湖湿地的植被覆盖度在1987-2017年间总体呈上升趋势,年际增幅为0.162%/5a,与气温和降水呈正相关关系;在空间上植被覆盖度与地下水位埋深呈正相关,与土壤全盐量呈负相关,但不同等级植被覆盖度与地下水位埋深、土壤全盐量间的相关性各有差异。苏干湖湿地植被覆盖度受地下水位埋深、土壤全盐量空间异质性的影响,呈现出斑块状镶嵌分布。

    • 珍稀濒危树种陆均松天然种群结构与空间分布格局

      2020, 40(9):2985-2995. DOI: 10.5846/stxb201905090948

      摘要 (779) HTML (85) PDF 1.41 M (393) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究陆均松(Dacrydium pectinatum)种群生存现状及分布格局,对BWL、DLS、JFL 三种不同分布区域的陆均松天然种群进行了调查,分析了其天然群落乔木层物种多样性及优势种组成、龄级结构及分布格局三个方面的空间异质性,结果表明:(1)三种陆均松天然群落乔木层物种丰富度及多样性指数均较高,基本表现为BWL>JFL>DLS,且远高于中高纬度温带及亚热带森林群落;群落内多为小密度种群,少有占绝对优势地位的树种,符合热带山地雨林物种组成的一般规律。(2)龄级结构有所差异,BWL和JFL种群呈衰退趋势,共同特点是幼年树数量较少,成年和老年树比例较高;DLS种群幼年树数量在所有个体中比例最高,属于增长型种群。(3)BWL和DLS种群整体呈聚集分布,幼年至老年阶段由聚集分布转变为均匀分布,JFL种群整体及不同发育阶段均呈均匀分布状态;聚集强度表现为DLS > BWL > JFL,幼年树 > 成年树 > 老年树。陆均松是热带山地雨林的关键种和建群种,对研究海南热带雨林的起源及其区系特征具有重要意义,针对其生存现状,可根据实际情况,利用人工辅助措施如开辟林窗、合理疏伐等方式进行保护及更新复壮。

    • 增温与氮添加对不同季节杉木幼苗细根不同形态氮吸收动力学的影响

      2020, 40(9):2996-3005. DOI: 10.5846/stxb201905070924

      摘要 (655) HTML (90) PDF 1.10 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示不同季节下杉木人工林不同形态氮吸收速率对全球变暖与氮沉降的地下响应,在福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点开展增温和氮添加双因子试验,包括对照、增温、施氮、增温+施氮4个处理。结果表明:(1)在三个季节中,4个处理的杉木细根对不同浓度下硝态氮的吸收速率基本呈现出春季较高,夏秋季较低的态势,而对不同浓度下铵态氮的吸收速率则相反,为夏秋季较高,春季较低。(2)不同季节四个处理的离体根对不同浓度下铵态氮的吸收均遵循米氏-曼氏动力学方程,而对硝态氮的吸收并不完全遵循米氏方程,表现为双相动力学。(3)春季,与无氮添加相比,氮添加提高了NH4+的最大吸收速率(Vmax-NH4+)。夏季,与无增温相比,增温提高了Vmax-NH4+。秋季,与无增温相比,增温降低了NH4+的半饱和常数(Km-NH4+);与无氮添加相比,氮添加提高了Km-NH4+。增温与氮添加对不同季节100 μmol时的硝态氮吸收速率(V100-NO3-)都没有显著影响。增温与氮添加对不同季节Vmax-NH4+Km-NH4+V100-NO3-都没有显著的交互作用。本研究表明增温会提高杉木幼苗夏秋季的NH4+吸收能力,而氮添加会提高春季的NH4+吸收能力,降低秋季的NH4+吸收能力,但增温与氮添加并不会改变不同季节的NO3-吸收能力。

    • 不同地下水位灰化薹草分解过程中木质素降解与碳、氮、磷释放的关系

      2020, 40(9):3006-3015. DOI: 10.5846/stxb201904090691

      摘要 (598) HTML (104) PDF 3.65 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究湿地植物分解过程中木质素分解与碳、氮、磷元素释放之间的关系及其对不同地下水位环境梯度的响应,在鄱阳湖典型碟形湖泊-白沙湖设置了200 m×300 m分解试验样地,沿地下水位梯度划分4个试验样带(从湖岸到湖心依次为GT-A,GT-B,GT-C,GT-D),采用分解袋法模拟了典型湿地植物灰化薹草在不同地下水位环境的分解过程。结果表明,分解15 d后,地下水位的升高促进了木质素的分解和碳、氮、磷元素的释放;在分解第60-90天,碳、氮、磷元素的相对归还指数随着木质素分解速率的升高而显著增大,并且相关性程度随着分解时间先增强,后减弱;分解过程中土壤pH、含水量和微生物量碳、氮对木质素的分解和碳、氮、磷元素的归还具有显著的促进作用。研究结果将有助于深化对湿地植物分解和生物地球化学循环过程的认识,为湿地自然保护区的科学有效管理提供理论依据。

    • 末次盛冰期以来红豆树在不同气候变化情景下的分布动态

      2020, 40(9):3016-3026. DOI: 10.5846/stxb201904080688

      摘要 (750) HTML (86) PDF 5.54 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:红豆树(Ormosia hosiei Hemsl. et Wils.)是中国的特有种,具有极高的经济价值、景观价值和药用价值。由于木材珍贵,人工盗伐严重,其种群数量和分布范围不断减少,被世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录列为近危物种。气候变化会对物种的分布造成严重影响,理解该影响将有助于物种保护策略的制定,尤其是为濒危物种未来的保护提供重要参考。本研究基于红豆树在中国的地理分布数据,借助经相关性分析后筛选出的9个变量因子,利用最大熵模型(MaxEnt)模拟红豆树在末次盛冰期、全新世中期、当代和未来气候情景下的潜在分布区和影响其分布的主导环境因子,并且通过空间分析模拟其在不同气候变化情景下空间分布格局的变化。结果表明MaxEnt在各时期训练集和测试集的AUC(受试者工作特征曲线下的面积)均值均达到0.9以上,表明模型有很好的预测能力。刀切法(Jackknife)表明年均降水量、温度季节性变化标准差和昼夜温差月均值是主导其分布的三大因子,累计贡献率达到91.8%。将模拟结果导入到ArcGIS后,处理得到不同时期红豆树适生区空间分布格局变化。结果表明,自末次盛冰期以来,红豆树的适生区面积收缩且向北迁移;随着全球气候变暖,未来4种气候情景下红豆树适生区也有较大面积的减少,特别是在高浓度排放情景(RCP8.5)下,丧失率最高达到45.6%。重庆、江西及位于粤桂两省中南部的大面积适生区可能都将丧失。而新增区域仅存在于适生区的边缘,新增率仅为1%-2%。本研究表明红豆树的分布受气候变化的影响较大,该研究结果将对未来红豆树的迁地保护与栽培提供重要参考。

    • 不同生态保护地植物特征和土壤性质的对比研究——以黑河中游湿地为例

      2020, 40(9):3027-3039. DOI: 10.5846/stxb201904070674

      摘要 (651) HTML (88) PDF 6.43 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择黑河中游张掖国家湿地公园和张掖黑河湿地国家级自然保护区为研究对象,对比分析了植物组成、物种多样性、植物生长状态、土壤养分、土壤理化性质及植物土壤间关系。结果显示:湿地公园的植物高度和土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效钾)显著高于自然保护区,土壤理化性质含量(容重、pH)显著低于自然保护区,表明湿地公园有利于植物生长发育、土壤养分固存、改善土壤质地;自然保护区的植物科属种、多度、物种多样性(多样性指数、丰富度指数、均匀度指数)显著高于湿地公园,表明自然保护区有利于维持植物多样性;两种保护地中影响植物多样性的土壤因子不同,湿地公园物种多样性与土壤全磷和速效磷显著正相关,而自然保护区物种多样性与土壤盐分显著负相关。

    • 四种不同生活型树种细根寿命及影响因素

      2020, 40(9):3040-3047. DOI: 10.5846/stxb201904020641

      摘要 (680) HTML (89) PDF 1.11 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:以4种不同生活型树种(常绿阔叶和针叶树种、落叶阔叶和针叶树种)为研究对象,通过微根管法现地观测细根的生长动态,比较不同生活型树种细根寿命在种内和种间的差异,探讨影响细根寿命的主要因子,研究结果对理解和预测森林生态系统碳及养分循环过程具有重要的理论意义。结果表明:(1)细根形态特征(分枝结构和直径)显著影响种内细根寿命,分枝等级越低、直径越小,细根的寿命越短;(2)4个树种的细根寿命表现出明显的土层效应和季节效应,即随土壤深度增加,细根的累积存活率逐渐增加,寿命延长;而不同季节出生的细根其寿命长短模式在树种间不一致,春季或夏季出生的细根寿命要长于秋冬季;(3)常绿树种(柳杉、石栎)的细根寿命要长于落叶树种(池杉、麻栎),同时,针叶树种(池杉、柳杉)的细根寿命要长于阔叶树种(麻栎、石栎)。在同一树种内,细根寿命受细根直径、根系分枝结构、土壤环境因子(土层)等因素显著影响,但在不同树种间,细根寿命可能更依赖于树木生长速率、碳分配模式等树木整体的功能性状差异。

    • 基于VIC模型模拟的干旱区土壤水分及其时空变化特征

      2020, 40(9):3048-3059. DOI: 10.5846/stxb201905060916

      摘要 (685) HTML (100) PDF 12.16 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分在陆地水循环中起着十分重要的作用,大尺度、长时间及高精度的土壤水分监测是旱情预警、生态恢复与精准农业决策部署的重要指导依据,而陆面过程模式模拟在时空尺度上可获得更准确的土壤水分特征。以渭-库绿洲为目标靶区,结合VIC陆面过程模型和土地利用类型变化,探讨2009-2016年研究区年际间不同地类土壤水分时空变化规律,并用实测数据进行精度验证,结果表明:(1)东北区域土壤含水率模拟值较高,土壤含水量低值集中在研究区西部与南部区域。(2)盐渍土壤表层含水量高于耕地,每年雨季,灌丛土壤含水量高于其他3种地类,由于大量荒地转为耕地,绿洲荒地土壤含水量与耕地土壤相互接近,在28.784-53.741 mm之间。(3)渭-库绿洲近7年耕地与盐渍地面积大幅度增加,耕地与盐渍地面积增幅达35%以上,荒地面积相较2009年减少约46%,灌丛面积增幅约15%。(4)荒地土壤含水量伴随面积大幅度下降,土壤含水量数值集中在正态曲线28.6 mm以上区域。VIC模拟值与实测值均方根误差(RMSE)范围在1.4-2.80之间,RE范围在0.90-2.20之间,R2范围在0.40-0.60之间,模拟效果较好。

    • 基于过程模型的青藏高原湿地甲烷排放格局评估

      2020, 40(9):3060-3071. DOI: 10.5846/stxb201904240838

      摘要 (765) HTML (117) PDF 7.69 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:甲烷(CH4)是大气中最丰富的碳氢化合物,是仅次于二氧化碳(CO2)的温室气体。湿地是甲烷的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用,其排放的甲烷占所有天然甲烷排放源的70%,占全球甲烷排放总量的24.8%。青藏高原平均海拔4000 m以上,占有中国约三分之一的湿地。近几十年来,由于全球气候变暖和降水增加,该地区甲烷排放率和湿地面积都发生着巨大变化,因此,青藏高原湿地CH4排放的长期变化在很大程度上仍存在较大的不确定性。利用TRIPLEX-GHG模型模拟了青藏高原湿地1978-2008年CH4排放的动态特征,研究结果表明:(1)1978-2008年青藏高原湿地CH4排放速率呈逐渐增加趋势。(2)青藏高原大多数湿地区域CH4排放速率为0-6.13 g CH4 m-2a-1;东北部分湿地区域CH4排放速率为6.14-20.19 g CH4 m-2a-1;较高的CH4排放速率分布于青藏高原南部湿地区域,为56.14-74.97 g CH4 m-2a-1。(3)青藏高原湿地CH4排放量在1978、1990、2000年和2008年分别为0.21、0.23、0.27和0.32 Tg CH4 a-1。在1978-1990年,尽管CH4排放速率增加,但湿地面积减少,因此这一时期青藏高原湿地CH4排放量并未发生明显变化。随后由于降水增加和冰川融化,使得湿地面积逐渐增加,青藏高原湿地CH4排放量也呈现增加趋势。

    • 三峡库区消落带池杉-土壤碳氮磷生态化学计量特征

      2020, 40(9):3072-3084. DOI: 10.5846/stxb201904220822

      摘要 (752) HTML (103) PDF 1.52 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究三峡库区消落带消落期池杉(Taxodium ascendens Brongn.,1833)及其实生土壤C、N、P生态化学计量特征,于2018年7月对忠县消落带植被修复示范基地3个水淹处理(DS、MS、SS)池杉幼林不同组分(枝条、叶片、根系和土壤)的C、N、P三种元素含量及其化学计量比进行测定分析。结果表明:(1)随着水淹时间和强度的增加,池杉株高、冠幅、基径和胸径均受到一定的抑制,但总体生长良好,与其稳定的化学计量比关系紧密。(2)不同水淹处理组的池杉枝条、叶片中C、N、P含量及其比值分别均无显著性差异(P>0.05)。同一水淹处理组的N、P含量表现为叶片 > 根系 > 枝条 > 土壤;除枝条P含量外,其他器官组分C、N、P含量均显著高于土壤组分(P<0.05)。(3)池杉各器官N/P比值均远低于临界比率(<14),表明池杉的生长可能受N元素限制较为严重。(4)池杉与实生土壤的C、N、P元素内稳性整体表现为P > C > N,比值内稳性表现为C/N > N/P > C/P,地上部分(枝条、叶片)C、N、P元素及其比值的稳定性较地下部分(根系)强。(5)冗余分析(RDA)结果表明池杉生态化学计量特征及生长指标与土壤性质密切相关。研究表明,在三峡库区消落带水文多变的环境下,池杉能够有效维持体内化学计量的平衡以响应不同的水淹强度,并且生长良好,是三峡库区消落带植被恢复与重建的优势树种。

    • 模拟酸雨对福州沿江稻田水稻叶片碳氮磷含量及其生态化学计量学特征的影响

      2020, 40(9):3085-3095. DOI: 10.5846/stxb201904020634

      摘要 (571) HTML (97) PDF 1.39 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明酸雨对早、晚稻叶片不同时期碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量学特征的影响,设置对照(Control,CK)、pH4.5、pH3.5酸雨处理,对福州沿江稻田早、晚稻叶片不同时期C、N、P含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。研究结果表明:早稻叶片C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(401.08±1.83)、(37.01±2.54)、(1.01±0.05)g/kg和(349.08±4.52)、(15.52±0.05)、(0.48±0.01)g/kg,晚稻C、N、P含量在拔节期和成熟期分别为(389.00±2.82)、(28.52±0.31)、(0.74±0.01)g/kg和(317.25±1.65)、(8.18±0.51)、(0.29±0.03)g/kg,早稻叶片养分含量整体显著高于晚稻(P<0.05),且各处理拔节期养分含量均显著高于成熟期含量(P<0.05),整体上,酸雨处理可显著降低早稻叶片在拔节期的C、N、P含量(P<0.05)。早稻叶片C/N、C/P、N/P在拔节期和成熟期分别为(10.94±0.77)、(400.13±18.91)、(36.77±2.07)和(23.19±0.63)、(737.04±30.47)、(32.08±1.03),晚稻叶片C/N、C/P、N/P在拔节期和成熟期分别为(13.74±0.26)、(528.10±0.26)、(38.70±0.74)和(39.61±2.11)、(1148.97±103.82)、(28.90±1.27),整体上,晚稻叶片各项比值高于早稻,根据各处理之间叶片的N/P值发现,模拟酸雨并未改变水稻P限制现状,在水稻生长的过程中,尤其是在拔节期需要追施适量的磷肥。

    • 胶州湾大气活性硅酸盐干沉降特征及其生态效应

      2020, 40(9):3096-3104. DOI: 10.5846/stxb201903260575

      摘要 (500) HTML (86) PDF 1.56 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气沉降作为陆源物质输送入海的重要途径之一,已成为国际上大气科学、海洋科学与环境科学交叉研究的热点之一。大气中的生源要素沉降入海后可能会对海洋生态系统产生重要影响。基于此,选择我国北方的一个典型海湾--胶州湾,采集了为期一年(2015年6月至2016年5月)的气溶胶总悬浮颗粒物(TSP,Total Suspended Particulate)和干沉降样品,测定了其中活性硅酸盐(SiO3-Si,Reactive Silicate)的含量,在此基础上分析了大气中SiO3-Si的浓度、干沉降通量和干沉降速率(Vd,Dry Deposition Velocity),并初步评估了其沉降入海的生态效应。结果表明:胶州湾大气TSP中SiO3-Si的年均浓度为(1.98±1.22)nmol/m3,呈夏秋季低,冬春季高的显著季节分布特征。大气SiO3-Si浓度由青岛沿岸至黄、东海呈明显下降梯度,结合相关性分析,表明亚洲沙尘的远距离传输和矿物尘土再悬浮是中国东部陆架边缘海大气SiO3-Si的主要来源。胶州湾气溶胶SiO3-Si干沉降通量为8.48 mmol m-2 a-1,沉降负荷达87.8 t/a,显著高于同期湿沉降,可占胶州湾SiO3-Si外源输入(包括干湿沉降和河流输入)的10.3%,表明干沉降是胶州湾SiO3-Si的重要输入源之一。干沉降中较低的Si:N摩尔比(0.16±0.22)暗示大气干沉降可能是导致较长时间以来胶州湾水体Si限制的一个重要潜在因素,根据Redfield比值估算干沉降带来的SiO3-Si输入可以支持674 mg C m-2 a-1的新生产力,可占胶州湾新生产力的5.3%,表明大气SiO3-Si的干沉降会对胶州湾生态系统产生一定影响。本研究系统解析了胶州湾大气SiO3-Si的干沉降特征,首次评估了气溶胶SiO3-Si的干沉降负荷在胶州湾外源输入中的重要性,对深入理解近海Si的生物地球化学循环过程具有重要意义。

    • 贺兰山东麓荒漠藻结皮微生物群落结构及其演替研究

      2020, 40(9):3105-3114. DOI: 10.5846/stxb201905070922

      摘要 (591) HTML (137) PDF 2.57 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:以宁夏贺兰山东麓荒漠藻结皮为研究对象,对处于不同发育阶段的藻结皮中微生物群落结构及其演替进行了研究。结皮样品高通量测序结果分别得到521个16S rDNA序列操作分类单元(OTU)和64个18S rDNA序列OTU,表明藻结皮中原核微生物多样性远高于真核微生物;贺兰山东麓藻结皮中原核微生物分布于26个纲,Cyanobacteria在各个发育阶段中都是优势微生物类群,Actinobacteria、Chloroplast、Alphaproteobacteria和Bacilli在藻结皮发育的各个阶段相对丰度也较高;从属水平上分析,Bacillus、Leptolyngbya、MicrocoleusMicrovirga、Chroococcidiopsis、Rubellimicrobium、Phormidium、Mastigocladopsis、Skermanella、Nostoc、Scytonema共11个属在各个发育阶段的藻结皮中都存在,只是出现了丰度的差异。Bacillus在藻结皮形成期、发育初期和发育中期相对丰度较大,成熟期丰度显著下降,而成熟期Microvirga丰度较前3个时期显著增加,表现出明显的细菌菌群演替现象。藻结皮样品中主要真核微生物分布于13个纲,其中Dothideomycetes和Pezizomycetes在各个发育阶段样品中丰度都很高,Agaricomycetes在形成期样品中相对丰度高达32.6%,但在藻结皮发育过程中其相对丰度迅速下降;原生生物的相对丰度在藻结皮发育过程中逐渐增加;4个发育阶段藻结皮样品中均未检测到真核微藻序列。4个发育阶段的藻结皮样品中有明确分类学信息的真核微生物共13个属,其中4个发育阶段中共有的为Coniothyrium、Dendryphion、Friedmanniomyces、Phloeopeccania、Sarocladium共5个属,其余8个属只在个别发育阶段样品中检出,表明在藻结皮发育过程中真核微生物的群落结构也发生着变化。藻结皮厚度、全氮含量及有机质含量是影响结皮层微生物群落组成的主要因素。

    • 水稻土中铁氧化物对产甲烷古菌群落结构的影响

      2020, 40(9):3115-3120. DOI: 10.5846/stxb201905070920

      摘要 (600) HTML (97) PDF 3.40 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:产甲烷菌广泛分布在淹水水稻土等各种厌氧环境中,在全球气候变化、碳循环和能源等领域都发挥着重要的作用。研究发现,厌氧条件下,水稻土中铁氧化物的生物还原会抑制产甲烷菌的甲烷合成作用。然而,目前关于铁氧化物对产甲烷菌群落结构的影响报道较少。通过泥浆厌氧培养实验,向采集的水稻土中添加甲酸盐作为甲烷合成的底物(Control,CK处理),并设置添加水铁矿作为体系中唯一电子受体的处理组(Ferrihydrite,Fh处理)。培养结束后,与CK相比,添加水铁矿显著降低了古菌在总微生物群落中的占比,但对古菌群落的物种多样性和均一度没有显著影响;且两组处理中优势种均为操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)2056和OTU 911(76%-80%)。这说明碳源相同时,产甲烷菌的群落结构不受铁氧化物的影响。本研究为探索土壤中微生物铁还原与碳循环耦合的分子机制奠定基础。

    • 乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地地面节肢动物群落季节分布特征

      2020, 40(9):3121-3130. DOI: 10.5846/stxb201904150756

      摘要 (603) HTML (82) PDF 1.01 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:以乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地作为研究样地,分别于2018年春季、夏季和秋季,利用国际通用的陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物群落季节动态分布特征及其与环境因子间的关系。结果显示:(1)3个季节内共捕获地面节肢动物560只,隶属于10目23科。其中,春季优势类群为拟步甲科,夏季为拟步甲科和蚁科,秋季为拟步甲科,其个体数分别占总个体数的51.54%、59.11%和64.88%;常见类群春季和夏季均有8类,秋季有10类,其个体数分别占总个体数的43.08%,37.33%和32.68%;稀有类群春季有7类,夏季有6类,秋季有3类,其个体数分别占总个体数的5.38%、3.56%和2.44%。(2)3个季节内生物量占比超过10%的地面节肢动物类群仅有拟步甲科,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的88.59%、72.56%和80.90%;1%-10%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的9.76%、25.51%和17.78%;小于1%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的1.62%、1.94%和1.32%。(3)随季节变化,地面节肢动物的密度、类群数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均存在显著差异性(P<0.05),表现为夏季显著高于春季或秋季。(4)RDA和Spearman相关分析结果表明,降雨量、气温、土壤含水量、土壤pH和电导率及土壤粒径组成是地面节肢动物季节分布的重要影响因素。研究表明,随着季节更替乌拉特荒漠草原红砂灌丛林地地面节肢动物群落组成季节分布差异性较大,夏季地面节肢动物多样性较高,而且不同类型环境因子对于地面节肢动物的个体数分布影响不同。

    • >专论与综述
    • 冬季升温对高山生态系统碳氮循环过程的影响

      2020, 40(9):3131-3143. DOI: 10.5846/stxb201904040655

      摘要 (791) HTML (97) PDF 937.96 K (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球温度升高是目前面临的重要环境问题,但存在明显的季节差异性,即冬季升温幅度显著高于夏季的季节非对称性趋势,这在高纬度和高海拔地区更加显著。冬季升温会直接影响积雪覆盖与冰冻层厚度,并引起冻融交替循环的增加,而冬季植物处于休眠状态,这会直接影响土壤中有效氮的吸收与损失,引起土壤有效氮可利用性的变化。然而,关于冬季增温对后续生长季节植物活动、土壤碳氮循环过程的影响等方面的研究仍存在诸多不确定。综述了冬季升温对积雪覆盖与冻融交替循环改变对高山生态系统物质循环的影响,以及冬季升温对土壤碳氮循环、微生物与酶活性的影响,并由此引起的植物物候期、群落结构、生产与养分循环与凋落物分解等生理、生态过程方面的研究进展。在未来的研究中,应针对不同生态系统特点选择合适的冬季增温方式,加强非极地苔原地区关于冬季升温的研究,注重关注冬季升温对植物-土壤微生物之间反馈作用的影响,重点关注冬季升温对生态系统的延滞效应。

    • >学术信息与动态
    • 基于Web of Science分析的生态创新研究进展

      2020, 40(9):3144-3153. DOI: 10.5846/stxb201904200797

      摘要 (719) HTML (106) PDF 7.56 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态创新是实现绿色发展的重要举措。为了深入了解生态创新的研究进展,基于Web of Science引文数据库,系统收集了2007-2018年间615篇符合生态创新主题的论文,采用文献计量、内容分析等方法对文献进行了科学和系统分析,构建了生态创新研究的整合框架。结果发现:生态创新的研究基础围绕"基础理论、竞争优势、环境政策工具"三个方面,其研究热点包括生态创新的绩效评估、生态创新与企业绩效的关系,以及生态创新的驱动因素。最后,基于分析结果,本研究勾勒出了生态创新领域未来的研究方向。

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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