• 2021年第41卷第14期文章目次
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      2021, 41(14):0-0.

      摘要 (331) HTML (0) PDF 36.17 M (898) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 植被光能利用率:模型及其不确定性

      2021, 41(14):5507-5516. DOI: 10.5846/stxb202003210624

      摘要 (1181) HTML (560) PDF 957.52 K (1712) 评论 (0) 收藏

      摘要:光能利用率(Light use efficiency: LUE)指植物截获的光能转化为化学能的效率,表示为生产力和吸收光能之比。基于LUE概念的模型对模拟预测全球变化下碳循环、植被生产力及其潜力具有重要意义。全球变化和人类活动影响给植被生产力和碳循环的评估带来了巨大挑战。系统梳理了LUE模型的不确定性并分析其原因,以期提高生产力模拟预测的准确度。分析发现LUE模型准确度仅为62%-70%且模型间差异较大(32%),误差随着植被类型、时间尺度和空间区域的不同存在显著差别。目前计算LUE的误差是模型不确定性的关键,原因主要在于LUE与影响因素尤其是水分的关系并不清楚。一方面不能准确区分水分胁迫指标对LUE的影响机制,另一方面无法准确模拟水分等影响因素与LUE关系的时空演变特征。未来该领域研究的重要方向是发展集成样地和区域尺度的叶绿素荧光、光化学指数等研究方法,厘定LUE与影响因素特别是的水分关系,并分析其时空演变特征。

    • 生态系统服务权衡研究进展

      2021, 41(14):5517-5532. DOI: 10.5846/stxb202008182151

      摘要 (893) HTML (652) PDF 2.69 M (1501) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务作为连接自然与社会生态系统的桥梁,是社会-生态系统管理和分析的重要工具。生态系统服务权衡研究关注生态系统服务间关系的认知和调节,对于协调多元目标、最大化人类福祉、支撑社会-生态系统可持续利用具有重要的作用。整理了生态系统服务权衡的内涵和分类,将生态系统权衡研究分为客观权衡规律和管理权衡决策两大类,并对两类生态系统服务权衡的研究内容、思路和方法的国内外进展进行了系统梳理。在客观权衡规律方面,主要包括生态系统服务供与需间权衡规律、生态系统服务供或需间权衡规律两部分,其中,供与需间权衡规律包含供需匹配的维度和供需匹配的研究方法两部分,供或需间权衡规律包含关系识别和驱动力分析两部分;在管理权衡决策方面,主要包括生态系统服务管理权衡决策的准则确定和求解思路两部分。最后,对生态系统服务权衡研究进行了国内外进展的总体评价和研究展望。目前,客观权衡规律研究较为成熟,继生态系统服务供给侧权衡研究的热点之后、需求侧的权衡研究也逐渐增多,但整体上仍存在研究的应用指向不明、研究结果稳健性不足的问题;管理权衡决策研究易忽视决策准则的设置问题,使得决策结果的可行性存疑。因此,应当提出生态系统服务权衡研究范式,整合客观权衡规律和管理权衡决策,提升客观权衡规律研究的应用指向。在客观规律探索方面,深化对权衡规律驱动机制的研究,开展多时空尺度耦合研究,明确权衡规律的稳健性。在权衡决策管理方面,重视决策标准的设置,加强多方参与决策,深入探讨生态系统服务和人类福祉的联系,使权衡准则更加贴近区域管理的真正需求,提升决策结果的可行性。在实证研究方面,权衡决策研究对我国自然保护地的关注不足,未来应在继续推进城镇地区研究的基础上,尝试填补保护地的研究空缺,服务于我国保护地紧迫的权衡管理需求。

    • >研究论文
    • 基于meta分析的中国森林生态系统服务价值评估

      2021, 41(14):5533-5545. DOI: 10.5846/stxb202006231639

      摘要 (1009) HTML (488) PDF 1.79 M (1618) 评论 (0) 收藏

      摘要:meta分析作为价值转移方法中最有效的手段之一,已在生态系统服务价值评估中得到了较为广泛的应用。然而国内相关研究的meta回归模型大多依据传统的最小二乘法建立,忽略了原始数据的层次结构特征。通过收集关于中国森林生态系统服务已有实证研究的价值评估结果,建立meta分析数据库;通过面板数据回归方法构建meta回归模型,对模型的价值转移有效性进行评估;在构建的meta回归模型基础上,根据IPCC SRES中的四类情景——A1B、A2、B1、B2,计算中国森林生态系统2010-2100年的生态系统服务价值。研究结果表明:(1)相较基于普通最小二乘法和加权最小二乘法建立的回归模型,基于面板数据回归方法建立的模型平均转移误差最小(11.57%),模型有效性较高,因此为适合本研究的meta回归方法;对于不同价值观察值,转移误差存在较大差异,随着观察值的增大,模型预测值由高估逐渐转变为低估,转移误差趋向减小。(2)基于面板数据回归方法建立的meta回归模型能够有效揭示中国森林生态系统服务的价值转移规律,生态系统服务类型、植被区划、森林面积、森林丰度、人均GDP和铁路长度是中国森林生态系统服务价值的重要影响因素。(3)中国森林生态系统2010-2100年价值变化的情景分析表明,情景A1B和B1下森林面积和生态系统服务总价值持续增加,情景A2下森林面积和生态系统服务总价值持续下降,情景B2下森林面积和生态系统服务总价值先上升后下降;其中情景B1下中国森林生态系统服务总价值增长最大,至2100年达到41.58万亿元,情景B2下价值损失最为显著,至2100年降至22.97万亿元。

    • 长江中游地区生态系统服务平衡与城镇化的空间关系

      2021, 41(14):5546-5556. DOI: 10.5846/stxb202008032027

      摘要 (525) HTML (353) PDF 15.56 M (1035) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务与城镇化的相互作用关系研究是目前国际人地系统研究的热点和前沿领域。以长江中游地区325个县为研究单元,通过生态系统服务供需平衡评估矩阵法与城镇化相关指标分别测算了1995年、2005年、2015年生态系统服务平衡状况和城镇化水平,同时运用双变量空间自相关模型、空间计量模型探索了生态系统服务平衡与城镇化的空间关系。研究结果表明:(1)研究期间长江中游地区生态系统服务平衡状况不断恶化,而城镇化水平则持续上升;(2)生态系统服务平衡与城镇化之间存在显著负相关关系,不同区域的空间聚类模式表现出异质性;(3)添加控制变量的空间计量模型被证明能更好解释生态系统服务平衡与城镇化的空间关系,结果显示城镇化对态系统服务平衡的影响具有负外部效应,这种负外部效应在城镇化发展到一定阶段时逐渐减弱。建议,在城镇化进程中应统筹管理生态空间,尝试跨区域合作,实现生态与经济资源的共享与互补。

    • 黔东南苗族侗族自治州生态系统健康的时空变化

      2021, 41(14):5557-5569. DOI: 10.5846/stxb202007191890

      摘要 (431) HTML (344) PDF 14.95 M (905) 评论 (0) 收藏

      摘要:黔东南苗族侗族自治州位于贵州东南部,是我国重点林区,也是长江、珠江上游地区的重要生态屏障区。以空间网格为基准单元,利用1990-2015年研究区的土地利用数据,结合社会经济、野外调查数据,基于"压力-状态-响应"模型、"活力-组织-弹性-功能"理论框架和空间分析模型,对黔东南州的生态系统健康时空变化进行分析,并选取城市化和地形位指数进行空间相关性分析,探讨影响黔东南州生态健康的关键因素。研究结果表明:时间分布上,1990-2015年期间,黔东南州生态系统健康指数呈现下降趋势,表现为从"亚健康"状态向"临界"状态的转变,呈现先增后减的波动式变化。研究期间生态系统健康水平的区域面积占比大小依次为亚健康(42%-45%)、临界健康(30%-35%)、健康(15%-22%)、不健康(0.1%-0.4%)、病态(<0.1%),且25年间研究区生态系统各种健康水平的占地面积有显著变化。在空间分布上,黔东南州中部的台江县、剑河县和东北部的三穗县、锦屏县等地区生态系统健康水平较高,多处于亚健康和健康状态;而南部的榕江县、东部的黎平县和北部的镇远县、岑巩县等区域生态系统健康状况多处于临界状态;西北部的凯里市等区域生态系统健康水平最低,且整体上呈现下降的趋势。空间相关性研究表明:在1990-2015年期间,黔东南州的地形位指数与生态系统健康之间呈显著的空间正相关关系,"低-低"集聚区和"高-高"集聚区的面积均呈现"减-增-减"的波动趋势,而城市化与生态系统健康只在州府凯里市具有显著的空间负相关关系,说明在城市化水平较高的地方,人口密度、人均生产总值、建设用地比例等城市化因素是影响生态系统健康的主要原因,但在城市化进程较低的区域,生态系统健康受到地形梯度等自然因素的影响较大。本研究为黔东南州生态系统的管理与可持续发展提供理论基础。

    • 北京湿地削减大气PM2.5的生态系统服务流研究

      2021, 41(14):5570-5577. DOI: 10.5846/stxb202007221925

      摘要 (438) HTML (362) PDF 1.75 M (701) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿地对大气颗粒物的沉降和运移有一定的影响。目前,相关研究多集中在小尺度定量湿地下垫面的颗粒物沉降速度与沉降量以及湿地植物对颗粒物的吸附或阻滞作用。但由于方法的缺失,研究无法在大尺度上定量解释有关湿地对颗粒物的产生、转移、转化和传递过程,这也导致研究结果对政策制定和城市空间规划缺少指导作用。因此,本研究引入了生态系统服务流模型的理论框架,结合颗粒物干沉降与HYSPLIT模型,量化北京市湿地削减PM2.5服务的物理流量、流动路径以及受益地区。研究结果表明:(1)北京市湿地2015年PM2.5沉降总量为4240 t,单位面积的平均沉降量为8.27×10-3 kg/m2;2018年为2610 t,单位面积的平均沉降量为4.46×10-3 kg/m2;(2)2015年和2018年北京市湿地削减PM2.5生态系统服务物理流量最高值均出现在冬季,最低值出现在夏季,总体呈现出冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季的趋势;(3)2015年和2018年向华北地区迁移的气流轨迹占当季气流轨迹总数的比例最大,京津冀地区与山东省为主要受益区。研究结果既为科学管理湿地资源和实现区域可持续发展提供客观准确的依据,也可为开展湿地生态系统服务流的相关研究奠定一定的基础。

    • 我国城市人与自然耦合系统的协调度

      2021, 41(14):5578-5585. DOI: 10.5846/stxb202002220306

      摘要 (584) HTML (333) PDF 850.84 K (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市作为人类生存与发展的主要空间载体,是人与自然耦合系统的典型代表。城市人与自然协调度是认识人与自然耦合机制重要内容,对揭示城市人类活动对生态环境的影响,指导城市建设具有重要意义。从水资源开发强度、土地开发强度、水资源供给能力、环境污染物排放强度与碳排放强度五个方面分析城市人与自然协调度特征,评估城市建设与发展对自然环境的影响程度,并评估了我国146个城市的协调度特征,进一步分析了城市人口规模、城市经济规模、城市社会发展水平、不同生态地理区人与自然耦合协调度的关系。结果表明:2016年城市平均协调度指数为87.90,不同城市的协调度差距很大且协调度与城市人口规模、经济规模、发展水平呈显著负相关,而六大生态地理区中,西南地区协调度最高,协调度指数为92.81,西北地区协调度最低,协调度指数为82.25。研究发现我国城市建设与发展对自然环境影响仍然较大,并表现为(1)我国城市发展总体仍处于高需求高排放的发展阶段;(2)生态环境承载力是影响城市人与自然耦合协调度的重要因素;(3)提高能源利用效率,降低碳排放强度在改善城市人与自然协调度中发挥作用。最后,从优化城市布局、提高水、能源利用效率、控制环境污染等方面提出政策建议,为评估城市生态文明建设与可持续发展提供参考与依据。

    • 水生态文明城市建设对城市水生态承载力的影响——以武汉市为例

      2021, 41(14):5586-5597. DOI: 10.5846/stxb202102160445

      摘要 (600) HTML (357) PDF 4.03 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市水生态承载力能较好反映水资源-水环境-水生态-经济社会复合系统间多要素互馈关系,水生态文明城市建设对城市水生态系统具有多方面影响,对城市水生态承载力在水生态文明城市建设前后的变化进行定量研究具有重要意义。以城市"社会-经济-自然"复合生态理论为指导,充分考虑人类活动与城市水生态系统的响应关系,基于DPSIR框架构建城市水生态承载力评价指标体系,以水生态文明建设试点城市武汉市为例,综合运用熵权法、TOPSIS和障碍度诊断模型等方法,分析2008-2019年武汉市水生态承载力的变化趋势和影响因素。结果表明,水生态文明城市试点建设期间(2015-2017年)的水生态承载力平均水平(0.552)明显高于建设前(0.361)和建设后(0.438),建设成果主要体现在压力和影响指标的改善以及响应指标的大幅度提升上。阻碍武汉市水生态承载力提升的主要指标为生态环境状况指数、建成区绿化覆盖率、农田灌溉亩均用水量、酸雨量和饮用水源地水质达标率。根据评价结果提出水城共生共荣发展模式、引导产业结构转型等提升武汉市水生态承载力的建议。

    • 北京市域乡村人居林树冠覆盖及其区域差异分析

      2021, 41(14):5598-5610. DOI: 10.5846/stxb201912172721

      摘要 (313) HTML (367) PDF 8.28 M (701) 评论 (0) 收藏

      摘要:乡村人居林建设是落实新农村建设、实施乡村振兴战略和振兴农村生态文明的重要举措。以北京市为对象,基于北京市域2017年0.5m分辨率航空影像与2017年1:10万土地利用(LUCC)图等基础资源,在全市范围内随机选择260个行政村,从研究区域内乡村人居林树冠覆盖率、功能类型、斑块等级和景观格局特征四个层面展开区域差异特征分析。研究结果显示,北京市整体乡村人居林树冠覆盖率为18.32%,其中平原区和山区分别为18.40%和17.83%。在平原区范围内,乡村人居林树冠覆盖率呈近郊区(21.70%) > 远郊区(13.87%) > 延庆盆地区域(16.34%);在山区内部,乡村人居林树冠覆盖率呈现低山区(24.45%) > 浅山区(16.55%) > 深山区(12.41%),太行山区(20.98%) > 燕山区(14.11%)。在乡村人居林功能类型分布中,片林为各分区最主要类型,在平原区和山区中分别占比55.75%和57.15%。在斑块等级结构方面,乡村人居林斑块总体呈现小而分散的特点,其中小斑块数目在区域中占比达93.03%,而各等级斑块在规模大小方面呈现"平分秋色"的特点。就景观格局指数特点而言,平原区内近郊区,山区内的深山区和燕山区乡村人居林斑块复杂程度、受人为干扰强度和多样性更高。综上特征,究其动因,农村居民点聚落规模、集聚形式和建设类型以及森林资源本底是影响乡村人居林建设条件的重要原因。

    • 海拔梯度变化对武夷山黄山松林土壤磷组分和有效性的影响

      2021, 41(14):5611-5621. DOI: 10.5846/stxb202008072054

      摘要 (530) HTML (327) PDF 3.34 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤磷(P)是植物生长必需的养分元素,也是亚热带森林生产力的主要限制元素。目前,关于不同海拔土壤P组分和P有效性的变化规律尚无统一定论,其原因主要是忽略了植被类型变化导致的P组分和P有效性对海拔的响应更为复杂。因此,以武夷山不同海拔黄山松林为研究对象,通过测定土壤环境因素、理化性质、微生物生物量(SMB)、酸性磷酸单酯酶(ACP)和磷酸双酯酶(PD)活性以及土壤P组分,探究土壤P组分和P有效性的变化及其影响因素。结果表明,随海拔降低,速效P含量显著增加,而易分解P、中等易分解P、难利用P和总磷含量显著减少。冗余分析结果表明,微生物生物量磷和微生物生物量氮是影响土壤P组分和P有效性变化的关键因素。研究表明,随海拔降低,黄山松林土壤微生物通过提高ACP、PD活性和降低SMB含量的能量分配策略,促进更多较难分解P组分的矿化,从而提高速效P含量,以满足微生物对P的需求。因此,在低海拔地区,微生物通过能量分配策略获取更多有效P,可能有利于提高武夷山黄山松林土壤速效P的供应,但从长期来看,可能使P矿化速率提高和P损耗增加,导致P库的储备不足,不利于土壤P素养分的可持续供应。

    • 华北山区典型人工林土壤水势动态和水分运移规律

      2021, 41(14):5622-5631. DOI: 10.5846/stxb202008132114

      摘要 (386) HTML (299) PDF 12.67 M (843) 评论 (0) 收藏

      摘要:大规模植树造林工程有效缓解了我国北方水土流失等问题,但伴随植被生长和降水格局变化,水循环过程发生明显改变。土壤水分运动是水循环的关键过程,研究变化环境下人工林植被土壤水分运移规律,对植被生态恢复具有重要意义。基于2014-2018年多时间尺度(半小时、天、月和年)华北山区崇陵流域典型人工侧柏林和荒草土壤剖面水势监测数据,阐明不同植被覆盖下土水势动态变化规律,提出土壤水分运移和植被水分利用模式。研究结果表明:侧柏林土壤水势日变幅显著低于荒草植被,但土水势日变幅随土壤深度增加而减小的速率90 a侧柏依次大于60 a侧柏和荒草;月、年尺度侧柏林不同深度土水势变化对降水的响应大于荒草地,其中60 a侧柏林年均土水势与年降雨量显著线性相关(P<0.05)。由水势梯度和零通量面多年平均变化可知,90 a侧柏林0-50 cm土壤水呈下渗趋势,根系水力提升促使50-100 cm土壤水向上蒸散;60 a侧柏林0-20 cm、70-100 cm以及枯水年30-70 cm土壤水均以蒸散为主,根系可同时吸收利用表层和深层土壤水分;荒草地0-20 cm土壤水分蒸发强烈,且为根系主要吸水深度,20-100 cm土壤水稳定下渗。相比60 a侧柏林和荒草,90 a侧柏林的土壤调蓄能力增强,与荒草互被可减少植被间水分竞争,充分利用土壤水,从而减少流域内地表径流和土壤侵蚀量。

    • 川西亚高山不同林龄粗枝云杉人工林土壤微生物生物量及酶活性

      2021, 41(14):5632-5642. DOI: 10.5846/stxb202008192158

      摘要 (397) HTML (344) PDF 2.11 M (805) 评论 (0) 收藏

      摘要:林分结构随林龄增加发生变化,致使土壤微环境变化,进而对土壤微生物生物量和酶活性产生直接或间接影响。以川西亚高山米亚罗林区25、40、50、60年生粗枝云杉(Picea asperata)人工林表层(0-20 cm)土壤为研究对象,分析不同林龄表层土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和酶活性的变化以及驱动土壤酶活性变化的主要环境因子,为人工林生态系统恢复效果评价及经营管理提供科学依据。结果表明:随着林龄的增加,MBC和MBN先上升后下降,在40年生达到最大;β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和多酚氧化酶(PHO)活性与微生物生物量碳氮变化趋势相似,其中βG、NAG活性在50年生人工林达到最大,PHO活性于40年生人工林达到最大;50年生人工林过氧化物酶(PEO)活性显著低于其他林龄人工林;纤维素水解酶(CBH)活性随林龄增加而显著增加。冗余分析显示,碱解氮(AN)、pH和可溶性有机碳(DOC)是影响土壤酶活性变化的主导因子,分别解释了土壤酶活性变异的65.4%、9.7%和7.6%。综上可知,林龄对粗枝云杉人工林表层土壤微生物生物量和酶活性变化产生了显著影响,60年粗枝云杉林地力呈现衰退态势。为此,可对近60年的粗枝云杉人工林增加碳氮元素(尤其是氮素)的输入,以提升土壤质量和酶活性。

    • 黄土丘陵区不同恢复年限人工刺槐林土壤水分时空动态及其时间稳定性

      2021, 41(14):5643-5657. DOI: 10.5846/stxb202008272223

      摘要 (441) HTML (461) PDF 15.62 M (971) 评论 (0) 收藏

      摘要:以空间代时间的方法研究不同恢复年限对人工刺槐林土壤水分时空动态及其时间稳定性的影响,对于了解人工刺槐林在生态恢复过程中的土壤水分动态特征具有重要意义。基于长期定位观测,选取黄土丘陵沟壑区15、20、30、35 a等4个恢复年限人工刺槐林,自2014年5月至2018年10月每年生长季(5-10月)开展土壤水分自动观测。研究结果如下:(1)不同恢复年限刺槐林土壤水分差异显著,刺槐林土壤储水量随恢复年限增加呈现先增加后降低的趋势,排序依次为30 a(184.9 mm) > 20 a(184.6 mm) > 35 a(150.8 mm) > 15 a(128.8 mm);不同恢复年限刺槐林土壤水分的时空分布特征差异明显,土壤水分变异性随土层增加而降低,但不随恢复年限而有规律的变化;土壤水分主要受到降水以及植被生长的影响,其变异性的时空格局也说明随土壤深度增加土壤水分的稳定性随之增加;(2)通过相对差分分析不同恢复年限刺槐林土壤水分时间稳定性,确定15、20、30、35 a的代表深度分别为80、100、80、150cm土层,都属于与100cm相近的土壤深度;(3)Spearman秩相关分析显示,上土层与下土层的土壤水分的时间稳定性特征差异明显;(4)线性回归与纳什系数结果表明通过相对差分与时间稳定性指数得到土壤水分代表深度的结果是可接受的,其中15 a恢复年限刺槐林的结果最好,决定系数R2和纳什系数NSE分别可达0.91和0.82,但总体结果仍存在误差,在区域土壤水分模拟时需考虑这一不确定性。(5)灰色关联分析表明,土壤质地(砂粒),土壤总氮、土壤容重、土壤有机碳、土壤总孔隙度以及坡度是不同恢复年限刺槐林土壤水分时间稳定性主要影响因素。

    • 荒漠绿洲过渡带不同年限雨养梭梭(Haloxylon ammodendron)对土壤水分变化的响应

      2021, 41(14):5658-5668. DOI: 10.5846/stxb202007151859

      摘要 (393) HTML (306) PDF 2.72 M (816) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过调查分析河西走廊荒漠绿洲过渡带不同种植年限(5、10、20、30和40a)人工梭梭生理生化变化(叶片渗透调节物质、丙二醛和叶绿素含量,根系活力)和个体形态特征(叶片、枝条和茎干生物量、枯枝落叶比、株高、冠幅等)以揭示不同种植年限雨养梭梭对土壤水分变化的响应机制。研究结果表明:随着梭梭种植年限增加,人工梭梭林内深层100-120cm和180-200cm土壤水分变化明显,在5-20a保持在3%-4%,而在种植后期(30-40a)土壤水分下降到1%-2%左右。在5-20a,梭梭主要通过显著提高叶片渗透调节物质可溶性糖和可溶性蛋白含量,维持叶片较低的丙二醛含量和较高的叶绿素含量,保持新叶光合能力;同时,显著提高0-20cm根系的活力,增强对表层土壤水分的吸收能力;但在30-40a,梭梭叶片渗透调节物质明显减少,梭梭叶片丙二醛含量增加,叶绿素含量下降,同时叶绿素a,b比例失调,渗透调节作用失效,梭梭叶片老化,老叶比例明显增加,光合作用能力下降,枝条和茎干退化严重,个体生物量进一步减少,在40a梭梭叶片、枝条和茎干生物量下降到最低值。研究表明在年降水100mm左右的荒漠绿洲过渡带,在种植梭梭5-20a土壤水分为3%-4%,梭梭可以通过生理调节适应土壤干燥,但是从30a土壤水分下降到1%-2%时,梭梭主要通过枯枝落叶降低个体蒸腾耗水量,在40a梭梭进入休眠(假死)状态,这暗示土壤水分下降到1%-2%,可能是梭梭的临界吸收土壤水分。

    • 胡杨土壤理化性质与微生物群落结构空间和分布的关系

      2021, 41(14):5669-5684. DOI: 10.5846/stxb201905291125

      摘要 (540) HTML (428) PDF 21.96 M (1306) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤理化性质是微生物群落结构变化和空间分布的主要驱动力,揭示土壤与微生物之间关系是当前生态学和土壤学的研究热点之一。在大小胡杨树冠下少有植物生长的区域,测定距离树干不同位置(距离大胡杨树干0-3 m和3-6 m,距离小胡杨树干0-3 m,以及距离大小胡杨树干至少9 m以上;分别简写为DB0-3 m,DB3-6 m,DS0-3 m和CK)的土壤理化性质和土壤微生物的群落组成,之后运用微生物群落组间差异分析、典范对应分析和Spearman相关分析等方法,探讨胡杨树冠下土壤理化性质与微生物群落分布组成之间的关系。结果显示:(1)在4个采样位置,细根生物量、土壤含水量、有机质、全氮、全磷和总盐均在DB0-3 m最高,DB3-6 m居中,DS0-3 m和CK的含量最低(DB0-3 m≥DB3-6 m≥DS0-3 m≥CK)(P<0.05)。DB0-3 m的这些理化性质的含量分别是DS0-3 m的3.97、1.13、3.71、3.03、1.49和1.95倍;相反,土壤容重在4个采样位置没有显著性差别(P>0.05);(2)纲水平上,丰度排名前十的细菌和真菌分布组成在4个采样位置明显不同。细菌方面,Rhodothermia和γ-变形菌纲为DB0-3 m的优势纲(相对丰度为0.27和0.28),拟杆菌纲为其他3个位置的优势种(在DB3-6 m、CK和DS0-3 m的相对丰度为0.37、0.26和0.26)。真菌方面,粪壳菌纲为DB0-3 m和DS0-3 m的优势纲(相对丰度为0.27和0.10)。座囊菌纲为DB3-6 m和CK的优势纲(相对丰度为0.09和0.16);(3)细菌和真菌群落组成在4个采样位置存在显著差异。DB0-3 m的真菌和细菌群落组成和DB3-6 m较相似, DS0-3 m和CK的真菌和细菌群落组成较为相似;(4)典范对应分析与Spearman分析结果表明,胡杨树冠下土壤微生物的群落组成受到土壤盐分、细根生物量、含水量、有机质、全氮和全磷的影响。其中,土壤盐分的影响最大。综合可知,在胡杨树冠下,土壤微生物群落的组成于胡杨树干下不同距离的位置上存在差异,它是胡杨和土壤之间物质交换、营养流动及微生物的生境选择共同作用的后果。土壤微生物群落组成在空间上的变化,可以负向影响树冠下幼苗的萌发和生长。在一定程度上,这种负向作用使得胡杨树冠下少有植物生长。

    • 林窗对岷江冷杉更新幼苗根系生物量积累与分配的影响

      2021, 41(14):5685-5694. DOI: 10.5846/stxb202007151857

      摘要 (321) HTML (339) PDF 1.94 M (796) 评论 (0) 收藏

      摘要:林窗对更新幼苗生物量积累和分配的影响在种群恢复中具有重要作用,尤其是暗针叶林更为突出。以川西亚高山岷江冷杉原始林林窗、林下的岷江冷杉更新幼苗为对象,研究其粗根和细根生物量的积累与分配过程及其异速生长关系。结果表明:随着岷江冷杉幼苗的生长,粗根、细根生物量均不断积累,但根系生物量中分配到粗根的比例逐渐增加、分配到细根的比例逐渐减少,粗根-细根间生物量的异速生长指数由等速生长转变为异速生长。林窗幼苗的细根生物量、粗根生物量和总根生物量中位数均小于林下幼苗,细根生物量分配比例大于林下幼苗;林窗还显著影响细根、粗根生物量随基径增粗的积累与分配过程,细根生物量分配比例随基径增粗的降幅大于林下幼苗;但林窗对粗根-细根生物量间的异速生长指数影响不显著。说明林窗干扰改变了岷江冷杉更新幼苗地下资源的分配方式,优化了资源配置。

    • 塔里木河上游荒漠河岸胡杨林树洞型空心树发生过程与形成机制

      2021, 41(14):5695-5702. DOI: 10.5846/stxb202008272227

      摘要 (404) HTML (363) PDF 8.45 M (816) 评论 (0) 收藏

      摘要:空心树是森林生态系统的重要组成部分,它在维系森林生态系统的动物或微生物多样性方面起着重要作用,但树木空心的发生过程和形成机制仍是一个悬而未决的科学问题。通过野外实调,解析了塔里木河上游肖夹克荒漠林区胡杨树洞型空心树数量特征、类型与分布格局,探讨了空心树的发生与形成过程。结果表明:1)胡杨幼林空心树发生频率较低,为10.34%,但成熟林空心树发生频率达到了83.78%;2)空心树树洞分为主干型和分枝型两大类,其中主干和分枝断口造成树洞是树洞型空心树形成的两种主要表现方式,分别占树洞类型的41.94%和19.35%;3)推断树洞发生过程为"外伤-分泌物外泄-木质部被腐蚀、消融-伤口扩大-形成树洞";4)树木发生外伤的主要起因可能为长期的风沙侵扰,造成树木小枝或者分枝折断。

    • 闽楠(Phoebe bournei, Lauraceae)地理分布及随气候变化的分布格局模拟

      2021, 41(14):5703-5712. DOI: 10.5846/stxb202008132110

      摘要 (478) HTML (434) PDF 9.01 M (765) 评论 (0) 收藏

      摘要:掌握气候变化对珍稀濒危物种的分布和适应性变化趋势的影响,是开展保护生物学研究的基础。闽楠(Phoebe bournei)是我国东部亚热带森林的优势树种,也是金丝楠木的主要来源树种。它具有重要的经济、园林与生态价值,目前已被列为国家II级保护植物。预测不同气候背景下该物种的地理分布格局可为这一珍贵树种的资源保护、合理利用与开发提供指导依据,同时也为闽楠的起源与地理分化研究奠定基础。本研究基于闽楠的123个分布点信息与19个气候因子,采用最大熵模型(MaxEnt)与ArcGIS空间分析,构建闽楠于末次冰期(距今22000年)、当前(1950-2000年)以及未来(2050年与2070年)相应地潜在分布区格局,并确定未来受威胁的适生区、面积与影响分布的气候因子。结果表明:闽楠的适生区覆盖浙江、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、贵州及重庆,制约闽楠地理分布的气候因子主要是温度季节性变化标准差(Bio4)、最暖月最高温(Bio5)与最干季降水量(Bio17);在末次盛冰期闽楠退缩到我国东部的许多山区,诸如武夷山、浙闽丘陵、武陵山、雪峰山、湘黔桂毗邻的山区;随着全球气候变暖,到2050年与2070年闽楠的适生区有着破碎化甚至丧失的风险。

    • 天山南北坡树轮稳定碳同位素对气候的响应差异

      2021, 41(14):5713-5724. DOI: 10.5846/stxb202008132108

      摘要 (425) HTML (396) PDF 3.78 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用采自天山南坡阿克苏河流域、天山北坡伊犁河流域和吉尔吉斯斯坦伊塞克湖流域的树木年轮样本,按照树轮稳定碳同位素研究步骤,分别建立了天山南坡和天山北坡各2条树轮稳定碳同位素去趋势序列(δ13Ccorr)。采用相关函数和共线性分析揭示了天山南北坡树轮稳定碳同位素与各气候要素之间的关系。结果表明,天山南坡树轮稳定碳同位素与生长季降水、相对湿度显著负相关,而与温度没有明显的相关关系,表明影响天山南坡树轮稳定碳同位素分馏的主要气候因子是生长季水分状况,尤其是降水;天山北坡树轮稳定碳同位素与生长季尤其是夏季的平均气温、平均最高气温和饱和水汽压亏缺显著正相关,而与降水量、相对湿度显著负相关,表明影响天山北坡树轮稳定碳同位素分馏的气候因子可能较为复杂。进一步分析表明,夏季温度、降水和相对湿度共同调控着天山北坡雪岭云杉树轮稳定碳同位素分馏。

    • 半干旱草地不同植物枯落物分解对放牧和封育的响应

      2021, 41(14):5725-5736. DOI: 10.5846/stxb202008122100

      摘要 (282) HTML (283) PDF 1.67 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究放牧和封育对半干旱草地植物枯落物分解的影响,选取赖草、牛枝子及其混合物为研究对象,调查了不同网孔分解袋中宁夏半干旱草地植物枯落物分解特征及对放牧和封育的响应规律。结果表明:(1)放牧样地250目网孔中,枯落物质量残留率表现为牛枝子显著高于赖草和混合物(P<0.05),而在放牧样地30目网孔、封育样地2种网孔中,枯落物质量残留率均表现为3种枯落物间无显著差异。(2)250目网孔中,放牧和封育样地枯落物分解衰减常数均表现为混合物显著高于牛枝子,而赖草居中;并且,牛枝子枯落物分解衰减常数表现为封育样地显著高于放牧样地。30目网孔中,放牧和封育样地枯落物分解衰减常数均表现为赖草、混合物显著高于牛枝子(P<0.05);并且,牛枝子枯落物分解衰减常数表现为封育样地显著高于放牧样地(P<0.05)。(3)在放牧样地,仅牛枝子枯落物Rm表现为30目显著低于250目网孔(P<0.05),k表现为30目显著高于250目网孔(P<0.05);土壤动物对枯落物分解的贡献率表现为混合物显著低于牛枝子,赖草居中(P<0.05)。而在封育样地,仅牛枝子枯落物k表现为30目显著高于250目网孔(P<0.05);土壤动物对枯落物分解的贡献率表现为混合物和牛枝子均显著高于赖草,且混合枯落物的土壤动物贡献率表现为封育样地显著高于放牧样地(P<0.05)。(4)枯落物残留率与其初始N、P、木质素/N、C/P呈显著相关性(P<0.05);枯落物分解衰减常数与其初始N、P、木质素、N/P、C/P和木质素/P间均呈显著相关性(P<0.05)。研究表明,植物种类组成显著影响枯落物的残留率和分解衰减常数。放牧与封育管理通过影响网孔中土壤动物分布来调控半干旱区草地植物枯落物的分解,而且封育管理更有利于促进土壤动物对低质量枯落物(牛枝子)的分解。

    • 不同水盐环境下荒漠植物群落抗逆性化学性状的种间、种内变异

      2021, 41(14):5737-5746. DOI: 10.5846/stxb202008042037

      摘要 (355) HTML (286) PDF 4.25 M (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片是植物获取资源的重要器官,研究荒漠植物抗逆性化学性状的种间、种内变异对环境变化的响应有助于揭示植物对极端环境的适应机制。以艾比湖自然荒漠植物群落为研究对象,通过野外调查与实验分析,解析不同土壤水盐环境下群落水平抗逆性化学性状(钾K;钙Ca;钠Na;镁Mg)的差异及其种间、种内变异特征,利用冗余分析、相关性分析,明析群落水平性状种间、种内变异与土壤环境因子间关系及其在不同水盐环境间的变化规律。结果表明:(1)高水盐环境下土壤pH及Ca、Na含量均显著高于低水盐环境;低水盐环境下群落水平K、Na、Mg含量显著高于高水盐环境。(2)高水盐环境下群落抗逆性化学性状的种间变异(Ca除外,P<0.05)、种内变异均低于低水盐环境。(3)高水盐环境土壤因子与群落种间、种内变异相关性较高(|r|>0.3),其中与叶片Ca、Na种间变异普遍为负相关,与Na种内变异多为较强的正相关;低水盐环境种间、种内变异与土壤因子相关性总体较低,其中土壤盐分、水分与叶片Mg的种间变异呈负相关,与Na种内变异呈正相关。综上所述,水盐环境对荒漠植物群落水平的抗逆性化学性状有显著影响,各性状的种间、种内变异与土壤因子间关系在高水盐环境中更为密切,本研究为掌握胁迫环境下植物的适应策略提供依据。

    • 基于耕地能值-生态足迹的耕地休耕规模研究——以贵州省松桃县为例

      2021, 41(14):5747-5763. DOI: 10.5846/stxb202008022017

      摘要 (347) HTML (299) PDF 3.93 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域耕地休耕规模测算是耕地休耕空间配置的重要组成部分,从资源承载力视角理解,其本质是将休耕空间布局于耕地资源承载力相对较低的区域。立足于从区域耕地生态经济系统探索耕地休耕规模,运用能值分析方法和生态足迹方法,以生态严重退化地区、国家第一批休耕试点县的贵州省松桃县为案例区,修正了耕地能值生态足迹改进模型(ECEF,简称"修正模型")与耕地能值可持续指数(ESIcl),测算了松桃县2016年休耕面积范围值。结果表明:(1)耕地能值生态盈亏可以作为乡镇是否应该休耕的判定标准,基于此测算的最大休耕面积关键在于测算生态耕地面积。总体来看,全县耕地能值生态赤字,应该安排耕地休耕;从分乡镇来看,有3个乡镇可以不休耕、25个乡镇应该休耕。按照全县平均统计(SCAL)和按照分乡镇统计(STL),全县最大休耕面积分别19558.62hm2和17673.83hm2。最大休耕面积中等及以上等级的乡镇散布于4个区域的8个乡镇。(2)ESIcl可以作为休耕乡镇时序的判定标准,其优先休耕乡镇的最大休耕面积之和即为全县最小休耕面积。全县ESIcl偏低,应该适度休耕。优先休耕、适度休耕和暂不休耕的乡镇分别有2个、23个和3个。全县最小休耕面积1396.10hm2,占耕地面积的1.88%。按照全县平均统计(SCAL),全县休耕面积范围值1396.10-19558.62hm2,占总耕地面积的1.88%-26.34%;按照分乡镇统计(STL),全县休耕面积1396.10-17673.83hm2,占总耕地面积的1.88%-23.8%。修正模型和ESIcl为测算区域休耕规模提供了更加科学的技术方法,以期为其他类似区域开展休耕实践提供借鉴。

    • 露天煤矿排土场边坡植被组成特征及其群落稳定性评价

      2021, 41(14):5764-5774. DOI: 10.5846/stxb202007312000

      摘要 (382) HTML (324) PDF 2.20 M (892) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究植被恢复过程中植物群落组成、结构及稳定性的变化,可进一步了解到植物群落的演替过程及规律。采用空间代时间的方法对内蒙古锡林郭勒盟北电胜利露天煤矿4个排土场边坡人工恢复植被进行群落调查,在此基础上采用多样性指数与优化后的M.Godron稳定性指数对植物物种组成、物种多样性及其群落稳定性进行分析,探究不同恢复年限排土场边坡植被在恢复过程中群落特征及稳定性变化特征。结果表明:(1)排土场边坡植物物种组成共有16科44属56种,植物群落组成较简单,其中禾本科种类最多,生长型以草本植物为主。(2)随着恢复年限的增加,植物生活型由一、二年生转变为多年生,坡面优势种由人工种植植物转变为本土植物。(3)整体看,随着恢复年限增加,物种多样性呈下降趋势,群落稳定性整体呈上升趋势。(4)由于不同坡向土壤微环境差异,北坡恢复效果及稳定性好于南坡。本研究在一定程度上可为露天煤矿排土场边坡人工修复过程中植物物种及合理配置模式的选择提供科学依据。

    • 围封年限对内蒙古灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛结构及群落种间关联的影响

      2021, 41(14):5775-5781. DOI: 10.5846/stxb202006171587

      摘要 (387) HTML (321) PDF 956.29 K (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于全球气候变化及过度放牧等不合理利用,灌木入侵草地已经成为干旱半干旱草原区的一种普遍现象。本研究在内蒙古锡林郭勒草原区选择3处不同围封恢复年限(围封时间分别为1979,1983和2003年)的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛化草地,分析了围封年限对灌丛化草地关键种小叶锦鸡儿种群大小格局及灌丛间主要物种种间关联的影响,并从群落内物种生态位配置情况方面进行了相关机制的探讨。结果显示:(1)小叶锦鸡儿的冠幅大小分布结构的偏态系数在8/9的样区内大于0,表现为正偏态;随着围封年限的延长,在低、中灌丛化样区内,小叶锦鸡儿的冠幅有增大的趋势,这主要是由小于0.5 m冠幅的小叶锦鸡儿的减少或者消失导致的;(2)随着围封年限的延长,灌丛间多年生禾草生态位宽度(B)逐渐增大,表现为B1979围封 > B1983围封 > B2003围封;灌丛间主要物种种间关系由负关联作用(竞争作用)向正关联作用(促进作用)转变。本研究结果不仅揭示了围封条件下小叶锦鸡儿灌丛化草地群落结构的变化及发展趋势,同时也从关键种小叶锦鸡儿种群大小格局及灌丛间主要物种种间关联的角度对相关机制进行了解释,为该区域的合理利用及恢复政策的制定提供了数据支持及理论指导。

    • 长期增温对树线交错带岷江冷杉幼苗异龄叶大小与出叶强度关系的影响

      2021, 41(14):5782-5791. DOI: 10.5846/stxb202007201895

      摘要 (432) HTML (398) PDF 1.21 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变暖强烈影响树线交错带植物的生活史策略,异龄叶大小-出叶强度权衡关系是常绿植物生活史策略的重要内容。以川西树线交错带的岷江冷杉(Abies faxoniana)幼苗为例,研究气候变暖对异龄叶大小与出叶强度关系的影响。通过开顶箱(Open-top chamber, OTC)对川西王朗自然保护区树线交错带的岷江冷杉进行模拟增温,采用标准化主轴估计(Standardized major axis estimation, SMA)方法研究了叶大小(单叶质量、单叶面积)与出叶强度(基于茎生物量、茎体积)间异速生长关系对长期增温的响应及其年际变化。结果表明:使用不同参数表征叶大小与出叶强度得到的结果存在差异;多年生小枝上存在单叶质量-出叶强度的负等速权衡关系,共同主轴随小枝年龄增加而向下漂移;长期增温并不影响单叶质量与出叶强度的异速生长关系,不同年龄小枝的异速生长常数对增温具有差异性响应。增温处理中当年生小枝在相同单叶质量下的出叶强度更低,以换取叶片总数的增加,使小枝具有更大的可塑性而适应增温。本研究提供了岷江冷杉幼苗协调异龄叶大小与出叶强度从而适应长期增温的证据,为评估树木生长随气候变化而加速提供了理论参考。

    • 2000—2015年青海高原植被碳源/汇时空格局及变化

      2021, 41(14):5792-5803. DOI: 10.5846/stxb201909302057

      摘要 (624) HTML (442) PDF 8.09 M (1462) 评论 (0) 收藏

      摘要:陆地生态系统碳循环能够综合反映全球气候变化及区域响应,是全球及区域气候变化及人类活动影响研究的重要内容。青海高原作为青藏高原的重要组成部分,在全球及区域气候与环境变化中具有极其重要的作用。因此,研究青海高原植被碳源/汇时空变化及气候因子的影响具有重要意义。采用土壤呼吸模型和改进的CASA模型,结合MODIS、气象数据估算了青海高原2000-2015年植被净生态系统生产力(NEP),分析了植被NEP、碳汇的年际时空分布、年际动态变化、多年累积空间分布与植被NEP变异系数,定量分析了降水量、气温对植被NEP的影响。结果表明:1)2000-2015年,青海高原植被年NEP空间分布特点呈东高西低、南高北低,由西北向东南逐步增加趋势,年NEP多年平均值为128.40 gC m-2a-1;2)青海高原不同生态区植被NEP与碳汇量空间分异显著,碳汇区约占植被分布区面积的73.11%,其中,祁连山生态区和三江源生态区为主要的碳汇区;3)2000-2015年,青海高原植被碳汇功能逐步增强,年固碳量为-3.2-64.42 TgC,年际变化呈平稳上升;4)受自然与人为因素的协同影响,青海高原年NEP呈现逐步好转的趋势,平均趋势系数为1.52,NEP增加的区域占植被总面积的25.72%;5)青海高原植被NEP变异系数空间分布以较低、中等波动为主,稳定性颇高;6)降水量对植被NEP以促进作用为主,气温以抑制作用为主,气温对青海高原植被NEP的影响占主导地位。

    • 丛枝菌根对紫茎泽兰和黄花蒿地上地下养分分配的竞争调控策略

      2021, 41(14):5804-5813. DOI: 10.5846/stxb202003090456

      摘要 (300) HTML (291) PDF 1.26 M (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)入侵喀斯特生态系统导致群落多样性和稳定性降低是该区域面临的重要生态问题,丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)通过根系外延菌丝互联不同物种个体影响植物养分竞争,但如何调控入侵种与乡土种地上地下资源竞争分配尚不清楚。以入侵种紫茎泽兰和乡土种黄花蒿(Artemisia annua)为研究对象,使用由1个竞争室和2个种植室所组成的微生态系装置。针对两物种对竞争室养分资源利用,采用20 μm和0.45 μm尼龙网设置共同竞争(CC)、单一利用(SU)和对照(CK)处理,并对上述处理进行AM真菌接种(M+)与不接种(M-),分析不同处理下紫茎泽兰与黄花蒿地下地上生物量及氮磷养分分配。结果表明:就地上部分而言,比较M+与M-,三种竞争方式的紫茎泽兰磷吸收量均显著表现为M+ > M-,但黄花蒿在M+与M-间无显著差异;比较3种竞争方式,M+下紫茎泽兰氮吸收量和黄花蒿生物量及氮磷吸收量表现为SU>CK,黄花蒿地上生物量、氮磷吸收量则表现为CCSU;M+下CC处理紫茎泽兰地上氮吸收量显著高于黄花蒿;M-下黄花蒿氮磷吸收量显著表现为CC和SU>CK,但紫茎泽兰在CC、SU和CK间无显著差异。就地下部分而言,三种竞争方式的紫茎泽兰地下生物量、氮磷吸收量显著表现为M+ > M-,但黄花蒿在M+与M-间无显著差异;比较三种竞争方式,M+下紫茎泽兰氮吸收量在CC与SU间无显著差异,但SU>CK;比较植物间,M+条件下,CC和SU处理的紫茎泽兰氮磷吸收量均显著高于黄花蒿,而M-条件下紫茎泽兰与黄花蒿生物量和氮磷吸收量在三种竞争方式间均无显著差异。研究表明,AM真菌通过菌根网络调控入侵种和乡土种的竞争能力,影响公用土壤养分资源在植株地上地下的资源分配并提高入侵植物从菌根共生体中获得收益促进其入侵。

    • 福建省土地利用碳排放空间关联性与碳平衡分区

      2021, 41(14):5814-5824. DOI: 10.5846/stxb202006301705

      摘要 (565) HTML (441) PDF 3.92 M (1864) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球变暖与二氧化碳浓度升高密不可分,在工业化及城镇化发展过程中,人类对土地的利用和改造是造成全球大气中含碳量迅速增加的重要原因,且土地在利用过程中碳减排的潜力较大。因此,从不同土地利用方式视角研究福建省碳排放量,采用基尼系数来衡量福建省各设区市碳收支的空间差异,探索区域内土地利用碳收支规模和空间分异;运用社会网络分析方法对福建省土地利用碳排放空间网络结构的整体特征和设区市在网络结构中的角色进行考察,有助于从基础层面对人类活动所造成的环境影响进行评估,及时调整土地利用方式从而促进低碳经济发展。结果表明:2006-2018年福建省土地利用净碳排放量逐年递增,呈现东高西低的空间分布特征,建设用地是主要碳源,而林地起到主要碳汇的作用;区域内碳补偿率逐年递减且存在明显的空间差异,经济较发达的区域碳补偿率低于经济欠发达的区域,生态承载系数东西差距不断加强,东部地区碳排放的比例明显超过了碳吸收的比例;福建省土地利用碳排放在空间上具有明显的关联性和溢出效应,碳排放空间关联网络越来越复杂、稳定,各设区市在网络中所处地位和作用存在明显的不均衡性,厦门市在整个碳排放网络中占据领导地位,其他城市的碳影响力在网络中的地位及作用随着经济联系逐渐加强正在逐步提高;对网络空间聚类发现,第一模块和第三模块对模块内外均有溢出效应且密度值较大,属于"双向溢出模块",其余第二、四模块均属于"净收益模块"。在研究的基础上将福建省各设区市分为3类区域:低碳优化区、碳总量控制区和碳汇功能区,并提出协同减排的差异性对策建议。

    • 西南山区生态保护红线划定方法优化—基于生态地质环境脆弱性评估

      2021, 41(14):5825-5836. DOI: 10.5846/stxb202003220642

      摘要 (467) HTML (307) PDF 23.94 M (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务功能重要性评估及生态环境敏感性评估是划定生态保护红线的基本方法。以生态系统敏感性及服务功能为核心的红线划定指标体系,未能准确反映山地复杂地质环境对生态环境的影响,使得生态红线划定缺乏地质-地理过程的支撑。以地质环境与地理环境互馈为基础,构建西南山区生态地质环境脆弱性评估指标体系,以我国典型山区四川省为研究区,通过将脆弱性格局与基本方法划定的生态保护红线叠置分析,提出了基于"生态地质环境共同体"理念的山区生态保护红线划定优化方法。结果表明:生态保护红线与脆弱性评估格局基本一致,面积有差异;生态保护红线划定方法充分刻画生态系统保护格局,脆弱性格局更好反映国土空间开发保护状况,山区地质与地理过程是塑造生态红线分布格局的关键影响因素,基于生态地质环境脆弱性评估视角的2种优化方案,集中、全面反映生态系统优先保护及国土空间开发保护格局,但应合理预留人类聚居空间及生产空间。

    • 闽江流域生境质量时空演变特征与预测研究

      2021, 41(14):5837-5848. DOI: 10.5846/stxb202010142618

      摘要 (535) HTML (488) PDF 10.28 M (1161) 评论 (0) 收藏

      摘要:流域生境是生物生存和可持续发展的物质基础与环境保障,土地利用变化是影响生境质量的重要因素,分析土地利用与区域生境质量时空演变特征,对区域生物多样性保护与土地可持续利用具有重要意义。以闽江流域为研究区,基于2000-2015年的土地利用空间数据,构建CA-Markov模型模拟2025-2040年现有发展与生态保护情景下土地利用空间数据,利用InVEST模型分析2000-2040年生境质量空间格局。结果表明:(1)闽江流域森林覆盖率较高,现状条件下水田、旱地、针阔混交林、灌木林、草地与湿地面积呈下降趋势,其中草地减幅最大,达44.64%,针叶林、阔叶林、水域、建设用地、交通用地、采矿场与裸地面积呈上升趋势,其中交通用地涨幅最大,达到227.27%;模拟的土地利用Kappa系数达89.09%,模拟结果较好,生态保护情景在未来土地利用格局优化上优势明显。(2)研究期内闽江流域总体呈现较高的生境质量,基本维持在0.82的水平,城乡建设用地区域是生境质量低值的主要分布区,福州与长乐分布有最大的生境质量低值聚集区;生境质量分布与地形条件存在一定相关性,低值区多为海拔较低的区域。(3)2000-2015年闽江流域生境质量总体呈现衰退趋势,且降幅逐期升高,最高达0.24%;现有发展情景下降的趋势未得到有效缓解,生态保护情景下降趋势逐步有效缓解,同时生境质量为优等的栅格数量占比最大,最高达87.42%。(4)闽江流域上中游区域生境水平较下游高,现有发展情景下这种差距出现扩张趋势,生态保护情景下各区域则基本维持住2015年的生境质量水平。研究结果可为闽江流域土地资源可持续利用与生物多样性保护提供科学依据和决策参考,促进区域可持续发展。

    • 景感生态学在流域生态系统保护与修复实践中的应用——以大凌河流域北票段为例

      2021, 41(14):5849-5856. DOI: 10.5846/stxb202006111522

      摘要 (370) HTML (308) PDF 7.63 M (699) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统保护与修复已成为我国生态文明建设的一项核心内容,自2016年以来,在全国24个省(自治区、直辖市)已开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点工程。以大凌河流域北票段为研究区,探讨了景感生态学理论在山水林田湖草生态系统保护与修复实践中的应用。基于景感生态学理论,构建大凌河流域北票段生态系统保护与修复综合治理框架,以保持、改善和提升生态系统服务,实现可持续发展为目标,构建了"一中心、二重点、五要素、六工程"的生态系统保护与修复景感空间体系,并基于此将大凌河流域北票段生态系统保护与修复分为5个重要治理区域,形成"一带四区"的生态安全格局,提出了应用景感生态学理论,构建区域居民的共同行为规范,引导并实现人类对自然生态系统的有利影响,进一步提升生态系统保护与修复效果的对策建议。通过大凌河流域北票段的分析案例,以景感营造的理念开展区域生态系统保护与修复顶层设计,为促进区域可持续发展提供思路和途径。

    • 中国沿海地区海洋渔业产业生态系统适应性循环过程及驱动机制

      2021, 41(14):5857-5867. DOI: 10.5846/stxb201907121463

      摘要 (335) HTML (338) PDF 2.68 M (800) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中国沿海地区海洋渔业产业生态系统为研究对象,采用适应性循环理论将中国海洋渔业产业生态系统划分三个适应性循环圈,一个贫穷陷阱及构成适应性循环圈所需的若干个适应性循环,揭示中国海洋渔业产业生态系统适应性循环问题。结果表明:(1)1949年以来中国海洋渔业产业生态系统依次经历了第一个适应性循环的前环中环阶段(1949-1965年)、贫穷陷阱(1966-1976年)、第二个完整的适应性循环(1977-1985年)以及第三个适应性循环的前环阶段(1986年至今);(2)海洋渔业产业、海洋渔业生态环境、海洋渔业社会环境是触发整个系统由开发到保护到释放再到更新转变的关键要素;(3)市场需求、政策制度响应和资源限制分别是推动中国海洋渔业产业生态系统适应性循环的外部扰沌力和内部驱动力。

    • 基于大型底栖动物完整性指数的伊犁河健康评价及其对时间尺度变化的响应

      2021, 41(14):5868-5878. DOI: 10.5846/stxb202002280365

      摘要 (440) HTML (459) PDF 1.23 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型底栖动物完整性指数(Benthic index of biotic integrity, B-IBI)是广泛应用的河流生态健康评价方法,然而从时间尺度(月份、年际变化)上评价B-IBI适用性的研究较少。有鉴于此,于2013-2015年期间,每年在5月、7月、8月和10月分别对新疆伊犁河大型底栖动物群落结构进行系统调查,并构建底栖动物完整性指数,评价河流水体的健康状况,同时评价其在时间尺度上的影响。非度量多维尺度分析(Non-metric multidimensional scaling, NMDS)显示,伊犁河不同月份的大型底栖动物群落结构相似度较高。通过对群落丰富度、种类个体相对丰度、功能摄食群、耐污能力、小生境质量和生物多样性指数等6个大类共计30个候选参数进行筛选,选取EPT(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目)分类单元数、蜉蝣目个体相对丰度、耐污类群的个体相对丰度、生物指数(Biotic index, BI)以及黏附者个体相对丰度为伊犁河流域B-IBI健康评价体系的核心指标。B-IBI的评价等级为:B-IBI>3.38为健康,2.53-3.38为亚健康,1.69-2.53为一般,0.84-1.69为差,B-IBI值≤0.84为极差。结果显示,伊犁河8个典型样点中,6个采样点健康状况为健康或者亚健康,2个采样点为一般。总体上伊犁河健康状况较好,其中支流巩乃斯河和喀什河的健康状况要好于伊犁河干流和支流特克斯河。不同月份的B-IBI值无显著性差异(P>0.05),表明伊犁河流域整体健康状况不受季节变化的重要影响。2013年与2015年B-IBI值差异显著(P<0.05),伊犁河健康状况存在逐年变好的趋势,河流的生物健康评价需要开展长期的监测才能较全面的反映河流健康状况。参照点整体上的B-IBI值显著高于受损点的B-IBI值,表明B-IBI健康评价体系在伊犁河流域的良好适用性。该研究将从时间尺度上为基于B-IBI的河流健康评价方法提供理论参考。

    • 基于累积阻力的野生动物适宜生境斑块探测——以滇金丝猴为例

      2021, 41(14):5879-5887. DOI: 10.5846/stxb202001010006

      摘要 (424) HTML (368) PDF 7.89 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:识别动物的适宜生境对野生动物保护、区域生态保护以及自然保护区的规划等具有指导意义。以滇金丝猴生存区域为例,选取7个影响滇金丝猴生境适宜性的主要因子:植被类型、海拔、坡度、坡向、距水系距离、距居民点距离、距道路距离,基于GIS技术,构建阻力面,确定累积阻力阈值,计算可达面积并据此划分斑块,结合现有猴群的栖息地分布、保护区设立对划分结果进行分析讨论。结果表明,区域内滇金丝猴的适宜生境面积整体占比较低,猴群移动受到人类活动干扰或水系阻隔的影响,其生境受到了不同程度的破坏,且生境适宜度表现出中部最高,北部次之,南部最差的规律。划分生境适宜性等级的方法,考虑到了明显地物对动物移动的较强阻隔作用,顾及到了空间连续性和斑块完整性,实验结果可反映出不同区域的生境适宜性差异。

    • 生态-经济发展情景下内蒙古宏观生态系统模拟与分析

      2021, 41(14):5888-5898. DOI: 10.5846/stxb202009222465

      摘要 (355) HTML (373) PDF 5.62 M (753) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古自治区是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区,是我国北方的重要生态屏障,其宏观生态系统状况不仅关系民众生存和生计,而且关系华北、东北、西北乃至全国的生态安全。构建了1990、2000及2015年3期宏观生态系统格局与影响因子数据集;融合区域生态系统发展规划,设置了基准、生态-经济协同发展和生态-经济权衡发展三种情景;应用土地利用均衡分析模型,模拟了3种情景下2025年及2035年内蒙古六大类生态系统结构与空间格局变化。结果表明:在延续历史发展趋势的基准情景和注重经济发展的生态-经济权衡发展情景下,草地和农田生态系统在2035年均无法恢复至2000年的水平,宏观生态系统结构难以达到规划目标;在注重生态保育的生态-经济协同发展情景下,草地、森林与湿地生态系统面积增长较大,符合内蒙古构建中国北方生态屏障的战略定位。从空间上看,农田生态系统面积的减少主要集中在农牧交错带地区,该区域的退耕还草构成了草地生态系统增加的主要来源;草地生态系统面积扩张还分布在近十年来发生草地退化的区域,这与近年来通过实施"京津风沙源治理"、"草原奖补政策"等生态工程建设后内蒙古自治区原有退化的草地生态系统在逐渐恢复的趋势相吻合;森林生态系统面积增加主要集中分布在大兴安岭等几个植被恢复地;城市生态系统主要以原有城镇居民点为中心,在其周边区域呈扩散式增长,特别是在采矿场、工业用地、交通沿线附近城镇面积增加较为显著;荒漠生态系统的缩减主要发生在与其它生态系统的交界处,这与开发利用的便利性、原有生态系统的可开发潜力等密切相关。研究表明,生态-经济发展情景下的宏观生态系统的空间显性模拟是区域国土空间规划和可持续发展的重要科学依据。

    • “两山”基地生态系统生产总值核算与“两山”转化分析——以浙江省宁海县为例

      2021, 41(14):5899-5907. DOI: 10.5846/stxb202008032025

      摘要 (424) HTML (353) PDF 2.45 M (990) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估"绿水青山就是金山银山"实践创新基地("两山"基地)的"绿水青山"价值及绿水青山向金山银山的转化("两山"转化)成效,以生态系统价值核算相关理论和方法为基础,构建了基于生态产品价值、生态调节价值和生态文化价值的"两山"基地生态系统生产总值(Gross Ecosystem Product, GEP)核算体系,并探索性地以生态产品价值和生态文化价值之和评估"两山"转化成效。以"两山"基地——浙江省宁海县为例,对2011-2018年宁海县GEP和"两山"转化价值进行核算。结果表明,2011-2018年期间宁海县GEP逐年提高,2018年GEP为1259.03亿元,较2011年增长了47.78%,是同年地区生产总值(GDP)的2.09倍,生态调节服务是宁海生态系统的最主要生态服务类型,其价值达670.59亿元,占GEP的53.26%。2018年,宁海县"两山"转化价值为588.44亿元,较2011年增长了1.39倍,其中旅游转化的贡献度最高。"森林宁海"建设、依托生态优势发展特色全域生态旅游、创新生态补偿机制开展流域生态环境整治等是宁海县GEP增长的主要驱动力。GEP核算体系可以作为"两山"基地建设成效评估和"两山"转化评估的参考依据。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(14):5908-5908.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 1.22 M (429) 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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