• 2021年第41卷第17期文章目次
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      2021, 41(17):0-0.

      摘要 (156) HTML (0) PDF 19.20 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 温度和水分变化对冻土区泥炭地土壤氮循环功能基因丰度的影响

      2021, 41(17):6707-6717. DOI: 10.5846/stxb202008062048

      摘要 (448) HTML (108) PDF 2.02 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度(0-150 cm)土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0-20 cm和20-40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表层土壤氮循环功能基因丰度的影响。结果表明温度升高显著提高了活动层(0-60 cm)、过渡层(60-80 cm)、永冻层(80-100 cm)中nifH、nirK基因丰度,温度升高显著提高了活动层(0-40 cm)和过渡层(60-80 cm)中nirS基因丰度。温度升高显著提高了过渡层(60-80 cm)NH4+-N和较深永冻层(140-150 cm)NO3--N的含量,但降低了过渡层(60-80 cm)NO3--N和较深永冻层(120-150 cm)NH4+-N的含量,相关性分析表明,NH4+-N含量与nifH和nirS基因丰度呈显著正相关,NO3--N含量与nirK基因丰度呈显著正相关,说明温度升高能够通过改变微生物丰度促进过渡层固氮作用和反硝化作用。在增温条件下,淹水处理使表层土壤nirS和nirK基因丰度及NH4+-N含量降低,但提高了NO3--N含量,说明淹水造成了过度还原的条件使反硝化底物浓度降低,降低反硝化微生物活性进而抑制了土壤反硝化作用。该结果对于明确未来气候变化影响下冻土区泥炭地土壤氮循环过程具有重要意义。

    • 耕地和林地土壤动物群落组成和多样性的差异——中国区域的整合分析

      2021, 41(17):6718-6727. DOI: 10.5846/stxb202009012279

      摘要 (256) HTML (73) PDF 2.51 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Meta分析对中国区域耕地和林地的土壤动物数量、组成和多样性差异进行定量研究。整合分析结果表明,在中国区域耕地比林地有显著低的土壤动物个体密度(-55.74%)、类群数(-27.56%)和Shannon-Wiener多样性指数(-24.51%),其中个体密度的响应与类群数和Shannon-Wiener多样性的响应存在显著差异。年均温高于20℃地区耕地和林地间土壤动物数量、类群数和多样性的响应绝对值显著低于年均温小于20℃地区,且耕地与林地间无差异;年降水量400-800mm地区耕地和林地间土壤动物多样性的响应绝对值最大,其次在年降水量大于800mm地区,最小值在年降水量小于400mm地区(耕地与林地无差异)。耕地中水田土壤动物Shannon-Wiener多样性与林地无差异;经济林土壤动物Shannon-Wiener多样性与耕地间无差异。在不同土壤动物尺寸的亚组中,大型土壤动物数量、类群数和多样性的响应绝对值大于小型土壤动物的响应绝对值,且类群数差异显著。耕地中蜱螨类(Acarina)数量显著低于林地(-64.11%),而耕地的弹尾目(Collembola)数量与林地无差异;膜翅目(Hymenoptera)(-75.79%)和革翅目(Dermaptera)(102.97%)在耕地和林地间的差异最为明显。上述结果表明,中国区域耕地和林地的土壤动物数量和多样性响应差异不仅受到区域气候条件的影响,也受到耕地和林地类型以及土壤动物个体尺寸的影响,且不同物种的响应存在差异。

    • 大兴安岭北部多年冻土区土壤碳氮含量及有机碳矿化特征

      2021, 41(17):6728-6737. DOI: 10.5846/stxb202007231937

      摘要 (200) HTML (75) PDF 1.32 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:多年冻土区土壤碳库对水热变化的响应是气候预测中的主要不确定性因素。国内外关于浅层土壤(0-30 cm)有机碳储量及潜在排放量的研究已取得一系列突破成果,然而深层土壤对气候变暖作何响应仍需进一步探讨。利用钻孔技术采集大兴安岭北部多年冻土区0-6 m(含活动层和多年冻土层)土壤样品,探究土壤碳、氮、磷等理化指标的剖面分布特征,设置三种温度(5、10和15℃)及水分(30%、45%和60%)梯度的室内培养实验,明确多年冻土区不同深度土壤有机碳矿化对气候变化的响应特征。结果表明,土壤pH、总有机碳、溶解性有机碳、总氮、硝态氮、铵态氮含量均与土壤深度呈显著正相关,多年冻土层中的平均储量高于活动层。培养60天后,各深度土壤有机碳累积矿化量的变化范围为0.20-4.86 mg C。整体来看,土壤有机碳累积矿化量随温度的升高而增加,但其对水分变化的响应较为复杂,表现出先减小(幅度较大)后增大(幅度较小)的趋势。分析不同深度土壤有机碳累积矿化量,发现多年冻土层平均值显著高于活动层。三因素方差分析结果表明,温度、水分和深度及交互作用对累积矿化量影响显著(P<0.001)。活动层Q10平均值为2.46,多年冻土层顶部出现极低值,多年冻土层Q10平均值为1.91,两者的差值随着水分增大而减小。土壤性状及有机质的垂直分异是多年冻土区土壤有机碳累积矿化量及其温度敏感性在深度上显现差异的主要原因。

    • 水分梯度下荒漠植物多样性与稳定性对土壤因子的响应

      2021, 41(17):6738-6748. DOI: 10.5846/stxb202006171581

      摘要 (192) HTML (84) PDF 3.63 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:荒漠生态系统多样性的研究对维持荒漠区群落稳定性有着重要意义。以艾比湖流域荒漠植物群落为研究对象,基于野外样方调查数据及实验分析,探讨不同水分梯度下植物多样性与稳定性的变化规律及土壤因子对二者的影响。结果表明:(1)随土壤水分含量下降,Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(J)、Margalef丰富度指数(R)和种群密度稳定性(ICV)指数均呈下降趋势,且当土壤含水量低于4.65%时,荒漠植物多样性与群落稳定性总体显著降低(P<0.05);(2)不同水分梯度下影响艾比湖流域植物多样性的土壤因子具有差异性,高水梯度为硝态氮与有机质,中水梯度下影响植物多样性的因子为pH,低水梯度为全氮和有机质;(3)仅在环境适宜的情况下,土壤因子(土壤含盐量与有机质)才能对群落稳定性产生显著影响(P<0.01);(4)三种梯度下,物种多样性均对群落稳定性有显著性影响(P<0.001),植物多样性与群落稳定性存在正相关关系。

    • 除草剂对桉树人工林下植物及土壤微生物群落的影响

      2021, 41(17):6749-6763. DOI: 10.5846/stxb201909161922

      摘要 (239) HTML (93) PDF 7.15 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:除草剂在桉树人工林中的应用越来越普遍,但关于除草剂对桉树人工林林下植物和土壤微生物群落的影响知之甚少。通过桉树人工林低剂量高频率(LHF)、中剂量中频率(MMF)、高剂量低频率(HLF)除草剂喷施试验,并与人工除草(MT)为对照,比较分析不同剂量、不同频率除草剂施用对林下植物和土壤微生物群落的影响。结果表明,施用除草剂导致桉树人工林林下植物种类和功能群组成发生显著变化,但并未显著降低林下植物群落物种丰富度和多样性,随除草剂施用频率的降低及恢复时间的增加,物种丰富度及多样性指数呈恢复趋势。除草剂施用也导致土壤养分含量降低。除草剂通过对林下植物群落和土壤养分的负面影响间接影响土壤微生物群落。LHF显著降低藤本植物而显著提高蕨类植物功能群的重要值,从而显著降低了微生物群落、真菌和放线菌的磷脂脂肪酸(PLFA)含量。MMF显著降低木本和藤本植物而显著提高禾草植物功能群的重要值,导致土壤微生物群落和放线菌的PLFA含量显著降低。HLF未显著影响林下植物及土壤微生物群落,但土壤全磷含量显著降低,速效磷含量也大幅下降。施用除草剂显著降低了土壤微生物生物量碳、氮的含量。因此,生产上应减少除草剂的施用,以减少对林下植物和土壤微生物群落的负效应。

    • 雄安新区不同土地利用方式土壤性状的空间分布特征——以容城县为例

      2021, 41(17):6764-6772. DOI: 10.5846/stxb202004090848

      摘要 (179) HTML (68) PDF 10.12 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明雄安新区不同土地利用方式下土壤性状的空间分布特征,采用网格法和随机取样法实地采集雄安新区-容城县表层土壤样品(0-20 cm)133份,运用地统计学和ArcGIS相关技术,对4种不同土地利用方式下的土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、电导率(EC)、土壤含盐量(SS)、含水量(WC)、pH值、机械组成和空间分布特征进行了研究。结果表明,容城县土壤属轻壤土,pH中性,土壤表层SOM、TN、TP和TK含量均处于中等水平。不同土地利用方式下,除TK含量无差异外,其他所有理化性状差异显著(P<0.01)。土壤pH值(内陆滩涂 > 林地 > 耕地 > 公园与绿地);SOM含量(耕地 > 公园与绿地 > 林地 > 内陆滩涂);TN含量(耕地≈公园与绿地 > 林地 > 内陆滩涂);TP含量(耕地 > 公园与绿地 > 内陆滩涂 > 林地);SS(内陆滩涂 > 耕地 > 林地 > 公园与绿地);WC(内陆滩涂 > 公园与绿地 > 林地 > 耕地);EC(内陆滩涂 > 耕地 > 公园与绿地 > 林地)。不同土地利用方式下土壤pH值属弱变异性,SOM、TN、TP、TK、WC和EC均为中等变异,SS属高变异性。研究区土壤SOM、TN和TP含量呈显著正相关(P<0.01),经空间插值分析,SOM、TN和TP空间分布状况类似,均表现为东部偏少,西部稍丰。WC、EC和SS呈显著正相关(P<0.01),空间分布均呈斑块状。容城县表层土壤各性状指标均有趋势效应,且中部变化相对南北变化明显。上述研究结果明确了雄安新区土壤理化指标现状和土壤养分空间分布格局,为新区土地利用和生态建设提供科学支撑。

    • 六盘山华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度的分布规律及其影响因素

      2021, 41(17):6773-6785. DOI: 10.5846/stxb202005071134

      摘要 (174) HTML (65) PDF 2.11 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:以六盘山自然保护区华北落叶松林地土壤(海拔范围为1800-2700 m)为研究对象,选取1900、2100、2300、2500 m 4个海拔梯度,研究华北落叶松林土壤有机碳含量、有机碳密度沿海拔梯度的分布规律及其影响因素,以期为准确估算华北落叶松林土壤有机碳储量及其固碳效益评价提供科学依据。结果表明:(1)六盘山不同海拔梯度华北落叶松林土壤粒径范围主要集中在粗粉粒、细粉粒和极细砂粒,粘粒含量最少,不足1%。林地土壤呈中性或弱碱性,pH均值范围为6.74-8.19;除土壤pH外,其他土壤理化指标沿海拔梯度的分布差异不显著(P>0.05)。(2)在1 m的标准土壤剖面内,土壤有机碳含量变化范围为15.80-35.45 g/kg,总有机碳密度的分布在21.34-42.28 kg/m2,且深层(40-100 cm)土壤有机碳含量及其密度在各海拔梯度内的变异程度大于表层土壤。(3)随着海拔的升高,土壤有机碳含量及其密度的表聚现象逐渐不明显;同一海拔高度,土壤有机碳含量和碳密度均随土层深度的增加而逐渐降低;同一土层深度土壤有机碳含量及其密度均随海拔的升高呈先增加后减少的趋势,而在整个土壤剖面上,土壤有机碳含量及其密度在较低海拔区域(小于2100 m)的变异程度较大。(4)冗余分析(RDA)表明:土壤理化性质可以解释华北落叶松林土壤有机碳含量及其密度81.02%的变异,其中电导率是影响华北落叶松土壤有机碳沿海拔梯度变异的主导因子,占环境因子总解释量的67.4%。

    • 黄土高原地区生态系统碳储量空间分布及其影响因素

      2021, 41(17):6786-6799. DOI: 10.5846/stxb202010132609

      摘要 (258) HTML (93) PDF 16.98 M (849) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确估算生态系统碳储量,探明其空间分布及其影响因素对区域生态管理具有重要意义,但黄土高原地区碳储量现状、空间格局及其驱动因素尚不清楚。选择黄土高原地区森林(包括乔木林和灌木林),草地和农田生态系统为对象,基于大量实测样点通过克里金插值和地统计方法,评估了三种生态系统地上生物量碳密度、地下生物量碳密度和0-100 cm土壤有机碳密度空间分布,并通过路径分析探讨了各碳库的主要影响因素。结果表明:黄土高原地区约占全国总面积的6.7%,其生态系统总碳储量约为2.29 Pg,仅占我国生态系统碳储量的2.3%。生态系统各碳库中,地上生物量碳储量、地下生物量碳储量、土壤有机碳储量分别为0.44、0.32和1.52 Pg;森林、草地、农田(仅指土壤)生态系统碳储量分别为0.98、1.09和0.21 Pg。气候(年均温度、年均降水)、海拔、坡度、土壤质地(砂粒、粉粒、粘粒含量)、植被覆盖状况(用NDVI表示)等因子可解释地上生物量碳密度、地下生物量碳密度、农田土壤有机碳密度空间变异的12%、8%和32%,其中,年均降水、海拔、粘粒含量是黄土高原地区生态系统碳储量空间格局的主要影响因素。本研究表明,由于黄土高原地区独特的气候、地形和土壤条件,其生态系统虽然具有较大的碳储量,但是低于我国生态系统碳储量的平均水平。

    • 基于多源数据的黄土高原陆地水循环结构变化分析

      2021, 41(17):6800-6813. DOI: 10.5846/stxb202010252718

      摘要 (146) HTML (80) PDF 4.12 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:近几十年间,黄土高原的水循环进程在人类活动与气候变化的影响下已产生了剧烈的变化。为加深对水循环结构变化的了解与认识,利用1982-2010年的降水、蒸散发、径流、土壤储水量和社会经济用水等数据,运用Mann-Kendall趋势检验和线性回归分析方法,对黄土高原的水量平衡进行评估,且细化了组成水循环的12种水文变量,并分析了水循环各分量的变化趋势及其结构的演化规律。由于网格化的社会经济用水数据(1982-2010年)对本研究产生了较大的时间限制,因此本文注重于探究这29年间黄土高原各水文变量的变化趋势及水循环结构的演化规律。结果表明:在自然系统中,蒸散发以1.97 mm/a的速率上升(P<0.01),径流、降水和土壤储水量分别以1.01 mm/a(P<0.01)、0.77 mm/a和0.46 mm/a的速率下降。在社会系统中,社会经济用水以0.50 mm/a的速率上升,其中主要由于生活、制造业、发电和采矿用水分别以0.22、0.23、0.30 mm/a和0.01 mm/a的速率增加所导致。此外,灌溉和牲畜用水分别以0.25 mm/a(P<0.05)、0.01 mm/a(P<0.01)的速率减少。就水循环结构而言,多年平均蒸散发和社会经济用水占水循环的平均比例分别为80.95%、15.27%,并以每年0.16%、0.06%的速率逐渐升高。径流、土壤储水量的变化占水循环的平均比例分别为4.00%、-0.24%,并以每年0.24%(P<0.01)、0.02%的速率逐渐下降。随着社会经济的发展和人口的增加,区域水资源供需矛盾将进一步加剧,本研究对黄土高原水资源的科学调控与可持续利用有重要参考意义。

    • 广西山口红树林保护区互花米草扩散动态及其驱动力

      2021, 41(17):6814-6824. DOI: 10.5846/stxb202101260275

      摘要 (205) HTML (106) PDF 5.75 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:互花米草在红树林湿地中扩散对生境与生态系统造成严重影响,已成为生物入侵问题研究的焦点之一。然而目前关于互花米草扩散动态及其驱动力的研究成果仍为鲜见。论文以广西山口红树林保护区为研究对象,以2009、2013、2019年遥感影像为数据源,采用人机互译、野外勘查结合的方法识别互花米草布局,利用土地类型转移矩阵、质心的变化、景观指数以及灰色关联度等方法分析互花米草扩散特征及其驱动力。结果表明:(1)2009-2019年间,互花米草面积、斑块数量呈现增长趋势,但面积增幅下降,2009-2013年间年均增长率为7.60%,2013-2019年间年均增长率则为1.99%;互花米草面积年均增长率大于红树林,光滩转化为互花米草的面积是其转化为红树林面积的1.507倍;互花米草、红树林均有破碎化趋势;(2)2009-2019年间,互花米草的质心坐标都位于丹兜海潮滩,2009-2013年互花米草斑块质心向西北方向偏移,2013-2019年向东南方向偏移;(3)2009-2019年间,互花米草动态变化受到人为因素与自然因素共同影响。其中,赶海人口比例与最大斑块指数、斑块密度、斑块数相关性最大;年均最高温与互花米草分维数、破碎化指数、面积相关性最大。(4)影响互花米草面积变化的因素依次为:年均最高温、年均最低温、赶海人口比例、地区生产总值;互花米草面积与年均最高、年均低温均呈正相关,与赶海人口比例呈负相关。研究结果将为互花米草监控提供科学借鉴,为红树林保护提供理论依据。

    • 基于MaxEnt模型的延河流域草本植物适生分布与功能性状分析

      2021, 41(17):6825-6835. DOI: 10.5846/stxb202011172962

      摘要 (220) HTML (111) PDF 5.91 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确延河流域常见草本植物的潜在适生区分布,是植被恢复工作持续推进的基础。本研究收集了延河流域8种常见草本植物的地理分布信息和13个环境变量,采用MaxEnt和ArcGIS模拟了延河流域常见草本植物在当前气候下的潜在适生性分布,进而研究这8种不同草本植物适生性分布与功能性状变异特征之间的相关关系。研究结果显示:根据物种-性状排序图的分布格局判断,本研究选择的七个功能性状在植物所属科之间发生了明显趋异分化现象,在PC1右侧为禾本科植物,PC1左侧为菊科、豆科和唇形科植物。对物种适生性分布模拟结果表明,达乌里胡枝子在研究区内的适生性最高,百里香的适生性最低,表明达乌里胡枝子比其他常见草本物种更适合被选择为该流域的植被恢复的先锋物种。在功能性状变异特征相关性分析中,物种适生区大小与比叶面积变异系数呈显著正相关,与其他植物功能性状变异特征不显著。因此,比叶面积的变异系数更适合作为指示延河流域草本植物适生区大小的性状。

    • 刈割降低热浪对内蒙古草甸草原碳通量的影响

      2021, 41(17):6836-6845. DOI: 10.5846/stxb202009132391

      摘要 (173) HTML (86) PDF 1.73 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:热浪(Heat waves)是近年来频发的一种极端气候,其短期时间会影响生态系统植被健康并对生态系统碳通量产生长期负面影响,但其影响强度往往因生态系统类型而异。而内蒙古高原草甸草原属高纬度半干旱生态脆弱区,受气候变化影响显著,且正在遭受频繁热浪侵袭。在内蒙古呼伦贝尔草甸草原进行为期2年的野外原位模拟热浪控制实验,关注热浪对生态系统碳循环关键过程的影响和调节机制,并研究人类活动(刈割)与极端气候(热浪)对草甸草原碳通量的交互作用。结果表明,热浪处理显著降低了生态系统的土壤含水量,并显著降低草甸草原净碳交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和生态系统总生产力(GEP),分别为31%、1%和14%。然而,刈割处理下,能够有效降低热浪的负面影响,表现为热浪后草地恢复所需时间缩短了约1/3。同时,热浪后水分供给能缓解热浪对生态系统碳通量的滞后效应,并缩短生态系统所需的恢复时间。

    • 温度和湿度对高寒草甸凋落物分解的影响

      2021, 41(17):6846-6853. DOI: 10.5846/stxb202008302255

      摘要 (232) HTML (77) PDF 1.39 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:多数研究发现增温增湿加快了凋落物失重率,但对如何影响凋落物分解过程中CO2和可溶性有机碳(DOC)释放的影响研究较少。通过室内培养设置四个温度梯度(0,5,10和20℃)和两个湿度梯度(25%和40%)对高寒草甸凋落物分解进行了96 d的培养试验。结果表明,总体上高寒草甸凋落物分解速率随着温度和湿度的增加而加快;高湿度条件下凋落物分解释放CO2总量的敏感性是低湿度的2.3倍左右;湿度变化对DOC淋溶的温度敏感性影响较小。在25%和40%的湿度培养下,CO2总排放量的温度敏感性分别是DOC总淋溶量的温度敏感性的10和20倍左右,表明未来气候变化情境下凋落物中的有机质分解更多的是以CO2形式排放到大气中。因此,未来需要更系统的研究不同气候变化情境下凋落物积累与分解、DOC淋溶和土壤碳库的动态变化,从而更好的理解这些生态系统碳循环过程的变化及其对气候变化产生的反馈作用和机制。

    • 河南黄河中游湿地维管植物与哺乳动物物种组成和分布特征

      2021, 41(17):6854-6861. DOI: 10.5846/stxb202005191278

      摘要 (161) HTML (65) PDF 6.54 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:河南黄河湿地位于黄河中下游,由西向东随地势变化,动植物物种组成及多样性变化复杂。于2011年至2015年对三门峡市、洛阳市以及焦作市的黄河湿地保护区维管植物和哺乳动物进行了全面调查,比较分析了三个区域间动植物多样性的差异,采用非趋势对应分析和聚类分析对物种组成数据进行排序和分类,结果显示:(1)三门峡、洛阳和焦作黄河湿地维管植物分别有130科、493属、1128种及变种,128科、470属、1049种及变种,90科、290属、542种及变种;三门峡黄河湿地哺乳动物有6目、15科、48种,洛阳黄河湿地哺乳动物有7目、18科、61种,焦作黄河湿地哺乳动物有6目、11科、34种;(2)从三门峡黄河湿地经洛阳黄河湿地再到焦作黄河湿地,维管植物多样性降低;(3)三门峡黄河湿地维管植物多样性和哺乳动物多样性与洛阳黄河湿地差异不显著,与焦作黄河湿地差异显著。研究结果丰富了河南黄河湿地保护区植物和动物多样性研究资料,同时也为保护区的保护管理和科研监测提供参考。

    • 不同强度牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤和植物生物量的影响

      2021, 41(17):6862-6870. DOI: 10.5846/stxb202005191268

      摘要 (139) HTML (81) PDF 1.39 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:放牧作为家畜饲养方式之一,是草地最简单、有效的利用方式,放牧中的家畜对草地生态系统的影响是全球畜牧生态学研究的焦点。过度放牧导致草地退化严重,虽然在青藏高原地区已有较多放牧对草地影响的研究,但探究连续4年放牧对高寒草地生态系统影响的定位实验却鲜见报道。本研究在青藏高原东缘选取典型高寒草地,使用高原特有且分布最广的牦牛作为大型草食放牧家畜,设置了4个牦牛放牧强度(禁牧:无放牧、轻牧:1头/hm2、中牧:2头/hm2和重牧:3头/hm2)以研究其对高寒草地土壤和植物功能的影响。开展4年试验后的结果表明:放牧条件下土壤含水率显著增加;而土壤容重、全磷和有机质含量对放牧强度均无显著性响应;土壤全氮和pH的响应主要在表层0-20 cm,其中全氮为轻牧和重牧处理分别显著高于中牧,中牧处理下的土壤pH为显著高于轻牧;土壤全钾含量在禁牧处理中显著高于放牧处理;而土壤有效氮和速效钾均为中牧处理显著高于禁牧;放牧可以显著降低植物地上生物量。牦牛放牧强度显著影响土壤含水率、有效养分和植物地上生物量,而对其它土壤理化性质影响较弱。本研究结果揭示放牧对高寒草地土壤理化性质和植物地上生物量的影响,为青藏高原高寒草甸生态系统保护、可持续管理和合理放牧率提供理论依据。

    • 祁连山大野口流域青海云杉种群数量动态

      2021, 41(17):6871-6882. DOI: 10.5846/stxb202004010770

      摘要 (156) HTML (77) PDF 3.48 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:种群数量动态揭示了种群的结构特征及其潜在的驱动机制,有助于预测种群未来的动态,进而为森林生态系统的保护与恢复提供理论依据。本研究基于10.2 hm2青海云杉动态监测样地数据,以种群径级结构代替年龄结构,编制静态生命表,绘制径级结构图、存活曲线、死亡率曲线、消失率曲线和4个生存分析函数曲线,分析青海云杉种群数量特征,并利用种群数量动态变化指数和时间序列模型对种群数量动态进行预测。结果表明:(1)青海云杉种群的年龄结构近似于倒"J"型,幼苗和小树储量丰富;(2)种群存活曲线趋近于Deevey-Ⅱ型,为稳定型种群,死亡率曲线和消失率曲线变化趋势基本一致,均在第2、8龄级出现高峰期;(3)生存率曲线呈下降趋势,累计死亡率曲线呈上升趋势,死亡密度曲线缓慢下降,而危险率曲线逐渐上升,该种群具有:前期减少、中期稳定、后期衰退的生长特点;(4)种群数量变化动态指数Vpi>0,表明该种群属于增长型种群,Vpi'>0且趋近于0,则表明该种群趋近于稳定型;(5)时间序列预测分析表明,在未来2、4、6、8个龄级时间后,种群呈稳定增长趋势。研究显示,祁连山大野口流域青海云杉种群为稳定增长型种群,只要未来不遭受强烈干扰,种群数量会保持逐渐增长。针对该种群幼龄个体在前期的更新过程死亡率较高情况,建议在今后的经营管理中应重点加强对第1、2龄级植株生存环境的保护和改善,提高幼苗和小树的存活率。

    • 基于残差注意力网络模型的浮游植物识别

      2021, 41(17):6883-6892. DOI: 10.5846/stxb202002140258

      摘要 (140) HTML (151) PDF 5.04 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:浮游植物作为水生态系统中最重要的生物组成部分之一,对水环境敏感,在水环境监测中得到了广泛的关注。然而水生环境复杂多样,准确高效地识别浮游植物是监测工作中的一大挑战。当前浮游植物识别方法可分为经典形态学分类、分子标记和人工智能图像识别三类。前两种方法已被广泛采用,但费时费力,不利于监测机构的大规模应用和推广。同样,利用图像进行自动化分类难以在高准确率与高效率上达到平衡。深度学习技术的发展为此提供了新思路。本文提出一种新的深度卷积神经网络RAN-11。该网络以残差注意力网络Attention-56和Attention-92为基础,凭借通道对齐融合主干上的底层特征与顶层特征,通过调整注意力模块和残差快个数以精简结构,并引入了Leaky ReLU激活函数代替ReLU。以太湖11个优势属共计1036张图像为数据来源进行对比验证。除星杆藻外,RAN-11对单一优势属的的查准率都在90%以上,并且有5个优势属达到100%的查准率。RAN-11的识别准确率为95.67%,推理速率为41.5帧/s,不仅比Attention-92(95.19%的准确率,23.6帧/s)更准确,而且比Attention-56(94.71%的准确率,41.2帧/s)更快,真正兼顾了准确率与效率。研究结果表明:(1)RAN-11在查准率、准确率和推理速率上优于原始残差注意力网络,更优于以词包模型为代表的传统图像识别方法;(2)融合多尺度特征、精简网络结构和优化激活函数是提高卷积神经网络性能的有力手段。建立在经典分类基础之上,本文提出新的残差注意力网络来提升浮游植物鉴定技术,并构建出浮游植物自动化识别系统,识别准确率高、易于推广,对于实现水体中浮游植物的自动化监测具有重要意义。

    • 空间和环境因子对黄河口自然和淡水恢复湿地底栖动物群落的差异影响

      2021, 41(17):6893-6903. DOI: 10.5846/stxb202009052312

      摘要 (147) HTML (119) PDF 4.45 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性的形成和维持机制是生态学研究的核心问题,其中环境和空间因子在群落构建中的相对重要性是生态学家面临的重要挑战。为探究黄河口湿地底栖动物群落的关键影响因子,及环境和空间因子对底栖动物群落结构的相对调控作用。于2017年10月与2018年5月对黄河口湿地32个样点(淡水恢复湿地19个和自然湿地13个)的底栖动物和水体理化指标进行采集分析。非度量多维标度排序(NMDS)结果显示,黄河口淡水恢复湿地和自然湿地的底栖动物群落结构显著不同。典范对应分析(CCA)表明,影响淡水恢复湿地底栖动物群落结构的环境因子主要为电导率、盐度和氧化还原电位;而自然湿地底栖动物群落结构主要受pH和无机碳的影响;盐度是两类湿地底栖动物群落组成差异的关键因子。变差分解(VPA)结果显示,环境过滤对淡水恢复湿地底栖动物群落起主导作用;在自然湿地中,空间因子对底栖动物群落具有主要的调控作用,同时环境和空间因子的相互作用也至关重要。本研究明确了黄河口的自然和恢复湿地中环境和空间因素对底栖动物群落特征的相对作用,对黄河三角洲河口湿地中生物多样性的保护和生态系统管理提供参考。

    • 气候变化情景下大沙鼠潜在地理分布

      2021, 41(17):6904-6912. DOI: 10.5846/stxb202008302254

      摘要 (144) HTML (95) PDF 4.00 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:大沙鼠(Rhombomys opimus)是中亚地区典型的荒漠啮齿动物,其采食和掘洞行为造成了荒漠林和荒漠草原退化加剧,生态环境恶化。基于大沙鼠分布数据、气候、土壤和地形因子数据,采用MaxEnt模型预测大沙鼠在当前气候和温室气体低、中、高3种浓度排放情景下2050年和2070年的潜在适生区,分析亚洲大陆未来气候条件下大沙鼠适生面积和分布格局的变化趋势,探讨影响大沙鼠分布的主要环境因子。结果表明:模型AUC(Area Under Curve)值达到0.9以上,预测的准确性达到"极好"。经刀切法分析(Jackknife)表明,影响大沙鼠在适生区分布最主要的环境变量为温度季节性变化的标准差、土壤基本饱和度、最干季度降水量、最暖季度降水量和土壤可交换钠盐。Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2050年高适生区面积较当前分别增长15.78%、15.10%和13.44%;Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2070年高适生区面积较当前增长8.32%、13.18%和18.18%。中国大沙鼠适生区范围内,新疆所分布的大沙鼠适生区分布范围变化较大,3种情景模式下大沙鼠的适生区位置向新疆北部扩张;甘肃适生区位置向西北部扩张;内蒙西北部和阿拉善地区大沙鼠的适生区位置向四周扩张。研究揭示了未来气候下大沙鼠高适生区范围和空间变化,并得到影响其分布的主要环境变量,对其防控具有重要意义。

    • 老爷岭南部狍冬季移动、卧息生境选择及其适宜性评价

      2021, 41(17):6913-6923. DOI: 10.5846/stxb202007131827

      摘要 (136) HTML (68) PDF 9.85 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:在动物生境研究中,移动生境和卧息生境是生境研究的焦点。开展移动生境和卧息生境选择,并在此基础上进行生境评价,有利于深入了解动物对移动和卧息生境条件的需求,制定科学合理的栖息地保护计划。以东北虎(Panthera tigris altaica)的主要猎物物种之一-狍(Capreolus pygargus)为研究对象,于2017-2019年冬季积雪覆盖期在老爷岭南部通过随机布设28个大样方和84条用于足迹链跟踪的样线收集狍的移动点和卧息点信息,再结合近年来收集的东北虎出现点,利用广义可加模型(GAM)和最大熵模型(MaxEnt)进行狍移动、卧息生境选择及评价研究。移动生境选择研究表明,狍在移动的过程中偏好选择坡度小、距农田距离>500 m、远离道路、居民点和低海拔或较高海拔的区域;移动生境评价分析表明,移动适宜和次适宜生境面积之和为1318.16 km2,占研究区域面积的51.28%,当加入虎活动点影响因子后,狍移动适宜和次适宜生境面积之和为901.52 km2,适宜和次适宜生境面积之和减少了31.61%。狍卧息生境选择研究表明,水源、农田、道路和雪深是影响狍卧息的关键因素,其中雪深对狍卧息生境选择的贡献率达到70.13%;卧息生境评价表明,卧息适宜和次适宜生境面积之和为1243.77 km2,占研究区域面积的48.39%,当加入虎出现点因子后,适宜生境和次适宜生境面积之和减少了61.00%,仅为485.02 km2。研究认为,虎的出现对狍移动和卧息生境选择均产生影响,虎的活动及捕食行为可能会减少狍的活动范围和频次,狍远离虎活动区域卧息休息,压缩了狍适宜卧息的空间。

    • 长江流域实际蒸散发演变趋势及影响因素

      2021, 41(17):6924-6935. DOI: 10.5846/stxb202001240174

      摘要 (179) HTML (76) PDF 5.40 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江流域是我国重要的水资源供给区域,流域生态系统的水资源供给不仅服务于流域内部,同时也通过南水北调服务于北方部分地区。实际蒸散发作为地表水文循环重要环节会直接影响到生态系统的水资源供给服务能力。在全球气候变暖与地表环境变化的背景下,分析长江流域实际蒸散发的演变趋势与成因,对于我国水资源供给和生态安全的保障有着重要的意义。在对比GLEAM_v3.2a、MOD16、GLDAS_Noah2、ERA_Interim四种常用蒸散发数据集精度的基础上,选择精度最优的GLEAM_v3.2a数据集,通过分段线性拟合、逐步回归和相关性分析了1981-2017年间长江流域地表实际蒸散发演变趋势和影响因素。结果表明:(1)长江流域实际蒸散发的演变具有明显的阶段性,1981-1997年为不显著下降阶段,下降速率为-0.02 mm/a,下降区域主要分布在长江流域西北和东部部分子流域,1998-2017年为全流域显著上升阶段,上升速率为1.94 mm/a;(2)日照时数下降速率减缓、植被指数增加速率升高是长江流域实际蒸散发阶段性变化的主要原因,气温突增、风速回升在长江流域实际蒸散发的长期增加趋势中也起到了重要的正向作用;(3)1998-2017年间,长江流域生态系统水资源供给服务量在实际蒸散发显著增加的影响下有所下降,流域西部地区下降趋势明显,旱情加剧;(4)建议在长江流域西部干旱地区优先加强对本地原生林的保护,同时在生态修复工程中选择针叶乔木等蒸腾能力弱的树种,以缓解旱情加剧的趋势。

    • 基于全球气候模式集合的鄱阳湖流域未来潜在蒸散量及其干旱效应研究

      2021, 41(17):6936-6948. DOI: 10.5846/stxb202001210160

      摘要 (152) HTML (75) PDF 23.19 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄱阳湖流域近年来旱涝灾害频发,原有的水量平衡被打破。因此,开展鄱阳湖地区潜在蒸散量及干旱效应研究具有重要意义。潜在蒸散量(Reference Evapotranspiration,ET0)是评价区域水资源配置和计算干旱指数的重要指标。以我国的鄱阳湖流域为研究区,依托统计降尺度模型,基于站点观测数据、气候模式数据以及美国环境中心再分析数据,运用遗传算法构建多模式集合,模拟未来情景下流域潜在蒸散量和干旱指数(Drought Index,DI)时空演变特征。结果表明:基于遗传算法构建的模式集合较单一气候模式或等权模式集合,模拟性能佳;RCP4.5、8.5情景下流域ET0均呈上升趋势,ET0变化的第一主周期分别为20年和4年,流域ET0未来空间变化特征表现为东高西低;RCP8.5情景下,鄱阳湖流域DI在年际上呈显著上升趋势,9-11月是干旱风险防范的关键时期;流域年DI变化的主周期为8年,流域的中东部地区将是未来干旱风险防范的重点区域。本研究为认识区域尺度下气候变化对潜在蒸散量的影响提供借鉴,同时为政府部门科学应对鄱阳湖流域未来时期可能出现的旱情提供的决策支持。

    • 长江流域陆地植被总初级生产力时空变化特征及其气候驱动因子

      2021, 41(17):6949-6959. DOI: 10.5846/stxb201906221320

      摘要 (158) HTML (94) PDF 7.24 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江流域是我国重要的工农业生产区和生态安全屏障。深入开展长江流域陆地植被总初级生产力(GPP)时空变化特征和驱动因子研究,对了解变化环境下区域植被生长状况和生物固碳能力、掌握生态环境质量具有重要意义。基于MODIS GPP遥感数据产品、土地利用和气象观测数据,采用趋势分析和偏相关分析法,系统研究了2000-2015年间长江流域陆地植被GPP时空变化特征,探讨了不同二级水资源区内气候因子对GPP变化影响的空间差异,揭示了不同土地利用类型GPP变化特征以及气候因子作用。结果表明:1)长江流域陆地植被覆盖区GPP在0.3-2765 gC m-2 a-1之间,均值约990.46 gC m-2 a-1,多年平均GPP总量为1.735 P gC;2)近年来,长江流域GPP呈不显著上升趋势,趋势率为2.39 gC m-2 a-1。空间上,GPP上升区和下降区分别占总流域面积的68%和32%。各二级水资源区内,除了洞庭湖流域和太湖流域GPP呈下降趋势外,其他区GPP均呈上升趋势;3)不同土地利用类型GPP均值在198.50-1276.90 gC m-2 a-1之间。各土地利用类型中除水田GPP呈微弱下降外,其他均呈上升趋势,尤其是高、中、低覆盖度草地GPP上升趋势较为显著;4)不同气候因子对植被GPP变化的影响程度在不同二级水资源区、不同土地利用类型间均存在一定差异,但就长江流域整体而言,GPP年际变化受温度影响显著,其次是蒸发,而降水等其他气候因子的影响不大。

    • 1995-2015年缅甸土地利用/覆被变化对生态系统服务价值的影响

      2021, 41(17):6960-6969. DOI: 10.5846/stxb202007141835

      摘要 (216) HTML (82) PDF 8.14 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:缅甸土地利用变化对其生态系统服务的影响与中缅绿色"一带一路"、中缅经济走廊建设等重大战略的长期合作息息相关。利用缅甸1995年和2015年的土地利用数据,结合Costanza生态系统服务价值系数表,分析缅甸土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)1995-2015年,缅甸土地利用类型以林地(71%)和耕地(26%)为主,林地和草地面积减少,而其他地类增加;林地和耕地之间的转化显著。(2)缅甸生态系统服务价值约4600-4700亿美元,林地贡献最大;调节(48%)和支持(29%)服务价值比重较大;(3)生态系统服务总价值增加了66.26亿美元,调节、供给和支持服务价值增加,而文化服务价值减少;生态系统服务二级类型中:废物处理、食物供给、生境/避难所等增加,气候调节、遗传资源、水土保持功能等减少;(4)缅甸土地利用变化对生态系统服务总价值和生态系统服务一级类型总价值影响较小,但生态系统服务二级类型价值的"此消彼长"会影响缅甸生态安全和生物多样性,在未来中缅"一带一路"建设中需要重点关注。

    • 基于公平性评价的西安市城市绿地生态系统服务空间格局

      2021, 41(17):6970-6980. DOI: 10.5846/stxb202011032813

      摘要 (167) HTML (101) PDF 12.17 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿地能够为居民提供诸多类型的生态系统服务,而其格局的不均衡导致人类在享受其所带来效益的过程中产生差异化。根据西安市生态环境问题的具体现状,并综合研究区的基础地理条件,实现了西安市主城区绿地系统生物多样性、净化空气、固碳、气候调节四种生态系统服务的测算与空间化制图,并从公平性角度对整个研究区绿地的生态系统服务进行了评价分析,进一步采用具有动态约束的聚类和分区的方法得到生态系统服务的分区群,提出了区域化管理的构想。研究表明:①研究区绿地生物多样性整体偏低;绿地对PM2.5的吸附作用呈现由北向南递减的趋势;固碳量整体上南部高于北部,东部高于西部;绿地区域的地表平均温度低于整体均值;②研究区城市绿地资源分布配置不均,不同区域的生态系统服务分布不合理;③在综合生态系统服务区域化的基础上引入生态系统服务簇,913个网格、12个分区、5个聚群为不同级别的生态系统服务管理提供参考。从而转变思路从生态系统服务水平指标对整体绿地格局进行规划指导,最大化实现绿地的生态功能,提升人民福祉。

    • 新安江流域生态系统服务演化过程及权衡协同关系

      2021, 41(17):6981-6993. DOI: 10.5846/stxb202010102575

      摘要 (171) HTML (92) PDF 9.98 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:新安江流域作为长三角一体化发展的战略水源地与水源涵养区,其生态系统服务变化与权衡协同关系研究对于推进流域生态文明体制建设,促进人地关系协调发展具有重要意义。基于生态系统服务变化指数、相关系数及空间自相关等方法,对新安江流域1999-2019年生态系统服务价值及权衡协同关系进行定量分析。结果表明:(1)新安江流域生态系统服务价值整体呈波动下降态势,改善趋势渐显,生态补偿工作的系统实施强化了河流、湖泊的生态保护效应与地位;(2)新安江流域地均生态系统服务价值空间分布较为稳定,空间相关类型以正相关为主,生态系统服务价值增益相对明显地区多分布在上游安徽省境内;(3)协同关系是新安江流域生态系统服务间相关关系的主体,生态补偿试点工作实施后,水文调节服务与其他服务之间的相关关系发生明显转化,各乡镇单元生态系统服务的相关关系以协同关系为主。

    • 基于外溢生态系统服务价值的区域生态补偿机制研究

      2021, 41(17):6994-7001. DOI: 10.5846/stxb201906031173

      摘要 (166) HTML (65) PDF 1.67 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于不同的区域存在着资源分配、经济发展的不平等性,区域间的生态补偿日益受到关注。但区域生态补偿的依据一直存在争议,中国尚没有完善的区域综合生态补偿机制。提出了一种生态系统服务外溢理论,以扣除当地生态服务使用量后外溢的生态价值作为生态补偿依据,建立了区域综合生态补偿框架,同时考虑区域生态服务外溢占用情况和经济发展水平,有针对性地制定了9种补偿方案。由于生态系统服务具有流动性,生态补偿的受偿方和补偿方并非一一对应的关系,所以各行政区域之间进行补偿资金的。横向转移需要在全省或全国层面进行统筹和保障,最后统筹结果的少量盈缺再由中央财政或地方政府通过纵向转移支付辅助调平。构建了生态补偿模型和方案,针对现有生态系统服务价值评估结果,利用综合生态补偿机制分别分析了2015年长江流域上海、江西、四川等6个典型地区的生态补偿支付方案。结果表示需要接受生态补偿的地区有青海、四川、湖南和江西,应分别得到横向转移支付资金32.26亿元、153.3亿元、59.08亿元、67.1亿元;需要提供生态补偿的地区有浙江、上海,应该分别支付横向转移支付资金1.97亿元和47.31亿元。建立的补偿框架提高了各区域的参与度,对促进生态建设、统筹区域的协调发展、体现社会公平性有重要意义。

    • 南方红壤区生态系统服务权衡与协同关系演变对退耕还林的响应

      2021, 41(17):7002-7014. DOI: 10.5846/stxb202005101169

      摘要 (134) HTML (75) PDF 16.49 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国南方红壤区具有丰富的水热资源和优越的社会区位条件,是重要的农业生产基地。由于长期高强度的农业开发,同时山地丘陵的坡度较大,降水集中且强度大,导致该区生态功能退化、环境问题突出,威胁粮食安全和生态安全。以南方红壤区为研究对象,利用估算区域植被净生产力(Carnegie Ames-Stanford Approach,CASA)模型、InVEST模型及修正通用土壤流失方程(RUSLE)定量评估了该区退耕还林前后植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)、农作物生产(Crop Production,CP)、土壤保持(Soil Conservation,SC)和产水(Water Yield,WY)四种生态系统服务;采用偏相关分析和空间自相关分析探讨了各项生态系统服务间权衡与协同关系的时空变化特征和集聚特征,揭示了退耕还林对南方红壤区的多种生态系统服务间相互关系的影响。结果表明:(1)退耕还林后,南方红壤区的NPP、CPSCWY总体增强,但部分区域呈现减弱趋势。其中,NPP在南部呈现减弱趋势,SC在东北部减弱,CPWY均在东南沿海减弱;(2)退耕还林后,NPP与WY间由极显著协同关系(r=0.315,P=0.025)转变为显著权衡关系(r=-0.279,P=0.059):而SCWY间由无显著相关转变为极显著权衡关系(r=-0.427,P=0.024);(3)退耕还林前后,南方红壤区的NPP、CPSC的空间分布格局均未发生显著变化,而WY的空间分布发生较大变化;(4)四种生态系统服务间的权衡与协同关系空间异质性显著,CP-SC关系的Moran's I指数最小(0.012),NPP-SC和NPP-WY关系的Moran's I指数均大于0.7。研究结果有利于深入理解退耕还林对南方红壤区生态系统服务时空变化的影响,并为确定生态脆弱区的生态农林牧业的发展方向与面向可持续发展目标的生态系统服务优化调控提供科学依据。

    • 基于赤水河流域生态补偿的政府和社会资本合作项目风险识别与分担

      2021, 41(17):7015-7025. DOI: 10.5846/stxb201911252551

      摘要 (109) HTML (78) PDF 1.51 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:赤水河流域为生态脆弱区域,现行的流域生态补偿机制存在补偿资金来源单一、总量不足且持续性较差、补偿方式较为单一等问题。将政府和社会资本合作(Public-Private Partnership,PPP)模式应用于建立赤水河流域生态补偿机制,有助于拓宽补偿资金来源、增加资金总量、丰富补偿方式,推动各利益相关方收益共享、风险共担。与传统PPP项目相比,基于流域生态补偿的PPP项目具有更为复杂的风险结构,风险因素的正确识别和合理分担是成功运用PPP模式完善赤水河流域生态补偿机制的关键。识别基于赤水河流域生态补偿的PPP项目运作关键环节,甄别各环节面临的主要风险因素;基于云理论建立风险分担模型;将有关风险在政府和社会资本间进行分担。研究结果表明:(1)基于赤水河流域生态补偿的PPP项目运作过程共包括项目准备、项目实施和项目合同终结等三个阶段、共11个关键环节,各环节共面临26个主要风险因素。(2)分析了有关风险因素可能对赤水河流域生态补偿机制或PPP项目产生的不利影响,并指出了风险引致方。(3)在项目准备阶段,政府拥有绝对的资源优势,以政府为主承担主要风险;在项目实施阶段,项目风险总体上由政府承担为主向社会资本承担为主转移,80%的风险主要由社会资本承担;特许经营期满后,社会资本将项目的经营权(或所有权与经营权同时)向政府移交,在项目合同终结阶段,有关风险再次以政府承担为主。

    • 基于格局-过程生态适应性循环三维框架的自然景观生态风险评价——以黄土高原为例

      2021, 41(17):7026-7036. DOI: 10.5846/stxb202012173213

      摘要 (198) HTML (78) PDF 14.75 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的景观生态风险评估侧重于评价景观镶嵌体相对于最优格局的偏离程度,忽视生态系统过程和景观类型内部分异,使得黄土高原景观生态风险评估存在一定的片面性。综合"格局-过程"的生态适应性循环三维框架,构建适合自然生态系统的景观生态风险评价指标体系,对黄土高原2000年、2010年、2017年的景观生态风险进行评估。从空间分异来看,相较于传统的景观格局风险指数法仅在沙漠景观呈现高风险单一结果,本研究结果显示黄土高原景观生态风险由高到低依次为城市和沙漠景观、中部丘陵沟壑区草地景观、西北荒漠草地景观和东南部农田景观、东南部高山林地景观,具有明显空间分异。从时间变化来看,生态工程实施以来黄土高原景观生态风险总体呈现持续下降趋势,平均值由0.410降低到0.385,但2010-2017年下降不明显,生态工程持续实施对景观生态风险持续下降作用变弱。其中,自然景观(林地和草地)受生态工程促进生态风险持续降低,而人工景观(城市和农田)尤其是城市范围的不断扩大促使区域生态风险升高明显,建议加强城市土地集约高效利用,同时限制北部环境恶劣小城镇的发展。此外,中部丘陵沟壑区草地恢复力不足和降水侵蚀力增强也会促使风险升高,建议在生态保护时给予重点考虑。

    • 城市小尺度生态基础设施的设计方法——以雄安新区启动区为例

      2021, 41(17):7037-7048. DOI: 10.5846/stxb202007271964

      摘要 (125) HTML (81) PDF 16.96 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速的城市化进程带来一系列生态破坏和环境污染等可持续发展挑战,需要在城市规划阶段尽量规避这些风险。生态基础设施建设倡导生态系统修复和环境协同治理的理念,是新兴城市化背景下指导城市规划的一种有效手段。目前,国内外生态基础设施建设在宏观尺度研究比较系统,而在小尺度的研究相对欠缺。我国社区等小尺度生态基础设施建设,由于规模较小,缺乏网络化构建,导致了建设后雨水内涝、面源污染问题仍层出不穷。构建了一种城市小尺度生态基础设施的设计方法和技术流程,以雄安新区启动区为研究区开展生态基础设施设计:(1)基于实际调研与理论研究分析场地现状,综合考虑自然要素、物理感知、心理感知、生态过程等相关因素构建"廊道为骨,斑块为节"的生态基础设施体系;(2)辨识区域主要动物活动、迁徙以及保护植物多样性等功能生态斑块,构建串联全城提供多种功能的系统性廊道、增加城市内部生态系统服务的结构性廊道、将生态系统服务渗入城市肌理的局部功能性廊道;(3)从景感满意度和年径流总量控制率2个方面进行生态基础设施建设预期效果评估。研究结果有助于缓解雄安新区建设所面临生态环境问题,保障人居生活环境品质,并为今后城市建设工作提供参考。

    • 珠三角城市群生态空间游憩利用扩展格局及影响因素

      2021, 41(17):7049-7062. DOI: 10.5846/stxb202005061109

      摘要 (121) HTML (75) PDF 9.93 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态空间是城市群人居环境的重要保障,探析城市群生态空间游憩利用扩展的格局及影响因素,对于完善城市群功能、构建均衡共享的生态空间游憩服务体系具有重要意义。以珠三角城市群为研究区域,从数量和面积两方面分析其在1990-2017年间区域内生态空间游憩利用的动态扩展特征,并探究其影响因素。研究结果表明:(1)生态空间游憩利用的数量扩展方面具有"由少数点向内、外同时扩展→由外向内部分填充"的特征;(2)生态空间游憩利用规模扩展表现出"少数规模较大的孤点→边缘区和建成区内部同时扩展→中心填充"的空间特征;(3)生态空间游憩利用的空间扩展主要受人口增长、城镇化发展、休闲旅游需求变化、区域生态空间治理政策和城市群规划理念的综合影响。本研究总结了城市群生态空间游憩利用扩展规律和成因,启示城市群要通过生态空间治理政策与整体规划的优化推动全域生态空间游憩利用,并注重生态游憩空间配置与人口和城镇化发展、休闲旅游需求变化相协调。

    • 1980-2015年珠三角城市群城市扩张的时空特征分析

      2021, 41(17):7063-7072. DOI: 10.5846/stxb201908141694

      摘要 (168) HTML (131) PDF 7.56 M (289) 评论 (0) 收藏

      摘要:以珠三角城市群9座城市为研究对象,基于1980-2015年3期遥感影像提取的土地利用数据,通过扩张强度、扩张速率以及景观格局指数定量分析珠三角城市群尺度上城市扩张的时空变化特征。结果表明:(1)城市群扩张数量特征:1980-2015年珠三角城市群建设用地面积扩张约3倍,1980-2000和2000-2015期间分别扩张1513.1、3043.8 km2;扩张强度不断增强,扩张速率明显加快。(2)城市群扩张空间特征:珠三角城市群中扩张迅速的城市主要分布在研究区中部的城镇密集带及沿海地区;扩张较慢的城市主要分布在靠内陆的周边地带。(3)基于时间尺度发现珠三角城市群结构的演变呈现出由单核模式(广州,1980年)-双核模式(广州、深圳,2000年)-多中心、网络化模式演化的特征(东莞、中山等相邻城市,2015年)。(4)基于景观格局特征,珠三角区域扩张快速的城市形状复杂,结构趋于分散;扩张较慢的城市形状更规则,分布更聚集。(5)天然的人文联系与优越的地理位置、社会经济、政府政策以及基础设施的建设等因素共同驱动珠三角城市群的发展。该研究对提高城市群规划管理水平具有参考价值。

    • >专论与综述
    • 火干扰对森林生态系统土壤呼吸组分的影响研究进展

      2021, 41(17):7073-7083. DOI: 10.5846/stxb202008102079

      摘要 (187) HTML (79) PDF 3.35 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤呼吸是陆地生态系统与大气碳交换的主要方式,主要分为自养呼吸和异养呼吸。土壤呼吸不仅是森林生态系统碳循环过程的关键环节,也是森林生态系统能量流动和物质循环的重要生态过程。火作为森林生态系统中一个重要的生态因子,可以在短时间内对土壤呼吸组分造成巨大的影响。火干扰对土壤呼吸组分的影响与火烧强度、火烧频率、火烧持续时间以及火后恢复等因子有关,通过影响植被的根系与组成、微生物群落数量与结构,凋落物的数量以及生态系统的环境和小气候等,进而对土壤呼吸产生影响。火干扰对土壤呼吸影响整体表现为火烧后土壤呼吸速率下降,在几个月至几年内恢复到火烧前水平,之后火继续对土壤呼吸产生影响长达数年至数十年。通过描述火烧强度、火烧频率以及火后恢复时间,阐述火干扰对土壤呼吸组分的直接影响,以及通过火后环境对土壤呼吸组分产生的间接影响,来揭示火干扰对森林生态系统土壤呼吸组分的影响。同时针对火干扰对土壤呼吸组分的影响进行以下3个方面的研究展望:(1)火后产生的黑碳对土壤呼吸组分的影响;(2)火后植被恢复对土壤呼吸组分产生的影响;(3)火后土壤呼吸组分的长期变化规律。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(17):7084-7084.

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.23 M (91) 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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