• 2021年第41卷第18期文章目次
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      2021, 41(18):0-0.

      摘要 (169) HTML (0) PDF 6.02 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 气候变化和人类活动对中国陆地生态系统总初级生产力的影响厘定研究

      2021, 41(18):7085-7099. DOI: 10.5846/stxb202104130956

      摘要 (655) HTML (118) PDF 10.92 M (795) 评论 (0) 收藏

      摘要:总初级生产力(GPP)是生态系统植被光合作用生成有机物的能力表征,是生态系统服务功能的基础,关系到区域社会经济可持续发展及区域生态安全。基于生态系统过程模型CEVSA2,应用中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感的叶面积指数数据产品(MCD15A2H),以强迫法构建了遥感数据驱动的模型新版本——CEVSA-RS;基于CEVSA-RS模拟分析了气候变化和人类活动对中国陆地生态系统GPP时空变化的相对影响,从气候潜在总初级生产力(GPPCL)和现实总初级生产力(GPPRS)的大小和趋势两方面厘定了人类活动影响。2000至2017年全国平均潜在GPP (1016.36 gC m-2a-1)略高于对应现实GPP (962.85 gC m-2a-1),但存在明显的空间分异:长江以南大部、秦岭、太行山脉以东以及大兴安岭以东和长白山地区等森林植被覆盖区,现实GPP高于潜在GPP;而西部草地及灌丛等地区现实GPP低于潜在GPP。全国GPP呈显著增加趋势(P<0.05),其中现实GPP的增速(46.04 gC m-210a-1)高于潜在GPP的增速(41.46 gC m-210a-1),人类活动影响促进GPP增长,主要体现在华南地区和华北平原等地;内蒙古东部、东北平原北部、青藏高原西部等地人类活动呈负面影响。人类活动影响大于气候影响的区域可达全国陆地面积的53%,其中西部生态相对脆弱的草地区人类活动仍为负面影响,这些地区以草定畜,发展草牧业和保护生态,仍然任重道远。

    • 基于参照系的中国陆地生态系统质量变化研究

      2021, 41(18):7100-7113. DOI: 10.5846/stxb202106081518

      摘要 (337) HTML (108) PDF 12.12 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:提升生态系统质量(ESQ)是国家生态文明建设的重大需求和生态治理工程的最终目标。目前有关生态系统功能、健康和质量的评估以受气候主导的现实值为主,不同地区之间评价结果的可比性较低,难以满足国家生态系统管理的需求。采用基于参照系的生态系统质量评估框架,按照由中国生态地理分区和植被类型划分出的168个评估单元,以国家自然保护区核心区、中国生态系统研究网络(CERN)永久观测样地以及生产力主要受气候影响的区域等较少受人类活动干扰且生态系统结构和功能优良的生态系统作为参照系,评估了1990—2015年基于参照系的中国陆地生态系统质量(ESQ')及其变化情况。结果表明:与参照生态系统相比,中国陆地生态系统质量指数平均值总体偏低28%。1990—2000年和2000—2015年ESQ'全国平均值分别下降1.2%和上升3.69%。ESQ'转变比较明显的区域集中分布在"陕-甘-宁"的黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区、长白山地区和西南石漠化治理工程县域。在这些区域实施的退耕还林还草、防护林和石漠化治理工程等措施对提升生态系统结构、功能和稳定性发挥了重要作用,从而促使生态系统质量的改善。基于参照系的生态系统质量评估方法可以在一定程度上消除不同区域气候波动差异对质量评估的影响,为量化人类活动对生态系统的影响提供了一种可行的新途径,可为我国的生态系统和土地利用管理提供参考。建议未来加强全国不同区域、不同类型的参照生态系统联网观测,并重点关注未来气候变化及生态系统功能权衡关系对生态系统质量的影响。

    • 基于理想参照系-关键指标的赤水河流域生态系统质量变化趋势分析

      2021, 41(18):7114-7124. DOI: 10.5846/stxb202103040590

      摘要 (318) HTML (79) PDF 10.75 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:赤水河流域是长江上游重要的生态安全屏障,针对赤水河流域经济开发与生态环境保护的突出矛盾,基于MODIS数据产品提取赤水河流域2000—2018年归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)、表层水分含量指数(SWCI)和陆地表面温度(LST)生态系统质量关键指标,利用ENVI主成分分析构建遥感生态指数(RSEI),计算赤水河流域2000—2018年生态系统质量,进行Sen+Mann-Kendall趋势分析,并与贵州习水自然保护区林地最优状态下RSEI值进行比较,进而量化区域生态系统质量恢复潜力,为赤水河流域生态恢复、绿水青山就是金山银山重要理论实现提供科学参考。结果表明:RSEI能够很好地反映赤水河流域生态系统质量时空分布特征,且绿度和湿度对赤水河流域生态系统质量起关键作用。赤水河流域RSEI平均值为0.613,高值区域主要分布在下游湿润常绿阔叶林区,中游河谷中山阔叶林林、常绿针叶林区,上游镇雄县、威信县和叙永县交界处的高山常绿针叶林、落叶阔叶林区。赤水河流域近20年生态系统质量以整体以改善为主,但局部仍出现退化现象,其中生态系统质量显著改善面积占总面积的6.12%,轻微改善面积占59.51%,轻微退化面积占23.17%,显著退化面积占1.49%。赤水河流域林地RSEI值与理想参照系RESI值差距在10%以上面积占林地总面积的49.82%,主要分布在大方县、桐梓县、播州区及怀仁市、习水县部分地区。

    • 基于三江源高寒草甸群落结构变化评估围栏封育对草地恢复的影响

      2021, 41(18):7125-7137. DOI: 10.5846/stxb202103040594

      摘要 (247) HTML (95) PDF 3.28 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:围栏封育是三江源生态保护与修复主要措施之一,目前缺少基于多样地长时间序列监测数据和从植物群落结构变化角度来评估草地生态保护与修复成效的相关研究。基于多样地各经济类型群2005—2017年的地上生物量及其占总生物量比例数据,对比分析三江源草原围栏封育与放牧区植物群落结构变化差异,评价围栏封育对草地恢复的影响。研究结果表明围栏封育显著提高了地上生物量,在围栏封育期间地上生物量稳定,但群落结构出现恶化趋势,研究时段内禾本科和莎草科优良牧草生物量占比分别减少48.2%和23.9%,毒草增加了230.2%。同期放牧区禾莎草生物量占比先减少后增加,毒草杂草生物量占比先增加后减少,群落的种群结构改善可能与草畜平衡措施的实施有关。现有的持续围栏封育措施不可能但降低了草地的经济价值,也带来了一定的生态风险。因此基于草地实际产草量以及生态保护要求,确定更为合理的载畜量,实施更为精准的草畜平衡管理,应该比切断牲畜与草地关系的长期禁牧封育更为有效。

    • 土壤蒸发和植被蒸腾对三江源退化高寒草甸蒸散的影响

      2021, 41(18):7138-7152. DOI: 10.5846/stxb202009072333

      摘要 (209) HTML (91) PDF 5.74 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸散(ET)主要由土壤蒸发(E)和植被蒸腾(T)组成,然而难以把ET从陆地生态系统ET中区分开。为阐明位于青海省境内的三江源区(89°24'—102°23'E,31°39'—36°16'N)高寒草甸ET对生态系统ET的影响,利用小型蒸渗仪和微气象系统定量研究了三江源退化高寒草甸ETET的变化,以及植被和环境因子对其的影响。结果表明:2017和2018年的ET分别为467.7 mm和479.2 mm,其中生长季(5—9月)约占72%,且E对生态系统ET的贡献(56%)大于T(44%),年降水量(P)的90%以上通过ET返回大气(ET/P > 90%)。根据生长季中不同植被覆盖度的蒸渗仪观测结果发现,ET随植被覆盖度的降低而增加。逐步回归分析表明,净辐射(Rn)是驱动生态系统ETET最主要的因子;另外,E对饱和水汽压差(VPD)的响应更敏感,而T受空气温度(Ta)的影响更大;土壤含水量(SWC5)对蒸散的影响相对较小,可能由于研究区降水相对较多的原因。结果说明,草甸退化将加剧土壤蒸发,进而导致生态系统散失更多的水分。

    • 沙质草地植物功能性状对放牧、增水、氮添加及其耦合效应的响应机制

      2021, 41(18):7153-7167. DOI: 10.5846/stxb202007101800

      摘要 (240) HTML (126) PDF 1.94 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动和气候变化对陆地生态系统结构和功能的影响日益明显。在中国半干旱草原区,植物功能性状对这些变化的响应机制仍不是很清楚。以科尔沁沙质草地植物群落功能性状(CWMtrait)、一年生和多年生植物平均功能性状为研究对象,开展非生长季放牧、增水、氮添加及其耦合效应的模拟控制试验,于2016年8月中旬在沙质草地开展了植物功能性状的调查及测定,主要包括植物高度、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、叶片氮含量(leaf nitrogen content,LNC)和叶片碳同位素(leaf carbon isotopes,δ13C)。结果表明:氮添加显著提高了CWMheight和CWMLNCP<0.05),降低了CWMLDMCP<0.05),同时放牧和增水的耦合效应对CWMSLA具有显著影响(P<0.05);放牧显著降低了一年生植物的平均高度(P<0.05),氮添加显著提高了一年生植物的平均高度、LNC和δ13C (P<0.05);氮添加显著提高了多年生植物的平均SLA、LNC和δ13C (P<0.05),同时放牧和增水的耦合效应对多年生植物的平均SLA和LDMC具有显著影响(P<0.05)。主成分分析表明,放牧促进了植物群落和多年生植物SLA与LDMC、LNC和δ13C之间的负相关关系,增水促进了植物群落和多年生植物高度与SLA之间的正相关关系以及LDMC、LNC和δ13C之间的正相关关系,说明多年生植物在调控沙质草地植物群落响应外界干扰时具有较强的主导性作用。非生长季放牧、生长季禁牧有利于沙质草地的可持续发展和管理,增水能够减缓放牧压力对于草地植物的影响,氮添加有利于植物同化δ13C,并提高植物叶片的水分利用效率。

    • 涠洲岛造礁石珊瑚群落变化特征及其环境影响因子

      2021, 41(18):7168-7179. DOI: 10.5846/stxb202006101515

      摘要 (194) HTML (95) PDF 9.10 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:以涠洲岛造礁石珊瑚群落为研究对象,分析其群落物种组成、多样性、Raunkiaer频度和种间Spearman轶相关,探讨群落组成与水环境因子的相关性,并结合近10年来涠洲岛造礁石珊瑚变化情况,找出涠洲岛造礁石珊瑚群落的主导影响因素。结果表明:(1)近10年来涠洲岛造礁石珊瑚覆盖率显著降低,珊瑚形态组成趋于块状化,尽管珊瑚群落多样性较高,但群落分布较松散,群落结构较不稳定,部分优势种种间竞争较激烈。(2)悬浮物含量是影响石珊瑚群落最显著的环境因子。石珊瑚优势种群在不同水深中分布差异显著,泥沙覆盖率、营养盐对不同石珊瑚种群影响差异较大,大型海藻覆盖率在局部区域对优势珊瑚形成较强的竞争关系。(3)营养盐和泥沙沉积物的增加与涠洲岛近海养殖业及生活排污、海岸工程及海岸侵蚀密切相关。

    • 不同恢复措施对南滇池湿地冬季水禽多样性的影响

      2021, 41(18):7180-7188. DOI: 10.5846/stxb202006291689

      摘要 (212) HTML (106) PDF 4.24 M (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:恢复受损湿地生态功能是国家湿地公园建设中的重要内容,修复措施的选用会对恢复效果产生重要影响。滇池是国内重要候鸟越冬区,受长期围垦以及城市扩张的影响,湖滨区域破坏严重,近年来湿地公园建设为滇池湖滨带恢复带来了契机,但各种恢复措施的效果仍有待明确。2017年冬季以昆明南滇池国家湿地公园及临近湿地为研究区域,设置了人工重建湿地、人工恢复湿地、自然恢复湿地以及自然湖泊湿地4个对照样区,基于冬季水禽多样性进行了湿地恢复效果评价,并从景观生态学角度对结果进行了分析。结果表明:自然湖泊湿地具有最高物种丰富度,其次为自然恢复湿地、人工恢复湿地和人工重建湿地。以Simpson多样性指数评价,自然恢复湿地的水禽多样性最高(0.60±0.03),其次为自然湖泊湿地(0.46±0.04)和人工恢复湿地(0.34±0.04),人工重建湿地水禽多样性最低(0.17±0.03),由此可见自然恢复措施效果优于人工恢复和人工重建。从景观格局上分析,水禽多样性与道路面积(r=-0.735,P<0.01)、景观形状指数(r=-0.461,P<0.01)和景观分离度指数(r=-0.661,P<0.01)负相关,这也表明人为干扰程度、景观形状以及破碎化程度均会对水禽造成重要影响。建议在国家湿地公园规划和建设中,降低非湿地类景观尤其是道路对整体湿地景观的分割作用,提高湿地斑块的连接性和完整性以满足水禽的空间需求,对于湖泊型的湿地公园应加强对湖滨带沼泽生境的营造,以满足涉禽的生存需求,从而增加区域的鸟类多样性。

    • 西沙群岛主要岛屿鸟类和小型兽类群落调查研究

      2021, 41(18):7189-7203. DOI: 10.5846/stxb202005061122

      摘要 (229) HTML (93) PDF 1.38 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:对海岛动物资源的本底调查和研究,可为更好地保护海洋和海岛生态系统提供重要的依据。2018年4月-2019年12月,利用样线法、铗夜法等对西沙群岛东岛、永兴岛等岛屿的鸟类、小型兽类资源进行了4次调查,结合历史记录数据对其物种组成和多样性变化进行了分析。调查共记录到小型兽类3种,臭鼩(Suncus murinus)见于林灌丛,褐家鼠(Rattus norvegicus)和黄胸鼠(R.flavipectus)见于房舍区;共记录到鸟类13目26科65种,其中国家Ⅱ级重点保护动物4种,新记录到鸟类29种;广布型鸟类34种,古北界鸟类20种,东洋界鸟类11种;冬候鸟28种,留鸟23种,旅鸟6种,夏候鸟5种,迷鸟3种;东岛鸟类物种数高于永兴岛,但多样性和均匀度均较低;雨季物种丰富度、多样性和均匀度均高于旱季;东岛为国家Ⅱ级重点保护动物红脚鲣鸟(Sula sula)中国唯一的繁殖地,应加强保护。与1974年和2005年报道的数据对比,本次调查记录的鸟类物种丰富度最高,留鸟物种数最多。结果反映西沙群岛小型兽类种类较少,主要分布在房舍区及其附近的林灌从;暗示小型兽类带入、扩散等可能与人为活动相关,其生态效应予以重视和长期监测。西沙群岛鸟类物种有丰富度较高、候鸟占比高、季节和年份间差异明显、留鸟物种数有所增加、为红脚鲣鸟唯一的繁殖地等特点。西沙群岛生态系统的完整性,对候鸟和留鸟的保护,尤其是红脚鲣鸟的保护十分重要,应予以重视。

    • 入侵性红耳滑龟与土著乌龟幼体游泳、翻身及心率表现的差异

      2021, 41(18):7204-7211. DOI: 10.5846/stxb202006291675

      摘要 (173) HTML (89) PDF 1.08 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:为检验入侵性龟类是否在某些功能表现上较土著龟类具显著优势,将相同孵化环境中孵出的红耳滑龟和乌龟幼体在不同测试温度下测定其运动(游泳和翻身)和心率表现。结果显示:所检测的两种龟幼体功能指标均随测试温度的变化而变化;红耳滑龟幼体比乌龟幼体具有较快的游泳速度和心率,但较慢的翻身速度。此外,通过比较来自不同养殖群体的两种龟幼体发现:低纬度的海口养殖群个体比高纬度的海宁养殖群个体具有较快的心率、较好的运动表现。结合已发表的临界高低温数据对不同指标构建热功能曲线发现:红耳滑龟幼体游泳速度的热表现宽度大于乌龟幼体,翻身反应的热表现宽度反而较小;海宁养殖群的游泳速度和翻身反应的热表现宽度大于海口养殖群个体。表明:较强游泳能力及能在较宽的热范围内实现较好的游泳表现、较高代谢水平可能有助于入侵性红耳滑龟在新环境中快速扩散、与其它物种竞争取胜并实现其成功入侵。红耳滑龟未表现出较快的翻身速度可能与因其相对较扁平的体型而导致的翻身较难有关。

    • 新疆天山北坡不同盐湖微生物菌群结构及其影响因子

      2021, 41(18):7212-7225. DOI: 10.5846/stxb202010122601

      摘要 (168) HTML (100) PDF 5.30 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆分布的众多湖泊由于干旱气候成盐作用强烈,近半数已演化到盐湖发展阶段,不同盐湖中也因此蕴含着丰富的耐盐及嗜盐微生物资源。为更好的掌握新疆盐湖微生物资源分布规律及对环境因子变化的响应规律,利用高通量测序技术对新疆天山北坡5个不同演化阶段盐湖湖底沉积物中细菌、古菌多样性和菌群结构及其主要驱动因子进行研究,探讨盐湖演化过程中原核微生物群落结构变化规律。分别采集5个盐湖湖底沉积物样本,进行理化因子测试与细菌和古菌16S rRNA扩增子测序分析,比较不同盐湖理化性质和原核微生物菌群差异,并对原核微生物丰度与环境因子进行关联分析。实验结果表明:5个盐湖湖底沉积物总盐和Na+含量顺序为:巴里坤湖 > 伊吾湖 > 艾比湖 > 盐湖 > 柴窝堡湖,除艾比湖外其他四个盐湖沉积物均呈碱性。Alpha多样性结果显示5个盐湖细菌richness、chao1、ACE和shannon丰富度指数均大于古菌相应丰富度指数,不同盐湖细菌丰富度指数差异较大,古菌丰富度指数差异相对较小。从5个盐湖湖底沉积物中共检测获得细菌58门、68纲、138目、253科和560属,古菌4门、8纲、12目、21科和60属,细菌以变形菌门为主,古菌以广古菌门为主。不同盐湖细菌和古菌优势属种类均不相同,巴里坤湖主要是一些嗜盐和耐盐细菌属,而伊吾湖主要是嗜盐和耐盐古菌属,PCoA分析结果也表明不同盐湖微生物在OTUs水平有其独特菌群结构类型。RDA和Bioenv分析结果表明,盐湖湖底沉积物中微生物菌群群落结构主要受Na+和总盐(TS)浓度的影响,对细菌菌群结构影响较大,而古菌菌群结构可能受多种理化因子共同调节。此外,盐湖特殊卤水成分会对微生物群落结构产生重大影响。

    • 南水北调中线工程途经区生态服务价值的时空变化

      2021, 41(18):7226-7237. DOI: 10.5846/stxb202010012532

      摘要 (183) HTML (104) PDF 6.15 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:南水北调中线工程是我国迄今为止最重要的跨流域调水工程,为沿线二十四个大中城市提供了紧缺的生产和生活用水。但是,迄今为止人们对调水影响下南水北调中线工程途径区生态服务价值的动态变化过程所知甚少,阻碍了人们对该工程生态效益的科学评估与沿线土地资源的合理利用。南水北调中线工程建成前后的生态服务价值变化研究有助于沿线土地的合理规划和科学利用。为此,首先基于改进的当量因子法分析了2000、2005、2010、2015、2018年研究区生态服务的静态价值时空变化,然后利用优先指数重构了研究区生态服务的动态价值并探讨了其时空演变的特征。结果表明:① 2000—2018年,研究区生态服务的总价值先减后增,2018年达到峰值。研究区生态服务价值的增长在一定程度上归因于南水北调中线工程的影响。② 研究区水文调节功能价值占总价值的比例最高,约占30%,养分循环功能的价值占比最低,约为1%;各年份林地、草地、耕地和水体均为研究区生态服务总价值的主要构成部分。③ 2000—2018年,研究区生态服务价值空间分布存在明显差异,自西部向东部递减,调水后北京市和天津市的高值区增加。④ 研究区生态服务的动态总价值(1.38×1012元)只有静态总价值(2.58×1012元)的一半,主要是由于动态与静态生态服务的价值系数差别较大。因此,应重视土地利用类型变化和薄弱生态服务功能对生态服务总价值的影响,优化土地利用结构,对南水北调中线工程沿线周边开展针对性保护,以稳步提升整个区域生态服务的总价值。

    • 基于地形梯度的南方丘陵山地带生态系统服务价值对城市化的空间响应——以粤北地区为例

      2021, 41(18):7238-7248. DOI: 10.5846/stxb202006121526

      摘要 (210) HTML (114) PDF 13.63 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:南方丘陵山地带是我国华南和西南地区重要的生态安全屏障带,具有重大的生态保护意义,而在当今快速城市化的进程下,保障该地区的生态资源与生态稳定对于我国实现可持续发展具有十分重要的战略意义。以丘陵山地带的典型区域粤北为例,依据地形位指数将研究区划分为5个地形梯度,并基于1990—2015年6期的土地利用遥感数据和社会经济的统计数据,利用地理信息技术和空间统计的方法,评估了粤北地区不同时期随地形梯度变化的各区域生态系统服务价值(Ecosystem service value,ESV)与城市化水平(Urbanization level,UL),之后探究了生态系统服务价值与城市化的空间相关性。研究结果表明:(1)1990—2015年期间,粤北地区城市化水平上升,且地形位指数为0.003—0.368的梯度1区域城市化水平最高。(2)研究期间粤北地区的生态系统服务价值呈轻微下降趋势,随着时间推移,ESV在低坡度、低海拔的地形梯度1区域下降率最高,而各个年份的ESV均随着地形梯度的升高而增加。(3)研究区自2000年后的土地利用类型转移的活跃程度加剧,其中主要是地形梯度1区域及周围的耕地、林地与建筑用地间发生转移。(4)空间相关性分析表明,粤北地区生态系统服务价值与城市化水平具有较强的负相关关系,且在研究期间负相关性明显增强;同时两者具有较显著的空间聚集效应,其中低ESV-高UL型集中分布于地形梯度1的韶关市与清远市区以及南雄市,高ESV-低UL型则分布在梯度相对较高、人口相对分散的少数民族自治县。研究探讨了粤北地区生态系统服务与城市化的时空关系并了解了各区域的发展模式,有助于进一步认识生态系统对于社会经济发展的支持作用,保持生态保护建设与经济发展的协调与平衡,从而保障和维护南方丘陵山地带的生态价值。

    • 科尔沁沙地关键生态系统服务的约束关系分析

      2021, 41(18):7249-7259. DOI: 10.5846/stxb202009032289

      摘要 (159) HTML (110) PDF 6.41 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:理解生态系统服务间的相互关系,对于区域生态系统服务的管理和优化具有重要意义。以科尔沁沙地为研究区,评估了2000-2018年植被净初级生产力、产水服务、土壤保持服务和风力侵蚀负服务的时空变化,基于分位数分割法提取生态系统服务对之间相互关系的约束线,分析景观水平和类水平上生态系统服务对之间的约束关系,并用约束关系的阈值、约束线回归方程的斜率和常数项来表征约束线的关键特征值。结果表明:(1)2000—2018年科尔沁沙地植被净初级生产力、产水量、土壤保持量和风力侵蚀量的多年均值分别为256.5 gC/m2,211.9 mm,26.3 t/km2和3.8 t/m2;整体上,这四项关键生态系统服务有所改善。在空间上,植被净初级生产力改善的区域主要位于东南部和中部地区;产水量在中部偏南的区域增加;土壤保持量主要在西北部和西南边缘有显著增加;中部和北部地区的风力侵蚀量有所减少,南部的翁牛特旗、奈曼旗和科尔沁左翼后旗等旗县作为风蚀重度区,风力侵蚀仍在加剧,应当重点治理。(2)植被净初级生产力与产水量、土壤保持量、风力侵蚀量的约束线,产水量与土壤保持量、风力侵蚀量的约束线均呈抛物线型;而土壤保持量与风力侵蚀量的约束关系呈线性类型。这些约束线的类型在2000-2018年间几乎保持不变。(3)植被净初级生产力的变化对其他生态系统服务的动态起到放大器的作用。它微小的变化会引起其他生态系统服务较大幅度的变化,是塑造约束关系强度的关键性服务。约束线阈值范围能够为合理利用区域植被净初级生产力提供初步依据,可以使植被净初级生产力对其他服务的负面约束作用最小化。(4)林地和草地提供土壤保持服务的能力较耕地水平高。在景观管理实践中,应重点发展草地、林地生态系统;在耕作条件适宜的地区选择需水量较少、耐旱的农作物并实施节水灌溉,以提高科尔沁沙地景观总体生态系统服务的供给能力。探究生态系统服务对的约束关系及识别其关键特征可以为土地利用优化,调整管理措施及实现区域可持续性提供科学依据。

    • 湟水流域生态系统服务供需匹配关系

      2021, 41(18):7260-7272. DOI: 10.5846/stxb202008192168

      摘要 (185) HTML (100) PDF 10.99 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务供需可以反映出区域生态经济发展协调水平,在空间上量化生态系统服务的供给和需求,识别生态系统服务的供需匹配关系,对区域生态系统可持续管理具有重要意义。湟水流域是西北生态屏障建设的重要组成部分,其生态系统服务供需平衡直接关系到青海东部地区的生态安全,为了识别流域生态系统服务供需匹配状况,综合集成多源数据,运用多种生物物理模型定量评估湟水流域食物生产、产水、土壤保持和碳固定服务,刻画流域内生态系统服务供需格局的空间特征,揭示各项生态系统服务供需的空间聚集模式,生成具有高度连通性的区域,为生态优先保护区划分提供参考。研究表明:(1)湟水流域生态系统服务供给和需求在空间分布上具有高度异质性,除去产水服务,其他三项生态系统服务整体上能够满足流域内部需求,但局部区域仍然呈现明显的赤字特征;(2)不同生态系统服务的供需比差异明显,由高到低依次为是碳固存(0.188)、食物生产(0.114)、土壤保持(0.026)和产水服务(-0.021),各项服务的供需比都具有显著的空间差异;(3)流域内生态系统服务供需的空间错配现象突出,除产水服务外,各项生态系统服务都有"高供给低需求"地区和"低供给高需求"地区,"高供给低需求"区主要分布在流域上游生态基底条件好的区域,"低供给高需求"区集中在流域中下游的河湟谷地;(4)土地利用类型影响生态系统服务供需平衡,流域实现供需平衡需要适度增加林草地比例,控制耕地和城市用地的扩张。研究系统分析了湟水流域生态系统服务供需盈亏状况,可为流域生态系统可持续管理与土地资源配置决策提供科学支撑。

    • 岩溶地区景观格局演变及其生态安全的时空分异——以贵州省东北部槽谷为例

      2021, 41(18):7273-7291. DOI: 10.5846/stxb202004160913

      摘要 (156) HTML (144) PDF 22.13 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观生态安全能反映区域生态保护与经济发展之间的关系,有助于了解生态环境压力和缓解人地关系矛盾具有重要意义。基于2005、2010、2014和2017年LandSat影像为数据源,借助ArcGIS和景观格局指数法构建景观生态安全指数,对槽谷区景观格局演变及其对生态安全的时空分异规律研究,从而提出环境友好型的土地利用组合模式。结果表明:(1)2005—2017年,槽谷区景观内部整体呈现破碎化,景观斑块数量增多,景观格局由单一规则化、简单化向复杂混合型转变,多样性增加且空间异质性增强。随着时间变化,岩溶槽谷区景观生态安全整体呈现上升趋势,西、东部槽谷景观生态安全指数(Ecological Security Index,ESI)由槽坝向山坡两侧逐渐增加,而中部槽谷则由山坡向槽坝增加。(2)在200 m尺度下,西部槽谷ESI的全局正相关性最显著,其Moran's I值呈先增加后减小的趋势,而中部和东部槽谷则相反。岩溶槽谷区ESI的空间集聚形式主要表现为高高和低低值集聚区,空间集聚程度较高,而高低和低高集聚区分布较少且变化不明显。(3)景观集聚分布格局受低地形起伏和坡度较缓区域影响较高且呈现倒"U"型共性趋势,而海拔则相反。(4)岩溶槽谷区景观格局以扩充"林地-灌木林地-草地"的土地利用组合模式能增加景观生态安全。(5)景观格局及其生态安全的时空分异是受当地自然环境、社会经济和政策导向共同作用的结果,通过分析多重因素对槽谷区景观格局及其生态安全演变趋势的驱动机制可为地区科学决策提供科学参考。

    • 南水北调中线工程水源地南阳市生态安全评价研究

      2021, 41(18):7292-7300. DOI: 10.5846/stxb202003260701

      摘要 (198) HTML (98) PDF 9.58 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南水北调中线工程水源地南阳市为研究区,结合统计数据与遥感数据,基于GIS平台和压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型,选取了16个关键指标,从生态压力、生态状态和生态响应3个方面构建了生态安全评价体系。对2000年、2010年和2015年南阳市-丹江口水库汇水区-水渠缓冲区3个维度的生态安全水平进行评价,并对其时空演变特征进行分析。结果表明:(1)2000年、2010年和2015年,南阳市生态安全指数(Ecological Security Index,ESI)均值分别为48.88、49.76、50.60,丹江口水库汇水区ESI均值分别为51.52、52.80、53.70,干渠周边ESI均值分别为47.98、49.57、51.02,均呈现缓慢增加的趋势,总体上南阳市生态安全水平有所改善。(2)从空间来看,南阳市生态安全水平总体上呈现出西北高、东南低的空间分布特征。2000—2015年,南阳市西部地区整体呈现增加趋势,而东部地区整体呈减小趋势。(3)南阳市各行政单元生态安全水平具有明显的区域差异。2000—2015年,ESI均值最大的是淅川县,最小的是新野县,处于一般安全的区县共6个,较低安全水平的县区共6个。淅川县、内乡县、邓州市和市辖区生态安全水平有所提高,社旗县生态安全水平明显下降。(4)南阳市生态安全水平与生态状态指标的相关性整体较高,与生态响应指标的相关性较低。研究结果可为南水北调水源区其他城市的生态安全建设和规划提供参考。

    • 甘南地区二氧化碳施肥效应对生态系统的影响

      2021, 41(18):7301-7311. DOI: 10.5846/stxb202005091163

      摘要 (180) HTML (91) PDF 9.64 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:陆地生态系统是全球第二大碳库,其碳收支一直是气候变化研究的热点领域,而研究二氧化碳(CO2)施肥效应又是全球变化碳循环领域较为关注的前沿部分。CO2与生态系统关系复杂,当前仍无法厘清CO2对陆地生态系统碳循环的影响作用。基于太阳辐射数据、气温数据及归一化植被指数数据等,利用光能利用率遥感模型,模拟2019年甘南地区的碳循环,选取三个指标,即GPP (陆地生态系统总初级生产力)、NPP (净初级生产力)和NEP (净生态系统生产力)来分析甘南地区植被固碳的时空变化特征及CO2施肥效应。结果表明:(1)甘南地区2019年植被固碳总量约为2611 tC。甘南地区生态系统GPP、NPP和NEP季节性特征明显,其值均在夏季达到最高;而在空间上,GPP、NPP表现为东高西低的特征,NEP呈现出北高南低的分布特征。(2) CO2对GPP、NPP存在正向的施肥效应,分别增加了14.4%和14.3%;而对NEP具有负向反馈效应,使其减少了0.3%,并且CO2对NEP的影响整体也表现为北高南低的特征。研究揭示出:虽然CO2在提升GPP和NPP时,正向的施肥效应明显,但是对甘南地区的NEP,即固碳量来说,CO2的影响却很有限。因此在研究CO2施肥效应时不应一概而论,生态地理环境对其的影响不可忽视。研究可以为揭示陆地生态系统碳循环的动态机制提供一定的理论依据。

    • 人工降雨对湿地植物叶表面颗粒物滞留的影响

      2021, 41(18):7312-7321. DOI: 10.5846/stxb202007091786

      摘要 (163) HTML (101) PDF 2.49 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:现阶段植物滞尘作为治理大气颗粒物污染的有效方法已被广泛接受与应用。已有研究表明,降雨等方式对植物叶表面颗粒物的滞留有着显著的影响,可有效地将颗粒物从叶表面去除,使植物再次具有滞留颗粒物的能力。由于自然降雨难以量化,现有研究大多采用模拟降雨的方式,将降雨特性量化为降雨强度、降雨历时等可控变量,但较少将降雨高度这一变量纳入研究。且大多以森林生态系统或者城市生态系统中常见的乔、灌、草等植物为主要研究对象,而忽略了处于水陆过渡带的湿地生态系统中植物的特殊性。湿地生态系统不仅可通过植物叶片等结构滞留颗粒物,还可依靠增强空气相对湿度促进颗粒物的吸收和积累,导致湿地植物滞尘规律的特殊性。因此,选择北京地区湿地生态系统内的4种常见植物(香蒲、菖蒲、芦苇和黄花鸢尾)作为研究对象,通过人工模拟降雨的方式,将降雨特性量化为降雨高度与降雨强度两个变量,共设置1 m (11 m)、2 m (10 m)两个不同降雨高度,30 mm/h、45 mm/h、60 mm/h三种不同降雨强度,并将颗粒物划分粗颗粒物(10—100 μm)、细颗粒物(3—10 μm)、超细颗粒物(0.4—3 μm)三种粒径范围。通过滤膜法获得单位叶面积颗粒物去除量,探讨人工降雨对湿地植物叶表面颗粒物滞留的影响。主要研究结果如下:(1)颗粒物去除量在粗颗粒物(10—100 μm)粒径范围内最高;(2)所试4种湿地植物中,菖蒲的颗粒物去除量位居前列;(3)只有在一定的范围内,植物叶表面颗粒物去除量才随降雨强度的增加而增加;(4)不同降雨高度下所试湿地植物叶表面颗粒物去除量无明显规律,降雨高度之间无显著差异(P>0.05)。

    • 籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

      2021, 41(18):7322-7330. DOI: 10.5846/stxb202006281668

      摘要 (108) HTML (106) PDF 1.42 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:农田土壤镉(Cd)污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F1为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F2作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明:(1) F1地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F2中/超亲分离现象明显。(2)在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。(3)地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。(4)区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明:籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。

    • 大气CO2浓度升高对春玉米土壤呼吸的影响

      2021, 41(18):7331-7338. DOI: 10.5846/stxb202008122106

      摘要 (173) HTML (97) PDF 1.18 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨春玉米不同生育期土壤呼吸速率对大气CO2浓度升高的响应,以黄土高原旱作春玉米为研究对象,通过改进的开顶式气室(OTC)模拟大气CO2浓度升高的环境,在田间条件下设置自然大气CO2浓度(CK)、OTC对照(OTC,CO2浓度同CK)与CO2浓度升高(OTC+CO2,OTC系统自动控制CO2浓度700 μmol/mol)3种处理。研究了旱区覆膜高产栽培春玉米播前(V0)、六叶期(V6)、九叶期(V9)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)、蜡熟期(R5)及完熟期(R6)土壤呼吸速率对大气CO2浓度升高的响应特征,以及大气CO2浓度升高对土壤呼吸速率的温度与水分效应的影响。研究发现,OTC+CO2处理土壤呼吸速率,与CK相比,在R3和R5期分别增加43%、104%(P<0.05),与OTC相比,R3和R5期分别提升了63%、109%(P<0.05);OTC处理与CK相比,在整个生育期对土壤呼吸影响不显著;3种处理条件下,土壤温度和水分随生育期变化趋势基本一致,土壤呼吸速率与土壤温度和水分分别呈指数相关和抛物线型相关;结果表明:大气CO2浓度升高对土壤呼吸的影响因生育期而异,土壤温度和土壤水分是影响旱地农田土壤呼吸的重要因素,CO2浓度升高会使土壤呼吸温度效应值(Q10)降低,土壤呼吸对土壤水分响应的阈值提高。

    • 蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤有机氮矿化的影响

      2021, 41(18):7339-7347. DOI: 10.5846/stxb202005131217

      摘要 (144) HTML (97) PDF 2.17 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:蚂蚁作为生态系统工程师能够调节土壤微生物及理化环境,进而对热带森林土壤有机氮矿化速率及其时间动态产生显著影响。以西双版纳白背桐热带森林群落为研究对象,采用室内需氧培养法测定土壤有机氮矿化速率,比较蚁巢和非蚁巢土壤有机氮矿化速率的时间动态,揭示蚂蚁筑巢活动引起土壤无机氮库、微生物生物量碳及化学性质改变对有机氮矿化速率时间动态的影响。结果表明:(1)蚂蚁筑巢显著影响土壤有机氮矿化速率(P<0.01),相较于非蚁巢,蚁巢土壤有机氮矿化速率提高了261%;(2)土壤有机氮矿化速率随月份推移呈明显的单峰型变化趋势,即6月最大(蚁巢1.22 mg kg-1 d-1、非蚁巢0.41 mg kg-1 d-1),12月最小(蚁巢0.82 mg kg-1 d-1、非蚁巢0.18 mg kg-1 d-1);(3)两因素方差分析表明,不同月份及不同处理对土壤有机氮矿化速率、NH4-N及NO3-N产生显著影响(P<0.05),但对NO3-N的交互作用不显著;(4)蚂蚁筑巢显著提高了无机氮库(NH4-N与NO3-N)、微生物生物量碳、有机质、水解氮、全氮及易氧化有机碳等土壤养分含量,而降低了土壤pH值;(5)回归分析表明,铵态氮和硝态氮对土壤有机氮矿化速率产生显著影响,分别解释87.89%、61.84%的有机氮矿化速率变化;(6)主成份分析表明NH4-N、微生物生物量碳及有机质是影响有机氮矿化速率时间动态的主要因素,而全氮、NO3-N、易氧化有机碳、水解氮及pH对土壤有机氮矿化速率的影响次之,且pH与土壤有机氮矿化速率呈显著负相关。总之,蚂蚁筑巢活动主要通过影响土壤NH4-N、微生物生物量碳及有机质的状况,进而调控西双版纳热带森林土壤有机氮矿化速率的时间动态。研究结果将有助于进一步提高对土壤氮矿化生物调控机制的认识。

    • 模拟不同降雨时间格局下喀斯特垂直异质生境对桢楠幼苗光合和生长的影响

      2021, 41(18):7348-7356. DOI: 10.5846/stxb202007131824

      摘要 (195) HTML (115) PDF 1.54 M (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于岩石裸露、地表破碎、坡度陡峻、洼地土壤堆积等因素的共同作用,喀斯特区域土壤具有明显的不连续性和高度异质性,土壤侵蚀往往较为严重。喀斯特地区高度异质性的生境为植物提供了不同的水分、肥料、空气和空间,对植物的生长和生理具有显著影响。在全球气候变化下,降雨时间格局的改变可能将进一步加剧喀斯特的生境异质性。桢楠是我国特有的国家二级保护树种,虽然它只零星分布在喀斯特地区,但由于它能在岩石间生长得很好,仍被认为是一种可能的适宜树种。以二年生桢楠(Phoebe zhennan S.Lee)幼苗为研究对象,研究总降水量相同条件下两种降雨时间格局(I2d:2 d降雨间隔;I19d::19 d降雨间隔处理)和三种垂直异质小生境(S0:无石全土,S1/2:半石半土,S3/4:多石少土)对其光合生理和生长的影响。结果显示:(1)在I2d条件下,桢楠幼苗的光合速率在半石半土生境(S1/2)下最大,且有较大的地径和株高;而在I19d条件下,桢楠的光合和生长(株高和地径)均随着岩溶裂隙层的增厚逐渐减小。(2)在全土生境(S0)下,降雨时间格局的改变并不影响桢楠的光合和株高,而在有岩溶裂隙层的生境下(S1/2和S3/4),降雨时间间隔的延长会抑制桢楠的光合和株高及地径的生长,提高气孔密度,且这种抑制或促进作用会随着岩溶裂隙层的增厚而加剧。研究表明,在降雨间隔时间短,降雨均匀充足时,有少量的岩溶裂隙能够促进桢楠的生长和光合,但降雨间隔时间延长后,这种作用丧失。另一方面,在土壤相对较厚时,降雨时间间隔的改变对桢楠的光合和生长影响不显著,但岩溶裂隙层的增加,加剧了降雨时间间隔增大对桢楠光合的负面影响。

    • 基于耦合协调度的黄土高原地区NDVI与降水关系的变异诊断

      2021, 41(18):7357-7366. DOI: 10.5846/stxb201911142429

      摘要 (153) HTML (102) PDF 10.23 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被是地表生态系统的重要"指示器",在能量交换、水循环、碳循环、生物地球化学循环和维持中发挥着重要作用,降水是影响植被变化的主要气候因子,研究两者之间的作用关系具有重要的意义和价值。利用Mann-Kendall趋势检验法和Hust指数分析了黄土高原地区归一化植被指数(NDVI)的变化趋势,使用相对发展率(RDR)指数和重心转移模型分析了NDVI变化的时空差异,并构建了基于耦合协调度理论和Pettitt检验方法的NDVI与降水关系的变异诊断方法,识别了黄土高原地区NDVI与降水关系的突变点,探讨了降水对NDVI变化的影响以及造成NDVI与降水关系变化的原因。结果表明:(1)黄土高原地区73.49%面积的NDVI在1998-2017年有呈现显著增加趋势(P<0.05),大部分地区NDVI在未来依旧呈现增加趋势;(2)黄土高原地区丘陵沟壑区与高原沟壑区的NDVI增加幅度大于黄土高原地区整体的增加幅度,而北部风沙区和农灌区以及黄土高原地区边界区域的NDVI增加滞后于区域整体变化;(3) NDVI与降水耦合协调程度逐年增强,两者关系在2006年发生显著突变(P<0.05);(4) NDVI呈现显著增加区域降水明显高于不显著变化区域(P<0.05),降水对NDVI变化存在一定影响,在丘陵沟壑区、高原沟壑区北部和东部河谷及土石山区北部NDVI和降水存在显著正相关关系(P<0.05),然而黄土高原地区大部分区域的降水并不存在显著变化趋势(P>0.05),因此造成黄土高原地区NDVI与降水关系在2006年发生显著突变的主要原因应该是人类活动(P<0.05)。研究成果有助于进一步理解黄土高原植被变化与降水的相互作用,为黄土高原生态建设和水土流失治理提供一定的科学支撑。

    • 基于SPEI的辽宁省玉米生育期干旱特征分析

      2021, 41(18):7367-7379. DOI: 10.5846/stxb202009112367

      摘要 (156) HTML (80) PDF 14.97 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全球气候变暖的背景下,探究玉米生育期的气候变化及干旱特征,对于预防干旱灾害对作物造成的损失,以及农业可持续发展意义重大。基于1967—2018年辽宁省33个国家级气象台站逐日观测数据,计算了不同月尺度下玉米各生育期标准降水蒸散指数(SPEI),并结合干旱频率及干旱站次比综合分析了干旱时空变化情况。结果表明:(1)辽宁省玉米生育期降水量以13.31 mm/10a的速率减少,与SPEI呈显著正相关(P<0.01);气温以0.25℃/10a的速率显著上升(P<0.01),与SPEI呈负相关。(2)播种-出苗期、出苗-拔节期和喇叭口期SPEI在时间上均呈上升趋势,抽雄期和成熟期呈降低趋势;在空间上全生育期SPEI表现为西北向东南递增趋势。(3)全生育期干旱站次比以0.41%/10a的速率上升;出苗-拔节期干旱站次比呈减少趋势,其他生育阶段均呈上升趋势;发生干旱类型频次区域性干旱 > 部分区域性干旱 > 局域性干旱 > 全域性干旱。(4)全生育期干旱频率整体呈现出由西北向东南递减的特征,且干旱频发区主要在辽西地区;干旱发生频率轻旱 > 中旱 > 重旱 > 特旱。(5)出苗-拔节期为干旱站次比最高的时期;SPEI平均值和不同等级干旱频率最高的时期均为播种-出苗期。该研究成果可为区域农业干旱风险评价以及抗灾减灾等提供参考。

    • 基于生态保护红线管理的塔里木河流域土地利用模拟及生态效益评价

      2021, 41(18):7380-7392. DOI: 10.5846/stxb202007131825

      摘要 (135) HTML (87) PDF 9.48 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:以《生态保护红线划定指南》为依据,在开展区域生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性评价的基础上,对塔里木河流域的生态保护红线区域进行划定,并基于FLUS情景模拟、生态系统服务价值(ESV)估算、景观格局指数计算和空间自相关分析等方法,评估生态保护红线政策在塔里木河流域实施后的生态效益。研究结果表明:(1)划定生态保护红线区域总面积133721 km2,占流域总面积的13.01%,植被净初级生产力(NPP)比红线之外的研究区平均值高3.61倍,划定结果符合"以较小面积获取较大服务"的原则。(2)生态保护红线区域提供了全流域44.55%的ESV,调节服务和供给服务是生态系统的最主要功能,其中冰川湖泊贡献了生态保护红线区域52.28%的ESV。(3)生态保护红线政策情景在2030年的ESV比2015年增加了11.96%,且ESV高值面积增加了5.95%,高ESV低风险区域面积增加了6.37%,流域生态系统内部稳定,拥有较高的抵抗风险能力,生态系统结构配置最优。生态保护红线政策能够为塔里木河流域的生态系统稳定和"既要金山银山,又要绿水青山"的可持续发展提供理论支持。

    • 基于系统保护理念的弹性生态保护空间划定——以广东省茂名市为例

      2021, 41(18):7393-7405. DOI: 10.5846/stxb202010192655

      摘要 (171) HTML (190) PDF 19.14 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:有效识别生态保护空间对维护区域生物多样性,提升生态系统服务具有重要作用。考虑山水林田湖草系统保护战略需求以及既往弹性生态保护研究不足,基于可持续发展目标下生态保护概念内涵,系统解析弹性生态保护空间的内在要求;立足生态系统服务视角,以沿海特色发展区——广东省茂名市为研究区,在考虑传统重要生态功能的基础上,基于区域特点选取气候调节功能、粮食供给功能、生物保护功能、水源涵养功能、土壤保护功能5项生态系统服务作为保护对象;通过改进的MARXAN模型提取弹性生态保护空间,并对相关结果的有效性进行了验证。研究结果表明:①茂名市各项生态系统服务空间分布存在差异,综合生态系统服务高值区主要分布在北部山区,低值区主要集中在南部城镇建设区;②考虑限制条件和保护成本的系统保护规划方法在生态保护空间划定上具有一定优势,系统保护规划结果与生态保护红线重叠面积1505.02 km2,占生态保护红线面积的83.43%,其余区域主要由林草地类、园地类、耕地类组成,占比分别为45.92%、19.71%、22.24%;③在未来生态保护建设中,应针对系统保护规划内生态红线核心区、一般保护区、基本农田区分别开展生态保护加强管理、生态系统服务综合提升、生态农业建设等多样化整治策略。

    • 山水园林城市生态空间规划研究——以南宁市为例

      2021, 41(18):7406-7416. DOI: 10.5846/stxb202012293307

      摘要 (181) HTML (101) PDF 6.43 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态空间是维持城市可持续发展的自然基础,其组成、规模及分布对国土空间生态安全具有重要影响。国土空间规划和城乡规划建设管理必须遵循"山水林田湖草是生命共同体"理念,优化国土空间开发保护格局,合理保护与利用生态空间。以南宁市为例,在梳理国土空间用途管制相关概念的基础上,提出了以生态控制线为核心的生态空间管控体系,通过生态安全评价与生态敏感性评价,识别研究区关键生态问题与核心生态资源,构建区域生态安全格局并划定生态控制线,制定空间管制方案,建立了一种基于"本底评价-格局构建-底线管控"的生态空间规划方法。结果表明:(1)研究区整体生态安全状态较好,但建设用地侵占生态空间的问题有待解决。(2)研究区生态高度敏感区占比40.70%,在空间上集中连片分布,生态连通性较高,是生态安全格局和生态控制线的主要载体。(3)研究区生态安全格局由"一轴、一环、五区,多廊道、多节点"的生态要素构成。(4)研究区生态控制线占比达86.03%,通过实施分级管制,严格保护核心生态资源,合理利用次级生态资源。(5)生态控制线实现了对全域生态空间的管制,是国土空间规划和城乡规划建设管理的前提和基础。研究成果可为南宁市国土空间规划和生态保护修复提供技术与决策支撑,也可为其他城市的生态空间规划提供参考。

    • 草原矿区土壤环境损害基线评估判定的应用研究——以内蒙古草原矿区为例

      2021, 41(18):7417-7424. DOI: 10.5846/stxb202007081771

      摘要 (171) HTML (120) PDF 4.65 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:草原生态环境损害评估鉴定中,土壤基线是重要的评价标准。如何确定土壤基线,寻找适宜的基线判定方法,进而判定草原土壤的受损害程度,已成为草原生态系统损害评估鉴定、生态系统保护及修复工作中的关键。基于科学、务实、准确的原则,对内蒙古2个草原矿区土壤的总有机质(TOM)、N、P、K含量进行采样分析,采用历史数据法、参考点位法和统计点位法来判定土壤基线。结果表明,胜利矿区土壤养分均值与参考点位法基线值差异较小,采矿对胜利矿区土壤养分含量未见直接的影响。宝日希勒矿区土壤中TOM含量均值明显低于3种方法得出的基线值,N、K均值与参考点位法基线值相似,P均值位于3种基线值之间。可见采矿对宝日希勒矿区土壤中TOM的含量造成了直接影响,对N、P、K含量未见直接的影响。最适宜该地区的方法取决于样本质量和评估尺度,建议以参考点位法为主,历史数据法和统计点位法作为验证工具,3种方法共同使用。

    • >专论与综述
    • 湖泊生态环境损害基线判定技术综述

      2021, 41(18):7425-7431. DOI: 10.5846/stxb202003210621

      摘要 (148) HTML (100) PDF 932.10 K (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,污染事故引发的湖泊生态环境损害问题屡见不鲜,特别是氮磷营养盐富集导致的湖泊富营养化。因此,对湖泊生态环境损害程度进行科学合理评判,制定湖泊生态环境损害判定规范程序,形成湖泊生态环境损害判定技术势在必行。目前,国内外学者一致认为,确定切实合理的生态环境基线是对生态环境损害进行科学有效评估的关键技术环节和重要前提。基于相关国家标准以及文献调研,对湖泊生态环境基线判定的原则、判定程序以及判定方法进行系统梳理与总结。详细介绍了针对湖泊不同受体的模型推算法在生态环境损害基线判定中的应用,包括相应的判定方法、判定过程以及优缺点。此外,还针对国内外典型湖泊生态环境损害基线判定研究实例进行阐述。最后对湖泊生态环境基线判定工作的未来发展方向进行了展望,以期为形成统一、合理、有效且具有高度普适性的湖泊生态环境基线制定方法与流程提供依据。

    • 大型年长鱼类对海洋生态系统生物资源养护的作用

      2021, 41(18):7432-7439. DOI: 10.5846/stxb202005131207

      摘要 (133) HTML (75) PDF 873.26 K (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人口增长和渔业资源需求的上升,人类沿着食物网营养级自上向下捕捞渔业资源的趋势仍在持续,导致海洋生物多样性丧失及其生态功能与服务价值迅速下降。由捕捞活动造成的渔业诱导进化进一步导致鱼类资源小型化已受到国内外学者的广泛关注。从大型年长鱼类这一独特视角出发,综述了大型年长鱼类在种群繁衍过程中的作用,其具备巨大的繁殖能量输出、丰富的亲本繁殖经验以及强大的年龄组繁殖力贡献,更有利于种群的延续;大型年长鱼类对于初次性成熟亲鱼生殖洄游具有一定的引领作用,并在季节性集群繁殖过程中占据主导地位,可通过抑制小个体同类繁殖维护种群结构的稳定;大型年长鱼类在生态系统中更是占据了较高营养级和广阔的生态位宽度,面对生态环境的改变,具有更强的适应调控能力;大型年长鱼类在种群基因交流过程中亦起到十分关键的作用。保护大型年长鱼类更有利于鱼类种群的快速恢复,这为生物资源养护和渔业管理政策制定方面提供了一定的参考。

    • 基于环境DNA-宏条形码技术的底栖动物监测及水质评价研究进展

      2021, 41(18):7440-7453. DOI: 10.5846/stxb202009162411

      摘要 (251) HTML (130) PDF 3.91 M (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:底栖动物是淡水生态系统中物种多样性最高的类群,也是应用最广泛的水质监测指示生物之一。传统的底栖动物监测以形态学为基础,耗时费力,无法满足流域尺度大规模监测的需求。环境DNA-宏条形码技术是一种新兴的生物监测方法,其与传统方法相比优势在于采样方法简单、低成本、高灵敏度,不受生物样本和环境状况的影响,不依赖分类专家和鉴定资料,能够快速准确地对多个类群进行大规模、高通量的物种鉴定。然而,在实际应用中该方法的效果受诸多因素的影响,不同的方法、流程往往会产生差异较大的结果。鉴于此,着重分析总结了应用环境DNA-宏条形码技术监测底栖动物的关键影响因素,包括样品采集与处理流程、分子标记选择、引物设计、PCR偏好性、参考数据库的完整性及相应的优化。并基于此探讨了提高环境DNA-宏条形码技术在底栖动物监测效率和准确率的途径,以期为底栖动物环境DNA-宏条形码监测方案的制定提供可靠的参考。最后对该技术在底栖动物监测和水质评价中的最新发展方向进行了展望。

    • 国际预警体系研究进展及其对国内生态环境预警研究的启示

      2021, 41(18):7454-7463. DOI: 10.5846/stxb202009282507

      摘要 (104) HTML (113) PDF 1.09 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:从1990年联合国"国际减灾10年"倡导构建灾害预警系统以来,国际预警研究迄今已有30年历程。通过回溯国际预警研究发展历程,解析预警体系要素构成框架,探究各类缓慢性、突发性灾害与风险研究进展,探讨不同社会参与主体在预警体系中的职能,指出未来若干年,我国国内生态环境预警研究亟需强化"以人为本"的研究理念,突破"区域综合性生态环境评估"粗放化、模糊化处理研究区各类生态环境风险的传统窠臼,对不同类型生态环境问题开展精细化探索,同时重视风险受众对预警信息接收、接受和响应能力,并与相关机构和组织建立跨地域、跨行业的信息技术交流与协作机制,让利益相关者更广泛地参与预警体系建设,从而接轨国际研究,使研究成果可为精准化生态环境应急管理工作实践提供强有力支撑。

    • 生物土壤结皮对种子萌发和幼苗建植的影响研究进展

      2021, 41(18):7464-7474. DOI: 10.5846/stxb202009232481

      摘要 (181) HTML (102) PDF 1021.31 K (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物土壤结皮(BSC)在陆地生态系统中具有重要的生态地位,尤其是旱地生态系统中,BSC占据了种子植物之间的广阔地面。因此,BSC的发展必然影响种子植物更新过程与植被空间格局;但其作用方式、影响程度等因相关研究涉及多气候要素、土壤类型、BSC组成物种和种子植物物种的差异及其不同组合,导致目前的研究结论存在广泛争议。研究综合论述了BSC改变地表微形态对种子传播过程的影响;BSC改变土壤特性(物理、化学、生物学)对种子萌发和幼苗存活与建植等关键环节的影响;并结合种子形态特征及种子萌发、幼苗建植的性状等,综合分析了BSC对种子传播、种子萌发与幼苗建植等更新过程的潜在影响机理;探讨了目前研究矛盾性结论产生的原因。总体来说,深入研究并全面揭示BSC对种子植物更新过程的影响,应加强学科交叉,将分子生物学、植物生理学、生物化学等微观研究,与遥感、野外生态因子过程监测、控制实验等宏观、中观研究结合,从机理到过程方面动态研究BSC对种子植物更新过程的影响,并引入水文模型、气候模型、种群动态模型等模型预测方法,研究气候变化、各类干扰频发的情景下,BSC对种子传播、萌发及幼苗建植过程的潜在影响,以期促进对BSC与种子植物间相互关系的研究,加深对干旱脆弱生态系统植被发展规律的认识。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的公园绿地可达性分析

      2021, 41(18):7475-7483. DOI: 10.5846/stxb202105271397

      摘要 (221) HTML (85) PDF 1.47 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:公园绿地是城市生态系统和绿色基础设施的重要组成部分。可达性作为衡量城市公园绿地空间布局合理性的重要指标,是近年相关学科研究的热点。为全面了解国际期刊上有关公园绿地可达性研究的发展脉络和前沿动态,本文采用科学知识图谱和文献计量法,以"公园可达性"、"绿地可达性"等为主题,提取到了Web of Science核心数据库国际期刊收录的262篇相关文献,并基于关键词、作者、期刊分布和文献引用等情况,利用CiteSpace工具进行了可视化数据统计分析。结果表明:(1)随着时间的演进,文献数量呈现出跨越式增长,研究方法和内容日趋丰富,涵盖了风景园林、城乡规划、地理学、社会学、医学等相关学科;(2)研究热点不断发生变化,呈现出由前期着重探讨公园绿地可达性概念、内涵转向中后期着重关注公共健康、环境正义话题的变化趋势;(3)研究视角日趋丰富和不断深化,饮食、肥胖、体力活动、公共健康等一系列相关的话题已成为公园绿地可达性研究的热点。对国际期刊上公园绿地可达性研究的梳理总结可为我国公园绿地的规划研究和建设实践提供启示。

    • 基于文献计量的牡蛎礁研究现状与热点分析

      2021, 41(18):7484-7491. DOI: 10.5846/stxb202104120942

      摘要 (156) HTML (206) PDF 7.46 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:牡蛎礁作为重要的海岸带生态系统,具备水质净化、提供栖息地等多种生态系统服务功能。为了解国内外牡蛎礁研究的现状与热点,分别以Web of Science 核心合集数据库和中国期刊全文数据库为数据源,通过国内外发文趋势分析、高频关键词分析、关键词共现和聚类分析及主题时间演变分析等,分析牡蛎礁研究热点与趋势。研究结果表明:(1)国际与国内牡蛎礁研究发文量总体呈现上升趋势,但国内研究增长速率低于国际研究;(2)牡蛎礁生态恢复研究是国内外研究的共同关注点,但国内相关研究起步较晚;(3)以外,国际上对牡蛎礁的研究更加关注生态系统服务功能、气候变化等,而国内主要倾向于从地质学角度进行研究;(4)近年来,气候变化成为国际牡蛎礁研究新的热点,但国内对此关注较少。本研究将为了解当前国内外牡蛎礁研究现状及发展态势提供借鉴,并为我国牡蛎礁保护与修复方面的政策制定、科学研究等工作的开展提供情报参考。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(18):7500-7500.

      摘要 (65) HTML (0) PDF 1.23 M (82) 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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