• 2022年第42卷第24期文章目次
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      2022, 42(24):0-0.

      摘要 (148) HTML (0) PDF 10.97 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >城市生态调查评估与生态管理专栏
    • 中国东海海岸带地区生态系统健康评估及其尺度依赖性

      2022, 42(24):9913-9926. DOI: 10.5846/stxb202105201315

      摘要 (381) HTML (244) PDF 19.11 M (11286) 评论 (0) 收藏

      摘要:维持生态系统健康是实现社会经济可持续发展的关键性工作之一。基于邻域变异度和人为干扰修正后的活力-组织-弹性-服务模型,从5 km至地级市设置8个评估尺度单元,定量化的评估了我国东海海岸地区(包括上海、嘉兴、宁波、温州、台州、宁德、福州、莆田、泉州、厦门和漳州共11个城市)1990-2015年的生态系统健康状况,并分析了其时序变化特征和空间分异规律,探究了生态系统健康的尺度依赖性效应,得到以下结论:(1)研究时段内,研究区生态系统健康水平以2000年为节点先下降后上升,但整体呈下降趋势。自2000年起生态系统健康值分布更加离散,呈现健康的生态系统更加健康,劣化的生态系统不断劣化的分化趋势。(2)生态系统健康在空间分布上具有较高的异质性特征。沿海地区、宁波以北地区的生态系统健康值较低;远离海洋部分的山地丘陵的生态系统健康值较高。小尺度下上海市中心生态健康最差,地级市尺度下嘉兴市生态健康状况最差。(3)生态系统健康评估工作具有一定的空间尺度依赖性。大尺度生态系统健康评估结果趋于平均化,可用于刻画变化趋势的空间分布格局。小尺度评估结果能够更好的解释生态系统健康程度的聚类分异细节。因而,在生态系统健康评估中不存在最佳的研究尺度,多尺度的设置有助于全面解析生态系统健康的时空分异特征。

    • 京津冀地区生态用地稳定性格局及其影响因素

      2022, 42(24):9927-9944. DOI: 10.5846/stxb202203230719

      摘要 (265) HTML (282) PDF 31.90 M (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索生态用地稳定性格局对动态背景下区域生态规划与管理具有重要意义。本文基于2000、2010、2020年京津冀地区生态用地数据基础,提取2000-2010和2010-2020年间稳定性生态用地,借鉴并应用生态用地稳定性指数予以衡量区域生态用地的时空稳定效应,并利用ArcGIS平台空间统计工具对生态用地稳定性空间格局进行分析,最后基于地理探测模型对生态用地稳定性的影响机制及其区域差异进行探索。研究结果显示,(1)2000-2010年和2010-2020年,京津冀地区稳定性生态用地有所减少,集中分布在内蒙古草原生态区和燕山-太行山山地林生态区。(2)两时期生态用地稳定性指数分别为90.85%和83.86%,呈现"西北高、东南低"。生态用地稳定性指数等级结构显示前期极低稳定性和极高稳定性面积占绝对主导,后期极低、高和极高稳定性面积共同主导。生态用地稳定性指数空间格局呈现显著冷热点效应,热点区汇集在燕山-太行山山地林生态区和内蒙古草原生态区,冷点区集中在京津唐城市生态区和华北平原生态区。(3)整体研究区高程、坡度、地貌和土壤类型等地理要素解释力较高;平原区内温度因子解释力度最为突出,地理因素和社会经济因素的解释力度也均较显著;山区内国内生产总值、人口密度、居民点密度和道路密度等社会经济因素影响作用更加突出。

    • 城市滨江地区生态空间质量快速评价——以长江南京段为例

      2022, 42(24):9945-9956. DOI: 10.5846/stxb202103180723

      摘要 (223) HTML (215) PDF 16.18 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态空间质量能够反映自然环境的优劣程度及其生态服务对人类社会的适宜能力。基于国土空间高质量发展理念,结合湿地生态健康快速评价法,从生境自然性、景观稳定性、环境适宜性和管理调控度等维度构建了适用于城市滨江地区的生态空间质量评价的指标体系,通过现场打分和主成分分析等方法,对长江南京段生态空间质量进行诊断。结果表明:总体上,南京滨江生态空间综合质量处于中等水平,生态斑块在土地利用类型和空间分布上具有显著差异,这与人类活动干扰密切相关。其中,生境自然性的数量等级分布均衡,斑块间具有明显的空间自相关性;景观稳定性的数量等级具有"两头高、中间低"的态势,且呈现距长江越近指标越优的分布格局;环境适宜性与管理调控度表现优良,城市化水平越高的区域,生态空间的管控水平越高。研究结果对国土空间规划和长江岸线生态廊道建设具有一定的理论与实践价值。

    • 基于DTTD-MCR-PLUS模型的三生空间格局优化——以长沙市为例

      2022, 42(24):9957-9970. DOI: 10.5846/stxb202105291413

      摘要 (349) HTML (251) PDF 20.46 M (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:优化三生空间格局有助于实现区域国土空间可持续高质量发展。研究提出利用动态交通时间数据优化最小阻力成本模型指标体系,对生态累计最小阻力与生活最小累计阻力差值进行聚类分析,利用突变点对各情景下的三生空间数量进行优化,从生活扩张、生态优先及基于资源与环境承载力视角下的粮食安全3个方面,提出了一种基于DTTD-MCR-PLUS的三生空间格局优化方法。研究发现:(1)基于动态数据优化的长沙市生态功能优化分区结果显示生态空间保护核心区面积为4111.41 km2,生态空间保护边缘区面积为2285.29 km2,生产空间开发重点区面积为2144.79 km2,生产空间开发边缘区面积为1928.59 km2,生活空间扩张集中区面积为1235.55 km2;(2)耦合DTTD-MCR-PLUS模型模拟的多情景结果表明:生活优先情景下,生活空间面积增幅高达43.57%,主要分布在望城区南部,长沙县西部和雨花区东部;生态优先情景下,生态空间转出速度最低,与生活优先情景相比下降了3.11%;粮食安全情景下,生产空间侵占生态空间速度加快,增幅高达58.79%;(3)协调基本农田、生态保护红线、以及自然保护区下的2030年长沙市三生空间格局优化布局方案结果表明:生产空间、生活空间和生态空间比例分别为37.63%、7.67%和54.70%。

    • 城市绿色空间可达性与居民分布的空间匹配与影响因素

      2022, 42(24):9971-9980. DOI: 10.5846/stxb202106151586

      摘要 (354) HTML (274) PDF 8.96 M (736) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市居民的绿色空间可达性是衡量城市基础设施公平分配的指向标,关乎城市民生福祉。以宁波为研究区,基于高德地图路径规划Application Programming Interface (API)测度了绿色空间可达性,融合多源数据模拟了人口空间分布,分析了绿色空间可达性与人口分布的空间匹配状态,并采用地理探测器探讨其影响因素。研究表明:①宁波绿色空间可达性由各区中心向郊区衰减,高可达性空间占比不高,反映了绿色服务供给不足的现状。高可达性空间集中于三江口、鄞州新城、北仑城区和镇海老城区,低可达性空间则主要分布在东部郊区、西部山区和南部农业区。②宁波居民的绿色空间可达性在空间上表现为市中心高人口密度-高可达性和郊区低人口密度-低可达性的空间匹配特征,在规模上仅不及半数的居民享有15min绿色空间可达性,在乡镇尺度上呈现显著的城区-郊区二元类型分异。③城市居民绿色空间可达性受多重影响因子驱动,按照重要性依次为区位特征、人类活动、开发强度、社会经济和地形条件。

    • 雄安新区生态系统热消减功能研究

      2022, 42(24):9981-9994. DOI: 10.5846/stxb202105311433

      摘要 (156) HTML (198) PDF 11.84 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安新区作为国家确立不久的新区,建设绿色生态宜居新城区是其重大规划目标之一。近几年城市化进程加快,城市面貌变化大,城市热岛效应愈发严重,而城市生态系统中的蓝绿空间能够提供温度调节功能,消减并改善城市热环境。基于Landsat遥感数据和土地利用数据,分析生态斑块的降温效益并模拟了雄安新区生态系统的热消减功能。结果表明:(1)雄安新区各类绿地中园地和其他林地的降温距离最大,为300 m,降温幅度分别为0.79℃和0.62℃;各类水体中湖泊的降温距离最大,为350 m,降温幅度为1.29℃。(2)不同生态斑块温度与景观格局指数有一定的相关性,其中相关性较强的有面积、周长、周长面积比和最小邻近距离指数,且不同类型斑块有不同的景观格局指数阈值,在阈值范围内温度呈下降趋势,城市蓝绿空间规划建设过程中可以参考各生态斑块的景观格局指数阈值开展工作。(3)雄安新区生态系统的热消减量在0.4-5.63℃之间,热消减能力突出的区域主要集中在白洋淀附近,其中湖泊发挥的作用最强,其次为分布在建成区的部分林地和草地,河渠的热消减能力相对较低,热消减能力最弱的是分布在雄安新区北边建成区的少量草地和林地。

    • 喀斯特区城市遗存山体野境自然野性评价——以贵阳为例

      2022, 42(24):9995-10010. DOI: 10.5846/stxb202201170153

      摘要 (213) HTML (263) PDF 4.68 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:黔中地区城市扩张过程中,建成区内遗存了大量的孤岛状自然山体,这些保留了原有生境的城市遗存自然山体在完全人工化的城市环境中可以被认为是城市遗存山体野境。然而由于人为干扰程度的不同,城市遗存山体野境的野性程度不同。科学评价城市遗存山体野境的野性水平,可以为城市遗存山体野境的保护提供科学依据。以中国西南喀斯特地区典型的多山城市为研究区域,在山体原有植被保持较好、且形态相对完整的城市遗存山体中,随机选取了18座城市遗存山体野境作为研究对象,采用层次分析法、熵权法、综合权重法构建了喀斯特地区城市遗存山体野境自然野性评价指标体系。通过实地调查结合遥感技术,获取了样本山体各指标数据,用线性加权求和法得到样本山体的自然野性评价值。最终通过正态分布法和专家诊断法相结合确定城市遗存山体野境自然野性阈值并进行分级。结果表明:(1)城市遗存山体野境自然野性指标体系由山体特征、动植物特征、环境特征3个准则层和7个指标层及26个评价因子组成,该指标体系对评价喀斯特地区城市遗存山体野境自然野性适宜。(2)城市遗存山体野境的山体特征指标的平均值为0.56±0.13,动植物特征指标的平均值为0.44±0.07,山体环境特征的平均值为0.48±0.12。(3)城市遗存山体野境的自然野性划分为,高野性、中野性、低野性、无野性4个等级。城市遗存山体野境自然野性的阈值是0.43,具有自然野性的山体面积占所选样山总面积的75.6%。研究结果将为判断多山城市人工环境中城市遗存山体自然野境地提供基础理论,为制定城市野境保护策略提供依据。

    • 多山城市遗存山体植物多样性斑块效应研究

      2022, 42(24):10011-10028. DOI: 10.5846/stxb202202080314

      摘要 (188) HTML (222) PDF 11.04 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨城市遗存山体植物多样性的斑块效应,以贵阳市建成区城市遗存山体为研究对象,采用单因素方差分析和最小显著性差异法(LSD),比较不同山体以及坡向、坡位的植物多样性差异,通过Spearman相关分析法,分析城市遗存山体植物多样性指数与城市遗存山体斑块指数之间的关系。结果表明:除地表粗糙度(SR)和分维数(Fd)指数外,23个城市遗存山体的斑块特征指标斑块面积(Pa)、表面积(Sa)、斑块形状指数(PSI)、破碎度(F)、相对高度(Rh)、平均坡度(As)、平面曲率(Hc)和剖面曲率(Pc)等指数差异比较大;不同城市遗存山体的植物群落整体植物、乔木层、灌木层和草本层的多样性指数均有显著差异。植物多样性各指数均与城市遗存山体的斑块特征指数FHcPcHcPaSa有相关性,与RhFdSR、PSI和As指数相关性不显著;不同坡位植物多样性各指数与城市遗存山体斑块指数响应强度由高到低顺序为山顶 > 山脚 > 山腰。不同坡向的植物多样性指数与城市遗存山体斑块指数响应强度由高到低顺序为西坡 > 北坡 > 南坡 > 东坡。总体而言,城市遗存山体的植物群落物种多样性存在斑块效应,城市遗存山体斑块的FHcPc指数对其植物多样性的影响显著。研究结果能对多山城市遗存山体生境保护和城市绿地生态系统规划与管理提供理论基础和科学依据。

    • 城镇化背景下深圳典型流域鱼类群落特征及驱动因子

      2022, 42(24):10029-10040. DOI: 10.5846/stxb202106071510

      摘要 (308) HTML (213) PDF 7.70 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:理解城镇的快速发展对河流鱼类群落结构的影响,是城镇河流科学管理和生物多样性保护的关键基础。研究于2019年丰水期(8月)和枯水期(11月),选取我国城镇化典型城市-深圳域内两个处于不同城镇化程度的代表性流域,应用多重统计方法比较分析了流域间鱼类群落结构的差异,并探讨了驱动鱼类群落变异的关键环境要素。结果发现,城镇化程度高的观澜河流域其鱼类种类组成、优势类群、生物多样性指数与城镇化程度低的坪山河流域有明显差别。具体表现为:城镇化程度高的流域土著敏感种类如异鱲、吸鳅等几近消失,优势类群为外来入侵耐受种类,其物种多样性显著低于城镇化程度低的流域(P<0.05)。同时,外来鱼类在城镇河段其数量占比平均达92.5%,广泛分布于深圳城镇河流中。在环境因素方面,城镇化程度高的观澜河流域水体理化指标总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数均显著性高于城镇化程度低的坪山河流域(P<0.05)。基于Bray-Curtis距离的冗余分析显示:城镇用地占比和总氮是影响观澜河和坪山河流域鱼类群落差异的主要因素。城镇化进程中河流生境的改变已影响到土著鱼类的生物多样性。因此,推动以恢复土著鱼类生物多样性的河流生态治理与保护是今后水生态目标管理的重要方向。

    • 河流着生藻类多样性对城镇化的响应——以深圳市为例

      2022, 42(24):10041-10050. DOI: 10.5846/stxb202105271393

      摘要 (250) HTML (217) PDF 3.64 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:着生藻类是河流生态状况的重要指示生物,然而关于城镇化对着生藻类多样性影响的研究还较缺乏。基于深圳市9条主要河流74个样点2020年雨、旱季的调查数据,对比了城区、郊区河流样点的着生藻类α、β多样性。两次调查共鉴定出着生藻类301个分类单元,其中硅藻门种类最多。谷皮菱形藻(Nitzschia palea)、隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)、平庸菱形藻(Nitzschia inconspicua)等污染指示种在城区组相对丰度更高,而清洁指示种微小曲丝藻(Achnanthidium minutissimum)在郊区组相对丰度更高。城镇化对着生藻类物种丰富度、香农维纳多样性指数、Pielou均匀度指数等α多样性指数均无显著影响,但对着生藻类群落结构有显著影响。城区组样点的着生藻类β多样性(用主坐标分析质心指示)低于郊区组,城区组与郊区组藻类β多样性差异在旱季更为显著。两组样点的藻类β多样性差异主要来源于物种周转组分。与城区组着生藻类群落显著相关的环境因子包括总氮、高锰酸钾指数、电导率、pH、浊度和水深,而与郊区组着生藻类群落显著相关的是总氮、溶解性无机磷和电导率。研究发现,城市人类活动导致的总氮、溶解性无机磷、高锰酸钾指数、电导率等指标的显著增高导致着生藻类β多样性的降低。为了保护河流生物多样性,建议有效控制城区生产生活污水排放,减少人类活动对河流的干扰。

    • 深圳城市生态大数据智慧管理和服务平台技术集成与应用研究

      2022, 42(24):10051-10059. DOI: 10.5846/stxb202201200199

      摘要 (229) HTML (345) PDF 3.44 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态环境是人类赖以生存和发展的基础,城市生态大数据智慧管理和服务平台建设是生态城市和美丽城市建设的需要。以深圳市为例,借助物联网、移动互联网、计算机、数据库和网络地理信息系统技术,以及时空地理大数据整合和共享、大数据挖掘分析和云端一体化业务协同等关键技术,结合城市生态系统评估分析决策模型/方法/对策库,在实现深圳市"空-地-网-统计-众源"等多源异构生态大数据有效集成的基础上,搭建了"数据采集-信息提取-知识发现-决策生成-快速服务"全流程、一体化的深圳市生态大数据智慧管理和服务平台,构建了面向业务部门和科研人员等专业用户的生态野外数据调查采集系统和城市生态监测与评估管理决策分析系统,以及面向社会大众的深圳生态大调查APP。平台首次揭示了深圳市1979年以来不同生态系统的格局、构成、过程、服务和健康状况的变化,提升了深圳市生态环境综合决策科学化、生态环境监管精准化、生态环境公共服务便民化水平。平台有效降低了用户数据收集与处理和操作专业模型的难度,突破了原始数据应用的瓶颈和难点,提高了专业模型在业务部门中的使用率。未来,依靠"生态大数据+生态专业模型"的技术方案实现从数据到知识的挖掘,是实现城市生态大数据智慧化和专业化管理的关键,也是全面提高城市生态环境保护信息化服务水平的重要途径。

    • 北京市自然保护地生态效益及其影响因素

      2022, 42(24):10060-10071. DOI: 10.5846/stxb202108252386

      摘要 (224) HTML (288) PDF 4.04 M (735) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然保护地是生物多样性富集区域,发挥着水源涵养、防风固沙等重要的生态效益。北京市共5类79处自然保护地,是首都重要生态屏障,但自然因素和人为干扰对自然保护地生态效益有着重要影响。核算了北京自然保护地的5种典型的生态效益,使用单因素方差分析比较了不同类型自然保护地生态效益的差异,并基于冗余分析法探究了2种自然因素(年均气温和年降水量)和4种人为因素(人口密度、建设用地比例、耕地比例和道路密度)对生态效益的影响。结果表明:(1)北京自然保护地总体生态效益:北京自然保护地生境质量高,生境质量指数均值高达0.88;其它4项可价值化的生态效益中,水源涵养价值最大,固碳价值最低。(2)各类自然保护地之间生态效益比较:除生境质量外,其它4个生态效益之和,自然保护区和森林公园显著高于其它3类自然保护地;湿地公园的生境质量显著低于其它4类保护地,而这4类保护地之间生境质量并无显著差异;从水源涵养的生态效益来看,风景名胜区和地质公园显著低于其它3类自然保护地。(3)人为干扰因素(影响水平为38.92%)对生态效益的影响程度远高于自然因素(影响水平为16.63%);防风固沙、水土保持和固碳效益主要受人为干扰影响,而生境质量同时受到自然因素和人为因素的影响,水源涵养则主要受到自然因素的影响。(4)基于冗余分析,北京自然保护地可分为3个类群:水源涵养型、高质量栖息地型、其它生态效益型(包括防风固沙、水土保持和固碳)。研究可服务于北京保护地管理,提升北京自然保护地的生态效益。

    • 基于GlobeLand30的城市生态用地时空变化特征——以北京市为例

      2022, 42(24):10072-10087. DOI: 10.5846/stxb202108212336

      摘要 (185) HTML (238) PDF 15.00 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态用地是保障城市生态系统结构及功能稳定的土地类型。在城市高速增长而土地资源有限的背景下,北京市探索了城市总体规划统领的生态保护与建设有效途径,探究其生态用地时空变化特征,能够为生态用地与建设用地同步规划和协调布局提供参考。针对现有研究中孤立探讨生态用地相关问题的不足,将城市视为一个整体,在综合分析生态用地与其他用地的关系的视角下,基于北京市2000年、2010年和2020年的GlobeLand30土地覆盖数据,首先分析了2000-2020年生态用地与建设用地、农用地的相互转化,揭示了各类用地变化强度在不同距离及方位的空间分布特征,应用景观格局指数刻画了空间形态变化;其次,进一步拓展了景观扩张指数的应用范围,建立景观扩张/收缩指数判定生态用地空间形态变化模式;通过高斯两步移动搜索法计算建设用地与生态用地的可达性。结果表明:(1)生态用地面积占比一直为13%-15%,但不同距离和方位的空间分布发生显著变化,生态条件较好区域受城市增长负面影响较大,生态条件相对薄弱区域的生态建设在城市增长中加强。(2)生态用地的空间形态变化不大,但空间分布趋于分散;生态用地增加以新生模式和扩展模式为主,减少则从消亡模式为主转向分裂模式和收缩模式为主。(3)建设用地与生态用地的可达性整体偏低,2000-2010年新增建设用地可达性的低等级占比高于既有建设用地,可达性高值区零散分布在中心区域;2010-2020年新增建设用地可达性的较高等级占比高于既有建设用地,可达性较高区域的空间分布更加均匀。研究结果有助于从北京市解决城市增长与生态建设矛盾的成效中,发现值得其它城市借鉴的有益经验。

    • 高寒地区煤矿排土场植被恢复研究——以内蒙古扎哈淖尔煤矿为例

      2022, 42(24):10088-10097. DOI: 10.5846/stxb202202090317

      摘要 (241) HTML (707) PDF 7.53 M (701) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒煤矿排土场植被恢复是制约我国矿区绿色可持续发展亟待解决问题,内蒙古扎哈淖尔煤矿通过不同的生态措施对排土场进行人工植被恢复的实践。在2020年和2021年对该高寒煤矿排土场75个样地进行野外连续监测,对不同生态恢复措施影响高寒地区内蒙古扎哈淖尔露天煤矿排土场植物恢复过程中的群落组成、盖度、物种多样性进行分析,阐明不同恢复措施在高寒地区煤矿排土场植被恢复中的作用。研究结果表明:从2020年到2021年排土场的植物群落物种数、植被盖度和群落多样性存在显著的季节变化规律;周边原生草原的非人工种植植物随恢复时间增加而不断进入排土场,导致群落物种数显著增加;植物群落多样性在平面、坡面与田字格地形存在显著差异,田字格上Shannon-Wiener多样性指数最低;坡度显著影响群落多样性,同时受到季节变化影响;喷播加灌木种植方式与其他4种播种方式相比显著增加群落香浓维纳多样性指数;但不同坡向、土壤施肥方式和水分灌溉方式对植物群落多样性没有显著影响。研究结果可为完善草原露天煤矿植被恢复技术提供科学依据。

    • 海绵城市建设对流域海绵体生态水文过程的改善

      2022, 42(24):10098-10110. DOI: 10.5846/stxb202111093140

      摘要 (179) HTML (242) PDF 6.09 M (705) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速城市化驱动的不透水面比例增加是引起流域洪峰和径流总量增加的直接原因,海绵城市建设通过生态基础设施网络构建增加流域透水面比例,是重构流域生态水文过程的重要途径。但是海绵城市建设在流域海绵体生态水文过程中发挥的作用尚不清楚。以深圳市布吉河流域洪湖片区为例,通过雨季水文过程要素在线连续监测来确定海绵城市建设是否改善洪湖片区生态水文过程。结果表明,中观尺度上,雨季降雨量对洪湖片区地表径流总量无直接影响,降雨强度显著影响洪湖片区地表径流峰值流量(P<0.05),日降雨量对布吉河水质影响极显著(P<0.01)。洪湖片区通过28.3%(0.85 km2)海绵面积建设,透水面比例提升,以生物滞留设施和透水铺装等强化片区蒸散和下渗过程,减少雨季径流97.2%(248.72万m3),削减典型降雨峰值流量98.2%以上,降低易涝点积水水位至7.8 cm以下,2.8%形成河川径流(布吉河),海绵面积(比例)和地表径流量削减无直接量化关系。洪湖片区污染物截留时空随保水能力得到提升,控制排放悬浮物月均浓度均低于15.60 mg/L,污染物通过径流裹挟进入布吉河的总量和速率降低,促使布吉河黑臭消除、水质提升至IV类。海绵城市建设对微观尺度生态水文过程的影响与中观尺度存在差异,降雨量等因素与典型项目生态水文过程量化关系不明显。学校、道路和社区公园利用绿色屋顶、透水铺装等强化下渗、蒸散,可削减雨季径流99.0%以上、削减峰值流量97.0%以上,控制悬浮物月均浓度低于17.10 mg/L。总之,以上研究结果强烈表明海绵城市中微观尺度源头减排设施和调蓄设施的耦合建设模式可以削减洪湖片区径流总量、峰值流量、积水水位和径流污染,是一种改善相似流域生态水文过程的有效途径。

    • 碳中和视角下基于主体功能区分类约束的国土空间分区优化模拟——以福建省为例

      2022, 42(24):10111-10126. DOI: 10.5846/stxb202112173585

      摘要 (224) HTML (224) PDF 25.16 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:在推进新时代生态文明建设、确保区域社会经济绿色发展并如期实现碳达峰碳中和目标的发展导向下,基于主体功能区分类约束开展以低碳发展为牵引的多情景国土空间优化模拟研究具有重要意义。以国家生态文明试验区福建省为研究区,设定自然发展和低碳发展两种不同情景,针对不同类别主体功能区,设置差异化的碳排放量、经济效益和生态效益约束目标,在对用地需求进行预测的基础上,基于PLUS模型开展多情景下的国土空间分区优化模拟。结果表明:(1)从用地规模和数量结构来看,低碳发展情景下的功能区用地结构更加符合低碳经济发展的要求,该情景在减缓碳源地增加速度的同时,能够降低碳汇地的减少速度,在保障区域经济发展用地需求的同时减少碳排放并降低生态环境影响;(2)从用地布局来看,虽然不同情景下的用地结构存在一定差异,但从空间分布特征来看,各地类的变化规律基本与历史趋势基本相同,其中碳源地主要分布在临近海岸线处海拔较低、地势平缓易开发的一侧,碳汇地主要集中在内陆区域海拔相对较高且地况较复杂的区域;(3)从三类典型区域空间演变模式来看,农业生产区和生态保护区的变化较小,城镇建设区变化较为明显,城镇建设区和农业生产区主要功能用地分布较为集中且聚合度较高,生态保护区主要功能用地较为分散且一般呈破碎状。在不同发展情景下,国土空间格局中的碳源地不断扩张、碳汇地空间逐步受到挤压,应进一步发掘存量用地的潜力,推动土地资源的高效利用。

    • 开都河流域生态安全格局构建与生态修复分区识别

      2022, 42(24):10127-10137. DOI: 10.5846/stxb202111133187

      摘要 (225) HTML (228) PDF 17.42 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态文明建设背景下的国土空间生态修复已上升为国家战略,开展典型区域生态保护与修复研究具有重要意义。以开都河流域为研究区,并向流域外扩展20%的缓冲区,采用InVEST模型和MSPA分析方法识别生态源地,以人类居住合成指数修正电阻面,运用电路理论的方法提取生态廊道、"夹点"、障碍点区域,识别开都河流域生态安全格局,在此基础上结合生态功能区划,构建区域生态保护与修复格局。结果表明:(1)流域共识别生态源地15468.94km2,廊道498.87km及31处"夹点"、9处障碍点和24处生态断裂点,形成源地、廊道网络体系及区域生态保护与修复关键点串联的开都河流域生态安全格局;(2)以生态安全格局、生态基底等为基础并参考生态功能区划,识别开都河流域"一轴、两核、一网络、多片区"的生态保护与修复格局,并提出相应保护与修复措施,为区域国土空间生态修复规划编制及生态保护与修复的实践提供相应参考。

    • 辽宁中部城市群城市非点源污染负荷评估

      2022, 42(24):10138-10149. DOI: 10.5846/stxb202112063456

      摘要 (117) HTML (242) PDF 9.81 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:过去几十年我国经历了快速城市化过程,这使得不透水面大幅度增加,导致地表径流和洪峰流量增加,进入水体的污染物增多。城市非点源污染已成为河流水体恶化、生态系统退化的重要原因。在快速城市化过程中,城市群已成为城市化发展的新阶段。位于同一流域的各城市所产生的城市非点源污染导致城市群流域水环境问题越来越突出,成为制约城市群流域可持续发展的关键因素之一。现有的关于城市非点源的研究多集中于城市内部小尺度,对城市群大尺度的研究亟需发展。以位于浑河太子河流域的辽宁中部城市群为例,在沈阳市不同功能区和不同下垫面进行降雨径流采样,基于事件平均浓度(EMC)法和SWMM (Storm Water Management Model)模型相结合的方式,定量评估城市群流域城市非点源污染负荷。研究结果表明:路面径流中城市非点源污染物浓度、负荷量及其单位面积负荷要高于屋面径流和透水面径流。辽宁中部城市群TP、TN、COD、TSS的年均城市非点源污染负荷分别为265.52、852.89、2249.71、192496.74 t/a,重金属Cd、Ni、Pb、Cr、Cu、Zn的年均城市非点源污染负荷分别为347.99、9932.62、25861.29、28360.41、36068.30、138840.42 kg/a。沈阳市城市非点源污染负荷最高,但其单位面积负荷最低。研究基于更为精细的城市下垫面划分,综合考虑城市功能区划、下垫面类型和降雨强度,更为准确的评估了辽宁中部城市群流域的城市非点源污染负荷。研究能够为高度城市化流域城市非点源污染防控和水环境综合治理提供科学依据。

    • 基于投入产出模型的黄河“几字弯”城市群用水特征与节水关键区域

      2022, 42(24):10150-10163. DOI: 10.5846/stxb202111113173

      摘要 (156) HTML (231) PDF 5.84 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河"几字弯"区域是黄河流域的关键节点,是实现中西部崛起的关键区域,也是黄河流域生态环境保护和高质量发展的战略支撑。然而,缺水已经成为制约"几字弯"地区经济社会发展的最大瓶颈。利用投入产出模型,从生产侧的实体水和消费侧的虚拟水出发,分析"几字弯"地区18个城市的用水量、结构变化和流入流出特征,结合生产与消费两个方面提出了"几字弯"地区城市群节水的重点区域及产业供水调整的建议。(1)"几字弯"区域虚拟水用量由2007年648.5亿m3增加至2017年778.4亿m3,增加了20%,但实体水用量仅变化了-0.04%,各城市虚拟水增长类型差异较大。(2)18个城市实体水占虚拟水的比例由2007年41.7%下降至2017年34.8%,水资源利用效率逐步提高;实体水的用水大户是农业,虚拟水的用水大户是制造业和农业,服务业实体水和虚拟水用量剧增。(3)区域18个城市虚拟水流入量增长明显,但整体仍呈现出虚拟水净流出的特征。制造业虚拟水流出量均在188.9亿m3以上,流入量均不足108.9亿m3,制造业在区域经济中具有一定的比较优势。(4)巴彦淖尔、中卫、吴忠、石嘴山和白银市是"几字弯"18个城市中重点节水的对象。在这些城市中,农业用水比重较大,产出较低,农业是今后节水的重点。鄂尔多斯、包头、石嘴山、乌海制造业具有比较优势,巴彦淖尔的农业用水系数远远高于18个城市的平均值,需要控制其农业用水。对于鄂尔多斯、包头、石嘴山、乌海、巴彦淖尔5市,需要向当地的优势产业制造业和服务业进行供水倾斜、提高比较优势。

    • 基于适应性循环理论与压力-状态-响应框架的区域社会-生态系统演进研究

      2022, 42(24):10164-10179. DOI: 10.5846/stxb202110152916

      摘要 (246) HTML (244) PDF 5.94 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:21世纪以来都市圈快速扩张对区域社会-生态系统的可持续发展构成威胁,基于动态演进视角的区域社会-生态系统运行机制解析备受关注。以南京都市圈为例,从区域和城市两个尺度,基于适应性循环理论与压力-状态-响应框架解析2000-2019年近20年来都市圈社会-生态系统的交互适应循环阶段,以及每个阶段系统的差异化应激响应机制。研究表明南京都市圈社会-生态系统整体经历了3个适应循环周期,现处于新一轮的适应性循环阶段,系统适应性呈上升趋势,但社会子系统和生态子系统尚未取得协调。都市圈内各城市的社会-生态系统演进类型有所不同,可分为稳定增长型、波动增长型、不均衡发展型和生态危机型四类。未来需要采取差异化的社会-生态系统治理策略,确保都市圈整体优化发展。

    • 黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的土壤盐碱与养分特征

      2022, 42(24):10180-10190. DOI: 10.5846/stxb202110142899

      摘要 (169) HTML (233) PDF 1.26 M (785) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的土壤盐碱和养分特征,明确不同密度柽柳林的"盐谷"及"肥岛"效应,以黄河三角洲山东省滨州市北海新区滨海滩涂的低密度(1100株/hm2)、中密度(4100株/hm2)和高密度(7100株/hm2)柽柳林为研究对象,测定分析不同密度柽柳林及柽柳植株周边不同位置的土壤pH、电导率、速效氮、速效磷、速效钾、有机碳等指标。结果表明:(1)土壤电导率随林分密度增大表现为逐渐减小,在中、高密度柽柳林,土壤电导率分别比低密度降低28.39%、55.74%;随距离柽柳植株远近不同,中、高密度柽柳林土壤电导率表现为根部 < 冠幅中心 < 冠幅边缘 < 株间空地,即中、高密度柽柳林出现"盐谷"效应,而低密度林分未出现。(2)土壤速效氮、速效磷和有机碳含量随林分密度增大表现出先增大后减小,在中、高密度柽柳林,柽柳植株周边不同位置的速效氮、速效磷和有机碳含量存在显著差异(P<0.05),表现为根部>冠幅中心>冠幅边缘>株间空地,而低密度柽柳林差异不显著(P>0.05);即中、高密度柽柳林出现"肥岛"效应,而低密度林分未出现。(3)中密度柽柳林在养分含量、养分富集率方面高于高密度,在盐分富集率方面低于高密度,具有更强的"肥岛"、"盐谷"效应。(4)不同密度柽柳林以及柽柳植株周边不同位置的土壤pH差异均不显著(P>0.05)。林分密度显著影响土壤盐分及养分含量,中密度柽柳林具有显著提高土壤肥力的作用,高密度次之,而低密度较差。不同密度柽柳林的降盐作用表现为中、高密度较好,低密度较差。基于柽柳林改良土壤盐碱与养分的作用,建议黄河三角洲滨海滩涂柽柳合理的初植密度为4100株/hm2

    • 酸雨对中国陆地生态系统土壤呼吸影响的整合分析

      2022, 42(24):10191-10200. DOI: 10.5846/stxb202110202959

      摘要 (239) HTML (316) PDF 2.41 M (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过整合分析(Meta-analysis)国内外公开发表的81篇模拟酸雨实验论文的2683条有效观测数据,量化了酸雨对中国3个主要陆地生态系统(森林、草地和农田)土壤呼吸(Rs)及其组分(自养呼吸(Ra)、异养呼吸(Rh))的影响。结果表明,酸雨显著降低了Rs (-9.6%)、Rh (-7.7%)和Ra (-11.7%);酸雨pH越低,Rs及其组分的降幅越大;野外实验对Rh和Ra的负效应大于温室实验。酸雨对Rs的负效应在农田最大(-14.7%),草地次之(-10.8%),森林最小(-8.0%);森林Rh、Ra对酸雨的响应与Rs一致,不同林型间差异不显著;草地Rh和Ra在酸雨处理下分别显著降低和增加。Rs、Rh与土壤pH显著正相关,与土壤有机碳(SOC)显著负相关;Rh和Ra分别与地上和地下生物量显著正相关。酸雨对Rs和Ra的负效应随纬度的增加而减弱,随年平均温的升高而增强,对Rs的正效应随年平均降水的降低而增强。研究表明,酸雨不仅降低了土壤pH,抑制了植物生长,减少了植物向土壤的碳输入,还降低了微生物活性,减少了Rh,导致SOC分解降低,因而未显著改变土壤碳库。研究结果将为全球变化背景下我国陆地生态系统的碳预算提供科学借鉴。

    • 喀斯特山地不同微地貌下土壤碳氮磷空间异质性及生态化学计量特征

      2022, 42(24):10201-10213. DOI: 10.5846/stxb202110232994

      摘要 (181) HTML (241) PDF 9.78 M (621) 评论 (0) 收藏

      摘要:喀斯特地区特殊地质背景造就复杂破碎的地形发育出多样的微地貌,这使得清晰地认识土壤碳氮磷的空间异质性及生态化学计量特征存在困难。基于实地调查、土壤采样、实验测试的结果数据,引入混合效应模型评估方法结合变异系数,分别从全量(土壤有机碳、全氮、全磷)及有效态(活性有机碳、碱解氮及速效磷)两方面,揭示不同微地貌类型下土壤碳氮磷空间异质性及其生态化学计量特征。结果显示:(1)不同微地貌类型下土壤有机碳、全氮、全磷对碳氮磷比值的耦合解释度为:土面(91.09%) > 石沟(91.02%) > 石坑(84.63%) > 石洞(80.17%) > 石缝(73.20%),土面的空间异质性最低而石缝最高。(2)有效态方面,活性有机碳、碱解氮和速效磷对碳氮磷比值的耦合解释度特征为:石缝(84%) > 石洞(58.15%) > 土面(47.80%) > 石坑(44.06%) > 石沟(32.18%),说明石缝微地貌的土壤活性有机碳、碱解氮及速效磷空间异质性最低。(3)不同微地貌类型下土壤全量碳氮磷生态化学计量的变异系数差异均在50%以上(C/N 80%、C/P 53.57%、N/P 69.33%)。通过揭示不同微地貌土壤全量及有效态碳氮磷空间异质性及生态化学计量特征,为喀斯特土壤系统管理方案及应对全球变化与碳中和提供数据和科学参考。

    • 典型冷暖季沉水植物凋落物分解特性及沉积物微生物群落变化

      2022, 42(24):10214-10225. DOI: 10.5846/stxb202106281715

      摘要 (169) HTML (221) PDF 7.52 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究湿地沉水植物腐败分解对水体的污染状况,选择典型沉水植物金鱼藻(暖季植物)和菹草(冷季植物)进行了为期60 d的凋落物分解实验。结果表明金鱼藻和菹草凋落物分解规律相似,0-15 d快速分解,15-60 d缓慢分解,60 d凋落物失重率分别达到60.43%和66.72%。菹草的有机物释放量明显高于金鱼藻,N和P释放量相反,分解释放的N主要是NH+4-N和有机氮。三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子分析法解析出一种类色氨酸物质C2和3种类腐殖质物质C1、C3、C4,易降解的类色氨酸有机物先增加后减少,难降解的类富里酸和类腐殖酸有机物逐渐增加。EEMs和四种组分的最大荧光强度百分比表明,溶解性有机物(DOM)在0-15 d以易降解有机物为主,15-60 d以难降解有机物为主。两种植物凋落物分解释放的DOM含量及特性不同,整体上呈低腐殖化特征,可能是水中难降解DOM的一个重要来源。植物凋落物的分解促进了沉积物中微生物的丰富度,降低了微生物的多样性;参与分解的主要微生物包括4 d时的Pseudomonas属(26%-35%)、15 d和30 d时的Malikia属(>8%)和Bacillus属(2.6%-9%),分解难降解有机物的微生物逐渐增加,如Flavobacterium属;沉积物中微生物群落结构的变化受营养物质可利用性变化的影响。分析发现植物凋落物分解对水质的影响具有阶段性,0-15 d,N和P释放量增加暂时导致了水质恶化;15-60 d,N和P释放量降低,难降解有机物含量逐渐增加,可能会加剧水体甚至是沉积物的腐殖化程度。因此,在植物衰亡期应及时打捞或者做好植物平衡收割管理,避免因植物大量腐败导致水质恶化。

    • 西昆仑山两种针叶树种径向生长及其对气候变化的响应

      2022, 42(24):10226-10240. DOI: 10.5846/stxb202110112844

      摘要 (367) HTML (248) PDF 6.21 M (2978) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用西昆仑山的雪岭云杉和昆仑圆柏树芯样本,建立其树轮宽度年表。通过分析两种针叶树种树木径向生长特征与气候要素的相关关系,探讨了树种间的树木生长气候响应异同及响应关系的稳定性。结果表明:研究区域内的雪岭云杉和昆仑圆柏年表间存在显著正相关。两种针叶树种在1994年气温突变前树轮宽度年表指数和基部断面生长增量(BAI)呈上升趋势,在气温突变后年表和BAI则呈下降趋势,并且昆仑圆柏的树木径向生长速率高于雪岭云杉。与气候要素的相关性分析结果表明,雪岭云杉径向生长与上年生长季(5-6月和8-10月)和当年生长季(3-6月和10月)气温呈显著负相关,而昆仑圆柏径向生长与上年10月和当年生长季前期(4-6月)气温呈显著负相关;两者均与当年春季降水呈显著正相关。滑动相关分析结果显示,上年和当年生长季气温对两个树种树木径向生长的负响应在增强,特别是在当年生长季前期更为显著。此外,当年生长季前期降水对树木径向生长的促进作用也在增强。在有可能的气候突变年份(1994年)之后,两种针叶树种对气温和降水的响应敏感性均有所增强,并且雪岭云杉对气温的响应敏感性强于昆仑圆柏,而对降水响应敏感性要弱于昆仑圆柏。

    • 雅鲁藏布江三大支流流域小花水柏枝种群结构及动态特征

      2022, 42(24):10241-10252. DOI: 10.5846/stxb202110132894

      摘要 (174) HTML (292) PDF 3.26 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:小花水柏枝(Myricaria wardii)为西藏特有物种,是重要的藏药资源,主要分布于雅鲁藏布江(简称雅江)三大支流河谷流域。为探索小花水柏枝种群结构及分布特征,在雅江三大支流拉萨河、年楚河和尼洋河流域设定15个样点,每个样点5个样方,测量小花水柏枝的基径大小,用径级大小划分年龄结构,通过编制静态生命表并绘制存活曲线来描述种群结构,并使用种群动态量化和时间序列分析预测小花水柏枝种群数量变化。结果表明:雅江三大支流小花水柏枝种群径级结构均为底部狭窄中部膨大的非典型金字塔结构。动态指数显示三大支流小花水柏枝种群均为增长型但增长趋势不明显,并且对外界干扰比较敏感,抗干扰能力较差。静态生命表及相关曲线显示三大支流小花水柏枝种群存活数量和生命期望随着径级增大逐渐下降,三大流域小花水柏枝种群均发生不同程度的波动,整体呈现不稳定的状态。生存分析和时间序列分析均表明缺乏幼苗是导致未来小花水柏枝衰退的主要原因,且预测年楚河和拉萨河小花水柏枝种群将更快进入衰退期,尼洋河流域小花水柏枝种群衰退期较晚。同时,幼苗所占比例与居群所在地降水量显著正相关,因此高降水量的尼洋河流域更适合小花水柏枝的生存。然而此环境的小花水柏枝种群数量对干扰较敏感,建议在雅江三大支流流域经济发展的同时加强对小花水柏枝种群幼苗保护,保护和改善小花水柏枝种群生境,以维持其种群的天然更新和恢复。

    • 北京地区木本春季物候特征与生物学特性的关系

      2022, 42(24):10253-10263. DOI: 10.5846/stxb202110152913

      摘要 (244) HTML (255) PDF 5.65 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物物候是植物生活史中的重要性状,也是指示气候与自然环境变化的重要指标,现已成为全球变化领域的研究热点之一。传统物候研究多假设物候由气候因素决定,如气温、降水、光照等,并主要从植物物候的年际变化角度探讨了气候因素对物候特征的影响。然而,不同物种的物候存在较大差异表明植物物候还与自身生物学特性(如系统发育和功能性状)有关,但植物生物学特性如何影响植物物候仍缺乏深入研究。基于北京地区44种木本植物1965-2018年的展叶始期和开花始期观测资料,以展叶始期和开花始期的3类物候特征(平均物候期、物候对温度的响应敏感度和物候期的积温需求)为例,探究植物物候特征与系统发育和功能性状的关系。首先,利用系统发育信号Blomberg's K和进化模型检验植物物候特征是否具有系统发育保守性,并通过系统发育信号表征曲线直观表达植物物候特征的进化模式;之后,利用广义估计方程分析植物生活型、传粉型与物候特征的关系,以揭示不同植物的资源利用方式及生存策略的差异。研究发现:(1)除展叶始期的温度敏感度外,其余物候特征的进化均受随机遗传漂变和自然选择力的共同作用,可推断物候特征具有系统发育保守性,即亲缘关系越近的物种物候特征越相似。(2)开花始期的系统发育信号强度比展叶始期更大,表明繁殖物候的系统发育可能比生长物候更保守。(3)植物展叶始期及其积温需求与生活型密切相关。灌木比乔木的展叶时间早、积温需求少。植物开花始期与传粉型相关,风媒植物开花显著早于虫媒植物。研究成果有助于深入理解物候变化的生物学机制,对于丰富物候学的理论研究有重要意义,同时对植物保护也具有重要的指导价值。

    • 天坑森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性特征

      2022, 42(24):10264-10275. DOI: 10.5846/stxb202110273025

      摘要 (295) HTML (278) PDF 7.80 M (1306) 评论 (0) 收藏

      摘要:以天坑内部-边缘-外部森林植物群落为研究对象,通过调查植物的群落结构、叶功能性状,探究天坑内外森林植物群落叶功能性状、物种多样性和功能多样性变化特征及其内在关联,为深入了解负地形森林生态系统的功能和恢复退化喀斯特地区的植被提供一定参考。研究结果如下:(1)比叶面积(198.75 cm2/g))、叶面积(42.70 cm2)、叶磷含量(1.70 g/kg)和叶钾含量(10.27 g/kg)在天坑内部最高,叶组织密度(0.32 g/cm3)和叶干物质含量(0.41 g/g)在天坑外部最高,天坑内外森林均易受到磷限制,表明随天坑内部-边缘-外部生境变化,植物对环境的适应机制和生存策略发生了部分调整,物种的防御策略增强,生长投入策略减弱。(2) Shannon-Wiener指数(2.82)、Simpson指数(0.92)和Pielou's均匀度指数(0.87)均以天坑外部最高,功能丰富度(1.05)、功能离散度(1.88)和Rao's二次熵(4.52)以天坑内部最高,表明随天坑内部-边缘-外部生境的变化,植物功能性状的差异减少,物种分布及其功能性状分布总体上更为均匀、物种数量增多。(3)物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在较强的相关性,表明物种多样性指数之间、功能多样性指数之间存在不同的制约关系。(4)叶功能性状与物种多样性、功能多样性的相关性强,物种多样性和功能多样性之间相关性较弱,表明叶性状对生态学过程的变化较为敏感,叶功能性状与物种多样性之间存在较强的耦合关系。

    • 极小种群野生植物密叶红豆杉(Taxus fuana)径向生长对气候的响应

      2022, 42(24):10276-10287. DOI: 10.5846/stxb202111023073

      摘要 (235) HTML (264) PDF 6.28 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解树木生长对气候的响应对过去气候重建和预测其对未来气候变化的响应都至关重要。就珍稀濒危树种而言,这还会有助于对其的有效保护。在中国红豆杉属珍稀濒危植物中,密叶红豆杉(Taxus fuana)分布面积最小,野外生存压力大,属于极小种群植物。运用年轮生态学方法,对西藏吉隆地区开热和吉普两地的密叶红豆杉种群进行树轮盘采样,分析了吉隆地区密叶红豆杉径向生长与温度和降水相关气候因子的相关性,旨在揭示影响密叶红豆杉生长的主要气候因子。结果表明,两个种群径向生长对温度的响应不同。开热种群密叶红豆杉径向生长与各月温度多呈显著正相关;吉普种群密叶红豆杉径向生长与各月温度的相关性较弱,且多为负相关,尤以3月份的最显著。两个种群的径向生长对降水的响应也不同。冬季休眠期(12月)的降水对开热种群密叶红豆杉径向生长呈负相关,而生长季初期(5月)和生长季末期(9月)的降水呈正相关。各月的降水对吉普种群密叶红豆杉的径向生长未表现出显著的影响。研究结果可为探讨气候变化下密叶红豆杉的适宜分布区、以及密叶红豆杉的保护和可持续管理提供参考。

    • 2000年以来中国潜在植被净初级生产力的时空分布模拟

      2022, 42(24):10288-10296. DOI: 10.5846/stxb202111053112

      摘要 (233) HTML (335) PDF 7.06 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜在植被的净初级生产力(PNPP)是在无人类干扰情况下,立地所能发育形成最稳定成熟植被的净初级生产力,PNPP能够直接反映自然生态系统的质量状况,是分离人类活动对生态环境影响的重要指标。研究改进了CASA (Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,引入潜在光合有效辐射吸收比例(PFPAR)模拟了2000-2020年中国植被PNPP的时空分布格局。结果表明:中国PNPP空间分布差异较大,东南沿海和东北大、小兴安岭地区PNPP较高,新疆、西藏等西部干旱、高寒地区PNPP较低,呈现以400 mm等降水量线为界的空间分异格局。2000-2020年,中国PNPP总体上呈现递增趋势,年际波动小,PNPP减少的区域与增加的区域面积基本相等。PNPP波动较大的地区主要位于青藏高原、四川盆地和贵州高原。研究结果量化了气候变化背景下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,可分离出人类活动对自然生态系统的直接影响,为制定针对性的生态修复对策提供了科学依据。

    • 宁夏贺兰山斑子麻黄种群的性比及雌雄空间格局

      2022, 42(24):10297-10304. DOI: 10.5846/stxb202111263336

      摘要 (180) HTML (240) PDF 1.25 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:性比、空间分布格局及关联性对雌雄异株种群的繁殖、进化与发展具有重要影响。斑子麻黄是雌雄异株且狭域分布的国家二级保护植物,在维持贺兰山荒漠生态系统稳定性和多样性发挥着重要作用,但有关斑子麻黄种群性比的研究未见报道。研究分析了宁夏贺兰山4个不同海拔(S1、S2、S3、S4)斑子麻黄天然种群性比、空间分布格局及关联性。结果表明:(1)斑子麻黄性比与生长环境条件密切相关。4个种群都偏雄,生长环境严酷的S3、S4种群性别显著偏雄(P<0.05);不同龄级分析显示由于环境的异质性,斑子麻黄种群偏雄发生在不同阶段,生境条件好的S1、S2种群在幼龄和成年阶段显著偏雌或有偏雌趋势,偏雄发生在老年阶段;而生长环境严酷的S3、S4种群偏雄发生在幼龄阶段,成年和老年阶段有偏雄的趋势。(2)雌雄种群的空间关联性会决定种群的发展。S1、S3、S4雌雄空间关联性表现为"正关联→不关联",但S1种群雌雄之间空间关联性远远小于S3、S4种群,以致S1种群雌雄之间空间关联性不够,导致S1种群为衰退型;S3、S4种群为增长型种群,说明较大尺度的雌雄的空间关联有利于繁殖。而S2种群在整个尺度上都表现为"无关联",雌雄群体相互独立,各自发展,缺乏幼体,即衰退种群。研究结果揭示了斑子麻黄雌雄群体的组成、结构及空间分布特征,为其保育提供了理论依据。

    • 青藏高原矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片性状对海拔高度变化的响应

      2022, 42(24):10305-10316. DOI: 10.5846/stxb202111143191

      摘要 (229) HTML (270) PDF 2.67 M (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶片对环境变化十分敏感,能反映植物适应环境所形成的生存策略。为揭示高寒植物叶片性状对海拔高度变化的响应,对位于青藏高原东北部的冷龙岭3400-4200 m之间5个不同海拔高度的矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片进行取样,采用常规石蜡制片技术和显微观察方法测定叶片外部形态、表皮气孔特征和解剖结构,探讨其叶片性状随海拔的变化,结果表明:(1)随海拔高度升高,叶面积呈减小的趋势,而比叶重和叶干物质含量增加;(2)叶片下表皮气孔密度随海拔升高呈先增加后下降的趋势,且气孔密度、气孔器面积、长度、宽度和潜在气孔导度指数等气孔特征之间存在显著相关性;(3)叶厚、栅栏组织和海绵组织厚度随海拔升高呈显著增厚的趋势;(4)叶片解剖结构可塑性和相关性分析显示,上、下角质层厚度的可塑性指数最大,而部分解剖结构指标间存在极显著的相关性。研究表明,矮火绒草为适应沿海拔上升温度降低的环境,主要采取叶片变小、变厚的对策,使植物趋于保温、保水和抗机械损伤的方向发展,并将资源最大化地投入到自身生长发育中。

    • 哈尔滨黄土炭屑记录的中晚更新世以来古火活动及其驱动机制

      2022, 42(24):10317-10328. DOI: 10.5846/stxb202110082782

      摘要 (204) HTML (227) PDF 11.17 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:火作为陆地生态系统中重要的环境因子,与气候、植被和人类活动密切相关,古火演化已成为目前全球变化关注的热点问题之一。炭屑是探索古火活动和人类用火及其驱动机制的重要指标,为研究古环境和古气候的演变提供了一种新的途径。我国东北地区的炭屑研究较为薄弱,仅有的少数研究集中在全新世,缺少更长时间尺度的沉积记录。为此,基于光释光、电子自旋共振、深海氧同位素转折年龄构建了哈尔滨黄土的年代框架。在此基础上,重点对黄土-古土壤中炭屑和总有机碳(TOC)进行分析,以重建中晚更新世以来松嫩平原东部的古火活动与古植被-古气候间的关系,并进一步探讨古火活动的驱动机制。结果表明:哈尔滨黄土-古土壤炭屑中圆叶炭屑总数最多,长叶炭屑数量较少,炭屑形态揭示研究区主要为木本型炭屑;炭屑粒度以<30 μm的炭屑为主,>100 μm的炭屑最为稀少,炭屑粒度特征记录本地区为区域性古火事件。哈尔滨荒山黄土-古土壤炭屑总浓度、圆叶炭屑浓度、长叶炭屑浓度的变化具有较高的一致性,炭屑浓度曲线与TOC曲线比较吻合,古土壤炭屑浓度高,在弱古土壤层呈现出逐渐增加的趋势,表明温度的上升和生物量增多导致古火活动增强,揭示出古火活动主要受控于生物量。通过与铷/锶比值、全球CO2浓度以及深海氧同位素的对比,发现古火还受温度条件的限制。温度作为触发因素,对植物的生长和古火的发生起到了积极的作用,即温度影响木本植物生长,较高的温度导致更密集的蒸发,较低的温度会导致较高的有效湿度,从而对火灾的发生和植物的生长产生影响,这也揭示了古火-植被-气候之间的复杂性。

    • 油橄榄传粉昆虫群落结构特征及多样性分析

      2022, 42(24):10329-10337. DOI: 10.5846/stxb202109032494

      摘要 (224) HTML (205) PDF 2.36 M (699) 评论 (0) 收藏

      摘要:油橄榄(Olea europaea)是一种木本油料作物,具有较高的药用价值和食用价值,昆虫授粉是其风媒授粉的一种有效补充。为了解我国油橄榄主要种植区花期传粉昆虫群落差异、结构组成及分布规律,对全国13个典型样地油橄榄花期传粉昆虫进行调查与采集,采用物种优势度及多样性等指数对传粉昆虫的群落结构及多样性进行分析,通过计算不同样地物种组成相似程度以量化传粉昆虫群落相似性。2020-2021年在全国油橄榄种植区共采集并鉴定出3目13科25属37种564只昆虫,优势度分析显示油橄榄优势传粉类群以蜜蜂科(Apidae)、食蚜蝇科(Syrphidae)或蜜蜂科、隧蜂科(Halictidae)两种组合常见;多样性分析显示重庆市万州区样地传粉昆虫多样性最高,西昌市海滨中路样地最低。群落相似性分析结果显示陇南市所属样地被聚为一簇;凉山州冕宁县样地、绵阳市松垭镇样地、重庆市奉节县样地、重庆市合川区样地的4个样地和西昌市南宁区样地、绵阳市三台县样地、重庆市万州区样地的3个样地分别被聚为一簇。因此,优势类群中的中华蜜蜂(Apis cerana cerana)、意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)和灰带管蚜蝇(Eristalis cerealis)等传粉昆虫可应用于油橄榄传粉服务,同时为保证油橄榄传粉昆虫多样性及传粉效果,应避免不合理的人为干扰和生境破坏。基于传粉昆虫多样性和群落相似度调查,重庆市万州区样地的自然背景可为传粉昆虫适生生境改造提供参考,并建议将西昌市海滨中路样地列为重点保护对象。中华蜜蜂、意大利蜜蜂和灰带管蚜蝇等优势传粉昆虫将有效应对油橄榄花粉资源限制问题,后续油橄榄人工林的改造应着重考虑人为干扰和生境破坏对传粉昆虫的影响,而传粉昆虫对油橄榄座果率及产量提升的贡献可基于本研究展开进一步探索。综上所述,研究初步探明我国油橄榄传粉昆虫群落结构特征及多样性,为利用昆虫辅助授粉解决油橄榄坐果率低下的问题提供新的视角。

    • >学术信息与动态
    • 基于CiteSpace的生态风险评价研究进展

      2022, 42(24):10338-10351. DOI: 10.5846/stxb202111123176

      摘要 (302) HTML (323) PDF 18.02 M (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Web of Science和中国知网数据库,运用CiteSpace知识图谱可视化方法,分析国内外生态风险评价的研究进展。结果表明:(1)1990-2020年国内外生态风险评价研究文献数量均快速增长,其中国内文献数量增长更快;(2)国内外文献作者及研究机构之间基本形成合作网络体系,中国科学院的发文量在国际位于领先地位;(3)关键词和关键词聚类可视化分析表明生态风险评价研究长期聚焦在水环境、重金属、有机化合物污染影响;(4)国内外研究重点重合度高、同步性强,均从水环境为主向水土环境与城市环境并重转变、向源解析和风险管理研究延伸,但相较之下,国内研究对风险源、质量标准研究更为重视,国外研究与生物学联系更为紧密、对于国际性话题的研究关注也更多。对当前国内生态风险评价研究的启示包括:增强研究对象多元化和国际化,检验更新各类质量标准,构建相对统一的生态风险评价框架和指标体系,科学评估区域持续发展水平和绿色发展潜力。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(24):10352-10352.

      摘要 (100) HTML (0) PDF 1.25 M (459) 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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