• 2023年第43卷第10期文章目次
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      2023, 43(10):0-0.

      摘要 (197) HTML (0) PDF 11.38 M (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >生态保护修复领域优先选题专栏
    • 以疏勒河流域为例的“山水林田湖草”生态修复多尺度耦合框架及方法

      2023, 43(10):3841-3854. DOI: 10.5846/stxb202212083534

      摘要 (518) HTML (237) PDF 1.99 M (775) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决过去保护修复工程只考虑单要素、单一类型生态系统的问题,我国于2016年开展了"山水林田湖草"生态修复工程,旨在通过整体、系统、综合的方法对各类生态系统进行统筹治理。然而,目前的工程治理中仍然存在对系统内部及系统间耦合概念理解不充分、系统耦合机制不明晰、对"尺度"的关注不足、缺少科学的分析方法等问题,制约了保护修复的成效。对此,首先将多个尺度下的耦合研究方法进行归纳总结,并以国家重点冰川水源涵养区及生物多样性保护优先区——疏勒河流域为例,将耦合方法用于分析要素间、自然生态系统间的耦合关系,最后基于该实例研究,提出多尺度耦合分析框架与"升尺度"保护修复模式,以期帮助相关决策者明晰"山水工程"中要素、系统间的耦合关系,增强治理的科学性与有效性,进而推进我国社会与环境的可持续发展。

    • 粤港澳大湾区城市群生态保护优先区识别研究

      2023, 43(10):3855-3868. DOI: 10.5846/stxb202205221441

      摘要 (321) HTML (265) PDF 5.26 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态保护优先区识别对于城市群的整体性生态保护和区域生态安全具有重要意义。基于生态保护重要性评价识别城市群生态保护优先区,有助于保障生态系统服务的供给水平和维持生态系统的稳定性。以粤港澳大湾区(以下简称"大湾区")为研究对象,首先通过增加粮食供给等生态系统服务指标和土地利用强度等生态脆弱性指标构建新的生态保护重要性评价指标体系,以弥补原指标体系忽略部分生态系统服务价值或者关乎生态脆弱性的重要因素所导致的评价结果片面性问题;然后运用结合空间主成分分析法和有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaged,OWA)的主客观结合赋权法进行生态保护重要性评价的多情景模拟,并基于保护效率和权衡度进行多情景择优,由此所得最优情景的生态保护优先区的整体生态保护价值相对最高,且一定程度上减小了指标间权衡问题可能导致的评价误差;最终大湾区生态保护优先区面积为26406.04 km2,占大湾区陆域国土总面积的47.69%,主要分布在大湾区中部以外的肇庆、惠州、香港、广州北部、江门外环以及深圳东部沿海,同时优先区识别结果基本覆盖现有生态保护红线和周边大部分一般生态空间。构建了一种新的城市群生态保护优先区识别方法,该方法可为城镇和城市群的生态环境可持续发展以及区域生态系统管理提供决策支持。

    • 包容性治理:中国国家公园治理新思路

      2023, 43(10):3869-3881. DOI: 10.5846/stxb202203200684

      摘要 (340) HTML (240) PDF 1.10 M (687) 评论 (0) 收藏

      摘要:模式的选择在自然保护地有效治理过程中起着关键作用,适宜的治理模式是实现自然保护地生态、社会、经济和文化综合效益最优化的重要途径。包容性治理在建立多元共治、全民共享的国家公园治理体制、促进社会公平和容纳边缘群体等方面具有独特优势,是对保护地治理模式的优化与创新,拥有广阔的应用空间。系统总结了全球保护地治理模式,对不同治理模式进行了比较和评价,重点从理论和实践背景阐述了包容性治理的源起;从边缘性和公平性视角两方面分析了现阶段中国国家公园进行包容性治理的必要性与可行性;并对中国国家公园包容性治理框架进行了阐释,提出了中国国家公园包容性治理建议和思考。以治理主体多元化、主体间的合作、促进社会公平、容纳全体社会成员自由发展,尤其是确保边缘群体的利益为特征的包容性治理,可以成为中国国家公园协调保护和当地发展的新思路、新选择。

    • 不同等级石漠化生境下石生苔藓叶绿素含量和叶绿素荧光参数研究

      2023, 43(10):3882-3893. DOI: 10.5846/stxb202207192061

      摘要 (219) HTML (402) PDF 1.94 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶绿素含量和叶绿素荧光参数可以反映叶绿体状态及光合作用效率,可用于探讨植物对环境的适应能力和响应机制。选择贵州省毕节市撒拉溪石漠化治理示范区,研究了区内28个不同等级石漠化(无、潜在、轻度、中度、重度石漠化)样地中所采集的168份石生苔藓植物标本,探讨了其相对叶绿素含量(SPAD值)和叶绿素荧光参数对不同喀斯特石漠化生境的响应。结果表明:(1)石生苔藓SPAD值、叶绿素荧光参数受多种环境因子的综合影响,其中石漠化等级、大气温度、郁闭度、坡向的影响较为显著。(2)相较于低等级石漠化和阴坡生境,中高等级石漠化和阳坡的石生苔藓SPAD值和除非光化学淬灭系数(NPQ)和非调节性能量耗散(ФNO)之外的叶绿素荧光参数均降低,可能由于在石漠化生态系统逆向演替后期,石生苔藓植物的叶绿素含量降低,PSⅡ反应中心活性受到影响,PSⅡ电子传递受阻,植物体通过增加热耗散和启动非调节性机制进行自我保护。(3)3种优势石生苔藓植物中,穗枝赤齿藓(Erythrodontium julaceum)的SPAD值显著低于圆枝粗枝藓(Gollania tereticaulis)和密毛细羽藓(Cyrto-hypnum gratum),但各优势种的SPAD值在不同等级石漠化生境下并没有显著变化,表明石生苔藓叶绿素含量对石漠化生境恶化的响应可能是通过物种选择而非同一物种的调节适应来实现的。(4)随着石漠化程度的加深,圆枝粗枝藓除NPQ上升以外,其他叶绿素荧光参数均较高且稳定;穗枝赤齿藓和密毛细羽藓的变化相对显著,在较高等级石漠化生境中均存在光抑制现象。研究结果可为石漠化生态系统及其植被恢复机理研究提供一定的数据支撑和理论依据。

    • 典型农作措施对沙溪庙组壤质紫色土坡耕地径流氮流失的影响

      2023, 43(10):3894-3905. DOI: 10.5846/stxb202206291845

      摘要 (169) HTML (182) PDF 2.03 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确典型农作措施对紫色土坡耕地径流氮(N)流失的影响可为优化面源污染防控措施提供科学依据。基于2019-2021年沙溪庙组发育的壤质紫色土坡耕地不同降雨等级次降雨产流事件,分析了常规施肥(CK),优化施肥(T1)和优化施肥+秸秆还田(T2)措施下径流、径流中总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)及铵态氮(NH4-N)流失浓度和流失量的变化特征。结果表明,与CK相比,T1和T2的径流深分别减小了4.24%、12.71%,但减小程度不显著(P>0.05);CK与T1的径流系数相等,且比T2增加了12.5%(P>0.05);相比CK,T1和T2的TN浓度增加了19.35%、25.8%(P>0.05),TN流失量则均增加了11.54%(P>0.05),表明T1和T2的施用也有增加土壤N流失的潜在风险。与中雨、大雨和大暴雨事件相比,暴雨事件的径流深分别增加了6.5%-191.11%(P<0.05),而TN、NO3-N及NH4-N的流失量分别增加106.38%-177.14%(P>0.05)、32.14%-360%(P<0.05)及55.56%-600%(P<0.05)。与降雨量、径流系数相比,径流深与N流失指标间的相关系数更高(R2=0.32-0.76),表明径流深更适合用于构建N流失预测模型。采用优化施肥和秸秆还田措施时要考虑其对土壤N滞留及无机态N随径流迁移的风险。

    • 尕海湿地草甸土退化过程土壤氮矿化演变特征

      2023, 43(10):3906-3919. DOI: 10.5846/stxb202205251481

      摘要 (206) HTML (193) PDF 5.65 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮矿化是生态系统循环的重要环节之一,影响着生态系统功能和氮素生物地球化学循环,因此研究高寒湿地退化过程中土壤氮矿化演变特征,对揭示气候变化和人为活动干扰背景下的湿地土壤氮素循环过程具有重要意义。以尕海湿地4种不同退化梯度(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化)土壤为研究对象,采用野外树脂芯原位培养方法,通过对植物生长季不同生长阶段(生长初期、生长盛期、枯萎期)土壤氮素矿化作用研究,分析湿地退化演替过程中土壤氮矿化时空变化特征及其与土壤环境因子和酶活性之间的关系。结果表明:尕海湿地退化对土壤氮矿化过程有显著抑制作用,与未退化(0.143 mg kg-1 d-1)相比,轻度退化、中度退化、重度退化的土壤净氮矿化速率分别减小了0.018 mg kg-1 d-1、0.025 mg kg-1 d-1、0.020 mg kg-1 d-1;随着退化程度加剧,土壤净氨化速率逐渐减小或者不变,而净硝化速率却增大。随时间推移,各退化梯度土壤净氮矿化速率发生明显变化,除未退化阶段在8月份出现最大值外,其余各退化阶段最大值均出现在7月份,值变化范围为0.217-0.305 mg kg-1 d-1,较9、10月分别减少了0.137-0.217 mg kg-1 d-1、0.173-0.241 mg kg-1 d-1。重复测量双因素方差分析显示,湿地退化和培养时间对土壤氮矿化作用存在显著交互影响(P<0.05);冗余分析显示,净硝化速率与硝酸还原酶、脲酶活性及温度呈显著正相关(P<0.05),与蛋白酶、亚硝酸还原酶、含水量呈显著负相关(P<0.05),而净氨化和净氮矿化速率与其恰好相反;土壤含水量对土壤净氨化、硝化和氮矿化速率贡献率高达67.7%,是影响尕海湿地退化过程中土壤氮矿化变化的最主要的驱动因素。研究结果为气候变化背景下高寒湿地氮过程机理模型的发展提供基础数据。

    • 喀斯特多山城市生境质量对土地利用变化的时空响应——以贵阳市为例

      2023, 43(10):3920-3935. DOI: 10.5846/stxb202207242116

      摘要 (289) HTML (189) PDF 8.74 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:在喀斯特地区,随着城市的快速扩展,城市建设用地在山间平缓地带延展,大量的自然山体被包围,最终被镶嵌于城市建成区内,形成了城市遗存山体。喀斯特多山城市内部的城市遗存山体是城市生境的主要组成部分,具有多种不可替代的生态系统服务功能。以典型喀斯特多山城市贵阳市建成区为例,基于2008-2018年土地利用数据和InVEST模型定量分析研究区土地利用、景观格局和生境质量时空演变特征。最后利用地理加权回归模型揭示生境质量与土地利用变化之间的响应关系。研究结果表明:(1)2008-2018年耕地、城市遗存山体、林地在研究期间分别减少94.56 km2、8.74 km2、6.8 km2,土地利用变化主要以耕地、城市遗存山体和林地转化为建设用地为主,景观斑块破碎化和空间异质性逐渐加强。(2)2008-2018年生境质量空间聚集效应明显,平均水平较低且呈现下降的趋势,低水平生境质量面积占比从2008的38.29%增加到2018年的60.32%。适中和高水平生境质量面积占比分别下降1.95%和4.15%,生境质量退化面积达82.78 km2;较高水平生境质量面积占比增加3.98%。生境质量斑块表现出趋于破碎化、多样化和均匀化的特征,高水平区主要分布在城市公园和城市遗存山体所在区。(3)城镇绿地、城市遗存山体、林地和水体土地利用变化与生境质量总体呈正相关,建筑用地、交通用地、耕地和未利用地土地利用变化与生境质量总体呈负相关;人类活动对生境质量变化起主导作用。(4)城市遗存山体是多山城市高水平生境质量的主要贡献源,但在2008-2018年随着城市土地利用的复杂化程度增加,城市遗存山体生境质量退化明显。本研究有助于进一步了解喀斯特多山城市土地利用变化与生境质量之间的关系,可为我国乃至世界其他类似地区生态保护与景观规划提供科学支持。

    • 不同气候区绿色屋顶蒸散发模拟研究

      2023, 43(10):3936-3945. DOI: 10.5846/stxb202210122896

      摘要 (180) HTML (196) PDF 1.79 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸散发过程决定绿色屋顶雨水滞留能力的恢复,进而影响绿色屋顶径流调控功能。基于水量平衡原理和Penman-Monteith公式,利用北京市实验绿色屋顶气象和蒸散发连续监测数据,构建并验证绿色屋顶水文过程模型,模拟分析不同气候区城市绿色屋顶蒸散发变化规律。结果表明:①该模型能较准确模拟绿色屋顶蒸散发量,率定和检验期的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.6385和0.6014,决定系数(R2)分别为0.7191和0.6168;②基质厚度相同的情况下,从半干旱区(兰州)、半湿润区(北京)到湿润区(武汉和广州),绿色屋顶日平均实际蒸散发量呈增加趋势;③增加基质厚度可提升绿色屋顶最大雨水滞留能力,进而增加绿色屋顶实际蒸散发量,但基质厚度对绿色屋顶蒸散发量的影响存在阈值,在兰州、北京、武汉和广州,当基质厚度分别超过10 cm、17 cm、24 cm和25 cm时,绿色屋顶的日平均实际蒸散发量变化不再明显。此外,不同气候区城市绿色屋顶的日平均实际蒸散发量也存在阈值,广州绿色屋顶日平均实际蒸散发量的阈值依次高于武汉、北京和兰州。本研究有望为我国不同气候区绿色屋顶蒸散量估算以及绿色屋顶水文设计提供科学参考。

    • 基于系统发育及功能性状的不同坡向荒漠植物群落构建研究——以博湖县沙化封禁保护区为例

      2023, 43(10):3946-3957. DOI: 10.5846/stxb202206091641

      摘要 (174) HTML (201) PDF 2.53 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:荒漠植物群落构建机制的研究有助于荒漠生态系统植物资源的保护及系统平衡稳定的维持。基于系统发育与功能性状相结合的方法,以博湖县沙化封禁保护区植物群落为研究对象,在研究区内纵向沙垄的不同坡向上(丘间、阴坡、阳坡)设置样方,进行植物群落物种功能性状和土壤因子的调查与测定,通过检验植物群落物种功能性状的系统发育信号,分析不同坡向植物群落物种系统发育结构和功能结构的表现模式,利用主成分分析(PCA)和线性回归模型(Linear regression model)筛选出影响物种共存的环境因子,进而揭示研究区干旱荒漠生态系统植物群落物种共存的驱动因素。结果表明: (1)研究区植被主要以耐旱的灌木和藜科草本植物为优势种;不同坡向土壤因子具有异质性,丘间、阴坡土壤养分、水分更为丰富。(2)研究区样地植物群落物种10个功能性状指标的系统发育信号K值均小于1,说明物种功能性状受系统进化影响较小,物种功能性状未表现出系统发育保守性。(3)不同坡向系统发育结构均趋于发散,限制相似性在植物分布中占主导作用;丘间和阴坡上较丰富的土壤肥力是物种功能结构发散的主要原因,阳坡物种功能结构表现为聚集效应,生境过滤为其驱动因素。(4)功能多样性指数和环境因子间的线性回归模型表明,有效磷、土壤含水量与有机质是显著影响博湖县沙化封禁保护区植物群落物种共存的主要环境因子。说明在干旱的荒漠生态系统中土壤水分和养分是植物物种共存的主要限制条件,不同坡向生态位分化的驱动因素不同,植物通过塑造自身功能性状表型以改变对环境变化的适应。因此,在对研究区封禁保育的过程中,还应综合考虑到不同坡向的土壤水分、养分以及土壤种子库等来实现人工造林和对林木的抚育,以改善该地区的生态环境。

    • 大兴安岭不同纬度兴安落叶松生长对干旱适应性及生长衰退的差异

      2023, 43(10):3958-3970. DOI: 10.5846/stxb202112283696

      摘要 (224) HTML (262) PDF 7.09 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变暖引起干旱事件发生频率和强度增加,由此导致全球部分森林出现衰退和死亡的现象已被广泛报道。然而由于不同地区森林对水分亏缺适应性不同,需要从区域尺度对森林适应干旱事件的特征进行详细研究。在中国东北的森林地区中,大兴安岭在过去几十年中变暖速度最快。以落叶松为主的大兴安岭森林,作为中国唯一的北方森林,具有重要的生态意义。尤其是在全球变暖极大地影响水条件的情况下,了解其对缺水的适应非常重要。通过树木年轮学方法分析比较不同纬度(47°17'-51°17'N)兴安落叶松(Larix gmelinii)径向生长变化率和树木生长对极端干旱的适应性特征(抵抗力(Rt)、恢复力(Rc)和恢复弹力(Rs))。结果表明:不同纬度兴安落叶松对干旱的应对策略呈现共同特征表现为:(1)研究区不同纬度的兴安落叶松生长均与当年生长季7和8月PDSI显著正相关(P<0.05);(2)大径级树木对干旱的抵抗力和恢复弹力更低,对干旱的适应能力更弱。不同纬度兴安落叶松对干旱的应对策略呈现差异性表现:(1)兴安落叶松对干旱的抵抗力和恢复弹力随纬度升高而降低,恢复力随纬度升高而增加;(2)研究区范围内较高纬度的兴安落叶松对干旱的适应能力较弱导致出现生长衰退的频率和强度最高,处于中间、较低纬度地区兴安落叶松对干旱的适应能力较强出现生长衰退较少。基于这些结果,我们可以推断,在一年中的快速生长期,落叶松的径向生长对缺水更为敏感,某些生物因素对调节适应很重要。气候条件影响适应性:在高纬度或高海拔地区,当干旱发生时,可能更易使得落叶松径向生长下降。我们可以预测,当缺水伴随着温度升高时,落叶松的适应性可能会增强,但随着水分条件的持续变化,干旱强度或频率的进一步增加可能会使结果复杂化。

    • 生计资本对国家重点生态功能区农户受偿意愿的影响

      2023, 43(10):3971-3983. DOI: 10.5846/stxb202210162935

      摘要 (182) HTML (169) PDF 2.73 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家重点生态功能区财政转移支付虽覆盖全部地区,但其补偿资金主要用于生态修复成本与基本公共服务开支,缺少对外围农户受偿意愿的关注。基于阿尔泰山地森林草原生态功能区的553份农户调查数据,利用CVM法、Heckman两阶段选择模型对农户生态补偿参与意愿和受偿水平以及影响因素进行分析,为国家重点生态功能区面向农户出台生态补偿政策提供参考依据。研究结果表明:①调查区域85.53%的农户具有较强受偿需求,这一意愿具有生计方式、收入层次以及流域差异,经Heckman期望值估计方法调整后,农户受偿水平为1250.5元 户-1 a-1。②自然资本中人均耕地面积对补偿参与意愿和受偿水平都具有正向影响,人均草场面积显著正向影响农户受偿水平;人力资本中劳动力比重对农户受偿水平具有正向影响;物质资本中,牲畜存栏量与受偿水平呈显著的负相关,生产性工具对补偿参与意愿和受偿水平都具有正向影响;金融资本中家庭总收入显著负向影响农户受偿水平,是否为脱贫巩固户身份对农户补偿参与意愿有正向影响;社会资本中汉语水平与农户参与意愿呈显著正相关,是否常去村级文化中心正向影响农户受偿水平。③生态感知中降雨次数变化对农户参与意愿和受偿水平均具有显著的负向影响;水源流量变化、森林重要性均与农户受偿水平呈显著的负相关;草地重要性与农户的参与意愿呈显著正相关。个体特征中年龄、性别对农户的受偿水平有显著的负向影响;户主身份对农户的受偿水平具有显著正向影响。因此,为了国家重点生态功能区政策获得周边微观利益群体的广泛支持,应从生计资本角度出发,动态监测优先保护单元、重点管控单元的禁限强度引起的农户损失,并以此为参考,制定补偿标准,加快推进阿尔泰山地森林草原生态功能区出台面向农户生计禁限的补偿方案。

    • 基于SD模型的晋北退耕还林工程与社会经济互馈关系研究

      2023, 43(10):3984-3994. DOI: 10.5846/stxb202205311534

      摘要 (126) HTML (177) PDF 5.79 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态恢复与社会经济发展密切相关,退耕还林工程的实施影响社会经济状况,统筹耕地与造林之间的矛盾成为亟待解决的问题。阐明退耕还林工程与社会经济之间的互馈关系,是实现生态保护与社会经济协同发展的前提和基础。通过构建山西省晋北地区退耕还林工程与社会经济之间的系统动力学模型,揭示二者间的互馈关系。以耕地、造林用地间的矛盾作为参数变换的前提,通过改变耕地面积变化率、造林面积、植树造林投资系数,设置持续退耕还林型、低速退耕还林型、保护耕地型、间断退耕还林型四种仿真情景,并阐明了不同退耕还林情景对社会经济的影响。结果表明:(1)退耕还林对社会经济有积极影响,各情景下社会经济变量均呈现不同速度上升态势。(2)尽管持续退耕还林型的林业产值增长最快,但却抑制了未来社会经济发展,在此情景下各社会经济变量较低;低速退耕还林型更有利于退耕还林工程与社会经济的和谐发展,地区生产总值(GDP)、粮食总产量等社会经济变量在此情景下较高;保护耕地型在模拟初期对粮食总产量有明显提升作用,后期则会对归一化植被指数(NDVI)、植被固碳量产生更加积极的影响。(3)在低速退耕还林型下,2035年山西省晋北地区GDP达18412.90亿元,年均增长率为9.34%,粮食总产量达829万t。比较四种情景,低速退耕还林型在协调耕地与造林矛盾的同时,还可以有效平衡社会经济发展与森林生态建设之间的关系。

    • >青藏高原生态安全保障与人类活动响应专栏
    • 青藏高原人类活动强度时空变化与影响因素

      2023, 43(10):3995-4009. DOI: 10.5846/stxb202211183332

      摘要 (315) HTML (425) PDF 4.77 M (742) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学评估人类活动强度对于统筹协调青藏高原生态保护与人类活动具有重要意义。基于多期土地利用现状调查数据和陆地表层人类活动强度算法,测算和分析了青藏高原1984年、1997年、2008年和2018年的人类活动强度及其时空变化特征,使用地理探测器定量解析了影响青藏高原人类活动强度空间分异的驱动因素。结果表明:(1)1984-2018年青藏高原人类活动强度总体处于低水平阶段,大致以2008年为节点,前期缓慢下降,后期快速上升,1984年的人类活动强度为1.44%,2018年上升到1.70%;(2)西藏"一江两河"地区(雅鲁藏布江、拉萨河和年楚河)和青海河湟谷地的人类活动强度最高,沿日喀则-拉萨-那曲-玉树-果洛-西宁形成条带状的相对高值分布区,川藏高山峡谷区、藏北-青南高原区和帕米尔山区的人类活动强度最低;(3)人类活动强度空间分异的主要因素为人口密度、道路密度、经济规模、地表起伏度、城镇化水平、第一产业占比和区域发展导向,且各因子间的交互作用解释力显著高于单因子,表现为非线性增强和双因子增强。

    • 青藏高原生态屏障区环境基本公共服务的非均衡性及其成因——基于青海村镇居民点的实证分析

      2023, 43(10):4010-4023. DOI: 10.5846/stxb202211193347

      摘要 (128) HTML (244) PDF 4.69 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:环境基本公共服务是青藏高原生态屏障区生态环境治理及农牧民人居环境品质提升的关键环节,揭示其配置均衡状态及失效原因,对提升青藏高原环境基本公共服务均等化水平、降低生态屏障区内人类活动的生态环境胁迫风险具有重要意义。以青海省4315个村镇居民点为对象,选取生活垃圾处理、生活污水处理、卫生户厕改造3项特征指标,定量测度村镇环境基本公共服务配置非均衡性,运用有序多分类及二元逻辑斯蒂回归模型解析非均衡性的生成原因。结果显示:青海环境基本公共服务水平总体偏低,处于低和极低等级的村镇居民点占37.13%和37.84%;环境基本公共服务非均衡性受配置成本、人口社会、经济收入和基层管理因素的多重影响,自然地理的高寒性和交通区位的偏远性是生成非均衡性的重要因素;人口社会因素的规模报酬递增效应使非均衡性加剧,大分散、小聚居的农牧民定居点通常是服务配置的弱势区域,经济收入和基层管理因素分别是非均衡性加剧的内因和外因。建议在青藏高原生态屏障区实施递进式均衡配置模式及适应性管理,建立就地消纳与跨区处理结合的弹性生活垃圾处置体系,推广耐低温分散化污水处置模式和生态化处置技术体系,适应高寒环境的户厕改造技术研发和农牧民环境伦理教育并重提升卫生户厕配置率。

    • 青藏高原生态屏障区生活垃圾治理生态环境风险及应对路径——以青海省为例

      2023, 43(10):4024-4038. DOI: 10.5846/stxb202212213637

      摘要 (189) HTML (250) PDF 8.64 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:生活垃圾治理失效导致的污染胁迫已成为青藏高原生态安全屏障建设面临的突出威胁,精准评估城乡生活垃圾治理的生态环境风险并科学制定应对路径,对改善人居环境品质、筑牢生态安全屏障具有重要意义。以青海省4306个居民点为研究对象,在定量测度城乡各类生活垃圾的产生量及其治理水平基础上,从生活垃圾治理体系的收集、转运与处理全过程视角,综合考虑危险度、暴露度、脆弱度因子构建生态环境风险评价指标体系,应用基于主客观综合赋权的TOPSIS方法和风险管控障碍度评价方法,多尺度评价生活垃圾治理生态环境风险并识别管控阻滞因子。结果显示:青海省城乡生活垃圾产生呈整体分散、局部组团式集中分布特征,全省生活垃圾集中治理率仅62.33%;全省生活垃圾治理的生态环境风险总体处于中风险等级,属于中高风险及高风险等级的居民点占36.90%,且河湟谷地区向柴达木盆地区、环青海湖及祁连山地区和青南高原地区呈风险递增;现行生活垃圾治理体系在镇级转运环节的生态环境风险最高,在祁连山脉、昆仑山脉东段以及青南高原峡谷地带转运风险突出;自然地理环境高寒性、分散式垃圾处理技术滞后性是风险管控的主要阻滞因子。建议以生活垃圾全处置和生态环境零胁迫为导向,采取补齐生活垃圾治理的软硬件短板、建立高效收集与处理的奖补政策机制、强化城镇与农牧居民环境伦理教育等举措,综合提升生态屏障区生活垃圾治理效能;基于青藏高原城乡聚落与生活垃圾产污分散性,充分顾及其治理全过程的生态环境风险,将生活垃圾治理体系配置的基本单元由县域下沉至镇域尺度,因地制宜实施城乡一体化治理、乡镇集中治理、村分散治理等镇域片区治理模式。

    • 青藏高原区域开发强度与生态安全的时空耦合演进

      2023, 43(10):4039-4053. DOI: 10.5846/stxb202210142920

      摘要 (153) HTML (213) PDF 5.60 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原是中国"三区四带"生态系统保护和修复重大工程的重要单元之一,兼顾其生态安全与区域合理开发是保障中国生态稳定的基础。阐释区域开发强度与生态安全的耦合机制,设计了两者关系的衡量体系,测算了2011-2020年青藏高原区域开发强度与生态安全耦合协调度与分型。研究结果表明:(1)研究期青藏高原区域开发强度不断增大,超过90%的市(州)增幅大于10%,以西宁、拉萨为"双核心"向外空间溢出速度加快,分别带动周边海西州和林芝等区域开发扩张;青藏高原各市(州)生态安全指数呈上升趋势,超过60%市(州)增幅大于10%,呈"中西部带状洼地、东部纵向组团"格局,且生态安全指数洼地向新疆南缘移动;(2)青藏高原各市(州)开发强度与生态安全耦合协调度2011-2020年间有不同程度提升,超过50%市(州)达到"轻度耦合"类,未有市(州)达到"优质耦合"类,但存在较多市(州)呈现开发强度或者生态安全滞后。(3)青藏高原区域开发强度与生态安全耦合协调的格局演进差异明显,逐步形成由西宁、巴音郭楞和拉萨-滇西地区(丽江、迪庆和怒江)三大组团逐渐向临近区域扩张,形成了"东高西低、多组团并列"格局。一定程度揭示了青藏高原区域开发强度与生态安全的时空分布相关性,可为青藏高原市(州)层面生态安全屏障建设提供人类活动调控依据。

    • 2000-2021年青藏高原生长季植被敏感性的时空变异

      2023, 43(10):4054-4065. DOI: 10.5846/stxb202210132905

      摘要 (352) HTML (359) PDF 7.12 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示青藏高原陆地生态系统对气候变化敏感性的时空变异性,基于植被敏感性指数(Vegetation Sensitivity Index, VSI),使用2000-2021年青藏高原6-8月生长季MODIS EVI和ERA5再分析资料的温度、降水和太阳辐射数据,首先探究了22年里青藏高原陆地生态系统敏感性的空间变异性及其主要气候驱动因素,其次探究了青藏高原VSI在P1(2000-2006年)、P2(2007-2013年)和P3(2014-2021年)时期内VSI的时间变异性,研究表明:(1)2000-2021年青藏高原生长季VSI的空间异质性较强,其中东南部灌木和森林的VSI较高,而西北部高山荒漠、高山草原和高山草甸的VSI较低;(2)22年里温度、降水和太阳辐射分别主导着青藏高原55.89%、19.24%和24.87%地区的VSI变化,其中温度主导着东南部灌木和森林的VSI,降水主导着东北大部分地区高山草甸的VSI,而太阳辐射主导着西南大部分地区高山草原的VSI。时间变异性结果表明:(3)P1-P3时期内青藏高原18.39%像元内的VSI持续增加而10.09%像元内的VSI持续减少。高山荒漠、高山草原和高山草甸的VSI在P1-P2时期基本不变而在P2-P3时期呈现上升态势,与之相比,灌木和森林的VSI呈先增长后下降的态势;(4)3个时期内主导青藏高原VSI变化的气候变量具有较强的时空异质性,其中温度为主导因子的像元数量在P1-P2时期基本一致而在P3时期明显减少,其占比分别为P1 (58.15%), P2 (61.34%)和P3 (49.47%),降水为主导因子的像元数量在P1 (18.57%)和P2 (18.47%)时期内基本不变但在P3 (26.64%)时期内明显增加,与温度和降水相比,以辐射为主导因子的像元数在3个时期内基本不变。总体而言,青藏高原高山草原和高山草甸生态系统对气候变化的响应呈增加态势,在青藏高原气候多变的背景下,草地生态系统可能存在退化的风险。研究旨在为全球气候变化背景下青藏高原生态系统敏感性的动态评估提供参考。

    • 云南拉沙山黑白仰鼻猴对种子传播潜力的评估

      2023, 43(10):4066-4073. DOI: 10.5846/stxb202203010485

      摘要 (142) HTML (171) PDF 1.58 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:灵长类是森林生态系统中植物种子的主要传播者,有助于森林植被的更新,然而受研究方法的限制,灵长类种子传播潜力常被低估。为全面评估温带灵长类动物的种子传播潜力,采用直接观察法和粪便分析法评估珍稀濒危灵长类动物黑白仰鼻猴的种子传播潜力。于2018年11月-2019年10月采用直接观察法 (瞬时扫描取样法) 收集云岭省级自然保护区拉沙山黑白仰鼻猴的活动时间分配数据,获取每月取食果实的比例;同时每月收集黑白仰鼻猴的粪便,采用粪便分析法分拣猴粪中残留的植物种子,统计有完整种子残留的月份和粪便比例,应用这两种方法评估黑白仰鼻猴种子传播潜力及其差异。结果表明:直接观察法收集到黑白仰鼻猴取食果实的月份数为6个月 (7-12月),月均取食果实的比例为(15.31±20.15)%,共取食13种果实;而粪便分析法发现黑白仰鼻猴粪粒内全年都有完整种子残留,粪便中月均完整种子残留比例(35.19±35.43)%,其中9月至第二年1月粪便中种子残留比例都大于50%,共取食18种果实;综合两种方法发现云南拉沙山黑白仰鼻猴共取食20种植物果实,具有较高的种子传播潜力。直接观察法可确定黑白仰鼻猴取食果实的物种数,而粪便分析法能反映其可传播的物种和数量,并发现黑白仰鼻猴全年都取食果实,增加了对黑白仰鼻猴果实性比例和种子传播月份的认识。因此,建议结合两种方法全面评估黑白仰鼻猴及其它灵长类物种的种子传播潜力,从而更好地评估其对植物种子传播的有效性及对森林生态系统更新的贡献,为认识灵长类通过种子传播提升森林生态系统更新能力提供新的视角。

    • 省域视角下中国森林碳汇空间外溢效应与影响因素

      2023, 43(10):4074-4085. DOI: 10.5846/stxb202206071614

      摘要 (227) HTML (211) PDF 1.17 M (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林碳汇空间相关性与溢出效应对林业产业的区域统筹发展具有重要作用,科学核算各地区的森林碳汇量并分析其空间关联特征是制定差异化碳汇发展政策的重要基础。以森林蓄积量扩展法核算我国31个省(市、自治区)1993-2018年6次森林资源清查期间的森林碳汇量,探究省域间森林碳汇量的相关性特征,并利用空间计量模型分析森林碳汇的外溢效应和影响因素。结果表明:(1)我国整体森林碳汇量不断增加,不同地区的森林碳汇量差别较大。西南省份和东北林区森林碳汇量处于第一梯队,上海和北京碳汇增速较快。(2)研究期间内的Moran's I指数先呈现倒"V"形的变化特征,之后又以较为稳定的趋势上升,我国各地区的森林碳汇分布存在显著的空间关联性。(3)森林碳汇的空间外溢效应显著,根据空间杜宾模型将外溢效应分解为直接效应、间接效应和总效应。林业管理水平和森林蓄积水平对本地和相邻地区森林碳汇量有正向影响,林业产业发展水平对本地区的森林碳汇量有负向影响。综上,我国各地方政府对差异化林业碳汇政策的制定和执行应兼顾区域因素,以我国林业政策的总体空间规划来综合统筹各区域森林政策,在"山水林田湖草沙"的命运共同体理念引领下,实现林业的绿色高质量发展。

    • 呼包鄂榆城市群耦合空间碳排放生态网络构建

      2023, 43(10):4086-4097. DOI: 10.5846/stxb202205171397

      摘要 (191) HTML (238) PDF 14.04 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建生态网络是维持景观连通性、提升包括固碳在内的生态系统服务功能的重要手段。为了更好地响应固碳增汇目标及其政策要求,有必要将空间碳排放因素纳入区域生态网络分析框架。选择高能耗、高碳排且生态脆弱的呼包鄂榆城市群作为研究区,采用生态系统服务和连通性分析识别生态源地,并结合电路理论和重力模型提取生态廊道,得到区域景观生态格局;通过获取夜间灯光数据模拟得到城市群栅格尺度碳排放空间格局,并与景观生态格局进行空间叠加,以此补充"生态-碳排"耦合节点和规划廊道,进而构建考虑区域碳排放空间格局的城市群生态网络。结果表明:1)仅考虑生态因素构建的区域生态网络东西两侧生态源地连通性不足,网络呈"中部阻断型"分布;2)区域碳排放存在明显空间特征,高值区出现在人为生态扰动显著的中部矿产资源开发区和主要城镇地区;3)通过耦合区域碳排放格局,补充了23个"生态-碳排"耦合节点和67条规划廊道,生态网络结构由树状转变为蜂巢状,网络闭合度、线点率和连接度分别提升了92%、30.48%和27.45%。因此,通过耦合空间碳排放因素改进的生态网络构建方法,对于提高生态网络的多功能性和稳定性,以及促进以增加碳汇能力为目标的生态保护与修复均具有重要意义。

    • 扎龙湿地藻类优势种生态位及其种间联结性动态分析

      2023, 43(10):4098-4108. DOI: 10.5846/stxb202202020286

      摘要 (206) HTML (188) PDF 1.89 M (735) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解扎龙湿地藻类群落结构的季节特征和演替规律,对扎龙湿地藻类群落进行了分析,主要涉及藻类优势度、生态位、MFG功能群划分、生态位重叠值及联结系数分析。结果表明:①在检出的8门311种藻类中,夏季种类丰富度最高,全年优势种为狭形纤维藻和啮蚀隐藻。②优势种种类和密度季节性差异较大,春季以金藻-绿藻种类为主,夏季以绿藻-隐藻种类为主,秋季以隐藻-绿藻种类为主。③生态位宽度值与MFG功能群划分结合分析表明,优势种可分为3个大类别,不同种类对资源利用情况的差异较大,各季节广生态位种能较好的反映扎龙湿地水体环境的季节变化趋势。④生态位重叠值在不同季节上有较大差异,Oik>0.6的占比分别为42.86%(春)、28.57%(夏)和25.00%(秋),表明春季优势种种间资源的竞争最为突出,种间竞争强于夏、秋两季。⑤种间联结性检验结果显示,扎龙湿地藻类优势种间总体联结上呈正关联关系,但是种间联结较为松散,种与种之间相对独立。研究表明,扎龙湿地藻类群落结构生态位测度均存在明显的季节波动,较好反映出水环境季节变化特征,可用来指示湿地水体环境的变化。

    • 川西亚高山天然林岷江冷杉的更新结构与数量动态

      2023, 43(10):4109-4120. DOI: 10.5846/stxb202206261819

      摘要 (180) HTML (350) PDF 1.54 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:岷江冷杉(Abies fargesii var. faxoniana)的天然更新是川西亚高山地区天然次生林生态恢复的关键。为揭示川西亚高山4种典型天然林林型(杜鹃-岷江冷杉林、箭竹-岷江冷杉林、红桦-岷江冷杉林和红桦林)中岷江冷杉的更新结构和其幼龄植株的生存过程,基于4块1 hm2样地的调查,通过单因素方差分析和多重比较对比不同林型中岷江冷杉的更新结构和更新质量;通过对数回归建立了岷江冷杉幼龄植株高度与年龄间的关系;通过建立幼龄植株的静态生命表、绘制存活曲线和计算数量动态指数分析其生存特征和存活瓶颈期。结果表明:4种林型中岷江冷杉的更新质量和幼龄植株存活状态依次为杜鹃-岷江冷杉林> 红桦林>红桦-岷江冷杉林>箭竹-岷江冷杉林。各林型中岷江冷杉幼龄植株的死亡率与相邻龄级间的个体数量动态(Vn指数)随龄级增加的波动大。综合死亡率与Vn指数的龄级差异,杜鹃-岷江冷杉林和箭竹-岷江冷杉林中幼龄植株存活的年龄瓶颈期分别为第21-25年(树高0.66-1.04 m)和第11-15年(树高0.46-0.73 m);红桦-岷江冷杉林和红桦林中幼龄植株存活的年龄瓶颈期分别为第16-20年(树高0.60-0.89 m)和第11-15年(树高0.19-0.40 m)。本研究通过比较川西亚高山4种典型天然林中岷江冷杉的更新结构和其幼龄植株数量动态,揭示了各林型中岷江冷杉的更新质量,探明了制约幼龄植株存活的瓶颈阶段。本研究可为川西亚高山天然林中岷江冷杉更新的抚育和管理提供技术支撑。

    • 不同降水条件下沙鞭种群非生殖株丛空间格局分析

      2023, 43(10):4121-4129. DOI: 10.5846/stxb202204291199

      摘要 (135) HTML (186) PDF 3.85 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物空间分布格局是物种自身生物学特性与环境因素共同作用的结果,非生殖株丛空间分布格局能够揭示物种无性繁殖与种群扩张过程对异质生境的生态学适应机制。利用基于完全随机、泊松聚块和嵌套双聚块模型的点格局方法和群落学调查,分析了沙鞭(Psammochloa villosa)种群非生殖株丛空间分布格局,探讨了空间格局对降水梯度的响应和适应过程。结果表明:(1)聚集分布是沙鞭种群非生殖株丛的主要类型。在89 mm/a、107.8 mm/a、117.4 mm/a、186 mm/a、191.1 mm/a、363 mm/a降水梯度上聚集尺度分别为3-126 cm、9-200 cm、9-129 cm、6-77 cm、2-95 cm、2-96 cm;(2)基于完全随机模型的空间分布格局对降水的响应规律显著,整体表现为随干旱程度加剧,沙鞭种群非生殖株丛聚集尺度从2-96 cm下降至6-77 cm;(3)在107.8 mm/a、117.4 mm/a、191.1 mm/a、363 mm/a降水梯度上,基于泊松聚块模型的空间分布格局分别在15-19 cm、2-6 cm、2-4 cm、9-25 cm尺度正向偏离泊松聚块模型,但符合基于嵌套双聚块模型的空间分布格局。随降水量上升,沙鞭种群非生殖株丛种群采取扩张策略聚集尺度逐渐增大,种间竞争关系则采取"抱团"的策略呈现聚集尺度下降,同时沙鞭非生殖株丛可能由于繁殖方式的原因会在较小尺度上形成小聚块的空间分布特征。

    • 天山高寒草原土壤团聚体结构与养分含量对模拟氮磷沉降的响应

      2023, 43(10):4130-4141. DOI: 10.5846/stxb202206081632

      摘要 (148) HTML (173) PDF 2.47 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地理解高寒草原土壤团聚体结构及其养分含量对氮(N)、磷(P)沉降增加的响应,于2018年开始依托全球营养网络(Nutrient Network)在巴音布鲁克草原生态系统研究站开展模拟氮磷沉降的短期(<5年)氮磷添加控制实验,设置对照(CK)、N添加、P添加、NP交互添加4个处理。N、P添加量均为10 g m-2 a-1。于2021年8月采集植物与土壤样品,采用湿筛法分析土壤水稳定性团聚体组成,测定全土和各粒级团聚体有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量。研究结果表明:(1)巴音布鲁克高寒草原各粒级土壤团聚体比例从低到高依次为:0.053-0.25 mm、<0.053 mm、0.25-2 mm、和>2 mm,以>2 mm团聚体占主导,其比例在45.48%-71.81%之间。(2)N添加显著降低了0-10 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性,而P添加则显著降低了10-20 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性。(3)0-10 cm土壤层各粒级团聚体SOC含量显著高于10-20 cm土壤层;N添加显著提高了0-10 cm土壤层各粒级团聚体AN含量与N有效率,但显著降低了AP含量;P添加和NP交互添加总体上对团聚体养分没有显著影响。(4)0-10 cm土壤层团聚体AN含量与地上生物量具有显著的正相关关系;而团聚体AN含量、N有效率分别与AP含量、P有效率呈显著负相关关系;10-20 cm土壤层团聚体TP、AN、AP含量与N、P有效率均呈显著正相关关系。综上,10 g m-2 a-1的氮磷添加降低了土壤团聚体稳定性且影响的土壤层不同,N添加和P添加分别影响0-10 cm和10-20 cm土壤层稳定性;N添加驱动了土壤团聚体N元素和P元素的再分配,分别显著提高和降低了土壤团聚体AN、AP的含量;P添加和NP交互添加总体上对团聚体养分影响不显著。

    • 土壤细菌呼吸对西双版纳热带森林恢复的响应

      2023, 43(10):4142-4153. DOI: 10.5846/stxb202205171400

      摘要 (141) HTML (311) PDF 1.57 M (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:揭示不同恢复阶段热带森林土壤细菌呼吸季节变化及其主控因素,对于探明土壤细菌呼吸对热带森林恢复的响应机制具有重要的科学意义。以西双版纳不同恢复阶段热带森林(白背桐群落、崖豆藤群落和高檐蒲桃群落)为研究对象,运用真菌呼吸抑制法及高通量宏基因组测序技术分别测定土壤细菌呼吸速率和细菌多样性,并采用回归分析及结构方程模型揭示热带森林恢复过程中土壤细菌多样性、pH、土壤碳氮组分变化对土壤细菌呼吸速率的影响特征。结果表明:1)不同恢复阶段热带森林土壤细菌呼吸速率表现为:高檐蒲桃群落((1.51±0.62)CO2 mg g-1 h-1)显著高于崖豆藤群落((1.16±0.56)CO2 mg g-1 h-1)和白背桐群落((0.82±0.60)CO2 mg g-1 h-1)(P<0.05)。2)不同恢复阶段土壤细菌呼吸速率呈显著的单峰型季节变化(P<0.05),最大值均出现在9月:高檐蒲桃群落((2.41±0.29)CO2 mg g-1 h-1)>崖豆藤群落((1.75±0.33)CO2 mg g-1 h-1)>白背桐群落((1.60±0.66)CO2 mg g-1 h-1)。3)土壤微生物量碳含量随热带森林恢复亦呈增加的变化趋势,即高檐蒲桃群落((3.06±1.45)g/kg)>崖豆藤群落((2.22±1.40)g/kg)>白背桐群落((1.75±1.14)g/kg);微生物量碳的季节变化可解释21%-35%的土壤细菌呼吸变化。4)不同恢复阶段土壤细菌多样性随热带森林恢复呈显著的增加趋势,其对土壤细菌呼吸的解释量大小顺序为:高檐蒲桃群落(72.60%)>崖豆藤群落(67.90%)>白背桐群落(64.80%)。5)相较于恢复初期,恢复后期碳库(总有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳)和氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)提升了4.27%-58.77%;土壤细菌呼吸与总有机碳、铵态氮达到极显著正相关(P<0.01),与土壤全氮和pH显著正相关(P<0.05)。6)结构方程表明,细菌香侬指数、微生物量碳、全氮、铵态氮及pH能直接调控细菌呼吸,其中香侬指数及微生物量碳是细菌呼吸的主要贡献者;土壤有机碳、全氮及铵态氮会通过升高香侬指数及微生物量碳含量间接促进细菌呼吸。因此,西双版纳热带森林恢复显著促进了土壤细菌呼吸,土壤细菌呼吸变化主要由土壤细菌香侬多样性和微生物量碳直接调控,而土壤总有机碳、全氮和铵氮对细菌呼吸具有间接影响。

    • 晋西黄土区土地利用对降雨入渗产流模式和优先流分布的影响试验研究

      2023, 43(10):4154-4166. DOI: 10.5846/stxb202204130989

      摘要 (188) HTML (163) PDF 10.08 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原退耕还林(草)工程显著改变了河川径流过程,但其作用机制尚不明晰。选取晋西黄土区4种典型下垫面(20年和30年刺槐人工林地、草地、休耕地)分别开展连续3场模拟降雨试验,观测坡面入渗产流过程,并结合染色示踪和图像处理软件技术,分析土地利用类型对坡面降雨入渗产流模式和优先流分布的影响。结果表明:(1)累积入渗量和优先流发育程度均表现为刺槐林地 > 草地 > 休耕地,刺槐林地优先流对总入渗的贡献是草地和休耕地的2.5-4.5倍,但优先流贡献均不超过10%,仍以基质流入渗为主。(2)4种用地类型降雨入渗主要补给地表60-70cm土层,前期降雨均匀增加表层土壤含水率,而后期降雨补给深层土壤水分的空间变异性显著增强。(3)刺槐林地产流量及径流系数均显著小于草地和休耕地,且前期含水量对20年刺槐林地的影响较小,而显著影响草地和休耕地径流系数。(4)直径d<1mm的细根显著促进降雨入渗和优先流发育,而d>5mm的粗根与入渗量和基质流量呈显著负相关。较高的土壤初始含水率、容重和粘粒含量会抑制入渗和优先流的发生。研究说明不同土地利用类型将改变降雨入渗产流过程及土壤水运动形式。

    • 增温、增雨对荒漠草原植物和土壤总氮及稳定氮同位素的影响

      2023, 43(10):4167-4175. DOI: 10.5846/stxb202207172040

      摘要 (154) HTML (172) PDF 3.19 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:剖析气候变化下植物和土壤氮含量关系,有助于了解植物-土壤氮循环,揭示植物群落和土壤演替趋势。收集了增温(环境温度、增温2℃和4℃)增雨(自然降水量、降水量增加25%和50%)6年析因实验处理后荒漠草原优势物种和土壤样品,通过对叶片和土壤的总氮(Total nitrogen, TN)、有效氮(Available nitrogen, AN)以及稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes,δ15N)测定分析,探究了增温增雨后荒漠草原植物和土壤氮含量变化趋势以及控制植物-土壤氮循环的主要因子。结果表明:(1)单独增温和同时增温增雨使土壤TN、AN和δ15N值升高但不显著(P>0.05);单独增雨显著降低了土壤AN(P<0.05)。(2)单独增温使短花针茅(Stipa breviflora)和栉叶蒿(Neopallasia pectinata)叶片TN升高,而冷蒿(Artemisia frigida)和蒙古葱(Allium mongolicum)叶片TN降低;单独增雨和同时增温增雨显著降低了4个物种叶片TN(P<0.05),这可能是受到了土壤AN的调控。(3)增温会使叶片δ15N值富集,增雨会使叶片δ15N值贫化,叶片δ15N受温度、降水、土壤δ15N值和植物叶片TN的共同调节。因此,本研究认为增温刺激了荒漠草原物种间的氮竞争,有助于短花针茅和栉叶蒿对氮的吸收和积累,这可能会增加其在植物群落中的占比。此外,降水量对荒漠草原植物-土壤氮循环有主导作用,频发的降水事件可能会加剧荒漠草原的氮限制。

    • 南亚热带河流底栖硅藻β多样性及其对空间距离与环境梯度的响应——基于广义非相似性模拟的分析

      2023, 43(10):4176-4189. DOI: 10.5846/stxb202205151359

      摘要 (200) HTML (290) PDF 7.20 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:β多样性指不同生境间群落物种组成的差异,其空间格局及影响因素是生物多样性维持研究的重要内容。以典型的南亚热带中小型河流-广州流溪河为对象,在对底栖硅藻进行季节调查的基础上,采用Baselga对β多样性的分解框架,基于Sørensen相异性系数将底栖硅藻的β多样性分解为周转和嵌套两个组分,运用广义非相似性模拟(Generalized Dissimilarity Modelling, GDM)分析了空间与环境因子对β多样性及其组分的影响。结果表明:底栖硅藻β多样性、物种周转和嵌套组分无明显季节差异,物种周转是流溪河底栖硅藻β多样性的主要组分(>75%);环境与空间过程共同影响流溪河底栖硅藻β多样性和物种周转组分格局,但环境选择是主要的驱动因子;与枯水期相比,丰水期的空间因素对β 多样性和物种周转组分的影响程度降低。作为一种非线性距离回归方法,GDM能较好地识别底栖硅藻β多样性及其组分对环境梯度和空间距离的响应。

    • 基于随机森林模型的茹河流域水沙变化及其影响因素研究

      2023, 43(10):4190-4201. DOI: 10.5846/stxb202204151013

      摘要 (178) HTML (210) PDF 5.52 M (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义。以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域1989-2019年水沙变化趋势,运用双累积曲线法定量研究了降雨和人类活动对茹河流域径流量、输沙量变化的贡献率,通过随机森林回归分析探索了影响水沙变化的主控因子。结果表明:(1)茹河流域径流量和输沙量峰值对应情况良好,但在2012年之后径流量和输沙量呈现出明显分异,径流量逐渐增加,输沙量平稳减小。(2)茹河流域径流量突变点为1996年和2003年,输沙量突变点为1996年和2004年,影响期的两个阶段中,人类活动对径流量的贡献率分别为95.95%和77.52%,对输沙量的贡献率分别为78.31%和77.91%。(3)显著影响径流量的因子为农作物播种面积、耕地面积、草地面积和人口密度,显著影响输沙量的因子为植被覆盖度、水利环境投资占比、人口密度和工业总产值。(4)农作物播种面积和耕地面积的变化对径流量的影响均呈显著正相关,草地面积和人口密度对径流量响应关系为显著负相关;植被覆盖度、水利环境投资占比、工业总产值等因子与输沙量呈现出显著负相关关系。人类活动对水沙变化的影响复杂多变,仅在单因子作用情况下对径流量与输沙量的作用易受到限制,现阶段水土流失治理需要结合经济-生态-社会等因素进行综合治理。

    • 国家公园农户对野生动物肇事保险购买意愿及其影响因素——以大熊猫国家公园为例

      2023, 43(10):4202-4211. DOI: 10.5846/stxb202204281183

      摘要 (200) HTML (167) PDF 1.37 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家公园内人与野生动物冲突严重,建立野生动物肇事保险机制是减缓冲突的重要举措。以大熊猫国家公园周边社区为例,分析建立国家公园以及农户风险偏好对野生动物肇事保险购买意愿的影响,并探讨冲突程度和制度信任的中介效应。研究结果表明建立国家公园显著增加了农户野生动物肇事保险购买意愿,而农户风险偏好对保险购买意愿会产生负向显著影响。冲突程度和制度信任是重要的中介变量,冲突程度和制度信任均对农户保险购买意愿产生正向显著影响。建立国家公园显著增加了人与野生动物冲突严重程度,进而对保险购买意愿产生正向影响。此外,建立国家公园显著降低了农户制度信任,进而对保险购买意愿产生负向影响。农户风险偏好对野生动物肇事损失程度产生正向显著影响,进而对保险购买意愿产生正向影响。农户风险偏好对制度信任影响并不显著。基于此,研究提出吸纳社会资本参与,拓宽野生动物肇事保险资金来源,开展社区共管、地役权补偿等措施提升社区信任以及建立基于农户自主防护行为的野生动物肇事保险机制等政策建议。

    • 社会-生态综合视角下海岸带生态监管框架与应用——以深圳为例

      2023, 43(10):4212-4225. DOI: 10.5846/stxb202204211087

      摘要 (179) HTML (268) PDF 23.59 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带作为海洋与陆地两大生态系统的连接与桥梁,既是国民经济、社会发展的重要区域与战略中心,也是生态环境破坏和污染的热点区域。以往针对海岸带区域开展的城市化对生态环境的影响研究,主要利用30 m空间分辨率的Landsat数据分析城市扩张对自然生态系统的侵占,如自然用地减少、景观异质性降低、填海造陆速度变快等,而针对污染产业、人类活动等引起的河口水质污染、水温异常、自然岸线退化等复杂生态环境问题关注不足,难以满足陆海统筹管理、综合防治的需求。因此,研究围绕海岸带面临的主要问题,面向海岸带生态环境综合管制,构建了"问题识别-格局量化-地面调查-生态监管"的综合框架,通过明确生态环境问题,量化社会-生态格局,开展实地调查,制定生态监管目标和策略。通过融合高分影像、兴趣点、道路等多源异构数据并结合地面调查,准确识别影响生态环境的社会-生态格局因子,实现空间显性的生态监管。进一步以深圳为典型案例,探讨该概念框架的应用,将深圳市海岸带划分为了四类共980个生态监管单元,其中包括153个优先保护单元,主要为分布在海岸带东部的林地,7个生态风险较大的核心管控单元, 597个几乎分布在海岸带西部的重点管控单元和223个涉及人类日常活动的一般管控单元,并分别提出了相应的生态监管策略,以期为陆海统筹的海岸带综合管理提供科学支撑。

    • 北部湾鱼类碳、氮、磷生态化学计量特征

      2023, 43(10):4226-4241. DOI: 10.5846/stxb202207051916

      摘要 (199) HTML (334) PDF 3.20 M (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究北部湾鱼类生态化学计量特征,于2021年3月-4月采集分析了北部湾沿岸9个渔港的79种鱼类(382尾)碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征。结果表明北部湾鱼类C、N、P元素含量变化范围分别为33.87%-58.34%、6.31%-14.92%和0.77%-4.67%;C : N、C : P、N : P的变化范围分别为3.43-9.72、19.15-173.06和5.04-33.68,其中P元素含量变化最大,导致C : P和N : P的变化。不同物种在科间的差异较大,科内的差异较小。不同体型和食性鱼类之间的C、N、P含量及比值具有显著差异(P<0.05)。鱼类的C : P和N : P与P含量呈显著负相关(R2=0.966, P<0.01; R2=0.877, P<0.01),P含量和Ca含量呈显著正相关(R2=0.919, P<0.01),P含量的变化可能与鱼类骨骼和鳞片的形成有关。总之,北部湾鱼类未保持严格的生态化学计量平衡,鱼类生态化学计量特征存在显著的种间差异,主要因鱼类不同的体型和食性差异所致。

    • 长江安庆段航道整治对长江江豚数量和分布的时空影响

      2023, 43(10):4242-4249. DOI: 10.5846/stxb202206081628

      摘要 (171) HTML (207) PDF 1.71 M (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:栖息地丧失和破碎化是威胁长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)种群长期发展的主要因素之一。航道整治工程是导致江豚栖息地丧失和破碎化的一个主要原因,研究工程施工和运行对江豚数量和分布的影响可为江豚栖息地管护提供有益信息。通过对湖口-吉阳矶水域江豚数量和分布的持续调查,分析了安庆段航道整治工程施工和运行对江豚的影响。12次目视调查共在研究水域发现江豚258群次613头次,工程施工前、施工期和初步运行期单次考察分别平均观察到江豚(67.0±24.3)头次、(35.6±22.2)头次和(50.0±2.8)头次。在主要施工区共发现江豚79群次185头次,施工前、施工期和初步运行期单次考察分别平均观察到江豚(18.60±12.03)头次、(10.4±7.3)头次和(20.0±4.2)头次。工程不同时期主要施工区江豚的数量及占比在统计学上没有显著差异。主要施工区S2和S3工程段施工期江豚平均分布密度((0.18±0.17)头/km、(0.04±0.08)头/km)较施工前((0.62±0.16)头/km、(0.40±0.29)头/km)显著下降,S5和S6工程段施工期平均分布密度((0.22±0.31)头/km、(0.36±0.28)头/km)的下降较施工前((0.28±0.43)头/km、(0.78±0.81)头/km)没有显著差异。运行期S2、S5和S6段江豚分布密度虽有较大程度恢复但分布连续性降低,S3段由于主要栖息地被水工建筑高度破坏,江豚分布密度仍停留在施工期水平,江豚向其相邻的非工程段集中。因此,本研究认为航道整治工程短期内不会对主要施工区江豚数量产生明显影响,但工程施工和运行会改变江豚分布格局,江豚向未受水工建筑干扰的栖息地集中,分布斑块化加剧。本研究建议航道整治工程设计要充分考虑对江豚分布格局的影响并注意保持栖息地斑块的自然连贯性,以降低江豚迁移受阻和分布破碎化的风险。

    • 基于最大熵模型预测气候变化下河蚬在中国的潜在分布

      2023, 43(10):4250-4259. DOI: 10.5846/stxb202204110952

      摘要 (229) HTML (184) PDF 4.53 M (1045) 评论 (0) 收藏

      摘要:河蚬是一类在我国广泛分布的底栖贝类,具有重要的经济价值及生态价值。近年来,河蚬野生资源量锐减,了解河蚬在国内的潜在分布能为河蚬的保护和合理利用提供重要参考。基于河蚬在中国的 136 个分布点和 8 个环境因子,采用 ENMeval 包和 biasfile 优化后的最大熵模型(MaxEnt)预测分别河蚬现代和未来 (2041-2060 年和 2081-2100 年) 6 个气候情景下的潜在分布。综合 Jackknife 检验、置换重要值和环境因子贡献率评估影响现代河蚬潜在分布的主要因子,比较未来气候情景下潜在适生区差异从而分析预测河蚬适宜分布的变化。结果表明:(1) 优化后的MaxEnt模型预测准确度极高,平均 AUC 值为 0.900±0.037,平均 AUCDIFF 值为 0.019,现代河蚬潜在分布区域总面积为 188.33×104 km2,主要集中在长江流域、海河流域、淮河流域、珠江流域、东南沿海区域以及黄河流域下游和渤海湾沿岸区域。(2) 影响河蚬潜在分布的主要环境因子为海拔、温度 (年均温和温度年较差) 和降水 (年降水量)。(3) 在未来 6 种气候情景下,河蚬主要潜在分布区有向北和向西移动的趋势,潜在适生区面积在 SSP245 情景下明显减少,而在 SSP126 和 SSP585 情景下呈先增加后减少趋势,这也表明气候变化下河蚬在我国的潜在分布存在缩减的风险。

    • 驯养林麝泌香生理反应时间与年龄、地域分布的关系

      2023, 43(10):4260-4269. DOI: 10.5846/stxb202008312264

      摘要 (300) HTML (174) PDF 1.73 M (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3处不同地域驯养林麝种群为研究对象,采用分层随机抽样法对四川某麝场61只林麝(离散型年龄分布群)、陕西安康某麝场23只和凤县某麝场5只成体麝(>2岁)泌香期不同生理阶段持续时间、主要气候因子及产香状况等进行观测、记录、统计分析。研究显示陕西、四川驯养种群泌香生理反应均存在2个泌香高峰期,安康驯养种群泌香高峰期集中于5月初和5月底,以5月底频发,四川则出现在6月初和6月下旬,以6月初频发,且5岁前随着年龄的增长,泌香反应集中且明显,此后随年龄增长而趋于平缓,四川驯养种群泌香启动时间较陕西晚1个月左右,两者泌香高频发期接近且两地麝群泌香生理反应主要在40d内完成;四川麝群不同年龄林麝泌香生理反应初期、盛期、后期及总持续时间无显著性差异(P>0.05),合并育成组和成年组仅麝群在泌香后期组间有显著差异;安康、四川两地麝群仅泌香后期持续时间差异显著(P<0.05);麝群中存在11.48%的个体在泌香季节出现2次泌香生理反应现象,但其麝香产量相对较低、且集中于8-9岁以上雄麝,麝群空香率9.8%左右,主要集中于9岁以上雄麝个体;麝群低产麝(产香量≤10g)占18.93%,中产麝(10g<产香量≤20g)占45.94%,高产麝(20g<产香量)占35.13%,产香量表现出较大变化幅度。上述结果显示不同地域温度、光照时间等对驯养麝群泌香期各生理阶段持续时间无显著影响,但对麝群泌香期启动时间影响显著;此外观测到林麝麝香产量似有与泌香生理反应强度有关。

    • 准噶尔盆地荒漠景观不同地貌类型鼠、蚤多样性及分布特征

      2023, 43(10):4270-4283. DOI: 10.5846/stxb202204050876

      摘要 (148) HTML (182) PDF 4.60 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示鼠、蚤空间分布特征与变化规律,本研究以准噶尔盆地鼠疫自然疫源地为靶区,基于鼠类和蚤类的样点采集数据,计算不同地貌的鼠、蚤生态学指标并分析其相关性。基于不同行政区生态学指标计算结果,借助Moran's I指数、重心模型、标准差椭圆等分析方法探究不同行政区鼠、蚤生态学指标的聚类特征,开展鼠、蚤的空间分布特征及变化规律的相关研究。结果表明:(1)通过对不同地貌鼠、蚤生态指标的研究,可得出鼠、蚤的物种多样性和生态优势度呈负相关,表明在物种多样性较高的群落中,鼠、蚤生态优势度表现不明显。鼠类物种多样性较高的地貌类型与蚤类物种多样性呈正相关,证实鼠类(宿主)物种数量增加,蚤类(寄生)物种的数量也在增加。低海拔地区鼠、蚤群落的相似性总体上大于中海拔地区群落相似性,且相似性系数q值与Cody 指数呈相反变化趋势;(2)不同鼠、蚤指标单变量Moran's I指数表明,鼠类数量、子午沙鼠数量、蚤类均匀度的全局Moran's I指数大于0,且P值小于0.05,表现出空间集聚现象。单变量局部空间自相关分析结果表明,部分鼠、蚤指标存在多种聚类模式,其中最为典型的聚类模式是高-高聚类模式。不同鼠、蚤指标双变量Moran's I指数大于0,表明鼠类生态指标可能影响蚤类生态指标。(3)通过重心迁移和标准差椭圆法,对比研究鼠类和蚤类同一生态学指标的分布差异,其中鼠、蚤均匀度和鼠、蚤生态优势度指标的分布范围表现出相似性,鼠类指标的标准差椭圆较蚤类指标的标准差椭圆偏西。综上,本研究可为准噶尔盆地鼠疫自然疫源地预防鼠疫提供参考依据。

    • 城市建筑屋顶光伏发电潜力评估方法和模型

      2023, 43(10):4284-4293. DOI: 10.5846/stxb202205041230

      摘要 (306) HTML (444) PDF 1.29 M (1484) 评论 (0) 收藏

      摘要:建筑屋顶作为闲置的土地资源已成为光伏发电重要的潜在空间,屋顶光伏发电是脱碳电力供应的主要方式,将在实现城市碳中和进程中发挥重要作用。对建筑屋顶光伏发电潜力进行精确评估将有助于分布式光伏的科学规划和合理布局,提升土地利用效率。旨在对建筑屋顶光伏发电潜力影响因素和评估方法,以及光伏发电潜力主要评估模型进行系统性阐述,比较分析不同评估方法的优缺点,总结未来研究的重点方向。现有研究表明,建筑屋顶光伏发电潜力评估已从经验取值发展为定量空间分析,评估尺度、评估精度和评估成本已经成为不同评估方法综合权衡的重点。现有三种评估方法中,采样法计算成本和数据成本较低,但评估结果不确定性较大、精度较低;全面评估法评估精度较高,但数据获取成本和计算成本较高;机器学习法能够高效挖掘大数据潜力,且算法性能显著提升,因而相较于其他方法更适宜大尺度建筑屋顶光伏发电潜力评估。当前建筑屋顶光伏发电潜力评估仍然存在大尺度精细评估缺乏、评估结果不确定性大以及评估模型计算量大等问题。未来研究重点应关注三个方面:1)建立适宜不同区域的高精度简化模型并完善技术潜力评估模型;2)阐明建筑屋顶光伏发电潜力的影响因素,为代表性建筑分类体系的完善、关键特征值的选取提供理论依据;3)将光伏安装情景、农村屋顶质量、城市公共建筑屋顶产权和用能需求等因素对建筑屋顶光伏发电潜力的影响纳入评估框架。

    • >专论与综述
    • 陆地生态系统碳汇评估方法研究进展

      2023, 43(10):4294-4307. DOI: 10.5846/stxb202204020842

      摘要 (568) HTML (262) PDF 1.08 M (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:“碳中和”是我国作出的一项重大的国家战略决策,陆地生态系统碳汇作为碳增汇的重要组成部分,在碳中和目标实现的过程中发挥着重要的作用。但当前基于不同观测数据和方法的陆地碳汇计算仍有很大的不确定性,为了全面了解陆地生态系统碳汇分布特征,提高陆地生态系统碳汇评估的准确性,梳理了近年来关于陆地生态系统碳汇评估的国内外研究进展,从"自下而上"和"自上而下"两类途径阐述了陆地生态系统碳汇评估的主要方法(样地清查法、涡度相关法、模型模拟法和碳同化反演法)的主要原理和特征,优势和缺陷,及在不同尺度碳汇研究中的应用,并从土地利用/覆盖变化、气候因素(大气CO2浓度、氮沉降)、环境因素(太阳辐射、温度、降水)等因素阐述了陆地系统碳汇主要驱动因子;分析了我国陆地生态系统碳汇的主要特征及时空变化趋势,并从人类活动(生态工程)和环境因素阐述了中国陆地生态系统碳汇的驱动因素;最后,展望了新的监测手段和评估方法在提升陆地生态系统碳汇评估精度中的作用,从而更好的服务于我国"碳中和"的长远目标。

    • 流域生态系统服务和水土资源匹配研究进展

      2023, 43(10):4308-4318. DOI: 10.5846/stxb202205171398

      摘要 (226) HTML (234) PDF 3.22 M (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务精确评估和水土资源匹配状态,对统筹流域山水林田湖草一体化保护和修复,以及构建流域国土空间开发保护新格局具有深远影响。以生态系统服务与水土资源的响应关系为出发点,系统梳理了流域生态系统服务评估及水土资源匹配研究现状。主要贡献包括:①筛选大尺度生态系统服务评估精确性方法及其优势阐述;②提出将信息熵理论与多目标优化相结合的水土资源匹配模型算法;③指出基于系统耦合协调理论进行流域生态系统服务与水土资源响应机理研究的必要性。研究以期阐明流域生态系统服务与水土资源的关联性及其响应机制,为最终实现流域"土地利用经济-生态效益最大、缺水总量最小"的过程目标导向和"生态系统服务效益最大"的结果目标导向,提供理论支撑和技术指导。

    • 植物光合与呼吸过程CO2及其δ13C的变异特征与影响因素研究进展

      2023, 43(10):4319-4331. DOI: 10.5846/stxb202202180392

      摘要 (149) HTML (202) PDF 2.71 M (771) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物光合与呼吸作用是生态系统碳循环的关键过程,其CO2 δ13C的变异特征与影响因素分析是解析植物碳分配模式、代谢关键过程以及生态系统光合与呼吸组分拆分的理论基础。然而,关于不同时间尺度上光合与呼吸CO2及其δ13C的变异特征及其影响因素仍然缺少清晰认识。从植物碳过程及其同位素效应、观测技术与方法、变异特征与影响因素以及应用实践与研究进展等方面论述了植物光合与呼吸碳过程及其δ13C的时间变化特征,揭示了气孔、叶肉和羧化限制等生物因素以及温度、湿度和光照等非生物因素对碳过程及其同位素效应的影响。总结了存在的问题,并展望了未来的研究方向,以期为今后该领域的研究提供理论依据和有效支撑。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(10):4332-4332.

      摘要 (96) HTML (0) PDF 1.25 M (329) 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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