• 2023年第43卷第12期文章目次
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      2023, 43(12):0-0.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 25.85 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 地表水资源供给服务供需关系对节水政策的响应——以大清河流域为例

      2023, 43(12):4813-4822. DOI: 10.5846/stxb202204010823

      摘要 (392) HTML (222) PDF 6.77 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:水资源是基础性自然资源和战略资源,科学量化水资源供给服务的供需关系、识别供需矛盾的突出区域是进行流域水资源管理的重要前提。以大清河流域为例,利用InVEST模型,建立了水资源供给服务空间流动量化方法,预测了用水效率提升、节水灌溉两种节水政策情景对水资源供给服务供需关系的影响。结果表明:(1)流域水资源供给服务和水资源需求量均呈现出上游低、下游高的空间分布格局,农业用水为流域主要用水类型,2010-2015年,流域水资源供给服务增长0.97%,水资源需求量出现了9.6%的下降;(2)2010-2015年,流域整体水资源供给服务的供需比由0.78提升至0.88,服务的空间流动使得上游盈余的水量缓解了中下游的用水压力,但中下游水资源需求大于供给的问题仍普遍存在;(3)提升用水效率、推行节水灌溉这两种节水政策均能够有效改善大清河流域的水资源供需关系,分别可将流域水资源供需比提升至0.97和0.96,基本达到供需平衡。研究可为北方资源型缺水流域水资源供需匹配度的提高、节水政策潜力的评估提供借鉴。

    • 黄土高原生态工程对关键生态系统服务时空变化的影响——以延河流域为例

      2023, 43(12):4823-4834. DOI: 10.5846/stxb202205121332

      摘要 (291) HTML (211) PDF 12.58 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原地区生态工程的实施,使其生态环境得到显著改善,提高了生态系统服务能力。现有的研究成果中,生态工程对生态系统服务影响的定量评价比较匮乏。以延河流域为例,采用RUSLE模型和InVEST模型对生态系统服务进行评价,通过构建模型识别出不同时期的生态工程区,探究生态工程对生态系统服务的定量影响,为下一步生态工程的实施提供科学的指导和依据。结果表明:(1)2000-2018年,延河流域土壤保持服务和产水服务均呈波动增长趋势,但二者的变化并不同步。(2)4个时期内,能产生生态效应的生态工程区面积呈波动增长趋势,从854 km2增加到1343 km2,在整个流域均有分布,不同时期的重点分布区不同。(3)生态工程增强了区域的土壤保持能力和产水能力,土壤保持服务增强区面积从477.5 km2增加到1140.6 km2,保持的土壤总量从2.1×107 t增加到5.6×107 t;产水服务增强区面积从139.1 km2增加到485.5 km2,产水总量从2.9×106 m3增加到1.5×107 m3。(4)生态工程对土壤保持服务和产水服务具有协同效应,土壤保持服务对生态工程的敏感性强于产水服务。

    • 多尺度生态系统服务的权衡关系及其对景观配置的响应——以湖北省为例

      2023, 43(12):4835-4846. DOI: 10.5846/stxb202205101303

      摘要 (387) HTML (248) PDF 16.01 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:多种生态系统服务相互关系及其对景观配置响应的多尺度分析一直是生态系统服务研究的热点问题,对于厘清生态系统服务尺度效应和实现区域分级管理具有重要的意义。以湖北省为研究区域,采用遥感、土地利用类型、水文、气象、土壤等多元数据,从5 km×5 km、10 km×10 km、15 km×15 km、20 km×20 km、25 km×25 km、县域和市域等7个递增尺度分析4种生态系统服务(水源供给、碳固持、粮食生产、水质净化)对景观配置的响应关系。结果表明:(1)4种生态系统服务的空间分布具有较强的异质性,粮食生产服务的高值区与水质净化服务的低值区主要分布于湖北省中部和东部的耕地集中区域,碳固持与水源供给呈现相反的空间特征。(2)生态系统服务权衡关系的作用强度随尺度增加而减弱,而协同关系呈增加趋势;同时服务间相互作用强度的变化大于作用方向的变化。(3)景观配置对生态系统服务的影响程度在县域和市域尺度上大于格网尺度。结果反映了受尺度变化中"削峰填谷"过程的影响,景观配置对生态系统服务影响的大小和正负效应具有尺度差异性。研究结果可为区域生态系统服务分级管理和景观格局调控提供科学参考。

    • 大连金普新区碳固持生态服务供需格局时空差异

      2023, 43(12):4847-4857. DOI: 10.5846/stxb202204241129

      摘要 (192) HTML (182) PDF 9.44 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳固持服务供需匹配状况对于优化区域生态系统管理、提升生态系统碳汇能力具有重要意义。以大连金普新区为研究区,利用InVEST模型、ArcGIS模型,研究固碳项生态系统服务供需匹配及其变化特征。结果表明:(1)研究期内,2010年至2018年,碳固持服务供给总量呈现出U字型变化趋势;需求总量呈现出持续增长的变化趋势,表现为低等级需求量地区向高等级需求量地区不断转化;碳固持服务供需求不匹配,供需错配现象突出,总体上呈现出供不应求。(2)碳固持服务供需赤字缺口正持续扩大。赤字类型总面积有持续增加的趋势;盈余类型总面积表现为先增后减;供需相对平衡类型总面积不断缩减,朝着低供给高需求方向转变。(3)金普新区碳汇地面积持续缩减,2018年仅为564km2;碳源地面积大量增加,2018年达到1340km2。(4)提出了控制城镇碳需求增长,增加绿地,提高碳供给能力,消减赤字,维持供需能力基本平衡的对策。

    • 全球人类福祉提升的碳强度差异测度:影响因素及空间溢出效应

      2023, 43(12):4858-4867. DOI: 10.5846/stxb202203030503

      摘要 (193) HTML (185) PDF 2.02 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现低碳化的人类福祉提升是可持续发展的根本要求,人类福祉提升的碳强度指标是衡量可持续发展程度的新指标。论文使用了人类福祉碳强度指标,应用探索性空间数据分析法分析了全球人类福祉碳强度的时空演进格局,运用空间杜宾模型揭示了全球人类福祉碳强度的影响因素及其空间溢出效应。研究发现:(1)1980-2016年全球人类福祉碳强度明显降低,但在北美洲、欧洲和大洋洲国家与其他区域国家(地区)之间存在显著差距。(2)经济增长、能源消费结构、工业化、资本积累、死亡率等因素提高了全球人类福祉碳强度,贸易依存度则是不断降低全球人类福祉碳强度的主要驱动力。(3)影响全球人类福祉碳强度差异的因素呈现区域异质性,能源消费结构、贸易依存度、工业化、资本积累、死亡率等因素对全球人类福祉碳强度的影响,因其经济发展水平和阶段不同而体现出明显的"南北差异"和不同的空间溢出效应。(4)周边国家的能源消费结构、工业化、资本积累和死亡率等因素会增加本国人类福祉碳强度,但本国人类福祉碳强度也会随着周边国家的经济增长和贸易依存度而降低。

    • 基于“生态系统服务网”理论的国土空间规划研究

      2023, 43(12):4868-4875. DOI: 10.5846/stxb202205081271

      摘要 (226) HTML (227) PDF 1.14 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态环境恶化使国土空间的管理从重视开发到重视保护转变,相应的思想体系、理论体系与管理机制需要打破旧的路径依赖,建立新的国土空间规划体系。生态系统服务网理论将生态系统服务供给与需求融合到一起,推动生态系统服务"一张网"与国土空间规划"一张图"的衔接。(1)生态系统服务网的网络属性诠释了山水林田湖草-人生命共同体思想体系;(2)生态系统服务网理论强调供给与需求的有效匹配与融合,是国土空间规划的重要依据;(3)生态系统服务网的尺度特征与国土空间规划层级体系存在对应关系,有助于规划的传导与实施;(4)生态系统服务网中供给能力和空间需求匹配的评价是"双评价"的主要内容,为"三区三线"的划定与落地提供了依据;(5)生态系统服务网的价值评估、空间制图与优化,为确定国土空间开发边界与规模奠定了基础,为两山转化路径提供思路和依据,可有效促进国土空间的高质量开发利用。

    • 滇池流域水文生态系统服务权衡与协同时空异质性及其归因分析

      2023, 43(12):4876-4891. DOI: 10.5846/stxb202205241459

      摘要 (286) HTML (337) PDF 25.54 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市化扩张影响流域水文生态系统服务供给,导致水文生态环境压力增加。明晰滇池流域水文生态系统服务权衡与协同关系及归因,对于滇池流域社会经济发展与生态可持续管理的双赢具有重要意义。基于InVEST模型估算了滇池流域2000、2010、2018年碳存储、氮输出、土壤保持和产水量4种水文生态系统服务,分析了水文生态系统服务时空格局变化,利用双变量Moran's I指数分析了滇池流域水文生态系统服务间时空异质性,通过冗余分析和条件效应分析等方法识别水文生态系统服务归因。结果表明:(1)水文生态系统服务的高值分布与土地利用覆盖有密切关系。(2)水文生态系统服务空间变化主要体现在滇池周边人类活动干扰强烈的区域,表现为氮输出、土壤保持和产水量增加,碳存储减小。(3)水文生态系统服务权衡与协同关系变化明显。碳存储和土壤保持为协同;氮输出和产水量先呈协同后呈权衡;产水量、氮输出均与碳存储和土壤保持为权衡,前者空间变化不明显,后者协同范围扩大,权衡范围缩小。(4)水文生态系统服务主要受多个因素共同影响,主要包括:高程、耕地比例、林地比例、建设用地比例。研究结果可为研究区水文生态系统环境治理和土地利用优化配置提供科学依据和决策支持。

    • 武夷山小流域生态系统服务(簇)权衡/协同及对地形起伏度的响应

      2023, 43(12):4892-4903. DOI: 10.5846/stxb202209282758

      摘要 (196) HTML (387) PDF 6.34 M (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:地形起伏度(RDLS)通过影响生态系统的格局、过程和功能而作用于生态系统服务,揭示二者间的作用关系对提升生态系统服务认知具有重要意义。综合运用地形起伏度模型、InVEST模型、K-mean聚类分析、生态系统服务变化指数(ESCI)及权衡协同度指数(ESTD)等方法,探究2009-2016年武夷山国家公园武夷山九曲溪流域主要生态系统服务、生态系统服务簇及其权衡/协同关系对地形起伏度的响应规律。结果表明:①2009-2016年生物多样性维持、固碳、水源涵养和水质净化服务及其增益面积均随着RDLS等级的升高而增加。②生态脆弱型服务簇聚集在RDLS较低地方,生态调节型服务簇则聚集在RDLS较高区域,而生态保育型服务簇无明显分布规律。2009-2016年,RDLS较低和较高区域分别有19%、18%的生态保育型服务簇转变为生态脆弱型服务簇和生态调节型服务簇。③生态系统服务权衡/协同关系对RDLS的响应模式有两种模式,即以二级或四级RDLS为峰值的倒U型曲线(固碳与生物多样性维持的权衡关系,固碳与水源涵养的协同关系)和以二级、四级RDLS为拐点的N型曲线(水质净化与固碳、水源涵养的协同关系,水质净化与生物多样性维持的权衡关系)。

    • 高密度中心城区蓝绿空间冷岛效应及其影响因素——以北京五环路以内地区为例

      2023, 43(12):4904-4919. DOI: 10.5846/stxb202205251482

      摘要 (278) HTML (321) PDF 12.13 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓝绿空间作为城市绿色基础设施的重要组成部分,对促进城市热环境健康、改善局地微气候具有重要作用。利用Landsat 8遥感影像、土地利用等数据,基于辐射传输方程算法、K均值聚类算法、相关性分析等方法,量化了典型的高密度中心城区--北京五环快速路以内地区的1199块1hm2以上的蓝绿空间冷岛效应的表征指标,并分析与蓝绿空间规模、形状复杂度、景观组成、环境组成、植被覆盖等要素的相关关系,还根据蓝绿空间的不同降温特性进行分类,探讨每类蓝绿空间在缓解高密度中心城区热岛效应中的独特作用、优势与机制。结果表明:(1)蓝绿空间的规模、形状复杂度、景观组成等景观要素与冷岛效应的关系显著,如总面积、绿地面积和水体面积与降温幅度、降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和降温速率呈显著负相关;周长与降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和速率呈显著负相关;周长面积比与降温幅度和降温服务呈显著负相关,与降温效率和蓝绿空间自身温度呈显著正相关,而形状指数则与降温范围和降温服务呈显著正相关。(2)蓝绿空间的环境要素与冷岛效应也存在相关关系。蓝绿空间之间会产生冷岛效应的协同与促进现象,蓝绿空间降温范围内的其他蓝绿空间的总面积与该蓝绿空间的降温幅度、降温范围、降温服务和辐射距离呈显著正相关,与蓝绿空间自身温度呈显著负相关。(3)蓝绿空间的总面积、水体面积、周长与降温幅度之间,周长面积比与降温效率之间存在阈值,为节约土地资源、保证降温效果,建议不应过多超过阈值。(4)基于蓝绿空间在降温幅度、效率、辐射距离等方面的差异,将蓝绿空间划分为4类。高密度中心城区蓝绿空间规划建设应充分评估区域降温需求,了解蓝绿空间降温现状,合理配置具有不同降温特性和优势的蓝绿空间,在土地和资金有限的情况下,充分发挥各类蓝绿空间的冷岛效应。本研究有助于政府和规划师摸清当前蓝绿空间冷岛效应的现状、问题和发展潜力,对理论和实践具有一定参考意义。

    • 城市生态品质公众感知与现状的定量指标研究

      2023, 43(12):4920-4927. DOI: 10.5846/stxb202203100574

      摘要 (179) HTML (228) PDF 3.46 M (565) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着国家对韧性城市和人居环境的重视,城市生态品质正在不断的提升和优化,如何对生态品质进行量化以及如何满足公众需求是当前迫切需要解决的重要问题。内蒙古自治区作为我国北方重要的生态安全屏障,各盟市的自然条件和社会经济差异巨大,城市生态品质公众感知与现状亟需系统研究。从生态资源的数量、质量和可获得性三个维度建立了评价体系,通过收集内蒙古自治区12个盟市612份满意度调查问卷、7项百度指数以及12项城市生态品质现状定量指标,系统分析了城市生态品质公众感知与现状间的差异。研究表明,问卷调查和现状结果均显示出可获得性 > 数量 > 质量,而百度指数则相反,表明当前内蒙古自治区各盟市在城市生态品质建设中更需要注重质量上的优化。研究提出了内蒙古自治区城市生态品质建设的发展方向,为公众获得感和幸福感的提升路径提供了参考。

    • 应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需评估——以天津市为例

      2023, 43(12):4928-4942. DOI: 10.5846/stxb202204301201

      摘要 (217) HTML (251) PDF 10.24 M (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态水文调节服务是生态系统服务的重要组成,能够有效调节地表径流,缓解暴雨洪涝灾害。但由于城市建设扩张、生态环境退化、极端降雨频发等因素,导致生态水文调节服务出现供需失衡。平原城市中地形水动力较弱及城市发展需求高的特征更是加剧了这种现象。基于生态系统供需视角,以生态水文调节率表征城市生态水文调节服务的生态供给,以暴雨洪涝风险表征城市生态水文调节服务的社会需求,构建应对暴雨洪涝灾害的平原城市生态水文调节服务供需研究框架。以典型平原城市天津市为例,应用SWAT模型、随机森林模型和ArcGIS定量测度城市生态水文调节服务供需水平,划分四种供需空间匹配类型,识别供需失衡关键区域,并进行五级规划干预等级分区。结果表明:(1)供给能力呈现"东南沿海高,西北近山低"的空间分布;需求水平表现出"多中心聚集,圈层向外递减"的分布规律。(2)供需空间分布呈现正相关关系,低供-低需在四种供需匹配类型中占据主导,同时空间聚集性最明显。(3)规划干预分区存在明显的空间差异,优先干预区占比5.41%,整体与建成区分布一致,大部分集中在市内六区,其次分布在滨海新区核心区,是未来规划治理的重点。研究结果为城市规划管理从生态水文调节服务供需视角防控平原城市暴雨洪涝灾害提供科学依据。

    • 基于水足迹的山东省农业水土资源匹配特征及短缺压力分析

      2023, 43(12):4943-4953. DOI: 10.5846/stxb202205031227

      摘要 (184) HTML (296) PDF 6.98 M (963) 评论 (0) 收藏

      摘要:高强度农业开发引起的农业水土资源生态问题日益增多,探究粮食及蔬菜(粮蔬)生产中水土资源空间配置及短缺压力对农业资源的可持续利用具有重要意义。从水足迹视角出发,分析了山东省3种主要粮食作物(冬小麦、玉米及大豆)和两种不同种植模式蔬菜(设施蔬菜和露地蔬菜)的生产水足迹空间特征;同时将资源数量及资源质量的概念纳入研究框架,分析了农业水土资源数量及质量匹配格局差异,并进一步探究了农业水土资源短缺压力及其影响因素。研究结果表明:(1)2019年,山东省粮食和蔬菜的生产总水足迹为811亿m3,其中粮食生产总水足迹占比78.50%,蔬菜生产总水足迹占比21.50%;粮蔬生产水足迹受地势影响明显,鲁西北及鲁西南平原地区的粮蔬生产水足迹占比较大。(2)考虑资源数量的水土资源匹配系数均值为0.622×104 m3/hm2,考虑资源质量的匹配系数均值为0.416×104 m3/hm2;水土资源数量及质量匹配系数在空间上呈现出一致性,表明山东省农业生产水土资源空间配置水平高的地区同时面临着较大的农业面源污染压力。(3)整体上,土地资源短缺压力略高于水资源短缺压力;基于生产视角的水土资源短缺压力受生产环境因素制约显著,受经济发展因素的影响具有差异性,社会因素对水土资源短缺压力无显著影响。研究可为农业资源可持续管理提供数据基础,为全面理解粮蔬生产所产生的水土资源短缺提供案例参考。

    • 不同空间尺度景观特征对南流江水质的影响差异

      2023, 43(12):4954-4964. DOI: 10.5846/stxb202110303050

      摘要 (143) HTML (217) PDF 5.55 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:流域景观特征决定了非点源污染物来源与地表景观削减消纳能力,但尚缺乏全流域不同空间尺度对二者关联性的认识。以广西北部湾南流江为例,分别在子流域、河岸缓冲带以及监测点圆形缓冲区三种尺度上,基于2020年Landsat 8 OLI遥感影像解译的土地利用类型特征,结合水质监测数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,探讨了流域景观特征在不同空间尺度上对河流水质的影响。结果表明:(1)在子流域尺度,土地利用类型以林地为主,而在河岸缓冲带与监测点圆形缓冲区均以耕地为主;(2)水质指标高锰酸盐指数、生化需氧量与景观特征相关性最为显著,耕地、建设用地、其他用地和园地与其呈正相关,是南流江水质污染负荷的重要来源区;景观格局指数中,斑块密度、蔓延度指数、多样性指数、均匀度指数是引起河流水质指标变化的主要景观因子;(3)受流域内或不同子流域间景观特征差异,景观组成面积占比和景观格局指数均在河岸缓冲带尺度对水质状况影响最大,分别可解释57.0%和64.7%的水质指标变化;子流域尺度次之,圆形缓冲区尺度最小,且景观格局指数对水质状况的影响大于景观组成面积占比。建议在河岸带50 m范围内严格控制耕地面积,建设河岸缓冲带并优化景观结构提升污染物削纳能力,从而保护南流江水环境。

    • 华北平原土地利用/覆盖对CO空间分布的调控作用

      2023, 43(12):4965-4973. DOI: 10.5846/stxb202203250744

      摘要 (168) HTML (212) PDF 7.97 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:CO不仅是中国主要的空气污染物之一,还是温室效应的贡献者。农业用地每年消耗了大量的CO通量,土地利用/覆盖格局对于调控CO空间分布发挥了较大的作用。针对土地利用/覆盖调控CO空间分布开展研究,以华北平原为例揭示人类活动对CO空间异质性的影响。研究发现2010至2020年华北平原CO排放量由4964×104 t降低至2683×104 t,大部分耕地CO浓度由90 t/km2下降至45 t/km2以下。CO浓度空间集聚程度呈现先降低后升高趋势,Moran's I指数由0.25增加至0.41。经济发展迅速的地区CO污染较为严重,北京和周边城市形成了CO污染高-高集聚区,周口和淮北等城市则形成了低-低集聚区。总体来看,CO浓度呈低-低集聚分布的区域不断扩大,反映出CO减排措施已经初见效果。研究表明土地利用/覆盖在类型与结构方面的差异影响了CO的排放、扩散以及氧化消耗,增加了大气CO收支的不确定性,对CO空间分布具有一定的调控作用。通过分析土地利用/覆盖与CO空间分布的关联性,探究土地利用/覆盖及景观格局对区域CO的调控作用,为实现有效防控CO污染、推进减污降碳协同治理、改善区域环境质量以及提高人居环境水平提供决策参考。

    • 树种丰富度和组成对南亚热带人工林土壤植物源碳保存及有机碳稳定性的影响

      2023, 43(12):4974-4983. DOI: 10.5846/stxb202202270452

      摘要 (252) HTML (293) PDF 3.58 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:混交造林能显著提高森林生产力和土壤碳储量。然而,不同树种丰富度和组成如何影响土壤中植物源碳保存和有机碳稳定性仍不清楚。以南亚热带不同树种组配的人工林生态系统为研究对象,采用角质-叶源和木栓质-根源生物标志物研究树种丰富度和组成变化对土壤中叶和根源碳保存和降解的影响,并量化了它们对土壤有机碳稳定性的贡献。结果表明,树种丰富度增加,木栓质含量显著增加,但对角质含量无显著影响。相比之下,不同树种组成显著影响角质含量,但对木栓质含量无显著影响。土壤pH和含水量主要影响角质含量,而土壤全氮和真菌/细菌丰度显著影响木栓质含量。角质和木栓质的降解参数ω-C16/∑C16和ω-C18/∑C18与树种丰富度和树种组成均无关,主要受土壤pH、铵态氮、碳氮比的显著影响。结构方程模型结果表明角质组分对土壤有机碳稳定性指标易氧化有机碳与总有机碳比值(EOC/SOC)具有直接正效应,而木栓质组分对EOC/SOC具有直接负效应。树种丰富度可以通过增加细根生物量和真菌/细菌丰度促进土壤中根源碳组分的保存,从而提高土壤有机碳稳定性。本研究结果为亚热带人工林选择合适树种组配来提高土壤碳固持功能提供了理论依据。

    • 树种多样性和土壤微生物多样性对人工林生产力的影响

      2023, 43(12):4984-4994. DOI: 10.5846/stxb202203110590

      摘要 (249) HTML (263) PDF 1.10 M (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:林分生产力通常会随着树种多样性增加而增加,但不同营养级生物多样性以及树种和土壤微生物多样性之间的相互作用如何影响生产力目前尚不清楚。以亚热带不同丰富度和树种组成的人工林为研究对象,从物种、功能性状、遗传三个维度的树种多样性以及土壤真菌和细菌系统发育多样性,探究了中国亚热带人工林树种多样性和土壤微生物多样性对林分生产力的影响。研究发现,林分生产力随树种功能多样性(FD)(P<0.001)、比叶面积群落加权均值(CWM-SLA)(P<0.01)、树种系统发育多样性(PD)(P<0.05)和土壤真菌多样性(PDF)(P<0.01)的增加而显著增加,分别解释了林分生产力总变异的12.86%、6.80%、3.67%和3.08%。FD和CWM-SLA可分别通过增加土壤真菌、细菌多样性而间接提高林分生产力。研究结果表明多营养级生物多样性是维持高水平林分生产力的基础,树种多样性和土壤微生物多样性之间的自上而下的级联效应在调节生态系统生产力方面发挥着重要作用。

    • 贺兰山东坡典型植物群落多样性垂直分布特征与土壤因子的关系

      2023, 43(12):4995-5004. DOI: 10.5846/stxb202203070543

      摘要 (246) HTML (259) PDF 1.05 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:深入探究山地生态系统植物群落多样性与关键土壤因子的关系及土壤因子在植物群落构建与多样性维持中的重要作用是区域生物多样性保护和生态系统服务功能综合提升的基础。本文采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)和相关分析揭示了贺兰山东坡典型植物群落多样性垂直分布格局与土壤因子的关系。结果表明:(1)贺兰山东坡植物群落多样性具有明显的垂直分布格局,针阔叶混交林植物物种组成最为丰富,中域效应明显;不同层次植物多样性随海拔升高变化趋势不一致且各自在不同海拔间差异显著(P<0.05),植物多样性大体表现为草本层 > 灌木层 > 乔木层。(2)研究区土壤因子沿海拔梯度变化趋势不同,均存在显著差异(P<0.05),其中土壤含水量(SM)、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量空间变异性较大;高山灌丛草甸土壤养分含量最高,高海拔区土壤P限制高。(3)9个土壤因子解释了研究区总体植物多样性89.68%的生态信息,与植物多样性具有较强的相关性,影响不同层次植物多样性垂直分异的关键土壤因子略有不同。综上,土壤有机碳、pH、碳磷比、含水量是影响贺兰山东坡植物多样性空间分布的主要驱动因子。

    • 古尔班通古特沙漠生物土壤结皮对土壤氮库垂直分布特征的影响

      2023, 43(12):5005-5016. DOI: 10.5846/stxb202205121334

      摘要 (157) HTML (202) PDF 1.65 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物土壤结皮在干旱区氮素地球化学循环中具有重要作用,研究不同生物土壤结皮下不同形态氮素含量的变化,解析生物土壤结皮对土壤养分影响过程和范围,有助于进一步理解生物土壤结皮的生态功能。本研究以古尔班通古特沙漠藻-地衣混生结皮和藓类结皮两种生物土壤结皮为研究对象,以裸沙为对照,测定生物土壤结皮层和0-100 cm内8个土层全氮、无机氮、可溶性有机氮、游离态氨基酸氮、微生物生物量氮等氮库含量,和土壤脲酶、硝酸盐还原态酶、亮氨酸氨基肽酶等土壤胞外酶活性。结果表明:1)结皮层各形态氮素含量和各土壤酶活性显著高于其下层土壤,结皮层和结皮下各层土壤氮库整体上表现为藓类结皮 > 藻-地衣混生结皮 > 裸沙;土壤氮库各形态氮素含量和土壤酶活性在垂直分布上均呈现先显著下降(0-20 cm)后稳定(20-100 cm)的趋势;在20-30 cm土层,除裸沙的无机氮、铵态氮以及藻-地衣混生结皮的硝态氮外,其余速效氮(无机氮、硝态氮、铵态氮)含量具有增加的特点。2)土壤各氮库含量与全磷、有机碳、电导率、土壤脲酶和亮氨酸氨基肽酶活性呈正相关,与pH、土壤含水率呈负相关。3)利用氮循环相关指标建立土壤氮循环多功能指数,发现指数在0-100 cm土层的变化趋势与土壤氮库分布保持一致。因此,随着生物土壤结皮的发育,各氮库氮素含量不断积累,结皮对土壤氮库的影响范围主要集中在表层土壤0-30 cm范围,对土壤更深层氮库含量的影响较小,生物土壤结皮影响氮库的同时,其他养分元素随之发生改变。

    • 荒漠冻融期积雪变化对生物结皮甲烷通量的影响

      2023, 43(12):5017-5026. DOI: 10.5846/stxb202205141357

      摘要 (134) HTML (177) PDF 2.62 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:温带荒漠积雪覆盖是土壤含水量增加的重要方式,在冻融期带来丰富的水分变化。全球气候变化导致温带荒漠积雪深度时空格局发生改变,从而影响荒漠生态系统温室气体的通量。生物结皮在维持荒漠生态系统结构和功能的稳定具有非常重要的作用,但对环境的变化较为敏感,尤其是降水变化。然而,目前有关冻融期不同积雪条件下生物结皮温室气体通量的研究十分匮乏。CH4是重要的温室气体,选择古尔班通古特沙漠藓和地衣2种类型生物结皮为研究对象,以裸沙为对照,设置增雪、自然降雪(对照)和除雪三种处理,通过静态箱-气相色谱法,探究CH4通量在冻融期的变化特征。结果表明:冻融期多数情况下积雪处理和结皮类型对CH4通量影响不显著。荒漠生物结皮对CH4整体表现为吸收作用,是荒漠生态系统CH4重要的"汇"。两种结皮类型及裸沙CH4的吸收速率呈现为地衣结皮(-10.12 μg m-2 h-1) > 藓结皮(-1.73 μg m-2 h-1) > 裸沙(-1.69 μg m-2 h-1)。CH4通量通常与土壤5 cm深处的温度和水分的相关性不显著,对其他土壤理化因子响应较弱。研究结果表明,积雪处理不会对冻融期生物结皮CH4通量产生显著影响,全球变化条件下温带荒漠积雪的改变可能对土壤CH4的产生和吸收影响较小。

    • 兴安落叶松林火烧迹地土壤有效磷与土壤微生物生物量磷时空演变特征

      2023, 43(12):5027-5037. DOI: 10.5846/stxb202205011205

      摘要 (174) HTML (182) PDF 3.15 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:野火是大兴安岭活跃的生态干扰因子,显著影响火烧迹地土壤有效磷(AP,Available Phosphorus)和土壤微生物生物量磷(MBP,Microbial Biomass Phosphorus),本文旨在了解兴安落叶松林火烧迹地AP、MBP的时空演变特征,并在此基础上探究两者间的偶联机制。采用"以空间换时间"的研究方法,于大兴安岭塔河地区兴安落叶松林火烧迹地选取实验样地,于未过火兴安落叶松林选取对照样地,踏查每个样地的海拔、坡度、坡向、坡位信息,测定火烧迹地土壤AP、MBP含量,分析兴安落叶松林火烧迹地AP与MBP的时空演变特征。火干扰后,火烧迹地土壤AP、MBP含量均随恢复时间表现出先减少后增加的趋势,恢复初期火烧迹地MBP含量显著低于未过火样地,AP含量显著高于未过火样地(P<0.05);不同海拔火烧迹地AP、MBP含量差异显著(P<0.05),不同海拔未过火样地AP、MBP含量均无显著差异(P>0.05)。火烧迹地土壤MBP、AP的随机森林回归模型的模型总解释度约为84%,而未过火样地的模型总解释度约为60%,两个模型均达到了极显著水平(P<0.001),在对照样地随机森林回归模型中,坡位达到了显著水平(P<0.05),坡向、坡度、海拔三个地形因子达到了极显著水平(P<0.01),在火烧迹地随机森林回归模型中,所有解释变量均达到了极显著水平(P<0.01)。火干扰对土壤微生物的影响是一个长期过程,相较于AP,MBP对火干扰的响应更为敏感。火干扰会显著加强地形因子对AP、MBP的影响力,并改变地形因子对AP、MBP影响力的相对重要性。

    • 杉木连栽对土壤细菌群落及其抑病能力的影响

      2023, 43(12):5038-5049. DOI: 10.5846/stxb202204281185

      摘要 (177) HTML (213) PDF 7.31 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:连栽导致土壤退化是制约杉木初级生产力实现的重要障碍因素,而土壤对病原菌的抑制能力决定着植物能否有效抵御病原菌侵害,是人工林土壤地力状况的重要表现。以一代、二代、三代杉木人工林和天然次生林为对象,采用平板隔空、直接对峙的方法,分析了不同代际杉木林土壤细菌群落对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的抑制能力。进一步利用高通量测序技术,研究了杉木林土壤细菌群落影响土壤抑病能力的生态过程。结果表明:土壤磷元素随连栽呈显著积累趋势,而土壤pH和有机质(SOM)等含量随连栽代数的增加而下降,但这些下降指标在三代杉木林与天然林土壤间无显著差异。而杉木连栽导致土壤对病原菌的抑制能力逐代降低,天然林土壤较杉木人工林对病原菌具有显著的高抑制能力。同时杉木连栽显著改变了土壤细菌群落组成,而对群落整体α-多样性影响较小,说明土壤中一些关键类群对杉木连栽响应的敏感性高于整体细菌群落的变化。进一步利用随机森林模型预测与回归分析,揭示了杉木连栽引起的土壤一些关键细菌类群丰度的降低是土壤抑病能力下降的重要原因,这些类群主要受土壤pH、SOM、TP等土壤理化因子的调控。由此,杉木长期连栽会引起土壤微环境失衡,致使土壤抑制病原菌能力下降,从而增加病原菌危害杉木林健康,不利于人工林生产力的提升和可持续经营。

    • 闽楠林土壤-凋落物-叶片碳氮磷生态化学计量对人为干扰的响应

      2023, 43(12):5050-5059. DOI: 10.5846/stxb202204231117

      摘要 (148) HTML (191) PDF 3.13 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:干扰是影响森林生态系统稳定性和功能的重要因子,干扰程度直接影响天然林的生长进而影响其生态系统能量流动和养分循环过程,为此开展干扰对天然林生态系统影响研究,对于揭示干扰对天然林生态系统养分平衡特征机制具有重要意义。以福建两种人为干扰模式下(重度干扰和轻度干扰)闽楠林为研究对象,通过分析"土壤-凋落物-叶片"三个组分化学计量特征,结合养分利用效率、养分再吸收效率、内稳态理论解析干扰对闽楠林养分资源利用策略和生态适应。结果表明:(1)两种干扰模式下,叶片C、N、P含量均显著高于其土壤和凋落物,且三个组分中N和P含量均表现出重度干扰显著高于轻度干扰,但三个组分C/N、C/P和N/P呈现轻度干扰显著高于其重度干扰。(2)闽楠林叶片N、P养分利用效率表现出:重度干扰<轻度干扰,但P再吸收效率则是重度干扰高于轻度干扰,且两种干扰模式下P养分利用效率和再吸收效率显著高于N。(3)随干扰强度的增加,闽楠林叶片N呈现内稳态弱,而叶片P的内稳态强以适应低P环境。(4)凋落物与叶片两组分P、C/P、N/P存在显著正相关关系,土壤C/N分别与叶片P、C/P、N/P以及凋落物P、C/N和C/P存在显著相关关系。闽楠林化学计量特征对干扰的响应结果表明,干扰延缓闽楠林生态系统的能量流动和养分循环过程。

    • 工业运输活动对周边荒漠草原植物多样性与土壤性状的影响

      2023, 43(12):5060-5071. DOI: 10.5846/stxb202204070902

      摘要 (161) HTML (226) PDF 4.39 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究工业运输活动释放出的重金属元素对周边荒漠草原植被群落特征和土壤性状的关系,为工业活动影响下的荒漠草原植被恢复和重建提供科学依据。以宁夏盐池县高沙窝工业集中区邻近的荒漠草原为研究对象,结合前期土壤和降尘的重金属含量,根据内梅罗污染指数划分了五个污染梯度(梯度Ⅰ、梯度Ⅱ、梯度Ⅲ、梯度Ⅳ和梯度Ⅴ),采用野外调查和室内分析的方法,对比分析了不同污染梯度下的植被群落特征与土壤性状的关系。结果显示:在前三个污染梯度下物种组成相对较多,禾本科(Gramineae)、藜科(Chenopodiaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae)为优势科。其中,牛枝子(Lespedeza potaninii)和短花针茅(Stipa breviflora)的重要值分别为59.41和44.26,是研究区工业生产和交通运输影响下的主要物种。随着污染梯度的升高,植物群落均匀度指数显著下降(P<0.05),工业交通运输活动造成研究区荒漠草原植被组成单一,群落结构不稳定。表层土壤养分受重金属影响波动较大,土壤全氮和有机质是影响物种多样性指数的主要土壤因子,随着污染梯度的升高显著降低(P<0.05)。研究表明,高沙窝工业园区的交通运输活动对荒漠草原植物多样性和表层土壤性状产生了明显的影响。

    • 机场草坪植被调控对土壤细菌群落结构与功能的影响

      2023, 43(12):5072-5083. DOI: 10.5846/stxb202203290769

      摘要 (119) HTML (228) PDF 4.83 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究植被调控对土壤细菌群落结构和功能的影响,对天津滨海国际机场草地植被进行单一草坪植物建植和高强度刈割,在调控后第3年的春、夏、秋季节取调控区土壤样本,利用16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt软件,分析了不同植被调控方式下土壤细菌组成、多样性及季节性变化,预测细菌功能特征。结果表明,各样地共有的优势菌门(相对丰度>5%)有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)。与对照区相比,刈割调控区土壤放线菌门相对丰度显著增加;单一草坪建植调控区,夏季土壤芽单胞菌门相对丰度显著增加(P<0.05)。刈割调控、高羊茅及黑麦草调控区,土壤细菌门之间相关性较对照分别减弱21.4%、46.4%和67.9%,使细菌网络结构更为简单。夏季和秋季3个调控区土壤细菌群落的Shannon指数和Chao1指数显著高于对照区,而秋季Simpson指数显著低于对照区(P<0.05)。KEGG代谢途径差异分析可知,刈割调控、高羊茅和黑麦草调控区,土壤细菌分别有25、24和23个代谢通路的功能基因丰度显著低于对照区,主要体现在聚糖的生物合成与代谢、细胞运动、细胞生长与死亡、核苷酸代谢等通路上。可见,机场植被调控改变了土壤细菌群落的组成,简化了细菌网络结构,代谢功能也明显下降。

    • 基于临界慢化模型和长时间序列叶面积指数的植被及其恢复力遥感监测研究——以三峡库区为例

      2023, 43(12):5084-5095. DOI: 10.5846/stxb202205091290

      摘要 (341) HTML (210) PDF 12.49 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于临界慢化模型,利用长时间序列叶面积指数(GLASS LAI)数据,进行时间序列分解后,计算了LAI及其时间自相关指数作为指标,对三峡库区植被及其恢复力进行监测,通过案例模型对临界慢化模型精度进行了验证,分析了三峡库区植被及其植被恢复力的时空分布特征,探索基于临界慢化模型的植被恢复力遥感定量估算方法的适用性。结果表明:(1)2000-2018年三峡库区LAI平均值为3.4,重庆段LAI较低,湖北段LAI较高;三峡库区LAI整体呈上升趋势,重庆段LAI呈现降低趋势,显著下降区域占重庆段面积的21.75%,湖北段LAI呈现升高趋势,显著上升区域占湖北段面积的21.22%;(2)2000-2018年三峡库区重庆市北碚区、大渡口区、渝北区植被恢复力较低,宜昌市兴山县、夷陵区、点军区植被恢复力较高;(3)模型精度方面,在两个地质灾害扰动事件中案例模型结果与临界慢化模型结果呈现较高的一致性。本文对三峡库区2000-2018年的植被恢复力进行了定量估算,同时通过案例模型对临界慢化模型在恢复力监测上的有效性进行了验证,为三峡库区制定相应生态环境管理决策提供理论基础,为保障西南地区生态安全提供决策依据。

    • 基于最大熵模型的新疆主要有毒杂草分布区预测

      2023, 43(12):5096-5109. DOI: 10.5846/stxb202205061252

      摘要 (193) HTML (245) PDF 11.72 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,在气候变化和人类放牧活动的共同作用下,新疆地区有毒杂草发展迅速,草地退化严重,影响了新疆草地生态系统及草地畜牧业的发展。了解新疆主要有毒杂草的时空分布及影响其分布的主要生态因子,对新疆畜牧业可持续发展具有重要意义。使用最大熵模型(MaxEnt),预测了不同气候情景下新疆主要有毒杂草的潜在分布区。结果表明:1)使用MaxEnt最大熵模型在三种气候情景下的模拟精度值均大于0.8,处于"好"水平,表明模型模拟结果有较高的可信度;2)白喉乌头受等温性和最干月降水量的影响,主要分布在阿勒泰等地区;无叶假木贼主要受到放牧率和最干月降水量的影响,沿天山山脉以及塔里木盆地西、北部分布;影响纳里橐吾的是平均气温日较差和等温性,分布在巴音郭楞州等地;小花棘豆主要受到平均气温日较差和降水量季节性变化的影响,集中分布在新疆西北部地区;苦豆子受海拔和最冷季降水量影响,主要分布于塔里木盆地等地区;3)有毒杂草入侵概率较低的区域(非适生区)占比51.69%;入侵的高危区面积占比5.62%,主要集中在阿勒泰、塔城、昌吉自治州、五家渠、博尔塔拉州、伊犁自治州、石河子市、乌鲁木齐市、阿克苏、克孜勒苏州和喀什;4)未来气候情景下,新疆主要有毒杂草呈现进一步扩散趋势;SSP245情境下有毒杂草扩张蔓延趋势比在SSP126情境下更为明显,这说明在较高辐射强迫的气候情境下,有毒杂草表现出较高的适应能力;未来平均气温日较差变小的区域更易被有毒杂草入侵,而最干月份降水量明显增加的区域,有毒杂草入侵的可能性较小,其面积发生退缩。

    • NO2胁迫下三角梅叶片形态解剖结构和最优光响应模型研究

      2023, 43(12):5110-5121. DOI: 10.5846/stxb202204261166

      摘要 (161) HTML (209) PDF 6.36 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物的形态结构和光合作用能够反映植物对城市空气污染的响应特性。探究城市道路机动车尾气中的典型污染物NO2气体,对植物叶片的生理光合响应特性。以二年生三角梅(Bougainvillea spectabilis)幼苗为对象,利用智能化人工熏气室模拟熏气(NO2体积分数分别为0 μL/L (自然空气)、4 μL/L,8 μL/L,记作CK、T1、T2),观察NO2胁迫后三角梅的叶片形态、微观结构和光合特征。结果表明:(1)通过叶片形态观察发现,与CK相比,低浓度T1组叶片变化不明显,随着NO2气体胁迫浓度的增加,高浓度T2组叶片逐渐出现失水、叶表面有明显的水渍状或烧灼状黄色斑点。(2)通过叶片微观结构解剖发现,高浓度NO2胁迫后气孔皱缩程度增加,气孔开度减小;叶绿体结构变形,尤其是类囊体结构疏松,膨胀等变化。(3)叶片光合特性分析发现,T1和T2组的NO2胁迫导致光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)下降、光补偿点(LCP)增加,表观量子效率(AQE)和暗呼吸速率(Rd)在4种光响应模型中变化规律存在一定的差异性。(4)4种光响应模型中,CK组决定系数(R2)越高,均方根误差(RMSE)越低,精度最高,尤以叶子飘等机理模型为最优,拟合效果最好,其次是直角双曲线模型。研究结果表明三角梅可通过自身的形态变化、调整光合特征参数,较好地适应不同浓度的NO2,尤其是高浓度急性胁迫下,该研究结果有助于促进不同道路绿地三角梅的推广应用,对探究三角梅的景观效益和生态效益,揭示其对环境异质性的适应机制具有重要意义。

    • 毛乌素沙地油蒿叶性状对光能利用效率动态的影响

      2023, 43(12):5122-5136. DOI: 10.5846/stxb202203240732

      摘要 (145) HTML (197) PDF 2.41 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前对于荒漠灌木光能利用效率(LUE)的季节变异及其调控因素,尤其是其生物调控因素的认识非常有限,导致了荒漠生态系统生产力模型的不确定性。拟验证假设:长期干旱环境下,典型荒漠灌木油蒿光能利用效率日均值(LUEday)的动态变化与叶片性状的季节性调整有关。试验采用Li-6400便携式光合仪定期测量了油蒿生长季叶片LUEday的季节动态及相关叶性状指标,探究叶性状对LUEday的影响。结果表明:LUEday的季节波动范围为0.003-0.017 mol/mol,整体变异系数(CV)为38.75%。完全展叶期LUEday均值相比生长季平均值降低17.37%,相比展叶期和落叶期时降低30%;8个叶性状的季节变异幅度差异较大,其中总叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)和叶氮含量(LNC)均表现出较大的季节变异性(CV ≥ 20%),叶碳含量(LCC)和叶片相对含水量(LRWC)的变异程度最低(CV<7%)。LRWC与所有叶片化学性状(Chl、Chl a/b、Car、LNC和LCC)均存在显著相关,表明其变化与叶片的养分吸收、光合色素合成以及碳同化的运输过程密切相关;油蒿LUEday的相对变化与LRWC、Chl a/b和LNC显著正相关,而LRWC和LNC的季节动态受空气温度(Ta)和土壤含水量(VWC)的共同调节,Chl a/b的季节波动主要由浅层土壤含水量(10 cm VWC)控制。以上研究结果强调,在未来预计极端的气候事件(如极端干旱和持续热浪事件)发生更频繁的旱地场景中,时间尺度植物叶性状对于土壤干旱和高温的适应性调整应当被充分考虑到旱地生态系统的通量建模方案中。该结果将为构建叶片尺度的光合生理模型与厘清LUE的生物调控机制提供理论依据。

    • 地形微生境对区域温度变化的缓冲作用

      2023, 43(12):5137-5149. DOI: 10.5846/stxb202203160637

      摘要 (104) HTML (337) PDF 7.86 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究黄土丘陵区的地形微生境,了解微生境的形成机制及特征,对于生物多样性的恢复和保护都具有重要意义。选择陕西省安塞县陈家洼为研究区,按照不同坡向与坡位布设Ibutton电子温度记录仪采集温度数据。比较各坡段地面5 cm处与地上150 cm处的极端温度与相应的显域生境的温度变化,量化微生境的缓冲作用。采用平均温度、极端高温、极端低温等指标来评估地形微生境温度对区域温度变化的非同步性,并采用温度变幅来衡量地形微生境气候的稳定性。结果表明,在最热两周中,阴坡沟底地最大缓冲度8℃,沟坡地与梁峁地最大缓度分别为6.5℃与6℃;阳面三个坡段自上而下最大热缓冲度分别为3.5℃、3℃、4℃。地形微生境对于夏季极端高温的缓冲作用阴坡>阳坡;而阳坡沟底地、沟坡地、梁峁地在最冷两周的最大冷缓冲值可达4.5℃,4℃、4℃,阴坡沟底地最大可缓冲3.5℃,其次是沟坡地与梁峁地,最大缓冲度为3℃与2℃。对于冬季极端低温的缓冲作用阴坡<阳坡。但无论是热缓冲还是冷缓冲,各坡段之间存在显著差异(P<0.05),阴坡与阳坡的缓冲值皆存在自下而上的阶梯性,即沟底地 > 沟坡地 > 梁峁地。日温度变幅阳坡>阴坡,且梁峁地 > 沟坡地 > 沟底地。本研究量化了微生境的缓冲能力,强调了微生境在调节宏观气候变化中的重要性,可为未来气候变化模型预测提供支撑。

    • 2000-2019年中国南方竹林区水分利用效率时空特征及驱动机制

      2023, 43(12):5150-5161. DOI: 10.5846/stxb202203120598

      摘要 (191) HTML (178) PDF 19.90 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是深入理解生态系统碳、水循环及两者耦合关系的重要指标,然而我国重要森林类型之一的竹林的WUE时空格局及其驱动机制研究不足。通过MODIS净初级生产力(NPP)和蒸散(ET)数据得到竹林区WUE,采用线性趋势法计算WUE年际变化率表征变化趋势,并应用地理加权回归(GWR)模型分析了WUE与气候和地形等10个驱动因子的关系,探究了中国南方竹林区近20年间(2000-2019) WUE驱动机制。结果表明:(1)2000-2019年中国南方竹林区WUE多年均值为0.89 gC m-2 mm-1,呈显著下降趋势,下降速率为0.0028 gC m-2 mm-1 a-1,ET上升速度大于NPP上升速度是造成WUE下降的主要原因;WUE呈南高北低的空间分布格局,83.5%区域的WUE呈下降趋势。(2)基于GWR模型的WUE驱动力分析发现,WUE变化最强的驱动因子是CO2浓度和年降水量,而海拔、坡度等地形因子的驱动作用较弱,人类活动因子在大部分区域对WUE存在较小的正向驱动作用。明晰了我国竹林区近20年间对气候与环境变化的响应规律,为制定竹林适应性管理措施,并更好地发挥竹林在缓解气候变化方面的作用提供科学依据。

    • 中国农村居民生活氮素流动特征

      2023, 43(12):5162-5172. DOI: 10.5846/stxb202203150625

      摘要 (141) HTML (236) PDF 2.50 M (661) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类生活消费是陆地生态系统氮素流动的主要驱动力。定量核算和评估农村居民生活消费氮产生(NRUR)及其活性氮(Nr)排放特征,对农村氮的可持续管理和生态环境改善具有重要的指导意义。以中国为例(2000-2020年),建立了NRUR的产生及其活性氮排放核算框架。结果表明:20年来NRUR上升了36.7%,年均5.62 Tg/a,食物消费氮是最大的贡献源(43.2%),工业日用品和家庭生活燃料消费氮分别占31.5%和25.3%;Nr排放量占NRUR的25.4%(年均1.43 Tg/a),其以年均1.3%速率下降;NH3挥发是最大的Nr排放源(50.1%),其次为排入地表水的Nr (31.0%)、NOx(15.8%)和N2O (2.0%),排入地下水的Nr仅占1.1%。加大人类粪尿排泄物的处置能力,减少秸秆燃料的使用比例、优化农村居民生活能源消费结构对农村居民生活消费Nr减排至关重要。

    • 盐城滨海湿地优势植物碳氮磷生态化学计量高光谱反演

      2023, 43(12):5173-5185. DOI: 10.5846/stxb202202280471

      摘要 (209) HTML (177) PDF 12.58 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:滨海湿地是海陆交界的生态过渡带,是自然界生物多样性最丰富的生态系统之一。湿地植物作为湿地生态系统重要的组成部分,研究其碳、氮、磷生态化学计量特征是了解植物生长状况与适应策略的有效途径。以江苏盐城滨海湿地为研究区,采集互花米草(Spartina alterifora)、芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、柽柳(Tamarix chinensis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)共5种优势湿地植物样本及冠层高光谱数据,对植物的碳、氮、磷生态化学计量特征进行高光谱反演研究。结果表示白茅、柽柳与芦苇的最佳反演模型为随机森林(RF)模型,对互花米草反演效果最好的是偏最小二乘(PLSR)模型,而对盐地碱蓬反演精度最高的是BP神经网络(BPNN)模型。研究表明利用高光谱数据可以实现湿地植物碳、氮、磷生态化学计量特征的准确反演,不同模型对于不同湿地植物的反演存在差异,RF模型的反演稳定性最强,是反演湿地植物生态化学计量特征的较优模型。

    • >专论与综述
    • 植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

      2023, 43(12):5186-5199. DOI: 10.5846/stxb202203290780

      摘要 (319) HTML (380) PDF 1.78 M (1366) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,lb)、气孔限制(Stomatal limitation,ls)、叶肉限制(Mesophyll limitation,lm)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容:(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin,AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提高植物光合碳同化能力提供参考。

    • 垂直绿化生态效益研究综述

      2023, 43(12):5200-5210. DOI: 10.5846/stxb202204120966

      摘要 (269) HTML (277) PDF 1004.19 K (778) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变化和城市化背景下城市生态环境问题越发凸显,面对日趋紧张的土地资源现状,垂直绿化建设成为重要的城市绿地补充手段,对改善城市环境具有重要意义。垂直绿化具有多种生态效益,且其效益发挥受到多因素共同影响。如何统筹协调生态效益和影响因素之间的复杂关系,以使其综合生态效益最大化,是当前垂直绿化建设亟待解决的科学问题之一。基于文献综述法归纳了不同生态效益的机制及其关键影响因素,并对多效益和多影响因素进行了综合分析。结果表明,垂直绿化具有缓解城市热岛、建筑节能减排、固碳、净化空气、降噪、截留雨水和支持生物多样性等七种主要生态效益,并受到植被特征、设施结构特征、气象条件、空间格局等多方面因素的共同影响。基于对效益和影响因素的综合分析,进一步提出了两点规划思路:首先,关注环境需求和效益供给的耦合关系能够更加科学合理地指导区域垂直绿化建设布局。其次,关注生态效益间的关系,以区域关键生态环境问题为导向进行效益权衡并结合考虑其影响因素的重要性程度能为规划设计提供有效建议。

    • >学术信息与动态
    • 城市生态系统长期观测研究站及其主要任务

      2023, 43(12):5211-5223. DOI: 10.5846/stxb202202280466

      摘要 (197) HTML (259) PDF 2.23 M (847) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着对城市人居环境质量高度关注,城市生态学越来越受到重视。城市生态系统长期观测研究站(简称城市生态站),作为能够跟踪和研究城市生态系统长期变化规律的一种研究手段,在国内外得到了较快发展。在分析国内外城市生态站的研究经验和实践过程基础上,提出了城市生态站的科学目标、研究内容和主要工作,特别就城市生态站的观测工作、模拟实验工作和社会服务的基本框架和工作内容进行了论述,可以作为城市生态站建设的设计思路。为我国新建和完善城市生态站工作提供重要指导作用。

    • 生态旅游视角下海洋保护地生态产品价值实现机理与路径

      2023, 43(12):5224-5233. DOI: 10.5846/stxb202203060534

      摘要 (197) HTML (162) PDF 2.89 M (668) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索海洋保护地生态产品价值实现,有利于维持海洋保护地生态系统功能的正常发挥,能够在满足人民日益增长的优美生态环境需要的同时促进海洋自然保护地绿色发展和自然保护之间的良性循环。从生态旅游视角出发解析海洋保护地生态产品价值的实现机理,探索优质海洋生态产品持续供给路径。结果表明:①实现海洋保护地生态产品价值要识别生态产品,明确生态产品产权,核算生态产品价值。②政府、社区居民、企业、游客分别是价值实现的主导者、产品供给者、实施者以及产品消费者。③供给、文化服务产品价值实现借助社区居民、企业和游客间餐饮、住宿、文化娱乐等产品的市场交易,政府起到监督和管理的作用;调节服务产品价值实现包括政府、社区居民与企业间的产权交易,社区居民、企业和游客间的康养休闲产品交易,政府、企业、游客及社区居民间的旅游生态补偿。发展生态旅游过程中以利益相关者关系为切入点设计不同类型海洋生态产品价值实现路径能够为海洋保护地可持续发展提供有效参考。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(12):5234-5234.

      摘要 (92) HTML (0) PDF 1.25 M (303) 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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