• 2023年第43卷第19期文章目次
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      2023, 43(19):0-0.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 8.78 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 基于生态系统服务的生态安全研究进展

      2023, 43(19):7821-7829. DOI: 10.20103/j.stxb.202210283063

      摘要 (506) HTML (153) PDF 1.19 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全是全球环境变化背景下人类可持续发展面临的重要问题之一。生态系统服务作为自然环境中人类赖以生存的环境条件与效用,成为人们感知和评价生态系统结构或功能变化的重要指标,同时为研究自然生态与社会-经济两大系统之间的交互作用提供了连接路径。目前,国内外对基于生态系统服务的生态安全研究尚处于起步阶段。在大量查阅国内外相关文献的基础上,总结了生态安全的理论内涵及方法体系,并从基于生态系统服务内在关系和基于生态系统服务拓展的生态安全研究,以及将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究等3个方面系统性梳理了目前国内外基于生态系统服务的生态安全研究进展。结果表明,发展初期的生态安全研究主要基于各种生态系统服务之间的供需关系、权衡/协同关系和服务重要性等内在关系,二者的结合效果能通过耦合生态系统服与生态系统状态指标和相关模型得到改善,近年来将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究在区域规划管理等领域已呈现良好的发展趋势。在此基础上,本文指出了目前研究过程中所存在的一些不足与未来发展的方向,为进一步深入开展生态系统服务与生态安全的耦合研究提供理论依据。

    • 植被变化对气候的反馈机制及调节效应

      2023, 43(19):7830-7840. DOI: 10.20103/j.stxb.202210233012

      摘要 (442) HTML (172) PDF 1.46 M (674) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被通过光合作用固定大气中的CO2来减缓温室效应,同时植被也通过改变地表能量收支影响温室效应。在过去的气候-植被研究中,大多关注气候变化对植被的影响,而植被对气候反馈的研究相对较少。植被通过调节地表能量收支、水通量等重要地气过程影响局地、区域乃至全球气候,在气候变化中的作用十分重要。因此,需要厘清植被对气候的反馈效应机制及其结果,并识别其地域差异。从生物地球物理和生物地球化学过程两方面分析植被与气候之间的作用机制,对全球及关键区域内植被变化对局地、区域乃至全球的气候反馈效应进行了系统总结:(1)生物地球物理反馈的区域特征明显,生物地球化学反馈则表现在全球尺度上,二者相互作用但难以统一;(2)植被破坏带来的气候影响在气温效应方面与生态系统的类型及地理分布相关:热带森林破坏带来增温效应,北方森林破坏带来降温效应,温带森林破坏则会通过增加森林反照率抵消丢失的固碳降温效应,气温效应表现不明显;(3)当前研究对关键过程机制考虑不够完善,不同研究方法的结果差异较大,且缺乏高质量观测数据的验证;同时考虑生物地球物理和生物地球化学的净气候反馈研究尚无法支撑植树造林对气候变化单一减缓作用的常规理解。本文可为科学评估植树造林对气候变化作用的方向与强度提供理论依据。

    • 基于植被羰基硫通量估算陆地生态系统总初级生产力研究进展

      2023, 43(19):7841-7860. DOI: 10.20103/j.stxb.202206221775

      摘要 (150) HTML (119) PDF 3.69 M (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:羰基硫(COS)是大气中的长周期痕量气体,其分子结构、对流层大气混合比的昼夜和季节动态类似于二氧化碳(CO2)。植物光合作用及其水解过程中,受扩散通路导度和酶活性影响,气孔的COS与CO2吸收紧密相关,同时,植物自养呼吸并不释放COS。最新研究中,采用植被COS通量直接指示生态系统总初级生产力(GPP)。综述了植被COS通量与光合作用中碳固定过程的关联机制,以及采用涡度相关观测、整合大气COS监测和生态系统过程模型等方法开展植被COS通量与GPP研究的最新进展,探讨了关键生态过程和参数,发现方法存在以下瓶颈:(1)生理过程、尺度效应和解析效应影响了COS与CO2的叶片相对吸收率,(2)观测与模拟手段有待进一步耦合,(3)全球COS观测密度限制了方法验证,(4)硫循环过程影响了多区域模拟精度。方法发展的前沿领域包括:(1)开展重点地区植被COS通量观测,(2)提高COS卫星柱浓度的覆盖范围,(3)完善生态系统过程模型的COS吸收机理。展望未来研究关注的科学问题是:对于亚热带等尚待开展COS连续观测的区域,采用植被COS通量直接代理GPP的精度和不确定性。

    • 环境DNA在两栖动物监测中的应用研究进展

      2023, 43(19):7861-7873. DOI: 10.20103/j.stxb.202210152929

      摘要 (175) HTML (94) PDF 1.05 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:两栖动物是我国受威胁程度最高的动物类群,加强两栖动物资源调查和多样性监测,是开展两栖动物保护和濒危物种拯救行动的关键性基础工作。传统的两栖动物监测主要以形态学和声学为基础,耗时费力,且难以发现一些隐蔽性较强的稀有物种。基于环境DNA (environmental DNA,eDNA)的调查方法以其快速、灵敏、高效、无创等独特优势,为两栖动物多样性监测及保护提供了新的工具。综述了eDNA在两栖动物多样性监测、外来入侵和珍稀濒危物种调查、物种丰度或生物量估测等研究领域的应用进展,分析了两栖动物eDNA产生、扩散、迁移和降解的动态变化特征及其关键影响因子,探讨了eDNA应用于两栖动物监测研究的局限性并提出了优化建议,同时对未来的研究方向进行了展望,以充分挖掘eDNA在两栖动物监测中的应用潜力,为两栖动物多样性保护和管理提供新的思路。

    • 海洋生物礁类型、生态功能及其生态修复

      2023, 43(19):7874-7885. DOI: 10.20103/j.stxb.202208072250

      摘要 (154) HTML (120) PDF 2.43 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋生物礁是由具有造礁能力的海洋生物聚集而成的一种三维礁体结构,其形成改变了海底地貌、增加了不同尺度上的地形复杂性,为其他海洋生物提供了栖息地并维持了生物多样性。近年来,由于自然因素和人为因素影响,海洋生物礁受到了严重威胁,已成为海洋生态保护和修复领域的重要研究对象。综述了海洋生物礁的类型、生态功能及其生态修复的研究进展。根据形成海洋生物礁的优势造礁生物种类,将海洋生物礁分为海藻礁、海绵礁、刺胞动物礁、贝类礁和多毛类礁,其优势造礁生物分别是珊瑚藻和仙掌藻、钙质海绵和硅质海绵、造礁珊瑚、牡蛎、龙介虫。目前国内对海洋生物礁的全面了解相对较少,主要集中在珊瑚礁和牡蛎礁。海洋生物礁的生态功能主要有海岸防护、提供栖息地、净化水体、固碳作用和能量耦合等。全球变暖和海洋酸化等全球气候变化以及海洋污染、破坏性渔业捕捞、海岸工程、水产养殖和敌害生物等自然和人为因素对海洋生物礁构成了严重威胁。海洋生物礁的生态修复方法分为两类:在退化生物礁区投放造礁生物逐渐成礁,投放人工礁体补充造礁生物逐渐成礁。针对海洋生物礁保护和修复的需要,提出下一步应加强海洋造礁生物生态特征、海洋造礁生物种群丧失因素和海洋生物礁保护与修复基础理论等方面研究。

    • >研究论文
    • 基于无人机遥感的三江源国家公园藏野驴种群数量及生境时空变化研究

      2023, 43(19):7886-7895. DOI: 10.20103/j.stxb.202207282161

      摘要 (210) HTML (143) PDF 4.48 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:藏野驴(Asinus kiang)是青藏高原特有物种,我国一级野生保护动物。三江源国家公园黄河源园区是藏野驴的主要栖息地之一,而生物多样性保护也是国家公园的重要职能,准确了解藏野驴的种群数量及栖息地变化无论是从野生动物保护还是从国家公园建设指导来看均具有重要意义。以三江源国家公园黄河源园区为研究区,利用无人机遥感技术开展藏野驴种群数量调查工作,在此基础上利用选择指数与因子分析揭示藏野驴的生境选择偏好,识别其适宜栖息地范围。并深入探讨近20年藏野驴适宜栖息地的时空变化特征,探讨驱动因素。结果表明:(1)无人机可以有效识别藏野驴个体,在调查样带内共发现藏野驴252头,经过推算2017年春季三江源国家公园黄河源园区内共有藏野驴20989头。(2)藏野驴倾向于选择距居民点1 km以外,距道路1-3 km范围内,距水源1 km以内,且植被覆盖度介于0.4-0.8之间的坡度小于5°的平坦区域做为栖息地。(3)2000-2018年间,三江源国家公园黄河源园区内的藏野驴适宜生境面积增加了330.76 km2,达到4747.10 km2,面积占比增加1.73%,达到了24.85%。这主要是气候变化与人类活动协同作用下导致的水体扩张与植被覆盖度增加驱动的。此外,虽然道路的扩张仅限制了小面积的适宜栖息地增加,但可能造成栖息地连通性下降等更为严重的后果。本研究证明了无人机遥感技术在青藏高原等开阔区域进行野生动物调查及栖息地研究的可行性与优势,相关技术方法与研究成果可为三江源国家公园生物多样性保护工作提供参考与支撑。

    • 黄龙山森林植被地上碳储量时空变化及驱动力

      2023, 43(19):7896-7909. DOI: 10.20103/j.stxb.202210112890

      摘要 (195) HTML (103) PDF 8.15 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速准确地估计植被地上碳储量及其动态变化,对评估森林固碳能力具有重要意义。以陕西省黄龙林区森林为研究对象,基于样地实测和卫星遥感数据,建立黄龙山林区植被地上碳储量模型,实现研究区2000-2021年长时间序列的森林植被地上碳储量的反演及时空分异研究。结果表明:(1)黄龙山森林植被地上碳储量平均值总体呈波动上升趋势,碳储量高于全省平均水平。(2)研究区东部、南部、中部及西北部是植被地上碳储量高值分布地区,且呈增加趋势;而东北部、西部和西南部植被地上碳储量较低,且呈减少趋势,研究区22年间森林植被地上部分固碳量增加,生产力提升。(3)年均温、年蒸散发量、年降水量和海拔是2000-2021年影响研究区森林植被地上碳储量空间分异主要因素;任意两个因子间的交互作用对黄龙山森林地上碳储量影响都大于单个因子,表明黄龙山森林植被地上碳储量在不同时间的空间分布受多种因素共同作用。年降水量对其空间分布影响逐渐减小,森林稳定性提高。研究在信息有限的基础上提出了快速估算地区植被地上碳储量的方法,了解了地区森林植被地上碳储量时空分异情况及其驱动因素,为掌握地区植被地上碳储量信息、评估森林固碳能力提供了重要依据。

    • 高寒湿地退化对植物群落特征与土壤特性的影响

      2023, 43(19):7910-7923. DOI: 10.20103/j.stxb.202210142926

      摘要 (181) HTML (106) PDF 3.45 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:以黄河首曲湿地为研究对象,基于野外采样数据和不同退化程度(无明显退化ND;轻度退化LD;中度退化MD;重度退化HD),分析植物群落、土壤特性及其关系。结果表明,随湿地退化程度增加,禾本科重要值呈减少趋势而毒杂草重要值呈增加趋势,且植物高度、盖度及地上生物量显著降低;重度退化程度下Patrick物种丰富度指数最低,表明植物群落结构由复杂趋向简单。土壤有机碳、全氮随退化程度增加均显著降低,碳氮比与pH值则呈相反变化,表明高寒湿地退化不利于养分的积累,且土壤逐渐呈碱性。pH、有机碳及全氮为高寒湿地响应退化的理化因子;湿地不同退化程度影响植物群落的土壤因子略有不同,且尤以电导率最为明显,这与土壤养分状况相关。湿地退化过程中植物群落的生长、结构发生改变,植物与土壤理化性质相互作用进而影响湿地生态功能。因此,探究植物群落与土壤理化特征可为修复退化湿地提供依据。

    • 内蒙古荒漠草原植物水分利用特征差异及对环境因子的响应

      2023, 43(19):7924-7935. DOI: 10.20103/j.stxb.202211033147

      摘要 (174) HTML (104) PDF 2.17 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因子,水分利用是反映植被对环境变化响应的关键生态水文过程。目前缺少对干旱半干旱区草原不同科、属植物水分利用特征差异的系统分析,且植物水分利用特征与环境因子的定量关系需要进一步研究。在内蒙古荒漠草原进行样带调查,采集7个样地0-100 cm深度土壤样品和15种植物根茎结合部(茎秆)、叶片样品,测定土壤水、植物水中δ2H和δ18O和植物叶片δ13C的同位素,利用MixSIAR模型确定不同科、属植物水分来源比例,分析不同科、属植物水分利用来源和水分利用效率的差异,并建立植物水分来源比例及水分利用效率与各环境因子的定量关系。结果表明:(1)禾本科和菊科植物主要利用0-30 cm深度土壤水(55.63%和51.84%),其叶片δ13C (-26.61‰和-27.91‰)均低于其他科(包括柽柳科、藜科和蔷薇科)(-26.36‰),且其他科主要利用60-100 cm深度土壤水(36.83%),水分利用策略更有利于在干旱条件下生存。(2)针茅属植物对0-30 cm深度土壤水的利用(55.28%)和叶片δ13C (-26.38‰)高于蒿属(31%和-28.14‰),较高的水分利用效率使其在干旱环境中具有较强的生态适应性。(3)植物对不同深度土壤水的利用比例和叶片δ13C对不同环境因子的响应有所差异,其中植物水分来源比例主要受年均降雨量、年均温和叶周长影响(P<0.05)。本研究揭示荒漠草原植物水分利用特征,有助于理解植物对环境变化的响应策略,同时对该地区生态系统管理提供理论依据。

    • 近40年中国干旱特征及其对植被变化的影响

      2023, 43(19):7936-7949. DOI: 10.20103/j.stxb.202206061601

      摘要 (247) HTML (120) PDF 12.96 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球变暖影响下,中国干旱事件发生愈加频繁。过去半个世纪里,中国半干旱和半湿润地区的分界线总体南移,干旱面积呈增加趋势,因此了解中国干旱变化趋势对区域生态环境保护具有重要意义。基于GLASS数据产品、ERA5-Land数据,采用游程理论和多元线性回归等方法,探究1982-2018年间多尺度干旱事件基本特征(干旱持续时间、干旱严重度、干旱强度等),并分析植被生产力变化趋势,揭示干旱对植被变化的累积影响。结果表明:(1)新疆、青藏高原以及东南地区干旱较为严峻,而华中、华东大部分区域处于轻旱或无旱状态;(2)1982-2018年间,中国植被生产力整体呈改善态势,显著改善区集中在中国中部,而退化区集中在东南部、内蒙古和西藏南部;(3)中国大部分区域干旱与植被呈正相关,且干旱对植被多为累积影响,在干旱区和半干旱区尤为明显;(4)随着植被覆盖度的增加,植被与近短期尺度干旱的相关性也逐渐增加,由干旱区到湿润区,近短尺度干旱对植被变化的影响逐步增大。其中,SPEI-6(标准化降水蒸散发指数-中期尺度)对植被轻微变化累积影响最显著,而SPEI-12(标准化降水蒸散发指数-长期尺度)对植被显著变化累积影响更明显。本研究将有助于深入认知干旱对植被累积影响,提高植被退化防治措施的有效性,为区域土地退化零增长目标实现提供科学依据。

    • 贺兰山东坡不同海拔梯度土壤酶化学计量特征

      2023, 43(19):7950-7962. DOI: 10.20103/j.stxb.202210192978

      摘要 (132) HTML (104) PDF 2.91 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤胞外酶是生物地球化学循环的主要参与者,与微生物的代谢需求和养分供应密切相关。然而,对干旱区山地生态系统沿海拔梯度土壤微生物养分限制状况及其驱动因素尚不清楚。基于此,以贺兰山海拔1300-2700m范围内7个海拔梯度的土壤为研究对象,揭示贺兰山土壤理化性质、胞外酶活性及微生物养分限制的海拔分布格局,分析影响微生物养分限制的驱动因素。结果表明:随着海拔梯度的升高,土壤含水率(SWC)和有机碳(SOC)含量逐渐增加,容重(BD)和pH整体呈现逐渐降低的趋势。海拔显著影响土壤胞外酶活性,五种参与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环的酶活性随着海拔的升高整体呈现逐渐上升的变化趋势,总体表现出中低海拔酶活性较低,高海拔酶活性较高。胞外酶矢量分析显示,矢量长度在中低海拔处较高,而矢量角度则在高海拔处较高,表明贺兰山土壤微生物在中低海拔和高海拔分别具有相对较强的C和P限制。土壤含水率、容重、C、N、P含量与土壤胞外酶活性及其化学计量比显著相关,是调控土壤胞外酶活性随海拔变化的主要因子,说明胞外酶在旱区山地生态系统土壤物质循环过程中具有重要的作用。该研究结果对揭示土壤微生物和胞外酶之间养分元素循环的耦合机理,为深入探讨贺兰山森林生态系统物质循环和不同海拔梯度植被有效管理提供科学依据。

    • 华南典型尾叶桉纯林经营对土壤理化性质、微生物和线虫群落的影响

      2023, 43(19):7963-7973. DOI: 10.20103/j.stxb.202208062243

      摘要 (139) HTML (98) PDF 1.30 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:桉树是我国华南地区的重要速生营林树种,具备极高的经济价值,然而我国桉树人工林的发展还存在巨大争议,桉树营林的生态环境效应还有待进一步考究。针对我国华南地区典型尾叶桉(Eucalyptus urophylla)纯林经营的潜在生态问题,选取广东鹤山森林生态系统国家野外研究站的10树种混交林(10 species mixed forest plantation,10S)、30树种混交林(30 species mixed forest plantation,30S)和桉树纯林(Eucalyptus monoculture,E)三种林型,另外设置桉树砍伐(Eucalyptus cutting,EC)和桉树砍伐清除林下灌草(Eucalyptus cutting and understory removal,ECUr)这两种常见经营措施的处理,通过比较不同林型和管理措施下土壤理化性质和生物指标的差异,解析了桉树营林对土壤理化特性、土壤微生物以及线虫群落的影响。本结果表明:三种林型间的土壤理化特性没有显著差异,但桉树纯林的土壤真菌生物量、真菌细菌比、食细菌线虫多度显著高于10和30树种混交林,桉树纯林的食真菌线虫多度和线虫群落多样性显著高于10树种的混交林。不同桉林管理措施下,桉树砍伐对土壤理化性质和土壤生物的影响不显著,但是桉树砍伐同时清除林下灌草显著降低了土壤含水率、真菌细菌比、线虫总多度、食细菌线虫多度、食真菌线虫多度以及杂食捕食性线虫多度。以上结果说明,桉树纯林的生物群落总体上优于相同林龄的多物种混交人工林,因此桉林的土壤质量状况并不比混交林低。另外,砍伐导致了桉林土壤质量下降,在砍伐过程中破坏灌草会对土壤质量造成更严重的负面影响。总体来看,桉林本身具有良好的生态功能,但作为一个具有生态和经济双重效益的物种,桉林长期经营可能会导致土壤退化等一系列生态问题。因此未来桉树人工林生态和经济效益权衡可能需要重点关注营林措施。

    • 贺兰山中段不同海拔青海云杉林非根和根围土壤生态化学计量特征及影响因素

      2023, 43(19):7974-7986. DOI: 10.20103/j.stxb.202206281841

      摘要 (132) HTML (104) PDF 2.26 M (297) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对全球变化,准确掌握陆地森林生态系统生物地球化学循环过程及其影响因素,有助于维持生态系统多功能性与稳定性,实现增汇并延长碳汇服务,持续增进并改善人民福祉。为了探究贺兰山山地森林生态系统优势建群种青海云杉(Picea crassifolia)林土壤生态化学计量特征对海拔的生态响应及其影响因素,从土壤、林分、地形影响因素的角度出发,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)和方差分解分析(Variance partitioning analysis,VPA)阐明影响其非根和根围土壤生态化学计量特征空间变异的关键因素。结果表明:(1)贺兰山青海云杉林非根和根围土壤C、N养分含量均维持在较高水平,高海拔区域青海云杉生长受土壤P限制高;相较非根土壤,根围土壤虽养分含量较低,但具有较高的养分周转能力,如有机质分解与矿化、固持P的潜力等。(2)随海拔变化,非根和根围土壤养分及其生态化学计量比变化趋势不同,非根土除了全氮(TN)含量外其他养分含量及化学计量比在不同海拔间均差异显著(P<0.05),根围土全磷(TP)、碳磷比(C/P)具有显著性差异(P>0.05)。(3)土壤、林分、地形3组影响因子共同累计解释了非根和根围土壤养分计量特征61.35%、39.64%的变异;海拔、微生物量碳(MBC)和微生物量磷(MBP)是影响青海云杉林非根土壤养分计量垂直分异的主导因子,而归一化植被指数(NDVI)则显著影响其根围土壤养分计量空间特征;土壤因子对非根和根围土壤生态化学计量特征的单独作用分别是林分因子的2倍、3倍。综上所述,贺兰山青海云杉林非根和根围土壤养分及其生态化学计量特征的空间异质性主要受到土壤因子的驱动,林分因子次之,地形因子的作用主要通过对环境因子的再分配改变植被、土壤性质等特征进而影响土壤生态化学计量的空间格局。本研究有助于科学评估山地生态系统土壤养分盈亏状况及其关键的影响因素,以期从生态化学计量角度为林地土壤养分调控与可持续经营管理提供科学依据和理论支持。

    • 宁夏罗山自然保护区3种典型林分凋落物和土壤层水源涵养能力综合评估

      2023, 43(19):7987-7997. DOI: 10.20103/j.stxb.202304020654

      摘要 (107) HTML (81) PDF 1.11 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林凋落物层和土壤层是森林生态水文效应中的主要贡献层,对森林生态系统水土保持功能和水源涵养能力有重要影响。对比宁夏罗山自然保护区3种典型林分类型凋落物和土壤层水文效应的变化规律和水源涵养能力大小,为该地区的森林生态水文、水土保持和森林管理提供科学依据。以该自然保护区青海云杉纯林、油松纯林和青海云杉油松混交林为研究对象,运用称量、室内浸泡、环刀法和回归分析法对凋落物和土壤层的水文效应进行测定和拟合,并使用熵权法对二者的水源涵养能力进行评估。结果表明:(1)青海云杉油松混交林凋落物的总厚度和总储量显著高于青海云杉纯林和油松纯林(P<0.05),3种林分类型的半分解层的厚度和储量高于未分解层。(2)凋落物层最大持水量范围为63.29-95.08t/hm2,最大持水率范围为335.97%-353.85%,有效拦蓄量范围为34.09-63.92t/hm2,三者均为青海云杉油松混交林>云杉纯林>油松纯林。(3)3种林分类型的凋落物持水量(Q)与浸泡时间(t)呈对数函数关系,吸水速率(V)与浸泡时间(t)呈幂函数关系。(4)从3种林分类型的土壤物理性质和持水特性得出,3种林分类型的土壤层水文效应的等级排序为云杉油松混交林>油松纯林>青海云杉纯林。(5)凋落物层和土壤层的水源涵养能力大小为青海云杉油松混交林(0.43)>油松林(0.3)>青海云杉林(0.27)。综合来看,青海云杉油松混交林的凋落物层和土壤层的水源涵养能力最优,其次是纯林,说明混交林在水土保持和水源涵养方面比纯林更具优势。

    • 15NO2胁迫下三角梅不同器官的氮素吸收分配动态及代谢规律

      2023, 43(19):7998-8010. DOI: 10.20103/j.stxb.202205311536

      摘要 (79) HTML (92) PDF 1.86 M (257) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来研究园林植物消减大气污染物的修复技术及其原理,理清氮氧化物污染对植物生理生态的影响机制,对城市生态环境保护和文明建设具有重要意义。以三角梅(Bougainvillea spectabilis Willd)小苗为研究材料,通过人工模拟熏气法,设计短时间高浓度15NO2胁迫处理,以CK为对照,比较8.0 μL/L 15NO2处理和4.0 μL/L 15NO2处理对三角梅各器官15N的吸收量和各器官15N-氨基酸含量的影响,探究15NO2胁迫下三角梅各器官内氮素的吸收分配动态及代谢规律研究。结果表明,15NO2胁迫后显著提高了三角梅各器官15N含量,其中叶片是15N的主要积累器官。8.0 μL/L 15NO2处理下三角梅各器官15N含量、15N-硝态氮含量较4.0 μL/L 15NO2和0 μL/L 15NO2均极显著上升,15N-铵态氮含量较4.0 μL/L 15NO2除在叶中极显著下降了54.0%外,其余均极显著上升;15N含量在三角梅各器官中分配差异显著,4.0 μL/L 15NO2处理下总体趋势为叶>根>茎。随着15NO2浓度不断上升,4.0 μL/L 15NO2处理下三角梅各器官中15N-氨基酸含量均呈上升趋势,分配率均表现为叶>根>茎;8.0 μL/L 15NO2处理下各器官中15N-氨基酸含量则未呈现统一的变化趋势,与4.0 μL/L 15NO2相比,各器官中部分15N-氨基酸含量呈下降趋势。因此,不同浓度15NO2胁迫后,三角梅各器官对15N的吸收量和各器官15N-氨基酸合成量变化不一,4.0 μL/L 15NO2胁迫对植物的15N的吸收量和各器官15N-氨基酸含量均呈现为上升趋势,叶片为15N和15N-氨基酸积累的主要器官;8.0 μL/L 15NO2胁迫抑制植物根系的15N分配,促进叶和茎的15N分配,叶片为15N积累的主要器官。该研究结果为氮氧化物污染在植物体内的迁移转化规律提供一定的理论依据。

    • 拟南芥与叶际微生物组的互作遗传机制——基于网络作图理论

      2023, 43(19):8011-8024. DOI: 10.20103/j.stxb.202207111977

      摘要 (97) HTML (92) PDF 9.41 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶际微生物组对植物的生长发育至关重要,但植物与其定殖微生物组相互作用机制尚不明确。目前植物与微生物互作研究多集中于根际微生物组,对叶际微生物组的研究较少,且这些研究未能从微生物互作的角度探究植物与微生物的相互作用机理。基于网络作图理论,将拟南芥基因组SNP (Single Nucleotide Polymorphisms)分子标记数据与微生物组网络特征值相关联,挖掘影响叶际微生物组网络结构的枢纽基因,以探究拟南芥塑造叶际微生物组网络结构的遗传机制。通过对188株拟南芥及其叶际微生物组数据的分析,识别出四种关系下的中心节点微生物,筛选到622个显著SNP位点。进一步构建了贝叶斯遗传网络,获得26个枢纽基因,这些基因可能参与了植物抗病、激素分泌和生长发育相关的分子途径。本研究从全基因组角度探究植物调控自身微生物组的遗传机制,揭示植物与微生物组如何互作促进植物健康,将为精准分子育种提供理论基础和遗传资源,并为合成菌群用于创制新型菌剂提供数据支持,具有重要的科学意义和应用价值。

    • 新疆猪毛菜属植物多样性地理分布格局及其环境解释

      2023, 43(19):8025-8034. DOI: 10.20103/j.stxb.202209012487

      摘要 (149) HTML (110) PDF 3.70 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:猪毛菜属(Salsola)是新疆干旱区分布最为丰富的被子植物属之一,是盐碱和荒漠区的先锋种和建群种,对西北干旱区植被恢复与建设具有巨大生态价值。基于新疆自然分布的33种猪毛菜属物种共741个分布数据,整合利用点格局法和物种分布模型法构建了物种丰富度(SR)、加权特有性指数(WE)和校正加权特有性指数(CWE)的分布格局。选取环境能量、水分可获得性、气候季节性、生境异质性、土壤条件和历史气候变化共6类19种生态因子,利用地理加权回归模型(GWR)探究了环境异质性对猪毛菜属物种丰富度的影响。结果显示:(1)基于现实点位模型和物种分布模型构建的物种丰富度具有一致性,均呈北高南低、西高东低的破碎化分布趋势,但物种分布模型的结果在空间上比点格局法更连续,物种丰富度的高值区主要分布于准噶尔盆地南缘、准噶尔西部山地、天山西端和天山南脉南缘;(2)加权特有性指数和校正加权特有性指数的分布格局与物种丰富度分布格局具有一定差异,其最大值集中分布于准噶尔盆地南缘、伊犁河谷和塔里木盆地西南缘;(3) GWR模型结果表明,海拔变幅、土壤酸碱度和最干月降水量是制约新疆分布的猪毛菜属丰富度和特有性分布的最重要因素。

    • 林隙对香樟和枫香幼苗早期生长阶段功能性状的影响

      2023, 43(19):8035-8046. DOI: 10.20103/j.stxb.202209052525

      摘要 (120) HTML (98) PDF 1.48 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究林隙对不同需光性树种早期生长特征和功能性状的影响,对揭示林隙微生境影响次生林内幼苗更新机制具有重要意义。以亚热带次生林中耐荫常绿树种香樟和阳性落叶树种枫香幼苗为试验对象,研究大林隙(D/H介于1.5-2.0)、中林隙(D/H介于1.0-1.5)和小林隙(D/H介于0.5-1.0)对不同需光树种幼苗早期(1-3年生)生长特征和功能性状的影响。结果表明:(1)林隙大小对两种幼苗的生长均有显著影响。其中,中林隙可显著促进香樟2-3年生幼苗的生长,大林隙对枫香1-3年生幼苗的生长均具有显著促进作用。(2)对林隙环境因子与幼苗功能性状的关系进行冗余分析表明,香樟幼苗功能性状的变化与林隙土壤有机质含量、水解性氮含量、酸碱度和有效磷含量密切相关,而枫香幼苗功能性状则主要受林隙土壤酸碱度、有机质含量、水解性氮含量、土壤含水率、冠层透光率和土壤有效磷含量的影响。(3)维持较高的根重比、细根比根长、叶碳氮比和叶碳磷比是幼苗应对林隙环境影响的重要生理生态调节机制。

    • 沿干旱梯度小叶锦鸡儿灌丛化对草本植物叶片矿质元素浓度及地上生物量累积的影响

      2023, 43(19):8047-8056. DOI: 10.20103/j.stxb.202209242725

      摘要 (78) HTML (88) PDF 3.47 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:草原灌丛化通过改变物种之间的相互作用深刻影响着群落的结构和功能。然而,当前有关灌木如何影响不同功能群草本植物对矿质元素吸收和累积的研究仍明显不足。在内蒙古草原沿干旱梯度选取了4个研究地点,对比分析了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛斑块内和斑块外群落中禾草和非禾草功能群植物叶中矿质元素浓度以及地上生物量生产的差异,旨在阐明干旱和灌木对群落草本植物叶元素累积的影响,揭示灌草间相互作用的元素利用特征及其随干旱梯度的变化。结果显示:1)随干旱加剧,灌丛斑块内的非禾草功能群植物地上生物量保持恒定,但叶中的K、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu元素浓度显著增加(P<0.05)。该结果表明群落中的非禾草功能群植物通过提高叶中的矿质元素水平来抵御和适应干旱胁迫。2)随干旱加剧,灌丛对非禾草功能群植物地上生物量,叶中Ca、Fe、Cu和Zn,禾草功能群植物叶中的P的累积影响从负(RII<0)或中性(RII=0)转变为正效应(RII>0)。该结果与胁迫梯度假说相符,表明灌木对草本植物的促进效应随干旱胁迫加剧而增加。3)灌丛的"沃岛"效应是驱动灌木对草本植物元素累积正效应的主要机制。研究结果揭示了锦鸡儿属灌木的促进效应在维持内蒙古干旱、半干旱草原群落植被物种共存和生态系统功能稳定中的重要性。

    • 高寒草地生物量变化对归一化物候指数的响应

      2023, 43(19):8057-8065. DOI: 10.20103/j.stxb.202210092858

      摘要 (86) HTML (63) PDF 3.60 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确评价草地地上生物量(Above-ground biomass,AGB)对草地资源的可持续利用和保护具有重要意义。以甘南为典型研究区,利用2019-2021年Sentinel-2地表反射率和野外实测地上生物量数据,借助GEE (Google Earth Engine)平台和数理统计方法评价了9种植被指数对高寒草地AGB的估算精度,构建了高寒草地地上生物量反演模型,在此基础上分析了2019-2021年甘南州草地产量的时空动态变化。结果表明:在所有植被指数中,归一化物候指数(Normalized difference phenology index,NDPI)与草地AGB的R2值最高(0.72),其次为归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)(R2=0.68),拟合效果最差的为增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)(R2=0.37)和差值植被指数(different vegetation index,DVI)(R2=0.40),NDPI对高寒草地AGB更为敏感;在NDPI构建的4类估算模型中,乘幂模型的预测精度最高,基于NDPI的回归模型明显提高了高寒草地AGB预测精度;2019-2021年甘南高寒草地地上生物量空间分布差异明显,表现为西南部较高,东部和北部较低;对不同草地类型而言,山地草甸AGB多年平均值略高于高寒草甸和沼泽;过去3年间,高寒草甸和山地草甸地上生物量呈先增加后减小的趋势,沼泽草地则呈持续降低的趋势。基于本研究的结果,NDPI能够反映大范围的高寒草地生物量的时空变化特征。

    • 大气湿沉降油菜体内铅的形态累积及氧化胁迫效应

      2023, 43(19):8066-8075. DOI: 10.20103/j.stxb.202210102870

      摘要 (59) HTML (88) PDF 1.71 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气沉降是叶菜类农作物可食部位重金属铅(Pb)累积的主要来源,但大气湿沉降下铅在油菜(Brassica chinensis L.)体内的形态累积特征及氧化胁迫效应,尚不十分清晰。通过模拟大气湿沉降铅胁迫,研究油菜体内重金属Pb的累积、亚细胞分布、化学形态特征及油菜抗氧化响应。结果表明,油菜可食部位Pb含量为1.72-6.35 mg/kg,超出标准(GB 2762-2017)4.73-20.16倍。Pb大量分布在油菜茎和叶的细胞壁中(52.14%-86.99%),以草酸盐沉淀的形式存在(20.07%-59.27%),这可能会导致Pb在可食部位的大量累积(>95%)。细胞壁的固持作用和Pb主要以草酸盐和不溶性磷酸盐存在,可能是油菜重要的解毒耐性机制之一。湿沉降铅胁迫可以增加叶和茎的丙二醛(MDA)含量,造成细胞的氧化损伤,抑制叶绿素的合成。油菜可以通过提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性(7.73%-346.91%),增加抗氧化剂(AsA和GSH)和可溶性物质(可溶性糖、可溶性蛋白)含量(9.11%-279.59%),来有效应对湿沉降Pb胁迫。抗氧化酶在叶中变化最大,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别上升49.41%-91.62%和123.42%-346.91%。抗氧化剂则在根中变化最显著,抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量分别上升了134.15%-182.93%和238.78%-279.59%。可溶性糖、可溶性蛋白、POD、CAT和GSH可能是油菜叶能缓解湿沉降Pb氧化胁迫的主要因素之一(P<0.05)。研究结果可加深对大气沉降下Pb在叶菜体内累积分布行为的理解,并为大气重金属胁迫地区农作物重金属风险评估提供一定的理论依据。

    • 基于同位素技术的蒸散组分区分采样方案优化研究

      2023, 43(19):8076-8086. DOI: 10.20103/j.stxb.202210112894

      摘要 (88) HTML (76) PDF 1.37 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:采集2021年生长季和非生长季新安江源区常绿针叶林土壤-植物-大气多源水样进行氢氧稳定同位素测试,分析不同来源水分同位素组成(δ18O和δ2H)的差异及变化特征,评估不同季节多水源采样方案(植物不同部位、土壤不同深度)对蒸散发组分区分的影响程度,进而优化我国南方湿润区森林生态系统蒸散组分区分的氢氧稳定同位素采样方案。结果显示:多源水δ18O和δ2H在土壤-植物的水分传输过程中逐渐富集,非生长季较生长季更为富集。植物各部位水分的动力学分馏强度随着同位素不断富集而逐渐增大。河道水与山泉水同位素组成分布较为接近,大气水汽相较于其他水源明显最为贫化。土壤水同位素组成垂向分布主要呈现三种不同的规律:随深度增加而减小、先增大后减小或先减小后增大。浅层土壤水同位素组成变化范围大于深层土壤水,拐点位于50-90 cm。由植物各部位与土壤的水同位素组成分布特征及其差异可知符合同位素稳态假设的杉木最佳取样部位为韧皮部。比较基于不同深度土壤蒸发水汽同位素组成δE计算得出的T/ET (蒸腾与蒸散发比率),发现生长季T/ET整体变化量为13.46%,低于非生长季21.42%。即土壤取样深度的变化在相对干冷条件下对T/ET的影响较大,推断出适宜杉木林的土壤取样深度约为20-30 cm。研究成果可为湿润区半湿润区蒸散发组分区分同位素采样方案设计、蒸散发估算模型构建提供科学依据,并为生态系统蒸散发组分分割、植物蒸腾水分溯源研究奠定有效基础。

    • 盐度胁迫下曼氏无针乌贼的行为和生理响应

      2023, 43(19):8087-8098. DOI: 10.20103/j.stxb.202207282167

      摘要 (79) HTML (88) PDF 9.67 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐度变化会引起头足类动物渗透调节、免疫能力和激素分泌异常等一系列生理应激反应,同时还会引发应激诱导的喷墨行为等异常行为变化,最终可能导致头足类因渗透失衡出现大量死亡。结合头足类苗种繁育过程中因海水盐度波动出现的摄食及行为异常等问题,探究了盐度胁迫对曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)行为活跃性、组织结构、渗透调节以及免疫相关酶活性的影响,明确了其对盐度变化的应激反应及适应能力。结果显示:在高盐胁迫下曼氏无针乌贼的行为活跃性显著增加(P<0.05),且倾向于绕水槽壁游动;与21‰组相比,27‰组和33‰组肌肉、鳃和肝脏组织结构呈现较严重的损伤,15‰组的各组织结构无明显变化;随着盐度的升高,鳃中Na+/K+-ATP酶活性呈现先降低后升高趋势(P<0.05);33‰组脑中皮质醇含量显著高于其他处理组(P<0.05);盐度升高或降低均会导致鳃和肝脏中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性显著升高(P<0.05),丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量显著增加(P<0.05),溶菌酶(Lysozyme,LZM)活性显著降低(P<0.05)。综合分析认为,曼氏无针乌贼具有较好的耐低盐能力,高盐胁迫会引发其类焦虑行为。此外,在研究设定的15‰-33‰盐度范围内,盐度变化还会引起其渗透调节以及免疫相关酶活性的改变。研究结果为阐释头足类适应盐度波动的调节机理,控制适宜的养殖环境提供了参考依据。

    • 红树林恢复初期莱氏锥滨螺分布动态

      2023, 43(19):8099-8108. DOI: 10.20103/j.stxb.202209282752

      摘要 (99) HTML (87) PDF 1.95 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:树栖腹足类动物是红树林底栖动物的重要组成部分,其组成和分布受到红树植被的影响。因此,在红树林生态修复中,腹足类动物的恢复依赖于植被的发育。滨螺科(Littorinidae)锥滨螺属(Mainwaringia)动物是亚洲红树林的广布种,但针对其在红树林中的分布及种群特征的研究较少,对红树林植被恢复过程中锥滨螺属动物的恢复动态更是鲜有研究。调查了厦门下潭尾湿地秋茄(Kandelia obovata)红树林恢复初期,新记录种莱氏锥滨螺(Mainwaringia leithii)种群恢复的时间动态,并分析其与植被参数的关系。研究发现,红树林恢复初期,秋茄植被生长迅速,株高、冠幅、基径和覆盖度分别由0.5年生幼林的41.3 cm、25.0 cm、1.04 cm和25%增长为8年生样地的179.2 cm、76.7 cm、5.96 cm和95%。在秋茄胚轴种植6个月左右开始记录到莱氏锥滨螺的个体,其密度和生物量在1.5 a后达到最大(分别为136个/m2和1.86 g/m2),而后逐渐降低,种植3 a后秋茄林内莱氏锥滨螺仅零星分布。除8年生的样地,莱氏锥滨螺的个体大小随恢复时间的变化特征与其密度相反,在1.5 a和2 a个体相对较小。结果表明,莱氏锥滨螺是下潭尾秋茄红树林常见的树栖软体动物,其种群快速响应红树林植被的恢复,这种恢复动态可能与植被发育过程中栖息环境的变化有关。

    • 广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其影响因子

      2023, 43(19):8109-8121. DOI: 10.20103/j.stxb.202208032206

      摘要 (85) HTML (75) PDF 4.31 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋浮游细菌在生物地球化学循环过程中具有不可替代的作用。为解析广西北部湾茅尾海夏冬季浮游细菌群落结构及其关键环境影响因子,于2017年6月(夏季)和2017年12月(冬季)在该海域设置7个站点,采集0.5m处表层海水样品,利用16S核糖体RNA (16S rRNA)基因高通量测序技术,分析茅尾海浮游细菌群落结构与多样性。结果表明:茅尾海海域浮游细菌隶属于11个门、36个纲、86个目、188个科和506个属;主要浮游细菌类群为变形菌门(Proteobacteria,52.47%)、厚壁菌门(Firmicutes,17.34%)、放线菌门(Actinobacteria,16.39%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,7.54%)和蓝细菌门(Cyanobacteria,5.38%),共占浮游细菌总丰度的99.12%。北部湾茅尾海夏季浮游细菌群落Chao 1指数和Richness指数均显著(P<0.05)高于冬季。主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,不同季节浮游细菌群落结构存在极显著差异(R=0.586,P<0.001)。在目分类水平上进行组间差异分析(Welch's t-test),具有季节性丰度显著差异的类群共有15个(P<0.05),其中尤泽比氏菌目(Euzebyales)、红杆菌目(Rhodobacterales)、马尾藻海演化枝11(SAR11)、黄杆菌目(Flavobacteriales)、乳杆菌目(Lactobacillales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)在夏季样品中显著增高;海洋螺菌目(Oceanospirillales)、丙酸杆菌目(Propionibacteriales)、涅瓦菌目(Nevskiales)、弧菌目(Vibrionales)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、分枝杆菌目(Mycobacteriales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)在冬季样品中显著增高。夏季浮游细菌属的共发生网络表现出更复杂的网络拓扑结构。物种间的相互作用主要以正相关为主,且夏季(70.3%)高于冬季(68.9%)。Partial Mantel检验相关分析表明,浮游细菌群落与温度、盐度、溶解氧、总溶解氮和总溶解磷呈显著正相关(P<0.05)。其中,温度(R=0.326,P<0.001)和总溶解磷(R=0.512,P<0.001)与群落结构的相关程度较高,是显著影响浮游细菌群落结构的关键环境因子。综上,本研究成果,为进一步揭示北部湾海洋浮游细菌多样性,以及为茅尾海海域生态修复与资源利用提供科学参考依据。

    • 马里亚纳海沟共培养细菌多样性动态变化及潜在微生物互作关系

      2023, 43(19):8122-8138. DOI: 10.20103/j.stxb.202207142006

      摘要 (121) HTML (89) PDF 9.50 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:马里亚纳海沟是世界已知最深的海沟,其寡营养、高压、低温、低氧等极端的深海环境孕育出独特的细菌群落结构及多样性特征。选取寡营养培养基对马里亚纳海沟海水及表层沉积物分别进行液体共培养,并在不同培养阶段取样进行高通量测序,分析细菌群落结构组成及其多样性的动态变化,探讨微生物之间可能的互作关系。研究结果表明:液体共培养样品中一共检测到19个门、34个纲、76个目、131个科、227个属的细菌,其中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌群,其次为厚壁菌门(Firmicutes);与其他样品相比,1000米海水样品中细菌群落的多样性最高,并且蓝细菌门(Cyanobacteria)具有更高的相对丰度。共培养样品中细菌丰富度、多样性、群落结构均随培养时间而改变,其中共培养中期样品的细菌多样性较高;表层沉积物样本中,盐单胞菌属(Halomonas)可能由于较强的竞争能力在共培养后期占据优势地位。基因功能预测与代谢通路富集结果显示,随着共培养时间的增加,微生物生长相关的代谢通路丰度明显下降,而与互作相关的代谢通路丰度明显增加。共培养样品检测到的细菌多样性远高于单独分离培养的多样性,仅有少量菌属为单独分离培养与共培养样品均检测到的共有属。综上所述,马里亚纳海沟细菌群落中存在竞争、互利共生的相互作用,共培养法有利于揭示细菌间的互作关系。研究为深渊及深海等极端环境下微生物生态系统组成及维持奠定了理论基础,也为进一步研究极端微生物的生存策略提供了科学指导。

    • 集成生态软约束机制的城市空间形态时空演变情景模拟

      2023, 43(19):8139-8152. DOI: 10.20103/j.stxb.202207162034

      摘要 (101) HTML (70) PDF 5.83 M (271) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然生态空间是生物栖息繁衍的场所,生物和非生物成分组成的生态系统为人类提供赖以生存的生态系统服务。新时期绿色发展战略下高质量国土空间资源配置需要科学探究生态空间约束的作用机理。以泉州市为研究区,选取水源涵养、土壤保持和生物多样性等生态系统服务为生态因子,基于有序加权平均(OWA)算法构建城市扩张的生态软约束机制。以2005年土地利用现状为起始值,综合考虑自然人文等驱动力因素,基于构建的OWA-FLUS模型对泉州市2020年和2035年土地利用时空演化动态开展多情景模拟预测。结果表明:(1)策略控制因子δ=0.000001下,OWA-FLUS模型的总体精度和Kappa系数达到95.94%和0.7742,FoM和FoMurban比FLUS模型分别提高了4.95%和7.17%,基于提升潜力空间的MICE功效指数分别为0.059和0.102。(2)当δ值从0向1000变化时,OWA-FLUS模型的模拟精度逐渐下降。对比δ=1.0的赋权线性组合(WLC)生态约束,δ=0.000001下的OWA模拟的FoMurban提升了5.70%。(3)2035年基准情景、WLC情景和OWA情景下,区县尺度和乡镇尺度的城市面积增长率具有显著空间差异。对比基准和WLC情景,OWA情景下研究区西北部的县市区增长率显著下降,东部和南部沿海平原区的晋江市和石狮市表现出更大的发展潜力。综上所述,基于OWA-FLUS模型开展泉州市土地利用动态时空演化多情景模拟预测,可为重要生态资源约束下的区域国土空间优化提供科学参考。

    • 高原湖泊城市生态安全格局构建——以大理市为例

      2023, 43(19):8153-8166. DOI: 10.20103/j.stxb.202206211757

      摘要 (126) HTML (121) PDF 8.71 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理构建生态安全格局是高原湖泊城市健康发展的重要保障。以大理市为研究区,将生态系统健康和生态系统服务统筹到生态安全评估,尝试采用土地发展概率修正生态阻力面,运用电路理论构建生态安全格局,并提出优化方案。结果表明:大理市生态安全水平呈现出"高-低-高"圈层结构空间分布特征;确定生态源地53块,生成顾及未来土地发展的生态阻力面,识别生态廊道111条,筛选生态夹点23处,划分三级生态改善区。提出以洱海为一核,以苍山和南部林区为两屏,以大理市东北部生态保护区、海东生态修复区和满江-凤仪生态城市建设区为三区,以城镇区之间的多个生态修复区为多组团共同构成"一核、两屏、三区、多组团"的生态安全优化格局。将生态系统健康和生态系统服务统筹到生态安全评估及利用土地发展概率修正阻力面所构建的生态安全格局,能更加真实的反映未来发展趋势下生态安全格局构建的需要,为城市生态安全格局构建方法提供了新视角和新方法,以期为城市生态文明建设的区域理论提供借鉴,助力高原湖泊城市的生态宜居。

    • 喀斯特断陷盆地景观生态风险演变及其地形分异

      2023, 43(19):8167-8180. DOI: 10.20103/j.stxb.202209192681

      摘要 (97) HTML (92) PDF 11.01 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观生态风险评价是构建区域生态安全格局的关键途径。以喀斯特断陷盆地为研究对象,从自然、社会、景观格局三个维度选取11个评价因子构建景观生态风险评价指标体系,通过空间主成分分析的方法评价研究区2000-2020年的景观生态风险时空演变格局,并基于地形位指数系统揭示喀斯特断陷盆地景观生态风险与地形的关系。结果表明:(1)2000-2020年,喀斯特断陷盆地的景观生态风险水平整体呈下降趋势,生态环境整体好转。(2)景观生态风险的变化呈现出较强的时空异质性,南部更甚。2000和2005年,研究区高、较高景观生态风险区主要分布于研究区北部和南部部分地区;2010年及其以后,高风险区面积显著减少,低风险区面积显著增加,但南部个别区县的风险水平未明显改善。(3)20年间,除建设用地外,不同土地利用类型的生态风险水平均显著降低。到2020年,耕地、林地、草地均主要分布在风险水平较低的区域,而建设用地在高风险区的面积仍高达43.43%。(4)景观生态风险在不同地形位梯度的变化随时间推移有显著差异。研究初期,各风险区对地形的选择性较强,低、较低风险区在中、低地形位区间的分布优势较强,高风险区倾向分布在高地形位区间;随时间推移,不同等级风险区对地形的选择性减弱,地形对景观生态风险的影响逐渐减小,人类活动对景观生态风险的影响日益凸显。

    • 尺度整合视角下伊犁河谷地区生态安全格局构建——以昭苏县为例

      2023, 43(19):8181-8192. DOI: 10.20103/j.stxb.202209052521

      摘要 (91) HTML (74) PDF 11.01 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建生态安全格局是一种协调区域生态保护与经济发展关系的有效途径。由于生态系统服务供需差异,不同等级的行政区在生态安全格局构建中出现了空间结构错位脱节的问题。从整合视角出发,尝试整合伊犁河谷地区州级和县级两级尺度构建昭苏县生态安全格局。首先基于生态系统服务评价确定生态源地,再构建综合阻力面并采用电路理论模型识别生态廊道。研究结果显示,整合州级和县级两级尺度昭苏县共确定了24个生态源地,面积2504.47km2,主要分布于昭苏中部盆地以及北部、南部山区,土地利用类型主要为耕地、草地和林地;识别生态廊道50条,总长度200.17km。与单一尺度下生态安全格局构建相比,整合不同尺度构建生态安全格局能显著改善区域生境破碎化的问题,提高区域景观连通性。本研究提供了一种整合不同尺度下生态安全格局构建的技术框架,研究结果可为伊犁河谷地区国土空间格局优化提供有效参考。

    • 城市绿地热效应全年变化特征及其与背景气象因子的关系

      2023, 43(19):8193-8205. DOI: 10.20103/j.stxb.202207212091

      摘要 (112) HTML (83) PDF 4.70 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿地能够调节热气候,是城市实现高质量可持续发展的重要空间载体。以往研究着重探讨城市绿地夏季降温效应的空间特征,较少分析绿地热效应的全年变化规律与潜在影响因子。在南京城区选择7个代表性城市公园,采用热气候定点观测方法获取公园大气温度全年观测数据,并与城市中心区参照点进行对比,分析公园热效应的全年动态变化规律及背景气象因子的影响。研究发现,由于植被覆盖率、冠层郁闭度及海拔不同,不同公园热效应的季节、昼夜规律存在显著差异,主要表现为3种形式:全年降温型,全年昼升夜降型,以及夏季全天降温、春秋冬季昼升夜降型。与城市中心区相比,公园夏季最高可降低气温7.7℃,冬季最高可增温3℃。大气温度、相对湿度,风速与太阳辐射4个背景气象因子能解释23.5%-77.4%的公园热效应变异。夏冬两季日间热效应主要受太阳辐射和气温的影响,夜间热效应主要受风速影响:太阳辐射每升高100W/m2,夏季日间降温强度减少0.3℃,冬季日间增温强度增加0.2-0.5℃;气温每升高1℃,夏季日间降温强度提高0.1-0.14℃,冬季日间增温强度提高0.05-0.08℃;风速每增加1m/s,夏季夜间降温强度减少0.05-0.78℃,冬季夜间降温强度减少0.4-1.1℃。研究结果有助于深入认识城市绿地热效应的复杂形成机制,并为夏热冬冷地区城市自然空间保护与气候适应性设计提供科学参考。

    • 重点生态功能区农户相对贫困程度及影响因素——以陇南山区为例

      2023, 43(19):8206-8218. DOI: 10.20103/j.stxb.202209142621

      摘要 (71) HTML (80) PDF 4.50 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:重点生态功能区是全球生态系统保护与支撑人类可持续发展的核心区域。农户作为重点生态功能区生态保护的主体,其福祉水平直接关系到重点生态功能区主体功能的实现。科学评估重点生态功能区农户的相对贫困程度,精准识别相对贫困人口并揭示其影响因素对于促进重点生态功能区生计与生态协同发展至关重要。以地处秦巴山重要水源涵养区与生物多样性生态功能区的陇南山区为案例区,基于可持续生计分析框架,利用农户调查数据,通过构建相对贫困测度指标体系,系统识别相对贫困农户,并利用分层线性模型在"家庭-村庄"双重尺度上探索相对贫困的关键影响因素。结果发现:(1)陇南山区农户相对贫困程度存在分化,其中,高山区农户、补贴型农户和高家庭抚养比农户相对贫困程度较高。相对贫困农户占受访户的20.39%,且主要集中在高山区、家庭抚养比较高以及补贴型农户中。(2)农户的家庭属性是导致农户陷入相对贫困的决定性因素,脱贫内生动力及生计多样性提升是缓解相对贫困的关键因素,而医疗负担和教育负担增加会导致农户陷入相对贫困。(3)村庄特征放大了家庭特征对相对贫困程度的影响,村庄自然条件、社会经济条件、对外联系等通过影响家庭特征而强化了对农户相对贫困程度的影响。

    • 北京市密云区乡村生态旅游价值评估

      2023, 43(19):8219-8228. DOI: 10.20103/j.stxb.202210263043

      摘要 (129) HTML (92) PDF 3.38 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:乡村生态旅游价值作为乡村生态产品价值的重要组成部分,合理的评估是建立健全生态产品价值实现机制,践行"绿水青山就是金山银山"的必由之路,同时能为找准乡村振兴着力点,促进乡村经济可持续发展提供决策支持。将北京市密云区乡村生态旅游的研究对象分为民宿酒店、观光园与农家饭店三类,应用旅行费用法(TCM)进行区域旅游价值评估。结果表明:密云区游客客源以北京市为主,导致TCM的分区旅行费用法(ZTCM)中各分区样本量差异过大,而费用分区法(TCIA)克服了此问题,同时与个人旅行费用法(ITCM)相比受个体偏差的影响较小,所以评估结果更合理;TCIA法评估的密云区乡村生态旅游的总价值为42.45亿元,其中费用成本为11.24亿元,时间成本为15.17亿元,剩余价值为16.04亿元。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量分析的青藏高原草地研究

      2023, 43(19):8229-8240. DOI: 10.20103/j.stxb.202211213367

      摘要 (138) HTML (76) PDF 9.70 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地了解青藏高原草地研究现状,以英文数据库Web of Science (WOS)和中文数据库中国知网(CNKI)为数据来源对1980-2022年的相关文献进行了检索,再利用CiteSpace.5.8.R3与VOSviewer1.6.18可视化分析工具,对经筛选后WOS数据库中2483篇相关文献以及CNKI数据库中2712篇相关文献的发文数量、发文作者、发文机构、引用现状、研究热点与前沿等方面进行了分析,结果如下:1)1980-2022年国内外关于青藏高原草地的相关研究发文量呈现上升趋势,年均增长率为25.89%,且英文文献的发文量也呈现快速增长趋势,年均增长率为14.60%。2)截止到检索日期,被引次数最多的英文文献为"Greening of the Earth and its drivers",频次为1093次;中文文献被引次数最高的是"青藏高原生态资产的价值评估",频次为4189次;共引频率最高的文献是"Green-up dates in the Tibetan Plateau have continuously advanced from 1982 to 2011",频次为100次。3)中英文文章的贡献主体,主要为我国的科研人员与科研单位。4)研究热点变化主要分为2000年之前野外探索阶段、2000-2010年宏观监测与微观规律研究共同发展阶段、2010年后以全球变化为大背景的草地功能、价值等研究阶段。

    • 森林碳汇研究热点与趋势——基于知识图谱分析

      2023, 43(19):8241-8253. DOI: 10.20103/j.stxb.202209022507

      摘要 (248) HTML (120) PDF 4.60 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林在全球碳循环中发挥着重要作用,森林碳汇是陆地碳汇的重要组成部分,其研究的知识领域在国际社会中已较为成熟。以Web of Science中1990-2021年4973篇相关的文献为研究对象,运用文献计量工具CiteSpace绘制文献共被引和关键词共现网络知识图谱,以此清楚分析森林碳汇研究的发展趋势。研究发现:(1)森林碳汇研究的发文量持续增长,文献数量的变化趋势证明森林碳汇仍是国内外的研究热点。(2)森林碳汇研究主线变化从运用大量方法测量森林碳平衡,到对森林碳汇稳定区域估计的理论归纳,再到将理论用于实践并全面实现对全球碳汇规模的监控。阶段的热点问题从森林是否为碳汇到森林碳汇的形成机制,再到实现监控管理下的可持续森林碳汇。(3)国内森林碳汇研究主线变化从研究测量碳储量的方法,到运用大量方法测量中国森林碳平衡,再到中国森林碳汇稳定区域估计的理论归纳。阶段的热点问题从中国森林碳储量的变化,转变为中国森林是否为碳汇,最后聚焦到中国森林碳汇的形成机制。如今国内研究趋势逐渐与国际接轨,中国在国际森林碳汇研究领域中的学术地位日益提升。在未来,中国需要增加对森林生态系统调查和监测强度,构建"天-空-地"一体化的碳汇计算体系,进而实现对碳汇规模的准确监控。并且需要准确且全面评估森林碳汇对我国实现"碳中和"目标的贡献,推动我国"碳中和"目标的实现。

    • 22世纪植被的未来——国际植被科学协会第65届年会综述

      2023, 43(19):8254-8255. DOI: 10.20103/j.stxb.202309202038

      摘要 (124) HTML (78) PDF 796.69 K (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:国际植被科学协会(IAVS)第65届年会于2023年9月3-8日在澳大利亚新南威尔士州海滨城市科夫斯港(Coffs Harbour)举行。本次研讨会的主题定为“22世纪植被的未来” (The Future of Vegetation in the 22nd Century),目标是为世界各地的植被科学家提供了一个分析、评估和当前植被和其它生态学问题的国际性论坛平台,让他们在气候、群落、物种、植被监测等各个方面形成科学议题,能够重新并全面地修正对22世纪世界植被前景的预测。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(19):8256-8256.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 1.26 M (175) 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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