• 2023年第43卷第2期文章目次
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      2023, 43(2):0-0.

      摘要 (152) HTML (0) PDF 8.45 M (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 气候变化背景下全球陆地干湿变化研究综述

      2023, 43(2):475-486. DOI: 10.5846/stxb202109072527

      摘要 (473) HTML (805) PDF 1.17 M (1347) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化背景下,全球水循环加剧,出现了大气变干与植被变绿等陆地干湿变化趋势的解耦现象,旱区面积变化也存在争议。为回答上述问题,在梳理常见干湿指标变化趋势与驱动因素的基础上,根据指标变化方向对其进行归类,然后从机理角度解析影响不同指标趋势耦合或解耦的关键要素,并提出未来干湿变化研究展望。结果表明,气候变化背景下,饱和水汽压差、干燥度指数和土壤水分指标显著变干,植被绿度和生产力显著变湿(增加),降水、径流、陆地水储量和其他复合指标区域分异明显、但整体趋势不显著。二氧化碳浓度增加、气温升高和土地利用变化是导致不同指标趋势分异的重要因素,不同指标的趋势分异也解释了旱区面积评估在不同维度上的差异。未来研究中应开展干湿变化的综合评估,其综合性主要体现在以下四个方面:1)关注大气-生态-水文多维度评估;2)解析自然与人类双重压力下,不同维度要素间的关联、互馈过程,及其对系统干湿演变的促进、限制与调节作用;3)重视干湿演变程中的极端灾害事件和空间上以旱区为代表的气候变化敏感性区域;4)构建以脆弱性评估与适应性治理为核心的气候变化应对路径。

    • 长江三角洲生态环境脆弱带生态修复技术研究进展

      2023, 43(2):487-495. DOI: 10.5846/stxb201912312842

      摘要 (405) HTML (431) PDF 986.12 K (778) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国长江三角洲作为中国第一大经济区,综合实力最强的经济中心,其城市化和工业化发展迅速,但在人类活动的高强度影响和干预下,该地区的资源环境问题日益突出:生态环境脆弱性程度的增高,脆弱性发展趋势的加快等等一系列问题严重影响着长江三角洲的可持续发展,该区域生态环境呈现出的脆弱性特征已成为我国新的生态环境脆弱带。基于长江三角洲自然、经济、社会和环境状况的数据基础,及国内外脆弱性综合评价指标(自然因素和人为因素),对长江三角洲进行生态环境评估发现该区域具体的生态环境问题主要为土壤污染、城区大气污染、水环境污染,以及地面沉降等。通过剖析长江三角洲4类生态环境问题(土壤污染、大气污染、水环境污染、地面沉降)的现状、形成的具体原因及带来的影响,结合国内外生态修复技术的研究成果,详细论述了该区域4类生态环境问题的生态修复技术类型(物理方法、化学方法、生物方法、生态方法)、基本原理及各自的优缺点,同时评估了不同生态修复技术在污染治理过程中的可行性、安全性、经济性,旨在以上述理论研究为参照标准评估该区域环境污染治理过程中生态修复技术的修复潜力,为长江三角洲生态环境问题的治理修复提供方案及理论参考。长江三角洲生态环境的健康发展需要多方面的努力,需要全体社会成员增强生态环境保护意识,需要建立健全的生态修复相关政策及法律法规,需要运用多学科交叉综合修复技术,需要修订生态修复理论体系和技术规范,以上措施旨在为我国长江三角洲生态文明建设和可持续发展提供技术保障,促进该区域生态环境保护与经济社会的协调发展。

    • >研究论文
    • 基于过程模型的2000-2018年中国陆地生态系统服务时空动态及其权衡与协同分析

      2023, 43(2):496-509. DOI: 10.5846/stxb202110112855

      摘要 (564) HTML (359) PDF 17.90 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:2000年以来,中国陆地生态系统经历了剧烈变化并显著改变了生态系统服务。深入理解近20年中国陆地生态系统服务的时空演变格局及其权衡与协同关系对生态系统管理和可持续发展具有重要的理论和实践意义。基于最新发展的遥感驱动的生态系统服务评估过程模型(CEVSA-ES),研究定量评估了2000-2018年中国4种生态系统服务(即净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持)的时空格局及其权衡与协同关系。结果发现:(1)净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持等服务在2018的全国总量分别为3.68 Pg C/a、0.43 Pg C/a、1015.71 km3/a 208.18 Gt/a;东部季风区的生态系统服务显著高于西北内陆地区及青藏高原地区,特别是热带-亚热带地区主导了中国生态系统服务供给,其对全国尺度不同生态系统服务总量的贡献率均高于50%;(2)2000-2018年,全国净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持均呈增加趋势,年际变化速率分别为42.80 Tg C/a、13.42 Tg C/a、11.90 km3/a、1.11 Gt/a,其中净初级生产力、固碳、蓄水呈显著增加趋势(P<0.05);针对不同气候区,热带-亚热带季风区主导了净初级生产力及固碳的增加趋势,蓄水在不同气候区均呈不显著增加趋势,土壤保持仅在温带大陆性气候区呈显著增加趋势;(3)2000-2018年中国净初级生产力、固碳、蓄水、土壤保持等服务两两之间均呈协同关系。净初级生产力是众多生态系统服务的基础,其与固碳、蓄水、土壤保持两两之间均呈现显著协同关系,这奠定了不同服务之间协同关系的基础;在空间上,两两生态系统服务之间呈协同关系的面积占全国总面积的比例均超过60%,其主要分布在中国北方及长江中下游地区。本研究有助于增强对生态系统服务变化的认知,提高生态系统服务评估结果的科学性,可为生态系统管理提供参考。

    • 不同SSP-RCP情景下中国生态系统服务价值评估

      2023, 43(2):510-521. DOI: 10.5846/stxb202111203269

      摘要 (1156) HTML (519) PDF 11.35 M (918) 评论 (0) 收藏

      摘要:定量评估生态系统服务价值是人类合理利用和管理生态系统的重要依据,未来气候情景下土地利用变化模拟及其对生态系统服务价值的影响评估对于区域生态系统服务管理、开展生态功能区划及减缓和适应气候变化等方面具有重要意义。基于最新IPCC共享社会经济路径(SSPs)和典型浓度路径(RCPs)的科学组合情景模拟得到的土地利用情景数据,对2020-2050年我国生态系统服务价值进行估算,并对2050年生态系统服务间的权衡与协同关系进行讨论,主要得到以下结论:生态系统服务价值(ESV)在2020-2050年表现为SSP1-RCP2.6 > SSP2-RCP4.5 > SSP3-RCP6.0,SSP1-RCP2.6情景下2020年ESV为12.39×104亿元,2050年ESV为12.34×104亿元;SSP2-RCP4.5情景下2020年ESV为12.17×104亿元,2050年ESV为12.11×104亿元;SSP3-RCP6.0情景下2020年ESV为12.02×104亿元,2050年ESV为11.53×104亿元。且SSP3-RCP6.0情景下ESV下降速率较快,SSP1-RCP2.6和SSP2-RCP4.5中ESV变化情况较为稳定平缓。调节服务所占据的比例最大(66.98%-68.46%),位居第二的是支持服务(18.81%-20.64%),次之是供给服务(8.64%-9.44%),所占比例最小的是文化服务(3.19%-3.36%)。三种情景下协同性表现为SSP1-RCP2.6 > SSP2-RCP4.5 > SSP3-RCP6.0,因此以协同性最为显著的SSP1-RCP2.6情景为例,探讨其未来(2050年)生态系统服务之间的权衡与协同关系,可知2050年SSP1-RCP2.6情景下生态系统服务两两组合而成的6组相关关系均以协同关系为主,这其中支持-文化服务的协同度最高,与之相应的是其权衡度最低。权衡度最高的是供给-支持服务。研究从生态系统服务与气候变化的关系、优化生态系统管理、提升生态系统服务能力等进行了探讨,以期能够为我国生态系统保护、生态功能区划制定和气候变化应对等方面提供科学依据和决策支持。

    • 集成生态系统服务与生物多样性的系统保护规划

      2023, 43(2):522-533. DOI: 10.5846/stxb202112023396

      摘要 (371) HTML (325) PDF 11.79 M (583) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性和生态系统服务的保护与可持续管理是当今世界面临的重大挑战之一,但如何判识与优化集成生态系统服务与生物多样性保护对象的保护优先区网络,相关研究还很有限。针对"三江并流"区,选取珍稀濒危与特有动植物物种和自然植被类型作为生物多样性保护对象,以调节服务(碳存储、固碳和土壤保持)、文化服务(自然游憩)和供给服务(水源供给)为生态系统服务保护对象。应用系统保护规划方法,首先判识出单一生物多样性和生态系统服务保护优先区;然后,分析这些保护优先区间的相关关系,并选择与生物多样性正相关的生态系统服务类型,判识集成生态系统服务与生物多样性的保护优先区;最后,评估了集成生态系统服务与生物多样性保护优先区在六类已建保护地中的保护状况。结果表明:(1)"三江并流"区多情景规划得到的生物多样性与生态系统服务保护优先区之间均呈正相关关系;(2)与分别针对生态系统服务和生物多样性的规划情景相比,集成生态系统服务与生物多样性保护优先区能够同时对两类保护对象提供最高的保护覆盖率;(3)集成生态系统服务和生物多样性保护优先区占研究区总面积的48.9%,其已建保护地覆盖率为32.5%,说明现有保护地体系仍存在保护空缺。

    • 祁连山国家公园牧民对雪豹(Panthera Unica)保护的态度认知及其影响因素

      2023, 43(2):534-541. DOI: 10.5846/stxb202110192945

      摘要 (257) HTML (310) PDF 3.53 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:祁连山地区是中国乃至全球雪豹(Panthera Unica)分布最集中、种群密度最高的地区之一,该地区的雪豹科学保护对于全球雪豹种群具有重要意义。了解祁连山国家公园牧民对雪豹保护的态度认知、探究影响牧民对雪豹保护态度的主要因素,对于保护国家公园生态系统的原真性、促进人与野生动物和谐共处具有重要意义。基于半结构式访谈对祁连山国家公园牧民进行了随机抽样调查,结果表明:(1)受访者认为狼(n=34,91.89%)和雪豹(n=16,43.24%)是最重要的两种致害野生动物;(2)所有受访者对雪豹保护均持积极态度;(3)受访者认为野生动物捕杀(n=14,50.00%)和草场退化(n=9,32.14%)是家畜面临的两大威胁因素;(4)"雪豹捕杀家畜"和"为家畜购买商业保险"是影响牧民对雪豹保护态度的关键因素(P<0.05)。为促进人与野生动物长期共存,需要各级政府以国家公园体制建设为契机,进一步加强科学研究,制定更加科学合理的野生动物保护与管理措施。

    • 面向生态系统评估的多源数据融合体系

      2023, 43(2):542-553. DOI: 10.5846/stxb202206231782

      摘要 (408) HTML (477) PDF 1.95 M (1253) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了"基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究"项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。

    • 陕西省生态环境质量长时序动态监测

      2023, 43(2):554-568. DOI: 10.5846/stxb202109222660

      摘要 (270) HTML (325) PDF 24.21 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态环境质量可以反映人类社会可持续发展对人类生存环境的影响程度。利用GEE (Google Earth Engine)平台,通过对陕西省的1999-2018年20年的遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)的计算,分析了各指标因子与遥感生态指数的相关性,并对研究区生态环境质量空间变化状况进行了评价。得到以下结论:(1)建立RSEI的模型中,热度指数与地表干度指数与遥感生态指数呈现负相关,植被指数与湿度指数呈现正相关,干度的平均值在遥感生态指标中占比最大,热度最小。(2)陕西省整体的生态环境遥感指数呈现出来升一降一升一降波动上升趋势,分别于1999年上升,2003年下降,再到2005上升,2012年下降。(3)陕西省的生态环境质量主要呈现出,从北到南不断上升,陕北南部的黄龙山与子午岭森林公园高于关中地区,城市地区低于周边地区。(4)1999-2003年,生态环境质量提升与降低面积占比大约都是12%,降低区域主要分布在关中平原。2003-2005年生态环境质量降低面积占比达到了23.8%,其主要分布在陕北毛乌素沙漠地带。2005-2012年生态环境质量提升占比到了29.71%,主要在陕北地带。2012-2018年,其降低占比为20.91%,主要在陕南秦岭与关中地带。(5)过去20年,关中城市区域生态质量显著下降,陕北地区显著上升。回归方程斜率图中,城市区域的线性变化速率多在-0.015-0.010。(6)线性图与正态检验分布图上遥感生态指标与各指标呈现线性并且符合正态分布,可用来进行Pearson线性关系研究。(7)关中城市线性拟合程度较弱,斜率也较低。陕北西北部地区干度,绿度指数拟合程度斜率值都较高。陕北黄土丘陵区地带绿度指数拟合程度与斜率值相比干度指数稍高。

    • 中国省域生态文明建设进程区域差异化

      2023, 43(2):569-589. DOI: 10.5846/stxb202109182628

      摘要 (353) HTML (325) PDF 11.16 M (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国生态文明理论体系和示范实践为我国各地全面推进生态文明建设奠定了基础,区域差异化研究希望通过探究不同区域生态文明建设特征、潜力以及与经济发展的联系,为我国各地区全面推进生态文明实践提供的支持。构建"社会、经济、政治、文化和生态"生态文明指数五维度评价指标体系,运用2005、2010、2015和2019年我国面板数据,刻画31个省份(统计数据尚未包含我国港澳台)生态文明建设的前期、初期、快速发展期和当前各时段时空变化,提出区域的发展速度和发展加速度概念描述各省份建设能力差异,基于各省份生态文明五维度预期目标和历史发展速度探究各省份的发展潜势差异,并初步探究各省份生态文明差异与经济发展的关系。研究结果表明:(1)总体上,各省份的生态文明指数反映出生态文明建设效果显著;时间序列变化上,各省份生态文明建设整体水平和过程存在较大差异性,尽管增长速度都呈现出先快后慢的特点,各省份生态文明水平差距仍然持续拉大;在空间上,明显呈现出东部地区好于西部地区、南部地区好于北部地区的特征,通过分析31个省份所属的六个地区的生态文明等级,发现华东地区和中南地区生态文明等级领先于其他地区,且在各阶段进步最大,而东北地区和西北地区落后较大,进步缓慢;各省生态文明建设与经济发展都表现出正向相关的特征,且随着生态文明建设进程的深入,各省份之间生态文明建设与经济发展的关联程度的差别在加大。(2)各省份的生态文明建设速度和加速度表现出不同的时空变化特征,反映出各省在生态文明建设能力方面存在差异,虽然各省份建设能力均有不同程度的增强,但是增强的程度越来越小,甚至有部分省份提升能力出现急剧下降。(3)我国约70%的省份距离生态文明建设目标仍然存在差距,西藏、宁夏、新疆和吉林等省份需要的时间最长。尝试性探索中国省域生态文明建设进程区域差异化的研究方法,实证分析结果为我国制定适合不同区域的生态文明建设策略、分类分级全面推动我国生态文明建设提供科学参考,特别是各省份生态文明建设的基础差异、进度差异、潜力差异的发现,以及及时更新生态文明目标的需求,对推进我国生态文明实践从示范阶段进入全面推进阶段具有参考价值。此外,研究发现生态文明指标体系、区域差异化驱动机制以及各区域生态文明建设与区域物质能量代谢的关系研究,是未来研究需要关注的内容之一。

    • 基于碳排放约束的北京市社区生态效率评价

      2023, 43(2):590-602. DOI: 10.5846/stxb202202170373

      摘要 (228) HTML (318) PDF 4.25 M (818) 评论 (0) 收藏

      摘要:在"双碳目标"的背景下,社区作为生态文明建设的基本单元,其碳排放核算及生态效率评估尤为重要。基于家庭消费视角,采用碳排放系数法和消费者生活方式法核算社区居民碳排放,并运用超效率DEA模型评估社区生态效率,最后通过计量分析识别生态效率影响因素。研究结果显示:(1)社区居民人均碳排放的评估结果呈现出商品房社区(528.85kgCO2/月)>单位社区(475.66kgCO2/月)>传统社区(368.33kgCO2/月)的关系;(2)生态效率的评估结果呈现出传统社区(111.04%)>商品房社区(108.78%)>单位社区(105.70%)的关系;(3)社区管理工作参与意愿、家庭光照条件会对社区生态效率产生积极影响;此外,年龄结构(中青年人口占比)对商品房社区的生态效率有消极影响,受教育程度的提升则会提高生态效率。进一步提出针对三类社区特点的转型发展策略,为全国不同类型社区生态转型和绿色低碳发展提供参考范式和决策支持。

    • 基于MSPA分析的福建省生态网络构建

      2023, 43(2):603-614. DOI: 10.5846/stxb202107101863

      摘要 (306) HTML (292) PDF 14.90 M (1438) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速城镇化进程导致森林景观破碎化、连通性下降,严重威胁区域可持续发展、生物多样性保护和生态服务能力的维持。生态网络构建是提高景观连接度,维持物种扩散过程,保护生物多样性的有效手段。以福建省为例,借助形态学空间格局分析(MSPA)探讨2000、2010和2020年的森林景观结构动态变化,并在利用组分数(NC)与整体连通性指数(IIC)确定适宜距离阈值的基础上,根据可能连通性指数(PC)筛选生态源地;从人-地关系角度选择路网分布、建设用地分布、土地覆盖类型、坡度四种评价因子构建阻力面,采用最小阻力模型(MCR)提取生态廊道形成初步生态网络,进一步计算PC指数对生态廊道进行重要性分级;最后基于图论法,利用闭合度α、线点率β、网络连接度γ对所构建的生态网络进行定量评价。结果表明:(1)近20年来福建省森林景观结构较为稳定,其中核心区占比高达76.27%,但仍存在一定程度的破碎化趋势;(2)根据NC与IIC的计算结果,以500m为合适的距离阈值计算了PC,据此识别出15处生态源地,多位于闽西及闽北地区;(3)采用MCR模型提取了105条生态廊道,其中重要生态廊道27条,分布均匀且连通四方;(4)生态廊道穿过的土地利用类型中受人类干扰小的林草地占比超过85%,耕地占比12.33%,受人类干扰强烈的建设用地及未利用土地占比不足1%;(5)识别出生态节点62个,生态网络结构指数α=0.37,β=1.69,γ=0.58,表明网络结构较为合理,连通性较好。研究结果可从整体角度出发指导福建省生态安全格局构建,以期为土地资源有限背景下,省域尺度复合种群保护工作提供科学依据。

    • 基于MSPA模型的新型城市热景观连通性分析

      2023, 43(2):615-624. DOI: 10.5846/stxb202109172619

      摘要 (272) HTML (338) PDF 10.59 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于土地利用景观格局对城市热岛效应的影响研究较多,但准确识别对城市热岛效应具有重要影响的关键斑块和节点方面的研究亟待开展。以新型中小城市株洲云龙示范区为例,以城市热岛网络构建为切入点,应用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)与景观连通性模型识别城市发展进程中核心热景观斑块和关键节点,并分析其时空演变特征。研究结果表明:(1)2007-2018年云龙示范区热岛斑块趋于集中,热岛面积较研究初期有明显增加,从地表温度空间分布上体现为城区与周边农村的温度对比更加鲜明,表明城市化进程中建设用地呈聚集扩散趋势。(2)研究期间热岛核心区占热景观面积比最大,且比例有明显上升趋势。而边缘、支线、孤岛、桥接、环线以及孔隙形态类型面积占比均呈现出不同程度的下降趋势,表明热岛斑块之间聚集程度不断提高。(3)识别出景观连通度重要性值较高的前20热景观斑块,其中前3斑块的重要性值和面积占比较大,属于极重要与重要两个热岛核心斑块重要性等级,值得重点关注与优化。(4)对重要性值高的热岛核心区域可优先采取降温措施,可以打断节点之间连接减缓整个区域的热岛效应。本研究结果对我国中小城市规划和可持续发展具有重要的实践指导意义。

    • 尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力评价及影响因素辨识

      2023, 43(2):625-638. DOI: 10.5846/stxb202202060297

      摘要 (260) HTML (356) PDF 6.13 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:“一带一路”沿线部分国家处于生态环境脆弱、社会经济落后状态,开展社会经济-生态复合系统恢复力时空特征评估及关键要素识,对于实现"一带一路"倡议"走出去"战略和绿色丝路建设至关重要。基于社会发展、经济水平、基础设施建设、生态环境、自然灾害风险5个一级指标24个二级指标构建了社会经济-生态复合系统恢复力评价指标体系,利用主成分分析法和结构方程模型评价了2000-2015年尼泊尔县域尺度社会经济-生态复合系统恢复力并分析了其时空分异特征,厘清了影响社会经济-生态复合系统恢复力的关键因素及其影响机制。结果表明:①尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在县域尺度上主要集中在中低和中等恢复力水平,而中高恢复力呈由南向北逐渐降低态势,南部地区以及位于中部发展区的首都加德满都河谷地区恢复力水平相对较高;②2000-2015年尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在不同阶段呈现波动变化状态,2005年恢复力最优,2010和2015年部分区域恢复力降低明显,系统恢复力区域间差异逐步增大;③社会发展、经济水平、基础设施、建设生态环境和自然灾害风险对系统恢复力提升的总效应分别为0.99,0.07,0.11,0.89和-0.12;按照指标影响程度来看,尼泊尔提升恢复力的关键路径主要在于促进社会经济发展、改善生态环境、推动基础设施建设以及降低灾害风险。未来尼泊尔应依托"一带一路"建设平台加强与周边国家合作交流,提升社会保障与区域均衡发展,促进产业升级及积累资本,发展生态林业并加强灾害监测及决策支持系统建设,实现社会、经济和生态的协同与可持续发展。

    • 基于遗传算法的土地利用优化:NSGA-II和NSGA-III的对比研究

      2023, 43(2):639-649. DOI: 10.5846/stxb202103150687

      摘要 (793) HTML (444) PDF 7.51 M (1184) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用优化通常要兼顾不同群体的多种要求,理论上是复杂的超多目标(4个及以上)优化问题。但实际操作中却往往被简化为多目标(2-3个)优化问题,通过一种流行的多目标优化算法第II代非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解。究其原因是对超多目标优化算法认知的缺失和与多目标优化算法理论对比的匮乏。对NSGA系列中应用最广泛的多目标优化算法NSGA-II和最新提出、面向超多目标优化的算法NSGA-III进行探究,从理论和实验两方面对III和II进行对比,从而探究二者进行土地利用优化时的优劣。在理论上,对比两种算法原理的异同。在实验中,分别设计多目标(3个目标)和超多目标(13个目标)土地利用优化问题,利用两种算法进行求解。对实验结果采用四层架构、六大指标进行全面评价,以对比两种算法的可用性。理论对比发现,两个算法只有种群多样性保护的方法不同,其中NSGA-III是基于与固定的参考点的距离,而NSGA-II则是基于相邻解间的距离。通过实验对比发现,NSGA-III在超多目标优化时运算速度快,且产生的最优方案实用价值更高,NSGA-II在算法的有效性方面更有优势。

    • 赣州市山水林田湖草修复工程生态保护效益

      2023, 43(2):650-659. DOI: 10.5846/stxb202110192941

      摘要 (385) HTML (262) PDF 11.65 M (620) 评论 (0) 收藏

      摘要:山水林田湖草生态保护修复工程是国家为了实现自然资源整体保护、系统修复和综合治理,在全国范围内组织实施的重大工程。生态资产和生态系统生产总值(Gross Ecosystem Product,GEP)是评估生态保护效益的两项重要指标,能够客观反映修复工程对区域范围内生态系统状况的改善情况。以江西省赣州市为例,通过核算赣州市、工程区和非工程区的生态资产和GEP,并对比分析其核算结果,以探究山水林田湖草修复工程的生态保护效益,并对影响工程区内外GEP变化的主要因素进行分析,以从不同角度有效保护生态环境,为生态保护修复工程效益的长期发挥提供科学依据。结果如下:(1)生态资产方面,赣州市自然生态系统面积增加,生态系统质量整体趋于好转,生态资产综合指数上升了12.89%。其中,工程区自然生态系统面积增幅最大,为3.23%;非工程区生态系统质量提升最大,生物量和植被覆盖度分别提升了12.93%和2.08%。(2) GEP方面,赣州市GEP呈增长趋势。2015-2019年,赣州市、工程区和非工程区GEP分别增加了142.10、7.58、134.52亿元,增幅分别为1.38%、3.90%、1.33%。(3)工程区GEP变化主要受生态系统面积变化的影响,贡献率为81.44%;非工程区GEP变化主要受生态系统质量变化的影响,贡献率为95.03%。基于生态资产和GEP评估生态保护修复工程的保护成效,旨在为工程区乃至其他地区开展生态保护效益评估提供参考,为当地政府建立生态保护成效评估与考核机制、完善生态补偿制度等提供科学依据,对推动赣州市的生态文明制度建设具有重要意义。

    • 黄河流域生态安全屏障防风固沙时空变化及驱动因素

      2023, 43(2):660-671. DOI: 10.5846/stxb202203120604

      摘要 (394) HTML (336) PDF 10.77 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河流域是我国重要的生态屏障和经济区,防风固沙服务及其驱动机制的研究对于筑牢黄河流域生态安全屏障具有重要意义。基于修正土壤风蚀模型(RWEQ)定量评估黄河流域2000-2018年防风固沙服务时空变化,采用相关分析和地理加权回归模型(GWR)从社会、气候、土壤、植被、地形等角度探究各驱动因素对黄河流域防风固沙服务影响的空间异质性。结果表明:(1)2000-2018年黄河流域土壤风蚀模数与单位面积防风固沙量分别以0.04 t hm-2 a-1和0.14 t hm-2 a-1的速率下降,而防风固沙保有率和植被覆盖度则分别以0.05%·a-1和0.26%·a-1的速率上升。(2)黄河流域土壤风蚀以微度(<2 t hm-2 a-1)和轻度(2-25 t hm-2 a-1)为主,共占研究区面积的96.28%。土壤风蚀在空间分布呈现西北高东南低的特点,而防风固沙服务高值则主要分布于西北部和下游流域。(3)各驱动因素对黄河流域防风固沙服务的影响具有明显的空间异质性,其中降水、温度、实际蒸散量、土壤黏粒含量、土壤有机质含量和坡度以负面抑制作用为主,而风速、气压、归一化植被指数和土壤粗砂含量则主要呈现正向促进作用。本研究结果可为黄河流域荒漠化防治和生态保护修复提供一定参考和依据。

    • 长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

      2023, 43(2):672-680. DOI: 10.5846/stxb202007041736

      摘要 (136) HTML (229) PDF 1.03 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史,但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此,以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台,在2016年对海拔166-169 m、169-172 m和172-175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明:(1)海拔166-169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169-172 m和海拔172-175 m,海拔166-169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166-169 m香根草的根系数量最少,但根系长度最长;(3)海拔166-169 m无节间的香根草株数最多,且与海拔172-175 m和海拔169-172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172-175 m>海拔169-172 m>海拔166-169 m,且海拔166-169 m与海拔172-175 m差异显著。海拔166-169 m的地下生物量/地上生物量以及茎生物量/叶生物量的比值最小;(5)香根草地上部分的叶、绿茎、枯茎生物量以及地下部分不同土层的根系生物量大小均表现为海拔172-175 m>海拔169-172 m>海拔166-169 m。香根草栽培区不同海拔区段的土壤理化性质总体上不存在显著差异。不同海拔区段香根草生长上的差别主要是受到水淹和水淹过后陆地干旱环境的影响。降低植株高度,控制植株构件大小,缩减生物量,有利于减少低海拔区段香根草在水淹期间的能量消耗;减少根系数量,延长根系长度,有利于拓展和增强香根草在陆地环境生活期间中吸收养分和水分的空间范围和能力;低海拔区段的香根草把生物量更多地分配给地上部分,尤其是叶片,这有利于光合生产,积累碳水化合物,为香根草再次遭受水淹和水淹过后恢复期内的快速生长奠定物质基础和能量储备。香根草的这些生存适应对策,是其能够在三峡水库消落带长期生存的重要机制。

    • 近地面激光雷达点云密度对森林冠层结构参数提取准确性的影响

      2023, 43(2):681-692. DOI: 10.5846/stxb202103100661

      摘要 (285) HTML (254) PDF 9.52 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于激光雷达技术获取冠层结构为森林生态学研究增加了新的维度。搭载于多旋翼无人机的近地面激光雷达相比于固定翼有人机的机载激光雷达,能够更加灵活高效地获取森林群落样地高密度点云。但在实际操作中,往往出现局部低密度点云数据,影响了冠层结构参数提取的准确性。使用4块森林动态样地的近地面激光雷达点云数据;利用航带分解方法分析各样地低密度样方成因;采用点云抽稀模拟算法计算并拟合偏差曲线,对比不同样地、参数和取样尺度间的点云密度对冠层结构参数提取准确性的影响;根据偏差曲线计算各条件下保证参数提取准确性的最低点云密度。结果发现:1)低密度区域主要受地形或(和)近地面遥感设计规划的影响。地形复杂的测区(西双版纳和古田山样地),遥感规划难度大,整体难以获取高密度点云(在30点/m2左右),容易在沟谷和高海拔处出现低密度样方。平坦测区(长白山两块样地)虽可获取高密度点云(均超过150点/m2),但欠佳的遥感规划设计导致长白山1测区北部出现1hm2低密度区域。2)冠层参数提取准确性随点云密度减少而迅速降低,呈负指数幂函数关系。这一变化趋势在不同参数和尺度间差异较大,但在各样地间无显著差异。3)根据偏差曲线拟合结果,点云密度达到16点/m2可以实现5-20 m取样尺度下冠层结构参数提取准确度达95%。综上,为更好的将近地面激光雷达技术应用在森林生态学研究中,应注重外业遥感作业方案的合理性,充分考虑地形的影响,在源头把控数据质量;如果数据存在低密度点云的情况,应适当放宽取样尺度并慎重提取对点云密度较为敏感的冠层结构参数。

    • 黔西北地区不同杜鹃灌丛群落特征和物种多样性

      2023, 43(2):693-701. DOI: 10.5846/stxb202101310336

      摘要 (247) HTML (284) PDF 1.11 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明黔西北地区不同杜鹃灌丛群落特征和物种多样性变化,本研究以5个不同的杜鹃群落为研究对象,分析了物种组成、重要值和多样性指数。结果表明,5个群落共有33种植物,属16科23属,灌木层和草本层分别有27种和6种;优势种和共优势种植物分别为小果珍珠花、小果珍珠花+露珠杜鹃、小果珍珠花+露珠杜鹃、露珠杜鹃、露珠杜鹃+黄山杜鹃。5个杜鹃灌丛群落灌木层的α多样性指数差异明显,灌木层的Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数均表现为露珠杜鹃+黄山杜鹃灌丛群落(V)最大,小果珍珠花灌丛群落(I)最小;Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均表现为小果珍珠花+露珠杜鹃灌丛群落(II)最大,小果珍珠花灌丛群落(I)最小。露珠杜鹃+黄山杜鹃灌丛群落(V)有进一步演替为亚热带常绿阔叶林的趋势。杜鹃属植物覆盖度大的临近群落的Whittaker指数、Jaccard指数和Sorenson指数值均较覆盖度小的临近群落大。

    • 甜樱桃对高温胁迫的生理响应

      2023, 43(2):702-708. DOI: 10.5846/stxb202103230764

      摘要 (177) HTML (251) PDF 6.58 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨甜樱桃对高温胁迫的响应机制,以1年生的甜樱桃嫁接盆栽苗为试材,研究了自然高温处理及胁迫后恢复对其叶片生理和超显微结构的影响。结果表明:经连续3d日最高气温均值达57.7℃胁迫后,甜樱桃叶片过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、超氧阴离子(O2·-)产生速率、非光化学淬灭系数(qN)显著增加,渗透调节物质可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量显著提高,谷胱甘肽还原酶(GR)活性、叶绿素含量、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)显著下降,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及光化学淬灭系数(qP)变化不显著。同时对叶片显超微结构观察发现,胁迫引起叶绿体变性,基质内囊体发生扭曲,部分基粒类囊体片层消失,出现大量巨型淀粉粒及嗜锇颗粒。恢复2d后SOD、POD、CAT、APX活性以及可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素总含量均显著下降,而GR活性和脯氨酸含量显著升高。以上表明,连续3d自然最高气温达57.7℃对甜樱桃叶片抗氧化系统和光合特性等产生了显著影响,叶绿体超显微结构受到明显破坏,对叶片造成了不可逆伤害。

    • 祁连山中部优势灌木物种叶功能性状参数变化特征

      2023, 43(2):709-718. DOI: 10.5846/stxb202104020859

      摘要 (182) HTML (226) PDF 1.47 M (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁,是探索植物适应环境、进行全球气候变化研究的指标,也是生态水文模型重要的输入参数。通过高时间分辨率样品的采集结合图像处理技术,对祁连山中部优势物种金露梅(Dasiphora fruticosa)和鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)叶功能性状变化特征进行研究,结果表明:叶面积(LA)从生长初期到生长末期发生明显变化,且2020年6-7月初灌木叶面积变化最为明显;比叶面积(SLA)分别在76-157 cm2/g之间和120-217 cm2/g之间,金露梅SLA平均值(123 cm2/g)<鬼箭锦锦鸡儿SLA平均值(176 cm2/g);在生长初期金露梅的叶面积指数(LAI)明显大于鬼箭锦鸡儿,金露梅和鬼箭锦鸡儿的叶面积指数随时间的变化都符合三次函数;生物量与基径和高度的乘积呈显著性相关,最优回归模型均为幂函数;地上生物量与叶功能性状参数在不同阶段的模拟方程均不同,地上总生物量与叶生物量在生长期的最优选择模型分别呈S型函数和幂函数,金露梅的单株地上生物量在不同阶段与SLA的最优模型均为对数函数。

    • 黄土高原植被覆盖与水热时空通径分析

      2023, 43(2):719-730. DOI: 10.5846/stxb202106081520

      摘要 (156) HTML (294) PDF 16.79 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究黄土高原地区气象因子对植被覆盖的影响作用以丰富生态修复理论。基于黄土高原2001-2017年归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)与气象数据,采用通径分析方法分别从时间和空间尺度上,分析黄土高原气温和降水对植被覆盖变化的直接及间接影响作用,为该地区生态建设提供科学依据。结果如下:黄土高原地区年际间植被明显波动增长,降水变化大体上与植被变化相似;降水整体较气温对植被覆盖变化的作用大。黄土高原植被与水热空间关系的最优分析尺度为80km,在80km空间尺度上,植被与气温有最大相关性,植被、降水由东南到西北递减,而气温分布规律不显著;降水整体呈现促进作用,气温的抑制作用较强,且空间差异明显。在时间与空间尺度上,植被主要受水热促进尤其是降水促进影响,且降水对植被生长的直接作用远大于通过气温的间接作用;不论生态区还是植被类型,气候因子作用均以促进类型为主,但存在明显差异。水热作用在时空尺度上具有明显空间差异性,不同地区影响植被变化的主控因子不同。

    • 黄河流域草地净初级生产力时空动态及其驱动机制

      2023, 43(2):731-743. DOI: 10.5846/stxb202108182295

      摘要 (252) HTML (293) PDF 8.37 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河流域是生态系统的敏感区,流域草地生态系统在气候变化和人类活动驱动下发生了显著变化。基于多源遥感影像和气象站点资料等,采用改进后的CASA模型估算2001-2018年黄河流域草地净初级生产力(NPP),评估定量反演结果精度,分析研究时段内流域草地净初级生产力时空动态,探讨气候要素和人类活动对流域草地净初级生产力的影响。结果表明:1)基于改进的CASA模型能够高精度模拟黄河流域草地NPP。2)2001-2018年黄河流域草地NPP呈增加趋势,且在2013年发生突变。2001-2013年气候和人类活动均促进流域草地NPP增加,而2013年后人类活动抑制流域草地NPP增加的作用明显增强,抑制区域面积较前一阶段增加34.89%。整体上,人类活动对草地NPP的影响强度低于气候要素影响强度。3)耕地和建设用地面积的变化,是驱动实际净初级生产力动态的重要人类活动要素。耕地和建设用地面积的增加与草地面积减少、实际净初级生产力增加速率的降低紧密相关。伴随经济发展,应坚持实施退耕还林还草政策,并加强对草地生态保护的监督。

    • 1982-2015年青藏高原植被变化的主导环境因子

      2023, 43(2):744-755. DOI: 10.5846/stxb202110182938

      摘要 (280) HTML (294) PDF 10.07 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:近几十年中随着全球气候环境变化,青藏高原处于变暖变湿过程之中,植被生长发生了显著变化。基于卫星遥感归一化植被指数(NDVI),采用增强回归树模型(BRT)定量分析了1982-2015年影响青藏高原植被生长变化的主要环境因子的相对重要性。结果表明:(1)整个青藏高原生长季(6-9月份)空间平均NDVI和降水呈上升趋势(1.265×10-4 a-1和0.746 mm/a,P>0.05);温度和土壤湿度呈现显著增加趋势(0.048℃/a和3.954×10-4 a-1P<0.01);向下短波辐射显著减小(-0.070 W m-2 a-1P<0.01)。(2)青藏高原34.0%地区NDVI表现出显著增加趋势,主要分布在青藏高原北部大部分地区和西部部分区域;9.2%地区NDVI呈显著减小趋势,主要位于青藏高原东部地区。(3)土壤湿度、年均温、年降水和向下短波辐射分别解释了生长季NDVI变化的42%,19%,10%和9%。(4)土壤湿度、年均温、年降水和向下短波辐射对青藏高原植被生长动态影响的相对大小具有明显的空间差异特征。温度上升是青藏高原东北部和中部部分地区NDVI变化的首要因素(相对贡献率>40%),而土壤湿度增加是青藏高原西南部及东南部分地区NDVI变化的主要原因(相对贡献率>50%)。总体上,温度上升及由此所导致的冰冻圈消融引起的土壤含水量上升是近几十年青藏高原植被生长动态快速变化的主要原因。

    • 青藏高原高寒草地群落叶片功能性状对降水的非线性响应

      2023, 43(2):756-767. DOI: 10.5846/stxb202111023080

      摘要 (228) HTML (352) PDF 4.13 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:群落叶片功能性状受到外界环境和自身发育的共同影响,其响应特征和过程的研究有助于了解环境胁迫下植物的适应策略,以应对全球变化下的生物多样性和生态系统功能丧失。通过对青藏高原高寒草地115个样点的调查取样,测定群落叶片碳、氮和磷含量(LC、LN和LP)及干物质量(LDMC)4种能够反映植物生存策略的叶片功能性状,以物种相对多度为基础计算群落加权平均值(CWM)。结合降水量、气温和土壤因子,探索高寒草地群落叶片功能性状响应机制。结果表明:(1)降水量对群落叶片功能性状影响显著(P<0.01),而温度对群落叶片功能性状影响不显著(P>0.05);(2)土壤全氮和有机碳对CWM_LC、CWM_LN、CWM_LP和CWM_LDMC影响显著(P<0.01),且除CWM_LDMC外,其余性状均表现为非线性响应,呈先下降后上升趋势;(3)土壤含水量和容重对CWM_LC、CWM_LN、CWM_LP和CWM_LDMC影响显著(P<0.05),且土壤含水量对各性状的影响为非线性,呈先下降后上升趋势。该研究说明水分是青藏高原高寒草地群落叶片功能性状的主要影响因子,高寒草地对恶劣环境的适应是通过叶片功能性状来调节实现的。

    • 气候变化对祁连山蒙古扁桃潜在适生区的影响

      2023, 43(2):768-776. DOI: 10.5846/stxb202111103160

      摘要 (413) HTML (275) PDF 7.06 M (10279) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化将改变物种的生存环境,影响其分布范围,甚至威胁到某些物种的生存。本文通过ArcGIS软件和最大熵(MaxEnt)模型模拟蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)在祁连山当前(1970-2000年)和未来(2081-2100年)2个气候时期背景下的地理分布格局,并分析其主要的环境影响因素。结果表明:(1)在当前气候条件下,蒙古扁桃在祁连山的东南部有较好的适生性;(2)未来4种气候情景下(SSP126,SSP245,SSP245和SSP585),蒙古扁桃在祁连山南部及东南部的适生区有消失的风险,扩张区主要集中在祁连山中北部的国家公园附近;(3)蒙古扁桃的分布格局主要向祁连山北部和高纬度地区迁移;(4)最湿月降水量(Bio13)、坡度(Slope)、最冷季度均温(Bio11)和最热月最高温(Bio5)的累计贡献率达到了80%以上,是影响蒙古扁桃适生分布的主要因子。本研究模拟、分析、预测了当前和未来不同情景下蒙古扁桃在祁连山的潜在分布及其变化,为祁连山生态及物种多样性的保护提供科学依据。

    • 乐清湾贝类群落组成及其粒径谱结构特征

      2023, 43(2):777-788. DOI: 10.5846/stxb202111163221

      摘要 (185) HTML (218) PDF 2.23 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解乐清湾贝类资源情况及群落稳定性特征,基于2016-2017年乐清湾定点调查数据,分析了不同季节乐清湾贝类组成、优势种、资源密度、以及物种多样性,并首次建立乐清湾海域贝类生物量粒径谱与标准化生物量粒径谱。结果显示:1)本次共采集到贝类共计45种,隶属于12目,25科,31属。焦河蓝蛤(Potamocorbula ustulata)为乐清湾绝对优势种;2)资源密度表现为夏季最高,其次为春季,秋季与冬季次之;4个季节的丰富度指数(D)、多样性指数(H')和均匀度指数(J')平均为3.26、1.61、0.45,3种多样性指数均处于较低水平;3) ABC曲线显示乐清湾贝类的生物群落处于中度干扰状态;4)乐清湾生物量粒径谱谱型复杂,优势种控制着生物量粒径谱的峰值,且与我国其他海域的结果也存在差异;5)标准化生物量粒径谱的斜率范围为-1.5539-0.7373,在我国近海海域中属于偏低水平,表明营养循环水平较低。截距范围在16.673-21.597,高于我国其他海域,说明乐清湾贝类生产力水平较高。

    • 新疆野杏开花物候与花器官对海拔的响应

      2023, 43(2):789-797. DOI: 10.5846/stxb202111173236

      摘要 (290) HTML (322) PDF 1019.62 K (624) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆野杏(Prunus armeniaca Lam.)是天山野果林的优势种,具有重要的生态与资源价值。野果林的生境条件与其分布及生长密切相关。为了明确新疆野杏在不同海拔下的开花物候与花器官变化规律,于2021年3月-4月,选择新疆新源县吐尔根杏花沟野杏林为研究区,在野杏集中分布的1000-1500m的山地,由低到高划分Ⅰ-Ⅴ级海拔梯度设置样地,监测环境条件,对野杏群体开花物候期与花器官发育特征进行调查。结果表明:(1)新疆野杏群体开花物候期历时32d左右,各海拔梯度最长相差2d,第Ⅰ级与第Ⅱ级海拔的开花物候期差异不明显,其他海拔梯度间均存在显著差异,开花最晚的第Ⅴ级比最早的第Ⅰ级晚9d,但群体开花期长4d,海拔梯度与开花物候期呈显著正相关,而温度与开花物候期呈显著负相关;(2)新疆野杏的花萼长度和宽度、子房高度和宽度均是第Ⅱ级海拔的最大;花冠直径、花瓣纵径和横径均是第Ⅰ级的最大,花药长度和宽度均是第Ⅳ级的最大;花柱长度是第Ⅴ级的最大。海拔与花的外部器官、雌蕊呈显著负相关,与雄蕊呈显著正相关;光照强度与花的外部器官、雌蕊呈显著负相关;(3)新疆野杏开花期气候因子,第Ⅳ级、第Ⅴ级与第Ⅰ级存在显著差异,海拔梯度与湿度、光照强度呈显著正相关,与温度呈显著负相关。新疆野杏群体开花物候期历时约32d,随海拔升高,野杏林地光照强度增强,温度降低,湿度增大;野杏开花物候期推迟,开花期历时增长,每升高100m,开花期推迟约1.8d;野杏花雄蕊发育逐渐增大,雌蕊和花的外部器官发育逐渐减小,是新疆野杏对海拔变化的适应性。研究结果可以为野杏种群分布适应性研究提供理论依据。

    • 2000-2019年长江流域植被覆盖时空演化及其驱动因素

      2023, 43(2):798-811. DOI: 10.5846/stxb202111193266

      摘要 (429) HTML (490) PDF 36.04 M (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江流域作为中国重要的生态屏障,科学认识长江流域植被覆盖时空变化及其驱动因素,对有效开展长江流域生态工程建设具有重要的指导意义与应用价值。基于2000-2019年间MODIS-NDVI与相关气象等数据,采用Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall检验、变异系数、偏相关分析、残差分析等方法,研究了近20年来长江流域植被覆盖的时空分布与变化特征,并探究了研究区植被覆盖的驱动因素。结果表明:(1)时间变化上,长江流域生长季NDVI呈现波动增长趋势,显著改善面积大于退化面积;(2)空间分布上,流域植被覆盖空间分布格局大致呈现为"中部高,东西低",生长季NDVI多年均值为0.6164,呈较高植被覆盖状态;(3)变化趋势上,植被增长区域大于减少区域,具体表现为"中部强于东部、东部强于西部";(4)变化稳定性上,流域植被变异系数介于0.0104-1.3199之间,呈现出"中间低,东西高,东西部局部区域高低波动并存,地域性差异明显"的空间变化稳定性特征;(5)影响因素上,流域植被覆盖变化受气温和降水的共同影响,大部分区域生长季NDVI变化以气候驱动为主,局部区域表现自然因素叠加人为因素作用的共同驱动,残差分析显示人类活动对长江流域植被覆盖以正效应为主。

    • 宁夏河东沙区刺槐和丝绵木水分利用策略

      2023, 43(2):812-825. DOI: 10.5846/stxb202202100330

      摘要 (259) HTML (253) PDF 6.11 M (765) 评论 (0) 收藏

      摘要:刺槐和丝绵木混交林是宁夏河东沙区防护林建设的主要模式,了解刺槐和丝绵木的水分利用策略,能为区域植被恢复和防护林林分结构调整提供科学依据。以宁夏河东沙区刺槐(Robinia pseudoacacia)和丝绵木(Euonymus bungeanus)混交林为研究对象,通过监测微气象、树干液流和土壤质量含水量,结合大气降水、土壤水、植物木质部水同位素组成,采用Granier及其校正公式,运用贝叶斯混合模型(MixSIAR)和相似性比例指数(PS)研究2个树种的蒸腾耗水、水分来源和水分利用关系。结果表明:刺槐和丝绵木的蒸腾耗水量在生长季中期较高,前期和后期较小,刺槐的蒸腾耗水量是丝绵木的1.55倍;影响刺槐蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、0-40 cm土壤质量含水量和40-120 cm土壤质量含水量;影响丝绵木蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、平均气温、0-40 cm土壤质量含水量和40-120 cm土壤质量含水量;蒸腾耗水较高时,刺槐主要吸收利用中层土壤水,丝绵木主要吸收利用浅层土壤水,蒸腾耗水较低时,刺槐主要吸收利用浅层土壤水,丝绵木主要吸收利用中层土壤水;在土壤水分含量较小的月份,刺槐和丝绵木主要通过水分利用空间上的差异来应对干旱,维持自身的蒸腾耗水;土壤水分含量较高的月份,刺槐和丝绵木的相似性比例指数最大,存在较强的水分竞争关系;浅层土壤水分含量较高可能反映了沙区植物根系对土壤水分再分配作用下植物在水分和养分需求之间的平衡。

    • 金沙江下游典型库区消落带植被恢复模式

      2023, 43(2):826-837. DOI: 10.5846/stxb202202160364

      摘要 (188) HTML (290) PDF 3.19 M (796) 评论 (0) 收藏

      摘要:消落带植被分布、生活型、多样性的调查研究显著促进了消落带植被恢复技术的进步,然而相邻两梯级库区消落带植被分布的差异以及植被群落特征的年际变化并不明确。此外,金沙江下游部分区域表现出一定的干热特征,其影响下的消落带植被群落特征有待深入了解。基于2019年和2021年向家坝和溪洛渡库区消落带植被调查结果,分析表明:(1)金沙江下游消落带按照下垫面特性主要分为硬岩型、软岩型、松软堆积型3种类型,坡度平缓的松软堆积型消落带是植被恢复的主要类型;(2)整体上,消落带优势植被类型是一年生和多年生草本,单优势种、少优势种群落较为普遍,两个库区消落带优势种重要值差异显著,植被生活型较少;(3)向家坝、溪洛渡库区消落带在分别经历6次和8次周期性水淹后,消落带植被分布与群落物种多样性特征变化不显著,表明消落带植被群落结构相对稳定。综上说明向家坝、溪洛渡两个相邻的梯级库区消落带植被恢复需要以灌草为主,且具有不同的潜在恢复模式,因此需要对应采取不同的恢复策略。研究对于科学指导金沙江下游梯级水电站库区消落带植被恢复具有重要意义。

    • 荒漠藓类植物齿肋赤藓对4年积雪深度变化的生理生化响应

      2023, 43(2):838-848. DOI: 10.5846/stxb202112063447

      摘要 (196) HTML (241) PDF 5.03 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:冬季降雪作为古尔班通古特沙漠最主要的降水形式,在荒漠生物土壤结皮的稳定和发育发挥重要作用。全球的持续变暖和极端气候事件的频繁发生导致荒漠冬季的积雪格局发生重大变化。荒漠藓类植物作为荒漠重要地被类型生物土壤结皮的重要组成成分,在生理生化层面将如何响应长期的积雪深度变化还不清楚。因此,通过野外设置去除积雪(-S)、自然积雪(S)、2倍积雪(2S)和3倍积雪(3S)4个积雪梯度,探讨经历4年积雪深度变化下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)的生理生化特征。结果表明,积雪深度变化显著影响了齿肋赤藓的植株含水量、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(Y (II))、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。与去除积雪处理相比,随着积雪深度的增加,齿肋赤藓的植株含水量、Fv/FmY (II)呈现增加趋势,而植株内的游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性呈现降低趋势。相关性分析显示,齿肋赤藓的Fv/FmY (II)与土壤温度和植株含水量呈显著正相关,而可溶性蛋白、可溶性糖、MDA含量及SOD、POD和CAT活性与土壤温度和植株含水量呈显著的负相关。值得注意的是,与自然积雪相比,4年3倍积雪增加处理显著降低了齿肋赤藓的Y (II),增加了MDA含量。这说明积雪在一定程度上为齿肋赤藓创造了良好的生存环境,降低了齿肋赤藓的干旱和冷胁迫程度,但长期大量的积雪增加和长期减雪均会对齿肋赤藓的生长造成负面影响。

    • 长期施用猪粪对红壤完全氨氧化菌基因丰度的影响

      2023, 43(2):849-857. DOI: 10.5846/stxb202107031772

      摘要 (177) HTML (239) PDF 1.41 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:完全氨氧化菌(comammox Nitrospira)的发现对硝化微生物的研究提出了新的挑战。大量研究表明完全氨氧化菌在陆地生态系统中广泛分布,但其在农田土壤中的分布规律及其对长期施用粪肥的响应尚不清楚。研究了长期施用猪粪对农田红壤完全氨氧化菌、氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)功能基因(amoA)丰度的影响,及其与土壤净硝化速率的关系。结果表明:与不施肥的对照处理相比,猪粪施用显著提高土壤有机质和养分含量,且随着猪粪的施用量增加而增加。同时,施用中量和高量猪粪显著提升土壤净硝化速率,增幅分别达到317%和416%。所有处理中,完全氨氧化菌丰度以进化枝A为主,进化枝B丰度极低,大多为非特异性扩增产物,但进化枝A的amoA丰度均低于氨氧化古菌和氨氧化细菌。长期施用高量猪粪显著提升进化枝A的amoA基因丰度,表明存在喜好富营养环境的完全氨氧化菌,而有效磷是最主要的影响因子。相关性分析表明,进化枝A的amoA丰度与净硝化速率呈显著正相关(P<0.01),而氨氧化古菌和氨氧化细菌则没有,表明进化枝A可能在长期施用粪肥的农田红壤硝化过程中发挥重要功能。综上所述,长期施用粪肥显著提高农田红壤养分含量和完全氨氧化菌进化枝A的amoA丰度,进化枝A可能在农田红壤硝化过程中扮演重要角色。

    • 短时间尺度雄安新区旱柳根际土壤细菌群落特征分析

      2023, 43(2):858-867. DOI: 10.5846/stxb202104090924

      摘要 (244) HTML (237) PDF 10.95 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤细菌在土壤生态过程中发挥重要作用,明确雄安新区"千年秀林"植物根际土壤细菌群落组成和多样性,有助于揭示土壤微生物与环境因子的互作关系,为新区森林生态系统可持续发展提供理论支持。以雄安新区重要乡土树种-旱柳(Salix matsudana)为对象,利用高通量测序和生物信息学技术,系统研究基于短时间尺度"千年秀林"旱柳根际土壤细菌群落组成和多样性,并分析菌群和环境因子的互作关系。结果表明,放线菌门、变形菌门和鞘氨醇杆菌属、黄杆菌、固氮菌属等富营养细菌占优势。8月和10月土壤样品中不同菌门相对丰度变化较小,9月波动较大。采样时间与Chao1和PD指数显著相关(P=0.0315,P=0.0137),与Shannon指数相关性不显著(P=0.631),日最高/低气温可显著影响PD指数,且日最低气温升高可显著降低细菌群落的丰富度。Beta多样性在每周时间尺度差异不显著(P=0.363),每两周差异显著(P=0.027),每三周差异极显著(P=0.006)。土壤偏碱性,养分含量差异不显著,全氮平均含量为中上等级,全磷和全钾平均含量处于中下等级。共现性网络互作关系中,协同作用多于拮抗作用。研究结果为明确不同时间尺度森林土壤微生物群落特征研究提供重要补充,可为雄安新区"千年秀林"制定高效的可持续经营管理措施提供科学依据。

    • 长江中下游湿地大型水鸟种群动态和幼鸟比例研究

      2023, 43(2):868-877. DOI: 10.5846/stxb202106011446

      摘要 (332) HTML (247) PDF 12.59 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:迁徙水鸟保护对生物多样性保护具有重要意义。开展水鸟种群数量和幼鸟比例监测,对科学评估其种群变化趋势、制定长期保护策略具有重要价值。长江中下游湿地是东亚-澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬区之一。本研究采用野外同步调查等方法对该区域87个湿地的亟需保护和具有代表性的10种大型越冬水鸟,其中雁形目6种,分别是鸿雁Anser cygnoides、豆雁A. fabalis、灰雁A.grus、白额雁A.albifrons、小白额雁A.erythropus和小天鹅Cygnus columbianus;鹤形目4种,分别是白鹤Leucogeranus leucogeranus、白枕鹤Antigone vipio、灰鹤Grus grus和白头鹤G.monacha,进行了长期监测(2003-2019年冬季),并结合相关文献,评估其种群变化趋势、幼鸟比例和死亡率。研究结果如下:(1)2005-2019年3种水鸟(豆雁、灰雁和灰鹤)的种群数量呈上升趋势,7种水鸟(鸿雁、白额雁、小白额雁、小天鹅、白鹤、白枕鹤和白头鹤)种群数量呈下降趋势;(2)种群趋势下降组(N=7)和上升组(N=3)的幼鸟比例均值在2016-2019年中,分别为0.168与0.173,两组间无显著差异(P=0.601);(3)种群趋势下降和上升水鸟的死亡率均值在2016-2019年中,分别为0.245与0.125,两组间有显著差异(P=0.006)。本研究表明,导致长江越冬水鸟种群趋势下降的主要因素是高死亡率,而不是低繁殖成功率。建议未来加强对7个下降种群的保护,并进一步研究死亡的时间、地点和原因。

    • 2002-2018年滇池外海蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因子

      2023, 43(2):878-891. DOI: 10.5846/stxb202110253002

      摘要 (352) HTML (425) PDF 7.51 M (1238) 评论 (0) 收藏

      摘要:为弄清滇池外海蓝藻水华暴发时空变化规律及其影响因素,将滇池外海分为北、中、南3个区域,基于2002-2018年期间中分辨率成像光谱仪(MODIS)反演的水华面积,分析了上述3个区域蓝藻水华的时空变化特征。基于2007-2018年水文、气象和出入流数据,构建了外海三维水动力生态模型(AEM3D),并计算了各区域的水力滞留时间。通过冗余分析(RDA)、随机森林(RF)和斯皮尔曼相关分析方法,分析了影响以上区域蓝藻水华暴发的主要驱动因子。结果表明:2002-2018年期间,整个滇池外海区域年平均水华面积比(水华面积占该区域总面积比例)呈缓慢下降趋势,空间上由北向南依次递减,整个外海水华暴发面积最大主要发生在秋季。在外海北部区域,其东部水华较西部更为严重,而在中部和南部区域,呈现西部水华较东部更为严重的空间分布模式。通过对各影响因子的统计分析发现,风速、水温和日照时长是上述各区域中蓝藻水华暴发的主要决定性因素。水华暴发期间以西南风为主导风向,且上述区域的水华面积比随风速增加呈下降趋势。在外海各区域,水力滞留时间与水华暴发面积均呈显著正相关,空间上水力滞留时间由北向南逐渐增大,风速和风向是影响蓝藻水华空间分布规律和严重程度的主要因素。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(2):892-892.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 1.25 M (378) 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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