• 2023年第43卷第24期文章目次
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      2023, 43(24):0-0.

      摘要 (184) HTML (0) PDF 9.85 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 城市植物源挥发性有机化合物排放特征及其大气环境效应研究进展

      2023, 43(24):10023-10031. DOI: 10.20103/j.stxb.202210192967

      摘要 (374) HTML (193) PDF 949.12 K (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:在外界环境的刺激下,植物会通过释放挥发性有机化合物来维护自身生长。城市是人类活动的主要集聚地,剧烈的人为干扰导致城市环境特征呈现出复杂的变化趋势,从而使城市植物排放挥发性有机化合物的过程与自然界出现较大差异。城市中的植物源挥发性有机化合物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)会直接与城市中的氧化物质接触,生成二次污染物,并在高温、强光照的条件下发生光化学反应,严重破坏城市大气环境,危害居民健康。总结了城市BVOCs的常见类型、作用机制及现有研究方法,分析了不同时间、空间和人类活动背景下的城市BVOCs排放特征,并进一步梳理了当前研究的不足,提出未来重点研究方向,旨在为大气环境治理、环境空间规划、居民健康保障等方面的城市管理工作提供指导。

    • 基于生态系统服务的生态补偿政策制定探讨

      2023, 43(24):10032-10041. DOI: 10.20103/j.stxb.202305120997

      摘要 (253) HTML (146) PDF 1.20 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态补偿是促进生态保护、协调区域发展的有效手段,生态系统服务理论和方法为制定多元化生态补偿政策提供了科学基础,科学理解生态系统服务在解决生态补偿核心问题上的优势和不足,对于优化生态补偿政策具有重要意义,也是生态学、地理学与社会经济学等多学科交叉的研究前沿和热点。在综合分析相关研究成果的基础上,总结了基于生态系统服务的生态补偿研究技术方法,评述了相关研究和实践应用的进展和不足,并针对生态补偿的核心问题探讨了未来研究思路和方向,包括将生态系统服务流与生态补偿政策制定的结合研究,参照思路方向设计了基于生态系统服务的生态补偿政策制定流程框架,为后期相关研究提供了理论和方法参考。

    • 干旱胁迫植物个体生理响应及其生态模型预测研究进展

      2023, 43(24):10042-10053. DOI: 10.20103/j.stxb.202304070703

      摘要 (389) HTML (160) PDF 1.74 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候突变导致干旱事件频发,进而易引发严重的植物衰退甚至死亡,聚焦植物尤其是树木死亡的生理学机制并期望基于此评估及预测气候变化导致植物死亡风险已成为热点话题。植物通过调整内在生理代谢过程,例如通过调节渗透物质的含量,来平衡渗透势、维持细胞膨压、调节植物激素的信号水平,诱导植物气孔开放程度降低,有利于植物保存水分、调控植物水通道蛋白的表达,进而保持体内水分稳定并对干旱胁迫做出快速响应。这些生理过程中的每一环调节都为了确保水分运输的效率和安全性,增加植物抗旱性以及生态系统稳定性。植物的抗旱性不仅体现在生理代谢方面的调节,还表现在植物水力特性与解剖结构间相辅相成。当植物改变水力特性的同时,其茎叶会在解剖结构上做出调整以满足植物在干旱环境下水分供需平衡,从而降低植物蒸腾水分散失、增强细胞储水并提高生存能力。植物应对水分胁迫的策略通常与水分消耗和碳获取之间的平衡有关,明晰植物水分消耗与光合碳获取间存在平衡关系的性状特征便于更好地理解植物的水分利用策略。然而,植物表现出的任意单一性状特征的强弱都无法代表整个植物适应逆境的优劣,未来只有通过将植物更多性状特征进行相互关联,以具有代表植物水力功能、结构以及与光合能力相关的综合性状为重点,把众多相互关联的性状合理纳入模型系统,才能在大尺度上预测不同植物在干旱环境下的生存风险与生态分布。综述了干旱胁迫下植物生理代谢机制,同时阐述了植物水力特性与解剖结构及光合作用的关系,在现有研究基础上指明植物水力模型发展的重要意义,促进植物综合性状在水力模型与其他模型中的应用。这为评估当前生态系统中植物生存风险以及未来生态系统的健康水平提供依据。

    • >研究论文
    • 黄土高原地区退耕还林后土壤有机碳储量变化特征及影响因素

      2023, 43(24):10054-10064. DOI: 10.20103/j.stxb.202306241340

      摘要 (249) HTML (126) PDF 1.90 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳(SOC)固存效应与影响因素识别是当前研究的焦点和前沿议题。然而,在退耕还林后,SOC的固存效应以及各影响因素之间的协同变化规律尚不明确。对于基于气候、植被、土壤等多重因素综合作用的定量归因,仍需加强研究。搜集了1999到2022年黄土高原地区有关退耕还林后植被恢复对SOC储量影响的117篇文献,共获得了1140组SOC数据。通过对不同条件下(气候因素、植被因素、土壤因素)植被恢复对SOC储量的影响程度的分析,揭示植被恢复类型对SOC储量的影响。同时,采用地理探测器模型探讨不同植被恢复类型SOC储量增加效应的主要驱动因素及其交互作用。研究结果表明,植被恢复显著提高了该地区的SOC储量。林地的固碳效应优于灌木地和草地,分别显著提高了36.21%,32.41%和15.57%。植被恢复对SOC储量的增加效应随着植被恢复年限和植被覆盖率的增加而增强,特别是在低土壤容重(<1 g/cm-3)条件下,植被恢复对SOC储量的增加效应更为显著,但随着土壤深度增加植被恢复对SOC储量的增加效应减弱。在年平均气温(MAT)为7-10℃、年平均降雨量(MAP)为450-550 mm条件下,林地恢复有助于促进SOC储量的增加效应。在MAT<7℃、MAP为450-550 mm条件下,灌木地的SOC储量增加效应更明显,但受植被覆盖率的限制。在MAT<7℃、MAP>550 mm条件下,草地的SOC储量增加效应更为显著。地理探测器模型分析表明,植被恢复年限、植被覆盖率和MAP分别是影响林地、灌木地和草地SOC固存的主要驱动因素。因素间交互作用通常比单一因素对SOC储量的影响更为显著。具体而言,MAP与植被恢复年限的交互作用对林地SOC储量的增加效应最高,达到了33.46%;MAT与土壤容重的交互作用对灌木地SOC储量的增加效应最高,达到了86.77%;MAP与植被覆盖率的交互作用对草地SOC储量的增加效应最高,达到了60.59%。研究结果可为不同恢复条件下选择合理的植被配置方式提供参考。

    • 黄土丘陵区恢复草地土壤团聚体组成及全氮分布特征

      2023, 43(24):10065-10080. DOI: 10.20103/j.stxb.202211193348

      摘要 (153) HTML (93) PDF 7.62 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:团聚体作为土壤基本结构单元,其各粒级全氮(TN)含量对土壤TN储量的贡献各不相同,而草地恢复过程中地上植被会影响土壤团聚体组成与各粒级TN的分布,这必然会对团聚体稳定性和土壤氮素累积产生影响。因此,以恢复10a、20a、30a、40a和50a草地和对照农田(CK)为研究对象,探究草地恢复过程中土壤团聚体氮素累积规律。结果表明:1)50年恢复过程中草地群落经历了茵陈蒿(Artemisia capillaries)→茵陈蒿+铁杆蒿(Artemisia stechmanniana)→铁杆蒿+兴安胡枝子(Lespedeza davurica)→铁杆蒿+本氏针茅(Stipa bungeanaTrin)→铁杆蒿+白羊草(Bothriochloa ischaemum)的演替过程,且草地群落物种多样性指数随恢复年限的增加呈先升后降的趋势,地上植物、细根和凋落物的碳和氮含量呈先上升后下降趋势。2)草地恢复过程中土壤pH和容重呈下降趋势,而土壤含水量呈先降后增趋势,土壤有机碳含量在恢复过程中显著增加(P<0.05),土壤TN含量随恢复年限呈先增后降的趋势,而TN储量呈逐年增加趋势,恢复10-50a草地与CK相比增加了8.10%-118.92%。3)不同恢复年限草地群落土壤微团聚体(0.053-0.25 mm)占比最大,但随恢复年限增加呈下降趋势,而大团聚体(>2 mm)和中团聚体(0.25-2 mm)占比以及平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)呈上升趋势。4)不同恢复年限草地群落中团聚体TN含量最高,且各粒级团聚体TN含量随恢复年限呈先下降后上升趋势;草地群落微团聚体TN储量最高,大、中团聚体TN储量随恢复年限增加呈上升趋势,微、粘粉粒团聚体(<0.053 mm) TN储量随恢复年限增加出现波动;各粒级团聚体TN储量与地上植物、细根和凋落物生物量以及碳氮含量显著相关(P<0.05)。5)草地恢复过程中大团聚体对土壤TN储量的贡献率达70%,且大团聚体占比增加是大团聚体贡献率高的主要原因。总之,草地恢复有利于土壤稳定以及氮素累积。

    • 气候、植被及土壤因素交互作用对宁夏土壤有机碳的影响机制

      2023, 43(24):10081-10091. DOI: 10.20103/j.stxb.202307161521

      摘要 (196) HTML (137) PDF 4.23 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于宁夏全区121个土壤剖面样点,研究不同深度(0-30、30-80、80-120cm)土壤有机碳的空间分布特征,通过相关性、方差分解和构建结构方程模型,分析气候、植被和土壤因素对宁夏不同深度土壤有机碳的影响及其作用途径。结果表明:(1)宁夏不同深度土壤有机碳含量均呈现中间低南北高的空间分布趋势,0-120cm剖面土壤有机碳含量随着土壤深度的增加而降低,土壤有机碳含量均值为5.49g/kg,变异系数达90.71%,含量偏低且空间异质性强。(2)各土层土壤有机碳与年均气温、干燥度、碳酸钙、pH均呈现极显著的负相关性(P<0.01),与年均降水量、相对湿度、植被净初级生产力、全氮、全磷、全钾、钙离子、阳离子交换量、粘粒含量均呈现极显著的正相关性(P<0.01)。(3)各因素对不同土层土壤有机碳的作用方式和影响程度有差异。土壤全氮、全磷、碳酸钙、阳离子交换量均能直接影响土壤有机碳,年均气温和植被净初级生产力对土壤有机碳的直接影响效应不显著,主要通过土壤属性间接影响土壤有机碳含量。随着土层深度的增加,气候和植被因素作用明显减弱,土壤因素作用增强并成为主要影响因素。该结果有助于宁夏土壤有机碳含量预测与评估的指标筛选,为区域生态系统环境因素与土壤碳循环的关系提供理论依据。

    • 华北退化荒地建植豆类和禾本植物人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响

      2023, 43(24):10092-10103. DOI: 10.20103/j.stxb.202305050938

      摘要 (101) HTML (127) PDF 7.08 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐明植被恢复过程中土壤真菌群落的变化及其生态功能,对于制定科学有效的退化生态系统管理措施有重要参考价值。利用扩增子高通量测序技术和生物信息学分析解析了华北退化荒地自然恢复(对照组,CK)和建植豆科植物和禾本植物人工草地(分别为LG和GG处理)过程中土壤真菌群落结构和功能群特征差异。结果表明:(1)退化荒地土壤表层样品中共获取6315个真菌OTU,隶属于17门60纲145目347科896属,优势菌门为Ascomycetes、Mortierellomycota和Basidiomycetes,LG处理相较于CK的Basidiomycetes相对丰度明显升高,GG处理相较于CK的Mortierellomycota相对丰度明显提高。(2)土壤真菌功能群类型以腐生真菌为主,共生真菌次之,病原真菌占比最少。建植人工草地对腐生真菌和共生真菌相较于病原真菌的功能群组成影响更明显,并导致腐生真菌相对丰度升高,共生真菌相对丰度降低。(3)土壤真菌群落结构受植物物种丰富度、根系生物量等植被参数变化的显著(P<0.05)影响,且与土壤有机碳、总氮、速效氮、总磷等土壤养分水平显著(P<0.05)相关。本研究的结果有助于深入理解建植人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响,并为华北退化荒地植被恢复策略提供理论依据。

    • 川西北高寒地区多年生禾本科人工草地土壤线虫群落动态

      2023, 43(24):10104-10118. DOI: 10.20103/j.stxb.202307121501

      摘要 (113) HTML (83) PDF 14.40 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了查明青藏高原地区建植多年生禾本科人工草地对土壤线虫群落的影响及土壤线虫群落随人工草地建植年限增加的变化趋势,以川西北红原县2018年建植的垂穗披碱草样地(Elymus nutans)和老芒麦样地(Elymus sibiricus)为研究对象,以天然草地(Natural grassland)为对照,于2018-2020每年9月对土壤线虫群落、植被和土壤因子等进行连续监测。研究共分离到土壤线虫38470条,隶属于2纲8目65科172属,平均密度2482条/100g干土;食细菌线虫是研究样地的主要营养类群。垂穗披碱草和老芒麦样地的土壤线虫群落组成结构与天然草地间存在明显差异,但差异性随建植年限增加逐渐降低。线虫群落密度和多样性指数在垂穗披碱草、老芒麦和天然草地间均无显著差异。随建植年限增加,土壤线虫群落密度显著上升,Pielou指数显著下降,丰富度和Shannon指数无显著变化;植物寄生线虫密度和比例在第2年显著增加,并成为优势营养类群。线虫群落生态指数在不同草地类型间无显著差异,但垂穗披碱草和老芒麦样地的线虫基础指数随建植年限增加先增加,在第3年时显著降低(P<0.05)。冗余分析(RDA)与回归分析结果表明,植物群落盖度及根系的全钾、粗脂肪和粗纤维含量是影响土壤线虫群落组成结构、密度及生态指数的主要因子,其中线虫群落密度与根系的全钾和粗脂肪含量呈正相关关系,与粗纤维含量呈负相关关系。高寒地区多年生禾本科人工草地的根系营养物质含量是影响土壤线虫群落的重要因子。

    • 黄土丘陵区小流域不同海拔刺槐径向生长对气候的响应差异

      2023, 43(24):10119-10130. DOI: 10.20103/j.stxb.202210212999

      摘要 (116) HTML (99) PDF 4.34 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确黄土高原丘陵区第三副区典型流域-甘肃天水罗玉沟流域刺槐生长过程及其与气候关系随海拔变化的规律。利用树木年代学方法分别建立高、中、低3个海拔刺槐的标准年表,并分析不同海拔刺槐径向生长过程以及对气候变化的响应。研究结果表明:(1)中、低海拔刺槐径向生长与温度因素多为负相关,而高海拔刺槐径向生长与温度因素多呈正相关。高海拔刺槐生长与上一年生长季(6月)、休眠期(当年3-4月)和当年生长季(6月)均温、最低温和最高温呈显著正相关,其中受最低温影响最显著;中、低海拔刺槐与上一年生长季和当年生长季的均温、最高温和最低温呈显著负相关,低海拔受均温影响显著。(2)随海拔升高,刺槐径向生长与降水和相对湿度的正相关呈降低趋势。低海拔刺槐生长与上一年生长季(7-9月)和当年生长季(6-9月)降水、相对湿度呈显著正相关,中海拔刺槐与当年生长季(6-9月)降水、相对湿度呈显著正相关,而高海拔刺槐生长与上一年生长季(6-7月)相对湿度呈显著负相关。(3)低海拔刺槐与上一年6月-当年10月帕默尔干旱指数(PDSI)呈显著正相关;中海拔刺槐与上一年6月和当年2-10月PDSI呈显著正相关;高海拔刺槐与上一年6-7月PDSI呈显著负相关。中、低海拔刺槐遭受干旱胁迫,限制树木生长。在气候暖干化背景下,罗玉沟流域中、低海拔刺槐受水分胁迫更加严重。在黄土丘陵区开展水土流失治理生物措施经营管理过程中,须注意刺槐林生长对气候响应的海拔差异。

    • 模拟边坡条件下常见护坡植物苗期根系构型特征

      2023, 43(24):10131-10141. DOI: 10.20103/j.stxb.202210233015

      摘要 (83) HTML (84) PDF 2.74 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物根系对提高边坡稳定性具有重要作用。采用喷播的方式在侵蚀槽中制备模拟石质边坡,植物生长6个月后采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪扫描相结合的方法,研究了模拟边坡条件下11种常见护坡植物苗期的根系构型特征。结果表明:紫花苜蓿根系生物量最大,柠条根系生物量最小,二者主根发达,仅分布在下坡方向。沙打旺、胡枝子、紫穗槐和欧李根系生物量、总根数、总基根数、总根长、总根表面积、总根体积均较大,在上坡方向和下坡方向分布均匀,拓扑指数介于0.53-0.61之间,为叉状分枝结构,根系固土护坡能力较强,可作为边坡生态修复工程的优选植物。根系生物量与根系表面积、根体积呈现显著的线性正相关关系(R2分别为0.68和0.80),拓扑指数与根系长度、根系表面积、总根数、总基根数呈现显著的指数负相关关系(R2分别为0.82、0.68、0.87、0.86),可为植物根系构型研究提供科学依据及理论支撑。

    • 寒温带兴安落叶松和白桦生长季水分利用特征

      2023, 43(24):10142-10155. DOI: 10.20103/j.stxb.202211023132

      摘要 (99) HTML (87) PDF 3.84 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物水分利用在生态系统水文循环及其生产力中起着重要作用。气候变化下寒温带森林水分胁迫逐渐加剧,对其典型树种水分利用特征的研究有助于理解寒温带森林生态系统的稳定性及可持续性。以大兴安岭北部典型树种兴安落叶松(Larix gmelinii)(L)和白桦(Betula platyphylla)(B)为研究对象,利用稳定同位素技术测定降雨、木质部水和土壤水中氢氧稳定同位素值(δD和δ18O),揭示不同水源δD和δ18O值的分布特征,并利用多源线性混合模型及树干边材液流通量,分析不同水源对2树种的利用率和利用量,揭示生长季兴安落叶松和白桦生长季水分利用特征变化。结果表明:(1)研究区的大气降雨和土壤水同位素均受蒸发的影响发生了一定程度的分馏,且土壤水同位素分馏程度存在树种间的差异,兴安落叶松分馏程度大于白桦。(2)降雨和蒸发对2个林分土壤含水率和土壤水稳定同位素值在上层土壤(0-10cm)影响强烈,而对中下层影响较小,且各层土壤水稳定同位素值表现出显著差异(P<0.05)。(3)在5月和9月兴安落叶松和白桦主要利用上层土壤水分,对上层土壤水分的利用率分别为64.7%、61.3%(L);61.5%、66.0%(B),日均利用量分别为2.00kg/d、1.10kg/d (L);6.74kg/d、2.75kg/d (B)。在6-8月兴安落叶松和白桦主要利用下层(20-40cm)土壤水分,对下层土壤水分的利用率分别为44.5%、48.1%、70.3%(L);49.3%、63.6%、74.7%(B),日均利用量分别为2.58kg/d、2.76kg/d、3.89kg/d (L);12.69kg/d、14.77kg/d、14.19kg/d (B)。生长季两树种表现出相似的水分来源,但对各土层土壤水的利用率存在差异,这种差异主要表现在6-8月白桦对下层土壤水的利用率显著大于兴安落叶松。这些发现说明在未来水分胁迫加剧的情况下,兴安落叶松比白桦具有更高的环境适应性。

    • 气候变化下中国主要生物燃油树种分布与变迁

      2023, 43(24):10156-10170. DOI: 10.20103/j.stxb.202211053168

      摘要 (134) HTML (94) PDF 4.34 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物燃油树种是发展生物质能源,实现化石能源替代战略的重要物质基础,明确当前和未来气候变化下我国生物燃油树种适生区分布,对保护和利用生物燃油树种,促进林业生物能源产业发展,保障能源安全和实现"双碳"目标具有重要意义。基于我国10个主要生物燃油树种的1037条树种分布数据和20个环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)预测了各树种当前和未来气候情景下(2050年和2070年的RCP4.5情景)的潜在适生区,得到了影响各树种分布贡献率最大的环境因子,并对我国各区域主要种植树种进行了区划。结果表明:(1) MaxEent模型预测效果较好,各树种模拟结果AUC值均在0.9以上。(2)影响各种分布的贡献率较高的环境因子因树种而异,最暖季度降水量和温度季节性变化标准差的相对贡献率较高。(3)10个生物燃油树种极高适生区面积范围在43.38万km2-117.74万km2之间,可根据模拟结果将树种分布划分为北部、中东部、东南部和西南部4个亚区,北部亚区主要树种为文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis),中东部亚区主要树种为盐肤木(Rhus chinensis)、山桐子(Idesia polycarpa)、无患子(Sapindus saponaria)、乌桕(Triadica sebifera)和黄连木(Pistacia chinensis),东南部亚区主要树种为光皮梾木(Cornus wilsoniana)和山鸡椒(Litsea cubeba),西南部亚区主要树种为小桐子(Jatropha curcas),各树种分布亚区与我国发布的林业生物质能发展规划一致性较高。(4)与当前相比,在未来2070年RCP4.5情景下,欧李和山鸡椒适生区面积表现出增加趋势,分别增加31.79万km2和5.61万km2,其他树种面积均减小,减小幅度范围在5.25万km2和38.63万km2之间;光皮梾木和山鸡椒的分布中心在未来向西北移动,盐肤木、乌桕和小桐子向东南移动,其他树种均向东北移动。

    • 热带喀斯特森林多花白头树木质部年内生长动态及其对环境因子的响应

      2023, 43(24):10171-10181. DOI: 10.20103/j.stxb.202211093223

      摘要 (98) HTML (142) PDF 4.49 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:多花白头树(Garuga floribunda var.gamblei)是西双版纳热带喀斯特森林中常见的落叶树种,容易受水分亏缺的影响。为探究热带喀斯特森林树木年内生长动态及其对环境因子的响应,该研究利用生长环和微树芯两种方法监测了多花白头树在2020-2021年的树干径向变化和木质部生长动态,并分析了树干径向变化和木质部生长与环境因子的相关性。微树芯法的监测表明,在2020年,多花白头树在3月底开始出现扩大细胞,9月底细胞壁加厚结束;在2021年,多花白头树在4月中旬开始出现扩大细胞,10月中旬细胞壁加厚结束。生长环的监测表明,2020年和2021年的径向生长开始时间均晚于扩大细胞出现时间,径向生长结束时间均早于细胞壁加厚结束时间。多花白头树在2020年和2021年的木质部生长持续时间大致相同,2020年的木质部生长量((2.87±1.46) mm)也与2021年((2.98±1.02) mm)几乎一致。多花白头树的月径向生长量、扩大细胞区域宽度和细胞壁加厚区域宽度均与降水呈显著正相关,这表明水分状况在多花白头树的木质部生长过程中发挥了重要作用;扩大细胞区域宽度还与日平均气温和日最低温显著正相关,并且与日最低气温的相关系数在2021年高于2020年;细胞壁加厚区域宽度还与相对湿度、20 cm土壤含水量、日平均气温和日最低气温显著正相关,其中在2021年的相关性更高。该研究揭示了热带喀斯特森林多花白头树的年内木质部生长动态,有助于理解热带喀斯特森林树木木质部生长与环境因子的关系,为评估全球气候变化背景下热带喀斯特森林树木径向生长趋势的改变提供理论依据。

    • 怒江-萨尔温江流域植被覆盖时空变化趋势及驱动力

      2023, 43(24):10182-10201. DOI: 10.20103/j.stxb.202305311156

      摘要 (122) HTML (114) PDF 9.53 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被作为陆地生态系统的主要组成部分,对区域生态系统环境变化、全球碳循环和气候调节具有非常重要的作用。怒江-萨尔温江流域是东南亚最重要的跨境河流之一,其植被变化会影响区域生态系统和气候。研究以怒江-萨尔温江流域为研究区,基于2000-2021年MODIS NDVI数据,利用BFAST模型、Hurst指数以及地理探测器研究了其植被覆盖时空演变趋势和未来可持续性以及驱动因子。结果表明:(1)2000-2021年,怒江-萨尔温江流域植被覆盖总体呈波动上升趋势,多年平均植被覆盖度FVC (Fractional Vegetation Cover)为0.73,以高植被覆盖和较高植被覆盖为主。植被分布具有明显的空间异质性,下游和中游植被覆盖明显优于上游。(2) BFAST趋势表明,近22年怒江-萨尔温江流域植被覆盖改善和退化的区域面积占比分别为71.24%、28.76%,改善的区域远大于退化的区域,说明研究区植被得到较好的保护。Hurst指数显示,未来植被将持续改善和退化的区域占比分别为94.89%、2.76%。BFAST与Hurst二者叠加共耦合了17种植被覆盖的未来趋势情形,整体上未来植被呈持续改善为主,将持续改善和持续退化状态的面积占比分别为68.99%、29.09%。(3)基于最优参数的地理探测器结果表明,海拔对研究区植被覆盖分布具有宏观控制作用,影响最大,其次是气温、降水等气象因子。各区域植被覆盖影响因素又具有差异性,其中,海拔和土地利用方式对上游地区植被覆盖的影响比中游和下游区域显著;中游高山峡谷地区以海拔以及海拔差异带来的气温、降水差异对植被覆盖影响重大;下游地区以人口、GDP等人为因素影响为主。研究结果对了解研究区生态环境状况及未来变化提供科学数据支持。

    • 中国不同植被区对极端气候的响应差异

      2023, 43(24):10202-10215. DOI: 10.20103/j.stxb.202306081217

      摘要 (137) HTML (201) PDF 10.75 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析不同区域植被对极端气候的响应对于加深对植被与气候之间关系的理解以及制定应对极端气候条件的措施尤为重要。基于2001-2020年气候数据和归一化植被指数(NDVI)数据,以植被区划为分析单元,分析中国8个植被区的NDVI和27个极端气候指数的时空变化趋势,探究各植被区植被NDVI对极端气候的响应特征与差异性。结果表明:(1)整个研究区及各植被区的平均NDVI年最大值呈显著增加趋势,其中,温带针叶、落叶阔叶混交林区增加趋势最明显,青藏高原高寒植被区增加趋势最弱。(2)极端高温指数多呈升高趋势。极端降水指数在研究区东部呈升高趋势,在西南部呈减少趋势。(3)在不同植被区对NDVI影响最大的极端气候指数不同,其中在寒温带针叶林区影响最大的指数为温暖时间持续指数(WSDI);在温带针叶、落叶阔叶混交林区和热带季风雨林、雨林区影响最大的指数为最高低温(TNx);在暖温带落叶阔叶林区和亚热带常绿阔叶林区为简单降水强度指数(SDII);在温带草原区为最高高温(TXx);在温带荒漠区为年总降水量(PRCPTOT);在青藏高原高寒植被区为结冰天数(ID)。

    • 重庆丘陵山区池塘沉积物有机碳埋藏速率及其影响因素

      2023, 43(24):10216-10227. DOI: 10.20103/j.stxb.202306161294

      摘要 (67) HTML (81) PDF 2.40 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:池塘等小型水体在全球碳循环中发挥着重要作用,是碳排放的热区,但是对池塘碳埋藏速率认识相对匮乏,限制了全面认识池塘在流域碳传输中的功能。为探究池塘沉积物有机碳埋藏速率及其影响因素,选取重庆市北碚区柳荫镇的11个池塘为研究对象,于2022年7月对池塘沉积物进行采样,分析了池塘沉积物基本理化性质,估算出池塘沉积物有机碳埋藏量和埋藏速率,并分析了池塘因素和流域因素对池塘沉积物有机碳埋藏速率的影响。结果显示:(1)沉积物总有机碳(TOC,Total Organic Carbon)含量在1.03%-3.51%之间变化,总体呈现随深度增加而逐渐降低的趋势;(2)有机碳埋藏速率均值为194.60 g m-2 a-1,范围区间为142.76-293.32 g m-2 a-1,略高于其他池塘的类似研究结果;(3)沉积物TOC含量与总氮(TN,Total Nitrogen)含量呈显著正相关(P<0.01),与流域中林地面积占比呈显著正相关(P<0.05),与旱地面积占比呈显著负相关(P<0.05),而有机碳埋藏速率与流域内旱地面积占比呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,池塘相对于大型水体储碳能力更强,池塘虽然单位面积小,但数量多,在生态系统的碳收支核算中是一种不可忽视的地理景观单元。

    • 围栏封育对黄河源区斑块化退化高寒草甸碳交换及其组分的影响

      2023, 43(24):10228-10237. DOI: 10.20103/j.stxb.202307181534

      摘要 (87) HTML (63) PDF 3.83 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确围栏封育对斑块化退化高寒草甸净生态系统碳交换(NEE)不同组分的影响,本研究选取青藏高原黄河源区斑块化退化高寒草甸进行围封试验,设置4个围封年限(1、2、5、11 a)和1个正常放牧对照,研究NEE及组分对不同围封年限的响应。结果表明,围封5 a退化高寒草甸总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(ER)显著大于正常放牧、围封1 a、2 a和11 a,围封2 a和5 a退化高寒草甸NEE显著小于正常放牧、围封1 a和11 a样地(P<0.01),其他NEE组分对不同围封年限的响应情况不一致。植被自养呼吸(Ra)、根系呼吸(Rr)和土壤异养呼吸(Rh)占ER的比例在不同围封年限间差异显著(P<0.01)。此外,土壤温度与NEE呈二次曲线的关系,与ER以及除Rh以外的其他呼吸组分呈指数关系,土壤含水量与NEE、GPP、ER、土壤呼吸(Rs)、RaRr呈线性关系(P<0.05)。全氮、全磷、生物量和NEE及组分存在显著的相关关系。说明围封5 a能显著提高退化草地的土壤养分和固碳功能,并能维持草地生产力,无需进行长期围封。

    • 黄河首曲湿地植物群落生产力、物种多样性及其与生境的关系

      2023, 43(24):10238-10249. DOI: 10.20103/j.stxb.202302270345

      摘要 (104) HTML (87) PDF 5.50 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,在气候变化与人为干扰等因素的驱动下,高寒湿地退化导致生物多样性的丧失如何影响生态系统功能尚无共识。以黄河首曲高寒湿地为研究对象,基于野外采样数据和植物群落多样性指数,重点分析植物物种多样性、地上生物量空间分布格局及其与土壤因子关系。结果表明:首曲湿地存在一定程度退化,植物群落组成主要集中在菊科和禾本科,莎草科和豆科植物较少;植物群落物种多样性和地上生物量未表现出显著的经纬度和海拔梯度变化;Patrick丰富度指数(R)和Shannon-Weiner多样性指数(H)与地上生物量呈显著正相关,说明保护区植物多样性的保护有利于生产力维持;土壤含水量影响着高寒湿地植被群落结构,与多样性指数呈显著相关性,是高寒湿地植被恢复和重建的关键性因子。该研究结果对于认识黄河首曲高寒湿地植物生物量和物种多样性及土壤因子的空间分异规律具有一定的参考价值,同时为高寒湿地退化生态系统功能的恢复及生物多样性的保护提供科学依据。

    • 贺兰山地区植被固碳功能空间分异特征及其驱动因素

      2023, 43(24):10250-10262. DOI: 10.20103/j.stxb.202303260581

      摘要 (135) HTML (124) PDF 3.19 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:贺兰山作为守护西北生态安全的最后一道屏障,既遏制了腾格里沙漠的东移,又削弱了西北寒流的侵扰,其植被功能对于维护区域气候变化和北方干旱荒漠带生态安全具有重要意义。以气象、NDVI和植被类型为输入数据,利用CASA模型模拟2000-2020年贺兰山地区NPP值并估算了该地区的植被固碳量,探讨了植被固碳功能的空间分异特征及其主要驱动因子。结果表明:(1)2000-2020年间贺兰山地区植被固碳量显著增加,植被固碳功能得到提升。空间上呈现四周低中间高、西部低东部高、南部低北部高的分布特征;(2)植被固碳量随海拔升高呈现先增后减的趋势,且东西坡差异明显;随着坡度的增加,东西坡植被单位面积固碳量增加;(3)研究区温度、降水及潜在蒸散发对植被固碳的驱动能力有差异性,其中降水为主要驱动因子;贺兰山大部分土地利用类型转换对植被固碳功能的提升有促进作用。本研究以期为贺兰山地区的生态建设提供科学参考。

    • 升温突变对川西不同坡向和海拔岷江冷杉径向生长的影响

      2023, 43(24):10263-10273. DOI: 10.20103/j.stxb.202303300616

      摘要 (99) HTML (76) PDF 10.55 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡向和海拔作为重要的地形因子决定着林木立地条件的水热分配,为揭示川西地区升温突变前后制约岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)径向生长的气候因子变化及其在坡向和海拔上的响应格局,通过树木年轮学方法构建了4个坡向(NE、N、NW和W)的3个海拔梯度(≥3650 m)共12个岷江冷杉的标准年表,采用皮尔逊相关分析和回归分析的方法分析了升温突变前后(1980年)限制岷江冷杉径向生长主要气候因子的变化及径向生长的变化趋势。结果表明:升温前,生长季(7月)低温和降水、前一年冬季(10-11月)最高温和平均温制约岷江冷杉的生长,而当年春季(3月)温度的升高和生长季前(5月)较多的降水不利于其生长。升温后,4个坡向的林线、东北坡中海拔,西坡中、低海拔岷江冷杉的径向生长与大部分月温度表现为正相关关系,且上述样点树木径向生长明显加速。1980年升温前,制约不同样点岷江冷杉径向生长的气候因子具有一致性——坡向和海拔对其径向生长与温度相关关系的干扰和影响较小。增温促进了各坡向林线岷江冷杉的径向生长,且偏阳坡在更大的海拔范围内对增温表现出正反馈。研究对未来气候变化背景下川西不同坡向岷江冷杉生长和分布的预测具有重要意义。

    • 杉木人工林林下植物多样性及其环境对不同间伐强度的短期响应

      2023, 43(24):10274-10284. DOI: 10.20103/j.stxb.202306031177

      摘要 (81) HTML (119) PDF 2.89 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:以江西省官山林场的杉木人工林为研究对象,探究不同间伐强度(0%、20%、40%)物种多样性、地上生物量、林分光环境和土壤理化性质及其之间的相关性。结果表明:(1)林下物种数量随间伐强度的增加而增加,林下灌木层优势种不断变化,而草本层一直不变。(2)林下植物各多样性指数均随间伐强度的增大而增大,除Margalef指数外,其余各指数均在间伐40%与未间伐间呈显著差异。(3)灌木层地上生物量占总生物量的主体,且随间伐强度的增大而增大,不同间伐强度间差异显著,而草本层却呈相反趋势。(4)叶面积指数随间伐强度的增加而下降,冠层开度、林下直射光、散射光、总光照随之上升,但仅在间伐40%后显著。(5)土壤全氮含量间伐后显著上升,但土壤磷、钾、有机质含量均显著下降(6)灌木层多样性指数与灌木层地上生物量、土壤全氮呈显著正相关,与草本层地上生物量、速效磷、全钾含量呈显著负相关。草本层多样性指数与冠层开度、林下直射光、林下散射光、林下总光照呈显著正相关,与草本层地上生物量、叶面积指数呈显著负相关。总之,林下植物地上生物量、土壤化学性质是影响灌木层多样性指数变化的主要控制因子,林分光环境是影响草本层的主要控制因子。就本研究3种间伐强度而言,该地杉木人工林的最适宜间伐强度为40%。

    • 青海云杉不同演替阶段林下草本多样性特征及其环境解释

      2023, 43(24):10285-10294. DOI: 10.20103/j.stxb.202306111242

      摘要 (94) HTML (74) PDF 1.61 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:林下草本的演变与森林演替密切关联,为了解祁连山地区青海云杉林在不同演替阶段下的草本多样性特征及影响因素,本研究采用空间代替时间的方法,以阔叶纯林(Ⅰ)→阔叶混交林(Ⅱ)→针阔混交林(Ⅲ)→云杉纯林(Ⅳ)构成的演替序列为研究对象,计算分析不同演替阶段的草本多样性指标差异,探究生物因素和非生物因素对草本多样性的影响,旨在为青海云杉林林分结构优化与功能提升提供理论依据。结果表明:(1)不同演替阶段下,共发现草本31科64属81种,其中阔叶纯林(Ⅰ)草本植物共21科33属42种,阔叶混交林(Ⅱ)共22科40属50种,针阔混交林(Ⅲ)共22科42属51种,青海云杉纯林(Ⅳ)共15科21属23种。(2)随着演替的进行,物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均呈现先增大后减少的趋势,草本多样性指标均在针阔混交林(Ⅲ)阶段最大,在青海云杉纯林(Ⅳ)阶段最低。(3)生物因子中:LAI是影响草本多样性的主导因子,林分密度、胸径、树高和叶面积指数与草本多样性负相关。(4)非生物因子中,土壤有机质和速效钾是主导因子,土壤水分、速效磷、碱解氮与多样性指标正相关。综上,研究认为:针阔混交林(Ⅲ)林下草本植物最丰富,LAI、速效钾和土壤有机碳是影响草本多样性的最主要因素,在对林下草本多样性地下的青海云杉纯林进行改造时,可以适当的调整林分密度和补植桦树以营造针阔混交林。

    • 中国干旱半干旱区植被降水利用效率时空变化特征及影响因素分析

      2023, 43(24):10295-10307. DOI: 10.20103/j.stxb.202306141271

      摘要 (136) HTML (81) PDF 3.63 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被的降水利用效率(Precipitation use efficiency,PUE)是表征植被生产力对降水量时空动态变化响应特征的重要指示器,对了解干旱环境下植被生产力的变化尤为关键。基于中国干旱半干旱区2000-2020年的植被净初级生产力、降水量、气温、土地利用类型和地形等数据,分析了中国干旱半干旱区植被降水利用效率的时空特征及其变化趋势,探究了植被PUE与气候因子的关联以及气候变化下土地利用和地形对植被PUE的影响。研究结果表明:(1)2000-2020年中国干旱半干旱区植被平均PUE为0.41 g C m-2 mm-1,不同土地利用类型下植被PUE的大小顺序为:草地<湿地<灌木<耕地<林地。(2)植被PUE年际变化整体呈现波动上升趋势,上升速率为0.004 g C m-2 mm-1,其中呈现显著改善趋势的面积占总面积的12.24%。(3)气温升高在不同程度上对大多数植被PUE起到促进作用,而降水增多则会抑制绝大多数区域的植被PUE。植被较少的区域,植被降水利用效率与气温、降水两气候因子基本无关。(4)随着海拔的升高,植被PUE呈现出先减后增再减的趋势。随着海拔的变化,气温依然与植被PUE呈正相关,降水依然与植被PUE呈负相关。研究结果可为中国干旱半干旱区生态系统保护、恢复以及可持续利用提供科学参考。

    • 模拟增温对湿地植物凋落物分解及细菌群落的影响

      2023, 43(24):10308-10319. DOI: 10.20103/j.stxb.202307121492

      摘要 (88) HTML (108) PDF 7.04 M (393) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物凋落物分解是湿地生态系统物质循环的重要组成部分,随着全球气候变化的逐渐加剧,气候变暖对湿地植物凋落物分解的影响已引起人们的广泛关注。本研究通过凋落物袋法对比研究了山东省南四湖湿地中芦苇和香蒲两种典型湿地植物的凋落物分解过程,利用开顶式生长室(Open-top Chamber,OTC)模拟了大气增温(2.0±0.5)℃-(4.0±0.5)℃对凋落物分解特征和细菌群落的影响。结果显示,增温显著加速了两种植物凋落物的分解速率,而木质素/氮(Lignin/N)、纤维素/氮(Cellulose/N)是影响凋落物分解速率的重要因子,与分解速率呈显著负相关。增温显著增加了细菌群落的丰度和多样性,碳是厚壁菌门(Firmicutes)等细菌丰度变化的驱动因子,而木质素、木质素/氮是拟杆菌门(Bacteroidota)等细菌丰度变化的驱动因子。细菌群落共现网络显示,在增温条件下,凋落物分解的细菌群落网络主要由共生关系组成。气候变暖提高了细菌之间的相互关系和互惠程度,加快了植物凋落物的分解进程,进而影响了湿地生态系统的碳收支平衡。

    • 山地乔灌木斑块空间分布格局及其多样性沿海拔梯度的变化规律

      2023, 43(24):10320-10333. DOI: 10.20103/j.stxb.202306011159

      摘要 (110) HTML (69) PDF 10.98 M (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索山地乔灌木斑块的空间分布格局及其多样性与海拔的关系,对于揭示区域植物的环境适应性、实施区域生物多样性保护和生态系统修复具有重要意义。基于第三次林业普查数据,借助地理信息系统的分析方法,分析了横断山脉北段一二级阶梯过渡带乔灌木斑块的空间分布格局及其多样性沿海拔梯度的变化规律。结果表明:①过渡带的乔灌木总计37科72属103种,乔木(56种)略多于灌木(47种),乡土物种占比99.03%,中国特有物种占比22.33%。过渡带中的优势树种为:冷杉、云杉、高山松、高山栎、矮桦和落叶松;优势灌木为:高山杜鹃、灌状高山栎、杯腺柳、杜鹃、忍冬和野蔷薇。②水平格局显示,灌木斑块总面积约为乔木斑块的1.24倍,优势地位明显,但破碎化程度高于乔木。灌木斑块集中连片分布于过渡带的北部、中部和西部。乔木斑块则沿金沙江、雅砻江和大渡河等流域呈现带状分布。海拔梯度显示,在过渡带的低海拔、高海拔和极高海拔区域,灌木斑块所占面积均高于乔木斑块,但在中海拔区域乔木斑块所占面积约为灌木斑块面积的1.80倍。③多样性分析显示,过渡带的乔灌木多样性较好,且乔木的多样性优于灌木。其东部区域的乔灌木多样性最好,其中,泸定和九龙县的乔木多样性最优,泸定和丹巴灌木多样性最优。随海拔梯度的增加,乔灌木的丰富度(PR,Patch Richness)值呈单峰趋势,乔灌木的Shannon's多样性指数(SHDI,Shannon's Diversity Index)和Shannon's均匀度指数(SHEI,Shannon's Evenness Index)值虽呈双峰模式,但三者在中海拔区域的值均为最大,多样性变化趋势符合"中间高度膨胀"类型。仅有灌木的SHEI值及乔灌木总的SHEI值与海拔的增长存在显著负线性相关。

    • 若尔盖不同生境植物多样性与植物竞争强度和生态位重叠度的关系

      2023, 43(24):10334-10344. DOI: 10.20103/j.stxb.202304110730

      摘要 (124) HTML (148) PDF 4.06 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物多样性与植物竞争强度和生态位重叠度的关系会随环境发生变化。为探究上述关系在若尔盖地区的表现形式,于2021年8月对若尔盖地区典型的水生、湿生、湿生-中生和中生植物群落进行调查,构建了新的植物竞争强度(Competition intensity,CI)公式并进行测算,计算了植物群落的植物多样性指数(包括物种丰富度、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数)和生态位重叠度(Niche overlap of species,NOS),分析了植物群落物种多样性指数与CI和NOS的关系。结果表明:1)从水生到中生生境,植物多样性指数均呈增加趋势(P<0.05);2)湿生-中生生境的CI显著高于湿生生境(P<0.05),湿生生境的NOS高于水生生境(P<0.05);CI与NOS无显著相关性,但在湿生生境中两者呈倒抛物线关系(P<0.05)。3)整体来看,植物群落的物种丰富度与CI呈抛物线关系(P<0.05),与NOS无显著关系(P>0.05);Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数均与NOS呈线性正相关(P<0.05),与CI无显著关系(P>0.05);从单个生境看,湿生-中生生境的Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数与CI呈线性负相关(P<0.05),其余生境的上述多样性指数与CI无显著关系(P>0.05);各生境的植物多样性指数均与NOS无显著相关性(P>0.05)。本研究表明,从水生到中生生境,若尔盖地区的植物多样性呈增加趋势,但植物多样性与物种竞争强度和生态位重叠度的关系较复杂。本研究结果有助于理解若尔盖高原植物多样性的形成机制。

    • 基于优化MaxEnt模型的中国紫堇属植物生境适宜性研究

      2023, 43(24):10345-10362. DOI: 10.20103/j.stxb.202306261358

      摘要 (154) HTML (125) PDF 13.43 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化正深刻地影响着植物的地理分布格局,预测紫堇属植物的潜在适生区有利于认识气候变化对紫堇属植物分布的影响,对制定紫堇属植物的保护策略具有重要意义。以紫堇属植物作为研究对象,基于优化的MaxEnt模型,对1910个紫堇属植物分布点和22个环境因子进行潜在适生区预测,探讨影响紫堇属植物分布的主要环境因子,并预测其在末次盛冰期(last glacial maximum,LGM)、当代(Current)、未来2021-2040年(2040s)、2041-2060年(2060s)、2061-2080年(2080s)和2081-2100年(2100s)2种温室气体排放浓度场景(SSP126和SSP585)下的潜在适生区的空间分布格局及其质心迁移趋势,最后对其保护现状进行了分析。结果表明:(1)最优化模型参数组合为RM=1.4,FC=LQPT,此时MaxEnt模型的复杂度和过拟合都最低,模型预测精度较高,AUC=0.793;(2)由刀切法贡献率、置换贡献率和单因子响应曲线可知影响紫堇属植物地理分布的主要环境因子为气温年较差(bio7)、气温季节性变动系数(bio4)、年降水量(bio12)、平均气温日较差(bio2),其中温度是影响紫堇属植物分布的最重要环境因子;(3)当前气候条件下紫堇属植物分布的范围几乎涵盖整个中国,在气候分区上看,从北亚热带、南亚热带、中温带、南温带及高原气候区均有分布。然而,各个时期间紫堇属植物的潜在适生区变化较大,其潜在适生区总体呈现向高原气候区及中温带地区扩张的趋势,且面积不断扩大;随着温室气体浓度的增加,适生区的破碎化逐渐严重。质心迁移结果也表明紫堇属植物在未来的潜在适生区总体呈现向西北移动的趋势;(4)我国东喜马拉雅地区及横断山区为紫堇属植物保护的关键地区,然而该地区自然保护区面积较小且破碎化严重,亟待对该地区的紫堇属植物进行保护,同时也应继续加强西北地区自然保护区的建设。

    • 毛白杨人工林吸收根判定阈值对其空间分布特征的影响

      2023, 43(24):10363-10375. DOI: 10.20103/j.stxb.202306091227

      摘要 (85) HTML (77) PDF 6.11 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过林木根系研究中不同吸收根的判定标准下根系空间分布特征的差异对比,阐明根系分级标准对吸收根空间分布格局的影响,提升根系研究精度,明确林木根系有效"觅食"区域。在7年生毛白杨林分中于5株样树周围挖取780个土柱,选取根系形态指标:根系平均直径(RD)、根系表面积密度(RAD)、根长密度(RLD)和根系体积密度(RVD)研究其垂向与径向的分布动态,并分析不同吸收根判定标准对毛白杨细根空间分布以及各形态指标的影响。结果表明:选取2 mm作为吸收根判定标准确实会导致运输根被误判为吸收根,但其空间分布特征仍能反映吸收根的真实空间分布格局。而且在该判定标准下,判定标准对于实际的细根形态和空间分布情况是否会产生的影响由于监测指标的不同以及研究位置的变化而不同。其中RAD、RLD和RVD的空间分布特征基本相同,但RVD的差值比例远高于其他指标,且深土层的差值比例普遍高于浅土层。因此,以2 mm为吸收根判定标准时,选取RLD和RAD更能准确反映吸收根的真实空间分布格局,且该标准更适用于在进行相对较浅的土层中开展研究,采用2 mm为阈值划分吸收根研究细根垂直分布特征时建议以各形态指标在各个土层所占比例来进行描述。本研究仅针对毛白杨开展,研究结果在不同树种间是否存在普适性仍有待后续开展类似研究进一步验证。

    • 野生动物肇事补偿对社区居民态度改变的作用及机制——以四川卧龙国家级自然保护区为例

      2023, 43(24):10376-10386. DOI: 10.20103/j.stxb.202306261349

      摘要 (98) HTML (95) PDF 2.14 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:野生动物肇事补偿是缓和人与野生动物冲突的常用措施之一,其核心目的是补偿社区居民的经济损失并最终改善社区居民对于肇事动物的态度,实现人与野生动物的和谐共处。以四川卧龙国家级自然保护区为例,研究了目前以及假设补偿后社区居民态度的变化及其影响因素和作用机制。在对态度进行多维特征划分的基础上,使用Wilcoxon秩和检验、二元logistic回归模型等方法探究野生动物肇事补偿对社区居民态度改变的作用以及影响因素。研究发现:野生动物肇事补偿可显著改变社区居民对于肇事动物的态度,且均发生了积极的改变,但对不同维度态度的改变作用不同。其中,喜厌态度的改变最明显,其次是捕杀态度和保护态度,最后是期望态度。肇事补偿对于社区居民的态度及其改变作用受到其社会经济特征的影响,其中是否受到过野生动物破坏、耕作总收入或总收入中耕作收入比重以及受教育程度显著影响社区居民的态度,农地总面积、牲畜数量、玉米地面积会显著影响社区居民情感态度的改变,玉米地损失面积会显著影响社区居民行为态度的改变。论文进一步讨论了各个影响因素的作用机制,并根据研究结果提出了普及肇事补偿制度、完善肇事补偿机制、调整生计策略和种植结构、通过多种方式培育社区居民对于肇事动物的情感和责任等减缓人与野生动物冲突的措施。

    • 人为引入和气候变化对灰喜鹊未来分布的影响

      2023, 43(24):10387-10398. DOI: 10.20103/j.stxb.202211163316

      摘要 (146) HTML (219) PDF 11.14 M (286) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化和人为引种正在改变世界物种的分布格局,对生态系统中的关键物种构建分布模型,有助于理解全球气候变化背景下物种的分布变化规律,并预测其对生态系统的潜在影响。灰喜鹊(Cyanopica cyanus)是重要的食虫鸟类,对控制虫害、维持森林生态系统的稳定性具有重要意义,由于人为引种等原因,目前灰喜鹊已在其自然分布地外建立了多处可自我维持的种群。基于气候生态位理论,使用最大熵模型构建了自然分布地模型、引入地模型及综合分布模型等3种模型,模拟灰喜鹊在当前时期、2050s时期及2070s时期的潜在适生区,并以此分析灰喜鹊的分布格局与变化趋势。结果表明:(1)当前时期,自然分布地种群的适生区主要分布于华北、华中和华东地区,而引入地种群的适生区则主要分布于华南和西南地区;(2)在未来气候变化的背景下,各模型结果均表明灰喜鹊有显著的扩张趋势,自然分布地种群主要表现为向高纬度、高海拔地区扩散,截至2070s时期,适生区的质心向北偏东25°方向移动了229.16 km,而引入地种群扩张趋势较缓,截至2070s时期,质心仅向北偏东46°方向移动了67.69 km;(3)从适宜值方面来看,自然分布地模型中的高适生区在河北、山东、河南、安徽、江苏和湖北等地大面积增加,表明自然分布地种群不仅在适生区的边界有明显扩张的现象,由于适宜值的升高,该种群的密度可能也会随之增加,而引入地种群很可能在广西、广东、海南和台湾等沿海地区扩张和定殖;(4)综合来看,对灰喜鹊分布影响较大的环境变量为年均降雨量、最冷季度均温和温度季节性变化,表明灰喜鹊更偏好暖湿的东部季风区。综上所述,人为引入导致了灰喜鹊在华南和西南地区的定殖,而气候的暖湿化趋势则将促进该物种进一步向高纬度和高海拔地区扩张。灰喜鹊种群的扩张对控制松毛虫(Dendrolimus)等森林害虫具有积极意义,但其较强的适应力和竞争力也可能会对部分食虫鸟类造成影响。

    • 极端水文干旱下鄱阳湖浮游动物群落结构特征及其影响因素

      2023, 43(24):10399-10412. DOI: 10.20103/j.stxb.202306161291

      摘要 (127) HTML (212) PDF 5.96 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:2022年鄱阳湖流域发生了特大干旱事件,对鄱阳湖生态环境产生了严重影响。为揭示极端水文干旱年的鄱阳湖浮游动物群落结构特征及其主要影响因素,于2022年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)对鄱阳湖浮游动物进行了综合调查。本次调查共鉴定出浮游动物70种(轮虫40种、桡足类17种和枝角类13种),丰度和生物量范围分别为0-152.67个/L和0-1.52 mg/L。浮游动物群落结构具有较大的时空差异:在季节上,物种数夏季最多,丰度和生物量呈现夏季最高、秋季最低的特征,干旱季节的Shannon-Wiener多样性指数和优势种组成明显不同于非干旱季节;在空间上,南部湖区的物种数、丰度、生物量高于北部湖区,多样性指数在中部湖区最高、北部湖区最低。极端水文干旱年的物种数、丰度和生物量均明显低于往年同期,但空间上的差异较小。相关性分析和冗余分析结果表明,浮游动物群落结构在干旱季节和非干旱季节的主要影响因素存在明显差异,其中干旱季节浮游动物群落结构主要受水温、水位、硝态氮、氨氮等的共同影响,非干旱季节受化学需氧量和水位的影响较大。总体上,极端水文干旱使得鄱阳湖浮游动物群落结构稳定性较往年减弱,研究结果可为极端干旱条件下的鄱阳湖生态保护提供重要科技支撑。

    • 耕地占补面积时空变化对碳储量的影响测度——以湖北省为例

      2023, 43(24):10413-10429. DOI: 10.20103/j.stxb.202306061192

      摘要 (118) HTML (121) PDF 10.46 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于InVEST模型定量评估湖北省2000-2020年耕地占补面积时空变化对陆地生态系统碳储量的影响,在县级行政单元尺度探究由耕地占补导致的碳储量变化量在空间上的集聚程度,并运用PLUS模型模拟区域未来四种发展情景下的土地利用格局及碳储量变化趋势。结果表明:(1)2000年至2020年,湖北省耕地面积净变化率为-3.89%,耕地面积略微下降,基本实现耕地占补数量平衡。(2)2000-2005年、2005-2010年、2010-2015年、2015-2020年耕地占用和补偿导致的碳储量变化值占该时段碳储量变化值的比例分别为68.45%、59.45%、57.86%、55.46%,二十年整体占比为61.38%。耕地碳储量的变化对陆地生态系统碳储量的影响巨大。碳固持的地块面积为1.29×105 hm2,碳损失的地块面积为3.88×105 hm2。(3)2000-2020年,湖北省耕地占补导致的碳储量变化值具有明显的空间集聚性,"高高聚集"区主要分布在西部和西南部山区,"低低聚集"区分布在中南部的江汉平原。(4)2020-2030年,湖北省陆地生态系统碳储量在自然发展情景下减少5.50×106 t,在耕地保护情景下减少1.22×106 t,在城镇开发情景下减少8.89×106 t,在生态保护情景下增加2.43×106 t。与其他三种情景相比,生态保护情景是未来发展的最优情景。研究通过定量评估耕地占补平衡背景下湖北省耕地面积时空变化对区域碳储量的影响为未来的国土空间规划以及增汇政策的制定提供决策依据和科学参考,对于实现土地资源的可持续利用和生态环境保护具有重要意义。

    • 基于生境质量的粤港澳大湾区生态网络识别

      2023, 43(24):10430-10442. DOI: 10.20103/j.stxb.202211173329

      摘要 (152) HTML (164) PDF 12.93 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速城市化导致我国出现局域生态退化、生态空间被大量挤占等问题,生态安全面临严重威胁,东部沿海地区尤甚。识别生态网络可以维护生态系统的完整性和稳定性,对于保障脆弱生态系统和城镇化程度高的区域生态安全具有重要意义。已有研究较少考虑生境质量变化对研究区的影响,以及确定生态廊道宽度的方法尚未成熟,准确性和空间精度存疑。使用InVEST模型对2000年、2010年和2020年粤港澳大湾区生境质量的时空演化特征进行研究,并基于形态学空间格局分析的景观要素识别选取生态源地,根据长时间序列的景观连通性和生境质量评估划分生态源地等级;运用电路理论方法提取生态廊道位置和宽度范围,以及判别生态"夹点"与生态障碍点。研究发现:(1)2000-2020年粤港澳大湾区生境质量总体呈下降趋势,并呈现从中心向边缘递减的空间格局态势;(2)识别出117个生态源地,包括7个一级生态源地,13个二级生态源地和97个三级生态源地,总面积2597.72km2,占大湾区的46.39%;(3)生态廊道共243条,其中,一级廊道104条,二级廊道139条,总长度1273.84km;(4)生态"夹点"88个、生态障碍点188个,是重点保护和优先修复的关键。研究结论可为加强粤港澳大湾区生态空间管控和国土空间生态保护修复提供科学依据与参考。

    • 城市化区域生态风险驱动力及管控策略——以北京市为例

      2023, 43(24):10443-10453. DOI: 10.20103/j.stxb.202306091230

      摘要 (74) HTML (91) PDF 2.59 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速城市化导致城市及周边区域生态风险不断增加,认知城市化区域生态风险,探究其变化的驱动因素,提出行之有效的风险管控策略,对城市化区域生态环境与社会经济协调发展具有重要意义。以北京市为例,基于生态系统服务对生态风险进行了定量表征,分析了城市化因素对生态风险的驱动作用,探究了生态风险管控策略。研究结果表明:不透水地表扩张、经济增长、人口增长均对生态风险有显著的驱动作用,其中不透水地表扩张的驱动作用占主导地位。经济增长和人口增长通过影响不透水地表率间接作用于生态风险,在2005年时,人口密度对生态风险的驱动作用大于GDP强度,在2010年及之后,GDP强度对生态风险的驱动作用则变得比人口密度的驱动作用更大。北京市的生态风险管控策略为:在不透水地表率介于40%-70%的区域降低不透水地表率和实施土地利用及景观格局优化;不透水地表率大于70%的区域应防止不透水地表进一步扩张;不透水地表率低于40%的区域需通过提升生态系统质量、强化风险防范、降低风险暴露等途径来管控风险。此外,应通过提高海淀、昌平、通州、顺义等辖区的人口和经济城市化集约水平来降低生态风险。本研究阐明了城市化对区域生态风险的驱动作用,可为北京市生态风险管控提供依据。

    • 旅游城市生态建设提升居民福祉的实现机理及路径

      2023, 43(24):10454-10463. DOI: 10.20103/j.stxb.202305241098

      摘要 (104) HTML (60) PDF 1.10 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:在人与自然和谐共生的战略背景下,旅游城市生态建设是推动居民福祉持续提升的重要引擎。厘清旅游城市生态建设提升居民福祉的实现机理,以张家界市为例,利用ARMA模型检验二者关系,并运用结构方程模型明确提升路径。研究发现:(1)张家界市生态建设水平呈现波动上升趋势,而居民福祉水平大致呈现先下降后上升的"勺型"发展态势。(2)旅游城市积极加快生态建设有利于显著提升居民福祉,作用路径包括体现一般城市共性的产业升级和城镇化建设,以及凸显旅游城市特性的旅游发展和就业增长。(3)旅游城市生态建设提升居民福祉的路径优化策略,一是统筹提高城镇化质量,健全利益共享机制;二是激励企业绿色创新,推动产业转型升级;三是促进文旅融合发展,保障旅游就业质量。研究有利于强化生态文明建设战略的实践指导,也为旅游城市发挥生态优势增进民生福祉提供科学依据。

    • 闽三角林地景观结构与功能连接度的空间耦合关系

      2023, 43(24):10464-10479. DOI: 10.20103/j.stxb.202307171529

      摘要 (96) HTML (69) PDF 19.41 M (293) 评论 (0) 收藏

      摘要:以闽三角地区为例,为探讨景观连接度不同评价方法的科学性,提出一种基于最小耗费距离模型的成本距离指数表征景观功能连接度,并与传统的基于景观格局指数的景观结构连接度度量指标进行比较,揭示两者的空间耦合关系,为景观连接度的有效评价提供支持。结果表明:(1)2000-2020年,林地与其他土地利用类型之间发生不同程度的转化,林地转为建设用地370.72km2,占总转出面积的77.28%;草地和耕地转为林地80.45km2,占总转入面积的90.53%。(2)20年间,林地景观结构与功能连接度总体呈减小趋势,其中,湖里区林地景观结构与功能连接度降幅均最大,斑块密度、最大斑块指数、聚合度指数和斑块结合度指数分别下降了76.47%、51.33%、68.13%和68.40%,成本距离指数增加了178.56%。(3)成本距离指数与斑块密度、最大斑块指数、聚合度指数、斑块结合度指数和景观结构连接度综合指数均为负相关。(4)在研究期间,双变量局部空间自相关聚集类型由低-高转化为高-高,结构连接度无变化时,景观功能连接度降低;由高-高转化为低-高,结构连接度无变化时,景观功能连接度增加,表明运用成本距离指数表征景观功能连接度,比景观格局指数表征的景观结构连接度更为敏感。因此,成本距离指数在度量快速城市化地区的景观连接度时具有优势;而在海拔较高、地形复杂以及受人为干扰少的地区,景观格局指数和成本距离指数的适用性相近。研究结果可为闽三角地区生物多样性保护工作提供科学参考依据,为研究不同方法对景观连接度评价的影响提供新思路。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量分析的联合国可持续发展目标研究

      2023, 43(24):10480-10489. DOI: 10.20103/j.stxb.202307101483

      摘要 (179) HTML (118) PDF 3.06 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:厘清联合国可持续发展目标(SDGs)研究的现有进展和发展脉络,有助于深化SDGs研究和推动可持续发展。本文基于Web of Science核心合集数据库,运用可视化分析软件CiteSpace对SDGs相关文献进行文献计量分析,并绘制知识图谱。结果表明:(1) SDGs相关研究经历了萌芽阶段、快速增长阶段和稳定发展阶段,累计发文量呈稳步上升趋势,且涉及学科领域广泛。(2)英国、美国和中国等是SDGs的主要研究力量,发展中国家对SDGs研究的影响也持续增强。(3)环境问题、多方合作、SDGs全球治理与地方化等是SDGs研究的热点方向,而公民健康和推动可持续发展教育是SDGs未来研究的关注重点。鉴于文献计量分析结果,后续研究应重视SDGs评估、扩展指标数据源和制定可持续发展策略等。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(24):10490-10490.

      摘要 (45) HTML (0) PDF 1.28 M (305) 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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