• 2023年第43卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >封面目录
    • 封面+目次

      2023, 43(3):0-0.

      摘要 (146) HTML (0) PDF 8.60 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 湖泊生态系统碳汇特征及其潜在碳中和价值研究

      2023, 43(3):893-909. DOI: 10.5846/stxb202112283680

      摘要 (1060) HTML (385) PDF 1.25 M (1610) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了应对气候挑战,达成碳达峰远景目标,需要正确评估自然资源碳中和价值。湖泊作为具有独特生态、人文价值的地理单元,因碳循环强度高、碳排放总量大,是传统意义上的碳源。通过梳理近期相关研究成果,对比不同类型湖泊碳汇/源状况,湖泊生态系统以一系列碳汇特征表现出潜在的碳中和价值。强烈的光合作用可以使水体CO2欠饱和,但由呼吸-光合作用、碳酸盐岩溶蚀作用带来的水体碱度、CO2分压pCO2提高也有利于湖泊碳汇增益。CO2在水体中大量溶解,积极参与到湖泊碳循环,将pCO2高于40 Pa作为判断湖泊为碳源的依据可能忽视了水体碱度上升带来的碳汇。在湖泊沉积物中有机碳的累积受到生态系统光合-呼吸作用的影响,当异养微生物群落能及时分解沉入湖底的衰亡组织、有机质时,沉积物中有机碳不会大量累积,当呼吸对光合的相对滞后,有机碳才会大量累积。湖泊生态系统的生产力决定了固碳能力,是湖泊发挥碳汇效益的重要"碳库"。由水生植物固定下的CO2总量不如浮游植物,但在过程中发挥了"压舱石"般的稳定作用。近年来的调查结果显示湖泊面临的碳排放压力正在扩大。森林砍伐、农田开垦、城镇发展等土地利用降低了陆上单元的固碳能力,外部碳源增加加剧了湖泊碳排放。面对气候变暖、水体富营养化,湖泊有机碳的矿化、生物分解正在加速,食物链固碳能力正在下降。为了发挥湖泊生态系统碳汇潜力,近期的实践成果显示未来有3个方面的内容需要坚持和改进。首先是重构水生植物,改善水体质量为湖泊碳汇效益"保驾护航"。修复湖泊生态,提高生物多样性,延长食物链中的碳流动,增强碳在湖泊中的系留效果。其次是重视沉积物碳累积。溯源分类将为我们提供碳平衡全面调查的替代方案,通过与陆地碳的累积情况对比突出湖泊生态系统的碳汇贡献。最后是以采集湖泊CH4资源为目的的技术探索,将解决湖泊环境中低密度CH4与能源供应高密度需求的主要矛盾,开辟湖泊碳中和新局面。

    • 中、美喀斯特景观管理对比研究

      2023, 43(3):910-924. DOI: 10.5846/stxb202112173582

      摘要 (201) HTML (227) PDF 18.64 M (532) 评论 (0) 收藏

      摘要:喀斯特景观具有重要的经济、战略、美学、生态和科考价值,如何有效保护和管理复杂而脆弱的喀斯特景观生态系统逐渐成为国内外管理者和学者关注的议题。但国内在喀斯特景观管理的方法和体制等方面鲜有研究,特别是面临日益增加的人类活动压力情况下,开展中外喀斯特管理对比研究将为中国喀斯特可持续管理提供借鉴。采用历史分析、社会网络分析、比较研究等方法,探究中国与美国喀斯特景观保护和管理的历史进程、管理机构参与和管理方法。结果表明中美政府对喀斯特和洞穴管理投入存在差异,但目前在区域协调管理方面还都欠缺。管理过程都经历了从初步探索到不断成熟的阶段,关注的重点和议题在不断演进,从最初的喀斯特水文地质问题拓展到生态系统综合管理,从单一的环境问题到社会、经济、生态问题。所采用的方法和模型在不断发展,从利用传统的环境调查和监测方法发展到GIS、激光雷达、分子生物学、环境DNA等最新技术。管理方式从自上而下行政命令方式到政府、社会团体、公众合作管理模式。目前,鉴于喀斯特生态系统的复杂性和部门利益冲突,直接出台喀斯特管理的法规还存在很大障碍。最后,构建了一个可持续导向的喀斯特景观管理框架。本研究将管理者、研究者和公众3个维度进行连接,为推动喀斯特景观可持续性治理提供决策支撑,具有实用性和普遍意义。

    • 西南喀斯特地区耕地撂荒生态环境效应研究进展

      2023, 43(3):925-936. DOI: 10.5846/stxb202104050878

      摘要 (524) HTML (380) PDF 3.35 M (953) 评论 (0) 收藏

      摘要:耕地撂荒是多驱动力综合作用的结果,不同地域下的撂荒地生态环境影响具有其特殊性。针对当前西南喀斯特地区耕地撂荒现象,综述了目前在西南喀斯特地区撂荒地生态环境影响方面取得的研究进展及未来的研究展望。综合现有研究结果发现:①务农机会成本增加,以粗放经营为主要特点的隐性撂荒可能是现代石漠化发展的潜在动力;②喀斯特地区的土壤异质性决定了耕地撂荒后地块尺度的景观均质性或者区域尺度的景观异质性;③喀斯特地区耕地撂荒后植被恢复能在一定程度上改善土壤结构、维持土壤水分、促进土壤养分恢复;④撂荒初期土壤侵蚀加剧,撂荒后期植被恢复防治土壤侵蚀;⑤耕地撂荒植被恢复后增强了喀斯特地区植被碳汇、土壤碳汇和岩溶碳汇效应。未来,应明确隐性撂荒对喀斯特地区生态环境的具体影响,创新技术手段动态监测优等地和石漠化耕地的撂荒面积及趋势变化,定量显性撂荒在水土流失防治和石漠化生态恢复中的贡献,综合评估撂荒地的碳汇效应,从而为合理配置喀斯特地区耕地的社会、生态功能建言献策。

    • >研究论文
    • 基于土地利用变化的东海区大陆海岸带生境质量时空演变研究

      2023, 43(3):937-947. DOI: 10.5846/stxb202103150695

      摘要 (287) HTML (290) PDF 9.10 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动对生态环境的影响主要表现为土地利用方式的变化。土地利用变化影响下的生境质量时空格局演变,对优化区域国土生态布局具有重要意义。利用DEM数据、气象数据、社会经济数据与1980、1990、2000、2010、2018年5期土地利用数据,通过InVEST模型、景观格局指数、地理探测器评估、描述、分析东海区大陆海岸带生境质量时空演变特征。结果表明:(1)1980-2018年东海区大陆海岸带陆地面积增加,土地利用中林地所占比重最大,耕地、建设用地面积变化最明显,2000-2010年土地利用转化最显著。土地变化北部大于南部、东侧大于西侧。(2)1980-2018年生境质量均值为0.75,总体生境质量较好,但呈下降趋势,2000-2010年生境质量下降最明显,2010年后下降速度减缓。生境质量斑块趋于破碎化、多样化、均匀化。(3)生境质量总体上从沿海向内陆下降,受岸线性质与围垦影响,北部生境质量由陆向海退化,南部生境退化沿海向陆推进。低等生境质量区呈现点-面-带的扩张趋势。(4)建设用地指数、高程、夜间灯光亮度、土壤类型、坡度为影响生境质量分布的主要因素,38年间主导因素由高程变为建设用地指数。自然因素奠定了生境质量的梯级分布格局、人类活动的位置与强度推动了生境质量的演化。

    • 西辽河上游生境质量时空演变特征与影响机制

      2023, 43(3):948-961. DOI: 10.5846/stxb202112243648

      摘要 (290) HTML (324) PDF 18.50 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:西辽河上游是我国辽河流域的重要水源地,其生境质量的好坏关系到下游流域生态安全和人类福祉。然而针对西辽河上游生境质量及其影响机制的研究还有待深入。基于ArcGIS软件、InVEST模型,定量分析了西辽河上游1980-2018年土地利用和生境质量的时空演变特征;并进一步探究了西辽河上游生境质量变化的主要驱动因子。结果表明:(1)1980-2018年,西辽河上游草地面积较1980年下降了21.93%,其中大部分转化为林地(7719.09 km2)、耕地(6014.90 km2)和裸地等(3025.71 km2)等,各斑块的空间分布异质性增加;尽管研究期内,林地面积较基期大幅度提升了48.67%,但全区域平均生境质量指数由0.74下降到0.72。(2)该地区无论在区域本底环境和区域社会经济发展水平上,均对于西辽河上游的生境质量改善产生了积极作用,年均气温(0.218)、降水(0.229)、地区生产总值(0.850)和受教育程度(0.132)与生境质量指数呈现较为明显的正相关关系;然而,本地区城镇化速率(-1.137)、景观分离度指数(-0.532)和道路的扩张(-0.394)与生境质量指数呈现较为明显的负相关,可见快速的城镇化所引起的人类活动加剧是导致区域生境质量的下降的重要诱因。本研究旨在为平衡区域发展和生态保护,为以半干旱农牧交错带地区为代表的生态脆弱区可持续发展提供科技支撑。

    • 海岸带区域陆海统筹生态安全研究

      2023, 43(3):962-972. DOI: 10.5846/stxb202108122227

      摘要 (252) HTML (291) PDF 11.92 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带既是区域经济发展的黄金地带,亦是陆海系统交互胁迫的敏感区域,快速城镇化与工业化导致海岸带关键生态系统服务受损、生态网络格局紊乱、珍稀物种安全保障空间萎缩等重大生态安全问题。以闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统为研究对象,从"多物种-多生境-多尺度"视角出发,基于陆海统筹理念系统评估了闽三角海岸带珍稀物种-栖息地系统的脆弱性,建立了基于物种水平的海岸带生态保护与修复网络,构建了海岸带陆海统筹生态安全"一张图"。研究结果表明:(1)高强度围填海驱动下,闽三角红树林与水鸟栖息地脆弱性显著增加,高脆弱区域主要集中于九龙江河口、厦门同安湾和泉州湾;(2)闽三角生态安全网络由12条水鸟迁徙廊道和11个生态节点组成,其中影响陆海统筹生态安全的生态节点4个,预警生态节点3个;(3)闽三角海岸带未来安全韧性生境(水鸟栖息地与文昌鱼、中国鲎低脆弱生境较密集的区域)分布于云霄红树林保护区、东山岛近岸、九龙江河口、厦门大嶝海域、围头湾、深沪湾。本研究能够为设计规划未来韧性海岸带"受损海水-滨海湿地-珍稀物种"一体化修复与保护的生态安全格局,保障陆海统筹生态安全提供理论支撑和一体化解决方案。

    • 成渝地区双城经济圈生态安全格局识别及改善对策

      2023, 43(3):973-985. DOI: 10.5846/stxb202111033088

      摘要 (235) HTML (244) PDF 19.64 M (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:成渝地区双城经济圈位于我国长江上游第二阶梯,具有重要的生态屏障功能。基于"源地-廊道"法,选取生境维持、土壤保持、产水服务三大生态系统服务功能作为主要评价指标,识别该区域生态源地,在综合考虑土地利用类型和社会经济要素的情况下设置阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道,构建了区域生态安全格局,识别出现存主要问题。研究表明:(1)全区生态源地共507处,共计面积67191km2,主要分布在东西南三方的山地区域;(2)区域整体呈现"三翼-多轴"的生态安全格局,保证了区域生态安全;(3)区域生态安全格局存在生态源地空间分布不均、生态源地破碎、生态源地与人类活动冲突、生态廊道脆弱四大问题。通过进一步讨论问题背后的原因,提出了对应的改善对策,相关结果有望为成渝地区双城经济圈的国土空间布局建设规划提供参考。

    • 基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

      2023, 43(3):986-1004. DOI: 10.5846/stxb202112263653

      摘要 (429) HTML (415) PDF 20.88 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为"园区")为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998-2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明:(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998-2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km2。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km2。不同ESV等级呈现"大分散、小集聚"的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态系统服务价值和景观生态风险两个维度将园区划分为生态保障型生境修复区(I)、生态脆弱型特别保护区(II)、生态改良型发展利用区(III)和生态预防型保育涵养区(IV)四类生态分区,并提出差异化管控方案。

    • 湖泊生态缓冲带识别与生态系统服务价值评估——以滇池为例

      2023, 43(3):1005-1015. DOI: 10.5846/stxb202112223629

      摘要 (413) HTML (439) PDF 8.25 M (668) 评论 (0) 收藏

      摘要:湖滨带及环湖区域是发挥湖泊生态功能的关键区域,湖泊生态缓冲带建设是生态系统服务功能提升和湖泊生态保育的重要手段。基于原地产污贡献、单位面积价值当量因子和GIS分析等方法,以滇池为例识别湖泊生态缓冲带并评估生态系统服务价值。结果表明:①滇池生态缓冲带识别划定出山体型缓冲带、农田型缓冲带、村落型缓冲带、城镇型缓冲带和湿地型缓冲带等5种类型,上边界和下边界长度为171.50km和127.55km,平均宽度为349.49m,总面积为38.12km2;其中湿地型占主,缓冲带宽度处于20-825m之间,面积为10.31km2、占比27.05%;②2000-2020年环滇池区域生态系统服务价值整体呈下降趋势,价值总量由12.40亿元降低至7.78亿元;价值等级以低等级和中等级别为主,多期评估显示二者占比处于70.21%-77.66%之间;外海北岸和草海区域生态系统服务价值降低最为明显,反映出城镇建设等人类活动的影响;③环滇池区域湿地型、林地型和草地型三种情景模拟对生态系统服务价值分别提升58.87%、21.08%和17.48%,湿地型情景下水文调节、生物多样性等指标提升效果显著。研究结果直观显示了生态缓冲带的生态价值,为滇池生态缓冲带构建和生态修复提供参考。

    • 农业文化遗产生态系统服务的复合增益——以浙江瑞安滨海塘河台田系统为例

      2023, 43(3):1016-1027. DOI: 10.5846/stxb202108252374

      摘要 (333) HTML (251) PDF 5.38 M (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业文化遗产是农村与其所处环境长期协同进化和动态适应下所形成的独特的土地利用系统和农业景观,具备丰富的景观要素。景观要素的耦合会对景观整体的生态系统服务供应产生影响。研究构建了多景观要素的"生态系统服务复合增益"理论框架,并以浙江瑞安滨海塘河台田系统为例,将其景观要素划分为农田生态系统和水域生态系统,并分别评估其景观要素生态系统服务价值、景观整体生态系统服务价值和生态系统服务复合增益价值。研究结果显示:(1)2019年浙江瑞安滨海塘河台田系统生态系统服务总价值为187.72亿元,文化服务价值最高,占总价值的91.8%;(2)农田的生态系统服务价值为6.03亿元,占总价值的3.2%,水域的生态系统服务价值为8.15亿元,占总价值的4.3%;(3)生态系统服务复合增益价值为173.54亿元,占总价值的92.5%。研究表明,农田和水域两种景观要素的耦合能提高浙江瑞安滨海塘河台田系统中食物供应、气体调节、盐碱地改良、休息游憩四种生态系统服务价值,致使其产生生态系统服务复合增益。

    • 长江上游生态状况变化及其服务功能权衡与协同

      2023, 43(3):1028-1039. DOI: 10.5846/stxb202110092798

      摘要 (243) HTML (358) PDF 17.20 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用地面和遥感数据,采用GIS分析与模型模拟等方法,计算并分析了2000-2019年长江上游生态系统宏观结构、生态系统质量和生态系统服务的时空变化状况,利用相关分析法定量评估了生态系统服务的权衡与协同关系,并讨论了生态系统变化对生态系统服务的影响。结果表明:(1)长江上游聚落生态系统面积增加显著,农田和荒漠面积明显减少,陆地生态系统以草地、森林和农田之间转换为主。(2)2000-2019年,长江上游生态系统质量和服务总体稳定向好,部分区域转差。植被固碳量整体呈增加趋势,局部降低,多年递增速率为1.65 Tg/a;土壤保持服务功能呈波动中上升趋势,多年递增速率为2.20 t hm-2 a-1;水源涵养服务功能轻微下降,部分年际间变化较大。(3)长江上游生态系统的植被固碳与土壤保持、水源涵养与土壤保持之间以协同关系为主,植被固碳与水源涵养之间的权衡和协同关系比例相近。(4)气候是影响生态系统服务变化的主导因素,人类活动影响生态系统服务变化,最终改变生态系统服务之间的协同与权衡关系。

    • 基于熵权TOPSIS法的西南自然保护区景观保护成效评价

      2023, 43(3):1040-1053. DOI: 10.5846/stxb202110112860

      摘要 (294) HTML (256) PDF 5.88 M (745) 评论 (0) 收藏

      摘要:定期开展保护成效评估,是制定保护决策与提升保护地管理效果的重要基础。景观动态能够直观地指示保护地成效,但针对区域尺度保护地网络,采用多指标评价体系的景观保护成效研究还相对缺乏。以我国西南地区102个国家级和省级自然保护区为研究对象,从景观生态状况、自然生境格局与连通性以及人类干扰4个方面构建评价指标体系,应用熵权TOPSIS模型的综合分析方法,评估自然保护区在1990-2015年间的景观保护成效,并探讨自然保护区属性与保护成效间的关系。研究发现:(1)从1990-2000年至2010-2015年评估时段,保护成效上升的自然保护区数量约占77.5%,但低于保护成效综合评价指数平均值的自然保护区数量持续增加,表明自然保护区的整体景观成效趋于两极化发展。(2)自然保护区景观保护成效表现出明显的空间差异性,保护成效明显提升的自然保护区主要分布在川藏滇桂四省区,成效下降的自然保护区主要分布在黔、桂及两者交界区域。(3)不同类型与等级的自然保护区之间保护成效存在差异。类型上,整体成效表现为森林生态类较好、内陆湿地类次之、野生动植物类较差,而保护成效改善程度为野生动物类 > 内陆湿地类 > 森林生态类 > 野生植物类;等级上,整体成效表现为国家级自然保护区优于省级。总的来说,西南自然保护区网络对区内自然生境景观的保护效益显著,但存在保护成效明显下降的自然保护区(如茂兰、麻阳河和赤水桫椤等)需要引起重视。研究能够为区域尺度保护地体系的成效提升与优化调整提供科学支持。

    • 降雨因素对生态系统生产总值核算结果的影响

      2023, 43(3):1054-1063. DOI: 10.5846/stxb202201230222

      摘要 (252) HTML (346) PDF 1.37 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前生态系统生产总值(GEP)核算工作已在全国多地开展,并在不少地方已将其纳入政绩考核指标,但GEP核算中相关生态系统服务多基于实际降雨数据和多年平均降雨数据,导致在进行年际间GEP变化分析时,结果难以反应实际的生态系统质量和数量的变化,从而影响GEP管理应用的效果。本文以深圳为研究案例,提出了更能代表本地降雨一般化特征的可比降雨条件,以及基于主成分分析的确定方法,并且在可比降雨条件和实际降雨条件下核算了可比降雨年和临近年共3种情景下的生态系统生产总值(GEP),分析了不同情景下的GEP构成以及降雨因素对年际间GEP变化的影响能力。研究发现:(1)2019年为深圳可比降雨年,且符合2008-2020年间各年《深圳市气候公报》对降雨情况的阐述;(2)可比降雨条件下,与降雨相关的4项生态系统服务价值(减少泥沙淤积、减少面源污染、涵养水源、削减洪涝)呈年际间增长趋势,实际降雨条件下,减少泥沙淤积、减少面源污染价值增长,涵养水源、削减洪涝价值下降;(3)降雨因素显著影响GEP年际变化,不同降雨条件下,深圳2019-2020年GEP变化差异高达24.78亿元,而可比降雨条件可以有效减少非人为因素对GEP变化的影响;(4)计算多年平均降雨过程中,数据"峰度"会被人为降低的,导致平均结果不能代表地区典型气候特征;(5)可比降雨条件下,年际间GEP变化特征更能反应生态系统质量和数量的实际变化特征。研究结果可为今后面向管理应用的GEP核算提供新的思路与方法。

    • 中国西南四种常见松树火适应性状比较

      2023, 43(3):1064-1072. DOI: 10.5846/stxb202101250256

      摘要 (304) HTML (423) PDF 1.90 M (733) 评论 (0) 收藏

      摘要:野火对松属植物的进化和分布有重要的影响。在与野火长期抗争中,松属植物形成了一系列性状提高在易火生境中的适合度,维持种群生存与繁衍。西南地区是中国野火高发区,作为这一地区特有松树,云南松、思茅松和高山松具有一些典型的火适应性状,如厚树皮。以这3种松树和东部常见的马尾松为研究对象,比较4种松树的火适应对策。结果表明:4种松树的火适应性状存在一定的差异。与火适应相关的13项性状主成分分析显示,4个种在空间上总体是分离的,也表现出一些重叠。其中云南松火适应生活史对策是火耐受型和火依赖型的中间类型,适应会发生林冠火的生境。高山松、思茅松和马尾松都是火耐受型,通过快速高生长、厚树皮等性状适应生境不同频度的地表火。四种松树火适应对策与分布区火险基本相符。表明野火在这一区域广泛存在,并对植物进化和森林格局有重要影响。野火在西南地区松属分布和种群维持中的生态作用应被给予足够重视。

    • 几种海南岛热带雨林优势种植物挥发性有机物排放对模拟氮沉降的短期响应

      2023, 43(3):1073-1089. DOI: 10.5846/stxb202101310333

      摘要 (216) HTML (267) PDF 6.81 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:BVOCs (Biogenic Volatile Organic Compounds)是植物向大气释放的一类重要气态化合物,能参与大气化学过程和陆地生态系统碳素循环。分析环境因子对BVOCs排放的影响,对科学认识未来气候变化具有重要意义。氮素作为植物生长、发育所需的大量营养元素之一,其沉降增加是当前全球气候变化的主要驱动因素之一,但学者对BVOCs如何应对氮沉降增加知之甚少。因此以海南岛热带雨林树种:木荷(Schima superba)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)和线枝蒲桃(Syzygium araiocladum)为研究对象,通过温室盆栽实验模拟氮沉降对3个树种BVOCs释放的短期效应。主要结论如下:(1)自然状态下,从木荷、厚壳桂和线枝蒲桃的枝叶中鉴定出14、34和24种挥发性有机化合物,包括异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯和其他挥发性有机化合物(烷烃、羰基、醛、醇、酯、醚和酸),此外三个阔叶树种释放BVOCs的速率呈厚壳桂 > 木荷 > 线枝蒲桃;(2)外源施氮均促进了三种植物幼苗VOCs释放,其中总VOCs释放速率和成分数量均随施氮浓度的升高而增加,且叶面施氮的影响效果显著高于土壤施氮。(3)三种植物幼苗对氮沉降的敏感性大小表现为木荷 > 厚壳桂 > 线枝蒲桃。(4)外源施氮对植物的生理参数和土壤肥力均产生了影响,且叶面施氮的影响效果更为突出。生理参数中,净光合速率与幼苗释放BVOCs关系最为密切,其次是气孔导度。施氮主要对土壤pH、NH4+-N和NO3--N有显著影响,其次是有效磷(Available phosphorous,AP)和总磷(Total phosphorus,TP)。

    • 秦巴山地植被绿度特征及其对地表水热的响应

      2023, 43(3):1090-1101. DOI: 10.5846/stxb202107272040

      摘要 (211) HTML (337) PDF 13.39 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:地表水热通过影响土壤和大气间的水分交换以及植被生长用水对植被格局起关键作用。使用2000-2020年MODIS叶面积指数(Leaf area index,LAI)作为秦巴山地植被绿度的评价指标,基于遥感技术获取同时段地表温度(Land surface temperature,LST)和温度植被干旱指数(Temperature vegetation drought index,TVDI),用于指示地表水热状况。结合坡向和海拔等地形因素,使用均值和趋势法分析了秦巴山地植被绿度的时空特征;采用时滞相关性分析、主导因素分析探究了植被绿度与地表水热的相关关系,以及影响植被绿度变化的主导因素;借助广义可加模型,结合植被类型探讨了植被绿度与地表水热的非线性关系。结果表明:(1)秦巴山地LAI集中在1-5之间,LAI均值随海拔先增后减,不同坡向LAI差异较大,表现为大巴山北坡 > 大巴山南坡 > 秦岭南坡 > 秦岭北坡 > 西秦岭。秦巴山地LAI高值区与地表水热较好的地区在空间分布上具有一致性,LAI低值区与LST低值区或TVDI高值区较为一致。(2)秦巴山地LAI以由增变减趋势为主,变化趋势的海拔分异大于坡向分异。在LAI由增变减区,地表水热以由增变减为主,其次是持续增加。(3)秦巴山地LAI与LST主要为显著正相关,与TVDI主要为显著负相关。LAI对地表水热的时滞响应不明显,LAI受TVDI的影响较受LST的影响面积广。(4)除LST增加导致落叶阔叶林和混交林LAI单调递增外,地表水热对各植被类型LAI均为非线性影响,即存在一定阈值,阈值两侧LAI的响应规律不同,不同植被类型对地表水热响应的阈值差异较大。

    • 青海湖北岸草甸草原CO2通量年际动态及其驱动机制

      2023, 43(3):1102-1112. DOI: 10.5846/stxb202107292057

      摘要 (195) HTML (226) PDF 2.79 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原草甸草原是生态系统中重要的植被类型,准确评估高寒草甸草原生态系统碳源汇状况及碳储量变化尤为重要。基于涡度相关系统观测,分析了2009年至2016年8年期间青海湖北岸草甸草原环境因子以及碳通量的变化特征,运用结构方程模型(SEM)分析环境因子对总初级生产力(GPP)、净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)的调控机制。结果表明:2009-2016年8年NEE日均值在-2.02-0.88 gC m-2 d-1之间,5-9月NEE为负值,表现为碳吸收,雨热同期的6、7、8月是CO2净吸收最强的时期,平均每月吸收CO2 39.85 gC m-2 month-1,NEE负值日数约占全年的48%,10月-翌年4月为正值,表现为碳释放,初春3月和秋末11月是CO2净释放最强的时期;Re日均值为1.69 gC m-2 d-1,受季节温度的影响,呈夏季强,冬季弱的态势,夏季的生态系统呼吸强度大约是冬季的8倍,秋季较春季呼吸强度更大;GPP日均值为3.15 gC m-2 d-1,随着光照辐射强度不断增大,生长季的光合生产能力显著强于非生长季,夏季最强,秋季较春季更强。从年际尺度分析可得研究区为一碳汇区,8年平均碳吸收强度为63.51 gC m-2 a-1,2015年碳吸收最强NEE为-95.80 gC m-2 a-1,2016年碳吸收最弱NEE为-30.60 gC m-2 a-1。通过SEM分析可得:气温(Ta)对Re和GPP有显著提高的作用,GPP对NEE有极显著负响应,而Re对NEE有极显著提高作用。暗示在气候变暖的背景下,未来气温升高,青海湖北岸草甸草原生态系统碳汇功能可能会加强。

    • 深圳市入侵植物区系与风险分布

      2023, 43(3):1113-1125. DOI: 10.5846/stxb202108042129

      摘要 (404) HTML (306) PDF 3.18 M (777) 评论 (0) 收藏

      摘要:外来植物入侵现象随着城市化的推进在各地愈演愈烈,严重影响城市的生态系统稳定和社会经济发展。在深圳陆域优势植被普查的基础上开展,对深圳全市的入侵植物分布、来源、入侵途径、风险等进行调查分析,为深圳的入侵植物防治提供技术支撑。基础数据采用高分辨率遥感影像与地面实地观察结合的方法普查得到;并通过文献分析法对植物种类基础数据按研究要求进行筛选、提取、分析;创新性的引入斑块入侵风险计算方法和入侵植物种群风险计算方法,经计算得出深圳市范围内的入侵植物风险分布现状与高风险入侵植物种群。结果表明:(1)参照《中国外来入侵植物名录》标准,深圳市陆域群落优势植物共有入侵植物63科200属258种,且以豆科、菊科、禾本科植物为主;其中36种为林业部门、生态环境部门、农业农村部和海关明确的官方认定且需要严格管控的入侵物种;(2)单种科和少种科占比较高,共占比87.3%,大型科虽然占比仅4.8%,却包含了共计106种,占入侵植物总种数41.1%;单种属在深圳入侵植物区系中占绝对优势,占比83.5%,远高于其他类型之和;中型属中,属种比为1 : 6;(3)热带区系属性非常明显,热带分布科共计35科,占总科数的92.1%,热带分布属共计131属,占总属数比例高达75.7%;(4)入侵植物以原产亚洲本地的植物物种为主,占比42.4%;其次为原产于南、北美洲的入侵植物,分别占比25.2%和15.9%;(5)通过对入侵物种及其斑块的风险分析可知,深圳范围内入侵植物高风险区主要分布在人类活动较少、管理养护较弱、植被近自然化的郊区或近自然地带。最后,本文对入侵风险值较高的8种植物进行了入侵途径分析,并给出了入侵植物管控建议。

    • 锡林浩特多年生草本根部导管性状与植株生态策略的相关特征

      2023, 43(3):1126-1134. DOI: 10.5846/stxb202108262399

      摘要 (148) HTML (243) PDF 4.24 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱半干旱区植物的木质部输水系统对维持植物生长发育有重要作用。以中国干旱半干旱区的草本植物为研究对象,旨在探究草本物种根系导管解剖结构与植物生长之间的关系。用石蜡切片法,将在锡林浩特草原采集的草本物种的主根样品制作成切片,得到固定面积内导管解剖结构参量(导管数量、导管分数、平均导管面积、平均水力传导率和水力直径),然后用逐步回归法和Pearson相关分析各导管解剖性状与植物生长特征(年龄、生长速率和平均高度)之间的关系。结果发现(1)生长速率与导管数量(R=-0.494,P<0.01)和导管分数(R=-0.255,P<0.05)显著负相关,与平均导管面积(R=0.274,P<0.05)、平均水力传导率(R=0.263,P<0.05)和水力直径(R=0.245,P<0.05)显著正相关,表明生长快的草本具有大而少的导管,需要较高的水分传输能力,而生长慢的草本具有小而多的导管,水力安全性较高;(2)植株的高度与导管数量(R=-0.354,P<0.01)显著负相关,与平均导管面积(R=0.293,P<0.05)、平均水力传导率(R=0.289,P<0.05)和水力直径(R=0.278,P<0.05)显著正相关,表明高大的植株以较少的导管补偿较大的导管以维持一定的机械强度,而矮小植株的水力安全性较高。

    • 黄土高原不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律

      2023, 43(3):1135-1146. DOI: 10.5846/stxb202110072767

      摘要 (166) HTML (229) PDF 1.40 M (688) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片作为植物与外界进行物质交换的桥梁,其解剖性状能够相互协调以应对外界环境对植物生长造成的不利影响,从而反映出植物对环境变化所采取的适应策略。通过对黄土高原不同植被带(森林草原带、典型草原带、荒漠草原带)草地群落中常见115种植物(包括单子叶植物,双子叶植物,木本植物和草本植物四种功能型植物)叶片进行取样,并运用石蜡制片技术和光学显微技术获得叶片解剖性状(包括表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉厚度和叶片厚度),旨在研究不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律及其与群落内物种相对优势度之间的关系,为黄土高原植被恢复和生态环境改善提供理论依据。结果表明:(1)沿着干旱梯度,从森林草原带、典型草原带到荒漠草原带,除叶肉厚度外,植物各叶片解剖性状值均呈现增大趋势,表明干旱地区叶片的旱生结构特征明显。(2)不同功能型植物叶片解剖性状与环境因子的关系各异。木本植物和草本植物的栅栏组织厚度和栅海比均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。同时,木本植物的叶片厚度与水分呈显著负相关关系(P<0.05),而草本植物表皮厚度仅与土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。其次,除海绵组织厚度和叶肉厚度外,双子叶植物各解剖性状厚度均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05),而单子叶植物叶片解剖性状没有明显变化(P>0.05)。(3)在不同植被带中,叶片解剖性状与物种优势度间的关系存在差异。其中,森林草原带中物种优势度与叶肉、叶片厚度呈显著负相关关系(P<0.05),说明薄叶植物具有更强的竞争力;典型草原带中物种优势度与叶片解剖性状没有显著相关性(P>0.05);荒漠草原带中物种优势度与栅栏组织厚度呈显著正相关关系(P<0.05),说明光合能力强的物种具有高竞争力。

    • 冻融循环期高寒草原典型物种紫花针茅氮吸收策略

      2023, 43(3):1147-1155. DOI: 10.5846/stxb202110082790

      摘要 (182) HTML (217) PDF 3.68 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮(N)是高山和极地生态系统重要的限制性生长因子。目前对冻土区植物N利用机制的研究主要集中于完全融化期,而冻融循环期植物N吸收策略仍存在不确定性。以高寒紫花针茅为研究对象,分别在冻结期(晚秋)和融化期(早春)采用同位素示踪技术,分析植物对(15NH42SO4和Na15NO3的吸收量与偏好动态变化。研究结果显示冻结期紫花针茅冠层生长已停滞,融化期冠层尚未返青,但根系和立枯均可以吸收同化15N,具备吸收养分的需求。融化期紫花针茅15N在标记21天后15N-NH4+15N-NO3-的总回收率分别为4.44%和6.91%,而冻结期紫花针茅在15N标记21天后15N-NH4+15N-NO3-的总回收率分别为8.65%和3.55%。融化前期紫花针茅总15N回收率整体表现为15N-NH4+高于15N-NO3-,而融化后期15N-NH4+15N-NO3-回收率差异不显著或15N-NO3-略高。冻结期全程紫花针茅15N-NH4+回收率均高于15N-NO3-回收率。研究补充了高寒冻土区植物在非生长季的养分吸收数据,为全面理解冻土区植物N营养策略及其对未来气候变化的响应提供科学依据。

    • 新疆哈巴河桦木属湿地3600年以来的植被变化和人类活动

      2023, 43(3):1156-1164. DOI: 10.5846/stxb202110182930

      摘要 (167) HTML (287) PDF 4.04 M (691) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿地是水陆相互作用形成的独特自然综合体,对全球气候变化敏感,尤其是干旱半干旱区分布的湿地对自然环境和人类活动的响应更为显著。基于新疆哈巴河地区桦木林湿地人工开挖130 cm深的地层剖面,结合较高时间分辨率的14C测年数据和孢粉组合,揭示出该区3600年来曾经历5个时段的植被变化和人类活动的影响。3540-3430 cal a BP期间,该区以蒿属(Artemisia)等旱生植物为主,湿地尚未形成;3430-2640 cal a BP期间,局地小环境较湿润,湿生草本和以沼泽蕨(Thelypteris palustris)为代表的蕨类植物大量生长,落叶阔叶的桦木属(Betula)植物开始出现;至2640-660 cal a BP期间,浅水湿地开始形成,桦木属植物迅速扩张,但在大区域仍分布着由藜科(Chenopodiaceae)和蒿属等为主要组成的荒漠植被;尤其在660-210 cal a BP期间,桦木属成为森林的优势种;值得关注的是,近200年以来,该区以藜科为代表的草本植物增多,而桦木林出现萎缩。通过对选取的典型局域湿地不同历史时期环境变化和人类活动影响的研究,揭示了该区3600年以来的植被和环境变化,从而加深对当地历史时期植被变化过程的理解,同时也可为当地湿地生态建设和湿地生物多样性保护政策的制定提供科学依据。

    • 不同居群山桐子果实表型性状变异及与环境因子的关系

      2023, 43(3):1165-1174. DOI: 10.5846/stxb202112113513

      摘要 (232) HTML (373) PDF 1.37 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:以国内14个山桐子居群为研究对象,采用方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,探究山桐子果实表型性状变异及其与环境因子的关系。结果表明:(1)山桐子的9个果实表型性状在居群间和居群内均有广泛变异,居群间各表型性状的变异系数为6.47%-32.51%,居群内各表型性状的变异系数为4.69%-35.21%。单串果穗重和单串果实重的变异系数较大,单果横径、单果纵径及单果重的变异系数均较小。河南农业大学林木种苗繁育工程技术中心居群表型变异最丰富,四川省方山村居群最小。山桐子果穗表型性状与果实产量性状呈显著正相关,通过聚类分析可将山桐子14个居群分为4个类群,类群Ⅳ中山桐子果实表型性状最为优良,果穗大、单果重,表现出突出的育种优势。(2)山桐子14个居群地土壤pH在5.36-8.49范围内,多数居群土壤为酸性,土壤有效氮、有效磷、有效钾含量低。(3)环境因子中全氮对山桐子果实表型性状影响较大,土壤pH、有效磷含量与果实表型性状存在显著相关性。山桐子果实表型性状存在丰富变异,果穗外形对其产量有着显著影响;土壤pH及有效磷含量是影响山桐子果实表型性状的主要土壤养分因子,在生产中或可通过调节土壤酸碱度及有效磷含量来达到增产的目的。

    • 三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响

      2023, 43(3):1175-1184. DOI: 10.5846/stxb202112163570

      摘要 (354) HTML (252) PDF 10.26 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000-2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示:①通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的 r为0.88,RMSE为71.60g/m2,表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。②三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。③2000-2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m2、117.54g/m2和168.39 g/m2。④近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的降水量偏低,年际动态统计结果表现为非显著性下降趋势。

    • 吉林东部天然林林下光质分布特征

      2023, 43(3):1185-1193. DOI: 10.5846/stxb202112293706

      摘要 (136) HTML (209) PDF 1.85 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然林林下光质对乔木幼苗以及灌草的组成与更新具有重要的生态学意义。但目前对于林下光质的研究仍然有限。以吉林东部地区天然林为例,通过调查乔木数据和林下光质数据,基于移动窗口法分析不同空间尺度森林冠层结构与林下光质的关系。结果表明:不同林型下红光光子通量密度(R)与蓝光光子通量密度(B)存在差异。其中沙松-千金榆-花楷槭混交林林下蓝光光子通量密度最小,而沙松-紫椴-臭冷杉混交林和长白落叶松纯林林下最大。随着尺度的增大,天然林乔木胸高断面积与R/PFD (红光/光子通量密度比值)和B/PFD (蓝光/光子通量密度比值)的比值呈显著正相关(P<0.05)。并且随着尺度的增加,相关系数总体逐渐增大,在35m处达到峰值。在此基础上在南向、东向和西向各延伸10m时呈现显著正相关(P<0.05)。在该尺度下分析优势树种对林下R/PFD和B/PFD比值的影响时发现:R/PFD与B/PFD比值随着针叶林胸高断面积的增加而增加。相对于阔叶林来说,多数林型针叶林下的冠层结构与林下R/PFD和B/PFD比值之间显著正相关(P<0.05)。在不同树种下,乔木冠层结构对R/PFD和B/PFD比值的影响不同。总体而言,冠层结构在尺度以及树种组成上存在的差异能在一定程度上影响林下R/PFD和B/PFD比值的分布。本研究结果将有助于我们了解冠层结构对林下光质分布的影响机制,从而为天然林的更新、演替、恢复以及合理经营提供理论依据。

    • 青藏高原高寒草甸和荒漠碳交换特征及其气象影响机制

      2023, 43(3):1194-1208. DOI: 10.5846/stxb202112303709

      摘要 (178) HTML (276) PDF 9.90 M (1065) 评论 (0) 收藏

      摘要:以青藏高原玛沁地区高寒草甸和沱沱河地区高寒荒漠草原为观测研究站,利用涡动协方差技术获取高寒生态系统水平上的CO2通量以及水和能量通量,通过REddyProc、随机森林(Random Forest,RF)进行了数据后处理,探究了不同下垫面典型环境因子对净生态系统CO2交换量(Net Ecosystem Exchange,NEE)的影响机制。结果表明:1)玛沁高寒草甸在6-7月以吸收为主,表现为碳汇,吸收峰值出现在11:00-12:00(北京时,下同)之间,而在3、4、5、8月以排放为主,表现为碳源,排放峰值出现在21:00-23:00之间;沱沱河高寒荒漠在3-8月以吸收为主,表现为净碳汇,吸收峰值出现在13:00-14:00之间;整个生长季前后(3-8月),玛沁和沱沱河的累计NEE分别为79.50 g C/m2和79.24 g C/m2,都表现为碳汇。2)不同尺度不同下垫面,气象因子对NEE的重要程度不同,小时尺度上,高寒草甸辐射对NEE的重要性最大,高寒荒漠草原蒸散发对NEE的重要性最大;日尺度上,高寒草甸土壤含水率对NEE的重要性最大,高寒荒漠草原风速对NEE的重要性最大;3)生态系统呼吸(Ecosystem Respiration,Reco)和NEE都受到总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)的显著限制,高寒荒漠草原GPP对NEE的影响远大于高寒草甸GPP对NEE的影响;4) NEE与蒸散发呈显著相关性,表明水分条件是控制高寒草甸和高寒荒漠草原碳和水收支变化的最重要因素。

    • 内蒙古大兴安岭林草交错区耕地景观演变及空间过程

      2023, 43(3):1209-1218. DOI: 10.5846/stxb202201170162

      摘要 (202) HTML (319) PDF 11.23 M (544) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究退耕还林(草)和耕地保护双重背景下耕地的动态变化对林草交错区的国土空间规划、生态安全等具有重要意义。研究基于1990、2000、2010年和2018年30 m空间分辨率土地利用数据,通过土地利用动态度指标及转移矩阵,定量分析了交错区耕地的时空变化特征。进而,建立景观变化空间过程模型,将耕地扩张的空间过程分为填充式、廊道式、蔓延式、飞地式四种类型,将耕地萎缩的空间过程分为穿孔、破碎化、收缩、消失四种类型。结果表明:(1)1990-2000、2000-2010、2010-2018年耕地动态度分别为8.65%、-0.33%和-0.07%,耕地面积净增加2974.28 km2。(2)1990-2018年草地向耕地转入2589.23 km2,是耕地增加的主要来源;1990-2000、2000-2010年耕地转出的主要途径均为草地,2010-2018年人工表面成为耕地转出的主要去向。(3)1990-2018年,耕地扩张过程呈现出"飞地式-廊道式/蔓延式-蔓延式"的演变趋势,主要表现为由无序扩张的飞地式转变为依靠原有耕地增长的蔓延式,整个过程符合星点式或斑块式开发转为大规模连片开发的规律;萎缩过程呈现出"收缩-消失-破碎化"的规律,破碎化过程的比例在耕地萎缩过程中不断增加,人工表面导致的耕地破碎化应受到当地政府的重视。

    • 中国陆地生态系统净初级生产力时空变化特征及影响因素

      2023, 43(3):1219-1233. DOI: 10.5846/stxb202201230216

      摘要 (562) HTML (401) PDF 22.82 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示气候变化背景下我国各陆地生态系统净初级生产力(NPP)的时空分布特征与驱动机制,引入重心模型分析2000-2017年我国NPP的空间分布格局变化,并利用相关分析方法结合Thornthwaite Memorial模型定量区分气候变化与人类活动影响NPP的相对作用。结果表明:(1)2000-2017年全国NPP均值为325.86 g C/m2,整体呈现出南方高北方低,东南向西北逐渐递减的特点。(2)近18年全国与各陆地生态系统NPP均呈现增长趋势,全国NPP增长速率为4.4597 g C m-2 a-1,总净增加约0.391 Pg C。空间上全国与森林、草地、荒漠生态系统的NPP重心向东北方向移动,农田与城市生态系统的NPP重心向西北方向移动,表明NPP在该方向上的增速和增量最大。(3)全国NPP在华北、西北地区与四川盆地主要受降水的影响,在青藏高原与云贵高原的东部主要受气温的影响,各陆地生态系统之间城市生态系统NPP对降水响应的敏感度相对最高,荒漠生态系统NPP对温度响应的敏感度相对最高。(4)气候变化和人类活动对全国NPP变化的贡献分别约占56%和44%,各陆地生态系统的NPP也表现为受气候变化的影响大于人类活动的影响。此外气候变化对荒漠生态系统NPP的影响最大,对森林生态系统的影响最小,人类活动对各陆地生态系统NPP的影响大小则相反。研究结果可为我国生态环境保护、资源的合理配置以及制定环境、社会经济发展等战略决策提供科学依据。

    • 小兴安岭五种林型早春草本植物多样性及其环境解释

      2023, 43(3):1234-1246. DOI: 10.5846/stxb202201260250

      摘要 (216) HTML (226) PDF 1.68 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:早春草本层植物作为草本层动态变化的早期阶段,是森林的重要组成部分,对于维持森林生态系统功能及其多样性具有重要意义。为探究小兴安岭地区早春草本层植物对人为干扰后引起的林型改变的响应,以黑龙江凉水国家级自然保护区内的五种林型(白桦次生林(Betula platyphylla)、红松(Pinus koraiensis)人工林、落叶松(Larix gmelinii)人工林、阔叶红松择伐林以及阔叶红松林)为研究对象,分析林下早春草本层植物多样性的差异及其影响因素。结果显示:(1)研究区林下早春草本层植物共60种,隶属26科52属,林下优势种主要以银莲花(Anemone cathayensis)、东北羊角芹(Aegopodium alpestre)为主,五种林型早春草本层植物组成相似度较高;(2)五种林型不同生活史对策早春草本层植物的密度、盖度以及多样性指数均呈现显著差异;(3)土壤pH对早春生长期植物的密度、盖度及多样性指数,林下光对早春开花植物的密度和盖度以及早春展叶植物的多样性指数具有较高的解释率;(4)早春生长期植物的密度、盖度及多样性指数与土壤pH呈显著的正相关关系,其多样性指数与土壤全氮呈显著的单峰型关系;林下光与早春开花植物的密度呈显著的单峰型关系,与盖度呈显著的负相关关系;早春展叶植物的多样性指数与林下直射光和林下总光照呈显著的"U"型关系、与林下散射光呈显著的正相关关系。林型改变引起不同生活史对策的早春草本层植物的密度、盖度以及多样性的显著差异,但变化趋势不一致;土壤pH和林下光是影响林下早春草本层植物群落数量特征的主要环境因子,影响程度因草本植物自身生活史对策特性而存在差异。本研究结果为理解小兴安岭地区植物群落的生长发育特征及其影响因素提供理论依据。

    • 混合生物结皮对土壤养分的影响与群落结构之关联——以黄土丘陵区的生物结皮为例

      2023, 43(3):1247-1256. DOI: 10.5846/stxb202106181624

      摘要 (158) HTML (305) PDF 4.91 M (606) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然条件下生物结皮是藻、藓及地衣等结皮类型以不同比例组成的混合群落,显著影响土壤养分含量,目前混合生物结皮对土壤养分的影响与其群落结构的关系尚不清楚,限制了混合生物结皮土壤养分的评估。为此,研究通过测定单一组成的藻结皮、藓结皮以及80%藻+20%藓、60%藻+40%藓、40%藻+60%藓和20%藻+80%藓4个不同藻藓比例的混合生物结皮土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷、铵态氮和硝态氮含量,研究了混合生物结皮土壤养分与其群落结构之间的关联。结果显示:(1)藓结皮层土壤有机碳、全氮、速效磷、铵态氮和硝态氮含量显著高于藻结皮,分别高出166.4%、77.2%、55.1%、56.2%和42.2%。(2)藻藓混合生物结皮土壤有机碳、全氮、速效磷和铵态氮含量与组成和盖度等结构特征有关,可以通过单一类型生物结皮土壤养分含量与盖度加权预测混合生物结皮土壤养分储量。(3)混合生物结皮土壤有机碳、全氮、速效磷和铵态氮储量实测值(x)与预测值(y)拟合的线性函数分别为y=0.97xy=0.96xy=1.18xy=0.92x。(4)混合生物结皮对全磷和硝态氮含量的影响与群落结构无关。生物结皮对下层0-5 cm土壤养分影响较小。研究揭示了混合生物结皮对土壤养分的影响与生物结皮群落结构之间的关联,为准确评估自然条件下混合生物结皮对土壤养分的影响提供了科学依据。

    • 不同林分土壤磷形态与磷酸酶特征

      2023, 43(3):1257-1266. DOI: 10.5846/stxb202102130434

      摘要 (446) HTML (235) PDF 1.60 M (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湖南省平江县国有芦头林场的次生林以及经人工翻垦种植的油茶(Camellia oleifera)、黄桃(Amygdalus persica)、杨梅(Myrica rubra)和杉木(Cunninghamia lanceolata)四种人工林为研究对象,比较了不同林分土壤理化性质、磷酸酶活性与磷形态特征,分析了三者之间的相关性,探讨了次生林转变为人工林后,土壤磷形态和磷酸酶的变化特征以及驱动土壤磷素形态变化的关键因子。结果表明:(1)次生林土壤有机碳(SOC),全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)含量与磷酸酶活性显著高于其他四种林分。(2)五种林分中土壤残余磷(Residual-P)含量最高,是林地土壤主要的磷素存在形态。林分转变后,黄桃林与杉木林树脂提取态无机磷(Resin-Pi)显著增加,黄桃林与油茶林NaHCO3提取态磷(NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)含量显著增加,而四种人工林的NaOH提取态有机磷(NaOH-Po)含量均显著降低。可利用磷、中等可利用磷与稳定态磷含量及其占全磷的比例在五种林分中差异显著,其中黄桃林与油茶林可利用磷占全磷比例较高;杨梅林和杉木林中等可利用磷占总磷比例较高;油茶林与次生林中稳定态磷所占全磷比例较高。(3)相关分析表明土壤中可利用磷与全钾(TK)呈显著正相关,中等可利用磷与硝态氮(NH3--N)呈显著正相关,稳定态磷与SOC、TN、NH4+-N均呈显著正相关,磷酸酶活性与SOC、TN、NH4+-N显著正相关。综上所述,次生林转变为人工林不仅改变了土壤中总磷的含量,而且影响了不同磷形态之间的转化,导致土壤中磷的赋存状况发生改变。

    • 三峡库区典型茶园土壤水分对不同降雨模式的响应

      2023, 43(3):1267-1275. DOI: 10.5846/stxb202201240232

      摘要 (253) HTML (244) PDF 5.85 M (701) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分是坡面产流和生物地球化学过程的关键控制因素。降水事件可以通过引起土壤剖面不同深度的土壤水分响应,从而影响流域中的径流路径、产流机制和土壤侵蚀过程等。基于三峡库区典型分布的茶园为对象,通过长期定点、高频的气象和水分数据观测,研究不同降雨模式下茶园不同土层深度(0-10、10-20、20-30、30-40cm)土壤水分的时空变化特征,分析茶园不同深度土壤在雨季的水分动态变化规律和对不同降雨模式的响应特征。结果表明:(1)研究区内的降雨和土壤水分含量均表现出明显的季节性特征。降雨在7月达到最大值,土壤水分含量则在8月达到峰值。表明降雨是影响土壤水分含量变化的重要因子,土壤水分对降雨有着明显的响应过程。(2)在相同降雨条件下,土壤含水量具有明显的垂直梯度变化。随着土层深度的增加,土壤水分对降雨的响应逐渐呈现出滞后现象。表层土壤(0-20cm)对降雨的响应较为迅速且幅度更加明显,深层土壤(30-40cm)水分含量变化相对稳定,并且对降雨的响应时间更加滞缓。随着土层深度的增加,土壤水分含量的变化幅度逐渐趋于平稳。(3)土壤水分含量对不同的降雨模式表现出显著差异。在较大雨强条件下,土壤水分变化出现了上升期、平台期及退水期。在小雨强短历时的降雨中,降雨对土壤水分的影响主要表现在土壤表层(0-10cm)。在降雨初期,降雨强度越大,土壤水分入渗越快,土壤的响应深度越深。研究三峡库区典型分布的茶园在不同降雨模式下的土壤水分变化特征,为三峡库区坡地的降水资源优化配置和园地面源污染防控提供理论依据,对区域水土流失治理以及面源污染物防控具有重要意义。

    • 优于单一最大熵生态位模型的混合烟粉虱生境风险评估模型

      2023, 43(3):1276-1285. DOI: 10.5846/stxb202110112849

      摘要 (217) HTML (252) PDF 3.22 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:预测入侵生物的潜在地理分布、快速评估其高脆弱性区域是实现入侵生物前瞻性风险预警的重要手段。MaxEnt生态位模型是目前应用最广泛的生境风险评估方法,操作简单,预测精度较高,但模型对数据的质量和数量过分依赖。以烟粉虱Bemisia tabaci为对象,引入地理探测器显式描述评价因子的空间关联规律和贡献度,结合MaxEnt生态位模型,提出一种混合生境风险评估模型(Geo-MaxEnt),并与单一MaxEnt生态位模型进行对比。结果表明:(1)地理探测器模型显示,海拔(0.56)、土地利用(0.43)、最热月最高温度(0.36)和年平均温度(0.30),对烟粉虱的空间分布具有显著影响,各因子对烟粉虱生境的影响存在显著的差异。海拔和土地利用PD值最高,是影响烟粉虱生境的主要驱动因子。环境因子的交互作用强化了各个因子的影响力。(2)单一MaxEnt生态位和所构建的模型总体精度分别是94.86%(AUC 0.91)和98.13%(AUC 0.94),相较之下,所构建的模型精度略高,表明所构建的模型是合理的,具有高度的可靠性;(3)对于高风险区,混合模型优于MaxEnt模型,但两者在空间分布方面高度一致,主要分布在东部区域;对于非适生区,两种模型结果较为一致,MaxEnt模型的非适生区略大于混合模型。地理探测器能够解释入侵驱动因素相互作用和协同效应,能够较好地表达入侵昆虫生境适宜度与候选因子的生态学意义,在评价入侵昆虫生境风险上更为有效。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量和遗传算法的土地利用优化研究进展

      2023, 43(3):1286-1293. DOI: 10.5846/stxb202112243644

      摘要 (303) HTML (193) PDF 4.43 M (985) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Web of Science数据库中1999-2022年(截止2022年1月22日)关于遗传算法与土地利用的164篇英文和27篇中文文献为数据源,基于文献计量方法,对每年中英文发文量、文献来源国家、中英文文献学科方向、中英文载文期刊进行分析,探究基于遗传算法的土地利用优化的总体研究概况,然后利用CiteSpace软件对作者和研究机构合作网络、关键词共现网络和文献共被引网络进行可视化,分析研究热点。研究发现,①基于遗传算法的土地利用优化研究整体呈上升趋势,中国(包括港澳台地区)、美国、伊朗是发文量前三国家,研究属于环境、地理和规划的交叉领域。②研究者间形成了2个较大规模的合作网络和众多中小规模的合作网络,处于核心地位的研究机构来自发文量前十的国家。③绿色基础设施是重要的研究对象,多目标优化是主要的优化模型,与其它技术,如粒子群算法的结合和对比为重要的研究方向。④风力能源规划、自然环境保护、海绵城市规划、生物多样性、交通规划、规划支持系统构建是重要的研究内容,主要的研究方法包括带约束的多目标优化和空间优化模型。

    • 基于文献计量的大气氮沉降研究进展

      2023, 43(3):1294-1307. DOI: 10.5846/stxb202201070055

      摘要 (383) HTML (293) PDF 6.47 M (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮沉降是氮素输入生物圈的重要途径。为全面、系统地了解大气氮沉降的研究热点与前沿趋势,基于文献计量学方法运用CiteSpace软件对1984-2021年Web of Science核心数据库中大气氮沉降的相关文献进行可视化统计分析。结果表明:大气氮沉降相关的文献数量呈现逐年上升的趋势;学科领域涉及环境科学、生态学、气象学与大气科学等;美国的研究实力最强,中国则需要加强与其他国家科研机构的交流合作。中国科学院、英国生态水文中心和瑞典农业科学大学等研究机构文章数量较多;Liu XJ、Mo JM、Verheyen K等为核心作者群;Atmospheric EnvironmentGlobal Change BiologyScience of the Total Environment以及Environmental Pollution等期刊为主要载体。氮沉降特征、氮沉降的生态效应、氮沉降化合物溯源是氮沉降领域研究的核心内容。大尺度的全球氮沉降动态研究、植物和土壤微生物协同响应氮添加的机制、氮沉降源解析及减排策略的制定是当前氮沉降研究领域的前沿热点。上述研究结果可为大气氮沉降领域学者凝练科学问题提供参考。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(3):1308-1308.

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.25 M (279) 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

  • 浏览排行
  • 引用排行
  • 下载排行
按检索
检索词