• 2023年第43卷第4期文章目次
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      2023, 43(4):0-0.

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      摘要:

    • >研究论文
    • 西南地区生态系统服务供需历史变化与SSP-RCP情景预测

      2023, 43(4):1309-1325. DOI: 10.5846/stxb202202090318

      摘要 (803) HTML (1710) PDF 26.04 M (1049) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。研究对我国西南地区2000、2010、2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000-2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源涵养供给服务受到不同情景下气候变化的影响最大,而固碳服务面临的不确定性最大。4个情景中,SSP5-RCP8.5情景下各项生态系统服务从2035-2050年的变化最为剧烈,而SSP1-RCP2.6和SSP2-RCP4.5情景下各项生态系统服务的变化相对较小。采用了一套系统地评估生态系统服务供给和需求的方法,对生态系统服务供需的定量化研究具有指示意义,并创新地应用了SSP-RCP情景框架,综合考虑了未来不同情景下的气候变化和社会经济发展,对生态系统服务供需进行了预测。

    • 从城市到城市群:京津冀物质代谢特征及影响因素

      2023, 43(4):1326-1337. DOI: 10.5846/stxb202103310834

      摘要 (425) HTML (918) PDF 1.85 M (1026) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市化进程和一体化战略的持续推进,城市管理者急需了解城市规律以消减生态-资源-环境挑战,并提供坚实物质基础。以京津冀城市群及其组成城市为研究对象,创新性地从城市群和城市两尺度核算并分析了2000-2017年物质消耗状况及变化趋势,识别并对比了主要贡献物质、贡献部门和影响因素。研究表明:(1)研究期间,京津冀城市群物质消耗量总体上升。从物质类型看,主要由非金属矿物(>34.2%)拉动;从产业结构看,受到工业部门(>58%)绝对影响。首要驱动因素为经济规模(>50%)。(2)各城市物质消耗量与城市群较为类似,总体也呈增长态势,几乎均受到非金属矿物和工业部门驱动,且经济规模起到正向促进作用,不同的是物质消耗强度作用类型多样,且产业结构效应在城市中贡献更为突出。研究结果在一定程度上明确了城市及城市群代谢的规律,能够为优化资源利用效率和资源配置结构奠定基础,为城市及城市群生态管理与调控提供切实可行的落力点。

    • 2000-2018年西秦岭景观格局变化及生态系统健康评价

      2023, 43(4):1338-1352. DOI: 10.5846/stxb202101260268

      摘要 (537) HTML (1043) PDF 15.08 M (2868) 评论 (0) 收藏

      摘要:西秦岭地区生态环境脆弱,人地矛盾日益加剧,区域景观格局变化及其生态系统健康演变趋势关系到区域生态安全。研究探讨2000-2018年西秦岭景观格局和生态系统健康状况的时空演变,采用2000-2018年的遥感数据,分析西秦岭的景观格局及其演变;并且在活力-组织力-反弹力(VOR)框架模型的基础上,结合生态系统服务能力和人类胁迫指标,分析西秦岭的生态系统健康状态及变化趋势。研究结果表明:西秦岭有三种优势景观,包括林地、耕地和草地,2000-2018年景观类型转移主要发生在这三者的互相转换;城镇用地的面积也处于增加的态势且增势较大。西秦岭景观扩张是通过大量小规模零散的斑块扩张实现的。由于秦岭生态保护的加强,西秦岭的景观异质性和破碎化程度在2005年出现转折点,景观类型呈均衡发展趋势。研究区超过60%面积的地区生态景观属于健康状态,且2000-2018年西秦岭的生态系统健康指数呈增加态势,生态系统的状态逐渐向好发展,但西秦岭的高寒山地以及秦岭与黄土高原复合边缘地带的生态脆弱区处于亚健康或不健康状态。研究成果对西秦岭生态脆弱敏感地带的生态保护与治理具有重要意义。

    • 中国城市绿色发展水平评价及时空演变

      2023, 43(4):1353-1365. DOI: 10.5846/stxb202204120964

      摘要 (520) HTML (494) PDF 10.44 M (903) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿色发展是实现高质量发展的内在要求,科学评价城市绿色发展水平,把握绿色发展水平的时空演变特征是相关领域研究的前提和基础。基于2003-2019年中国286个地级及以上城市的面板数据,从绿色生产、绿色生态和绿色生活三个方面构建城市绿色发展水平评价指标体系,测算中国城市绿色发展水平,然后通过空间相关分析、热点分析、Dagum基尼系数分解等方法揭示城市绿色发展水平的时空演变特征。结果表明:(1)中国城市绿色发展水平在稳步提升,但仍有很大提升空间。(2)绿色生产指数、绿色生态指数和绿色生活指数逐年增长,平均增长率分别为2.67%、4.61%、1.66%。绿色生态指数对城市绿色发展水平的提升贡献最大,其次是绿色生活指数,绿色生产指数最低,直接拉低了城市绿色发展水平。(3)中国城市绿色发展水平呈现典型的高-高集聚与低-低集聚的正向空间相关。热点区域集中在广东省之外的东部沿海和中部城市。(4)中国城市绿色发展水平的总体差异、区域内及区域间差异均呈现下降趋势,其中区域间差异是总体差异产生的主要来源。

    • 中国生态效率时空动态分布与区域差异

      2023, 43(4):1366-1379. DOI: 10.5846/stxb202108022107

      摘要 (392) HTML (504) PDF 3.50 M (1412) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态效率的积极发展对生态环境和经济协同发展具有重要意义。为研究中国生态效率的发展情况,使用超效率SBM模型对中国2005-2020年省域生态效率进测算,并通过核密度函数、基尼系数、σ收敛和Markov转移矩阵进行时空动态分布和区域差异性分析。研究结果表明:(1)中国生态效率呈现先下降后增长的趋势,北京、青海、广东、海南、上海、江苏、福建、河南、云南生态效率发展较好。(2)六大地理区域生态效率总体差异较大,区域间差异和超变密度是总体差异的主要来源。华北地区生态效率发展较好,东北地区生态效率最低。西北地区区域内部差异最大,东北地区区域内差异最小。中国省域及区域生态效率发展均不具有收敛特征。(3)全国及区域生态效率从t年向t+1年向同水平生态效率转移概率最大,2021-2025年省域生态效率差距仍旧较大,整体水平下降。

    • 成渝城市群区域生态与城镇发展双网络格局分析及时空演变

      2023, 43(4):1380-1398. DOI: 10.5846/stxb202112233641

      摘要 (434) HTML (1087) PDF 25.58 M (818) 评论 (0) 收藏

      摘要:协调生态网络格局与城镇网络格局是城市可持续发展的重要课题。基于2000、2010、2020年成渝城市群3期土地利用数据,应用形态空间格局分析(MSPA)、景观格局指数、景观连通性、最小累计阻力(MCR)模型等方法构建研究区生态源地与生态廊道、经济社会源地与交通廊道形成的区域生态网络格局与城镇发展网络格局,分析节点、廊道、源地、网络等"点、线、面、网"4类空间要素特征与演变趋势,探讨区域双网络格局空间关系与干扰时空变化情况。结果表明:(1)2000-2020年,研究区生态源地与生态廊道受到不同程度城镇化影响,两者总面积分别减少2660.26 km2、1169.9 km2,经济社会源地与交通廊道总面积则分别增长4324.19 km2、2392.14 km2;(2)以重庆中部、四川西南部为核心的高密度区生态关键点在2000-2020年间重心呈现先由东至西南迁移,后又向东及东北回移的趋势,数量减少了311,同时2020年生态干扰点数量达到2000年的3倍;(3)2000-2020年交通廊道对生态源地的干扰不断增大,有交点斑块数比例与相交廊道长度比例分别增长13.13%、33.08%。根据分析结果提出节点应对、廊道优化、源地保护、网络联系四大策略,为国土空间生态保护与区域新型城镇化提供依据和参考。

    • 天山北坡城市群生态承载力演变与生态敏感性分析

      2023, 43(4):1399-1411. DOI: 10.5846/stxb202201190192

      摘要 (700) HTML (935) PDF 13.31 M (910) 评论 (0) 收藏

      摘要:经济的快速发展及人类活动的不断加剧,造成了各种生态环境问题,对可持续发展构成了严重威胁。探讨城市群土地利用变化、生态承载力演变特征及生态敏感性分析,是推动城市群生态环境优化,提升城市群土地利用管理方式的重要理论依据。以天山北坡城市群为研究区,基于土地利用数据对天山北坡城市群2000-2020年土地利用变化进行分析,采用生态足迹模型对研究区的生态足迹及生态承载力进行推算,并结合植被覆盖度、坡度、人口密度、土地利用类型、高程5个生态敏感性因子,对天山北坡城市群进行多因子综合生态敏感性评价。结果表明:2000-2020年天山北坡城市群内建设用地和耕地转入量较大,分别增长107.79%和46.45%,林地和水域面积逐步减少,反映了天山北坡城市群在研究期内处于快速城镇化阶段,城市建成区的不断扩大对部分生态生产用地构成一定的威胁。在快速城镇化的背景下,天山北坡城市群人均生态足迹总体呈现上升的趋势,生物资源生态赤字问题仍然存在,能源为主的其他资源的生态盈余呈现缩小趋势。生态敏感性高值区域主要分布在天山北坡城市群各城市的周边地区,中度敏感地区环绕在敏感高值区周围,分别占研究区面积的11.21%和35.18%。在未来发展中天山北坡城市群需要进行区域生态敏感性的评价,针对不同的生态敏感性分区提出不同的保护和利用策略,同时需要发挥区域内各个城市的生产优势,扬长避短,实现天山北坡城市群土地资源合理利用及生态与社会及经济的高质量发展。

    • 气候变化对雪豹全球潜在适生区分布的影响与评估

      2023, 43(4):1412-1425. DOI: 10.5846/stxb202202240433

      摘要 (799) HTML (747) PDF 21.38 M (1599) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化不仅是人类正在面临的挑战,也是野生动物需要应对的危机。雪豹(Panthera uncia)作为亚洲中部高原和山脉的旗舰种,它的生存和繁衍可以反映青藏高原等地区生态系统的健康状况。青藏高原等地区的气候变暖速度远快于全球平均水平,研究气候变化对雪豹的生境的影响对于高原物种的保护有重要意义。以雪豹为研究对象,采用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)气候模式下四种共享社会经济路径(SSPs)对应的未来21世纪中期和21世纪末期的环境数据,并基于最大熵模型(MaxEnt),结合ENMTool、SDMTool、ArcGIS和R等工具对当前和未来全球不同发展模式引起的气候变化对雪豹适宜生境的影响进行了模拟预测和分析评估。研究发现:(1)影响雪豹分布的主要环境因素包括:两种气候变量(年平均气温和最冷月最低温度),两种地形变量(海拔和坡度)和一种水文变量(距离最近河流的距离)。(2)当前气候模式下雪豹的全球潜在适宜分布区的总面积约为1122.05万km2,其中低适生区面积为534.5万km2,中适生区面积为386.15万km2以及高适生区面积为201.4万km2。我国拥有556.65万km2的雪豹适生区面积,其中低适生区面积为146.2万km2,中适生区面积为256.07万km2,以及高适生区面积为154.38万km2。(3)研究发现未来不同气候模式下雪豹的中高适生区出现不同程度的缩小,并且雪豹高适生区对气候变化的响应更加显著。位于青藏高原东部、昆仑山脉、天山山脉、阿尔泰山脉以及兴都库什山等地区的雪豹高适生区较为碎片化,更容易受气候变化的影响。此外,在中等发展路径(SSP245)和高速发展路径(SSP585)模式下,雪豹新增的高适生区域有助于增强雪豹分布区之间的连通性。以上研究结果表明气候变化对雪豹生境有重要影响,建议加强对雪豹等高原物种的关注和保护。

    • 基于土地利用变化与生态系统服务供需的中国野生亚洲象时空迁移特征分析

      2023, 43(4):1426-1436. DOI: 10.5846/stxb202110072769

      摘要 (348) HTML (540) PDF 6.64 M (1128) 评论 (0) 收藏

      摘要:2021年4月,我国15头野生亚洲象(Elephas maximus)从西双版纳一路北迁至昆明市受到了全世界的关注,分析我国野生亚洲象分布区土地利用变化、生态系统服务供需关系如何影响野生亚洲象分布,对保护亚洲象与提高当地人类福祉具有重要的意义。利用生态系统服务价值当量因子法和生态系统服务需求模型计算中国野生亚洲象分布区1990、2005、2015年生态系统服务供给价值与需求指数,通过空间标准化匹配出四种生态系统服务供需模式,探究我国野生亚洲象偏好分布的供需模式。结果表明,林地、草地和耕地是最主要的土地利用类型,1990-2015年,林地、草地和耕地的面积变化率分别为1.09%、-4.82%、-4.86%。1990、2005、2015年生态系统供给总价值分别为6108.55亿元、7434.41亿元、13973.37亿元;生态系统服务需求不断提高,整体呈现中间高,四周低的分布格局。在研究的25年内,亚洲象分布于高供给-高需求与高供给-低需求区域,且有向高供给-高需求区域迁徙的趋势。

    • 社区居民保护意识及对大熊猫放归的态度研究

      2023, 43(4):1437-1448. DOI: 10.5846/stxb202107061804

      摘要 (379) HTML (907) PDF 1.67 M (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:圈养动物放归项目是否成功,与放归地周边社区居民的支持力度有很大关系。大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)野化培训与放归项目自2010年以来取得了突破性进展,野化培训圈养大熊猫陆续被放归野外并开展了持续的跟踪监测。2017年,在6只圈养大熊猫被放归至栗子坪国家级自然保护区后,基于入户调查426份有效问卷数据,运用卡方检验(或Fisher精确检验)和Kruskal-Wallis秩和检验比较了四川省六个保护区周边社区居民的保护知识、保护意识和对大熊猫放归的态度,并分析放归发生地组(栗子坪)、相关地组(冶勒、大相岭)和不相关地组(嘛咪泽、老君山和瓦屋山)之间的差异性,结果表明:(1)六个保护区相比,周边社区居民在保护知识、保护意愿和放归支持方面存在极显著差异(P<0.001)。(2)各保护区多数居民都支持大熊猫放归,放归发生地组支持度最高,相关组居中,不相关组的支持度最低;同时,不相关组在保护意愿和态度上的得分也低于其余两组。即使放归项目处于未实施阶段,当知道项目的居民比例上升时,该社区对放归的支持会进一步提高。(3)管理部门和媒体作为信息主要来源对提高居民保护认知起到了较大作用,大熊猫放归发生组和相关组的媒体关注度更高。(4)比起青年和中年组,老年组的三部分问卷得分均为最低;女性的得分比男性更低。因此建议,保护区可以借助大熊猫放归来带动保护区和社区管理,尤其是在放归前一段时间充分开展保护相关宣传教育工作。

    • 基于红外相机数据的贵州高原山地环境野猪生境选择研究

      2023, 43(4):1449-1460. DOI: 10.5846/stxb202105131255

      摘要 (545) HTML (548) PDF 3.36 M (1016) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来野猪(Sus scrofa)在我国南方山地森林生态系统中种群数量激增、生态影响强烈,是人兽冲突的典型代表,然而对其生境选择规律仍缺乏深入研究。利用2015年7月至2020年1月的长时红外相机监测数据,对贵州高原几处环境中野猪的生境选择进行了研究,共得到野猪利用样方201个,非利用样方121个。(1) Vanderploeg和Scavia选择指数分析表明,野猪喜爱活动于坡度≤20°、乔木郁闭度>0.8和草本盖度为0.2-0.4的生境类型;不喜爱的生境类型为海拔>1600 m,坡度>25°,草本盖度<0.1,距道路距离≤100 m。(2)野猪生境资源选择函数为Logit (P)=3.226-海拔×0.002-坡度×0.161+乔木郁闭度×2.078+灌木平均高×0.401+草本盖度×3.566+距道路距离×0.001+距居民点距离×0.0003,选择概率为P=elogit (p/(1+elogit (p),受试者工作特征曲线(ROC)评估模型的预测精度为87.8%,能够较好预测野猪的生境选择。(3)利用Mann-Whitey U和Chi-Square Test检验不同样区2组样方之间野猪对各生境因子的选择差异表明,野猪的生境选择性还受到地形地貌、植被类型和人为干扰等因素影响。研究可为进一步深入开展华南地区野猪生态学研究,助力野猪冲突管理及科学保护提供有益参考。

    • 基于景观生态学原理的生态网络构建方法比较与评价

      2023, 43(4):1461-1473. DOI: 10.5846/stxb202106121571

      摘要 (825) HTML (1397) PDF 12.78 M (1152) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建良好的生态网络是国土空间生态修复的重要内容,对保障区域生态安全,提高景观连通性、保护生物多样性具有重要意义。基于景观生态学原理,遵循"生态源地识别-综合阻力面构建-生态网络生成"基本模式构建区域生态网络是相关研究的主流做法。但该模式内部各环节所依赖的理论基础差异较大,相应的细化思路方法多元,考虑到尺度特征和景观的空间异质性,综合评估不同方法组合下研究结果的差异对深化原理认知和有效指导实践都具有重要意义。考虑到采用景观生态学原理构建生态网络中各环节技术方法的差异性,选取生态源地识别的4种方法、综合阻力面构建的2种方法以及生态网络生成的2种方法,分别基于最小累积阻力模型和电路理论对比两个视角,通过方法组合形成相应的生态网络并进行对比分析。研究结果表明:(1)由于原理差异,各环节下不同方法的分析结果具有显著差异,主要表现在生态源地的数量、面积和空间分布;阻力面高阻力值分布状况;以及生态廊道、生态节点的数量与格局特征等方面;(2)在基于最小累积阻力模型原理的对比方案中,构建包含Harary指数、整体连通性指数、可能连通性指数、成本比、网络密度、效能鲁棒性和廊道密度7个指标的评价体系,对该方案下的24个生态网络结果进行评价,最终基于综合评价法生成的生态源地、基于阻力系数结合夜间灯光修正因子构建的综合阻力面和基于Graphab软件生成的生态网络方法组合方式构建的生态网络最优;(3)在基于电路理论与基于最小累积阻力模型的对比方案中,基于电路理论可以识别出潜在生态廊道和用于替代最小成本路径生态廊道的结果,对基于最小累积阻力模型方法生成的结果具有较好的补充作用,将两个方法结合使用可以有效提高生态网络安全等级。

    • 基于多传感器的声景大数据在线采集与分析系统研究

      2023, 43(4):1474-1484. DOI: 10.5846/stxb202112283687

      摘要 (540) HTML (1461) PDF 11.03 M (761) 评论 (0) 收藏

      摘要:声景包含重要的生态信息,具有实时性强、信息密度高的特点,有重要研究价值。现有的声景研究中,音频及相关环境参数采集和分析仍需要大量的人工作业,耗时耗力。基于多传感集成、边缘计算和深度学习技术,建立了一套声景大数据在线采集与分析系统,包括边缘计算节点和中心计算服务器。并通过3个实验站点,进行了近1年的技术验证,实现了声景大数据的自动化在线采集、传输和分析。该系统能适应户外恶劣的自然环境,能根据任务需求持续不断地进行声景大数据在线采集和分析,稳定性好。声学指数可以反映声景变化,但因指数侧重点不同,不同的声学指数之间变化特征差异较大,需要组合使用。通过声纹特征图能直观地识别出不同发声源,对物种的快速识别、声源的分类等具有较强的借鉴意义。系统借助VGGish网络提取的高维声景特征图能很好地识别不同站点和不同时间的声景变化,在不同站点和昼夜上具有较高的区分精度,有快速和直观地反映不同生态系统的类型特征、生态系统动态变化的潜力。丰富声纹特征库、优化声景特征分析神经网络、建设声景长期监测共享网络,有助于扩展系统在物种识别、生物多样性快速分析、生物与环境相互作用机制方面的应用。研究为声景大数据的在线采集和分析提供了详细参考。

    • 不同空间尺度的景观格局对流溪河水质的影响

      2023, 43(4):1485-1495. DOI: 10.5846/stxb202204110949

      摘要 (459) HTML (747) PDF 3.96 M (1057) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同空间尺度的景观格局对流溪河水质的影响,于2020年6月和2021年1月在流溪河干流15个采样点进行了水样的采集,测定了水温、溶解氧、pH、氨氮、硝态氮、硫酸盐和氯化物等水质指标。结合遥感解译所得的土地利用数据,提取了不同空间尺度(子流域和河岸带缓冲区)的景观格局指数,采用Bioenv分析、Mantle检验、方差分解和层次分割理论等方法揭示了景观格局对水质变化的影响。研究结果表明:氨氮是流溪河的主要污染物。土地利用结构与空间格局特征对水质的影响存在空间尺度效应。在100 m河岸带缓冲区,水域是影响水质的主要贡献源;而在其他空间尺度建设用地是影响水质的主要贡献源。在子流域尺度,林地和建设用地的斑块密度(PD指数)是影响水质变化的核心特征;而在河岸带缓冲区尺度,水域和建设用地的连通性(CONTAG指数)和林地的多样性(SHDI指数)是影响水质变化的关键特征。在各个空间尺度,土地利用与空间格局的交互作用对驱动水质变化起主导作用,尤其在1000 m河岸带缓冲区对水质的贡献率最高。因此,加强1000 m缓冲区尺度土地利用的管理和减少建设用地成片建设规划等对保护流域水质具有重要意义。

    • 黄土区草地不同组分与土壤侵蚀关系及其对降雨情景的响应

      2023, 43(4):1496-1505. DOI: 10.5846/stxb202202030287

      摘要 (445) HTML (532) PDF 4.71 M (750) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着气候变化黄土高原植被与坡面侵蚀关系面临更多复杂和极端降雨情景的挑战。以黄土丘陵区草地坡面为对象,选择3场当地典型降雨事件,研究植物冠层、枯落物和根系与土壤侵蚀的关系及其对不同降雨情景的响应规律。事件-Ⅰ为短历时、高强度和大雨量,事件-Ⅱ为中等历时、强度和雨量,事件-Ⅲ为长历时、低强度和小雨量,3场事件分别代表2015-2017年侵蚀性降雨事件聚类分析后的3种情景。从多年次降雨事件尺度来看,冠层主要作用于降低泥沙浓度,减少了48.20%的径流含沙量,占总贡献率的53.03%,并贡献了约1/3的减流和减沙效应;枯落物的减流效应最高,减少了28.43%的径流量,占总贡献率的50.75%,其减沙的相对贡献率仅为26.41%;根系的减沙效应最高,减少了36.33%的土壤流失量,占总贡献的37.95%,远高于其减流相对贡献率(15.58%)。说明草地植物对土壤侵蚀的作用机制受到冠层、枯落物和根系的影响,各组分越完整,减流减沙能力越高。单次事件分析表明,由事件-Ⅰ、事件-Ⅱ到事件-Ⅲ,冠层的减流率和减沙率均为负值(-77.97%至-0.91%),相对贡献呈逐渐减小趋势;而枯落物和根系的减流率和减沙率却分别高达12.05%-57.70%和86.90%-95.51%,相对贡献则逐渐增大。说明草地不同组分控制土壤侵蚀的主要途径受到降雨情景的影响,长时间尺度的统计性结论不一定适用于特定降雨情景。研究对比分析了草地植物在单次和多年尺度降雨事件中的保水保土功能,可为黄土高原植被恢复和气候变化加剧背景下,降雨-植物-侵蚀关系研究提供科学依据。

    • 围栏禁牧对滇西北高寒湿地土壤活性有机碳的影响

      2023, 43(4):1506-1514. DOI: 10.5846/stxb202109062518

      摘要 (370) HTML (561) PDF 1.61 M (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:过度放牧导致滇西北高寒湿地碳汇功能逐渐丧失,围栏禁牧作为一种有效的湿地恢复方式,其对滇西北高寒湿地土壤碳库的影响尚缺乏研究。为探明围栏禁牧对滇西北高寒湿地土壤活性有机碳的影响,以纳帕海湿地不同禁牧年限(未禁牧、禁牧3年、禁牧8年、禁牧10年)的草甸和沼泽化草甸作为研究对象,对比分析不同禁牧年限草甸和沼泽化草甸土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)含量特征。研究结果表明,随着禁牧年限的增加(<10 a),草甸和沼泽化草甸土壤TOC、DOC、EOC、MBC含量显著增加(P<0.05);随着土壤深度的增加,草甸和沼泽化草甸土壤TOC、EOC和MBC含量逐渐下降,而POC和DOC含量逐渐增加。土壤理化性质显著影响土壤活性有机碳各组分含量,其中总氮(TN)是影响草甸和沼泽化草甸土壤活性有机碳各组分含量的主导因素。围栏禁牧有利于滇西北高寒湿地土壤质量和固碳能力的恢复,且随着禁牧年限的增加,恢复效果越明显。相同恢复年限,纳帕海沼泽化草甸土壤恢复效果比草甸土壤显著。研究可以为放牧湿地恢复研究提供理论基础。

    • 宁夏银川平原沙化土地不同人工林土壤质量评价

      2023, 43(4):1515-1525. DOI: 10.5846/stxb202103180720

      摘要 (397) HTML (732) PDF 2.22 M (925) 评论 (0) 收藏

      摘要:沙化土地土壤贫瘠、生产力低,人工植被恢复是重要的土壤改良措施。为研究宁夏银川平原沙地不同人工林栽植对土壤的影响,以银川腹部沙地银川植物园沙化土壤恢复区的2017年3月种植的文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis)人工林地为研究对象,以邻近的长期撂荒地为对照,对土壤质量进行了研究。2020年7-8月采集土样并测定了土壤物理、化学、生物学等20个指标作为土壤质量评价的总数据集,方差分析筛选出差异显著性的9个指标作为重要数据集指标,采用主成分分析法和Norm值建立土壤质量评价指标最小数据集(MDS),利用线性和非线性两种评分方法计算土壤质量指数(SQI)。结果表明:与长期撂荒地相比,银川平原沙化土壤恢复区人工文冠果、欧李林地的土壤理化性质较好,土壤砂粒百分比减少、粉粒和黏粒百分比有所增加,pH降低;有机质、全氮、全磷、全钾等主要养分指标提高,蔗糖酶、脲酶、纤维素酶等主要生物酶活性也高于撂荒地,筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为土壤粉粒百分比和全磷。2种评价方法下,文冠果和欧李人工恢复林地的SQI高于撂荒地,但提高不显著(P>0.05),人工种植4 a的欧李林地SQI高于人工种植4 a的文冠果林地,但差异不显著(P>0.05)。说明与撂荒地相比,文冠果和欧李可以作为该地区土壤改良的生态恢复灌木进行栽培利用。基于不同数据集指标计算的SQI之间相关性显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),最小数据集非线性(SQI-NLM)与重要数据集非线性(SQI-NLS)评价的土壤质量指数之间的相关系数最大,基于MDS的非线性土壤质量评价方法在研究区具有较好的适用性,能够比较准确地代表土壤质量状态。该土壤质量评价方法对银川平原沙化土地利用质量评价,以及深入开展文冠果、欧李等人工林栽培管理及该地区人工植被恢复具有一定的借鉴意义。

    • 基于Google Earth Engine的青藏高原土地沙化模拟与动态评估

      2023, 43(4):1526-1536. DOI: 10.5846/stxb202203090566

      摘要 (521) HTML (886) PDF 12.27 M (797) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原广布的高寒草原和高寒草甸,在气候变暖以及超载放牧等人类活动的影响下面临着沙化的风险,并且高寒干旱的气候条件使得高原草地生态系统极为脆弱,发生沙化后修复难度极大,对高原土地沙化时空动态评估极为必要。但目前针对大范围进行长时间快速沙化模拟监测的方法存在不足,通过对比实验构建了基于植被状况-地表反射率-土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维数据空间的沙化遥感模拟监测模型,利用Google Earth Engine遥感大数据对模型进行了代码实现,最终分析了青藏高原土地沙化时空格局的动态变化。结果揭示了青藏高原土地沙化总体缓解但问题依然存在的现象,具体体现在:(1)沙化总面积逐年减少,平均每年减少的面积达到55.13万hm2,但沙化模拟数据显示有大量的未沙化土地向轻度沙化转移。(2)沙化程度总体上趋于逆转状态,但部分区域土地沙化问题不断出现,主要分布于"一江两河"、唐古拉山南麓、柴达木盆地周边以及昌都地区,在三江源和川西甘南地区也有零星分布。

    • 1981-2018年新疆草地归一化植被指数时空特征及其对气候变化的响应

      2023, 43(4):1537-1552. DOI: 10.5846/stxb202201260251

      摘要 (657) HTML (1099) PDF 10.46 M (967) 评论 (0) 收藏

      摘要:在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981-2018年新疆草地归一化植被指数(NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明:(1)1981-2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259-0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化是草地植被生长的重要限制因子。

    • 黄土高原丘陵沟壑区柠条和沙棘树干液流的变化特征

      2023, 43(4):1553-1562. DOI: 10.5846/stxb202112173581

      摘要 (374) HTML (477) PDF 5.46 M (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来为防治黄土高原水土流失,我国政府开展了一系列的植被恢复工作。了解造林植被水分利用策略,对于在干旱半干旱黄土高原地区开展有效的植被恢复至关重要。以黄土高原甘肃省定西市安家沟小流域为研究区,选取黄土高原大规模植树造林灌木柠条(Caragana korshinskii)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,利用包裹式液流计于2020年6-9月对柠条和沙棘树干和枝条的液流进行观测,研究柠条和沙棘树干液流密度的日内与年内变化,以及与环境要素的关系。结果表明,柠条与沙棘的液流密度日内变化规律与光合有效辐射(Q0)、饱和水汽压差(Dz)变化趋势一致。液流密度对环境要素的响应不同,在8月份,柠条和沙棘液流密度受DzQ0和气温(Ta)的影响较大,其中,Dz占主导地位。在其他月份,液流密度主要受DzQ0的影响较大。当柠条与沙棘经历了长期干旱无雨的条件下,土壤含水量对树干液流的影响较大,DzQ0已不再是影响树干液流密度的主要因素。在降雨过后的阴天,树干液流仍保持较大的密度,这是由于在半干旱地区植被生长长期受土壤水分胁迫,降雨补给了土壤水分,对树干液流密度存在脉冲效应。

    • 中国旱区样带尺度植物多样性和生产力与环境因子的关系

      2023, 43(4):1563-1571. DOI: 10.5846/stxb202202110335

      摘要 (314) HTML (826) PDF 3.22 M (1220) 评论 (0) 收藏

      摘要:旱区植物多样性、生产力与环境因子的关系是旱区生态学研究的重要课题,对于揭示该地区植被的环境适应机制有重要的参考价值。基于中国旱区东西样带的系统采样和原位调查,定量分析了各影响因素对旱区植物多样性和生产力变化的解释作用,阐明了旱区群落生产力的调控机制。结果表明:(1)旱区群落性状加权值与地上生物量间的关系(R2=0.46)相较于Shannon-Wiener指数与地上生物量的关系(R2=0.21)更为紧密。(2)旱区群落Shannon-Wiener指数、群落性状加权值、地上生物量与年均降水量、土壤有机碳含量、土壤总氮含量线性正相关,与土壤总磷含量无显著相关性;Shannon-Wiener指数、群落性状加权值与年均气温线性负相关,地上生物量与年均气温无显著相关性。(3)年均降水量对旱区群落性状加权值的解释率为40.9%,两者为正相关关系;年均气温对Shannon-Wiener指数的解释率为28.3%,两者为负相关关系。(4)群落性状加权值对地上生物量的直接路径显著,年均降雨量、年均气温和土壤有机碳通过群落性状加权值间接影响地上生物量。

    • 关帝山云杉次生林树木径向生长的空间关联及其影响因子

      2023, 43(4):1572-1583. DOI: 10.5846/stxb202203080550

      摘要 (371) HTML (488) PDF 1.43 M (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:以关帝山4 hm2云杉次生林样地为研究对象,按照CTFS (Center for Tropical Forest Science)技术规范对样地树木进行连续定位监测。利用2010至2015年间样地主要树种生长量观测数据,结合地形、土壤等环境因子调查及采样测定数据,分析了树木种群径向生长的空间关联性及其随生境的变化,并探讨了树木种群径向生长的影响因素。结果表明,青杄、华北落叶松、红桦、白桦和辽东栎为云杉次生林主要树种,在样地4个生境型(山脊生境、低海拔缓坡生境、高海拔缓坡生境、低洼地陡坡生境)中均有分布且呈现不同的径级结构。标记相关函数分析显示,同一生境型中,5树种径向生长的空间关联性各异;对于同一树种,径向生长的空间自相关性不仅具有尺度依赖性,同时生境型的不同导致树木径向生长的空间关联性发生变化。线性混合效应模型分析显示,初始胸径对树木径向生长的显著正效应在样地各类生境型的所有种群中普遍存在;生物因子对树木径向生长的显著影响只在特定生境型的青杄种群中被检测到,表明树木径向生长受同种邻体影响,但其影响显著性因树种而异;环境因子中,海拔和凹凸度对树木径向生长呈显著负效应,坡度、土壤第一主成分(偏酸性的pH及较高含量的有效锰、有效镍、有效铁、有效铜)、土壤第二主成分(较高含量的全盐、速效氮、速效钾、有机质)对径向生长量呈显著正效应。云杉次生林树木径向生长及其空间关联格局的形成受树木胸径、邻体生物以及生境因子共同驱动。

    • 干旱荒漠区不同藓结皮斑块碳通量对降雨量变化的响应

      2023, 43(4):1584-1595. DOI: 10.5846/stxb202107181930

      摘要 (275) HTML (460) PDF 4.56 M (1243) 评论 (0) 收藏

      摘要:藓结皮作为干旱区重要的地表覆盖物,主要呈斑块状分布,其大小能够明显改变土壤和藓类植物的含水量、蒸散量以及养分含量,对荒漠地表的稳定和碳循环具有重要作用。降雨是干旱荒漠区土壤水分的主要来源,能够直接影响藓结皮的生理活性,决定了藓结皮土壤的碳源-碳汇效应。然而不同大小藓结皮斑块碳通量对降雨的响应是否不同并不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)斑块为研究对象,施加不同降雨量(0 mm、2 mm、5 mm、15 mm降雨),连续54 h测定不同大小藓结皮斑块(直径为:4.6 cm、5.6 cm、10 cm)碳通量。结果显示:(1)在2 mm和5 mm降雨量下,不同斑块大小藓结皮静碳交换速率连续54 h内的变化趋势相似,直径为4.6 cm和5.6 cm斑块累积碳通量呈负值,表现为碳固定,10 cm斑块则相反表现为碳释放,在15 mm降雨量下,不同斑块大小藓结皮碳通量均表现为碳释放,直径为10 cm的藓结皮斑块净碳交换速率随时间的变化趋势与直径5.6 cm和4.6 cm藓结皮斑块不同;(2)斑块大小和降雨量变化均显著影响藓结皮斑块碳通量,土壤含水量与静碳交换速率呈显著的正效应,且土壤含水量与静碳交换速率间斜率随斑块面积增加呈增加趋势,土壤温度低于25℃时,藓结皮斑块碳通量随土壤温度增加呈降低趋势,高于25℃时,土壤温度对藓结皮斑块碳通量无显著影响。因此,未来荒漠藓结皮碳通量研究中应考虑降雨量和斑块大小对藓结皮碳通量的影响;且从碳收支平衡解释小型藓结皮斑块对荒漠小降雨脉冲有较强的适应性,同时为评估未来荒漠降水格局变化下荒漠藓结皮斑块组成、分布以及荒漠生态系统碳循环研究提供科学理论基础。

    • 2000-2019年四川省植被恢复成效与影响因素

      2023, 43(4):1596-1609. DOI: 10.5846/stxb202106071505

      摘要 (538) HTML (705) PDF 18.26 M (945) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家实施天然林资源保护工程与退耕还林等生态建设工程,为构筑长江上游生态屏障、促进长江流域经济可持续发展做出了突出贡献;评估退耕还林等生态工程实施后植被恢复成效及影响因素是促进区域植被恢复优化与生态环境改善的关键一步。基于MODIS MOD13Q1数据,应用Theil Sen斜率与Mann-Kendall趋势检验、"基线"评价方法、时空地理加权回归模型等量化不同时间尺度的植被时空变化、恢复成效和恢复机制。结果表明(1)植被覆盖状况良好,截止2019年底,四川省91%的区域植被出现增长,四川盆地东北部、四川省南部地区以及东南部乌蒙山、川西北高原地区植被覆盖较高;成都市内以及周围市区植被覆盖率较低。(2)植被恢复成效时空差异显著,占全省面积98.68%的区域植被恢复成效明显,高值区面积占比71.47%,集中于除成都平原外的四川省绝大部分区域。(3)气候变化对植被变化的影响以不显著为主,气温、降水对四川省植被恢复影响微弱,海拔和>35°坡度面积比等地理环境因子则以弱抑制作用为主。(4)在相对平稳的气候背景下,人均财政支出、耕地面积与人均GDP所代表的社会经济因素是植被恢复成效改善的重要影响因素。研究揭示的植被恢复效果及关键气候、地理环境和社会经济因子,可为植被恢复政策的优化提供一定理论支撑。

    • 武夷山常绿阔叶林乔木与灌木小枝树皮主要功能性状的趋同

      2023, 43(4):1610-1620. DOI: 10.5846/stxb202110102837

      摘要 (407) HTML (509) PDF 1.54 M (989) 评论 (0) 收藏

      摘要:树皮是维管形成层以外的所有组织,其功能性状是反映植物生态适应策略的重要研究对象。为了揭示亚热带山地乔、灌木小枝树皮功能性状特征及其关联性,采用独立样本T检验和标准主轴回归方法对武夷山19种常见木本植物小枝树皮的主要功能性状的基本特征及其相关性进行了分析。结果发现:(1)树皮厚度、树皮密度与树皮含水量在乔、灌木之间无显著差异,其均值分别为(0.78±0.06) mm、(0.58±0.03) mg/cm3和(155.07±14.16)%。树皮碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征在乔、灌木之间差异也不显著,C、N、P平均值分别为(492.43±4.25) mg/g、(8.90±0.74) mg/g和(0.61±0.06) mg/g,树皮C : N、C : P与N : P平均值分别为60.76±4.17、905.53±67.36与15.19±0.84。(2)树皮性状之间存在关联,其中树皮厚度与密度、密度与含水量均呈异速生长关系,而树皮厚度与含水量、氮含量与磷含量均呈等速生长关系。乔木树皮碳含量和磷含量间、灌木树皮密度和氮含量间均呈异速生长关系,乔木与灌木各性状间关系差异不显著。结果表明,在相同的亚热带山地环境下,乔木和灌木小枝树皮主要功能性状之间具有趋同性,体现了木本植物在相同海拔环境下相似的适应策略。

    • 基于优选遥感干旱指数的华北平原干旱时空变化特征分析

      2023, 43(4):1621-1634. DOI: 10.5846/stxb202110122864

      摘要 (579) HTML (757) PDF 25.76 M (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品和气象资料,对比分析了作物缺水指数(CWSI)、干旱严重度指数(DSI)、归一化植被供水指数(NVSWI)和温度植被干旱指数(TVDI)表征华北平原干旱状况的适用性,并基于优选后的指数研究了2000-2018年干旱的时空变化特征。结果表明:(1) CWSI在反映干旱的效果上明显优于另外三种干旱指数。(2)时间上,2000-2018年春季干旱最严重,其次是秋季和冬季,夏季干旱最轻,但春季干旱强度有所下降,速率为-0.03/10a,而其他三季均呈增加趋势,速率为(0.01-0.08)/10a。(3)空间上,华北平原东部和东南部发生轻旱频率高,西部和北部中旱及以上干旱频率较高。山东省西北部及河南省东部、安徽省北部等地春旱呈显著减弱趋势(P<0.05);夏季华北平原东南部干旱增加趋势显著(P<0.05),而北部减弱趋势显著(P<0.05);秋季华北平原西南一带干旱上升趋势较大;冬季西部、中部及南部干旱增加趋势显著(P<0.05)。

    • 毛乌素沙地杨柴液流变化对气象因子的响应

      2023, 43(4):1635-1645. DOI: 10.5846/stxb202111303375

      摘要 (295) HTML (442) PDF 1.95 M (849) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用FLOW32-1K (Thermal Dissipation Probe)热平衡包裹式液流仪对毛乌素沙地杨柴(Hedysarum leave)植株液流速率进行了连续监测,同步监测灌木林地内气温、太阳辐射、相对湿度和饱和水汽压差(VPD)等气象因子,探讨了在不同时间尺度下杨柴植株液流特征及其与气象因子的关系。结果表明:(1)不同径级(3-4 mm、4-6 mm和>6 mm)杨柴植株的日平均液流速率分别为5.61 g/h、9.29 g/h、35.30 g/h,平均日液流量分别为(134.72±82.48) g/d、(223.06±152.20) g/d、(847.23±403.38) g/d。不同天气条件下的树干液流速率晴天>阴天,液流速率变化呈"昼高夜低",不同月份表现为8月 > 7月 > 9月。(2)影响晴天和雨天杨柴植株液流的首要气象因子都是太阳辐射,小时尺度下,太阳辐射、气温、相对湿度和饱和水汽压共同解释杨柴液流的75%以上,在日尺度下,气象因子可以共同解释其80.8%以上;且随着时间尺度增大,进入回归方程的气象因子个数呈减小趋势,但气象因子对杨柴液流变化的解释度呈增加趋势。研究在未来不能进行连续观测的条件下,通过气象因子和预测模型来估算杨柴液流变化,进而可指导毛乌素沙地植被恢复与水资源管理。

    • 2001-2019年太行山南麓栓皮栎人工林叶面积指数与气候因子的关系

      2023, 43(4):1646-1654. DOI: 10.5846/stxb202112173576

      摘要 (328) HTML (521) PDF 2.57 M (607) 评论 (0) 收藏

      摘要:栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,太行山南麓属我国林业工程重点区域,对气候变化较敏感,研究该地区栓皮栎人工林叶面积指数(LAI)与气候因子的关系对我国林业生态工程建设、温带森林碳汇功能评估有重要意义。依托河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站,利用LAI实测数据对2001-2019年基于MODIS地表反射率反演的LAI产品进行校正,分析了近19年来太行山南麓的气候变化趋势,以及40年生栓皮栎-刺槐-侧柏混交人工林LAI的变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:2001-2019年实验区气候为变暖、变湿润趋势,气温升高温变化率为0.70℃/10a,生长季增温高于非生长季,生长季和非生长季降水量分别为增加和减少趋势。近10年来气候暖湿化趋势加快,高温天气发生的频率和强度增加。实验区栓皮栎混交人工林LAI为增加趋势,近19年平均值为2.09,增长率为0.21/10a,近熟林时期LAI增长率低于中龄林时期。气温是影响LAI季节和年际变异的主导气候因子,降水量主要影响LAI的季节变异。近熟林时期高温天气超过35 d的年份LAI比上一年度减小。

    • 昆承湖优势种鱼类时空-营养生态位

      2023, 43(4):1655-1663. DOI: 10.5846/stxb202203160644

      摘要 (450) HTML (1352) PDF 3.14 M (1020) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解昆承湖优势种鱼类资源利用情况,首先利用生态位方法计算了时间、空间及营养三个资源维度的生态位宽度及重叠值,然后根据时空-营养生态位宽度值将优势种鱼类划分为广位种、中位种和窄位种,最后讨论了生态位宽度及重叠的可能原因。结果显示:刀鲚Coilia nasus、蒙古鲌Chanodichthys mongolicus、似鱎Toxabramis swinhonis、似鳊Pseudobrama simoni、鳙Hypophthalmichthys nobilis、鲢Hypophthalmichthys molitrix、花鱼骨Hemibarbus maculatus、似刺鳊鮈Paracanthobrama guichenoti、大鳍鱊Acheilognathus macropterus和鲫Carassius auratus为优势种。在时间维度:鲢的生态位宽度最大,似鳊的最小;生态位重叠具有显著意义的有24对,占总的53.33%。在空间维度,似刺鳊鮈最大,鲢最小;生态位重叠具有显著意义的有36对,占总的80%。在营养维度,最大的为鲫,最小的为花鱼骨;生态位重叠具有显著意义的有8对,占17.78%。结合时间、空间和营养三个维度,鲫的生态位宽度最大,是唯一真正的广位种,最小的为花鱼骨;生态位重叠具有显著意义的有2对,占总的4.44%。研究表明:优势种的生态位宽度值主要受到季节变化、鱼类自身生态习性和增殖放流的影响;生态位重叠随资源维度的增加而降低,从而减少竞争以达到共存的目的。研究可为国内浅水湖泊鱼类时间-空间-营养生态位研究和生物多样性维持机理等研究积累基础资料。

    • 长江上游弥陀漫滩水体鱼类食物网动态的季节性变化

      2023, 43(4):1664-1675. DOI: 10.5846/stxb202203240734

      摘要 (343) HTML (548) PDF 6.77 M (1469) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江上游是我国鱼类生物多样性最为丰富的地区之一,漫滩作为河流生态系统的重要组成部分对维持区域鱼类生物多样性具有重要作用。于2019年丰水期(8月份)和枯水期间(11月份)应用碳、氮稳定同位素技术并结合Bayesian混合模型和SIBER分析方法,对长江上游弥陀漫滩水体鱼类食物网结构动态的季节性变化特征进行了研究。结果显示:丰水期基础碳源的δ13C、δ15N平均值分别为-23.02‰和2.58‰,范围分别为-31.01‰--11.2‰(δ13C)和-0.51‰-6.84‰(δ15N);枯水期其δ13C、δ15N平均值分别为-21.93‰、7.22‰,范围分别为-26.31‰--15.36‰(δ13C)和4.89‰-8.81‰(δ15N)。丰水期鱼类食物网能量主要依赖于外源性营养物质,食物链长度达到3.6级;枯水期内源性营养物质是食物网能量的主要贡献者,食物链长度为2.6级。相对于枯水期,丰水期间鱼类群落拥有更大的生态位空间面积,反映了其食物来源的多样化或利用了不同的生境类型。研究结果表明水文连通性的季节性变化不仅能改变消费者与食物资源之间的耦合模式,也是决定研究区域生物多样性高低和鱼类食物网结构稳定性的重要因素。研究结果可为长江上游漫滩水体水生生物多样性保护提供理论依据。

    • 基于环境DNA技术的赤水河秋季鱼类多样性分布特征

      2023, 43(4):1676-1690. DOI: 10.5846/stxb202208222405

      摘要 (618) HTML (942) PDF 4.45 M (969) 评论 (0) 收藏

      摘要:赤水河是长江上游少有的仍保持自然流态的大型一级支流,是长江鱼类重要的繁衍场和珍稀物种的保护地,摸清其鱼类多样性现状及鱼类群落结构特征对赤水河水生态恢复评估极为重要。于2021年9月对赤水河流域开展了鱼类多样性、分布及其特征调查,全流域共设置52个采样点,采用环境DNA技术采集并研究了赤水河鱼类的组成及其分布。结果显示通过环境DNA方法共调查到鱼类6目18科62属77种,包含16种长江特有鱼类。以鲤形目为主,占总数的87.87%。赤水河鱼类食性以杂食性和肉食性鱼类为主,群落结构上,处于下层水环境鱼类较多;赤水河鱼类优势种为宽鳍鱲(Y=0.205)、西昌华吸鳅(Y=0.085)、麦穗鱼(Y=0.068)、乌苏拟鲿(Y=0.033)、云南光唇鱼(Y=0.027);赤水河上游和下游鱼类群落(P<0.01)和Shannon-Wiener指数差异均显著(P<0.05)。海拔、流速、pH、电导率和温度是影响赤水河鱼类多样性的主要环境因素。为环境DNA技术在赤水河鱼类多样性调查中的应用提供了探索性研究,将有助于赤水河生物多样性的保护。

    • 生姜根系不同生态位细菌群落多样性特征、组成及结构差异

      2023, 43(4):1691-1702. DOI: 10.5846/stxb202203150632

      摘要 (349) HTML (1042) PDF 17.23 M (822) 评论 (0) 收藏

      摘要:生姜作为常见的调味品和传统中药材,是我国重要的经济作物之一。作为取食部分的生姜块茎与根系直接相连,其产量、品质与根相关细菌群落密切相关。然而,关于生姜根系微环境中细菌群落的特点仍鲜有报道,土壤环境能否衍生出宿主特异性内生菌群落尚不清楚。以生姜根系不同生态位细菌群落为研究对象,采用高通量测序技术,对非根际、根际及根内细菌进行16S rRNA基因测序。结果表明,不同生态位细菌群落多样性存在显著差异,其中非根际及根际细菌群落多样性(Shannon index,Observed species,Faith's PD)显著高于内生菌群落。同时,各生态位共现网络稳定性和复杂度表现为非根际 > 根际 > 根内细菌群落。而在组成上,细菌群落在不同生态位差异显著(R2=0.57,P=0.001)。其中变形菌门(Proteobacteria)是根内的优势门,该门类下假单胞菌属(Pseudomonas)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)及泛菌属(Pantoea)在根内显著富集。在根际细菌中,拟杆菌门(Bacteroidetes)及厚壁菌门(Firmicutes)显著富集,其丰度优势主要由鞘氨醇菌属(Chitinophaga)、杆菌属(Bacillus)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)等所贡献。土壤环境因子对细菌群落有一定的影响,土壤pH与非根际细菌群落密切相关,速效磷与根际细菌群落组成显著相关,而内生菌群落不受土壤理化因子的影响。进一步通过溯源分析发现根际细菌群落42.8%源自非根际,而内生菌群落47.3%源自根际,证明了生姜根相关细菌群落存在生态位水平传播。总之,根系不同生态位的细菌群落多样性、稳定性及细菌分类均有显著差异,体现了根系对土壤细菌群落的筛选、过滤作用。借助于根系不同生态位细菌群落的组成分析,明确了不同生态位细菌的共性与差异,为生姜根系相关细菌群落的开发利用奠定了基础。

    • >专论与综述
    • 城市荒野生态研究概述

      2023, 43(4):1703-1713. DOI: 10.5846/stxb202202210410

      摘要 (378) HTML (1165) PDF 1.93 M (1679) 评论 (0) 收藏

      摘要:荒野是地球表面未受人类开发建设影响或基本不受人类活动干扰的自然区域,在城市的局部人为干扰极低区域也存在荒野片段。城市荒野作为城市内部及周边区域中以自然过程主导的景观单元,其物种组成、结构、过程和功能处于基本不受人类活动干扰的状况,因此具有高度自我调节的生态过程,以及良好的生态系统服务潜力,是城市生态系统的高保护价值区域。城市荒野有别于一般人工生态系统的生态特征及生物多样性保育等高价值服务功能开始引起人们的广泛重视,被认为是完善城市生态网络、保护城市生物多样性以及应对人类世人地矛盾激化的重要机遇。当前,国内外城市荒野研究尚处在初级阶段,有关城市荒野辨识、分类及生态特征等方面的研究滞后,制约了城市荒野的价值判断与保护决策。研究系统分析了城市荒野生态研究的进展与趋势,深入辨析了城市荒野的概念、分类与生态特征,探讨了城市荒野与人类的共存挑战和协同机遇,针对现有研究不足提出了保护和修复对策,并就值得进一步关注的研究方向给出了相关建议。研究旨在阐明基于城市荒野恢复城市与自然联系的机遇和挑战,可为城市生物多样性可持续管理提供科学依据,对城市自然资本保护与增强城市生态系统韧性具有重要意义。

    • 黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合作用研究进展

      2023, 43(4):1714-1725. DOI: 10.5846/stxb202112243643

      摘要 (656) HTML (1204) PDF 9.18 M (1589) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原植被恢复后土壤水分、有机碳和微生物群落发生了非同步性演变。土壤微生物是各种生命活动的载体,在土壤水-碳耦合过程中参与了一系列的氧化与还原反应,因此,土壤微生物在水-碳耦合关键过程中起着重要的调节作用,三者存在着密切的耦合关系。尽管关于植被恢复后土壤水分和有机碳变化的研究已开展较多,但是由于土壤微生物活动和群落结构复杂性和易变性,这给土壤微生物介导的水-碳耦合研究带来了相当大的困难。迄今为止,黄土高原植被恢复后土壤水、碳、微生物三者之间的耦合关系缺乏总体性的融合,大多数研究只能假设各个生物化学过程是相对独立的,对土壤水、碳、微生物耦合的认知仍存在局限性。由此,首先对黄土高原植被恢复进程、土壤水分过程和有机碳变化分别进行了综述,结合已有的理论和证据进一步概括了黄土高原土壤有机碳、微生物群落对降水格局的响应。最后整合植被、土壤和微生物界面等关键生态过程,总结了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合界面过程,采用HYDRUS-2D模型(水文过程模型)和ORCHIDEE模型(生态系统碳模型),并融入土壤微生物种群生长动态,基于稳定碳、水同位素技术和DNA探针技术,初步构建了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合模型框架,有利于实现土壤水、碳、微生物各界面调控过程的准确模拟与精确刻画,为黄土高原植被恢复过程中生态环境的可持续发展及其对气候变化的应对模式提供科学理论支撑。

    • 韧性城市研究综述——基于城市复杂系统视角

      2023, 43(4):1726-1737. DOI: 10.5846/stxb202203230723

      摘要 (1196) HTML (2960) PDF 2.45 M (2824) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全球气候变化与持续城市化的背景下,增强城市韧性是提升城市应急管理能力,实现城市系统可持续发展的重要途径。明确城市韧性的内涵、核心要素及相互作用机理,开展城市系统韧性测度与城市系统模拟,对提升变化环境下城市系统恢复力与韧性水平,缓解变化环境对城市系统运行稳定性冲击压力具有重要意义。基于文献与资料分析,全面解析韧性城市核心概念与各国韧性城市建设、管理与研究实践。此外,研究从城市复杂系统视角探究变化环境对城市系统影响机制、测度方法与系统模拟路径。研究为韧性城市理论、方法与实证研究提供了参考,并为我国韧性城市建设实践提供决策依据与政策建议。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的绿色基础设施水生态系统服务供需评价研究进展

      2023, 43(4):1738-1747. DOI: 10.5846/stxb202108182287

      摘要 (462) HTML (891) PDF 3.83 M (1219) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为国家的自然生命支持系统,区域、城市和社区尺度的绿色基础设施可提供多种水生态系统服务。然而,服务在传递过程中存在空间错位与时间滞后效应。绿色基础设施水生态系统服务供需评价能够识别供需时空异质特征,促进服务供给与需求的均衡。研究利用Citespace对国内外相关研究展开分析,阐明了绿色基础设施水生态系统服务的供需内涵,对供需评价内容、评价方法与均衡分析方法进行了综述。研究发现:(1)融合生态系统服务供需评价与绿色基础设施规划设计的研究有了初步进展,但针对绿色基础设施水生态系统服务的系统性研究并不多见。(2)供给评价研究丰富,测度指标多依赖客观的生物物理数据;需求评价热度上升,测度指标多基于消费、偏好、感知和社会经济价值;测度单元有行政单元、流域/生境等环境单元与土地利用单元等。(3)评价方法有生态模型法、公众参与法、价值评价法与经验统计模型法,生态模型法逐渐普及,提出了评价方法的选用与关键参数确定的原则。(4)供需均衡研究多聚焦数量、空间的静态均衡研究,动态均衡研究有待进一步探索。基于当前研究动态,未来应重点关注多尺度下供需评价指标体系构建,探索供需评价的集成方法,提高供需评价精度,加强供需动态均衡分析研究以及空间优化管理中的应用。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(4):1748-1748.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 1.24 M (320) 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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