• 2023年第43卷第7期文章目次
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      2023, 43(7):0-0.

      摘要 (233) HTML (0) PDF 6.89 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

      2023, 43(7):2569-2582. DOI: 10.5846/stxb202204221098

      摘要 (383) HTML (274) PDF 10.55 M (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明:(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区 > 限制开发区 > 重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365-0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展路径提出具体对策建议。

    • 融入生态安全的兰西城市群土地利用功能布局优化

      2023, 43(7):2583-2593. DOI: 10.5846/stxb202203140617

      摘要 (281) HTML (243) PDF 5.44 M (671) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域生态安全对协调土地利用和生态环境的关系、促进资源的合理配置以及实现区域协调发展具有重要的意义。以兰西城市群作为典型地区,将形态空间格局分析(MPSA)应用到土地利用功能优化配置研究中,通过构建MSPA-GMOP-PLUS耦合模型,将生态安全纳入城市群土地利用功能和空间结构优化中,为区域布局优化提供了新思路。结果表明:(1)生态源地对区域生态安全具有重要意义,2020年兰西城市群共有20个生态源地,生态核心总面积为43355.5 km2。此外,在土地利用功能分区中,生态保护区面积占比仍为最大(30.7%),生态边缘区面积也占19.2%,为生态保护提供了缓冲地带。(2)基于MSPA的仿真模拟可以限制城市群不平衡的发展趋势,优于传统土地利用规划模式。新模式下的生产、生活、生态用地占比分别由传统模式的30.17%、11.25%、55.58%优化至31.92%、10.70%和57.38%。优化结果不仅保证了优质生产空间的稳定性,而且有效确保了生态空间的可持续性。此外,不同开发情景的下土地利用布局结果,可以作为提高土地资源利用率和制定土地利用空间规划的参考。

    • 粤港澳大湾区生态系统健康时空变化及其对城镇化的响应

      2023, 43(7):2594-2604. DOI: 10.5846/stxb202201230219

      摘要 (325) HTML (379) PDF 23.69 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域生态系统健康评价是获取区域生态系统状况的重要手段,对生态保护和恢复具有现实的指导意义。研究从人类与生态系统耦合角度出发,基于生态系统完整性以及人类对生态系统服务的需求,在"活力-组织力-弹性"框架基础上引入生态系统服务供需指标构建评价框架。以粤港澳大湾区为例,分析2005-2018年生态系统健康时空变化特征及其对城镇化的响应。研究结果表明:(1)2005-2018年间,大湾区生态系统健康呈现中部低四周高的空间格局,以好,较好和一般水平为主;从时间变化上来看,大湾区四周山区生态系统健康状况有所改善,而中部地区健康状况则逐渐恶化。(2)大湾区生态系统活力在改善区域生态系统健康中发挥了重要的作用;此外,生态系统服务供需对传统生态系统健康评价结果进行适当修正,生态系统服务供需赤字加剧了中部地区生态系统健康状况的恶化。(3)大湾区生态系统健康与人口城镇化、土地城镇化间均存在显著的空间负相关性,其中,土地城镇化对生态系统健康的负面影响越来越显著,特别是大湾区中部地区。研究以期为生态系统健康评价提供新思路,同时为大湾区生态系统保护与管理提供参考。

    • 太行山东北部区域野生动物损害及损害补偿

      2023, 43(7):2605-2613. DOI: 10.5846/stxb202112023394

      摘要 (251) HTML (239) PDF 2.72 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:人兽冲突是生物多样性保护的重要研究主题,合理的损害补偿有助于野生动物可持续保护及管理。为探究太行山东北部区域野生动物损害及损害补偿,于2019年与2020年7-9月对区域内主要肇事野生动物(野猪Sus scrofa和狗獾Meles leucurus)进行了种群及损害调查;2021年7-8月基于访谈,对区域的损害赔偿及社区的受偿意愿进行了量化计测和分析。结果表明,太行山东北部区域的野猪(密度为(6.283±1.274)只/km2)及狗獾(密度为(4.855±1.610)只/km2)种群较大,对区域内的农业生产带来了较大损害,且肇事频率呈上升趋势;已有的防控手段效果有限,当地社区对野生动物保护支持度较高,但对肇事动物保护的态度相对消极;区域内的野生动物损害补偿已普遍施行,有效补偿了受损农户的部分经济损失,但也存在补偿覆盖不全面、补偿标准模糊及补偿数额偏低等问题。当地农户的受偿意愿((10962.60±1751.55)元/hm2)与其文化程度、损害补偿满意度和野生动物保护态度负相关,与保护政策支持度正相关。根据调研结果,建议加大力度落实野生动物损害补偿政策、构建野生动物损害保险制度、开展长期监测,并控制野生动物种群数量,最终通过调整土地利用模式、提供替代生计等方法,化解人兽冲突矛盾。

    • 东北虎豹国家公园生态环境质量动态评价及其气候响应

      2023, 43(7):2614-2626. DOI: 10.5846/stxb202204130981

      摘要 (281) HTML (240) PDF 23.25 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动及气候变化对东北虎豹国家公园生态环境产生深刻的影响,探究该地区生态环境质量的时空演变规律对园区可持续发展具有重要意义。在原有遥感生态指数基础上,选用增强型植被指数代替原绿度指标中的归一化植被指数,构建2001-2020年植被生长季遥感生态指数,探讨园区内核心保护区、虎豹潜在栖息地及主要人口聚集区三大管控区生态环境质量时空变化特征,并基于像元尺度分析其对气候因素的响应。结果表明:(1)近20年虎豹公园生态环境质量呈波动微弱下降趋势,2015年后生态环境质量逐步提升,2020年达到良好水平;(2)园区内各管控区生态环境质量具有明显的空间分异性,东部核心保护区中部及虎豹潜在栖息地中部以南地区生态环境质量较好,主要人口聚集区相对较差。(3)近20年虎豹公园生态环境质量稳定性较差。未来生态环境质量变化趋势为上升的面积占60.86%,表明未来生态环境趋势总体向好,但局部地区仍存在持续恶化态势。(4)虎豹公园生态环境质量主要受降水的影响,与降水呈显著正相关关系,与气温及日照的相关性较弱。

    • 武汉城市圈县域空间横向碳生态补偿研究——基于土地利用碳收支差异

      2023, 43(7):2627-2639. DOI: 10.5846/stxb202204130976

      摘要 (288) HTML (312) PDF 7.76 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:认识和探讨区域土地利用碳收支并构建碳生态补偿模式,对于引导区域低碳协调发展、促进实现碳中和目标具有重要理论和现实意义。探究基于土地利用碳收支的碳生态补偿原理,并以武汉城市圈县域为实证研究对象,依据区域土地利用碳收支差异,在碳中和目标下估算城市圈各县(市、区)的碳生态补偿标准,明确碳生态补偿支付或受偿次序。结果表明:(1)研究期内城市圈各县(市、区)土地利用净碳排放空间差异显著。土地利用净碳排放呈现"西高东低,南北低中心高"的空间分布特点,且该空间分布特征逐渐强化;(2)武汉城市圈有14个碳生态补偿支付区,大多位于城市圈中部和西部地区,其中包括5个优先支付区、6个次级支付区、3个潜在支付区;(3)武汉城市圈有25个碳生态补偿受偿区,大多位于城市圈东部及外围地区,其中包括5个优先受偿区、9个次级受偿区、11个潜在受偿区,并针对不同类型支付和受偿区提出差别化的低碳发展对策建议。

    • 中国主要城市森林对大气PM2.5的削减量及其占大气PM2.5总量比例

      2023, 43(7):2640-2649. DOI: 10.5846/stxb202201030008

      摘要 (298) HTML (387) PDF 6.62 M (786) 评论 (0) 收藏

      摘要:空气中的细颗粒物(PM2.5)是我国城市空气污染的主要污染物之一,严重威胁着城市居民的健康,限制城市发展的可持续性。PM2.5去除的自然途径有两种,分别是干沉降和湿沉降,其中干沉降占据主导作用,且干沉降的过程和效率与城市森林紧密关联。目前针对城市森林对干沉降作用的研究主要是在小尺度中从不同树种、不同群落结构、不同景观类型等角度来估算并比较其滞尘量,较少关注其占空气污染总量的比率,从而可能影响对城市森林滞尘服务能力的判断。因此,利用城市森林效益(Urban Forest Effect,UFORE)模型中的大气污染干沉降模块的核心算法,以2015年为例,估算了我国主要城市辖区的城市森林一年内对大气中的PM2.5削减量以及其占空气中PM2.5污染总量的比重。结果显示:(1)2015年全国主要城市单位绿地面积日均滞尘量较高地区主要集中在华北地区、华东地区、以及东北地区。其中北京30.47mg/m2,苏州24.63mg/m2,沈阳28.55mg/m2。(2)城市森林的滞尘效果具有明显的季节效应,冬季滞尘量明显高于夏季,而夏季滞尘率高于冬季。(3)虽然滞尘总量较大,但城市森林对城市空气污染物的滞尘量占空气PM2.5污染总量的最大值不到4%,凸显出客观认识城市森林滞尘作用的必要性。本文的研究结果可为城市大气污染的生态解决方案和生态宜居城市建设提供一定的科学支撑。

    • 北京主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测

      2023, 43(7):2650-2662. DOI: 10.5846/stxb202202220416

      摘要 (287) HTML (421) PDF 3.50 M (779) 评论 (0) 收藏

      摘要:花粉是我国北方引发过敏性鼻炎最主要过敏原,花粉症发病期与花粉浓度高峰期吻合。基于北京地区2012至2020年花粉季多站、逐日分类花粉浓度观测数据分析,得出北京地区花粉浓度在3月上旬至5月中旬(可进一步划分为3月中旬至4月上旬和4月下旬至5月上旬两个高峰期)和8月中旬至9月中旬分别存在两个高峰期,第一个高峰期内优势致敏花粉种类为柏科、杨柳科和松科,第二个高峰期内优势致敏花粉种类为桑科、菊科蒿属和藜科。根据优势致敏花粉年浓度峰值日期观测数据,使用与花粉采样站点位置相匹配的逐日气象观测数据累积值,基于作物模型概念和模糊逻辑原理建立了北京地区主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测模型。经检验,柏科、杨柳科、松科、桑科、菊科蒿属和藜科花粉模型预测准确率分别为87.8%、80.0%、64.4%、86.7%、78.8%和81.8%。基于北京地区主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测模型可为本地花粉症防治提供理论参考。

    • 湿地保护、生态旅游与农民增收——以云南拉市海湿地为例

      2023, 43(7):2663-2675. DOI: 10.5846/stxb202201100080

      摘要 (312) HTML (285) PDF 1.59 M (524) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态保护与经济发展之间的矛盾是发展中国家普遍存在的问题。近年来中国开展了大规模的生态保护行动,但对于这些行动的经济效应评估主要集中在森林和草地保护,而对湿地保护鲜少关注。选取云南一个典型的高原湿地,基于当地实施的退耕还湿政策,运用倾向得分匹配(PSM)和双重差分法(DID)检验了退耕还湿对农民收入和生态旅游的长期动态影响,并进一步讨论了政策效果的异质性以及补偿资金在湿地保护中的作用。研究发现:(1)退耕还湿具有显著的增收效应,使人均收入提高了约40%,并促进了生态旅游的发展;(2)随着时间推移,退耕还湿对农民收入和生态旅游的促进作用不断增强,在多重因素的综合影响下,农民通过生计转型实现长期增收;(3)退耕还湿存在明显的异质性影响。在不同收入群体中,低收入和高收入群体的增收效应最明显,而对生态旅游的影响则主要体现在高收入群体中;此外,距离湿地资源越近的地区,农民越倾向于通过开展生态旅游实现增收;(4)补偿资金在湿地保护中具有双重作用,不仅在保护行动前期作为安全网维持农民收入不降低,而且作为启动市场和吸引民间资本参与的种子资金,进一步支持了生态旅游的发展。研究结果能够为湿地保护与社会经济协调发展提供新的实证证据。

    • 网络视角下城市物质代谢过程解析——以京津冀13城市为例

      2023, 43(7):2676-2687. DOI: 10.5846/stxb202204221104

      摘要 (182) HTML (284) PDF 6.01 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径和节点关系进行深入探究,并分析其变化。结果表明,京津冀地区97%的流量都集中于各城市内部,各城市之间的优势互补有待加强。2017年京津冀13城市代谢总流量增长为2000年的3.3倍,其中承德、秦皇岛和唐山增长最为迅速,而衡水是唯一一个流量下降的城市。各城市的关键路径中有71.8%呈现流量上升态势,加工制造业为涉及关键路径最多的部门,其中加工制造业-环境为大多数所有城市共有的关键路径。掠夺/控制是京津冀13城市的主导关系类型;2000-2017年间13城市总体的生态关系良性转变少于劣性转变,致使共生关系数量下降,需要从交通运输业、采掘业和加工制造业等重点部门上寻求突破。关键路径及生态关系等代谢网络特征及其变化的识别,有效打破了城市代谢的"黑箱",为缓解不同城市物质利用所带来的资源环境问题提供可靠理论依据。

    • 三峡库区坡耕地利用转型及其社会经济-生态环境影响——以奉节县为例

      2023, 43(7):2688-2702. DOI: 10.5846/stxb202204241130

      摘要 (220) HTML (194) PDF 31.89 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究典型生态脆弱区坡耕地利用转型及其对区域社会经济-生态环境的影响,对于合理利用山区坡耕地资源、实现社会经济-生态环境系统可持续发展具有重要意义。基于奉节县2000、2010、2020年土地利用数据,采用坡耕地利用形态转型测度、社会经济发展水平和生态环境质量评价等方法,揭示山区坡耕地利用转型的一般规律,综合定量探究坡耕地利用转型对区域社会经济、生态环境的影响,并测量对其耦合变化类型的驱动机理。结果表明:(1)2000-2020年奉节县坡耕地面积整体缩减,以廊道和边缘斑块坡耕地形态减少为主,减少的坡耕地主要向具有生态功能的林地和生态经济功能的园地转换;(2)社会经济发展水平和生态环境质量整体均呈增长趋势,且区域差异显著,前者呈"长江河谷区高-山区低"的分布格局,后者呈"长江河谷区低-山区高"的空间格局;(3)坡耕地利用转型对社会经济发展-生态环境质量耦合响应类型可以归纳为社会经济-生态环境同步发展型、社会经济发展-生态滞后型、社会经济滞后-生态恢复型、社会经济发展水平偏低型和生态环境质量偏低型5种;(4)社会经济-生态环境变化的各类型主要受到坡耕地利用强度、土地利用多样性、距县行政中心距离等因子驱动,且整体上社会经济因素的影响作用大于自然因素。

    • 基于目标物种栖息地适宜性和景观特征的保护地功能区划研究——以甘肃多儿国家级自然保护区为例

      2023, 43(7):2703-2710. DOI: 10.5846/stxb202204251142

      摘要 (247) HTML (230) PDF 7.68 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境的破碎化是导致物种濒危的主要原因之一,功能区划是对保护地进行空间布局和提升保护成效的重要手段。通过对生境进行适宜性评价,进而指导合理区划,是提升保护地功能的重要措施。基于目前保护地功能区划中存在与目标物种适宜栖息地空间格局不一致、与周边联系紧密性不足、边缘效应明显等问题,以甘肃多儿国家级大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)自然保护区为例,根据现有保护地区划景观特征,通过扩大研究尺度和开展栖息地适宜性评价,结合适宜栖息地异质性和功能区的景观特征,基于提升适宜栖息地完整性和连接度调整保护区功能区划,并通过比较区划前、后景观特征和栖息地适宜性的变化以及大熊猫的空间利用来评估本研究方法的有效性。研究表明:基于本方法的新区划核心区适宜栖息地增加了16.03%,被保护的优质栖息地增加,核心区内缘比由调整前的5.35和6.32下降至3.97,被保护的优质栖息地增加,边缘效应明显减小,提高了保护区适宜栖息地的完整性,加强了和周边优质栖息地的联系,有助于提升核心区的环境容纳量,增强抵御外来干扰的能力,改善大熊猫的生存状况,促进所在区域的种群交流。

    • 基于地理空间角度的黑龙江省水源涵养功能变化的驱动因素分析

      2023, 43(7):2711-2721. DOI: 10.5846/stxb202202090327

      摘要 (313) HTML (264) PDF 15.83 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务功能评估关乎人类福祉,是全球关注的热点问题,而水源涵养功能已成为最重要的服务功能之一,是保障区域生态安全和可持续发展的关键因素。基于InVEST模型对黑龙江省2000-2020年水源涵养功能进行定量评估,通过地理探测器分析近二十年黑龙江省水源涵养功能变化空间分异特征的主导影响因素,并结合地理加权回归来捕捉驱动因素的空间分异。结果表明:(1)2000-2020年,全省平均水源涵养量从13.81 mm/m2增加到20.29 mm/m2,水源涵养总量提升46.92%。(2)气候变化是影响水源涵养变化的主要驱动因素,土地利用变化是间接驱动因素;气候和土地利用之间的交互作用对水源涵养变化空间分异性的影响明显大于任何单一因素。(3)驱动因素与水源涵养变化的相关性及强度存在明显的空间分异特征。全省水源涵养变化与降水和林草覆盖率正相关。大小兴安岭和三江平原地区水源涵养变化同时与耕地和城乡工矿用地覆盖率负相关。本研究可为管理部门制定生态环境保护决策和优化生态系统管理提供科学依据。

    • 黄土高原土壤保持服务供需平衡及其驱动因素

      2023, 43(7):2722-2733. DOI: 10.5846/stxb202108082180

      摘要 (272) HTML (237) PDF 20.77 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤保持服务是黄土高原重要的生态系统调节服务,明确土壤保持服务供需空间格局及驱动因素,对于实现黄土高原生态系统管理和资源有效配置具有重要意义。采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)量化了2000-2018年黄土高原土壤保持服务供给量和需求量,并分析其时空演变及供需匹配特征,基于地理加权回归(GWR)模型探究不同因子对土壤保持供需平衡影响的空间异质性。结果表明:(1)2000-2018年,黄土高原土壤保持服务供给量、需求量以及供需比均呈现波动增加的趋势,增幅分别为57.13%、11.9%、150%。供给量和需求量均呈现"东南高、西北低"的空间分布格局,供需比高值位于黄土高原东北部和西南部,低值位于西北部。(2)黄土高原土壤保持服务供需以低低型空间匹配为主,主要分布在黄土高原的西北部和东南部地区。(3)黄土高原土壤保持供需主要受到坡度、NDVI、降水、DEM以及人口密度的影响。其中,坡度、NDVI、降水和DEM表现出明显的正向促进作用;人口密度既有正向促进作用又有负面抑制作用,但促进作用强于抑制作用。该研究对优化调控黄土高原生态建设以及促进区域可持续发展具有一定的借鉴意义。

    • 红河哈尼梯田遗产区生态系统服务价值外溢研究

      2023, 43(7):2734-2744. DOI: 10.5846/stxb202202160372

      摘要 (268) HTML (250) PDF 5.42 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统农业生态系统服务的价值外溢效应评估有助于提高对该农业生态系统服务价值的正确认知,为合理规划区域社会经济产业结构以及生态安全布局提供科学依据。以云南省红河哈尼梯田遗产区为例,采用基于单位面积当量因子方法估算哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值,并采用市场价值法和旅行费用区间法估算梯田景观的生产服务价值和休闲旅游服务价值,厘清哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值特征,探究传统农业生产景观的服务价值外溢情况。结果表明:(1)1995-2018年,研究区土地利用总体变化不显著,而建设用地面积相对增加较多,变化率为59.3%;(2)哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值总量减少了811万元,变化率为0.6%;农业生态系统服务结构保持稳定,一级服务类型中,调节服务价值量最大,二级服务类型中,气候调节服务价值量最大,食物和原材料生产价值贡献率仅为6%,水资源供给服务价值为负值;(3)2018年元阳哈尼梯田景观的粮食生产服务价值为0.8×108元,休闲旅游服务功能价值为1.3×108元。元阳哈尼梯田生态旅游促进区域可持续发展,梯田农业生产景观具有明显的价值外溢效应。

    • 基于MaxEnt模型的生态系统服务需求及其簇的空间分异——以陕西省米脂县为例

      2023, 43(7):2745-2755. DOI: 10.5846/stxb202203270753

      摘要 (341) HTML (267) PDF 5.85 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:从微观土地利用主体视角量化并明确生态系统服务需求的空间格局对于改善资源依赖地区农户福祉具有重要意义。以地处黄土丘陵沟壑区的米脂县为例,基于参与式制图与MaxEnt模型实现10类生态系统服务需求空间评估;同时,采用K-means聚类识别村域服务需求簇,并探究环境变量对服务需求及其簇空间分布的影响。结果如下:①各类服务需求空间分异明显。供给服务中粮食和肉类供给均呈现中部高东西低的空间格局,水果供给空间分布规律相反;调节服务中土壤保持和空气净化高需求区均分布于高海拔区域,水源涵养高需求区分布于无定河流域;4类文化服务均呈现高、中、低需求区相间分布的空间格局但各等级需求区面积占比差异明显。②研究区有食物供给需求簇、文化娱乐需求簇和生态保育需求簇等3类。其中,食物供给需求簇是当地主导的需求簇,主要分布在研究区北部和南部;文化娱乐需求簇主要集中在无定河两岸;生态保育需求簇在研究区南部紧邻文化娱乐需求簇,在北部则较为分散。③影响各类服务需求空间分布的主导环境因子各不相同;影响食物供给需求簇的环境变量排序为:土地利用 > 海拔 > 距水体距离,影响文化娱乐需求簇的环境变量排序为:距居民点距离 > 距水体距离 > 距旅游景点距离,影响生态保育需求簇的环境变量排序为:土地利用 > 距居民点距离 > 距水体距离。研究结果揭示了资源依赖地区农户生态系统服务需求及其簇的空间分异规律,可为该区域生态系统管理和政策制定提供参考。

    • 京津冀地区生态系统服务对城镇化的多空间尺度动态响应

      2023, 43(7):2756-2769. DOI: 10.5846/stxb202204181049

      摘要 (387) HTML (213) PDF 21.78 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:大规模的城镇化导致了城市不断扩张,给生态系统造成了巨大的压力。以京津冀地区为例,分析了2000-2020年间京津冀地区城镇化与生态系统服务的变化以及二者间的关系,并探讨了这种关系在栅格尺度、县域尺度、市域尺度上的尺度效应以及变化规律。利用InVEST模型对所选取的4项生态系统服务指标进行量化,并运用皮尔逊相关性分析和地理加权回归来检验其与4项城镇化指标间的关系。研究结果表明(1)随着京津冀地区城镇化的发展除碳储量下降了0.8%外其余生态系统服务均有所提升,其中生境质量增加0.8%、水分产量增加了68%、土壤保持能力增长了35.7%而粮食产量增长近三倍。(2)生态系统服务与城镇化间存在显著相关性(P<0.01),且相关性在县域尺度上最为显著。其中产水量与4项城镇化指标均呈现正相关,粮食产量、碳储量、土壤保持量及生境质量均与4项城镇化指标均呈现负相关。(3)地理加权回归结果表明,城镇化指标与生态系统服务仅在县域尺度上拟合度较好且具有明显的聚集趋势,其中城市用地占比与碳储量、粮食产量全域拟合度最高分别为0.42与0.63。在针对生态系统服务的管理上不同区域需要制定不同的政策,同时需要对尺度进行适当的动态调整。文章明确了城镇化对生态系统服务的影响,并强调了城镇化及生态系统服务关系间的尺度效应,为京津冀地区生态系统管理提供了参考。

    • 天津市自然保护地与区域生境质量的时空演变格局

      2023, 43(7):2770-2780. DOI: 10.5846/stxb202201130127

      摘要 (300) HTML (213) PDF 8.81 M (826) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境质量是反映区域生物多样性水平的重要指标,而规划科学、管理有效的自然保护地对于维护生境质量、巩固区域生态安全具有重要作用。以天津市为例,运用InVEST模型Habitat Quality模块评估了天津市2000、2005、2010、2015、2018年生境质量时空变化格局,基于叠加分析自然保护地内外生境质量变化探讨自然保护地对维护区域生境质量发挥的作用。结果表明:(1)2000-2018年间天津市生境质量总体下降了13.18%,并呈现出明显的由中心城区向环城四区扩散的趋势,高质量区域仅占天津陆域国土面积的4%,主要分布在天津北部山区和于桥水库、团泊洼、北大港、大黄堡等湿地。(2)天津保护地空间分布上呈集中分布态势,覆盖了天津市约75%的高质量生境区域和25%的较高质量生境区域。(3)从整体上看不同类型的自然保护地内生境质量保护效果不同,自然保护区优于其它类保护地,其生境质量明显得到提升。所有保护地中有10处保护地生境质量略有下降,但低于全域下降水平,只有盘山风景名胜区和古海岸与湿地自然保护区生境质量下降高于全域平均水平。(4)自然保护地对天津市生境质量下降的趋势起到了一定缓冲作用,其内部生境质量变化的绝对量和相对量均显著优于区外5 km缓冲带(P<0.1)。因此建议进一步提高保护地管理水平,加强管控力度充分发挥自然保护地保护效能。

    • 黄土高原神府资源开采区生态环境质量时空格局特征

      2023, 43(7):2781-2792. DOI: 10.5846/stxb202204100935

      摘要 (231) HTML (269) PDF 10.84 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤炭的开采促进了地区经济发展,同时也影响了当地的生态环境。因资源开采区在监测研究中常忽视了生态环境质量的长时间影响和时空变化。以神府开采区为例,基于Landsat系列遥感数据,使用遥感生态指数、Mann-Kendall检验法、R/S分析法等,对该区2000-2020年间生态环境质量时空格局特征进行时间序列分析和空间格局特征研究。结果表明:研究区域20年的RSEI均值为0.469,生态环境质量多年平均属于中等等级。2000-2020年间神府矿区生态环境质量总体上看有所改善,20年前后波动变化维持在0.523;同时建设用地也不断增加,从107.09km2增加至273.53km2。变化趋势上生态环境质量趋势变优、不显著和变差的面积比例分别约为56.1%、16.3%和27.6%。研究区生态环境可持续性整体上不强,大量区域显示反持续性特征。资源开采活动引发的地质环境问题致使生态环境退化,表现为直接影响区生态环境质量低于间接影响区,平均低2.68%。研究揭示了矿区长时间序列的变化状况与未来变化趋势及可持续性特征,探讨工矿业对生态环境质量的影响,为神府矿区生态环境评价与管理提供科学合理的依据。

    • 面向生态系统结构的生物多样性保护成效空间对比评估

      2023, 43(7):2793-2799. DOI: 10.5846/stxb202108192306

      摘要 (211) HTML (232) PDF 7.30 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展生物多样性保护成效对比评估对于合理执行生态补偿机制的转移支付政策,以及进一步促进全国生态保护管理水平的有效提升都具有重要意义。以2015年版《全国生态功能区划》划定的生物多样性保护重要生态功能区为研究对象,采用生物多样性保护成效结构指数,探讨重要生态功能区生物多样性保护成效的区域分异情况。研究结果表明:(1)华南、华东与华中地区重要生态功能区的生态结构参照基准较高,东北地区重要生态功能区居中,较差的重要生态功能区则位于西南和西北地区,说明了全国生态环境本底的区域分异性;(2)西北和西南地区重要生态功能区的保护成效结构指数较高,华中和华南地区居中,而东北和华东地区的保护成效结构指数较低,体现了2015年全国重要生态功能区生物多样性保护成效的空间差异情况;(3)从草原、森林与湿地生物多样性的保护成效结构指数来看,西北与西南地区、东北和西南地区及华东地区的重要生态功能区分别具有较大优势。上述研究结果反映了全国重要生态功能区生物多样性保护成效优劣的空间差异状况,可为政府部门健全生态补偿机制以及制定生态系统恢复方案提供决策参考。

    • 旅游发展对城市生态文明建设的影响及空间溢出效应——基于我国284个地级及以上城市的实证研究

      2023, 43(7):2800-2817. DOI: 10.5846/stxb202203280756

      摘要 (273) HTML (291) PDF 7.26 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态文明建设是实现"美丽中国"的必由之路,旅游因其"绿色"属性与之联系十分密切,论证旅游发展能否促进生态文明建设并探究其空间溢出特征具有重要意义。在构建旅游发展对城市生态文明建设影响及空间溢出效应理论框架的基础上,通过熵权TOPSIS法对全国284个地级及以上城市2004-2019年生态文明建设水平(ECC)进行测度,使用空间杜宾模型揭示旅游发展对城市生态文明建设的影响及空间溢出效应。结果表明:①各城市ECC均取得不同程度提升,相对高值区集中于长江和黄河经济带下游沿线,低值区多分布在中西部地区;区域尺度下,各地区ECC长期呈"东-中-西"递减格局,内部发展差异性与其存在明显空间错位。②旅游发展能够显著促进"本地"和"邻地"城市生态文明建设,具体表现为"三轮驱动"下的水平提升,其对城市经济系统的驱动力显著大于生态和社会系统。③东、中、西部地区旅游发展对城市生态文明建设的影响和空间溢出效应均得到释放,空间异质性下二者作用强度与城市ECC基本"区域重叠"。④政策制定上,一方面在长期落实旅游业"生态优先"原则的基础上,加快旅游数字化建设和文旅融合步伐,充分释放其对生态文明建设的产业外部性;另一方面需加强旅游专项转移支付力度、构建东西部旅游开发对口帮扶机制,激发西部地区旅游内生动力。

    • 安徽鹞落坪国家级自然保护区落叶阔叶林树种多样性、种间联结及群落稳定性变化

      2023, 43(7):2818-2830. DOI: 10.5846/stxb202204191059

      摘要 (260) HTML (214) PDF 23.30 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于样方法的种间联结性研究多集中于群落不同层次联结性与相关性,群落内主要物种的生态位与种间联结特征,但对群落内物种的种间联结及群落稳定性变化系统性研究不足。研究利用鹞落坪落叶阔叶林11.56 hm2森林动态监测样地间隔5年(2016-2021年)的2次群落调查数据,采用α多样性指数、方差比率法(VR)、χ2检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关检验和M.Godron稳定性等方法,对鹞落坪落叶阔叶林群落树种多样性、种间联结及群落稳定性变化进行分析。2021年与2016年比较结果表明:(1)群落优势种重要值增加,其中杜鹃、大果山胡椒和垂枝泡花树等灌木或小乔木数量急增导致累积重要值增加。(2)方差比率从1.35提升为2.87,总体正联结有了显著提高;χ2检验结果显示主要物种间正负关联种对比值由0.97提升为1.25,正关联种对开始占据优势。(3) Pearson相关检验和Spearman秩相关检验显示极显著和显著相关种对分别由132对和160对增加到152对和226对,种间相关性增强。(4) M.Godron稳定性测定结果由25.59/74.41变为23.64/76.36,群落稳定性增强。种间联结性分析与群落稳定性测定通过不同形式来体现群落演替阶段,研究显示鹞落坪落叶阔叶林群落种间联结增强,各物种间分布愈加紧密,相关性增强,正朝着和该地区环境条件相适应的稳定阶段发展。

    • 广西大石围天坑群草本植物多样性及其生态位变化规律

      2023, 43(7):2831-2844. DOI: 10.5846/stxb202204251137

      摘要 (400) HTML (294) PDF 3.26 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同发育时期天坑草本植物的多样性,能更好的理解草本层对天坑环境变化的响应机制。以广西大石围天坑群中不同发育时期天坑(初期、中期和后期)为研究对象,采用空间代替时间的方法,分析不同发育时期天坑草本植物多样性和生态位变化规律。结果表明:(1)广西大石围天坑群调查样地共记录到草本植物34科71属98种,以鳞毛蕨科、荨麻科、凤尾蕨科、菊科和禾本科为主。(2)后期天坑草本植物的Pielou's指数和Shannon-Wiener指数均显著高于初期天坑(P<0.05),表明随着天坑发育到后期,草本层物种数逐渐增多,物种分布更为均匀。(3)随着天坑的发育,草本层喜阴植物重要值下降,喜阳、半阴植物重要值上升,喜阳植物逐渐取代喜阴植物在群落中占据优势地位,草本层将经历喜阴植物-喜阴、半阴植物-喜阳植物的三个生态型转变过程。(4)各发育时期优势草本生态位相似性比例和生态位重叠平均值均<0.5,表明天坑不同发育时期对草本植物的生态位影响较小,各时期草本层总体呈现生态分化明显、种间竞争较弱的特点。(5)各发育时期优势草本生态位重叠值大、相对高度差小的种对数中,不同生态习性的种对数占比不同,中期天坑种对数远高于初期和后期天坑,表明不同发育时期中不同生态习性的草本对光能的竞争程度存在差异,中期天坑草本植物对光能竞争最为激烈。综上所述,广西大石围天坑群各发育时期草本层生态分化明显、群落结构稳定,后期天坑草本多样性最为丰富。

    • 不同疏伐强度下黄土丘陵区刺槐林的水分利用特征

      2023, 43(7):2845-2855. DOI: 10.5846/stxb202204221107

      摘要 (249) HTML (251) PDF 3.84 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:造林是生态恢复的重要措施,但由于种植密度过高,导致土壤干燥化,林木生长衰退,严重制约其生态功能的提升。疏伐是人工林改造的重要手段,水分利用特征是确定适宜疏伐密度的关键因素,但目前缺少疏伐对人工林水分利用特征影响的系统研究。基于此,以黄土丘陵区刺槐林为研究对象,设置疏伐55%(P1)、28%(P2)、16%(P3)和对照(P4)四个处理,通过0-500 cm深度的土壤水与茎秆水δ2H和δ18O、叶片δ13C的采样分析并利用MixSIAR模型,比较了不同疏伐强度下刺槐林水分来源和水分利用效率的差异,建立了水分来源比例与叶片δ13C的定量关系。结果表明:(1)疏伐样地在不同深度的土壤含水量均高于对照样地,表明疏伐对缓解土壤水分胁迫具有重要作用。(2)随着疏伐强度的增大,浅、中层(0-100 cm、100-300 cm)土壤水对刺槐的贡献比例呈增加趋势(P1:80.4%;P2:78.1%;P3:76.3%;P4:67.8%),而深层土壤水分(300-500 cm)的贡献比例相对降低,表明疏伐促进了刺槐对浅层及中层土壤水的吸收利用,减少了对深层土壤水的过度消耗。(3)疏伐样地的叶片δ13C均大于对照样地,表明疏伐提高刺槐了的水分利用效率,且刺槐叶片δ13C与浅层土壤水分贡献比例呈线性正相关(P<0.01),而与中深层土壤水贡献比例呈线性负相关(P<0.05)。研究结果初步反映了疏伐对刺槐林水分利用特征的影响,可为黄土高原刺槐林改造和功能提升提供科学依据,未来需开展疏伐后长时间序列的观测研究。

    • 人工蓝藻结皮对沙区表层土壤酶活性及其恢复速率的影响

      2023, 43(7):2856-2864. DOI: 10.5846/stxb202204201075

      摘要 (181) HTML (205) PDF 1.48 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤酶是土壤养分循环的重要参与者,也是反映土壤功能的重要指标之一。人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)是近年来新型的固沙技术之一,能够显著促进荒漠生态系统功能的恢复。然而,目前关于人工BSCs如何影响沙区土壤酶活性及恢复速率的研究仍鲜见报道。通过对腾格里沙漠东南缘人工培育以及自然发育的蓝藻结皮和流沙表层(0-2 cm)土壤酶活性(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、过氧化氢酶)以及BSCs的基本特征(叶绿素a和胞外多糖)进行测定,探讨了人工蓝藻结皮表层土壤酶活性的变化与恢复速率以及土壤酶活性与人工蓝藻结皮基本特征的关系。结果表明:人工蓝藻结皮表层土壤蔗糖酶(13.03-20.51 mg d-1 g-1)、纤维素酶(45.60-47.20 mg d-1 g-1)、过氧化氢酶(12.43-23.31 μmol d-1 g-1)和淀粉酶活性(91.04-153.93 mg d-1 g-1),显著高于流沙表层4种土壤酶活性(1.52 mg d-1 g-1、43.05 mg d-1 g-1、7.08 μmol d-1 g-1和64.77 mg d-1 g-1P<0.05);相比自然发育的蓝藻结皮(17.60 mg d-1 g-1、46.70 mg d-1 g-1、23.87 μmol d-1 g-1和246.22 mg d-1 g-1),人工蓝藻结皮加快了土壤酶的恢复,土壤蔗糖酶与纤维素酶活性恢复最快(100.0%),土壤过氧化氢酶次之(61.7%),土壤淀粉酶恢复速率最慢(24.9%)。回归分析结果显示,人工蓝藻结皮的基本特征与4种土壤酶活性呈显著正相关(P<0.05)。以上结果表明人工蓝藻结皮的形成与发育显著促进了表层土壤酶活性的增加,加快了土壤酶活性的恢复速率,为评估人工蓝藻结皮在荒漠生态系统恢复中的作用提供了重要依据。

    • 喀斯特石漠化锑矿区植物群落主要物种生态位特征及其种间联结

      2023, 43(7):2865-2880. DOI: 10.5846/stxb202203300794

      摘要 (336) HTML (255) PDF 2.44 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:锑矿的开采等活动剥离了喀斯特石漠化区的地上植被,导致该区群落物种组成与结构被破坏、生态系统受损或功能丧失。为了解锑矿开采后生态破坏区优势物种亮叶桦(Betula luminifera)群落特征及演替状态,并为复层植被重建的物种选择提供理论依据。基于贵州晴隆大厂镇锑矿生态破坏区调查数据,分析了该区优势物种的Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠度,并运用卡方检验(χ2)、Ochiai指数(OI)和Pearson相关性计算了群落优势物种种间联结性。结果表明:(1)石漠化锑矿生态破坏区物种组成远低于未破坏区(30科53属68种),仅为14科18属22种,乔木层物种仅为亮叶桦,灌木层物种重要值由高到低依次为密蒙花(Buddleja officinalis)、茅莓(Rubus parvifolius)和水麻(Boehmeria penduliflora)等,草本层物种重要值由高到低依次为芒(Miscanthus sinensis)、头花蓼(Polygonum capitatum)、破坏草(Ageratina adenophora)、艾草(Artemisia argyi)和鬼针草(Bidens pilosa)等。(2)锑矿生态破坏区灌草层和未破坏区乔灌草层的物种重要值与生态位宽度呈极显著正相关,但不同物种的生态位宽度不同,这是物种生物学属性不同所致;锑矿生态破坏区除水麻与插田泡(Rubus coreanus)的生态位重叠值为1外,其他物种间的生态位重叠程度较低。(3)石漠化锑矿生态破坏区灌木层总体呈显著负联结,种对间负联结数占比较高(5对);草本层总体联结性不显著,但种对间负联结数有15对,其中艾草与芒、艾草与白三叶(Trifolium repens)、芒与破坏草种对间联结程度较高,表明植被群落处于演替前期,极不稳定且易受破坏。未破坏区乔木层和灌木层总体联结性不显著,草本层总体为显著正联结,表明未破坏区植被群落相对稳定。(4)石漠化锑矿生态破坏区植被恢复应选择生态习性相近、重叠程度较小、种间为正联结的物种,例如乔本层的亮叶桦和山苍子(Litsea cubeba)等,灌木层的密蒙花和茅莓等,草本层的艾草、蕨(Pteridium aquilinum)、芒和马唐(Digitaria sanguinalis)等,以达到乔灌草配置具有高稳定性植物群落的效果。锑矿生态破坏区物种组成较少,植物群落结构不稳定,处于演替早期;未来喀斯特石漠化锑矿生态破坏区植物群落仍需要很长一段时间演替才能达到未破坏区植物群落状态,适宜的乡土植物和合理的配置模式有助于加快植被恢复进程。

    • 浙江四明山沼泽湿地植物功能性状研究

      2023, 43(7):2881-2890. DOI: 10.5846/stxb202203300788

      摘要 (263) HTML (307) PDF 5.06 M (679) 评论 (0) 收藏

      摘要:为理解浙东亚高山沼泽湿地不同植物的生态策略,收集了浙江四明山12种典型沼泽湿地植物,对其主要功能性状进行了统计比较。结果表明:(1)不同沼泽湿地植物功能性状变异程度不同,变异系数(CV)最大为叶片密度(216.16%),最小为相对叶绿素含量(22.84%),平均变异为112.86%。(2)叶周长分别和叶面积、叶干重、叶长和叶长宽比呈显著正相关(P<0.05);叶形指数与叶面积、叶长、叶长宽比和叶片密度呈显著负相关(P<0.05);棘刺与比叶面积呈显著正相关(P<0.05);生活史与相对叶绿素含量呈显著正相关(P<0.05);根状茎或匍匐茎与叶形指数呈显著负相关(P<0.05);生活型与异形叶性呈显著负相关(P<0.05)。(3)17项功能性状主成分分析(PCA)的前3大主成分累计贡献率达到71.47%,可综合表征和概述为:植物叶片的质量和大小(35.72%)、对水分和氮素的吸收(18.74%)、植物抵御草食动物的能力和强光下的自我保护能力(17.01%)。(4)物种-功能性状排序图结合UPGMA聚类分析均支持将12种植物划分为2个功能组,第1功能组包含野慈姑(Sagittaria trifolia)和萱草(Hemerocallis fulva),采取"高投入-缓慢回报"策略,而第2功能组包含其余10种植物,采取"低投入-快速回报"策略。总之,四明山沼泽湿地植物功能性状变异丰富,物种通过功能性状间的组合和权衡,形成了不同的植物功能组,从而提高了山区沼泽湿地异质生境的适应性。

    • 尖峰岭热带天然林不同土层细菌群落多样性和组成的海拔变异规律

      2023, 43(7):2891-2902. DOI: 10.5846/stxb202203090570

      摘要 (198) HTML (292) PDF 2.91 M (530) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物群落结构沿海拔梯度的变异是微生物生物地理学分异和群落空间分布的重要内容,然而,热带森林土壤微生物多样性及其群落特征的海拔模式尚不明确。研究海南省尖峰岭自然保护区0-20cm和20-40cm土壤细菌多样性和群落组成沿海拔梯度(400-1410m)的变化及其与环境因子的关系。结果表明:在0-20cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高(峰顶降低)而增加,20-40cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高呈先升高后降低趋势;整体上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门在0-20cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的88.17%;变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门在20-40cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的90.82%;随海拔增加,0-20cm细菌多样性线性减少,20-40cm细菌多样性变化不显著;沿海拔梯度,0-20cm细菌群落组成可分为低(409-1018m),中(1018-1357m)和高(1410m)三个海拔聚集群落,20-40cm细菌群落组成随海拔无显著性变化;两土层细菌多样性与土壤pH显著正相关,土壤细菌群落组成在0-20cm主要受年均温度和pH影响,20-40cm受年均温度和土壤有机碳影响;根据Bray-Curtis指数,0-20cm和20-40cm土壤细菌相似性随地理距离的增加逐渐降低,细菌群落相似性随环境距离的增大也逐渐降低。总之,尖峰岭土壤细菌多样性和群落组成的海拔格局受土壤深度影响,且驱动细菌群落组成变化的因素在土层间不同,暗示在未来气候变化背景下,热带森林0-20cm和20-40cm土壤微生物群落可能具有不同的响应机制。

    • 硼添加对铝胁迫栝楼生长和生理的影响

      2023, 43(7):2903-2914. DOI: 10.5846/stxb202202220419

      摘要 (179) HTML (222) PDF 2.17 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示硼对缓解栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)铝(Aluminum)毒害的生理机制,以耐铝性强的安国栝楼和耐铝性弱的浦江栝楼为材料,研究了50 μmol/L硼酸(H3BO3)对300 μmol/L Al3+胁迫下栝楼幼苗生长、铝积累、抗氧化能力和细胞壁组分的影响。结果表明:铝胁迫下,植株的根长、株高、鲜重和干重降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性受到显著抑制,安国栝楼、浦江栝楼根尖丙二醛(MDA)含量分别增加256.1%、278.2%,细胞壁多糖含量、果胶甲酯酶(PME)活性、根尖铝积累量显著提高,果胶甲基酯化度(DM)和3-脱氧-D-甘露-辛酮糖酸(KDO)含量降低。外源硼可以缓解铝胁迫对栝楼幼苗生长的抑制作用,安国与浦江栝楼的抗氧化酶活性显著提升,MDA含量、细胞壁多糖含量、PME酶活性均降低,安国栝楼果胶DM值恢复至正常水平的91.5%,浦江栝楼KDO含量较单铝处理组上升52.0%,活性铝结合位点减少,有效降低了根尖铝含量并维持其形态结构。因此,硼信号能通过调节细胞壁多糖组分且稳定其网格结构,减少根尖对铝的吸收,同时增强抗氧化酶活性,缓解铝胁迫导致栝楼幼苗生长中的次生氧化胁迫,提高栝楼幼苗对铝毒环境的耐受性,且对耐铝性强的安国栝楼作用效果较好。研究结果可为改良酸铝胁迫下作物的生长环境提供理论指导。

    • 多枝柽柳年轮生长速率测量及TRGR指标优势分析

      2023, 43(7):2915-2926. DOI: 10.5846/stxb202202080312

      摘要 (248) HTML (225) PDF 7.97 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:灌木对生境和气候变化具有高度敏感性,其年轮资料在认识区域环境演变过程、全球气候变化和环境保护中具有重要作用。灌木植株在生长过程中受遗传和极端环境的影响,年轮常出现偏心和不规则生长,这使得专业年轮分析软件测量的年轮宽度数据难以准确反映其整体径向生长信息。为探讨适合于寒旱区灌木年轮学研究的年轮测量指标和测量方法,研究以该区域荒漠常见植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)为研究对象,通过U-net深度学习方法,获得年轮提取训练模型,自动获取扫描轮盘各年早材区域。轮盘扫描及语义分割后的图像经GIS配准赋坐标、ENVI图像处理后,借助GIS编辑和测量工具,完成多枝柽柳各年年轮生长速率(Tree-ring growth rate,TRGR)、年轮宽度(Tree-ring width,TRW)和树木基部断面积生长增量(Basal area increment,BAI)的测量;研究基于Timesat Savitzky-Golay (S-G)滤波时间序列拟合,获取点样尺度归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)季节曲线峰值、季节开始时的增长速率、大季节积分和季节结束时的值等7个关键参数。将多枝柽柳TRGR、TRW和BAI测量结果与NDVI季节曲线关键参数进行相关性分析,检验TRGR指标的合理性,分析指标优势。结果表明:测量的多枝柽柳TRGR指标与点样尺度NDVI关键参数间存在高度正相关,最高相关系数达0.98。TRGR指标不仅能够反映多枝柽柳年轮整体径向生长情况,而且可以有效去除年轮指标中的胸径趋势,突显指标环境趋势,有利于解决树木年轮学中指标去趋势难的问题。TRGR与TRW和BAI指标相比优势明显,可以作为灌木年轮学研究的新代用指标。研究结果为多枝柽柳年轮信息重构NDVI或反之提供了有利证据。研究构建的年轮测量方法相比于专业年轮分析系统具有更为多样的测量手段。研究结果可推动寒旱区灌木年轮学发展。

    • 氮添加对川西高寒灌丛凋落枝化学计量特征及养分归还的影响

      2023, 43(7):2927-2937. DOI: 10.5846/stxb202202040293

      摘要 (224) HTML (249) PDF 1.66 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮(N)是陆地生态系统初级生产力的重要限制因子,大气N沉降的增加将会对植物的化学元素含量和生物量产生重要影响,进而影响凋落物的化学计量特征及其养分归还。高寒灌丛是陆地生态系统的重要组成部分,但有关N沉降对高寒灌丛凋落物尤其是凋落枝的化学元素和生物量的研究还较为缺乏,难以深入揭示N沉降对高寒灌丛土壤碳(C)和养分循环的影响机理。基于此,以青藏高原东部地区的优势高寒灌丛类型-窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata(Rehd.) Hand.-Mazz.)灌丛为研究对象,连续4年人工模拟N沉降,分析了凋落枝C、N、磷(P)、木质素和纤维素化学计量特征及其归还量对不同N添加浓度(0、20、50、100 kg hm-2 a-1)的响应趋势。结果表明:(1) N添加对凋落枝C、N含量无显著性影响(P>0.05),而对P、木质素和纤维素含量有显著性影响(P<0.05),但不同年份间的影响趋势不一致;(2)4年的N添加并未改变凋落枝的C/N、N/P,但显著降低了凋落枝的木质素/N (第3年)、C/P (第1年和第4年)和C/N/P (第1年);(3)随着N添加浓度的增加,凋落枝C、N、P、木质素和纤维素4年累积归还量呈显著的二次方变化趋势(P<0.05),并在中N处理(50 kg hm-2 a-1)下达到最大。研究认为,N添加对凋落枝化学计量特征的影响具有较大的年际变异,短期、适当的N添加通过增加凋落枝的生物量而并非改变其化学计量特征促进了凋落枝碳和养分的归还。

    • 有机肥施用对红壤原生生物与微生物互作的影响

      2023, 43(7):2938-2948. DOI: 10.5846/stxb202112253651

      摘要 (204) HTML (269) PDF 1.71 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确不同施肥处理对土壤原生生物群落、微生物碳代谢活性的影响,以南方典型旱地红壤为研究对象,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站玉米单作系统有机培肥长期定位试验,选取不施肥(M0)、低量猪粪(M1)、高量猪粪(M2)、高量猪粪+石灰(M3)4个处理,利用高通量测序技术研究不同猪粪处理下红壤原生生物多样性、群落结构的变化,揭示原生生物与微生物互作对土壤微生物碳代谢活性和玉米产量的影响。结果表明:①长期施用猪粪处理下,土壤pH、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量显著提高;②与M0处理相比,施肥处理显著提高了原生生物生物量和多样性,并且显著改变了其群落结构,其中土壤TP、pH、AP、TN、SOM和AK是原生生物群落结构变化的重要驱动因子;③施肥处理显著提高了土壤细菌和真菌生物量,增加了微生物碳代谢活性(Average well color development,AWCD);④土壤pH和AP通过影响原生生物多样性和群落结构,间接提高了微生物碳代谢活性和玉米产量。本研究结果为提升旱地红壤的生物多样性,保障土壤健康和维持生态系统服务功能提供了科学依据。

    • 高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区干扰斑块空间分布格局与演替规律

      2023, 43(7):2949-2958. DOI: 10.5846/stxb202204161021

      摘要 (266) HTML (316) PDF 8.30 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是两种在高寒草甸广泛分布的小型哺乳动物,其暴发活动可能造成高寒草甸的严重退化。使用无人机分别拍摄典型的高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区图像,解译高原鼠兔洞口、高原鼢鼠土丘和它们的干扰斑块,获得干扰斑块的周长和面积信息,计算干扰斑块形状指标,确定高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动对高寒草甸的影响。研究表明:(1)高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动形成的干扰斑块周长与面积比(PARA)、形状指数(SHAPE)和分形维数(FRAC)差异显著(P<0.05),其中高原鼢鼠斑块的FRAC是1.0124±0.0091,属于普通的规则几何圆形分布格局,高原鼠兔斑块的FRAC是1.1203±0.0546,属于分形几何不规则的分布格局。(2)高原鼠兔洞口数量与其斑块面积没有线性相关关系(P=0.9677),高原鼢鼠土丘数量与其斑块面积呈显著正相关(P<0.05)。(3)高原鼢鼠斑块面积统计学上呈长尾分布,不符合正态分布(P<0.01)。根据高原鼠兔斑块面积分布格局可将斑块演替分为三个阶段:土丘形成阶段、斑块连通阶段和斑块扩散阶段。高原鼠兔土丘形成阶段斑块的形状和分布,与高原鼢鼠干扰斑块相似;在演替初期阶段融合连通阶段斑块的面积分布呈指数分布,形状趋于分形几何(FRAC=1.1161);在跨尺度扩散阶段斑块面积较大且形状复杂(SHAPE=4.4202),呈现不规则分布格局。三个阶段斑块的周长与面积比、形状指数和分形维数差异显著(P<0.05)。高原鼠兔在退化高寒草甸的觅食活动促进了融合连通阶段斑块的形成,呈现分形几何斑块演替规律。由此得出结论,引起高寒草甸退化的主要原因是过度放牧下高原鼠兔暴发活动,造成跨尺度扩散斑块演替阶段出现的结果,并非高原鼢鼠的暴发活动形成的。因此,控制高原鼠兔数量并恢复高原鼠兔干扰斑块植被相比高原鼢鼠更重要。

    • >专论与综述
    • 人工引入传粉者对油茶丰产的意义及潜在的生物安全

      2023, 43(7):2959-2967. DOI: 10.5846/stxb202112023404

      摘要 (161) HTML (340) PDF 977.85 K (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:动物传粉在全球生态系统中提供重要服务,全球农业生产对动物传粉服务的需求稳定增长。油茶是我国特有的重要木本油料植物,栽培历史悠久,由于严格自交不亲和而高度依赖动物传粉。基于我国油茶产业发展的新形势,从资源分配和花粉限制等生态因素系统分析了油茶产量受限制的原因,提出油茶的传粉者限制效果等同于花粉限制效果,人工引入潜在的高效传粉者是解除油茶资源限制措施和传粉生态限制措施之间冲突、提高油茶产量的有效途径。论述了人工引入传粉者传粉服务的优势和挑战。对人工引入传粉者,特别是外来传粉者所面临的潜在风险和控制途径进行了梳理,提出从传粉生态服务解决油茶产量和质量问题的新思路。全文旨在为人工引入传粉者在油茶丰产中的作用提供理论与科学依据,以期促进油茶产业健康有序发展。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的青藏高原土壤呼吸研究进展

      2023, 43(7):2968-2977. DOI: 10.5846/stxb202203240728

      摘要 (316) HTML (349) PDF 11.62 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入了解青藏高原土壤呼吸的研究现状与研究前沿,以中国知网数据库(CNKI)和Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,基于文献计量的分析方法,运用Citespace和VOSviewer等软件,通过对国内外发文趋势分析、高频关键词共现分析及国家、机构、作者合作网络分析等,总结了青藏高原土壤呼吸的研究热点与研究趋势。结果表明:(1)国内外青藏高原土壤呼吸的研究在逐年上升,外文研究的增长速率大于中文研究。(2)国内外关于青藏高原土壤呼吸的合作网络较为松散。(3)青藏高原土壤呼吸的研究大体划分为三个阶段:起步阶段(1978-2005年)、增长阶段(2006-2013年)、快速发展阶段(2014年-至今),研究方法、研究尺度都在不断发展。(4)目前土壤呼吸领域研究内容以青藏高原土壤呼吸与全球气候变化、氮添加与土壤呼吸、土壤呼吸与土壤温度、土壤呼吸与过度放牧为主。研究指出:在未来,应该加强对于青藏高原碳动态的连续观测,完善不同类型生态系统土壤呼吸研究。同时,探索放牧等生态系统管理措施对青藏高原土壤呼吸的影响机制。这些结果为国内外青藏高原土壤呼吸研究方向提供了可靠情报支持。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(7):2978-2978.

      摘要 (87) HTML (0) PDF 1.25 M (345) 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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