
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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2024, 44(19):8447-8458. DOI: 10.20103/j.stxb.202403120509
摘要:线虫在土壤食物网中占多个营养级,是土壤生态过程的重要指示生物,对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为"荒漠工程师"对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响,但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。分别采集藓结皮和藻结皮覆盖下不同深度(0-14 cm,每2 cm一层)的土壤以及无结皮土壤,采用Baermann湿漏斗法提取土壤线虫并鉴定计数,对比分析了生物结皮类型和土层深度对土壤线虫属的丰富度、丰度和多样性的影响及其途径。结果表明:(1)无结皮土壤中线虫以头叶属(Cephalobus)、细齿属(Leptonchus)和微矛属(Microdorylaimus)为优势属,而生物结皮覆盖土壤中线虫以无咽属(Alaimus)、细齿属(Leptonchus)、鹿角纯属(Cervidellus)和微矛属(Microdorylaimus)为优势属;(2)与无结皮相比,藻结皮使土壤线虫的属的丰富度、丰度和Shannon指数分别提高了35.2%、89.2%和4.5%,而藓结皮分别提高了44.4%、83.0%和24.8%;(3)两类生物结皮覆盖土壤剖面中线虫丰度均呈单峰分布,其中6-8 cm土层丰度最高,是深土层的3.2-11.7倍;而Shannon指数随土壤深度的增加而增加,表土层是深土层的1.5-1.7倍;(4)土壤温度、速效磷和有机质含量是影响线虫属的丰富度的主要因素,有机质、NH+4-N和NO-3-N含量是影响线虫丰度的主要因素,而土壤温度、含水量和速效磷含量是影响线虫多样性的主要因素。生物结皮可通过提升土壤含水率和养分含量、降低土壤温度等途径显著提升土壤线虫的丰度和多样性,并通过影响土壤理化性质的垂直分布继而间接调控土壤线虫群落的垂直分布格局,这对于理解生物结皮维持和提升干旱生态系统的生物多样性与生态系统多功能性具有重要帮助。
2024, 44(19):8459-8468. DOI: 10.20103/j.stxb.202403040443
摘要:坡向是影响温带干旱半干旱区生物土壤结皮生长的关键因素,但是以往研究对坡向的划分比较简单粗略。陕西省榆林市横山区一处具有360°坡向的道路边坡上自然生长着生物土壤结皮,以15°坡向为间隔,研究该道路边坡不同坡向生物土壤结皮组成(藓、藻结皮分盖度)、发育特征指标(结皮厚度、苔藓株高、生物土壤结皮叶绿素a含量)、结皮层含水率和抗剪强度的差异以及成因。结果表明:(1)在南北向上,315°-30°区间内的混合生物结皮以藓结皮为主、藻结皮次之;75°-225°区间内的混合生物结皮以藻结皮为主、藓结皮次之。(2)在东西向上,生物土壤结皮的组成和发育呈现非对称性。混合生物结皮中藓结皮分盖度、结皮层含水率和生物土壤结皮叶绿素a含量在西向(225°-315°)平均分别是东向(45°-135°)的3.31、2.82倍和2.55倍,发育程度总体表现为西向优于东向。(3)当以藻结皮为主时,结皮层含水率低于3.8%,以藓结皮为主时,结皮层含水率高于7%。提出了道路边坡生物土壤结皮在不同方向上组成和发育特征的差异性规律和可能的成因,有助于生物土壤结皮生态修复工程中不同方向上藻、藓的精准配置。
2024, 44(19):8469-8487. DOI: 10.20103/j.stxb.202311142471
摘要:探究土壤养分对农地利用及其景观格局的响应对粮食主产区农地合理利用、农业精准施策及生态环境保护意义重大。通过构建土壤养分对农地利用及其景观格局响应的研究框架,采用景观格局分区、地理探测器等方法,以淮海经济区徐州市铜山区为例,揭示粮食主产区内部土壤养分对农地利用及其景观格局响应差异的多样性与独特性,并分析其影响因素。研究表明:(1)水田和旱地的土壤养分平均含量高于园地和水浇地,但土壤有机质含量普遍偏低,总氮含量适中,有效磷和速效钾含量较为充足;(2)斑块大而聚集、小而破碎区域的有机质平均含量较高,斑块较大且形状复杂区域的有效磷、速效钾和总氮平均含量高于斑块较小区域;(3)有机质和总氮空间分异受自然因素影响较大,有效磷受人为因素影响较大,而速效钾受自然和人为因素共同作用;(4)平原地区与海拔较高的丘陵地区相比,农地利用更为多样化与集约化,斑块较为连片,土壤养分含量也相对较高,促使粮食单产带动总产量较高,社会经济水平也较高;(5)构建的研究框架较适合探究以铜山区为代表的粮食主产区农地利用和景观格局对土壤养分的影响。研究结果可为淮海经济区及类似铜山区的其他区域农地合理利用、精准养分施策、农地土壤质量与肥力评估提供参考。
2024, 44(19):8488-8497. DOI: 10.20103/j.stxb.202306191312
摘要:通过分析四川省凉山会东县农田土壤phoD基因群落组成及多样性对不同海拔高度的响应,以期深入认识凉山高原地区不同海拔农田土壤磷素及涉磷微生物群落的分布特点,为建立合理的施肥制度提供科学依据。以凉山州会东县不同海拔高度(1700 m、1900 m、2100 m)土壤为研究对象,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、有机磷组分和含量以及phoD基因群落进行分析。结果表明,pH与海拔高度呈正相关。海拔2100 m的土壤全磷和有效磷含量最高,1900 m的有机磷(OP)、活性有机磷(LOP)、中等活性有机磷(MLOP)和中稳性有机磷(MROP)含量最高,而1700 m海拔的无机磷含量最高。对于不同海拔下的phoD基因群落变化,Shannon指数在高海拔地区最高。同时,3个海拔高度下phoD群落结构差异明显,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)是3个海拔高度的主要门类,而慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)是低海拔1700 m的主要优势属。土壤pH和总磷(TP)是驱动不同海拔土壤phoD基因群落组成的关键因子。综上,凉山会东高原地区不同海拔高度农田土壤中的phoD基因群落变异明显(P < 0.05),且受到土壤pH和总磷的显著影响 (P < 0.05)。农业生产上应采取因地制宜的施肥措施。
2024, 44(19):8498-8507. DOI: 10.20103/j.stxb.202301150103
摘要:微生物元素利用效率在调节土壤碳(C)和氮(N)矿化过程中有重要作用,然而土壤微生物转化的有机碳(SOC)、N比例研究尚不充分。以千岛湖5年生、9年生、19年生、29年生、35年生马尾松林为研究对象,测定根际SOC、土壤总氮(TN)、土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、土壤C、N获得酶活性和土壤微生物群落结构,阐明土壤微生物C、N利用效率(CUE、NUE)和元素阈值比(TER)与微生物群落结构关系。结果表明:5年生马尾松根际SOC、TN均明显高于其它林分(P < 0.05),其土壤微生物量C/N比则显著(除9年生)低于其它林分(P < 0.05),证实了微生物CUE对底物养分状态敏感性较低。35年生马尾松根际微生物NUE均显著高于其它林龄(除19年生),说明土壤中大部分N转化为MBN,与35年生马尾松土壤微生物生物量显著高于其它林分一致。马尾松根际NUE和TER与土壤微生物总生物量及其组分生物量均呈显著正相关关系(P < 0.05),说明土壤微生物生长繁殖受NUE影响。所有林龄马尾松TER均大于土壤C/N比,表示研究区域生态系统处于C或者能源限制,而非N限制;证实了土壤C/N比减少到TER以下时,土壤有机物获得C的成本高于获得N的成本。5年生马尾松微生物CUE和TER均最低,二者没有明显的相关关系,可能低龄马尾松林CUE和NUE有补偿性关系。研究强调了土壤根际微生物元素利用效率和微生物群落对土壤C和N循环过程的重要性,为亚热带森林生态系统土壤经营管理提供了依据。
2024, 44(19):8508-8519. DOI: 10.20103/j.stxb.202401300274
摘要:深入探讨植物和土壤化学计量的空间格局和驱动因子,对于把握元素循环和量化生态系统对环境因子的响应具有重要意义。基于此,实验测定了祁连山北坡不同纬度青海云杉组织及土壤碳(C)氮(N)磷(P)含量,采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)、皮尔逊相关分析(Pearson correlation)及冗余分析(Redundancy analysis,RDA)来揭示祁连山北坡不同纬度青海云杉及林下土壤化学计量特征及关键影响因素。结果表明:(1)青海云杉组织和土壤C、N含量随纬度增加而减少;而青海云杉组织N ∶ P、C ∶ P随纬度增加而增大,土壤N ∶ P、C ∶ P则减小。(2)青海云杉组织养分分配不均衡,C、N元素含量,叶 > 枝 > 根,而P元素含量,枝 > 叶 > 根,且青海云杉枝、根N ∶ P均小于14,表明祁连山青海云杉生长受土壤N元素的限制。(3)土壤因子(含水量、pH值、容重、SOC、TN、TP及SOC ∶ TN ∶ TP)及气候因子(年均气温和年均降水量)变化影响青海云杉组织N、P元素含量,且土壤因子对植物组织N、P、N ∶ P的解释率大于气候因子,其中,植物叶片N、N ∶ P与土壤TN、TN ∶ TP呈正相关(P < 0.05),而植物根系N、N ∶ P值与气温呈负相关、与年均降水量呈显著正相关(P < 0.05)。本研究有助于评估祁连山青海云杉生态系统养分动态变化,探索不同纬度青海云杉林养分调控分配机理,以期为祁连山森林生态系统的持续健康发展提供科学依据。
2024, 44(19):8520-8531. DOI: 10.20103/j.stxb.202211033144
摘要:不同营养状态的水体环境对沉水植物的生长具有不同影响,可表现在植物体的生长、生理状况及光合作用等多个方面。选取滇池沉水植物优势种之一的马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)作为研究对象,采集5个不同营养状况水质条件下生长的完整植株,分析其生理特征及与叶绿素荧光诱导动力学参数的相关性。结果发现5个采样点水质营养状况分级虽不同,但水下光照强度平均值与水深的指数拟合系数(R2)都在0.9以上;植物生长表征来看,各采样点叶片长度差异性显著(P < 0.05),叶宽差异性均不显著(P > 0.05);生理数据显示水质处于中营养状态下的植株体内的CAT酶、可溶性糖及叶绿素含量最高,MDA、AA和H2O2含量较低,生长状态优于其他富营养化水环境下的植株。植株叶片叶绿素荧光参数和性能指数变化规律不显著(P < 0.05),通过Mantel检验得出不同水体中COD、TN、Chl a与植物光合参数的相关性显著(P < 0.05),植物叶片中CAT、Car、N、AA、Chl a与光合参数的相关性显著(P < 0.05)。目前采集的5个区域马来眼子菜生长虽受一定影响,但总体来看在调查区域现有水质条件下生长相对较好,适合作为滇池沉水植物恢复的先锋种。
2024, 44(19):8532-8541. DOI: 10.20103/j.stxb.202302210300
摘要:刈割是草地的主要管理方式之一,适度刈割不仅可以提高草地生物量,而且能够维持草地稳定性和物种多样性。农牧交错带草地受到人类生产生活的多重干扰,如何合理利用农牧交错带草地是协调生产和生态平衡的瓶颈问题。为研究刈割对农牧交错带草地生物量的影响,于2016年在山西右玉典型农牧交错带草地设置了不同刈割强度试验平台。通过留茬高度10 cm(LM, Light mowing),5 cm(MM, Moderate mowing)和2 cm(HM, Heavy mowing)来表征刈割强度,并设置不刈割处理(CK, No mowing)作为对照。研究不同刈割强度对优势物种赖草(Leymus secalinus)叶片、茎秆的生物量,群落地上生物量和不同土层(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)地下生物量的影响。结果表明:连续3年刈割导致群落地上生物量逐年显著降低(P < 0.05),但在干旱年份促进了土壤表层(0-10 cm)根系生物量的积累。与不刈割相比,短期轻度刈割和中度刈割显著降低群落地上生物量(P < 0.05),重度刈割对群落地上生物量影响不显著(P > 0.05),但对优势种赖草地上生物量有促进作用。刈割主要增加0-20 cm土层的地下生物量,但不同刈割强度对群落地下生物量无显著影响(P > 0.05)。可为农牧交错带畜牧业生产、草地合理利用和生态保护提供科学依据。
2024, 44(19):8542-8553. DOI: 10.20103/j.stxb.202309302121
摘要:黄河流域生态环境脆弱,是我国水土流失最严重的地区,植被对该地区生态恢复和保护发挥重要作用。而以往研究对影响植被变化各驱动因素之间的协同效应及植被未来趋势预测的研究有限。利用像元二分模型反演了1990-2022年的植被覆盖度(Fractional Vegetation Coverage;FVC),结合趋势分析、重心迁移、转移矩阵和地理探测器等方法,分析了植被覆盖度时空变化特征及驱动因素对植被影响的空间异质性;并利用未来土地利用模拟(FLUS)模型预测了植被未来变化趋势。结果表明:(1)30年来流域植被覆盖度呈上升趋势,空间上表现为东南高西北低的分布特征;植被改善的面积占流域总面积的47.17%,流域中部地区植被恢复趋势明显。(2)流域植被变化受降水、植被类型、土壤类型以及土地利用类型的影响较大;同时研究揭示了影响FVC变化的驱动因子最适宜的范围和类型。(3)2040年黄河流域植被覆盖度呈上升趋势,中部地区植被恢复趋势明显,青海省部分地区植被有退化趋势。该研究结果为黄河流域生态保护和恢复提供科学依据。
2024, 44(19):8554-8563. DOI: 10.20103/j.stxb.202310092170
摘要:氮素是叶绿素的重要组成部分,是植物光合过程中各种酶的组成元素。传统叶氮含量测定具有破坏性,日光诱导叶绿素荧光SIF提供了从空间直接探测植被叶氮含量的可能。选取水稻作为实验对象,基于冠层日光诱导叶绿素荧光SIF数据、植被生理参数和冠层结构特征,构建叶氮含量反演模型,并探讨了不同生长阶段,各指标要素对模型的贡献度。结果表明:(1)花期后的日光诱导叶绿素荧光及其指数、植被生理和冠层结构数值均小于花期前,各指标会受到时期变化和施氮量控制的影响;(2)日光诱导叶绿素荧光SIF、叶绿素含量Cab和荧光逃逸系数fesc与基于质量的叶氮含量Nmass的拟合程度最优(R2=0.675),使用SIF、Cab和fesc可以较好的指示Nmass;(3)花期前SIF对估测Nmass的重要性最大,花期后Cab和fesc对估测Nmass的重要性最大。因此,物候会对叶氮含量估测产生影响,使用遥感手段反演叶氮含量需要一个多角度模型。研究结果可为基于卫星SIF反演区域农田叶氮含量和生态系统生产力提供依据。
2024, 44(19):8564-8574. DOI: 10.20103/j.stxb.202310312361
摘要:土地质量是保障粮食安全的重要因素之一,在维持社会经济的高质量发展和生态系统的可持续性发展方面发挥着举足轻重的作用。榆林市经济高速发展,资源化开发频繁,土地质量退化严重,土地退化是限制榆林市生态发展的重要因素,因此掌握其2000-2020年土地变化情况至关重要,通过土地退化中性(Land degradation neutrality,LDN)评估可以揭示土地变化情况。基于生态系统服务价值评估(Ecosystem service value,ESV)提出综合的LDN评估规则,分析榆林市2000-2020年的LDN变化情况。研究表明:(1)2000-2020年,榆林市的ESV总体上呈现出先升后降再升的趋势,其中2020年ESV最高为239.21亿元,2000年最低为232.03亿元,(2)基于ESV修订后的LDN评估:①土地利用/土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,LUCC)稳定区域面积为37261.53km2,占比86.89%,恢复区域面积为2851.75km2,略大于退化区域面积2769.65km2;②2000-2020年净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)显著增加,增加、稳定和减少的区域面积分别为37501.55km2、5870.24km2和93.09km2,退化面积非常少;③土地有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)稳定、恢复和退化的面积分别为37761.65km2、2756.83km2和2364.47km2,退化区域面积最少。④根据LUCC、NPP和SOC对LDN进行综合分析,研究结果表明榆林市LDN稳定、恢复和退化区域面积数值分别为4764km2、35057km2和3046km2,恢复区域面积最大,退化区域面积最小,2000-2020年榆林市实现了LDN目标。研究成果可为榆林市土地利用保护工作提供理论依据。
2024, 44(19):8575-8583. DOI: 10.20103/j.stxb.202311232563
摘要:植物细根寿命是影响细根周转的重要因素,在陆地生态系统碳和养分循环中扮演着重要角色。但是,目前对竹类植物根寿命的直接观测资料和研究仍显不足,尤其缺乏关于竹类植物蔸根和鞭根两种类型根寿命特征的研究。利用根箱对淡竹(Phyllostachys glauca)蔸根和鞭根细根生长动态开展研究,结果表明:(1)淡竹蔸根和鞭根细根寿命间没有显著差异,但是根序对根寿命有显著影响。1级根寿命显著低于2级根寿命,2级根寿命显著低于3级根寿命。(2)蔸根和鞭根的出生和死亡具有不同的季节模式。鞭根新根出生集中于7、8、9月,在7月达到峰值,死亡高峰发生在春季(3-5月)。蔸根新根发生没有单一峰值,在3月、7月、11月各有一次新根发生的小高峰,死亡高峰发生在夏季(6-8月)。(3)淡竹蔸根和鞭根的细根寿命与出生时间的关系不同。蔸根夏季出生的细根中值寿命最长,春季出生的细根中值寿命最短。鞭根春季出生的细根中值寿命最长,冬季(12-2月)出生的细根中值寿命最短。发现淡竹蔸根和鞭根的细根具有不同的生长规律,其寿命与根序级别、出生时期密切相关,研究结果可为竹林生产和管理提供理论依据。
2024, 44(19):8584-8594. DOI: 10.20103/j.stxb.202401160136
摘要:亚热带常绿阔叶林在我国森林生态系统碳存储方面发挥着重要作用,研究其凋落物分解机制对理解和预测亚热带森林生态系统养分循环和碳储存具有重要意义。以古田山国家级自然保护区典型亚热带常绿阔叶林为研究区域,以两种亚热带树种马尾松(Pinus massoniana)和石栎(Lithocarpus glaber)凋落叶作为分解基质,通过对凋落物分解速率、凋落物养分释放速率、土壤微生物群落结构、土壤胞外酶活性以及土壤理化性质的测定,从凋落物质量、分解者和分解环境三个层面探究亚热带常绿阔叶林凋落物分解的主场效应、养分释放模式以及土壤微生物作用机制。研究结果表明:(1)马尾松凋落叶主场效应不明显,而石栎凋落叶在分解过程中表现出一定主场效应,并具有时间依赖性,在分解后期主场效应较为强烈,说明具有较低初始有机碳含量的凋落物可能存在相对明显的正主场效应;(2)马尾松和石栎凋落叶的有机碳均呈净富集状态,马尾松凋落叶氮在分解后期呈释放模式,而石栎凋落叶氮则表现为净富集模式;(3)亚热带常绿阔叶林内凋落物分解主要受养分残留率、土壤微生物群落结构(真菌/细菌比和革兰氏阳性/阴性细菌比)和土壤pH的影响。综上,揭示了马尾松和石栎凋落物分解主场效应的差异性表现和时间依赖性,有助于亚热带常绿阔叶林优势树种的凋落物分解机制的深入理解。
2024, 44(19):8595-8604. DOI: 10.20103/j.stxb.202401190167
摘要:秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区特有的国家Ⅱ级重点保护野生植物,处于濒危状态。以野生、人工培育的秦岭石蝴蝶居群为对象,通过观察和人工授粉实验对其传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明:(1)秦岭石蝴蝶种群花期为7月初-9月底,正值汉中多雨季节,影响授粉;花冠筒较深,不利于昆虫授粉,柱头位置高于花药,需要传粉者协助授粉。(2)柱头在花药开裂前具有可授性,柱头在第4-6天可授性最强,花粉活力第5天达到峰值,花粉和柱头虽有重叠期,但重叠期较短,仅为1-2 d。(3)访花昆虫平均访花频率较低、每朵访花停留时间较短,阴雨天气严重影响昆虫访花行为。(4)繁育系统检测与套袋实验结果显示,花粉胚珠比(P/O)为77.92,杂交指数(OCI)为4,秦岭石蝴蝶繁育系统以自交亲和为主,与异交并存的混合交配型系统,不存在无融合生殖现象,传粉者在传粉过程发挥极其重要作用。(5)种子萌发试验表明,秦岭石蝴蝶自然条件下萌发率较低,仅为23.33%。以上结果表明,秦岭石蝴蝶传粉对昆虫依赖性较高,受天气影响较大,花粉和柱头活力重叠期较短,自然条件下种子萌发率低,这些因素可能是导致秦岭石蝴蝶濒危的主要原因。
2024, 44(19):8605-8616. DOI: 10.20103/j.stxb.202401250236
摘要:研究荒漠生态系统中乔木、灌木和草本叶片生态化学计量特征及其随季节变化的规律,旨在阐明不同生活型植物生长发育过程中生态化学计量特征动态平衡及其差异,为荒漠生态系统的保护与管理提供理论依据。选择塔里木盆地南缘绿洲-沙漠过渡带内不同生活型8种植物,在生长季的4-9月连续进行叶片采集,分析叶片C、N、P含量及其计量比在整个生长季的变化。结果表明:1)整体上,8种植物叶片C含量的季节变化不大,N、P含量在生长初期最高,之后逐步下降,体现了明显的稀释作用,而植物叶片的C ∶ N、C ∶ P和N ∶ P在整个生长季内的变化规律不一致;2)综合分析8种植物叶片C、N、P含量及其计量比值在整个生长季节内的变异,变异系数由大到小排序为: P (32.39%)>C ∶ P (25.67%)>N (20.96%)>N ∶ P (20.42%)>C ∶ N (19.83%)>C (6.49%);3)植物叶片C含量的变异主要受物种和生活型的影响,N、P含量及C ∶ N、C ∶ P的变异受物种和生长季的影响最大,而N ∶ P的变异受到生长季与物种的交互影响大于生长季的影响;4) 8种植物叶片N、P含量间存在极显著的正相关关系(P < 0.001);P含量则与N ∶ P间呈现显著负相关(P < 0.001),而N含量与N ∶ P间无显著相关性(P > 0.05)。绿洲-沙漠过渡带8种植物叶片碳、氮、磷含量及其化学计量比在生长季因物种而不同,它们在生长季内的变异系数在物种间也存在差异,植物生长更容易受到N元素的限制。
2024, 44(19):8617-8626. DOI: 10.20103/j.stxb.202401300278
摘要:阔叶红松林是东北森林的典型代表,由于受到历史采伐干扰的影响,导致生态系统功能严重退化,威胁东北地区生态安全。生物多样性是生态系统功能形成和维持的重要基础,阐明采伐前后生物多样性的变化对于评估采伐干扰的影响、理解森林恢复过程具有重要意义,能够为森林生态修复与重建提供理论支持。谱系多样性和功能多样性是生物多样性的两个重要维度,然而传统的研究仍停留在物种数量层面,难以全面反映采伐干扰的影响。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,依托连续四次的样地清查数据,同时结合植物的系统发育和功能性状信息,探讨了不同强度采伐干扰对谱系多样性和功能多样性的影响,具体采伐设置包括:未采伐(对照),采伐15%胸高断面积(轻度采伐),采伐30%胸高断面积(中度采伐)以及采伐50%胸高断面积(重度采伐)。结果显示:①中、高强度的采伐干扰显著降低了森林谱系多样性和功能多样性,并且高强度干扰条件下森林多样性的恢复要更加困难;②采伐还影响着群落功能性状组成,随着采伐强度的增加,群落木质密度加权平均值上升而最大树高下降;③相较于采伐强度和采伐木断面积,保留木断面积与生物多样性的联系更加紧密,表明采伐后森林所达到的密度状态是影响生物多样性恢复的关键,当保留木断面积在18m2/hm2附近时,其与谱系多样性的关系出现显著拐点,应在阔叶红松林经营管理过程中受到更多重视。综上所述,谱系多样性和功能多样性为评价采伐的影响提供了新的视角,有助于更加全面地反映采伐干扰对生物多样性的影响,为阔叶红松林生态修复与多样性保护提供科学参照。
2024, 44(19):8627-8635. DOI: 10.20103/j.stxb.202401300279
摘要:物种多样性和功能多样性反映了草地植物群落物种组成和功能的变化,然而影响荒漠草原物种及功能多样性的关键因素尚存争议。以短花针茅荒漠草原为研究对象,系统探讨了载畜率和降水量对物种及功能多样性的影响,结果发现:(1)降水量与群落特征之间呈显著正相关关系(P < 0.01),降水量增加将显著促进物种多样性的提升,但对功能多样性产生负面影响(P < 0.01);(2)载畜率与植物群落特征之间呈显著的负相关关系(P < 0.01),载畜率增加将降低群落物种和功能多样性,但载畜率与物种及功能多样性不存在线性关系(路径系数分别为-0.17和-0.15,但P > 0.05);(3) Rao二次熵指数与物种多样性之间表现出显著的正相关线性回归关系(P < 0.01),功能丰富度指数与物种多样性指数之间呈现幂指数关系(P < 0.01)。功能均匀度指数与Pielou均匀度指数之间呈显著的正相关线性回归关系(P < 0.01)。荒漠草原物种及功能多样性变化受到降水、载畜率和群落特征的综合影响,揭示了其对草地生态系统健康和可持续性的重要性。
2024, 44(19):8636-8650. DOI: 10.20103/j.stxb.202402050312
摘要:盐碱地是建设光伏的主要土地类型之一。盐碱地光伏系统中光伏组件的遮荫作用会改变局地微气候进而影响土壤水盐动态,系统内作物的生长会受到遮荫和土壤盐分的双重胁迫,阐明遮荫下盐碱地水盐动态和作物生理响应对指导盐碱地光伏农业开发利用具有重要意义。采用大田试验方法,以油葵(Helianthus annuus Linn.)为试验对象,分别设0%、30%、60%和90%遮荫水平,探究遮荫对滨海盐碱地水盐动态及油葵生长特性、光合特性、叶片解剖结构、生物量、籽粒产量及品质的影响,以揭示遮荫下滨海盐碱地水盐运移规律及作物生长和生理变化。结果表明,与无遮荫相比,遮荫能够显著增加滨海盐碱地油葵全生育期内土壤剖面含水量,降低土壤剖面含盐量。遮荫会显著降低油葵净光合速率,抑制茎粗和花盘的生长,减少籽粒粗脂肪,并提高籽粒粗蛋白。弱光下油葵自身会通过增加株高、提高光合色素含量、降低光合色素比值、提高光合酶活性、减小叶片厚度、改变碳同化产物分配方向等方式来促进光合作用。在遮荫率约为30%-60%时,能够增加18%-38%的耕作层土壤含水量,降低6%-18%的耕作层土壤含盐量,并维持15%-38%的油葵生物量和29%-55%的油葵籽粒产量。以上结果表明,遮荫能够改善滨海盐碱地水盐条件,减轻作物盐胁迫,但油葵作为喜光作物,遮荫会显著抑制其光合作用,影响籽粒产量和品质,因此,建议在光伏组件上限遮荫率约为30%-60%的盐碱地光伏系统内种植油葵,以维持油葵的籽粒产量。
2024, 44(19):8651-8660. DOI: 10.20103/j.stxb.202402080332
摘要:以东北东部山区4种管理梯度下相同演替年龄的森林群落为研究对象,包括天然次生林(WB)及在其冠下人工更新红松(Pinus koraiensis)的混交林(MA),并对MA进行透光抚育形成的择伐红松林(SK)和对SK适时疏伐形成的疏伐红松林(KT),其管理程度依次增强。采用样地清查结合异速生长方程法量化植被碳密度(VC)及其各组分碳密度;测定多样性、针阔比等群落特征和土壤氮、磷等养分特征,探究森林管理对植被碳密度的影响。结果表明:演替先锋优势种(PI)、演替后期优势种(LT)和林下植被层(UC)的碳密度在4种管理措施间存在显著差异,其中,LT由WB的9.39 t/hm2 增加到KT的107.02 t/hm2。但是,伴生种的碳密度在4种管理措施间差异不显著,其碳密度波动范围为8.41-14.89 t/hm2。VC随森林管理强度显著提升,其波动范围为96.34-135.40 t/hm2,VC年平均增长量波动范围为1.50-2.11 t hm-2 a-1,且在管理措施间存在显著差异。PI、LT和UC占植被总碳密度的比例在4种管理措施间存在显著差异,其中PI的占比随着上述管理措施逐渐降低,而LT的占比显著升高(由WB的14.0%提升到KT的82.2%);植被残体与活体生物量碳密度之比以及地下与地上的生物量碳密度之比在4种管理措施间均存在显著差异,其比值的波动范围依次分别为0.05-0.13和0.24-0.30。乔木层碳密度与树种多样性存在显著负相关,而林下植被层碳密度与树种多样性呈显著正相关。并且VC与土壤氮储量、磷储量无显著相关性。这表明,在同一气候条件下,群落特征和树种组成是决定植被碳密度分异的重要因素,并且通过提升后期优势种占比的积极森林管理提升了东北次生林植被的碳密度和碳固持能力。
韩青池,裴志永,孙小添,韩兆敏,王海超,刘文娟,朱心宇,张世纪,张钧尧,王伟龙
2024, 44(19):8661-8674. DOI: 10.20103/j.stxb.202402170342
摘要:植被的降水再分配过程在维护林分水文循环及开展区域林水调控等方面发挥着重要作用。然而,当前研究主要集中于探讨同质同龄林降雨特征对降水再分配的效应影响,对于林分内部不同抚育时间下降雨再分配差异分析相对缺乏,这对科学评估每4-6年即需平茬的灌木林分降水调配带来困难。对此,以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内2a、3a和5a沙柳林为研究对象,同步监测计算不同抚育时间下沙柳降水分配特征,分析其内部降雨分配差异及影响因素,并根据区域林分分配、抚育时间与平茬期进行综合分析,对未来5年林分降水再分配进行预测。结果表明:(1)不同抚育时间下沙柳穿透雨表现为2a > 3a > 5a的变化趋势,树干茎流与冠层截留则表现为5a > 3a > 2a的变化趋势,降雨量与降雨历时是影响降雨再分配的关键因素。(2)穿透雨空间分布特征受到植被抚育时间与降雨特征双重影响,当雨量为小雨时, 2a沙柳"雨极"、"中间极"与"旱极"分界均匀,3a沙柳穿透雨率空间分布较统一;当雨量为大雨时,2a沙柳穿透雨率空间分布较统一,3a和5a沙柳"雨极"与"中间极"分界相对更明显。(3)通过对当年林分降雨进行综合计算,发现当年降水再分配的综合评估值与3a沙柳最相近。通过区域林分分配、抚育时间与平茬期综合对未来5年林地降水再分配进行预测,建议于2025年在沙柳丛内混植小型林下植被,以确保在2026、2027年等预估穿透雨量较大年份同具防沙固土与植被生长双重效益。此外,研究发现每年降雨再分配格局主要贴近中林龄林分,故而不方便进行林龄差异处理时,优先选择中龄林分进行研究,以减少抚育时间差异干扰。结果以期对开展水源涵养研究的林分林龄选择提供理论指导,为世界其他地区开展林水资源调控与灌木防护林建设提供科学依据。
2024, 44(19):8675-8687. DOI: 10.20103/j.stxb.202402180344
摘要:旨在探究植物热调节效应与其叶性状、构型性状之间的关联,以期为园林绿地热调节效应提升提供科学植物选择依据。以毛白杨、槐、碧桃等24种北京地区常见落叶阔叶树种为研究对象,测定其叶厚度、比叶重等叶性状与株高、树冠高宽比等植株构型性状,以及利用 Li-6400XT便携式光合测定系统以及Li-250A光照计测定了植物蒸腾速率、林冠下太阳辐射强度等指标,在此基础上计算树种蒸腾吸热量、太阳辐射削减率等热调节效应指标,分析不同树种相关性状与植物热调节效应指标之间的关系。24种园林绿化树种蒸腾吸热与拦截太阳辐射能力存在显著差异(P < 0.05),不同生活型热调节效应总体表现出乔木、小乔木优于灌木。其中,除美国红梣与元宝枫综合热调节能力较强以外,毛白杨、一球悬铃木在单位土地面积蒸腾吸热量方面表现较优,银杏、鸡树条在拦截太阳辐射方面表现较优,紫丁香综合热调节效应最弱。植物叶片蒸腾吸热能力与植物叶片干物质含量、比叶重呈显著正相关(P < 0.05),且株高、树木高宽比较高的植株其蒸腾吸热能力较强;叶面积指数、树冠高宽比对植物太阳辐射拦截能力存在显著影响(P < 0.05)。被试树种中美国红梣与元宝枫具有较优的综合热调节效应。叶片干物质含量、比叶重等叶性状以及株高、枝下高、树木高宽比等构型性状是指示或影响绿化树种热调节效应的重要因素。
2024, 44(19):8688-8698. DOI: 10.20103/j.stxb.202403050447
摘要:针对准噶尔盆地荒漠绿洲过渡带3个不同地下水埋深(GW1=4.78 m, GW2=9.39 m, GW3=11.76 m)条件下的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)种群进行了深入的年龄结构特征分析,旨在揭示种群的生存状况,并预测种群未来的发展趋势,为荒漠绿洲过渡带梭梭种群的经营与恢复提供理论依据。研究基于静态生命表、存活曲线对种群结构进行分析,结合时间序列模型预测了未来2、4、6个龄级后种群的变化趋势。研究结果表明:(1)3个梭梭种群年龄结构呈金字塔型,均为增长型种群,其中GW1种群生长潜力最大,幼龄林比例达73%。(2)3个种群的存活曲线均趋近于Deevey-Ⅱ型,种群在各年龄段死亡率相对稳定,地下水位的降低限制了幼苗的生长,导致种群自疏现象提前出现。(3)3个种群均为易受干扰的增长型种群,幼林数量基本可以补充由于中、老龄级个体死亡造成的缺失。对于水分补给有限的种群出现树龄大、树高小的小老树,幼苗稀少,种群提前进入衰退期的现象应该予以关注,需加强对衰老龄级个体的精准抚育管理。
2024, 44(19):8699-8715. DOI: 10.20103/j.stxb.202403150537
摘要:新疆吐鲁番哈密地区(简称"吐哈地区")属极端干旱区,光照时间长、昼夜温差大,生态环境脆弱,生态环境问题尤为突出,水资源有效利用对生态环境保护具有重要作用。吐哈地区植被生态需水在总需水量中占据显著比重,对于维护区域生态平衡和可持续发展具有重要意义。基于生态保护重要性分级,统计研究区总植被面积与各生态保护等级区植被面积,分别采用改进的彭曼公式法、潜水蒸散发法与生态分区综合计算法估算1990-2020年吐哈地区不同生态保护等级的植被生态需水量。结果表明:(1)三种方法估算的吐哈地区总植被生态需水量在1990-2020年期间呈现波动变化,改进的彭曼法估算结果由50.18亿m3变化到57.8亿m3,潜水蒸散法估算结果由54.42亿m3变化到51.85亿m3,生态分区估算结果由45.58亿m3变化到52.03亿m3。(2)极重要生态保护等级区的近30年植被需水量在三种估算方法下均增长,其中改进的彭曼公式法估算结果增长最大,由12.12亿m3增长到18.54亿m3。(3)对比三种植被生态需水估算方法,1990-2020年每5年期间估算的植被生态需水总量变化趋势基本一致,每种方法估算的相应生态保护等级区内植被生态需水量变化趋势一致,说明生态分区估算植被生态需水量的方法是合理的,可为植被生态需水的估算提供参考。
2024, 44(19):8716-8725. DOI: 10.20103/j.stxb.202404150828
摘要:为了解三星堆遗址城墙植被分布和恢复现状,本研究以三星堆遗址城墙草本植物群落为重点,评估自然更新、种植、弃耕、灌木去除、修剪五种维护措施对其物种多样性和生物量的影响。结果显示,研究区共记录草本植物40科81属103种,各样地类型均以多年生草本植物为主,重要值较大的科为菊科和禾本科。总体来看,灌木去除样地的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、物种丰富度指数和Pielou均匀度指数最高,而种植样地最低;对照样地、弃耕样地、灌木去除样地、修剪样地的4种多样性指数无显著差异。种植样地的地上生物量、地下生物量和总生物量最大,其次是对照样地,弃耕样地最小。所有样地的根分层生物量均随土层深度的增加而减少,在0-20 cm土层中,种植样地的根生物量最大,而修剪样地的根系生物量最低。在20-40 cm土层中,弃耕样地的根系生物量显著高于其余样地 (P < 0.05),在10-20 cm、40-60 cm土层中,各类型样地的根生物量均无显著差异 (P > 0.05)。草本植物的地上、地下和总生物量与Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均呈极显著负相关 (P < 0.01),而与物种丰富度指数相关性不显著 (P > 0.05)。综上,以自然更新为主并辅以针对性干预措施(如灌木去除和修剪)的原生境保护措施,同时控制地上地下生物量的比例,减缓其根系劈裂、生物风化等破坏作用,促进物种多样性和生物量稳定在最有利于遗址保护展示的范围。
2024, 44(19):8726-8736. DOI: 10.20103/j.stxb.202306051183
摘要:科学评估交通基础设施生态环境影响是当前研究的热点。选取景观生态风险指数作为道路生态环境效应评估指标,基于土地利用、遥感、气象、地形和社会经济等数据,评估了1990-2020年青藏铁路格-拉段沿线景观生态风险的时空变化特征,并结合最优参数地理探测器模型分析了景观生态风险的驱动因子。结果表明,青藏铁路格-拉段沿线地区整体景观生态风险较低,并呈现明显的东北部最高、中部较高而西南部最低的空间分布格局,且距铁路中心线越近,景观生态风险越高;青藏铁路格-拉段建设后,景观生态风险呈微弱上升态势,景观生态风险指数由建设前的0.29上升到建设后的0.30;同时,在青藏铁路格-拉段修建和运营期,沿线地区景观生态风险呈现持续增加态势,景观生态风险指数上升速率约为0.40%/a,且有沿铁路呈点和轴状扩散的趋势;景观生态风险的驱动因子主要为植被覆盖度、降水和海拔(q > 0.44),其次为气温、经济发展和人口密度 (q > 0.13),且植被覆盖度与海拔和与温度的交互作用对景观生态风险的解释力最高(q > 0.61),但在铁路运营期,经济发展和夜间灯光对景观生态风险的贡献率呈现增加趋势。这表明,青藏铁路格-拉段建设和运营带来的人类活动强度增加,加剧了青藏铁路格-拉段沿线地区的生态风险。研究结果可以深化对陆路交通生态环境影响的认识,为国家制定合理的道路修建策略提供科学依据。
2024, 44(19):8737-8750. DOI: 10.20103/j.stxb.202312132721
摘要:厘清黄河流域贸易隐含碳排放时空格局及其驱动因素,对于制定公平有效的减排方案,实现区域合作减排的重要目标至关重要。利用多区域投入产出模型深入研究2007-2017年黄河流域9个省区贸易隐含碳排放的构成,以及其在省级和行业层面的转移路径;通过结构分解方法,追踪黄河流域贸易隐含碳排放区域内外的影响因素,揭示其区域内外影响因素的异质性。结果表明:黄河流域整体呈净贸易隐含碳转出区域,主要由中间投入的贸易方式进入其他各省的生产需求时导致。该流域的生产供应和整体需求正向中西部和东北地区转移,而对东南沿海省份的供应和需求正逐渐减少。区域外的最终需求和本地的碳排放强度是影响转出贸易隐含碳的主要因素,区域内的最终需求和区域外的碳排放强度是影响转入贸易隐含碳的主要因素。此外,生产结构和最终需求是影响黄河流域贸易隐含碳排放的关键因素,前者对黄河流域贸易隐含碳排放起抑制作用,后者则主要起驱动作用。
2024, 44(19):8751-8763. DOI: 10.20103/j.stxb.202404050729
摘要:生态补偿作为建设生态文明的重要制度保障和推进乡村振兴的重要机制,是实现国家公园生态保护与乡村振兴"双赢"目标的重要途径。其中,补偿标准的制定是实施"双赢"生态补偿机制的关键环节。以祁连山国家公园为例,将生态补偿标准纳入生态保护-乡村振兴复杂系统之中,通过构建系统动力学模型,将不同的发展情景和补偿标准相结合,仿真模拟生态保护-乡村振兴系统未来发展趋势,甄选更适合祁连山国家公园"双赢"目标实现的发展路径和生态补偿标准。研究发现:(1)通过发展路径规划和补偿标准优化,祁连山国家公园能够实现生态保护和乡村振兴"双赢"。在不同的发展情景中,综合协调情景为祁连山国家公园实现生态保护和乡村振兴"双赢"发展的最优方案,该情景能兼顾各子系统之间协调发展的同时,使生态环境和乡村振兴指数达到最大值。(2)综合协调情景下,当补偿标准区间为129.84-149.24元/hm2,为"双赢"目标实现下制定生态补偿标准的相对最优方案。(3)经济优先情景下,当补偿标准维持现状(128.55元/hm2)不变时,为制定生态补偿标准的相对最优方案。(4)延续现状和生态优先情景下,当补偿标准区间为131.12-173.01元/hm2,为制定生态补偿标准的相对最优方案。从系统视角剖析祁连山国家公园"双赢"的演化路径,在一定程度上可以避免做出片面的发展决策,研究结果不仅为祁连山国家公园体制建设和生态补偿政策实施提供行动指南,其研究思路和方案设计对其他国家公园实现"双赢"目标具有一定的借鉴意义。
2024, 44(19):8764-8773. DOI: 10.20103/j.stxb.202206211756
摘要:生态系统服务的供需关系人类自身福祉,人类活动又是影响生态系统服务供需的主要因素,将两者进行耦合性分析,对提升区域生态环境质量提供切实可行的依据。在评估秦巴山区2000-2018年生态系统服务供需基础上,构建人类活动强度指标,并通过四象限分析模型,将生态系统服务供需和人类活动相耦合,来探究秦巴山区的生态环境质量状况。研究结果表明:(1)2000-2018年秦巴山区生态系统服务盈余量丰富,4种生态系统服务处于盈余状态,并且生态系统服务的供需空间特征的差异性越来越明显。(2)人类活动强度在空间上有明显的空间异质性,从东向西人类活动强度逐渐减小,高值区主要在人口集聚的城区,低值区在高山寒冷区。(3)秦巴山区大面积区域生态环境质量较好,但是也有13.64%的像元和20个县是处于生态环境质量较差的水平。通过近几年的生态工程的实施,秦巴山区的生态环境质量还是得到了很大的提升。通过生态系统供需和人类活动耦合研究,可以为山区分区调控管理和生态环境质量的提升具有一定的借鉴意义。
2024, 44(19):8774-8783. DOI: 10.20103/j.stxb.202404080749
摘要:环境、社会和治理(Environmental, Social and Governance, ESG)是指从环境、社会和公司治理三个维度来评估企业经营的可持续性与对社会价值观念的影响。随着可持续发展与生态文明的理念逐渐成为共识,ESG也成为实践和研究的热点。ESG关注环境和可持续发展,但当前ESG研究与生态环境科学的结合明显不足。简要回顾了中国的ESG实践,并将其自2005年起分为起步阶段(2005-2009年)、发展阶段(2010-2017年)和全面深化阶段(2018年至今)。通过对主流的ESG评价指标体系与联合国可持续发展目标的关系进行分析,发现二者高度相符,表明ESG与生态环境科学联系密切。再根据国内外ESG研究文献分析,发现现有研究多围绕上市公司和金融机构展开,研究者主要来自金融、经济、社会、管理乃至商务等领域,当前ESG研究与生态环境科学存在脱节,总体上与生态环境科学的结合还有待发展和深入。在此基础上,文章指出应尽快推进ESG研究与生态环境科学的结合,并对未来如何开展相关实践与研究进行了展望,以期为生态环境领域学者开展ESG研究提供参考。
2024, 44(19):8784-8797. DOI: 10.20103/j.stxb.202403090480
摘要:生态安全格局是我国划定生态用地,完善和落实生态功能区、主体功能区等区域调控政策的有效工具,可通过落实相关法律法规引导限制无序的城市扩张和人类活动,实现国土、区域和城市等各尺度上的生态安全永久性保护。神木市煤炭资源开发产生了一系列生态问题,虽然政府已采取了一些措施并取得了不错成效,但是由于能源转型压力和对生态修复的认知不足,依然存在关键生态源地忽视、煤矿塌陷影响认识不足等问题,亟需对神木市生态修复策略进行更为科学合理的优化。基于"生态安全格局构建-生态风险评价-修复分区-管理策略优化"的基本研究框架,将生态系统服务功能评价与电路理论方法结合,构建神木市具备最优生态廊道宽度的生态安全格局,并与矿区塌陷、山体滑坡、水体污染、地表破坏和土地荒漠化生态风险评价进行叠加,采用冲突分析方法确定关键生态要素的冲突类型与等级,识别出生态修复的重点区域。研究结果表明:神木市生态安全格局共计识别出生态源地37个,斑块面积达到1139.2km2;生态廊道70条,总长度达380.0km,最优廊道宽度设定累积阻力阈值为80000;生态夹点大于1km2的有28个,总面积达到140.4km2。综合生态风险冲突评价结果:店塔镇、西沙街道、锦界镇和孙家岔镇处于较高级冲突以上,是神木市受采矿活动影响较为严重的区域。基于生态要素分布与生态风险评价等级,综合确定了神木市矿山修复区、荒漠化防治区、综合服务区和水土保持区四大生态修复分区。本研究改进了传统生态修复分区划定模式,探索集"摸清生态基底-识别修复空间-优化保护对策"于一体的县域生态修复技术体系,将研究落实到具体的乡镇级行政区,使理论研究能更加有针对性的指导县域生态修复与管理。同时,可为黄河中游地区同类资源开发型城市的生态安全格局构建和生态修复策略实施提供理论依据。
2024, 44(19):8798-8811. DOI: 10.20103/j.stxb.202401300280
摘要:探究乡村振兴背景下乡村韧性动态演变及影响因素,对于脱贫山区推进乡村全面振兴与实现乡村可持续发展具有重要意义。陕南秦巴山区受脆弱生态环境以及薄弱经济基础的双重胁迫,脱贫乡村发展与农户生计仍面临不确定性风险。以陕南秦巴山区28个县区为例,将乡村韧性分解为经济、社会、生态以及制度四个维度,构建乡村韧性指标体系并对其进行量化,运用GIS技术和地理探测器探究乡村韧性的时空演变及影响因素。结果显示:(1)陕南秦巴山区2010-2021年乡村韧性整体呈先下降后上升的趋势。社会韧性与经济韧性变化较小,制度韧性逐年上升,生态韧性逐年下降。(2)近10年土地资源利用、文化教育等是乡村韧性分异的主导因子,且制约因子由生态维度转向社会维度,乡村基础教育与农业生产效率影响程度不断加深,土地利用与人口结构的作用不断减弱。(3)依据研究区乡村振兴背景下面临的现实问题,针对各县区乡村韧性提升的短板和关键影响因子,从产业、人才、组织、文化、生态五大振兴出发提出了脱贫山区韧性提升的建设路径及对策。乡村产业振兴方面应打造新兴产业集群,提升农业现代化水平;乡村人才振兴方面应开展农户就业扶持活动,政策吸引人才返乡下乡;乡村文化振兴方面应推进教育新型基础设施建设,建立农民群众文化需求反馈机制;乡村生态振兴方面应优化农业生产结构和区域布局,盘活耕地资源促进绿色生产;乡村组织振兴方面应探索多元组织协作,全面建立健全村务监督委员会,为未来脱贫山区韧性建设提供了参考依据。
苏明明,董航宇,宝林佳,徐峰,张永波,王梦晗,王亚楠,张梦真,刘海庆,靳敏
2024, 44(19):8812-8825. DOI: 10.20103/j.stxb.202402070326
摘要:全球重要农业文化遗产是具有丰富生态价值,体现人地和谐关系的遗产系统。旅游发展是推动农业文化遗产地动态保护和生态价值实现的重要方式。然而符合供需双方需求,能够充分实现农业文化遗产生态价值的旅游发展模式还有待进一步探索。从供需视角出发,以敖汉旱作农业系统为例,采用半结构访谈和问卷调查的研究方法,测度社区居民和游客的生态价值认知、旅游参与意愿及需求,并基于此提出遗产地生态价值的旅游实现策略。研究发现:(1)供需双方对遗产地的生态价值总体认知较低;(2)游客对品尝当地美食、生态小米品尝和销售、博物馆表现出较强的参与意愿,对农家乐、品尝当地美食、休闲度假及研学活动表现出较强的支付意愿;(3)社区居民对传统食宿为主的旅游方式参与意愿较高,但个人生计资产及能力,组织模式和利益分配机制缺乏是制约社区参与的主要因素。依据上述结果,提出了拓展生态价值解说的广度和深度、丰富旅游产品以推动供需匹配和建立合作社带动的社区旅游参与模式这三条促进敖汉旱作农业系统生态价值旅游实现的建议。研究基于供需关系拓展了农业文化遗产地生态价值旅游实现的研究视角,能够为敖汉及其他农业文化遗产系统的动态保护及可持续旅游发展提供参考。
张萌,李斌,高红梅,梁程博,宋鹏飞,顾海峰,覃雯,张婧捷,刘道鑫,江峰,蔡振媛,徐波,张同作
2024, 44(19):8826-8843. DOI: 10.20103/j.stxb.202403150539
摘要:祁连山位于中国青藏高原东北部,是中国西北重要生态屏障,具有丰富的野生动物资源和地貌类型。为探究祁连山南坡鸟类组成与垂直分布特征,于2019年5月和9月采用样线法和直接计数法对不同生境、季节和分布海拔的鸟类资源进行了全面调查。结果显示,祁连山南坡共观测到鸟类17目41科157种,其中留鸟81种 (51.59%)、夏候鸟61种 (38.85%)、冬候鸟3种 (1.91%)、旅鸟12种 (7.64%);在区系组成上以古北界鸟类为主,共102种 (64.97%),其次为广布种34种 (21.66%)、东洋界21种 (13.38%)。在季节变化中,夏季鸟类物种多样性显著高于秋季 (P < 0.001);在划分的8种生境类型中,草地生境鸟类丰富度最高 (108种),且与湿地生境鸟类群落最相似,而与荒漠生境鸟类群落相似度最低;在鸟类垂直分布格局上,祁连山南坡鸟类丰富度随海拔升高呈现为中锋模式,在海拔3100-3400 m处达到最大值。另外,该地区留鸟垂直分布特征存在季节性变化,随着夏季向秋季的季节变换,鸟类的垂直分布范围主要向下或向上移动。物种本底数据的调查是开展生物多样性保护工作的基础,了解该地区鸟类物种多样性数据及其随海拔梯度变化的规律,对保护祁连山南坡地区生物多样性具有重要意义。
2024, 44(19):8844-8853. DOI: 10.20103/j.stxb.202404070746
摘要:浙江桂经济价值高,野生资源有限。基于2hm2固定样地调查数据,通过分析其群落特征,编制静态生命表、绘制存活曲线、计算数量动态指数、引入时间序列模型等,研究了安徽省牯牛降国家级自然保护区浙江桂生境群落结构及种群动态特征。结果表明:(1)样地内共记录物种198种,木本以樟科、壳斗科、杜鹃花科为主;(2)甜槠是建群树种,其龄级组成以老龄级(V级)为主(占总株数的78.92%),其它优势种有香桂、马银花、新木姜子等,以幼龄级(Ⅰ和Ⅱ级)为主(占总株数90%以上);(3)浙江桂种群龄级组成呈倒"J"型,幼龄级个体占总数的85.15%,但幼苗转化成体折损率高;(4)时间序列预测分析表明,浙江桂种群未来个体数量呈增加趋势。基于这些研究结果我们提出就地封育保护为主,辅以低龄级幼株的精准抚育管理,以促进其种群的恢复。
2024, 44(19):8854-8864. DOI: 10.20103/j.stxb.202403180554
摘要:2022-2023年期间,杭州萧山国际机场累计鉴定鸟击残留物样本154例,涉及54种鸟类,其中家燕(Hirundo rustica)为出现频率最高的鸟种,共检测到9次,鸟击风险较高。为降低家燕对飞行安全的威胁,利用DNA宏条形码技术(DNA metabarcoding technology)检测肠道内容物,对机场春夏两季的家燕进行食性分析。同时结合机场调查数据,有效地掌握了家燕的食源分布。结合机场实地调研数据,研究结果发现麻蝇科、果蝇科、蚊科、丽蝇科、蝇科和灰蝶科都属于动物性食物,其中麻蝇科为主要食物,而滋养食源的相关植物有蔷薇科、禾本科、伞形科、千屈菜科、桑科、榆科、百合科和柏科,蔷薇科则是主要滋养物。通过α多样性指数比较发现,动物性食物多样性在夏季显著高于春季(Shannon指数,P < 0.05),群落物种分布更均匀,而与家燕食源相关的植物丰富度在春季则显著高于夏季(Chao1和Observed_species指数,P < 0.05),造成这种差异动态的因素可能是机场区域温度变化。通过β多样性指数比较发现,动物性食物和食物链相关植物组成差异在春、夏季不明显。针对家燕的食性组成以及食物资源的分布模式,我们建议机场应提高收割植物籽实频率,扩大收割面积,排查家燕营巢区域,规范水稻、大豆等作物种植,妥善处理机场垃圾,定期喷洒杀虫剂,设立昆虫诱捕装置,清理植草区虫卵虫蛹,以降低家燕鸟击事件的发生概率。与传统食性分析相比,通过DNA宏条形码技术比较了不同季节食性,补充了目前发现的家燕食物组成,并且对机场的鸟击防范政策实施具有指导意义。
李筱芹,吴开阳,倪达富,杨丽亚,鲁桃秀,张连博,邓华堂,吴彤飞,何荣超,付梅,姚维志,吕红健
2024, 44(19):8865-8883. DOI: 10.20103/j.stxb.202307181531
摘要:为了探究梯级水坝对长江上游重要支流中不同鱼类的阻隔效应,利用环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术于2021年5月对綦江9个区段鱼类物种组成与多样性进行了分析,并与传统渔业资源调查的结果进行了比对,探讨了eDNA技术在长江水系鱼类监测中的应用前景。结果显示基于eDNA技术在綦江中共检测到鱼类7目16科49属59种。其中,鲤形目41种,占比69.49%;珍稀特有鱼类12种,占比20.34%。通过传统渔业资源调查方法共监测到鱼类7目17科64属92种。两种调查方法的综合分析结果表明綦江中共有鱼类96种,其中55种为共同调查到的鱼类,占比57.29%。此外,基于eDNA技术检测到的59种綦江鱼类,按照下游至上游次序呈现如下趋势:(1)不同区段的鱼类物种多样性阶梯式降低;(2)各采样点与全流域间的鱼类物种相似性阶梯式降低;(3)喜流水鱼类与喜静缓流鱼类物种数之间的比值,以及洄游性鱼类的物种数量及其所占比例逐渐减小;(4)各区段底层鱼类的物种数量百分比逐渐减小,而中上层和中下层鱼类的物种数量百分比逐渐增大。研究表明水坝的长期阻隔对綦江中鱼类物种组成和多样性产生了较大影响,且梯级水坝造成的影响较单个水坝更加严重;梯级水坝对喜流水、洄游性鱼类以及底层鱼类(包括多种长江上游珍稀特有鱼类)有较明显的阻隔效应。在现有研究基础和背景条件下,认为如果用于物种注释的本地数据库已充分完善,将eDNA技术应用于长江水系的鱼类监测总体可行;否则,在监测过程中应将eDNA技术与传统渔业资源调查方法进行适当结合,进而有效提高调查结果的全面性与可信度。
2024, 44(19):8884-8896. DOI: 10.20103/j.stxb.202402170341
摘要:长江江豚是中国长江中下游特有物种,近两次长江淡水豚生态考察中其种群数量出现止跌回升,但仍处于极度濒危状态。为进一步稳固江豚种群数量增长态势,维持优良生境成为开展后续相关保护措施的基础。然而,长江下游水文条件复杂,航道整治、岸线开发利用、十年禁渔等工程和管理措施可能对江豚生境造成影响。因此,开展长江下游江豚调查和生境评估具有重要意义。通过船只调查结合环境DNA监测,明晰了长江宁镇段江豚的种群分布、活动特征及主要活动区域的环境特征;综合水深、流速、岸线和饵料多种关键生境因子,构建了长江下游南京-镇江段江豚物理生境模型,模拟分析了江豚生境适宜度。结果表明,船只调查和环境DNA监测结果均显示出研究区域内江豚主要分布在南京保护区,非保护区次之,镇江保护区较少。其中江豚序列丰度在绿水湾公园点位最高,占比7.77%;基因拷贝数在烈山点位最多,达22.56 拷贝数/μL。观察到江豚出现频率和丰度较高的点位均在模型中显示出较适宜的生境,耦合多种关键生境因子的模型可以较好的模拟江豚生境适宜性。总体来说,南京江段生境适宜度较高,范围较大。最后,针对南京下游深水航道工程下江豚生境保护,建议在后续航道整治工程中充分采用生态措施,以支撑长江大保护和长江经济带国家战略协同发展。
侯扶江,黄小娟,常生华,杨浩,杨发林,梁海红,NOGAYEV Adilbek,SERE Nurlan
2024, 44(19):8897-8913. DOI: 10.20103/j.stxb.202402050313
摘要:草地培育在草业科学理论指导下,通过一系列草地管理措施,解决草-畜供需季节性不平衡这一根本性矛盾,提高和完善草业系统的结构与功能。根据草地培育的作用目标或其尺度与属性、实施主体有5种划分方法。主要包括封育、休牧、划破、补播、施肥、灌溉、火烧、放牧、人工增雨、研学旅游、智慧管理、政策法规等,这些方法通过改变草业系统或其组分而融入草畜反馈机制。草地培育遵循产业化、慎重改造、综合性和尺度对应等原则,集成技术之间协同或叠加,效果达到超饱和或盈饱和,关键是确定生态系统对培育措施的适应期、响应期和饱和期3组阈值。草地培育建立以放牧为基础的边牧边育的模式,重视"有害"生物作为生态系统不可替代的组分及其资源属性,建设以草地健康水平为基础的标准化的草地培育流程,推动智能化、机械化、规模化作业,提高培育效率和效益。
2024, 44(19):8914-8921. DOI: 10.20103/j.stxb.202402240387
摘要:建立健全生态产品价值实现机制,是践行绿水青山就是金山银山理念的关键路径。聚焦生态产品价值实现理论研究,在文献调研的基础上,梳理总结了现阶段生态产品概念定义、产品目录、价值理论、价值评估与核算、价值实现路径等方面存在的一些难点问题,其中,概念定义方面的问题包括人类劳动是否是生态产品必需的生产要素、"生态产品"与"生态系统服务"之间概念界限不清晰等;产品目录方面的问题包括生态产品分类标准选择不当、终端产品和中间产品混淆、生态农产品与普通农产品难以区分等;价值理论方面的问题包括生态产品价值来源不明、价值构成不清等;价值评估与核算方面的问题包括生态产品价值重复计算、存量价值和流量价值不分、假想市场技术存在局限性、价格形成机制还需完善等;价值实现路径方面的问题包括对生态产品价值实现机制的持续性、系统性认识不足以及对产业生态化路径的研究不够等。针对这些问题,根据相关政策文件精神,分别提出对策建议,以此进一步完善生态产品价值实现理论基础,推动绿水青山向金山银山有效转化。
2024, 44(19):8922-8931. DOI: 10.20103/j.stxb.202402080331
摘要:阐明气候变化对生态系统服务的影响,对于实现生态系统可持续发展至关重要。基于WoS(Web of Science)核心合集科学引文索引扩展数据库,根据CiteSpace软件绘制的知识图谱,对气候变化背景下生态系统服务研究的趋势、热点以及前沿进行了分析。结果表明,气候变化背景下生态系统服务的研究已成为学术界重要研究议题之一,学者们从多个视角探讨这一议题,该领域的研究热点和前沿处于动态变化中。已有研究主要从气候变化对生态系统服务影响的评估、对权衡与协同关系的影响、影响机制以及优化管理措施等四个方面展开。未来研究应多关注气候变化背景下生态系统服务的阈值效应及文化服务的变化,加强气候变化对生态系统服务相互关系影响的研究,厘清未来气候变化影响生态系统服务的机制,以及推动人工智能与大数据技术在管理模拟研究中的应用。
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