• 2024年第44卷第21期文章目次
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      2024, 44(21):0-0.

      摘要 (156) HTML (0) PDF 4.53 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >生态系统服务与管理专栏
    • 多尺度农业生态系统服务研究进展

      2024, 44(21):9443-9457. DOI: 10.20103/j.stxb.202312272840

      摘要 (333) HTML (216) PDF 4.08 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业生态系统服务是由受人类活动深度调控和影响的农业系统产生,其在提供有益生态系统服务的同时,也产生了诸多对人类福祉有负面影响的生态系统负服务。农业生态系统服务和负服务研究不仅关注传统的粮食安全,同时关注与生态安全的共赢,可为实现农业可持续发展提供新的科学视角。基于文献阅读,在明晰农业生态系统服务和负服务内涵及主要特征的基础上,旨在(1)归纳农业生态系统服务和负服务研究的核心尺度和热点议题;(2)梳理多级尺度的典型指标及适用性评估方法;(3)提出未来农业生态系统服务和负服务领域的关键发展方向。农业生态系统服务研究主要涉及田块、景观和区域三个核心尺度,随着尺度扩大,热点议题从关注田块农作物自身,到关注景观异质性及其关联,再到关注区域上与社会系统的结合。农业生态系统除了提供典型或特殊的粮食供给、授粉、杂草防控等服务,同时也带来农业废料、病虫害、生境破损等负服务。对于农业生态系统服务评估,定性和半定量方法通常可适用于多级尺度,而不同定量方法和模型的最佳适用尺度存在差异。未来可重点从时空权衡作用分析、供需和流动机制探索、生态价值实现及生态补偿制定方向为多尺度的农业景观规划与设计提供理论和实践支撑,从生态系统服务视角有效促进农业的可持续发展。

    • 居民视角下乡村地区生态系统文化服务评估与优化——以浙江四十里河河谷为例

      2024, 44(21):9458-9469. DOI: 10.20103/j.stxb.202403240598

      摘要 (176) HTML (57) PDF 7.49 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐明乡村地区居民生态系统文化服务的空间感知特征及其与环境的互动关系,对于支撑乡村环境品质和居民福祉的可持续提升具有重要价值。以浙江四十里河河谷为对象,将支付意愿法与PPGIS相结合,并利用MaxEnt模型开展乡村地区的生态系统文化服务评估。研究结果表明:(1)乡村居民对休闲娱乐、美学、历史文化的需求较高,年龄与居住环境特征会进一步影响居民的偏好。(2)丰惠古镇所在的乡镇中心区、通明闸以南乡野片区、四明湖畔的东明山景区以及红色资源丰富的横坎头村是区域生态系统文化服务的热点,而生态系统负面文化影响则多分布于乡镇、村落集中建设片区内部和部分景区、采石场区域。(3)对生态系统文化服务影响最大的是距文保单位和景区的距离,其他还包括距河渠、湖泊、居委会和村委会的距离,以及高程和人造地表、耕地等土地利用类型,与生态系统负面文化影响紧密相关的则是距文保单位、景区以及居委会和村委会的距离。(4)研究结合居民偏好和MaxEnt制图结果,提出划定乡村地区生态系统文化服务高值保护区与潜力提升区的方法,以支撑3类空间优化策略的针对性实施。研究能够为乡镇级小尺度乡村地区的生态系统文化服务评估及其规划应用提供方法参考。

    • 面向水土生态系统服务协同的土地利用模拟

      2024, 44(21):9470-9484. DOI: 10.20103/j.stxb.202407111617

      摘要 (132) HTML (51) PDF 7.90 M (118) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水土生态系统服务功能的相关成果难以应用到实际土地利用规划中的问题。本研究以黄土高原为研究区,使用K-means聚类算法在小流域尺度上划分土地利用结构,结合InVEST模型探究土地利用结构对水土生态系统服务功能的影响。以阳泉市为典型区,设置多情景,结合多目标优化算法和PLUS模型进行未来土地利用模拟。结果表明:在小流域尺度上,黄土高原的土地利用结构可以划分为6类。农地结构、林地结构、农地-草地结构、草地结构、农地-林地-草地结构、裸地结构,最优土地利用占比分别是0.6-0.7,0.5,0.45/0.4(农地/草地),0.75-0.85,0.15/0.4/0.25-0.35(农地/林地/草地)。各土地利用结构中生态系统服务之间的约束曲线基本上是驼峰型、凹波、半凹波和凸波。从未来的土地利用数量上看,3种情景下水域和灌木面积均处于较低水平。其中,对照情景中城建用地面积最大,基准情景次之,协同情景最小。3种情景下,阳泉市均以城市建设为中心,向外依次为耕地、草地和林地的层次分布特征。土地利用的发展过程中各种土地类型之间存在替代规律,即城市建设倾向于取代耕地和草地,草地则可能取代林地和耕地,而林地则可能与草地发生替代关系。研究成果对黄土高原土地利用规划有重要参考价值。

    • 梁子湖流域生态系统服务簇时空演变及其驱动力

      2024, 44(21):9485-9503. DOI: 10.20103/j.stxb.202310112197

      摘要 (160) HTML (150) PDF 13.16 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态文明建设背景下,明确流域生态系统服务及其相互作用关系的演变和驱动机制,对流域国土空间生态保护与可持续发展具有重要意义。以梁子湖流域为例,基于FLUS模型、Pearson相关性分析、自组织映射、地理探测器等方法识别流域2010—2030年土地利用变化情况,揭示流域生态系统服务及其相互作用关系的时空演变规律与驱动因素,并提出基于生态系统服务簇的流域生态空间保护的工作框架。结果发现:(1)2010—2030年,流域土地利用变化情况显著,整体表现为耕地和水体面积减少、林地和建设用地面积增加。(2)3种模拟情景中,仅生态保护情景时流域生态系统服务价值上升,其余均呈现不同程度的下降趋势。(3)流域各项生态系统服务之间存在权衡与协同关系,且协同关系占据主导地位。(4)流域共识别出6种生态系统服务簇,其中以食物生产为主导功能的服务簇面积占比最大;服务簇的识别结果与实际土地利用类型较为一致,但同类用地仍可提供多个具有不同主导服务功能的服务簇。(5)流域生态系统服务簇的分异是自然环境、社会经济与景观格局共同作用的结果,优化景观格局能一定程度上保护流域主导服务功能的稳定。

    • 东北黑土区生态系统服务权衡与协同

      2024, 44(21):9504-9519. DOI: 10.20103/j.stxb.202312052647

      摘要 (144) HTML (97) PDF 8.81 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:东北黑土区作为我国最大的商品粮基地,土地退化问题日趋严峻,严重影响了生产-生态功能的协同发展。采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)、降水贮存量法、修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)和修正的风蚀方程(Revised Wind Erosion Equation,RWEQ)量化了东北黑土区供给、水源涵养、土壤保持和防风固沙4种关键生态系统服务并分析了其时空演化特征,采用残差分析法厘定了气候变化与人类活动因素对供给服务的贡献率,从栅格尺度和县域尺度刻画了不同地区、不同主导驱动因素下生态系统服务间的权衡与协同特征。结果显示:(1) 近20年东北黑土区供给、水源涵养和防风固沙服务量总体上小幅提升,县域数量分别占96.6%、76.9%和75.4%,其中内蒙古东部和黑龙江的供给服务量、黑龙江和吉林的水源涵养量以及辽宁的防风固沙量增势明显。土壤保持量总体上小幅下降,县域数量占60.7%,特别是吉林下降趋势最明显。(2) 东北黑土区供给服务变化主要受气候变化与人类活动的共同促进作用。人类活动是主导驱动因素,总体贡献率为62.65%,县域数量占76.6%。(3) 东北黑土区供给与水源涵养、防风固沙之间主要表现为协同关系,约有88.67%和77.14%的县域表现为协同,而供给与土壤保持之间主要表现为权衡关系,县域数量占比为68.25%,人类活动因素加重了各服务之间的权衡作用。研究有助于明晰东北黑土区生态系统服务的主要矛盾,科学合理、有针对性的制定生态保护修复相关政策,对提升东北生态功能以及保障国家粮食安全具有重要意义。

    • 藏东-川西生态维护水源涵养区产水量驱动机制

      2024, 44(21):9520-9534. DOI: 10.20103/j.stxb.202310082163

      摘要 (102) HTML (158) PDF 11.01 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:藏东-川西生态维护水源涵养区位于西南高山峡谷区北部,是中国典型的生态脆弱区,生态系统抗干扰能力差,对气候变化的反应敏感。产水量是生态系统服务中的一项重要功能,研究产水量空间分布特征及其影响因子对该地区水资源保护、涵养,开发和利用有重要意义。基于2000—2020年地表覆盖产品、气候、基岩深度、土壤和地形等数据,运用InVEST模型Annual Water Yield模块模拟了藏东-川西地区产水量;结合地理探测器(GDM)分析了造成产水量空间分异的各因子的解释能力;对q > 0.1的因子引入多尺度地理加权回归(MGWR)分析它们对研究区不同地理位置产水量的影响程度,并运用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验得到了产水量及其主导因素时空变化特征;同时利用Hurst指数预测了未来短期内产水量上升或下降趋势和评估了研究时段内产水量在不同空间位置的波动水平。结果表明:1)降水量和产水量空间分布在研究区内呈现“东西高,中部低”的分布格局,岷江流域降水量为最大,金沙江流域蒸散水平最高,怒江流域产水量领先其余三个流域;2)除降水量和蒸散发外,藏东-川西地区产水量主要影响因子有气候因子(年均湿度和年均风速)、地形因子(高程)、土壤类型、植被因子(归一化植被指数和净初级生产力)与社会因子(地表覆盖类型和人类活动强度指数);其中降水量、蒸散发、高程、归一化植被指数、净初级生产力和地表覆盖类型是产水量的主导影响因素。3)降水、高程与人类活动强度指数对产水服务的影响有较强的正向作用,而蒸散发、归一化植被指数和净初级生产力展现出较强的负向作用。4)研究区南部区域产水量波动水平高。在未来短期内,研究区95.30%的区域有下降趋势。5)藏东-川西地区不应将盲目提升人工植被覆盖度作为提高产水量首要方案,应注意对天然林的保护和预防石漠化。

    • 景观格局对生态系统服务的非线性影响和阈值调控——以福建省生态高效协同区为例

      2024, 44(21):9535-9551. DOI: 10.20103/j.stxb.202312242803

      摘要 (131) HTML (146) PDF 21.71 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑生态系统服务间协同权衡关系,摸清协同化背景下景观格局特征与生态系统服务整体效益(TES)间的非线性关联机制,明确主控因子和最优驱动阈值,有利于生态决策在顺应自然的前提下有效落实。研究方法:自组织特征映射神经网络模型、随机森林 (RF)+可视化表达算法。结果显示:(1)福建省生态高效协同区主要分布于高海拔地区,其内部TES整体呈现出西部高于东部的空间趋势。(2)耕、林和建设用地景观特征对TES的影响程度都呈现出面积 > 形状 > 空间布局的趋势。其中,耕、林景观面积的影响 > 斑块面积的影响,草、建设用地斑块面积的影响 > 景观面积的影响。(3)各景观格局因子对TES的影响存在最优驱动阈值区间和敏感调控区间,当建设用地面积占比超过10%后,其对TES的负面影响不再随建设用地扩张而显著增加。研究结论:各景观格局指数与TES间的关联过程是非线性的,其关联过程存在明显阶段性,不能用单一的线性模型拟合。在解决TES与景观特征因子间关联问题上,研究测试了机器学习模型和线性模型的拟合效果,其中随机森林模型表现最优异。本研究的方法和思路可为其他地区和尺度的生态系统服务协同权衡关系研究提供参考。

    • 水稻生产外部性价值时空演绎及驱动力——以2000—2021年我国30个省市为例

      2024, 44(21):9552-9566. DOI: 10.20103/j.stxb.202310222299

      摘要 (72) HTML (123) PDF 6.94 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻生产间接价值研究主要集中于生态系统服务功能而较少关注外部性问题,文章创新性地评估了水稻生产外部性价值,以及对粮食生产生态化转型的重大意义。基于2000—2021年我国水稻生产面板数据,运用功能价值法、热点分析和空间自相关等方法,结合地理探测器和地理加权回归,评估水稻生产外部性价值,并分析其时空演变特征及驱动因素。结果表明:(1)我国水稻生产年均正、负外部性价值和净价值分别为6030.67、2080.27和3950.48亿元;正外部性价值构成中涵养水源(34.84%)和气体调节(23.41%)占比最大,负外部性价值构成以温室气体排放(35.93%)和化肥污染(20.71%)为主。(2)正外部性价值整体呈缓慢增长态势,增幅8.78%;以2012年新时代为分界点,负外部性价值呈“先增后减”趋势,体现了新时代生态防控成效。(3)空间异质性强,外部性价值集聚于胡焕庸线以东,其中华中、华南、西南、东北和华北稻作区年均净值分别为1744.84、573.24、739.47、496.51和337.65亿元;外部性价值与地理空间全局正相关且空间聚集效应整体减弱;华中和华南稻作区以热点区和“高-高”聚集为主,华北和西北稻作区以冷点区、“低-低”聚集和不显著为主。(4)外部性价值受自然和社会经济因子耦合协调,呈双因子增强态势,其中机械总动力和可变农资对其影响最大;不同空间的水稻生产外部性价值的驱动力存在明显的空间异质性,南方稻作区相比于北方稻作区在社会因素方面影响力度更大。

    • 城市公园生态系统文化服务的空间格局特征及其影响因素

      2024, 44(21):9567-9581. DOI: 10.20103/j.stxb.202402040305

      摘要 (164) HTML (135) PDF 6.96 M (220) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市公园作为城市生态空间的主要类型之一,在维持、增加和提升城市生态系统服务中发挥着重要作用。人们对高质量生活的追求驱动着生态系统服务需求的演进,生态系统文化服务也日益受到关注。然而,对城市公园生态系统文化服务的空间格局特征及其影响因素的研究还显薄弱。以杭州市主城区239个城市公园作为研究对象,以微博数据测算生态系统文化服务,利用逐步多元线性回归和地理加权回归模型分析公园生态系统文化服务空间格局特征和影响因素的空间异质性。结果表明:(1)杭州主城区城市公园的生态系统文化服务空间分布差异性明显,生态系统文化服务小于0.44的公园,集中在拱墅区、西湖区和上城区,成条带状聚集;生态系统文化服务在0.45—0.54的公园,其空间分布呈现双核心聚集;生态系统文化服务大于0.55的公园,呈现多核心聚集分布特征,并且分布最广,涉及的公园最多。(2)逐步多元回归分析表明城市公园面积、NDVI(归一化植被指数)、公园水景观、路网密度、丰富度指数和聚集度指数是公园生态系统文化服务的主要影响因素,其中NDVI、城市公园面积、公园水景观、斑块丰富度指数和聚集度指数对生态系统文化服务有显著正影响,路网密度对生态系统文化服务有显著负影响。(3)地理加权回归分析表明不同影响因素对公园生态系统文化服务呈现出不同的正负影响效应,具有明显的空间异质性;城市公园面积、NDVI、公园水景观和斑块丰富度指数对公园生态系统文化服务具有显著正向影响,公园水面积占比、路网密度和公园PM2.5浓度对公园生态系统文化服务具有显著负向影响,人口密度、不透水面积占比、斑块数量和蔓延度指数对公园生态系统文化服务具有正负两种影响。对公园生态系统文化服务影响强度从高到低依次是公园路网密度、人口密度、NDVI、不透水面积占比、公园水景观、斑块丰富度指数、城市公园面积、斑块数量、公园PM2.5浓度、蔓延度指数和公园水面积占比。

    • 基于最大熵模型的生态系统文化服务空间分异及其对环境要素的响应分析——以陕北榆林市为例

      2024, 44(21):9582-9595. DOI: 10.20103/j.stxb.202311282595

      摘要 (105) HTML (154) PDF 11.29 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统文化服务(CES)是反映生态系统与人类福祉交互作用的重要表征。以地处陕北黄土高原的榆林市为例,结合社交媒体数据识别区域CES分布点,基于最大熵模型(MaxEnt)实现CES分布适宜性量化评估,探究区域CES空间分布与集聚特征,应用刀切法检验环境要素的重要程度及CES对要素的响应变化。结果表明:①各类CES空间分布不均衡,空间适宜性差异显著。高适宜区集中在城市中心区与道路沿线区域。②环境要素的累计贡献率排序为:距道路距离>土地利用类型 > 距水体距离 > 植被覆盖度 > 高程 > 坡度 > 距乡镇中心距离,道路是影响CES空间分布的主导因素。③各类CES对环境要素的响应区间存在差异。距道路距离在1km以内、距水系距离在2km以内、土地利用类型为建设用地时,CES分布多处在高适宜区间。MaxEnt模型是揭示CES空间分异规律的重要工具,评估结果为规划导向下的CES空间布局与环境要素改善提供了有效决策建议。

    • 基于多尺度生态系统服务供需的大都市区生态安全格局构建与优化

      2024, 44(21):9596-9609. DOI: 10.20103/j.stxb.202310182269

      摘要 (126) HTML (97) PDF 15.35 M (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:以平衡生态系统服务供需为抓手构建生态安全格局对实现生态安全、提升人类福祉具有重要意义。以高度城市化的大都市区——上海市为研究区域,运用InVEST模型、生态系统服务供需比(ESDR)、耦合协调度(CCD)和最小累积阻力(MCR)模型等方法,探究上海市生态系统服务供需关系及尺度效应特征,构建基于供需匹配和耦合协调关系的生态安全格局优化模式。结果表明:(1)上海市生态系统服务供给和需求均存在显著空间分异,高供给区主要分布在林地、耕地和水体资源丰富的郊区,高需求区集中在人口稠密的中心城区。(2)上海市ESDR和CCD的空间分异具有明显的尺度依赖性,1500 m网格尺度和街镇尺度分别反映研究区内部细节性和整体的供需状况,可作为生态安全格局构建优化的参考尺度。(3)由综合生态系统服务供给和供需比共同确定生态源地的空间位置,共识别上海市生态源地275个,总面积为303.54 km2,密集分布于城市西部和北部,472条生态廊道总长度为3252.35 km,呈网状分布,338个生态夹点和411.84 km2的生态障碍点主要分布在中心城区以外区域。(4)基于街镇尺度上的生态系统服务供需关系,上海市221个街镇可分为生态协调区(55个)、生态保育区(89个)、生态改良区(24个)、生态控制区(33个)和生态修复区(20个)。研究工作可丰富尺度效应相关理论,为城市化区域开展生态保护修复实践和管理提供借鉴和参考。

    • 基于复杂网络的生态系统服务可供给网络构建及关键区识别——以湖北省为例

      2024, 44(21):9610-9625. DOI: 10.20103/j.stxb.202312092685

      摘要 (133) HTML (71) PDF 10.56 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:在经济增长和人口增加的双重压力下,生态系统服务供给和消耗之间的地理空间分离现象日益突显,凸显了对精细化生态管理的迫切需求,然而传统的保护区划定方法未能充分考虑生态系统服务的动态性和复杂性。聚焦于生态系统服务的流动性及其距离衰减特征,通过应用复杂网络分析,构建了一个基于生态系统服务供应能力的生态保护区划定框架。以湖北省为研究案例,面向城市生态系统服务功能的供需调控,结合生态系统服务流构建了生态系统服务可供给网络,并运用复杂网络结构分析与聚类算法,有效识别了关键的生态管理区域。结果表明,湖北省的生态服务网络呈现出多层次复杂结构,尤其是在空间分布上,各区域节点的服务供给能力和控制作用表现出显著差异性,突显了生态服务供给与需求之间的复杂交互关系。服务供给呈"西高东低",服务需求则集中在中部城市化水平高的区域,网络中存在的不均衡、关键节点分布不均匀以及连通性和稳定性有待提升等问题亟待解决,尤其是中部地区的低连通性,可能对生态服务的流动性和效率构成限制。在此基础上,划定了生态系统服务优先保护格局分区和整体性的指导框架,将湖北省划分为生态保护区、源地连通区、保育提升区、人地协调区和生态恢复区。总的来说,本研究提出的方法不仅揭示了区域内生态系统服务的空间流动模式,还实现了生态系统服务可供给网络的量化评估,研究结果为湖北省提供了生态保护与资源配置的科学依据,并为跨区域生态资源管理和制定可持续的生态平衡策略提供了一个可实施的工作路径和政策参考。

    • 围垦开发下滨海湿地格局演变的自然-人为复合驱动过程

      2024, 44(21):9626-9635. DOI: 10.20103/j.stxb.202405161123

      摘要 (78) HTML (49) PDF 3.57 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:滨海湿地具有重要的生物多样性保护价值及生态功能,围垦开发下经济快速增长的同时滨海湿地生态受损且大面积丧失。探究自然-人为复合影响下格局演变的关键驱动机制,可以为区域的生态保护和高质量发展提供指示。以围垦开发影响剧烈的黄河三角洲为研究区,克服了当前研究中驱动力的时空动态表征以及湿地格局演变的综合驱动时空交互机制研究的不足,研究构建了一套基于土地利用变化轨迹分离自然和人为驱动并表征湿地格局演变的动态驱动过程的方法,为区域尺度有效评估外界干扰对滨海湿地的影响提供了更加全面的支持。结果表明:尽管黄河三角洲滨海湿地格局演变的驱动过程轨迹类型多样,但主要受少数类型影响,以单一围垦开发为主。各驱动过程间存在着不同程度的时空交互,伴随围垦、修复、逆向演替过程的发生和转换,新生湿地的淤积及生态系统演替的自然增长过程被阻断,甚至可能对已修复湿地产生负面影响,区域湿地持续减少;人为驱动过程的影响远大于自然驱动过程,人为、自然及自然-人为复合驱动的湿地格局演变面积占比分别为55.5%、26.1%和18.4%。研究结果指示应严格管控部分生境敏感区的滩涂围垦,未来难以避免的滨海开发活动应由陆向海逐步推进,采用与新生湿地淤长方向一致的“滚动开发”模式,在兼顾经济效益的同时,维护滨海湿地生态系统的完整性和演替的连续性。

    • “中国天眼”宁静区生态安全格局识别——基于OWA和电路理论

      2024, 44(21):9636-9651. DOI: 10.20103/j.stxb.202401090081

      摘要 (79) HTML (147) PDF 18.18 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国天眼工程FAST(Five-hundred-meter aperture spherical telescope)是国家重大科技基础设施工程,其半径30km内的宁静区生态脆弱,经济社会发展滞后,面临生态保护与加快发展的双重压力。构建生态安全格局是协调区域经济发展和生态保护矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。以FAST宁静区为研究对象,基于2020年生态系统服务功能,采用有序加权平均多准则决策法(Ordered Weighted Averaging, OWA)考虑了7种情景下各生态系统服务之间的权衡关系并识别出最适合的优先保护区作为FAST宁静区的生态源地;基于生态敏感性结果对基本阻力面进行修正得到综合阻力面;运用电路理论提取生态廊道和关键生态节点,构建FAST宁静区生态安全格局。结果表明:(1) FAST宁静区生态系统服务时空差异显著,2020年较2000年生态系统服务平均值降低的类型为水源涵养和土壤保持,增加的类型为固碳和生境质量。(2)识别生态源地数共44个,源地面积197.15 km2,呈北密南疏、西多东少的空间分布态势,多集中分布在乡镇之间的交界处。(3)提取了72条活跃廊道和3条非活跃廊道,生态廊道总长度537.66km,廊道总体呈蛛网状分布特征。识别38个生态夹点和18处一级障碍点,面积分别为2.56km2和14km2。(4)基于分析结果和FAST工程安全运行的需要,提出FAST宁静区生态分区管控方案:FAST的核心区、中间区西南部和边远区西北部为生态重要区,中间区北部和边远区南部为生态改善区,其余为一般生态区。

    • 水库消落带植物多样性空间格局预测模型及环境解释——基于XGBoost-SHAP模型框架

      2024, 44(21):9652-9669. DOI: 10.20103/j.stxb.202403310682

      摘要 (106) HTML (47) PDF 10.46 M (78) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性的监测与预测对实现生物多样性保护及其可持续管理至关重要。传统方法通过实地调查来构建环境与生物多样性之间的多变量关系模型。空间大数据技术及机器和深度学习算法的发展为探索环境-生物多样性关系和预测生物多样性空间格局提供了新的视角和方法。构建了一种基于XGBoost算法的预测模型,融合实地调查的植物多样性数据和来自多源数据库的环境变量数据,分别构建了气候、地形、土壤、水文和人类活动5类共34个环境变量与植物群落物种丰富度、物种多样性和谱系多样性的关系模型,对丹江口水库消落带的植物多样性空间格局进行预测,同时结合SHAP框架确定关键环境因素;并进一步预测2050年水库消落带的植物多样性空间格局。研究表明,XGBoost算法在预测水库消落带植物多样性方面表现较好,3个多样性指标中谱系多样性的预测模型展现了最优的预测能力,而物种多样性预测模型的预测能力相对较低。结合SHAP分析发现年平均水淹时长、人类足迹与最冷季平均气温是影响消落带植物群落物种丰富度、物种多样性和谱系多样性的关键环境因素,其中年平均水淹时长的影响最为显著,随着年平均水淹时长增加,物种丰富度、物种多样性和谱系多样性降低。本研究构建的可解释预测模型可有效揭示消落带的植物多样性空间格局,为消落带生物多样性的保护和可持续管理提供科学依据,为生物多样性的监测和管理提供了新方法,对评估全球变化对生态系统的影响并促进生物多样性保护有重要意义。

    • 天山北坡经济带经济韧性与生态韧性的时空耦合

      2024, 44(21):9670-9683. DOI: 10.20103/j.stxb.202405121073

      摘要 (115) HTML (129) PDF 5.85 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何平衡经济-生态间的关系,以应对外部扰动和冲击,成为促进区域可持续发展的关键。借鉴韧性理论,构建了生态韧性和经济韧性评价指标体系,基于多源数据,利用耦合协调度模型和核密度方法分析了天山北坡经济带经济韧性与生态韧性的时空耦合特征,并探索了各要素对二者耦合协调度的影响。结果发现:①2000—2020年天山北坡经济带经济韧性总体以中等水平为主,呈现天山北坡“中段 > 西段 > 南部 > 东段”的空间分异特征;②生态韧性则总体处于低水平,呈现“西北高东南低”“低值集聚、高值分散”的空间分布特征;③经济韧性和生态韧性一直处于“失调”状态,但逐渐由轻度失调向濒临失调转变,且西段和中段的耦合协调度高于东段和南部;④经济韧性与生态韧性各要素对耦合协调度的影响存在差异,其中经济潜力韧性和生态系统抵抗力对经济韧性和生态韧性耦合协调关系的阻滞作用最强,经济结构韧性和生态系统恢复力对经济韧性和生态韧性耦合协调关系的推动作用最强。通过时空动态分析和关键影响因素的识别,本研究为可持续发展政策提供了综合视角。平衡这两个方面不仅对该地区当前的稳定至关重要,也是确保其在未来挑战中长期生存的关键所在。

    • 黄河流经省域国家级自然保护区管理成效评估

      2024, 44(21):9684-9694. DOI: 10.20103/j.stxb.202404220894

      摘要 (105) HTML (135) PDF 2.32 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展自然保护区管理成效评估是实现保护管理目标的有效途径,但我国现有管理评估多集中于单一、同类型、同省域内的自然保护区,对中大型尺度多类型自然保护区管理成效的评估较少。黄河流经省域分布着许多国家重点生态功能区,国家级自然保护区作为生态屏障的重要基础,在维持区域生态安全方面具有突出作用。为促进区域生态保护和高质量发展,本文通过构建5类共26项的管理成效评估指标体系,采用基于证据的专家打分法,评估了黄河流经省域内82处国家级自然保护区2016—2020年间的管理成效,在识别影响管理成效关键因素的基础上提出了针对性的对策建议。结果表明:①2016年以来,黄河流经省域82处国家级自然保护区管理成效总体较好,优秀率达26.83%,良好率达64.63%,主要体现在管理主体、本底调查、保护对象等指标的平均得分较高。②Spearman相关分析表明,管理级别越高、建立越早,公共服务、规章制度、经费保障等方面越完善的保护区管理成效越好;此外,基础设施与日常巡护,科研监测与科普宣教、信息化建设,社区关系与生态修复、保护对象指标间存在显著正相关;③管理成效的短板主要体现在人才建设、综合执法、社区发展、人类干扰等方面,建议有关单位在人才队伍、行政执法、生态补偿等方面加以完善,以提升管理效果。

    • 基于生态系统服务供需关系的黄土高原生态修复分区

      2024, 44(21):9695-9707. DOI: 10.20103/j.stxb.202312292869

      摘要 (110) HTML (123) PDF 12.37 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:从生态系统服务供需关系角度划分生态修复分区对改善生态环境质量、提升区域可持续发展能力具有重要意义。以我国典型的生态脆弱区——黄土高原为例,定量评估 2000—2020年黄土高原生态系统服务供给与需求,分析区域内生态系统服务供需关系,并在此基础上进行生态修复分区,提出相应优化策略。研究结果表明:(1)2000—2020年黄土高原不同类型生态系统服务供给均有所增加,固碳、产水服务的需求量呈上升趋势,土壤保持、粮食生产服务的需求量呈下降趋势;固碳服务的供需比持续下降,产水、土壤保持和粮食生产服务的供需比有所增加,总供需比先下降后增长。(2)从空间分布格局来看,固碳、产水和土壤保持服务的供给总体表现为西北低-东南高,粮食生产服务的供给同耕地分布情况保持一致;固碳、产水和粮食生产服务的需求和人口密度分布情况类似,土壤保持服务需求的高值区集中在东部和中部,总需求大致为中间高-四周低;总供需比呈现出西北低-东南高的趋势;从西北到东南,供需匹配类型发生低供低需—低供高需—高供高需—高供低需的转变。(3)基于供需关系综合分析,将黄土高原分为5类、9个生态修复分区,并分区域提出相应的修复策略;其中,供不应求类分区重点解决供需矛盾,保护类分区注重供需关系的维护,修复类分区侧重供给能力的提升,改造类分区需要把“治理”和“发展”结合起来,建设类分区应注重推动区域产业建设。

    • 农林生态系统功能优化对石漠化生态修复的作用

      2024, 44(21):9708-9722. DOI: 10.20103/j.stxb.202312182752

      摘要 (80) HTML (45) PDF 4.09 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:农林生态系统模仿自然生态系统的组配,结合多年生木本植物、农作物和/或畜禽养殖,有效地促进石漠化区退化生态系统的恢复,提供了重要的物质产品和生态服务。农林生态系统能否持续地供给物质产品和生态服务的关键问题,取决于对其生态系统功能的优化和生态产品供给能力的提升。将关系到农林生态系统在石漠化治理中的持续性贡献和保护恢复生态价值的有效性。基于国内外相关综述和实证分析,重点从内涵、关系和优化提升方案方面进行探讨。(1)剖析了要素与性能在石漠化治理农林生态系统功能优化与生态产品供给能力提升中的内涵体现,明确了要素与性能在石漠化治理农林生态系统的具体作用机理;(2)总结了农林生态系统功能优化与生态产品供给能力提升的关系,指出可持续地向不同利益群体提供生态产品是促进石漠化生态修复的重要环节;(3)探讨了因果网络模型在石漠化治理农林生态系统中的应用,并分析了要素与性能之间级联关系在构建优化提升方案实现途径中的可能性。本研究为科学推进石漠化综合治理提供实用价值和理论参考,适用于其他生态脆弱区,有助于探索优化生态系统功能并提升生态产品供给能力的相关问题。

    • 2010—2020年国家重点生态功能区生态质量改善效果评价

      2024, 44(21):9723-9735. DOI: 10.20103/j.stxb.202311302616

      摘要 (98) HTML (102) PDF 5.85 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家重点生态功能区战略实施已超10年,适时开展重点生态功能区生态质量改善效果评价,对生态功能区政策实施、发展与完善具有重要意义。通过构建生态质量改善效果评价理论框架,综合运用驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型、InVEST模型和障碍度模型等方法,依据中国陆域生态基础分区并以县域为评价单元,评价2010—2020年428个国家首批重点生态功能区县的生态质量改善水平,并利用障碍度模型识别重点生态功能区生态质量改善障碍因子。研究结果:(1)总体而言,2010—2020年国家重点生态功能区生态质量提升水平整体较高,生态质量提升为“高”“中”水平等级的区县数量占国家重点生态功能区区县总数的86.45%,六大生态区生态质量提升水平高低次序为东南生态区 > 长江及川滇重点生态区 > 黄河重点生态区 > 西北生态区 > 青藏高原生态区 > 东北生态区。(2)浑善达克区、阴山北麓区和桂黔滇喀斯特区的生态环境质量、林地占比或草地占比等有较为显著的提升,塔里木河区、三峡库区的夜间灯光指数增大,植被覆盖度和净初级生产力降低明显,生态系统压力增大。(3)产业发展驱动、湿地政策响应、植被覆盖状态、生物栖息功能和人口承载压力是国家重点生态功能区生态质量改善的主要障碍因子。研究结果可为国家重点生态功能区的生态环境质量建设提供参考依据。

    • 海洋类型国家公园生态系统服务与社区居民生计耦合协调分析——以长岛国家公园创建区为例

      2024, 44(21):9736-9750. DOI: 10.20103/j.stxb.202407021541

      摘要 (82) HTML (107) PDF 1.64 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋类型国家公园,是海洋保护地体系的重要组成部分,对于海洋生物多样性保护以及海洋生态系统的保护恢复至关重要。在国家公园的建设过程中,严格的生态保护措施一定程度上限制了居民对资源的利用,使生态保护与社区发展的矛盾日益突出,国家公园社区生计与生态的协调发展成为国家公园建设中亟需解决的关键问题。根据长岛国家公园创建区的特点构建评价指标体系,客观评估长岛国家公园生态系统服务价值与居民生计资本水平,借助耦合协调度模型,量化分析了居民生计与生态系统服务之间的耦合协调关系。结果表明:(1)不同类型居民生计资本得分差异较大,渔业兼业型生计资本值最高,旅游主导型居次,务工主导型位列第三,农渔业主导型处于最低水平;(2)研究区内各村落生态系统服务价值总量不同,渔业兼业型和农渔业主导型居民所在村落的生态系统服务价值显著高于其余类型村落;(3)生计-供给服务耦合协调关系中,渔业兼业型达到协调发展水平,而农渔业主导型、务工主导型和旅游主导型普遍处于严重、中度失调水平;(4)生计-文化服务耦合协调关系中,农渔业主导型处于失调水平,渔业兼业型、旅游主导型、务工主导型均处于协调水平;(5)生计-调节服务的耦合协调度关系中,农渔业主导型、渔业兼业型、务工主导型处于失调水平,旅游主导型达到协调发展水平。基于研究结果,针对长岛国家公园创建区不同生计类型居民提出生态系统服务与生计协调发展路径,以解决长岛国家公园创建区生态保护与社区生计发展矛盾,实现国家公园人与自然和谐发展。

    • 生态公平视域下额尔齐斯河流域生态补偿标准及空间选择

      2024, 44(21):9751-9766. DOI: 10.20103/j.stxb.202310072147

      摘要 (73) HTML (110) PDF 6.00 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何在生态公平视域下厘清流域生态补偿的权责关系,确定乡镇尺度的生态补偿标准与空间,对于打破流域补偿资金分摊困境,推进生态补偿工作具有重要意义。论文基于生态服务价值构建额尔齐斯河流域生态补偿标准测算框架,运用最小二乘虚拟变量模型确定流域补偿标准,采用补偿优先级判别方法对流域补偿空间选择问题进行分析。结果表明:①2000—2020年额尔齐斯河流域土地利用转换呈现“林转草、草转其他”特征,尤其2000—2010年林地、草地净转出规模达到2088.34km2(占比为7.16%)、5916.94km2(占比为12.21%)。②2000—2020年额尔齐斯河流域受偿总金额与补偿总金额存在两阶段趋势,相应的金额在2010年之后趋于稳定,2020年受偿强度相比2000年下降了56.06%,补偿强度下降了23.72%。③额尔齐斯河流域生态补偿空间分区具有显著“北受-南补”特征,2020年,额尔齐斯河流域优先受偿资金规模为14.53亿元,优先补偿资金规模为19.23亿元,相对应的面积分别达到1665km2和720km2。论文提供的流域生态补偿方案对乡镇单元展开多元化的生态补偿工作具有科学参考价值,相关部门可以据此提高生态转移支付的精准性,制定出多方认可的生态补偿方案。

    • 基于生态系统服务的水电开发利益相关者分析

      2024, 44(21):9767-9782. DOI: 10.20103/j.stxb.202311172511

      摘要 (64) HTML (102) PDF 2.92 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:水电开发对流域生态系统服务有重要影响。生态系统服务的供给区、水电企业和周边的农牧民构成了流域水电开发的利益主体。准确识别这些利益相关者在流域水电开发中扮演的角色对于建立和执行生态补偿机制至关重要。已有研究大多对利益相关者进行定性划分,定量分析侧重在经济损益,未考虑生态系统服务对利益相关者的影响。以西藏自治区拉萨河流域为研究区,评估了与水电开发关系密切的产水服务、土壤保持服务和洪水缓解服务。通过社会网络分析方法,探讨了在水电开发背景下,生态系统服务的供给者和需求者内部的中心性与凝聚子群,揭示了不同利益相关者之间的网络结构和联系强度。结果表明:(1)墨竹工卡县、林周县和嘉黎县是生态系统服务的主要供给区,位于生态系统服务供给社会网络的中心,中心度分别为1.75、1.48和1.30。(2)直孔水电站和旁多水电站处于三项生态系统服务需求网络中心,中心度、中心势最高,分别为0.37和0.35、0.41和0.38。(3)甘曲村和宁布村位于农牧民对水电开发影响感知的社会网络中心,中心度分别为3.54和2.41。本研究通过将生态系统服务评价与社会网络分析方法结合,清楚地描绘了拉萨河流域水电开发中不同利益相关者的相互关系,为制定水电开发的生态补偿策略提供了科学依据。

    • 碳排放“双控”背景下山东省碳中和实现路径

      2024, 44(21):9783-9791. DOI: 10.20103/j.stxb.202312072667

      摘要 (74) HTML (144) PDF 1.50 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国将控制碳排放总量和强度作为实现碳中和目标的重要抓手,山东作为碳排放大省,在碳排放“双控”背景下探讨其碳中和实现路径具有重要意义。基于山东省16市社会经济发展情况,通过构建“双碳”指数模型,科学划定降碳区、低碳区和固碳区等3个管控分区。结果显示,2015—2019年全省碳排放量总体呈上升趋势,2019年碳排放总量相对2015年增加0.82亿t,但各市碳排放变化差异较大,其中东营碳排放减少最大(0.61亿t),滨州碳排放增加最多(0.82亿t);2019年全省各类生态系统碳汇总量为4.88亿t,陆域生态系统碳汇占主体地位(4.82亿t,占98.77%),各类生态系统空间分布差异显著,由于临沂森林生态系统面积较大使其成为碳汇总量最高的地区(0.54亿t,占11.05%);“双碳”指数模型显示,2019年全省9个市为降碳区,5个市为低碳区,2个市为固碳区。基于此,本研究聚焦碳排放“双控”要求,立足各市发展实际,提出差异化管控措施,探讨符合山东的碳中和实现路径,以期为我国积极稳妥推进“双碳”工作提供参考。

    • 基于捐赠土壤种子库方法的沙丘植被恢复模拟实验

      2024, 44(21):9792-9804. DOI: 10.20103/j.stxb.202312072672

      摘要 (59) HTML (115) PDF 2.62 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:退化沙地土壤种子库数量不足限制了其自然恢复能力,传统的种子库添加植被恢复技术措施存在添加物种数量、配比难以确定的限制,针对上述问题,提出了捐赠土壤种子库的植被恢复方法,即从邻近植被生境相似的长期稳定群落转移包含土壤种子库的表层土壤进行受损区植被恢复的方法。该方法在受损湿地、草地和林地的恢复方面取得了较好的应用效果,但是该方法能否用于荒漠化区域的植被恢复尚未见报道。采用室内盆栽和模拟降雨相结合的实验办法,以长期稳定的固定沙丘为捐赠土壤种子库源区,以流动沙丘和半固定沙丘为受捐对象,对比分析了捐赠固定沙丘土壤种子库对流动沙丘和半固定沙丘植被恢复的效果,并模拟了降雨变化对恢复效果的影响作用。结果表明:1)捐赠土壤种子库显著提高了半固定沙丘和流动沙丘模拟处理的种子萌发数量和幼苗地上生物量,有利于促进流动沙丘和半固定沙丘向固定沙丘进行演替;2)捐赠土壤种子库方法在半固定沙丘的植被恢复效果优于流动沙丘;3)捐赠土壤种子库可以增加流动沙丘实现跨越式恢复的可能性,加快其向固定沙丘的演替进程;4)小幅度的降雨量增减对受捐区种子萌发数量和地上生物量无显著影响;5)极端降雨可以显著提高受捐区种子萌发数量和地上生物量。综上所述,在模拟实验条件下,捐赠土壤种子库技术可以有效地促进退化沙丘植被恢复,极端降雨事件对捐赠土壤种子库实施后的恢复效果影响更加显著。研究为捐赠土壤种子库在退化沙地植被恢复的野外实际应用提供了理论支持。

    • 短期增温与秸秆还田量对东北黑土有机碳组分的协同影响

      2024, 44(21):9805-9814. DOI: 10.20103/j.stxb.202402050319

      摘要 (72) HTML (121) PDF 1.46 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:秸秆覆盖还田保护性耕作已成为提升黑土有机碳的有效措施之一。随着全球气候变暖,土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)矿化增加,秸秆覆盖还田是否可以弥补因矿化而损失的有机碳量,对应的合理还田量也成为亟待回答的问题。已有研究表明,与土壤总有机碳相比,有机碳组分可以更好地表征农田管理措施与气候变化协同对土壤有机碳周转及稳定性的影响,对预测气候变暖下东北黑土有机碳的固存有着重要意义。研究基于开顶式气室(Open Top Chamber, OTC)田间原位模拟实验,分析了增温与不同秸秆还田量下SOC及其组分的变化,包括土壤活性碳组分,即可溶性有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon, MBC)、颗粒态有机碳(Particulate organic carbon, POC),以及土壤稳定性碳组分,即矿物结合碳(Mineral-associated organic carbon, MAOC)。结果表明,单一因素作用下,增温对SOC含量无显著影响,但显著降低了DOC和POC含量,并且显著增加了MBC和MAOC含量,其中POC组分变化量大于MAOC;秸秆还田量对SOC和MAOC含量影响不显著,秸秆覆盖还田后POC含量降低,但不同还田量之间无显著差异。增温后秸秆的添加对SOC含量无显著影响,增加了MBC含量,降低了DOC含量,增温后30%秸秆还田量对MAOC含量的促进效果最为显著,POC含量在增温后随着秸秆还田量的增加而增加;增温对不同秸秆还田量下SOC的解释度高达12.8%,同时也是各组分的主要影响因素,并且增温主要是通过影响秸秆还田土壤中POC组分,进而改变SOC含量,且POC变化量对SOC变化量解释度达39.9%。短期环境变化下SOC及其组分主要受增温的影响,其中POC作为对环境更敏感的组分,对SOC的变化影响更大。

    • 东北典型黑土区土壤有机碳结构特征及其影响因素

      2024, 44(21):9815-9825. DOI: 10.20103/j.stxb.202403080473

      摘要 (108) HTML (119) PDF 3.59 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳化学结构对土壤固碳与肥力的形成具有重要意义。为探究东北典型黑土区土壤有机碳的结构特征及其影响因素,利用13C核磁共振技术研究了海伦、齐齐哈尔、长春和沈阳四个区域典型土壤有机碳的化学组成,分析了其与土壤物理、化学性质及气候因子的关系。结果表明,来自4个不同区域土壤有机碳的组成和结构有显著差异,海伦地区的土壤有机碳有较低的烷基碳比例(30.62±0.95)%、烷基指数(A/OA)(0.96±0.06)以及疏水性指数(HB/HI)(1.00±0.03),其有机碳化学性质更为活泼,而沈阳地区的烷基碳比例(42.42±1.03)%、A/OA(1.53±0.03)以及HB/HI(1.40±0.04)指数均最高。长春和齐齐哈尔地区的烷基碳比例、A/OA以及HB/HI指数值则介于海伦和沈阳之间。土壤有机碳、全氮含量与烷基碳比例、A/OA、HB/HI呈显著负相关(P < 0.01),与含氧烷基碳、羰基碳比例显著正相关(P < 0.01)。同时,A/OA、HB/HI与年平均气温呈显著正相关(P < 0.01)。结果表明,沈阳地区由于具有较高的年均温,加速了土壤有机碳的分解使得烷基碳比例增加,腐殖化程度提高,惰性增强,结构更为稳定,但其中的活性有机碳积累较少。相反,海伦地区由于气候冷凉,土壤的活性有机碳组分含量更高,性质更为活泼,未来气候变暖下可能会加速有机碳的分解,因此更应关注这些地区的有机碳库的变化和增碳措施的实施。研究结果为准确评估东北典型黑土区土壤的有机碳稳定性及碳循环提供了重要参考。

    • 基于优化IPCC方法的中国稻田甲烷排放量估算

      2024, 44(21):9826-9835. DOI: 10.20103/j.stxb.202311292606

      摘要 (112) HTML (142) PDF 4.54 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:稻田是重要的农业甲烷排放源,估算其排放量的大小及变化趋势对于气候变化问题具有重要意义。但当前区域或国家尺度上的稻田甲烷排放估算研究中,高精度水稻时空分布数据的应用较为缺乏,估算结果仍存在较大不确定性。因此,基于2019年政府间气候变化专门委员会(IPCC)更新的《国家温室气体清单指南》中提出的稻田甲烷排放估算方法,更新了我国水稻种植分布与日排放因子EF,在此基础上估算2015年我国稻田甲烷排放总量并探讨我国稻田甲烷排放的区域特征。研究表明:① 2015年我国稻田甲烷排放总量为7.541(6.866-8.216) Tg CH4/a。其中,华中、华南和华东地区作为最大水稻分布区,其稻田甲烷排放量整体较高。全国日排放因子基准值(EFc)的平均值为1.231(1.121-1.341) kg CH4 hm-2 d-1,全国日排放因子调整值(EFi)的平均值为1.764(1.606-1.922) kg CH4 hm-2 d-1。② 日排放因子基准值(EFc)较高的区域主要分布在西南和华南地区,而日排放因子调整值EFi较高的区域主要分布在华东和华南地区。③受人为因素影响,华南、华东以及华中等地区的EFi显著提升,而西北、港澳台地区等的EFi显著下降,表明人类活动在影响稻田甲烷排放的因素中起主导作用。本研究通过进一步明晰不同区域的稻田甲烷日排放因子,优化了我国的稻田甲烷排放估算结果,为气候变化背景下估算稻田产生的甲烷排放量提供了思路,同时也为双碳目标背景下农业部门制定稻田减排措施和重塑作物格局提供了定量数据支撑。

    • 武夷山国家公园黄山松林沿海拔梯度生态位及种间联结性

      2024, 44(21):9836-9847. DOI: 10.20103/j.stxb.202401190165

      摘要 (92) HTML (51) PDF 1.84 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究武夷山国家公园黄山松(Pinus taiwanensis)林在沿海拔梯度样地内的生态位和种间联结变化情况。基于样方调查,采用生态位测定、方差比率法、χ2检验、Pearson相关性检验和Spearman秩相关性检验等方法对武夷山国家公园沿海拔梯度样地主要物种的生态位与种间联结进行研究。结果表明:(1)黄山松、马银花(Rhododendron ovatum)和鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)等是各梯度海拔样地共有树种,其中,黄山松在各海拔样地内占据较多资源,对该区域的资源和环境具有较大的影响。(2)各梯度海拔样地物种的生态位宽度平均值、生态位重叠系数平均值随着海拔升高而逐渐增大,说明物种对该区域资源利用率在海拔梯度上变化明显。(3)研究区的整体呈显著正联结,各梯度海拔样地的整体联结情况分别是,1400m样地为不显著负联结、1500m样地为不显著正联结、1600m样地为显著正联结、1700m样地为不显著负联结;整体向着有利于群落稳定的方向发展,各样地联结情况在海拔梯度上存在差异,海拔对其联结结果影响显著。(4)各梯度海拔样地物种的种对间联结指数平均值随着海拔升高而逐渐增大,正联结种对数也随海拔升高逐渐增多,种对间联结程度在沿海拔梯度上变化明显。(5)物种相关性构成的种对关系在各海拔样地也存在变化,在研究区1400-1700m海拔范围内,正相关种对数随样地海拔的升高而逐渐增大。

    • 三峡库区城市河岸带草本植物功能性状及群落结构

      2024, 44(21):9848-9861. DOI: 10.20103/j.stxb.202401220194

      摘要 (88) HTML (118) PDF 5.17 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择位于三峡库区腹心的重庆主城长江段九龙滩河岸带,研究草本植物功能性状对三峡库区复杂水位变化的响应机理,分析环境胁迫条件下的草本植物CSR策略(竞争型、耐胁迫型、杂草型)及群落构建机制。研究发现,三峡库区城市河岸带内草本植物群落的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Gleason物种丰富度指数随海拔高程升高而增加,而Pielou均匀度指数则呈现出先降低后升高的变化趋势。比叶面积(SLA)和比根长(SRL)与海拔高程呈显著正相关,表明草本植物趋向于随着海拔升高而增加叶面积和根系长度以提高资源获取效率。叶干物质含量(LDMC)与海拔高程呈显著负相关,表明水淹胁迫严重的低海拔消落带区域内的草本植物倾向于形成较厚实的叶片以适应淹水胁迫。植物群落主要展现出耐胁迫型(S)策略,而耐胁迫-杂草型(S/SR)混合策略也广泛存在。S策略植物比例随海拔升高呈现出先减少后增加的趋势,而杂草型(R)策略植物比例则随高程增加先升高后降低;竞争型(C)策略植物比例则最低。结果指出,植物通过调整SLA、SRL和LDMC等功能性状,以及权衡不同海拔高程中这些性状的组合,从而优化其对水位变化的适应能力,并相应调整其CSR策略。本研究初步揭示了三峡库区城市河岸带草本植物对水位变化的响应机制,能够为建立稳定的河岸带草本植物群落和制定三峡库区城市河流景观的可持续管理策略提供重要的理论和实践依据。

    • 白花鬼针草在入侵过程中的叶功能性状变化特点及其与环境因子的关系

      2024, 44(21):9862-9873. DOI: 10.20103/j.stxb.202403180557

      摘要 (109) HTML (297) PDF 2.69 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片是植物获取资源的重要器官,探究叶功能性状之间相关性的变化规律以及对环境因子的响应,有利于理解生物的入侵机制。以城市植物群落中3种入侵程度(轻度入侵、中度入侵、重度入侵)的白花鬼针草(Bidens alba)为研究对象,测定了其14个叶功能性状与5个环境因子(光强、大气湿度、土壤理化性质)。运用单因素方差分析、相关性分析、冗余分析等方法分析其在入侵过程中资源分配格局、吸收利用策略。结果表明:(1)随着入侵程度加重,其叶片宽度、叶面积、叶干重、叶干物质含量、叶全磷含量显著升高;比叶面积、叶全氮含量在中度入侵下最高;叶厚度、叶体积、叶鲜重在中度入侵下最低。(2)叶性状之间联系密切。轻度入侵下,叶长与叶宽、叶面积之间,叶鲜重与叶干重存在显著相关性。中度入侵下,叶全氮含量与叶全磷含量存在显著相关性。重度入侵下,比叶面积与叶干重、叶干物质含量、叶组织密度存在显著相关性。(3)冗余分析表明光照、土壤湿度是影响白花鬼针草入侵的主要因素。在其逐渐入侵的过程中,光照增强、土壤湿度减少促使其叶干物质含量、叶厚度、叶组织密度、叶全碳含量增加,比叶面积降低。白花鬼针草的适应策略从入侵早期的资源获取型转变成入侵后期的资源保守型。综上,在外界条件压力逐渐增加的情况下,白花鬼针草在轻度入侵-中度入侵过程中倾向于采取获取型策略(低投入-高收益)。在中度入侵-重度入侵过程中,其策略会转向资源保守型策略(高投入-低收益)。

    • 中国东西部杨树人工林外生菌根形态及其分布特征

      2024, 44(21):9874-9883. DOI: 10.20103/j.stxb.202403230595

      摘要 (72) HTML (123) PDF 4.54 M (194) 评论 (0) 收藏

      摘要:外生菌根由真菌与植物根系建立共生关系而形成,其形态是表征植物环境适应性的重要性状。为揭示杨树外生菌根分布特征及其探索类型调控杨树环境适应能力,从中国东西部9个主要的杨树栽培区共采集77份杨树根系样品,分析了外生菌根形态特征及不同探索类型的地理分布。所采集样品中共观察到35种杨树外生菌根形态,归属于紧密接触型、短距离养分获取型和中距离养分获取型等三种探索类型。中国东部和西部地区的杨树外生菌根形态有显著差异,西部地区杨树外生菌根形态数量和多样性均显著高于东部。东部地区杨树外生菌根主要为紧密接触型,西部地区杨树外生菌根主要为短距离养分获取型,中距离养分获取型菌根仅在西部地区观察到。年平均降水量是影响杨树外生菌根探索类型分布的主要环境因子,紧密接触型菌根的定殖与年平均降水量显著呈正相关,而短、中距离养分获取型菌根的定殖与年平均降水量条件呈显著负相关。其次,土壤理化性质也影响着杨树的外生菌根分布,紧密接触型菌根与土壤pH显著负相关,与铵态氮和全钾显著正相关,而短、中距离养分获取型菌根与土壤pH显著正相关,与铵态氮和全钾显著负相关。在气候变暖和土壤质量退化的全球背景下,研究结果为研究杨树外生菌根生态功能及其对环境变化的响应机制提供科学依据。

    • 东亚地区植被光合日内变化特征——融合OCO-3和Himawari-8的分析

      2024, 44(21):9884-9895. DOI: 10.20103/j.stxb.202405101051

      摘要 (65) HTML (170) PDF 6.31 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:日光诱导叶绿素荧光(SIF)是植物在太阳光照射条件下发出的光谱信号,直接反映了植被光合作用的强度,对于陆地植被观测至关重要。然而,目前全球SIF传感器的时空分辨率有限,难以捕捉光合作用的日内变化。利用搭载在国际空间站的轨道碳观测者三号卫星和静止卫星向日葵8号的数据,结合随机森林回归算法,重建了东亚地区2019—2022年生长季内7、8、9月时间分辨率为1h、空间分辨率为0.05°的SIF数据集。结果显示,东亚地区植被SIF值在上午逐渐增加,中午达到峰值,下午逐渐减小。不同月份的SIF日内变化呈现出明显的季节性特征,与夏季阳光充足和气温较高相关。不同植被类型间的SIF日内变化差异反映了它们在光合作用响应性上的特征。这些结果有助于深入理解东亚地区植被的时空动态,为生态系统管理、农业生产及气候变化响应策略提供了重要的科学依据和参考。

    • 库布齐沙漠小叶杨和新疆杨树干液流速率对环境因子的响应

      2024, 44(21):9896-9909. DOI: 10.20103/j.stxb.202306281382

      摘要 (63) HTML (98) PDF 6.41 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用热扩散探针法,于2021年5-10月对库布齐沙漠小叶杨(Populus simonii)和新疆杨(Populus alba var. pyramidalis)树干液流进行观测,在生长季同步监测其气象因子、土壤水分等指标,分析小时、日和月尺度下树干液流对环境因子(空气温度、相对湿度、饱和水汽压差、太阳辐射、风速、土壤含水量、降雨量)的响应关系。研究结果如下:(1)新疆杨总耗水量(1059.43 kg)高于小叶杨(947.30 kg)。(2)小时尺度上,小叶杨和新疆杨液流速率均与空气温度、相对湿度、饱和水汽压差、太阳辐射、风速、土壤含水量和降雨量等7个环境因子呈极显著相关;日尺度上,两树种液流速率均与空气温度、相对湿度、饱和水汽压差、太阳辐射、风速和土壤含水量等6个环境因子呈极显著相关;月尺度上,小叶杨液流速率与饱和水汽压差、太阳辐射和土壤含水量呈极显著相关,新疆杨液流速率与空气温度、饱和水汽压差和太阳辐射呈极显著相关。(3)建立时间尺度树干液流与环境因子的关系,小时尺度上,小叶杨入选因子依次为空气温度、土壤含水量、饱和水汽压差和太阳辐射,新疆杨入选因子包括太阳辐射、空气温度等7个因子,树干液流的解释率分别为74.9%、75.6%;日尺度上,小叶杨入选因子依次为土壤含水量、空气温度和风速,新疆杨入选因子包括太阳辐射、空气温度、土壤含水量和风速,树干液流的解释率分别为84.3%、80.9%;月尺度上,太阳辐射和风速是小叶杨液流速率的主要影响因子,2个因子可以共同解释小叶杨液流速率变化的99.5%,饱和水汽压差对新疆杨液流速率的影响最大,单独能够解释新疆杨液流速率变化的91.8%。(4)在较小时间尺度上(小时),液流适宜采用仪器直接测定,在大时间尺度上(日、月)可监测环境因子来估算出2个树种的蒸腾耗水量。

    • 荒漠草原蒙古冰草种群分布格局及种内关联性

      2024, 44(21):9910-9923. DOI: 10.20103/j.stxb.202309051919

      摘要 (90) HTML (95) PDF 4.92 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间格局是植物种群受生物和非生物因素影响综合形成的结果。为了解荒漠草原蒙古冰草种群空间分布格局对外部环境变化的适应策略,分别在宁夏盐池县大水坑镇、青山乡、花马池镇和高沙窝镇选取以蒙古冰草为优势种的群落为研究样地(分别以D、Q、H和G样地表示),在每个样地,将蒙古冰草个体按丛径划分为Ⅰ级(0—5cm)、Ⅱ级(5.1—10cm)、Ⅲ级(10.1—15cm)、Ⅳ级(> 15cm)4个株丛级,并基于点格局分析探讨了蒙古冰草的株丛结构、空间分布格局及种内关联。结果表明:(1)4个研究样地蒙古冰草和牛枝子的重要值、生态位宽度均较大,其间生态位重叠指数较高,其他物种的重要值及生态位特征值在不同样地之间变异较大。(2)蒙古冰草的株丛密度和平均丛径在不同样地之间均存在显著差异(P < 0.05)。在Q、G和H样地中,蒙古冰草以Ⅰ级株丛为主;在D样地中,蒙古冰草以Ⅱ级株丛占比最高,为43.98%,株丛密度较小。(3)在本研究尺度范围内,蒙古冰草种群在Q和G样地中主要呈聚集分布,在D和H样地中表现为聚集和随机交替分布。其中,各样地中Ⅰ级株丛在小尺度范围内主要呈聚集分布,Ⅱ级株丛随尺度的增大逐渐由聚集分布过渡到随机分布和均匀分布,Ⅲ、Ⅳ级株丛主要表现为随机分布。(4)在本研究尺度范围内,蒙古冰草Ⅰ级株丛分别与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级株丛呈负关联或无关联;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级各株丛级之间主要呈无关联。综上,随荒漠草原环境条件的变化,蒙古冰草可以通过调节种群结构、密度及整体分布格局以维持种群的更新和稳定。

    • 西南高山峡谷区水土保持技术与生态产业协调发展定量研究——以云南省永胜县为例

      2024, 44(21):9924-9934. DOI: 10.20103/j.stxb.202404100787

      摘要 (76) HTML (94) PDF 2.05 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究水土保持技术与生态产业之间的耦合协调关系对水土流失严重的西南高山峡谷地区实现生态文明建设与社会经济协同发展具有重要参考价值。以典型贫困山区永胜县为例,通过构建耦合协调评价指标体系并运用发展指数模型、耦合协调度模型和障碍度模型,对县域2009—2022年间水土保持技术与生态产业的耦合协调发展过程及其障碍因子进行研究,为当地水土保持技术与生态产业协调发展提供理论参考和科学依据。结果表明:(1)2009—2022年水土保持技术发展水平呈动态上升趋势,生态产业发展水平则是呈现先下降后上升的态势,二者经过“低水平同步发展型-水土保持技术领先发展型-高水平同步发展型”,当前水土保持技术与生态产业已经迈入同步向好的发展状态;(2)2009—2022年,水土保持技术与生态产业一直处于高度耦合状态,耦合协调度从中级耦合阶段进入高级耦合阶段且快速增长,二者当前属于高级协调-同步型发展阶段;(3)2009—2022年,影响水土保持技术与生态产业耦合协调发展的障碍因子为森林覆盖率、农村居民人均可支配收入和产业结构高级化指数,主要的障碍要素为技术效益、技术相宜度、产业效率和产业效益。永胜县水土保持技术与生态产业已进入耦合协调发展阶段,当前应以提升技术相宜度和产业融合为主要目标,开展技术研发和示范,提升技术成熟度,提高政策法规的适宜度,促进产业链延伸和产业融合发展,推动水土保持技术与生态产业进一步有机结合。

    • “山水林田湖草沙”生态保护修复对农户经济福利的影响——以浙江省钱江源头为例

      2024, 44(21):9935-9945. DOI: 10.20103/j.stxb.202404040722

      摘要 (96) HTML (70) PDF 1.01 M (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:十八大以来,“山水林田湖草沙”一体化保护和系统治理已成为生态治理的核心思想,其要义在于生态治理由传统单一部门治理转化为多部门协同治理。大量研究证明,传统单一部门生态治理模式下的源头地区生态保护修复会让当地农户的短期经济福利受到损失。为评估“山水”工程对农户经济福利的影响,基于浙江省“山水林田湖草沙”生态保护修复工程4个县(市)480个农户调查数据,运用双重差分倾向得分匹配法进行了验证。结果表明:“山水”工程可以提升农户经济福利,总体提高4.7个百分点,PSM-DID估计结果与上述结论无明显差异。机制验证发现,“山水”工程可以通过就地提供生态保护修复项目参与机会,缩短农户非农就业距离,改善农户经济福利。异质性分析显示,在“山水”工程模式下,人力资本和社会资本较高的农户,经济福利改善效果也相对更好。基于以上分析,从注重“山水”工程顶层设计,建立“山水林田湖草沙”区域生态保护修复的社区生态补偿机制、扩展农户就地就近就业空间、加大脆弱群体生态补偿力度等方面提出政策建议。

    • 漓江流域景观生态系统文化服务需求多尺度感知及影响因素

      2024, 44(21):9946-9955. DOI: 10.20103/j.stxb.202401110098

      摘要 (78) HTML (145) PDF 4.10 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统文化服务是连接生态系统和人类福祉的关键。生态系统文化服务功能的评价已成为影响区域生态系统管理、协调保护与制定决策的重要前提之一。以漓江流域为例,通过对全国以及漓江流域两个尺度进行公众问卷调查,阐明本地居民和外地游客对喀斯特景观生态系统文化服务的需求,探讨了景观多样性与公众感知生态系统文化服务需求之间的关系。结果表明:(1)相较于流域尺度,全国尺度的受访者对喀斯特独特景观的生态系统文化服务需求程度更高;(2)西南、南方地区的受访者对漓江流域景观的生态系统文化服务需求程度更为突出;流域尺度上,桂林市周边区域比桂林市中心受访者对各景观类型的文化服务需求更高;(3)在全国尺度上,受访者性别和文化程度对漓江流域不同景观文化服务需求差异并不显著(P > 0.05);但流域尺度上,受访者职业、月收入等7个人口学因素在其感知生态系统文化服务需求方面呈现出显著差异(P < 0.05)。通过深入了解不同尺度的人群对漓江流域景观文化服务的需求,有助于指导景观保护规划,制定面向需求的适应性管理措施。未来,可以根据调查结果有针对性地制定生态旅游和景观保护策略,以实现漓江流域景观的可持续保护及人类福祉。

    • 长三角生态系统服务驱动因素的交互效应及其阈值

      2024, 44(21):9956-9973. DOI: 10.20103/j.stxb.202402200357

      摘要 (99) HTML (124) PDF 19.28 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学管理生态系统以促进多种生态系统服务的可持续供应,对于区域高质量发展具有重要意义。精准制定生态系统管理措施要求深入了解各种生态系统服务的多重驱动因素之间的交互效应及其关键影响阈值,然而当前研究对此理解有限。为此,以2020年的长三角地区为例,使用InVEST、CASA和MaxENT等模型评估研究区6种关键生态系统服务供应(气候调节、碳固定、土壤保持、产水量、粮食生产和休闲游憩)。运用约束线法分析单一驱动因素对各个生态系统服务的约束作用与关键阈值;然后,借助条件推理树进一步揭示了多种驱动因素的交互效应及其阈值。研究结果表明:(1)长三角地区的6种关键生态系统服务有显著的空间异质性并且受12个生态-社会经济驱动因素的影响,其中,气候与土地利用的影响最为显著。(2)12个驱动因素对6种关键生态系统服务呈现出4类非线性和2类线性约束作用,共识别出32个关键阈值。(3)特定自然驱动因素会在多因素交互作用下形成的阈值范围内显著影响生态系统服务,例如太阳辐射在特定降雨量(1604.6—1808.5mm)与风速(4.3—4.8m/s)的组合条件下会明显增加产水量。创新整合运用约束线与条件推理树,揭示了驱动因素的非线性作用及关键阈值,为长三角地区生态系统管理措施制定提供了方法参考与决策依据。

    • 青海祁连山地区兽类物种多样性及其分布型

      2024, 44(21):9974-9988. DOI: 10.20103/j.stxb.202312192761

      摘要 (92) HTML (104) PDF 3.02 M (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:祁连山地区是我国典型的生态系统脆弱区和重要的生态屏障区,区域内物种资源丰富,珍稀和濒危野生动植物种类和数量繁多,是青藏高原重要的生物资源基因库之一,在我国生物多样性保护中具有重要的意义。为了掌握青海祁连山地区野生兽类的分布现状,使用样线法和样点法完成了野外调查。自2019年1月至2023年6月,在青海祁连山地区开展野外考察21次,累计完成调查样线490条,调查样点99个,总行驶航迹约25426 km。实地调查结合文献资料结果显示,该地区共分布有野生兽类7目19科54属75种。国家I级重点保护动物11种,国家II级重点保护动物17种,IUCN评估结果显示,该地区受威胁物种有15种(濒危3种;近危5种;易危7种),占该地区兽类总种数的20%;中国生物多样性红色名录结果显示,该地区受威胁物种有40种(极危2种;濒危12种;近危16种;易危10种),占该地区兽类总种数的53.33%;被列入CITES附录I的兽类有7种,被列入附录II的兽类有9种,被列入附录III的兽类有5种;中国特有种兽类16种。该地区兽类分布型主要为高地型(24%)、中亚型(20%)和古北型(18.67%)。兽类G-F指数为0.724,物种多样性指数处于较高的水平。物种名录的建立为青海祁连山地区兽类物种现状研究提供了科学且全面的数据,对加快祁连山珍稀濒危野生动物的保护具有重要意义,也为以后该地区的生态及野生动物保护、管理决策提供科学依据。

    • >专论与综述
    • 路杀对两栖爬行动物的影响机制及保护策略

      2024, 44(21):9989-9999. DOI: 10.20103/j.stxb.202403310678

      摘要 (111) HTML (323) PDF 1.02 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:野生动物路杀严重影响道路使用者和动物,导致人员伤亡、重大经济损失和高昂的生物多样性成本。降低路杀死亡率在野生动物保护、平安交通和发展经济等方面具有重要意义。两栖爬行动物是受路杀影响的主要野生脊椎动物类群,因此,监测和评估路域两栖爬行动物多样性的变化并确定其影响机制是一个紧迫的问题。总结了两栖爬行动物路杀的关键影响因素,展示了路杀对种群和遗传多样性的效应,并介绍了较为有效的保护方法和工程措施。中国具有丰富的两栖爬行动物,我国台湾地区于2011年构建了路杀监测网络,统计有123种两栖爬行动物受到路杀影响;中国大陆于2021年已建立相关路杀研究网络,统计有105种两栖爬行动物受到路杀影响。为了更好地保护和恢复两栖爬行动物多样性,努力减轻这些影响,需应用新技术和方法,如DNA条形码鉴定方法和无线电追踪技术,改进调查质量;加强道路的生态保护工程建设和管理措施,提高保护效果;推动中国生态保护和道路建设可持续发展规划,优先保护具有重要生态系统服务功能的地区。

    • >封底
    • 封底

      2024, 44(21):10000-10000.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 1.25 M (61) 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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