摘要:

摘要:社区作为城市居民生活和社会治理的基本单元,是满足城市居民日常生活需求、实现城市健康发展的重要载体。快速城市化将会导致生态用地流失、热岛效应增强、内涝风险加剧、生物多样性下降、致敏性植物花粉增多等突出问题,辨识城市社区生态空间演变特征及其关键影响因素,研发城市社区更新过程中生态功能提升关键技术和模式,对于改善城市人居环境质量、提升生态系统服务能力具有重要意义。研究拟围绕城市社区空间格局-过程及其与生态功能耦合机理,以及城市社区三维景观格局对水热过程、植物花粉传播、生物多样性维持的影响机制等关键科学问题,开展以下重点研究:1)辨识我国不同生态类型区城市社区空间特征及其存在的问题,阐明城市社区空间格局-过程-服务的耦合机理;2)研发水热过程协同和致敏性植物花粉防控的三维景观优化配置与友好环境空间营造技术,开发生物多样性监测技术与生态功能智慧管理平台;3)集成城市社区生态功能提升技术,开展典型城市社区生态更新与管理技术示范与应用。研究成果将为宜居、韧性、智慧城市建设提供科学依据和技术支持。

摘要:社区作为城市的基本组成单元,既是保障居民生活质量的重要基础,也是协调城市化进程和实现城市可持续发展的关键载体。生态系统文化服务在促进居民身心健康和增强社会福祉方面发挥着不可替代的作用。然而当前研究多聚焦于生态系统和城市群等宏观尺度,社区尺度上的文化服务研究仍相对不足。为填补这一研究空白,旨在构建一套适用于社区尺度的文化服务评估指标体系,以实现对社区文化功能的精准量化评估。基于文献索引法、频次分析法和内容分析法开展指标筛选工作,并使用层次分析法对指标进行赋权。从休闲娱乐、美学和归属感三个维度构建适用于社区尺度的文化服务指标体系,密切关注居民的真实体验和深层精神需求。选择广州市广钢公园为例,以传统问卷调查收集的数据为主,引入AI智慧监测技术用于休闲娱乐活动数据的实时采集,通过高精度行为识别模型详细记录居民的活动频次和活动类型。本研究的AI智慧监测技术对静态行为(如静坐、站立)识别准确率较高,但在连续变化、特征不明显或细节较多的动态动作识别上仍存在一定局限。研究结果表明:(1)构建的文化服务指标体系能够有效量化广钢公园的文化服务功能,其中美学和归属感功能得分较高,但休闲娱乐功能稍差,健身区各项功能显著优于其他区域;(2)年龄、受教育程度等受访者特征会显著影响受访者对文化服务功能的评价,表现为受教育程度较高的群体以及年龄较高的群体对于文化服务的评价较低。同时,不同文化服务之间存在显著正相关关系,这就意味着不同文化服务功能会互相影响;(3)AI智慧监测技术在识别静坐、站立等特征明显的动作中表现出优异,但在动态细节捕捉方面仍需改进。研究不仅为社区文化服务的优化和提升提供了科学依据,同时也为城市社区文化服务评估研究贡献了新的思路。

摘要:公园绿地作为城市绿地系统的重要组成部分,在维持城市生态平衡、优化景观格局、提升居民生活质量方面具有不可替代的作用。以杭州市上城区适老性社区生活圈内的公园绿地为研究对象,通过获取遥感影像、手机信令、兴趣点(POI)和城市路网等多源大数据,组建数据库,引入核密度、缓冲区和网络分析等多重算法,利用熵权-TOPSIS法计算指标权重,综合评价不同尺度下城市公园绿地服务水平差异并分析成因,为提升公园绿地服务水平提供科学依据。研究得出以下结论:(1)区域尺度下上城区整体公园绿地服务水平处于Ⅱ级,绿地结构较合理,布局较均衡,规模适当,吸引力良好且环境较友好,但存在绿地资源配置不均衡问题。(2)街道尺度下公园绿地服务水平存在差异。清波街道和丁兰街道的绿地服务水平高(Ⅰ级),笕桥街道、彭埠街道和九堡街道的水平低(Ⅴ级),其余街道的绿地服务水平介于Ⅰ级和Ⅴ级之间,均具有一定的提升空间。(3)社区尺度下公园绿地分布呈现两极分化和聚集分布趋势,服务水平差异显著,14.9%的绿地服务水平高,19.8%的服务水平低。将来,城市公园绿地规划建设时,应充分考虑老年人步行特征,完善周边服务设施,提升绿地空间利用率。

摘要:超大城市面临复杂的内生发展压力和人为风险,也更容易受到自然灾害、气候变化等的影响和胁迫,面向超大城市的生态修复需要着重考虑如何通过生态修复的工程实践提升城市的生态系统韧性。城市化过程和人类活动对自然生态空间造成侵占和频繁扰动,生态修复的可实施空间破碎化显著,识别更加精准的生态修复空间、确定更加明确的修复目标具有重要的意义。基于生态网络与生态安全格局建立了"生态系统抵抗力-生态源地恢复力-生态廊道适应力"的城市生态韧性三维评估体系,基于生态系统抵抗力、生态源地恢复力和生态廊道适应力的构建保护修复空间识别方法,并在北京市开展应用,研究结果表明:①北京51处生态源地,占北京非建设空间的21.88%,共206条生态廊道,均主要分布于生态涵养区内,为北京提供生态屏障及主要生态产品。②生态系统抵抗力指数较低,北部深山、西部灵山-百花山和东部边缘山区相对较好;生态源地恢复力较好,生态廊道适应力整体不高,亟需加强生态廊道的功能恢复。③识别出7277.07 km²生态修复空间,占北京非建设空间的55.21%。为城市生态修复提供了一套基于生态系统韧性的保护修复空间识别方法体系,为北京市生态修复工程的规划提供科学依据,也为其他地区超大城市面向保护和发展协调的生态修复规划提供参考。

摘要:作为城市人居环境的重要组成部分,城市公园绿地具有良好的社会、经济和生态效益。研究其对居民心理健康的影响机制对健康导向下的绿地公园规划设计具有重要意义。基于"动力-阻碍"关系模型,利用2023年武汉市520份问卷调查数据研究了客观阻碍因素(绿地所具有的不能满足个体亲近自然的特性)和主观阻碍因素(个体自身存在某些阻碍其实施健康行为的特质)在个体对城市公园绿地感知和个体心理健康之间的作用机制。研究发现:(1)个体对城市公园绿地感知与其心理健康水平呈正向相关关系。(2)个体对城市公园绿地感知可通过降低个体到访城市公园绿地的客观阻碍,间接影响个体的心理健康水平,且这种中介作用对有小孩群体更加明显。(3)个体的主观阻碍对客观阻碍对城市公园绿地感知与个体心理健康关系的中介作用具有显著的调节效应,即主观阻碍因素表现得越强时,客观阻碍因素的中介效应越弱。研究表明,未来的城市公园绿地规划设计除了提升绿地本身的特质以减小客观阻碍之外,更应重视以绿地为载体刺激并引导居民产生具有主观能动性健康行为的措施。

摘要:城市化的快速发展致使大城市城区人口规模不断扩张,以城市公园为代表的城市公共服务设施资源的需求急剧上升,但公园绿地资源与人口匹配协同性较差、配置效率低下、服务质量难以满足多样化需求等空间不公平问题日益突出。以深圳市龙岗区27个城市公园为例,利用空间句法(sDNA)与Moran's I分析从接近度、穿行度和空间集聚差异三个方面对龙岗区城市公园空间公平性特征进行精准测度,提升城市公园空间公平性优化的空间效率。结果表明:龙岗区城市公园与人口分布存在"空间错位"现象,城市公园与城市居民需求匹配性差;龙岗区接近度呈现"南强北弱、西强东弱"的态势,区域发展不协调;龙岗区城市公园本底的路网结构整体的穿行度较差,中部区域明显高于周围其他区域;城市公园空间集聚差异表现出全局和局部接近度空间集聚显著、中心区域优势明显、穿行度空间集聚态势不清晰的特点。未来龙岗区城市公园发展中应优化本底的路网结构,提高路网密度,丰富不同等级路网间的连接方式,提升公园质量等方式改善其空间公平性水平,提高城市公园空间服务效率、协调性与人口分布的匹配程度,为深圳市公园城市建设和龙岗区公园体系规划提供新的思路。

摘要:既有低碳社区建设的研究成果丰富,但多关注新建社区的低碳技术应用,鲜有分析不同类型社区居民对低碳更新的支付意愿差异及驱动机制。从社区类型差异切入,基于南京市中心城区35个社区765份有效问卷,采用离散选择模型和XGboost算法解析不同类型社区居民的低碳更新支付意愿及主要影响因素。结果表明,社区分异对居民的低碳更新支付意愿存在显著影响,传统社区和城中村的居民整体支付意愿较低,更注重更新建筑维护结构;普通商品房小区居民具有较高支付意愿,对门窗改造和空调系统更为关注;绿色商品房小区居民对于墙体外保温、清洁能源设施和社区更新的支付意愿最高;除社区类型外,家庭年收入、居住环境满意度、社会责任感、低碳知识水平等是影响居民低碳更新支付意愿的主要因素。研究可为社区低碳更新提供适应性和精细化策略参考,完善低碳社区自下而上的建设路径。

摘要:明确植被结构对声景观的影响有利于应用植被群落空间布局优化城市声景质量。然而,缺乏植被结构对客观声环境和主观声景感知影响的系统性研究。以南京市某口袋公园为例,利用手持激光雷达获取公园内植被点云数据,构建植被三维结构指标;录制公园内环境声音频计算相关声学指标并开展声舒适度评价,通过多元线性回归构建声学指数与声舒适度之间的主客观关系;最后,构建随机森林回归模型,利用相对重要性和SHAP(SHapley Additive exPlanations)分析探究公园植被结构对客观声学指标和主观声舒适度的影响。结果表明:(1)该公园声舒适度范围为0.45-6.80,空间异质性较强;(2)在植被结构方面,叶面积指数(LAI)、郁闭度(D_c)、树干体积(V_t)和冠层高度(H)对客观声环境和主观声舒适度的改善均具有正向作用;(3)更丰富的植被结构能够通过削弱交通噪声和引入自然声从而改善客观声环境,进而提升主观声舒适度。研究系统厘清了口袋公园植被结构对声环境与声景观的关键影响因素,揭示了可以通过优化植被结构提升客观声环境进而间接提升声舒适度,研究结果可为口袋公园的植被空间格局规划提供科学依据,同时为改善公园声景观及提升公众体验提供了理论支持。

摘要:中原城市群是推动黄河流域高质量发展的核心空间载体,科学认知其水生态空间演变的时空特征及形成机制,对黄河下游地区水生态空间管制和国土空间规划具有重要支撑作用。采用时空立方体刻画2000-2023年长时序中原城市群水生态空间年际演变动态及典型模式,从规模-位置2个维度综合分析空间结构转型特征,进而利用Mantel test矩阵分析水生态空间结构转型与驱动因素的相关性关系,在此基础上运用XGBoost模型和可解释机器学习VIVI-PDP框架从驱动因素重要程度、交互作用强度和非线性依赖关系分析演变机制。结果表明:①近23年中原城市群水生态空间增加805.53km²,增幅高达33.52%,整体呈现"上升-平稳-上升-平稳"的动态变化趋势,在稳定的基础上逐步提升;②"农业空间-水生态空间"的动态转换现象尤为显著,且在城市群的六大功能分区中差异明显,其中高效生态示范区的水生态空间转型最为活跃,核心发展区与跨区域协同发展区相对活跃,而转型创新发展区和承接产业转移区转换度较低;水生态空间动态转换的高-高聚类区,即水生态空间的转入和转出均较为频繁的区域,主要集中于水资源丰富的西部、南部与东部地区,低-低聚类区则多位于北部和中部地区,其水生态空间的转入和转出均较为有限;③自然地理基础与交通区位条件是中原城市群水生态空间动态转型过程中的主导因素,然而,在水生态空间向农业空间的转出和城镇空间向水生态空间的转入过程中,社会经济因素作用逐渐凸显,自然与人文因素的交织作用使得转型过程呈现出多重因素交织、区域差异显著的驱动机制。

摘要:城市荒野是城市生物多样性保护的重要物种种源地,提供了高质量的生态系统服务。重庆作为典型山地城市,大量分布着以自然过程为主导的城市荒野片段。以重庆中心城区城市荒野林地为研究对象,通过对77个样地、313个样方的群落调查,分析了不同荒野生境中植物物种组成、多样性和更新能力特征及生境间的变化,探讨了植物物种来源、种子传播方式、更新能力与植物物种多样性的相关性。结果表明:(1)调查共记录到116科307属434种植物,乡土植物(79.03%)丰富,自生植物(82.95%)占比显著,种子的传播方式以动物传播(45.54%)为主。(2)98.08%的样方能够实现自我更新,更新乔木树种共计29科53属65种,其物种组成与乔木层相似度较高,相似性指数≥0.50,且乔木层优势种表现出良好的再生能力,不同生境间,更新物种组成存在一定差异,天然荒野生境中更新乔木树种比例和样方比例均最高。(3)不同垂直层片间,植物物种多样性指数(除Pielou均匀度指数外)表现出乔木层＜灌木层＜草本层。不同生境间,乔木层的Pielou均匀度指数和草本层的Patrick丰富度指数在3类生境中无显著性差异(P＞0.05),其余各层次的植物物种多样性指数差异性显著(P＜0.01),天然荒野生境中植物物种多样性指数最大。(4)乡土植物、自生植物、动物传播植物、更新层植物物种丰富度与各层次植物物种多样性呈显著正相关(P＜0.05)。根据研究结果,建议加强山地城市荒野林地的分类保护,在山地城市植被的恢复中,因地制宜选择植物,多营造以自生植物、乡土植物、动物传播型植物为主体,能够实现持续自我更新的"近自然林"。

摘要:西宁市作为青藏高原最大的城市,面临着强烈紫外线辐射的影响。评估其行道树的遮荫效果对于完善行道树空间布局和降低紫外线辐射对行人的危害具有重要意义。结合无人机遥感和实地测量,定量评估了西宁市7条主路、21条支路和47个样方的人行道上行道树夏季正午的遮荫效果,并选取了11种典型行道树,分析了不同树种及结构特征对遮荫效果的影响。结果表明:(1)西宁市行道树遮荫率较低。全市遮荫率均值为36%,所有城区行道树遮荫率均值均不超过50%,城北区遮荫率均值最低,仅为29%;93%的道路遮荫率低于50%,湟中路遮荫率最低,仅为21%。(2)不同树种的遮荫效果差异明显。青甘杨(Populus przewalskii)、垂枝榆(Ulmus pumila cv. Tenue)、新疆杨(Populus alba var. pyramidalis)、大叶榉树(Zelkova schneideriana)和美国红梣(Fraxinus pennsylvanica)具有较好的遮荫效果,三角枫(Acer buergerianum)的遮荫效果最差。(3)缺少行道树是遮荫率低的主要原因,全市行道树的种植率均值仅为48%。因此,在西宁市的城市更新过程中,需在湟中路等遮荫率极低的路段通过种植青甘杨等遮荫效果较好的树种提升遮荫率。

摘要:旱地(干旱指数小于0.65的区域)是人地关系最复杂、人地矛盾最突出的地区之一,是研究可持续发展的关键区域。中国旱地范围广阔,人-地相互作用特征明显且具有较大的区域差异。开展中国旱地"社会-生态系统"(Social-ecological System, SES)分类研究,有助于识别旱地SES的基本特征,提出与关键挑战和可持续发展目标(Sustainable Development Goals, SDGs)相符的发展路径。基于SES理论和SDGs框架,构建了中国旱地SES分类框架,运用自组织映射网络的聚类方法进行SES分类,并分析各类型SES的特征、SDGs实现状态及其时空变异,研究时间为2000,2010和2020年。结果表明:(1)中国旱地SESs可划分为五个类型区:农业与城市化区(A)、农林牧交错带发展区(B)、草原工业化区(C)、绿洲待发展区(D)和高寒草地脆弱区(E)。(2)社会经济子系统的三个组分,包括经济发展水平、政策稳定性和人口特征,以及社会-生态相互作用子系统中人对自然的干预组分在5个SES类型区都呈现向好发展趋势,土地资源特征和生态系统服务在各类型之间差异较大,时间趋势差别较小。(3)整个旱地的SDGs存在显著组间差异,农业与城市化区的SDGs整体表现最好;绿洲待发展区的整体表现最差。各类型SES面临的关键挑战分别是:类型A,提升城市绿色空间并减少不平等;类型B,调节农牧结构失衡、水资源过度以及利用技术创新和转型。类型C、D和E,都面临提升经济发展的挑战,此外,类型C要兼顾减排;类型D兼顾生态系统服务和提高人民生活质量;类型E兼顾生态系统服务维持和满足当地居民的生存、生活需求。研究建议要面向不同SES类型区的关键挑战,制定因地、因时制宜的可持续发展策略,优先提升人民基本需求,攻克SDGs短板,逐步实现可持续发展。

摘要:山水林田湖草生态保护修复工程(简称"山水工程")是国家为提升生态系统服务功能、促进生态系统良性循环和永续利用的一项重大生态工程。然而,山水工程的实施能否提升生态系统服务价值(ESV),一直缺乏应有的系统证据。以全国首批山水工程试点地区江西省赣州市为例,基于2010-2022年的7期土地利用数据,运用当量因子、相关系数及地理加权回归等方法,分析了山水工程实施前后赣州市ESV及其权衡协同关系的时空变化规律,并进一步探讨了不同土地利用类型转化对ESV时空演化影响的差异程度。研究结果表明:(1)山水工程的实施能有效扭转赣州市ESV下降的趋势。13年间赣州市ESV共下降了47.72亿元,但是ESV在工程实施后比实施前少下降了4.8亿元。下降减缓主要源于山水工程减少了林地和草地流失面积,但是耕地、建设用地的持续扩张与水域遭到破坏仍然阻碍了赣州市ESV的提升。(2)山水工程的实施对赣州市不同区域ESV的影响具有差异性。受山水工程的影响,工程实施前的ESV低值区域赣东和赣南地区的ESV扭降为升,但是工程实施前的ESV中值区域赣西和赣中地区的ESV出现了小幅下降态势。(3)协同关系是赣州市各单项生态系统服务间的主要关系,山水工程的实施进一步增强了赣州市大部分单项生态系统服务之间的协同关系,尤其是水文调节、原料生产与其他服务之间的协同关系增益明显,但是由于山水工程对水域保护不足而降低了水资源供给与其他服务之间的协同关系。研究从ESV的角度量化了山水工程的实施绩效,为国家优化山水工程实施方案提供科学依据,有助于提高山水工程后续工作的科学性和空间针对性。

摘要:神农架国家公园是我国十个国家公园试点之一,具有独特的生态价值和极高的生态地位。然而,对于新划定的神农架国家公园生态系统服务的权衡/协同关系和供需平衡关系研究较为缺乏,不利于神农架国家公园生态管理和价值实现。在评估神农架国家公园2010-2020 年产水服务、土壤保持服务、固碳服务、水质净化服务和生境质量的基础上,采用相关性分析、热点分析、权衡协同度研究生态系统服务权衡/协同关系,通过计算供需比探究生态系统服务供需关系,基于市场价值法和替代成本法计算剩余生态系统服务价值量。研究结果表明:(1)神农架国家公园的生态系统服务总量整体上呈增长趋势,产水服务、土壤保持服务先下降后大幅上升,固碳服务先上升后有所下降,水质净化、固碳服务和生境质量的空间格局较为稳定,影响生态系统服务的主要因素为降雨、海拔、植被类型等;(2)除产水服务与生境质量之间具有较强的协同关系外,其他生态系统服务之间主要以权衡为主,尤以西北部的湖北十八里长峡国家级自然保护区和湖北堵河源国家级自然保护区的权衡关系最强;(3)2类、3类生态系统服务热点区的面积最大且呈逐年增加趋势,4类、5类热点区的面积有所减少;(4)产水服务、土壤保持服务、固碳服务整体上为供大于求,综合供需比逐年增加;(5)在满足当地生态系统服务需求的基础上,神农架国家公园的剩余生态系统服务价值量由144.06 亿元增加到216.62 亿元。为更好地实现新划定的神农架国家公园全域管理,促进国家公园试点落地,亟需重视神农架国家公园的生态系统服务价值,积极探索生态产品价值实现机制,将生态效益转换为经济价值,提高当地和周边居民福祉。未来应将国家公园西北部(即原湖北十八里长峡国家自然保护区和湖北堵河源国家级自然保护区)作为管理和效益调控的重点对象,积极探索生态产品价值实现机制。

摘要:为明晰我国区域间双碳目标达成的进度和峰值的差异性特征,进而展开区域双碳目标压力测试,选用中国30个省域21年的数据,先从省域人均碳排放和人均RGDP两个指标维度对各省域的低碳经济发展现状展开聚类分析,接着利用半参回归方法验证人均碳排放峰值存在性,并运用FGLS实证方法检验基于EKC模型、IPAT模型以及ImPACT模型构建的实证模型稳健性,进而分别对常住人口、RGDP、碳强度和能源结构四个关键影响因素设置高低情景,运用上述实证模型对全样本、分组样本和省域样本进行峰值预测和比较分析。结果显示:①各分组样本的半参回归结果接近于"倒U型",预示了人均碳排放峰值的客观存在性,为使用实证模型展开峰值分析提供了支持。②各组样本在不同实证模型下计算出来的峰值比较接近,但单个模型下各组峰值差异明显,说明不同类型省域出现峰值所对应的人均RGDP水平差别较大。③通过比较各组系数和峰值数据可知人口和经济增长对峰值的影响最为关键。④预测结果显示,30个省域呈现出两类分化特征,能源消费结构是导致区域达峰时间和峰值大小产生差异的关键因素。

摘要:资源环境承载能力是区域资源环境与社会经济协调发展的重要连接点,是优化国土空间开发的重要基础。以福建省为例,系统构建符合南方山地丘陵区地域特色的资源环境承载能力与社会发展综合评价体系,运用耦合协调度模型、地理探测器,探究福建省在2010——2019年近10年规划发展下,生态、城镇、农业各功能指向的县域资源环境承载能力与社会发展本底水平、时空耦合协调状况及其影响因素。结果表明:(1)各功能指向下的资源环境承载力空间分布呈较大差异:生态导向结果为大面积中高值夹杂低值、城镇导向结果为"沿海高低值交错,内陆中低值交错"、农业导向结果自北向南逐渐递增;(2)社会发展水平总体呈现"东高西低"的空间分布特征,随着福建省全域积极协调发展,各县域社会发展水平差距逐年缩小;(3)2010——2019年各功能导向下县域资源环境承载力与社会发展两系统耦合协调度不断加强,呈现良性的正向促进作用,总体耦合协调度呈"东南高、西北低"的空间分布特征;(4)社会发展系统中的各影响因子在不同功能导向的资源环境承载能力与社会发展系统耦合协调结果中均具有较强解释力,同时各因子间的交互作用对两系统耦合协调结果的影响力均大于其单因子作用,且都表现为双因子或非线性增强。研究为福建省未来资源环境与社会经济协调发展、国土空间合理开发利用提供相关理论支撑和借鉴。

摘要:黄河三角洲河口湿地具有较强的碳汇能力,黄河频繁的河道变迁改变了水文条件和植被特征,这可能会对河口湿地土壤有机碳的来源产生重要影响,但当前缺乏研究和认知。选取黄河1996年故道及现行河道作为研究对象,通过采集盐地碱蓬和无植被光滩湿地土壤样品并利用稳定同位素技术,分析了废弃河道和现行河道不同河口湿地土壤的碳分布特征及其溯源特征。结果表明,(1)两湿地土壤C/N比的变化范围为26-54,其中废弃河道湿地土壤C/N比要显著高于现行河道土壤(P<0.05),而不同土层间C/N比也存在显著差异(P<0.05);土壤有机碳δ¹³C值变化范围为-25.30‰至-22.03‰,两河道无植被光滩土壤δ¹³C值显著高于盐地碱蓬(P<0.05),同时土壤δ¹³C值整体呈现随土层深度增加逐渐降低的趋势。(2)贝叶斯混合模型计算结果表明,黄河三角洲湿地土壤有机碳整体上主要来源于当地植物(40%-67%),其次是海洋浮游植物(23%-40%),而陆源颗粒有机质(POM)相对贡献较小。(3)方差分析表明黄河三角洲河口湿地土壤有机碳来源受到河道变迁和植被类型变化的影响;盐地碱蓬湿地土壤有机碳的当地植物贡献显著大于无植被光滩(P<0.05),海洋浮游植物贡献在两河道和两植被类型之间均存在显著差异(P<0.05),而陆源POM贡献受到河道和植被类型的交互作用影响(P<0.05)。研究揭示了黄河三角洲河口湿地土壤有机碳来源的整体特征以及驱动因素,这不仅增强了对该区域河口湿地土壤碳循环的理解,也为河口湿地碳汇管理提供了重要的科学依据。

摘要:叶片边界层湿度与环境湿度存在很大差异,预测叶片边界层湿度对预防植物病害具有重要意义,以葡萄("北冰红"、"巨峰")、草莓("红颜"、"宁玉")为研究对象,研究了不同天气及土壤水分处理下叶片边界层湿度的变化趋势,并分析叶片生理指标与叶片边界层湿度的相关关系,基于支持向量机理论建立了叶片边界层湿度预测模型。结果表明:(1)植物叶片边界层湿度均在距离叶片上下表面1 mm、5 mm处显著高于环境湿度,叶片15 mm处与环境湿度无显著性差异,叶片上下表面1 mm的叶片边界层湿度最高,叶片边界层湿度与环境湿度的差异表现为晴天>阴天;(2)晴天及阴天条件下,叶片下表面的叶片边界层湿度均高于上表面,叶片上下表面1 mm、5 mm的叶片边界层湿度均随土壤含水量的升高而升高;(3)叶片边界层湿度与净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、叶片水势、气孔长度(SL)、土壤含水量呈极显著正相关,与环境湿度和叶片上下表面的距离呈极显著负相关;(4)基于支持向量机(SVR)构建的叶片边界层湿度预测模型,决定系数R²为0.938,达到了0.9以上,模型精度较高。叶片边界层湿度预测模型可以快速准确的预测叶片边界层湿度,对开展病害生态防治具有重要意义,并为研究作物栽培与环境的关系提供了理论基础。

摘要:探究不同植被类型下土壤微生物的群落与功能差异对于理解土壤生态功能具有重要的科学意义,有助于揭示植被与土壤微生物群落间的相互作用机制。在神农架国家公园选择海拔相近、分布广泛且受到人类活动干扰较少华山松(Pinus armandii)为优势树种的针叶林和以锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,基于高通量测序技术研究不同植被类型对土壤微生物的影响。结果表明:(1)不同植被类型下,土壤细菌优势门类中芽孢杆菌门、放线菌门和酸杆菌门,以及土壤真菌优势门类子囊菌门和担子菌门的相对丰度均存在显著差异(P<0.05);华山松林的土壤真菌Shannon指数显著高于锐齿槲栎林(P<0.05)。(2)功能预测显示微生物功能群相对丰度存在较大差异,其中华山松林土壤中化能异养型等功能群相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而固氮功能群相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.05);华山松林土壤的植物腐生菌和木材腐生菌相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而外生菌根的相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.001)。(3)分子生态网络分析表明,锐齿槲栎林的土壤细菌和真菌群落在网络节点、连接数、平均度数和模块度方面均高于华山松林。(4)Partial Mantel分析表明,土壤速效磷和植物Shannon指数对土壤细菌群落影响最大(P<0.01),而植物Shannon指数和物种丰富度对土壤真菌群落影响最大(P<0.01),细菌和真菌的功能群最大影响因子是土壤pH(P<0.001);偏最小二乘路径模型(PLS-PM)结果表明,土壤pH可能通过影响速效磷、全氮、有机碳等土壤养分,进而影响植物Shannon指数和物种丰富度。因此,不同植被类型对土壤微生物的群落结构和功能存在显著影响,主要受土壤pH、速效磷和植物多样性的影响,本研究结果对深入理解森林生态系统中植物-土壤-微生物的互作机制提供重要依据。

摘要:结合人工种植试验(时间)和野外采样试验(空间),运用原状土水槽冲刷法,研究了黄土高原典型草本植物根系影响土壤可蚀性的时空差异特征。研究结果表明:(1)时间上(观测期内):黑麦草和紫花苜蓿的根系密度(根长密度和根表面积密度)呈现出先快速增长后缓慢下降的趋势。根系驱动下,植被样地的土壤有机质和阳离子交换量显著增长,黑麦草样地的变化范围是1.65-2.74 g/kg和9.24-15.54 cmol/kg,紫花苜蓿样地的变化范围是1.53-3.37 g/kg和8.63-15.91 cmol/kg。在根系及土壤理化性质变化的双重影响下,黑麦草和紫花苜蓿样地的土壤可蚀性在观测初期快速减少,减蚀率达到了35.68%-54.40%,之后逐渐平稳;(2)空间上:长芒草的根系密度在永寿和神木地区显著高于安塞地区;铁杆蒿的根系密度在永寿地区显著高于神木和安塞地区。根系驱动下,土壤有机质在永寿地区增长最多,相较于对照地,长芒草和铁杆蒿样地分别增长了43.63%和97.23%;长芒草和铁杆蒿样地的土壤阳离子交换量分别在神木和永寿地区增长最多,为18.87%和68.21%。基于不同试验区植物根系的生长情况及土壤抗蚀性能,长芒草和铁杆蒿根系均在神木地区的减蚀效果最明显,其土壤可蚀性分别降低了97.55%和98.54%。因此,黄土高原地区草本植物根系对土壤可蚀性的调控作用具有明显的时空差异,此结果有助于提升对植物根系减蚀效应与机理的系统认识,为该地区的水土流失防控提供理论依据。

摘要:为揭示热带低地雨林乔木层的生物量分布及变化规律,以南渡江迈湾水利枢纽段热带次生林为研究对象,采用生物量估测回归模型计算目标乔木层地上生长量及增量,系统解析其在物种组成、径级、高度级及距河道距离梯度的空间分异规律。结果表明:(1)黄桐属(Endospermum)和白颜树属(Gironniera)为乔木层地上生物量主要贡献类群,其中黄桐属生物量占比(18.17%)及平均单株生物量储存量(427.31 kg)均居首位;(2)乔木层生物量主要分布于中径级组(13 cm≤DBH＜25 cm,占比41.63%)和中层高度级组(10 m≤H＜15 m,占比53.93%),但特大径级组(37 cm≤DBH)与上层高度级组乔木(20 m≤H)的地上平均单株生物量增量最大;(3)乔木层总生物量与平均单株生物量增量沿河道距离梯度呈单峰型格局,峰值出现于距河道650-950 m范围内,该区域植物群落的胸径和高度级分布范围最广,同时表现出多种径级与高度级层乔木共存的丰富性。此外,大径级(25 cm≤DBH＜37 cm)与高冠层(20 m≤H)乔木的占比随河道距离增加呈梯度上升趋势,该格局可能受河岸带地下水波动影响;(4)前半年(3月至同年9月)的乔木平均单株生物量增长量普遍高于后半年(9月至次年3月)的增长量。研究结果初步揭示热带低地雨林乔木层生物量在物种组成、径级组和高度级组的分布以及对距河道距离的响应变化,为深入理解热带低地雨林固碳动态过程、生物多样性保护及生态恢复提供科学依据。

摘要:净初级生产力(Net primary productivity,NPP)是估算碳储量的关键指标,从地理空间的角度了解NPP变化的驱动机制对于区域碳循环研究至关重要。基于MOD17A3数据,通过趋势分析探讨2000-2020年黑龙江省植被NPP的时空演变特征,然后应用多尺度地理加权回归模型(MGWR)这一新颖的空间统计分析方法,解析NPP变化驱动因素的空间分异特征。结果表明:近二十年黑龙江省大部分区域NPP呈增长趋势,全省NPP平均值从348.90 g C m^-2 a^-1上升到454.00 g C m^-2 a^-1,增长率为29.95%。NPP增减显著的情况通常出现在植被改善明显、耕地扩张和城市化进程剧烈的区域。MGWR整体模拟效果良好(调整R²= 0.875),模型带宽显示降水、气温、人口密度和土地利用变化对NPP的作用规模为县域尺度,而道路密度的作用规模为市域尺度。不同区域植被NPP对驱动因子的响应存在明显差异,在大小兴安岭地区NPP受土地利用变化和气候因子的共同影响,而在三江平原和松嫩平原土地利用变化是影响NPP的主导因素。生态保护修复工程实施及耕地和城市扩张所带来的土地利用变化是黑龙江省植被NPP变化的重要因素。本研究可加深对东北地区植被动态变化及其驱动机制的认识,为生态系统碳汇功能提升提供科学依据。

摘要:植物功能性状表征了植物适应环境并在长期进化过程中所形成的关键特征,其与植物的生长、繁殖和生存紧密相关,植物功能性状之间的相互作用共同决定了植物的功能。许多研究已经证实,植物性状并非孤立存在,而是通过相互协作来实现其功能。植物叶片性状之间构成了一个错综复杂的关系网络,植物通过调节网络中性状的相互作用能够更好地适应生存环境。本研究以鼎湖山南亚热带常绿阔叶林中常见种和偶见种的植物性状作为研究对象,构建性状网络框架,揭示植物对环境的适应策略。选取112个物种,根据多度划分为84个常见种和28个偶见种,测定了20个植物性状并将其归类为经济性状、气孔性状和能量性状。同时通过计算性状的网络度、边密度、模块度指标,构建植物性状网络。研究表明:(1)在不同的植物性状网络中,模块的数量和组成具有差异性。常见种的性状边密度介于0.08-0.16之间,较偶见种低;模块化程度介于0.27-0.38之间,较偶见种高。(2)常见种的单位质量叶片磷含量(P_mass)是植物性状网络中最重要的因子,表现出较高的网络度;叶片比水导率(Kl)和单位面积气孔导度(gsa)的贡献最小,表现出较低的网络度。偶见种比叶面积(SLA)和叶片厚度(Thk)网络度最高,瞬时用水效率(WUEi)和单位质量叶片氮含量(N_mass)网络度较低。(3)常见种的经济性状最为重要;偶见种的能量性状最为重要;气孔性状在常见种的性状网络中重要性最低。常见种和偶见种的性状网络存在差异,反映出植物性状之间具有差异化协同运作机制。植物性状特征及其网络结构框架反映出常见种和偶见种不同的环境适应策略,常见种优先考虑经济性状之间的联系,而偶见种优先考虑能量性状间的协同作用以适应环境变化。

摘要:华北落叶松广泛分布于我国北方地区,在水土保持、水源涵养与固碳释氧等方面具有重要的生态价值。在我国温带季风区采集了11个站点的华北落叶松人工林树芯,建立了早材、晚材和整轮年表,分析了树木径向生长对气候变化的敏感性,探讨了气候变暖背景下不同地区华北落叶松径向生长对气候变化响应的差异。结果表明:11个站点的华北落叶松人工林标准年表样本代表性均大于0.85,平均敏感度大于0.15,表明各研究站点华北落叶松树轮生长受气候变化影响大,包含较多的气候信息。上年12月-次年3月的温度和降水对华北落叶松径向生长具有促进作用,多数站点夏季高温干旱抑制树木径向生长。不同地理位置的研究站点间,树木径向生长与气候因子的相关性结果存在差异。水分条件是制约华北及中部地区各站点华北落叶松生长的主要因素。温度升高对西北各站树木径向生长的促进作用比降水更明显。白音敖包站树木径向生长受温度和降水的双重制约。气温突变后,华北落叶松年表与温度的相关性由突变前的正相关转为负相关,降水对树木径向生长的促进作用逐渐体现。不同气候因子水平下华北落叶松生长差异较小。最高温度低于10 ℃时,平均温度与最高温度升高对华北落叶松生长具有一定的促进作用。充足的水分条件能够使华北落叶松径向生长出现小幅度提升。气候轻度湿润(0.5<标准化降水蒸散指数SPEI<1)为华北落叶松生长的最适干湿状态。平均温度低于4 ℃时,早材对平均气温升高的响应较晚材明显;其余水平下二者对各气候因子的响应基本一致。

摘要:黄土高原生态系统是一个巨大的有机碳汇潜力库,也是响应气候变化敏感的生态脆弱区。水资源供需不平衡引发的不同干旱严重威胁了区域生态系统碳汇功能。不同类型干旱对黄土高原生态系统年总初级生产力(AGPP)影响的解析仍然不足。采用黄土高原定位观测站点的AGPP数据、遥感估算的AGPP(2004-2020年)和气候要素数据集,解析了黄土高原生态系统AGPP时空动态变化,探讨了干燥度指数(AI)、大气饱和水汽压差(VPD)和土壤水分(SM)的时空动态格局及其与AGPP年际变异的响应模式。结果表明:近20年AGPP总体增加了38.30%,主要植被恢复区的AGPP增加了56.45%,并且呈现出AGPP均值越大的区域增加速率越快的空间分异规律;SM和AI具有显著的增加趋势,VPD不具有显著的趋势性变化;AGPP与SM和AI的年际变异具有显著的线性正相关关系,而与VPD年际变异的相关性不显著。AGPP与SM、AI和VPD的年际动态响应关系表明,在主要植被恢复区和整体区域水文和气象干旱主导了区域生态系统AGPP的年际变异,而大气干旱的影响不明显。研究结果将为区域生态环境建设和提升生态碳汇功能提供科学依据。

摘要:净初级生产力(NPP)是评估森林生态系统质量的重要指标,其最大值(NPP_max)可以反映森林的生产潜力,研究植被NPP_max对合理利用森林资源和森林可持续经营具有重要意义。以吉林省长白落叶松(Larix olgensis A. Henry)林为对象,基于吉林省一类清查固定样地调查数据、2000-2022年的MOD17A3整合提取的NPP_max数据、环境因子数据(地形、气候和土壤因子),采用相关性分析、机器学习算法、Shapley加性解释(SHAP)等方法,分析NPP_max变化的驱动因子。4种机器学习算法中,随机森林模型(RF)对落叶松林NPP_max的预测精度最高,R²为0.540,对应的RMSE值为11.320 gC m^-2 a^-1,其它模型依次为增强回归树(R²= 0.523)、人工神经网络(R²= 0.519)和支持向量机模型(R²= 0.501)。基于RF模型SHAP分析显示,影响落叶松林NPP_max变化的主导因素为18℃以上年积温、全氮和海拔。年积温、全氮含量和海拔对NPP_max存在阈值效应,当18℃以上年积温接近200℃、全氮含量达到2.0 g/kg以及海拔约为800 m时,NPP_max的增减变化明显。通过机器学习模型和SHAP分析处理NPP_max-环境因子复杂非线性关系,较好地解释了环境变量对NPP_max的影响机制。研究表明环境变量和NPP_max之间存在明显的阈值效应,为落叶松林立地质量评价提供了基础。

摘要:黄土高原的脆弱生态环境导致降雨侵蚀现象频发,准确评估降雨侵蚀力对优化该区生态管理策略具有重要意义。然而,不同降雨侵蚀力估测模型差异导致其时空演变规律及驱动机制差异。因此,利用黄土高原1990-2021年小时降雨数据,分析雨量与雨强模型计算的降雨侵蚀力差异,揭示不同季节、雨型、海拔等特征参量对两模型降雨侵蚀力时空分布规律的影响。结果显示:(1)黄土高原基于雨强计算的年均降雨侵蚀力均值为918.36MJ mm hm^-2 h^-1,范围在222.81-2583.52MJ mm hm^-2 h^-1;基于雨量计算的年均降雨侵蚀力均值为1058.17MJ mm hm^-2 h^-1,范围在271.92-2700.71MJ mm hm^-2 h^-1。(2)两种模型计算出的降雨侵蚀力空间分布和时间变化相似,但基于雨强计算得到的降雨侵蚀力变异系数更高,变异系数为0.44。(3)不同雨型、季节的降雨侵蚀力值空间分布相似,随季节推移,夏季降雨侵蚀力值最高且分布最广;且雨强模型对海拔更敏感,相关系数为-0.58。综上,综合考虑雨量与雨强的双重效应可有效反映黄土高原降雨侵蚀过程的动态特征,准确评估降雨侵蚀力对区域特征参量变化的响应,有助于黄土高原生态环境的保护、支撑政府间水土保持相关策略的制定。

摘要:青藏高原的高寒草甸为当地社区和下游居民提供了关键的生态系统服务。为维持并促进这一牧业社会-生态系统的多功能性和可持续性,防止放牧等人类活动导致的草地退化,草地管理者首先需要对放牧强度的合理范围做出判断。牧场尺度下的放牧强度与影响放牧管理方式的社会、经济驱动因素密切相关,而样方尺度的放牧强度测量对理解草地生态系统植被群落组成及物种多样性维持机制具有重要意义。当前虽有多种定义放牧强度的方法,但其分析往往缺乏对空间因素的考虑,如草地初级生产力的空间异质性和家畜啃食与踩踏行为的空间分布差异。因此,在两个不同空间尺度下对放牧强度进行了定义、测量和分析。利用社区参与式作图的方法,计算了1994年与2015年青藏高原东部某自然村冬春与夏秋牧场在牧场尺度下的放牧强度。运用移动生态学的方法,结合GPS和加速度计等技术,研究对牦牛在单个牧场内的啃食和踩踏行为进行了详细记录,并据此计算了样方尺度(2 m×2 m)下的放牧强度。结果显示,在牧场尺度下,由于牧场面积及使用期长短的差异,1994年和2015年冬春牧场的放牧强度均显著高于夏秋牧场 (P<0.05)。 由于人口增长及家庭数增加,村内冬春及夏秋牧场数量增多,且平均面积明显减小,而每户平均家畜数量维持不变,揭示了人口结构变化对放牧强度差异的影响。由于存在系统性的路径依赖,牧民在调整牧场面积、使用时间和牲畜数量等方面都面临挑战,阻碍了对放牧强度的及时调整。基于牦牛啃食和踩踏行为进行的细致分类和空间格局分析,研究发现牦牛的啃食行为偏好选择坡度20°-30°且归一化植被指数(NDVI)显著高于牧场平均值(P<0.05)的草地斑块。传统放牧方式的改变,如羊倌的减少,在一定程度上加剧了由牦牛啃食偏好导致的局地放牧强度增加。数据分析表明,在制定放牧强度管理策略时,需要充分考虑不同空间尺度下导致放牧强度增加的社会-生态驱动要素,避免简单地将过度放牧现象归咎于牧民的管理能力不足。考虑到草地牧业景观中普遍存在的空间异质性,研究强调有效的放牧强度数值应基于单个牧场的具体情况进行界定。牧业管理者应通过实地观察积累在地知识,结合当地的景观环境特点,制定具有针对性的放牧强度管理策略,以实现青藏高原牧业系统的长期可持续发展。

摘要:放牧活动是内蒙古自治区草地资源利用的重要方式,合理确定放牧强度对增强草地生态系统的适应能力至关重要。然而,不同放牧强度对草地生态系统的具体影响尚不明确,尤其是植被群落结构和土壤特性等方面的差异性和敏感性尚需深入研究。为此,通过Meta分析整合了66篇已发表文献的1006条数据,系统评估了不同放牧强度对草地生态系统中地上生物量、地下生物量、pH值、土壤全氮和土壤有机碳的影响,揭示了这些因素在不同放牧强度下的响应特征。此外,研究采用结构方程模型,探讨内蒙古生态系统关键指标与影响因子的交互机制,并利用累积放牧强度指数(LGDI)揭示草地退化趋势。结果表明:(1)放牧显著降低了地上生物量和土壤有机碳,分别比禁牧草地下降47.5%和12.1%。其中,轻度放牧影响不显著,中度和重度放牧分别使地上生物量下降45.7%和81.6%,重度放牧使土壤有机碳下降19%。(2)放牧对草地生态系统的影响因草地类型而异,草甸草原受影响最显著,其次为典型草原、荒漠草原。(3)结构方程模型分析表明,放牧强度对生物量和土壤性质具有显著负向影响,影响系数分别为-0.487和-0.193。年均降水量对草地类型和土壤性质影响系数分别为-0.464和-0.803,而年均温对草地类型和土壤性质影响系数为0.404和-0.407。(4)进一步分析放牧强度和年限对草地生态系统的综合影响,累积放牧强度指数达到约4时,草地生态系统的演化趋势出现转变,即低强度下放牧16-20年、中强度放牧8-10年及高强度放牧 4-5年左右,草地生态系统可能从因子退化转变为类型退化,是进行生态保护和修复的关键时期。本研究通过定量分析放牧强度及其累积效应,明确了草地生态系统在不同放牧强度下的响应特征和退化阈值,为识别草地退化的关键节点、揭示退化路径以及制定草原保护和恢复措施提供了科学依据。

摘要:苔藓广泛分布于北方森林生态系统中,对生态系统碳氮生物地球化学循环有着重要作用。以大兴安岭北部森林地区分布的两种典型苔藓:赤茎藓(Pleurozium spp.)和泥炭藓(Sphagnum spp.)为研究对象,通过分析生长季5月末-9月末的降雨中苔藓层渗透水的溶解性有机碳(DOC, Dissolved Organic Carbon)和溶解性有机氮(DON, Dissolved Organic Nitrogen)的浓度和通量,揭示了赤茎藓和泥炭藓渗透水中溶解性有机碳氮的季节动态特征、对穿透雨强度及其他环境因子的响应。 结果表明,赤茎藓渗透水中DOC和DON的平均浓度分别为73.47、1.45 mg/L,平均淋溶量分别为3.981、0.083 kg/hm²,泥炭藓渗透水中DOC和DON的平均浓度为154.39、1.05 mg/L,平均淋溶量为12.820、0.050 kg/hm²。由于生长季中期(7月和8月)的温度较高,生长季末期(9月)的降雨量少,导致可溶性有机物质累积时间较长,降雨洗脱的养分含量高,因而赤茎藓渗透水中DOC和DON浓度显著高于生长季初期和生长季末期(P<0.01),生长季初期5月和6月泥炭藓渗透水中DOC和DON浓度显著低于生长季中期和生长季末期(P<0.01)。在穿透雨强度大于0.77 mm/h后,泥炭藓的可溶性有机碳氮淋溶量随穿透雨强度的增大而增大的趋势明显,并且具有极显著的(P<0.001)线性相关关系。赤茎藓可溶性有机碳的淋溶量随穿透雨强度的增大有明显增大趋势,具有显著(P<0.05)线性相关关系。赤茎藓渗透水中可溶性有机碳氮浓度与温度呈显著(P<0.01)正相关关系,相关性系数分别达到了0.71和0.72。随着降雨历时的增加降雨量变大,导致养分浓度被稀释,因而降雨历时与两种苔藓层渗透水中可溶性有机碳氮浓度呈负相关关系。

摘要:大天鹅是大中型迁徙水鸟的代表物种,开展新疆大天鹅冬季适宜生境预测和保护空缺分析对保护珍稀濒危物种及其生境具有重要意义。基于2003-2023年新疆大天鹅冬季分布数据,结合气候、人为干扰、土地利用等因素,运用最大熵(MaxEnt)模型预测大天鹅冬季适宜生境,并进行保护空缺分析,探讨现有保护地体系对新疆越冬大天鹅的保护成效。结果表明:大天鹅在新疆冬季适宜生境共有65359 km²,主要分布在新疆南部巴州和北部的塔城、阿勒泰,伊犁等地;影响大天鹅冬季生境适宜性的主要因素依次为土地利用类型、距水体距离、bio7(气温年范围)、距耕地距离、bio3(等温性)和距河道距离。目前以自然保护区和湿地公园等为主的保护地体系共覆盖大天鹅越冬适宜生境10304 km²,占适宜生境总面积的15.77%,存在较大保护空缺,且主要集中在保护区难以覆盖的人口密度集中的区域。基于以上结果,本文建议在加强对现有保护体系内的大天鹅进行严格保护和管理的基础上,探索通过尽量减少人为干扰,适当补充食物等方式对保护体系外的越冬大天鹅进行有效保护管理,以便大天鹅等珍稀濒危鸟类能在新疆顺利过冬。

摘要:探究不同尺度生境异质性对鸟类群落的影响,对于保护实践至关重要。于2023年对安徽天马国家级自然保护区的鸟类群落进行4次季度调查,并分析了多尺度生境异质性及相关环境因子对鸟类群落结构及α、β多样性的影响。野外调查共记录到鸟类14593只,隶属于10目37科126种,包括20种国家级重点保护物种和3种IUCN易危(VU)物种。鸟类个体数、物种数及多样性指数均与样线两侧100 m范围内生境异质性指数呈正相关;距主道路距离越远,鸟类个体数和物种数越少。不同食性集团鸟类的个体数对生境异质性的反应有所差异。β多样性由周转组分主导,成对β多样性及其周转、嵌套组分均与生境异质性呈正相关。以上结果表明,天马国家级自然保护区鸟类群落主要受不同尺度生境异质性的影响。建议增加鸟类栖息地的生境异质性,以更好地保护鸟类多样性。

摘要:浮游动物作为初级消费者之一,在维持水生态系统健康发挥着关键作用。内河航运作为一种常用的运输方式之一,其带来的水生态环境影响日益引起关注。通过对比京杭运河镇江段干流及其自然支流,探究了行船扰动对河流浮游动物群落的影响。结果表明,行船扰动不仅显著降低了河流浮游动物密度和生物量(P<0.05),而且改变了其群落的季节特征。与自然支流相比,航运干流浮游动物的密度和生物量分别下降79.7%和82.0%;多样性季节变化变弱,Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数季节变异系数降低。此外,行船扰动还改变了浮游动物的季节演替规律,主要优势种由"长额象鼻溞-颈沟基合溞-无节幼体-角突臂尾轮虫"的春夏秋冬季节演替规律转变为了"无节幼体-无节幼体-无节幼体-角突臂尾轮虫"。研究结论不仅为京杭运河水生态系统保护与修复提供理论支持,也为内河航运的生态环境效应评估提供依据。

摘要:高寒盐湖中的原核微生物是生物地球化学循环的重要参与者,它们对环境变化具有非常灵敏的响应。探究高寒盐湖中原核微生物群落多样性与结构可以体现原核微生物群落的生态功能及盐湖表层沉积物的理化性质变化。用Illumina高通量测序技术对青海湖和茶卡湖中共24个表层沉积物样本进行研究,通过β-多样性分解方法探讨原核微生物多样性在盐湖表层沉积物的分布格局以及形成机制,并用偏最小二乘法结构方程模型(Partial least square-structural equation modeling,PLS-SEM)量化青海湖和茶卡湖表层沉积物中盐度对原核微生物群落多样性的影响,同时,通过分子生态网络分析的方法揭示不同盐湖下原核微生物种间的相互作用关系。结果表明,电导率(Electrical conductivity,EC)是影响青海湖和茶卡湖原核微生物分布与多样性的最重要因素,其他环境因子,例如:酸碱度(pH)、有效氮(Available nitrogen,AN)、有效钾(Available potassium,AK)和总氮(Total nitrogen,TN)也对原核微生物群落的丰度、多样性和结构组成产生了重要影响。与青海湖相比,茶卡湖表层沉积物中原核微生物的丰富度和多样性较低,表明高盐度可能限制了茶卡盐湖原核微生物的生长。在细菌门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)在青海湖和茶卡湖细菌群落中均占主导地位。而在古菌门水平中,广古菌门(Euryarchaeota)是青海湖和茶卡湖中共有的优势菌种。青海湖和茶卡湖中原核微生物群落的总β-多样性均受嵌套(nestedness)组分贡献较大,这与环境限制原核微生物扩散相关。此外,相比青海湖,茶卡湖中的原核微生物群落正相互作用更多,这表明了原核微生物在高盐环境中生态位异化较少,应对胁迫采取的是增强合作的关系。本研究为原核微生物在不同盐胁迫下的生态策略提供了新的见解,有助于加深对青藏高原盐湖表层沉积物中原核微生物群落复杂动态的理解。

摘要:生态系统服务被认为能够通过多样化的流动形式在特定地理空间范围内进行空间传导,继而在异地发挥其服务效用。然而截至目前,学界对于生态系统服务流的理论认知尚处于起步阶段,既有研究多套用"服务供给-服务流动-服务需求"的基础框架展开,更关注于生态系统服务在地理空间上的静态截面变化,欠缺对人类生态福祉享用全生命周期过程的动态认知。将流体力学的基础性理论引入经典框架,扩展构建生态系统服务流"形成-驱动-位移"的三阶段运动过程,通过机理识别分段解释生态系统服务流为何形成、受何驱动、如何位移的基本问题。研究梳理表明,服务流的形成源于开放系统中的物质与环境基础支撑,表现为异质性空间格局中因服务供需错位所呈现出的"梯度势差";服务流驱动的实质是运动过程中力与能量的变化,根据呈现形式大致可以被归纳为三种驱动类型与五种驱动因素;服务流的位移可被抽象为质点在地理三维坐标中的变化过程,是人地耦合系统内生态系统服务格局-过程-尺度的动态呈现。面向运动过程阐明人地耦合系统内部多样化生态系统服务流动现象背后的共性规律与特性差异,有助于丰富和拓展生态系统服务的理论体系。

摘要:积极推动森林碳汇与生物多样性保护协同增效,是世界应对气候变化与遏制生物多样性丧失的重要举措。基于协同理论,厘清了森林碳汇与生物多样性保护的辩证关系,剖析了二者协同面临的现实困境,并提出破解困境的实施策略。研究发现,森林碳汇与生物多样性保护协同的驱动机制有两方面,一是森林碳汇发展对生物多样性具有显著的直接与间接、正向与负向作用,使得二者难以剥离开来独立发展;二是生物多样性保护为森林碳汇可持续发展提供了新机遇。但由于生物多样性保护产品价值难以单独实现、区域高度重叠但项目主体未能协调统一、森林碳汇项目开发容易损害生物多样性等,致使二者协同面临价格"失灵"、主体"失联"、过程"失当"三大现实困境。为此,要以"森林碳汇+"为核心理念,将生物多样性保护以"私人物品"形式嵌入碳汇市场,推动森林碳汇市场交易主体拓展为"碳增汇+生物多样性保护"双重主体,形成森林碳汇项目开发各环节的生物多样性保护合力,进而实现森林碳汇与生物多样性保护协同发展与融合发展。

摘要:海洋生态修复通过实物修复项目实现公共补偿,是解决海洋生态损害问题的有效途径。遵循生态等效原则,使修复产生的生态服务收益抵消损害造成的生态服务损失,保持生态功能的基准水平和可持续的供给能力是生态损害修复补偿的核心与关键。论述了实现生态等效原则的海洋生态修复补偿核算方法、实施路径与政策保障,结论如下:生态等效表征指标分为资源等效、生境等效和服务等效;HEA和REA是核算修复补偿规模的适用方法;海洋生态修复补偿的实施路径可分为以命令-控制型特征为主的行政手段和以市场化工具为主的经济激励手段;制定生态等效评估技术导则、吸引社会资本参与生态修复、开展修复工程效果监测与评价等是实现海洋生态修复补偿的政策保障。

摘要:科学量化滨海蓝碳生态系统(红树林、盐沼和海草床)碳汇能力是制定基于自然解决方案缓解全球气候变化措施的基础和前提。近年来多源遥感数据与机器学习技术的结合应用领域日益广泛,然而缺乏对滨海蓝碳量化方法和技术体系的比较与系统评述。梳理了近五年多源遥感数据结合机器学习在蓝碳储量量化研究中的应用现状,在归纳总结量化蓝碳的分类与预测路径基础上,分析了不同遥感数据和机器学习算法的适用性,聚焦分类与预测路径的模型表现及量化指标。结果表明,分类与预测途径难以完全替代彼此,分类路径适用于缺乏足够碳储量数据情形下快速量化蓝碳实现空间化,而预测路径适用于精确量化碳储量的连续变量值,在未来需发展"先分类、再预测"整合路径以提高结果精度与研究效率;提出考虑气候变化、人类活动干预以及自然生态系统动态等多重因素,发展蓝碳时空动态监测体系,以支持滨海生态系统的可持续管理,为实现可持续发展目标提供科学支撑。

摘要:公民科学自诞生以来,逐渐成为全社会共同参与的科学活动。鸟类研究中,基于公民科学数据所做的科研成果不断增加,但目前对本领域的研究现状尚无全面系统的分析。使用CiteSpace软件,基于Web of Science核心数据库中1984-2024年8月间的925篇文献,通过关键词时间线演化图谱、关键词聚类图谱和热点涌现分析等方式,对公民科学数据在鸟类研究中的应用现状进行文献计量分析。结果表明:(1)学科发展至今大概经历了三个发展阶段,发文量先后经过了匀速增加、呈指数型增加和波动中有所下降的发展趋势。(2)目前国外科研机构在本领域内比较活跃,这些机构的研究内容经历了从基础数据描述性研究到算法升级、模型开发再到数据应用扩展和新技术引用的转变过程。(3)研究主题聚类结果显示,本领域可被划分为种群动态、物种分布、农业环境政策和鸟类繁殖调查等20个聚类,鸟类种群研究、外界影响研究、鸟类医学研究和鸟类生理研究四个大方向。"公民科学"、"分布范围变化"、"生物多样性"和"气候影响"将是本领域未来的研究热点。

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