摘要:

摘要:区域生态修复工程能够影响当地社会经济发展、增进居民福祉,促进区域内生式发展,但当前对于社会效益的量化缺乏具体标准。以沂蒙山区域山水林田湖草生态保护修复工程为例,基于居民可持续生计框架和指标体系,量化工程实施前后区域内居民生计活动的变化,从而分析不同修复单元之间差异的主控因子。结果表明:(1)生态保护修复工程影响居民生计策略转变。居民收入结构由务农主导型向务工主导型和兼业多项型转变,农业生产方式由人力密集型向规模化和集约化的现代经营转变,乡村产业结构由传统农耕向特色种植和乡村旅游等生态衍生产业转变;(2)生态保护修复工程对居民综合生计具有明显提升作用。整体工程区内居民综合生计水平几乎增长了一半,但不同生计类型的变化程度略有差异,由高到低为生计环境＞生计结果＞生计资本;(3)尽管生态保护修复工程取得了显著成效,但不同修复单元的差异较为显著。如森林提质主体修复单元等多元化收入来源的修复单元内居民生计指数最高;发展生态产业的修复单元内居民生计可持续性最高,如水质提升与污染防治单元;生计模式单一且资源匮乏的修复单元内居民生计水平偏低,如废弃矿山主体修复单元。分析不同生计类型和修复单元的变化差异性,有助于制订精准的政策和管理措施,推动生态修复事业向着更高标准、更广领域、更深层次发展,为实现区域可持续发展提供了重要支撑。

摘要:生物多样性保护对于维护国家生态安全、实现可持续发展、参与全球治理具有重要意义。2016年以来,我国围绕"三区四带"国家生态安全屏障已系统实施了52个山水林田湖草沙一体化保护和修复工程。工程实施在巩固重要生态屏障、保护重要物种方面已取得一定成效,但尚未有研究从生物多样性保护视角系统评价山水工程布局的合理性。结合生物多样性保护需求,评价现有工程的空间分布特征,辨识未来工程优先区,以期为开展生物多样性保护活动提供参考。采用县级珍稀物种分布数量、植被覆盖退化程度、潜在生态胁迫强度3项指标,构建了中国县级生物多样性保护重要性和优先级指数,并以国家层面划定的生物多样性保护重要区域为研究范围,结合已有工程布局、自然保护区分布开展空缺分析,辨识了考虑生物多样性保护需求的未来山水工程优先区。结果表明:1)我国珍稀物种丰富度较高区域的生态状况总体良好,县域珍稀物种数量大于100种的县有168个,其中植被覆盖退化面积占比超过20%的县仅有24个。2)我国生物多样性保护重要区域面积为393万km²,已实施山水工程与其重叠面积约为64万km²,涉及42个山水工程,对应珍稀物种数量丰富度多为中等水平。3)当前已实施山水工程多位于我国中东部地区,未来考虑生物多样性保护需求的山水工程区可优先考虑大兴安岭、天山西麓和北麓、横断山区、云南高原等区域。

摘要:干热河谷库区土壤养分的维持对水土保持和生态修复具有关键作用,但在库区不同位置的土壤养分特征尚不明确。研究以金沙江下游的乌东德和白鹤滩库区为案例,于库首、库中和库尾,按表层(0-10 cm)和次表层(10-20 cm)分层采集表层土壤样品,测定土壤养分含量。基于第二次土壤养分分级标准,集成模糊综合评价、随机森林模型和自然断点分析方法,构建土壤养分空间分异特征分析模型,厘清土壤养分空间分异特征,并提出分区管理策略。结果表明:(1)研究区土壤呈弱碱性,土壤有机质、全钾、速效钾、有效锰和有效铜含量较高,处于1级,有效锌含量为2级,阳离子交换量、有效硼和有效钼含量较低,处于4级,全磷处于5级;(2)0-10 cm土层土壤养分整体较高,处在0.53-0.66范围内,高值出现在乌东德和白鹤滩的库尾区,10-20 cm土层土壤养分整体处于0.43-0.58之间,其中土壤养分指数高值则出现在水电站的库中区。(3)表层土壤主要受人为活动和植被影响,次表层则更多受地形和土壤属性影响,库首大部分区域处在土壤养分保持区,库中总体为养分恢复区,库尾则是风险防控区,对于库尾应更多考虑增加植被种植,控制社会经济发展和人口增长带来的负面影响。研究通过系统构建可比的综合指标,能够分析梯级水电库区表层土壤养分的空间异质性,以实现上下游库区的综合管理,指示干热河谷地区的生态修复策略。

摘要:生态系统修复旨在增加植被覆盖度基础上最大化提升生态系统服务功能,科学识别生态修复优先区对精准实施生态修复工程具有重要意义。以沈阳市为例,基于生态系统质量和区域自然属性识别潜在森林生态修复区,分析生态修复效益与潜在生态修复区耦合关系,进而确定生态修复优先区域。结果表明:①不同立地条件生态系统质量参照值差异较大,基于气候因子与土壤肥力设定生态分区,结合植被净初级生产力生态质量表征指标,可准确量化不同区域生态系统质量参考值和现状;②利用生态系统质量与理想参照值进行对比的方法,可以较准确反映研究区森林生态系统生态质量的恢复潜力,进而选择合适的生态修复方式;③生态修复优先区识别过程中,对于是否考虑生态修复效益在生态修复优先区空间识别中存在明显差异,基于潜在修复区与防风固沙效益耦合的方法适用于沙地治理需求地区。研究提出了"理想参照系构建-生态质量评估-潜在生态修复区识别-生态修复效益权衡-高效益低成本区域优先"的生态修复优先区识别方法框架,可广泛应用于森林生态系统生态修复政策制定。

摘要:随着全球入境旅游的持续推进,入境旅游与碳排放之间的协调发展问题备受关注,作为中国入境旅游大省,云南省入境旅游与旅游碳排放之间存在密切关联,深入探讨二者之间互动关系及影响机制具有重要研究意义。基于此,使用耦合协调度模型、Dagum基尼系数法对云南省入境旅游与旅游碳排放耦合协调发展水平的时空演化及差异进行分析,在此基础上整合XGBoost回归模型和随机森林回归模型识别云南省入境旅游与旅游碳排放耦合协调发展主导影响因素,并使用Tobit模型、RE模型、FE模型、OLS模型对相关主导影响因素进行偏效应分析。结果显示:(1)云南省多地耦合协调发展水平呈现波动上升的演变趋势,但区域间发展差异较大,自西向东整体呈现低(怒江)→高(大理)→低(楚雄)→高(昆明)→低(曲靖)的空间演化格局。(2)旅游产业发展因素、经济因素、人口因素、治理性因素是云南省入境旅游与旅游碳排放耦合协调发展水平的主导影响因素。(3)旅游财政支持力度显著负向影响入境旅游与旅游碳排放耦合协调发展水平,旅游发展规模、旅游基础设施、经济发展水平、产业结构优化产生显著正向影响,而人口集聚水平的效应并不显著。因此,要积极引导低碳旅游发展,优化旅游产业结构,推动地区旅游业规模经营、协同发展,优化区域旅游产业链,实现入境旅游与旅游碳排放良性互动。

摘要:黄河三角洲湿地生态系统对黄河流域的生态保护和高质量发展具有重要意义。当前,黄河口区域已成为国家公园候选区,但由于泥沙变化和人类活动的影响,该区域生境质量发生了显著变化。研究应用InVEST模型,对1990年至2020年间黄河口国家公园建设区陆域生境质量的时空变化进行了评估。结果显示,黄河口国家公园建设区陆域范围平均生境质量从1990年的0.635提升至2020年的0.648,生境质量提升的区域占研究区的85.83%,但生境质量极高区域面积百分比从1990年的19.84%降低至2020年的0.87%;高值聚集区也从7.23%降低到了0.29%。1990-2020年生境质量变化率为-0.71至0.70,其中生境质量降低的区域集中分布在海岸带附近及黄河沿岸,生境质量升高的区域集中分布在居民区及其周边。黄河三角洲面积的演化与生境质量呈显著正相关,国家公园建设区的生境质量高于其他区域。针对评估结果和可能的原因,从一体化顶层设计、研发提升盐碱地生物多样性相关技术和借鉴国际先进的理念、管理策略和技术经验等方面对提升黄河口国家公园建设区生境质量提出了建议。研究结果可为黄河口国家公园建设区域及其所在的黄河三角洲区域的一体化生态保护与修复提供参考。

摘要:土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,其结构稳定性对边坡生态修复的效果与可持续性均有重要影响,但胶结物质在边坡生态修复中的作用尚未完全明确,为探明生态修复边坡土壤团聚体稳定性、胶结物质特征及二者之间的关系,进而为评估生态修复效果提供科学依据。选择宜昌市8种不同类型的生态修复边坡进行了实验,分析土壤团聚体稳定性和分形维数及胶结物质的含量,并分析各胶结物质对团聚体稳定性的影响。结果表明,(1)生态修复显著地改善了团聚体的粒径分布及稳定性特征,平均重量直径>0.25mm团聚体分量和分形维数三个指标均显著优于裸露边坡。(2)整体上生态修复显著提升了各粒径团聚体内的有机碳含量,且大团聚体内的有机碳含量要高于微团聚体,而铁铝氧化物主要向细粒径团聚体富集(3)冗余分析结果显示铁铝键结合态有机碳、钙结合态有机碳、有机碳是影响生态修复边坡土壤团聚体粒径分布及稳定性的关键因素。研究可为后续的生态修复工程提供理论支持和技术指导。

摘要:城市蓝绿空间是城市生态系统的重要组成部分,为城市居民提供了广泛而多重的生态效益。通过生态修复将城市黑臭水体转化为城市蓝绿空间用地,对有效提升社区居住环境和土地价值等城镇空间质量综合效益具有重要意义。以广州市中心城区为例,基于生态修复的城市蓝绿空间及其周边的住宅小区房价等数据,选取蓝绿空间特征、区位特征和住宅特征等方面指标,采用特征价格模型探讨了城市蓝绿空间对住宅价格的影响。结果表明:(1)公园的步行可达性对住宅价格有显著的负向影响,步行时间每增加1 min,住宅价格约下降1%;(2)河涌长度、河涌溶解氧和透明度均对住宅价格有显著的正向影响,其中河涌溶解氧对住宅价格的影响较大,每增加1 mg/L,住宅价格上升约50%;(3)斑块密度对住宅价格有显著的正向影响,每增加1个单位,住宅价格约上升0.7%。最大斑块指数对住宅价格有显著的负向影响,表现为每增加1个单位,住宅价格分别下降约0.4%。研究结果有助于显化城市蓝绿空间景观的经济价值,提供了一条社区居民为优质生态产品付费、推动城市生态产品价值实现的潜在路径。

摘要:创建国家森林城市是中国推动生态文明建设、实现人与自然和谐共生的关键举措,对提升居民福祉具有重要意义。基于2000-2022年中国285个城市的面板数据,将国家森林城市创建视为准自然实验,运用多期双重差分模型和机制检验模型系统分析了该政策对居民福祉的影响及其作用机制。研究发现:(1)创建国家森林城市显著提升了城市居民整体福祉,实验组较对照组提高了3.14%,在增加居民收入、丰富文化生活与强化社会保障方面的效果尤为明显。(2)创建国家森林城市通过推动绿色技术创新、加大节能环保投入和提高政府绿色发展关注度,有效改善了居民生活质量和社会福利。(3)在基础设施和公共服务薄弱的西部地区,居民福祉提升效果更为显著,实验组的福祉改善幅度比对照组高8.30%。(4)政策对不同类别城市的影响存在差异,资源型城市、省会城市和环保重点城市的福祉改善尤为突出,得益于政策在环境修复、绿色发展及环境治理方面的精准支持。因此,政府在推进国家森林城市创建时,应加大对绿色技术创新和环保投入的支持,结合区域和城市类型差异,优化政策执行的精准性与有效性,全面提升居民福祉。

摘要:色林错流域是青藏高原内流区中湖泊分布最密集的子流域,其生态功能决定区域生态环境稳定性。明确其生态功能空间分布及变化,了解生态服务间的权衡协同关系对流域的保护与管理至关重要。基于InVEST和权衡与协同关系等模型分析了色林错流域2000-2020年土地利用和主要生态服务的现状与变化及其影响因素。结果表明:2000-2020年水域面积增加明显,增大了147.09 km²。年均产水、土壤保持、固碳和生境质量分别为56.23 mm,218.78 t/km²,132.01 g C/m²和0.71,产水呈东北高西南低,土壤保持中部低、两侧高,固碳从西南向东北依次降低,生境质量空间异质性较小。二十年来,产水略微降低,土壤保持和固碳服务稳中有升,呈增加趋势区域占色林错流域的28.33%-58.21%,生境质量较为稳定,87.93%的区域基本保持不变。产水与三种生态服务整体呈权衡关系,东北部权衡关系明显;土壤保持、固碳服务和生境质量三种服务之间呈协同关系。色林错流域生态服务主要受由气温、降水和植被的空间分布不均影响,其中温度和降水对产水的解释力最高,海拔对土壤保持和生境质量的解释力最高;NDVI对固碳的解释力最高。研究为色林错流域生态保护和管理提供数据支撑和理论支持,助力于青藏高原生态屏障区生态保护建设。

摘要:数字经济如何在可持续发展框架下推动碳排放双控正引发社会各界广泛关注和深度探讨。为精准识别数字经济与碳排放之间的内在联系,创新性地运用人工神经网络模型系统探究数字经济对碳排放总量、碳排放强度、人均碳排放量的净效应与条件依赖性。结果表明:①数字经济发展推进了碳排放总量减排且速率随经济发展水平上升而增强;数字经济对碳排放强度、人均碳排放量的净效应分别表现为负偏态倒"U"型趋势、先下降再上升再下降的"S"型态势,且对二者的减排效应直到数字经济发展水平达到较高门槛值时才显著。②人工神经网络模型相比较传统计量估计更具适用性和精准度,在拟合数字经济对碳排放总量、碳排放强度、人均碳排放量的净效应时,精准度相比较传统计量估计分别提升了65.58%、67.86%、56.57%。③数字经济对碳排放的影响表现出城市规模、城市行政等级和数字经济试验区异质性。超大和特大城市数字经济发展的总量减排效应最显著,但在碳排放强度和人均碳排放量减排方面仍需优化;行政等级较高城市数字经济发展有助于碳排放强度和人均碳排放量减排,但在总量减排上未体现优势;数字经济试验区充分展现了绿色发展和碳减排的制度优势,尤其是在碳排放强度和人均碳排放量减排方面。④数字经济对碳排放的净效应因经济发展水平、外商直接投资、技术创新能力和技术关注度等条件变化而变化,意味着推进数字经济的碳排放双控可以从上述四个方面发力。

摘要:碳平衡可表征区域碳排放/碳吸收在数量或质量的匹配或协调状态,人类活动以不同的方式和强度干预区域碳循环过程,二者的关联性研究对于应对全球气候变化、践行区域"双碳"目标达成和制定区域生态补偿制度等均具有重要意义。研究在县域尺度下以成渝城市群为研究对象,基于多源遥感数据和统计数据进行碳平衡与人类活动强度时空格局演变分析,并借助双变量空间自相关以及地理探测器(Geodetector)探析研究区碳平衡与人类活动强度的关联性。结果表明:①研究期内,碳平衡压力指数(CBPI)高值区呈现"双C"环抱式分布,以成都和重庆为两极分别向东北-西南呈弧形延伸并逐渐衰减,四川盆地西南缘为CBPI低值区;CBPI具有明显空间异质性和聚集性,各区县以碳盈余为主且CBPI多呈下降态势。②研究期内,成渝城市群人类活动强度(HAI)显著增高(21.2%/a),由"双核心轴线圈层"城市群逐渐向"互联互通网络型"城市群演进。③成渝城市群CBPI与HAI存在着强空间正相关性,并呈现较强的相似聚集特点。研究区空间平均相关系数约为0.94,其中乐至县(0.98)和大渡口区(0.98)最为显著,双变量相关性系数为0.675,聚集类型主要以"低-低"聚集、"高-高"聚集为主。④成渝城市群碳平衡主导因子以人类活动类因子为主,其中经济水平和人口密度是主导影响因素,NDVI为自然类因子中的主要贡献因子。研究结果有助于成渝城市群实现"双碳"目标,并对相关城市规划与发展提供理论借鉴和实践参考。

摘要:全球气候变暖和冰雪融化等现象日益加剧,加速了生态系统的退化,特别是在"双碳"战略背景下,明确碳储量对气候变化和人类活动的响应变得尤为重要。目前在碳储量方面的研究未充分考虑碳储量在不同时间段内逐年碳储量的动态变化,无法有效捕捉碳储量的细节变化特征,此外,影响因素维度较为单一,从而难以明确碳储量变化的关键因素。基于1990-2022年逐年土地利用/覆被数据,应用InVEST模型计算了逐年碳储量,并结合Sen+MK趋势分析和Spearman相关性分析,探讨了祁连山国家公园碳储量的变化趋势及其驱动因素。结果表明:(1)过去33年间该地区碳储量空间差异明显,平均碳储量为112.12 t,碳储总量呈轻微上升趋势,显著变化的区域面积仅占1.11%;(2)在不同土地利用/覆被类型中,森林具有最强的碳储能力,而草原由于其广泛的分布,碳储总量最大;(3)地形(不包括坡向因素)、土壤、气候及土壤因子均与碳储量显著相关。尤其是气温(r=0.489)、蒸散发量(r=0.406)和人类足迹(r=0.460)对碳储量的正向驱动作用显著高于降水量、粘土和细粉砂等因子,而海拔对碳储量呈负向驱动(r=-0.514)。研究揭示了该区域碳储量的时空变化规律,并深入探讨了影响碳储量的关键因素,为未来生态保护与碳汇管理提供了重要的科学依据。

摘要:随着城市化进程的加快、环境保护需求的提升以及人们对高品质生活的追求,城市公园的景观视觉感知舒适度研究逐渐成为城市规划与管理中的关键议题,然而现有研究尚未形成系统的评价指标和量化方法。为解决这一问题,在景感生态学理论基础上,提出了一种基于随机森林的公园景观视觉感知综合评价方法。该方法结合语义分割技术与HSB(色调、饱和度、亮度)颜色模型,从空间、自然、建筑与色彩四个维度对景观特征进行量化,拓展了城市公园景观的评价体系。通过与逐步线性回归模型的对比分析,验证了随机森林回归模型在公园景观视觉感知舒适度预测中的优越性,并探讨了其在不同视觉感知舒适度评估中的表现。研究基于杭州市10个滨水城市公园的景观图像数据集展开,实验发现,天空开敞度、水域覆盖度、树木丰富度、草本植物丰富度、草地覆盖度及开花植物丰富度对视觉感知舒适度具有正向影响,而道路铺装度与冷暖色调对比度则产生负向影响。随机森林回归模型的R²(0.814)显著高于逐步线性回归模型的R²(0.601),在不同视觉评分等级下展现出较高的预测准确度,尤其在极端评分(1级与5级)的预测中表现尤为突出。研究不仅为城市公园的规划建设与景观优化提供了理论基础与技术支持,也为城市高质量发展与精细化管理提供了有效的技术手段。

摘要:兽类作为生态系统重要组成部分,是生物多样性保护管理与评价的关键指示类群。黑龙江凉水国家级自然保护区是野生兽类的重要栖息地之一,为掌握该地区兽类多样性现状及变化趋势,2018年1月至2021年12月、2022年4月至2023年12月,在黑龙江凉水国家级自然保护区利用红外相机对兽类多样性及其变化进行了研究,总计50405个相机有效工作日, 5981张独立有效照片。研究发现:1)黑龙江凉水国家级自然保护区兽类共15个物种,隶属5目10科,其中国家一级重点保护兽类1种,为紫貂(Martes zibellina),国家二级重点保护兽类4种,为黄喉貂(M. flavigula)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、猞猁(Lynx lynx)和黑熊(Ursus thibetanus)。2)黑龙江凉水国家级自然保护区相对多度前五的兽类依次为狍(Capriolus pygargus)(7.694)、野猪(Sus scrofa)(1.458)、亚洲狗獾(Meles leucurus)(0.809)、北松鼠(Sciurus vulgari)(0.650)、紫貂(0.564)。3)红背 鼠 平 (Myodes rutilus)和黑线姬鼠(Apodemus agrarius)仅在2022年出现,猞猁则在2023年时隔多年被记录。 4)通过EstimateS9.1估算,实际监测的兽类物种数在约为全部兽类物种的75%-83.33%。5)凉水国家级自然保护区物种数呈上升趋势,2022年监测到的物种数最高,为14种。年多样性指数起伏波动大(0.833-1.394),没有显著差异(χ²=7.496,df=5,P>0.05)。均匀度指数年际间存在显著差异呈下降趋势(χ²=11.525,df=5,P<0.05)。2021年的多样性指数和均匀度指数均为最低值,分别为0.833和0.428。物种本底数据的调查是开展生物多样性保护管理与评价工作的基础,研究通过了解黑龙江凉水国家级自然保护区内兽类多样性现状及其年际间变化,可以为黑龙江凉水国家级自然保护区制定合理有效的兽类多样性保护管理对策提供参考,同时为保护珍稀兽类及其栖息地提供科学依据。

摘要:生态产品价值实现是推进农村高水平保护与高质量发展的关键举措。实践证明,农村生态产品价值能否实现与主导者的引领作用关联度很大,因此如何根据村集体的环境与条件选择适配的主导者模式是需要研究解决的重要问题。基于主导者异质性选取三个典型案例进行验证分析与比较,探索差异化模式的特征与适配条件。研究发现,主导者定位对乡村生态产品价值转化具有决定性作用。因村域间资源特性、地理位置、经济状况、文化背景等基础条件存在差异,在实践中形成了村集体主导、社会资本主导、国有资本主导三种模式;不同的主导者有着不同的利益导向和治理方式,最终都可以引导实现乡村生态产品价值,而其基本前提是模式适配。研究拓展了乡村生态产品研究的边界,为实现生态产品价值以及发展农村集体经济提供了理论依据与实践模式选择。

摘要:国家公园游客对生态系统文化服务(CESs)价值的感知有助于从精神层面揭示个体与国家公园之间的内在关系,对于衡量国家公园CESs价值潜力、促进人与自然和谐共生具有重要意义。以黄山国家公园创建区为例,采用文献回顾、头脑风暴等方法确定国家公园游客CESs价值感知构念、指标和量表题项,对所获得的405份有效样本数据进行了实证分析,最终生成了"认同学习-情感体验-精神惠益-国家认同"4个子维度和15个题项的国家公园游客CESs价值感知量表。通过实证检验,量表具有良好的信度、结构效度和效标效度。研究结果为国家公园游客CESs价值感知评估提供了有效的测量工具,同时可为国家公园生态-社会效益的实现提供理论依据与实践指导。

摘要:大运河作为世界文化遗产,具有突出的历史、文化意义。两千多年来,运河沿线地区已形成璀璨古今的运河文化带,繁华的商贸与人文交汇孕育了大量精彩绝伦的非遗项目,成为大运河文化资源的核心门类和中华文化的宝贵遗产,对传承和弘扬中华优秀传统文化具有重要意义。以大运河文化带8省(市)1201项国家级非遗项目为研究对象,综合运用ArcGIS空间分析技术、数理统计方法探析非遗类型结构和空间分布特征,并从文化生态学视角出发运用生态敏感性分析、生态适宜性分析和最小累积阻力模型,评估非遗廊道构建的可行性。研究结果表明:(1)大运河文化带非遗门类齐全、特色鲜明,类型结构存在显著的差异,通过核密度分析发现非遗在空间分布上总体趋于"南北集聚,中间分散"的集聚态势,呈现明显的"两核两纵"分布结构。(2)借助生态敏感性评价、生态适宜性评价和最小累积阻力模型分析发现,大运河文化带具备构建非遗廊道的潜在条件,中等适宜及以上地区占比达74.39%。(3)基于上述研究基础,综合考量大运河文化带非遗价值、旅游景区等要素及廊道构建准则,提出多级别、不同主题的非遗廊道建设策略。研究为推动大运河文化带非遗整体性保护、生态环境保育以及区域重大战略制定提供科学参考与现实依据。

摘要:准确核算生态产品价值以及科学构建生态补偿分区方案,对促进流域生态保护与经济社会发展的协同平衡、提升区域整体可持续发展能力具有重要意义。在核算2002、2007、2012、2017、2022年黄河流域529个县域生态产品价值的基础上,探究生态产品价值的影响因素,结合各县域的经济发展、生态足迹以及生态承载力水平,利用SOM-K-means两阶段聚类算法对黄河流域生态补偿进行分区。研究发现:①黄河流域年均降水量、植被归一化指数和高程等自然因素以及年末总人口、产业结构、夜间灯光等社会经济因素对黄河流域生态产品价值的影响具有明显的空间差异。②黄河流域上、中、下游的生态产品价值均呈现出上升态势,供给、调节和文化服务价值也均有所提升,其中供给服务增幅最大,文化服务快速发展,调节服务占最大贡献,显示出生态保护与可持续发展的显著成效和区域差异。③黄河流域生态补偿分区符合流域基本生态功能要求,支付区集中分布在经济较发达的下游和部分中游地区,平衡区主要分布在经济发展水平和生态保护需求相对平衡的区域,获补区则位于经济发展水平较低的上游地区以及中游的生态环境脆弱带。

摘要:近年来随着气温升高,旱涝急转事件在全球范围内发展迅速,京津冀作为我国第三大城市群及重要粮食产地,受旱涝急转影响尤其突出,刻画其时空特征并进行灾害风险评估对事件防控具有重要意义。基于水文时空演变研究方法与灾害风险体系,结合旋转经验正交函数(REOF)、基尼系数等方法,刻画了旱涝急转事件的特征,分析了演变趋势,评估了风险程度。结果表明:(1)旱涝急转事件强度在历史时期多时间尺度下均呈现出显著上升趋势,区域受旱涝急转事件威胁增加。(2)旱涝急转事件呈夏、秋高,春、冬低的季节变化特征,年内事件热点区域由西部向东部转移。(3)旱涝急转灾害风险在石家庄市和沧州市较高,在太行-燕山山脉一带较低,总体呈北高南低、东高西低的空间分布特征,其中,旱转涝的灾害风险高于涝转旱的灾害风险。(4)旱涝急转灾害各要素及风险分布处于比较均衡-相对均衡状态,但均存在少数人口承受异常高值的现象。研究明晰了京津冀地区旱涝急转事件的发展规律,为旱涝急转灾害预防及风险规避提供了参考。

摘要:土地作为连接社会-生态系统的关键要素,研究土地生态系统网络特征变化及生态风险对保障区域生态安全至关重要。但现有的土地生态系统研究多假定系统组分间是相互独立的关系,且在土地生态风险评价过程中多侧重于静态风险评价,较少考虑系统本身的整体性与内部各组分间的动态关联性。为此,以西南地区为例,基于土地利用存量与流量构建土地生态系统复杂网络,揭示1990-2020年区域土地生态系统网络动态演化规律;利用局部节点参数明晰区域关键转移地类;建立复杂网络风险评价准则,模拟不同胁迫条件下的网络风险传导过程,识别土地生态系统网络关键致险地类及其风险阈值,并提出可持续土地管理对策。结果表明:①研究期间区域土地生态系统网络结构经历了"不稳定-稳定-不稳定"的演变过程,1990-1995、1995-2000、2015-2020年三个时段的土地生态系统网络平均最短路径较小(1.22),而网络传递性(0.88)与网络密度(0.74)较大,说明在这三个时段土地生态系统网络稳定性较弱。②旱地、有林地、灌木林、高覆盖度与中覆盖度草地具有较高的综合中心性,是西南地区土地生态系统网络的关键转移节点,需重点保护。③旱地、有林地与灌木林也是导致区域土地生态系统网络稳态失衡的关键致险节点,当其最大收缩面积比分别达60%、40%和60%阈值时,系统风险累积效应将造成网络崩溃,揭示了存量较大且生态功能显著的土地利用类型在区域土地生态系统网络风险传导过程中扮演的关键角色。④应从农业水资源管理与调配、森林管理与景观配置、退化草地功能优化等方面着手重点关注和保护关键地类节点,提升区域土地生态系统网络韧性。

摘要:三维绿量的科学测算对于评估城市绿化水平和开展生态效益定量研究至关重要。目前广泛应用的基于遥感影像的绿量测量方法需结合实地调查,获取树种信息并构建不同树种树冠形态参数关系模型,这一过程费时费力。研究基于高分辨率遥感影像可直接量化的因子模拟单木绿量,旨在提高绿量测算效率,为绿量测算提供新方案。利用无人机航拍获取福州城市地区厘米级遥感影像,采用遥感影像法测算不同地区(街道、街区及城市地区)单木及总绿量;对比分析不同地区绿量特征;构建基于遥感影像可直接量化的因子与不同地区绿量的回归模型。结果表明:(1)福州市街道内行道树种类相对单一,以榕树为主(占比61.3%);而街区内树种配置多样,各树种占比相对均衡。街道、街区及城市地区平均单木绿量存在较大差异,分别为351.6、143.7、161.4m³。(2)利用树冠投影面积、树冠投影周长与街道、街区及城市地区单木绿量构建的回归模型,校正后R²分别为0.921、0.873和0.882,表明利用回归模型可快速且精确地测算不同地区单木及总绿量。

摘要:全球变暖导致区域气候变化加剧、极端气候事件频发,改变流域水文过程,并进一步加剧径流的不确定性。阐明长时间尺度极端气候与径流变化的相互关系,对于生态环境脆弱的半干旱区具有重要意义。基于1963-2020年间的高分辨率气候和径流实测数据,采用Mann-kendall检验、Pettitt检验和小波分析等方法,探究了锡林河流域极端气候变化特征及其对水文干旱的影响。研究结果表明:(1)降水量呈现-0.2mm/10a的波动下降趋势,而气温和潜在蒸散发则分别以0.4℃/10a和8.2mm/10a的速率显著上升。(2)标准化径流指数(SRI)以-0.2/10a的速率呈显著下降趋势,且在2001年发生突变,水文干旱趋势增强。(3)极端气温强度和频率指数均显著上升,月最高气温极大值、年最大日最低气温、夏季日数、热夜日数的气候倾向率分别为0.4℃/10a、0.5℃/10a、4.4d/10a、1.0d/10a;而极端降水指数则呈不显著下降趋势,强降水总量、普通日降水强度、持续湿润指数、强降水日数(R10mm)的气候倾向率分别为-0.2mm/10a、-0.1mm/10a、-0.2d/10a、-0.1d/10a。(4)SRI与降水、极端降水的强度和频率之间呈正相关,与温度、潜在蒸散发及极端温度的强度、频率呈负相关。(5)SRI与降水、气温和潜在蒸散发之间主要存在6-10a的显著共振周期,而与极端气候之间的显著共振周期则为2-3a。研究发现,锡林河流域的气候变化呈现暖干化趋势,极端气温事件显著增多而极端降水事件未能同步增加导致水文干旱风险加剧,其中降水和R10mm是影响径流变化的关键因素。研究结果可为干旱半干旱地区在极端气候影响下的流域水资源管理提供参考。

摘要:西南干热河谷地处横断山脉腹地,受到气候、地形及人类活动等要素的影响,垂向上植被分布格局迥异,低海拔区域为稀树灌草植被生态系统,高海拔区域为森林植被生态系统,是西南山区特殊的地理区系,也是我国典型的生态脆弱带之一。基于Landsat卫星遥感影像,通过Google earth engine (GEE)平台获取了1990-2020年四个季节归一化植被指数(NDVI)、地表温度(LST)和温度植被干旱指数(TVDI)数据,揭示了近30年西南干热河谷植被盖度的时空变化特征,并基于地形、气象、地表温度等要素分析了影响植被盖度变化的主要因素。结果发现干热河谷低海拔和高海拔区域的气温和地表温度均呈现显著增加,高海拔温度增加幅度大于低海拔地区。四个季节的NDVI在时间序列上亦呈现增加趋势,高山森林生态系统的植被增长速率(0.0077/a)显著高于稀树灌草生态系统(0.0027/a),且区域植被盖度均有向高植被盖度的趋势发展。在驱动要素方面,海拔、坡向、坡度等地形要素导致水热条件不同,从而使得高低海拔的植被类型存在明显差异,气温和地表温度的增加是导致植被盖度增加的主要诱因,在低海拔区域年均地表温度在20℃时植被盖度增加最快,而高海拔地区15℃时植被盖度增加最快,而超过该温度阈值后植被增加的速度有所下降。研究为指导西南干热河谷地区植被恢复提供了科学的管理建议及依据。

摘要:梭梭(Haloxylon ammodendron)是我国干旱区防护林营造的关键树种,为了探究梭梭林合理的密度和配置方式以提升林带的防风效果,通过风洞模拟试验,在10 m/s风速条件下,对3种密度和4种配置共计12种梭梭林带模型的风速流场和防风效果进行了研究,旨在为优化干旱区防护林的结构和配置提供科学依据。结果表明:(1)密度相同时,均匀分布的林带风速减速区的面积最大,减速幅度更明显;配置方式相同时,密度的提升并未导致风速减速区面积呈严格的比例变化,不同配置方式下适用的密度水平存在着差异,但差异不显著;林分密度的增加促进了更大范围风速减速区。(2)中低密度条件下选择一行一带或者二行一带的配置方式防风效果较好,高密度条件下,二行一带或者均匀分布显著提升了防风效应。林带的风速变化差异主要体现在冠部,在冠下,林分密度越大,平均风速越小,其中,高密度二行一带的林带的冠下平均风速最小(2.30 m/s)。(3)在30 cm、15 cm和3 cm高度,林带的防风效能整体均表现为随林分密度增加而增强,且高密度二行一带的林带防风效应最好。本研究不仅成功筛选出梭梭林种植的合理密度与配置模式,而且为防风固沙林的建设及其优化配置策略的制定提供了坚实的科学依据。

摘要:蘑菇圈是草原生态系统中独有的景观类型,是由蘑菇真菌菌丝体在土壤中生长和扩散所形成环状结构,影响植物生长和发育过程。蘑菇圈如何影响不同植物的种群特征进而改变群落结构和功能,目前缺乏系统的认知。在内蒙古典型草原两种蘑菇圈不同位置进行植被样方调查并分析数据后发现:羊草(Leymus chinensis)在草原黑蘑(Agaricus arvensis)蘑菇圈和蒙古白丽蘑(Leucocalocybe mongolica)蘑菇圈上的高度、盖度、密度和地上生物量均显著高于蘑菇圈内和圈外(P<0.05);与之相反,大针茅(Stipa grandis)在蘑菇圈上显著低于圈内和圈外,这些指标在圈内和圈外间无显著差异。两种蘑菇圈上羊草的重要值显著升高(草原黑蘑蘑菇圈:0.15→0.50;蒙古白丽蘑蘑菇圈:0.17→0.53)和大针茅的重要值显著降低(草原黑蘑蘑菇圈:0.27→0.13;蒙古白丽蘑蘑菇圈:0.39→0.10)。两种蘑菇圈上群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数显著低于蘑菇圈内和圈外。在两种蘑菇圈的影响下,羊草优势度的提高和大针茅优势度的降低,提高了群落盖度和地上生物量,降低群落植物多样性,最终改变典型草原植物群落特征。对深入了解蘑菇圈影响下草原植物群落结构与功能变化具有重要的科学意义。

摘要:为适应不同胁迫环境及与共存植物竞争资源,植物通过调整叶片功能性状,形成了应对不同生态环境的CSR生态策略(C:竞争策略;S:耐胁迫策略;R:杂草策略)。子午岭是目前黄土高原仅存的天然次生林区,但对其优势植物CSR生态策略研究较为有限。研究基于10种叶片功能性状,系统探讨了子午岭天然次生林10种优势木本植物的生态策略。结果显示,10种植物可分为S、S/CS和S/CSR三种生态策略,其中S/CS型占40.0%,S/CSR型占38.3%,二者为该地区的主要植被类型。具体而言:S型植物表现出低氮含量(1.6-2.0) mg/L、磷含量(0.13-0.17) mg/L、比叶面积(1.0-1.9) m²/kg、叶片δ¹⁵N(-1.36--1.12)‰和高叶片厚度(0.08-0.13) mm的性状组合,相比之下,S/CSR型植物则表现出高叶氮含量(2.6-3.0) mg/L、磷含量(0.18-0.22) mg/L、比叶面积(2.5-3.7) m²/kg、δ¹⁵N (-1.14--1.03)‰和低叶厚度(0.05-0.11) mm的性状组合,而S/CS型植物性状指标则处于居中水平。主成分分析表明,比叶面积、叶氮含量、叶磷含量和叶片δ¹⁵N是区分不同生态策略的主要因素。结构方程模型进一步揭示,生理、水分和养分因子在生态策略的形成中起着不同作用,S策略植物主要受养分和生理因子的影响,而C策略和R策略植物则依赖于生理和养分因子的间接作用。研究表明,子午岭天然次生林优势植物通过改变叶片形态、水分利用和养分吸收,调整其资源获取能力及分配模式,从而形成适应不同环境的生态策略。

摘要:山地花粉传播过程受多种因素的影响,其散布规律较为复杂。厘清不同区域现代花粉的垂直散布规律与植被、气候的关系,将有助于化石花粉的正确解译与定量重建。研究选取南岳衡山典型垂直植被带,沿海拔梯度从山顶1061 m向山脚202 m,共采集了21个表土花粉样品,运用花粉分析和数值统计等方法,获得以下认识: (1)衡山现代表土花粉组合中乔灌木类型以松属、杉科、壳斗科、木犀科和蔷薇科等占优势,草本类型以禾本科、蒿属和莎草科等为主。(2)本区域松属和蒿属可能具有超代表性,杉科、蔷薇科、木犀科和盐肤木属代表性适中,壳斗科、樟科、木兰属、槭属和禾本科具有低代表性。(3)表土花粉组合在本研究区的四类植被带中有明显差异,代表性的花粉类型与周边植物组合具有较好的一致性,其中常绿阔叶树/落叶阔叶树和松属/杉科(P/T)的花粉比值在各植被带中差异显著。(4)影响衡山表土花粉分布的主要气候因子为年均温,且与P/T的相关性较强,因此P/T或可作为区域地层花粉古气候重建的参考指标。

摘要:作为我国中部和北部的重要水资源供给区,近年来长江流域水资源分配的不均匀性以及供给能力的不稳定性日益加剧。蒸散发(ET)是直接影响流域水资源供给能力的重要因子,因此,厘清ET及其组分土壤蒸发(E)、蒸腾(T)和冠层截留蒸发(Ei)变化的相关物理机制,可以为科学管理长江流域水资源提供重要理论参考和技术支撑。研究基于遥感驱动的生态过程机理模型BEPS,模拟分析了2001-2020年长江流域年ET及其组分的时空变化特征;在此基础上,采用多因子联立求解法剥离了气候、植被叶面积指数(LAI)和植被类型转变等对ET及其组分趋势的贡献,开展了归因分析。结果表明:1)流域平均ET、T和Ei分别以1.95 mm/a、1.12 mm/a和0.96 mm/a的速率显著增加;空间上,超过35%的地区显示三者显著增加;而流域平均及一半以上地区的E呈减小趋势。2)对比各组分趋势,流域平均和64%的地区显示ET趋势由T的变化决定,而其余地区则由E和Ei的变化控制。3)就流域平均而言,ET、T和Ei的增加及E的减小均可归因于LAI的增大。4)ET、E、T和Ei趋势的主控因子存在明显空间差异,但主控因子LAI的面积占比始终最大,分别为49%、46%、48%和73%。

摘要:植物性状的种内变异能够客观反映植物的适应性,因此研究不同地理种群的植物表型性状和种子萌发特性在生态学和植物进化学中具有重要意义。羊草(Leymus chinensis)为我国松嫩平原的本土优势种,常形成单一优势群落。然而,现有研究多聚焦于其无性繁殖性状,针对不同种群羊草种子萌发及幼苗生长关键时期的研究相对较少。研究选取松嫩平原西部盐碱草地的14个羊草种群(P01-P14)种子,分析其表型性状,并在不同浓度(0,50,100,200,400 mmol/L)的NaCl胁迫下观察萌发特性及幼苗生长变化,探讨种子表型性状与耐盐性对种源地环境因素的响应。结果表明:随着盐浓度的增加,所有羊草种群种子萌发率和发芽指数呈下降趋势。除P13和P14种群,其他12个种群在高于100 mmol/L NaCl时种子萌发受到显著抑制,9个种群在400 mmol/L NaCl时无种子萌发。幼苗生长方面,苗长呈先上升后下降的趋势,根长对盐胁迫更为敏感,在50 mmol/L时即受到显著抑制,然而根系数量随盐浓度增加而增加,表现出较强的生长可塑性。此外,盐胁迫下未萌发的种子在胁迫解除后可快速萌发,除100 mmol/L和200 mmol/L NaCl之外,总萌发率与对照无显著差异,表明羊草种子具有较强的耐盐性,部分种子在盐胁迫下可再次进入休眠以维持活力。结合种子萌发和幼苗生长指标,不同种群综合耐盐评价排序为:P13>P14>P02>P01>P09>P07>P11>P05>P12>P03>P04>P08>P06> P10。相关性分析与逐步回归结果显示,年均温和年均降水量与种子表面积和颖果长显著相关,综合耐盐评价主要受到种子颖果表面积和采样点土壤pH值的显著影响,种源地土壤pH值较高和较大的羊草种子可以更好的适应盐胁迫。综上,不同羊草种群的种子表型性状及盐胁迫下萌发与幼苗生长特性差异显著,种源地的气候和环境条件可能是造成这种差异的主要因素。盐胁迫能够促使部分种子再次进入休眠,在低盐浓度下已萌发种子的幼苗生长及根系发育得到促进,这是羊草种子适应盐胁迫的重要机制。研究为深入理解羊草种群对盐碱环境的适应策略及其进化机制提供了科学依据。

摘要:随着人们生活水平的提高,森林生态产品成为消费市场中日渐壮大的一环,为探究森林生态产品价值潜力,研究森林生态产品价值实现尤为重要。研究如下:(1)厘清国内外森林生态产品的内涵,在梳理各学者对森林生态产品分类的基础上,创新性的以产权属性和供需均衡理论为基石,对森林生态产品进行分类,明确其特征和产品类型。(2)将产品局部均衡理论与私人森林生态产品和公共森林生态产品特征相结合,分析如何实现两者的数量均衡与价值均衡,创新性提出森林生态产品供需逻辑,为后文各类森林生态产品价值实现路径与机制的提出注入新型理论基础。(3)阐述四类森林生态产品价值实现的路径--政府主导型、市场主导型和政府市场结合型;结合政策理论构建各类森林生态产品价值实现模式:私人森林生态产品以生态产业化和生态资源资本化为主导模式,纯公共森林生态产品以生态补偿为主导模式,森林生态公共资源与俱乐部森林生态产品分别以生态确权和生态修复为主导模式,并针对不同模式分析我国森林生态产品价值实现经典案例。(4)基于供给端和需求端分析森林生态产品价值实现面临的现实困境,针对不同类型森林生态产品提出促进其价值实现的对策及建议。

摘要:青藏高原荒漠区大规模建设的光伏电站对生态环境有扰动影响,其对植被生长和土壤性质的影响有待研究。为了探究光伏电站建设对高寒荒漠区植被群落与土壤性质的影响,选取位于青藏高原典型荒漠区的青海省共和县塔拉滩不同建设年份(2013、2016、2021年)的光伏电站,对比不同生境(光伏板间、板下和场外对照)的植被属性(物种组成、高度、盖度、地上生物量、α多样性指数)及土壤性质(有机碳、全氮、全磷、全钾、pH 值、机械组成)等指标,运用 RDA冗余分析和 Mantel test等分析方法,探究高寒荒漠区光伏电站的植被和土壤变化特征及其影响机制。研究发现(1)不同生境方面,光伏板间植被物种数最多、植物群落多样性指数最大,以草地早熟禾和针茅为主要植被,场外物种数最少。同时,板间的植被平均高度和地上生物量显著高于板下和场外,土壤有机碳、全氮、全磷含量表现为场外>板间>板下。(2)不同建设年份对比,2016 年光伏电站植物物种丰富度、植被盖度最高(47.29%),而2021 年光伏电站植被平均高度最高。(3)从时间尺度上看,电站植物群落多样性指数随建设年份的变化呈现先增加后降低趋势,表明电站建设的植被管护在后期十分重要。土壤有机碳和全氮含量随建设年份增加而增加,表明了电站建设在扰动土壤后会逐渐提升和恢复土壤质量。(4)RDA 冗余分析和 Mantel test分析显示,植被属性和土壤性质在不同恢复阶段相互影响。场内生境(板间和板下)条件下植被属性和土壤性质的关系比场外条件更密切。场内生境对植被盖度、高度和土壤总磷影响极显著,电站建设年份对植物多样性的影响极显著。光伏电站建设对环境的扰动,将影响下垫面的植被群落和土壤性质。随着电站的建成和时间的推移,植被的高度、地上生物量以及土壤中的有机碳和全氮含量均显示出明显的提升。研究为高寒荒漠地区光伏电站建设后的生态环境管理,特别是在植被恢复和土壤修复方面,提供了重要的理论依据和实践建议。

摘要:台湾相思广泛分布于热带和亚热带沿海地区,在海岛生态系统中起重要作用。以闽东地区6座海岛的台湾相思(Acacia confusa)人工林为研究对象,基于群落调查,采用相关性分析、冗余分析、逐步回归分析和结构方程模型等方法,探究环境因子对群落物种多样性、功能多样性的影响及其相互的关系。结果发现:(1)粗芦岛物种Shannon-Wiener多样性指数、琅岐岛物种Pielou均匀度指数显著低于其他海岛,6座海岛的Simpson多样性指数和Patrick丰富度指数不存在显著差异,4个功能多样性指数均存在显著差异。(2)功能丰富度指数FRic和4个物种多样性指数相关性显著,且均呈正相关;Rao二次熵指数RaoQ与Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Patrick丰富度指数相关性显著,且均呈负相关;功能分歧度指数FDiv与物种Pielou均匀度指数存在显著负相关。除功能丰富度指数FRic外,其余功能多样性指数与物种多样性指数之间的拟合相关性均较弱。(3)土壤全氮、土壤全磷、海拔、坡向、郁闭度和风速共6个环境因子对物种多样性指数有显著性影响(P＜0.05);土壤全钾、水溶性盐总量、海拔、郁闭度和距海岸距离共5个环境因子对功能多样性指数有显著性影响(P＜0.05)。(4)土壤pH和土壤全钾是影响群落物种多样性和功能多样性的显著因子;郁闭度是影响群落多样性的重要因子,且直接作用大于间接作用;年均降水量能直接影响群落物种多样性,通过影响郁闭度和土壤全钾的路径间接影响功能多样性。综上,闽东地区不同海岛台湾相思林群落的物种多样性和功能多样性存在显著差异,且受土壤,地形和气候三者共同影响。研究可为海岛人工林建设与生物多样性保护提供理论支持。

摘要:青藏高原是我国的生态安全屏障。气候变化和人类活动背景下,青藏高原植被变化显著,整体呈"变绿"之势。然而,前人关于全球尺度的植被变化研究发现,不同卫星遥感产品得到的叶面积指数(LAI)之大小和变化趋势皆存在较大差异。因此,揭示青藏高原植被时空变化格局的不确定性,不仅是科学评估寒区生态系统如何响应气候变化的前提,还可为未来减小对地卫星观测误差提供参考。据此,研究聚焦青藏高原植被条件较好的东部河源区,揭示三种长时间序列LAI数据产品(GIMMS、GLASS和GLOBMAP)在表征LAI多年均值和变化趋势的异同。就多年均值而言,研究区内三种LAI产品的相对不确定性达到26.19%;在生长季三个阶段中,生长季初期的相对不确定性最大,为32.7%。就1982-2018年间的变化而言,GLOBMAP和GLASS相对增大了25.05%和20.24%,而GIMMS 的相对变化仅为3.85%,亦即GLOBMAP和GLASS的"绿化"现象最为明显。对1982-2018年间整个生长季、生长季初期和中期的LAI而言,三种产品变化方向不完全一致的面积占研究区总面积的60%,这一面积比例在生长季末期甚至超过了75%。在各下垫面类型中,草原的LAI相对不确定性最大,平均为37.7%;而森林LAI变化方向不完全一致的比例最大,超过了森林总面积的60%。在缺少大面积实测LAI地面"真值"的情况下,虽然并未揭示具体何种LAI产品精度最高,但结果对学术界有重要启示:在研究植被变化对生态、水文和气候之影响时,需谨慎使用某单独的LAI产品,否则可能得到相反的科学认知。在未来高分辨率卫星观测和人工智能等先进手段的辅助下,LAI产品的不确定性有望进一步减小,这需要遥感、测绘、生态、地理等多学科的共同努力。

摘要:地表臭氧(O₃)污染严重威胁我国小麦生产。在我国全面推行秸秆还田的背景下,明确秸秆还田对我国小麦O₃敏感性的影响具有重要意义。利用开放式O₃浓度升高平台(O₃-FACE),选取当地广泛种植的小麦品种连麦7号作为供试材料,设置环境O₃浓度(AA)和O₃浓度升高(E-O₃)两个O₃浓度处理,每个O₃浓度下设置两个秸秆处理:常规秸秆离田(CT)和秸秆全量还田(SR)。在小麦不同生育期测定叶片光合参数、相对叶绿素含量、叶面积指数和地上生物量等指标,结果表明:相比AA,E-O₃处理减少了气孔导度(g_s)和相对叶绿素含量(SPAD);显著降低了灌浆前期和灌浆中期的小麦叶片饱和光合速率(A_sat);而秸秆还田对叶面积指数(LAI)和地上生物量均无显著影响。在CT处理下,O₃浓度升高降低灌浆期叶片A_sat和LAI,减少了每日地上干物质累积,导致地上生物量减少了22%。与CT相比,SR处理显著增加了孕穗期小麦叶片SPAD,但是在孕穗-开花期显著降低叶片g_s并限制叶片CO₂输入从而导致叶片A_sat轻微降低。秸秆还田在减少叶片对CO₂吸收的同时降低了气孔O₃吸收通量,有效减轻了O₃对灌浆期小麦叶片A_sat、g_s和SPAD的负效应。在SR处理下,O₃浓度升高未显著降低小麦地上生物量,因此有效保护了小麦地上生物量免受O₃损伤。研究结果表明水稻秸秆全量还田将显著增强小麦对O₃污染的抵抗能力,在提高农田生态系统土壤质量的同时也增强了对空气污染的韧性。

摘要:草原灌丛化是全球干旱半干旱地区面临的重要生态问题,对草地植被群落特征的影响较为复杂,尚存在较大争议。在宁夏东部荒漠草原分别选取轻度、中度、重度及未灌丛化样地,利用植被群落调查和经典生态位理论,研究了自然入侵的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)对宁夏东部荒漠草原植被群落及生态位特征的影响。结果表明:(1)灌丛化过程中,草本植被群落的高度、地上生物量显著上升,而密度显著下降,群落向着密度稀疏,而生物量增大的方向演替。(2)Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数表现为:轻度灌丛化＞重度灌丛化＞中度灌丛化＞未灌丛化样地,Pielou均匀度指数随着灌丛化程度的加剧而显著上升。(3)猪毛蒿(Artemisia scoparia)、猪毛菜(Salsola collina)、蒙古虫实(Corispermum mongolicum)、兴安胡枝子(Lespedeza davurica)、雾冰藜(Grubovia dasyphylla)等物种具有较大的重要值和生态位宽度,作为荒漠草原优势物种。中度灌丛化区域重要值与生态位宽度的拟合度高,置信带区间较窄,相关性强,进一步说明中度灌丛化更适宜于这些优势物种的生存和繁殖。(4)灌丛化模式驱动下,除了部分优势物种的生态位重叠度较高,荒漠草原植被群落整体生态位重叠度普遍较低,物种生态位分化明显,种间竞争小。综上所述,柠条锦鸡儿入侵荒漠草原生态系统,促进了灌下草本植物的生长,且有利于草原生态系统的稳定。

摘要:综合统筹自然景观规划与蓝绿设施配置形成契合"基于自然的解决方案"(NbS)理念的城市冷岛网络,对于全球变暖加剧背景下减少极端高温危险性、降低人口热暴露风险、缓解城市气候脆弱性具有重要价值。以"新四大火炉"之一的福州市为研究对象,融合Landsat遥感影像、土地利用及开源互联网地图等多源地理大数据,基于电路理论、改进的移动搜索法与位置分配模型,构建了兼顾景观生态与环境正义、"点-轴-面-网"一体化的高密度中心城区冷岛网络格局,得到以下结论:(1)福州市中心城区热岛效应显著,建设活动频繁,人口高度密集的中、东部地区尤为明显;(2)研究识别出41个冷岛核心源地、83条冷岛廊道、37个冷节点、67个热节点、6个网络集群与137个新增蓝绿空间布局点,通过有机组合上述自然景观结构要素实现了景观连通性与环境公平性视域下的蓝绿空间布局优化;(3)构筑了"一环一轴,三廊多点"的城市冷岛网络体系,"一环"为由主城核心区外围众多天然山体组成的环城绿环,"一轴"是指闽江廊道通风主轴,"三廊"即"石笋山-旗山湖-旗山"、"青芝山-红光湖-鳌峰山"、"闽江口-南山-大姆山"三条山体廊道,"多点"则是中心城区内由冷节点与新增蓝绿空间布局点共同构成的较大规模降温节点,进一步结合福州市派江吻海、"山、水、城"一体的自然禀赋优势提出减缓城市热岛效应的改进策略。研究结果可为改善城市局部热环境及规划建设"人民城市"理念下的气候适应型城市提供可迁移的技术框架和实践案例。

摘要:调水工程在优化水资源配置的同时,也逐渐发展成为人工水生生态系统,其内部生物群落结构与构建机制多呈现与天然河流不同的特征。以深圳市战略性跨流域调水工程东江水源工程为研究对象,选择细菌为指示物种,通过微生物采样和高通量测序技术,研究调水工程中细菌群落的沿程变化特征及构建机制。这不仅关乎工程供水的水质安全,也具有重要生态学意义。研究发现,自工程取水口至末端,细菌多样性整体呈现先降后升的趋势,且在工程泵站处多样性趋势发生显著转变,表明细菌群落的变化与工程泵站运行密切相关。将工程以泵站为界分为四段,各段间细菌群落结构差异显著,且由条件稀有菌主导。由于工程内部环境相对稳定,各分段细菌表型相似,仅好氧、兼性厌氧和革兰氏阴性菌存在显著差异,其中好氧型细菌在整个工程中占据主导地位。基于零模型解析细菌群落构建机制发现,其主要由随机性过程控制,且主要表现为均匀扩散作用,扩散限制作用仅在工程末端出现;确定性过程仅表现为异质选择作用,且沿程逐渐减弱。这表明由调水引起的细菌输运扩散在工程细菌群落构建中扮演着关键角色。随机森林模型同样显示,环境因子对模型的解释力有限,仅沼蛤密度与硫酸盐浓度对细菌多样性作用显著,表明由环境筛选导致的确定性过程较弱。研究有助于理解调水工程中人工生态系统的演变与适应机制,为调水工程水质安全管理提供基础支撑。

摘要:生物质在人类生命时间尺度内为可再生资源,以生物质为原料的生物基产品被认为是"碳中性"的,生物基产品替代化石产品是应对气候变化的重要方式。然而生物基产品全生命周期过程涉及众多碳源碳汇过程,对生物基产品"碳中性"的假设提出挑战。在分析三类生物质原料和生物基产品特征的基础上,对生物基产品全生命周期碳源碳汇过程进行分析并提供了核算方法,从而构建生物基产品碳足迹评估框架。以小麦秸秆制备打印纸为例,研究分析了其全生命周期过程碳源碳汇并核算其碳足迹,与仅考虑生产过程(2633.38 kg CO₂e)相比,1 t小麦秸秆打印纸的全生命周期碳足迹为1221.50 kg CO₂e,副产品农业肥料、废纸填埋和纸产品储存形成的碳汇是降低碳足迹的重要方式,废纸处理方式对产品碳足迹有较大影响,但仅改变废纸处理方式并不能实现纸产品的"碳中和",仍需小麦秸秆造纸过程能源系统及物料输入的优化。除了碳足迹外,也需要综合考虑生物基产品对水资源、土地利用变化及生物多样性的影响以实现生物基产品在应对气候变化、生物多样性丧失及污染三大全球环境挑战的重要作用。

摘要: