摘要:

摘要:粪甲虫作为草地生态系统的关键分解者,通过加速粪便分解、促进土壤养分循环和植被生长维持草地健康。然而,集约化放牧、化学农药滥用及栖息地破坏导致其种群数量与多样性显著下降。系统综述了粪甲虫的生态功能及其全球范围内的种群衰退,发现粪甲虫功能多样性对粪便清除率的贡献高于物种多样性,而伊维菌素等药物残留可使其繁殖率下降,导致粪便分解速率降低,进而引发地表积粪污染加剧、温室气体排放量增加等连锁生态问题。全球案例表明,保护性引种计划可恢复粪甲虫功能,每年创造数亿经济价值。我国虽将部分粪甲虫纳入保护名录,但仍缺乏系统性保护策略。未来需加强草-粪-虫互作机制研究,开发抗药性监测技术,并制定兽药安全使用规范与适时性禁牧政策,同时推动公众参与和跨区域合作,以实现草地生态恢复与畜牧业可持续发展。

摘要:生态阈值在预警、管控生态系统退化中发挥了巨大作用,但对主动式国土空间生态修复是否有应用潜力尚不清楚。为探索生态阈值在主动式生态修复中的作用及机理,梳理了生态阈值的理论基础及其与生态系统演替的逻辑关联,明确了生态阈值在生态恢复过程中的适用性。基于此,构建了生态阈值介导下的国土空间生态修复行动框架,提出融合生态阈值的国土空间生态修复技术体系,以及基于"问题识别-主动干预-成效监测-适应循环-弹性管理"的全流程管理思路。从工程实践角度揭示了生态阈值在主动干预式生态修复中的作用及其与被动引导式生态恢复的区别,阐明了国土空间生态修复过程中的生态阈值效应和机制。结合退化草地生态恢复量化研究,探索了生态阈值视角下生态恢复主动干预技术及其潜力。研究将生态阈值融入主动式生态修复技术方案,为山水林田湖草沙一体化修复与系统治理的目标、成效等全流程管控优化提供全新视角。

摘要:为实现我国农业部门的碳达峰目标,亟需构建一套科学合理、兼顾公平与效率的农业碳排放权分配机制。构建了一个融合 ARIMA 时间序列预测与零和收益方向距离函数(ZSG-DDF)模型的农业碳排放配额优化框架,旨在碳排放总量固定约束下提升省域间碳资源配置效率。首先,基于 2005-2020 年农业投入产出数据,采用 ARIMA 模型对全国 30 个省市的相关指标进行预测,进而在"2030 年农业碳排放强度较 2005 年下降 60%"的国家目标约束下,测算各省市的初始碳排放配额。随后,运用 ZSG-DDF 模型对初始配额效率进行评估,结果表明仅江苏、福建、广东等 10 个省市为 DEA 有效,其余省市存在不同程度的效率缺口。通过 19 轮迭代动态再分配,在保持全国碳排放总量不变的前提下,实现了碳排放权从低效省市向高效省市的转移,最终所有省市均达到 DEA 有效状态。其中,山西、新疆等地区配额减少,江苏、广东等高效地区配额相应增加,形成了"向高效区域集中"的最优配置格局。在此基础上,提出三项政策建议:一是设定差异化的区域减排目标,二是构建绩效导向的动态配额调整机制,三是设立农业绿色转型专项基金。ARIMA-ZSG-DDF 组合方法不仅拓展了传统 DEA 模型的预测能力,也可直接处理非期望产出与资源总量约束问题,具有良好的跨行业与多层级可拓展性,可应用于工业、交通等领域以及市县尺度的碳治理,为碳达峰路径设计提供了量化支撑与政策工具。

摘要:理清主体功能区战略对区域碳格局的驱动效应并解析其"灰箱"传导机理,是构建区域"双碳"政策体系的基础。以川渝地区为实证对象,通过双重差分模型、中介模型和空间双重差分模型,解析主体功能区战略的碳排放格局驱动效应及其传导模式。研究发现:(1)2005-2020年川渝地区碳排放总量增长83.0%,增速放缓,呈现"东高西低",以成渝双核为中心向外递减的稳定格局,碳排放格局与功能定位高度契合;(2)主体功能区战略对区域碳排放格局具有差异化的驱动效应,与功能定位协同性强,城市化地区对碳排放呈显著正向驱动,农产品主产区和重点生态功能区均呈现显著负向驱动;(3)三类功能区具有差异化的政策空间传导机制。城市化地区因人口和产业聚集、城镇扩张等4类政策通道激励效应为正,促进碳排增长,而农产品主产区政策传导通道导向不明晰,但受产业准入和城建抑制引导碳排放趋向收敛,重点生态功能区则通过人口转移、产业限制、城建收缩等五类通道激励效应为负,引导碳累积低速累积或稀释;(4)碳排增量表现出收敛性趋势,碳源中心向成渝双城经济圈中的城市化地区转移,而城市化地区和农产品主产区碳源属性远强于碳汇属性,重点生态功能区普遍呈现碳排稀释趋势;(5)碳排放呈现空间溢出效应,城市化地区激励周边地区的碳排放,而农产品主产区和重点生态功能区抑制邻近区域的碳排放。

摘要:长三角城市群作为中国经济发展的重要引擎,其高强度的工业化和城市化进程导致碳排放与生态保护矛盾日益突出,亟需探索碳承载与碳补偿的协同路径。以长三角城市群202个县级单元为研究对象,融合EDGAR、CLCD和社会经济数据等多源数据,开展主体功能区视角下长三角城市群碳承载及碳补偿研究。研究发现:①2001-2023年长三角城市群碳生态安全及协调水平持续下降,全域CSI指数从4.70上升至13.93,EEC指数由1.186下降至1.069,安全和协调等级均逼近"警戒线"。②县域碳生态安全形成以上海、南京等都市圈为核心的"核心-边缘"空间格局;CSI高值区点状分布于上海市辖区,EEC低值区沿沪宁线带状分布。③碳生态安全与主体功能区战略定位较为吻合,呈现"限制开发区>重点开发区>优化开发区",二者关联趋势具有显著的空间异质性,在生态功能区表现为"权衡效应",在其他功能区表现为"协同效应"。④城市群共有78个支付区、124个受偿区,功能区补偿呈现城市化地区"补"、限制开发地区"偿"的空间结构特征;规划干预区包括优先、次级及潜在支付区和受偿区在内的6类优先级,并针对每一类型区提出差异化低碳优化方向。本研究为长三角城市群实现"双碳"目标提供了理论依据与实践路径,也为其他区域协同减排机制设计提供了参考。

摘要:厘清基于网格尺度的土地利用碳排放与生态风险的空间分布特征,可为微观尺度生态环境的可持续发展提供新视角。以长株潭城市群为研究对象,基于2012-2022年土地利用、夜间灯光和经济社会等数据,测算和分析城市群碳排放风险与生态风险的时空演变特征,在此基础上运用双变量空间自相关模型探究二者的空间集聚规律。结果表明:(1)2012-2022年土地利用总转化面积为81.322×10⁴hm²,其中,建设用地面积扩张最多,水域面积缩减最多。(2)2012-2022年,净碳排放量减少1101.869×10⁴t;碳排放风险呈减弱态势,空间分布呈多"核心-边缘"圈层结构。(3)2012-2022年生态风险总体呈微弱下降趋势,空间分布格局以洞庭湖和湘江流域为中心向四周递减。(4)研究期间Moran's I由0.256变化为0.309,碳风险与生态风险之间具有显著的正相关,且正向效应增强。空间上高-低集聚区和高-高集聚区呈减弱态势,低-低集聚区和低-高集聚区呈上升态势,碳风险高(低)值区与生态风险高(低)值区呈现空间同质性,这进一步证明碳风险对生态风险具有正向驱动作用。

摘要:厘清生态系统服务的供需关系并开展分区管控,对社会、经济与生态的协调发展至关重要。全面理解生态系统服务供需关系需兼顾静态与动态特征,而现有研究对此关注不足。使用多源数据量化2010-2020年浙江省5种关键生态系统服务的供需状况(碳固定、粮食生产、生境质量、土壤保持和产水量),识别其静态与动态供需匹配特征,并划分为四类综合匹配类型,运用可解释机器学习模型揭示关键驱动因素及其阈值效应,基于自组织映射网络划定综合生态管理分区。研究结果表明:(1)在供给侧,五种生态系统服务均呈下降趋势;在需求侧,碳固定、粮食生产和生境质量呈上升趋势,而土壤保持与产水量呈下降趋势。(2)2020年,碳固定、生境质量、土壤保持和产水量主要表现为盈余,而粮食生产以赤字类型为主;2010-2020年间,碳固定、粮食生产、生境质量和土壤保持主要呈可持续态势,产水量则主要处于不可持续状态;(3)基于静态与动态耦合的供需匹配分析,碳固定、生境质量和土壤保持的综合供需匹配类型主要为"满足-可持续",占比分别为76.06%、60.04%和59.83%;粮食生产以"不满足-可持续"类型为主,占比50.10%;产水量主要表现为"满足-不可持续"类型,占比高达83.32%;(4)生态系统综合供需匹配类型与驱动因素之间呈现非线性响应特征,共识别出20个主导驱动因素及其关键阈值;(5)将浙江省划分为4类综合生态管理分区,并制定差异化的生态管理策略;其中,城乡生产区应以生态修复与耕地保护为重点;森林服务区侧重强化公众生态意识与提升生态系统韧性;高耕开发区应注重水资源配置优化,蓝绿基底区应重点完善绿色基础设施体系。本研究可为浙江省及其他经济发展迅速地区的生态保护与修复提供科学支持与参考。

摘要:利益相关者对社会生态系统服务的感知偏好直接关系到人类福祉。以四川省泸沽湖旅游风景区为案例地,通过半结构访谈与参与式制图数据收集方法,结合质性分析与空间分析,对社区居民视角下社会生态系统服务的属性、权衡-协同关系及其空间分布与形成机制进行了探究。研究发现:(1)社区居民感知到有6类社会生态系统服务,按占比依次为代表性、生活保障、精神性、休闲娱乐、经济、美学服务,其中文化属性服务占比最高,凸显了地方文化认同的核心地位;(2)社会生态系统服务间关系以协同为主,分布于多功能复合区,经济服务作为关键驱动力与代表性、美学等服务相互促进,而权衡关系集中于单一功能区,表现为经济服务对文化空间与社区功能的挤压;(3)旅游开发通过重塑需求、重构供给与重建空间功能,触发"需求-供给-空间"三元动态交互,共同塑造了权衡-协同关系的时空分异与演变路径。研究通过剖析旅游开发驱动的社会生态系统服务权衡-协同形成机制与动态演变过程,能够为民族地区生态-文化-经济协同发展与社会生态系统服务管理提供理论与实践参考。

摘要:旱区由于缺水导致的强水分胁迫,具有生态系统、社会系统和经济系统的多重脆弱性。开展旱区国土空间生态修复是应对气候变化和人类活动双重压力、提高旱区生态系统韧性的关键途径。面向建设绿色智慧的数字生态文明战略需求,亟需从生态水文-经济社会过程耦合的角度,开发集成生态风险评估、成本效益核算、空间规划选址技术的国土空间生态修复模拟软件,提升规划管理的数字化智能化水平,科学支撑旱区国土空间生态修复决策。以中国北方旱区为主要研究区,聚焦旱区生态-水文过程影响下的生态系统韧性形成机制、旱区社会-经济-生态过程的空间交互作用路径2项关键科学问题,研发基于生态系统韧性的旱区生态风险评估技术、统筹旱区社会-经济-生态过程的生态修复成本效益核算技术、旱区国土空间生态修复规划与决策模型等3项关键技术,旨在为突破国土空间生态修复定量化模拟的技术瓶颈提供科技支撑。

摘要:露天矿排土场生态环境脆弱、水土流失严重,导致植被自然恢复缓慢、群落结构简单且生态系统功能低下,严重制约着当地生态环境治理和煤矿可持续发展。采用"空间代时间"的生态学研究方法,对黑岱沟和哈尔乌素排土场5种不同恢复模式(自然恢复(NR)、人工草地恢复(GR)、人工灌木林恢复(SR)、人工乔木纯林恢复(PF)和人工针阔混交林恢复(MF))下5个不同恢复年限(<5a (Y1),5-10a (Y2),10-15a (Y3),15-20a (Y4),> 20a (Y5))的植被群落特征进行系统调查,以探究不同恢复模式随恢复年限增加植物群落的演变规律。结果表明:1)黑岱沟和哈尔乌素排土场植物群落组成为25科62属89种,其中菊科在物种丰富度上占据优势,禾本科则在个体数量上占主导地位;2)各恢复模式随恢复年限增加,植物群落多样性指数(Margalef丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数)均呈现"下降-上升-趋于稳定"的非线性变化趋势,反映出群落重建过程中存在明显的生态阈值效应;3)基于Jaccard相似性指数分析表明,不同恢复模式下各恢复年限之间的相似性均为极不相似,但相似性值逐渐增加,演替方向趋于向相似演替;4)通过稳定性指数分析发现,排土场不同恢复模式的群落稳定性在Y3阶段后整体向更稳定的方向发展,除NR模式在整个恢复阶段稳定性没有明显变化、稳定性相对较差和SR模式在Y3阶段时达到相对稳定随后又趋向于不稳定外,其他模式到Y5阶段时基本接近相对稳定的状态。该研究通过多模式、多时序的对比分析,系统揭示了黑岱沟和哈尔乌素排土场不同恢复模式下近30年植被的时空演变特征,为后续加强排土场人工恢复的实施提供了数据支撑和理论依据。

摘要:在城镇开发边界内,尤其是社会经济较发达的城市地区,耕地的质量和健康状况更易受到自然资源禀赋与人类活动的双重影响。随着我国耕地保护政策的不断升级,这部分耕地将承担更多粮食安全任务,亟需解析多重因素对其健康的影响机制。基于实验室分析及宏基因组测序方法,对杭州市萧山区城镇开发边界内划为永久基本农田的耕地土壤健康状况进行了调查。通过随机森林模型和SHAP值分析,明确耕地地表特征、空间分布及农户种植偏好对土壤健康情况的影响,并进一步探讨土壤生物群落和功能的对外部影响的反馈。研究结果表明,城镇化影响着农户种植偏好,土壤健康指数在不同种植偏好间产生了显著差异。在土壤理化性质方面,相比规模化的水稻和高粱种植,蔬菜种植受到更多管护,更有利于土壤水分保持。但土壤生物多样性方面,相比苗木、撂荒的耕地,规模化种植的水稻和高粱呈现出显著优势。在群落结构和功能方面,苗木种植和撂荒显著降低了部分土壤代谢功能,同时加强了衰老相关功能。此外,综合土壤健康情况显示,距离城镇区域越近,耕地面临的健康压力越大。本研究从市场调节、激励机制、监控体系及保障措施等方面,提出了针对耕地系统的管理优化策略。

摘要:生态网络在区域生态安全格局构建和国土生态空间修复中发挥着关键作用。探究和揭示粤港澳大湾区生态网络时空格局演变并对其未来发展趋势进行模拟预测,对于优化粤港澳大湾区国土空间布局结构、协调社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要意义。结合斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型、生态系统服务评估与权衡(InVEST)模型和最小累积阻力(MCR)模型的应用,对1985-2020年粤港澳大湾区生态网络时空演变特征进行研究,并对惯性发展、城镇扩张、耕地保护与生态保护四种情景下2035年和2050年的生态网络变化趋势进行预测。研究发现:①粤港澳大湾区生态源地在空间上呈"中部稀疏、四周密集"的格局。1985-2020年期间,生态源地面积和生态网络连通性呈"M"型波动下降趋势。主要受城镇建设用地和基础设施建设不断扩张的影响,生态源地经历了"收缩-消亡-恢复-扩张"的复杂过程。②城市交界地带的高速公路等交通基础设施的建设是导致生态廊道发生显著变化的最主要原因。这些设施的建设加大区域生态网络的连通阻力,使粤港澳大湾区生态网络的整体连通性下降。③在惯性发展、城镇扩张和耕地保护情景下,2035年和2050年粤港澳大湾区的生态源地面积和生态网络连通性均呈下降趋势,其中,耕地保护情景的降幅最大;而在生态保护情景下,生态源地面积和生态网络连通性得到恢复,生态网络整体性和稳定性得到显著改善和提升。研究结论可为优化大湾区国土空间结构与生态网络格局,制定社会经济发展和生态保护相协调的土地开发政策提供科学依据。

摘要:随着全球气候变暖加剧,热浪事件频发对人体健康、生态系统稳定和经济社会可持续发展产生严重影响。目前针对中国热浪的研究仍多集中于整体时空变化特征,而对于不同地理区和干旱梯度下热浪变化规律的认识仍明显不足。利用1980-2020年ERA5-Land逐小时2m地表温度数据,采用相对阈值法识别热浪事件,分析热浪的长期变化趋势,定量评估七大地理区域及不同干旱梯度的热浪频率、持续时间及强度特征。结果表明:(1)在1980-2020年间,热浪频率和持续时间呈显著上升趋势;热浪强度增长速率较快但在统计上并不显著。热浪频率和强度总体呈"西北高、中间低、东南高"的空间格局,而热浪持续时间自西南向东北减弱。(2)七大地理区的热浪频率和持续时间均呈显著上升趋势,华南地区的热浪频率和持续时间增长最快,而东北地区增长最慢。热浪强度在华南、华中、华北和西北地区呈显著上升趋势,其中西北地区增长最快。(3)不同干旱梯度的热浪频率和持续时间均呈显著上升趋势,热浪强度在干旱和极端干旱地区呈显著上升趋势。干旱地区热浪发生频率高且持续时间长,而在极端干旱地区,热浪则以强度大为主要特征。相比之下,干旱亚湿润地区呈现出低频率、短历时和弱强度的典型特征。研究结果揭示了气候变暖背景下热浪特征的空间异质性,为准确评估热浪对生态系统和人类社会生活的影响以及开展区域适应性风险管理、制定差异化的热浪防控策略提供科学依据。

摘要:洪水是全球最具破坏性的自然灾害之一,严重威胁人类社会与经济发展。全面、科学的洪水风险评估是有效防灾减灾的关键,其中承灾体的合理界定与多变量评价体系的构建是提升风险评估精度的核心。以黄河中游为研究区,基于Copula函数构建洪水风险多变量联合分布模型,耦合人类社会与生态系统承灾体,依据IPCC提出的"风险=发生概率×暴露度×脆弱性"框架,引入土壤侵蚀量表征生态系统脆弱性,探讨洪水风险的时空分布特征。结果显示,汾河、沁河、泾河、渭河及伊洛河流域为洪水高风险区域,而研究区中部、西部、北部洪水风险相对较低。北洛河、泾河与汾河流域更易出现洪峰与洪量同时超标的极端情形,洪水风险更为突出。泾河、渭河、汾河流域的洪水风险主要受人口密度和建设水平驱动,而生态系统因植被覆盖率及水土流失状况对风险的影响相对较弱。本研究通过整合人类社会-生态系统承灾体,拓展了洪水风险评估的理论与方法,为区域防洪减灾策略提供了科学依据。

摘要:在全球气候变化背景下,将气候稳定性作为关键因子纳入保护规划,对于实现生物多样性保护目标具有重要意义。以西藏为研究区域,探讨将气候稳定性纳入保护规划的路径,识别西藏当前和未来保护优先区和保护空缺,并提出自然保护地空间布局的建议。结果表明:(1)在保护规划中,将气候稳定性设为保护目标时,高稳定气候区保护最优且人类足迹指数较低;将其作为成本时,物种覆盖率最高但人类足迹指数最高;作为边界长度时,人类足迹指数最低但气候稳定性保护最弱。综合而言,将气候稳定性设为保护目标是综合最优的整合方案;(2)保护优先区的面积约为28.4万km²,可有效覆盖当前和未来的生物多样性保护需求。然而,该区域目前仅有54.3%的面积受到自然保护地的覆盖,保护空缺主要分布在喜马拉雅东部、昌都地区北部以及班公错等区域。因此,建议未来优先在这些空缺区域扩建或新建自然保护地。本研究为将气候因素纳入自然保护地规划提供了一种可操作性较强的方法,有助于提升自然保护体系的长期保护效能。

摘要:全球气候变暖对生物多样性产生深刻影响,野生动物通过迁移扩散选择适宜生存繁衍的栖息地来应对气候变化。马鹿(Cervus canadensis)作为我国北方森林生态系统中具有代表性的有蹄类动物之一,在维持生态系统的平衡与稳定发挥着重要作用,而大兴安岭北部为马鹿东北亚种(Cervus canadensis xanthopygus)的重要分布地之一。为了探究马鹿如何应对气候变化,2023-2024年在大兴安岭北部(西林吉林业局、图强林业局、阿木尔林业局、塔河林业局、十八站林业局),通过红外相机监测和样线调查收集马鹿的数据,采用ArcGIS结合运用最大熵(MaxEnt)模型,对当前和未来(2041-2060年、2061-2080年)4种共享社会经济路径(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)模式下马鹿栖息地的适宜性进行评价,分析质心迁移趋势,以便探究气候变化与该地区马鹿栖息地分布的潜在关系,并基于电路理论构建生态廊道。结果表明:(1) 影响马鹿分布的主要环境因素包括:最湿月降水量(bio13)、最湿季度降水量(bio16)、小道、河流、坡向。(2) 在当前气候条件下,马鹿的栖息地破碎化严重,潜在适宜栖息地面积为4177.38 km²。其中,高适宜栖息地面积948.72 km²,低适宜栖息地面积3228.66 km²。(3) 在未来不同气候情景下,马鹿的高适宜栖息地和低适宜栖息地的面积均呈现不同程度的扩增,其中对低适宜栖息地的影响更为显著,到2061-2080年中等发展路径(SSP245)情景下,其适宜栖息地的面积扩增高达803.7 km²。(4) 马鹿适宜栖息地的质心呈现向高海拔地区迁移的趋势,由于研究区域的地势南高北低,质心向西南和东南方向迁移,地理位置上,迁移位置均位于阿木尔林业局。(5) 生态源地的面积呈扩增趋势,廊道位置随生态源地的新增和迁移方向发生变化,其中廊道(C15)作为连接塔河和十八站林业局生态源地的关键廊道。本研究获得的不同气候背景下大兴安岭北部马鹿栖息地适宜性及廊道构建的成果,可为今后开展马鹿栖息地修复和构建最适栖息地景观提供科学依据,为促进马鹿种群迁移扩散提供实践指导和基础资料。

摘要:基于2019-2022年福建省南平、漳州草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda性诱智能监测点实测数据,采用HYSPLIT轨迹模型反演迁飞路径,结合GrADS软件解析迁飞期高空风场气象数据,明确福建省草地贪夜蛾秋季迁入虫源地分布及其迁飞路径。结果表明,迁飞过渡区南平监测点的迁入期在9月下旬-10月中旬,主要从浙江中北部、东部经西南部迁入福建北部地区;周年繁殖区漳州监测点的主迁入期在10月上旬-11月,从江苏南部、浙江东部经福建东部迁入福建南部地区。福建省草地贪夜蛾秋季迁飞轨迹主要分东西两条迁飞路线迁入福建,整体表现为由东北向西南,迁入虫源地主要来自浙江省,少部分来自江苏南部、上海西部。

摘要:长江源唐古拉山以北区域是多种珍稀濒危野生动物的栖息地,其主体部分于2021年纳入三江源国家公园,是三江源生态安全和生物多样性保护的重要组成部分,被称为三江源国家公园唐北区域(简称唐北区域)。2024年6月-11月,综合采用样线调查、红外相机调查和访查等方法在唐北区域及周边地区开展野生哺乳类和鸟类资源调查并进行区系分析。调查共选取401个红外相机位点,累计获得21872个有效相机工作日,采集照片131908张,其中独立有效照片14417张;累计样线12条,样线总长622km。结果发现,区域内分布有鸟类13目26科52属85种,哺乳类6目12科26属30种,含国家Ⅰ级重点保护野生动物13种,Ⅱ级重点保护野生动物22种;列入中国脊椎动物红色名录极危种1种,濒危种7种,易危种8种;中国特有种13种。监测到新分布种白斑翅雪雀(Montifringilla nivalis)、褐柳莺(Phylloscopus fuscatus)和大麻鳽(Botaurus stellaris)。区域内古北界物种最多(84种,73.0%),其次是东洋界物种(16种,13.9%)和广布种(15种,13.0%);哺乳类和鸟类的分布型均为高地型物种最多(17种与22种)。区域内鸟兽物种多样性较高,G-F指数达0.75,鸟类G-F指数为0.85,高于哺乳类(0.51)。Jaccard指数分析结果表明,区域内的雁石坪区域与岗尼区域(C_j=0.776)的物种组成极相似,其余相邻乡镇区域均为中等相似。物种相对多度指数(relative abundance index, RAI)最高的五种哺乳类是高原鼠兔(Ochotona curzoniae)、灰尾兔(Lepus oiostolus)、藏狐(Vulpes ferrilata)、藏原羚(Procapra picticaudata)和岩羊(Pseudois nayaur);鸟类是白腰雪雀(Onychostruthus taczanowskii)、赭红尾鸲(Phoenicurus ochruros)、棕颈雪雀(Pyrgilauda ruficollis)、地山雀(Pseudopodoces humilis)和角百灵(Eremophila alpestris)。影响唐北区域哺乳类和鸟类多样性的主要因素是放牧、道路交通、草场围栏和人兽冲突。在未来的生态保护实践中,建议构建重点物种分布区固定监测样线及迁徙廊道、候鸟栖息地季节性动态监测网络,强化地栖鸟类及小型啮齿动物的系统性监测;加大野生动物肇事赔偿力度并将房屋损失纳入损害赔偿范围;为迁徙路线被道路和草场截断的藏羚等野生有蹄类物种预留生态廊道。同时,将三江源国家公园生态保护工作与发展社区民生结合,提升生物多样性保护的可持续性。

摘要:为探究黄河中游陕北黄土高原地区典型流域着生藻类群落结构及其影响因素,于2023年11月(秋季)和2024年3月(春季)对延安市境内黄河流域一、二级支流共8条重点河流布设69个监测断面进行采样分析,首次探索该区域着生藻类构成,并分析水环境因子与群落之间的关系。结果表明,共检出着生藻类6门137种,硅藻门、绿藻门、蓝藻门分别占56.2%、20.4%、19.0%,着生藻类物种数春季>秋季;优势种共计3门36种,主要为硅藻类;秋、春季着生藻类平均密度分别为3.88×10⁵个/cm²、2.57×10⁵个/cm²,秋季密度高于春季;秋季维持群落稳定的关键种为针状菱形藻(Nitzschia acicularis)、针状拟指球藻(Dactylococcopsis acicularis)、漂浮泽丝藻(Limnothrix planctonica),春季为湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica);春季着生藻群落之间相互作用较秋季强、群落稳定性和恢复性也更强;流速是秋、春季影响着生藻类群落结构共同的主要环境因子,此外,NH₃-N、DO、TP是秋季影响着生藻类群落结构的主要环境因子,水温、pH是春季影响着生藻类群落结构的主要环境因子。研究结果对流域水生态管理制度的制定、水生态系统稳定性与水生生物多样性维持提供了科学数据支撑,对促进黄河流域生态文明建设和高质量发展具有重要意义。

摘要:近年来,通过在农田边缘构建野花混合群落的野花带技术在全球被广泛用于农业景观生物多样性与生态系统服务功能修复,被认为是最具代表性的农业景观生态修复技术,但这一方法在群落构建与生态系统服务功能耦合的关联机制上尚不明确。通过构建全球野花带设计数据库,基于全球84项野花带设计与实施的研究,系统研究了161个野花带方案,探讨了不同生态系统服务功能下的野花带群落特征和构建策略。结果显示,全球野花带一共涉及43个科、265个属共计473个物种,在群落组成上呈现出明显的区域差异性特征,以传粉功能为目标的野花带和欧洲地区的野花带具有更高的生物多样性水平;在β多样性水平上,不同生态系统服务功能目标的野花带总体并未发现显著分化特征;在区域水平上,其分化特征随科-属-种分类单元分化程度依次增加,这与其形成过程中的自由扩散-生态位分化过程结果相似;在驱动机制上,物种来源、功能特征和功能多样性水平是野花带群落组成的主要驱动因子,对于野花带群落组成均具有较高的贡献率,三者总体解释率对不同分类水平的α和β多样性解释率均超过50%;通过选择具有较大功能特征差异的物种,以确保在每个功能特征上均具有较高的功能多样性供给水平可能是野花带生态系统服务功能供给的关键策略。揭示了在农业景观的复杂背景中野花带植物群落构建的异质性特征及其驱动因素,该研究为我国及其他地区在农田生态修复和生态景观营造过程中实施野花带技术提供了科学依据与操作指南,具有重要的理论意义和实践价值。通过明确野花带群落构建的机制,可以为农业景观生态修复技术的优化提供理论支持,推动生态农业的可持续发展,促进生物多样性保护与农业生产的协调共赢。

摘要:陆地生态系统净初级生产力(Net primary productivity, NPP)是衡量植被固碳能力的重要指标。秦岭陕西段作为陕西省及周边地区的重要生态屏障,其NPP时空格局变化及驱动机制对区域碳循环研究具有重要意义。基于GEE获取秦岭陕西段2001-2023年NPP并分析其时空变化规律,结合最优参数的地理探测器和偏最小二乘法结构方程模型,量化了多元驱动力对NPP时空分异格局的影响。结果表明:研究时段内秦岭陕西段NPP多年均值为602.20 g C m^-2 a^-1,年际变化速率为5.57 g C m^-2 a^-1(P<0.01),93.11%的区域NPP呈极显著与显著增加趋势;蒸散、降水和核归一化植被指数是影响NPP空间格局的主要因素,其中蒸散和降水交互作用对NPP的影响最强,其次是蒸散与气温;气候、地形和人类活动可以直接影响NPP,也可以通过植被指数间接影响NPP(例如海拔→人类足迹→蒸散→核归一化植被指数→NPP)。揭示了多元驱动力耦合对秦岭陕西段山地生态系统NPP时空分异格局的作用机制与影响路径,不仅为秦岭陕西段碳循环研究提供了科学依据,还将为其他山地陆地生态系统NPP时空分异格局复杂机制探索提供有益参考。

摘要:三峡库区消落带土壤侵蚀问题严重,植被、碎石均能有效发挥消浪减蚀作用,且两者协同作用效果更优,但碎石覆盖处理与消落带典型适生植物狗牙根的适生相容性尚不清楚。设置3种碎石粒径(5-10、10-15 mm和15-20 mm)与3种覆盖厚度(20、40 mm和60 mm)共9种组合,以无碎石覆盖(CK)为空白对照组,开展盆栽试验,在30、90、180 d和360 d时监测各工况条件下土壤理化性质和狗牙根生长生理指标演变规律,并利用熵权法进行碎石覆盖与狗牙根的适生相容性量化评价。研究结果表明:与CK相比,碎石覆盖措施改善了土壤理化特性,其中,土壤容重和电导率降幅分别为1.35%-4.13%和1.03%-19.18%,土壤总孔隙度增幅为1.00%-4.63%,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷的各平均变化趋势为-6.89%-10.33%、0.58%-17.25%、-14.51%-6.06%、-34.53%-1.96%和5.22%-45.17%。碎石覆盖对植物生长发育总体呈抑制趋势,狗牙根株高、地上、地下生物量降幅分别为14.04%-30.44%、25.69%-53.51%和49.62%-75.49%,叶绿素含量、可溶性糖含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度平均变化为-5.68%-17.03%、-28.42%-3.70%、-54.95%--31.90%、-50.45%--20.30%、-44.85%--15.56%和-27.65%--8.42%。熵权法分析表明碎石覆盖处理能显著影响植物生长发育进程,植物生长生理指标所占权重大于土壤指标,与狗牙根最优适生相容的碎石覆盖处理工况为粒径5-10 mm结合厚度20 mm。该结果可为消落带"工程-生态协同"治理方法提供科学依据。

摘要:青藏高原高寒草甸是高原放牧活动的主要载体,也是高原草地生态系统的重要组成部分,但极其脆弱容易遭到破坏。围栏封育是近年来控制过度放牧,保护牧草可持续发展的一种常见的手段,也有利于开展对比研究了解放牧对草地生态系统的影响。然而,单点调查对于从景观尺度全面认识草场的生态过程和稳定性存在局限性。依托那曲站试验观测场,通过无人机航拍结合样方调查反演了景观尺度高寒草甸地上生物量 (AGB) 和植物全氮含量 (TN) 两项重要生态指标,并对比分析了两项生态指标在围栏禁牧区和外围自然放牧区的空间分布特征及其成因。结果发现,无人机数据对AGB的反演精度 (R²=0.863, RMSE=0.276g/m²) 高于植物 TN (R²=0.373, RMSE=0.064)。空间上,围栏内AGB较为稳定集中在65-80g/m²,高于围栏外 (P<0.05),而物种丰富度低于围栏外;而TN无论在样点尺度还是无人机景观尺度都显示了相似性,平均含量约为2.1%,但在空间上存在一定差异。长期的围栏禁牧有利于牧草植物发展,但适度干扰能够促进物种丰富度达到最高;围栏封育有效保障可食性饲草类物种能够不断生长,进而导致营养元素发生稀释作用。研究指出中短期禁牧有利于保护牧草物种的恢复,但长期禁牧并没有使草地生态系统达到更好的发展状态,禁牧和放牧合理实施及阶段性再分配能够对草地生态系统达到最优保护,也有利于优质牧草的可持续发展。

摘要:河岸带作为生态过渡带,是外来植物入侵的重要生境。不同岸带形态可能通过调节生境条件,导致外来植物入侵的差异性响应。目前,关于植物入侵对岸带形态响应的研究尚显不足,深入探讨该问题将有助于制定有效的岸线管理措施。基于遥感影像和2021-2022年连续两年的野外样方调查,在三峡库区消落带共选取260个样点,系统分析了不同岸带形态(凹型、凸型、波浪型和直线形)及其弯曲度对不同入侵等级(1-4级)外来植物分布的影响。通过卡方检验(P<0.001)和Kruskal-Wallis检验(P<0.05),发现不同入侵等级外来植物分布对岸带形态和弯曲度存在差异性响应。结果表明:1)波浪形岸带因频繁水流冲刷和土壤结构稳定性较低,促进宽幅生态位的1级入侵植物占据主导;而凹形岸带因沉积物富集与水文稳定,为入侵能力中等的2级和3级入侵植物提供适宜生境;2)高弯曲度岸带通过静水区沉积和资源异质性,筛选中等入侵能力植物定居;低弯曲度岸带因强水文扰动与资源匮乏,仅适合强竞争力的1级入侵植物定殖;3)直线形岸带(如截弯取直河道)因人为干扰形成生态位空缺,在2022年成为各等级入侵植物的主要分布区。研究提出"有序入侵"概念,强调不同入侵能力外来植物在生态位需求差异及环境过滤机制下沿岸带形态梯度呈现出有序筛选分布格局,揭示了河岸带形态异质性在植物入侵动力学中的关键调控作用。研究结果理解生境结构对入侵植物分布的调控机制提供了理论支撑,并为消落带生态修复与入侵风险分级管控策略制定提供了科学依据。

摘要:山地次生林在生物多样性保护中发挥着重要作用。次生林发育过程中林下植被物种多样性的变化会直接影响生态系统稳定性。因此,揭示不同发育阶段次生林林下植被物种多样性变化及其影响因素和适用的多样性指数,对物种多样性的保护和评估具有重要意义。以冀北山地建群阶段(I)-竞争生长阶段(II)-质量选择阶段(III)-近自然阶段(IV)构成的四个发育序列次生林群落为研究对象,选取7个α多样性指数和2个β多样性指数,旨在为该地区物种多样性保护和评估提供理论依据。结果表明:(1)在次生林发育过程中灌木层α多样性指数大体呈下降-上升-下降的变化趋势;草本层物种多样性指数和物种均匀度指数呈先下降后上升的变化趋势,而物种丰富度指数呈下降-上升-下降的变化趋势。(2)随着次生林的发育,物种组成的差异在减少,而共有物种相对多度的差异在增加,Jaccard指数和Chao指数均先降低后升高。(3)土壤pH值、混交度、土壤有机质和土壤含水率对灌木层物种多样性有显著影响;平均树高、平均胸径和土壤全磷含量对草本层物种多样性有显著影响。(4)物种均匀度对群落物种多样性指数的贡献高于物种丰富度。(5)最适用于评估不同发育阶段次生林林下植被的物种丰富度指数为Margalef指数,物种多样性指数为Shannon-Wiener指数,物种均匀度指数为Pielou指数。以上研究结果表明土壤理化因子对冀北山地不同发育次生林林下灌木层物种多样性具有主导作用,而林分结构因子对草本层物种多样性具有主导作用。本研究为该地区生物多样性保护和评估提供理论支持。

摘要:植物多样性对维持生态系统功能稳定性具有重要生态意义,特别是在脆弱生态系统中。了解植被演替过程中林下草本植物多样性与稳定性之间的动态关系及其环境驱动因素对于有效的生态系统管理至关重要。以毛乌素沙地南缘不同演替阶段的柠条(Caragana korshinskii)固沙林为研究对象,通过采用野外调查和室内分析相结合的方法,系统探讨柠条林演替过程中林下草本群落多样性与稳定性的动态关系及其环境调控机制。研究结果表明:随着演替的进行(4-44a),(1)草本群落盖度和株高显著增加(P<0.05),物种丰富度提升至1.57倍,地上、地下生物量分别达到演替初期阶段的3.45和2.70倍;(2)Margalef丰富度指数呈现单峰变化趋势,于28a演替阶段达到峰值(0.41),Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数整体呈现出增加的趋势;(3)群落稳定性与Pielou均匀度指数变化趋势相似,均呈现先增加而后趋于平稳的特征;(4)回归分析表明群落稳定性与Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数均呈极显著正相关关系(P<0.001);(5)Mantel test分析显示pH、全氮(TN)等理化性质,C/P化学计量比是驱动群落多样性-稳定性关系的环境因素(P<0.05);(6)RDA分析发现土壤含水率(SWC)和pH对林下草本群落多样性和稳定性有显著贡献,贡献率分别为34.0% (P<0.01)和27.2% (P<0.05)。本研究验证了干旱区生态系统恢复过程中"时间-多样性"的正反馈机制,为"生物多样性增强生态系统稳定性"的理论提供了实证支持,同时阐明pH和水分协同调控是林下草本植物多样性和群落稳定性的核心机制。研究结果为沙漠生态系统植被恢复与可持续管理提供了重要的科学依据。

摘要:实心竹是优良的笋用、观赏竹种,资源丰富,且广泛分布于多种林下。研究林窗面积对实心竹生物量积累与分配的影响,为优化林下实心竹林定向培育和林窗干扰提供理论参考。以杉木次生林下自然实心竹林为研究对象,分析3种林窗(大林窗14.74-16.50 m²、中林窗8.18-9.35 m²、小林窗4.14-4.77 m²)对1-3a实心竹生物量积累与分配规律及其异速生长关系的影响。结果表明:立竹年龄和林窗面积对实心竹构件生物量积累、分配和异速生长关系均有显著影响。随着林窗面积增加,实心竹各构件及总生物量均呈升高变化趋势,且中、小林窗立竹生物量显著低于大林窗(P<0.05);秆生物量分配比例及秆-总生物量异速生长指数呈先下降后升高变化趋势,且2a、3a立竹枝、叶生物量分配比例及叶、枝-总生物量异速生长指数则总体相反。1a立竹枝生物量分配比例及枝-总生物量异速生长指数下降,而叶生物量分配比例及叶-总生物量异速生长指数则相反。实心竹通过改变生物量积累与分配格局及相对生长关系来适应林窗异质生境,中、大林窗实心竹具有较高的生物量积累效率,叶生物量分配比例显著增加,呈现较高的生产潜力,是实心竹良好生长和生产力发挥的适宜林窗。

摘要:青藏高原高寒草地生物多样性维持与生态系统功能(生产力)及其稳定性的协同机制是该脆弱生态系统生态保护的核心科学问题。基于现代共存理论,在青海海北高寒草地选取禾草(紫羊茅)、莎草(矮生嵩草)、豆科植物(高山豆)和杂类草(鹅绒委陵菜、细叶亚菊)4个功能群的5个代表性物种,通过低/中/高(2、4、8株/亚小区)三密度梯度实验拟合Lotka-Volterra竞争模型,分析生态位差异(ND)与适合度差异(即竞争能力差异,FD)如何解释物种共存,并借助计算机模拟研究ND和FD如何通过互补效应、选择效应及异步性的介导影响物种多样性-生产力/稳定性关系的机制。结果表明:1)除高山豆和细叶亚菊(ND=-0.017)因优先效应无法共存外,其余物种对均满足稳定共存条件(ND>0且FD≈1);2)ND与多样性交互,通过增强互补效应和抑制选择效应显著提升生产力(P<0.001);FD仅通过强化选择效应影响生产力,与多样性无显著交互作用;3)ND协同多样性提升群落生物量均值、降低标准差、增强异步性,从而促进稳定性;FD通过多样性-异步性交互影响稳定性。本研究拓展了现代共存理论实证研究的范围,提供了物种共存机制决定多样性-生产力/稳定性关系的新证据,可为青藏高原生物多样保护"关键功能群配置-多样性阈值"管理策略的制定提供一定理论支撑。

摘要:生态水文分区可为流域水资源管理和生态环境保护提供基础依据,探究流域生态水文过程演变规律对水安全、生态安全等具有重要意义。以黄河水源涵养区为研究对象,基于1980-2019年多要素、多尺度、多源数据,构建生态水文综合指标体系,划定了多级生态水文分区,识别了不同分区气候、生态和水文关键要素时空演变规律,探究了要素间的互馈效应和协同作用机制。结果表明:(1)统筹考虑指标特征和地域特性,黄河水源涵养区可划分为5个一级和10个二级生态水文分区。(2)1980-2019年黄河水源涵养区气温和叶面积指数持续增加,降水和积雪深度在1980-1999年以减少趋势为主,2000年以后逐渐增加。(3)气温升高,降水增加会促进黄河水源涵养区植被生长,上游分区交界处叶面积指数对气温响应存在1个月的滞后,河源区叶面积指数与降水的相关系数在滞后1个月时达最大值。研究结果可为黄河流域水安全和生态安全保障提供参考依据。

摘要:筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)属我国狭域特有竹种,其秆形独特,笋味鲜美,具有重要的生态和经济价值,但因人为干扰使其天然资源遭受严重退化。目前,筇竹研究尚存地理适生区分布不清,不同适生条件生长情况不详等问题,这对筇竹资源的保护和利用提出了严峻的挑战。在此背景下,科学预测其地理适生区分布格局,系统解析不同适生等级与生长指标的响应关系,已成为制定保护策略、实现资源合理利用的紧迫需求。基于筇竹139条地理分布数据和25个立地因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型及ArcGIS软件预测并生成筇竹潜在适生区分布,再基于潜在适生区内146个样地调查数据,运用R软件,分析了潜在适生区筇竹生长状况。结果表明:(1)筇竹的潜在适生区预测曲线下面积(AUC)值为0.946,表明预测结果准确可靠;(2)气温平均日较差、年温变化范围、最干季降水、最暖季节平均温度和海拔是影响筇竹适生区分布的主要因子,累计贡献率达70.6%;(3)研究区域内筇竹潜在适生区面积为50091.57km²,其面积分布情况为云南省>四川省>贵州省, 其中,最适宜区和高适宜区面积之和前5县排序为:大关县>盐津县>永善县>彝良县>峨边县;(4)随AUC值提高,筇竹出笋量与立竹数增加(R²=0.74,0.57),最小值与最大值均增加,极差扩大;立竹全高与地径上升(R²=0.28,0.32),且立竹全高最小值及地径最大值随适生等级提升而增加。研究结果不仅为筇竹的就地保护、迁地保护、优先保护区建设以及科学引种提供了坚实的理论依据,而且为制定科学的保护策略、实现筇竹资源的可持续利用,以及推动筇竹产业的合理布局和健康发展提供了重要的科学依据和实践指导。

摘要:团聚体作为土壤基本结构单元,其不同粒级中微生物群落组成存在差异,这必然会影响团聚体中有机碳含量。然而,目前对于土壤团聚体层面有机碳与微生物的关系研究有待深入。基于此,研究以黄土丘陵区退耕10-50 a草地为研究对象,探究土壤团聚体有机碳含量变化、碳库稳定性指数与微生物群落的关系。结果表明:(1)随退耕年限增加,土壤团聚体有机碳含量呈上升趋势,在退耕50 a达到最大。各粒级中,0.20-2 mm粒级含量最高,<0.053 mm粒级含量最低;(2)碳库管理指数(CPMI)随退耕年限的增加呈上升趋势,在退耕50 a达到最大。各粒级中,CPMI随粒级的减小呈下降趋势。(3)草地退耕过程中土壤团聚体各粒级微生物群落组成存在差异,细菌以变形菌门、放线菌门等为主,真菌以子囊菌门、被孢霉门等为主;(4)不同粒级中微生物群落组成对有机碳含量的作用不同,>2 mm粒级团聚体中细菌起主要作用,0.20-2 mm粒级及0.053-0.20 mm粒级中细菌和真菌共同发挥作用,<0.053 mm粒级中则以真菌为主;(5)影响有机碳含量的关键微生物类群因粒级存在差异,>2 mm和0.053-0.20 mm粒级为厚壁菌门,0.20-2 mm粒级中为绿弯菌门,<0.053 mm粒级中为未分类细菌。本研究可为黄土丘陵区退耕草地固碳效应评估和碳库管理提供科学性依据。

摘要:城市人工林往往树种单一,而林下自生植物具有丰富的多样性,但目前还未引起足够关注。以城市公园的落叶阔叶林-毛白杨林(Populus tomentosa)和常绿针叶林-油松林(Pinus tabuliformis)为对象,调查分析了春季林下自生植物种类、多度及多样性,探究了林下自生植物群落组成和多样性动态变化及其与环境因子的关系。结果表明:两种林下共计调查到27种自生植物,其中毛白杨林下21种,油松林下22种。共同出现16种,占59.26%。毛白杨林下阳性植物(6种)多于油松(1种),而耐荫植物(15种)少于油松(21种)。毛白杨林下自生植物的α多样性总体高于油松林。毛白杨林下自生植物α多样性显著受光合有效辐射及地温正向影响(P<0.05),而油松林下则显著受土壤水分正向影响(P<0.05)。两种林分下的自生植物β多样性随调查时间推移均显著降低,群落组成逐渐趋同。此外,毛白杨林下自生植物组成主要受扩散因子影响;而油松林下自生植物主要受环境因子控制。本研究为提升城市人工林下植物多样性及绿地管理提供了科学依据。

摘要:林火作为全球变化背景下重要的生态干扰因子,不仅影响森林生态系统结构与功能,还对区域气候、碳循环及人类活动构成威胁。因此,科学准确地预测林火发生概率并识别其主导影响因子,对于预防和减缓其危害至关重要。以黑龙江省为研究区,基于2006-2020年火点数据,结合气象、地形、植被、人为活动和社会基础设施五类共15个影响因子,分别构建全局梯度提升机模型(Gradient Boosting Machine, GBM)与地理加权梯度提升机模型(Geographically Weighted GBM, GWGBM),以探讨不同模型在林火发生概率预测中的表现差异,并识别主要驱动因素及其空间异质性特征。结果显示,相较于GBM模型,GWGBM模型在捕捉林火发生的空间异质性与因子间非线性关系方面具有更强能力,其测试集准确率提高25%。同时,结果表明黑龙江省林火受多因素综合作用影响,其中气候条件与植被因素为主要林火驱动因子。模型预测的火险概率空间分布与历史林火热点区域高度吻合,具备良好的现实指导价值。本研究验证了将地理加权思想引入梯度提升建模的可行性与有效性,为林火空间概率建模提供了新路径。在实际应用中,GWGBM模型可用于辅助制定分区域、分等级的林火防控策略。未来研究可进一步引入时间维度,构建时空加权模型,探索气候变化背景下林火风险的动态演变过程,并考虑不同空间尺度下模型精度的敏感性分析,以实现更加全面和精细的林火管理与决策支持。

摘要:新疆阿尔泰山泰加林是西西伯利亚泰加林在我国的唯一分布区,由于地处高纬度内陆地区,结构相对简单、过熟林比例较大,其生态系统功能对环境变化极其敏感。依托阿尔泰山环境梯度设置森林样地,探究环境因素和林分因子差异对泰加林生物量与生产力的影响。结果表明,从阿尔泰山西北到东南,泰加林生物量先减少后增加,生产力显著减小;水分状况是影响生物量及生产力的关键环境因子,降水量增加不仅显著促进了林分生物量和生产力,而且能够通过促进林分高生长间接促进生物量积累,但潜在蒸散发所表征的热量状况对林分生物量呈现显著的负效应;与此同时,林分生物因素主要通过生物量间接影响生产力,林分生产力随林龄增加呈下降趋势。在高纬度地区日益加剧的气候变化下,泰加林老龄林可能产生更强烈的生态系统功能衰退,需引起进一步的关注。

摘要:为了解川西高原林地水源涵养功能,探究枯落物层和土壤层的持水特性。以四川省甘孜藏族自治州康定市低海拔(2050m和2250m)的小叶杨和蒙古栎林地、中海拔(2450m和2750m)的马尾松和欧榛林地、高海拔(2950m)的铁杉林地为研究对象,测定分析不同海拔梯度下林地枯落物层厚度、蓄积量、有效拦蓄量等及土壤层容重、毛管孔隙度、饱和导水率、有机碳含量等参数,并采用主成分分析及模糊数学隶属函数法综合评价林地的水源涵养功能。结果表明:(1)2750m海拔的枯落物层厚度、枯落物蓄积量和枯落物有效拦蓄量显著高于2050m、2250m、2450m和2950m海拔,分别较其平均增加24.43%、141.39%和17.25%(P<0.05)。土壤非毛管孔隙度和表层有机碳含量在2450m海拔最高,其中表层土壤有机碳较2050m、2250m、2750m和2950m海拔分别增加了147.06%、71.65%、36.39%和41.55%。(2)土壤非毛管蓄水量、土壤非毛管孔隙度和土壤容重是影响林地水源涵养功能的主要因素,其次为枯落物有效拦蓄量和枯落物厚度,这些因素相互作用共同影响了林地的水源涵养功能。(3)林地的水源涵养功能在不同海拔梯度上存在显著差异(P<0.05),其中中海拔林地的水源涵养能力最强,其次为低海拔,而高海拔的水源涵养能力最弱。不同海拔林地的水源涵养能力在306.20-397.01t/hm²之间,与中海拔相比,低海拔和高海拔林地的水源涵养能力分别降低了8.95%和34.63%。(4)在0-30cm土层,土壤层的水源涵养功能显著高于枯落物层,约为其12.10倍,表明土壤层具有较强的水分保持和调节能力。研究结果可为川西高原森林生态系统的保护与修复、水源涵养功能的维持与提升提供科学依据。

摘要:揭示雷击火烧迹地地表死可燃物燃烧性的变化趋势及其影响因素,为我国大兴安岭地区雷击火烧迹地火灾风险评估提供理论支撑。以大兴安岭塔河地区兴安落叶松林雷击火烧迹地为研究对象,以火烧迹地内地表可燃物为实验材料,测定其理化性质,并通过主成分分析计算其燃烧性,基于聚类分析对其燃烧性进分级,利用随机森林法明确地表可燃物燃烧性的影响因素。地表可燃物的未分解层在火后17-23a较易燃,杂木生物量、过火年限和坡向显著影响综合燃烧性(P<0.05);半分解层的地表可燃物中木质素对半分解层可燃物燃烧性的影响显著;地形因素对半分解层可燃物燃烧性影响均不显著(P>0.05)。灰分,热值和粗脂肪均显著影响地表可燃物燃烧性(P<0.01)。灰分和热值分别是未分解层和半分解层地表可燃物燃烧性的最重要影响因素。过火11a后的雷击火烧迹地地表可燃物较易燃。森林地表可燃物燃烧性不受单一因素控制,而受多因素共同影响。过火年限、杂木生物量和坡向、坡位显著影响未分解层地表可燃物燃烧性。过火年限、样地生物量和地形因子对半分解层的燃烧性影响均不显著。因此,应对过火11-23a的雷击火烧迹地进行重点管控。

摘要:沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)作为西北荒漠区唯一常绿阔叶灌木和第三纪孑遗珍稀植物,其群落通过功能性状的可塑性调节,形成了适应不同降水梯度的资源权衡策略。在极端干旱区,沙冬青群落采取叶片小型化、增厚化及低生长速率的"保守资源利用"策略,通过增强抗逆性维持生存;在典型荒漠区,群落平衡生长与防御机制,以应对逐渐加剧的种内与种间竞争;而在降水较丰富的荒漠草原区,群落转向叶片扩张、薄型化与高生长速率的"快速资源获取"策略,以提升资源吸收能力。这一策略分异显著驱动了群落物种多样性与功能多样性的梯度响应,随着降水增加,群落物种多样性(Gleason指数、Margalef指数)与功能多样性(Rao二次熵指数、功能丰富度指数FRic)均呈现显著上升趋势,而功能离散度指数FDiv则逐渐降低。其中,草本层对降水变化的敏感性高于灌木层,其多样性响应更为显著。植物通过稳定的功能性状(叶片C含量和N ∶ P)增强了群落的整体抗逆性。极端干旱区的群落构建主要受环境过滤作用主导,FDiv在低降水区最大,说明物种需极端性状才能存活,中高降水的典型荒漠区和荒漠草原区则因种间竞争增强,功能互补性(RaoQ呈增大趋势但增幅逐渐减小)成为群落稳定的关键。沙冬青群落通过叶片性状(叶面积、叶厚度、比叶面积、叶片相对含水量和叶氮磷含量)调控与垂直结构分层(灌木层高盖度与草本层低覆盖的对比),实现了有限资源的优化配置,揭示了荒漠植物适应降水变化的生态策略。该研究为干旱区植被恢复与生物多样性保护提供了重要的理论依据。

摘要:随放牧干扰强度增大,祁连山东段亚高山草甸逐渐演替为以典型匍匐茎克隆植物鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)为优势种的群落,它是如何适应放牧干扰成为优势种的？以不同放牧扰动样地中鹅绒委陵菜为研究对象,分析其形态特征、生物量分配、生态化学计量比的变化,结合异速生长模型揭示其对放牧干扰的适应策略。结果表明,轻度和重度放牧下鹅绒委陵菜株高分别比禁牧下降低63.55%和91.38%;根长在重度放牧下显著低于其它两个处理(P＜0.05);禁牧下鹅绒委陵菜无匍匐茎分蘖,而重度放牧下匍匐茎条数和间隔子数比轻度放牧下显著增加78.14%和44.63%。随放牧干扰增强,鹅绒委陵菜器官间生物量分配呈现出从叶向匍匐茎分配的趋势;轻度放牧下鹅绒委陵菜总生物量达到最大,符合中度放牧干扰假说。放牧显著增加鹅绒委陵菜叶片N含量和匍匐茎P含量,显著降低叶片C ∶ N、C ∶ P(P＜0.05),且各放牧干扰下鹅绒委陵菜叶片N ∶ P＜14,其生长受N限制。异速生长关系表明,在轻度放牧下鹅绒委陵菜叶-匍匐茎生物量、叶-匍匐茎P含量存在显著的异速生长关系(P＜0.05),且生物量和P含量在叶片和匍匐茎中的分配速率相同(α=1.864,α=0.957)。在重度放牧下叶-匍匐茎生物量、叶-匍匐茎N含量存在显著的异速生长关系,而生物量在匍匐茎中的分配速率大于在叶中的分配速率(α=2.220)、N含量在叶中的分配速率大于匍匐茎的分配速率(α=2.753)。叶-匍匐茎生物量在放牧干扰下符合C型漂移的异速生长关系,属于表观可塑性。以上结果表明,鹅绒委陵菜通过采取增加N在叶片中的分配速率,增大P在匍匐茎中的含量和匍匐茎生物量分配速率,从而促进匍匐茎横向生长来应对放牧干扰的增强。不仅揭示了鹅绒委陵菜对放牧干扰的适应机制,也为利用鹅绒委陵菜修复退化草地生态系统提供理论依据。

摘要:通过人工造林促进碳封存已成为应对气候变化的一种有效策略。然而,不同树种配置模式如何影响土壤有机碳(SOC)积累和稳定性尚不清楚。以中国南亚热带地区不同树种组成及多样性(1,2,4,6个树种梯度)组配的人工林生态系统为研究对象,系统探究了树种丰富度和功能类型对SOC含量和稳定性的影响。结果表明,土壤易氧化有机碳(EOC)含量、SOC含量和EOC/SOC比值在不同树种丰富度梯度下均未呈现显著差异,但其主要受到树种及其功能类型的显著影响。具体而言,针叶纯林SOC含量显著低于阔叶纯林,针阔混交林SOC含量显著高于针叶纯林和阔叶纯林。针叶纯林、阔叶纯林、针阔混交林和阔阔混交林间土壤EOC含量无显著差异,但林分中存在固氮树种时会显著降低土壤EOC含量。此外,马尾松纯林的EOC/SOC比值显著高于其他林分,而混交林中存在固氮树种时EOC/SOC比值显著降低。结构方程模型结果进一步表明SOC含量主要受树种混交和土壤总氮的直接影响,树种丰富度则通过促进细根生物量和细根氮输入量对SOC含量产生积极影响。EOC/SOC比值主要受固氮树种、真菌/细菌丰度比值和土壤氮有效性的直接影响,树种丰富度主要通过增加细根生物量和真菌/细菌丰度比值进而对EOC/SOC比值产生间接效应。结果表明在纯林尤其是马尾松等针叶纯林中引入固氮树种混交能显著提高SOC含量及其稳定性。研究结果为南亚热带地区科学选择造林树种优化林分配置以提高人工林长期土壤碳封存能力提供了理论依据。

摘要:碳公平作为应对气候变化和实现可持续发展的关键议题,日益受到国际社会的广泛关注。但是当前尚缺乏对碳公平领域的系统性综述。使用2000年1月1日至2024年12月31日期间Web of Science(WoS)和中国知网(CNKI)数据库中有关碳公平的学术论文作为数据来源,采用CiteSpace知识图谱分析与R语言中的bibliometric主题演变方法,对该领域的研究现状、热点主题与发展趋势进行了系统梳理。研究结果表明:(1) 碳公平研究成果持续增长,已成为一个多学科交叉的研究领域;(2)主要高产作者和机构集中于中国、美国、英国和德国,研究议题涵盖碳排放权分配、碳足迹追踪、减排责任公平性、碳交易市场机制设计等,广泛关联可持续发展与气候治理议题;(3)实证研究呈现增长趋势,越来越多的学者通过案例分析探索碳公平的现实路径。未来研究将进一步聚焦碳公平的理论建构与实践机制,推动公平成效评估体系的建立,综合考虑影响因素,为国家政策制定提供科学支持,并助力全球碳公平目标的实现。

摘要: