摘要:

摘要:精确实时的大型野生食草动物和家畜调查数据是开展野生动物保护、发展现代畜牧业和草原生态文明建设的基础。研究通过文献方式总结和归纳了目前主要的大型野生食草动物和家畜调查方法,包括地面调查法、卫星调查法、有人机调查法和无人机调查法涉及的设备、数据类型、分辨率、覆盖范围、调查物种;分析了现有大型食草动物智能识别算法、区域种群数量估算方法的优势和缺点;探讨了大型野生食草动物和家畜调查所涉及的不同调查平台、智能识别算法、区域种群密度估算方法等方面研究存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。研究认为融合多平台、多传感器数据对构建大尺度、长时序动物数据集至关重要。未来有必要针对食草动物分布密集、目标小的问题研发高精度识别模型,发展基于机器学习的区域种群密度估算方法,揭示区域种群密度与气象、地形等环境因子之间的复杂关联关系。

摘要:生态清洁小流域是在小流域综合治理基础上,将水土资源保护、人居环境改善、社会经济发展相结合的新型流域综合治理模式,是建设生态文明的重要实现路径,对促进人与自然和谐共生起着重要作用。基于文献计量学方法,明晰了生态清洁小流域综合治理的背景及意义、梳理了生态清洁小流域发展历程与建设成效、辨析了当前生态清洁小流域综合治理面临问题。在此基础上,以"山水林田湖草沙生命共同体"系统治理观为基础,提出了生态清洁小流域综合治理框架与技术路线,从理论、技术、措施布局、效益提升、人地关系和谐等视角,凝练生态清洁小流域综合治理重点研究方向,以期为科学开展生态清洁小流域建设及其相关科学研究提供参考。

摘要:土地利用变化碳源/汇效应具有自然过程与社会经济过程交织、结构复杂、空间差异显著的特点,可以从景观格局、资源开发、双重属性、空间效应等多种视角切入展开研究。为全面理解土地利用变化的碳效应特征及其对减碳增汇目标的贡献,通过对多项研究的总结,提出了基于复合生态系统的土地利用变化碳源/汇效应框架,并根据该框架的逻辑关系,系统梳理了典型景观中碳源/汇的响应特征、空间效应、作用机制以及评估方法,进而探讨了当前研究中存在的问题。经过梳理发现,研究学者普遍认同建设用地为碳源,林地、草地、湿地、耕地则既可能是碳源,也可能是碳汇,使用的评估方法分为统计模型、遥感模型、通量观测模型和生态系统模型等,各有优劣和适用条件。未来研究趋向于多元化,仍需加强对湿地等生态敏感区的碳源/汇、均衡不同气候区和土地利用类型的碳效应、完善各类遥感监测与碳排放监测数据库、综合考虑土地承载的社会经济过程和自然过程导致的碳效应以及在复合生态系统框架下将提升固碳效率纳入基于自然的解决方案等方面的研究。研究丰富了精准评估复合生态系统视角下的土地利用变化碳效应与碳循环研究,也可以为"碳中和"治理提供决策参考。

摘要:海拔在研究环境变化对土壤固氮菌群落结构与固氮速率的影响中具有独特优势。生物固氮是山地生态系统中生物可利用氮元素的重要来源。然而,目前尚不清楚自生固氮菌群落特征和固氮速率与海拔梯度之间的关系。为了补这一认识上的不足,在藏东南色季拉山沿海拔梯度(3700-4500 m)依次采样,结合高通量测序技术分析固氮基因(nifH)的基础上,确定色季拉山固氮菌多样性及其固氮速率沿海拔梯度的变化规律。研究结果表明,色季拉山3700-4500 m海拔梯度范围内,土壤固氮菌的α-多样性随海拔梯度的增加而降低呈负相关(P<0.05);固氮菌群落结构和土壤性质随海拔梯度发生了显著变化(P=0.001);固氮速率受海拔高度的显著影响(P<0.05);此外,固氮菌群的α多样性主要受土壤中总碳和总氮含量的影响。结构方程模型分析结果表明海拔因子差异主要通过影响固氮菌多样性进而影响固氮速率。研究结果有助于丰富和提升西藏典型高山森林土壤固氮菌多样性和固氮通量对环境变化响应规律的认识。

摘要:为了解祁连山青海云杉林土壤纤毛虫的蕴藏量以及不同土壤团聚体和土壤分层中纤毛虫原生动物的种类及丰度变化,利用"非淹没培养皿法"、活体观察法对土样进行过筛处理:原位土样(未过筛)、颗粒土样(直径>0.25 mm)、10目土样(0.15 mm<直径<0.25 mm)和100目土样(直径<0.15 mm)。同时,借鉴"0.1 mL计数框-显微镜计数法"并提出了"完全培养计数法"研究方案,旨在分析和比较完全培养计数法与Foissner计数法的优缺点,探讨纤毛虫在不同土壤团聚体和不同土壤分层中的分布和演替规律。结果表明:(1)Foissner计数法简易方便,不受实验时间限制,但存在系统误差且变异性较强。完全培养计数法尽可能多的"激发"包囊萌发,可最大程度计算土壤中纤毛虫的蕴藏量,同时又可以追踪整个培养过程中的群落变化规律。(2)不同土层中,10目和100目土样纤毛虫丰度变化规律相似,上层土样均逐渐减小,下层土样先减小,21天时增加,30天时减小。不同土壤团聚体中100目土样纤毛虫种类和丰度均最低。(3)上层(0-10 cm)土壤纤毛虫丰度和种类数均高于下层(10-20 cm)土壤纤毛虫的种类和丰度,原位土样、颗粒土样、10目土样和100目土样分别高5.2倍、3.5倍、1.9倍和4.6倍。(4)纤毛虫群落优势种变化从低等到高等,又过渡到低等类群。完全培养计数法在追踪群落演替过程的同时还可得出物种蕴藏量的"理论丰度峰值",为今后开展纤毛虫原生动物生物多样性、群落生态学的研究提供参考,同时开展祁连山青海云杉林土壤纤毛虫的研究填补和完善了该地区土壤纤毛虫领域的空白点,为今后研究祁连山青海云杉林和森林土壤动物的保护提供理论依据。

摘要:为深入了解南方红壤侵蚀区植被恢复对土壤氮有效性的季节动态影响,以福建省长汀县典型红壤侵蚀区不同恢复阶段植被样地(裸地、恢复10、20、30年马尾松人工林和天然林)为研究对象,分4个季节采集了表层(0-10 cm)土壤样品,比较植被恢复过程中土壤铵态氮(NH⁺₄-N)、硝态氮(NO^-₃-N)、无机氮(SIN)、可溶性有机氮(DON)、氮矿化速率及土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量的季节动态特征。结果发现:(1)土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N、SIN、DON和MBC、MBN含量并未随着植被恢复得到显著提升,不同恢复阶段马尾松林与地带性天然次生林相比仍有较大差距。(2)各林地土壤氮矿化作用以氨化作用为主,土壤硝化作用较弱,土壤SIN以NH⁺₄-N形式为主,NO^-₃-N含量偏低,且不同恢复阶段马尾松林净氮矿化峰值出现在夏、秋季,而在春季偏低,土壤有效氮供应不均衡。(3)土壤MBC、MBN与无机氮组分、DON间存在极显著正相关关系,可以很好地指示植被恢复过程中土壤养分的变化状况。研究表明,南方红壤侵蚀区植被恢复过程中土壤氮养分恢复相对缓慢,植被生长中后期存在土壤氮养分供应限制。因此,今后应继续加强植被恢复与治理,采取多树种混交的植被恢复模式,并按土壤氮养分季节供需关系适当施用氮肥,以提升森林植被生产力和稳定性。

摘要:土壤中甲烷氧化菌驱动的甲烷氧化过程是大气甲烷汇的重要途径,准确量化土壤甲烷的吸收对全球及区域甲烷收支评估具有重要意义。研究基于实测数据对土壤甲烷扩散-反应模型(R99)关键过程进行改进,利用该改进模型对我国1990-2020年不同生态系统土壤甲烷吸收进行了模拟计算,并解析其时空格局关键驱动因子。结果表明:(1)1990年至2020年全国年均土壤甲烷吸收总量约为(2.95±0.09) Tg CH₄/a,裸地、耕地、森林、草地和灌丛生态系统土壤甲烷吸收量均值分别为0.53、0.43、0.79、1.00、0.20 Tg CH₄/a,且各生态系统土壤甲烷吸收量均呈现出夏季高冬季低的季节性特征。(2)1990年至2020年间全国土壤甲烷年吸收速率南方呈现增长的趋势,北方呈现降低的趋势,全国总体上呈上升趋势,空间上南方土壤甲烷吸收速率高于北方。(3)土壤甲烷吸收速率的空间差异主要受温度、降水、潜在蒸散量和土壤含水量的影响;南方地区土壤甲烷吸收速率的增加主要受温度和潜在蒸散量增加的影响,北方地区土壤甲烷吸收速率的降低主要受降雨量和土壤含水量减少的影响。其中,青藏高原地区受土壤含水量增加和潜在蒸散量减少的影响,土壤甲烷吸收速率呈现显著增加趋势。(4)不同生态系统土壤甲烷吸收速率的主要影响因子不同,草地和裸地主要受土壤含水量影响;森林和灌丛主要受温度影响,耕地主要受耕作强度的影响。研究对我国土壤甲烷吸收及其驱动因素进行了定量评估,可以为我国甲烷收支计算提供数据与方法支撑。

摘要:苔原生态系统土壤碳储量巨大,其微小的变化都可能显著影响大气CO₂的浓度,对调节全球碳平衡有着重要的意义。长白山岳桦(Betula ermanii)林下的草本植物入侵苔原,导致苔原植被发生显著变化,为揭示不同外源碳输入对土壤有机碳矿化及组分的影响,开展了120 d的室内培养实验。选取苔原带原生灌木优势种牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)和入侵草本优势种小叶章(Deyeuxia angustifolia)的凋落物,采集牛皮杜鹃样方内表层土样(0-15 cm),设置6个凋落物处理模拟不同外源碳输入。研究结果表明:(1)与灌木凋落物输入相比,随着草本外源碳输入比例的提高,增加了土壤有机碳矿化速率、土壤有机碳累积矿化量和正激发效应,特别是培养初期的土壤有机碳矿化速率和正激发效应增加更为显著;并且较高品质的混合凋落物输入使各项测量指标高于品质更高的单一草本植物凋落物输入。(2)与灌木凋落物输入相比,随着草本外源碳输入的增加,减少了土壤有机碳库中总有机碳的数量和重组有机碳的比例,增加了微生物量碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳的比例,而且也增加了土壤中速效养分的含量。(3)通过相关分析、一级动力学单指数模型和一级动力学双指数衰减模型拟合表明,高品质的外源碳输入促进土壤有机碳的矿化,而低品质的外源碳输入有利于土壤有机碳的稳定。综上,随着草本植物入侵程度的加重,苔原土壤有机碳库变得越来越不稳定,而当未来草本植物完全代替灌木植物时,苔原土壤有机碳库又会变得相对稳定一些。

摘要:盐生植物根际土壤细菌是盐碱地生态治理的有效工具,但由于其培养过程不确定性高、功能探索程度小导致利用效率难以提升。为了提高沿黄灌区盐生植物根际细菌利用效率,在鄂尔多斯沿黄灌区盐碱地内选取黄花补血草Limonium aureum、芨芨草Achnatherum splendens、碱蓬Suaeda glauca、芦苇Phragmites australis、羊草Leymus chinensis、砂引草 Messerschmidia sibirica Linn六种盐生植物,通过16S扩增子测序技术分析其根际细菌群落与组成,并通过文献检索和PICRUSt2 方法进行功能预测。结果表明:(1)在六种植物根际土壤共检测到细菌38门、97纲、226目、372科、659属,其中在六种植物内均稳定存在的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes)。(2)PCoA分析表明,根际土壤β多样性表现出砂引草、黄花补血草和羊草相近,碱蓬和芨芨草相近的规律。(3)LEfSe分析表明碱蓬根际存在6类差异性细菌,芦苇根际5类,砂引草与羊草各2类。(4)六种植物根际差异性细菌功能差异较大,而共有细菌功能则均与耐盐促生能力相关。(5)PICRUSt2功能预测发现泌盐植物根际土壤功能丰度显著高于其他植物(P<0.05)。综上,在耐盐促生菌筛选过程中应以多种植物根际土壤做为筛选基质,同时需要重视泌盐植物的应用。研究为沿黄灌区盐碱地盐生植物根际土壤细菌后续培养利用提供了一定理论依据。

摘要:氮添加会改变土壤养分状况及其理化性状,导致森林、草地生态系统凋落物输入的数量、质量发生变化。与此同时,微生物群落组成及其功能也会受氮添加影响发生改变进而影响土壤物质循环。然而不同气候、植被条件下土壤理化性质以及微生物对氮添加的响应可能存在差异。因此为更进一步明晰全球尺度上气候如何影响森林、草地土壤及其微生物性状对氮添加的响应,整合了涉及氮添加实验的137篇文献中188个实验样点共530组配对数据,采用Meta分析对不同条件下(植被类型、温度分区、干湿分区)主要土壤和微生物性状进行了系统性解析,揭示不同植被、温度、水分条件下氮添加对土壤以及微生物性状的影响。结果表明:氮添加导致全球尺度土壤pH显著降低4.16%,微生物总生物量降低5.05%,真菌生物量降低7.29%,细菌生物量降低7.92%;土壤有机碳(SOC)含量显著提高4.63%,总氮(TN)含量提高5.27%,β-葡糖糖苷酶(βG)活性提高8.2%。氮添加在不同植被、温度、水分分区均导致SOC显著增加,除热带地区外TN均显著增加。氮添加导致草地、温带、半干旱区等地区pH效应值下降幅度更大,表明初始pH值较高的地区氮添加引起的酸化作用更加明显。而微生物生物量仅在森林、热带、湿润区显著降低,表明氮添加对降水较高的地区土壤微生物生物量抑制更加明显。氮添加对森林、热带、湿润区土壤微生物酶活性影响不显著。研究表明土壤及微生物性状对氮添加的响应受到气候、植被因素的影响,因此全球范围内土壤、微生物性状对氮添加的响应强度和机制存在不同。研究结果这有利于提高土壤物质循环对全球变化响应的预测能力。

摘要:若尔盖湿地是我国面积最大的高原泥炭沼泽集中分布区,在保障黄河水资源安全方面发挥了巨大的作用。然而,当前缺乏针对若尔盖地区的长时间序列、较高时空分辨率的湿地景观信息,导致对若尔盖湿地景观演变全貌认识不全。为明晰若尔盖湿地时空演变趋势及驱动因素,研究以若尔盖湿地草本沼泽和水体为研究对象,在Google Earth Engine云平台中,利用Landsat-5/7/8遥感卫星数据集,结合随机森林分类与样本迁移方法,生成了1986-2024年湿地空间分布数据集,空间分辨率为30 m、时间间隔为1年,整体分类精度在95.49%以上。研究表明:2024年草本沼泽及水体总湿地面积相对1986年退化了77.15 km²,湿地退化率为2.5%。草本沼泽以1996年及2013年为时间节点,呈现出"增-减-增"的变化趋势;水体面积的变化波动较大,呈现"减-增"的变化趋势,2024年的水体规模约是1986年的1.6倍。草本沼泽会随着生长季温度的升高而发生退化,降水量与径流量的增加促进了水体面积的扩张,近些年的湿地修复工程有效促进了湿地恢复。然而,水体的连通性及草本沼泽的聚集性却呈现下降趋势,因此,未来的湿地保护和修复工作应重点提升湿地的连通性和聚集性。研究为若尔盖湿地保护、恢复和可持续管理提供了参考信息。

摘要:黄河三角洲互花米草治理之后使得大面积盐沼湿地裸露,面临侵蚀和湿地面积退化的风险,因此亟需开展乡土植物恢复工作,从而稳定生态系统结构。针对此状况,研究运用 Delft3D 模型,设置光滩、碱蓬、碱蓬+芦苇三种情景,结合实地监测数据,分析不同植物配置模式对潮流水深及流速的调控作用。结果显示,模型对水深和流速模拟准确性较高,但流速增加时模拟结果残差略有增加。本土植物恢复对水淹深度的调控作用不明显,但能够有效减缓潮流流速。不同情境下水淹深度几乎没有变化,小潮期间各情景下模拟点平均水深 0.95-0.97m,风暴潮期间 1.71-2.02m。对流速而言,在植物种植区中,碱蓬和碱蓬+芦苇情景在小潮和风暴潮期间都能够显著降低潮流流速,而种植区后方原始流速在10-60 cm/s 之间的潮流也会被显著减缓。综合模拟结果,碱蓬+芦苇的种植模式较单一碱蓬种植模式在调控潮流方面具有更显著的效果,建议黄河三角洲管理部门在互花米草治理工程结束后尽快开展乡土植物恢复工作,从而减少湿地遭受侵蚀的风险。

摘要:全球生物多样性正以前所未有的速度衰退,约14%的候鸟种群面临数量减少或灭绝的严峻挑战。识别对候鸟栖息格局具有关键影响的驱动因素,对于濒危珍稀候鸟的保护管理及生物多样性恢复策略的制定和实施至关重要。研究以东营市为研究对象,通过集成MaxEnt、InVEST和优化参数地理探测器(OPG)模型,系统分析了28种候鸟的适生区分布格局及栖息地质量演变,并通过量化各类驱动因素对候鸟栖息格局的相对贡献及耦合机制,识别了关键驱动因素类型。研究结果表明:(1)东营市28种候鸟及其竞争种的适生空间在黄河口生态旅游区高度重叠,与本地留鸟的重叠率为85.84%,与互花米草的重叠率为20.74%;(2)2000-2020年,研究区土地利用变更较为频繁,区域景观多样性总体缩减了27.10%。研究区生境质量总体维持在中低水平,且除中低等级空间外,其它等级空间均不同程度扩张。生境质量指数的聚集效应显著,各级空间以持续增强的高值聚集为主;(3)种间竞争是影响研究区候鸟栖息分布的关键驱动因素类型,其次是人类活动、栖息生境与气候环境。雁鸭类、鹤鹳类和其它类候鸟展现出相似的环境响应机制,而鸻鹬类候鸟的空间分布则可能受到更为复杂的多因素交互过程的影响。研究明确了东营市候鸟栖息生态位的激烈竞争情况及栖息地环境逐渐劣化的发展趋势,通过OPG模型量化了各类驱动因素及其亚类指标对候鸟栖息格局的驱动强度与驱动机制,研究成果可为东营市高质量实施生物多样性保护工程提供科学依据和实践参考,并对践行黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略具有重要的现实意义。研究结果能够鼓励更多的决策者、学者和公众参与到城市生态系统服务可持续发展的实践中来,共同促进人与自然和谐关系的构建。

摘要:铁铝矿物影响着土壤有机碳稳定性和积累。为评估不同水位泥炭地中不同形态铁铝矿物复合体对有机碳积累和稳定性的影响,以红原县三处不同水位泥炭地(泥炭沼泽:S1(-1.9cm)、沼泽草甸:S2 (-10cm)、高寒草甸:S3 (-19cm))为研究对象。采用选择性提取法测定泥炭地中晶质金属氧化物(DH)、短程有序矿物(HH)、有机金属络合物(PP)的碳和铁铝含量。结果表明,提取剂提取的碳含量及其占有机碳的百分比在各泥炭地中均表现为PP > DH > HH。总铁铝结合碳、PP提取的碳含量在S3中最高,S1最低,这种显著差异主要表现在表层土中。提取的金属(Al+Fe)含量在各泥炭地中均表现为:PP > DH > HH,且C/M均大于1,说明铁铝矿物以共沉淀和络合作用与有机碳结合形成有机金属络合物主导着泥炭地中有机碳的积累,并且主要表现在土壤表层和亚表层,而晶体铁铝和短程有序铁铝矿物与有机碳的相互作用积累效应较弱,并且这种差异在S3的表层和亚表层土壤中更加显著。相关分析表明,S1中有机碳的积累受晶质铁铝矿物与有机碳相互作用和有机金属络合物驱动;S2中有机碳的积累仅受到有机金属络合物的驱动;铁铝矿物对S3中有机碳的积累没有决定性作用。可见,泥炭地不同水位对矿物与有机碳结合方式及有机碳分布有显著影响,且有机金属络合物含量的增加在一定程度上驱动泥炭地有机碳的稳定和积累。鉴于泥炭地在全球碳循环中的关键作用,研究结论对矿物与有机物相互作用如何响应水位变化,预测湿地生态系统中的碳储存动态至关重要。

摘要:近年来,城市化与生态系统服务关系的研究日益受到关注。然而,在不同尺度上两者之间的关系尚不清晰。因此,研究旨在探讨北京市生态系统服务与城市化之间的关系,以及这种关系是否以及如何在时间和空间尺度上发生变化。研究采用InVEST模型量化了水源供给、生境质量和土壤保持服务,利用归一化植被指数(NDVI)和MOD17A3HGF分别量化了粮食供给和碳储存服务,并选取了国内生产总值、人口密度、城市建设用地面积占比和夜间灯光指数(NTL)作为城市化指标。通过热点分析、相关性分析和广义可加模型等方法,分析了生态系统服务与城市化指标(国内生产总值、人口密度、城市建设用地面积占比和夜间灯光指数)之间的线性和非线性关系。研究结果表明:(1)2000-2020年,北京市生境质量和粮食供给服务呈下降趋势,而水源供给、碳储存和土壤保持服务总体呈增长趋势。同时,国内生产总值、夜间灯光指数和人口密度也呈现显著增长趋势;(2)水源供给和粮食供给的高值主要分布在平原区,碳储存、生境质量和土壤保持服务呈现相反的空间分布特征。城市化指标的高值主要集中在中部和南部地区。(3)在网格尺度上,随着夜间灯光指数、人口密度和国内生产总值的增加,粮食供给和生境质量服务呈先降后增的趋势,而碳储存和水源供给服务则呈先增后减的趋势;在县域尺度上,随着城市化指标的增加,粮食供给、生境质量、碳储存和土壤保持服务整体呈波动下降的趋势,水源供给则呈波动上升趋势。研究明确了城市化对生态系统服务的影响,并强调了城市化及生态系统服务关系间的尺度效应,为北京市生态系统管理提供了参考。

摘要:最大化发挥生态系统服务在促进农户福祉中的作用,同时确保生态功能定位,是实现喀斯特地区可持续发展的关键。目前关于生态系统服务对农户福祉影响的研究,多集中于宏观或微观单一尺度上,较少关注其跨尺度关联效应,导致对农户福祉影响机制的片面理解,并限制了政策制定的有效性。为此,以典型喀斯特区——环江县为例,基于估算的生态系统服务及677名农户调研数据,构建农户-乡村双层线性模型,明晰区域宏观生态系统服务、农户福祉时空特征,解析生态系统服务对农户福祉跨尺度直接和间接影响,并针对性提出优化对策。结果显示:(1)2012-2020年环江县生态系统服务整体呈上升趋势,空间分布异质性明显;农户福祉均值为3.51,其中,安全福祉得分最高(4.30),收入福祉得分最低(2.68),空间上呈西南高、东北低的分布格局。(2)个体特征中的年龄、受教育程度、曾是否为贫困户对农户福祉具有显著影响;村域层面粮食生产、科学教育和空气净化功能的提升会直接增强农户福祉,且空气净化的作用更明显,表明农户对物质需求的满足和对高层次需求的追求。(3)固碳会对受教育程度、年龄等个体特征施加影响,进而对农户福祉产生正向的跨尺度关联效应,突显了生态修复政策的重要作用;而粮食生产会对年龄施加影响,进而对农户福祉产生负向调节作用,揭示了农村年轻劳动力不足和空心化等区域性社会问题;与供给、文化服务相比,调节服务对区域农户福祉提升的跨尺度间接作用更显著。在生态脆弱的喀斯特地区,应重点关注和改善关键调节服务,制定有效措施缓解农村人口流失和农户文化水平低的问题,以实现生态系统服务福祉效应最优和区域高质量发展。

摘要:从微观尺度视角探究乡村生态系统文化服务供需关系,有助于乡村精准提升文化服务功能,对解决乡村资源错配问题,促进乡村高质量发展具有重要意义。以福建省廉村为研究对象,利用公众参与地理信息系统进行微观尺度的生态系统文化服务量化,建立乡村生态系统文化服务供需评价指标体系,进行耦合协调指数和空间自相关分析,确定廉村文化服务供需空间匹配特征。结果表明:(1)廉村三种文化服务类型中游憩休闲评分最高,美学体验次之,科教人文最低。在空间分布上,游憩休闲与美学体验空间分布相似,高值区域集中在古榕树及溪边,科学文化高值区域在宗祠及薛令之雕像区域。(2)文化服务供给区域集中在廉村聚落及其周边,其中以东侧城墙入口处以及南侧城墙入口处供给能力最强。需求区域相对分散,以廉村主入口区域需求最高,聚落内北部居民点、古官道、自助茶室以及沙洲处也出现高值点。(3)整体上供需耦合协调关系可分为两部分,一是聚落及周边区域处于较为协调状态,二是聚落外围区域供需关系稍显失调。其中濒临失调区域占比54.69%,轻度失调区域占比27.03%,协调区域占比18.28%。(4)根据供需匹配结果,将廉村空间分为四类,文化服务表现良好区、重点改进区、额外潜力区以及缓慢改进区。建议优先针对重点改进区,即沙洲东南区域和聚落北侧入口处,进行资源配置,能够实现资源效果收益最大化。总体来看,廉村内部空间中存在不同程度的文化服务供需错配,基于评估结果为廉村精准提升文化服务水平提供相应建议。

摘要:绿色空间是提升区域内居民生活质量和幸福感的重要开放空间,然而不同地区居民享有的绿色空间存在较大差异。以长株潭都市圈为案例,利用建设用地替代居民活动区域,构建考虑距离因素的迭代缓冲区测度2000、2010、2019年居民活动区域的绿色空间享有量,并基于时间序列遥感数据使用基尼系数和供需差异指数探讨不同区域享有的绿色空间的时空差异、空间公平性的演进及其供需特征。结果表明:①绿色空间面积减少量最多的区域始终位于都市圈的城市中心,面积变化值呈现圈层状,减少量由边缘向中心地区不断增加。②2000-2019年长株潭都市圈人类活动区域享有周边30m网格像素级绿色空间的数量总体呈下降趋势,数量由26000-30000集中向2000-12000区段集中转变。③长株潭都市圈绿色空间分布不均,不同行政区之间基尼系数差异较大且随着时间波动变化,多数区域绿色空间分布的公平性没有改善趋势。④较多镇街绿色空间服务水平和需求之间存在一定程度的"空间失配",5%的镇街需求"非常高或较高"而供给"非常低",这些镇街集中在长沙;绿色空间供需平衡的镇街主要分布在都市圈边缘。研究有助于启示都市圈通过空间治理政策与规划的优化推动绿色空间供给与需求之间的协调。

摘要:在三江源国家公园建设中,牧民作为国家公园建设的重要主体,其生计结果和行为的演变直接关系到国家公园建设的高效性与持续性。选择三江源国家公园为研究区域,运用双重差分(DID)模型和logistic回归模型,系统探讨国家公园建设与牧民生计结果及行为适应性选择之间的关系,研究发现:(1)三江源国家公园建设在一定程度上限制了牧民对传统生计资本的过度使用,但是却促进了牧民生计结果的不断改善;(2)牧民生计行为适应性选择随着三江源国家公园建设的推进呈现出鲜明的阶段性特征,由试点建设期的消极应付转向正式建设期的主动支持;(3)在三江源国家公园建设进程中,高人力资本、高人均可支配收入、低牧业收入占比的牧民生计行为适应性选择表现出更为主动的支持意愿。

摘要:随着人类活动干扰不断加剧,促使我国山区人地关系发生了重大变化,从社会-生态系统视角动态评估和预测秦巴山区社会-生态系统脆弱性(SESV)的演化与特征,对实现我国山区生态保护与高质量发展具有重要的实践意义。利用空间显式脆弱性模型模型,将SESV分解为暴露风险、敏感性和适应能力三个维度共48个指标,定量评估了2000-2020年陕南秦巴山区SESV及其各维度的空间分布特征,随后构建支持向量机模型,通过对比三种算法优化后的模型精度选取最优模型并预测2020-2050年陕南秦巴山区SESV及其各维度的时空分布和演化特征。结果显示:① 陕南秦巴山区的SESV整体处于中低脆弱水平,在空间上呈现"中部高,南北低"的分布格局。② 粒子群算法优化的支持向量机模型的准确性最优,且选取合适的训练样本数量能进一步改善预测性能。③ 预测结果显示,陕南秦巴山区SESV得到了显著降低,社会-生态系朝着良好态势发展。其中,暴露风险与SESV具有趋同性且地区间的差异变小,敏感性与适应能力维度均呈现"西高东低"的态势但地区间的差异并未缓解。研究旨在通过中国山区典型案例分析为SESV评估与预测提供参考依据。

摘要:阐明全球变化和人类活动干预下草地生态系统脆弱性及其空间驱动机制是理解草地生态系统变化和有效应对变化环境冲击的科学基础。基于植被净初级生产力及其年际变率与变化趋势,量化了黄河流域不同生态地理区草地生态系统敏感性、适应性和脆弱性,并结合地理探测器和地理加权回归模型揭示黄河流域草地生态系统脆弱性空间分异规律及其驱动因素。结果表明:(1)黄河流域草地生态系统脆弱性整体较高,其中,中度及以上脆弱性面积占比达61%;空间分布上,草地生态系统脆弱性呈现由东南向西北递增的变化趋势。(2)黄河流域不同生态地理区草地生态系统脆弱性存在显著差异,河套与内蒙古西部中平原荒漠草原区、内蒙古东部中平原草原区、青南高原宽谷高寒草甸草原区脆弱性最高,华北山地落叶阔叶林区、黄土梁峁与山地草原区、华北平原栽培植被区、祁连青东高山盆地针叶林、草原区次之,汾渭盆地与黄土高原南部落叶阔叶林、栽培植被区、鲁中低山丘陵落叶阔叶林、栽培植被区、华北山地落叶阔叶林区的脆弱性最低。(3)黄河流域草地生态系统脆弱性的主导驱动因子为归一化植被指数(NDVI)和年均降水,且所有驱动因子间的交互作用产生的影响作用显著增强。(4)年均降水、NDVI和海拔整体和草地生态系统脆弱性均以负相关关系为主,NDVI对草地生态系统脆弱性的影响具有极显著的空间非平衡性。研究表明,地理气候带的气候条件以及生态本底的生产力高低属性特征直接决定了黄河流域草地生态系统脆弱性的空间分布特征。

摘要:中国社会经济快速转型背景下,土地利用变化日趋剧烈,对生态环境产生了显著影响,探究土地利用转型与生态环境响应,对改善区域生态环境具有重要意义。以江苏省作为研究区,采用2000、2010、2020年三期土地利用数据,以生产、生活和生态功能为切入点,基于"结构-功能-胁迫"的评估框架对生态环境质量进行测度,从全局视角分析2000-2020年江苏省土地利用转型及其生态环境响应,从局域视角探究同类土地利用转型对生态环境影响的差异性。研究发现:(1)2000-2020年江苏省生活用地面积增加6974.57km²,生态用地面积增加1884.28km²,生产用地面积减少7403.05km²。(2)江苏省生态环境质量指数整体基本维持稳定,但呈下降趋势,在空间上呈"中高南北低"的空间格局。(3)从全局来说,土地利用转型的生态环境效应存在两面性,农业生产用地转入水域生态用地生态环境正向效应显著,农业生产用地转为城镇生活用地生态环境负向效应明显。(4)从局域来说,同类土地利用转型对生态环境的影响存在差异性,既可能引发生态环境质量的恶化,亦可能促进生态环境质量的改善,典例为农业生产用地的扩张。研究结果可为快速城镇化地区土地资源的可持续利用和生态环境质量的改善提供区域实践案例参考。

摘要:发展林业碳汇、加强人工林的可持续经营是中国实现"碳中和"目标的重要手段。价格随机和价格不确定性是影响森林经营者决策最优轮伐的重要因素。基于拓展的Faustmann-Hartman模型,构建了包含生物量碳库、死亡有机质碳库、木质林产品碳库和生物质能源碳库的多碳库最优轮伐决策模型,分析了价格随机对苏北杨树人工林最优轮伐期的影响,评估了多碳库情境下森林经营者营林收益水平。结果表明:(1)基准情景下,依次纳入木材收益、生物量、死亡有机质、木质林产品和生物质能源碳库收益的苏北杨树最优轮伐期均在8-9年之间,依次纳入多种碳库收益未对森林经营者的采伐决策产生过多干扰;(2)在中国现行碳价格水平下,纳入多碳库收益会持续提高土地期望值,全面考虑营林过程中的碳汇收益可提升苏北杨树经营者收益约191%,经济潜力广阔;(3)敏感性分析表明,贴现率、木材和碳汇的长期均衡价格是影响森林经营者管理决策的重要因素。相比之下,木材和碳价格波动的影响相对较小,提升市场长期稳定价格意义凸显。研究提出了应加强林业多碳库碳汇能力监测与评估分析、促进木材价格稳定上涨、推动碳配额与中国核证自愿减排量市场有效衔接、兼顾木材和碳汇生产能力以及重视长期经营中多重风险防范的苏北杨树可持续经营对策建议。

摘要:青海云杉(Picea crassifolia)作为祁连山森林生态的建群种,在维系林区生物多样性、保持水土等方面起着非常重要的生态作用,探究其天然更新的空间格局时空动态特征对种群更新具有重要意义。在海拔2800 m、3000 m、3300 m的青海云杉林中设置固定样地,并于2017年、2022年记录样地所有胸径 < 50 mm的青海云杉胸径、冠幅和坐标等信息。通过Ripley's K函数、单变量标记点格局探究青海云杉胸径对空间分布特征的影响,再使用Moran's I统计量和Zα统计量分析青海云杉胸径空间关联性特征,使用 LISA聚类方法识别每个青海云杉的胸径在空间中的相互作用关系。结果表明:(1)更新苗空间格局年际间变化整体呈现为聚集程度增加的趋势,2800 m样地聚集程度变化最大,3000 m与3300 m样地聚集程度变化较小,2017年2800 m和3000 m样地存在随着空间尺度的增加聚集分布和随机分布交替出现的现象,2022年这种现象基本消失。(2)基于胸径的单变量标记点格局能够敏锐地捕捉到胸径对空间格局的影响,但随着聚集程度的增加,这种影响逐渐消失。(3)2800 m、3300 m样地的胸径空间关联性年际变化呈现为空间正自相关加强的趋势,在2022年均表现出显著的空间正自相关,3000 m样地呈现为空间负自相关加强的趋势,在2022年表现出不显著的空间负自相关。(4)2800 m样地更新苗胸径集聚模式变化较大,高高集聚与低低集聚的数量显著增加,3000 m样地更新苗胸径集聚模式变化不大,基本无显著空间关联性的植株,3300 m样地更新苗胸径集聚模式变化较大,高高集聚的数量显著增加。考虑到聚集程度的增加带来的影响是复杂的,既包括消极的影响也包括积极的影响。建议在今后的经营管理中可以对呈现低低集聚的青海云杉幼苗进行适当剪除,减小种群的竞争压力从而提高幼苗存活率。

摘要:灌丛面积增加引起的碳储量增加是我国陆地生态系统碳储量增加的重要原因之一,也被认为是陆地生态系统碳汇研究中的一个不确定因素。为揭示华北地区灌丛生态系统不同层片的碳密度,采用野外调查和异速生长方程法,研究了北京东灵山2种典型灌丛(绣线菊和荆条)生态系统的碳密度及分布特征。结果表明:荆条灌丛总碳密度(92.32 t/hm²)显著高于绣线菊灌丛(70.47 t/hm²)(P < 0.05),其中土壤碳密度占绝对优势(94.96%和91.54%),分别为87.67 t/hm²和64.51 t/hm²,土壤有机碳富集在0-30 cm土层中,且土壤有机碳密度随土层加深呈减小趋势。荆条灌丛各土层有机碳密度均高于绣线菊灌丛,这可能与荆条灌丛凋落物产量、质量较高及其根系垂直分布范围广等因素有关。荆条和绣线菊灌丛灌木层对整个生态系统碳密度贡献较小(4.73%和7.86%),分别为4.37 t/hm²和5.54 t/hm²,其中灌木层中枝的碳密度占绝对优势,其次为根和叶。灌木层碳密度与灌木密度显著正相关(P < 0.05)。2种灌丛草本层对灌丛总碳密度贡献最小(0.31%和0.60%),分别为0.28 t/hm²和0.42 t/hm²,且二者碳密度均表现为地上部分大于地下部分。对灌丛碳密度开展评估,为区域陆地生态系统碳循环的构建和校验提供了重要的实测数据,也为灌丛生态管理提供更有力的数据支持。

摘要:研究湿地草本层生态位特征对于特大型城市湿地实现低维护管理,提升城市生境异质性具有重要参考价值。选取广州城市中央官洲水道两岸的小洲湿地和咀头湿地作为研究对象,采用网格系统取样法,共选取162个湿地草本层样方,运用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数的方法,对其优势物种的生态位宽度及生态位重叠进行定量分析并比较。结果表明:(1)研究区内湿地草本层竞争激烈,入侵物种的数量少于乡土物种但重要值和生态位宽度均较高,其中最大的分别为南美蟛蜞菊、两耳草等入侵物种,对乡土物种的生存空间造成挤压使其生态位宽度逐渐减小;重要值最高的乡土物种是鸭跖草,在长期无人工干预的状态下有较好的适应性。(2)重要值与生态位宽度无明显的正相关关系,影响生态位宽度的因素包括重要值、分布频度、空间和环境等。(3)入侵物种与乡土物种之间普遍存在生态位重叠现象,且相互之间的重叠现象相较于入侵植物与乡土植物内部更为显著。咀头湿地草本层的总体平均生态位宽度和重叠值均大于小洲湿地,物种间竞争排斥较强,自生乡土植物的生长处于相对劣势。(4)小洲湿地草本层群落稳定状态优于咀头湿地,表明自然演替的湿地草本层在适当人工干预的状态下,通过增加自生乡土物种的种间关系平衡能有效增加物种多样性,有助于构建相对稳定的乡土湿地草本层植物群落。研究结果可以为高密度城市中心区域环境下抵御入侵植物、优化草本层结构及实现低维护管理提供参考。

摘要:发展中国家的土地利用面临生态保护与农业生产的两难抉择,尽管提升农业生产力有可能实现二者的双赢,但在理论和实践中仍存在争议。研究围绕着"农业生产力提升是减缓还是加剧森林破坏"这一研究问题,基于2001-2015年中国1200个区县单元的数据,采用索洛残差与随机前沿法测算区县农业全要素生产率(TFP)以表征农业生产力,并使用面板固定效应回归方法,估计农业生产力对森林覆盖率的影响。研究结果表明:①样本区县总体呈现出农业生产力与森林覆盖率的同步提升;②农业生产力提升对森林覆盖率有一定负面影响,农业TFP每提升1%,森林覆盖率将降低0.012%;估计2001-2015年间农业生产力提升导致森林覆盖率下降0.14%-0.25%,但与我国同时期的森林覆盖率整体水平和变化趋势相比,负面影响十分有限;③农业生产力的提升促进了农业部门内部的结构调整,提高了畜牧业和渔业产值的贡献比重,同时增加了种植业的耕地利用强度,从而缓解了农业发展对森林覆盖的不利影响。可见,样本区县以较小的森林保护代价,实现了农业生产力的快速提升,并在生态保护项目的有力支持下,获得了森林保护与农业生产的同步发展。

摘要:木质残体(WD)是森林生态系统的重要组成部分,对群落结构、营养循环、碳储存和生态系统生产力具有重大贡献。以神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林为研究对象,把WD分径级I(2.5 cm≤d＜7.5 cm)、径级II(7.5 cm≤d＜12.5 cm)、径级III(d≥12.5 cm),分析群落各径级和各存在形式WD的物种组成、径级结构、空间分布格局及地形关联。结果发现:(1)该群落WD物种组成丰富,共有54种,隶属于25科40属,其中毛黄栌、球核荚蒾和曼青冈的WD数量最多,总体和各存在形式径级结构呈倒"J"型,数量上径级I>径级II>径级III。(2)WD总体空间分布格局随着尺度的增加聚集程度逐渐降低。径级I分布趋势与总体类似,径级II表现为在整个尺度上聚集和随机分布交替变换,径级III主要以随机分布为主;枯立木和倒木分布趋势与径级I类似,但倒木从聚集到随机分布的变化发生在更小尺度内;枯桩分布趋势与径级II类似,不过聚集与随机分布交替的波动幅度更为平缓。(3)不同径级和不同存在形式WD分布在缓坡地形中的比例较高,物种与地形关联结果显示物种与山脊和沟谷地形之间关联性较显著,与缓坡和陡坡地形无显著关联。研究表明,先锋物种正逐渐被淘汰,该群落处于演替阶段中后期;WD空间格局的形成主要受密度制约、生境过滤和个体自然衰老的影响;缓坡地形是群落中环境条件相对较好的区域,适宜大部分物种的繁殖生长。研究揭示了WD在亚热带北缘常绿阔叶林群落中的数量特征及分布规律,为探索该地区植被演替、地形对生态过程的影响提供了科学依据。

摘要:揭示黄河乌兰布和沙漠地区旱柳和梭梭叶功能性状在不同生长时期的变异规律,探明旱柳和梭梭对该区特殊环境的适应策略。以黄河乌兰布和沙漠段旱柳(Salix matsudana)和梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,在生长初期(5月初)、生长旺盛期(7月初)、生长末期(9月初)3个时期分别测定14个叶功能性状,分析不同生长时期叶功能性状的变异与性状间的相关性及其对气象因子的响应。结果表明:(1)在不同生长时期,2种植物的叶功能性状均发生不同程度变异,其中,梭梭叶干重、旱柳相对水分亏缺变异系数最大,分别为91.78%、45.74%,2种植物的叶碳稳定同位素比率(δ¹³C)变异系数均为最小(均小于5%);旱柳叶含水量、叶宽、叶形指数,梭梭、比叶面积、比叶重在生长初期、旺盛期、末期间均存在显著差异(P < 0.05)。(2)梭梭叶功能性状间的相关性较旱柳高;叶长、δ¹³C是两种植物叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子。(3)气象因素分别解释了旱柳23.89%、梭梭26.87%的叶功能性状变异,其中比湿度和降水分别是影响旱柳、梭梭叶功能性状的主要气象因子;比湿度和晴空表面有效辐射总数是共同影响两种植物叶功能性状的气象因子。植物可以通过改变叶功能性状及性状间的权衡关系,调整资源获取能力和物质分配去适应复杂的环境变化,形成最适生存策略。

摘要:松属植物具有重要的生态和经济价值。但松属植物的基因组庞大、分子进化慢,物种的特征相似性极高,辨别难度大。为解决传统松属物种鉴别方法存在的成本高、耗时长、准确率低、操作复杂等问题,提出了一种基于松属近红外光谱数据(NIRS)并结合一维连续型卷积神经网络(1D-CS-CNN)与自编码技术的松属物种检测机制。使用更高效率的连续型结构替代传统1D-CNN模型中隐含层结构,并针对松属NIRS数据适应性改进为1D-CS-CNN模型,使其可直接应用于一维NIRS数据。结合自编码器的重构误差设计一种考虑未知类别的松属物种鉴别方法,通过待测样本的自编码重构误差来解决卷积神经网络置信度过高的问题,将修正的置信度与预先设定的阈值进行比较,判断该样本是否为未知品种。实验结果表明,1D-CS-CNN训练集与测试集准确率均达到近100%,损失值收敛为0.015,改进后的1D-CS-CNN模型识别速度更快;同时,自编码模型对未知类别松属检测机制识别率为99%。实验结果证明,该模型可快速高效分类出不同松属物种,同时检测出松属新物种。

摘要:随着全球气候变化日益加剧,极端气候频发,严重威胁着植被稳定性。目前,植被敏感性研究通常以定性研究为主,且常常忽略了气候变化对植被的累积滞后效应。因此,考虑气候变化对植被的累积滞后效应下,定量分析植被对气候变化的敏感性,旨在为预防区域植被退化提供理论支撑。利用AVHRR NDVI3g数据、ERA5-Land数据,运用自回归模型方法,考虑气候对植被的累积滞后效应,计算植被对气候变化的敏感性,并探讨中国植被对气候变化的敏感性时空变化特征。研究表明,不同气候区气候因子(降水、太阳辐射、气温)对植被的累积滞后影响存在差异。在湿润区,因降水充沛,降水对植被的累积滞后时效长达3个月,而在半干旱区,由于降水较少,降水对植被的累积滞后时效缩减到1个月。中国大部分植被受太阳辐射的累积滞后影响时效为2到3个月,而南方湿润区森林受气温的累积滞后时效为3个月,半干旱区草地受气温的累积滞后时效仅为1个月,而东北森林和华中耕地受气温的累积滞后时效为当月。中国92.60%的植被敏感性较低,对外界干扰具有一定的抵抗力。然而,7.40%的植被敏感性极高,主要分布在华东湿润区和东北半湿润区,这些地区植被生长易受气候变化影响,面临着较大的退化风险,均被视为生态脆弱区。在空间上,华东湿润区的耕地敏感性常年较高,而半干旱区的植被敏感性随季节波动变化明显,在春季的敏感性最大。季节尺度上,在春季,西藏、内蒙古高原北部等地区的草地敏感性指数达到最大值,而在夏季,植被敏感性较高地区主要集中在华中湿润区耕地,中国植被的敏感性强弱在空间分布上具有明显的异质性。因此,定量分析植被对气候变化的敏感性,有利于为中国生态环境保护以及减缓气候变化不利影响等决策提供科学依据。

摘要:植物碳库是草地土壤碳库的重要来源,在草地碳循环和气候调节方面均具有重要作用。小型地下草食哺乳动物作为草地生态系统中的主要生物干扰因子之一,通过其广泛的觅食活动对植物碳库产生显著影响。选取青藏高原特有的小型地下草食哺乳动物高原鼢鼠(Eospalax baileyi)主要栖息地类型:高寒草甸、高寒草原和高寒草甸草原为研究对象,通过原位配对取样,分析牧食洞道干扰对植物碳库以及组分的影响,并筛选出牧食洞道干扰前后影响植物碳库的关键因子。研究结果表明,牧食洞道干扰显著降低了植物地上和地下碳库,降低程度从大到小依次为高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸。高寒草地生态系统地下和地上植物碳库比值均降低,表明地下植物碳库受到的影响相对更大。土壤含水量、微生物量碳、有机碳等因素是影响植物碳库变化的关键因子。研究强调在评估高寒草地生态系统碳库时需考虑小型地下草食哺乳动物的影响,为未来高寒草地植物碳库的管理和恢复提供了科学依据和实践方法。

摘要:繁殖成本不同,导致雌雄异株两性植物的资源分配机制不同,这种性别差异会导致其生长和繁殖过程变化,改变繁殖成本正是深入了解雌雄异株植物资源分配性别差异响应的有效途径。以吉林蛟河天然针阔混交林样地内雌雄异株植物髭脉槭为研究对象,以营养器官叶片和新生枝性状及参与繁殖过程的铜、钼、硼、铁、锰作为衡量髭脉槭的量化指标,探究不同生长阶段和不同繁殖成本变化下雌雄异株植物髭脉槭的性别差异和差异可塑性。研究样地内选取髭脉槭雌雄植株各60株,将其分为三组:所有植株不进行任何处理(CK组),所有植株在花蕾初期去除整株的所有花蕾(RB组),所有植株在开花末期去除整株的所有花朵(RF组)。在开花期和结果期分别采集不同处理组中髭脉槭的叶片和新生枝作为样本,运用双因素方差分析检验不同繁殖成本下雌雄髭脉槭差异显著性。结果表明:改变繁殖成本对比叶面积和叶片生物量影响不显著,对开花期与结果期髭脉槭的新生枝生物量及长度、叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量影响均显著并产生性别差异响应。开花期,CK组雌株新生枝生物量显著低于雄株,新生枝长度显著大于雄株,RF组中雄株叶片Cu、Mo含量显著高于雌株,雌株叶片B、Fe、Mn含量显著高于雄株,对照CK组与RB组中雌雄株叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量无显著差异。结果期,RB组雌株新生枝生物量显著低于雄株,RB、RF组雌株新生枝长度显著大于雄株,对照CK组中雌株叶片Cu、Mo含量显著高于雄株,雄株叶片B、Fe、Mn含量显著高于雌株,RB组与RF组中雌雄叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量无显著差异。在不同的生长阶段,改变繁殖成本对髭脉槭新生枝生物量和长度以及叶片微量元素Cu、Mo、B、Fe、Mn的含量均有显著影响,且表现出性别差异。性别和繁殖行为对植物叶片和新生枝性状的调控可能是一种适应性反应,以满足不同生殖阶段的需求。这些发现支持了差异可塑性假说,即植物在面临不同环境和繁殖条件时,通过调整资源分配和元素吸收来适应和优化繁殖策略。研究结果有助于深入理解雌雄异株植物在资源分配与适应性进化中的重要机制,为相关植物繁殖策略的研究提供了新的视角。

摘要:研究亚热带不同生活型树种碳、氮、磷含量及其计量比器官间和种间差异,揭示不同生活型树种养分分配格局和限制因子及其对环境的潜在适应机制,为该地区森林生态系统养分循环与群落构建提供科学依据。在同质环境下测定针叶树种马尾松、落叶阔叶树种枫香和常绿阔叶树种木荷、杜英10个器官的碳含量(C)、氮含量(N)、磷含量(P)及碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P),用变异系数(CV)表达器官间和树种间的差异,用标准主轴回归斜率检验C、N、P两两之间的异速增长关系。结果表明:1)器官间、树种间C、N、P及C/N、C/P(除树种间外)和N/P差异显著,且器官间的差异随树种不同而显著变化;代谢活性强的器官(叶、细根)N、P较高,但C/N、C/P较低,慢速周转器官(边材、心材)则相反;4个树种叶N/P均值高达32.36,显著高于其它器官,表明研究区树种受P限制严重;2)无论种间还是器官间,C的CV均低于6%,是植物体内最稳定的元素,而N、P的CV较高,特别是P;代谢活性强的器官(叶、细根)种间变异小,代谢活性弱的器官(边材、心材)种间变异大;4个树种器官间N、P的CV差异明显,从弱变异到中等变异,其中木荷最大,为中等变异,杜英最小,为弱变异;3)叶、边材N和P为正异速增长,枝、皮、根头、粗根和小根N和P为等速增长;马尾松、木荷N和P为等速增长,而枫香、杜英N和P为正异速增长。综上,不同生活型树种器官间N、P分配特征与器官功能分异密切相关,总体上将受限的P优先分配到叶和细根;不同生活型树种具有不同的环境适应机制;无论是种内还是种间,单一器官C、N、P及其计量特征不能准确地反映整树水平,今后的相关研究不仅考虑种间差异,还应考虑种内器官间的差异。

摘要:华北平原是我国重要的粮食产区之一,监测作物生长对于维护国家粮食安全至关重要。近年来,高时空分辨率的地球静止卫星数据被广泛应用于植被冠层光合作用研究,为开展作物光合作用高精度监测提供了技术支撑。采用日本葵花8号静止卫星数据反演植被近红外反射率(NIRv)和光合有效辐射(PAR),利用两者乘积NIRvP估算植被总初级生产力(GPP),并基于2018年1月至7月华北平原冬小麦相关通量观测数据,探讨冬小麦生长季GPP日内变化差异和影响因子。结果表明:(1)NIRvP可以较好表征华北平原冬小麦GPP的动态变化,半小时尺度(R²=0.75)、日尺度(R²=0.83)和月尺度(R²=0.97)均显著相关,且随着时间向夏季推移,NIRvP和GPP估计值(GPP_e)均能捕捉到GPP日间质心由下午向上午转移的趋势;(2)PAR对GPP变化的作用会影响NIRvP表征GPP变化的能力,当PAR为GPP变化的主导因素时,NIRvP与GPP具有强相关性;(3)在季节尺度上,饱和水汽压差(VPD)和地表温度与生长季内GPP呈显著负相关,气温和PAR与GPP呈显著正相关,环境因素对GPP季节变化的贡献率为:温度>VPD>PAR;在日尺度上,PAR和温度是日内GPP变化的主要影响因素;在小时尺度上,VPD是GPP变化的主要影响因素。综上,地球静止卫星数据可以用于大范围监测华北平原冬小麦GPP日内变化,未来可结合高时空分辨率卫星遥感数据为华北平原农田可持续发展政策制定提供理论依据。

摘要:植被净初级生产力(Net primary productivity, NPP)反映了植被的生长状况和生态系统的稳定性,对陆地生态系统可持续发展和生态系统碳循环具有重要意义。研究基于CASA模型估算的2000-2021年岩溶区和非岩溶区植被NPP值,运用Sen趋势+MK检验法分析植被NPP的时空分布及动态演变,基于地理探测器探究岩溶区和非岩溶区植被NPP空间分异的主要驱动因素。结果表明:(1)岩溶区年际和季节植被NPP均值高于非岩溶区,两者夏季植被NPP值最高,冬季最低;岩溶区年际、春季和冬季植被NPP增加速率低于非岩溶区,夏季减少速率高于非岩溶区。(2)岩溶区和非岩溶区植被NPP年均值集中分布在500-700gC m^-2 a^-1之间,呈缓慢增加趋势;岩溶区生态修复工程效果显著,植被NPP高值区面积占比高于非岩溶区;植被NPP低值区主要分布在主城区及长江沿岸城镇建设区,岩溶区面积占比低于非岩溶区。(3)植被NPP空间分异受自然和人为因素的共同作用。气温、降水量、人口密度和土地利用类型是岩溶区植被NPP变化的主要驱动因素,人口密度、土地利用类型、高程和降水量是非岩溶区植被NPP变化的主要驱动因素,驱动因素之间对植被NPP变化存在双因子增强或非线性增强的交互作用。研究结果能够为区域生态保护、生态修复和可持续发展研究提供科学依据。

摘要:食源分析是麋鹿保护中研究麋鹿栖息地需求的核心,也是了解麋鹿与环境之间的相互关系、判断环境容量以及进行资源管理的前提和基础。选取保护区第一核心区和第三核心区为研究区域,分别于2019年5月、7月、10月和12月进行野外调查,收集麋鹿食源植物样本及粪便样本,运用碳氮稳定同位素技术分别对不同月份互花米草、碱蓬、白茅、狼尾草、狗牙根和糙叶薹草6种食源植物及麋鹿粪便进行测定并进行相关性分析,应用贝叶斯模型分析不同植物对麋鹿食源的贡献率,分析不同季节麋鹿食性变化。研究发现,食源植物的种类、数量及营养价值均影响麋鹿取食行为。结果显示,5月、7月、10月和12月对麋鹿食源贡献率最高的植物分别为互花米草、狗牙根、互花米草和互花米草,贡献率分别为39.0%、42.8%、47.9%和31.9%。5月、7月、10月和12月,狗牙根和互花米草对麋鹿食源的贡献存在显著变化,表明麋鹿对食源植物的选择存在季节差异。C₃植物和C₄植物在不同月份对麋鹿的贡献率存在差异。在不同季节,麋鹿粪便的δ¹³C值与食源植物的δ¹³C值显示出一定变化趋势,保护区内麋鹿混食C₃和C₄植物,尽管C₄植物占比大于C₃植物,但不能确定麋鹿更喜爱C₄植物;互花米草对第三核心区麋鹿食源的贡献率较高,狼尾草对麋鹿食源的贡献率较低,表明麋鹿在选择食物时偏好营养价值高的植物;不同月份麋鹿粪便的δ¹³C和δ¹⁵N值变化表明,不同季节麋鹿的食物组成不同,以满足其营养需求。了解麋鹿食性变化不仅为今后制定有效管理和保护策略提供科学支持,也为麋鹿保护区的管理与生境恢复提供理论依据。

摘要:时间是限制鸟类迁徙活动的关键因素之一。鸫科候鸟两性不同的身体特征以及成幼不同的换羽模式可能使它们的秋季迁徙停歇模式出现较大的种内差异。于2021年和2022年秋季,在福建省明溪县开展鸫鸟环志,共环志了643只鸫科候鸟,包括白眉鸫 (Turdus obscurus)(364只)、灰背鸫 (T. hortulorum)(161只)、乌灰鸫 (T. cardis)(59只)、虎斑地鸫 (Zoothera aurea)(15只), 白腹鸫 (T. pallidus)(20只), 白眉地鸫 (Geokichla sibirica)(3只) 和斑鸫 (T. eunomus)(1只)。比较了三种优势鸫的迁徙时序和身体特征的种内和种间差异,分析了它们的迁徙动态,以及翅长和脂肪级分布。结果显示,白眉鸫和乌灰鸫成鸟的抵达时间分别比幼鸟早2天和3天。三种鸫的抵达时间都没有性别差异。白眉鸫的抵达时间比灰背鸫和乌灰鸫分别晚3天和2天。白眉鸫成鸟的翅长显著长于幼鸟,而灰背鸫和乌灰鸫的翅长没有显著差异,拥有更长的翅膀可能是白眉鸫成鸟比幼鸟先到的原因。白眉鸫和灰背鸫的翅尖指数随到达时间呈显著下降的趋势,脂肪含量则随到达时间显著上升,表明这两种鸫存在迁徙距离较长的个体更早到达,并且脂肪水平较低的规律。三种鸫的迁徙高峰期均少于10天,平均脂肪级均小于2级,表明鸫科候鸟可能采取了能量最小对策,并在较短时间内集中通过明溪。明溪县是鸫科候鸟重要的中途停歇地。应做好栖息地保护工作,为鸫科候鸟提供高质量的栖息环境。在鸫科候鸟的迁徙高峰期间,应尽可能减少人为干扰,以免影响鸫类的停歇活动。

摘要:草原生态补偿是指在合法利用草原资源过程中,草原使用者或受益者对草原资源的所有权者或为草原生态环境保护付出代价者支付相应费用的行为。如何实现补偿机制的合理化及其长期可持续发展是我国草原生态补偿一直以来的研究热点和重点。基于文献计量方法,系统归纳总结了草原生态补偿领域的研究现状和发展模式,探讨了草原生态补偿的特点及其与森林、河流、农田生态补偿之间的差异和联系。研究结果表明早期草原生态补偿研究主要聚焦于草地质量提升、草原物种丰富度提升、草原景观维护等方面;随着草原生态建设的发展和深入,草原生态补偿逐渐成为经济学、社会学等多学科理论和方法交叉的研究领域。目前,草原管理政策与牧民满意度的耦合关系、草原生态补偿政策效益评估和草原地区生态补偿标准测定是草原生态补偿研究的热点和难点。各领域生态补偿的差异主要体现在机制与效益评价两方面。草原生态补偿机制的建立受限于经济价值认知不足等问题,难以像森林补偿那样形成相对完善的市场机制,也无法适用流域生态补偿中常见的筹资方式。此外,生态系统的独特性也对草原生态补偿效益评价过程中需要进行针对性的指标选择和权重分配做出了要求。在探讨草原生态补偿研究态势及热点前沿的基础上,研究结合我国国情分析了草原生态补偿定量研究中各方法的适用性及优缺点,以期为草原生态补偿后续研究及相关政策的制定实施提供思路和参考。

摘要:生物多样性信用是一种经济工具,是对保护或恢复物种、生态系统或自然生境等行为所产生的生物多样性净增值的计量。可用于通过创建和出售生物多样性信用来资助增强生物多样性的行动。为全面了解生物多样性信用研究的发展脉络及演变趋势,运用CiteSpace文献计量方法,对文献计量特征、高频关键词进行分析。结果显示:(1)生物多样性信用研究的年度发文数量呈现出缓慢发展(2003-2008年)、快速增长(2008-2015年)以及波动上升(2015-2023年)的趋势;Martine Maron和Philip Gibbons本斯是研究该领域的核心作者;高校和非政府组织机构是该领域研究的主力军;研究涉及多个学科,其中包括环境科学、生态学、经济学、地理学、政治学、法律等。(2)生物多样性信用研究热点指向保护与激励策略、生物多样性量化、法律政策框架、信用银行机制研究四个方面,研究热点从单纯追求无净损失,逐渐转变为积极追求净收益,用途从原本被动抵消转变为主动投资工具。(3)设计更符合生态保护政策目标的策略和开发科学有效生物多样性信用计量方法成为今后研究重点。基于上述分析结果,如果将生物多样性信用引入我国,首要任务是明确其概念边界,并设定信用收益与损失标准,以确立市场参与各方的主体地位。

摘要: