摘要:

摘要:新疆草地类型丰富,四季分明,草地生产力随季节波动显著,开展长时间序列及逐月动态监测,对精准掌握草地变化规律、科学保护与合理利用草地资源意义重大。以MODIS-NDVI为数据源,采用一元回归分析、多元残差分析及hurst指数,探讨了2001-2023年3-10月新疆11个草地类归一化植被指数(NDVI)在年际和月际尺度的动态变化,并分析了气候和人类活动对其影响,以及未来变化趋势。结果表明:(1)2001-2023年,新疆草地NDVI整体呈现波动增加趋势,增加趋势的面积占75.99%,减少趋势占的5.86%;在月际变化中,草地平均NDVI呈现先增加后减小的趋势,7月份达到峰值;年际动态中,4月、5月和10月的增加趋势最为明显,各类草地NDVI均呈现增加趋势;空间上呈现山地高、平原低的分布格局;(2)2001-2023年,气候变化和人类活动的综合作用是新疆多数草地NDVI增加的主导驱动因素,占比55.13%;其中,人类活动对新疆草地NDVI变化的贡献率较气候变化更大,尤其在5月份,贡献率在80%-100%区间的面积达到最高为62.34%,在高寒类草地及沼泽中占比均超过90%;(3)在荒漠草原类草地,降水和人口密度对NDVI的正贡献率较大,促进草地NDVI生长;高放牧强度会导致草地NDVI的减小,草地保护政策的完善与实施为草地NDVI的改善提供了有利条件;(4)未来变化趋势上,新疆草地NDVI以增加趋势为主,占比92.49%,但在6-9月,未来呈现下降趋势的草地面积约占25%,8月达到34.88%,温性草甸草原和山地草甸两类草地中呈现下降趋势的草地超过10%,在未来的草地利用和管理中需要重点关注。

摘要:草地退化是内蒙古主要生态问题之一。为此,内蒙古自2000年起实施了一系列以放牧管理为核心的草地保护政策,然而在干旱加剧背景下,这些政策如何通过调控放牧活动影响草地总初级生产力(GPP)对干旱的响应过程及其时空特征仍不明确。系统评估了1992-2018年放牧政策转型与干旱胁迫对内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原GPP的协同作用及影响路径。结果表明:(1)1992-2018年内蒙古草地GPP整体呈不显著下降趋势(56.54%),其中荒漠草原GPP呈上升趋势(53.56%)。SPEI指数整体下降(95.54%),在放牧政策实施第一阶段(2000-2010)干旱情况最严重,SPEI值多低于-0.5。放牧强度总体下降(95.88%),但在自由放牧时期(1992-1999),放牧强度呈上升趋势(54.97%)。(2)从自由放牧时期(1992-1999)到放牧政策实施第二阶段(2011-2018),SPEI的重要性呈先升后降趋势,而放牧强度的重要性则先降后升。GPP和SPEI整体呈正相关关系(89.01%),但其相关性随草地类型和时期不同而有所差异。(3)放牧强度和SPEI对草地GPP变化均有显著直接影响。随着政策实施,SPEI的直接影响逐渐减弱,而放牧强度的影响则由负转正。研究结果在一定程度上证实了放牧政策转型对草地生态系统恢复的积极作用。

摘要:围栏封育作为退化草地恢复的关键措施。当前研究多聚焦于围封年限对植被和土壤性质的影响,而对丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)群落的动态响应及影响因素探讨尚不充分。以新疆巴音布鲁克高寒草原为研究对象,设置自由放牧、短期(3年)、中期(13年)、长期(40年)围封处理,结合野外调查与实验室Illumina MiSeq高通量测序技术,探究土壤-植物系统协同演变中AMF群落的变化及其驱动因素。结果表明,随围封年限增加,植物地上生物量及盖度持续上升,植物物种丰富度在中期围封达到峰值;土壤pH显著降低(自由放牧 vs长期围封,Δ=0.30),土壤养分先增后减,且在中期围封含量最高。长期围封土壤AMF菌丝密度和孢子密度分别为自由放牧的1.25倍和3.34倍。与自由放牧相比,围封虽未显著改变AMF群落alpha多样性,但显著改变AMF群落组成;长期围封使优势属Glomus相对丰度较自由放牧显著增加了117.17%,而Diversispora相对丰度显著降低了76.48%。相关性分析表明,AMF群落多样性受植物物种丰富度和土壤养分共同影响。冗余分析进一步揭示,土壤pH是驱动AMF群落组成的关键因子。层次分割则表明,土壤化学因子(pH、硝态氮、铵态氮)与植物物种丰富度协同作用,共同解释了55.80%的AMF群落组成变异。其中,土壤铵态氮和植物物种丰富度贡献最高,其次为土壤pH和硝态氮。综上,围栏封育通过驱动植被-土壤系统协同演变调控AMF群落组成,揭示了菌根共生体系在草地恢复中的关键影响因素,为理解退化草地生态系统恢复过程提供了新的理论视角和科学依据。

摘要:高寒草甸是青藏高原主要植被类型之一,全球气候变化背景下大气氮(nitrogen, N)沉降与降水格局改变对高寒草甸碳平衡产生显著影响。然而,这两种变化对土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)的交互作用仍存在较大不确定性。本研究于2019-2021年以青藏高原东北部高寒草甸为研究对象,设置氮添加(包膜尿素,10 g N m^-2a^-1)和降水变化(增雨50%和减雨50%)处理,每个处理设置3个重复,探究植物生物量和表层(0-10cm)土壤SOC含量的响应特征。结果表明,仅氮添加处理显著提高峰值地上生物量(aboveground plant biomass, AGB)达19.1% (83.8g/m²),使AGB/BGB显著增加23.3% (0.057)。AGB和SOC含量在不同年份间存在显著差异。为排除年份效应,采用各处理与对照组的相对变化量(ΔAGB、ΔBGB和ΔSOC)进行分析,发现这些相对变化量对处理同样不敏感。随机森林模型和结构方程模型结果均显示,SOC和ΔSOC含量主要受气温变化的调控,而非植物碳输入(AGB和BGB或ΔAGB和ΔBGB)驱动。研究证实气候变化对高寒草甸SOC积累的正向效应,可能缘于过去数十年气温持续升高的主导作用,而非大气氮沉降和降水格局改变。年份而非处理产生的显著效应表明,亟需开展长期多因子实验以揭示高寒草甸土壤固碳能力对气候变化的复合响应及其机理。

摘要:青藏高原高寒草甸在牧草生产、固碳、养分及水循环等方面发挥着重要的作用。然而,在气候变暖与超载放牧双重影响下灌丛化加剧,导致植被群落演替,进而制约高寒草地畜牧业可持续发展。坡向和坡位是影响坡面植被类型、土壤养分平衡、空间分布等的重要地形因素,但目前关于坡位与草灌植被类型如何协同调控植物群落及土壤养分的空间格局的内在机制有待阐明。本研究在若尔盖高原典型坡面上选取不同坡位和植被类型,通过进行野外植物群落调查、表层(0-10 cm)土壤采样和分析测试,揭示植物群落特征与土壤养分之间的互作关系。结果表明,草地-灌丛斑块的草地植物群落特征呈现显著坡位分异格局,在上中坡位,草地-灌丛的草地总盖度、生物量和多样性更高,而草地斑块相较于草地-灌丛斑块具有更高的物种丰富度。草地-灌丛斑块中,上坡位与中坡位的总盖度、生物量及多样性均高于下坡位,下坡位总盖度与生物量较中坡位最高值分别下降37%与131%,而草地斑块则在下坡位的物种丰富度最高。该格局体现了"沃岛效应",草地-灌丛斑块中有机质及养分在中、上坡位富集,下坡位有机质含量较上、中坡位分别降低29%和60%,而草地斑块则表现为下坡位养分富集。草地-灌丛斑块N ∶ P显著低于草地斑块,其C ∶ P、C ∶ N沿坡位向下递减,C ∶ P降低78%。草地-灌丛斑块的养分循环与植物群落多样性呈显著性相关(P<0.05),土壤碳氮磷储量及化学计量特征受土壤有机质、土壤容重及氮素的协同调控。综上所述,本研究通过揭示高寒草地的灌丛化与坡位共同调控土壤碳、氮、磷储量及化学计量,可为高寒灌丛化草地管理提供了科学依据。

摘要:物种多样性与生产力关系是当前生态学研究的重点之一。高原鼢鼠鼠丘作为自然形成的"扰动梯度实验平台",为探究植物群落构建过程中物种多样性与生产力关系提供了独特视角。以青藏高原东麓高寒草甸禁牧样地中不同年限的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)鼠丘为研究对象,分析其上植被物种多样性及地上、地下和总生物量的变化格局,结合土壤理化特性解析影响鼠丘植被演替的关键因子。结果表明:(1)随着演替年限增加,土壤容重、含水率、有机碳和碳磷比在各年份间存在显著性差异,其中多年鼠丘的土壤全磷、有机碳和碳磷比均显著低于一年鼠丘。(2)地上生物量随演替年限增加而显著增大,为演替初期的5.40倍;而地下生物量和总生物量呈先降低后增加的趋势,其中总生物量在多年时达到峰值,较最低时(两年)高出156.51%。Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈先增长后降低的趋势,且在第二年时达到最大,比平地对照分别高出15.34%和5.54%。(3)高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中物种多样性与生产力(地上生物量、地下生物量、总生物量)间呈负相关格局,但是该负相关关系的形成是演替阶段特异性过程的综合结果,而非单一阶段的静态关系。(4)Mantel分析和结构方程模型表明,物种多样性与生产力受土壤容重、含水量、有机碳含量和碳磷比的阶段性动态调控,其中土壤有机碳含量对总生物量的变异解释率为32.00%,土壤碳磷比对多样性指数(Shannon-Wiener指数和Simpson指数)和总生物量的变异解释率分别为57.00%和51.00%。综上所述,高原鼢鼠鼠丘植被演替过程中资源竞争加剧和空间异质性的降低会使群落生产力提高的同时降低物种多样性。该结果为高寒草甸生态恢复、生物多样性保护及生态系统功能维持提供了理论依据。

摘要:高寒草甸斑块化退化是青藏高原高寒草地退化的重要特征,通过无人机影像进行斑块化退化高寒草甸识别,可准确掌握大范围草甸退化情况,对高寒草甸的保护与恢复具有重要意义。在环青海湖区和黄河源区典型流域内,选取斑块化退化高寒草甸区域,利用无人机采集影像和高精度地形数据,根据重要性排序和相关分析设计不同特征选择方案,采用不同机器学习分类器进行面向对象的无人机影像分类,实现了高寒草甸退化斑块的多特征精细化自动识别,并将识别结果和地形数据进行相关性分析,探索基于无人机的斑块化退化高寒草甸大范围调查方法和应用潜力。研究结果表明:(1)无人机影像结合面向对象分类方法十分适用于高寒草甸退化斑块识别,总体精度可达96%以上。(2)高寒草甸退化斑块识别中,基于重要性排序的特征选择优于相关性分析,光谱特征和纹理特征较几何特征更为重要,Bayes分类器的识别效果最好。(3)高寒草甸退化程度和恢复状况与高程、坡度、曲率存在显著的相关性,与鼠害无明显相关性,高寒草甸退化的主导因素存在空间尺度分异性。本研究提出的基于无人机数据和面向对象的精细化识别与地形相关分析方法,可为高寒草甸修复措施的精准制定、修复效果评估等提供新的技术路径。

摘要:冻胀丘是多年冻土区常见的一种冰缘地貌现象,近年来随着气候变暖趋势的加剧,冻胀丘的发育过程呈现出显著的时空异质性特征,这种变化可能对高寒草甸生态系统的结构与功能产生重要影响。快速识别冻胀丘,并进行空间分布格局分析有助于监测冻胀丘的形成和发展过程,并揭示其动态机制。以甘南州美仁草原为研究对象,采用无人机获取高分辨率可见光影像(RGB)和数字归一化表面模型(Normalized Digital Surface Model,nDSM),结合面向对象的贝叶斯(Bayes)、决策树(Decision treed,DT)、K最近邻(K-nearest neighbor,KNN)、随机森林(Random forest,RF)和支持向量机(Support vector machine,SVM)分类方法进行冻胀丘的精细化识别,并分析冻胀丘的空间分布格局。结果表明:以RGB影像与nDSM为数据源,在最优分割尺度19及11项最优特征组合下,支持向量机(SVM)分类性能最优,生长季和非生长季的总体精度(OA=89.49%、90.19%)、Kappa系数(74.15%、69.73%),显著高于其他方法(KNN: OA=87.03%、88.99%;Bayes: OA=86.93%、89.94%;RF: OA=85.35%、87.61%;DT: OA=82.99%、87.60%)。基于Ripley's L(r)函数的点格局分析表明,5种分类方法提取生长季与非生长季的冻胀丘均呈现显著聚集分布。研究提出的无人机RGB-nDSM数据融合与面向对象分类方法,可高效实现冻胀丘的精细化识别(OA>89%)及多尺度空间格局解析,为高寒草甸中冻胀丘动态监测、退化机制量化及治理策略优化提供高精度技术支撑。

摘要:为评估三江源地区不同草地类型的载畜量与载畜压力对两期生态保护工程的时空响应特征,并揭示不同区域间响应差异,提升高寒草地可持续管理与生态工程精准施策能力。基于遥感数据、实地调查与机器学习技术,系统分析了1990-2020年三江源草地理论载畜量与实际载畜量的时空变化特征,构建草地类型分异的气候响应模型,并利用CMIP6情景数据预测2021-2030年未来理论载畜量变化趋势。(1)不同草地类型对两期生态工程(2005-2012年与2013-2020年)均表现出正向响应,但响应强度存在显著差异。高寒草甸与高寒草原在一期工程期间分别增长至0.646和0.319 羊单位/hm²,二期增幅减缓;高寒草甸草原实现持续增长(二期增幅4.36%),而生态脆弱的高寒荒漠响应最为显著,二期增幅达15.58%。(2)载畜压力指数在一期工程期间下降至1.42,二期小幅回升至1.47,反映出在持续生态治理下放牧压力有所缓解,局部区域草地生态承载水平仍有提升空间。空间上看,东部县域(河南、泽库、班玛)载畜压力显著高于西部县域(如治多),放牧强度存在显著差异。(3)基于XGBoost模型构建的载畜量预测模型在测试集上R²为0.729,具备良好的时空泛化能力。两期生态工程有效提升了区域草地生态承载力,特别是在高寒荒漠等脆弱生态系统中恢复效果显著。但实际载畜量长期超载问题依然突出。研究构建的栅格化气候预测模型可为草地生态监测与管理提供技术支撑,对实现区域草地资源的可持续利用与生态安全保障具有重要意义。

摘要:草原生态管理的高效实施依托于利益相关者的协同联动,对于维护生态平衡、保障民生福祉等具有重要意义。以收益-成本为驱动分析框架,嵌入政府生态补偿政策与奖惩机制,建立上级政府、下级政府、企业和牧民间的四方演化博弈模型,推演不同主体的稳定策略演化趋势,运用内蒙古草原生态实际数据进行仿真分析,探索利益相关者协同推进草原生态管理的最优路径。研究结果表明:①利益相关者的策略选择呈现动态耦合与协同演化的特征,在差异化的生态补偿和奖惩机制协同作用下,上级政府选择强监管策略概率随时间变化逐渐呈现下降趋势,下级政府、企业和牧民选择适应性管理、完全治理和合作参与的策略概率均随时间迭代稳定增加,博弈系统最终演化至"弱监管/适应性管理/完全治理/合作参与"稳定状态。②提高生态补偿额度与奖励力度对下级政府选择适应性管理策略具有显著的正向激励;上级政府应重点关注对下级政府的激励机制,强化下级政府草原生态管理的主动性与科学性。③提高生态补偿额度与奖惩力度可显著推动企业选择完全治理策略,但对牧民选择合作参与策略产生负向抑制;下级政府应针对主体行为特征差异设计生态补偿与奖惩机制,以激发企业治理动机与牧民合作意愿。研究结果以期为揭示草原生态多主体协同管理稳定运行的逻辑机理,实现草原生态可持续发展提供科学依据。

摘要:生态产品价值实现是践行"两山"理念的重要举措,然而目前仍面临"难度量、难抵押、难交易、难变现"等诸多问题。既有研究多停留在生态产品的公共物品属性与外部性等抽象的经济属性,而对生态产品的独特生态属性和其作为产品的经济属性认知不足,无法基于经济规律破解生态产品价值实现的现实困境。从生态产品概念的再讨论出发,定义了生态产品自然为主、共同生产和满足需求的三大本质特征,并基于共同生产的不同方式将生态产品划分为纯生态产品、准生态产品以及生态产品衍生品三类。结合生态产品的生态属性和经济属性,剖析其供给和需求特征,其中供给特征表现为品质独特性高、要素难以替代、生产不可移动、供给规模有限;需求特征则表现为收入弹性大、价格弹性高以及偏好决定性强。识别生态产品市场面临的关键挑战,包括供给激励缺乏、有效需求不足、交易成本较高、有利市场结构难形成等。基于此,提出生态产品市场化价值实现必须走好产品化、商品化与产业化的关键路径,并阐明其中的基础条件与核心步骤。最后,有针对性地提出解决现实问题的政策启示和建议,包括健全生态产权制度、创新合作经营模式、建立产品信息机制、完善产业政策、创造区域协同优势等。

摘要:林业碳汇价值实现是贯彻国家"双碳"战略与建立生态产品价值转化体系的关键着力点,也是实践"两山"理念的重要路径。如何借助数字金融破解林业碳汇生态价值向经济与民生价值的高效实现难题,已成为推动绿色发展的重要命题。基于2013-2022年中国30个省级行政区的面板数据,构建涵盖生态、经济、民生三个维度的林业碳汇价值实现水平评价指标体系,并运用固定效应模型、中介效应模型与空间杜宾模型,实证检验数字金融对林业碳汇价值实现的影响路径及空间溢出效应。研究发现:(1)省级层面呈现数字金融发展与林业碳汇价值实现水平的同步提升,数字金融每提高1%,林业碳汇价值实现水平增长0.789%,且在考虑内生性问题,并通过一系列稳健性检验后,结论依然成立;(2)数字金融通过林业技术创新与社会消费水平双重路径推动林业碳汇价值实现;(3)异质性分析显示,在经济发达地区数字金融对林业碳汇价值实现的推动作用尤为突出;存在数字鸿沟的情况下,在数字技术接入能力与使用效率较高的地区,数字金融对其林业碳汇价值实现的推动作用更为显著;(4)数字金融对林业碳汇价值实现的影响存在显著的空间溢出效应,且为正向促进作用。基于此,建议加强数字金融基础设施建设,提升林业碳汇技术创新与绿色消费能力,缩小城乡间数字鸿沟,并充分发挥数字金融的空间效应,协同推进区域林业碳汇价值实现。

摘要:矿山生态产品价值实现是推进绿色矿山建设和生态文明建设的重要抓手。首先阐释矿山生态产品价值实现的科学内涵、逻辑支撑和运行机理,系统揭示其理论基础和内在逻辑。然后,依据价值禀赋、制度规则和实践经验等维度,归纳出矿山安全基底实现、矿山资源原生态利用、矿山产权交易驱动和矿山产业融合增值四种矿山生态产品价值实现基本模式,并详细解析各类模式的价值实现路径。以自然资源部发布的典型案例为样本匹配上述模式,并进行模式剖析与比较;运用制度分析与发展(IAD)框架对不同模式的适用条件和核心特征进行系统评价。研究发现,不同模式在外部变量、行动情景和产出结果等方面呈现差异性特征。当前矿山生态产品价值实现仍面临产权界定不清、资金短缺与融资困境、市场交易机制不完善和多元主体利益分配失衡等困境。基于此,从完善产权制度与法律法规、健全市场化机制、构建多元主体协同治理体系等维度提出相应的优化策略。研究成果丰富了生态产品价值实现的理论框架,为历史遗留矿山适配适宜的价值实现模式提供了实践参考,对提升矿区生态产品的供给质量与能力、高水平保护和高效率利用自然资源具有重要意义。

摘要:生态农产品是生态产品的重要组成部分,其价值实现是生态产品价值实现中现实可行的重要途径。编制了上海市崇明区优质生态农产品清单,分析了从田间生产、批发到销售各环节的价值实现过程。研究发现:(1)编制包含崇明大米、生菜、翠冠梨等31种产品的崇明优质生态农产品清单,可为生态产品价值实现提供数据基础。(2)大都市郊区生态农产品价值实现路径由田间地头、批发市场、合作社供销、实体商超和电商等多个环节构成,其中呈现"梯级上升"与"优质优价"的双重特点。"优质优价"机制是生态农产品实现的重要支撑。(3)价值实现各环节的价值是不同的,以合作社参与全程销售的崇明大米(常规米)、草莓(红颜)和藏红花3种生态农产品为例,其在价值实现路径的各个环节间平均增长率分别约为20%、30%、15%、32%和14%。以崇明大米(常规米、有机米)、生菜和翠冠梨等4种典型产品为例,凭借"优质优价"分别整体增长约67%、78%、338%和267%。(4)生态农产品价值实现有赖于整合销售渠道、突出产品特色、发挥区域优势、扩大购买受众等方式,价值增长仍有很大的增长空间。

摘要:国家可持续发展议程创新示范区中生态产品价值实现是中国生态文明建设的重要内容。全面深化生态文明体制改革任务的清晰明确和2030年可持续发展目标期限的临近,探究示范区中生态产品价值实现的多重影响因素之间的动态联动效应、驱动逻辑与策略优化已日益迫切。通过对11个示范区的案例梳理,采用数据分析和模糊集定性比较分析(fsQCA)方法,识别出示范区建设中生态产品价值实现的共享发展型、协同辐射型和稳定增效型三种代表性路径。并总结三种路径内含的"政策链-创新链-产业链-价值链-人才链"及其韧性度的驱动逻辑。结合驱动逻辑和示范区发展实际,提出包括提升过程韧性加快共享发展、发挥区域优势推动协同辐射、构建协同机制促进稳定增效的实践策略。研究结果能为推动示范区生态产品价值实现提供理论支持和操作框架,为美丽中国建设和实现人与自然和谐共生的现代化提供有益借鉴。

摘要:水生态产品价值实现对水生态系统保护与公众水生态福祉增强具有重要意义。湖北省依水而生、因水而兴,近年来,积极探索水生态产品价值实现路径已取得初步进展,仍面临"高禀赋-低转化"困境。构建"水生态资源-水生态资产-水生态资本-水生态产品"的逻辑框架,基于此系统研究了湖北省水生态产品价值实现的实践、问题与对策。湖北省水生态产品价值实现的发展历程大致分为初步探索阶段(2010-2015年)、制度建立阶段(2016-2022年)和全面推进阶段(2023年至今),推动建立健全水生态产品调查监测、价值评价、经营开发、保护补偿、保障、推进等六大机制,形成了产品认证、涉水农产品经营、政府购买、市场溢价、EOD模式、水产业基金、生态补偿等模式和一批典型案例,但存在产权界定不明确、制度体系不健全、推进机制不完善、资源分布与需求端的空间错配等问题,导致水生态产品市场化程度不高、价值转化率低、转化成效不显著。研究借鉴国内省市实践经验,从政策、机制、路径等层面提出以下四方面对策建议:(1)全面摸清家底,构建湖北省水生态产品目录清单,为水生态产品价值转化奠定基础;(2)破解转化难题,打通"水资源-资产-资本-产品"路径;(3)优化水生态产品价值实现空间配置格局,提升水生态产品可持续供给能力;(4)加强机制创新,提升水生态产品价值转化组织保障能力。

摘要:生态系统服务价值(ESV)的时空变化及其驱动因素的确定是生态系统服务管理和决策的基础。基于2013、2015、2017、2019、2021以及2023年6期土地利用/土地覆盖遥感监测数据,对京津冀地区的遥感生态指数和ESV进行计算,并分析其时空演变、损益情况及驱动因素。研究发现:研究期内京津冀地区存在大量耕地向其他土地利用类型转化,其中耕地转不透水面和草原的面积最多;ESV总体变化呈现出先降低后上升的趋势,ESV的空间分布呈现出山地高于平原地区,沿海地区高于内陆地区;2013-2023年京津冀地区ESV变化指数总体表现出先减少后增加的态势,尤其是在2017-2023年阶段研究区域内部获得增益最多;ESV的损益情况分析表明,京津冀地区的ESV变化呈现出先损失后增益再平稳的态势。相比自然因素,社会经济因素对ESV的影响更强,尤其是人均GDP在其中发挥了关键驱动作用,而人类活动强度(HAI值)大体呈现上升态势,北京市、天津市等经济活力较强的地区人类活动强度较高,并且在2023年分别达到峰值0.7466和0.6801;交互探测结果表明,各因子对研究区生态系统服务价值作用呈现双因子增强和非线性增强,表明京津冀地区ESV不仅受各驱动因子单独作用,同时也会受到驱动因子叠加影响。研究结果为京津冀地区的生态环境与区域经济协调发展提供了参考依据。

摘要:滇中城市群地处我国两大战略走廊--"一带一路"和长江经济带交汇处,具有特殊的地理战略意义。该区域的发展将在推动我国实现"两横三纵"城镇化战略布局方面发挥关键作用。然而,滇中城市群目前面临着较为严峻的产业转型压力,且县域间发展差异显著。基于此,以工业、农业、服务业三大主要行业为例,从经济-社会-生态系统视角出发构建滇中城市群县域产业适配度评价指标体系,使用变异系数法-TOPSIS模型、适配度综合评价模型全面探讨滇中城市群县域产业适配度的时空格局演化特征,并重点分析县域差异及其与经济增长的交互响应特征,在此基础上识别出不同县域产业适配发展的障碍度。研究结果显示:(1)滇中城市群县域产业适配性多以基本适配为主,但县域间差异显著,昆明、玉溪等核心县域适配度较高,而宣威、石屏等边缘县域适配度较低。(2)县域产业适配度与经济增长水平存在长期均衡关系,但交互响应强度因县域经济发展模式不同而呈现显著差异。(3)县域产业适配发展的主要障碍因子为产业资源配置适配与产业技术适配,且障碍度分布呈现明显的县域分异特征。

摘要:作为一种嵌入城市社会-生态系统的复合型实践方式,城市农业在粮食安全、生态环境和社会文化等方面具有多维价值。在实现城市农业发展潜力的过程中,政策因素通过影响各参与主体对城市农业的认知与行为能力,可对其发展产生重要的间接作用。当前,国内外研究对于制度环境与政策鼓励如何影响城市农业潜力实现的关注不足,通常假定单一的社会参与机制与治理模式,忽视了不同制度供给对潜力实现的作用差异,从而限制了理论研究对规划管理实践的参考价值。选取南京江南主城,基于农业生产与建筑限制条件,从地面与屋顶两种空间中筛选出适宜发展城市农业的部分,并在传统发展潜力评估模型的基础上,依托代理参数将适宜空间可用性与参与者行为能力纳入考量,构建了消极许可与政策鼓励两种发展情景并分别进行了评估。结果显示,若以番茄作为目标作物,消极许可情景下研究区年产量可达10.18万t;在政策鼓励情景下可提升100.29%,达20.39万t,能够满足研究区蔬菜消费量的38.42%。同时,政策鼓励对城市不同区域发展城市农业的促进作用表现出较为显著的空间异质性,在城市近郊的效益较好。研究认为,发展城市农业有助于提升城市粮食系统韧性,且政策鼓励可实质性提升发展潜力,表明城市农业发展需要将制度设计与社会参与机制纳入整体评估体系中。研究在一定程度上填补了制度/组织条件对城市农业潜力的影响方面的认识缺口,相关成果也有助于推动城市农业从"可能空间"迈向"可行路径",并为纳入国土空间规划体系提供科学支撑。

摘要:"山水林田湖草生命共同体"理念指导下的国土空间生态修复是推动生态文明建设的重大战略举措以及维护国家生态安全、提升民生福祉的重要战略任务。当前,基于生态安全格局构建的国土空间修复区考虑了地质因子和人类活动对生态环境的影响。为实现小尺度区域系统修复和治理,构建秦岭北麓生态安全格局是实现生态功能修复重要途径。将确定性系数方法(certainty factor method)结合InVEST模型,依据生态系统服务功能和地质稳定性通过ZONATION识别生态源地;综合自然因素、人类活动因素和地质稳定性提取生态阻力面,构建生态安全格局并进行优化。主要结论如下:①秦岭北麓地质灾害易发性空间分布差异显著:北部靠近西安市海拔较低的地区发生地质灾害的可能性较大,南部山地发生地质灾害的可能性相对较小。②秦岭北麓共识别26个生态源地、52条生态廊道。对生态源地进行连通性分级,鄠邑区和长安区源地连通性较高;蓝田县生态恢复潜力较大:源地斑块面积较小分布零散,廊道数量众多,夹点呈带状分布且数量众多。③综合构建了"三区-一带"的山地-平原的生态安全格局,基于源地的连通性进行格局优化。该格局有机融入了生态功能区划和地质稳定性的理念,有助于当地政府采取相应的保护与修复策略。

摘要:青藏高原作为全球气候变化的敏感区,其草地植被对水热因子和积雪变化响应显著。基于归一化植被指数(NDVI)、积雪覆盖度(FSC)、气温(TMP)和降水量(PRE)等数据,利用Theil-Sen趋势分析、MK趋势检验、Pearson相关性分析和贡献度分析,从垂直梯度和空间格局双尺度,解析了青藏高原草地分布区NDVI及其响应因子的时空变化特征,并定量评估了气温、降水和积雪因子对NDVI趋势变化的贡献程度。研究结果表明:(1)2000-2022年间,青藏高原草地分布区呈显著"暖湿化",NDVI显著增加,呈东南高、西北低的格局,年际变化速率为9×10^-4a^-1。空间上NDVI整体以增加趋势为主导(占比62.45%),藏北高原中部、阿尼玛卿山等地区草地NDVI表现出极显著增加趋势;海拔上年际变化速率表现为先上升后下降的趋势,2000-2500m处增长速率最快,为21.46×10^-4a^-1。(2)由不同海拔尺度相关性结果可知, NDVI与降水呈显著正相关,与气温和积雪多为弱负相关。空间尺度上,NDVI与积雪覆盖在冈底斯山、念青唐古拉山等高山地区呈显著负相关,青海高原、唐古拉山、念青唐古拉山等地区NDVI与降水量呈显著正相关,与气温在藏北高原及青海高原等区域呈较强的相关性。(3)NDVI变化响应因子贡献度遵循基本规律:积雪、降水与气温均表现出正向主导效应,且气温贡献高于降水与积雪(占比42.2%)。空间上藏北高原和青海高原地区NDVI变化主要以气温主导,昆仑山、唐古拉山等高山地区主要为积雪主导;降水主导呈零散分布。垂直梯度上,2500-4000m区间内降水正向主导NDVI变化;4000-6000m区间内气温正向主导NDVI变化。

摘要:地上生物量对干旱区生态保护和牧业发展至关重要,其形成机制解析是干旱区草地可持续利用的科学基础,但是目前在区域尺度上所开展的研究依旧较少。在新疆阿克苏地区调查了216个草地样方的地上生物量、物种多样性、功能性状及环境条件,通过整合回归分析、层次分割法和结构方程模型,从生物因素和非生物因素两方面揭示干旱区草地地上生物量调控机制。结果表明:(1)阿克苏地区草地物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数以及Simpson多样性指数与地上生物量均呈现显著的正线性回归关系(P＜0.001),而均匀度对草地生物量影响不显著,该结果符合生态位互补假说。(2)地上生物量与群落叶片碳含量、叶片氮含量和叶片磷含量均呈现显著正线性回归关系(P＜0.001),这与质量比假说的预测一致。(3)在非生物因素中,地上生物量与纬度、海拔、年降水量均呈现显著正线性回归关系(P＜0.001);而与年均温呈现显著负相关关系(P＜0.001)。在所有生物因素和非生物因素中,海拔对地上生物量的影响最大,可以解释18.21%的生物量变化。(4)地理因子通过气候因子和群落功能性状对地上生物量有显著的间接影响,而气候因子和群落功能性状对地上生物量产生显著的直接影响,形成"地理格局主导-气候胁迫强化-群落功能性状响应"的生物量调控机制。揭示了地上生物量的多维度调控机制,为理解干旱区山地-盆地系统生态系统功能变化提供了新的视角。

摘要:丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)作为在土壤中广泛分布的真菌,能够与植物形成共生关系,在提升植物抗逆性、改善土壤质量和维持生态系统功能等方面发挥着重要作用。为了探究不同海拔和坡向等地形因子对AMF群落结构和多样性的影响,以中国西北地区重要的生态屏障--贺兰山为研究区域,以不同海拔和坡向的土壤AMF群落作为研究对象,分析了土壤理化性质,并基于高通量测序技术,分析了不同地形条件下AMF群落结构与多样性。通过冗余分析(RDA)、非限制性排序分析(NMDS)和相关性分析,阐释了环境因子与AMF群落的关系。结果表明:(1)海拔显著影响土壤理化性质(P<0.05),土壤水分和养分含量随海拔升高而显著增加,阴坡的水分和养分含量高于阳坡,但差异未达显著水平。 (2)AMF群落多样性随海拔升高而显著增加(P<0.05),在环境相对复杂的中高海拔区域, AMF群落组成也表现出更高的异质性。(3)Glomus属是研究区区域的优势属,其相对丰度在高海拔和阴坡显著降低,且与土壤含水量呈显著负相关。(4)海拔和坡向均影响AMF群落组成,但海拔通过改变土壤水分和有机质含量,发挥了远强于坡向的主导作用。综上所述,海拔以及土壤含水量和有机质是驱动贺兰山东坡AMF群落结构和多样性的关键环境因子。结果对揭示干旱半干旱地区山地生态系统的土壤AMF群落的多样性和分布格局具有重要的理论意义。

摘要:深入剖析生态系统服务供给、需求及其供需关系的时空分布规律,系统探究生态系统服务流对供需格局的影响,对实现生态系统服务有效管理和制定科学的生态保护规划至关重要。当前研究多聚焦生态系统服务静态供需数量评估与空间关系分析,去往往忽视其空间流动性特征,导致过度强调局部供需而忽略跨区域生态关联。以长三角地区为研究对象,通过整合多源遥感数据及统计资料,采用InVEST模型对粮食服务与产水服务这两类关键生态系统服务开展科学评估,系统解析2000-2022年间六个特征年份的供需时空演变规律。基于定量评估结果,重点探讨生态系统服务在流动前的供需平衡与匹配格局演变规律。通过引入生态系统服务流空间分析框架,重点追踪粮食生产和产水服务的空间流动轨迹,动态模拟其跨区域传输后的供需平衡格局演变。结果表明:(1)2000-2022年长三角地区生态系统服务供需格局时空分异显著,粮食服务呈现"北增南减"、"北盈南亏"的态势,赤字区随城市化扩张;产水服务受气候与城市化影响呈现供给先升后降与需求波动上升的趋势,南北分异明显,南部流域持续盈余而北部淮河流域赤字波动。(2)粮食服务流"北粮南运"格局不断强化,流通规模阶段性跃升。南北向净输出量逐年攀升,跨区域服务流有效缓解了局部短缺。(3)产水服务流空间格局受自然地理条件刚性约束,沿长江、钱塘江、淮河干流形成"高值走廊",2000-2020年累计流动水量总体上升但2022年因枯水年骤降,凸显水资源供给对气候波动的敏感性,且县域尺度上未能有效缓解局部短缺问题。

摘要:西南地区是中国生物多样性保护关键区和生态安全屏障区,其生境质量供需平衡对维持区域生态系统服务至关重要。基于InVEST模型,评估了2000-2020年生境质量供需的时空分异特征与格局,揭示了影响生境质量供需比的关键驱动因素;以生境质量供需关系为视角,运用MSPA-电路理论识别生态源地作为供给区、供需差低-低集聚区作为需求区,识别廊道和夹点,构建了西南地区生态供需网络。结果表明:①生境质量供给量呈"倒V"型时序变化特征,空间上表现为"东南低-西北高"的显著异质性,较高和中等级供给量占主导。②生境质量需求指数呈波动下降趋势,省际间差异显著,四川盆地地区需求较高。③区域整体生境质量呈现供给盈余特征,空间分布呈西高-东低格局,供需差以高-高集聚为主。④土地利用强度、人口密度、GDP等社会经济因素与高程、气温等自然因素共同驱动生境质量供需比的空间分异,其中土地利用强度与高程、年均温的交互作用最为显著。⑤生态源地面积占比由36%上升至45%,集中分布于川西高原、秦巴山区、大凉山区与横断山区,形成"西北核心区-南部扩展区"格局;横断山区与川西高原为高阻力值区域,生态廊道数量从274条减少至255条,但质量显著提升,空间分布重心向东南地区偏移;生态夹点总数呈现波动变化,主要集中分布在云南省境内,2020年数量较2000年减少了46.90%。

摘要:随着生态文明建设的推进,生态系统文化服务面临的供需空间错配矛盾愈发突出,作为连接自然资本与人类精神需求的关键桥梁,生态系统文化服务对人类福祉和区域可持续发展具有重要作用。精准识别生态系统文化服务供需的空间匹配特征及其驱动机制,是解决供需错配矛盾、破解空间失衡的关键。以山西省为研究区,基于多源数据评估山西省文化服务供应功能,结合社交媒体文本数据与Word2Vec模型量化山西省文化服务需求,运用三步移动搜索法和地理探测器模型揭示山西省文化服务供需匹配特征及驱动机制。结果表明:山西省文化服务供应呈现南高北低、东高西低的空间格局,高值和低值分别占全省面积的25.6%和17.2%。其中,自然景观类服务供应值分布与山西省地形分布高度吻合,人文景观则呈现多中心-圈层式分布。需求高值区呈多核心集聚模式,低值区则呈离散分布,全省需求低值点占比达62.6%。供需匹配整体呈现南优北滞格局,南部的长治、临汾、晋城和运城市匹配较好,中部太原-晋中城市群供小于求点位占全省供需比低值的16%,供不应求现象突出。娱乐设施和传统古建等人文因子对文化服务供需分布的驱动效应显著高于自然因子,自然因子中距水体距离因稀缺性显著影响供需双方。研究阐明了山西省文化服务供需匹配特征及其影响因素,为山西省生态系统文化服务可持续发展和结构优化提供理论参考和实践指导。

摘要:生态系统服务流链接了自然供给系统和人类社会需求系统,是生态系统服务与人类福祉关系的真正体现。当前生态系统服务流研究的系统化程度不高,具体生态系统服务流的个性研究不足,导致"流"的认知受限。建立"供需-流-驱动"的框架,开发基于"特性"的方法对郑州市2020年的固碳服务流进行解析。结果表明:(1)郑州市各区域固碳服务的供给和需求差异明显。供给高的区域,如登封市、新密市及巩义市(其实际供给为17.47×10⁶ t、11.63×10⁶ t及10.77×10⁶ t)等区域主要集中在郑州市的东西两端;需求高的区域,如金水区、新郑市及二七区(其需求为7.69×10⁶ t、5.58×10⁶ t及5.05×10⁶ t)等区域主要聚集在主城区。(2)固碳服务流路径共26条,在供给区和需求区、供给区和供给区、需求区和需求区之间广泛存在;各区域内和区域间的流量差异显著,区域内实际流量最大为登封市(12.09×10⁶ t),最小为上街区(-7.40×10⁶ t);区域间实际流量最大为由登封市流向巩义市(6.25×10⁶ t),最小为由二七区流向管城区(0.32×10⁶ t);固碳服务流的流向多从由城郊流向市区;不同区域间的流速差异较小,差异稳定在0.5 m/s内。(3)土地利用强度和第二、三产业地区产值是区域内流量变化的主要驱动因素。建立"流"的研究框架,创新性地提出了基于固碳服务"气体特性"的研究方法,系统化地解析了固碳服务流的供需、流量、流向、边界、流速等的完整属性,同时强化了"流"的制图表达,提升了公众和学界对生态系统服务流的系统化理解和个性化认知。

摘要:生态产品总值(简称GEP)核算既是推动生态产品价值实现的关键环节,也是践行"绿水青山就是金山银山"理念的重要举措。基于统计视角,系统构建了GEP核算的基本框架,并通过案例论证了此框架,指出了其政策应用价值。结果表明:(1)供给表和使用表能够为GEP核算提供系统化的技术工具,并清晰呈现生态产品的供给与使用全过程;(2)考虑中间服务的核算框架不仅揭示了区域间生态系统的相互依存关系,更精准测定了各区域的生态"净贡献",为跨区域生态补偿提供了科学依据;(3)考虑供给潜力的核算框架有效区分了生态产品的实际供给与可持续供给能力,为识别生态超载风险提供了预警工具;(4)三种核算框架的组合应用可满足不同政策场景需求。

摘要:生态系统服务与人类福祉之间的关系是可持续发展的核心议题。基于马斯洛需求理论,构建生态系统服务与人类福祉级联框架。以内蒙古为研究区,运用InVEST模型量化2000-2020年生态系统服务状况,构建多层次人类福祉指标体系评价区域福祉水平。利用斯皮尔曼相关性系数分析二者内部相关关系,并进一步引入可解释性机器学习方法揭示生态系统服务对人类福祉的差异化影响。结果表明:(1)生态系统服务整体呈现北高南低的空间分布格局,食物供给、碳固持、产水量和土壤保持水平显著提升。东部与西部为福祉高值区,基础性和总体福祉持续增加,维护性与提升性福祉呈现波动变化且与总体福祉的协同关系持续增强。(2)生态系统服务对人类福祉的影响在方向、强度及空间分布上存在显著差异。生境质量对提升性福祉的正向影响显著,主要分布于东北部、北部以及西部地区,而土壤保持对维护性和提升性福祉存在明显的负向影响,集中在大兴安岭及其西南沿线、呼包鄂城市群地区。(3)部分地区出现服务下降而福祉提升的"环保主义者悖论",主要涉及生境质量与休憩娱乐服务,且表现为从维护性福祉向提升性福祉的转变。可为区域生态服务管理与人类福祉提升的协同决策提供理论依据与实践参考。

摘要:西南地区是我国重要的水资源战略储备区和生态安全屏障区,揭示西南地区产水服务供需平衡及其服务流演化特征,对西南地区水资源管理、开发和保护具有重要战略意义。以水量平衡原理为基础,采用InVEST模型计算西南地区2000-2020年产水服务供给量,定量评估产水服务需求量,分析产水服务供需平衡特征与空间格局;采用地理探测器揭示影响产水服务供需量变化的关键因素;利用D8流向法计算河流的产水服务流量,分析其变化趋势及时空演变特征。结果表明:①2000-2020年西南地区产水服务供给量呈现先降低后升高再次降低的波动变化趋势,在空间上呈现东高西低分布态势;产水服务需求量略有增长,农业灌溉用水量和工业用水量比重较大,四川盆地地区是产水服务需求的核心区域。②西南地区产水服务供需差整体呈增加趋势,以低低型、高高型空间格局为主;供需比呈现盈余状态,局部地区仍有供需赤字。③降水量、人口密度等是影响产水服务供需比的主要单因子,降水量与气温的交互作用对产水供需比解释力较强。④西南地区产水服务流呈现增加趋势,雅砻江流域、长江干流流域等的产水服务流相对较高;四川省西部地区、渝东南地区和贵州省东部地区是产水服务流量较高盈余地区。

摘要:生态敏感区道路建设的生态效应量化评估是平衡基础设施发展与生态保护的主要挑战,但现有研究在揭示线性工程复杂生态效应的时空异质性及其定量表征方面仍存在不足。首次基于"关键指标+动态参照系"提出路域生态指数(Road Area Ecological Index, RAEI),通过整合生态系统"结构-质量-功能"三维度,创新性引入"历史条件"(时间维度演变)与"极小干扰"(空间基准状态)双尺度动态参照系,构建适用于生态敏感区的道路生态效应评估框架,融合道路施工资料与多模态遥感数据,选取青藏高原同赛高速,进行生态效应的定量评估。研究发现:(1)RAEI通过纳入景观格局指标(斑块内聚力、景观多样性)提升了对线性路域生态效应的综合表征能力,定量揭示了绿色道路段(技术措施实施区)较传统道路段在降低负面生态效应上的差异性;(2)不同路域影响区生态效应呈现显著空间分异:在0-100m核心影响区,绿色道路1段表现出0.025的正面效应,而绿色道路2段和传统道路段的负面效应量分别为0.084和0.074;在100-1000m缓冲带,绿色道路2段的负面效应量始终小于传统道路段;(3)不同区域道路生态效应存在空间异质性:生态本底较为脆弱的绿色道路1段,在实施生态护坡与植被快速恢复等技术后呈现正向保护效应,而绿色道路2段灌丛集群区和高海拔区域及传统道路段等关键敏感点位表现为负面效应,且效应量集中于0.08值域内,表明高寒区植被恢复措施具有周期滞后响应特征。本研究提出的多维评估框架,为生态敏感区道路修建提供了可移植的生态风险评估工具,为道路优化施工、生态保护修复和区域高质量发展提供重要的科学支撑。

摘要:构建和维护城市生境网络是生态文明的必然要求,对于保障区域生态安全和优化国土空间格局具有重要意义。科学合理评估城市生境网络韧性是城市应对和缓解外界扰动,提供长效生态服务功能,谋求人类福祉的核心议题之一。从土地利用覆被变化视角,评估生境质量;基于MSPA分析识别生态源地,提取生态廊道,构建生境网络格局;建立"结构韧性-功能韧性"体系评估城市生境网络韧性,识别东部沿海平原城市生境网络韧性特征与关键韧性节点。结果表明:(1)城市生境质量变化与土地覆被动态演变紧密相关,平原城市空间异质性不显著,草本植被是面积主要转出者,建成区是主要转入者;(2)"源-廊"结合的城市生境网络强调空间落实。识别研究区内生态源共计近200个,其中最大面积为331.87km²,生态廊道共计5411.74km,中部生态廊道较为密集,有利于物种迁移。城市生境网络的系统性搭建过程充分考虑源地和廊道的关联作用,为韧性评估奠定良好基础;(3)从结构与功能评估生境网络韧性提升评估科学性。研究表明,对城市生境网络展开韧性评估,可以为保护城市核心源地、加强边缘源地间联系,形成布局均衡的城市生境网络提供有益支撑。

摘要:湿地公园兼顾了湿地保护与公众游憩的双重功能,是一种湿地保护的成功模式。近年来,我国开展了大量的湿地公园建设,但湿地生态系统脆弱敏感极易受到干扰,不科学的规划建设会导致湿地生态系统的整体衰退,因此对于湿地公园的规划建设需要更加的慎重。加强湿地公园生态韧性以提高湿地生态系统抗干扰和恢复的能力,有利于湿地公园的健康可持续发展,从而实现生态保护与社会服务双重目标。基于此,以新济洲国家湿地公园为例,耦合MOP(多目标规划)与PLUS模型进行湿地公园生态韧性的情景研究。结果表明:(1)相比于历史趋势情景,湿地公园生态韧性情景下的生境质量情景与Shannon多样性情景均有大幅度的生态韧性提升;(2)综合优化情景可以兼顾生境质量与Shannon多样性,是生态韧性提升的最优参考;(3)MOP模型可以对PLUS模型不同情景条件进行定量约束得出更为客观的湿地公园情景模拟结果,可以实现规划建设结果的预测。研究结果与方法为湿地公园的规划建设与优化提供了科学依据,以期为湿地公园的可持续发展提供借鉴。

摘要:构建了区域生态补偿资金分配指标体系,该指标体系由基础性补偿和激励性补偿两大类、5个一级指标、13个二级指标和20个三级指标构成;并基于问卷调查和座谈调研数据,利用层次分析法,计算了各级指标的权重。提出了基于"基础性补偿+激励性补偿"的区域生态补偿资金分配核算方法,并以贵州省为例,基于2015年全省生态补偿总资金进行了分配核算,给出88个县的补偿资金分配方案。

摘要:为实现生态政策效能量化评估,利用三江源地区2000-2022年的植被指数数据(NDVI),分析了植被覆盖度(FVC)每两年度的时空分布特征。利用层次分析法(AHP)建立了生态政策量化模型,并结合气象、土壤、海拔及人类活动等数据,采用地理探测器,建立了三江源植被覆盖演变影响因子分析模型,进而分析生态政策对FVC变化的影响。创新性地提出了生态政策在FVC时空变化中的效能评估量化模型,并在三江源地区长时间序列的植被覆盖数据中做了交互验证,解决了政策效能与植被覆盖变化的关系难以量化评价的问题。研究发现,2010-2022年,三江源地区整体高度植被覆盖区呈上升趋势,符合政策文件发布的期望。其中,2008年开始,政策因子开始成为中等影响因子,2022年已成为主导影响因子。黄河源北部、长江源北部等政策实施密集区域,植被覆盖正向变化的趋势非常明显,证明了植被覆盖和政策实施的高度相关性。

摘要:生态工程的实施在植被生态系统固碳中发挥着至关重要的作用,分析生态工程实施区内植被净生态系统生产力变化情况,对区域植被适应性生态管理政策的制定具有重要意义。以京津风沙源治理工程为研究区,根据植被覆盖度的增加量和增加率并结合碳汇区来识别生态工程实施区,基于净生态系统生产力(NEP)数据集对比分析整体研究区与生态工程实施区的NEP差异。结果表明:(1)2000-2020年间,京津风沙源生态工程实施区主要分布在研究区南部和北部,实施区面积呈增加趋势;(2)21年间,京津风沙源碳汇区面积占比由51.4%增加至78.8%,空间分布从中部地区向东西横向扩张,逐渐代替碳源区;(3)2000-2005年、2006-2010年、2011-2015年、2016-2020年生态工程实施区NEP分别为70.07 gC m^-2a^-1、125.11 gC m^-2a^-1、149.77 gC m^-2a^-1、125.52 gC m^-2a^-1,均高于整体研究区;(4)从不同生态系统来看,生态工程实施区森林生态系统年均NEP最高,与整体研究区森林生态系统年均NEP无明显差距,草地生态系统年均NEP最低,但显著高于整体研究区草地生态系统年均NEP。这项研究提供了生态工程识别方法及生态工程对NEP影响研究的新视角,同时也为保护生态环境和制定生态工程发展战略提供了理论依据。

摘要:库岸坡面和消落带是空间上连续的地理单元,将库岸坡面-消落带作为一个整体,研究其植被群落多样性及分布特征,有助于优化库区消落带植被恢复模式以提高生态系统的整体稳定性。选取了三峡库区上、中、下游三个样点(重庆巴南、重庆忠县、宜昌秭归),调查和分析了消落带低(145-155 m、E1区)、中(155-165 m、E2区)、高(165-175 m、E3区)海拔及库岸坡面(175 m以上、E4区)等不同海拔段上植物群落组成及分布。结果表明:(1)调查区域内发现植物178种,隶属55科133属,一年生和多年生植物较多,菊科和禾本科物种数量最为丰富;(2)狗牙根、牛筋草、苍耳、香附子等为库岸坡面-消落带的优势植物,不同海拔段下优势植物种类有所不同;(3)植物群落α多样性指数均随海拔的升高呈上升的趋势,β多样性表现为E1区与E4区植物群落差异显著较大、E2区与E3区差异不大;(4)狗牙根+小蓬草+大狼耙草+香附子群落、苍耳+喜旱莲子草+狗牙根群落、牛筋草+芦苇+小蓬草群落、番薯+大豆群落是库岸坡面-消落带的优势群落,分别主要分布在消落带的低、中、高海拔和库岸坡面;(5)土壤含水量和总氮含量是影响研究区域植物群落分布的最主要因素,土壤总磷含量、气温和淹水时间也具有显著影响。该研究结果可为三峡库区库岸坡面-消落带生态修复植物的筛选以及物种多样性的提高提供科学参考。

摘要:在全球生物多样性丧失的背景下,生物多样性与生产力关系的研究,现已成为生态学与保护生物学研究的核心问题。以古尔班通古特沙漠的植物群落为对象,基于2018年与2023年采集的9个大样地中90个样方的调查数据,通过线性回归、Pearson相关分析、随机森林模型以及结构方程模型等方法,研究物种多样性、系统发育多样性与生产力之间的相互关系,并探讨影响生产力-多样性关系的驱动因素。结果表明:(1)物种多样性、系统发育多样性与生产力之间有显著的正相关关系,体现了生态位互补假说在植物多样性与生产力联系中具有重要作用;(2)土壤含水量、土壤全氮和年均降水量这三个环境因子均与物种多样性、系统发育多样性和生产力显著正相关;(3)在流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘这三个微生境中土壤含水量是影响群落生产力最主要的非生物因素;(4)结构方程模型结果显示,土壤含水量对生产力既有直接效应也有间接效应,年均降水量与土壤全氮对生产力有间接效应,主要通过影响物种多样性或系统发育多样性来间接影响生产力。因此,土壤含水量、土壤全氮和年均降水量是古尔班通古特沙漠生产力-多样性关系的主要驱动因素,生境过滤主导了群落构建。研究将为荒漠生态系统功能的恢复与生物多样性的保护提供科学依据。

摘要:草地灌丛化打破了草地生态系统的平衡与稳定,影响畜牧业的高质量发展。为明晰不同灌丛化程度对高寒草甸植被和土壤特征的影响规律,以东祁连山头花杜鹃(Rhododendron capitatum)灌丛化草甸为研究对象,从不同灌丛化程度的灌丛斑块和草地斑块内分别采样调查,探究不同灌丛化程度下高寒灌丛草甸植被和土壤特征变化及其相互关系。结果表明:随着灌丛化程度加剧,灌丛斑块内草本植物盖度、生物量及群落物种多样性指数(除均匀度指数外)均呈显著下降趋势;土壤含水量、全氮、有机碳及表层土壤可溶性有机碳含量呈显著上升趋势,土壤微生物生物量碳、氮含量及表层土壤速效磷均呈显著下降趋势。不同灌丛化程度下,灌丛对各功能群草本植物的生物量、莎草和杂类草盖度、物种丰度指数、表层土壤全磷和速效磷含量均有显著地抑制作用;对莎草高度和均匀度指数,以及表层土壤全氮、微生物生物量碳、有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量磷均有显著的正效应。中度和重度灌丛化程度下,灌丛对草本植物Shannon-Wiener指数和优势度指数具有显著地抑制效应,对表层土壤无机氮含量具有显著促进效应,而轻度灌丛化程度下呈现出相反地效应。相关分析得出,灌丛斑块内植被特征与土壤特征间的相关关系比草地斑块更显著。RDA分析表明土壤可溶性有机碳、无机氮、全磷和速效磷含量是影响灌丛斑块内植被群落特征的主导因子;而微生物生物量碳、磷是影响草地斑块内植被群落特征的主导因子。综上,头花杜鹃(R. capitatum)灌丛的扩张对该区域草本植物群落生产力及稳定性产生了负面影响,而对高寒草甸的土壤碳储量和土壤质量提升有着积极影响。因此,草地灌丛化对植被和土壤的响应可能存在异步性,对草地生态系统的影响则需要进行多角度的综合评估。

摘要:补偿生长是植物面对放牧压力的重要适应策略之一,有助于提高恢复力和抵抗力,然而放牧强度和采食时间对牧草补偿生长影响仍缺乏了解。以小区建植的2年生披碱草同生群为对象,设置2个刈割时间(拔节期和开花期)和3种刈割强度(轻度、中度和重度)模拟大型草食动物采食作用,在恢复期(刈割后第1、2、3、4、7周)及生长季末期共取样6次,开展构件数量和生物量的补偿生长研究。结果表明:(1)拔节期刈割处理中,芽数量在不同恢复时间段中多表现为超补偿或等补偿生长,分蘖株数量则于3周后达到等补偿水平,生长季末期实现超补偿;开花期刈割处理中,芽数量以等补偿为主,分蘖株数量在轻度和中度刈割强度下始终为欠补偿生长,重度刈割强度下在生长季末期转变为超补偿生长。(2)总生物量以等补偿或超补偿为主,现存生物量全程欠补偿,但在生长季末期拔节期刈割处理恢复至等补偿或超补偿水平,开花期重度刈割达到等补偿。草食动物采食对披碱草的影响高度依赖生育期与干扰强度。在拔节期补偿生长能力要远远大于开花期,表现为各构件超补偿频率明显增加。披碱草被采食后营养繁殖增加是实现生物量补偿生长的内在机制,也是披碱草耐牧性与抗逆性强的生物学机制。

摘要:植被是地表生态系统的重要组成部分,地貌对植被有着广泛而深刻的影响,探究地貌空间分异与植被分布之间的关系对生态系统稳定有着至关重要的影响。植被的分布特征可区分为地带性与非地带性两大类别,其中地带性分布主要受气候条件的支配,而非地带性分布则更多地受到地形地貌的制约。因此,旨在深入探讨地貌空间分异与植被分布之间的内在联系,综述了地貌起源及发展历程、地貌区划和地貌分类体系,同时系统的梳理了地貌空间分异对植被类型和植被覆盖度变化的影响。结果表明地形地貌不仅影响气温和降水等自然因素,还会通过影响人类活动从而产生对生态环境系统的干扰,间接作用于植被空间格局的变化。国内外大多数研究集中于植被分布对地形因子的响应,而不同地貌类型对植被空间格局的影响研究较少。基于此提出了地貌空间分异对植被分布及变化的控制机制,指出植被的分布与地貌过程、地形因子、气候和土壤间的密切关系,并制作地形地貌对植被空间分布影响概念图,有助于理解植被空间格局及变化,对评价和促进改善生态环境状况具有重要参考价值。同时总结分析了当前地貌空间分异对植被分布影响研究的关键技术及研究进展,并从地理信息技术与空间分析方法的应用、过程模型与统计模型构建等方面进行探讨。最后,从地貌空间分异对植被分布影响的生态应用等方面做出展望,为植被恢复过程中生态环境的可持续发展提供科学理论支撑。

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