“东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理”专刊征稿通知“区域生态学:融合与创新” 专辑征稿《生态学报》编辑委员会“青藏高原生态安全保障与人类活动响应”专辑征稿欢迎投稿 生态保护修复领域优先选题“中国生态系统碳汇能力巩固与提升”专辑(或专题)征稿通知“青藏高原生物多样性保护与生态安全”专刊征稿通知关于开具版面费电子发票的重要通知生态学报采编系统版本升级新增功能须知EHS 主编线上谈高水平论文写作发放审稿费/稿费相关信息(审者/作者必执行)《生态学报》重要通知(作者必看)《生态学报》关于“在线优先出版”的通告学术期刊论文不端行为的界定标准(公开征求意见稿)本刊已经启动“学术不端检测系统”

主        编:傅伯杰

创  刊  年:1981

出版频次:半月刊

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国生态学学会;中国科学院生态环境研究中心

出版单位:《生态学报》编辑部;科学出版社

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    2022年第42卷第22期
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    • 青藏高原生物多样性保护与生态安全专栏
    • 王子滢,李周园,董世魁,符曼琳,李泳珊,李生梅,武胜男,马春晖,马天啸,曹越

      2022,42(22):8941-8952, DOI: 10.5846/stxb202204191060

      Abstract:

      20世纪80年代至今近40年间,青藏高原自然与人工生态系统发生了广泛而深刻的变化,作为我国重要的生态屏障,亟需对其生态系统格局演变过程及其驱动因素进行系统定量的解析。本研究利用1980年至2018年间8期遥感解译土地利用与覆被数据,将青藏高原9类主要生态系统类型,森林、灌丛、草地、农田、城镇、水体与湿地、冰川、裸地、荒漠,依其主要构成组分,划分为以植被为主体的自然生态系统(森林、灌丛、草地)、以无机环境为主体的自然生态系统(水体与湿地、冰川、裸地、荒漠),以及人工生态系统(农田、城镇)共三大类。统计分析表明1980至2018年的近40年来,青藏高原以植被为主的自然生态系统面积约占61.9%,其中草地生态系统变化率较大,局部年际变化逾30%/10a,草地灌丛面积扩张明显,最高可达约7%/10a。此外,青藏高原喜马拉雅山脉附近的冰川消减较快,下降速率约达25%/10a。青藏高原东缘向西城镇扩张明显,城镇面积占比增加约40%。研究还对气温和降水计算其变化速率,量化驱动生态系统演变的外部气候环境的时空动态特征,结合地理环境变量、人类活动强度、土壤侵蚀度、生物丰度等综合的驱动因素指标,建立多层级结构方程模型。研究发现,以植被为主的自然生态系统变化速率与气温、降水的变化速率呈现显著负相关,以无机环境要素为主的自然生态系统与气候因子的变化速率呈现显著正相关,人工生态系统则与外部环境因素耦合关系不强,结果表明青藏高原森林、灌丛、草地一类自然植被生态系统与环境变化之间呈现负反馈的保守性耦合关系,相比较水体与湿地、冰川、裸地和荒漠生态系统来讲,具有更强的韧性,因此保护区域自然植被将有利于维护青藏高原整体的生态屏障功能。

    • 张子慧,吴世新,赵子飞,李向义,曾凡江,谢聪慧,侯冠宇,罗格平

      2022,42(22):8953-8963, DOI: 10.5846/stxb202203180669

      Abstract:

      草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)是指导畜牧业生产管理的重要指标,是草畜平衡综合分析的基础。目前,有关祁连山草地AGB反演的研究较少,且多源数据间的尺度差异问题并未得到很好的解决。为了解祁连山草地AGB的空间分布状况,利用Sentinel-2多光谱数据、无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)数据以及2021年植被生长期实测草地AGB数据实现了空天地一体化监测,通过决策树回归(Decision Tree Regression,DTR)、随机森林回归(Random Forest Regression,RFR)、梯度提升决策回归树(Gradient Boosting Regression Tree,GBRT)以及极致梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)共4种算法反演草地AGB的适用性分析,利用最优模型反演了祁连山草地的AGB空间分布状况。结果表明:研究区内多种植被指数所表现出的特性有所差异。祁连山地区AGB在空间分布上呈现出由西北向东南递增的趋势,平均AGB为925.43kg/hm2。6种植被指数与实测AGB之间均表现为显著正相关,适合作为祁连山草地AGB遥感反演的指标;XGBoost模型较其它模型具有最高的R2值(0.78)和精度(74.75%)、最低的均方根误差(RMSE,99.74 kg/hm2)和平均绝对误差(MAE,71.60 kg/hm2),模型反演效果最好;UAV数据能够提供更加详细的空间细节特征,减小Sentinel-2数据和实地采样数据间的尺度差异;因此,基于6种植被指数与祁连山草地AGB间的相关性,构建XGBoost模型反演研究区草地AGB空间分布状况是具有实践意义的。研究结果将为指导祁连山草地畜牧业的发展和维护草地生态系统的平衡提供一定的参考价值与数据支撑。

    • 黄汐月,陈卓,黄梦月,杨文静,石松林,李景吉,彭培好,王国严

      2022,42(22):8964-8976, DOI: 10.5846/stxb202205071265

      Abstract:

      研究植物群落功能性状间的相关关系及其对环境变化的响应,能够有效揭示植物功能性状的权衡模式及其对环境的适应策略。藏东昌都地区位于横断山脉西北部,复杂气候地貌孕育了丰富的植物资源,是青藏高原森林灌丛生态系统主要组分和国际生物多样性保护的热点地区。以藏东森林灌丛群落优势木本植物为研究对象,在大量野外调查基础上,采用相关分析、主成分分析、线性回归和方差分析等方法,研究了该区域植物功能性状间的相关关系、功能性状对环境变量的响应规律以及功能性状的变异来源。结果表明:(1)藏东木本植物表现出适应高寒环境的性状权衡模式,即:比叶面积、叶体积较小而叶干物质含量较大,叶磷含量和叶钾含量协同变化;(2)海拔和气候变量共同驱动着藏东木本植物功能性状的变化,并且藏东木本植物倾向于采取"高投入-慢回报"提高御寒能力的保守型适应策略;(3)海拔是影响藏东植物功能性状变异最显著的环境变量,种间变异在藏东植物群落功能性状随环境变化中起主要作用。研究结果揭示了藏东木本植物功能性状的权衡模式及其对高寒环境的适应策略,有助于加深对藏东自然植物资源分布规律和生态功能的认识,为区域生态系统功能和生物多样性保护提供科学依据。

    • 朱文婷,刘海坤,何睿,于东悦,夏鹰,党海山

      2022,42(22):8977-8984, DOI: 10.5846/stxb202203170651

      Abstract:

      为探究藏东南色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)群落的空间分布格局及其时空动态,在急尖长苞冷杉纯林中设置1个1 hm2的固定样地,记录样地内所有高度>2 m的急尖长苞冷杉的年龄、胸径、冠幅和坐标等指标。根据径级分布分析种群的径级结构,采用点格局分析方法对种群的空间格局进行分析。结果显示:(1)急尖长苞冷杉的径级分布为倒"J"型,结构稳定,自然更新良好。(2)成树在各个时期和不同尺度上都呈随机分布;幼树在1891年之后的各个时期在小尺度(2 m)上呈聚集分布,1981-2012年在1-41 m尺度上陆续出现聚集分布;幼苗在1861-1920年在小尺度(1-2 m)上呈聚集分布,1951-1980年出现聚集分布的尺度范围最大(1-35 m、41 m和48 m)。(3)在不同时期中,不同年龄组树木之间几乎都呈正关联或无关联;成树和幼树随时间推移从无关联到在各个尺度上陆续出现正关联的变化;成树和幼苗随时间呈无关联、中大尺度(32-35 m、44 m和49 m)正关联和无关联的变化;幼苗和幼树呈现从无关联转变为小尺度(8 m)正关联和小、中尺度(1-30 m)正关联的变化。研究结果表明:成树在小尺度上对幼龄树存在一定的抑制,但在较大尺度是促进的。1951-1980年样地中的幼苗数量大量增加,随后30年幼树的数量因幼苗长大也有增加,这在一定程度上增大了竞争。但总体来看急尖长苞冷杉群落在演替过程中具有种内促进作用。

    • 王秋生,温璐,苏旭坤

      2022,42(22):8985-8993, DOI: 10.5846/stxb202205271503

      Abstract:

      气候变化可能导致物种分布范围变化甚至导致物种灭绝。为了解气候变化对青藏高原旗舰种和濒危种-藏羚羊(Pantholops hodgsonii)的潜在分布区影响,收集了316个藏羚羊实际点位分布数据和70个文献点位分布数据与温度季节性变化(Bio4),海拔,最干月降雨(Bio14)等9个影响因子,采用最大熵模型(MaxEnt)进行建模,预测SSP126、SSP585极端压迫情景和SSP245中间压迫情景下的T1(2001-2018年),T2(2021-2040年),T3(2041-2060年),T4(2061-2080年),T5(2081-2100年)5个时期的潜在分布区。研究结果表明:(1)在不同气候变化情景下,藏羚羊核心生境主要分布在可可西里、羌塘、阿尔金国家级自然保护区和三江源国家公园;(2)温度季节性变化(Bio4)和海拔被认为是最关键的两个环境因子;(3)随着温室气体排放强度的增强,藏羚羊的核心区生境向高海拔和高纬度地区扩张;(4)有43.18%的保护空缺区在保护区外,未受到有效保护。总之,研究藏羚羊的地理分布对于气候变化的响应与适应,根据适宜生境演变规律做出有效的保护措施,对藏羚羊种群的长期监测、保护、有效管理甚至重建具有重要现实意义。

    • 郑昊哲,张岩,张涛,樊庆山,侯扶江

      2022,42(22):8994-9004, DOI: 10.5846/stxb202112313728

      Abstract:

      为探究草原植物物种多样性对家畜放牧行为的影响及其机制,在青藏高原高寒草甸开展藏系牧羊轮牧试验,调查植被物种多样性,观察藏系牧羊采食速率、觅食速率和采食时间,并计算藏系牧羊日采食量。结果表明:两年间,植物物种丰富度与藏系牧羊采食速率呈显著正相关关系(P<0.05);觅食速率、采食时间和日采食量对放牧率响应敏感(P<0.05),呈夏秋增冬春减的趋势。植物Shannon-Wiener指数与藏系牧羊的采食时间显著负相关(P<0.05);在暖季或8羊/hm2放牧率下植物Shannon-Wiener指数与藏系牧羊日采食量呈显著正相关(P<0.05)。Pilelou均匀度指数与藏系牧羊采食速率和采食时间显著负相关(P<0.05);在暖季或8羊/hm2放牧率下Pilelou均匀度指数与藏系牧羊日采食量呈显著负相关(P<0.05)。植物物种丰富度对藏系牧羊放牧行为贡献较大,且放牧藏系牧羊的采食速率和采食时间比觅食速率和日采食量对植物物种丰富度响应更敏感,以用植物物种丰富度为自变量可以更好预测藏系牧羊放牧行为。放牧管理通过影响植被物种多样性从而进一步影响了藏系牧羊放牧行为。放牧行为不仅是评价草地营养价值和家畜生产力的关键指标,也是草地健康管理的基础。因此,明确草原植物物种多样性-藏系牧羊放牧行为的互作机制有助于更好的提高藏系牧羊地生产力,维护草原生态健康。

    • 朱时应,王壮壮,黄倩,贺凯,李天顺,普布

      2022,42(22):9005-9016, DOI: 10.5846/stxb202203290781

      Abstract:

      为了研究西藏年楚河流域湿地土壤纤毛虫群落特征及其影响因素,于2020年5月、8月和10月春夏秋三个季节,根据年楚河流域湿地分布特征选取了5个湿地样地共计75个土壤样品,采用"非淹没培养皿法"和"活体观察法"对土壤纤毛虫进行了培养和鉴定,共鉴定出土壤纤毛虫154种,隶属于9纲、19目、43科、70属。结果表明土壤纤毛虫优势类群为前管目(Prorodontida),占11.69%;刺钩目(Haptorida)为次优势类群,占11.04%;罕见类群为游仆虫目(Euplotidae)、瓶纤目(Armophorida)、肾形目(Colpodida)、嗜污目(Philaslasterida)、齿管目(Chlamydodontida)和吸管目(Succorida),共占16.23%。湿地土壤纤毛虫多样性指数在三个季节间均无显著性差异(P>0.05),SD4样地的多样性指数在5个样地中最高;湿地土壤纤毛虫C/P(0.35)<1,表明其土壤环境未污染;土壤纤毛虫群落相似性位于极不相似到中等不相似之间,说明不同样地的物种组成差异性较大;土壤含水量(SWC)、土壤温度(ST)和速效钾(RAK)是影响土壤纤毛虫群落分布的因素。

    • 张敏,马淼

      2022,42(22):9017-9025, DOI: 10.5846/stxb202008122101

      Abstract:

      光果甘草连年种植所引起的甘草产量下降、植株发育不良、根腐病频发严重影响甘草产业的持续发展,造成了重大的经济损失。然而,其机制却并不清楚。应用下一代测序技术,对未种植过光果甘草的土壤(Control),生长1a (Gg1)和生长5a (Gg5)光果甘草的根际土壤行16S rDNA和18S rDNA ITS测序,并对比分析了甘草根际土壤和对照组之间,以及不同种植年限甘草根际土壤之间的微生物群落结构差异,以期探究光果甘草连作障碍的原因。结果表明,光果甘草连作增加了根际土壤细菌群落的丰富度,降低了真菌群落的丰富度(P>0.05)。主坐标分析显示,光果甘草的根际土壤微生物组成与对照组之间存在显著差异,并且光果甘草的种植年限显著地影响了根际土壤微生物的群落组成。在门水平上,光果甘草连作显著地增加了真菌Blastocladiomycota和Mortierellomycota的相对多度(P<0.05)。在属水平上,光果甘草连作显著地降低了有益细菌ArthrobacterPseudomona及有益真菌Naganishia的相对多度,而增加了病原真菌FusariumThanatephorus的相对多度。由此推测,光果甘草根际土壤微生物群落结构的改变,以及有益微生物相对多度的降低和病原微生物相对多度的增加可能是导致光果甘草发生连作障碍的重要原因之一。

    • 康满萍,赵成章,李群

      2022,42(22):9026-9034, DOI: 10.5846/stxb202105231339

      Abstract:

      地下水是内陆盐沼湿地生态水文过程及演变的关键因素,地下水位埋深和水质特征交互作用影响水盐运移过程和表层土壤盐渍化程度。根据2018年8月土壤盐分与地下水特征的监测数据,运用经典统计学、皮尔逊相关性和主成分分析等方法对苏干湖湿地(93°47'53″-94°04'26″E,38°50'07″-38°56'27″N)不同水位下表层0-10 cm土壤全盐含量、地下水水质特征及其间的关系进行定量分析。结果表明:(1)研究区0-10 cm土壤全盐含量的均值为204.41 g/kg,随地下水埋深的增加,土壤全盐含量的均值、变化幅度和变异系数呈先增加后降低的趋势。(2)地下水埋深介于0.17-6 m,pH在7.06-9.56范围,阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-和Cl-为主,离子浓度变异系数从强到弱依次为Na+ > Mg2+ > Ca2+ > Cl- > SO42- > HCO3- > K+ > CO32-。(3)关联分析表明,在水埋深<1 m、1-2 m的区域表层全盐含量与地下水埋深呈正相关,地下水埋深介于2-3 m和>3 m的区域两者间呈负相关;土壤全盐含量与地下水水质离子Na+、Mg2+、SO42-、Cl-间呈极显著正相关,与K+、CO32-、HCO3-间的相关系数较低且不显著。内陆盐沼湿地表层土壤全盐含量与地下水埋深、地下水水质特征的关联分析,体现了内陆盐沼湿地土壤水盐运移过程的复杂性。

    • 张珈玮,陈晗,黄津辉,李晗,蓝至清,高俊杰

      2022,42(22):9035-9044, DOI: 10.5846/stxb202105311428

      Abstract:

      蒸散发(ET)是连接水文循环和地表能量平衡的重要组成部分,准确的估算土壤蒸发(LEs)和植被蒸腾(LEv)对城市水资源分配和管理具有重要意义。针对城市林地蒸散发双源模型的缺失,本研究基于MOD16模型提出了应用于城市林地区域改进的MOD16双源模型。改进的MOD16双源模型更加准确的描述城市林地区域复杂下垫面的能量分配过程。结合高时空分辨率的Sentinel-2遥感卫星影像,对2020年深圳市前海桂湾公园20个无云日的LEsLEv进行反演研究。用Shuttleworth-Wallace (S-W)模型和双作物系数法(FAO dual-Kc)验证模型性能,同时分析改进的MOD16模型对输入变量的敏感度,结果表明:改进的MOD16模型与S-W模型和FAO dual-Kc之间的均方根误差(RMSE)分别为21.39 W/m2和20.41 W/m2,平均绝对误差(MAE)分别为18.81 W/m2和19.05 W/m2R2分别为0.801和0.634。改进的MOD16模型可以应用在城市林地LEsLEv估算中。桂湾公园地区总蒸散月均值在85-165 W/m2之间。研究区域的LEsLEv呈现出明显的季节变化,春夏季蒸散量升高,秋冬季蒸散量降低,LEs的变化范围为0-50 W/m2LEv的变化范围为0-120 W/m2LEv高值在研究区呈现零散分布,多集中在前海桂湾沿岸,LEs高值集中在研究区的西北、东北和东南部。敏感性分析结果表明,改进后的MOD16模型对植被覆盖、太阳辐射和湿度更敏感。其中,LEv模拟结果受净辐射和植被覆盖影响最大,LEs的模拟结果受湿度和植被覆盖的影响最大。因此,应用改进的MOD16模型时需要优先确保这些参数的准确输入。修正后的MOD16模型极大地提高了高分辨率、小尺度区域城市林地LEsLEv模拟的准确性,为准确获取植被耗水量信息从而科学指导城市林地灌溉、解决城市水资源分配与管理提供有力工具。

    • 宋思意,吕思扬,邱岭军,王馨逸,涂利华

      2022,42(22):9045-9056, DOI: 10.5846/stxb202107211971

      Abstract:

      在森林土壤中,无机氮的垂直移动速率较快,因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响,且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大,因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究表明,"华西雨屏"区的年均氮湿沉降量高达95 kg N hm-2 a-1,处于中国最高水平,该森林生态系统出现一定氮饱和特征。基于以上背景,研究华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及相关酶活性对模拟氮沉降的响应,从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验,分别设置对照(CK,+0 g N hm-2 a-1)、低氮(LN,+5 g N hm-2 a-1)和高氮(HN,+15 g N hm-2 a-1)3个氮添加水平。在氮沉降进行5年后进行土壤采样,测定不同深度土壤(上层0-15 cm、中层15-30 cm、下层30-45 cm)全氮(TN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量及氮矿化相关酶活性。结果表明:(1)该常绿阔叶次生林不同深度土壤TN有显著差异;(2)模拟氮沉降对该系统土壤氮矿化总体表现出极显著抑制作用,其中中层土壤抑制作用最为强烈,净氮矿化速率主要受硝化过程的影响;(3)氮矿化相关酶活性均随土壤深度的加深而降低,模拟氮沉降对土壤脲酶活性有极显著促进作用,对土壤硝酸还原酶活性有显著抑制作用。由于无机氮在土壤剖面中的高度可移动性,深层土壤氮循环和特征对氮沉降的响应需要更加密切的关注。

    • 张钦弟,刘剑荣,杨磊,卫伟

      2022,42(22):9057-9068, DOI: 10.5846/stxb202202090324

      Abstract:

      土壤水稳性团聚体强烈影响土壤过程和功能,是反映土壤质量和土壤抗侵蚀能力的重要指标。为探究半干旱黄土区植被恢复对土壤抗侵蚀能力的影响,以甘肃省定西市龙滩流域为研究区,选取3种恢复方式(天然荒草、自然恢复、人工恢复)7种植被类型(大针茅草地、长芒草草地、赖草草地、苜蓿草地、柠条灌丛、山杏林以及油松林)为研究对象,通过测定0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm土壤水稳性团聚体,分析土壤团聚体组成、稳定性及抗侵蚀能力特征。结果表明:1)不同恢复方式不同植被类型间土壤水稳性团聚体稳定性差异显著(P<0.05),自然恢复方式的土壤水稳性团聚体平均重量直径显著高于天然荒草和人工恢复方式,且7种植被类型土壤大团聚体质量百分比均在67.97%-90.12%之间;人工恢复方式土壤水稳性团聚体稳定性较差,其中油松林稳定性最差。2)土壤团聚体破坏率和土壤抗侵蚀能力均表现出自然恢复方式更有利于土壤结构稳定性的提高。3)土壤水稳性大团聚体含量越高,土壤团聚体越稳定,土壤结构稳定性就越好;平均重量直径与土壤可蚀性因子K值呈极显著性负相关(P<0.01)。本研究结果表明自然恢复方式能够显著提高土壤团聚体的稳定性,从而提升土壤的抗侵蚀能力,建议当地在未来植被恢复规划中采取自然恢复方式更有利于生态恢复的有效进行。

    • 缑倩倩,刘婧,王国华,赵峰侠

      2022,42(22):9069-9090, DOI: 10.5846/stxb202104281121

      Abstract:

      晋西北丘陵风沙区生态环境脆弱,是我国风沙活动危害最为严重的地区之一。为探究晋西北丘陵风沙区人工柠条林林下草本植物群落组成和种群生态位变化规律,以不同种植年限(撂荒地CK、6、12、18、40、50 a)人工柠条林林下天然草本植物群落作为研究对象,对其群落组成、重要值及种群生态位变化特征进行分析。研究结果表明:(1)不同年限柠条林下天然草本植物组成共记录到22科41属52种,其中,种植前期(0-6 a)林下草本植物以一年生草本植物为优势类群,伴有少数多年生草本植物(3种);种植中期(12-18 a)林下草本植物主要由多年生草本植物(12种)为主,伴生有一年生草本植物(6种)及天然灌木(2种)组成;在种植后期(40-50 a),林下草本植物依然以多年生草本植物(12种)为主。(2)在不同年限柠条林下,草本植物生态位宽度和生态位重叠发生明显变化,种植前期(0-12 a)的优势类群为一年生先锋物种(米蒿和野燕麦),其生态位宽度最宽(9.46、9.34),且与其他物种的生态位重叠程度最大(0.3、0.29);而种植中后期(18-50 a)优势类群变为多年生草本植物,优势种披碱草与其他物种的生态位重叠程度最大(0.42),说明其为林下植物群落主要的优势种和泛化种。(3)柠条林种植后期(50 a),多数草本植物主要集中分布在生态位重叠系数DCA排序图的中心位置,说明在种植后期草本植物对相同环境的资源竞争激烈,林下草本植物群落处于演替过渡阶段。综上,人工种植柠条林相较于天然恢复(CK),更有利于增加草本植物群落的多样性,但林下植物群落对资源的竞争更为激烈。这些研究结果对干旱半干旱地区风沙区植被恢复和生态重建具有重要的参考价值,对人工林生态恢复具有重要意义。

    • 张锦堂,潘志立,田云海,侯佳蓝,彭明春,段禾祥,李云芳,李永萍

      2022,42(22):9091-9099, DOI: 10.5846/stxb202105081208

      Abstract:

      云南松是中国西南地区的特有树种。云南松林是暖温性针叶林的典型代表,主要分布于滇中高原。云南松种群是否可以自我更新,将影响滇中地区的植被动态。明晰未受干扰的云南松种群的结构和动态是研究云南松林可持续发展的重要基础。云南省云龙天池自然保护区内的云南松林是较为原始的森林。以云龙天池国家级自然保护区云南松天然种群为研究对象,分析了云南松天然种群静态生命表、存活曲线、生存函数曲线和谱分析。结果表明:云龙天池国家级自然保护区的云南松年龄结构为倒J型,种群年龄结构数量变化动态指数Vpi为28.29%,存在外部干扰时侯的种群年龄结构动态指数V'pi为1.77%,种群动态指数VpiV'pi都大于0,种群在外部环境干扰下承担的风险概率Pmax为6.25%,以上结果表明云南松种群为增长型种群结构,具有一定的抗干扰能力。云南松种群的存活曲线为Deevey-Ⅱ型,生存分析发现生存率、累计死亡率、死亡密度和危险率在Ⅰ-Ⅶ龄级(胸径<35 cm)变化较大,Ⅶ-XVI龄级(胸径35-80 cm)趋于稳定;谱分析结果表明第Ⅲ龄级(胸径10-15 cm)是影响种群数量的主要阶段。以上结果说明云南松种群的低龄级个体数量波动大,个体死亡较多,高龄级衰退,建议自然保护区内的天然云南松幼龄林和中龄林可以采取抚育间伐措施来促进其种群的生长发育和更新。

    • 王渟渟,张桥英,张运春,唐梦娥,廖望

      2022,42(22):9100-9110, DOI: 10.5846/stxb202105111231

      Abstract:

      研究植株个体与种群数量的关系对探究植物的适应策略、理解植物入侵机理有重要意义。但多数研究着眼于常温处理下植株响应密度变化的生长权衡,对增温处理下植株的密度制约调节机理和常温与增温处理下响应密度变化的调节规律是否发生变化认识不足。以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,采用密度(1、5、9株/盆,37、186、335株/m2)和温度(常温、增温)双因素实验设计,探究了全球变暖背景下,密度制约与喜旱莲子草的关系、地上与地下部分的密度制约调节规律。结果表明:(1)地上构件特征与温度呈显著正相关关系(P<0.05),地上构件特征和比叶面积表现出明显密度依赖性(P<0.05)。温度与种群密度及其交互作用对地下指标无显著影响(P>0.05)。(2)无论增温与否,随密度压力增加,根生物量分配比率增大,各构件平均生物量、茎生物量分配比率降低。叶生物量分配比率在各密度下维持恒定。(3)用生物量-密度异速指数γ衡量种群密度调控强弱。常温处理下,γleaf(-1.685) < γabove-ground(-1.612) < γstem(-1.605) < γ individual(-1.558) < γroot(-1.524),受密度制约调控强度的大小依次为:叶>地上>茎>个体>根。增温处理下,γstem(-2.075) < γabove-ground(-2.038) < γindividual(-1.982) < γleaf(-1.933) < γroot(-1.800),受密度制约调控强度的大小依次为:茎 > 地上 > 个体 > 叶 > 根。喜旱莲子草种群地上构件受密度的调节作用强于地下构件。由此可见,无论增温与否,喜旱莲子草种群地下资源的竞争能力随密度增加而增强,地上资源竞争能力随密度增加而减弱,喜旱莲子草地上部分调节强于地下部分,常温处理下,叶受密度制约作用更强,增温处理下,茎受密度制约最强。根受密度制约最弱。地上资源的竞争占主导地位。

    • 孙旭伟,李森,王亚晖,唐霞,赵鸿雁

      2022,42(22):9111-9120, DOI: 10.5846/stxb202105111232

      Abstract:

      掌握内陆河流域绿洲时空动态是内陆河流域实现水资源优化配置和动态管理的基本前提。基于Landsat系列数据,结合面向对象随机森林和目视解译方法,分析了1975-2020年疏勒河流域绿洲的时空格局、结构变化及其成因,并探讨了人工/天然绿洲比例变化对生态环境的影响。结果表明:(1)2020年疏勒河流域绿洲面积为5790.24km2,占流域面积比例的4.65%,其中人工绿洲、自然绿洲和过渡带分别占绿洲总面积比例为45.29%、51.07%和3.64%;(2)疏勒河流域绿洲分布模式主要为内陆河沙漠区模式和干流模式;(3)1975-2020年疏勒河流域绿洲面积整体上呈扩张趋势,且绿洲变化以人工绿洲扩张、天然绿洲和荒漠-绿洲过渡带减少为主要特征,土地类型的主要变化为草地和荒漠被开垦,绿洲变化可分为1975-2000年缓慢扩张和2000-2020年迅速扩张2个阶段,主要原因为流域径流量增加和外来移民输入;(4)随着人工与天然绿洲面积之比由3:7(1975年)增加到5:5(2020年),流域绿洲生态环境质量呈现先上升后下降趋势,2005年达到最高。研究可为疏勒河流域绿洲生态系统稳定发展提供数据支撑和科学依据。

    • 黄一鑫,程艳霞

      2022,42(22):9121-9129, DOI: 10.5846/stxb202105171289

      Abstract:

      在林窗、林缘、林下3种自然光环境下,对吉林蛟河阔叶红松林常见树种拧筋槭、白牛槭、色木槭和红松的光合和光谱特性进行对比研究,以期从生理生态角度探讨它们对自然光环境的适应能力和响应机制。结果表明:4种乔木幼树叶片的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)随着生长环境光强的下降而减小,林下各树种幼树LSP和LCP显著低于林窗内幼树(P<0.05);除白牛槭外林下其他树种最大净光合效率(Pnmax)均显著小于林窗内幼树(P<0.05);不同树种幼树表观量子效率(AQY)和暗呼吸速率(Rd)随光环境的变化并没有出现明显的变化规律,各环境间差异较小。除白牛槭外,其他树种幼树叶绿素归一化指数(Chl NDI)随环境光强的减少而增大,林下树种的光化学反射指数(PRI)普遍高于光条件更好环境下树种,说明林下幼树叶片叶绿素含量和光合速率大于其他光环境;各树种植物叶片水分指数(WI)在不同光环境之间存在显著差异,环境光强越大植物叶片WI越小,植物叶片水分浓度越小。林缘下3种槭属幼树结构不敏感植被光谱指数(SIPI)显著小于其他光环境(P<0.05),说明林缘下幼树受到相对较小的环境胁迫。林窗内,红松具有最高的LCP、LSP、PnmaxRd和PRI,说明红松具有较高的光合潜力,更加适应高光生长环境,3种槭属中,白牛槭拥有最高的Chl NDI和PRI值,表现出较好的适应性,说明红松和白牛槭能在林窗环境内较好更新并逐步占据林冠层。

    • 朱昊阳,李洪宇,王晓蕾,姜婷,孙林,罗毅

      2022,42(22):9130-9142, DOI: 10.5846/stxb202106041484

      Abstract:

      油松是黄土高原重要的造林树种,模拟其冠层气孔导度和蒸腾对区域水量平衡计算和人工林可持续经营具有重要意义。基于2015-2018年TDP (Thermal dissipation probes)方法所测得液流数据,分析了黄土高原地区油松冠层平均气孔导度(gc)与冠层蒸腾(Tr)的变化特征与影响因素,并采用Penman-Monteith公式和Jarvis型气孔导度模型模拟了其gcTr的变化过程,结果表明:(1)该地区油松gcTr日内变化均呈现单峰型,日均蒸腾耗水量为(1.25±0.57) mm/d,生长季(4-10月)总蒸腾耗水量均值为195.47 mm。(2)gc的日内变化受太阳辐射(Rad)驱动(偏相关系数为0.65),当Rad高于300 W/m2时,驱动作用减弱;gc的日内变化受水汽压亏缺(VPD)控制(偏相关系数为-0.41),随VPD的增加而降低;gc的日际变化受土壤水分限制(偏相关系数为0.46),当根区相对有效含水率(REW)低于0.45时,限制作用明显。(3)结合Penman-Monteith公式与Jarvis型模型能有效模拟黄土高原油松gcTr变化,小时尺度gcTr模拟的纳什效率系数(NSE)分别为0.80和0.78,日尺度Tr模拟的NSE为0.76。

    • 庞宗清,陈伟彬,苏芳龙,毛庆功,刘滔,熊美新,钟部卿,李慧,官惠玲,莫江明,鲁显楷

      2022,42(22):9143-9152, DOI: 10.5846/stxb202106051486

      Abstract:

      植被凋落物和根系输入在调节森林土壤元素生物地球化学循环中扮演着关键作用。目前仍然不清楚凋落物和根系输入对热带原始林土壤主要元素含量的调控作用。针对该研究现状,以中国南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,通过开展凋落物与根系输入改变的控制试验(6个处理,每处理4次重复:对照、凋落物加倍、凋落物去除、断根、断根+凋落物加倍、断根+去除凋落物),探讨了凋落物和断根处理对土壤可溶性离子、土壤酸中和能力(ANC)和阳离子交换量(CEC)的短期影响。凋落物与根系处理半年后的结果显示:(1)凋落物去除与加倍处理都显著增加了0-40 cm土壤NO3-含量,并且凋落物去除效应大于添加效应;去除凋落物增加了表层土壤(0-20 cm) Ca2+、Mg2+、Na+的含量。(2)断根处理显著增加0-40 cm土壤NO3-和表层土壤Ca2+、Mg2+含量。(3)断根和去除凋落物交互处理显著增加了0-40 cm土壤NO3-和表层土壤Ca2+、Mg2+、K+含量,产生了叠加效应。(4)凋落物和断根处理并没有改变土壤pH,但降低了土壤酸中和能力(除凋落物加倍外),其降低的原因主要与阳离子交换量的降低和NO3-含量的增加有关。这些结果表明,土壤养分离子的可利用性(尤其是NO3-和Ca2+、Mg2+)和酸缓冲能力对凋落物和根系输入改变响应敏感,森林植物及其凋落物对土壤养分保留和缓冲性能具有重要调节作用。在人为干扰和气候变化加剧背景下,该研究可为森林生态系统可持续管理提供重要的理论参考。此外,植被凋落物和根系输入改变引起的长期生态学效应仍值得进一步关注。

    • 温智峰,魏识广,李林,叶万辉,练琚愉

      2022,42(22):9153-9164, DOI: 10.5846/stxb202106121570

      Abstract:

      为探讨我国亚热带森林群落中物种空间分布格局特点及其成因,揭示其共性规律和个性差异,为相关区域的生物多样性保护和监测工作提供科学依据。选取我国亚热带不同纬度的6个1 hm2典型森林群落中所有胸径(DBH,Diameter at Breast Height)≥ 1 cm的物种为研究对象;采用L (t)方程统计所有监测物种的空间分布格局类型,为满足L (t)方程的统计精度,将各群落中多度≥10株的植物以物种为单位统计,多度<10株的低多度物种和单个体物种则以种组为单位进行空间点格局分析;并对物种多度、胸径与空间聚集程度的度量指标L10进行相关性分析。结果表明:(1)亚热带不同纬度群落中多度≥10株物种的空间分布格局表现出相似的尺度依赖性规律:显著聚集分布比例随尺度增大而降低,不同纬度群落的变化幅度存在差异,纬度较低的群落稳定性更强。(2)各群落中低多度种组空间分布格局表现出小尺度显著聚集分布,大尺度随机分布的尺度效应,但尺度效应在不同纬度群落间存在差异;各群落的单个体种组空间分布格局均以随机分布为主。(3)不同纬度群落物种多度与空间聚集程度之间均存在负相关关系,物种多度对空间聚集程度的影响随纬度从高到低逐渐减弱。(4)较高纬度群落物种胸径与空间聚集程度之间存在负相关关系;随纬度从高到低,物种胸径对空间聚集程度影响水平逐渐降低。对亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局形成原因的进一步探讨,认为由纬度差异引起的生境异质性是影响群落物种空间分布格局产生过程的主要因素,此外,林型、扩散限制、密度制约和随机作用是影响各群落物种空间格局成因及多样性维持的次要因素。

    • 博文静,沈钰仟,王馨悦,肖燚,欧阳志云

      2022,42(22):9165-9174, DOI: 10.5846/stxb202107091846

      Abstract:

      随着全球变暖的加剧,区域热环境问题日益凸显,植被的降温作用逐渐得到广泛关注。目前已有的研究多从样地尺度分析不同类型植被的降温效应。而区域尺度的研究多从定性的角度揭示地表温度与植被覆盖的关系,对评估植被的实际降温效应具有一定的局限性。以内蒙古为研究区,以MODIS地表温度数据为基础,采用近邻分析法,将森林、灌丛和草地的MODIS地表温度与相邻5km范围内的低覆盖地表作为对照,分析植被的降温效应以及植被覆盖度对降温效应的影响。从2015年7月地表温度平均值的结果来看,降温度数在蒙东、蒙中和蒙甘区均呈现森林>灌丛>草地。森林的降温范围在0.67-1.03℃,灌丛为0.60-0.95℃,草地为0.47-0.86℃。植被降温度数与植被覆盖度的回归拟合为对数分布,均呈显著正相关(P<0.01)。且在不同的植被覆盖度范围内植被降温效应具有显著差异,植被覆盖度水平较低时(<40%),植被覆盖度的增加能更显著地降低地表温度。从整体来看,植被覆盖度每增加10%,森林降温0.12-0.39℃;灌丛降温0.1-0.2℃;草地降温0.049-0.075℃。综上,内蒙古作为全球气候变化最为敏感的区域之一,研究植被的夏季降温效应能够为内蒙古的气候调节服务评估提供重要的理论支撑及案例参考。

    • 邓杨,王瑶,郭洋楠,李欣颖,陆兆华,张萌,陈睿,吴皓宇,刘育达

      2022,42(22):9175-9185, DOI: 10.5846/stxb202107091854

      Abstract:

      将能源植物用作矿区生态修复物种,对矿区的经济发展和生态环境具有重要意义。以能源植物柳枝稷为研究对象,通过盆栽试验,分析其在对照、轻度、中度以及重度干旱胁迫下柳枝稷幼苗在矿区土壤基质和非矿区土壤基质下的生长特性,并结合不同干旱胁迫下矿区土壤基质中种子萌发特征,揭示柳枝稷对干旱胁迫的响应机制和对矿区土壤的生态适应性。试验结果表明:(1)柳枝稷种子发芽总数、发芽率、发芽势以及发芽指数在轻度胁迫下达到最大值,活力指数在对照组最高,而在重度胁迫下,各项指标均达到最小值;种苗各生长指标在轻度胁迫下最小,幼苗根长和鲜重在重度胁迫下最高,芽长和芽重在其余三组胁迫下相差不大。(2)干旱胁迫使两种土壤基质下的柳枝稷株高降低,枯叶率增加,在对照、轻度胁迫和重度胁迫下能够保持叶片水分含量和分蘖数稳定;矿区土壤基质中,柳枝稷根体积在轻度胁迫下最大,中度胁迫下根长最长,重度胁迫下根数最多;根冠比随着干旱胁迫的加剧表现出先减后增的趋势,在轻度胁迫下最小,在重度胁迫下最大。(3)与非矿区土壤基质相比,柳枝稷在矿区土壤基质下根冠比更大,其余生长指标均更小;随着干旱胁迫的加剧,柳枝稷在矿区土壤基质下的株高、枯叶率、叶片相对含水量以及分蘖数与非矿区土壤基质下变化趋势一致。综上,柳枝稷在矿区土壤下的生长特性比在非矿区土壤下表现更差;在轻度干旱胁迫下各项生理指标表现更好,在中度和重度干旱胁迫下虽然其生长发育受到限制,但能通过调整生物量配比确保自身存活。因此,柳枝稷在矿区土壤环境下具有一定的抗旱性和抗贫瘠性,将其作为矿区生态修复品种具有可行性。

    • 林晓雪,黄佳芳,李慧,仝川

      2022,42(22):9186-9198, DOI: 10.5846/stxb202107272036

      Abstract:

      河口感潮沼泽是全球重要的蓝碳生态系统,具有很强的固碳能力。碳收支研究是量化生态系统碳源/汇过程及固碳规模的基础。本研究运用透明箱和不同遮光率布遮盖+红外气体分析仪/气相色谱相结合的方法,模拟不同光照条件,测定闽江河口鳝鱼滩半咸水芦苇沼泽和短叶茳芏沼泽的瞬时净生态系统二氧化碳(CO2)交换量(net ecosystem exchange,NEE)、生态系统呼吸(ecosystem respiration,ER)以及甲烷(CH4)排放通量,并通过对总光合吸收量(gross ecosystem exchange,GEE)与光合有效辐射的拟合以及ER与气温的拟合,外推2个沼泽生态系统CO2气体在月、年尺度上的NEE和ER,评估其年固碳量。2个沼泽生态系统的NEE和ER均具有明显的季节变化,春夏秋季为大气中CO2的汇,而冬季则转化为大气中CO2的源,芦苇沼泽年尺度固碳能力显著高于短叶茳芏沼泽。芦苇沼泽与短叶茳芏沼泽CH4排放通量差异不显著。综合考虑CH4排放,闽江河口鳝鱼滩半咸水芦苇沼泽、短叶茳芏沼泽生态系统年固碳量分别为(5371.52±336.97) g CO2-eq/m2和(2730.32±503.67) g CO2-eq/m2。研究表明:闽江河口半咸水沼泽湿地在年尺度上是一个较强的碳汇,在缓解全球变暖方面发挥着重要的角色。

    • 刘静萍,金晓斌,韩博,林金煌,张晓琳,梁鑫源,周寅康

      2022,42(22):9199-9212, DOI: 10.5846/stxb202106121567

      Abstract:

      维护农业空间生态安全是国土综合整治与生态修复的重要目标,处于自然生境和人工生境过渡性地带的半自然生境是自然要素与人工要素强烈交互作用下形成的人与自然"共享空间",其以自然发展规律为核心,又依靠人类活动延续独特的结构、过程和功能,具有资源类型多样化、景观格局复杂化和生态功能多元化的特征,是保障和提升农业空间生态系统健康的关键区域。通过对半自然生境内涵与特征的解析,以四川省罗江区为例,基于格局视角对农业空间半自然生境进行识别,结果表明:(1)罗江区半自然生境比例达27.28%,主要聚集于农林混交区,城乡交错带次之,农业集中区半自然生境比例偏低,其内部存在生境面积微小、斑块细碎、连通阻断等问题;(2)生态型半自然生境比例为17.28%,主要分布于农业集中区边缘地带,人工型半自然生境比例为10.00%,主要分布于大型居民聚集区周边和用地混杂山区;(3)从整体空间上看,区域形成农业集中区-生态型半自然生境-人工型半自然生境-人工/自然生境的渐进分布格局,其景观格局可总结为"片核-环屏-廊道-斑块"4种模式;(4)在国土空间规划新时代,农业空间半自然生境研究需联动城镇空间与生态空间实现系统化保护修复,为我国当前粮食安全保障国策和生态文明建设战略约束下的国土空间管控提出适应性策略。

    • 刘美霞,刘秀,赵燕,董雯怡,刘恩科

      2022,42(22):9213-9225, DOI: 10.5846/stxb202107302071

      Abstract:

      土壤微生物碳源代谢特征是评价土壤质量变化的重要指标。依托山西省东部晋中市寿阳县农业环境与作物高效用水科学观测试验站,采用Biolog-ECO微孔板技术探究覆膜(FM)与裸地不覆膜处理(LD)对旱作春玉米拔节期、灌浆期和收获期3个关键生育期不同土层深度下(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)土壤微生物碳源代谢的影响。结果表明:1) FM措施可以显著增加土壤微生物对碳源的利用能力,显著提高了土壤微生物的优势度指数,但降低了土壤微生物的均匀度指数。2)在0-10 cm和10-20 cm土层,FM与LD处理土壤微生物碳源利用情况均表现为灌浆期较高,而20-30 cm土层,表现为收获期较高,差异均主要体现在碳水类、羧酸类、氨基酸类3大类碳源上。3)拔节期和灌浆期0-10 cm土层中FM处理的土壤微生物碳源利用能力显著高于LD处理;然而收获期0-10 cm土层中恰好相反,呈现出LD处理下土壤微生物碳源利用能力显著高于FM处理。4)此外,Pearson相关分析表明,FM处理土壤微生物对碳水类碳源和羧酸类碳源2大类碳源的利用能力主要与土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量相关性较好,呈现出正相关关系;对氨基酸类碳源的利用能力主要与土壤含水量、pH、SOC、NH4+-N和NO3--N含量相关性较好。LD处理下,土壤微生物对碳水类、羧酸类和氨基酸类碳源的利用能力与土壤中TN含量的相关性较好,且呈现正相关关系。

    • 孙倩莹,高艳妮,杨春艳,王世曦,刘学,冯朝阳

      2022,42(22):9226-9238, DOI: 10.5846/stxb202104100930

      Abstract:

      以20世纪70年代植被类型图作为参照生态系统,采用径流量和径流系数作为径流调节功能的表征指标,建立了基于历史参照系的三江源区径流调节功能评估模型,以参照系径流系数与实际径流系数的比值作为径流系数质量指数,分析了2000-2017年三江源区生态系统径流调节功能参照值、现状值及变化量的时空变化规律。结果表明:2000-2017年,三江源区多年平均径流量为495.15亿m3,地表径流量为96.64亿m3,参照系条件下多年平均径流量为468.37亿m3,地表径流量为68.60亿m3。相比参照系,三江源区生态系统的径流蓄纳能力降低,总径流量和地表径流量均明显增加。空间上,基于参照系和实际生态系统的多年平均径流量表现为东南高西北低的空间分布特征,地表径流量则呈西部高东部低的空间分布特征。从时间变化看,实际径流和参照系径流的差别率在4%-9%之间,实际地表径流和参照系地表径流的差别率在22%-58%之间。径流系数质量指数得分显示,2000-2017年,三江源区径流系数质量指数平均得分为98.63,地表径流系数质量指数平均得分为96.98,两者均呈现先降低后增加的趋势,地表径流系数质量指数变化更为明显。2000-2017年,各县(镇)径流系数和地表径流系数质量指数得分具有较大差别,但各县(镇)得分变化均不明显,变化率分别在-1.95%-0.71%和-0.35%-1.90%之间。通过建立基于历史生态系统的评估参照系,定量评估了三江源区参照系和实际条件下的径流变化过程,实现了不同时间、不同区域生态系统径流调节功能的可比较,可对量化生态系统恢复进程提供支撑。

    • 陈航,王颖,张昕,曹利

      2022,42(22):9239-9249, DOI: 10.5846/stxb202106251691

      Abstract:

      精确的土地利用/土地覆被数据不仅可以反映区域的生态环境状况,为环境部门提供决策支持,也为实现区域生态环境更高质量发展发挥重要作用。以子午河中下游流域为研究区,利用多源多时相的landsat8卫星遥感数据,结合地面调查数据、文献调研等,探讨并研究支持向量机分类法(SVM)和随机森林模型(RFM)对该区的植被类型和土地利用现状类型进行识别,对两种方法的分类精度进行对比,并分析和评价光谱特征变量对模型的重要性和适用性。利用满足要求的土地利用现状数据,再结合修正的通用土壤流失方程RUSLE模型进一步计算出研究区的土壤侵蚀模数,绘制研究区土壤侵蚀分布图,结合土地利用/植被覆盖信息计算研究区的生态环境状况指数,从宏观上对子午河中下游流域进行生态环境评价。结果表明:①随机森林模型可以有效利用样本的特征因子,并与地形约束因子结合,从而对植被和土地利用类型进行分类,分类总体精度均达到80%以上,kappa系数分别为0.73和0.86,与传统的SVM方法相比,RFM方法均提高了森林类型和土地利用类型的分类精度。②研究区总体生态环境状况指数为87.12,生态环境状况为优,其中水源区附近由于土壤侵蚀流失量相对较大,所以生态环境状况为良,占研究区总面积的15.69%。

    • 张昌顺,谢高地,刘春兰,范娜,王小昆

      2022,42(22):9250-9260, DOI: 10.5846/stxb202107161912

      Abstract:

      为解决水源涵养优劣评估结果空间可比性差的问题,在拟合1990-2018年中国生态系统水源涵养动态数据基础上,构建基于参照系的水源涵养功能优劣等级评估方法体系,从全国和分区尺度揭示中国生态系统水源涵养功能优劣格局与演变规律,阐明该方法的优越性。结果表明:(1)2015年中国全国生态系统水源涵养功能以差级别占主导,约占总面积的44.8%,主要分布于西北、青藏高原、华北平原和东北平原。1990-2018年中国生态系统水源涵养功能中等级面积极显著降低,差等级面积显著增加,其余类型呈波动变化。(2)各气候区生态系统水源涵养优劣等级构成因气候、生态系统构成等差异而不同,一般为气候区愈湿润,其优良等级比重愈高。1990-2018年,共有10个气候区的优、良、中、低或差等级面积发生了显著变化,主要为优、良、中等级以显著降低为主,差等级全显著增加。(3)与其他方法相比,基于参照系的生态系统水源涵养功能优劣评估法因引入分区分类评估思想,评估结果更科学,空间可比性显著提高。

    • 魏佳豪,温玉玲,龚志军,王晓龙,蔡永久

      2022,42(22):9261-9273, DOI: 10.5846/stxb202108202321

      Abstract:

      滨岸缓冲带作为湖泊生态系统的重要组成部分,研究其土地利用变化及生态系统服务价值(ESV)对维持湖泊水安全和生物多样性具有重要意义。基于1988-2018年间7期Landsat遥感卫星影像数据,采用土地利用相关分析、ESV当量因子估算等方法,深入分析了鄱阳湖滨岸缓冲带近30年土地利用时空演变特征及ESV变化。结果表明:(1)近30年鄱阳湖滨岸缓冲带土地利用类型逐渐形成了以耕地为主导,林地、草地、水域、建设用地等主要地类占比相对均衡的格局。耕地面积明显增加,增幅为21.48%;建设用地和林地面积增幅分别为542.90%和326.23%,耕地、水域、草地是二者面积增加的主要来源;草地面积出现明显减少,幅度达66.79%,主要转变为林地、耕地和水域;水域和未利用地面积出现小幅减少。研究区内,南昌县综合土地利用动态度以1.81%高于其他11个区(县),土地利用较其他区(县)出现更大的变化。(2)近30年鄱阳湖滨岸缓冲带生态系统服务价值总体呈现先上升后下降的趋势,总损失25.54亿元,降幅为24.18%;各类ESV的变化趋势与各土地利用类型面积变化的趋势相似,其中水文调节为研究区内最主要的生态服务功能,占总ESV的66.03%。(3)水域和草地对ESV变化的贡献率最大,是鄱阳湖滨岸缓冲带ESV变化的主要影响因素;水域面积减少是导致滨岸缓冲带ESV下降的主要原因。总体而言,修复和保护滨岸缓冲带内的水域和草地对维持鄱阳湖生态系统生物多样性和服务功能具有重要作用,对周边乃至长江中下游地区的生态环境保护亦具有重要意义。

    • 张宁宁,黄诗浩,雷衡,雷欣哲,刘普灵,亢福仁

      2022,42(22):9274-9283, DOI: 10.5846/stxb202107242001

      Abstract:

      研究不同土地利用方式对小流域土壤侵蚀及其养分流失特征的影响有助于更好的理解土地利用方式变化引发的环境效应问题,对区域生态保护和高质量发展具有重要意义。选择陕北延安市湫沟小流域为研究对象,利用137Cs示踪技术,定量评价了不同土地利用方式的土壤侵蚀和养分流失状况及其相互变化关系,结果表明:(1)土地利用方式显著影响小流域土壤侵蚀状况。土壤侵蚀模数介于-18.67-151.27 t km-2 a-1之间,大小顺序为沟道 > 苹果园 > 林地 > 草地 > 灌木,均为微度侵蚀。其中,除灌木地发生沉积以外,其它土地利用方式均发生了土壤侵蚀现象。(2)不同土地利用方式下的土壤侵蚀模数空间变异明显,除沟道为轻度变异以外,其它土地利用均为中等变异。(3)土壤全氮含量、有机质含量、N/P比和C/P比在不同土地利用方式下的变化特征表现一致,大小顺序均为灌木 > 草地 > 林地 > 沟道 > 苹果园,且在不同利用方式间均存在显著性差异。但全磷含量表现为灌木>苹果园>沟道>草地>林地,且与土壤全氮含量和有机质含量极显著正相关。同全国平均水平相比,土壤全氮含量偏低,全磷含量适中;C/N超过全国平均水平,而N/P和C/P远低于全国平均水平,小流域土壤氮限制严重。(4)土壤侵蚀是该小流域养分流失的重要诱因。不同土地利用方式土壤养分流失变化特征与土壤侵蚀模数表现一致,且两者呈极显著正相关关系;但与土壤全氮、全磷、有机质、N/P比及C/P比呈极显著负相关关系,与C/N比关系不显著。

    • 谢璐迪,玉米提·哈力克,史磊,田奥磊,阿丽亚·拜都热拉

      2022,42(22):9284-9296, DOI: 10.5846/stxb202106111558

      Abstract:

      树木作为城市绿色基础设施重要组分,其健康直接影响城市生态系统服务及人居环境质量。城市化进程加快导致生态土地缺失,同时缺乏合理养护加之极端自然条件干扰对树木健康造成严重威胁。为揭示城市树木健康风险及影响因素,对乌鲁木齐市核心城区117个样地绿化树木进行健康评估,从4个维度12个指标构建树木健康分级体系,基于样地调查结果,分析树木组成、结构、关联性、健康状况及影响因素,揭示乌鲁木齐市不同功能区树木健康差异。旨在为研究区树木健康保护、城市绿地可持续经营及城市生态文明建设提供理论依据和数据支撑。结果表明:(1)乌鲁木齐市城市园林树木乔灌比为8.3 : 1,树木多样性与种间关联程度较低。榆树占比高达43.87%,其中白榆占比22.62%,是主要优势树种;(2)不同树种健康程度呈现差异性,榆树类健康状况呈现圆冠榆 > 大叶榆 > 白榆 > 垂枝榆特征;(3)城市不同功能区树木健康也呈现异质性;以公园和居住小区树木健康分值较高,而行道树和学校庭院树木健康分值相对较低,且冗余分析进一步揭示地面铺装、林木配置结构、生长空间和胸径对树木健康影响程度最为显著。未来优化城市树木生境条件、提升物种丰富度、加强古树名木保育和提高园林绿化管理水平是维护和提升绿洲城市树木健康的重要举措。

    • 董熙,陈志泊,胡春明,刘平

      2022,42(22):9297-9308, DOI: 10.5846/stxb202107051787

      Abstract:

      海拉尔河是内蒙古自治区重要河流,对维持地区生态平衡具有极其重要的作用。选取海拉尔河下游河段作为研究对象(以下称海拉尔河),以遥感、气候、水文数据为基础,基于淹没频率模型分析探讨河漫滩湿地淹没情况对气候变化的响应。研究表明:海拉尔河气候近三十年呈现干冷变化趋势,多年平均降雨量356.45mm,年均减少11.64mm,多年平均温度-0.2℃,年均减少0.01℃;年径流呈减少趋势,年均减少2.05×108m3;温度下降导致冻土的增加,融雪补给径流减少,从温度层面上对径流产生影响,降雨直接补给径流,降雨减少,径流减少;各淹没频率下的淹没区域,受影响程度不同,大于80%极高淹没频率区受径流影响最小,0-20%极低频率区域受径流变化影响最大;气候-径流-淹没状态存在耦合关系,由于温度下降,研究区冰封时间增长,抑制春季径流的产生,降雨减少,夏秋季的径流延迟,影响河漫滩湿地水份供应,进而减少河水出槽次数,影响河漫滩湿地淹没状态。研究成果可为海拉尔河生态环境保护以及水资源开发利用提供理论支持。

    • 孙义博,张文宇,苏德,耿冰,林兴稳,陈琪婷,姜鹏翰,荆俊平,全占军

      2022,42(22):9309-9323, DOI: 10.5846/stxb202204241121

      Abstract:

      陆地生态系统的水热循环与碳循环是陆地表层系统中物质能量循环的核心,其中区域尺度地表水、热、碳通量的直接观测是当下陆地生态系统通量观测与模拟研究中的热点与难点。机载涡动相关方法能够直接观测区域尺度生态系统通量,基于无人机平台的涡动相关通量观测技术同时兼具了区域覆盖性与经济灵活性等优点,是机载通量观测技术的最新发展方向。在介绍机载涡动相关通量观测方法的主要技术原理、观测特点以及无人机通量观测系统组成的基础上,通过在相对均匀的区域开展无人机与地面通量观测对比试验,采用谱分析、观测结果对比以及源区分析等方式对无人机通量观测系统的性能进行了初步评价。结果表明:无人机通量观测系统能够实现对大气高频湍流信号的有效采样;无人机与地面观测的湍流通量具有较好的一致性,但是感热和CO2通量出现了低估、潜热和摩擦风速出现了高估;观测平台与仪器的差异、垂直通量辐散、大气边界层条件、不同的地面源区及地表异质性的影响是造成二者差异的潜在主要因素。最后对未来研究目标进行了展望,以进一步推动该技术在相关领域中的应用。

    • 杨秀敏,耿静,徐游,庄海燕,陈文述

      2022,42(22):9324-9334, DOI: 10.5846/stxb202110283032

      Abstract:

      土地是人类一切活动的根本,是区域经济与社会发展的重要保障。为探讨海南岛土地综合承载能力,依据2009-2019年统计数据,采用TOPSIS和GM (1.1)模型从时序角度评价并预测了2020-2030年海南岛土地综合承载力,并借助ArcGIS软件和障碍度模型对各市县2015年、2019的土地综合承载力进行动态分析及障碍度诊断。结果显示,海南岛土地综合承载力主要受经济与社会子系统的影响,2009-2019年土地综合承载力水平虽有波动但整体呈缓慢升高趋势,其中水土资源与生态环境子系统贴近度值表现为下降趋势,而经济与社会子系统贴近度值明显升高。预测结果表明2020-2030年土地综合承载力呈持续上升趋势。土地综合承载力空间动态变化差异显著,总体表现为沿海市县综合承载力水平高于内陆市县,2015年与2019年处于较高水平的是海口和三亚,处于中等水平的2015年为8个市县,2019年达到11个市县,处于较低水平的2015年为8个市县,2019年只有5个市县,并且各市县子系统承载力差异显著。障碍度分析表明,2015年和2019年子系统障碍度最高的是经济子系统,2015年障碍因子主要有经济密度(X9)、地均固定资产投资(X12)、耕地有效灌溉率(X6)及人均GDP (X8);2019年障碍因子主要有经济密度(X9)、地均固定资产投资(X12)、人均GDP (X8)及复种指数(X14)。经济发展水平是制约各市县土地综合承载力的主要障碍因素。研究将为海南岛自由贸易港建设中生态环境与社会经济可持续发展提供科学依据。

    • 刘宁,李华姣,边志强,刘晓佳

      2022,42(22):9335-9347, DOI: 10.5846/stxb202110112854

      Abstract:

      随着中国水资源供需矛盾加剧,虚拟水成为地区水资源管理中不可或缺的一环,为提高地区水资源综合利用效率和探索水资源区域一体化管理提供了新思路。采用"自下而上"法核算了山东省17个城市农业、工业、生活、生态与灰水足迹,在分析2009-2018年水足迹时空分布规律基础上,综合运用探索性空间数据分析方法、面板数据STIRPAT模型和空间杜宾模型,揭示了水足迹的空间自相关特征,量化分析了人口数量、富裕程度、技术进步、城镇化和产业升级等影响因素对水足迹的本地影响效应与空间溢出效应。结果显示:①2009-2018年山东省水足迹总量均呈现波动上升的变化趋势;空间布局上呈现东部沿海和西部平原水足迹高,中部山地水足迹低的特点。②山东省水足迹具有正向的空间自相关性,相比地理位置相邻,水足迹的空间相关性受人口数量因素影响更大,表现出明显的"高高"聚集和"低低"聚集特征,但是受到经济因素的主要影响,区域间水足迹空间相关性随时间发展逐渐下降。③人口数量是山东省水足迹增长的重要来源,经济增长是推动各地区间水资源竞争关系的最重要因素。城镇化能够缓解本地水资源压力,技术进步和产业升级不仅能缓解本地水资源压力,而且通过空间溢出效应有效缓解临近地区水资源压力,是实施水资源区域一体化管理策略的重要着眼点。

    • 金麟雨,李舒萌,刘艳艳,张菁,刘泰杉,周聪,赵小英,李东来

      2022,42(22):9348-9358, DOI: 10.5846/stxb202107021763

      Abstract:

      鸟击事件主要发生在机场范围内,对机场周边生境的鸟类组成进行调查,是制定鸟击防范对策的重要前提。国内多数机场已经开展了相关的鸟类组成调查,但是选用的调查方法却存在较大差异。以样线法和网捕法两种常用的调查方法对沈阳桃仙国际机场周边的迁徙期鸟类进行了研究,旨在比较两种调查方法在机场鸟类群落组成调查中的效果及调查的鸟类群落组成差异。结果表明:两种方法均适合机场鸟类调研,共记录到鸟类97种,网捕法记录的鸟类种数(83种vs.57种)高于样线法,网捕法单独记录的鸟类种数(40种vs.14种)也高于样线法。尽管两种方法每期(半个月)调查的物种数和目的数量无明显差别,但随调查强度(如调查次数)增加,网捕法累计记录到的鸟类种类明显高于样线法,且较晚达到渐近线。另外,两种方法调查记录的鸟类群落组成也具有显著的差别,如网捕法记录到较多鹌鹑和鸮形目等夜间迁徙或活动鸟类,而样线法可记录到鹭科和雁鸭类水鸟等。这说明两种调研方法在鸟类调查中有较好的互补性。因此,本研究认为机场鸟情调研时应该根据鸟情特点,选择合适的鸟类调研方法,综合采用多种调研方法可更有利于获得科学的鸟情信息。

    • 李武新,马辉煌,于长暄,刘霜,雷家鸣,曾令清

      2022,42(22):9359-9370, DOI: 10.5846/stxb202003090458

      Abstract:

      水温是影响鱼类生理行为及生活史的重要生态因子。极端气候变化和热(核)电站等的温排水常引起受纳水域的水温发生急速变化,对该水域的鱼类生命活动产生重要影响。为考察不同水体升温速率和生态情境类型对鱼类群体行为的影响,以异育银鲫(Carassius auratus gibelio)幼鱼为实验对象,在3个温度(恒温16℃、慢速升温及快速升温10℃)和3种生态情境(开放水域、食物及食物与隐蔽所)条件下观测实验鱼在升温前后集群行为(如个体游泳速度及其同步性、个体间距离、最近邻距离、极性及摄食等)的变化特征。结果显示:快速升温导致异育银鲫的个体游泳速度明显增加,而对照组和慢性升温组均未呈现此效应;不论快速升温还是慢速升温均未影响个体游泳速度同步性。个体游泳速度及其同步性随情境复杂性的增加而呈下降趋势。升温速率和情境类型对个体间距离和最近邻距离均未产生影响。虽然群体极性不受升温影响,但随生态情境复杂性的增加呈下降趋势。所有温度处理组的鱼群摄饵比例均在升温后明显提高,但无情境类型间的差异。实验鱼具有群体个性现象,其个体和群体特征具有重复性和表型关联。研究表明:水体快速升温不影响异育银鲫的群体凝聚力和协调性,但随生态情境复杂度的增加,个体游泳速度及其同步性和群体极性均下降,群体凝聚力却维持稳定。

    • 荣义峰,班璇,周杨浩,刘文成,祁红芳,杨建新,张宏,周卫国,俞录贤,杜浩

      2022,42(22):9371-9382, DOI: 10.5846/stxb202107191949

      Abstract:

      自然产卵场是维持物种延续最关键的栖息地,青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖栖息地状况和生境特征尚缺乏详细的定量研究。以青海湖入湖河流泉吉河为例,在平水期采用现场调查和无人机遥测的方法对青海湖裸鲤的自然产卵场分布及生境状况进行调查,确定其产卵场生境特征参数,建立基于无人机遥测识别产卵场的方法并进行复核验证。结果表明:泉吉河河道形态可分为弯曲型、分汊型和顺直型等三种典型河型,青海湖裸鲤自然产卵场主要分布在弯曲型和分汊型河道中,分汊型河道几乎100%都有产卵场分布,弯曲型河道有70%为产卵场;产卵场河道平均长度(135.13±61.13) m,平均宽度(30.01±17.51) m,平均曲折度1.09±0.07;平均面积(4586.6±4201.61) m2;产卵场常位于缓水浅滩处,平均水深(0.19±0.10) m (范围:0.03-0.44m),平均流速(0.24±0.20) m/s (范围:0.01-0.81m/s),河床质为含有沙粒的卵石(粒径:163-256mm)底质。河道形态、沙洲分布、水深特征等特征参数可作为无人机遥测识别产卵场的判断条件,并实现验证成功。研究结果可为开展整个流域的青海湖裸鲤自然产卵场现状评估及保护对策制定提供技术支撑。

    • 潘士远,林坤,吕少梁,王学锋

      2022,42(22):9383-9393, DOI: 10.5846/stxb202108212330

      Abstract:

      从鱼类种间互作及其生态网络特征视角研究鱼类群落结构特征,对解析多鱼种共存机制和基于群落水平的多鱼种资源管理均具有重要意义。为分析鱼类资源利用的竞争互作对群落结构稳定性的影响,根据2016-2018年8个航次的雷州湾海域底拖网调查的鱼类数据,将空间生态位重叠理论和生态网络建模相结合,从种间互作的角度应用加权聚类系数C、加权平均路径长度A、关联度Co等指标分析鱼类的群落结构。结果表明:①鱼类生态位重叠所形成的种间互作网络季节变动较大,而年度变动则相对较小,共包含鱼类58-122种,种间互作的关系数量1318-7103。②雷州湾海域鱼类群落内种间互作密集,聚合程度高(C介于0.84-0.98)且能量传递效率高(A介于0.02-0.09),呈现互作弱化之趋势(Co介于0.32-0.48),群落结构总体较稳定。③小尺度范围(20°40'-21°00'N,110°30'-110°45'E)内,鱼类群落内种间互作特征是维持多种鱼类共存的重要内因。该特征表现为季节和年度的变化总体上相似,种间直接关联程度与种间互作强度呈正相关(P<0.01),而局部聚合程度与种间直接关联、互作强度均呈负相关(P<0.01)。本研究可为鱼类群落结构稳定性的量化评价和资源养护的管理规划提供参考依据。

    • 唐中海,罗华林,王建华,刘家林,游章强

      2022,42(22):9394-9403, DOI: 10.5846/stxb202106071503

      Abstract:

      在全球气候变暖及人为干扰等因素影响下,许多野生动物因生境退化和丧失而濒临灭绝。为了探讨未来全球气候变暖背景下白唇鹿适宜生境的分布格局及保护状况,基于491个白唇鹿分布位点,利用GIS和Maxent模型模拟预测了SSP1-2.6和SSP5-8.5共享社会经济路径下全球气候变化对白唇鹿在2040年(2021-2040)和2100年(2081-2100)潜在适宜生境分布并对其保护空缺进行了评价,并利用受试者曲线和刀切法对模型模拟结果有效性进行评价。结果表明在两种共享社会经济路径下,从2021到2100年期间:(1)影响白唇鹿潜在适宜生境分布的关键环境因子是植被类型、最暖季均温和最热月最高温和海拔;(2)白唇鹿潜在适宜生境面积总体呈下降趋势,分布格局变化明显的区域主要集中在西藏南部、三江并流区以及青海、四川和甘肃交界带;(3)白唇鹿潜在适宜生境平均海拔上升,质心向高纬度移动;(4)在SSP1-2.6共享社会经济路径下,白唇鹿2040年和2100年位于中国生态屏障区、国家级和地方级自然保护区之内的潜在适宜生境的平均最高和最低比例分别为76.11%和26.92%,而在SSP5-8.5共享社会经济路径下的分别是69.41%和69.34%。本研究揭示了全球气候变暖主要通过对青藏高原暖季的增温效应影响白唇鹿潜在适宜生境,最高达到73.08%的潜在适宜生境还处于保护空缺区域。全球经济发展尽早进入可持续发展模式和对保护空缺区域进行保护地规划与建设将对未来生物多样性保护具有重要意义。

    • 封底
    • 2022,42(22):9404-9404, DOI:

      Abstract:

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      研究论文
    • 夏楚瑜, 国淏, 赵晶, 薛飞, 王楚玥, 周珺, 孙彤, 李淞, 张念慈,

      DOI: 10.5846/stxb202204181049

      Abstract:

      大规模的城镇化导致了城市不断扩张,给生态系统造成了巨大的压力。本研究以京津冀地区为例,分析了2000-2020年间京津冀地区城镇化与生态系统服务的变化以及二者间的关系,并探讨了这种关系在栅格尺度、县域尺度、市域尺度上的尺度效应以及变化规律。本研究利用InVEST模型对所选取的5项生态系统服务指标进行量化,并运用皮尔逊相关性分析和地理加权回归来检验其与4项城镇化指标间的关系。研究结果表明(1)随着京津冀地区城镇化的发展除碳储量下降了0.8%外其余生态系统服务均有所提升,其中生境质量增加0.8%、水分产量增加了68%、土壤保持能力增长了35.7%而粮食产量增长近三倍。(2)生态系统服务与城镇化间存在显著相关性(p<0.01),且相关性在县域尺度上最为显著。其中产水量与4项城镇化指标均呈现正相关,粮食产量、碳储量、土壤保持量及生境质量均与4项城镇化指标均呈现负相关。(3)地理加权回归结果表明,城镇化指标与生态系统服务仅在县域尺度上拟合度较好且具有明显的聚集趋势,其中城市用地占比与碳储量、粮食产量全域拟合度最高分别为0.42与0.63。在针对生态系统服务的管理上不同区域需要制定不同的政策,同时需要对尺度进行适当的动态调整。文章明确了城镇化对生态系统服务的影响,并强调了城镇化及生态系统服务关系间的尺度效应,为京津冀地区生态系统管理提供了参考。

    • 朱 弘, 杨 乐, 李东宾, 何立平, 岳春雷, 李贺鹏

      DOI: 10.5846/stxb202203300788

      Abstract:

      为理解浙东亚高山沼泽湿地不同植物的生态策略,收集了浙江四明山12种典型沼泽湿地植物,对其主要功能性状进行了统计比较。结果表明:(1)不同沼泽湿地植物功能性状变异程度不同,变异系数(CV)最大为叶片密度(216.16%),最小为相对叶绿素含量(22.84%),平均变异为112.86%。(2)叶周长分别和叶面积、叶干重、叶长和叶长宽比呈显著正相关(P<0.05);叶形指数与叶面积、叶长、叶长宽比和叶片密度呈显著负相关(P<0.05);棘刺与比叶面积呈显著正相关(P<0.05);生活史与相对叶绿素含量呈显著正相关(P<0.05);根状茎或匍匐茎与叶形指数呈显著负相关(P<0.05);生活型与异形叶性呈显著负相关(P<0.05)。(3)17项功能性状主成分分析(PCA)的前3大主成分累计贡献率达到71.47%,可综合表征和概述为:植物叶片的质量和大小(35.72%)、对水分和氮素的吸收(18.74%)、植物抵御草食动物的能力和强光下的自我保护能力(17.01%)。(4)物种-功能性状排序图结合UPGMA聚类分析均支持将12种植物划分为2个功能组,第1功能组包含野慈姑(Sagittaria trifolia)和萱草(Hemerocallis fulva),采取“高投入-缓慢回报”策略,而第2功能组包含其余10种植物,采取“低投入-快速回报”策略。总之,四明山沼泽湿地植物功能性状变异丰富,物种通过功能性状间的组合和权衡,形成了不同的植物功能组,从而提高了山区沼泽湿地异质生境的适应性。

    • 生态系统服务专题
    • 周素, 刘国华, 周维, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202202160372

      Abstract:

      传统农业生态系统服务的价值外溢效应评估有助于提高对该农业生态系统服务价值的正确认知,为合理规划区域社会经济产业结构以及生态安全布局提供科学依据。以云南省红河哈尼梯田遗产区为例,采用基于单位面积当量因子方法估算哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值,并采用市场价值法和旅行费用区间法估算梯田景观的生产服务价值和休闲旅游服务价值,厘清哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值特征,探究传统农业生产景观的服务价值外溢情况。结果表明:(1)1995-2018年,研究区土地利用总体变化不显著,而建设用地面积相对增加较多,变化率为59.3%;(2)哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值总量减少了811万元,变化率为0.6%;农业生态系统服务结构保持稳定,一级服务类型中,调节服务价值量最大,二级服务类型中,气候调节服务价值量最大,食物和原材料生产价值贡献率仅为6%,水资源供给服务价值为负值;(3)2018年元阳哈尼梯田景观的粮食生产服务价值为0.8×108元,休闲旅游服务功能价值为1.3×108元。元阳哈尼梯田生态旅游促进区域可持续发展,梯田农业生产景观具有明显的价值外溢效应。

    • 研究论文
    • 杨雪荻, 陈兴鹏, 车磊, 乔富伟, 蒲利利

      DOI: 10.5846/stxb202203140617

      Abstract:

      区域生态安全对协调土地利用和生态环境的关系、促进资源的合理配置以及实现区域协调发展具有重要的意义。本文以兰西城市群作为典型地区,将形态空间格局分析(MPSA)应用到土地利用功能优化配置研究中,通过构建MSPA-GMOP-PLUS耦合模型,将生态安全纳入城市群土地利用功能和空间结构优化中,为区域布局优化提供了新思路。结果表明:(1)生态源地对区域生态安全具有重要意义,2020年兰西城市群共有20个生态源地,生态核心区面积为43355.5km2。此外,在土地利用功能分区中,生态保护区面积占比仍为最大(30.7%),生态边缘区面积也占19.2%,为生态保护提供了缓冲地带。(2)基于MSPA的仿真模拟可以限制城市群不平衡的发展趋势,优于传统土地利用规划模式。新模式下的生产、生活、生态用地占比分别由传统模式的30.17%、11.25%、55.58%优化至31.92%、10.70%和57.38%。优化结果不仅保证了优质生产空间的稳定性,而且有效确保了生态空间的可持续性。此外,不同开发情景的下土地利用布局结果,可以作为提高土地资源利用率和制定土地利用空间规划的参考。

    • 许文文, 赵燕翘, 王 楠, 赵 洋

      DOI: 10.5846/stxb202204201075

      Abstract:

      土壤酶是土壤养分循环的重要参与者,也是反映土壤功能的重要指标之一。人工生物土壤结皮(Biological Soil Crusts, BSCs)是近年来新型的固沙技术之一,能够显著促进荒漠生态系统功能的恢复。然而,目前关于人工BSCs如何影响沙区土壤酶活性及恢复速率的研究仍鲜见报道。本研究通过对腾格里沙漠东南缘人工培育以及自然发育的蓝藻结皮和流沙表层(0—2 cm)土壤酶活性(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、过氧化氢酶)以及BSCs的基本特征(叶绿素a和胞外多糖)进行测定,探讨了人工蓝藻结皮表层土壤酶活性的变化与恢复速率以及土壤酶活性与人工蓝藻结皮基本特征的关系。结果表明:人工蓝藻结皮表层土壤蔗糖酶(13.03—20.51 mg·d-1·g-1)、纤维素酶(45.60—47.20 mg·d-1·g-1)、过氧化氢酶(12.43—23.31 μmol·d-1·g-1)和淀粉酶活性(91.04—153.93 mg·d-1·g-1),显著高于流沙表层4种土壤酶活性(1.52 mg·d-1·g-1、43.05 mg·d-1·g-1、7.08 μmol·d-1·g-1和64.77 mg·d-1·g-1;P<0.05);相比自然发育的蓝藻结皮(17.60 mg·d-1·g-1、46.70 mg·d-1·g-1、23.87 μmol·d-1·g-1和246.22 mg·d-1·g-1),人工蓝藻结皮加快了土壤酶的恢复,土壤蔗糖酶与纤维素酶活性恢复最快(100.0%),土壤过氧化氢酶次之(61.7%),土壤淀粉酶恢复速率最慢(24.9%)。回归分析结果显示,人工蓝藻结皮的基本特征与4种土壤酶活性呈显著正相关(P<0.05)。以上结果表明人工蓝藻结皮的形成与发育显著促进了表层土壤酶活性的增加,加快了土壤酶活性的恢复速率,为评估人工蓝藻结皮在荒漠生态系统恢复中的作用提供了重要依据。

    • 夏春华, 李阳兵, 曾晨岑, 张 冰, 郑骆珊, 陈 艳

      DOI: 10.5846/stxb202204241130

      Abstract:

      探究典型生态脆弱区坡耕地利用转型及其对区域社会经济-生态环境的影响,对于合理利用山区坡耕地资源、实现社会经济-生态环境系统可持续发展具有重要意义。基于奉节县2000、2010、2020年土地利用数据,采用坡耕地利用形态转型测度、社会经济发展水平和生态环境质量评价等方法,揭示山区坡耕地利用转型的一般规律,综合定量探究坡耕地利用转型对区域社会经济、生态环境的影响,并测量对其耦合变化类型的驱动机理。结果表明:(1)2000—2020年奉节县坡耕地面积整体缩减,以廊道和边缘斑块坡耕地形态减少为主,减少的坡耕地主要向具有生态功能的林地和生态经济功能的园地转换;(2)社会经济发展水平和生态环境质量整体均呈增长趋势,且区域差异显著,前者呈“长江河谷区高—山区低”的分布格局,后者呈“长江河谷区低—山区高”的空间格局;(3)坡耕地利用转型对社会经济发展-生态环境质量耦合响应类型可以归纳为社会经济-生态环境同步发展型、社会经济发展-生态滞后型、社会经济滞后-生态恢复型、社会经济发展水平偏低型和生态环境质量偏低型5种;(4)社会经济-生态环境变化的各类型主要受到坡耕地利用强度、土地利用多样性、距县行政中心距离等因子驱动,且整体上社会经济因素的影响作用大于自然因素。

    • 学术信息与动态
    • 吴俣, 杜剑卿, 刘强, 杨幼清, 吕文聪, 潘佳音, 牛海山

      DOI: 10.5846/stxb202203240728

      Abstract:

      为了深入了解青藏高原土壤呼吸的研究现状与研究前沿,本研究以中国知网数据库(CNKI)和Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,基于文献计量的分析方法,运用Citespace和VOSviewer等软件,通过对国内外发文趋势分析、高频关键词共现分析及国家、机构、作者合作网络分析等,总结了青藏高原土壤呼吸的研究热点与研究趋势。研究结果表明:(1)国内外青藏高原土壤呼吸的研究在逐年上升,但国外研究的增长速率大于国内研究。(2)国内外关于青藏高原土壤呼吸的合作网络还不太紧密,国际合作网络和作者合作网络还有待加强。(3)青藏高原土壤呼吸的研究大体划分为三个阶段:萌芽阶段(1997-2005年)、增长阶段(2006-2013年)、快速发展阶段(2014年-至今),研究方法、研究尺度都在不断发展。(5)目前土壤呼吸领域研究内容以青藏高原土壤呼吸与全球气候变化、生态系统呼吸与全球气候变化、氮添加与土壤呼吸、土壤呼吸与土壤温度、土壤呼吸与过度放牧为主。本研究将对青藏高原研究现状、研究趋势做出总结,并为国内外青藏高原土壤呼吸研究方向提供情报支持。

    • 研究论文
    • 吴佳忆, 袁乃秀, 申立泉, 周鑫, 吕青昕, 耿硕, 杨歆雨, 郑启泽, 朱印酒, 盛岩, 孟秀祥

      DOI: 10.5846/stxb202112023394

      Abstract:

      人兽冲突是生物多样性保护的重要研究主题,合理的损害补偿有助于野生动物可持续保护及管理。为探究太行山东北部区域野生动物损害及损害补偿,于2019与2020年7—9月对区域内主要肇事野生动物(野猪 Sus scrofa和狗獾 Meles leucurus)进行了种群及损害调查;2021年7—8月基于访谈,对区域的损害赔偿及社区的受偿意愿进行了量化计测和分析。结果表明,太行山东北部区域的野猪(密度为6.283± 1.274只/km2)及狗獾(密度为4.855± 1.610只/km2)种群较大,对区域内的农业生产带来了较大损害,且肇事频率呈上升趋势;已有的防控手段效果有限,当地社区对野生动物保护支持度较高,但对肇事动物保护的态度相对消极;区域内的野生动物损害补偿已普遍施行,有效补偿了受损农户的部分经济损失,但也存在补偿覆盖不全面、补偿标准模糊及补偿数额偏低等问题。当地农户的受偿意愿(10962.60± 1751.55元/hm2)与其文化程度、损害补偿满意度和野生动物保护态度负相关,与保护政策支持度正相关。根据调研结果,建议加大力度落实野生动物损害补偿政策、构建野生动物损害保险制度、开展长期监测,并控制野生动物种群数量,最终通过调整土地利用模式、提供替代生计等方法,化解人兽冲突矛盾。

    • 王心静, 张妍, 刘凝音

      DOI: 10.5846/stxb202204221104

      Abstract:

      城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,本文在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径和节点关系进行深入探究,并分析其变化。结果表明,京津冀地区97%的流量都集中于各城市内部,各城市之间的优势互补有待加强。2017年京津冀13城市代谢总流量增长为2000年的3.3倍,其中承德、秦皇岛和唐山增长最为迅速,而衡水是唯一一个流量下降的城市。各城市的关键路径中有71.8%呈现流量上升态势,加工制造业为涉及关键路径最多的部门,其中加工制造业-环境为大多数所有城市共有的关键路径。掠夺/控制是京津冀13城市的主导关系类型;2000—2017年间13城市总体的生态关系良性转变少于劣性转变,致使共生关系数量下降,需要从交通运输业、采掘业和加工制造业等重点部门上寻求突破。关键路径及生态关系等代谢网络特征及其变化的识别,有效打破了城市代谢的“黑箱”,为缓解不同城市物质利用所带来的资源环境问题提供可靠理论依据。

    • 提杨, 庄鸿飞, 陈敏豪, 张超, 胡发祥, 赵秋璐, 胡志良, 栾晓峰

      DOI: 10.5846/stxb202201130127

      Abstract:

      生境质量是反映区域生物多样性水平的重要指标,而规划科学、管理有效的自然保护地对于维护生境质量、巩固区域生态安全具有重要作用。本文以天津市为例,运用InVEST模型Habitat Quality模块评估了天津市2000、2005、2010、2015、2018年生境质量时空变化格局,基于叠加分析自然保护地内外生境质量变化探讨自然保护地对维护区域生境质量发挥的作用。结果表明:(1)2000-2018年间天津市生境质量总体下降了13.18%,并呈现出明显的由中心城区向环城四区扩散的趋势,高质量区域仅占天津陆域国土面积的4%,主要分布在天津北部山区和于桥水库、团泊洼、北大港、大黄堡等湿地。(2)天津保护地空间分布上呈集中分布态势,覆盖了天津市约75%的高质量生境区域和25%的较高质量生境区域。(3)从整体上看不同类型的自然保护地内生境质量保护效果不同,自然保护区优于其它类保护地,其生境质量明显得到提升。所有保护地中有10处保护地生境质量略有下降,但低于全域下降水平,只有盘山风景名胜区和古海岸与湿地自然保护区生境质量下降高于全域平均水平。(4)自然保护地对天津市生境质量下降的趋势起到了一定缓冲作用,其内部生境质量变化的绝对量和相对量均显著优于区外5 km缓冲带(P < 0.1)。因此建议进一步提高保护地管理水平,加强管控力度充分发挥自然保护地保护效能。

    • 唐可, 娄赛炜, 倪晓菁, 鄢蕙, 彭博权, 金华, 方幽文, 蒋丽慧, 鲍若妍, 方芳, 吴玉环, 刘鹏

      DOI: 10.5846/stxb202202220419

      Abstract:

      为揭示硼对缓解栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)铝(Aluminum)毒害的生理机制,以耐铝性强的安国栝楼和耐铝性弱的浦江栝楼为材料,研究了50 μmol/L硼酸(H3BO3)对300 μmol/L Al3+胁迫下栝楼幼苗生长、铝积累、抗氧化能力和细胞壁组分的影响。结果表明:铝胁迫下,植株的根长、株高、鲜重和干重降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性受到显著抑制,安国栝楼、浦江栝楼根尖丙二醛(MDA)含量分别增加256.1%、278.2%,细胞壁多糖含量、果胶甲酯酶(PME)活性、根尖铝积累量显著提高,果胶甲基酯化度(DM)和3-脱氧-D-甘露-辛酮糖酸(KDO)含量降低。外源硼可以缓解铝胁迫对栝楼幼苗生长的抑制作用,安国与浦江栝楼的抗氧化酶活性显著提升,MDA含量、细胞壁多糖含量、PME酶活性均降低,安国栝楼果胶DM值恢复至正常水平的91.5%,浦江栝楼KDO含量较单铝处理组上升52.0%,活性铝结合位点减少,有效降低了根尖铝含量并维持其形态结构。因此,硼信号能通过调节细胞壁多糖组分且稳定其网格结构,减少根尖对铝的吸收,同时增强抗氧化酶活性,缓解铝胁迫导致栝楼幼苗生长中的次生氧化胁迫,提高栝楼幼苗对铝毒环境的耐受性,且对耐铝性强的安国栝楼作用效果较好。研究结果可为改良酸铝胁迫下作物的生长环境提供理论指导。

    • 宋梓涵, 李希来, 苏晓雪, 卡着才让, 马戈亮

      DOI: 10.5846/stxb202204161021

      Abstract:

      高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是两种在高寒草甸广泛分布的小型哺乳动物,其暴发活动可能造成高寒草甸的严重退化。本研究使用无人机分别拍摄典型的高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区图像,解译高原鼠兔洞口、高原鼢鼠土丘和它们的干扰斑块,获得干扰斑块的边长和面积信息,计算干扰斑块形状指标,确定高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动对高寒草甸的影响。研究表明:(1)高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动形成的干扰斑块边长与面积比、形状指数和分形维数差异显著(P<0.05),其中高原鼢鼠斑块的分形维数是1.0124±0.0091,属于普通的规则几何(圆形),高原鼠兔斑块的分形维数是1.1203±0.0546,属于分形几何。(2)高原鼠兔洞口数量与其斑块面积没有线性相关关系(P=0.9677),高原鼢鼠土丘数量与其斑块面积呈显著正相关(P<0.05)。(3)高原鼢鼠斑块面积呈长尾分布,不符合正态分布(P<0.01)。根据高原鼠兔斑块面积分布特征可将斑块演替分为三个阶段:土丘阶段、融合阶段和连通阶段。土丘阶段斑块的形状和分布与高原鼢鼠干扰斑块相似;融合阶段斑块的面积分布呈指数分布,形状属于分形几何(FRAC=1.1161);连通阶段斑块面积较大且形状复杂(SHAPE=4.4202)。三个阶段斑块的边长与面积比、形状指数和分形维数差异显著(P<0.05)。高原鼠兔在退化高寒草甸的觅食活动促进了融合阶段斑块的形成,形成了面积大且随机的分形几何斑块。引起高寒草甸退化的主要鼠害是高原鼠兔暴发活动,并非高原鼢鼠的暴发活动。因此,控制高原鼠兔数量并恢复高原鼠兔干扰斑块相比高原鼢鼠更重要。

    • 生态系统服务专题
    • 乔亚军, 张慧, 韩晓盈, 刘侨博, 刘坤, 胡梦甜, 裴文明

      DOI: 10.5846/stxb202202090327

      Abstract:

      生态系统服务功能评估关乎人类福祉,是全球关注的热点问题,而水源涵养功能已成为最重要的服务功能之一,是保障区域生态安全和可持续发展的关键因素。本研究基于InVEST模型对黑龙江省2000~2020年水源涵养功能进行定量评估,通过地理探测器分析近二十年黑龙江省水源涵养功能变化空间分异特征的主导影响因素,并结合地理加权回归来捕捉驱动因素的空间分异。结果表明:(1)2000~2020年,全省平均水源涵养量从13.81 mm/m2增加到20.29 mm/m2,水源涵养总量提升46.92%。(2)气候变化是影响水源涵养变化的主要驱动因素,土地利用变化是间接驱动因素;气候和土地利用之间的交互作用对水源涵养变化空间分异性的影响明显大于任何单一因素。(3)驱动因素与水源涵养变化的相关性及强度存在明显的空间分异特征。全省水源涵养变化与降水和林草覆盖率正相关。大小兴安岭和三江平原地区水源涵养变化同时与耕地和城乡工矿用地覆盖率负相关。本研究可为管理部门制定生态环境保护决策和优化生态系统管理提供科学依据。

    • 研究论文
    • 齐晨, 姜江, 叶彩华, 尤焕苓, 乔媛, 沙祎, 白帆

      DOI: 10.5846/stxb202202220416

      Abstract:

      花粉是我国北方引发过敏性鼻炎最主要过敏原,花粉症发病期与花粉浓度高峰期吻合。基于北京地区2012至2020年花粉季多站、逐日分类花粉浓度观测数据分析,得出北京地区花粉浓度在3月上旬至5月中旬(可进一步划分为3月中旬至4月上旬和4月下旬至5月上旬两个高峰期)和8月中旬至9月中旬分别存在两个高峰期,第一个高峰期内优势致敏花粉种类为柏科、杨柳科和松科,第二个高峰期内优势致敏花粉种类为桑科、菊科蒿属和藜科。根据优势致敏花粉年浓度峰值日期观测数据,使用与花粉采样站点位置相匹配的逐日气象观测数据累积值,基于作物模型概念和模糊逻辑原理建立了北京地区主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测模型。经检验,柏科、杨柳科、松科、桑科、菊科蒿属和藜科花粉模型预测准确率分别为87.8%、80.0%、64.4%、86.7%、78.8%和81.8%。基于北京地区主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测模型可为本地花粉症防治提供理论参考。

    • 数据融合生态评估
    • 马云飞, 陈长胜, 袁福香, 吴迪, 李建平, 郝禹

      DOI: 10.5846/stxb202204130981

      Abstract:

      人类活动及气候变化对东北虎豹国家公园生态环境产生深刻的影响,探究该地区生态环境质量的时空演变规律对园区可持续发展具有重要意义。本文在原有遥感生态指数基础上,选用增强型植被指数(EVI)代替原绿度指标中的NDVI,构建2001-2020年植被生长季遥感生态指数(RSEI),探讨园区内核心保护区、虎豹潜在栖息地及主要人口聚集区三大管控区生态环境质量时空变化特征,并基于像元尺度分析其对气候因素的响应。结果表明:(1)近20年虎豹公园生态环境质量呈波动微弱下降趋势,2015年后生态环境质量逐步提升,2020年达到良好水平;(2)园区内各管控区生态环境质量具有明显的空间分异性,东部核心保护区中部及虎豹潜在栖息地中部以南地区生态环境质量较好,主要人口聚集区相对较差。(3)近20年虎豹公园生态环境质量稳定性较差。未来生态环境质量变化趋势为上升的面积占60.86%,表明未来生态环境趋势总体向好,但局部地区仍存在持续恶化态势。(4)虎豹公园生态环境质量主要受降水的影响,与降水呈显著正相关关系,与气温及日照的相关性较弱。

    • 研究论文
    • 马佳雯, 杨志娇, 王宇航, 文菀玉, 刘刚, 李惠鑫, 高军, 虎永胜, 李斌, 九落, 龚明昊

      DOI: 10.5846/stxb202204251142

      Abstract:

      生境的破碎化是导致物种濒危的主要原因之一,功能区划是对保护地进行空间布局和提升保护成效的重要手段。通过对生境进行适宜性评价,进而指导合理区划,是提升保护地功能的重要措施。基于目前保护地功能区划中存在与目标物种适宜栖息地空间格局不一致、与周边联系紧密性不足、边缘效应明显等问题,本研究以甘肃多儿国家级大熊猫 (Ailuropoda melanoleuca) 自然保护区为例,根据现有保护地区划景观特征,通过扩大研究尺度和开展栖息地适宜性评价,结合适宜栖息地异质性和功能区的景观特征,基于提升适宜栖息地完整性和连接度调整保护区功能区划,并通过比较区划前、后景观特征和栖息地适宜性的变化以及大熊猫的空间利用来评估本研究方法的有效性。研究表明:基于本方法的新区划核心区适宜栖息地增加了16.03%,被保护的优质栖息地增加,核心区内缘比由调整前的5.35和6.32下降至3.97,被保护的优质栖息地增加,边缘效应明显减小,提高了保护区适宜栖息地的完整性,加强了和周边优质栖息地的联系,有助于提升核心区的环境容纳量,增强抵御外来干扰的能力,改善大熊猫的生存状况,促进所在区域的种群交流。

    • 刘志洋, 孙甜甜, 赵恒明, 韩忠玲, 程勇翔, 刘彤, 王绍明, 黄敬峰

      DOI: 10.5846/stxb202202080312

      Abstract:

      摘要:灌木对生境和气候变化具有高度敏感性,其年轮资料在认识区域环境演变过程、全球气候变化和环境保护中具有重要作用。灌木植株在生长过程中受遗传和极端环境的影响,年轮常出现偏心和不规则生长,这使得专业年轮分析软件测量的年轮宽度数据难以准确反映其整体径向生长信息。为探讨适合于寒旱区灌木年轮学研究的年轮测量指标和测量方法,研究以该区域荒漠常见植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)为研究对象,通过U-net深度学习方法,获得年轮提取训练模型,自动获取扫描轮盘各年早材区域。轮盘扫描及语义分割后的图像经GIS配准赋坐标、ENVI图像处理后,借助GIS编辑和测量工具,完成多枝柽柳各年年轮生长速率(Tree-ring growth rate,TRGR)、年轮宽度(Tree-ring width,TRW)和树木基部断面积生长增量(Basal area increment,BAI)的测量;研究基于Timesat Savitzky-Golay(S-G)滤波时间序列拟合,获取点样尺度归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)季节曲线峰值、季节开始时的增长速率、大季节积分和季节结束时的值等7个关键参数。将多枝柽柳TRGR、TRW和BAI测量结果与NDVI季节曲线关键参数进行相关性分析,检验TRGR指标的合理性,分析指标优势。结果表明:测量的多枝柽柳TRGR指标与点样尺度NDVI关键参数间存在高度正相关,最高相关系数达0.98。TRGR指标不仅能够反映多枝柽柳年轮整体径向生长情况,而且可以有效去除年轮指标中的胸径趋势,突显指标环境趋势,有利于解决树木年轮学中指标去趋势难的问题。TRGR与TRW和BAI指标相比优势明显,可以作为灌木年轮学研究的新代用指标。研究结果为多枝柽柳年轮信息重构NDVI或反之提供了有利证据。研究构建的年轮测量方法相比于专业年轮分析系统具有更为多样的测量手段。研究结果可推动寒旱区灌木年轮学发展。

    • 高光耀, 刘雨, 王棣, 焦磊, 李宗善, 田立德, 傅伯杰

      DOI: 10.5846/stxb202204221107

      Abstract:

      造林是生态恢复的重要措施,但由于种植密度过高,导致土壤干燥化,林木生长衰退,严重制约其生态功能的提升。疏伐是人工林改造的重要手段,水分利用特征是确定适宜疏伐密度的关键因素,但目前缺少疏伐对人工林水分利用特征影响的系统研究。基于此,以黄土丘陵区刺槐林为研究对象,设置疏伐55%(P1)、28%(P2)、16%(P3)和对照(P4)四个处理,通过0—500 cm深度的土壤水与茎秆水δ2H和δ18O、叶片δ13C的采样分析并利用MixSIAR模型,比较了不同疏伐强度下刺槐林水分来源和水分利用效率的差异,建立了水分来源比例与叶片δ13C的定量关系。结果表明:(1)疏伐样地在不同深度的土壤含水量均高于对照样地,表明疏伐对缓解土壤水分胁迫具有重要作用。(2)随着疏伐强度的增大,浅、中层(0—100 cm、100—300 cm)土壤水对刺槐的贡献比例呈增加趋势(P1:80.4% ;P2:78.1% ;P3:76.3% ;P4:67.8%),而深层土壤水分(300—500 cm)的贡献比例相对降低,表明疏伐促进了刺槐对浅层及中层土壤水的吸收利用,减少了对深层土壤水的过度消耗。(3)疏伐样地的叶片δ13C均大于对照样地,表明疏伐提高了刺槐了的水分利用效率,且刺槐叶片δ13C与浅层土壤水分贡献比例呈线性正相关(P<0.01),而与中深层土壤水贡献比例呈线性负相关(P<0.05)。研究结果初步反映了疏伐对刺槐林水分利用特征的影响,可为黄土高原刺槐林改造和功能提升提供科学依据,未来需开展疏伐后长时间序列的观测研究。

    • 刘芳锐, 张正栋, 王欣怡, 毛源远, 董剑彬, 黄楚珩, 刘钰坤

      DOI: 10.5846/stxb202201230219

      Abstract:

      区域生态系统健康评价是获取区域生态系统状况的重要手段,对生态保护和恢复具有现实的指导意义。研究从人类与生态系统耦合角度出发,基于生态系统完整性以及人类对生态系统服务的需求,在“活力-组织力-弹性”框架基础上引入生态系统服务供需指标构建评价框架。以粤港澳大湾区为例,分析2005—2018年生态系统健康时空变化特征及其对城镇化的响应。研究结果表明:(1)2005—2018年间,大湾区生态系统健康呈现中部低四周高的空间格局,以好,较好和一般水平为主;从时间变化上来看,大湾区四周山区生态系统健康状况有所改善,而中部地区健康状况则逐渐恶化。(2)大湾区生态系统活力在改善区域生态系统健康中发挥了重要的作用;此外,生态系统服务供需对传统生态系统健康评价结果进行适当修正,生态系统服务供需赤字加剧了中部地区生态系统健康状况的恶化。(3)大湾区生态系统健康与人口城镇化、土地城镇化间均存在显著的空间负相关性,其中,土地城镇化对生态系统健康的负面影响越来越显著,特别是大湾区中部地区。研究以期为生态系统健康评价提供新思路,同时为大湾区生态系统保护与管理提供参考。

    • 李璐, 夏秋月, 董捷, 张斌

      DOI: 10.5846/stxb202204130976

      Abstract:

      认识和探讨区域土地利用碳收支并构建碳生态补偿模式,对于引导区域低碳协调发展、促进实现碳中和目标具有重要理论和现实意义。探究基于土地利用碳收支的碳生态补偿原理,并以武汉城市圈县域为实证研究对象,依据区域土地利用碳收支差异,在碳中和目标下估算城市圈各县(市、区)的碳生态补偿标准,明确碳生态补偿支付或受偿次序。结果表明:(1)研究期内城市圈各县(市、区)土地利用净碳排放空间差异显著。土地利用净碳排放呈现“西高东低,南北低中心高”的空间分布特点,且该空间分布特征逐渐强化;(2)武汉城市圈有14个碳生态补偿支付区,大多位于城市圈中部和西部地区,其中包括5个优先支付区、6个次级支付区、3个潜在支付区;(3)武汉城市圈有25个碳生态补偿受偿区,大多位于城市圈东部及外围地区,其中包括5个优先受偿区、9个次级受偿区、11个潜在受偿区,并针对不同类型支付和受偿区提出差别化的低碳发展对策建议。

    • 李家馨, 韩立建, 张志明, 周伟奇, 李伟峰, 钱雨果

      DOI: 10.5846/stxb202201030008

      Abstract:

      摘要:空气中的细颗粒物(PM2.5)是我国城市空气污染的主要污染物之一,严重威胁着城市居民的健康,限制城市发展的可持续性。PM2.5去除的自然途径有两种,分别是干沉降和湿沉降,其中干沉降占据主导作用,且干沉降的过程和效率与城市森林紧密关联。目前针对城市森林对干沉降作用的研究主要是在小尺度中从不同树种、不同群落结构、不同景观类型等角度来估算并比较其滞尘量,较少关注其占空气污染总量的比率,从而可能影响对城市森林滞尘服务能力的判断。因此,本文利用城市森林效益(Urban Forest Effect,UFORE)模型中的大气污染干沉降模块的核心算法,以2015年为例,估算了我国主要城市辖区的城市森林一年内对大气中的PM2.5削减量以及其占空气中PM2.5污染总量的比重。结果显示:(1)2015年全国主要城市单位绿地面积日均滞尘量较高地区主要集中在华北地区、华东地区、以及东北地区。其中北京30.47 mg/m2,苏州24.63 mg/m2,沈阳28.55 mg/m2。(2)城市森林的滞尘效果具有明显的季节效应,冬季滞尘量明显高于夏季,而夏季滞尘率高于冬季。(3)虽然滞尘总量较大,但城市森林对城市空气污染物的滞尘量占空气PM2.5污染总量的最大值不到4%,凸显出客观认识城市森林滞尘作用的必要性。本文的研究结果可为城市大气污染的生态解决方案和生态宜居城市建设提供一定的科学支撑。

    • 康帅直, 穆琪, 赵永华, 韩磊, 刘金宝, 赵明, 张鹏

      DOI: 10.5846/stxb202204100935

      Abstract:

      煤炭的开采促进了地区经济发展,同时也影响了当地的生态环境。因资源开采区在监测研究中常忽视了生态环境质量的长时间影响和时空变化。以神府开采区为例,基于Landsat系列遥感数据,使用遥感生态指数、Mann-Kendall检验法、R/S分析法等,对该区2000-2020年间生态环境质量时空格局特征进行时间序列分析和空间格局特征研究。结果表明:研究区域20年的RSEI均值为0.469,生态环境质量多年平均属于中等等级。2000-2020年间神府矿区生态环境质量总体上生态环境质量有所改善,20年前后波动变化维持在0.523;同时建设用地也不断增加,从107.09km2增加至273.53km2。变化趋势上生态环境质量趋势变优、不显著和变差的面积比例分别约为56.1%、16.3%和27.6%。整体生态环境可持续性整体上不强,大量区域显示反持续性特征。资源开采活动引发的地质环境问题致使生态环境退化,表现为直接影响区生态环境质量低于间接影响区,平均低2.68%。研究揭示了矿区长时间序列的变化状况与未来变化趋势及可持续性特征,探讨工矿业对生态环境质量的影响,为神府矿区生态环境评价与管理提供科学合理的依据。

    • 黄正谊, 苏延桂, 黄刚, 吕坤, 吴国朋, 林思诺, 王晶晶

      DOI: 10.5846/stxb202203090570

      Abstract:

      土壤微生物群落结构沿海拔梯度的变异是微生物生物地理学分异和群落空间分布的重要内容,然而,热带森林土壤微生物多样性及其群落特征的海拔模式尚不明确。本文研究了海南省尖峰岭自然保护区0—20cm和20—40cm土壤细菌多样性和群落组成沿海拔梯度(400—1410m)的变化及其与环境因子的关系。结果表明:在0—20cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高(峰顶降低)而增加,20—40cm土壤微生物生物量碳、生物量氮和生物量磷随海拔升高呈先升高后降低趋势;整体上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门在0—20cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的88.17%;变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门在20—40cm中占优势,丰度总和占该层细菌总量的90.82%;随海拔增加,0—20cm细菌多样性线性减少,20—40cm细菌多样性变化不显著;沿海拔梯度,0—20cm细菌群落组成可分为低(409—1018m),中(1018—1357m)和高(1410m)三个海拔聚集群落,20—40cm细菌群落组成随海拔无显著性变化;两土层细菌多样性与土壤pH显著正相关,土壤细菌群落组成在0—20cm主要受年均温度和pH影响,20—40cm受年均温度和土壤有机碳影响;根据Bray-Curtis指数,0—20cm和20—40cm土壤细菌相似性随地理距离的增加逐渐降低,细菌群落相似性随环境距离的增大也逐渐降低。总之,尖峰岭土壤细菌多样性和群落组成的海拔格局受土壤深度影响,且驱动细菌群落组成变化的因素在土层间不同,暗示在未来气候变化背景下,热带森林0—20cm和20—40cm土壤微生物群落可能具有不同的响应机制。

    • 郭宇, 姚亦锋, 王振波, 任传堂

      DOI: 10.5846/stxb202204221098

      Abstract:

      长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明:(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展路径提出具体对策建议。

    • 房福金, 肖金兰, 王东

      DOI: 10.5846/stxb202202040293

      Abstract:

      氮(N)是陆地生态系统初级生产力的重要限制因子,大气N沉降的增加将会对植物的化学元素含量和生物量产生重要影响,进而影响凋落物的化学计量特征及其养分归还。高寒灌丛是陆地生态系统的重要组成部分,但有关N沉降对高寒灌丛凋落物尤其是凋落枝的化学元素和生物量的研究还较为缺乏,难以深入揭示N沉降对高寒灌丛土壤碳(C)和养分循环的影响机理。基于此,以青藏高原东部地区的优势高寒灌丛类型—窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata (Rehd.) Hand.-Mazz.)灌丛为研究对象,连续4年人工模拟N沉降,分析了凋落枝C、N、磷(P)、木质素和纤维素化学计量特征及其归还量对不同N添加浓度(0、20、50和100 kg hm-2 a-1)的响应趋势。结果表明:(1)N添加对凋落枝C、N含量无显著性影响(P>0.05),而对P、木质素和纤维素含量有显著性影响(P<0.05),但不同年份间的影响趋势不一致;(2)4年的N添加并未改变凋落枝的C/N、N/P,但显著降低了凋落枝的木质素/N(第3年)、C/P(第1年和第4年)和C/N/P(第1年);(3)随着N添加浓度的增加,凋落枝C、N、P、木质素和纤维素4年累积归还量呈显著的二次方变化趋势(P<0.05),并在中N处理(50 kg hm-2 a-1)下达到最大。研究认为,N添加对凋落枝化学计量特征的影响具有较大的年际变异,短期、适当的N添加通过增加凋落枝的生物量而并非改变其化学计量特征促进了凋落枝碳和养分的归还。

    • 杜忠毓, 邢文黎, 薛 亮, 肖 江, 陈光才

      DOI: 10.5846/stxb202203300794

      Abstract:

      锑矿的开采等活动剥离了喀斯特石漠化区的地上植被,导致该区群落物种组成与结构被破坏、生态系统受损或功能丧失。为了解锑矿开采后生态破坏区优势物种亮叶桦(Betula luminifera)群落特征及演替状态,并为复层植被重建的物种选择提供理论依据。本研究基于贵州晴隆大厂镇锑矿生态破坏区调查数据,分析了该区优势物种的Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠度,并运用卡方检验(χ2)、Ochiai指数(OI)和Pearson相关性计算了群落优势物种种间联结性。结果表明:(1) 石漠化锑矿生态破坏区物种组成远低于未破坏区(30科53属68种),仅为14科18属22种,乔木层物种仅为亮叶桦,灌木层物种重要值由高到低依次为密蒙花(Buddleja officinalis)、茅莓(Rubus parvifolius)和水麻(Boehmeria penduliflora)等,草本层物种重要值由高到低依次为芒(Miscanthus sinensis)、头花蓼(Polygonum capitatum)、破坏草(Ageratina adenophora)、艾草(Artemisia argyi)和鬼针草(Bidens pilosa)等。(2) 锑矿生态破坏区灌草层和未破坏区乔灌草层的物种重要值与生态位宽度呈极显著正相关,但不同物种的生态位宽度不同,这是物种生物学属性不同所致;锑矿生态破坏区除水麻与插田泡(Rubus coreanus)的生态位重叠值为1外,其他物种间的生态位重叠程度较低。(3) 石漠化锑矿生态破坏区灌木层总体呈显著负联结,种对间负联结数占比较高(5对);草本层总体联结性不显著,但种对间负联结数有15对,其中艾草与芒、艾草与白三叶(Trifolium repens)、芒与破坏草种对间联结程度较高,表明植被群落处于演替前期,极不稳定且易受破坏。未破坏区乔木层和灌木层总体联结性不显著,草本层总体为显著正联结,表明未破坏区植被群落相对稳定。(4) 石漠化锑矿生态破坏区植被恢复应选择生态习性相近、重叠程度较小、种间为正联结的物种,例如乔本层的亮叶桦和山苍子(Litsea cubeba)等,灌木层的密蒙花和茅莓等,草本层的艾草、蕨(Pteridium aquilinum)、芒和马唐(Digitaria sanguinalis)等,以达到乔灌草配置具有高稳定性植物群落的效果。锑矿生态破坏区物种组成较少,植物群落结构不稳定,处于演替早期;未来喀斯特石漠化锑矿生态破坏区植物群落仍需要很长一段时间演替才能达到未破坏区植物群落状态,适宜的乡土植物和合理的配置模式有助于加快植被恢复进程。

    • 丁 茂, 汪宇坤, 何煜然, 徐晓阳, 周守标, 王 智

      DOI: 10.5846/stxb202204191059

      Abstract:

      基于样方法的种间联结性研究多集中于群落不同层次联结性与相关性,群落内主要物种的生态位与种间联结特征,但对群落内物种的种间联结及群落稳定性变化系统性研究不足。研究利用鹞落坪落叶阔叶林11.56 hm2森林动态监测样地间隔5年(2016—2021年)的2次群落调查数据,采用α多样性指数、方差比率法(VR)、χ2检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关检验和M. Godron稳定性等方法,对鹞落坪落叶阔叶林群落树种多样性、种间联结及群落稳定性变化进行分析。2021年与2016年比较结果表明:(1)群落优势种重要值增加,其中杜鹃、大果山胡椒和垂枝泡花树等灌木或小乔木数量急增导致累积重要值增加。(2)方差比率从1.35提升为2.87,总体正联结有了显著提高;χ2检验结果显示主要物种间正负关联种对比值由0.97提升为1.25,正关联种对开始占据优势。(3)Pearson相关检验和Spearman秩相关检验显示极显著和显著相关种对分别由132对和160对增加到152对和226对,种间相关性增强。(4)M. Godron稳定性测定结果由25.59/74.41变为23.64/76.36,群落稳定性增强。种间联结性分析与群落稳定性测定通过不同形式来体现群落演替阶段,研究显示鹞落坪落叶阔叶林群落种间联结增强,各物种间分布愈加紧密,相关性增强,正朝着和该地区环境条件相适应的稳定阶段发展。

    • 研究综述
    • 丁桂玲, 张武凡, 鲁宾雁, 杨友志, 周新平, 杨柏云, 黄家兴, 罗毅波

      DOI: 10.5846/stxb202112023404

      Abstract:

      动物传粉在全球生态系统中提供重要服务,全球农业生产对动物传粉服务的需求稳定增长。油茶是我国特有的重要木本油料植物,栽培历史悠久,由于严格自交不亲和而高度依赖动物传粉。本文基于我国油茶产业发展的新形势,首先,从资源分配和花粉限制等生态因素系统分析了油茶产量受限制的原因,提出油茶的传粉者限制效果等同于花粉限制效果,人工引入潜在的高效传粉者是解除油茶资源限制措施和传粉生态限制措施之间冲突、提高油茶产量的有效途径。其次,论述了人工引入传粉者传粉服务的优势和挑战。最后,对人工引入传粉者,特别是外来传粉者所面临的潜在风险和控制途径进行了梳理,提出从传粉生态服务解决油茶产量和质量问题的新思路。全文旨在为人工引入传粉者在油茶丰产中的作用提供理论与科学依据,以期促进油茶产业健康有序发展。

    • 数据融合生态评估
    • 陈子琦, 侯光雷, 张艳红, 董凯凯, 刘兆礼

      DOI: 10.5846/stxb202108192306

      Abstract:

      开展生物多样性保护成效对比评估对于合理执行生态补偿机制的转移支付政策,以及进一步促进全国生态保护管理水平的有效提升都具有重要意义。以2015年版《全国生态功能区划》划定的生物多样性保护重要生态功能区为研究对象,采用生物多样性保护成效结构指数,探讨重要生态功能区生物多样性保护成效的区域分异情况。研究结果表明:(1)华南、华东与华中地区重要生态功能区的生态结构参照基准较高,东北地区重要生态功能区居中,较差的重要生态功能区则位于西南和西北地区,说明了全国生态环境本底的区域分异性;(2)西北和西南地区重要生态功能区的保护成效结构指数较高,华中和华南地区居中,而东北和华东地区的保护成效结构指数较低,体现了2015年全国重要生态功能区生物多样性保护成效的空间差异情况;(3)从草原、森林与湿地生物多样性的保护成效结构指数来看,西北与西南地区、东北和西南地区及华东地区的重要生态功能区分别具有较大优势。上述研究结果反映了全国重要生态功能区生物多样性保护成效优劣的空间差异状况,可为政府部门健全生态补偿机制以及制定生态系统恢复方案提供决策参考。

    • 研究论文
    • 陈 铭, 黄林娟, 黄 贵, 刘昕宇, 薛跃规

      DOI: 10.5846/stxb202204251137

      Abstract:

      研究不同发育时期天坑草本植物的多样性,能更好的理解草本层对天坑环境变化的响应机制。该文以广西大石围天坑群中不同发育时期天坑(早期、中期和后期)为研究对象,采用空间代替时间的方法,分析不同发育时期天坑草本植物多样性和生态位变化规律。结果表明:(1)广西大石围天坑群调查样地共记录到草本植物34科71属98种,以鳞毛蕨科、荨麻科、凤尾蕨科、菊科和禾本科为主。(2)后期天坑草本植物的Pielou’s指数和Shannon-Wienner指数均显著高于初期天坑(P<0.05),表明随着天坑发育到后期,草本层物种数逐渐增多,物种分布更为均匀。(3)随着天坑的发育,草本层喜阴植物重要值下降,喜阳、半阴植物重要值上升,喜阳植物逐渐取代喜阴植物在群落中占据优势地位,草本层将经历喜阴植物—喜阴、半阴植物—喜阳植物的三个生态型转变过程。(4)各发育时期优势草本生态位相似性比例和生态位重叠平均值均<0.5,表明天坑不同发育时期对草本植物的生态位影响较小,各时期草本层总体呈现生态分化明显、种间竞争较弱的特点。(5)各发育时期优势草本生态位重叠值大、相对高度差小的种对数中,不同生态习性的种对数占比不同,中期天坑种对数远高于初期和后期天坑,表明不同发育时期中不同生态习性的草本对光能的竞争程度存在差异,中期天坑草本植物对光能竞争最为激烈。综上所述,广西大石围天坑群各发育时期草本层生态分化明显、群落结构稳定,后期天坑草本多样性最为丰富。

    • 曾昭阳, 栾璐, 薛敬荣, 孙波, 蒋瑀霁

      DOI: 10.5846/stxb202112253651

      Abstract:

      为明确不同施肥处理对土壤原生生物群落、微生物碳代谢活性的影响,以南方典型旱地红壤为研究对象,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站玉米单作系统有机培肥长期定位试验,选取不施肥(M0)、低量猪粪(M1)、高量猪粪(M2)、高量猪粪+石灰(M3)4个处理,利用高通量测序技术研究不同猪粪处理下红壤原生生物多样性、群落结构的变化,揭示原生生物与微生物互作对土壤微生物碳代谢活性和玉米产量的影响。结果表明:①长期施用猪粪处理下,土壤pH、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量显著提高;②与M0处理相比,施肥处理显著提高了原生生物生物量和多样性,并且显著改变了其群落结构,其中土壤TP、pH、AP、TN、SOM和AK是原生生物群落结构变化的重要驱动因子;③施肥处理显著提高了土壤细菌和真菌生物量,增加了微生物碳代谢活性(Average well color development,AWCD);④土壤pH和AP通过影响原生生物多样性和群落结构,间接提高了微生物碳代谢活性和玉米产量。本研究结果为提升旱地红壤的生物多样性,保障土壤健康和维持生态系统服务功能提供了科学依据。

    • 脆弱生态系统保护与修复专栏
    • 何佳瑛, 蒋晓辉, 雷宇昕

      DOI: 10.5846/stxb202205121332

      Abstract:

      摘要:黄土高原地区生态工程的实施,使其生态环境得到显著改善,提高了生态系统服务能力。现有的研究成果中,生态工程对生态系统服务影响的定量评价比较匮乏。本研究以延河流域为例,采用RUSLE模型和InVEST模型对生态系统服务进行评价,通过构建模型识别出不同时期的生态工程区,探究生态工程对生态系统服务的定量影响,为下一步生态工程的实施提供科学的指导和依据。结果表明:(1)2000—2018年,延河流域土壤保持服务和产水服务均呈波动增长趋势,但二者的变化并不同步。(2)4个时期内,能产生生态效应的生态工程区面积呈波动增长趋势,从854 km2增加到1343 km2,在整个流域均有分布,不同时期的重点分布区不同。(3)生态工程增强了区域的土壤保持能力和产水能力, 土壤保持服务增强区面积从477.5 km2增加到1140.6 km2,保持的土壤总量从2.1×107 t增加到5.6×107 t;产水服务增强区面积从139.1 km2增加到485.5 km2,产水总量从2.9×106 m3增加到1.5×107 m3。(4)生态工程对土壤保持服务和产水服务具有协同效应,土壤保持服务对生态工程的敏感性强于产水服务。

    • 研究论文
    • 陈慧灵, 高子恒, 王振波

      DOI: 10.5846/stxb202205291509

      Abstract:

      随着全球气候变暖以及区域间产业关联程度加深,产业转型升级和产业转移所引起的碳排放空间重塑成为低碳研究的主要领域之一。利用碳排放清单法及环境效应分解模型,估算中国各省工业碳排放量变化及其影响因素,同时分析产业转移背景下省际间碳排放的转移格局,以探讨区域节能减排与发展平衡的有效策略。研究表明:2005—2019年期间,中国的工业碳排放量格局一直是以环渤海地区为单核心,邻近的山东、浙江、内蒙古逐渐增加;省级尺度层面,产业规模对工业产业发展引起的环境效应强度最大,产业结构的作用相对较弱;工业碳排放的空间转移主要呈现由沿海区域向内地转移,转出高耗能产业碳排放量最多的省份是山西、山东、辽宁、上海,而高耗能产业碳排放量转入最多的省份是新疆、安徽、山东;碳排放的转入、转出并不与各省经济发展水平的位置完全等同,经济发达省份也会因能源需求或国家战略政策的影响,呈现某段时间内工业碳排放的转入。结论有助于为全局视角下区域间横向联合碳减排政策的制定提供决策依据。

    • 王苗苗, 王绍强, 陈斌, 张心怡, 赵健

      DOI: 10.5846/stxb202107051782

      Abstract:

      CO2施肥效应是全球变绿的主要原因,随着大气中CO2浓度的持续增加,预估未来气候变化条件下,CO2施肥效应对陆地生态系统的影响对减缓全球气候变化具有重大意义。本文基于未来气候情景数据和Farquhar模型,并结合生态过程模型BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator),定量化研究2020-2050年CO2施肥效应对全球叶面积指数(LAI)和总初级生产力(GPP)的影响。研究结果显示2020-2050年,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下,CO2施肥效应导致的LAI年际变化趋势分别为0.002、0.003和0.005 m-2m-2a-1;三个气候情景下CO2施肥效应对LAI的影响为CO2每增加100 ppmv,LAI平均增加约8.1%~9.2%,由此导致GPP对应增加7.9%~14.6%;由CO2施肥效应导致的全球LAI的增加对未来GPP年际变化趋势的贡献分别为66.7%、48.7%和57.1%。表明在未来气候变化情景下,LAI的增加仍然主要受CO2施肥效应的影响,CO2施肥效应导致的LAI的增加将显著促进全球陆地生态系统碳吸收。

    • 朱玲, 魏文涛, 吴若冰, 郭鸿蓉, 张潇月, 王定一, 吴福忠

      DOI: 10.5846/stxb202203230722

      Abstract:

      以米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶为研究对象,于2021年4—7月,对照森林地表和持续流水的溪流,研究间歇性溪流凋落叶分解过程中胞外酶活性变化规律。结果表明:(1)间歇性溪流凋落叶分解过程中酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和脲酶总体高于地表,低于溪流。(2)通过分析胞外酶生态化学计量和矢量特征,发现三种生境凋落叶分解过程中微生物群落受碳和磷的共同限制。分解初期,间歇性溪流凋落叶分解过程中微生物群落碳限制程度高于其他两个生境,但磷限制低于地表,高于溪流;随着分解的进行,间歇性溪流凋落叶分解过程中微生物群落磷限制程度逐渐减弱,碳限制程度逐渐加强。(3)统计分析表明,间歇性溪流中大气温度是凋落叶分解过程中胞外酶活性的主控因子,而地表凋落叶分解过程中胞外酶活性与气温、地表温度和土壤含水量关系更为密切,溪流凋落叶分解过程中胞外酶活性主要受水体温度、溪流深度和气温等因子的影响。研究结果为全面认识亚热带森林生态系统物质迁移与循环过程提供了新思路和科学依据。

    • 专论与综述
    • 张倚浩, 阎建忠, 程先

      DOI: 10.5846/stxb202111153202

      Abstract:

      青藏高原是中国湿地分布最多的区域,其独特的高寒湿地对区域生态环境安全有着不可或缺的作用。本文梳理了青藏高原湿地变化的时空特征,基于此,重点分析了气候变化与人类活动对不同类型湿地的影响和作用机制。本文发现:(1)主导不同类型湿地变化的气候因素有差异,影响存在区域异质性。湖泊湿地主要受降水量影响,湖泊湿地在北部扩张、南部缩小的趋势与降水量的空间差异存在较强的一致性;沼泽湿地主要受气温影响,气温升高导致水分蒸发、植被群落演替,沼泽湿地向草地转化,江河源区和若尔盖高原等主要分布区域呈现退化趋势;河流湿地主要受气温影响,气温升高加速河源冰川消融、同时也增大河流蒸散发量,共同作用下河流湿地呈现北部减少、南部增加的趋势。(2)过度放牧、泥炭开采、水利建设等是影响湿地变化的主要人类活动。若尔盖高原同时存在过度放牧、泥炭开采和沟渠建设多重人类活动影响,当地沼泽湿地退化明显;柴达木盆地的人工湿地由于盐业开采迅速扩张。(3)当前研究存在数据可对比性不足、大区域尺度和野外定点持续监测数据缺乏等问题,导致对气候变化与人类活动影响机制研究不够深入。未来应加强高寒湿地定期监测与风险评估,完善高寒湿地生态系统与环境变化和人类活动间的相互作用机制研究,关注高寒湿地生态过程,为筑牢国家生态安全屏障提供重要科学支撑。

    • 研究论文
    • 张馨文, 安 慧, 杜忠毓, 刘姝萱, 薛 斌, 刘小平, 文志林

      DOI: 10.5846/stxb202203100573

      Abstract:

      许多研究探索了与全球变化相关的生态系统功能的变化,但对生态系统功能变化的机制与途径了解较少。初级生产力是生态系统功能的重要组分,但关于氮(N)添加下荒漠草原植物群落初级生产力如何变化以及变化机制尚未明确,N是否通过影响生物多样性来影响荒漠草原初级生产力?为此,本研究在荒漠草原开展了为期4年的N添加控制实验(2018—2021年),试验处理包括对照和4个N添加水平(5、10、20和40 g·m-2·a-1),研究了N添加对荒漠草原物种多样性、功能多样性、初级生产力及其关系的影响。结果表明:(1)N添加处理(2018—2021年)改变了植物物种多样性及功能多样性,但年际间变化趋势不同。N添加处理第四年(2021年)荒漠草原植物功能多样性(Rao指数)、群落加权平均值-株高、功能均匀度和功能离散度均显著增加,而荒漠草原植物物种丰富度和Shannon-Wiener指数均显著降低。(2)N添加可以通过影响物种丰富度和功能多样性进而间接地促进荒漠草原初级生产力,但群落加权性状值-株高对初级生产力的影响是正效应,而物种丰富度和功能离散度对初级生产力的影响是负效应。(3)生物量比率假说更能解释荒漠草原植物群落初级生产力的变异。我们的研究表明了N添加主要通过改变群落内优势物种的功能性状来调节荒漠草原植物初级生产力。

    • 于飞, 王洋, 张岗岗, 马剑敏

      DOI: 10.5846/stxb202108202317

      Abstract:

      黄河干流流量季节性变化和小浪底“调水调沙”形成了黄河河南段特殊的游荡型滩涂生态系统,为揭示游荡型黄河滩涂(嫩滩、二滩、高滩和大堤)群落组成和种间关系及群落稳定性规律,于2015年9月至2018年11月,采用典型样方法在郑州黄河湿地自然保护区游荡型黄河滩涂布设149个样方开展群落学调查,对群落物种组成、物种多样性、种间联结性和群落稳定性进行深入分析。结果显示:(1)研究区共有93科290属451种植物分布,其中被子植物89科286属447种,裸子植物3科3属3种;蕨类植物仅见1属2种。(2)不同滩涂生境优势种具有显著差异,且总体狗牙根(Cynodon dactylon)、芦苇(Phragmites australis)和小飞蓬(Erigeron canadensis)为优势种,嫩滩和二滩柽柳(Tamarix chinensis)和野大豆(Glycine soja)为亚优势种,国家二级保护植物野大豆呈斑块聚集分布。(3)大堤物种多样性指数各指标取值最大,嫩滩次之,二滩和高滩较小。(4)χ2检验、Jaccard指数、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验结果显示,优势种种对种间联结性不强,各物种间相对独立。(5)二滩总体联结性呈现不显著负关联,其他3种类型均为显著负关联,结合M.Godron稳定性分析,说明群落总体均处于不稳定演替阶段。本研究结果表明游荡型黄河滩涂生态系统总体不稳定,游荡多变的河道导致滩涂植物更新频繁。研究结果为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略提供重要基础数据和科学指导。

    • 依再提古丽·外力, 杨建军, 李亚楠, 马媛, 吕杰

      DOI: 10.5846/stxb202102030358

      Abstract:

      在干旱区荒漠胡杨疏林中,胡杨冠下存在草本植物极其稀疏的裸露斑块(简称裸斑)。为研究胡杨冠下裸斑形成化感机理,以裸斑内、外土壤以及冠下凋落物为研究对象,利用液相色谱-质谱联用技术对不同样本进行代谢组分析,使用PLS-DA鉴定并筛选各组代谢物差异,筛选出裸斑内、外土壤样本中差异显著的代谢物质及其代谢相关通路。研究结果显示,土壤样品中共鉴定出总代谢物质908种(615正,293负);凋落物样品中共鉴定出总代谢物质1291种(760正,531负)。通过筛选、注释并分类各组间差异显著的代谢物发现曲酸、微囊藻毒素、茶碱、辛二酸、花生四烯酸以及反式肉桂酸等化感物质相对定量值均为裸斑内显著大于裸斑外土壤;儿茶素、咖啡酸、吲哚、棕榈油酸、孜然醛、阿魏酸、反式肉桂酸、花生四烯酸、水杨醇以及香豆素等化感物质相对定量值均为凋落物样中显著大于土壤样品。以上胡杨潜在化感物质的积累可能增强植物的化感效应,导致胡杨冠下草本植物种子萌发及生长受到限制。

    • 叶文丽, 王银, 吴孔森, 杨新军

      DOI: 10.5846/stxb202203280766

      Abstract:

      在乡村地域系统人地关系日趋复杂的情况下,农户生计活动与生态环境之间的关系已成为生态效应研究的核心。本文以陕西省佳县为研究区,结合遥感影像、GIS技术和实地调研获取的微观数据,对1990年以来典型生态脆弱区农户生计对生态环境的影响进行长时序动态监测和分析,从农户种植结构、收入结构和劳动力要素投入结构对农户生计类型和乡村发展类型进行界定,分析农户生计转型过程和特征,基于土地利用分析生境质量时空变化,以生境质量为媒介分析农户生计转型的生态效应。主要结论如下:(1)佳县农户类型和乡村类型演化特征显著。从农户尺度上看,农户生计类型从以粮食主导型为主,逐渐演化为非农主导型为主粮食主导型为辅的组合模式。从乡村类型上看,传统农业型和新型农业型均逐渐演化为非农业型。(2)农户生计转型路径由多元化逐渐转向单一非农化发展,不同农户生计转型过程存在差异,按照转型路径特征可分为4类:持续稳定型、渐进型、调整型和倒退型。(3)生境退化度呈下降态势,从退化等级上看,无退化、轻度退化和中度退化等级面积增加,高度退化等级面积减少,严重退化等级面积降低为0。生境质量呈波动上升态势,从等级上看,占主导的为优等和较差等级,且优等级占比始终最高。(4)农户生计与生态环境之间的复杂反馈关系处于动态变化之中,且二者之间相互影响。在农户生计非农化转型过程中,生境退化度在逐渐降低,生境质量显著提升,农户生计方式转型主要通过对土地利用、资源消费模式以及生态系统产生作用,进而产生生态效应。

    • 邢 强, 秦 俊, 赵 斌, 胡永红

      DOI: 10.5846/stxb202203150630

      Abstract:

      以适应性强的2种常见藤本植物:夹竹桃科的花叶蔓长春(Vinca major ‘Variegata’)和花叶络石(Trachelospermum jasminoides ‘Variegatum’)为研究对象,每年随机选择5盆进行重复测试,比较它们第1?5年的根系生物量、根冠比及根系的长度、表面积、直径、体积、根尖数等形态指标及比较各指标间的变异率和相关度,分析植物在垂直绿墙容器种植条件中根系的动态变化特征,以量化植物根系受根域限制而生长退化的时间节点和有效衡量指标,从而为延长绿墙使用寿命和开发低维护管养技术提供科学依据。结果表明:1) 2种植物的根系生物量及根长、根表面积、根体积、根分叉数、根尖数均在植物上墙后第3年(T3)达到峰值后开始下降,T3可作为衡量植物根系生长受根域限制而退化的时间节点;根冠比值在第4年(T4)达最低水平,反映了地下根系生长受限制早于所观测到的地上枝叶退化现象。2) 根长、根表面积、根体积、根尖数均可作为衡量指标,其中,根系体积可作为典型的衡量指标,花叶蔓长春和花叶络石生长受限的根体积占比分别为2.2%、1.8%。3) 2种植物的根冠比与根长等构型特征指标呈一致的变化趋势,但花叶蔓长春的变化幅度大于花叶络石;花叶蔓长春的根平均直径反复波动规律也不同于花叶络石持续下降趋势,反映了不同生长型植物对根域限制的不同适应策略:根系集中生长在固定容器中的悬垂型花叶蔓长春,在受到根域环境限制时通过根系径级间周转变化来适应环境;攀爬型花叶络石通过滋生发达的不定根吸收周边容器土壤中水分、养分供给生长。

    • 吴逢润, 黄思程, 王涛, 王琰, 王之梦

      DOI: 10.5846/stxb202109232671

      Abstract:

      嵌草式铺装近年来广泛应用于城市停车场及道路,研究其群落组成特征对城市生态的综合治理具有重要意义。本文以新泰市为例,通过现场采样调研分析探讨了嵌草式铺装对植被和土壤动物群落组成和多样性的影响。结果显示,植被调查中共记录草本植物14科22属22种。牛筋草(Eleusine indica)为新泰市嵌草式铺装中植被的优势种。植被的平均密度和生物量分别为(21.87±2.15)株/m2和(4.15±0.45)g/m2。不同站点间植株密度和高度有显著空间差异(P<0.05),生物量和盖度差异不显著。不同站点的植被物种多样性特征也有所差异。大型土壤动物调查共记录7目8科10种,其中蚁科为优势类群。嵌草式铺装中土壤动物的丰度、生物量均显著高于不透水路面(P<0.05)。逐步回归分析表明,嵌草式铺装中植被和土壤动物的丰度和生物量与土壤的容积密度和含水率等理化性质显著相关(P<0.05)。土壤动物丰度与植被盖度、土壤动物生物量与植被生物量间也具有显著相关关系(P<0.05)。本文结果表明,嵌草式铺装能够有效提高城市生态系统中植被和土壤动物群落的丰度、生物量和多样性,这种影响是直接和间接多种方式的协同作用。未来应结合多种环境因子的监测,在不同时空尺度上系统探究嵌草式铺装带来的生态效应及其高效合理利用途径。

    • 王云霓, 郭晔, 徐丽宏, 曹恭祥, 陈胜楠, 梁海荣

      DOI: 10.5846/stxb202107151903

      Abstract:

      在半干旱区连续2年监测华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树干液流、气象因子和土壤体积含水量,分析不同时间尺度下人工林冠层蒸腾与环境因子的关系。结果表明:不同时间尺度下,华北落叶松人工林冠层蒸腾的季节变化均呈单峰曲线,即先增大后减小的趋势;2016年、2017年日蒸腾量分别为1.58 mm/d和1.71 mm/d,生长季蒸腾总量分别为241.30 mm和260.97 mm。在日尺度下,气温、太阳辐射强度和饱和水汽压差是影响华北落叶松人工林冠层蒸腾主要环境因子;月尺度下,气温、风速、降水和土壤水分是冠层蒸腾的主要影响因子;冠层蒸腾与降水、大气相对湿度的相关关系由日尺度下的负相关到月尺度的正相关,相关性增强。总体来看,随时间尺度由小到大,气温、风速、大气相对湿度、降水、土壤水分对冠层蒸腾的影响作用增大,而太阳辐射强度、饱和水汽压差的作用减弱;在未来增温增雨趋势下,研究区生长季将延长,华北落叶松人工林冠层蒸腾量可能会加大。

    • 土壤生态专栏
    • 王钰祺, 任玉蓉, 廖安邦, 董倩, 刘茂松

      DOI: 10.5846/stxb202202280470

      Abstract:

      土壤微生物是生态系统维持正常结构与功能的重要组成部分,为探究盐城滩涂典型湿地土壤微生物群落结构特征,本研究以江苏盐城滩涂互花米草、藨草、盐地碱蓬、芦苇及淤泥质光滩5种典型群落为对象,采用16S rRNA高通量测序技术分析0—10 cm(表层)、10—30 cm(中层)、30—60 cm(深层)土壤微生物多样性及群落结构。结果表明:(1)几种植物群落间,土壤微生物群落结构差异较大,主要体现在细菌群落结构的差异性,古菌群落结构差异相对较小。光滩与植物群落间,在土壤细菌种类及相对丰度上差异相对较大,互花米草群落与本土植物群落间,在微生物群落的细菌种类组成上存在较大差异;藨草群落土壤表层微生物群落结构与互花米草群落相似,深层与盐地碱蓬、芦苇群落相似。(2)同一群落不同层次土壤微生物群落结构相似,差异小于不同群落间土壤微生物群落的结构差异性;不同群落对应层次间,表深层土壤中五种群落土壤微生物多样性存在显著差异,中层土壤中五种群落微生物多样性差异不显著。总体上,植物群落类型对土壤微生物群落结构的影响大于土壤深度;与本土植物群落相比,互花米草群落土壤主要优势门微生物种类差异较小,但部分优势门微生物相对丰度显著改变,微生物群落功能群也存在一定差异。

    • 研究论文
    • 王 一, 郝利娜, 许 强, 李佳琴, 常 浩

      DOI: 10.5846/stxb202106241686

      Abstract:

      探究黄土高原植被覆盖度变化及其与地理因子之间的关系有助于区域植被恢复政策的优化以及人地关系的协调发展。因此,以MOD13 A1数据作为数据基础,采用趋势分析、标准差和重心迁移模型,研究2001—2019年黄土高原植被覆盖度FVC(Fractional Vegetation Cover)时空演化特征,并结合地理探测器和相关分析对影响FVC的地理因子进行解析。结果表明:(1)2001—2019年黄土高原植被覆盖度恢复状况较好,FVC平均增速为0.0095/a,呈东南高西北低分布,极显著、显著增加的区域面积占比为84.37%,研究区各年FVC重心位于陕北一带,19年向北推进55.1km;(2)各地理因子对FVC的解释力存在显著差异,降水、土壤类型、气温、土地利用类型和坡度是FVC空间分布的主要驱动因子,且各因子之间交互作用的解释力高于单因子;(3)FVC与气温、降水相关系数均以正相关为主;FVC均值与变化趋势存在地形、土壤、人口密度、土地利用分异特征;土地利用转移可体现人类活动特征,其退耕还林还草、未利用地绿化等积极效应促使区域植被得到显著改善,城市扩张等消极效应则抑制植被增长。

    • 大江大河流域生态环境保护与修复专辑
    • 王新艳, 吕梦雪, 崔保山, 邵冬冬

      DOI: 10.5846/stxb202108262396

      Abstract:

      海草是唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物,具有重要的生态服务功能和巨大的经济价值。但受气候变化和人类活动的双重影响,海草床退化趋势日益严峻。海草床生态系统受到外界胁迫后的稳定性和恢复能力很大程度上依赖于有性繁殖即种子繁殖,当胁迫造成海草死亡等不可逆转的伤害时,通过沉积物种子库能够进行种群维持和自我更新,因此研究海草种子扩散过程及种子库形成机制对海草生态系统稳定性的维持具有重要意义。本文综述了海草生活史类型、种子繁殖特征、种子扩散过程及影响因素、种子库形成机制等。在此基础上总结了目前研究存在的几方面不足和未来展望:1)不同环境胁迫条件对海草有性繁殖努力的影响研究;2)海草种子二次扩散的影响因素和扩散机制研究;3)沉积物沉降和再悬浮对种子扩散和截留的影响研究;4)环境因素变化下种子库的潜在分布和海草适宜生境预测与模拟。本研究以期为海草床生态系统的保护恢复研究提供理论参考。

    • 研究论文
    • 王晓濛, 侯继华, 何念鹏

      DOI: 10.5846/stxb202203100578

      Abstract:

      植物群落生产力是表征植物群落光合生产能力的重要参数,是维护生态系统稳定性与可持续发展的基础。研究沿中国东西样带(WETC)的水热梯度对植物群落展开野外调查,并基于调查数据计算植物群落地上生物量(AGB)及地上净初级生产力(ANPP),结合环境因子对我国植物群落生产力的东西分布格局及其驱动因素进行了探讨。中国东西样带(WETC)沿30°N设置,水热梯度明显,具有良好的植被、气候等环境因素的过渡特征。在该样带上,ANPP和AGB均具有明显的经度地带性和垂直地带性分布特征,并且其空间分布特征能够较好地被环境因子所解释;具体关系为:ANPP、AGB和年降水(MAP)、生长季温度(Tgs)、CO2分压(Pco2)呈显著正相关关系,与太阳辐射(SRAD)、风速(WS)、pH为显著负相关关系。由于青藏高原特殊环境的影响,在该样带上除了MAP和Tgs外,Pco2也成为影响ANPP和AGB空间分布格局的重要因子,该结论为未来研究高海拔地区群落生产力的响应机制提供了新的启示。综上所述,中国东西样带(WETC)具有良好的样带潜质,未来可能与中国东北样带(NECT)、中国东部南北样带(NSTEC)共同构成我国新的样带调查体系,为全球陆地生态系统与全球变化关系的研究提供一个更加完善的野外平台。

    • 王娟, 张登山, 肖元明, 王博, 周国英

      DOI: 10.5846/stxb202203070549

      Abstract:

      围封对草地生物多样性和初级生产力的影响是草地生态学研究的热点问题之一。基于2013—2021年在青藏高原东北部紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原围栏内外植物群落长期调查数据,从物种多样性、功能性状的角度解析了高寒草原地上生物量对长期围封的生态响应过程。结果表明:(1) 围封处理对高寒草原物种多样性的负效应具有强烈的时间依赖性。围封处理显著提高地上生物量,但也显著降低了生物量稳定性和异步性,意味着高寒草原稳定的、可持续的生态系统服务功能被长期围封处理削弱。(2) 植物功能性状对长期围封处理表现出差异性响应模式;与叶绿素性状相比,叶形态性状对长期围封处理表现出更强的敏感性。(3) 物种多样性和功能性状与地上生物量之间均存在显著相关关系,并且物种多样性的影响被功能性状调控进而对地上生物量发挥间接效应,群落加权性状和功能分异度共同对草地生物量发挥直接的主导效应。研究结果证明了植物功能性状通过介导物种多样性与其共同驱动高寒草原地上生物量对长期围封的响应。因此,在未来草地管理过程中,同步研究植物物种和功能属性对于全面揭示生态系统的响应机制至关重要。

    • 专论与综述
    • 王涵, 赵文武, 尹彩春

      DOI: 10.5846/stxb202203090564

      Abstract:

      在气候变化、人类活动等影响下,生态系统结构和功能可能会发生大规模的突变,导致生态系统从一个相对稳定的状态进入另一个稳定状态,这种现象称为稳态转换。由于生态系统的复杂性,准确刻画生态系统多稳态并界定其临界点尚存在挑战,提升对生态系统稳态转换的检测和预测能力依旧是生态学领域研究的热点和难题。本文基于多稳态理论和稳态转换经典概念框架,阐释了稳态转换检测的理论基础;归纳总结出四种稳态转换检测方法的原理和优劣势;鉴于稳态转换的尺度依赖性,梳理了单一生态系统、区域综合生态系统和全球生态系统不同尺度下的稳态转换检测方法、研究思路和应用案例。基于研究进展和问题现状,提出在未来研究中亟待发展适应复杂系统的综合检测方法;创新稳态转换多尺度分析的技术方法体系;深化生态系统稳态转换驱动机制研究,构建多元耦合机理模型;进而深化稳态转换检测结果链接生态系统管理的实践研究;解析生态系统服务和可持续发展机制。

    • 研究论文
    • 王菲, 曹永强, 范帅邦, 姜雪梅

      DOI: 10.5846/stxb202203110591

      Abstract:

      本文基于改进的CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型和土壤呼吸模型,综合遥感数据、气象数据、植被数据等多源数据类型,以黄河流域为研究对象,确定区域植被碳源碳汇,深入探讨其时空变化及影响要素。结果显示:(1)黄河流域植被净初级生产力NPP值在时间尺度上整体呈波动上升趋势,多年平均NPP值为317.18gC?m-2?a-1,2018年达到最高值,为356.646gC?m-2?a-1;夏季>秋季>春季>冬季。空间尺度上,黄河流域NPP呈现出南高北低的分布特点,高值区集中在秦岭北麓沿线、渭北高原区、河套平原、横断山等地区,空间差异显著。(2)R_h值变化趋势大致与NPP一致,极大值出现2018年,为15.82gC?m-2?a-1,最小值出现在2004年为14.34gC?m-2?a-1。(3)黄河流域是我国一个重要的碳汇区,碳汇区域由2000年的64.22%增长到2020年的76.31%,植被碳汇主要集中在陕中、晋西南以及青海省东北部湟水谷地;碳源区域主要集中在陕北、陇东、内蒙古南部以及黄河入海口地区。(4)黄河流域植被碳汇的形成与气温和降水呈强相关,相关系数达到0.807、0.823,太阳辐射对其影响较小,相关性为0.257。研究结果为区域全面准确的评估陆地生态系统碳源/汇,实现黄河流域高质量发展,达到碳中和目标提供参考依据。

    • 汪正祥, 熊 蔚, 邓龙强, 林丽群, 张志麒, 李亭亭

      DOI: 10.5846/stxb202102250528

      Abstract:

      为探究神农架大九湖泥炭藓湿地的关键物种大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)种群的分布特征及其制约因素,于2020年8月沿垂直湖岸带方向设置样带和样方进行植被和环境因子的调查和采样,于室内进行各理化指标和生理指标的测定与分析。研究结果显示:(1)大泥炭藓三生长指标(头状枝数量、盖度、生物量)对垂直湖岸带距离的响应具有一致性,均随垂直湖岸带距离的增加呈现先增加后减小的趋势,在距湖岸40m左右时,大泥炭藓种群生产力最高;(2)多元线性回归分析结果显示,在20个环境因子(土壤含水量、容重、孔隙度、固相比、液相比、气相比、pH、TN、TP、TOC、AHN、AP、TOC/TN、TOC/TP、TN/TP;地下水埋深;水样pH、TN、TP、TN/TP)中,地下水埋深是影响大泥炭藓种群生长和分布的最重要环境因子,其次是土壤TOC/TP;在8个生理指标(组织 TC、 TN、TP、TC/TN、TC/TP、 TN/TP、 总叶绿素、类胡萝卜素)中,组织TC与大泥炭藓生长显著相关;(3)地下水埋深通过影响大泥炭藓头状枝的光合和呼吸作用,土壤TOC通过影响大泥炭藓吸收同化到自身组织中的TC含量,来影响其种群的生长和分布;(4)除了非生物因子,维管植物的种间作用等生物因子也影响着大泥炭藓种群的生长和分布。本研究可为亚热带山地泥炭藓湿地的保护和恢复提供理论依据和科学指导。

    • 苏伟峰, 周广胜, 宋兴阳, 吕晓敏

      DOI: 10.5846/stxb202203230724

      Abstract:

      兴安落叶松在东北地区森林生态系统的结构与功能中起着重要作用,气候变化背景下东北地区气温增加且光照缩短必将影响兴安落叶松的变化,特别是物候这一气候变化的敏感指标。弄清其物候对气候变化的响应有助于揭示兴安落叶松的变化趋势。但是,当前关于兴安落叶松物候对温度、光周期及其协同作用的响应机制仍不清楚。针对东北地区温度剧增、日照时数减少的特点,2019年4月至11月开展了3年生兴安落叶松幼苗主要物候期响应温度和光周期变化的大型人工气候室模拟控制实验。结果表明:(1)不同程度的增温对兴安落叶松生长周期(展叶始期至完全变色期)无显著影响,但显著缩短生长盛期(展叶盛期至叶变色普期),且增温2.0℃较增温1.5℃对生长盛期影响更大。(2)长光照显著增加兴安落叶松的生长周期(9.25 d),短光照对兴安落叶松生长周期的影响不显著,且长光照和短光照均使兴安落叶松生长盛期缩短,二者对兴安落叶松生长盛期影响表现一致。(3)长光照、短光照分别与增温协同作用均使兴安落叶松生长盛期缩短,其中增温2.0℃与长光照协同作用对生长盛期缩短更显著(34.67 d)。(4)与生长始期(展叶始期)和末期(完全变色期)相比,兴安落叶松生长盛期对温度响应更敏感,除叶变色普期外,兴安落叶松物候温度敏感度均随温度升高而降低。不同增温条件下,光照减少降低叶变色始期的温度敏感度,但增温1.5℃时光照减少降低展叶盛期的温度敏感度,增加叶变色普期的温度敏感度;增温2.0℃则相反。东北地区气候变化不利于兴安落叶松生长,且增温2.0℃较增温1.5℃更为不利。研究结果可为理解东北地区生态系统结构与功能变化提供依据。

    • 刘启龙, 程赛赛, 陈婷, 常亮, 高梅香

      DOI: 10.5846/stxb202102070398

      Abstract:

      土壤动物联结着生态系统地上与地下部分的物质循环和能量流动,对生态系统的结构、功能及过程起着重要的调控作用。地表甲虫作为典型的大型土壤动物,在食物网中占有重要的位置,因此对不同林型地表甲虫的δ13C、δ15N同位素特征及营养关系研究对了解森林土壤动物的食性特征进而保护森林生物多样性是十分必要的。本文采集了小兴安岭凉水自然保护区6种不同林型的地表甲虫共10科31种,利用稳定同位素技术测定了甲虫中的δ13C、δ15N含量,并分析不同林型内地表甲虫的δ13C、δ15N值及营养级差异。结果表明6、7月份不同林型地表甲虫的δ13C、δ15N值差异显著(P<0.05),其中δ13C值在原始阔叶红松林和次生白桦林显著高于落叶松人工林和阔叶红松择伐林。δ15N值在阔叶红松择伐林显著高于其他5种林型。不同林型地表甲虫的营养级差异显著(P<0.05),林型内各物种营养级差异不显著(P>0.05),处于2-4.5营养级之间。不同林型中6月份和7月份营养级差异较大的为红松人工林中隐翅虫科的Philonthus japonicas,相差1.28个营养级。碳氮同位素比值差异显著(P<0.05),表明甲虫食源组成复杂,碳氮比值范围跨度较大,食源多样化,摄食特化程度低。

    • 刘丹, 游郭虹, 宋小艳, 胡雷, 柳杨, 王长庭

      DOI: 10.5846/stxb202203020490

      Abstract:

      以川西北高寒草地为研究对象,采用随机区组设计,设置0、10、20、30、40、50、60 g/m2的过磷酸钙(P2O5,16%)施肥试验,分析土壤不同形态磷含量和有效磷(Olsen-P)含量变化特征,探究施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效磷的影响。结果表明:(1)随施磷量增加,土壤总磷(TP)含量先增加后趋于平稳而Olsen-P含量减少。高水平(50、60 g/m2)施磷下氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)及残留磷(Residual-P)是高寒草地主要的磷素累积形态,其含量显著高于不施磷处理;(2)树脂交换态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO3-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO3-Po)和氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)含量随施磷量增加整体呈先增加后降低趋势,表层土壤30 g/m2磷肥用量下其值均为最高,分别为21.54、22.94、65.86、64.48 mg/kg。酸溶性无机磷(HCl-Pi)随施磷量增加整体呈下降趋势;(3)随机森林回归和通径分析发现NaOH-Po与Residual-P是Olsen-P最大的转化汇,NaOH-Po与土壤pH显著负相关而Residual-P与Fe、Al元素含量和土壤微生物量磷(MBP)显著正相关。因此,在对川西北高寒草地施磷时,通过调节土壤pH,Fe、Al元素含量和MBP来降低NaOH-Po与Residual-P的累积可提高Olsen-P含量。研究结果有望为未来川西北高寒草地生态系统施肥管理提供参考依据。

    • 林楠, 徐琳, 卢凡青, 王姝纯, 王淼, 李秋月

      DOI: 10.5846/stxb202203060531

      Abstract:

      摘要:杨柳科树木是我国华北区域植树造林的主要树种,但春季的杨柳飞絮问题既影响区域大气环境质量,也对人体健康造成一定的危害,因此准确预报杨柳科树木的春季物候期具有重要现实意义。基于中国气象局农业气象观测网和中国科学院地理科学与资源研究所中国物候观测网提供的华北区域1963—2018年59个站点的4种杨柳科树木(垂柳、旱柳、加拿大杨、毛白杨)的4个春季物候期(开花始期、盛期、末期和果实或种子成熟期)观测数据,对3种基于逐日气温序列构建的春季物候过程模型(简单积温模型、温度三基点模型和冷激-三基点模型)进行了参数率定和优选,最后分别对这16个基于物种-物候期的最优春季物候模型进行了外部检验。内部模拟结果表明,各模型对同一物种-物候期模拟效果相差不大,均方根误差(RMSE)介于5.5—11.6天,各模型对同一物种发生较早的物候期模拟效果相对更好。通过赤池信息准则(AIC)判定,上述16个基于物种-物候期的最优春季物候模型中,有11个选择简单积温模型,有5个选择冷激-三基点模型,其中,垂柳和旱柳的最优春季物候模型都选择了简单积温模型,加拿大杨的各春季物候期对2种物候模型均有选择,毛白杨的各春季物候期则全部选择了冷激-三基点模型,表明对于大多数柳属树木的春季物候期的模拟只考虑春季气温即可,而对于杨属树木的春季物候期则需考虑冷激过程的影响。研究可为华北区域乃至我国北方温带地区的杨柳飞絮预报业务化奠定基础。

    • 李 雨, 卢柳妍, 田秀华, 段玉宝

      DOI: 10.5846/stxb202009052308

      Abstract:

      东方白鹳(Ciconia boyciana)隶属鹳形目(Ciconiiformes)鹳科(Cioniidae)鹳属(Ciconia),是IUCN红色名录中的濒危(EN)物种,主要繁殖于俄罗斯远东地区与中国东北三江平原,在长江中下游鄱阳湖等沿海内陆湖泊越冬。山东省从2003年开始有东方白鹳繁殖记录,黄河三角洲为该物种在山东省的主要繁殖地。本文以在黄河三角洲自然保护区收集到的位点数据、物种分布数据库(GBIF)提取的位点数据和山东省环境气候因子为基础数据,基于最大熵(Maxent)模型和地理信息系统(ArcGIS)技术平台,预测东方白鹳在山东省的潜在适生区。结果表明该物种在黄河三角洲及附近地区存在较集中的最适宜区生境;北至河北边界,南至微山县,沿黄河支流至西到达聊城市、菏泽市,存在3955.63km2低适宜区和1893.82km2较适宜区。潜在适宜生境总和为7208.72km2,其中最适宜区面积为1359.27km2,占比为研究区域的0.89%。新出现的较为集中的较适宜斑块在微山湖周围地区,此地目前并无该物种出现的记录。通过对环境因子分析得知,东方白鹳选择适宜栖息地时更倾向于选择的植被类型是灌丛和草甸,土地利用类型是沼泽地、滩涂与河渠,远离道路。显著影响东方白鹳选择适宜区的气候因子是最暖季度降雨量和最干月份降雨量。本研究旨在探究何种环境因子影响东方白鹳对适宜栖息地的选择,为该物种的栖息地管理和保护区建立提供基础科学依据,促进该物种种群和栖息地保护。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 李芳菲, 李丽, 吴巩胜, 袁磊, 孟春林, 国红艳, 周跃, 马存新, 高雅月, 薛亚东, 李迪强, 代云川

      DOI: 10.5846/stxb202009192440

      Abstract:

      近年来,各种人为和自然因素导致了青海祁连山山区局部出现了严重的生态破坏,加剧了祁连山雪豹生境的退化,如何有效的对雪豹生境进行适宜性评价是恢复和改善祁连山生态环境的重要途径。本研究基于3S技术,在青海祁连山雪豹分布区利用红外相机监测、日常巡护监测以及雪豹粪便、脚印等痕迹获得其分布点数据并综合考虑气候、地形、植被、人为干扰等关键环境变量,运用MAXENT模型对青海祁连山区域雪豹生境适宜性进行分析评价。研究结果表明:岩羊密度、降雨和海拔是影响雪豹生境选择的关键因子,适宜生境总面积为13935.98 km2,占研究区域的37%,而大约48%的适宜生境分布在保护区外。现有功能区下雪豹保护的关键区域为位于保护区中部及西北部区域的祁连山中段疏勒南山-托勒南山区域,另有部分最适宜区位于保护区管辖范围之外的祁连县北部的沙龙滩管护站、托勒河源管护站及瓦乎斯管护站所在区域。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 孔凡斌, 杨文才, 徐彩瑶.

      DOI: 10.5846/stxb202109222659

      Abstract:

      社会经济与生态环境之间的耦合协调关系是可持续发展关注的一个重点和热点。以环杭州湾城市群为研究对象,构建环杭州湾城市群社会经济与生态环境耦合协调度综合评价指标体系,借助ArcGIS软件,耦合协调度模型、Pearson相关系数,分析环杭州湾城市群在2000—2019年间生态环境、社会经济发展指数与耦合协调度的演变过程及其影响因素。结果表明:(1)2000—2019年间,环杭州湾城市群的社会经济指数呈稳定上升趋势,生态环境指数呈先上下波动后逐年上升的一个变化趋势;(2)2000—2014年间社会经济的发展速度大于生态环境指数的增长速度;2015—2019年间生态环境的发展速度大于社会经济发展速度;(3)2000—2019年,环杭州湾城市群的社会经济和生态环境之间的耦合协调度从良好协调过度到了完美协调,其中,2000年上海和杭州的耦合协调度落后于其它城市,2019年苏州是杭州湾城市群中唯一没有达到完美协调的城市;(4)人口密度、空气质量、工业废水排放量、工业固体废弃物是环杭州湾城市群耦合协调度提高的主要阻碍因素。

    • 研究论文
    • 胡娟, 谢培根, 梅祎芸, 郭瑞, 宋虓, 李婷婷, 徐爱春

      DOI: 10.5846/stxb202111153205

      Abstract:

      对保护区内的关键种开展保护工作时,其同域分布相似种的保护研究也具有重要价值。较大地理尺度上看,黑麂的分布区被小麂完全覆盖,如能掌握二者适宜栖息地的重叠状况,揭示其共存机制,将有助于保护策略的制定和整合管理。2017年- 2020年在浙江清凉峰国家级自然保护区利用红外相机技术分别获得黑麂和小麂的分布位点38个和101个,结合8个环境因子,采用MaxEnt模型对研究区域内黑麂和小麂的潜在适宜栖息地进行了预测和重叠性分析。结果表明:(1)黑麂和小麂潜在适宜栖息地主要位于龙塘山区域西南部,千顷塘区域中部和顺溪坞区域西北部,以及千顷塘区域与龙塘山区域间的山脉和顺溪坞南部山区,二者的潜在适宜栖息地面积分别586.66 km2和661.93 km2,分别占研究区域的36.67%和41.37%。(2)黑麂和小麂的生态重叠指数较高,其D值和I值分别为0.82和0.97,它们的总适宜栖息地重叠面积为435.39 km2,分别占黑麂和小麂总适宜栖息地面积的72.22%、65.78%。(3)黑麂和小麂对环境因子的选择相似,黑麂主要选择海拔较高、离水源较近、离居民点和公路较远的针阔混交林或阔叶林,小麂则主要偏好选择海拔较高、靠近公路、远离居民点、距水源500 m范围的针阔混交林。建议增加浙江清凉峰国家级自然保护区各区域间生态廊道的建立并加强黑麂和小麂分布的进一步调查研究。

    • 土壤生态专栏
    • 侯磊, 任毅华, 卢杰, 薛会英

      DOI: 10.5846/stxb202203220712

      Abstract:

      为了解雪被覆盖对青藏高原高寒森林土壤线虫群落的影响,选取藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林为研究区,采用高通量测序技术分析不同雪被厚度0、10 cm、20 cm和30 cm下土壤线虫群落特征。结果表明:随着雪被增厚,有机质和全氮含量显著降低(P<0.05),全钾含量显著升高(P<0.05)。雪被增厚对线虫群落Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数以及MI指数、NCR指数均未产生显著影响,但NCR值有升高的趋势。雪被增厚使刺嘴纲(Enoplea)及食细菌性线虫的相对丰度增多,同时使20 cm和30 cm雪被下土壤线虫群落结构发生显著变化(P<0.05)。土壤有机质、全氮和全钾含量是影响土壤线虫群落的最关键的3个土壤环境因子。研究表明雪被厚度会对青藏高原色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落产生影响,雪被增厚意味着较为稳定和温暖的土壤环境,利于土壤细菌数量增加,继而利于土壤有机质分解及钾的释放,为刺嘴纲及食细菌性线虫的增多提供了资源与环境条件。目前仍需对青藏高原地区土壤进行系统调查,以更深入的了解该生态脆弱区土壤线虫分布及其响应环境变化的规律。

    • 研究论文
    • 郭瑞萍, 吴庆明, 沙力瓦·拍依祖拉木, 陈露, 王鑫源, 胡建成, 侯佳音, 安凯滨

      DOI: 10.5846/stxb202008062047

      Abstract:

      巢址选择作为鸟类繁殖的重要环节,更是动物生态学关注的热点问题。为探究中等体型湿地鸟类普通鸬鹚的巢址选择偏好及主要影响因子,2019年4~10月运用秩和检验、主成分分析等方法对黑龙江龙凤保护区内普通鸬鹚巢特征、巢址特征、巢址选择进行了分析。结果表明:(1)普通鸬鹚偏好选择巢树乔木相对较矮(P<0.05)、周围灌木相对较矮(P<0.01)、植被盖度较低(P<0.01)、人为干扰距离较远(P<0.01)、距水面距离较远(P<0.05)的区域筑巢;(2)影响普通鸬鹚巢址选择的因子为隐蔽因子(20.634%)、巢稳定因子和干扰因子(27.614%)、植被因子(13.901%)、水因子(5.782%)和巢忠诚度(5.069%)。进一步分析表明:(1)普通鸬鹚倾向选择粗细适中的巢材,巢材来源于优势植被,巢深随纬度增高而增大;(2)巢区植被特征符合普通鸬鹚对能量支配的权衡,巢区粪便对该特征有强化作用。基于上述结果,建议龙凤保护区在巢区内加种高大乔木。

    • 董智, 张丽苗, 谭雪, 袁中勋, 郑杰, 李昌晓

      DOI: 10.5846/stxb202111223293

      Abstract:

      三峡库区消落带蓄水期间植物腐烂分解释放的养分会增加库区的富营养化风险,水淹前刈割是消减水体污染风险的有效方式之一,但刈割对库区消落带适生植物恢复生长的影响尚不清楚。为探究三峡库区消落带植物对水淹和刈割胁迫的耐受情况,选取消落带适生植物狗牙根为研究对象,设置对照(CK)、浅淹(SF)、浅淹-对照(SFK)、全淹(TF)、全淹-对照(TFK)5种水淹处理和不刈割(NC)、留茬30 cm(S30)、留茬20 cm(S20)、留茬10 cm(S10)4个刈割强度,研究不同水淹和刈割处理对狗牙根存活、生长和光合特征的影响。结果表明:(1)狗牙根在不同水淹和刈割处理下整体可保持较高的存活率(≥83.3%)。(2)刈割和水淹处理对狗牙根的形态生长和生物量分配均存在显著影响。与对照相比,SF组狗牙根的根长、基径和生物量显著降低,TF组狗牙根的株高、基径、根长和生物量显著降低,但是SFK和TFK处理(脱离水淹胁迫)相比SF和TF组却显著增长。(3)刈割和水淹处理对狗牙根的光合速率影响显著,其中SF组狗牙根的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ci)显著降低,TF处理叶片全部凋落无光合作用,SFK组狗牙根的光合速率与CK组相比无显著性差异,TFK组相比TF组光合速率恢复至较高水平。(4)相关性分析表明,狗牙根的净光合速率(Pn)与株高、根长和生物量之间表现为显著的正相关性。综合考虑狗牙根的存活和恢复生长情况,发现无论浅淹还是全淹,最佳的刈割处理为留茬20 cm和留茬30 cm。研究结果可以为三峡库区消落带草本植被管理提供理论支持。

    • 陈新栋, 曹文侠, 王世林, 王辛有, 王文虎, 董嘉莉, 曹铱曼

      DOI: 10.5846/stxb202203160648

      Abstract:

      为了解灌丛凋落叶在灌草群落结构维持中可能存在的潜在化感作用,以东祁连山3种优势灌木和灌下优势草种垂穗披碱草(Elymus nutans)为供试材料,分析了不同浓度(0.01 g/L、0.025 g/L、0.05 g/L、0.075 g/L、0.1 g/L)的金露梅(Potentilla fruticosa)、川滇柳(Salix rehderiana)、头花杜鹃(Rhododendron capitatum)及灌间草本的凋落叶水浸提液,对垂穗披碱草种子萌发、幼苗形态和生理指标的影响。结果表明:(1)垂穗披碱草种子发芽率与发芽势在金露梅与川滇柳凋落叶浸提液处理下呈“低促高抑”的浓度效应,在灌间草本凋落叶浸提液处理时表现为先升后降,而头花杜鹃凋落叶浸提液处理时均下降,并在浓度超过0.075 g/L时种子不发芽。(2)灌丛凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗根长与干重均表现出抑制作用,且随浓度增大而增强;金露梅、川滇柳与灌间草本凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗苗高表现出“低促高抑”的浓度效应;而头花杜鹃凋落叶浸提液处理对垂穗披碱草幼苗鲜重与苗高均呈抑制作用。(3)垂穗披碱草幼苗CAT、SOD活性随着浸提液浓度升高均表现出先升后降的变化趋势;可溶性糖与可溶性蛋白在灌丛凋落叶浸提液浓度低于0.075 g/L时含量较高;MOD含量在金露梅凋落叶浸提液处理下随浓度升高而持续升高,而在川滇柳与灌间草本凋落叶浸提液处理下呈先升高后降低的趋势。综合来看,灌丛凋落叶浸提液对垂穗披碱草的化感作用由大到小依次为:头花杜鹃、川滇柳、灌间草本、金露梅,其中头花杜鹃对灌下草本植物影响较大,凋落叶化感作用是影响该地区灌草系统群落分布及灌草结构的重要因素。

    • 陈田田, 王钰茜, 曾兴兰, 王强

      DOI: 10.5846/stxb202204080915

      Abstract:

      西南地区是我国岩溶发育最强烈的生态脆弱区,同时也是植被恢复成效显著的生态修复区。尽管研究已证实了生态修复工程实施与生态系统服务功能提升之间的因果关系,但多个生态系统服务间的复杂关系、植被恢复对生态系统服务关系的约束效应却鲜有研究。基于此,本文在对西南地区的NPP、产水、粮食生产和土壤保持服务进行准确估算后,构建生态系统服务关系指数,对其时空变化特征及驱动因子进行剖析,并重点识别森林覆盖面积这一主导因子与生态系统服务关系的约束效应和影响阈值。结果显示:①2000到2018年,区域生态系统服务协同指数均值变化不明显,权衡指数呈减小趋势,综合指数略有上升,区域生态修复取得一定成效。②生态系统服务关系指数的空间分布差异明显,其中,协同指数的增长主要集中于研究区南部,权衡指数的减少主要位于四川中部和贵州东部,综合指数的增长主要分布在云南、贵州东部和四川南部。③生态系统服务关系变化受多种因素共同影响,其中森林覆盖面积的影响最突出,且各因素的作用具有明显的空间非平稳性。④森林覆盖面积与生态系统服务协同、权衡和综合关系间均存在一定约束关系,当影响阈值超过59%后,森林覆盖面积的扩大将不会带来生态系统服务关系的持续协同发展。因此,有必要扭转单纯依靠扩大森林面积提升生态系统服务综合能力的生态修复方案,构建完整的、持续的生态修复体系。

    • 陈时鑫, 张伟, 马丹炜, 杨世辉, 彭文甫, 张红, 聂申明

      DOI: 10.5846/stxb202203270754

      Abstract:

      大理白前(Cynanchum forrestii Schltr)是中国无危极小种群野生植物,研究高寒环境下大理白前-根际土壤系统的化学计量特征及其元素吸收,有助于解析极小种群的生存策略及其对环境的适应能力。以川西九龙县高寒草甸中的大理白前为对象,研究了其种群特征、光合色素特性、植物体和土壤的化学元素、根际土/非根际土的养分和细菌多样性。结果表明:与非根际土相比,根际土P、C/P和N/P较高而C/N较低,有机质(SOM)、全磷(TP)、全氮(TN)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)增加;大理白前根际土P与茎的N、C/P、N/P呈正相关,而与P、C/N呈负相关。高通量测序表明,根际土/非根际土的优势细菌包括6个类群。根际土的变形菌门、芽单胞菌门相对丰度较高,而酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门的相对丰度较低,拟杆菌门相对丰度降低了45.53%,变形菌门相对丰度增加了32.89%。RDA分析结果显示,变形菌门相对丰度与土壤C、N、P呈正相关。在高寒草甸中,大理白前株丛呈均匀分布,平均株高(27 cm)高于群落其他植物的平均水平,地上生物量占比高达41.24%,种群密度和生态位宽度较大;随着株高增加,叶面积增大,光合色素含量和Chla/Chlb先增加后下降,但比叶质量变化不大;根茎叶对土壤元素均具有富集作用,其中对Ca、Mn、Na、K、P富集能力和对P、Ca、K转移能力较强。叶的C/N、C/P和N/P高于根、茎,各器官的N/P均小于14,表明养分主要分配到根、茎且受N限制。上述结果表明,大理白前富集有益的土壤微生物以改善根际土壤养分状况,提高植物体对Ca、Mn、Na、K、P等元素的吸收和转移能力,增强抗冻和抗辐射能力,并借助株高和叶面积的优势,弥补了光合色素含量较低的缺陷,从而提高了大理白前在高寒环境中的种间竞争能力和适合度,但却加剧种内竞争,导致其株丛呈均匀分布。推测种内竞争激烈是大理白前局限分布的原因之一。

    • 陈李雪, 曾令清

      DOI: 10.5846/stxb202106201635

      Abstract:

      先捕后放是一种重要的鱼类资源保护策略和渔业管理手段。经历先捕后放的被钓鱼类个体的生理与行为会发生变化。当这些个体再次面对人工垂钓诱饵时,可能会呈现更加谨慎的摄饵或鱼钩回避行为。为考察重复垂钓对鱼类易钓性、能量代谢和个性的影响,本研究以鲤科鱼类鲫(Carassius auratus)幼鱼为实验对象,在(25.3 ± 0.1)℃水温条件下对垂钓组和对照组进行3次的能量代谢(标准代谢率,SMR;最大代谢,MMR)和个性(勇敢性、活跃性)测定。其中,垂钓组需进行垂钓实验,而对照组不进行任何垂钓操作。研究发现:(1)重复垂钓显著降低鲫幼鱼的垂钓率,但明显增加单尾平均垂钓时间和整体死亡率。(2)重复垂钓降低鲫幼鱼的体重、肥满度、SMR、MMR、代谢空间(AS)和相对代谢空间(FAS),但整体上不影响勇敢性和活跃性。(3)在测定Ⅰ中,高易钓性个体的体长和开阔区运动时间比大于低易钓性个体,但前者的肥满度小于后者。然而,在测定Ⅱ和Ⅲ中,高易钓性个体的形态参数、能量代谢、个性(勇敢性和活跃性)与低易钓性个体并无差异。研究表明:重复垂钓明显降低鲫幼鱼的易钓性,并且种内个体易钓性的变化方向不尽相同;重复垂钓对鲫幼鱼的形态和有氧代谢能力产生负面影响,可能降低了其用于运动、生长和消化等生理功能的代谢潜能。

    • 庞岩, 任雪毓, 李国宏, 王梅, 陈国发, 王越, 王鸿斌

      DOI: 10.5846/stxb202110132891

      Abstract:

      监测分析森林生物灾害时空变化特征对了解森林生物灾害的动态演变和综合治理具有重要意义。基于1998—2019年森林有害生物灾害面积及同期森林面积增长统计数据,计算衍生了森林有害生物发生指数(Forest Pest Outbreak Index,FPOI)、灾害发生率(Forest Pest Occurrence Area Rate,FPOAR)两个系列指标集,分别采用Sen+Mann–Kendall检验、Mann–Kendall突变检验、滑动T检验、变异系数和Hurst指数方法分析中国森林生物灾害的时空分异特征。研究表明:(1)FPOI、FPOAR指标用于森林生物灾害不同尺度分析具备可操作与适用性,两指标均可分析有害生物发生趋势与突变,但表现程度有所差别。(2)历史变化特征,全国尺度FPOI森林生物灾害总体表现为下降趋势,FPOAR表现为上升趋势,省区尺度,新疆、西藏、天津等局部省区森林生物灾害呈上升趋势,而华北、东北、华东、西北等大部分省区表现为下降态势。(3)突变特征,全国尺度上趋势突变仅在2001年发生,其它年度趋势未变。在省区尺度则大部分区域并未展现突变,局部省区多展现一次趋势改变,且不同省区突变时间有一致性。(4)稳定性特征,全国大部分省区显示稳定,但FPOI、FPOAR指标衡量存在差异,以FPOAR指标海南、青海、浙江、重庆、上海等5省区表现不稳定,但以FPOI指标,不稳定区域扩大到11省区,增加了除以上省区的甘肃、西藏、山西、河南、江苏、吉林6省区。(5)未来趋势特征,全国整体及大部分省区与历史趋势保持一致,呈现持续下降趋势。局部省区如新疆、西藏仍然显示持续增加态势。

    • 乔斌, 曹晓云, 孙玮婕, 高雅月, 陈奇, 于红妍, 王喆, 程弘毅, 王义鹏, 李甫, 周秉荣, , -

      DOI: 10.5846/stxb202112263653

      Abstract:

      生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值及景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明:(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区转移总面积为102.47 km2。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/年,单位面积ESV为172.94万元/km2。ESV呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态系统服务价值和景观生态风险两个维度将园区划分为生态保障型生境修复区(I)、生态脆弱型特别保护区(II)、生态改良型发展利用区(III)和生态预防型保育涵养区(IV)四类生态分区,并提出差异化管控方案。

    • 生态保护修复的生态产品价值实现机制研究
    • 杜傲, 沈钰仟, 肖燚, 欧阳志云

      DOI: 10.5846/stxb202112163575

      Abstract:

      生态产品是维系生态安全、保障生态调节功能、提供良好人居环境的自然要素,国家公园作为我国代表性生态系统、自然景观和遗产、野生动植物物种分布的重要区域,是生态产品的重要供给区域,在提供高质量调节服务和文化服务中发挥着重要作用。生态产品总值(Gross Ecosystem Product,GEP)是生态产品价值的总和,并能够客观反映生态系统状况和生态保护成效。本文以我国首批5处国家公园为研究对象,通过核算其2000年和2015年GEP,得出如下结论:(1)2015年国家公园总GEP为10813.6亿元,主导服务功能是水源涵养和气候调节,占总值的70.0%,单位面积GEP为652.0万元/km2,是全国均值的1.4倍。(2)三江源国家公园GEP最高(4547. 7亿元),其次是大熊猫、海南热带雨林国家公园等;海南热带雨林国家公园单位面积GEP最高(5140.5万元/km2),其次是武夷山、大熊猫国家公园等。(3)2000—2015年,国家公园GEP增长1.0%,单位面积GEP基本稳定,三江源和海南热带雨林国家公园增幅较大(3.1%和1.0%),而大熊猫国家公园有所下降(-2.0%),主要与地质灾害导致的森林、灌丛等生态系统面积减少有关。通过核算国家公园GEP,评估国家公园的生态保护成效,探究核算结果在其建设中的应用,推动国家公园的绿色发展及“两山”转化。

    • 研究论文
    • 望元庆, 宋书愉, 王杰, 李洪飞, 许端阳, 李陇堂

      DOI: 10.5846/stxb202203100586

      Abstract:

      在气候变化和人类活动共同影响下,沙区“生态-经济-社会”复合系统快速变化,为沙漠化治理及区域可持续发展带来了严峻的挑战。因此,揭示沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性演变规律,辨识影响脆弱性演化的关键因素及区域差异对沙区可持续管理具有重要意义。以内蒙古自治区为研究区,利用“暴露-敏感-适应” (VSD)评估模型构建沙区“生态-经济-社会”复合系统脆弱性评价指标体系,将空间主成分分析与时空地理加权回归模型相结合,探讨2000—2018年内蒙古“生态-经济-社会”复合系统脆弱性时空演变及关键因素作用机制。结果表明:(1)脆弱性及暴露度、敏感性和适应性三个维度在空间上均有较强的异质性特征,脆弱性具有整体分散、局部聚集的分布格局;暴露度的空间分布为中部高,两边低;敏感性的空间分布为西部高,东部低;适应性的高低值分布与脆弱性相反。(2)脆弱性的变化在总体上呈现大部分区域降低,局部区域升高的趋势,显著升高区域主要聚集在内蒙古南部地区。(3)影响脆弱性分布的因素在每年均有所不同,但总体上植被覆盖度、沙漠化程度、气象指数等生态指标是影响脆弱性显著变化区域的主要因素。

    • 生态系统温室气体收支与碳中和
    • 曹云, 张称意, 孙应龙, 刘昌义, 胡琦, 赵子健, 王晓晨, 潘学标,

      DOI: 10.5846/stxb202110072771

      Abstract:

      净生态系统生产力(NEP)是估算植被生态系统碳源/汇的重要指标,开展区域NEP时空变化特征分析,对科学评估植被生态系统固碳能力及其气候变化应对措施具有重要意义。研究基于土壤呼吸模型和TEC模型,利用2000—2020年气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,对华北地区固碳能力时空变化特征、影响因素及其未来变化趋势进行分析。结果表明:2000—2020年,华北地区年均NEP为228.8 g m2 C,在空间分布上呈现从西北向东南逐步递增的趋势,总体上表现为净固碳。从变化趋势来看,华北地区生态系统的固碳能力总体呈增加趋势,分布面积占比达到88.8%,达到显著增加趋势的面积比例为54.5%(P<0.05),其中河北北部、北京北部、山西西北部、山东西部等地NEP每年每平方米增加9.0 g C以上。华北大部地区NEP年际波动较小,有79.6%的区域多处于较高稳定、高稳定的等级。从变化趋势来看,华北地区有84.9%区域NEP具有强持续性,且NEP未来仍将持续增加的区域面积占比达到51.4%。华北地区NEP的空间分布和年际变化主要受降水的影响,达到显著相关的区域面积占总面积的44.7%,但与气温、日照呈弱正相关,而且不同区域相关性差异明显。其中降水影响空间格局差异极为明显,华北中北部NEP与降水呈显著正相关,南部呈负相关。

    • 研究论文
    • 吴健, 于元赫, 龚亚珍, 周景博, 王晓霞

      DOI: 10.5846/stxb202201100080

      Abstract:

      生态保护与经济发展之间的矛盾是发展中国家普遍存在的问题。近年来中国开展了大规模的生态保护行动,但对于这些行动的经济效应评估主要集中在森林和草地保护,而对湿地保护鲜少关注。本文选取云南一个典型的高原湿地,基于当地实施的退耕还湿政策,运用倾向得分匹配(PSM)和双重差分法(DID)检验了退耕还湿对农民收入和生态旅游的长期动态影响,并进一步讨论了政策效果的异质性以及补偿资金在湿地保护中的作用。研究发现:(1)退耕还湿具有显著的增收效应,使人均收入提高了约40%,并促进了生态旅游的发展;(2)随着时间推移,退耕还湿对农民收入和生态旅游的促进作用不断增强,在多重因素的综合影响下,农民通过生计转型实现长期增收;(3)退耕还湿存在明显的异质性影响。在不同收入群体中,低收入和高收入群体的增收效应最明显,而对生态旅游的影响则主要体现在高收入群体中;此外,距离湿地资源越近的地区,农民越倾向于通过开展生态旅游实现增收;(4)补偿资金在湿地保护中具有双重作用,不仅在保护行动前期作为安全网维持农民收入不降低,而且作为启动市场和吸引民间资本参与的种子资金,进一步支持了生态旅游的发展。本文的研究结果能够为湿地保护与社会经济协调发展提供新的实证证据。

    • 卢慧婷, Lindsay C. Stringer, 严 岩, 王辰星, 赵春黎, 荣月静, 朱捷缘, 吴 钢, Martin Dallimer

      DOI: 10.5846/stxb202202090318

      Abstract:

      生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。本研究对我国西南地区2000、2010和2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000年至2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源涵养供给服务受到不同情景下气候变化的影响最大,而固碳服务面临的不确定性最大。4个情景中,SSP5-RCP8.5情景下各项生态系统服务从2035到2050年的变化最为剧烈,而SSP1-RCP2.6和SSP2-RCP4.5情景下各项生态系统服务的变化相对较小。本研究采用了一套系统地评估生态系统服务供给和需求的方法,对生态系统服务供需的定量化研究具有指示意义,并创新地应用了SSP-RCP情景框架,综合考虑了未来不同情景下的气候变化和社会经济发展,对生态系统服务供需进行了预测。

    • 孙玉真, 王志泰, 包玉, 魏文飞, 杨兴艺

      DOI: 10.5846/stxb202202200405

      Abstract:

      全球快速城市化发展对城市内植被和生物多样性产生了显著的影响,研究植物群落特征对人为干扰的响应规律可为城市残余生境生态恢复、生物多样性保护及植被的合理开发利用提供科学依据。本研究以典型的喀斯特多山城市贵阳市为研究区域,城市遗存山体(URMs)为研究对象,基于遥感观测与群落生态学分析等方法,探讨了不同人为干扰方式及强度对城市遗存山体植被特征、群落物种组成和多样性的影响。结果表明:(1)中度人为干扰山体植被覆盖度(NDVI)和(NPP)数值最高,群落生态环境较为稳定;复垦NDVI和NPP值相一致且为最高,中小型公园化利用山体因受建筑和硬质活动场地的严重干扰,导致NDVI和NPP值完全不一致且NPP最低。(2)不同人为干扰强度和不同山体间的平均物种数均存在着显著性差异,整体上为轻度干扰>中度干扰>重度干扰;不同干扰方式呈现为踩踏>构筑物>工程建设>公园化利用>复垦>工程开挖的趋势。不同干扰方式及强度下植被群落生活型构成占比存在差异,重度干扰URMs落叶乔木、灌木所占比例最高,中度干扰常绿灌木所占比例明显高于落叶灌木,而多年生草本明显高于其它干扰强度。(3)不同干扰强度不同层次物种多样性指数均偏低且存在显著性差异,乔木层、灌木层Shannon-Wiener(H’)、Simpson(D)、Margelf(R)指数在中度干扰强度达到最大值,而在草本层完全相反;均匀度Pielou(Jh)指数在乔木层和草本层均为轻度干扰>中度干扰>重度干扰,而在灌木层完全相反。(4)不同干扰方式不同层次物种多样在乔木层各指数的变化趋势均不一致;灌木层和草本层在人为踩踏和构筑物建设下4种多样性指数显著最高且与其它干扰方式均存在显著性差异,工程开挖在灌木层、草本层多样性各指数均偏低且存在显著性差异。总体而言,轻中度人为干扰对URMs物种组成和多样性的影响不突出,且中度程度的干扰对植物群落物种多样性具有一定的促进作用,但重度干扰对URMs植被群落特征存在明显的负面影响.

    • 圣倩倩, 宋爽, 宋敏, 祝遵凌

      DOI: 10.5846/stxb202204261166

      Abstract:

      植物的形态结构和光合作用能够反映植物对城市空气污染的响应特性。本文探究城市道路机动车尾气中的典型污染物NO2气体,对植物叶片的生理光合响应特性。以二年生三角梅(Bougainvillea spectabilis)幼苗为对象,利用智能化人工熏气室模拟熏气(NO2体积分数分别为0 L/L(自然空气)、4 L/L,8 L/L,记作CK、T1、T2),观察NO2胁迫后三角梅的叶片形态、微观结构和光合特征。结果表明:(1)通过叶片形态观察发现,与CK相比,低浓度T1组叶片变化不明显,随着NO2气体胁迫浓度的增加,高浓度T2组叶片逐渐出现失水、叶表面有明显的水渍状或烧灼状黄色斑点。(2)通过叶片微观结构解剖发现,高浓度NO2胁迫后气孔皱缩程度增加,气孔开度减小;叶绿体结构变形,尤其是类囊体结构疏松,膨胀等变化。(3)叶片光合特性分析发现,T1和T2组的NO2胁迫导致光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)下降、光补偿点(LCP)增加,表观量子效率(AQE)和暗呼吸速率(Rd)在4种光响应模型中变化规律存在一定的差异性。(4)4种光响应模型中,CK组决定系数(R2)越高,均方根误差(RMSE)越低,精度最高,尤以叶子飘等机理模型为最优,拟合效果最好,其次是直角双曲线模型。研究结果表明三角梅可通过自身的形态变化、调整光合特征参数,较好地适应不同浓度的NO2,尤其是高浓度急性胁迫下,该研究结果有助于促进不同道路绿地三角梅的推广应用,对探究三角梅的景观效益和生态效益,揭示其对环境异质性的适应机制具有重要意义。

    • 周怡, 张荷悦, 孙涛, 曹浩冰, 周曾

      DOI: 10.5846/stxb202202180384

      Abstract:

      潮滩是海岸带湿地的主要类型之一,其中分布的底栖生物对生态环境具有重要的调节作用。潮滩底栖微藻、泥沙与水动力之间存在相互作用,影响潮滩微地貌形态,明晰底栖生物对潮滩微地貌的演化机制至关重要。本文以黄河三角洲潮滩湿地为研究区,通过构建潮滩微地貌动力模型,探究底栖生物对微地貌格局演化的作用机制,分析底栖生物对微地貌系统稳定性的影响。结果表明(1)底栖微藻生长与泥沙扩散、水流再分配过程交互作用驱动下,潮滩上可形成底栖微藻覆盖的高丘与积水洼地交替分布的规则性微地貌斑图;(2)微地貌斑图的形成提高了潮滩生态系统初级生产力和泥沙淤积高度;(3)底栖微藻与泥沙、水流的交互作用使得潮滩微地貌系统对侵蚀扰动呈现非线性响应行为,系统存在临界点,且在一定侵蚀率范围内存在双稳态;(4)黄河口泥螺入侵使得微地貌系统抵抗侵蚀扰动能力减小,且系统稳定性随泥螺生物量的增加而降低。

    • 全球变化与可持续生态学专辑
    • 赵婷, 白红英, 李九全, 马琪, 王鹏涛

      DOI: 10.5846/stxb202112103506

      Abstract:

      植被分布在某种程度上受控于气候因子,在气候变化背景下,利用生物气候指标研究地带性植被的潜在分布区格局变化对于区域生态系统应对气候变化具有有益的参考价值。本文从生态气候学角度出发,利用植被热量指标—有效温暖指数(EWI)研究1959—2020年以及未来气候模式下秦岭山地陕西段植被潜在分布格局的变化。结果表明:(1)气候变暖导致植被热量指标发生变化,近62年来,秦岭山地陕西段EWI总体呈上升趋势,并于2001年发生上升突变。(2)基于EWI对秦岭陕西段植被类型的潜在分布区划分发现,2001年以前秦岭北坡无常暖温带落阔常绿混交林带的分布区,2001后秦岭北坡渭河东部出现了该植被类型的潜在分布区。(3)随着气候变暖,秦岭陕西段暖温带植被潜在分布区不断扩张,而温带、寒温带以及高寒植被分布区持续缩减,同时各植被类型分布区的平均海拔高度均呈上移趋势。从面积及海拔变化幅度来看,秦岭南坡植被较北坡植被对气候变化更为敏感,高海拔区植被较低海拔区植被对气候变化更为敏感。(4)在RCP4.5及RCP8.5情景下,未来50年,秦岭南北坡均将可能出现亚热带常绿阔叶林潜在分布区,亚热带常绿阔叶林以及暖温带落阔常绿混交林将可能代替暖温带落叶阔叶林而发展为秦岭山地分布区面积最大的植被类型。

    • 研究论文
    • 张睿, 师玮一, 周靖宣, 方贺, 王宇白, 徐深, 康娟, 徐栋

      DOI: 10.5846/stxb202201200198

      Abstract:

      国家自然保护区对维护生物多样性,改善生态环境质量具有重要作用。然而,针对我国自然保护区几十年来生态环境质量变化及其对气候变化与人类活动的响应规律还不清晰,了解这些规律对我国的生态文明建设以及生物多样性的保护具有重要意义。本文基于团队生产的2001—2019年中国历史高分辨率生态环境质量数据CHEQ(China"s High-resolution Eco-Environmental Quality,CHEQ)数据集以及气候要素,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验以及多元回归残差分析等方法,探究了2001—2019年中国自然保护区的生态环境质量时空变化特征及其对气候变化与人类活动驱动因素的响应。结果表明:①我国自然保护区的CHEQ指数呈现多阶段波动变化,总体呈小幅度下降趋势,平均趋势率为 -0.54×10-3 a-1;在空间上,中国自然保护区CHEQ变化趋势值呈“南高北低,东高西低”的分布格局; ②人类活动的影响主要集中在自然保护区的实验区和缓冲区,且对区域内生态环境质量的变化表现出抑制作用,而气候变化主要影响生态脆弱且人类密度低的地区,且对区域内生态环境质量的变化表现出促进作用;③近19年来,气候变化和人类活动分别对我国自然保护区生态环境质量恶化贡献了25.87% 和49.09%,且气候变化对我国自然保护区CHEQ变化的贡献率主要集中在0%~15%,而人类活动对我国自然保护区CHEQ变化的贡献率集中在90%~100%范围,人类活动是我国自然保护区生态环境质量恶化的主要驱动因素。本研究在弥补了现有研究不足的同时,有望未来为可持续发展中中生态环境与经济社会协同发展研判提供科学的定量支撑,并为制定相应的政策提供科学依据。

    • 张丽苗, 谭雪, 董智, 郑杰, 袁中勋, 李昌晓

      DOI: 10.5846/stxb202202160368

      Abstract:

      基于功能性状视角开展植物群落与环境关系的研究有助于揭示植物的适应策略。然而,目前关于城市河岸带植物群落功能性状的研究较少。为此选取10项植物功能性状指标和14项土壤理化性质指标,探究重庆主城3种生境类型河岸带(自然型河岸带(NRZ)、农耕主导型河岸带(FRZ)和开发建设主导型河岸带(BRZ))植物群落功能性状与土壤因子特征及互作机制。结果表明:(1)与NRZ生境相比,FRZ生境中的土壤速效磷、速效钾和氧化还原电位和BRZ生境中的土壤含水量显著偏高(P<0.05);FRZ和BRZ生境中的土壤pH值和全磷含量显著偏高,而土壤有机质、全钾和全氮含量显著偏低(P<0.05)。(2)与NRZ生境相比,FRZ生境中的比根长和比根表面积显著较高,茎干物质含量和叶干物质含量显著较低;BRZ生境中仅茎干物质含量显著较低(P<0.05)。(3)冗余分析结果表明,影响各生境类型河岸带植物群落功能性状的土壤因子不同,NRZ生境为土壤容重、含水量和硝态氮,FRZ生境为土壤铵态氮、全磷和有机质,BRZ生境则是土壤含水量、温度和速效磷。研究发现与自然状态相比,农业和建筑类型的人为干扰导致重庆主城河岸带生境发生改变,植物群落通过权衡功能性状组合的策略提高对生境变化的适应性。

    • 张静, 杨丽萍, 贡恩军, 王宇, 任杰, 刘曼

      DOI: 10.5846/stxb202112103510

      Abstract:

      近年来,在经济全球化的背景下,西安市经济迅速增长,生态环境问题日益突出,快速全面地定量监测生态环境质量的时空变化,对指导生态环境保护具有重要意义。基于Google Earth Engine(GEE)平台,筛选2000、2004、2010、2015、2020年及其前后各一年的四季Landsat影像,利用主成分分析基于绿度(NDVI)、热度(LST)、干度(NDSI)、湿度(Wet)和气溶胶光学厚度(AOD)构建改进型遥感生态指数(ARSEI),实现西安市2000—2020年生态环境质量的动态监测,并运用Moran指数探讨西安市生态环境质量的空间自相关。以主成分效果最好的夏季为例,结果表明:(1)构建的ARSEI将大气污染因素考虑在内,第1主成分(PC1)贡献度在83%以上,能较好地集中各指标特征,有助于更加全面地评价研究区生态环境质量;(2)西安市2000—2020年平均ARSEI分别为0.565、0.521、0.572、0.644、0.695,生态环境质量总体呈现先退化后转好的趋势。20年来,生态环境质量较差和极差等级的面积减少了1339.08 {\rm km}^2,主要分布在秦岭以北地区,良好和极好等级区面积增加了2241.80 {\rm km}^2,主要位于南部的秦岭地区;(3)西安市生态环境质量改善区面积大于退化区,改善和退化情况在各辖区均有发生。2000—2004年退化情况最为严重,占比29.41%,而2010—2015年改善区占比最大,达31.62%;(4)5个年度的全局Moran指数均在0.627以上,表明西安市生态环境质量的空间分布具有较强的正相关,呈聚集分布,且以高-高、低-低分布为主。研究基于GEE平台实现了西安市生态环境质量的快速监测,可为生态环境监测与治理保护提供方法借鉴与数据支撑。

    • 杨天垚, 邱建秀, 肖国安

      DOI: 10.5846/stxb202202190396

      Abstract:

      本文评估了微波植被光学厚度(Vegetation Optical Depth, VOD)和日光诱导叶绿素荧光(Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence, SIF)构建的标准化植被指数(Z_VI)监测农业干旱的适用性;并采用VOD、SIF两种指数和土壤水分等环境变量的不同组合建立冬小麦估产的岭回归模型,以探究其对冬小麦产量的预报能力。结果表明:相较于Z_VOD,旬尺度Z_SIF对华北地区的农业干旱具有更好的监测能力,对重旱的正确检测率达到77%。Z_SIF能够有效反映干旱发生、发展直至减轻的演变过程,其低值区与站点记录的干旱空间分布相吻合。在华北地区南部,生长季C波段和Ku波段的VOD对冬小麦单产的预报能力优于SIF;利用VOD、SIF两种指数和环境变量的全变量模型取得了最好的估产精度,影响冬小麦产量估算精度的关键预测变量为生长高峰期的SIF。本文可为大尺度农业干旱监测、防灾减灾和粮食生产安全提供理论依据。

    • 杨家伟, 白彤硕, 吴彬, 赵叶新, 裴诗宇, 叶成龙, 胡水金

      DOI: 10.5846/stxb202111053105

      Abstract:

      秸秆还田是提高土壤生物数量和多样性的有效手段,但土壤节肢动物对秸秆还田的响应尚未明确。本研究搜集2005到2020年国内有关秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性影响的25篇田间试验文献,分别获得230对土壤节肢动物数量数据和112对土壤节肢动物多样性数据,并采用整合分析方法探究不同气候类型、土层深度、种植制度、秸秆还田量、还田方式及还田时间下秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性的影响。结果表明,与不还田相比,秸秆还田总体上显著增加了农田土壤节肢动物的数量,但在亚热带季风气候区或还田时间大于5 a时,秸秆还田对节肢动物数量的增加效应则不显著;此外,秸秆还田对土壤节肢动物数量的促进作用还受到节肢动物体型的影响,秸秆还田显著增加土壤中小型节肢动物的数量,特别是蜱螨目类土壤节肢动物,但是对大型土壤节肢动物的促进作用并不显著。秸秆还田总体上也提高了农田土壤节肢动物的多样性,特别是在温带季风气候、年均温小于5 ℃、年均降水量小于600 mm、秸秆还田量大于10000 kg/ hm2、轮作以及还田时间大于5 a这些条件下,秸秆还田能显著提高土壤节肢动物的多样性。回归分析结果显示随着秸秆还田时间的增加,土壤节肢动物数量的增加率显著降低,而随着秸秆还田量的增加,节肢动物数量的增加率则显著升高;节肢动物多样性的增加率随着年均降水量的增加显著降低,而随着秸秆还田时间和还田量的增加显著升高。以上结果表明,秸秆还田有助于提高农田土壤节肢动物的数量和多样性,但此效应会受到气候因子及农田管理方式的影响。

    • 专论与综述
    • 王效科, 赵露, 任玉芬, 张红星, 苏芝敏, 孙旭, 欧阳志云

      DOI: 10.5846/stxb202111033092

      Abstract:

      自然模拟实验,通过适当控制影响因素研究自然状态下生态系统变化,已经越来越受到生态学家的欢迎。新兴的快速发展的城市生态学越来越多的采用自然模拟实验方法。本研究从城市生态学的实验设计方法(如人工梯度、自然梯度和城市建设实验)、环境因子(如空气污染、热岛、灯光和地表硬化)生态效应和生态系统(如社区、绿地、绿化屋顶和集水区)响应等方面,分析了国内外大量城市生态学自然模拟实验的研究案例。并总结了城市生态学自然模拟实验的特点,指出了城市生态学模拟实验应该考虑的主要问题,并提出未来主要发展方向:(1)多种环境因子复合影响模拟实验研究,(2)生态系统结构和功能响应模拟实验研究,(3)近自然的长期模拟实验研究,(4)大范围的联网模拟实验研究和(5)面向城市生态恢复和建设的模拟实验研究。希望本研究能够为推进我国城市生态学的实验研究起到抛砖引玉作用。

    • 研究论文
    • 王薇菡, 虞依娜, 谢嘉淇, 林泽生, 李乔妹, 叶有华

      DOI: 10.5846/stxb202112283676

      Abstract:

      摘要:碳汇林的固碳效益十分显著,是实现“碳中和”的主要碳增汇途径之一,在研究南亚热带地区不同造林模式碳汇林土壤碳汇的同时,研究碳汇林土壤氮、磷储量及土壤碳、氮、磷的生态化学计量特征,能够为不同造林模式碳汇林的土壤碳、氮、磷储量的评估提供科学依据。本文采取单因素随机区组设计,选择立地条件基本一致的研究区和4种造林模式(新造林、封山育林、补植套种、更新改造)的碳汇林,分析了不同造林模式土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)的含量、储量、生态化学计量比,以及微生物生物量碳(MBC)的变化特征。结果表明,不同造林模式碳汇林的土壤理化性质,碳氮磷储量、化学计量比及微生物生物量碳含量差异显著,且土壤碳氮磷储量随土壤深度增加而减少,表现出明显的垂直变化特征。4种造林模式下C/N介于11.11—17.86,C/P介于17.00—242.59,N/P介于1.18—15.99之间,在0—60 cm土层上均以更新改造模式林最低,封山育林模式下C/P和N/P均显著高于其他造林模式。土壤SOC与TN、N/P呈极显著正相关关系,土壤TN与C/P呈极显著正相关关系。综合来看,封山育林模式土壤的碳、氮含量和储量最高,而磷含量最低,说明封山育林模式更有利于土壤碳、氮的累积,而后期表现出土壤磷的缺乏,可能会限制封山育林模式碳汇林后期的碳汇功能。更新改造模式碳汇林的土壤养分限制少,后期碳汇潜力较大。

    • 王杉杉, 徐秋芳, 范博, 郑旭理, 王中乾, 梁辰飞, 陈俊辉, 秦 华, 王懿祥, 李甄, 王利芝, 邵帅

      DOI: 10.5846/stxb202202030289

      Abstract:

      亚热带毛竹扩张对杉木林土壤微生物残体碳积累的影响及机制尚不清楚。以毛竹向杉木林扩张带(包括杉木林、杉木-毛竹混交林和毛竹林)的凋落物(O层)和不同发生层土壤(A层、B层和BC层)为研究对象,通过分析凋落物和土壤样品中的氨基糖含量来表征微生物残体碳累积效应,并进一步评价微生物在土壤有机碳(SOC)形成过程中的作用。结果表明:毛竹扩张使杉木林凋落物数量和碳含量显著降低,但是凋落物中真菌残体碳(MRC-f)、细菌残体碳(MRC-b)和微生物残体碳(MRC)含量均显著增加;毛竹扩张显著提高了杉木林SOC、MRC-f、MRC-b和MRC含量,而且在毛竹扩张初期(杉木林演替为杉木-毛竹混交林)MRC-f、MRC-b和MRC在SOC中的比例也显著增加,说明毛竹扩张增强杉木林土壤MRC累积效应的同时,也提高了微生物对有机碳的贡献。而毛竹扩张后期MRC-f、MRC-b和MRC占SOC比例并没有显著变化,意味着毛竹扩张后期MRC和植物源残体碳对SOC含量的提升均有贡献,且两者贡献的相对比例保持不变。土壤MRC含量随着剖面深度的加深逐渐下降,而MRC占SOC比值却随着土壤深度的增加而逐渐升高,说明深层土壤中微生物对有机碳贡献高于表层土壤。研究结果对于理解微生物在亚热带森林SOC形成过程中的作用,科学评估毛竹扩张对亚热带森林生态系统及气候变化的影响,并采取合理的营林措施提升亚热带森林土壤碳汇功能具有重要理论意义。

    • 生态环境损害鉴定评估
    • 王钦艺, 黄玫, 王绍强, 王昭生, 李跃林

      DOI: 10.5846/stxb202110313054

      Abstract:

      全球气候变化背景下,我国近地面臭氧浓度不断增加,已严重威胁到森林生态系统。但是,目前臭氧污染影响我国亚热带森林生物量的研究仍然具有较高的不确定性。本研究比较了不同模型和不同参数化方案评估的鼎湖山森林和林下草地生物量损失率的差别,比较了鼎湖山阔叶林和针叶林以及林下草地的生物量损失率与总初级生产力(GPP)损失率的一致性。2015~2016年臭氧污染造成的鼎湖山阔叶林生物量损失率为11.3%~11.69%,针叶林生物量损失率为3.97%~3.68%,草地生物量损失11.2%~14.6%;不同参数化方案估计的鼎湖山阔叶林的生物量损失率在9%~13%之间,针叶林的生物量损失率在3.68%~4.4%之间变化,草地在11.2%~14.6%之间。基于臭氧剂量响应关系模型估算的阔叶林GPP损失率为10%~12.6%,针叶林GPP损失率为1.81%~2.6%,草地GPP损失率为3.2%~3.3%。总的来看,鼎湖山阔叶林和针叶林的生物量和GPP损失具有较高的一致性,阔叶林生物量和GPP的损失率明显高于针叶林生物量和GPP的损失率。

    • 研究论文
    • 王 林, 李海波, 陈汉鑫, 代永欣, 韩有志

      DOI: 10.5846/stxb202111193260

      Abstract:

      摘要:海拔是影响中国沙棘自然分布和生长的的重要环境因子,水分代谢和碳代谢的平衡是植物存活和生长的基础,研究海拔对中国沙棘的水碳代谢和生长的影响有利于全面了解中国沙棘对海拔高度的适应性及其生理机制。以山西西部关帝山地区野生中国沙棘为研究对象,测定了海拔1100—2100m的中国沙棘雌株在6月和8月的小枝正午水势、枝条导水损失率、枝条导管直径和导管密度、光合作用、不同部位非结构性碳水化合物(NSC)浓度,同时测定了不同海拔沙棘的株高和冠幅。结果表明:随着海拔的升高,6月和8月的土壤含水量均呈增加趋势;小枝正午水势先升高后降低;枝条导水损失率在6月先降低后升高;随着海拔的升高沙棘的导管直径没有显著性变化,但导管密度、枝条最大比导水率、叶面积呈现先升高后降低的趋势。随着海拔的升高6月和8月光合速率均呈增加趋势;根和叶NSC含量没有较大幅度变化;随着海拔高度的增加中国沙棘树高和冠幅均呈现先增加后降低的趋势。以上结果表明:低海拔(1100—1300m)和高海拔(1900—2100m)中国沙棘生长均受到一定程度的抑制,在低海拔主要受干旱胁迫的影响,高海拔对中国沙棘的生长的抑制作用体现在低温引起的水分状况变差、生长季缩短和低温抑制树木的生长。

    • 孙思琦, 裴晓娜, 韩锐, 邸雪颖, 杨光, 赵曦阳

      DOI: 10.5846/stxb202111153207

      Abstract:

      森林凋落物是森林生态系统中可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)的主要来源,在生态系统碳循环过程中起重要作用。本研究以帽儿山地区胡桃楸、兴安落叶松以及胡桃楸-兴安落叶松人工林凋落物为研究对象,通过液体发酵培养将纤维素高效降解真菌Peniophora intranata与Sarocladium strictum制成单一(A菌剂、B菌剂)及混合菌剂(C菌剂),测定野外条件下经降解剂处理的凋落物基质在不同时期的DOC含量,分析降解剂对不同类型森林凋落物DOC动态变化的影响,并比较各凋落物基质降解模式异同。结果表明:(1)凋落物基质DOC含量在降解剂处理后均随降解时间增加呈下降趋势,且下降幅度大小表现为混合基质>胡桃楸基质>落叶松基质;在最初的1个月,各凋落物基质DOC含量均显著高于其他降解时期DOC含量。(2)经混合菌剂处理后的胡桃楸基质DOC含量相较于2种单一菌剂处理后的胡桃楸基质DOC含量低,而经混合菌剂处理后的兴安落叶松基质与胡桃楸-兴安落叶松基质的DOC含量未表现出相同的显著性。(3)经3种菌剂处理后的胡桃楸基质降解模式均相同,经B菌剂与C菌剂处理的落叶松基质降解模式相同,经A菌剂与C菌剂处理的混合基质降解模式相同。本研究表明森林凋落物类型影响DOC的释放能力;具协同效应的两菌种制得的混合菌剂较单一菌种制得菌剂降解凋落物能力强,从而促进DOC的释放,同时也受凋落物基质成分组成的影响。本研究通过比较降解剂处理下不同类型凋落物DOC动态变化与降解模式的差异,为帽儿山地区森林凋落物分解及碳管理提供科学依据。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 孙传谆, 王梓辰, 李景刚, 李灿, 王超

      DOI: 10.5846/stxb202202260447

      Abstract:

      我国国土空间生态保护修复已进入“山水林田湖草”系统治理和建设阶段。开展生态保护修复的分区研究,正确认识生态系统的地域组合特征及其分异规律,可以为落实系统治理理念提供空间指导。当前生态保护修复分区研究逐渐重视生态系统的完整性,但对于生态系统表征维度相对单一,导致对国土空间系统性综合认知受限。基于此,本研究基于生态安全理论以及生态系统综合评估框架,构建生态保护修复分区的多维度指标体系,以提升对国土空间的系统性综合认知。本研究以流域为基本单元,在评估粤港澳大湾区生态现状本底和退化特征的基础上,采用空间聚类方法划分两级生态保护修复分区。结果表明:(1)各流域生态现状质量和退化程度空间分异较为明显。生态现状质量呈现出外部高、中部低的圈层式分异特征。而生态退化空间分布则相对分散。(2)以生态现状综合指数与一级分区指标数据的空间异质性为基础,可将研究区划分为5个在空间上连续的生态保护修复一级区。以生态退化综合指数与二级分区指标数据的空间异质性为基础,可在一级区内部划分出11类29个生态保护修复二级区。本研究的研究方案可为国土空间的“山水林田湖草”系统治理提供生态分区优化路径。同时也为研究区生态保护修复提供了空间决策支持。

    • 研究论文
    • 强亚琪, 范春雨, 张春雨

      DOI: 10.5846/stxb202202210407

      Abstract:

      植物群落物种多样性维持机制一直是生态学研究的热点话题,其中生态位理论和中性理论是被普遍接受的两种理论观点,但是目前关于生态位理论和中性理论在群落物种多样性维持中的相对重要性还没有统一定论。本基于长白山暗针叶林群落数据,采用单物种-面积关系模型(ISAR)探究特定树种对邻域物种丰富度的影响,并借助同质性和异质性泊松零模型检验其显著性。(1)群落水平上,在3—15 m空间尺度上,促进种占据优势地位,在>15 m空间尺度上,中性种逐渐取代促进种起主导作用,抑制种比例较低,并且随着空间尺度变化幅度不大。(2)物种水平上,采用同质性泊松零模型检验树种对邻域物种丰富度的影响,臭冷杉、花楷槭、青楷槭在0—20 m空间尺度上对邻域物种丰富度增加起促进作用,黄花落叶松、鱼鳞云杉在0—20 m空间尺度上抑制了邻域物种丰富度增加。花楸树、黑桦和硕桦在全部研究尺度上表现为中性种,髭脉槭、大青杨、红松等在不同研究尺度上表现为不同的作用效果。剔除了生境过滤作用的异质性泊松零模型检验结果与同质性泊松零模型结果差异不显著,表明研究样地内生境过滤作用对多样性格局形成影响不大,各树种间的相互作用对群落物种组成影响较大,进一步证明了生态位理论能够解释长白山暗针叶林物种多样性维持。

    • 马超, 崔珍珍, 李婷婷, 彭杨钊

      DOI: 10.5846/stxb202202190399

      Abstract:

      研究地形过渡带植被的地形效应,边缘效应,及其对纬度、气候变化的响应,将为我国山地生态格局和资源禀赋的深层认知提供地学参考。利用1982~2015年GIMMS NDVI3g v1数据集和年均气温、降水等气象数据,分别进行最大值合成、趋势分析、突变分析、变异分析和相关分析,揭示了中国近南北走向的“平原—山地”地形过渡带(简称“地形过渡带”)植被物候的时空变化规律及对气候变化的响应特征。研究表明:(1)“地形过渡带”跨越一年三熟的低纬度地区,到一年两熟的中纬度地区,再到一年一熟的高纬度地区的周期性植被物候特征区;(2)34a间,年际NDVI整体呈增长趋势,其中植被改善区域占58.84%;年内分析表明“地形过渡带”植被生长期(LOS)变化率-3.16 day/degree;(3)34a间“地形过渡带”的年均气温呈现升高趋势,每10a上升速率为+0.098℃~+0.386℃之间;年均降水呈现减少趋势,每10a下降速率为-8.29mm~-31.82mm。(4)34a间NDVI变异系数结果表明,研究区NDVI低波动变化和相对较低波动变化的面积占比达95.52%,说明研究区植被呈稳中向好趋势;(5)NDVI与年均气温的相关性随着纬度的升高而减弱,表明南方植被对气温变化敏感;NDVI与年均降水量的相关性随着纬度的升高而升高,表明北方植被对降水变化敏感。

    • 生物多样性调查与保护研究
    • 刘乐汉, 吕杰, 马媛, 吕光辉, 李二阳, 柳沛

      DOI: 10.5846/stxb202112313720

      Abstract:

      古尔班通古特沙漠短命和旱生植物在沙漠东西走向上形成明显的种群变化梯度,那么沙漠藻类结皮土壤中微生物是否也具有类似地空间分布特征?为研究该科学问题,本文采用高通量测序技术,探究沙漠东西走向上藻类结皮土壤中细菌和真菌群落结构分布规律。在古尔班通古特沙漠西部、中部和东部区域分别采集藻类结皮土样,进行土壤理化因子分析及细菌和真菌扩增子测序,对比不同区域土壤理化性质和微生物群落空间分异特征,分析微生物多样性与环境因子相关性,最后根据微生物物种种类对其功能进行预测分析。结果表明:藻类结皮土壤氮素、全磷、全钾、pH以及土壤化学计量比C:P和N:P在沙漠不同区域存在显著性差异,其余指标空间尺度上变化梯度较小。微生物α多样性结果显示3个区域藻类结皮土壤中细菌群落丰富度和多样性存在显著性差异,东部与西部区域产生明显分化;而真菌α多样性指数无显著性差异,群落结构较为均匀,未产生分化。β多样性结果显示细菌群落在西部与东部藻类结皮间存在显著性差异,沙漠中部为沙漠西部和东部的过渡带。门水平细菌优势菌群为蓝藻门、变形菌门和拟杆菌门;真菌为子囊菌门和担子菌门。属水平上,丰度前30个属在沙漠不同区域表现出不同的菌群结构。Spearman相关性分析结果表明,多个理化因子与藻类结皮微生物群落呈正相关关系。此外,功能预测结果显示沙漠中、西部细菌功能基因聚类关系较近,并与东部部分功能基因具有显著性差异,但真菌群落功能在沙漠不同区域无显著性差异。研究结果表明,古尔班通古特沙漠藻类结皮土壤理化性质的改变驱动沙漠东部藻类结皮土壤中细菌群落与中、西部已产生显著适应性分化,且部分功能基因也逐步产生分化,但这些理化指标差异未能驱动真菌群落结构及功能产生显著分化。

    • 研究论文
    • 廖靓, 俞飞, 伊力塔, 张明如, 许焱

      DOI: 10.5846/stxb202112273661

      Abstract:

      光环境的变化是群落演替进程中植物进入和退出群落的重要因素。为研究亚热带森林次生演替不同阶段的光照对芒萁光合生理的影响,对灌草丛、马尾松林和常绿阔叶林这3种群落内盆栽芒萁的光响应过程和叶绿素荧光诱导动力学参数进行了研究。结果表明:芒萁在光强为400 μmol m-2 s-1左右且日变化幅度较小的马尾松林下净光合速率(Pn)最高,在光强50 μmol m-2 s-1左右的常绿阔叶林下次之,在400—1800 μmol m-2 s-1左右波动的灌草丛内最低。这是因为灌草丛内芒萁J点相对可变荧光(Vj)、K点标准化后的相对可变荧光(Wk)显著升高,PSⅡ性能指数(PIABS)显著降低,而热耗散参数(φDo)基本不变,即强光破坏了芒萁光合机构PSⅡ的供体侧和受体侧,使其产生了光抑制。常绿阔叶林内芒萁叶绿素荧光诱导动力学参数与马尾松林下差异不明显,且最大净光合速率(Pmax)下降是光强变弱导致的,但是暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均随之降低,可见芒萁光合机构对该光强有一定的适应性。由此可知,芒萁喜光但不耐强光,对弱光具有一定耐受性。

    • 全球变化与可持续生态学专辑
    • 李智慧, 王凯, 徐丽萍

      DOI: 10.5846/stxb202204251150

      Abstract:

      环境规制作为实现旅游低碳发展的重要动力之一,也是实现旅游业“碳达峰、碳中和”目标的有效路径。基于综合指数法和“自下而上”法,测度2005—2019年中国大陆30个省份的环境规制水平和旅游业碳排放强度,并借助面板回归模型和面板门槛模型探讨了环境规制对旅游业碳排放强度的影响及其区域异质性。结果表明:①研究期内,中国整体旅游业碳排放强度呈下降趋势;其中,中部地区下降趋势最为明显,其次分别为西部、东部和东北地区。②中国环境规制水平呈增长态势,其规制效应对胡焕庸线右侧的地区更为显著,并呈现出自东向西递减的梯度分布特征。③中国环境规制对旅游业碳排放强度存在明显的“倒逼减排”效应,但东北地区却存在一定的“绿色悖论”现象;环境规制对旅游业碳排放强度的影响存在单一阈值,当旅游能源强度小于阈值时,存在显著的“倒逼减排”效应,当旅游能源强度超过阈值时则存在“绿色悖论”效应。④东部地区环境规制未通过门槛效应检验;中部地区存在单个门槛值,环境规制有效促进旅游业碳排放强度的下降,不存在“绿色悖论”现象;西部和东北地区分别存在单、双门槛效应,环境规制对旅游业碳排放强度先促进后抑制。

    • 研究论文
    • 李兆碧, 陶宇, 欧维新, 宋奇海

      DOI: 10.5846/stxb202112223632

      Abstract:

      耦合水量供给与水质净化的水生态服务供需关系的多尺度空间量化评估,有助于刻画和识别丰水区水质性缺水问题,并丰富水生态服务研究。本研究在构建水量供给和水质净化服务供需评估方法的基础上,利用空间分析方法在现状情景基础上分别设置提升用水效率、改善土地管理方式和优化土地利用空间配置三种优化情景,并在栅格、子流域和县域三个尺度上开展基于水量供给和水质净化的水生态服务供需关系的定量评估,分别探讨了不同情景不同尺度下的水生态服务供需变化、空间响应及其机制特征。研究结果表明:1)太湖流域的水量供需状况显著优于水质供需状况,节水能够有效改善流域内的水量赤字,而减量施肥和优化土地利用配置能够显著改善流域内的水质赤字。2)多尺度的水量供给与水质净化服务供需解析,有助于精准识别不同尺度下亟需治理的关键区域。3)水量赤字区主要集中在建设用地分布区域,耕地仍是引致水质赤字的主要原因,但随着尺度的逐渐增大,水质赤字区的建设用地面积也在不断增加。4)优化土地利用结构方案是解决水质性缺水的最有效方法,但需要突破现有政策尤其是耕地保护政策的刚性约束,故耦合提升用水效率等方法是当前治理太湖流域“水质性缺水”问题首选措施。

    • 蒋嘉瑜, 刘任涛, 张安宁, 陈蔚

      DOI: 10.5846/stxb202111193261

      Abstract:

      在干旱区(内蒙古乌拉特后旗)和半干旱区(宁夏盐池)荒漠草原区,选择柠条灌丛内外微生境为研究样地,以红砂枯落物为研究对象,利用2种规格网孔分解袋(30目和250目网孔),探索中小型节肢动物在红砂枯落物分解过程中的作用规律,研究灌丛微生境中红砂枯落物质量损失变化特征及节肢动物群落的贡献。结果表明:(1)在干旱与半干旱区,红砂枯落物分解常数K均表现为灌丛内外微生境间无显著差异,且有无节肢动物参与对K的影响均较小。(2)分解至12个月时,无节肢动物参与的情况下,干旱与半干旱区红砂枯落物残留率均表现为裸地显著低于灌丛;但有节肢动物参与时,枯落物残留率则表现为灌丛内外微生境间无显著差异。分解至44个月时,无节肢动物参与的情况下,仅在干旱区枯落物残留率表现为裸地显著高于灌丛;而有节肢动物参与时,干旱与半干旱区枯落物残留率均表现为灌丛内外微生境间无显著差异。(3)节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率呈现单峰值现象,且在分解至24个月时达到峰值。枯落物分解至12个月时,仅半干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著低于灌丛;分解至44个月时,仅干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著高于灌丛。(4)在半干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与节肢动物类群数、土壤砂粒含量、土壤全碳和含水量密切相关;而在干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与土壤pH值、土壤砂粒、土壤C/N和黏粉粒含量密切相关。综合表明,干旱和半干旱区灌丛微生境红砂枯落物分解特征受到节肢动物分解作用的影响较小;但在某些分解阶段,灌丛内外微生境中红砂枯落物质量损失的差异性受到节肢动物分解作用的显著影响,节肢动物的分解作用表现为弱(12个月)—强(24个月)—弱(44个月)的作用规律,而且受到气候区调节的灌丛微生境限制。

    • 霍兵兵, 孙哲明, 欧文慧, 毛鸿志, 胡傲, 杨予静, 李中强

      DOI: 10.5846/stxb202201110110

      Abstract:

      湿地植物群落构建机制的研究可为湿地生态系统管理和受损湿地生态恢复与重建提供重要理论依据。地处长江流域的湖北省是我国湿地资源最为丰富的地区之一,本文通过野外调查研究了长江流域湖北段内不同类型湿地中的主要湿地植物群落类型,分析了研究区内湿地植物群落物种β多样性格局;利用Mantel test方法和基于相似或相异度矩阵的多元回归模型(MRM)分析了环境差异和地理距离与湿地植物群落的物种相异性的相关性,及其对该区域湿地植物群落构建的相对贡献率。结果表明长江流域湖北段8个不同类型湿地内的湿地植物群落物种相异性指数差异显著,群落间物种相异性指数与地理距离和环境距离均呈显著正相关关系;MRM分析表明环境筛选和扩散限制共同解释了研究区内群落物种变异指数的54.72%;其中,环境距离独立解释率为 22.03%,地理距离独立解释率为 9.98%,二者联合解释率为 22.71%。结果表明环境筛选和扩散限制共同影响了长江流域湖北段湿地植物群落构建过程,且环境筛选贡献更大。建议除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,未来需进一步研究时间尺度及人类干扰等因子对该区域湿地植物群落构建的影响。

    • 全球变化与可持续生态学专辑
    • 龚玉凤, 吴兆飞, 付永硕, 王姝心, 陈艳生, 王树标, 张珊珊, 张伟

      DOI: 10.5846/stxb202112183591

      Abstract:

      气候变化对植物物候产生了重要影响,春季萌芽时间的变化不仅会通过改变植物的光合作用影响碳汇能力,还会通过改变群落内的种间关系影响生态系统结构和功能。因此,掌握群落内不同树种春季萌芽对气候变化的响应对于深刻理解物候时间位分化、认识陆地生态系统碳水循环和能量平衡具有重要意义。为提高春季物候模型的预测精度,阐明气候变化对不同树种春季萌芽的影响,本研究以鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、黑桦(Betula dahurica)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、糠椴(Tilia mandshurica)和元宝枫(Acer truncatum)5个温带森林的典型树种为研究对象,通过剪枝实验分析了冬季冷激、春季温度和光周期对枝条春季萌芽时间的影响。结果表明,温度升高和冷激增加显著提前了所有树种的春季萌芽时间,从5℃到20℃,春季萌芽时间平均提前了54.5 d;在较高的冷激条件下,春季萌芽时间平均缩短了17.8 d;光周期对各树种春季萌芽时间均没有显著影响,8 h和16 h光周期条件下各树种平均萌芽时间分别为30.3和30.5 d。此外,随着温度升高,五个树种萌芽时间间隔显著缩短,这主要是由于温度升高萌芽热量需求降低导致的,冷激对树种间萌芽时间间隔无显著影响。在气候变暖背景下,森林群落中不同树种萌芽时间间隔将显著缩短,进而影响物候时间生态位分化,导致种间竞争加剧。本研究阐明了气候变化对温带阔叶树种春季萌芽及其时间间隔的影响,为气候变化条件下森林生态系统群落动态及森林可持续经营与管理策略的制定提供了理论支撑。

    • 研究论文
    • 崔旺来, 陈梦圆, 钟海玥

      DOI: 10.5846/stxb202112073467

      Abstract:

      摘 要:湾区是世界一流滨海城市的显著标志,生态安全是湾区可持续发展的基本保障。本文以浙江大湾区为研究区域,基于生态安全评价,采用探索性空间数据分析(ESDA)和地统计分析(GA)方法揭示生态安全的空间相关性与异质性。结合大湾区生态安全空间特征、未来土地利用管理和行政单元的空间分布提出生态保护的差异化管理策略,为大湾区经济社会发展及生态安全保障提供理论支撑。结果表明:①生态安全呈现出“北低南高”的分布格局,生态安全区占比71.7%,生态系统整体较安全。②生态安全Moran’I值达0.878,“热点”区域占比50.65%,空间正相关性显著。结构性变异在生态安全空间分布中占据主导,宁波、绍兴受结构性变异和随机性变异的综合影响,人口密度、产业布局是影响生态安全空间异质性的主要随机因素。③城市发展类型分为优先发展区、综合开发区和生态保护区,其中优先发展区和综合开发区是大湾区经济发展重点区域,生态保护区是保障大湾区生态安全的关键区域,未来城市管理者应对生态环境分区管理,落实差异化管控措施。

    • 全球变化与可持续生态学专辑
    • 陈铭, 程慧梓, 姚晓东, 曹丽荣, 陈蓉, 陈光水, 王小红

      DOI: 10.5846/stxb202204291200

      Abstract:

      全球气候变暖与氮(N)沉降是两个同时存在的全球变化主要因素,但目前关于二者的研究多以单因子为主。细根形态和化学性状等功能性状在促进植物养分获取和森林生物地球化学循环方面起着关键作用,但目前气候变暖、N沉降以及两者交互对细根形态和化学性状的影响尚不清楚。本研究在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站陈大观测点开展土壤增温与N添加双因子试验,包括对照(无氮添加)、低氮(+4gN·m-2·a-1)、高氮(+8gN·m-2·a-1)、增温(+5℃)、增温+低氮(+5℃, +4gN·m-2·a-1)、增温+高氮(+5℃, +8gN·m-2·a-1)六个处理,探讨增温与N添加对杉木(Cunninghamia Lanceolata)细根形态和化学性状的影响。结果表明:(1)增温显著增加了细根D。增温和N添加的交互作用对细根比根长(SRL)、比表面积(SRA)及组织密度(RTD)均存在显著影响,与对照相比,增温处理及增温+高氮处理均降低了细根SRL和SRA;不同处理间细根RTD无显著差异。N添加与序级交互作用对细根SRA存在显著影响,仅低氮添加显著增加了1级根SRA。(2)增温和N添加交互作用对细根碳(C)含量存在显著影响,与对照相比,仅增温+高氮处理显著增加了细根C含量。N添加与序级交互作用对细根C含量存在显著影响,仅在1级细根中,高氮添加的细根C含量要显著高于低氮添加。增温、N添加以及序级三者交互作用对细根N含量及碳氮比(C:N)存在显著影响,与对照相比,低氮和高氮处理对细根N含量及C:N影响因序级而异;增温处理、增温+低氮处理以及增温+高氮处理均显著提高了细根N含量,降低了细根C:N;与高阶根相比,低阶根N含量和C:N对单独增温处理及增温+低氮处理响应要更为敏感。以上结果表明,不同细根功能性状对增温、N添加及两者交互的响应存在差异,这种差异主要与细根序级和N添加水平有关;增温和N添加抑制了细根SRL和SRA,但促进了细根N含量并降低了细根C:N,这将有助于理解亚热带地区森林地下养分循环以及C固存对全球环境变化的响应。

    • 研究论文
    • 曹雨婷, 于水强, 邵慧妹, 谭蕊, 徐新颖, 王维枫

      DOI: 10.5846/stxb202201040021

      Abstract:

      土壤酶作为微生物代谢指标,在森林生态系统土壤碳和养分循环过程中发挥着重要作用,是土壤质量的重要指标。针对不同优势树种的内生菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)和外生菌根(Ectomycorrhizal, ECM)所占比例差异,设置4种菌根类型比例梯度(即林分中ECM树种所占比例为<25%、25%—50%、50%—75%、>75%),分析4种林分中土壤水解酶[β-葡糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)]和过氧化物酶(PER)活性差异,运用方差分析和多重比较分析方法,探究水解酶和氧化酶沿菌根类型梯度的变化规律及原因。结果表明:①lnBG和ln(NAG+LAP)与lnAP的回归斜率小于1,且AP远大于BG和NAG+LAP,这表明森林土壤微生物受磷(P)限制更严重,随着林分中ECM优势树种的增加,微生物受C和P限制的状况得到缓解;②土壤有机碳(SOC)随着ECM树种占比的增加而增加,ECM森林比AM森林表现出更高的全氮(TN)和全磷(TP)含量;③随着林分中ECM树种占比的增加,BG、AP和NAG+LAP呈逐渐显著增加的趋势(P<0.05);但氧化酶活性差异不显著;④土壤水解酶活性与铵态氮、硝铵比、TN、TP、SOC有显著相关关系,氧化酶活性只与土壤水分(SM)含量呈现显著相关性。研究支持资源分配理论,验证了土壤胞外酶活性随AM和ECM菌根比例变化而呈现梯度变化,证实了菌根——养分经济模型的适用性,研究结果可加强对不同菌根梯度林分土壤理化性质和酶活性的可预测性,有助于生物地球化学循环模型的补充与完善。

    • 研究综述
    • 鲍歆歆, 周伟奇, 郑重, 徐林莉

      DOI: 10.5846/stxb202202240431

      Abstract:

      近地面臭氧(O3)已成为继PM2.5后影响我国空气质量的一种重要二次污染物。随着氮氧化物浓度的持续下降和气候变暖的加剧,城市O3的形成对挥发性有机化合物的浓度更加敏感。近年来城市绿色空间显著增长,植物源挥发性有机化合物(BVOCs)排放和浓度逐年增加。针对BVOCs与近地面O3之间复杂的交互作用,从植物BVOCs的特性与作用出发,综述了不同因素尤其是O3浓度增加对树木生理状态及BVOCs排放速率的影响,定量分析了已有研究中O3对不同植物异戊二烯和单萜烯排放速率的影响,以及BVOCs对O3形成的贡献,总结了BVOCs与O3相互作用研究领域存在的不足。未来亟需加强的研究包括:(1)城市树种BVOCs排放因子的实测,建立物种的排放速率数据库,优化模型参数,提升精细尺度BVOCs排放量估算模型精度;(2)多种环境因子,比如污染物浓度、温湿度等对城市植物BVOCs排放的交互作用和综合影响的研究;(3)植物BVOCs对O3形成贡献的定量研究,及其对植物抗污染能力的影响,为城市建设中的树种选择及减轻城市O3污染提供理论依据和借鉴。

    • 庄明浩, 鲁玺, 王艳芬, 杨树

      DOI: 10.5846/stxb202202190395

      Abstract:

      探究家庭能源消费-生态环境-人体健康效应关联关系是系统推进家庭能源绿色低碳转型和实现联合国2030可持续发展目标的关键。本文重点综述了目前家庭能源消费、影响因素及其对生态环境和居民健康影响的国际研究现状。目前研究不足主要聚焦在以下两个方面;一方面,影响家庭能源消费的因素的贡献率和影响消费行为的驱动机制尚不清晰;另一方面,目前主要针对家庭能源消费或者生态系统或者环境或者居民健康其中的某一方面或者某两个方面开展研究,鲜有研究系统的考虑家庭能源消费-生态环境-人体健康效应之间关联关系的综合研究。基于上述研究现状,结合青藏高原的实际情况,本文提出未来需要在以下五个方面加强研究:(1)亟需厘清青藏高原家庭能源、草地生态、人体健康之间的内在联系与驱动机制,形成青藏高原牧区“家庭能源-生态效应-环境效应-健康效应”的理论分析框架;(2)迫切需要开展青藏高原牧区家庭能源消费的实地调研,建立并完善牧区家庭能源数据库;(3)建立并量化家庭能源消费与草地生态系统的关系;(4)加强牧区室内空气污染物浓度测定,填补高寒地区室内污染物浓度数据以及人群暴露特征及其健康风险的空白;(5)构建模块化的牧区“能源-生态-环境-健康-经济”等多学科交叉的综合评估模型,形成完整的、系统的评估方法。

    • 研究论文
    • 刘 莹, 吕 东, 陈 立, 赵 祜, 赵兴鹏, 王光宇, 赵 明, 袁 浩, 张 怡, 李雅惠, 陈 敏

      DOI: 10.5846/stxb202205171393

      Abstract:

      圆柏大痣小蜂(Megastigmus sabinae Xu et He)是我国甘肃、青海和西藏等地祁连圆柏(Sabina przewalskii)球果的重要害虫,其危害严重影响了祁连圆柏的种子生产和育苗。为了筛选和鉴定圆柏大痣小蜂寄主定位相关的化学活性物质,本研究利用动态顶空采集法和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS,Gas Chromatograph-Mass Spectrometer)分析了祁连圆柏不同状态的球果和枝叶共5类挥发物样品成分,采用气相色谱-触角电位联用技术(GC-EAD,Gas Chromatography-Electroantennagram Detection)测定圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的触角电位反应,利用Y型嗅觉仪测定圆柏大痣小蜂成虫对几种化学活性物质的行为反应。研究结果表明:5类挥发物中共鉴定到117种化合物,每类样品都含特有的植物挥发性成分,但其主要成分基本相似;有15种化合物能引起圆柏大痣小蜂的触角电位反应;圆柏大痣小蜂对其中的12种挥发物具有明显的趋向行为反应。3种共有成分月桂烯、桧烯和右旋萜二烯均对圆柏大痣小蜂具有吸引作用,一年生未产卵球果挥发物特有成分α-松油醇能显著吸引圆柏大痣小蜂雌成虫。由此推测月桂烯、桧烯和右旋萜二烯3种共有成分可能是圆柏大痣小蜂寄主定位时起关键作用的化合物,α-松油醇可能是圆柏大痣小蜂识别未产卵球果进行产卵定位的关键化合物。

    • 数据融合生态评估
    • 何洪林, 任小丽, 张黎, 秦克玉, 冯莉莉, 吕妍, 牛忠恩, 张梦宇

      DOI: 10.5846/stxb202110122868

      Abstract:

      生态系统评估是开展生态系统管理的重要手段,其评估结果已成为衡量区域生态系统状况优劣的重要依据。由于没有充分考虑生态系统禀赋的区域差异性,缺乏有效区分气候变化和人类活动影响的手段,导致生态系统评估结果的实用性与区域可比性一直存有争议。在生态大数据背景下,基于生态完整性理论,结合长期地面监测数据、野外调查数据、遥感数据等海量数据,耦合生态系统过程模型,构建了基于“参照系-现状-变化量”(Reference-State-Deviation, RSD)的生态系统评估体系,以受干扰较少接近原生、完整的地带性植被生态系统(完整的生态系统)作为参照系,其表现出来的组成、结构、功能等特征为参照条件,生态系统状况现状与参照条件的偏离程度作为评估生态系统优劣程度的依据,从而将现状评估转变为变化量评估,增强评估结果的时空可比性。并以生态系统过程模型为工具,利用RSD评估方法评估了中国陆地生态系统生产力功能,验证了该方法体系的可行性。评估结果显示,2000—2018年我国NPP参照值、现实值和变化量均表现为上升趋势,而NPP现实值与变化量的空间分布存在显著差异,基于RSD的评估方法较好地解决了评估结果区域不可比的问题。研究对完善我国生态系统评估体系,推动生态系统评估结果的实用化,支撑我国重点生态功能区县域考核、生态红线监管、自然保护地体系建设等国家需求具有重要意义。

    • 研究论文
    • 白晓娟, 刘迪, 史琴琴, 荔 童

      DOI: 10.5846/stxb202203270753

      Abstract:

      从微观土地利用主体视角量化并明确生态系统服务需求的空间格局对于改善资源依赖地区农户福祉具有重要意义。本文以地处黄土丘陵沟壑区的米脂县为例,基于参与式制图与MaxEnt模型实现10类生态系统服务需求空间评估;同时,采用K-means聚类识别村域服务需求簇,并探究环境变量对服务需求及其簇空间分布的影响。结果如下:① 各类服务需求空间分异明显。供给服务中粮食和肉类供给均呈现中部高东西低的空间格局,水果供给空间分布规律相反;调节服务中土壤保持和空气净化高需求区均分布于高海拔区域,水源涵养高需求区分布于无定河流域;4类文化服务均呈现高、中、低需求区相间分布的空间格局但各等级需求区面积占比差异明显。② 研究区有食物供给需求簇、文化娱乐需求簇和生态保育需求簇等3类。其中,食物供给需求簇是当地主导的需求簇,主要分布在研究区北部和南部;文化娱乐需求簇主要集中在无定河两岸;生态保育需求簇在研究区南部紧邻文化娱乐需求簇,在北部则较为分散。③ 影响各类服务需求空间分布的主导环境因子各不相同;影响食物供给需求簇的环境变量排序为:土地利用>海拔>距水体距离,影响文化娱乐需求簇的环境变量排序为:距居民点距离>距水体距离>距旅游景点距离,影响生态保育需求簇的环境变量排序为:土地利用>距居民点距离>距水体距离。研究结果揭示了资源依赖地区农户生态系统服务需求及其簇的空间分异规律,可为该区域生态系统管理和政策制定提供参考。

    • 土壤生态专栏
    • 张平究, 梁川, 陈芳, 俞姗姗, 周利, 张金花

      DOI: 10.5846/stxb202110122877

      Abstract:

      土壤细菌对湿地生态系统功能和健康维持起着重要作用。本文以菜子湖原始湿地、不同退耕年限湿地(3a、7a、11a和21a)和仍耕作油菜地土壤为研究对象,应用PCR-DGGE(聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳)、高通量测序和PLFAs(磷脂脂肪酸)方法分析土壤细菌群落组成和生物量,探讨它们在退耕还湿后的变化过程及其影响因素。结果表明,退耕还湿后土壤变形菌门(α-变形菌纲、β-变形菌纲和δ-变形菌纲)、酸杆菌门(酸杆菌纲和全噬菌纲)、Nitrospinae(Nitrospinia纲)和硝化螺旋菌门(硝化螺旋菌纲)相对丰度先增高后降低;这些参与氮循环的土壤细菌对退耕后湿地生态恢复过程中土壤氮素提升起着重要作用。与农业生产活动密切关联的厚壁菌门(芽孢杆菌纲和梭菌纲)和放线菌门(放线菌纲)相对丰度逐渐降低。湿地土壤细菌多样性在退耕初期(3—7a)上升达到最大,退耕中后期逐渐降低。表层土壤各类群细菌生物量逐渐升高,亚表层土壤各类群细菌生物量则先降后升再降。水分条件和容重是与研究区土壤细菌群落结构和多样性密切相关的土壤因子,而全氮是与土壤细菌生物量密切相关的土壤因子。本研究从生态过程视角解析了土壤细菌群落较详细的演变信息及其生态意义,有助于丰富退化湿地生态系统恢复过程的认识。

    • 研究论文
    • 蔡琳, 杨予静, 种玉洁, 袁义平, 曾翔宇, 姚和风, 陈初明, 李中强, 魏立飞, 余海燕

      DOI: 10.5846/stxb202204211092

      Abstract:

      退化森林的恢复一直是林业和生态学研究的热点。良好的森林土壤结构有助于林木生长发育,作为土壤最基本的结构单元,土壤团聚体组成和稳定性是衡量土壤肥力和质量的重要指标,其团聚结构的形成依靠土壤胶结物质。然而,土壤胶结物质与团聚体稳定性之间的关系尚不确定。为探明亚热带退化森林的不同恢复方式对团聚体稳定性的影响及其潜在机制,以自然恢复的次生林为对照(CK),选取了亚热带三种常见的人工林:一代杉木林(P1)、二代杉木林(P2)和黄山松林(P3),测定土壤团聚体稳定性及其胶结物质的含量,并分析了各胶结物质对团聚体稳定性的影响。研究发现:不同森林恢复方式显著影响了土壤pH值、碳氮比、速效磷含量、团聚体的组成和稳定性。所有森林类型中,三种人工林的团聚体稳定性显著高于CK,P2的大团聚体所占比例最大,团聚体稳定性最高。恢复方式显著影响了土壤游离氧化铁含量、菌根密度和易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EEG)含量。团聚体稳定性与游离氧化铁含量、菌根密度呈正相关,但与EEG含量呈负相关。研究结果表明,亚热带退化森林的人工恢复比自然恢复更有助于增强土壤团聚体稳定性,土壤游离氧化铁、菌根密度和EEG是显著影响团聚体稳定性的胶结物质。

    • 李倩雯, 靳甜甜, 蒋爱萍, 彭期冬, 林俊强, 张迪

      DOI: 10.5846/stxb202203310817

      Abstract:

      为揭示西南地区道路建设对景观格局的影响,基于2015年土地覆被和道路数据,计算了研究区道路核密度与景观指数,在此基础上分析了道路建设的直接、间接和综合影响,探讨了影响的空间异质性和对不同土地覆被影响的特点,指出了各景观指数的适用性。结果表明:(1)道路建设使斑块密度增加,斑块离散化加剧,发生明显的破碎化趋势,同时道路核密度与PD、SHDI、SPLIT变化百分比呈显著正相关,与COHESION、CONTAG、PAFRAC呈显著负相关;(2)道路建设对景观指数的影响程度由大到小依次表现在:破碎化、斑块空间分布形态、聚集连通性,其中PD能很好的表征道路建设对景观破碎化的作用程度,SPLIT在识别破碎化程度高的区域更具优势;(3)不同景观指数具有不同适用性,PAFRAC适用于道路不发达区域,CONTAG适用于道路分布异质性较高的区域,DIVISION适用于人类活动强度不大的区域,COHESION、SPLIT适用于探究道路及伴随的人类活动共同作用的区域,PD、SHDI在探究道路的直接作用时适用性广泛;(4)探究不同土地覆被类型受道路建设的影响,林地优先选取PD、DIVISION;草地优先选取DIVISION、SPLIT;农田优先选取PD、PAFRAC、COHESION、SPLIT、DIVISION;湿地优先选取PAFRAC、COHESION、SPLIT;人工表面优先选择PD、PAFRAC、COHESION;其他优先选择DIVISION、SPLIT、COHESION。探究道路建设对西南地区景观格局的影响对于了解西南地区景观格局变化、指导该区域生态环境保护具有重要现实意义。

    • 生态系统服务专题
    • 牙茜葭, 任慧泽, 董孝斌, 周旭

      DOI: 10.5846/stxb202110072769

      Abstract:

      2021年4月,我国15头野生亚洲象(Elephas maximus)从西双版纳一路北迁至昆明市受到了全世界的关注,分析我国野生亚洲象分布区土地利用变化、生态系统服务供需关系如何影响野生亚洲象分布,对保护亚洲象与提高当地人类福祉具有重要的意义。利用生态系统服务价值当量因子法和生态系统服务需求模型计算中国野生亚洲象分布区1990、2005、2015年生态系统服务供给价值与需求指数,通过空间标准化匹配出四种生态系统服务供需模式,探究我国野生亚洲象偏好分布的供需模式。结果表明,林地、草地和耕地是最主要的土地利用类型,1990—2015年,林地、草地和耕地的面积变化率分别为1.09%、-4.82%、-4.86%。1990、2005、2015年生态系统供给总价值分别为6108.55亿元、7434.41亿元、13973.37 亿元;生态系统服务需求不断提高,整体呈现中间高,四周低的分布格局。在研究的25年内,亚洲象分布于高供给-高需求与高供给-低需求区域,且有向高供给-高需求区域迁徙的趋势。

    • 学术信息与动态
    • 王昊煜, 高培超, 宋长青, 程昌秀, 叶思菁

      DOI: 10.5846/stxb202112243644

      Abstract:

      以Web of Science数据库中1999—2022年(截止2022年1月22日)关于遗传算法与土地利用的164篇英文和27篇中文文献为数据源,基于文献计量方法,对每年中英文发文量、文献来源国家、中英文文献学科方向、中英文载文期刊进行分析,探究基于遗传算法的土地利用优化的总体研究概况,然后利用CiteSpace软件对作者和研究机构合作网络、关键词共现网络和文献共被引网络进行可视化,分析研究热点。研究发现,① 基于遗传算法的土地利用优化研究整体呈上升趋势,中国(包括港澳台地区)、美国、伊朗是发文量前三国家,研究属于环境、地理和规划的交叉领域。② 研究者间形成了2个较大规模的合作网络和众多中小规模的合作网络,处于核心地位的研究机构来自发文量前十的国家。③ 绿色基础设施是重要的研究对象,多目标优化是主要的优化模型,与其它技术,如粒子群算法的结合和对比为重要的研究方向。④风力能源规划、自然环境保护、海绵城市规划、生物多样性、交通规划、规划支持系统构建是重要的研究内容,主要的研究方法包括带约束的多目标优化和空间优化模型。

    • 研究论文
    • 易浪, 孙颖, 尹少华, 魏晓, 欧阳晓

      DOI: 10.5846/stxb202111193266

      Abstract:

      长江流域作为中国重要的生态屏障,科学认识长江流域植被覆盖时空变化及其驱动因素,对有效开展长江流域生态工程建设具有重要的指导意义与应用价值。本文基于2000-2019年间MODIS?NDVI与相关气象等数据,采用Theil?Sen median趋势分析、Mann?Kendall检验、变异系数、偏相关分析、残差分析等方法,研究了近20年来长江流域植被覆盖的时空分布与变化特征,并探究了研究区植被覆盖的驱动因素。结果表明:(1)时间变化上,长江流域生长季NDVI呈现波动增长趋势,显著改善面积大于退化面积;(2)空间分布上,流域植被覆盖空间分布格局大致呈现为“中部高,东西低”,生长季NDVI多年均值为0.6164,呈较高植被覆盖状态;(3)变化趋势上,植被增长区域大于减少区域,具体表现为“中部强于东部、东部强于西部”;(4)变化稳定性上,流域植被变异系数介于0.0104~1.3199之间,呈现出“中间低,东西高,东西部局部区域高低波动并存,地域性差异明显”的空间变化稳定性特征;(5)影响因素上,流域植被覆盖变化受气温和降水的共同影响,大部分区域生长季NDVI变化以气候驱动为主,局部区域表现自然因素叠加人为因素作用的共同驱动,残差分析显示人类活动对长江流域植被覆盖以正效应为主。

    • 生态系统服务专题
    • 王启名, 杨昆, 李立晓, 朱彦辉, 樊贤

      DOI: 10.5846/stxb202205241459

      Abstract:

      城市化扩张影响流域水文生态系统服务供给,导致水文生态环境压力增加。明晰滇池流域水文生态系统服务权衡与协同关系及归因,对于滇池流域社会经济发展与生态可持续管理的双赢具有重要意义。本文基于InVEST模型估算了滇池流域2000、2010、2018年碳存储、氮输出、土壤保持和产水量4种水文生态系统服务,分析了水文生态系统服务时空格局变化,利用双变量Moran’I指数分析了了滇池流域水文生态系统服务间时空异质性,通过冗余分析和条件效应分析等方法识别水文生态系统服务归因。结果表明:(1)水文生态系统服务的高值分布与土地利用覆盖有密切关系。(2)水文生态系统服务空间变化主要体现在滇池周边人类活动干扰强烈的区域,表现为氮输出、土壤保持和产水量增加,碳存储减小。(3)水文生态系统服务权衡与协同关系变化明显。碳存储和土壤保持为协同;氮输出和产水量先呈协同后呈权衡;产水量、氮输出均与碳存储和土壤保持为权衡,前者空间变化不明显,后者协同范围扩大,权衡范围缩小。(4)水文生态系统服务主要受多个因素共同影响,主要包括:高程、耕地比例、林地比例、建设用地比例。研究结果可为研究区水文生态系统环境治理和土地利用优化配置提供科学依据和决策支持。

    • 生态管理
    • 王鹏, 杨文娟, 李乐, 高志强, 何友均

      DOI: 10.5846/stxb202206011541

      Abstract:

      声景观在现行国家公园景观评价体系中,是一个十分重要但又薄弱的环节,关系着国家公园的精细化管理水平。以钱江源国家公园体制试点区为例,采用调查问卷法对国家公园日间的53种声景观进行主观愉悦度评价,考察并选取描述声景观质量的客观心理物理学指标,通过多元线性回归方法建立二者主客观关系,并得到国家公园声景观质量评价模型。结果表明:(1)不同类型声景观表现为不同的声学特征,并在响度、尖锐度、粗糙度指标上具有显著性差异。虫鸣声响度最大(5.829)、尖锐度最大(2.667)、粗糙度最大(0.018),鸟鸣声的尖锐度与其余六种声景观均显著差异。(2)采用响度、尖锐度、粗糙度、波动度作为描述声景观质量的客观心理物理学指标具有适宜性。其中,响度是影响公众对国家公园声景观主观愉悦度认知的主要因素,二者呈负相关关系。(3)采用K-均值聚类等级划分发现,国家公园声景观质量处于较高水平。其中,虫鸣声质量最高(3.86)、鸟鸣声其次(3.58)、交谈声最低(2.43)。自然声景观质量整体高于人工声景观。(4)国家公园声景观质量在空间上具有南部高、北部其次、中部低的格局特征,且与区域生态保护等级水平存在较强空间重叠性。研究结果为国家公园体制试点结束后,未来声景观科学管理与规划设计提供重要参考,同时为其它类型自然保护地的声景观评价提供方法借鉴。

    • 数据融合生态评估
    • 王舶鉴, 蔺菲, 房帅, 胡天宇, 王宁宁, 任海保, 米湘成, 林露湘, 原作强, 王绪高, 郝占庆

      DOI: 10.5846/stxb202103100661

      Abstract:

      基于激光雷达技术获取冠层结构为森林生态学研究增加了新的维度。搭载于多旋翼无人机的近地面激光雷达相比于固定翼有人机的机载激光雷达,能够更加灵活高效地获取森林群落样地高密度点云。但在实际操作中,往往出现局部低密度点云数据,影响了冠层结构参数提取的准确性。本研究使用4块森林动态样地的近地面激光雷达点云数据;利用航带分解方法分析各样地低密度样方成因;采用点云抽稀模拟算法计算并拟合偏差曲线,对比不同样地、参数和取样尺度间的点云密度对冠层结构参数提取准确性的影响;根据偏差曲线计算各条件下保证参数提取准确性的最低点云密度。结果发现:1)低密度区域主要受地形或(和)近地面遥感设计规划的影响。地形复杂的测区(西双版纳和古田山样地),遥感规划难度大,整体难以获取高密度点云(在30点/m2左右),容易在沟谷和高海拔处出现低密度样方。平坦测区(长白山两块样地)虽可获取高密度点云(均超过150点/m2),但欠佳的遥感规划设计导致长白山1测区北部出现1公顷低密度区域。2)冠层参数提取准确性随点云密度减少而迅速降低,呈负指数幂函数关系。这一变化趋势在不同参数和尺度间差异较大,但在各样地间无显著差异。3)根据偏差曲线拟合结果,点云密度达到16点/m2可以实现5—20米取样尺度下冠层结构参数提取准确度达95%。综上,为更好的将近地面激光雷达技术应用在森林生态学研究中,应注重外业遥感作业方案的合理性,充分考虑地形的影响,在源头把控数据质量;如果数据存在低密度点云的情况,应适当放宽取样尺度并慎重提取对点云密度较为敏感的冠层结构参数。

    • 研究论文
    • 蒋啸, 蔡红艳, 杨小唤, 李果

      DOI: 10.5846/stxb202112053442

      Abstract:

      明确宏观森林植物多样性时空分布格局,对于评估森林生态工程效果以及有效开展区域生物多样性保护工作具有重要意义。遥感生物多样性研究能够弥补原位观测在时空连续性方面的不足,研究旨在为区域尺度生物多样性研究引入一种新方法——遥感Rao’s Q指数。结果表明:基于NDVI计算的Rao’s Q指数与收集的物种丰富度在空间分布上基本一致,且两者的数值拟合通过极显著检验(R2=0.66,P<0.001),Rao’s Q指数随物种丰富度增加而增加,适用于表征宏观尺度跨气候带地区的森林植物多样性。2000~2017年间,中国森林的Rao’s Q指数时空分布基本一致,整体呈南高北低的态势;不同时段中均以降低为主,降低面积占总面积的44.23%~54.08%,武夷山-南岭一带增高特征凸显,而2010~2017年也表现出降低特征,该区域森林植物多样性本底丰富,应加强管控力度,阻止降低热点区扩散。引入遥感Rao’s Q指数有效表征区域森林植物多样性分布特征,可为区域生态质量评估提供一种新的监测指标,进而为森林植物多样性保护及区域生态质量改善相关政策制定提供支撑。

    • 中国生态系统碳汇能力巩固与提升
    • 朱建华, 田宇, 李奇, 刘华妍, 郭学媛, 田惠玲, 刘常富, 肖文发

      DOI: 10.5846/stxb202205201425

      Abstract:

      巩固和提升森林碳汇,是实现中国“碳中和”目标的重要路径之一。研究总结梳理了近10年来有关中国森林碳储量及其变化的研究文献,一方面在于探明中国森林碳汇现状和潜力以及对实现“碳中和”的贡献,同时分析当前森林碳汇计量与模拟预测研究的差距与不足,更好地支撑国家碳中和实施路径与行动方案。通过整合分析,1999—2018年间中国森林生态系统碳储量年均增长量约(208.0±44.5)TgC/a或(762.0±163.2)TgCO2-eq/a,其中生物质、死有机质和土壤有机碳库的年均增长量分别约为(168.8±42.4)TgC/a、(12.5±8.1)TgC/a和(26.7±10.9)TgC/a。此外,木质林产品和森林之外的其它林木碳储量分别增长(49.0±15.1)TgC/a和(12.0±11.1)TgC/a。预计中国乔木林生物质碳储量年变化量将从1999—2018年间的(145.9±38.3)TgC/a增长至2030—2039年间的(171.9±60.5)TgC/a,到2050—2059年间逐渐下降至(146.9±57.7)TgC/a。2050—2059年间中国森林生态系统碳储量年变化量有可能达到(247.0±71.2)TgC/a或(905.2±260.8)TgCO2-eq/a。但由于不同研究对森林的定义有较大的差别,再加上数据来源、方法和参数、假设条件等存在差异,中国森林碳储量及其变化的评估预测结果存在较大的不确定性。未来需要在统一土地利用分类的基础上,明确森林面积及其边界的空间变化,综合考虑土地利用变化、气候变化以及人为活动管理等的影响,全面评估森林生态系统各碳库和预测碳汇动态,有效支撑实现中国“碳中和”宏伟目标。

    • 研究论文
    • 贺宏斌, 丁鸿浩, 孙然好, 李佳蕾, 段兴武

      DOI: 10.5846/stxb202203230721

      Abstract:

      人居环境愉悦度是特定环境下人类感受的定量表征指标,对优化城市人居环境有重要的指导意义。当前研究多使用社交媒体数据分析城市的发展和变化,忽略了城市环境和地理场所带来的居民心理感受影响。收集基于位置服务的微博数据和城市功能区数据,采用地理空间分析和数据挖掘方法,评价了北京市中心城区不同功能区的工作日和节假日人居环境愉悦度(2021年10月1日至24日)。主要结论:(1)人居环境愉悦度的时间趋势存在逐小时和假期-周末-工作日的规律变化。国家法定节假日和周末愉悦度最高,工作日明显降低;(2)人居环境愉悦度的空间分布存在差异,愉悦度高值区和低值区在空间上的分布离散,在工作日的表现更显著;(3)不同功能区之间人居环境愉悦度的时间分布存在差异。高密度商业区和休闲商务区多数时刻具有较高的愉悦度,文旅区和经济开发区在周末人居环境愉悦度较高,工作日中央商务区和自然景观区拥有较低的人居环境愉悦度。研究结果表明社交媒体数据在城市人居环境愉悦度研究中具有很大应用潜力,长时间序列和大空间范围数据挖掘是未来城市研究的发展趋势,对城市景观规划设计和人居环境优化具有重要的指导意义。

    • 刘亚栋, 王晓霞, 和璐璐, 柳正元, 曾小莉, 沙海峰, 何宝华, 金莹杉, 李杰, 陈建梅, 郭桂凤, 段劼

      DOI: 10.5846/stxb202112143542

      Abstract:

      以北京地区油松(Pinus tabuliformis)人工林不同演替类型林分为研究对象,研究油松纯林、油松-栓皮栎(Quercus variabilis)混交林和栓皮栎纯林三种不同演替类型林分的空间结构、林下植被和土壤水分的变化规律及其相互作用关系。结果表明:(1)林分水平及垂直空间结构、草本层物种多样性、更新幼树生长、土壤持水和透气性能等指标在三种不同演替类型林分间差异显著(P<0.05),林分空间结构参数中的角尺度、林层指数和开敞度显著影响了各类型林分的灌草多样性,混交度、林层指数和大小比数显著影响了更新幼树的生长,混交度和林层指数显著影响了土壤水分的变化(P<0.05)。(2)松栎混交林灌草生物量、天然更新幼树的生长以及土壤水分物理状况均好于纯林,并主要受林分混交度和林层指数的共同作用。(3)各演替类型林分内均存在栓皮栎更新幼树,混交林栓皮栎更新幼树数量最多、长势最好,对林地资源的竞争最为激烈。因此,可以通过调整林分空间结构实现种间关系及林地资源的调控,以充分发挥森林生态系统的各项功能与价值。

    • 综述与进展
    • 史晨辰, 朱小平, 王辰星, 吴锋

      DOI: 10.5846/stxb202203230723

      Abstract:

      在全球气候变化与持续城市化的背景下,增强城市韧性是提升城市应急管理能力,实现城市系统可持续发展的重要途径。明确城市韧性的内涵、核心要素及相互作用机理,开展城市系统韧性测度与城市系统模拟,对提升变化环境下城市系统恢复力与韧性水平,缓解变化环境对城市系统运行稳定性冲击压力具有重要意义。本文基于文献与资料分析,全面解析韧性城市核心概念与各国韧性城市建设、管理与研究实践。此外,研究从城市复杂系统视角探究变化环境对城市系统影响机制、测度方法与系统模拟路径。该研究为韧性城市理论、方法与实证研究提供了参考,并为我国韧性城市建设实践提供决策依据与政策建议。

    • 研究论文
    • 李志慧, 张玥, 彭璐, 吴锋

      DOI: 10.5846/stxb202202060297

      Abstract:

      “一带一路”沿线部分国家处于生态环境脆弱、社会经济落后状态,开展社会经济-生态复合系统恢复力时空特征评估及关键要素识别,对于实现“一带一路”倡议“走出去”战略和绿色丝路建设至关重要。本文基于社会发展、经济水平、基础设施建设、生态环境、自然灾害风险5个一级指标24个二级指标构建了社会经济-生态复合系统恢复力评价指标体系,利用主成分分析法和结构方程模型评价了2000—2015年尼泊尔县域尺度社会经济-生态复合系统恢复力并分析了其时空分异特征,厘清了影响社会经济—生态复合系统恢复力的关键因素及其影响机制。结果表明:①尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在县域尺度上主要集中在中低和中等恢复力水平,而中高恢复力呈由南向北逐渐降低态势,南部地区以及位于中部发展区的首都加德满都河谷地区恢复力水平相对较高;②2000—2015年尼泊尔社会经济-生态复合系统恢复力在不同阶段呈现波动变化状态,2005年恢复力最优,2010和2015年部分区域恢复力降低明显,系统恢复力区域间差异逐步增大;③社会发展、经济水平、基础设施建设、生态环境和自然灾害风险对系统恢复力提升的总效应分别为0.99,0.07,0.11,0.89和-0.12;按照指标影响程度来看,尼泊尔提升恢复力的关键路径主要在于促进社会经济发展、改善生态环境、推动基础设施建设以及降低灾害风险。未来尼泊尔应依托“一带一路”建设平台加强与周边国家合作交流,提升社会保障与区域均衡发展,促进产业升级及积累资本,发展生态林业并加强灾害监测及决策支持系统建设,实现社会、经济和生态的协同与可持续发展。

    • 孟晓倩, 邵占海, 许丽, 李国雷, 王佳茜

      DOI: 10.5846/stxb202203080563

      Abstract:

      苗圃科学施氮(N)作为提高苗木N贮存水平与质量的核心手段,能否提高干旱立地苗木造林效果仍存在争议;N贮存水平与干旱如何协同作用影响叶片光合N分配及苗木生物量积累尚不明确。阐明上述问题,能够为干旱立地下的森林植被恢复以及造林苗木科学精准施N提供科学依据。本研究选择栓皮栎(Quercus variabilis Blume)为研究对象,对一年生苗木设置2个苗圃木质化期N加载水平(0、24 mg N/株),翌年春苗木移栽后设置2个灌溉水平(85%、40%田间持水量),取样测定苗木生物量、叶片N、叶绿素与脯氨酸水平、以及气体交换参数,计算光合N分配及光合N利用效率(PNUE)。结果表明,叶片发育完成后,干旱抑制N向光合系统分配,但N加载处理提高了干旱下的光合N含量,从而在一定程度上抵消干旱对生物量积累的抑制;无N加载苗木则向光合系统投入更少的N,而提高脯氨酸水平,生物量积累受抑制更为显著。无N加载苗木在遭受干旱后将N向羧化组分分配,而N加载苗木遭遇干旱后则显著抑制叶片将N向羧化系统以及电子传递系统分配,捕光组分N的分配则不受植物体内N贮存或外部水分状况的影响,栓皮栎苗木通过调整不同功能组分光合N含量和分配以维持干旱下较高的PNUE。

    • 张杰京, 陈 飞, 谢 菲, 张 鑫, 尹文萍, 樊 辉

      DOI: 10.5846/stxb202205101297

      Abstract:

      生境变化直接关系到物种种群维持与人类安全,揭示其长期变化规律及其对人类的影响,可为物种保护与生境恢复提供科学支撑。但因受物种活动点数据获取与位置精度的局限,鲜见濒危、危险物种的长时序生境变化研究。本研究以人象冲突频发的西双版纳勐海—普洱澜沧地区亚洲象种群(勐海—澜沧象群)活动区为例,提出融合MaxEnt与HSI模型的亚洲象长时序生境适宜性评价方法,即基于荟萃分析筛选出的15个亚洲象生境评价因子,结合近期有限的物种活动点监测数据,利用MaxEnt得到生境评价因子的贡献率,再运用HSI模型计算生境适宜性指数;利用该方法制作出研究区1988–2020年逐年时序亚洲象生境适宜性图,以分析亚洲象生境的时空变化,将其与亚洲象肇事数据结合,进而分析人象冲突与生境变化的关联。结果表明:(1)基于物种生境偏好不变的前提,融合MaxEnt模型与HSI模型的生境适宜性评价方法可应用于物种的长时序生境评价,且基于亚洲象活动点数据从动物对生境利用的生态学视角定量获取亚洲象对各生境评价因子的偏好程度,使生境评价结果具有良好的生态可解释性;(2)目前亚洲象适宜生境面积占研究区面积三分之一(4039.76 km2),其主要分布于河流(如澜沧江、南郎河和南览河)干流沿岸,且生境适宜性随离河流距离增加而下降;(3)1988–2020年,研究区亚洲象最适生境面积减少4.7%(568.48 km2),其中2000–2013年减少尤为严重,占3%(362.89 km2);亚洲象生境斑块的连通性均显著降低,其中最适生境斑块的连通性降幅最大;而生境斑块数量增长了10.8%,生境景观破碎趋势明显;(4)1988–2020年间,研究区亚洲象生境退化面积占比为9.11%(1094.21 km2),且亚洲象肇事引发的人象冲突主要发生在研究区中部的生境退化区;此外研究发现,人类活动与自然环境变化导致的生境退化和生境景观格局变化是影响亚洲象肇事的主要因素。因此,深入认识亚洲象生境长期变化趋势与过程,据此逆序修复或恢复生境适宜性及连通性,科学提升亚洲象生境质量,以寻求亚洲象种群维持与人象冲突缓解,从而实现人象和谐与生态文明。

    • 陈春波, 李刚勇, 彭建

      DOI: 10.5846/stxb202201260251

      Abstract:

      在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981—2018年新疆草地归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明:(1)1981—2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259—0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化是草地植被生长的重要限制因子。

    • 黄辉, 郑昌玲, 孟平, 张劲松, 同小娟, 程向芬

      DOI: 10.5846/stxb202112173576

      Abstract:

      栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,太行山南麓属我国林业工程重点区域,对气候变化较敏感,研究该地区栓皮栎人工林叶面积指数(LAI)与气候因子的关系对我国林业生态工程建设、温带森林碳汇功能评估有重要意义。依托河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站,利用LAI实测数据对2001—2019年基于MODIS地表反射率反演的LAI产品进行校正,分析了近19年来太行山南麓的气候变化趋势,以及40年生栓皮栎-刺槐-侧柏混交人工林LAI的变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:2001—2019年实验区气候为变暖、变湿润趋势,气温升高温变化率为0.70℃/10a,生长季增温高于非生长季,生长季和非生长季降水量分别为增加和减少趋势。近10年来气候暖湿化趋势加快,高温天气发生的频率和强度增加。实验区栓皮栎混交人工林LAI为增加趋势,近19年平均值为2.09,增长率为0.21/10a,近熟林时期LAI增长率低于中龄林时期。气温是影响LAI季节和年际变异的主导气候因子,降水量主要影响LAI的季节变异。近熟林时期高温天气超过35 d的年份LAI比上一年度减小。

    • 管崇帆, 郑京生, 李雅婧, 张蓝霄, 胡美均, 张劲松, 孟平, 孙守家

      DOI: 10.5846/stxb202112133525

      Abstract:

      为评估气候和竞争对刺槐径向生长、抗性和弹性的影响,使用年轮气候学方法建立河南省民权和济源不同密度刺槐的生长年表,确定不同密度刺槐径向生长与气象因子的关联,利用胸高断面积增量变化获得干旱事件前后不同密度刺槐的干旱脆弱性,旨在确定气候和密度对刺槐径向生长和干旱脆弱性影响。结果表明:在生长前期,不同密度刺槐的径向生长无显著差异,随着树木的生长,高密度刺槐的年轮宽度和BAI开始显著低于低密度(P<0.05)。Pearson相关分析结果显示,生长季的标准化植被蒸散指数、降水、相对湿度、温度和饱和水汽压亏缺是影响刺槐生长的重要因素。路径分析结果显示降水和温度是年尺度上影响刺槐生长关键因素。受干旱事件的影响,刺槐的年轮宽度和BAI均下降,低密度刺槐恢复力、弹性、相对弹性均显著高于高密度(P<0.05),在第1次干旱事件发生后,不同密度刺槐均恢复生长,但无法恢复到干旱前的生长水平。在多次干旱事件后,高密度刺槐相对弹性趋于或小于0,表明受多次干旱影响,其生长不能恢复到干旱前水平。随着时间的推移,济源刺槐在经历3次干旱后仍保留一定的弹性,但民权高密度刺槐在第2次干旱事件后相对弹性出现丧失,在未来干旱中其死亡风险增加。研究结果为研究气候对暖温带刺槐生长的影响提供了重要见解,并为密度影响下的刺槐恢复力和弹性研究提供了新视角。

    • 徐雪, 罗娅, 杨胜天, 陆晓辉, 周秋文, 刘茂, 石春茂, 廖梦垚

      DOI: 10.5846/stxb202205061255

      Abstract:

      分析全球不同气候带陆地植被净初级生产力(NPP)的变化趋势与可持续性,对于估算全球陆地生态系统的结构、功能和碳源(汇)具有重要意义。运用Mann-Kendall突变检验、Theil-Sen斜率估计、Hurst指数分析全球不同气候带陆地NPP的变化趋势与可持续性。结果表明:(1)全球陆地NPP有明显的地域分异规律,呈现低纬高、高纬低,沿海高、内陆低的特点。约48.79%陆地生态系统的植被NPP得到了改善,其中显著改善的面积占全球陆地生态系统的8.45%,主要分布在北美洲北部和中部、亚马逊河流域西部、刚果盆地、欧洲南部、印度半岛西北部、中国黄土高原;轻微改善的面积占全球陆地生态系统的40.34%,主要分布在南美洲中南部、亚洲东部和澳大利亚大陆东部。(2)各气候带NPP变化趋势和突变点表现为:热带、亚热带、极地带的NPP呈不显著下降趋势(R2=0.111,P=0.176;R2=0.144,P=0.120;R2=0.002,P=0.854),热带无明显突变点,亚热带突变点为2015年,极地带突变点为2005年;干旱气候带的NPP呈不明显上升趋势(R2=0.036,P=0.450),突变点为2009年;温带寒温带的NPP呈显著的上升趋势(R2=0.533,P=0.001),突变点为2014年。(3)各气候带NPP与降水、气温的关系为:干旱气候带、极地带NPP为水分限制型,热带、温带寒温带NPP为热量限制型,亚热带NPP受气温、降水影响不显著。(4)在未来一段时间内,全球陆地NPP呈减少的面积(51.31%)大于增加的面积(48.69%)。其中,干旱气候带、亚热带、温带寒温带的NPP呈减少的面积明显大于增加的面积,将是防止NPP退化工作的重点区域。以上研究结果可为国内外同行对比分析全球不同气候带陆地生态系统的碳源(汇)功能提供参考。

    • 城市生态调查评估与生态管理专刊
    • 梁洪武, 阿里木江·卡斯木, 张雪玲, 赵永玉, 如克亚·热合曼

      DOI: 10.5846/stxb202205151368

      Abstract:

      摘要:基于2005—2019年的MYD11A2时间序列LST遥感数据,首先采用均值标准差法对LST进行分级,分析了天山北坡城市群的LST空间分布格局;其次利用Sen’s斜率分析法、Mann—Kendal趋势检验法和Hurst指数揭示了天山北坡城市群LST在2005—2019年和未来的变化趋势;最后借助地理探测器模型并综合考虑地表覆盖、气候、社会经济和地形因素分析了多空间尺度下LST的主要影响因素。结果表明:(1)天山北坡城市群的吐鲁番市是高温(HT)和极高温(EHT)的主要集聚地;白天和夜间的LST格局差异大,在绿洲区域表现为典型的“昼冷岛,夜热岛”特征。(2)LST在白天和夜间的变化率分别为0.04 ℃/a和0.03 ℃/a,白天的升温幅度强于夜间;在乌鲁木齐市、昌吉回族自治州、石河子市和五家渠市LST表现出显著的升高趋势,且在未来也具有相同的趋势。(3)在不同的空间尺度上,LST的主要影响因素不同;从整个天山北坡城市群来看气候因素和地形因素是LST的主要影响因素,而在在石河子市、五家渠市和奎屯市LST的主要影响因素是社会经济因素。

    • 研究论文
    • 艾婧文, 余坤勇, 黄茹鲜, 耿建伟, 谢祯, 刘健

      DOI: 10.5846/stxb202112283683

      Abstract:

      风电作为构建新型电力系统的主体能源,能够有效助力电力系统脱碳,是实现“双碳”目标的主力军。但风电规模化建设与生态环境保护之间的矛盾日益突出,风电项目对生态环境,尤其是对区域生态廊道及生态安全格局的影响急需厘清。以福建平潭陆上风电项目所在区域为研究单元,运用形态学空间格局分析法和最小累积阻力模型、重力模型等判别重要生态源地及潜在生态廊道,评估风电项目对潜在生态廊道连通性、重要性和结构性等影响。研究表明:(1)研究区生态源地主要位于生态价值高的森林公园及风景名胜区内。受风电项目影响,源地呈现破碎化趋势,核心区占景观要素百分比由79.53%下降至76.64%。(2)风电项目导致生态廊道畅通性降低,生态廊道的走向及长度发生显著变化,大大增加了生物迁徙的空间阻力。(3)风电项目弱化了生态源地之间关联性。核心廊道和次级廊道均减少了6条,且重要性强的生态廊道完全避开风电项目所在位置。风电项目建设之后生态网络流通性变差,网络更为单一、整体生态效能降低。本研究不仅从生态环境敏感脆弱区域的生态安全角度给风电项目建成区周边生态修复提供科学参考,也为未来风电项目选址及环境质量评估提供了重要的方法支撑。

    • 赵心睿, 刘冀, 杨少康, 张茜, 高放, 刘艳丽

      DOI: 10.5846/stxb202204261156

      Abstract:

      为探究北方地区典型植被林地、草地物候特征及其对气候变化的响应,本文基于1982~2015年的GIMMS NDVI 3gv1数据集和气象资料,采用动态阈值法提取植被物候,应用线性回归和偏相关分析法分析林、草地物候时空变化特征及其与气候变化的关系。结果表明:(1)林地生长季长度(LOS)以0.32d/a的速率极显著延长,整体表现为生长季始期(SOS)以-0.18d/a极显著提前,生长季末期(EOS)以0.14d/a极显著推迟。林地SOS提前、EOS推迟和LOS延长的区域面积占比分别为93.3%、90.4%和96.3%。(2)草地LOS以-0.01d/a的速率不显著缩短,表现为SOS以-0.09d/a不显著提前,EOS以-0.10d/a不显著提前。SOS提前、EOS提前和LOS缩短的区域占比为67.5%、69.1%和50%。(3)林地SOS主要受冬末春初的气温升高和降水增加而提前,EOS受夏季气温升高、秋季以及冬末春初降水增加而推迟。(4)草地SOS主要受春季气温升高和短波辐射减少而提前,EOS受秋季气温升高和短波辐射减少而提前,草地物候与气象因子的响应时长小于林地。

    • 王大为, 赵成章, 方锋, 林婧婧, 李丽丽, 杨永明

      DOI: 10.5846/stxb202111243322

      Abstract:

      水分利用效率(WUE)是叶片通过光合作用调节水分生理过程的指标,是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对立地环境快速调整和资源的变化适应策略。本文基于卫星遥感和地面观测数据,利用光能利用率模型和蒸散发经验估算模型,模拟石羊河流域2000-2019年植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,估算2000-2019年不同植被类型的WUE空间分布特征,研究GPP/ET/WUE与饱和水汽压差(VPD)的相关性,探讨干旱区不同类型植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明:(1) 2000-2019年石羊河流域植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.80 gC m-2 mm-1、256.52 gC/m2和302.52 mm,其三者的空间分布特征表现为“南高北低”,即由流域源头至下游逐渐减少的空间分布。(2) 近20年内,流域内WUE、GPP和ET的变化率的平均值分别为0.017 gC m-2 mm-1 a-1,6.99 gC m-2 a-1和3.80 mm/a,流域总体呈现波动上升的趋势,但城区和民勤耕地-荒漠交接区呈不同程度的减少趋势。(3) 流域内不同类型植被的WUE平均值关系为:森林>农作物>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,WUE增加速度的平均值关系为:农作物>森林>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,与GPP基本一致,其中ET在灌丛、荒漠植被、湿地植被地区呈现降低趋势。(4) 研究区内GPP/ET/WUE与VPD相关性的空间分布特征与石羊河径流方向具有高度一致性,WUE与VPD相关性分布特征受土地利用以及径流方向影响显著。WUE与VPD呈正相关的区域主要分布在河西走廊绿洲东部和荒漠区东部,呈负相关区域主要分布在祁连山高海拔地区、河西走廊绿洲中部和荒漠区西部。因此,正确揭示内陆河植被GPP/ET/WUE的空间分异以及变化趋势及其对驱动因素VPD的响应,是了解流域尺度中干旱区植被对全球干旱加剧的适应性策略前提,进而为生态保护提供决策服务。

    • 唐健雄, 蔡超岳, 刘雨婧

      DOI: 10.5846/stxb202203280756

      Abstract:

      生态文明建设是实现“美丽中国”的必由之路,旅游因其“绿色”属性与之联系十分密切,论证旅游发展能否促进生态文明建设并探究其空间溢出特征具有重要意义。本文在构建旅游发展对城市生态文明建设影响及空间溢出效应理论框架的基础上,通过熵权TOPSIS法对全国284个地级及以上城市2004—2019年生态文明建设水平(ECC)进行测度,使用空间杜宾模型揭示旅游发展对城市生态文明建设的影响及空间溢出效应。结果表明:①各城市ECC均取得不同程度提升,相对高值区集中于长江和黄河经济带下游沿线,低值区多分布在中西部地区;区域尺度下,各地区ECC长期呈“东—中—西”递减格局,内部发展差异性与其存在明显空间错位。②旅游发展能够显著促进“本地”和“邻地”城市生态文明建设,具体表现为“三轮驱动”下的水平提升,其对城市经济系统的驱动力显著大于生态和社会系统。③东、中、西部地区旅游发展对城市生态文明建设的影响和空间溢出效应均得到释放,空间异质性下二者作用强度与城市ECC基本“区域重叠”。④政策制定上,一方面在长期落实旅游业“生态优先”原则的基础上,加快旅游数字化建设和文旅融合步伐,充分释放其对生态文明建设的产业外部性;另一方面需加强旅游专项转移支付力度、构建东西部旅游开发对口帮扶机制,激发西部地区旅游内生动力。

    • 生态保护修复方法论
    • 卫新东, 林良国, 冯小龙, 王晓峰, 孔德豪, 蔺康莉, 杨洁

      DOI: 10.5846/stxb202204120969

      Abstract:

      黄河流域生态保护和高质量发展是重大的国家战略,县域生态安全格局构建与生态问题定量诊断是实施生态保护修复的最基本单元。本文以神木市为研究对象,首先,基于电路理论构建神木市生态安全格局,将识别出的生态夹点、生态障碍点和低质量生态空间作为生态修复关键区域;其次,通过构建生态问题指标体系,在生态修复关键区域内定量化诊断现存生态问题;最后,通过生态问题指数(EPI)测算结果划定生态修复分区。研究表明:(1)神木市生态源地面积为411.64km2,以草地为主,主要分布在中部、东部和南部地区,源间生态廊道共63条,总长度约610.71km,中部地区的生态廊道较东南部密度大。(2)基于生态安全格局识别的生态修复关键区域包括生态夹点415个,面积达30.55km2,生态障碍点341个,面积共计25.72km2,低质量生态空间面积为1043.73km2。(3)生态修复关键区域内土壤侵蚀主要以微度侵蚀为主;地质灾害多发于采矿区以及黄土丘陵沟壑区;水源涵养低值区主要分布在低质量生态空间;林地和草地的退化程度呈现东部较中部和西南部低的分布特征;耕地破碎化程度则呈现东部和东南部较高、中部和西南部较低的特征;荒漠化指数高值区主要分布在低质量生态空间的沙地;部分河流、湖泊和湿地以及植被随着时间变化向非生态用地转变。(4)根据EPI测算结果,生态修复关键区域可再划分为生态保育区、生态提升区、重点控制区和重点修复区,未来应结合各区的空间分布特征与土地利用现状,开展针对性的生态修复。研究结果为生态安全格局构建和生态问题定量化诊断提供理论依据,对于践行绿色发展理念,助推黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。

    • 研究论文
    • 柳利利, 韩 磊, 高 阳, 彭 苓, 王仁, 王娜娜, 周 鹏, 展秀丽

      DOI: 10.5846/stxb202202100330

      Abstract:

      刺槐和丝绵木混交林是宁夏河东沙区防护林建设的主要模式,了解刺槐和丝绵木的水分利用策略,能为区域植被恢复和防护林林分结构调整提供科学依据。以宁夏河东沙区刺槐(Robinia pseudoacacia)和丝绵木(Euonymus bungeanus)混交林为研究对象,通过监测微气象、树干液流和土壤质量含水量,结合大气降水、土壤水、植物木质部水同位素组成,采用Granier及其校正公式,运用贝叶斯混合模型(MixSIAR)和相似性比例指数(PS)研究2个树种的蒸腾耗水、水分来源和水分利用关系。结果表明:刺槐和丝绵木的蒸腾耗水量在生长季中期较高,前期和后期较小,刺槐的蒸腾耗水量是丝绵木的1.55倍;影响刺槐蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;影响丝绵木蒸腾耗水的主要环境因子为饱和水汽压差、太阳辐射、平均气温、0—40 cm土壤质量含水量和40—120 cm土壤质量含水量;蒸腾耗水较高时,刺槐主要吸收利用中层土壤水,丝绵木主要吸收利用浅层土壤水,蒸腾耗水较低时,刺槐主要吸收利用浅层土壤水,丝绵木主要吸收利用中层土壤水;在土壤水分含量较小的月份,刺槐和丝棉木主要通过水分利用空间上的差异来应对干旱,维持自身的蒸腾耗水;土壤水分含量较高的月份,刺槐和丝绵木的相似性比例指数最大,存在较强的水分竞争关系;浅层土壤水分含量较高可能反映了沙区植物根系对土壤水分再分配作用下植物在水分和养分需求之间的平衡。

    • 生态系统服务专题
    • 王晓峰, 贾子续, 冯晓明, 马嘉豪, 张欣蓉, 周继涛, 符鑫鑫

      DOI: 10.5846/stxb202108082180

      Abstract:

      土壤保持服务是黄土高原重要的生态系统调节服务,明确土壤保持服务供需空间格局及驱动因素,对于实现黄土高原生态系统管理和资源有效配置具有重要意义。本文采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)量化了2000—2018年黄土高原土壤保持服务供给量和需求量,并分析其时空演变及供需匹配特征,基于地理加权回归(GWR)模型探究不同因子对土壤保持供需平衡影响的空间异质性。结果表明:(1)2000—2018年,黄土高原土壤保持服务供给量、需求量以及供需比均呈现波动增加的趋势,增幅分别为57.13%、11.9%、150%。供给量和需求量均呈现“东南高、西北低”的空间分布格局,供需比高值位于黄土高原东北部和西南部,低值位于西北部。(2)黄土高原土壤保持服务供需以低低型空间匹配为主,主要分布在黄土高原的西北部和东南部地区。(3)黄土高原土壤保持供需主要受到坡度、NDVI、降水、DEM以及人口密度的影响。其中,坡度、NDVI、降水和DEM表现出明显的正向促进作用;人口密度既有正向促进作用又有负面抑制作用,但促进作用强于抑制作用。该研究对优化调控黄土高原生态建设以及促进区域可持续发展具有一定的借鉴意义。

    • 研究论文
    • 雷越, 张学斌, 罗君, 李意霞, 王梓洋, 姚礼堂, 李雪红

      DOI: 10.5846/stxb202202210408

      Abstract:

      景观格局的变化影响着区域生态安全及可持续发展,研究干旱区城市景观格局时空变化特征,对干旱区景观格局优化具有一定的指导意义。基于1987、1995、2000、2006、2011和2016年6期土地利用数据,利用景观格局指数计算方法,研究张掖市景观格局的时空演变特征。结果表明:(1)2016年张掖市景观类型主要为未利用地,最大斑块指数和斑块聚集度最高,草地和耕地次之,草地的斑块个数和密度最大。(2)张掖市景观格局呈现明显的地域分异特征,圈层梯度带上揭示了绿洲-荒漠用地变化,研究期内第1梯度带内破碎度先上升后下降,城市在2006—2016年扩张较快,其余梯度带破碎度逐年升高;空间演变上,居住地在圈层上的变化呈“L”型,未利用地呈“N”型,张掖市从中心城区到外围区域依次为绿洲城市区、绿洲农业区和自然景观区。(3)水平样带揭示了山地-绿洲-荒漠的用地变化,将张掖市分为4类区域,分别为绿洲城市区、绿洲农业区、荒漠区、山地区;西北-东南样带上景观破碎度年变化不规律,在空间上经过居民点波动变化;东北-西南样带研究期内景观水平指数经过居民点波动变化,其余范围内年变化较稳定,中心城区景观异质性较强。(4)人类围绕河流进行各种生产生活活动,将河流样带分为上中下三段,样带上段和下段景观指数年变化基本保持稳定,以未利用地为主,上段存在部分林地、草地;中段景观指数在空间上波动变化,景观类型以未利用地和耕地为主。

    • 毕凡, 潘竟虎

      DOI: 10.5846/stxb202111053112

      Abstract:

      潜在植被的净初级生产力(Potential net primary production, PNPP)是在无人类干扰情况下,立地所能发育形成最稳定成熟植被的净初级生产力,PNPP能够直接反映自然生态系统的质量状况,是分离人类活动对生态环境影响的重要指标。本文改进了CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,引入潜在光合有效辐射吸收比例(Fraction of photosynthetically active radiation, PFPAR)模拟了2000-2020年中国植被PNPP的时空分布格局。结果表明:中国PNPP空间分布差异较大,东南沿海和东北大、小兴安岭地区PNPP较高,新疆、西藏等西部干旱、高寒地区PNPP较低,呈现以400mm等降水量线为界的空间分异格局。2000-2020年,中国PNPP总体上呈现递增趋势,年际波动小,PNPP减少的区域与增加的区域面积基本相等。PNPP波动较大的地区主要位于青藏高原、四川盆地和贵州高原。研究结果量化了气候变化背景下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,可分离出人类活动对自然生态系统的直接影响,为制定针对性的生态修复对策提供了科学依据。

    • 生态保护修复基础理论
    • 顾继雄, 周碧莲, 韩昊, 赵传燕

      DOI: 10.5846/stxb202203220711

      Abstract:

      凋落物分解过程中的微生物生物量动态对于深入了解森林生态系统凋落物分解机理具有重要意义。为了解高寒山地森林典型树种凋落物分解过程中的微生物生物量动态特征,采用凋落物袋野外原位分解法,研究了海拔2850 m、2950 m、3050 m、3150 m和3250 m树冠中心(CC)与树冠边缘(CE)青海云杉(Picea crassifolia)叶凋落物分解过程中凋落物和土壤中的微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)时空动态变化。时间尺度上,不同海拔CC与CE凋落物中的MBC、MBN和MBP在生长季节初期上升,生长季节后期下降;但土壤中的MBC、MBN和MBP却在生长季节初期下降,生长季节后期上升。然而,3050 m海拔CE和3250 m海拔土壤中的MBP含量呈“先下降-后上升-再下降”的倒“N”型变化格局。空间尺度上,凋落物中的MBC和MBN含量高于土壤中的,但MBP出现相反情况;CE处的MBC、MBN和MBP含量均显著(P<0.05)高于CC;总体而言,MBC、MBN和MBP含量以中海拔显著最高(P<0.05),其次为低海拔,高海拔显著最低(P<0.05)。这些结果为清晰地认识高寒山地森林凋落物分解过程及机理,以及进一步理解陆地生态系统结构和功能奠定了基础。

    • 学术信息与动态
    • 姜芊孜

      DOI: 10.5846/stxb202108182287

      Abstract:

      作为国家的自然生命支持系统,区域、城市和社区尺度的绿色基础设施可提供多种水生态系统服务。然而,服务在传递过程中存在空间错位与时间滞后效应。绿色基础设施水生态系统服务供需评价能够识别供需时空异质特征,促进服务供给与需求的均衡。研究利用Citespace对国内外相关研究展开分析,阐明了绿色基础设施水生态系统服务的供需内涵,对供需评价内容、评价方法与均衡分析方法进行了综述。研究发现:(1)融合生态系统服务供需评价与绿色基础设施规划设计的研究有了初步进展,但针对绿色基础设施水生态系统服务的系统性研究并不多见。(2)供给评价研究丰富,测度指标多依赖客观的生物物理数据;需求评价热度上升,测度指标多基于消费、偏好、感知和社会经济价值;测度单元有行政单元、流域/生境等环境单元与土地利用单元等。(3)评价方法有生态模型法、公众参与法、价值评价法与经验统计模型法,生态模型法逐渐普及,提出了评价方法的选用与关键参数确定的原则。(4)供需均衡研究多聚焦数量、空间的静态均衡研究,动态均衡研究有待进一步探索。基于当前研究动态,未来应重点关注多尺度下供需评价指标体系构建,探索供需评价的集成方法,提高供需评价精度,加强供需动态均衡分析研究以及空间优化管理中的应用。

    • 研究论文
    • 胡运迪, 赵敏, 鲍乾, 李栋, 魏榆, 马松, 曾广能

      DOI: 10.5846/stxb202111223290

      Abstract:

      土地利用变化作为全球气候变化研究的重要内容之一,对土壤CO2的排放具有重要影响。岩溶区石漠化治理过程中植被恢复伴随着土地利用方式的转变,其对土壤CO2排放的影响有待进一步研究。基于控制性实验,以土壤、岩溶含水介质初始条件相同,仅土地利用方式不同的贵州普定沙湾模拟试验场为研究对象,通过1年的土壤CO2浓度和通量数据,研究岩溶区不同土地利用方式下土壤CO2的排放规律及其影响因素。结果表明:(1)土壤CO2的浓度和通量具有明显的季节变化规律,不同季节下的土壤CO2通量呈现昼夜变化规律,温度和降雨影响着土壤CO2的排放,前者可促进排放量,后者可抑制排放量,且不同土地利用方式受影响的程度不同;(2)耕作活动也会影响土壤CO2的排放,耕作使得土壤变得松散,加上岩溶区下伏基岩的溶蚀作用,增加了土壤CO2向含水层的扩散,导致春季耕地表现为负通量;(3)不同土地利用方式下土壤CO2的年排放量不同,具体为草地(897.53 tC km-2 a-1)>灌木地(258.15 tC km-2 a-1)>耕地(207.66 tC km-2 a-1)>裸土地(92.68 tC km-2 a-1),究其原因,主要受不同土地利用下植被生物量和土壤有机碳含量的影响;(4)不同土地利用下的土壤有机碳含量为草地(29.33 g/kg)>灌木地(23.31 g/kg)>耕地(22.08 g/kg)>裸土地(19.00 g/kg),鉴于这些土壤的初始性质相同,我们发现随着土地利用方式的改变,除无植被的裸土地土壤有机碳含量减小外,其余有植被的类型均有增加,且增加的程度和植被覆盖的程度有关。综上,不同土地利用类型可以通过影响上覆植被的生物量和土壤有机碳含量,进而控制土壤CO2的排放,而排放强弱与温度、降雨和耕作活动有关,我们认为可以通过土地利用方式的调整来增加土壤有机质含量和土壤储碳。

    • 杨安乐, 张小平, 李宗省, 李玉辰, 南富森

      DOI: 10.5846/stxb202202050295

      Abstract:

      祁连山国家公园作为西北地区重要的生态安全屏障和水源涵养地,研究其植被变化对西北地区的生态安全具有重要意义。基于2000—2019年祁连山国家公园的MOD17A3遥感数据,利用一元线性回归、偏相关分析、多元线性回归和残差分析等方法,分析了祁连山国家公园植被净初级生产力(NPP)的时空态势及其与降水、气温和人类活动的相关性,在此基础上量化气候变化和人类活动对植被NPP的影响。结果表明:(1)2000—2019年祁连山国家公园植被NPP整体呈波动上升趋势,且空间上呈东高西低的分布格局,其多年平均值为113.14 g C m-2 a-1,年均增长量达1.41 g C m-2 a-1;(2)植被NPP与降水、气温均呈正相关,其中降水对植被NPP影响更为显著;(3)人类活动区植被NPP总体呈增加趋势,与2016年相比,2019年人类活动区植被NPP增加的面积占87%,植被NPP降低的面积占13%;(4)在植被恢复区,气候变化和人类活动对植被恢复分别解释了92%和8%;在植被退化区,气候变化和人类活动对植被退化分别解释了29%和71%。研究结果可为祁连山国家公园生态环境保护与管理提供科学的决策依据。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 周彦宏, 张 芸, 孔昭宸, 杨振京, 延琪瑶

      DOI: 10.5846/stxb202110182930

      Abstract:

      湿地是水陆相互作用形成的独特自然综合体,对全球气候变化敏感,尤其是干旱半干旱区分布的湿地对自然环境和人类活动的响应更为显著。基于新疆哈巴河地区桦木林湿地人工开挖130 cm深的地层剖面,结合较高时间分辨率的14C测年数据和孢粉组合,揭示出该区3600年来曾经历五个时段的植被变化和人类活动的影响。3540—3430 cal a BP期间,该区以蒿属(Artemisia)等旱生植物为主,湿地尚未形成;3430—2640 cal a BP期间,局地小环境较湿润,湿生草本和以沼泽蕨(Thelypteris palustris)为代表的蕨类植物大量生长,落叶阔叶的桦木属(Betula)植物开始出现;至2640—660 cal a BP期间,浅水湿地开始形成,桦木属植物迅速扩张,但在大区域仍分布着由藜科(Chenopodiaceae)和蒿属等为主要组成的荒漠植被;尤其在660—210 cal a BP期间,桦木属成为森林的优势种;值得关注的是,近200年以来,该区以藜科为代表的草本植物增多,而桦木林出现萎缩。通过对选取的典型局域湿地不同历史时期环境变化和人类活动影响的研究,揭示了该区3600年以来的植被和环境变化,从而加深对当地历史时期植被变化过程的理解,同时也可为当地湿地生态建设和湿地生物多样性保护政策的制定提供科学依据。

    • 研究论文
    • 王博, 韩树文, 顾泽, 陈锋, 白夜, 刘晓东

      DOI: 10.5846/stxb202111223283

      Abstract:

      油松是我国华北地区代表性树种之一,含有丰富油脂,容易引发大面积高烈度森林火灾。阐明不同烈度林火对油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为的影响,对于油松林林火管理具有重要意义。以辽河源自然保护区2014年不同烈度林火干扰后油松林分为研究对象,根据不同烈度(重度、中度、轻度)和对照(未过火)分别设置3块20 m×20 m样地,共12块样地,调查地表可燃物和林分结构指标,结合室内实验,利用BehavePlus 5.0软件进行潜在火行为模拟,探讨不同烈度林火5年后油松林地表可燃物负荷量和潜在地表火行为特点,并分析影响潜在地表火行为的主要因素。研究结果表明:(1)不同烈度林火之间,细小可燃物负荷量和地表可燃物总负荷量均不存在显著性差异(P>0.05)。(2)不同烈度林火后,在不同风速和可燃物含水率条件下,油松林潜在地表火蔓延速度、火线强度不存在显著性差异(P>0.05),单位面积发热量、火焰高度、反应强度存在显著性差异(P<0.05)。(3)不同烈度林火后油松林潜在地表火行为主要受油松更新幼苗基径、灌木负荷量、油松平均冠幅、上层枯叶负荷量、油松更新幼苗密度的影响。研究结果表明不同烈度林火均可以降低再次燃烧的火烈度和风险。

    • 土壤生态专栏
    • 丁金梅, 王维珍, 米文宝, 侯凯元, 张喜旺, 皇甫霞丹

      DOI: 10.5846/stxb202201040022

      Abstract:

      草地是重要的碳汇资源库,在陆地生态系统碳循环中扮演着重要角色。探明草地土壤有机碳的空间分布格局及其影响因素对于推动区域生态系统碳汇管理,实现“双碳”目标和绿色高质量发展具有重要意义。以宁夏三种主要草地类型为研究对象,基于野外样点调查,采用结构方程模型,分析了草地土壤有机碳的空间分布特征及其影响因素。结果表明:不同类型草地土壤有机碳含量表现为草甸草原高于典型草原,荒漠草原最低,垂直剖面上均随土壤深度的增加而降低。草甸草原和荒漠草原有机碳空间变异自表层向下逐渐增大,典型草原在20-40 cm土层变异系数达到最大。有机碳分布在区域上从南部六盘山山地向中部干旱风沙带逐渐降低。Amos结构方程分析发现,海拔高度、地上生物量、降水量、温度和土壤含水量可解释土壤有机碳空间变异的91.4%。海拔高度对土壤有机碳总效应最大(作用系数为0.78),海拔高度引起的降水和温度等要素区域分异间接影响土壤有机碳含量;地上生物量对土壤有机碳的直接正向效应最大(0.559);降水量对土壤有机碳效应分为直接效应和作用于生物量及土壤含水量的间接影响;温度表现为通过生物量对土壤有机碳间接产生负向效应(-0.259)。宁夏草地土壤有机碳的空间分布主要受降水量和与其密切相关的生物量的支配作用。近20年来降水量增多和草地人为干扰减少,宁夏草地碳汇作用显著。

    • 研究论文
    • 朱爱萍, 原升艳, 温姗姗, 黄波波, 冯小雷, 谢正兰

      DOI: 10.5846/stxb202204110949

      Abstract:

      为探究不同空间尺度的景观格局对流溪河水质的影响,本研究于2020年6月和2021年1月在流溪河干流15个采样点进行了水样的采集,测定了水温、溶解氧、pH、氨氮、硝态氮、硫酸盐和氯化物等水质指标。结合遥感解译所得的土地利用数据,提取了不同空间尺度(子流域和河岸带缓冲区)的景观格局指数,采用Bioenv 分析、Mantle 检验、方差分解和层次分割理论等方法揭示了景观格局对水质变化的影响。研究结果表明:氨氮是流溪河的主要污染物。土地利用结构与空间格局特征对水质的影响存在空间尺度效应。在100 m河岸带缓冲区,水域是影响水质的主要贡献源;而在其他空间尺度建设用地是影响水质的主要贡献源。在子流域尺度,林地和建设用地的斑块密度(PD指数)是影响水质变化的核心特征;而在河岸带缓冲区尺度,水域和建设用地的连通性(CONTAG指数)和林地的多样性(SHDI指数)是影响水质变化的关键特征。在各个空间尺度,土地利用与空间格局的交互作用对驱动水质变化起主导作用,尤其在1000 m河岸带缓冲区对水质的贡献率最高。因此,加强1000 m缓冲区尺度土地利用的管理和减少建设用地成片建设规划等对保护流域水质具有重要意义。

    • 城市生态调查评估与生态管理专刊
    • 杨新梅, 黄和平, 周瑞辉

      DOI: 10.5846/stxb202204120964

      Abstract:

      城市绿色发展是实现高质量发展的内在要求,科学评价城市绿色发展水平,把握绿色发展水平的时空演变特征是相关领域研究的前提和基础。基于2003—2019年中国286个地级及以上城市的面板数据,从绿色生产、绿色生态和绿色生活三个方面构建城市绿色发展水平评价指标体系,测算中国城市绿色发展水平,然后通过空间相关分析、热点分析、Dagum基尼系数分解等方法揭示城市绿色发展水平的时空演变特征。结果表明:(1) 中国城市绿色发展水平在稳步提升,但仍有很大提升空间。(2) 绿色生产指数、绿色生态指数和绿色生活指数逐年增长,平均增长率分别为2.67%、4.61%、1.66%。绿色生态指数对城市绿色发展水平的提升贡献最大,其次是绿色生活指数,绿色生产指数最低,直接拉低了城市绿色发展水平。(3) 中国城市绿色发展水平呈现典型的高–高集聚与低–低集聚的正向空间相关。热点区域集中在广东省之外的东部沿海和中部城市。(4) 中国城市绿色发展水平的总体差异、区域内及区域间差异均呈现下降趋势,其中区域间差异是总体差异产生的主要来源。

    • 生态系统服务专题
    • 王晓峰, 马嘉豪, 冯晓明, 贾子续, 张欣蓉, 延雨, 孙泽冲, 周继涛

      DOI: 10.5846/stxb202203120604

      Abstract:

      黄河流域是我国重要的生态屏障和经济区,防风固沙服务及其驱动机制的研究对于筑牢黄河流域生态安全屏障具有重要意义。本文基于修正土壤风蚀模型(RWEQ)定量评估黄河流域2000—2018年防风固沙服务时空变化,采用相关分析和地理加权回归模型(GWR)从社会、气候、土壤、植被、地形等角度探究各驱动因素对黄河流域防风固沙服务影响的空间异质性。结果表明:(1)2000—2018年黄河流域土壤风蚀模数与单位面积防风固沙量分别以0.04 t·hm-2·a-1和0.14 t·hm-2·a-1的速率下降,而防风固沙保有率和植被覆盖度则分别以0.05%·a-1和0. 26%·a-1的速率上升。(2)黄河流域土壤风蚀以微度(<2t·hm-2·a-1)和轻度(2-25 t·hm-2·a-1)为主,共占研究区面积的96.28%。土壤风蚀在空间分布呈现西北高东南低的特点,而防风固沙服务高值则主要分布于西北部和下游流域。(3)各驱动因素对黄河流域防风固沙服务的影响具有明显的空间异质性,其中降水、温度、实际蒸散量、土壤黏粒含量、土壤有机质含量和坡度以负面抑制作用为主,而风速、气压、归一化植被指数和土壤粗砂含量则主要呈现正向促进作用。本研究结果可为黄河流域荒漠化防治和生态保护修复提供一定参考和依据。

    • 研究论文
    • 姜旭海, 韩玲, 白宗璠, 刘惠群

      DOI: 10.5846/stxb202112183592

      Abstract:

      以内蒙古自治区为研究区,基于“PSR”(Pressure-State-Response)分析框架,耦合空间距离指数模型(SDIM)构建土地沙漠化敏感性评价体系(LDSES),结合沙漠化敏感性时空演变图谱,定量探讨内蒙古自治区土地沙漠化敏感性在2000年、2005年、2010年、2015年、2020年期间的时空演变,并引入CA-Markov模型模拟沙漠化敏感性未来演变机制,进而采用地理探测器揭示了前20 a演变进程中主要驱动因子对其演变的影响特征及解释力。结果表明:1)内蒙古自治区沙漠化敏感性整体上呈现由东北向西南递增的趋势,低敏感区位于大兴安岭和阴山山脉周边林草地覆盖区,高敏感区则位于西南部的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布其沙漠、毛乌素沙漠等沙地和戈壁地区;2)从沙漠化敏感性时空演变上来看,研究期间沙漠化敏感性改善的区域,占总面积的30.65%,沙漠化敏感性恶化的区域,占总面积的4.48%,沙漠化敏感性类型维持稳定不变的区域占总面积的52.72%,整体来看土地沙漠化潜力逐渐降低,土地生态质量逐渐好转;3)2030年沙漠化敏感性模拟结果显示未来10年沙漠化敏感性以低度敏感为主要类型(26.43%),沙漠化潜力将大幅下降,生态工程措施将取得一个较好的结果。4)驱动力分析表明,沙漠化敏感性对气候因素的响应尤为敏感,其中降雨量对沙漠化敏感性分异的解释力最大;在社会经济发展因素中,经济发展水平起主要影响,说明经济水平的提高在一定程度上将影响土地沙漠化敏感性,各驱动因子交互对沙漠化敏感性呈现增强作用,表明沙漠化敏感性的分异是由多种因素共同作用的结果。研究可为半干旱区沙漠化防治和策略的制定提供借鉴。

    • 高浩翔, 申立泉, 刘瑞, 王功, 张爱萍, 陈蕾, 张毅祯, 张学炎, 祁军, 王春玲, 耿硕, 周鑫, 吕青昕, 吴佳忆, 孟秀祥

      DOI: 10.5846/stxb202112043432

      Abstract:

      野生马麝(Moschus chrysogaster)是珍稀濒危资源动物,分布于我国青藏高原及周边地区。甘肃兴隆山国家级自然保护区是野生马麝最重要的分布区之一,深入了解保护区的生境结构、质量及分布是对区域内野生马麝进行成功保护的前提和基础,但迄今缺乏大尺度的马麝生境适宜性研究。本研究利用实地调查得到的兴隆山保护区的野生马麝夏季分布点数据,采用MaxEnt模型,结合地形、归一化植被指数、距河流距离、距道路距离等环境变量数据,进行野生马麝的夏季生境适宜性分析。结果表明:影响野生马麝夏季生境适宜性的主要生态因子是海拔、坡向、植被和河流,其贡献率分别达40.3%,23.4%,18.6%和10.9%;兴隆山保护区野生马麝的夏季潜在适宜生境分布面积为123.34km2,占整个保护区的41.11%,占保护区林地的61.92%;野生马麝夏季潜在适宜生境主要集中在保护区的中部和西部,其中高适宜性生境约为保护区的4.47%,各适宜区间及适宜区之内均存在一定程度的不连续分布。为加强对兴隆山保护区野生马麝种群及生境的就地保护,建议通过生境保育措施,提高野生马麝潜在分布区的生境适宜性,同时增加各适宜生境之间的连通性。

    • 学术信息与动态
    • 余欣, 余瑞林, 邓伟平

      DOI: 10.5846/stxb202111123176

      Abstract:

      基于web of science和中国知网数据库,运用CiteSpace知识图谱可视化方法,分析国内外生态风险评价的研究进展。结果表明:(1)1990-2020年国内外生态风险评价研究文献数量均快速增长,相对而言国内文献数量增长更快;(2)国内外文献作者及研究机构之间基本形成合作网络体系,中国科学院的发文量在国际位于领先地位;(3)关键词和关键词聚类可视化分析表明生态风险评价研究长期聚焦在水环境、重金属、有机化合物污染影响;(4)国内外研究重点重合度高、同步性强,均从水环境为主向水土环境与城市环境并重转变、向源解析和风险管理研究延申,但相较之下,国内研究对风险源、质量标准研究更为重视,国外研究与生物学联系更为紧密、对于国际性话题的研究关注也更多。对当前国内生态风险评价研究的启示包括:增强研究对象多元化和国际化,检验更新各类质量标准,构建相对统一的生态风险评价框架和指标体系,科学评估区域持续发展水平和绿色发展潜力。

    全选
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    • 2022年冬奥会崇礼赛区多重压力下生态风险评价

      贺桂珍, 于名召

      Abstract:

      冬奥会之类的重大体育赛事对举办城市的经济转型、城市功能升级、竞争力提升等方面具有助推效应,而其带来的生态影响也不容小觑。近年随着赛事规模的不断扩大和户外场馆的建设,冬奥会导致的生态风险愈加突出。然而,对于规模大、历时长的冬奥会复杂生态风险目前还缺乏定量评价方法。本文旨在探讨一种区域生态风险评价方法,即相对风险模型,并基于GIS定量评价冬奥会赛前准备阶段多重压力下的生态风险。选择2022年冬奥会崇礼赛区为案例区,构建压力-生境-终点三大要素组成的相对风险模型,将整个崇礼划为6个风险分区,辨识了冬奥会赛前阶段包括各种人类生产、建设活动和自然因素的11类压力(威胁)、6类生境和4个评价终点,并确定了压力和生境的分级标准。压力分级评价结果显示,道路和交通活动的得分最高,得分最低的是火灾。生境相对等级评价表明,河流栖息地的得分最高,得分最低的是湿地与景区滑雪场。从不同生态终点得分看,生物多样性的风险最高,娱乐休闲风险最低。总体区域风险评价表明,VI区四台嘴乡冬奥场馆核心区的风险得分最高,而风险最低的为III区,包括石嘴子乡和驿马图乡。最后,对相对风险评价的不确定性进行分析,并讨论其优缺点。总之,尽管存在不确定性,相对方法模型仍被认为是评估和优先考虑多个资产的多重压力风险的稳健方法,也是决策者确定管理行动优先级的有用筛选工具。本研究证明了相对风险模型方法评估2022年冬奥会主办地风险的可行性,研究结果明确了崇礼区恢复工作的重点区域和压力,对冬奥会的可持续管理和地方发展具有重要参考价值。

      • 1
    • 不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应

      梁裕华, 曹瑞, 王芝慧, 李旭清, 王怀宾, 冯忠娟, 董慧慧, 安文丽, 武启骞, 杨万勤

      Abstract:

      台风干扰可能显著影响我国东南沿海山地茶园土壤有机碳稳定性和矿化过程,而土壤微生物熵(qMB)是指示土壤有机碳稳定性和矿化潜力的敏感指标。因此,研究不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应,可为山地茶园土壤碳库管理提供重要科学依据。为此,以浙江省台州市天台县苍山顶传统化肥经营的纯茶园(M0)、林茶间作(M1)、茶园养鸡(M2)、施用微生物肥料的纯茶园(M3)四种经营模式茶园为研究对象,在2021年7月28日台风“烟花”(第6号台风)来临前一天(T1)、台风过境后一天(T2)和台风过境后7天(T3),按照表层土壤(0—10 cm)和亚表层土壤(10—30 cm)采集四种经营模式的茶园土样,同步测定土壤有机碳(SOC)含量、微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量。结果表明:(1)台风干扰对M2和M3的土壤有机碳影响更显著,而且不同经营模式茶园中表层和亚表层的土壤有机碳含量对台风干扰的响应存在差异;(2)台风干扰对M2的土壤微生物熵影响更显著,对表层土壤的微生物熵影响更显著,说明台风干扰对M2土壤有机碳稳定性和矿化影响显著,M2的土壤微生物熵对台风干扰的响应显著;(3)台风干扰对M2的土壤微生物生物量碳影响最显著,对M0和M1的影响最弱,且不同经营模式茶园中不同土层的土壤微生物生物量碳对台风干扰的响应存在差异;(4)台风干扰对M0的土壤可溶性有机碳含量影响更显著,M1和M3次之,对M2的影响最弱。而且不同经营模式茶园中表层和亚表层土壤的可溶性有机碳含量对台风干扰的响应存在差异。综上,台风干扰会对不同经营模式茶园土壤微生物熵影响程度不同,说明台风干扰对不同经营模式茶园土壤有机碳稳定性具有不同程度的影响,其中M2的土壤有机碳是响应台风干扰最敏感的经营模式茶园。

      • 1
    • 我国生态产品价值实现政策的配置与优化研究 ——基于政策文本分析的视角

      熊曦, 刘欣婷, 段佳龙, 刘华欣, 张伏中, 张学文, 曲耀荣

      Abstract:

      为促进城乡区域协调发展,推动地区生态产业化和产业生态化,完善生态产品价值实现的多元化路径和政策制度体系,本研究对当前中央和地方政府发布的生态产品价值实现相关政策文本展开分析,并提出优化建议,为后续相关政策配置与优化提供参考。通过选取2019年—2022年8月间36份生态产品价值实现政策文本作为研究对象,构建政策工具—政策目标二维分析框架,借助质性分析工具 Nvivo12对其进行量化分析和综合评价。研究发现,政策文件以通知和实施方案为主;政策工具覆盖较为全面,但内部存在分配不太协调的现象。政策目标维度中生态环境优美化受关注度较高,而生态产业高效化较少。工具—目标配置上,存在多对多的关系,不同政策目标对应的政策工具也存在差异。为进一步优化生态产品价值实现的政策供给,从政策工具上应以战略、具体规划为重点,平衡政策工具内部结构比例;从政策目标上应强调从金融和技术方面助推生态产品价值实现的同时,也需要加强法规管制力度,推出更专业化和可操作性的具体举措,因地制宜凸显区域化特色和差异,真正将生态产品价值实现政策落到实处,确保成果看得见摸得着。

      • 1
    • 气候变化和人类活动对中国北方旱区植被变绿的定量贡献

      许丽, 高光耀, 王晓峰, 陈永喆, 周潮伟, 王凯, 傅伯杰

      Abstract:

      气候变化和大规模的生态恢复使中国北方旱区植被发生了显著变化,量化气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献,对于旱区生态系统管理和应对未来气候变化具有重要意义。目前,中国北方旱区植被变化影响因素的时间动态(2000年大规模生态恢复工程实施前后)和空间异质性(沿干旱梯度)仍需进一步的定量研究。基于多源数据,采用趋势分析、偏相关分析和随机森林模型等方法,分析了1981—2018年中国北方旱区气候和植被的时空变化规律,量化了2000年前后气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献并分析其在干旱梯度上的空间差异性。结果表明:(1)1981—2018年期间,中国北方旱区的LAI平均增加速率为(0.0037±0.0443)a-1,且增加速率沿干旱梯度增大。2000年前仅10.46%(P<0.05)的地区显著变绿,而2000年后达到36.84%,且植被变绿主要归因于非树木植被。(2)2000年后降水对植被变绿的正效应在不同干旱梯度均增加,而在半干旱区和亚湿润干旱区,温度对植被变绿由正向促进转为负向抑制,而辐射在干旱区由负效应转向正效应。(3)2000年前后,气候变化均主导着植被的动态,贡献率分别为96.07%和73.72%,人类活动的贡献在2000年后进一步增强(从3.93%增加到26.28%),且沿着干旱梯度而增加,其中人类活动对植被变绿的贡献在半干旱地区增加最显著(+0.0289 m2 m-2 a-1, P<0.05)。本研究结果可为未来气候变化下中国北方旱区的植被恢复和可持续发展提供科学依据。

      • 1
    • 基于MCR模型和重力模型的岷江流域生态安全格局评价与优化建议研究

      姚材仪, 何艳梅, 程建兄, 张天翼, 潘洪义, ⃰马红菊

      Abstract:

      生态安全格局评价是维护生物多样性、改善环境质量的重要途径,对维持区域持续发展具有重要意义。以岷江流域为研究区,综合运用土地利用和NDVI等数据,基于生态系统服务对岷江流域进行生态重要性分析,将生态极重要区识别为生态源地,采用MCR模型中成本路径法提取潜在廊道,结合重力模型提取重要廊道和重要节点结果,从而实现对研究区生态安全格局的刻画,进而对岷江流域生态安全格局评价并提出优化建议。研究结果表明:(1)岷江流域安全等级总体较好,较高生态安全和高生态安全的面积占研究区面积的55.02%。(2)从空间上看,研究区内重要生态源地面积为818.32km2,破碎化严重,集中分布在岷江流域上游林地区;廊道共190条,总长度为19633.96km,其中重要廊道41条,呈半环状分布于上游和下游段;生态节点共117个,集中分布在上游段南部-西南部。(3)参考生态阻力和廊道节点空间分布特征,划分岷江流域“四区两带”生态安全格局并提出分区管控措施和相关建议。以期研究结果和调控路径可对完善岷江流域生态安全格局、保护生物多样性和增强水土保持有一定的借鉴意义。

      • 1
    • 青藏高原生态系统服务供需变化及其驱动因素

      王晓峰, 尧文洁, 冯晓明, 贾子续, 张欣蓉, 马嘉豪, 周继涛, 涂又, 孙泽冲

      Abstract:

      准确识别生态系统服务供给与需求的空间特征和空间匹配,确定影响供需关系的因素,对指导区域生态系统管理和恢复具有重要意义。本研究采用RUSLE、InVEST、CASA等多种模型方法探讨青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给与需求的时空特征,并结合冗余分析,进一步识别青藏高原生态系统服务供给、需求与供需比的影响因素。结果表明:(1)2000-2018年青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给量,以及产水和碳固定服务的需求量均呈现增加趋势,供给量分别增加30.57t、63.61×104m333.81t、需求量分别增加153.42m3和5.09t,而土壤保持服务需求量呈减少趋势,减少16.39t。(2)青藏高原各项生态系统服务供需匹配状况不同,碳固定服务供需比呈下降趋势,产水服务供需比呈上升趋势,土壤保持服务供需比波动变化,总体呈上升趋势,局部呈下降趋势。(3)各项生态系统服务供需关系均以低低型空间匹配为主。(4)降水和坡度是影响生态系统服务供给的主要因素,生态系统服务需求主要受人口密度和国内生产总值的影响,降水和温度是影响生态系统服务供需比的关键因素。本研究评估青藏高原生态系统服务供给与需求之间的关系,以及明确供需关系的空间显性驱动力,为区域的生态系统综合管理提供依据。

      • 1
    • 氮添加对中国陆地植被地上-地下生物量分配的影响

      陆啸飞, 郭洁芸, 王斌, 乐旭

      Abstract:

      大气氮沉降水平持续升高导致的外源氮输入增加,强烈影响了陆地生态系统的碳循环。目前,已有大量报道证实了氮沉降升高对全球陆地植被固碳的积极影响。虽然之前大部分研究将这一结果归因于光合作用增强导致的地上生物量增加,但最近的研究发现长期氮添加对植物地下根系的影响也同样重要。在此,本研究归纳整理了181篇公开发表的我国野外模拟氮沉降试验结果,采用整合分析(Meta-analysis)方法,定量评估了氮添加对我国陆地植被地上-地下生物量分配的影响特征和不同生态系统类型及施氮方式之间的影响差异。通过分析地上-地下生物量分配对氮添加的响应差异来探究植被碳增益对长期大气氮沉降增加的潜在响应机制。结果表明,氮添加显著增强了我国陆地植被的光合作用及碳固存,且植物碳增益在不同生态系统类型及施氮制度间有所差异。植物叶片的氮含量显著增加,使得叶片碳氮比及凋落物碳氮比显著降低,但并未显著影响细根的碳氮比。氮添加总体上显著提高了植物的净光合速率,但降低了光合利用效率。地上生物量,凋落物产量和根生物量平均分别显著增加了38%,17%和18%,总体上植物地上部分对氮添加的响应程度比地下部分更高。然而,不同生态系统类型的地上-地下生物量分配对氮添加的响应并不一致。在受氮限制的温带森林及草地生态系统,地上生物量显著增加而根生物量的变化并不显著,但是在富氮的亚热带森林则相反,氮添加显著增加了根生物量而地上生物量增长不显著。回归分析表明,地上生物量并不随着根生物量的增加而线性增加,反而呈现先增加后降低的趋势。此外,植物的净光合速率和光合氮利用效率随着叶片氮含量的增加,也呈现先增加后降低的趋势。这暗示着大气氮沉降增加下的植物的碳分配策略是变化的,随着外源氮添加的持续输入,植物会由优先向地上部分配更多的碳来促进地上生物量的增加,转为向根系投入更多的碳来促进根系生长来获取其他资源。总之,本研究认为植物地上和地下生物量增长之间的非线性关系可能会影响对陆地生态系统碳增益的预测,未来的研究应该充分考虑长期大气氮沉降下植物生物量分配策略的变化。

      • 1
    • 中国沙棘根尖功能特征对坡位和动物啃食枝叶的响应

      李俊鹏, 李海波, 王林

      Abstract:

      揭示中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis Rousi)根尖在形态、水力结构和非结构性碳化合物(NSC)浓度对环境条件及外界干扰的响应有利于全面了解中国沙棘对环境条件的在水分利用和碳素分配上的适应能力和适应策略。本文以山西省交城县野生沙棘林为研究对象,选取坡下部正常、坡下部动物啃食、坡上部正常和坡上部动物啃食4种类型沙棘,分析沙棘根尖形态、水力结构、非结构性碳水化合物(NSC)的响应。结果显示:与坡下部相比,在坡上部相对缺水的环境下中国沙棘根尖比根长显著增加,根尖的平均长度、直径、皮层厚度和中柱直径没有显著性变化,根尖导管直径降低、导管密度增加;根尖的导水率正常和动物啃食分别降低18.12%和20.6%,水力脆弱性指数分别降低45.40%和48.5%,NSC含量没有显著性变化。动物啃食导致根尖比根长降低、平均直径增加、皮层厚度和中柱直径增加,导管直径降低、导管密度增加,坡上和坡下动物啃食导致比导水率降低71.14%和70.25%,脆弱性指数降低23.95%和19.41%。以上结果表明:坡上部较差的水分条件使中国沙棘根尖有更大的吸收面积,水分输导效率小幅降低,水力安全性较大程度提升;动物啃食导致根尖增粗、导水率较大程度降低、水力安全性小幅提升,坡位和动物啃食均未导致根尖NSC含量降低,动物啃食在坡上部相对缺水的环境中根尖响应程度更大。这表明中国沙棘根尖对坡位和动物啃食的响应有助于对两种影响因素的适应,动物啃食对根尖吸收和运输功能的影响程度更大。

      • 1
    • 环境DNA技术在鱼类生态学中的应用研究进展

      李苗, 陈小勇

      Abstract:

      全球渔业衰退是21世纪人类面临的重要挑战之一。为了有效地遏制鱼类资源的衰退,精确的鱼类生态调查是其首要任务。传统的鱼类监测以渔获物采集与形态学鉴定为主,往往耗时耗力且效果不佳,已无法满足现阶段大尺度上的精确调查。eDNA技术作为一种近年来新兴的鱼类生态调查方法,其与传统方法相比具有灵敏度高、经济高效、采样受限小且对生态系统无干扰的优势,目前其已被广泛地应用于鱼类物种监测、多样性评价、生物量评估以及繁殖活动监测等方面的研究。然而,eDNA技术在鱼类生态学研究的具体应用中暴露出的一些问题将会影响其监测结果的精确性,诸如操作流程的不规范、基因数据库的不完善以及eDNA在环境中生态学过程的不明确等。鉴于上述原因,本文首先对eDNA技术的发展历程、分析流程以及eDNA技术在鱼类生态学研究领域中的研究进展进行了综述,而后着重分析了eDNA技术的发展当前所面临的困难与挑战,并提出了相应的解决方案,最后对eDNA技术未来在鱼类生态学研究领域中的发展趋势做出了展望。通过本文,以期能够为eDNA技术在鱼类生态学领域中的准确应用提供理论基础。

      • 1
    • 病原体感染对物种间资源竞争的影响:基于资源竞争理论的研究

      方笛熙, 万霞, 毛婉琼, 张锋

      Abstract:

      病原体感染对种间竞争的影响可能是因为改变了宿主的资源利用过程,然而Lotka-Volterra 竞争模型由于参数化竞争系数而忽略了资源的动态变化过程,因此基于此类模型的研究无法揭示病原体对宿主资源利用的影响。本文基于Tilman的资源竞争理论构建了病原体感染一个物种的资源竞争模型,通过分析宿主物种资源利用效率的变化探讨了病原体对种间竞争的影响。结果表明:(1)病原体降低了宿主对资源的消耗率(消费矢量变短),抬高了对资源的最低需求(零等倾线上移),这意味着宿主的竞争力减弱;(2)虽然感染影响了竞争物种的密度,但不会改变共存物种的共存状态;(3)病原体可以使宿主物种的竞争对手更容易入侵,形成共存局面,极大地扩大了竞争物种共存的参数范围,本质上促进了物种多样性维持;(4)病原体的传播率和毒性也复杂地影响了竞争物种共存,传播率越大越能促进物种共存,而中等强度毒性最能促进物种共存。这些研究结果明确了病原体对物种资源利用模式的潜在改变,强调了病原体在物种共存和生物多样性维持中的重要性。

      • 1
    • 湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对长期氮输入的响应

      李孟婷, 宋艳宇, 宫超, 高思齐, 刘桢迪, 朱梦圆, 袁佳宝, 刘吉平

      Abstract:

      氮输入对湿地生态系统碳氮循环具有重要影响,研究湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对氮输入的响应,对于明确湿地土壤碳氮循环微生物驱动机制具有重要意义。依托长期野外氮输入模拟试验,利用Biolog-ECO微平板技术,分析不同浓度氮输入:N1(6 g N m-2 a-1)、N2(12 g N m-2 a-1)和N3(24 g N m-2 a-1)对湿地土壤表层(0—15 cm)和亚表层(15—30 cm)微生物碳代谢活性、功能多样性和碳氮组分的影响。结果表明:N2处理显著提高了亚表层土壤微生物碳源代谢活性和McIntosh指数,N3处理显著降低了表层土壤微生物Shannon指数和Shannon-evenness指数。随氮输入浓度增加湿地表层土壤微生物对糖类的利用率显著降低,N3处理表层土壤微生物对胺类的利用率以及亚表层土壤微生物对醇类的利用率显著提高。N1处理显著提高了湿地表层土壤全氮和微生物量碳含量;N2、N3处理显著提高了土壤铵态氮、硝态氮含量;N3处理显著降低了土壤pH值。湿地土壤pH、总碳、溶解性有机碳含量是影响微生物碳源代谢活性和功能多样性的重要因素,土壤溶解性有机碳、铵态氮、全氮含量、含水率是影响微生物碳源利用变化的主要因子。

      • 1
    • 生态韧性视角下绿色空间时空演变及优化研究进展

      冯一凡, 冯君明, 李翅

      Abstract:

      在快速城镇化以及全球气候变化的背景下,城市面临着严重的生态环境挑战。如何提升生态系统韧性,增强城市抵抗内外干扰的能力对区域可持续发展至关重要,已引起学界及社会各界的高度重视。绿色空间是协调生态环境与城乡发展的重要抓手,也是落实生态韧性提升的重要载体,结构完整、功能完善的绿色空间能够有效提升城市应对环境风险的能力。因此,本文在梳理多学科背景下绿色空间研究视角与研究内容的基础上,阐述绿色空间时空演变、驱动机制、情景模拟等方面的研究进展。此外,基于对生态韧性理论发展历程以及国内外相关研究的梳理,总结不同尺度下以生态韧性提升为导向的绿色空间优化路径,探讨各尺度绿色空间生态韧性分析及优化与现行绿地系统规划、国土空间规划体系的衔接。最后,对比国内外研究进展,提出国内未来研究应更加关注多层级生态韧性评价体系构建、社会-生态系统的整体分析以及阈值视角下不同生态韧性绿色空间的分区治理,以期扩展绿色空间规划与建设的思路,助力于自然与社会空间的协调配合与共同发展。

      • 1
    • 六种温带森林类型凋落物量长期动态及其环境驱动

      马转转, 张全智, 王传宽

      Abstract:

      阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据。以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林(即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林)和2种人工林(落叶松人工林和红松人工林)为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了14年(2008—2021)的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化(林型间和年际变异)及其环境驱动机制。结果表明:6种森林类型的凋落总量(TL)无显著差异,波动范围为500.5—556.1 g m-2 a-1;但其叶凋落量(LL)、繁殖组织凋落量(RT)和其他组织凋落量(OT)均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9—391.8 g m-2 a-1、8.43—69.93 g m-2 a-1和93.4—185.9 g m-2 a-1。6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著。除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度(Tsmin)和土壤5 cm含水量(Ms)均呈显著正相关。杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与MS呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与Tsmin呈显著负相关。样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系。这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同。

      • 1
    • 城市群地区城市高质量发展与生态环境交互协同研究—以成渝城市群为例

      杨亮洁, 秦丽双, 杨永春, 潘竟虎

      Abstract:

      摘要:高质量发展与生态环境交互作用的研究是实现可持续发展和建设美丽中国的关键议题。选取成渝地区36个市县为研究单元,以2005年、2010年、2015年和2018年为主要研究时间节点。基于可持续发展和美丽中国理念构建成渝城市群高质量发展评价指标体系,借鉴压力-状态-响应模型构建生态环境质量评价指标体系,应用熵权法测度城市高质量发展水平和生态环境质量水平;运用耦合协调度模型测度二者的耦合协调关系;利用地理探测器和社会网络分析法分析各因子交互作用类型及强度。结果表明:(1)成渝城市群城市高质量发展与生态环境耦合度高,交互影响作用显著;耦合协调水平较低,以低水平耦合协调为主,呈现明显的双核心空间结构。(2)城镇化与生态环境两系统间的因子交互作用强于各系统内部因子交互作用,系统间的因子交互作用呈现显著的非线性增强,系统内因子以双因子增强为主,系统间存在较强交互协同效应,各子系统交互作用存在明显的“涌现现象”和“蝴蝶效应”。(3)生态环境系统在与城镇系统的交互作用中发挥主导作用,生态环境水平、生态环境压力为关键交互因子;资源禀赋、生态保护、资源消耗、环境水平、创新力量、文化传承等为主要子因子。研究深刻解析成渝城市群城镇化与生态环境的交互协同模式,以期为成渝城市群的高质量发展提供科学参考。

      • 1
    • 基于水生动物评价持续高余氯尾水排放对湿地水体的影响

      龚海峰, 白雪原, 陈朋龙, 梁迪文, 杨慧珠, 罗隽, 华雷

      Abstract:

      尾水补充河涌既能在一定程度上解决废水带来的污染问题,也能缓解城市缺水、水动力不足的情况,具有显著的社会效应、生态效应和经济效应。新冠疫情爆发以来,各污水处理厂尾水中含氯消毒剂投加量显著增加,含有过量余氯的尾水排入河涌可能对水生生物存在潜在的影响。海珠湿地属于三角洲城市湖泊与河流湿地,与40条河涌交织联通,是广州市规模最大、保存最完整的湿地生态系统。本研究选择海珠湿地典型河涌进行了长时间的跟踪观测,在尾水暂停排放期(2021年8月5日至10日),尾水排放1个月(2021年9月10日至13日)及3个月(2021年11月15日至18日)后分别测定了尾水主要流经河涌的水体理化指标、鱼类和底栖动物物种数量和密度,同时选择与尾水不直接连通的水体作为参考点。通过相对重要性指数、物种数量和密度以及冗余分析等研究尾水排放前后鱼类和底栖动物的群落结构特征,使用鱼类和底栖动物生物完整性指数综合评价尾水排放前后受纳水体水生态健康状况。研究表明:1、尾水排放后,排放口附近水体余氯、总氮以及盐度显著上升;2、随着尾水的持续排放,适应性强的耐污鱼类成为优势种,鱼类群落结构朝着耐污类群方向发展,而底栖动物中耐污优势类群寡毛纲颤蚓科和多毛纲疣吻沙蚕物种数量有所降低,其密度则呈大幅下降趋势,尤其是在尾水排放口附近水体;3、通过鱼类生物完整性指数评价受纳水体水环境健康质量,尾水排放前后评价结果无显著差别,主要为亚健康和一般,而通过底栖动物生物完整性指数评价则发现在排放口附近评价结果由排水前的亚健康为主变为持续排水后的亚健康和一般为主,其它点位在尾水排放前后则无明显差别,主要以健康为主;4、随着尾水的持续排放,底栖动物受到余氯的影响越来越明显,鱼类则没有受到明显影响。总体而言,高余氯尾水持续排放明显改变了水质并影响了水生动物的生存,后续还需进一步探讨尾水排放对其它水生生物的影响及具体的影响机制。本研究对尾水排放前后鱼类和底栖动物群落结构特征及生物完整性做了详细探讨,为水环境健康评价以及尾水的合理利用提供理论和数据支持。

      • 1
    • 不同分解者类群对金佛山森林溪流凋落物混合分解的影响研究

      韦冰, 豆鹏鹏, 王芳, 姚婧梅, 林敦梅, 智悦, 何强, 黄屿玥, 史思捷, 冯莹, 王洪锐, 裴文杰

      Abstract:

      凋落物分解对于维持源头溪流生态系统碳和养分平衡有重要意义。以亚热带典型源头溪流金佛山溪流为代表,选取3种河岸带常见凋落叶为分解对象,设计3个单种和4个混合物种的凋落物组合,在原位放置3种孔径的分解袋(0.05mm、0.25mm和2mm),探讨混合凋落物的性状与不同底栖分解者类群对叶片质量损失和混合效应的影响。结果表明:(1)微生物在凋落物分解过程中相对贡献均大于50%,小型和大型底栖动物进一步加速了凋落物的分解过程。(2)单种凋落物分解速率存在显著差异:八角枫(Alangium chinense,质量损失率为53.05%)> 缺萼枫香(Liquidambar acalycina,30.00%)> 薄叶润楠(Machilus leptophylla,12.63%)(3)混合凋落物中仅微生物参与的处理均表现为负的非加和效应,其中八角枫+缺萼枫香、八角枫+薄叶润楠、八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠三个混合处理的效应显著;小型底栖动物加入后均表现为正的非加和效应,但不显著;在微生物、小型和大型底栖动物的共同作用下,其中缺萼枫香+薄叶润楠和八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠的三个处理的正的非加和效应显著。亚热带源头溪流中凋落物分解功能与河岸植物和分解者类群的复杂性密切相关。

      • 1
    • 城市空间结构与生态环境关联性的研究进展

      罗珂, 田立涛, 何豫, 王少剑

      Abstract:

      本文以Web of Science核心合集中1999—2020年期间发表的城市空间结构及形态与生态环境关联性的文献为研究样本,运用文献计量的方法,主要借助VOSviewer和Citespace软件,厘清该领域研究的主要特征与进展。研究结果表明:城市空间结构及形态与生态环境关联性研究的文献总量上呈现波动上升的趋势,尤其在近五年的波动骤增态势十分显著,成为地理学、城乡规划学、环境与生态学等学科交叉融合研究的重要方向之一;研究内容主要聚焦于城市空间结构及形态与大气环境的关联性机理,具体涉及温室气体排放、空气污染和城市热岛效应,同时水环境、土壤环境以及生物多样性等方面也越来越受到重视而逐步成为研究热点。未来主要围绕构建两者关联性的综合性研究框架和评估体系、面向生态环境问题的城市空间结构优化设计、两者发展变化的模拟和预测等核心问题展开研究。

      • 1
    • 黄河源园区高寒草地碳储量估算及其影响因素分析

      杨明新, 杨秀春, 赵云, 黄青东智, 李成先, 曹文强, 陈昂, 谷强, 李泽宇, 王守兴, 错误

      Abstract:

      高寒草地碳储量及其影响因素研究是认识青藏高原草地生态系统乃至陆地生态系统碳循环和气候变化的关键之一。本文利用2021年8月上旬地面调查数据与同期高分6号遥感数据建立回归关系,在反演研究区植被地上、地下生物量碳密度和0-40cm土壤层有机碳密度基础上,估算了黄河源园区高寒草地有机碳储量,并通过路径分析探讨了土壤理化性质对碳密度的影响驱动机制。结果表明:(1)2021年黄河源园区地上生物量、地下生物量、0-40cm土壤层碳密度分别为37.65g/m2、1305.28g/m2、4769.11g/m2;总碳储量为100.44Tg(1Tg=1012g),植被层和土壤层碳储量分别分为22.06Tg、78.38Tg,占总碳密度的21.96%、78.04%。(2)黄河源园区高寒草甸和高寒草原两种草地类型地上生物量碳密度分别为41.27g/m2、30.76g/m2;地下生物量碳密度分别为1661.41g/m2、618.74g/m2;0-40cm土壤层有机碳密度分别为5790.99g/m2、2804.04g/m2;研究区碳密度总体呈现南高北低的空间分布现状,分布格局与地表植被类型分布特点较为吻合;(3)路径分析表明,研究区土壤理化性质与草地碳密度关系密切,其中地上生物量碳密度主要受土壤全磷含量和土壤含水率驱动,地下生物量碳密度主要受土壤全氮含量和容重驱动,土壤有机碳密度主要受地下生物量碳密度、土壤容重和PH值驱动。

      • 1
    • 东北虎豹国家公园梅花鹿的空间遗传格局及其影响因素

      段兴汉, 吴峰, 张素青, 鲍蕾, 王红芳

      Abstract:

      东北梅花鹿是东北虎豹国家公园主要的大型食草动物之一,是东北虎豹的主要猎物,对针阔混交林群落的维持有关键的作用,探究其遗传多样性及空间遗传格局对东北梅花鹿的保护以及国家公园生态系统的健康至关重要。本研究在国家公园珲春保护区内,通过非损伤方法获得遗传样本,利用微卫星标记,研究该梅花鹿种群的空间遗传格局及其影响因素。结果表明:本研究区梅花鹿种群平均期望杂合度为0.721,遗传多样性较为丰富。有限的扩散能力常常导致种群在遗传距离上具有显著的空间自相关模式,本研究区梅花鹿种群在0—1km距离等级内在遗传距离上具有显著的空间自相关现象,据此可推测,该地区梅花鹿扩散距离为1km左右。STRUCTURE分析表明,珲春地区梅花鹿种群不存在明显的遗传分化。各种空间变量可以显著影响物种的遗传分化。本研究选取海拔、坡度、坡向、地表起伏率、人类干扰5个变量,研究其对梅花鹿种群遗传结构的影响,这5个变量多被认为与大中型哺乳动物扩散阻碍相关。本研究依据5个变量建立了336个阻力模型,并进行偏曼特尔检验。其中,依据海拔、坡向、地表起伏率、人类干扰假设建立的246个阻力模型与遗传距离之间的关系并不显著,综合所有变量的15个生境适宜性模型阻力模型与遗传距离的关系也都不显著。在依据坡度假设建构的75个阻力模型中,只有1个模型与遗传距离有显著的正相关关系,该模型同时也是在控制空间自相关影响后,在所有模型中与遗传距离相关性最高的模型。根据该模型推测,最适宜梅花鹿扩散的坡度为10°,梅花鹿可能倾向于利用缓坡进行扩散。本研究结果对东北虎豹国家公园梅花鹿种群的保护具有重要意义。

      • 1
    • 居民食物消费碳排放研究进展与发展态势

      刘莉娜, 曲建升, 曾静静, 韩金雨, 刘淳森

      Abstract:

      食物是人类生存和发展的基础,然而城市化过程中食物消费产生的碳排放也影响着生态环境与人类福祉。双碳目标下,如何协调食物消费增长与低碳减排之间的矛盾,亟需从不同尺度制定绿色消费优化策略。基于此,从居民食物消费碳排放研究的发文态势、研究方法以及研究内容3个方面进行归纳和梳理。研究发现:①由居民食物消费引起的碳排放问题仍是未来学术界的研究热点之一;②从生产端、消费端及系统视角3个方面对居民食物消费碳排放概念和内涵进行理解,有助于界定碳排放核算边界;③目前居民食物消费碳排放核算的主流测算方法包括生命周期评价(LCA)、碳排放系数、投入产出分析(IOA)和物质流分析(MFA)方法这4种;④从碳排放分布特征看,国内外学者从不同尺度(全球、国家、地区、省域、城市)、不同方式(直接与间接)、不同环节(生产与消费等)、不同消费结构(植物型与动物型)等多角度对其进行探讨;⑤从影响机制来看,基于多尺度时空融合视角量化分析居民食物消费碳排放作用机理这一科学问题值得关注。因此,综合考虑人口、社会、经济等多要素,同时考虑空间异质性,识别居民食物消费碳排放关键机制,构建面向双碳目标的碳减排潜力情景并揭示不同情景下的碳减排贡献,将有助于提出最优的居民生活绿色消费模式。

      • 1
    • 1982—2020年安徽省植被生态系统NEP时空格局变化及归因分析

      华朗钦, 张方敏, 翁升恒, 卢燕宇

      Abstract:

      净生态系统生产力(NEP)是定量描述陆地生态系统与大气之间碳交换的重要指标。明确区域尺度NEP的时空格局及主导因子,有助于增强对区域碳循环变化机制的认知。本文基于BEPS模型模拟结果,评估了安徽省1982—2020年NEP时空格局,分析了安徽省NEP对主要环境植被因子的敏感性,并借助通径分析和贡献率分析探究了影响安徽省NEP时空变化的驱动因子。结果表明(1):1982—2020年,安徽省多年年均NEP为651.14 gC /m2,线性趋势变化率为1.10 gC m-2 a-1,总体呈显著增加趋势(P<0.01)。在空间上,NEP表现为“南北部较高、中部较低”的分布,显著增加(P<0.05)的区域占52.77%,主要分布在北部和南部,显著减小(P<0.05)的区域占7.11%,主要分布在西部和东南部。NEP重心有显著的北移趋势(P<0.01)。(2)NEP对大气CO2浓度变化最为敏感,对降水变化最不敏感。时间上,NEP对叶面积指数(LAI)(P<0.01)、CO2(P<0.01)和饱和水汽压差(VPD)(P<0.05)的敏感性变化显著增强,对总辐射的敏感性变化显著减弱(P<0.01),对气温和降水的敏感性变化不显著(P>0.05)。空间上,NEP对各因子的敏感性有地区差异性。(3)所选环境植被因子综合解释了NEP 79%的时空变化。LAI与CO2是安徽省NEP时空变化的主导因子,为正贡献,气候因子为次主导因子,为负贡献。空间上,LAI为主导因子的地区主要分布在安徽省北部、中西部的大部分地区,占49.65%,CO2为主导因子的地区主要分布在安徽省西北部与东南部的大部分地区,占44.54%。

      • 1
    • 基于参照条件的尼泊尔生态系统质量评估与时空格局变化分析

      余海东, 顾行发, 魏香琴, 占玉林, 刘艳, 李娟, 王春梅

      Abstract:

      良好的生态系统质量是维持人类社会供给需求和可持续发展目标实现的重要保障。针对尼泊尔自然地理环境复杂多样,区域间气候差异明显的特点,结合基于参照条件的评估方法可以得到生态系统质量的相对水平值,其结果能够反映出不同的变化信息。植被是区域生态系统质量变化的重要指示器,利用尼泊尔五大地理区以及四种主要植被生态系统类型划分出20个生态评估区,从表征植被生态系统的水平结构、生产功能和垂直结构3个方面计算生态参数相对密度指标 ( RVI ) , 结合主成分分析法构建植被生态系统质量指数 ( VEQI ),并以其国家自然保护区为参照,构建基于参照条件的生态系统质量评估模型,计算了尼泊尔2016和2020年基于参照条件的植被生态系统质量指数 ( VEQI′ ) 并分析其生态系统质量的时空格局变化。结果表明:(1) 2016至2020年,尼泊尔生态系统质量现实值VEQI的平均值增加了3.49%,总体上,在参照生态系统质量 ( VEQI ref ) 提高 ( 约1.41% ) 的背景下,生态系统质量相对水平值 VEQI′ 增加了1.42%;(2) 对于尼泊尔地区,评估区89%分位数的VEQI与其对应的国家自然保护区的参照值具有很强的相关性,总体差异较小,可以代替作为参照值;(3) 从空间格局变化趋势来看,尼泊尔生态系统质量变好、基本稳定和变差的面积分别占植被生态系统总面积的74.16%、14.25%和11.59%。与数量不足、较难收集利用的野外观测台站数据相比,国家自然保护区更接近理想参照生态系统的假设,通过有限的自然保护区确定生态评估区的参照值,实现生态系统质量的快速评估,其结果具有更好的时空可比性,可以为区域生态质量变化评估及量化分析等方面提供参考。

      • 1
    • 21世纪以来我国生态系统服务研究现状及发展趋势知识图谱分析

      景晓栋, 田贵良, 班晴晴, 胡豪, 张钰宁

      Abstract:

      生态系统服务作为生态文明建设的核心内容,近年来一直受到国内外学者的广泛关注。为进一步探究我国生态系统服务领域的研究进展与发展趋势,本文基于文献计量法,运用Citespace软件对中国知网中以“生态系统服务”为主题的1349篇北大核心及CSSCI期刊论文进行可视化分析。结果显示:①我国生态系统服务领域的研究在时间上呈现出明显的“萌芽-起步-快速发展”三阶段特征;②生态系统服务领域的研究学者和科研机构间均存在较为密切的合作关系;③目前国内关于生态系统服务领域的研究主要集中在“生态系统服务价值”“生态补偿”“土地利用”“生态安全”等方面;④按照关键词突现时间顺序,生态领域研究前沿可分为理论探索(2000-2008年)、初步实践(2009-2016年)、全面开花(2017-年至今)三个阶段。最后文章详细总结了我国生态系统服务研究领域取得的成就、面临的挑战和未来的改进空间,并在此基础上提出加快完善生态系统服务价值核算、建立健全生态系统服务价值实现机制等政策建议。

      • 1
    • 濒危植物永瓣藤叶片功能性状对环境因子的响应

      宋帅帅, 王 建, 蔡朝晖, 吴 浩, 王世彤, 肖之强, 江明喜, 魏新增

      Abstract:

      植物叶片功能性状能够响应环境条件的变化,反应了植物对环境的适应策略。当前,针对藤本植物叶片功能性状地理格局及其环境驱动力的研究较少。本文以国家重点保护植物永瓣藤(Monimopetalum chinense)为研究对象,对其分布区内11个种群的15个叶片功能性状进行测量,并结合气候、土壤因子来解释叶性状变异。比较叶片性状在局域和区域尺度上的种内变异程度,利用多元逐步回归分析环境因子对叶性状变异的影响。结果表明,在局域尺度上,永瓣藤叶功能性状变异系数介于3.0%—22.5%,其中,叶面积变异程度最大,叶片碳含量变异最小。永瓣藤叶片形状随纬度上升而变得宽且圆。叶磷含量相对较低,永瓣藤的生长可能受到了磷限制。土壤与气候因子是叶片性状变异的重要驱动因素,解释了25%—97%的叶片性状变异。在温度和水分充足的情况下,永瓣藤叶片趋向于的慢速生长的保守策略。总体来说,永瓣藤叶片功能性状通过一定的种内变异和性状组合,并与气候、土壤因子相互作用,适应当前的环境条件。

      • 1
    • 模拟氮沉降和接种外生菌根真菌对马尾松幼苗营养元素的影响

      孙鹏飞, 程瑞梅

      Abstract:

      量化植物地上部和地下部元素含量对于理解和预测植物养分平衡如何响应大气氮沉降的变化至关重要。通过盆栽试验研究了氮沉降增加背景下外生菌根真菌对马尾松幼苗营养元素的影响。对马尾松幼苗进行了接种两种外生菌根真菌:(彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)与厚环乳牛肝菌(Suillus grevillei,Sg))以及4种氮素浓度添加:0 kg·N·hm-2a-1(N0)、正常氮沉降30 kg·N·hm-2a-1(N30)、中度氮沉降60 kg·N·hm-2a-1(N60)、重度氮沉降90 kg·N·hm-2a-1(N90),共12个处理,测定了马尾松地上部和地下部大量元素和微量元素的含量。结果表明:施氮改变了营养元素在马尾松幼苗地上部和地下部的含量,马尾松幼苗P、Ca、Fe、Mn等元素均在N60时达到临界值,而当输入的量超过了马尾松对氮的需求时,氮沉降会使马尾松营养元素含量较最适浓度时降低,地上部C随施氮浓度的升高先升高后降低,N随施氮浓度的升高而升高,根系和叶片K、Ca、Mg均随施氮浓度的升高而降低,施氮也降低了根系C及微量元素的含量。但在同一施氮浓度下,接种EMF后能够提高大多数元素的含量,N90时接种Sg和Pt的叶片N含量与对照相比分别提高112.65%和138.61%,根系N含量分别提高73.1%、71.6%;N60时接种Sg和Pt的植株叶片P含量比不施氮未接种对照分别提高了166.3%、132.9%,根系P含量分别提高了40.8%、38.5%。EMF能够维持植物养分平衡,从而降低高施氮量对植物的影响效果。这为未来气候变化情景中氮沉降增加下接种EMF可以调节植物元素含量,从而达到更适应环境的元素平衡来促进生长提供理论依据。

      • 1
    • 基于分子生态学网络探究亚高山草甸退化对土壤微生物群落的影响

      罗正明, 刘晋仙, 赫磊, 周妍英, 李眉红, 郑庆荣, 柴宝峰

      Abstract:

      土壤微生物群落在草地生态系统功能中发挥着至关重要的作用,但目前尚不清楚微生物群落的分子生态网络如何响应亚高山草甸退化。本研究以五台山4个不同退化阶段[未退化(nondegraded, ND)、轻度退化(lightly degraded, LD)、中度退化(moderately degraded, MD)和重度退化(heavily degraded, HD)]亚高山草甸为研究对象,利用高通量测序和随机矩阵网络构建理论构建土壤微生物群落分子生态网络。探讨草地退化对亚高山草甸土壤微生物群落结构及网络的影响,不同退化程度下微生物网络结构中的关键微生物变化规律以及该过程中微生物之间的互作关系。研究结果表明,不同退化程度亚高山草甸土壤微生物(细菌、真菌和细菌-真菌)网络拓扑属性存在差异。总体上,退化增加了土壤细菌内部、真菌内部以及细菌-真菌群落间的相互作用,导致其网络结构更为复杂。未退化草甸土壤微生物网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比退化草甸更能抵抗外界环境的变化,在应对人为干扰或者气候变化时可能具有更高的稳定性。退化草甸中的网络关键物种(模块枢纽和连接器)与未退化草甸明显不同。土壤含水量和pH与亚高山草甸土壤细菌、真菌以及整个微生物网络连通度均显著相关(P<0.05),总氮和硝氨态氮含量与土壤真菌和微生物网络连通度呈显著相关(P<0.05)。亚高山草甸退化导致土壤微生物种间关系改变,进而改变土壤微生物整体生态网络。

      • 1
    • 面向生态系统评估的多源数据融合体系

      胡天宇, 赵旦, 曾源, 郭庆华, 何洪林

      Abstract:

      基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。

      • 1
    • 川西亚高山三种天然次生林土壤微生物群落多样性变化特征

      唐恬恬, 胡宗达, 刘兴良, 冯秋红, 蔡蕾, 肖玖金, 王轶浩, 罗明霞

      Abstract:

      开展川西亚高山相似土壤母质背景下天然次生林土壤微生物群落结构及其多样性探究,可加深次生林更新过程中土壤微生物群落结构变化的认知。选取川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的3种天然次生林(槭-桦阔叶林,ABB;桦-槭-冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF),分析林下表层(0—20 cm)土壤微生物群落结构变化及其影响因素,结果显示:(1) 3种林型土壤细菌Chao1和香浓指数均极显著高于真菌,但仅真菌群落的香浓指数差异显著,表现为BAA>ABB>AFF;(2) 细菌群落优势门主要为变形杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,相对丰度占比超过82%;真菌群落则为子囊菌门和担子菌门,占比超过85%,AFF担子菌门相对丰度最高而子囊菌门最低。(3) RDA分析显示,土壤pH和乔木物种多样性(香浓指数)是影响微生物群落结构变化的主导因子;土壤养分元素对细菌群落影响不显著,真菌群落主要受TN、TP含量显著影响。总体上,林型间乔木层物种多样性、土壤酸碱度及其氮磷含量是导致微生物群落结构变化的关键因素。

      • 1
    • 江西省生境质量时空演化特征及预测研究

      周俊鑫, 蔡梅芳, 黄志强, 郭福生, 翟健程

      Abstract:

      生境质量关乎区域可持续发展和人类福祉,评估其时空演化特征和预测未来变化对生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以江西省为研究区,利用InVEST模型和热点分析方法定量评估2000—2020年生境质量时空演化特征,结合PLUS模型模拟预测2020—2050年土地利用和生境质量变化。结果表明:(1)2000—2020年江西省有林地、灌木林地、疏林地、水田、旱地面积呈减少趋势,减少部分主要位于南昌市等城市边缘,转为城镇用地和其他建设用地。(2)江西省生境质量总体较好,均值呈微幅下降且加速下降的趋势,具有以南昌市等城市为中心、向外辐射提高和中部低、四周高、北部低、南部高的时空分异特点,20年内8.52%的区域生境质量得到改善,44.85%的区域发生退化,退化区域以生境质量低值区域为核心向外辐射。热点分析显示,在乡镇尺度上,生境质量与生境退化度在空间分布上具有相似的集聚特征,但高低值相反。(3)结合PLUS模型预测显示,2020—2050年江西省城镇用地、其他建设用地进一步急剧扩张,时空特征表现为环鄱阳湖扩张圈和萍乡市—宜春市—新余市—南昌市—抚州市—鹰潭市—上饶市东西向扩张带,生境质量均值保持下降趋势,退化区域呈现相似的“一环一带”时空特征。研究结果可为完善山水林田湖草系统治理制度和国土空间开发保护制度提供科学依据。

      • 1
    • 东江下游流域突发性重金属复合污染生态风险评价

      刘静, 刘仁志, 张瀚文, 邹长新, 张志娇

      Abstract:

      流域突发性重金属污染事件发生不确定性较高,难以预测和防控,严重威胁流域生态安全、人群健康乃至社会稳定。本研究以东江下游流域为研究区开展生态风险评价,基于“多风险源(危险性)-多胁迫因子(联合暴露)-多风险受体(脆弱性)-生态风险”的风险传递框架,运用贝叶斯网络,计算东江下游流域突发性Cr6+-Hg2+复合污染生态风险,概率化表征风险不确定性,进而提出流域风险防控与管理措施。结果表明:(1)东江下游深莞惠地区67家涉重金属风险源均会对其子流域造成生态风险,惠州市的生态风险明显高于深圳市和东莞市;(2)东江下游西枝江子流域的生态风险最为显著,其次是东江下游干流子流域和东江下游河网区子流域;(3)基于敏感性分析,“河流水体脆弱性”是造成东江下游流域生态风险的主导因子。研究结果可为东江下游流域生态风险防控与管理提供理论支持。

      • 1
    • 极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响

      李凌晨, 周立志, 程磊, 姚简, 宋昀微

      Abstract:

      水鸟是湿地生境质量的重要指示性动物类群,可敏感地反映湿地环境变化。浅水通江湖泊消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源,是水鸟特别是越冬水鸟的重要聚集区,其食物资源的丰富度和可获得性受水文节律影响。在极端洪水作用下,消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟及湿地生态学问题。本研究选择了具有典型消落带生境的升金湖作为研究区域,对2019年(正常水位)和2020年(异常水位)两个越冬季水鸟的数量、种类进行调查统计,分析了消落带的生境变化情况对越冬水鸟群落结构的影响。2019年越冬期,记录到水鸟50984.20±9595.71(n=5)只,隶属7目13科51种;2020年越冬期,记录到水鸟27923.00±13808.47(n=5)只,隶属7目12科53种。整个越冬季消落带的水鸟种类略增但数量减少,2019年游禽中的优势种为豆雁,2020年游禽中的优势种增加为豆雁和斑嘴鸭,但涉禽中的优势种由白琵鹭、反嘴鹬、凤头麦鸡转变为苍鹭、大白鹭和反嘴鹬。洪水导致的草滩-水域混合区生境面积减小使湿生植物退化,可能是导致以豆雁为主的食苔草水鸟数量大幅度减少的重要原因;因湖水延迟消退,裸露的泥滩面积大幅度下降,可能致使食底栖动物水鸟数量减少;湖泊水位上升和消落带水域面积的增加,加大了食鱼水鸟的捕食难度,导致数量锐减;提供植物种子的生境缺少,使觅食种子的斑嘴鸭和绿翅鸭数量明显下降;沉水植物的适宜生境面积下降直接影响到食地下茎的水鸟分布,并致其数量减少。研究结果有利于理解升金湖消落带生态系统的健康状况,为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料。

      • 1
    • 氮添加对马尾松人工林土壤团聚体氮矿化及土壤酶活性的影响

      陈天, 程瑞梅, 王丽君, 肖文发, 沈雅飞, 孙鹏飞, 张萌, 曾立雄

      Abstract:

      土壤氮库是生态系统氮素重要的源和汇。以三峡库区马尾松(Pinus massoniana L.)人工林为研究对象,从团聚体视角出发分析土壤养分和酶活性对氮添加的响应规律,以及相应的变化对氮矿化的影响,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下土壤氮动态提供参考。设置4种量的氮添加处理(N0:0 kg N hm-2·a-1;N30:30 kg N hm-2·a-1;N60:60 kg N hm-2·a-1;N90:90 kg N hm-2·a-1),将土壤按粒径分为>2000 μm(大团聚体)、250—2000 μm(小团聚体)和<250 μm(微团聚体) 3个组分的团聚体,观察团聚体氮矿化特征。结果表明:(1)与对照相比,N30和N60处理提高了有机质(SOM)含量,但土壤SOM和全氮(TN)含量在N90下开始出现下降;氮添加降低了土壤速效磷(aP)含量,在小团聚体中表现最为显著。除微团聚体中的POD和NAG以外,其余3种酶的活性均在N30和N60处理之下被提高。(2)土壤平均净硝化速率整体高于土壤平均净氨化速率;大团聚体和小团聚体中净氨化速率在氮添加处理后显著降低,大团聚体净硝化速率低于其他两个粒径;土壤净氮转化速率在N90处理下最高。(3)土壤养分和无机氮含量与土壤酸性磷酸酶(AP)、N-乙酰-β-D-葡糖苷酶(NAG)、过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NR)和脲酶(UE)的活性呈显著相关,酶活性变化是多因子综合作用的结果;RDA分析显示,UE与土壤净氨化存在显著正相关,NAG和POD是与净氮转化分别存在显著正相关和显著负相关的关键土壤酶。综上所述,硝化作用是土壤净氮转化的主要贡献者,微团聚体在土壤氮矿化中发挥主要作用,NAG和POD是改变土壤净氮转化的主要生物酶。此外,氮添加会引起土壤氮素的流失,引起土壤的磷限制,并对土壤养分循环产生显著影响。

      • 1
    • 上海大金山岛植被功能组成对草本植物、土壤动物和细菌多样性的影响

      杨柏钰, 赛碧乐, 杨安娜, 张增可, 李曾燕, 张 立, 牟 凌, 王万胜, 杜运才, 刘海, 于再平, 郭超, 阎恩荣

      Abstract:

      揭示植物群落对土壤动物和微生物多样性的上行调控效应有助于理解不同营养级生物多样性的维持机制。以往的研究主要集中在植物物种多样性对土壤动物和微生物多样性的影响,而关于植被功能组成自下而上的影响研究较少。以上海大金山岛13个植物群落为对象,在分析落叶木本植物占比与树木和草本物种多样性,以及土壤动物和细菌多样性的关系基础上,利用结构方程模型区分了落叶木本植物占比对土壤动物和细菌多样性的直接与间接影响效应。结果显示:落叶木本植物占比不仅分别对草本物种多样性和土壤动物多样性分别产生直接正效应和负效应(P<0.01; P<0.05),也会通过草本物种的级联效应间接的降低地下土壤细菌多样性(P<0.10)。然而,木本植物多样性仅与草本物种多样性显著正关联(P<0.10),与土壤动物和细菌多样性无显著关联(P>0.10)。该研究结果表明,相较于木本植物多样性,落叶植物占比在中亚热带北缘森林生态系统不同营养级生物多样性维持格局中扮演着更为重要的角色。

      • 1
    • 低空无人机遥感在草原生态监测中的应用进展

      李刚勇, 陈春波, 李均力, 彭建

      Abstract:

      低空域无人机遥感技术具有高时效性、高分辨率、低成本、易操控等优势,作为地面与高空遥感(航天与航空遥感)间测量尺度空缺的有益补充,低空无人机遥感扩展了样地样方空间尺度,提高了中、小尺度遥感观测信息的精细化程度,实现了草原生境信息的快速采集处理与应用分析,是草原“星-空-地”一体化监测的重要组成。针对草原生态监测,本文总结了国内外低空无人机遥感在草原基况调查(草原草层高度监测、草原植被覆盖度监测与草原地上生物量估算)、草原动态监测(草原植被长势监测、草原产草量估测与草畜平衡监测)和草原应急管理(草原火灾、雪灾与生物灾害监测)中的应用。最后,结合大数据、人工智能、云计算与物联网等新型技术,分析了低空无人机遥感在草原生态监测领域存在的不足和未来的发展方向,以期为低空无人机遥感关于草原生态监测与智慧草原的后续研究提供参考。

      • 1
    • 土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空格局及对气候变化的响应

      赵玮, 王新兴, 杨昊天, 杨荣, 叶学华, 刘新平, 曾凡江, 马健, 李向义, 高永平, 刘宇, 于秀波

      Abstract:

      土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。本研究利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005-2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。

      • 1
    • 老爷岭多年冻土小流域春季冻融期径流溶解性有机碳的变化特征

      王雯倩, 蔡玉山, 肖湘, 段亮亮

      Abstract:

      溶解性有机碳(DOC)的输移过程是流域碳循环中重要的组成部分,对全球碳循环产生重要影响。本研究以大兴安岭多年冻土区的典型森林小流域—老爷岭流域为研究对象,获得2021年4月9日到6月30日冻融期降雨量、气温、土温等气象数据及逐日径流量、径流DOC浓度,计算了冻融循环期(4月9日—28日)和融化期(4月29日—6月30日)流域径流DOC的输出通量,揭示了径流DOC浓度及输出通量的影响因素。结果表明:(1)研究时段内,老爷岭流域径流DOC浓度变化范围为3.88—33.75 mg/L,流域上游的径流DOC浓度变化趋势与下游基本一致, DOC浓度随着温度的升高呈现下降趋势,4月份平均径流DOC浓度明显高于5、6月份。(2)研究时段内流域径流DOC总输出通量为3215.48 kg/km2,其中5月径流DOC输出通量高于4、6月份。径流量与径流DOC输出通量存在显著正相关关系(P<0.05),是流域DOC输出通量的主导因素。(3)研究时段内流域DOC浓度与平均气温呈极显著负相关(R2=0.5048,P<0.001);降水样品中的DOC浓度变化范围为1.06—9.42 mg/L,显著低于径流DOC浓度;土壤中DOC含量变化趋势与径流DOC变化趋势一致,0—10 cm、10—20 cm土壤平均DOC浓度范围为77.57—133.99 mg/L。(4)冻融循环期平均日径流DOC浓度(24.02 mg/L)显著(P<0.05)高于融化期(14.64 mg/L),而融化期平均日DOC输出通量(48.02 kg/km2)是冻融循环期(9.52 kg/km2)的5倍。研究结果揭示了大兴安岭多年冻土小流域春季冻融期径流DOC的输移特征及其影响因素,对理解多年冻土区碳循环有重要意义。

      • 1
    • 中国遥感干旱指数时空特征及其对气候和地表覆盖变化响应

      袁沭, 邢秀丽, 居为民

      Abstract:

      干旱严重影响植被生长,威胁粮食安全,基于遥感计算的植被状态指数(Vegetation Condition Index, VCI)、温度状态指数(Temperature Condition Index,TCI)和植被健康指数(Vegetation Health Index,VHI)是常用的干旱指数,被广泛应用于干旱监测。为了探究近年来我国干旱特征及其对气候和地表覆盖变化的响应,本文分析了2003—2016年期间VCI、TCI和VHI的时空变化特征;采用最小二乘(OLS)和偏相关分析方法分析了这些指数对气候和地表覆盖变化的响应。基于上述干旱指数计算的干旱频率表明,中温带中部和南温带等地区干旱发生频率高,干旱指数变化趋势表明在2003—2016年期间中国大部分地区干旱缓解,但在中温带、南温带和高原气候区等局部地区干旱加剧;总体而言,干旱指数随着年平均温度的上升和年降水量的降低而减小,VHI与温度和降水量的相关性在不同气候区的一致性优于VCI和TCI;裸土的减少和植被的增加导致干旱指数增大,树木转变为低矮植被干旱指数降低。

      • 1
    • 毛乌素沙地降水格局变化对油蒿木质部解剖特征的影响

      张富崇, 于明含, 何莹莹, 王春媛, 丁国栋, 唐颖

      Abstract:

      探究不同降水处理对荒漠植物木质部解剖特征的影响,可以为理解未来降水格局变化下荒漠植物适应性和预测荒漠植被演替趋势提供理论依据。本研究以毛乌素油蒿灌丛植被为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区降水格局变化趋势,设置3个降水量梯度(减水30%、自然降水、增水30%)以及2个降水间隔梯度(降水间隔5d、降水间隔15d)开展双因素完全随机试验,监测油蒿木质部各个解剖特征参数对不同降水处理的响应。结果表明:(1)随着降水量减少,油蒿的导管数量显著增多,导管密度、导管壁厚度显著增大(P<0.05)。降水间隔时间延长将显著增加油蒿的导管数量、导管密度和平均导管直径(P<0.05)。降水量与降水间隔期对油蒿木质部解剖学特征影响的交互效应不显著。(2)降水量减少和降水间隔时间延长弱化了油蒿潜在最大导水率对导管直径的响应敏感度。(3)在降水量减少和延长降水间隔时间的背景下,油蒿可以通过调整木质部导管参数兼顾水分运输的安全与效率。本研究表明,通过改变木质部解剖学特征参数来适应降水格局改变是油蒿的重要耐旱策略,未来气候变化的大背景下,荒漠植物的水力特征变化需要综合考量降水量和降水间隔的双重影响。

      • 1
    • 干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响

      王忠文, 金红喜, 郭春秀, 汪媛艳, 马福元, 何芳兰

      Abstract:

      为了探讨干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响,以巴丹吉林沙漠南缘已发育不同类型生物土壤结皮并有红砂种群成功定居的区域为研究场所,通过野外监测与室内测定的方法对藻类-地衣、地衣、地衣-藓类结皮上的红砂(当年生、幼株、成株)形态特征及生物量进行了调查研究。结果表明:(1)藻类-地衣结皮演替到地衣-藓类结皮的过程中,当年生红砂形态差异不显著,但5 a以上植株基部分枝长、树冠/侧冠投影面积、主根长均显著减小;同时,地衣-藓类结皮的3~5 a植株基部分枝数明显减少,且5 a以上植株明显矮化。(2)生物土壤结皮发育不仅降低了红砂幼株或成株生物量积累能力,还减小了植株根冠比,且降低/减小程度随结皮演替或株龄的增大逐渐增大。(3)红砂形态、生物量指标与物理或藻类结皮面积百分比呈极显著正相关关系,与藓类结皮面积百分比呈极显著的负相关关系。因此认为,生物土壤结皮的演替导致土壤关键生态因子(如土壤水分)发生变化,进而影响红砂植株生长发育能力,从而使得不同发育阶段结皮上的同龄红砂形态特征及生物量存在差异性。

      • 1
    • 城郊保护地“三生”空间变化对社会生态服务价值的影响——以邛海国家湿地公园为例

      张予倩, 赵振斌, 李小永, 张大钊, 李洋洋

      Abstract:

      “三生”空间的优化布局,有赖于对“三生”空间变化所产生的地域功能效应的认识,社会生态服务价值分析为这一效应评价提供了新的途径。以邛海国家湿地公园为例,采用参与式制图与半结构化访谈方法调查当地居民感知的社会生态服务价值变化类型,最终获取有效问卷与填图393份,提取空间数据点1830个。通过质性空间分析等方法研究湿地公园建设以来“三生”空间变化对社会生态服务价值的影响,探讨地域功能的尺度特征及其变化趋势与效应。研究表明:(1)湿地公园建设以来“三生”空间格局变化剧烈,主要表现为生产空间转换为生态空间与生活空间,前者占据主导地位,呈带状分布在邛海湿地周围,后者则呈斑块状分布在各村落周边;(2)利用Nvivo11软件进行质性分析,将归纳出的6种社会生态服务价值与区域性、地方性地域功能相联系,发现在城郊保护地“三生”空间变化中,区域性地域功能增益明显,而地方性地域功能表现出增益与贬损交织的复杂变化特征,不同尺度地域功能间存在协同与冲突的多重关系;(3)研究指出区域“三生”空间配置过程中,既要关注地域功能在地域间的水平综合均衡,也要兼顾不同尺度地域功能间的垂直综合均衡,才能实现区域效益的最优化。最后,城郊保护地在受到外部结构化力量和社区内部适应能力的双重作用下发生地域功能转化,社区参与的质性空间评价则为认识地域功能转化过程、效应及调控策略提供了途径。

      • 1
    • 人为干扰下栖息地退化对潮间带中华鲎幼鲎种群数量的影响

      陈晓海, 李银康, 应紫薇, 郭清扬, 颉晓勇

      Abstract:

      栖息地退化是中华鲎(Tachypleus tridentatus)面临的主要威胁因素。然而,人类活动和中华鲎栖息地退化之间的关系研究尚且不足。为了厘清人类活动对中华鲎幼鲎栖息地退化的影响,以北部湾潮间带为研究范围,于2014、2017和2020年对潮间带中华鲎幼鲎丰度进行随机样方法调查,并获取对应年份遥感影像(分辨率30m)作为数据源,借助GIS空间分析、景观格局分析和人为干扰度指数(human disturbance index, HDI)模型,量化评估人为干扰对北部湾潮间带中华鲎幼鲎栖息地景观格局及种群丰度的影响。结果表明:(1)2014至2020年间,北部湾潮间带幼鲎栖息地退化严重,无干扰类型景观面积逐渐减少,大部分转化为养殖;(2)北部湾潮间带人为干扰逐渐加强,无干扰等级HDI指数面积不断减少,潮间带大部分面积HDI指数呈增强趋势;(3)HDI指数与幼鲎种群丰度呈显著负相关性,HDI指数高值斑块不适合幼鲎生存。依据HDI指数动态变化及空间分布,可为潮间带中华鲎幼鲎种群栖息地景观格局优化及鲎人工放流增殖选址等保护行动提供理论依据。

      • 1
    • 根系去除改变了毛竹林土壤酶活性对氮磷添加的响应

      王一, 栾军伟, 刘世荣

      Abstract:

      亚热带是我国氮和磷沉降的热点地区,森林生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)循环对N和P沉降的响应受到广泛关注。根系作为森林土壤碳和养分持续供给的重要来源,其输入变化在N和P沉降下通过影响土壤酶活性进而调控土壤碳和养分循环过程。以毛竹林为研究对象,选择硝酸铵和磷酸二氢钠分别进行N和P添加,共设置4个处理:对照、N添加、P添加和N+P添加,并结合壕沟处理,探究毛竹林土壤C、N、P循环相关酶活性对氮磷添加和根系去除的响应,并分析它们与土壤和细根化学性质之间的关系。结果表明:土壤C、N循环相关酶活性整体上对根系去除的响应比氮磷添加更敏感,这主要是因为根系去除显著降低土壤全氮和铵态氮含量,但短期氮磷添加并未显著改变调控土壤酶活性分异的土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。与C、N循环相关酶活性不同,土壤P循环相关酶对根系去除和磷添加处理均呈现负响应,这可能是因为阻断根系P吸收和补充土壤P元素降低了微生物的P开采作用。但研究区土壤微生物仍受到P限制作用,这是因为在P缺乏毛竹林生态系统,根系比微生物具有更强的P吸收利用能力。我们的结果强调了不同功能土壤酶活性对土壤养分添加和根系输入变化响应的敏感性差异,为预测低P毛竹林生态系统土壤C和养分循环提供依据。

      • 1
    • 城市生态韧性水平空间评估及其驱动力分析——以北京市通州区为例

      薛飞, 张念慈, 夏楚瑜, 王楚玥, 李淞

      Abstract:

      随着城镇化水平的提高、城镇化进程的发展,城市生态系统逐渐变得脆弱不堪,增强城市生态韧性水平对城市发展起关键性作用。以韧性的核心内涵为基础评估城市生态韧性水平,探究城市防范化解生态风险能力在空间上的差异,从而制定分区生态治理制度,是提升城市防范化解生态风险能力的有效办法。从抵抗力、适应力和恢复力三方面构建了城市生态韧性水平空间评估模型,以2020年北京市通州区行政边界、土地利用、重点排污单位、人口等数据为例,评估了2020年北京市通州区生态韧性空间格局,并利用空间自相关模型对其分区生态治理进行研究。最后利用地理加权回归分析模型(Geographical weighted regression,GWR)进行驱动力分析,探讨社会经济层面对城市生态韧性水平空间的影响,并提出建设性建议。主要得到以下结论:(1)在空间结构上,通州区生态韧性低值区域最多,占比为52.80%,主要分布于通州区北部、东北部、中部偏西及东南部;高值区域最少,占比0.83%,零星分布于偏西部地区和偏南部地区。通州区由于缺乏相对适宜的整体规划和统筹安排,使城市生态系统的循环体系受到了负面影响,从而导致东南地区抵抗力弱。同时,近年来降水点的南移使得大量水资源在城市热岛效应的作用下流失,通州区东南部及通州大运河沿线区域内恢复力呈现出大范围低值水平。(2)通州区中心偏西北地区为副中心的核心地带,呈现低韧性水平-高排污企业密度的集聚分布情况,且生态韧性低值区域主要集聚于新华街、中仓街、玉桥街等区域,说明这些区域的环境生态风险防范化解能力比较低,需要因地制宜地对生态危机做出可持续的分区生态治理,增强区域对生态风险的调节能力。(3)结合GWR模型的驱动力分析,城市生态韧性水平主要被城市功能多样性驱动,且城市功能多样性越强,城市生态韧性水平越低,在通州区西北部的城市副中心负向影响最为显著。研究结果为城市生态韧性水平发展优化提供了理论依据,为促进国土空间合理利用和有效保护发挥积极作用。

      • 1
    • 三峡水库消落带植被高程梯度分异及其对生境胁迫的响应

      饶 洁, 段丁琪, 唐 强, 马明国, 韦 杰, 贺秀斌

      Abstract:

      三峡水库蓄水运行形成的极端生境胁迫深刻改变了消落带植被结构和功能。在消落带横向断面高程梯度上,植被生境具有典型的空间异质性。选取三峡水库典型自然恢复消落带,通过野外调查和室内分析,揭示了消落带自然演替植被的群落构成、物种多样性和生物量随高程梯度的分异特征,系统分析了极端淹水、侵蚀—沉积、土壤环境等生境胁迫类型对消落带植被高程梯度分异的影响。结果表明:①研究消落带适生植被以草本为主,共有15科25种23属,其中禾本科种类较多,但单属单种、单优群落现象明显;一年生和多年生草本分别占52%和48%,且一年生草本多在消落带上部定居,多年生草本主要在消落带下部聚集。②物种多样性指数与高程呈正相关趋势,在145—150m范围内较低,在160—170m范围内较高。③植被生物量为199.68g/m2—1211.2g/m2,总体呈现随高程增加而显著增加的趋势;受多种生境因子的复合胁迫影响,生物量随高程存在局部波动。④水库水位变动形成淹水时长、出露时令、淹水强度等是影响消落带植被生物量高程梯度分异的主导因子;侵蚀/沉积过程改变土层厚度、根层土壤持水能力和肥力条件,对植被生长产生重要影响;土壤水分和氮是植被生长的限制性因子。因此,优势生境适宜性物种选育、土壤基质保育和植被格局功能优化是三峡水库消落带植被恢复和生态功能重建的重要任务。

      • 1
    • 川渝地区NDVI动态特征及其对气候变化的响应

      刘慧丽, 陈浩, 董廷旭, 马丽, 诸鑫, 黄天志

      Abstract:

      四川、重庆位于我国西南、长江上游地区,地形条件复杂,区内生态环境对气候变化较为敏感,作为我国现代农业发展区和长江中上游重要生态屏障,探究区域植被覆盖与气候变化之间的关系对该地区生态文明建设与农业可持续发展具有重要意义。基于归一化差值植被指数(NDVI)和气象数据(气温、降水),采用Sen趋势分析、MK检验和偏相关分析法,以农业地貌分区视角分析1999—2018年川渝地区植被覆盖的时空变化特征,以及植被NDVI与气温和降水之间的时空响应。研究结果表明:(1)川渝地区及各农业地貌分区植被NDVI在近20年均呈显著上升趋势,增长速率为盆周山地区(0.0073/a)>四川盆地区(0.0063/a)>川西南山地区(0.0050/a)>川西高山高原区(0.0026/a),整体年际变化率为0.0047/a。(2)川渝地区91.51%的NDVI像元值变化为正,空间上呈现出东高西低的总体分布格局,其中盆周山地区NDVI值最高为0.60,川西高山高原区NDVI值最低为0.44。(3)川渝地区整体上NDVI与气温和降水呈正相关,且气温(r=0.707,P<0.01)强于降水(r=0.535,P<0.05),空间上植被NDVI与气温和降水呈显著正相关区域分别占39.31%、18.92%。(4)不同农业地貌区植被生长与气候变化的响应关系呈现出明显差异。在川西高山高原区NDVI与气温呈显著的正相关关系,但与降水的关系不明显,其中阿坝—若尔盖—红原等高平原地区及西北部石渠等丘状高原地区受气温的显著正效应驱动尤为明显;在四川盆地区和盆周山地区NDVI与气温和降水均呈正相关,特别是东北部平行岭谷及低山丘陵区受气温和降水的正效应影响显著。该研究有助于进一步理解川渝地区植被与气候变化的响应机制,并为促进川渝地区生态建设及发展提供参考依据。

      • 1
    • 基于贝叶斯网络的生态系统服务权衡协同关系及其驱动因子分析——以陕北黄土高原为例

      荔童, 梁小英, 张杰, 耿雨, 耿甜伟, 石金鑫

      Abstract:

      了解生态系统服务的权衡协同关系及其驱动因子效应是实现生态系统有效管理和改善人类福祉的基础。以陕北黄土高原为例,定量评估其2018年土壤保持、产水服务、粮食供给和固碳服务,在构建贝叶斯网络生态系统服务模型的基础上,通过节点的重要性分析识别影响生态系统服务的关键节点,利用联合概率分布、概率推理和情景模拟探讨生态系统服务权衡协同关系及其驱动因子效应。结果表明:(1)陕北黄土高原各类生态系统服务空间异质性较强。其中,土壤保持、产水服务和固碳服务的空间分布情况较为一致,高值区集中在东南部,低值区在西北部,呈“南高北低”的分布特征;粮食供给呈“中部高、南北低”的分布特征。(2)土壤保持、产水服务和固碳服务之间互为协同关系,粮食供给分别与土壤保持、产水服务、固碳服务为权衡关系。其中,产水服务与固碳服务的协同关系、产水服务与粮食供给的权衡关系较强。(3)土地利用、降水和NPP(Net primary production)是影响生态系统服务权衡协同关系的主要驱动因子,其中土地利用主要影响生态系统服务的协同关系,而降水和NPP在影响协同关系的同时对权衡关系也有一定地制约作用。研究发现:不同驱动因子在不同状态下产生相同的协同(或权衡)方式,相同驱动因子在不同状态则会造成协同(或权衡)方式的差异。研究对于认识多种生态系统服务间的复杂关系及其驱动因子差异,为后续提出改善生态系统管理和提高人类福祉的对策与措施,具有重要的理论和实践价值。

      • 1
    • 巢湖碳氮地球化学沉积记录揭示的全新世以来环境演化

      吴 立, 李晨晨, 马春梅, 管后春, 王心源, 张广胜, 路曙光, 李肖雪, 胡晓思, 周迎秋, 张红梅

      Abstract:

      通过对巢湖湖泊沉积物的TOC、TN、δ13Corg、δ15N和粒度参数的研究,重建了全新世以来湖泊初级生产力的变化,从而揭示了巢湖地区全新世生态环境变化历史。早全新世时期(10100-8200 cal yr BP),较高的TOC和TN、在波动中逐渐升高的δ13Corg值以及高δ15N值、高黏土(<4 μm)含量指示了较高的湖泊初级生产力,反映气候温暖较湿;中全新世时期(8200-4200 cal yr BP),TOC、TN、δ13Corg值和黏土(<4 μm)含量总体上较高但呈波动降低趋势,粉砂(4-64 μm)含量升高,δ15N值总体较低但变化幅度较大,指示初级生产力由较高水平开始逐渐降低,气候由温暖湿润逐渐向凉干方向发展;7300-5800 cal yr BP和4300-3800 cal yr BP的低δ15N和高TN值可能受到固氮蓝藻的影响,分别对应着7500-7000 cal yr BP和4200-4000 cal yr BP气候事件时期夏季风强度的减弱;晚全新世前期(4200-2000 cal yr BP),TOC、TN、δ13Corg值、黏土(<4 μm)含量的低值和较高的δ15N值、高粉砂(4-64 μm)含量代表初级生产力继续降低,气候环境进一步向冷干转变。全新世以来湖泊初级生产力的逐渐下降反映了季风的逐步减弱,而逐渐减少的30oN夏季太阳辐射是驱动季风减弱的主要因素。晚全新世后期(2000 cal yr BP至今),各环境代用指标的变化表现出不同于全新世环境演化趋势的异常,说明湖泊环境及沉积物受人类活动的影响加剧。

      • 1
    • 黄土高原蓝藻和藓类生物结皮对草本植物多样性及生物量的影响

      王彦峰, 肖 波, 汪万福, 余星兴, 张 雪

      Abstract:

      生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无结皮样地中草本植物的多样性和生物量,继而结合灰色关联分析和结构方程模型,对比分析了两类生物结皮对草本植物多样性和生物量的影响程度及作用途径。结果表明:(1)风沙土上,无结皮样地的优势科为禾本科和菊科,蓝藻结皮样地的优势科为藜科,藓结皮样地的优势科为禾本科,而黄绵土上无结皮样地的优势科为菊科、禾本科和豆科,蓝藻结皮样地的优势科与无结皮相似,藓结皮样地的优势科为禾本科和菊科;(2)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中多年生草本的株数分别增加了30%和16%,而黄绵土上两类生物结皮样地中多年生草本株数则分别增加了44%和减少了46%;(3)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中草本植物的Patrick和Shannon指数分别降低了1.0、0.2和3.4、0.5;而黄绵土上蓝藻结皮和藓结皮样地中两种多样性指数分别降低了4.8、0.2和4.2、0.4;(4)风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地的草本植物生物量比无结皮减少了111.5 g/m2和145.0 g/m2,而在黄绵土上则分别减少了127.8 g/m2和172.2 g/m2;(5)灰色关联分析显示,土壤穿透阻力对草本植物的多样性影响最大(关联系数分别为0.960和0.996),而NH4+-N和NO3--N含量对草本植物的生物量影响最大(两种土壤上关联系数分别为0.727和0.752)。综上,黄土高原生物结皮显著降低了草本植物的多样性和生物量,其途径为通过增加土壤穿透阻力以降低草本植物的种子萌发几率并限制幼苗根系伸展,同时通过土壤氮竞争限制了草本植物生长。

      • 1
    • 基于改进遥感生态指数的宁夏沿黄平原区生态环境质量评价

      董春媛, 乔荣荣, 杨智程, 罗立辉, 常学礼

      Abstract:

      区域生态环境质量评价是国民经济建设与可持续性发展规划的基础,是生态学研究的主要方向之一。以土地利用/覆盖数据和Landsat OLI数据为基础,分别在ArcGIS和GEE平台上进行景观多样性指数(Landscape Diversity Index,LDI)与归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、湿度(Wet Index,WI)、归一化裸土和建筑指数(Normalized Difference Building-Soil Index,NDBSI)、遥感生态指数(Remote Sensing Based Ecological Index,RSEI)和改进遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecological Index,MRSEI)的计算。在LDI最佳尺度约束下分析表明,宁夏沿黄平原区景观多样性指数具有显著尺度依赖特征(P<0.001),阈值出现在3000 m×3000 m。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)解释了研究区改进遥感生态指数主要受到NDVI和LDI影响,其中NDVI是PC1(特征值贡献率68.98%)的决定因子,特征向量为0.8901;LDI为次要决定因子,特征向量为-0.4246,该分量在RSEI计算中分值较高。LDI是PC2(特征值贡献率28.76%)的决定因子,特征向量为0.9100;NDVI为次要决定因子,特征向量为0.4056,该分量在MRSEI计算中分值较低。从MRSEI在应用中可信性来看,其在分析中采用LDI替代LST有效地避免了RSEI分析中NDBSI和LST之间存在的生态学意义重复表达和多因子向量投影中的高度聚集。研究区空间异质性主要以“差”和“较差”级别分布在不同土地利用/覆盖类型交错区且以环绕研究区为主要特点。在“差”到“好”梯度上,斑块密度为减少趋势由8.3 个/km2减少到5.9 个/km2,而平均斑块面积呈增加趋势由0.120 km2增加到0.169 km2。综合来看宁夏沿黄平原区生态环境质量总体MRSEI值为0.0117刚好超过“较好”水平下限。

      • 1
    • 干旱区生态系统稳态转换及其预警信号—基于景观格局特征的识别方法

      张璐, 吕楠, 程临海

      Abstract:

      在日益加剧的气候变化和土地开垦、放牧等人类活动干扰下,具有多稳态特征的干旱区生态系统可能会经历从相对健康状态到退化状态的稳态转换,导致生态系统的功能下降。早期预警信号的识别是生态系统稳态转换研究的热点,也是管理实践中防止生态系统退化的关键环节。以往预警信号研究聚焦于通用信号如自相关性、方差等统计学指标,然而这些指标对于具有特定机制的干旱区生态系统可能并不适用。基于干旱区景观格局特征所发展起来的空间指标为生态系统稳态转换提供了独特的空间视角,对于理解干旱区生态系统退化过程和机理具有科学意义和实践价值。本研究首先介绍干旱区生态系统稳态转换现象及其转换机制;聚焦景观生态学的指标和方法,从空间视角总结基于干旱区景观格局特征的关键预警指标(植被覆盖度、植被斑块形态、植被斑块大小频率分布和水文连通性等),重点剖析这些关键指标的概念、量化方法、识别特征及其实践应用;最后针对指标的优势和局限性对未来的研究方向进行展望,包括发掘潜在景观指标,加强干旱区生态系统变化的多种驱动要素的相互作用机制研究,开展多时空尺度的实证研究,构建生态系统稳态转换预警信号的整体分析框架,以及加强指标阈值的量化研究等方面。

      • 1
    • 家燕营巢特征及其对城市环境的适应性

      覃小彬, 付昌健, 向晨旭, 蓝方源, 李翔, 邢晓莹

      Abstract:

      城市面积在全球范围内迅速扩张,一些鸟类种群通过改变营巢特征,在与自然生境截然不同的城市中筑巢繁殖。但目前城市环境对于鸟类营巢影响的研究较缺乏。为了解鸟类营巢对城市环境的适应,于2016、2019年在黑龙江哈尔滨的城市与乡村环境,分别测量家燕(Hirundo rustica)巢(如,大小及形状)及巢址特征等(如,距地面和屋顶距离)参数,以探究:(1)家燕巢特征在乡村及城市生境是否存在差异?(2)家燕巢特征在年际间是否存在变化?并为城市家燕种群的保护提供理论依据及合理建议。研究采用Kruskal-Wallis秩和检验以及Wilcoxon秩和检验比较分析所测量的巢特征参数在城乡之间、年际间的差异,并对组间参数进行线性判别分析(LDA, Linear Discriminant Analysis)。结果发现,城乡间具有显著差异:(1)与乡村相比,城市巢距离屋顶更远,距地相对更近(P<0.05);(2)城市巢更浅(P<0.05);(3)从2016 到 2019年,城市和乡村巢都变得更深,半径更大(P<0.05)。根据这些发现,我们推测城市楼房建筑的楼道为家燕繁殖提供了相对更为封闭、安全的环境,旧巢及较为丰富的支撑物为家燕提供了适宜的巢址,有可能节省亲鸟在营巢上的繁殖投入;但同时应当警惕门窗关闭、资源受限、人为干扰等不利因素可能造成的生态陷阱。

      • 1
    • 湿地生物连通性影响因素及测度方法研究进展

      刘吉平, 赵月兰

      Abstract:

      湿地是地球上最多样化和最具生产力的生态系统之一,但近年来由于人类活动的频繁干扰,自然环境以前所未有的速度变化,两者的协同作用导致湿地呈现破碎化趋势。湿地的退化、转化使得湿地生物连通性减弱。良好的湿地生物连通性有利于湿地生态系统服务功能的维持、生物多样性的保护以及生物对气候变化适应水平的提高。因此理解、评估和保护生物连通性对于湿地生态系统而言至关重要。综述了湿地生物连通性的定义、总结了生物连通发生与变化的四个相互作用因子,从结构连通性、功能连通性两个测定角度,论述动物、植物和微生物三类研究对象生物连通性的测度方法,最后从湿地生物连通的时空尺度,连通与物质循环的耦合关系,湿地生物连通性评估分析模型改进角度提出了未来的研究方向,从而确保湿地生物连通网络的完整有效。可为湿地生物多样性、湿地保护和管理提供新的思路。

      • 1
    • 基于Landsat的重庆市生态环境质量动态监测及其时空格局演变分析

      王永祥, 徐园园, 杨佳嘉, 陈裕鑫, 魏佳轩, 周娟, 张未来, 程武学

      Abstract:

      长江流域是我国重要的生态屏障之一,重庆市作为长江上游最后一道关口,研究其生态质量发展对于有效保护长江流域生态环境具有重要指导意义。本文基于2011-2021年间的Landsat影像等数据,计算遥感生态指数(Remote sensing based ecological index,RSEI),并采用Sen(Theil-Sen median)趋势分析法和MK(Mann-Kendall)检验研究其变化趋势以及利用Hurst指数模型分析RSEI的持续特征。利用空间转移矩阵和重心迁移模型研究其在空间上分布特征的变化情况,最后使用降水、风速、近地表气温、海拔等辅助数据为影响因素,结合地理探测器进一步探究RSEI变化驱动力,探讨重庆市2011-2021的RSEI空间分布及演变趋势。结果表明:(1)重庆市多年平均RSEI为0.593,使用等间距法将其划分的等级为差、较差、中等、良、优的面积占比分别为2.48%、8.28%、38.32%、41,87%、9.05%。从整体来看重庆市生态质量水平较高,重庆市年际RSEI以显著趋势波动增长。(2)RSEI等级为差的地区空间上主要集中于重庆西部;较差等级主要围绕差一级的周围;中等等级主要位于重庆市中西部;有超过一半的区域RSEI等级为良或优,分布在重庆市中北部地区。(3)利用Hurst指数与Sen氏趋势分析结果利用ArcGIS叠加分析,结果共计有总体53.3%的RSEI会保持增长的可持续性。(4)通过因子探测,本文发现以近地表气温、海拔为主的自然因素以及以土地利用为主的人为因素是影响重庆市RSEI空间分布的主要影响因素。(5)从RSEI空间分布变化来看2011-2021年重庆市生态环境质量主要发生了“较差→中等”、“较差→良”、“中等→良”、“良→优”这四个路径,整体上重庆市生态环境得到优化。

      • 1
    • 放牧对祁连山高寒典型草原土壤质量的影响

      桑亚转, 尤杨, 李多才, 安玉峰, 侯扶江

      Abstract:

      土壤质量是维持陆地生态系统稳定性与功能多样性的基础。放牧作为草地资源最广泛的利用方式之一,其对草地土壤质量的影响却缺乏量化标准,且两者之间的作用机理尚不明确。以祁连山高寒草原两个季节性牧场为研究对象,结合生态系统耦合与生态系统多功能性,探究了放牧对高寒草原土壤质量的影响与潜在机制。试验结果表明:基于最小数据集,不同放牧率下土壤质量指数差异显著(P<0.05),冬季牧场和春秋季牧场放牧率分别在2.45 马鹿·月/hm2和0.8 马鹿·月/hm2时土壤质量指数最高。土壤速效磷、有机碳、氮磷比和土壤pH是决定冬季牧场土壤质量的关键因子,而春秋季牧场中则是土壤有机碳、碳氮比和土壤pH;两个季节性牧场土壤质量指数与物种丰富度指数(P<0.05)和香浓维纳多样性指数(P<0.0001)呈显著正相关。高寒草原季节性牧场放牧地植物群落物种多样性与土壤因子耦合度在0.67—0.81之间,平均耦合度为0.74,属于中度协调;随着放牧率的增加,生态系统多功能性指数逐渐减低且与土壤质量指数变化趋势相似,间接证明了本研究最小数据集构建的合理性。本试验通过探究放牧对高寒草原不同季节性牧场土壤质量与生态系统功能的影响,结合草地植物群落物种多样性与土壤因子之间的耦合关系,深入挖掘了土壤质量变化规律与其潜在机制,为更好地保护与利用高寒草原草地资源提供了理论依据。

      • 1
    • 包容性治理:中国国家公园治理的新思路

      马婷, 钟林生, 虞虎, 富礼正, 桑卫国, 魏锋, 李在千

      Abstract:

      模式的选择在自然保护地有效治理过程中起着关键作用,适宜的治理模式是实现自然保护地生态、社会、经济和文化综合效益最优化的重要途径。包容性治理在建立多元共治、全民共享的国家公园治理体制、促进社会公平和容纳边缘主体等方面具有独特优势,是对保护地治理模式的优化与创新,拥有广阔的应用空间。论文系统总结了全球保护地治理模式,对不同治理模式进行了比较和评价,重点从理论和实践背景阐述了包容性治理的源起;从边缘性和公平性视角两方面分析了现阶段中国国家公园进行包容性治理的必要性与可行性;并对中国国家公园包容性治理框架进行了阐释,提出了中国国家公园包容性治理建议和思考。以治理主体多元化、主体间的合作、促进社会公平、容纳全体社会成员自由发展、尤其是确保边缘化人群的利益为特征的包容性治理,可以成为中国国家公园协调保护和当地发展的新思路、新选择。

      • 1
    • 植物与传粉者物候错配效应的研究进展

      王文, 杜军, 何志斌, 马登科, 赵鹏

      Abstract:

      开花植物与传粉者之间稳定互惠模式的建立是维持互作双方种群适合度的关键。在全球变化的背景下,植物与传粉者对温度、融雪、人类活动等外界扰动的响应差异,易于引起两者关键物候期的不同步发生,由此可能减少传粉互作的重叠时间,改变相互作用的成本和收益,进而对两者的种群动态产生潜在的深远影响(即物候错配效应)。近年来国内外对植物花期与传粉者活动物候的错配研究主要集中在两方面:一是物候错配现象发生的原因及机制;二是这种物候错配带来的生态后果,尤其是对互惠双方种群动态的影响。但由于研究方法及数据获取等方面的局限性,物候错配研究仍存在一些薄弱环节,如物候匹配模式对环境变化的响应机制、传粉效率对错配效应的调节影响、物候数据获取的独立性等。本文综述了植物-传粉者物候错配效应的最新研究进展,并对未来的研究展望进行初步探讨,以期为物种多样性、动植物种群动态的合理预测等方面的研究提供有益的参考。

      • 1
    • 森林伐后碳减排核算方法演进与展望

      张小标, 逯非, 杨红强, 欧阳志云

      Abstract:

      森林生态系统的碳汇功能对我国完成“双碳目标”具有独特意义,其中森林伐后碳减排,包括木质林产品全生命周期内的碳储和替代减排,是增强林业中长期碳减排能力的重要路径。当前我国森林伐后碳减排研究尚落后于欧美等发达国家,不利于我国林业国家碳库模型的构建以及更好地指导固碳增汇的森林管理策略。系统回顾了近30余年国内外学术界关于森林伐后碳减排方法学的演进动态,总结了碳循环和碳减排模型的核心参数,为推进我国森林伐后碳减排研究提供理论基础。学术界近30余年涉及方法模型的主要成果如下:①建立并完善了立足于木材采伐国的生产法和简单分解法,以及立足于终端木质林产品消费国的储量变化法和大气流动法两类方法框架;②形成了体系化的碳储计算模型,并在包括发达国家和主要发展中国家取得了大量实测数据和参数积累;③初步完成了替代减排分析模型和基于情景设定的分析框架,并在以欧美国家为主体的部分地区进行了应用。在梳理历史文献的基础上,本研究认为当前存在的方法缺陷包括:第一,既有依靠实测调研获取数据的成本过高,限制了研究国家的深度和广度,尤其导致广大发展中国家研究较为薄弱;第二,当前方法框架在追踪木质林产品贸易流方面较为欠缺,难以形成生命周期链条的上下游国家的有机整合;第三,替代减排基本假设对社会经济规律下的替代考虑较为薄弱,影响其评估结果的客观性。研究认为,首先应加强在既有实测数据的基础上总结一般规律、形成经验模型,降低发展中国家的数据获取成本;其次应建立一种立足于中间木质林产品生产国的方法框架,并结合多区域投入产出模型力图整合生命周期上下游国家;最后,引入包括经济学经典的替代弹性和产业关联分析可能是增强替代减排客观性的路径。

      • 1
    • 川西农牧交错带“三生”空间冲突演变特征分析及模拟预测——以阿坝州四县为例

      董兆蓉, 苑全治

      Abstract:

      川西农牧交错带位于我国第一阶梯、第二阶梯的过渡区域,海拔高差大,地貌类型多样,生态环境复杂,是我国西部典型的生态脆弱区域,积极开展川西农牧交错带“三生”空间(生活、生产、生态)冲突研究,对于促进农牧交错带生态保护和社会经济持续发展,保障国家生态安全具有重要战略意义。本文以阿坝藏族羌族自治州四县(马尔康、理县、黑水、松潘)为例,以2005-2020年土地利用现状数据为基础,运用CLUE-S模型模拟预测2025年土地利用格局;基于研究区域土地利用的主、次功能划分为“三生”空间(生活生产空间、生态生产空间、生产生态空间、生态空间),并构建空间冲突测度模型,测算研究区域2005-2025年“三生”空间冲突指数。结果表明:(1)2005-2025年四县域生态生产空间占比最大,其次是生态空间、生产生态空间、生活生产空间。生活生产空间和生产生态空间面积呈现连续上升趋势,生态生产空间的面积连续下降,生态空间面积呈现波动变化的特点。(2)2005-2025年该区域空间冲突水平以中等空间冲突为主,但中等以上空间冲突呈现波动上升趋势。(3)2005-2025年,总体而言空间冲突值的高-高聚集区主要位于四县域的农牧交错带、生活生产空间的交叉区域且表现明显,高-高聚集区在松潘县和马尔康县的农牧交错带有逐渐扩大的趋势,黑水县和理县集聚区面积先减少后轻微扩张;空间冲突值的低-低集聚区主要位于以生态生产空间为主与生态空间的交叉区域;集聚不显著的区域以生态空间为主。(4)整体来看,川西农牧交错区域 “三生”空间中生态生产空间冲突强度最高,其次是生态空间、生产生态空间和生活生产空间。

      • 1
    • 荒漠草原异常降水对不同载畜率下植物群落物种组成及多样性的影响

      李江文, 何邦印, 张晓曦, 回虹燕, 李彩, 韩国栋

      Abstract:

      放牧和异常降水对荒漠草原生态系统产生了显著的影响,群落物种组成及多样性因降水和载畜率的改变而变化。然而不同载畜率下荒漠草原植物群落物种组成及多样性对异常降水的响应尚不明晰。本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,调查并分析不同载畜率(绵羊,CK:不放牧、LG:0.93、MG:1.82和HG:2.71羊单位?hm-2?半年-1)放牧区植物群落物种组成及其数量特征。结果表明:降水增加对群落数量特征和物种多样性促进作用显著,但对群落物种优势度指数有显著抑制作用;降水增加使得不同功能属性物种数目增多,引起建群种物种综合优势度降低,从而改变群落物种组成及多样性;不同功能属性物种对载畜率的响应存在差异,群落物种组成及多样性在响应异常降水变化时,降水与载畜率之间协同变化和相互制约,但直根系C3植物和群落总密度的变化主要受载畜率影响。异常降水可影响长期过度放牧引起的生态系统过程,对草地生态系统恢复有积极作用。

      • 1
    • 基于ENVI-met研究城市道路绿化带对PM2.5的消减作用

      符冰芬, 吴海堂, 赵立华

      Abstract:

      随着经济的快速发展及机动车保有量的持续增长,车辆造成的道路污染问题日益严重。广州作为中国重要的经济发展城市,交通源排放问题高度集中,机动车排放是城市PM2.5的主要来源之一,开展减缓城市道路污染危害的研究具有重要意义。本研究为调查绿化带对广州城市道路PM2.5的影响,运用实测与ENVI-met模拟结合的研究方法,实测并分析城市道路空间PM2.5的浓度分布及其影响因素,使用实测数据对模拟软件进行验证分析,模拟研究理想道路模型下不同高宽比、风向等因素及绿化带植配类型对PM2.5的消减作用。研究表明:(1)城市道路空间PM2.5浓度分布受污染源、街道高宽比、风速风向、绿化带等综合影响,自然消减情况下,其主要受风速风向和高宽比双因素影响;(2)通常街道高宽比越大,越有利于道路空间PM2.5的扩散;(3)城市道路空间PM2.5自然沉降最小距离为12 m,0—12m范围应内应保持无障碍物的开敞环境,PM2.5消减的关键范围是12—24 m,此范围内可以利用生态手段沉降颗粒物;(4)PM2.5消减率受绿化带和风向的双控制,应根据主导风向选择绿化带植配方式。在主导风平行面和垂直迎风面绿化带对PM2.5有正消减效应,建议植配类型为“乔-乔+灌+草”;在主导风垂直背风面绿化带对PM2.5呈负消减效应,植配类型为“乔-灌”绿化带消减率接近于自然消减率,而植配类型为“乔-灌+草”和“乔-乔+灌+草”的绿化带加重了颗粒物在该区域的积聚。

      • 1
    • 京津冀地区经济社会要素与碳排放的时空耦合关系分析

      杨青林, 赵荣钦, 胡月明, 肖连刚, 谢志祥, 揣小伟, 谢英凯

      Abstract:

      碳排放受区域发展水平、产业结构、消费模式等经济社会多要素的综合影响。开展区域经济社会要素与碳排放的时空耦合关系研究,不仅有助于揭示区域内部各要素空间格局对碳排放的影响机制,而且对于制定差别化的经济、环境和产业政策,推动区域低碳协调和均衡发展也具有重要的实践意义。基于京津冀地区2005~2020年的相关统计数据,采用区域重心模型、空间关联性分析方法、地理集中度、不一致指数、空间自相关分析等方法,探讨了区域人口、经济、消费水平、第二产业、贫困度、碳排放量等经济社会要素的重心转移特征和地理集中度,并对各要素与碳排放的空间关系进行了分析。结果表明:(1)2005~2020年京津冀地区各经济社会要素均不同程度偏离区域几何中心,各要素在空间上长期处于不均衡状态,但随着时间推移,不均衡状态有所减缓。(2)研究期内,各经济社会要素的重心移动轨迹具有明显的阶段性,京津冀地区各要素重心格局易于波动,碳排放与其他要素重心空间耦合性呈现波动式变化。(3)人口因素是影响碳排放量增长的主要因素。贫困度、第二产业比重、经济发展水平的灰色关联度数值也都较高,贫困度、第二产业比重、经济发展水平也是碳排放量增长的主要驱动力。(4)京津冀地区各县(市、区)各要素地理集中度在空间上大多呈现出北低南高的分布格局,且主要表现为“核心—外围”之间的差异。(5)2005~2020年间京津冀地区各要素不均衡指数逐渐增强,各要素与碳排放空间分布逐步向空间均衡发展变化,且这种变化趋势通过空间自相关检验,区域协同发展有助于碳减排。

      • 1
    • 岩溶地区不同规模城市遗存山体表面空气负离子及其影响因素分析——以贵阳市为例

      周寒冰, 包玉, 王志泰

      Abstract:

      为探索岩溶地区城市遗存山体(urban remnant mountains,URMs)表面空气负离子浓度(negative air ion concentration,NAIC)特征及其影响因素,以贵阳市建成区内22座城市遗存山体为研究对象,通过样地调查法分析了城市遗存山体表面空气负离子浓度空间格局特征,运用单因素方差分析LSD法、pearson相关性及线性回归分析等方法分析了山体规模大小、山体斑块特征、山体平均植被覆盖度、植物物种多样性、植物群落体积生物量、地表辐射、空气温湿度、人为干扰程度、近红外辐射、短波红外辐射及城市遗存山体周边城市景观格局等因素对城市遗存山体表面空气负离子浓度的影响。结果表明:(1)不同规模城市遗存山体的表面空气负离子浓度表现为中型山体>小型山体>大型山体;空气负离子浓度在城市遗存山体坡向上呈东坡面和北坡面大于西坡面和南坡面的两级格局,同一坡向的不同坡位间无明显差异。(2)空气负离子浓度与山体表面温度极显著负相关,与山体表面空气湿度极显著正相关;植物群落体积生物量对城市遗存山体表面空气负离子浓度影响较大,且小型山体表现最明显;植物物种多样性对山体表面空气负离子浓度影响微弱,其中Margalef指数影响最大。(3)大型城市遗存山体表面空气负离子浓度与人为干扰、山体平均海拔、山体斑块形状指数及地表辐射等因素有相关性;中型城市遗存山体人为干扰、山体坡度差和山体斑块形状指数对其表面空气负离子浓度影响明显;小型城市遗存山体表面空气负离子浓度不受山体斑块特征影响。(4)各规模城市遗存山体表面空气负离子浓度受周边环境影响空间尺度为大型山体周边300 m范围内,中小型山体周边500 m范围内。周边环境中水域相关指标对大中型城市遗存山体表面空气负离子浓度影响最大,城市遗存山体相关指标对小型城市遗存山体表面空气负离子浓度影响最大。探究岩溶城市遗存山体内外部环境对山体表面空气负离子浓度的影响,有利于丰富喀斯特地区空气负离子研究以及为生态康养和山地旅游规划提供科学借鉴。

      • 1
    • 北京地区侧柏和垂柳释放有益BVOCs组分日动态变化特征研究

      李少宁, 陶雪莹, 李慧敏, 赵娜, 徐晓天, 鲁绍伟

      Abstract:

      采用动态顶空套袋采集法和自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术,在北京市顺义区高丽营试验基地(40°11'08″N,116°29'41″E),选择北京市常见绿化树木—侧柏(Platycladus orientalis)和垂柳(Salix babylonica)进行植物挥发物套袋采样分析。在2019年4月、6月、9月选择晴朗无风或微风天气,在每月上、中、下旬各选3天,选取树龄相同、长势一致3个单株树种作为平行样,于8:00~18:00对供试树种释放BVOCs进行采集, 采集时间间隔为2h,记录采样时间、当天气候条件、树种和吸附管编号、环境温湿度、瞬时风速等信息,一并带回实验室分析鉴定。通过分析得原始数据即总离子流图,图中各峰代表的化学信息经Nist 2008标准谱库进行确认和筛选。查阅文献资料甄别有益成分,各有益成分在样品中的相对百分含量采用面积归一化法。对不同季节的侧柏和垂柳叶片释放的有益挥发性有机物( BVOCs) 成分含量及变动趋势进行分析。结果表明:侧柏在春季1天不同时段释放有益BVOCs成分共鉴定出22种,6类化合物,包括烯烃类13种,醛类3种,酯类和醇类各2种,酮类和其他类各1种;在夏季1天不同时段释放有益BVOCs成分共鉴定出31种,7类化合物,包括烯烃类14种、醇类5种、酯类4种、醛类和酮类各3种、有机酸和其他类各1种;秋季1天不同时段释放有益BVOCs成分共鉴定出22种,6类化合物,包括烯烃类8种、醇类5种、酯类4种、醛类3种、酮类和其他类各1种。然而垂柳在春季1天中释放有益BVOCs共鉴定出23种,共6类化合物,其中烯烃类10种、酯类5种、醛类和醇类各3种、酮类和其他类各1种;在夏季1天中各时段释放有益BVOCs共鉴定出23种,6类化合物,其中醇类7种,烯烃类和酯类各4种,醛类和酮类各3种,其他类2种;秋季1天中垂柳释放有益BVOCs共鉴定出19种,6类化合物,其中醇类5种,烯烃类和酯类各4种,醛类3种,酮类2种,其他类1种。侧柏和垂柳在生长季(春、夏、秋)一天中释放有益BVOCs除夏季侧柏释放出微量有机酸外,均以烯烃类、酯类、醛类、酮类、醇类和其他类6类化合物为主。侧柏总有益BVOCs在春季日变化呈“单峰单谷”曲线,夏季日变化呈“单峰”曲线,秋季日变化呈“双峰单谷”曲线;垂柳总有益挥发物在各季一天中均呈“单峰型”曲线。各季侧柏和垂柳释放有益BVOCs相对含量日变化高峰期多在正午前后,低谷期则是在高峰期前后出现。

      • 1
    • 基于FLUS模型的郑州市“三生空间”模拟及生态环境效应分析

      姜昕彤, 翟石艳, 王铮, 刘欢, 陈静, 朱悦悦

      Abstract:

      本文选取郑州市为研究区,基于2010,2015和2020年土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和生态环境效应评估方法,分析2010-2020年“三生空间”格局变化和生态环境质量时空演变。采用Future Land Use Simulation(FLUS)模型,以2015年土地利用数据为基准,结合自然发展情景、生产优先情景和生态保护情景三种情景,模拟2035年“三生空间”格局发展,并计算区域生态环境质量指数及生态贡献率。结果表明:①2010-2020年,郑州市生产空间占地面积持续下降,生活空间不断增加,生态空间先增加后减少。②2010-2020年,生态环境质量指数从0.3097持续降至0.3058,低质量区域不断扩张。农业生产用地的缩小,以及其他和水域生态用地被占用是导致生态环境质量恶化的主要因素。③自然发展情景下,生活空间存在扩张趋势,而生产和生态空间却不断下降,而生产优先情景和生态保护情景下,生活空间缩减,生产和生态空间不断上升。④三种情景中,生态保护情景下郑州市2035年的生态环境质量指数最高,且在该情景下郑州市生态环境质量水平也在不断提升。研究模拟未来土地利用格局变化及其引起的生态环境效应,将有利于优化现有土地利用空间格局,促进城市可持续发展。

      • 1
    • 基于主体功能区划的湖南省生态系统服务供需关系演变

      朱佩娟, 王学栋, 谢雨欣, 文宁, 张伟娜

      Abstract:

      生态系统服务供需关系研究是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管控的重要依据,基于主体功能区划视角的研究对构建生态安全格局、促进区域经济可持续发展具有重要意义。以湖南省各县域为研究单元构建湖南省生态系统服务供需评估指数,运用ESSD系数、局部空间自相关等方法,将湖南省主体功能区划实施前(2006-2011年)和实施后(2012-2017年)两个时间段作对比,分析生态系统服务供需关系的时空变化及空间相关性特征。研究结果表明:(1)主体功能区划政策对湖南省有效保护生态系统,稳定供需关系产生积极导向作用。(2)湖南省生态系统服务供需系数存在显著的空间异质性,始终呈现西高东低的空间分布特征。各类功能区的生态系统服务供需关系存在较大差异,重要开发区主要表现为供不应求,重要生态功能区主要表现为供过于求,农产品主产区主要表现为供需均衡。(3)湖南省生态系统服务供需关系空间负相关性增强,生态系统服务供需空间平衡性差异加剧。

      • 1
    • 基于多源遥感影像的盐碱地治理效果研究

      孙志超, 祁雨薇, 汪东川, 姜杰, 韩明利, 赵人杰

      Abstract:

      本文将Landsat-8 OLI影像与Sentinel