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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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    2024年第44卷第9期
      封面目录
    • 专论与综述
    • 秦雨珂,程珂珂,杨波,郑惠娜,蔡中华,肖宝华,周进

      2024,44(9):3561-3574, DOI: 10.20103/j.stxb.202307201558

      Abstract:

      珊瑚礁作为一种典型的海洋生态系统,具有巨大的固碳和储碳潜力。然而,目前对于珊瑚礁的净碳能力(碳释放与碳吸收)仍存在争议,主要归因于珊瑚共生体碳代谢的多样性和复杂性。珊瑚礁在生物钙化、呼吸过程中向大气释放二氧化碳(CO2);但在生物合成和沉积过程中却可以将碳进行固定与埋藏;为此,珊瑚礁的碳源碳汇身份还有待明确。现有部分研究表明,共生体通过碳代谢可以促进珊瑚礁吸收大气中的CO2。此外,珊瑚礁和海岸带蓝碳生态系统通常表现出很强的连通性,珊瑚共生体碳代谢能有效提高海岸带盐沼植被、海草床、海洋浮游植物等生物的碳汇功能。为了加深对珊瑚礁碳源-碳汇功能的理解,综述了珊瑚共生体的碳代谢特征,梳理了共生体中碳的关键生态过程(有机碳的迁移、无机碳的转化、两者的赋存状态),总结了细菌-虫黄藻-病毒在共生体碳代谢中的作用,评述了珊瑚礁碳源-碳汇特征及影响因子。旨在阐明珊瑚共生体碳代谢的关键过程,并基于此寻求有效的珊瑚礁碳增汇技术,形成以碳增量为主的珊瑚保护与修复技术,提升珊瑚礁在蓝碳生态系统中的贡献。

    • 王偲,朱婷,杨欣亚,梁晓晗,王磊,陆永跃,温秀军,华彦

      2024,44(9):3575-3585, DOI: 10.20103/j.stxb.202211163313

      Abstract:

      红火蚁(Solenopsis invicta)具有扩散迅速、攻击性强等特点,常对入侵地区造成巨大的生态危害。虽然很多文献报道了红火蚁对无脊椎动物的影响,但红火蚁对脊椎动物影响的研究较少,也缺乏系统的总结。综述了红火蚁对不同脊椎动物类群的影响和主要的研究方法(野外调查、案例分析、实验室评估、比较分析和人工移除红火蚁),以及脊椎动物对红火蚁的行为和生理防御机制。一般而言,红火蚁常以腹部末端的螯针攻击其他动物并释放毒液,可直接捕食、伤害各种脊椎动物的卵、幼体和成体,并影响动物的行为。此外,红火蚁可降低生境内无脊椎动物的丰度,间接影响捕食者的种群数量。尽管红火蚁是陆生生物,但鱼类可能取食掉落在水面的有翅繁殖蚁而中毒,且漂浮于水面的红火蚁蚁筏也可能对鱼类造成威胁。由于两栖类动物通常体型较小,运动能力较弱,且皮肤缺乏角质层与鳞片毛发等结构的保护,极易受到红火蚁的攻击和伤害。对于鸟类和爬行类,红火蚁主要捕食卵和幼体,并干扰成体的筑巢和育幼行为,降低其繁殖成功率。此外,红火蚁对小型哺乳动物的觅食行为和种群数量均可造成负面影响,并可蛰刺伤害牛羊等家畜,对畜牧业造成巨大的经济损失。一些动物对红火蚁具有行为防御,如用附肢蹬掉体表的红火蚁,或避免取食或接触红火蚁。此外,一些动物能对红火蚁的毒素产生抗体,或调整体内荷尔蒙水平以应对红火蚁的攻击。然而,仍不清楚这些行为和生理反应是否普遍存在于其他脊椎动物,以及能在多大程度上保护其免受红火蚁伤害。值得注意的是,几乎所有的相关研究都是由国外研究者完成的,建议我国学者更多的关注红火蚁对我国经济物种、珍稀动物和食蚁物种的影响。

    • 刘加强,崔陆,周子振,丁千,杨杨阳,蒋园园,徐蕾

      2024,44(9):3586-3599, DOI: 10.20103/j.stxb.202307281621

      Abstract:

      微塑料(microplastics, MPs)作为一种新兴污染物,广泛存在于土壤中,并不断迁移转化,对土壤生态系统和生物多样性产生潜在风险。为了全面评估土壤MPs的环境风险,加强MPs污染的风险管控,讨论了土壤环境中MPs的类型,系统阐述了土壤MPs的载体效应和迁移行为,并从微生物、植物、动物以及人类四个方面综述了土壤MPs的潜在风险。土壤中MPs并不是单独存在的,MPs的潜在风险一方面来自其本身(颗粒和添加剂)的生物毒性,另一方面是其对共存污染物(有机污染物、重金属和致病菌等)的载体效应。在非生物(淋溶、重力)和生物等作用下,土壤中的MPs时刻都在经历着复杂的迁移过程,从而加剧了其对土壤生态系统的影响。由于粒径小, MPs很容易进入食物链并层层传递,从而对不同营养级生物的正常生理活动产生不利影响,包括影响土壤动植物的新陈代谢,生长,发育和繁殖。此外,MPs不仅在环境中存在,而且也在人体中被发现。MPs可通过饮食、呼吸或皮肤接触等途径进入人体,从而对人体可能产生一系列不良反应。虽然目前仍没有足够的证据证明MPs对人体的直接危害,但其潜在风险仍不容忽视。探讨了土壤MPs污染治理的策略,并对未来土壤微塑料污染的研究方向和重点进行了展望。研究将有助于加深人们对土壤微塑料污染的认识,并为更好地开展微塑料的毒理效应研究和风险评估提供科学线索和理论参考。

    • 研究论文
    • 吕宁宁,刘子晗,杨培蓉,钟淑芳,郑雪燕,唐银,叶义全,曹光球,许珊珊

      2024,44(9):3600-3611, DOI: 10.20103/j.stxb.202308131746

      Abstract:

      遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗 "洋061"为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82 μmol m-2 s-1、30%遮荫(T1)光强856.31 μmol m-2 s-1、55%遮荫(T2)光强542.68 μmol m-2 s-1、70%遮荫(T3)光强382.08 μmol m-2 s-1、85%遮荫(T4)光强219.56 μmol m-2 s-1,比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%-55%遮荫即光照强度为542.68-856.31 μmol m-2 s-1是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

    • 林力涛,刘煜杰,王玉刚,张超,冯文婷

      2024,44(9):3612-3622, DOI: 10.20103/j.stxb.202307231575

      Abstract:

      防护林作为沙漠公路的安全保护屏障,其生长和应对胁迫所需的养分供给依赖于土壤微生物。以塔里木沙漠公路防护林和自然沙漠为研究系统,探究土壤细菌和真菌群落、两种生境共有和特有微生物物种变化对土壤物质循环功能的驱动作用。结果显示,土壤细菌和真菌物种丰富度(P < 0.01, P < 0.01)及群落组成(P < 0.05, P < 0.01)均受防护林营造的显著影响,细菌物种丰富度的响应增幅为77.5%,高于真菌22.1%。细菌群落是导致土壤酶活性升高的显著驱动因素,而非真菌群落或环境因子;细菌物种丰富度(rho=0.46, P < 0.01)和群落组成(rho=0.68, P < 0.01)与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。共有细菌相对丰度(rho=0.47, P < 0.01)和特有细菌物种丰富度(rho=0.36, P < 0.01)是驱动土壤酶活性改善的关键因素,与土壤酶之间呈显著偏Mantel相关。研究表明,沙漠公路防护林土壤细菌而非真菌主导微生物群落的响应,细菌群落通过改变本地物种丰度和新物种数量来调控土壤功能。

    • 刘可意,杨佳,姜淑娜,谷会岩

      2024,44(9):3623-3635, DOI: 10.20103/j.stxb.202307091478

      Abstract:

      东北作为我国重要农产品基地,其黑土有机质含量可达普通土壤的十倍。近年来由于过度的开发与利用,导致黑土质量下降,因此研究农田防护林对土壤质量的改善具有战略意义。为探讨农田防护林对黑土质量的改善效果,以不同林龄(Y1:林龄是1 a的小黑杨;Y5:林龄是5 a的小黑杨;Y6:林龄是6 a的小黑杨;Y8:林龄是8 a的小黑杨)小黑杨林下土壤为研究对象,通过测定小黑杨防护林样地的土壤理化性质,分析不同林龄小黑杨林下土壤理化性质的差异,并通过最小数据集方法对林下土壤质量进行评价。结果显示:(1)不同林龄土壤质地为:Y1:砂质土壤;Y5:壤土;Y6:粉砂质土壤;Y8:粉砂质土壤。(2)土壤透气保水性随林龄增长向良性方向演化,表层土壤容重由1.33 g/cm3减小到1.17 g/cm3,不同土层间差异不显著,且土壤物理指标与树木生长量及其他土壤因子具有较强的相关性。(3)土壤pH随林龄减小,随土层呈波动性变化,范围在6.19-6.58之间。土壤养分随林龄呈波动性变化,垂直变化差异显著,除速效钾外均富集在表层,各土壤养分元素之间相关性较弱。(4)土壤微量元素有效态含量在不同林龄及土层均差异显著,且各元素之间相关性较强。(5)基于最小数据集的构建发现,影响不同林龄小黑杨土壤质量的最小数据集指标包括全氮、全钾、饱和持水量、速效磷、钙、锰,经总数据集验证所构建的最小数据集可体现小黑杨林下土壤质量有效信息。(6)小黑杨不同林龄土壤质量指数介于0.358-0.667,土壤质量综合得分排名为Y8 > Y6 > Y5 > Y1。基于以上发现,小黑杨作为农田防护林对黑土区土壤质量改善效果明显,土壤保水透气性显著提升,土壤化学养分及微量元素含量部分提高,且不同林龄小黑杨对养分的循环利用效果差异显著。为实现黑土资源的合理利用,本研究建议随防护林林龄增加,更改林下套种作物以提高土壤质量及作物产量,为幼龄防护林对黑土区耕地的可持续利用提供科学依据。

    • 刘婷,雷志刚,陈述,吴小红,欧阳子都,闫文德

      2024,44(9):3636-3647, DOI: 10.20103/j.stxb.202306071216

      Abstract:

      近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰。以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素。结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮 、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素。森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复。研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据。

    • 陈壹铭,单立山,马静,王红永,解婷婷,杨洁,马丽

      2024,44(9):3648-3659, DOI: 10.20103/j.stxb.202307071465

      Abstract:

      植物的叶片和细根是植物地上部分和地下部分最重要的营养器官,其碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征反映了植物的养分限制状况及叶片与细根间的协同作用,开展叶片与细根化学计量关系的研究,对认识植物养分利用策略及元素间平衡关系有重要意义。对西北干旱区21种荒漠植物叶片与细根C、N、P含量进行了测定,分析了C、N、P含量及其计量比在不同生活型及不同器官间的关系。结果表明:1)西北干旱区荒漠植物叶片与细根C含量相对稳定,叶N、P含量高于细根,说明在干旱生境中,植物对养分的分配侧重于地上部分,以完成其正常的生命活动;叶片与细根的N ∶ P无显著差异,有明显的保守性,表明植物地上与地下部分养分吸收策略与分配规律具有一致性;2)不同生活型植物叶片和细根的C、N、P含量及C ∶ N、C ∶ P存在显著差异,灌木与禾草具有较高的C ∶ N和C ∶ P,杂类草具有较高的N、P含量,说明灌木与禾草倾向于保守型养分适应策略,杂类草倾向于快速生长的资源竞争策略;3)21种荒漠植物叶片与细根N、P含量间均存在显著的正相关关系,表明西北干旱区荒漠植物体内N、P元素间存在相互作用;4)植物叶片与细根间C、N、P含量及C ∶ N、C ∶ P存在等速生长关系,表明植物光合产物和养分在地上与地下部分间的分配具有平行的比例关系,但这种关系受生活型影响。上述结果表明西北干旱区不同生活型植物在恶劣生境中存在不同的养分适应策略,且地上与地下部分的养分利用策略及分配规律存在协同作用,这为进一步认识西北干旱区荒漠植物的养分利用策略提供了试验基础。

    • 毛军,其曼古丽·拉提,乔福生,胡雷,刘丹,王长庭

      2024,44(9):3660-3675, DOI: 10.20103/j.stxb.202305151023

      Abstract:

      植物碳 (C)、氮 (N)、磷 (P) 含量及其生态化学计量比反映了植物对环境变化的适应。然而, 目前关于不同植物功能群如何调节C、N、P含量及其生态化学计量比以适应海拔梯度的变化还不清楚。在青藏高原东南缘高寒草甸选取了60个样点, 对不同功能群 (禾本科、莎草科、豆科和杂类草) C、N、P含量及其生态化学计量比 (质量比) 沿着海拔梯度 (3300-3500 m、3500-3700 m、3700-3900 m、3900-4100 m和4100-4300 m) 的变化规律及其关键驱动因子进行研究。结果表明: 1) 不同植物功能群具有一定的生态化学计量学内稳性, 各功能群C含量, 莎草科和豆科N含量, 禾本科、莎草科和杂类草P含量, 以及除莎草科C ∶ P之外的不同功能群C ∶ P和N ∶ P随海拔升高变化不显著 (P > 0.05) 。2)禾本科和杂类草植物通过增加N含量适应高海拔环境, 即海拔3900-4100和4100-4300 m它们的N含量显著高于其他海拔。4100-4300 m豆科植物P含量显著低于3700-3900 m (P < 0.05) 是由年平均降水量下降引起的。3) 4个功能群C ∶ N整体上随着海拔增加而下降, 表明海拔升高引起植物N素利用效率下降; 同时, 各植物功能群N ∶ P均大于16, 植物生长受P限制。4) 与非豆科植物相比, 豆科植物N含量和N ∶ P高, 而C含量和C ∶ N低。5)冗余分析 (RDA) 和结构方程模型 (SEM) 表明, 海拔和纬度共同驱动的年平均气温和降水量变化是调控不同植物功能群C、N、P含量及其生态化学计量比的关键因子。综上, 海拔梯度上, 植物具有增加、降低或保持自身C、N、P含量及其生态化学计量比稳定的生态适应性策略, 这种差异因植物功能群的不同而异, 因此在构建植物C、N、P生物地球化学模型中应考虑海拔梯度上植物生态适应性策略的差异。

    • 昝瑛,马竟文,索朗玉珍,余钰淋,万玛吉,袁佳佳,陶建平

      2024,44(9):3676-3688, DOI: 10.20103/j.stxb.202306101235

      Abstract:

      植物功能性状之间的关系是反映植物在资源获取和资源保守策略之间权衡的有力指标。喀斯特是全球最脆弱的陆地生态系统之一,其中的植被长期遭受干旱的胁迫,对极端天气和极端降水高度敏感。在降雨极端化的背景下,喀斯特地区植物生态策略的变化还不得而知。以西南喀斯特弃耕地演替初期群落中12种草本植物为对象,通过保持年降水量不变,人为控制单次降水量以及降水频率,以自然降雨为对照组(CK),设置中雨频率增强处理组(T10),大雨频率增强处理组(T25)和暴雨频率增强处理组(T50)3个处理组。模拟在全球变化导致的降雨极端化情境下,研究植物根茎叶功能性状的响应特征及经济型谱之间的关系。主要结果如下:(1)根茎叶的功能性状对降雨极端化的响应不同,其中根的理论导水率随着降雨极端化增强而增加,而茎和叶的理论导水率仅在T25增加,根茎叶三种器官中对降雨极端化最敏感的是茎;(2)根茎叶各器官均有自身稳定的"快-慢"经济型谱。降雨极端化仅T50的植物会选择介于资源获取和资源保守策略之间稳定的经济型谱;(3)不同植物器官之间的经济型谱的协调并不一致,其中茎根经济型谱之间的相关系数在三个处理组中均变大,而叶根经济型谱之间的相关系数仅在T25变大,叶茎经济型谱之间的相关系数仅在T10变大。总之,喀斯特弃耕地演替初期群落中草本植物的根茎叶有自身稳定的经济型谱,降雨极端化导致了以根茎叶经济型谱所反映的植物地上和地下资源保存和获取策略的解耦;本研究中的植物最容易发生功能性状变异的器官是茎。本研究提高了对植物不同器官各功能性状之间关系和植物地上与地下部分关联性的理解,揭示了植物不同器官的"快-慢"植物经济型谱以及由此反映的植物适应能力的差异和功能策略的多样性,促进了对植物资源获取与环境响应策略的深入认识,为预测未来气候变化背景下喀斯特弃耕地草本植物的适应趋势和响应策略提供了新见解。

    • 谢孟,张学星,罗燕,马永鹏,李伟,杨琳祥,柳文,赵培仙,李正红,马宏

      2024,44(9):3689-3707, DOI: 10.20103/j.stxb.202306111241

      Abstract:

      基于MaxEnt模型识别和预测云南干热河谷适生树种,对于改善和恢复其生态治理能力具有重要意义。收集40种具有代表性的潜在适生树种地理分布数据,结合气候、地形和土壤等环境因子,利用MaxEnt模型筛选适生树种。预测当前和2021-2040年四种气候情景下(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)适生树种适生区的分布格局,划分优先种植区域,并明确MaxEnt模型用于树种选择的可行性。结果表明:(1)当前气候情景下,影响干热河谷潜在适生树种分布的主导因子是气候因子,其次是海拔、植物归一化指数、地表太阳辐射量和人类足迹。(2)未来,24种适生树种适生区稳定,发生概率与海拔关系呈单峰分布且高海拔下适生树种丰富度将降低。(3)干热河谷适生树种优先种植区域沿干热河谷呈狭长分布;实际调查发现,元谋县适生树种实际分布区域面积略高于最佳种植区域面积。应用MaxEnt模型筛选干热河谷适生树种选择是可行的,但在应用之前必须通过实地调查来验证树种实际生存情况与预测结果的差异。在干热河谷生态修复造林时,可优先考虑白枪杆、车桑子等24种树种。

    • 刘海洋,唐圆圆,王瀚婕,包维楷

      2024,44(9):3708-3720, DOI: 10.20103/j.stxb.202306171298

      Abstract:

      中国西南亚高山地区的植被景观恢复动态一直缺乏深入研究,以四川省茂县的大沟流域为研究对象,基于航片、地面调查、QuickBird和Pleiades遥感影像数据源,采用人工目视解译的方法,建立了大沟流域景观格局分布信息数据库,开展了大沟流域1978-2020年景观格局恢复动态及其特征的研究。结果表明:(1)研究期间,流域内的优势景观为落叶杂灌、草地和油松林,由于封山育林政策的实施,在未来较长的一段时间内优势景观类型将得以保持。(2)1978-2020年间大沟流域的植被覆盖度维持在较高水平,森林面积逐渐增加,农业主要转变为果园经济,整体景观的动态度在逐渐减小。(3)随着植被的恢复,大沟流域景观的物种丰富度、优势景观优势度和景观的连通性都在增加,但景观的破碎化程度依旧较高。首次对大沟流域的植被演变进行了探究,为西南亚高山及岷江流域地区的森林恢复提供了一定的科学依据。未来相关领域还需加强景观格局演变驱动机制的研究,并制定更加合理的生态环境管理政策。

    • 叶坤,李杰,杨璐遥,罗怀秀,赵旭燕,刘锋,陈志明,乔瑞婧,杜鹏博,伍凯,刘乐轩

      2024,44(9):3721-3735, DOI: 10.20103/j.stxb.202306211329

      Abstract:

      高寒湿地放牧干扰强烈,是其生态系统退化的主因。湿地植被生物量空间格局不仅能够反映自然因素的作用,也能够体现地域放牧等人类活动的主要特征,因此常作为表征放牧干扰格局的主要度量方法。但尺度效应导致的植被生物量影响要素在不同空间尺度下存在较大差异,尤其是针对面积为几十至几百km2范围的小尺度高寒湿地而言,自然因素和放牧等人为干扰对其植被地上生物量的共同作用特征仍不明确,缺乏针对该类型湿地的合理评估模式。以滇西北国际重要湿地纳帕海为例,在排除其它人为干扰的条件下,通过植被地上生物量的空间异质性特征来表征其放牧干扰格局,并以该案例为基础提出一种小尺度高寒湿地放牧干扰格局评估模式。研究尝试基于详细地面植被调查,获得潜在植被地上生物量,利用调查同时期高分定量遥感方法(法国PLEIADES卫星数据结合实测植被地上生物量建模)获得实际植被地上生物量,并使用潜在与实际植被地上生物量之差的空间异质性特征表示纳帕海湿地放牧干扰格局。该评估模式可以有效减少对于小尺度湿地放牧干扰数据的依赖,同时减少牛羊马等大牲畜散养带来的空间分布随机性。研究结果显示纳帕海湿地放牧干扰对湿地植被地上生物量的影响严重,影响比例约为93.5%。研究发现水文等自然因素和放牧等人为干扰分别决定纳帕海湿地植被地上生物量的上限和下限,并基于此提出四方面干扰调控策略。

    • 叶吉,田树国,孙海红,何海燕,王浙吉,潘学宗

      2024,44(9):3736-3744, DOI: 10.20103/j.stxb.202307031422

      Abstract:

      苍术(Atractylodes lancea)是我国东北地区的道地药材,市场需求日益增加,人们种植意愿浓厚。然而,当前苍术人工栽培种源杂乱、存活率低、产量及品质参差不齐,原因在于对苍术的适宜生存环境缺乏科学判断。针对东北地区苍术的自然分布数据和环境变量数据,应用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(GIS)对其生境适宜性进行评估和区划。结果表明:苍术在我国东北地区主要分布于辽西山地、小兴安岭、长白山及其余脉,生境适宜区(P > 0.5)面积为10.96万km2,占东北地区总面积的8.84%;影响苍术分布的6个主要环境因子(贡献率)依次为年均降水量(26.5%)、最暖季平均温度(18.6%)、降水量季节性变异系数(16.6%)、海拔(12.2%)、年平均气温(11%)、最冷季降水量(5.2%),累计贡献率超过90%,水分因子(年均降水量+降水量季节性变异系数)比温度因子(最暖季平均温度+年平均气温)对苍术的分布影响更大;根据对苍术主要生境适宜区的分析,苍术在东北地区可能存在两种气候生态型,即辽西的耐旱型、长白山的耐寒型。综上所述,在发展苍术种植产业的过程中,除了应关注苍术的适宜分布区以外,还应充分考虑不同区域种源的生态需求,以避免由于盲目引种而导致的种植损失。

    • 林楠,刘冬,王雨欣,王姝纯,卢凡青,王淼,张煦庭,李秋月,徐琳

      2024,44(9):3745-3758, DOI: 10.20103/j.stxb.202307041434

      Abstract:

      光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素。基于我国华北平原1963-2018年57个站点的刺槐始花期实测数据,构建了6种基于气温或光周期驱动的春季物候过程模型(积温模型、光周期模型、光周期-温度顺序模型、温度-光周期顺序模型、光周期-温度平行模型、光周期-温度乘法模型),并进行了参数率定和模型比较优选,以期明确刺槐开花的主导驱动因子以及潜在的光温作用机制。根据内部模拟的赤池信息准则(AIC)判定光周期-温度顺序模型的表现最佳,模拟值与观测值的相关系数(r)为0.86,均方根误差(RMSE)为4.81d,纳什效率系数(NSE)达到0.74,说明刺槐始花期的发生同时受到光周期和温度的作用。同时,在华北平原14个代表性站点上,光周期-温度顺序模型的表现普遍优于均值模型。基于光周期-温度顺序模型的参数率定结果,以下限温度6.5℃和下限日长4.5h来统计刺槐开花的实际有效积温量和实际有效日长累积量的年际变化情况,结果表明56年来刺槐开花的实际有效积温量呈现显著递增趋势,平均每10年增加4.5℃ · d(P < 0.05),而实际有效日长累积量却呈现极显著递减趋势,平均每10年减少23.9h · d(P < 0.01),这说明在气候变暖背景下,刺槐开花的热量需求会更快速完成,引起刺槐开花日期的提前,但自然光周期的年内变化只与地理位置有关,日长累积需求则需要更长的时间完成,因此会在一定程度上抑制春季升温引起的开花日期提前。

    • 潘妮,闵钰婷,赵娟娟,张曼琳,白泽鹏,卿晨,李建

      2024,44(9):3759-3774, DOI: 10.20103/j.stxb.202308101725

      Abstract:

      城市自生草本植物的物种多样性和功能多样性直接影响城市生态系统的功能和稳定性,但目前相关研究依然很缺乏。以深圳市为例,基于建成区600个1hm2样地的现场调查数据,分析自生草本植物的群落结构、物种多样性、群落功能特征及功能多样性。结果显示:①调查共记录自生草本植物61科178属273种,其中多年生草本占54.6%,乡土植物占65.6%。②占明显优势的功能特征有中小型叶(91.85%)、草质叶(42.59%)、纸质叶(32.96%)、叶片无毛或近无毛(56.67%)、中等密度绒毛(40.37%)、叶面较粗糙(52.59%)、花期4-6个月(50.78%)、果期4-6个月(49.22%)、干果(86.03%)。③群落类型间功能丰富度FDp、功能离散度Rao二次熵差异极显著(P < 0.01)、功能均匀度FEve差异显著(P < 0.05)。④公园绿地的物种多样性指数明显高于其他三类绿地;不同绿地类型间的功能丰富度和功能离散度在滞尘、降噪、降温增湿及生物多样性保护方面都有极显著差异(P < 0.01),功能均匀度只在滞尘及生物多样性保护方面差异极显著(P < 0.01)。⑤各功能多样性指数均与Margalef指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数呈极显著正相关关系(P < 0.01)。研究结论和方法为维护城市生态系统稳定性、建设生态宜居城市、促进城市可持续发展提供理论依据。

    • 崔红婧,褚琳,尹雅琦,潘妍,孟红杰,王天巍

      2024,44(9):3775-3790, DOI: 10.20103/j.stxb.202303150487

      Abstract:

      作为长江上游生态屏障的核心区,三峡库区特殊的地理位置使其在推动长江经济带发展和生态文明建设中肩负着重大使命。三峡库区的生态环境在蓄水前后发生了较大改变,其变化能通过植被物候的变动体现,研究三峡库区植被物候时空演变特征及其驱动力,对于区域生态可持续发展和长江经济带生态文明建设具有重要意义。借助动态阈值法提取物候参数,整合多源遥感物候参数提取结果,分析1990-2020年三峡库区植被物候时空格局;结合Theil-Sen Median趋势分析与Mann-Kendall检验等方法,定量分析三峡库区蓄水前后植被物候时空演变特征;运用地理加权回归分析、Pearson相关性分析以及主成分分析等方法,定量探究三峡库区植被物候时空演变的影响因素。结果表明:(1)近31年来,三峡库区植被的生长季开始时间(Start of Growing Season, SOS)主要出现在60 DOY(Date of Year),生长季结束时间(End of Growing Season, EOS)主要出现在301 DOY,生长季长度(Length of Growing Season, LOS)总体为248 d。在空间上,SOS与EOS均呈现出从库首至库尾逐渐提前的趋势,LOS的空间异质性较小。(2)库区植被物候表现出SOS提前、EOS推迟和LOS延长的特征,SOS提前的平均幅度为0.3 d/a,库首区域最为典型;EOS推迟的平均幅度为0.8 d/a,库尾区域尤为明显;LOS延长的平均幅度为1.7 d/a,库尾区域更加突出。植被物候对库区蓄水的响应表现出一定的滞后性。(3)人为因素与间接人为因素(水位、人口和水域面积等)是影响库区植被物候时空分异的主要因素。

    • 张梦弢,刘卓悦,孙立柱,韩晓阳,张宇豪,申欢欢,万舒珂

      2024,44(9):3791-3801, DOI: 10.20103/j.stxb.202303200521

      Abstract:

      林分空间格局研究对认识和理解森林群落结构的生态学过程具有重要作用。适宜的样地尺度不仅可以有效降低工作和时间成本,也可以提高林分属性的精确估计。同时,抽样尺度的适宜程度对科学评价林分空间结构调整也具有重要的现实意义。以关帝山庞泉沟4 hm2云杉次生林固定监测样地为研究对象,运用样地划分法和空间点格局的K2函数,评估了林分主要树种空间格局随样地面积变化的规律。结果表明:通过重要值排序,选取云杉(青杄+白杄)、华北落叶松、桦树(白桦+红桦)+其它阔叶树(花楸+辽东栎+山杨+山楂)作为主要树种(组)。随着样地尺度的减小(从4 hm2到0.25 hm2),空间分布格局主要表现为较小尺度(≤ 4 m)的聚集分布过度为随机分布与均匀分布,以及聚集和随机分布交替出现。所有树种的次级样地与参考样地的一致性指数差异显著,云杉和华北落叶松组合1 hm2样地一致性指数最高,而桦树和其它阔叶树完整1 hm2样地一致性指数最高;此外,云杉、华北落叶松和桦树0.25 hm2样地与组合1 hm2样地空间格局一致性指数组间差异显著。研究认为1 hm2样地尺度可以作为该地区云杉次生林空间分布格局的最小尺度。研究为探索云杉次生林空间格局的变化规律及样地抽样尺度的选取方面,提供了一定的理论基础和技术依据。

    • 沈一凡,舒浩然,李安洁,王佩尧,代欣哲,耿一琳,张琦悦,刚成诚

      2024,44(9):3802-3813, DOI: 10.20103/j.stxb.202303240571

      Abstract:

      台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应。为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)和叶面积指数(Leaf Area Index, LAI),分析了2001-2019年间不同等级的台风对植被EVI和LAI的影响,评估台风登陆时植被的抵抗力及台风过后植被的恢复力。结果表明:(1)2001-2019年间,共有70个台风登陆我国东南沿海地区,其中,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)的数量分别为35、26和9个。我国台湾省的台风登陆次数最多,为26个,其次为广东省(20个);(2)在整个研究区范围内,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY) 登陆后的EVI净变化率分别为4.88%、-7.48%、-1.85%,LAI净变化率分别为22.28%、-65.70%、-17.60%;(3)在经历台风干扰后,沿海地区大部分植被可在3个月之内得到恢复,其中浙江省与广东省植被的恢复时间较长,海南省与台湾省植被的恢复时间较短。研究结果对我国沿海地区森林经营管理和生态环境保护具有重要意义。

    • 李志慧,王艺霏,邓祥征

      2024,44(9):3814-3829, DOI: 10.20103/j.stxb.202304020652

      Abstract:

      稻田甲烷排放是农业源甲烷排放的主要来源。东北黑土地区是我国最大的粮食生产基地,农业温室气体减排是实现黑土地永续利用的关键议题之一。运用稻田甲烷排放模型(CH4MOD)核算并分析了2009-2018年东北黑土地区稻田甲烷排放的时空演变特征,结合GOSAT卫星遥感数据探究了水稻生产与区域甲烷排放的时空动态联系,进一步量化了稻田甲烷对区域甲烷排放的贡献程度及不同情景下的排放潜力。结果表明,受水稻生产面积扩张和排放强度提高的影响,东北黑土地区稻田甲烷排放总量从2009年的39.05万t增加到2018年的79.53万t。东北黑土地区区域甲烷排放在季节变化和栅格单元上表现出与稻田甲烷排放较为一致的时空动态,大规模的稻田耕作可能会增加水稻生产与区域甲烷排放直接相关的可能性。随着水稻持续扩种稳产,2018年东北黑土地区水稻生产贡献了区域甲烷排放总量的15.04%,其中黑龙江省的贡献率高达31.06%。在基准发展情景下,预计2035年东北黑土地区稻田CH4排放量较2018年增加19.5%;在粮食供给保障情景下,维持当前稻田耕作面积,水稻生产集约化程度提高,预计其稻田CH4排放量较2018年减少0.88%;在此基础上,采取促进秸秆还田、增施有机肥、实施节水间歇灌溉等稻田管理措施将使稻田CH4排放量增加17.8%-63.6%。以满足膳食需求和供给保障为导向,优化水稻种植结构、控制稻田耕作面积,推动技术进步、品种改良以提升单产水平,采取化肥和有机肥搭配施用、节水间歇灌溉等途径能够缓解稻田甲烷排放。研究综合运用自上而下的遥感数据和自下而上的模型运算,刻画了水稻生产与区域甲烷排放的时空联系,进一步评估了稻田甲烷的排放潜力及减排措施的减排效果,为促进东北黑土地区农业甲烷减排和生产布局优化提供了理论依据和决策参考。

    • 常云蕾,廖静娟,张丽

      2024,44(9):3830-3843, DOI: 10.20103/j.stxb.202304220838

      Abstract:

      红树林是全球重要的生态系统,了解红树林的时空变化特征及演变趋势对开展红树林的保护、恢复及可持续管理具有重要意义。基于谷歌地球工程(Google Earth Engine,GEE)云平台,利用全球红树林分布数据和陆地卫星(Landsat)系列光学影像特征指数数据,结合Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,分析了全球红树林的时空分布特征、时空演变趋势及其可持续特征。结果表明:1990-2020年全球红树林面积呈先下降后上升趋势,总面积减少52174.18km2,年平均流失率达1.2%,红树林面积减少最多的地区为东南亚,其次为澳大利亚和新西兰、南美洲和东南非洲;红树林呈退化趋势变化的面积(81.44%)明显多于改善区域的面积(17.43%),其中澳大利亚和新西兰的退化趋势最为明显;2015-2020年全球红树林变化趋势有所改善,有73.85%的区域在未来是可持续的,持续改善区域面积(38.58%)大于持续退化区域面积(33.06%),且改善区域的可持续性明显高于不可持续性,表明2020年之后全球红树林整体上呈改善趋势变化。全球红树林时空变化特征和演变模式,可为生物多样性保护、沿海经济发展、生态环境的可持续改善提供重要支撑,对评估联合国2030可持续发展目标实现的状况具有重要影响。

    • 李云昊,余博洋,吴朝宁,李思青,王结臣

      2024,44(9):3844-3854, DOI: 10.20103/j.stxb.202306291389

      Abstract:

      随着人类活动逐渐增加,自然生境向人工基质的转换已成为全球野生动物生存的严重威胁,准确识别荒野地的空间范围对生态治理和生物多样性保护具有重要意义。当前,利用较高精度的新型数据,考虑区域尺度上的地理特征构建指标模型,并识别国家尺度荒野地的实践还较少。从人类活动对自然影响的视角出发构建荒野地识别模型,首先考虑微观视角下人类活动对复杂地理环境的响应特征,构建多要素综合的人类非持续性活动强度计算模型;引入新型数据源,构建空间特征提取算法并建立人工环境和光污染影响指标,明确人类长期活动区;刻画可能的荒野地空间范围,并定量评价其荒野程度。对中国陆域荒野地的识别结果表明:(1)基于人类活动视角构建的荒野地识别模型可有效模拟中国陆域范围内的荒野度分布,其大致呈现"西高东低"的空间格局;(2)中国荒野地占中国陆域面积的22.47%,主要分布在大小兴安岭、青藏高原、内蒙古高原、塔里木盆地等地区;(3)结果与基于人类足迹法的荒野地数据对比,重合率超过80%,表现出良好的识别能力,且为部分区域提供了具有参考性的识别结果。

    • 程飞飞,李洪庆,宋红艳,陈明慧

      2024,44(9):3855-3867, DOI: 10.20103/j.stxb.202307241580

      Abstract:

      沿海城市的经济快速发展和土地利用与海洋生态环境之间关系密切。陆海统筹的背景下,科学了解陆海生态环境质量演变和空间分布特征,探究两者的耦合协调关系对提升陆海生态安全统筹具有重要的实践意义。以中国沿海53个城市为例,采用"活力-组织-恢复力(VOR,Vitality-Organization-Resilience)"模型评价陆地生态系统健康状况,采用TOPSIS法通过构建指标体系评价海洋生态环境质量,采用耦合协调度模型分析陆海生态环境质量耦合协调水平,并提出相关建议。结果表明:1)2010-2020年沿海城市陆地生态系统健康呈现"北低南高"的分布格局,以杭州湾为主要分界线;2)2010-2020年沿海城市海洋生态环境质量呈现趋好的态势,海洋生态环境质量:沿东海经济区 < 环渤海经济区 < 沿黄海经济区 < 沿南海经济区;3)2010-2020年沿海城市陆海生态环境质量耦合程度进一步加强,且南部城市协调度高于北部。研究为中国沿海地区陆海生态环境管理、因地制宜地开展生态修复工作提供科学依据,对陆海生态系统的健康协同发展具有重要意义。

    • 徐冬梅,彭建,董建权

      2024,44(9):3868-3879, DOI: 10.20103/j.stxb.202308111739

      Abstract:

      生态安全格局的构建有助于减缓生态系统退化和生物多样性丧失,对生物多样性保护具有重要意义。现有研究中生态源地识别的主观性较强且源地边界破碎,生态廊道对景观连通性的贡献程度也有待明确。因此,以宁夏沿黄河城市带为例,首先利用空间连续小波变换识别综合生态系统服务突变点,获取生态源地,进而基于电路模型评估功能连通性以提取生态廊道,最后量化生态廊道的连通贡献。结果显示,生态源地占研究区总面积的41.51%,其中草地占比83.27%。相比于直接提取综合生态系统服务高值区,基于空间连续小波变换识别的生态源地能较好的反映局地生态系统特征,并将景观形状指数和分形维数分别降低67.20%和8.06%,减少生态源地边缘长度从而受到外界干扰的可能性更小。生态廊道占研究区总面积的7.42%,是物种迁徙等生态过程的关键通道,有效地增强了区域景观连通性,将等效可能连通性指数和等效整体连通性指数分别提升41.76%和68.68%。生态安全格局主要位于研究区边界地段,整体呈两带分布,为宁夏沿黄河城市带阻挡周围的沙漠,保障中部的城市发展和粮食安全。然而,研究区范围内自然保护区仍存在较为严重的生态系统服务和功能连通的保护缺口。各区域的生态安全格局具备不同的生态功能,需要有针对性的差异化保护、修复与管理。

    • 梁坤宇,金晓斌,张晓琳,宋家鹏,李权荃,应苏辰,祁曌,周寅康

      2024,44(9):3880-3896, DOI: 10.20103/j.stxb.202307271608

      Abstract:

      生态系统服务供需平衡是保障生态安全的基础,将生态系统服务供需作用流动机制融入生态安全格局构建对保障区域生态安全和提升人类生态福祉具有重要意义。基于景观生态学原理,提出耦合生态系统服务供需的生态安全格局构建逻辑方法,以苏南地区为研究区构建了景观生态安全格局和社会生态安全格局。研究结果表明:(1)耦合生态系统服务供需的生态安全格局应以维系区域生态安全和保障区域人类生态福祉为构建目标。其中,生态安全以生态系统服务与生态风险为核心关注对象,人类生态福祉的实现依赖于人类主动获取与生态系统服务流;(2)苏南地区生态系统服务供需间存在错配格局,在此基础上分别识别生态源地与需求源地4247.46km2、1882.16km2,生态廊道与供需廊道1614.02km、1915.82km,生态夹点29处、生态障碍点23处、生态供需节点20处;(3)形成"三区四带两组团"的社会-景观生态安全格局优化布局方案,并在此基础上提出针对性保护修复策略,推动经济-生态空间协同发展。研究可为丰富区域生态安全格局构建理论和方法、推动国土空间优化与管控提供参考借鉴。

    • 王培家,章锦河,杨良健,郭丽佳,马小宾,阚越,陈敏

      2024,44(9):3897-3910, DOI: 10.20103/j.stxb.202308021655

      Abstract:

      明晰社会-生态因素对旅游目的地生态系统服务时空格局影响,对实现区域旅游高质量发展和生态环境保护具有重要的现实意义。以典型旅游城市黄山市为案例地,剖析了黄山市2000-2020年的产水量、土壤保持、碳固存、生境质量、旅游休闲5类生态系统服务时空演变特征及其社会-生态因子的作用强度,旨在揭示生态系统服务的时空分异与旅游目的地经济发展之间的联系。结果表明:① 时间序列上,2000-2020年黄山市的产水量均值先增长后下降,土壤保持服务呈上升趋势,碳固存、生境质量和旅游休闲3项生态系统服务呈下降趋势;② 空间分布上,产水和土壤保持服务的高值区分布在黄山山脉和南部低山丘陵处,低值区广泛分布在中部和北部;碳固存、生境质量和旅游休闲服务除黄山风景区、黔县和新安江河谷盆地的数值较低外,其余区域高值区集聚明显。5类生态系统服务冷热点空间分布差异明显,但整体有重叠性。③ 影响因子方面,自然因子影响力最强,经济因子和旅游因子次之。然而,经济因子和旅游因子的影响力在不断提升,自然因子虽仍占主导地位,但解释作用在不断减弱。两两因子交互作用主要表现为非线性增强或者双因子增强的关系,即产生"1+1 > 2"的效果。④驱动机制方面,旅游城镇化系统-土地系统-自然环境系统之间相互博弈又协同发展,共同影响黄山市生态系统服务。本研究为旅游导向型城市生态系统服务与旅游经济发展之间的积极互动提供理论支撑。

    • 傅楷翔,贾国栋,余新晓,陈立欣

      2024,44(9):3911-3923, DOI: 10.20103/j.stxb.202308091712

      Abstract:

      吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005-2020年6-9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)和盐度(NDSI)构建改进型遥感生态指数(SRSEI)对吐鲁番-哈密地区生态环境进行评估。结果表明:(1) SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),与RSEI相比有着更高的第一主成分贡献率,能更全面客观地评价吐鲁番-哈密地区生态环境质量。(2) 时间尺度上,2005-2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升,均值0.49,并在2020年均值达到0.5575,较差和良的面积占比变化显著,较差占比减少了11.54%,良占比增加了30.15%。且未来生态环境变化趋势还将以改善为主; 空间尺度上,北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良,较差区域主要集中在南部噶顺戈壁。(3) 年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子,q值均大于0.092;与单因子对生态环境影响力相比,双因子交互产生的影响力更强,年均降水量∩经济生产总值是驱动吐鲁番-哈密地区生态环境发生变化的最强交互因子。

    • 郑晓云,董仁才,练岸鑫,蔡粤,王泽瑞

      2024,44(9):3924-3933, DOI: 10.20103/j.stxb.202307091480

      Abstract:

      我国新时代十年是生态环境保护认识最深、力度最大、举措最实、推进最快、成效最显著的十年。生态环境治理取得成效的同时,管理措施也逐步成熟和规范化,相关生态管理知识成果的文本、视频、照片等多模态数据也日益丰厚。采用先进的知识图谱理念创新我国生态环境保护工作,对未来助力打赢污染防治攻坚战,构建现代环境治理体系具有重要意义。聚焦我国美丽中国和生态文明建设工程领域,将典型污染防治攻坚战、生态恢复工程多模态素材作为数据源,通过数据整合、知识抽取、知识融合后形成标准知识表述,构建生态管理知识图谱体系。具体包括(1)定量分析深圳市"散乱污"企业整治成功案例数据,抽取管理主体、管理对象等实体,挖掘其空间特征、污染特征、治理效果关系;(2)关联分析企业驻点、污染物热点和城市空间相互关系;(3)通过我国典型生态环境损害赔偿案件中的"实施行为-破坏对象-损害功能"特定关系分析,抽取"生态治理行为--受影响环境要素--生态服务提升程度"生态环境管理知识图谱;(4)最终形成了整合"散乱污"治理、生态环境治理行为的综合性生态管理知识图谱,构建了包含12类本体、82个实体,4类、201条关系的图数据库。研究表明,通过污染防治攻坚战成功案例、生态恢复工程成效的多模态数据构建我国生态管理知识图谱,能够形成贴近现实需求的知识体系,有助于依法治污、科学治污和精准治污全过程;也有助于生态环境损害鉴定评估工作中的"多因一果"和"一因多果"分析。建议未来加大生态管理知识图谱的应用,精准识别管理对象、实现科学分析与智能决策,促进公众参与生态管理和加快生态产品价值实现。

    • 王婧,李龙,张鹏,张尚轩,朱志卓,弥宏卓

      2024,44(9):3934-3947, DOI: 10.20103/j.stxb.202306141267

      Abstract:

      为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响。结果表明:(1)该地区降雨可划分为3类,根据各植被坡面产流产沙能力,得出降雨侵蚀力表现为:雨型II(长历时、大雨量、大雨强) > 雨型III(短历时、小雨量、中雨强) > 雨型I(中历时、中雨量、小雨强)。降雨量和最大30min雨强与产流产沙量呈显著或极显著关系,相关系数0.695以上,是预测该区域水土流失的主要降雨因子。(2)各坡面水土保持能力与降雨类型有关,不同雨型下3种植被坡面减流减沙率分别达0.42%、20.8%以上,不同植被格局坡面减沙效益优于减流效益,3种植被坡面的减流能力为:雨型I > 雨型III > 雨型II。(3)3种植被坡面的径流泥沙模数由小到大依次为:均匀分布 < 聚集分布 < 随机分布,对比区域多年平均径流泥沙模数,3种植被坡面能够减少侵蚀达21.33%以上。(4)景观形状指数和分离度指数是影响坡面产流产沙的主要格局因子,相关系数分别达0.884和0.825以上。产流、产沙量与坡面植被斑块分离度呈显著正相关,与景观形状指数呈显著负相关。坡面产流量(Y1)与斑块分离度(SPLIT)和景观形状指数(LSI)的关系式为Y1=8.247SPLIT-6.605LSI+38.928,R2=0.905。以上结果表明植被斑块间的分离度越小,形状越复杂,坡面阻力增大,抗侵蚀能力越强。研究成果可为生态恢复过程中植被斑块格局的优化提供理论依据和数据支撑。

    • 郭娜,吕玉香,曾玉,张锋

      2024,44(9):3948-3957, DOI: 10.20103/j.stxb.202306121248

      Abstract:

      岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现"双碳"目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实验法和土壤取样测试分析法,研究不同生态保护修复措施下土壤碳库、碳酸盐岩溶蚀速率等变化特征,探讨不同生态修复方式对碳酸盐岩溶蚀速率的影响。结果表明:灰岩矿山修复区、石漠化治理区,土壤无机碳(SIC)含量较高,约为土壤有机碳(SOC)的4.5倍,且对碳酸盐岩溶蚀速率有一定的抑制作用;修复时间越长,土壤有机碳(SOC)含量越高,但SOC含量与碳酸盐岩溶蚀速率的相关性不显著;从夏季(监测期7、8月遭受极端高温干旱)至秋、冬、春季,土下及地表试片溶蚀速率明显增大;不同生态保护修复方式或植被恢复类型,碳酸盐岩溶蚀速率明显不同,北碚矿山修复区月桂林>草灌从(橘树)>草灌从(桃树)>花椒树>李子树,巫山生态修复区石漠化治理林地>封山育林林地>石漠化治理果园。

    • 高怡凡,宋长青,王元慧,叶思菁,高培超

      2024,44(9):3958-3969, DOI: 10.20103/j.stxb.202211113250

      Abstract:

      中国致力于在2060年前实现碳中和,为缓解气候变化的全球性目标贡献力量。人类活动引起的土地变化是造成碳排放的主要原因之一。四川省森林资源丰富,具有较高的经济增长潜力和重要的生态地位,是中国实现碳中和的关键区域之一。为从土地管理的角度为中国的碳中和提供政策支持,本文在顾及土地利用强度和生态-经济权衡的情景下预测了四川省2030年的土地变化,提出了顾及土地利用强度的陆地生态系统未来碳储量估算方法,并估算了四川省2030年的碳储量。结果表明,四川省若能在未来平衡经济效益和生态效益,可在2030年同时实现经济生产总值(相对于2020)增加约34%和碳储量增加约3%。为实现上述目标,四川省未来具体需加强西北部高原温带湿润/半湿润地区和高原亚寒带半湿润地区的林地和湿地的保护与扩张,并促进以成都为核心的四川省东南部中亚热带湿润地区城市的均衡发展。

    • 史晓婷,李磊,陶卓民,赖志城,李涛

      2024,44(9):3970-3983, DOI: 10.20103/j.stxb.202303210544

      Abstract:

      城市生态旅游作为旅游可持续发展的一种理想模式,是对城市环境问题和旅游发展方式的一种回应。基于城市生态旅游核心要义,构建城市生态旅游发展水平评价指标体系,运用熵权TOPSIS法对2010-2019年长三角地区41个城市的城市生态旅游发展水平进行测度,通过标准差椭圆和马尔科夫链分析其时空演变特征,并利用地理探测器探析城市生态旅游发展的影响因素。结果表明:(1)长三角地区城市生态旅游各维度发展水平增速各异,供给和保障是影响综合发展水平的主要因素,各维度空间格局差异显著;(2)城市生态旅游综合发展水平呈波动上升态势,增速较缓;空间分布较不均衡,已初步形成"东南高-西北低"的分布格局;(3)城市生态旅游发展水平重心呈现"西北-东南-西北"的偏移规律,向东南部集聚程度逐渐增强,水平等级转移仅发生在相邻等级之间;(4)交通发展水平和城镇化水平对城市生态旅游发展的影响较为显著,经济发展水平和居民收入水平的影响逐渐增强,产业结构水平和环保重视程度的促进效果不显著;两因子的交互作用大于单因子的作用力,表现出双因子增强或非线性增强的交互关系。研究结果可为长三角地区提高城市生态旅游发展水平与全面推进旅游可持续发展提供一定的理论依据与科学参考。

    • 杨红义,韩瑞

      2024,44(9):3984-3998, DOI: 10.20103/j.stxb.202305221076

      Abstract:

      圆口铜鱼(Coreius guichenoti)是长江上游特有鱼类,研究金沙江梯级水电开发背景下圆口铜鱼种群生存力变化对该物种的保护具有重要意义。Vortex模型在传统种群评估方法的基础上,引入种群年龄结构、繁殖体制、性比等因素,并考虑了环境、灾害、遗传等随机性对种群的影响,可模拟种群数量和生存力变化特征,是一种应用广泛的种群生存力分析模型。基于1981-2021年金沙江圆口铜鱼资源调查数据,采用Vortex模型构建了金沙江中下游干流大规模水电开发前、后两个时期圆口铜鱼种群生存力分析模型,考虑了水电开发下,水温、流速等环境变化对圆口铜鱼种群的影响,对比了两个时期圆口铜鱼种群数量、结构及生存力等。结果表明:水电开发前,严重过度捕捞对圆口铜鱼种群产生了显著威胁,10年内种群数量下降了12.5%,百年内种群内禀增长率为0.085,种群的生存和繁殖能力较稳定,灭绝概率为1%;水电开发后,10年内种群数量下降了42%,百年内种群内禀增长率降至-0.087,灭绝概率增大至36.1%,种群平均灭绝时间为83.7年,圆口铜鱼抵抗环境干扰的种群恢复能力降低,种群生存力受到影响。

    • 邓楚可,黄青峰,李平,夏静怡,夏继刚

      2024,44(9):3999-4008, DOI: 10.20103/j.stxb.202307061451

      Abstract:

      爆发游泳能力是表征鱼类生存适合度的重要组分。栖息地破碎化对溪流鱼类(尤其是洄游性鱼类)的生存繁衍构成了严重威胁,同时也对鱼类爆发游泳能力提出了更高要求。秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)是我国珍稀特有种、国家Ⅱ级重点保护野生动物,常需要进行多次重复爆发游泳运动以穿越激流甚至堤坝阻隔,因此爆发游泳能力及其可持续性对该物种生存至关重要。相较于秦岭细鳞鲑显著的洄游性,其分布区最为常见的同域物种拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)则趋于定居性,二者既是研究同域物种适应进化理论的优越动物模型,又是鱼类栖息地保护与修复实践中十分理想的受试目标。为探究秦岭细鳞鲑及其同域物种拉氏鱥爆发游泳能力的种间差异与种内变异,采用自制的仿生态鱼类爆发游泳能力测定装置,分别测定了不同生活史阶段两种实验鱼的绝对爆发游泳速度(Burst swimming speed, Uburst)、相对爆发游泳速度(Relative burst swimming speed,rUburst)及其可持续性。结果表明:(1)两种实验鱼UburstrUburst均具有较高的可持续性(ICC系数 > 0.75),但秦岭细鳞鲑UburstrUburst具有更强的恢复力;(2)总体上秦岭细鳞鲑的Uburst高于拉氏鱥,二者Uburst差异显著、不存在趋同适应;(3)生活史阶段效应对秦岭细鳞鲑和拉氏鱥UburstrUburst均影响显著,两物种爆发游泳能力种内变异模式相近,Uburst随发育年龄增加而增加、rUburst随发育年龄增加而减少。研究结果提示,未来鱼类游泳能力关联的鱼道设计或涉水工程评价中,应综合考虑生活史阶段效应和不同物种的生态习性及其种间差异。

    • 郭子良,张余广,刘魏魏,张曼胤,刘振杰

      2024,44(9):4009-4019, DOI: 10.20103/j.stxb.202307131509

      Abstract:

      水鸟是反映湿地生态系统状况的指示物种,水鸟多样性保护优先区识别对自然保护区功能区划和湿地保护修复具有重要意义。于2020年5月-2021年4月,开展了衡水湖自然保护区水鸟群落的调查监测,采用GIS软件和结构方程模型等分析其不同区域水鸟群落结构和季节性变化、水鸟多样性分布格局及其驱动因素。结果表明:(1)衡水湖自然保护区不同区域均表现出以雁鸭类等游禽为优势种的水鸟群落特征,衡水湖西湖和滏东排河的水鸟物种丰富度和Shannon多样性指数最高,衡水湖东湖的水鸟种群数量最大,滏阳新河的鸻鹬类种群数量相对较大。(2)不同区域水鸟群落具有明显的季节性变化特征,春夏季涉禽数量明显增多,但仅在衡水湖自然保护区东湖、西湖和滏阳新河成为水鸟群落的优势种;9月之后各区域游禽种数和种群数量占比均明显上升,雁鸭类成为优势种群。(3)水鸟物种丰富度和种群数量较高的区域主要在自然保护区的湿地恢复区、滏东排河和小湖隔堤两侧等地;不同类群水鸟的空间分布格局差异较大,雁鸭类分布较为分散,鸻鹬类、鹤鹳类水鸟分布更为集中;栖息地状况是影响衡水湖水鸟多样性的主要因素。(4)衡水湖水鸟保护优先区包括湿地恢复区及周边区域、南李庄鱼塘、良心庄鱼塘及周边区域、东湖的姊妹东岛、小湖隔堤两侧等5个区域,占保护区总面积的8.94%。研究结果为衡水湖自然保护区的功能区划、水鸟保护策略制定、栖息地保护修复提供了相关依据。

    • 封底
    • 2024,44(9):4020-4020, DOI:

      Abstract:

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      研究论文
    • 唐佳莉, 姬新颖, 李敖, 郑旭, 张俊佩

      DOI: 10.5846/stxb202312082681

      Abstract:

      为揭示盐胁迫下不同核桃基因型的适应机制及耐盐性差异,筛选耐盐性较强的种资资源。研究了盐胁迫下3种不同基因型核桃幼苗叶、根解剖结构和营养元素的变化。以北加州黑核桃(J1)、杂种核桃‘中宁异’(J2)、‘新新2号’核桃(J3)一年生实生幼苗为材料,在盆栽条件下进行NaCl胁迫(0、50、100、200 mmol/L),研究幼苗叶、根解剖结构和Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn含量的变化及其吸收、运输和分配特征。结果表明:盐胁迫下,J1的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织的厚度、根维管束直径下降;J2的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织、海绵组织和皮层的厚度、栅海比、组织紧密度、维管束和导管的直径、皮层厚度占径比随盐浓度的增加呈先增加后降低趋势;盐处理下,J3的叶片、下表皮、栅栏组织的厚度、栅海比、皮层厚度占径比下降。随盐浓度的增加,Na含量呈上升趋势,在200 mmol/L下大幅度增加,J1、J2、J3叶中Na增幅为412.00%、130.05%、577.08%;K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn的吸收受到盐胁迫影响,K/Na、Ca/Na、Mg/Na降低,其中J2叶的K/Na、Mg/Na降幅最小,营养元素转运能力高于J1和J3。核桃幼苗通过加强根输导组织对K、Ca、Mg的选择性吸收和运输能力,维持叶片的基本结构与功能,从而抵御盐胁迫。主成份分析与隶属函数相结合得出耐盐强弱依次为杂种核桃‘中宁异’> ‘新新2号’核桃>北加州黑核桃。

    • 研究专论与综述
    • 王嘉怡, 李国煜, 方晓倩, 苏梦园, 曹宇

      DOI: 10.5846/stxb202312052648

      Abstract:

      耕地是一个典型的半自然、半人工复合生态系统,耕地生态系统服务已然成为耕地资源研究领域的热点和前沿。然而,耕地生态系统服务研究更多遵循“分布格局—生态过程—服务水平—人类福祉”单向级联逻辑,较少关注耕地系统中自然生态与人类社会的交互关系。基于以“资源单元、资源系统、使用者、治理系统”为主体的社会—生态系统一般分析框架,构建了社会—生态系统视角下的耕地生态系统服务分析框架,提出以“背景诊断—交互分析—机制揭示—治理路径”为脉络的耕地生态系统服务管理研究的理论逻辑与研究框架,有助于阐明耕地生态子系统与社会子系统交互过程中的生态系统服务供需和权衡关系及其与人类福祉的相互影响,揭示处于社会—生态系统中的以耕地生态系统服务为抓手的耕地生态系统演化与发展的因果机制、反馈机制,进而丰富耕地生态系统服务的人地关系理论,为促进耕地多功能保护、实现耕地资源可持续发展提供理论参考和实践借鉴。

    • 研究论文
    • 王金兰, 王小军, 刘文辉, 李文

      DOI: 10.5846/stxb202311142470

      Abstract:

      关键种在群落结构、功能与稳定性方面具有重要作用,为探明不同放牧方式下高寒草甸植物群落关键种的变化特征及其驱动因素,本研究以青藏高原最主要的5种放牧方式(禁牧、非生长季放牧、传统放牧、生长季放牧和全年连续放牧)高寒草甸为对象,对群落特征、土壤理化特征和酶活性进行了系统研究,采用网络分析法和方差分解探究了不同放牧方式草地植物群落关键种变化特征及其驱动因子,并利用TOPSIS-多准则决策模型对不同放牧方式进行综合评价,以筛选最佳放牧方式,从而为高寒草甸科学管理及可持续利用供数据支撑。结果表明:(1)相较于全年连续放牧,禁牧、非生长季放牧、传统放牧及生长季放牧对禾本科、豆科、凋落物和杂类草生物量,群落地上和地下生物量,植物高度,禾本科盖度,多样性指数,土壤养分含量和土壤酶活性均有显著正效应。(2)禁牧样地的关键种为垂穗披碱草,非生长季放牧样地的关键种为冷地早熟禾、矮生嵩和赖草,传统放牧样地的关键种为赖草,生长季放牧样地的关键种为矮生嵩草,全年连续放牧样地的关键种为异针茅。其中,非生长季放牧样地植物群落物种间的关联性、互作强度、群落组织水平和稳定性均最高,而禁牧样地最低。(3)方差分解表明,土壤纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶是影响高寒草甸植物群落关键种变化的最主要影响因素。(4)TOPSIS-多准则决策模型结果表明,枯草期放牧既能有效利用草地资源,又能维持较高的植物群落多样性和稳定性,是高寒草甸的理想放牧方式。研究结果对科学放牧管理制度的制定、草地生态系统稳定性与多功能性维持提供了科学数据支撑。

    • 研究正文
    • 王领贺, 王松毅, 冉艳, 王强

      DOI: 10.5846/stxb202306161293

      Abstract:

      泄放生态流量是修复小水电坝下减水河段生态系统的重要手段。大型底栖动物对环境变化敏感,是水生生态系统修复效果的重要指示生物类群。2021年,在重庆市巴南区一品河、五布河上共选择8座典型小水电,调查减水河段前端浅滩(评估点)的流量、河流生境、水质、底栖动物,并与近自然河段浅滩(参照点)对比,以评价生态流量泄放后减水河段的生态修复效果,探究影响底栖动物群落恢复的生态机制。结果显示:只有1座小水电的泄放量完全达到设计值。未达标泄放量的达成度平均值为41.0%。评估点河道湿润率平均值为47.6%。评估点和参照点的水质并无明显差异。底栖动物密度、大多数评估点的水生昆虫生物量和丰富度指数均显著低于参照点,平均值分别为参照点的25.8%、24.5%、43.2%。Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数与参照点无显著差异。评估点底栖动物以EPT昆虫(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目昆虫)为优势,功能摄食类群以收集者和刮食者为优势,与参照点一致,但评估点各功能摄食类群密度普遍显著低于参照点。评估点底栖动物密度、丰富度、EPT昆虫密度与河道湿润率呈显著线性正相关。研究表明:泄放生态流量后,小水电近坝浅滩生境水质、底栖动物群落多样性、群落结构、功能摄食类群等与参照点无显著差异。底栖动物密度、水生昆虫生物量和丰富度、EPT昆虫密度等指标的恢复效果并不显著。减水河段的生态修复效果整体尚未达到预期。泄放量不足是阻碍底栖动物群落恢复的重要原因。

    • 生态系统服务专题
    • 王晓峰, 白娟, 冯晓明, 周继涛, 王筱雪, 尧文洁, 涂又, 孙泽冲, 马嘉豪

      DOI: 10.5846/stxb202312212781

      Abstract:

      秦巴山区地处我国南北气候、生物区系的交汇地带,具有十分重要的地理与生态价值,蕴藏着巨大的发展潜力。确定生态系统服务对植被覆盖变化的响应阈值是实现秦巴山区环境资源有效配置、管理政策科学制定以及生态效益最大化的重要前提。本文在分析2000-2020年秦巴山区产水、固碳、土壤保持和生境质量4项生态系统服务空间格局的基础上,综合运用聚类分析、方差分析和弹性分析法对比不同植被类型和地形梯度下生态系统服务的异同进而分区计算植被覆盖变化的影响阈值。结果表明:(1)产水、固碳、土壤保持和生境质量均呈现东南高西北低的空间分布格局。(2)不同类型植被的生态系统服务供给能力存在明显差异:相比平均水平,林地提供较高,而农田提供较低;不同地形条件变化趋势下,除生境质量呈持续增长态势外,其他3项服务均出现了先提高后衰减的非线性趋势。(3)生态系统服务随植被覆盖提高整体增强,但当植被覆盖达到一定阈值后,此促进作用会逐渐减弱。植被覆盖影响阈值在林地、草地和农田区分别为 0.85、0.80和0.78;且该阈值随地形因子增加先增大后减小。本研究结果可以转变秦巴山区单纯依靠扩大森林面积提升生态系统服务供给的简单化生态保护模式,为构建分区管理、全面系统和动态平衡的生态可持续发展体系提供依据。

    • 研究正文
    • 吴贤杰, 李 品, 闫香如, 侯霄帆

      DOI: 10.5846/stxb202304250869

      Abstract:

      目前尚不清楚地表臭氧(O3)污染下植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用对森林地上和地下固碳功能的影响。本研究采用开顶式气室装置和结构方程模型,研究4种O3浓度下欧美杨107(Populus euramericana cv. ‘74/76’)的光合性状、叶和细根生化性状、土壤理化因子和土壤微生物群落特征对地上和地下生物量降低的直接和间接效应。结果表明,O3浓度升高(86 nmol·mol?1)分别导致杨树地上、地下和总生物量相比对照分别下降16%、11%和15%,对地上生物量降低的影响大于地下生物量。结构方程模型发现光合速率、叶淀粉和叶非结构性碳水化合物对地上生物量有直接的影响;表明O3主要通过影响植物的光合生理代谢过程对地上生物量积累产生直接作用。O3对地下生物量的影响是通过直接影响叶氮和土壤总碳,叶氮再影响叶淀粉从而间接影响地下生物量。土壤pH、总碳和土壤微生物(细菌和真菌群落)对地上产生直接效应,且O3对真菌群落的影响效应大于细菌群落,表明植物通过地下过程对O3的响应可直接反馈作用于生物量的积累和分配过程。本研究通过解析植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用为评估O3污染对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据。

    • 生态保护修复成效评估方法体系
    • 袁静芳, 周海丽, 张星硕, 刘晓曼

      DOI: 10.5846/stxb202310302354

      Abstract:

      如何量化陆地生态系统中植被固碳能力,是当今陆地表层生态系统研究领域和生态学研究领域共同的科学问题。本论文以京津风沙源治理区为研究区,利用遥感数据和文献资料等多源数据,分析了2000-2020年京津风沙源治理区NEP的时空变化特征,定量厘清了影响NEP的自然因素与人类活动因素。主要研究结果如下:(1)2020年,京津风沙源治理区的NEP均值为110.09 gC m-2a-1,主要为碳汇区,面积约为3.591′105 km2,占研究区总面积的78.80%。2000-2020年,京津风沙源治理区NEP呈增加趋势,年际变化率为4.118 gC.m-2a-1。其中,NEP呈增加趋势地区面积占总面积的74.91%,明显增加区主要分布在研究区南部,占总面积的55.16%;仅有0.15%的区域NEP呈下降趋势,主要分布在北部干旱草原区,且呈斑块状分布。林地固碳作用较强,未来林地固碳潜力较大,草地面积占研究区的70%,其总固碳量远超其他类型,且呈增加趋势。(2)影响京津风沙源治理区NEP的主导因素为年降水量,其次,生态工程的实施也是NEP变化的重要影响因素。不同因素对京津风沙源治理区NEP的影响不是独立的,而是表现为双因子增强或非线性增强。

    • 研究论文
    • 张春丽, 孙嘉, 李宗智, 陈俊达, 张致荣, 滕丽微, 刘振生

      DOI: 10.5846/stxb202311232565

      Abstract:

      肠道菌群与动物营养代谢、机体健康、免疫等方面紧密相关,同时也可以间接反映物种的环境适应能力。2017年獐(Hydropotes inermis)的足迹在东北地区重新出现,初步探究其种群扩散、恢复的原因,并进一步为有效扩大獐在我国的分布,于2021年冬季通过无损伤取样法在辽宁省东南部四个地区采集獐新鲜粪便样本,采用高通量测序技术对粪便DNA中细菌16Sr RNA的V3—V4高变区进行扩增,对獐肠道菌群的组成及多样性进行分析。结果显示:厚壁菌门(Firmicute)和拟杆菌门(Bacteroidete)是獐肠道中的优势菌门,变形菌门(Proteobacteria,30.40%)和大肠杆菌志贺菌属(Escherichia_Shigella,28.48%)仅在沙尖子(SJZ)地区的相对丰度较大,而在其它三个地区中丰度分别不到2%和0.1%。四个地区獐的肠道微生物在丰富度上没有差异(ACE和Chao1,P > 0.05),而獐肠道菌群多样性比较中,沙尖子地区与其它三个地区存在显著差异(Shannon和Simpson,P < 0.05)。NMDS分析和ANOSIM分析结果显示,沙尖子地区獐肠道菌群与其它三地区在组内结构相似,但组间存在着一定差异(R > 0,P < 0)。LDA直方图表明四个地区的獐肠道中存在显著差异的细菌菌属有18种,Anaerobutyricum菌属在下露河地区獐的肠道中被显著富集,沙尖子地区中对组间差异影响最大的是近芽孢杆菌属(Peribacillus)。通过对东北地区分布的獐肠道菌群的分析,初步了解獐在寒冷地区生存的肠道菌群的适应机制,揭示獐体内的潜在致病菌和通过消化粗纤维来获取能量的方式,为进一步探究东北地区獐肠道微生物生理生态适应提供基础资料。建议通过一定措施保护或恢复辽宁省东南部地区獐的食物来源,提升獐适宜生境内的生物多样性水平,从而在一定程度上有效保护该种群。

    • 生态管理
    • 张亚连, 张启航, 熊曦

      DOI: 10.5846/stxb202311172510

      Abstract:

      提高林业碳汇效率是缓解气候变化、实现碳中和的重要路径。客观评价我国林业碳汇效率及其时空演化特征,有助于加快国土空间绿化进程。采用三阶段超效率SBM-DEA模型对中国30个省(市、区)2008—2021年林业碳汇效率进行测度,并运用GML指数、全局莫兰指数和空间马尔科夫链等方法对林业碳汇效率的变化规律及时空演化特征进行分析。研究发现:(1)中国林业碳汇效率总体水平不高,不同地区间差异明显;四大林区林业碳汇效率呈现“西南林区>东北林区>南方林区>北方林区”的空间分异格局;剔除外部环境和随机误差的影响后,低效率地区呈现出“追赶”高效率地区的趋势。(2)林业碳汇效率变化呈上升趋势,其中GML指数最高的地区为东北林区、最低的为北方林区;技术进步对林业碳汇效率提升的贡献较大,不同地区对综合效率的依赖程度不同。(3)林业碳汇效率具有空间非均衡性,高效率地区与低效率地区间呈现“包围状”分布,且该特征在时间上保持稳定;2015年后林业碳汇效率存在显著空间正相关性,空间分布存在聚集效应;考虑空间滞后项的空间马尔可夫链结果表明,邻域类型对林业碳汇效率状态转移影响显著,空间分布上具有较强的近邻效应,呈现“高高趋同,低低趋同,高带动低,低抑制高”的空间演化特征。研究对提升生态系统碳汇能力与建设人与自然和谐共生的现代化具有重要现实意义。

    • 研究论文
    • 赵晓钰, 陈彦硕, 李志刚, 王红梅, 张振杰, 李志丽, 苏荣霞, 赵亚楠

      DOI: 10.5846/stxb202311092431

      Abstract:

      为探究灌丛引入对荒漠草原土壤有机碳稳定性的影响,选取近40年的典型草原-灌丛镶嵌体(荒漠草地,草地边缘,灌丛边缘、灌丛地)为研究对象,开展荒漠草原向灌丛人为转变过程野外原位观测结合室内培养的土壤有机碳矿化及其对降水变化(+40%、+20%、CK、–20%、–40%)的响应特征研究,主要结果如下:荒漠草原人为灌丛转变的过程中土壤有机碳、全氮和全磷含量显著降低;土壤有机碳累积矿化量、碳矿化速率 、碳矿化及微生物代谢熵均随着转变过程呈上升趋势,且灌丛地较荒漠草地分别增加了26.6%、27%、25.8%和26.8%;土壤潜在可矿化有机碳量随转变波动上升,灌丛地显著高出荒漠草地31.55%;转变样地在不同降水梯度下土壤有机碳矿化速率呈下降趋势,但灌丛地、灌丛边缘土壤有机碳矿化始终高于荒漠草地和草地边缘地,其中灌丛地与灌丛边缘有机碳矿化对降水降低响应更加敏感和积极,结果表明荒漠草原向灌丛转变过程增强了土壤有机碳微生物矿化的同时,还提高了其应对干旱的能力,这种能力或许是以更高的微生物代谢熵和二氧化碳通量为代价。

    • 赵倚霈, 刘建锋, 王奇, 黄睿智, 孙婧依, 聂稳, 杨绍微

      DOI: 10.5846/stxb202311142468

      Abstract:

      全球气候变化导致极端气候发生频率和强度增加,探究植被对极端气候的响应与适应是评估区域植被脆弱性和制定适应性经营策略的重要前提。本研究以2008年中国南方极端冰冻事件为例,利用2003—2009年日光诱导叶绿素荧光(SIF)遥感数据提取植被物候,探讨了极端冰冻事件对不同植被类型物候的影响,并采用地理探测器分析各环境因子及其交互作用对植被物候变化的贡献度。结果表明:(1)极端冰冻事件导致植被生长季开始期(SOS)提前2.96 d、生长季结束期(EOS)推迟10.47 d和生长季长度(LOS)延长12.79 d,其中常绿阔叶林物候变化趋势最大,而落叶阔叶林物候变化趋势最小。(2)研究区水热条件的空间分异性影响了植被物候空间变化格局,如东南部水热条件充足区的物候变化趋势更明显,而西北部山区植被物候变化与整体变化趋势相反,即呈现SOS推迟和EOS提前趋势。(3)降水、气温、相对湿度、土壤类型和植被类型是影响植被物候的主导因子,其中气温和降水对植被EOS的解释力最高,分别为0.6522和0.5280。(4)各因子交互作用结果均表现为双因子增强或非线性增强效应,其中气候因子间的交互作用最强,而气候因子与土壤类型、植被类型、冰冻天数的交互效应次之。

    • 研究正文
    • 宗宁, 缪雨珏

      DOI: 10.5846/stxb202310132211

      Abstract:

      沙化问题是影响草原地区生产与牧民生活的重要环境问题。草原作为重要碳库和养分库,沙化过程可能会对其土壤碳、氮库产生重要影响。为探讨沙化过程对高寒草地土壤碳、氮储量的影响,采用空间序列代替时间演替的方法研究了藏北高原高寒草地沙化过程中驱动土壤碳、氮储量变化的因素。研究发现:(1)轻度、中度和重度沙化阶段土壤总碳、全氮储量无变化,而极重度沙化阶段碳氮流失严重(分别下降69%和55%,P < 0.05)。(2)群落地上生物量随沙化程度加重逐渐降低,重度和极重度沙化草地根系生物量显著下降(分别下降47%和99%,P < 0.05)。土壤容重、砾石含量随沙化程度加重呈逐渐增加趋势,而总碳、全氮含量和含水量逐渐下降,说明沙化过程导致土壤粗粒化和贫瘠化。(3)进一步分析发现,影响土壤总碳储量的因子中排前三位依次是土壤砾石含量、土壤含水量和植物地上生物量,影响土壤氮储量的因子依次是土壤砾石含量、含水量和土壤微生物丰度。综合这些研究结果,沙化过程植物群落生产力的改变对土壤碳、氮影响较小,主要受土壤砾石含量与含水量等因子驱动。沙化过程中土壤碳、氮储量存在转化阈值(重度到极重度沙化阶段),故潜在沙化高寒草地的早期防护有利于土壤碳汇的维持。

    • 研究论文
    • 宋亚娜, 张珊珊, 胡太蛟, 吴明基, 王锋

      DOI: 10.5846/stxb202302210283

      Abstract:

      低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料。土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,微生物也是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落多样性关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落变化的研究,不仅是探讨其甲烷减排机制也是评价其环境安全的重要内容。基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序及功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异。结果显示:稻田土壤细菌群落的各项α-多样性指数在86R27-3与MH86间均无明显差异,且仅在水稻分蘖期,86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86 (P<0.05);微生物群落β-多样性分析表明86R27-3与MH86的土壤细菌或真菌群落组成均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86 (P<0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86 (P<0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86 (P<0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P<0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P<0.05)。定量PCR分析表明86R27-3土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86 (P<0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P<0.05)。综上所述,种植低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成及多样性的影响不显著,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度。

    • 脆弱生态系统保护与修复专栏
    • 彭书婷, 王秋雪, 王洁, 徐琪, 陶浩然, 武艳芳, 黄柳菁

      DOI: 10.5846/stxb202311222553

      Abstract:

      摘要:群落构建是生态学研究中的论题之一,对湿地植物进行群落构建研究将会对湿地植物的修复与重建工作具有重要意义。为探究城市沿江湿地植物群落构建主要驱动力,以闽江福州段湿地为例,选取四个典型城市沿江湿地公园,基于系统发育结合功能性状的方法,测定其样地植物地上、地下功能性状与土壤因子,并且构建系统发育树、检测系统发育信号、并计算系统发育指数。结果表明:(1)土壤因子与植物功能性状在四个湿地间都具有显著差异,土壤电导率与比根长的变异性最大。土壤含水量与是影响植物性状变异的主要因素。(2)除叶全氮含量外,其余7个功能性状未检测出明显的系统发育信号,植物功能性状表现为趋同。(3)甘蔗湿地与乌龙江湿地的系统发育结构趋于发散,群落构建的主要驱动力为环境过滤。塔礁洲湿地与闽江河口湿地的系统发育结构表现为聚集,限制相似性为主要驱动因素。总体而言闽江福州段湿地植物群落构建过程由生态位理论主导,环境过滤和相似性限制为主要驱动因素,土壤含水量作为主要的环境筛选影响着闽江福州段湿地植物群落构建过程。不同生境下生态位分化的驱动因素不同,植物功能性状的种间种内变异反映了植物对环境异质性的响应机制。

    • 宁伟豪, 颜哲豪, 谌芸, 魏艳

      DOI: 10.5846/stxb202310242318

      Abstract:

      为明确草本植物根系对喀斯特边坡浅层稳定性的影响规律,在重庆酉阳选取典型喀斯特坡地分上、中、下坡位种植沿阶草(Ophiopogon bodinieri H.)和拉巴豆(Dolichos lablab L.),并以裸地为对照,取样测定土壤性质和根系性状,利用无限边坡稳定分析模型计算边坡安全系数,通过建立结构方程模型确定影响边坡稳定的关键根系性状。结果表明:(1)沿阶草和拉巴豆处理的边坡安全系数较对照分别提高了149.97%—179.96%和52.27%—75.53%,二者提高效果最优的坡位分别是下坡和上坡;(2)两种草处理的土壤粘聚力是对照的1.97—5.11倍,沿阶草的根质量密度显著大于拉巴豆,是拉巴豆的2.78—5.99倍;(3)土壤粘聚力与边坡安全系数相关性最强,二者呈对数函数关系,结构方程模型表明根质量密度是影响边坡稳定的关键根系性状。研究认为喀斯特坡地上坡宜选择直根系草本植物,而下坡宜选择须根系草本植物,且根系质量密度大的植物有利于边坡稳定。本研究可为科学应用草本植物解决喀斯特坡地边坡失稳提供理论依据。

    • 土壤生态专栏
    • 聂磊超, 曲柯莹, 崔丽娟, 翟夏杰, 赵欣胜, 王泽成, 王金枝, 雷茵茹, 李晶, 李伟

      DOI: 10.5846/stxb202311202527

      Abstract:

      河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性。土壤粒径作为土壤最重要的属性之一,对土壤样本的光谱反射率有着重要影响。以陕西黄河湿地省级自然保护区的湿地表层土壤为研究对象,制备1 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm四种不同粒径的土壤样本,通过原始光谱数据及一阶微分转换光谱数据对土壤碳、氮、磷含量建立不同粒径的偏最小二乘、随机森林、高斯过程回归3种预测模型,比较建模以及RMSR选择最优模型,并筛选敏感波段构建模型进行评价。研究结果显示: (1)光谱反射率数值随土壤粒径的增大而减小。0.1 mm粒径的预测模型相比于其他粒径始终有着更好的精度; (2)一阶微分光谱建模精度优于原始光谱,原始光谱验证精度优于一阶微分光谱; (3)基于敏感波段建立的偏最小二乘模型,建模范围0.62~0.98,验证范围0.36~0.94,相比其他模型具有更优秀更稳定的反演效果。研究结果为基于高光谱遥感的不同粒径处理的湿地表层土壤碳、氮、磷定量反演提供坚实的理论支撑与技术支持。

    • 研究论文
    • 毛倩鸿, 田雅丝

      DOI: 10.5846/stxb202308141755

      Abstract:

      城市边缘区是城乡之间的过渡区域,具有人地关系复杂、城乡冲突尖锐的特征,其生态系统服务(Ecosystem Services,ESs)功能呈现权衡或协同的复杂相互作用。研究城市边缘区ESs的相互关系、基于功能协调目的对其进行优化,对于缓解人地关系矛盾、实现乡村振兴和促进区域可持续发展具有重要意义。以苏州市为例,在识别城市边缘区基础上,选取粮食供给、产水量、碳储存、土壤保持、生境质量、水质净化、文化服务7种关键ESs进行评估,结合Spearman相关性分析和自组织网络方法探究ESs权衡协同关系及其时空演变特征,最后对城市边缘区进行分类及提出优化策略。结果表明:1) 苏州市918个村庄被识别为城市边缘区;2) 生境质量与粮食供给存在极显著的权衡关系(R_((xy) )=-0.77),生境质量与文化服务存在极显著的协同关系(R_((xy) )=0.95),2010—2022年间ESs间的关系以权衡效应为主,协同效应较少,整体权衡关系呈减弱趋势;3) 根据聚类分析结果,可将研究区分为5类生态系统服务簇,分别为生态服务协调簇、生态服务失调簇、生态保育簇、生态游憩休闲簇以及生态风险加剧簇;4) 提出了促进城市边缘区ESs协调,有助于自然-经济-社会复合生态系统可持续发展的优化策略。

    • 马元博, 翟天林, 毕庆生, 常明园, 李玲, 马姿怡, 栗滢超

      DOI: 10.5846/stxb202312312897

      Abstract:

      生态管理分区是实现生态系统有效管理的重要途径,是生态保护和管理的前提基础,对改善区域生态系统结构,实现生态文明建设,提升人类福祉具有重要意义。本研究以黄河流域县域为基本研究单元,通过测算2020年粮食生产、产水、固碳、土壤保持、生境质量以及休闲娱乐等6种典型生态系统服务供给和需求,进一步融合马斯洛需求层次理论对生态系统服务供需进行分层,最终利用象限法和耦合协调度模型划定黄河流域生态管理分区。研究结果表明:(1)2020年黄河流域六种生态系统服务的供需格局差异明显,生态系统服务供给在空间上呈现“南高北低”的分布格局,需求则呈现“东高西低”的分布格局,供需分布格局与区域生态用地以及人类活动有着密切关系。(2)综合生态系统服务供需受到人类对不同类型生态系统服务需求的差异性和层次性的影响,综合供给高值区分布在黄河流域南部生态本底较好的区县,综合需求高值区分布在郑州、西安、济南等核心城市及周边区县。(3)将黄河流域划分划定为五类生态管理分区:A生态潜力型分区,需要挖掘生态系统服务潜力,提高生态系统服务利用效率。B生态改善型分区,需要提高生态系统服务供给能力,改善生态环境质量。C生态保护型分区,需要加强生态保护和恢复,减少外来干扰。D生态调节型分区,需要维护生态环境,调整农业产业结构以实现环境、社会、经济和生态效益的统一。E生态协调型分区,需要平衡生态系统服务供需关系,协调经济社会发展和生态保护。研究结果可为黄河流域国土空间优化和生态系统服务管理与保护提供参考。

    • 土壤生态专栏
    • 马锦峰, 赵梦颖, 李雨欣, 谢婉玉, 纪 洋, 冯兆忠, 冯彦房

      DOI: 10.5846/stxb202305100975

      Abstract:

      秸秆还田对稻田土壤NH3挥发可产生影响,但相关排放变化规律和调控机制有待系统研究。以南粳46水稻品种为材料,太湖地区典型单季稻田原状土为研究对象,利用连续气流封闭法监测三种秸秆(水稻秸秆:RS;小麦秸秆:WS;玉米秸秆:MS)两种添加量(W秸秆:W土=0.5%、0.8%)下水稻各生长期NH3挥发通量、土壤理化因子及水稻产量;进而结合分子生物学技术,将环境因子与氮循环相关的功能微生物丰度进行耦合,揭示NH3挥发对不同种类秸秆和不同添加量的响应机制并解析关键因子,从而筛选出稻田生态系统氨减排效果最佳的秸秆还田种类及施用量。试验结果表明,秸秆种类及秸秆种类与其施用量交互作用对稻田土壤NH3挥发均产生显著影响,总体来看,与CK相比,施加秸秆处理NH3挥发变化幅度为-33.2%—27.3%。不同秸秆种类对稻田土壤NH3挥发影响不同,低添加量下,与CK相比,RS与WS施用对NH3挥发量均无显著影响,而MS施用显著增加NH3挥发量21.1%;高添加量下,RS施用显著降低NH3挥发量33.2%。不同秸秆施加量对稻田土壤NH3挥发影响亦不同,RS和MS处理下稻田NH3挥发量随施用量的增加分别降低31.2%和32.8%,而WS处理则呈现相反规律;不同秸秆种类及不同施加量交互作用下RS-0.8处理显著降低稻田土壤NH3挥发33.2%。田面水pH、总氮(TN)浓度、土壤微生物量碳含量(MBC)、土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落丰度是导致不同秸秆种类和用量下稻田土壤NH3挥发产生差异的主要影响因素;RS-0.8处理相较于其他处理显著增加土壤AOA、AOB群落丰度并显著降低田面水TN含量,综合效应下显著减少稻田NH3挥发量33.2%,并显著增加水稻产量22.9%。因此,综合稻田NH3挥发总量和水稻产量,秸秆施用水稻种植体系中水稻(RS)秸秆以0.8%施用量模式下减排增产效果最佳。

    • 青藏高原生态安全保障与人类活动响应
    • 李佳桐, 唐海萍, 邝佛缘

      DOI: 10.5846/stxb202310072154

      Abstract:

      国家公园是国家生态安全屏障,面对生态系统服务退化与人类福祉提升的供需矛盾日益凸显的现实困境,明晰国家公园生态系统服务与人类福祉的耦合协调关系是国家公园科学管理的基础,也是可持续发展的内在需求。本文以祁连山国家公园为例,基于土地利用、统计年鉴和农牧户问卷调查数据,利用耦合协调模型,分析了国家公园试点建设过程中生态系统服务与农牧户福祉的耦合协调关系。结果表明:(1)国家公园建设的推进,提升了生态系统服务价值,主要贡献来源于冰川;空间上表现为能值聚集特征,高值区成片分布,低值区主要分布在西北区域。(2)农牧户福祉水平不断提升,主要体现在基本物质需求上,空间上呈现为“中间低东西高”的分异格局。(3)生态系统服务与农牧户福祉的耦合协调性有失衡趋势,主要表现为中度协调区面积下降,磨合区面积增加,超过三分之二的区域处于生态系统服务滞后于福祉发展水平;空间上,体现为严重失调区集中分布,磨合区逐渐成片,中度协调区逐步破碎化。

    • 综述与进展
    • 黄馨, 韩玲, 赵永华, 黄晓军

      DOI: 10.5846/stxb202310232308

      Abstract:

      耦合自然要素与人类活动的城市社会-生态系统正受到学者们越来越多的关注。然而,城市社会-生态系统研究主题的复杂性和研究方法的综合性使得该领域研究仍面临较大挑战,理论基础、分析框架与研究范式尚不统一。在梳理国内外已有研究基础上,对城市社会-生态系统的理论基础和分析框架进行了系统总结,并从脆弱性、韧性和适应性整合视角提出了开展城市社会-生态系统可持续性研究的分析框架和研究思路。本文能为我国城市社会-生态系统研究提供借鉴与启示。

    • 研究论文
    • 韩子言, 蒙吉军, 邹易

      DOI: 10.5846/stxb202307241584

      Abstract:

      蓝水和绿水是淡水资源循环的两个组成部分,反映了人类活动和生态系统可利用水资源,用来评估区域水资源的安全状况,优化区域水资源管理。然而,目前对于同时揭示蓝绿水资源安全之间潜在联系的空间规律的研究还较为缺乏。地处西北内陆干旱区的黑河中游的生态环境保护和社会经济发展之间的用水矛盾日益加剧,导致水资源供需关系渐趋紧张,影响区域可持续发展。本研究以黑河中游为研究区,采取多源地理数据,基于SWAT模型分析了黑河中游2000-2020年期间子流域尺度上蓝水和绿水资源的可用性,进而结合用水需求,定量评估了蓝水资源和绿水资源安全的时空变化。结果表明:(1)率定期和验证期R2与NSE均>0.7,说明观测径流与模拟径流之间一致性较好,构建的SWAT模型在蓝绿水安全研究中较为可靠。(2)黑河中游的年平均绿水资源量是蓝水资源量的4倍,是该地区的主要水资源。从空间分布来看,蓝绿水资源的空间分布具有较大的差异性,蓝水资源大多分布于南部林草地和干流两侧的农田灌区,而绿水从南部向北部呈现递减趋势(2)由于水资源供给和需求的空间不匹配,蓝水资源的安全性较低,不安全地区位于中部农田集中区,而绿水资源安全性较高且整体较为稳定,空间差异不大。研究结果可为区域水资源持续管理提供参考。

    • 丁慧芳, 卞庆嘉, 陈 青, 王亚芳, 徐志文, 余定坤, 王文娟

      DOI: 10.5846/stxb202307241581

      Abstract:

      鄱阳湖是IUCN极危鸟类白鹤(Leucogeranus leucogeranus)极为重要的越冬地。以前白鹤在鄱阳湖主要以沉水植物苦草(Vallisneria spp.)冬芽为食。课题组前期研究表明,近年来鄱阳湖苦草冬芽锐减导致白鹤的食物组成发生了变化,稻谷(Oryza sativa)、莲藕(Nelumbo nucifera)、蓼子草(Persicaria criopolitana)等已成为白鹤的主要食物。由于鄱阳湖食物资源丰富度存在较大的年内波动,白鹤的食物组成也可能随之变化,目前对于白鹤的食物组成随越冬期的变化情况尚不清楚。为此,基于2020/2021和2021/2022年越冬季采集的45份白鹤粪便样品,采用DNA宏条形码方法,对越冬期不同阶段白鹤的食物组成进行了分析,并对白鹤的生境利用情况进行了调查。结果表明,越冬期不同阶段白鹤的食物组成存在较大差异,在越冬前期(10 月-11月),白鹤主要以莲藕(47.93%±45.15% SD)和蓼属(Persicaria;47.63%±43.43%)为食;在越冬中期(12月—翌年1月),白鹤主要以蓼属(49.22%±33.83%)、莲藕(26.20%±32.58%)和水稻(19.08%±35.18%)为食;在越冬后期(翌年2月—3月),白鹤主要以蓼子草(23.94%±16.75%)、水稻(20.82%±17.09%)、莲藕(19.08%±37.42%)和禾本科(13.07%±15.18%)为食。NMDS和ANOSIM分析结果表明越冬期不同阶段的食物组成存在显著差异。白鹤的食性生态位宽度在越冬后期最宽(4.72±0.78),在越冬前期最窄(1.18±0.04)。白鹤食物组成的变化与生境利用的变化趋势基本一致。白鹤在越冬前期主要利用藕塘,在越冬中期主要利用稻田和藕塘,在越冬后期对自然湿地的利用程度增加。越冬期不同阶段食物资源丰富度的变化可能导致了白鹤食物组成的变化。本研究有助于深入解析白鹤的食物组成及其影响因素,为白鹤保护政策的制定提供科学依据。

    • 大江大河流域生态环境保护与修复专辑
    • 柴文雯, 贾 夏, 赵永华, 王欢元, 李 娟, 康宏亮

      DOI: 10.5846/stxb202309252076

      Abstract:

      人类活动强度(Human Activity Intensity,HAI)是表征人类活动对自然环境作用程度的客观指标,植被作为生态环境变化的综合指示器,对人类活动变化十分敏感,深入探究HAI与NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)时空分异及其关联性,对维稳自然环境、合理控制人类活动以及协调人地关系具有重要意义。以黄土高原为研究区域,使用夜间灯光、人口密度及土地利用数据表征人类活动强度,分析2000—2020年HAI与NDVI的时空分及其关联性。结果显示:(1)2000—2020年黄土高原HAI整体变化较缓(年均速为1.39%),空间呈现“七点一圈一带”的分布格局,呼包鄂榆及晋中城市群HAI强度变化较频繁,高强度区向西北方向呈集中分布态势。(2)2000—2013年NDVI增速较快(2.11%/a),2014—2020年增速放缓至0.82%,整体呈现东南高西北低分布,高植被覆盖区域向西北移动且多方向扩张。(3)HAI与NDVI相关性空间分异明显,且在关中、呼包鄂及晋中城市群呈空间聚集分布。人类活动对植被覆盖的作用具有双向性,高强度人类活动致使植被覆盖锐减,退耕还林等工程有效抑制植被退化,生态环境有所改善。研究结果可为精细量化人类活动强度、黄土高原未来国土空间规划及生态环境修复与维稳提供一定理论依据与参考。

    • 青藏高原生物多样性保护与生态安全
    • 周鑫, 吕青昕, 桑珠扎西, 扎西, 周密, 黎勇, 孟秀祥

      DOI: 10.5846/stxb202312222784

      Abstract:

      麝类驯养是濒危马麝(Moschus chrysogaster)迁地保育及保障药用麝香安全的重要方式,其前提和基础是深入了解制约迁地保育马麝繁殖成效的关键因素及与社会性和社会网络特征的关系。于2022年7月1日—8月31日期间,采用焦点取样和所有事件记录法对位于青藏高原东北缘的甘肃平凉马麝繁育中心的21头成年雌麝进行了社会性行为取样,辅以同期粪样类固醇代谢物水平检测,分析了马麝的繁殖成效与社会性、社会网络及粪样类固醇激素水平的关系。结果显示,马麝的社会性与繁殖成效间呈显著相关(r = 0.551,P < 0.05),与粪样皮质醇代谢物水平呈显著负相关(r = -0.437,P < 0.05),与粪样雌二醇代谢物浓度相关不显著(r = 0.066,P > 0.05);强社会性马麝的皮质醇水平((10.75 ± 0.99) ng/g)和雌二醇代谢物水平((6.61 ± 0.79) ng/g)与弱社会性马麝((13.70 ± 1.68,5.20 ± 0.99) ng/g)无显著差异(P > 0.05);繁殖成功雌麝的社会性(19.86% ± 1.88%)显著高于繁殖失败雌麝(12.38% ± 1.46%) (P < 0.05);圈群社会网络密度与圈群个体的繁殖成效相关显著(r = 0.762,P < 0.05),与粪样皮质醇、雌二醇代谢物浓度相关不显著(r = -0.355,P > 0.05;r = 0.-347,P > 0.05);繁殖成功雌麝的粪样皮质醇代谢物浓度((10.31 ± 0.86) ng/g)略低于繁殖失败雌麝((13.98 ± 1.60) ng/g)(r = -0.420,P = 0.058),繁殖成功雌麝的粪样雌二醇代谢物浓度((6.63 ± 0.90) ng/g)与繁殖失败雌麝((4.78 ± 0.76) ng/g)无显著相关(r = 0.299,P > 0.05)。本研究结果表明,在群居性的迁地保育和驯养环境下,雌性马麝的社会性、社会网络属性可以预测个体的繁殖成效,即社会性和社会网络密度较高圈群中的雌麝的繁殖成效相对较高。濒危马麝保育和驯养实践中,可区分麝类驯养为“保育性驯养”和“商业性驯养”。在保育性驯养中,可采用先群居再独居驯养的模式,尽量保持野外放归马麝的自然行为结构;在商业性养殖中,可采用群居驯养模式,提升驯养麝的社会性,实现较高的繁殖成效和驯养生产力。

    • 研究论文
    • 刘嘉慧, 李乐, 罗玉红, 丁勇, 徐诺, 包雨凡, 闫玉春

      DOI: 10.5846/stxb202312232798

      Abstract:

      积雪是影响草原春季土壤水分的重要因素,积雪量主要受降雪量和积雪再分配影响。然而,很少有研究探讨放牧对积雪量及融雪后土壤水分的潜在影响。研究不同放牧强度对典型草原积雪量及春季融雪后土壤水分的影响及机制,为草原的合理利用与优化管理提供科学依据。基于锡林郭勒典型草原长期控制放牧试验平台,于2016年和2017年,对禁牧(G0)、轻度放牧(G0.75)、中度放牧(G1.50)、重度放牧(G2.25)、极重度放牧(G3.00)等5种放牧处理下的植被、积雪量和土壤水分进行测定。结果表明,随着放牧强度的增加,积雪量逐渐减少,并且2016年的平均积雪量比2017年高57.63%。具体而言,与禁牧处理相比,极重度放牧使2016年和2017年的积雪量减少了75.20%和74.53%。随着放牧强度的增加,春季土壤水分呈逐渐减少的趋势。2016年和2017年禁牧处理的春季土壤水分(0-40 cm)为14.91%和10.70%,是极重度放牧处理的1.5倍和1.4倍。土壤水分与植被特征(地上生物量和植被高度)和积雪(积雪量和积雪深度)呈显著正相关(P < 0.05)。相比底层土壤,表层土壤(0-5 cm)水分对放牧的响应更敏感。结构方程模型结果显示,降雪量、植被和积雪对春季土壤水分具有显著的正作用。放牧通过去除植被,对草原积雪量和春季土壤水分有负作用。因此,为了获得更多的积雪量和春季土壤水分,土地管理者应考虑降低放牧强度或保留部分地块不放牧。

    • 李林子, 邓陈宁, 詹丽雯, 李小敏, 谢明辉

      DOI: 10.5846/stxb202312272837

      Abstract:

      建设长江流域绿色发展示范带是美丽中国建设的重大任务,开展城市绿色发展评估和影响障碍识别有助于推动长江流域绿色发展。本文构建了以水为纽带、体现“三水”统筹的长江流域城市绿色发展指标体系,基于CRITIC-熵权、TOPSIS、障碍度模型和系统聚类等综合评价方法,对流域内63个重点城市2012—2021年的绿色发展和障碍影响进行评估。结果表明:(1)共抓大保护以来长江流域城市绿色发展进程明显加快;(2)经济规模、生产率、环境效率对城市绿色发展的阻碍明显减小,产业结构重化工化、农业面源污染的阻碍更加突显,多数城市绿色发展都面临水资源开发程度高和经济社会用水效率低的障碍;(3)生态阻力型城市应重点加强水生态环境安全管理,降低资源开发强度,执行更严格的管控制度;经济阻力型城市应重点发展零污染产业,建立健全生态产品价值实现机制;效率阻力型城市应强化水资源刚性约束,推动工农业生态循环发展,大幅提高资源环境效率;生态—经济阻力型城市应率先推动涉水产业绿色改造和优化升级,提升市场竞争优势,同时加强涉水产业环境风险管理;混合阻力型城市应重点依靠创新驱动推动产业转型升级和资源环境效率提升,同时统筹好“三水”关系。

    • 朱丙轩, 储泽毅, 南宏伟, 孟嘉欣, 刘卫敏

      DOI: 10.5846/stxb202312282849

      Abstract:

      因生态位的高度重叠,森林更新早期草本植物同更新幼苗间存在着激烈的光能、养分及水分竞争,由此显著影响到森林更新过程。本研究以山西省庞泉沟自然保护区蒙古栎更新幼苗为研究对象,设置4种草本竞争模式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争),2种土壤养分梯度(4 g/m2、32 g/m2),2种土壤养分分布模式(均质、异质),进行草本竞争盆栽试验。结果表明:1)草本竞争、土壤养分状况对幼苗更新均存在显著影响(P<0.05)。其中,幼苗各生长指标在无竞争、地下竞争处理间的差异,显著表明地下竞争效应的存在性,地上竞争效应同理。2)基于线性模型,对幼苗苗高、叶片总面积、叶片总生物量、三个细根亚径级根系表面积而言,草本竞争主效应的贡献率分别为80.66%、67.49%、49.39%、40.26%、59.09%、53.26%,同土壤养分浓度相比,草本竞争的森林更新效应更高;在土壤养分异质条件下,二者交互效应甚至显著大于土壤浓度主效应;草本竞争各组分分析结果表明地下竞争效应的贡献率始终处于主导地位。3)基于结构方程模型,揭示草本竞争森林更新效应及其内在组分的具体作用途径。在无竞争与全竞争处理下,幼苗更新潜力对光能吸收及养分吸收的标准化回归系数分别为0.61、0.46,表明草本竞争主要通过光能吸收影响幼苗的更新过程;草本竞争内在组分的群组分析中,地上竞争与地下竞争相应的标准化系数分别为0.31、0.74,表明后者是主要的作用途径。在定量评价草本竞争及其内在组分森林更新效应的基础上,深入探讨其作用机理,加深了人们对其在森林更新早期生态效应的认识,为森林更新实践提供理论指导。

    • 岑渝华, 王鹏, 黄飞, 钟俊宏, 叶梓轩, 林声伟, 胡珂, 翁雷霆, 胡志文, 肖荣波

      DOI: 10.5846/stxb202312292863

      Abstract:

      城市绿地是城市生物多样性的热点区域和居民主要的休闲游憩场所,掌握其声景时空变化特征及其影响因素,对于生物多样性保护与声景营造具有重要意义。前期的声景研究多聚焦于森林、自然保护区等自然植被区域的声景特征及其差异分析。然而,城市绿地内部存在的人为干扰可能会导致其呈现出不同于自然植被的声景时空特征,对于城市强干扰环境下不同植被类型的声景特征及其驱动机制研究还比较薄弱。本文选取广州白云山景区次生林、人工林和疏林草地3种不同植被类型,开展了为期28天的声景监测,基于6种声景指数和声景功率揭示绿地声景的时空变化特征,并利用随机森林模型和冗余分析研究环境因素和人为干扰对于声景时空格局的影响。结果表明:声学复杂度指数(ACI)的变化规律显著反映了鸟类的黎明(6:00—8:00)合唱现象,声学信号强度从人工林、次生林到疏林草地依次降低,表明适当的人为干扰提高了鸟类发声强度,过度的人为干扰限制鸟类发声;归一化差异声景指数(NDSI)显示了次生林和人工林的白天声景以生物声为主,疏林草地是人工声占主导地位;不同绿地的主导发声频段及其影响因素具有明显差异,次生林以中频生物声(4—8kHz)为主,主要受海拔(ALT)、灌木丰富度(SR)和树高多样性(THD)的正向影响;人工林多为低频生物声(2—4kHz)和高频生物声(8—11kHz)声音,其声景功率与坡度(SLO)正相关,与到硬化小道距离(DHP)负相关;疏林草地人工声(1—2kHz)较多,到硬化干道距离(DHMR)、到硬化小道距离(DHP)和非硬化小道距离(DNHP)均对其具有正向影响。本研究揭示了不同植被类型的声景时空特征及其主要影响因素,为城市绿地健康声景设计和生物多样性保护提供科学参考。

    • 薛笑薇, 苗蔚, 欧延静, 张尚弘, 尹世洋, 林小楠

      DOI: 10.5846/stxb202401020014

      Abstract:

      大渡河是长江上游重要支流,水电资源丰富,流域内现存大量特有物种和珍惜物种,具有较高的生态及经济价值。生态流量是保障河道生态环境不退化、维持河道健康的重要指标,开展对大渡河生态流量的计算,对大渡河水生态环境保护和水资源合理利用具有重要意义。当前对生态流量的研究众多,本文基于大渡河中下游2008—2017年天然来水情况,分别选取水文学方法中的Tennant法、改进Tennant法,水力学法中的湿周法,以及鱼类生境适宜度法,提出了水文-水力学-水生态的结合法(下称结合法)。将结合法计算的生态流量与多年实测流量对比,确定需要进行生态补水的月份,并根据水利部印发的第四批重点河湖生态流量保障目标对大渡河生态流量进行满足程度分析。研究结果表明:结合法考虑了水文学、水力学以及不同月份鱼类繁殖的需求,满足年内不同时段河道生态需求。大渡河中下游泸定站2—4月、沙湾站2月的来流量无法满足生态需水,应进行生态补水,使河道流量满足鱼类繁殖要求。与水利部制定的大渡河生态流量保障目标相比,本文计算的生态流量在鱼类繁殖期高于保障目标,在非鱼类繁殖期低于保障目标。本文提出的结合法考虑了河道生态需水的年内差异,且计算方法简便,实用性较强,大渡河生态流量的计算能够为年内生态补水提供科学依据。

    • 陈 浩, 李占斌, 崔钦凯, 王豆豆, 王博, 刘俊娥

      DOI: 10.5846/stxb202401030015

      Abstract:

      草地植被能有效控制坡面侵蚀,然而不同草地植被类型及其冠层与根系对坡面侵蚀过程的调控作用尚缺乏系统研究。本研究采用人工模拟降雨方法,定量研究了不同雨强下苜蓿与黑麦草冠层与根系对黄土坡面侵蚀过程、径流侵蚀动力及土壤抗侵蚀能力特征的影响。结果表明:与裸坡相比,苜蓿与黑麦草的平均减流效益分别为17.65 %和9.80 %,减沙效益分别为63.86 %和69.88 %。不同雨强下两种草被根系减流减沙的平均相对贡献均高于冠层,且根系减沙的相对贡献随雨强的增加而增大。草地植被主要通过削减坡面径流流速和增加坡面阻力的方式实现对降雨径流侵蚀动力的调控,草被根系对坡面径流的减速作用略大于冠层,但其增阻作用却明显小于冠层。黑麦草对坡面径流的减速增阻效益高于相同部位的苜蓿。坡面土壤侵蚀率与水流切应力的关系可用幂函数y=αxβ较好地拟合。幂函数系数α解释为单位水流切应力所引起的土壤侵蚀模数,可作为反映土壤抗侵蚀能力的指标。草被根系作用下的幂函数系数减幅远高于冠层,反映了其增强土壤抗侵蚀能力作用明显高于冠层,这主要源于草被根系结构对表层土壤性质的改善。须根系黑麦草强化土壤抗侵蚀能力优于直根系苜蓿。本研究揭示了草地植被调控坡面侵蚀过程是通过地上冠层与根系的共同作用达到同时调控侵蚀动力和土壤抗侵蚀能力实现的,草被根系对坡面侵蚀控制起主导作用,且以须根系草被对黄土坡面侵蚀的调控效果最佳。上述结果可为草地侵蚀过程研究及黄土高原草被建设与管理提供科学依据。

    • 贾元, 张琳, 吴冬秀, 宋创业, 袁伟影, 李凌浩

      DOI: 10.5846/stxb202401060048

      Abstract:

      应用无人机近地面遥感技术估算草地生物量是目前较热门的方法,但构建的反演模型类型、变量、算法差异较大。通过在内蒙古锡林郭勒获取的无人机多光谱影像提取出波段反射率、植被指数等变量,与实际获取的地面样方调查数据结合,构建并对比了8种最常用的参数与非参数方法构建的草地地上生物量预测模型,评估不同模型的精度和建模变量,以期能够优化得到最佳预测模型。研究结果表明8种模型中参数模型精度相对较低,非参数模型具有更高精度;参数模型中多变量的广义线性模型优于线性、对数和指数这3个参数模型;非参数模型中K近邻、支持向量机、极端梯度提升和随机森林4种模型的决定系数R2都大于0.7,但随机森林模型相对更稳健,且模型变量数最少。建模变量中归一化植被指数和红波段反射率变量对生物量估算作用较大。综上,随机森林模型是较适用于内蒙古锡林郭勒地区草原无人机近地面遥感技术估算草地生物量的模型,然而在超参数调整、算法优化,以及植被多源变量筛选等方面还需要更深入的研究。

    • 程铭昊, 李劲, 张溢, 丛微, 张宇, 蒋军, 黄天鹏, 梅玉娇, 李书航, 张于光

      DOI: 10.5846/stxb202401090082

      Abstract:

      川金丝猴湖北亚种(Rhinopithecus roxellana hubeiensis)是种群数量最少的川金丝猴(R. roxellana)亚种,评估其食物组成及季节变化有助于了解其觅食策略和同域分布物种间的竞争关系,对物种保护及栖息地恢复等具有重要意义。分别于2023年冬季(2月)、春季(5月)和秋季(10月)在神农架国家公园采集金丝猴新鲜粪便样品,利用DNA宏条形码技术分析了粪便中的食源植物及其季节变化。研究共鉴别出127种金丝猴食源植物,分属于110个属62个科,科水平上相对序列丰度最高的为蔷薇科(Rosaceae),属水平上相对序列丰度最高的为花楸属(Sorbus),种水平上相对序列丰度最高的是地海椒(Archiphysalis sinensis)。在不同季节食物组成中,冬季有56种,春季有76种,秋季有70种,其中春季偏好的食物为花楸属植物(Sorbus sp.)(27.34%)植物和藤山柳(Clematoclethra scandens)(16.56%);秋季偏好的食物为委陵菜(Potentilla chinensis)(22.12%)和花楸属植物(16.52%);冬季偏好的食物为地海椒(33.49%)和花楸属植物(28.13%)。3个季节的共有食物有20种,冬季的特有食物有16种,春季有29种,秋季有27种。冬季特有食物有地海椒等,春季特有食物有菱叶茴芹(Pimpinella rhomboidea)等,秋季特有食物有构树(Broussonetia papyrifera)等。春季和秋季之间的重叠食物种类最多有35种,春季和冬季的重叠食物种类有32种而冬季和秋季重叠食物种类最少仅有28种。不同季节食物多样性指数存在差异,冬季食物多样性指数最低,秋季较高,春季最高。食物多样性的季节变化与神农架植被物候特性一致。研究结果揭示了神农架川金丝猴的食物组成和季节变化,以及DNA条形码技术在食性研究中的优势和存在的问题,为川金丝猴的种群繁育和保护管理等提供了重要参考价值。

    • 张亚, 于明含, 何莹莹, 张富崇, 张建玲, 陈超

      DOI: 10.5846/stxb202401120113

      Abstract:

      在全球气候变化影响下,中国西北部干旱半干旱荒漠区降水格局发生显著变化,表现为极端降水和干旱事件增多,对荒漠植物群落结构和功能的影响引发广泛关注。本研究以毛乌素沙地典型荒漠灌草植被黑沙蒿群落为研究对象,利用人工遮雨装置进行小区降水控制,设置降水量(W-:减水30%,对照组W:自然降水,W+:增水30%)和降水间隔(对照组T:降水间隔5天,T++:降水间隔15天)的双因素完全随机控制实验,监测各降水处理下黑沙蒿群落物种组成和生产力,结果表明:(1)与降水间隔5天的对照组相比,降水间隔期的延长显著提高了灌木和杂草的重要值,而降低了禾草的重要值。(2)与对照组自然降水相比,降水量的增加提高了黑沙蒿植物群落的多样性。(3)降水量的增加或降水间隔的延长均可以提高黑沙蒿的地上初级生产力。延长降水间隔会增加深层土壤的含水量,这有助于黑沙蒿对土壤水分的利用进而促进其生产力积累并增强了其在群落中的优势度。

    • 生态治理与恢复应用研究
    • 贾振江, 吴洋洋, 李王成, 姚晓翠, 马东祥, 陈继虹

      DOI: 10.5846/stxb202401170147

      Abstract:

      为明确砂田表层土壤养分对连作的响应规律,深入揭示砂田性能逐年退化机理,文章基于国内外已发表的16篇相关文献的586组有效数据,借助Meta-analysis方法进行整合定量研究,定量分析覆砂1—3年农田与其他连作年限砂田(4—6年、7—9年、10—12年、13—15年、16—20年)在表层土壤水分状况(SWC)、养分特性(有机质SOM、全氮TN、全磷TP、全钾TK、碱解氮AN、速效磷AP、速效钾AK、全盐TSS)和酸碱环境(pH)方面的差异效应,系统阐释砂田表层土壤养分特性逐年变异的发生路径及驱动因素,进而综合评估其肥力水平。结果表明:伴随种植年限的增加,砂田表层土壤水分储量和养分强度整体呈现下降态势(P<0.05),4—20年的土壤SWC、SOM、TN、TP、TK、AN、AP、AK含量分别较1—3年减少39.06%、14.21%、14.96%、10.06%、8.20%、15.87%、37.01%、18.60%(P<0.05)。表层土壤SOM、TN、TP、TK、AN、AP、AK主要于10—12年开始大幅流失(P<0.05),而4—6年土壤SOM、TP、TK、AK含量的相对变化则不显著(P>0.05)。砂田在耕作12年内具有显著压盐效果,12年以后的表层土壤TSS含量则开始呈现逐年增加的发展趋向(P<0.05),其土壤pH整体增加1.29%(P<0.05)。连作年限是砂田表层土壤TN、TP和AK变异的关键因子;SWC则为土壤SOM、AP和TSS演化的主导要素。总体而言,砂田在连作10年左右即可出现明显的养分亏缺状态。因此,亟需提出科学合理的农田管理措施,以有效提升退化砂田的土壤肥力水平。

    • 研究论文
    • 王瑛, 杨采青, 王丽丽, 张露, 张爱兵

      DOI: 10.5846/stxb202312312889

      Abstract:

      重要农业害虫菜粉蝶(Pieris rapae)及其近缘种东方菜粉蝶(Pieris canidia)幼虫主要危害十字花科的多种蔬菜和油料作物,对农业粮食安全造成重大威胁。本研究收集到菜粉蝶和东方菜粉蝶分布数据共计248393个,其中野外调查收集361个。基于上述现存分布点,利用6种物种分布模型算法对历史、当代和未来气候条件下两种粉蝶在全球的潜在分布区进行了预测。结果表明:(1)基于去除空间自相关后的6个气候变量构建的13种算法的模型预测结果中,有6种算法的模型评估指标的值高于随机状态(0.5)。(2)当代气候条件下,菜粉蝶的潜在分布区主要包括北美洲、南美洲南部、欧洲西部、中国东南部以及澳大利亚南部;东方菜粉蝶主要分布于南美洲北部和亚洲南部等地区。相比于东方菜粉蝶,菜粉蝶在3个时期的潜在分布区面积都要更大,但是东方菜粉蝶在未来气候条件下潜在分布区增加的面积将会更大,具有更高的潜在入侵概率。(3)相比于作为入侵生物的菜粉蝶,其近缘种东方菜粉蝶更能适应高温多雨的气候,面对未来全球变暖的趋势,东方菜粉蝶很有可能成为入侵物种,有必要对其未来气候条件下的潜在分布区,加强虫害监测和防控预报。本研究对重要农业害虫菜粉蝶和东方菜粉蝶在不同气候条件下的潜在分布区进行预测和比较,为其防治提供理论依据。

    • 崔雅如, 牟长城, 姬文慧, 郝鑫海

      DOI: 10.5846/stxb202401180156

      Abstract:

      湿地在全球碳氮循环中具有重要作用,揭示高海拔湿地碳、氮储量空间分异规律有助于减少其碳氮储量估算的不确定性。采用相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,同步测定长白山月亮湾亚高山湿地沿水分梯度依次分布的6种天然沼泽类型(草丛沼泽-C、芦苇沼泽-L、灌丛沼泽-G和3种落叶松泥炭藓沼泽(下部生境-LNx、中部生境-LNz和上部生境-LNs))的生态系统碳储量、氮储量(植被和土壤)及其相关环境因子(水位、土壤有机质、全氮和全磷等),揭示高海拔湿地生态系统碳、氮储存能力沿水分梯度的空间分异规律及其形成机制,并探寻碳氮在植被、土壤和生态系统尺度上的耦合关系。结果表明:(1)其植被碳储量(2.95~59.94 t.hm–2)和氮储量(0.044~0.733 t.hm–2)沿水分梯度均呈下半段恒定及上半段递增的规律性(LNs>LNz>LNx≈G≈L≈C),故其植被碳氮在水平空间上存在强耦合性;(2)土壤碳储量(252.05~436.86 t.hm–2)和氮储量(10.96~18.06 t.hm–2)沿水分梯度呈双递减型(C>L>G;LNx≥LNz≥LNs)或近似凹形(C≈LNs≈LNz≈LNx>L≈G)的变化规律性,故其土壤碳氮在水平空间上耦合性较弱,但其土壤碳、氮储量在垂直空间上的耦合性相对较强且存在2种类型(完全耦合型(G和LNz土壤碳氮垂直变化趋势完全一致)和基本耦合型(C、L、LNx、LNs土壤碳氮垂直变化趋势在表层明显不同));(3)生态系统碳储量(258.35~464.89 t.hm–2)和氮储量(11.05~18.21 t.hm–2)沿水分梯度呈下半段递减和上半段恒定(LNs≈LNz≈LNx>C>L>G)或不规则凹形(LNs≈LNz≈LNx≈C>L≈G)的变化规律性,故其生态系统碳氮存在较强的耦合性(上半段完全耦合及下半段耦合性减弱),且其生态系统碳、氮储量均以土壤占主体且占比沿水分梯度呈递减趋势(87.13%~99.28%和 95.98%~99.74%),而植被仅占次要地位且其占比沿水分梯度呈递增趋势(0.72%~12.87%和 0.26%~4.02%);(4)其生态系统各组分碳、氮储量沿水分梯度空间分异的主控因子并不同,其植被碳、氮储量主要受水位所抑制,而其土壤和生态系统的碳、氮储量主要受土壤全磷所促进。因此,长白山月亮湾亚高山湿地的生态系统碳、氮储量沿水分梯度存在明显的空间分异规律,且其形成机制为微地形对水分再分配决定着植物群落类型的分布,进而控制碳氮储存能力及其两者的耦合性,故对这类环境梯度的完整性应加以重点保护。

    • 研究专论与进展
    • 刘珍环, 魏莱, 周义

      DOI: 10.5846/stxb202310222296

      Abstract:

      城市生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分,城市是地理学、生态学及风景园林学等学科领域关注的核心地域。城市生态系统退化直接或间接地干扰了城市生境并造成了区域生物多样性丧失。为实现可持续城市和社区(SDG11)和陆地生物(SDG15)两项可持续发展目标,提升城市生物多样性的途径是当前城市生物多样性研究热点。可持续景观格局调控与构建是提升生物多样性的可能途径,城市生境与生物多样性的关系是可持续景观格局构建的重要内涵,科学地认知两者的相互作用关系是景观格局调控的根本。本研究通过梳理生物多样性与景观生态学的交叉研究,提出了可持续城市景观格局研究的转变趋向:从生物多样性保护的被动适应式的生态安全格局构建转向主动调控提升生物多样性的可持续城市景观格局构建。加强多尺度的级联,在斑块尺度上的城市生境恢复和营建,景观尺度上构建面向城市生物多样性提升的可持续景观格局识别与连通优化,区域尺度上开展生物多样性保护规划。研究为城市生物多样性的保护与提升提供科学途径,进而促进城市景观生态学的理论与实践发展。

    • 研究论文
    • 张旖琳, 吴相利, 王丽敏

      DOI: 10.5846/stxb202310182268

      Abstract:

      以9个国家重点森林生态功能区作为实证研究区域,构建产业化和生态化两个子系统及产业生态化系统发展水平评价指标体系,运用熵值法、耦合协调度模型、剪刀差模型、耦合度模型、Dagum基尼系数和MGWR模型等方法,从县域尺度测度生态功能区建设12年来产业化水平、生态化水平及产业生态化水平发展变化,分析产业化、生态化两个子系统协调发展水平、发展速度差异及动态演化趋势,剖析影响产业生态化发展因素为产业生态化健康发展提供科学支撑。结果表明:(1)12年间产业生态化呈低水平的小幅上升态势,9个功能区间的最大差距呈先下降后上升的波动发展态势。不同功能区间产业生态化水平及产业化水平、生态化水平差异均较大,不同功能区产业生态化水平发展变化的主要内部动因存在较大差异;产业化水平和生态化水平总体均呈小幅上升态势,产业化总体水平低于生态化水平,9个功能区间的最大差距均呈先下降收敛后上升发散的态势;产业生态化、产业化、生态化水平均表现为前一阶段增长快于后一阶段,且后一阶段增速下滑幅度大。(2)12年间产业化与生态化系统二者协调度实现由初级协调到中级协调的提升,9个功能区间协调水平最大差距呈持续上升发展态势。186个县域样本总体协调水平分布呈以初级、中级协调为主,濒临失调、勉强协调和良好协调县份少的“纺锤”形态;产业化增长速率快于生态化增长速率,产业化与生态化发展速率的剪刀差呈小幅下降态势,产业化与生态化发展间差异逐渐缩小,趋向于共同发展阶段。(3)城镇化率、人口密度、人均城乡居民储蓄存款余额、第三产业增加值/第二产业增加值、财政自给率、城镇居民人均可支配收入、每万人医院和卫生院床位数对产业生态化水平呈正向影响,且城镇化率为影响产业生态化水平的正向主导因素。

    • 王晓圆, 谭荣

      DOI: 10.5846/stxb202310202285

      Abstract:

      生态产品价值实现是生态文明建设的重大理论和现实命题,建立健全生态产品价值实现机制对于生态文明建设具有重大意义。近年来各地生态产品价值实现机制试点实践已经表明,生态产品价值实现治理具有复杂性,根据治理对象社会经济属性一一匹配治理模式,在政府与市场之间线性地寻求治理方案的传统治理逻辑已经无法有效应对其复杂性。以复杂系统视角重新审视生态产品价值实现治理,深刻把握生态产品价值实现治理体系的复杂结构,才是应对生态产品价值实现治理复杂性的治理之道。基于此,本研究以丽水为案例,引入行动情景网络分析方法,通过识别丽水市生态产品价值实现治理体系建设的两个演进阶段,定性分析了一个完善、有效、可持续的生态产品价值实现治理体系的复杂结构。结果表明:丽水生态产品价值实现治理体系建设经历了以生态产品数量质量提升为前提、生态产业化为重点到以GEP核算为切入点、生态产品市场化改革为重心的生态产品价值实现治理转型,两阶段的关键行动者均为丽水政府,但政府治理方式发生了从管理型到服务型的转变,更多市场主体和社会主体参与其中、制度规则不断完善、调节服务类生态产品经济价值得到显化。

    • 生态保护修复基础理论
    • 王春, 莫秋霞, 王鹤鸣, 陈祥舟, 牟泽锴, 鞠孟辰, 谢永生, 卜崇峰

      DOI: 10.5846/stxb202307051445

      Abstract:

      利用苔藓植物开展裸岩工程创面生态修复是一条低成本、高效益的潜在新途径,巨量苔藓种源的供给是实现这种新措施工程化应用的根本前提,而掌握特定藓种生长的发育特征及关键影响因子则是实现这一目标的首要任务。以秦岭地区石生优势藓种——羽枝青藓(Brachythecium plumosum)为研究对象,利用野外原位观测、室内组织培养及养分施加试验,通过观测生长指标(主茎长、覆盖面积、分枝长和分枝数)和形态变化,了解其自然发育特征和不同繁殖体类型及养分供给模式对其生长发育的影响。结果表明:(1)羽枝青藓通过特有的形态特征适应岩石表层环境。主茎生长时,其侧边分枝同步发育、且表现的较为密集;(2)微生境显著影响羽枝青藓发育。与冠层间相比,冠层下除光照强度降低幅度较大外(15%—55%),空气湿度、温度的变化幅度较小,但羽枝青藓的生长速率提高3倍以上;(3)羽枝青藓的茎和叶片都有发育为配子体的潜力,但茎的再生能力优于叶片,且二者的发育模式不同。接种茎的成活率达到100%,配子体由茎直接再生,发育的原丝体未分化,主要发挥定植和养分吸收的作用;叶片的成活率仅3.3%,发育过程中先产生原丝体,再分化为配子体;(4)长期营养液供给可能对岩石表层的苔藓生长产生负面影响。Hoagland营养液在试验前期促进了羽枝青藓生长,但也加剧了致病菌和藻类发育,导致后期羽枝青藓发黄枯萎。总的来看:羽枝青藓对逆境有较强的适应性,对微环境变化敏感,周围生长条件适宜时可快速向外扩张。不同的繁殖体和营养液供给模式都会对羽枝青藓的生长产生显著影响。开展羽枝青藓种源扩繁生产时应充分借鉴这些研究结果。

    • 研究论文
    • 唐秀美, 刘敏, 吴悠, 淮贺举, 刘新卫

      DOI: 10.5846/stxb202310102185

      Abstract:

      国土整治与生态修复对保障区域生态质量、优化生态安全格局和提升生态系统服务价值有积极的促进作用。定量化测算国土综合整治与生态修复对区域生态质量的影响是领域的研究热点和难点。本研究以广西壮族自治区贺州市为例,提出了国土综合整治与生态修复对区域生态系统服务价值的影响评估方法,主要结论如下:(1)不同地类由于其质量不同,单位面积生态系统服务价值差距较大,本研究提出了基于地类质量的单位面积生态系统服务价值确定方法,并据此测算了各地类通过整治修复质量的提升潜力;(2)贺州市整治修复前生态系统服务总价值为411.80亿元,经过评估,整治修复后生态系统服务总价值可以增加到458.06亿元,增加比例为11.23%。贺州市林地生态系统服务价值增加潜力最大,其次是草地、耕地。生态系统服务价值增加潜力在空间上呈现了东西两翼高于中部、南部地区高于东部地区的趋势;(3)贺州市各区县整治修复潜力差距较大,潜力最大的为八步区和昭平县,潜力提升比例最高的是富川县,不同区县可以根据结果确定整治修复的工程布局。研究结果对于区域国土空间整治与生态修复工程安排及整治修复绩效评估有重要的指导意义。

    • 莫凡, 郭慧, 裴顺祥, 吴迪, 吴莎, 辛学兵

      DOI: 10.5846/stxb202310242319

      Abstract:

      野外-城市界域(Wildland-urban interface,WUI)人类活动密集,火灾风险极大,在该区域进行森林火险的合理性评价和时空演变趋势分析,对保护区域生态环境和社会经济可持续发展具有重要意义。以北京近郊九龙山林场为研究对象,基于相关火险驱动因子指标数据,运用层次分析法评估研究区2004、2009、2014、2019年森林火险指数,通过Theil-Sen Median趋势分析、全局莫兰指数和局部莫兰指数分析探究森林火险指数的变化趋势及空间聚集性,并基于历史火情数据和地理探测器模型(Geodetector)验证火险区划的合理性和准确性。结果表明:(1) 九龙山林场内火险指数整体的集聚特征变化较大,61.58%的区域火险指数不显著增加,5.62%的区域微显著增加,32.80%区域为不显著减少和微显著减少。(2) 森林火险指数空间上呈正相关,森林火险高值聚集区域分布于东部低海拔地区,在研究时间段内面积减少4.89%,低值聚集区域分布于西部高海拔地区,面积减少2.19%。(3) 森林火险区划结果显示,九龙山林场森林高火险区域面积占比最小,主要分布于研究区中部,由于人类活动的影响,高火险区覆盖范围扩大。(4) 区划合理性验证结果显示,研究区森林火险等级空间分异性较好,与实际火点分布具有高度一致性。该研究结果较好的反应了研究区森林火险时空格局变化,为九龙山林场进一步合理规划防火设施布局,加强火险管控力度,完善防火应急能力奠定数据基础,提示管理部门应加强防火宣传,以最大限度发挥九龙山的生态环境效益,保障林区周边人民生命财产安全。

    • 生态保护修复成效评估方法体系
    • 刘晓曼, 王超, 王燕, 邹长新, 侯鹏

      DOI: 10.5846/stxb202310052136

      Abstract:

      实施成效评估作为判定山水林田湖草生态保护修复工程有效性的重要途径,对加强工程总体布局和顶层设计、确保工程取得显著成效具有非常重要的意义。青海省祁连山区具有极其典型的“山水林田湖草”生命共同体特征,是中国第一批山水林田湖草生态保护修复工程试点之一。本文通过构建“生态干扰变化-生态系统格局变化-生态系统质量变化-生态系统功能变化-生态成效变化”逻辑框架,运用时空对比分析方法,对青海祁连山区山水林田湖草生态保护修复工程的生态实施成效进行了评估。结果表明:工程实施后,重要生态用地面积增长了0.1%、生态连通度降低了0.5%、植被覆盖度指数提升了10.1%、单位面积水源涵养量提高了31.5%,土壤保持量增加了3.2%,固碳量增加了2.8%,表明工程实施以来,生态干扰增加,部分类型生态系统破碎化有所加剧,但总体生态系统格局相对稳定,生态系统质量和各生态功能均有提升,修复成效显现。研究结果对青海祁连山区山水林田湖草生态保护修复工程的实施有一定的指导性作用,能为未来山水林田湖草生态保护修复工作提供先进经验与科学指导,对科学指导中国开展长效生态修复工作具有重要意义。

    • 研究论文
    • 胡仁杰, 陈璇黎, 陈金, 张世荣, 匡依利, 于红妍, 吉汉忠, 赵晓军, 宜树华, 孟宝平, 李猛

      DOI: 10.5846/stxb202310172262

      Abstract:

      自20世纪70年代开始,归一化植被指数NDVI在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用。然而,NDVI对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象,使草地生物量遥感估测有较大的不确定性。以青藏高原东缘高寒草甸为例,基于比值植被指数RVI探讨了NDVI的饱和性,并评估了NDVI饱和性对高寒草甸地上生物量时空动态变化分析的影响。结果表明:1)虽然基于MODIS NDVI构建的草地地上生物量估测模型精度较基于RVI构建的估测模型高,但模型对高寒草地地上生物量(生物量大于2314.627kg/hm2)灵敏度较RVI估测模型低,即NDVI阈值大于0.73时,估测模型呈现饱和现象(低估了草地地上生物量);2)结合RVI遥感植被指数,对饱和部分NDVI遥感植被指数进行校正,校正后最优地上生物量遥感估测模型为线性模型(y=5908.5x-2198.9,R=0.6190,RMSE=902.41kg/hm2),较调整前RMSE降低了11.72kg/hm2;3)就NDVI饱和性空间分布而言,从全年6月—9月初(全年第161—257天)饱和性呈现先自东南向西北延伸,后自西北向东南消退的变化趋势,平均低估值介于158.45kg/hm2—293.92 kg/hm2之间,最大低估值出现在8月初(全年第225天),超过600kg/hm2;4)此外,NDVI饱和性对草地地上生物量年际动态变化趋势分析具有较大的影响,祛除饱和性影响后草地地上生物量基本不变的区域减小了21.44%,而年际变化小于-10kg/hm2和大于30kg/hm2的区域分别增加了8.48%和16.19%,探讨了NDVI饱和性对草地地上生物量遥感估测影响,以期为精确评估高寒草地地上生物量提供理论依据,同时也为高寒草地资源可持续发展提供科学依据。

    • 大江大河流域生态环境保护与修复专辑
    • 段鹏, 陈文波, 杨欢, 梁翔

      DOI: 10.5846/stxb202310112201

      Abstract:

      近几十年来,随着工业化、城市化的加速推进,人类活动对自然生境的干扰越来越频繁,导致生境破碎化与生境质量下降。在流域尺度上科学模拟生境破碎化过程及其对生境质量的影响,对于提升生物多样性和生态系统功能具有重要意义。本研究以鄱阳湖流域为研究区域,首先基于InVEST模型分析区域生境质量的演变特征;其次从生境面积、生境边缘和生境隔离三个特征维度模拟生境破碎化过程;最后采用广义加性模型和地理探测器探究不同生境破碎化过程对生境质量变化的影响与交互作用。研究结果表明:(1)鄱阳湖流域生境质量呈下降趋势,从2000年的0.7862下降到2010年的0.7807,再下降到2020年的0.7715,但总体生境质量较好。生境质量较优的区域主要分布在流域南部、东北部以及西部地区,生境质量较差的区域主要分布在各个子流域的交界处。(2)2000~2010年,鄱阳湖流域生境面积占比下降、生境边缘增加和生境隔离增加三个生境破碎化过程分别占总研究区网格数的34.70%、30.15%和4.50%;2010~2020年分别占总研究区网格数的34.80%、30.69%和4.40%;2000~2020年分别占总研究区网格数的40.82%、37.50%和5.46%。生境面积减少的网格主要集中在鄱阳湖流域的中北部地区;生境边缘增加的网格分布和生境面积减少的网格分布相似;相比之下,生境隔离增加的网格较少,主要分布在各城市的中心城区范围。(3)生境破碎化过程对生境质量具有显著影响,两者呈非线性负相关关系;三个生境破碎化过程两两之间交互作用对生境质量的影响呈现双因子增强趋势。研究结果可为鄱阳湖流域生态格局优化与生境质量提升提供科学参考。

    • 研究论文
    • 董丽洁, 王晓利, 桂峰, 侯西勇

      DOI: 10.5846/stxb202310112198

      Abstract:

      海陆温差是海-陆间热力对比的重要表征,对区域乃至全球气候产生重要影响。本文基于2001—2021年MODIS遥感数据,研究了中国东部地区地表温度、海表温度以及海陆温差的时空变化及区域差异特征。结果表明:2001—2021年中国东部地区地表温度和海表温度均呈显著上升趋势,上升幅度分别为0.34 ℃/10a和0.32 ℃/10a;夜间地表温度和海表温度的上升态势更突出;各季节中,冬季地表温度和夏季海表温度增幅最大,分别达0.45 ℃/10a和0.43 ℃/10a(P<0.05);空间上,中国东部地表温度总体呈南高北低的格局特征,海表温度则表现出从东北向西南递增、近岸低于远岸的特征。研究时段内,中国东部地区海陆温差通常为负值,海表温度总体高于地表温度,且离海岸线越近的缓冲区范围内海陆温差越小;100 km、200 km和300 km缓冲区范围内年际海陆温差总体呈减小趋势,其中100 km缓冲区范围内的降幅最大;各季节中,春季和冬季海陆温差呈减小趋势,夏季和秋季的呈增大趋势;空间上,以30°N为界,以北和以南区域的海陆温差分别呈减小和增大趋势。

    • 包段红, 孙小妹, 张志明, 王文碧, 杨婷, 王艳, 王静, 苏军虎

      DOI: 10.5846/stxb202307201560

      Abstract:

      为明晰祁连山东缘高寒草甸灌丛化对其植被群落与土壤理化特性的影响,选取甘肃省天祝藏族自治县高寒草甸灌丛化区域,调查其植被,采集土壤测定理化性质,分析制备与土壤的互馈关系。结果表明:高寒草甸植被的均匀度指数、高度、盖度、地上生物量、土壤含水率随灌丛化过程增加(P<0.05),而多样性指数和容重均降低;全磷含量在各土层以灌丛区最高,但C:P和N:P以草甸区最高;土壤N:P<14表明土壤养分主要受限于氮;土壤脲酶和过氧化氢酶活性在草甸区各土层显著高于灌丛区(P<0.05);冗余分析显示前两个排序轴的累计解释量为54.88%,土壤过氧化氢酶与植被特征拟合的结果最好(Pr=0.010),表明高寒草甸灌丛化过程中土壤过氧化氢酶受植被特征的制约最大。可见,高寒草甸灌丛化显著影响了植被群落结构与土壤理化特性,在祁连山生态保护和管理中应该予以重视。

    • 王靖钰, 李国栋, 任晓娟, 张曼, 李鹏飞, 孙雪健, 赵晴涛, 王龙升, 龚云飞

      DOI: 10.5846/stxb202310252322

      Abstract:

      森林生态系统强大的碳源/汇功能是实现“碳中和”和“碳达峰”战略目标最经济、有效的自然气候解决方案和固碳增汇手段。准确评估森林生态系统的碳汇能力,对于明确森林碳储量有重要意义。为明确亚热带-暖温带气候过渡带的常绿落叶阔叶混交林的碳通量特征及其驱动因素,2011-2020年利用涡度相关法开展了大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量和环境要素的观测试验。结果表明:大别山常绿落叶阔叶混交林净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Reco)、总初级生态生产力(GPP)分别为-788.13 gC m-2 a-1、1074.14 gC m-2 a-1、1862.27 gC m-2 a-1,该森林生态系统整体表现为碳汇,其固碳能力与相近纬度的常绿落叶阔叶混交林基本持平,并高于针阔叶混交林、毛竹林等其他类型的森林生态系统。10年间,大别山常绿落叶阔叶混交林的固碳能力有所增强。影响大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量的主要环境因子为温度与太阳辐射,气温(Ta)、净辐射(Rn)、光合有效辐射(PAR)和总辐射(Rg)与生态系统碳生产力(NEP)和GPP呈显著正相关(P<0.001),Reco与Ta和Rn呈显著正相关(P<0.001)。研究结果为气候变化响应敏感的南北气候过渡带森林生态系统的碳储量估算、碳循环过程模拟提供观测数据支持和科学依据。

    • 研究正文
    • 董照樱子, 孙思琪, 夏楚瑜, 周辰溪, 赵晶, 张蔚文

      DOI: 10.5846/stxb202310272336

      Abstract:

      城市扩张所导致的绿地减少、生态环境退化等问题,影响碳达峰、碳中和(简称“双碳”)目标的实现。“城市双修”通过对被破坏的城市自然生态系统的恢复与重建,有效发挥森林、草原、湿地和土壤的固碳作用,以及优化城市及社区更新方式,改变居民出行和生活方式,有助于城市碳汇能力提升和碳排放的降低。基于2005—2021年我国287个地级市的非平衡面板数据,本文运用交错双重差分模型(Staggered Difference in Difference) 评估了“生态修复、城市修补”(简称“城市双修”)政策的碳减排效应。研究发现:(1)“城市双修”政策使城市碳排放显著降低了5.6%,但该效应有3年的滞后期;(2)机制分析揭示了城市绿地的增加是“城市双修”政策实现“双碳”目标的重要途径,绿地面积每增加一千公顷,城市碳排放降低1.5%;(3)异质性分析表明“城市双修”政策会扩大碳排放最高和最低城市之间的碳排放差距,城市的生态基础、财政基础以及政策执行力度会影响“城市双修”政策的碳减排效力,并对位于经济发达的东部地区的城市的碳减排助推作用更强。本文据此提出了充分总结推广试点经验、系统推进城市低碳转型、因地制宜开展“城市双修”工作等对策建议。

    • 生态保护修复基础理论
    • 袁二双, 周秋文, 罗应忠

      DOI: 10.5846/stxb202310302353

      Abstract:

      基于2000-2020年中国西南喀斯特地区的EVI和NPP数据,将人口压力、农村经济和非农经济等社会经济因素进行细分,利用线性混合模型定量评估各社会经济因素对EVI和NPP的相对贡献率,探讨社会经济发展与植被恢复之间的关系。结果表明:(1)2000-2020年中国西南喀斯特区植被呈上升趋势。(2)整体社会经济因素对植被恢复的贡献大于自然因素,本文中的社会经济因素对EVI的贡献率为26.6%,对NPP的贡献率为41%。(3)在社会经济因素中,非农经济因素对植被恢复的相对贡献率最高,对EVI的贡献率为19.1%,对NPP的贡献率为14.7%。(4)在各细分社会经济因素中,第三产业对植被恢复的相对贡献率最高,其中对EVI和NPP的相对贡献率分别为11.8%和14.7%。综上所述,除了生态工程之外,其余社会经济因素对植被恢复的影响虽然具有间接性或者滞后性,但同样重要,不可忽略。

    • 专论与综述
    • 焦聪聪, 赵大勇, 曾 巾

      DOI: 10.5846/stxb202310312356

      Abstract:

      细菌是湖泊生态系统的重要组成部分,在驱动湖泊生态系统元素物质循环和调控湖泊水质方面发挥关键性作用。揭示湖泊细菌群落多样性的形成和维持机制,即群落构建机制,是湖泊微生物生态学研究中的核心目标。近年来,微生物组学技术的发展,极大推动了湖泊细菌群落构建机制的研究。富营养化是当前我国湖泊生态系统面临的最大环境挑战之一,也是决定湖泊细菌群落组成和多样性的重要因素。本文首先综述了湖泊细菌群落构建机制的理论基础和发展脉络。其次,概述了湖泊细菌群落构建机制的主要分析方法。接着,总结了富营养化对湖泊细菌群落构建机制的影响的最新研究进展。最后,针对富营养化影响下湖泊细菌群落构建机制研究所面临的问题,提出了未来的研究展望。

    • 研究论文
    • 匡苗苗, 周广胜, 周梦子

      DOI: 10.5846/stxb202311022383

      Abstract:

      全球变暖影响物种多样性和生产力及其关系。关于全球和区域的物种多样性与生产力关系已有许多研究,但气候变暖背景下西藏高寒草地物种多样性与生产力的关系及其环境驱动机制研究仍然很少。基于西藏高寒草地实测的35个样点调查数据,利用回归分析、Pearson相关性分析、方差分解和结构方程模型等方法,探究了物种多样性和生产力的关系及其影响机制。研究发现:(1)高寒草地的物种丰富度指数和香农-威纳指数与地上植被净初级生产力(ANPP)呈显著正相关关系,且ANPP对物种丰富度指数的变化更为敏感;(2)物种丰富度指数与经度、土壤有效氮、土壤有效磷、年降水量呈显著正相关;香农-威纳指数与海拔和纬度呈显著负相关,与年均温度呈显著正相关;ANPP与经度、土壤有效氮、年降水量和年均温度呈显著正相关,与海拔、纬度和土壤有效钾呈显著负相关;(3)地理因子、土壤养分和气候因子的交互作用对物种丰富度指数和ANPP的贡献率最大,分别为10.99%和32.91%,地理因子和气候因子的交互作用对香农-威纳指数的贡献率最大,为13.61%;(4)地理因子通过调控土壤养分和气候因子间接影响物种多样性和ANPP,土壤养分和气候因子均直接影响物种多样性和ANPP。研究结果揭示了环境因子对物种多样性和生产力的综合调控机制,为西藏高寒草地生态系统科学应对气候变化提供了依据。

    • 研究正文
    • 耿浦耀, 王晓丽, 罗少辉, 周选博, 马源

      DOI: 10.5846/stxb202311032395

      Abstract:

      返青期休牧措施可以有效提高高寒草地生产力,为了解其对氮矿化及微生物的影响。以玛沁县大武镇高寒草甸为试验样地,设立5个休牧时间,分别为CK(放牧)、20d、30d、40d及50d,在牧草生长季(5—9月)研究了土壤微生物量和有效氮素的动态变化。结果表明:土壤微生物量碳( SMBC,Soil Microbial Biomass Carbon)和土壤微生物量氮( SMBN,Soil Microbial Biomass Nitrogen)均随着休牧时间的增加而呈现上升趋势。SMBC在生长初期(5月、6月)休牧50d处理下较CK分别增加了22.49%、123.33%,生长末期休牧40d处理下含量较高。5月份SMBN在休牧40d下显著高于其他处理,其余月份均在休牧50d处理下含量较高。土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)在生长季呈现先升高后降低的趋势。多数情况下,休牧30d土壤NH4+-N含量高于CK处理;不同休牧时间对土壤NO3--N含量影响不明显。土壤氮矿化速率在不同月份间差异显著,但总体上呈现休牧30d—40d土壤氮矿化速率较高、CK较低的趋势。因此,在返青期对三江源区高寒草甸进行适当的休牧活动利于其有机氮的转化。

    • 研究论文
    • 刘颖, 宋蕊, 王效科, 高艺芹, 冯美琪, 翟欣月, 万五星

      DOI: 10.5846/stxb202311162492

      Abstract:

      环境臭氧(O3)已成为影响植物生长发育的重要生态因子。为探究地面O3污染对蔬菜形态学特征及营养指标的影响,选罗马直立生菜(Lactuca sativa var. roman)为实验材料,采用开顶式气室(OTC)开展熏蒸实验。实验设置4个O3熏蒸浓度(NF:未过滤的环境空气;NF40:环境空气+40 nmol/mol;NF80:环境空气+80 nmol/mol;NF120:环境空气+120 nmol/mol),每个处理设置3个重复组,分析评价O3污染对植物造成的可见伤害、生产量、叶片解剖学特征以及食用部位营养指标的影响。研究表明:(1)O3熏蒸对生菜叶片产生不可逆的可见伤害,叶片出现浅黄色斑点和棕色斑点,且随着熏蒸时间延长,叶片出现黄化,大面积的坏死斑块,衰老加速。(2)高浓度O3胁迫显著降低了生长阶段的株高(P<0.05)。与NF组相比,NF40、NF80、NF120组分别使生物量下降5.90%、14.99%、39.21%。(3)随着O3熏蒸浓度升高,气孔密度增加,气孔开度减小。叶片厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度与O3暴露剂量AOT40呈显著负相关关系(P<0.05)。(4)高浓度O3暴露使蔬菜中Ca、Na、Fe、Zn、Mg等元素含量显著降低,脂肪和蛋白质含量增加,生菜的营养指标发生改变。研究表明,罗马直立生菜对环境O3污染敏感,其生长发育及营养指标在O3胁迫条件下发生明显变化。目前,关于O3污染对蔬菜形态学特征影响的研究较少,本研究系统探讨蔬菜的叶片厚度、栅栏组织、海绵组织、气孔密度及开度等形态学指标在臭氧污染条件下的变化。蔬菜的品质是关系到“三农”问题的重要方面,本研究探讨了臭氧污染对蔬菜的产量及营养指标的影响,可为O3污染条件下蔬菜的生产提供科学参考。

    • 研究正文
    • 陈世喜, 陈梅, 李娜, 邹远超, 袁万安,

      DOI: 10.5846/stxb202311172505

      Abstract:

      中国南海与作为海洋生物多样性中心的印太珊瑚大三角区具有一定的环境与生物连通性,其生境多样,为各种生物类群提供了有利的热带和亚热带海洋环境栖息地,具有极其丰富的生物多样性,是中国海洋生物多样性热点地区,也是重要的海洋生物多样性资源宝库。海洋细菌在生态系统循环中发挥重要作用,通过对南海海洋深层水细菌的探测,可以更加清晰地了解西太平洋和印太交汇区的生物多样性。论文基于参加开放项目获得的南海的深海站点水样,采用高通量测序进行了16S rRNA基因序列测序,分析了南海深海海水细菌群落多样性、菌群构成和多样性特征。该站点南海海洋深层水测定的细菌分属于15门、20纲、24目、86科、140属、150种,表明该区海洋深层水细菌群落丰富。测得优势菌属包括类芽胞杆菌属(Paenibacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、海旋菌属(Thalassospira)、噬甲基菌属(Methylophaga)、拟杆菌属(Bacteroides)、纤细芽胞杆菌属(Gracilibacillus)、海洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus)、海源菌属(Idiomarina)、嗜油菌属(Oleiphilus)、食碱菌属(Alcanivorax),这些属的细菌在生物材料或药物、生物燃料、水处理、降解石油烃等方面均有开发利用的潜力。属内的解淀粉芽孢杆菌(Lentibacillus amyloliquefaciens)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)、柴油食烷菌(Alcanivorax dieselolei)、三浦半岛盐乳杆菌(Halolactibacillus miurensis)、海迪茨氏菌(Dietzia maris)可以具体鉴定到种,这些深海细菌目前已在产抗生素、生物防治、石油降解、反硝化等方面被开发利用。基于高通量测序显示出采样点南海海洋深层水细菌具有独特菌群特征和多样性,有其极为丰富的生物学开发利用价值。

    • 生态保护修复基础理论
    • 李祖婵, 玄锦, 王秋雪, 彭书婷, 孙耿敏, 黄柳菁

      DOI: 10.5846/stxb202311192515

      Abstract:

      基于植物群落叶功能性状的角度研究植物群落与环境的关系有助于探究植物的适生策略。然而,目前关于江心洲植物群落叶功能性状的研究还有待深入探究。基于此,选取8项植物群落叶功能性状指标和9项土壤理化性质指标,探究闽江福州河段5个江心洲3种不同生境类型(洲岸沙滩、洲岸泥滩和洲中央林地)的植物群落叶功能性状与土壤因子特征及其响应机制。结果表明:(1)除土壤温度外,江心洲不同生境的其余8个土壤理化因子存在显著差异。(2)江心洲不同生境的植物群落叶功能性状存在显著差异。在灌木层上,洲中央林地的叶面积(80.935cm2)显著高于洲岸泥滩(31.685 cm2)和洲岸沙滩(14.280 cm2);在草本层上,洲中央林地的比叶面积(535.684 cm2/g)显著高于洲岸沙滩(384.974 cm2/g);然而,在乔木层上,不同生境的植物群落叶功能性状无显著性差异。(3)影响江心洲不同生境植物群落叶功能性状的主要土壤因子不尽相同,洲岸沙滩为土壤温度,洲岸泥滩为土壤含水量、土壤全碳含量和土壤容重,洲中央林地为土壤容重和土壤含水量。研究发现,与相对远离闽江的洲中央林地相比,河流水动力和潮汐的干扰导致洲岸沙滩和洲岸泥滩的生境发生变化,植物群落通过调整资源分配利用的适生策略,权衡功能性状组合以适应环境的变化。

    • 研究论文
    • 张艳艳, 刘淋茹, 袁鑫茹, 张荣, 王璐媛, 段剑钊, 贺利, 王永华, 郭天财, 冯伟

      DOI: 10.5846/stxb202311222554

      Abstract:

      摘要:为探究不同水分条件下施磷肥对冬小麦光合及结实特性的调控效应,明确施磷调控光合生产力促进穗花发育成粒的机制,于2020—2022年设置3种水分处理(重度干旱,W0;中度干旱,W1;正常水分,W2)和2种磷肥处理(不施磷,P0;施磷,P1)的盆栽试验,以大穗型品种周麦16(V1)和多穗型品种豫麦49-198(V2)为试验材料,通过测定不同穗位(基部、中部和顶部)的可孕小花数、结实数以及叶片净光合速率、叶绿素、叶绿素荧光参数、蔗糖含量等,分析不同水分条件下磷素对两类型品种冬小麦光合及结实特性的影响。结果表明,施磷肥可以有效增加冬小麦开花期(W10时期)可孕小花数,尤其对基部穗位的可孕小花数提升效果最显著(13.74%—27.01%),其次是顶部(9.57%—20.19%),再次是中部(6.97%—14.01%)。对成熟期的结实粒数而言,施磷肥可以提高干旱胁迫下每穗的小穗数以及各小穗的结实数,进而显著提高每穗的结实粒数。此外,施磷肥可以有效提高两类型品种叶片净光合速率、叶绿素含量、光系统II最大光化学效率(Fv / Fm)和实际光化学效率(ΦPSII);对蔗糖含量的影响因水分而异,干旱处理下增施磷肥降低了蔗糖含量,正常水分条件下则增加了蔗糖含量。将两类型品种光合指标分别与可孕小花数和穗粒数进行通径分析发现,5个光合指标与可孕小花数和穗粒数均呈正相关,其中净光合速率和蔗糖与可孕小花数的直接通径系数为1.001和0.435,与穗粒数的直接通径系数为0.996和0.626,远高于其它指标。最终,施磷通过增加穗数、穗粒数以及千粒重来显著增加产量,其中穗粒数在不同水分下均达到显著水平,穗数在W1和W2处理下显著,千粒重提升效果不显著。综上所述,在不同水分条件下施磷肥均可以通过调控冬小麦的光合性能提高其光合生产力,以维持正常的生理代谢功能,从而减少可孕小花的退化和败育以促进穗花成粒,最终达到缓解干旱胁迫危害以实现高产稳产的目的。研究结果为小麦生产中合理施用磷肥缓解干旱胁迫提供理论依据和技术支撑。

    • 张清杭, 吕杰, 马媛, 李二阳, 沈畅, 陈静

      DOI: 10.5846/stxb202311222558

      Abstract:

      藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件。因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义。然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在功能机制尚不清楚。以古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮为研究对象,采用宏基因组测序技术,研究藻类结皮微生物群落及碳氮循环功能基因特征。研究结果表明蓝藻菌门、变形菌门、放线菌门是藻类结皮中主要微生物类群,在沙漠固碳和氮循环中起到重要作用。微生物α多样性结果显示仅物种丰富度指数在三个区域内存在显著差异。β多样性结果显示藻类结皮未因沙漠局部气候及理化因子差异产生微生物群落分化。而微生物群落功能基因对环境变化响应要比微生物群落更为敏感,沙漠东部和西部藻类结皮功能基因产生显著分化。三个区域微生物功能基因中还原型三羧酸循环是自养生物固碳主要途径,而卡尔文循环是光合生物固碳的主要途径,其中rpiA和rbcS基因更易受到降水影响。鞘脂单胞菌属、念珠藻属和伪枝藻属在参与固碳过程中表现出的差异,可能是导致固碳功能基因产生分化的原因之一。氮循环主要途径以硝酸盐还原为主,大部分氮素通过硝酸盐同化作用被土壤微生物转化为铵盐,少量氮素被反硝化为一氧化二氮和一氧化氮流失。沙漠藻类结皮固氮作用较弱,仅有念珠藻属和伪枝藻属参与,且存在nifH、nifD、nifK三个功能基因。这些固氮功能基因更易受到土壤中硝态氮含量的影响。硝化过程仅注释到氨单加氧酶或甲烷单加氧酶编码pmoABC-amoABC基因,而hao和nxrA、nxrB基因均未注释获得。

    • 赵堃, 龚政, 文天翼, 韩广轩

      DOI: 10.5846/stxb202311252577

      Abstract:

      潮滩是全球固碳能力最高的生态系统之一,是缓解全球变暖的有效蓝色碳汇。针对潮滩碳汇功能,现有研究多关注生物作用下的碳输入过程,关于地貌演变,特别是潮沟曲流摆动引起的沉积物碳输出过程研究较少,因此无法准确评估潮滩碳汇功能的动态变化。本研究结合野外观测、遥感反演与室内实验,探究了潮沟曲流摆动对潮滩沉积物碳输出过程的影响,从曲流摆动速率与有机碳空间分布特征两方面开展分析。研究结果表明:潮沟曲流摆动速率的空间差异可达数个量级,由粉砂滩的10-3 m/s锐减至互花米草盐沼滩的10-6 m/s;粉砂淤泥滩潮沟摆动速率存在显著的季节性差异,冬季摆动速率约为夏季的两倍;潮滩土壤有机碳含量呈海向递减趋势:互花米草盐沼滩(4.62 g/kg)> 粉砂淤泥滩(2.61 g/kg)> 粉砂滩(1.51 g/kg);综合考虑曲流摆动速率与土壤有机碳含量,发现粉砂滩沉积物碳输出速率显著高于互花米草盐沼滩,可达49.4 g C m-2 a-1,与该区域的碳埋藏速率相当。本研究证实了潮沟曲流摆动对潮滩沉积物碳输出过程的重要性,为提升潮滩碳汇功能预测水平提供了重要的理论依据与数据支撑。

    • 郑永宏, 叶子阳, 陈城, 曾琦, 胡正生, 农舒涵

      DOI: 10.5846/stxb202311272584

      Abstract:

      树轮在过去气候变化研究中发挥着难以替代的作用,在树木生长条件较为适宜地区传统的树轮宽度指标存在短板。树轮蓝光强度作为树轮密度的替代性指标,成为树轮-气候研究的重要载体。然而,树轮蓝光强度这一新兴的指标在亚热带地区的研究仍十分不足。为进一步挖掘树轮蓝光强度在我国亚热带地区树轮气候学研究中的应用潜力,利用神农架地区树轮宽度、树轮早材蓝光强度、树轮晚材蓝光强度、树轮早晚材蓝光强度差以及巴东气象站资料,基于树轮气候学方法,分析了上述树轮指标与月降水量、月平均最低气温、月平均气温和月平均最高气温之间的相关关系,对比了不同树轮指标蕴含气候信号的能力。研究结果表明,与树轮宽度相比,神农架地区树轮蓝光强度蕴含更为丰富的气候信号,其中树轮晚材蓝光强度、树轮早晚材蓝光强度差能够很好反映8月平均气温变化。其中,在原序列上树轮早晚材蓝光强度差与8月气温的关系最为紧密,而在高频上树轮晚材蓝光强度与8月平均气温的关系则更为紧密。树轮蓝光强度与气温之间高频信号一致性的发现,有助于丰富树木生长条件较为适宜地区树轮气候学的研究,为进一步的过去气温重建工作提供参考和依据。

    • 生态治理与恢复应用研究
    • 王维奇, 刘欣, 刘晨晖, 陈延菲, 高静然, 王凯平, 张云路

      DOI: 10.5846/stxb202311272587

      Abstract:

      中国北方农牧交错带生态系统敏感脆弱、不稳定,其健康状况受多种因素影响,其中以放牧为代表的人类经济活动影响显著。高强度放牧是造成草地退化的重要原因,草地退化又是影响草原生态系统健康的关键因素。利用归一化植被指数和牲畜量量化放牧压力,并选取合理的模型探究放牧对于中国北方农牧交错带生态健康的影响,确定合理的放牧强度和策略,以实现草畜平衡和区域可持续发展。基于“活力-组织力-弹性-生态服务”(VORS)模型,构建起包括自然、社会等多方面的指标体系,评估了2000—2015年北方农牧交错带的生态健康系统水平,并采用Moran’s I探讨放牧压力和生态系统健康指数的空间相关性,并从普通最小二乘法、地理加权回归模型、时间加权回归模型和时空地理加权回归模型选择最优回归模型,揭示放牧压力对于生态系统健康的影响机制。结果表明:(1)2000—2015年放牧强度格局高值区域主要为内蒙古草原地区,低值区域主要为陕西高原地区。(2)2000—2015 年中国北方农牧交错带的生态系统健康指数呈现上升趋势,区域整体处于亚健康状态和一般健康状态。(3)全局双变量Moran’s I结果显示在2000—2015年呈现负相关影响关系, 但影响力度在变小。(4)多种回归模型相比较,GTWR模型表现最优。2000—2015年,正向驱动空间集中在内蒙古、辽宁以及山西省区县;负向驱动空间集中在陕西省、甘肃等区域,同时影响强度持续增强。本文还通过不同区县、不同的草原的反应状况,提出放牧政策的不同实施建议,致力于实现草原资源的可持续利用和生态系统的持续健康。

    • 研究论文
    • 朱冉, 王保盛, 张昊

      DOI: 10.5846/stxb202312012625

      Abstract:

      本文在农业高质量发展理论内涵分析基础上,从“自然环境”和“社会经济”两个维度构建农业高质量发展综合评价指标体系,并基于2000—2020年四川省183个县级行政单元的面板数据测度了各县域的农业高质量发展水平,探究了自然系统、社会经济系统和综合系统的时空演变规律。同时,改进管理学中的多要素权衡模型来计算自然-社会经济系统耦合协调程度,量化了农业高质量发展内部不同系统之间的耦合水平。研究结果表明:(1)四川省农业高质量发展综合指数先后经历了振荡期(2000—2011年)和迅速攀升期(2011—2020年),在此过程中,自然维度指数整体上比社会经济维度指数更高,但同时也表现出了更强的不稳定性;(2)农业高质量发展水平的高值区集中在成都平原及其周围丘陵区和川南少数区县,从两个高值中心向四周延伸,高质量水平逐渐下降,川西北高原农业高质量发展水平相较于广大平原和丘陵区域仍相对滞后;(3)在自然-社会经济系统间复杂的相互关系作用下,四川农业高质量发展实现了从低值不协调向低值协调,再到高值不协调的转变,不同时期的耦合不协调区域及其面临的农业高质量发展短板差异显著;(4)农业高质量发展的自然和社会经济指数之间存在复杂交错的相互作用关系,且这种关系在不同地貌类型间存在明显差异,在山地县表现得尤为突出。

    • 艾锦辉, 方小山, 张雪霏, 范存祥

      DOI: 10.5846/stxb202310152233

      Abstract:

      湿地公园健康状态是开展湿地保护、修复与指导其规划设计的重要依据。近年来城市区域内湿地公园建设迅速但湿地生境整体衰退严重,如珠三角乃至华南地区湿地公园面临高度外部干扰与环境限制,亟需有效手段评估区域内湿地公园健康状态以实现可持续发展。以“稳定性—功能性—可持续性”为框架,构建了包含3准则11因素40指标的湿地公园健康评价指标体系,采用层次分析法(AHP)计算指标权重,并通过遥感影像处理、实地调研、统计年鉴查阅以及问卷调查等方式获取指标数据,对生态修复后的广州海珠国家湿地公园二期进行综合健康评价与分析,以期指导其保护修复与可持续发展,为城市区域内湿地公园健康评估与优化提供参考。结果表明:(1)稳定性是影响湿地公园健康状态的主要准则,权重排序为稳定性(0.5094)>功能性(0.3046)>可持续性(0.1860);(2)海珠湿地二期综合健康指数为3.7735,呈健康状态;(3)影响二期健康状态的主要因素是生态功能与水体特征,其中,权重排序前5的主要指标为水质类别、净化能力、水文调节、水陆面积比、水体富营养化程度;(4)结合评价结果,从水体修复、植物管护、园区管理等方面提出优化建议。

    • 研究正文
    • 杨洋, 张心昱, 苏文, 郭学兵, 唐新斋, 李向义, 李新虎, 马健

      DOI: 10.5846/stxb202311302618

      Abstract:

      基于中国生态系统研究网络 (CERN) 长期监测数据,选取新疆维吾尔自治区代表暖温带干旱区的绿洲农田生态系统 (阿克苏站)、代表暖温带荒漠区 (策勒站) 以及温带荒漠区 (阜康站) 的绿洲农田和荒漠生态系统综合观测场、辅助观测场和农户调查点2005—2020年0—100 cm土层的土壤有机碳 (SOC) 储量数据,分析新疆农田和荒漠生态系统SOC储量的影响因素。研究结果表明,2005—2020年0—100 cm土层SOC总储量平均值为阿克苏站 (5.17 kg/m2) > 阜康站 (4.20 kg/m2) > 策勒站 (2.96 kg/m2)。0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土层的SOC分别约占0—100 cm土层储量的27.3%—35.3%、23.1%—24.6%和15.8%—17.5%。在阿克苏站,施肥量最高、灌溉量最低的农户调查点SOC储量最高;而在策勒站和阜康站,农户调查点和辅助观测场的施肥和灌溉措施分别最有利于提高SOC储量。总体来看,土壤含水量、地上生物量与SOC储量呈正相关关系;年平均气温与0—40 cm土层的SOC储量呈负相关关系。在单一生态站的生态系统尺度,年平均气温与SOC储量相关性不显著;地上生物量与策勒站和阜康站的SOC储量呈正相关关系,但是与阿克苏站0—40 cm土层的SOC储量呈负相关关系;施纯钾量与策勒站0—60 cm土层的SOC储量呈正相关关系,但与阜康站40—100 cm土层的SOC储量呈负相关关系。总之,与自然状态下的荒漠和农田不施肥相比,灌溉和施肥的农田管理措施有利于增加干旱区SOC储量。不同生态站要根据自身区域特点制定合理的农田管理模式,以维持较高的SOC储量。

    • 研究论文
    • 雷骋昊, 苏香萍, 王云, 陈相标, 熊德成, 陈仕东, 杨智杰

      DOI: 10.5846/stxb202311302620

      Abstract:

      增温通过改变微生物生物量和微生物代谢状况影响土壤微生物呼吸。然而,有关亚热带地区土壤微生物呼吸如何响应长期土壤增温尚不清楚。本研究以增温7年后的杉木人工林为研究对象,比较增温对杉木人工林土壤微生物呼吸和微生物代谢熵的影响。结果表明:(1)增温后,微生物生物量碳在8月份和12月份分别降低了32.1%和59.8%(P < 0.05)。(2)增温后土壤基础呼吸与底物诱导呼吸与对照相比均无显著差异;水分添加后,与基础呼吸相比,增温和对照的土壤呼吸在8月显著增加了38.3%和104.8%;葡萄糖添加后,增温和对照的底物诱导呼吸在8月份分别显著增加了113.1%和152.9%,在12月份分别显著增加了118.0%和160.9%(P < 0.05)。(3)增温后,微生物代谢熵在12月显著增加了127.7%,8月无显著变化(P < 0.05)。(4)在增温和对照处理中,微生物代谢熵与可溶性有机碳和微生物生物量碳含量呈负相关,与土壤含水率正相关(P < 0.05)。研究结果表明,土壤增温7年后碳的可利用性和水分的降低是影响杉木人工林土壤微生物呼吸的重要因素。

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

      DOI: 10.5846/stxb202312012623

      Abstract:

      随城市人口快速聚集及人类活动加剧,城市生态环境质量及其对人类社会经济发展的支撑能力正在受到严重挑战,城市生态系统及其变化的研究越来越受到重视,国内外涌现出大量城市生态学长期监测工作,但相关监测方法的讨论还很少。在分析城市生态学长期监测类型和实践经验基础上,从城市面临的环境胁迫和建设管理需求出发,构建了城市生态学长期监测的“胁迫+需求-生态系统响应”总体思路框架;从科学上最基本和社会上最关心的城市生态系统要素、格局和过程着眼,提出城市生态学长期监测的7项内容(土地覆盖与利用、人居环境质量、生物多样性、生物质生产、水文过程、生物地球化学循环和物质代谢);并分析了城市生态学长期监测的4种方法(遥感监测、仪器监测、调查监测、公众科学监测),指出城市生态学长期监测单元及其空间布局及监测频率。这将为我国城市生态学长期监测工作开展提供方法论基础和实践参考。

    • 学术信息与动态
    • 孙建财, 刘任涛, 王真, 田颖

      DOI: 10.5846/stxb202312112694

      Abstract:

      放牧是草地管理和利用的主要方式,对草地生物多样性及其生态系统结构与功能产生深刻影响。土壤动物作为草地生态系统的重要组成部分,由于其生物生态学特性而使其分布受到放牧干扰的显著影响。然而,放牧如何影响土壤动物多样性尚缺乏系统总结与梳理。通过文献计量分析发现,关于放牧对土壤动物的影响研究论文中,美国发文最多(18.36%),其次是中国(16.39%),新西兰以12.14%的占比位居第三;国内外相关发文量经历了三个阶段:1999-2006年为起步发展阶段,2007-2013年为稳步发展阶段,2014年至今为快速发展阶段,国内外发文量分别在2021、2020年达到最高(15篇、81篇);相关论文的引用率逐年升高,2021年以3813次的引用率达到最高,说明放牧对土壤动物的影响研究引起了越来越多国内外学者的关注和重视。总结发现,放牧对土壤动物分布的影响主要以地上栖居和地下栖居土壤动物为研究对象,既包括直接作用途径,亦包括间接作用途径,而且作用方向取决于放牧强度和放牧方式。综合分析表明,以往的研究多注重于放牧对土壤动物产生的影响,忽视了放牧对土壤动物产生影响的作用途径的深入研究。根据我国草地资源分布特征及放牧对土壤动物的影响研究现状,提出未来我国在此领域研究的重点,为未来草地土壤动物多样性研究提供新思路。

    • 杨雨凡, 陈美爱, 徐丽华

      DOI: 10.5846/stxb202312122707

      Abstract:

      城市自然通过提供各种生态系统服务直接或间接影响人群的生理和心理健康,在创造健康的生活环境方面起着至关重要的作用,从生态系统服务角度探究自然环境与健康的关系已成为当前的重要议题。为全面了解城市自然与人群健康的研究现状,本文以Web of Science TM核心合集和CNKI为数据源,依托CiteSpace对2003—2023 年间国内外城市自然与人群健康效应及其相关概念进行可视化分析,发现研究呈以下特点:(1)国内外相关文献数量总体呈现上升态势;(2)国外该领域研究机构分布较为紧密,合作强度也较高,我国科研机构和学科间的研究协作有待进一步加强;(3)对主要关键词进行聚类分析,发现研究重点集中在城市自然与心理健康、城市热岛、生态系统服务以及自然可达性等方面;(4)近三年突现词统计分析表明未来我国的研究重点将从以往探讨城市自然的健康影响结果转至城市绿地等自然空间对健康的促进机理上。在此基础上根据健康受益方式,从生态系统服务视角将城市自然促进人群健康效应的路径分为直接路径(生态调节服务、生态支持服务)和间接路径(生态文化服务),并从使用机会、使用动机和易用性三方面分析自然使用这一中介因素的调节机制。城市自然在城市规划与风景园林设计等方面作用显著,其健康促进功能的相关成果将为城市可持续发展与健康的人居环境建设提供理论基础和多学科视角的科学依据。

    • 研究论文
    • 田新民, 宋雅祺, 赵雨桐, 靳勇超

      DOI: 10.5846/stxb202312212775

      Abstract:

      野外放归是维系濒危物种野生种群长期续存的重要途径,对放归成效的监测研究有利于濒危动物种群科学有效的管理。本研究采用非损伤性标志重捕法评估了吉林省张广才岭南部黄泥河林区东北马鹿的种群数量与分布;利用粪便DNA信息,从亲权鉴定和遗传多样性方面对其放归成效进行了评估。结果显示:(1)黄泥河林区马鹿种群数量平均90(68—124)只,密度0.045(0.034—0.063)只/km2,主要分布于林区北部,呈现一定程度的地理隔离;(2)性别鉴定显示,野生种群的雌雄性比1.71: 1,放归后雌雄性比1.83: 1,放归提高了种群的可繁殖概率;(3)亲权鉴定检测到,放归个体(R3)与野生个体在野外成功繁殖,并产下子代;(4)野外放归向野生种群引入了平均2.9个“新”的等位基因,提高了其遗传多样性水平。本研究在种群密度、可繁殖率、遗传多样性方面对马鹿放归的有效性进行了证实,但建议进一步在行为节律、家域和生境选择等方面开展研究,系统性评估马鹿种群的放归成效。

    • 脆弱生态系统保护与修复专栏
    • 徐莹, 邓 磊

      DOI: 10.5846/stxb202302220313

      Abstract:

      为揭示高寒半干旱区不同降雨强度对植被差异下沙化土地土壤含水量变化过程的影响。以青海共和盆地东缘黄沙头乔木、灌木和裸地为研究对象,基于2020、2021和2022年5月—9月植物生长季土壤含水量、降雨量和细根分布监测数据,分析2020年、2021年、2022年各生境0—200 cm深度土壤水分对小雨、中雨、大雨的响应。连续动态监测结果表明,大雨、中雨条件下,随土层深度的增加土壤水分对降雨的响应时间延长。乔木林和灌木林土壤水分对中雨、大雨最大响应深度为70 cm、100 cm,裸地对中雨、大雨最大响应深度为50 cm、100 cm。随土层深度的增加,小雨对乔木、灌木、裸地土壤水分的补充作用逐渐降低;中雨对灌木林土壤水分的补充作用逐渐降低,乔木林与之相反;大雨时乔木林、灌木林变异系数呈现S型变化,因此大雨对其土壤水分的补充存在明显的分层利用现象。不同植被类型土壤水分空间变化差异以及对降雨的响应受植被冠层截留对降水再分配的影响,土壤含水量与环境因子间的主成分分析表明,郁闭度、叶面积指数、150—200 cm土壤容重、细根生物量密度、根表面积密度、根长密度、比根长是反映研究区土壤水分的显著因子(P<0.05)。研究表明不同降雨强度植被土壤含水量存在明显差异,高寒半干旱区沙化土地乔、灌植被的建植可提升深层土壤储水能力;结果可为沙化土地恢复和水土流失防控提供科学依据。

    • 学术信息与动态
    • 王春晓, 李明倩

      DOI: 10.5846/stxb202312082679

      Abstract:

      在“碳中和”的背景下,土地利用变化与碳汇评估的结合日趋紧密,受到了景观生态学、人文地理学等多个学科的关注,二者的交叉研究已成为当下研究热点。对土地利用变化和碳汇评估进行研究,对于实现碳中和、碳达峰具有重要意义。本文以2003—2023年Web of Science 的核心数据集3556篇英文文献和中国知网CNKI数据库363篇中文文献为研究对象,采用CiteSpace软件制作科学知识图谱,梳理了土地利用变化和碳汇评估交叉研究的概况、研究领域及方向和发展脉络及趋势。研究发现,近20年来土地利用变化和碳汇评估交叉研究的刊文量呈逐年增长趋势,根据关键词聚类情况可将文献主要分为三类议题:1)土地利用类型碳汇评估;2)生态系统服务碳汇评估;3)土壤和植被碳汇评估。其中,土地利用类型碳汇评估是土地利用变化和碳汇交叉研究的重点。研究热点从碳汇评估方法研究逐渐向气候变化及土地利用变化下的碳汇预测模拟转变。在研究方法上,遥感数据分析方法得到不断改进,同时人工智能和机器学习方法也逐渐开始为更多学者采用。在未来的研究中,应发挥学科交叉的优势,完善该领域的研究深度和广度,加强综合性的碳汇评估研究,强化对政策的响应并提出合理的国土空间规划建议,为早日实现碳达峰、碳中和目标提供科学依据和参考。

    • 研究论文
    • 安立伟, 李志刚

      DOI: 10.5846/stxb202311232562

      Abstract:

      揭示中国北方退化荒漠草地土壤有机碳分布积累对草地恢复的响应规律和驱动机制,可为科学治理退化草地、阐明草地恢复的土壤碳汇效应提供科学依据。以鄂尔多斯高原不同恢复阶段(流动沙地、恢复前期、恢复中期和恢复后期)的退化草地为研究对象,分析了0-10 cm,10-20 cm和20-40 cm的土壤有机碳对草地恢复的响应,并采用多种统计方法分析土壤有机碳的驱动因素。结果表明:(1)草地恢复显著增加了不同深度的土壤有机碳(p<0.05),恢复后期可使0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土壤有机碳分别增加8.28倍、6.44倍和9.46倍。(2)不同深度土壤有机碳的驱动因素不同:植被盖度和植物多样性共同控制0-10cm土壤有机碳的积累,而下层土壤(10-20 cm和20-40 cm)有机碳积累受到养分限制(土壤氮素)的影响,并且这种影响会随着土壤深度的增加而加强。研究结果可为合理恢复退化草地提供理论依据,同时还为通过草地恢复促进土壤碳循环以实现双碳目标提供了证据。

    • 关健飞, 曹 阳, 徐鸿嘉

      DOI: 10.5846/stxb202311132457

      Abstract:

      冻土微生物对预测冻土和气候之间潜在反馈机制至关重要。为明确不同冻融阶段对冻土细菌群落的影响,揭示冻土性质变化与细菌群落之间的响应关系,选择黑龙江典型季节冻土表层土为研究对象并进行理化性质测定,采用16S rRNA高通量测序技术分析细菌群落结构和功能组成,通过冗余分析等方法探究土壤理化性质与细菌群落结构和功能之间的相关关系。结果表明:(1)不同冻融阶段对土壤pH和总磷含量影响不显著,完全冻结期土壤中机质和总氮含量显著高于冻融循环期(P ? 0.05)。(2)共获得OTU序列985111条,属于42个菌门,优势菌门中,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在完全解冻期显著高于冻融循环期和完全冻结期(P ? 0.05),变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度在不同冻融阶段未表现出显著性差异。不同冻融阶段对细菌Alpha多样性和Beta多样性影响显著,其中冻融循环期显著增加了细菌群落的多样性,完全冻结期则使Beta多样性发生显著变化。此外,完全冻结期对细菌丰度之间的正相关性以及群落的稳定性影响较大。(3)细菌群落功能共5418种,分属于6大类,其中新陈代谢功能占比最大,不同冻融阶段平均值占比75%以上。一级功能在完全冻结期和完全解冻期之间均具有显著性差异(P ? 0.05)。具有显著性差异的二级功能中,几乎均在完全冻结期和完全解冻期之间存在显著差异(P ? 0.05)。(4)土壤有机碳、总氮、总磷是影响细菌群落结构组成和功能的主要环境因子,pH影响不显著。综上所述,不同冻融阶段(特别是完全冻结期)对细菌群落结构组成和功能具有显著影响,这种影响的变化与土壤性质SOC、TN、TP呈现显著正相关或负相关关系,研究结果为进一步研究气候变暖背景下黑龙江省季节冻土微生物的响应机制提供科学依据。

    • 肖永康, 何健霄, 隋晓青, 蔡新斌, 买尔燕古丽.阿不都热合曼, 周一凡, 阿马努拉.依明尼亚孜

      DOI: 10.5846/stxb202311012366

      Abstract:

      研究外来植物不同程度入侵对区域群落结构和植物群落物种多样性的影响对评价其对生态系统的危害具有重要意义。本文以入侵植物以意大利苍耳(Xanthium italicum)为主要研究对象,选择意大利苍耳危害较明显且分布面积较大的中国新疆乌鲁木齐市米东区为研究区域进行植物样方调查,以意大利苍耳和其共生的本地植物为切入点,以物种多样性指数、群落稳定性、群落可入侵性、影响程度指数、入侵植物的竞争优势和入侵强度来探究不同入侵程度下的本地植物群落物种多样性和群落稳定性的变化。结果表明:(1)与未入侵地相比,意大利苍耳轻度入侵显著增加了本地植物群落的物种多样性(P<0.05),而重度入侵显著降低了本地植物群落的物种多样性(P<0.05)。(2)在意大利苍耳入侵的群落中,群落稳定性由轻度入侵水平到重度入侵水平降低了25%,而群落可入侵性、意大利苍耳的竞争优势指数和入侵强度指数分别增加了77%、79%和83%。(3)在轻度入侵水平下,意大利苍耳对本植物群落物种多样性、群落稳定性和群落物种数的影响程度指数<0,产生了积极影响;相反,在轻中度和重度入侵水平下意大利苍耳对本植物群落物种多样性、群落稳定性和群落物种数的影响程度指数>0,产生了负面影响。(4)本地植物群落多样性与群落稳定性均呈正相关,但与群落可入侵性呈负相关(P<0.05)。(5)Shannon?Wiener指数对群落的稳定性的直接通经系数最大,为0.828;Simpson’s指数对群落可入侵性的直接通经系数最大,为0.932。由此可见,意大利苍耳在中度和重度入侵对植物群落结构产生巨大影响,而中作为“一带一路”的核心和枢纽地带的新疆,将会对其脆弱的生态系统和土著物种的多样性造成不可估量的影响。应在入侵初期对其进行控制与铲除,防止意大利苍耳等有害外来入侵种的入侵和进一步扩散与蔓延。

    • 综述与进展
    • 方云皓, 顾康康

      DOI: 10.5846/stxb202310292343

      Abstract:

      通风廊道对于城市气候适应性提高以及人居环境品质改善具有重要意义,开展综述分析有利于对城市通风廊道研究进行系统梳理。既往综述研究过多强调通风廊道的理论框架、实践案例与规划编制,对通风廊道的构建方法及效应维度关注不足。总结了城市通风廊道的概念内涵、系统构成与研究进展,并指出其与城市风环境的关联,从微观与宏观尺度分别梳理了城市通风廊道的构建方法,归纳微观尺度方式为基于现状或模拟气流的观测,包括实地测量法、风洞实验法与计算机数值模拟法,宏观尺度方式为基于空间形态指标的通风路径测度,具体涵盖建筑形态指标选取、评价体系构建、空间路径生成3个步骤。研究也对城市通风廊道的效应维度、管控措施与规划实践进行概括,指出其效应维度主要聚焦于引风、降温、除霾,管控措施以指标预警方式为主,规划实践具有因地制宜的特征。未来研究应结合电路理论挖掘新的通风廊道构建方法与模型,从低碳与健康两个方面拓宽通风廊道效应维度,同时尝试利用多学科交叉的方式处理通风廊道研究尚存的矛盾争议。

    • 研究论文
    • 孙博, 国庆喜

      DOI: 10.5846/stxb202310272333

      Abstract:

      为探究胜山阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体(CWD)的形成过程及机制,采用点格局分析法对10.4 hm2大型样地内不同径级、不同腐烂等级、不同树种CWD 的空间格局、空间关联性进行了研究。结果表明:(1) 总CWD 在0—7 m尺度上为聚集分布,随着尺度增加转为随机分布。(2) 腐烂等级5级CWD 在所有尺度上为随机分布;其他CWD 由聚集分布转为随机分布,但格局尺度不同(在2—10 m之间)。(3) 中径级与小径级、高腐烂等级与低腐烂等级CWD 由正相关(0—6 m)转为相互独立;深入研究发现,各径级都存在高腐烂等级与低腐烂等级CWD 呈正相关(0—5 m)的情况,腐烂等级2级的大径级与小径级CWD 出现了正相关(0—4 m);落叶松(LarixSgmelinii)与红皮云杉(Picea koraiensis)CWD 由正相关(2—4 m)转为负相关(12—17 m)再转为相互独立;落叶松与小径级、腐烂等级2级的红皮云杉CWD 呈正相关(0—3 m),与中径级、腐烂等级1、2级的红皮云杉CWD 呈负相关(13—16 m)。胜山阔叶红松林CWD 的形成是由树种特性,小尺度上个体竞争,大尺度上自然衰老、外界干扰、生境异质性等共同决定的;林内大径级和中径级对小径级、先死亡对后死亡个体具有一定的正向影响,落叶松对红皮云杉个体在小尺度上有正向影响,而在稍大尺度上有负向影响;在一定程度上揭示了该林型CWD 的形成过程和机制。

    • 窦艳星, 王宝荣, 廖娇娇, 薛志婧, 侯 琳, 安韶山, 张硕新

      DOI: 10.5846/stxb202310172260

      Abstract:

      为探究不同人工林型微生物残体碳(Microbial necromass carbon, MNC)对土壤有机碳组分的积累贡献及影响因素,在黄土高原选取刺槐林、山杏林、油松林为研究对象,分析了三种人工林0—60 cm土层真菌残体碳(Fungal necromass carbon, FNC)、细菌残体碳(Bacterial necromass carbon, BNC)、MNC对颗粒态有机碳(Particulate organic carbon, POC)和矿物结合态有机碳(Mineral—associated organic carbon, MAOC)的积累贡献及其影响因素。结果表明:(1)三种人工林POC、MAOC中FNC、BNC、MNC含量均随土层深度的增加而降低;(2)刺槐林和山杏林MNC对MAOC的积累贡献(60.9%,52.0%)高于POC(33.5%,49.5%),其中FNC对MAOC的积累贡献分别是BNC的4.4和2.5倍,油松林在0—10 cm土层MNC对POC的积累贡献(73.8%)高于MAOC(48.2%),其中FNC对POC的积累贡献是BNC的3.5倍,而在10—60 cm土层MNC对MAOC的积累贡献(30.9%)高于POC(24.4%),其中FNC对MAOC的积累贡献是BNC的3.4倍;(3)总有机碳和全氮含量与MNC/POC、MNC/MAOC呈显著正相关关系(P<0.05),黏粒含量与MNC/MAOC呈显著正相关关系(P<0.05),pH值、砂粒含量与MNC/MAOC呈显著负相关关系(P<0.05)。说明黄土高原三种人工林0—60 cm土层MNC主要贡献MAOC的积累,油松林0—10cm土层除外,且与细菌残体碳相比,真菌残体碳在土壤有机碳组分积累中的贡献更大,土壤总有机碳、全氮、黏粒、砂粒含量、pH值是影响该区不同人工林型微生物残体碳贡献土壤有机碳组分积累的主要因素。

    • 综述与进展
    • 徐培培, 曹轶辰, 周涛, 赵祥

      DOI: 10.5846/stxb202309252073

      Abstract:

      全球气候变化的背景下,干旱事件的发生频率、强度和持续时间不断增加,增加了森林生态系统面临的风险,探讨森林对干旱胁迫响应的规律与特征是生态学领域研究的热点。以干旱的定量表达为切入点,总结和归纳了评估森林对干旱响应的常见指标、评估方法和应用案例,特别是梳理了各种属性(如林龄、冠层高度等)的森林对干旱胁迫响应的差异性。基于当前研究进展和问题,提出在未来研究中,亟待发展多尺度综合解析各种属性森林对干旱胁迫响应差异的驱动机制研究;各种属性森林生态系统稳态转换临界点的探测;森林对干旱的响应规律在森林管理和模型优化的实践应用。

    • 研究论文
    • 周媛, 黎贝, 李朋瑶, 姚婧, 陈明坤, 唐密, 张莉, 陈娟

      DOI: 10.5846/stxb202310132215

      Abstract:

      城市生态环境问题日益突出,如何构建多功能耦合的绿地生态网络格局是促进人居环境可持续发展的重要议题。以成都市为研究区,基于“源—汇”理论,综合运用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis, MSPA)、景观连通性指数、电路理论等方法对生物多样性保护、热环境改善、游憩服务构建单因子网络,分析源地、廊道、生态战略点等空间要素特征,形成基于“生态—气候适应性—游憩”多层级、多功能复合生态网络优化格局。结果表明:(1)筛选出“源”—“汇”景观(生态159—29个,气候适应性30—14个,游憩208—40个)。生物迁徙廊道在研究区中部、西南部呈团簇状分布;气候适应性廊道呈中部集聚、东西稀疏的分布特征;游憩廊道相对密集,以中心城区为核心向四周扩散。(2)多层级“源—汇”景观网络中,总长度上,游憩廊道>生物迁徙廊道>气候适应性廊道;总面积上,生物迁徙廊道>游憩廊道>气候适应性廊道。一、二级廊道的适宜宽度为生态廊道200、100 m,气候适应性廊道100、60 m;游憩廊道60、30 m。(3)叠加多目标廊道获得生态关键点753 个,干扰点2371 个。游憩源地中8.18% 的面积应退让给生态廊道和气候适应性廊道。多功能耦合的生态网络优化格局可激活不同景观资源的潜在价值,对协调生态保护与城市发展的双向需求,实现绿地资源在城市空间中的最优配置具有重要意义。

    • 徐嘉艺, 王小玲, 宋 坤, 张桂莲, 仲启铖, 韩玉洁, 达良俊

      DOI: 10.5846/stxb202309262094

      Abstract:

      城市树木的固碳能力是决定城市绿地碳汇大小的重要因素。为探究上海常见树种单株固碳能力的差异及影响因子,使用174个城市森林固定样地的长期观测数据,估算了香樟、水杉、银杏和雪松四个树种的单株固碳能力(即年固碳量),采用多元线性回归模型分析了各树种单株固碳能力与个体大小、植株密度和城市环境因子(温度、降水量和夜间灯光强度)的关系。结果表明:(1)香樟、水杉、银杏和雪松的单株固碳能力分别介于4.01—51.58 kg/a、1.04—13.47 kg/a、0.62—18.56 kg/a和1.48—8.47 kg/a之间,在各径组中香樟的固碳能力均显著高于其它树种。(2)个体大小是决定单株固碳能力的最主要因子,个体越大(胸径0—50 cm范围内)单株固碳能力越大;植株密度越大,香樟和水杉的单株固碳能力越小,银杏的单株固碳能力越大。(3)城市环境因子中,温度对树木单株固碳能力有显著负向影响,而降水量和夜间灯光强度对树木单株固碳能力的影响因树种而异。其中香樟和水杉分别与降水量呈显著负相关和正相关关系,但均与夜间灯光强度呈显著正相关关系。在上海未来城市森林建设和管理中,应根据不同树种单株固碳能力的差异及其对不同环境因子的敏感性,适地适树绿化造林,提升城市森林的固碳效益。

    • 佀海翔, 王瑞燕, 王秋虹

      DOI: 10.5846/stxb202309212050

      Abstract:

      植被光合作用是维持区域生态平衡和气候稳定的关键过程之一,对了解区域生态系统的健康状况和应对气候变化具有重要意义。基于GOSIF数据,对2001-2021年黄河流域植被光合的时空变化规律及原因进行了分析。结果表明:(1)黄河流域植被光合总体呈上升趋势,在空间上表现为西部和东南部高、北部低的分布格局。其中关中平原、阿尼玛卿山、宁夏平原以及黄河三角洲地区的植被光合呈现出显著退化的趋势。(2)归因分析结果表明,不同气候要素对植被光合动态的影响具有显著差异,总体上降水和太阳辐射与黄河流域的植被光合动态呈现出正相关,而温度与植被光合动态呈现出负相关。气候变化和人类活动对黄河流域植被光合动态具有不同程度的影响。人类活动(76.24%)对植被改善区域的贡献远大于气候变化(23.76%)。在退化区域中,稀树草原和农田中的气候变化贡献大于人类活动,灌木、草地和湿地中的人类活动贡献大于气候变化,林地中的气候变化贡献与人类活动相当。研究结果有助于更好理解黄河流域植被光合作用的变化机制,为黄河流域生态保护和高质量发展以及气候变化研究提供了重要的参考依据。

    • 莫振淳, 许春晓, 傅丽华, 唐敏, 鲁婵

      DOI: 10.5846/stxb202309161998

      Abstract:

      旅游共生网络韧性是提升旅游业抗风险能力的关键。结合共生理论与韧性理论,建立“干扰-响应-状态”旅游共生网络韧性研究框架,引入共生力度指标优化生长性、层级性、匹配性、连通性和传输性等网络韧性指标的测度方法,基于此分析了危机干扰下武陵山片区旅游共生网络韧性变化及机制。结果表明:(1)旅游共生网络韧性表现出复杂的时空变化特征,节点的共生力度呈差异性增强变化,生长性呈波动增强变化,层级性和匹配性呈摆动变化,连通性和传输性呈非线性非同步增强变化;(2)旅游共生网络对干扰具有不同响应特征,表现为不同时期节点共生力度和节点失效对连通性和传输性的差异影响,以及网络抗干扰能力不同程度的恢复变化;(3)危机干扰下旅游共生网络韧性表现出波动变化特征,结构与要素间呈复杂交互作用机制。要素的协调作用和有序发展,是提升旅游共生网络韧性的重要途径。本研究对促进区域旅游业韧性发展具有重要意义。

    • “区域生态学:融合与创新”
    • 张恒, 李慧, 赵鹏武

      DOI: 10.5846/stxb202309151990

      Abstract:

      森林火灾是危害森林健康的主要灾害之一,科学预测森林火灾是预防森林火灾的重要依据。应用增强回归树(BRT)模型预测森林火灾发生的概率,对于中国森林火灾防控工作具有重要意义。我们以中国新旧森林火灾政策作为分界线,将内蒙古森林历史火灾数据分为四个阶段,建立内蒙古森林火灾发生模型,预测森林火灾发生情况,解释不同时期森林火灾和火灾风险变化的差异。预测结果表明,(1)4个时期建模精度AUC均大于0.94,表现出优异的性能,BRT具有很好的能力来预测内蒙古森林火灾的发生;(2)气温日较差、日最小相对湿度、上一年春防累计降水量、上一年秋防累计降水量和上一年春防最高地表气温等指标被确定为影响内蒙古森林火灾发生的重要驱动因素,并在不同时期始终是影响森林火灾的主导因素,在本研究中海拔、距火点最近公路距离等因子同样是影响内蒙古森林和火灾发生的重要驱动因素;(3)新旧《森林防火条例》实施前后,4个不同时期内蒙古森林火险的分布差异较大,1981年—1988年3月14日,中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔的东部。2009年—2020年中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔南部和中部、赤峰市的西南部、锡林郭勒盟和呼和浩特市的中部、乌兰察布市和包头市的南部以及鄂尔多斯市的东部。本研究有助于了解不同时期《森林防火条例》影响下的内蒙古森林火灾的驱动因素和火险等级的变化,为优化森林火灾管理政策及预测预报工作提供科学依据。

    • 东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
    • 万凌凡, 刘国华, 樊辉, 柳江, 倪健, 石松林, 申宇, 程浩, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202309141986

      Abstract:

      青藏高原东南部的东喜马拉雅地区和横断山区是全球生物多样性热点区,也是青藏高原重要的生态安全屏障区,但对该区域森林群落的生态位特征以及多样性相关研究较少。本文收集和整理了分布于青藏高原东南部的乔木植物及其科属特征,并分析主要优势物种的生态位特征以及森林群落多样性的影响因素。本文采用“Levins”方法计算优势物种的生态位宽度和生态位重叠值;随后,使用方差比率法、χ2检验、Association coefficient联结系数和Ochiai指数等方法分析了种间联结性;最后,使用方差分解方法计算了每个环境因素对植物多样性的解释率。研究结果表明:(1)位于东喜马拉雅地区和横断山区森林群落共有植物42科71属119种,物种组成主要以松科(17种)、杜鹃花科(10种)、桦木科(9种)、无患子科(8种)和樟科(6种)为主;(2)该地区所有种植物生态位重叠值较低(平均值为0.027),并且生态位重叠值为0的种对数最多,说明森林群落整体竞争较小,处于一个相对稳定的状态;(3)生态位宽度值由高到低的物种依次为:冷杉、杜鹃、云南铁杉、川西云杉、落叶松、黄背栎、高山栎、花楸、石栎和云南松,这10种植物在森林群落占据优势地位;(4)种间关联结果显示方差比率大于1,说明森林群落中物种间存在较强的正关联,群落内各个物种占据的不同生态位,合理地利用各种资源;(5)年均温和坡向被认为是影响该地区森林群落物种多样性最关键的两个环境因子;(6)森林群落在年均温为7-11℃的地区和半阳坡的地形中,群落植物多样性最高。

    • 研究论文
    • 庞金凤, 门宝辉

      DOI: 10.5846/stxb202309121970

      Abstract:

      近几十年来,嫩江流域湿地大面积萎缩、土地盐碱化严重,干旱频发,严重威胁生态安全、水环境安全和社会经济可持续发展。为量化嫩江流域干旱对生态系统的影响,本研究利用标准化生态缺水指数,结合旋转经验正交函数、累积和曲线和Pearson相关性分析法分析嫩江流域1980—2017年生态干旱的时空演变规律,并利用游程理论提取生态干旱特征。结果表明:(1)生态干旱与影响因子间的相关系数排序为相对湿度>NDVI>径流>降水>气温,其中相对湿度为显著相关性,其余因子均显示低度相关性;(2)1980—1999年干湿交替基本呈正常周期,生态干旱以轻旱和中旱为主,总体呈加剧趋势;2000—2017年极端干旱和极端湿润事件频发,总体呈缓解趋势。1980—1995年为嫩江流域生态正常周期,1996—2009年为嫩江流域生态干旱期,2012—2017年为生态湿润期(3)生态干旱历时和烈度显示流域西南部严重程度较大,长期干旱风险较高,而流域北部干旱强度较大,较易发生单次较为严重的短期干旱。

    • 土壤生态专栏
    • 翟淑君, 列志旸, 卢嘉华, 刘旭军, 刘德界, 周曙仡聃, 刘菊秀, 褚国伟, 叶茂友

      DOI: 10.5846/stxb202309081947

      Abstract:

      全球变暖是当前全球气候变化的主要现象,影响着陆地生态系统的碳循环。森林土壤是陆地生态系统中最大的碳库,森林土壤有机碳及其不同组分的积累受到气候变暖的影响,许多研究普遍发现短期增温减少土壤有机碳及其活性碳组分,但尚不清楚这种负效应在长期增温下是否仍存在和有机碳组分是否变化。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,采用红外辐射模拟增温,探究长期增温对南亚热带森林土壤有机碳及其组分的影响。2017—2021年的连续增温观测结果表明:与对照相比,在表层土壤中,增温处理下土壤有机碳含量显著增加4.5%,其中土壤重组有机碳库显著降低9.1%,轻组有机碳库显著增加9.8%,易氧化有机碳含量显著增加5.8%,但微生物生物量碳、可溶性有机碳、惰性有机碳和络合态碳含量不变。增温持续时间显著影响土壤有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳、轻组有机碳库、重组有机碳库、惰性有机碳和络合态碳。增温处理与增温持续时间的交互作用显著影响微生物生物量碳、易氧化有机碳和重组有机碳库,但对土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、惰性有机碳、络合态碳和轻组有机碳库无显著影响。综上所述,长期增温背景下南亚热带季风林的土壤有机碳因土壤活性有机碳组分的增加而增加,使总有机碳增加的生物调控作用可能比矿物保护作用强,但减少的惰性碳组分和增加的活性碳组分可能会使土壤有机碳稳定性下降。本研究结果探讨了南亚热带森林表层土壤有机碳及其组分对长期增温的响应,与大多数研究所发现的短期增温使表层土壤有机碳含量减少形成对比,结果可为预测未来该地区土壤碳库的变化特征提供科学依据和理论支持。

    • 中国生态旅游研究
    • 李业涵, 周媛, 吴雪飞

      DOI: 10.5846/stxb202309041906

      Abstract:

      游憩服务(RS)是自然对人类的贡献(NCP)之一,也是区域尺度下主要的人类需求,由于其具有无形、主观、非物质等特点,量化RS一直是当前研究的难点与热点。既往研究的评估方法依赖于利益相关者的认知,缺乏通用性,并多为对各类土地类型或植被的RS潜在供应能力进行“一刀切”式直接赋值,鲜有考虑地域特征。研究旨在探究景观特征及其要素如何影响RS供给,从而提出一种因地制宜的RS潜在供应量客观评估方法。以“亚热带湿润淮阳低山景观区”为例,首先将风景资源点分为5类,利用核密度分析量化各类RS实际供应;然后利用地理探测器分类评估景观特征的RS贡献度;再基于随机森林模型对景观特征要素与RS潜在供应能力进行关联量化分析;最后测算出各景观类型的RS潜在供应量。研究结果表明:(1)不同景观特征的RS贡献度具有差异,不同景观特征要素具备不同的RS潜在供应能力;(2)景观特征的RS贡献度和景观特征要素的RS潜在供应能力在不同地理气候条件下具有空间分异特征,应当因地制宜进行评估;(3)景观特征的贡献度和景观特征要素的RS潜在供应能力取决于RS的类型,在评估RS潜在供应量时,应对RS进行分类探讨;(4)由于景观类型是景观特征要素的聚类簇,基于景观类型测算RS潜在供应量可以反映出若干景观特征要素RS潜在供应能力的协同性。强调了景观特征及其要素在RS评估方面的关键作用,所提出的量化方法突破了主观性的局限,具有客观优势,最终可为全域旅游规划和风景资源点建设选址提供参考。

    • 研究论文
    • 尚元正, 刘彦平, 王瑞武, 张锋

      DOI: 10.5846/stxb202309031895

      Abstract:

      互惠共生指双方物种都能通过对方增加适合度的种间关系。榕树与榕小蜂的传粉关系是自然界中典型的互惠共生系统,这种互惠关系发生在榕果中,也就是榕果是种间作用的场所,榕小蜂在其中传粉和产卵。由此,可以把榕果看作榕小蜂的生境斑块,利用集合种群理论框架构建榕树与榕小蜂互惠关系的动力学模型,研究这个互惠系统的稳定性和续存条件。由于这里的生境斑块(榕果)的动态变化性(榕果产生和掉落),模型不同于传统的生境斑块固定不变的集合种群模型,增加了描述生境动态的维度。模型表明:(1)榕果产生率足够大(大于一个阈值)是榕树与榕小蜂互惠系统能够续存的必要条件;(2)榕树和榕小蜂互惠系统存在双稳态现象(Allee效应),这个互惠系统续存需要种群大小超过一个阈值,换言之,种群大小低于这个阈值时,系统必然灭绝;(3)榕果产生率增加使榕小蜂种群增加,但不会影响未被占据的榕果数量。我们的模型不但可用来研究榕树与榕小蜂互惠系统的动力学性质,而且也是集合种群理论斑块动态化的发展。

    • 倪丽丽, 刘晔, 李经纶, 李云玉

      DOI: 10.5846/stxb202308201800

      Abstract:

      在雨涝灾害威胁日益凸显的背景下,基于生态系统水文调节服务供需匹配分析的规划防涝优先干预区识别,为高效降低城市雨涝风险、利用规划措施防涝提供了新的研究思路与科学支撑。运用数据叠置、水文模拟及公式计算法,将城市原生雨涝供给能力与雨涝需求水平统一至同一评估体系中。结合降雨量、下垫面类型,运用径流曲线模型对街区地表径流调节率进行计算,生成供给能力评估结果;以GIS水文模拟结果计算得出的危险性、暴露性和脆弱性指数生成需求水平评估结果。根据石家庄中心四区3a一遇、50a一遇情景供需匹配结果,划定城市街区尺度的规划干预等级,并分类提出相应规划策略。研究结果表明:石家庄市中心四区低供给高需求街区在3a一遇降雨情景下以点状聚集分布;50a一遇降雨情景下,在京广铁路线沿线呈现纵向聚集形态。同时,在两种降雨情景下,规划干预高等级街区均集中出现于桥西区苑东街道、彭后街道、东华街道,长安区长丰街道、建北街道,裕华区裕翔街道、建华南街道。根据规划干预等级、供需相对关系及供需失衡原因,分别提出3a一遇、50a一遇降雨情景下的九类规划干预策略,为城市雨涝灾害的规划应对提供优化思路。

    • 詹琳, 江志兵, 杜伟, 孙振皓, 王德刚, 蒋雨露, 杜萍, 李宏亮, 曾江宁

      DOI: 10.5846/stxb202308161773

      Abstract:

      为更好地了解嵊泗列岛海域在人类活动和气候变暖影响下的生态现状以及变化特征,于2020年秋季和2021年春季在该海域进行了浮游植物的拖网与水样采集及环境要素分析。水采样品中共检出浮游植物6门54属105种。其中,硅藻33属68种,甲藻14属30种,蓝藻、金藻和隐藻各2属2种,绿藻1属1种。春、秋季浮游植物主要优势种为骨条藻(Skeletonema spp.),并在秋季占据绝对优势(Y = 0.975)。春季平均细胞丰度[(7.17 ± 7.78)个/mL]明显低于秋季[(77.23 ± 73.44)个/mL]。春季Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均高于秋季。Spearman相关分析表明,浮游植物丰度与水温和透明度呈显著正相关,与盐度呈显著负相关。冗余分析显示,浮游植物群落组成与水温、营养盐密切相关。网采样品中共检出浮游植物4门46属94种,硅藻占比最大;春、秋季平均细胞丰度分别为838.17 × 103和19406.43 × 103个/m3。与水样相比,骨条藻仍为主要优势种,且优势度更高;网采获得的秋季多样性指数和均匀度指数(分别为0.23和0.05)低于水采(分别为0.38和0.10)。将本次网采结果与1990年、2007年调查资料对比发现,嵊泗列岛春、秋季浮游植物群落组成发生了明显改变:丰度明显升高,硅甲藻占比无明显变化,暖水种种类数明显增加,骨条藻优势地位增强,多样性指数和均匀度指数下降。这可能与变暖与富营养化加剧相关。近30年来,溶解无机氮在春季无显著变化,但在秋季显著升高;活性磷酸盐浓度在春、秋季均显著降低;氮磷比在春、秋季均显著升高。浮游植物的变化特征较好地指示了嵊泗列岛海域在富营养化和气候变暖下的生态环境变化。

    • 骆畅, 王方民, 李高高, 杨朝现

      DOI: 10.5846/stxb202308091716

      Abstract:

      城市公园绿地为居民提供了重要的生态系统文化服务,在促进居民身心健康和提高社会福祉方面发挥着关键作用。本文以典型山地城市重庆中心城区为例,构建供需匹配评估体系,利用多源数据量化供给与需求,识别供需平衡与协调发展关系。结果表明:①重庆市中心城区城市公园绿地生态系统文化服务供需具有显著空间异质性,供给呈北高南低、分散布局的格局,需求呈中心高、外围低的格局;②生态系统文化服务供需失衡特征显著,其中52.38%的组团文化服务供给滞后,33.33%的组团属于供给超前状态;供需耦合协调指数平均值为0.50,协调发展程度空间分布呈“中心高、外围低”格局;③综合分析供需均衡与耦合协调结果发现,由于供给超前导致了外围城市组团的失调发展,而城市中心区域组团在供给滞后状态下维持了中等水平协调发展程度。总体来看,重庆市中心城区各组团存在不同程度的公园绿地生态系统文化服务供需错配,基于评估提出针对性的城市公园绿地优化策略,可为公园绿地的合理配置与规划提供重要支持。

    • “区域生态学:融合与创新”
    • 彭李智, 胡石元, 张金亭, 周恒, 石庆翠, 吴秀

      DOI: 10.5846/stxb202307311645

      Abstract:

      针对中心城区日益凸显的农业、生态、城镇三类空间冲突问题,文章借鉴田园城市理论,创新性地提出一种利用城郊高生态价值农田细化城市生态安全网络,构建“三生”空间协调有序的国土空间格局的方法。利用防城港市遥感影像、国土调查和社会经济数据,在城郊耕地综合评价的基础上,采用评价结果修正的当量因子法评估其农田生态价值。进一步利用InVEST、MSPA及MCR模型初步构建市域生态安全网络,再将高生态价值农田作为临时生态节点完成网络重构,并进行对比分析。最后以重构的新网络指导中心城区的规划分区优化,并对市域和中心城区两级生态网络要素的空间管控规则及联合管理机制进行了探索。结果表明:(1)防城港市区单位面积农田生态价值为35540元/hm2,高生态价值农田较均匀的环城分部。(2)重构后的网络新增34个临时节点和51条绿带,延长48.425 km,增加808.89 hm2生态源。(3)新网络能有效引导中心城区形成圈层发展结构,较原网络在连通性、有效性、稳定性上均有所提升。研究结果为注重协调发展的国土空间规划背景下区域空间格局优化提供了新的思路。

    • 中国生态旅游研究
    • 唐承财, 刘嘉仪, 秦珊, 江玲, 吕君

      DOI: 10.5846/stxb202307281617

      Abstract:

      探究生态产品价值实现的机制及模式是国家公园加快生态文明建设、推动“绿水青山”向“金山银山”转化的关键。本文构建了国家公园社会-经济-自然复合生态系统,分析国家公园生态产品特征并划分类别,以神农架国家公园试点为例,探究了国家公园生态产品价值的实现路径与机制,建立了国家公园生态产品价值实现模式。结果表明:(1)国家公园复合生态系统由社会、经济和自然生态系统构成,形成一个相互影响、相互关联的整体。(2)国家公园生态产品具有生物生产性、资源稀缺性、人类收益性、地域整体性、政策依赖性、利益平衡性等特征,识别与分类生态产品有助于复合生态系统的平稳运行与健康发展,进而实现生态产品价值。(3)国家公园生态产品总体分为公共性、准公共性和经营性三类,并由政府主导、社区主导、市场主导与多主体复合型路径组成的价值实现路径体系完成价值实现。(4)国家公园生态产品价值实现机制由生态保护机制、经济发展机制、社区进步机制和协调保障机制四部分构成,服务于生态保护、产业发展和社区振兴三个目标。(5)国家公园生态产品价值实现过程中存在一定问题,本文以生态保护为首要任务、旅游发展为实现路径、社区振兴为核心目标,构建神农架国家公园“生态保护-旅游发展-社区振兴”共生模式,并进一步提出生态产品价值实现的生态旅游模式,以协调处理神农架国家公园复合生态系统结构内的矛盾,实现国家公园生态产品价值的最大化。综上所述,本研究丰富了生态产品价值实现理论,并为国家公园生态产品价值实现模式提供了重要的科学依据与决策参考。国家公园"生态保护-旅游发展-社区振兴"的共生模式以及国家公园生态产品实现的生态旅游模式,将为国家公园生态产品价值的实现提供更加全面与有效的路径与模式。

    • 土壤生态专栏
    • 孙宇璇, 曾涛, 陈双丹, 张珮

      DOI: 10.5846/stxb202307271611

      Abstract:

      分解作用是农业生态系统养分循环的重要环节,也是影响农田土壤肥力和生产力的关键过程。土地利用方式不仅显著影响了农田中的土壤微生物和线虫等小型分解者群落的结构特征,还可能改变其生态功能,进而影响分解作用。但是,农业生态系统中的生境变化如何影响了分解作用速率仍不明确,不同土地利用方式下环境因子、土壤生物群落和分解作用之间的动态关系如何也不清楚。本研究利用“茶包指数”量化了彭州市典型农区内农田、撂荒地、经济林和杂木林四种生境下的分解速率,并调查比较了各生境下的环境因子和土壤小型分解者群落结构和功能的差异。研究结果发现杂木林和撂荒地的分解速率最快,其次为经济林和农田。有乔木覆盖的生境中土壤小型分解者的丰度相对更高,食物网趋于成熟稳定。在人为管理更频繁的农田和经济林,共生和腐生真菌的丰度显著下降,地下食物网的连通性也弱于受干扰程度低的半自然生境,但病原菌的丰度也较低。土壤细菌是调控分解速率最重要的分解者类群;生境中地上植物丰富度的增加、土壤pH、容重和含碳量的升高均有助于加快分解速率。在彭州市推行农林间作模式,增加地上生境复杂度并合理进行人为管理能够更好地维持地下食物网复杂度和连通性,促进分解作用快速、彻底地进行,对维持土壤养分和健康,提高生产力具有重要意义。

    • 研究论文
    • 柯新利, 邓洁, 宋钰

      DOI: 10.5846/stxb202307211563

      Abstract:

      在深入实施国家粮食安全战略,协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护背景下,探究耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调是解决耕地保护、生态保育与经济建设之间冲突的关键。本文从人地关系视角剖析了耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合机理;通过解读耕地利用绿色转型与城乡融合发展的内涵构建了相关评价指标体系,并以长江经济带130个地级市为例,基于2000、2005、2010、2015和2020年数据,运用耦合协调度模型分析耕地利用绿色转型与城乡融合发展耦合协调的时空格局特征。结果表明:(1)2000—2020年长江经济带耕地利用绿色转型指数由0.208增至0.294,增幅为40.802﹪,呈现“东北部高西南部低”的分布特征。(2)2000—2020年长江经济带城乡融合发展指数由0.465增至0.492,增幅为5.858﹪,呈现“中东部高西南部低”的分布特征。(3)2000—2020年长江经济带耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调度由0.556上升到0.612,增幅为11.065﹪,呈现“中东部高西部低”的分布特征;耦合协调类型从基本协调型转变为中度协调型。各子系统间的耦合协调程度差异较大,耕地利用绿色转型各子系统中,模式转型与城乡融合发展的耦合协调度较低;城乡融合发展各子系统中,人口融合、空间融合与耕地利用绿色转型的耦合协调度较低。(4)耕地利用绿色转型中的模式转型,城乡融合发展中的人口融合、空间融合是长江经济带发展需重点关注的问题。研究结果可为长江经济带耕地资源的优化利用、生态保护以及城乡融合发展提供借鉴。

    • 孙国庆, 张合烨, 董世淇, 李磊, 王兆国, 孙旭, 李明, 高东奎, 田涛, 吴忠鑫

      DOI: 10.5846/stxb202307181537

      Abstract:

      在海洋牧场建设过程中,生态调控方式实施后对海洋牧场生态系统的影响通常难以预测,这对海洋牧场的生态安全和高质量发展提出了严峻挑战。为此,本研究建立了一种基于定性网络模型(Qualitative network model, QNM)的海洋牧场生态系统模拟评价方法,并以獐子岛海洋牧场近岸增殖海域作为研究区域,构建以增殖目标种为核心的定性网络模型,模拟评估海洋牧场3种不同类型的生态调控情景(增殖目标种、移除捕食者、海藻场修复)及其复合条件下,牧场群落范围内的响应,分析海洋牧场生态调控策略与生物功能群变化之间潜在关系。结果显示:目标种增殖(仿刺参和虾夷扇贝)产生的上行效应导致其捕食者呈现积极响应,产生的下行效应导致其它底栖动物、浮游植物和有机碎屑等功能群呈现消极响应,移除捕食者海星产生的下行效应导致虾夷扇贝呈现积极响应,表明在增殖区清除敌害生物的重要性,海藻场修复对整个群落有明显的积极影响,体现了海藻场在养护近岸生态系统的重要生态意义。研究表明:QNM可有效识别生态系统潜在的营养级联效应,评估生物功能群的响应,基于QNM的海洋牧场生态调控模拟评价方法,突破了定量食物网模型在数据有限系统中使用的局限性,可为海洋牧场建设的生态调控策略制定提供科学参考。

    • 中国生态旅游研究
    • 马小宾, 章锦河, 马天驰, 陶洁怡, 王培家, 郭丽佳, 杨良健

      DOI: 10.5846/stxb202306271369

      Abstract:

      国家公园是中国生态文明建设的重要制度实践,其生态系统健康的科学评估是国家公园分区管理、空间管制、生态保护的基础。国家公园生态系统具有特殊性和复合性,区别于城市、流域、湿地等生态系统,亟需建立一套适合国家公园生态系统的生态系统健康测度模型。基于国家公园生态系统的特殊性和生态系统健康概念的多维性,探讨了现有模型存在的问题和不足,从生态系统与人类活动交互的视角,建立了“VSR”(生态活力Vigor、服务能力Service、抗干扰力Resilience)国家公园生态系统健康测度模型。此外,将“VSR”模型应用到黄山国家公园生态系统健康的测度中,可视化了黄山国家公园生态系统健康的时空过程和格局,通过随机森林回归模型和增强回归树模型验证了“VSR”模型的有效性和稳定性。“VSR”国家公园生态系统健康测度模型有效量化了国家公园生态系统健康的时空差异性和时空动态性,为国家公园空间管制、生态保护等目标实施提供了科学支撑。

    • 综述与进展
    • 倪美虹, 杨欣怡, 蒋明星

      DOI: 10.5846/stxb202305241104

      Abstract:

      入侵种被传至一个新的区域后,在面对当地某些生态因子的胁迫时如何发生适应性变化,是入侵生物学研究的一个重要课题。这方面信息对评价物种的入侵性、制订防控策略具有重要指导意义。入侵性蚂蚁作为无脊椎陆生动物中入侵最成功、危害最严重的一类,其生物学、生态学已得到大量研究,许多报道表明它们在定殖和扩张过程中会发生适应性变化。对此,笔者基于30多年的文献资料,从蚁群社会结构、超级蚁群形成能力、个体大小、觅食行为、种间竞争、天敌防御、适应低温能力、生态位转变等多个角度进行了全面总结,并针对这些方面适应性变化的机制,从表型可塑性、适应性进化、自身遗传学基础、与共生微生物的互利关系等角度进行了剖析。最后提出了今后有待重点研究的几个问题。将有助于深化对蚂蚁成功入侵机制的认识,为推进我国红火蚁(Solenopsis invicta Buren)、小火蚁(Wasmannia auropunctata Roger)等入侵性蚂蚁的研究与治理提供参考。

    • 专论与综述
    • 王炜晔, 翟大业, 刘金龙

      DOI: 10.5846/stxb202305050931

      Abstract:

      保护科学前沿研究重视克服单一学科的局限而向超越自然科学和社会科学跨学科交叉融合转型。基于世界自然保护联盟—世界保护区委员会(IUCN–WCPA)自然保护地管理有效性框架,从规划制定、执行和评估三个方面系统梳理了我国保护科学的研究进展,分析了保护自然科学和社会科学在研究内容、方法和视角等方面的差异,识别出潜在的跨学科综合研究领域。结果表明,我国保护自然科学与社会科学研究大多相互独立、缺乏融合协作,少有的跨学科研究在整体性、系统性、兼容性、深入性和规范性上有待提高。自然科学家在介入社会科学研究时缺乏对现实制度的科学理解,所提出的保护政策和行动建议偏向理想主义,阻碍保护科学跨学科知识生产;社会科学家则缺乏自然科学方法和数据的知识积累,所提出的政策和行动建议脱离事实和证据,偏向主观主义,不利于保护科学知识进步。为此,构建了基于自然保护地适应性管理逻辑下的保护科学跨学科整合框架,以推动保护科学共同话语的形成,实现社会与生态的耦合协调发展。

    • 研究论文
    • 屈彦成, 江怡航, 陈涵玥, 张建国, 张雄清

      DOI: 10.5846/stxb202304280901

      Abstract:

      叶面积与树木生长密切相关,是量化树木潜在生产能力的重要因子,其动态变化直接驱动林木生长的变化,但目前学者们对于林分叶面积动态变化规律却持有不同的观点。本研究以亚热带不同气候区杉木人工林为研究对象,基于54个样地,共144株解析木的数据,采用6种生长方程通过非线性混合效应模型分别构建杉木单木叶面积模型和林分密度模型,将二者相乘得到林分叶面积动态变化模型,进而探究其动态变化规律。结果表明,以样地作为随机效应因子,考虑Logistic方程a参数上的随机效应,同时不考虑异方差结构的混合模型(样地水平)作为单木叶面积的最优模型;以地区作为随机效应因子,考虑Logistic方程a参数上的随机效应,同时不考虑异方差结构的混合模型(总体平均水平)作为林分密度的最优模型;林分叶面积动态变化呈单峰形式,幼龄阶段增长较快,达到峰值后迅速下降,之后下降幅度减少。本研究在考虑林分自然稀疏的前提下从生长模型的角度证明了杉木林分叶面积动态变化呈单峰型,而非达到顶峰后保持不变,同时也表明林分叶面积达到顶峰后下降是由于林分密度的降低引起的。研究结果对于合理经营不同气候梯度的杉木人工林具有重要意义。

    • 姚昊昕, 李清泉, 赵亮, 吴星麒, 沈新勇, 段春锋, 李畅

      DOI: 10.5846/stxb202304120743

      Abstract:

      使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了CDHEs与气候和植被的关系。结果表明:①CDHEs的发生日数在年代际尺度上呈现明显的增加趋势,并且范围扩大,频发区逐渐向淮河流域中西部移动;②在年际尺度上,CDHEs随时间序列呈显著的波动上升趋势,空间分布上以西北部为中心向四周递减。连续CDHEs事件呈年际变化,最大2至4天的连续事件存在波动,2019年达到高峰,并且在流域内零散或成片出现;③在月际尺度上,CDHEs的发生日数在6月最多,其次是5月、7月、9月和8月。淮河流域入汛前的旱情和入汛后的旱涝急转都容易导致CDHEs发生,而且随着月际变化向南移动;④CDHEs对水热条件和大气环流具有特别的敏感性。在850hPa反气旋和500hPa显著高压异常的控制下,高温、低湿、高蒸发和降水少的气候背景有利于淮河地区CDHEs的形成,尤其是在淮河中西部地区。因此,CDHEs的发生与气候变化密切相关;⑤CDHEs与植被生长也存在显著关系。CDHEs与GPP呈显著的负相关,而与NDVI呈显著的正相关,显著地区的土地类型以耕地和城乡、工矿、居民用地为主。GPP和NDVI的不同步可能是因为多种因素的非线性相互作用,而不仅仅是单一因素的影响。此外,对于GPP和NDVI来说,土壤含水量至关重要。总之,本文对淮河流域CDHEs的时空分布特征进行了深入研究,并探讨了其与气候和植被的关系。研究结果可以为该地区的气象灾害防御和生态环境保护提供科学依据和参考。

    • 秦淑洁, 钱天陆, 李思青, 吴朝宁, 王结臣

      DOI: 10.5846/stxb202304050687

      Abstract:

      人类活动是威胁当今世界生物多样性的重要因素之一,越来越多的“难民物种”受人类活动干扰被限制在了次优的栖息地。以我国受威胁情况较为严重的珍稀物种仰鼻猴为例,基于地形变量、人类活动变量、气候变量及古今分布点(历史时期:20世纪前;现今时期:20世纪至今)数据,利用MaxEnt模型对其古今生境开展预测,结果表明:古今以来,人类活动导致仰鼻猴丧失了我国东部921756km2的适宜生境,保留适生区内的生境质量下降,新增适生区分散且破碎,仰鼻猴重新适应了历史时期的次适生区甚至不适生区。古今以来,仰鼻猴对气候变量适应能力的改变远小于对地形变量,与可以自由选择适宜生境时相比,现今时期的仰鼻猴生境内的海拔更高、地形起伏度更大,最冷月最低温以及年度气温变化的适宜范围相比更窄,仰鼻猴提高了对多种环境因素的适应能力,但同时对环境变化的敏感度升高,并面临着种群隔离度增加等风险,已无法占据最佳生态位。建议关注现有适宜生境附近的人类活动强度,尽可能减少与仰鼻猴产生空间或资源的竞争,加强对该物种的保护。

    • 曾庆雨, 孙才志

      DOI: 10.5846/stxb202311012367

      Abstract:

      准确估算陆地生态系统碳储量,科学制定生态环境保护和土地利用政策,对促进区域低碳可持续发展,实现“碳中和”目标具有重要意义。基于大量碳密度样点数据,将其与生态地理分区和土地利用类型图空间叠置,采用克里金插值法得到黄河流域碳密度空间分布数据集。应用InVEST模型对2000年、2010年和2020年黄河流域陆地生态系统碳储量的时空演变测度,提高了碳储量估算结果的准确性。利用Pearson相关性分析和多尺度地理加权回归模型(MGWR)对自然、社会经济和景观格局指数等因素对县级行政单元尺度单位面积碳储量的影响进行分析。主要结论如下:(1)黄河流域碳密度空间分布呈西部大于东部、东部地区自东南向西北递减的格局;(2)2000—2020年黄河流域陆地生态系统碳储量增加0.02%(7.011×109—7.012×109t),空间分布与碳密度相同,空间集聚特征显著,“高高集聚区”主要分布在黄河上游西南部的青藏高原地区, “低低集聚区”主要分布在黄河上游北部和黄河下游大部分地区;(3)Pearson相关性分析得出与碳储量呈正相关的影响因素为Pr(降水)、NDVI(归一化植被指数)和Slope(坡度);呈负相关的影响因素为TEM(温度)、HAI(人类影响指数)、SHDI(香农多样性指数)、DN(夜间灯光数据像素值)和PPOD(人口密度)。(4)MGWR模型得出TEM、Pr、NDVI和SHDI空间异质性强,HAI在2010年后异质性强;Slope空间异质性中等;DN和PPOD为全局尺度变量,空间影响平稳;(5)MGWR模型得出NDVI对黄河流域县级单位面积碳储量作用强度最大。NDVI、Slope对县级单位面积碳储量的影响呈正效应,TEM、HAI、DN和PPOD呈负效应,Pr、SHDI呈正、负双向效应。

    • 魏雯, 唐安琪

      DOI: 10.5846/stxb202308091718

      Abstract:

      在大力推进生物多样性保护工作的背景下,亚洲象的活动范围与人类生产生活空间不断重叠,人象冲突矛盾日益严重,对物种栖息地生境网络进行优化能从源头缓解这一矛盾。在亚洲象国家公园建设之际,研究以西双版纳州为例,提出了一种基于InVEST—图论复合模型识别并优化生境网络的方法:即以土地利用数据为基础,结合亚洲象生活习性与栖息地偏好,通过海拔、坡度、距水源距离3个约束因子矫正生境质量数据,运用Graphab软件识别潜在生境网络,结合最小累积阻力模型理念与景观图论的分析方法,从“源地—廊道”角度定量化分析西双版纳州国家级亚洲象保护区的保护空缺,探讨保护区的空间布局优化策略与生境分级保护策略,以期为亚洲象国家公园的建设与西双版纳州国土空间规划提供新视角。结果表明,西双版纳州共识别出生态源地335个,总面积4595.60km2,总体上高质量生境分布较为均衡,连通性较好的生境网络集中分布在北部与东部区域,中部B4勐仑片区存在较为显著的生态孤岛现象,西南部高质量生境斑块小而破碎,联系紧密但缺少作为核心栖息地的大面积生境。保护空缺方面,国家级保护区范围内的生态源地仅占总源地面积的31.68%,大型保护空缺集中分布于B3勐养片区东北部;优化后的生境网络能形成以B3勐养片区为核心,以国家自然保护区为主的“B5—A—B3—B4—B1—B2”生物迁徙廊道。

    • 生态保护修复的生态产品价值实现机制研究
    • 李致远, 谢花林

      DOI: 10.5846/stxb202307151518

      Abstract:

      本文基于森林资源生态产品价值实现的研究进程和实践经验,解析森林资源生态产品价值实现的理论逻辑、制度逻辑、技术逻辑,设计以政府主导的森林资源资产化、市场主导的森林资产资本化机制和政府与市场交叉的价值反馈机制,衔接关键要素的森林资源生态产品价值实现核心机制。从实践案例提炼出我国森林资源生态产品实现的核心价值实现模式——生态产业化经营模式、绿色金融模式、生态指标交易模式和林下经济模式,其中生态产业化经营模式包括森林资源流转、林业产业多元化发展和生态产业化;绿色金融模式包括生态运营中心模式和股权合作型生态修复;生态指标交易模式主要是森林碳汇交易;林下经济模式的核心做法是林业立体复合生产经营。最后聚焦森林资源生态产品价值实现的三大关键环节:“资源变资产”“资产变资本”“资本变资金”,提出建立森林生态运营中心、采取金融资本化运营和实施森林资源生态产品分类经营的政策建议。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 李阳, 罗健夫, 侯志勇, 谢永宏, 陈薇, 黄鑫, 曾静, 于晓英

      DOI: 10.5846/stxb202307111487

      Abstract:

      研究莽山高山湖泊湿地植物多样性对环境因子的响应分析,不仅有助于深入了解湿地植物对环境变化下的适应策略,同时对保护当地湿地珍稀濒危物种具有重要价值。本研究采用系统聚类分析、典范对应分析(CCA)和Pearson相关性分析等方法,对研究区30个植物群落样方进行分析,研究植物多样性与环境因子(土壤、水)之间的相互关系。研究结果表明:浪畔湖国家重要湿地植物群落可分为蕨状苔草+宽叶泽苔草群丛、雪白睡莲+莼菜群丛、水毛花+宽叶泽苔草群丛、莼菜+宽叶泽苔草群丛等4类。雪白睡莲+莼菜群丛Patrick丰富度指数和Pielou均匀度指数最低,Simpson多样性指数最高,水毛花+宽叶泽苔草群丛与之相反。浪畔湖国家重要湿地植物多样性与土壤速效钾和水深呈极显著相关性,与水质氨氮呈显著相关性,水深和土壤速效钾是影响湿地植物群落分布格局的主要因子。群落物种多样性指数与环境因子之间存在显著相关性,群落物种丰富度指数随水深增加呈先增后降的趋势,群落物种均匀度指数与水质氨氮浓度之间呈负相关关系。本研究旨在揭示浪畔湖国家重要湿地植物多样性与环境因子之间的生态关系,为保护湿地珍稀物种及维持湿地生态系统稳定提供理论依据。

    • 国家公园特刊
    • 段廷璐, 李娜, 黄志旁, 李延鹏, 沐远, 肖文

      DOI: 10.5846/stxb202307051444

      Abstract:

      中国国家公园是指在具有显著自然生态价值、文化价值和科学研究价值的区域内,通过完善自然保护与利用体系,保护物种、维护生态系统完整性、保障基本生态需求、实现可持续利用等目的,逐步形成具有国际水平的大型自然保护地并发挥其积极作用的区域。中国国家公园建设是维护生态系统完整性、保护生物多样性和实践生态文明思想的有效途径,是中国自然保护地体系建设最重要的组成部分。自2015年发布《建立国家公园体制试点方案》以来,中国政府陆续开展了10个国家公园体制试点,最终在2021年正式建立了5个国家公园。本文收集了2015年以来国家公园相关政策资料,对中国国家公园建设现状进行深入分析。我们发现中国国家公园建设较好的实现了国家公园的建设目标,但也有需要完善的地方。针对未来国家公园的建设,我们提出了以下建议:1. 完善国家公园空间布局规划;2. 以流域为单元进行规划整合;3. 确定东部和西部国家公园最小面积;4. 确定国家公园数量上限;5. 建立跨境国家公园;6. 将文化保护纳入国家公园;7. 统一管理体制;8.统一国家公园内部管控区划;9. 形成三类保护地差异化可持续发展模式。未来随着中国国家公园顶层设计的逐步完善,中国国家公园为主的中国自然保护地体系体制建设将能提供更加全面、系统的生态保护和资源管理,推动生态文明建设的不断发展;实现生态保护、可持续利用和人与自然的和谐共生的目标。

    • 生态系统温室气体收支与碳中和
    • 吴健成, 刘卿, 汪翠存, 陆汝华, 刘艳, 曹强, 田永超, 朱艳, 曹卫星, 刘小军

      DOI: 10.5846/stxb202307021406

      Abstract:

      秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作对甲烷和氧化亚氮排放的影响尚未明确。同时,在秸秆还田条件下如何进行合理的氮肥施用鲜有深入研究。本研究基于3个氮肥处理(0、180、360 kg N hm-2)和3个秸秆还田处理(0、2.25、3.75 t/hm2)进行多年水稻田间定位试验,研究结果表明:CH4季节累积排放随秸秆还田量增加而增加,与施氮量无显著正相关关系;N2O季节累积排放随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系;秸秆还田对于产量的影响具有不确定性,两年均在秸秆不还田+不施氮处理(S0N0)出现最低产量,2021与2022年最低产量分别为5740.64和4903.75 kg/hm2。2021与2022年最高产量分别在秸秆不还田+高氮(S0N2)和高量秸秆还田+高氮(S2N2)出现,分别为10938.48和10384.83 kg/hm2。同时,本研究发现在低量秸秆还田条件下,在碳足迹(CF, Carbon Footprint)方面,施氮量为251 kg N hm-2时碳足迹达到最低点,为1.01 kg C /kg;而在生态经济净收益(NEEB, Net Ecosystem Economic Benefits)方面,施氮量为294 kg N hm-2时生态经济净收益达到最高点,为11778.15 CNY/hm2。为协同生态经济净收益与碳排放,在低量秸秆还田(S1)下,配合251—294 kg N hm-2的施氮量为最优施肥方案。研究结果为指导稻田温室气体减排、实现稻田碳中和以及农田管理提供了理论支撑,为实现水稻的高产稳产与低碳生产科学依据。

    • 中国生态旅游研究
    • 周彬, 王玉欣, 肖练练, 虞虎

      DOI: 10.5846/stxb202306301397

      Abstract:

      游憩是国家公园重要的生态系统文化服务功能,国家公园游憩利用潜力评价是生态保护和国民游憩福利协同提升的关键。本文提出了国家公园游憩利用评价指标体系,包括游憩资源价值、游憩景观质量、游憩生态环境、游憩利用条件、国家公园社区、游憩利用管理6个维度,并开展多方法融合的国家公园游憩利用潜力评价研究。结果显示:国家公园游憩利用可以从游憩资源价值、游憩景观质量、游憩生态环境、游憩利用条件、国家公园社区、游憩利用管理六个维度进行评价;钱江源国家公园游憩利用的I—IV级潜力区域面积占比分别为8.99%、29.68%、39.72%、21.61%。其中,潜力相对较高的III级和IV级区域呈带状和块状分布在钱江源大峡谷、齐溪水库、高田坑-库坑-回台山、大源头-大横古村落五个区域;潜力相对低的I级和II级区域主要分布在国家公园生态保育区以及何田乡、苏庄镇的传统农业种植区。国家公园游憩利用价值与游憩展示区有较强的关联性,生态保育和传统农业生产对游憩利用价值发挥表现出较大的空间限制。本文能为钱江源国家公园生态旅游适宜区建设提供理论支撑。

    • 生态系统服务专题
    • 庞彩艳, 文琦, 丁金梅, 吴昕燕, 施琳娜

      DOI: 10.5846/stxb202306281376

      Abstract:

      黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区,研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文基于土地利用、土壤、气象等数据,借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等方法,定量分析了2000—2020年黄河上游生态系统服务的时空演化特征及其权衡与协同关系。结果表明:(1)黄河上游各项生态系统服务整体表现为“西南高,东北低”的分布格局,高值区主要分布于流域西南部,低值区主要分布于流域东北部;(2)研究期内,黄河上游各项生态系统服务均呈现波动变化的趋势,产水量和土壤保持呈现整体减少趋势,生境质量与碳储量呈现增加的趋势;(3)各项生态系统服务两两之间均存在不同程度的相关关系,产水量与生境质量、碳储量呈现此消彼长的权衡关系,产水量-土壤保持、生境质量-碳储量与土壤保持-碳储量之间呈现协同关系;(4)在空间分布格局上,各项生态系统服务间的权衡与协同关系表现出显著的空间异质性与尺度效应,不同分区之间差异较大。本文可为科学管理区域生态系统,促进流域可持续发展提供参考。

    • 研究论文
    • 赵玉, 陈霖波, 张 玉, 吴志明

      DOI: 10.5846/stxb202306251347

      Abstract:

      农业低碳转型背景下,准确把握粮食种植业碳效应时空演化及碳排放公平性特征对实现地区生态正义具有重要意义。基于2000—2021年省域面板数据,采用碳排放因子法测算中国30个省区的粮食种植业碳效应,利用核密度估计方法探析时空演化,运用Dagum基尼系数法刻画并解构全国粮食种植业碳排放公平性。研究表明:(1) 从时空特征看,粮食种植业碳效应呈现波动上升的净碳汇特征,具体表现为“东强西弱,北高南低”的空间格局,且伴随明显的“马太效应”。在碳效应结构上,秸秆燃烧与玉米种植分别是粮食种植业最主要的碳源与碳汇。(2) 从演化趋势来看,全国粮食种植业碳效应的非均衡性呈扩大趋势;在三大主粮中,水稻碳效应非均衡性有所减弱,小麦与玉米碳效应非均衡性均持续上升。(3) 从碳排放公平性来看,区域间碳排放差异已成为影响公平性的最主要因素,基尼系数呈“快速上升—波动震荡—缓慢回落”特征,全国粮食种植业碳排放始终处于较公平区间,整体公平性呈改善态势;在三大主粮中,水稻碳排放公平性最低,玉米碳排放公平性最高。最后,提出了采取差异化固碳减排策略、构建低碳发展跨区协作机制、完善碳排放责任分摊机制、探索粮食碳汇交易试点等建议,以期推动我国粮食种植业实现低碳转型发展。

    • 白晓雄, 李妍, 胡斯乐, 董立国, 张敏, 王迎, 余旋

      DOI: 10.5846/stxb202306231335

      Abstract:

      探究刺槐人工林土壤团聚体、有机碳及细菌群落的变化特征,可为提升土壤质量与功能提供理论依据。以黄土高原沟壑区不同林龄刺槐人工林(8年生、18年生和30年生)和刚撂荒的农耕地(CK)为研究对象,利用最适湿度筛分法获得不同粒径团聚体,测定其有机碳含量和细菌群落结构特征。结果表明:(1)各林龄土壤团聚体均以>0.25 mm粒径为主,含量为92.74%—95.78%。土壤团聚体稳定性随着林龄的增加显著提高,以30年生林地最高,团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别较CK显著增加48.19%和91.38%(P < 0.05)。(2)各林龄均以<0.25 mm粒径有机碳含量最高。土壤有机碳含量和>2 mm粒径团聚体有机碳含量均随着林龄的增长而显著增加。(3)团聚体细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)组成。随着林龄的增加,各粒径团聚体中放线菌门相对丰度先降低后增加,18年生林地最低。酸杆菌门变化趋势与放线菌门相反。变形菌门无明显变化。土壤有机碳、pH、全氮和全磷是影响团聚体细菌群落的主要因素。(4)>2 mm和2—0.25 mm粒径团聚体中,己科河菌门(Rokubacteria)对团聚体稳定性影响最大,既对团聚体稳定性产生直接正效应,又通过增加有机碳的含量间接提高团聚体稳定性。在<0.25 mm粒径团聚体中,有机碳含量对其稳定性的影响最大,有机碳含量越高,团聚体稳定性越强。综上,营造刺槐人工林有利于提高土壤团聚体稳定性,促进土壤有机碳的积累,可作为该区域生态恢复的有效措施。在生长发育过程中,人工林可通过改变土壤团聚体细菌群落和有机碳含量从而影响团聚体的稳定性。

    • 生态系统服务专题
    • 李佳滢, 杨冬冬, 杨菲, 张颖, 王洪成

      DOI: 10.5846/stxb202306211326

      Abstract:

      揭示城市化驱动下景观格局指数变化与生态系统服务供需匹配的交互关系,对于优化景观生态规划以及促进城市生态系统的可持续发展具有重要作用。以天津市为例,运用GIS空间分析、双变量空间自相关与随机森林回归等方法,评估了碳储量、生境质量与空气净化服务供需匹配度的空间分布特征,分析了景观格局指数沿城市化梯度的变化趋势,进而探讨了景观格局指数与生态系统服务供需匹配度的空间交互关系。结果表明:(1)天津市碳储量、生境质量与空气净化服务的供给和需求呈现出明显的空间错匹关系,城市化综合发展水平对典型生态系统服务的供需匹配度具有显著负面影响;(2)景观水平上的景观格局指数沿城乡梯度呈现非线形的变化趋势,最大斑块指数、香浓多样性指数以及斑块密度等多个指数在城市化综合发展水平20%—30%左右出现明显拐点;类型水平上的建设用地最大斑块指数与斑块内聚力指数等呈现增长态势,而林地与耕地的最大斑块指数等持续降低;(3)景观格局指数对生态系统服务供需匹配度的解释力度在类型水平上的贡献整体大于景观水平。研究结果可为天津市景观生态规划的管理与决策提供有益参考,有助于城市生态系统服务供需关系的协调与平衡。

    • 研究论文
    • 骆金初, 杨诗敏, 罗焓毓, 李旭, 李保铨, 郭微, 王龙远

      DOI: 10.5846/stxb202306171297

      Abstract:

      壳斗科(Fagaceae)植物是南亚热带常绿阔叶最重要的组成之一,研究其不同树种和器官间碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及计量学特征,对于理解和预测树木生态功能的发挥至关重要。本研究以阴那山省级自然保护区同一森林群落中5种壳斗科植物为研究对象,探讨不同树种及器官间C、N、P含量、化学计量及其相关关系特征。结果表明:(1)器官、树种对植物C、N、P含量及化学计量比均会产生一定影响,二者交互作用显著(除C含量),限制程度为器官>树种。(2)从含量上看,5种壳斗科植物凋落物N普遍高于茎、根,而凋落物P则普遍低于茎、根,幼苗叶片N、P含量均低于成熟乔木叶片;黧蒴锥(Castanopsis fissa)根N、N:P高于其他树种,而根P则低于其他树种。(3)从种间变异系数上看,根系N、C:N、N:P变异系数显著高于其他器官;从器官间变异系数上看,黧蒴锥N、C:N变异系数显著低于其他树种。(4)从树种间和器官间的养分相关关系上看,5种植物绝大部分器官元素间两两相关关系不显著,表明单一器官的养分计量关系不能直接反映其他器官或整树水平的计量关系;器官间C和N、C和P相关关系因树种而异,但N和P关系各树种高度一致。综上,从器官上看,根系N含量、C:N、N:P的种间变异系数最大,可能是不同树种对N、P的吸收存在差异,从而有利于物种共存。从树种上看,黧蒴锥具有更合理的养分分配模式,有利于在群落竞争中保持优势地位。

    • 研究正文
    • 包金美, 陈法霖, 杨龙超, 刘波, 王欣丽, 张弛, 张静, 刘艺萱, 张全艳, 王芸

      DOI: 10.5846/stxb202306081221

      Abstract:

      酸性磷酸酶动力学可反映不同底物供应下土壤磷转化特征。本研究以人工恢复的引进种黑松人工林和本地种栓皮栎人工林以及自然恢复的天然次生林为研究对象,开展凋落物添加去除和根系去除对土壤酸性磷酸酶动力学特征的影响研究。结果表明:(1)三种森林恢复方式下土壤酸性磷酸酶活性和最大反应速度(Vmax)均为双倍凋落物>对照>去除凋落物>去除根系>无输入;(2)改变凋落物和根系输入对酸性磷酸酶的半饱和常数(Km)和催化效率(Vmax/Km)影响不大;(3)酸性磷酸酶活性受速效磷含量的反馈调节;土壤氮可利用性和含水量显著影响酸性磷酸酶活性。改变凋落物和根系输入对引进种黑松人工林土壤有机磷转化能力影响最大,天然次生林次之,本地种栓皮栎人工林最稳定。根系对土壤酸性磷酸酶动力学特征的影响大于凋落物。其结果可为暖温带森林恢复,应对气候变化和森林防火、收集凋落物等管理措施提供理论依据。

    • 研究论文
    • 李世珍, 袁自强, 林琳, 陈方方, 王金牛, 高怡婷, 雷汶杰, 刘佳, 彭怡菲, 沈琦, , 金会军, 罗栋梁

      DOI: 10.5846/stxb202306051186

      Abstract:

      江河源区是我国高寒生态安全屏障的重要区域,冻土的长期存在使其形成低温冻结环境,弱化了土壤微生物活性,抑制了土壤有机质的矿化过程,因而其近地表浅层土壤碳氮含量高。然而,土壤碳氮含量对不同冻土分区和环境因素响应的空间分异规律尚不清楚。为此,本研究针对江河源4个不同冻土区(季节冻土区、岛状多年冻土区、不连续多年冻土区、片状连续多年冻土区)共11个样点进行植被样方调查、土壤分层采样。在分析碳氮含量的基础上,探讨了年均地温(MAGT)、活动层厚度(ALT)、海拔(ASL)、土壤深度(SD)、植被特征及土壤pH对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)的影响。结果表明:(1)SOC、TN、C/N在片状连续多年冻土区最高,在季节冻土区最低,且与年均地温负相关,和海拔正相关;(2)江河源区SOC、TN、C/N随土壤深度的增加而降低,自表层至40cm深度整体下降幅度分别为58.45%、36.96%、17.01%;(3)SOC、TN、C/N与植被覆盖度(FVC)显著正相关(p≤0.05),与土壤pH值显著负相关(p≤0.01);(4)冗余分析表明,土壤pH、MAGT、ALT、SD、FVC是影响江河源区SOC、TN、C/N空间分布的关键因素。研究结果可为厘清气候趋暖条件下江河源区土壤碳氮空间分异规律及多年冻土热稳定性对土壤碳氮排放的影响提供科学基础,同时也有助于预测多年冻土区土壤碳氮空间变化。

    • 童跃伟, 屈利利, 符庆响, 陈雨蓓, 项小燕, 朱卫东, 齐光, 代力民

      DOI: 10.5846/stxb202306031178

      Abstract:

      大别山地区植物资源丰富,区系组成复杂且起源古老,为连接华东、华北和华中三大植物区系的纽带,也是我国重要的生物多样性保护和水源涵养生态功能区。本研究采用样方法,在大别山南坡的多枝尖、庵基坪和麒麟沟3个地区,沿着不同海拔高度选取了具有代表性的森林植物群落进行研究,从不同植物群落类型和层次的物种多样性、均匀度和丰富度及其与海拔因子的关系等方面,对大别山南坡的森林植物群落物种多样性进行综合分析。结果表明:1. 共记录有植物108科270属449种,划分为20个森林植物群落类型;2. 森林植物群落各层次物种丰富度表现为草本>乔木>灌木;Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数呈现出乔木>灌木>草本;Pielou均匀度指数变化较为复杂;3. 森林植物群落各层次的物种丰富度随海拔升高而下降;Shannon-Wiener指数和Simpson指数也表现为随着海拔升高而下降,但草本层在1400m之后有上升的趋势。Pielou指数在乔木层中表现为随着海拔的升高而下降,在草本层中表现为先下降后出现上升,在灌木层中则随着海拔的升高而上升,但其波动更为剧烈。本研究对大别山南坡森林植被大范围的采样观测研究,能够全面的展现大别山南坡森林植物的种类分布、空间组成等整体概况及其与海拔因子的关系,能为以后大别山南坡生物多样性的保护提供较为全面真实的数据,从而为大别山地区生物多样性的保护和持续利用提供理论依据和实践意义。

    • 张博鑫, 李崇林, 左小康, 那晓东

      DOI: 10.5846/stxb202305291139

      Abstract:

      目前全球变暖趋势的加剧对丹顶鹤等大型濒危水禽的栖息地造成了严重的威胁。由于监测方法和技术手段的限制,丹顶鹤在迁徙路线上潜在生境的分布范围尚不清楚,气候变化对丹顶鹤迁徙路线生境适宜性的影响机理有待进一步研究。本研究基于138个丹顶鹤样本分布信息和19种环境变量数据,利用 BIOMOD2 软件包构建了丹顶鹤潜在生境评价的组合模型,对丹顶鹤在亚洲东部秋季迁徙路线上的生境适宜性进行数值模拟,并预测SSP1.2-6气候背景下2021~2040年、2041~2060年、2061~2080年、2081~2100年四个不同阶段的丹顶鹤潜在生境范围的变化趋势。研究结果表明:与单模型的模拟结果相比,集成9种单模型的BIOMOD2组合模型预测精度更高。集成模型的重要性分析表明,气温日较差是丹顶鹤生境适宜性变化的最重要的影响因子。受气候变化的影响2021~2040年、2041~2060年、2061~2080年、2081~2100年丹顶鹤潜在生境的面积将分别减少到2.60×105km2、2.58×105km2、2.75×105km2、2.56×105km2,迁徙路线上胶东半岛和环渤海地区适栖生境面积减少的最为显著。本研究对于迁徙路线上珍稀水禽潜在适宜生境的模拟及全球变化背景下珍稀水禽栖息地的保育和修复具有重要意义。

    • 董欣怡, 祝明建, 栾博, 管少平, 林丰泽

      DOI: 10.5846/stxb202305261116

      Abstract:

      全球气候变暖所导致的海平面上升和快速城镇化将对沿海生境的分布和景观格局造成重大影响。评估海平面上升影响下的滨海湿地的脆弱性是对区域生态环境进行修复治理的重要依据。本文以粤港澳大湾区为例,基于SLAMM模型和Fragstas模型,针对六种海平面上升和土地利用耦合情景,对红树林、盐沼和潮滩三类海岸生境在2100年的面积变化、分布状况和脆弱程度进行了预测和分析。结果表明:1) 随着海平面上升,红树林和潮滩生境遭受严重退化。其中,红树林高脆弱性区主要分布在西江口、珠江口和黄茅海东岸。潮滩高脆弱性区则平均分布在大湾区沿海地带。相比之下,盐沼生境受海平面上升的影响较小。2) 与红树林和潮滩相比,土地利用模式对盐沼生境的影响最为显著。在保护已开发用地的情景下,珠江口西侧的盐沼面积大幅增加,脆弱性程度低。在保护所有旱地的情景下,盐沼生境面积虽然基本维持,但景观格局破坏严重,脆弱性程度高。本研究建议针对高脆弱区,动态调整土地利用策略,清理沿海湿地向内迁移的空间,增强沿海生境应对海平面上升的适应性。本研究可为沿海湿地的管理和保护提供科学支持。

    • 东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
    • 王杨, 穆云飞, 孙旭辉, 刘雪婷, 宋正华, 杨贵伟, 李延鹏, 黄志旁, 肖文

      DOI: 10.5846/stxb202305241095

      Abstract:

      土壤生态系统被誉为是生物圈的能量储存介质,稳定健康的土壤生态系统是维持陆地生态系统生产力的关键,但系统内部各种生物作用和复杂过程很难直接观测,很难利用陆地生态系统的评价体系评价其稳定性。近年来土壤线虫群落成熟度指数作为土壤生态系统稳定性的指示类群被广泛认可和利用,本文拟通过拉沙山区域13个固定大样地中的52个样方的土壤线虫成熟度指数对区域土壤生态系统稳定性进行初步评价,并对评价的可行性进行验证。采用宏基因技术共获取线虫扩增子序列变体(Amplicon Sequence Variant, ASV) 963个,隶属于2纲10目41科67属,群落结构以食细菌线虫和捕食-杂食类线虫为主,群落以k—策略者(c-p 3~5)生活类群为主导。研究结果表明,土壤线虫的成熟度指数均值为3.24 ± 0.32,评价结果认为拉沙山区域土壤生态系统整体较为稳定,且土壤线虫成熟度指数在空间上不存在统计差异 (P > 0.05)。通过利用样地监测获得的人为干扰强度与利用土壤线虫成熟度指数所评价出的结果呈现显著的负相关关系 (P < 0.05),表明稳定性较低的样地其人类活动干扰也较大;同时对土壤线虫成熟度指数的评价结果与样地地表生态系统现状验证结果显示,在中海拔的区域主要因其河谷较深,同时两侧山体陡峭且时有塌方发生导致土壤生态系统的不稳定且土壤线虫成熟度指数偏低,评价结果与实际地表生境状态相符,所以利用土壤线虫成熟度指数评价区域大样地是可行的,该研究为未来区域的土壤生态系统健康评价完善提供了新的指标。

    • 研究正文
    • 余文君, 赵林, 李艳忠, 南卓铜, 赵拥华

      DOI: 10.5846/stxb202305020911

      Abstract:

      蒸散发在陆地水热循环过程中起着重要的纽带作用,青藏高原(QTP)因独特的地理环境,其蒸散发研究受到极大的关注。基于0.05°分辨率的气象格网数据集和MODIS遥感数据,利用互补相关理论估算了2002—2019年青藏高原逐日蒸散发,探讨了蒸散发的时空变化特征,及其与冻土类型、气象要素的关系。结果表明:(1)互补相关理论在青藏高原地区估算的蒸散发结果是可靠的。(2)青藏高原2002—2019年平均蒸散发量约371.54 mm/a,具有明显的季节性差异,主要集中在夏季;蒸散发在青藏高原呈现出东南向西北递减的空间分布特征,趋势变化上在东部呈增加趋势,而西部呈减少趋势;蒸散发稳定性的空间差异显著,波动强度表现出从东南向西北递减的趋势。(3)蒸散发量与冻土类型空间分布密切相关,冻土水热状态越稳定,蒸散发量越小。(4)气象要素对蒸散发时空变化的影响具有明显的差异性,蒸散发对净辐射敏感性最高,风速的相对变化对蒸散发变化的贡献最大。本文结果加强了气候变化背景下青藏高原水循环的响应机制的研究,为区域生态环境保护措施的制定提供了依据。

    • 生态治理与恢复应用研究
    • 韩 军, 薛 焘, 杨杰, 胡 宇, 吴芳, 何永涛, 梁欢欢, 晁孝荣, 贠慧玲, 杨倩倩, 田福平

      DOI: 10.5846/stxb202304240859

      Abstract:

      黄土丘陵区年均降水少,蒸发量大,季节性集中降水易造成水土流失,水分和养分亏缺成为限制该区域草地健康持续发展的重要因素。保水剂(super absorbent polymer,SAP)是一类具有快速吸水,缓慢释水特性的高分子聚合物,起到保水保肥改善土壤理化性质的重要作用。施肥是改良退化草地、提高牧草生产力的重要技术措施之一。为研究保水增肥措施对黄土丘陵区草地植物群落特征及多样性的影响,在甘肃省定西市安定区丘陵草地设置不同保水剂(SAP)和氮磷肥(N:尿素,P:过磷酸钙)添加水平(SAP:45、60 kg/hm2和NP:150 kg/hm2 N+300 kg/hm2 P、250 kg/hm2 N+400 kg/hm2 P),揭示不同施量保水剂和氮磷肥单施及交互配施对黄土丘陵区草地土壤含水量、群落特征、物种多样性的影响。研究结果表明:(1)单施45 kg/hm2 SAP(T1)显著提高土壤含水量、豆科植物的重要值和地上生物量,有助于提高草地生物量和植物多样性;(2)SAP与NP配施(T7:45 kg/hm2 SAP+250 kg/hm2 N+400kg/hm2 P)或单施NP肥(T3:150 kg/hm2 N+300 kg/hm2 P)能显著提高植物冠层高度、植被盖度、菊科植物重要值和生物量、群落地上和地下生物量;(3)施用氮磷肥或氮磷肥与保水剂的配施处理除T8(250 kg/hm2 N+400kg/hm2 P+45 kg/hm2 SAP)外其余处理Simpson指数、Shannon-wiener指数及Pielou指数有所降低。综上所述,单施适量保水剂在维持草地多样性的同时有利于生产力缓慢增长,保水剂与氮磷肥配施大幅度提高菊科和禾本科植物生物量,进而提高群落生物量,但会导致植物多样性降低。

    • 研究论文
    • 何佳宁, 宁才文, 张闻涛, 玉米提·哈力克, 沈泽昊

      DOI: 10.5846/stxb202304210824

      Abstract:

      雪岭云杉(Picea schrenkiana)是天山特有树种,也是天山森林群落的主要建群种。研究该物种的种群结构沿海拔梯度的变化有助于保护和科学管理这一重要的森林资源,本文以东天山北坡江布拉克地区的雪岭云杉种群为研究对象,运用便携式背包雷达(LiBckpack)扫描结合手测验证的方法,在1800―2640 m的海拔梯度上设置了27个样方共24300 m2的样方进行调查测量,基于树木胸径数据,制作了雪岭云杉的静态生命表和存活曲线,计算其种群数量动态变化指数和时间序列预测模型,分析不同海拔高度雪岭云杉种群结构动态特征。结果表明:1)低、高海拔雪岭云杉种群整体径级结构表现为“倒J型”,中海拔段为“稳定型”;低、中、高海拔雪岭云杉种群存活曲线皆趋向Deevey―Ⅲ型,表明雪岭云杉种群在不同海拔高度存在幼龄树死亡率高的共性。2)中海拔雪岭云杉种群在Ⅲ、Ⅳ径级体现出明显的减少趋势;低、中海拔的雪岭云杉种群比高海拔更早进入衰退阶段。种群危险率曲线显示,中海拔<高海拔<低海拔,雪岭云杉种群更宜生长在中海拔的生境。3)时间序列预测模型表明,低海拔Ⅱ―Ⅶ径级、高海拔Ⅱ、Ⅳ―Ⅷ径级个体数量在未来呈现明显增加的趋势。4)不同海拔生境、幼树高死亡率和砍伐是影响雪岭云杉更新的重要因子。建议对低、高海拔雪岭云杉种群个体采取抚育、间伐措施,中海拔砍伐过多的区域应移栽原生苗促进雪岭云杉种群发育更新;同时加大管理力度,减少人为干扰。

    • 区域生态保护修复模式
    • 陈红, 欧小杨, 吕英烁, 李晓溪, 郑曦

      DOI: 10.5846/stxb202304150770

      Abstract:

      气候变化通过改变湿地水文过程等影响湿地的空间分布,城市化进程加剧了湿地破碎化程度并导致湿地生境退化,构建连续的湿地生态保护网络体系有利于应对气候变化和城市发展带来的负面影响、提高生物多样性保护水平。北京市现有湿地空间分布呈现斑块面积小、破碎化程度高等特点,为优化湿地保护区格局并应对城市发展和气候变化对北京市湿地生物多样性的影响,本研究基于系统保护规划方法,以Marxan作为空间优化模型,结合PLUS模型和MaxEnt模型,模拟预测北京市湿地优先保护格局、识别保护空缺并构建湿地分级保护区格局。研究表明:2020年北京市湿地存在80.15k㎡ 的保护空缺、2035年和2050年优化后湿地保护区占比分别为87.54%和85.95%,在满足预设生物多样性保护目标的前提下符合北京市湿地保护规划对湿地保护率的要求。为最优化资源分配,本研究综合时空变化对湿地保护区空间分布的影响,构建了湿地分级保护格局,将湿地保护区分为湿地永久保护区、湿地一级临时保护区和湿地二级临时保护区三个等级,以期为北京市分期建设湿地保护区、优化湿地生态保护网络体系和保护湿地生物多样性提供依据。

    • 学术信息与动态
    • 张莉莉, 叶志成, 廖凯华, 朱青, 赖晓明, 郭长强

      DOI: 10.5846/stxb202304020648

      Abstract:

      温室气体大量排放导致的全球变暖是最为关注的环境问题之一,这会直接影响植物的生长与发育进而影响群落组成乃至生态系统的结构和功能。水分利用效率作为植物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变化的适应策略,是当前全球变化研究中的重点。植物叶片碳稳定同位素比值(δ13C)是反映植物长期水分利用效率的关键指标,但全球气候变暖对植物叶片δ13C值的影响仍存在较大争议。该研究利用Meta分析整合全球范围内51份相关研究文献中的371组数据,较为系统地评估模拟增温对植物叶片δ13C及其生理生态指标的影响。结果表明,模拟增温能够使叶片δ13C值显著升高0.6%(P < 0.001),同时对叶片呼吸速率Rd、气孔导度Gs、净光合作用速率Pn、碳C的效应值分别为0.237、0.062、-0.140、-0.019 (P < 0.05)。模拟增温处理在增强植物光合作用的同时提高了叶片呼吸速率(Rd),导致光合产物不断被消耗、叶片碳(C)降低,最终使叶片Pn降低并且叶片δ13C产生富集现象。通过进一步对影响因素分析发现,叶片δ13C值对增温的响应主要受增温时间、高程和年均气温等控制(相对重要性指数分别为1.00、0.97和0.92)。另外,模拟增温时选用不同的增温模式对叶片δ13C值也具有显著不同的影响,采用红外线加热、土柱置换和电缆增温等方法对叶片δ13C值具有正向促进作用(效应值分别为0.70、0.44和0.35),而采用遮阳屏与开顶箱增温等方法具有负向作用(效应值分别为-0.17和-0.09)。研究结论对于深入理解全球变化背景下植物水分利用的响应特征具有重要的理论意义,以期为今后该领域的植物生长研究提供理论依据和有效支撑。

    • 专论与综述
    • 马小宾, 章锦河, 郭丽佳, 杨良健, 王静玮

      DOI: 10.5846/stxb202303290612

      Abstract:

      PSR(Pressure-State-Response)模型在国内外生态环境研究领域中应用十分广泛,但有关该模型指标遴选的适宜性和科学性则较少受到重视,导致模型在实际应用中存在指标的套用、误用、混用等现象。本文通过对国内外100多篇PSR模型应用研究文献的梳理与分析,认为:(1)PSR模型的实质是对人地关系的适应、反应与响应的评估,压力(Pressure)更多源于人类活动对自然资源的利用方式与强度,状态(State)是人类活动压力下生态环境自身的质与量的表现,响应(Response)则是对谋求人地关系和谐所做出的制度安排,PSR模型指标遴选宜与之相契合。(2)目前国内外PSR模型应用主要存在内生性(Endogeneity)、矢量性(Vectority)、指示性(Indexicality)、针对性(Pertinence)等四个方面的缺憾。(3)忽视研究目标的指向性、科学问题的针对性、研究对象的特殊性、人地关系的复杂性以及研究者的主观性等,是造成PSR模型应用陷阱的主要因素。最后,本文提出PSR模型的优化与改善路径,以期为生态环境领域的PSR理论实证和实践应用提供参考。

    • 生态治理与恢复应用研究
    • 王雯颖, 徐宝珠, 胡佳瑶, 潘高, 刘文胜

      DOI: 10.5846/stxb202301190124

      Abstract:

      大叶胡枝子(Lespedeza davidii)为一种豆科灌木,具有较强耐受重金属胁迫及固氮能力,也是矿区一种重要修复植物。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类植物共生真菌,它在矿区与植物共生可促进植物生长、提高植物的抗逆性;但其种类、分布及其影响机制尚不够清楚。以大叶胡枝子灌丛土壤AMF群落为研究对象,采集矿区与非矿区大叶胡枝子冠下及其相邻空旷地土壤进行内部转录间隔区(ITS)测序,分析土壤理化性质,揭示不同样地土壤AMF群落的多样性及其影响因素。研究结果表明:(1)土壤样本共得到2961个可操作分类单元(OTU),其中属于AMF的OTU为66个;Silva数据库比对发现AMF有7目10科16属24种。AMF总体物种丰度为矿区相邻空旷地土壤>矿区冠下土壤>非矿区冠下土壤>非矿区相邻空旷地土壤,Shannon指数和Simpson指数与该趋势保持一致。(2)矿区土壤AMF群落以内养囊霉属(Entrophospora)等为优势属,非矿区冠下以斗管囊霉属(Funneliformis)等为优势属。稀有内养囊霉(Entrophospora infrequens)是4个样地共有的优势种,该种为广谱生态型种;Archaeospora sp.和Paraglomerales sp.为矿区冠下的优势种,它们对锰胁迫有较强的耐受性;Funneliformis sp.为非矿区冠下的优势种。(3)冗余分析(RDA)表明,AMF的种类和数量受到锰含量、土壤pH值以及全磷含量的显著影响。本研究结果说明AMF种类及多样性受到土壤理化性质的影响;矿区一些耐性AMF的存在提高了AMF多样性,它们有利于逆境条件下植物的生长。

    • 研究专论与综述
    • 刘晓曼, 侯鹏, 高吉喜, 陈艳梅, 吕娜

      DOI: 10.5846/stxb202212303709

      Abstract:

      流域是最为典型的生态区域,也是我国生态文明建设和山水林田湖草生命共同体的重要载体,流域可持续发展对国家经济社会发展和生态安全都具有十分重要的作用。日趋紧张的人地关系,对流域的生态文明建设和可持续发展提出新的挑战。本文引入区域生态学的理论及方法,在总结区域生态学的研究对象、研究内容、研究目标和研究尺度的基础上,总结了妨碍流域可持续发展中面临的主要区域生态问题,并从流域生态格局-过程-功能协调发展、实现流域间地-地耦合、构建与生态承载力相适宜的人居环境和产业结构、建立生态补偿机制等四个方面提出了基于区域生态学理论和方法的应对策略,以引导我国新时期流域的可持续发展。

    • “区域生态学:融合与创新”
    • 官冬杰, 张喻翔, 陈明珠, 朱康文, 周李磊, 张艳军

      DOI: 10.5846/stxb202211213365

      Abstract:

      如何识别水源供给服务在自然-人类社会系统中的空间流动过程和匹配特征,对于区域水资源管理和可持续利用具有重要意义。以重庆市为研究区域,基于InVEST模型和社会经济发展视角定量评估流域尺度下的水源供给量和需水量,结合水资源安全指数和热点分析构建水源供给服务流模型,揭示水源供给服务供需空间匹配关系,依据水源供给服务流空间属性特征划分供需匹配关系的区域类型,借助地理探测器从自然、社会和生态三个角度讨论影响各区域类型水源供给服务供需匹配关系的影响因素。结果表明:(1) 2000-2020年重庆市流域水源供给量与需水量均先减少后上升,供需比平均值分别为1.17、1.08、0.9,整体供需不匹配的问题逐渐得到缓解,但局部仍有供需不匹配现象。(2) 2000-2020年重庆市水源供需比冷、热点范围均在缩小,流域面积分别相对减少了25.34%、9.2%。水源供给服务流空间上整体呈现出自东北、东南方向向西流动的路径,同时冷点区内部呈边缘向中心流动。(3) 汇流区集中在西北部,经流区位于中部,外流区集中在东南和与东北部。影响汇流区供需匹配关系的主导因素是蒸散发,解释力为74.08%;影响经流区的主导因素是第三产业GDP,解释力为51.44%;外流区各影响因子的解释力均较低。研究可以为重庆市自然资源的管理与流域生态补偿机制的建立提供科学依据。

    • 生态系统服务专题
    • 梅子钰, 张雅茹, 黄心言, 刘志成

      DOI: 10.5846/stxb202206081633

      Abstract:

      青海湖流域是我国西北部的“气候调节器”和“空气加湿器”,其生态风险管控对青藏高原乃至我国西部的生态保护和可持续发展都有着重要意义。基于InVEST模型对青海湖流域2005年、2010年、2015年、2020年产水量、土壤保持、生境质量和碳储存4项生态系统服务进行定量评估,借助熵权—TOPSIS法,以生态系统服务的相对损失量来构建区域生态风险指数,并运用地理探测器和地理加权回归模型分析自然—社会要素对青海湖流域生态风险空间异质性的影响。结果表明:1)2005—2020年青海湖流域产水量、土壤保持、生境质量和碳储存均呈现波动增加的趋势,增幅分别为10.17%、18.36%、9.84%、3.47%,各项生态系统服务的高值区分布于河流上游的河源区和植被覆盖率高的林地区域;2)2005—2020年青海湖流域生态风险较高,但呈现波动降低的趋势。高风险区主要位于湖区、环湖区、布哈河河谷以及流域西北部;3)青海湖流域生态风险的空间格局受地形及高程因子主导,但人为干扰度的影响力呈逐年上升趋势。驱动因子交互作用的解释力显著高于单因子;4)主要驱动因子对研究区生态风险的作用方向及强度存在明显的空间分异特征,坡度呈正相关,年平均气温呈负相关,归一化植被指数(NDVI)和人为干扰度呈现出正负两种效应,但以正向效应为主。研究结果对青海湖流域生态风险管控和高原生态环境保护有一定借鉴意义。

    • 综述与进展
    • 王明玉, 司莉青, 陈锋, 舒立福, 赵凤君, 田晓瑞, 李伟克, 李威, 李笑笑

      DOI: 10.5846/stxb202205291508

      Abstract:

      森林火灾是大气中气体污染物和颗粒物的重要来源,可对全球气候系统、大气环境以及生态系统产生重要影响,对全球温室气体和含碳颗粒物释放具有重要的贡献,是推动全球气候变化的重要因素。森林火灾释放污染物已成为区域乃至全球范围内重要污染源之一,这些污染物质与辐射、能见度以及温室效应等问题直接相关。准确地描述森林火灾释放的气体和颗粒污染物释放机理、释放总量、时空分布特征、不同尺度的扩散过程模拟,以及对区域大气环境的影响,对于量化森林火灾释放污染物总量及区域影响具有重要意义。基于森林火灾污染物质释放方面的国内外文献,从火灾释放的污染物质对环境的影响、森林火灾释放污染物定量化和传输路径监测的研究方法、污染物质的扩散和运输模型以及跨区域影响等几个方面进行了综述。森林火灾释放的CO、PM10和PM2.5对环境和人的生命安全造成巨大威胁,而且森林火灾释放的污染物质能够随气流长距离传输,不仅对当地的空气造成污染,污染物也能够随着气团进行长距离传输,并在传输过程与当地气溶胶混合,形成跨区域污染。森林火灾释放污染物扩散、传输模拟通过不同模型相互耦合完成,包括可燃物载量估算模型、可燃物消耗和释放模型、污染物扩散传输模型,以及污染物预测和可视化模型等。文章最后总结了国内外森林火灾释放污染物质主要研究方法,并展望了今后研究重点:目前我国关于森林火灾释放物质相关的研究尚不足以支撑我国森林火灾温室气体释放、污染物释放等方面的研究,并且我国目前还没有发展出适合于我国的森林火灾污染物释放模型,以及污染物扩散、传输系统。森林火灾排放因子库大多数引用国外研究结果,在一定程度上增加不确定性,缺乏森林火灾对区域大气环境影响的定量化研究。因此,今后我国应加强对森林火灾污染物质释放与影响的研究,尤其是污染物质扩散和传输模型的预测和可视化研究以及排放因子的测量。

    • 研究论文
    • 赵梓贤, 代奉林, 刘杨赟, 黎泽玉, 黄永文, 陈芳清

      DOI: 10.5846/stxb202309161997

      Abstract:

      本文以牡荆、红背山麻杆和羊蹄甲等三种广西典型灌丛为研究对象,通过测定群落优势物种的叶功能性状和凋落物的水分涵养特征,揭示了灌丛的叶功能型及其与凋落物水分涵养性能的关系。结果表明,(1)不同灌丛的叶功能性状有着十分明显的差异,形成了以羊蹄甲为代表的低干物质、低有机物质与高比叶面积(低LOMC+LDMC—高SLA)的叶功能型,以及以红背山麻杆和牡荆灌丛为代表的高干物质、高有机物质与低比叶面积(高LDMC+LOMC—低SLA)的叶功能型。后者因叶片磷含量(LPC)的不同,再进一步分化。(2)三种灌丛的凋落物具有明显不同的水分涵养特征,并由此导致群落凋落物水分涵养性能的差异。红背山麻杆和牡荆的最大拦蓄量(MIC)和有效拦蓄量(EIC)显著高于羊蹄甲。(3)灌丛的叶功能性状SLA、LDMC、LOMC、LPC等分别与最大持水率、MIC和EIC存在显著相关性。叶功能型为低LDMC+LOMC—高SLA的羊蹄甲灌丛具有较低的水分涵养性能,而叶功能型为高LDMC+LOMC—低SLA的红背山麻杆和牡荆灌丛具有较高的水分涵养性能。

    • 研究正文
    • 贾培煜, 杨洁, 李宗善, 梁海斌, 任笑雨, 郭静

      DOI: 10.5846/stxb202311212534

      Abstract:

      污染型企业作为黄河流域生态保护和高质量发展间的矛盾集合体,优化调控其空间布局是促进黄河流域生态和经济协同发展的重要举措。构建污染型企业空间点数据库,利用标准差椭圆、核密度分析、Ripley"s K函数及空间自相关等多种空间分析方法刻画1979—2020年黄河流域污染型企业空间分布特征,采用地理探测器分析其与自然环境、经济环境等地理环境关系,结果表明:①污染型企业紧密围绕黄河干支流分布,且存在向黄河源头扩张的趋势。②污染型企业在黄河流域具有显著空间集聚性,总体呈现出“中心集聚”“中心集聚—多点分散”“中心集聚连片—多点分散”和“中心集聚连片”四种空间集聚形态,且集聚程度随距离尺度增加先增强后减弱。当污染型企业集聚程度最高时,其空间分布范围呈扩张趋势。③经济因素为黄河流域污染型企业空间分布的主导因素,但社会因素和其他因素的交互作用对其空间分布的影响力更强,污染型企业空间关联类型同流域经济社会发展差异呈现显著俱乐部趋同效应。本研究为污染型企业在黄河流域的空间布局优化调控提供支撑。

    • 专论与综述
    • 杨俊, 任嘉义, 于文博

      DOI: 10.5846/stxb202310222297

      Abstract:

      城市气候与人居环境交互影响。局地气候分区(Local Climate Zone, LCZ)推动了城市形态刻画与气候演变规律探索,为城市气候与人居环境研究提供了统一框架。学术界对其研究大多聚焦在城市热环境和气候风险方面,正在向多要素气候模拟和考虑社会经济因素方向发展。审查了主题、方法和主要结论,发现“局地气候分区”、“城市热岛”、“地表温度”、“管理”和“社区”出现频率最高。采用文献计量和专题分析方法,梳理并总结了2012—2023年6月LCZ城市气候与人居环境研究在LCZ制图、相互作用和适应性策略三方面的进展,并展望了未来的研究重点。结果表明,① 全球已在超过280座城市开展了LCZ研究,LCZ全球数据集的推广扩大了研究尺度且丰富了研究内容;② 大多研究分析了风热环境为主的气候要素在局地尺度上的时空特征,探讨产生异质性的原因及其对人居环境的作用机理,揭示了城市蓝绿空间对于优化冷却效果、防范和治理热源等缓解性策略的重要性。其中自2018年起LCZ热环境研究向多元化发展,研究区域开始出现大都市圈或城市群;③ LCZ能够辅助识别人居环境中高度暴露和脆弱的地区,近年来的研究趋向于在气候/生态风险评估中寻找适应性策略,且更加关注易感人群和低收入者。本综述将有利于LCZ框架下城市气候与人居环境研究现状和发展趋势的宏观把握,为后续研究提供思路。

    • 研究论文
    • 付遇堤, 文志, 李若男, 马金锋, 郑华

      DOI: 10.5846/stxb202310172257

      Abstract:

      景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系。然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少。选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了180个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用3种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性。结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R2在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到0.785、0.845和0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高。本研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法。

    • 马金超, 郭振, 许昊, 宁焕杉, 沈家伟, 张志卫

      DOI: 10.5846/stxb202310092169

      Abstract:

      单木分割对于森林资源调查具有重要的意义,不同结构复杂度的森林单木分割算法的选择以及分割参数的选取对分割精度有着很大的影响。本文以山东田横岛为研究区,基于无人机正射影像与激光雷达数据,首先提取海岛森林典型植被二维与三维特征,然后利用随机森林算法对不同树种的树木进行分类,最后基于分类后的点云数据,选取不同结构复杂度的森林样地,对比分析聚类算法、层堆叠算法、分水岭算法在不同复杂度林区的适用性。结果表明:(1)随机森林算法结合单木二维、三维特征可有效对混交林树木进行分类,模型总体的精度为94.51%,Kappa系数为0.9038;(2)聚类算法对结构简单的林区具有更高的分割精度(F=96.41),但依赖于分割参数的选取;面对复杂单木集群,分水岭算法总体得分波动最小(△F=14.56),表现出较强的稳定性;(3)混交林预先进行树种分类可有效改善单木分割环境,相比于直接进行单木分割,聚类算法、层堆叠算法、分水岭算法的分割精度均得到不同程度的提升(△F1=10.06,△F2=9.51,△F3=12.6)。

    • 东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
    • 申宇, 程浩, 刘国华, 邓红兵, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202310082156

      Abstract:

      协同生物多样性保护和生态系统服务功能维持对制定系统性保护规划具有重要意义。以青藏高原为研究区,应用Maxent模型模拟了重点植物的空间分布,并结合IUCN重点动物空间分布数据和生态系统服务空间分布,利用Zonation模型依次识别了基于单一因素的保护优先区以及集成生物多样性和生态系统服务的保护优先区,评估了青藏高原现有自然保护地对保护优先区、重要物种及生态系统服务的保护状况和保护空缺。结果表明:(1)青藏高原保护优先区保护价值呈现由东南向西北递减趋势,优先区主要分布在青藏高原东南缘喜马拉雅山地、雅鲁藏布江中游河谷及横断山区等区域,生物多样性保护优先区和生态系统服务保护优先区分布略有差异,存在43.2%的空间重叠;(2)在重要物种保护上,自然保护地对两栖动物的保护率最高,平均保护了38.2%,哺乳动物次之(24%),爬行动物的保护率较低,仅为10.2%。对生态系统服务功能覆盖率分别是44.1%(防风固沙)、27.1%(水源涵养)、22.3%(土壤保持)、17.1%(碳固定)和16.6%(洪水调蓄);(3)自然保护地对研究识别的保护优先区存在保护空缺,仅覆盖了26.8%的集成保护优先区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级优先区保护空缺面积占青藏高原面积的7.2%、6.9%和7.7%。研究结果可为青藏高原以国家公园为主体的自然保护地体系优化提供科学依据与理论支撑。

    • 区域生态保护修复模式
    • 王晓峰, 朱梦娜, 张欣蓉, 马嘉豪, 周继涛, 程通, 郑媛元, 涂又, 尧文洁, 马娟

      DOI: 10.5846/stxb202309282107

      Abstract:

      三江源区是青藏高原生态屏障的重要组成部分,科学构建生态安全格局对筑牢三江源区生态安全屏障、维护可持续发展具有重要意义。耦合层次分析法(AHP)与熵权法,基于生态系统服务、形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通性等方法识别不同等级生态源地,利用土地利用类型并综合生态敏感性与地形位指数构建生态阻力面,基于Linkage Mapper工具识别不同类别生态廊道,构建三江源区生态安全格局。结果表明:(1)三江源区生态源地约52371.30km2,占研究区总面积13.70%,多为大尺度不规则斑块,呈现东多西少的空间分布格局;其中一级生态源地面积约为48290.06km2,占生态源地总面积的92.21%,集中分布在生态系统服务重要性较高的中部与东南部地区。(2)识别生态廊道共328条,廊道分布呈现中东部密集,西部稀疏的蜘蛛网状空间格局,整体呈东西向波状延伸态势。 (3) 识别生态夹点1796km2、生态障碍点2490km2,主要分布于研究区中南部的杂多县;提取生态断裂点61处,集中分布于治多县东南部。(4) 构建“三区三带多点”生态安全格局,以生态维育发展区、中部修复关键区、西部生态保护区为“三区”,以绿水青山维护带、生物保护关键带、河源安全建设带为“三带”,识别核心修复点为“多点”,考虑不同小区域内的生态状况,因地制宜进行生态建设。研究结果可以为三江源区生态保护地优化提供科学建议。?

    • 研究论文
    • 於嘉禾, 王卫光, 陈泽峰

      DOI: 10.5846/stxb202309262093

      Abstract:

      旱地约占全球陆地面积的40%,而水分是旱地植被生长的一大限制要素。尽管土壤水分与饱和水汽压差对植被生长的重要性已经得到了广泛证实,然而目前二者对植被生产力影响的空间异质性及其形成因素仍未得到深入研究,这对研究旱地生态系统对气候变化的响应带来了挑战。为了填补这一认知空白,本研究收集了多源气象、根区土壤含水率和总初级生产力数据,基于随机森林算法量化了植被总初级生产力对根区土壤含水率和饱和水汽压差的敏感性,结合土地覆盖数据和分档平均方法分析了敏感性空间异质性的形成机制。结果表明:全球旱地饱和水汽压差与植被生产力总体呈显著上升趋势;根区土壤水分对植被生长的影响以正效应主导,饱和水汽压差对植被生长的影响以负效应主导;相较于森林和灌木,饱和水汽压差对植被生长的负效应及根区土壤含水率对植被生长的正效应在农田、草地和苔原及半干旱区更为强烈;植被生产力对饱和水汽压差和根区土壤水分的敏感性在数量上总体呈显著的线性负相关性。综上,植被种类和气候条件是导致全球旱地植被生产力对土壤水分和饱和水汽压差敏感性空间异质性的重要因素。

    • 罗霄, 杜灵通, 乔成龙, 马龙龙, 吴宏玥, 钟艳霞, 潘海珠

      DOI: 10.5846/stxb202309232068

      Abstract:

      参考作物蒸散(Reference crop evapotranspiration,ET0)是生态水文过程中的关键因子,研究ET0在干旱绿洲区的演变,不仅有助于理解气候变化背景下的绿洲水文过程响应,亦对绿洲水土资源高效配置和生态系统稳定性维持有指导意义。以宁夏沿黄绿洲为例,基于1960—2019年的气象资料和Penman-Monteith模型计算ET0,利用Mann-kendall突变检验、相对敏感系数和Morlet小波分析等方法,对宁夏沿黄绿洲近60 a的ET0演变特征及其归因进行研究。结果表明:(1)宁夏沿黄绿洲ET0年内呈单峰形态,ET0在5—7月间较高,累积ET0占年总ET0的43.6%;近60 a的ET0年均值为1226.38 mm,并以1.66 mm/a(P<0.01)幅度上升,但年际波动特征明显,其中在1988年突变之前,ET0无显著变化趋势,而突变之后则以每10 a左右的周期显著增加或降低。(2)年ET0主要以20—40 a和50—60 a周期振荡,且有多重时间尺度的复杂嵌套现象,不同季节的周期振荡差异较大,夏、秋季振荡幅度较强,其周期接近于年ET0规律,而冬、春季振荡幅度较弱。(3)虽然ET0与6种气象因子均存在显著相关性,但ET0对不同气象因子的敏感性存在差异,其中对最高温度和相对湿度的敏感性较高,敏感系数分别为11.58%和8.40%。(4)宁夏沿黄绿洲ET0与区域气候变化特征有较强的耦合性,区域气候的持续升温和相对湿度持续降低、以及由此引发的饱和水汽压亏缺持续增强是推动ET0上升的重要原因,而气候由湿润向干旱的突变和平均风速的异常波动是诱发ET0突变的原因。

    • 赵慧敏, 胡宏, 李可昕

      DOI: 10.5846/stxb202309222057

      Abstract:

      既有生态城市和智慧城市建设评价研究颇丰,但针对区域内城市生态环境设施智慧化建设类型分异及其复杂驱动机制的解析相对缺乏。本文以江苏省为研究范围,共划分53个研究单元,聚焦于与信通技术和数字基础设施相关的生态环境指标,从智慧生态环境监管平台、智慧生态环境信息传播平台、智慧生活、智慧生态环境创新潜力四个维度构建评价指标体系,采用加权TOPSIS对城市生态环境设施智慧化建设水平进行评价,并基于自组织映射神经网络划分建设类型,随后从人口规模、经济发展、基础设施、生态环境、居民生活与政府投入6个维度建立城市生态环境设施智慧化建设水平影响因素指标库,进而构建BP-DEMATEL-ISM复合多级递阶结构模型,探讨城市生态环境设施智慧化建设水平的直接和间接影响机制。研究发现:①江苏省城市生态环境设施智慧化建设水平表现出明显的市区>县级市>县现象;②建设类型可分为智慧发展引领型、智慧创新不足型、智慧生活特色型和智慧发展滞后型4类,且市区多为智慧发展引领型和智慧创新不足型,县级市和县多为智慧生活特色型和智慧发展滞后型;③城市生态环境设施智慧化整体建设水平的影响因素划分为4级,其中恩格尔系数和绿化覆盖率是最根本的深层影响指标,宽带用户数和人均电信业务量是最有效的直接影响指标;④分维度影响因素作用机制中人口规模、经济发展和居民生活三个维度的指标为城市生态环境设施智慧化建设水平的根本因素,是“经济基础决定上层建筑”哲学观的体现,三者直接作用并通过政府投入间接作用于基础设施和生态环境,进而影响最终的城市生态环境设施智慧化建设水平。本文可为提升城市生态环境设施智慧化建设水平提供科学参考。

    • 王鹏程, 张利国, 陆汝成

      DOI: 10.5846/stxb202309192020

      Abstract:

      明晰耕地利用生态效率的驱动机理是深化土地科学前沿探索、优化粮食安全发展格局的关键基础。本文建构“边境—粮食—生态”三安全框架,采用非期望产出的超效率SBM模型测算2000—2020年中越边境地区耕地利用生态效率,通过泰尔指数研究其演变特征和区域差异,并运用动态面板系统GMM模型揭示耕地利用生态效率的驱动机制。结果表明:(1)中越边境地区耕地利用生态效率指数总体呈现“先升—后降—再升”的变化趋势,整体处在中等效率水平,空间表现为“北高—南低”分布格局,省际差异是造成区域差异的主要原因。(2)化肥使用过量、劳动力过剩和碳排放增加是造成中越边境地区耕地投入产出要素松弛、耕地利用生态效率损失的重要因素。(3)中越边境地区耕地利用生态效率由多因子交互作用驱动,地形坡度、城镇化、边境贸易水平、财政支农水平是提高耕地利用生态效率的积极因素,水土流失率、工业化和劳均耕地规模对耕地利用生态效率具有抑制效应。中越边境地区亟需优化耕地经营投入结构,向“投入优—产出高—排放低”方向转型,构建边境粮农稳态格局,促进边境地区长足稳定高质量发展。

    • 研究正文
    • 侯帅, 徐国保, 王波, 陈拓, 吴国菊, 吕玫霞, 李晓琴, 吕海元, 车宗玺

      DOI: 10.5846/stxb202308281854

      Abstract:

      本研究建立了祁连山东部青海云杉(Picea crassifolia)存活个体与死亡个体的树轮宽度年表和断面生长增量(BAI)序列,对青海云杉存活个体与死亡个体的径向生长特征及其对气候要素的响应关系进行了比较,尝试厘清青海云杉径向生长与气候要素之间的响应机制。结果表明:青海云杉存活个体的径向生长速率明显高于死亡个体(P<0.001),尤其是在二十世纪80年代快速升温后,这一差距进一步加大。在1951—1986年期间,青海云杉径向生长主要受生长季前(上一年9月到当年2月)水分状况的影响;而在1987—2020年期间,青海云杉径向生长则更多受生长季(当年6—8月)水分状况的影响。并且与活树相比,死树对区域水分状况表现出更高的敏感性,对气温的负响应也更强。随着气候变暖加剧,高温及其带来的干旱胁迫已成为区域内限制青海云杉径向生长的主要气候因素,青海云杉的死亡率可能会继续升高。

    • 中国生态系统碳汇能力巩固与提升
    • 丁也璐, 赵娜娜, 黎明, 梁梦茵, 高学睿, 王纪超, 赵西宁

      DOI: 10.5846/stxb202308191793

      Abstract:

      农作物生产过程既是碳源,也是碳汇。研究作物生产过程中碳吸收、碳排放特征对区域农业碳减排具有重要意义。本研究以陕北区域为例,采用高分辨率遥感数据,结合GEE遥感云平台和随机森林算法,获取了作物种植分布信息,并建立碳吸收排放测算模型,分析了陕北地区2021年农田作物的碳源/汇效应、碳足迹及其空间分布格局。结果表明:①陕北种植的粮食作物主要为玉米、稻谷、薯类、豆类,经济作物主要为蔬菜、苹果、枣树,这七类作物集中分布在延安南部河谷区域和榆林西北部区域。②除枣类外,陕北地区其余作物的碳吸收量均高于碳排放量,以碳汇功能为主,其中,玉米和苹果分别对该地区碳吸收、碳排放的贡献率最高,碳吸收、排放量分别达到了189.74×104 t和11.41×104 t,苹果、薯类和枣类碳足迹较高,分别达到了9.92×104 hm2、8.77×104 hm2和21.65×104 hm2,其余作物碳足迹处于0.26—1.49×104 hm2之间。③从空间上看,研究区单位面积农田碳吸收量呈现西北高、南部低的分布格局,而碳排放量、碳足迹分布正好相反,南部高、西北低。④研究区可通过培育高产品种、优化施肥量、控制农膜农药用量、调整作物种植结构等措施,提高作物固碳效应,促进农业生产碳减排。

    • 研究论文
    • 夏露, 杨晶, 马耘秀, 宋孝玉, 秦秋雨, 吕春娟, 李云霄

      DOI: 10.5846/stxb202308161774

      Abstract:

      近年来,黄河中游许多流域径流量呈现减少的趋势,这与区域大规模的植被恢复密切相关。但是,汾河源区径流量却呈现了增加的相反趋势,有关变化环境对该区域径流及其组分的影响机制尚不明晰。因此,本研究选取汾河源区北石河流域为研究区域,利用9种数值模拟法对1962~2018年河川径流进行分割并分析其适用性,采用Mann-Kendall检验法和累积距平法对径流、地表径流及基流进行了趋势分析和突变检验,评价了植被恢复和气候变化对径流及其组分的影响。结果表明:(1)在9种数值模拟法中,Lyne-Hollick滤波法的估算精度相对较高,其日基流过程线能较好地反映基流的滞后性和稳定性,因此更适用于研究区的基流估算;(2)流域多年平均径流深、地表径流深、基流深和基流指数分别为181.2 mm、67.4 mm、113.8 mm和0.68,基流是径流的主要组成部分。流域年径流和年地表径流均呈现不显著的增加趋势,而年基流呈现显著的增加趋势,基流的增加是径流变化的主要直接原因,三者的突变时间均出现在1994年左右;(3)降水的变化引起了径流、地表径流及基流的增加,降水增加是径流变化的主导因素(贡献率为78.1%~79.4%),而植被恢复引起了径流和基流的增加以及地表径流的减少,其主要原因在于植被恢复能够促进降水入渗,减少地表径流,同时北石河流域的土壤和地貌条件使增加的降水入渗量更多地形成了基流,植被恢复的基流增加效应超过了地表径流减少效应,从而最终增加了径流总量。研究成果可为汾河源区植被合理恢复及水资源可持续利用提供科学依据。

    • 张琦, 苑丹阳, 王晓春

      DOI: 10.5846/stxb202308081699

      Abstract:

      树龄是影响树木生长的最重要因素之一。在气候变暖背景下,利用树干木质部解剖特征,分析不同树龄生长—气候关系,对准确评估树木对气候变化的响应和适应策略、预测气候变化下的森林动态至关重要。利用木材解剖学方法,比较了小兴安岭溪水地区针阔混交林内大、小龄红松(Pinus koraiensis)木质部解剖特征及其对气候变化的响应异同。结果表明:大龄红松主要管胞特征值随年龄增加而呈上升趋势,但小龄红松的变化趋势并不明显,两者均在1840—1890年和1980—2010年间出现剧烈的波动。大、小年龄红松部分管胞特征与气候因子的关系具有一致性,管胞数量和理论导水率分别与月最高温度负相关和正相关;总管胞面积(负相关)、理论导水率(正相关)、平均水力直径(正相关)与月最低温度的关系一致;理论导水率与月总降水正相关;管胞占比、平均管胞面积、理论导水率、平均水力直径均与平均相对湿度正相关,且大龄红松相关性更强。大、小年龄红松管胞特征与气候因子的关系的不一致表现在,大龄红松管胞占比、平均管胞面积、总管胞面积和平均水力直径与月最高温度正相关,而这些关系在小龄红松则表现为负相关。大龄红松管胞数量与7—9月最低温度正相关,而在小龄红松表现为显著负相关;大、小龄红松除理论导水率外其他管胞特征与降水关系基本相反,其中管胞数量的相关性更强;大龄红松与7月、9月、年总降水量显著正相关,而小龄红松与6月和年总降水显著负相关;与月平均相对湿度的相关关系大龄红松表现为正相关或不显著,而小龄红松呈负相关关系。温度是限制大、小龄红松管胞特征生长的主要气候因子,降水的影响相对较弱,平均相对湿度对大小龄红松的影响差异不大。近几十年,小兴安岭地区气候暖干化趋势逐渐增强,这种暖干化会造成大、小龄红松生长的响应差异。若气候持续变暖或加剧,小龄红松会出现严重生长衰退。

    • 综述与进展
    • 刘明欣, 王 彤, 闫甲祺, 刘于琪, 赵渺希

      DOI: 10.5846/stxb202308031660

      Abstract:

      目前,花粉过敏性疾病在国内外城市中均具有较高发病率。作为城市居民生活的基本单元,社区对居民健康有重要的影响。因此,社区尺度的花粉致敏风险评估研究是提升居民健康的重要抓手。鉴于此,本研究从花粉产生的植物本体角度和影响花粉传播的空间环境角度系统地综述了影响社区花粉致敏风险的相关因素,并进一步梳理了花粉致敏风险的评估方法。研究发现:在空间尺度上,目前国内外评估花粉致敏风险相关方法主要应用于微观的植物尺度与宏观的城市尺度,在中观尺度的应用仅局限于校园、公园中的绿地,尚未对社区进行研究;在评估因素上,现有评估方法多关注植物自身因素,如树木高度、冠幅等因素,而较少涉及诸如通风、温湿度等环境因素;然而社区中环境条件复杂,建筑环境不容忽视,因此了解植物与环境的综合作用对于社区花粉致敏风险的评估至关重要。基于上述发现,本研究提出未来建立适宜社区尺度的致敏评估方法的可能途径:首先应建立适用于评估社区常用植物的统一标准数据集,在综合考虑植物因子、社区环境因子和临床患病率等各类因子的基础上建立社区花粉致敏风险评估方法,还可利用可视化技术建立包含社区三维特征的模型来模拟社区花粉分布及扩散规律,确立社区尺度下花粉致敏风险评估方法,降低社区花粉致病率,进一步提升居民健康水平。

    • 典型生态系统保护修复模式
    • 刘子琪, 姚良锦, 焦洁洁, 陆超, 王志高, 李婷婷, 袁位高, 江波, 吴初平

      DOI: 10.5846/stxb202307251589

      Abstract:

      亚热带次生常绿阔叶林普遍存在生长滞缓、固碳功能和经济价值低下等问题,迫切需要通过人工抚育提高其生态系统功能。对植物功能性状及其多样性的深入研究,能够找寻植物共存与群落稳定发展的内在机制,为提升森林生态系统功能的实践提供基础。为了探究人工抚育对亚热带次生常绿阔叶林质量提升的影响,以杭州午潮山国家森林公园内的次生常绿阔叶林为研究对象,实施了不同强度的抚育措施,通过群落植被复查,分析群落植物功能性状以及功能多样性对不同强度人工抚育的响应。结果发现:抚育2年后,群落最大潜在树高与叶片氮、磷、钾含量显著上升,而叶片干物质含量和叶片叶绿素含量均有显著下降,比叶面积有下降趋势,两种强度的抚育之间差异不显著;叶片干物质含量、叶绿素含量与叶片氮含量间的相关性由不显著变为了显著负相关,而叶片干物质含量与叶片叶绿素含量,叶片磷、钾含量与叶片氮含量,叶片磷含量与叶片钾含量间的相关性由不显著变为显著正相关;在20%强度抚育下,功能丰富度指数均值从对照的0.52显著下降为0.16,功能均匀度指数与功能分离度指数的均值则分别上升到0.61和0.67,显著高于对照组的0.51和0.56;在10%强度抚育下,功能丰富度有所下降,功能均匀度与功能分离度均有所上升,但差异不显著。研究表明,人工抚育在一定程度上改变了群落水平的植物功能性状与功能多样性,提高了群落植物利用资源的能力和效率;而适度的抚育强度更能解放资源空间,对群落产生的影响更加明显。该结果为亚热带次生常绿阔叶林的经营与管理提供依据与参考。

    • “区域生态学:融合与创新”
    • 孙宝娣, 钟城豪, 崔东旭, 韩青, 唐敬超, 陈亚男

      DOI: 10.5846/stxb202307241578

      Abstract:

      近些年黄河治理卓有成效,但因黄河生态底子薄弱,还存在生物多样性降低、生态系统不稳定和退化等问题。本文以区域协同视角构建黄河流域生态安全格局,主要贡献在于融合生态、经济和社会层面的集成数据为基础,从自然环境(地)、人类活动(人)和地物阻隔(人地耦合)三方面构建流域综合阻力评价体系,提出一个在黄河全流域地区构建生态安全格局的新框架。具体内容包括:①基于形态学空间格局和景观连通性进行黄河流域生态源地识别;②从自然环境、人类活动和地物阻隔三方面构建流域综合阻力评价体系,并对黄河流域生态安全进行分级;③结合最小累积阻力模型进行黄河流域生态廊道提取及战略点识别。结果表明黄河流域生态源地斑块数量为75个,面积为23.13万km2,占流域总面积的29.09%;流域高度安全区域面积为17.83万km2、中度安全区域面积为27.83万km2、较低与低安全区域面积为33.84万km2,占流域总面积的比例分别为22.43%、35.00%和42.57%;流域具有94条生态廊道,平均长度为37503m,主要用地类型为草地和森林;流域生态战略点共有12个,主要分布于黄河流域东部,阻力值相对较高,容易成为影响黄河流域连通性的“瓶颈”。最后探讨生态安全格局构建对黄河流域整体生态保护以及现有《黄河流域生态环境保护规划》的影响,并从利用水资源评估体系优化生态源地的识别、基于电路理论结合指示性物种的迁移优化生态廊道和战略点识别,提出未来黄河流域生态安全格局优化建议,以期为构建面向流域国土空间生态修复的黄河流域资源时空配置,提供评价与优化的策略和方法;同时也为协同推动黄河流域经济高质量发展和生态环境高水平保护,提供有效保证。

    • 研究正文
    • 刘亦文, 颜建军, 胡宗义

      DOI: 10.5846/stxb202307221567

      Abstract:

      原集中连片特困地区作为我国生态环境脆弱区是退耕还林还草的主战场,其退耕成效直接反映了退耕还林还草工程的整体实施效果,为新征程中巩固和拓展退耕还林还草成果提供经验镜鉴。以《中国农村扶贫开发纲要(2011—2020年)》文件明确的14个集中连片特困地区作为研究区域,基于2000—2020年 AGPP数据集和DNVI数据集,对比分析集中连片特困区的退耕区和未退耕区生态系统年度总初级生产力(AGPP)和归一化植被指数(NDVI)的年际变化差异,以此来评估集中连片特困地区实施退耕还林还草工程的生态效应。研究发现:(1)2000—2020年,集中连片特困区退耕还林还草面积为178554km2,占2000年耕地总面积的44.71%;(2)研究期内,退耕区与未退耕区AGPP和NDVI整体表现出增长趋势,其中退耕区AGPP和NDVI呈现极显著和显著上升趋势的面积分别占总面积的69.07%和86.51%,未退耕区的占比分别为65.88%和72.61%,且退耕区AGPP和NDVI的年均值和相对变化率均高于未退耕区;(3)2000—2020年整个区域、退耕区以及未退耕区AGPP和NDVI年际变化趋势大体一致,均表现出线性递增态势,且退耕区AGPP和NDVI的增长始终高于整个集中连片特困区和未退耕区。因此,本研究通过探讨原集中连片特困区退耕还林还草对AGPP和NDVI的影响,为进一步调整和优化退耕还林还草政策提供了参考依据。

    • 研究论文
    • 薛永鑫, 南晓凡, 李献文, 于淼, 马冰倩, 徐程扬

      DOI: 10.5846/stxb202307131514

      Abstract:

      树木视觉形态性状是城市绿地微景观美学质量的重要影响因素之一,树木视觉形态性状的变化与其周围邻体木的竞争作用息息相关,但邻体竞争对树木视觉性状的作用机制尚不明确。论文以北京市城市公园中常见的针叶树种白皮松、侧柏、油松、圆柏为研究对象,从树冠形态、干冠协调、树干形态3方面构建了9个树木视觉形态性状指标,采用3个不同的竞争指数分析邻体竞争对针叶树种视觉形态性状的影响。结果表明,针叶树的树冠形态对邻体竞争的响应比较敏感,竞争中的白皮松、侧柏、油松、圆柏偏冠指数与孤立木相比分别提高了17.0%、34.5%、22.8%、17.7%;树冠缺失率分别提高了3.92%、6.09%、4.87%、4.95%。与孤立木相比,部分针叶树种高径比、分枝角变异度在多侧竞争环境中显著提高,而树冠舒展度则显著降低。邻体竞争强度越大,针叶树树冠的偏移与缺失程度越大。当针叶树受到强烈的侧方竞争时,对象木树冠和树干的径向生长显著受阻,表现为树冠舒展度大幅度下降、高径比显著提高,使树冠向细高方向发展。当针叶树上方的生长空间被占据时,其轴向生长同样受到严重阻碍,树木的冠径比和高径比维持稳定状态。综上,在城市森林微景观中,邻体竞争会导致针叶树种的树冠及树型发生明显的形态变化,这种变化主要受综合资源竞争的影响,与其周围潜在生长空间的大小及对称性有关。在城市森林景观营建时,建议将针叶树配置在靠近景观中心的位置,但是其邻体木不宜过高,通过四周邻体木的适度竞争,能够促进针叶树形成高大尖削的视觉特性,提高其视觉美学效果。

    • 孙梓渊, 王赛鸽, 陈彬

      DOI: 10.5846/stxb202307131507

      Abstract:

      构建生态安全格局对于保障区域生态安全、优化国土生态空间具有重要意义,科学评估生态韧性是城市高质量发展的重要议题之一。以长株潭城市群为研究对象,基于“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的生态安全格局构建模式,定量评估固碳释氧、土壤保持和水源涵养三项生态系统服务功能以识别源地,结合自然和人为因素构建阻力面,使用Linkage Mapper工具基于最小成本路径理论识别生态廊道,提出了一套基于生态安全格局构建过程的生态韧性评估框架,并结合Fragstats和Conefor Sensinode软件对其进行综合评价。研究结果显示:(1)长株潭城市群共55块生态源地,面积为7747.75km2,占城市群总面积的27.58%,东部和南部源地较为集中,西部较分散,林地是生态源地的主要组成部分;生态廊道共113条,廊道总长度为1458.97km,平均长度为12.91km,主要分布于研究区西部和北部。(2)结合生态源地和生态廊道构建了长株潭城市群“一心一环”生态安全格局,可有效缓解长株潭城市群中部生态用地 “空心化”的格局。(3)研究区55块生态源地的韧性指数介于0.1265—0.4682之间,空间上呈现出东高西低,南高北低的特征;113条生态廊道的韧性指数介于0.0027—0.8002之间,韧性指数较高的廊道主要分布在研究区东部和南部,韧性指数较低的廊道分布在西部、中部和北部。西部和中部或将成为影响长株潭城市群生态安全的关键区域,在城市规划过程中应重点关注。研究结果对优化城市空间布局、维护区域生态安全和促进区域一体化发展具有重要意义,并为区域生态韧性的评估提供了新的思路。

    • 姚钦予, 孙志高, 胡星云, 李亚瑾, 宋振阳, 贺攀霏, 夏星辰, 武慧慧, 方冠荣

      DOI: 10.5846/stxb202307091479

      Abstract:

      选择闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,探讨了不同氮负荷水平下(NNT,对照处理,0 g N·m-2·a-1;LNT,低氮处理,12.5 g N·m-2·a-1;MNT,中氮处理,25.0 g N·m-2·a-1;HNT,高氮处理,75.0 g N·m-2·a-1)湿地植物-土壤系统的氮累积与分配特征。结果表明,不同氮负荷处理下湿地土壤TN、NH4+-N和NO3--N含量均发生了明显改变。相较于NNT,LNT和MNT的TN、NH4+-N和NO3--N含量均明显增加,增幅分别为9.44 %、3.57 %、11.99 %(LNT)和6.71 %、9.37 %、46.50%(MNT)。与之不同,HNT的TN含量相比NNT增幅不大,而其NH4+-N、NO3--N含量均显著降低,降幅分别为9.26 %和40.77 %。不同氮负荷处理下土壤氮含量的垂直分布特征亦发生了明显变化。除HNT外,LNT和MNT的TN、NH4+-N和NO3--N含量均以表层土壤最高。不同氮负荷处理下的TN和NH4+-N含量分布主要受SOM的影响,而NO3--N含量分布主要受植物吸收和垂直淋失的影响。氮负荷增强条件下植物不同器官的TN含量整体表现为叶>茎>根。不同氮负荷处理下植物-土壤系统的氮储量整体以LNT和MNT较高,而HNT最低。研究发现,短叶茳芏在中低氮负荷条件下可能将更多的氮优先分配给根系,进而以拓展地下空间和提高地下生物量的方式来适应环境;而在高氮负荷条件下,其可能通过增强“自疏效应”,并通过拓展地上空间的方式来适应环境。

    • 王云霞, 刘莹, 付雨辰, 李欣诺, 刘青, 马辉珍, 何俐蓉, 王国梁

      DOI: 10.5846/stxb202307081476

      Abstract:

      摘要:为了探究长期干旱胁迫下连翘不同器官的非结构性碳水化合物(NSC)含量与水力特性的协调及响应机制。以连续3年不同水分条件处理后的连翘幼苗为研究对象,设置3个水分处理(适宜供水CK、中度干旱胁迫MS和重度干旱胁迫SS),研究长期干旱胁迫后连翘幼苗的光合特性、生物量的分配、NSC各组分含量、水力特性的变化及其碳水两者之间的相关关系。结果表明:(1)适宜供水、中度干旱、重度干旱胁迫下,枝条的栓塞程度分别为30.7%、41.8%和42.3%,枝条导水率分别为0.95、0.71和0.65 kg·m-1·s-1·MPa-1。(2)重度干旱胁迫显著降低了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率。(3)重度干旱胁迫导致地上和粗根生物量显著降低,细根生物量和根冠比显著增加。此外,各器官的NSC含量显著降低,其根系NSC消耗量最高,根系的可溶性总糖和淀粉含量显著降低,同时枝条的可溶性总糖、葡萄糖和蔗糖含量增加了12.9%、31.1%和45.7%,而淀粉含量降低了40.7%。(4)枝条栓塞程度和导水率与可溶性总糖、淀粉、蔗糖和葡萄糖含量显著相关,其栓塞程度与可溶性总糖、葡萄糖和蔗糖呈正相关,而与淀粉呈负相关(P< 0.01)。综上所述,干旱导致连翘枝条木质部的栓塞程度增加,导水率、光合作用和水分运输效率均显著降低,但连翘通过提高枝条内可溶性总糖、葡萄糖、蔗糖含量和降低淀粉、NSC含量以提高植物在干旱条件下的存活机率及旱后水分恢复能力,本研究为半干旱区连翘培育和经营提供理论依据。

    • 冯青郁, 凡会会, 杨磊, 陈利顶, 黄勇, 李博永, 范茵琳, 杨能亮

      DOI: 10.5846/stxb202307041436

      Abstract:

      景观格局的定量分析是评价其对生态过程影响的先决条件,也是生态系统规划和管理的重要依据。当前的景观格局分析软件都仅提供基于“斑块-廊道-基质”景观分析范式的格局指数计算,不包含基于“源-流-汇”的范式的指数计算。这不仅无法适应景观生态学理论的发展,也无法满足大数据时代对计算场景和速率的需求。针对该问题,本研究在研发基于“源-流-汇”的范式的指数算法的基础上,开发了景观生态学工具箱(Landscape Ecology Toolbox,LET)。不仅同时提供基于两种分析范式下的景观格局指数计算,也提供了图形用户界面和命令行两种运行方式。本文在对LET主要功能进行介绍的基础上,将LET同现有景观分析软件在操作逻辑、景观指数计算范围、特色功能等方面进行了详细的对比,最后对软件未来的发展方向进行了讨论。

    • 研究正文
    • 程莅登, 袁兴中, 孙阔, 唐婷, 袁嘉

      DOI: 10.5846/stxb202307041432

      Abstract:

      植物功能性状能表征其对资源的利用能力和对外界环境的响应,而水淹强度的不同使得三峡库区消落带不同高程的生境存在较大差异,因此开展不同水淹梯度下消落带植物群落生态策略及功能性状差异的研究,对全面理解植物对消落带不同生境的适应机理具有重要意义。本研究选取受三峡水库水位变化影响的澎溪河流域,沿高程梯度对不同水淹强度下的植物群落及其功能性状指标进行分析。结果表明:(1)消落带植物群落处于演替的初级阶段,不同水淹梯度下的植物群落存在显著分化;(2)环境胁迫是决定消落带植物生态策略的主要因素,总体呈现较为集中的S型策略,随着高程升高有逐渐向R型策略转移的趋势;(3)随着高程升高,植物的高度(H)、主茎干物质量(SDMC)、比根长(SRL)及叶组织密度(LTD)都有增大的趋势,比叶面积(SLA)则相反。(4)各功能性状之间存在显著相关性,并通过形成不同的性状组合以适应不同强度水淹干扰的生境。消落带下部更倾向于投资于叶片使植物在出露期能快速获取资源和完成生活史,而消落带上部则更倾向于投资防御组织及根系以抵御干旱,该研究结果可为消落带生物多样性保护及其生态系统修复提供理论依据。

    • 研究论文
    • 王晓燕, 陈俊刚, 张云海, 毕华兴

      DOI: 10.5846/stxb202307021412

      Abstract:

      大气氮沉降会影响植物功能性状的变异和进化进而作用于植物个体和生态系统功能。研究草地生态系统植物功能性状在不同氮添加模式下的响应差异,对更准确地评估植物对环境变化的适应性至关重要。本研究基于内蒙古草原野外长期氮沉降模拟实验平台,研究氮添加频率对优势物种羊草和冰草叶绿素含量的影响。实验结果显示氮添加分别显著增加了羊草和冰草叶绿素含量,其中每年一次氮添加使羊草叶绿素含量增加最多(15.21%),而每月一次氮添加对冰草叶绿素含量影响最大(增加了14.74%)。氮添加尤其是生长季一次施氮显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,并显著降低了土壤pH。这些结果表明:羊草叶绿素含量对低频率氮添加响应更明显,而高频率氮添加对冰草叶绿素含量影响更显著,物种间养分吸收策略存在明显差异。本研究启示我们低频率氮添加可能高估了氮沉降对羊草叶绿素含量的影响,而低估了对冰草叶绿素含量的影响,这对准确评估植物功能性状对大气氮沉降的适应和进化具有重要意义,并将有助于应用到植物功能性状预测生态系统功能和过程响应未来全球变化的模型中。

    • 中国生态系统碳汇能力巩固与提升
    • 李 林, 赵 毅, 温智峰, 刘佳润, 魏识广, 周景钢, 冯嘉谊

      DOI: 10.5846/stxb202311162499

      Abstract:

      旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响,获取了以下结果:1)优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大(1533.85 Mg,74.72%),尤其是大径级物种(1389.68 Mg,67.69%)。优势种地上碳储量(CV = 0.635)的空间分布较非优势种(CV = 0.690)更加均匀。2)物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关,而与非优势种正相关。3)群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而,结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。4)群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述,通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外,改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。

    • 研究论文
    • 张帅, 吕杰, 马媛, 陈静, 沈畅

      DOI: 10.5846/stxb202311132456

      Abstract:

      古尔班通古特沙漠梭梭与齿肋赤藓共生区域中,梭梭冠下常形成藓类结皮裸露斑块。为研究梭梭冠下裸斑形成机理,以裸斑内土壤、裸斑外藓类结皮土壤、背景裸地土壤以及背景藓类结皮土壤为研究对象,测定四类土壤营养物质含量和理化因子,并测定土壤代谢组以及分析其之间差异。结果表明,裸斑内土壤养分及生态化学计量比与裸斑外藓类结皮和背景藓类结皮土壤并无显著性差异,土壤养分及生态化学计量并非造成梭梭冠下藓类裸斑的原因。裸斑内土壤Na+、K+、Mg2+、SO42-、CO32-、HCO3-含量显著高于裸斑外土壤、背景裸地土壤和背景结皮土壤,总盐含量最高为1.705 g/kg。这个含量不足以对齿肋赤藓正常生长造成影响,因此裸斑内土壤中较高的离子浓度也并非藓类裸斑产生的原因。土壤代谢组结果显示不同土壤代谢物具有极显著差异,油酰胺等酰胺类化合物相对丰度最高,占总代谢物的72.68%,且在裸斑内土壤中相对丰度显著高于裸斑藓类结皮土壤、裸地土壤和背景结皮土壤,因此推测裸斑内土壤中油酰胺等酰胺类化合物可能是抑制齿肋赤藓生长的主要原因,是造成古尔班通古特沙漠梭梭冠下藓类裸斑产生的主要土壤学机制。

    • 专论与综述
    • 张宇凡, 王小艺

      DOI: 10.5846/stxb202311082425

      Abstract:

      当昆虫类群表现为长生命周期k(k>1)年时,成虫的羽化表现为非周期性、周期性和过渡周期性3种形式。非周期性即为成虫每年均羽化,周期性即为成虫每k年才羽化1次,过渡周期性为非周期昆虫逐渐进化为羽化周期性的必经阶段,不同年份羽化的同生群在密度上产生了显著差异,形成了小同生群和优势同生群。自然界中表现出完全羽化周期性的昆虫种类是较少的,但由于其高种群密度的成虫同步性羽化现象,对比非周期性昆虫更易暴发成灾。为明确周期性昆虫演化进程并为林区虫害防控提供理论指导,总结了周期性昆虫的种类和生活特性,不同年间的气候异质性、自然灾害、扩散到未分布区域、天敌、种间和种内竞争等因素均有可能成为过渡周期现象形成的最初驱动力,生活史延长、寄主-天敌互作、低温驱动效应、天敌不敏感-捕食者饱足效应、种间和种内竞争等是促使昆虫羽化周期性形成的可能机制。在林区管理实践中,应提前评估害虫羽化周期性产生的趋势和程度。当成虫表现出完全羽化周期性,应在集中羽化年份内采取见效快的综合防控策略,降低唯一同生群密度至经济阈值以下。当成虫表现出过渡周期性,应加大优势同生群防治力度、降低小同生群防治频率,以及采取天敌林间释放和保育技术以平衡天敌对目标害虫的不同发育阶段种群的控制作用大小,遏制或减缓天敌-寄主互作驱动下的周期性演化进程,逐渐实现由过渡周期阶段向非周期性的逆转。当成虫表现出非周期性,应减少专化性天敌的释放和针对害虫特定阶段的防治措施使用频率,优先选择作用于所有发育阶段且致死率不存在显著差异的防治手段,避免因人为干扰产生的周期性演化和进一步的成灾。

    • 研究论文
    • 骆沁宇, 张梦园, 李晓璐, 范舒欣, 董丽

      DOI: 10.5846/stxb202311022387

      Abstract:

      城市中自发生长的植物在生物多样性保护和支持中扮演着重要角色。这些自生植物广泛分布于绿地中并在不同生境下形成差异化的群落特征。研究自生植物群落的功能性状组成有助于理解特定生境中自生植物多样性的形成和维持过程。本研究调查了北京城市绿地中常绿落叶林地、常绿林地、落叶林地、灌丛、草地、水边、行道树种植带、硬质铺装区域8类生境下自生植物的多样性特征与功能性状组成。研究结果表明,林地和水边自生植物群落具有较高的物种丰富度与功能丰富度。不同生境类型之间自生植物的功能性状组成存在显著差异(P<0.05),林地中分布有更丰富的自生乔、灌木植物与外来植物,草地中则以依靠自体扩散或动物扩散的自生一、二年生草本植物为主。生境中相对稀有的功能性状占比与群落水平的自生植物多样性之间存在显著相关性(P<0.05),灌丛、草地和水边自生植物群落的功能多样性均随着C4光合途径型植物的增加而提高。本研究的结果有助于更好地理解不同生境类型中自生植物多样性的形成和维持机制,为基于生物多样性保护与提升的城市绿地植物景观营建提供重要的参考依据。

    • 东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
    • 赵俊彦, 刘国华, 李佳佳, 左玲丽, 郑舒元, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202310262331

      Abstract:

      粮食生产服务与土壤保持服务的供给矛盾是制约怒江流域可持续发展的一大阻碍。以流域中心的施甸县为例,使用均方根偏差(Root Mean Square Error, RMSE)方法评估了2000—2020年粮食生产和土壤保持服务权衡强度的空间特征变化。然后将2020年作为基准年,以坡耕地生态恢复作为决策变量,使用多目标线性规划提取了高生态恢复优先的区域,进而识别了权衡强度与恢复潜力的空间分布异同。研究结果表明,(1)两项生态系统服务权衡的空间分异明显,研究期间权衡强度呈增加趋势,RMSE平均值由2000年的0.466增加至2020年的0.499;高权衡强度区域主要集中在研究区的低海拔坝区,而低权衡强度区域分布零散,且高/低权衡强度区域在空间上都表现出聚集的特征。(2)根据线性规划绘制的效率前沿曲线,在土壤保持服务收益达到13.35×106t hm-2 a-1时需要转出3388.51hm2坡耕地,同时粮食生产服务损失达9.59×106kg,而继续提升会显著增加成本。(3)各权衡强度等级坡耕地的生态恢复潜力为:中权衡>低权衡>高权衡,其中权衡强度在0.4-0.5区间的坡耕地最适宜进行生态恢复。这一研究结果可以为山地区域坡耕地利用模式提供参考,推进可持续发展目标的实现。

    • 研究论文
    • 陈聪琳, 赵常明, 刘明伟, 徐凯, 徐文婷, 熊高明, 葛结林, 邓滢, 申国珍, 谢宗强

      DOI: 10.5846/stxb202310232311

      Abstract:

      为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20个主要木本植物的190组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种生态位与种间联结特征。主要结果:(1)该常绿阔叶林群落物种丰富,群落组成复杂,小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)的重要值(11.13%)和生态位宽度(58.3)均最大,占绝对优势,生态位宽度排序和重要值排序不一致,分布频度对生态位宽度影响较大。(2)将20种主要木本植物划分为生态位特化种(6种)、生态位泛化种(3种)、中性类群(11种),生态位分化程度较高,资源利用差异以及生境适应性是影响生态位分化的主要因素。(3)生态位宽度大的物种其生态位重叠和相似度较高,生态位重叠指数总体略低,大部分物种对环境或资源需求相似,但相似度不高,种间竞争较弱,种间关系比较稳定。(4)主要木本植物总体正联结显著(P<0.05),χ2检验、联结系数AC、spearman秩相关检验结果均显示种间正联结作用占优势,但大多数种对联结不显著,物种趋于独立分布。(5)通过聚类分析,将20种主要木本植物划分三大生态种组:建群种组,共生种组和边缘种组。研究表明,神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林目前正处于相对稳定的演替中后期阶段,群落发育较成熟,生态位分化、生境选择以及资源需求互补或互利是影响该群落物种共存的主要原因。本研究阐明了神农架南坡代表性常绿阔叶林主要物种之间实际相互作用以及群落特征,为深入理解群落物种共存原因以及群落演替规律提供依据。

    • 研究综述
    • 吴 凡, 哈咸瑞, 黎佳佳, 高 扬

      DOI: 10.5846/stxb202310262329

      Abstract:

      塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险。浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础。同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群。了解湖泊浮游植物等初级生产者对微塑料的响应是探究微塑料对湖泊生态系统功能影响的重要基础。本文总结了全球湖泊生态系统微塑料的丰度、类型、尺寸、来源等分布特征,系统分析了微塑料暴露对浮游植物等初级生产者细胞结构、基因表达和生长,以及对浮游植物叶绿素a含量、光合活性的影响,并总结了其中的影响机制。总体而言,微塑料会降低初级生产者的叶绿素a含量,剂量越高、尺寸越小,这种抑制作用越强烈;同时,微塑料也会作用于初级生产者,造成细胞膜损伤、DNA损伤,调控其相关功能基因表达,抑制其生长和光合活性等。然而,湖泊生态系统微塑料的实际检出浓度远低于室内暴露实验中的添加剂量,微塑料结构和组分也更为复杂,野外观测结果与室内培养实验之间还不能建立直接的对应关系。因此,未来的相关研究应集中在如何有效联系野外观测结果与室内培养实验结果,进一步聚焦建立可靠的、可应用推广的微塑料浓度与初级生产者之间的剂量-效应关系模型,探究微塑料对湖泊初级生产者的作用机制,为刻画微塑料对湖泊生态系统初级生产者及其功能的作用机制提供科学支撑。

    • 牧区社会-生态系统专刊
    • 苟小林, 补春兰, 周青平, 王恒, 张伟, 涂卫国

      DOI: 10.5846/stxb202311292603

      Abstract:

      为明确高寒牧区家庭厕肥是否对沙化地植被恢复具有促进效应,本研究以若尔盖高寒牧区为对象,选择沙化地进行植被恢复,研究对比牧区家庭厕肥与牧区牛羊粪肥对植被恢复的短期促进效应,分析两种处理对植被恢复、土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶活性的影响,探讨高寒牧区家庭厕肥对沙化生态恢复的适用性。研究结果表明:两种补肥都促进了植被的生长,短期内植被盖度提高超过60%,先锋草本燕麦能够形成有效覆盖;两种补肥都降低了土壤pH值,增加了土壤水分含量;两种补肥使土壤中碳、氮、磷养分含量显著增加,土壤全氮含量超过0.8 g/kg;两种补肥促进了土壤中微生物量碳、氮、磷含量增加,也增加了土壤酶活性,土壤脲酶活性增加了2—3倍。高寒牧区家庭厕肥短期促进沙化地植被恢复与传统牛羊粪肥功能相似,研究认为家庭厕肥适用于高寒牧区沙化地生态恢复。建议可以将高寒牧区改厕的家庭厕肥与传统牛羊粪肥配比施用,在进行标准化和无公害处理后应用于沙化生态恢复。

    • 专论与综述
    • 杨高原, 余兆武, 张金光, 刘红晓, 金贵, 居阳, 洪波, 赵卓慧, 张理卿, 姚希晗, 马文娟, 熊浚祺, 邵钰涵, 姜斌

      DOI: 10.5846/stxb202401190162

      Abstract:

      城市绿地与居民健康福祉密切相关,绿地暴露所带来的多重健康效益已经成为耦合城市生态与健康科学的前沿热点议题。尽管绿地健康效应的综述研究并不鲜见,但是目前仍缺乏基于统一理论框架视角下对绿地暴露健康效益的系统综述。近期提出的暴露生态学作为一个耦合“自然生态系统-生态暴露-健康效应”框架体系,能够全面剖析、归纳已有绿地暴露健康效应研究,并指引未来相关领域研究发展。因此,本研究在暴露生态学研究视域下,在主体-现实,客体-现实,主体-虚拟,客体-虚拟界面下进行了研究进展的综述分析,并指出了研究截面(尺度)单一、阈值研究与虚拟(及多感官)研究不足等问题。最后提出了未来研究展望:(1)构建跨时空、多尺度的绿地暴露测度模型,并量化绿地健康之间的因果效应;(2)构建阈值模型,分析健康促进的绿地暴露主体阈值与客体阈值;(3)探索绿地特征、暴露方式和剂量、多感体验对健康的影响。本文研究成果可以进一步加深对相关领域前沿与不足的认识,也可以进一步促进暴露生态学理论体系的丰富和完善。

    • 研究论文
    • 冯丹丹, 张雪, 杨采青, 李晶, 张爱兵

      DOI: 10.5846/stxb202310022127

      Abstract:

      海南岛是与周边大陆存在地理隔离的大陆性岛屿,探索该岛屿与邻近大陆上生物的遗传分化有助于理解地理隔离对生物遗传分化的影响。本研究在海南岛及其周边大陆15个地点采集两种鳞翅目天蛾科(Lepidoptera: Sphingidae)昆虫(绿带闭目天蛾Callambulyx rubricosa 88头和构月天蛾Parum colligata 57头),选择线粒体基因COI、Cytb和核基因 EF-1α作为分子标记开展遗传多样性研究。基于COI-Cytb分析的结果表明,两物种的核苷酸多样性均较低(分别为0.00434和0.00818),且均在广东广西、越南和海南岛群体之间存在明显的谱系地理结构。两个物种在三个群体间均检测出低水平的基因流(Nm分别为0.09-1.22和0.18-0.57)和高水平的遗传分化(FST分别为0.29-0.84和0.47-0.73)。两个物种最高的遗传分化都发生在海南岛与大陆群体之间,且海南岛群体的单倍型数量少于周边大陆群体。Mantel检验结果表明遗传距离与地理距离之间存在显著正相关关系,中性检验结果表明两个物种均未经历显著的种群扩张。综上,本研究认为绿带闭目天蛾(C. rubricosa)和构月天蛾(P. colligata)的海南岛群体与邻近大陆群体间的基因交流较少,遗传分化程度较高,推测地理隔离可能是其产生遗传分化的重要原因之一,这一结果将为海南岛生物多样性的保护提供宝贵的建议。

    • 生态系统服务及生态保护科学决策
    • 周镕基, 骆丽庄, 吴思斌

      DOI: 10.5846/stxb202310222299

      Abstract:

      水稻生产间接价值研究主要集中于生态系统服务功能而较少关注外部性问题,文章创新性地评估了水稻生产外部性价值,以及对粮食生产生态化转型的重大意义。基于2000—2021年全国水稻生产面板数据,运用功能价值法、热点分析和空间自相关等方法,结合地理探测器和地理加权回归,评估水稻生产外部性价值,并分析其时空演变特征及驱动因素。结果表明:(1)全国水稻生产年均正、负外部性价值和净价值分别为6030.67、2080.27和3950.48亿元;正外部性价值构成中涵养水源(34.84%)和气体调节(23.41%)占比最大,负外部性价值构成以温室气体排放(35.93%)和化肥污染(20.71%)为主。(2)正外部性价值整体呈缓慢增长态势,增幅8.78%;以2012年新时代为分界点,负外部性价值呈“先增后减”趋势,体现了新时代生态防控成效。(3)空间异质性强,外部性价值集聚于胡焕庸线以东,其中华中、华南、西南、东北和华北稻作区年均净值分别为1744.84、573.24、739.47、496.51和337.65亿元;外部性价值与地理空间全局正相关且空间聚集效应整体减弱;华中和华南稻作区以热点区和“高—高”聚集为主,华北和西北稻作区以冷点区、“低—低”聚集和不显著为主。(4)外部性价值受自然和社会经济因子耦合协调,呈双因子增强态势,其中机械总动力和可变农资对其影响最大;不同空间的水稻生产外部性价值的驱动力存在明显的空间异质性,南方稻作区相比于北方稻作区在社会因素方面影响力度更大。

    • 生态管理
    • 安志英, 孙才志, 郝 帅

      DOI: 10.5846/stxb202309131978

      Abstract:

      水、能源和粮食是人类生存发展的必要基础物资,其供给均主要源于生态系统。随着全球气候变化和人类社会经济快速发展,基础资源需求量激增,生态系统服务供需关系趋于紧张。厘清生态系统服务供需匹配关系、优化基础资源配置对生态系统可持续、协调发展具有重要意义。当前生态系统供需关系研究已较为广泛,但基于水-能源-粮食纽带的生态系统服务研究还相对较为缺乏。因此,本文以东北地区为例,基于水-能源-粮食关系视角,首先,借助InVEST模型、供需指数(SDI)、Spearman相关性分析等方法分析了产水(WY)、固碳(CS)和粮食(FP)供需服务时空格局、相关性和空间匹配模式;其次,基于省级、市级、县级、流域、格网5种不同空间尺度,进一步探究了各服务的空间尺度效应,并确定资源管理的最优空间尺度;最后依据“分区控制-分类策略-分级治理”理念提出了一种水-能源-粮食集成管理方案和政策建议。研究结果表明:(1)2000—2020年,东北地区的供给服务中WY和FP为上升态势、CS为下降态势,就空间分布来看,WY和CS大致为“东高西低”,FP则是“西南、东北高,西北、东南低”;需求服务中WY、CS和FP均为上升态势,空间上大致呈“中间高四周低”分布。(2)WY和FP的SDI上升,CS则相反;不同尺度下的SDI具有空间异质性,县域尺度最为显著。(3)FP为主要功能分区,重点管控为主要分类,亟待全面提升生态系统服务供给能力。本研究对区域基础资源合理配置和可持续的生态系统管理具有重要科学参考价值和现实意义。

    • 研究论文
    • 鲍海君, 李灵灵

      DOI: 10.5846/stxb202309121964

      Abstract:

      随着“健康中国”战略的持续推进,通过干预空间要素提升国民健康的城市规划受到了广泛的关注。在国土空间规划视角下建立了城市空间要素与健康关联性理论框架,从土地利用、交通环境、空间形态、蓝绿空间、食品环境、空间感知与突发公共卫生事件空间应对七个维度,提出了媒介性空间要素对居民生理、心理健康的五大影响路径,包括减少污染源和人体暴露风险、促进体力活动、促进健康饮食、促进社会交往以及提供可获得的健康设施。据此构建了“多要素、多维度、多尺度” 健康城市规划评价指标体系,包含基础、新增和潜在指标。其中,“多要素”强调引入七大类空间要素构建全面而多样化的指标体系,“多维度”强调从传统的城市平面维度向立体空间转变,包含一维、二维和三维空间层面的评价指标,“多尺度”指构建“城市—社区—人”框架下的多尺度指标体系。结合各地实际,可从重视人本尺度、强化空间属性、引入突发公共卫生事件的空间应对以及三维指标的精准量化出发,制定有针对性的规划干预策略,并推动健康城市项目的发展完善,为“健康中国”战略在城市层面的推进提供参考。

    • 陈飞, 徐鹤, 李永贺

      DOI: 10.5846/stxb202310072144

      Abstract:

      城市密度是衡量城市各要素空间集聚程度的表征也是调控城市各要素资源分配效率的重要手段。过往主要围绕城市密度的物质形态测度来研究城市空间资源利用与环境问题,少有立足碳排放绩效的视角来研究城市密度的演变逻辑。本研究立足生态效益中自然资源投入最小化与获得价值最大化的观点,从经济、社会、环境三个维度构建碳排放绩效综合评价指标,以长三角41个城市为例,基于标准差椭圆分析城市密度与碳排放绩效的时空演变及关联特征,采用普通最小二乘回归与地理加权回归模型相结合的方法,确定城市密度对碳排放绩效的影响效应及机制。结果表明:(1)城市密度与碳排放绩效均升高,城市密度增速减慢,而碳排放绩效增速加快;二者均呈东南—西北向发展且关联性不断增强。(2)城市密度分指标对碳排放绩效的影响效应存在时空差异,东南部多数城市各分指标影响系数增大且作用方向不变;西北部人口密度负向影响显著增强,经济密度的影响由负转正,而空间密度的影响由正转负。(3)城市密度与其他经济社会因素交互后对碳排放绩效产生影响,其中经济密度与产业结构协同作用对碳排放绩效的影响最大,且与因子独立作用相比,人口密度与其他影响因素的交互效应增幅最大。理清城市密度对碳排放绩效的影响效应及机制,可以为城市空间结构的合理优化提供依据。

    • 陈子川, 潘国营, 陈灿, 徐云鹏, 林晗, 陈煜, 谢安强, 范海兰

      DOI: 10.5846/stxb202307231573

      Abstract:

      对光环境的灵敏响应使得森林中常见的光照异质性成为影响植物自我更新的关键因素,然而植物地下根系结构对光照的响应较为难测而缺乏深入研究。为探究不同光强下木麻黄根系响应策略,以一年生木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗为试验材料,模拟森林幼苗生长的林外(CK)、林缘(L1)、林窗(L2)和林下光环境(L3)设置4种光照强度,测定及分析木麻黄幼苗的生长、根系形态、细根解剖结构及碳氮含量等指标。结果表明:(1)L1下,幼苗采取维持高度,降低横向生长的方式,保证正常累积生物量,随光照强度的下降,株高、地径、叶片生物量及地上部分生物量逐渐下降。(2)在根系表型上,幼苗随光限制的加重呈现抑制纵伸但促进根系的横向生长,其中总根长、根平均直径及根体积达到显著差异。在径级结构上,细根发育程度随光照减弱而下降;而适当的遮光(L1)促进粗根生长但L3时除根尖数较CK上升外,根长度、根表面积、根体积均显著下降。(3)1—3级细根解剖变化较大,相较CK,1级细根皮层细胞面积显著增加,但根半径、维管柱结构、表皮厚度等指标则显著下降,2级细根根半径、皮层细胞面积、表皮厚度明显减少,但维管柱结构仅在L2、L3时显著下降;3级细根根半径、皮层细胞面积和维管柱面积均较CK显著增大,L1时维管柱结构下降,但随光照减弱加重,维管柱面积和中柱占比均明显增加。(4)在碳氮含量上,CK与L1无显著差异,TC在L2时显著下降,TN则在L2时显著上升,TC、TN均在L3达到最大,而C︰N随光强降低逐渐下降。综上所述,光限制时,木麻黄生物量及碳分配稳定根茎部分生长,采取“弱化吸收,强化储存”收缩型生长策略;当限制加重时,光合和呼吸作用失衡导致植物对细根投入养分的浪费,并最终造成林木死亡。研究结果为林下植被的更新提供理论参考。

    • 中国生态旅游研究
    • 方琰, 张怡琳, 张旖旎, 唐承财

      DOI: 10.5846/stxb202309051917

      Abstract:

      在“双碳”战略目标下,深入研究中国旅游业对碳排放的影响,对科学制定减排政策,发展低碳旅游,以及应对气候变化有着重要的理论和现实意义。使用2003—2019年除港澳台和西藏之外的30个省市面板数据,从国内旅游和入境旅游的视角,结合面板单位根、协整、格兰杰因果检验,利用固定效应模型和随机效应模型探究东、中、西部旅游业发展与碳排放的关系。研究结果表明:(1)中国旅游业发展与碳排放之间均存在长期均衡关系。(2)入境旅游对碳排放不存在显著影响,国内旅游对碳排放存在显著正向影响。(3)东、中、西部地区的旅游业和碳排放关系存在差异,其中东部和中部地区国内旅游收入每提高1%将导致其碳排放总量分别增加2.313%和7.531%,而西部地区国内旅游收入提高1%将导致其碳排放总量减少1.306%。

    • 研究论文
    • 韩温诺, 李曌, 庞敏, 宫于琛, 吴忠迅, 张朝晖, 康丽娜, 张学雷, 王宗灵, 屈佩

      DOI: 10.5846/stxb202308031666

      Abstract:

      为深入了解不同大小脉红螺(Rapana venosa)的碳、氮稳定同位素特征,探究其在典型海湾和海岛水域生态系统所处营养位置,于2022年春季和夏季在胶州湾和长岛近海通过拖网和潜水采集160个脉红螺样本,详细分析了不同体长、体重脉红螺的δ13C和δ15N变化,并计算各研究区域的脉红螺核心生态位宽度及相关参数。结果显示,脉红螺δ13C值范围在-22.12‰—-16.63‰,四组数据均值为-19.74‰—-17.42‰,δ15N值范围在8.77‰—13.48‰,均值为9.64‰—12.81‰,各组数据营养级均值在2.63—3.57;胶州湾春季脉红螺δ13C值与体长、体重呈显著负相关,夏季呈显著正相关,长岛近海区域无明显变化,表明不同季节和不同区域的食物多样性水平存在差异, 胶州湾脉红螺δ13C、δ15N的变化更为突出;两个研究区域δ15N值和营养级与体长、体重呈显著正相关,主要由于脉红螺摄食偏好性差异,较大的脉红螺倾向于摄食高营养级生物,造成营养级较高。此外,胶州湾脉红螺营养级高于长岛近海,表明其15N来源更为广泛。营养生态位总面积、δ15N差值、δ13C差值、校正后标准椭圆面积等评价指标,揭示了不同区域、不同季节的脉红螺稳定同位素营养生态位的显著差异,反映了区域地理位置与食物来源对脉红螺δ13C和δ15N的影响。上述研究结果为近海生态系统食物网的构建提供了重要数据,并为区域生物资源的管理和生态系统修复工作提供了科学支撑。

    • 专论与综述
    • 胡俊辉, 刘丹凤, 任利剑, 运迎霞

      DOI: 10.5846/stxb202305090964

      Abstract:

      面对突发的自然和人为灾害,城市表现出极大的脆弱性。韧性城市形态被认为是化解城市脆弱性的关键得到关注,梳理国外研究成果对应对我国快速城市化进程中的不确定灾害风险具有重要意义。以韧性城市形态为主题,从概念与特征、形态要素韧性表现、评估及韧性设计等方面追踪国外研究进展。研究结果表明:国外文献重点探讨了形态与自然灾害的关联;韧性城市形态的概念尚未达成一致意见;从宏观、中观、微观空间层次视角探讨城市形态要素韧性表现成果较多;形态要素韧性评估集中于道路网络要素的韧性表现;形态要素韧性设计关键在于空间异质性。基于分析结果可知,我国未来研究重点应集中在全方位构建韧性城市形态研究框架、丰富并拓展形态要素韧性评估方法与技术、重视形态要素空间异质性等方面。

    • 研究论文
    • 雷德芳, 王志杰

      DOI: 10.5846/stxb202305261119

      Abstract:

      研究群落内主要物种的种间联结、生态位宽度与重叠及群落稳定性,能够了解群落结构及优势物种的资源利用习性,对森林经营管理和植被恢复与重建具有重要的意义。基于黔中喀斯特山地贵阳市乌当区2021年7月的马尾松群落调查数据,采用方差比率法(VR)、χ2检验、Spearman秩相关检验、Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和M.Godron稳定性等方法,对该群落主要物种的种间联结、生态位及群落稳定性进行分析。结果表明:该群落乔木层、灌木层和草本层主要物种间的总体关联性均呈不显著正关联,66.67%—80.95%的种对均无显著关联,种间关联较松散且相关性较弱,各物种间呈独立分布格局;马尾松的重要值和生态位宽度最大(为20.78),与伴生物种间均存在生态位重叠;群落整体及各垂直层次的稳定性均远离20/80,处于不稳定状态。因此,在喀斯特山地生态恢复和保护工作中,应优先选择生态习性和生物学特性相近的物种,合理调整植被组成以维持种间平衡,提高群落稳定性。

    • 李海兴, 满秀玲·, 高明磊

      DOI: 10.5846/stxb202303220553

      Abstract:

      土壤碳通量是森林生态系统碳循环的重要组成部分,根系对土壤碳通量起着关键作用,研究根系对土壤碳通量的影响对寒温带冻土区温室气体研究有重要意义。以杜香-兴安落叶松林(DXL)、杜鹃-兴安落叶松林(DJL)和苔藓-兴安落叶松林(TXL)为研究对象,通过壕沟法进行断根处理,采用便携式土壤呼吸仪G4301对土壤碳通量进行日动态和月动态变化测定与分析。结果表明:6-11月,断根对DXL和DJL土壤CH4的吸收起抑制作用,降幅分别为15.16%—54.31%和11.26%—33.84%,对TXL土壤CH4的排放起促进作用,增幅为19.22%—75.52%;对3种类型兴安落叶松林土壤CO2的排放均起抑制作用,其中对TXL影响最大,对土壤CO2降幅为32.29%—87.62%。断根对DXL和TXL土壤CH4的影响在8月最为显著,增幅分别为-54.31%和75.52%,DJL在11月影响最为显著,降幅为33.84%。断根对3种类型兴安落叶松林土壤CO2排放的影响在6-11月均达到显著程度,其中在11月最为显著,降幅为54.94%—87.62%。断根对3种类型兴安落叶松林土壤CH4通量日动态影响差异不显著;而对土壤CO2通量的影响显著,其中在 14:00—18:00影响最为显著,降幅为31.87%—62.26%。土壤温度和空气温度是根系影响土壤碳通量变化的主要因子,断根处理增强了土壤温度对其日变化和月变化的影响,减弱了空气温度对其日动态的影响。这表明,根系自养产生的土壤碳通量可能在日动态变化中更活跃,而在月动态变化中更稳定。

    • 李笑寒, 穆森, 张祥, 席子菡, 姜博, 王森, 邱玲, 高天

      DOI: 10.5846/stxb202307071464

      Abstract:

      尽管城市绿地能够改善空气质量,但由于实践中缺乏统一的绿地分类系统,很难从优化绿地植被结构的角度出发调节城市空气质量。因此,为了探究北方城市不同绿地削减大气颗粒物浓度效果的差异,本研究构建了一套融入植被结构因子和物种组成的绿地分类系统,基于该分类系统,在北京、西安、宝鸡选取了5类共同常见的植被结构绿地类型,通过卫星图像判读与实地监测相结合的方式,探究了不同本底环境、植被结构、植物多样性、气象因子和时间因子对大气颗粒物浓度(PM2.5与PM10)的影响。结果表明:(1)城市绿地率对大气颗粒物浓度造成显著影响,绿地率越高的本底环境内颗粒物浓度越低,即多绿本底<灰绿参半本底<灰色本底;(2)植被结构和植物多样性显著影响绿地的滞尘能力,北方城市中半开敞绿地的滞尘能力最好,其次为半闭合绿地与闭合绿地,开敞绿地滞尘能力最弱,植物多样性的增加将导致绿地内颗粒物浓度增加;(3)不同植被结构绿地内的大气颗粒物浓度受气象因素的显著影响,随温度和风速的增大而减小,随湿度的增大而增大;(4)北方城市绿地大气颗粒物浓度存在明显的季节和日变化规律,一年内大气颗粒物浓度在夏季最低,冬季最高;一天之内颗粒物浓度在上午最低。上述研究结果以期为今后不同本底环境下以削减大气颗粒物浓度为导向的北方城市绿地规划与设计提供理论依据和实践方法。

    • 研究正文
    • 李玉玲, 梁 素, 周丽珠, 梁士楚, 宁钧莹, 莫君容, 李东蓉

      DOI: 10.5846/stxb202309262083

      Abstract:

      理解植物功能性状和功能实体在森林群落的分布,有助于探讨物种丧失对森林生态系统功能、冗余和恢复力的影响。为了解脆弱的岩溶石山森林在应对生物多样性丧失的生态系统反馈,对桂林岩溶石山两块1hm2的常绿落叶阔叶混交林的木本植物数据进行了分析。包括基于功能性状计算功能多样性、构建功能实体计算功能冗余以及采用Pearson相关分析和Mantel检验评估物种多样性指标在生态系统的维持机制。结果显示:(1)青冈+大叶榉树群落的功能多样性指标均低于鱼骨木+青冈+圆叶乌桕群落,且两个群落间功能均匀度不相关(P>0.05),功能丰富度、功能离散度和Rao′s二次熵呈现极显著相关性(P<0.001),功能分散度呈现显著相关性(P<0.05)。(2)两个群落的物种丰富度与功能冗余指标表现出相似的线性关系,即物种丰富度与功能实体等级、功能冗余、功能超冗余呈正相关,与功能脆弱性呈负相关关系。(3)不同植物功能性状间、不同功能多样性指标间和不同功能冗余指标间的相关性较强,功能多样性指标和功能冗余指标间无显著相关性,但功能性状与功能多样性指标、功能性状与功能冗余指标均存在不同程度的相关性。而在功能实体与物种多样性指标的相关性方面,呈现出同物种丰富度与物种多样性指标相似的显著度。另外,物种多度与物种丰富度、功能分散度、功能离散度、Rao′s二次熵及功能脆弱性均显著相关。总之,在岩溶石山常绿落叶阔叶混交林中,高功能多样性的群落存在高功能冗余的现象,但功能多样性和功能冗余是相互独立的因素;物种丰富度高的群落所提供的保险效应无法抵消其生态系统的脆弱性。因此,不能仅通过保护物种丰富度来维持生态系统的特有功能,还应充分考虑多度对生态系统功能的贡献,以更有效地实现对岩溶石山森林生态系统的保护。

    • 研究论文
    • 王宏生, 王玉琴, 宋梅玲, 周睿

      DOI: 10.5846/stxb202307201555

      Abstract:

      植物-土壤作为构成生态系统养分循环的连续体,在某种程度上决定了草地生态系统的养分平衡和系统稳定性。碳(C)、氮(N)和磷(P)是生态系统中三种主要的营养元素,它们参与了生态系统的养分循环,在生态系统结构功能维持中起着基础性作用,且生态系统内部的C、N、P循环在植物、土壤和微生物之间相互转换。为了探究黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在扩散过程中对草地生态系统养分循环的影响,以黄帚橐吾微斑块为研究对象,根据斑块密度界定6个密度梯度,分别为D0(0 株·m-2)、D1(43 株·m-2)、D2(99 株·m-2)、D3(163 株·m-2)、D4(332 株·m-2)和D5(621 株·m-2),分析了不同密度斑块的草地植物、土壤和土壤微生物生物量C、N、P含量及其生态化学计量的变化情况。结果表明,随着黄帚橐吾密度的增大,草地植物群落的C含量呈增加趋势,植物N含量略微上升后显著下降,且当黄帚橐吾密度≥160株·m-2时,植物N含量显著降低,植物P含量呈先降低后升高的趋势,C:N比呈逐渐上升趋势,C:P比呈先上升后降低趋势,N:P比呈先上升后降低趋势;土壤C、N、P含量均呈先增加后降低趋势,其中C含量在D2达到最大值,N含量为D1—D4高于D0和D5,但各斑块差异不显著,P含量为D3显著高于其余斑块,C:N在D5达到最大值,C:P在D2达到最大值,土壤N:P呈略微降低后又有所增加,土壤养分主要受N限制;MBC随着黄帚橐吾密度的增加有降低趋势,而MBN和MBP变化均表现为“N”字型,MBN:MBP呈先增加后降低趋势。通过相关性分析和RDA分析得到,黄帚橐吾密度与植物C、N、MBN以及MBP显著相关,植物C含量和土壤C含量与MBN呈显著正相关,土壤养分与微生物量的关系更为密切。

    • 刘洋, 韩雯颖, 孙志贤, 桑国庆

      DOI: 10.5846/stxb202306161280

      Abstract:

      洪涝灾害情景模拟与损失预估对湖泊型流域防洪减灾和可持续发展具有重要意义。以我国典型的湖泊型流域南四湖流域为例,利用CA-Markov模型预测2030年三种用地情景,采用P-III型概率曲线构建10、20、50和100 a四个重现期强降雨情景,得到12种组合情景;通过InVEST模型和等体积淹没法量化不同情景的径流和淹没深度;在各产业GDP空间预测的基础上计算12种情景的洪涝直接经济损失。结果表明:(1)CA-Markov模型在南四湖流域的土地利用模拟精度较高,三种用地情景的各地类变化显著;(2)用地变化对流域洪涝灾害的影响显著,其中城镇发展情景下洪涝灾害风险最大,而生态保护情景风险最低;(3)暴雨强度会明显增加各用地情景的经济损失,但增幅在50 a重现期后有所减缓;生态保护情景的经济损失最少,介于97.39~128.81亿元之间,与其他情景相比,该情景可在一定程度上减少洪灾损失。为此,在气候变化背景下湖泊型流域可持续发展应充分考虑土地利用变化对洪涝灾害风险的影响,合理扩张城镇建设用地,优化布局生态用地,充分发挥国土空间规划在防洪减灾方面的作用。

    • 吕莹莹, 钱者东, 王晔, 于换喜, 徐网谷, 王智

      DOI: 10.5846/stxb202306151275

      Abstract:

      市域是自然保护地整合优化的具体实施单元,揭示市域自然保护区的时空格局演变特征和发展趋势对于全面建设中国特色自然保护地体系具有重要的现实意义。基于1975—2020年间隔5 a的10期中国自然保护区名录,通过标准差椭圆、探索性空间数据分析、空间马尔科夫链等方法首次从市域尺度探讨了中国自然保护区的时空动态演变特征和发展趋势,并引入地学信息图谱构建其变化模式。结果表明:①中国市域自然保护区比例呈现先快速增长后逐步稳定的趋势,但整体仍以低值区为主。市域间自然保护区比例差异明显,逐步形成了“西高东低”的空间格局。重心整体表现为“东南—西北—东北”的迁移过程,重心移动距离和速度逐渐缩小。1990年以后,中国市域自然保护区比例始终呈现“东北—西南”向的空间分布格局。②市域自然保护区比例存在显著的空间相关性且相关性总体呈上升之势,但空间集聚水平的变化逐年缩小。局部空间异质性较强,高高和低低集聚区均呈扩张态势。③从变化模式图谱来看,中国市域自然保护区比例等级以“前期变化—低频—逐步提升”(ESC—LQ—T1)的方式进行,主要图谱类型为“空缺区转为低值区”。市域自然保护区比例等级类型转移具有稳定性和显著的时空异质性,后期出现了“俱乐部收敛”现象,且邻域背景在其动态变化过程中发挥着重要作用。未来要加强对空缺区和低值区市域单元的自然资源进行摸底评估,将其最有价值的区域纳入自然保护区,同时推广区域联合保护机制,促进自然保护地体系高质量建设。

    • 中国生态旅游研究
    • 饶钰飞, 邹亚锋, 罗锋, 易呈锋, 杜平平, 吴聘奇, 吕昌河

      DOI: 10.5846/stxb202308141750

      Abstract:

      公园绿地的可达性对于提升民生福祉、环境公平及城市高质量发展具有深远意义。本文综合考虑公园绿地的主观和客观供给能力,基于公园绿地规模、网络好评度、高德地图API路径规划等数据,运用高斯两步移动搜索法测度了居民单一出行及多交通出行模式下福州市公园绿地的客观和主观可达性,得出以下结论:(1)同一出行模式下公园绿地的主客观可达性差异大,客观可达性的高值区主要分布在非中心城区,而主观可达性的高值区大多分布在中心城区;(2)不同交通出行模式下主观和客观可达性也存在差异,步行出行模式下的公园绿地可达性低于驾车和公共交通出行模式的可达性,综合出行模式的可达性分布与驾车可达性分布相似,尚未形成公共交通主导的公园绿地发展模式;(3)公园绿地主客观供需平衡的县域少,供需不平衡的县域多,高人口密度县域存在公园绿地供给小于需求问题,非中心城区县域公园绿地主客观供需比普遍较低;(4)步行、驾车、公共交通出行模式下的高客观供需比-高主观供需比的公园绿地仅三坊七巷和福州市贵安新天地休闲旅游度假区,超过70%的公园绿地属低客观供需比-低主观供需比类型。本研究不仅关注公园绿地的空间可达性,也基于人的感受对公园绿地的主观可达性加以测度,为可达性评价提供新的研究思路,同时也为福州市公园绿地资源配置和存量绿地的质量提升提供建议。

    • 研究论文
    • 苏文浩, 王晓楠, 董灵波

      DOI: 10.5846/stxb202310112195

      Abstract:

      为实现大兴安岭地区落叶松天然林的全周期可持续经营,本研究以新林林业局翠岗林场3块100m×100m不同演替阶段(白桦林、落叶松-白桦混交林和落叶松林)的天然林固定调查样地数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(断棍模型、生态位优先占领模型、Zipf模型、Zipf-Mandelbrot模型)和中性模型(群落零和多项式模型、Volkov模型)对不同演替阶段天然林的乔木层、幼苗层和由乔木层划分的不同林层的物种多度格局进行拟合,并用χ 2 检验和Kolmogorov-Smirnov检验选择最佳模型。结果表明:(1) 在大兴安岭地区不同演替阶段的落叶松天然林群落中,Zipf-Mandelbrot模型的拟合效果均最好。(2) 对数正态模型对于稳定的演替阶段白桦林和落叶松林的群落相较于过渡阶段群落落叶松-白桦混交林的物种多度分布的拟合效果更好。(3) 在大兴安岭地区落叶松天然林中,生境过滤主导群落构建,随着群落不断演替生境过滤和中性过程减弱。(4) 天然林群落乔木层的群落构建过程与乔木层内不同生长阶段林层的构建过程不同,生境过滤过程在落叶松林乔木层中逐渐减弱,而在落叶松林不同生长阶段的林层和更新层中增强。

    • 青藏高原生态安全保障与人类活动响应
    • 汪东川, 王思润, 王志恒, 赵 爽, 孙苗苗, 魏奥泽, 许家承, 俞长锦, 贾世杰

      DOI: 10.5846/stxb202307031430

      Abstract:

      青藏高原是世界上最高的高原,复杂多样的地貌结构一定程度上限制着人类工程活动,而人类工程活动又会对青藏高原脆弱敏感的生态环境产生影响。基于能源工程、社会经济发展、交通路网等数据,结合青藏高原科考实地考察情况,本文旨在建立一套县域尺度下的青藏高原人类工程活动强度评价指标体系,基于层次分析法及专家打分法,结合各类空间分析方法对各指标因子赋权,并以县域为单元探讨青藏高原2000年、2005年、2010年、2015年、2020年人类工程活动强度时空变化,全面科学地评估青藏高原人类工程活动强度的时空格局演变特征。结果表明:1)本文以能源工程建设强度、市政基础设施建设强度及交通基础设施建设强度3个一级指标和10个二级指标、19个三级指标建立的定量评价指标体系能够很好地反应研究区人类工程活动强度在空间上的分异。2)评价表明,2000-2020年间青藏高原整体人类工程活动强度呈增强趋势,且增速不断加快;3)青藏高原人类工程活动强度东西部差异明显,受资源配置和人口分布等因素的影响,西宁和拉萨在经济发展和基础设施建设方面具有明显优势,在人类工程活动强度方面呈以“西宁-拉萨”为轴线的中心区域向外不规则递减的空间格局;4)人类工程活动强度的增加与青藏高原地区快速的城镇化发展和工程建设规模的扩大密切相关,随着经济和社会发展的推动,能源需求和基础设施建设不断增长,使得人类工程活动在青藏高原地区的不断增强,表明其对生态的影响也逐渐增大,在大力开发能源和建设工程时应重点关注和保护生态环境。

    • 研究论文
    • 王春丽, 陈峰, 蒋日进, 张洪亮, 朱文斌, 朱凯

      DOI: 10.5846/stxb202305171043

      Abstract:

      气候变化对海洋生态系统产生多方面的影响,作为海洋生物中的主体,鱼类对气候变化的响应机制研究是探索典型气候事件对海洋生态系统影响的关键。本文根据2013-2022年浙江近海底拖网渔业资源调查数据,结合尼诺指数(Ocean Nino Index, ONI)、海表温度 (Sea Surface Temperature, SST)、海表温度距平 (Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA)、叶绿素a浓度(Chlorophyll a, Chl-a)等海洋环境数据,采用小波函数、相关性分析等探究典型气候事件厄尔尼诺、拉尼娜对浙江近海底层鱼类生物量及其时空分布的影响。结果表明,浙江近海底层鱼类生物量与SST及Chl-a呈极显著正相关(P<0.01)。厄尔尼诺与拉尼娜发生时期春、秋季生物量均小于正常年份,正常年份及拉尼娜事件期间春季生物量具有显著性差异(P<0.05);正常年份及厄尔尼诺事件期间秋季生物量具有极显著性差异(P<0.01)。对ONI与海洋环境因子指数进行交叉小波发现,浙江近海SST、Chl-a对于典型气候事件均存在不同的频域同步及相关性:ONI与SST在时间局部存在2—3.9个月频域同步,SST滞后ONI3个月;ONI与 Chl-a存在1.7—3个月频域同步,Chl-a与ONI呈正相关;ONI与生物量存在3—3.6个月频域同步,生物量滞后于ONI3个月;ONI与SSTA在研究期间不存在明显的频域同步。春季,相较于正常年份,厄尔尼诺期间鱼类整体分布偏北;秋季厄尔尼诺发生期间鱼类整体向南移动,拉尼娜期间则向北移动。厄尔尼诺及拉尼娜事件不仅对鱼类群落在纬度上的分布产生影响,还会对鱼类向近岸洄游的快慢产生影响。两种典型气候事件通过影响浙江近海SST等环境进而对浙江近海底层鱼类时空分布产生影响。

    • 生态系统服务专题
    • 王东东, 贾仰文, 牛存稳, 岁姚炳, 燕翔

      DOI: 10.5846/stxb202304120737

      Abstract:

      为了实现水源涵养量计算和不同功能的综合评估,基于WEP-L模型提出了一种新方法,即利用WEP-L模型计算次降水过程中降水量和地表产流、冠层截留量的差值作为水源涵养量,并分别评估削洪(地表径流量)、补枯(地下径流量)、维持植被生态系统用水(植被蒸腾量)等不同水源涵养功能的评估方法。为了验证该方法的合理性,本文以渭河流域咸阳站以上区域为例,对比了该方法和InVEST模型方法的计算结果,由于两种方法在评估内容和使用模型上都存在差异,为了保证计算结果的可比性,本文先对比了基于相同评价内容的WEP-L模型法I和InVEST模型方法,再对比了基于不同评价内容的WEP-L模型法I和WEP-L模型法II,结论如下:基于相同评价内容的WEP模型法I和InVEST模型法计算结果数值接近,研究区2000—2018年水源涵养量年均值分别为12.43 mm (5.76亿m3)和12.08 mm(5.6亿m3),两种方法所得结果空间分布特征相似,稍有差异之处与InVEST模型的参数没有经过本地化处理有关;基于不同评价内容的WEP-L模型法Ⅰ和WEP-L模型法II计算结果数值相差较大,研究区2000—2018年水源涵养量均值分别为12.43 mm和432.57 mm,空间分布特征上有差异的地方分布于研究区的北部、东部及东北部,主要与两种方法评价时是否考虑蒸散发有关。WEP-L模型法II评估结果中削洪、补枯、维持植被生态系统用水等功能多年变化趋势分别为:2006—2010年期间增加、2012年以后下降以及增加。2012年后补枯功能和维持植被生态系统用水功能之间可能存在权衡关系。通过不同方法计算结果差异原因分析,证明了基于WEP-L模型的不同涵养功能评估方法的合理性,其结果也可为渭河涵养区水资源和生态保护策略的制定提供更多依据。

    • 专论与综述
    • 王佳, 陈强强

      DOI: 10.5846/stxb202309121971

      Abstract:

      纵观我国生态治理与环境保护实践历程,在探索、重构、深化中建立了具有中国特色的生态治理政策体系。在生态与经济发展新旧动能转换的关键时期,理清生态治理体制构建策略与政策演进逻辑,推进生态治理现代化建设,实现长效地人与自然和谐共生,具有重要的理论与现实意义。通过CiteSpace可视化图谱对1973—2022年间710份国家重要决策及政策法规文件深入梳理发现:(1)生态治理体制构建策略从初期的“一对一”污染问题治理导向、简单垂直的线性关系联动机制,到逐步形成生态理念导向、交叉互动的网络关系协同机制,总体上由单一部门主导决策的“上重下轻”转变为以顶层生态行政单位为核心,多领域部门参与执行的“上下联动”均衡态势;(2)生态治理政策先后经历“观念启蒙探索时期:环境污染末端管控(1973—1991年)”—“可持续发展时期:生态协同综合治理(1992—2011年)”—“生态文明时期:发展理念体系建设(2012—2022年)”的逻辑演化;(3)从机制完善、利益重构、多元统筹三个维度阐述并讨论生态治理现代化体系与改进路径,以期为相关领域的深入研究提供借鉴与参考。

    • 研究论文
    • 王梓晗, 侯东杰, 王忠武, 吕世杰, 王海明, 韩国栋, 王恬, 范博

      DOI: 10.5846/stxb202309212049

      Abstract:

      草地灌丛化现象在草地生态系统上广泛发生。放牧是人类利用草原的重要方式,通过分析不同载畜率下荒漠草原灌木种群及其邻近土壤养分含量的变化,可研究放牧干扰下不同灌木种群的耐牧特性,对深入了解荒漠草原植物群落演替机制具有重要意义。因此,本文以荒漠草原灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、半灌木驼绒藜(Ceratoides latens)及小半灌木冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)(下称为“灌木”)为研究对象,探究不同载畜率下各个灌木种群的密度、高度、盖度及地上生物量(下称为“数量特征值”)及其邻近土壤养分含量。结果表明:冷蒿的数量特征值均随着载畜率的增加而降低,其他植物种群的数量特征值均在CK或LG区出现最大值,且不同灌木邻近土壤养分含量随着土壤深度的增加而下降(P < 0.05)。不同灌木邻近土壤全氮含量随着载畜率增加而下降;冷蒿邻近有机碳含量在CK区最高,小叶锦鸡儿邻近速效磷含量在HG区最高,其余灌木邻近有机碳、速效磷含量在LG区最高。灌木种群数量特征与土壤养分的关系为:土壤有机碳与冷蒿和驼绒藜的高度、盖度、地上生物量呈正相关,土壤速效磷与木地肤高度、地上生物量呈显著负相关。因此,载畜率均会对灌木植物种群的数量特征值及其邻近土壤养分含量产生影响。

    • 魏书蒙, 陈详腾, 赵光宇, 董玉红, 焦如珍

      DOI: 10.5846/stxb202309111951

      Abstract:

      研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化。在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(MMC)。测定0—20、20—40、40—60 cm土壤化学性质和水解酶活性,分析土壤化学性质与水解酶间的关系。不同林分土壤有机质、有效磷和速效钾均随土层深度增加而降低。0—20 cm土层,改造林pH、有机质和有效磷显著增加,其中有机质分别提高22.52%与21.04%,有效磷分别提高5.9%与9.57%。20—40 cm土层,改造林有机质显著增加,有效磷、速效钾含量无显著差异。不同林分对养分全量的影响不一。40—60 cm土层,改造林与杉木纯林在有机质、全氮、全钾、速效钾含量有显著差异。不同林分土壤N: P均低于我国亚热带区域土壤N: P,土壤有效P元素缺乏;改造林土壤C :N、C: P均高于杉木纯林。杉木-闽楠改造林土壤纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)酶活性相比杉木纯林显著降低;土壤β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP),杉木-刨花楠改造林较杉木纯林显著增加。相关性分析表明,不同林分土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、土壤酶活性之间存在显著关系。[结论]杉木纯林间伐后近自然改造有助于土壤养分积累,改善杉木人工林土壤质量,提高杉木胸径、材积,减缓单一树种种植带来的土壤肥力下降等问题。

    • 土壤生态专栏
    • 温辉辉, 张慧玲, 彭艳, 彭清清, 邱丹妮, 吴福忠

      DOI: 10.5846/stxb202310122203

      Abstract:

      受人类活动干扰的增加,亚热带森林频繁转换为次生林和人工林,可能显著影响土壤无脊椎动物群落结构及其生态功能,但当前的认识并不一致。因此,于2022年7月调查了亚热带天然常绿阔叶林转换为次生林、米槠人工林、杉木人工林后土壤无脊椎动物群落结构特征。共捕获土壤无脊椎动物686只,丰度为28118只·m-2,隶属2门8纲16目63科,蚁科、原?科为优势类群。森林转换改变了土壤无脊椎动物丰度、分类学类群数和多样性指数。天然林向次生林、米槠人工林和杉木人工林转换后,土壤无脊椎动物丰度和类群均明显降低,其中大型土壤无脊椎动物丰度的响应更为敏感,显著降低了16%、34%、38%。尽管林型转换对土壤无脊椎动物群落多样性指数无显著影响,但改变了土壤无脊椎动物群落结构组成,其中天然林与杉木人工林群落结构极不相似(J<0.25),等节?科为杉木人工林优势类群占比59.84%。冗余分析表明,土壤湿度、凋落物现存量和凋落物磷含量为显著性变量,对土壤无脊椎动物群落的解释率为66.6%,是影响土壤无脊椎动物群落的主要因子。可见,林型转换可能通过改变土壤理化性质和凋落物质量,调控土壤无脊椎动物群落结构。

    • 研究论文
    • 许宏斌, 苏艳龙, 张雷, 刘红梅, 刘丽英, 杨溢文, 李琳

      DOI: 10.5846/stxb202211303463

      Abstract:

      围封是修复退化草原生态系统的主要措施之一,科学与优化围封方式是目前草地资源管理中急需解决的科学问题。以内蒙古围栏封育10年和未围封的荒漠草原为研究对象,分析围封和未围封对内蒙古荒漠草原群落物种多样性和优势种空间分布格局的影响,旨在为荒漠草原的恢复与重建提供科学依据。结果显示:(1)围封10年显著提高了荒漠草原的植被盖度、密度、高度和地上生物量;(2)围封10年对Margalef多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson丰富度指数和Pielou均匀度指数无显著影响,但围封均低于未围封样地;(3)围封10年对优势种短花针茅(Stipa breviflora)及糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的空间分布格局有较为显著的影响,与未围封相比围封后糙隐子草的分布格局变得单一,短花针茅分布格局变得多样。总体看来,围封10年后,荒漠草原群落物种组成、物种优势度和优势种的空间分布格局均发生一定程度变化,反映出围封后草地生态系统中植物适应其生存环境的策略,围封方式应根据立地条件,科学制定围封年限以达到较好的生态恢复效果。

    • 许佳宁, 李玲玉, 谢文霞, 张嘉乐, 丁文超

      DOI: 10.5846/stxb202308301871

      Abstract:

      氯仿(CHCl3)和溴仿(CHBr3)是两种重要的挥发性卤代烃(Volatile halohydrocarbon,VHCs),可通过光化学作用,引起臭氧层破坏和温室效应,影响全球气候变化。本文以黄河三角洲湿地的优势物种—盐地碱蓬(Suaeda glauca)为研究对象,采用室内盆栽培养来探究不同浓度氮输入水平(CK,对照,6.0 g N·m-2·a-1;1.5N0,低氮处理,9.0 g N·m-2·a-1;3.0N0,高氮处理,18.0 g N·m-2·a-1)对盐地碱蓬以及盆栽微生态系统CHCl3、CHBr3通量特征的影响。结果表明,不同氮梯度下盐地碱蓬CHCl3和CHBr3排放通量均呈现出先降后升的趋势,低浓度1.5N0下可以促进盐地碱蓬CHCl3的释放,高浓度3.0N0则抑制;盐地碱蓬CHCl3、CHBr3气体通量的峰值分别出现在枯萎期与苗期,其主要原因是不同氮梯度刺激了气体消耗与产生之间的平衡以及植物各生长期生长因子的改变。由相关性分析可知,盐地碱蓬CHCl3排放通量受多种因子相互作用,植物根长与CHBr3排放之间存在显著相关性,根部越长,CHBr3的排放通量越低。不同氮梯度下盆栽微生态系统内CHCl3、CHBr3排放通量的变化趋势不同,CHCl3通量为先升后降,CHBr3为先降后升,气体通量的最高值与最低值出现在植物不同生长时期,盆栽微生态系统气体排放通量主要受土壤NH4+-N、NO3--N、以及植物凋落物等交互作用的影响。

    • 杨立言, 陈万旭, 曾杰, 王官政, 原晋涛

      DOI: 10.5846/stxb202301280140

      Abstract:

      作为我国最大的流域,长江流域城镇化对生境质量的影响呈现出明显的沿江梯度差异。揭示城镇化对生境质量影响的梯度差异对长江大保护以及生境修复差异化管控措施的制定具有重要意义。然而,城镇化对生境质量影响的沿江梯度差异规律仍然不清楚。基于此,本研究沿长江建立了三个缓冲梯度,并基于多源数据,借助一系列动态分布和空间回归分析方法分析了2000年、2010年和2020年城镇化对生境质量影响的梯度差异规律。结果表明:(1)长江流域的生境质量沿缓冲梯度先减少后增加,且在不同梯度区间内均随时间发生恶化,而城镇化水平沿缓冲梯度不断降低,但在不同梯度区间随时间发生了剧烈增长;(2)不同梯度区间生境质量的区域内差异以及区域间差异均不断增加,超变密度是区域差异的主要来源,且不同梯度区间生境质量的转移趋势也具有较大差异;(3)城镇化水平与生境质量以负相关为主,且城镇化对生境质量的负向影响沿着缓冲梯度不断增强,但随时间均有所减弱。针对长江流域地区的生境治理,应当充分考虑生境质量及其影响因素的梯度差异,以支持差异化生境保护政策与措施的制定与实施。

    • 脆弱生态系统保护与修复专栏
    • 张百婷, 李宗省, 冯起, 陆志翔, 张百娟, 程文举

      DOI: 10.5846/stxb202211023130

      Abstract:

      祁连山生态环境保护是建设我国西部生态安全屏障的关键环节,而核算祁连山生态系统服务价值是制定合理有效的生态环境保护措施的有力依据。然而受气候变化和人类活动的共同影响,祁连山地区生态环境问题依旧突出,亟需对该地区生态系统服务价值开展研究以服务后期生态环境建设。基于此目的,使用1990—2020年祁连山地区土地利用数据,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵揭示该地区土地利用变化规律。并使用生态系统服务价值评估模型测算了祁连山地区生态系统服务价值,探究了其动态变化过程,并明确了各土地利用类型与生态系统服务价值变化之间的内在联系。结果表明:(1)1990—2020年,草地和荒漠是祁连山地区最主要的土地利用类型,单一土地利用动态度分别为水域>湿地>耕地>荒漠>草地>林地。草地和耕地以及草地和荒漠相互转化成为该地区最主要的土地利用变化特征;(2)祁连山地区生态系统服务价值呈持续增加趋势,由1990年的7231.36亿元增加至2020年的7836.07亿元,在空间上呈现出东高西低的变化趋势。生态系统服务价值构成主体主要为水域、草地和林地,单项生态系统服务价值以水文调节和气候调节为主,反映了调节服务是祁连山地区生态系统的主要功能;(3)水域、草地和湿地这3种土地利用类型是近30年祁连山地区生态系统服务价值变化的主要贡献因子。1990—2020年,祁连山地区生态系统服务价值对土地利用的敏感性总体呈增加态势(1.48% — 7.91%),土地利用变化对该地区生态系统服务价值的影响逐步增强。本研究系统揭示了过去30年祁连山地区生态系统服务功价值的演变及其与土地利用变化的内在联系,重点阐释了水域、草地、林地和湿地对该地区生态系统服务价值和生态环境保护的重要性,可为祁连山地区生态产品价值实现及生态保护管理等提供基础科技支撑。

    • 生态系统服务专题
    • 张爽, 高启晨, 张戎, 宋晨珲, 栗忠飞

      DOI: 10.5846/stxb202309111948

      Abstract:

      湖泊湿地是地球上缓解全球变暖的巨大碳汇系统。在气候变化背景下,随着温度、降水等格局的改变,其碳汇功能存在高度的响应过程。本研究基于135篇文献已发表的557项观测数据,运用meta分析的方法,分析全球尺度上气候及地理因素的相互作用对湖泊有机碳组分的影响,包括湖泊沉积物有机碳(Sediment Organic Carbon)、湖水中总有机碳(Total Organic Carbon)、湖水溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon)。结果显示:1)在纬度3°49"N—76°24"N和海拔0—4500m范围内,SOC、TOC、POC和DOC的变化范围分别为0.25—15.6 g C/Kg、1.9—25.11mg C/L、0.026—24mg C/L、1—115.4mg C/L;2)地理因素中,海拔与TOC呈显著的负相关(P<0.05),每升高1m,TOC 增加0.0077 mg/L;纬度与POC呈显著负相关,与DOC呈显著正相关(P<0.05),每增加1°,POC减少0.136 mg/L,DOC增加1.18 mg/L;3)气候因素中,年均温与SOC和POC呈显著的正相关,与DOC呈显著负相关(P<0.05),每升高1℃,SOC和POC增加0.079 g/kg、0.36 mg/L,DOC下降1.52 mg/L;年均降水量与POC呈显著正相关,与DOC呈显著负相关(P<0.05),每增加100mm,POC增加0.87 mg/L,DOC减少3 mg/L;4)气候和地理因素对SOC、TOC、POC、DOC综合影响的贡献度分别达到16.1%、14%、90%、61.6%;5)最热季度的降水对SOC的影响成正相关,其他季节性气候参数对湖水中TOC和SOC均无显著性影响;最冷季的降水因素是影响POC的主要因素,最潮湿月份、最潮湿季节的降水量和最冷季度的平均温度与POC呈显著正相关关系;最干燥月份、最干旱地区、最热季度和最冷季度的降水量对DOC的影响最显著。

    • 研究论文
    • 张四虎, 艾鷖, 田黎明, 泽让东科

      DOI: 10.5846/stxb202308111732

      Abstract:

      由于气候变化与人类活动的共同作用,青藏高原草地不断退化,草畜矛盾日趋严重,限制着高原畜牧业的可持续发展。夏季补饲可以加快牦牛生产速率、降低存栏率,减小草地放牧压力,是实现草地可持续发展的重要措施之一,但夏季补饲如何影响草地生态系统功能仍不明晰。本研究以高寒草甸为研究对象,以牦牛为放牧实验家畜,设置夏季补饲放牧、传统放牧(重度放牧)和禁牧等处理进行长期野外定点控制实验,探究夏季补饲对草地生态系统功能的影响。研究结果表明:夏季补饲减缓传统放牧降低植物群落 α多样性的趋势,由于补饲行为降低了牦牛活动频率,植物向地下分配更多的能量;夏季补饲与传统放牧均降低了植物群落生物量;传统放牧表层土壤pH 和硝态氮均显著小于禁牧,但夏季补饲减弱了这些变化;夏季补饲显著降低了20-30 cm土层有机碳;夏季补饲增加了土壤表层磷含量。本研究表明夏季补饲放牧可能具有降低传统放牧压力的潜力,为青藏高原高寒草甸可持续利用与放牧管理提供理论参考。

    • 张之钰, 武海涛

      DOI: 10.5846/stxb202306061191

      Abstract:

      摘要:微塑料因在土壤环境中广泛存在及其潜在的生态风险而受到越来越多的关注。微塑料的赋存会改变土壤理化性质,并对土壤微生物群落及其驱动的生物地球化学过程产生影响,而相关研究尚处于起步阶段。可生物降解塑料作为传统塑料的替代品,越来越多地应用于农业活动,并释放到土壤中。然而,可生物降解微塑料对土壤微生物特性产生影响的研究鲜有报道。基于此,本试验以我国三江平原水稻田土壤为研究对象,选取了2种常见的微塑料为试验材料,分别为传统型微塑料聚丙烯(Polypropylene,PP)和可降解微塑料聚乳酸(Polylactic acid,PLA),进行了为期41天的微宇宙培养实验,旨在分析不同浓度与类型的微塑料对土壤可溶性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)含量及官能团特征、温室气体排放以及微生物群落结构的差异性影响。结果表明,传统型微塑料PP与可降解微塑料PLA添加均对土壤理化性质与微生物群落产生显著影响。其中,微塑料添加大体上增加了土壤DOC含量,PLA的促进作用较为明显,且增加含量与微塑料添加量呈正相关;PP和PLA均影响土壤DOC分子结构,削弱了土壤团聚化程度并促进了大分子量DOC化合物的生成;微塑料的添加促进土壤CH4排放,而有效抑制了土壤CO2排放;微塑料显著改变了土壤细菌和真菌群落的丰富度与多样性。相关分析结果表明,土壤CO2累计排放量与芳香族化合物结构及疏水性等官能团特征、变形菌门(Proteobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)均呈显著正相关关系。以上结果表明,微塑料添加改变了土壤DOC含量及官能团特征与微生物环境,进而影响土壤温室气体排放。本研究为今后微塑料对土壤地球化学和微生物特性的影响研究提供了科学的思路,同时也有助于评估微塑料对土壤生态系统的生态风险。

    • 生态系统服务专题
    • 赵午冬, 李旭谱, 张立伟, 彭立娴, 刘煜, 王壮壮, 焦磊, 王浩

      DOI: 10.5846/stxb202307191550

      Abstract:

      全球范围内频发的重大公共卫生安全事件可以改变城市居民的生活方式,并对居民福祉造成损害。为了探究居民对城市绿地类型及其生态系统服务的需求变化,以期使城市居民在重大公共卫生事件发生时更好地从城市绿地中获益。本文主要运用问卷调查数据,使用Kruskal-Wallis检验、聚类分析和空间自相关分析等方法对新冠疫情(COVID-19)发生的前、中、后三个时期城市居民对城市绿地类型及其生态系统服务需求偏好的时空演变特征进行了分析。结果显示:①随着时间演变,居民对同时期内同种类型的城市绿地以及生态系统服务的需求差异变小。在前期和中期,居民需求最强烈的绿地类型分别是附属绿地、公园绿地;需求最不强烈的绿地类型都是区域绿地。在前期,居民对生态系统服务的需求普遍较为强烈,前期和中期居民需求最强烈的生态系统服务分别是美化城市和放松身心两种类型。在后期,居民需求最强烈和最小的城市绿地类型分别是附属绿地和公园绿地。②居民对于城市绿地类型的需求在这三个时期的空间演变程度要大于对生态系统服务需求的空间演变程度。③居民对于城市绿地及其生态系统服务需求的空间异质性较强,大多呈随机分布格局,只有对后期的四种绿地类型的需求呈聚集分布,主要分布在京津冀地区、内蒙古省、山西省、山东省。研究结果旨在为未来的重大公共卫生事件影响下的城市绿地规划和生态系统服务的可持续利用提供科学支撑,以期更好地保障城市居民生活福祉。

    • 东喜玛拉雅地区生物多样性保护与可持续管理
    • 左玲丽, 刘国华, 赵俊彦, 李佳佳, 郑舒元, 王俊晨, 苏旭坤

      DOI: 10.5846/stxb202310082164

      Abstract:

      可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)的实现往往会因为生态保护或人类福祉之间可能存在的权衡关系而受到阻碍。将生态系统服务(Ecosystem services,ESs)纳入到可持续发展目标的决策中能够避免各方利益的冲突,促进SDGs的实现。然而,在生态环境脆弱的山区,ESs对SDGs的贡献分析仍然不足。本文以川西地区为研究区,对2000—2020年11个可持续发展目标进行了量化,利用生态系统服务和权衡的综合评估(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)模型和定量指标法估算了碳固存、土壤保持和食物生产三种重要生态系统服务,并使用空间面板数据模型研究ESs对SDGs的影响及其空间溢出效应。结果表明:(1)可持续发展目标水平整体提升,但SDG1(无贫穷)和SDG3(良好健康和人类福祉)表现较差,分值低于5分。从空间上看,与环境相关的SDGs在川西北高原表现更好,与社会经济相关的SDGs在川西东部和川西南山地地区表现更好。(2)川西地区碳固存和食物生产服务呈现线性增长趋势,土壤保持服务呈现波动增长趋势,分别增长了0.23×108t、8.93×105t和1.23×108t。(3)与土壤保持和食物生产相比,碳固存对SDGs表现出更强烈的直接影响和空间溢出效应。其中县域碳固存对本县域和邻近县域的SDG11(可持续城市和社区)和SDG1具有显著的促进作用,对SDG2(零饥饿)呈现显著负向影响。研究结果可为区域联合管理提供科学依据,推动可持续发展目标的实现。

    • 研究论文
    • 汤良, 胡希军, 罗紫薇, 韦宝婧, 王烨梓, 张亚丽, 邵润钰, 陈存友

      DOI: 10.5846/stxb202307181532

      Abstract:

      协调生态建设与城镇化是实现区域可持续发展的保证,对科学引导城镇化并实现高质量发展具有重大意义。为探究我国中部地区生态环境脆弱程度与城镇化水平整体进程之间的关系,以湖南省为例,各县区为评价单元,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型(SRP)构建生态脆弱性评价指标体系,通过人口-经济-社会-空间模型(PESS)构建城镇化水平评价指标体系,通过耦合协调度模型(CCDM)多维度测算湖南省2000—2020年生态脆弱性和城镇化水平的空间耦合关系,并运用双变量空间自相关、时空地理加权回归模型(GTWR)探究其交互影响效应。结果表明:(1)研究期间,湖南省生态脆弱程度呈先加重后减轻的趋势,以长株潭为核心重度脆弱区,向南北方向扩散,形成南北地区脆弱程度高、中西部生态脆弱程度低的格局;(2)城镇化水平差异较大,总体呈现上升的趋势,高水平城镇化区域从2000年“以各地级市行政中心向外发散”的散点式布局,到2020形成“以长株潭为核心高值区,东部整体较高,西部偏低”的空间分布格局;(3)湖南省严重失调区县明显减少,基本协调区县明显增加的趋势,且城镇化水平是制约湖南省生态环境与城镇化均衡高质量发展的主要因素。(4)交互作用结果表明,城镇化发展导致地区生态脆弱程度加深,而地区生态状况又反向制约城镇化水平可持续、高质量发展。研究表明,湖南省需着力推进生态环境建设和城镇化水平的健康发展,缓解城镇化发展和生态环境的矛盾,以期实现区域城镇化与生态协同发展。

    • 生态治理与恢复应用研究
    • 孟庆辉, 夏志强, 单云芳, 李俊芳, 胡华刚, 肖璇, 白加德, 钟震宇, 孟秀祥, 张付贤, 柏超, 张成林

      DOI: 10.5846/stxb202307051442

      Abstract:

      麋鹿(Elaphurus davidianus)冬至解角,光周期可影响鹿角脱落和新茸再生,幼龄阶段持续的光照时长变化对麋鹿角生长及发情期繁殖的溢出效应尚未见相关报道。本文依托北京麋鹿苑(2018年4月5日—4月20日)出生的同父异母雄性麋鹿12头,与2021年11月-2023年3月实验期间,依次进行不同光照处理:对照组(自然光照)、缩短光照2h、延长光照3h、延长光照6h;监测光照时长对麋鹿解角周期的持续影响及新茸再生速度的调控,并分析其与脱落的麋鹿角横切面参数因子的关系,持续追踪生茸期光照时长对角影响造成的发情期等级序位改变及打斗、交配、繁殖绩效等的相应关系。结果显示:持续缩短光照2h(6L:18D)使麋鹿脱角日期较对照组(8L:16D)提前8.5d;延长光照3h(10L:14D)、6h(12L:12D),使脱角日期较对照组(8L:16D)分别推迟10.5d、13.5d。角增长的长度随光照时间延长而逐渐增加,其中延长光照3h(10L:14D)使角长度较对照组(8L:16D)增长5.47cm(P<0.01,n=6),重量较对照组(8L:16D)平均增加18.64g(P<0.01,n=6),延长光照6h(12L:12D)使角长度较对照组(8L:16D)增长10.43cm(P<0.01,n=6), 重量较对照组(8L:16D)平均增加44.31g(P<0.01,n=6);缩短光照2h(6L:18D)使角长度较对照组(8L:16D)缩短2.93cm(P<0.01,n=3),重量较对照组(8L:16D)平均减轻9.81g(P<0.01,n=3)。延长光照对麋鹿角切片重量的影响差异极显著(P<0.01,n=6),延长光照3h(10L:14D)、6h(12L:12D)使切片重量较对照组(8L:16D)分别增加0.1200±0.0318g/片、0.3133±0.0618g/片;缩短光照2h组(6L:18D)切片重量较对照组(8L:16D)减轻0.1230±0.0561g/片。幼龄期延长光照可明显增加成年雄性麋鹿的交配机会和爬跨时长,增加发情持续天数、累积持续时间,增加查验母鹿发情、维护领地和圈群次数,提高交配成功率。综上所述,麋鹿旧角脱落与光照长短之间密切相关,幼龄持续光照时长变化对成年麋鹿角脱落日期及繁殖产生了溢出效应,机理仍需进一步研究,结果可为今后开展不同光照对麋鹿旧角脱落及新茸再生多样化的分子调控机制研究提供理论支撑,可指导鹿科动物鹿茸产量提高、育种、保护与可持续发展。

    • 研究论文
    • 王鹏, 李乐, 李楠, 高志强, 何友均, 谢和生, 韩东阳

      DOI: 10.5846/stxb202306061197

      Abstract:

      探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知,并在此基础上,利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价。结果表明:(1)居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高,具有一定趋同性;而游客则对保健服务认知程度最高(2.44),这与其旅行目的相关。居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理(1.89)、民俗文化普及(2.12)、精神崇拜(1.86)服务。(2)在重要性方面,3类主体均认为人文关怀服务>自然体验服务>社会服务,在具体指标层面,居民最看重民俗文化普及服务(0.1355)、管理人员和游客最看重精神崇拜服务。(3)3类主体对CES认知评价排序为管理人员(4.24)>游客(4.11)>居民(3.99),管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者,体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用。(4)CES认知的权衡关系主要体现在管理人员,居民与游客的CES认知为协同关系。协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知。CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关,研究结果将为国家公园政策制定提供参考。

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    2024年第44卷第9期
      研究论文
    • 王钰祺,任玉蓉,廖安邦,董倩,刘茂松

      2023,43(6):2336-2347, 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,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。

    • 景观、区域和全球生态
    • 李亦秋, 鲁春霞, 邓欧, 刘艺

      2014,34(11):3081-3089, DOI: 10.5846/stxb201303270536

      Abstract:

      流域生态敏感性是流域生态系统遇到干扰时产生生态失衡与生态环境问题的难易程度和可能性大小,生物多样性是其影响最为重要的生态因子。主要考虑物种丰富度、珍稀程度、濒危程度、保护等级和生态系统类型等生物多样性敏感因子,借助GIS强大的空间数据采集和建模分析能力,在专家打分求取敏感因子权重基础上,通过空间模型计算生物多样性敏感度综合得分。基于二级流域综合得分最大值,采用ARCGIS自然间断点法实现敏感度分区,结果表明:极敏感区域主要分布在长江区的岷沱江、金沙江石鼓以下、金沙江石鼓以上、宜宾至宜昌、嘉陵江流域,珠江区的郁江、红柳河和西江流域,西南诸河区的澜沧江、红河和怒江及伊洛瓦底江流域,黄河区的龙羊峡以上流域等,这些区域水生生物特有种和受威胁物种丰度大,国家级自然保护区密集,是陆地生物多样性最丰富的地区。不敏感区域主要分布在松花江区除第二松花江以外流域,西北诸河区的塔里木盆地荒漠、古尔班通古特荒漠、中亚西亚内陆河、塔里木河干流等荒漠区,松花江区低温高寒,具有大森林、大草原、大湿地、大农田和大水域的特点,库坝工程对其生物多样性产生影响的可能性较小,西北诸河的荒漠区生境严酷,生物多样性贫乏,也不具备修建大型水库的条件,生物多样性敏感度也较低。其它区域介于二者之间,因其所处的生态系统类型、物种丰富度、珍稀程度、濒危程度和保护等级不一样,生物多样性敏感度各异。对流域库坝工程产生的生物多样性敏感度进行辨识,可为未来流域水资源合理和适度开发提供科学依据。

    • 脆弱生态系统保护与修复专栏
    • 袁换欢,王智,徐网谷,游广永,张建亮

      2022,42(18):7321-7335, DOI: 10.5846/stxb202107131882

      Abstract:

      东北大兴安岭林草交错区对气候变化和人类活动高度敏感是我国重要的生态脆弱区,研究表征生态环境变化的植被指数时空变化及驱动因子是制定政策、改善生态环境的理论基础。基于此,利用遥感区域分析和地面实证分析对大兴安岭林草交错区的植被变化趋势及影响因子进行分析,并通过重要性指标定量阐述环境因子和人类活动因子影响的相对重要性。结果表明:1982-2015年的植被呈退化趋势(-0.02/10a),最低温度、平均温度和最高温度均呈增温趋势分别为0.13℃/10a、0.16℃/10a和0.20℃/10a,而年平均降水量呈下降趋势(-16.3 mm/10a)。植被NDVI随云量的增加而降低(R=-0.21),并且显著负相关占总面积的24.98%。NDVI随最低温度、平均温度和最高温度的增加而增加(RTMN=0.01、RTMN=0.02和RTMN=0.04)。潜在蒸散对NDVI的影响存在差异,降水量在200-400 mm NDVI与潜在蒸散显著负相关(占总面积18.60%),400 mm以上显著正相关且占总面积16.01%。降水量与NDVI正相关(R=0.03),其中显著正相关占总面积的19.55%,显著负相关仅占总面积的5.31%。降水量是陈巴尔虎旗、新巴尔虎左旗以及鄂温克族自治区西部植被(草地)的主导影响因子,云分量是东部林地的主导影响因子。此外,实证分析结果表明人类活动因子(家畜密度和开垦面积)对NDVI的解释率高于温度和降水,并且人类活动的平均重要性指标(VIP人类活动因子=2.48)高于气候因子(VIP气候因子=0.80),气候因子中的降水解释率和重要性均高于温度。因此,气候变暖背景下,东北林草交错区气候呈变暖变干旱趋势,而人类活动因子对植被的影响作用不容忽视,合理调控农牧业是改善林草交错区植被生态系统稳定可持续的重要途径。

    • 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。

    • 研究简报
    • 徐卫华, 罗翀, 欧阳志云*, 张路

      2010,30(6):1648-1654, DOI:

      Abstract:

      自然保护区群的构建对于优化我国自然保护区空间布局、提高自然保护区的保护效果具有重要意义。以大熊猫为主要研究对象,以秦岭山系为研究区域,以生境评价与通达性分析为主要研究方法,探讨了自然保护区群合理布局与功能区优化的程序、内容与方法。研究表明,目前秦岭山系已建与筹建的大熊猫自然保护区17个,自然保护区群初步形成,保护了50%的大熊猫生境,但东部的3个自然保护区尚未全部相连,且整个自然保护区核心区被隔离为20部分,大大影响了自然保护区效果的发挥。为优化自然保护区的布局,建议新建湑水河与锦鸡梁两个自然保护区,以大熊猫居群为基本单位将核心区调整为4个,并且通过3个连接区的建设加强各大熊猫居群的连通性,以促进大熊猫种群间的交流与迁徙。研究结果可为秦岭山系自然保护区建设提供思路与依据,对其它地区自然保护区群的建立及全国自然保护区网络的优化也具有借鉴意义。

    • 福建长汀水土保持专题
    • 黄绍霖, 徐涵秋, 林娜, 曾宏达, 刘智才, 陈文惠, 王琳, 杨冉冉

      2013,33(10):2992-3001, DOI: 10.5846/stxb201201160097

      Abstract:

      全球气候的变化已使得人类日益关注森林生态系统的碳储量变化。以福建省长汀县河田盆地为例,开展马尾松林碳储量估算模型的研究。通过2010年的野外样地调查获得了马尾松林的实测数据,并将其与同年的ALOS遥感影像对应样地的植被光谱信息进行比较。通过研究5种遥感植被指数与马尾松林碳储量之间的相关关系,从中选取了基于归一化植被指数(NDVI)的研究区最佳马尾松林碳储量反演模型。精度分析表明,该模型平均相对误差为-1.95%,均方根误差为3.01 t/hm2,因此可以有效地用于反演研究区的马尾松林碳储量。利用该模型反演出河田盆地2010年马尾松林的总碳储量为114.58×104 t,碳密度为34.92 t/hm2

    • 研究论文
    • 聂建亮, 武建军, 杨曦, 刘明, 张洁, 周磊

      2011,31(17):4961-4969, DOI:

      Abstract:

      地表温度(Land Surface Temperature, LST)在空间上和时间上均存在很大的差异性。而通过卫星遥感技术来监测地表温度存在着空间分辨率和时间分辨率上的矛盾:空间分辨率高的卫星时间分辨率低,反之亦然。为了解决这个矛盾,首先利用TsHARP (An algorithm for sharpening thermal imagery)温度降尺度方法将LSTMODIS,1km(1km MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)地表温度)图像(2004年9月9日上午)降尺度为LSTMODIS,500m(500m MODIS地表温度)图像。为了对降尺度LSTMODIS,500m图像进行验证,对研究区内同一天(2004年9月9日上午)的ETM图像的第6波段的辐亮度值升尺度到500m后,再利用Sobrino ETM(Enhanced Thematic Mapper)温度反演方法反演得到LSTETM,500m(500m ETM地表温度)图像,将LSTETM,500m图像作为当日地表温度的实测值,对降尺度LSTMODIS,500m图像的降尺度效果进行验证。对比结果表明降尺度LSTMODIS,500m图像更加精细刻画LSTMODIS,1km图像在空间上的分布格局;定量对比3种降尺度LSTMODIS,500mLSTETM,500m的RMSE分别为0.786、1.002,0.754℃,降尺度结果达到预期效果。

    • 专论与综述
    • 王冉, 刘铁铮, 王恬

      2006,26(1):265-270, DOI:

      Abstract:

      抗生素被长期大量地用于人和动物的疾病治疗,并以亚治疗剂量添加于动物饲料长期用于动物疾病的预防和促进生长,大部分抗生素不能完全被机体吸收,而有高达85%以上抗生素以原形或代谢物形式经由病人和畜禽粪尿排入环境,经不同途径对土壤和水体造成污染。最近研究显示在城市废水和表面水中检测到了抗生素的存在。但关于抗生素在环境中的分布、迁移和稳定性等的研究资料很少。环境中的抗生素会对环境生态系统包括细菌、水生生物、土壤生物和植物等产生危害,并产生大量耐药菌,对人类健康构成威胁。为评估抗生素在环境中潜在的危害,就抗生素在环境中的分布、转归及对环境和人的危害等方面进行综述,并对今后的研究方向作了探索。 

    • 研究论文
    • 鲁蕾, 吴亦潇, 张维昊

      2017,37(18):5993-6004, DOI: 10.5846/stxb201606211215

      Abstract:

      城市小型湖泊具有对环境变化的高敏感性,其浮游植物群落特征和演替规律对湖泊生态系统的监测与管理有重要意义。本研究于2015年3-12月,对武汉市沙湖进行了生态和水质监测,共鉴定出藻类10门312种,绿藻、硅藻和蓝藻种类数占优。为探究富营养化城市小型湖泊浮游植物群落时空异质性及其演替驱动力,选取了4个多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Whittaker指数),并进行了多样性指数与环境因子的相关性分析、主成分分析和聚类分析,计算了优势种在监测时段的3个种间联结性指数和校正χ2检验系数。结果表明,夏秋季节浮游植物群落处于演替的稳定状态,环境因子驱动作用明显,其中离子浓度的影响大于温度的影响,钠、镁离子浓度为主要影响因素;蓝藻门和绿藻门优势种联结性较高,硅藻门优势种内部联结性较高而与其他门类相关性较低,从季节上看,夏秋季节的优势种种间联结性较高,春冬季优势种与其他时段优势种相关性低,可能为群落在冬春季不稳定的原因。

    • 问题与讨论
    • 杨晓晖, 张克斌, 赵云杰

      2001,21(3):474-480, DOI:

      Abstract:

      生物土壤结皮在荒漠化地区广为分布。从结皮的概念、结皮对生态系统和景观变化的影响 (包括水文循环、土壤侵蚀、土壤养分循环、维管植物的萌发和生长、动物多样性、景观异质性以及生态系统和景观变化监测和评价等 )以及生物土壤结皮对干扰的反应及其恢复机理等方面详细地论述了生物土壤结皮在荒漠化发生发展及其防治中所起的重要作用 ,并提出了今后生物土壤结皮研究的方向和着眼点。

    • 种群、群落和生态系统
    • 黄昆, 王绍强, 王辉民, 仪垂祥, 周蕾, 刘允芬, 石浩

      2013,33(17):5252-5265, DOI: 10.5846/stxb201205310793

      Abstract:

      涡度通量观测可直接获取陆地生态系统与大气之间CO2净交换量(NEE),但深入认识碳循环过程和校验生态系统模型需要不同时间尺度总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)等碳通量数据。利用中国陆地生态系统通量观测与研究网络(ChinaFLUX)中亚热带人工针叶林生态系统2003-2009年的涡度通量和气象观测数据,分析了两种NEE拆分方法对不同时间尺度GPP和Re评估的影响,结果表明:(1)两种拆分方法得到的生态系统碳通量组分(GPP和Re)的季节动态变化一致,都在生长季7、8月份达到峰值;(2)非线性回归模型拆分得到的全年Re和GPP相较于光响应曲线模型分别高出2%-28.6%和1.6%-23%,最大高出317.6 gC·m-2·a-1(2006年),逐月最大差值主要发生在8、9月份;(3)不同时间尺度上,两种方法拆分得到的GPP 和Re之间差值的环境响应因子不同。在广泛采用非线性回归模型进行拆分时,如果当月光合有效辐射接近到905 mol·m-2·月-1,月平均空气饱和水汽压差接近1.18 kPa时,需要考虑使用光响应曲线模型拆分该月通量,结合两种拆分方法以减小全年的误差。

    • 景观、区域和全球生态
    • 黄蕊, 徐利岗, 刘俊民

      2013,33(13):4078-4089, DOI: 10.5846/stxb201301050030

      Abstract:

      依据我国西北干旱区95个站点1951-2008年月平均气温资料,运用经验正交分解法(EOF)、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关检验法及气候趋势系数等方法剖析了西北干旱区气温场空间分布结构及多时间尺度下的变异规律和变化趋势。结果表明:西北干旱区气温存在3a、9a及准12a主周期;气温场空间分布以"相间复杂"型为主(对总体方差贡献为30.93%),基于此将西北干旱区划分为北疆子区、南疆子区、河西子区、青海子区及内蒙古子区。全区44.8%的年份气温属正常范围,15.5%年份异常偏暖,3.4%显著偏暖,13.8%年份偏冷,显著偏冷和异常偏冷年份均为8.6%。自90年代以来,西北干旱区开始增温,2001-2008年温度正距平值达6.9℃,正距平年数由80年代40%上升至100%。西北干旱区97.9%的地区呈现增温趋势,其中94.7%的地区通过信度0.01的显著性检验,96.8%的站点通过了0.05的显著性检验;增温幅度为0.02℃/10a-1.21℃/10a;并形成了北疆以富蕴(1.09℃/10a),南疆以喀什(0.22℃/10a),东疆以巴里坤(0.76℃/10a),柴达木盆地以小灶火(0.81℃/10a),河西地区以松山(0.08℃/10a),内蒙古西部以吉诃德(0.03℃/10a)为中心的增温区。

    • 研究简报
    • 李灿, 金道超, 柳琼友, 李子忠

      2007,27(8):3532-3535, DOI:

      Abstract:

      通过室内控制温湿度下的种群生态学研究,考察了梯度恒温17~32 ℃下,温度对药材甲实验种群存活、发育和繁殖的影响。结果表明,在实验温度范围内,幼虫发育历期随温度的升高而缩短,在17,20,23,26,29 ℃和32 ℃下,分别需要74.4,67.6,522,46,36.6 d和36.2 d;温度对卵孵化率、幼虫和蛹存活率、成虫单雌产卵量等参数的影响显著;药材甲种群卵量和种群增长指数均符合二次方程抛物线模型,种群下一代卵量的拟合方程为Npe =-6.338 t2 + 339.01t -3403.4, r=0.953**;种群增长指数拟合方程为Ipg =-0.070 t2 + 3.767 t-37.816, r=0.953**;净增殖率、内禀增长率、周期增长率、平均世代周期等参数与温度之间的关系均极显著相关。

    • 研究论文
    • 李从娟, 雷加强, 徐新文, 王永东, 范敬龙

      2012,32(15):4819-4826, DOI: 10.5846/stxb201107181069

      Abstract:

      为探明荒漠灌木个体周围土壤养分和盐分的空间分布及其成因,以荒漠灌木梭梭(Haloxylon ammodendron Bge.)为研究对象,对其周围土壤pH值,电导率,有机碳,全氮和有效磷的空间异质性以及树干径流的化学性质进行了研究。结果表明:树干周围出现显著的"肥岛"效应,且土壤有机碳,全氮和有效磷的"肥岛"作用范围发生在距主根大约20-40 cm以内。土壤pH值和电导率在主根周围25 cm以内的值却显著低于外围,而在离主根25 cm处出现了"盐岛",即在梭梭主根中心形成了一种高养分、低盐和低pH值的环境。树干径流和自然降雨化学性质的对比研究表明:除pH值和CO32-外,树干径流中其他化学离子的含量均显著高于自然降雨中的含量,说明这种高养分、低盐分的环境是由树干径流引起的,也就是树干径流带给土壤养分的同时将盐分带走。

    • 沈园, 谭立波, 单鹏, 曹慧明, 邓红兵

      2016,36(9):2732-2739, DOI: 10.5846/stxb201412042408

      Abstract:

      为防控松花江流域水污染风险、优化流域内沿江产业带布局,分析了松花江流域沿江企业潜在污染风险的大小和分布,并揭示导致不同区域间水环境潜在污染风险空间差异的原因。基于《2012年废水国家重点监控企业名单》,本研究将沿松花江(到三级支流)1km范围内的45家重点废水产生企业识别为松花江流域水环境潜在污染风险源。以沿江企业和重点区域的废水产生量与对应河段的水质状况表征水环境潜在污染风险源强弱与流域水体对潜在污染风险的缓冲能力,并以区域总人口数、第二产业产值及珍稀濒危物种分布情况反映流域社会-经济-自然复合生态系统对潜在污染风险的敏感程度开展评价。结果表明:牡丹江市辖区(牡丹江中游河段)因潜在污染风险源强、水体对潜在污染风险的缓冲能力低且自然生态系统对潜在污染风险的敏感程度高,是松花江流域受沿江企业产生的水环境潜在污染风险最严重的地区;长春市辖区(饮马河、伊通河部分河段)、伊春市辖区(汤旺河全部河段)与敦化市(海浪河全部河段、牡丹江部分河段)由于较低的水体缓冲能力和较高的生态系统敏感程度,应加强水环境潜在污染风险的防治;污染风险源强的吉林市辖区(西流松花江部分河段)与七台河市辖区(倭肯河部分河段),须提高本区域对潜在污染的风险管理能力以降低污染事故发生的可能性。最后,针对不同行业类型、区域潜在污染特点与水污染风险特征,从加快污水处理研究、评估污染治理经济手段、建立产业准入机制及完善污染防治立法等多方面提出流域水环境污染风险管控的相关建议。

    • 姜胜, 黄长江, 陈善文, 周凯, 董巧香

      2002,22(6):828-840, DOI:

      Abstract:

      20 0 0年 7月至 2 0 0 0 1年 7月的周年调查结果表明 ,粤东柘林湾浮游动物有桡足类 2 9属 5 7种 ,枝角类 3属 3种 ,及端足类、磷虾、糠虾、多毛类、毛颚类、被囊类、水母和各种浮游幼体。其中 ,强额拟哲水蚤 Paracalanuscrassirostris、短角长腹剑水蚤 Oithona brevicornis和鸟喙尖头 Penilia avirostris为优势种 ,合计占浮游动物总个体数的 6 2 .7%。浮游动物的种类数、生物量和总个体数都表现为湾外大于湾内的平面分布格局 ,周年变化基本上为单峰型 ,高峰期位于 6~ 1 0月份 ,最低谷位于冬季 1月份。因此 ,总个体数与水温成显著正相关关系。柘林湾是一个浮游动物相对丰富的海湾 ,年均生物量为 1 1 5 .7mg· dw / m3 ,总个体数达 6 .8× 1 0 3 ind/ m3 ,但群落结构的小型化趋势比较明显。回归分析结果表明 ,浮游动物总个体数与浮游植物密度成显著正相关关系。

    • 张舒怡, 何雪宝, 王建军, 林和山, 黄雅琴, 林俊辉, 牟剑锋, 刘坤, 郑成兴

      2017,37(18):5961-5972, DOI: 10.5846/stxb201607011353

      Abstract:

      2013年8月、2013年10月、2014年1月和2014年4月分别在洛阳河口潮间带选取5种生境(红树林区Q1,Q2,Q3;光滩Q4,林缘光滩Q5)开展调查,以探讨不同生境间甲壳动物群落结构及功能群差异和影响因素。调查共获得甲壳动物18科35种,优势种和重要种有弧边招潮(Uca arcuata)、薄片蜾蠃蜚(Sinocorophium lamellatum)、宁波泥蟹 (Ilyoplax ningpoensis)和秀丽长方蟹(Metaplax elegans),以穴居型植食者为主;不同生境间优势种存在明显变化,游泳型甲壳动物主要出现在生境Q1、Q2和Q3。洛阳江红树林生境Q1、Q2、Q3底栖甲壳动物物种多样性和功能群复杂性高于林缘光滩和光滩生境,而生物量和栖息密度则相反。通过对5种不同生境的物种数、生物量、密度、功能群、物种多样性指数进行生境-季节间双因素方差分析发现,不同生境间与季节间甲壳动物物种数、栖息密度、功能群、均匀度指数与多样性指数存在显著差异;生物量在生境间差异不显著,丰富度指数在季节间差异不显著;生境Q1、Q2和Q3差异不显著。而底栖甲壳动物群落相似性和非度量多维度标序(nMDS)分析表明林缘光滩Q5的甲壳动物群落结构与Q1、Q2、Q3的相似度高,与光滩生境相似度较低,这可能是因为红树林、林缘光滩、光滩三者生境的复杂程度、食物丰富程度和食物来源存在差异有关。综合分析表明生境复杂程度与季节是影响洛阳河口潮间带大型底栖甲壳动物分布的主要因素。

    • 陈万旭,赵雪莲,钟明星,李江风,曾杰

      2022,42(1):138-149, DOI: 10.5846/stxb202012093142

      Abstract:

      城市群地区生态系统健康状况关乎城市群的可持续发展,科学测度城市群地区生态系统健康水平对城市群地区生态系统健康宏观调控政策制定具有重要的实践意义,然而当前生态系统健康评价仍存在不足之处。生态系统服务是反映生态系统健康状况的重要组成部分,如何把生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,成为了当前研究讨论的热点话题。拟把基于InVEST模型评估的生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,构建了基于"生态系统活力-生态系统组织力-生态系统弹性-生态系统服务"的评估框架,结合多源数据对1995-2015年长江中游城市群生态系统健康水平时空特征进行测度。结果显示:(1)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康状况总体有所恶化,恶化区域主要分布在城市群的核心地区;(2)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康存在显著的空间依赖性,生态系统健康高值区主要分布在周边山区以及中部的罗霄山脉,生态系统健康低值区主要分布