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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2026,46(5):2197-2213, DOI: 10.20103/j.stxb.202506121487
Abstract:
土地自然类型调查与制图是自然资源管理的基础,但当前仍较缺乏大比例尺制图和高精度自动分类方法,难以满足精细化管理需求。旨在融合野外调查与机器学习,建立高精度土地自然类型分类新方法,并在自然地理差异显著的新疆塔里木河下游和海南三亚两个典型案例区进行验证。研究依托野外观测站点,采用无人机航测、植被样方调查、土壤属性检测等方法,构建"植被-土壤-地貌"分类体系;并运用随机森林模型,基于多源环境变量实现土地自然类型的自动分类。结果表明:(1)新疆和海南研究区分别划分出55种和25种土地自然类型,随机森林模型分类准确率分别达到87.47%-89.48%和95.92%-97.83%。(2)土壤含水量和海拔是影响两地土地类型分异的主导环境因子。(3)在实测数据缺失区域,利用公开遥感产品数据进行替代,模型精度仅下降1.1%-5.3%。本研究构建了一套可推广的"野外调查+机器学习"大比例尺土地自然类型分类框架,具有较高的分类效率与精度,可为国土空间规划与生态保护提供精准高效的数据支持。
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2026,46(5):2214-2227, DOI: 10.20103/j.stxb.202506291649
Abstract:
地质基底是塑造森林生态系统格局的关键驱动力,但其对群落生态位分异的调控机制尚需深入解析。以湖南长沙县花岗岩、板岩和砂岩三种典型岩性区的森林为对象,旨在揭示地层岩性通过影响土壤环境,进而塑造植物群落的物种组成与生态位特征。通过野外样地调查,结合生态位理论,比较了不同地质基底上乔灌草层的物种组成与生态位特征,并测定了不同岩性区的土壤与基岩元素含量。研究发现,岩性显著影响了土壤理化性质,对群落物种组成与生态位格局产生了重要影响。形成了花岗岩区以马尾松(Pinus massoniana)为建群种,板岩区以杉木(Cunninghamia lanceolata)主导,砂岩区则呈现二者共优的格局。板岩区因其优越的保水保肥能力,塑造了更广阔的生态位空间,其物种丰富度、生态位宽度及重叠值均显著高于其他两区;花岗岩区则因土壤贫瘠而受限。此外,除花岗岩草本层外,各群落均表现出较高的生态位重叠,表现出强烈的种间竞争和动态的群落演替;同时,草本层的生态位空间明显受到上层木本植物的压缩。研究结果表明,地层岩性是调控亚热带森林群落物种共存与资源分配策略的重要因素。研究发现为基于"适地适树"原则的精准生态恢复和森林经营提供了重要的科学依据与参考。
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2026,46(5):2228-2240, DOI: 10.20103/j.stxb.202506091446
Abstract:
人工林种植是雅鲁藏布江中部流域河谷地区沙地生态恢复的有效措施。为评估土地沙化生态修复成效并提供高寒干旱地区生态屏障道建设的理论依据和实践指导,研究以雅鲁藏布江山南宽谷典型生态工程区为研究区,基于1990-2020年遥感监测与统计数据,定量分析了沙化土地与植被覆盖的时空演变特征,重点评估了人工林种植工程对沙化土地的修复效果。结果表明:(1)1990-2020年研究区归一化植被指数(NDVI)年平均增加约0.003,NDVI提升区域占总面积66.27%,广泛分布于整个山坡区及河谷区的河漫滩、江心洲内,其中河谷区NDVI年平均增加速率(0.004/a)显著高于山坡区(0.002/a)。(2)1990-2020年研究区沙化土地面积整体减少24.42km2,从不同分区来看,主要为河谷区沙化土地面积降低、山坡区沙化土地面积略微增加;从不同坡度来看,0-2°平坦地与2°-15°缓坡内沙化面积显著降低,陡坡地(> 15°)沙化面积略微增加;从不同海拔来看,海拔3600 m以内沙化面积显著降低,其余海拔范围内沙化面积较为稳定。(3)针对全域土地沙化,主要驱动因素为全域NDVI、气温和降水量,贡献率分为41.82%、22.49%和18.24%;针对不同空间分布土地沙化,主要表现为河谷区、低海拔、低坡度沙化土地面积降低与河谷区NDVI提升、风速降低、气温升高存在显著相关性。研究表明,雅江中游的绿色生态廊道建设显著提升了区域植被覆盖,是土地沙化改善的主要原因;采用分区域讨论的方法能有效揭示影响区域内部土地沙化的驱动因素,提供丰富的细节信息。研究结果有助于评估高寒河谷地区生态修复工程的治沙成效,为沙化治理优化提供数据支撑。
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2026,46(5):2241-2251, DOI: 10.20103/j.stxb.202506231593
Abstract:
土壤碳氮对维持土壤肥力和调节全球气候变化具有重要作用,为掌握酸雨区马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征的影响及科学指导其经营管理。采用空间代替时间的方法,对重庆铁山坪酸雨区马尾松林及其改造成的香樟林、马尾松×香樟混交林土壤碳氮组分特征及其与土壤酸化关系进行研究。结果表明:(1)马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征影响显著(P < 0.05),与马尾松林相比,香樟林腐殖质层土壤有机碳(SOC)含量显著减少,淋溶层SOC、可溶性有机碳(DOC)含量却显著增加;混交林各土层土壤微生物碳(SMBC)含量显著增加,但各土层SOC及腐殖质层DOC含量均显著减少(P < 0.05)。(2)香樟林各土层DON、硝态氮(NO3-N)及淋溶层全氮(TN)、土壤微生物氮(SMBN)含量均显著增加,腐殖质层TN、SMBN含量却显著减少;混交林各土层TN、NO3-N及淋溶层DON含量均显著增加,但各土层铵态氮(NH4-N)含量显著减少(P < 0.05)。(3)除淋溶层N/P外,香樟林各土层碳氮磷生态化学计量比均显著下降;混交林各土层C/N、C/P也显著下降(P < 0.05)。(4)香樟林腐殖质层SMBC/SOC、SMBC/SMBN及淋溶层SMBN/TN均显著增大,混交林各土层SMBC/SOC、SMBC/SMBN也显著增大(P < 0.05)。(5)土壤各碳氮组分与大多数土壤酸化指标均呈显著正相关,其中SOC、NH4-N含量与土壤致酸阳离子(Fe3+、Al3+)也呈显著正相关(P < 0.05)。综合来看酸雨区马尾松林阔叶化改造通过改善土壤酸化环境进而促进了土壤碳氮组分含量的积累与转化,尤其改造成香樟林的影响更为明显,研究结果可为酸雨区马尾松林可持续经营管理提供科学依据与参考。
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2026,46(5):2252-2265, DOI: 10.20103/j.stxb.202506111474
Abstract:
增强城市生态韧性对预防系统性生态风险和维护全局性生态安全意义重大。数据要素是城市绿色转型的重要驱动力,研究从理论上解构国家级大数据综合试验区建设对生态韧性影响的内在逻辑,基于地市层面的面板数据,依据"驱动-压力-状态-影响-响应"(DPSIR)框架采用熵权TOPSIS法测算城市生态韧性水平。根据国家级大数据综合试验区建设名单将样本划分为实验组和对照组,运用多期双重差分模型、中介效应模型和调节效应模型系统考察国家级大数据综合试验区建设对生态韧性的直接影响、作用机制及交互效应。研究发现:(1)基准回归结果表明,国家级大数据综合试验区建设能有效提升城市生态韧性水平,该结论经平行趋势检验、双重差分倾向得分匹配模型(PSM-DID)和安慰剂检验等一系列稳健性检验后依然成立。(2)异质性分析结果表明,国家级大数据综合试验区建设对城市生态韧性水平的提升作用在东西部地区、非资源型城市和环境保护重点城市中更为明显。(3)中介效应结果表明,国家级大数据综合试验区建设通过提高环境规制强度间接提升城市生态韧性水平。(4)调节效应结果表明,城乡分割大大削弱了国家级大数据综合试验区建设对生态韧性水平的提升效果。据此,从持续推进国家级大数据综合试验区建设完善、建立健全生态环境监督考核机制和缩小城乡"数字鸿沟"以打造城乡生态连续体三个方面提出政策建议,以期为推动数据要素赋能生态环境治理体系和治理能力现代化提供借鉴和参考。
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2026,46(5):2266-2282, DOI: 10.20103/j.stxb.202506171533
Abstract:
为了提升森林蓄积量估测模型的可靠性以及森林蓄积量产品的时空一致性,针对气象因子对极化信息时间尺度稳定性的扰动问题,提出一种定量评价气象因子对Synthetic Aperture Radar(SAR)数据干扰程度的气象扰动指数(MDI),并融合MDI指标和分层策略建立了多时相遥感特征的重构方法,提升多时相SAR数据的森林蓄积量的遥感反演精度及其产品的可靠性。以2022年的30景Sentinel-1双极化SAR影像和中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS-V2.0)实时产品数据集为主要数据源,通过分析气象因子与多时相遥感特征及其对森林蓄积量敏感度的响应关系,提出了MDI并定量评估气象因子对多时相遥感特征时间稳定性的干扰作用。结合森林蓄积量分层策略,深入探讨了气象因子对不同林分结构的极化特征及其森林蓄积量的扰动程度,并融合MDI与分层策略构建了多时相遥感特征的重构方法。在此基础上,利用前向特征筛选方法和四种回归模型构建了森林蓄积量估测模型,进一步分析气象因子对森林蓄积量估测模型及其结果的影响程度。研究表明,气象因子是导致SAR数据提取的极化特征时间不平稳性的重要因素,提出的MDI指数具备定量评价气象因子对极化特征的扰动程度,通过融合MDI与分层策略进行特征重组,能够明显增强遥感特征与森林蓄积量的敏感性。相比于多时相平均和特征级联合方法,本文提出的重构方法获得的备选特征集估测森林蓄积量的模型精度和可靠性均得到了明显提升,其中R2分布在0.39-0.54之间,相对均方根误差(rRMSE)分布在23.82%-27.61%之间,森林蓄积量估测精度提升了4%-6%。MDI结合蓄积量分层的特征重构方法可以有效改善SAR影像估测森林蓄积量的时间不平稳性,重组特征有效提升了森林蓄积量的估测精度,对森林资源监测和管理具有重要的应用价值。
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2026,46(5):2283-2295, DOI: 10.20103/j.stxb.202507041737
Abstract:
叶面积指数(Leaf area index, LAI)的空间异质性是决定森林生态系统结构与功能的关键属性,对其开展精准量化有助于更深刻地揭示生态系统对环境变化的响应机制。以白龙江上游云冷杉暗针叶林(建群种为:云杉(Picea asperata)、紫果云杉(Picea purpurea)、岷江冷杉(Abies fargesii var. faxoniana))为对象,综合应用数字半球摄影法(Digital hemispherical photography, DHP)与地统计分析,系统解析了林冠层、林下植被层(灌木与草本)及林分整体LAI的空间分布特征。结果表明:(1)林分整体LAI为2.32±0.07,其中林冠层(1.55±0.06)是主要贡献者,但林下植被层(0.91±0.05)的贡献不可忽视。(2)与林冠层相比,林下植被层LAI表现出更高的空间变异性及显著的右偏分布特征,且二者之间存在微弱的正相关关系;(3)空间上,各垂直层次LAI的高值区均聚集于研究区北部,而低值区则在样地中部高度重叠;(4)各层次LAI均表现出明显的空间方向依赖性:林分整体、林冠层与林下植被层LAI的最大变程方位角分别为155.39°(变程39.04 m)、149.06°(变程72.46 m)和107.92°(变程72.46 m),其空间展布的主导方向(标准差椭圆方向角)则分别为7.68°、20.36°和9.88°。研究证实了林下植被是塑造森林生态系统空间异质性的关键组分,结果为高寒森林生态系统过程模拟、碳汇精准评估及生物多样性保护策略的制订提供关键的空间格局参数和理论支撑。
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肖雯文，许杨，史常青，张艳，袁旭，杨延东，宫文蕾，魏晓东，黄娇
2026,46(5):2296-2308, DOI: 10.20103/j.stxb.202506301670
Abstract:
澜沧江是我国重要的跨境河流,流域水资源对气候变化响应敏感,其生态稳定性面临挑战。植被生态需水是维系区域生态健康的关键指标,然而当前研究多关注需水量估算,对其内在生理机制及可靠性探讨不足。研究基于2000-2020年多源遥感与气象数据,采用经土壤水分胁迫修正的Penman-Monteith模型估算澜沧江中上游植被实际生态需水,并通过与既有研究对比验证了模型的可靠性;利用随机森林模型解析了气象、土壤和地形因子对需水的驱动机制。结果表明:(1)植被生态需水呈"林类>灌丛类>草本类"的显著梯度,常绿林(1100-1500 mm)约为高山植被(120 mm)的10倍。(2)流域生态缺水空间异质性显著,西北部水分盈余而中东部缺水突出;高山植被水分适应性强,而草甸和常绿阔叶林在干旱年易受水分胁迫。(3)需水主导因子具类型依赖性:草甸与高山植被受降水主导,常绿针叶林和灌丛对气温敏感,常绿阔叶林则受水热因子共同驱动。研究从植物生理生态视角揭示了澜沧江植被需水格局的形成机制,可为气候变化背景下流域生态水资源精准管理与脆弱生态系统保护提供科学依据。
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2026,46(5):2309-2319, DOI: 10.20103/j.stxb.202504230973
Abstract:
挥发性卤代烃(VHCs)是一类重要的痕量温室气体,同时也是破坏臭氧层的主要物质,滨海湿地是其重要的自然源和汇。互花米草入侵改变土壤理化性质、酶活性以及微生物群落结构,进而影响温室气体排放,对全球气候变化具有重要作用。然而,关于互花米草入侵对滨海湿地土壤VHCs通量特征的影响尚不清晰。因此,运用静态箱-气相色谱法对胶州湾滨海湿地互花米草区(SA区)和光滩区(BF区)3种常见的VHCs,二溴甲烷(CH2Br2)、氯仿(CHCl3)和四氯乙烯(C2Cl4)的净排放通量进行测定。结果表明:胶州湾滨海湿地CH2Br2、CHCl3和C2Cl4净排放通量呈现出明显的月动态变化特征,SA区净排放通量均值分别为-0.15 μmol m-2 d-1、-4.35 nmol m-2 d-1和-0.02 μmol m-2 d-1,BF区净排放通量均值分别为-0.28 μmol m-2 d-1、-13.00 nmol m-2 d-1和-0.32 μmol m-2 d-1,两个区域均表现为汇。SA区3种气体净排放通量高于BF区,说明互花米草入侵促进了3种气体的净排放。对SA区和BF区的土壤理化性质进行比较发现,互花米草入侵提高了土壤盐度(EC)、含水量(WC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总硫(TS)、总有机碳(TOC)、有效硫(AS)和有效磷(AP)含量,但土壤的pH有所下降。通过相关性分析可知,VHCs净排放通量与EC和TOC显著相关(P < 0.05),说明EC和TOC是影响VHCs排放的重要因素。研究揭示了互花米草入侵过程CH2Br2、CHCl3和C2Cl4通量特征变化及关键影响因素,明确互花米草入侵在滨海湿地CH2Br2、CHCl3和C2Cl4源汇功能转变中的驱动作用。研究结果对于准确评估全球气候变化具有重要意义,同时为滨海湿地外来物种入侵的生态风险评估提供了理论依据和数据支持。
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2026,46(5):2320-2336, DOI: 10.20103/j.stxb.202504281035
Abstract:
采用地理空间分析方法,利用eBird平台1985-2024年观测记录的公民科学数据,探讨了北京观鸟游憩者行为的时序特征、空间演化规律及驱动因素。结果表明:(1)时序演进呈现政策响应特征,活动量经缓增期(1985-2004)、稳增期(2005-2014)后,于生态政策强化期(2015-2024)实现爆发式增长,年均增长率达17.3%。春秋季占比超60%的集中特征,精准契合东亚-澳洲候鸟迁飞节律,体现人类活动对生物钟的主动调适。(2)空间格局经历三阶段重构:单核集聚(城市公园)→轴向扩展(沿交通廊道)→网络化布局(水库湿地),2015-2024年空间重心向海淀东南迁移,印证城市生态建设从服务供给向系统韧性提升的战略转型。(3)驱动机制呈现多元耦合特征,构建"生态基底-经济动能-社会支持"联动模型,发现鸟类资源丰度与人均GDP构成核心驱动力,与公园数量、绿地覆盖率等形成协同放大效应。研究证实公民科学数据在城市生态研究中的方法论价值,为迁徙廊道保护、生态游憩规划提供决策支持。
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2026,46(5):2337-2354, DOI: 10.20103/j.stxb.202505131156
Abstract:
明确重点保护鸟类的适生区,可以更科学合理指导鸟类多样性保护。以重庆市国家重点保护陆禽、猛禽、游禽和鸣禽为对象,选取28个环境因子,兼顾尺度效应,运用优化的MaxEnt模型判别鸟类适生区,辨析影响鸟类分布的主要环境因子及地貌分异特征,结合重庆各类保护区识别其保护空缺。结果表明:(1)MaxEnt模型存在尺度效应,其模拟精度随环境因子空间分辨率(1、2、3km)降低而降低,且参数优化的模型能够模拟复杂山地鸟类适生区,精度受限于各类样本数量,1km尺度下重庆市陆禽、猛禽、游禽、鸣禽的训练集AUC分别达0.865、0.779、0.953、0.883;(2)重庆市国家重点保护陆禽、猛禽、游禽、鸣禽适生区面积占比分别是57.71%、77.57%、28.28%、51.76%,其空间分布受自然生态条件、人类活动、水资源分布等制约;(3)重庆市国家重点保护鸟类的中高适生区具有明显垂直分异特征,游禽、近水性猛禽主要分布于低山、丘陵的近水域缓坡区,地栖性陆禽、灌栖性鸣禽多息于低山、丘陵的疏林灌丛,树栖性陆禽、林栖性猛禽和鸣禽则以中山针、阔林为主要栖息带;(4)对比重庆市各类保护区,区域陆禽、猛禽、游禽、鸣禽的空缺占比分别为78.39%、76.73%、87.06%、79.88%,其中东北部巫溪县、奉节县等保护空缺明显。研究为实现山地城市鸟类精准性保护,科学调整区域生态规划,填补保护空缺提供依据。
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黄小龙，张兰，蒙秉顺，张旭，程绍传，晏玉莹，杨伟，李海波，王作波，赵娟娟，冉景丞
2026,46(5):2355-2367, DOI: 10.20103/j.stxb.202501140125
Abstract:
肠道微生物伴随诸多与年龄相关的因素而变化,能反映不同生命阶段宿主的状态,对了解动物健康至关重要。利用16S rRNA测序技术分析了少年(3-5岁)、成年(9-25岁)和老年(25岁以上)三个年龄段圈养黔金丝猴的肠道微生物群。结果表明:随年龄增长α多样性逐渐降低,仅Chao1指数未达到显著水平(P>0.05),β多样性分析显示少年组样本肠道微生物组成相似度高于成年组和老年组。不同年龄段核心优势类群均为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota),但所占比例有所不同,仅Bacteroidota达到显著性水平(P < 0.05),Firmicutes/Bacteroidota随年龄的增长而升高。与纤维素降解相关的克里斯滕森菌科R-7属(Christensenellaceae_R-7_group)和纤维杆菌属(Fibrobacter)在老年组丰度最高,这有利于提高老年黔金丝猴对营养物质的消化吸收;在少年组,与碳水化合物和脂肪酸代谢相关的Muribaculaceae一未鉴定属和拟杆菌属(Bacteroides)丰度显著增加(P < 0.05),符合"碳水化合物代谢"和"脂质代谢"功能通路在少年组也增加的趋势。另外,与老年疾病相关的鳞球菌属(Sphaerochaeta)在老年猴中具有高丰度应该引起重视。研究初步揭示了年龄变化对圈养黔金丝猴肠道微生物群落特征及功能的影响,有助于为肠道微生物在圈养黔金丝猴不同生命阶段发挥的作用提供新见解。
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2026,46(5):2368-2379, DOI: 10.20103/j.stxb.202503270703
Abstract:
根据2022年1月(冬季)、4月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)监测数据,研究了涠洲岛海域中小型浮游动物种类组成、群落结构、数量分布、优势种季节变化及其环境影响因子。共鉴定出中小型浮游动物17大类140种(类),其中春季种类最多,夏季最少。浮游动物优势种共有17种,桡足类是主要的优势类群。浮游动物平均丰度为(6690.48±14455.26) 个/m3,其中夏季最高,为(17954.21±26039.26)个/m3,冬季最低,为(2029.02±1047.74)个/m3。浮游动物种类多样性指数和丰富度指数平均值均是春季最高,夏季最低,总体上涠洲岛海域浮游动物的物种多样性较高。聚类分析结果表明调查海域浮游动物可划分为冬季类群、春季类群、夏季类群和秋季类群４组类群。冗余分析结果显示水温、盐度和营养盐是影响该海域浮游动物群落结构和数量分布的重要环境因子,季风及海流是该海域环境因子发生季节变化的直接原因。中小型浮游动物丰度与中上层鱼类资源及布氏鲸在涠洲岛海域活跃数量的季节变化密切相关,表明饵料生物通过影响布氏鲸主要食物--中上层鱼类进而驱动布氏鲸种群发生季节性变动。
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2026,46(5):2380-2397, DOI: 10.20103/j.stxb.202507161872
Abstract:
粮食生产兼具碳源与碳汇的双重属性。厘清长三角地区主要粮食作物生产净碳汇的时空演变特征及其驱动因素,对于推动"双碳"目标下我国粮食产业的减排与固碳政策实施具有重要意义。基于碳源-碳汇双重视角,以长三角地区为研究对象,采用碳排放系数法和参数估计法测算长三角地区41个地级市2011-2022年的主要粮食作物生产碳排放量、碳吸收量及净碳汇总量,综合运用ArcGIS可视化方法、标准差椭圆和趋势面分析刻画主要粮食作物生产净碳汇的时空演变规律,进而结合最优参数地理探测器与时空地理加权回归方法明确主要粮食作物生产净碳汇的主要驱动因素。结果表明:① 研究期内,长三角地区主要粮食作物生产净碳汇总量总体呈上升趋势,由2011年的4151.38×104 t增至2022年的4279.64×104 t,累计增幅为3.09%,表明碳汇功能持续增强;② 空间分布上,高值区主要集中在苏北和皖北地区,低值区则位于浙南和皖南地区;③ 标准差椭圆主轴始终呈现西北-东南走向,空间重心主要集中于滁州与淮安交界区域,且核心区逐步向北部延伸;④ 日照时数、有效灌溉率、平均气温和化肥施用强度为主要驱动因子,其解释力均超过53%,且存在显著的交互效应;⑤ 时空地理加权回归结果显示,各驱动因子对净碳汇的影响存在显著时空异质性。为此,应优化区域粮食生产要素配置,深化农业供给侧结构性改革,构建低碳粮食生产技术与政策体系。
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2026,46(5):2398-2415, DOI: 10.20103/j.stxb.202506111475
Abstract:
农业作为我国国民经济的基础性和战略性产业,在维护国家"五大安全"中承担重要角色和重任,同时在"双碳"目标下兼具"碳源"与"碳汇"的双重属性,深入探究农业生态效率对碳减排的影响,对促进我国碳减排和双碳目标的实现具有重要理论和现实意义。对于当前在农业生态效率与碳减排评价的关联性分析方面的缺乏,基于2000-2023年中国296个地级行政区划单位的面板数据,采用超效率SBM模型对地级行政区划单位农业生态效率进行测度,用双向固定效应模型、调节效应模型、中介效应模型和空间模型实证分析了农业生态效率对碳减排的作用机制。结果表明:1)中国农业生态效率在2000-2023年间总体呈上升趋势,由2000年的0.155上升至2023年的0.423,增幅为172.9%,空间分布整体上呈现出"南高北低"的分布格局;2)农业生态效率有助于促进碳减排效应,且这种影响在经过内生性检验和多种方法的稳健性检验后仍显著;3)在农业生态效率对碳减排的作用机制中,互联网接入水平和教育水平发挥正向调节效应;4)在西部地区和粮食产销平衡区,农业生态效率对碳减排的促进作用更明显;5)农业生态效率通过提升农业劳动生产率、提高教育能力和村域治理水平,间接实现碳减排目标;6)农业生态效率对碳减排具有空间溢出效应。农业生态效率有助于促进碳减排效应,为促进碳减排,研究建议因地制宜构建差别化农业生态效率发展策略,加强农业碳减排相关基础设施建设与技术推广力度,构建区域协同治理体系,完善低碳农业相关政策支持与保障体系。
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吴娴，季然然，池毓锋，熊霞，张芮铭，周梦然，黄冲，张国钦，叶红
2026,46(5):2416-2430, DOI: 10.20103/j.stxb.202506131504
Abstract:
在"双碳"战略背景下,建筑部门是实现"双碳"目标的关键领域,建筑运行能耗碳减排更是重点环节。已有研究证实,城市形态可通过调节微气候,间接降低建筑运行能耗碳排放(BECCE)。然而,城市紧凑形态如何通过改变以地表温度(LST)为代表的微气候要素,进而影响建筑运行能耗碳排放的机理尚不明确。以厦门市为例,通过构建城市二维和三维紧凑度指数,同时结合卫星遥感LST数据和1km高分辨率建筑运行碳排放数据,以及运用贝叶斯参数卷积优化随机森林模型(RFBPC),充分量化了城市紧凑形态通过地表温度对建筑运行能耗碳排放的影响贡献。研究结果表明:(1)海岛型城市区域和海域与山地型复合区域的城市不同维度形态表现出对LST相反的作用效应,三维紧凑形态表现为负效应,贡献度值为-0.087,且作用效应值大于二维;(2)海岛型城市区域和海域与山地型复合区域LST对BECCE的贡献驱动也表现为相反的过程,海岛型城市区域为正向驱动;但两个区域均表现出夏秋季夜间LST对BECCE的贡献程度最大,分别为0.264和-0.154;(3)城市紧凑形态对于昼夜温差的贡献度值是年均LST的1.2-2.2倍,因此昼夜温差对于城市二维和三维紧凑形态的改变都更为敏感。(4)城市紧凑形态对BECCE的影响呈现显著空间异质性,且具有季节及昼夜非对称特征,以夏秋季节夜间影响最为显著,约为平均值的1.6倍。总体而言,适度的提升城市三维紧凑度可以显著降低城市的建筑运行能耗碳排放,但城市建筑的过度紧凑会通过地表增温抵消其减碳收益甚至导致额外碳排放。研究深化理解了城市紧凑形态对建筑运行能耗碳排放的驱动关系,结果将为针对时空特征制定差异化的城市热环境调控与低碳城市空间规划提供数据和策略支撑。
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2026,46(5):2431-2440, DOI: 10.20103/j.stxb.202412233153
Abstract:
构建高质量发展的国土空间布局体系是生态文明建设的重要内容,基础在于科学识别不同决策风险下的国土空间发展潜力。建立以城镇效率、农业效率和生态效率为核心的国土空间发展潜力评价体系,综合运用数据包络分析-有序加权平均(DEA-OWA)方法测算了不同风险偏好情景下2020年长江经济带市域尺度国土空间发展潜力值。结果表明:(1)长江经济带城镇效率高值单元集中于长三角城市群、中游城市群和成渝城市群的核心城市,农业效率高值单元集中于成都平原、江汉平原和长三角平原地区,生态效率呈现出多中心向外围扩散式衰减态势。(2)以效率为核心指标的国土空间开发潜力评价与决策风险偏好密切相关,随着对风险重视程度提升,发展潜力高的区域由连续面向孤立点转变,形成沿长江及其干支流的"鱼骨形"分布特征。(3)忽视风险的开发导向情景、无发展偏好的基准情景和重视风险的保护导向情景下较低和适中的国土空间发展潜力单元占主导,空间上形成以省会城市、区域中心城市为核心向外辐射扩散的分布格局。研究可为构建高质量发展的长江经济带国土空间布局体系提供科学参考。
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2026,46(5):2441-2454, DOI: 10.20103/j.stxb.202502130297
Abstract:
构建山水林田湖草沙一体化保护和系统治理总体框架,是落实生命共同体理念、推动山水工程高质量实施的关键环节。研究系统梳理了山水林田湖草沙一体化保护和系统治理的政策嬗变与理论基础,总结了其在初步探索实践期、工程布局推进期、提质增效关键期三个阶段的理论与实践特征,以及景观生态学、社会-生态系统、产权和自然资本等理论的支撑作用。进而,剖析了学界对山水林田湖草沙一体化保护和系统治理的认知过程及转变,阐明了新时期的三大趋向:统筹自然资源资产的价值化和市场化特征,关注生命共同体多维影响效应的复杂性,强调以制度体系建设为核心的实施路径。同时指出,在"资源"认知基础上拓展"资产"认知具有重要意义,并提出在"资源"与"资产"双重视角下的山水林田湖草沙一体化保护和系统治理理论内涵。围绕治理主体、内容与机制,进一步解析了全要素自然资源系统保护治理的建构思路,即应遵循"以生命共同体的‘资源’与‘资产’属性认知(即特征)为基础,以生命共同体系统保护治理的复杂效应(即效应)为依据,以资源和资产管理的多维目标(即目标)为蓝图,以关键制度体系协同和联动机制(即路径)为支撑"的原则,推进"特征-效应-目标-路径"综合视域下治理实践。研究搭建了"多维属性-影响效应-总体目标-实施路径"的分析框架,其中,多维属性细化了"资源"与"资产"认知下的内涵特征,影响效应揭示了生命共同体系统保护治理的过程机制,总体目标明确了新时期生命共同体保护治理的具体要求,实施路径则提炼出关键制度安排,并在辨析制度关系与矛盾的基础上,提出了山水林田湖草沙一体化保护和系统治理的策略,以期为完善生态文明建设体制机制、推进自然资源统一管理提供理论参考。
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2026,46(5):2455-2466, DOI: 10.20103/j.stxb.202503010443
Abstract:
国家公园的建立在维持生物多样性及生态系统完整性的同时,潜在地限制了当地居民对多种生态系统服务的获取,社区居民福祉与传统生计方式受到威胁,如何刻化和协调生计与生态的关系是我国国家公园体制建设中的重点与难点。基于海南热带雨林国家公园社区281户农户的问卷调查,对农户生计中来源于生态系统服务的价值进行了分解,并分析了国家公园建设及管理措施对农户生态系统依赖性的影响。结果表明:(1) 距国家公园边界不同距离农户之间的生态系统服务依赖度差异显著,国家公园内部社区(距国家公园边界距离< -500m) 居民生计依赖生态系统服务的价值量较低,但生态系统服务依赖度较大,社区居民面临着生计转型的困境;(2) 农户距国家公园边界距离与其生态系统服务依赖价值呈现倒"U"形关系(P < 0.01),距国家公园边界较远的农户与位于国家公园边界附近的农户相比,其生计中生态系统服务依赖价值较少;(3) 护林员等生态管护政策促进了生态系统服务依赖相关生计结构由依赖种植业向政策类服务转型。研究为生态系统服务在农户尺度的测度与分解提供了路径支持和方法借鉴,研究结果有助于深化认识国家公园建设背景下农户生计与生态系统的关系,为协调国家公园土地管理与社区居民生计发展有重要意义。
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2026,46(5):2467-2484, DOI: 10.20103/j.stxb.202505071095
Abstract:
在大规模和高强度山地旅游产业发展的冲击下,探究山地旅游区社会-生态系统的恢复力演变过程、适应性循环阶段与情景模拟,成为山地旅游区人地关系地域系统可持续发展研究的重要科学问题。基于多重扰动情态选取贵州四类典型山地旅游区为案例地,构建山地旅游区社会-生态系统的恢复力评价指标体系,运用系统动力学等模型定量实证各类山地旅游区社会-生态系统的演变路径。研究发现:(1)生态景观演变、游憩环境行为、区域规划治理、社会主体响应四类主导型山地旅游区社会-生态系统的恢复力测度值及主导要素差异显著,且依次经历了开发-协调开发-维持阶段、开发-协调开发阶段、开发-维持阶段、开发-维持-重组阶段后期的适应性循环过程。(2)影响四类主导型山地旅游区社会-生态系统恢复力的主要障碍因子分别集中在系统暴露性、扰动范围、自组织抗性和响应程度要素层面,且随时间推移首位障碍因子除社会主体响应主导型山地旅游区转向扰动范围和影响程度层面外,其余三类主导型山地旅游区集中转向应对能力和响应程度层面。(3)维持现状情景已不可支持山地旅游区实现高质量发展,上述四类主导型山地旅游区在资本投入、环境优先、政策响应情景下的未来实施路径差异显著。
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2026,46(5):2485-2494, DOI: 10.20103/j.stxb.202412223142
Abstract:
红树林湿地是海洋和陆地之间的缓冲区,具有重要的生态功能和经济价值,同时也是多种污染物的"汇"。微塑料是一种广泛分布于环境中的污染物,红树植物茂密的植被和根系易于滞留微塑料,红树林湿地中微塑料污染受到越来越多的关注。针对红树林湿地不同区域进行野外原位调查,测定红树林沉积物的理化指标与微塑料分布特征。研究结果表明:由陆向海沉积物中微塑料数量逐渐减少,泥质近岸区(844±39)个/kg > 泥质林地区(829±458)个/kg > 泥质光滩区(138±83)个/kg >泥质海水区(124±43)个/kg > 沙质林地区(70±31)个/kg > 沙质光滩区(60±51)个/kg;不同环境沉积物中主要的微塑料种类为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯,4种微塑料数量超过总数的88.2%;沉积物中微塑料粒径主要集中在0.5-1 mm和1-5 mm。微塑料形状包含纤维状、片状和块状三种,纤维状占主导,主要是黑色和绿色,不同的植被覆盖以及不同的淹水时间对微塑料种类、尺寸、形状和颜色分布没有显著影响;沉积物的理化性质会显著影响微塑料在红树林内的分布,微塑料数量与pH、盐度、总硫显著相关(P < 0.05),与总氮、总碳、总有机碳、总磷极显著相关(P < 0.01),微塑料会在高营养化、酸性、粒度小的沉积环境中富集。
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2026,46(5):2495-2508, DOI: 10.20103/j.stxb.202505181212
Abstract:
孤立湿地作为全球重要而独特的生态系统类型,在维持生物多样性、水文调节及生态连通性方面发挥着不可替代的作用。然而,长期以来缺乏对孤立湿地进行统一、科学的识别与系统研究。研究基于Google Earth Engine与随机森林算法,利用Landsat8 OLI遥感影像数据对2015年与2024年挠力河流域沼泽湿地与水体数据进行了提取,并与数字高程模型(DEM)相结合,构建了融合空间缓冲分析与水文分析的识别方法,识别了挠力河流域内的孤立湿地,对孤立湿地进行了精度验证并分析了主要影响因素。结果表明:(1)2015-2024年挠力河流域湿地数量与面积均减少,流域内孤立湿地数量多、面积较小,两期孤立湿地主要分布于中部与西南部微洼地和农田中,呈整体分散、局地聚集的空间分布特点;(2)结合水文分析识别的孤立湿地精度显著提升,2015年与2024年孤立湿地识别总体精度分别达到93.94%与94.26%,高于仅依赖缓冲分析方法的81.58%和85.32%;(3)地形、地貌类型及距居民点距离等因素是影响缓冲分析识别孤立湿地精度的重要因素,海拔高、坡度大、山地丘陵地貌、降水量较大及距居民点距离较远导致缓冲分析识别孤立湿地误识率偏高。研究规范了孤立湿地的识别方法,提升了孤立湿地的识别精度,为后续湿地生态系统动态变化监测、生态功能评估提供了重要支撑。
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2026,46(5):2509-2520, DOI: 10.20103/j.stxb.202503200635
Abstract:
水位涨落直接驱动着消落带土壤生物地球化学循环过程,而土地利用作为当前人类活动的重要载体,同样对土壤生态系统产生深刻影响。为深入探讨水位涨落与土地利用方式对消落带土壤重金属含量的影响,在三峡库区腹心地带的梅溪河,采用原位调查监测方法,以库岸带为对照,对不同高程梯度、土地利用方式消落带的14种土壤重金属含量进行系统研究。结果表明:(1)梅溪河消落带土壤重金属含量的变异系数变化在0.13-0.66之间,除土壤Hg、As、Cd含量超过三峡库区土壤背景值外,其他土壤重金属总体均处于污染低风险水平。(2)水位涨落对消落带土壤As、Cr、Cd、Cu、Sb、Tl等重金属含量的影响显著(P < 0.05),与未淹水对照区相比,消落带各土层大多数重金属的含量均都增加,其中表层土壤主要受淹水时长影响,而底层土壤主要受土层深度影响。(3)土地利用方式对消落带土壤重金属含量产生一定程度影响,且因土层而异,相比自然恢复草地和农耕地,消落带人工营造林地总体更有利于减少土壤重金属富集。(4)水位涨落与土地利用方式对消落带土壤As、Cr、Pb、Sb含量的交互影响显著(P < 0.05),对土壤Co、Cd、Tl、Sn、Zn、Cu含量虽也存在交互作用,但并不显著(P > 0.05)。研究结果可为三峡水库消落带生态系统修复及土地利用管理和可持续发展提供重要科学依据与参考。
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2026,46(5):2521-2537, DOI: 10.20103/j.stxb.202505201244
Abstract:
植被自然恢复与恢复力提升是黄河流域煤矿区生态保护修复的重要目标,为了探明自然恢复与恢复力的空间相关关系,识别了2000-2020年黄河流域煤矿区的自然植被,评价了煤矿区植被恢复力指标(方差、自相关系数与偏度),分析了不同恢复力指标与自然植被的关联差异。结果表明,2000-2020年间黄河流域煤矿区自然生长植被面积共计3.72万km2,占2000年煤矿区植被总面积的45.48%;自然演替植被面积共计0.22万km2,占2020年煤矿区植被面积的2.76%。自然植被类型以草本为主,其次为阔叶林和稀疏植被,自然植被比例整体呈现出由东南向西北逐渐降低的空间分布特征。不同植被基础数据下的黄河流域煤矿区植被恢复力分布特征基本相似,但不同恢复力指标间空间分布存在明显差异,方差指标显示流域中上游煤矿区的植被恢复力普遍高于中下游,偏度指标指示中游煤矿区的恢复力低于中下游,自相关系数指标表明上游与下游煤矿区恢复力高于中游。在恢复力指标中,偏度反映出自然植被与恢复力间的正相关关系,而方差与自相关系数则显示其具有负相关关系。不同煤矿区内自然植被与恢复力间的相关系数也存在差异,其中东山矿区(r=-0.90)最高而准格尔矿区(r=-0.03)最低,相关性总体上呈现出黄河流域煤东南部高于西北部的分布特征。黄河流域煤矿区自然植被与恢复力的空间分布及其关联的空间分异分别来源于自然环境、评价指标与影响因素的差异。研究结果为黄河流域煤矿区恢复力的应用实践提供了理论依据。
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2026,46(5):2538-2549, DOI: 10.20103/j.stxb.202404010693
Abstract:
城市社区作为居民生活的基本单元,随着绿化率的提升,其也逐渐成为花粉致敏风险的突出区域之一,但当前对其致敏状况认识还十分薄弱。选取广州市4种典型城市社区花粉致敏植物为研究对象,利用城市绿地致敏指数(Urban Green Zone Allergenicity Index, IUGZA)对社区尺度花粉致敏潜力进行评估,以探讨社区植物致敏风险特征及其关键影响因子。研究结果表明:1)调查记录到4种典型城市社区有823棵树木,涵盖了33科45属52种,其中,致敏植物有16科20属24种,以本地物种为主,占比66.7%,外来物种占比33.3%。2)4种典型城市社区的IUGZA均值为0.1947,致敏潜力较低,低于北京和成都的平均水平,且春季的致敏风险最高,远大于其他季节。3)植被结构、物种重要值(IV)和树木密度与IUGZA值呈极显著正相关(P≤0.01),表明它们对致敏风险有着重要影响。
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汪阳，刘新圣，张亦赟，李永华，米刚，符迪娜，张文鹏，陈旋，伍妍
2026,46(5):2550-2563, DOI: 10.20103/j.stxb.202507121821
Abstract:
初级生长(叶片和枝条生长)是森林固碳的重要过程之一,研究其物候期对气候变化的响应和生长限制因子是全球变化生态学的研究热点。采用"空间替代时间"的方法,对庐山不同海拔黄山松初级生长的季节动态进行连续监测(2017-2018年),探究气候变化下初级生长的物候变化及其驱动机制以及初级生长量与环境因子的关系。结论如下:(1)初级生长的物候期存在明显的海拔分异和年际波动:随海拔降低,叶片和枝条生长的开始时间均呈提前趋势,提前幅度分别为2.41 d/100 m和1.86 d/100 m, 但叶片和枝条生长的结束时间在海拔间并不存在明显差异;与2017 年相比,2018 年叶片和枝条生长的开始时间分别提前7-11 d和7-13 d,叶生长结束时间同样呈提前趋势,而枝生长结束时间则相对稳定。(2)初级生长开始受冷激和热积温的共同影响,但控制初级生长结束的环境因子在不同器官间存在差异:2018年较高的冷激天数导致初级生长对春季积温需求的下降,这解释了同一海拔2018年初级生长开始普遍早于2017年;水分胁迫会促使叶生长提前结束,而枝生长结束却与温度和水分的变化无关。(3)初级生长的环境限制因子在不同器官和季节之间存在差异:温度与干湿季节的叶片生长正相关,且干季(7-9月)叶片生长还受到水分条件的限制;湿季(3-6月)温度和相对湿度与枝条生长负相关,但良好的水分条件会促进枝条生长。研究结果深化了有关黄山松初级生长物候对气候变化的响应及其驱动机制的认识,揭示了初级生长的关键限制因子,为预测未来气候变化下亚热带森林树种初级生长的变化趋势提供了理论依据。
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2026,46(5):2564-2580, DOI: 10.20103/j.stxb.202506011376
Abstract:
准确监测宁夏贺兰山油松林的碳通量对区域实现碳中和目标具有重要意义,研究其碳通量如何响应区域水热环境变化是认识其碳汇形成机制的关键。基于涡度相关观测的一整年碳通量及气象、环境数据,分析了贺兰山油松林碳通量的多尺度变化特征;利用随机森林和Michaelis-Menten模型,研究了不同环境梯度条件下的碳通量响应机制。结果表明:(1)年累积净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸分别为-525.19 g C m-2 a-1、891.17 g C m-2 a-1和365.99 g C m-2 a-1,贺兰山油松林在年尺度上表现为碳汇;(2)NEE和GPP在5月达到最大,而Reco在9月达到最大,生态系统光合固碳和呼吸排碳的峰值存在时间差,且GPP在4-5月和9-10月形成双峰型特点;(3)影响碳通量的环境因素主要有光合有效辐射(PAR)、温度和土壤含水量,NEE和GPP对PAR的响应随着光强增大而减缓,表现出从光限制到光饱和的转变;(4)碳通量各组分对温度、饱和水汽压亏缺和土壤含水量的响应均呈单峰(凹谷)型,皆有最佳阈值,适宜温度(15-20 ℃)会促进碳汇量的增加。研究结果深化了对半干旱区山地森林碳汇机制的理解,为区域陆地生态系统碳循环模拟提供科学依据。
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2026,46(5):2581-2597, DOI: 10.20103/j.stxb.202506301667
Abstract:
露蕊乌头(Gymnaconitum gymnandrum)是一种重要的药用植物资源。气候变化会在较大尺度上影响物种的分布,了解露蕊乌头气候变化下的响应状态,重建露蕊乌头的历史地理分布格局,确定影响其分布的环境因素,评估其保护现状,可为露蕊乌头资源的保护和管理提供科学依据。使用"ENMeval"包优化了MaxEnt模型,并使用"biomod2"软件包构建组合模型,分析了全新世中期以来18个时期露蕊乌头的空间分布格局及其变化趋势,并确定影响露蕊乌头分布的主要环境变量。结果表明,Biomod2组合模型相比单一模型,AUC(Area under curve)提高了10.23%,TSS(True skill statistic)提高了24.92%,显著提高了露蕊乌头适生区预测的精度和稳定性。年降水量(bio12)被确定为关键环境因子。露蕊乌头的适生区主要分布于青藏高原及其邻近地区,尤其是祁连山脉和横断山脉。其中,总适生区和高适生区的面积分别为199.78×104 km2和69.54×104 km2。在全新世中期(Middle Holocene),总适生区面积达到了最高的283.12×104 km2,但高适生区面积仅为3.31×104 km2。未来的预测表明,露蕊乌头的生境将严重破碎化,总适生区呈现先增加后减少的趋势,而高适生区不断收缩,最低将减少到41.49×104 km2。此外,研究发现从全新世中期开始,露蕊乌头的适生区呈现向高海拔的西北方向迁移的趋势。在保护优先级方面,露蕊乌头被归类为"中等优先级",受威胁评估结果将其评估为易危。通过了解露蕊乌头在气候变化下的响应状态,为露蕊乌头的生物多样性保护和资源可持续利用提供参考依据。
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2026,46(5):2598-2610, DOI: 10.20103/j.stxb.202504100838
Abstract:
功能多样性揭示了植物在全球变化下的适应策略,是生物多样性维持生态系统功能的关键指标。然而,关于盐渍化草地植物功能多样性对降水变化和氮沉降的响应尚不明确。试验在晋北农牧交错带半干旱盐渍化草地开展,设置对照(CK)、增水50%(W50)、增氮10 g N m-2 a-1(N10)、增水50%+增氮10 g N m-2 a-1(W50N10)4个处理,通过功能性状量化和功能多样性指数计算,结合结构方程模型解析降水变化和氮沉降对盐渍化草地植物功能多样性的影响。结果表明:(1)增水使禾本科多度、盖度、地上生物量显著降低40%、50%和66.7%,杂草科多度下降62%;增氮显著提高群落地上生物量41.8%和杂草科生物量65%,但使禾本科生物量降低22%;增水+增氮使禾本科生物量和杂草科多度分别下降23%和75%,且两功能群的多度、盖度差异极显著增大(P < 0.01),表现出了禾本科植物的优势地位。(2)增水和增氮分别使植物叶面积(18.2%;17.5%)、比叶面积(16.3%;18.1%)显著增加,增水+增氮交互处理使植物株高显著提高了21.6%。(3)增水使功能离散度提高30%,而增水+增氮使功能离散度降低60%。(4)物种多样性指数与功能多样性指数呈显著相关关系(P < 0.05),结构方程模型揭示了降水增加和氮沉降通过改变群落结构间接调控功能多样性(路径系数=0.93,P < 0.001)。研究为盐渍化草地适应全球变化提供管理新视角。
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2026,46(5):2611-2625, DOI: 10.20103/j.stxb.202504080825
Abstract:
基于多源数据,利用滞后相关和Liang-Kleeman信息流分析了2000-2018年0-6个月时滞情况下青藏高原不同植被类型分区中植被归一化指数(NDVI)和降水/气温之间的互馈效应,弥补了以往诸多研究缺乏方向性和定量验证的不足,预估了2025-2100年SSP126、SSP245、SSP370和SSP585情景下NDVI演变趋势,结果如下:(1)植被对气候因子的响应存在滞后1-3个月的显著正向调控(P < 0.05),即降水增加/气温上升会促进后期NDVI增大,反之抑制;其中,对降水的响应更敏感,NDVI滞后1个月响应敏感性最高(信息流-0.32)、滞后2个月响应范围最广(占高原的11.52%),而气温累积效应更强,NDVI滞后2个月响应敏感性最强(信息流-0.24)、滞后3个月响应范围最广(占高原的16.84%);敏感区集中在青藏高原东部边坡及藏南谷地的草甸、灌丛、草原、针叶林分布区,其中草甸和灌丛优先响应;(2)反观植被对气候因子的反馈,表现为"短期协同、长期制衡"特征,且对气温的反馈强度和范围显著高于降水;同期及气候因子滞后1个月时呈显著正向调控(P < 0.05),范围分别约20%(降水)和25%(气温),滞后6个月出现反向调控,即NDVI增减会牵制滞后6个月降水减少(增加)/气温下降(上升),作用范围分别为5.92%(降水)和15.86%(气温);(3)植被-气候间存在滞后1个月特征的正反馈效应,降水增加/气温上升会促进滞后1个月高原东部边坡约13%的区域NDVI显著增大,此调控过程又有利于滞后1个月的降水增大/气温上升,反之亦然;(4)未来2025-2100年期间,上述四种情景下青藏高原NDVI增长速率分别为7.45×10-4/10a、1.60×10-3/10a、2.34×10-3/10a和3.45×10-3/10a,高原东南部绿化趋势显著(P < 0.05),中期(2061-2080年)、后期(2081-2100年)藏北高原部分草原以及藏南谷地、三江源自然保护区和青海湖流域的部分草甸,可能将面临退化风险。
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2026,46(5):2626-2637, DOI: 10.20103/j.stxb.202505131155
Abstract:
极端干旱是威胁干旱区草地生态系统稳定性的关键气候风险。基于1981-2019年内蒙古地区逐年逐站降水距平百分率(PA)数据,构建"区域平均PA值≤-10%、重旱及以上站点数≥2、特重旱区面积占比 > 1%"的复合识别判据,系统识别出12个极端干旱年份,并揭示其时序特征、空间分布与干旱重心演变规律。结果表明:极端干旱事件多呈阶段性突发与多年累积并存的时序特征,其中2001年与2005年干旱强度最高;干旱空间格局高度异质,中西部草地为干旱高发核心区;干旱重心在不同阶段往返迁移,显著聚焦于锡林郭勒及其周边区域。进一步分析发现,极端干旱主要由降水异常驱动,气温升高在个别年份叠加出现。研究为典型草地生态系统极端干旱识别与监测提供了可推广的方法框架,并为区域干旱风险评估与适应性管理策略提供基础支撑。
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2026,46(5):2638-2653, DOI: 10.20103/j.stxb.202412173099
Abstract:
利用京津冀地区173个国家级气象站1961-2022年的逐日气温、降水资料,计算气象干旱综合指数,根据固定区域干旱过程监测方法和改进的极端事件持续时间和强度关系(Extreme intensity-duration,EID)的理论方法,识别区域性干旱过程和确定其强度,结合1971-2022年干旱受灾面积和2001-2020年植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)资料,评估了监测方法的适用性,深入分析了京津冀地区区域性干旱过程的时空变化特征。研究发现:①1961-2022年共识别65次区域性干旱过程,持续天数(线性趋势系数-0.87,P < 0.01)和强度(线性趋势系数-0.07,P < 0.01)呈不同程度减弱趋势,4-6月为高发期(4月中旬至5月上旬占比超50%),年代际差异表现为20世纪以春-夏旱为主,21世纪以来呈分散化特征;②干旱日数频率"中南部高、北部低",强度"南北低、中部高",且空间格局随年代显著变迁;③干旱特征指标与农业受灾面积(最高相关系数0.60)、NPP(最高相关系数-0.66)显著相关,其中年最强干旱过程对农业影响更直接,而植被响应受累计干旱效应主导。研究结果为京津冀地区干旱灾害预警、农业生产布局优化及生态系统保护提供了关键指标支撑,尤其对南水北调中线工程区的干旱风险防控具有实践参考价值。
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杨佳伟，戴薛，辜忠春，兰竹，王晓荣，刘学全，胡琦，庞宏东，付甜
2026,46(5):2654-2667, DOI: 10.20103/j.stxb.202506101451
Abstract:
在全球气候变化加剧极端干旱事件的背景下,解析不同根型树木的干旱响应机制对森林保育和生态恢复至关重要。以亚热带典型深根型树种樟(Camphora officinarum)、栓皮栎(Quercus variabilis)及浅根型树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys edulis)的2年生幼苗为对象,采用自然失水法模拟持续42 d的干旱处理,系统监测了水分状况、光合-叶绿素荧光特性、渗透调节物质及氧化损伤指标的动态变化。主要结果表明:(1)根系构型是抗旱性差异的关键结构基础。深根型树种凭借更长的根系和更高的根长密度,在有限土壤深度内更有效地维持水分吸收,显著延缓了叶片脱水和叶绿素降解。樟叶片相对含水量降幅22.78%,相对叶绿素含量(SPAD)值降幅8.32%;栓皮栎叶片相对含水量降幅25.86%,SPAD值降幅34.48%。而浅根型树种水分和叶绿素损失严重,杉木叶片相对含水量降幅70.43%,SPAD值降幅56.04%;毛竹叶片相对含水量降幅60.43%。(2)深根型展现协同抗旱优势。深根型通过增强非光化学淬灭缓解光损伤,维持较长时间的光系统Ⅱ功能,栓皮栎非光化学淬灭系数(NPQ)早期骤增170.10%,樟NPQ持续增长35.38%;同时持续积累渗透调节物质,樟后期可溶性糖增至2.20倍,栓皮栎后期脯氨酸增至46.46倍,并有效控制膜脂过氧化(樟丙二醛为初始值211.72%,栓皮栎丙二醛降至初始值52.17%)。冗余分析表明其生理响应主要受土壤含水率驱动。(3)浅根型易受干旱累积效应影响。浅根型因依赖易耗竭的浅层水分,导致水分状态和光合结构急剧恶化,光保护机制短暂激活后崩溃。虽胁迫中期渗透调节物质激增,杉木脯氨酸28 d时增至32.41倍,毛竹28 d时增至153.17倍,但最终无法阻止严重的膜损伤,杉木和毛竹末期丙二醛分别陡升至初始值的168.99%和238.19%,生理功能崩溃,其损伤模式呈现显著的干旱时间累积效应。(4)生活型策略调控同根型响应路径。同为深根型,樟(常绿)倾向于维持叶片功能与持续碳获取;栓皮栎(落叶)则表现出程序性衰老特征,为再生保存资源。综上,根系构型通过水分获取主导关键生理响应,深根型树种在水分维持、光系统保护和渗透调节方面的综合协同优势赋予了其更强的干旱适应性。研究结果支持在亚热带季风区生态恢复中优先选择深根型乡土树种以提升森林抵御极端干旱的能力。
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2026,46(5):2668-2682, DOI: 10.20103/j.stxb.202501250201
Abstract:
2022年夏季,东南沿海地区遭遇罕见的气象水文干旱。为探究白栎(Quercus fabri)对气候变化的适应潜力及其不同家系对夏季高温干旱的响应差异,以27个3年生白栎家系为研究对象,基于叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量比及非结构性碳水化合物(NSC)的变异特征,解析不同家系的资源分配策略,进而评估其应对高温干旱的响应模式。结果表明:夏季高温干旱胁迫下,白栎叶片N含量及C、N、P化学计量比和NSC含量及其组成成分在家系间差异显著(P < 0.05)。对白栎叶片C、N、P含量及其化学计量比和NSC含量及其组成成分进行聚类分析和主成分分析,27 个白栎家系被划分为 A、B、C、D 共 4 个类群。其中 A 类群表现出较强的抗高温干旱能力(主成分综合得分最高),该类群家系叶片 N、P 含量相对较低,但 C ∶ N、C ∶ P 和NSC含量高。总体上,白栎叶片 C 含量与 N、P 含量呈现显著正相关(P < 0.05),而 NSC 含量与 N、P 含量呈极显著负相关(P < 0.01)。值得注意的是,上述元素与NSC的关联特征在总体和不同类群间表现出明显的差异,这为揭示不同白栎家系在高温干旱胁迫下的资源分配策略分化提供了关键线索。此外,种源环境是白栎在高温干旱胁迫下存在养分分配策略多态性的原因之一。总体而言,不同白栎家系在高温干旱胁迫下具有多样化的适应性策略,其中采用低生长+高NSC积累策略的家系具有最强的抗逆性,这可能使其在未来气候变化的背景下在亚热带地区具有较强的竞争力。
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2026,46(5):2683-2700, DOI: 10.20103/j.stxb.202506051404
Abstract:
森林是地球最大的碳汇,森林中单木个体的生物量分配机制研究对估算碳储量有重要意义。以黑龙江省东折棱河林场为研究区,基于66株长白落叶松解析木数据构建了相容性生物量模型系,探究竞争因子(CI)和地位指数(SI)对生物量分配的影响,并利用结构方程模型(SEM)分析了CI、SI与生物量分配间的关系。结果表明:(1)引入SI和CI的模型较基础模型拟合精度得到了显著提升。(2)长白落叶松的树高、胸径及生物量随着林龄的增加而增长,且各组分生物量占比趋于稳定,枝干生物量和地上生物量占比显著提升,而根和叶的生物量占比逐渐降低。(3)立地质量对生物量分配具有显著影响,高立地质量更利于地上生物量积累,低立地质量下树木则倾向于增加根和叶的生物量分配。同时,竞争的加剧抑制了根生物量和干材生物量的积累,但促进了树皮、树枝和树叶的生物量占比。(4)相容性模型能有效模拟生物量分配动态过程,SEM则进一步验证了竞争与立地因素的因果效应,并量化了具体影响系数和路径关系。二者的结合应用为解析长白落叶松生物量分配机制提供了更全面的视角,研究成果为森林资源动态监测和经营管理提供了可行性思路。
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2026,46(5):2701-2723, DOI: 10.20103/j.stxb.202504140866
Abstract:
东北三省是中国重要的农业生产和森林覆盖区,在气候变化背景下该区域暖干化趋势明显,生态安全受干旱胁迫的风险增加,改善干旱事件监测能力、量化干旱对植被的影响是减轻区域灾害、保障生态安全的重要措施之一。基于东北三省119年的气温、降水、实际水汽压栅格数据,从气象干旱和大气干旱两个角度表征干旱,并分析不同时间尺度干旱的特征,总结干旱发生规律;结合34年的植被指数,利用相关性分析和多尺度地理加权回归模型,分析不同时间尺度干旱对植被覆盖的影响程度。研究结果表明,东北三省的气象干旱在9月表现出最明显的干旱化趋势,而大气干旱趋势在5月最明显。辽宁气象干旱强弱特征与吉林、黑龙江相反,且显著变干的地区多出现在气象干旱较弱地区。大气干旱的强弱基本为辽宁＞吉林＞黑龙江,显著变干的地区多出现在大气干旱较强地区。大气干旱比气象干旱对植被覆盖的影响更强烈;其中,松嫩平原是大气干旱显著影响的地区,植被覆盖状况较低,大气干旱在该地区显著变干,因此松嫩平原地区应注意抗旱减灾。
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2026,46(5):2724-2735, DOI: 10.20103/j.stxb.202506131503
Abstract:
紫斑牡丹(Paeonia rockii)是我国特有的一级保护濒危植物,其适生区对气候变化的响应是制定保护策略的关键依据。采用集成模型方法评估气候变化对中国濒危特有植物紫斑牡丹潜在分布格局的影响。基于37个物种分布记录与16个环境变量,利用Biomod2平台整合回归树模型(CTA)、广义线性模型(GLM)和随机森林(RF)等模型,构建集成模型预测2041-2060、2061-2080、2081-2100年三个时期不同气候情景下潜在分布区变化。研究结果表明:(1)环境影响因子:影响紫斑牡丹分布的主要因子是昼夜温差日均值(Bio2,贡献率24.35%)、气温年较差(Bio7,19.38%)、最干月降水量(Bio14,14.75%)及海拔(11.19%),其适宜区间分别为Bio2(5.1-11.5℃)、Bio7(28.6-40℃)、Bio14(0-20 mm)和海拔500-3800 m。(2)当前分布格局:当前气候情景下适生区总面积234.68×104 km2,以低适生区为主(160.56×104 km2,68.42%),中适生区49.37×104 km2(21.04%),高适生区24.74×104 km2(10.54%)。核心分布区集中于甘肃省东南部与陕西省中南部,四川省、贵州省、河南省、湖北省、重庆市及宁夏回族自治区亦有零星分布。(3)未来情景预测:未来气候情景下适生区呈现显著扩张,在SSP245情景下适生面积在2081-2100年增加至390.47×104 km2,较当前情景扩张66%。适生区呈现向西北方向(新疆、内蒙古)迁移的特征,到2081-2100年时期进一步向东南沿海亚热带区(如福建、浙江、江西)扩张。高适生区质心从陕西宝鸡向西北方向迁移,在SSP245情景下最大迁移距离达174.98 km。SSP585情景下低适生区大幅扩张,可能引发生态稳定性下降及物种入侵风险。尽管气候变暖可能提升高纬度地区的适宜性,但低适生区的快速扩张凸显了生物同质化与生态系统功能失衡的潜在威胁。研究结果强调应在新疆、内蒙古新适生区实施针对性保护措施,并通过建设生态廊道促进物种的气候驱动迁移。本研究为濒危植物气候适应性管理提供了可靠的预测框架,为协调全球变暖背景下物种保护与生态系统稳定性提供关键见解。未来可通过整合多源环境数据与优化模型参数进一步提升预测精度,可进一步支撑基于实证的生物多样性保护政策。
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2026,46(5):2736-2750, DOI: 10.20103/j.stxb.202506041400
Abstract:
面对气候变化、生物多样性丧失和环境污染的三重威胁,如何确保自然促进人类福祉是实现可持续发展目标的重大挑战性问题。自然对人类的贡献(NCP)是近年生态学和可持续发展领域的重要创新概念,强调自然系统对人类福祉的多方面贡献。利用文本分析、CiteSpace软件、比较和归纳法系统回顾过去10多年 NCP的全球研究轨迹和发展趋势,阐明概念框架及组成、文献数量变化及关注主题、定量核算方法、现有案例和管理实践经验。总结出目前NCP研究存在的六大问题,包括价值观非唯一、指标量化不易、数据量巨大、利益相关方参与不足、跨尺度整合困难和NCP之间相互作用未考虑。最后提出五个未来研究重点,即评估价值多元化、评估程序标准化、参与式方法的制度化、NCP协同生产研究的深化、NCP评估与政策周期一体化。研究结果可为推进地区和国家层面NCP评估提供方法参考,为自然保护和可持续发展研究提供新的视角,并对人与自然和谐共生的中国式现代化建设具有重要的科学参考价值。
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2026,46(5):2751-2762, DOI: 10.20103/j.stxb.202505251299
Abstract:
现代农业正朝着规模化、集约化方向快速发展,这一趋势对资源节约和环境保护提出了更高标准,同时也对种植业与养殖业的产量品质设定了更严格的目标。在此背景下,农业废弃物的高效循环利用被赋予新的期待,传统生态农业模式已难以适应现代绿色农业的发展需求。现代生态农业应运而生,通过引入生物技术、数字应用、智能装备等新型生产力要素,推动传统生态农业的转型升级。这种变革不仅实现了生态化与产业化的有机融合,更显著提升了土地利用效率、劳动生产力水平、资源使用效益以及污染控制能力,最终带动农民收入增长。基于系统工程视角,整合近年来的理论研究成果与生产实践经验,系统阐释了现代生态农业的定义特征与核心内涵,详细解析了其理论基础与技术体系,归纳总结了典型技术模式,评估了发展成效并展望未来趋势,进而提出具有针对性的发展建议,旨在为新时代现代生态农业的创新发展提供理论支撑和实践指导。
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2026,46(5):2763-2775, DOI: 10.20103/j.stxb.202407041567
Abstract:
在快速城市化进程中,突发事件和慢性冲击对城市的恢复力和可持续发展带来严峻挑战。自然对人类的贡献(Nature's contribution to people, NCP)为构建城市韧性景观以应对自然和社会挑战提供了理论支撑,而如何基于NCP实现更具社会公平性和供需匹配的城市韧性景观设计尚缺乏探讨。研究梳理了城市韧性景观和NCP的概念,分析了不同类别NCP对城市韧性的贡献,探讨了基于NCP设计城市韧性景观的优势。调节NCP通常在灾害发生前和发生时为抵抗和缓解特定灾害做出贡献,并保障人类生存的基本需要。物质和非物质NCP通常不针对某项具体的灾害类型,贡献集中于满足和保障人类更高层次的需求。基于NCP设计城市韧性景观有助于实现对各种危害和极端事件调节能力的直接评估,匹配自然贡献和城市居民需求,实现公平和灵活的景观管理,权衡自然对人类的正向贡献和消极影响。研究提出了基于NCP的城市韧性景观设计框架,强调在设计中充分考虑城市景观特征,了解当地居民的需求和期望,解决设计方案的不同维度权衡,关注景观设计和政策设计的制度衔接,评估城市韧性与可持续发展潜能。
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2026,46(5):2776-2789, DOI: 10.20103/j.stxb.202505041077
Abstract:
2026年第46卷第5期
封面目录
自然资源变化及其生态环境效应监测观测体系研究专栏
专论与综述
学术信息与动态
封底
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DOI: 10.5846/stxb202409092166
Abstract:
狍（Capreolus pygargus）与梅花鹿（Cervus nippon）存在潜在竞争关系，二者的生态位重叠性研究对于保护区的管理工作具有指导意义。基于2021年甘肃连城国家级自然保护区内布设的66台红外相机监测的狍与梅花鹿数据，结合8个环境变量，采用Biomod2模型和核密度估计法对该保护区内狍与梅花鹿的潜在适生区进行了预测及时间和空间重叠性分析。结果表明：（1）两者对环境变量的选择相似，狍选择年降水大、海拔高和距道路较远的区域分布；梅花鹿选择距居民点较远、年降水大和距道路较远的区域生存。（2）狍与梅花鹿的适生区域主要分布在淌沟的中西部、竹林沟的南部、指南北、天王沟和民乐的东部区域，狍的高适生区面积大于梅花鹿高适生区面积，二者重叠适生区总面积为137.60 km2，分别占它们总适生区面积的87.19%、49.58%。（3）狍与梅花鹿的时间生态位重叠度较高，其日活动节律均呈现晨昏性，在暖季狍在梅花鹿活动强度低谷时会表现出较高的活动强度，以减小种间竞争、满足生存需要，但二者在冷季因资源匮乏与气候寒冷等原因会在午后表现出极高的活动竞争。探讨了狍与梅花鹿的时空生态位特征及重叠性，可为动物保护部门开展鹿科动物种群保护与其栖息地恢复提供参考。
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王海舟, 易桂花, 李景吉, 张廷斌, 别小娟, 张婷, 刘昕奇
DOI: 10.5846/stxb202503060493
Abstract:
识别生态源地是生态安全格局构建的基础。尽管已有研究将基于MaxEnt模型预测的物种适宜区数据引入生态源地识别，但其具体效果及其对生态安全格局的影响尚缺乏系统性量化研究。本文以中国横断山区为研究区，分别采用生态系统服务识别法（EESI）与适应性源地识别法（IAS）构建生态安全格局，评估物种适宜区数据在优化生态源地识别及构建生态安全格局中的作用。生态源地识别结果表明，IAS有效识别了若尔盖湿地自然保护区和白马雪山自然保护区等关键生境区域，生态源地平均斑块大小从168.76km2增至390.18km2，最大板块指数从1.22增至2.17，生态源地的连通性和核心区域的集中度得到有效提升。本研究为评估不同生态源地识别方法对生态源地的具体贡献及构建生态安全格局提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202503110533
Abstract:
粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）具有较高生物入侵风险，然而其生态适应策略的异质性特征及关键环境驱动因子尚未明确。本研究通过对已发生粉绿狐尾藻逃逸的典型小流域，开展粉绿狐尾藻生物性状（株高、地上地下生物量）和环境因子（季节、水文、生物、养分）的调查分析，以期了解粉绿狐尾藻在川中丘陵区的生长特性。结果表明：1）水生区粉绿狐尾藻生物量、株高和重要值均高于陆生区。粉绿狐尾藻通过生物量分配调节形成差异适应：水生种群将匍匐茎分配从冬季40%增至夏季46%，全面占据水体空间；陆生种群茎叶分配从40%增至57%以竞争光照，但夏秋重要值<0.5，随多样性增加而衰退。2）整个生长周期内，季节、河道形状和物种多样性是生物性状主控因素。春季粉绿狐尾藻提前进入花期（3月）促进生物量累积达峰（水生6月份：1.51 kg·m-2）。冬季霜冻致使顶端冻害，生物量（水生：0.64 kg·m-2）达全年最低。3）水文连通性通过弯曲河道及溢流堰段形成稳定水位与养分富集区，提升粉绿狐尾藻生物量与优势度，需重点防控。该研究揭示了粉绿狐尾藻通过表型可塑性实现生态位分化的入侵机制，为水文连通性调控为主的生态防控提供了科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202504020766
Abstract:
考虑社区与访客感知差异对生态系统服务的影响与空间变化特征，对于精确评估生态系统文化服务价值、科学进行游憩空间利用具有重要作用。以三峡库区26个区县为研究对象，基于2000—2020年多源数据构建主客观融合的评估模型，系统揭示区域生态系统文化服务价值的时空演化规律，并运用空间自相关、泰尔指数与地理探测器，解析了双主体感知协同性、区域差异贡献率及影响因子驱动机制。研究结果表明：（1）2000—2020年，三峡库区游客与居民感知的生态系统文化服务价值随社会经济水平的提升呈上升趋势；游客感知价值呈现“核心极化-边缘突破”格局，沙坪坝区、渝中区等核心城区持续高值；居民感知价值形成以重庆西南部区为主的价值集聚区。（2）三峡库区休憩指数呈现出区域均衡化发展趋势，低值区提升与高值区质量优化推动空间景观质量差异显著缩小。其总体生态系统文化服务价值从2000年的86.80亿元跃升至2020年的4847.10亿元，空间上呈“西南部高-东北部低”的分布格局。（3）三峡库区游客与居民感知的生态系统文化服务价值在研究期内协同性显著增强，综合生态系统文化服务价值的总体差异呈现“快速上升-高位震荡-梯度回落”三阶段演变特征，在此期间，由夜间灯光、路网密度等社会经济因子与NDVI、坡度等自然本底因子共同塑造的驱动机制已演进为发展质量与生态基底深度融合的新范式。本研究为推进生态系统文化服务价值转化和绿色空间治理提供有益借鉴。
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陈梦甜, 靳瑰丽, 隋晓青, 赵文轩, 刘文昊, 沈秉娜, 王生菊, 李文雄, 杜玟霖, 尹霄鹏
DOI: 10.5846/stxb202504220952
Abstract:
为阐明草原毒害草发生的关键驱动因子及其对人类活动干扰的响应，以新疆伊犁河谷为研究区域，于2022-2024年采集苦豆子（Sophora alopecuroides）、白喉乌头（Aconitum leucostomum）、刺苍耳（Xanthium spinosum）、天山酸模（Rumex thianschanicus）和骆驼蓬（Peganum harmala）5种草原毒害草的分布数据，结合气候、地形、土壤、人类足迹等因子，利用最大熵模型（Maximum Entropy, MaxEnt）研究草原毒害草发生的关键因子及人类活动对其发生趋势的影响。结果表明：（1）5种草原毒害草发生的关键因子存在差异。综合来看，温度、草地类型、土壤基本饱和度、NDVI和距道路距离整体影响较为明显。（2）人类活动干扰时，潜在发生区面积由大到小依次为刺苍耳2.83万km2、天山酸模2.43万km2、苦豆子2.24万km2、白喉乌头1.88万km2和骆驼蓬1.44万km2。（3）人类活动干扰增加了苦豆子、刺苍耳和骆驼蓬的潜在发生区面积，减少了白喉乌头和天山酸模的潜在发生区面积，并导致草原毒害草多物种重叠区面积减少。研究结果可为伊犁河谷草原毒害草科学防控提供参考依据。
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DOI: 10.5846/stxb202504271016
Abstract:
水分与氮素是黄土丘陵区草地植物生长及种间关系的重要影响因子。为阐明水氮供应对黄土丘陵区草地优势种生长、水分利用及种间关系的影响，探究干旱与大气氮沉降背景下该区草地优势种演变趋势及其在草地生产力与群落稳定性中的作用，以禾本科白羊草（Bothriochloa ischaemum）、豆科达乌里胡枝子（Lespedeza davurica）和菊科白莲蒿（Artemisia stechmanniana）为材料，在盆栽条件下，设置两种水分水平（即充分供水与干旱胁迫）及两种氮处理（即0和0.025 g N /kg干土），研究三种优势种在单播、两两混播、三种混播下生物量、水分利用效率与净生物多样性效应的响应特征。结果表明：（1）干旱胁迫下生物量降低（0.14-22.04）g /桶，水分利用效率下降（0.21-3.01）g /kg ；白羊草根冠比显著增加13.19%-69.75%，达乌里胡枝子根冠比显著降低29.84%-67.55%。（2）施氮后生物量显著提升（2.49-36.00）g /桶，根冠比降低17.83%-54.06%，水分利用效率提高（0.17-4.25）g /kg ，耗水量增加（0.37-3.82）kg /桶。（3）干旱胁迫下混播表现出更高生物量与水分利用效率，且其耗水量不受施氮显著影响。（4）混播净生物多样性效应总体为正，干旱胁迫不施氮与充分供水施氮处理下互补效应均为正；白羊草混播在干旱施氮处理下选择效应增大7.45%-244.93% 。综上，干旱胁迫降低三种优势种的生物量、耗水量与水分利用效率，施氮与混播可缓解干旱对植物产生的负面影响。干旱与施氮单独作用提高混播物种互补性，共同作用加剧白羊草混播种间竞争。在人工草地建设中，气候变化背景下以高产量低耗水的目标，白羊草-白莲蒿混播最佳。
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DOI: 10.5846/stxb202505151182
Abstract:
沟头溯源侵蚀是沟谷侵蚀的主要方式。长期严重的溯源侵蚀不仅破坏地表形态，损毁农田和农业设施，还给人民生命财产安全带来潜在威胁。采取“模拟降雨+放水冲刷”的试验方法，研究不同集水区坡度（3°和7°）条件下沟头高度（0.9 m和1.5 m）对董志塬沟头溯源侵蚀水动力过程的影响。结果表明：1）沟头高度为1.5 m时的侵蚀量是0.9 m沟头高度侵蚀量的1.84—14.78倍。沟头高度为0.9 m时，侵蚀量在试验初期达最大值，当沟头高度增加到1.5 m时，不同时段的侵蚀量差异性较小。2）一级沟头溯源侵蚀长度随沟头高度的增加而加长，沟头高度0.9 m的溯源长度是1.5 m的32%—54.72%，溯源侵蚀诱发二级和三级沟头的发育，增加地表破损程度。3）沟头高度0.9 m时，集水区流速、雷诺数、弗劳德数、径流剪切力、径流功率和单位径流功率略大于沟床；而当沟头高度增加到1.5 m时，集水区流速和弗劳德数小于沟床。集水区与沟床间水力学参数差值随沟头高度的增加而增加。说明沟头高度是控制溯源侵蚀的关键因子。研究结果可为黄土高塬沟壑区生态治理提供参考。
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DOI: 10.5846/stxb202505271316
Abstract:
磷素（P）是重要的限制性的植物营养元素，在驱动区域植物初级生产力关键生态系统过程中起着重要作用。本研究探讨了喀斯特地区白云岩和石灰岩森林生态系统中土壤钙（Ca）、全磷（P）、有效磷（AP）、无机磷（Pi）和叶片养分（碳、氮、磷）之间的关系及其相互影响的因素。结果表明，土壤Ca含量的增加加速了土壤P的转化，干湿季节变化影响植物叶片磷素养分的含量。在干旱季，土壤中Ca含量平均增加了89.8%，而土壤和叶片中P含量分别降低61.2%和6.4%。虽然土壤Ca含量的增加加剧了土壤P的限制，但Ca含量的增加促进了土壤酸化，加速了难溶性Pi（Ca10-P）向中度闭蓄态Pi（Ca2-P）的转化，进而增加了土壤中AP的释放。在湿润季，土壤中P含量显著增加（P < 0.05），Ca与可溶性P共沉淀转化为Pi，减少地表流失。值得注意的是，Ca对P限制的影响并没有持续加强。当土壤Ca含量超过14 g/kg时，这种影响逐渐减弱。研究表明，Ca加速了土壤中P的转化和分解，改变了Pi的补充机制，对喀斯特地区磷素养分循环产生了重要的影响。
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DOI: 10.5846/stxb202505271319
Abstract:
在全面推进生态文明建设的背景下，加强城市自然保护地生态风险防范，对完善生态保护策略和优化区域国土空间规划具有重要的科学价值。然而，现有城市自然保护地生态风险研究多依赖人类活动干扰源分析，缺乏联系植被响应数据的风险评估。因此，本文以江苏省生态保护红线区为例，构建了一种融合NDFI指数、CCDC算法和机器学习的植被干扰风险评估方法，以期实现对城市区域自然保护地植被干扰风险的直接、精准评估。结果表明：（1）植被变化检测结果具有较高精度，总体精度达81.2%，Kappa系数为0.72，CCDC算法能够有效检测江苏省生态红线区的植被干扰情况。（2）选取二元逻辑回归、随机森林、极端梯度提升、支持向量机四种机器学习算法进行模型训练，其中随机森林模型表现最佳，植被干扰的关键驱动因素包括河网密度、坡度、气温、距市中心的距离、人口密度及国内生产总值等，综合反映了自然条件与人类活动的共同作用。（3）植被干扰风险空间分异明显，高和极高风险区主要集中在生态公益林、风景名胜区等人地矛盾突出的区域，低和极低风险区则广泛分布于重要湿地、太湖重要保护区等地。研究结果可为江苏省生态红线区的植被保护提供科学依据，并为类似区域的长时序植被干扰检测和风险管理提供方法借鉴。
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鲁娜, 段誉涵, 吕阳华, 程可欣, 宋佳鸿, 王晨旭, 赵一行, 王志芳
DOI: 10.5846/stxb202506031385
Abstract:
生态保护问题及保护区边界划定是近年来全球共同关注的热点话题，中国创新性地提出生态保护红线制度并在全国实行，但红线划定后的保护成效评估与研究仍处于起步阶段。本研究以河北省为例，采用最终物质转换法对全省红线内外的7项关键生态系统调节服务进行多时段（2015、2020、2023年）的价值量核算，以评估红线区域的保护成效。结果表明：（1）红线内的生态系统服务价值量明显高于全省整体平均水平，以占全省20.70%的面积提供了38.00%的价值量贡献；（2）各服务年际波动情况不同，除洪水调蓄、水质净化服务轻微下降外，红线内其他服务整体保护趋势向好；（3）河北省生态功能分区划定较合理，坝上高原防风固沙区、燕山水源涵养区、太行山水土保持区保护了对应的主导生态功能，其中燕山水源涵养区各项服务保护成效突出，固定二氧化碳、洪水调蓄服务空间异质性不明显，其余服务各生态功能分区之间差异较大。本研究进一步完善了红线成效评估研究的内涵，提出了相应优化调整及改进建议，也可为我国生态保护红线相关政策制定提供参考。
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席英卓, 舒韦维, 许基煌, 李 华, 闵惠琳, 李忠国, 陶 怡, 张继辉, 明安刚
DOI: 10.5846/stxb202506171531
Abstract:
马尾松和杉木林是我国重要的生态与经济林种,通过分析土壤理化特性与微生物群落的相互作用关系,阐述近自然化改造对马尾松和杉木林土壤微生物群落的分类与系统发育多样性变化的相应规律及机制。以期为人工针叶纯林的近自然化改造和混交林经营提供参考依据。通过土壤常规理化分析方法测定土壤养分含量及基本性质,结合Illumina MiSeq高通量测序平台对土壤微生物进行测序,系统解析微生物群落组成与多样性特征。结果表明：(1)近自然化改造对马尾松和杉木林土壤微生物群落多样性存在一定影响,土壤微生物群落多样性整体呈下降趋势；(2)近自然化改造对马尾松和杉木林土壤细菌群落结构影响不明显,土壤细菌群落中优势类群主要是酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门,对马尾松和杉木林土壤真菌群落结构存在明显影响,土壤真菌群落中优势菌群主要是子囊菌门和担子菌门,两者的相对丰度存在显著差异；(3)RDA分析结果表明全钾含量和pH值是影响马尾松和杉木林土壤细菌群落结构变化的重要因素,但本研究中分析的土壤理化性质指标均不是影响马尾松和杉木林土壤真菌群落结构变化的主要因素；(4)近自然化改造后马尾松和杉木林土壤细菌功能表现出较高的相似性,但土壤真菌功能表现出明显差异。近自然化改造改变马尾松和杉木人工林林分结构,引起土壤理化性质的改变,进而优化土壤真菌群落结构,以增加其适应性。
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马永龙, 郭帅奇, 王晓彤, 杨金辉, 余冬雯, 童玉花, 刘欣蓉, 李淑霞
DOI: 10.5846/stxb202506171536
Abstract:
干旱胁迫作为全球性挑战严重制约作物生产，而纳米氧化铈（CeO?-NPs）因其独特的氧化还原特性为提升作物抗旱性提供了新策略。旨在探究叶面喷施CeO?-NPs对干旱胁迫下紫花苜蓿生长及生理代谢的调控机制。试验通过前期预试验筛选的最适浓度25 mg/L CeO?-NPs处理植株，结合干旱胁迫，系统测定植株生长及生理指标。结果显示，干旱胁迫对紫花苜蓿生长发育造成严重负面影响，而CeO?-NPs处理可显著缓解这一影响，且综合比较表明25 mg/L CeO?-NPs对干旱的缓解最为显著，用作后续试验浓度。具体表现为：与单独干旱胁迫相比，喷施CeO?-NPs使得紫花苜蓿的生长指标包括株高、叶面积、鲜重和相对含水量（RWC）分别增加了16.39%、47.33%、45.01%和65.53%；叶绿素含量（SPAD）提高了14.48%，最大光化学效率（Fv/Fm） 增加了21.13%；相对电导率和丙二醛（MDA）含量分别下降了60.61%和46.62%；过氧化氢（H?O?）和超氧阴离子自由基（O???）含量分别降低了50.78%和48.58%；抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别增加了30.77%、24.83%、44.77%和20.00%；渗透调节物质脯氨酸（Pro）和可溶性糖（SS）含量分别上升40.78%和34.16%。研究表明，CeO?-NPs可通过维持细胞膜稳定性、改善光合性能、减轻氧化损伤、提升抗氧化酶活性、增加渗透调节物质含量等多种途径协同调控紫花苜蓿的生长及生理代谢，从而增强其抗旱性，对退化草地生态修复和干旱区植被重建具有重要意义。
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DOI: 10.5846/stxb202506271635
Abstract:
为了解濒危植物夏蜡梅（Calycanthus chinensis）主要分布区不同林型植物群落中优势物种生态位与种间联结，于2023年9—10月对浙江省天台县大雷山夏蜡梅所处三种典型林型（落叶常绿阔叶混交林、杉木林和毛竹林）进行调查，利用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数、方差比率法（VR）、χ2检验对三种林型乔木和灌木层重要值分别排前20的优势物种生态位特征与种间联结定量分析。结果显示：（1）三种林型乔木和灌木层共调查植物156种，隶属64科119属；其中，落叶常绿阔叶混交林109种，杉木林92种，毛竹林114种。（2）夏蜡梅在三种林型均集中分布于灌木层，该层夏蜡梅重要值和生态位宽度均高于相同群落的乔木层，其中在落叶常绿阔叶混交林中生态位宽度最大，毛竹林中的生态位宽度最小，在落叶常绿阔叶混交林群落资源竞争中占优势。（3）落叶常绿阔叶混交林、杉木林和毛竹林三种林型灌木层优势树种分别组成的190个种对中，存在明显生态位重叠的分别有127对、103对和135对；夏蜡梅与其它19个优势种组成的种对中，分别有19对、17对和11对存在明显生态位重叠，且重叠程度均较高。（4）三种林型灌木层总体均呈显著正联结，表明灌木层群落稳定性均较高。（5）χ2检验发现，三种林型灌木层大多数种对联结不显著，种间关联性较弱，说明绝大部分物种趋于独立分布，其中落叶常绿阔叶混交林正联结种对数最多，更利于物种共存。综上可知，夏蜡梅可以通过垂直层次分化、物候错位与生境选择等策略实现对环境的适应，其中，在落叶常绿阔叶混交林中的种间关系较为协调，群落整体稳定性较高，该群落可为夏蜡梅种群更新提供更为稳定的环境。
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DOI: 10.5846/stxb202507031718
Abstract:
在“双碳”目标引领下，碳汇作为生态系统提供的重要调节型生态产品，其补偿机制正日益成为推动区域协同治理的关键路径。基于公共产品理论和发展权理论，构建10%、20%和30%三种碳汇供需比情景，采用系数法核算碳汇供需总量，并设计传统跨区域和“自下而上”跨区域两种补偿模式。结果表明：（1）京津冀不同市/区间碳排放与碳汇量存在显著空间错配，西南部和北部最为严重。（2）三种情景下2023年京津冀地区总补偿金额分别为1659×102、1554×102和1480×102万元，主要受偿区为河北承德市和张家口市以及北京怀柔区和密云区。（3）在10%碳汇供需比情景下，“自下而上”补偿机制在财政可承受性和区域协调性方面实现了最佳平衡。本研究创新在于构建了“自下而上”跨区域碳汇供需补偿机制，为全国其他城市群推进多层级碳补偿机制提供了制度借鉴。
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赵伟滨, 纪北京, 孙圆, 朱灿灿, 谢荣胜, 黄欣红, 李纪霖
DOI: 10.5846/stxb202507161863
Abstract:
河口潮间带红树林作为重要的“蓝碳”生态系统,其分布信息提取和地上生物量估测是加强对红树林湿地监测和评估的研究热点。本研究以福建闽江河口湿地秋茄红树林为研究对象。首先,基于无人机RGB影像,通过面向对象多尺度分割提取影像特征,并采用交叉递归消除法选取研究区植被类型分类的最佳特征组合；其次,采用支持向量机与随机森林算法对比得出最优分类模型,实现秋茄红树林空间分布信息提取；接着,利用样木测树因子构建适用于当地的秋茄异速生长方程；进而结合无人机LiDAR数据和样地实测数据,利用交叉递归消除法筛选点云特征变量；最后,构建样地尺度的秋茄红树林地上生物量估测模型,对比多元线性回归模型、K近邻模型、极端梯度提升模型和随机森林模型的估测精度以确定最优模型,并基于最优模型反演研究区秋茄红树林地上生物量空间分布。结果发现:(1)无人机RGB影像面向对象最优分割尺度、形状因子和紧凑度因子分别为 42、0.5、0.5；(2)利用面向对象结合机器学习算法进行湿地植被类型分类,对比得出随机森林算法分类效果较好,分类精度为92.24%,Kappa系数为0.906。故根据随机森林算法进行研究区整体植被类型分类,并提取秋茄红树林空间分布信息；(3)选取最优单木异速生长方程为幂函数形式:；(4)最优秋茄林地上生物量估测模型为随机森林模型,R2为0.724,RMSE为6.555Mg/hm2,rRMSE为0.412,基于最优估测模型反演研究区秋茄红树林地上生物量,发现秋茄地上生物量分布呈现由西北到东南先增后减趋势。因此,无人机数据与机器学习算法的结合能够精确提取红树林分布信息并估测其地上生物量,本研究建立的闽江河口湿地专用异速生长方程和“分布信息-地上生物量”协同监测体系,可为评估闽江河口湿地生态修复工程成效提供支持,为红树林湿地生态系统经营管理提供科学依据。
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DOI: 10.5846/stxb202507231919
Abstract:
森林土壤碳库是全球碳循环系统的关键组成部分，其数量和稳定性深刻影响大气二氧化碳水平，对生态碳汇具有重要意义。明确环境变化下森林土壤碳库的时空异质性和复杂性是森林固碳增汇的前提，但目前对此仍缺乏系统理解。本文通过回顾国内外相关研究文献，梳理了森林土壤碳库形成机理，系统分析了森林土壤碳库空间变异特征及其关键影响因素相关进展，探讨了森林碳库空间异质性研究方法，明确了森林土壤碳库空间变异研究存在的不足和未来重点研究问题。基于当前森林土壤碳库空间变异研究存在的问题和不足，建议今后相关研究应重点关注：（1）构建森林土壤碳库一体化、多尺度耦合的综合研究框架；（2）深入揭示微生物过程与森林土壤碳库空间格局的作用关系；（3）推动森林土壤碳库数据同化与综合模拟；（4）推动基于森林土壤碳库空间变异理论的森林精准经营。
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DOI: 10.5846/stxb202507241931
Abstract:
水土保持措施是防治水土流失重要手段，分析不同措施减流减沙效益并优化其配置，对于水土流失高效精准治理至关重要。目前仍缺乏流域水土流失关键源区水土保持措施效益定量评估与多目标优化配置研究。本研究基于SWAT模型定量模拟2020年昕水河流域产流产沙空间分布特征，并采用累计风险曲线法识别流域水土流失关键源区；评估关键源区配置不同措施（退耕还林、梯田、拦沙坝）及其4个组合措施的减流减沙效益；采用NSGA-Ⅲ算法求解多目标模型获得昕水河流域水土保持措施配置方案。结果表明：（1）2020年昕水河流域产流量和产沙量整体呈西北西南高、东南低的空间分布特征。流域水土流失关键源区面积为229.19 km2，占流域总面积的5.91%。（2）水土保持组合措施中，梯田、退耕还林与拦沙坝组合效果最优，减流率45.63%（116.94 mm）、减沙率97.90%（102.41 t/hm2），梯田、退耕还林与拦沙坝减流率分别为5.92%、14.99%、34.26%，减沙率分别为16.62%、75.37%、87.59%。（3）流域水土流失治理最佳措施配置方案可实现径流削减245.39×10? m3（均值，22.28%；CV=2.73%）和泥沙削减42.78×10? t（均值，89.02%；CV=3.02%）。研究明确了不同水土保持措施的效益及最佳配置方案，为昕水河流域及相似区域的水土流失治理提供决策依据，提升治理精准性与有效性。
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DOI: 10.5846/stxb202507291971
Abstract:
荒漠生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，荒漠植物凋落物的分解是干旱荒漠区土壤有机碳的重要来源，但不同凋落物添加对土壤总有机碳及其组分的影响效应是否相同尚不明晰。为探讨凋落物的添加对干旱荒漠区土壤总有机碳(TOC)及其组分的影响，本研究以红砂(Reaumuria soongarica)、珍珠(Salsola passerina)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)凋落物和无凋落物添加(CK)分解下的土壤为研究对象，探讨了不同凋落物分解下各土层土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)和惰性有机碳(ROC)组分的变化。结果表明：(1) 与对照相比，凋落物处理下各土层的土壤总有机碳(TOC)以及颗粒有机碳(POC)、活性有机碳(DOC)、土壤矿物结合有机碳(MAOC)和化学稳态有机碳(CSOC)含量均显著增加；且随着土层的加深，珍珠和泡泡刺凋落物分解下的TOC、DOC和MAOC含量呈下降趋势，而珍珠凋落物处理下的CSOC含量呈上升趋势；红砂凋落物处理下的土壤DOC含量呈上升趋势，而POC含量呈下降趋势。(2) 红砂凋落物下表层土壤的POC最高，而DOC则是泡泡刺凋落物下最高；10-20 cm土层中，各凋落物下POC无显著差异，但红砂凋落物下的DOC最高。(3) 泡泡刺凋落物下土壤的MAOC在不同土层下均最高；表层土壤的CSOC则是红砂凋落物下最高，10-20 cm土层则是珍珠凋落物下最高。研究表明添加凋落物显著提高了干旱荒漠区土壤的养分，且有助于土壤碳库的稳定性提高。
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张国思, 苏启东, 李荣赛, 叶祖建, 黄小波, 唐荣, 苏建荣, 李帅锋
DOI: 10.5846/stxb202507301978
Abstract:
极小种群的保护保育依赖于对其所在群落种群之间相互作用关系的深入理解。本文通过对极小种群野生植物瑞丽芭蕉5个分布区野生种群的18个样方开展调查，基于中性群落模型、重要值、生态位与种间联结等方法，分析其群落主要种群间的相互关系。结果表明：瑞丽芭蕉种群主要分布在热带雨林与季风常绿阔叶林过渡地带的箐沟两侧，对生境要求严格，喜高温高湿的林内环境，中性群落模型显示瑞丽芭蕉群落受确定性过程的影响较大（R2=0.216）。本次调查瑞丽芭蕉所在群落共包含维管束植物70科155属188种。群落中重要值大于1%的物种共23种，稀有种占据群落组成的大部分，其中瑞丽芭蕉重要值和生态位宽度均最大，主要种群的生态位宽度随重要值增大呈增大趋势（P<0.001）。生态位重叠值在0.2~0.4之间的物种对最多。种间联结的方差比率表明瑞丽芭蕉群落主要种群的总体联结为不显著正联结，联结系数显示正联结的物种对（113对，占比52.57%）要高于负联结的物种对（107对，占比42.29%），说明该群落种群间竞争与相互协作的关系共存，生态位重叠值随着种间联结系数的增大而增加。本文建议对瑞丽芭蕉野生种群采取就地保护策略，减少各种人为活动的干扰，通过积极的恢复促使优化群落中种群种间关系，并对其进行动态监测，促进瑞丽芭蕉种群的恢复。
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DOI: 10.5846/stxb202508012007
Abstract:
广东大亚湾水产资源省级自然保护区拥有众多不同面积、隔离度和生境丰富度的海岛，是研究岛屿生物地理学的理想场所。以该区域26个海岛为研究对象，探讨了岛屿鸟类物种丰富度与种—面积—距离关系（SADR），岛屿间鸟类物种组成相似性以及岛屿面积、隔离度和季节变化对鸟类物种丰富度的影响。采用样线法和红外相机法共记录到鸟类14目41科120种。广义线性模型（GLM）分析结果表明，季节变化并非影响大亚湾海岛鸟类种—面积—距离关系（SADR）格局的关键调节因子。Simpson相似性分析结果显示，各岛屿间的相似性指数范围极大，大亚湾岛屿鸟类群落结构存在高度异质性。基于AICc准则的模型选择发现包含岛屿面积和隔离度的双变量模型（area-distance）为最优解释模型（Z=0.199，95%CI：0.114—0.283）。大亚湾海岛鸟类物种丰富度存在显著的种—面积—距离关系（SADR），面积效应斜率（Z=0.199）证明大亚湾属历史陆桥型岛屿系统。模型显示面积与距离的生态过程相对独立，与热带海洋岛屿的协同效应不同。基于响应曲面和CART模型识别的阈值表明大亚湾岛屿系统的双重生态阈值：面积<9.33 hm2且距离>4.79 km的岛屿物种丰富度急剧下降。据此提出保护建议：对协同区和非协同区内岛屿采取差异化保护策略，同时加强对特殊岛屿的监测。综上，本研究探讨了大亚湾海岛鸟类多样性格局的内在形成机制，为华南沿海岛屿鸟类保护提供了科学依据。
研究论文
生态系统服务专题
生态治理与恢复应用研究
生态系统服务及生态保护科学决策
草地资源可持续利用
研究论文
侵蚀与碳循环
研究论文
土壤生态专栏
草地资源可持续利用
研究论文
专论与综述
研究论文
侵蚀与碳循环
研究论文
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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,500m和LSTETM,500m的RMSE分别为0.786、1.002,0.754℃,降尺度结果达到预期效果。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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74.4，67.6，522，46，36.6 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。
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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。
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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。
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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。
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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在平原地区、大城市周边地区以及主要的交通线路沿线地区。本研究结果可以为其他地区生态系统健康评估以及长江中游城市群地区生态系统健康保护政策制定提供科学借鉴。
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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。
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2007,27(1):346-356, DOI:
Abstract:
生态系统服务价值评估是当前生态经济学和环境经济学的研究热点和焦点。在系统回顾国内外生态系统服务价值评估研究进展的基础上，从研究对象、价值构成、研究方法、时空过程等4个方面对生态系统服务价值评估的当前特征进行了分析，探讨了价值评估中评估基础、评价方法以及结论应用等问题。指出国内必须加强生态系统服务理论和方法研究，展望了未来生态系统服务价值评估研究和工作的重点领域。
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2006,26(7):2068-2072, DOI:
Abstract:
为进一步弄清中国牦牛的遗传资源及其类型划分，利用微卫星DNA、随机扩增多态性（RAPD）、扩增片断长度多态性（AFLP）等3种分子遗传标记技术研究了麦洼牦牛、九龙牦牛、大通牦牛和天祝白牦牛的分类；并结合作者对牦牛染色体和血液蛋白多态性的研究结果探讨了中国牦牛类群的分类。结果：①根据微卫星位点的等位基因频率进行聚类分析，表明麦洼牦牛和九龙牦牛的遗传距离最大（1.506），麦洼牦牛2个群体之间的遗传距离最小（1.062）。5个牦牛群体被聚为两大类，四川九龙牦牛单独成一大类，其他牦牛群体聚为一类。②根据RAPD和AFLP两种分子遗传标记的分析，表明天祝牦牛和大通牦牛的遗传距离最小（0.0336），九龙牦牛和天祝牦牛的遗传距离最大（0.0414），4个牦牛品种被聚为两大类，九龙牦牛品种聚为一类，其它3个牦牛品种聚为一类。大通牦牛和天祝白牦牛在较近的水平上首先聚为一类，然后在较远处与麦洼牦牛聚为一大类。③根据染色体特征和血液蛋白位点的基因频率进行聚类的结果与微卫星DNA、RAPD、AFLP的聚类结果相似。中国牦牛可分为以九龙牦牛和麦洼牦牛为代表的两个类群（型）。这与蔡立等将中国牦牛分为“青藏高原型"和“横断高山型"的结果是一致的。而与其他学者的分类结果有较大的差异。结合中国牦牛品种（群体）的地理分布、生态条件、育成史及其分化的实际情况，作者认为中国牦牛分为两个大的生态类型是合理的。
