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2024-03-17 08:08:36

生态学杂志

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(2021年1月修订)

1.本刊性质  《生态学杂志》(月刊)是中国科学技术协会主管、中国生态学学会主办、中国科学院沈阳应用生态研究所承办的综合性学术期刊,创刊于1982年,由科学出版社出版,国内外公开发行。本刊坚持理论联系实际的办刊方向,结合科研、教学、生产实际,报道生态科学诸领域新成果、新信息等。

2.刊登内容  本刊刊登有关生态系统生态学、种群生态学、群落生态学、景观生态学、生物地球化学、生理生态学、化学生态学、行为生态学、进化生态学等方面的研究报告、专论与综述、新方法与新技术、书刊评介、学术动态等。

3.文章篇幅  以7~9个版面(20000字左右)为宜。

4.题目和作者  题目务必言简意赅,字数不超过20个字,中英文题目应一致。作者署名应限于主要参加者,多位作者需注明通讯联系人。作者单位应使用官方全称,并注明所在城市和邮编。

5.摘要和关键词  摘要应具有独立性和自明性,须说明论文的目的、方法、结果(包括主要数据)和结论,着重于创新与发现,以300字左右为宜;对于专论与综述,建议写成报道-指示性摘要。关键词3~7个(请勿与题目中出现的词重复)。

6.基金项目  正文首页以脚注形式注明基金资助项目及其编号。

7.正文格式与要求  研究报告由4部分组成:1)引言。要明确提出研究工作的目的、意义和背景,以及本项研究的主要任务;2)材料与方法。供试材料应提供名称、数量和制备方法。研究方法须作简单介绍并引用文献,如果作者自己创新或改进的方法则宜详述;3)结果与分析。提出观察和实验证据,力求简明扼要;4)讨论。重点解释研究结果所能反映的原理、关系和普遍意义;阐明研究结果与前人研究的异同;必要时指出本实验的不足之处以及未能解决的问题。专论与综述:不做统一要求,但须重点把握科学问题的前沿,全面、深入、系统进行归纳、综合、分析,逻辑层次分明,提出新的见解。

8.参考文献  参考文献只列出与本文相关的主要文献,研究报告一般25~40篇,综述类文章30~60篇。引用文献必须核对无误。本刊采用“著者-年代制”,中文文献在前(按拼音顺序排列),英文文献在后(按字母顺序排序);无论何种语种所有文献均需译成英文文献,英文文献跟在相应中文后面。具体格式如下:

[中文期刊] 曹彦卓, 王汝振, 张玉革, 等. 2019. 氮沉降对草地土壤及团聚体元素有效性的影响. 生态学杂志, 38(8): 2531-2539. [Cao YZ, Wang RZ, Zhang YG, et al. 2019. Effects of nitrogen deposition on elemental availability in bulk soils and soil aggregates of grasslands. Chinese Journal of Ecology, 38(8): 2531-2539. ]

 

[英文期刊] Markow TA, Raphael B, Dobberfuhl D, et al. 1999. Elemental stoichiometry of Drosophila and their hosts. Functional Ecology, 13: 78-84.

[中文专著] 潘瑞炽, 董愚得. 2001. 植物生理学(第三版). 北京: 高等教育出版社. [Pan RC, Dong YD. 2001. Plant Physiology(3rd edn). Beijing: China Higher Education Press.]

 

[英文专著] Vitousek PM. 2004. Nutrient Cycling and Limitation: Hawaii as a Model System. Princeton: Princeton University Press.

 

[析出文献(论文集、专著、论文汇编、会议录)] Goldman JC, Glibert PM. 1983. Kinetics of inorganic nitrogen uptake by phytoplankton// Carpenter EJ, Capone DG, eds. Nitrogen in the Marine Environment. New York: Academic Press: 233-274.

 

[电子文献] 姓名. 发布年份. 主题名[EB/OL]. (发布或修改日期)[作者引用日期]. 来源.

例:King DM, Mazzotta MJ. 2000. Ecosystem valuation [EB/OL]. [2008-12-12]. http://www.ecosystemvaluation.org/default.htm

9.文献在文中的引用格式  独立作者的文献,如:(戈峰, 2002;Vitousek, 2004);两个以上作者的文献,如:(张斌等, 1997;Goldman et al., 1983)。文献如在文中叙述中引用,两个以上作者的文献引用格式为:张斌等(1997)或Goldman等(1983)研究表明,……。

10.作者简介  文末附第一作者简介,包括:姓名、性别、出生年、学位、职称、研究方向、发表论文篇数、E-mail。

11.图表要求  图题、表题须中英对照。附图宽度(包括纵坐标上名称、单位)双栏为70~80 mm,通栏≤150 mm,图中文字一律用小5号字,中文宋体,英文Times New Roman;高度尺寸可适当改变。表格一律采用“三线表”,表中数据实测为零,写“0”;未测则写“–”;其他均如实注明;主线(函数线)粗0.5 mm,辅线(坐标线)为主线的一半。

12.计量单位  文稿中计量单位一律使用国家法定计量单位,用标准符号表示,如kg·hm-2、Pa、J、s、min、h、d、mol、m、m2、L、kg等。

13.投稿方式  请登录本刊网站(http://www.cje.net.cn/)点击“作者投稿”进行网上投稿,全文格式按照下载中心论文模板文章排版,投稿文章需要加上行号。

14.收费  稿件不论录用与否,均需在稿件状态为“外审”时汇论文审理费200元。稿件录用后需交纳版面费,审理费和版面费由银行汇款(开户行:中国工商银行沈阳大南支行,单位:中国科学院沈阳应用生态研究所,帐号:3301007309264002975,行号:102221000735),用途一栏请务必注明稿件编号,请在投稿系统作者中心稿件费用里填好发票信息,收到后即从邮箱发送电子发票以供报销。

15.稿件处理  编辑部收到稿件后,即告知作者稿件编号,作者可根据自己的用户名和密码上网查看稿件审理状态。稿件审理结果于2~3个月内通知作者。论文需修改时,作者须在收到退修通知1个月内将修改稿和修改说明返回。稿件接受后,3~4月内刊出。稿件已被接受的作者需签署版权转让协议,并上传至本刊投稿系统。稿件主审完成后即在知网首发,不同意的需提前说明。稿件一经刊用,酌付稿酬(每版100元),并赠送2本样刊。

16.文责  为避免学术不端情况的发生,以及由此导致的严重后果,请提前自行查重,尤其注意自己不同文章间的重复情况,有必要的话请务必引用。来稿文责自负,请勿一稿多投。作者来稿发表后,文章著作权归作者所有,其编辑版权(包括纸型出版权、复制、发行、翻译权以及光盘、网络等电子媒介的出版权等)属本刊所有。作者如不同意,应在投稿时声明,否则视为同意。为传播作者的学术思想和成果,本刊发表的文章均被认为已获得作者无稿酬提供情报检索期刊摘录转载的许可。

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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5期

封面目录

封面+目次

2024,44(5):0-0, DOI:

摘要: (44)

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PDF (16.01 MKB)(64)

Abstract:

研究论文

基于生态系统服务供需平衡的粤港澳大湾区生态安全格局构建

柯钦华,周俏薇,庄宝怡,孙传谆

2024,44(5):1765-1779, DOI: 10.20103/j.stxb.202305221071

摘要: (161)

HTML (0)

PDF (15.09 MKB)(140)

Abstract:

构建生态安全格局是控制城市蔓延、实现区域生态安全和促进社会可持续发展的重要途经。维持生态系统服务供需平衡是生态安全健康发展的保障和关键。现有相关研究在生态源地的识别过程中缺乏对生态系统服务供需平衡,以及生态系统服务的人类活动效应的考量。因此,如何顾及生态系统服务供需平衡和人类活动识别生态源地,是构建区域生态安全格局需要解决的重要问题。以粤港澳大湾区为研究对象,基于生态系统服务供需平衡识别初始生态源地,并根据生态系统服务随土地开发程度的梯度效应进一步确定最终生态源地,而后结合生态廊道、生态战略点的识别,最终确定粤港澳大湾区生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态系统服务供需空间匹配程度较弱,表现为四周高供给-低需求,中部高需求-低供给的空间分布特征;(2)研究区生态系统服务综合供给具有随土地开发程度增加而呈显著下降的特征,且存在显著的突变点(阈值)。即在土地开发程度超过28.27%时的生态系统服务综合供给迅速下降;(3)研究区共有100块生态源地,总面积为7344.24km2,整体呈"东西部多-中部空"的外围环绕式分布结构;(4)研究区共有175条生态廊道,总长度为1568.48km,廊道整体呈环状分布特征;(5)研究区存在40处生态夹点和19处障碍点,这些点的分布主要受廊道的长度以及耕地和建设用地的分布的影响。上述关键生态要素共同构成了环绕粤港澳大湾区的环形生态屏障。

长时间序列生态系统服务权衡与协同驱动因素——以芜湖市生态系统服务功能极重要区为例

刘颂,张浩鹏,裴新生,王颖

2024,44(5):1780-1790, DOI: 10.20103/j.stxb.202304130759

摘要: (84)

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PDF (5.62 MKB)(80)

Abstract:

人类对生态系统的管理和干预促使生态系统服务权衡向协同转化,有助于生态系统服务综合效益提升。但当前缺乏对长时间序列分析背景下生态系统服务权衡协同驱动因素及其非线性影响的理解与把握。以芜湖市"生态系统服务功能极重要区"为研究案例,考虑生境质量、碳固定和土壤保持三种关键生态系统服务,基于多源数据,运用逐像元趋势叠加分析法评估1990-2020年间研究区生态系统服务变化趋势及其权衡协同空间分布规律,采用随机森林模型探索该区域生态系统服务权衡协同形成的关键驱动因素及其非线性影响效应。研究结果表明:(1)31年间芜湖市域生境质量显著下降区域面积约为提升面积的两倍,存在进一步衰退的风险。同时,城市扩张导致市郊边缘地带碳固定、土壤保持显著下降。(2)研究区生态系统服务供给能力受权衡协同影响显著,受影响区域总面积占比达64.48%。受权衡影响区域与协同影响区域存在显著空间差异。(3)土地利用强度是管理生态系统服务权衡向协同转化的主导因素。土地利用强度对权衡协同的影响表现出非线性特征并且存在影响阈值。当强度等级介于弱与中且偏向弱强度时对不同服务协同增益具有积极作用。

退耕区域生态系统服务作用关系尺度效应及分异机制——以安塞区为例

韩晓佳,王继军,温昕

2024,44(5):1791-1807, DOI: 10.20103/j.stxb.202304280894

摘要: (59)

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PDF (12.14 MKB)(51)

Abstract:

生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评估了6项重要的生态系统服务,采用相关系数法、双变量空间自相关以及地理探测器揭示了不同空间尺度上生态系统服务作用关系的尺度效应及分异机制。研究结果显示:(1)退耕区域内,生态系统服务之间以协同关系为主,其中调节服务与支持服务的协同关系最强(|r|≥0.5),而权衡关系发生在文化服务与其他服务之间。从时间序列来看,调节服务与支持服务的作用关系较为稳定,在研究期间保持为协同关系,且协同度在退耕还林后有所提升;(2)生态系统服务作用关系的空间尺度效应主要表现在作用关系的方向变化与空间显著性的差异。在网格尺度中,生态系统服务之间的关系较为稳健,作用方向的变化主要发生在网格尺度与行政单元之间,且随研究尺度的加大,服务之间作用关系的空间显著性降低;(3)生态系统服务的权衡与协同是自然因子和社会因子共同作用的结果。退耕区人类活动干扰较小,自然因子的解释力(q均值0.1507)高于社会因子(q均值0.0148),且影响某类生态系统服务的关键因子对生态系统服务的作用关系起到重要作用。其中,土地利用程度和地形因子的共同作用是进行生态系统服务管理的主要关注点。

青藏高原生态资产空间差异及其价值化潜力

李平星,高晨真,罗艳华,郭辉,孙伟

2024,44(5):1808-1821, DOI: 10.20103/j.stxb.202211253411

摘要: (39)

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PDF (7.55 MKB)(50)

Abstract:

科学合理地开发生态资产、促进其价值转化,是发展生态经济、推动生态文明建设的重要举措,对于促进生态敏感地区人与自然和谐共生、保障高质量可持续发展具有现实意义。以青藏高原为研究区,基于土地利用类型及其质量,从资源实物和生态服务两个类别开展生态资产评估和空间分布研究,融合生态产品供给-需求理论评价生态资产价值化潜力,进而解析生态资产及其价值化潜力的空间匹配关系,提出促进生态资产价值化的科学建议。结果表明:青藏高原生态资产类型多样,空间集聚特征明显,生态资产综合指数热点区主要分布在中部的羌塘、青南和川西藏东等地区,冷点区则分布在南部的山地灌丛及周边地区;生态服务类资产指数与生态资产综合指数呈现类似的空间分布格局,资源实物类资产指数的格局随地形地貌和气候气象的不同而有所差异;生态资产价值化潜力受到区位交通、资源禀赋、经济社会发展条件等多重因素影响,川西藏东、青东祁连的东部边缘地带价值化潜力更高、热点区更为集聚。基于生态资产禀赋及其价值化潜力划分为高资产-高潜力、高资产-低潜力、低资产-高潜力、低资产-低潜力四种分区类型,针对性提出了加大生态保护力度、合理开发生态资源、完善交通和服务设施、差异化开发生态产品等政策建议。

县域耕地非农化、非粮化与乡村人口空心化的耦合协调关系——以长江经济带为例

崔家兴,靳涵,罗滢渊,林勇,童新,朱媛媛

2024,44(5):1822-1836, DOI: 10.20103/j.stxb.202304010643

摘要: (32)

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PDF (9.36 MKB)(40)

Abstract:

耕地非农化、非粮化的不断扩大严重影响了我国的粮食安全,亟需研究其演变机制和管控措施。基于1990、2000、2010和2020年四期土地覆盖数据和农业劳动力数据,利用耦合协调度模型和探索性时空数据分析(ESTDA)方法,分析了长江经济带县域耕地非农化、非粮化和乡村人口空心化的时空演化特征及其耦合协调关系。结果表明:①非农化呈现东高西低的格局,且存在围绕中心城市高值集聚的态势。非粮化则大致呈现出西高东低的倾向,远离大城市的边远县域非粮化程度较高。研究期内非农化和非粮化呈整体加剧趋势,乡村人口空心化程度显著提升。②非农化、非粮化和乡村人口空心化之间呈现较强耦合作用,失调区域逐渐扩大。③非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度存在明显的空间集聚现象并逐渐增强。高值集聚区主要分布在上游地区且数量逐渐减少,低值集聚区分布相对分散。④非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度具有较强时空动态特征,但县域及其邻域协同变动的比例较高,表明具有较强的局域整合性。

海峡两岸生态环境质量差异性评价及港口发展对其的影响

刘江容,林晓凤,王豪伟,王翠平

2024,44(5):1837-1853, DOI: 10.20103/j.stxb.202303110455

摘要: (36)

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PDF (13.18 MKB)(31)

Abstract:

21世纪以来,中国城市化进程不断加快,大量人口涌入沿海地区,海峡两岸经贸活动也越来越频繁,导致脆弱的沿海地区面临较大的生态风险,因此动态监测并评价两岸生态质量对推动两岸城市生态文明建设及促进两岸和谐统一发展具有重要意义。利用谷歌地球引擎(GEE)平台调用2000-2022年Landsat及MODIS数据集,采用主成分分析法构建遥感生态指数的基础上,运用差值分析、空间自相关分析评价两岸生态环境质量的差异性,并在建立两岸主要港口多环缓冲区的基础上探讨港口规模及其周边城市建设对生态环境质量的影响。结果表明:(1)2000-2010年海峡两岸生态环境质量呈"西升东降"的特征,2010-2022年海峡两岸生态环境质量均呈波动上升趋势,新冠疫情期间呈先增后减的趋势,两岸生态环境质量差距逐渐缩小。(2)东岸生态环境质量优于西岸,生态环境质量优良等级区域主要分布在太姥山、玉山山脉等山地区域,较差等级区域主要分布在湖里区和晋江市等城市工业聚集区,2000-2010年生态环境质量等级显著退化的区域主要为东岸的山地区域,2010-2020年等级显著退化的区域主要为西岸的沿海区域。(3)两岸生态环境质量具有较强的空间自相关性,处于山地区域的城市呈高值聚集,西岸的厦漳泉、福州市和莆田市以及东岸近海岸城市呈低值聚集。(4)海峡两岸港口规模及其周边城市建设对生态环境质量的影响具有相似性,离港口距离越远,城市建设用地面积占比越小,生态环境质量越好,班轮运输阶段港口规模越大其周边生态环境质量也越差;直航运输阶段港口规模对生态环境质量的影响减弱并逐步改善。(5)受新冠疫情影响,港口周边生态环境质量稍有转好,且西岸港口规模较大的厦门港和福州港较东岸港口更注重生态建设。研究可为海峡两岸城市生态文明建设提供基础数据支撑,也为生态港口规划提供科学决策依据,同时为促进两岸和谐发展提供助力。

长江流域生态退捕渔民生计脆弱性评价及生计风险预测

赵旭,向恒星,赵菲菲

2024,44(5):1854-1867, DOI: 10.20103/j.stxb.202206041572

摘要: (33)

HTML (0)

PDF (2.40 MKB)(35)

Abstract:

渔民作为长江十年禁渔的参与主体,其后续生计发展将直接决定此生态保护政策的实施成效。在重构非自愿生态移民生计脆弱性评价体系的基础上,结合长江流域重点禁渔水域典型退捕渔民的抽样数据,测度渔民生计脆弱性指数(LVI)并找出影响后续生计恢复的主要障碍因子,最后跨领域的引入支持向量回归(SVR)预测模型动态分析了不同区域渔户生计脆弱性的演变趋势。结果表明:(1)渔民弃船上岸后呈现出生计脆弱性的比例较高,但不同类型区域间存在明显差异,其中内湖保护区最高,干流非保护区次之而干流保护区最低;(2)敏感性维度在诱发渔民生计脆弱性上起着主导作用,即个体禀赋比安置区条件更为重要,特别是成员年龄大但无基本社保兜底,受教育程度低且"双转"难的渔民家庭更易陷入生计困境;(3)自然和金融资本是推动渔民生计恢复的主要生计资本,而阻碍渔民生计脆弱性降低的共性因子主要有上岸后的收支失衡,社会支持不足及过分依赖原有生计方式等,同时各区域在脆弱性各维度上还有特殊的障碍因子;(4)推动安置区经济社会发展和家庭转产增收后,并不一定能确保缓解未来五年中的渔户生计脆弱性程度,上岸后完成社会融入并有效降低生产生活成本也至关重要,而干流保护区则还需加强人力资本建设,否则后续将面临极高的返贫风险;(5)长江临近区域的同类渔民生计脆弱性现状、面临的生计风险、后续生计恢复的进程具有一定的相似性和规律性,生计监测和帮扶政策可进行协同统筹。

稳定性视角下黄土高原生态系统与生计系统的冲突与耦合——以陕西省佳县为例

王银,叶文丽,吴孔森,杨新军

2024,44(5):1868-1880, DOI: 10.20103/j.stxb.202304280898

摘要: (25)

HTML (0)

PDF (4.63 MKB)(34)

Abstract:

黄土高原地区是我国生态脆弱和深度贫困的高度耦合区,长期面临生态治理和生计保障的双重压力,如何协调乡村生态系统与农户生计系统之间的平衡成为区域人地系统稳定和可持续发展的关键。基于稳定性概念内涵,以黄土高原佳县为例,采用地理空间数据和问卷调查数据,定量评价生态系统和生计系统现状,利用耦合协调度和相对发展度模型,梳理两个系统之间的相互作用关系并划分冲突与耦合类型区,在此基础上分析冲突关系的成因并提出分类治理建议,以期为区域人地矛盾缓解和可持续治理提供参考。结果表明:(1)佳县生态系统稳定性整体较高,但空间分异特征明显。县域生态稳定性格局呈"北部低值成片,南部低值分散"的特征,以道路交通用地和建设用地为表征的人为因素对生态稳定性的影响显著;(2)佳县生计系统稳定性整体处于中等级,农户生计方式已趋于多元,但生计资本仍较为匮乏。多样化的生计在一定程度上能够弥补生计资本的欠缺,而地理区位和自然条件对生计系统稳定性的维持作用仍不容忽视;(3)佳县生态系统与生计系统的相互关系以冲突为主,中度冲突、轻度冲突、濒临冲突和勉强平衡四种类型同时存在,勉强平衡区属于生态系统和生计系统稳定性双低的假性平衡,人地矛盾较为尖锐的冲突型区域内村庄多为生计滞后型,人地冲突的主要成因在于生态治理对生计空间的剥夺。建议通过结合决策者自上而下的管理和行为者自下而上的提升措施来逐步化解县域人地矛盾,实现生态-生计系统内部协调稳定。

互花米草防治和麋鹿保护的系统耦合作用——基于自然的解决方案

孙义,何冬梅,姬文翔,韦新仪,廖雅芳,孙子墨,吴文俊,马青山,李猛,邹景文,宜树华

2024,44(5):1881-1891, DOI: 10.20103/j.stxb.202304270880

摘要: (44)

HTML (0)

PDF (2.89 MKB)(29)

Abstract:

互花米草(Spartina alterniflora)是典型的外来入侵物种,因其繁殖力和适应力强难以防治,直接威胁我国滨海滩涂湿地生物多样性,改变了该生态系统的结构和功能;麋鹿(Elaphurus davidianus)是我国I级保护动物,是野生动物迁地保护和回归自然的典范,但仍面临野生种群稳定性低、与保护区环境承载力矛盾尖锐的问题。麋鹿喜食互花米草,其牧食行为可有效调控互花米草的时空分布格局,提升滨海滩涂湿地生态系统功能和稳定性,并为其自身野化回归提供良好的环境。目前针对互花米草防治和麋鹿保护的研究较多,但少有二者耦合作用的探讨。尝试借助草地农业系统理论阐释互花米草防治和麋鹿保护(互花米草&麋鹿)耦合发展的范式和潜在机制,即寻求基于自然的克服系统相悖的解决方案。以期打破珍稀物种保护和入侵物种防控各自为战的范式,探索二者耦合发展思路和陆海农业实践。同时,探讨了利用无人机等技术搭建滨海滩涂湿地互花米草&麋鹿耦合系统的空-天-地一体化监测、分析和管理体系。

森林生态效益补偿优先级机制研究及应用——基于碳汇总量与变化量视角

董一鸣,孙博文,徐琳瑜

2024,44(5):1892-1903, DOI: 10.20103/j.stxb.202303120461

摘要: (41)

HTML (0)

PDF (12.55 MKB)(28)

Abstract:

森林生态效益补偿制度对于提高森林建设者积极性、促进森林生态效益提升具有重要意义。然而,我国森林生态效益补偿实践中依然存在仅以森林面积为补偿依据导致激励错位的问题。基于此,结合国家"双碳"目标,提出一种基于碳汇总量与变化量双向视角的综合森林生态效益补偿优先级机制,选取我国重要生态功能区秦巴山区为案例,分别从森林碳汇总量与变化量视角量化各区县生态补偿优先级,并构建二者结合的综合优先级模型,以促进在生态补偿实践中的资金分配公平性与激励性。研究发现,(1)在研究期内大多区县森林碳汇总量增长,但存在个别区县森林碳汇功能降低的现象,具体原因存在差异;(2)碳汇总量优先级与碳汇变化量优先级清单存在差异。总量优先级高的区县,变化量优先级较低,因此,生态补偿应综合考虑各区县森林碳汇在两个维度的表现;(3)综合优先级排名结果呈现"高值-中值-低值"的不同区间特征,该补偿机制在综合优先级高值区激励区县扩建森林、新增森林碳汇,在中值区激励区县保育森林,在低值区鼓励区县结合森林现状从扩建与保育两个方向提升森林碳汇功能。以森林碳汇保育与增汇成果为导向,有效探索碳汇功能在生态补偿中的实践价值,为我国区域森林生态效益补偿实践的公平性与科学性提供研究基础。

7年穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳及生物量碳储量的影响

刘翠菊,陈志成,刘世荣,高小敏,牛保亮,刘晓静,白兵勇

2024,44(5):1904-1917, DOI: 10.20103/j.stxb.202304120738

摘要: (41)

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PDF (4.11 MKB)(39)

Abstract:

气候变化背景下不断加剧的干旱事件对树木的生长及碳积累产生显著影响。然而,树木光合固碳能力及生物量碳储量对相对长期干旱的连续响应机制的研究仍然有限。选择70年生的天然锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)林,探究长期模拟穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳潜力和生物量碳储量的影响。研究结果表明,连续7年的穿透雨减少处理显著降低了锐齿槲栎的光合固碳能力,其叶片净光合速率(A)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、最大光化学效率(Fv/Fm)均明显降低,且穿透雨减少处理增强了A与气孔导度(gs)、Jmax、Fv/Fm之间的相关性。在适应长期干旱过程中,锐齿槲栎通过增加比叶面积(SLA)、叶片栅栏组织与海绵组织的比值、气孔密度等叶片形态及结构特性变化,降低冠层叶面积(LAI)指数和蒸腾水分散失及提高水分利用效率(WUE)缓解和适应干旱胁迫的不利影响。但是,长期穿透雨减少仍然降低了锐齿槲栎的生物量碳储量。穿透雨减少处理7年后,叶生物量碳下降30.6%、茎生物量碳下降34.3%、地下生物量碳下降26.4%,总生物量碳下降32.8%。同时,地下/地上生物量碳比值显著提高,表明锐齿槲栎通过增加地下碳投入和生长适应干旱胁迫。在未来降雨格局变化下,锐齿槲栎生长及叶性状的适应性调整是该树种能够长期生存的重要策略。研究为评价全球气候干化背景下暖温带锐齿槲栎林光合固碳能力和碳储量的变化提供了科学依据。

大兴安岭多年冻土区两种水体温室气体浓度动态与冬季储存特征

薛璟,陈辛安,王宪伟,孙晓新

2024,44(5):1918-1927, DOI: 10.20103/j.stxb.202304280900

摘要: (22)

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Abstract:

北方内陆水体是温室气体排放的热点,对量化区域碳收支起重要作用,但其排放的季节变化尚不清楚。观测了大兴安岭多年冻土区府库奇河及其改道形成的牛轭湖(演替晚期)冻结期冰层中储存的二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)浓度,并比较了两种水体中CO2和CH4浓度在三个不同时期(冻结期、非冻结期、春季融化)的差异。结果表明:两种水体CO2和CH4浓度季节变化存在差异。牛轭湖在冻结期水体中CO2和CH4浓度最高,有明显的冰下积累现象,其中CH4浓度平均值为(2.21±0.54) μmo/L,分别是非冻结期和春季融化期水体CH4浓度的5倍和14倍。河流水体中CO2和CH4浓度最高出现在春季融化期,显著高于非冻结期和冻结期(P<0.05)。水中CO2和CH4浓度受多种环境因子的影响,与可溶性有机碳(DOC)正相关(P<0.05),与溶解氧(DO)、水温为负相关(P<0.05)。冻结期冰层形成后,温室气体会以冰气泡的形式存储在冰层中,气泡的主要成分是CO2和CH4,其中CO2占90%以上。由于冰气泡中CO2和CH4浓度约为冰下水体浓度的1%-30%,忽略冰层中储存的温室气体将会增加北方水体碳排放的不确定性。研究明确了大兴安岭多年冻土区两种水体溶解性CO2和CH4的季节变化特征与冬季温室气体储存能力,为深入认知该区域水体碳循环过程提供重要数据支持。

陆地生态系统土壤CO2排放对模拟增温的响应特征及影响因素

田茜,杨芳,王召欢,张庆印

2024,44(5):1928-1939, DOI: 10.20103/j.stxb.202305070949

摘要: (32)

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Abstract:

全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO2排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO2排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO2排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO2排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO2排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO2排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9% (P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO2排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO2排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO2排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

黄土高原次生林演替对团聚体有机碳含量及化学稳定性的影响

刘颖异,刘涵宇,张琦,李向阳,刘剑剑,刘伟超,王兴,任成杰,杨改河,韩新辉

2024,44(5):1940-1950, DOI: 10.20103/j.stxb.202304240850

摘要: (35)

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Abstract:

次生林演替过程中土壤团聚体有机碳的积累机制和化学稳定性研究较少。为探明次生林演替对土壤团聚体有机碳含量及其化学组成稳定性的影响,选取黄土高原次生白桦林(演替初期),山杨辽东栎混交林(演替中期)和辽东栎林(演替后期)为研究对象,分析演替过程中不同粒径土壤团聚体有机碳含量变化特征。采用傅里叶红外光谱技术(FTRI)测定活性(AC)和非活性(IC)有机碳化学组成,以(IC/AC)作为有机碳化学组成稳定性指标,并分析其影响因素。结果表明:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳含量表现出逐渐增加的趋势且各群落间差异显著(P<0.05),以演替后期的中等粒径团聚体为最高(37.63 g/kg)。土壤团聚体AC中多糖体有机碳含量最高(55.87%),而IC中芳香族有机碳含量最高(94.45%),演替过程中IC与AC总体变化趋势均呈现先降后增。IC/AC随着演替的进行呈先降低后升高的趋势,其中演替后期微团聚体有机碳化学组成稳定性最强达到了3.95。微团聚体含量(WM)与土壤全氮、全磷、全钾一起,显著促进了团聚体有机碳化学组成稳定性(P<0.05)。综上,次生林演替有利于促进土壤团聚体有机碳的积累以及有机碳化学稳定,其中微团聚体起到了关键性作用。

温带荒漠灌丛和藓类结皮对土壤养分的贡献

韩志立,张庆,张署军,曾嘉伟,徐然亮,程军回,陶冶,张元明,尹本丰

2024,44(5):1951-1961, DOI: 10.20103/j.stxb.202305080959

摘要: (18)

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Abstract:

灌丛与生物土壤结皮镶嵌分布是温带荒漠常见的地表景观之一,二者的发育均显著影响了地表土壤养分的空间分布特征及循环过程。然而,灌丛和生物土壤结皮对荒漠土壤表层养分的影响存在怎样的差异,二者对养分变化的贡献度如何尚不清楚。因此,选择中国北方典型温带荒漠古尔班通古特沙漠为研究区,以荒漠中的优势灌丛膜果麻黄(Ephedra przewalskii)灌丛和生物土壤结皮发育高级阶段的藓类结皮的结皮层及结皮下层土壤为研究对象,采集不同微生境(裸露地、灌丛下)的裸沙与藓类结皮的土壤样品。为探究不同微生境下不同土层碳、氮、磷和钾养分变化特征,测定了不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量。结果表明:(1)相较于裸露地,灌丛显著提高了藓类结皮不同土层有机碳、全氮和全钾的含量和裸沙全磷的含量,降低了灌丛下藓类结皮土壤全磷的含量。(2)对于速效养分而言,与裸沙相比,裸露地藓类结皮覆盖降低了土壤速效氮含量,增加了速效磷和速效钾含量;而灌丛下藓类结皮覆盖提高了土壤速效氮和速效钾的含量,但降低了速效磷的含量。 (3) 相关性分析显示,在0-2 cm土壤中速效磷与速效氮呈现显著负相关,而在2-6 cm速效磷与速效氮呈现显著正相关(P<0.01)。(4)贡献度分析表明,土壤中灌丛效应对养分的贡献(42.54%)要远大于藓类结皮的贡献(2.43%),但二者交互作用却降低了除速效氮以外的其他土壤养分含量。综上,灌丛、藓类结皮覆盖和土层深度变化对土壤碳、氮、磷和钾养分均具有显著影响(P<0.05),但三者间的交互效应对养分的影响不显著(P>0.05)。相对于裸露地,灌丛与藓类结皮的覆盖均对表层土壤碳、氮、磷和钾养分具有促进作用,且随着土层深度的下降,土壤养分含量呈现显著的下降趋势(P<0.05)。因此,在荒漠生态系统中耐旱灌丛与生物土壤结皮这两个最重要的斑块单元联合调控了微尺度土壤养分的空间异质性变化。

氮磷添加对黄土旱塬农田土壤线虫群落及能量结构的影响

寇钊阳,李春越,肖凤娇,常顺,王益,党廷辉

2024,44(5):1962-1971, DOI: 10.20103/j.stxb.202304210825

摘要: (16)

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Abstract:

为探究氮磷添加对黄土旱塬农田土壤线虫群落结构和微食物网中能量流动的影响,以中国科学院长武农业生态实验站长期施用氮磷肥农田土壤作为研究对象,选取6个处理,分别为:不施肥(CK),氮添加(N12、N24),磷添加(P12、P24),氮磷添加(N12P12),测定土壤理化性质,采用浅盘法分离线虫,分析线虫营养类群结构和生活史征,并计算线虫生态学指数,代谢足迹和食物网内部能量流动数值。结果表明:不同处理土壤的植物寄生线虫(Pp)比例显著高于其他类群(50.7%-66.4%),生活史为低营养级r策略者(cp2)的线虫类群比例也显著高于其他类群(68.1%-84.0%)。P12处理的线虫丰度最高,为1147条/100 g干土,其次是P24处理,为1100条/100 g干土。与CK相比,两种磷添加处理显著增加了香农多样性指数(H),提升了食真菌和捕食杂食线虫的代谢足迹,微食物网中拥有更高的能量通量,其余处理对线虫丰度和代谢足迹没有产生影响。与N24处理相比,N12处理显著增加了线虫群落的H,均匀度指数(J)和丰富度指数(SR)。N12P12处理增加了高营养级k策略者(cp4-5)的线虫数量,显著提高了结构指数(SI)。冗余分析表明,土壤中全磷和速效磷含量是影响线虫丰度和代谢足迹的主要环境因子。综上所述,适量氮添加提升了土壤线虫群落多样性和结构稳定性,过量氮添加会抵消这种积极影响。磷添加对线虫群落和代谢足迹产生积极影响并提高了土壤微食物网的能量通量,氮磷添加则为土壤线虫创造了适宜的生存环境。这一结果为黄土区农田土壤的施肥措施提供了科学依据。

丛枝菌根真菌对褐土玉米氮素吸收和土壤N2O排放的影响

王艳芳,刘金钊,李志超,刘领

2024,44(5):1972-1984, DOI: 10.20103/j.stxb.202304190811

摘要: (23)

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Abstract:

探究不同氮肥水平下丛枝菌根(AM)真菌对褐土玉米土壤N2O排放和氮转化功能基因的影响,为阐明AM真菌在褐土N2O排放中的作用和效应提供理论依据。设置氮肥用量(NⅠ:105 mg/kg;NⅡ:210 mg/kg)、AM真菌(M0:不接种AM真菌;M1:接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices);M2:接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae);M3:接种Rhizophagus intraradices + Funneliformis mosseae等比例混合)双因素盆栽试验。测定植株地上部全氮含量、土壤铵态氮、硝态氮含量和N2O排放量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)法分析土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)和反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)的丰度。结果表明,两种施氮水平下,接种AM真菌均可显著降低土壤N2O排放通量和累积排放量,不同AM真菌处理下N2O累积排放量表现为:M0>M2>M1>M3。相同AM真菌处理的土壤N2O排放通量和累积排放量在NⅡ施氮水平高于NⅠ施氮水平;相同AM真菌处理的玉米菌根侵染率在NⅡ施氮水平低于NⅠ施氮水平。与M0相比,NⅠ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低24.5%、20.8%和45.3%,硝态氮含量分别降低19.7%、14.9%和30.2%,植株地上部全氮含量分别增加16.3%、35.2%和59.6%;与M0相比,NⅡ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低20.9%、24.8%和40.0%,硝态氮含量分别降低36.3%、25.6%和45.2%,植株地上部全氮含量分别增加33.2%、43.9%和95.4%。两种施氮水平下,AM真菌可显著降低土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)丰度,增加反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)丰度。AM真菌与N2O排放通量呈极显著负相关。本盆栽试验条件下,接种AM真菌均可增强两种氮肥用量玉米植株氮素吸收能力,调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少土壤N2O气体的排放,且两种AM真菌混合处理的N2O减排效应强于单一AM真菌接种。

沉水植物性状对不同氨氮脉冲的响应差异

郭佩琴,肖佳佳,郭婉欣,冷喜文,孙丽君,符辉,袁桂香

2024,44(5):1985-1995, DOI: 10.20103/j.stxb.202304060690

摘要: (14)

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Abstract:

全球气候变化背景下,未来降水强度和频率发生改变,极端降水事件可使水体中的氨氮含量在短时间内显著增加,对沉水植物的生长造成影响。然而,沉水植物对氨氮脉冲式变化(浓度与频率)的形态和生理响应机制仍不明确。选取两种常见的沉水植物苦草(Vallisneria natans)和黑藻(Hydrilla verticillata),设置不同底质(黏土和砂土)、不同氨氮脉冲模式(CK:对照组,即不加氨氮;P1:低浓度×高频率;P2:高浓度×低频率)和处理阶段(氨氮脉冲阶段和解除脉冲阶段),测定植株形态和生理性状,研究不同脉冲模式的影响差异和脉冲解除后的潜在影响。研究结果表明,(1)氨氮脉冲改变沉水植物的形态和生理性状,其中高浓度低频率氨氮脉冲对沉水植物的生长抑制作用最大。(2)氨氮脉冲解除一个月后,两种沉水植物的生物量较对照组无显著差异,而生理性状(如游离氨基酸和可溶性碳水化合物含量)较对照组差异较为明显,表明形态性状基本得到恢复,而氨氮脉冲对沉水植物生理性状的影响更为强烈而持久。(3)在解除脉冲阶段,苦草游离氨基酸含量仍显著高于对照组,而黑藻游离氨基酸含量较对照组差异较小,表明黑藻对氮的利用周转效率更高。(4)底质类型影响了苦草生理性状对氨氮脉冲的响应,即砂土中游离氨基酸和可溶性碳水化合物含量的变化幅度较黏土中更大。因此,氨氮脉冲效应与脉冲浓度和频率、底质类型、植物种类及其形态和生理性状密切相关。研究结果说明了沉水植物生理性状作为评估植物环境适应性的重要性,可为全球气候变化背景下湖泊生态系统沉水植被的管理提供科学参考。

西藏高寒草原湿润度梯度下植物群落特征空间格局及其驱动因子

任世杰,宋朝阳,林长存,刘思奇,刘涛,张雪梅,纪宝明

2024,44(5):1996-2007, DOI: 10.20103/j.stxb.202212093546

摘要: (43)

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PDF (3.48 MKB)(42)

Abstract:

西藏高原是中国高寒生态系统类型和生物多样性均聚集的区域之一,其中以高寒典型草原和高寒草甸草原为主生态系统类型,但其系统活力、组织力和恢复力均较弱,容易受到全球气候变化的影响,表现出极强的脆弱性。目前青藏高原草地生态系统植物群落分布状况与其变化规律以及对各种环境因子的反应研究多集中于站点尺度或样带尺度,但研究结果尚有较大的不确定性。研究于西藏地区沿着不同的湿润度梯度选择14处高寒草原区样地,通过植物群落调查、土壤理化性质分析,探索草本植被群落空间格局对气候因子响应特征及其主要驱动因子,其结果为青藏高原天然草地保护和可持续利用提供基础科学数据支撑。结果表明: (1)研究区内依据湿润度分区可分为干旱区、微干区、微润区和湿润区4类;研究区1971-2021年的气候数据分析发现,北部的干旱程度在逐渐减轻,而南部在1991-2010阶段干旱化趋势逐渐加强,整个研究区的湿润度指数均在下降;(2)植物群落调查发现不同植物功能群的变化各有差异,莎草科地上生物量随湿润度增加而增加,杂类草地上生物量呈现单峰趋势,而其他植物功能群无明显规律;湿润度较高的微润区间植物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、均匀度指数均高于其他湿润度区间;(3)土壤理化性质分析发现高湿润度区域的土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量均为最高;对各环境因子与植物群落特征指标进行相关性、主成分分析后构建结构方程模型,发现直接影响西藏高寒草原植物群落特征变化因子为湿润度,土壤含水量和土壤pH,且都表现为显著的负效应(P<0.05),同时湿润度对土壤含水量和土壤全量养分产生了显著的正向影响(P<0.05),进而影响着西藏高原高寒草原不同植物功能群的分布、多样性、地上生物量。

钱江源国家公园森林物种组成和群落结构

钱海源,任海保,杜晴晴,陈小南,武克壮,盛岩,祝燕

2024,44(5):2008-2018, DOI: 10.20103/j.stxb.202305151014

摘要: (43)

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PDF (1.71 MKB)(42)

Abstract:

全面了解以国家公园为主体的自然保护地体系木本植物物种组成,特别是珍稀濒危物种,分析其区系特征及不同植被类型群落结构现状,对国家公园物种保护和不同植被类型恢复具有重要指导意义。基于对钱江源国家公园全域的木本植物调查,详细分析了不同胸径大小级森林植被类型的物种组成、区系特征、种-个体曲线分析和结构特征。调查涵盖313个木本物种,温带分布的科多于热带分布的科(22/35),热带分布的属略少于温带分布的属(28/31);中国特有属7个,特有种101个,中国珍稀保护物种10个,世界自然保护联盟(IUCN)红色名录的近危、易危和濒危物种17个。在同等取样水平下,物种多样性在常绿阔叶林最高,天然针叶林次之,杉木林最低;全域所有个体及各林型的径级分布总体呈现明显的倒"J"形,群落总体上更新良好。研究发现钱江源国家公园物种丰富,但由于包含较多次生林等植被类型,整体温带多于热带区系成分,亟待采取措施恢复至典型中亚热带常绿阔叶林植被;研究对钱江源国家公园木本植物物种的多样性及其更新情况等科学和保护实践急需解决的基本问题做出了回答,也为未来钱江源国家公园生物多样性保护和恢复提供了科学依据。

阔叶红松林林木与林分生长对采伐干扰的响应

岳庆敏,何怀江,张春雨,赵秀海,郝珉辉

2024,44(5):2019-2028, DOI: 10.20103/j.stxb.202305151018

摘要: (18)

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PDF (2.56 MKB)(20)

Abstract:

提升森林质量、修复生态功能是东北阔叶红松林生态修复的核心,而阐明林木与林分生长对采伐干扰的响应机理是其中的关键。森林对采伐干扰的响应会受到空间尺度、时间尺度以及干扰程度等因素的综合影响。以往的研究侧重于比较不同采伐处理下林木生长的相对大小,而忽视了不同恢复时间下,林木和林分生长随干扰程度的变化。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,基于连续四次样地调查数据(2011、2013、2015、2018年),分别探讨了林木和林分生长在不同恢复阶段对不同程度采伐干扰的响应,并通过构建分段模型确定采伐干扰阈值。结果显示:林木和林分生长对采伐干扰的响应并不一致,采伐促进了林木生长,并且林木生长量随采伐强度的升高而升高;采伐降低了林分生产力,林分生产力随采伐强度的升高而降低。林木和林分生长对采伐干扰的响应存在时滞效应:林木和林分生长在采伐后两年内并无显著变化,而在采伐三年后才发生明显变化。此外,分段模型的结果显示:当保留木断面积为21.6 m2/hm2时,林分生产力最高,表明通过密度调整使阔叶红松林胸高断面积维持在21.6 m2/hm2附近,可使林分处于较高的生产力水平、促进森林恢复。研究结果能够为制定科学的阔叶红松林生态修复策略提供技术支撑。

秦巴山地植被冠层降雨截留时空分异特征及驱动因素

孙梓欣,朱连奇,赵体侠,张哲,卢荣旺,朱文博

2024,44(5):2029-2042, DOI: 10.20103/j.stxb.202305070948

摘要: (25)

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PDF (9.75 MKB)(34)

Abstract:

冠层截留研究对于了解区域水资源分配和评估生态水文功能至关重要,山地复杂多样的环境使其存在较大的不确定性,遥感的发展为揭示山地系统冠层截留的特征提供了机遇。以秦巴山地为研究区,基于降雨数据和叶面积指数遥感数据,耦合植被冠层降雨截留模型,定量模拟和分析秦巴山地2003-2020年植被冠层降雨截留能力及其时空变化特征,并验证其精确性;采用地理探测器、相关分析和约束线法探究冠层截留的驱动因素。结果表明:(1) 与PML_V2数据集和实测数据相比,3.5以下的均方根误差和0.75以上的有效系数证实了A.P.J.DE ROO模型模拟的可靠性。(2) 近18年截留量和截留率整体呈上升趋势,截留率在2015年发生逆转,由增(0.08%/a)向减(-0.15%/a)转变。(3) 秦巴山地冠层截留总体上呈西部高山区和东北部边缘低,秦岭和大巴山区高的空间格局,其随海拔上升呈现"上升-稳定-下降"的分布特征;空间变化以上升趋势为主,显著下降的区域主要分布在汉江河谷的中心;低海拔区域变化差异较大,中海拔区域以显著增加为主,高海拔区域无显著变化。(4) 叶面积指数和降雨量是影响冠层截留的主要因子,约束关系分别为正线型和正凸型;阔叶林截留率与小降雨事件的相关性高,针叶林、灌丛截留率与强降雨事件相关性较强,气候因子对冠层截留的影响在类别和解释程度上存在空间差异。研究可为区域尺度冠层截留的估测提供思路,且有助于评估气候变化背景下生态系统对水循环的影响。

气候因子和人类活动对松辽流域植被叶面积指数动态的影响

马云飞,何全军,张月维,石艳军,李建平,袁福香

2024,44(5):2043-2056, DOI: 10.20103/j.stxb.202305060947

摘要: (36)

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PDF (12.55 MKB)(35)

Abstract:

了解气候变化和人类活动对植被的影响对陆地生态系统可持续发展具有重要意义。基于月尺度MODIS LAI、气象等数据,采用基于像元的趋势及偏相关分析、时滞与累积效应分析和改进的残差分析等方法,评估松辽流域2001-2021年生长季植被叶面积指数(LAI)动态,在顾及时滞与累积效应的情况下探究气候与人为驱动因素对植被的影响。结果表明:(1)松辽流域LAI总体呈"平原低,山地高"的空间分布格局。近21年植被LAI在波动中呈上升趋势,未来植被变化以持续改善为主,但内蒙古西部草原及大、小兴安岭局部地区仍存在退化风险。(2)LAI总体上与气温、降水呈正相关,相较气温植被生长对降水更敏感。LAI变化的时间效应随气候因子、覆被类型及植被分区的不同而发生变化。LAI对气温的主要时间效应为2个月滞后和0-1个月累积,而对降水主要为无显著滞后和1个月累积。(3)气候变化和人类活动的联合作用是影响松辽流域植被LAI动态的主要原因,两者对植被变化的贡献分别占41.7%和58.3%,同时考虑时滞和累积效应时,提升了气候因子对植被生长的解释度。

基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争指数

廉琪,张弓乔,萨日娜,卢彦磊,刘文桢,胡艳波,赵中华

2024,44(5):2057-2068, DOI: 10.20103/j.stxb.202304130753

摘要: (25)

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Abstract:

构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争(CIM)指数进行验证,并选取Spearman系数,对CIM竞争指数和传统竞争指数进行相关性分析。结果表明,采用树冠投影重叠和考虑树高关系确定竞争木的方法能有效避免竞争木多选或漏选; CIM1、CIM2、CIM3能够表达出混交林竞争压力变化,表现出竞争压力越大林木蓄积生长量越小的趋势,将树种混交因子引入竞争指数能够提高蓄积生长量与竞争指数的相关性,更加客观的描述林分中竞争状况。竞争指数与蓄积生长量相关性由大到小排序为CIM2>CIM3>CIM1>Bella竞争指数(CIO)>简单竞争指数(CI)>CIO2>CIO1,表明竞争指数 CIM2对混交林竞争表达更具参考意义。林分中主要树种锐齿槲栎由于相邻木中同树种相邻木增加,导致竞争压力增大。天然混交林中树种组成复杂多样,林木分布不均匀,在竞争指数中引入树种混交因子能够较为真实的反映林木竞争状况。

黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

牟英坤,陈志飞,周俊杰,赖帅彬,靳媛,王绍妍,徐炳成

2024,44(5):2069-2080, DOI: 10.20103/j.stxb.202304170785

摘要: (18)

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Abstract:

为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理, 包括:0(N0)、25(N25)、50(N50) 和100(N100) kg N hm-2 a-1;以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40) 和80(P80) kg P2O5 hm-2 a-1,测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。

斑块面积对干燥-复水条件下藓类植物生理活性的影响

乔羽,赵允格,高丽倩,井海梦,张珺雨

2024,44(5):2081-2088, DOI: 10.20103/j.stxb.202304160775

摘要: (10)

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Abstract:

干扰会导致生物结皮斑块破碎并退化。为明确生物结皮斑块破碎诱发生物结皮退化机理,以黄土丘陵区土生对齿藓(Didymodon vinealis)结皮为研究对象,研究了干燥-复水条件下,单株和直径1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的藓结皮斑块内土生对齿藓的干燥速率、渗透调节物质、丙二醛和光合色素含量等的变化,以期揭示干扰后生物结皮退化的生物学机理。结果表明(1)除单株外,干燥速率随斑块面积减小而增加,直径1 cm斑块内藓的干燥速率是直径5 cm的2倍。(2)反复干燥-复水25天后,直径小于5 cm的斑块内藓的可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量低于直径5 cm斑块内藓的含量,丙二醛含量随斑块面积变化无明显规律。(3)干燥速率与斑块面积、可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量均呈极显著负相关。以上结果表明,藓结皮斑块面积通过影响斑块内藓类植物干燥速率进而影响其渗透调节和光合作用能力。藓结皮斑块面积减小,藓类植物干燥速率增大,生理活性降低,是藓结皮斑块破碎诱发其退化的原因。研究从藓类植物生理的角度,阐明了干扰后藓类植物衰亡的生理学原因,为生物结皮的保护和管理提供了科学依据。

祁连山东部森林林分结构和环境因素对草本物种多样性的影响

张泽鑫,蔡有柱,赵丽娟,左亚凡,林莎,贺康宁

2024,44(5):2089-2099, DOI: 10.20103/j.stxb.202303220551

摘要: (31)

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Abstract:

林下草本物种多样性在维持西北干旱与半干旱地区的生态系统服务功能方面起着重要作用,探究其相关影响因素,可为祁连山东部地区的人工生态公益林的可持续经营提供理论基础。选取位于祁连山东部地区的针叶纯林、阔叶纯林、针叶混交林、针阔混交林(人工林)为研究对象,在相关性分析的基础上构建草本物种多样性的多因素参数预测模型和结构方程非参效应模型,探究多重因素(林分空间结构、林分非空间结构、环境因子)间的关系以及对林下草本物种多样性的影响程度。结果表明:(1)针阔混交林中林下草本的科、属、种数量最多。(2)平均胸径、平均树高、角尺度、混交度、大小比、坡度与草本物种多样性呈显著性相关(P<0.05)。(3)平均胸径是影响林下草本Simpson多样性指数的关键因子;坡度是影响林下草本Shannon-Wiener多样性指数的关键因子;角尺度、混交度是影响Pielou均匀性指数的关键因子;平均胸径、平均树高是影响物种丰富度的关键因子。(4)结构方程非参效应模型显示林分结构是影响草本物种多样性的关键因子(P<0.001),环境因子是影响草本物种多样性的重要因子(P<0.05)。因此,在后续森林植被恢复措施中,应当着重考虑林分的空间结构,形成随机分布的异龄复层混交林,以增加光合利用效率并遵循生态位互补理论,从而提高草本多样性。

不同干旱处理刺槐、侧柏光合特性与内源脱落酸含量的相关关系

赵娜,吕建魁,李少宁,徐晓天,李斌,赵加辉,鲁绍伟

2024,44(5):2100-2114, DOI: 10.20103/j.stxb.202302280364

摘要: (23)

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Abstract:

为揭示干旱介导植物光合同化能力的内源脱落酸(ABA)调控机制,以北京地区典型树种刺槐和侧柏为研究对象,探讨土壤快速干旱-复水(T1)和慢速干旱-复水(T2)处理下,树木碳同化与ABA器官分配模式间相关关系。结果表明:(1)刺槐与侧柏在T1和T2干旱处理阶段的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均随土壤体积含水量(SWC)下降显著降低(P<0.05)。T1两树种Pn降幅(99.18%和57.30%)大于T2(91.97%和36.69%),且T1、T2刺槐Pn、Gs降幅均大于侧柏。T1和T2旱后复水阶段,T1两树种Pn、Gs恢复程度大于T2,刺槐光合能力恢复至胁迫处理前水平,而侧柏仅部分恢复。(2)T1和T2两树种叶片、小枝、粗根、细根ABA均随SWC下降显著上升(P<0.05),且T2两树种全株ABA上升幅度(21.21%和26.01%)均大于T1(13.71%和8.91%)。T1和T2两树种粗根在旱后复水阶段ABA显著低于干旱阶段,其它器官ABA均维持干旱阶段水平。(3)探究两树种光合特性与ABA相关关系随土壤水分变化的规律发现,T1和T2处理下两树种光合参数与ABA含量呈显著负相关(P<0.05)。SWC下降速度越慢,两树种光合参数与器官ABA协同变化程度越高,且刺槐光合、ABA两者相关系数高于侧柏。综上所述,光合参数、器官ABA含量变幅及其二者相互关系程度均显著受到土壤干旱节律的影响作用,且存在种间特异性。研究旨在揭示植物应对不同干旱胁迫的碳同化与内源激素调控响应机制,为区域城市园林耐旱林木的选培与管理提供理论参考。

青藏高原草本沼泽植被净初级生产力时空变化及其对气候变化的响应

吴丽媛,神祥金,刘奕雯,马蓉,张佳琦,丁辰,吕宪国,姜明

2024,44(5):2115-2126, DOI: 10.20103/j.stxb.202301110075

摘要: (25)

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Abstract:

青藏高原是我国重要的草本沼泽分布区,该地区草本沼泽对于东亚生态安全及碳循环具有重要的意义。植被净初级生产力(NPP)是反映生态系统固碳能力的重要指标,气候变化能够显著影响植被NPP。在全球气候变化背景下,青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及对气候响应机理尚不明确。利用2000―2020年NPP数据和气象数据,对青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及其对气候变化的响应进行分析。研究表明:青藏高原草本沼泽植被NPP多年平均值为122.80 g C/m2,在2000-2020年青藏高原草本沼泽植被年NPP总体呈现显著增加趋势(0.79 g C m-2 a-1),其中增加趋势最为显著的地区集中于研究区北部。研究发现青藏高原草本沼泽植被NPP主要受年均气温影响,年均降水对青藏高原草本沼泽植被NPP的影响并不显著。在不同季节,夏季和秋季升温均能够显著增加沼泽植被NPP,其中夏季夜晚最低温升高对青藏高原草本沼泽植被生长的促进作用比白天最高温升高更显著。在全球昼夜不对称增温背景下,未来模拟青藏高原草本沼泽植被NPP时,需重点关注白天和夜晚温度变化对草本沼泽植被生长的不同影响。研究结果有助于评估青藏高原草本沼泽植被固碳潜力,并为青藏高原沼泽生态保护提供科学依据。

端黑萤和边褐端黑萤两性异形和雌性个体生育力

李悦,赵家乐,樊晓丽,郑强,战杜鹃,陈玉娟,林植华

2024,44(5):2127-2135, DOI: 10.20103/j.stxb.202303040399

摘要: (13)

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Abstract:

检测了端黑萤(Abscondita chinensis)和边褐端黑萤(Abscondita terminalis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。两因素方差分析表明,端黑萤的全长显著小于边褐端黑萤的全长,雌性个体显著大于雄性个体。以全长为协变量的两因素协方差分析显示,端黑萤的前胸背板宽、鞘翅长、复眼宽、胸长、腹宽、发光器面积及体重均显著小于边褐端黑萤,而腹长显著大于边褐端黑萤,触角长物种间差异不显著;雌性的前胸背板宽、腹长、腹宽及体重均显著大于雄性,而鞘翅长、复眼宽、胸长、触角长、发光器面积均显著小于雄性;物种和性别的交互作用对前胸背板宽、复眼宽、腹长、触角长及发光器面积影响显著,对其余的鞘翅长、胸长、腹宽及体重影响不显著。端黑萤和边褐端黑萤的两性异形指数分别为0.144和0.091。9个形态特征变量的主成分分析(Eigenvalue ≥ 1)发现,前2个主成分共解释56.8%的变异;复眼宽和发光器面积在第一主成分有较高的负负载系数,腹长有较高的正负载系数(解释31.3%变异);前胸背板宽和鞘翅长在第二主成分有较高的负负载系数(解释25.5%变异)。端黑萤和边褐端黑萤的平均窝卵数分别为28.9粒和18粒。线性回归显示,端黑萤和边褐端黑萤的窝卵数均与母体的全长及体重呈显著的正相关。单因素方差分析表明,特定全长的端黑萤的窝卵数显著大于边褐端黑萤。端黑萤和边褐端黑萤均属于雌性偏大的两性异形,是生育力选择、能量分配和运动综合影响的结果。雌萤腹腔容量等关键局部特征的增大是对生育力选择的适应,且生育力大小与两性异形差异程度成正相关。

专论与综述

旱区连作砂田土壤质量和土地生产力演变与调控研究进展

贾振江,刘学智,李王成,刘巧玲,陈继虹,姚晓翠,徐天渊

2024,44(5):2136-2148, DOI: 10.20103/j.stxb.202304050686

摘要: (28)

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PDF (4.50 MKB)(34)

Abstract:

砾石覆盖在改变旱区水文循环和物质转化方面有着至关重要的作用。然而,长期连作给砂田土壤质量及土地生产力带来危机和不确定性。以连作砂田为研究对象,归纳总结了连作年限对砂层质地结构、土壤物理结构、土壤水盐热效应、土壤养分状况、土壤酶活性、土壤微生物特性、作物生长发育以及产量品质的影响效应和可能机制,发现砂田土壤生态环境和土地生产力在人类活动及自然侵蚀的扰动和破坏下整体呈现退化态势,但对不同覆盖条件、施肥水平和种植结构等农田管理措施的响应过程表现出差异性。继而,基于土壤质量和土地生产力的协同和互作效应深入揭示了砂田性能逐年退化机理,并简述了生物、农业及工程调控措施在砂田退化阻控和修复方面的应用进展。在此基础上,提出了砂田退化进程中急需解决的关键科学问题和未来发展方向,主要包括土壤质量演变的基本过程及其发生机制、"砾石-土壤-微生物-植物"系统的叠加和互作效应及其分子机理、土壤改良与生物防治措施的定量化及其调控机制三个方面。在气候变化、植被演替和土地退化背景下,废弃风化砾石的劣化增肥机制及其环境效应将是今后研究的重点。

植物克隆整合生态效应及潜在应用

冯欣悦,于跃,张丽,郭海天,胡紫薇,王建永,于飞海

2024,44(5):2149-2158, DOI: 10.20103/j.stxb.202301170118

摘要: (22)

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PDF (2.74 MKB)(30)

Abstract:

克隆植物因特殊的克隆整合和空间拓展特性,在异质生境下展示出较高的生态适应性及适合度,这是其广泛存在于各类生态系统的一个重要原因。目前对克隆整合在个体或种群水平的生态学效应已有较深认识,而对群落及生态系统的影响及作用机制则明显关注不足。前期研究表明,克隆整合对土壤理化性质、根际微生物及个体竞争力均有显著影响,从而有利于克隆植物的成功入侵、生境修复及植被重建等。对群落及生态系统水平的克隆整合生态学效应的研究进行归纳和总结,分析了克隆整合对植物群落结构和生产力、根际微生物和土壤动物、生态系统碳固持、养分循环等的影响;阐释了克隆整合及空间拓展特性对退化生态系统的修复及作用机制,并指出今后克隆整合的研究应同时考虑微观(根际过程)和宏观(群落及生态系统)层次的效应以及短期与长期的效应。可将克隆整合与植物-土壤反馈等其他生态过程相联系,综合探究克隆整合的生态学意义。

学术信息与动态

近30年来三峡库区土地利用与生态环境效应研究热点演变及展望——基于Citespace的文献可视化分析

王清荣,李阳兵,赵雯欣,汪荣,晏诗杰,夏春华,邵景安

2024,44(5):2159-2172, DOI: 10.20103/j.stxb.202305100978

摘要: (44)

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PDF (8.48 MKB)(46)

Abstract:

三峡库区作为三峡工程建设后形成的独特地理单元,梳理探讨其土地利用与生态环境效应已有研究成果,对于库区土地利用、生态可持续发展具有重要意义。基于Citespace软件及传统文献归纳方法对文献总体特征、热点演变、主要内容、存在问题与不足等分析发现:(1)土地利用与生态环境效应相关的中英文发文量持续增长,领域影响力增强,研究具有多学科、交叉性等特点;(2)研究经历了1990-2005、2006-2014、2015-2022年三个时段的演变:一阶段重点关注土地整理、土地生态保护等问题;二阶段重点关注消落带、土地利用变化的地形梯度效应等问题;三阶段重点关注景观格局变化的社会-经济生态耦合、生态系统服务等问题,与库区发展及区域政策相吻合;(3)库首、库腹、库尾关注的主要内容有所差异:库首研究以生态风险评价及生态系统服务为主;库腹侧重对坡耕地变化的社会生态经济耦合研究;库尾因建设用地较多,在土地整治及区域规划背景下进行研究;(4)土地利用变化从注重单一要素转向多要素、多功能研究,驱动因子研究从定性分析转向定性与定量相结合分析;退耕还林等生态政策实施以来区域生态系统服务总体呈上升趋势、生态风险指数明显下降;土地利用的生态环境效应研究内容更加多元化;(5)当下的研究面临着数据、方法、指标体系构建等问题,未来需要从理论构建、方法创新、实践应用等多方面进行探索。

适应气候变化的海岸带韧性研究综述——基于文献计量分析

马程伟,文超祥

2024,44(5):2173-2186, DOI: 10.20103/j.stxb.202304270881

摘要: (45)

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PDF (5.82 MKB)(48)

Abstract:

海岸带是人口经济高度集聚且生态敏感区域,提升其适应气候变化扰动的韧性能力是促进沿海地区可持续治理的重要手段。研究从适应气候变化风险出发,在辨析海岸带韧性概念、内涵及特征的基础上,运用软件分析法和归纳总结法梳理海岸带韧性相关研究的热点结构分布、演进脉络特征和热词主题类别,指出当前海岸带韧性研究聚焦于韧性作用机制解析、韧性表征测度、韧性提升路径和韧性管理策略4大方面。研究表明灾害影响范围界定、多灾耦合的链式演变、复杂系统时空韧性测度和人-地-海弹性匹配尚存薄弱之处,提出我国海岸带气候韧性未来研究需关注理论体系建构、空间规划实践和多学科交叉融合。依据"原则-目标-路径"逻辑从治理对象、治理主体、治理空间和治理机制4个维度展望海岸带气候韧性治理框架,即辨识治理对象,以风险链评估为韧性治理起点;协同治理主体,探索跨权益治理的韧性平衡;统筹治理空间,建构韧性空间优化治理模式;创新治理机制,完善韧性治理能级长效路径。

基于声景的生物多样性评估方法研究进展——基于文献计量分析

姚紫嫣,李春明,王静怡,李大锋,焦亚冉,翁辰

2024,44(5):2187-2197, DOI: 10.20103/j.stxb.202303210534

摘要: (59)

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PDF (2.38 MKB)(41)

Abstract:

近年来,人工智能技术的迅速发展,为构建完备的生物多样性监测体系提供了技术支持,从声音角度拓展生物多样性监测体系成为新的发展趋势。在声景生态学中,声景是由生物声、人类声和地理声共同构成的景观,声学生态位假说和声学适应性假说为声景评估生物多样性提供了主要的理论基础。总结了人工识别法、声学指数法和自动识别法三种常用评估方法,梳理方法的概念、评估原理、差异和局限性。归纳声景在评估生物多样性中造成偏差的影响因素,如生物学因素、环境因素、噪声干扰和数据采集方式。因物种遗传、行为和环境导致的鸣声复杂性,增加了物种识别和分类的不确定性,使得仅依靠声学特征来评估多样性存在一定的局限性。为此,需深入研究声学生态位假说和声学适应性假说的作用机理,并整合多学科专业知识和技术,以建立更全面的理论框架和应用模型。同时,开展数据采集和处理的标准化、融合和创新评估方法并建立声景特征数据库共享平台,为生物多样性快速评估和保护提供更有效的工具和方法。

封底

封底

2024,44(5):2198-2198, DOI:

摘要: (6)

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专论与综述

局地气候分区视角下城市气候与人居环境研究进展

杨俊, 任嘉义, 于文博

DOI: 10.5846/stxb202310222297

摘要: (13)

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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

景观中斑块属性对多物种影响:基于机器学习方法

付遇堤, 文志, 李若男, 马金锋, 郑华

DOI: 10.5846/stxb202310172257

摘要: (19)

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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。

森林结构复杂度对单木分割精度的影响—以田横岛为例

马金超, 郭振, 许昊, 宁焕杉, 沈家伟, 张志卫

DOI: 10.5846/stxb202310092169

摘要: (13)

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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

基于生物多样性和生态系统服务的青藏高原保护优先区和保护空缺识别

申宇, 程浩, 刘国华, 邓红兵, 苏旭坤

DOI: 10.5846/stxb202310082156

摘要: (7)

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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

基于“源地—阻力—廊道”的三江源区生态安全格局构建

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

摘要: (9)

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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

全球旱地饱和水汽压差和根区土壤水分变化对植被生产力的影响及其成因

於嘉禾, 王卫光, 陈泽峰

DOI: 10.5846/stxb202309262093

摘要: (18)

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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。

宁夏沿黄绿洲参考作物蒸散演变特征及其归因分析

罗霄, 杜灵通, 乔成龙, 马龙龙, 吴宏玥, 钟艳霞, 潘海珠

DOI: 10.5846/stxb202309232068

摘要: (15)

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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。

基于神经网络算法的城市生态环境设施智慧化建设类型识别及驱动机制研究

赵慧敏, 胡宏, 李可昕

DOI: 10.5846/stxb202309222057

摘要: (13)

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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。

“三安全”视域下耕地利用生态效率演变特征与机制——以中越边境地区为例

王鹏程, 张利国, 陆汝成

DOI: 10.5846/stxb202309192020

摘要: (20)

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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

祁连山东部青海云杉死亡和健康个体的径向生长对气候变化的响应差异

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

摘要: (21)

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PDF (1.87 MKB)(2)

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

陕北农田作物生产的碳源/汇及碳足迹空间特征分析

丁也璐, 赵娜娜, 黎明, 梁梦茵, 高学睿, 王纪超, 赵西宁

DOI: 10.5846/stxb202308191793

摘要: (12)

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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

植被恢复和气候变化对汾河源区径流及其组分的影响

夏露, 杨晶, 马耘秀, 宋孝玉, 秦秋雨, 吕春娟, 李云霄

DOI: 10.5846/stxb202308161774

摘要: (13)

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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。

大小龄红松木质部解剖特征的年龄效应及其对气候变化的响应差异

张琦, 苑丹阳, 王晓春

DOI: 10.5846/stxb202308081699

摘要: (12)

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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

城市社区尺度下花粉致敏风险评估方法研究进展

刘明欣, 王 彤, 闫甲祺, 刘于琪, 赵渺希

DOI: 10.5846/stxb202308031660

摘要: (11)

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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

亚热带次生常绿阔叶林植物功能性状及多样性对人工抚育的响应

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

摘要: (18)

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PDF (1.07 MKB)(3)

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”

区域协同视角下黄河流域生态安全格局构建研究

孙宝娣, 钟城豪, 崔东旭, 韩青, 唐敬超, 陈亚男

DOI: 10.5846/stxb202307241578

摘要: (13)

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PDF (6.32 MKB)(1)

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

中国原集中连片特困区退耕还林还草的生态效应评估

刘亦文, 颜建军, 胡宗义

DOI: 10.5846/stxb202307221567

摘要: (14)

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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

邻体竞争对城市森林微景观中针叶树视觉形态性状的影响

薛永鑫, 南晓凡, 李献文, 于淼, 马冰倩, 徐程扬

DOI: 10.5846/stxb202307131514

摘要: (17)

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PDF (6.40 MKB)(2)

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。

基于生态系统服务的生态安全格局构建与生态韧性评估——以长株潭城市群为例

孙梓渊, 王赛鸽, 陈彬

DOI: 10.5846/stxb202307131507

摘要: (10)

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PDF (5.34 MKB)(1)

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。

氮负荷增强对闽江口短叶茳芏湿地植物-土壤系统氮累积与分配的影响

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

摘要: (10)

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PDF (2.36 MKB)(1)

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。

干旱胁迫对连翘幼苗非结构性碳分配和水力特性的影响

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

摘要: (13)

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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。

基于“斑块-廊道-基质”和“源-流-汇”范式景观格局分析的景观生态学工具箱原理与应用

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

摘要: (13)

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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

三峡库区消落带植物群落及其功能性状对不同水淹强度的响应

程莅登, 袁兴中, 孙阔, 唐婷, 袁嘉

DOI: 10.5846/stxb202307041432

摘要: (15)

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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

不同频率氮添加对内蒙古典型草原植物叶绿素的影响

王晓燕, 陈俊刚, 张云海, 毕华兴

DOI: 10.5846/stxb202307021412

摘要: (14)

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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

细分研究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

李 林, 赵 毅, 温智峰, 刘佳润, 魏识广, 周景钢, 冯嘉谊

DOI: 10.5846/stxb202311162499

摘要: (4)

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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

古尔班通古特沙漠梭梭冠下裸斑形成土壤学机制

张帅, 吕杰, 马媛, 陈静, 沈畅

DOI: 10.5846/stxb202311132456

摘要: (4)

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PDF (3.80 MKB)(2)

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

周期性羽化昆虫的形成机制

张宇凡, 王小艺

DOI: 10.5846/stxb202311082425

摘要: (6)

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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

北京城市绿地不同生境下自生植物的多样性特征及功能性状组成

骆沁宇, 张梦园, 李晓璐, 范舒欣, 董丽

DOI: 10.5846/stxb202311022387

摘要: (13)

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PDF (1.83 MKB)(2)

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

生态系统服务权衡强度与生态恢复优先区的空间差异——以怒江流域施甸县为例

赵俊彦, 刘国华, 李佳佳, 左玲丽, 郑舒元, 苏旭坤

DOI: 10.5846/stxb202310262331

摘要: (8)

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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

神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林主要木本植物生态位与种间联结

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

摘要: (6)

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PDF (4.75 MKB)(1)

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

微塑料对湖泊生态系统初级生产者的影响

吴 凡, 哈咸瑞, 黎佳佳, 高 扬

DOI: 10.5846/stxb202310262329

摘要: (18)

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PDF (1.45 MKB)(2)

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

高寒牧区家庭厕肥对沙地植被恢复的短期促进效应研究

苟小林, 补春兰, 周青平, 王恒, 张伟, 涂卫国

DOI: 10.5846/stxb202311292603

摘要: (6)

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PDF (1.09 MKB)(1)

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

暴露生态学视角下绿地暴露健康效益研究进展与展望

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

摘要: (49)

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PDF (1.39 MKB)(40)

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

绿带闭目天蛾(Callambulyx rubricosa)和构月天蛾(Parum colligata)在海南岛及周边大陆的遗传分化研究

冯丹丹, 张雪, 杨采青, 李晶, 张爱兵

DOI: 10.5846/stxb202310022127

摘要: (11)

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PDF (1.20 MKB)(4)

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

水稻生产外部性价值时空演绎及驱动力研究——以2000—2021年全国30个省市为例

周镕基, 骆丽庄, 吴思斌

DOI: 10.5846/stxb202310222299

摘要: (15)

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PDF (6.22 MKB)(9)

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

东北生态系统服务的供需匹配关系——基于水-能源-粮食纽带视角

安志英, 孙才志, 郝 帅

DOI: 10.5846/stxb202309131978

摘要: (25)

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PDF (13.63 MKB)(12)

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

国土空间规划视角下的健康城市规划评价指标体系研究

鲍海君, 李灵灵

DOI: 10.5846/stxb202309121964

摘要: (8)

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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。

城市密度对碳排放绩效的影响效应与机制分析:以长三角地区为例

陈飞, 徐鹤, 李永贺

DOI: 10.5846/stxb202310072144

摘要: (17)

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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。

光强对木麻黄幼苗根系形态、解剖结构及其碳氮含量影响研究

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

摘要: (38)

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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

旅游业发展加剧了中国碳排放吗?——基于东、中、西部的比较分析

方琰, 张怡琳, 张旖旎, 唐承财

DOI: 10.5846/stxb202309051917

摘要: (21)

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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

典型海湾与海岛近海脉红螺(Rapana venosa)碳、氮稳定同位素特征差异

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

摘要: (23)

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PDF (2.02 MKB)(6)

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

国外韧性城市形态研究述评

胡俊辉, 刘丹凤, 任利剑, 运迎霞

DOI: 10.5846/stxb202305090964

摘要: (20)

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PDF (1.63 MKB)(11)

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

黔中喀斯特地区马尾松群落主要物种的种间联结、生态位及群落稳定性特征

雷德芳, 王志杰

DOI: 10.5846/stxb202305261119

摘要: (14)

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PDF (3.71 MKB)(12)

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。

根系对寒温带冻土区兴安落叶松林土壤碳通量的影响

李海兴, 满秀玲·, 高明磊

DOI: 10.5846/stxb202303220553

摘要: (10)

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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。

北方城市绿地对大气颗粒物浓度削减作用的对比研究

李笑寒, 穆森, 张祥, 席子菡, 姜博, 王森, 邱玲, 高天

DOI: 10.5846/stxb202307071464

摘要: (9)

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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。

高寒沙地沙棘叶片δ13C和δ15N的时空变化特征及其影响因素*

李耀, 田丽慧, 汪海娇, 何晓帆, 金耀涛

DOI: 10.5846/stxb202305110983

摘要: (25)

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Abstract:

人工植被建植是青海湖流域沙地生态恢复的有效措施,通过揭示典型固沙植物的水分和养分利用效率,并分析影响其时间和空间变化的因素,有利于更好地理解固沙植被对高寒干旱环境有限资源的利用策略,为脆弱沙区的植被恢复提供有效见解。本文以青海湖东沙地不同恢复年限(1987年、2008年和2015年栽植)的沙棘为研究对象,利用稳定碳氮同位素技术测定植物叶片的δ13C、δ15N、单位质量叶的碳(C)、氮(N)含量(%)并计算叶的碳氮比(C/N),基于土壤含水量、叶片含水量及局地气象因子等要素,探究δ13C和δ15N在季节尺度、空间尺度的变化特征及其对局地土壤和气候环境的响应。结果表明:(1)在时间尺度上,δ13C值与δ15N值在生长季呈现出先减小后增大再减小的趋势,C含量总体呈先升高后降低再升高的趋势,N含量呈逐渐降低的趋势,而C/N则呈现逐渐升高的趋势。(2)在空间尺度上,δ13C在幼龄林中的值最高而在老龄林中最低,δ15N值呈现相反的趋势,单位质量叶的碳、氮含量及其比值均没有表现出明显的差异。(3)沙棘的δ13C值在不同恢复年限沙棘中受到不同因子的影响,而δ15N值与平均相对湿度(MRH)之间具有显著的负相关性(P<0.05)。沙棘δ13C值的季节变化是气象因子综合作用的结果,而δ15N值的季节变化是局地气象因子与叶片养分含量综合作用的结果。随着固沙年限的增加,沙棘的δ13C值逐渐降低,而δ15N值却在逐渐增加,固沙植被从幼龄向老龄演替进程中植物的水分利用效率(WUE)与氮素利用效率(NUE)之间具有权衡关系。

研究正文

基于功能性状的中亚热带岩溶常绿落叶阔叶混交林物种多样性维持研究

李玉玲, 梁 素, 周丽珠, 梁士楚, 宁钧莹, 莫君容, 李东蓉

DOI: 10.5846/stxb202309262083

摘要: (10)

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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

黄帚橐吾不同密度斑块植物、土壤和微生物碳氮磷生态化学计量特征

王宏生, 王玉琴, 宋梅玲, 周睿

DOI: 10.5846/stxb202307201555

摘要: (13)

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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。

湖泊型流域洪涝灾害经济损失多情景模拟——以南四湖流域为例

刘洋, 韩雯颖, 孙志贤, 桑国庆

DOI: 10.5846/stxb202306161280

摘要: (13)

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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。

中国市域自然保护区时空格局演变特征

吕莹莹, 钱者东, 王晔, 于换喜, 徐网谷, 王智

DOI: 10.5846/stxb202306151275

摘要: (21)

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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

基于两步移动搜索法的福州市公园绿地主客观可达性研究

饶钰飞, 邹亚锋, 罗锋, 易呈锋, 杜平平, 吴聘奇, 吕昌河

DOI: 10.5846/stxb202308141750

摘要: (4)

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PDF (22.28 MKB)(12)

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

大兴安岭不同演替阶段天然林物种多度格局模拟

苏文浩, 王晓楠, 董灵波

DOI: 10.5846/stxb202310112195

摘要: (11)

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PDF (931.94 KKB)(20)

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

青藏高原人类工程活动强度定量评价及时空格局演变分析

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

摘要: (20)

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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

典型气候事件对浙江近海底层鱼类时空分布的影响

王春丽, 陈峰, 蒋日进, 张洪亮, 朱文斌, 朱凯

DOI: 10.5846/stxb202305171043

摘要: (13)

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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

基于WEP-L模型的水源涵养不同功能评估方法:以渭河涵养区为例

王东东, 贾仰文, 牛存稳, 岁姚炳, 燕翔

DOI: 10.5846/stxb202304120737

摘要: (14)

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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

中国生态治理50年:体制构建、政策演进逻辑与治理现代化

王佳, 陈强强

DOI: 10.5846/stxb202309121971

摘要: (9)

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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

载畜率对短花针茅荒漠草原灌木及其邻近土壤养分含量的影响

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

摘要: (5)

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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。

杉木人工林近自然改造对土壤化学性质及酶活性的影响

魏书蒙, 陈详腾, 赵光宇, 董玉红, 焦如珍

DOI: 10.5846/stxb202309111951

摘要: (2)

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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

亚热带森林转换对土壤无脊椎动物群落结构的影响

温辉辉, 张慧玲, 彭艳, 彭清清, 邱丹妮, 吴福忠

DOI: 10.5846/stxb202310122203

摘要: (16)

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PDF (1.17 MKB)(7)

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

围封10年对荒漠草原群落物种多样性与优势种空间分布格局的影响

许宏斌, 苏艳龙, 张雷, 刘红梅, 刘丽英, 杨溢文, 李琳

DOI: 10.5846/stxb202211303463

摘要: (15)

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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。

外源氮输入对黄河三角洲盐地碱蓬CHCl3和CHBr3通量特征的影响

许佳宁, 李玲玉, 谢文霞, 张嘉乐, 丁文超

DOI: 10.5846/stxb202308301871

摘要: (3)

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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。

长江流域城镇化对生境质量影响的梯度差异研究

杨立言, 陈万旭, 曾杰, 王官政, 原晋涛

DOI: 10.5846/stxb202301280140

摘要: (14)

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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

基于土地利用变化的1990-2020年祁连山地区生态系统服务价值演化分析

张百婷, 李宗省, 冯起, 陆志翔, 张百娟, 程文举

DOI: 10.5846/stxb202211023130

摘要: (17)

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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

气候变化背景下湖泊有机碳组分对温度和降水格局改变的响应规律

张爽, 高启晨, 张戎, 宋晨珲, 栗忠飞

DOI: 10.5846/stxb202309111948

摘要: (5)

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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

牦牛夏季补饲对青藏高原高寒草甸植物群落和土壤属性的影响

张四虎, 艾鷖, 田黎明, 泽让东科

DOI: 10.5846/stxb202308111732

摘要: (12)

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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。

微塑料对稻田土壤温室气体排放和微生物群落的影响

张之钰, 武海涛

DOI: 10.5846/stxb202306061191

摘要: (35)

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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

重大公共卫生安全事件下中国城市居民对绿地类型及生态系统服务需求的时空演变特征研究

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

摘要: (13)

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PDF (7.33 MKB)(2)

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

川西地区生态系统服务对可持续发展目标的影响

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

摘要: (20)

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PDF (7.16 MKB)(5)

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

生态脆弱性与城镇化水平时空耦合及其交互影响因素——以湖南省为例

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

摘要: (16)

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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。

土壤生态专栏

细菌群落而非真菌主导沙漠公路防护林营造后土壤功能变化

林力涛, 刘煜杰, 王玉刚, 张超, 冯文婷

DOI: 10.5846/stxb202307231575

摘要: (9)

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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。本文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。本研究表明,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。

中国生态旅游研究

典型旅游城市生态系统服务时空演变及其影响因素:黄山市案例

王培家, 章锦河, 杨良健, 郭丽佳, 马小宾, 阚越, 陈敏

DOI: 10.5846/stxb202308021655

摘要: (14)

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PDF (5.63 MKB)(44)

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。本文以典型旅游城市黄山市为案例地,剖析了2000-2020年黄山市产水量、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,产水量、碳固存和旅游休闲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,自然因子解释力最强,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的自我维持、自我保护和自我更新能力。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。

专论与综述

土壤中的微塑料:类型、载体效应、迁移行为和潜在风险综述

刘加强, 崔陆, 周子振, 丁千, 杨杨阳, 蒋园园, 徐蕾

DOI: 10.5846/stxb202307281621

摘要: (15)

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PDF (5.57 MKB)(51)

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。最后,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。本综述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。

区域生态保护修复模式

耦合生态系统服务供需的生态安全格局构建——以苏南地区为例

梁坤宇, 金晓斌, 张晓琳, 宋家鹏, 李权荃, 应苏辰, 祁曌, 周寅康

DOI: 10.5846/stxb202307271608

摘要: (43)

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PDF (11.02 MKB)(68)

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。

专论与综述

珊瑚共生体碳代谢特征的研究进展

秦雨珂, 程珂珂, 杨波, 郑惠娜, 蔡中华, 肖宝华, 周进

DOI: 10.5846/stxb202307201558

摘要: (42)

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PDF (1.91 MKB)(38)

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、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,本文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。论文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。

研究论文

河北衡水湖自然保护区水鸟多样性分布格局及其保护优先区分析

郭子良, 张余广, 刘魏魏, 张曼胤, 刘振杰

DOI: 10.5846/stxb202307131509

摘要: (10)

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PDF (7.80 MKB)(41)

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。

研究正文

基于多模态生态治理数据构建生态管理知识图谱技术初探

郑晓云, 董仁才, 练岸鑫, 蔡粤, 王泽瑞

DOI: 10.5846/stxb202307091480

摘要: (9)

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PDF (3.21 MKB)(36)

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,初步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,初步构建了包含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。

土壤生态专栏

基于最小数据集的典型黑土区不同林龄小黑杨土壤质量差异

刘可意, 杨佳, 姜淑娜, 谷会岩

DOI: 10.5846/stxb202307091478

摘要: (30)

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PDF (1.67 MKB)(28)

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,本研究以不同林龄(Y1:林龄是1年的小黑杨;Y5林龄是5年的小黑杨;Y6:林龄是6年的小黑杨;Y8:林龄是8年的小黑杨)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。

研究论文

西北干旱区荒漠植物叶片和细根碳、氮、磷化学计量特征

陈壹铭, 单立山, 马静, 王红永, 解婷婷, 杨洁, 马丽

DOI: 10.5846/stxb202307071465

摘要: (24)

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PDF (1013.38 KKB)(41)

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。本研究对西北干旱区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。

不同生活史阶段秦岭细鳞鲑与同域物种拉氏鱥爆发游泳能力比较研究

邓楚可, 黄青峰, 李平, 夏静怡, 夏继刚

DOI: 10.5846/stxb202307061451

摘要: (15)

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PDF (1.64 MKB)(29)

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,本研究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Uburst、rUburst均具有较高的可持续性(ICC系数>0.75),但秦岭细鳞鲑Uburst和rUburst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Uburst、rUburst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。

光周期和温度驱动的物候模型对华北平原刺槐始花期的模拟

林楠, 刘冬, 王雨欣, 王姝纯, 卢凡青, 王淼, 张煦庭, 李秋月, 徐琳

DOI: 10.5846/stxb202307041434

摘要: (8)

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PDF (2.70 MKB)(30)

Abstract:

摘要:光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素。本文基于我国华北平原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4.81天,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。此外,本文基于光周期-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。

我国东北地区道地药材苍术的生境适宜性评价

叶吉, 田树国, 孙海红, 何海燕, 王浙吉, 潘学宗

DOI: 10.5846/stxb202307031422

摘要: (37)

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PDF (6.76 MKB)(25)

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。本文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。

基于人类活动视角的中国陆域荒野地评估方法

李云昊, 余博洋, 吴朝宁, 李思青, 王结臣

DOI: 10.5846/stxb202306291389

摘要: (25)

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PDF (3.39 MKB)(23)

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)本文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。

生态保护修复过程监管体系

四川省茂县大沟流域42年植被景观格局恢复动态及其特征

刘海洋, 唐圆圆, 王瀚婕, 包维楷

DOI: 10.5846/stxb202306171298

摘要: (16)

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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,本文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。本研究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。

山水林田湖生态保护修复

植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响

王婧, 李龙, 张鹏, 张尚轩, 朱志卓, 弥宏卓

DOI: 10.5846/stxb202306141267

摘要: (26)

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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。

研究正文

生态保护修复对碳酸盐岩溶蚀速率的影响研究—以重庆为例

郭娜, 吕玉香, 曾玉, 张锋

DOI: 10.5846/stxb202306121248

摘要: (15)

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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。本文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)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关系不显著;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,碳酸盐岩溶蚀速率也不明显相同,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。

脆弱生态系统保护与修复专栏

基于MaxEnt模型的云南干热河谷适生树种选择应用

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

DOI: 10.5846/stxb202306111241

摘要: (19)

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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。本研究收集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。

研究正文

基于改进遥感生态指数的新疆吐(鲁番)— 哈(密)地区生态环境质量评价及驱动机制分析

傅楷翔, 贾国栋, 余新晓, 陈立欣

DOI: 10.5846/stxb202308091712

摘要: (15)

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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-哈密地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。基于GEE(Google earth engine)平台,筛选2005—2020年6—9月Landsat影像,利用主成分分析法基于绿度(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)实现对研究区生态环境质量的动态监测,并探究自然和人为等8个控制因子对SRSEI时空变化的驱动机制。结果表明:(1)SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),第一主成分(PC1)贡献度在71%以上,与RSEI相比能更好地集中各指标特征,有助于更全面地评价研究区生态环境质量。(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;双因子交互作用增强了单因子的影响力,年均降水量和经济生产总值交互作用是研究区生态环境质量的主要交互控制因子。该研究可为吐鲁番-哈密地区生态环境保护和可持续发展提供理论依据。

城市生态调查评估与生态管理专刊

城市建成区自生草本植物群落的物种多样性与功能多样性——以深圳市为例

潘妮, 闵钰婷, 赵娟娟, 张曼琳, 白泽鹏, 卿晨, 李建

DOI: 10.5846/stxb202308101725

摘要: (13)

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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。本文以深圳市为例,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)。本研究的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。

研究论文

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

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

DOI: 10.5846/stxb202308131746

摘要: (8)

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PDF (1.15 MKB)(32)

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。本研究以杉木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)、土壤亚硝酸还原酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸还原酶(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。

基于空间连续小波变换和电路模型的宁夏沿黄城市带生态安全格局构建

徐冬梅, 彭建, 董建权

DOI: 10.5846/stxb202308111739

摘要: (15)

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PDF (5.85 MKB)(35)

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。

喀斯特弃耕地草本植物根茎叶经济型谱间的协调及对极端降雨的响应

昝瑛, 马竟文, 索朗玉珍, 余钰淋, 万玛吉, 袁佳佳, 陶建平

DOI: 10.5846/stxb202306101235

摘要: (19)

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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。本研究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。

亚热带森林转换对土壤氮转化关键功能微生物群落的影响

刘婷, 雷志刚, 陈述, 吴小红, 欧阳子都, 闫文德

DOI: 10.5846/stxb202306071216

摘要: (13)

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PDF (5.43 MKB)(42)

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。鉴于此,本文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。

金沙江水电开发对圆口铜鱼种群生存力的影响分析

杨红义, 韩瑞

DOI: 10.5846/stxb202305221076

摘要: (31)

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PDF (2.59 MKB)(27)

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。基于1981-2021年金沙江圆口铜鱼资源调查数据,利用Vortex模型构建了金沙江干流大规模水电开发前、后两个时期圆口铜鱼种群动态模型,考虑了水电开发引起关键环境因子变化对圆口铜鱼种群特征的影响,对比了两个时期圆口铜鱼种群数量、结构及持续生存能力。模拟结果表明:水电开发前,严重过渡捕捞对圆口铜鱼种群产生了显著的威胁,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,种群生存能力较稳定,灭绝概率为1%;水电开发后,圆口铜鱼抵抗环境干扰的种群恢复能力降低,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,这与水电开发引起的水环境及圆口铜鱼繁殖发育变化关系密切。水电开发后,增设过鱼设施、持续增殖放流等措施均可在一定程度上提升圆口铜鱼种群生存力,其中区域性增殖放流规模宜大于6万尾。研究可为梯级水电开发下特有鱼类种群资源保护及恢复提供参考。

川西高原高寒草甸植物生态化学计量特征的空间格局及其影响因素

毛军, 其曼古丽·帕拉提, 乔福生, 胡 雷, 刘 丹, 王长庭

DOI: 10.5846/stxb202305151023

摘要: (20)

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PDF (4.19 MKB)(19)

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。本研究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 (3 300–3 500 m、3 500–3 700 m、3 700–3 900 m、3 900–4 100 m和4 100–4 300 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3 900–4 100和4 100–4 300 m它们的N含量显著高于其他海拔。4 100–4 300 m豆科植物P含量显著低于3 700–3 900 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。

全球红树林时空变化及演变趋势分析

常云蕾, 廖静娟, 张丽

DOI: 10.5846/stxb202304220838

摘要: (19)

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PDF (4.78 MKB)(21)

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。

东北黑土地区稻田甲烷排放时空演变及排放潜力分析

李志慧, 王艺霏, 邓祥征

DOI: 10.5846/stxb202304020652

摘要: (31)

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PDF (6.88 MKB)(20)

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。

2001—2019年台风干扰下我国东南沿海地区植被抵抗力和恢复力评估

沈一凡, 舒浩然, 李安洁, 王佩尧, 代欣哲, 耿一琳, 张琦悦, 刚成诚

DOI: 10.5846/stxb202303240571

摘要: (29)

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PDF (5.45 MKB)(27)

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。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。本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。

尺度变化对山西关帝山庞泉沟云杉次生林空间分布格局的影响

张梦弢, 刘卓悦, 孙立柱, 韩晓阳, 张宇豪, 申欢欢, 万舒珂

DOI: 10.5846/stxb202303200521

摘要: (14)

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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。

数据融合生态评估

1990—2020年三峡库区植被物候时空格局及其演变机制

崔红婧, 褚琳, 尹雅琦, 潘妍, 王天巍

DOI: 10.5846/stxb202303150487

摘要: (26)

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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。研究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。

综述与进展

入侵红火蚁对脊椎动物影响研究进展

王偲, 朱婷, 杨欣亚, 梁晓晗, 王磊, 陆永跃, 温秀军, 华彦

DOI: 10.5846/stxb202211163313

摘要: (30)

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PDF (597.15 KKB)(30)

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。本文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。

研究论文

顾及土地利用强度和生态-经济权衡的四川省陆地生态系统碳储量预测与热点分析

高怡凡, 宋长青, 王元慧, 叶思菁, 高培超

DOI: 10.5846/stxb202211113250

摘要: (19)

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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。

川西亚高山森林不同恢复途径下物种组成和群落结构动态变化研究

李婧怡, 陈晓霞, 李梦玮, 张楠楠, 周志琼, 李晓明, 丁建林, 何其华, 石福孙

DOI: 10.5846/stxb202308151766

摘要: (20)

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Abstract:

川西亚高山森林作为西南林区主体,是长江上游的生态屏障,该区域植被恢复方式主要为人工恢复和自然恢复,比较不同恢复方式下森林的物种组成和群落结构动态变化,这对于川西亚高山森林恢复与重建有重要的意义,可以为制定合理的森林管理策略提供科学依据。本研究基于茂县山地生态系统定位研究站不同恢复模式形成的的华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林野外调查数据,分析了2005-2020年乔、灌、草三个层次的群落结构特征和多样性。结果表明:(1)不同恢复途径下,乔木层物种数都呈现增加趋势,华山松人工林、油松人工林、自然恢复的次生林乔木层物种数分别增加了11种、7种、8种;(2)华山松人工林中华山松重要值从48.06%降低到31.1%,乡土阔叶树种四川蜡瓣花进入乔木层,2020年重要值增大至21.62%,油松人工林中油松重要值逐渐降低,从43.59%降至29.76%;自然恢复的次生林中,乡土树种锐齿槲栎逐渐成为第一优势种,2020年重要值增至19.9%。(3) 华山松人工林、油松人工林和自然恢复的次生林中,温带区系成分分别占总属数的71.43%,80.77%和84%,温带区系特征明显。(4)华山松人工林和油松人工林乔木层径级结构均为偏正态分布;而自然恢复的次生林径级分布呈倒“J”形,以小径级个体为主。(5)不同林型的乔木层高度在15年间呈现增加的趋势,具体表现为油松人工林>华山松人工林>自然恢复的次生林。(6)乔木层Shannon-wiener指数和 Simpson指数均表现为自然恢复的次生林显著大于两个人工林,丰富度指数和均匀度指数表现为油松人工林最大;灌木层4个多样性指数均表现为油松人工林最大;草本层的丰富度指数、Shannon-wiener 指数和 Simpson 指数均表现为油松人工林较大,均匀度指数没有显著差异。结论:人工林恢复速度大于自然恢复的次生林,但自然恢复的次生林更新能力更强,且更有利于多样性的保存。两个人工林逐渐由常绿针叶林演替为以常绿针叶树为主的针阔混交林,自然恢复的次生林演替为以常绿阔叶树为主的针阔混交林。

第二十二届中国生态学大会专辑

天山北坡中段草地生态系统多功能性对放牧的响应

江康威, 张青青, 王亚菲, 李 宏, 杨永强, 丁 雨, 吐尔逊娜依.热依木, 删除此作者, 删除该作者

DOI: 10.5846/stxb202308111737

摘要: (16)

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Abstract:

生态系统多功能性(EMF)是指生态系统能够提供多种服务和功能的能力。放牧是草地资源实现开发和利用的主要途径之一,不合理的放牧会破坏EMF。研究放牧干扰下生态系统多功能性的变化规律,这对合理利用草地资源及保障人类未来发展具有重要意义。本研究以天山北坡中段草地生态系统为研究对象,基于野外植物调查和室内土壤理化性质分析以及微生物高通量测序,研究轻度放牧处理、重度放牧处理和未放牧处理对草地生态系统单一功能和多功能性的影响。结果表明,(1)相较于重度放牧,轻度放牧显著提高草地生产力、土壤碳养分、土壤氮养分、土壤磷养分、土壤钾养分等生态系统单一功能以及多功能性。 (2)线性拟合结果表明,草地生态系统单功能和多功能性与植物Shannon指数、土壤细菌Shannon指数、土壤真菌Shannon指数、土壤含水量等解释因子之间呈显著正相关关系,与土壤容重呈显著负相关关系。(3)通过结构方程模型总体来看,放牧干扰可以通过直接和间接效应降低生态系统部分的单功能及多功能性。重度放牧直接对EMF产生负向效应,还可通过植物多样性和土壤细菌多样性及其二者之间的相互作用间接地对EMF产生负向效应,同时考虑多个生态系统功能对放牧的响应可以更好的反映整个生态系统的变化。本研究强调了植物群落多样性和土壤微生物群落多样性对维持草地生态系统功能及多功能性的重要性,轻度放牧可以更好地保护生物多样性,是维持并提高EMF的可行策略。研究结果揭示了放牧干扰对天山北坡中段草地EMF的直接效应和间接效应,为合理制定天山北坡中段草地生态系统的可持续经营和管理策略提供了理论参考。

研究论文

增温影响中华蟾蜍蝌蚪表型可塑性的生理代价

张志强, 彭秀娟, 裴鑫怡, 王 萍, 李文慧, 高 歌, 李龙萱, 伍 亮

DOI: 10.5846/stxb202308081698

摘要: (9)

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PDF (1.00 MKB)(35)

Abstract:

为探究增温促进变态发育的生理学代价,测定了23、25、27℃和29℃条件下中华蟾蜍(Bufo gargarizans)从37期蝌蚪发育至46期幼蟾,其变态时长、身体和内脏器官大小、应激水平及免疫功能的变化。结果表明:(1) 随温度升高,变态时长缩短,存活率下降,个体变小;内脏器官中,胃湿重和长度系数均在25℃组最高,27℃组最低;小肠湿重系数25℃组最高,29℃组最低,小肠长度系数无显著性差异。(2) 嗜中性粒细胞和淋巴细胞的百分比及两者的比值的组间差异均不显著;嗜酸性粒细胞的百分比25℃组显著高于其他各温度组,嗜碱性粒细胞和单核细胞的百分比分别在23℃组和27℃组最高,均在25℃组最低。(3) 对植物血凝素(phytohemagglutinin, PHA-P)的反应均在注射后5 h达到最大反应值,29℃组显著高于其他温度组。适度增温有利于幼蟾胃和小肠发育,促进嗜酸性粒细胞增殖,抑制嗜碱性粒细胞和单核细胞增殖;高温刺激PHA-P反应强度增加,存活率下降,但对应激反应能力无影响,为快速适应陆地环境而被短暂激活的免疫能力可能不利于其未来存活。

研究正文

宁夏盐池县荒漠草原区人工灌丛GPP和ET对气候变化的响应模拟

袁洪艺, 杜灵通, 乔成龙, 王玉霞, 薛斌, 魏采用, 周峰, 李明涛

DOI: 10.5846/stxb202307311643

摘要: (11)

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PDF (957.53 KKB)(52)

Abstract:

荒漠草原区人工灌丛生态系统的总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和蒸散(Evapotranspiration,ET)如何响应全球气候变化,不仅是全球变化生态学研究的核心问题,也关乎干旱半干旱风沙区生态建设的可持续性。本文利用参数优化后的Biome-BGC模型和气象环境驱动数据,考虑不同气候变化情景和未来趋势,模拟了盐池荒漠草原区人工灌丛生态系统GPP和ET对气候变化的响应。结果表明:(1)增温会显著抑制生态系统的GPP,大幅度的增温(3 ℃)会导致GPP急剧下降,但增温对ET的抑制作用非常微弱;(2)降水是限制ET变化的重要因素,相对于增温诱发干旱胁迫所引起的ET小幅下降,降水多寡则更直接地控制着生态系统的ET大小;(3)中国西北地区未来气候的“暖湿化”趋势和大气CO2浓度升高会对荒漠草原区人工灌丛生态系统产生综合驱动效应,增强陆地和大气间的碳水交换通量。研究成果可为干旱半干旱区应对全球变化及指导地方政府制定生态保护修复政策提供科学依据。

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

巢 林, 欧梦菲, 陈健, 卢卫福, 马琳, 李忠国, 黄柏华, 明安刚, 张建兵, 胡宝清, 刘艳艳

DOI: 10.5846/stxb202307291630

摘要: (10)

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PDF (3.82 MKB)(42)

Abstract:

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用13C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO2并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳/磷比和氮/磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P < 0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg-1 土壤 d-1)是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg-1土壤d-1)的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r = 0.63,P = 0.04)和水溶性碳(r = 0.91,P < 0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r = 0.64,P = 0.03)、纤维素(r = 0.62,P = 0.04)和锰含量(r = -0.63,P = 0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。

专论与综述

农业面源氮污染控制措施滞后效应形成机理与评估方法研究进展

王萌, 耿润哲

DOI: 10.5846/stxb202307271601

摘要: (19)

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PDF (529.11 KKB)(50)

Abstract:

推广实施最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)被认为是控制农业面源污染的有效途径,受流域内养分遗留效应影响,BMPs实施后的环境质量改善效益可能不会立刻显现(也即“滞后期”),这是由于人为活动输入的过量营养物质在流域水文传输和生物地球化学转化过程中的积累所致。滞后期的量化评估对于科学、精准配置BMPs,有效治理流域面源污染,提升水质改善效率非常重要。本文通过系统梳理国内外相关领域研究成果,以氮的流域水文传输和生物地球化学转化过程量化评估为主线,分析了流域尺度氮累积和滞后期产生的主要影响机理,述评了滞后效应量化评估方法,并对未来BMPs优化配置研究提出建议:(1)摸清水文传输和生物地球化学转化过程对BMPs控氮效益滞后期的影响,分析营养盐负荷削减的时空响应规律;(2)构建包含土壤、浅层含水层和地下水动力学完整组合的流域尺度BMPs控氮效益滞后期模型,分析不同管理情景下污染物减排和水质目标改善所需时间;(3)建立涵盖滞后效应的流域水生态环境管理策略,以寻求短时间内实现治理效能的最大化以及环境与经济效益的双重协同的流域面源污染治理方案,有效提升资金使用效率,为管理科学决策提供支撑。

研究正文

扩散模式对高阶相互作用下物种共存机制的影响

张博中, 郭小龙, 杨颖惠

DOI: 10.5846/stxb202307181544

摘要: (37)

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PDF (2.31 MKB)(52)

Abstract:

物种共存机制是群落生态学研究的核心问题之一,但以成对物种间直接相互作用为主的传统共存理论,并未在实际群落中得到普遍证实。近年来,有研究表明,高阶相互作用,即一个物种对另一个物种的直接作用强度受到其他物种的间接影响,在群落竞争过程中的重要性不断得到发展。目前,对高阶相互作用的理论研究还主要集中在非空间理论模型。事实上,群落中个体的空间分布和扩散模式等对种群动态的影响均至关重要。故本文考虑空间因素,以三物种为例构建空间显式的群落动态模拟,通过引入不同的物种扩散模式,研究高阶相互作用对群落物种共存结果的影响。研究表明:(1)高阶相互作用可以促进也可能抑制物种共存,具体共存结果取决于高阶相互作用的方向、强度和分类;(2)当全部高阶相互作用都存在,且取值为正时,物种共存位置会发生偏移,原本生态位分化下共存的区域不再共存,而在生态位重叠度较高的区域,物种可以在更大范围的适合度差异下共存;(3)扩散模式对高阶相互作用的上述调节机制有一定的影响,且无论正高阶还是负高阶,当种群趋于局部扩散时,高阶相互作用的正向及负向调节效果均有所减弱。以上结论强调了在理论模型和实际保护工作中考虑相互作用网络的重要性,有助于进一步理解物种共存机制,能够为保护生物多样性提供理论依据。

研究论文

覆盖材料对云贵高原柑橘园土壤理化性质和细菌群落特征以及柑橘品质的影响

余高, 赵仕龙, 孙约兵, 罗有亮, 陈芬

DOI: 10.5846/stxb202307031419

摘要: (22)

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PDF (12.68 MKB)(29)

Abstract:

采用田间试验,研究了玉米秸秆覆盖(JF)、白色地膜覆盖(BF)、黑色地膜覆盖(HM)和园艺地布覆盖(YD),以及清耕作为对照(CK)对云贵高原柑橘园土壤理化性质、细菌群落特征及柑橘品质的影响。结果表明,与CK相比,不同覆盖处理下柑橘产量、单果重、果汁率、可食率、维生素C含量和可溶性固形物等指标均提高,可滴定酸含量则有所降低,进而提高了固酸比,其中以JF处理效果最显著。BF、HM和YD处理降低了土壤pH值,JF处理则相反,不同覆盖处理均能提高土壤温度、含水量、有机质和养分含量,JF处理对土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量的提升作用最明显,BF处理下土壤温度最高。JF、HM和YD处理均能显著提高Chao1指数和Observed species指数,而BF处理则相反。在门水平上,覆盖提高了有益菌放线菌门的相对丰度,降低了致病菌拟杆菌门的相对丰度;在属水平上,覆盖提高了有益菌热酸菌属、朱氏杆菌属、Babeliales、红杆菌属和脱氯单胞菌属的相对丰度,降低了致病菌Saccharimonadales、成对杆菌属、金黄色杆菌属、芽孢八叠球菌属和丛毛单胞菌属的相对丰度。此外,覆盖还使土壤细菌共生网络变得简单而稳定。冗余分析结果表明,土壤全氮和细菌群落红杆菌属是提升柑橘产量和品质的关键因子,其解释率分别为45.67%和39.40%。方差分解分析结果表明,土壤理化性质和细菌群落的共同作用对柑橘产量和品质提升的贡献最大,其解释率为45.0%。综上所述,覆盖能有效改善土壤理化性质,提升土壤养分供应水平,优化细菌群落结构,提高柑橘产量和品质,其中,玉米秸秆覆盖可优先作为云贵高原柑橘园土壤的地表覆盖措施。

新疆风力发电减碳效益的全生命周期评估

杜文杰, 关梦茜, 江源, 曹鹏鹤, 王泽, 康慕谊

DOI: 10.5846/stxb202306301400

摘要: (15)

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PDF (3.26 MKB)(36)

Abstract:

风力发电减碳效益评估有助于从减碳角度更好制定能源发展相关政策。本文以风力资源总体丰富且亟需发展风力发电以实现能源系统脱碳的新疆为研究区,将生命周期方法与风力发电模型结合,在省、市级尺度分别评估了风力发电全生命周期的排放水平及发电效益,核算了风力发电相对于火力发电和光伏发电的减碳效益,有效弥补了传统生命周期评估中空间差异考虑不充分的问题。结果表明,风机全生命周期平均发电量为13.1×107 kWh,风力发电全生命周期共排放3944.24 tCO2-eq,通过材料处置回收和循环再利用可减少1424.79 tCO2-eq。新疆发展风力发电具有低排放强度和高减碳效益的特点,与火电相比可减少97.44%排放,减碳效益平均可达906.72 gCO2-eq/kWh,并且应优先布局在哈密、巴音郭楞蒙古自治州和北屯市;与光伏相比,减碳效益可分别达到43.85 gCO2-eq/kWh(DR=1%)和169.84 gCO2-eq/kWh(DR=3%),此情景下风电应主要部署在克孜勒苏柯尔克孜自治州、喀什和和田。在风电减碳效益较差地区如石河子市、铁门关市和双河市应考虑利用本地充足太阳能资源发展光伏发电。需注意风电的排放强度和减碳效益在局地小尺度评估中存在不确定性,获取更精细的结果仍需进一步评估。未来应大力发展新疆本地的风电产业,打造绿色供应链和加快发展处置回收技术以增加减碳效益。

NaCl胁迫对荒漠苔藓齿肋赤藓膜结构稳定性的影响

林晓华, 薛山, 卓一林, 霍雯婷, 柳丽芳, 施翔, 卓露

DOI: 10.5846/stxb202306161284

摘要: (19)

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PDF (4.38 MKB)(32)

Abstract:

苔藓结皮作为生物土壤结皮演替的最高阶段和生物量的最主要贡献者,对维持荒漠地表稳定和改善微环境具有很强的重要作用。齿肋赤藓Syntrichia caninervis Mitt.作为荒漠苔藓结皮的优势种,是不可多得的开展抗逆性资源研究的重要材料。本研究对齿肋赤藓进行不同NaCl浓度 (0、200、300和400 mmol/L) 和不同胁迫时间 (处理1天、2天、3天、5天、7天和14天) 处理,主要从结构特性和生理特性对其膜结构进行研究。结果表明:齿肋赤藓在中浓度NaCl胁迫 (200 mmol/L和300 mmol/L) 下均未观察到电导率显著变化,而随着胁迫时间的增加,细胞超微结构发生明显变化,特别在高浓度NaCl胁迫 (400 mmol/L) 下,细胞发生严重的质壁分离,叶肉细胞部分发生死亡,且出现大量泡状结构,而叶绿体大部分解体,片层结构消失,淀粉粒数量增加且体积变大,但这一过程中没有膜损坏的直接证据。据此关于齿肋赤藓耐受NaCl胁迫的膜结构稳定性有2种可能推测:(1) 齿肋赤藓具有特殊的形态和解剖特征,例如:细胞壁较厚,且存在角隅加厚现象,使其能够在恶劣的盐胁迫环境下生存,并保留细胞结构完好无损;(2) 在NaCl胁迫过程中,快速且持续的增加可溶性糖 (“组成性” 保护物质) 和游离脯氨酸,有助于提高细胞膜的稳定性。荒漠苔藓齿肋赤藓虽然没有被定义为盐生植物,但以上研究结果表明,齿肋赤藓可以作为一种新的模式物种展开关于盐胁迫方面的研究。

生态管理

长江中游地区农业生态效率空间关联网络演化及驱动因素研究

陆杉, 熊娇, 李雯

DOI: 10.5846/stxb202306121246

摘要: (15)

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PDF (4.77 MKB)(36)

Abstract:

厘清农业生态效率空间关联的网络特征及驱动因素对践行绿色发展理念、实现区域协同治理具有重要意义。基于2001—2019年长江中游地区38个地级市的面板数据,采用超效率MINDS模型测度各地级市的农业生态效率,运用引力模型对长江中游地区农业生态效率的空间关联关系进行识别,进而利用社会网络分析方法和QAP方法揭示其网络结构演化特征和驱动因素。研究表明:(1)长江中游地区农业生态效率的空间关联关系表现出复杂的网络结构形态,空间关联网络具有高通达性且等级结构趋于松散,但网络稳定性却趋于下降;(2)武汉市和长沙市在空间关联网络中居核心地位,既扮演中心行动者角色又兼具“中介”和“桥梁”功能;岳阳市、黄石市等省际边界地级市在网络中则扮演边缘行动者角色;(3)空间关联网络核心—边缘结构由“十五”时期的“大聚集、小分散”演变为“十三五”时期的“大分散、小聚集”,核心区由中部聚集转变为向四周发散;(4)地理空间的邻接、地区农业产业地位、财政支出、经济发展水平的相近以及交通运输水平的差异均有助于空间关联网络的形成。

区域生态保护修复模式

基于生态系统服务簇的浙江省生态保护修复优先区识别

孔凡斌, 崔铭烨, 徐彩瑶, 王宁

DOI: 10.5846/stxb202305181053

摘要: (35)

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Abstract:

生态系统保护修复是维持和提升生态系统稳定性和可持续性的重要举措。识别生态保护修复优先区并进行有规划的生态保护修复能够达到抑制生态退化的目的。以浙江省为研究对象,运用生态系统服务价值计算模型、神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法、空间统计、Spearman非参数相关性分析等方法,识别生态系统服务簇,分析生态系统服务簇演化和人类活动强度变化特征,识别生态保护修复优先区,探讨不同生态系统服务价值的权衡/协同关系,提出生态保护修复的优先策略。结果表明:(1)2000-2021年浙江省生态系统服务空间分布逐渐趋于均衡,生态系统服务价值总量由7279.73亿元降低至6980.28亿元;(2)2000-2021年浙江省人类活动强度显著增加,呈现由西到东、由南到北的递增趋势;(3)浙江省生态保护修复优先区划分为4个类型,29个县区(占32.22%)需要优先进行生态保护修复,其中A类占10.00%,B类占5.56%,C类占12.22%,D类占4.44%。据此,提出不同类型分区实施生态保护修复的优先策略。

研究论文

城市绿地生态保护视角下昆虫光谱趋性差异研究

王立雄, 黄博超, 刘刚, 于娟, 郝庆丽, 杨萌, 陶然

DOI: 10.5846/stxb202305120996

摘要: (22)

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Abstract:

照明提升城市夜间安全与活力,是城市建设的重要因素。但近年来夜间照明的迅速蔓延,改变了城市自然环境的光周期与光分布范围,造成光污染生态风险。其中,趋光昆虫受到的胁迫尤为显著,城市绿地昆虫种类与数量急剧下降,进而通过级联效应,引发城市绿地生态系统失衡问题。昆虫是典型的生态指示种和光敏动物,明确昆虫的光谱趋性差异,筛选出对昆虫趋光性友好的光谱,可为生态光源的研发提供依据,从而降低城市照明的生态风险。已有研究较多采用实验室内实验箱的设置方法,探究某一特定昆虫属种的趋光行为,尚缺乏对特定生境下的昆虫群落和典型昆虫目的光谱趋性研究。因此,本研究在天津市津南区天津大学北洋园校区绿地系统开展野外人工光诱捕昆虫实验,以野外诱捕昆虫的种类与数量为判定依据,分析各光谱的昆虫趋性差异。野外诱虫实验以7种窄光带光谱(单色光)为研究对象,采用相对评价法,设置趋光昆虫最敏感的紫外光(Ultraviolet,369 nm)为对照组。结果表明,天津城市绿地生境中,4类典型趋光昆虫为双翅目(61.1%)、半翅目(19.7%)、鞘翅目(11.1%)、鳞翅目(5.7%)类,占诱捕总量的97.6%;对照紫外光(Ultraviolet,369 nm),4种典型昆虫总体的趋性敏感光谱排序及趋性概率为:远红色光(Far Red,740 nm)0.5%<深红色光(Deep Red,660 nm)2.0%<橘红色光(Red Orange,627 nm)9.0%<青色光(Cyan,500 nm)22.8%<绿色光(Green,519 nm)22.9%<蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)27.6%<蓝色光(Blue,478 nm)40.1%;绝对生态光谱为红光,相对生态光谱为青色光(Cyan,500 nm)和蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)。在全面推进人与自然和谐共生的现代化建设阶段,本研究将有助于生态光源的开发、生态保护和城市光生态建设的提升。

生态系统服务专题

量化气候和土地利用变化对生态资产价值变化的相对贡献——以房山区为例

王鹤潭, 巩贺, 黄玫, 张远东, 孙玮, 顾峰雪

DOI: 10.5846/stxb202304170788

摘要: (15)

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PDF (5.73 MKB)(18)

Abstract:

生态资产与人类福祉密切相关,开展生态资产评估并定量区分气候和人类活动对生态资产变化的相对贡献,对于评估区域生态文明建设成效、生态补偿、干部离任的自然资产审计等均具有重要意义。在单位面积价值当量因子方法的基础上,重新定义了标准生态服务价值当量因子,并构建了一个能够定量区分气候变化和土地利用变化对生态资产变化相对贡献的方法,以北京市房山区为例,分析了2000至2019年房山区生态资产的变化,以及气候变化和土地利用变化对生态资产变化的相对贡献,结果表明:(1)房山区2019年生态资产总价值177.14亿元。森林、草地、农田和湿地的生态资产分别占生态资产总价值的82.33%、11.76%、5.25%和0.095%。(2)房山在2000-2019年期间,生态资产总价值增加了2.275亿元,气候变化使得房山区的生态资产总价值增加了2.689亿元,而土地利用变化使得生态资产总价值减少了-0.414亿元。(3)房山区生态资产西高东低,其中霞云岭乡生态资产总价值最高;琉璃河镇的生态资产增加最多,而拱辰街道下降最显著。过去20年是房山区社会经济快速发展的时期,由于气候变化和生态保护与修复使得生态资产增加,抵消了由于建设用地扩张所带来的生态资产损失。

研究论文

海洋保护地社区多元化生计与生态系统服务依赖关系研究

李淑娟, 穆淑慧, 隋玉正, 张朝晖

DOI: 10.5846/stxb202304030660

摘要: (32)

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PDF (674.99 KKB)(32)

Abstract:

海洋保护地在主要承担典型海洋生态系统、珍稀濒危物种、重要自然资源自然遗迹和人文资源有效保护的同时,兼具生态功能维持、资源可持续利用与社区经济持续发展等多重任务,普遍面临着生态保护与社区生计发展间的依赖-冲突关系,探究社区生计与生态系统服务间的依赖关系,对实现海洋保护地与社区协调发展具有重要意义。基于山东长岛海洋保护地的415户社区居民的调研数据,运用可持续生计分析框架和生态系统服务依赖度模型,分析社区居民的生计资本和生态系统服务依赖度(index system of fisherman livelihood dependence on ecosystem services, IDES) 的特征,进一步结合多元回归模型探究生计资本对 IDES 的影响。结果表明:(1)社区居民生计资本得分呈现出由渔业主导型向务工主导型、旅游主导型、渔业兼业型递增的总趋势,且不同类型社区居民的生计资本结构具有较大差异;(2)渔业兼业型和旅游主导型社区居民从生态系统获取的收益显著高于其它居民,IDES总指数由大到小排序依次为渔业主导型、旅游主导型、渔业兼业型、务工主导型,且渔业主导型生计的供给服务依赖度显著高于其他类型,文化服务依赖度最低;(3)生计资本对不同类型居民的供给、文化服务依赖度的影响存在差异,海上养殖规模、渔业作业范围、接受政府技能培训次数、生态补偿政策、社会组织参与程度、旅游扶持政策惠及程度等指标是平衡居民生态系统服务依赖结构的关键。基于此,从不同类型居民以及当地政府多个角度提出提高长岛海洋保护地社区居民生计资本,优化生态系统服务依赖结构的建议,以期为实现海洋保护地与社区的协调发展提供参考借鉴。

平原圩区水系结构与功能特征及其影响机制——以昆山南部为例

周可婧, 孔繁花, 庄雪颖, 班玉龙, 尹海伟, 杨子健, 宋小虎

DOI: 10.5846/stxb202302280357

摘要: (14)

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PDF (5.22 MKB)(30)

Abstract:

明晰平原河网水系结构和功能的影响机制对区域生态可持续发展具有重要意义。以昆山市南部防洪分区为例,选取水系指标分析圩区单元尺度下的水系网络结构与调蓄功能,并构建贝叶斯网络模型,综合考虑用地、自然、工程与政策管理等因子及其相互作用,定量探究水系结构与功能的影响机制。结果表明:(1)水系网络结构具有显著空间异质性,且水系调蓄功能与结构特征密切相关,较复杂的水系形态结构往往表现出较强的调蓄功能;(2)政策、工程、用地和自然条件等因子对水系调蓄功能的影响强度依次减弱;(3)识别水系功能优化目标下的关键变量与关键状态子集,可从社会-生态协同视角指导圩区单元的水系治理与优化。研究结果可为平原圩区水系网络健康与可持续发展提供理论参考和决策依据。

氧化石墨烯对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响

多立安, 杨超杰, 马美晨, 宋狄亚, 赵树兰

DOI: 10.5846/stxb202302050183

摘要: (11)

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PDF (1.59 MKB)(32)

Abstract:

为了探究氧化石墨烯(GO)对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响,将黑麦草种子在0.4 %、0.8 %和1.2 %水平的GO溶液中胁迫4 d,采用高通量测序技术,分析GO胁迫下黑麦草种子内生真菌群落组成和多样性的变化。结果显示,4个样本所有样品共分离获得303种真菌,归属于10门39纲84目160科240属。在门分类水平上,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是主要的内生真菌类群;在属分类水平上,各处理的共有优势菌属为链格孢属(Alternaria)。不同GO处理黑麦草种子内生真菌群落结构存在差异,随着GO浓度的增加,子囊菌门的丰度出现下降,0.8%和1.2%GO处理较对照分别显著降低了19%和20%(P<0.05);所有GO处理的担子菌门丰度均显著高于对照(P<0.05);1.2%处理链格孢属的丰度较对照显著降低了37.36%。与对照相比,1.2%GO 处理内生真菌的丰富度和多样性显著增加,ACE、Chao1和Shannon指数分别增加了123.5%、127.4%和117.5%(P<0.05)。PCoA分析表明,1.2%GO处理内生真菌群落结构与其他处理有较大差异;LEfSe分析发现, 各处理差异指示种明显不同。可见,GO改变了黑麦草种子内生真菌群落的组成和多样性,尤其是高浓度处理(1.2%)。本研究可为碳纳米材料暴露对共生物种的潜在影响研究提供参考。

基于“潜力-弹性-稳定性”模型的温州市生态韧性时空变化及影响因素

李加林, 张旖芯, 张海涛, 龚虹波, 刘永超

DOI: 10.5846/stxb202301220132

摘要: (9)

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PDF (9.29 MKB)(27)

Abstract:

城市生态韧性为城市应对长期发展积累的内在压力,以及外界不确定性风险的冲击提供了新思路,对城市的可持续发展具有重要意义。基于城市生态学视角,从生态韧性的抵御力、恢复力及适应力三个方面特性,构建基于“潜力-弹性-稳定性”的生态韧性评价模型,分析了1990—2020年温州市生态韧性时空变化特征,并运用时空地理加权回归模型(GTWR),探究了生态韧性影响因素的时空异质性。结果表明:(1)1990—2020年,温州城市生态韧性指数总体呈现先上升后下降的趋势,潜力、弹性、稳定性呈现出相似的变化趋势,研究后期稳定性的提升使生态韧性的下降得到短暂缓解。(2)温州市东部沿海地区生态韧性较差,西部与北部山地生态韧性较好;低韧性水平区呈现出区域中心韧性水平降低,并且向外围扩张的趋势。(3)温州市城市生态韧性影响因素之间存在显著的时空差异,空间上也存在波动方向与强度的差异,这种差异性集中分布于城市边缘县(区)。研究以期为温州市及沿海同等级城市,提升城市生态韧性、促进区域可持续发展决策提供参考。

青藏高原生态安全保障与人类活动响应

高寒生态脆弱区农牧民生活垃圾集中处理的激励机制与政策模拟——基于藏北牧区的案例研究

孙勇, 周侃, 滕鹤郅, 刘汉初, 孙中瑞

DOI: 10.5846/stxb202211213372

摘要: (9)

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PDF (3.90 MKB)(26)

Abstract:

高寒生态脆弱区环境本底敏感而脆弱,生活垃圾不当处理极易加剧生态系统退化风险,揭示区内农牧民生活垃圾集中处理的多主体互动机制及政策激励效果对落实生活垃圾治理、降低生态风险和提升人居品质具有重要意义。本文基于藏北牧区的案例,考虑高寒生态脆弱区的气候高寒、牧民定居点分散等现实约束,构建村镇基层政府和农牧民的演化博弈模型,探究区内农牧民生活垃圾处理的激励机制。结果显示:①农牧民参与是提高高寒生态脆弱区生活垃圾集中处理效率的关键,村镇基层政府的奖惩措施能够显著激励农牧民参与生活垃圾集中处理,奖惩机制中惩罚的约束作用更为显著。②村镇基层政府的宣传和设施建设措施能够显著促进农牧民参与生活垃圾集中处理,设施配置对农牧民参与行为影响的敏感度明显大于宣传教育,完善设施建设是促进生活垃圾集中处理的关键措施。③优化高寒生态脆弱区农牧民生活垃圾集中处理制度的政策导向:立足高寒生态脆弱区气候高寒、牧民定居点分散及产污特性,优化生活垃圾集中处理设施的规划建设和运行管理、加强村镇基层政府参与治理的检查评估和行政管理、完善农牧民参与治理的激励约束机制。

研究论文

盐碱胁迫下湖南稷子苗期根系分泌物代谢组学分析

张杨, 曹靖, 李广, 姜世腾, 于倩, 聂豪杰, 李林傲, 朱林

DOI: 10.5846/stxb202211143278

摘要: (48)

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PDF (1.95 MKB)(35)

Abstract:

盐碱胁迫下植物根系分泌物包含丰富生化信息并具有重要生态作用。为了探讨耐盐碱牧草湖南稷子(Echinochloa frumentacea) 在盐碱胁迫下根系分泌物组成,揭示其在盐碱胁迫下的生理及生态作用,以湖南稷子为试验对象,在人工气候室开展水培试验,并在苗期分别进行中性盐(NaCl+Na2SO4 100 mmol/L)、碱性盐(NaCl+NaHCO3 100 mmol/L)和碱(Na2CO3+NaHCO3 50 mmol/L)处理。在处理3 d后,利用液质联用仪(LC-MS/MS)检测对照组和处理组根系分泌物的化合物成分。结果表明,盐碱胁迫下湖南稷子根系分泌物共有334种化合物。依据OPLS-DA的VIP得分及T检验的P值, 发现对照-vs-SaSo100,对照-vs-Soda50和对照-vs-Salt100分别有22、15和21个差异根系分泌物。其中碱性盐和碱处理下根系分泌物组成相近,包括脂质、酚酸,生物碱,苯酞类,氨基糖,萜类,醌类,氨基酸及其衍生物;中性盐处理下有脂质、酚酸,生物碱,苯酞类,萜类。KEGG注释及富集发现,盐碱胁迫下根系分泌物不仅含有三羧酸循环代谢产生的碳水化合物、核苷酸,氨基酸,脂肪酸,类脂和维生素等物质,而且与瓦博格效应、膜运输,信号传导以及遗传信息处理等途径有关。研究表明,湖南稷子通过根系分泌物渗出,调节自身代谢物浓度,加强或改变碳同化、呼吸作用、信号传导等提高对盐碱胁迫的适应性。

基于土地利用变化分析的四川省凉山州移民生态效应研究

胥梦娇, 赵伟, 蔡俊飞, 杨羽佳

DOI: 10.5846/stxb202211093215

摘要: (14)

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PDF (6.71 MKB)(24)

Abstract:

土地利用变化是自然演变与人类活动共同作用的结果,大量的人口流动一定程度上将影响土地利用方式,进而对区域生态环境质量产生影响作用。因此,研究人口流动对土地利用变化的影响及生态效应,能为合理调控区域人地关系,促进区域生态环境与经济的平衡发展提供理论支持。基于长时序高空间分辨率土地利用数据,以具有典型移民现象的四川省凉山州为研究区,针对移民驱动下的土地利用时空变化特征及其诱发的生态效应进行研究分析。结果表明:(1)2000—2020年间,受人口迁移影响,凉山州土地资源的利用结构和程度都发生了相应改变,以耕地、草地、林地及不透水面的面积变化最为显著。在人口迁入较多的西昌、冕宁和德昌等县市内,供人类生活、生存所需要的耕地和建筑用地的数量显著增加;相反,对于大量人口迁出的喜德、昭觉和美姑等地区,人类活动强度的降低为生态用地的恢复和重建提供了条件,生态用地面积不断上涨。(2)受土地利用类型、地形条件、人口分布等因素的影响,凉山州整体生态环境质量呈西高东低、北高南低的空间分布格局。2000—2020年,整体生态环境质量仅下降了0.36%,总体较为稳定。(3)生态环境质量改善区域集中于东部的越西、美姑及昭觉等县市,而生态环境质量降低的区域主要位于盐源、会里、西昌和德昌等县市。生态环境质量的改变与区域移民活动存在紧密联系,其中由移民迁入引发的耕地和不透水面对生态用地的挤占,对生态环境质量退化贡献比重达87.97%,而随着移民迁出为生态工程的实施提供条件,凉山州内生态用地面积共增加775.84 km2。

青藏高原生物多样性保护与生态安全

未来情景下羌塘高原野牦牛栖息地分布及影响因素分析

魏子谦, 徐增让, 邹秀萍, 靳茗茗, 乔添, 多布拉

DOI: 10.5846/stxb202208042223

摘要: (20)

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PDF (5.91 MKB)(28)

Abstract:

近30年来,羌塘高原野牦牛(Bos mutus) 种群数量虽缓慢恢复,但仍为野生有蹄类中仅有的易危物种。由于其对人为活动规避明显且具有极强的攻击性,野牦牛栖息地分布和质量数据仍很匮乏。本研究把野外调查与Maxent、Geo-FLUS、InVEST三种模型相结合,系统分析羌塘高原野牦牛栖息地分布及其影响因素,并通过未来气候、未来土地覆被和未来食物情景构建2050年不同温室气体排放浓度(RCPs)情景下羌塘高原生境状况,预测栖息地变化状况,以期为青藏高原生物多样性维护提供数据支撑。结果发现:2020年前后野牦牛栖息地总面积为25.1万km2,集中分布在那曲市北部,阿里地区分布零散。栖息地以草原和荒漠为主,部分位于冰川区,野牦牛对气候条件反应敏感,偏好生活在暖季降雨量约在200mm,冷季降雨量约10mm,年最低温度-30°C的区域,坡度耐受性高。约92%的野牦牛栖息地位于羌塘国家自然保护区内,仅有南部约1.2万km2栖息地与人类活动交叠明显。2050年前后羌塘高原暖湿化明显,草原面积增加,野牦牛栖息地将向西北部无人区扩张,目前栖息地分布较零散的阿里地区也将出现大面积高质量栖息地,三种RCPs情境下栖息地面积分别为28.2万km2(RCP2.6)、28.4万km2(RCP4.5)和28.0万km2(RCP8.5),新增栖息地以极重要栖息地为主,边界与羌塘自然保护区范围更加吻合,自然保护地体系建设将有力支撑野牦牛的保护。

研究正文

鄱阳湖周边湿地大型底栖无脊椎动物多样性对群落次级生产力及稳定性的影响

夏迎, 阳文静, 钟洁, 张琍, 刘丹丹, 游清徽

DOI: 10.5846/stxb202305301142

摘要: (19)

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PDF (2.19 MKB)(58)

Abstract:

理解生物多样性对生态系统功能及稳定性的影响对于制定有效的保护管理策略有重要意义。然而,目前生物多样性与群落生产力、稳定性的关系仍存在争议。本研究在鄱阳湖湿地布设30个采样点,于2019年秋季开展大型底栖无脊椎动物群落野外调查。基于底栖动物群落数据,采用广义加性模型分析物种、谱系、功能多样性对鄱阳湖湿地底栖动物群落次级生产力与稳定性的影响。结果表明:底栖动物群落的次级生产力与反映物种多样性的指数(Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数)、分类多样性指数、平均分类差异指数、功能丰富度指数等呈显著的负相关,其中Pielou均匀度指数与次级生产力的相关度最高(r2=0.33)。功能多样性对群落次级生产力的空间分异有最高的解释度(r2=0.75)。P/B值(次级生产力与生物量之比代表群落稳定性)与物种、谱系、功能多样性指数均呈正相关,其中功能丰富度与P/B值的相关度最高(r2=0.22)。反映物种多样性的三个指数总体上对P/B值的空间分异解释度最高(r2=0.37)。谱系多样性与次级生产力、P/B值的相关性相对较弱。生物多样性指数总体分别解释了次级生产力和群落稳定性中81.9%、54.8%的变异。上述研究结果表明,生物多样性与群落生产力、稳定性的关系可能因具体的生物群落而异。研究结果对于鄱阳湖湿地的底栖生物多样性保护有参考价值。

基于自然解决方案(NbS)的生态保护修复技术与模式

基于自然的解决方案(NbS)理念在北方防沙带生态屏障建设中的应用

罗明, 刘世梁, 高岩, 孙雨芹, 杨崇曜, 张琰, 胡俊涛

DOI: 10.5846/stxb202310062139

摘要: (19)

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PDF (4.47 MKB)(77)

Abstract:

基于自然的解决方案( Nature-based Solutions,NbS) 通过自然资源高效利用和适应性生态系统管理应对多样化挑战,是国际上普遍认可的生态恢复前沿理念,我国的国家生态屏障建设从本质上是中国特色的NbS,具有系统性、综合性和多尺度特征。NbS的对象、主体、目标以及方案等方面与生态屏障的建设思路上高度契合,相关准则能够为生态屏障建设提供全面的理论思路和实践框架。以北方防沙带生态屏障带为例,从北方防沙带的生态问题入手,深入剖析了NbS与探讨了北方防沙带生态屏障之间的耦合关系,从“格局-过程-尺度”机理、“服务-价值-福祉”路径和“保护-修复-管理”体系角度对NbS实施准则和北方防沙带生态屏障进行了阐述;并结合基于自然解决方案的北方防沙带案例分析,总结了NbS在北方防沙带生态屏障建设中的未来发展趋势和面临的挑战。

研究论文

三年高氮添加降低黄山松土壤真菌网络稳定性

元晓春, 曾泉鑫, 张晓晴, 孙浩, 柏欣宇, 陈琳娜, 李文周, 陈亚婷, 陈岳民, 林开淼

DOI: 10.5846/stxb202309272099

摘要: (7)

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PDF (4.61 MKB)(42)

Abstract:

土壤真菌群落对维持生态系统功能至关重要,然而氮沉降等环境变化如何影响其稳定性尚不清楚。本研究利用高通量测序和网络分析,探究了连续三年不同氮添加水平对土壤真菌群落特征的影响,并通过计算“内聚力”(cohesion)量化连通性以预测真菌网络的稳定性。结果表明,真菌多样性及其群落稳定性对氮添加的响应存在明显的时间效应。相比于前2年,第3年氮添加改变了真菌β多样性,且低氮添加显著提高了0—10 cm土层真菌Chao1和Shannon指数。网络分析发现,随着氮添加量的增加真菌网络正连接比例增加,平均聚类系数和模块性降低。内聚力分析表明,第3年高氮添加显著降低了两个土层的真菌负:正内聚力的绝对值,而低氮添加提高或不改变两者的比值。这说明高剂量氮添加将通过破坏真菌群落的稳定性影响其生态系统服务功能。本研究为评价不同水平氮添加下森林土壤真菌群落稳定性提供了新的见解,对评价氮沉降的生态效应具有科学意义。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

基于GEDI多波束激光雷达数据研建滇西北森林郁闭度估测模型

周文武, 舒清态, 胥丽, 杨正道, 高应群, 吴再昆, 夏翠芬, 顾纯僖, 李华

DOI: 10.5846/stxb202309212048

摘要: (6)

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PDF (6.64 MKB)(34)

Abstract:

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM-RFE)、随机森林(RF)和皮尔逊(Pearson)分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO-RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO-GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2,0.20—0.92,RMSE,0.004—2812.912,MAE,0.003—1996.258,MRE,0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM-RFE 法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM-RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM-RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以 RF方法中的BO-GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO-GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。本研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。

研究论文

整合生态系统服务与驱动因素阈值效应的生态安全分区研究—以西南地区为例

温婉琴, 王强, 陈田田

DOI: 10.5846/stxb202309202037

摘要: (13)

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PDF (11.67 MKB)(45)

Abstract:

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中。但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应。基于此,本文以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、NPP及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数。在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案。结果显示:(1)2000—2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强。因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中。(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部。(3)自然—社会条件、植被环境条件和社会—经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒“U”型约束关系,即存在明显的阈值效应。且随时间推移,自然—社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧。(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小。未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优。

基于生境组团化分析与LSCorridors模拟的南京市白鹭生境网络构建与优化

沈舟, 尹海伟, 孔繁花, 苏杰, 孙辉, 李久林

DOI: 10.5846/stxb202309051928

摘要: (13)

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PDF (6.21 MKB)(30)

Abstract:

保持生境连通性是全球生物多样性保护面临的主要挑战之一。生境网络构建与优化是一种积极主动的景观策略,但其成效取决于异质性景观背景下生境分布格局与物种响应。以南京市为例、白鹭为目标物种,开展了基于生境组团化分析与LSCorridors模拟的生境网络构建与优化研究。首先,通过整合生境适宜性评价、干扰度评价、Maxent模型模拟,实现了物种生境源地综合识别;然后,利用景观连通性指标与核密度分析,识别了物种生境分布的组团化格局;最后,在最小成本路径(LCPs)的基础上,定义了优化新增型与提升型两类廊道,并从物种感知与适应性变化出发,应用LSCorridors软件模拟了这两类目标优化廊道的多重随机路径及其空间范围。结果表明,南京市白鹭生境斑块共计428个,总面积达31525.77 hm2,主要是林地与水域,具有较为明显的破碎化和聚集特征,九大生境组团以南京长江段水域斑块为轴,沿两侧分布,彼此联系比较薄弱;最佳距离阈值4.5 km内,识别LCPs共907条,总长度1548.59 km,平均较短、分布紧凑,主要位于各生境组团内部,但少数连接着不同生境组团;确定了8条优化新增型廊道和10条优化提升型廊道,其LSCorridors模拟结果与LCPs存在空间偏差,前者更符合现实进而有益于避免保护低效和促进多类型、差异化的优化措施制定。研究成果能为面向生物多样性保护的南京市生境网络保护以及重点生态廊道的规划实践提供决策参考。

土壤生态专栏

三种混交林造林初期土壤真菌群落结构研究

杨慧琴, 向涌旗, 吕倩, 尹必然, 汤智韧, 张妍, 陈刚, 赖家明, 范川, 李贤伟

DOI: 10.5846/stxb202309041912

摘要: (13)

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PDF (3.89 MKB)(34)

Abstract:

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。本研究通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏Ginkgo biloba-桢楠Phoebe zhennan;CB:香椿Toona sinensis-红豆杉Taxus wallichiana-桢楠Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense-乐昌含笑Michelia chapensis-香椿Toona sinensis-玉兰Yulania denudata)表层(0—20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB>BB>CB>CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P<0.05)。与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低。(3)通过NMDS与Adonis分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P<0.01)。RDA分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关。(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P<0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P<0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤C/N、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

黄河三角洲滨海湿地碳储量及其对未来多情景的响应

唐志雄, 宁荣荣, 王德, 田信鹏, 毕晓丽, 周自翔, 罗富彬, 宁吉才

DOI: 10.5846/stxb202308211801

摘要: (6)

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PDF (9.71 MKB)(47)

Abstract:

黄河三角洲作为我国暖温带最年轻、保存最完整的滨海湿地生态系统,在全球气候变化以及区域人类活动加剧的背景下,海平面上升和地面沉降加剧使得地区生态安全受到严重威胁。基于1991—2020年8期土地利用/覆被数据,使用InVEST模型碳储量模块系统评估黄河三角洲过去30年的土地利用/覆被和碳储量时空变化特征,并进一步耦合海水淹没模型和PLUS模型预测生态保护、自然发展和经济发展三种情景下黄河三角洲2035和2050年土地利用/覆被和碳储量格局。结果表明:1991—2020年间,碳储量累计减少107.94万吨,降幅为8.12%,自然湿地和非湿地碳储量分别减少386.66和18.56万吨,人工湿地碳储量增加297.27万吨。2035和2050年,黄河三角洲分别约有4.47%—11.58%和6.20%—17.42%的陆地会被海水淹没,导致未来黄河三角洲多情景模拟中碳储量均减少,到2035年生态保护、自然发展和经济发展情景下碳储量分别减少了42.38万吨、76.68万吨和119.50万吨,到2050年三种情景碳储量分别减少了59.30万吨、119.02万吨和187.01万吨,同时期生态保护情景下碳储量减少速率最小。黄河三角洲应坚持可持续发展,加强高碳储量土地利用/覆被类型的生态保护,通过回填开采区等方式减少地面沉降速率,并在可能被淹没的区域建设沿海堤坝以预防海水淹没,从而减少黄河三角洲的碳储量损失。该研究指出了海水淹没会导致巨大的碳储量损失,可为黄河三角洲未来提高固碳增汇作用提供数据支撑和理论基础。

研究论文

2000-2020年青海湖流域植被降水利用效率时空变化特征

赵浩然, 曹生奎, 曹广超, 李文斌, 陈链璇, 侯瑶芳

DOI: 10.5846/stxb202308191789

摘要: (6)

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PDF (8.55 MKB)(34)

Abstract:

植被降水利用效率(PUE)是评价植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标。以年净初级生产力(NPP)数据、年降水量数据为基础,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,计算并研究了2000-2020年青海湖流域植被降水利用效率时空分布格局及其地形效应,结合年均气温、年均地表温湿度、年生长季光合有效辐射吸收系数和年植被覆盖度等数据,探讨了PUE与各因子间的相关关系。结果表明:(1)青海湖流域单位像元(1 km2)PUE平均值在0.4~0.7 gC·m-2·mm-1间变化,平均为0.54 gC·m-2·mm-1,且在年际间无显著变化趋势(R2=0.05, P≥0.05)。在空间上,青海湖流域多年PUE平均值环湖呈现不均匀分布,除青海湖东岸外,PUE值随湖面距离增大呈减小趋势;其高值区主要集中分布在青海湖西岸和南岸的半环区;年PUE变化趋势的斜率值为-0.05~0.04 gC·m-2·mm-1·a-1,其中显著变化的区域占流域面积的29.63%。(2)青海湖流域多年PUE平均值在海拔效应和坡度坡向两种不同微地形效应下表现出明显的差异。海拔每升高50 m,PUE值将减少0.02 gC·m-2·mm-1;随坡度增加,PUE值呈降低趋势,平坡至险坡(>45°)的变化范围为0.3~0.61 gC·m-2·mm-1;不同坡向PUE值表现为由东北坡向西南坡递减,范围为0.52~0.56 gC·m-2·mm-1。(3)在空间上,青海湖流域PUE值与地表温度、光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数相关性较为明显。沿海拔梯度,空气温度和地表温度与PUE呈极显著正相关(R2=0.94, P<0.01; R2=0.98, P<0.01),光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数与PUE显著正相关(R2=0.89, P<0.05; R2=0.90, P<0.05; R2=0.86, P<0.05),地表土壤湿度与PUE无显著相关性(R2=0.16, P≥0.05)。本文评估了青海湖流域植被降水利用效率的特征及其与各因子间的相关关系,明确了植被对降水的利用能力及其耗水特性,可为青海湖流域植被保护和国家公园建设提供理论参考。

古尔班通古特沙漠西南缘地区多枝柽柳(Tamarix ramosissima)生理特性对沙堆不同堆积阶段的响应

李光莹, 祖姆热提·于苏甫江, 董正武, 马晓东, 李生宇

DOI: 10.5846/stxb202308181785

摘要: (8)

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PDF (5.18 MKB)(32)

Abstract:

多枝柽柳作为干旱荒漠区重要的防风固沙灌木,其长期与风沙作用过程中形成了柽柳灌丛沙堆,在维持区域生态环境稳定及遏制沙漠蔓延方面发挥着重要作用。本文以古尔班通古特沙漠西南缘地区不同发育阶段沙堆上生长的多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,以空间序列代替时间序列的方法模拟沙堆堆积发育过程,揭示多枝柽柳生理特征对沙堆不同堆积发育阶段的响应及适应机制。结果表明:(1) 在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳叶片相对含水量(RWC)及自由水/束缚水(Vs/Va)均呈先上升后下降的变化,其中,在增长阶段沙堆上最高,衰退阶段沙堆上最低,水分饱和亏(WSD)则呈相反趋势;组织含水量(TWC)呈逐渐上升的变化,清晨水势(ΨPD)及正午水势(ΨMD)呈逐渐降低的变化。 (2) 在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳的光合有效辐射(PAR)、叶片温度(TL)、光合电子传递速率(ETR)、调节性能量耗散[Y(NPQ)]日变化均呈先上升后下降的变化,衰退阶段沙堆上多枝柽柳各参数的日均值最大;各发育阶段沙堆上多枝柽柳的非调节性能量耗散[Y(NO)]日变化均呈先下降后上升的变化,实际光化学效率[Y(II)]日变化均呈“N”型,且[Y(II)]日均值大小依次为增长阶段沙堆 (0.489)>稳定阶段沙堆(0.463)>雏形阶段沙堆 (0.455)>衰退阶段沙堆 (0.439)。(3) 气温(TEMP)和PAR与叶片Y(II)均呈显著负相关,与ETR均呈显著正相关;Y(II)与ETR、Y(NO)与Y(NPQ) 均呈现显著负相关;PAR、TEMP是影响不同堆积阶段沙堆上多枝柽柳生理特性的主要环境因子。综合分析表明,在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳可通过调节光合作用和水分利用之间的协同关系来响应微环境的变化,从而减少其脱水风险以实现最大程度资源利用。

基于人类足迹的长江经济带自然保护区保护成效评价

刘豪富, 李士成, 罗全欣

DOI: 10.5846/stxb202308171780

摘要: (46)

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PDF (3.67 MKB)(31)

Abstract:

自然保护区保护成效评价是区域可持续发展评估的重要内容。长江经济带具有丰富的生物多样性,科学评价其保护区保护成效对完善其管护措施和建设生态文明具有重要意义。本文使用人类足迹,从保护区的保护级别、地理经济分区与功能分区三个方面,分析长江经济带2000–2018年保护区内的人类扰动变化,并引入倾向得分匹配法来测度保护区对人类扰动的控制程度。结果表明:①长江经济带有35.12%的保护区保护成效良好,50.30%的保护区保护成效尚可,仅有14.58%的保护区成效较差。②长江经济带及其保护区的人类足迹整体上均呈增长趋势,但保护区内部增长幅度不足整个地区的一半,这表明保护区虽然没有改变内部人类足迹整体增加的趋势,但有效减缓了其增速。③保护区和功能分区的保护等级越高,保护成效越好。④长江经济带上游与中游地区保护区的保护成效好于下游地区,特别是“巴山-巫山-武陵山-雪峰山”和云南西部地区的保护区保护成效良好。本研究结果可为长江经济带保护区管护措施的完善和生态文明建设提供参考。

研究综述

哺乳动物母性行为影响因素

韩成全, 张鹏宇, 王 慧, 魏彪, 李智远, 季久秀, 初美强, 杨燕, 吕慎金

DOI: 10.5846/stxb202308171776

摘要: (20)

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PDF (845.95 KKB)(67)

Abstract:

新生幼仔通常非常脆弱,需要亲代抚育才能成活,哺乳动物的亲代抚育主要由雌性完成。雌性在分娩前后所展现出的寻找分娩地点、筑造产房、分娩、舔仔、授乳、护仔等一系列动作称为母性行为,其对家养及野生动物幼仔的成活和发育均至关重要。母性行为受遗传、管理等因素影响,环境中残留的各类新型污染物也给正常母性行为的激发和维持带来了新挑战。此外,虽然母性行为是评判优良个体的重要参考,但由于母性行为性状遗传力低,这使得仅从遗传角度很难做出科学评价,而应结合行为表观遗传学综合分析上述因素对母性行为的整体影响。本文综述了遗传、营养、环境、管理以及疾病等因素对哺乳动物母性行为的影响,并重点指出塑化剂、重金属等残留在环境中的内分泌干扰物,以及电磁污染、光污染等是母性行为异常的新诱因。此外,本文还对动物生产及野生动物保护工作中如何在遗传学基础上,综合优化营养、环境、管理等措施来改善和培育优良母性行为性状提出了展望。本文可为下一步深入探究哺乳动物母性行为影响因素及调控机制提供参考,并为预防和改善动物母性行为异常以及提高动物母性照料能力提供依据,同时,还能为探索生态健康养殖、提高母幼福利提供一定的参考。

生态治理与恢复应用研究

不同光照时长对麋鹿茸生长和繁殖季的溢出效应

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

摘要: (54)

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PDF (3.48 MKB)(37)

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。

青藏高原生物多样性保护与生态安全

小尺度高寒湿地放牧干扰格局——以纳帕海国际重要湿地为例

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

DOI: 10.5846/stxb202306211329

摘要: (29)

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PDF (8.49 MKB)(79)

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。本研究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%。本研究还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。

生态治理与恢复应用研究

我国南方典型红壤区景观格局对崩岗侵蚀的影响

蔡源远, 崔婷婷, 刘 政, 魏玉杰

DOI: 10.5846/stxb202304070699

摘要: (18)

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PDF (3.10 MKB)(52)

Abstract:

崩岗是地质构造、地貌条件、气象水文、植被、人类活动等综合作用下形成的一种复合侵蚀地貌,崩岗的形成与发展已严重制约了当地农业生产和社会经济发展。通过调整土地利用结构方式、优化景观格局是防治红壤区崩岗侵蚀的重要手段。如何从斑块类型水平揭示景观格局与崩岗侵蚀的关系,对于控制崩岗侵蚀、提高生态环境效益具有重要意义。以福建省安溪县为例,运用ArcGIS水文分析工具和DEM数据将该区域划分为53个子流域,以崩岗面积与密度为响应变量,景观格局指数为解释变量,采用冗余分析(RDA)法和通径分析法,从斑块类型水平探讨景观格局指数与崩岗面积与密度的影响。结果表明:影响崩岗侵蚀的景观格局指数主要由土地利用类型决定,其中林地的景观格局指数对崩岗特征的解释度最高(63.82%),其次为耕地(49.19%)和建设用地(42.01%);耕地景观类型面积、林地聚集度、建设用地景观形状指数和林地斑块连接度4个指标显著影响崩岗特征,对崩岗特征变化的贡献率分别为51.5%、26.9%、9.2%和6.1%,且4个指标对崩岗特征的累积解释度达到66.2%;通径分析发现耕地景观类型面积、林地斑块连接度、林地边缘密度、林地斑块类型面积百分比和建设用地边缘密度的综合作用对崩岗面积变化和密度变化的解释程度分别为71%和85%,其中耕地景观类型面积和林地斑块类型面积百分比对崩岗面积和崩岗密度的影响最大,通径系数分别是0.499、-0.440和0.608、-0.342。总体而言,科学合理的规划耕地、林地和建设用地的空间布局,提升景观类型整体生态效应,对抑制崩岗侵蚀具有重要意义。研究结果对于科学规划土地利用、控制红壤区崩岗侵蚀具有重要指导意义。

研究论文

青海祁连山林区外沿基于水源涵养能力的人工林近自然度评价体系建立探究

程唱, 蔡有柱, 赵丽娟, 邹星晨, 张泽鑫, 刘欣悦, 贺康宁

DOI: 10.5846/stxb202305151022

摘要: (21)

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PDF (1.04 MKB)(52)

Abstract:

建立近自然度评价体系对于修复森林生态功能、保障森林可持续发展有着重要的意义,然而近自然度尚未有统一的评价体系。祁连山地区的森林系统承担着我国西部重要的水源涵养功能,对其现存的人工林客观地开展基于水源涵养能力的近自然评价是亟需解决的问题。本研究以祁连山东部金禅沟、塔尔沟小流域40个不同林分起源的云杉纯林、白桦纯林、云杉白桦混交林为对比研究样地,对涉及近自然度和水源涵养能力的指标进行敏感性分析,筛选出中高敏感度指标,通过欧氏距离法结合熵权法定量评价人工林近自然度,通过模糊物元法定量评价森林水源涵养能力,然后采用6种方法对近自然度和水源涵养得分分布进行拟合(R2>0.4),并利用K-means法建立了4个近自然度评价等级。研究表明祁连山林区外沿大部分人工林近自然度评级处于半天然林阶段,通过改造纯林为针阔混交林可以同时提高其近自然度与水源涵养能力。本研究旨在构建基于水源涵养能力的近自然度评价体系,为森林生态服务功能修复提供理论支持。

物联网技术支持下的城市热环境时空变化分析

郭冠华, 陈丽飞, 曹峥, 吴志峰, 陈颖彪

DOI: 10.5846/stxb202303230562

摘要: (21)

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PDF (4.88 MKB)(48)

Abstract:

热环境是城市生态系统最为关键的大气环境要素之一,开展城市热环境研究的前提是在时空维度上获取足量的热环境参数。本研究利用先进的物联网技术构建了在线式热环境监测设备,收集2022年10月16日至24日广州大学校园气温、风速、太阳辐射和地面温度四种热环境参数,分析小尺度下城市热环境的时空变化特征。研究结果表明:1)不同测点之间的风速特征具有一定的相关性,极个别测点的风速特征与其它测点相关性仅在0.5左右,显示其小气候的独特性;2)不同测点风速和热岛强度变化时空差异明显,即使距离靠近的测点,受邻近建筑和植被特征的影响热环境特征会有所差异,各测点的日间风速大,热岛强度较为明显,夜间风速较小,热岛强度较弱;3)地面温度与气温的相关性达0.8左右,这种相关性在夜间表现更为密切,并且这种关系受风速的影响不大。研究结果反映了城市热环境参数在小尺度上的高度异质性,并揭示了物联网技术在城市热环境监测领域的可行性、便捷性和高效性。

综述与进展

木本植物应对干旱胁迫的响应机制:基于水力学性状视角

程莉, 李玉霖, 宁志英, 杨红玲, 詹瑾, 姚博

DOI: 10.5846/stxb202305201065

摘要: (95)

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PDF (1.74 MKB)(71)

Abstract:

干旱最显著的影响表现在区域尺度的森林死亡事件中,可以在短时间内杀死数百万棵树木。鉴于未来极端干旱事件的频率和强度可能随温度的升高而增加,迫切需要明确树木对干旱胁迫的响应对策以及衰退死亡机理,揭示木本植物在干旱环境中存活和死亡的生理机制,了解树木在未来气候下的适应机制,提高预测树木对干旱反应的准确性。本文在常用植物功能性状的基础上,重点纳入与植物水分运输能力及耐旱性相关的水力性状,系统总结了:1)植物木质部水分运输的物理机制;2)植物应对干旱胁迫的水力响应过程:3)干旱胁迫下木本植物水分利用对策;以及4)干旱胁迫下木本植物衰退/死亡机理。最后,提出3个尚待解决的主要问题:1)加强纳入水力性状阐明植物对干旱胁迫的响应和调节机制;2)加强从全株植物的角度考虑植物不同组织性状间的关系;3)深入探究树木干旱致死机理。

研究论文

中国森林生态系统林冠层降雨截留特征

邓雅丽, 赵新宇, 崔自杰, 冯英杰, 张卫强, 刘效东

DOI: 10.5846/stxb202307041438

摘要: (18)

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PDF (2.75 MKB)(96)

Abstract:

森林生态系统作为陆地生态系统的主体,其发达的林冠层通过调节降水量、改变降水强度等深刻影响着流域全过程水文通量及水分输出。以中国广泛开展的典型森林降雨再分配过程的年尺度监测数据为基础,揭示中国不同类型森林生态系统的降雨再分配及林冠层降雨截留特征,阐明森林生态系统林冠层截留特征与降雨、植被要素的关系。结果表明:我国不同森林生态系统年穿透雨量处于141.4—2450.0 mm之间,年穿透雨率为36.3%—92.3%。5种典型森林生态系统多年平均穿透雨量((445.3±252.9)—(1230.6±479.6) mm)占同期多年平均降雨量的72.6%±9.2%—77.4%±8.9%。不同森林生态系统年树干茎流量介于0—508.2 mm之间,占同期年降雨量的0—25.8%。5种典型森林生态系统树干茎流量多年平均值((9.8±17.3)—(87.8±81.6) mm)占同期多年平均降雨量的1.4%±1.9%—5.4%±4.6%。不同森林生态系统林冠层年降雨截留范围在25.7—812.9 mm之间,占年降雨量的4.2%—55.6%。5种典型森林生态系统多年平均林冠截留量((154.2±81.6)—(392.2±203.5) mm)占同期年平均降雨量的18.7%±7.4%—25.9%±8.3%。进一步分析表明,我国森林生态系统穿透雨量、树干茎流量和林冠层截留量随观测区年降雨量的增加而呈显著增大(P<0.05),年穿透雨率、年树干茎流率随年降雨量的增加呈显著线性上升趋势(P<0.05),而年林冠截留率与年降雨量呈显著的负相关关系(P<0.01),降雨量、叶面积指数是深刻影响森林生态系统林冠层降雨截留率等特征的重要因素。整体上,不同类型森林生态系统林冠截留降雨能力存在明显差异,林冠层截留率突出表现为:落叶林大于常绿林、针叶林大于阔叶林。

长三角城市群城市洪涝韧性与生态系统服务耦合协调研究

嵇娟, 陈军飞, 丁童慧, 李远航

DOI: 10.5846/stxb202304070696

摘要: (26)

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PDF (8.30 MKB)(63)

Abstract:

厘清城市洪涝韧性与生态系统服务之间耦合协调关系,可为城市防洪减灾和生态文明建设提供重要决策参考。综合运用基于麻雀算法的投影寻踪模型、InVEST模型和耦合协调度模型,在分析2000—2020年长三角城市群的城市洪涝韧性与水源涵养、水质净化、土壤保持和气候调节四种生态系统服务时空格局基础上,尝试探索两者耦合协调关系及其时空演变特征。研究发现:(1)长三角城市群的城市洪涝韧性水平呈现“N”型增加趋势,并呈现“上海>江苏>浙江>安徽”的空间格局,表明经济水平越高的城市展现出更强的洪涝韧性,经济是影响城市洪涝韧性波动的主要因素,而自然韧性成为城市洪涝韧性提升的关键短板;(2)生态系统服务存在显著的空间异质性,高植被覆盖的南部地区提供了更高的生态系统服务,从时间维度看其空间分布是稳定的,水源涵养和水质净化服务总体呈向好趋势,土壤保持服务整体呈现倒“N”型增加,气候调节服务呈现微弱的下降趋势;(3)城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调度在研究期内较为稳定,且与生态系统服务的时空变化趋于一致,呈现“南高北低、由西南向东北逐渐减弱”的趋势,生态系统服务较高的城市,表现出更好的耦合协调性,且随着生态系统服务的增加而改善。因此,长三角城市群有必要从提高生态系统服务功能的角度出发,因地制宜、分类施策,促进城市洪涝韧性与生态系统服务的协调发展。

生态保护修复过程监管体系

基于草本群落、牧道特征对野果林放牧干扰强度的评价

蒋南林, 邱娟, 石荡, 郭传超, 吴明江, 郑凤, 凌孝波, 刘立强

DOI: 10.5846/stxb202305251112

摘要: (29)

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PDF (2.17 MKB)(52)

Abstract:

客观、综合评价野果林放牧强度对正确认识林牧矛盾,制定科学合理的放牧制度具有重要意义。目前的研究主要集中在野果林放牧对植被群落特征和物种多样性影响上,然而野果林放牧活动本身的关注以及放牧强度的量化方法等方面尚不明确。基于此,本研究以新疆野果林6个典型放牧区为试验地,分析对比各放牧区的草本群落组成结构、生长特征、多样性以及牧道特征,并筛选出评价放牧干扰强度的主导因子,对其放牧干扰强度进行定量评价。结果表明:(1)草本群落特征方面,杏花沟物种数最多,且以禾本科种属植物为优势种;但莫乎儿沟草本密度比杏花沟高1.26%;各放牧区物种多样性水平存在显著差异,与其他放牧区相比,莫乎儿沟Shannon-Wiener多样性、Simpson优势度指数最高,分别为1.92、0.84,而吾都布拉克沟的Pielou均匀度指数最大;(2)牧道特征方面,伊勒格代沟的牧道密度显著大于匹里青沟,分别为19.23%、14.77%,而杏花沟的牧道宽度显著大于大西沟;在牧道分布格局上,除匹里青沟外,其他放牧区皆为均匀分布;(3)相关性分析表明草本群落结构特征、物种多样性水平及牧道特征指标间均存在较好的相关关系,对其12个指标主成分分析筛选出草本群落盖度、生物量、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数以及牧道密度与格局指数可作为评价放牧干扰强度的主导因子,依据牧压指数判定杏花沟与莫乎儿沟为轻、中度放牧干扰,大西沟、伊勒戈代沟、吾都布拉克沟与匹里青沟为重度或极度放牧干扰。当前新疆野果林整体受到放牧重度干扰,急需优化或者制定科学的放牧制度维护野果林的可持续发展。

研究论文

降水变化和叶龄对油蒿群落植物—土壤化学计量特征与生产力的调控

赖宝朴, 于明含, 王春媛, 张富崇, 张建玲

DOI: 10.5846/stxb202305171045

摘要: (9)

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PDF (2.14 MKB)(47)

Abstract:

本研究旨在掌握典型荒漠植物油蒿化学计量学特征沿随降水量变化的响应特征,并从叶片间的养分协调分配的角度阐明油蒿维持生产力的生物学机制,为气候变化背景下荒漠植被的演变预测提供依据。通过野外降水控制实验的方法,设置6个降水量梯度(减雨70%、减雨50%、减雨30%、自然降水、增雨30%和增雨50%),分别测定不同降水量下油蒿群落生产力及叶片、土壤的化学计量参数。结果表明:1)降水量增加的情况下,油蒿群落土壤TP含量由于淋溶作用而显著降低;降水量减少情况下,油蒿林地土壤SOC、TN、TP含量并未改变。油蒿叶片的SOC、TN含量在降水增加时无显著变化、降水减少时含量增加,降水过多或过少都会降低叶片TP含量。2)不同成熟度的叶片养分元素含量对降水变化具有差异响应。成熟叶片养分含量容易受到环境的影响,幼叶养分元素含量较为稳定,在降水减少的情况下,油蒿优先将C、P分配给了幼叶,选择牺牲成熟叶以维持幼叶的生长。3)油蒿的生产力随降水量的增加而升高,油蒿ANPP在增雨30%处理组达到最大值,但在增雨50%时ANPP降低,这与过量的降水引发土壤养分流失有关。ANPP与幼叶TP含量相关性极显著,与成熟叶各元素含量相关性均不显著,由此可以推测,在降水变化的情境下,油蒿存在养分内在生物学调节机制以实现植株最优生产效率。

生态保护修复的生态产品价值实现机制研究

案例到规律:生态产品价值实现模式应用场景及其运行机制 ——基于典型案例文本数据的实证分析

李冬青, 张明雪, 侯玲玲

DOI: 10.5846/stxb202303310627

摘要: (27)

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PDF (1.91 MKB)(55)

Abstract:

因地制宜选择实现模式是建立健全生态产品价值实现机制、践行“两山理论”的重要举措。利用自然资源部和生态环境部推介的生态产品价值实现典型案例文本词频数据,采用随机森林分析方法,从自然资本、生态服务和参与主体三个角度,实证总结了不同价值实现模式的应用场景及其运行机制。研究表明:生态产业化经营模式主要是用于农地自然资本,通过市场手段激励农户等经营主体参与,提升农地供给生态产品的功能。生态资源指标及产权交易模式主要是用于林地自然资本,通过生态权益交易,协调公共和私人部门之间的利益,以保护森林的调节服务功能。生态补偿模式主要是用于水域自然资本,通过建立受益者和保护者之间的补偿机制,提升水域的调节和供给服务功能。生态修复及价值提升模式主要是用于废弃工矿用地自然资本,通过政府部门和市场主体联合开展修复整治,提升废弃工矿用地的文化服务和供给功能。研究结果为因地制宜建立生态产品价值实现推进机制提供政策参考。

研究论文

黄河流域水源涵养服务功能动态演变及驱动因素探究

吕明轩, 张红, 贺桂珍, 张霄羽, 刘勇

DOI: 10.5846/stxb202305221072

摘要: (37)

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PDF (6.77 MKB)(50)

Abstract:

黄河流域是中国重要的生态屏障,研究其水源涵养服务功能对推动黄河流域生态保护与高质量发展具有重大意义。本文采用InVEST模型量化黄河流域1980—2020年水源涵养服务功能,使用空间自相关分析黄河流域水源涵养服务功能空间分布模式,并运用地理探测器分析黄河流域水源涵养服务功能的驱动因素。结果表明:(1)1980—2020年黄河流域水源涵养量为174.8639亿m3—378.4538亿m3,多年平均水源涵养量265.0475亿m3,其中草地与林地多年平均水源涵养量分别占黄河全流域水源涵养总量的52.94%和24.27%。全流域水源涵养量呈现上下游地区较高,中游地区较低的分布格局。(2)全局莫兰指数为0.875,表明黄河流域水源涵养服务在空间上呈现聚集分布,以低-低聚集与高-高聚集为主。(3)1980—2020年不同地类平均水源涵养能力排序:灌木林>有林地>高覆盖草地>其他林地>中覆盖草地>低覆盖草地>旱地>建设用地>未利用地>水田>水域。(4)降水量是影响黄河流域水源涵养量变化的主要驱动因子,降水量与土地利用间交互作用对黄河流域水源涵养服务功能空间分异解释力显著增强。研究结果可为黄河流域生态系统管理与高质量发展提供重要参考。

内蒙古大兴安岭东部林下植物生物多样性海拔差异研究

史恭发, 徐诺, 牛钊倩, 孙炜伦, 王好, 石广振, 王玲

DOI: 10.5846/stxb202305060941

摘要: (25)

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PDF (3.07 MKB)(58)

Abstract:

海拔影响生物多样性分异,为探究寒温带山岭地区海拔对林下植物多样性分布影响,选择内蒙古大兴安岭东部地区,采用样地调研法,设置E1(200—350 m),E2(350—500 m),E3(500—650 m),E4(650—800 m),E5(800—950 m),E6(950—1100 m)6个不同海拔梯度,调研165个林地样点以了解不同海拔森林群落物种组成,研究林下植物生物多样性海拔差异性、地形因素、乔木层优势物种与林下植物生物多样性的相关性。研究得出:(1)调研区林下植物共277种隶属于53科135属,灌木32种、草本245种;(2)森林乔灌群落随海拔依次为蒙古栎-黑桦-榛-胡枝子群落(E1—E2)、落叶松-白桦-榛-胡枝子群落(E3)、落叶松-白桦-欧亚绣线菊-绣线菊群落(E4)、落叶松-白桦-兴安杜鹃-越橘群落(E5)、落叶松-白桦-越橘-偃松群落(E6);(3)林下植物群落生物多样性随海拔上升呈现明显的单峰格局。生物多样性草本层>灌木层,灌木层随海拔升高呈上升趋势,草本层呈先下降后升高再下降的波动下降趋势;(4)草本层物种替换速率远高于灌木层,E3—E4与E2—E3梯度内灌木层与草本层物种替换速率分别达到峰值;灌木层与草本层相邻海拔梯度间相似度指数均呈先下降后升高再下降的波动形式;(5)地理因素及优势乔木种不同能够显著影响林下植物α多样性,灌木层α多样性与海拔、纬度呈正相关,与经度、坡度呈负相关。草本层与海拔呈负相关,与纬度、坡向呈正相关,海拔对草本层α多样性影响高于灌木层。郁闭度与灌木层α多样性呈正相关,与草本层α多样性呈负相关;落叶松增多可提升灌木层生物多样性,黑桦会降低灌木层物种丰富度,而山杨会降低草本层物种分布的均匀度。研究结果为保护与利用内蒙古大兴安岭林下植物,丰富寒温带山岭地区林下植物多样性海拔分布理论提供科学依据。

综述与进展

氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO2排放影响的研究进展

苏立城, 陈晓珊, 罗志忠, 胡英, 陈煜佳, 吴道铭, 曾曙才

DOI: 10.5846/stxb202304250867

摘要: (34)

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PDF (3.46 MKB)(61)

Abstract:

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO2排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO2排放特征的影响机制仍不清楚,为此,本文以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO2排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。

研究论文

新疆科克苏湿地植被生物量时空分布特征及与水文连通的关系

汤子同, 李兴丽, 高俊琴, 刘华兵, 李谦维

DOI: 10.5846/stxb202305291141

摘要: (21)

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PDF (8.74 MKB)(45)

Abstract:

区域植被生物量及其与水文连通之间的定量关系对于湿地保护和管理具有重要意义。基于多期Landsat—8遥感影像和野外实地调查数据,提取了新疆科克苏湿地生长季不同月份的湿地水体斑块,反演并分析了湿地植被地上生物量及时空分布特征,量化了水文连通与科克苏湿地植被地上生物量和植被碳库的关系。结果表明: 6月新疆科克苏湿地水体斑块面积最大,占保护区面积的63.12%,之后湿地水体斑块面积逐渐减少,8月水体斑块面积仅占保护区面积的6.27%,水体斑块分布具有明显的季节性特征。科克苏湿地植被生物量呈现聚集分布的空间分布模式,额尔齐斯河及克兰河河道两侧以及支流两侧湿地为高生物量区域,北部阿热勒齐及阔克苏村和东南部萨尔胡松乡为低生物量区域。7月地上生物量达到生长季最高值,该时段科克苏湿地的植被总生物量为1.09×109 kg,最大总生物量为4832 g/m2,地上生物量较高区域分布在西部的阿克铁热克村及东部的巴勒喀木斯村。水文连通与植被地上生物量及植被碳库呈现抛物线关系,水文连通度为0.6左右时,植被地上生物量及植被总碳库最大,植被总碳库达到4.5×1011 kg C。本研究揭示了科克苏湿地植被生物量的时空分布特征,建立了科克苏湿地水文连通度与植被地上生物量及植被碳库的量化关系,明确了适宜的水文连通度对植被生物量积累存在促进作用,可为湿地水文连通调控和植被碳储存功能提升提供有效参考。

学术信息与动态

中国重大生态工程近40年生态成效整合分析

王岚, 曹巍, 黄麟

DOI: 10.5846/stxb202308041668

摘要: (42)

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PDF (5.06 MKB)(59)

Abstract:

我国持续推进实施了系列大规模重大生态工程,科学评估工程取得的成效对于及时掌握工程实际效果是否符合预期目标、针对性地改进优化工程管理措施、促进生态保护修复目标的实现等具有重要意义。通过文献整合分析,从生态系统质量、功能和生物多样性等方面综合评估我国10项重大生态工程的生态成效,辨析取得成效的驱动因素贡献差异并总结成效评估产生不确定性的原因。结果表明:工程在国土绿化、碳固定、土壤保持、水源涵养、生物多样性保护等方面产生了良好生态效益,促进工程区植被覆盖度增加(0.19%—26%),生物量(-13%—187%)、固碳量(-7.41%—200%)、土壤保持量(-26.91%—151.52%)、水源涵养量(-64.66%—80.24%)、物种丰富度(-16%—441%)、均匀度指数(-6%—28%)和多样性指数(-5%—315%)总体也呈增加趋势(多年变化率中值>0)。但在部分区域也引起了生物量下降、土壤保持能力降低、水文效益减弱、生物多样性损失等问题。生态工程与气候变化的相对贡献率比值在0.06—3.60之间,贡献大小存在明显的空间分异并且产生交互耦合作用,多因素耦合作用分解机制仍有待研究。评估对象、数据、尺度、基准、方法及驱动因素拆解差异使得评估结果不确定性极大,相关研究需要重点关注评估基准和尺度的选择、多源数据的融合及同化、工程评估技术体系的改进,综合考虑区域地带性差异、工程措施适宜性和有效性、生态系统服务权衡、驱动因素贡献空间分异等以调整优化工程措施。

研究综述

牡蛎礁生境:海岸带可持续发展的潜在碳汇

王桃妮, 张子莲, 全为民

DOI: 10.5846/stxb202305141008

摘要: (50)

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PDF (3.04 MKB)(71)

Abstract:

牡蛎礁生境是指由聚集的牡蛎和其他生物及环境堆积形成的复合生态系统,其固碳和储碳潜力巨大,在海岸带生态系统中发挥着重要的作用。然而,目前对牡蛎礁生境碳源与汇的认识仍存在不足,主要在于牡蛎钙化和呼吸作用都释放CO2,而碳源与汇的评估忽视了钙化、同化和沉积过程带来的整体碳汇价值及牡蛎礁生态系统功能带来的碳汇效应。因此,有必要重新认识牡蛎礁生境的碳汇价值。一方面,牡蛎礁生境的碳源和碳汇需要从牡蛎礁自身的整体碳循环中进行评估,包括牡蛎礁系统中的沉积、钙化、呼吸作用及侵蚀、再悬浮和再矿化作用; 另一方面,牡蛎礁生态系统服务引起的碳汇效应需从牡蛎礁的生态系统服务价值角度进行评估,将生态系统服务价值及碳价值进行关联,从而纳入碳汇核算体系。本文从实现海岸带可持续增汇角度出发,综述了牡蛎礁生境中碳的源与汇;阐述了容易被人们忽视的微生物在牡蛎礁生境碳汇中的作用;以保护和生态修复为目的,进一步提出可实现牡蛎礁生境最大潜在碳汇的策略,以期为实现海洋负排放及践行“国家双碳战略”提供理论和技术支撑。

学术信息与动态

出行即服务(MaaS)系统理论与实践:回顾与展望

王晓霞, 张明霞, 李佳雯, 许亿欣, 王甜, 张磊

DOI: 10.5846/stxb202301190122

摘要: (31)

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PDF (1.68 MKB)(44)

Abstract:

交通是城市绿色低碳转型中最受关注的领域之一,也是数字化渗透及数字平台最为活跃的领域。出行即服务(Mobility as a Service, MaaS)系统是绿色交通的典型代表,是一种新型交通组织和供给方式,反映了当前出行需求的深刻变化和城市交通组织范式转变的耦合。全球范围内已出现了上百个大小规模不等和模式各异的MaaS实践创新,北京MaaS是中国持续至今、影响最大的MaaS实践。目前MaaS实践提出的理论和方法主要基于欧美发达国家,无法充分描述和分析中国实践。本文在文献研究的基础上,延伸纳入了中国经验,提出了具有全球普适性的一个MaaS系统分析框架,强调辨析全球范围内的MaaS异同均可以从三个维度展开,即嵌入的社会背景、发展目标和产生的社会经济环境影响;并应用此框架对国内外五个典型MaaS进行了比较研究,重点解码了北京MaaS的激励机制、商业模式和商业生态。本文旨在推动MaaS理论和研究方法的全球发展,重点提出了四个方面的关注:(1)MaaS系统的发展再次考验着城市交通如何回归其公共属性;(2)MaaS实践嵌入在城市社会背景中,具有明显的差异性。模式选择是对城市既有社会背景和交通格局的继承,但也可能就此发生转向。MaaS打开了一次城市交通转型的机会窗口;(3)MaaS系统的可持续运营依然面临挑战;(4)数字技术带来数据产权、数据隐私和安全等亟待解决的新问题。所有研究案例表明,数字技术的快速发展需要匹配治理模式创新,MaaS生态的协同进化至关重要。

脆弱生态系统保护与修复专栏

等高反坡阶措施下坡耕地GRSP对土壤碳氮储量的贡献

徐其静, 侯磊, 汪丽, 李奇奇, 王克勤

DOI: 10.5846/stxb202304280893

摘要: (40)

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PDF (2.69 MKB)(42)

Abstract:

为证实坡面微地形改造措施—等高反坡阶(CRT)对坡耕地的生态修复功能,揭示其对球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量的影响及其对土壤碳氮储量的贡献与机制至关重要。通过分析原状(CK)和CRT处理下旱季和雨季坡耕地0~5、5~15、15~30 cm土层中总GRSP(T-GRSP)、易提取GRSP(EE-GRSP)、土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(TN)在CRT阶上和阶下及CK对应位置处的时空分布特征,探讨CRT措施下GRSP对土壤碳氮储量的贡献,揭示相关机制。结果表明:(1)CRT坡耕地土壤T-GRSP、EE-GRSP、SOC和TN的含量较CK显著提高(P<0.05),T-GRSP含量提高16.6%~189%;EE-GRSP含量提高7.28%~102%;SOC含量提高1%~68.3%;TN含量提高7.29%~79.7%。且CRT对坡耕地GRSP含量的提升效果总体表现为雨季强于旱季、表层(0~5 cm)土壤高于深层(15~30 cm)、阶下优于阶上。(2)相比CK,CRT坡耕地SOC储量旱季和雨季分别提高8.06%和13.5%,TN储量提高7.01%和12.1%。T-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高8.50%~141%和2.58%~133%,EE-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高1.38%~82.0%和5.25%~87.2%。且CRT对雨季坡耕地SOC和TN储量提升效果优于旱季,对表层土壤T-GRSP/SOC和T-GRSP/TN贡献率的提升效果表现为雨季强于旱季、阶下强于阶上。(3)CRT极大提高了坡耕地T-GRSP与土壤孔隙度、SOC和TN的正相关性,相比CK,相关系数(R2)分别由0.17、0.26和0.29增加至0.51、0.66和0.64。因此,CRT措施不仅直接截留了坡耕地SOC和TN,还通过改善土壤通气透水性,提高坡耕地GRSP的分泌与累积;此外,它通过提高GRSP对碳氮的贡献率,促进了土壤碳氮的固持与封存。

综述与进展

菌根真菌影响森林生态系统碳循环研究进展

杨浩, 史加勉, 郑勇

DOI: 10.5846/stxb202301120081

摘要: (67)

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PDF (1.24 MKB)(83)

Abstract:

森林生态系统在全球碳(C)储量中占据极为重要的地位。菌根真菌广泛存在于森林生态系统中,在森林生态系统C循环过程中发挥重要的作用。本文阐述了不同菌根类型真菌在森林生态系统C循环过程中的功能,对比了温带/北方森林与热带/亚热带森林中菌根真菌介导的C循环研究方面新近取得的研究结果。发现温带和北方森林的外生菌根(EcM)植物对地上生物量C的贡献相对较小,然而是地下C储量的主要贡献者;以丛枝菌根(AM)共生为主的热带/亚热带森林地表生物量占比较高,表明AM植被对热带/亚热带森林地上生物量C的贡献相对较大。我们还就全球变化背景下,菌根真菌及其介导的森林生态系统C汇功能,以及不同菌根类型树种影响C循环的机制等进行了总结。菌根真菌通过影响凋落物分解、土壤有机质形成及地下根系生物量,进而影响整个森林生态系统的C循环功能。菌根介导的森林C循环过程很大程度上取决于(优势)树木的菌根类型和森林土壤中菌根真菌的群落结构。最后指出了当前研究存在的主要问题以及未来研究展望。本文旨在明确菌根真菌在森林生态系统C循环转化过程中的重要生态功能,有助于准确地评估森林生态系统C汇现状,为应对全球变化等提供重要的依据。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮下土壤有机碳垂直分布特征及影响因素

杨军刚, 张玲卫, 郭星, 陆永兴, 郭浩, 张元明, 周晓兵

DOI: 10.5846/stxb202308101722

摘要: (34)

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PDF (818.12 KKB)(45)

Abstract:

为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,本研究以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下层0—2 cm、2—5 cm、5—10 cm、10—20 cm、20 —30 cm、30—50 cm、50—70 cm以及70—100 cm土层土壤(裸沙对照),测定不同土层的SOC含量及土壤理化指标,开展相关研究。结果表明:(1)不同地被类型下0—100 cm SOC含量随着土壤深度增加呈减小的趋势,在10—30 cm 土层存在SOC含量升高的现象,藓类、藻类和裸沙三种地被类型0—100 cm土层SOC含量范围分别在:1.61—2.70、1.41—2.56、1.21—1.92 g/kg;(2)不同地被类型下同一土层SOC含量在0—5 cm土层存在显著差异,5—100 cm土层SOC整体无显著差异,同层SOC含量均表现为:藓类 > 藻类 > 裸沙对照;(3)Pearson法分析结果表明不同地被覆盖下SOC含量与养分(全氮、全磷)呈现正相关关系,与pH和电导率(EC)呈现负相关关系。通过结构方程模型结果表明,土壤养分和粒径(砂粒占比)是影响垂直分布的主要因子,其中粒径是裸沙和藻类的最主要影响因子,藓类最重要的影响因子是养分(全磷)。生物土壤结皮的发育会逐步提高土壤碳的积累,改变SOC的垂直分布特征,对SOC的影响主要集中在5 cm以上土层,土壤理化特征对垂直分布特征具有调控作用。

研究论文

青藏高原草地地上生物量估算研究

姚雨微, 任鸿瑞

DOI: 10.5846/stxb202305191060

摘要: (30)

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PDF (5.21 MKB)(53)

Abstract:

及时准确评估草地产草量对草地资源的科学管理和可持续发展具有重要意义。青藏高原自然环境特殊,气候差异显著,地形复杂,仅依靠遥感信息准确监测草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)变化有较大限制。本研究基于青藏高原草地AGB野外实测数据与Landsat遥感影像,探索了植被指数表征草地AGB信息的有效性,评估了气象和地形信息对准确估算草地AGB的影响,综合利用气象、地形和遥感信息,在新一代地球科学数据和分析应用平台(Google Earth Engine)上构建了梯度增强回归树草地AGB估算模型,绘制了青藏高原多年草地AGB空间分布图。结果表明:(1)基于单因素遥感因子的线性回归模型仅能解释8%—40%的草地AGB变化情况,其中绿色归一化植被指数(Green Normalized Difference Vegetation Index, GNDVI)对草地AGB解释能力较强(40%)。(2)基于遥感因子构建的梯度增强回归树模型测试集R2为0.57。分别添加气象、地形信息,模型对草地AGB的估测准确性有所提升,测试R2为0.62和0.63。(3)基于气象、地形和遥感因子的多因素估测模型能够提高草地AGB估测精度,经递归特征消除法优选后,基于13个特征变量的梯度增强回归树模型拟合效果最好(训练数据集R2=0.79,RMSE=43.42 g/m2,P<0.01;测试数据集R2=0.66,RMSE=53.64 g/m2,P<0.01),可以解释66%草地AGB变化情况。(4)2010年青藏高原平均AGB为94.58 g/m2,2015年93.63 g/m2,2020年100.78 g/m2。青藏高原西北部草地AGB较低,东南部草地AGB较高,整体呈现自西北向东南逐渐增加的分布格局。研究结果为准确估算青藏高原草地产草量和碳储量等研究提供重要参考。

山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专栏

“山水林田湖草沙生命共同体理念”下社会-生态系统时空耦合及模拟预测

油畅, 渠鸿娇, 郭泺

DOI: 10.5846/stxb202308041667

摘要: (19)

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PDF (4.96 MKB)(42)

Abstract:

社会-生态系统(SES)耦合关系的研究可以更全面地理解人类活动对生态系统的影响,从而制定更合理的环境保护政策。将“山水林田湖草沙生命共同体理念”融入这一关系中,探究社会-生态系统间的时空耦合,可以促进社会-生态系统各要素的可持续利用和管理,并填补现有研究的空缺。赣州市拥有丰富的自然资源属于中国南方丘陵山地最典型的生态区域,包涵山水林田湖草沙的各系统要素。本文以赣州市为例,分析2005-2020年社会-生态系统综合评估指标的演变规律,旨在深入了解社会-生态系统的复杂性,为其管理和保护提供科学依据。结果表明:(1)社会-生态框架中存在着系统间的耦合逻辑。主要体现在社会系统与资源系统的耦合、资源系统与生态系统的耦合、生态系统与社会系统的耦合三个方面。(2)2005-2020年,社会-生态系统综合评估指标在赣州市的中西部和东北部较高,在南部较低。中西部区域社会-生态系统呈现中、高耦合的格局,西部表现为系统间失调。东南部多呈现系统间的低耦合。(3)2005-2030年基于SES框架的山、田、湖、治理、社会系统综合评估指数均呈现增长的演变趋势。水、林、草、行动者系统综合评估指数呈下降的演变趋势。基于社会-生态系统框架研究各系统间的耦合格局及其评估指数的模拟预测,对于深入理解社会-生态系统的内在机理、制定相关政策和管理措施、预防和应对生态灾害及推动可持续发展具有重要意义。

研究论文

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种和功能性状beta多样性的影响

李捷, 孙文涛, 庞晓攀, 徐雪婷, 杨欢, 郭正刚

DOI: 10.5846/stxb202305151026

摘要: (11)

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PDF (2.85 MKB)(40)

Abstract:

本研究采用野外空间多点同步取样,分析了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种beta多样性和植物功能性状beta多样性的影响,确定了高原鼠兔干扰下高寒草甸植物物种和功能性状beta多样性的变化途径,分别提出了高原鼠兔干扰区域内,基于植物物种多样性和功能性状多样性的高寒草甸植物多样性维持策略。结果表明,高原鼠兔干扰使高寒草甸植物物种相似性显著降低了28.1%,植物功能相似性降低了28.7%。尽管高原鼠兔干扰没有改变高寒草甸植物物种和功能性状beta多样性的变化途径,且对植物物种和功能性状的嵌套组分不存在显著影响,但高原鼠兔干扰显著降低了植物物种和功能性状周转组分所占的比例,降幅分别为36.6%和34.3%。高原鼠兔干扰区域内,高寒草甸植物物种beta多样性的变化以周转为主导(周转占比81.4%;嵌套占比:18.6%),植物功能性状beta多样性的变化以嵌套为主导(嵌套占比64.9%;周转占比35.1%)。因此,针对划定的高原鼠兔干扰区,需要同时保护区域内所有高原鼠兔栖息地(多位点保护),以达到维持植物物种多样性的目的,而可以仅通过保护该区域内植物功能性状丰富的位点,即可维持较高的植物功能多样性。

临海东矶海域人工鱼礁大型底栖动物群落的早期发育

李楠楠, 毕远新, 翁歆之, 侯弘毅, 程岩雄, 范瑞良, 陈渊戈, 欧阳珑玲, 全为民

DOI: 10.5846/stxb202306141270

摘要: (3)

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PDF (764.95 KKB)(54)

Abstract:

为养护渔业资源和修复受损海岸带生态系统,人工鱼礁通常被投放至沿岸海域的海底,为海洋生物提供新的栖息地。于2022年5月(投放后10个月)和10月(投放后15个月)调查了临海东矶人工鱼礁大型底栖动物群落,分析了不同礁龄间大型底栖动物种类组成、密度、生物量和群落结构的差异。两次调查共记录到5类17种大型底栖动物,优势种为猫爪牡蛎Talonostrea talonata和侧花海葵Anthopleura sp.。礁体投放10个月后大型底栖动物群落的平均密度和平均生物量分别为(3519±289)个/m2和(3657±273g/m2),15个月后平均密度和平均生物量分别为(10056±1858)个/m2和(8300±2045)g/m2,15个月的密度和生物量均显著高于10个月的(P>0.05)。不同礁龄间大型底栖动物群落结构具有显著性差异(Globe R=0.573, P=0.029),导致群落结构差异的物种主要是曲膝薮枝螅Obelia genicutata、侧花海葵、褐蚶Didimarca tenebricum、丽核螺Tritonoharpa leali、双纹须蚶Barbatia bistrigata和疣荔枝螺Thais clavigera。礁体投放10个月后和15个月后人工鱼礁附着猫爪牡蛎的平均密度分别为2075±37个/m2和2194±397个/m2,不同礁龄间没有显著性差异(P>0.05)。本研究发现临海东矶人工鱼礁表面分布有低物种丰度和高密度的大型底栖动物群落,并发育成为以猫爪牡蛎为造礁种的人工牡蛎礁。

研究正文

凉水保护区红松与主要伴生树种的空间关系探究

游晨露, 国庆喜

DOI: 10.5846/stxb202307021411

摘要: (9)

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PDF (6.94 MKB)(43)

Abstract:

空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程。本研究利用移动窗口法对凉水自然保护区10.4 hm2样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研究,并进行多尺度比较,得到不同尺度下不同径级红松与主要伴生树种个体的空间关系特征。研究结果表明:(1)红松与伴生树种的相互关系存在复杂多样性,多种相互关系并存,表现了阔叶红松林群落结构的复杂性与稳定性。大径级红松压制同径级伴生树种,二者呈极显著负相关,但其对小径级伴生树种有庇荫作用,二者呈极显著正相关。(2)红松与主要伴生树种的相互关系在不同尺度、径级上均有极显著差异。尺度越大,红松与伴生树种的相关系数变化速率越小;伴生树种的径级越大,红松与伴生树种的相关系数变化速率越大。(3)红松与伴生树种的相关性主要表现在大尺度范围上,具有尺度特征。红松与伴生树种在相同径级与不同径级的结合方式上表现出不同的空间关系。同径级的红松与伴生树的种间关系多表现为负相关,不同径级的红松与伴生树种种间关系多表现为正相关。(4)以种间关系确定样方最小面积,凉水保护区临界样地面积为60 m×60 m。该研究集中于不同径级的红松与伴生树种的种间关系,解释优势种红松与伴生树种在森林的空间关系以及群落结构特征,为之后的森林管理提供参考意见。

第二十二届中国生态学大会专辑

晋西黄土区土壤理化特征对长期植被恢复的响应

于航, 冯天骄, 卫伟, 王平

DOI: 10.5846/stxb202306231336

摘要: (13)

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PDF (3.98 MKB)(52)

Abstract:

晋西黄土区具有典型的残塬沟壑地貌特征,该地区植被恢复时间较长,探究植被恢复对土壤理化性质的长期影响,以及开展环境因子长期定位观测,对实现区域生态修复与保护具有重要意义。以晋西黄土区四种典型植被恢复林地(辽东栎次生林地、刺槐人工林地、油松人工林地、侧柏人工林地)为研究对象,测定2006年、2012年、20017年不同土层(0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm、80—100 cm)土壤理化性质(有机碳、全氮、全磷、全钾、酸碱度、土壤容重、砂粒、粉粒、黏粒),采用主成分分析、冗余分析、相关性分析等统计方法,探讨长期植被恢复下土壤中各因子的变化和相互作用规律,分析不同植被类型对土壤属性时空异质性的影响。结果表明:在长期植被恢复过程中,不同林分土壤有机碳和全氮含量会表现为初期增加然后下降,土壤全钾和全磷含量则是先减少后增加,植被恢复增强了土壤有机碳和全氮的积累。土壤的酸碱度、容重、砂粒、粉粒、黏粒的变化则不明显,这些属性在植被恢复期内受到的外部影响较小。总体来说,长期植被恢复增加了土壤养分含量、土壤砂粒、土壤粉粒,降低土壤容重、土壤黏粒。相比人工林,辽东栎次生林改善土壤结构、增加土壤肥力的效果最好。冗余分析表明,不同植被类型长期恢复条件下,影响土壤养分含量最主要的属性存在差异,刺槐的土壤粉粒、侧柏的土壤容重对多年土壤养分变化的贡献度最高。本研究结果可为黄土残塬区的长期植被恢复实践工作的生态效益评估提供数据支持和理论依据。

研究论文

青藏高原各主要植被类型的特征及环境差异研究

张慧, 朱文泉, 史培军, 赵涔良, 刘若杨, 唐海萍, 王静爱, 何邦科

DOI: 10.5846/stxb202211163308

摘要: (64)

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PDF (7.05 MKB)(80)

Abstract:

青藏高原高海拔引起的地形、气候和土壤空间差异造就了其独特的植被类型及其空间变化,当前研究缺乏针对青藏高原全域范围内各植被类型特征和环境差异的定量与系统性分析。针对青藏高原特殊的地理环境和植被类型,选用植被、地形、土壤、气候4个维度共计58个空间化指标,采用频数分布统计方法对这些指标开展了定量分析,系统揭示了青藏高原全域范围内各主要植被类型的特征及环境差异。通过定量分析发现,大部分的环境及植被特征指标对青藏高原各主要植被类型的区分度较高,其中,遥感归一化植被指数、植被净初级生产力、裸地覆盖度、海拔、土壤温度、年最低温度、年总蒸散发7个指标对青藏高原各主要植被类型的区分度较高。本研究揭示的青藏高原各主要植被类型的特征及环境差异,可提高灌丛和草地之间、各草地类型之间、高山苔原-垫状-稀疏植被与其他植被类型之间的可区分性,有助于解决青藏高原植被精细分类中广泛存在的灌丛和草地区分、草地类型细分、高山苔原-垫状-稀疏植被识别和山地垂直地带植被识别四个难点问题。研究结果一方面可服务于青藏高原的植被精细分类,另一方面也可服务于青藏高原的自然地带划分、生物多样性和生态系统功能评估、地表物质循环研究等。

黄土丘陵区刺槐人工林林龄增加过程中土壤微环境变化对凋落物分解的影响

张晓曦, 胡嘉伟, 刘凯旋, 王丽洁, 胡伟, 田爽, 王羿人, 陈灵素, 董雨欣

DOI: 10.5846/stxb202212263671

摘要: (19)

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PDF (2.96 MKB)(64)

Abstract:

凋落物所处的土壤微环境是影响其分解的关键因素之一,然而在黄土高原广泛栽植的刺槐人工林中,土壤微环境随林龄增加如何改变、其对凋落物分解过程的影响趋势尚不清楚。为明确上述问题,以油松凋落物(典型的难分解凋落物)和白三叶凋落物(易分解)为对象,分别在林龄为10、20、33和43 a的刺槐林地土壤表面进行592 d的模拟分解试验,检测凋落物分解特征以及地表土壤理化生物学性质随林龄增加的变化趋势,并分析凋落物分解速率与土壤微环境指标间的关系。结果表明:(1)随林龄增加,油松凋落物的分解速率呈先小幅降低后提高的趋势,白三叶凋落物的分解速率持续提高(P<0.05);(2)总体而言,随林龄增加林地表层土壤温度呈先降后增趋势,土壤湿度、有效磷含量和pH持续降低,而速效氮含量持续提高(P<0.05);(3)林龄增加显著改变了林地土壤微生物群落结构,特别是在各分解时间点时均导致真菌属的明显演替现象。土壤中9种凋落物分解酶的总酶活性和木质纤维素酶活性均在分解第108 d时随林龄增加呈先降后增趋势,而在分解第389 d和592 d时持续提高(P<0.05)。(4)油松凋落物分解速率仅与土壤总酶活性、真菌群落结构和铵态氮含量呈显著正相关,白三叶凋落物分解速率则与总酶和木质纤维素酶活性、细菌和真菌群落结构、温度和铵态氮含量显著正相关,而与土壤湿度和pH显著负相关(P<0.05)。综上所述,刺槐林龄增加引起的土壤理、化和生物微环境变化总体倾向于加速凋落物的分解过程。

落叶松枯梢病在中国的适生性分析

张秀芸, 伍文慧, 梁英梅

DOI: 10.5846/stxb202302200280

摘要: (99)

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PDF (4.01 MKB)(49)

Abstract:

摘要:落叶松枯梢病(Neofusicoccum laricinum)是威胁落叶松人工林的检疫性林木病害。明确当前该病在中国的潜在适生区及其在未来对气候变化的响应,揭示影响该病害发生流行的主导环境变量,对落叶松枯梢病的早期预警及防治具有重要意义。本研究基于落叶松枯梢病分布数据和环境数据,利用ENMTools、R和刀切法(Jackknife)筛选分布点数据和环境因子,通过MaxEnt、ArcGIS、SDMTools等技术预测当前和未来气候条件下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区,划分病害适生等级并计算各适生等级面积占比,绘制质心转移轨迹。结果表明:(1)建立的落叶松枯梢病在中国的潜在适生区预测模型具有高精确性和可信度(AUC值均大于0.9);(2)影响落叶松枯梢病分布的主要环境变量为年平均气温、最暖季度降水量、年降水量和最暖季度平均温度;(3)当前气候模式下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积占中国国土总面积的18.02%,中高适生区集中分布在中国辽宁东南部、吉林东部、黑龙江大部分地区、内蒙古东北部;(4)在三种不同气候条件下(ssp126、ssp245、ssp585),未来落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积与现代气候条件相比均有所减少,其质心由东北向华北、西南地区转移。落叶松枯梢病一旦发生将会造成不可逆的生态灾难和经济损失,因此本研究对落叶松枯梢病在中国的潜在适生区进行预测和分析,研究结果对合理区划落叶松枯梢病潜在入侵风险地,加强重点地区的检疫监测,及时制定有效的防治手段,对于其发生区的监测和防治及未发生区的早期预警和监管具有重要的意义。

三峡库区山区乡村功能多元化与坡耕地演变耦合关系探究

赵雯欣, 李阳兵, 王清荣, 夏春华, 陈艳, 郑骆珊, 邵景安

DOI: 10.5846/stxb202305181052

摘要: (23)

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PDF (13.49 MKB)(47)

Abstract:

探究快速城市化、工业化背景下,山区乡村功能多元化与坡耕地演变的耦合关系,对山区耕地保护和乡村可持续发展具有重要意义。从人地关系视角,构建了山区乡村功能多元化与坡耕地演变耦合关系测度模型,并以三峡库区奉节县为例,采用乡村功能评价、耦合协调度模型等方法,揭示其耦合关系及其驱动机制。结果表明:(1)奉节县各乡村功能均呈现发展的趋势,其中社会保障功能的发展最为明显,乡村功能综合指数呈现南北部增加、中部减少的特征,且南部增加幅度大于北部;(2)奉节县坡耕地占比呈现下降趋势,缓坡耕地减少最少,急陡坡耕地减少最多,呈现南部减少幅度小、北部减少幅度大的特征;(3)乡村功能多元化与缓坡耕地演变的耦合协调度呈下降的趋势,与陡坡耕地和急陡坡耕地的耦合协调度呈先降后升的趋势,其耦合响应类型可以归纳为可持续型、转型型、一致型和衰退型4种类型;(4)乡村功能多元化与坡耕地演变耦合变化主要受到自然、社会经济、政策等要素驱动,今后应当从发展生态农业、推行环境治理等方面来提高乡村功能发展与坡耕地利用之间的协调性。本文的研究方法和研究结果可为其他山区坡耕地资源的优化利用、生态保护以及乡村可持续发展提供借鉴价值。

干旱区生态水文过程及生态系统服务功能

荒漠灌木与城市绿化灌木功能性状及其对夏季热浪响应机理的差异

赵鑫田, 陈开超, 李浡睿, 孙启兴, 周洁, 孙楠, 廖珂, 李赛强, 梅慧芳, 罗旭, 杨晓东

DOI: 10.5846/stxb202306301398

摘要: (5)

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PDF (1.94 MKB)(47)

Abstract:

为比较干旱荒漠区城市绿化灌木和荒漠乡土灌木在夏季热浪期的受损差异和其对高温和热浪冲击响应机理的不同,本文在新疆北疆2022年夏季热浪期末期,测定了9种荒漠乡土灌木和8种城市绿化灌木的4种水分相关功能性状(水力、叶片、光合和碳经济性状),同时调查植株受损程度。调查结果表明,荒漠乡土灌木接近74%的个体在夏季热浪中未受损伤,但有56%的城市绿化灌木个体受损;水力和叶片性状方面,荒漠灌木的枝叶水势、干物质含量和导管直径的平均值低于城市绿化植物,而枝比导率、准稳态导水率、胡伯尔值、比叶面积、导管密度呈相反态势。在碳经济和光合性状方面,荒漠乡土灌木的可溶性碳含量和水分利用效率高于城市绿化灌木(p <0.05),但气孔导度成相反模式(p <0.05),而淀粉和结构性碳含量、蒸腾速率无显著差异(p >0.05);荒漠乡土灌木的性状整合度(G =0.39)高于城市绿化植物(G = 0.20),且前者的关键节点个数,以及其与其他性状显著关联的个数均高于后者。本文结果表明,2022年夏季热浪引起荒漠乡土灌木的受损程度低于城市绿化灌木;荒漠植物在水力性状和性状整合方面存在优势,其水分吸收、运输和减少蒸腾失水的能力要强于城市绿化灌木,热浪影响下更易存活;相对城市绿化灌木,荒漠灌木可以协调功能性状间的关系,采取更多样化的适应机理将降低夏季热浪的负面影响。本研究可为干旱地区城市绿化灌木筛选以及区域生态保护政策制定提供科学参考。

研究论文

贺兰山西坡不同海拔梯度土壤氨基糖积累特征

赵娅茹, 吴梦瑶, 袁丽丽, 王晓勤, 杨娟, 陈林, 李学斌, 周金星, 万龙, 庞丹波

DOI: 10.5846/stxb202305090970

摘要: (21)

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PDF (2.42 MKB)(47)

Abstract:

为探明旱区山地不同海拔梯度土壤氨基糖积累特征,明确氨基糖对土壤有机碳库的贡献以及影响因素。以2021年8月在贺兰山西坡不同海拔(1848—2940 m)采集的土壤为研究对象,分析土壤理化性质、微生物群落结构、氨基糖含量、氨基糖对土壤有机碳贡献变化特征以及引起该变化的驱动因素。结果表明:沿海拔梯度上升,土壤理化性质表现出显著差异,土壤含水率、有机碳、全氮表现为升高趋势,pH和容重表现为降低趋势,全磷无明显变化规律。沿海拔梯度上升,土壤真菌、细菌、放线菌以及丛枝菌根真菌磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)含量表现为先增加后减少的趋势,在中海拔区域(2110—2360 m)微生物PLFAs含量更高。沿海拔梯度上升,总氨基糖含量和氨基糖单体(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸和氨基甘露糖)分别表现为持续增加和先减少后增加的变化趋势,并且总氨基糖和氨基糖单体含量均在最高海拔达到峰值,中海拔区域真菌和细菌残体碳对土壤有机碳的贡献率均小于高海拔(2707—2940 m)和低海拔(1848—1910 m),且在不同海拔梯度上真菌残体碳对土壤有机碳贡献率占据主导地位。方差分解结果显示,土壤理化性质和微生物PLFAs含量共同解释了土壤氨基糖含量及对有机碳贡献率的55.2%,其中土壤理化性质解释变异的52.9%,微生物PLFAs含量解释变异的26.9%,冗余分析同步验证土壤理化性质是影响氨基糖及氨基糖对土壤有机碳贡献率的主要因素。本研究结果揭示了贺兰山西坡微生物驱动土壤有机碳存储与转化机制,可为进一步研究旱区山地微生物残体对土壤有机碳的贡献提供理论依据。

基于Meta分析的土壤呼吸对降水改变的非对称响应

赵智慧, 陈俏艳, 程思源, 戴黎聪

DOI: 10.5846/stxb202305241100

摘要: (57)

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Abstract:

气候变暖已经引起全球降水格局改变。土壤呼吸作为陆地生态系统向大气释放CO2最大的碳库,对降水变化的响应将进一步影响碳循环,从而对全球气候变化产生反馈。尽管以往已有大量关于土壤呼吸与降水变化关系的相关研究,但存在较大争议。因此,亟待进一步深入探究土壤呼吸对降水改变的响应。基于此,本研究采用Meta分析方法,整合了来自Web of Science 英文数据库和中国知网文献数据库(CNKI)的284篇已发表的论文和367组数据,进而分析全球中低纬度地区土壤呼吸对降水改变的响应。研究结果表明,土壤呼吸对降水改变的响应呈现出非对称特征,降水量增加能够提高16.7%的土壤呼吸,而降水量减少则会抑制17.88%的土壤呼吸。本研究还发现,不同生态系统和气候区域的土壤呼吸对降水改变的响应存在较大差别。其中,降水量增加能够提高草地生态系统22%的土壤呼吸,比森林生态系统土壤呼吸高出12%;而降水量减少则会削弱草地生态系统28%的土壤呼吸,这要比森林生态系统土壤呼吸还高16%。与湿润地区相比,降水量的增加对干旱地区土壤呼吸的促进作用更加明显。而降水量的减少对干旱地区和湿润地区土壤呼吸的影响均无显著差异。此外,本研究也证实了土壤呼吸对不同降水强度和年限的响应也存在差异。在不同降水强度上,无论增加降水还是减少降水,重度增减雨的土壤呼吸均改变最大,即:重度增减雨(>75%)>中度增减雨(25% —75%) >轻度增减雨(<25%);在不同降水年限上,长期增雨对土壤呼吸的促进作用尤为突出,但长期减雨对土壤呼吸影响无显著差异。本研究结果可为未来气候情景下陆地生态系统土壤呼吸变化的准确预测以及模型模拟的改进提供重要的科学依据和理论基础。

黄河口西南侧小岛河河口天然牡蛎礁的牡蛎种群结构

左 涛, 张贝叶, 王 俊, 左 明, 王安东

DOI: 10.5846/stxb202302130242

摘要: (20)

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Abstract:

牡蛎礁是生态系统服务价值高、但退化最严重及受关注度最高的海洋生境之一,牡蛎礁修复亦成为国际海洋生态修复的热点。掌握牡蛎自然种群状况及动态变化是评估牡蛎礁修复效果的基础。目前,我国天然牡蛎礁的牡蛎种群状况相关的背景资料较为缺乏。在黄河口西南侧的小岛河河口新发现天然活体牡蛎礁,但该牡蛎礁曾被大规模的商业采捕,亟需推进针对性的保护和修复研究工作。本文基于2021年11月对该牡蛎礁开展的牡蛎种群生态调查,分析其种类组成、年龄结构及生长特征。结果显示:该牡蛎礁分布有近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和长牡蛎(Crassostrea gigas)。牡蛎礁上以活体牡蛎为主,死亡牡蛎壳体数仅占6.1%—6.7%。活体牡蛎的密度和生物量分别为(2811±778)个/m2和(21.97±30.43)kg/m2,近江牡蛎较多,其密度和生物量分别占比55.7%和76.4%。近江牡蛎和长牡蛎的年龄分别介于0+—4+ 龄和0+—2+ 龄,它们都以壳高介于30—40 mm及壳质量<5 g的0+ 龄个体数量居多(>80%)。近江牡蛎的壳体形态参数均值都高于同龄组长牡蛎的相应值。两种牡蛎壳体均呈负异速增长,不同龄级的壳体延展方向不同。拟合von Bertalanffy生长方程得到,近江牡蛎和长牡蛎的渐近壳高分别为286 mm和173 mm,估算的拐点年龄分别为5.47 龄和2.56 龄,两种牡蛎的生长曲线分布存在极显著差异(P<0.001)。以上结果表明,小岛河河口的天然牡蛎礁的牡蛎自然种群资源较丰富,具有高密度、低龄和低死亡率等特点,有较好的活力和扩张潜力,有利于被采捕后的礁体的恢复。两种牡蛎中,近江牡蛎因其具有较高的生物量和较长的生长年龄,对礁体形成和扩繁可能更为重要。建议对该天然牡蛎礁及牡蛎种群开展周期>3年的原位保护、修复和连续监测计划。

国家公园生态系统文化服务的多元利益主体认知比较 ——基于1073份实证调查分析

王鹏, 李乐, 李楠, 高志强, 何友均, 谢和生, 韩东阳

DOI: 10.5846/stxb202306061197

摘要: (26)

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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。

中国生态旅游研究

长三角地区城市生态旅游发展水平时空演变及其影响因素

史晓婷, 李磊, 陶卓民, 赖志城, 李涛

DOI: 10.5846/stxb202303210544

摘要: (37)

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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。

山水林田湖生态保护修复

近40a鄱阳湖区“三生空间”格局转型与空间异质机制研究

魏国恩, 刘耀彬, 李汝资, 李硕硕, 骆康, 刘澄浩

DOI: 10.5846/stxb202212243655

摘要: (40)

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Abstract:

洞察快速城市化进程下三生空间的转型规律和空间异质驱动机制,是湖域地区生产生活方式“绿色化”转变和国土空间规划高质量发展的重要基础,对于地区国土资源优化配置和生态系统韧性建设具有重要意义。以鄱阳湖区为研究对象,基于1980—2020年土地覆被遥感影像数据,从“空间结构-分布格局-空间功能”演变视角分析鄱阳湖区三生空间格局转型规律,并定量识别环湖区、近湖区和远湖区格局转型的空间异质机制。结果表明:(1) 近40年鄱阳湖区三生空间格局转型具有显著的空间动态异质性,生产空间持续聚焦于湖滨及河流沿岸平原区,生活空间向各城市建成区蔓延集聚,生态空间存续于湖域及边缘山区丘陵地带。县域尺度格局转型同样呈显著的差异化演进格局,其中生态空间的收缩趋势呈现出由环湖向远湖逐渐衰减的态势;(2) 尽管以生态空间为主导的结构基本面未改变,但生态空间在生产和生活空间侵占下持续减损,突出表现为大规模水域和林地生态空间被农业生产、工矿和城镇建设空间侵占;(3) 功能指数转型中持续呈现出由环湖区向远湖区的梯度变化过程,证实了三生空间功能转型“湖泊效应”现象的存在;(4) 城市化和工业化是环湖区和近湖区三生空间格局转型的关键驱动因子,而城市化和农业现代化主导了远湖区的三生空间格局转型,而城市人口集聚、经济增长、产业经济规模增长和农机使用水平等二级细分因素通过不同情景组合塑造了鄱阳湖区不同地域差异化的三生空间格局转型机制。研究结果为认识湖域地区独特的国土空间演进规律和因地而异的演化机制提供了新的视角,也为构建面向现代化的国土空间规划体系和“生产-生活-生态”协同的生态文明新格局提供了新的见解。

生态治理与恢复应用研究

土壤微生物网络复杂性预测黄土高原造林恢复生态系统多功能性

董政宏, 张君红, 何 佳, 王健宇, 李玉玉, 冀泳標, 刘凯茜, 王振刚, 陈文青

DOI: 10.5846/stxb202302020174

摘要: (76)

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PDF (3.91 MKB)(71)

Abstract:

人类活动导致黄土高原土地退化和生物多样性丧失,进而降低了生态系统功能。人工造林是该区域退化土地恢复的重要措施。现有的生态修复研究通常侧重于微生物群落物种多样性的恢复对单一生态系统功能的影响,而忽略了微生物间存在的相互作用与生态系统多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)的关系。为探究造林恢复过程中土壤微生物多样性和网络复杂性与EMF的关系,本研究采用时空代换法(space-time substitution method),沿50年造林恢复时间序列,分析了黄土高原地区造林恢复对土壤微生物群落多样性、土壤微生物网络复杂性以及与土壤养分循环相关的10个生态系统功能指标的影响,明确了土壤微生物群落特征与EMF的关系。结果表明,随造林恢复时间序列的增加,土壤微生物群落的综合多样性、网络复杂性和EMF均呈现出显著增加后下降的趋势(P<0.05),其中土壤微生物综合多样性和网络复杂性在第8年达到最高值,EMF在第20年达到最大值。在未控制土壤环境因素时,细菌和古菌多样性与EMF无显著相关性,真菌多样性与EMF呈显著正相关(P<0.001);土壤微生物群落的综合多样性和网络复杂性均与EMF显著正相关(P<0.001),其中土壤微生物网络复杂性对EMF的解释度更高。通过偏回归分析(Partial least squares regression, PLSR)控制土壤因子影响后发现,尽管土壤微生物的综合多样性和网络复杂性对EMF的解释度(P<0.001)均降低,但土壤微生物网络复杂性对EMF的解释度仍高于微生物综合多样性。结构方程模型(Structural Equation Model, SEM)进一步分析表明,土壤微生物多样性通过土壤微生物网络复杂性对造林修复地的EMF产生间接影响。综上所述,相较于土壤微生物综合多样性,微生物网络复杂性能够更好地预测EMF。而且,土壤微生物综合多样性主要通过促进网络复杂性间接正向影响EMF。本研究揭示了造林恢复生态系统中微生物群落特征与EMF的关系,为退化修复生态系统功能恢复提供了新的微生物调控机制解析。

研究论文

数字技术赋能森林生态产品价值实现:理论阐释与实现路径

王晓丽, 彭杨贺, 杨丽霞, 潘江灵, 石道金

DOI: 10.5846/stxb202302020175

摘要: (42)

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Abstract:

摘要:森林生态产品价值实现面临供需对接难、交易成本较高、质量溯源机制欠缺、产品同质化等诸多现实困境,而数字技术的蓬勃发展为推进森林生态产品价值实现创造了新机遇,首次从数字技术视角探讨森林生态产品价值实现的理论逻辑及路径。研究发现:(1)森林生态产品价值实现关键在于打通转化通道,构建“监测评价—资源开发—市场经营—支持保障”森林生态产品价值实现全链条机制,进而运用数字技术赋能来解决“森林生态资源变森林生态产品”、“森林生态产品变森林生态商品”两大核心问题。(2)数字技术赋能森林生态产品价值实现理论逻辑体现于:数字技术赋能产品四个基本环节,为产品价值实现提供新动能新活力;数字技术赋能生态产业化经营,提升产品价值增值空间;数字技术赋能产品市场主体行为,激发更强“长尾效应”;数字技术赋能产品市场交易信息,降低信息摩擦;数字技术赋能产品市场交易成本,降低交易成本。(3)数字技术赋能森林生态产品价值实现的路径,即利用数字技术做好森林生态产品权属登记和信息普查、森林生态产品价值核算数字化、搭建森林生态产品数字经济平台和市场交易平台、数字技术强化森林生态产品质量追溯、健全森林生态产品价值实现保障机制和多方位完善数字人才体系建设。本文的研究为推进数字时代背景下的森林生态产品价值实现提供理论启示。

典型生态系统保护修复模式

六种海桑属红树植物根际真菌特征及其影响因子研究

李传恩, 张颖, 王芸, 林忠鑫, 朱启聪, 李敏, 李单凤

DOI: 10.5846/stxb202302190274

摘要: (34)

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PDF (5.15 MKB)(57)

Abstract:

真菌多样性是植物根际生态系统的重要构成与植物健康稳定的重要指标。海桑属是红树林的先锋物种,采用真菌ITS1区高通量测序方法,分析了六种海桑属红树根际真菌的组成和多样性,结合土壤理化性质探讨影响不同植物根际真菌群落组成差异的因素。结果显示,根际真菌隶属于7门、96科、155属,子囊菌门作为优势菌门在海桑属不同红树中相对丰度无显著差异,都超过27%,但次优势的担子菌门丰度含量有差异;属水平上,优势菌属的丰度含量不同,曲霉属在卵叶海桑的丰度最高(29.57%),在海南海桑最低(3.47%)。六种红树植物根际存在特有的代表类群,如无瓣海桑的马拉色菌(9.31%)和毛腐菌属(10.05%),海南海桑中的Talaromyces(19.61%)和Acremonium(13.58%)。比较多样性指数Simpson和Shannon,发现拟海桑是六种植物中丰度最高的,卵叶海桑最低。RDA分析发现子囊菌门与全磷含量呈显著负相关,担子菌门与速效钾呈明显正相关。六种海桑属红树植物根际核心物种分析表明,优势真菌类群曲霉属和一些低丰度的真菌类群,通过降解有机质参与碳循环,对根际土壤生态系统的稳定起重要作用。六种海桑属红树林植物根际真菌组成丰富,各有特征性类群。本研究探明海桑属红树植物根际真菌的群落多样性规律,为该物种资源保护与合理利用、种群恢复工作提供理论基础和依据。

研究论文

基于红外相机技术的白鹇日活动节律分化研究—以都庞岭和大围山种群为例

唐佳敏, 杨道德, 曹越, 李家琦, 张志强

DOI: 10.5846/stxb202303030388

摘要: (28)

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Abstract:

种群行为分化是物种适应环境的基础,而同一物种不同地理种群活动节律的分化是体现其生态适应的重要内容。不同地理种群活动节律的分化是由生态条件和种间竞争等因素引起的,研究不同地理种群物种活动节律的分化,有助于对种群的动态管理和保护。为研究同一物种在不同分布区域的年周期行为节律,通过提取2017年10月至2018年9月在湖南都庞岭国家级自然保护区和湖南浏阳大围山省级自然保护区分别布设的60台红外相机中监测到的白鹇(Lophura nycthemera)种群数据,利用核密度估计方法(kernel Density Estimation)和雅各布斯选择指数(Jacobs Selection Index,JSI)对白鹇的日活动节律和日活动时间选择进行了构建与比对,同时采用皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)及T检验(T-Test)分析了两个异域分布的白鹇种群活动节律的分化趋势。结果表明:都庞岭分布的白鹇在全年和冷季的日活动节律为单峰模式,暖季为双峰模式;大围山分布的白鹇在全年的日活动节律为连续多峰模式,冷季和暖季为单峰模式。在活动时段的选择上,都庞岭分布的白鹇在全年和暖季更偏好在上午(JSI=0.479,JSI=0.461)活动,冷季更喜欢在中午(JSI=0.593)活动,全年和不同季节对日落(-0.41<JSI<0)为消极选择;而大围山分布的白鹇在全年和冷季偏好在下午(JSI = 0.454,JSI = 0.673)活动最多,在暖季在上午(JSI = 0.423)活动最多,同时对日落为正向选择(JSI = 0.082)。依据活动时间重叠系数,都庞岭和大围山分布的白鹇在暖季的活动时间重叠系数最高(Dhat=0.92);依据活动频次相关性分析,2个地理种群在暖季的活动频次分化程度最高(Cor=-0.92,P<0.01)。综合分析表明,气候适应,回避人为干扰,同域竞争者和捕食者压力等因素可能是引起白鹇不同地理种群的日活动节律分化的原因。本研究结果可为雉类日活动行为分化研究提供经验线索,并为白鹇种群有效管理与栖息地保护提供理论支撑。

城乡二元差异视角下横断山区县域尺度居民生计水平测度

王保盛, 黄学渊, 贺新军, 朱冉

DOI: 10.5846/stxb202303210547

摘要: (12)

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PDF (5.19 MKB)(47)

Abstract:

城市化导致城乡居民生计差异凸显,区域尺度的居民生计研究需充分考虑该差异。采用DFID可持续生计方法,基于县域尺度建立城乡差异化的居民生计测度指标体系,引入城乡差异因子测度了横断山区县域的居民生计水平。结果表明:(1)引入城乡差异因子能一定程度消除居民生计水平测度研究中城镇居民生计优势对区域整体生计水平的放大作用;(2)2000—2015年横断山区城乡二元性结构特征显著,期间城乡居民生计关键驱动因子差异明显,乡村居民生计发展逐步由自然资本驱动转变为物质资本驱动,城镇规模超过产业发展状况成为影响城镇居民生计发展的关键影响因子,城乡统筹来看,投资规模和信息获取能力开始愈发的显现其对于居民生计发展的积极作用;(3)横断山区县域居民生计水平总体偏低,发展动能总体不足,两极化发展趋势日益明显;(4)区域居民生计水平总体呈南高北低的空间分布格局,同海拔、坡度呈显著的负相关关系,区域内越是生计脆弱的县域,其居民生计发展越易受到自然环境的制约,同劳动力数量、经济规模显著正相关,劳动力充足、经济发展水平较高的县域对自然环境扰动具有更强的韧性。总体来看引入城乡差异因子的可持续生计方法能较好的适用于区域尺度的居民生计水平测度研究,能一定程度消除城乡二元结构差异对整体居民生计水平产生的影响。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

基于“自然-经济”综合视角的碳排放强度与生态盈亏多情景模拟研究

袁建勋, 方斌, 阚红云, 何莎莎

DOI: 10.5846/stxb202303240566

摘要: (12)

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PDF (12.07 MKB)(53)

Abstract:

生态盈亏与碳排放强度是衡量生态环境质量与经济发展水平的重要指标,分析两者时空关联并预测未来演进方向对提升区域生态环境质量健康水平具有指导作用。本文以淮海经济区为研究对象,以2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为基础,运用PLUS模型、双变量自相关、耦合协调度及面板计量回归模型等方法,预测并分析淮海经济区2000-2036年3种情景下碳排放强度、生态盈亏的演化特征及时空关联。结果表明:(1)常规发展情景下,淮海经济区生态性呈下降趋势,强耕地保护情景下生态性微有下降,强生态保护情景下,生态性有所上升,自然要素是主导。(2)常规发展情景下,淮海经济区碳排放量逐渐加大,强耕地保护及强生态保护情景下,则呈下降趋势;三种状态下,碳排放强度均呈下降趋势,时间轴2010-2020年降幅较大,空间序河流水系地区碳排放强度降幅较大。(3)淮海经济区碳排放强度与生态盈亏呈负相关关系,低低和低高聚类主要分布在城镇建设用地周边,高低和高高聚类分布在人类干扰较少的自然区域;高高聚类主要位于河流水系交汇区,表明水域有效降低碳排放强度的功能。(4)淮海经济区的碳排放强度与生态盈亏之间的耦合协调度呈东西高、中部低的态势,高耦合协调度主要分布于低高聚类,即自然地区域,低耦合协调度主要分布于西部平原区;科学技术、经济发展水平及二产占比对耦合协调度呈正影响,城镇化率、道路密度呈负影响。研究认为,淮海经济区当前的土地利用方式,不利于区域环境质量的改善,建议进一步强化建设用地管控、大力推进高标准农田建设和水域保护,以耕地质量提升和水域保护加强提升粮食主产区环境质量健康水平。

研究动态

近20年北方草原生态价值核算及其时空差异特征研究

张海燕, 樊江文, 黄麟, 李愈哲, 曹巍, 刘爱军, 杨勇, 张雅娴, 常书娟, 王穗子, 任传涛, 李佳慧, 朱炳淑, 王宗, 张金钰

DOI: 10.5846/stxb202304020647

摘要: (42)

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PDF (5.16 MKB)(75)

Abstract:

草原是我国重要的陆地生态系统和自然资源,具有多元生态服务,探索草原生态价值核算方法对于草原保护修复与可持续管理具有重要意义,但当前草原生态价值尚未形成公认的评估框架和准确的核算方法。定位于北方草原,以内蒙古天然草原为典型案例区,提出了“支持-供给-调节-文化”服务价值四类共计19项的草原生态价值评估体系,基于地面采样、野外观测、遥感解译、模型模拟和统计等多源数据,在像元尺度上核算了2000—2020年草原生态价值并分析其空间分异特征和动态演变规律。结果表明:近20年来内蒙古草原生态价值多年均值为17640.60亿元/a,约为自治区同期国内生产总值(GDP) (8607.23亿元/a)的2.05倍,每公顷草原提供的生态价值为2.34万元/hm2,总体呈现“东北高-西南低”的空间分布格局特征。其中,草原调节服务价值最高,多年均值6676.44亿元/a,占比53.68%;其次为草原支持服务价值,多年均值为6293.96亿元/a,占比35.13%;草原供给和文化服务价值多年均值分别为3796.27亿元/a(6.24%)和873.93亿元/a(4.95%)。从具体指标来看,防风固沙价值量最高(5858.86亿元/a和33.21%);从各地区来看,锡林郭勒盟草原生态价值最高(4701.81亿元/a和26.65%)。20年间,草原生态价值呈显著增加趋势(439.45亿元/a,P<0.05),其中以草原文化服务价值增加最为明显。本方法和案例可为量化草原生态价值提供参考范式,并有助于生态产品价值实现机制的建立,推动草原侵占用等生态补偿方案的优化。

生态系统服务专题

无定河流域防风固沙服务流动模拟

王国宇, 李晶, 张娅

DOI: 10.5846/stxb202304060691

摘要: (41)

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PDF (7.16 MKB)(46)

Abstract:

无定河流域包括毛乌素沙漠部分区域,土壤风蚀显著,研究防风固沙服务有利于保持土壤、保护生态环境与维持良好的人地关系。利用RWEQ(Revised Wind Erosion Equation)模型与HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Langrangian Integrated Trajectory Model)模型模拟无定河流域2000年、2005年、2010年、2015年以及2018年的土壤风蚀量以及防风固沙服务流的时空变化,并分析受益人口与real GDP。结果表明:1)2000年至2018年无定河流域风蚀总量与防风固沙量呈“降低-增加-降低”的波动变化整体下降的趋势,在空间分布上,无定河流域西部及西北部沙地土壤风蚀较为剧烈,东部及东南部的旱地土壤风蚀较为缓和;2)2000年至2018年防风固沙服务流动路径模拟总数分别为494条、504条、537条、482条与437条,整体上呈降低的趋势,受益区主要分布于我国的中部及东部地区以及俄罗斯、韩国等周边国家;3)2000年至2018年防风固沙服务全国受益人口与受益real GDP均占据总数一定比例;4)无定河流域防风固沙服务物质流以陕西北部、山西西部地区为中心呈圈层状递减,影响范围扩散到了东亚和东南亚等国家和地区。本研究结果模拟了无定河流域土壤风蚀以及防风固沙服务流,为服务供给区和受益区之间的生态补偿提供科学依据,对植被恢复与防风固沙具有一定的参考作用,可为其他流域的防风固沙服务流动模拟和整个三北地区的防风固沙生态工程的规划、建设、评估提供重要的科学参考。

研究论文

中国城市植被物候变化及其对地表温度的响应

缪丽娟, 余志巍, 何昱, 张宇阳

DOI: 10.5846/stxb202304070698

摘要: (81)

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PDF (7.61 MKB)(87)

Abstract:

量化植被物候与城市化进程之间的关系对探索人类活动对城市生态系统的影响至关重要。以中国35个城市及周边区域为研究对象,基于中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)提供的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI),采用Savitzky-Golay滤波和动态阈值法提取2000—2020年研究区植被返青期(Start of Growing Season, SOS)和枯黄期(End of Growing Season, EOS)。并分析不同城市规模、不同距离城市的植被物候变化对陆地地表温度(Land Surface Temperature, LST)与不透水面(Impervious Surface Area, ISA)的响应差异。研究发现:(1)2000—2020年,中国城市城区植被SOS和EOS分别以0.17d/a和0.15d/a的速率推迟。根据城市规模的不同,大城市和中等城市物候期呈推迟趋势,而超大城市、特大城市和小城市呈提前趋势。51%的城市植被SOS提前,主要分布在中国华北、西北及南部地区,其他地区城市植被SOS推迟(49%),80%的城市植被EOS推迟。空间上看,东部和南部平原地区城市植被SOS比西北部地区早(早于第91天),而EOS则比较晚(晚于第314天),而西部和北部城市植被SOS(晚于第91天)和EOS(早于314天)呈相反态势;(2)距离城区越近,63%的城市表现为植被SOS提前(0.6—4.3 d/km),60%的城市表现为植被EOS推迟(0.2—1.9 d/km);(3)所有城市春季LST均呈现增长趋势,春季ΔLST每增长1℃,SOS提前6.8天。秋季ΔLST每增长1℃,EOS推迟1.5天。城市植被SOS与ISA占比显著负相关,ISA占比增长1%,植被SOS提前0.253天,植被EOS与ISA占比显著正相关,ISA占比每增长1%,植被EOS推迟0.106天。此外,不同人口规模的城市植被物候对LST和ISA响应存在差异,大城市和超大城市植被物候对LST和ISA占比的响应比其他城市更为敏感,表明特大城市和大城市在城郊梯度上植被物候期对LST与ISA占比响应更为明显。

区域生态保护修复模式

基于形态学空间格局分析和最小累积阻力模型的城市生态安全格局构建——以厦门市为例

李倩瑜, 唐立娜, 邱全毅, 李寿跳, 徐烨

DOI: 10.5846/stxb202304140767

摘要: (15)

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PDF (4.72 MKB)(44)

Abstract:

城市化进程的快速发展加剧了生态系统的退化。如何扭转生态系统的退化,同时满足人类日益增长的生态系统服务需求,成为当前的一个研究热点。生态安全格局的构建在一定程度上可平衡城市发展与生态环境保护之间的关系,对于保障区域生态安全、提升生态系统功能具有重大意义。以厦门市为例,基于“生态源地识别—阻力面构建—生态廊道提取”的基本框架构建陆域生态安全格局。结合生态系统服务重要性评价和形态学空间格局分析识别生态源地,该方法兼顾了生态结构和功能,使得所识别的生态源地更具全面性。选取土地利用类型、高程和坡度构建生态综合阻力面,并用人类居住合成指数修正生态综合阻力面,以减少主观赋值的影响,识别各土地利用类型内部的差异,使生态阻力面的构建更加合理。在此基础上通过最小累积阻力模型提取生态廊道,利用重力模型量化潜在生态廊道的相对重要性,并根据重力模型结果划分重要性等级。研究结果表明,厦门市的生态安全格局由14个生态源地、21条生态廊道、15个生态节点及若干个踏脚石所组成。生态源地主要集中在研究区的西部和北部,以林地和草地为主,面积合计为558.64 km2。生态廊道长约159.40 km,其中,关键生态廊道9条,一般生态廊道12条。生态廊道呈现出东西方向联系较为密切,南北方向联系不足的特点。根据对区域生态安全的贡献度,将生态安全格局划分为3个管控区进行分级管控。将研究结果与厦门市当前的实施计划进行对比分析,虽然结果有所差别,但总体上相对一致,造成差异的主要原因在于两者所采用的研究数据及方法不同。因此,本研究认为将生态系统服务重要性评价和形态学空间格局分析、最小累积阻力模型和重力模型结合,可为生态安全格局的构建提供科学依据。

研究论文

基于广义线性混合效应模型的森林树木死亡研究

闫 明, 陈艳梅, 闫 静, 奚为民

DOI: 10.5846/stxb202304270878

摘要: (28)

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PDF (4.05 MKB)(58)

Abstract:

基于计数模型方法,同时考虑样地的随机效应,构建林分水平死亡模型,探究影响树木死亡的因素,以期为森林资源的监测与管理提供参考依据。以美国德州东部森林连续清查的样地数据为数据源,按4:1的比例将其进行随机抽样,划分为训练集和验证集数据,将立地因子、林分因子和气候因子作为模型的自变量,林木死亡株数则作为模型的因变量,运用计数模型和混合效应模型方法进行模型的构建,并分析影响林木死亡株数的因子。使用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)和-2倍对数似然函数值(-2logL) 3种模型评价指标评估各模型间的拟合效果;采用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE) 2种评价指标评估其预测效果,以便筛选出最佳的林分水平死亡模型。结果表明:立地因子方面,林木死亡株数与海拔(P<0.01)呈显著的负效应,与坡度(P<0.05)呈显著的正效应,说明林木死亡株数随海拔的升高而减少,随坡度的增加而增多;林分因子方面,林木死亡株数与林分年龄(P<0.001)和树木基面积(P<0.001)呈显著的正效应,与林分平方平均胸径(P<0.001)和林分密度(P<0.05)呈显著的负效应,说明林木死亡株数随林分年龄的增加和树木基面积的增大而增加,随林分平方平均胸径和林分密度的增大而减少;气候因子方面,林木死亡株数与SPEI(P<0.05)、干旱长度(P<0.001)、年平均温度(P<0.001)和夏季平均降雨量(P<0.05)均呈显著的负效应,与夏季平均温度(P<0.001)呈显著的正效应,说明林木死亡株数随干旱强度和夏季平均温度的增加而增多,随干旱长度、年平均温度和夏季平均降雨量的增加而减少。在基础计数模型中,零膨胀负二项(ZINB)模型的拟合效果最好。而加入样地随机效应后,混合效应模型的拟合精度明显有所提高。基于所有模型模拟结果的比较,得出德州东部森林的林分水平死亡模型以ZINB-mixed模型为最优模型。

黄土高原南部麻栎不同群落类型中重要乔木种群结构及演替模拟

张维伟, 尹代皓, 雷雨婷, 韩晓婷, 彭潔莹, 赵忠

DOI: 10.5846/stxb202110263011

摘要: (20)

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Abstract:

摘要:为探究黄土高原南部麻栎林优势乔木树种组成及演替关系并阐明天然次生林群落稳定机制,以黄土高原南部桥山林区三种类型麻栎天然次生林(麻栎纯林、麻栎阔叶混交林,麻栎油松混交林)为研究对象,分析不同类型麻栎群落中四个重要值最高的乔木种群的年龄结构、期望寿命曲线和存活曲线。并根据不同林分类型重要乔木种群的年龄结构数据,用时间序列模型预测未来20、30、40和50年的种群发展趋势。主要结果表明:(1)除麻栎油松混交林中槲栎种群和麻栎纯林中的茶条槭种群生存能力较差外,不同林分类型麻栎林中其余各个重要值较高乔木种群生存能力均较好;(2)除麻栎纯林中杜梨种群及麻栎阔叶混交林中槲栎种群,其余乔木种群的存活曲线皆呈Deevey-Ⅲ型;(3)不同麻栎群落类型中各个重要值较高的乔木种群幼龄级个体数量相对丰富,时间序列分析表明,在未来20、30、40和50年中,三个群落类型中四个重要值最高的乔木种群均未出现衰退迹象。三种群落均可持续发育,同时麻栎纯林具有向混交林演替的趋势,说明未来对不同类型麻栎林经营均应以顺应自然演替规律的近自然经营方式为主。本研究结果可为促进次生林持续经营及恢复提供理论依据。

北京山区典型植被土壤水分对次降雨的响应

王坤悦, 李旭红, 余新晓, 贾国栋, 张益, 党毅

DOI: 10.5846/stxb202210273058

摘要: (22)

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Abstract:

为了揭示北京山区不同植被类型土壤水分对不同强度降雨的响应过程,选取北京山区内侧柏、荆条灌丛、荒草地为研究对象,基于2022年6—10月降雨和土壤水分的连续观测数据,分析土壤水分对不同降雨事件的响应特征。结果表明:(1)观测期内研究区降雨事件主要由小雨构成,小雨事件的总降雨量占总降雨量的14.78%,小雨事件对土壤水分的响应深度可达到40—60 cm土层;中雨、大雨、暴雨事件的总降雨量占总降雨量的85.52%,中雨、大雨、暴雨事件对土壤水分的响应深度均可达到60—80 cm土层;大降雨事件对土壤水分的补给作用更明显,降雨量越大,降雨能补给的土层深度越深,土壤水分补给效果越好。(2)三种植被平均土壤水分补给速率大小依次为荒草地>侧柏>荆条灌丛,说明降雨对荒草地的补给效果最好;土层活跃程度对植被土壤水分有影响,土层越活跃,土壤水分波动越大,三种植被平均土壤水分变异系数大小依次为荒草地>荆条灌丛>侧柏,而三种植被平均土壤储水量大小则依次为侧柏>荒草地>荆条灌丛,说明侧柏的土壤水分最为稳定。(3)荒草地、荆条灌丛剖面上各层土壤水分逐渐减少,侧柏则增加,说明土壤水分剖面分布受植被类型影响;侧柏、荆条灌丛、荒草地平均最大补给速率均发生在20—40 cm土层,说明降雨对浅层土壤水分的补给最为明显,对0—40 cm土层土壤水分的补给效果要更好。研究成果进一步解释了北京山区生态系统水分运动规律,为易干旱生态脆弱地带生态环境建设提供依据。

专论与综述

植物吸滞PM2.5研究进展——从宏观到微观

房佳兴, 李少宁, 赵 娜, 徐晓天, 鲁绍伟

DOI: 10.5846/stxb202210303079

摘要: (72)

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PDF (2.24 MKB)(59)

Abstract:

PM2.5严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM2.5状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM2.5,其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,研究对象由植被区转向植物个体,研究方法由野外监测转向人工控制法。因此,本文在区域尺度上对比了植被、非植被区PM2.5浓度差异及不同树种单位叶面积PM2.5吸滞量,以风洞、熏气法两种研究方法归纳了人工控制条件下植物净化PM2.5的研究成果,在大气PM2.5浓度和气象因素两方面探讨了环境因素对植物净化PM2.5的影响机制。得出宏观研究方面很多城市缺乏植被区与非植被区PM2.5浓度监测数据,微观方面植物个体吸滞PM2.5机理研究不够深入,缺乏植物吸滞PM2.5过程与机理的室内模拟外界环境的高精度对比试验,更缺乏环境因素直接影响植物吸收、分配PM2.5过程的研究。未来应加强植被区、非植被区PM2.5动态特征研究,完善某些地区环境监测站点布局,可适当增加典型植被区对照的非植被区站点并提升站点设备可靠性;加强植物性状与其净化PM2.5作用相关性的研究,并通过一次性熏气法量化植物在一次污染事件中对PM2.5的实际净化作用,解析植物各器官对吸收PM2.5的贡献率;增加不同环境因素影响植物吸滞PM2.5能力与过程研究,可利用人工控制试验结合模型提高研究可靠性,揭示环境因素与植物各器官吸收、分配PM2.5之间的耦合规律。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

机器学习优化CASA模型的三峡库区消落带植被碳汇估算

靳专, 胥焘, 黄应平, 肖敏, 张家璇, 周爽爽, 席颖, 熊彪

DOI: 10.5846/stxb202304070700

摘要: (30)

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PDF (10.17 MKB)(44)

Abstract:

三峡库区蓄水后,其生态效应受到广泛关注。消落带植被固碳量作为衡量库区生态系统健康状态的重要指标,对库区碳循环与生态净化具有重要意义。针对消落带不同高程植被接受光照的时间有所差异,且受河流水位变化影响,传统的CASA模型在计算消落带植被固碳量时,存在对植物的光能利用率计算不够精确等问题。本文以三峡库区香溪河陡坡消落带为研究区域,提出了一种耦合RBFNN模型(Radial Basis Function Neural Network)与CASA模型(Carnegie-Ames-Stanford approach)的新方法(RBF-CASA)。基于RBFNN建立环境影响因子模型,借助高程数据及植被指数等特征计算适合消落带区域的环境影响因子。结合CASA模型中温度和水分胁迫因子,提高植被在像元尺度上的净初级生产力(NPP)的估算精度,并对反演结果进行验证。模型验证结果显示:RBF-CASA模型估算值与观测值的R2为0.730(p<0.01, n=32)。对比原始CASA模型,MAE降低10.991,RRMSE降低5.10%,MAPE降低1.12%。使用提出的RBF-CASA模型在库区水位落干期(7-8月份)进行固碳量估算,结果表明:NPP月均值在66.234~134.144g·C/m2之间,NPP随着高程的增加呈现起伏变化,其总量在150~155m之间达到峰值,均值在170m以上区域最高。在2021年9月植被NPP均值为35.883g·C/m2,2022年9月植被NPP均值为25.964g·C/m2,由于降雨量减少、长江水位下降,在2021—2022年间植被恢复情况较差。研究结果可为库区碳循环、生态净化及生态修复等决策提供科学依据。

研究论文

海岛碳排放核算与时空特征研究——以东山岛为例

赵佳文, 晁云舒, 肖兰, 闫思嘉, 游巍斌, 徐道炜, 巫丽芸

DOI: 10.5846/stxb202304100723

摘要: (20)

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PDF (3.63 MKB)(43)

Abstract:

把握地区碳信息发展动态是开展区域碳平衡规划的科学基础。以统计年鉴数据为基础,对东山岛2012—2021年整体及各产业的直接碳排放量进行核算,同时,将产业与土地利用结合,分析其空间表现形态,运用核密度分析和克里金法分析碳排放源的空间影响,采用高斯烟羽模型对工业点源的碳排放扩散进行空间模拟,通过渔网和人口修正的方法分析海岛碳排放的空间分异,以此探讨海岛碳排放的空间分布和空间影响特征。结果显示,工业是东山岛的首要碳排放源, 2021年工业碳排放量的大幅下降表明能源种类的转换对于工业碳减排具有重要作用;渔业碳排放量总体占比25%左右,是海岛地区不容忽视的碳排放源之一。在空间分布方面,东山岛综合碳排放的空间分布呈 “点状聚集,面状扩散”的基本特征,工业碳排放对周围地区的影响最大,往往形成以工业碳排放源点为中心的碳排放热点核心区,其次碳排放量较高的地区为人口聚集区,丘陵区的碳排放量最低,不同土地利用类型之间形成碳排放的交叉过渡区。最后,本文从碳排放空间影响的视角出发,根据不同形态的碳排放源提出 “包围”、“伴随”和“介入”的碳汇空间规划策略,这对区域的低碳规划具有一定参考意义。

暖湿化气候情景下喀斯特木本植物群落构建机制研究

刘橼锰, 税伟, 江聪, 简小枚, 郭平平, 朱粟峰

DOI: 10.5846/stxb202304190805

摘要: (18)

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PDF (7.58 MKB)(36)

Abstract:

云南喀斯特区域是滇桂黔岩溶石漠化重点治理区之一,探讨气候暖湿化下植物群落演替阶段的构建特征是生态恢复和森林管理可持续的关键。以气候暖湿化为背景,将喀斯特天坑作为天然“开顶式气室”,天坑南坡地下森林为群落演替顶极。联合系统发育和功能性状探讨演替序列(坑外针阔混交林,坑外常绿阔叶林,坑内常绿阔叶林)的群落构建机制。结果发现:(1)演替前期植物性状的系统发育信号较弱,叶长宽比、叶面积、叶厚度和比叶面积的系统发育信号显著,但功能性状的保守性较弱;演替后期植物性状转为趋同进化,系统发育信号均不显著。(2)演替阶段植物群落的系统发育多样性逐渐降低,并与物种丰富度显著正相关。(3)系统发育指数NRI(净亲缘指数)和NTI(最近种间亲缘指数)由小于0转为大于0,功能性状结构指数TraitSESMPD(标准化平均配对性状距离指数)和TraitSESMNTD(标准化平均最近相邻性状距离指数)均大于0。演替阶段的群落构建过程由生境过滤和物种间相互作用所主导。(4)系统发育和功能性状结构指数主要与土壤含水量、全磷和速效钾含量显著负相关。演替阶段下土壤水分和养分受限时群落趋于聚集,群落构建过程支持生态位假说。研究可为喀斯特植物群落构建机制提供新思路,可为群落结构优化提供科学参考。

冻融季温带森林土壤真菌群落结构及功能类群对不同土壤有机碳输入的响应

陈羽彤, 张利敏, 王思琪, 周利军

DOI: 10.5846/stxb202304200815

摘要: (28)

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PDF (2.72 MKB)(53)

Abstract:

根系与凋落物有机碳输入变化对土壤生物群落的影响研究是目前学术界关注的热点问题,但冻融季不同有机碳输入方式将对土壤真菌群落结构及功能类群产生何种影响尚不明确。土壤真菌群落是调节森林生态系统稳定性的重要因素,有助于维持生态系统生产力时间尺度的稳定性。为了探索冻融季温带森林土壤真菌群落对控制根系和凋落物有机碳输入方式的响应特征,通过在帽儿山生态站设置4种碳源输入控制处理(Detritus input and removal treatments,DIRT):去除凋落物仅根系输入处理、去除根系仅凋落物输入处理、无碳源输入处理和同时进行根系与凋落物输入处理,采用ITS rDNA高通量测序技术和FUNGuild功能预测平台,来分析控制根系和凋落物有机碳输入方式对温带森林土壤真菌群落结构和功能类群的影响。研究结果显示:(1)不同有机碳输入方式改变了土壤真菌类群的多度:与自然生长状态下有机碳输入方式相比,根系有机碳输入比凋落物有机碳输入对土壤真菌类群多度影响更明显,去除根系碳源输入处理使真菌群落中子囊菌门含量升高19.52%,担子菌门含量下降16.77%。(2)有机碳输入方式对土壤真菌群落功能类群产生影响:与自然生长状态下有机碳输入方式相比,去除根系碳源输入处理使群落内腐生营养型真菌、病原营养型真菌数量占比增加9.79%、1.22%;去除凋落物碳源输入处理下群落内腐生营养型、病原营养型真菌数量占比下降7.58%、0.85%。(3)有机碳输入方式对真菌群落结构的影响与土壤理化环境因子有关,微生物氮的含量是主导土壤真菌群落结构出现显著差异的关键因子。以上结果表明有机碳输入方式对土壤真菌群落结构及功能类群有重要调控作用,研究结果丰富了温带森林土壤微生物群落的研究内容,为研究土壤微生态环境的变化对生态系统过程的影响提供理论支持和参考依据,此外未来的研究应重点关注不同季节间凋落物和根系输入处理对土壤真菌群落的长期影响。

生态系统温室气体收支与碳中和

长白山亚高山针叶林沼泽湿地碳源/汇沿水分环境梯度变化规律

李美霖, 牟长城, 孙梓淇, 王婷, 王文婧

DOI: 10.5846/stxb202304240857

摘要: (21)

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PDF (953.85 KKB)(52)

Abstract:

高纬度和高海拔区为气候变化敏感区,该区域湿地碳循环与气候反馈关系倍受关注。为探究在全球变暖背景下高海拔区沼泽湿地碳源/汇功能是否发生了转化,以长白山高海拔区沿水分环境梯度分布的5种沼泽类型(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、落叶松泥炭藓沼泽-LN、落叶松藓类沼泽-LX、落叶松苔草沼泽-LT)为对象,采用静态箱-气相色谱法和相对生长方程法,同步测定各沼泽类型全年尺度上的土壤异养呼吸碳排放量(CO2和CH4)、植被年净固碳量及相关环境因子(温度、水位和土壤有机碳等),并依据生态系统净碳收支平衡,量化各沼泽类型的碳源/汇作用,揭示其沿水分环境梯度变化规律及形成机制。结果表明:(1)5种沼泽类型土壤CO2年均通量((97.68±8.64)—(291.01±18.31)mg m-2 h-1)沿水分环境梯度呈阶梯式递增规律性(环境梯度上部生境地段的落叶松苔草沼泽和落叶松藓类沼泽最高,中部生境地段的落叶松泥炭藓沼泽和灌丛沼泽居中,草丛沼泽最低);(2)CH4年均通量((-0.051±0.003)—(0.087±0.001)mg m-2 h-1)在水分环境梯度经常积水生境地段的草丛沼泽和灌丛沼泽表现出CH4排放源,而在偶有积水生境地段的3种针叶林沼泽却表现为CH4吸收汇;(3)这些沼泽类型土壤CO2排放量均受5或10 cm土壤温度所促进(C和G还分别受土壤有机碳或水位所抑制);草丛沼泽和灌丛沼泽CH4排放量分别受10 cm土壤温度促进或10 cm土壤温度和水位共同促进,而3种森林沼泽CH4吸收量仅受0或5 cm土壤温度所促进;(4)植被年净固碳量((1.22±0.29)—(3.14±0.36)t C hm-2 a-1)沿水分环境梯度也呈阶梯式递增规律性;(5)5种沼泽类型均表现为碳的排放源((-3.84±0.20)—(-1.12±0.45)t C hm-2 a-1),且均表现为气候变暖效应(GWP:(4.31±1.65)—(13.96±0.72)t CO2 hm-2 a-1),二者沿水分环境梯度呈阶梯式递增规律性(环境梯度上部生境地段的落叶松苔草沼泽和落叶松藓类沼泽最高,中部生境地段的落叶松泥炭藓沼泽和灌丛沼泽居中,草丛沼泽最低)。因此,在目前全球气候变暖背景下,长白山高海拔区草丛沼泽、灌丛沼泽和森林沼泽湿地均起着碳源作用且其源强依次递增,并对气候变化产生了正反馈效应,且其形成机制源于土壤碳排放过程强于植被固碳过程, 为高海拔区域湿地碳源/汇管理提供了重要参考依据。

研究论文

根边缘细胞缓解土荆芥淋溶途径化感作用对苦荞麦代谢扰动的机制

龚意豫, 谢媛怡, 李玖一, 马丹炜

DOI: 10.5846/stxb202304250870

摘要: (11)

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PDF (1.86 MKB)(44)

Abstract:

土荆芥(Chenopodium ambrosioides)可通过淋溶途径的化感作用抑制周围植物的种子萌发和幼苗生长,而根边缘细胞(Root border cells, RBC)对此具有缓解效应。为探讨这一效应的分子机制,以苦荞麦(Fagopyrum tataricum)为研究对象,测定了在土荆芥水浸提液处理前及处理后,保留RBC组和移除RBC组根尖活性氧(ROS)、超氧阴离子(O2-)和丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性的差异。再利用转录组测序分析上述处理对其代谢通路的影响,并进行qRT-PCR验证。结果表明:土荆芥水浸提液处理后,苦荞麦根尖ROS、O2-和MDA的含量以及抗氧化酶(POD和CAT)活性明显提高,且RBC移除组升高更多。通路分析表明,土荆芥水浸提液处理后,移除和保留RBC组的苯丙素合成、α-亚麻酸代谢、类黄酮合成和谷胱甘肽代谢通路都显著发生改变。其中,苯丙素合成通路以抑制为主,且移除RBC后受到抑制的程度更低;α-亚麻酸代谢通路中的甾酯水解酶(steryl ester hydrolase, TGL4)和磷脂酶A1(phospholipase A1, DAD1)的表达量大幅上调,而在移除RBC组则未见变化,TGL4和DAD1负责将磷脂酰胆碱催化形成α-亚麻酸,为抑制植物生长并提高抗性的茉莉酸(JA)提供丰富的底物。此外,与根部疏水性有关的角质、木栓质和蜡合成通路只在移除RBC组显著改变。上述结果表明,根边缘细胞通过影响根尖抗逆物质合成(苯丙素通路)、抗氧化酶和非酶抗氧化系统(类黄酮和谷胱甘肽)和根部疏水性等方面,以及提高茉莉酸(JA)的表达,在生长和防御中寻找平衡,缓解土荆芥水溶性物质化感胁迫;土荆芥水溶性物质成分复杂,具体哪一种成分在其化感作用中扮演主效作用,尚待进一步研究确证。

中国生态系统碳汇能力巩固与提升

京津风沙源区NPP时空变化及其对治理工程实施的响应

赵恒谦, 刘轩绮, 刘哿, 付含聪, 张宇娇, 杜守航, 蒋金豹, 郭伟, 杨姿涵

DOI: 10.5846/stxb202304270886

摘要: (30)

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Abstract:

利用遥感大数据对生态治理工程区域的净初级生产力和固碳能力进行长期动态监测可以实现对治理工程的实施效果的评价,同时为区域“碳中和”目标的实现及可持续发展提供有力支撑。利用Google Earth Engine(GEE)云计算平台,基于改进的CASA模型对京津风沙源治理工程区域的NPP进行计算。运用Sen斜率分析和MK趋势分析方法对2001—2020年间的NPP进行时空变化分析,并分析NPP对京津风沙源治理工程实施的响应。结果表明:1)在京津风沙源工程治理期间,京津风沙源区NPP总体呈波动上升趋势,平均增速为2.21 gC m-2 a-1,其中极显著增加区域占38.03%,说明京津风沙源治理工程对我国“碳中和”任务起到了积极作用,增加了区域的固碳能力;2)空间尺度上,京津风沙源区NPP和固碳量空间异质性较大,空间分布上主要呈现东部高,西部低的特点,其中,暖温带落叶阔叶林区域最高,温带荒漠区域最低;3)治理工程的实施所带来的NPP增长的速度在不同的区域并不一致,2001—2020年的NPP增速京津冀地区(4.74 gC m-2 a-1) >山西地区(4.52 gC m-2 a-1) >陕西地区(3.53 gC m-2 a-1) >内蒙古地区(1.55 gC m-2 a-1);4)生态工程实施所带来的生态环境的改善总体呈现先慢后快的特点,绝大部分区域后十年间的变化速率都显著大于前十年,而在生态环境较为恶劣、荒漠区域广布的内蒙古地区,生态环境的改善则具有一定的滞后性,2001—2010年NPP增速仅为0.04 gC m-2 a-1,直到2011年,NPP才开始有较为明显的增长,2011—2020年NPP增速为1.67 gC m-2 a-1。风沙源治理工程需要长期坚持,才能取得更明显的成效。

研究论文

京津冀地区碳排放时空格局变化及其驱动因子研究

陈靖松, 张建军, 李金龙, 李山

DOI: 10.5846/stxb202304290904

摘要: (57)

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PDF (12.74 MKB)(59)

Abstract:

人类对陆地生态系统的改变是碳排放增加的主要原因。在“双碳”目标背景下探索土地利用变化与碳排放的动态关系,有助于区域土地低碳可持续利用。研究基于土地利用转移视角,采用重心-标准差椭圆方法揭示了京津冀地区土地利用碳排放时空格局演化特征,评估了碳排放与生态环境、社会经济发展的协调程度,并借助改进的Kaya模型和LMDI分解模型定量分析了土地利用变化对碳排放的影响程度。结果表明:(1)建设用地的转入是土地利用碳排放增加的主要来源,引起碳排放量增加15844.36万t;耕地、草地向林地、水域的转变促进了地区固碳能力的提升。(2)土地利用碳排放空间分布格局呈现出东北—西南方向向中心进一步聚集的趋势,并且东—西向聚集趋势大于南—北向。(3)京津冀地区整体碳排放与生态环境的协调性呈向好趋势发展,但大部分地区碳排放与社会经济发展出现失衡现象,地区间碳生产力差异逐渐增大。(4)经济水平是促进碳排放增加的最显著因素,单位GDP用地强度是抑制碳排放增加的最主要因素。分析结果表明,严格控制建设用地的无序扩张是促进低碳土地利用的基础,低碳经济发展是促进地区减碳的重要途径。

生态保护修复方法论

面向生境保护与连通性维护的鄂温克族自治旗生态空间划定

傅强, 张海明, 张月蓉, 陈亚男, 康峰

DOI: 10.5846/stxb202305030915

摘要: (13)

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Abstract:

在人类活动及气候变化影响下,自然生境萎缩与破碎化现象严重,生境保护与生境间连通性维护增强对生物多样性保护具有重要的作用与意义。以鄂温克族自治旗为例,基于MaxEnt模型对物种分布数据与环境因子变量进行训练,支持物种基质阻力面构建和生境斑块识别,为最小成本路径模型(Least Cost Path Model,LCM)生境网络建模提供基础数据,并在模拟路径有效性筛选、廊道宽度生成等方面改进LCM,通过物种生境网络集成与验证,为面向生境保护与连通性维护的生态空间划定提供新的方法与思路。研究结果表明:(1)生态空间发挥重要的栖息地保护作用,对重点表征物种栖息地保护率为100%,对其他物种栖息地保护率均值达到88%;(2)根据关联长度指数评价,生态空间对各物种的生境连通性维护作用明显,对凤头鸊鷉、大山雀、大斑啄木鸟、天鹅、赤狐、雀鹰等物种生境连通性的提升作用显著,最高可提升626%;(3)生态空间面积仅为鄂温克旗总面积的25.1%,为农牧业等人类活动留有较大发展空间;(4)伊敏河既是鄂温克旗重要生态主轴,也是社会经济发展主轴,应注意协调生态保护与社会经济发展的关系;(5)鄂温克旗东南部生境间连通性较差,应依托伊敏河上游各支流提升这一区域生境连通性。

研究论文

城市化对上海市城乡梯度上植物爆芽与展叶物候的影响研究

庄铭皓, 赵生寿, 毕星, 武彩燕, 王萌, 李俊祥

DOI: 10.5846/stxb202305311153

摘要: (23)

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Abstract:

城市化影响植物物候,春季物候,如爆芽和展叶是植物响应城市化的客观生物指示。然而在城乡梯度上植物物候如何变化,以及物候与城市化程度是否存在定量关系,尚待不明确。本研究利用上海市2条城乡梯度上的6种木本植物的春季物候观测数据,以及距市中心距离作为城市化代理指标,研究植物的爆芽和展叶物候期在城乡梯度上的变化及其与城市化程度的关系。研究结果表明:6种城市木本植物的爆芽和展叶物候期呈现随着距市中心距离的增加而延迟的趋势;城市化程度代理指标与爆芽和展叶物候期之间存在线性关系,城市化代理指标距市中心距离可以解释物候期延迟的31.5%-96.7%;物候期延迟时间因物种和距离城市距离而异,爆芽期延迟时间在3-15天,展叶始期延长时间在4-13天,展叶盛期延长时间为3-9天。上述结果对理解城市化对植物物候的影响机制,评估城市化对城市生态系统的影响具有积极意义。

脆弱生态系统保护与修复专栏

陕北黄土高原气象要素对植被覆盖的空间分异影响及风险探测

冶兆霞, 张洪波, 杨志芳, 张雨柔, 李同方, 赵孝威, 薛超伟

DOI: 10.5846/stxb202305311158

摘要: (31)

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PDF (7.11 MKB)(57)

Abstract:

陕北黄土高原地处我国西北生态环境脆弱区,近年来受退耕还林(草)影响,区域植被覆盖变化显著,与气象要素的响应关系也呈现出了复杂的空间分异性和不确定性,亟待厘清。本文以不同地貌分区为响应单元,探究了陕北黄土高原变绿前后(1982—1992年与2005—2015年)NDVI指数的时空演化特征,分析了植被覆盖变化与气象要素之间的分异性响应关系,并透过最优参数的地理探测器模型(OPGD)探测了气象要素变化对植被覆盖演变的交互影响及风险。研究结果表明:(1)陕北黄土高原及各地貌分区在研究期内NDVI指数均呈显著上升趋势,且阶段化分异明显;各地貌区气温和实际蒸散发量在高原变绿前后趋势变化差异明显,1982—1992年主要呈不显著增加趋势,而2005—2015年则表现为不显著减少趋势;两个时期降水量的空间异质性较为显著,其中北部地区为持续增加趋势,而南部地区则由减少逆转为增加趋势。(2)不同地貌区NDVI指数与气温和蒸散发均呈正相关,且蒸散发与NDVI的相关性强于气温;相对高原变绿前,2005—2015年NDVI指数对各气象要素的响应强度均有所增大。(3)OPGD因子检测结果显示5km空间网格是评价气候变化对陕北黄土高原植被覆盖变化影响的最佳空间尺度,各地貌分区对NDVI指数变化影响最大的气象因子依次为:气温(黄土塬)、降水(盖沙黄土丘陵)、蒸散发(黄土峁状丘陵)、降水(黄土梁状丘陵)、降水(黄土宽谷丘陵)、蒸散发(风沙丘陵)、降水(土石丘陵);交互探测表明气象因子间的交互作用对NDVI指数的空间分异具有协同增强性,但不同时期各地貌区的主导交互因子略有差异。(4)风险探测发现不同实际蒸散发量对NDVI指数的影响有显著空间差异。(5)陕北黄土高原的植被覆盖变化并不能简单归因于退耕还林(草)等生态修复措施,而应是多要素耦合驱动的结果,气象要素在其中扮演了不可忽视的作用。

学术信息与动态

基于文献计量分析的人地系统耦合研究动态及热点

赵金羽, 萨 娜, 田 野, 郑拴宁, 付 晓, 吴 钢, 桑卫国

DOI: 10.5846/stxb202306071205

摘要: (54)

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PDF (8.33 MKB)(92)

Abstract:

为深入探究人地系统的研究动态及热点,本文借助VOSviewer可视化软件,基于Web of Science Core collection (WoSCC) 数据库,对1994—2023年国际上人地系统耦合相关文献的逐年发表数量、主要研究力量、关键词共现情况及突现词等进行可视化分析,并运用活力指数(activity index, AI)和吸引力指数(attraction index, AAI)评价不同国家在该领域的研究效率和学术影响力。研究发现:(1)人地耦合研究分为三个阶段:起步阶段(1994—1999年)、波动增长阶段(2000—2008年)、快速发展阶段(2009年—2023年),研究数量、尺度及方法都在不断提升。(2)中国在人地耦合领域的研究强度呈现迅猛增加的趋势,但学术影响力及国际合作仍有待加强。(3)城镇化背景下的生态系统保护、修复及管理是当前人地耦合领域的研究重点,未来应尤其注意中、大尺度的多要素、多系统耦合分析方法、框架及模型的研发,同时以要素间、系统间的耦合机制为科学基础,构建以自然保护为根本、社会高质量发展为目标、政策制度为重要手段的自然—经济—社会系统一体化管理模式。此外,应加强耦合理论、方法的实践应用,结合实例对耦合相关理论进行验证、优化与总结。结果将为人与自然协调发展的相关战略、规划和政策的制定提供参考。

研究论文

一种灰茶尺蠖高效引诱剂的研制及其田间防效评价

韩宝瑜, 黄光政, 韩善捷, 王梦馨

DOI: 10.5846/stxb202306121252

摘要: (47)

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PDF (803.94 KKB)(81)

Abstract:

为研制有效诱杀重要害虫灰茶尺蠖雌、雄成虫的性信息素/植物源信息物复合型性诱剂,选源自茶梢和茶花挥发物的30个主要成分,分别配成10?6 g/mL、10?4 g/mL和10?2 g/mL液体石蜡溶液作味源,检测其引起1日龄灰茶尺蠖雌、雄成虫的EAG反应值。结果表明:①每种味源的3个剂量处理皆引起明显的EAG反应;随着味源浓度增加,EAG反应值显著增大;②引起的雌、雄成虫EAG反应值相近,差异不显著;③芳樟醇、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇、己醇、苯乙醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮的每个剂量处理引起强烈的EAG反应。将这6种EAG活性成分与灰茶尺蠖2个主要的性信息素成分Z, Z, Z-3, 6, 9-十八碳三烯和Z, Z-3, 9-6, 7-环氧-十八碳二烯配成数个备选的复合型性诱剂,载于羊毛毡细条上制成诱芯,在茶园中检测其引诱活性,发现诱效最优的复合型性诱剂在每个诱芯上组成为:6种EAG活性成分各2 mg、Z, Z, Z-3, 6, 9-十八碳三烯0.4 mg、Z, Z-3, 9-6, 7-环氧-十八碳二烯0.6 mg、抗氧化剂——2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚1 mg、正己烷100 ?L。另一方面,使用土黄、荧光黄、米黄、素馨黄、桔黄、土褐、墨绿、芽绿 、草绿、荧光绿、天蓝、大红和纯白等13种色板诱杀灰茶尺蠖成虫,发现其偏嗜暗黄色,以土黄色效果最佳。遂将该诱芯载于土黄色粘板上组成诱捕器,诱杀防治灰茶尺蠖主害代——第3代,试验程序:在第2代羽化始盛期用诱捕器诱杀成虫以减少交尾几率而压低第3代幼虫数,在第3代初龄幼虫期喷施2.5%联苯菊酯、病毒?苏云菌悬浮剂(1×104 PIB?2000 IU/μL),接着定期调查三者的防治效果,结果表明复合型性诱剂的防效显著优于后两者。该研究为灰茶尺蠖的绿色防控提供了可敷应用的技术产品。

中国碳排放脱钩效应、时空特征与驱动因素研究

王奕淇, 黄涵祝

DOI: 10.5846/stxb202306131258

摘要: (43)

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PDF (5.27 MKB)(49)

Abstract:

“双碳”目标使中国面临巨大的碳减排压力,寻求一条低碳转型之路已成为中国面临的挑战,而揭示经济增长与碳排放之间的脱钩关系,是中国寻求低碳经济发展的关键突破点。基于IPCC碳核算方法和Tapio脱钩模型,对中国经济增长与碳排放的脱钩效应以及时空特征进行探讨,并利用IDA-PDA综合分析法对碳排放脱钩效应的驱动因素进行分解。结果表明:①2005—2019年,中国整体的碳排放脱钩指数呈波动下降趋势,以“弱脱钩”为主,脱钩状态良好。②中国东部和中部地区碳排放脱钩状态较好,在2015—2019年达到强脱钩;西部地区虽仍处于弱脱钩阶段,但碳排放脱钩指数显著降低;同时,中国各省份间脱钩状态差别较大,碳排放脱钩指数总体呈西北高、东南低的分布格局。③对于驱动因素的贡献度,要素替代和技术进步是促进中国碳排放脱钩的关键因素,经济水平是抑制中国碳排放脱钩最主要的因素。能源结构、效率变动、人口规模对中国碳排放脱钩主要表现为抑制作用。④对于地区的贡献度,2005—2010年,东部地区对中国碳排放脱钩的抑制作用最强;2010—2012年,东部地区对中国碳排放脱钩的抑制作用逐渐减小,西部地区对中国碳排放脱钩的抑制作用逐渐增强;2012—2019年,三大地区对中国碳排放脱钩的作用不稳定,变化较大。

土壤生态专栏

城市化和绿地类型对土壤跳虫群落及功能性状的影响

冯钧, 乔志宏, 鄢麒宝, 姚海凤, 王滨, 孙新

DOI: 10.5846/stxb202306261353

摘要: (19)

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PDF (3.25 MKB)(61)

Abstract:

随着城市规模不断扩大和城市植被管理实践的日益推进,我国城市化进程正在飞速发展。城市化进程的加快及其导致的植被改变强烈影响土壤生物多样性。作为城市绿地生态系统中的优势类群和环境变化的指示生物,土壤跳虫的群落结构和功能性状变化反映了环境变化对土壤生态功能的影响。以跳虫为研究对象,按照城市化梯度,分别在公园绿地、道路两侧绿化带、居民区绿地和工业园绿地四种绿地类型中采集样品,并选择森林样地作为对照,探讨了城市化和绿地类型对跳虫群落及其功能性状的影响。研究结果表明:(1)不同绿地类型中跳虫群落组成和结构存在显著差异,其中森林中等节跳科的丰度最高,而其它绿地中为长角跳科;城市化和绿地类型显著影响了跳虫的物种多样性,其中城市公园中跳虫的香农指数比城郊公园显著降低,而城市居民区中的香农指数显著高于城郊居民区;在城市生境中,居民区和绿化带中跳虫的Pielou均匀度指数显著大于公园,而在城郊中,公园中的物种丰富度和香农指数均显著大于森林。(2)相比城市化,绿地类型对跳虫功能性状的影响更强烈,比如公园、绿化带和居民区等人为扰动较强的绿地筛选出了弹器发达、相对腿长较长和体色较深的表土生物种,而在森林中则以弹器退化、相对腿长较短和体色较浅的真土生物种为主。(3)此外,跳虫科阶元的丰度与土壤pH具有较强的相关性。本研究结果为城市土壤动物多样性的环境驱动机制及城市生物资源保护提供了一定的数据支撑和理论依据。

研究论文

华北平原冬小麦-夏玉米农田生态系统土壤自养和异养呼吸模型构建

吴丹咏, 王秀君, 雷慧闽

DOI: 10.5846/stxb202307011403

摘要: (38)

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PDF (1.77 MKB)(53)

Abstract:

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。本研究通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机理土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型。结果表明,冬小麦-夏玉米农田土壤异养呼吸模型可表达为土壤温度和土壤水分的函数,其中,土壤温度对土壤异养呼吸的影响适合用Arrhenius方程描述,而土壤水分的影响适合用对称的倒抛物线描述。验证表明,该模型的R2和RMSE分别为0.68和0.52μmol m-2 s-1。土壤自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块,其中,维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数,其形式分别为Van’t Hoff指数方程和米氏方程;生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦季和夏玉米季土壤自养呼吸模型的结构相同,但模型参数差异较大。验证表明,冬小麦季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.64和0.50μmol m-2 s-1,夏玉米季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.67和0.37μmol m-2 s-1。相比于不区分土壤异养呼吸和土壤自养呼吸的土壤总呼吸模型,本研究构建的土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型能够更加准确地模拟土壤呼吸的季节变化和年际变化过程,可为华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的土壤呼吸估算提供方法依据。

花期杭白菊植株引诱菊小长管蚜的嗅觉和视觉线索及应用

曹原, 韩善捷, 李捷, 黄光政, 韩宝瑜, 王梦馨

DOI: 10.5846/stxb202307031426

摘要: (27)

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PDF (1.82 MKB)(51)

Abstract:

杭白菊是一类顶级的茶用菊,原产地是浙江省桐乡市。菊小长管蚜Macrosiphoniella sanborni 是菊属植物重要害虫,常常在花期觅食于花上和匿于花内,随着菊花采摘、加工而残留在菊花产品中。冲饮菊花茶过程中,蚜尸或肢体就浮现在菊花茶汤中,致饮者“倒胃口”。为揭示该蚜嗜好花朵原因和研制有效的防控手段以便在花期控制该蚜,我们分离鉴定了花期杭白菊植株的36种挥发性化合物,挑选其中含量大的、主要的17种用作味源,对该蚜做行为测定。发现a-蒎烯、反-2-己烯醛、(+)-4-蒈烯, 顺-3-己烯乙酯、顺式-?-罗勒烯、?-萜品烯、或者1-辛烯-3-乙酯7种成分的10?4 g/mL的正己烷溶液显著地吸引该蚜雌、雄成蚜。依次将该7种成分的每种10?2 g/mL正己烷溶液与蚜虫性信息素荆芥内酯的10?4 g/mL正己烷溶液按照60 : 10 : 10 : 2 : 2 : 20 : 2 : 1体积比配制成复合型蚜虫引诱剂,在菊园中与专利产品蚜虫引诱剂比较诱效,结果表明前者对于该蚜更具有引诱力。此外,在杭白菊园进行的该蚜趋色行为测定中,测得菊花黄对该蚜诱效稍强于芽绿色。随后,将每块菊花黄粘板附1个复合型蚜虫引诱剂诱芯,组成1个诱捕器,在杭白菊花期的菊园放置相互间距7 m ? 8 m的诱捕器诱杀成蚜。结果证实:不仅每个诱捕器诱杀了大量菊小长管蚜成虫,而且诱捕器的防效优于吡虫啉药液。认为:花期杭白菊植株的主要挥发性化合物和花朵上雌蚜释放的性信息素(嗅觉线索)与菊花的黄色(视觉线索)叠加引诱了菊小长管蚜;研制的载有复合型蚜虫引诱剂的菊花黄粘板可用作花期有效诱杀菊小长管蚜的手段。

沿海城市陆海生态环境质量综合评价与耦合协调度分析

李洪庆, 程飞飞, 宋红艳, 陈明慧

DOI: 10.5846/stxb202307241580

摘要: (23)

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PDF (3.56 MKB)(64)

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。本研究以中国沿海53个城市为例,采用“活力-组织-恢复力(VOR)”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。

基于经验模型和机理模型的杉木人工林生物量估测对比研究

李佳怡, 阮红玉, 邱思玉, 梁瑞婷, 朱兆廷, 文毅, 王成雨, 王轶夫, 孙玉军

DOI: 10.5846/stxb202304250868

摘要: (42)

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PDF (749.57 KKB)(65)

Abstract:

为了揭示间伐干扰下杉木人工林生物量的变化规律,本研究利用江西省吉水县石阳林场的36块杉木人工林样地的实测数据和研究区气候数据,通过基于经验的引入地位指数(SI)的生物量生长方程组和基于机理的3-PG模型,模拟并预估林分生物量,分析在间伐和非间伐的情况下,不同立地的林分其生物量0—50a的变化。结果表明:(1)构建了生物量生长方程组,并在参数a、b、c中引入地位指数SI,发现改进后的模型对于基础模型拟合精度更高,且对数似然比检验表明,改进效果显著(P<0.05)。(2)通过对3-PG模型预测精度验证发现,预估值和实测值之间有很高的一致性,各因子的决定系数(R2)在0.65—0.96之间,其中,胸径和树高的R2均高于0.92;各因子的平均相对误差(MRE)不超过26%。(3)通过比较经验模型和机理模型的生物量预测发现,经验模型的预测误差MRE为16.50%,机理模型为23.52%,经验模型预估精度更高。进一步对未来预测对比分析表明,机理模型预估值高于经验模型。(4)两个模型模拟的杉木人工林生物量规律一致,即随着林龄的增加,杉木人工林林分总生物量均表现出先快速增加,后逐渐平稳的趋势;并且间伐不会改变这种趋势,但间伐林分在间伐后的生物量生长速率高于无间伐林分。此外,由于SI对经验模型影响显著,改进模型拟合效果更好,更具有生态学意义。参数化后的3-PG模型模预估精度较高,能够为江西杉木人工林生长规律研究提供依据。虽然经验模型和机理模型在对研究区杉木人工林生物量的预估上均具有较好的表现,但各具特点和局限性。经验模型参数较易获得,且经验模型预测生物量、林分胸高断面积和林分平均树高的R2、MRE均优于机理模型;但模型对于建模数据内的评价效果较好,对于建模数据外的应用具有局限性,即经验模型更适合模拟生长期间的某一阶段的林分生物量。机理模型虽然需要的参数较多,但是考虑了生态学原理,弥补了经验模型的不足,可较好解释和模拟环境因子对树木生长的影响,对校正数据之外生长阶段的林分生物量预测更有优势。

土壤水分及其垂直分布对内蒙古草原冰草和冷蒿竞争的影响

孔茹洁, 卫洁, 陈清, 赵英, 冯星星

DOI: 10.5846/stxb202304040678

摘要: (17)

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Abstract:

内蒙古退化冷蒿草原围封恢复演替3—4年,植物群落更替出现半灌木冷蒿(Artemisia frigida)向禾草冰草(Agropyron cristatum)群落突然转变的现象,这对内蒙古草原植被恢复具有积极的作用,但目前关于冰草-冷蒿演替和竞争机制的研究鲜见报道。水分作为草原植被生长的主要限制因子,是影响群落演替的重要因素。气候干旱和过度放牧导致草原土壤水分垂直分布发生明显变化。由于冰草和冷蒿的根系分布深浅不同,土壤水分垂直变化可能会影响冰草-冷蒿的竞争。为探讨土壤水分及其垂直分布对冰草和冷蒿竞争的影响,本盆栽试验设置冰草、冷蒿单种以及混种处理,并进行不同土壤深度(0—30cm,30—60cm)的水分处理(上干下湿、上湿下干、上干下干),研究结果表明:(1)与冷蒿相比,冰草受土壤水分变化影响显著,相对于上干下干处理,冰草在湿润(上干下湿或者上湿下干)处理的地上、地下生物量均显著增加,而冷蒿没有显著变化;(2)上干下湿和上湿下干处理间,冰草、冷蒿的地上、地下总生物量和根长差异均不显著;(3)不同水分处理,冰草和冷蒿的根系均可分布在30—60cm土壤中,且土壤30—60cm层冰草单种的根生物量和根长显著高于冷蒿单种;(4)相对竞争强度和竞争攻击力系数表明:湿润处理冰草的竞争力大于冷蒿;上干下干处理冷蒿的竞争力大于冰草。土壤水分变化引起冰草、冷蒿的明显竞争,上湿下干与上干下湿处理间冰草与冷蒿竞争力差异不显著。由于冰草和冷蒿均为多年生物种,冰草-冷蒿的竞争实验仍需在今后的研究中反复地验证。

中国自然保护区空间分布特征研究

赵文飞, 宗路平, 王梦君

DOI: 10.5846/stxb202212103552

摘要: (91)

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PDF (7.59 MKB)(156)

Abstract:

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。本研究系统整理了我国现有2672个(不含港澳台)自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计。运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析。结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了“起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善”的5个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿“胡焕庸线”呈“西少东多、西聚东散”的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等11个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系。最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议。在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考。

植被与土壤特征对青藏高原不同程度退化草地的响应研究

杜志勇, 丛楠

DOI: 10.5846/stxb202303310628

摘要: (59)

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PDF (1.87 MKB)(86)

Abstract:

高寒草地作为青藏高原高寒生态系统的重要组分之一,其退化已严重影响到高原的可持续发展和草地恢复重建。搜集了2004—2022年间关于青藏高原高寒草地退化的64篇研究结果,包含土壤有机碳、生物量和多样性指数等16个指标的1403组数据,运用meta分析解析了草地退化对土壤理化性质、植被生产力和物种多样性的影响,并对重度退化草地的土壤理化性质和植物生物量进行线性回归分析。结果表明:随着草地退化的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾、土壤含水量、地上生物量、地下生物量和植被高度显著下降;土壤容重显著上升;土壤pH、全钾在各个退化阶段没有明显差异;Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数整体呈下降趋势。土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾和土壤含水量与地上生物量、地下生物量存在显著的正相关;土壤容重与地上生物量、地下生物量呈显著的负相关;土壤pH与地上生物量、地下生物量呈负相关。因此,青藏高原高寒草地退化通过改变土壤理化性质而改变地上群落多样性和生物量,为阐明植被与土壤特征对草地退化的响应机制以及高寒退化草地的恢复提供了科学依据。

专论与综述

灌丛资源及其管理利用研究进展

李愈哲, 黄麟, 樊江文

DOI: 10.5846/stxb202304240858

摘要: (39)

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PDF (2.16 MKB)(154)

Abstract:

灌丛是中国山地和干旱地区的常见植被类型,分布范围广泛、生态功能多样、经济价值可观。然而,自然资源、生态环境、国民经济等相关部门多将灌丛拆分归属于森林或草原,其重要性未能充分体现。学术界有关灌丛资源的概念、内涵未有明确统一共识,基于资源属性特点的灌丛资源分区分类体系尚未建立。草原灌丛化的发生范围、速度及其生态影响不够明确,严重影响灌丛资源的高效保护、科学管理与可持续利用。这已然成为亟需凝聚共识和深入探究的理论技术难点与实践问题。建议在科学界定灌丛资源的概念内涵、建立健全灌丛资源分类体系基础上,深入发展和应用灌丛植被多基遥感和人工智能识别技术,科学掌握不同区域灌丛变化特别是草原灌丛化的过程及原因,全面系统地评估灌丛化的生态经济影响,优化分区分类灌丛管理利用策略,促进灌丛资源可持续管理和利用。

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2024年第44卷第5期

景观、区域和全球生态

流域库坝工程开发的生物多样性敏感度分区

李亦秋, 鲁春霞, 邓欧, 刘艺

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

摘要: (3178)

HTML (923)

PDF (4.63 MKB)(28266)

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

林草交错区植被动态变化及其影响因子——以中国东北大兴安岭为例

袁换欢,王智,徐网谷,游广永,张建亮

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

摘要: (556)

HTML (535)

PDF (20.16 MKB)(23811)

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

近40年青藏高原生态格局演变及其驱动因素

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

摘要: (875)

HTML (445)

PDF (8.37 MKB)(22588)

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

区域自然保护区群规划——以秦岭山系为例

徐卫华, 罗翀, 欧阳志云*, 张路

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

摘要: (3728)

HTML (0)

PDF (11.91 MKB)(21689)

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

亚热带地区马尾松林碳储量的遥感估算——以长汀河田盆地为例

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

摘要: (3185)

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PDF (10.20 MKB)(21456)

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

基于地表温度-植被指数关系的地表温度降尺度方法研究

聂建亮, 武建军, 杨曦, 刘明, 张洁, 周磊

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

摘要: (3654)

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PDF (10.19 MKB)(21394)

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。

专论与综述

抗生素在环境中的转归及其生态毒性

王冉, 刘铁铮, 王恬

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

摘要: (3690)

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PDF (405.19 KKB)(21124)

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

城市小型湖泊浮游植物群落结构特征及演替规律——以武汉沙湖为例

鲁蕾, 吴亦潇, 张维昊

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

摘要: (2195)

HTML (558)

PDF (1.94 MKB)(21094)

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

生物土壤结皮——荒漠化地区研究的热点问题

杨晓晖, 张克斌, 赵云杰

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

摘要: (3638)

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PDF (209.12 KKB)(20409)

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

中亚热带人工针叶林生态系统碳通量拆分差异分析

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

摘要: (3686)

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PDF (12.55 MKB)(18234)

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

中国西北干旱区气温时空变化特征

黄蕊, 徐利岗, 刘俊民

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

摘要: (3245)

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PDF (10.80 MKB)(18092)

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

温度对药材甲(Stegobium paniceum L.)实验种群发育和繁殖参数的影响

李灿, 金道超, 柳琼友, 李子忠

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

摘要: (2674)

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PDF (218.42 KKB)(17235)

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

树干径流对梭梭"肥岛"和"盐岛"效应的作用机制

李从娟, 雷加强, 徐新文, 王永东, 范敬龙

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

摘要: (3363)

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PDF (10.14 MKB)(16775)

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。

松花江流域沿江重点监控企业水环境潜在污染风险分析

沈园, 谭立波, 单鹏, 曹慧明, 邓红兵

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

摘要: (2981)

HTML (522)

PDF (1001.69 KKB)(16296)

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。

2000~2001年柘林湾浮游动物的群落结构及时空分布

姜胜, 黄长江, 陈善文, 周凯, 董巧香

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

摘要: (1795)

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PDF (503.45 KKB)(16130)

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。

福建洛阳河口潮间带大型底栖甲壳动物群落及其功能群研究

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

摘要: (1974)

HTML (558)

PDF (10.11 MKB)(15933)

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。

长江中游城市群生态系统健康时空演变特征分析

陈万旭,赵雪莲,钟明星,李江风,曾杰

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

摘要: (426)

HTML (497)

PDF (20.15 MKB)(15758)

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。

专论与综述

生态系统服务价值评估研究进展

赵军, 杨凯

2007,27(1):346-356, DOI:

摘要: (6101)

HTML (0)

PDF (432.27 KKB)(14941)

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。

研究论文

牦牛生态类型的分类

钟金城, 陈智华, 赵素君, 肖玉萍

2006,26(7):2068-2072, DOI:

摘要: (2192)

HTML (0)

PDF (227.98 KKB)(14172)

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。

山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专辑

道法自然的增强设计:大面积快速水生态修复途径的探索

俞孔坚

2019,39(23):8733-8745, DOI: 10.5846/stxb201905311146

摘要: (1490)

HTML (454)

PDF (48.87 MKB)(14097)

Abstract:

农民利用千百年积累的生态智慧,通过简单而有效的方法,用最少的投入,实现大面积的改变,营造可持续的、源于自然而又高于自然的地球表面景观。文章探讨了如何重新发掘农民道法自然的生态智慧,进行大面积水生态修复的理念、方法和案例。基于作者及其团队20多年的研究和实践,提出了“传统生态智慧-模式提炼-增强设计-运行检测(POE)-模块技术-现代生态修复工程”的研究和实践路径,将传统农耕生态智慧进行了增强设计,形成了模块化的当代生态工程技术,用于大面积国土生态修复,尤其是以水为核心的生态过程与景观的生态修复,在全国200多个城市的山水林田湖草生态修复工程中进行实践并得到检验。

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志_百度百科 网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10生态学杂志播报讨论上传视频中国生态学学会主办的学术期刊《生态学杂志》创刊于1982年,是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会主办的农业核心期刊。 [1]据2018年5月23日《生态学杂志》编辑部官网显示,《生态学杂志》编辑委员会编委有90人。 [2]据2018年5月23日中国知网显示,《生态学杂志》共出版文献8344篇、总被下载2618923次、总被引164319次、(2017版)复合影响因子为2.019、(2017版)综合影响因子为1.344。 [3]据2018年5月23日万方数据知识服务平台显示,《生态学杂志》载文量为6194篇,被引量为103597次,下载量为148547次;影响因子为1.44。 [4]中文名生态学杂志外文名Chinese Journal of Ecology语    种中文类    别农业主管单位中国科学技术协会主办单位中国生态学学会编辑单位《生态学杂志》编辑部创刊时间1982年出版周期月刊国内刊号21-1148/Q国际刊号1000-4890邮发代号8-161属    性核心期刊、CA、JST、Pж(AJ)现任主编贾永锋编辑部地址沈阳市文化路72号目录1办刊历史2办刊条件▪栏目方向▪人员编制▪学术交流3办刊成果▪研究发表▪收录情况▪影响因子▪荣誉表彰4文化传统▪形象标识▪办刊方向5现任领导办刊历史播报编辑1982年,《生态学杂志》创刊,为季刊。1984年,由季刊改为双月刊。2005年,由双月刊改为月刊。 [3]2014年12月,该刊成为原国家创新闻出版广电总局第一批认定学术期刊。 [5]办刊条件播报编辑栏目方向主要栏目该刊开辟有研究报告、专论与综述、研究简报、新方法与新技术、书刊评介、学术动态等栏目,内容主要包括:生态系统生态学、分子生态学、种群生态学、群落生态学、景观生态学等,尤其鼓励生物地球化学循环、生态系统生态学、动植物微生物之间相互作用、微生物生态学、分子生态学、气候变化等领域的来稿。 [1]读者对象《生态学杂志》的读者对象主要是生态学、生物学、地学、林农牧渔业、海洋学、气象学、环境保护、经济管理、卫生和城建部门的科技工作者,有关决策部门的科技管理人员及高等院校师生。 [1]人员编制据2018年5月23日《生态学杂志》编辑部官网显示,《生态学杂志》编辑委员会编委有90人。 [2]编委:白中科、曹雅忠、常禹、常剑波、陈进、陈欣、陈保冬、陈伏生、陈利军、程维信、崔国发、杜尧东、段留生、方运霆、冯新斌、傅平青、高天翔、戈峰、巩宗强、关德新、郭庆军、郭书海、胡江春、蒋新、孔维栋、李琪、李彦、李保平、李秀珍、林光辉、刘黎明、刘玲莉、刘杏忠、刘学军、刘志民、卢欣、吕晓涛、马鸣、钦佩、全燮、申卫军、施卫明、宋长春、宋玉芳、苏德纯、孙志高、田兴军、万方浩、汪福顺、汪思龙、王安志、王德利、王根绪、王光华、王克林、王清奎、王少锋、王祥荣、王绪高、王应刚、王中良、吴宁、吴东辉、吴丰昌、吴文良、徐慧、徐宗学、许建初、闫巧玲、颜晓元、杨效东、叶勇、于强、于大炮、曾凡江、曾希柏、张爱兵、张惠文、张金屯、张庆贺、张扬建、张元明、张正旺、赵平、赵哈林、赵永存、赵之伟、郑元润、周立祥、邹发生学术交流2010年5月14日,《生态学杂志》参与了快速变化环境下的中国生态学研讨会暨《应用生态学报》第六届/《生态学杂志》第八届编委会会议。编委和专家做了,内容涉及森林生态学、植物生态学、动物生态学、农业生态学、草地生态学、微生物生态学、景观生态学、环境生态学和城市生态学等领域的精彩学术报告。 [6]2016年11月28日,《生态学杂志》在清华大学深圳研究生院召开“中国第三届稳定同位素生态学学术研讨会及技术研修班暨中国生态学会稳定同位素生态专业委员会2016年会”。对稳定同位素技术逐渐成为进一步了解生物与其生存环境相互关系的强有力的工具,使现代生态学家能够解决用其他方法难以解决的生态学问题,其应用范围已涉及到微生物群落结构、植物生理生态适应机制、动植物相互作用、全球变化效应、全球碳循环、水资源的合理利用、食物网结构及营养级关系、古植被和古气候重建等众多生态学研究领域。 [7]办刊成果播报编辑研究发表据2018年5月23日中国知网显示,《生态学杂志》共出版文献8344篇。 [3]据2018年5月23日万方数据知识服务平台显示,《生态学杂志》载文量为6194篇。 [4]收录情况据2018年5月《生态学杂志》编辑部显示,《生态学杂志》被中国和外国10多家权威检索系统和数据库收录。包括:《中国科学引文数据库》(核心期刊)、《中国期刊方阵》(双效期刊)、《中文核心期刊》、《中国科技核心期刊》、《中国科技论文与引文数据库》、《万方数据库》、《中国期刊全文数据库》、《中国学术期刊全文数据库》、《中文科技期刊文摘数据库》、《中国科技期刊精品数据库》,以及美国《生物学文摘》(BA)、《化学文摘》(CA)、英国《生态学文摘》(EA)、日本《科学技术文献速报》(CBST)和俄罗斯《文摘杂志》(AJ)等。 [1]影响因子据2018年5月23日中国知网显示,《生态学杂志》总被下载2618923次、总被引164319次、(2017版)复合影响因子为2.019、(2017版)综合影响因子为1.344。 [3]据2018年5月23日万方数据知识服务平台显示,《生态学杂志》被引量为103597次,下载量为148547次;据2015年中国期刊引证报告(扩刊版)数据显示,影响因子为1.44,在全部统计源期刊(6735种)中排第462名,在生物科学、农业科学总论、农业科学(570种)中排第25名。 [4]荣誉表彰2005年,获辽宁省期刊二等奖。 [4]2012年12月,该刊入选“2012中国国际影响力优秀学术期刊”。 [8]文化传统播报编辑形象标识办刊方向《生态学杂志》主要刊登生态学领域有创造性,立论科学、正确、充分,有较高学术价值的论文,反映中国生态学的学术水平和发展方向,报道生态学的科研成果与科研进展,跟踪学科发展前沿,促进中国国内外外学术交流与合作。 [1]现任领导播报编辑届次职务姓名第九届主编贾永锋副主编傅伯杰、马克平、武志杰、薛建辉、张知彬、朱永官、曾德慧顾问丁德文、冯宗炜、蒋有绪、李文华、林鹏、任继周、山仑、沈允钢、孙儒泳(参考资料来源) [2]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号 京公网安备110000020000

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生态学杂志

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期刊英文名称:Chinese Journal of Ecology

出版周期:6~8个月(纸版)、3~5个月(知网首发)

出版地:沈阳

语种:中文

主管:中国科学技术协会

主办:中国生态学学会/中国科学院沈阳应用生态研究所

主编:贾永锋

联系人:李老师、张老师、魏老师、牟老师

邮发代号:8-161

地址:沈阳市文化路72号中国科学院沈阳应用生态研究所《生态学杂志》编辑部

邮编:110016

电话:024-83970394

传真:024-83970394

E-mail: cje@iae.ac.cn

网址: http://www.cje.net.cn

 

辽公网安备21010302000575号  辽ICP备05000862号-3

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期刊名称:生态学杂志

主办单位:中国生态学学会;中国科学院沈阳应用生态研究所

国内刊号:CN:21-1148/Q

国际刊号:ISSN:1000-4890

出刊日期:月刊

期刊级别:

(2022)复合影响因子:3.733 (2022)综合影响因子:2.375 CA 化学文摘(美)(2022) CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(2021-2022年度) 北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊: 1992年(第一版),1996年(第二版),2000年版,2004年版,2008年版,2011年版,2014年版,2017年版,2020年版 期刊荣誉:中科双效期刊

 

《生态学杂志》期刊介绍

《生态学杂志》(月刊)是中国科学技术协会主管、中国生态学学会主办、中国科学院沈阳应用生态研究所承办的综合性学术期刊,创刊于1982年,由科学出版社出版。主要刊登生态学领域有创造性,立论科学、正确、充分,有较高学术价值的论文,反映我国生态学的学术水平和发展方向,报道生态学的科研成果与科研进展,跟踪学科发展前沿,促进国内外学术交流与合作。

本刊开辟有研究报告、专论与综述、研究简报、新方法与新技术、书刊评介、学术动态等栏目,内容主要包括:生态系统生态学、分子生态学、种群生态学、群落生态学、景观生态学等,尤其鼓励生物地球化学循环、生态系统生态学、动植物微生物之间相互作用、微生物生态学、分子生态学、气候变化等领域的来稿。

本刊读者对象主要是从事生态学、生物学、地学、林农牧渔业、海洋学、气象学、环境保护、经济管理、卫生和城建部门的科技工作者,有关决策部门的科技管理人员及高等院校师生。

《生态学杂志》被中国科学引文数据库(CSCD)、《中国科技期刊引证报告》(CJCR)、《北大中文核心期刊目录》、《中国学术期刊(光盘版)》、《万方数据库》以及Scopus等国内外重要数据库收录。曾荣获中国科协优秀学术期刊二等奖、全国优秀科技期刊三等奖、中国科学院优秀期刊三等奖、辽宁省一级期刊等。

联系地址:沈阳市文化路72号 中国科学院沈阳应用生态研究所《生态学杂志》编辑部

邮政编码:110016

 

期 / 刊 / 档 / 案

 

公司名称:生态学杂志

所 在 地:辽宁/沈阳市

注册资本:未填写

资料认证:

主营行业: 农业科学 / 综合性农业科学类

公司类型: ()

公司规模:

注册年份:1982

 

 

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Landscape Ecology, an open access publication, is the flagship journal of a well-established and rapidly developing interdisciplinary science that focuses explicitly on the ecological understanding of spatial heterogeneity.  Landscape Ecology draws together expertise from both biophysical and socioeconomic sciences to explore basic and applied research questions concerning the ecology, conservation, management, design/planning, and sustainability of landscapes as coupled human-environment systems.  Landscape ecology studies are characterized by spatially explicit methods in which spatial attributes and arrangements of landscape elements are directly analyzed and related to ecological processes. 

All manuscripts must show a keen awareness of the current literature and an immediate relevance to at least one of the following key topics:  (1) Flows and redistributions of organisms, materials, and energy in landscape mosaics; (2) Landscape connectivity and fragmentation; (3) Ecosystem services in dynamic landscapes (especially, tradeoffs and synergies); (4) Landscape history and legacy effects; (5) Landscape and climate change interactions (particularly, mitigation and adaptation); (6) Landscape sustainability and resilience (e.g., relationships between ecosystem services and human well-being in changing landscapes); (7) Mechanisms and ecological impacts of land use change; (8) Scaling relations and hierarchical linkages of patterns and processes across landscapes; (9) Innovative methods in landscape analysis and modeling; and (10) Accuracy assessment and uncertainty analysis of landscape studies.

A valuable resource for both researchers and practitioners in ecology, conservation, ecosystem management, and landscape planning and design, Landscape Ecology is currently one of the leading journals across these fields.

 

Editor-in-Chief

Jianguo Wu

Impact factor

5.2 (2022)

5 year impact factor

5.3 (2022)

Submission to first decision (median)

13 days

Downloads

1,092,546 (2023)

Societies and partnerships

The International Association for Landscape Ecology (IALE) (opens in a new tab)

Latest articles

China’s safe and just space during 40 years of rapid urbanization and changing policies

Hongyan BianJie GaoJianguo Wu

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16 March 2024

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Collection: Improving landscape sustainability across urban and rural regions in a changing world

Rethinking connectivity modeling for high-mobility ungulates: insights from a globally endangered equid

Azita RezvaniMahmoud-Reza HemamiSaeideh Esmaeili

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12 March 2024

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11 March 2024

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Moisture thresholds for ignition vary between types of eucalypt forests across an aridity gradient

Jane G. CawsonJamie E. BurtonTrent D. Penman

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Open access

11 March 2024

Article: 70

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Landscape Ecology is now a full open access journal!

​​​​​​ANNOUNCEMENT | Journal MilestoneLandscape Ecology is a full open access (OA) journal as of January 2024! It now publishes only OA content that is freely available to readers worldwide, enabling the widest possible dissemination and reuse.

Advances and Applications of Unoccupied Aerial Systems (UAS) Research in Landscape Ecology

CALL FOR PAPERS | Deadline: March 31, 2024UN SDG 13 (Climate Action); SDG 15 (Life on Land)This collection will highlight new research that integrates Unoccupied Aerial Systems (UAS) data into landscape-scale analysis.

Improving landscape sustainability across urban and rural regions in a changing world

CALL FOR PAPERS | Deadline: March 31, 2024UN SDG 2 (Zero Hunger); SDG 3 (Good Health & Well-being); SDG 11 (Sustainable Cities & Communities); SDG 12 (Responsible Consumption & Production); SDG 13 (Climate Action); SDG 15 (Life on Land)A central issue in the science and practice of landscape sustainability hinges on the landscape pattern-ecosystem services-human wellbeing nexus—which is the theme of this collection.

Pandemics and landscape ecology in a post-COVID world

CALL FOR PAPERS | Deadline: May 1, 2024UN SDG 3 (Good Health & Well-Being); SDG 11 (Sustainable Cities and Communities): Target 11.5, Target 11.7We are interested in papers that examine the spatial dynamics of pandemics, including (but not limited to COVID-19) spreading, forecasting, management and mitigation, and that also look at the ecological impacts of the “anthropause” due to COVID-19, as well as challenges to research during the first years of the pandemic and continuing on as we learn to “live with COVID”.

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Print ISSN

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生态学杂志

杂志介绍(非官网)

发表咨询:400-808-1731

订阅咨询:400-808-1751

生态学杂志

北大期刊

CSCD期刊

统计源期刊

Chinese Journal of Ecology

21-1148/Q

国内刊号

1000-4890

国际刊号

2.04

影响因子

1-3个月下单

审稿周期

生态学是中国生态学学会;中国科学院沈阳应用生态研究所主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1982年创刊,目前已被北大期刊(中国人文社会科学期刊)、CA 化学文摘(美)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。生态学在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。

栏目设置:综述与专论、技术与方法

投稿咨询

加急咨询

杂志订阅

杂志介绍

投稿要求

收录与荣誉

数据统计

发文分析

服务流程

热门期刊

生态学杂志介绍

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国生态学学会;中国科学院沈阳应用生态研究所

国际刊号:1000-4890

复合影响因子:2.04

全年订价:¥ 1500.00

国内刊号:21-1148/Q

出版地方:辽宁

邮发代号:8-161

发行周期:月刊

审稿周期:1-3个月

创刊年份:1982年

综合影响因子:2.47

《生态学杂志》在全国影响力巨大,创刊于1982年,公开发行的月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:研究报告、专论与综述、研究简报、新方法与新技术、书刊评介、学术动态等。

《生态学杂志》主要刊登生态学领域有创造性,立论科学、正确、充分,有较高学术价值的论文,反映中国生态学的学术水平和发展方向,报道生态学的科研成果与科研进展,跟踪学科发展前沿,促进中国内外的学术交流与合作。

生态学杂志投稿要求

(1)作者姓名及工作单位宜署真名,多名作者姓名之间要用逗号隔开;工作单位包括工作单位全称、所在省市名称及邮政编码。

(2)文稿应具科学性、实用性,论点明确,资料可靠,数据准确,层次清楚,文字精练,用字规范,文稿附图量不限,提倡多附图。

(3)正文应层次分明,在层次标码后,应拟定标题。尽量减少层次,不得多于3 层,采用1,1.1,1.1.1 方式。层次的数字序号顶格写,序号后要空一个汉字。

(4)参考文献引用要科学、合理,特别是要尊重已在本刊发表过相关论文的作者的劳动,引用时应尽量考虑引用,要有一定的文献引用量。

(5)凡属部级、省部级或其它基金项目资助的论文,请在文稿首页地脚标明基金名称及基金项目编号。

生态学是一本由中国生态学学会;中国科学院沈阳应用生态研究所主办的月刊,期刊级别为北大期刊、CSCD期刊、统计源期刊,预计审稿周期为1-3个月。

投稿咨询

生态学杂志收录与荣誉

北大期刊(中国人文社会科学期刊)

CA 化学文摘(美)

万方收录(中)

上海图书馆馆藏

CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)

国家图书馆馆藏

维普收录(中)

知网收录(中)

JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)

统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)

中科双效期刊

中国期刊全文数据库(CJFD)

中国优秀期刊遴选数据库

中国科技期刊优秀期刊

北大图书馆收录期刊

生态学杂志数据统计

生态学影响因子

生态学主要引证文献期刊分析

生态学杂志发文分析

生态学主要机构发文分析

机构名称

发文量

主要研究主题

中国科学院

2204

土壤;植物;污染;生态系统;群落

中国科学院大学

797

土壤;植物;群落;污染;物量

中国林业科学研究院

296

土壤;群落;植物;生态;人工林

西北师范大学

218

土壤;草地;气候;植被;群落

沈阳农业大学

211

土壤;玉米;胁迫;植物;微生物

北京林业大学

210

土壤;植物;油松;生态系统;物量

南京农业大学

195

土壤;胁迫;幼苗;污染;黄瓜

南京林业大学

160

土壤;物量;人工林;有机碳;微生物

上海海洋大学

156

群落;环境因子;鱼类;群落结构;盐度

北京师范大学

155

植物;生态;植被;生态系统;土壤

生态学主要资助项目分析

资助项目

涉及文献

国家自然科学基金

4235

国家科技支撑计划

643

国家重点基础研究发展计划

615

中国科学院知识创新工程重要方向项目

313

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项

266

国家林业公益性行业科研专项

180

国家科技重大专项

171

国家高技术研究发展计划

160

公益性行业(农业)科研专项

156

中国科学院知识创新工程

150

上一本:中国安全科学学报

下一本:文艺理论与批评

服务流程

选定期刊

准确匹配需求

支付定金

不成功全额退款

完成服务

信息可查

考核查实

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生态学杂志在线订阅

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网友评论

(不代表本站观点)

heijian** 的评论:

2020-03-10 15:26:11

生态学杂志编辑部工作人员工作态度严谨、认真负责。就文章质量来说,文章质量较高,具有一定的参考价值。另外,我感觉现在此杂志的投稿难度在逐渐降低,我身边的好几个同学均已投稿并顺利被接收。

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wenxiao** 的评论:

2019-12-10 09:30:19

生态学杂志的编辑很严格哦,修改过一次,投了过去,我认为很完美了,以为可以直接出版了,可是昨天编辑给我邮件,又指出一些地方需要修改,好严格呀,高水平杂志就是这个样子。不过编辑态度很好、很耐心的给我指导。

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lianger** 的评论:

2019-11-05 15:31:57

7月份投的,8月份给初审结果,因为个人原因,直到9月份我才修改完外审专家的意见,意见很多说的也很犀利,一针见血。对文章质量提升帮助很大。修改完投出去半个月给了意见,已经录用。祝大家投稿成功.

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lingeyu** 的评论:

2019-09-27 15:15:51

投了一篇,已经被拒了。专家一:肯定了创新性,提出一个意见让补充内容专家意见二(复制粘贴过来,不漏任何一个字):该文理论深度不够,研究工作还很不深入,工作量也不够饱满,无法达到本刊对所的质量要求。建议作者在进一步深入研究、取得好的研究成果后,再行投稿。个人感觉专家二即使认为工作量不够,也举个例子或者说一下那方面需要完善。

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wanzhen** 的评论:

2019-07-30 14:41:03

我觉得生态学杂志编辑的态度还不错,电话通知让修改,并详细说明了如何修改,4月04日提交修改稿,5月24日变为终审中,6月20日变为已录用。编辑部效率很快,赞!审改老师对文章分析也相当透彻,整理出了文章的亮点和不足。非常细致!

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songxia** 的评论:

2019-04-10 15:43:07

之前投稿一篇,生态学杂志审稿后说数据论证不充分,建议大修,自己直接当做被拒。编辑还是很严谨的,找的审稿人比较负责,提出的问题比较犀利!

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liuytfj** 的评论:

2018-02-23 08:53:45

11月17号投稿,中间过了小半个月,最后初审通过,由于自己发现了一些问题,因此要求编辑部退修,12月16号提交修改稿,然后立即送外审,到1月22号返回审稿意见,修改后发表,一周小修后提交修改稿,状态变为待终审,终审通过,心情大好。

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yidianl** 的评论:

2018-01-24 09:40:37

6月19投稿,7月4退修,8月18再退修,中间主要修改了一下图题格式和摘要,编辑很负责耐心,逐字校对,会把英文摘要送到国外专家去审,9月3日 状态改为了 已发表,总的来说速度还算比较快,虽然中间修改的较多,但是只要录用了见刊的速度不是其他杂志能比。王编辑的态度非常好,回复邮件也相当快,经常下班了还修稿,沟通意见。

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lkjnhy_** 的评论:

2018-01-08 09:46:07

前后大概花了不到三个月的时间,送审了4个审稿人,返回了两个意见都是修改后再审,审稿人的速度不快也不慢。但不得不说生态学编辑的效率真的高,速度算是国内杂志数一数二的了吧。

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xhzasr_** 的评论:

2017-12-21 10:07:11

从投稿到录用3个月,时间还是过得挺快的。编辑很负责,也很有耐心,非常优秀;生态学很有效率;另外杂志对文章质量要求比较高,能被录用,感觉很荣幸,哈哈。

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