祁连山南坡微地形下典型生态系统土壤蓄水能力差异

[目的]探讨祁连山地区微地形形态下典型生态系统土壤蓄水能力差异性,为该区进一步提高水源涵养能力提供参考。[方法]以微地形不同坡向青海云杉和高山草地为研究对象,采取野外采样和室内试验分析相结合的方法,研究不同坡向对典型生态系统土壤蓄水能力的影响。[结果](1)微地形高山草地所在阳坡区域,土壤水分贮存量随坡位上升逐渐呈减少趋势,坡中上(PZS)为土壤水分贮存量最低的坡位;坡位对土壤饱和蓄水量影响较小。(2)坡位显著影响着阴坡青海云杉土壤水分贮存量,土壤贮水量沿坡位上升呈增加趋势,坡顶处(PSD)土壤水分贮存量最高;坡位对青海云杉土壤潜在蓄水能力影响显著,坡中和坡中上土壤潜在蓄水能力最强。(3)两类典型生态系统土壤蓄水能力存在显著差异,高山草地(阳坡)土壤实际蓄水能力在不同坡位均高于青海云杉,青海云杉(阴坡)土壤潜在蓄水能力在坡位和土层尺度均显著大于高山草地(阳坡)。[结论]研究区微地形坡中上至坡顶段是该区保水增蓄的重点区域,坡中上以下区域是两类生态系统土壤蓄水能力核心区域,应继续保护。

2005-2020年中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集

土壤有机碳库是陆地生态系统碳库中最大、最为活跃的部分,在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用。中国西北旱区位于欧亚大陆的腹地,生态系统极其脆弱,对气候变化的响应也极为敏感,是近年来众多学者关注的热点地区,土壤有机碳储量估算以及空间分布特征日益成为该区域的研究焦点之一,但是数据共享不足与实测数据相对缺乏是造成研究结果不确定性的重要因素。在收集中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北六省区的农田、荒漠、草地生态系统野外科学观测研究站土壤长期观测数据的基础上,通过筛选、质量控制后,采用有机碳估算模型计算生成了中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集。本数据集涵盖了11个站点2005-2020年各类长期观测样地的表层(0-20 cm)和剖面分层土壤有机碳密度数据,以期为中国西北干旱区土壤碳储量估算和碳循环过程研究提供有价值的实测数据。

我国滨海典型生态系统修复主要技术及问题探讨

滨海生态系统修复是我国海洋生态保护工作的重要部分,众多海洋生态修复项目在全国各地陆续获批实施,修复技术研究面临着更高的要求。本文从海洋生态系统修复的模式划分出发,梳理了滨海盐沼、潮滩、海草床、红树林、珊瑚礁、牡蛎礁等典型类型的常见修复技术;简要介绍了多种修复技术的技术瓶颈;指出目前我国海洋生态修复存在的一些问题,如生态系统修复理论研究不足,修复手段以人工为主,对生态系统功能修复的重视不够,修复的时空尺度的衔接性和延续性欠缺;提出了亟待解决的关键技术问题,如高效低成本海草床修复关键技术尚待突破,珊瑚礁修复关键技术尚在发展中,红树林宜林地的选择和退塘还林技术有待提高;并提出今后应该以生态修复的顶层谋划为引领,进一步加强相关研究。

中国典型生态系统GPP的季节变异及其影响要素

总初级生产力(GPP)是陆地生态系统碳汇的重要组分之一,明晰GPP的变化规律及其影响机制,对深入认知生态系统碳循环过程有着重要意义。然而,目前鲜有研究基于多站点通量监测阐明不同类型生态系统GPP的季节变化特征及其主要影响因素。基于ChinaFLUX,沿着东西水热梯度分布的草地样带选择内蒙古温带草原(内蒙古站)、高寒灌丛-草甸(海北站)和高寒草地(当雄站)作为研究对象,沿着南北森林样带选择长白山温带针阔混交林(长白山站)、千烟洲亚热带常绿针叶人工林(千烟洲站)和鼎湖山亚热带常绿针阔混交林(鼎湖山站)作为研究对象,结合机器学习等统计方法,探讨GPP的季节变化特征、主要影响因素以及甄别不同生态系统间的差异性。研究发现,(1)3种典型生态系统GPP的季节动态整体呈单峰分布,且森林生态系统GPP高于草地和灌丛。(2)全子集回归等分析发现,草地生态系统GPP与土壤含水量(C_(SW))、叶面积指数(LAI)和气温(t_(a))呈正相关,与饱和水汽压差(D_(vp))呈负相关,而灌丛和森林生态系统GPP的影响因子主要为t_(a)和光合有效净辐射(R_(PA)),与水分因子的关系较弱。在季节干旱期间,千烟洲站GPP与C_(SW)和D_(vp)存在显著的相关关系。(3)方差分解和随机森林结果表明,水分是草地生态系统GPP季节变异的主导因子,其解释比重高于30%;温度是高寒灌丛(海北站)和温带落叶针叶林(长白山)生态系统GPP变异的主导因子,其解释比重接近或高于50%;辐射是亚热带森林生态系统(鼎湖山和千烟洲站)GPP变异的主导因子,其解释比重高于50%。在季节性干旱期间,水分因子对千烟洲站GPP变异的解释比重高于对其他灌丛和森林站点的。因此,在中国不同类型生态系统中,生长季GPP变异的驱动要素存在明显的异质性,其中在干旱和半干旱草地生态系统中,水分(C_(SW)和D_(vp))是GPP变异的主要影响要素,而在森林和灌丛生态系统中,温度或辐射为GPP的主要驱动要素。该研究有助于深入认识GPP的变化趋势及其影响要素,也可为中国碳循环的准确模拟提供数据基础和参数依据。

大亚湾典型生态系统状况调查与分析

大亚湾典型生态系统状况调查表明:过度捕捞,乱捕及违禁捕捞使大亚湾水产资源大幅下降,传统的渔汛早已不复存在;岸线、海滩过度开发、非法盗猎、航道阻隔、海域环境污染和诸多人为误捕、滥杀和破坏产卵环境等原因,大亚湾绿海龟的生存环境受到严重威胁;港口开发和水下爆破等致使珊瑚礁群落的优势种发生改变及石珊瑚出现白化现象;大型海岸工程的建设和过度对滩涂的围垦养殖,导致大亚湾红树林多以小簇或单株零散分布,红树林生态系统已处于一种极不健康的状态;大亚湾地区的滨海湿地面积逐年减少,人工湿地面积逐渐增大,天然湿地林相退化严重,湿地的外貌和结构日趋简单,降低了湿地生态和环境的功能。

浙江省典型生态系统外来入侵物种调查研究

随着经济全球化和国际贸易的不断增长,因外来物种入侵而引发的生物安全问题,已成为全球关注的热点之一。浙江省生态系统类型丰富,对外经济贸易活跃,为外来物种提供了入侵和蔓延的条件。部分外来入侵物种已对浙江省造成了严重危害,直接威胁到区域生态安全。为了解浙江省典型生态系统外来物种入侵状况,以浙江省大盘山自然保护区、天目山自然保护区和古田山自然保护区等3个国家级自然保护区以及温州沿海滩涂为研究区,开展了外来物种入侵状况调查研究。在3个自然保护区内共发现列入《中国第一批、第二批外来入侵物种名单》外来物种6种,名单以外的外来物种9种;温州沿海滩涂互花米草分布面积13.16km2,在温州沿海5个县(市、区)沿海滩涂均有分布。

中国典型生态系统土壤硝化强度的整合分析

针对国内外1959年至2013年间发表的2 900篇中国土壤硝化相关论文,获得288组中国土壤硝化强度数据,涉及26个省份,初步构建了开放式的中国土壤硝化信息系统。进一步利用整合分析,评估了土壤理化性质与土壤硝化强度的可能联系。结果表明:不同生态系统之间硝化速率由大到小依次为:农田(NO-3-N 1.39±0.27 mg kg-1d-1)、草地(0.74±0.17)、森林(0.66±0.16)、沙漠(0.17±0.08)、湿地(0.06±0.04)。在统计显著性的前提下,硝化强度与环境因子之间表现出一定的相关性趋势:即硝化强度与p H、有效磷、硝态氮正相关,与有机碳、速效氮和碳氮比负相关。在较大时空尺度下,生态系统类型是土壤硝化过程地理分异规律的最优解释因子,可能在硝化微生物形成与演替过程中发挥了重要作用。

典型生态系统氮氧化物释放通量研究进展

氮氧化物(NOx)是全球氮循环的重要形式,也是影响全球气候和环境的重要污染气体。近年来随着人为源NOx排放量的逐渐下降,自然源NOx的释放通量及机制越来越受到人们的关注。本文综述了NOx的来源、气候和环境效应、释放通量估算方法和典型生态系统中自然源NOx释放通量特征及影响因素。然而,目前对不同生态系统NOx的研究还不够系统和深入,建立NOx标准测定方法和通量估算方法,对不同生态系统特别是海洋及湿地NOx的源汇格局,微生物的作用机制、人为氮输入的影响等开展系统地研究,才能准确评价不同生态系统对大气NOx的贡献及变化趋势,完善全球氮的收支平衡研究。

拉萨地区典型生态系统服务功能的比较研究——以达孜县为例

以拉萨达孜县为例,采用市场价值法、影子价格法、替代工程法等,对山地灌丛草原、青稞农田和北京杨人工林3类典型生态系统的服务功能进行比较研究.结果表明：达孜县山地灌丛草原、青稞农田和北京杨人工林生态系统的物质生产、固定CO2、释放O2、涵养水源、维持营养物质循环等服务功能总价值分别为265.03×10^4,37139.38×10^4,263.82×10^4元/a.其中,生命支持功能的价值分别是产品服务价值的4.81,1.19,7.85倍,3类典型生态系统生命支持功能的经济价值均大于其产品服务价值.

中亚热带典型生态系统及其主要植物光合生理生态特性研究

通过对江西省鹰潭市5个典型生态系统的光合作用研究结果初步发现,各系统内植物的光合性能具有一定的规律性,各植物净光合速率一般均在上午10:00达到最大值,蒸腾速率随气温的升高而有不同程度的增加。其中复合农业生态系统的净光合速率和蒸腾速率最高,特别是净光合速率达到单作的2倍以上,是该地区值得进一步研究和推广的有效模式。

渤海典型生态系统恢复机制研究

针对环渤海经济发展导致的海洋生态环境恶化,环渤海地区的三省一市近年来采取了一系列海洋生态修复措施。尽管已经取得了一定成效,但六大典型生态系统的生境状况仍不乐观,仍存在陆海统筹的生态修复模式尚未形成、区域联动的生态修复体系尚未建立、生态修复资金来源多元化不足、生态修复的监查管控制度不完善等问题。基于此,提出渤海典型生态系统修复机制建设的相关建议:建立陆海统筹、治理与修复并施的修复机制;形成区域联动,三省一市协调合作机制;拓宽融资渠道,探索多元化融资机制;完善监查体系,强化监督考核机制。以期为渤海未来生态修复机制的构建提供有益参考。

浅谈保护区与典型生态系统海岛监视监测工作——以湄洲岛、漳浦红屿、东门屿为例

文章根据2016年湄洲岛、漳浦红屿和东门屿人为活动监视、植被监测、海水监测和潮滩沉积物监测结果进行分析,其中东门屿植被面积覆盖率最高,湄洲岛次之,漳浦红屿较低;除无机氮和活性磷酸盐外,其余各监测要素均符合第一类海水水质标准;3个海岛潮滩沉积物质量状况良好。对海岛监视监测工作中可能存在的不足,提出逐步壮大和固化调查监测队伍;适当增加监测站位及监测要素;明确监测资金渠道,保证资金投入,更新技术装备,加强海岛调查与监测技术研究水平;完善海岛调查与监测技术规范和标准,建立海岛调查、管理、监测相衔接的监督机制等意见建议,以期完善现有的海岛监视监测体系,为海岛环境、海岛资源保护工作提供有力的数据支持,亦为决策的制定提供更为详实全面的资料。

河南省典型生态系统定位观测站运行机制探讨——以省级生态定位观测站为例

根据全省生态定位站分布和建设情况,分析了生态定位站运行状况,提出了加强生态站建设和运行的工作建议。

典型海洋生态系统抗生素抗性基因研究进展

海洋生态系统中抗生素抗性基因(ARGs)污染具有隐蔽、难以治理的特征,会对生态和人类健康构成潜在风险.但目前研究多数是针对某一特定的海洋生态系统或海域,缺乏对中国海洋生态系统ARGs污染的整体概述和比较分析.本研究归纳了红树林、珊瑚礁、河口以及海湾生态系统中ARGs的赋存状况,分析了其主要的传播途径和影响因素,探讨了所造成的生态风险及评估方法.结果显示,ARGs在我国典型海洋生态系统中普遍存在且组成复杂,外源输入是其流行的主要驱动因素,环境变量的调节作用也不容忽视.ARGs对海洋生态系统具有潜在危害,现有的生态风险定量评估体系尚不完善,以期为进一步全面评估和有效控制中国典型海洋生态系统中ARGs污染提供参考.

红树林、海草床和珊瑚礁三大典型海洋生态系统功能关联性研究及展望

红树林、海草床和珊瑚礁三大典型系统的分布区域既接近而又相互独立,其独具特色的生态位和环境特征致使他们在功能上又相互依存。目前对于三大典型生态系统的关联性研究主要以鱼类资源的结构和生物量分布、营养级结构和岸线保护等领域展开。三大系统之间的关联性因地域、各个系统所处的状态以及系统自身的结构特征的差异而有所不同,因此研究成果具有较大的区域特征。目前,研究已经开始从简单的定性研究逐步往定量研究发展,但是由于研究技术和方法的差异性,地域间的可比性还有待加强。作为我国海岸带资源的重要组成部分,三大系统之间的关联性研究还较为薄弱。基于此,针对我国三大生态资源的现状开展相关研究,并制定相关的恢复和保护的技术对策,可为我国三大典型海洋生态资源的可持续发展和利用提供有力的技术支撑。

我国典型陆地生态系统固碳重要区范围界定

全球变暖已成为当今最主要的全球性环境问题之一,建立固碳重要区也是应对全球气候变化的重要途径之一.根据我国陆地生态系统现状以及固碳相关的最新研究结果和政府文件,以森林、草地生态系统为主要研究对象,采用GIS空间叠置分析方法,界定我国典型陆地生态系统固碳重要区(注:涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区)的空间范围.研究结果:固碳重要区评价指标体系包括生态系统碳储量、碳汇和固碳潜力3个核心因子,界定过程包括界定范围选择、固碳高值区识别、固碳重要区范围确定和分区命名等步骤.在全国尺度界定了森林、草地两大类共计20个固碳重要区,总面积285.6×104km2.其中,森林生态系统固碳重要区主要分布在我国东北部、西南部的深山区和东南部的山地丘陵,草地生态系统固碳重要区主要分布在内蒙古高原中东部、新疆西北部山地和青藏高原东南部.固碳重要区面积占全国国土总面积的29.8%,所提供的NPP(净初级生产力)量占全国NPP总量的40.7%,固碳能力是全国平均水平的1.37倍.固碳重要区范围界定结果符合"以较小面积获取较大服务"原则,适于作为我国实现碳减排目标的优先保护区域.

云雾山国家级自然保护区典型草原生态系统价值评估

以云雾山国家级自然保护区典型草原生态系统为对象,利用能值理论以及生态系统服务单价表对研究区封育30年来系统生态资产价值及生态服务价值进行评估,以期对封育效益进行评价.结果表明：封育最初10年,草原生态系统生态价值显著上升,封育10～25年间获得的效益一直保持在较高水平,但在封育25年后呈现下降趋势.其中,在2002年,即封育20年后,生态资产价值与生态服务价值达到峰值,分别为9994.97万元和1.07亿元.总体而言,30年封育期总体价值均远高于封育前状况,说明为期30年的封育措施使得草原生态系统价值得到大幅增长,封育效益显著.

漓江流域典型岩溶生态系统的自然特征差异

对漓江流域两种典型岩溶生态系统———典型峰林平原与典型峰丛洼地的自然特征研究对比表明,两者的差异集中体现在岩溶形态(包括石峰与洞穴)、地势分布、水文网、土壤与植被、洪水灾害与系统输入输出功能等方面,其中岩溶形态、地势分布、可开发利用的水资源与土地资源是两种系统存在显著差异的关键因素。典型峰林平原地势平坦开阔,外源水来源丰富,地下水分布均匀,土层成因多、分布广,具有城市发展、人群集聚的良好基础条件,但洪水灾害、枯季缺水、地面塌陷是影响社会发展的自然环境问题;典型峰丛洼地山地多,地势高,缺乏外源水,地下水埋藏深,土地资源贫乏,导致生境条件恶劣,不适于人群集聚,自然村落发展条件处于明显劣势。

基于单作物系数法的华北平原典型农业生态系统蒸散规律研究

作物系数法可以简单、准确地反映作物不同生育期内实际蒸散量变化规律及特点,但针对华北平原地区不同类型农业生态系统,尤其是梨园种植区生育期内作物系数的变化及蒸散规律研究并不充分。本研究针对华北平原典型的冬小麦-夏玉米农田生态系统、棉田生态系统和梨园生态系统,基于FAO56手册推荐的单作物系数法计算和验证了2016—2017年各农业生态系统初始生长期至生育末期的实际蒸散量,分析了不同生育阶段蒸散变化规律。不同作物初始生长期、快速发育期、生育中期和生育末期作物系数,冬小麦分别为0.60、0.88、1.07和0.72,夏玉米分别为0.46、0.76、1.01和0.80,棉花分别为0.34、0.71、1.07和0.78,梨树分别为0.81、0.91、1.02和0.96。冬小麦-夏玉米、棉田和梨园的单作物系数法计算的实际蒸散量分别为694.3 mm、472.2 mm和825.7 mm。3类作物生育期内实际蒸散量计算值比实测值分别低1.0%、低4.9%和高8.1%,变化趋势一致,相关系数为0.80~0.91(P<0.01)。粮、棉和果树生态系统是华北平原农业生态系统的典型代表,本研究不仅明确了各类作物尤其是研究比较缺乏的梨树的不同生育期内的作物系数,同时利用涡度相关实测结果进行了同时空尺度的验证,明确了单作物系数法在华北平原不同农业生态系统的适用性,为制定合理灌溉计划、实现作物耗水精准管理提供科学依据。

中国典型森林生态系统土壤水分时空分异及其影响因素

森林土壤水分作为物质与能量循环的载体影响林木生长与发育,并通过影响水分在陆气之间的循环与分配影响区域气候。基于我国不同气候带的9个森林生态系统定位观测站的长期观测数据,探究了2005—2016年中国典型森林生态系统土壤水分的空间分异及其时间动态,并进一步分析了影响其时空分异的环境因素。主要研究结论如下:(1)9个森林生态系统的土壤水分多年均值介于12.45%—36.30%之间,空间上呈现中温带、亚热带、热带土壤水分较高,暖温带土壤水分较低的分布特征。降水蒸散差(降水与蒸散的差值)可以解释我国森林生态系统土壤水分空间分异的62%(P<0.05);(2)我国北部与东部季风区森林区域土壤水分呈上升趋势,降水上升是主因,其中暖温带北京、南亚热带鼎湖山与鹤山森林土壤水分上升趋势显著,增幅分别为0.67%/a、1.72%/a与0.69%/a;西南地区森林生态系统土壤水分呈下降趋势,该趋势由降水下降与蒸散上升共同导致,其中中亚热带贡嘎山及哀牢山森林生态系统土壤水分下降趋势显著,降幅分别为-1.77%/a与-0.94%/a;土壤水分时间分异与降水蒸散差的相关性最高(R=0.59,P<0.01);(3)土壤水分呈下降趋势的森林生态系统中,春季土壤水分变化主导了年际变化,土壤水分上升的森林生态系统中,年际变化则是由秋、冬季主导。(4)与ERA-interim土壤水分再分析数据比较得出,两者在空间格局与变化趋势上均具有较高的一致性。CERN土壤水分观测数据反映了无人为干扰的自然条件下森林土壤-植被-气候之间的反馈作用,可为基于模型的土壤水分研究提供长时序的验证数据。