人地复合生态系统韧性研究进展及其对海岸带生态系统韧性研究的启示

在全球气候变化与人类高强度开发的双重影响下,人地复合生态系统和受陆海系统交互影响的海岸带地区生态脆弱性更加明显。如何有效把握人地复合生态系统发展动向,合理规划与调控社会经济活动、促进人地关系协调发展一直是可持续发展领域研究的重点课题。韧性作为系统的内在特征,在防范化解灾害风险、维护区域生态安全中发挥着重要作用,是人地复合生态系统可持续发展能力的重要表现。然而,目前关于人地复合生态系统韧性的内涵、评估方法等方面尚未形成统一的范式,韧性的量化评估方法存在较大差异。通过梳理和归纳现有研究成果认为,韧性经历了从工程韧性、生态韧性到演进韧性的转变,其概念及内涵仍在不断拓展与深化;总结对比了基于过程形成性和状态总结性的韧性评估方法发现,将韧性作为过程与结果的综合评估研究仍较为缺乏;在抵抗扰动、维持稳定和协调发展的韧性理念下,生态系统的保护与修复等将是区域可持续发展应用中人地复合生态系统安全的重要保障。根据人地复合生态系统韧性研究进展的分析结果,结合海岸带生态系统韧性研究的现状及不足,认为未来需要在加强海岸带生态系统韧性内涵挖掘、完善海岸带生态系统韧性评价体系、提高海岸带生态系统韧性监测精度、促进学科融合推动海岸带生态系统韧性有效修复实践等方面深入研究。

2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性时空演变

海岸带是自然、社会、经济相互作用频繁的地区,然而,过度开发胁迫海岸带生态环境退化。海岸带复合生态系统韧性研究有利于实现精准有效的生态保护。本文综合多源数据从复合生态系统基底状态、社会经济发展与资源环境禀赋的耦合协调关系、复合生态系统的可持续发展潜力、人类活动对环境的影响范围与强度方面构建评价体系,定量评估2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性,分析韧性时空演变特征与空间分异的影响因素。结果表明:(1)2001-2020年东海区大陆海岸带复合生态系统韧性呈波动下降趋势,韧性空间异质性显著,具有明显的海陆梯度地带性。(2)林地是维持区域复合生态系统韧性的主体。(3)反映人类活动分布与强度的因素对复合生态系统韧性的影响越来越大。研究为保护、恢复、促进海岸带复合生态系统可持续利用与管理提供了理论支持与实践参考。

祁连山地区复合生态系统韧性时空演化及障碍因子识别

祁连山地区是我国重要的生态功能区,也是我国生态环境脆弱区之一,研究祁连山地区自然-经济-社会复合生态系统韧性,以期有效治理祁连山地区生态环境问题。构建三维空间矢量模型、耦合协调模型和障碍度模型,测度2007—2021年祁连山地区复合生态系统韧性和子系统耦合协调性,揭示影响复合生态系统韧性提升的障碍因子,并借助地理信息系统技术分析复合生态系统韧性的空间演化过程。结果表明:(1)祁连山地区复合生态系统韧性呈上升趋势,空间上呈现从东部逐渐向西部降低的趋势;自然子系统韧性呈下降趋势,空间上呈现中东部向西北部逐渐降低的趋势;经济子系统韧性呈上升趋势,且增速较快,高经济韧性集中分布于东部和北部;社会子系统韧性上升幅度不大,高社会韧性集中分布于东部。(2)祁连山地区复合生态系统韧性耦合度提升明显,已达到高水平耦合;耦合协调度呈波动上升,已达到中级协调等级。(3)自然子系统对复合生态系统韧性提升影响较大,来自经济子系统的指标障碍度提升明显。

黄土高原粮草复合生态系统蒸散发变化动态及其与干旱的关系

蒸散发是生态系统水循环的重要环节,直接或间接影响土壤水分、植物生长和生态系统碳循环等过程。蒸散发也极易受极端气候的影响,了解气候变化情景下生态系统蒸散发变化动态及其调控机制,对于区域水资源管理和生态恢复至关重要。本研究以黄土高原典型粮草复合生态系统为研究对象,采用涡度相关连续监测法,分析了粮草复合生态系统蒸散发季节变化动态及其与夏季干旱的响应关系,结果表明:1)蒸散发和环境因子呈现明显的季节变化动态,在整个生长季呈现单峰曲线,约88.5%的蒸散发量主要集中在生长季(4月-10月)。2)日最大蒸散发量为6.3 mm,年累积蒸散发量为471.5 mm,累积降水量远大于累积蒸散发量,蒸散发量和降水之间的差值为226.3 mm。3)夏季干旱通过诱导气孔闭合引起蒸散发出现一定程度的下降趋势,但对年蒸散发影响较小。4)空气温度、净辐射、土壤含水量和饱和水气压差均对粮草复合生态系统蒸散发季节变异存在一定的调控作用,但主要受净辐射和饱和水汽压差的调控。研究结果将为黄土高原粮草复合生态系统管理和气候变化下水分高效利用提供理论依据。

基于“压力-状态-响应”模型的上海市松江区复合生态系统承载力动态分析

本研究利用“压力-状态-响应”概念框架构建了上海市松江区复合生态系统承载力评估模型。综合考虑数据权威性、代表性、连续性,本研究共选取59项指标,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)对各项指标进行权重赋值,利用标准化处理、去趋势处理、相关分析等方法分析该区域生态压力、生态弹力、系统响应等方面相对变化趋势及相互关系。结果表明:1)2016—2022年,松江区生态压力呈缓解态势,主要原因是污染物排放量逐年减小、人口增速趋缓、人均资源消费稳定;2)松江区系统状态/生态弹力呈增强态势,主要原因是区域生态资源、环境治理、经济发展状态不断改善和增强;3)松江区复合生态系统承载力持续增强,主要原因是生态弹力不断增强,系统响应表现为环境质量不断改善;4)相关分析表明,系统响应(环境质量)和生态压力呈负相关关系,说明改善区域环境质量当前最有效的方法是减缓生态压力,提高环境基础设施建设可能产生相对滞后的环境效益。

基于复合生态系统理论的土地荒漠化防治路径与政策建议

荒漠化地区生态环境脆弱和产业发展滞后的“两难”问题制约着沙区生态、经济、社会的可持续发展。传统的沙化荒漠化治理只注重单一的生物、物理或经济环节,导致防治成果不够显著。环境系统是复合生态系统的基础,经济系统是科学防治的方式,社会系统是自然环境系统和经济系统和谐发展的目的。本文基于复合生态系统理论的环境—经济—社会三大系统耦合效应,总结土地荒漠化防治的路径,从产业、经济、社会和科技等方面提出政策建议。

基于InVEST模型的复合生态系统耦合协调关系研究——以兰西城市群为例

引入指数功效函数模型测算兰州—西宁城市群的经济社会发展状况,基于InVEST模型评估城市群的生态系统服务水平,并运用耦合协调度模型剖析经济—社会—生态子系统的耦合协调关系及时空变化特征.结果表明:2000-2020年间,兰西城市群经济、社会子系统发展呈典型的“双核心”模式,城市群次中心发展不充分,低水平县区广布特征明显;水源涵养、水土保持和固碳释氧服务均呈增长趋势,且呈不同的空间分异态势;综合生态系统服务呈现从东北向西南递增的阶梯状格局,高值区集中在三江源地区,低值区位于白银市;经济—社会—生态子系统处于高度耦合状态,总体演进趋势一致,互动关系紧密;协调度增长14.63%,高值区位于各市州城市建成区,低值区集中分布于城市群东北部,不同协调度分区滞后子系统不同.

黄河上游生态脆弱区复合生态系统韧性时空分异——以宁夏为例

提升生态脆弱区抗扰动和恢复能力是生态文明建设的重要内容。构建基于经济、社会、自然多维视角的复合生态系统韧性评估模型,利用熵值法和GIS空间分析法,对2010—2020年宁夏复合生态系统韧性进行时空差异性分析,借助耦合协调模型、相关性分析和障碍度模型诊断影响生态韧性提升的关键因素。结果表明:(1)宁夏复合生态系统韧性水平呈上升态势,但整体水平较低,经济韧性增速最快。高经济韧性北部密集分布,高社会韧性以市区为中心成片分布,高自然韧性主要连片分布在东、南、西、北四角,北部复合生态系统韧性高于中部和南部。(2)宁夏复合生态系统的耦合度较高、但协调度偏低,研究时段内耦合协调度提升缓慢,大部分区县仍处于严重失调和中等失调状态。(3)经济结构与经济潜力、基础设施、民生改善、自然环境表现出很强的正相关性。准则层中人口数量、环境压力、经济活力对复合生态系统韧性提升产生较大影响,指标层中综合能源消耗量和交通仓储邮政人员数对大部分区县韧性提升有较大影响。今后需积极发挥各影响因素的正向协同效应,快速提升宁夏复合生态系统韧性,以有效助力黄河流域生态保护和高质量先行区建设。

2019-2021年黄土高原典型粮草复合生态系统日通量数据集

粮草复合生态系统作为黄土高原典型的生态系统类型,对维持区域粮食生产和畜牧业发展起着至关重要的作用。了解黄土高原粮草复合生态系统碳水交换和能量配分特征,对于理解黄土高原区域气候、碳水循环及其耦合过程具有非常重要的意义。本数据集为兰州大学甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站自2019年累计的日尺度碳水通量数据,时间覆盖范围为2019年1月至2021年12月,数据指标包括净生态系统CO_(2)交换量(NEE)、总生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(RE)、蒸散发(ET)、潜热通量(H)、净辐射(Rn)和降雨量(P)等。研究生态系统为粮草复合生态系统,属黄土高原典型的农业生产类型,具有较强区域代表性。本数据集从野外观测、数据入库、质量控制到通量计算均严格按照国际通量观测技术标准进行,所获数据完整性好、质量高,数据可为黄土高原区域作物生产、水资源高效利用、碳源汇管理以及对全球气候变化的响应等研究方面提供数据基础。

复合生态系统理论视角下乡村生态景观营造路径探索

乡村作为以农林渔牧经营为主的社会-经济-自然复合生态系统,以人的活动为主导,自然子系统、社会子系统与经济子系统之间相互依存、制约与补偿,形成人类活动与自然之间的和谐共生关系。本文基于复合生态系统理论,阐释乡村社会-经济-自然系统的相互关系,探讨生态景观作为乡村生态基础设施的营造路径。通过梳理复合生态系统视角下乡村生态景观的自然性、经济性、社会性等基本属性,辨析其空间范畴、要素与功能、权属与生态权益等基本框架,厘清乡村生态景观营造的基本脉络和影响因素。以张家口市崇礼区石窑子乡为例,构建涵盖韧性评估、保育修复、价值转化、管控能力的乡村生态景观营造路径,针对林草交错地区的乡村生态条件和村庄发展特点,进行生态景观的韧性评估,划分林草植被恢复、农林机制重塑、村庄聚落人居3个区域,并提出生态保护修复、生态价值转化路径和生态管控能力提升策略,以期优化乡村生态景观营造方法,为乡村生态振兴和人居环境整治提升提供参考思路。

基于复合生态系统理论的城市生态空间治理框架构建

文章从系统学角度出发,界定城市生态空间治理的概念和内涵,提出当前城市中的生态空间治理的本质是对城市复合生态系统的治理,应当以全空间、全要素、全过程的全局导向及人民城市建设理念下的高品质空间导向为价值遵循;以生态-经济-社会复合性、过程性与系统性、广泛参与性、可持续性4个层级对应生态空间治理的12项基本原则,以政府主导-市场能动-公众参与为治理主体,完善自然生态-经济-社会子系统复合兼顾的治理过程,并构建基于复杂城市系统的反馈调节机制,帮助管理者更好地规范人们在城市生态系统中的行为,实现城市的可持续发展。

城市规划对城市复合生态系统的优化功能分析

分析城市规划对城市复合生态系统的优化功能,需了解城市规划、城市复合生态系统的基本定义与相关内容,在分析城市规划带来的优化功能的同时,探索其实际优化路径,总结经验,反馈到后续的城市规划进程中,以此来推动城市复合生态系统建设的稳步展开。

紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性——以云南绿春为例

为揭示紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性,于2006-2007年在云南省绿春县牛孔乡采用陷阱法调查了天然紫胶林、人工紫胶林和旱地的地表甲虫群落。共采集标本1678头,分别隶属于24科120种,其中步甲科(Carabidae)和金龟科(Scarabaeidae)种类最丰富,均占全部种类的12.50%。拟步甲科(Tenebrionidae)个体数量最丰富,占个体总数的64.48%;金龟科次之,占个体总数的17.58%。大多数科的物种数和个体数在不同土地利用生境中的分布没有显著差异,而步甲科、隐翅甲科(Staphylinidae)、叩甲科(Elateridae)、拟步甲科、瓢虫科(Coccinellidae)和小蠧科(Scolytidae)在不同土地利用生境中的分布有显著差异。天然紫胶林地表甲虫个体数量最少,物种较丰富,优势度最低,多样性最高;人工紫胶林个体数和物种数均丰富,优势度和多样性居中;旱地个体数量最多,物种最贫乏,优势度最高,多样性最低。种级水平的聚类分析体现出人工紫胶林与旱地之间在种类组成上距离较近;而科级水平的聚类反映出人工紫胶林和天然紫胶林更接近。结果提示,紫胶林-农田复合生态系统具有区域内土地利用方式多样化的特点;天然紫胶林在维持地表甲虫多样性水平上具有重要作用,而人工紫胶林虽具有积极作用,但仍需进一步恢复。

农村环境治理共同体研究——基于复合生态系统理论视角

随着生态文明建设的加快推进,农村环境治理日益受到重视。受利益机制不完善、政策落实不到位和权责结构不清晰等因素的影响,多元主体作用的发挥还不够充分。复合生态系统理论为农村环境治理提供了新的思路。基于复合生态系统理论视角,优化农村环境治理可从社会、经济、自然三个维度对多元主体进行审视,构建涵盖理念、机制、内容等层面的农村环境治理共同体,整合多方力量,补齐农村环境建设短板,进一步提升农村基层治理能力。

通过农林复合生态系统发展非木材林产品

本文探讨农林复合生态系统生物群体的综合设计 ,论述农林复合生态系统生物群体综合设计的原则、步骤和基本内容 。

三倍体毛白杨-黑麦草复合生态系统林木细根与草根的分解及养分动态

在天全县的退耕还林地中,对三倍体毛白杨细根与黑麦草草根的分解及其N、P、K、Ca和Mg养分动态进行了研究.结果表明,细根直径0～1、1～2和0～2 mm及草根的分解速率与时间呈负指数关系,第1年干重损失率分别为76.17%、69.80%、73.44%和79.53%,分解50%所需的时间分别为217、266、254和172 d.细根分解过程中,N和Ca浓度增加,而P、K、Mg浓度下降;草根分解过程中,其养分元素的浓度变化整体上没有规律.细根分解过程中P、K和Mg的养分残留率与其干重残留率的变化趋势相似,分解前期下降较快,随后下降比较平缓,N和Ca的养分残留率下降则比较平缓,并且养分的分解速率均以P最快,其次是K和Mg,而N和Ca最慢;草根分解过程中N、P、K、Ca和Mg的养分残留率初期下降比较快,随后趋于平缓,并且元素分解速率呈不规则变化,其中Ca分解速率最慢,其它元素的分解速率相近.

三峡库区农林复合生态系统的效益评价

在对三峡库区农林复合生态系统大面积调查和定点测试的基础上 ,根据生态学原理和生态经济学原理 ,采用层次分析法 ( AHP) ,根据对农林复合生态系统的生物量和生产力、物质流、能量流、价值流、土地利用率等系统研究的结果 ,对三峡库区分布面积较大的 4种农林复合生态系统从经济效益、生态效益、社会效益及综合效益方面进行了评价 ,并与农田生态系统进行了对比研究。这一研究结果将为科学合理地利用三峡库区土地资源、生物资源和气候资源提供重要的科学依据 ,为保护和改善三峡库区的生态环境、解决农村移民就地安置部分的生存问题及提高农村的经济发展水平提供理论基础。

三江平原沼泽区“稻-苇-鱼”复合生态系统生态效益研究

在三江平原沼泽区建设"稻-苇-鱼"复合生态系统的实验研究表明,它具有提高水资源利用率,调节河川径流,改善气候,净化环境,改良土壤,防止沼泽退化,保护濒危动、植物资源等多种生态功能,并进一步提高了生产力和土地治理率。

社会-经济-自然复合生态系统生态位评价模型——以四川省为例

在深入分析区域资源、环境、社会、经济综合系统基础上,建立了四川省2001—2010年社会-经济-自然复合生态系统生态位评价指标体系,复合生态系统综合生态位包括资源、环境、经济和社会4个子系统生态位。将耦合投影寻踪模型应用于复合生态系统生态位评价,其中,采用并行模拟退火算法对评价模型参数进行优化。研究结果表明:2001年—2010年四川省复合生态位呈现先降后升的趋势,复合生态位评价值从2001年3.1325下降到2005年的2.8499,从2005年开始,复合生态位逐渐增加,到2010年增加到3.3304。表明环境重视程度的提高,环保意识的加强,促进了复合生态位的提高,区域自然生态和环境得以改善。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对生态位评价等级的影响程度,值越大则对应的评价指标对生态位评价等级的影响程度越大。区域生态位评价等级指标的影响程度最大的10项中有4项是环境生态位子系统指标,表明环境生态位子系统对综合生态位影响最大。发展过程中经济生态位子系统和社会生态位子系统指标值相关系数为0.9957,表明两子系统基本上是保持同步发展。而经济生态位和环境生态位子系统指标值相关系数为-0.9346,呈现明显的负相关关系。资源子系统呈现上升趋势。模拟退火优化的投影寻踪耦合模型应用于复合生态位评价,具有实用性和可行性,为区域生态管理科学决策提供重要依据。

华南丘陵区农林复合生态系统稻田二氧化碳排放及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法对稻田CO2排放进行田间原位测定,探讨农林复合生态系统稻田温室气体CO2的排放规律。结果表明,在生长季节中,有植株参与稻田CO2排放速率的日变化形式均为白天出现排放高值,夜间出现排放低值。有植株参与稻田CO2昼夜排放速率平均值都显著高于无植株参与稻田。温度(气温、地表温度、地下5 cm温度)是有植株参与稻田在植株生长期间稻田CO2排放速率昼夜变化的主要影响因素。水稻作物对CO2的排放影响较大,早稻有、无植株参与稻田CO2季节平均排放速率分别为316.29±23.74和101.88±16.83 mg.m-2.h-1。晚稻有、无植株参与稻田CO2季节平均排放速率分为622.40±57.67和179.41±19.51 mg.m-2.h-1。早、晚稻有植株参与稻田的CO2季节平均排放量分别比无植株参与稻田增加了310%和347%。