基于土地利用分析的兰州市城市区域生态安全格局研究

中尺度区域生态安全的研究针对区域的实际生态安全问题展开,处于各尺度生态安全概念的核心地位.作为特殊的区域,以生态基础设施建设为核心的城市区域生态安全格局的构建成为城市可持续发展的基础内容.基于土地利用分析的定性、定量相结合的景观格局研究,生态价值评估以及社会经济驱动分析为城市区域生态安全格局的构建提供了一种可能.兰州市区域生态安全格局由生态保障体系、生态缓冲体系以及生态过滤体系所构成,经过分析,认为生态缓冲体系的建设成为兰州市区域生态安全格局构建的关键.城市未来扩展格局的定量分析成为兰州市区域生态安全格局安全级别的判别函数,根据不同的响应,把区域生态安全格局化分为低级、中级和高级3个级别.

盐城海岸带表层土壤重金属的空间分布及其影响因素研究

以盐城海岸带为研究对象,分析了Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,V,Zn,Co,Cd 9种重金属元素在二维空间分布的异质性,以及沿着经纬度方向的梯度变化,并通过主成分分析和元素区域背景值的分析,探讨重金属元素的可能来源。结果表明:自陆向海存在着逐渐减少的格局梯度,而在区域的北部分布着重金属元素的峰值;二维分析的结果表明,重金属元素在空间分布的异质性较强,北部、人类活动较强的区域、靠近内陆的海岸带区域和河口区域的重金属元素值较高;主成分分析表明,9种元素可以分成两个主成分,第一个主成分包括Cr,Co,Fe,Mn,Ni,V 6种元素,其旋转荷载贡献率为63.31%,第二主成分为Cd,其旋转荷载贡献率为22.81%。对比元素的背景值,认为第一主成分主要反映了由外源输入的重金属元素,第二主成分主要反映了背景值,而Cu,Zn则处于外源输入和背景值交互作用的状态。目前该区域的重金属生态风险属于较轻的水平,但是由于日益加强的人为活动,人为引入的重金属元素研究值得重视。

全球化背景下城市的文化景观设计浅议——以兰州市为例

文化全球化产生了全球化的文化景观,城市作为这种全球化文化景观的主要体现者,应该在保持其民族地域文化的同时,大力吸取、再加工各种外来文化,向外辐射新文化。景观生态学原理具有关于运动和流动等景观格局关系的一般性意义,适用于包括城市文化在内的各种景观。文化再生功能体是城市文化景观设计的核心部分,应该具有为本民族的特色文化提供核心生境,同时为外来文化和新文化提供边缘生境的功能。以兰州市为例对文化景观特别是文化再生功能体的设计作了示意性说明。

外来种互花米草入侵模式与爆发机制

互花米草(SpartinaalternifloraLoisel)因其促淤造陆和消浪护堤作用显著而被许多国家引种,如今却在侵入地快速蔓延并呈现爆发趋势,对生态系统造成了极大危害,被认为是研究生物入侵生态学和遗传学的模式植物。从种群的入侵力、生态系统可入侵性和入侵通道3个方面探讨互花米草的爆发机制,研究结果表明高遗传分化和基因渗入能力是互花米草爆发的遗传基础,对逆境的高抗性和强竞争力是其快速扩张的保障,而高繁殖系数是互花米草爆发的源泉。我国互花米草种群的早期扩散人为影响超过了自然过程,快速扩张呈现出点源扩散和多点爆发的特点,从而为其种群控制带来困难,同时种子的跳跃式和连续式扩散在互花米草种群维持、更新和爆发中有重要作用,强有力的克隆生长能力也为互花米草种群的连续扩张提供了保障。现阶段要完全控制和根除互花米草是不实际的,但在及时预测预警的基础上,应用成本-效益分析方法,采取有序控制和综合开发利用的策略,仍可望妥善解决互花米草入侵所带来的负面效应。

退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展

滨水带是重要的生态交错带,物质、养分和能量流动速率高,具有较高的生态、经济和美学价值。近年来,由于缺乏科学合理的生态规划意识,我国滨水带多被建成近直立人工护岸,加之自然、人为干扰力度的加强,滨水岸线生境破坏,生物群落丧失,滨水带退化,水岸生态环境日趋恶化。通过对滨水带生态景观功能分析,研究滨水带退化原因与机理,系统归纳了国内外退化滨水景观带植物群落生态修复相关技术的研究现状,深入探讨了生境恢复、生物廊道恢复、景观格局美化和水岸生态系统结构与功能优化等方面的研究内容,并提出今后滨水带生态修复技术研究方向,以及基于生态学、景观学、水力学、土力学、生物学、经济学等多学科背景的滨水景观带植物群落定量分析、配置方法。最后指出,滨水景观带植物群落生态修复技术研究需进一步分析我国水岸生态系统退化机理、细化滨水深槽-浅滩序列、量化滨水植被配置宽度与生物多样性关系、深化稳定化长效管理技术等,为我国退化滨水生态景观带植物群落生态修复集成技术的研究与实践提供参考,以全面有效的提高生态环境质量。

常驻农民水污染控制意识的地域比较、影响因素及政策涵义

农民是流域面源污染的主要产生者,也是水环境恶化的直接受害者。理解农民对水污染控制的态度与需求,是实施有效流域污染控制的前提。本研究通过对江浙沪三地常驻农民的入户调查,从水质评价、水污染关注程度、水污染源治理等方面调查分析三地农民的水污染控制意识现状、地域差异和影响因素。研究结果表明:(1)三地水污染形势依然严峻;(2)农民普遍关注水污染问题,但缺乏基本的水污染知识;(3)农民普遍存在"政府依赖性",对农村污水处理的支付意愿不高。此外,农民水污染控制意识缺乏的现象普遍存在,不受地域、文化水平和年龄等因素的显著影响。由此造成的农民参与的缺失将是"十二五"期间在当地实现有效流域污染控制目标的巨大障碍。

中国的天然湿地:过去的问题、现状和未来的挑战

中国的天然湿地面积只占国土面积的3.8%,但提供了生态系统服务的54.9%,在八大湿地区域中呈不均匀分布。在过去50年中,由于中国的文明历史上长期的围垦湿地以及人口压力和错误的政策导向致使中国的天然湿地大面积丧失和退化(例如23%的淡水沼泽和51.2%的滨海湿地)。最近,随着人们对健康湿地生态系统在经济可持续发展中的重要作用的认识程度的提高,中国开始加大湿地保护的力度,表现为退耕还湿政策的执行,数十亿美元资金的投入用于恢复退化的湿地,以及国家计划到2030年使90%的天然湿地都得到保护。本文描述了中国天然湿地的现状,回顾了过去的问题,并对现阶段中国天然湿地保护所做的努力及未来面临的挑战进行了探讨。

The Headwater Loss of the Western Plateau Exacerbates China's Long Thirst

中国是一个水资源匮乏的国家，年均淡水储量2800km^3,人均可获得水量仅为2300m^3。水资源量和水资源利用效率低下共同导致了现代中国的干旱局面。更为严重的是，在西部高原，作为中国主要江河水源地的冰川和湿地的减少将在未来加剧上述干旱状况。尽管地下水作为资源之一可供开采使用，但大部分地区已经处于超采状态。中国需要关注危急的水资源短缺问题，以维护其高速的经济发展，并为世界发展作出更大贡献。

水域生态景观在风景园林教学中的价值及发展

水是风景园林中的重要元素。为缓解我国水资源短缺、水域景观污染、水质恶化等问题,改善人居环境,构建我国水域生态文明,满足人们亲水、乐水等迫切需求,水域生态景观越来越受到人们的高度重视,成为风景园林专业教育理论学习与实践的重要组成部分。文章从当今水域景观在国内外风景园林专业教学中的现状着手,强调风景园林专业教育模式的综合性、多元化与规范化,特别是水域生态景观学科领域的交叉性。分析水域生态景观在国内风景园林专业的价值及发展前景,探讨对我国风景园林教育模式未来发展的影响。

盐城海岸带土壤重金属污染风险评价比较研究

以盐城海岸带为研究区,分别采用地质累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染进行风险评价,分析不同方法在评价同一研究区时结果的差异性。结果表明,研究区Cr、Ni、Zn、Cd质量浓度平均值超过盐城海岸带环境背景值。地质累积指数法显示研究区土壤重金属在中度污染到强污染;内梅罗指数法显示研究区土壤重金属为重度污染;潜在生态危害指数法显示研究区土壤重金属处于中度潜在生态危害程度。3种方法评价结果的严重程度为:内梅罗指数法>地质累积指数法>潜在生态危害指数法。3种评价方法均有一定缺陷与局限性,相对于单一方法的污染评价,采用多种方法评价土壤重金属污染可使评价结果更加客观。

台风过程影响下的滨海湿地物理变量观测及湿地系统响应

如何研究台风等极端天气事件影响下的湿地系统响应过程,进而提出有效的生态完整性维护和管理方案,对关键区域的湿地管理及生态安全维护具有重要意义。本文于2021年9月“灿都”台风期间在南汇东滩南岸设置水动力观测点,采集表层沉积物、测量滩面高程并用无人机获得植被影像,运用ArcGIS空间分析,探讨了台风过程影响下的南汇东滩水动力、滩面沉积变化与植被分布面积响应。结果表明:台风中,观测点近底层平均流速为0.23 m/s,植被边缘平均有效波高和波能是台风前后的1.54倍和2.14倍,近底层1 m的滩面出现“高悬沙浓度层”(>10 g/L)且存在时长为8.13 h。台风后高程低于4 m的稀疏海三棱藨草和互花米草滩面侵蚀0~4.8 cm,高程高于4 m的茂盛互花米草和芦苇滩面淤积0~14.7 cm;研究区植被分布面积共减少1827.67 m^(2),减少量占台风前植被总量的1.63%,其中侵蚀滩面植被分布面积减少31.9%,淤积滩面减少68.1%。对台风过程影响后的湿地管理,可以总结为:(1)湿地在台风过程后滩面基本表现为明显的侵蚀、淤积区域共存的特征;(2)对高程低于4 m的侵蚀滩面,建议确定植被适宜生长的高程,结合台风过程冲淤变化通过“微生物膜”和植被斑块移植的方法消浪、固滩和促淤,加速湿地在台风过程影响后的修复。

长江口青草沙水库刀鲚食性转变

采用胃内含物法并结合碳氮稳定同位素分析,探讨长江口青草沙水库刀鲚(Coilia nasus)食物组成及其食性转变。基于胃内含物数据的聚类分析表明,刀鲚食物重量百分比(W%)在小个体(<99 mm)、中等个体(100~150 mm)和大个体(>150 mm)间两两差异显著;出现率(F%)和相对重要性指数百分比(IRI%)大个体与其他 2 个体长组差异显著,后两者无显著差异;数量百分比(N%)各体长组间均无显著差异。以上 4 种指数综合显示,小个体和大个体刀鲚分别主要摄食浮游动物和虾鱼类,中等大小个体刀鲚主要摄食浮游动物(F%、N%和 IRI%占优势)和鱼类(W%占优势);碳氮双稳定同位素混合模型亦表明,虾类和鱼类对大个体刀鲚有较大的食物贡献率。刀鲚的δ15N 随体长线性增加,δ13C 与体长呈二次多项函数关系,大个体的δ15N[(15.18±0.79)‰]和营养级(TL: 3.63±0.23)显著高于中等个体的δ15N[(13.87±0.68)‰]和 TL (3.26±0.20)(P<0.01),δ13C 差异不显著(P>0.05)。胃内含物法结合稳定同位素分析表明,刀鲚在生长发育中发生了食性转变,转变前后分别以水层和底层生物为主要食物来源,推测其作为优势种对该水库底层和水层食物网的营养耦合起着重要作用。

漂浮和沉水植物降解过程中氮磷的释放规律

将浮萍(Lemna minor)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)烘干植物体悬挂在水柱中,定期检测残存干物质和总氮(TN)、总磷(TP)含量,研究漂浮植物和沉水植物降解速率的差异。试验条件分别是原位池塘、有沉积物温室和无沉积物温室等3种降解条件。结果表明:马来眼子菜干物质降解速率略高于浮萍,2种植物的分解都是在原位池塘的条件下快于温室条件下。马来眼子菜TN的降解速率在有沉积物温室和原位池塘的条件下高于浮萍,但TP的降解速率却在所有处理条件下低于浮萍。2种植物分解1周后,氮磷比(N/P)均上升,说明TP的降解速率高于TN,1周后则波动不大。由此可见,无论是漂浮植物还是沉水植物,磷的分解速率在1周之内最快,漂浮植物浮萍TP的降解速率高于沉水植物马来眼子菜。由结果可知,与沉水植物马来眼子菜相比,漂浮植物浮萍释放到水体的TP更多。

木霉菌和复合微生物制剂在海三棱藨草湿地修复中的应用研究

为探究微生物制剂促进海三棱藨草湿地修复的可行性,本研究通过南汇东滩海三棱藨草四种浓度的木霉菌、复合微生物制剂对比添加实验,分析比较了添加不同浓度的微生物制剂后海三棱藨草数量和株高增长率、根际土壤理化性状及酶活性等指标的差异,实验的A、B两种典型土壤来自南汇东滩。结果显示,两种微生物制剂在一定程度上促进了海三棱藨草的生长,在A、B两种不同土壤中,其最佳添加浓度分别为木霉菌44.78,29.85 kg/ha,复合微生物制剂7.46,14.93 L/ha,对应的植株增长率分别为669%,200%,846%,288%,株高增长率达186%,180%,136%,280%。微生物制剂通过影响土壤中的铵态氮、硝态氮、总磷含量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶活性,促进植株的生长。研究结果表明,添加适宜的微生物制剂,可以促进海三棱藨草植株数量和株高的增长,为海三棱藨草湿地的人工修复提供了快速有效的可行性方案。

南汇东滩海三棱藨草群落区表层土壤中全氮和全磷含量的时空分布

研究湿地土壤中全氮和全磷含量的时空分布,对植物修复具有重要意义。在上海市南汇东滩湿地海三棱藨草(Scirpus mariqueter)群落区,利用2016年5月至2020年10月期间各采样点表层土壤中全氮和全磷含量的监测数据,根据计量学原理,采用地理加权回归方法,应用地理信息系统软件,分析研究区表层土壤中全氮和全磷含量的时空分布特征,筛选影响海三棱藨草密度的主要土壤环境因素。研究结果表明,南汇东滩湿地海三棱藨草群落区表层土壤中全氮质量比的平均值变化在0.11~0.47 g/kg之间,全磷质量比的平均值变化在0.62~1.57 g/kg之间;表层土壤中全氮和全磷含量的时空分布表明,移植海三棱藨草对南汇东滩湿地进行生态修复,取得了一定成效;表层土壤中全氮含量与海三棱藨草的生长和分布关系密切;表层土壤的含盐量和含水量以及采样点高程是海三棱藨草生长和分布的主要影响因素。

南汇东滩湿地不同植被类型土壤酶时空分布特征

依据植被空间分布的差异,研究2019年上海南汇东滩海三棱藨草植被区、互花米草植被区、互花米草-海三棱藨草植被混合区以及光滩区等4个不同区域土壤酶的差异及其影响因素。结果如下:南汇东滩海三棱藨草湿地中不同植被类型土壤酶活性不同,脲酶活性的大小顺序为海三棱藨草区>光滩区>互花米草区>混合区,土壤蔗糖酶活性的大小顺序为海三棱藨草区>互花米草区>混合区>光滩区,碱性磷酸酶活性的大小顺序为光滩区>海三棱藨草区>混合区>互花米草区,过氧化氢酶的大小顺序为混合区>海三棱藨草区>互花米草区>光滩区;混合植被区脲酶和蔗糖酶活性低于单一植被区,互花米草入侵降低了脲酶蔗糖酶活性,降低了海三棱藨草湿地的土壤肥力;不同植被类型区域土壤酶活性受环境因子影响不同,植被类型决定了土壤肥力进而影响了酶活力。

盐城海岸带土壤重金属潜在生态风险控制优先格局

采用GS+软件,分析了盐城海岸带106个土壤采样点的表层土壤样品中Cr、Cu、Ni、Zn、Cd共5种重金属元素的地统计特征,计算了重金属元素的Hakanson潜在生态风险指数并采用ArcGIS软件对其进行空间插值,结合NDVI及距离海岸带主要干扰源的欧氏距离分析,以及土地利用分析,研究了盐城海岸带区域的生态热点地区,分析了海岸带具有不同生态风险水平的生态热点区域,并以此对盐城海岸带的重金属生态风险控制提出了空间策略。结果表明:Cr、Cu、Cd的空间相关性强,Ni的空间相关性为中,Zn不具有空间相关性;半方差函数模型模拟分析表明,指数模型可以很好的模拟Cr、Ni的空间分布,而Cu、Cd的较优模拟模型是球状模型;插值的结果表明,Hakanson指数的空间分布异质性较强,南部靠近大丰麋鹿自然保护区和梁垛河闸、中部大丰港和四卯酉闸之间,以及北部射阳港以北几个区域的HRI值较低,而射阳港周边、射阳盐场周边的HRI值较高。通过计算,给出了一个优先的具有较高生态价值并具有中度和低度重金属生态风险的生态保护格局。

上海市城乡梯度上土壤重金属空间分布及其影响因素定量分析

提出了两种上海市城乡梯度上土壤重金属空间格局及影响因素的研究方法：缓冲区分析方法和滑动窗口分析方法.缓冲区分析的结果表明,人口变化指数及2~3 km范围内的建设用地比例能显著影响Cd和Cu的空间分布（p〈0.05）,而3 km范围内的道路密度显著影响Pb的浓度.滑动窗口分析的结果表明,Cd和Cu主要受工业活动的影响,而Pb受交通流量,以及反映城市景观扩张过程的景观形状指数的影响.相关分析表明,两种方式揭示了较为相似的土壤重金属空间累积影响因素,即工业活动相关的城市化过程.研究对理解城市化的发生机制及其重金属环境风险的管理有重要意义.

基于源汇理论的浦东新区土壤重金属沿城乡梯度的分布特征

基于源汇格局理论,采用滑动窗口分析法分析了上海市浦东新区城乡梯度上林地和建设用地土壤重金属包括Pb、Cu和Cd的浓度及其变幅差异,采用层次聚类分析法研究了重金属沿城乡梯度浓度变化的距离阈值,在滑动窗口重金属浓度和相关变量线性回归分析的基础上,采用相关分析方法辨别影响重金属空间分布的主要因素,并根据主要的影响因素,采取图层运算的方法得到了城市区域重金属环境风险控制的优先区域。结果表明:林地土壤的重金属浓度、变幅均高于建设用地,Cu和Cd浓度在距市中心27 km左右的位置显著降低,而Pb浓度在距市中心30 km左右的地方出现极大值。线性回归分析和相关分析表明,道路密度、建设用地比例和反映工业开发进程的人口导入指数显著影响重金属的空间分布。对图层运算后鉴别出的潜在优先管理区域,提出了林地多元化目标经营的理念。

盐城海岸带表层土壤重金属潜在生态风险分析

以2007年9-10月间采集的106个表层土壤样品为基础,分析了Cr、Cu、Ni、Zn、Cd等5种重金属元素的含量,计算了盐城海岸带重金属的Hakanson生态风险指数,研究了盐城海岸带的重金属生态风险格局。采用GS+软件,对生态风险指数进行了空间插值。结果表明:盐城海岸带的重金属生态风险呈现出明显的南北分异及海陆分异,北部开发较久的区域、内陆区域的生态风险值较高。对比农田与水产养殖区域与整个区域的平均生态风险值,农田区域的生态风险值接近整体的生态风险值,而水产养殖区域的生态风险值低于整体的生态风险值。就人为活动引入的重金属生态风险管理而言,盐城海岸带的重金属生态风险管理集中于人类活动较强和较弱的两个区域,前者如北部射阳港、射阳电厂、大丰港等,后者如射阳丹顶鹤自然保护区、大丰麋鹿自然保护区以及南部辐射沙洲区域等,这些区域多数是生态价值较高的热点区域。研究亮点:采用Hakanson重金属潜在生态风险指数法对盐城海岸带的重金属生态风险进行了空间分析,并结合该区域主要的人类活动,包括农田种植和水产养殖区域的重金属生态风险分析,评价了盐城海岸带的重金属潜在生态风险现状,并对研究区域重金属生态风险的有效管理提出了建议。该研究所采用的方法适合于海岸带区域尺度上重金属生态风险的评价和管理。