退化海洋生态系统修复相关概念与修复模式的探讨

退化海洋生态系统的修复是确保海洋资源可持续利用、保护海洋生态环境及建设海洋生态文明的关键举措,也是当前国内、外共同关注的焦点。本文在梳理海洋生态系统概念的形成与发展脉络,以及生态修复与退化海洋生态系统内涵的基础上,深入探讨了三个关键科学问题:提升科学认知、采用先进技术和加强适应性管理。这些问题的解决对于海洋生态系统的研究和修复工程的实施至关重要。

河流型湿地公园栖息地研究:以浙江仙居永安溪湿地公园为例

为提高湿地公园栖息地分类的合理性,促进湿地公园生态系统研究和有效开展高质量建设保护管理工作,基于斑块尺度水平,采用按级序主导因子的分级分类方法,对河流型湿地公园栖息地作出系统性分类,分析动物生态类群与栖息地类型的适宜性关系,并在浙江仙居永安溪湿地公园开展案例研究。结果显示:通过逐级细分、各级分类主导因子合理选择和组合,提高栖息地分类结果的合理性;野生动物栖息地是多种类型斑块的组合,动物各生态类群的栖息活动跨越多种类型的适宜栖息地斑块,栖息地斑块可分为关键性栖息地斑块、辅助性栖息地斑块。

旅游干扰对九龙山国家森林公园植被及土壤微生态环境的影响

为了明确旅游干扰对森林公园植被及土壤微生态环境的影响,以浙江九龙山国家森林公园为研究对象,分析不同旅游干扰强度对植被多样性、土壤理化性状、土壤酶活性及微生物群落结构的影响.结果表明,随着旅游干扰强度增强,九龙山国家森林公园植被覆盖度、枯落物厚度、丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均逐渐降低.其中,重度干扰区较未干扰区(CK)分别降低72.00%、89.47%、63.79%、73.81%和55.65%(p<0.05).在土壤理化性质影响方面,旅游干扰区明显大于未干扰区(CK).在重度干扰区内土壤含水量、电导率、有机质、全氮含量、蔗糖酶、磷酸酶、尿酶和过氧化氢酶活性均呈明显下降的趋势,降低量依次为24.76%、31.28%、44.09%、43.62%、52.49%、50.58%、65.29%和57.36%(p<0.05),而土壤容质量和全钾含量则分别显著提升了37.66%和61.26%(p<0.05);随着旅游干扰强度增强,土壤微生物总量、细菌和放线菌数量逐渐降低,真菌数量则逐渐上升,土壤逐渐由“细菌型”向“真菌型”转化;土壤中纤毛亚门、拟杆菌门、厚壁菌门、接合菌门、浮霉菌门以及疣微菌门的相对丰度不断提升,但是酸杆菌门、担子菌门、变形菌门、放线菌门、壶菌门以及子囊菌门的相对丰度不断下降;细菌群中青霉属、消化螺菌属、被孢霉属、链球菌属、镰刀菌属、普氏菌属、假霉样真菌属以及柠檬酸杆菌属的相对丰度不断提升,但是链孢菌属、支顶孢属、红游动菌属、柄孢壳属、韦荣球菌属、绿僵菌属以及韦荣球菌属的相对丰度不断下降.

黄河流域近40年土地利用/覆被时空变化特征

[目的]研究土地利用/覆被时空变化特征对于黄河流域土地资源保护与合理开发具有重要意义,可为黄河流域生态保护与高质量发展战略实施提供重要参考。[方法]基于黄河流域1980-2021逐年土地利用/覆被数据,采用Mann-Kendall和滑动t检验、地学信息图谱、标准差椭圆和重心迁移模型等方法,探究近40年黄河流域土地利用/覆被变化特征。[结果](1)1980-2021年林地、灌丛、水域、建设用地显著增加,耕地、草地、湿地显著减少。(2)流域土地利用/覆被变化时段可划分为1980-1992年,1993-2001年,2002-2012年,2013-2021年,数量结构逐渐呈现快速变化特点,建设用地、湿地和水域变化敏感。土地利用结构均衡度逐渐增强,呈现的阶段性变化与实施的重大战略措施关联性高,并与划分的阶段较符合。(3)流域中上游以2012-2021年和间歇变化型、耕地和草地的相互转换为主,下游以2001-2012年和2012-2021年变化型、耕地转为建设用地和草地为主。流域内宁夏北部、内蒙古东部及部分沿黄河水系分布的地区变化频繁。(4)湿地、水域和建设用地的重心向西迁移,分别呈现向西南集中分布、向东分散、向西北集中分布态势。[结论]土地利用结构在政策导向下总体趋势变好,未来应重点关注湿地以及土地利用变化频繁的地区。

基于文献计量的生态修复成效评估研究进展与展望

气候变化和人类活动导致的生态系统退化和脆弱加剧等问题备受世界关注,生态修复成为恢复受损生态系统的主要途径.生态修复的成效评估是确保生态修复质量和效果的关键环节,并为改进和完善生态修复工作提供科学指导.国内外关于生态修复成效评估的相关研究数量日益剧增,但缺乏系统的文献梳理,对研究领域发展历程和研究热点演变的认识不足.本文基于Web of Science和中国知网数据库,运用文献计量学软件CiteSpace知识图谱可视化方法,对国内外生态修复成效评估研究文献进行发文作者、发文机构、文献共被引和关键词共现分析,并在此基础上进行了展望.结果表明:1)1996-2023年,国内外生态修复成效评估研究发文量呈增长趋势,其中国际文献数量增长更快;2)中国科学院和中国科学院大学的发文量在国内外均处于领先地位,北京师范大学和西北农林科技大学在国际上发文量较多,北京林业大学在国内发文量较多;3)生态修复成效评估研究可以分为3个阶段,即1996-2005、2006-2015和2016年及以后,它们分别对应生态修复成效评估的早期探索阶段、体系完善阶段和快速发展阶段;4)国内外文献的关键词重合度和同步性均不高,相较之下,国际研究更加多元化,但国内近2年研究主题有所拓展,更加关注生态系统整体性保护和多尺度综合评价.

基于InVEST模型的蒲河流域景观格局及生境质量时空演变分析

[目的]通过对景观生态格局和生境质量的时空动态分析,深入研究沈阳市蒲河流域实施水土保持措施前后的生境质量响应情况,旨在为小型流域的水土保持策略提供科学依据,以促进生态经济的协同增长和区域生态的持续健康发展。[方法]基于蒲河流域2000年、2010年、2020年的土地利用数据和数字高程模型(DEM)等数据,结合FRAGSTATS和InVEST模型,运用土地利用转移矩阵、景观格局指数、生境质量及生境退化度对土地利用变化进行分析,探究响应机理。[结果](1)在2000-2010年期间,蒲河流域的耕地开发活动频繁,导致森林、草地等土地类型的比例显著下降;在2010-2020年期间,蒲河生态廊道的建设推动土地利用的变化,耕地面积流向人造地表、森林和草地。(2)在2000-2020年期间,蒲河流域的整体景观格局经历先趋于完整后破碎化的演变过程,蒲河两岸景观形成多种要素集合的密集格局,城市中心北部边缘地区生境持续破碎化。(3)从流域整体分析,2000年、2010年、2020年的生境平均质量分别为0.349,0.329,0.354,呈现出先降后升的趋势。生境退化平均值分别为0.098,0.112,0.086,与生境质量变化趋势一致。随着蒲河生态廊道建设,2020年生境质量明显改善,生态系统受到的威胁减少。从空间格局分析,东北部与西南部呈现出明显的空间分布特征;东北山区、西南湿地等区域生境质量总体较好,但有着生境退化的威胁。[结论]在水土保持措施的影响下,蒲河流域的景观生态格局得以改善,有效抑制了生境的退化现象。

近40余年中国生态补偿研究进展与实践探索综述

生态补偿为生态系统服务提供者和受益者之间构建了一种公正有效的社会经济联系,日益成为调节社会经济发展与生态环境保护两者关系的重要政策工具,特别是改革开放后的近40余年,我国生态补偿在理论研究与实践探索两个层面取得较大进展。基于文献、资料梳理与分析可知,国内外生态补偿研究与实践特征在研究内容、补偿模式、融资方式、标准核定等方面存在显著差异。国内以生态补偿机制研究为重点,以流域生态补偿、生态补偿标准核算、生态补偿影响因素分析、生态补偿政策措施制定、生态补偿效益评估等为主要内容的理论研究丰富。实践层面,我国生态补偿政策制度探索大致经历了初始、形成、快速发展和全面推进四个阶段的纵深发展过程,总体上形成了以政府补偿为主、市场补偿为辅,独具“中国特色”的生态补偿实践体系与框架。区域生态补偿实践受到生态补偿政策顶层设计、区域社会经济发展水平、区域地理环境特征与生态资源禀赋、区域突出生态环境问题、区域外部社会环境、公众感知能力及参与度六大因素的协同影响,呈现横纵贯穿、内外结合结构下发挥约束—引导—需求—激励作用的四维生态补偿实践影响机制。未来有待进一步深化生态补偿机制研究,建立健全生态补偿管理体制及市场机制,推进区域协调发展与美丽中国建设。

果洛藏族自治州藏传寺庙的空间分布特征及土地利用格局

果洛藏族自治州位黄河源头区域,生态环境脆弱,生态保护的地位重要。该州是中国格萨尔文化之乡,藏族人口占90%以上。寺庙作为当地居民的主要活动场所之一,承载着多项文化功能,探究其空间分布特征及其土地利用格局对于青藏高原地区的生态环境保护具有重要意义。基于1990、1995、2000、2005、2010、2015、2020年的土地利用数据,在ArcGIS支持下建立缓冲区,利用空间统计的方法分析了藏传寺庙在不同海拔、坡度以及坡向上的地理分布特征,分析了果洛藏族自治州与寺庙0—6 km缓冲区内土地利用类型与景观指数的变化。研究结果表明,86%的寺庙分布在海拔低于4373 m的区域,其中分布在4046—4226 m高程范围内的寺庙数量最多;72%的寺庙分布在坡度范围为6—15°的斜坡地和15—25°的陡坡地。在研究时段内,研究区的主要土地利用类型为草地;草地也是发生土地转移的主要土地利用类型,其中,草地向林地的转移和未利用地向草地的转移是主要转移类型;建筑用地主要来自于草地的转移,1990—2020年增加了200%。寺庙0—6 km内3个缓冲区的耕地和林地面积占比均远远高于研究区平均水平,其中0—2 km、2—4 km、4—6 km缓冲区的林地面积占比在研究时段内的均值分别为19.99%、19.56%、17.69%,距离寺庙越近,林地受到寺庙的保护,原始森林得以保存。但景观指数显示,距离寺庙越近,景观格局的结构组成越复杂,寺庙的存在也可能导致了周围景观的破碎化。本研究为藏族文化地区的生态环境改善提供了理论依据,也为其他少数民族文化地区的研究提供了参考。

昌岭山油松年内径向生长特征及其对气候的响应

利用树木径向生长记录仪对甘肃昌岭山油松径向生长进行了连续三年动态监测,通过平均值法提取了油松净径向生长数据,利用Gompertz函数对油松径向生长曲线进行拟合,分析了油松年内径向生长特征,并结合气象资料分析了油松径向生长对温度和降水的响应,探讨了油松径向生长开始时间与温度的关系以及气候影响油松径向生长的机制。结果表明:(1)油松年内径向生长速率先增大后减小,最大值出现5月下旬到6月上旬,主要生长时间集中在5—8月。两棵油松径向生长开始时间较一致,出现在4月上旬和中旬,但结束时间存在较大差异。(2)生长期油松径向生长与平均气温、最高气温和最低气温均呈负相关,与降水呈正相关,但相关性强弱存在年际差异。(3)昌岭山地区油松径向生长开始的平均气温阈值在7℃左右。生长季温度会通过影响水分条件间接对油松径向生长造成影响,异常充沛的降水可能是2019年6月两棵油松净径向生长量偏多的主要原因。

中国甲烷排放研究热点与趋势:基于CiteSpace进行的文献计量分析

作为全球气候变化的主要推动因素之一,甲烷在三大温室气体中占据重要地位。因此,对甲烷排放通量的研究对于我们了解和预测气候变化的趋势具有不可忽视的作用。为了更好地理解和应对气候变化,我们采用了CiteSpace工具,对2013年至2023年期间在Web of Science和中国知网上发表的关于中国甲烷排放研究的1 620篇英文和1 206篇中文文章进行了文献计量对比分析。通过深入地对比和分析,我们总结出了甲烷排放研究的最新前沿、热点和趋势,期望这些发现能为甲烷排放的管理研究和气候变化趋势的研究提供有益的参考。对比分析结果显示,国内外的研究趋势存在一定的差异。总体来看,当前的研究热点主要集中在全球变暖因素、甲烷的来源及形成过程、湿地生态系统甲烷排放、牲畜水稻甲烷排放等方面。这表明,当前的研究热点主要集中在甲烷气体的来源和影响因素的研究上。基于以上发现,建议未来的研究应更加关注符合中国未来发展趋势、具有创新性的研究方向。同时,我们也需要继续加强对甲烷排放的影响因素和减排技术的研究,从而更好地应对气候变化带来的挑战。

衡水湖湿地景观指数时空演变特征及变化规律研究

景观指数是研究景观格局演变的常量化指标,探究景观格局变化对维持自然保护区的可持续发展具有重要现实意义。文中借助ArcGIS与Fragstats软件中的移动窗口法将选取的景观指数空间化,从时间以及空间2个层面进行分析,针对衡水湖湿地景观指数时空演变特征及变化规律展开研究。结果表明:引黄前农田与未利用地面积变化较为剧烈,造成破碎化程度较高,景观指数低值区分布基本遍布湖区四周,并向湖区转移;随着引黄开始尤其1999年后各类型斑块聚集程度加强,边缘形状规律化,破碎程度减轻;近年来由于居民点与未利用地面积的增加,人类干扰程度加大,造成景观多样性增加、景观指数低值区逐渐向外围保护带的建设用地转移。分析衡水湖景观类型的更迭变化规律,探究不同驱动因子影响下的斑块演化特征,对湿地景观时空演变与土地资源利用具有重要指导意义。

重庆主城生态系统服务及其优化调控研究

山地城市特有的立体生态环境特征和复杂多样的生境类型,使其能够提供多样化的生态系统服务(ES)。重庆主城人地矛盾突出,正面临生态保护和建设扩张双重压力。如何在经济发展过程中保障ES持续稳定供给、实现多种ES耦合协同管理和优化提升,成为可持续发展亟待解决的关键问题。论文以重庆主城为研究区,基于RS和GIS技术支撑,考虑山地微地貌特征,优化评估生物多样性维持(BI)、固碳(CF)、土壤保持(SC)和水源涵养(WC)4个关键ES,识别热点区域;定量测度ES间耦合协同作用时空异质性和强弱程度;深入探讨ES影响机制和多功能耦合协同机理;基于多种ES耦合协同保护目标,识别最大效益保护优先区,构建生态安全格局,提出ES优化途径和调控策略。论文主要研究内容和结果如下。

黄土高原沟壑区生态用地空间格局变化分析——以陕西省洛川县为例

[目的]揭示基础生态用地与生产性生态用地相结合的现实条件下生态用地的时空格局变化,为探索果业生产在林地资源有限区域的现实生态意义提供支撑。[方法]利用国土二调和三调数据,从景观生态学和空间统计学视角,对洛川县生态用地数量变化、转移过程、空间冷热点进行了分析。[结果](1)2009—2019年,洛川县生态用地总量增加了4703.87 hm^(2),其中林地和果园增加面积最大,分别为23103.4,9025.31 hm^(2)。(2)全县稳定性生态用地面积达108583.1 hm^(2),其中北部的低峁丘陵区稳定性生态用地以林地为主,其面积占比达到了90.04%。中部塬区与南部残塬沟壑区稳定性生态用地以生产性生态用地类型为主,面积占比分别达到了各区域稳定生态用地总面积的44.35%,45.7%。(3)生态用地占比的局部空间自相关分析显示,2009年和2019年两个年度基础性生态用地的聚集度格局未发生显著变化,但生产性生态用地的空间聚集格局变化较大,其高—高聚集区和低—低聚集区分别增加了6079.64,10792.11 hm^(2),统计不显著区域减少了18309.15 hm^(2)。(4)以园地为代表的生产性生态用地变化直接促进了整个县域生态用地格局的变化,其中高—高聚集区和低—低聚集区分别减少了18262.62,8373.14 hm^(2),统计不显著区域增加了27725.61 hm^(2),并显著提高了乡村农民的收入水平,对区域环境的可持续发展具有重要的促进作用。[结论]洛川县以果园为代表的生产性生态用地对该区生态用地稳定性影响较大,未来应加强果业生产对林地资源有限区域的生态研究。

中国生态区划方案

生态区划是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础 ,它可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析我国生态环境特点的基础上 ,探讨了生态区划的原则和依据 ,建立了各级生态区单元划分的指标体系和命名系统 ,最后对我国生态环境进行了区域划分。将我国划分为 3个生态大区、1 3个生态地区和 57个生态区。

海南岛景观空间结构分析

景观空间结构分析是景观生态学研究的核心之一。运用景观生态学原理 ,借助地理信息系统技术 ,选取斑块密度、边缘密度、分维数、景观多样性、景观优势度和平均接近指数等指标 ,分析了海南岛不同景观类型的空间分布和空间格局特征 ,探讨了该地区人类活动与景观结构之间的关系。结果显示从中部山地圈带到台地丘陵圈带到沿海平原圈带 ,平均接近指数从 92 3 1 .4 93到 1 93 3 .585到 4 81 .2 51 ,呈明显减少趋势 ,景观破碎化程度增大 ;景观多样性指数从 0 .787到1 .3 70到 1 .53 7,呈增大趋势 ;平均斑块分维数从 1 .0 67到 1 .0 64到 1 .0 59,呈减少趋势。另外 ,结果也显示从中部山地圈带到沿海平原圈带的人工景观类型优势度明显增大 ,表明受人类活动影响愈来愈强烈。

景观格局指标对不同景观格局的反应

探讨了在人为控制不同因子变量的条件下各景观格局指标对由中性随机模型产生的不同景观格局系列的反应 ,以评价一些常用指标的实用性和局限性。研究结果表明 ,大部分指标所指示的格局特征往往是不全面的 ,即它们只对格局系列中个别因子的变化敏感 ,而对另一些因子的变化反应迟钝。比较值得推荐的指标有 :总斑块数目 ,平均斑块大小 ,总边界密度 ,分维数 ,蔓延度 ,聚集度。但即使是这些指标 ,也各有其局限性 ,且存在冗余。由此提醒读者在运用景观格局指标时应在了解其实际意义的基础上 ,结合生态学过程慎重选择和解释 ,避免陷于数字游戏。

生态脆弱性综合评价方法与应用

探讨了生态脆弱性评价的理论与方法,提出将生态脆弱度指数、生态弹性度指数和生态压力度指数作为生态脆弱性评价的基本判定指标,构建了"敏感-弹性-压力"的评价模型,其评价体系包括总目标层、分目标层、准则层和指标层4个层次,形成了综合指数方法、层次分析法和RS/GIS相结合的生态脆弱性评价方法.在方法研究的基础上,以川西滇北农林牧交错带为例,根据区域特征选取17个评价指标进行案例研究,定量评价了该区域生态环境的脆弱程度,分析了生态脆弱度的空间差异和不同区域生态脆弱性的主导成因.评价结果较为客观地反映了该区域生态环境状况,对于生态脆弱区的生态保护、资源利用和可持续发展具有指导意义.

基于遥感与GIS的海口市景观格局动态演化

城市地区包括建成区和郊区的农村 ,随着城市化的快速发展城市地区景观结构将发生深刻变化。由于人类活动对景观要素的作用方式、作用程度不同 ,其空间格局的转变模式在不同阶段出现一定程度差异。破碎度和分离度能描述景观破碎程度和景观要素斑块之间距离的变化 ,从而分析景观要素空间结构变化 ,多样性指数能分析景观要素的复杂情况。孔隙度指数能分析景观的尺度效应 ,从而分析不同尺度下景观要素的变化情况 ,能更好地分析景观要素变化的空间结构规律。利用 1 986、1 996和 2 0 0 0年三期 TM遥感图像得到海口市景观变化情况 ,在此期间海口市景观结构变化表现为林地、水体、沙地、农田等自然景观向城市、农村居民点和独立工矿建设用地等人文景观的变化。通过比较 1 986～ 1 996和 1 996～ 2 0 0 0年两个阶段景观要素的空间变化规律可以看出 ,林地在 1 986～ 1 996年期间 ,由于人工林的增加 ,孔隙度指数减小 ;1 996～ 2 0 0 0年 ,林地开发较多 ,斑块趋于分散。水体在 1 986～ 1 996年大面积的水体为主 ,1 996～ 2 0 0 0年以小面积为主。农田在两个阶段变化明显 ,1 986～ 1 996年 ,农田被城市、工矿建设用地及开发区占用 ,斑块趋于分散 ;1 996～ 2 0 0 0年由于城市开发受到控制 ,未开发农田被恢复 ,斑块趋?

空间粒度变化对景观格局分析的影响

认识空间异质性的多尺度依赖性和景观格局特征对尺度效应关系的影响是进行空间尺度推绎的基础。以 2种真实景观 (中国广东粤北植被景观与美国凤凰城城市景观 )和 SIMMAP景观中性模型产生的 2 7种模拟景观为对象 ,利用景观格局分析软件 FRAGSTATS对 1 8种常用景观指数的尺度效应进行了系统的分析。根据这些指数对空间粒度变化的响应曲线和尺度效应关系 ,1 8种景观指数可分为 3类。第 1类指数随空间粒度的增大单调减小 ,具有比较明确的尺度效应关系 (幂函数下降 ) ,尺度效应关系受景观空间格局特征的影响较小 ;这类指数包括缀块数、缀块密度、边界总长、边界密度、景观形状指数、缀块面积变异系数、面积加权平均缀块形状指数、平均缀块分维数和面积加权平均缀块分维数。第 2类指数随空间粒度的增大将最终下降 ,但不是单调下降的 ;尺度效应关系比较多样 ,可表现为幂函数下降、直线下降或阶梯形下降 ,主要受缀块空间分布方式和缀块类优势度的交互影响 ;这类指数有 5种 :平均缀块形状指数、双对数回归分维数、缀块丰度、缀块丰度密度和 Shannon多样性指数。第 3类指数随空间粒度的变粗而增加 ,随缀块类优势度均等性的增加 ,尺度效应关系由阶梯形增加、对数函数增加、直线增加向幂函数增加过渡 ,尺度效应关系?

近50a土地利用变化对干旱区典型流域景观格局的影响——以新疆玛纳斯河流域为例

土地利用变化与景观格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究焦点。大规模土地开发导致的土地利用变化及其对景观格局影响的定量评估对区域土地资源可持续利用具有重要意义。评价长时间尺度土地利用变化对干旱区典型流域景观格局的影响,以期为经济发展与生态环境保护政策的制定提供有益信息。选择的研究区新疆玛纳斯河流域是中国西北干旱区水土开发的典型代表区域。以1962年地形图,1976、1989、1999和2008年遥感影像为基础数据源,利用数学模型和景观格局指数重建土地利用和景观格局变化过程,并探讨了土地利用变化对流域景观格局的影响。结果表明:(1)近50a玛纳斯河流域土地利用变化剧烈,耕地和建设用地"涨势"显著,未利用地和林地"落势"较明显,草地和水域先"涨"后"落",土地利用变化整体处于不平衡态,单向转换频繁。(2)研究区景观破碎度和多样性增加,优势度减小,各景观类型间差异缩小,异质性程度和景观结构复杂性加大。(3)土地利用变化改变了流域景观格局,导致景观结构趋于多样化、均匀化和破碎化。最后,提出通过发展大规模集约化农业降低土地利用变化引起景观格局负面生态效应的观点。