基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析

利用环渤海2000—2020年土地利用产品、耦合生态系统服务价值模型、生态系统活力指数和InVEST生境质量模型评估环渤海海岸带地区生境质量的时空演化格局,采用地理探测器模型对生境时空演化进行驱动因子探测和交互作用分析。结果表明:2000—2020年环渤海地区整体生境质量等级处于中等且呈持续上升趋势,其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高;2000、2010、2020年环渤海地区生境质量处于中等等级面积占比依次为53%、57.4%、58.3%,等级由低、较低等级转化为中等等级的面积占比较大;2000—2020年环渤海地区生境质量变化主要受气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率等因子的影响,其中降水、气温和高程的影响程度较强,因子交互呈现双因子增强和非线性增强两种复合增强结果。研究结果可为海岸带地区生境修复、土地利用规划提供参考。

雪被减少对亚高山森林凋落叶酸不溶性组分动态特征的影响

【目的】凋落叶酸不溶性组分(acid-insoluble residue, AIR)是森林土壤有机质形成的重要前体,其降解过程可能受到全球气候变暖导致的雪被减少的影响,但具体机制仍不清晰。【方法】以川西亚高山森林落叶树种红桦(Betula albosinensis)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,通过野外雪被控制(50%和100%雪被减少)和凋落物分解实验,探究雪被减少对凋落叶分解各关键时期AIR降解的影响。【结果】在2 a的分解过程中,红桦和四川红杉凋落叶AIR含量总体呈增加趋势,且分别增加了50.37%和39.63%。相较于自然雪被,雪被减少处理下凋落叶AIR的残留量更高,说明雪被减少促进了凋落叶分解过程中AIR的积累,但这种促进作用在分解1a后逐渐减弱。同时,与四川红杉凋落叶在整个分解过程中始终呈现AIR累积不同,初始N、P含量较高的红桦凋落叶在分解初期即表现出AIR净损失,表明AIR的降解存在物种差异。此外,相关性和回归分析结果表明,凋落叶AIR降解分别与pH、N和木质素含量呈正相关关系,与均温、P和纤维素含量以及微生物生物量碳呈负相关关系。【结论】雪被减少促进了亚高山森林凋落叶分解过程中AIR的累积,且受到环境因子、叶片养分和结构性碳含量以及微生物生物量的共同调控,研究结果为深入理解亚高山森林生态系统的物质循环过程提供了科学依据。

基于InVEST模型的长江中下游地区生境质量变化研究

[目的]生境质量是生态系统能够提供给物种生存繁衍所需条件的潜力,是提升生态系统功能的关键。研究长江流域的生境质量对长江经济带绿色发展和长江大保护等国家重大战略具有重要意义。[方法]以长江中下游地区1980—2018年土地利用数据为基础,利用InVEST模型研究了1980—2018年长江中下游地区的土地利用变化与生境质量、生境退化度的时空变化。[结果](1)林地作为研究区主要的土地利用类型且在不断减少,主要转向建设用地和水域。(2) 38年来研究区整体生境质量处于较高等级,生境质量指数平均值为0.628,但呈现下降趋势。空间上表现出东部、中部低,南部高的态势,这与研究区东部、中部大多以建设用地为主,南部以林地、草地为主的土地利用格局相吻合。(3)研究区生境退化度呈现中部区域高,周围较低的分布,生境退化度的变化在时间上呈现升高的趋势,空间上生境退化度发生变化的区域较集中,比如沿江城市群、城乡等人口聚集地的退化度变化剧烈,其余区域变化不明显。[结论]长江中下游地区的生境质量总体上正处于一个退化的过程,城市化的进程使得土地利用中林地、草地和耕地大量转向建设用地,导致生境质量的不断下降,尤其以沿江城市群的问题尤为突出,我们应当更加合理地开发建设用地,划定生态保护红线,逐渐恢复和提高长江中下游的生境质量,扎实推进长江生态环境保护修复,筑牢长江经济带生态安全底线。

中山市翠亨国家湿地公园植物景观探析

使用样线和样方法,在2022年2月对广东中山翠亨湿地内的植物进行了调查,并统计分析了公园内主要植物的种类及观赏特点,结果显示:乔木以观叶和观形为主,灌木以观花为主,草本以观花、观叶为主。陆地植物景观带以羊蹄甲、香樟、秋枫、朴树等为基调,乔木类型多样、季相变化丰富,水生植物景观带以芦苇、美人蕉、再力花、风车草、莲等为主,整体富有湿地景观的典型美感。

造林密度对杉木人工林生产力的影响分析

杉木是现阶段我国林业经济建设之中比较常见和重要的林木类型,该树种不仅材质优良,具有较高的经济价值,同时也对生态环境具有着关键性的改善作用。但是在目前的林业工作开展阶段,杉木造林对生态环境所产生的具体影响仍然没有得到充分明确,本研究尝试通过对不同杉木造林密度情况下的人工林进行调查,通过对杉木人工林的生长指标、生物量、土壤理化性质等情况的掌握,来识别杉木造林密度对生产力所产生的具体影响。此外也期望通过这一调查,实现对杉木人工林的合理造林密度进行识别,从而为后续的杉木造林活动提供支持。

石羊河尾闾人工湿地植被分布与土壤因子关系研究

根据野外样地调查资料,结合室内分析,采用典范对应分析CCA方法,研究荒漠植被分布与土壤因子的关系,以期为石羊河下游人工湿地植被恢复与重建提供理论支撑。结果表明,人工湿地荒漠植被群落以耐盐碱的湿生物种为主,包括24个植物种,其中灌木8种,多年生草本8种,1年生草本8种,草本植物占总物种数的66.67%。白刺、芦苇、梭梭、黑果枸杞、盐爪爪、猪毛菜、盐生草生态位宽度较大,对生态输水后青土湖人工湿地生境的适应能力较强。湖区土壤水分均值为9.85%,黏粒含量均值5.25%,粉粒含量均值为21.22%,砂粒含量均值为73.52%。有机质含量均值为11.8 g/kg。TN含量均值为5.8 g/kg、速效磷含量均值为0.2 mg/kg,pH均值为7.39,电导率均值578.31μm/cm。表层土壤粒度组成以细砂、粉粒和极细砂为主。CCA排序表明土壤水分、速效磷、电导率是人工湿地植被群落空间分布的关键驱动因子。

鄂尔多斯市生态脆弱性评价及归因分析

以地处农牧业交错带的鄂尔多斯市为研究对象,利用SRP概念模型结合空间主成分分析法,对2005、2010和2018年的生态脆弱性进行评价,并通过地理探测器对影响生态脆弱性的因子进行分析。结果表明:1)2005、2010和2018年鄂尔多斯市平均生态脆弱性指数为0.52、0.44和0.42,整体均处于轻度脆弱状态;指数平均值呈现降低趋势,表明生态脆弱性逐渐转好。3期数据均显示生态脆弱性在空间上呈现东部到西部逐渐加重的特征。2)2005年与2010年相比潜在脆弱面积增加了390 km^(2),微度脆弱面积增加了22628 km^(2);2010年与2018年相比潜在脆弱面积增加了5616 km^(2),微度脆弱面积增加了6031 km^(2);3)鄂尔多斯市生态脆弱性不同年份各评价因子的影响不同,自然因素中的年均降水量、NPP以及人类活动所产生的人口密度、人均GDP、万元GDP用水量是影响鄂尔多斯市生态脆弱性的主要因子。

洞庭湖流域生境质量对LUCC的动态响应

【目的】探究洞庭湖流域生境质量对土地利用变化的响应机制,为该流域生态环境保护和可持续发展提供参考依据。【方法】基于洞庭湖流域1980—2018年土地利用数据,运用InVEST模型进行生境质量定量评估,并采用地理加权回归模型探究生境质量变化对耕地、林地、草地、水域和建设用地的响应。【结果】1)近40年间洞庭湖流域土地利用类型以耕地和林地为主,呈现出耕地持续萎缩、林地基本稳定和建设用地持续扩张等主要特征,以耕地与林地之间的内部转移及向建设用地转移为主要变化方向;2)洞庭湖流域生境质量水平虽整体处于较高水平,但持续变差,东南西三面环山地带生境质量最高,环洞庭湖平原、湘中南丘陵地区和武陵—雪峰山脉山地生态农业带生境质量次之,各大中城市和小城镇的建成区生境质量最低;3)生境质量对各地类的响应具有显著的时空异质性,林地、草地和水域总体对生境质量产生正面影响,耕地和建设用地与生境质量基本上呈负相关,但各地类在局部地区均存在反向影响。【结论】三面环山地带生境质量变化主要受林地变化的影响,洞庭湖及“湘、资、沅、澧”四水的河谷湖盆和冲积平原生境质量变化的主导地类则为耕地和建设用地。因此,在制定洞庭湖流域生态环境保护政策时,三面环山地带应以生态保护为首要任务,耕地分布较广区域应加快发展生态农业和循环农业,城市化地区应注重土地利用结构生态型和稳定性的提升。

冀北坝上地区营造樟子松人工林对植被群落特征与土壤理化性质的影响

为明确在冀北坝上地区营造樟子松人工林对植被群落特征与土壤理化性质的影响,本研究将冀北坝上地区划分为坝西、坝中、坝东3个区域,以樟子松人工林为研究对象,以天然草地为对照,分析同一植被类型不同区域以及同一区域不同植被类型间植被物种组成、物种多样性和土壤理化性质的差异。结果表明:(1)营造樟子松人工林后,坝西植被物种数量明显增加,喜阴植物重要值和增加,Margalef丰富度指数(DM)显著增大,Pielou均匀度指数(Jsw)显著减小;坝中植被物种数量几乎不变,喜阴植物重要值增加,Simpson指数(DS)和Shannon-Wiener指数(H′)以及Pielou均匀度指数(Jsw)均显著减小;坝东植被物种数量明显减少,喜阴植物重要值和几乎不变,物种多样性与均匀度指数变化不显著。(2)坝西土壤容重显著减小,大团聚体含量和非毛管孔隙度显著增加;坝东土壤毛管孔隙度均显著减小,土壤容重均显著增加。(3)坝西和坝中土壤的酸碱性显著减小至中性,坝中土壤全氮含量、坝东土壤全氮和碱解氮含量显著减小。综上所述,在冀北坝上地区不同区域营造樟子松人工林效果并不相同,在坝西营造樟子松人工林对植被群落和土壤理化性质积极效果明显。

云南思茅土地利用变化方式对亚洲象栖息地的影响

2017—2020年,对思茅区亚洲象进行追踪监测,以第三次全国国土调查为基础数据,开展外业调查获得2020年土地利用类型数据,分析土地利用变化对亚洲象种群分布的关联性;对思茅区亚洲象栖息地适宜性进行预测和等级分析。结果表明:1)亚洲象喜欢在海拔600~1150m、坡度0°~20°、东北和东南方位、距离硝塘和河流较近、外界干扰较少的区域活动;适宜亚洲象的栖息地面积仅占思茅区总面积的14%,生境破碎化严重。2)2009—2019年,思茅区土地利用变化主要表现为林地、耕地和草地面积减小并转化为其他地类;种植园地、建设用地与水域面积增加,种植园地年均增长率达到3.9%,土地利用变化是导致亚洲象的适宜栖息地不断减少和破碎化的主要原因。3)2017—2020年,亚洲象在林地的活动占总监测次数的54.9%,这表明林地是亚洲象栖息活动的重要土地利用类型。

基于MaxEnt模型的天然元宝枫在我国的适生区区划及合理性分析

【目的】探究天然元宝枫在我国的适生区区划及生态阈值,并通过实地考察样本点对区划结果进行合理性分析,为天然元宝枫人工栽培合理选址、天然种质资源调查和保护、优良品种选育提供理论依据。【方法】选择经筛选得到的138个天然元宝枫代表性样本点数据,结合15个生态因子,基于MaxEnt模型,采用刀切法分析影响天然元宝枫分布的主要生态因子及阈值范围,结合GIS模拟天然元宝枫在我国的适生区区划,运用受试者工作特征曲线评估模型结果,评估后实地考察样本点,对区划结果进行合理性分析。【结果】(1)天然元宝枫适生区区划结果的ROC曲线训练集和测试集AUC分别为0.968和0.947;(2)影响天然元宝枫适生区范围的主要生态因子为最干季平均温度、最湿季降水量、海拔、最干季降水量和年平均温度,累计贡献率达82.80%,土壤因子对天然元宝枫的分布影响较小;天然元宝枫适宜在最干季平均温度−12.50~3.82℃、最湿季降水量230~547 mm、海拔0~1465 m、最干季降水量5~53 mm和年平均温度4.04~15.41℃的区域生长;(3)天然元宝枫的主要适生区跨越34°—46°N,108°—126°E,集中分布在内蒙古、陕西、河北、吉林、山西、辽宁、山东、河南和甘肃等省(区、市),面积约1642247 km^(2),占全国陆地总面积的17.11%,其中,高适生区主要位于河北、辽宁和山东,面积约277792 km^(2),占全国适生区总面积的16.92%;(4)通过实地考察样本点对天然元宝枫适生区区划合理性进行分析,天然元宝枫的总体区划精度为0.82,Kappa系数为0.61。【结论】天然元宝枫适生区广泛分布在我国华北地区和东北、西北的部分地区,生物气候因子和海拔因子是天然元宝枫在我国境内生长的主要限制生态因子。本研究模拟的天然元宝枫适生区区划结果能够较好反映天然元宝枫的空间分布特征,为充分利用天然元宝枫资源、实现元宝枫经济价值最大化提供理论依据。

小叶碱蓬和白麻土壤—叶片生态化学计量学特征对不同盐生境的响应

[目的]分析干旱区盐生植物生境土壤与叶片生态化学计量特征在不同盐生境下变化趋势及主要限制因子,为研究干旱区盐生植物生长发育过程中养分限制因子和适应机制提供基础研究资料,同时为荒漠植物的生态保育和恢复提供参考。[方法]选取艾比湖湿地国家级自然保护区稀盐盐生植物小叶碱蓬(Suaeda microphylla)和拒盐盐生植物白麻(Apocynum pictum),测定其生境土壤pH值、含水量、盐分、速效磷、铵态氮、有机碳、全氮、全磷以及植物叶片有机碳、全氮、全磷,分析两种植物叶片与生境土壤生态化学计量特征的关系,探究植物叶片生态化学计量特征的土壤限制因子。[结果](1)随着盐分增加,两种植物生境土壤磷下降,有机碳、氮及化学计量比呈上升趋势,土壤养分含量受盐渍化程度影响显著;(2)两种植物叶片氮受土壤盐分影响显著,随盐分降低呈下降趋势,与土壤氮含量的变化趋势一致,叶片N/P平均值均小于14,表明研究区两种植物均受土壤氮含量限制;(3)RDA分析表明,影响小叶碱蓬叶片生态化学计量的主要因子为土壤pH值(p=0.034)、含水量(p=0.002),而白麻主要受土壤磷(p=0.002)、铵氮(p=0.048)影响。[结论]不同类型盐生植物在土壤—植物生态化学计量特征耦合关系上存在差异。稀盐盐生植物小叶碱蓬主要受土壤pH值、含水量的影响,拒盐盐生植物白麻主要受土壤磷、铵态氮含量影响。

以社区为主体的黔金丝猴生态廊道建设机制与路径分析

近年来自然保护区及周边的基础设施日趋完善,促进了周边社区产业发展,但也导致自然保护区生境破碎化。未来将建立以国家公园为主体的自然保护体系。社区共建共管在建设黔金丝猴生态廊道减缓生境破碎化中起着关键性作用,社区可参与到黔金丝猴生态廊道位置识别、廊道规划、能力建设、生境改造、日常巡护和机制制定等一系列保护活动中,可有效提升保护力度与效率。

不同地貌形态下植物地境结构特征研究——以河南省南太行地区为例

【目的】通过调查南太行丘陵与山地区域植物地境中不同层片植物根群结构、土壤肥力,探究不同地貌形态下植物地境结构特征的差异,为南太行地区的生态修复提供理论依据。【方法】采用植物样方调查及植物地境调查,记录不同地貌形态下植物的各项指标,统计地境剖面植物根群分布,测试地境剖面各土层有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、含水量等土壤肥分指示性因子的含量。【结果】丘陵区域地下0~30 cm为草本植物根群圈,30~60 cm为灌木植物根群圈,60~100 cm为乔木植物根群圈;山地区域地下0~20 cm为草本植物根群圈,20~40 cm为灌木植物根群圈,40~70 cm为乔木植物根群圈。植物根系数量和土壤肥力随土壤深度增加呈下降趋势,山地区域土壤肥力空间异质性属于中等变异,丘陵区域不同土层土壤肥力空间异质性不同,属于中等变异或强变异,植物根系空间异质性均属于中等变异。丘陵区域地下30、60 cm左右植物根系的空间异质性出现拐点,山地区域地下20、40 cm左右植物根系的空间异质性出现拐点。【结论】乔灌草植物根系占据不同的地境空间,植物根群圈与土壤肥力对应层片具有较好的相关性。在地境剖面垂向上,植物根系空间异质性出现拐点的位置与植物根群圈位置具有相关性。不同地貌形态的土壤资源异质性对一年生草本植物根系影响显著。土壤中有效磷含量极度缺乏,生态修复时应注意补充土壤磷肥的含量,根据优势种与亚优势种合理选择植物,本研究可对南太行地区生态修复提供理论依据。

海南省东方市红树林生境选择及修复潜力评估

为定量评估环境因子对红树林分布的影响,探索红树林适宜生境选择及修复潜力空间分布特征,该研究基于环境背景数据,结合最大熵模型和GIS平台评估了海南省东方市红树林适宜生境分布及修复潜力。结果表明,影响红树林分布的环境因子主要有海表水流速、土地利用类型、pH、与岸线距离;红树林适宜生境主要分布在四更镇旦园村、四必村、四而村,八所镇田庄村、益兴村、昌义村,新龙镇下通天村、新村周边;从空缺分析情况看,东方市约有325.9 hm2的生态修复空间,可优先选择四更镇旦园村、八所镇益兴村、田庄村,新龙镇下通天村及其周边地区开展红树林修复和和恢复工作。研究结论可为海南西部地区及全省的红树林保护修复工作提供借鉴和支撑。

亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响

冷箭竹作为低纬度高原亚高山草甸的优势植物种,明确不同坡位冷箭竹生境特征及关键生长影响因子对其群落保护具有重要的指导意义。以云南寻甸高本山区亚高山草甸冷箭竹为研究对象,通过调查不同坡位冷箭竹生长及生境因子特征,采用相关性热图辨识冷箭竹关键生长影响因子。结果表明:1)空气温度和相对湿度随坡位上升呈降低趋势,风速和太阳辐射强度随坡位上升呈升高趋势。2)不同坡位土壤颗粒组成均以粉粒为主,土壤容重随坡位上升呈升高趋势,土壤含水率、大团聚体含量和土壤化学指标均随坡位上升呈先升高后降低趋势;草甸土壤呈明显的酸性特征,中坡位土壤理化特性反映出土壤质量水平相对更高。3)随着坡位上升,冷箭竹形态和群落特征均呈现出显著的劣化趋势。4)相关性热图分析表明,空气温度、太阳辐射强度、风速、土壤容重和有效磷对冷箭竹相应生长特征影响较大,其中空气温度、太阳辐射强度、风速和土壤容重是影响冷箭竹生长的关键性因子。

不同生境祁连圆柏径向生长对气候变化的响应

通过在青海都兰曲什岗地区建立不同生境的祁连圆柏树轮宽度年表及分析,揭示了不同微环境下祁连圆柏的径向生长对气候变化的响应。从标准轮宽年表的统计特征来看,森林中部年表的平均敏感度、标准差以及序列间的相关系数等统计量均高于其他地点,而凹地年表的上述统计量都较低;各序列之间的相关分析表明,无论在高频变化还是在低频变化上,森林上限年表与其他各采样点的年表均存在较大差异,这种差异在低频变化上尤为明显;采样点轮宽年表与气候资料的相关分析表明,森林中部、下限及水分条件相对较好的凹地,树木径向生长主要与当年6月份降水量之间存在显著的正相关关系,而与同期月平均最高温度之间存在显著的负相关关系。值得提出的是,森林上限祁连圆柏的径向生长与当年7月份温度之间存在极显著的正相关关系。该研究所揭示的不同生境树木生长特性及其对气候响应的差异,一方面对于模拟不同微环境下树木生长对全球变化的响应具有重要意义,另一方面对于利用同一地区的树轮资料重建不同气候要素提供了依据。

关帝山林区景观要素空间分布及其动态研究

在 Ａ Ｒ Ｃ／ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ 支持下，应用 Ｇ Ｉ Ｓ技术结合景观生态学原理，从一个侧面对关帝山林区森林景观空间分布格局进行了分析研究，提出了一套适用于森林景观空间格局分析的方法和指标，揭示了研究地区森林景观空间分布动态的一些基本规律。研究结果表明，在 Ｇ Ｉ Ｓ支持下，通过网格样方全景观取样，采用基准面积样方取值法确定样方观测值，分别景观要素计算 Ｍ ｏｒｉｓｉｔａ 指数或 Ｅ指标，可以对研究对象的空间分布特征做出客观的分析，并可通过对多期景观图层的分析比较揭示景观格局动态规律。样方大小对分析结果有显著影响，原则上应尽量小，可用景观要素斑块平均面积和标准差控制。概率分布模型拟合的方法不适用于森林景观空间格局分析。关帝山森林景观自 ５０ 年代末以来处于恢复演替进程中，森林分布范围扩大，景观质量逐步提高，３ 个时期表现出显著不同的动态特征。

邻羟基苯甲酸对干旱胁迫下杉木幼苗保护酶的影响

为研究干旱胁迫下杉木自毒物质邻羟基苯甲酸(SA)对杉木幼苗的毒害作用,采用不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱处理,通过水培方法研究干旱胁迫下不同浓度杉木自毒物质邻羟基苯甲酸(SA)对杉木幼苗保护酶的影响。结果表明:在轻度(-0.3 MPa)、中度(-0.5 MPa)干旱胁迫下,随SA浓度增加超氧化物歧化酶(SOD)活性先降后升再下降,但重度(-0.7 MPa)干旱胁迫下,SOD活性直线下降;过氧化物酶(POD)活性则表现为在轻度干旱胁迫下先降后升,中度和重度干旱胁迫下总体呈下降趋势。

邻羟基苯甲酸对不同化感型杉木无性系抗氧化酶活性的化感效应

自毒作用是导致杉木人工林连栽地力衰退、生产力下降的主要原因之一,邻羟基苯甲酸是杉木主要自毒物质之一。以筛选的自毒物质忍耐型杉木无性系(01号)和自毒物质敏感型杉木无性系(02号)组培苗为试验材料,分析邻羟基苯甲酸对2个不同化感型杉木无性系抗氧化酶活性的化感效应,以期为解决杉木连栽障碍提供一条新的生物途径。研究结果表明,邻羟基苯甲酸各胁迫浓度对不同化感型杉木无性系SOD活性的化感效应在胁迫10d、20d表现为促进效应,胁迫30d转变为抑制效应;2个不同化感型杉木无性系SOD活性化感效应的差异主要从胁迫20d开始,01号在胁迫20d促进效应大于02号,30d的抑制效应明显小于02号。各胁迫浓度对2个不同化感型杉木无性系叶片POD及AsA-POD活性的化感效应均表现为促进效应;胁迫第10d、20d时,各胁迫浓度对01号无性系POD活性的促进效应明显大于02号;01号无性系在受到胁迫后AsA-POD活性迅速增强,并在长时间胁迫后仍维持比02号无性系更高的活性;01号无性系PPO活性在各胁迫浓度下均表现为促进效应,而02号无性系则随胁迫时间的延长表现为抑制-促进-抑制的变化特点。