“渔业水域生境退化与生物多样性演变机制”项目简介

生境退化是渔业资源衰退和生物多样性丧失的最重要原因。世界各国对于渔业生境的退化和修复极为重视,提出了多个相关的研究计划和行动方案,特别关注生态系统的完整性和可持续发展。国家重点研发计划蓝色粮仓科技创新专项“渔业水域生境退化与生物多样性演变机制”项目(编号:2018YFD0900800)通过广泛的野外调查和文献调研.

“渔业水域生境退化与生物多样性演变机制”专栏责编简介

刘焕章,中国科学院水生生物研究所研究员,博士生导师,水生生物多样性与资源保护研究中心主任。第七至第九届中国鱼类学会秘书长。目前担任中国动物学会理事、中国海洋湖沼学会学术交流工作委员会委员、湖北省自然资源研究会副理事长.

渤海湾海岸带生境退化诊断方法

海岸带是世界上生产力和生物多样性最高的生境类型之一.海岸带生境退化诊断技术研究是保护生态系统和近海生物资源的现实需求,将为海岸带环境管理提供有力的技术支撑.以渤海湾海岸带为研究区域,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)框架模型,构建了渤海湾生境退化诊断的指标体系;采用层次分析法确定指标权重系数,对渤海湾海岸带生境退化进行了综合诊断和评价.结果表明:相对于20世纪80年代,20多年来渤海湾海岸带的水质下降了1个等级,底质和滩涂栖息地下降了2个等级,入海物质对海岸带环境的压力提高了2个等级,海岸带生境的综合评价结果下降了1个等级.

基于InVEST模型的贵州山区不同地貌区生境退化程度评估

基于2012年土地利用数据,利用InVEST生境质量模型对贵州省麻江县低山丘陵、岩溶槽谷和中山峡谷3种地貌类型区的生境退化程度进行评价。结果表明:3种地貌类型区的主导土地利用类型均为耕地和林地,而草地、城镇工矿用地、农村居民点和水域相对较小。平均生境退化程度为低山丘陵>岩溶槽谷>中山峡谷。低山丘陵生境退化程度高值和低值分别分布于中东部河谷和西部山区。岩溶槽谷生境退化程度高值和低值分别分布于中部、南部槽谷底部和槽谷两侧。中山峡谷生境退化程度高值和低值分别分布于中北部峡谷底部和峡谷两侧高山。随坡度增加,3种地貌区的平均生境退化程度降低。不同地貌类型区的平均生境退化程度在各坡度带变化趋势亦有所不同。

贵州省贫困发生率与生境退化程度相关性分析

为探究贫困发生率与生境退化程度之间的空间相关性,以贵州省为例,利用InVEST模型,对全省生境退化程度进行评估,进而利用GeoDa软件分析贵州省贫困发生率与生境退化程度之间相关性.结果表明:(1)2010年贵州省贫困发生率与生境退化程度空间异质性突出,东部、西部和南部贫困发生率大于中部和北部,中西部生境退化程度大于东南部和南部.(2)贫困发生率与生境退化之间存在负相关关系,且以负相关的低高集聚和高低集聚为主.贫困发生率越大的地区生境退化程度越小.贫困发生率与生境退化的双变量LISA聚集图中,以高-低相关和低-高相关为主,其分布集中于东南部和中部.贫困程度与人为地类空间格局的差异是造成贫困发生率与生境退化之间负相关的主要原因.

基于土地利用的烟台市生境退化演变与分析

以烟台市为研究区,基于土地利用类型、威胁源等数据,运用InVEST模型获得2000、2010、2020年生境质量退化指数,利用ArcGIS中的空间分析模块的Reclassify工具对研究区生境退化指数进行重分类,获得2000、2010、2020年生境退化度。结果表明:耕地和草地为研究区主要用地类型,建设用地和湿地面积逐年增加。2000—2020年,不同时间研究区生境退化度均有55%以上面积处于中度退化;另外,微弱和轻度退化面积减少,高度退化面积增加,变化原因与经济环境和环保政策有较大关系。研究结果确定了烟台市生境质量退化时空状况,为维护烟台市生物多样性,社会进一步发展提供参考依据。

2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应

基于2005和2015年贵阳市土地利用数据,利用InVEST模型,分析了2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应,结果表明:(1)2005-2015年贵阳市城镇建设用地、农村居民点和有林地大幅增加,水田和旱地大幅下降,其他地类变化相对较小;水田和旱地转化为城镇建设用地、农村居民点和有林地最为突出;(2)10年间,贵阳市生境退化程度以下降为主,生境退化程度增加区主要分布在南部,下降区主要分布在北部、东部和西部;(3)生境退化程度热点变化以低值减少和高值减少为主;生境退化程度热点空间变化主要分布于南部。退耕还林政策及快速城镇化引起的水田和旱地转化为有林地、城镇建设用地和农村居民点是导致该区生境退化程度变化的主要因素。

榆中县生境质量和生境退化的时空分异特征及其地形梯度效应

【目的】生境质量是反映生态系统服务水平的重要指标,在新时期国土空间规划编制及生态文明建设的双重背景下,加强对重点县域生境质量和生境退化度的评估,可以为区域的生态保护提供参考。【方法】本研究以榆中县为例,基于DEM数据与土地利用栅格数据,应用InVEST模型、图谱分析以及地形位梯度等方法对榆中县的生境质量、生境退化度及其地形梯度效应进行分析。【结果】研究期间榆中县生境质量、生境退化度未发生变化的图谱单元占比大于发生变化的图谱单元占比,说明榆中县生境质量和生境退化均发生小幅度变化,平均生境质量从2008年的0.2289变为2018年的0.2266,说明榆中县生境质量存在下降趋势;平均生境退化度从2008年的0.007370上升为2018年的0.007389,表明榆中县生境退化程度有小幅度增加的趋势。生境质量始终保持由西南向东北递减的空间分布格局,以宛川河为界,生境退化呈现宛川河以北低而以南高的分布特点。榆中县生境质量及生境退化分布指数具有明显的地形位梯度变化效应,二者的优势地形位梯度差异较大,高质量生境在第4、5等地形位梯度上分布最多,这与林地、草地的分布具有一致性,生境退化度高值在1等地形位梯度上,这与耕地、园地、水域、建设用地的分布具有一致性。【结论】榆中县生境质量和生境退化度与地形位之间具有明显的关联,地形位指数较低的区域是生境变化的主要区域。

祁连山国家自然保护区生境质量时空特征及驱动因素分析

借助InVEST模型分析了祁连山国家自然保护区生境质量和生境退化度的时空特征,同时利用空间关联的localMoran’sI方法和地理探测器,明确了其热点分布状况,深入探讨了生境质量时空分异的影响因素和驱动机制.结果表明:从东南到西北,生境质量逐渐减低,2000~2020年,高生境质量区域逐年减少,低和较低生境质量区域明显增加,生境退化区域主要集中在威胁源(耕地、建设用地、未利用地、道路)附近的草地和林地;生境质量热点区域集中于研究区中部,且呈连片分布,东部和西部热点区域多被冷点分割,生境退化热点区域面积较少,占研究区总面积的6.72%~8.22%,但多在生态条件较好的区域;影响祁连山国家自然保护区生境质量时空分异的主要驱动因子是海拔、年均NDVI和人口数量,且各因子间呈非线性增强关系;生境质量与年均NDVI和降水呈显著正相关,与人口数量呈显著负相关,在不同海拔梯度上生境质量和生境退化程度具有明显差异,1751~2400m海拔梯度上生境质量和生境退化度均较低,海拔在2400~2950m区间内生境质量较高,但由于强烈的人类活动,其生境退化度也较大.在未来区域环境保护和土地资源利用中,更应防止低海拔区域(1751~2400m)生境质量的进一步恶化,在减少人类活动的同时,更应增强应对气候变化的保护措施,同时特别关注中海拔区域(2400~2950m)生境质量和生境退化度,从整体上提高区域生境质量,研究成果可为祁连山国家自然保护区精准制定环境保护策略和未来土地利用空间规划提供参考和借鉴.

潮间带生境退化现状分析及对策

通过总结现有研究成果,综述了我国潮间带的破坏现状,分析了导致潮间带生境退化的四个主要原因:水质污染、底质破坏、生境破碎和游客活动,并指出其造成的不同影响。在此基础上,提出了相应的修复措施:净化水质、修复底质、保护区网络化及适度的旅游开发,旨在于为潮间带生境保护提供参考资料。

太行山退化生境主要乔木树种光合日进程分析

研究太行山低山丘陵区退化生境上侧柏Platycladus orientalis,臭椿Ailanthus altissima,赞皇大枣Ziziphus jujuba var.inermis和刺槐Robinia pseudoacacia的光合日进程变化特征.结果表明:赞皇大枣的光合日变化类型属于左偏单峰型;其他树种光合生理代谢进程所属类型出现分异现象,表现为侧柏的光合速率属于左偏单峰型,气孔导度和蒸腾速率属于双峰型,刺槐光合速率和蒸腾速率属于单峰型,气孔导度属于左偏单峰型.侧柏、臭椿和刺槐的Fv/Fm谷值出现在13:00,赞皇大枣的Fv/Fm在10:00～13:00出现谷底;刺槐在傍晚时Fv/Fm恢复较快,而臭椿、侧柏和赞皇大枣恢复相对较慢.依据树种生理代谢过程日进程所属类型的分异现象,可为人工群落构建时的树种选择提供理论佐证.

神农架自然保护区川金丝猴退化生境特征及恢复技术

对神农架川金丝猴分布区218个样地进行调查,比较川金丝猴未退化生境与退化生境群落特征的差异,并依据未退化生境群落分类构建生境恢复模式群落。结果表明:神农架保护区川金丝猴的针阔混交林和针叶林生境退化较为严重,落叶阔叶林生境退化较轻;退化生境与未退化生境群落的乔木物种组成大致相同,但灌木种数和食源灌木种数均少于未退化生境;森林砍伐、病虫害危害、生境过度利用是导致生境退化的主要原因;生境群落的郁闭度和乔木平均高随退化程度加重而降低;轻度和中度退化生境的灌木盖度和食源灌木盖度也低于未退化生境;重度退化生境具有最高的灌木盖度、食源灌木盖度和灌木高度。根据未退化生境群落分类总结出神农架川金丝猴生境恢复的8个模式群落,提出了轻度、中度和重度退化生境的恢复模式和技术。

入海河口退化生境阶梯式生态修复策略构想

基于河口生态系统的结构与功能,结合近年来中国主要河流入海污染物的主要种类及含量,提出入海河口生境阶梯式生态修复策略,主要包含:河口"上游段—中游段—下游段"纵向阶梯式生态修复技术体系;河口各段"潮上带—潮间带—潮下带"横向阶梯式生态修复技术体系;污染物在河口从上至下各段(上游段—中游段—下游段)各带(潮上带—潮间带—潮下带)阶梯式消减技术体系;"污染物源头处理—河口污染物生态修复"阶梯式生态修复技术策略。并对这些策略给予理论论证,为构建入海河口生态修复技术体系,消减陆源污染物经河口进入海洋提供新思路。

环武夷山国家公园景观格局与生境质量的时空动态变化及空间关联分析

在中国国家公园体制建设背景下,统筹周边区域发展与生态保护具有重要意义。目前,尚缺少有关国家公园周边区域生境质量变化及其与景观格局破碎化关系的研究。以武夷山国家公园周边县市为研究区域,基于InVEST模型和Fragstats分析近40年(1980—2020年)生境质量和景观格局的时空演变,利用双变量空间自相关分析二者的空间关联特征。结果表明:1)近40年研究区域生境质量较好,整体呈下降趋势但幅度较小,平均值从0.861下降至0.845;2)近40年研究区域景观格局指数变化小但波动较大,建阳区的景观格局破碎化最为显著;3)研究区域景观格局与生境质量具有显著空间关联,LPI、CONTAG与生境质量呈显著正相关,PD、LSI、SHEI与生境质量呈显著负相关;4)研究区域城镇中心的景观破碎显著、生境质量较低;武夷山脉附近景观连通性较好、生境质量较高。解析了武夷山国家公园周边区域景观格局与生境质量的时空动态变化及空间关系,可为国家公园周边区域规划优化提供技术指导。

近40年安徽省生境质量时空变化特征

生境质量是生态环境质量综合评价的重要指标,分析区域生境质量时空变化格局,对于维持生态系统服务、构建与维护区域生态安全格局、促进区域经济持续发展具有重要作用。文中以安徽省为研究区,基于InVEST模型分析安徽省1980—2020年生境质量时空变化。结果表明:1)1980—2020年安徽省生境质量时空分布格局整体不变,呈下降趋势。生境质量转换类型数目先减少后增加,变化面积从最大到最小再扩大,转化趋势由优化转向恶化。生境退化度低度和中度面积占比较大,空间分布格局呈现“南低北中”的分布模式,高度退化区镶嵌其中。2)安徽省海拔主要处于-163~113 km,较低等级生境质量占主要位置,年际变化呈下降趋势。平坡为研究区主要坡度范围,生境质量坡度圈层分布与海拔圈层分布相似。3)水域各距离圈层生境等级的面积占比分布相似,以较低等级为主,高级其次,随着与水域距离的增加,单位生境质量先升高后降低,在6~9 km圈层整体生境质量达到最高。4)1980—2020年安徽省县级行政区划生境质量分布格局基本不变,从南到北生境质量逐渐降低,104个县级行政区中有15个区县生境质量等级产生变化,皆为下降趋势,主要分布在安徽省东部地区。

基于InVEST模型的北京市延庆区自然保护地生境质量评估

采用InVEST模型,选取生境质量和生境退化风险两个指标,分析北京市延庆区生境质量空间分布特征;通过莫兰指数与ArcGIS软件结合,揭示两个生境指标的冷热点覆盖区;探究生境质量、生境退化风险与不同类型自然保护地间的关系。研究结果表明:延庆区生境质量东北部、西北部和东南部较高,西南部部分区域生境质量较低,生态退化风险从东北向西南呈升高趋势,各类自然保护地生境质量指数均高于0.9,且均高于全区均值(0.8342);自然保护地内生境热点较少,生境退化风险热点主要集中在西南部城区,东北和东南部也有零星分布;不同类型保护地之间生境退化风险存在一定差异,其中湿地公园退化风险高于其他类型,需要强化对湿地公园的规划和管理,减少人为活动的干扰。

喀斯特石质生境高碳酸酐酶活性微生物筛选与分离

喀斯特地区存在丰富的碳酸盐岩,是地球上最重要的碳库。碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA)是地球上催化反应速率最快的几种酶之一,通过催化CO_(2)的水合反应,不仅可以促进碳酸盐岩的风化,还可以通过吸收大气中的CO_(2)来固定碳源。本研究目的是遴选喀斯特极度退化生境高CA活性菌株/菌群,探讨其用于喀斯特生态修复的可行性。利用碳酸钙培养基从喀斯特石质生境中分离筛选出产CA的菌株,并进行形态学观察、生理生化鉴定和分子生物学鉴定。通过CA活性的测定确定高CA活性的菌株,并比较单菌与多菌株组合群落的CA活性差异。利用碳酸钙培养基共分离得到产CA菌株6株,分别为耐药黄杆菌(Flavobacterium resistens)、食酸代尔夫特菌(Delftia acidovorans)、嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)、食油假单胞菌(Pseudomonas oleovorans)、洞穴农杆菌(Agrobacterium cavarae)、白色杆菌(Bacillus albus),其中嗜根寡养单胞菌的CA活性最高,且其与其它菌株组合后CA活性均降低,说明产CA微生物的竞争作用可能大于协同作用,且在极度寡营养环境中,该嗜根寡养单胞菌具有较大的应用潜力。

基于河流生境调查的东河河流生境评价

河流生境是河流生态系统的重要组成部分,是河流生物赖以生存的基础。以位于三峡库区腹心区域的典型山区河流东河为研究对象,采用河流生境调查(RHS)方法调查河流生境,选择河流生境质量评价指数(HQA)、河流生境退化指数(HMS)评估河流生境现状,分析生境质量和人为干扰的空间分布规律。结果表明,51个河段的HQA值介于24—66之间。29.4%河段的HQA为优,29.4%为良,23.5%为中,9.8%为较差,7.8%为差。从HMS看,7.8%的河段保持较自然状态,19.6%受到轻微的破坏,41.2%退化明显,27.5%退化严重,3.9%受到剧烈破坏。HQA与HMS存在显著的负相关关系。东河上、中、下游河段的HQA无明显差异,但HMS差异显著。从干扰来源看,东河上游和中游河流生境主要受引水式小水电、沿河公路、河道采砂影响。东河下游河流生境受高强度的土地开发(农业用地、建设用地),河道采砂,河堤、排污管、桥梁等水工构筑物的修建和三峡水库水位的波动影响。RHS评价结果能较直观地反映河流生境状况,以及导致河流生境质量衰退的原因。

塔里木河中游不同生境土壤理化性质分析

以塔里木河中游荒漠河岸植被为研究对象,运用野外取样调查和实验室检测的分析方法,研究不同生境土壤理化性质特征及其相关性;探讨生境退化过程中土壤理化性质的主要因子分析。结果表明:1)距离河岸越远,容重均值减小,土壤含水量降低。生境Ⅱ土壤物理性质明显改善,持水性能显著提高。生境Ⅲ持水蓄水能力明显降低。2)不同生境土壤PH值总体呈碱性,全盐量变现为"表聚性"。生境Ⅱ全盐总量、有机质明显高于其他生境。随着地下水位降低,全磷、全钾含量升高。3)相关性分析可知,含水量与其他指标的关系较为密切。容重与全磷的相关性最大。pH值与碱解氮、速效钾也存在明显的正负相关关系(P<0.05)。4)主成分分析表明土壤结构与全钾因子、土壤速效养分供应因子累计贡献率高达100.00。因此,选取这几个因子作为该区域评价生境退化特征主成分分析的依据,可为塔里木河中游乃至中国西北绿洲生态保护和荒漠化生态系统恢复重建提供理论依据。

不同土地利用类型对云南苍山东坡姬蜂科昆虫群落结构和物种多样性的影响

【目的】为了解不同土地利用类型对姬蜂科(Ichneumonidae)昆虫个体数、优势类群和动态变化的影响。【方法】于2018年10月至2019年9月,在云南大理白族自治州苍山东坡海拔2300 m区域利用马来氏网法收集天然林和茶园姬蜂科昆虫,分析两种生境中姬蜂科昆虫生物量、亚科数、群落结构和亚科多样性差异。【结果】2018年10月至2019年9月从云南大理苍山东坡天然林和茶园中共收集到姬蜂科昆虫2259头,分属23个亚科,其中天然林中1551头,分属22个亚科;茶园中708头,分属21个亚科。天然林中每月姬蜂科昆虫个体数高于茶园中的,两种生境中每月姬蜂科昆虫亚科数无显著差异;天然林中姬蜂科昆虫月亚科数波动趋势分别在6月和12月呈较高的双峰型,茶园中姬蜂科昆虫月亚科数波动无峰值;两种生境中姬蜂科昆虫群落组成有显著差异,天然林中独有优势亚科为肿跗姬蜂亚科(Anomaloninae),茶园中独有优势亚科为粗角姬蜂亚科(Phygadeuoninae),两种生境中共有优势亚科为缝姬蜂亚科(Campopleginae)和拱脸姬蜂亚科(Orthocentrinae),但出现高峰不同;天然林和茶园中每月姬蜂科昆虫亚科多样性指数和丰富度无显著差异。【结论】苍山东坡低海拔区域茶园与天然林相比,姬蜂科昆虫个体总数降低,姬蜂科昆虫群落结构、优势类群和全年个体数动态发生变化。为保护好姬蜂科昆虫这类生物防治昆虫,建议保护好原始的植被和土地利用类型。