土壤退化诊断概念模型的构建及应用案例

根据土壤发生学理论和系统理论,构造了土壤退化诊断概念模型,并以黑土退化为例进行了应用分析。图2,表1,参9。

草地退化演替过程及诊断研究进展

随着人口的不断增加和现代工农业文明的冲击,草地生态系统出现不同程度的退化,导致草地生态系统组成、结构、过程和功能等方面发生量和质的变化;对草地退化的系统理解是进行草地恢复与重建的基础与前提。本文综述了草地退化的内涵、驱动力、退化过程与特点,以及草地生态系统退化程度诊断等一系列问题,绘制了描述草地退化程度的概念模型;建议从生态学角度研究草地退化程度诊断时选择相应的气候顶级系统或受干扰程度较轻的"自然生态系统";从草地经营学角度研究草地退化程度诊断时选择适度放牧草地作为参照系统。归纳了退化草地生态系统诊断的生物途径、生境途径和功能服务途径;分析了草地退化程度诊断的方法与可选择的指标体系,并对草地退化程度诊断及草地恢复中应注意的事项进行了讨论。

生态系统退化程度诊断:生态恢复的基础与前提

生态系统退化程度诊断是进行生态恢复与重建的基础和前提。然而目前的生态系统退化程度诊断大多停留在定性的水平,如何对退化生态系统的退化程度进行定量的诊断就成为恢复生态学与生态恢复实践所面临的一个迫切且十分关键的问题。在综述前人研究的基础上,比较系统地论述了生态系统退化程度诊断的一系列问题:绘制了描述生态系统退化程度的概念模型;认为在实践中退化程度诊断的参照系统可以选择相应的受人类或自然干扰程度比较轻的“自然生态系统”;归纳了生态系统退化程度诊断的生物途径、生境途径、生态过程途径、生态系统功能/服务途径、景观途径;把诊断方法分为单途径单因子诊断法、单途径多因子诊断法、多途径综合诊断法;分析了生态系统退化程度诊断的可能指标(体系);给出了生态系统退化程度诊断的策略与流程,并对生态系统退化程度诊断及生态恢复过程中应注意的事项进行了讨论。建议我国加强典型生态系统退化程度的综合诊断研究。

冀北沙荒地退化程度诊断及其短期封育效果评价

以冀北退化沙荒地为研究对象,以恢复生态学为研究理论基础,对冀北沙荒地各项指标进行权重赋值,诊断沙荒地的退化程度,并通过分析封育区、未封育区及其地带植被演替顶级群落的土壤理化性质和植被数量特征,评价5年封育效果。结果表明,沙荒地封育区及未封育区均属中度退化程度,沙荒地土壤状况尚未因为5年的封育得到明显改善;植被状况虽有明显改善,但还处在演替初期的草本植被阶段,与地带植被演替顶级群落仍存在很大差距,封育措施需要持续下去。

松林生态系统退化评价及其与马尾松毛虫灾害关系的研究

通过对长沙县丘陵区马尾松林生态系统进行调查研究,选取生物途径、生境途径以及生态系统功能途径3个诊断途径,采取多途径综合诊断的方法对丘陵区马尾松林生态系统退化程度进行诊断,确认其退化程度,在此基础上分析松林生态系统退化程度与马尾松毛虫灾害的关系。结果表明马尾松毛虫灾害发生程度与生态系统退化程度关系密切。生态系统退化越严重的地区,马尾松毛虫灾害越严重,退化较轻的地区,马尾松毛虫灾害较轻或不发生。

基于“大数据+人工智能”科研范式的黑土地保护与利用智能决策

【目的】我国黑土地受到多种自然和人类活动因素的影响,其退化问题多样以及退化程度存在明显的空间差异,为黑土地保护与利用带来挑战。在此背景下,本文拟提出基于“大数据+人工智能”的黑土地保护与利用智能决策的科研范式,实现退化问题的智能诊断以及关键保护与利用技术在黑土地全域的科学、精准和智能推荐。【方法】本文通过对国内外土壤保护与利用的文献调研,结合星、空、地、网多源观测技术和机器学习、深度学习等人工智能方法,提出了面向黑土保护与利用的智能决策和应用示范的科研范式。【结果】黑土保护与利用新科研范式的五项关键技术,包括多源数据汇聚与处理、黑土信息一张图制备、黑土地退化问题智能诊断、保护与利用技术集构建以及黑土地退化修复智能决策。【结论】本文提出的科研范式有助于我国黑土地退化问题与技术措施的智能匹配,实现黑土地保护与利用的精细化、智慧化和高效化。

水源涵养型重点生态功能区生态状况变化研究

水源涵养型重点生态功能区对于保护中国大江大河源头区及水源补给区具有重要意义。文章以生态系统状况指数为指标,通过生态系统组成与结构、生态系统生产能力、生态系统服务功能分析了2000-2010年中国水源涵养型重点生态功能区的生态状况变化态势。结果表明水源涵养型重点生态功能区以森林和草地生态系统为主。2000-2010年,三江源区和若尔盖区生态系统状况整体表现为好转,甘南区、祁连山区和南岭山地区生态系统状况整体表现为基本稳定大小兴安岭区、长白山区和阿尔泰山地区生态系统状况整体表现为轻度退化。大小兴安岭区退化面积占该区面积的比例最大,为42.54%;三江源区和祁连山区退化面积比例较小,分别为6.26%和6.93%。大小兴安岭区、长白山区和南岭山地区以轻度和中度退化为主,阿尔泰山地区以中度和重度退化为主,甘南区以轻度退化为主。

退变性腰椎间盘突出症髓核的超微结构与MRI对照研究

目的:探讨腰椎间盘突出症患者髓核细胞电镜超微结构病理变化与核磁共振(MR I)信号强度的关系。方法:临床确诊腰椎间盘突出症患者108例行椎间盘切除术,术前进行MR I检测,术后取出的髓核组织,处理后于透射电镜下观察。结果:108例患者,MR I信号强度Ⅰ级:其髓核组织中形态正常的髓核细胞数量较多,细胞周围胶原纤维排列规则。MR I信号强度Ⅱ级:髓核中细胞数量较Ⅰ级略有减少,部分胶原纤维出现扭曲、钙化。MR I信号强度Ⅲ级:髓核细胞数量稀少,多数呈现不同程度的退变或死亡,其周围胶原纤维短小、变性,排列紊乱,出现融合、钙化。结论:MR I髓核信号强度等级与椎间盘髓核细胞的超微结构具有相关性,可以为临床治疗及判断预后提供依据。

滨海湿地生态修复若干问题探讨

滨海湿地是地球上生产力最高、生物多样性最丰富的生态系统之一,然而由于强烈的人为活动,滨海湿地遭到严重破坏甚至丧失。滨海湿地退化是世界各国普遍面临的问题,退化滨海湿地生态系统的修复也已成为国际上生态学研究的热点。本文在分析国内外研究进展的基础上,从生态退化诊断、修复目标、修复措施、修复监测、修复成效评估等几个关键问题对滨海湿地生态修复进行了探讨。滨海湿地生态退化诊断主要采用参照系统对比法,即选取退化生态系统干扰前、邻近未受干扰或干扰小、或参考多方面资料而构造的假设生态系统等作为参照进行对比;生态修复最终目标不是简单地恢复生态系统的结构和功能,更重要的是建立一个能自我维持、自我调控或在较少人为辅助下能健康运行的滨海湿地生态系统;生态修复途径包括自然恢复、人工促进生态修复和生态重建,只有在自然恢复不能实现的情况下,才考虑采取人工促进生态修复或生态重建;生态修复监测参数包括结构参数和功能参数,监测覆盖施工前、施工期和施工后全过程;滨海湿地生态修复成效评估需同时考虑生态结构、生态功能及生态服务。目前,我国滨海湿地生态修复尚存在退化机制及恢复机理认识不足;滨海湿地生态修复技术储备不足,关键技术不能满足需求;修复的区域空间尺度较小,系统性和完整性不足,缺乏国家和区域生态修复规划;滨海湿地生态修复后期管理、监测、成效评估不足。为此建议:①注重滨海湿地恢复生态学的基础理论研究;②强调滨海湿地生态修复的系统性、综合性和完整性,推动整体规划、区域统筹、系统修复;③加强典型滨海湿地的生态修复关键技术研发,如红树林生态系统功能恢复和提升技术,海草、盐沼植物等种苗人工繁殖和种植技术,珊瑚有性繁殖技术和珊瑚礁生态系统功能恢复技术等;④注重滨海湿地生态修复的后期管理及公众参与。

Diagnostic model construction and example analysis of habitat degradation in enclosed bay: I. diagnostic model construction

Presently, research is lacking regarding the diagnosis and evaluation of habitat degradation in enclosed bay systems. We established a diagnostic model for enclosed bay habitat degradation(EBHD model) using a multi-approach integrated diagnostic method in consideration of driving force-pressurestate-infl uence-response. The model optimizes the indicator standardization with annual average change rate of habitat degradation as the basic element, to refl ect accurately the impact of the change and speed of degradation on the diagnostic results, to quantify reasonably the contribution of individual diagnostic indicator to habitat degradation, and to solve the issue regarding the infl uence of subjective factors on the evaluation results during indicator scoring. We then applied the EBHD model for the Sansha Bay in Fujian Province, China, evaluated comprehensively the situation of habitat degradation in the bay, and screened out the major controlling factors in the study area. Results show that the diagnostic results are consistent in overall with the real situation of the study area. Therefore, the EBHD model is advantageous in terms of objectivity and accuracy, making a breakthrough in diagnosis and evaluation for habitat degradation in enclosed bay systems.