渐进式生态修复理论与河湖复苏关键技术

复苏河湖生态环境是推动新阶段水利高质量发展和全面推进美丽中国建设的关键路径。基于对河湖生态环境演变趋势及复苏理论发展趋势的分析,提出渐进式生态修复理论框架和河湖复苏技术体系。渐进式生态修复理论充分考虑流域生态系统退化的历史背景和现实状况,强调分阶段、分步骤、因地制宜实施环境治理、生态修复、自然恢复的治理模式,具有“分类施策、目标导向、系统治理、持续监测”四大特征,循序渐进地修复受损生态系统。在渐进式生态修复理论的指导下,研发了“动态补水-植生护岸-原位除藻”核心环境治理技术,发明了基于土著微生物的河湖生态修复技术,为永定河、茅洲河等河流生态环境复苏提供了理论和技术支撑。

联合LiDAR和高光谱数据反演矿山生态修复区植被地上碳储量

准确评估矿区植被地上碳储量,可为矿区生态修复及其碳汇贡献估算提供科学依据。利用无人机采集激光雷达和高光谱数据,分别建立乔、灌、草3种植物群落的地上碳储量估算模型,并在神东矿区大柳塔采煤沉陷生态修复区实现了应用与验证。研究发现:仅利用高光谱数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别为0.42、0.43、0.41,仅利用激光雷达数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别为0.64、0.44、0.36,融合LiDAR和高光谱两种数据反演乔、灌、草植物群落地上碳储量的精度R^(2)分别达到0.87、0.73、0.72;LiDAR和高光谱特征中的高度百分位变量和绿色指数分别与地上碳储量的相关性最高,对于提升地上碳储量的反演精度贡献最大,说明融合LiDAR和高光谱数据在反映群落形态结构和光合固碳特征方面的能力,可有效提高矿区植被地上碳储量的反演精度。研究结果表明:融合LiDAR和高光谱数据,可以实现矿区复杂地形和植被配置下的植被地上碳储量估算,为矿区生态修复碳汇贡献评估提供支撑。

IPCC AR6报告解读:地下水

地下水已成为满足全球农业生产和生活用水需求的重要来源,也是实现联合国2030年可持续发展议程的关键资源。地下水的数量和质量会直接或间接地受到气候变化的影响。IPCC第六次评估报告(AR6)第二工作组报告对全球和区域历史时期及未来地下水变化趋势进行了评估。报告指出:(1)自21世纪初以来,由于地下水灌溉用水量增加,全球许多国家和地区地下水储量呈现下降趋势。(2)在气候变化背景下,地下水开采量将持续增加,包括全球主要含水层中不可再生的地下水。(3)在热带和半干旱地区,气候变化引起强降水发生频率加快,导致地下水补给量呈增加趋势;在高寒地区,受气候变化影响地下水主要补给期从春季向冬季演变,由于融雪周期和融雪量的减少造成高寒地区春季地下水补给量减少。在地下水退化区域开展渐进式生态修复,是应对气候变化和保障水安全的重要措施。

阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅴ.一年生植物层片物种多样性及其分布特征

阿拉善荒漠常见的37种一年生植物,隶属于9科27属,可划分一年生藜科、一年生禾草、一年生蒿类和一年生杂类草共4个类群,主要由藜科的猪毛菜类构成,占总数的将近一半,其次为禾本科的小禾草类和菊科的蒿类。阿拉善荒漠一年生植物层片由12种区系地理成分组成,其中以亚洲温带、亚洲荒漠成分为主,阿拉善特有成分次之,表现出阿拉善一年生植物层片是作为古地中海旱生植物后裔的古老性和温带干旱荒漠的性质。通过Twinspan分类、CCA排序以及一年生草本物种多样性与环境因子的逐步回归,发现影响阿拉善荒漠一年生植物层片组成及分布特征的关键环境因素包括:第一类是水、热和光照条件,主要包括年均降水量、积温和光照时间;第二类是土壤的粉粒含量;第三类是表征土壤盐碱化程度的指标,包括SO24-、Mg2+、电导率、HCO3-。气候,特别是降水的波动直接决定着一年生草本植物在荒漠群落中层片构成,此外土壤质地也是一年草本植物定居和繁衍的重要基础,在一定的程度上支持了荒漠草地生态修复的理论假说。

渐进式生态修复理论

生态修复是建设生态文明和实现可持续发展的重要途径.发达国家学者多主张将生态系统修复至退化前状态,这种模式在生态系统遭严重退化的地区短期内难以推广应用.本研究提出了渐进式生态修复理论,旨在充分考虑生态系统退化状况,分阶段、分步骤地采取"环境治理、生态修复、自然恢复"的修复治理模式,对受损生态系统进行循序渐进的修复.该理论强调在生态监测的基础上,科学选择参考生态系统,并精准定位生态修复目标.渐进式生态修复应当充分考虑气候变化影响,面向"未来"进行修复,而非修复"历史".这种修复模式需要厘清修复场地与流域/区域之间的关联与互馈关系,坚持系统治理的思路;也需要充分利用生态大数据,发挥遥感、无人机等新技术作用.同时,渐进式生态修复需要明晰生态修复与居民生计和人类福祉之间的关系.渐进式生态修复为全球生态系统保护和修复提供了重要理论.