云南重点生态功能区城市生态环境良性化评价指标体系构建与实证研究

正确评价城市生态环境良性健康状况是城市生态环境良性化管理和建设的基础。论文在研究云南重点生态功能区城市生态环境特点和生态环境问题及国内外相关研究的基础上,从自然生态环境、环境资源保护和生态环境管理能力三个方面选取能够表征和反映云南重点生态功能区城市生态环境良性化程度的18个指标,建立指标体系,确立评价标准,用层次分析法确定指标权重,用模糊数学方法构建评价模型。以西双版纳州勐腊县为典型案例,确定评价指标及标准,评价其城市生态环境良性健康状况。结果表明:2012年勐腊县生态环境整体状况属于健康状态。根据评价结果,明确了影响其城市生态环境健康的限制因素,主要有区域环境噪声平均值、水土流失面积及生态文明宣传教育普及率。

基于教学–科研有机融合的环境类复合型人才培养模式探讨—以云南大学环境科学专业建设为例

高等院校中教师的科研活动如何有效地融入到教学过程,实现科研反哺教学以提高课程建设的水平,是目前国内创新人才培养、精英(菁英)教育面临的重要任务。本文基于教学–科研有机融合,结合国家大政方针、云南区域发展需求与学校特色、学科建设等方面,从教学内容的优化与整合、多元化案例教学设计的项目导入式教学方式、学生主动性学习模式三个方面探讨教学–科研有机融合在环境科学专业建设中的应用,以期对提高教师教学质量、激发学生学习兴趣有所启示,并为环境类专业复合型人才培养模式提供一定的借鉴。

基于生态系统净化与人为调控耦合作用的水环境承载力评估

针对目前水环境承载力相关研究中未突显生态系统净化作用和人为调控作用的问题,从生态系统污染净化功能和人为调控污染削减功能两个角度,提出基于生态系统净化-人为调控耦合作用的水环境承载力概念,并构建流域环境承载力评估模型。以滇池流域为例,计算了2015年滇池流域水环境承载力。研究结果表明:滇池流域2015年水环境承载力综合指数为1.16,处于超载状态;流域环境承载力分布呈现北高南低,北部限制因子化学需氧量,南部为总磷;调水工程调入水量出境携带污染物约为流域水环境承载力的16%,对流域水环境改善十分重要;人为调控污染削减能力在流域水环境承载力中所占比例已超过50%,成为不可忽视的一部分。

基于生态化学计量方法识别农业面源污染防控重点区域

基于柴河流域汇水区内不同景观单元土壤与径流中氮、磷养分含量,分析了土壤与径流中污染物的生态化学计量特征,并综合评价了面源污染物的"源—流"过程,进而确定汇水区内面源污染防控的重点区域。结果表明:(1)汇水区内的坝平地、大棚种植区和柴河河道的土壤或底泥具有较高的氮磷比,其径流中溶解态氮磷比也较高,而磷矿区和富磷区林地土壤及径流中溶解态氮磷比较低;(2)土壤氮、磷养分与径流中氮、磷污染物之间未发现显著相关性(p>0.05);(3)与其他景观类型相比,柴河底泥与大棚种植区的污染物"源"强较高,而大棚种植区和磷矿区污染物的"流"失风险较高,因此,大棚种植区由于其高"源"强和高"流"失性是该汇水区面源污染重点防控区域;(4)单个景观类型下,通过对比"源""流"过程在总流失风险中的比例确定磷矿区的流失、富磷区林地和河道底泥的污染物"源"是各自景观类型下面源污染防控的重点环节;而农业种植区(坡耕地、坝平地和大棚区)需同时在减"源"和控"流"上进行综合防控。

基于UbD理念的师范院校本科生态学课程设计研究

本文使用追求理解的教学设计(UbD)理念与三阶段课程设计框架,对师范院校本科生态学课程进行了全方位重塑。首先,凝练出4个具有师范特色的课程目标,并首次梳理出7条生态学学科大概念和5条核心理念。其次,创造性地构建学期任务与单元任务相结合的评估体系;在单元教学设计上,先围绕单元所涵盖的学科大概念写出对应的基本问题,并据此设计单元任务。最后,针对性设计学习活动。本文旨在为师范院校本科生态学课程设计提供一个高效可行的模板。

云南高原湖泊湿地湖滨区木本植物的多样性

【目的】种植绿色植物是湖滨区生态修复的重要内容。本文探讨木本植物的组成特点。【方法】在云南24个湖泊湿地湖滨区选择149个样点设置1.0 hm2样方调查木本植物,划分植物生长型、来源、栽培/野生类型,计算样点内木本植物丰富度、均匀度、Shannon-Wiener指数等,并分析海拔、经纬度、湖泊面积与物种多样性的关系。【结果】共记录到木本植物72科155属250种,其中,乔木126种占较大优势(占比50.4%)、灌木108种(占比43.2%)、藤本16种(占比6.4%);本地物种193种(占比77.2%)、外来植物57种(占比22.8%)、栽培物种206种(占比82.4%)、野生物种44种。【结论】云南湖泊湿地水陆交界的狭长湖滨区,储存着丰富的木本植物(特别是乔木)种质资源,这些物种具有以本地、栽培物种为主的特点。外来木本植物呈从滇中地区或从人为干扰大的地方向外蔓延态势,应该注意控制和减少物种入侵风险。

科尔沁沙地不同恢复方式下生态系统营养元素积累与分配特征

生态系统营养元素的生物地球化学循环是生态系统重要功能之一,正确认识不同恢复模式生态系统营养物质的积累和分配对生态恢复、项目实施与评估具有重要作用.对科尔沁沙地4种恢复方式下的生态系统营养元素积累与分配特征进行了研究,结果表明:3种树种各器官N、P、K含量排序整体上为叶>枝>根>干,N、K的积累排序为北京杨>榆树>樟子松,P的积累为樟子松>北京杨>榆树;不同恢复方式草本层地上部分N、P、K的积累均高于地下部分的积累;不同恢复方式乔木层N、P、K积累为0.233~0.292,0.074~0.098 t/hm^2和0.244~0.379 t/hm^2,草本层为0.023~0.049,0.003~0.008 t/hm^2和0.024~0.048 t/hm^2,凋落物层为0.006~0.008,0.001~0.002 t/hm^2和0.001~0.004 t/hm^2,土壤层为2.489~25.682,0.786~2.438 t/hm^2和44.749~98.465 t/hm^2;土壤层N、P、K的积累占总积累量的比例最大,分别为97.54%~98.81%,94.52%~99.49%和99.54%~99.94%,其次是乔木层,草本层,凋落物层最小;4种恢复方式下生态系统N、P、K营养元素的积累排序均为榆树疏林草地>樟子松疏林草地>防护林围草地>撂荒草地.研究结果表明:科尔沁沙地东南缘营造防护林和稀疏植树显著恢复了沙地植被,对生态系统N、P、K的积累与分配有显著影响,是较适合于科尔沁东南缘降水不足和土壤有效营养元素缺乏的植被恢复模式.

科尔沁沙地东南缘不同生态恢复模式下生态系统服务经济价值估算

植被恢复与重建是遏制沙化过程的有效措施,生态恢复的最终目标是使退化生态系统恢复并维持生态系统的服务功能。基于生态系统服务价值的植被恢复工程效益分析研究有助于提高植被恢复工程的评估水平,以及植被恢复工程的进一步开展。该研究采用市场价值法、替代市场法、影子工程法、碳税法等手段对科尔沁沙地4种典型退化草地恢复方式下的生态系统服务经济价值进行了估算。结果表明,4种恢复方式下,有机质生产价值和生态系统碳贮存价值排序为北京杨(Populus×beijingensis)围草地>樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)疏林草地>榆树(Ulmus pumila)疏林草地>撂荒草地;土壤保持价值和营养物质循环价值排序为北京杨围草地>榆树疏林草地>樟子松疏林草地>撂荒草地;四项生态系统服务的总价值排序为北京杨围草地(8 109.78 yuan?hm^(-2)?a^(-1))>樟子松疏林草地(7 774.52 yuan?hm^(-2)?a^(-1))>榆树疏林草地(5 941.34yuan?hm^(-2)?a^(-1))>撂荒草地(1 893.46 yuan?hm^(-2)?a^(-1)),与撂荒草地比较,3种恢复方式均显著提升了生态系统服务价值,平均增幅为57.92%,其中土壤保持价值与生态系统碳贮存价值占总价值的比例较高,分别为11.38%~12.78%,82.30%~83.28%。综上,科尔沁沙地东南缘营造防护林和稀疏林地有效提高了生态系统服务价值,是较适合降水不足和土壤有效营养元素缺乏的科尔沁沙地的植被恢复模式。

昆明市生态文明建设满意度调查研究

对昆明市生态文明建设满意度进行调查,收集近期公众对昆明市生态文明建设的反馈信息,分析存在的问题,以促进昆明市生态文明建设的发展。调查采取线上和线下问卷方式,接收有效问卷557份。调查统计结果得到公众对昆明市生态文明建设满意度平均分值为4.79分,处于“较满意”和“一般”这两个等级之间,接近“较满意”,未达到“满意”。生态环境方面的满意度分值为4.89,接近“较满意”;生态经济方面为4.99分,接近“较满意”程度;生态社会为4.64分,处于“一般”程度,说明昆明市生态文明建设有待进一步推进,应加强滇池治理、噪声控制、太阳能利用、滇池周边旅游建设、内涝处理和交通拥堵处理情况等方面的建设。

复合型人才培养模式下《环境生物学》课程教学改革与实践

复合型专业人才培养是我国高等院校的一项迫切任务,这对目前大学环境科学专业的人才培养模式及成效提出了更高的要求。在此背景下,以环境科学专业《环境生物学》课程为例,结合该课程的基本特点及本科教学存在的普遍问题,确定复合型人才培养模式下课程的教学改革思路与目标。通过对课程教学内容的优化整合,并在教学过程中采用主动实践、分组讨论、实验与实践相结合等多元化教学方法,实现课程理论与教学实践的有机结合,并构建"辨识-调查-实验-展示-报告"的考核体系,充分发挥学生自主学习、自主讨论、自主研究的能力。构建的多元化实践教学新模式将提升教学水平,有利于提高学生的综合能力。

滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值评估

森林是地球上最重要的多功能生态系统,它不仅为人类社会提供多样的实物产品,同时也蕴藏着巨大的生态价值,其中固碳释氧价值更是地球生命支持的基础.研究根据2008 年完成的滇池流域森林资源调查数据,采用材积源生物量法以及碳税法和造氧成本法,计算出森林生态系统固碳释氧服务价值.结果表明,滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值为331.576×10^7 元/a,其中固碳服务价值为188.452×10^7 元/a,释氧服务价值为143.124×10^7 元/a.滇池流域目前所有植被种类中云南松(Pinus yunnanensis)的固碳释氧服务价值是最高的,达到39.649×10^7 元/a.单位面积竹林(Bambusoideae)的固碳释氧能力最强,每年每公顷竹林固碳释氧服务价值是50 409.519 元,目前滇池流域内竹林面积很小,增加竹林种植面积可以作为未来森林改建计划,进一步提高森林生态系统固碳释氧服务价值.

呈贡区生态系统生产总值(GEP)核算研究

生态系统生产总值(GEP)是指生态系统为人类福祉和经济社会可持续发展提供的最终产品与服务的价值总和,可从产品提供、调节服务和文化服务3方面进行核算。以昆明市的重点发展规划区域呈贡区作为研究对象,对该区域生态系统的3大类13项指标进行核算与分析,并对GEP核算体系进行探讨。结果表明:2015年呈贡区生态系统生产总值为381852.92×10^4元,其中产品提供价值最高,为160244.56×10^4元,占GEP的41.96%;调节服务价值和文化服务价值分别为154408.36×10^4元和67200×10^4元,占GEP的40.44%和17.60%。该研究可为呈贡区的生态系统管理与发展规划提供参考与借鉴。

云南地区土壤重金属污染危害及其防治措施建议

重金属污染是我国所面临的最严重的污染问题之一,云南省重金属污染状况尤为严峻。综述了国内外重金属对植物、土壤动物、土壤微生物、土壤物质循环以及农田生态系统等方面的研究进展,重点阐述云南地区重金属污染的现状、原因、危害、作用机理和农田生态防治措施,并结合地方实际,从源头控制、因地种植、科学修复三方面提出云南省重金属污染防治的科学合理的有效措施。

环境污染胁迫下生物的适应代价及其生存策略分析

在污染环境中的生物面对“新环境”的压力,从短期来看,这种“新环境”是有害的,不利于生物生存繁衍;从长期来看,耐受性的生物将会成为新的广泛种,面对各种复杂环境都能生存,进而新环境是有利于其繁衍分布的,这就形成了环境污染胁迫下生物的适应代价以及生物作出的生存策略。本文从生物付出的生态代价、生理代价及进化代价三方面适应“新环境”着手,分析生物为了存活而调整生活史、形态学、解剖学及生理生化等,重塑新的生存策略。生物适应与生存策略均是生物最大限度地生存和繁殖的方式。

滇池流域富磷退化山区主要优势植物对土壤酶活性的影响

为了了解富磷山地不同生活型植物对土壤主要酶活性的影响,选取滇池流域富磷退化山区5种常见优势植物(云南松、蔗茅、白茅、马桑和紫茎泽兰),采集其根区土与根际土,分析了不同土壤酶活性。结果表明:云南松影响下的根区土及根际土脲酶活性最高,分别为0.99,2.60 mg/(g·d);紫茎泽兰影响下的土壤蛋白酶活性最高,为312.39μg/(g·d),但蔗茅、白茅及紫茎泽兰之间差异并不显著;云南松根区土及紫茎泽兰根际土纤维素酶活性最高,分别为0.81,2.12 mg/(g·3 d);5种植物其土壤酸性及碱性磷酸酶活性变化较小。通过根际效应比较发现5种植物对脲酶和纤维素酶的根际效应相对较强,其次为蛋白酶,最弱的为酸性磷酸酶及碱性磷酸酶。结合植物对根区土及根际土酶活性的影响进行了综合效应比较,5种植物高低顺序依次为云南松>白茅>紫茎泽兰>马桑>蔗茅。土壤酶活性高低一方面说明植物对土壤生物性质的影响,另一方面也反映了植物对立地环境的适应方式,因此,评价植物在富磷退化山区的恢复潜力,还应结合植物对土壤理化性质、生态水文过程及在群落构建过程中的作用等进行综合评价。

滇池、抚仙湖、阳宗海长期水位变化(1988—2015年)及驱动因子

水位变化影响湖泊水质、水量和生态系统功能,是研究湖泊演变的重要内容,但目前针对滇中高原湖群水位变化特征还少见系统报道.本文选择滇池、抚仙湖、阳宗海3个滇中高原湖泊作为研究对象,基于1988-2015年实测水位数据和Mann-Kendall趋势检验法评估了3个湖泊水位变化特征;运用RClimDex模型获得了流域极端降水指标,结合其他指标构建了基于极端气象因子的湖泊水位驱动力指标体系;采用主成分-多元回归模型,解析了极端降水、蒸发等气象因子对滇中高原湖泊水位变化的贡献.结果表明:①滇池、抚仙湖、阳宗海水位年际波动不突出.滇池的年平均水位总体略呈上升趋势,年均上升0.025m.阳宗海和抚仙湖水位无明显变化.②滇中高原湖泊流域的极端降水指数年际变化趋势不明显.滇池的蒸发量呈明显减小趋势,年均减小21.05mm.抚仙湖蒸发量呈明显增加趋势,平均每年增加5.52mm.阳宗海蒸发量的变化不明显.③气象指标可解释滇池水位变化的49.7%,滇池水位变化受气候变化和人类活动的综合影响;阳宗海和抚仙湖水位变化主要受气象条件控制,蒸发量、综合降水指标和连续降水指标对阳宗海水位变化的解释率高达93.3%;综合降水指标和干旱状况指标可以解释抚仙湖水位变化的64.5%.极端降水指标对解释高原湖泊水位变化具有重要作用.

基于无人机激光雷达遥感的亚热带常绿阔叶林群落垂直结构分析

森林植被高度与树木分布格局是植物群落重要结构特征,也是计算森林生物量分布的重要参数。传统的森林群落调查方法耗费大量人力物力难以进行较大尺度的群落结构测量,而一般的遥感影像也难以获得精确的地形信息及垂直结构。近年来激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术快速发展,能够较好的进行植被三维特征的提取并被广泛应用于森林生态系统检测模拟。且随着无人机低空摄影技术的发展催生的无人机激光雷达(UAV-Lidar)更增加了激光雷达的灵活性以及获取较大范围植被冠层信息的能力。而受限于激光的穿透性以及不同植被类型郁闭度的影响,该技术的应用多局限于在针叶林群落的垂直结构研究,而在常绿阔叶林的研究中应用较少。为探究现有无人机激光雷达设备及垂直结构提取分析技术应用于常绿阔叶林的可行性,利用无人机载激光雷达遥感技术对哀牢山中山湿性常绿阔叶林3块面积1hm^2的样地进行基于数字表面模型以及数字地表高程模型做差得到树冠高度模型测量的植被冠层高度、基于局部最大值法进行单木位置提取并使用Clark-Evans最近邻体分析方法进行样地内高大乔木分布格局的计算。分析结果显示,植被高度提取精度平均大于95%,与地表实测的植被高度值拟合度较高,相关系数R^2介于0.833-0.927之间;3个样地冠层高度平均值分别为18.79、19.08、17.03 m,标准差分别为8.10、7.34、7.17 m。单木探测百分比平均86.3%,用户精度以及生产者精度平均分别为75.69%和65.15%。实测得出三个样地全部高大乔木空间分布格局均为聚集分布,而激光雷达测量结果显示为随机分布或均匀分布。实验显示基于无人机激光雷达技术能够很好地提取植被冠层高度信息并能够较好地获取树木位置,但对于树木空间分布格局判定的准确性有待于进一步探索。未来研究应从多角度对激光雷达测量造成的误差原因予以分析(如环境因素),并进一步研究更为精确的单木提取以及植被高度提取方法,为通过无人机激光雷达测算森林生物量及各种生态过程提供更加精准的指标数据。

典型农田退耕后土壤真菌与细菌群落的演替

土壤真菌和细菌作为地下生态系统的重要组成部分,其群落的恢复状况是评价农田退耕还林生态效益的重要指标。以云南省维西县典型退耕还林农田为对象,利用高通量测序等方法比较了不同退耕年限的农田土壤中真菌和细菌群落随植被演替的变化特征。结果发现,农田撂荒后土壤细菌多样性先显著降低后缓慢上升,真菌多样性变化不明显;地上部植被由草本经灌丛再向林地演替的过程中,土壤真菌的群落组成随植被变化呈现明显的改变,主要体现在粪壳菌纲(Sordariomycetes)所占比例的减少(由30%减至10%左右)和伞菌纲(Agaricomycetes)所占比例的增加(由5%以下增至20%以上);而细菌的群落组成无明显变化。聚类分析的结果显示,真菌的群落组成变化与植物群落的演替规律更为同步。不同演替阶段的退耕农田土壤真菌和细菌群落均明显区别于未经扰动的天然林,表明人为扰动对土壤微生物群落的影响可能在较长时间内持续存在。研究揭示了云南典型农田退耕后地下土壤真菌和细菌群落随植被演替的变化特征,为全面评价该地区退耕还林的生态效益提供了数据支撑。

滇中常绿阔叶林下滇青冈幼苗净光合速率对土壤水肥的响应

为了探讨不同季节土壤水肥配置下幼苗叶片净光合速率的差异及其相互关系,本文对滇中高原常绿阔叶林林下土壤表层水肥的动态变化、滇青冈实生幼苗的叶片养分含量及其净光合速率进行了监测与分析。对不同季节间的比较与相关性分析表明:(1)土壤全氮、全钾、速效钾及有机质全年保持稳定,但全磷和有效磷呈下降趋势,而碱解氮表现为先增加后降低趋势。整体来看,除碱解氮外,土壤养分的全量及有效含量经过雨季均有不同程度的下降;(2)7月时幼苗叶片的氮、磷、钾含量最低。与7月相比,5月、9月与11月叶片养分含量均有显著的增加(P<0.05);滇青冈幼苗叶片在500μmol/(m^2·s)光照下净光合速率表现为5月的净光合速率最高,达到2.89μmolCO_2/(m^2·s),7月的净光合速率最低,为1.46μmolCO_2/(m^2·s);光合养分效率的季节变化呈先降低后增加的趋势,其中9月的光合养分利用效率最低;(3)林内土壤表层养分含量、滇青冈幼苗叶片中的养分含量及其净光合速率三者之间没有显著的相关性。雨季后期土壤磷素的缺乏可能是影响叶片净光合速率与光合养分效率的主要因子。

长江经济带氮淋溶流失空间格局及其水环境影响评估

氮淋溶流失是地表和地下水环境退化的重要驱动过程.由于氮素迁移转化过程复杂,量化氮淋溶流失及其水环境影响是区域营养盐管理的重点和难点.本研究从天然和人为输入角度构建了陆域氮淋溶流失模型,核算了2011—2015年长江经济带地级市单元的氮淋溶流失量,并基于灰水足迹和水资源量评估了氮淋溶流失的水环境影响.结果表明:①长江经济带的氮年均输入强度为8465 kg·km^-2,以人为输入源为主,占总氮输入的89.9%;②研究区总氮输入的19.4%被淋溶流失到水环境中,平均淋溶流失强度为1656 kg·km^-2;非点源是长江经济带的最大来源,淋溶流失系数平均值为0.143;③基于实测氮通量的反演结果与氮淋溶流失核算量存在显著的线性相关关系,表明基于氮输入核算的氮流失量能够反映氮淋溶流失空间分布规律;④长江经济带的氮淋溶流失导致的灰水足迹已经超过地区水资源总量,地级市单元的氮污染指数最高达到29.2,氮的水环境超载问题十分严重.