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。

主体功能区战略背景下的云南省区域发展绩效评价

在主体功能区战略规划背景下,云南省作为生态文明建设的排头兵,积极响应中央政策,努力实现国土空间的合理利用。论文采用熵值灰色关联分析法对云南省昆明、德宏、普洱等16个州市发展现状进行绩效评价,旨在评价当前云南省主体功能区战略的实施情况并由此提出合理建议。其中,重点开发区绩效评价评分从高到低排名为楚雄、玉溪、昆明、曲靖,限制开发区(农产品主产区)评分从高到低排名为普洱、临沧、保山、红河、德宏、昭通,限制开发区(重点生态功能区)评价评分从高到低排名为大理、丽江、文山、西双版纳、迪庆、怒江,并由此提出相关建议,即:重点开发区应借鉴国外发展经验,调整产业结构,减少能源消耗,提高能源产出,加强环境保护;农产品主产区应保持良好的发展方向,坚持基本农田不动摇的政策,发展特色农业;重点生态功能区应以改善自然环境、保护生物多样性为主要目标,加强第三产业发展,发展生态旅游。

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。

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、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。

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。

蚯蚓介导下镉胁迫对土壤理化性质和玉米生长的影响

为了探讨重金属如何驱动土壤动物的行为(垂直分布)进而影响土壤理化性质与作物生长,以赤子爱胜蚓为研究动物,利用室内模拟实验系统研究了镉胁迫下蚯蚓的生理响应、趋避行为及其对玉米生长的影响.结果表明,土壤镉污染影响了蚯蚓生理特征,总体上造成蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)活性下降而脂质过氧化产物(MDA)含量增加,这种不利效应导致蚯蚓作出了趋避响应,表现出向土壤深层分布的趋势.例如,处理第50 d,10 mg·kg^-1和30 mg·kg^-1镉处理组表层(0—10 cm)蚯蚓数量分别下降19.73%和22.17%,且其垂直分布与蚯蚓体内SOD活性显著负相关、与MDA含量显著正相关.蚯蚓垂直分布还改变了土壤有机质、碱解氮与速效磷含量,处理第50 d,30 mg·kg^-1镉处理组土壤中有机质、碱解氮、速效磷含量较对照组分别增加29.24%、15.50%、17.37%,且与蚯蚓分布数量极显著正相关.此外,玉米生物量和株高与土壤碱解氮、有机质、速效磷含量之间显著正相关.因此,土壤镉胁迫改变了蚯蚓的垂直分布,其行为变化改善了深层土壤营养状况(植物根系主要分布区),促进了玉米苗的生长,本研究成果可为镉污染对土壤生态系统的生态风险性评价提供新的实验依据和数据支撑.

铅持续胁迫下不同世代蚕豆生理生化指标的变化

为了解长期持续铅胁迫下植物不同世代间生理生化指标的变化,分析植物对铅污染的适应机制及植物对长期持续污染的响应机理,该研究以在250 mg·kg^(-1)Pb持续污染的实验田中种植所得的第4、第8、第10、第13和第15世代蚕豆种子为材料,通过盆栽法,与同世代未受Pb胁迫的蚕豆做对照,分析了与抗氧化酶系统、总代谢等相关的8个生理指标,即叶绿素、蛋白质、可溶性糖、脯氨酸(PRO)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和苹果酸脱氢酶(MDH)活力。结果表明:(1)在长期持续Pb胁迫下,与蚕豆光合作用能力有关的叶绿素含量在第8代与第13代之间与对照组相比具有显著的差异性(P<0.05)。(2)可溶性糖含量随胁迫时间的延长而逐渐升高,并在第10代时达到最高,随后开始向无污染的正常水平恢复并趋于稳定;蛋白质含量在胁迫至第13代后开始增加。(3)MDA与PRO含量在胁迫至第10代时达到最高,并随胁迫时间的延长而降低,至第13代后逐渐趋于稳定。(4)抗氧化酶系统中的SOD、GR和MDH也同样呈现出先高后低的趋势,且GR的变化程度最大,MDH活力最早表现出与对照组的最大差异。研究认为:在长期的持续Pb污染胁迫下,蚕豆种群对Pb污染胁迫的适应性不断提高。

乙草胺胁迫下蚯蚓活动对土壤-作物系统影响研究

随着乙草胺的大量使用,其在土壤中的残留量不断增加,严重危害了土壤动物正常生存,蚯蚓尤其如此。蚯蚓对土壤环境质量和作物生长具有明显的改善和促进作用,而乙草胺通过危害土壤动物可能影响作物的产量。为了验证该假设,本研究建立了土壤-蚯蚓-玉米人工控制系统,探讨乙草胺对该系统蚯蚓生理和行为、土壤理化性质及作物生长的影响。研究表明:随着处理浓度的增加,蚯蚓体内SOD呈下降趋势,而MDA呈上升趋势,且于第25 d呈显著正相关;随着处理时间的延长,蚯蚓表现出从表层(0~10 cm)向深处(10~30 cm)迁移的趋势;蚯蚓分层的行为影响了土壤质量,造成深层土壤有机质和碱解氮含量逐渐上升,表层下降;乙草胺胁迫下土壤营养条件下降,玉米株高随着乙草胺浓度的增加而下降。该研究证实,乙草胺除了通过降低地表杂草生存能力、促进作物生长外,还能通过影响土壤动物的生理和行为最终抑制作物的生长,本研究成果可为乙草胺污染对土壤生态系统的生态风险性评估提供数据支撑。

西双版纳热带雨林林窗空间分布格局及其特征指数与林窗下植物多样性的相关性

林窗作为森林群落中一种重要的干扰方式,对林下物种构成有着重要的影响。开展林窗空间格局及其特征指数与林下植物多样性关系研究对于探讨林窗对林下生物多样性的影响有重要意义,有助于进一步了解群落动态,在物种多样性保护方面也具有指导作用。本研究在西双版纳热带雨林地区随机选取3块大小为1 ha的热带雨林为研究样地,采用轻小型六旋翼无人机搭载Sony ILCE-A7r可见光传感器,分别获取各个样地的高清数字影像,结合数字表面高程模型以及各个样地的地形数据用以确定各样区的林窗分布格局,并进一步提取出各林窗的景观格局指数。结合地面样方基础调查数据,对各样地各林窗下植物多样性情况进行统计,旨在分析热带雨林林窗空间分布格局以及林窗下植物多样性对各林窗空间格局特征的响应情况。研究表明,西双版纳州热带雨林林窗呈大而分散的空间分布,林窗空间格局特征指数如林窗形状复杂性指数、林窗面积都与林下植物多样性呈显著正相关关系。在面积小的林窗下,较之林窗形状复杂性因子,林窗面积大小对林下植物多样性影响更显著;在面积达到一定程度后,相对于面积因子,林窗形状复杂性指数对林下植物多样性影响更显著,各样地林窗皆趋于向各自所处样地顶极群落发展。

林冠结构是局域尺度木本植物功能性状beta多样性形成的重要驱动力

功能性状beta多样性反映了群落间功能性状组成的差异,解析其形成机制是群落生态学研究的核心内容之一。本研究以云南西双版纳热带季节雨林20 ha动态监测样地为研究对象,测定木本植物11个重要的功能性状,采用多度加权的平均最近邻体性状距离度量不同取样尺度的功能性状beta多样性,基于距离矩阵的多元回归方法解析林冠结构差异、环境异质性、空间距离在功能性状beta多样性格局形成中的相对作用。结果表明,对于所有木本植物个体(DBH≥1 cm)而言,同时考虑林冠结构、环境和空间距离的模型为解释功能性状beta多样性格局的最优模型;在3个不同取样尺度上,林冠结构差异和环境距离都对功能性状beta多样性具有较大的解释力,且随着取样尺度的增大而上升,空间距离的作用基本可以忽略。本研究证实了林冠结构是局域尺度木本植物功能性状beta多样性格局形成的重要驱动力,这一发现更新了环境异质性和空间距离是驱动功能性状beta多样性格局形成的主要因素的传统认知,为将来研究功能性状beta多样性形成机制提供新的视角,并证实了取样尺度在解析木本植物功能性状beta多样性格局形成机制中的重要性。

纳米二氧化钛缓解镉胁迫下小麦幼苗生长及生理变化

研究了水培环境中不同浓度纳米二氧化钛(TiO_(2)-NPs)(0,25,50,100,200 mg/L)缓解Cd对小麦幼苗造成的生理毒害的作用。结果显示:在水培环境下TiO_(2)-NPs的施用,缓解了Cd对小麦带来的氧化胁迫,减轻了Cd对小麦的毒害作用,显著提高了小麦生物量、根长及株高,改善了小麦光合作用。中浓度(50,100 mg/L)TiO_(2)-NPs的使用显著提高了小麦幼苗净光合速率。对于所有浓度TiO_(2)-NPs的施用,小麦幼苗POD酶活均显著低于Cd处理组;SOD酶活在较低浓度(<200 mg/L)时显著低于Cd处理组。TiO_(2)-NPs通过减轻Cd氧化胁迫作用,有效缓解了Cd对小麦幼苗的毒害,提高了小麦幼苗的光合作用。