“地理信息系统实验”课程教学探索与实践——以贵州工程应用技术学院环境生态工程专业为例

地理信息系统实验是“地理信息系统”课程教学的关键环节,结合环境生态工程专业特征,针对目前“地理信息系统实验”教学中存在的问题,开展课程教学改革探索,有助于激发学生的主观能动性,提升课程教学效果。以贵州工程应用技术学院环境生态工程专业为例,基于“地理信息系统实验”教学设计的教学软件选用、教学内容及课时设置、教学方法优化选择、教学效果考核与评价等环节展开探索,以期为高校环境生态类专业“地理信息系统实验”课程教学提供参考依据。

农林生态系统功能优化对石漠化生态修复的作用

农林生态系统模仿自然生态系统的组配,结合多年生木本植物、农作物和/或畜禽养殖,有效地促进石漠化区退化生态系统的恢复,提供了重要的物质产品和生态服务。农林生态系统能否持续地供给物质产品和生态服务的关键问题,取决于对其生态系统功能的优化和生态产品供给能力的提升。将关系到农林生态系统在石漠化治理中的持续性贡献和保护恢复生态价值的有效性。基于国内外相关综述和实证分析,重点从内涵、关系和优化提升方案方面进行探讨。(1)剖析了要素与性能在石漠化治理农林生态系统功能优化与生态产品供给能力提升中的内涵体现,明确了要素与性能在石漠化治理农林生态系统的具体作用机理;(2)总结了农林生态系统功能优化与生态产品供给能力提升的关系,指出可持续地向不同利益群体提供生态产品是促进石漠化生态修复的重要环节;(3)探讨了因果网络模型在石漠化治理农林生态系统中的应用,并分析了要素与性能之间级联关系在构建优化提升方案实现途径中的可能性。本研究为科学推进石漠化综合治理提供实用价值和理论参考,适用于其他生态脆弱区,有助于探索优化生态系统功能并提升生态产品供给能力的相关问题。

基于格局-质量-功能的高寒草甸区生态脆弱性分析——以云南迪庆为例

以滇西北高寒草甸区为研究对象,通过建立格局-质量-功能框架开展其生态系统脆弱性时空特征评价,并利用地理加权回归模型分析各因子对生态系统脆弱性变化的空间异质性影响.结果表明:滇西北高寒草甸区生态系统脆弱性指数(EVI)格局由北向南递减.2000~2020年迪庆北部地区的生态系统脆弱性指数呈增加趋势,生态脆弱性性指数最高增加了0.30,中南部绝大部分地区呈下降趋势.影响因子对生态系统脆弱性敏感性显著,气候因子对迪庆北部和南部地区的生态系统脆弱性敏感,经济(GDP)、人口(POP)等因子是导致区域生态系统脆弱性指数增加的主要因素.

贵州草海湿地夏季浮游植物群落结构及其与水环境因子的关系

为了解贵州草海湿地浮游植物群落结构及其与水环境因子的关系,于2022年夏季对贵州草海湿地浮游植物进行调查。结果表明,2022年夏季草海湿地的浮游植物有8门51科104属,其中绿藻门(Chlorophyta)种类最丰富,其次是硅藻门(Bacillariophyta)和蓝藻门(Cyanophyta)。浮游植物丰度平均值为18.82×10^(6) cell·L^(-1),各采样点之间差异较大;从浮游植物优势属和丰度看,均是蓝藻和绿藻占绝对优势。冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)结果表明,草海湿地浮游植物群落结构主要受总氮(TN)、铵态氮(NH_(4)^(+) N)、硝态氮(NO_(3)- N)、总磷(TP)、有机碳(TOC)、悬浮物(TSS)等影响。浮游植物多样性指数和丰度评价结果表明,2022年夏季草海湿地处于富营养状态,为中度污染水平,水体有发生微囊藻水华的风险。

城市生态学课程混合式教学与实践模式探索

城市生态学作为一门交叉学科,强调对学生应用能力的培养,如果继续只采用传统教学模式,就无法满足当今社会对应用型人才的需求。本次教学改革探索以超星学习通平台为辅助教学手段,对“线上线下混合式教学+参与式实践作业”新教学模式进行实际运用,注重在教学过程中利用多种方式对学生进行考核。两年的教学实践表明,新教学模式能够有效促进教学过程中师生的良性互动,增强学生的学习积极性和知识应用能力,并且使课程的教学质量得到提升,可为无实践课时或者实践课时少的工科专业的专业课程教学提供参考。

贵州省黔东南州近20年NDVI时空变化特征分析

探究贵州省黔东南州植被覆盖变化特征,以期为黔东南州生态环境保护和林业高质量发展提供科学参考依据。基于中分辨率遥感产品MODIS数据,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验、变异系数等方法,对黔东南州近20年来的植被覆盖时空变化特征进行研究。结果表明:黔东南州NDVI年均值整体呈增加趋势(R^(2)=0.4285),年内变化为夏季高,冬季低;空间上呈东南高、西北低的分布特征,多年均值为0.69;空间变化较为平稳,CV均值为0.06。黔东南州近20年来生态修复工作成效显著,建议在继续巩固退耕还林还草工作成效的同时,加大西北部石漠化治理力度,促进当地植被覆盖持续恢复。

贵州省水资源利用效率及其时空格局研究

基于数据包络分析方法(DEA),结合贵州省及其地级市2008—2018年用水结构和社会发展数据,探究贵州省水资源利用结构、效率及其时空分布格局。总体而言,除贵阳市外,贵州省及其地州市水资源配置效率均未达到最优,尚有一定提升空间。新时期贵州省水资源利用效率提升的重点在于优化水资源投入要素配置,提高规模效益。

贵州赤水河流域景观生态安全时空动态分析

土地利用景观生态安全变化对区域生物多样性保护、维持生态平衡,建立可持续的土地利用模式具有重要指导意义。在GIS和RS技术的支持下,从景观生态学的角度,分析贵州赤水河流域1995—2018年土地利用景观生态安全变化特征,结果表明:(1)近23年来研究区土地利用类型发生了较大变化,人为因素对土地利用变化干扰较为严重,建设用地持续、快速增长,林地面积持续减少,耕地则是先增后减;(2)近23年来除建设用地外,其他各土地利用类型的景观破碎度、景观分离度均有所增加;研究区内除建设用地景观分维数增加较大,其他景观类型分维数虽有所增加,但变化不明显。随着经济社会不断发展,人类活动对各景观类型的干扰均有所增加。(3)从景观生态安全时空变化特征来看,近23年来研究区景观生态安全总体情况较好,处于高生态安全的区域总体有所增加;处于低生态安全的区域总体有增加的趋势,生态安全问题开始凸显;(4)近23年来研究区各乡镇景观生态安全接近的乡镇在空间上表现为聚集性先减后增,空间聚集类型以低-低和高-高聚集类型为主。

初探eDNA在贵州草海入侵种克氏原螯虾监测中的应用

近年来克氏原螯虾入侵草海,对草海生态系统中的水生植物、两栖动物和无脊椎动物的生存造成威胁,严重影响入侵地生物的多样性。为进一步分析克氏原螯虾的引入或扩散初期的监测、预警和应急处理提供有效依据,研究了环境DNA技术在监测草海克氏原螯虾分布应用中的最适条件。结果表明,4℃保存8h内,0.45μm孔径硝酸纤维膜过滤2000ml水体提取eDNA效果最好,且过滤水体体积越大,富集eDNA浓度越高。越靠近城市人类活动较活跃的采样点,克氏原螯虾分布密度越高,表明人类活动可能是导致克氏原螯虾成功入侵草海的主要原因。

不同林龄华山松人工林土壤养分及其生态化学计量特征

为了阐明林龄对华山松人工林土壤养分以及碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的影响,在贵州省毕节市境内的乌蒙山选取4个林龄(10,16,22,47a)的华山松人工林为研究对象,在每个林分内选择具有代表性的地段分别设置3块20 m×20 m样地,每块样地内按“S”形设置5个采样点,测定0~20 cm土层土壤的pH、总碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TP)、全钙(TC_(a))、有机碳(SOC)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK),并计算土壤C∶N∶P化学计量比,分析它们随林龄的变化及其与C∶N∶P化学计量比之间的关系。结果表明:1)不同林龄华山松人工林土壤SOC含量23.624~65.093g/kg, TN含量1.533~5.157g/kg,远高于全国土壤的平均水平;TP含量0.327~1.097g/kg,与全国土壤平均水平相当,说明研究区内土壤C,N含量较高;2)林龄对华山松人工林土壤养分和C∶N∶P生态化学计量比均有显著影响;随着林龄增长,华山松人工林土壤TC,SOC含量,C∶N和C∶P先降低后增加,TN,TP,AN,AP和AK含量逐渐增加,土壤pH,TK和TCa含量先增加后降低,N∶P呈波浪形变化趋势;3)土壤C∶N,C∶P与TK,TCa的相关性大于与TN,TP的相关性,说明华山松人工林土壤C∶N和C∶P主要受钾和钙的影响。因此,在华山松人工林经营管理过程中,如何科学调控土壤中钾(K)和钙(Ca)含量显得尤为重要。研究结果可以为华山松人工林的可持续经营和科学管理提供理论依据。

应用蚕豆根尖细胞微核技术分析倒天河水库水质状况

利用蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞微核技术对倒天河水库水质进行研究,结果表明:倒天河水库的水质总体属于轻度污染,但有明显的空间差异。蚕豆微核率与处理时间无关,与采样点有显著差异性,且采样点与处理时间之间不存在交互效应。对照组(蒸馏水)的微核率与天河公园、殷官屯、跳登河和天生桥水样的微核率差异显著,而与照壁山、西庄和台子村间无显著差异。

夹岩水利枢纽工程核心水源区土地利用时空演化分析

土地利用作为生态环境最直接的表现形式之一,能够直接反映区域生态环境变化特征。为揭示1995-2015年间夹岩水利枢纽工程核心水源区土地利用时空变化特征,以landsat系列遥感影像为数据源,辅以研究区统计年鉴和地形图等相关数据,采用监督分类和人工目视解译相结合的分类方法,提取研究区土地利用数据。结果表明:近20a来,研究区内土地利用以耕地、林地和草地类型为主,由于研究区地处乌蒙山集中特困地区,建设用地始终占比最少。研究区内建设用地变化幅度和速度最大,主要是研究区内人口的增长及社会的发展,导致建设用地面积增加较为明显。1995-2005年间,各类型土地利用之间转换较为频繁;2005-2015年间土地利用转移情况较为简单,发生转移的土地利用类型主要集中在其他土地利用类型转为建设用地。1995~2005年间,耕地转入类型在各类土地利用类型中转入面积最大,2005-2015年间,建设用地转入面积最多。

贵州草海湿地区域土地利用生态风险评估

探索土地利用基础上的生态风险,对土地资源的合理利用和实现生态环境的动态平衡具有重要现实意义。以贵州草海湿地区域为研究对象,利用遥感影像数据提取土地利用数据,通过构建生态风险指数,分析研究区生态风险时空演化特征。结果表明:(1)草海湿地区域土地利用生态风险有向高风险变化趋势。(2)近20年来,草海湿地区域以中等和较低生态风险为主,生态风险空间变化特征发生的转换主要是向高一级生态风险方向转换。(3)从地形特征影响来看,草海湿地区域不同高程带和坡度带的生态风险指数均出现不同程度的增加。

不同林龄华山松针叶氮磷生态化学计量及再吸收特征

分析不同林龄华山松叶片氮(N)和磷(P)再吸收特征及其与叶片、土壤养分指标的关系,探讨华山松生长过程对生境的适应性及养分利用机制。以10、16、22、47年生华山松人工林为研究对象,测定0~20 cm土层土壤、新鲜叶和凋落叶的养分含量,计算并分析叶片N、P再吸收率及其与叶片、土壤养分含量和化学计量特征的关系。结果表明,不同林龄华山松鲜叶N、P含量差异显著(P<0.05),随林龄增加均呈先升高后降低趋势;不同林龄华山松凋落叶N含量差异不显著,P含量差异显著(P<0.05),随林龄的增加均未表现出明显的规律性。不同林龄华山松新鲜叶N∶P比差异不显著(P<0.05),随林龄增加呈先降低后增加趋势。不同林龄华山松N、P的再吸收率存在显著差异(P<0.05),N再吸收率明显小于P再吸收率。N再吸收率与凋落叶N含量呈显著负相关(P<0.05),与土壤有机碳(SOC)呈极显著负相关(P<0.01);P再吸收率与凋落叶P含量、土壤C∶N和C∶P呈显著负相关(P<0.05),与土壤速效磷含量呈显著正相关(P<0.05),与土壤N∶P呈极显著负相关(P<0.01)。该地区华山松的生长受氮素限制更加严重。N、P再吸收率均低于全球尺度上陆地植物的养分重吸收率,但P再吸收效率相对较高,说明华山松养分再吸收率不仅与生境条件有关,还与营养元素的获取途径有关。建议在喀斯特地区华山松人工林抚育管理时适当施加氮肥,以促进华山松的生长发育。

贵州草海湿地生态旅游资源的开发与保护

生态旅游资源开发资金短缺,生态旅游产品不完善,旅游开发水平不够是贵州草海湿地生态旅游资源的开发与保护中存在的主要问题。多渠道筹措资金;设定功能分区、制定分区管理措施;加强湿地生态旅游环保教育,对于合理开发草海湿地生态旅游资源,促进经济与环境的可持续发展意义重大。

基于GF-2的喀斯特城市生态用地监测研究——以七星关城区为例

掌握城市生态用地结构变化对保护生态用地、建设新型城市具有重要意义。该文选取毕节七星关城区为研究区,以2016年、2021年的GF-2遥感影像为数据源,通过监督分类、非监督分类以及面向对象分类方法进行生态用地遥感监测及变化分析。研究结果表明,面向对象的分类方法能够更好地实现对高分影像分类,其中,监督分类中最大似然法分类结果的总体精度为80.47%,非监督分类中ISODATA分类结果的总体精度为65.56%,而面向对象的分类方法总体精度可达到91.82%;面向对象的分类方法结合了光谱特征、形状特征、纹理特征以及对象之间的拓扑信息,当分割尺度为20时可以将影像对象很好地分割,解译结果更精准,分类效果更好;2016—2021年间,七星关区生态用地范围持续减小,共减少面积19.32 km^(2)。其中生态用地转化为建设用地的面积为17.78 km^(2),占比92.03%;生态用地转化为道路的面积为1.54 km^(2),占比7.97%。

毕节林地景观格局时空变化特征分析

掌握林地景观格局时空变化特征,对于以林为主的山水林田湖草沙规划具有重要意义。基于遥感影像解译获取贵州省毕节市1990—2020年4期林地景观数据,对研究区林地景观格局演变特征及其规律进行分析。结果表明:近30年来,毕节林地景观面积及景观格局均发生了较大变化,林地景观受人为因素和政策影响较大,林地景观面积总体呈减少趋势,但林地景观的质量持续增加。从林地二级地类来看,毕节灌木林地面积占比最大、总体呈减少趋势,有林地、疏林地和其他林地面积总体增加,林地主要转为耕地、草地。毕节林地景观破碎化程度有少量增加,景观异质性逐渐增大,不同景观斑块在空间上趋于离散,反映出近30年来毕节林地受人类活动干扰较为严重。

运用双向电泳技术分离鉴定冠突散囊菌veA相关蛋白

为探究冠突散囊菌与veA基因相关的差异表达蛋白,利用双向电泳-质谱技术对冠突散囊菌野生型菌株只产生有性孢子时期、△veA缺失菌株只产生无性孢子时期、△veA缺失菌株既产生无性孢子又产生有性孢子时期的蛋白进行分离和鉴定。结果表明:经检测得到107个功能各异的蛋白点,其中,大多数蛋白与代谢相关,最多的是具有氧化还原功能的蛋白。3种蛋白与产孢和发育有关,包括α-微管蛋白、蛋白磷酸酶2A、真核细胞翻译起始因子3。说明,用双向电泳-质谱技术可以有效地分析冠突散囊菌与veA基因相关的差异蛋白,有助于认识冠突散囊菌的产孢机理。

基于Maxent模型的贵州省天然黄杉林的潜在分布预测研究

本研究结合贵州省天然黄杉林的现状分布数据和19个生物气候因子。构建Maxent物种潜在分布模型,预测了贵州省天然黄杉林的潜在分布区,明确了控制其分布的主导气候因子,研究结果表明,(1)模型的训练数据(Training data)和检验数据(Texting data)的AUC值分别为0.974和0.921,模型的总体预测精度达到优秀水平;(2)最干季度降水量(Bio17)、年均降水量(Bio12)、和昼夜温差月均温(Bio2) 3个气候因子为影响和控制贵州省天然黄杉林潜在分布的主导气候因子,3个主导因子的适宜范围依次为26-38mm、865-980mm、9.5-10.5℃,最适宜值依次为32mm、915mm、10.2℃;(3)贵州省天然黄杉林潜在适宜区域总面积21 558.35km^2,其中包含高度适宜区域10 113.97 km^2,中度适宜区域11 444.38km^2;(4)贵州省天然黄杉林高度适宜区域的海拔范围为547-2 622m,平均海拔1 319m,中度适宜区域的海拔范围为593-2 476m,平均海拔1 276m。

全球气候变化下贵州省青冈林的潜在生境动态

为了解贵州省青冈林在全球气候变化下的潜在分布特征,基于现状分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景(RCP8.5情景,2070-2099年)构建Maxent潜在分布模型,预测贵州省青冈林的潜在分布变化。结果表明,最冷季均温(bio11)、最冷月最低温度(bio6)和年均降水量(bio12)为控制贵州省青冈林潜在生境的主导气候因子;RCP8.5情景下贵州省青冈林的潜在分布面积相较当前气候条件增加,中度适宜生境增加19 419 km^2,高度适宜生境增加9 944 km2;中度适宜生境平均海拔较当前气候条件上升126 m,高度适宜生境平均上升85 m。总的来说,贵州省青冈林对全球气候变化的响应不十分敏感。