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2021年 40卷 6期
刊出日期：2021-11-25
综述
研究论文
综述
研究论文
1
京津冀地区生态系统健康评估及时空变化
宁立新1,2,3,4, 梁晓瑶1,2,3,4, 程昌秀1,2,3,4,5,*
结合生态系统健康和景观生态学理论, 基于“压力—状态—响应(PSR)”模型构建了京津冀地区生态系统健康评价指标体系, 综合层次分析法和熵权法得到指标权重值。首先模拟了京津冀地区2000年和2015年的生境质量、固碳、水质净化、产水量、土壤保持等生态系统服务功能, 进而评价了京津冀地区2000年和2015年栅格尺度的生态系统健康空间分布和时空变化。研究结果显示: 1)生境质量、固碳功能和水土保持功能的高值主要分布在该区域北部和西部的山地区域, 而低值则主要分布在中部和东南部区域。水质净化功能主要分布在南部, 而产水量功能主要分布在沿海地区。2)京津冀地区生态系统压力主要分布在北京、天津的市区等地。时间上北部压力变化最小, 中部的北京、天津等地增加最大, 西部地区增加较小。3)状态最差的区域是各个地市的城区以及沿海地区, 而最好的地区分布在北部和西部等地的山区。时间上北部地区增加明显, 而南部有明显的降低趋势, 表现出从北向南变差的趋势。4)京津冀地区响应最好的是西部和北部的山地和天津、北京等地, 说明人类社会对于生态系统保护的意识较好。时间上, 南部和北部地区响应增加明显, 而中部的北京、天津等地增加较小。5)生态系统一般健康的区域占绝大多数, 主要分布在京津冀的中部、南部和西北部。良好地区主要分布在该区域的北部和西部的林地区域。时间上, 健康程度变化最大的在该区域的南部和北部, 而增加较小的地区分布在北京、天津周边。
2021 Vol. 40 (6): 1- [
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夏季达里诺尔湖浮游细菌群落表、底层结构特征及其关键驱动因子
杜蕾, 李畅游*, 李文宝, 史小红, 杨旭, 刘晶晶
浮游细菌是湖泊水体物质循环和能量流动过程中的关键要素, 影响着整个生态系统的迁移转化。为探索中国北方典型内陆封闭型湖泊浮游细菌群落结构对环境因子变动的响应, 以夏季内蒙古达里诺尔湖(以下简称“达里湖”)为例, 采集表、底层水共32个样品, 基于16S rRNA基因测序, 详细分析了浮游细菌群落结构的表、底层变化特征及其主要影响因素, 结果显示: (1)夏季达里湖水体中浮游细菌群落多样性和均匀度均呈现表层＞底层, 丰富度则呈底层＞表层。(2)浮游细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)四大优势菌门为主要组成部分, 且变形菌门含量在表、底层水体中均占绝对优势: 在底层水中占比46.46 %, 在表层水中占比36.21 %。(3)基于不同环境因子和浮游细菌优势菌门间的Pearson相关性分析, 表层水体中总溶解性固体(TDS)、溶解态无机磷(DIP)是多数优势菌门的主要驱动因子, 而底层水体中的总氮(TN)、叶绿素a(Chl a)和水温(WT)为主要驱动因子。总的来说, 达里诺尔湖表、底层浮游细菌群落结构与不同环境因子间存在显著相关, 而水体环境因子的表、底层差异是影响多数优势菌门演化的重要因素。
2021 Vol. 40 (6): 13- [
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基于Landsat数据的乌鲁木齐市热环境时空演化特征分析
赵禾苗1, 阿里木江·卡斯木1,2,*
2021 Vol. 40 (6): 21- [
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广东省河源市和惠州市农田景观格局的季节差异和分布特征研究
廖惠敏1,2,3, 舒迎花1,2,3, 王建武1,2,3,*
如何建设和保护生态良田, 发挥好农田的多种功能, 是统筹协调生态文明建设和耕地资源保护关系的基础。摸清农田的景观现状, 可为景观尺度下的生态良田设计提供重要依据。以广东省河源市陂头镇和惠州市泰美镇典型农田为例, 通过实地调研和区域遥感影像观测, 调查分析了农田景观要素的现状与分布特征, 分析了当地农作物利用格局与季节差异及常见杂草种类, 并借鉴层次分析法和景观格局指标对农田景观质量进行评价。结果表明: 1)陂头镇和泰美镇各农田景观中的景观要素形态、比例差距较大, 分布凌乱; 2)作物类型种类丰富, 以蔬菜(冬季)和水稻(夏季)为主; 3)农田及边界常见杂草有60种, 含7种恶性杂草; 4)景观评价仅为中等、一般水平, 存在景观格局凌乱和细碎化程度偏高的问题。为了有效利用丰富的农业资源, 实现美丽乡村建设目标, 陂头镇和泰美镇应当在原有基础上进行功能植物的配置, 农田景观建设, 提升农田景观生态服务功能, 推动农业转型升级。
2021 Vol. 40 (6): 30- [
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青藏高原牲畜数量变化及其空间特征
吴雪1, 刘峰贵1,2, 刘林山3,*, 刘飞1, 才项措毛1
牲畜数量的变化是草地可持续管理的重要问题, 掌握牲畜的时空变化特征有利于了解放牧活动对草地生态系统的影响。以青藏高原1978—2017年牲畜存栏量为基础, 对青藏高原近40年来牲畜的数量变化趋势和1990年、2000年、2010年及2017年青藏高原牲畜量空间分布特征进行分析。结果表明: 自1978年以来青藏高原牛、羊年末存栏量总体呈现增长趋势, 其年均增长率分别为0.15%和0.32%, 马呈现下降趋势, 年均增长率为-0.95%; 青藏高原牲畜量在空间上表现为由东向西减少的特征, 1990—2017年青藏高原牲畜量增长主要位于青海东北部, 新疆西南部, 西藏东部及四川北部, 而青海南部和西藏西北部是牲畜量明显减少的地区; 青藏高原的牲畜量以0.28%的年均增长率增多, 其中青海和西藏年均增长率为负, 分别为-0.13%和-0.07%, 其他四个省份年均增长率均为正数, 分别为四川0.28%、新疆1.23%、云南0.79%和甘肃0.98%。研究针对青藏高原牲畜存栏量进行时空分析, 明晰了青藏高原牲畜存栏量的时空变化, 为研究青藏高原草畜平衡及人类放牧活动对草地生态系统的影响提供参考。
2021 Vol. 40 (6): 38- [
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曝气生物滤池处理城镇污水厂尾水的强化脱氮及微生物群落特征分析
张小姗, 温春晓, 何宁*
为优化曝气生物滤池在城镇污水厂尾水深度处理条件, 采用比较方法研究了曝气量、水力停留时间以及硝化液回流等参数对曝气生物滤池去除有机物及脱氮性能的影响, 并通过高通量测序技术分析了曝气生物滤池填料生物膜的微生物群落结构特征。结果表明, 曝气量大小是影响曝气生物滤池硝化性能的直接因素, 增大曝气量有利于反应器内生物膜硝化活性的提高, 但对生物反硝化活性有抑制作用: 水力停留时间过长或过短均不利于生物膜保持高脱氮活性: 而硝化液回流增加了反应器内微生物与污染物的接触机会和反应时间, 有利于提高反应器脱氮效果。综合分析表明, 当曝气量为40 L·h-1, 水力停留时间为0.8 h时, 有硝化液回流的曝气生物滤池出水水质较好, COD平均去除率约为91.8%, NH4+-N平均去除率约为93.1%以及TN平均去除率约为50.4%。曝气生物滤池表现出良好的有机物去除效率, 并具备较高的同步硝化反硝化能力, 主要归因于填料生物膜富集了大量硝化细菌如Nitrospra和Comamonadaceae等以及反硝化细菌如Pesudomonas、Truepera和Azoarcus等。
2021 Vol. 40 (6): 48- [
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退耕还林还草工程对干旱区内陆河流域生态系统服务的影响
王玉纯1, 赵军2,*, 付杰文2
探讨人类活动尤其是大型工程、政策对生态系统服务的影响是国际上地理学和生态学研究的前沿与热点领域。利用土地利用数据、气象数据、遥感数据等, 结合InVEST产水量模型、CASA模型和RUSLE模型, 对石羊河流域退耕还林还草工程实施期间的生态系统产水、净初级产品生产和土壤保持服务进行精准测度, 分析其演变特征, 并进一步细化对比了工程实施区与非工程实施区生态系统服务变化的差异。结果表明: (1)石羊河流域退耕还林还草工程实施期间(2000—2015年), 林、草地面积有所增加, 耕地和未利用地面积有所减少; 面积变化比例最大的土地转化类型为“未利用地—草地”、“未利用地—林地”、“耕地—草地”和“耕地—林地”。(2)石羊河流域在退耕还林还草工程实施期间整体生态系统产水服务和土壤保持服务有不同程度衰退, 但是NPP有较为明显增加; 各服务在空间分布上具有一致性, 均呈现出南高北低, 由西南向东北阶梯递减的趋势。(3)石羊河流域“退耕区”产水、NPP和土壤保持总量和平均量均呈现出明显的增加趋势, 而“非退耕区”除了NPP总量和平均量有所增加以外, 其余两类服务均有不同程度的减少; 各退耕模式中, “荒地造林”区对各类服务的提升最为明显, “退耕还林”区产水总量和平均量均有所减少。
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东苕溪沉积物重金属生态风险评价和源解析
施亚盛, 李光耀, 吴爱静, 倪臣浩, 朱晨阳, 金赞芳*
由于重金属毒性大, 且易在食物链中富集, 沉积物中的重金属会对水体生态环境造成严重污染, 因此对东苕溪23个采样点表层沉积物中主要的重金属As、Cd、Co、Cr、Cu、Pb、Zn、Mn和Ni含量及分布特征进行研究, 分析各种重金属来源, 并对重金属污染状况进行生态风险评价。结果表明: 东苕溪沉积物重金属平均浓度Mn>Pb> Zn> Cr> As> Cu> Ni> Co> Cd, As、Cd、Co、Cu、Pb、Zn和Mn的平均浓度均高于它们的环境背景值。多元统计分析结果表明沉积物中Cd、Co、Cr、Mn和Ni可能来源于自然环境, Cu、Pb 和Zn可能来源于生活污水和工业废水的排放, Pb还源于交通工具尾气和柴油机械排放的废弃物, As主要来源于农业活动, 例如化肥和农药的使用。地积累指数法和潜在生态危害评价法的结果表明, 东苕溪沉积物中的重金属整体上呈现中等的潜在生态危害, 东苕溪沉积物中的主要污染物为As和Cd, 由于东苕溪流域散布着大量的农田和一些工业园区, 农田中使用的肥料农药和工业活动中排放的废弃物是造成As和Cd含量高的原因。
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长江中游地区不同冬种复种方式下水稻产量和土壤氮素特征研究
杨滨娟, 王礼献, 袁嘉欣, 黄国勤*
通过连续两年的田间试验, 研究长江中游地区不同冬种复种方式下水稻产量和土壤氮素特征。结果表明: 与冬闲对照处理相比, 稻田冬种作物能够改善水稻产量构成要素, 促进水稻生长发育, 获得较高的群体干物质重, 从而提高水稻产量, 年均产量显著增加了0.15%—3.95%, 2014年早稻和晚稻产量均是大蒜-早稻-晚稻模式最高, 与冬闲对照相比, 分别显著增加了2.91%和3.51%。分蘖期、抽穗期和灌浆期的铵态氮含量均是紫云英-早稻-晚稻模式达到最大, 分蘖盛期和灌浆期显著高出其他处理8.33%—24.80%和12.06%—21.15%。早稻各生育期的微生物量氮均是紫云英-早稻-晚稻模式最高, 且除了成熟期外, 均与其他处理差异显著, 增幅分别为7.64%—17.63%、12.29%—37.71%、2.98%—33.55%。综合来看, 紫云英-早稻-晚稻和大蒜-早稻-晚稻这两种种植模式表现较好, 对于提高水稻产量、维持土壤地力有积极效果, 是适合推广应用的双季稻田冬季农业开发循环模式。
2021 Vol. 40 (6): 75- [
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滩涂湿地蟹类活动对表层土壤的扰动效应
罗康宁1, 廖安邦1, 肖孟阳1, 王钰祺1, 杨雪姣2, 刘茂松1,*
为探究在不同植物群落中的大型底栖动物无齿螳臂相手蟹(Chiromantes dehaani)对滨海滩涂湿地表层土壤的生物扰动效应, 在江苏大丰糜鹿国家级自然保护区第三核心区的滩涂湿地潮坪区, 春季末期在潮沟附近的互花米草(Spartina alterniflora)群落、白茅(Imperata cylindrica)群落、芦苇(Phragmites australis)群落3个植物群落中, 分别设置多蟹围隔区、少蟹围隔区和无围隔区, 冬季采集并检测处理后围隔区蟹洞数量、土壤的理化性质及植物生物量等生态指标, 分析底栖动物对表层土壤的扰动效应。研究发现: 互花米草及白茅群落中土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量在多蟹区显著低于少蟹区, 蟹丘土壤的TOC及TN含量显著高于多蟹区表层土壤; 而在芦苇群落中则相反。互花米草群落多蟹区土壤C/N、白茅群落多蟹区土壤C/N及C/P显著低于少蟹区, 芦苇群落不显著。互花米草群落蟹穴数量与植物生物量呈显著正相关。研究结果显示, 相手蟹扰动降低了互花米草及白茅植物群落表层土壤的有机质稳定性, 加速碳氮分解, 降低表层土壤的碳氮含量, 并促进互花米草植物生物量的增长, 但对芦苇群落表层土壤扰动的影响则相反。
2021 Vol. 40 (6): 83- [
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重庆市主城建成区主要绿地的植物种类构成研究
刘时彦, 赵娟娟*, 宋晨晨, 李明娟, 江南, 陈静
采用分层随机抽样法调查了重庆市主城建成区道路、居住区、单位、公园四类主要绿地共132个, 从植物科属、来源、生活型、区系、优势种、多样性、入侵种七个方面分析了绿地植物种类构成, 并采用双向指示种分类 (TWINSPAN)分析植物群落。结果表明: (1)本次调查共记录维管束植物135科376属550种, 生活型以草本植物为主, 物种多样性指数以居住区绿地最高而公园绿地最低; (2)外来植物占42%, 其中81%是引种的观赏植物, 外来植物区系以热带成分为主; (3)乔灌植物优势种均为栽培植物, 草本80%优势种和90%主要群丛指示种为自生植物, 自生草本植物利用潜力巨大。(4)26种入侵植物中80%是草本植物, 且在四类绿地中分布均匀, 红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、垂序商陆(Phytolacca americana)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、小蓬草(Conyza canadensis)四种危害较大的入侵植物已成为绿地主要群丛的指示种; (5)TWINSPAN分类得到乔灌和草本植物主要群丛类型及其物种多样性。研究结果为城市绿地植物种类选择提供参考。
2021 Vol. 40 (6): 89- [
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硅和生物炭互作对空心菜–土壤系统中重金属生物有效性的影响
李冬琴1,2, 李冰倩1, 梁静2, 蓝雪怡2, 叶文韵2, 黄燊飞2, 吴春杏2, 李海文2
通过盆栽实验研究了两种复合污染(中度污染土壤S1和重度污染土壤S2)条件下硅(Si)、皇竹草生物炭(BC)单施和复配对空心菜生长和吸收重金属以及土壤中重金属有效性的影响。结果显示: 单施Si、BC及其二者复配均可显著促进空心菜的生长, 其中复配组对空心菜生长的促进效果最好, S1和S2土壤中复配组空心菜的株高相较于对照组分别提高了131.72%和123.08%, 根长分别提高了117.66%和165.66%; 单施Si、BC及其二者复配均可显著提高土壤的pH值0.48—2.06个单位, 其中Si+BC复配组的提高效果最显著; 单施Si、BC以及Si+BC复配均能显著降低土壤中各重金属元素的有效态含量以及空心菜体内的各元素含量, 其中复配组的降低效果最为显著, 对S1和S2中Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Cr有效态含量的降低幅度分别为29.82%、57.72%、64.97%、71.37%、44.63%、82.85% 和42.37%、52.18%、69.48%、49.45%、37.98%、62.75%, 对S1和S2中空心菜地上部六种重金属元素含量的降低幅度分别为60.36%、47.07%、74.74%、68.90%、62.14%、34.19%和66.32%、65.48%、51.97%、94.47%、68.59%、72.83%。因此, 硅和生物炭互作可以协同降低土壤重金属有效性和空心菜体内重金属的含量, 二者互作可用于菜地土壤重金属复合污染的钝化修复。
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106
西部半干旱区兰州市南北两山森林生态效益评估
高凤霞1,2,3, 韩惠1,2,3,*
城市森林对城市的生态系统起着至关重要的作用, 对城市森林生态效益评估有利于市民更直观的认识到城市森林的重要性, 为城市生态保护与利用的制定提供参考。选择兰州市南北两山作为研究区, 基于谷歌地球引擎云平台获取1994、2006 和 2017 年的土地利用数据。引入资源稀缺性系数、支付意愿性系数和空间异质性系数, 采用当量因子法评估生态系统服务价值(ESV), 并以格网为研究单元对空间分布格局进行分析。研究结果表明, 1994、2006和2017年南北两山的生态系统服务价值分别为2.80、3.33和3.36亿元。就生态系统而言, 草地贡献率最高, 达到65%左右, 建设用地贡献率为负值。就生态系统服务类别而言, 调节服务贡献率最高, 达到71%左右。生态系统服务价值的空间格局存在明显的南山高北山低的空间分异特征。从损益矩阵看, 生态用地ESV的流入是总的ESV增加的主要原因, 水域ESV流出和建设用地ESV的流入减缓了总的ESV的增长速度。
2021 Vol. 40 (6): 106- [
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116
长汀县水土流失敏感性时空分异研究
赖日文1, 赖敏华1, 苏艳琴2
长汀县是我国水土流失极为严重的地区, 及时快速地监测区域内水土流失敏感性并开展相关治理显得尤为重要。以长汀县为研究区, 选择1994、2006和2016年三期Landsat遥感影像为主要数据源, 采用熵权法及多因子加权求和模型, 以降雨、地形因子、土壤类型、植被覆盖度与土地利用类型5个指标作为水土流失敏感性评价指标, 构建水土流失敏感性综合评价指标体系及各年份评价模型, 对研究区水土流失敏感性分布情况进行综合评价。再采用自然分界法将其水土流失敏感性划分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感、极敏感5个等级, 结合海拔、坡度分析其空间分异情况。结果表明: 研究区水土流失敏感性等级以轻度敏感和中度敏感为主, 空间格局表现为内高外低的分布特征。在水土流失敏感性等级变化中, 1994—2016年, 不同敏感性等级均有不同程度的转化, 仅有局部地区敏感性等级有所上升, 但总体呈高等级敏感区向低等级敏感区转移的趋势, 该现象与长汀县政府对水土流失治理的重视密切相关。各年份敏感性等级随着海拔、坡度的上升均表现为增加后减少的趋势, 与人类活动的频繁程度密切相关。研究结果能为研究区生态环境管控措施的制定提供一定的参考与指导。
2021 Vol. 40 (6): 116- [
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125
1990—2015年湖北省林地遥感制图与时空变化分析
陈斌1,2, 杨顶田3, 徐尚昭1,2*, 周阳阳1,2, 王宏志4, 方颖颖1,2
林地作为一种重要森林生态资源, 在区域发展和生态环境保护中发挥了重要的基础性作用。研究基于湖北省1990—2015年(1990、1995、2000、2005、2010和2015年)6期土地利用遥感基础调查数据、DEM和气象(气温和降水)数据, 借助变化率分析方法和GIS空间分析法, 完成了研究区林地遥感制图分析, 并对研究区近25年间林地时空变化特征及驱动因素进行深入探讨。研究表明：近25年间湖北省林地面积总体呈现出先上升后下降的趋势, 其中1990—1995年林地面积增加显著, 增加幅度为641.14 km2; 2000—2005年林地面减少显著, 减少762.96 km2; 1990—2015年林地类型主要以有林地、灌木林地和其他林地为主, 三者占林地总面积的95%以上; 研究区林地在空间上分布较不均匀, 鄂西北、西南为林地的主要集中分布区, 而在江汉平原、武汉市、荆州市及江门市分布较少, 整体呈零星状分布; 林地变化活跃区集中在高程500—1000 m、坡度5—15 °、气温17—18 ℃、降水1000—1200 mm的区域。在驱动因素上, 自然地理要素的垂直地带性规律影响和制约林地的空间分布态势, 而国家政策方针、经济因素和人类活动等因素成为影响林地分布的短期驱动因素。本研究能为湖北省林地制图、生态环境保护和综合评价提供科学依据和理论参考。
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133
黔西南石漠化生态脆弱区水土流失敏感性评价
龙蓉华, 孙虎*, 徐崟尧
为探索黔西南州水土流失敏感性空间分布特征, 选取降雨侵蚀力、地形起伏度、植被类型、土壤类型作为水土流失敏感性综合评价指标并建立评价标准, 基于GIS和敏感性评价模型对水土流失敏感性进行多指标及单指标分析评价, 并计算各土壤类型的可蚀性值以加强评价结果的科学性。结果表明: 1. 黔西南州水土流失敏感性普遍较高, 各级敏感性面积比从小到大依次为中度敏感性、轻度敏感性、高度敏感性、极敏感性和不敏感性, 轻度敏感性以上的区域占州面积的83.4%, 水土流失程度严重; 总体呈现中心向四周逐级增加、东部高于西部的分布趋势。九个县市中晴隆县、望谟县和册亨县轻度敏感性以上的面积占各县域面积的90%以上。2. 各评价指标对水土流失敏感性的相关性从高到低依次为地形起伏度、土壤类型、降雨侵蚀力、植被类型。上述研究结果旨在为黔西南州水土流失防治和进一步减缓及防治石漠化提供一定科学依据。
2021 Vol. 40 (6): 133- [
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三种微藻对城市二级出水脱氮除磷作用的研究
张晓青, 司晓光, 成玉, 邱金泉, 曹军瑞*
利用污水培养微藻可去除废水中的氮、磷污染物, 又可以实现生物质生产的耦合。以城市二级出水做为培养基, 选取了小球藻(Chlorella sp.)、栅藻( Scenedesmus sp.)、螺旋藻(Spirulina sp.)为实验藻种, 考察3种微藻的生长特性和脱氮除磷的能力。结果表明, 所选的藻种在模拟二级出水中都能较好生长, 其中栅藻的生物量高于小球藻和螺旋藻, 最大生物量分别为0.328 g·L-1、0.264 g·L-1、0.192 g·L-1, 比生长速率为0.226 d-1、0.213 d-1、0.197 d-1。栅藻的油脂产量达97.35 mg·L-1, 高于其他两种微藻。3种微藻对模拟二级出水都具有较好的脱氮除磷效能, TP的去除率达到90%以上, TN的去除率达到80%以上。实验结果表明利用3种微藻均可达到对二级出水的深度脱氮除磷和生物质的富集。
2021 Vol. 40 (6): 140- [
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基于灰色关联度的海坛岛野生灌木资源综合评价
何雅琴, 谢艳秋, 赖敏英，刘健行, 杨铭, 曾纪毅, 邓传远*
以海坛岛102种野生灌木为研究对象, 采用灰色关联度分析法对其进行了综合评价, 根据关联度大小划分了开发利用等级。旨在合理开发利用海坛岛野生灌木资源, 为滨海城市的园林绿化材料提供参考。结果表明: 1)海坛岛野生灌木资源种类丰富, 分布于41科72属102种, 桑科Moraceae为优势科, 榕属Ficus为优势属; 2)海坛岛野生灌木区系地理成分多样, 热带成分丰富; 3)该类资源适应性强, 原生境以海岸林、山坡灌丛为主(59.80%); 有63.73%的灌木耐干旱、耐贫瘠, 部分耐盐碱(51.96%); 灌木的观赏价值较高, 在观赏部位、观赏期、观赏色彩指标得分均≥2; 4)参评的102种野生灌木中有54 种与理想种关联度≥0.7, 其中海桐(Pittosporum tobira)、雀梅藤(Sageretia thea)、车桑子(Dodonaea viscosa)、草海桐(Scaevola sericea)、滨柃(Eurya emarginata)、柞木(Xylosma racemosum)、黑面神(Breynia fruticosa)等17种野生灌木综合评价高(关联度≥0.8), 可优先应用于园林绿化, 并引种推广。
2021 Vol. 40 (6): 146- [
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155
基于树种影响土壤差异的上海市城市绿化树种初步选择
杨瑞卿1,2, 季德成1,2，石杨1,2, 奉树成1,2,4, 严巍2,3,4,*
树种差异对土壤养分因子的影响及其在不同地区差异对于适宜树种选择意义重大。选择上海市的5个树种(悬铃木Platanus acerifolia、香樟Cinnamomum camphora、栾树Koelreuteria paniculata、无患子Sapindus mukorossi和银杏Ginkgo biloba )以方位和距离分9个区域进行土壤采样, 对土壤养分因子的12个指标进行研究。多因素方差分析显示, 长期定植于类似土壤条件下, 树木能够显著影响土壤养分等指标, 但不同区域间存在显著差异(P<0.05)。基于多重比较结果对各指标进行标准化处理、获得综合得分排名发现, 悬铃木具有较好的土壤养分维持能力, 并且在每个区域的养分维持能力均处于最高水平, 而银杏表现最差。银杏维持土壤中量元素能力较好, 香樟维持土壤微量元素能力较好。综合分析得出, 对上海市城市立地土壤养分改良较好的绿化树种为悬铃木, 香樟和无患子次之, 银杏表现最差。
2021 Vol. 40 (6): 155- [
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165
旅游干扰对戴云山自然保护区两栖动物多样性的影响
林开淼1, 元晓春1, 徐建国2, 李文周2, 郭伟锋1,*
两栖动物是衡量自然保护地生态系统环境质量的指标类群, 其多样性极易受到旅游干扰的影响, 研究旅游干扰短期内对两栖动物多样性的影响, 对实施生态保护和旅游开发具有重要指导意义。于2015—2018年在戴云山自然保护区实验区进行旅游干扰对两栖动物多样性的影响调查研究。结果表明: 1)调查区域共记录有两栖动物26种, 隶属于2目7科20属, 其中中国特有物种12种; 模式产地物种1种, 即小棘蛙Quasipaa exilispinosa; 新记录种4种, 为小竹叶臭蛙Odorrana exiliversabilis、福建掌突蟾Leptobrachella liui、黄岗臭蛙Odorrana huanggangensis、九龙棘蛙Rana jiulongensis。2)2016—2018年旅游重度干扰区两栖物种数量显著大于旅游轻度干扰区; 3)旅游重度干扰区两栖物种多样性指数大于旅游轻度干扰区, 但统计上无显著差别; 4)2017年和2018年旅游重度干扰区两栖物种均匀度指数显著大于旅游轻度干扰区; 5)相关性分析显示旅游干扰程度对两栖物种多样性指数和均匀度指数影响不显著, 对物种数量影响达到显著水平; 6)空气温度和水温是影响两栖多样性的重要因素。研究结果认为目前戴云山保护区实验区生态旅游短期内对两栖动物多样性没有明显负面影响, 环境因子是决定两栖动物多样性的关键因素。
2021 Vol. 40 (6): 165- [
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175
近30年南四湖湿地水域面积时空变化特征分析
马银1, 刘建涛2,*, 史同广2, 于瑞坤2, 刘春亭2
南四湖湿地是被湿地公约组织收录的重要湿地, 及时掌握南四湖湿地水域面积的时空动态特征对湿地保护及湿地修复有重要意义。文章以Landsat陆地系列卫星遥感影像为主要数据源, 采用修订后的归一化差异水体指数(MNDWI)配合最大类间方差(Otsu)法提取了南四湖近30年的水域面积, 分析了南四湖湿地水域面积的年内和年际变化特征。结果表明: (1)MNDWI配合Otsu法可以较好的提取出南四湖的水域面积。(2)近30年来, 南四湖湿地水域面积呈现“W”形的年际变化趋势, 水域面积年平均值最大为765.48 km2, 出现在2006年; 最小值为329.83 km2, 出现在2002年。从年内变化来看, 水域面积呈现“V”形的变化规律, 其中面积最大值均出现在冬季, 最小值出现在夏季。(3)南阳湖、独山湖和昭阳湖三个湖泊面积均呈现较明显的年际和年内变化, 而在研究时间段内微山湖的水域面积相对稳定且面积较大。研究为南四湖湿地生态环境保护和生态恢复提供了技术和数据支持。
2021 Vol. 40 (6): 175- [
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河南董寨自然保护区野外朱鹮繁殖影响因子
卢绍辉1, 黄治学2, 袁国军1, 蔡德靖2, 赵辉1, 梅象信1, 王晶1,3, 朱家贵2,*
通采用人工调查, 测量的方法, 记录了董寨自然保护区内2016—2019年共计49个朱鹮巢穴各项数据, 通过分析获得朱鹮巢穴所在位置的气象因子、海拔、郁闭度、巢-觅距、干扰因素等因素与朱鹮窝卵数和繁殖成功率相互关系。结果表明: 董寨自然保护区自2016年野化放飞朱鹮到2019年止, 野外巢穴数量逐渐增加, 营巢区域不断扩大, 但营巢地点相对集中; 朱鹮选择筑巢树种多为马尾松, 选择频次显著高于黄山松(P < 0.05)。气象因子(温度和降水量)、朱鹮营巢地海拔、筑巢树种、营巢地林间郁闭度、巢—觅距及人为干扰因素并不影响朱鹮的窝卵数, 但营巢地海拔(P < 0.001)、巢—觅距(P = 0.001)显著影响朱鹮的繁殖成功率, 营巢地海拔越高, 巢—觅距越短, 朱鹮的繁殖成功率越高; 干扰因素中人为干扰对朱鹮繁殖成功率的影响比种间竞争和天敌大, 人为干扰强度越大, 朱鹮的繁殖成功率越低。朱鹮繁殖影响因子的研究为提高董寨自然保护区朱鹮野外繁殖成功率, 当地保护部门更好的保护野外朱鹮提供科学依据。
2021 Vol. 40 (6): 184- [
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条华蜗牛在不同树种上的栖息分布习性
张民照*, 覃晓春, 闫哲, 石锐竹, 高雪
为了解条华蜗牛在田间常见树种上栖息分布习性, 给蜗牛预测预报与防治提供依据, 用随机取样法对条华蜗牛在30 种不同树上的分布进行调查, 并用经典聚集度指标及回归分析测定在槐树上空间分布情况。结果发现, 在30 种树上, 条华蜗牛连续两年(2013—2014年)在槐树上分布数量最多, 分别为5.30 头·树–1、4.90 头·树–1, 分布最少的是核桃和板栗, 都为0.10 头·树–1, 显著低于其他树种上的(P<0.05)。2013年在多个种树上的栖息量明显多于2014年的。条华蜗牛在槐树五个树干高度段分布数量随树干高度有增加趋势, 最高树干段(200—250 cm)栖息数量显著多于最低段(0—50 cm)上的, 树干高度与蜗牛栖息数量呈显著正相关, 说明条华蜗牛在槐树树干上分布有趋高性。条华蜗牛连续两年(2014—2015年)在槐树上栖息数量动态趋势相似, 基本都是6—8月多于其他月份的, 但两年高峰期有所差异, 分别在7月下旬、8月中旬。用6 个经典聚集度指标及Taylor幂法则和Iwao回归分析表明条华蜗牛在槐树上均符合聚集分布的判断。Blackith聚集均数λ都大于2, 说明在槐树上的聚集由蜗牛自身生物学习性与环境条件共同作用所致。
2021 Vol. 40 (6): 191- [
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大清河流域生态功能区划研究
宋友城1, 田毅1, 2,*, 安拴霞1
以区域生态功能特征进行生态区划是区域生态保护与修复的重点内容, 根据生态主导性原则, 引入生态敏感度、生态服务价值和生态风险3个指标进行大清河流域生态重要性评价及生态功能区划分。研究表明: (1)生态重要性低、较低、中等、较高、高的区域面积占研究区比例分别为40.47%、32.96%、6.28%、3.20%、17.07%。空间上, 生态重要性呈现以水源地与自然保护区高, 向四周逐渐降低的趋势。(2)将大清河流域分为山地区、丘陵过渡区、平原区3个一级生态功能区, 明确不同生态功能区的生态保护与修复重点, 其中山地区以维持生态平衡、修复尾矿处理不当造成的地质灾害为目的; 丘陵过渡区应注重矿业活动开采的影响, 注重矿—地—水的协调发展; 下游地区包含有雄安新区和白洋淀水域, 应注重耕地开发利用与水域保护相结合。(3)在一级生态功能区的基础上划分出16个二级生态功能区, 包括水源涵养生态功能区、植被保护区、洪水调蓄生态功能区3个生态功能重要区, 并且明确了各个生态功能区的生态保护措施与生态修复重点。据此研究结果, 可以在生态保护的基础上, 为大清河流域矿山整理修复、土壤侵蚀严重区整治、降低水源地风险、合理利用矿、林资源提供支持, 实现流域内矿—地—水的协调发展。
2021 Vol. 40 (6): 197- [
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南京鱼嘴湿地公园植物多样性研究
曾云英1, *, 顾嘉赟2
以南京市鱼嘴湿地公园原生湿地为研究对象, 基于东西向湿地主岸线, 选取10个典型大样方, 运用典型样方法对该区植物群落多样性开展调查, 计算物种重要值、Pielou、Margalef和Shannon-Winner多样性指数等指标。结果表明: (1)本区共有植物24科45属47种, 以禾本科、菊科、豆科为主; (2)芦苇、蒌蒿、水芹、马兰、桑树和泥胡菜等物种重要值较高; (3)Pielou均匀度指数: 草本层>乔木层>灌木层, Margalef丰富度指数: 草本层>乔木层>灌木层, Shannon-Winner多样性指数: 草本层>乔木层>灌木层; (4)草本层均匀度高、物种丰富, 灌木层和乔木层物种稀少且单一、均匀度低、数量偏少、种植集中, 建议未来丰富乔灌植物种类与数量, 优化种植空间结构以丰富四季景观、增强区域生态系统服务功能。
2021 Vol. 40 (6): 207- [
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基于水生态特色的生态学毕业实习教学过程的优化与实践
赵建刚, 彭亮, 许德麟, 林秋奇*
生态学是一门非常注重理论联系实践的学科, 实习教学是生态学教学体系中的重要环节之一。暨南大学生态学毕业实习是一门必修实习实践课程, 论文对实习地点的选择、实习内容的安排以及实习考核等进行了探索和实践。在多年实习教学的基础上, 对毕业实习课程的开展充分体现该专业的水生态科研优势, 科研促进教学给予了肯定; 教学过程逐渐改变了以往参观学习为主的教学模式, 强化了学生的主体地位, 加强了企业指导老师的指导, 注重培养学生理论联系实践的能力; 课程考核方面, 改变了以往学生提交实习报告老师给定成绩的单一模式, 增加了学生汇报答辩, 师生互动交流环节等。此外, 论文也对实习教学中存在的问题和改进措施等进行了总结。
2021 Vol. 40 (6): 213- [
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综述
218
湿地水文连通影响因素及生态效应研究进展
贺怡1, 王雪宏1, 杨继松1, 栗云召1, 宁凯2, 于君宝1,*
水文连通是湿地生态过程的主要非生物驱动因子之一, 对湿地生态保护起着重要作用。在高强度人类活动和自然条件变化双重作用下, 湿地水文连通性发生显著变化, 对湿地生物多样性及物质循环产生影响, 导致一系列生态环境问题。充分认识湿地水文连通的主要影响因素: 植物因子、气候变化、人类活动及其生态效应机制将有助于维持湿地生态系统的稳定性。针对影响因素提出相应调控措施, 对湿地修复起到积极作用。
2021 Vol. 40 (6): 218- [
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225
基于土壤生物工程的小流域侵蚀沟治理研究进展
冷瑜1, 曹丽娜2, 张振兴1, 2, *, 孙伟1, 杨海军3, 林晨鹭1, 高玉福1
水土保持是生态文明建设的重要组成部分, 是国家重点资助应用基础研究, 是践行“绿水青山就是金山银山”治理理念的经济发展领域。当前我国水土流失问题依然严峻, 仍有超过国土四分之一水土流失面积, 且分布广、治理难度大, 给生态环境和社会经济造成严重破坏, 亟待加快推进小流域侵蚀沟治理。基于土壤生物工程技术的小流域侵蚀沟治理已受到国内外学者高度关注, 国内相关研究理论储备较充分, 但理论结合实践方面距世界先进水平仍有较大差距。为进一步推动该技术在我国的应用和发展, 文章综述了土壤生物工程的需求背景、概念和发展; 其次, 从生态视角梳理其地上-地下生态功能, 论述其优缺点, 探讨影响工程建设与实施的主要因素; 最后, 做了适合我国国情的土壤生物工程研究展望。结果表明土壤生物工程技术不仅是高效的小流域侵蚀沟生态治理方法, 还兼具经济与景观功效。建议在系统开展基于土壤生物工程技术的小流域侵蚀沟治理的同时, 进一步加强其理论和技术研究, 以期提供更完善的理论支撑和因地制宜的技术方法, 进而为科学推进我国水土流失综合治理工作奠定坚实基础。
2021 Vol. 40 (6): 225- [
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编辑部公告
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《生态科学》蔡卓平博士入选2024年度广州科普社会协同力推荐个人
《生态科学》获广东省高校教育学会高校学术期刊工作委员会重大项目立项
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国内刊号：CN 44-1215/Q
国际刊号：ISSN 1008-8873
刊期：双月刊
创刊时间：1982年
主办：广东省生态学会、暨南大学
编辑：《生态科学》编辑部
出版：生态科学杂志社、科学出版社
地址：广州市天河区暨南大学
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