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2022年 41卷 1期
刊出日期：2022-01-25
综述
研究论文
综述
 
       研究论文
1 菜子湖冬季水鸟空间分布与环境因子的关系研究
姚简1,2, 周立志1,2,*, 魏振华1,2, 李凌晨1,2
水鸟空间分布与环境因子的关系是生态研究的重要内容, 环境因子的变化可以通过改变栖息地的生境特征、食物资源从而直接或间接影响水鸟的种类、数量和分布。利用网格单元对2019—2020年菜子湖冬季水鸟及其环境因子进行调查, 共记录到水鸟6目12科41种, 其优势种为豆雁(Anser fabalis)和黑腹滨鹬(Calidris alpina)。运用空间自相关和多元逐步回归分析, 研究冬季水鸟的空间分布特征, 并确定影响不同取食集团水鸟分布的主要环境因子。网格鸟类占比显示, 菜子湖冬季水鸟主要分布在堂屋(30.98%)、梅花大圩(10.53%)、季庄(7.87%)、车富岛(6.49%)以及双兴村(5.67%); 食苔草水鸟与食块茎水鸟呈现显著的空间自相关, 聚集分布(P<0.05, I>0); 食鱼水鸟、食无脊椎水鸟和食种子水鸟为随机分布(P>0.05)。环境因子对不同取食集团水鸟的影响也有所差异, 食鱼水鸟会倾向于选择大面积的开阔水域, 湿地裸露出的泥滩会吸引食无脊椎水鸟在此栖息, 沉水植被的退化使得食块茎水鸟聚集分布在农田和草滩中, 广阔草滩的形成使得食苔草水鸟数量明显增加, 食种子水鸟往往分布在植被量低且水域开阔的生境中; 到居民点距离或到道路距离对食块茎水鸟、食苔草水鸟、食种子水鸟和食鱼水鸟均产生显著性影响(P<0.05)。因此, 在菜子湖湿地保护和管理时应考虑环境因子对不同取食集团越冬水鸟影响的差异。
2022 Vol. 41 (1): 1- [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (2876 KB)  ( 354 )
11 不同石漠化草地凋落物对土壤养分的贡献
王吉高1, 柳鑫2, 汪依妮3, 金宝成1, 赵学春1, *
凋落物是草地生态系统的重要组成部分和养分循环的重要途径, 为探明草地凋落物对土壤养分的贡献, 于2017年3月至2018年1月, 采用土钻法、收集器法和分解袋法研究3种石漠化(潜在、中度和强度)草地凋落物的产量、组成、分解、养分释放及对石漠化的响应。结果表明: 3种石漠化草地的凋落物组成以叶为主, 占比84.39%—89.73%; 凋落物产量随时间均呈现先增大再降低的趋势, 在9月达到峰值; 凋落物年产量相对较低, 为157.16—222.40 g·m-2; 凋落物分解速率呈现先快后慢的趋势, 年分解率分别为59.20%、50.38%、41.24%; 凋落物养分释放共有4种模式, 其中有机碳释放模式为“淋溶—释放”, 氮、钾释放模式为“淋溶—富集—释放”, 磷释放模式为“淋溶—富集—释放”和“富集—释放—富集—释放”两种; 有机碳、全氮、全磷、全钾等4种主要营养成分的年归还量分别为15.04—34.51 g·m-2、0.25—0.57 g·m-2、0.025—0.06 g·m-2、0.085—0.15 g·m-2; 相关分析显示凋落物年产量、分解速率和养分归还量随石漠化程度加剧呈逐渐降低的趋势。
2022 Vol. 41 (1): 11- [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (823 KB)  ( 64 )
20 近20年海南岛植被生态质量变化特征分析
韩静1, 2, 张国峰1,2,*, 李伟光1,2, 张明洁3, 赵婷1,2
 海南是国家生态文明试验区, 是我国生态环境最好的省份之一。基于2000—2019年MODIS—NDVI海南岛植被覆盖度、植被净初级生产力、植被生态质量指数及地面气象观测资料, 分析了海南岛植被生态质量变化情况以及气象条件对植被生态质量的影响。结果表明: 2000年以来, 海南岛植被生态质量指数呈增大趋势, 植被生态质量整体向好。海南岛植被覆盖度平均每年增加0.52%, 2019年达到75.4%; 植被NPP平均每10年增加55.9 g·m–2, 2019年NPP为1139.4 g·m–2; 近20年, 海南岛植被生态质量指数的平均值为75.0。植被覆盖度和NPP的变化与气候因子、人类活动等有着密切的关系。利用遥感手段监测海南岛植被生态质量对提高决策的科学性和时效性具有重要意义。
2022 Vol. 41 (1): 20- [摘要] ( 9 ) HTML (1 KB)  PDF (9580 KB)  ( 65 )
31 高寒草甸不同扰动斑块植物功能群和根土复合体特征变化研究
宋梓涵1, 李希来1,*, 李杰霞1, 卡着才让2, 马戈亮2
 高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动在高寒草甸上会形成各种类型扰动斑块, 扰动斑块类型的转变是导致草地退化的原因之一。目前, 斑块类型发生转变的关键影响因子尚不清楚, 因此, 对高寒草甸活动斑块、非活动斑块和恢复斑块三个扰动斑块类型植物功能类群结构、根土复合体特征和斑块分布特征进行研究, 旨在探讨斑块类型发生转变的主要因子, 说明高寒草甸退化机理。研究结果表明, 高寒草甸中活动斑块土壤表层由于放牧和高原鼠兔活动扰动强度大, 无法形成稳定的植物群落, 非活动斑块的植物群落处于次生演替早期阶段, 但是恢复斑块已具备高寒草甸优势种莎草科植物生长的基本条件。退化高寒草甸中活动斑块与非活动斑块呈现镶嵌性分布, 而恢复斑块相对独立没有镶嵌性分布现象。造成高寒草甸干扰斑块类型转变的主要原因是高原鼠兔活动强度由间歇性干扰转变为持续干扰的结果。
2022 Vol. 41 (1): 31- [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (6035 KB)  ( 81 )
39 基于SPA-MC耦合模型的陕西省水环境生态安全水平动态评价
杨法暄1,2, 徐盼盼1,2, 钱会1,2,*, 任文豪1,2, 史紫薇1,2
水环境生态安全与一个区域生态系统的良性循环息息相关。为了对陕西省水环境生态安全水平进行合理评价, 结合陕西省水生态现状, 基于DPSBR概念模型构建水生态安全水平评价体系, 采用SPA-MC(集对分析—马尔科夫链)耦合模型对陕西省2000—2017年水环境安全状况进行了动态评价, 并提出适应性建议。结果表明: 陕西省2000—2017年水环境生态安全水平整体上呈现先升高后降低的趋势, 2001—2010年明显升高, 2011—2017年降低; 2010—2012年安全水平最高, 为“较安全”水平, 2001、2002年安全水平最低, 为“较不安全”水平; 层级水平上, “生态压力”和“生态基础”对陕西省水环境生态安全水平的影响最大, 指标水平上“水资源开发利用率”与“水土保持面积”的影响最大; 预测陕西省2018—2025年水环境生态安全水平将长期处于“临界安全”状态, 且逐步向“较安全”水平转变。重视水土保持工作和水污染防治工作, 是持续改善陕西省水环境生态安全状况的重要举措。研究成果对陕西省水环境的有效保护以及生态建设政策的制定具有指导意义。
2022 Vol. 41 (1): 39- [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (2470 KB)  ( 86 )
50 基于生物多样性的樟江流域自然保护地空间优化
傅微,*, 甄广润
优化生态保护空间格局是我国生态文明建设的重要内容, 也是国际保护生态学研究的前沿方向。评估资源禀赋、识别并确定优先次序和预测保护区对保护和管理濒危物种至关重要。樟江流域内已占11.9%流域面积的保护区仍出现77.9%流域面积的生境显著退化, 发展与保护亟待合理平衡。Zonation4GUI软件以互补性非穷尽式算法为基础, 在优化已有保护网络并表征稀有性和独特性方面结果较为理想, 以此展开樟江流域自然保护地空间整合优化路径研究。先人工预处理物种栖息地分布格局、物种保护权重、规划单元, 并迭代选择输入性生境退化条件图层、保护代价图层, 结合人工干扰情况提出三种不同情景下的优化方案。结果表明: 保护优先区对代理物种栖息地有良好的覆盖效果, 生态完整性优先情景和最小社会经济和土地资源代价的保护优化情景均呈现扩建小于8%的一级优先区域, 所有保护对象均受到保护; 加入27%左右的所有优先区域, 两种优化方案覆盖所有保护对象栖息地的比例提升70.0%和59.0%。虽然生态完整性优先的优化情景优于最小社会经济和土地资源代价下的优化情景, 但保护代价更高。人为干扰强烈的抢救优先的优化情景中, 90.7%的保护对象栖息地覆盖范围有明显提升。从技术和操作层面, 为重构中国自然保护地体系整合优化方案提供路径和方法。
2022 Vol. 41 (1): 50- [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (4790 KB)  ( 189 )
59 一株重金属镉耐受小球藻的分离鉴定及其生长条件优化
李启虔1,2,3, 卢福芝1,2, 覃勇荣1,*
 以龙江河镉污染水体预留样本为实验材料, 从中筛选得到一株重金属镉耐受藻株, 经形态和分子生物学鉴定为小球藻属, 命名为Chlorella sp. LQQ1。实验从温度、pH、Cd2+、有机碳源及有机氮源等方面对该藻株生长条件进行优化, 并考察其在最佳生长条件下对水体中Cd2+的去除效果。结果表明: 该小球藻最适宜生长温度为30℃, 最适宜pH为7.0左右。Cd2+在低浓度下能促进小球藻的生长, 当Cd2+浓度超过30 µmol·L-1时, 小球藻的生长受到抑制。适宜该小球藻生长的最佳葡萄糖添加浓度为10g·L-1, 最佳尿素添加浓度为1g·L-1。在最佳生长条件下, 该小球藻对水体中Cd2+的去除率达89.7 %。
2022 Vol. 41 (1): 59- [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (1122 KB)  ( 75 )
66 退耕还林(草)过程中陕北地区NDVI时空变异及其驱动因子的地理探测
尚雪1, 何钊全2,*, 张铜会3
地表植被作为生态环境变化的敏感因子, 对维持区域生态稳定性具有重要作用。基于退耕还林(草)生态工程实施过程中20002019年陕北地区的MODIS NDVI数据, 结合地形、地貌、气候、土壤和植被等环境因子, 探究NDVI时空变异特征, 并运用地理探测器模型对植被NDVI影响因子及其影响程度进行探测, 最终确定主要环境因子对NDVI的驱动机制。结果表明: (1)20002019年陕北地区中高和高植被覆盖区面积分别增加了25.64%和11.74%, 植被覆盖状况整体良好; NDVI空间分布差异显著, 其中, 东南丘陵沟壑区植被覆盖度较高, 西北风沙区以及城镇建设用地区域植被覆盖度较低; (2)陕北地区植被NDVI主要受年降水量和干燥度指数的影响, 其解释力均大于45%; 植被类型、≥10 ℃积温、地貌类型和坡度的解释力在15%35%之间; 土壤类型、年均温、高程和坡向的解释力均小于10%; (3)各环境因子对陕北地区NDVI变化的影响存在相互增强和非线性增强的协同交互关系。结果揭示的中高和高植被覆盖区面积的显著增加、影响NDVI的主要驱动因子年降水量和干燥度指数的适宜阈值以及它们之间交互增强的驱动机制, 能够为陕北地区生态脆弱区生态环境修复提供理论支撑和辅助决策。
2022 Vol. 41 (1): 66- [摘要] ( 6 ) HTML (1 KB)  PDF (4138 KB)  ( 163 )
77 土壤含水量和光照对沙地柏光合生理指标的影响
崔英1,2,3, 王占林1,2,3,*, 张得芳1,2,3, 樊光辉1,2,3
试验采用人工控制土壤水分的方法, 测定不同土壤含水量条件及有效辐射强度下沙地柏苗木的蒸腾速率、净光合速率、水分利用效率等指标, 分析沙地柏在不同土壤含水量和光照条件下影响的光合生理响应特征及其变化规律。土壤含水量(SWC)用称重法测定, 将硬塑盆中的土壤水分含量设置为7.5%,10%,12.5%,15%,17.5%, 20% 等6个不同的处理, 每天进行称重, 瞬时土壤水分含量用TDR100土壤水分测速仪(上海赛弗生物公司)测定, 用Li-6400光合测定仪(美国LI-COR公司)测定沙地柏在不同土壤水分条件下光合生理指标。研究表明沙地柏的蒸腾速率、净光合速率均随着土壤含水量的增加呈先上升后下降的趋势。光合有效辐射在400—2000 μmol·m-2·s-1 范围内, 沙地柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率均呈现最高值。土壤水分含量在18.71%, 17.99%和12.44% 时, 沙地柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率达到最高值。土壤含水量12.44%—18.71% 是沙地柏生长最适宜的土壤水分区间。在实践中利用沙地柏最适宜的土壤水分区间对沙地柏的栽植和生长可以进行有效地指导。
2022 Vol. 41 (1): 77- [摘要] ( 12 ) HTML (1 KB)  PDF (1766 KB)  ( 91 )
84 杨梅根系和土壤微生物量碳、氮、磷生态化学计量随林龄的变化
张勇1, 刘海英1, 吕爱华1, 吴翠蓉2, 吴家森3, 傅伟军3, 王晓晓4, 蒋仲龙1
利用空间代替时间的方法, 研究了浙江省仙居县3、9、14、21年生根系和土壤微生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量比。结果表明, 杨梅根系C、C: N在不同林龄间没有显著差异; 随着林龄的增加, 根系N、P含量降低, 而C: P、N: P则增大; 21年生杨梅根系N含量显著低于3年生(P<0.05), 磷含量显著低于其他林龄(P<0.05); 21年生杨梅根系C: P、N: P显著高于其他林龄(P<0.05)。从根系N: P的变化可知, 随着林龄增大, 杨梅生长受到P的限制更加明显。土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、微生物量磷(MBP)含量和MBC:MBN、MBC:MBP表现为先明显下降而后略有升高, 而MBN:MBP总体呈现上升趋势。3年生杨梅MBC含量和MBC:MBN显著高于其他林龄(P<0.05), MBN、MBP含量显著高于9年生(P<0.05); 9年生MBC: MBP显著低于其他林龄(P<0.05); 3年生0—10 cm土层的 MBN: MBP显著低于其他林龄(P<0.05), 而21年生的10—30 cm土层的 MBN:MBP显著高于其他林龄(P<0.05)。从土壤微生物量N: P的变化可知, 幼龄杨梅生长主要受N的限制, 林龄达14年后, 其生长主要受P的限制。
2022 Vol. 41 (1): 84- [摘要] ( 9 ) HTML (1 KB)  PDF (519 KB)  ( 110 )
91 基于夜间灯光数据的湖南省县域碳排放时空格局及影响因素研究
赵先超, 彭竞霄, 胡艺觉, 张子兮
研究碳排放的时空格局演变及影响因素对指导制定差异化的碳减排政策具有重要意义。基于夜间灯光数据, 在估算湖南省各县区碳排放量的基础上, 结合空间统计、空间自相关、热点分析、地理加权回归、GIS等方法研究了湖南省县域碳排放的空间分异、时空格局特征与影响因素。研究结果表明: (1)2013—2017年, 湖南省能源消费碳排放总体上呈现东高西低的空间格局, 碳排放主要集中于区域的市辖区, 县域碳排放最高点在长沙市市辖区; (2)湖南省能源消费碳排放存在较为显著的空间正相关, 全省县域尺度能源消费碳排放全局Moran's I指数整体呈现出逐年上升的趋势, 各市的市辖区在中心相互辐射, 表现出显著的集聚现象, 并形成了碳排放“高-高型”分布特征; (3)湖南省能源消费碳排放量的冷热点格局表现出湘南地区冷点扩张, 湘中地区热点扩张的演变趋势, 从2013年到2017年, 热点区与次热点区由11个升至13个, 湘中地区与其他地区的冷热点差距在逐步拉大; (4)影响湖南省县域能源消费碳排放量的4个影响因素与碳排放均表现为正相关性, 其影响程度依次为人口、人均GDP、第二产业比重与单位GDP能耗。
2022 Vol. 41 (1): 91- [摘要] ( 7 ) HTML (1 KB)  PDF (4775 KB)  ( 190 )
100 三江源自然保护区高寒草地草情诊断研究
王穗子1, 张雅娴1,2, 樊江文1,*, 张海燕1
三江源生态保护和建设工程的实施对生态环境产生了积极的影响, 草地是该地区最主要的生态系统类型, 准确的草情诊断对该地区的生态稳定和畜牧业发展具重要意义, 可更好的指导三江源区生态环境的保护和发展。基于长时间序列的遥感观测资料和野外采样数据, 通过构建草情诊断基准值, 结合草地覆盖度和产草量的变化率, 根据加权求和计算出草情指数, 诊断分析三江源生态工程实施后草地植被生长变化状况。结果表明: 自2005年工程实施后, 三江源自然保护区多年平均草情指数是3.47, 草情状况较好, 空间上呈现西南向东北方向变好的格局。草情状况极好、较好和中等的草地面积占比均显著高于草情极差和较差的草地面积占比。12年间草情指数变异系数为12.47%, 草情年间变化呈现轻微波动。其中80.32%的草地草情状况无显著变化(P > 0.05), 14.61%的草情状况下降趋势显著, 5.07%的草地草情状况上升趋势显著(P<0.05)。三江源国家公园的各园区的年均草情指数为黄河源园区(3.78)>长江源园区(3.61)>澜沧江源园区(3.15), 草情状况较好。三个园区2/3以上的草地的草情无显著变化趋势; 黄河源园区变化趋势显著变差的面积占比最高(17.74%), 澜沧江源园区最低(13.49%); 变化趋势显著变好的面积占比最高的为长江源园区(6.46%), 最低的为澜沧江源园区(3.46%)。自生态保护工程实施后, 草情呈现较好状况, 但部分区域呈现下降的趋势, 应继续加强三江源自然保护区草情状况的长期监测, 进行合理的草情诊断, 加大草情状况较差区域的生态保护。
2022 Vol. 41 (1): 100- [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (19144 KB)  ( 52 )
110 京津风沙源区防风固沙功能对植被覆盖度变化的时空响应研究
张彪1,2,*, 王爽1,2，史芸婷1,2
防风固沙功能受气象、土壤、植被、土地利用等多种因素的影响, 监测评估区域防风固沙功能对不同影响因子的响应状况可为生态保护工程的布局实施提供重要依据。以京津风沙源治理工程区为例, 基于NDVI指数和RWEQ模型, 构建了植被覆盖度与防风固沙功能的同步变化指数模型, 评估分析了工程区防风固沙功能对植被覆盖度变化的响应水平及时空差异。结果表明: (1)2000—2015年京津风沙源区防风固沙功能与植被覆盖度的同步变化指数(SI)波动增加, 多年平均值达到0.85, 说明区域防风固沙功能对植被覆盖度变化存在显著响应且整体表现出增强趋势; (2)评估期内工程区83%的地区防风固沙功能与植被覆盖度变化高度同步(SI>0.8), 17%地区表现出较高程度的同步变化(0.6<SI≤0.8); (3)正蓝旗、巴林右旗、翁牛特旗等地区防风固沙功能对植被覆盖度变化的响应水平相对较高, 而商都县、兴和县、乌兰察布等地区相对较低。因此, 京津风沙源区防风固沙功能与植被覆盖度变化呈现为强同步性, 植被覆盖度可作为防风固沙效益的直接监测指标, 同时, 对于同步变化指数(SI)相对较低的区域应注重综合采用植被恢复措施以外的工程或化学材料等沙障措施提升防风固沙功能。
2022 Vol. 41 (1): 110- [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (5471 KB)  ( 103 )
120 高寒湿地土壤微生物区系组成对氮添加的响应
徐润宏, 谭梅, 刘泽华, 朱锦福*
土壤微生物是土壤养分循环的关键驱动者, 对土壤环境变化感应明显, 氮是陆地生态系统的限制元素之一, 其改变可能会给生态系统物种多样性造成一定影响。为了解高寒湿地土壤微生物组成对氮添加的响应, 以青海湖流域高寒湿地为研究对象, 通过(0 g·m-2、0.5 g·m-2、1 g·m-2、1.5 g·m-2、2 g·m-2、2.5 g·m-2、5 g·m-2、10 g·m-2)8个水平的模拟氮添加试验, 采用高通量测序技术, 分析土壤微生物区系组成对氮添加的响应。结果表明: 氮添加使细菌、真菌和古菌的Chao1指数均下降, 细菌和古菌的Shannon指数显著增加(P<0.05), 真菌Shannon指数显著下降(P<0.05); 氮沉降改变微生物群落结构, 变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota)的相对丰度均减少, 而酸杆菌门(Acidobacteria)和子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度增加; 真菌群落对于氮添加的响应变化较低, 对环境的适应性可能要优于细菌和古菌群落。由此可见, 氮添加对不同土壤微生物的影响存在一定差异, 氮沉降是不断积累的过程, 长时间的氮沉降势必会引起土壤微生物群落的改变, 影响生态系统的稳定。
2022 Vol. 41 (1): 120- [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (2549 KB)  ( 154 )
129 郑州市生态服务价值评价及空间分布模拟
张淑梅1, 赵晓玉1, 王莹1, 张煜2, 石超奇3，田国行1,*
 生态系统服务价值评估对维持地区生态平衡、建立可持续的土地利用模式具有重要意义。以郑州市域空间尺度为研究区域, 基于生态系统服务价值当量因子表, 利用GIS格网尺度法、Moran’s I、Getis-Ord Gi*热点分析空间统计分析方法, 对郑州市生态服务价值空间格局进行定量可视化分析。结果表明: (1)郑州市生态服务总价值为104.07×108元。(2)各生态系统类型生态服务价值相比: 森林>农田>河流(湖泊)>城市绿地>草地>建设用地; 各生态系统服务功能价值贡献顺序为: 水文调节>保持土壤>维持生物多样性>废物处理>气候调节>气体调节>原材料生产>食物生产>提供美学景观; 各行政区的生态服务价值相比较, 得到登封市、巩义市、新密市高于其他各区。(3)郑州市生态系统服务价值呈集聚现象, 热点区域集中在郑州西南部中山、低山区, 沿黄河区域及南部自然植被资源丰富的区域, 冷点区域集中在平原区的东北部建成区。
2022 Vol. 41 (1): 129- [摘要] ( 6 ) HTML (1 KB)  PDF (10117 KB)  ( 28 )
138 基于3S的京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化分析
纪和1, 赵广帅2,*, 刘珉2, 张鑫2, 崔嵬2
为分析评估京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化, 收集工程实施前、后各时期工程区域土地利用类型数据、MODIS产品植被覆盖(NDVI)数据和气象站点月值数据, 利用最小二乘法拟合分析工程区NDVI和蒸散时空变化规律; 利用MK非参数检验分析区域气候要素时空变化格局。结果表明(1)近25年来工程区土地利用类型变化不大, 植被面积未有显著增加; (2)近20年, 工程区81.5%的区域生长季平均NDVI呈上升趋势, 其中37.6%的区域呈显著上升趋势(P < 0.05), 平均变率0.005 a-1; 同时, 99.8%的工程区域植被蒸散呈上升趋势, 其中95.3%的区域呈显著上升趋势(P < 0.05), 平均变率109.11 kg·m-2·a-1; (3)工程实施前、后对比, 气候要素变化趋势发生明显变化, 工程实施前工程区平均气温呈上升趋势, 其中78%以上气象站点平均气温距平呈显著上升趋势, 上升幅度为0.01 ℃·a-1; 降雨量和平均相对湿度呈减少趋势, 其中16%的气象站点降水距平百分率呈显著减少趋势, 减少幅度在0.33% a-1以上。工程实施后, 工程区内气温呈降低趋势, 其中24%的气象站点平均气温距平呈显著下降趋势, 降幅在0.008 ℃·a-1以上; 降雨量和平均相对湿度呈增加趋势, 其中22%的站点降水距平百分率呈显著增加趋势, 幅度约为0.22% a-1。总体上, 京津风沙源治理工程实施近20年来风沙天气得到明显改善, 植被恢复及原有植被质量的提升是环境改善的主要原因。
2022 Vol. 41 (1): 138- [摘要] ( 5 ) HTML (1 KB)  PDF (11450 KB)  ( 28 )
149 基于IPSO-BP神经网络模型的山东省碳排放预测及生态经济分析
张迪1,4, 王彤彤2,3, 支金虎1,4,*
在低碳经济发展背景下, 针对山东省碳排放数据更新迟缓、以往预测模型难以满足现实需求的问题, 统计相关数据, 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐方法测算山东省2000—2017年碳排放量和排放强度, 并借助脱钩分析、碳承载力和碳赤字探究碳排放的动态变化趋势; 基于5项最重要的碳排放影响因素, 建立改进的粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络模型, 对山东省的碳排放量和排放强度进行仿真预测。结果表明: 山东省工业耗能占总量的78.5 %左右。2000—2017年间山东省碳排放量呈增长趋势, 年平均为52328.10 万吨; 碳排放强度却呈下降趋势, 年平均为1.73 万吨/亿元。总体而言, 2000—2017年间山东省碳排放量与GDP之间呈弱脱钩的态势, 碳承载力呈先增长后减小的趋势, 18年间碳承载力减少了8 %, 全省从2005年开始出现碳赤字, 并呈现增大趋势。IPSO算法明显优化了BP神经网络, 误差更小、精度更高, 更适于碳排放量及相关指标的预测。预测结果显示山东省未来碳排放量呈缓慢增长趋势, 而碳排放强度有所降低, 以期为政府决策提供科学依据。
2022 Vol. 41 (1): 149- [摘要] ( 9 ) HTML (1 KB)  PDF (2904 KB)  ( 323 )
159 乐山市土地利用与生态系统服务价值时空动态变化分析
舒波1,2,*, 李雨哲1, 王玲2, 何洲历1, 王蜜1
 乐山市地处四川山地丘陵区, 是典型的绿心城市, 具有重要的生态保护价值。以岷江流域乐山段为研究区域, 基于乐山市2010、2017遥感影像, 探析乐山市土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)空间分布差异的影响。结果表明: (1)2010—2017年乐山市ESV显著提升, 耕地、草地转林地面积较大, 建设用地增值相对明显; (2)ESV低值区域包括市区绿心周围, 并沿着岷江河道延伸至峨眉山市、五通桥城区和犍为县城区, 所遭受的生态扰动较大, 生态环境的协调性遭受一定影响; (3)乐山市ESV变化在空间上呈现极化效应, 表明乐山市生态环境质量差距明显, 需要进一步加强区域生态管控。将土地利用变化和聚类和异常值分析结合, 可以探析土地利用变化与ESV时空动态变化特征, 清晰展现土地利用变化的空间分布差异, 为乐山市的区域生态保护规划和城市生态建设提供依据和参考。
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169 国家中心城市交通运输业碳排放效率研究
任梦洋, 黄羿*, 付善明, 常向阳
为改善交通运输业碳排放效率促进城市低碳经济发展, 以在区域发展中发挥引领作用的九个国家中心城市为研究对象, 运用包含非期望产出的Super-SBM模型和Malmquist-Luenberger生产率指数, 从静态和动态两个角度对研究区2005—2016年交通运输业碳排放效率进行了测算, 并进一步分析了碳排放效率变化的影响因素。结果显示, 各年份国家中心城市交通运输业碳排放效率的平均值均偏低, 变化范围在0.4824—0.7609之间, 仍有较大的提升空间。研究期间国家中心城市交通运输业碳排放效率年均下降2.98%, 其中技术效率受纯技术效率和规模效率改善的影响年均上升1.43%, 而技术水平年均下降4.35%, 因此提升碳排放效率的重点在于推动技术的进步。位于东部沿海地带的国家中心城市, 其交通运输业碳排放效率的年均增长率大于西部地带与中部地带的国家中心城市, 且各城市交通运输业碳排放效率的变化特征及影响因素之间存在差异, 需要因地制宜地制定交通运输业节能减排政策。
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179 麻城黄山松天然林直径分布
侯梅1, 胡剑民2, 张琴琴1,*, 汪洋1,*
为研究黄山松天然次生林直径分布特征, 以麻城市黄山松天然次生林为研究对象, 采用标准样地调查, 计算林分直径的偏度、峰度, 林分直径分布的Shannon-Weiner和Simpson指数, 运用负指数分布、normal分布、lognormal分布、logistic分布和Weibull分布等5种概率密度函数对黄山松天然次生林林分直径分布进行拟合, 对拟合结果进行χ2检验。结果表明: 1)黄山松直径分布主要为左偏山状, 较高径阶林分直径分布为右偏山状。2)黄山松直径分布的多样性和均匀度指数与林分径阶的大小变化一致。3) Weibull分布函数拟合接受率为75.0%, 适宜解释黄山松天然林林木直径分布。研究结果可为黄山松天然林分直径分布和生长动态提供参考依据, 指导黄山松天然林的经营与管理。
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186 广州南沙区4种典型城市林业土壤质量调查研究
崔诚1,2, 李铤1,2, 冼卓慧1,2, 张俊涛1,2,*
为掌握广州南沙区城市林业土壤养分及肥力整体状况, 提高广州南沙区城市林业土壤管养水平, 以广州南沙区4种典型城市林业土壤(森林公园、湿地公园、生态景观林带、河涌防护林)为研究对象, 测定土壤pH值、电导率、容重、渗透率、非毛管孔隙度、有机质、水解氮、有效磷、速效钾等9项理化指标, 通过土壤理化性质分析、土壤综合肥力分析, 对广州南沙区城市林业土壤养分及肥力进行评价。结果表明, 森林公园pH为6.4、湿地公园pH为6.8、生态景观林带pH为7.1、河涌防护林pH为7.3, 广州南沙区林业土壤pH在中性(pH 7.0)上下波动。土壤EC值除森林公园较低外, 其余生境类型处于正常范围, 土壤有机质含量为14.81—33.02 g·kg-1整体水平较好, 其中一半区域土壤水解氮含量为41.97—58.95 mg·kg-1、土壤速效钾含量为48.29—52.61 mg·kg-1处于中下水平, 土壤有效磷含量为5.8—36.75mg·kg-1整体水平较充足。南沙区林业土壤整体综合肥力较贫瘠, 其中森林公园、湿地公园、生态景观林带土壤综合肥力指数(0.90—0.99)略高于贫瘠标准(<0.9%), 只有河涌防护林土壤综合肥力指数为1.18达到一般标准(0.9%—1.8%)。土壤有机质含量对土壤水解氮含量影响较大, 土壤有机质含量对土壤有效磷含量影响小于对土壤速效钾含量的影响。土壤整体容重偏低, 从总体看, 容重及土壤速效养分是南沙区城市林业土壤综合肥力的突出性限制因子, 说明容重和土壤速效养分与南沙区土壤综合肥力关系紧密。该研究可为广州南沙区城市林业土壤养护、修复提供依据。
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196 基于主成分分析的古树土壤肥力综合评价
叶少萍, 李铤, 张俊涛*, 曹芳怡
 以广州市海珠区登记在册的40株古树为研究对象, 调查其生长状况, 采集土壤测定pH、EC值、容重、通气度、有机质、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量等11项理化指标, 采用主成分分析和聚类分析对古树土壤肥力进行综合评价。结果表明: 海珠区大多数古树土壤EC值偏低(＜0.35 mS·cm-1), 表现为强变异; 土壤有机质、全N、水解N、有效P、速效K含量充足, 土壤全P和全K分别有65.71%、40.00%样本处于低含量水平。土壤全P和全K隶属度函数值低于其他指标, 表明全P和全K是影响古树土壤肥力的限制性因子。主成分分析结果显示古树土壤有机质的权重系数最大(0.111), 而且与EC值、全P、速效K呈显著正相关(P＜0.05), 与全N、水解N、速效P呈极显著正相关(P＜0.01), 表明有机质含量在古树土壤肥力中起重要的作用, 并与土壤养分供应密切相关。古树土壤肥力综合得分为0.483—0.924, 聚类分析将古树土壤肥力分为3类, 土壤肥力良好(第1类)占比94.29%。综上可知, 海珠区古树土壤肥力水平整体良好, 土壤肥力偏低的古树需要加强日常养护。
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206 植物提取十八碳二烯酸对人胃癌组织细胞生态毒理学作用机制研究
谢明仁1, 王贤贤1, 俞蕾2, 何天晓1, 谢刘阳1, 俞发荣1,*
为了探索植物提取十八碳二烯酸对人胃癌组织细胞生态毒理学作用机制, 取胃癌患者肿瘤组织移植到重症联合免疫缺陷(SCID)小鼠皮下, 腹腔注射100、300、900 mg·kg-1植物提取物十八碳二烯酸, 分析对移植瘤生长抑制作用; 用酶联免疫吸附法(ELISA) 检测瘤组织cAMP、P53、PI3K水平。将瘤组织经酶解消化分离出细胞进行培养, 给予胃癌瘤细胞2.0、4.0、8.0 mg·L-1十八碳二烯酸, 用MTT法检测十八碳二烯酸对胃癌瘤细胞生态毒性作用, 用酶联免疫吸附法(ELISA) 检测胃癌瘤细胞中P21、MDM2、PKB/Akt水平。结果发现, 低中高剂量组和5-FU组胃癌移植瘤生长抑制率比模型组升高17.92%—45.75%和35.85%; 胃癌移植瘤cAMP水平比模型组升高14.88%—40.70%和23.21%(P<0.05—0.01), P53水平比模型组降低37.94%—63.96%和58.54%(P<0.01), PI3K水平比模型组降低20.77%— 52.94%和35.29%(P<0.01)。低中高剂量组和5-FU组胃癌活细胞数随给药浓度的增加和作用时间的延长而减少, 细胞增殖抑制率为23.11%—59.66%和51.26%, 半数抑制浓度(IC50)为5.811 mg·L-1; 流式细胞仪检测, G0G1期细胞比对照组增加16.54%—27.51%和20.45%; G2M期细胞比对照组减少36.40%—67.98%和41.67%; 凋亡率为17.44%—23.37%和19.21%; 胃癌瘤细胞 P21水平比对照组升高13.33%—62.81%和52.63%, PKB/Akt水平比对照组降低19.39%—51.02%和46.94%, MDM2水平比对照组升高10.26%—76.92%和33.33%。结果提示, 重症综合性免疫缺乏症(SCID)小鼠肿瘤模型的建立, 为研究人类肿瘤治疗和康复提供了生态毒理学实验对象; 十八碳二烯酸对胃癌移植瘤和瘤细胞增殖具有明显的生态毒性和抑制作用。其机制可能与升高移植瘤细胞cAMP、p21、MDM2水平, 降低P13K、PKB/Akt、P53水平, 抑制细胞分裂周期, 降低PI3K-Akt信号转导通路活性有关。
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       综述
213 南方红壤丘陵区旱地多熟种植的发展现状与研究进展
徐慧芳, 李淑娟, 李娜, 黄国勤*
多熟种植是我国现代农业中一种重要的农作制度, 对于我国实现农业可持续发展及确保国家粮食安全具有重要作用。中国南方红壤丘陵区地处热带、亚热带湿润气候区, 光、温、水资源充足, 自然条件十分优越, 适宜发展多熟种植模式。文章从南方红壤丘陵区概况、种植模式的多样化及投入产出高效化等方面, 对目前我国南方丘陵区旱地多熟种植模式的研究现状分析; 同时还归纳总结了我国南方目前多熟种植的研究进展, 主要包括多熟种植的创新模式、对土壤理化性质、土壤微生物、田间病虫害及光热水资源利用情况的影响等方面。最后, 根据其研究内容的不足, 提出南方红壤丘陵区旱地多熟种植模式未来的研究展望, 以期对我国农田生态系统耕作制度建设的进一步研究提供一定的理论依据。
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222 植物修复在抗生素污染治理中的应用研究进展
黄伟杰, 刘学智, 唐红亮, 汪义杰, 陈军*
抗生素的环境污染问题日益严峻, 如何对抗生素污染的水体和土壤进行有效的原位处理已然成为亟待解决的问题。植物修复是具有处理成本低、二次污染可控、易于后续处理、不破坏土壤和河流生态环境等优势的绿色、原位修复技术, 已被证明是可用于抗生素污染治理的处理技术之一。因此, 通过文献搜索和总结分析, 作者们对植物修复在抗生素污染治理中的应用研究以及植物对抗生素污染可能的修复机理进行了综述, 并对抗生素污染的植物修复研究也进行了展望。
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230 固定化微生物处理氨氮废水的研究进展
黄徐, 黑亮*, 陈文龙, 蔡名旋, 周静, 黄信华
生物方法因其高效、持久及无二次污染已经成为治理水污染的重要方法, 固定化微生物不仅加强微生物治理效果, 更能保证微生物生存稳定, 是现阶段生物方法治理水污染的主要组分。近年来学者们也做了很多固定化微生物处理各类废水的研究, 并取得了大量优异成果。文章对固定化微生物技术进行剖析, 分析各类固定化载体材料及各种固定化方法优缺点; 解析利用固定化微生物处理氨氮废水效果研究及固定化微生物处理效果影响因素; 综述近年来固定化微生物处理氨氮废水应用情况; 最后进行总结, 并提出自己的展望。
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237 基于InVEST模型的生态系统服务功能应用研究进展
张徐1, 李云霞2, 吕春娟1,*,毕如田1, 夏露1, 郭岩松1, 王煜1, 许彩彩1, 孙波1
生态系统服务功能的模拟、评估、预测及其权衡关系的研究成为生态系统服务研究领域的热点。InVEST模型包含近20项生态服务模块, 不仅涵盖了生态系统服务的众多方面, 能满足不同功能的评价、模拟和预测需求; 而且具有很强的空间化、动态化、可视化等特点。系统分析了该模型中应用最为广泛的生境质量、水土保持、产水模型和生态系统服务综合功能等四个方面的应用情况, 介绍了生境风险评价模块的应用原理, 探讨InVEST模型在生态系统服务功能评估中存在的问题以及未来的发展趋势。以期更准确、更全面地评估生态系统服务功能, 更好地保护生态, 也可为管理者和决策者提供参考。
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243 SIRT1在雌性配子发生中的作用及相关疾病的研究进展
温恬1,2, 吴秋鑫1, 吴江1,*
沉默信息调节因子1[Sirtuin (silent mating type information regulation 2 homolog) 1,Sirt1]是依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的组蛋白去乙酰化酶, 可与FOX转录因子家族中的O亚家族(FOXOs)、P53等多种转录因子结合。Sirt1通过调控卵巢储备、卵泡形成发育、卵母细胞分化成熟、颗粒细胞功能等生理过程影响雌性生殖系统的生命活动。作者综述了Sirt1对雌性生殖细胞发育及成熟的影响, 并总结了Sirt1在多种雌性生殖系统疾病中的研究进展, 以期利用其作用机制为提高雌性配子品质和改善雌性生殖机能的相关研究提供理论依据。
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249 基于CiteSpace的三峡库区消落带研究热点与进展
王晓锋1,2,3, 李贤祥1,2,3, 刘婷婷1,3, 王继龙1,3, 吴胜男1,3, 袁兴中1,2,3,4,*
基于CiteSpace软件对CNKI和Web of science 数据库中关于三峡库区消落带的已发表文献进行可视化分析, 从文献计量视角探讨了三峡库区消落带研究的现状、进展及热点演变。结果表明, (1)截止2019年底，检索到相关中文文献936篇, 英文文献225篇; 国内外三峡消落带研究论文数量均存在缓慢增长-快速增长-波动稳定的发展过程, 中文文献年发文量近两年有降低趋势; (2)研究团队主要集中在重庆、湖北地区的高校和研究所, 以西南大学、重庆大学、中国地质大学、中国科学院等为主, 形成了较为稳定的研究团队, 但各机构及团队之间合作交流较薄弱; (3)发文期刊, 中文以《生态学报》《环境科学》《长江流域资源与环境》为主, 外文以《Environmental Science and Pollution Research》《Ecological Engineering》《PLoS One》发文较多，外文高水平期刊发文较少; (4)研究热点主要以植物、土壤两大生态要素为轴心, 高频关键词有“水位变化”、“水淹”、“土壤”、“重金属”、“狗牙根”、“riparian zone”、“vegetation”、“sediment”等; 分析表明三峡水库消落带研究内容主要包括水位波动下植物群落逆向演替与格局变化、植物对水淹胁迫的生理生态响应、植被恢复技术研发、消落带微生物群落演变、土壤养分或重金属的赋存与迁移过程以及溶解性有机质特征等, 近年来消落带重金属环境行为、消落带生境异质性的生态效应、生态格局与水库安全的关系等问题成为研究热点。然而, 单一要素和单一过程研究限制了消落带研究的系统性, 相关研究陷入瓶颈; 新技术方法的运用以及生态系统观的引入是未来三峡消落带研究突破的关键, 应开展消落带生境异质性带来的生态过程的复杂性研究, 同时加强消落带植物-土壤-水耦合长期观测, 探索消落带生态恢复技术及其持续的生态影响。
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262 生态系统服务视角下的景观美学研究进展
王玉婷1,2,3, 王书建1,2,3, 张洵赫1,2,3, 徐明1,2,3,*
 美学是生态系统服务的重要研究内容之一，从美和美学的本质入手去探讨景观美学的概念和范围，明确了景观美学的研究内容，确定景观审美和审美主体与客体之间对立统一的辩证关系，总结景观美学的传统研究方法，如问卷调查法、美景度法、语义差异法、层次分析法等。但是人对景观的主观感知一直都采用的是模糊评价法，用于评估和监测景观美学的标准化方法仍然没有统一的标准，更无法在大尺度上进行景观评价和对比分析。而人在欣赏美景后形成的物理感知和情感反应是自然而然的，个体之间虽有差异，但在生理反应和神经感知指标上应有客观反映。脑科学技术与神经学技术的发展为测量人的主观感受和情感提供了新的思路，如脑电EEG，皮肤电导率和眼睛跟踪等新的技术给景观美学的研究打开了全新的视角。因此总结了脑科学和神经科学在景观相关领域的应用，指出了景观美学研究面临的机遇和挑战。同时提出景观美学的价值和前景，也为其他领域中的美学研究提供新的思路。
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  编辑部公告
22 《生态科学》入选2023年版“北大核心期刊”
22 《生态科学》蔡卓平博士参加“广州科技传播力量”颁奖典礼暨广州科技传播联盟总结会
22 《生态科学》蔡卓平博士获聘为广东省科普讲师团成员
22 《生态科学》蔡卓平博士当选广州科技传播联盟单位理事
22 《生态科学》蔡卓平博士受邀参加广州市高质量发展大会
22 《生态科学》蔡卓平博士谈学习贯彻高质量发展大会精神体会
22 《生态科学》蔡卓平博士被评选为广州优秀农村科技特派员
22 《生态科学》蔡卓平博士在“绿美广州 科普同行”广州科普微视频大赛中获奖
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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
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