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2024年 43卷 3期
刊出日期:2024-05-25

综述
研究论文
综述
 
       研究论文
1 垂向层化对海洋生物生产和碳沉降影响的模型研究
张黄琛1, 2, 3, 谭烨辉1, 2, 3, *
 受到太阳辐射和淡水输入等影响, 海洋的次表层和表层将形成温度跃层和盐度跃层。温度和盐度跃层的存在将使得海洋在不同深度上形成明显的层化现象, 阻碍上下层水体间的物质交换。为了研究这种不同深度上的层化现象对海洋生态系统垂向结构的影响, 使用了一个简化的一维营养盐-浮游植物-碎屑的模型进行研究。结果显示, 无论是表层还是次表层的层化, 都会显著地抑制层化区域以下水层营养盐的向上输运, 导致层化区以上水层内营养盐浓度的降低。同时, 层化区域以上水体浮游植物生物量显著降低, 次表层浮游植物生物量最大值层(DCM层)变薄, 导致真光层内生物生产力降低; 而真光层向深海的碳输出通量也同时降低。层化区域越厚、层化越强, 真光层内生物生产越受抑制, 碳输出通量越低。相比于表层层化, 次表层层化的存在则进一步导致DCM层深度加深, 并显著降低DCM层的浓度, 使得次表层层化造成的真光层内生物生产力和向深海碳沉降降低得更多。研究证明了在全球气候变化造成海洋增温和冰川融化、极端降雨事件增多造成局部海域表层盐度降低的背景下, 海洋垂向层化的增强将对海洋生态系统和全球海洋生物地球化学循环产生不可忽视的影响。
2024 Vol. 43 (3): 1- [摘要] ( 4 ) HTML (1 KB)  PDF (5796 KB)  ( 88 )
11 基于整合生物标志物法评价十溴联苯醚对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应
张喆1, 2, *, 陈海刚1, 2, 田斐1, 2, 张林宝1, 2, 蔡文贵1, 2
研究了不同浓度十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether, BDE209)对紫红笛鲷肝脏抗氧化酶和药物代谢酶的影响, 并采用整合生物标志物法综合评价BDE209对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应。结果表明: BDE209胁迫3—7 d, 紫红笛鲷肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferase, GST)活性显著升高, 但并未呈现明显的剂量效应。胁迫30 d时, 上述酶活性与对照组没有显著差异。BDE209胁迫下, 紫红笛鲷肝脏细胞色素P450(cytochrome P450, P450)含量先降低后升高, 而细胞色素b5(cytochrome b5, b5)含量则呈先升高后下降的趋势。上述结果表明BDE209可能引起了紫红笛鲷肝脏细胞发生氧化应激反应。BDE209胁迫第7 d时, IBR值最大。各实验组IBR均高于对照组, 且随着BDE209浓度的升高, IBR值逐渐增大。与其他指标相比, POD活性、P450和b5含量可作为BDE209胁迫的潜在生物标志物, IBR方法可被应用于评价环境浓度BDE209对紫红笛鲷胁迫的毒性效应, 对于综合评价BDE209对生物体的生态毒理效应具有重要意义。
2024 Vol. 43 (3): 11- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (7150 KB)  ( 74 )
20 桐花树幼苗光合和呼吸代谢对水淹胁迫的响应
马晓宇1, 2, 李昌达3, 王友绍2, 赵艳1,*, 程皓2,*
红树林是热带和亚热带海岸潮间带特有的木本植物群落, 具有非常重要的生态学意义与社会经济价值。通过人工潮汐系统(0 h、6 h、12 h、18 h), 研究桐花树光合和呼吸代谢对水淹胁迫的响应。结果表明, 水淹胁迫显著降低了桐花树Fv/Fm, 此外随着水淹时间的延长, 各处理组Yield尽管未见显著性差异, 但呈现下降的趋势。水淹胁迫同样会导致桐花树根系ATP含量下降。TCA呼吸分析结果进一步表明, 水淹胁迫显著降低了桐花树根系TCA呼吸速率, 琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)的活性在水淹胁迫下同样受到抑制。此外, 水淹胁迫明显增加了桐花树乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性, 且在水淹18h达到最大值。研究表明, 尽管无氧呼吸可一定程度上缓解水淹胁迫所导致的产能匮乏, 但过度水淹会直接扰乱其正常的光合作用及其ATP产能效率。
2024 Vol. 43 (3): 20- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (1366 KB)  ( 85 )
26 绿洲城镇化和退耕还草对生态系统服务价值的影响——以武威市为例
崔博亮1,2,3, 王沛4, 陈克龙2,3,*, 安彦明5, 祁闻1,2,3
红树林是热带和亚热带海岸潮间带特有的木本植物群落, 具有非常重要的生态学意义与社会经济价值。通过人工潮汐系统(0 h、6 h、12 h、18 h), 研究桐花树光合和呼吸代谢对水淹胁迫的响应。结果表明, 水淹胁迫显著降低了桐花树Fv/Fm, 此外随着水淹时间的延长, 各处理组Yield尽管未见显著性差异, 但呈现下降的趋势。水淹胁迫同样会导致桐花树根系ATP含量下降。TCA呼吸分析结果进一步表明, 水淹胁迫显著降低了桐花树根系TCA呼吸速率, 琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)的活性在水淹胁迫下同样受到抑制。此外, 水淹胁迫明显增加了桐花树乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性, 且在水淹18h达到最大值。研究表明, 尽管无氧呼吸可一定程度上缓解水淹胁迫所导致的产能匮乏, 但过度水淹会直接扰乱其正常的光合作用及其ATP产能效率。
2024 Vol. 43 (3): 26- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (1532 KB)  ( 162 )
36 残塬沟壑区苹果园生态服务功能综合评价研究
台辉1, 秦富仓2,*, 张茂林1, 李龙2, 杨振奇3, 任小同2
 为评价黄土高原残塬沟壑区典型林果经济林生态系统服务功能综合服务状况, 以陕西省永寿县苹果园为研究对象, 采用专家咨询、频度分析等方法构建了包含涵养水源、抗侵蚀性等10个方面17个生态服务指标评价体系,并应用层次分析法和模糊评价法构建生态系统服务综合评价模型, 对苹果园生态系统服务功能进行综合评价。评价可得, 生态功能、生活功能和生产功能权重分别为0.6753、0.0715、0.2532, 生态功能和生产功能是影响果园生态系统服务状况的关键因素。度隶属度评价矩阵表明, 林田灌水量、土壤侵蚀强度、Shannon-Wiener指数和苹果产是影响果园生态功能服务状况主要影响因子。残塬沟壑区苹果园生态系统服务功能综合评价指数0.5535, 评价结果为Ⅲ等级。主要原因是人为干扰所致, 导致林田施肥量过高, 不合理经营导致土壤养分较低, 根系土壤层含水率低, 林分结构单一负离子浓度较低, 导致了隶属度评价值较低。研究结果为残塬沟壑区林果经济林生态服务功能评价和可持续利用提供数据支持。
2024 Vol. 43 (3): 36- [摘要] ( 5 ) HTML (1 KB)  PDF (964 KB)  ( 49 )
43 黄土高原不同生态地理区植被净初级生产力变化与驱动力分析
陈鹏飞1,*, 王金颖1,2, 诸云强1,3
为支撑黄土高原精准生态恢复工程建设和区域可持续发展政策制定, 围绕黄土高原“退耕还林”工程后, 经济建设、生态工程及气候变化耦合影响下不同生态地理区的植被净初级生产力变化与驱动力展开研究。为实现此目的, 首先收集了长时间序列(2000—2015)土地利用、植被净初级生产力、气象等数据, 采用趋势分析等手段, 研究了黄土高原各生态地理区净初级生产力的变化规律; 然后采用土地转移矩阵分析、相关分析等手段, 分析了导致各地理区植被净初级生产力变化的驱动力。结果表明, 黄土高原不同生态地理区的气候变化、生态工程建设有别, 从而导致净初级生产力变化趋势不同; 大多生态地理区的净初级生产力主要受气候变化影响, 少量地理区的净初级生产力受气候与生态工程建设耦合作用的影响; 在生态恢复工程为净初级生产力变化主导因子的地理区, 其影响主要体现在2010年之前, 且生态工程建设适宜采用的植被恢复类型有别。
2024 Vol. 43 (3): 43- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (1772 KB)  ( 274 )
53 作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响
刘海洋1, 毕海燕2, 玛依拉·阿布都克力木3, 王伟1, 张仁福1, 姚举1, *
新疆棉田连作问题突出, 作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析, 评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度, 筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明: 大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高, 对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大, 显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面, 变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。
2024 Vol. 43 (3): 53- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (5276 KB)  ( 168 )
63 春夏季阳澄湖浮游植物空间分布特征及其与环境因子关系
范亚民1, 2, 马廷婷3, 李启升3, 吴召仕3,*
 基于2015年3月和8月阳澄湖(西湖、中湖和东湖)调查, 分析其春夏季浮游植物空间分布格局及影响因素。结果表明, 阳澄湖环境因子和浮游植物群落结构存在显著的季节差异(P值均小于0.05)。夏季, 西湖和东湖的群落结构间存在显著差异(P=0.024);春季chl a呈现“西高东低”, 三个子湖区差异不明显;夏季chl a则为“西低东高”, 东、西湖之间存在显著差异。逐步线性回归分析表明, NO2—N和DO是影响春季chl a分布的主要环境因子, 而夏季chl a主要由电导率、PO4—P和温度等决定。基于1994、2009和2015年的春季数据, 阳澄湖TN和CODMn等均呈现先上升后下降的趋势, 2015年的chl a浓度较2009年呈下降趋势, 湖区TP浓度则一直呈现上升趋势。建议在后续监测和研究中加强对东湖(特别是夏季)浮游植物以及全湖磷浓度的监测。
2024 Vol. 43 (3): 63- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (3831 KB)  ( 68 )
72 深圳大鹏半岛附近海域春季渔业资源空间分布及群落结构分析
陆虎1,3, 谢子强1,3, 孙浩1, 蓝军南1,3, 覃业曼1,3, 谢勇琪1,3, 廖宝林1,3, 肖宝华1,2,*
为了解大鹏半岛附近海域的渔业资源的空间分布和群落结构特征, 2020年春季对深圳大鹏半岛附近海域开展渔业资源调查。该调查对渔业资源密度空间分布情况进行分析, 并利用多元统计方法对该海域春季渔业资源群落进行了划分, 比较了各群落的生物多样性、均匀度及优势种等结构特征。研究发现, 大鹏半岛西侧海域渔业资源密度略高于大鹏半岛东侧海域, 大鹏半岛东南侧海域为东西侧海域春季渔业资源密度变化的过渡带, 呈现出由西南向东北逐渐减小的趋势。大鹏半岛附近海域渔业资源量历年来呈现下降趋势, 2020年春季的调查结果显示, 其中位于西侧和南侧海域的群落(Group 1)资源密度最高, 为553.59 kg·km-2; 位于东侧(Group 2)和东北侧(Group 3)的群落资源密度相近, 分别为278.61 kg·km-2和273.33 kg·km-2; 均较低。总体看来, 大鹏半岛海域渔业资源逐渐衰退, 优势种演替, 应针对各群落特点及受人类活动影响程度进行生态修复。该研究结果可为大鹏半岛渔业资源的保护和管理提供参考。
2024 Vol. 43 (3): 72- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (2698 KB)  ( 175 )
81 近18年来郑州市“三生空间”综合利用评价分析
高莎, 张静静*
 国土空间是一个国家或者某个地区社会经济发展建设的基础资源, 是人类社会与经济发展的载体、基础与依托。基于土地利用、社会经济、生态环境等数据, 借助ArcGIS、SPSS等软件操作平台, 运用土地利用信息图谱分析法、熵值法, 对郑州市“三生空间”进行综合评价分析, 为郑州市“三生空间”的合理利用与规划建设提供理论依据。结果表明: (1)郑州市生产空间面积占比最大, 其次为生活空间、生态空间。2010-2017年间生产空间面积呈缩减趋势, 面积占比减少8.13%, 生活空间与生态空间面积呈扩张趋势, 面积占比分别增加5.21%、2.92%。(2)研究时段内“三生空间”面积转移量较大, 共达2391.06 km2, 占郑州市总面积的31.65%。从空间转移图谱上看, 生产空间分别向生活空间、生态空间, 生活空间、生态空间分别向生产空间图谱单元转移比率量较大, 转移比率分别为11.88%、7.22%、6.70%、4.26%。(3)2010—2017年间郑州市“三生空间”综合利用评价指数值由0.38上升至0.735, 生产空间、生活空间、生态空间的指数分别由0.145、0.025、0.209上升至0.289、0.17、0.39。结果表明郑州市的三生空间综合利用得到优化与改善, 三生空间综合利用集约化程度逐渐升高。研究为郑州市“三生空间”的合理布局与规划提供数据依据, 进而提高郑州市“三生空间”用地质量。
2024 Vol. 43 (3): 81- [摘要] ( 4 ) HTML (1 KB)  PDF (5064 KB)  ( 56 )
88 黄土高原15种木本植物叶片水力效率与水力安全的权衡关系
寇萌1, 尹秋龙2, *
理清植物水力效率与水力安全之间的权衡关系有助于深入理解植物的环境适应性。目前, 关于上述性状权衡关系的研究多集中于枝条, 而对于较难测量的叶片, 其水力效率与水力安全之间的权衡关系仍存在争议。我们选取了黄土高原15种木本植物, 包括6种乔木和9种灌木, 测定其叶片单位质量导水率(Kleaf-mass)、单位面积导水率(Kleaf-area)及导水率降低50%时叶水势(P50), 分析叶片中水力效率与水力安全之间的权衡关系。结果表明: 3种指标在乔木与灌木之间均不存在显著差异; P50与Kleaf-mass和Kleaf-area均没有显著相关性, 说明黄土高原木本植物叶片水力效率与水力安全之间不存在权衡关系。这种效率与安全之间权衡关系的缺失在干旱环境中可能是有利的, 允许植物同时具有较高的水力效率和水力安全性。在今后的研究中, 应考虑加强干旱地区植物水力性状的研究, 同时将叶片、枝条、树干及根系的水力性状相结合, 从植株整体上探讨植物水力性状权衡关系及其环境适应性。
2024 Vol. 43 (3): 88- [摘要] ( 5 ) HTML (1 KB)  PDF (418 KB)  ( 130 )
94 基于生态足迹模型的海西州可持续发展评价
贾媛媛, 李维德*
基于生态足迹模型, 对海西州2005—2019年的人均生态足迹和人均生态承载力进行了定量的计算与分析, 并结合万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数、发展能力指数和可持续发展指数多项指标对海西州的可持续发展进行了多角度评价, 并对海西州未来10年的可持续发展指数进行了预测。结果表明: (1)2005—2019年海西州的人均生态足迹逐渐上升, 并未出现生态赤字, 但人均生态盈余呈下降趋势, 其中化石能源的过渡消耗是造成人均生态足迹上升的主要原因; (2)万元GDP生态足迹呈波动下降趋势, 说明海西州近15年的发展速度加快, 资源利用率不断升高; (3)生态足迹多样性指数呈下降趋势, 说明海西州生态足迹的多样性减少, 土地利用的分配不均匀性加强, 但其发展能力指数呈上升趋势; (4)海西州生态可持续性指数逐渐下降, 2005—2013年的生态环境处于中等可持续性, 2014—2019年生态环境处于轻度可持续性, 可看出近15年海西州的生态环境虽然处于可持续发展状态, 但是生态压力也在日趋加重, 未来10年的可持续发展指数呈持续下降趋势, 可持续发展形势不容乐观。评价结果可以为海西州未来的可持续性发展提供有益的参考。
2024 Vol. 43 (3): 94- [摘要] ( 6 ) HTML (1 KB)  PDF (2389 KB)  ( 45 )
104 降雨对青山湖浮游细菌群落结构的影响
孙丽丽1, 2, 张严1, 2, 黄丽1, 2, 侯建军1, 2, *, 李运涛3, 刘细霞1, 2, 吴琴1, 2
 湖泊生态系统在区域和全球生物地球化学循环中起着至关重要的作用, 而浮游细菌是生物地球化学循环的主要参与者和贡献者, 对维持水域生态统多样性和湖泊生态系统的稳定性十分重要。2018年春季采用Illumina Miseq高通量测序技术对黄石市城中湖泊青山湖样品中的16S rDNA V3-V4区片段进行测序, 来探究降雨对城中湖泊中浮游细菌群落结构的影响及其与环境因子的相互关系。结果表明: 变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria) 均为雨前、雨后的优势类群, 但雨后放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)数量相对于雨前明显增加, 变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)数量相对于雨前明显减少; 雨后的群落组成发生了明显改变, 群落多样性增加; 总氮是影响雨前雨后浮游细菌群落结构变化的主要影响因子。ANOSIM结果表明, 青山湖雨前雨后浮游细菌群落存在显著差异(P<0.05, R=1)。由此可见, 降雨对水域中浮游细菌生长繁殖以及水体环境的影响不可忽视, 当人类对城中湖泊进行规划时, 应当考虑降雨因素对湖泊生态环境的影响。
2024 Vol. 43 (3): 104- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (5056 KB)  ( 74 )
114 中小城市游憩型绿道综合使用评价
陈蕾如, 曹悦, 许克福*
 基于民众直观使用感受的公共环境综合使用评价对于推进生态城市建设具有重要意义,强调提高公众参与度,为完善城市绿色基础设施建设提供可参考意见。以马鞍山市雨山湖环湖绿道为研究对象,结合绿道生态植被资源调查结果,整合发展潜力方向,对中小城市游憩型绿道的使用进行了综合评价研究。利用层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCE),从生态评价、景观评价、使用评价和综合管理评价四个维度构建综合使用评价体系,对游憩型城市绿道的使用后感受进行了综合分析。结果表明:(1)根据绿道内植物资源调查结果, 植被种类总数共计94种,隶属于52科83属,使用频率较高的树种有木犀(Osmanthus fragrans (Thunb.) Lour.)、香樟(Cinnamomum camphora (L.) Presl)、棕榈(Trachycarpus fortunei (Hook.) H. Wendl.)、鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)、山茶(Camellia japonica L.)等。植被资源丰富,乡土树种为主, 外来观赏树种为辅,自然景观效果良好。(2)雨山湖环湖绿道使用后评价加权综合得分为3.8389, 接近满意。生态功能综合得分(3.9656)最高,使用功能综合得分(3.7033)最低,绿道的生态效益较好。(3)指标层中, 植被物种物种多样性综合评分(0.6760)最高,基础设施综合评分(0.0518)最低。绿道的自然资源保留程度完好,使用评价良好;基础设施完善是绿道建设工作中的短板,需尽快满足民众的使用需求。基于中小城市游憩型绿道综合使用评价研究结果,整合城市绿道现有的自然植被景观资源,提出相应的改善意见,有助于提升城市游憩空间的实际使用效率,满足公众对生态型游憩空间的需求。
2024 Vol. 43 (3): 114- [摘要] ( 4 ) HTML (1 KB)  PDF (7484 KB)  ( 166 )
124 快速城市化背景下的武汉市生态系统服务价值变化及预测研究
刘凤莲1,2, 杨人懿1,2, 杨磊1,2, 彭海英1,2,*
 基于武汉市2000—2015年间的土地利用和社会经济数据, 采用FLUS模型模拟2020—2035年间的土地利用时空变化, 估算同时期生态系统服务价值的变化。结果表明: (1)2000—2015年建设用地的扩张挤占了耕地、林地、水域等其他生态空间。未来武汉市建设用地继续扩大, 耕地、林地、水域、草地、未利用地减少, 建设用地呈以中心城市为核心, 多轴多心的开放式扩张格局, 耕地渐趋破碎化。 (2)水域、耕地和林地的生态系统服务价值构成了生态系统服务总值的主体, 三者之和占生态系统服务总价值的90%以上。2000—2015年生态系统服务总价值下降5.73亿元, 预测到2035年减少到323.24亿元, 比2000年减少32.22亿元。
2024 Vol. 43 (3): 124- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (9173 KB)  ( 109 )
135 青海可鲁克湖-托素湖湿地自然保护区不同植被类型土壤碳氮磷生态化学计量学特征
盛洲1, 2, 龙主多杰1, 2, 周宸宇1, 2, 胡娟1, 2, 拉本1, 2, *
为研究可鲁克湖-托素湖湿地自然保护区内不同植被类型土壤的生态化学计量学特征, 以保护区内4种植被类型: 白刺地(Nitraria tangutorum)V1、柽柳地(Tamarix chinensis)V2、盐爪爪地(Kalidium foliatum)V3、芦苇地(Phragmites communis)V4为研究对象, 分析土壤有机碳 (soil organic carbon, SOC)、全氮 (total nitrogen, TN)、全磷 (total phosphorus, TP) 含量及其化学计量学特征。结果表明: 4种不同植被类型土壤有机碳、全氮、全磷含量的平均值分别为17.41 g·kg–1、1.09 g·kg–1和1.40 g·kg–1, 土层和植被类型对土壤SOC、TN、TP均有影响, 不同植被类型土壤SOC、TN、TP均表现为芦苇地>盐爪爪地>白刺地>柽柳地, SOC与TN、TP含量呈显著性相关 (P<0.05)。本研究样地C/N(8.90—19.73)<25, 说明研究区有机质分解快, 有利于P的有效性提高。在可鲁克湖-托素湖不同植被类型土壤中, 土壤含水量和pH是影响 SOC、TN、TP含量以及生态化学计量学特征的主要环境因子。
2024 Vol. 43 (3): 135- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (574 KB)  ( 171 )
144 基于生态足迹的青藏高原生态脆弱区可持续发展能力评价与预测——以青海省海南藏族自治州为例
张晚军1, 2, 张海峰1, 2, *, 杨春月3, 孙骜 1, 2
青海省海南藏族自治州属于青藏高原生态脆弱区, 是维护青藏高原和黄河上游生态系统安全的重要屏障, 其环境可持续发展状态对于区域生态系统安全具有重要意义。基于海南州2008—2018年统计数据, 通过生态足迹相关模型对海南州环境可持续发展状态进行了实证研究, 并采用灰色预测模型对海南州环境可持续发展状态进行了预测。结果表明: (1)2008—2018年海南州人均生态足迹逐年上升, 人均生态承载力逐年下降。人均生态赤字逐年变大, 生态安全状态不断恶化。(2)分地域类型, 草地生态系统在海南州生态系统中占有重要地位, 人均生态足迹和生态承载力占比高, 水域可持续发展状态恶化明显。(3)根据模型预测, 如果按照目前的生活生产方式, 海南州环境可持续发展状态将由2018年的弱不可持续演变为2025年的中等不可持续。
2024 Vol. 43 (3): 144- [摘要] ( 3 ) HTML (1 KB)  PDF (5288 KB)  ( 128 )
153 1956—2016年祁连山南坡河流径流变化特征研究
陈治荣1,5, 陈克龙2, 3, 4, *, 曹广超2, 3, 4, 马元希2, 3, 4, 刁二龙2, 3, 4, 陈真2, 3, 4,
基于1956—2016年祁连山南坡扎马什克、祁连、尕日得、青石嘴4个水文站的径流量数据, 利用线性趋势、Mann-Kendall 检验等方法, 探讨了祁连山南坡4个水文站径流量的季节、多年平均以及Mann-Kendall突变性的变化特征。结果表明: (1)扎马什克、祁连、尕日得和青石嘴4个水文站径流量均呈逐年增加的趋势, 变化倾向率分别为0.337亿 m3·(10a)–1、0.18亿 m3·(10a)–1、0.103亿 m3·(10a)–1和0.295亿 m3·(10a)–1, 其中青石嘴水文站多年平均径流量较高, 为16.39亿 m3, 祁连水文站多年平均径流量较低, 为4.57亿 m3。(2)从季节(由于尕日得站数据缺失, 仅分析夏季)变化特征来看, 61a来春季扎马什克和青石嘴水文站呈略微减少的趋势, 减少倾向率分别为0.005·(10a)–1、0.007·(10a)–1, 祁连水文站呈略微增加的趋势, 增加倾向率为0.016·(10a)–1; 夏季扎马什克、祁连、尕日得和青石嘴4个水文站增加倾向率分为0.202·(10a)–1、0.055·(10a)–1、0.112·(10a)–1、0.064·(10a)–1; 秋季扎马什克、祁连和青石嘴3个水文站增加倾向率分为0.134·(10a)–1、0.08·(10a)–1、0.155·(10a)–1; 冬季扎马什克、祁连和青石嘴3个水文站增加倾向率为0.007·(10a)–1、0.027·(10a)–1、0.087·(10a)–1。(3)Mann-Kendall突变检验曲线来看, 马什克、祁连和青石嘴3个水文站在UF和UB两条统计量在0.05显著性临界值直线之间径流量均发生突变, 突变年份分别为2010年、1995年和2014年。
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161 紫云英与油菜混播对水稻产量、土壤活性有机碳及其组分的影响
胡启良, 杨滨娟, 黄国勤*
 “绿肥-双季稻”是一种绿色高产高效、培肥地力的种植模式, 绿肥具有提供养分、改善生态环境以及节能减排等作用。研究紫云英与油菜混播对水稻产量、土壤活性有机碳及其组分、碳素有效率、碳库管理指数的影响, 并筛选最佳的混播比例, 为我国南方地区推广绿肥种植和合理利用土地资源提供科学依据。本试验以紫云英、油菜单播为对照, 共设计5个处理(单播紫云英-早稻-晚稻; 3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻; 1/2紫云英+1/2油菜-早稻-晚稻; 1/4紫云英+3/4油菜-早稻-晚稻; 单播油菜-早稻-晚稻)。研究结果表明: 紫云英与油菜混播处理的水稻产量和有效穗数均高于两个对照, 且处理1/2紫云英+1/2油菜最高, 有效穗数与水稻产量呈显著正相关。混播处理土壤微生物量碳、易氧化有机碳和活性有机碳含量较对照处理高, 其中微生物量碳含量差异最为显著。土壤活性有机碳含量与碳库管理指数、碳素与碳素有效率间和各碳库管理指数间的呈显著或极显著相关。通过主成分分析发现, 紫云英与油菜不同比例混播对土壤活性有机碳库影响显著。紫云英、油菜混播可以显著提高早稻产量和提升土壤活性有机碳库含量, 其中以处理1/2紫云英+1/2油菜-早稻-晚稻效果最好。
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169 不同种稻年限苏打盐碱土剖面性状及有机碳分布特征
臧金宇, 刘金华, 刘胜楠, 王楠, 赵兴敏*, 赵兰坡, 王鸿斌
以不同种稻年限苏打盐碱土为研究对象, 开展种稻年限对苏打盐碱土剖面形态及有机碳分布和稳定性的影响研究。通过田间试验, 以未开垦盐碱地、分别种植水稻1年、5年、10年、15年、20年、40年的苏打盐碱土为研究对象, 对其剖面性状、pH值、微团聚体含量及微团聚体中有机碳分布特征、易氧化有机碳含量等指标进行测定并分析。结果表明: 与未开垦盐碱地相比, 种稻后苏打盐碱土耕作层的颜色暗度随年限增加而加深, 各剖面土壤大多呈粒状和棱柱状, 土壤的结持性均变疏松。未开垦盐碱地与种稻后苏打盐碱土的碳酸盐含量均较高, 各剖面中石灰反应程度不同。种稻后, 苏打盐碱土各土层的pH值均有不同程度的降低。在土壤微团聚体中, 0.05—0.25 mm的大微团聚体含量最高, 种稻使该粒级团聚体分解成<0.05 mm的小微团聚体。种稻1—5年, 小微团聚体有机碳含量有所增加; 种稻10—40年, 有机碳富集在大微团聚体中。种稻后, 土壤各层次易氧化有机碳含量逐年增加, 氧化稳定系数值均低于未开垦盐碱地的。耕作层、亚表层及渗育层中氧化稳定系数分别在种稻40年、种稻15年、及种稻10年达到最小值。总之, 长期种稻不仅改良了苏打盐碱土结构, 降低其pH值及有机碳的稳定性, 还使土壤小微团聚体含量及大微团聚体有机碳含量增加。
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178 雄安新区植被指数变化及其与气候条件的关系
廖要明*, 黄大鹏, 肖风劲
 建设雄安新区是国家大事、千年大计。系统分析雄安新区植被指数变化及其与气候条件的关系, 可以为雄安新区未来规划、生态修复和重建等提供科学依据。利用雄安新区及其所辖三县2001—2020年月、季、年不同时间尺度植被指数与气温、降水数据, 通过算术平均法、最小二乘法和Pearson相关分析法, 分析了雄安新区植被指数的变化规律及其与气温、降水等气候条件的相关关系。结果表明: 2001—2020年, 雄安新区植被指数总体呈上升趋势, 且年代际变化特征明显, 前10年平均植被指数相对较小但年际波动大, 后10年平均植被指数较大但年际波动相对较小。雄安新区植被指数除夏季有下降趋势外, 其余三个季节均有上升趋势, 其中春季上升趋势相对最为明显。雄安新区植被指数与年平均气温呈正相关, 但区域性差异明显, 其中雄县相关性较差, 安新相关性较好。春季和秋、冬季, 植被指数与气温均呈正相关, 其中春季相关系数相对最大; 夏季平均气温与植被指数呈负相关, 但与秋季植被指数呈正相关。雄安新区植被指数与年降水量有明显的正相关关系, 其中夏季降水与夏季、秋季和冬季植被指数均呈较明显的正相关, 影响的滞后效应可达半年以上, 但春季和秋、冬季降水量与植被指数的相关系数相对较小。
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186 基于MSPA分析绿地形态空间格局对PM2.5的消退作用——以广州市、深圳市为例
刘迅, 廖珊慧, 李智恒, 林华威, 张驰方, 林锦耀*
在土地资源紧张的背景下, 优化绿地形态空间格局对提升空气质量具有重要的意义。以往相关研究多采用景观格局指数衡量绿地空间特征, 据此研究不同的绿地景观形态对PM2.5的消退作用, 但景观格局指数只是反映绿地数量与结构的量化指标, 无法落实到具体空间上。为了解决这一不足, 以广州市、深圳市为例, 基于MSPA探究不同的绿地形态空间格局对PM2.5的消退作用。结果表明: 21个研究单元的PM2.5值在时间上变化基本一致, 在空间上的高低与附近是否有绿地具有紧密的关系; 相关分析中, PM2.5与建设用地面积、孤岛占比呈显著正相关, 与核心区占比呈显著负相关; 随机森林模型中, 分支占比、孤岛占比、道路密度对PM2.5浓度的影响效果较强; 市区的PM2.5受核心区占比、孤岛占比的影响较大, 而郊区的PM2.5受不同的绿地形态空间格局影响不大。根据分析结果, 提出加强保护大型绿色开放空间; 整合破碎化绿地, 使孤岛绿地形态核心化; 构建线状城市绿廊绿道的策略改善PM2.5的污染。基于MSPA揭示了不同绿地形态空间格局对PM2.5的消退作用的机制, 所提出的相关策略可以为大气污染防治和城市绿地空间格局的规划管理提供新思路。
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196 基于CLUE-S模型的浙江省土地利用结构变化趋势分析
王萍1,2, 林乐乐2, 彭杨靖2, 黄治昊2, 宋超2, 张童2, 崔国发2,*
土地利用格局变化及未来发展情景对省域土地合理规划和生物多样性保护具有重要意义。以东部典型区域浙江省为例, 根据浙江省2013和2018年两期精度500 m×500 m土地利用数据、浙江省陆地国家公园、国家级自然保护区数据, 分别设置了土地利用结构和经济社会发展速率维持现状的情景、自然保护地体系建立情景和城市扩张情景。选取高程、坡度、人口等11种影响因素作为驱动因子, 采用CLUE-S模型拟合浙江省2018年的土地利用覆被格局并判断拟合精度, 进而模拟出三种情景下研究区2030年的土地利用格局演变。结果表明: 1)Logistic二元回归分析结果ROC值均大于0.699, 表明所选驱动因子对土地利用类型的解释能力较为准确。2)Kappa系数高达0.9460, 表明模型能够准确的模拟浙江省土地利用分布格局; 3)与2018年浙江省土地利用情况相比, 2030年在不同情景下土地利用面积与空间分布均发生了一定的变化, 土地利用结构和经济社会发展维持现状情景下建设用地持续扩张, 建设用地面积增加16575 hm2, 显著增加的区域主要位于杭州市郊和温州市郊。自然保护地体系建立情景下, 林地、水域分别增加了15625、1600 hm2, 耕地、草地和建设用地分别减少了1550、1700和13975 hm2, 空间上都呈现均匀变化。城市扩张情景下, 建设用地面积迅速增加145800 hm2, 增加部分多数位于原有建设用地的外围。三种情景对比下, 自然保护地体系建立情景是浙江省2030年最适宜的土地利用土地覆被格局。2030年浙江省在自然保护地体系建立情景下生态空间的面积最大, 为6741925 hm2, 年均增加速度为0.0192%。
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207 西南地区桫椤潜在适生区影响因素及分布
许斌1, 2, 孙玥2, 毛旭锋1, *
桫椤(Alsophila spinulosa)对研究物种形成和植物地理区系、古气候和物种变迁具有重要参考价值。依据西南地区68个桫椤分布样点和21个环境数据, 应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)软件预测当代以及未来(2050年)气候条件下桫椤潜在适生区空间分布。结果表明: (1)不同气候条件, 影响桫椤潜在适生区分布的环境因素及贡献不同, 在当代气候下, 桫椤潜在适生概率(p)高于0.5的环境条件为: 最干季降水量50—68 mm, 最暖季降水量480—1000 mm, 降水量变化方差65—82范围, 最湿季平均温度23—26.5 ℃, 昼夜温差月均值<7.2 ℃, 年温变化范围<27.5 ℃; (2)当代至2050年, 四川盆地桫椤潜在适生区明显向南移动, 云南南部向北移动, 贵州中部向东扩展; III(0.5<p<0.7)—IV(>0.7)级潜在适生区在四川盆地明显向南收缩, 云南南部向东南方向退缩, 云南东南至贵州西南部向北扩展; (3)当代至2050年, 西南地区各等级桫椤潜在适生区海拔均增加、高差增大、不同海拔梯度内适生区面积总体减少, II(0.3<p<0.5)级潜在适生区增加、III、IV级减少、总面积减少; (4)最干季降水量和最湿季平均温度是潜在适生区空间变化的主要因素。结果可为保护中国西南地区桫椤应对气候变暖和保护区选址提供参考。
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218 老工业城市土地利用/覆被变化及对生态系统服务价值的影响——以沈阳市为例
任婉侠1,2,*, 李京忠3, 董书恒4, 肖骁1,5, 付博1,5, 谢潇1,2, 薛冰1,2
维持和改善生态系统服务是保障老工业城市可持续转型的重要基础。利用遥感影像解译和改进当量因子法, 定量分析沈阳土地利用时空变化及对生态系统服务价值影响。结果表明: (1) 沈阳土地利用以耕地为主, 建设用地和水域呈增加趋势, 而草地、林地等重要生态用地逐渐减少; 2005—2010年其土地利用/覆被变化最为显著。(2) 生态系统服务主要以调节服务为主, 耕地和水域贡献超八成的生态系统服务, 而草地、林地仅贡献约两成, 且逐年减少; 空间分布上呈中心低外围高的圈层结构; 生态系统服务价值年均增加0.66亿元, 人均价值年均降低47.95元。建议系统管理城乡土地资源, 加强林地、草地等保护和质量提升, 控制新城区和工业园区扩张,提升单位土地资源产出率。
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       综述
232 塘的生态服务价值研究进展与展望
陈广亮1, 张棋斐1, 2, 吴志峰1, 3, *, 黄晓峻1
塘属于湿地地物类型的一种, 是一个独特的生态系统, 对改善人居环境有促进作用, 同时还能保护生态环境与生物多样性。为了完善湿地监测体系与分类系统, 为了保护我们所处的人居环境, 文章收集整理已有的国内外研究, 对塘这类长期被忽视的小型水体景观作了一个较为详细的总结描述, 基于对塘景观的定义及其相关理论, 分别对塘的生态与生物多样性功能进行论述, 最后对塘相关研究进行总结与展望。文章提倡相关部门应该要重视和保护塘这类特殊的湿地资源, 使得塘能成为区域的“近自然”景观之一, 促进人居环境建设的同时也促进人与生态和谐共存。
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243 沉水植物腐解的生态学效应及影响因素研究进展
郭质彬, 周昕彦*, 曹玉成*
沉水植物的生长具有周期性, 其衰亡腐败会释放大量营养元素引发水体污染。结合当前国内外研究现状, 总结了沉水植物腐解的生态学效应及其影响因素。沉水植物腐解程度较高, 过程中会释放大量碳、氮、磷, 并在植物体、上覆水和底泥当中迁移转化, 改变水体营养环境, 引起微生物群落结构的变化。影响沉水植物腐解的因素主要分为生物因素和非生物因素, 前者包括沉水植物的生物量、碳氮比、底栖动物扰动和微生物作用, 其中微生物是影响腐解进程的主控因子; 后者包括温度、溶解氧、酸碱度、盐度等。同时提出了未来的研究方向, 以期为沉水植物修复技术的生态管理提供科学依据。
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251 番茄连作障碍土壤微生物研究进展
郭佳瑶1, 龙健2, 李娟1,*, 廖洪凯2
近年来, 番茄连作障碍是制约番茄产业可持续发展的重要因素, 其起因多而复杂, 给番茄障碍的防治带来极大的困难。土壤微生物是导致番茄连作障碍的主要因素, 其群落结构变化影响着土壤质量与作物生长。因此, 文章从土壤微生物的角度, 结合国内外番茄连作障碍研究进展, 概述病原菌对番茄生长的危害, 并结合当前农艺措施、施肥措施、杀菌剂、熏蒸及厌氧措施、微生物措施、拮抗育种措施、综合治理措施等防治手段, 概述了上述措施在缓解番茄连作障碍过程中对土壤微生物群落结构影响的研究进展, 为未来番茄连作障碍的进一步研究及防治提供良好的技术支撑与展望。
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260 人工草地种间竞争研究进展
孙建财, 邓得婷, 史惠兰*
建植混播人工草地是退化草地恢复的有效措施, 混播牧草品种之间对资源竞争使一方占据群落优势地位, 另一方逐渐消退, 导致人工草地群落结构不稳定, 最终退化。开展人工草地种间竞争研究对草地生态恢复有重要意义。文章运用CiteSpace进行文献计量分析, 综述人工草地种间竞争的研究方法、评价体系、竞争模型以及研究现状, 综述草地竞争国际研究现状、知识图谱、研究热点和发展趋势, 归纳了人工草地从建植到稳定的影响因素以及人工混播牧草对生态因子的竞争强度, 展开人工草地种间竞争研究展望。
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268 气候变化对上海城市生态影响的研究进展
史军1, 2, 3, 崔林丽1, 3, 沈钟平1, 3
城市是人类文明进步的标志和人类社会的主要空间形态, 受到全球气候变化的深刻影响和人类活动的显著支配。聚焦上海城市生态系统, 评估了历史气候变化对城市气候生产潜力、植被活动、湿地面积及生物多样性、近海生态环境、城市水资源安全等的影响, 指出了未来全球气候变化背景下城市生态将面临的气候变化风险以及存在的知识差距, 并对适应气候变化的对策措施进行展望, 包括科学评估区域气候容量阈值和生态环境承载力, 加强园林绿化工程改善城市微气候的研究和应用示范, 实现气候模式和城市生态过程模式的深度耦合, 提高近海生态系统健康水平和对海洋灾害风险防范能力。
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275 水蓼生物修复重金属污染研究进展
胡樱1, 杨敏婷1, 费翔林1, 贾慧萍1, 王慧春1, 2, 3, *
生物修复重金属污染技术具安全无二次污染、成本低、适用范围广等特点, 可对水体、土壤进行有效修复, 其推广与应用价值巨大。蓼科蓼属植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)是锰超富集植物, 对镉、锶、铅等重金属均具富集作用。文章综述近年来水蓼重金属富集能力、生理响应等研究, 并提出未来该方向重点研究内容: (1)加大水蓼重金属胁迫筛选, 掌握有效富集重金属种类。(2)深入水蓼分子解毒机制研究, 为改良水蓼及其生物富集重金属应用提供思路。(3)挖掘水蓼遗传学调控特点, 选育具期望的水蓼生物材料。(4)探索水蓼重金属回收技术, 解决投入应用的后顾之忧。
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22 《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
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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
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