【目的】 探究未来气候变化对长江流域径流的影响,为长江流域及其他地区的早期洪水预警和防御措施提供依据。【方法】 采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP 6)多模式集合平均(MME),结合SWAT水文模型,对长江流域1961—2014年气温、降水量和径流等进行评估,并预估了长江流域2020—2099年SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5排放情景下的气温、降水量和径流。【结果】 ①相比单一模式,MME历史时期模拟气温和降水效果更好,与观测值的相关系数均大于0.90,MME可以很好地模拟出气温和降水量的空间分布规律。②由MME分析可知,2020—2099年长江流域在所有情景下的气温增幅低于50%,降水增量小于20%,在SSP5-8.5情景下模拟的温度值比SSP1-1.9时的温度值高1.23 ℃,比SSP1-2.6时的温度值高0.99 ℃。③总体上,长江流域未来的年均径流量增加显著,到21世纪末,SSP5-5.8情景下年均径流量将达到40 380 m3/s。【结论】 本研究揭示了长江流域径流变化趋势与气温与降水之间的相互关系,以及模拟未来气候变化的准确度,同时认为未来长江流域气温、降水量与径流量均呈上升趋势,低碳排放情景下的洪涝灾害相对较少,可为以后长江流域洪涝灾害的预估和区域性气候变化提供依据。
【目的】 开展小微湿地时空演变特征及影响因素分析,可为湿地生态修复与保护提供数据基础和理论依据。【方法】 基于2000、2010和2020年Landsat系列卫星影像,利用支持向量机分类等方法,提取无锡市小微湿地斑块信息,结合气象、土地利用等数据,对无锡市小微湿地的时空演变特征及其影响因素进行分析。【结果】 ①近20年来无锡市湿地总面积呈下降趋势,由2000年的17.8万hm2减少至2020年的10.4万hm2,其中小微湿地总面积从2000年的1.9万hm2减少到2020年的1.5万hm2。②从空间分布来看,无锡市小微湿地主要分布在宜兴市,其面积占无锡市湿地面积的40.0%;从湿地类型来看,以自然湿地为主,比例高达61.0%;无锡市小微湿地具有明显的季节变化特征,2020年季节性小微湿地占小微湿地总面积的比例高达73.8%。③无锡市小微湿地受自然因素及人类活动影响,其动态变化与气温、降水呈正相关;人类活动对小微湿地面积下降影响显著,湿地和其他地类间的转化加速了湿地面积萎缩。【结论】 无锡市小微湿地资源丰富,但受季节和土地利用变化等影响,小微湿地的萎缩较为严重,亟须加强小微湿地的保护和修复工作。
森林-城镇交界域(wildland-urban interface, WUI)作为人类聚集区与森林等自然生态系统的过渡区域,是人与环境紧密联系的焦点区域,也是火灾高发区。交界域火灾现象与人类活动有着密切联系,随着城镇化水平大幅提升及森林城市建设的快速发展,人类活动增多,交界域火源更复杂,火灾发生频次和规模日趋严重。通过文献分析及火灾案例整理,综述了森林-城镇交界域的火灾发生概况、火灾防控研究内容和研究方法等方面的研究进展。目前我国对森林-城镇交界域的概念比较模糊,有待进一步明确和规范。探讨了今后的研究方向,为更加科学有效进行森林-城镇交界域火灾防治,需进一步拓展交界域火灾案例库;整合林火卫星监测系统、林草部门视频监控和城管大数据平台,研建我国森林-城镇交界域火灾预警监测系统;加强火行为模型、无人机、遥感监测等新技术的研究力度,为森林-城镇交界域火管理对策、火灾预防标准和风险降低方案提供参考。
【目的】 为研究青山杨叶部害虫生物防控新途径,探索丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌复合接种对青山杨(Populus pseudo-cathayana × P. deltoides)叶片抗美国白蛾的影响。【方法】 于温室盆栽条件下对1年生青山杨扦插苗进行根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices, RI)和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)单一及复合接种(M)处理,以不接种处理为对照(CK),测定对青山杨叶片次生代谢物质、防御酶和蛋白酶抑制剂方面等化学防御能力的影响,并以美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫为生物测定对象判断青山杨的抗虫效果。【结果】 在120 d内M组的菌根侵染率、丛枝着生率和根内泡囊数均高于FM和RI组,同时,M组能在一定程度上提高青山杨叶片的化学防御能力,其中叶片总生物碱、纤维素含量和过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)、胰蛋白酶抑制剂(TI)活性显著高于RI、FM和CK组(P<0.05)。取食M组叶片的3龄美国白蛾幼虫取食量、排粪量、纤维素酶活性、乙酰胆碱酯酶(AchE)活性和多功能氧化酶(MFO)活性显著低于取食FM、RI和CK组的(P<0.05),3龄幼虫体长、食物利用率、胰蛋白酶活性、羧酸酯酶(CarE)活性、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性显著高于取食RI和FM组的(P<0.05),3龄幼虫食物消耗率和α-淀粉酶活性与RI组差异不显著,其体质量与取食FM组的差异不显著;取食M组叶片的4龄幼虫体质量、取食量、食物消耗率、纤维素酶活性、GSTs活性、CarE活性、AchE活性、MFO活性显著低于取食FM、RI和CK组的(P<0.05),4龄幼虫排粪量显著低于取食RI和CK组的(P<0.05),4龄幼虫胰蛋白酶活性显著高于其余3组(P<0.05),4龄幼虫的体长和食物利用率与取食RI组的差异不显著,4龄幼虫α-淀粉酶活性与取食FM和RI组的差异均不显著;取食M组叶片的5龄幼虫体长、体质量、取食量、排粪量、食物利用率、α-淀粉酶活性、纤维素酶活性、GSTs活性、CarE活性和MFO活性显著低于取食FM、RI和CK组的(P<0.05),5龄幼虫食物消耗率显著低于取食FM和RI组的(P<0.05),5龄幼虫AchE活性显著低于取食FM组的(P<0.05),5龄幼虫胰蛋白酶活性显著高于其余3组(P<0.05)。【结论】 将RI与FM复合接种能够诱导青山杨叶片在次生代谢物质、防御酶和蛋白酶抑制剂方面的化学防御性能,RI和FM复合接种对青山杨的抗虫性表现优于RI、FM单一接种和无AM真菌接种,并且对美国白蛾幼虫具有一定的抑制效果,在实际应用时可优先考虑RI和FM复合接种。
【目的】确定江西武夷山国家级自然保护区珍稀濒危植物真实的受威胁状态以及优先保护顺序,为保护区制定珍稀濒危植物保护策略提供参考依据。【方法】采用样线法并结合历史文献资料,运用濒危系数、遗传价值系数和物种价值系数定量分析江西武夷山保护区113种珍稀濒危野生植物优先保护顺序,并结合Sorensen相似性系数比较保护区与福建武夷山、浙江天目山、江西庐山、湖北万朝山、重庆金佛山等5个邻近地区珍稀濒危植物的关系。【结果】①江西武夷山国家级自然保护区共有47科85属113种珍稀濒危植物,其中国家一级保护植物6种,二级保护植物15种;江西省Ⅰ级保护植物20种,Ⅱ级保护植物11种,Ⅲ级保护植物55种,江西特有植物12种。②根据优先保护定量分析,被划定为Ⅰ级优先保护的有17种,占物种总数的15.04%;Ⅱ级优先保护41种,占36.28%;Ⅲ级优先保护54种,占47.79%;Ⅳ级优先保护仅1种,占0.89%。③江西武夷山与邻近5个地区的相似性系数均在30%左右,但拥有更多的珍稀濒危植物种类(38种)和较高的单位面积物种比例(0.24),表明其具有更高的保护价值。【结论】江西武夷山生境良好,珍稀濒危植物种类多,具有较高的生态保护价值。本研究建立的评价体系对江西武夷山113种珍稀濒危植物的评价与分级结果更真实地反映了其在保护区的现状,评估结果可为保护区对受威胁物种制定有针对性的有效保护方案提供参考依据。
【目的】 松花江湿地是哈尔滨最重要的生态系统屏障。定量研究20年来哈尔滨段松花江湿地生态系统景观格局演变规律及其主要影响因素,为哈尔滨松花江湿地规划提供参考。【方法】 以松花江哈尔滨段流域及其周边生态区域为研究对象,借助GIS,对2000、2005、2010、2015和2020年5期Landsat遥感影像进行处理;利用Fragstats分析研究区域景观格局指数,探究景观格局时空演变特征;最后对影响景观格局的因素进行主成分分析。【结果】 ①2000—2020年,水域(含湿地)面积不断上升、耕地面积不断下降是研究区景观格局最主要的变化特征。耕地是转入水域、草地、建设用地、林地、其他用地面积的主要贡献者,分别转出343.142 1、2.484 9、94.041 9、35.469 0、1.980 0 km2。其中水域、草地、林地、其他用地面积同比增长率均超过100%,面积扩张呈上升趋势。②从斑块类型角度来看,各斑块破碎化程度均不同程度提高,湿地景观类型结构趋于复杂化;从景观水平角度来看,整体上景观丰富度增加,但连通性较差,受外界干扰程度比较明显。③城市经济发展、气候与产业结构是哈尔滨段松江湿地景观格局变化的最主要驱动因素。随着松北区的设立及旅游业的兴起,相关基础设施挤占了沿江部分水域(包括湿地)空间,湿地沼泽、耕地被分割成无数大小斑块,总体景观格局趋于破碎化,人为驱动因素逐渐成为主导因素。【结论】 2000—2020年,哈尔滨段松花江湿地景观类型结构趋于复杂化。随着人为因素的影响不断加大,水域斑块破碎化程度不断提高,耕地面积流失严重,耕地保护与生态保护矛盾仍十分突出。
【目的】 探究长沙市1999—2019年湿地景观的时空演变规律,综合分析长沙市湿地景观格局的动态变化特征,以及自然、人为因素对湿地景观格局的影响机制,为长沙市湿地资源的保护与合理利用提供理论依据。【方法】 基于全球地表水数据(GSWD),结合气象、水文等数据,采用湿地分布信息提取、湿地类型划分和景观格局指数的方法,针对湿地季节性和波动变化特征,对长沙市1999—2019年湿地景观格局的动态演变情况进行长期且连续的监测,分析其长时间尺度的演变趋势以及短期的波动变化特征。【结果】 ①1999年以来,长沙市湿地面积持续增加,其中,永久性河流是长沙市的主要湿地类型。2007—2009年,长沙市湿地景观发生了较大的变化,主要表现为2008年前永久性河流、湖泊分别向季节性河流、湖泊转化,2008年后出现逆转。2017年以前,长沙市湿地景观格局破碎化程度不断加剧,2017年之后开始逐渐恢复。②在自然因素中,长沙市湿地面积受降水和湘江径流量影响较大;在人为因素中,人口的增加和粗犷的社会经济发展模式,会间接导致景观格局破碎化加剧,但政府政策和措施对湿地修复具有强制性作用。【结论】 基于全球地表水数据提取湿地信息具有可行性;长沙市湿地面积持续增加,永久性河流及其周边是主要湿地类型。研究结果可为长沙市湿地资源的保护与合理利用提供重要参考。
【目的】 构建并优化酒泉地区生态空间网络,提升生态环境质量,发挥区域生态作用,防止沙漠扩张。【方法】 将遥感生态指数(RSEI)与生态空间网络结合,评估酒泉地区景观格局空间,基于复杂网络理论确定薄弱生态源地,提出优化策略。【结果】 ①酒泉市RSEI呈现北部地区低,中南部地区高的空间格局。②酒泉市潜在生态空间网络由332个生态节点,656条生态廊道组成,依照RSEI最低的区域进行增边优化,模拟增边242条,增加生态踏脚石9个。③增边优化后,网络的节点鲁棒性和连接鲁棒性有明显的提升,网络边的鲁棒性略有提升但不明显。【结论】 对生态环境质量弱节点采取增边以及增加踏脚石的优化策略,可使酒泉市生态空间网络的稳定性和生态恢复能力得到一定程度的提升。针对新增生态廊道开展建设,增强源地间的连接,有利于发挥区域生态效益,为酒泉市未来生态工程建设提供策略。
【目的】 探索利用光学遥感和雷达遥感数据进行湖泊湿地水生植被信息提取方法。【方法】 以洪泽湖国家湿地公园为研究区,基于Sentinel-1的SAR影像和Sentinel-2的MSI影像,利用面向对象影像分析技术,结合EVSI、NDVI、SR特征指数和对象之间的上下文特征,以及挺水植被高度的差异所对应SAR影像上的后向散射系数,在对象级的基础上建立决策树模型对湿地水生植被进行分类,分析洪泽湖国家湿地公园水生植被以及挺水植被的分布状况。【结果】 研究区水生植被类群分类精度为89%,Kappa系数为0.85;挺水植被种群分类精度为85.2%,Kappa系数为0.76。与基于像元分析方法的结果相比,面向对象的影像分析方法具有更高的精度;湿地水生植被以沉水植被和挺水植被为主,其中挺水植被中以荷叶和芦苇为主。【结论】 本研究提出的湖泊湿地水生植被信息提取方法具可行性,可为湿地管理与决策提供科学依据。
【目的】马尾松(Pinus massoniana)是中国亚热带地区主要的针叶树种,黄山松(P. hwangshanensis)是中国东部亚热带中山地区的主要建群种,两个物种在水平区域内分布基本重合,但垂直分布差异明显。深入了解马尾松林与黄山松林的分布格局,可以为科学管理保护马尾松和黄山松森林资源提供理论依据。【方法】基于中国亚热带东部地区8个典型马尾松林与黄山松林分布地域开展植被调查,采用非度量多维标度分析(NMDS)和多元回归树(nultivariate regression trees,MRT)探讨两种松林群落结构的差异及主要影响因子,采用线性混合效应模型定量分析各物种多样性指标对非生物因子的响应;在遵从《中国植被志》研编规范的基础上,对马尾松林与黄山松林进行初步的数量分类。【结果】马尾松群落与黄山松群落结构存在明显差异,主要影响因子为海拔;年均气温对两种群落物种丰富度影响显著,对两种群落总体物种丰富度影响最显著的因子是年均降水量,海拔对两种群落总体的均匀度产生显著的影响;对马尾松林与黄山松林进行初步植被分类,马尾松林被划分为6个群丛,黄山松林被划分为5个群丛。【结论】海拔变化塑造了中国东部地区马尾松林与黄山松林群落结构的差异,并直接或间接地影响两种群落的物种多样性。通过植被分类可以了解两种松林植被类型的多样化,并为后续两种松林分类后续工作提供参考。
【目的】 针对雾霾天气下林地无人机航拍图像存在对比度低、饱和度低和色调偏移等现象,基于Resnet网络,提出一种适应林地航拍场景的无人机图像去雾方法(DHnet)。【方法】 林地场景下无人机图像具有纹理特征、高低频信息丰富的特点,在主干网络各个层级附加信息传递模块,将特征图转化为权值图进行筛选过滤并发送到其他层级,接收端设置阈值避免冗余信息的不良影响,再经密集链接增强全局去雾效果,提高图像高低频区域的去雾质量,最后在林地无人机有雾图像测试集上进行去雾实验。【结果】 DHnet在林地图像测试集上的平均结构相似性为0.83,平均峰值信噪比为22.3 dB,分别较Resnet方法提高了4.8%和39.3%。【结论】 本研究提出的算法能有效降低图像色调偏移,去除残留雾气信息,有效提高无人机航拍林地雾气图像的色彩保真度和细节信息保持度。
【目的】株高是植物生态策略的核心部分。本研究旨在揭示中国被子植物最大株高的系统发育保守性,探明其类群、地理分异规律及与环境因子的关联。【方法】利用中国20 295种被子植物的最大株高和地理分布数据,检测不同生长型、不同类群和不同植被区域植物最大株高的系统发育保守性,分析系统发育信号(Pagel’s λ值)与纬度、温度和降水量等因子的关联。【结果】中国被子植物最大株高的系统发育保守性较强(Pagel’s λ = 0.893)。其中,草本植物的系统发育保守性程度略低于木本植物,豆目(Fabales)、石竹目(Caryophyllales)、天门冬目(Asparagales)、唇形目(Lamiales)、伞形目(Apiales)、虎耳草目(Saxifragales)等6个目的系统发育信号均高于0.9。所有被子植物与木本植物的系统发育信号与纬度、温度均呈单峰曲线关系,但与降水量呈负相关。草本植物系统发育信号的纬度格局不明显,与温度、降水量均呈多峰曲线关系。【结论】中国被子植物最大株高的系统发育保守性具有明显的地理格局,但趋势因生长型而异。总体来说,中纬度地区被子植物整体及木本植物株高的系统发育保守性强于高、低纬度地区。
【目的】杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林作为中国亚热带地区最重要的生态系统形式与木材来源之一,其群落构建的过程对于解释人工林物种共存与生物多样性的维持至关重要。本研究旨在揭示中国亚热带杉木人工林群落的构建过程及其机制,为杉木人工林在经营过程中提升局域生物多样性的稳定提供理论基础。【方法】通过文献检索和野外抽样调查,收集了中国亚热带地区林龄跨度较大(3~100 a)的143个杉木人工纯林的样方数据。根据群落系统发育结构随种植时间、胸径的变化趋势,探究环境过滤、竞争排斥和随机过程在林分发育过程中的变化。【结果】整体上,杉木人工林随着林龄的增加,植物群落的净种间亲缘关系指数(NRI)和净最近种间亲缘关系指数(NTI)均表现为先降低后平缓,系统发育结构由聚集转为随机后最终趋向于发散。这一过程NRI比NTI变化更显著:在幼龄林前期阶段,NRI和NTI均大于0、系统发育结构表现为聚集;随后在林分成熟前,NRI < 0, NTI > 0,在群落整体水平上表现为发散,而在进化树末端上表现为聚集;在林分成熟后,NRI和NTI均小于0,系统发育结构表现为发散。系统发育结构随胸径的变化趋势与林龄基本一致。【结论】随着林分生长发育,亚热带杉木人工林群落构建主要动力由环境过滤,经过一段随机作用,最终由生物间相互作用主导。对于不同林龄阶段采取合理的营林措施有利于杉木人工林局域物种共存和植物多样性的维持。
【目的】对浙江绿葱湖湿地公园内人为活动干扰下小麂(Muntiacus reevesi)种群的活动节律和集群模式进行研究,为有蹄类动物的科学保护与管理提供依据。【方法】利用红外相机于2021年2月—2022年1月对该地区小麂种群开展连续监测,基于1 896张独立有效照片分析其日活动节律和集群模式。【结果】小麂的日活动节律存在季节性差异。其中,冬季与春季的日活动节律曲线重叠度(Δ)最低(Δ = 0.79,P <0.01),小麂在冬季傍晚的活动强度高并且峰值也明显提前。不同海拔梯度的小麂日活动节律也存在差异。其中,海拔[700,900)m与[1 100,1 300)m的日活动节律曲线重叠度最低(Δ = 0.76,P <0.01),海拔[700,900)m的小麂只有傍晚1个活动高峰。本次监测共发现7种集群模式,其中最高的为单只独居,占比达92.95%;其次是母仔群,占比3.47%;再次是1雌1雄群,占比2.37%;其余4种(双雌、双雄、1雄1幼、2雌1幼)少见的集群模式共占比1.21%。【结论】在浙江绿葱湖省级湿地公园内,小麂是以晨昏活动为主的昼行性动物,主要营独居生活。其日活动节律在不同季节、不同海拔梯度表现出明显的差异,可能主要受温度、食物资源、植被类型和人为干扰等因素影响。
【目的】 云南省抚仙湖流域作为我国西南地区和珠江流域重要的生态屏障,是我国“两屏三带”生态安全格局的重要组成部分。抚仙湖流域景观格局和生态系统服务价值(ESV)的变化受到“四退三还”保护政策的影响,定量研究其发展演变规律,为流域景观的保护与规划提供参考。【方法】 选取2006—2021年“四退三还”保护政策实施前后抚仙湖流域的4期遥感影像进行景观分类,计算土地利用动态度、转移矩阵、景观格局指数,并基于当量因子法评估生态系统服务价值(ESV),运用SPSS对流域的ESV与景观格局指数进行相关性分析。【结果】 ①“四退三还”政策实施前,抚仙湖流域林地面积大量减少,建设用地持续扩展,水体面积减少;景观格局复杂化、破碎化,连通性减弱,同时流域ESV明显下降。“四退三还”政策实施后,抚仙湖流域林地面积显著增加,建设用地扩张速度明显减缓,水体缩减速度降低;景观格局破碎化程度降低,连通性增强;流域ESV显著增加。②抚仙湖流域ESV与景观格局之间存在明显联系,流域ESV总量与景观格局指数蔓延度(CONTAGE)显著正相关,与香浓多样性指数(SHDI)和香浓均匀度指数(SHEI)相关性较高且呈负相关。各单项生态系统服务价值中,供给服务与最大斑块指数(LPI)显著负相关;调节服务和支持服务与CONTAGE显著正相关,与SHDI和SHEI显著负相关;文化服务与CONTAGE显著正相关。【结论】 景观类型的剧烈变化引起景观类型之间的相互转移以及景观多样性、连通度等的变化,并改变了景观生态系统的结构和功能,同时也影响生态系统服务价值。未来研究中可聚焦其机制,为抚仙湖流域下一步的保护与管理提供参考。
【目的】 在全面展开国土空间规划工作和实施乡村振兴战略的背景下,村庄发展潜力评价是乡村规划建设的基础性工作,也是国土空间规划中村庄规划的核心环节,用以指导村庄分类。【方法】 以“背景阐述—潜力评价—村庄分类—分类格局—发展策略”为研究路径,按照目标层-准则层-指标层的结构框架来构建7个准则层和19个指标层,通过层次分析法和熵权法确定指标的权重,并以安徽省灵璧县为例进行村庄分类,再基于Fragstats对分类村庄的景观格局进行分析。【结果】 安徽省灵璧县村庄分为集聚提升、城郊融合、特色保护、搬迁撤并共4类,且集聚提升类村庄景观面积最大、景观形状最复杂、景观集聚度最高;城郊融合类村庄斑块结合度最高,景观连通性最好;搬迁撤并类村庄景观复杂程度最高。【结论】 针对不同的村庄类型提出相应的发展策略:集聚提升类村庄已具备一定规模,是实现农村现代化的重要突破口,在进行建设时要优化村庄布局,适当调整村庄内部的结构,加大村庄基础设施以及村容村貌建设力度。对特色保护类村庄要充分考虑到保护与开发的关系,注重村庄特色完整性、真实性和延续性。对城郊融合类村庄进行建设时应当利用其区位优势,重点在改善村庄内部设施和优化空间布局等方面,不鼓励持续性的扩展,同时村庄的整体风貌也应区别于城市景观;产业发展结合村庄自身特点,积极整合村庄优势资源,强化城乡产业的对接融合。根据产业的不同进行区块划分,依次实现产业的集中发展和土地的集约经营;对于村庄内部的自然资源应当保护为主,合理利用,结合当地的资源打造特色旅游项目,从而发展村庄的旅游业。对搬迁撤并类村庄应通过空间整合与邻近区域发展潜力较高的村庄进行合并,形成村庄合并的规模效应,提升自身发展潜力和综合竞争力,同时考虑村民的搬迁意愿及乡村生态的修复。该研究可为县域乡村潜力评价及分类提供方法参考和决策依据。
【目的】松花江百里生态长廊生态环境多样、生物资源丰富,研究其生境网络构建与分级,有助于提升区域内的生物多样性和生态健康稳定性。【方法】以松花江百里生态长廊为研究对象,首先识别区域生境类型,并基于InVEST分析评估区域内生境质量状况;其次,基于焦点物种的生境适宜性分析和电路理论识别生境源地、生境廊道和生境节点,并共同构成研究区域内的生境网络;最后基于电流密度划分源地和廊道的重要等级。【结果】①松花江百里生态长廊有23类生境,生境类型丰富,同时有44.31%的区域生境质量较高;②区域内共识别82个生境源地、147条生境廊道和57个生境节点,共同构成研究区域的生境网络。③根据电流密度划分等级,其中一级生境源地有7个,面积共484.82 km2,基本位于大型自然保护区内;一级生境廊道有14条,长度共7 560 m,主要分布在松花江干流上,且廊道长度相对较短。【结论】松花江百里生态长廊总体生境状况较好,但仍需注意城市快速发展带来的生态威胁,做好发展与保护的协调工作,如:通过生境源地分级与扩充,保护并新增生境源地;通过生境廊道分级管控与疏通,保护提升廊道连通性;通过生境节点修复与新增,为生物迁徙提供“踏脚石”等,进一步优化生境网络。
【目的】 揭示未来土地利用变化下祁连山自然保护区生境质量潜在问题及冲突,响应“山水林田湖草沙”生命共同体理念下区域生态环境保护政策,为区域生态管理与可持续发展提供科学依据。【方法】 基于2000—2020年5期土地利用数据,利用PLUS模型对未来2030年不同情境下的土地利用进行模拟,耦合InVEST模型对祁连山自然保护区生境质量的现状及未来进行评估与预测。【结果】 ①祁连山自然保护区土地利用方式以草地、林地和未利用地为主,生态用地面积增加;②2030年生态保护情景下生态用地面积的增长要明显多于自然发展情景;③研究区生境质量呈现“西北低、东南高”的空间分布格局,2000—2020年5期的生境质量均值分别为0.656 2、0.656 3、0.665 8、0.664 6和0.665 7,呈现先上升再下降后又上升的波动趋势,2030年生态保护情景下的生境质量均值为0.667 9,自然发展情景下的生境质量均值为0.665 6,生态保护情景下的生境贡献度总和大于自然发展情景;④2000—2030年间生境退化度先上升后下降,在空间上呈现从中心向外由弱到强的圈层分布关系,强退化区主要分布于与未利用地及受人类活动影响较强区域相接的草地边缘。【结论】 祁连山自然保护区生境质量整体向好发展,未来生态保护情景下的生境质量明显好于自然发展情景,加强对林地和草地等生态用地的保护有利于保护区生境质量的提升。
【目的】建设全国碳市场是利用市场机制控制和减少温室气体排放、推进绿色低碳发展的一项重大制度创新,也是推动实现碳达峰目标与碳中和愿景的重要政策工具,科学、公平、合理地分配碳排放配额是碳交易开展过程的核心问题。基于碳排放配额分配现状,分析碳交易体系中碳排放配额分配机制及成效,并提出优化策略以助力我国碳交易市场发展。【方法】以“现状—问题—对策”为研究路径,采用文献综述、案例归纳分析、比较分析等方法对国际主要碳市场的配额分配模式进行分析,归纳梳理我国碳排放配额分配机制的现状及主要问题,并对今后的机制和策略优化提出相关建议。【结果】①基于国际视角总结主要市场在碳排放配额分配方面的实践经验,在制定碳市场适当的减排目标和灵活的调整机制、建立充足的参与信心和稳定的价格机制、健全完善的市场机制和配套的法律制度基础上,有序落实免费与有偿相结合的碳排放配额分配方式,为我国碳排放配额分配提供启示和参考。②基于国内视角总结我国碳排放配额分配方面的现状,我国碳排放配额分配取得一定成效,配额总量逐步分层优化,覆盖行业范围逐步扩大,分配原则多元化发展以及分配方式由免费向有偿逐步过渡;但仍存在顶层设计有待完善、分配方式较为单一、市场活力尚未激发和配套措施有待健全等诸多亟需解决的问题。【结论】立足我国碳排放配额分配现状及未来发展趋势,加强分配的统筹规划和顶层设计,推动分配的渐进式发展,建立科学合理的交易生态,健全法律法规、分配方法、市场机制等配套措施,推动碳排放配额分配的市场化赋能和策略优化,可为我国碳交易市场的发展、有效实现碳减排目标提供解决路径和模式参考。
【目的】土壤跳虫(弹尾纲物种)在调节土壤生态系统功能方面发挥着重要作用。本研究旨在了解添加氮对杨树人工林土壤跳虫群落结构的影响,为进一步明晰人工林生态系统土壤动物群落对未来大气氮沉降的响应与适应机制提供理论参考。【方法】在江苏省东台林场的杨树人工林中建立样地,通过人工林施氮肥的方式模拟大气氮沉降,设置N0(对照,不施氮肥)和3个模拟氮沉降处理,施氮水平分别为N5[5 g/(m2·a)]、N15[15 g/(m2·a)]、N30[30 g/(m2·a)],每个施氮水平设置4个重复,共16块样地。于2021—2022年的春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)和冬季(1月),用取样框采集凋落物层土壤跳虫,后采用不同直径的土钻分3层,即采集[0,10)、[10,25)、[25,40) cm土壤层跳虫和土壤样品。样品带回实验室后用干漏斗法(Tullgren法)收集跳虫并分析土壤理化性质,最后用SPSS 26和Canoco 5.0进行统计分析。【结果】研究共捕获跳虫1 446只,隶属于4目7科18属,优势种群分属等节跳属(Isotoma)、鳞跳属(Toocerus)、长跳属(Entomobrya)和小等跳属(Isotomiella),4属共占总个体数的66.87%。土壤跳虫的个体数在N15处理时显著增加,N30处理时则减少;不同层次中,凋落物层的跳虫个体数显著高于土壤层;在不同季节,跳虫的个体数总体从大到小呈现为秋>夏>春>冬。土壤跳虫Shannon-Wiener多样性指数在N15处理最高,Pielou均匀度指数基本在N30处理最高。RDA分析表明,土壤pH、硝态氮含量和碳氮比是影响土壤跳虫分布的主要环境因子。【结论】氮沉降会显著影响土壤跳虫的群落组成结构,并表现出一定的季节差异;适度的氮添加能增加跳虫的个体数和多样性,而过量的氮添加则导致跳虫个体数减少。
【目的】 构建自然保护地自然资源分类体系,为自然保护地内自然资源保育、监管、确权及资产保值增值提供基础,对推进自然保护地治理体系建设和管理能力提升具有重要意义。【方法】 通过对自然资源概念的系统梳理和辨析,分析了目前各类自然保护地自然资源分类现状及主要问题。以自然保护地自然资源本底调查为切入点,构建了新型自然保护地体系概念下的自然资源分类体系。【结果】 新型自然保护地体系概念下的自然资源分类体系涉及单体自然资源分类体系,包括4大类8亚类21小类。在此基础上,提出自然资源有机复合体分类体系,包括自然生态系统、自然景观、自然遗迹等,最终建立“单体自然资源分类体系+自然资源有机复合体分类体系”相结合的自然保护地自然资源分类体系。【结论】 未来应根据专项资源调查和自然保护地科考成果,继续深化、细化分类体系。建议尽快出台相关文件,准确界定各类自然资源边界;结合自然保护地主要保护对象,有侧重地开展自然资源分类管理;在自然资源统一管理的大格局下,适时将自然保护地自然资源分类体系融入统一管理体系,为自然保护地自然资源的有效管理奠定基础。
【目的】探究成都市鸟类群落结构及空间分布格局特征,分析不同生境和季节的鸟类组成差异,识别鸟类热点区域,为成都市及相似区域的鸟类多样性保护提供依据。【方法】2020年,采用样线法和样点法对成都市20个行政区开展不同季节的鸟类多样性调查,通过计算物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数以及群落相似性系数对成都市鸟类进行多样性分析,选取41种重点鸟类并按照生态习性将其分为猛禽、陆禽、游禽、涉禽4类,应用MaxEnt模型进行成都市重点鸟类潜在生境预测,识别成都市鸟类多样性热点区域。【结果】共调查到鸟类17目62科261种,包括国家一级重点保护鸟类1种,国家二级重点保护鸟类29种。其中留鸟99种,夏候鸟61种,冬候鸟60种,旅鸟41种。在不同季节间鸟类物种数和个体数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数皆表现为冬季>春季>秋季>夏季。6种生境中,森林(200种)和湿地(169种)鸟类物种数较多,城镇用地和湿地的鸟类个体数和种群规模较大,森林生境中鸟类Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数最高,城镇用地中鸟类均匀度指数最高。MaxEnt模型预测结果显示,猛禽分布受土地覆被类型、距湖泊距离、距森林距离影响较大,陆禽分布受距森林距离、海拔、居民点密度影响较大,游禽、涉禽等水鸟分布则受土地覆被类型、距湖泊距离等影响较大。成都市鸟类多样性热点区域主要分布在自然保护区、西部龙门山脉,西南部朝阳湖,东部龙泉山森林公园,南部三岔湖、兴隆湖、青龙湖湿地公园及岷江、沱江河流等区域。【结论】成都市丰富的鸟类多样性与其自然环境密切相关,其中森林面积较大、空间异质性高且食物来源丰富,是鸟类重要的栖息地;湿地面积虽占比较小(仅约占全市总面积的2%),但鸟类丰富度仅次于森林,在今后鸟类生物多样性保护中同样应重点关注。
【目的】 分析山体、水体对传统村镇聚落分布的影响机制,探索传统村镇聚落空间关系形成的内在因素,为合理保护和建设传统村镇提供依据。【方法】 选取传统村镇保护较好的太湖风景名胜区金庭镇为研究对象,通过提取金庭镇数字地形图、卫星图以及总体规划CAD底图数据,利用ArcGIS 10.0对山体、水体与聚落之间的空间关系进行加权分析,进而分析山水格局与聚落分布的关联性,并运用空间Logistic回归模型分析影响聚落分布的因素。【结果】 金庭镇传统村镇聚落空间分布为集聚模式、空间密度呈现环状特征,在分析山体、水体的形态及特征的基础上,叠加金庭镇106个传统村镇聚落可知,山体高程和与河流距离对传统村镇聚落的空间分布影响呈负相关关系。受四面环湖地形的影响,金庭镇传统聚落空间分布的环状特征具有特殊的研究价值。山体高程影响了金庭镇水系与道路的走向,对聚落分布影响最大,是构建金庭镇聚落体系的主要驱动力,水体对聚落分布有一定影响。【结论】 基于数据,利用ArcGIS 10.0和建立Logistic回归模型,能较为科学全面地分析山体、水体等要素与村镇聚落的空间关系,可以用于传统村镇保护和建设的前期规划论证工作。
【目的】随着公园城市建设的不断推进,许多城市发展目标需要蓝绿空间的协同规划才能实现。优化城市蓝绿空间布局有利于促进蓝绿协同规划,科学制定蓝绿空间测评标准。【方法】采用双重绩效的测评方式,基于GIS平台,以上海市普陀区为例,从游憩服务、环境生态两大方面选择空间可达性、空间使用水平、内涝疏导和冷岛效应4个绩效测评因子对城市蓝绿空间的布局合理性进行科学分析,得出上海市普陀区低绩效的典型区域并对其原因进行解析,最终从3个方面提出城市蓝绿空间的布局优化策略。【结果】整个普陀区的蓝绿空间绩效等级不高,基于双重绩效测评的普陀区蓝绿空间有几个明显特征:①社区蓝绿空间的数量与分布占比少;②游憩服务绩效南北差异大、分布不均;③环境生态绩效呈现出南北较优而中部欠佳的特点;④整个蓝绿空间绩效等级不高,绩效最低的区域大致分布在中南部区域。【结论】基于以上特征,从城市水体布局、城市绿地布局和蓝绿空间协调布局3个方面提出优化策略:整合水体生态系统,提高水体的整体效率;整合离散绿地,提高绿地的游憩及生态效率,构建绿地生态系统;选取典型区域为优化核心节点,进行由点及面的蓝绿空间系统优化。研究成果能为改善现状空间布局和规划未来蓝绿空间提供务实的评判标准和解决方案。
【目的】探究浙江省凤阳山亚热带针阔混交林的碳动态变化规律及其对气候变化的响应。【方法】运用Biome- BGC模型模拟了1979—2018年凤阳山的净初级生产力(NPP)、总初级生产力(GPP)和净生态系统生产力(NEP),对不同时间尺度的气候因子和NPP之间做皮尔逊相关性分析与二次函数拟合,探究NPP与主要气候因子的关系及响应模式,最后设定不同气候情景预测凤阳山未来100 a的碳动态变化趋势。【结果】过去40年凤阳山针阔混交林GPP、NPP、NEP的平均值分别为1 392.94、451.25、16.21 g/(m2·a),除了1984、2002、2005、2008及2010年,其余年份为碳汇,且呈现“碳源—碳汇”季节交替的特征。NPP对气温变化的敏感程度最高,夏季气温的上升对NPP的增加起积极作用,而冬季气温的升高却对NPP起到反作用。一定程度内,冬季降水对NPP有促进作用,而夏季降水对NPP为负作用。RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0情景下凤阳山森林总初级生产力在21世纪均呈现上升趋势,至2100年,RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0情景下凤阳山GPP分别达到1 552.73、1 660.30及1 960.41 g/(m2·a),相对于2018年GPP分别增加1.38%、8.41%和28.00%。【结论】凤阳山森林生态系统在正常情况下表现为碳汇,但山区夏季阴雨天气一定程度上抑制了气温对碳汇的增加作用。未来增温、降水量增加、CO2浓度升高同时作用下,将有利于凤阳山针阔混交林的生长。
【目的】检测铁冬青(Ilex rotunda)雌株和雄株开花进程中挥发性成分的种类差异和动态,观察传粉昆虫的种类及行为,明确铁冬青传粉系统特性,探究其挥发性成分的变化规律对传粉昆虫行为的潜在影响,为提高铁冬青授粉效率及其观赏利用价值提供参考。【方法】利用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析铁冬青大蕾期、初绽期、盛开期、末花期4个阶段花挥发性成分的变化;采用观测法,记录传粉昆虫的种类、访问频次,分析昆虫的访花行为及访花频率变化规律。【结果】①铁冬青花期共检测出30种挥发性物质,其中雌花检测出19种,雄花检测出21种。②挥发性成分中,β-石竹烯等主要成分含量的变化规律是先上升后降低,在盛花期达到峰值。末花期主成分的含量占比普遍降低,醇类、烷烃类的占比有所上升,伴随出现罗勒烯等多种新化合物。③铁冬青的授粉昆虫较为单一,为中华蜜蜂(Apis cerana),雌株与雄株的访问高峰期高度重叠,中华蜜蜂更倾向于访问雄花,其访花频率的变化趋势与β-石竹烯含量变化规律一致。【结论】推测β-石竹烯可能作为一种信息物质吸引中华蜜蜂进行授粉;利用中华蜜蜂“集中式”的访花模式,集中且合理搭配栽植铁冬青雌雄株,配合花期一致、雄株花量大的规律,可有效提高提冬青的授粉成功率。
【目的】宁夏罗山是中部干旱带上唯一的生态安全屏障,研究该地区森林群落生态化学计量特征以揭示森林生态系统植被生长发育的主要限制性营养元素,为该地区植被恢复实践中群落的选择和森林经营管理提供理论依据。【方法】选择罗山保护区4种主要的森林群落[青海云杉(Picea crassifolia)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林、山杨(Populus davidiana)纯林、青海云杉×油松混交林]为研究对象,采取野外样地调查取样,室内测定森林群落乔木优势种植物各器官、凋落物及林地土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,分析比较4种森林群落乔木优势种植物各器官、凋落物、土壤生态化学计量特征及环境因素,植物(各器官平均值)、凋落物和土壤三者化学计量特征的相关性。【结果】①乔木优势种植物叶和枝的C含量显著高于根的,叶的N、P含量显著高于枝和根,叶C/N显著低于枝和根;山杨纯林叶和枝的N含量显著高于其他森林群落,而叶的C/N显著低于其他森林群落;油松纯林根的N含量和枝、根的N/P显著低于其他森林群落,而枝和根的C/N显著高于其他森林群落。②山杨纯林凋落物N、P含量和N/P显著高于其他森林群落,C/N、C/P显著低于其他森林群落。③土壤C、N、P含量,C/N、C/P在不同森林群落间无显著差异,青海云杉纯林土壤N/P显著高于其他森林群落。④植物N与凋落物N含量,N/P存在显著正相关关系,两者的C/N则存在显著负相关关系;植物C/N与凋落物C含量存在显著正相关关系,两者的N/P则存在显著负相关关系;土壤C/N、N/P分别与植物P含量、凋落物C/P存在显著正相关关系,凋落物与植物的C/P存在显著负相关关系。植物P含量与土壤pH显著正相关。海拔与凋落物C/N、C/P呈显著正相关,与凋落物N含量、N/P呈显著负相关。土壤N/P与pH显著负相关,与海拔和土壤碱解氮呈显著正相关。土壤C、N、P含量、C/P、N/P与土壤有机质含量呈极显著正相关。【结论】罗山4种主要的森林群落中植物生长发育和凋落物分解的主要限制元素均为N元素,尤其该地区针叶林植被建设中需加强N元素的保护与利用;而山杨纯林生长速率最快且凋落物更易分解,在罗山的植被恢复中应优先选择和保护。
【目的】功能性状多样性对森林生物多样性保护及生态系统功能稳定性的维持具有重要意义。探究不同林层的功能多样性特征及其形成原因,有助于深入理解生物多样性维持机制和植物群落构建过程。【方法】以广西雅长兰科植物国家级自然保护区1.6 hm2常绿阔叶天然老龄林监测样地植被调查数据为基础,运用K-means非层次聚类与高斯核密度估计方法划分林层,采集植物叶片性状和环境因子数据,通过结构方程模型揭示不同林层物种多样性与环境因子(地形、土壤和光照)对功能多样性的直接、间接影响。【结果】①林下层多样性指数显著高于林冠层(P<0.05)。②林下层物种多样性对4个功能多样性指数均有显著的直接影响,而林冠层物种多样性仅对功能丰富度指数(FRic)与功能二次熵指数(RAOQ)有显著的直接影响(P<0.05)。③林冠开度对林下层FRic指数有极显著的间接效应(β= 0.278,P<0.01),对林下层功能均匀度指数(FEve)有极显著的直接效应(β= -0.593,P<0.01)。④地形因子主要影响林冠层功能多样性。其中,坡向对林冠层FEve指数(β= -0.420,P<0.01)与RAOQ指数(β= -0.300,P<0.05)均有显著的直接效应。⑤土壤因子主要通过物种多样性间接影响各林层的功能多样性。其中,林下层功能多样性主要受全磷、有效磷、碱解氮、有效钾含量的影响,而全钾含量对林冠层FRic与RAOQ指数有一定的影响。【结论】研究区内各林层功能多样性存在较大差异。林下层功能多样性主要受物种多样性、林冠开度和土壤养分的影响,而地形因子则是林冠层功能多样性的主要影响因素。本研究结果揭示了不同林层内功能性状多样性对生物及非生物环境变化的响应,拓展了以往对于林分垂直分层多样性的认识,为天然林生物多样性保护提供更进一步的参考依据。
【目的】以华东地区亚热带典型常绿阔叶林中的栲类(Castanopsis spp.)类林和木荷(Schima superba)林两种林分类型为研究对象,研究环境因子对林分乔木层地上生物量的影响。【方法】基于各植物种的异速生长方程计算群落的地上生物量,利用相关性检验(Pearson)分析不同类型常绿阔叶林地上生物量与环境因子的关系,通过偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)构建环境因素与地上生物量之间的作用机制。【结果】①华东地区亚热带典型常绿阔叶林地上生物量随林龄的增长表现出极显著的增加趋势。②栲类天然林和木荷天然林地上生物量在研究区范围内与土壤pH呈极显著正相关,气温与太阳辐射总强度因子对木荷天然林地上生物量的变化有显著影响。③环境因素与栲类天然林地上生物量构建的结构方程模型中,气候因素对其地上生物量的直接作用系数要显著高于土壤因素。【结论】太阳辐射总强度、土壤pH、土壤容重因子对华东地区亚热带典型常绿阔叶林地上生物量的变化有显著影响。其中,栲类天然林地上生物量与土壤pH呈极显著正相关。木荷天然林地上生物量与气温因子呈显著负相关,与太阳辐射总强度因子呈极显著负相关,与土壤pH因子呈极显著正相关。
【目的】探究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对盐胁迫下文冠果(Xanthoceras sorbifolium)生长、生理代谢及耐盐能力的影响。【方法】以摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)为供试菌种,选用1年生文冠果实生苗进行盆栽试验,进行接种与不接种处理,分别设置5种不同浓度(0、80、160、240、320 mmol/L)的NaCl胁迫,胁迫结束后测定文冠果幼苗生物量、侵染特性及生理指标。【结果】①盐胁迫下,接种AM真菌提高了文冠果地上、地下生物量;随着盐浓度的增加,其根系菌根侵染率显著降低。②接种AM真菌增加了文冠果叶片可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽(GSH)和还原型抗坏血酸(AsA)含量,增强了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,而相对电导率和丙二醛(MDA)含量明显降低。③双因素方差分析显示时间和浓度对接种与未接种AM真菌处理下的文冠果叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白和AsA含量有极显著交互效应(P <0.01);文冠果接种组对320 mmol/L盐胁迫的抗性最好。【结论】AM真菌可提高盐胁迫下文冠果渗透调节能力,增强抗氧化酶活性,增加抗氧化物含量,表明AM真菌能够提升文冠果耐盐能力,促进植物生长。
【目的】建立完善的生态补偿机制与标准,为国家公园建设提供持续稳定的资金保障。【方法】以钱江源-百山祖国家公园为例,从森林生态系统调节服务功能和机会成本损失两方面入手,计算钱江源-百山祖国家公园范围内外的省级公益林调节服务价值和机会成本损失价值,分析范围内外两项价值差异,并在此基础上提出钱江源-百山祖国家公园生态补偿标准。【结果】研究区内省级以上公益林调节服务功能单位面积价值量为45 672.53元/(hm2·a),比范围外高13 306.25元/(hm2·a),以此作为生态补偿标准上限;木材经营收益、竹林经营收益和林下经济经营收益构成的机会成本损失价值为1 564.48元/(hm2·a),以此作为生态补偿标准下限,相比当前补偿最高标准[723.00元/(hm2·a)]仍有841.48元/(hm2·a)的差距。【结论】当前钱江源-百山祖国家公园实施的生态补偿标准和本研究测算结果仍有较大的差距,未来应该结合钱江源-百山祖国家公园实际发展需求,逐步逐年提高补偿标准。
【目的】探索构建生态网络以恢复破碎景观、提升景观连通性的新思路,为县域景观格局优化和生态红线保护提供科学依据。【方法】以江西信丰县为对象,基于景观格局构建生态风险指数,评估其生态风险水平,结合最小累积阻力模型(MCR)和景观连通性分析,确定生态源地、区分一般廊道和重要廊道,构建以信丰县为案例的县域潜在生态网络。【结果】信丰县城市建设用地和耕地集中区域的生态风险相对较高,而森林覆盖区域的生态风险相对较低;潜在生态网络由30个生态源地、67条生态廊道、25个生态节点构建而成;重要生态廊道在东西方向和南北方向生态斑块的沟通与连接中起到关键作用,一般生态廊道将多个相邻、分散的生态源地连接到一起。【结论】景观连通性分析不仅可用于确定斑块重要性,还可用于确定廊道重要性。生态风险评估与生态网络构建相结合,可加强县域生态网络的完整性和可靠性。
【目的】为了全面保护、合理开发和有效利用自然风景资源,缓解江苏省自然资源景观破碎化、孤岛化严重及资源分布不均衡的状况。【方法】运用ArcGIS平台空间分析技术,包括最邻近指数、核密度分析和可达性分析,揭示江苏省自然风景资源保护地的空间分布特征。结合国土空间规划下“双评价”依据,针对江苏省自然环境状况进行了以生态系统服务功能重要性评价和生态脆弱性评价为主导的生态保护重要性评价,根据评价的结果识别了江苏省的生态空间,将以上结果与江苏省相应的自然地理表征和人文地理表征等进行叠加分析。【结果】明确了江苏省自然风景资源保护地的分布规律和区域差异性,为自然风景斑块、廊道、优势区域的选择提供了现实依据。确定出江苏省9处自然风景斑块、7条自然风景廊道和2个自然风景优势区域,共同组成了以自然风景资源保护地为依托,以斑块、廊道、基质为主导的江苏省自然风景体系。【结论】该风景体系通过量化的方式,考虑江苏省自然地理特征,将空间概念运用到风景资源的研究中,有助于加强自然风景资源保护地之间的联系,优化资源整合,营造更适合江苏省自然风景资源保护地保护和发展的景观格局,实现对江苏省自然风景资源保护地建设的有效引导,并为其合理开发和利用提供科学依据。
植被通过“直接”和“间接”两种方式实现对空气颗粒物的有效移除,不同作用方式和移除过程有着明显不同的作用机制。桂花(Osmanthus fragrans)是我国十大传统名花之一,广泛分布于秦岭以南的亚热带地区,对其滞尘效应的研究表明,桂花能有效滞留大气颗粒物,对消减大气颗粒物污染并改善空气质量具有重要的作用。笔者在对桂花种质资源与形态结构分析的基础上,重点关注桂花单位叶面积滞尘量、单叶滞尘量等重要量化指标,以及叶片对不同粒径颗粒物的滞留能力,综合分析了桂花滞尘效应的时空变化规律,滞尘对光谱特性、形态结构和生理生态的影响等,认为不同品种或不同生境的桂花因遗传特性和环境资源的差异,受环境大气污染程度、叶片形态结构、叶面积、叶序、叶面倾角和冠形等因素的影响,其叶片滞尘量差异较为显著,具体表现为:①单位面积滞尘量与环境污染背景值正相关;②单叶滞尘量与叶片形态特征、环境因子等因素直接相关,但单叶面积大小与滞留颗粒物能力无显著相关;③由于不同规格、不同生长季节、不同健康状况等条件下总叶面积的差异,不同城市及不同采样点桂花的单株滞尘量有较大差别;④桂花叶片对粗颗粒物的滞纳能力较细颗粒物大,且滞尘效应存在一定的时空变化规律,即日变化和季节变化特征与大气颗粒物的日变化、季节变化趋势基本一致,达到饱和滞尘量的时间有物种特异性和地域差异;⑤颗粒物的滞留可使桂花叶片光谱特性发生改变,也会影响叶形态特征和功能性状,进而影响对颗粒物的吸附能力,并对桂花生理生态、生长发育和花香产生影响,削弱其观赏价值。
【目的】研究岩田蜾蠃𧎥 (Pseudoxenos iwatai)在黄喙蜾蠃(Rhynchium quinquecinctum)腹部的寄生习性,为进一步理解捻翅目昆虫与寄主的协同进化关系奠定基础。【方法】采用巢管法收集黄喙蜾蠃,通过室内饲养获得岩田蜾蠃𧎥样本;采用目测、拍照、摄像等方法观测岩田蜾蠃𧎥在黄喙蜾蠃腹部的寄生率,钻出时间和位置,羽化时间等习性。【结果】岩田蜾蠃𧎥在黄喙蜾蠃上的寄生率为5.85%。雌雄𧎥性比为1∶6.24。被寄生的黄喙蜾蠃中,雌蜂占48.98%,雄蜂占51.02%;黄喙蜾蠃腹部寄生岩田蜾蠃𧎥的数量为1~9头,其中寄生数量以1~3头最多,占总数的91.54%。雌𧎥和雄𧎥在黄喙蜾蠃腹部的寄生钻出位置不同,其中,雌𧎥在寄主腹部的第3~4节间处最多,占比40.91%;雄𧎥在寄主腹部的第4~5节间最多,占比为65.83%。黄喙蜾蠃羽化后的第1~9天发现雄𧎥钻出,其中第1天的数量最多,占比66.67%;黄喙蜾蠃羽化后的第5天观测到的雌𧎥数量最多,占比67.44%。雌𧎥头胸部钻出寄主腹部后,会有明显的吸引雄𧎥的动作,雌𧎥吸引高峰期在每天5:30—6:30和13:00—14:30。雄𧎥在黄喙蜾蠃羽化后的第5~10天羽化,羽化高峰期在5:00—6:30、9:00—11:00和14:00—15:30。【结论】不同性别的岩田蜾蠃𧎥在黄喙蜾蠃腹部的钻出位置不同。雌𧎥从黄喙蜾蠃体内钻出吸引雄𧎥的时间与雄𧎥的羽化高峰时间重叠,这可能是岩田蜾蠃𧎥生殖交配的重要策略。
【目的】基于县域森林资源清查数据,估算不同起源阔叶林的碳储量,量化驱动因子对植被碳储量的贡献,并评价主要驱动因素的直接和间接影响,为森林资源的科学管理提供理论依据。【方法】根据江西省石城县2016年森林资源清查统计数据,采用生物量换算因子连续函数法,计算石城县阔叶林的碳储量,结合随机森林 (RF) 分析和结构方程模型(SEM),量化并评价驱动因子对植被碳储量的贡献及影响。【结果】随机森林模型和结构方程模型研究结果表明,研究区天然阔叶林植被碳储量变化主要由林龄决定,标准化总效应值为0.54,其次为郁闭度,效应值为0.36;人工阔叶林碳储量变化主要由郁闭度与林分密度决定,总效应值分别为0.49和0.19,林龄对人工阔叶林碳储量变化没有显著影响。【结论】郁闭度、林龄与林分密度是驱动亚热带阔叶林生态系统碳储量的重要因素,这为研究中亚热带森林生态系统碳循环和碳积累对气候变化的响应提供了新的见解,也为人工林林分管理和森林碳汇潜力评估提供了理论依据。
【目的】基于2000、2010和2018年无锡市30 m分辨率土地利用数据,利用生态系统服务与权衡的综合评估(InVEST)模型评估了无锡市生境质量及生境退化度演变规律,为无锡市的生态保护和修复提供依据。【方法】基于InVEST模型模拟了无锡3个不同时期的生境质量、生境退化度,并利用土地利用转移矩阵分析了土地利用与生境质量、生境退化度变化的关系。【结果】2018年无锡市高等级生境质量占全市面积约31.11%,一般等级比例较大,约占全市面积的40.60%;无锡市生境质量空间分布差异较大,高等级生境质量主要分布在宜兴市、滨湖区等地区,而低等级生境质量主要位于无锡市主城区及江阴市等地;过去20年,无锡市生境质量总体上有明显退化趋势,其中梁溪区等无锡主城区以及江阴市退化最明显,宜兴市退化度变化不大;无锡市生境质量变化与土地利用变化是密不可分的,其中,无锡市建设用地从2000年的717.40 km2增加至2018年的1 291.40 km2,增幅约12%,而建设用地增多的区域与生境质量下降比较明显的区域在空间上有较高的一致性。【结论】无锡市的生境质量退化与耕地面积减少及城市建设用地增多等密切相关,需合理利用土地,严格控制建设用地规模,保持生态用地规模,不断提高湿地保护和修复工作。
【目的】通过对榆毛胸萤叶甲(Xanthogaleruca aenescens)成虫触角感器的超微结构观察,确定雌、雄成虫触角感器的类型、分布、数量及差异,为叶甲科昆虫的遗传进化、形态分类及寡食性昆虫对寄主挥发物的定位机理研究提供参考。【方法】将榆毛胸萤叶甲雌、雄成虫触角清洗并自然干燥,喷金镀膜,应用扫描电子显微镜(SEM)观察雌、雄成虫触角及触角感器的形态特征,鉴定其触角感器类型。通过独立样本t检验比较不同性别成虫触角长度,同种性别成虫触角感器的长度、基部直径和数量的差异,并观察感器在触角上的分布位置。【结果】榆毛胸萤叶甲成虫触角呈线状,由柄节、梗节、9节鞭亚节组成,雄虫触角长度为(4 558.01±104.15)μm,雌虫触角长度为(4 488.75±224.33)μm,雄虫触角略长于雌虫,但差异不显著。雌、雄成虫触角均有8类感器:毛形感器(St)、刺形感器(Sc)、锥形感器(Sb)、栓锥形感器(Sst)、Böhm氏鬃毛(Bb)、芽胞形感器(Sg)、腔锥形感器(Sco)、耳形感器(Sau),其中毛形感器和锥形感器各有4个亚型,刺形感器有2个亚型,栓锥形感器有3个亚型;雌虫触角鞭节独具栓锥形感器2,雄虫独具栓锥形感器3;毛形感器分布数量最多,其次是锥形感器,腔锥形感器最少;毛形感器4、锥形感器1、3及耳形感器表面均具有微孔,属于嗅觉感器。雌虫触角感器总数极显著多于雄虫(P<0.01),其中雌虫的毛形感器2、锥形感器2、栓锥形感器1的数量显著多于雄虫的(P<0.05),毛形感器4和锥形感器3的数量极显著多于雄虫的(P < 0.01),耳形感器的数量极显著少于雄虫的(P<0.01),其他感器数量与雄虫无显著差异。雌、雄虫触角鞭亚节F2—F8的端部均有向内凹陷的感器密集区,末节F9中部具有凹陷的感器密集区,且从触角基部到端部,感器类型和数量呈上升趋势。雄虫触角鞭节(F1—F8)腹侧面具有表皮凹陷较为密集的无感器区域,雌虫则无。【结论】榆毛胸萤叶甲雌、雄成虫触角感器种类一致,但雌、雄成虫触角感器的亚型、大小、数量及分布具性二型现象,雌雄虫栓锥形感器存在不同亚型,不同感器大小存在差异,雄虫触角感器数量极显著少于雌虫。
【目的】高效监测长江源地区生态环境质量的时空分布特征及其变化趋势,对维护三江源地区生态环境质量、制定长期且有效的生态保护恢复措施具有重要意义。由于遥感影像空间分辨率和数据获取及处理的限制,大区域遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)评价仍然存在局限性,需要完善方法,发挥其快速、客观、高效、可视化和可预测的优势。【方法】以Landsat系列影像为数据源,基于云端运算平台Google Earth Engine(GEE)快速云计算获取1990—2020年植被生长季(6—9月)长江源地区的遥感影像,并计算区域长时间序列RSEI。使用变异系数、Sen+MK趋势分析、Hurst指数及趋势分析法,对长江源地区RSEI稳定性、时空变化特征、未来演化趋势及驱动力进行分析。【结果】①1990—2020年长江源地区RSEI主要分布于0.4~0.6,空间尺度上呈东高西低、南高北低的分布特征;②长江源地区RSEI变异系数均值为6.52%,表明东部和西部地区变化相对剧烈,中部地区变化相对稳定。RSEI整体呈现缓慢波动增加的趋势,年平均增速为0.004 7。在空间上,RSEI呈现整体改善,其中改善的区域占研究区面积的83.63%。③长江源地区RSEI的Hurst指数平均值为0.53,未来变化持续性强于反持续性。长江源地区生态环境质量未来变化以持续改善为主,但整体趋势性偏弱,仍然存在退化的风险。④长江源地区RSEI与气温、夜间灯光指数、潜在蒸散发量均表现为正相关,表明自然因子和人类活动在一定程度上均能够影响生态环境质量改善。【结论】使用GEE获取遥感数据并结合时间序列数据分析,有快速监测大尺度生态环境质量的潜力,可以为三江源地区生态环境监测和保护提供参考。
