森林生态系统碳循环的基本概念和野外测定方法评述
摘要：全球气候变化与森林生态系统碳循环息息相关，定量评估森林碳收支是生态系统与全球变化研究的重要任务。30年来森林生态系统碳循环研究已经取得了长足的进展，但全球和区域森林碳收支仍然存在很大的不确定性。这一方面与森林生态系统本身的复杂性有关，另一方面也与具体研究方法有关。评述了森林生态系统碳循环的基本概念和主要野外测定方法，为我国森林生态系统碳循环研究提供可参考的方法论。从生态系统碳浓度、密度、通量、分配和周转5个方面回顾了碳循环相关概念，指出碳浓度和碳储量是对碳库的静态描述，而碳通量和碳周转是对碳库的动态描述。净初级生产力是测量最普遍的碳通量组分，但大多数情况下因忽略了一些细节而被系统低估。普遍使用的净生态系统生产力，由于没有包含非CO2形式的水文、气象和干扰过程产生的碳通量，通常情况下高于生态系统净碳累积速率。在详细介绍碳通量组分的基础上，改进了森林生态系统碳循环的概念模型。重点讨论了碳通量的3种地面实测方法：测树学方法、箱法和涡度协方差法，并指出了其注意事项和不确定性来源。针对当前碳循环研究的突出问题，建议从4个方面减小碳循环测定的不确定性：（1）恰当运用生物量方程估算乔木生物量；（2）尽可能全面测定生态系统碳组分；（3）给出碳通量估算值的不确定性；（4）多种途径交互验证。土壤CO2及岩溶碳循环影响因素综述
摘要：全球碳循环已成为全球气候变化的核心问题之一，岩溶作用对大气CO2浓度的调节以及其与土壤CO2的密切关系也受到了国内外普遍关注。岩溶作用消耗土壤CO2对大气碳库起到了重要的减源作用，对土壤CO2进行研究将有利于进一步揭示岩溶碳循环过程。因此从气候条件、土壤理化性质、土地利用类型等方面综述了土壤CO2的影响因素以及其对岩溶碳循环的影响，并提出其它酸参与到岩溶碳循环中将会减弱岩溶碳汇效应。由于各个因素之间往往相互联系，共同影响土壤CO2和岩溶碳循环，在研究岩溶碳汇时，需以地球系统科学和岩溶动力系统理论为指导，综合考虑大气圈、水圈、岩石圈、生物圈中各种因素的影响。中国内陆湿地生态系统服务价值评估——以71个湿地案例点为数据源
摘要：湿地生态系统为人类生存和发展提供了多种服务功能，不仅包括水资源、水产品等直接输出功能，还包括调蓄洪水、净化水质、调节大气成分等调节服务功能和文化服务功能。通过对已经发表湿地生态系统服务功能价值评价相关的文献进行搜集和整理，得到全国71个湿地案例点的价值评价数据，在此基础上对湿地生态系统各项服务功能在全国各区域的生态系统价值量进行对比分析。全国湿地价值评价结果显示，按照各项服务功能按照价值量高低排序依次为调节气候〉调蓄洪水〉涵养水源〉净化水质〉保持土壤〉产品输出〉固碳〉释氧〉生物栖息地〉旅游休闲〉科研教育。在对全国湿地进行分区分析得知，东北平原及山区、东部地区和青藏高原地区在各项调节、供给服务功能方面发挥着显著的积极作用，这3个区域同时也是我国湿地的密集分布区。结合不同地理分区下的湿地生态系统服务功能价值量特点，可以实现区域发展与湿地生态环境研究的协同发展，并能够为湿地的保护和建设起到科学、合理的参考方案。基于生态系统服务价值的湿地恢复工程效益分析——以北京市延庆县蔡家河为例
摘要：根据实地测量数据，以中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表为基础，应用经济学原理将静态的生态系统服务价值转化为动态的资金流量，核算了考虑货币时间价值的资金净现值，对北京市一处面积为37hm^2的湿地恢复工程进行了效益分析研究。结果表明，研究区域的生态系统服务价值在湿地恢复工程实施后由584478元增加至3579713元。在所考察的9项生态系统服务功能中废物处理、气候调节和水源涵养对价值变化的贡献率较大，食物生产和原材料的贡献率为负值。以3a和5a为收益期计算所得的内部收益率分别为-26．81％和-4．67％，此时湿地恢复工程亏损；以10a为收益期计算所得的内部收益率为11．43％，湿地恢复工程取得良好收益。在设定折现率为4．2％，只计算可用直接市场法核算的生态系统服务情况下，湿地恢复工程的投资回收期为14．96年。为合理评估湿地恢复工程效益，应适当延长工程验收时间。在当前基准利率水平下，湿地恢复工程具有潜在盈利能力。贵州草海湿地生态系统服务价值评估
摘要：贵州草海是中国三大高原淡水湖泊之一，其湿地生态系统能给人类提供产品和服务，为社会可持续发展提供基础，由于其价值没有被量化，人们对其重要性缺乏直观认识，导致了湿地的不合理开发及利用。根据草海湿地的特征，运用市场价值法、影子工程法、问卷调查法等定量评估了2010年草海湿地生态系统最终服务价值，包括供给服务、调节服务和文化服务。结果表明，草海湿地生态系统服务总价值为4．39×10^8元，其中供给服务价值为0．74×10^8元，调节服务价值为1．14×10^8元，文化服务价值为2．51×10^8元；所计算的10项服务按其价值大小排序为：休闲娱乐〉生物多样性与景观资源保护〉水资源供给〉调蓄洪水〉气候调节〉补给地下水〉大气组分调节〉原材料生产〉水质净化〉食物生产；单位面积服务价值为16．40×10^4元／hm^2，是2010年贵州省威宁县单位面积GDP产值的16．91倍。从研究结果来看，草海湿地生态系统服务价值较大，为草海湿地的管理及保护提供了一定参考依据。利用近似贝氏计算推论台湾海峡沿岸秋茄种群的拓殖路线
摘要：由于地理关系，台湾海峡两岸的红树植物组成具有高度的相似性，都以耐寒性较强的秋茄为优势种。中国台湾（以下简称“台湾”）与大陆仅一水之隔，因此台湾的秋茄种群来源最有可能来自东南沿海种群，然而台湾南、北红树植物种群的拓殖路线以及与大陆东南沿海种群的遗传关系的研究至今仍未见报道。通过SSR分子标记，利用近似贝氏计算（Approximate Bayesian Computation）推测海峡两岸4个分布区域秋茄的起源及其拓殖路线。结果表明4个区域的种群出现明显分化，大陆东南北部种群与其他种群间分化程度最高。通过推测台湾北部种群起源可追溯到29000-48400a前，早于末次冰期时间，且台湾北部种群遗传结构与大陆东南南部种群最相近，推测它们可能共同起源于南方祖先。大陆东南沿海南北种群的溯祖时间约为15．1万年至25．2a年前，约为更新世中期末，则意味东南沿海南、北种群的遗传分化可能受到更新世后期气候变化与海侵海退的影响而出现隔离，或东南沿海南、北种群可能来自不同的起源。而台湾南部种群与台湾北部种群的相似性，表明台湾南部种群是由北部种群拓殖而来，近似贝氏计算亦支持这个假说。因而，可以推测海峡两岸秋茄的拓殖路线是从大陆东南南方种群随黑潮迁移至台湾北部，再从北部拓殖到台湾南部。利用近似贝氏计算推论台湾海峡两岸红树林种群起源及拓殖路线，为未来我国东南沿海红树林植物的生物地理研究提供参考。中国陆地植被氧气生产量变化模拟及其影响因素
摘要：大气中氧气主要来源于陆地绿色植物的光合作用，其含量高低直接影响大气质量。基于植被归一化指数（NDVI）、气温、辐射等要素，运用C-FIX模型，在模拟绿色植物净生态系统生产力（NEP）基础上，依据碳氧平衡原理，并结合ArcGIS空间叠加、裁切、栅格计算、空间统计等方法，估算了2001年、2005年和2009年中国陆地植被年氧气生产量，并通过控制实验分析了影响其变化的因素。结果表明：（1）2001年、2005年、2009年中国陆地植被年平均氧气生产量为531．618×10^7t，云南省、内蒙古自治区、黑龙江省、四川省年氧气生产量最多。中国植被氧气生产量随季节变化明显，夏季最多，其值是春、秋季的2倍，冬季的8倍。（2）中国陆地植被年氧气生产量空间分布为东南高、西北低，以福建省、浙江省、台湾省、云南南部、西藏东南部最高。各季节氧气生产量春季以云南省南部、西藏东南部和中国华东地区为最高，夏季以大、小兴安岭及长白山一带最高，秋季位于东南沿海、云南省、西藏东南部，冬季集中分布在云南南部与海南省。（3）2001-2009年中国陆地植被年氧气生产量呈增加趋势，增加率为7．886％。宁夏回族自治区增加最多，山西省次之。（4）植被覆盖变化是决定年氧气生产量增加的主要因素，贡献率约为60％，CO2浓度增加、气候变化分别承担了28％、12％的贡献率。赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
摘要：赣江是鄱阳湖的最大支流，是鄱阳湖水污染物的主要来源，查明流域土地利用方式对赣江水质的影响和鄱阳湖的水环境保护具有重要意义。基于2012年对赣江7个主要支流NHI—N、TP、CODMn和DO浓度的每月测定结果，通过不同空间尺度和土地类型等级划分，利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江流域河流水质的影响。研究结果表明，子流域的土地利用方式对TP的影响大于缓冲区；对COD Mn的影响在丰水期大于缓冲区，在枯水期小于缓冲区；对NH4^＋-N的影响在丰水期与缓冲区接近，在枯水期小于缓冲区；DO受土地利用方式的影响较小。水田中的丘陵水田是赣江水体TP和丰水期CODMn的主要来源；平原水田是枯水期CODMn的主要来源。居民建设用地中的城镇用地是赣江水体TP、NHI—N和丰水期CODMn的主要来源，农村用地是CODMn的主要来源。水域中的水库坑塘是赣江水体TP和丰水期NH4^＋-N、CODMn的主要来源。气候变化背景下黄淮冬麦区冬季长寒型冻害时空变化特征
摘要：冻害是影响我国北方冬小麦生产主要的农业气象灾害之一,明确气候变化背景下冻害发生规律和演变特征,对防御冻害具有重要的意义。以黄淮冬麦区为研究区域,利用1960-2010年47个气象台站逐日气温资料,在分析越冬期负积温和越冬期长度变化特征基础上,以越冬期负积温为指标分析了黄淮冬麦区冬季长寒型冻害发生频率及站次比演变特征,并利用冻害实际灾情资料对研究结果进行验证。研究结果表明：（1）黄淮冬麦区越冬期负积温绝对值在过去50a平均为17.3-240.8℃·d,空间上呈南少北多的纬向分布特征,且近50a呈减少趋势,全区负积温绝对值每10年减少1.8-38.3 ℃·d,这种变化趋势表现为南低北高的空间分布特征;（2）研究时段内全区越冬期长度呈波动性缩短趋势,尤其是研究区域北部地区,南部地区越冬期长度年际间变化不显著,且个别站点有些年份没有稳定越冬期,多集中在1985年以后;（3）黄淮冬麦区较轻冻害发生频率较高,为40%以上,空间上由北向南逐渐增大,站次比年代际呈增加趋势;中度冻害和较重冻害发生频率较低,多数站点在10%以下,空间上由北向南逐渐减小,站次比呈减少趋势;全区无严重冻害和极严重冻害风险。气候变化背景下,黄淮冬麦区冬季长寒型冻害风险较小,各站点冻害程度随年代变化逐渐减轻,较轻冻害的站点逐渐增多。2001-2010年洞庭湖生态系统质量遥感综合评价与变化分析
摘要：生态系统质量能够反映生态系统的重要特征,是表征生态环境质量和服务功能的重要指标。在生态系统质量的理论框架指导下,结合GIS综合指数法,利用遥感数据和土地覆被数据,对2001-2010年洞庭湖区域各生态系统类型进行生态系统质量综合评价和变化分析。以NPP年均值和变异系数构建生态系统生产能力指数（EPI）和稳定性指数（ESI）,结合PSR模型和AHP层次分析法构建生态系统承载力指数（EBCI）,并基于熵值权重法,构建生态系统质量遥感综合评价模型,实现对生态系统生产能力、稳定性和承载力三方面的综合评价。结果表明,洞庭湖区域生态系统质量综合评价分数达到59.81（总分100）,而且在三项指数评价中,各指数均值分别为72.79、52.21和71.86,可见洞庭湖区域生态系统稳定性略差。三项指数在2001-2010年期间变化表现不同,EPI和EBCI分别下降8.85%和9.11%, ESI小幅度上升3.09%;整体生态系统质量在2001-2010年呈现逐年降低趋势,下降5.97%,平均变化率为-0.508/年。针对各生态系统类型的分析可知,森林生态系统质量高于其他生态系统类型,湿地生态系统质量最低,同时在这十年间,湿地生态系统质量下降最明显,降幅达12.97%,森林生态系统质量变化较小,降幅只有2.26%。基于能值分析的煤炭矿区复合生态系统评价
摘要：煤炭矿区复合生态系统评价是对其进行有效管理及调控的手段之一。研究了煤炭矿区复合生态系统内涵，剖析了煤炭矿区复合生态系统的典型特征，论述了运用能值分析方法评价复合生态系统的特殊性；进而，构建了煤炭矿区复合生态系统及其子系统的能值评价指标。选择山东省龙口矿区北皂煤矿为研究对象，进行了实证研究。应用实际数据，测算了2006-2012年复合生态系统及子系统各个能值评价指标。研究结果表明，能值理论与能值分析是评价煤炭矿区复合生态系统的有效方法，各项指标变化反映了复合生态系统的演进趋势；不可再生煤炭资源的过度消耗、可再资源利用率低是这一系统的典型特征；能值评价指标的测算结果表征环境子系统负荷较小。研究结果可为实施有效的煤炭矿区复合生态系统管理提供智力支持和决策参考依据。大尺度不透水面遥感估算方法比较——以京津唐为例
摘要：城市不透水面既是常用的城市化程度指标，也是衡量环境质量的重要指标。采用遥感技术准确提取城市不透水面并分析其空间扩张过程，对生态城市建设具有重要意义。基于Landsat5TM影像，采用NDVI二元法和线性光谱分解法，分别提取北京、天津和唐山3个城市不透水面信息，并将不透水面估算结果与近同期的ALOS影像提取结果对比验证。结果表明，线性光谱分解法获取的不透水面结果较好，RMSE为20．6％，能有效提取大范围的不透水面信息。黄河下游农业景观中不同生境类型地表节肢动物优势类群
摘要：生物多样性是连接景观异质性与生态系统服务的桥梁。在区域尺度上,以指示类群代替地表节肢动物类群,可以有效的开展生物多样性的保护工作。但是,在黄河下游农业景观中,关于地表节肢动物指示类群的研究报道较少。以黄河下游农业景观中4种生境类型（农田、林地、树篱和沟渠）为研究样地,且在农田生境中划分不同尺度（尺度1,3.6 hm^2、尺度2,14 hm2和尺度3,28 hm^2）,通过调查不同生境中地表节肢动物分布及其多样性,结合地表节肢动物优势类群的辨识,分析了优势类群和地表节肢动物多样性的相关性,确定了研究区内地表节肢动物多样性的指示类群。结果发现：研究区内地表节肢动物优势类群为膜翅目、鞘翅目和蜘蛛目。树篱和林地生境的地表节肢动物多样性指示类群是膜翅目,农田生境中地表节肢动物多样性指示类群是鞘翅目,沟渠生境中地表节肢动物多样性指示类群是蜘蛛目。农田生境中优势类群间无相关性（P 〉 0.05）;林地、沟渠和树篱生境中鞘翅目与蜘蛛目之间存在显著正相关（P 〈 0.01）;林地和沟渠生境中,鞘翅目与膜翅目之间存在正相关（P 〈 0.05）。在农田生境中优势类群之间的相关性存在尺度依赖性,随着空间尺度的增大,相关性有一定的增强。在尺度2和尺度3上膜翅目和鞘翅目均存在正相关（P 〈 0.05）,并且随着尺度增加而呈上升趋势。研究表明,黄河下游农业景观中不同生境类型地表节肢动物多样性的指示类群差别较大,其中树篱和林地生境具有较高的相似性,而农田生境地表节肢动物优势类群相关性存在尺度依赖性。在黄河下游农业景观中,以优势类群多样性代替地表节肢动物类群的多样性,可以在条件不足、时间紧迫的情况下更加有效的开展生物多样性的保护工作。食物可获得性对冬季丹顶鹤能量收支的影响——以扎龙自然保护区人工辅助繁育丹顶鹤为例
摘要：动物主要通过摄入食物和获得食物中的能量来维持其正常的生命活动。为论证食物获得性对冬季丹顶鹤能量收支的影响及为其越冬保护提供科学依据，以扎龙自然保护区人工辅助繁育丹顶鹤为研究对象，对分别供给鲫鱼、玉米和混合（鲫鱼＋玉米）饲喂3组丹顶鹤的能量收支、体重及其行为变化进行比较。结果发现，丹顶鹤的能量收支受食物可获得性差异影响，鲫鱼、混合饲喂和玉米3组丹顶鹤的能量收支及排泄次数依次降低，玉米组丹顶鹤的体重降低显著（P〈O．01）及其行为谱中的静息时间分配明显增加。食物的可选择性、环境低温和短光照的交互作用使丹顶鹤的可摄食时间受限，丹顶鹤的能量收支随之发生变化。分析结果表明扎龙保护区冬季每日定时、定量供给鲫鱼和足量供给玉米的饲喂丹顶鹤的方法较为合理。洞庭湖区自然野化麋鹿种群的偏性扩散行为
摘要：大多数鹿科动物表现出偏向雄性的扩散行为。麋鹿（Elaphurus davidianus）于20世纪初在中国灭绝,1985年被重引入中国。1998年长江流域特大洪水导致部分麋鹿个体从湖北石首麋鹿部级自然保护区围栏内外逸,最终在洞庭湖区形成自然野化种群。野化麋鹿是否也存在偏性扩散行为？1995-2012年,采用样带调查法、分区直数法、特殊个体识别法和访问调查法,按性别组成将扩散群分为雄性群、混合群和雌性群,对洞庭湖区自然野化麋鹿种群的扩散行为进行了研究,共记录到118次扩散。其中,有65次扩散可确认扩散群的类型;60次可确认扩散群准确的个体数。结果显示：（1） 雄性麋鹿较雌性更倾向于扩散。雄性群的扩散频次高于雌性群和混合群;50%的雄性扩散群仅由单一成年雄体组成。（2） 雄性麋鹿的扩散能力最强,雄性群、混合群和雌性群的平均扩散距离分别为（13.73±8.74）km、（11.05±4.16）km和（8.95±2.16）km,但三者之间的差异不显著（χ2=1.896, df=2, P=0.387）。雌性群和混合群的扩散距离均短于25km,而5.88%的雄性群扩散距离长于25 km。（3） 雄性群的平均个体数与混合群的差异显著（F=5.324, df=24, P=0.00 〈 0.05）,与雌性群的差异不显著（F=9.830, df=35, P=0.813）,而混合群与雌性群之间的差异显著（F=48.085, df=55, P=0.00 〈 0.05）。（4） 50.00%的雄性群和53.57%的混合群选择芦苇草地作为扩散目的地的生境。洞庭湖区自然野化麋鹿种群与其他野生鹿科动物一样,也存在＂雄鹿较雌鹿更倾向于扩散＂的现象,雄性的扩散能力比雌性强,雌性的扩散可能依赖于雄性。以上结果对麋鹿的野外放归和自然野化种群的管理与保护具有重要的意义。溶磷性大豆根瘤内生菌的筛选、抗性及系统发育和促生
摘要：对采自河南省不同地区的大豆根瘤进行内生菌分离纯化、溶磷性筛选试验。根据能否产生溶磷圈及溶磷圈直径（D）、菌落直径（d）和D/d值大小确定菌株溶磷能力,采用钼锑抗比色法测定培养液中有效磷含量;平板筛选法对筛选菌株进行耐盐性、耐酸碱、重金属等抗性测定,并对筛选菌株进行理化特性、16S rDNA、recA序列和系统发育分析。结果表明,从分离纯化的324株内生菌中筛选出36株具有溶磷特性,其中20株有较强溶磷性。菌株DD291发酵液中可溶性磷含量最高（452 mg/L）,发酵液pH与对照相比均有不同程度下降,最大降幅达2.92。大部分溶磷性内生菌具有较强耐盐碱性,对Pb^2＋、Cr^6＋和Cu^2＋有较高耐受性,对Ni^2＋和Hg^2＋抗性较弱。结合细胞形态、生理生化、16S rDNA、recA序列和系统发育分析结果,菌株确定为Bacillus cereus, Enterobacter cancerogenus, E. cloacae和Pseudomonas putida。部分溶磷菌株对大豆的生长有促进作用,显示出潜在的应用前景。基于光谱参数对小白菜叶片镉含量的高光谱估算
摘要：为实现利用高光谱技术快速、准确、无损地检测叶类蔬菜叶片重金属镉污染情况,通过采用室内盆栽试验,检测了小白菜在6个不同的镉浓度梯度0 mg/kg （CK）、0.5 mg/kg （T1）、1 mg/kg （T2）、5 mg/kg （T3）、10 mg/kg （T4）和20 mg/kg （T5）下的叶片高光谱反射率及其镉含量。利用相关分析和逐步回归的统计方法对叶片原光谱、一阶导数光谱和光谱参数与镉含量进行统计分析,确定了反演叶片镉含量的敏感光谱参数,并建立了估算叶片镉含量的参数模型。结果表明：（1） 在540 nm附近和红外区域,叶片光谱反射率随着处理浓度的增加呈下降趋势。T1组叶片光谱与对照组的光谱没有明显的变化差异;（2） 原光谱与镉含量的敏感波段主要在690-1300 nm,相关系数最高的波段是782 nm。一阶微分光谱与镉含量的敏感波段在黄边、红外、近红外和远红外范围均有分布;（3） 反映植物色素、水含量和细胞结构的参数MCARI（叶绿素吸收反射修正指数Modified Chlorophyll Absorption Reflectance Index）,SDy（黄边面积Yellow Edge Area）,WI（水质指数Water Index）,DCWI（病态水分胁迫指数Disease Water Stress Index）,SDr（红边面积Red Edge Area）和Dr（红边幅值The Amplitude of the Red Edge）可分别作为反演镉含量的敏感光谱参数,其倒数回归模型能够较好地反演镉污染下小白菜叶片的镉含量;（4） 镉胁迫处理15 d时,建立的SDr的倒数模型估算处理30 d时小白菜叶片镉含量的效果最优。研究表明红边面积参数可以用于估算小白菜叶片的镉含量,可为评价小白菜的食用安全提供科学方法。风对黄花蒿水力学性状和生长的影响
摘要：吹风会影响到植物的水力学结构、光合作用、生物量分配以及植物的力学性状，研究风对植物的综合影响有助于深入了解植物应对风胁迫的响应机制。以黄花蒿为研究对象，每天吹风4h，风速为5m／s，吹风处理60d，测定了风吹条件下黄花蒿的水力学特征、光合作用、生物量分配和茎干力学特性。结果表明：在风吹条件下，黄花蒿正午水势显著低于对照，茎干导水损失率（PLC）增加了16％，最大光合速率仅为对照的62％，气孔导度为对照的55％。在试验结束时风吹植株株高仅为对照的68％，但基茎显著高于对照，同时风吹显著降低了黄花蒿的总生物量，但根冠比显著高于对照，风吹显著减小了茎导管直径和导管密度，风吹植物导管直径和导管密度分别为对照的77％和55％，同时，风吹植物茎干导水率显著低于对照，但茎干的抗弯刚度显著高于对照。以上结果表明风吹抑制了植物的水分输导能力，导致叶片水分匮缺，限制了植物的光合作用。风吹增加了茎干的力学稳定性，但同时降低了茎干的水分输导能力，这是植物茎在力学性状和水分输导之间的权衡。这种改变有利于在有风条件下维持植物的力学稳定性，但同时降低了水分输导能力。