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生态学报 2017年第19期杂志 文档列表

生态学报杂志研究论文

雄安新区地表覆盖变化及其新区规划的生态响应预测6289-6301

摘要：雄安新区是新近设立的部级新区，如何在新区建设中坚持生态优先、绿色发展，是即将开展的新区规划必须考虑的问题。绿色生态规划离不开对规划区生态本底的清楚认识，离不开对规划结果的准确预判。因此基于2004、2015年的Landsat影像，采用遥感信息反演技术和RSEI遥感生态指数，评估了该区近11年来的地表不透水面、植被和水体三大覆盖类型的变化，并预测新区建设的生态效应及其对热环境的影响。结果表明，雄安新区近11年地表不透水面、植被和水体的面积虽互有增减，但变化强度都小于5%，总体开发强度不大，本底生态质量较好，稳中略升。定量分析表明，在该区的三大地表覆盖类型中，不透水面对区域生态和地表温度的影响最大。根据所获得的关系模型预测，新区的人口规划和面积方案将对区域生态质量和热环境产生影响，如果按新增不透水面面积占新区面积25%的比例来预测，它将使生态质量下降10%，地表温度上升1.1℃；但如果将不透水面比例控制在20%，则新区的生态质量反而上升3.6%，地表温度下降0.3℃。

甘孜藏族自治州生态系统生产总值核算研究6302-6312

摘要：甘孜藏族自治州（以下简称甘孜州）生态状况良好而经济相对滞后，评估甘孜州生态系统服务功能及其价值，对甘孜州社会经济的可持续发展具有一定的促进作用。通过核算甘孜州的生态系统生产总值（GEP），包括对甘孜州的产品提供服务、调节服务和文化服务进行价值评估，以期用直观的经济数据揭示甘孜州生态系统对人们的直接贡献。核算结果显示，甘孜州2010年全州生态系统生产总值（GEP）为7545.59亿元，人均71.18万元，是当年该州国内生产总值（GDP）和人均GDP的约61倍。其中，调节服务的价值最大，为6842.28亿元，占GEP总值的90.68%；产品提供服务和文化服务的价值分别为632.64亿元和70.67亿元，占GEP的8.38%和0.94%。研究认为甘孜州生态系统服务功能价值巨大，保护甘孜州生态系统就是保护人们的福祉，该结果可以为甘孜州的生态系统管理、生态保护和生态补偿提供重要依据。

基于最小累积阻力模型的北京市生态用地规划研究6313-6321

摘要：生态用地规划强调对区域生态系统结构与功能的保护，增强社会经济发展的生态环境支撑能力。从保障首都基本生态安全、改善大气环境质量、建设宜居城市的角度出发，通过对北京市生态重要性进行综合评价，明确北京市重要生态用地空间分布特征。在此基础上，采用最小累积阻力模型（MCR），以重要生态用地为＂源＂，以土地覆被类型、距道路距离和距居民点距离作为阻力因子生成阻力面，模拟重要生态用地空间扩张过程，进而设置生态用地规划情景，并从景观连通性、生态功能保障度及与现状建设用地冲突情况等3个方面对不同情景下的生态用地规划方案进行保护效能评价，最终提出北京市生态用地的适宜规模和优化布局方案。研究结果表明：北京市重要生态用地总面积为9879 km2，占市域总面积的60.20%；生态用地的适宜规模为12417 km2，占市域总面积的75.67%，其中，平原区生态用地的适宜规模为2944 km2，占平原区总面积的46.45%，主要分布于建成区的过渡地带；山区生态用地的适宜规模为9473 km2，占山区总面积的94.05%。

曼谷城市扩张生态环境效应6322-6334

摘要：利用1990、2000、2010和2015年4期Landsat数据和2000-2015年的MODIS NDVI数据，开展了泰国曼谷地区近25年来城市扩张分析，包括城市建设用地扩张时空变化和扩张模式分析、扩张的生态环境效应分析以及扩张驱动力分析。结果表明：（1）自1990年以来，曼谷城市建设用地面积持续增长，经历了先快后慢再快的增长过程。城市扩张主要沿东北方向，且在距离城市中心14-20km的范围内扩张最为明显，扩张模式以边缘式和填充式为主。（2）在城市化进程中，植被和热岛对城市扩张分别有不同的响应。植被绿度整体呈下降趋势，下降明显的地区位于距城市中心10-20km的范围内，即城市建设用地明显扩张的区域。热岛分布与城市建成区分布具有空间一致性，自1990s以来，热岛效应整体增强，但局部变异越来越不明显。（3）曼谷城市扩张受到自然地理条件、社会经济、城市布局等多重因素的影响。

成都市人均生态足迹和人均生态承载力空间分布差异6335-6345

摘要：生态足迹方法是通过比较人类活动消耗的自然资源与自然生态系统所提供的生态承载力，定量的判断区域的可持续发展状态。采用生态足迹模型对2009-2014年成都市生态足迹、生态承载力状况进行了测算，并结合空间分析揭示了其空间演化规律。结果表明：（1）2009-2014年，各区市县人均生态足迹平均值有着逐年下降的趋势，由2009年的2.759hm2/人下降至2014年的1.937hm2/人，基本格局呈现出中间低，西南高，两翼居中的分布特征，高水平人均生态足迹集中分布在西南方向的蒲江县、大邑县，邛崃市；（2）2009-2014年成都市人均承载力呈现出较为稳定且有下降的趋势，由2009年的0.2314hm2/人下降至2014年的0.2215hm2/人，其空间分布特征与生态足迹呈现出较好的空间一致性；（3）人均生态亏盈，在时间上表现为逐渐向好，但其本质是趋势为生态赤字愈发严重，空间上呈现出与人均生态承载力情况＂高-低，低-高＂相反分布的特征，分布呈扩散型，即由中部的五城区向四周扩散，除五城区外，其余地区在研究期间内都为赤字，最严重区域集中在西南方向的蒲江县，最高达到-9.3189hm2/人，亟需建立有效的生态足迹调控和补充机制。

应用自组织映射方法的北京市2005-2013年土地利用时空演变分析6346-6354

摘要：时间序列土地利用时空演变规律分析是当前的研究热点之一，通过应用自组织映射神经网络方法进行多时间序列土地利用变化时空一体化表达与演变规律分析，探索区域土地利用变化模式。基于北京市2005、2007、2009、2011、2013年5期土地利用遥感分类数据，构建自组织映射神经网络并利用其聚类和降维可视化功能对5个年份的土地利用数据同时进行训练输出，发现建设用地、耕地、林地、牧草地、园地的聚集模式，并通过对输出神经元进行二次聚类以及土地利用变化轨迹分析，获得北京市郊区5个监测时相土地利用变化的时空演变特征。结果揭示出北京市郊区2005-2013年土地利用变化具有明显的耕地型向建设用地型发展的平原区演变特征，以及向林地型发展的山区演变特征，且各区的发展具有时间上的顺序性；总体上形成6类土地利用演变轨迹。

基于乡镇尺度的土地生态安全时空格局评价研究——以博尔塔拉蒙古自治州为例6355-6369

摘要：近年来，国内外学者已做了大量区域土地生态安全评价的研究，但大多针对流域或县级以上行政单元，乡镇尺度的土地生态安全评价研究甚少。因此，选择地处我国西北干旱生态脆弱区的博尔塔拉蒙古自治州为研究区，以＂3S＂技术和数学统计方法为支撑，结合研究区自然地理特征和社会经济状况，构建博尔塔拉蒙古自治州乡镇级压力-状态-响应（Pressure-State-Responses， P-S-R）土地生态安全评价模型，并对其土地生态安全空间格局特征及成因进行诊断性分析。结果表明：（1）2014年博州土地生态安全较2011年有所恶化，Ⅲ级向Ⅳ级转化的面积最大，高达2555.33 km2，主要在温泉县境内，其次是Ⅴ级区域向Ⅳ级转化1356.53 km2，主要发生在精河县的茫丁乡和托托乡；（2）博州大部分乡镇的土地生态安全状况处于Ⅲ级水平，区域生态结构不稳定，亟待调整；（3）博州土地生态安全状况具有明显地域性分布的特征，低值区多集中于博州东部荒漠地区，高值区多集中在博州中部绿洲区域和湖区。研究结果可为乡镇级土地生态安全评价提供参考，为区域生态保护协调推进与乡镇可持续发展提供理论指导。

中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征6370-6378

摘要：土壤有机碳矿化与陆地生态系统碳循环和全球气候变化关系密切，为准确评估中国温带小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征及变化规律。以年代序列法代替群落次生演替过程，采用室内恒温培养（碱液吸收法）测定阔叶红松林不同演替系列（中生演替系列、湿生演替系列、旱生演替系列）6种群落类型土壤有机碳矿化量和矿化速率。3个演替系列土壤有机碳含量均表现出一致的剖面变化特征，随着土层深度的加深有机碳矿化量逐渐降少。且不同演替系列土层间有机碳矿化量不同，中生演替系列原始阔叶红松林土壤有机碳累计矿化量最大，其次为旱生演替系列，湿生演替系列最小。3个演替系列土壤有机碳矿化速率随时间变化呈现基本一致的趋势，即培养前期快速下降、后期逐渐趋于平稳。3个演替系列6种群落类型土壤有机碳矿化差异显著，表现为原始阔叶红松林 〉 白桦次生林 〉 云冷杉红松林 〉 红松枫桦次生林 〉 蒙古栎红松林 〉 蒙古栎、黑桦次生林。阔叶红松林不同演替系列土壤有机矿化采用非线性指数拟合效果较好。阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化与土壤全氮、凋落物量显著正相关，与土壤含水率、容重、土壤酸碱度显著负相关。不同演替系列群落的演替历史、土壤质地和养分状况等生态因子是导致阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化差异的原因。

长期定位施肥下黑土碳排放特征及其碳库组分与酶活性变化6379-6389

摘要：黑土作为承担我国粮食安全与生态安全的重要土壤资源，其碳排放特征与碳库组分变化一直是生态学领域研究的热点。施肥是影响黑土有机碳输入、输出的重要因素，而这需要长时间尺度的探究。为明确长期不同施肥下的土壤碳排放特征及其影响机制，以始于1990年的国家土壤肥力与肥料效益监测网站黑土监测基地-公主岭为研究平台，选取不施肥（CK）、单施氮磷钾肥（NPK）、无机肥配施低量有机肥（NPKM1）、1.5倍的无机肥配施低量有机肥（1.5（NPKM1））、无机肥配施高量有机肥（NPKM2）和无机肥配施秸秆（NPKS）6个处理，探讨了长期不同施肥下土壤碳排放量（CO2-C）与土壤碳库组分包括水溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）及其β-葡萄糖苷酶（BG）、木聚糖酶（BXYL）、纤维素酶（CBH）和乙酰基β-葡萄糖胺酶（NAG）等酶活性变化。结果表明：与CK相比，各施肥处理均可以显著增加黑土土壤碳排放量（P 〈 0.05），其中，NPK处理土壤碳排放量约为2633.33 kg/hm2，显著高出CK处理37.36%；长期有机无机配施（NPKM1、1.5（NPKM1）、NPKM2）显著增加土壤碳排放量71.81%-88.51%，效果最为明显；NPKS显著增加土壤碳排放量56.32%，并且三种长期有机无机配施措施碳排放差异不显著。相对CK处理，有机无机配施的DOC、MBC、POC、ROC均有显著增加（P 〈 0.05），各指标分别高出CK处理16.07%-56.34%、128.84%-185.77 %、284.15%-497.45%和841.03%-1145.94%，其中1.5（NPKM1）处理效果最好。同时，有机无机配施相对CK处理的NAG、BG、BXYL和CBH活性分别提高了313.22%-452.65%、129.45%-250.74%、159.08%-273.32%和72.21%-193.53%，且以1.5（NPKM1）处理的效果最好。土壤碳排放量与土壤酶活性、土壤活性碳库组分之间的相关性分析结果表明，长期不同施肥措施的土壤碳排�

我国农村居民生活能源碳排放的时空特征分析6390-6401

摘要：随着生活质量的提高，我国农村居民生活能源消费呈现大幅增长的趋势，成为碳排放增长的新源泉。估算了我国30个省区2001-2013年的农村居民生活能源碳排放，采用碳基尼系数、ArcGIS技术分析了中国省级尺度农村居民生活能源碳排放的时空特征，并利用STIRPAT模型辨明了农村居民生活能源碳排放的主要影响因素。结果表明：（1）2001-2013年农村居民直接生活能源碳排放量和间接生活能源碳排放量分别增长了7.65%、9.16%。（2）东部、中部、西部地区的碳基尼系数呈下降趋势，说明各区域农村居民人均生活能源碳排放量的区域差异总体均呈缩小趋势。（3）2001-2013年间，处于我国农村居民人均直接生活能源碳排放高水平地区的空间格局分布相对较为稳定，而对于人均间接生活能源碳排放来说，处于低水平地区的空间格局分布较为稳定。（4）农村人口规模、农民人均纯收入、农村居民生活消费支出、青壮年人口比重对农村居民生活能源碳排放量具有促进作用，而农村居民能源消费结构对其具有减缓作用，且北方农村居民生活能源碳排放量明显高于南方。（5）从环境Kuznets曲线假说出发，经济发展是促使我国农村居民生活能源碳排放Kuznets曲线存在拐点的重要因素。

长江三角洲地区极端气温事件变化特征及其与ENSO的关系6402-6414

摘要：基于1960-2014年65个气象站点逐日最高、最低气温和平均气温资料，分析了长江三角洲地区极端气温事件的变化规律和ENSO事件强度对极端气温指数变化趋势的影响。结果表明：近55年长江三角洲地区夏季日数（SU）、热夜日数（TR）、暖昼日数（TX90）、暖夜日数（TN90）、异常暖昼持续指数（WSDI）、生长期（GSL）均呈增加趋势，其中暖夜日数（TN90）增加幅度最大，增幅为8.55d/10a；极值指数也呈上升趋势，其中月最低气温极小值（TNn）上升幅度最大为（0.53℃/10a）；冰冻日数（ID）、霜冻日数（FD）、冷昼日数（TX10）、冷夜日数（TN10）、异常冷昼持续指数（CSDI）均呈减少趋势，其中冷夜日数（TN10）减少幅度最大（-6.06d/10a）；月平均日较差（DTR）以0.11℃/10a的速率呈下降趋势。空间上，所有站点SU、TXn、TNx呈增加趋势；TR、TX90、TN90、TNn、TXx、WSDI、GSL分别有97%、85%、98%、95%、78%、92%、94%的站点呈增加趋势；所有站点ID、FD、TX10、TN10呈减少趋势；CSDI、DTR分别有87%、77%的站点呈减少趋势。多数极端气温指数与纬度、经度、海拔显著相关。气候变暖突变后，极端暖指数明显增加，极端冷指数明显减少。总体上，厄尔尼诺对极端气温指数的影响大于拉尼娜的影响。

青藏高原草地存在价值研究——以玛曲为例6415-6421

摘要：草地存在价值研究是强化人们环境保护意识的有力工具，也是制定资源利用战略的决策依据。运用条件价值评估方法中（Contingent Valuation Method，CVM）的最大意愿支付（Willingness to Pay，WTP）技术，对青藏高原东缘玛曲草地的存在价值进行了系统研究，结果显示：2005年，牧户的平均WTP为339元/a，总存在价值为0.03108元/a；收入与WTP呈显著正相关关系。据此推断，2016年牧户的平均WTP为407元/a，总存在价值为0.033108元/a。存在价值小，主要是因为当地人口基数小。如果考虑玛曲草地对全球生物多样性保育的贡献，以及对黄河水源所具有的涵养功能，则其总存在价值将倍增，其中2005年为636108元/a，2016年为763108元/a，增幅约为20%，与当地居民的收入增长相当。这一结果表明，与玛曲草地的保护成本相比，其存在价值极其显著，应纳入成本-效益分析之中；存在价值具有动态性，应根据收入变化状况进行连续评估，以反映其真实价值，从而确保政策制定者做出正确决策。

江西高天岩自然保护区生态系统服务功能价值评估6422-6430

摘要：高天岩自然保护区位于江西省莲花县，为当地人提供了多项生态服务功能。根据高天岩自然保护区生态与社会经济系统的特征，构建其生态系统服务功能价值评估指标体系，并以2014年数据为基础，综合运用成本替代、市场价值、影子工程、造林成本、成果参数和旅行费用等定量分析方法，评估其生态系统的经济价值。结果表明：2014年，高天岩自然保护区生态系统服务总经济价值为7.20108 元，其中，土壤保持和固碳释氧的经济价值居前两位，分别为4.39108 元和1.16108 元，各占服务总经济价值的60.89%和16.11%。9项服务指标按评估的经济价值大小排序为：土壤保持 〉 固碳释氧 〉 产品供给 〉 生物多样性保护 〉 环境净化 〉 气候调节 〉 旅游休憩 〉 调洪蓄水 〉 社会保障。直观的经济数字反映了高天岩自然保护区生态系统对人类社会的重要贡献，一方面有利于强化管理者和公众保护高天岩自然保护区的意识，另一方面为政府制定高天岩自然保护区生态系统补偿标准提供数据支撑。

甘肃省脆弱生态环境与贫困的耦合关系6431-6439

摘要：保持生态环境与经济建设的协调发展是新阶段国家扶贫开发的重要策略之一。以甘肃省为例，运用系统耦合协调度理论，构建双系统发展多指标综合评价体系，对研究区2000-2014年脆弱生态环境与贫困评价得分、两者耦合协调度及时空分异进行测度和分析。结果表明：从时序角度看，甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度整体呈上升状态，受政策调整等因素的影响呈现低水平耦合协调、耦合协调度增长、高水平耦合协调生态环境滞后3个不同阶段；从空间分异角度看，甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度由东南向西北递增，耦合协调度空间分布不均衡，脆弱生态环境与贫困共生共存，需充分重视和保护贫困地区生态环境。

海拔对岷山大熊猫主食竹营养成分和氨基酸含量的影响6440-6447

摘要：缺苞箭竹（Fargesia denudata）是岷山山系大熊猫的主食竹，其可食性在大熊猫食物营养质量评价中具有重要意义。为揭示海拔梯度上温差对大熊猫主食竹营养成分及其含量的影响，以自然生长在岷山山系核心区四川王朗部级自然保护区不同海拔（2600、2850、3100 m）的缺苞箭竹为对象，对其笋、秆和叶的营养成分和氨基酸含量进行了研究。结果表明：（1）同一海拔缺苞箭竹的粗蛋白和粗脂肪含量均表现为叶 〉 笋 〉 秆，且笋、秆和叶的营养成分含量有显著差异（P 〈 0.05）；（2）粗蛋白和氨基酸总量随海拔升高而显著增加（P 〈 0.05），而对粗脂肪和粗纤维的影响不显著（P 〉 0.05）；（3）除笋中苏氨酸、甘氨酸、半胱氨酸，秆中丝氨酸、蛋氨酸以及叶中半胱氨酸外，海拔对其余氨基酸含量均有显著影响（P 〈 0.05）；（4）海拔对粗蛋白/粗脂肪、粗蛋白/粗纤维有显著影响（P 〈 0.05），在笋和秆中表现为海拔3100 m最高，而海拔对纤维素/粗纤维、粗脂肪/粗纤维的影响不显著（P 〉 0.05）。缺苞箭竹叶、笋的营养成分含量明显高于秆；高海拔有利于缺苞箭竹各器官粗蛋白和氨基酸的积累，不利于粗纤维的积累，这可能使大熊猫的取食选择发生改变，更倾向于取食高海拔的笋和叶。

基于综合指数法的白龙江流域生物多样性空间分异特征研究6448-6456

摘要：大中区域尺度上生物多样性空间分布格局识别是制定和实施区域生物多样性保护计划的前提条件，也是生物多样性保护确定优先区域研究工作迫切需要解决的关键问题之一。拟以甘肃白龙江流域为例，结合InVEST模型和遥感、GIS技术，以区域生境质量、植物净初级生产力和景观状态指数为评价指标，应用归一化处理方法，构建区域生物多样性空间格局综合评估方法，在栅格像元尺度上开展白龙江流域生物多样性评价及其空间分异特征分析。结果表明：白龙江流域生物多样性较为丰富，空间分异特征明显。生物多样性较高的区域（Ⅰ和Ⅱ级以上）面积约占39.80%，且主要集中在自然保护区和林业管护区。生物多样性较低的地区主要分布在舟曲-武都-文县的白龙江两岸及其以北区域、宕昌县岷江沿岸、高寒稀疏植被区和高山积雪-裸岩区。

亚热带几种典型稻田与旱作土壤中外源输入秸秆的分解与转化差异6457-6465

摘要：选取亚热带四种典型母质（花岗岩风化物、第四纪红色粘土、板页岩风化物、近代河流沉积物）发育的稻田土壤，以毗邻的旱作土壤为对比，通过室内模拟培养试验研究45%田间持水量（WHC）条件下稻田和旱作土壤中外源输入秸秆矿化和转化的特征与差异。结果表明：在180 d的培养期内，所选4种稻田土壤中外源输入秸秆的累积矿化率（18%-21%）均显著低于对应的旱作土壤（21%-28%），外源秸秆的输入对土壤原有有机碳矿化的激发效应也是以稻田土壤（5%-30%）明显低于对应的旱作土壤（17%-65%）。外源秸秆在土壤中的分解产物主要向颗粒有机碳（POC）和铁铝结合态有机碳（Fe/Al-OC）分配，分配比例分别为9%-21%和12%-24%，其次为腐殖质碳（HMC）（11%-15%），而向微生物生物量碳（MBC）和溶解性有机碳（DOC）分配的比例极小，分别仅为2%-7%和0.1%-0.7%。与旱作土壤相比，稻田土壤中外源秸秆的分解产物向POC、Fe/Al-OC和MBC分配的比例较高，分别为15%-21%、17%-24%和6%-7%，而旱作土壤为9%-17%、13%-18%和2%-4%。此外，外源秸秆分解产物向2000-250 μm水稳性粗团聚体分配的比例也以稻田土壤（10%-13%）高于旱作土壤（6%-7%），其它粒径中稻田与对应的旱作土壤之间并无显著差异。本研究结果说明，稻田土壤中外源输入秸秆的矿化率低于旱作土壤的现象在不同母质类型的土壤中可能普遍存在，这可能与稻田土壤中外源秸秆分解产物受水稳性团聚体的物理保护、与氧化铁铝的化学键合以及向有机碳稳定组分的分配作用较强有关，从而贡献于稻田土壤较高的有机碳积累。

13C脉冲标记法：不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配6466-6471

摘要：定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律，对于理解全球碳循环有着重要意义。采用13C-CO2脉冲标记结合室内培养，通过元素分析仪-稳定同位素联用（Flash HT-IRMS）分析植物各部分及土壤δ13C值，比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律，并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明：（1）水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势，不同的生育期表现为：分蘖期 〉 拔节期 〉 抽穗期 〉 扬花期 〉 成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2-0.4，分蘖期的根冠比最高，随着水稻生育期的增加而递减，到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。（2）脉冲标记6h后，水稻地上部和地下部（根系）的δ13 C值在-25.52‰——28.33‰，不同器官的δ13C值存在明显分馏效应，且趋势基本一致，即茎杆（籽粒） 〉 叶片（根系）；这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象，可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。（3）不同生育期13C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同，生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高，具有较强的碳汇能力，而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势，但积累量不断增加。（4）不同生育期13C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库（10%），而到成熟期则向籽粒中分配较多，而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。