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生态学报 2019年第11期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

森林碳计量方法研究进展3797-3807

摘要：森林是陆地生态系统的主体,不仅是巨大的碳库而且对减缓气候变暖具有积极作用。科学有效的森林碳计量方法,有助于加深对全球碳循环过程的理解。然而,由于森林生态系统结构复杂,对森林碳计量的估算结果普遍存在精度低、不确定性高的问题。近年来,国内外发展了大量对森林碳计量进行估算的方法,主要有基于样地清查的森林植被和土壤碳估算、基于生长收获的经验模型估算、基于定量遥感雷达观测的遥感估测、基于多尺度森林生态系统网络的通量观测和陆地生态系统过程模型模拟等方法。在实际的森林碳计量中,根据不同的森林类型特征和数据获取情况,往往采取不同的碳计量方法,甚至不止一种。以生态过程模型模拟、遥感反演和数据同化技术为主要手段,基于碳通量观测数据、控制实验数据和遥感影像数据,发展多学科、多过程、多尺度的综合联网观测,充分认识森林碳循环过程中碳源/汇的时空分布特征,开展区域、洲际乃至全球尺度碳循环及其对全球变化和人类活动响应的系统性、集成性研究,以便建立高效、可靠的碳计量体系是未来林业碳计量的发展趋势。随着世界各国温室气体排放清单的编制,中国迫切需要科学的方法体系计量森林碳源/汇,提升我国在生态环境问题上的国际发言权和主导权,同时对我国森林可持续经营、生态环境保护以及美丽中国建设提供建议与支持。分析了各类森林碳计量方法的主要特征、优缺点,同时探讨了目前的森林碳计量方法存在的问题和未来的发展趋势,为不同时空尺度下森林碳计量提供参考。

毛竹入侵对森林植物和土壤的影响研究进展3808-3815

摘要：植物与土壤稳定性和动态变化反映了森林生态系统在复杂生境下的自我调控和适应能力。毛竹入侵森林生态系统造成的诸多影响已经成为新的研究热点。系统综述了毛竹入侵的机制,以及对植物生存能力、物种多样性、植被碳储量,土壤理化性质以及土壤微生物结构与功能影响的最新研究进展。针对目前研究存在的问题,提出了丰富毛竹入侵管控手段、着重不同类型毛竹-森林临界面演替长期监测、明确毛竹入侵阶段划分、加强毛竹入侵生态后效研究等研究展望。有助于理解森林与毛竹入侵之间的相互作用、森林对毛竹入侵的响应和适应对策,对了解毛竹入侵机制,预测植物和土壤在毛竹入侵后的变化特征具有一定的借鉴意义。

生态学报杂志研究论文

珠三角河网浮游植物物种丰富度时空特征3816-3827

摘要：对2012年珠三角河网浮游植物物种丰富度的时空特征进行了系统阐析。季节上,枯水期的物种丰度差异大,丰水期差异小;空间上,广州周边及河网中部个别站位的总种数高于其他站位。不同季节的空间特征显示,枯水期的物种丰度自西江沿线、河网中部、广州周边呈递增趋势;而丰水期呈现三角洲两侧的物种丰富度高于河网中部。各类群相对组成结果显示,硅藻在枯水季节占绝对优势,丰水期优势下降;空间上广州周边站位硅藻百分比明显低于其他站位。分析原因,径流相关的补充和稀释作用和水体搅动引起的底层藻类的悬浮补充不仅影响物种丰富度的季节变动,也影响不同类群的相对组成;水体交换能力和营养盐分别是决定丰水期和枯水期物种丰富度空间分布的关键因素。

杭州湾灰鳖洋海域秋季主要游泳动物生态位与种间联结3828-3836

摘要：根据2015年秋季和2017年秋季在杭州湾南岸灰鳖洋海域调查获得的渔业资源资料,运用生态位宽度、生态位重叠、聚类分析、W检验、基于2×2列联表的χ^2检验,联结系数(AC)以及共同出现百分比(PC)等方法分析主要游泳动物间的生态关系。结果表明:该海域主要游泳动物共有21种,其中优势种有龙头鱼(Harpodon nehereus)和安氏白虾(Exopalaemon annandalei)2种,这两个物种的生态位宽度值占据前两位;通过对该海域主要游泳动物的生态位宽度值可将其划分为3组,分别为广生态位种、中生态位种和狭生态位种;种对间生态位重叠值介于0-0.93之间,总体差异较大,表明物种利用资源的能力具有相似性,种对间存在一定竞争性;根据方差比率和W检验得出主要游泳动物总体呈显著正关联;χ^2检验显示有105个种对的联结性显著(χ^2≥3.841);联结系数(AC)和共同出现百分率(PC)表明种间联结性较强,总体趋于正相关。

锡林郭勒盟草地生态系统服务功能价值动态估算3837-3849

摘要：定量评价草地生态系统服务功能价值及其动态变化,对草地资源保护具有重要意义。以锡林郭勒盟为研究区域,选用2000-2015年MODIS数据和年值降水量数据,构建了定量的生态服务价值估算体系,对草地生态系统提供产品、营养物质循环、维持碳氧平衡、涵养水源、保持土壤及文化娱乐六种服务功能进行了动态估算和对比分析,并探讨了研究区域内各旗、市、县草地生态服务价值的动态变化情况。研究结果表明:2000-2015年锡林郭勒盟草地生态系统提供的总服务价值年际增长率为2.52%,年均增值33.71亿元,呈波动上升的趋势。但各旗、市、县之间草地资源发展不平衡(年际增长率范围-0.46%-1.71%),尤其在正镶白旗(年际增长率-0.30%)和太仆寺旗(年际增长率-0.46%)两地服务价值负增长;不同草地生态系统服务功能提供的服务价值相差悬殊,维持碳氧平衡功能约占比当年总价值35%,而提供产品功能仅占比约5%,对草地生态系统保护起着至关重要作用的涵养水源功能也仅占比约1.5%。为动态估算内蒙古自治区,乃至京津冀地区的草地生态系统服务功能价值提供借鉴。

基于生态系统服务评价的围填海区域景观生态红线划分方法及应用研究3850-3860

摘要：以围填海活动为代表的高强度的人类开发利用方式从根本上改变了海岸带地区的自然属性,区域生态环境发生了深刻变化。定位于我国大陆沿海的围填海区域,通过人机交互目视解译的方法获取我国大陆沿海围填海区域的矢量数据,基于围填海活动影响下海岸带区域的景观类型和生态系统服务变化的评估结果,识别我国海岸带的生态脆弱区和重点保护区,提出围填海区域景观生态红线的划分方法。通过分析可知:(1)围填海区域景观生态红线区呈现出"总体分散、局部集中"的的分布特点;(2)景观生态红线区主要分布在人工湿地和残存自然湿地中。围填海区域是进行海陆统筹研究的关键区域,而景观生态红线作为识别其重要生态功能区,并进行二次保护和抢救性保护的有效手段,将为我国海岸带生态管理提供新思路和新方法。

构建促进保护地社区资源使用与保护目标协调的社会情境分析工具--武夷山国家公园试点区实践3861-3870

摘要：结合"公共池塘资源"、"环境权利"和"社会-生态系统"意义认知理论,从话语分析入手研究社会-生态系统中,制度如何作用于社区行为而最终影响生态系统,并以提供政策建议为终点,形成一个针对保护地社区资源利用的社会情境分析工具。研究以武夷山国家公园体制试点区社区为对象,从社区主体认知和研究者外部观察的知识合作入手,首先分析社区资源禀赋和环境权利的实现。研究发现,影响资源权属和使用的关键制度包括宏观层面的土地政策,中观层面的保护地规划和管理,以及微观层面的乡规民约,凸显了法律与民间规范的共同作用。影响生态产品和服务获取以及福利转化等环境权利的关键因素是中观层面的正式制度,包括市场机制和信用体系,以及非正式制度,主要是长期形成并与时俱进的社区集体行动机制等。其次,分析影响社区权利可得性的协商机制。协商需要注意程序合法,重视社区环境自主权;在内容上尊重历史和传统,提供充分信息;在实施上有明确的成本-收益分析。这样才能推动社区认知与保护管理目标相一致,以制度变迁促进生态系统服务持续。研究表明,这一社会情境分析工具以国家公园体制试点为契机,可以帮助提出改善社区的资源禀赋和完善环境权利的专门政策,促进自然生态系统和社区福利双赢。

新疆土地生态安全时空变化3871-3884

摘要：土地生态安全评价能高效引导土地合理利用,协调生态保护与区域经济发展之间的矛盾。以核密度估算法及克里金空间插值为技术支撑,构建基于突变级数法的土地生态安全评价指标体系,并采用空间变异系数法及灰色预测模型对新疆土地生态安全进行探索性测度分析。结果表明:(1)新疆土地生态安全总体水平不断提高。土地生态安全指数由2004年的0.76上升到2017年0.94,安全等级呈现"不安全→较不安全→临界安全→较安全"的发展趋势。(2)新疆各县市土地生态安全的不均衡性得到改善,空间差异缩小。新疆土地生态安全空间变异系数由2004年的0.51上升为2017年的0.84,呈持续上升趋势,其中2009年到2014年期间最快增加了0.29。(3)研究区人口增加了27.59%,同时未利用地和草地面积的减少量分别占到整个新疆面积的7.51‰和9.45‰。自然资源分布不均、社会经济发展对未利用地和草地的大量占用以及区域人口的急剧增加可能是新疆土地生态安全面临的主要问题。(4)通过灰色模型预测,2020年新疆土地生态安全将进一步得到改善,土地生态安全空间差异将进一步缩小。与2005年相比, 2020年空间变异系数将上升到0.85;安全区和临界安全区将分别增加2.06%和11.24%;较安全区、较不安全区、不安全区将分别下降2.98%、9.16%、1.15%。

基于信息熵量化评价大熊猫国家公园生态系统管理成效3885-3894

摘要：生态系统管理绩效的量化评价是保护区域生态安全、合理利用自然资源、实现可持续发展的重要前提。选取大熊猫国家公园四川片区作为研究对象,从生态系统服务潜力、人为活动强度、旗舰种保护和生态管理实际情况出发,构建生态系统管理评估指标体系。指标体系包含16个因子。对指标体系构建的数据集,基于熵理论定量评价系统无序程度、发展方向。结果表明:(1)大熊猫国家公园生态系统总熵流值为-0.8309,系统整体健康;其中5个市县总熵流为正,生态系统无序性较大,为非健康状态。(2)生态系统管理的正熵流主要受第一产业影响;负熵流的产生主要来自旗舰种保护和区域保护绩效。在空间尺度上,不同区域间总熵流存在差异,宝兴县总熵流最高,达到0.0880;九寨沟县最低,为-0.1826。综合农村居民收入与总熵流评价结果,研究认为试点期内大熊猫国家公园管理可以考虑选取示范点,总结管理经验;在生态管理热点区域优先推广,如平武县、宝兴县和茂县。在管理过程中谨慎对待社区发展与生态保护的关系。

汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用3895-3907

摘要：水利工程建设影响了河流生态系统健康。为探究梯级水库、跨流域调水等水利工程建设对长江流域河流生态系统健康的影响,以汉江中下游为例,采用频次分析法和相关性分析法对评价指标进行筛选,用最小二乘法和熵系数法相结合的综合权重模型确定各评价指标权重,从整体性、稳定性及可持续性3个方面构建了河流生态系统健康评价指标体系,并利用赋分法进行河流健康评价。结果表明,汉江中下游河流健康评价指标体系包含流量过程变异程度、输沙量变化、河流连通性、富营养化状况、鱼类物种数等11个指标。评价结果显示汉江中下游河流生态健康状况表现出较强的空间异质性,且健康状况逐年降低。靠近丹江口水库的区域较好,越往下游越差。

秦巴特困区生态脆弱性与经济贫困的耦合关系--以陕西省山阳县为例3908-3917

摘要：以国家扶贫开发重点县山阳县为例,采用遥感与地理信息技术对研究区的生态脆弱性进行定量评价,并构建以行政村为单元的经济贫困评价指标体系,以此分析研究区生态脆弱性与经济贫困耦合协调度的空间分异特征。研究结果表明:①山阳县生态脆弱性整体处于中等偏高水平,生态脆弱性高的地区集中分布在人类活动频繁的河川地带和水土流失严重的低山区;②贫困程度整体较深,地形条件、资源丰度、交通通达性及经济区位的综合差异形成了山阳县经济贫困的空间分布格局;③将山阳县生态脆弱性与经济贫困的耦合关系分为失调共损型、失调环境滞后型、失调经济滞后型、协调同步型、协调环境滞后型及协调经济滞后型六种类型,协调同步型行政村比例仅为13.0%,生态脆弱性与经济贫困的耦合协调度整体较低;④失调共损型、协调同步型及协调环境滞后型空间分布较分散,失调环境滞后型、失调经济滞后型及协调经济滞后型有明显的集聚区,失调环境滞后型和协调经济滞后型集中分布在低山河谷区,失调经济滞后型集中分布在海拔1000 m以上的偏远山区。

基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价3918-3925

基于Ecopath模型的崂山湾人工鱼礁区生态系统结构和功能研究3926-3936

摘要：基于2014-2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量。该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0-4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层。能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8%,其中来自初级生产者的能量效率为9.8%,来自碎屑的传递效率为10.9%;系统总流量为14256.510 t km^-2 a^-1,其中68%的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高。关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色。吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km^2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55%。

长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素3937-3951

摘要：长江中游城市群是我国的典型生态敏感区和重点开发区,科学评价其生态承载力具有重要的科学价值和现实意义。从城市生态系统的组成要素、结构特征出发,选择状态空间法从社会经济协调力、资源环境支撑力和生态弹性力3个维度构建了城市生态承载力综合评价指标体系,综合运用空间分析、多元回归、地理加权回归等方法深入分析了2006-2015年长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素。结果表明:①2006-2015年长江中游城市群城市生态承载力指数总体呈波动上升的"W"型走势,社会经济协调力维度呈波动下降的趋势,而资源环境支撑力和生态弹性力维度整体呈波动上升的趋势;②从空间格局来看,2006-2015年长江中游城市群城市生态承载力表现出显著的空间关联性与异质性,环洞庭湖地区和环鄱阳湖城市群地区形成两大高值集聚区,而在武汉城市圈和环长株潭城市群核心区域形成两大低值集聚区;③社会发展水平、城镇居民收入水平、人口密度、经济发展效率、资源供给状况和环境污染治理水平等要素对长江中游城市群城市生态承载力空间分异格局的影响较为显著,影响强度具有空间异质性特征。

荒漠草原脉动性降水格局及其时空变化特征--以达尔罕茂明安联合旗为例3952-3966

摘要：全球变化背景下,荒漠草原降水格局受到不同程度扰动,识别荒漠草原变化环境下脉动性降水格局及其时空变化特征具有重要生态学和水文学意义。利用达尔罕茂明安联合旗位于不同雨量带的3个气象站1960-2013年日降水数据,分析荒漠草原地区降水格局及其时空变化特征。研究表明,研究区0-5mm、5-10mm和大于10mm降水事件及降水量所占的比例分别为77%-80.9%、11.5%-12.2%、7.6%-10.9%和25.2%-32.2%、21.9%-25.4%、42.4%-52.9%。不同等级降水事件日均降水量分别为1.2-1.3 mm/d、7.0-7.1 mm/d、17.8-19.2 mm/d。研究区降水量较降水日数具有更强的时空变异性,全年和生长季降水日数和降水量主周期在2.84-4.5a左右。研究区不同雨量带不同降水等级降水日数和降水量普遍呈增加趋势,尤以0-5mm小降水事件的增加为主。

森林生物量遥感降尺度研究3967-3977

摘要：森林生物量是评价全球碳氧平衡、气候变化的重要指标。目前已有基于星载激光雷达数据的全球森林生物量产品,但空间分辨率较低,不能很好地满足小区域森林调查和动态监测的需要。针对这一现状,以美国马里兰州两个森林分布状况不同的区域为研究区,基于CMS(Carbon Monitoring System)30 m分辨率和GEOCARBON 1 km分辨率森林地上生物量产品以及TM等数据源,通过升尺度模拟低分辨率生物量数据和直接使用低分辨率产品两种方式,分别尝试建立了多光谱地表参数和低分辨率森林地上生物量之间的统计关系,以此作为降尺度模型实现了森林地上生物量空间分辨率从1 km到30 m的转换,并对降尺度结果进行精度评价和误差分析。结果表明:模拟数据降尺度后的30m分辨率森林地上生物量空间分布和CMS森林地上生物量分布状况大致相同,RMSE=59.2-65.5 Mg/hm^2,相关系数约为0.7;其降尺度结果优于GEOCARBON产品直接降尺度结果RMSE=75.3-79.9 Mg/hm^2;相较于线性模型,非线性模型能更好地呈现森林地上生物量和地表参数间的关系;总体上,降尺度生物量呈现高值区低估,低值区高估的现象。

基于MODIS的东北地区自然植被生产力对干旱的响应3978-3990

摘要：干旱对全球陆地生态系统影响广泛,中国东北地区干湿分异典型,干旱面积有逐步增大趋势,为了解东北地区自然植被生产力对干旱的响应,基于MODIS公开的数据产品、降水数据和scPDSI,采用统计学方法,在明确2002-2013年东北地区干旱分布特征的基础上,分析自然植被NPP、LAI和CUE的时空变化规律,探究自然植被对独立干旱事件和持续干旱的响应,结果表明:①从2002-2013年平均水平上看,森林的NPP和LAI年平均值明显高于草地,CUE年平均值略低于草地;②森林和草地均通过降低NPP和LAI来应对独立干旱事件,森林的NPP在干旱年过后第3年显著低于干旱前,LAI在干旱年过后第2年显著高于干旱前,而且这种变化效应至少持续到干旱年过后第4年;草地的NPP和LAI仅在独立干旱年当年有显著变化;③随着干旱的持续,森林NPP增加的比例有扩大趋势,LAIBaseline较低的森林在持续干旱时ΔLAIDryn增加的可能性越大;草地对持续干旱也具有一定的适用能力,而且NPPBaseline、LAIBaseline和CUEBaseline较低的草地,在持续干旱时ΔNPPDryn、ΔLAIDryn和ΔCUEDryn增加的可能性越大;④无论是独立干旱事件还是持续干旱,森林或草地的CUE变化很少达到显著性水平,变化规律的显著性也低于NPP和LAI。该项研究将为提高干旱对自然生态系统影响的评估能力做出贡献。

桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析3991-4001

摘要：为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。