鼎湖山不同演替阶段森林土壤水分时空变异研究

土壤水分作为森林生态系统水分蓄库的主体,森林土壤水分储量及其时空动态与变异对揭示区域植被恢复与气候变化背景下的森林生态系统水文过程响应与服务功能变化机制具有重要意义。本研究以南亚热带地区典型森林植被演替序列马尾松人工林（Pinus massoniana coniferous forest,PF）-马尾松针阔叶混交林（mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF）-季风常绿阔叶林（monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF）为研究对象,依托中国生态系统研究网络森林样地建设与监测统一规范对鼎湖山森林生态系统定位站站区内分布的上述森林类型土壤水分的长期定位观测（2005-2015年）,通过分析各演替阶段森林土壤不同土层（0-15、15-30、30-45、45-60、60-75和75-90 cm）土壤体积含水量观测数据,探究该区域森林植被恢复过程中的土壤水分变化及其时空变异。结果表明：在雨热同期且干湿季明显的南亚热带地区,鼎湖山森林土壤储水量及其时间动态受降雨量的影响显著,森林土壤层对降雨具有强烈的调蓄和稳定作用,伴随PF→MF→MEBF自然演替进程,调蓄水分能力逐步增强。林型间,由初期阶段PF到顶级群落MEBF,森林土壤水分储量逐渐提高,且演替后期林型相对于早期林型,土壤储水量均呈现为较小的年际与年内变幅。干、湿季而言,干季时林型间的土壤储水量差异大于湿季,干季时MEBF和MF土壤含水量分别是PF的1.33倍和1.11倍。从土壤含水量的干、湿季期间变异来看,不同林型各土层土壤含水量的变异系数大小均表现为干季大于湿季;垂直剖面方向上,突出表现为无论干湿季MEBF各层土壤含水量变异均比其他两种林型较为缓和,充分体现了MEBF优越的土壤水分时空调配能力。整体上,伴随PF→MF→MEBF自然演替进程,土壤水分储量及其稳定性逐步提升。     

城市森林生态建设的理论与实践——简评《城市森林生态研究进展》一书

城市森林生态学是一门崭新的边缘交叉学科,它是随着城市化的发展,城市环境质量日益恶化背景下产生的．1962年美国政府在户外娱乐资源调查报告中,首次提出“城市森林”(urban forest)概念,1965年编制城市森林发展规划,1972年国会通过了“城市森林法”．嗣后引起世界各国科学家的关注．我国城市森林研究起步较晚,     

城市森林生态建设的理论与实践——简评《城市森林生态研究进展》一书

城市森林生态学是一门崭新的边缘交叉学科,它是随着城市化的发展,城市环境质量日益恶化背景下产生的．1962年美国政府在户外娱乐资源调查报告中,首次提出“城市森林”(urban forest)概念,1965年编制城市森林发展规划,1972年国会通过了“城市森林法”．嗣后引起世界各国科学家的关注．我国城市森林研究起步较晚,     

东北森林带森林生态系统固碳服务空间特征及其影响因素

东北森林带作为国家主体生态区划"两屏三带"国家生态安全格局中的重要组成部分,在全球碳平衡中发挥着重要的碳汇作用。以东北森林带为研究区域,采用净生态系统生产力(NEP)评估其森林固碳服务,通过Anselin Local Moran's Ⅰ算法识别固碳服务的"热点"、"冷点"和"异常点",并分析探讨其空间格局与影响因素。结果表明:(1)东北森林带森林生态系统整体上是碳汇。2014年东北森林带森林固碳总量为36.41 Tg C/a,单位面积固碳量为89.57 g C m~(-2)a~(-1)。(2)固碳服务的热点区主要分布在大兴安岭北部和长白山中北部,冷点区主要分布在大兴安岭东部、小兴安岭和长白山南部,固碳服务的高值异常区域主要分布在森林边缘的农林交错带,低值异常区域主要分布在人为干扰严重的城市蔓延区。(3)东北森林带森林生态系统整体上受人为因素的影响小,其固碳服务与NDVI显著正相关。(4)城市扩张等人为干扰是固碳服务异常降低的根本原因,植被本身生长状况不佳和较高的温度是导致固碳服务的异常降低的重要影响因素。     

近20年城市生态系统服务发展态势分析

城市生态系统服务是维持和提高人类福祉、实现城市可持续发展的基本条件。采用文献计量学和科学知识图谱, 基于Web of Science 核心合集和中国知网数据库, 梳理比较了2002—2019年城市生态系统服务的国内外研究主题及其演变路径。结果表明: 在此期间, 国内外城市生态系统服务研究呈上升趋势, 美国和中国两国发文量占比最高, 各机构间合作度较高、跨国交流较活跃。国际上城市生态系统服务研究中, 生物多样性成为最大关键词网络节点, 城市中的环境影响、景观视角下绿色空间、土地利用的保护与管理以及气候变化对城市生态系统服务影响亦是热点。国内研究则更加关注生态系统服务的价值评估, 并在风景园林和城市绿地的融合、城市化或城市群发展过程中的土地利用和生态安全格局方面形成中国特色。近20年来, 国际上研究热点演化表现为: 城市中的生态学—城市的管理—生物多样性与调节服务—文化服务与人类福祉; 国内方面则经历从城市森林—生态用地与生态城市—城市或城市群生态安全格局演变过程, 而气候变化对城市生态系统服务影响方面的研究相对有限。城市生态系统服务研究存在问题包括: 城市生态系统服务与人类福祉作用机理认知不足、评估结果的准确性较低及其实际应用受限、生态系统文化服务量化和不利服务的研究滞后; 基于多学科整合的理论框架和方法论亟待突破。最终在此基础上提出未来深入探索的5大重点领域。     

国内生态安全研究知识图谱——基于Citespace的计量分析

以CSSCI中2000—2011年299篇生态安全研究论文为研究对象,采用文献共被引网络、关键词共现网络及突现词分析,以信息可视化为手段,对国内生态安全研究现状进行了分析。研究发现,目前国内生态安全研究已完成了基础理论和研究体系的架构,但研究网络过于集中,前沿分支较少。生态安全研究起源、生态安全基础理论、生态风险评价、生态系统评价、土地生态安全研究是国内生态安全研究的主要知识群组。国内生态安全研究主题集聚成3条核心路径:"生态安全基础理论研究"路径、"生态安全-生态系统评价-区域生态安全评价-生态预警"路径、"生态安全-生态风险评价-农村资源生态系统-土地生态安全研究-生态预警"路径。生态预警及土地生态安全研究成为当前生态安全的研究前沿,生态安全研究更趋向于对特色性的生态系统进行分析与评价。     

森林碳汇研究热点与趋势——基于知识图谱分析

森林在全球碳循环中发挥着重要作用，森林碳汇是陆地碳汇的重要组成部分，其研究的知识领域在国际社会中已较为成熟。以Web of Science中1990-2021年4973篇相关的文献为研究对象，运用文献计量工具CiteSpace绘制文献共被引和关键词共现网络知识图谱，以此清楚分析森林碳汇研究的发展趋势。研究发现：（1）森林碳汇研究的发文量持续增长，文献数量的变化趋势证明森林碳汇仍是国内外的研究热点。（2）森林碳汇研究主线变化从运用大量方法测量森林碳平衡，到对森林碳汇稳定区域估计的理论归纳，再到将理论用于实践并全面实现对全球碳汇规模的监控。阶段的热点问题从森林是否为碳汇到森林碳汇的形成机制，再到实现监控管理下的可持续森林碳汇。（3）国内森林碳汇研究主线变化从研究测量碳储量的方法，到运用大量方法测量中国森林碳平衡，再到中国森林碳汇稳定区域估计的理论归纳。阶段的热点问题从中国森林碳储量的变化，转变为中国森林是否为碳汇，最后聚焦到中国森林碳汇的形成机制。如今国内研究趋势逐渐与国际接轨，中国在国际森林碳汇研究领域中的学术地位日益提升。在未来，中国需要增加对森林生态系统调查和监测强度，构建"天-空-地"一体化的碳汇计算体系，进而实现对碳汇规模的准确监控。并且需要准确且全面评估森林碳汇对我国实现"碳中和"目标的贡献，推动我国"碳中和"目标的实现。     

中国陆地生态系统碳源/汇整合分析

国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为（0.213±0.030）Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为（0.101±0.023）Pg C/a、（0.032±0.007）Pg C/a、（0.043±0.010）Pg C/a和（0.028±0.010）Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据（地面观测、激光雷达、卫星遥感等）、多尺度数据（样地尺度、站点尺度、区域尺度）以及多手段数据（联网观测、森林清查、模型模拟）,有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。     

飓风和台风对沿海地区森林生态系统的影响

飓风和台风是影响热带和温带沿海区域的主要灾害性气候之一,飓风和台风对于森林生态系统的影响是生态学关注的课题。综述了飓风和台风登陆对于森林生态系统树木和林分的危害影响形式及主要影响因素,着重举例阐述了树种和森林类型是影响台风危害程度的一个重要因素。分析了目前国际上开展的关于飓风和台风登陆对于森林生态系统碳、氮循环的影响,结果表明飓风、台风干扰导致的森林凋落物输入量、凋落物分解速率以及森林碳储存量动态变化较为复杂,与森林类型、林分空间位置以及台风过后的时间段密切相关。飓风引起的森林受损的恢复途径和机理与树冠受损严重程度直接相关,并受到光和水分条件的影响,及时的开花、结果以及充足的土壤种子库对森林植被恢复具有促进作用。在景观和区域尺度量化飓风和台风对沿海地区森林生态系统的影响也日益引起关注,在这方面,整合气象数据、遥感数据和地面调查的模型模拟方法起到重要的作用。今后应加强对于我国东南沿海地区森林生态系统遭受台风影响损失的生态监测和长期定位研究,加强关于台风对于不同森林生态系统类型和不同树种的危害形式和危害程度的研究,以及台风对于森林生态系统碳、氮循环影响的研究,弥补我国在以上领域的空白。     

植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究综述

植物功能性状途径是揭示生物多样性与生态系统服务关系的重要视角，尽管植物功能性状与生态系统服务的关系在单一地点的研究取得突出进展，但对于植物功能性状与生态系统服务的关系仍缺乏整体认识。以森林生态系统为对象，通过系统文献检索及筛选，收集了216篇文献，应用整合分析和二分网络分析等方法，探讨了植物功能性状对森林生态系统服务及其权衡与协同关系的影响。结果表明：植物叶片功能性状关注最多，占研究性状数量的48%，生态系统服务中关注最多是生物量、土壤肥力、病虫害控制和固碳服务；81.1%的植物功能性状与生态系统服务关系组表现为稳定的正向或负向关系，而关联植物功能性状多的生态系统服务（生物量、固碳服务、土壤水分、土壤肥力和病虫害控制）往往与植物功能性状表现为不稳定关系；森林生态系统中存在6组"植物功能性状-生态系统服务簇（简称"性状-服务簇"）：水循环相关的性状-服务簇、土壤保持相关的性状-服务簇、物质生产相关的性状-服务簇、灾害控制相关的性状-服务簇、养分循环相关的性状-服务簇和授粉相关的性状-服务簇，揭示了各性状-服务簇内生态系统服务的权衡或协同关系以及与各性状-服务簇关系密切的植物功能性状。该研究从总体上阐明了植物功能性状与森林生态系统服务关系的研究重点和进展、揭示了植物功能性状对森林生态系统服务影响效应的方向和强度，可为深化森林生态系统服务形成机制认识以及协调生态系统服务权衡关系提供科学依据。     

基于文献计量的凋落物研究现状及热点分析

在生态学中,凋落物作为过渡层的研究价值日趋重要。为进一步探究凋落物的现存特征以及热点问题,基于文献计量学的相关方法分析,分别以中国知网数据库(CNKI)和Web of Science核心数据库集合中的文献作为基础数据源。运用Bibexcel、Ucinet、和Netdraw等软件得出研究文献中的高频词共词矩阵和关键词网络化图谱。再利用SPSS进行聚类分析,将研究内容分为五大群集,据此分析枯落物的特性及未来研究方向。研究结果表明:①就文献发文量来看国内外对凋落物的研究,国际上开始的时间较早,国内的研究比国际滞后10年左右,但国内的发文量和增长速度要明显高于国际上;两者都在21世纪开始趋于成熟稳定发展。②国内的凋落物研究以森林生态系统内部的各因子之间的联系为主;国外更偏向于把研究凋落物的分解、土壤营养元素归还以及化学元素转变所带来的气候改变和对环境的污染程度作为该领域研究热点。③经过共现网络化可视分析得出,国内凋落物研究中一定程度上可将凋落物、凋落物分解、生物量、人工林、土壤养分、氮沉降等词作为该领域研究热点和未来延伸发展方向。④通过聚类分析,国内外的研究有相近的部分,都涉及到凋落物的分解方面,化学元素与凋落物、土壤质地的影响。但二者不同的是国内侧重于研究森林生态系统内部的各因子之间的联系,而国际上着重上研究凋落物的分解、土壤营养元素归还以及化学元素转变,所带来的气候改变和对环境的污染程度。由此可以得出,有关凋落物的研究在国内外都是重点,今后应加强国际间的合作,着重研究枯落物特性的变化对气候改变和环境污染的影响。     

生态系统健康研究进展

健康的生态系统一般被视为环境管理的终极目标,进行生态系统健康研究对探索区域与生态系统可持续发展具有重要意义。随着国际生态与健康学会(International Association for Ecology and Health)的解体,生态系统健康研究视角出现转型。系统梳理了近年来国际上有关生态系统健康概念及其评估方法、指标的新进展,通过文献统计和重要文献引用揭示了国际生态系统健康研究的发展历程,提出了从生态系统健康到生态健康再到生态文化健康的三大核心框架发展阶段,生态系统健康的研究对象和范围正在不断扩充。资源环境研究领域是国内研究者应用生态系统健康概念与方法的优势领域,在区域尺度上评价生态系统的健康更贴近资源环境和社会文化交互作用的复合表征理念。因此,我国生态系统健康研究的趋向不仅应包括在生态系统尺度上研究的继续深化,也应包含对生态文化健康概念的完善与应用,并发挥地理-生态视角的区域集成研究优势,从而有效指导区域生态与环境政策制定与实施。     

基于文献计量的牡蛎礁研究现状与热点分析

牡蛎礁作为重要的海岸带生态系统,具备水质净化、提供栖息地等多种生态系统服务功能。为了解国内外牡蛎礁研究的现状与热点,分别以Web of Science 核心合集数据库和中国期刊全文数据库为数据源,通过国内外发文趋势分析、高频关键词分析、关键词共现和聚类分析及主题时间演变分析等,分析牡蛎礁研究热点与趋势。研究结果表明：（1）国际与国内牡蛎礁研究发文量总体呈现上升趋势,但国内研究增长速率低于国际研究;（2）牡蛎礁生态恢复研究是国内外研究的共同关注点,但国内相关研究起步较晚;（3）以外,国际上对牡蛎礁的研究更加关注生态系统服务功能、气候变化等,而国内主要倾向于从地质学角度进行研究;（4）近年来,气候变化成为国际牡蛎礁研究新的热点,但国内对此关注较少。本研究将为了解当前国内外牡蛎礁研究现状及发展态势提供借鉴,并为我国牡蛎礁保护与修复方面的政策制定、科学研究等工作的开展提供情报参考。     

生态因子对森林生态系统稳定性影响的数学分析

本文在对河南省森林生态类型划分的基础上,应用主成分分析、模糊聚类和遂步判别分析的方法,对森林生态系统的稳定性进行了研究,结果表明：影响森林生态系统稳定性的因子主要有6个,即：森林覆被率、人口密度、土壤侵蚀模数、大风日数、降水集中率和地形;河南省森林生态系统按其稳定程度可分为5个等级;应用逐步判别分析是建立稳定性判别模式的较好方法。     

浅议森林有害生物生态调控策略

人工林的增加大大改善了我国的生态环境, 但也同时增加了森林有害生物发生的风险。生态调控技术克服了传统控制策略的不足, 是目前森林有害生物管理的最佳策略之一。论文回顾了森林有害生物的管理策略思想的发展历程, 简述了生态调控(Ecological regulation)策略与森林有害生物可持续控制(Sustainable pest management in forest, SPMF)的理念与核心原则。通过对有害生物的实例研究的概括, 从森林生态系统自身特征、调控对象有害物质和森林生态系统的环境条件三个方面, 综述了森林有害生物生态调控的相应策略。文章也指出了该策略的发展前景及不足之处。     

基于有害干扰的中国省域森林生态安全评价

近年来随着经济社会不断发展,森林生态系统受到各种有害干扰越来越多,在以可持续发展为目标和"建设生态城市,推进城市森林建设,保障城市生态安全"的背景下,研究我国各省森林生态安全状况,成为关乎我国各省城市健康发展的重要课题。在对森林生态安全与森林健康概念辨析的基础上,基于有害干扰角度,运用宏观数据,应用SPSS、Stata、Matlab等软件,采用理论分析与实证分析、定性分析与定量分析相结合的研究方法。通过主成分分析、聚类分析、模糊评价等手段对2011年我国31个省级行政区域的森林生态安全水平进行实证分析和评价。评价结果表明:在2011年研究所涉及的31个省份中,16个省级行政区域的森林生态安全水平较高,森林生态系统受有害干扰较小,整体水平较为乐观,但仍有近一半的省份森林生态系统处于不安全状态。在深入探讨评价结果和影响我国各省森林生态安全主要干扰因子的基础上,为如何维护我国森林生态安全提出了对策建议。     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

2001-2010年洞庭湖生态系统质量遥感综合评价与变化分析

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%。     

城郊梯度上南亚热带季风常绿阔叶林土壤C、N、P化学计量特征

随着城市化进程加剧,人们越来越关注城市森林生态系统的结构与功能。森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量变化对于理解森林生态系统结构和功能的稳定性具有重要意义。本文以高度城市化的珠江三角洲城-郊梯度上亚热带常绿阔叶林为研究对象,分析城区、郊区梯度上土壤C、N、P的化学计量特征。结果表明:郊区森林表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)土壤C、N含量均显著高于城区(P0.001);城区森林表层土壤P含量与郊区差异不显著(P=0.226),而郊区森林10~20 cm土层土壤P含量显著高于城区(P=0.001)。城区森林土壤N∶P和C∶P均高于郊区,而城区森林土壤C∶N与郊区差异不显著。快速的城市化使南亚热带森林土壤营养元素循环发生改变,降低了城市森林生态系统结构与功能的稳定性。     

城市森林研究进展与发展战略

城市是一个以人类活动为中心的社会．经济．自然复合生态系统,城市森林是城市生态系统重要的组成部分,是城市生态系统健康和城市可持续发展的基础和保障,具有重要的生态服务功能。本文阐述了城市森林产生的背景、概念、范围和国内外的研究现状,以及当前城市森林研究的热点问题,最后提出了城市森林的发展战略。