城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用"耦合"方法.本文明晰了"耦合"的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

试论山地的生态特征及山地生态学的研究内容

山地是一个生态复杂系统,它具有特定的结构和功能,拥有丰富的生物多样性资源、水资源、矿产资源和旅游资源。开展山地生态学研究对阐明山地系统的结构与功能、山地的生态现象与过程,以及合理开发利用和保护山地资源都有极为重要的意义。本文在简要分析山地地形的主要要素对生态因子影响的基础上,对山地的生态效应进行了归纳,探讨了山地生态学应包含的主要研究内容。作者认为,在山区,地形地貌是形成山地结构和功能以及各种生态现象和过程的最根本因素,它通过改变地表的光、热、水、土、肥等生态因子而发生作用。因此,山地生态学应把地形地貌与各种生态现象和过程的相互作用作为其核心的研究内容。作者提出,山地生态学研究主要包括：山地生态复杂性与生物多样性、山地气候变化、山地生态工程、山区可持续发展综合研究以及山地生态学研究技术与方法论等内容。     

闽三角城市群生产-生活-生态时空格局演化与功能测度

区域在发展过程中能否实现生产-生活-生态(简称三生)空间的协调,已成为推进生态文明建设进程中亟需解决的重大问题。基于"三生"空间评价体系,以闽三角城市群为研究区,同时构建"三生"空间功能性指数,探讨了近15年来闽三角城市群"三生"空间时空分异格局、功能性水平分异及其动因。结果表明:(1)2000—2015年,闽三角城市群生产、生活空间均集中分布于东部沿海地区且呈扩张趋势,生态空间则集中分布于西部山地、丘陵地区且整体呈缩减变化态势;(2)闽三角城市群"三生"空间功能性水平存在一定的空间集聚性且整体呈降低趋势,功能指数(PLESI)大致以闽三角城市群大都市区的核心-边缘分界线为界划分为东部功能水平较低区(均值为1.96)和西、南部功能水平较高区(均值为2.32);(3)闽三角城市群"三生"空间协调性较差,其竞合、冲突主要由自然和人为双重因素叠加所致。结果旨在能够为未来闽三角城市群"三生"空间竞合格局演变提供预判依据,并为推进"三生"空间协调发展提供决策参考。     

市县土地生态-生产-生活承载力测度指标体系及核算模型解析

土地同时具有生态功能、生产功能和生活功能,相应地具有生态-生产-生活综合承载力,土地生态承载力、生产承载力和生活承载力是一个相互支持、相互依存的有机整体。土地生态-生产-生活系统承载力是指土地资源与生态环境的供容能力、经济活动能力和满足一定生活水平人口数量的社会发展能力的有机综合体,由处于支持层的生态承载力和处于表现层的生产承载力和生活承载力三部分组成,简称土地"三生"承载力。以党的"十八大"报告提出的"优化国土空间开发格局,促进生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间山清水秀"为目标,分析了土地生态-生产-生活综合承载力的基本构成及作用机制,在此基础上,以县级尺度作为测度对象,通过多方案比选,构建了由1个一级指标、3个二级指标、21个三级指标构成的土地生态-生产-生活综合承载力测度指标体系,给出了不同层级具体指标的量化辨识方法;进一步优选出土地生态-生产-生活综合承载力核算的SD情景模型。该研究从理论上旨在为推进国土生态、生产、生活空间集约高效利用提供科学判据,为开展全国市县尺度的土地综合承载力监测预警提供定量的科学依据。     

基于“三生功能簇”的甘肃白龙江流域生态功能分区

山区流域土地资源紧缺,合理的土地开发适宜性评价和功能分区可综合反映空间差异,有利于区域社会经济发展和生态环境保护的协同管理。本研究基于"三生"功能视角,定量评估了甘肃白龙江流域三生功能适宜性,并以乡镇为基本单元,运用三生功能簇划分流域生态功能区。结果表明:流域生产功能极适宜和适宜区面积分别为1894.36和1789.13 km~2,共占流域可用空间的28.78%;生活功能极适宜和适宜区分别为568.10和909.10 km~2,共占11.54%;两者适宜性分布具有一定重合性,其中宕昌北部、武都东北部和舟曲-武都-文县段白龙江两岸适宜性均较高;生态功能极重要和重要区分别为1776.49和3594.21 km~2,共占41.96%,片状集聚于迭部和舟曲山区、文县南部和武都东南部;生态功能与生产、生活功能均呈权衡关系;流域可划分为7个生态功能区,并提出了相应的管控建议。本研究可为流域土地生态系统的科学管理及其可持续发展提供依据。     

城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用“耦合”方法.本文明晰了“耦合”的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

喀斯特山区“三生”功能时空演变及驱动机制——以贵州省为例

“三生”功能是指生产、生活和生态功能所提供的产品或服务, 其功能分异可为国土空间规划提供科学指导。以贵州省88个县域单元为研究对象, 运用数理统计、ArcGIS空间分析和地理探测器系统探究喀斯特山区“三生”功能时空演变特征与内在驱动机制。结果表明: ①2000—2018年各县域“三生”功能综合指数均呈现不同程度的下降趋势, 其中生产、生活、生态功能指数分别下降18%、38%、6%; ②生产、生活、生态功能高值区分别主要位于西部和北部、中西部、东部地区, “三生”功能空间分异格局主要源于生产和生态功能变化; ③“三生”功能时空演变的主导因子是第三产业生产总值、交通运输用地和人均可支配收入。研究成果可为喀斯特山区乡村振兴、区域高质量发展提供科学依据和决策参考。     

长江三角洲城市群“三生”功能耦合协调时空分异及其影响因素

长江三角洲城市群是中国城市化水平和经济发展水平最高的城市群，其"三生"功能问题和矛盾日益凸显，"三生"功能耦合协调分析是国土空间规划及区域可持续发展的基础。以长江三角洲城市群为研究区，从农业生产、非农业生产、生活水平、生活保障、生态压力和生态保障六个方面筛选31项指标构建"三生"功能评价指标体系，采用熵权法和AHP法组合确定评价指标权重。并引入耦合协调度模型，以2000-2019年为研究时段进行"三生"功能评价及其耦合协调度分析，并运用面板数据模型和Robust回归分析影响研究区"三生"功能的主要因素。结果表明：（1）研究区2000-2019年间生产、生活、生态功能整体上稳步提升，其中，生产功能东西部发展优于中部，低值区缩减；生活功能东部优于西部，南部优于北部；生态功能随时间呈现由西南部到东南部最优的变化特征。"三生"功能总体表现为"东部优于西部，南部优于北部，东南部发展最优"格局，空间差异明显；（2）生产-生活严重失调城市占比由23.08%缩减为0，基本协调城市占比由11.54%提高到46.15%，中度协调城市占比由0提高到53.85%，耦合协调性提高显著；生产-生态中度失调城市占比由57.69%降为4.8%，基本协调城市占比由19.23%提升为88.46%；生活-生态耦合严重和中度失调城市占比由有到无，中度协调城市占比由0提升为88.46%，上海市升为高度协调城市；生产-生活-生态功能耦合协调度逐步提高，在空间上呈现东部、东南部为主要高值区，沿海优于内陆的分布格局；（3）地均农业机械总动力、地均固定资产投资、城镇常住居民人均可支配收入、草地面积、绿地覆盖率等因素对研究区"三生"功能耦合协调发展起到了巨大的推动作用，而农村常住居民人均可支配收入对"三生"功能耦合协调起到了限制作用。研究结果能为其社会经济稳定发展与国土空间资源利用可持续发展提供参考依据。     

河西走廊山地-荒漠-绿洲复合生态系统耦合模式及耦合宏观经济价值分析——以肃南山地-张掖北山地区荒漠-临泽绿洲为例

应用合作对策理论提出河西走廊山地 -荒漠 -绿洲复合生态系统的 4个可行的耦合模式 ,在现有能值投入水平和科学管理力度下 ,4种耦合模式分别增加肃南山地 -张掖北山荒漠 -临泽绿洲动物生产系统和绿洲植物生产系统的宏观经济价值 3.6 7、4 .0 2、1.0 3和 4 .6倍。用能值概念和度量标准 ,以耦合后新增宏观经济价值为对策论中合作对策的特征函数 ,筛选出模式 是 4种耦合模式中的最佳策略组合即最优的耦合模式。该模式下 ,家畜对高山草地的压力减小 ,退化的山地子系统得以恢复 ,脆弱的荒漠子系统得到保护 ,绿洲种植业系统也因为家畜的加入、系统多样性提高 ,系统稳定性加强。研究方法避免了传统的纯货币评价分析方法对耦合产出所含环境资源评价的缺失 ,使得对耦合效应的评价值较为客观真实     

实现城市可持续发展的系统转型

城市在为人类提供各种生态系统服务的同时,其发展中的各类问题限制着城市生态系统本身的可持续发展。首先概述了城市发展过程中面临的挑战,主要包括城市化过程中人与自然的关系问题及社会生态问题等;其次从可持续发展的内涵、社会-经济-自然复合生态系统和驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)的理论出发,分别从城市水供给和污水处置系统、消减城市废弃物排放、城市交通和区域规划、城市发展与粮食系统供求关系、城市清洁能源系统等5个方面对如何实现城市的转型进行了系统的论述。结合我国城市可持续发展的研究进展,指出城市的可持续发展问题不仅是城市自身的问题,也是城市与周边区域的协调发展问题。为此,文章提出必须基于五个"转向"来研究和建立城市化与区域生态的耦合和协调机制。     

不同栽培模式对茶园生态环境及茶叶品质的影响

对陕南茶区的纯茶园、塑料大棚茶园、松茶间作茶园及林篱茶园4种常见栽培模式的茶园生态环境(包括小气候因子、土壤因子)和茶叶中各项生化指标(包括氨基酸、咖啡碱、茶多酚、酚氨比、茶水浸出物)进行了测定.结果表明:不同栽培模式茶园小气候因子有显著差异.相对于纯茶园,塑料大棚茶园、松茶间作茶园和林篱茶园能更有效地改善光照条件、降低环境温度、提高土壤水分和有机质含量、增强空气湿度,提高土壤养分状况.3种复合式茶园茶叶品质也较纯茶园显著提高,氨基酸和茶水浸出物含量显著高于纯茶园茶叶,而茶多酚含量却显著低于纯茶园茶叶.因此,林茶复合栽培模式和大棚模式茶园的生态环境更有利于茶树的生长和茶叶品质的提高.     

不同生境条件与管理方式对茶园蜘蛛群落结构及多样性的影响

蜘蛛在茶园的生态控制和生物防治中起到重要的作用,为了解不同生境条件和管理方式的茶园蜘蛛群落结构差异和多样性变化,于2011年3月份—2011年10月份,运用振落承接和过筛法对3种不同类型茶园的蜘蛛群落组成与多样性进行了调查。结果表明:(1)3种类型茶园蜘蛛群落组成:3种类型茶园蜘蛛群落在科、属、种的组成及个体数量上,均表现为有机茶园高,无公害茶园次之,普通茶园低,且在物种数和个体数存在显著差异。管巢蛛科和狼蛛科是3种类型茶园的优势类群,球蛛科、跳蛛科、狼蛛科、皿蛛科的物种优势度大于10%。(2)蜘蛛群落物种多样性的多重分析结果表明,有机茶园蜘蛛群落的个体数、物种数、物种多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数均高于无公害茶园和普通茶园,普通茶园最低,且达到显著水平(P0.05)。(3)多元数据分析结果表明,有机茶园蜘蛛群落组成与普通茶园差异较大,无公害茶园与普通茶园蜘蛛群落组成差异较小;3种类型茶园的茶丛蜘蛛群落个体数、物种数及物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均高于地表,且表现为机茶园多,无公害茶园次之,普通茶园最少。蜘蛛的功能群采集发现,在3种茶园中结网蜘蛛少,而主要是游猎蜘蛛。(4)不使用化学农药的茶园,因其周边生境结构复杂(竹林、小灌木及杂草),植被丰富,形成植被缓冲带,改善了茶园小气候环境,增加了茶园土表覆盖度,可明显提高茶丛和地表游猎蜘蛛的物种数和个体数量。综合研究结果表明,在生态条件好、干扰少的有机茶园中的蜘蛛物种数量、群落多样性明显高于受损生态系统和人为干扰强的普通茶园。     

佛山市三水区现代农业生态园区发展规划与建设对策

全面论述了佛山市三水区现代农业生态园总体规划的指导思想、规划原则、总体目标、功能布局与实施对策。提出了重点发展水产、畜牧、蔬菜3大农业主导产业和"一轴五园一带一心"的总体功能布局,即以北江干流为农业发展轴,将迳口农业园区、大塘综合农业园区、芦苞-乐平基塘系统示范性农业生态园区、青岐基塘系统养殖区以及白坭农业园区五大园区串联起来,构建芦苞涌两岸生态隔离带和绿色生态走廊,并在乐平镇规划建设一个农产品加工、贸易、物流与信息服务中心。同时,提出了政策保障、资金保障、科技保障、设施保障、组织保障5项实施对策。     

古茶园、台地茶园遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP-毛细管电泳法对云南省西双版纳地区4个有代表性的古茶园和 2个台地茶园(阿萨姆茶Camellia sinensis var. assamica)进行遗传多样性分析。研究表明: 阿萨姆茶变种水平的遗传多样性为: P = 92.31%, 期望杂合度He = 0.1366, Shannon多样性指数Ho = 0.2323; 古茶园居群水平是45.55％, 勐腊居群最高P = 59.11％, 勐宋居群变异度最低P = 36.44％; 而台地茶中, 有性系勐海大叶群体种P = 35.02%, 无性系云抗10号则非常低P = 13.77%, 台地茶居群水平是24.2%; 古茶园和台地茶遗传多样性相差很大, 依次是古茶园>有性系台地茶>无性系台地茶。研究还发现古茶园与台地茶园之间, 南糯山居群、勐腊易武居群与其他居群间存在多条特异谱带, 可作为南糯山居群和勐腊易武居群的分子指纹图谱, 应用于这两个居群所产晒青毛茶的鉴别。     

茶园土壤类型对铁观音茶叶稀土元素分布和组成的影响

为探明铁观音茶的质量安全状况,追溯隐患来源,对福建安溪县不同土壤茶园的铁观音茶叶进行稀土元素的分布、组成、迁移和富集能力进行研究。结果表明,安溪县红壤、黄红壤、黄壤茶园稀土组成均以镧、铈、钕、钇为主,但具体组成特征各异。3种类型土壤茶园铁观音茶叶片、叶柄稀土元素组成均以钇、镧、铈、钕4种元素为主,且含量均以第3叶第2叶第1叶叶柄。同种土壤类型茶园铁观音茶树不同部位叶片的稀土元素组成特征类似,但叶与叶柄对稀土元素的吸收能力不同。土壤类型对茶叶稀土元素的累积有显著影响,黄红壤茶园的茶叶稀土元素含量要显著低于红壤、黄壤茶园的(P0.05)。土壤与茶叶中稀土元素组成的相关系数为0.886～0.985,P 0.001,表明二者稀土元素组成密切相关。因此,铁观音茶叶中稀土元素累积、分布与茶园土壤类型有显著相关性。     

试论植物园功能变迁与中国国家植物园体系建设

植物资源是自然生态系统的基本组成部分, 是经济社会可持续发展的重要物质来源, 植物多样性是关系到国家生态安全和生物安全的战略资源。就地保护和迁地保护是植物多样性保护的两种主要方法, 构建以国家公园为主体的自然保护地体系是就地保护的主要形式, 构建以国家植物园为引领的植物园体系是迁地保护的主要形式, 二者相辅相成, 共同形成我国较为完整的植物多样性保护体系。通过建设国家植物园体系对我国植物多样性进行迁地保护, 同时开展科学研究、园林展示、科普教育和资源开发利用, 对深入推进生态文明建设和高质量发展具有重要意义。本文回顾了植物园的功能变迁、全球和中国植物园分布与数量以及植物迁地保护现状,讨论了植物园与植物迁地保护的关系, 在此基础上, 提出了我国国家植物园的定义及设立标准, 进而讨论了建设国家植物园体系的意义、挑战、统筹迁地保护和就地保护等问题, 最后提出了我国国家植物园体系的建设目标、管理体制、空间布局和认证等方面的建议, 以期为我国的国家植物园体系建设提供参考。     

论我国国家植物园体系建设: 以任务带学科构建国家植物园迁地保护综合体系

植物园诞生的原初是“皇家”或“国家”意志的产物, 植物园的概念从公元前2,800年我国的“神农本草园”起源, 至今已历经沧桑巨变, 而西方文艺复兴后演替出了现代植物园。科研、保护、教育与示范四大功能始终是植物园的主线。植物园作为专门从事野生植物收集、科学研究、引种驯化和保护利用的专业研究机构, 始终肩负着国家的重要使命。本文系统综述了植物园的起源与演变, 并对世界各国的国家植物园与国家植物园体系进行了系统梳理和分析。在对我国植物园历史与发展概况总结的基础上, 论述了我国国家植物园体系建设的定位与目标、区域布局、科学研究、人才队伍、基础设施等五个方面的思考, 以任务带学科构建我国国家植物园迁地保护综合体系。     

国家植物园植物文化建设与植物多样性保护和管理

生物文化对生物多样性保护具有重要意义,植物园的形成和发展在历史长河中处处体现着人类因物质和精神需求而形成的植物文化。现代植物园在植物迁地保护上虽然做出了卓越贡献,但其植物文化的建设稍显滞后。在全球生物多样性保护工作的开展过程中,传统文化对生物多样性保护和生物资源可持续利用的重要作用越来越被重视。在此背景下,该文探讨了生物文化多样性和生物多样性之间紧密联系、共同演化的关系,回顾了早期植物园和我国古典园林中植物文化的体现; 通过对全球3 085个现代植物园主要功能的分析,发现开展了民族植物学研究的植物园占比7.36%,开展了保护生物学研究的植物园占比11.18%,制定了植物保护计划的占比17.18%,从而揭示了现代植物园保护功能的提升和文化功能的弱化。基于当前植物园植物多样性有效保护中对植物文化建设的需求,该文进一步分析了我国植物园植物文化建设的不足,主要包括:(1)植物物种多样性信息中植物文化信息数据不足;(2)对生物多样性保护中传统知识惠益分享的考虑欠缺;(3)缺少以文化展现植物多样性的主题园。在此基础上,该文聚焦国家植物园植物多样性保护和管理的目标,从植物多样性保护和利用、惠益共享、公众参与3个层面对国家植物园体系中的植物文化建设提出了建议,以期为我国建设具有中国生态文明特色的国家植物园体系提供参考。     

3种海拔高度茶园中2种害虫与其天敌间的数量和空间关系

用灰色系统分析法和生态位分析法对安徽省潜山县高、中、低3种海拔茶园中2种主要害虫与其天敌在数量和空间上的相互关系进行研讨,经综合排序得出:低海拔茶园假眼小绿叶蝉的主要天敌是锥腹肖蛸、茶色新圆蛛和鞍型花蟹蛛,中海拔茶园为八点球腹蛛、锥腹肖蛸和鞍型花蟹蛛,高海拔茶园为锥腹肖蛸、茶色新圆蛛和草间小黒蛛。低海拔茶园柑橘粉虱的主要天敌是八点球腹蛛、茶色新圆蛛和异色瓢虫,中海拔茶园为鞍型花蟹蛛、八点球腹蛛和茶色新圆蛛,高海拔茶园为锥腹肖蛸、八点球腹蛛和斑管巢蛛。上述几种天敌与2种主要害虫在数量和空间上有显著的追随关系。不同海拔高度茶园中2种主要害虫的主要天敌种类存在差异。