喀斯特石漠化过程中苔藓植物多样性及分布与环境关系

2012 年7 月对云南锅盖山喀斯特石漠化区进行野外调查, 共采集样品100 份, 采用经典形态分类法进行鉴定,分析了该区苔藓植物种类组成、物种丰富度、α 多样性指标、β 多样性指标、均匀度指数和石漠化过程中苔藓植物分布与主要环境因子的关系。结果表明: 该区有苔藓植物9 科17 属51 种; 山顶苔藓植物丰富度最高(0.595), 石芽区苔藓植物丰富度最低(–1.663), α 多样性指标和均匀度指数呈现出相同趋势: 石芽区到山脚明显增加, 其他样地间的变化不明显, β 多样性显示出物种从山腰到山顶变化最快, 群落从山脚到山腰变化变化最快; 不同石漠化等级区样地影响苔藓植物分布的主要环境因子为: 石芽区是干扰度和pH, 山脚和山腰是灌木度和草木度, 山上是海拔和乔木度。为该区喀斯特石漠化过程中苔藓植物分布状况提供参考, 并为保护喀斯特石漠化地区苔藓植物多样性提供基础数据。     

西南喀斯特石漠化生态系统土壤有机碳分布特征及其影响因素

喀斯特石漠化已成为制约我国西南地区社会经济可持续发展最严重的生态地质环境问题,其恢复重建已成为我国社会经济建设中一项重要内容。土壤有机碳作为土壤质量评价的重要指标,可以综合反映土地生产力、环境健康功能,另一方面土壤有机碳也间接影响了陆地生物碳库,是陆地生态系统碳平衡的主要因子,它的转化和积累变化直接影响全球碳循环动态,已成为生态科学领域研究的热点之一。系统的总结了西南喀斯特石漠化地区不同土地覆被/土地利用、不同等级石漠化环境土壤有机碳的空间和季节分布特征。结合前人研究成果,进一步分析了影响喀斯特石漠化地区土壤有机碳分布的自然(气候、地形与土壤性质、植被等)和人为(土地覆被/土地利用变化、农业管理措施等)各因素,并提出增加喀斯特石漠化地区土壤有机碳含量的对策。研究结果为喀斯特石漠化退化生态系统恢复重建、石漠化地区土壤综合利用、增加碳截存应对全球碳循环减源增汇等提供了重要的科学参考。     

喀斯特地区石漠化生态修复对土壤生物多样性的影响

我国西南喀斯特地区是具有土层薄和土被不连续等特征的生态脆弱区，人为过度干扰和土地不当利用导致了生境退化甚至石漠化的发生。从“九五”规划到“十三五”规划，为了有效抑制并逆转石漠化趋势，生态修复措施得到普遍的推广应用。“十四五”规划进一步提出科学推进石漠化综合治理，提高生态系统自我修复能力和稳定性。从土壤微生物、原生动物、线虫、微节肢动物、蚯蚓和线蚓等方面，综述了喀斯特地区生态修复对土壤生物多样性的影响。研究发现：(1)喀斯特生境细菌和真菌的多样性高于非喀斯特生境，原因是喀斯特具有较高的土壤pH和钙含量；(2)与非喀斯特生境相比，喀斯特生境土壤动物类群数相差不大而个体密度较低；(3)石漠化过程伴随着植被退化，降低了土壤微生物种类和功能多样性，土壤动物的个体密度和类群数也呈现降低趋势；(4)生态修复促进植被正向演替，土壤微生物量和酶类活性逐渐上升，真菌/细菌生物量比值增大，土壤动物个体密度和类群数增加，有利于土壤固碳和生态修复。因此，土壤生物多样性是适合指示喀斯特石漠化的生态修复的生物学指标。研究建议：(1)在传统分类鉴定基础上，结合宏基因组学、宏蛋白质组学和同位素标记等技术，完善生态修复的...     

城市生态系统适宜度的时空对比分析

本文将生态位适宜度理论引入城市生态系统的研究,在前人研究的基础上改进了城市生态位适宜度的数学模型,考虑了权重的影响。选取GDP增长率、人均住房使用面积、每平方千米SO₂排放量、每万人拥有医生数、每万人拥有高等学校在校学生数等21项经济、社会、环境、生态、健康、教育因子构建城市生态适宜度的指标体系,并以我国35个省级和副省级城市为例,计算出各个从1996年到2000年5种生态位适宜度值,分析探讨其时空变化规律,得出以下结论;(1)城市生态位适宜度既有空间差异、时间差异,又有因侧重的生态因子不同而导致的差异。(2)在五种生态位适宜度中,32个城市的基础设施生态位最低,27个城市的环境生态位最高。经济和收入、生态环境、基础设施、健康和教育、平均生态位最高的城市均是深圳,环境生态位最低的是石家庄,基础设施生态位最低的是银川,经济和收入生态位、健康和教育生态位、平均生态位最低的都是贵阳。     

中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应

以中国西南典型喀斯特石漠化生态系统土壤为研究对象,运用野外定点取样和实验室分析检测方法,研究不同等级石漠化环境土壤理化性质特征;运用空间代替时间方法,探讨石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制,旨在为中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建提供理论支撑。结果表明:1)不同等级石漠化环境土壤理化性质存在显著差异,土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、田间含水量、毛管含水量、pH值、有机质、水解氮、有效磷和全钾均在不同等级石漠化环境间具有显著差异。但这些指标并不是随着石漠化程度增加而一直退化,而是一个先退化后改善的趋势;2)土壤有机质、氮素、毛管持水量、容重和孔隙度与土壤其它绝大多数理化因子具有明显的相关性,是土壤理化性质的关键因子,在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着关键作用;3)主成分分析也表明,土壤有机质、氮素、钾素、容重、持水状况、孔隙度等是基于土壤理化性质评价石漠化程度的关键指标。作者提出了强度石漠化环境裸岩对土壤养分的聚集效应学说和喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应及其机制。研究结果对中国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有重要的理论意义和实践指导价值。     

西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤养分生态化学计量特征及其影响因素

喀斯特石漠化生态系统土壤养分元素生态化学计量特征及其对环境变异的生态响应是喀斯特退化森林生态系统恢复重建必需明确的关键科学问题。为探明喀斯特石漠化土壤C、N、P、K养分元素生态化学计量特征,探讨其对环境因子的响应,对西南喀斯特3个典型石漠化调查点(贵州毕节鸭池、清镇红枫湖和关岭-贞丰花江) 90个样方土壤及环境因子调查取样,研究了其土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)及全钾(K)的化学计量特征及其影响因素。结果表明:西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤C、N、P、K平均含量分别为45.61、2.54、0.79 g/kg和3.33 g/kg,计量比C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K平均值分别为19.56、65.07、23.65、3.45、1.32和0.39。4个土壤养分元素中,K元素表现明显高于其他元素的波动性。土壤养分含量及化学计量比在不同调查点、石漠化等级及植被覆盖率环境均有显著差异。无石漠化环境土壤养分C、N、P含量显著大于潜在、轻度、中度和强度石漠化,而强度石漠化环境土壤养分K含量却显著高于其他等级石漠化。土壤养分含量之间及其与化学计量比之间多具有显著的非线性相关关系。降水、温度、岩石裸露率和土地覆被是西南喀斯特石漠化生态系统土壤养分及其化学计量比最主要的影响因素。研究结果对丰富土壤生态化学计量学科学理论和我国西南喀斯特石漠化退化植被科学恢复具有重要意义。     

喀斯特地区耕地生态承载力供需平衡

以喀斯特地区耕地生态承载力供需关系作为切入点,采用GIS软件和耕地生态足迹模型,在修正耕地产量因子的基础上构建喀斯特地区耕地生态承载力供需平衡指数,对以喀斯特地貌为主的毕节市2014年耕地生态足迹供需平衡现状进行分析评价。结果显示:(1)毕节市耕地生态足迹供需在空间分布上呈现北部盈余而南部超载的态势;(2)国内生产总值与耕地生态足迹供需平衡指数之间存在负相关关系;(3)耕地生态承载力供需平衡指数与潜在石漠化、轻度石漠化及中度石漠化面积占比之间存在负相关关系,与强度石漠化面积占比存在正相关关系;(4)全市8县(区)中,4个县(区)耕地生态盈余,2个县耕地生态平衡,2个县耕地生态赤字,全市约75.28%的人口生活在耕地生态盈余区和平衡区,24.72%的人口生活在耕地生态赤字区。可为毕节市农业产业结构调整、生态安全预警、区域经济发展及土地利用总体规划编制提供决策依据。     

西南喀斯特高原盆地石漠化环境植物群落结构与物种多样性时空动态

为阐明西南典型喀斯特石漠化类型——喀斯特高原盆地石漠化植物群落结构和物种多样性特征及其演变规律,科学支撑喀斯特石漠化治理,选取了喀斯特高原盆地典型石漠化区贵州清镇簸箩小流域为研究区域,对其植被进行广泛的野外勘察,设置典型样方研究其植物群落结构和物种多样性特征;运用空间替代时间方法,研究石漠化演变过程中植物群落结构和物种多样性变化;基于2013—2015连续3 a的监测数据,研究其年际变化。结果表明:研究区群落结构简单,共记录到的植物分布58种,其中草本层18科24属28种、木本层17科25属30种;单种属的比例很高,为82.86%。不同等级石漠化环境植物群落高度、平均地径、平均冠幅、草本层生物量和灌木层生物量均具有显著差异;植物种群密度在不同等级石漠化环境变化依次为轻度石漠化中度石漠化潜在石漠化无石漠化。不同等级石漠化环境植物多样性指数、均匀度指数、丰富度指数和优势度指数均偏低,而且4种指数均与石漠化等级演替无明显耦合关系。不同年份植物群落高度、平均地径、种群密度和灌木层生物量随着时间的推移均呈增加趋势,但相邻年份增加不显著。研究区生态系统人为干扰逐渐减弱,植被呈现出正向演替的趋势,优势种的重要性趋于降低。该研究结果对我国西南喀斯特盆地生态功能恢复和石漠化植被重建具有一定的理论意义和实践指导价值。     

不同石漠化类型喀斯特地区土壤螨类群落结构的差异

【目的】揭示以潜在-轻度石漠化为主体和以中-强度石漠化为主体的喀斯特地区及其不同等级石漠化环境之间土壤螨类群落结构的差异。【方法】分别在以潜在-轻度石漠化为主体的高原山地区和以中-强度石漠化为主体的峡谷区采集潜在、轻度、中度和强度石漠化环境下的土壤螨类,通过标本鉴定和数据分析,判别不同环境下土壤螨类科、属、个体、捕食性螨类和甲螨生态类群以及群落多样性的差异。【结果】共捕获土壤螨类72科132属,甲螨是研究区土壤螨类组成的主体。中-强度石漠化喀斯特地区拥有丰富的螨类科和属;不同石漠化类型喀斯特地区螨类科、属的组成存在季节变化,随着石漠化程度的加剧,螨类科、属总体上逐渐减少;不同喀斯特区拥有不同的优势属群,且优势属的分布存在生境和季节差异;捕食性螨类和甲螨生态类群也随环境与季节的变化而变化;群落多样性指数以中-强度石漠化喀斯特区的稍高,但整体差异并不明显。【结论】不同石漠化主体类型喀斯特地区的土壤螨类群落结构存在差异,石漠化对土壤螨类群落结构造成影响,利用螨类优势属群可以对石漠化土壤环境进行初步指示,捕食性螨类和甲螨生态类群的分布与石漠化等级存在一定的不协调性,这种不协调性的机制有待进一步研究。     

基于GIS的天山北坡城市群人居环境自然适宜性评价

以GIS为平台,使用5 km×5 km栅格单元为基本单位,选择土地覆被、地形起伏度、气候适宜度、水文条件以及土地沙化适宜度等自然因子结合社会经济数据,对天山北坡不同地区的人居环境适宜性进行探讨,揭示了天山北坡人居环境自然适宜性的空间分布格局,并进一步探讨其形成的原因。结果表明:天山北坡城市群的人居环境指数(HEI)介于10.72—80.19之间,地形起伏度、水文条件以及土地沙化适宜度为天山北坡城市群人居环境自然适宜性空间分布差异的主要限制因素,人居环境自然适宜性整体呈现“屋脊式”空间结构特征,具体表现为以乌鲁木齐市-奎屯市为中轴线逐渐向两侧递减的态势,并出现以石河子市、奎屯市为“双核心式”的空间差异特征。其中一般适宜区域分布面积最广,占天山北坡城市群总面积的39.79%;比较适宜区次之,占25.2%,分布着研究区43.87%的人口;然后是临界适宜区,占18%;不适宜区域占研究区总面积10.8%;高度适宜区最小,仅为研究区总面积的6.19%。     

基于生态适应性理论的川东民居传统聚落景观分析

以川东地区传统聚落为研究对象,基于现代生态适应性理论,探索了川东传统聚落空间格局的构建方法和驱动因素,以期为传统聚落的生态适应性和空间结构演变提供理论依据。研究表明:传统聚落实质体现了其对自然地理要素及生态系统完整性的适应。在聚落选址方面具体化为山、河、路、池等环境要素,形成理想聚居模式以适应环境。传统聚落营建风水林以弥补原自然环境的不足,这不仅起到了维持生物多样性的作用,且使人和其它生物及环境要素一起构成一个完整的生态系统。在房屋形式的选择上,传统聚落建筑极富地域特色,反映了对自然的尊崇和适应。传统聚落是一种以人类行为为主导,自然环境为依托,资源流动为命脉,社会、文化为经络的人工复合生态系统。经济、文化和制度三者相辅相成构成社会系统的原动力。     

水与村落关系的生态学思考

村落是地表突出且普遍的景观。从生态学角度而言 ,村落系以农村人群为中心 ,伴生生物为主要生物群落 ,建筑设施为重要栖息环境的人工生态系统。村落具有景观、分布、结构、功能、生命过程、新陈代谢和分类区划等生态学特征。从生态学角度对村落生态系统进行研究 ,形成具有特色的生态学分支村落生态学 (ｖｉｌｌａｇｅｅｃｏｌｏｇｙ) ,村落生态学具有确定性定义和研究内容[1 ] 。我国是一个农业大国 ,目前全国分布有 5 0 0多万个村落 ,6万多个集镇 ,市镇人口约占 30 % ,农村人口约占 70 % ,是农村生态系统的重要组成部分。我国 5 5个少数民…     

喀斯特脆弱生态系统复合退化控制与重建模式

以西南喀斯特地区为例,通过总结前人的研究成就和采集中国科学院亚热带农业生态研究所喀斯特生态实验站部分收集整理和试验数据,系统分析了喀斯特脆弱生态系统及其退化的机理,从"人-自然-经济复合生态系统"的观点出发,以干扰程度、群落类型、服务功能、土地退化和贫困状况为指标,创新性地提出了喀斯特脆弱生态系统的复合退化模式(含4个阶段),运用现代生态恢复学原理、方法和现代管理学创新理论,建立了喀斯特脆弱生态系统复合退化的控制模型.以此为基础,在喀斯特石山区、半石山区和土山丘陵区3个区域环境尺度范围内,针对性地建立了生态保护型、外向经济型和双三重螺旋3种生态恢复与重建模式,以促进喀斯特区域生态、经济、社会的全面协调与可持续发展.     

Factors affecting the diversity of flora and vegetation in central European settlements

Published data on the number of plant species and/or communities were gathered for 77 European cities and 85 villages. The relationships between the floristic and vegetation diversity and some environmental variables were analysed. Species number in cities showed log linear increase with city size (expressed as the population size or city area). A linear increase in the species number with size was found in the village flora. The richness of both city and village flora was not significantly related to any climatic variable. On the contrary, the number of communities in both villages and cities was correlated not only with settlement size but also with altitude and mean annual temperature. The diversity of village vegetation was closely related to the climax type of the respective region. The features of human settlements that make it possible to consider them as landscape islands are discussed.     

基于景观格局理论和理想风水模式的藏族乡土聚落景观空间解析——以甘肃省迭部县扎尕那村落为例

中国传统乡土聚落作为多功能景观,其保护研究是我国生态及文化保护工作的重要组成部分,是可持续科学和跨学科研究的典型载体。从文化和生态两条研究路线出发,同时运用中国传统风水生态理念和现代景观格局理论对甘肃省迭部县扎尕那村藏族乡土聚落的景观立体结构、生态要素构成进行不同角度的解构,探析理想景观模式蕴含的生态合理性及文化与环境在聚落发展中的相互关系。风水模式分析表明扎尕那聚落立体结构为"盆地-豁口-走廊"的壶天模式,符合中国人心目中理想的"山-林-屋-水-林"景观模式,其空间要素组成在水平和垂直方向上均表现出以人类活动为中心的圈层结构。综合自然地理环境要素契合"藏风得水"的理想风水格局,整体形成以寺庙为核心的组团式聚居格局,各个独立自然村落具有相似的界面特征。景观格局指数分析表明扎尕那聚落景观以有林地和裸岩为基质,景观异质性和景观连接度都较高。人工斑块比例很低,聚落属于极稀疏区,人类活动对于自然环境的干扰较小。多重文化和自然环境的综合作用是扎尕那聚落格局演化的主要驱动因子。本研究为扎尕那聚落的保护和发展模式的制定奠定了理论基础,对于文化与环境相互关系的研究及中国多功能景观研究模式的探索具有一定的理论意义和应用价值。     

Spatial differentiation of traditional villages using ArcGIS and GeoDa: A case study of Southwest China

In order to explore the role of environmental factors of traditional villages in the large-scale space category and promote the integral protection of traditional village culture, 1767 traditional villages in Sichuan, Guizhou and Yunnan Province in Southwest China were selected as the objects. With the support of spatial analysis tools such as ArcGIS and GeoDa, the spatial differentiation characteristics of traditional villages and their related factors were analyzed. It was found that the distribution of traditional villages in Southwest China is uneven, and in the overall distribution pattern, there are six spatial agglomeration areas in the east of Guizhou and the central and western regions of Yunnan, as well as large discrete distribution areas in other traditional villages. Traditional villages are influenced by natural factors such as topography, elevation, etc. in terms of spatial differentiation, as well as human, economic and social development environment factors such as population, ethnic composition, regional economic development level, central town, road traffic, etc., and show certain regular characteristics. From the perspective of integrity protection of large-scale traditional village culture, we should make the protection plan for traditional village cultural ecological areas, implement flexible and differentiated traditional village protection strategies, enhance the connectivity level of various development elements of traditional villages in regional scope, and promote the development of global tourism based on traditional villages.     

石漠化治理过程中农民参与意识与响应——以广西壮族自治区河池地区为例

基层农民在石漠化治理中有着不容忽视的作用,但对其态度及参与意愿的了解相对较少。基于参与性调查方法,按不同石漠化程度,对广西河池地区环江县、都安县、大化县33个屯154户居民石漠化治理过程中参与意识与响应进行了调查。结果表明,了解石漠化的农民所占比例较小,且随石漠化程度的增加反而减少。影响农民石漠化治理参与意识的主要因素是农民的文化程度和年龄,但生态示范区内农民参与意识要远好于非示范区。生态农业模式能被多数农民所接受,但因存在成本、农产品销路、技术等问题而实施难度大。政府支持的经济发展模式往往具有经济生态双重效益,但实施过程复杂;农民自发形成的发展模式通常具有收益高及操作简单等特点,但规模往往较小,且受市场影响较大。因此,石漠化治理过程中,一方面需要加强对重度石漠化地区农民的宣传教育,同时充分发挥生态示范区的作用,增加示范区的辐射范围;另一方面,在支持已有发展模式的同时,应重点支持种桑养蚕、手工品加工等农民自发形成的发展模式,并开拓农产品市场。总之,在石漠化治理过程中,政府加大支持力度,科研单位提供技术指导,农民群众积极配合,形成政府-科研单位-基层农民共同参与的石漠化治理模式。     

湖南通道侗族自治县传统聚落的空间构建

湘西传统聚落作为一种为数不多的、保存完好的聚落景观之一,其保护研究是我国文化生态及其生物多样性保护研究的重要组成部分。以怀化市侗族传统聚落为研究对象,从传统风水学理念与现代生态位出发,探索传统聚落空间格局的构建方法和驱动因素,以期为传统聚落合理的生态位扩充和空间结构演变提供理论依据。研究表明:湘西传统聚落形成了东、南、西、北四面山林围护、中间宽敞开阔的独立地理空间结构,构建了符合大众追求的"山-林-屋-水-林"的理想聚落空间模式,而且民居建筑大多都"坐西朝东,背风向阳,靠山面水而建"。这种聚落是在自然、经济和文化三大因素共同影响下构成的复合生态系统,有其独特的运行机制。在传统聚落空间系统不断发展的过程中,应遵从其演变发展的客观规律,根据不同传统聚落的生产力水平条件,合理推进经济社会空间结构的转型,并适度加以调控,以稳步实现传统聚落的空间演变和生态位扩充。     

喀斯特高原石漠化综合治理生态产业技术与示范研究

喀斯特石漠化是威胁我国喀斯特地区生态环境安全、制约区域经济社会发展的重大瓶颈问题。贵州师范大学/国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心石漠化防治研究团队在国家科技计划的资助下,自"九五"以来一直从事石漠化防治的理论与技术创新性研究,并取得一系列成果。此次"十三五"重点研发计划项目(编号:2016YFC0502600)将在石漠化成因、等级划分、治理模式与技术体系等存量研究基础上,围绕生态衍生产业这一主题,增量开展喀斯特高原石漠化综合治理与混农林业复合经营、生态经济集约经营、生态产业规模经营、生物医药、生物能源、山地旅游等基础理论攻关、共性关键技术与技术体系研发,为国家石漠化治理工程和精准扶贫提供科技支撑。