京津冀地区生态系统服务时空变化及驱动因素

京津冀地区地处蒙古高原向华北平原过渡地带,是华北平原关键的生态屏障,在区域生态安全格局上具有重要的地位。结合地面观测、遥感监测、模型模拟和GIS空间分析技术,构建了一套京津冀地区生态系统关键服务的生态本底图谱,分析和评估了京津冀地区生态系统结构与防风固沙、水源涵养、土壤保持等关键服务的时空变化特征,并对气候变化和生态工程等驱动因素进行了讨论。结果表明:(1)京津冀地区生态系统类型以农田为主,占全区面积的49.7%。2000—2015年,聚落面积明显增加,农田面积大量减少,森林、草地、水体与湿地面积微弱减小。(2)多年平均生态系统防风固沙量、水源涵养量和土壤保持量分别为5.61×10~8 t、74.58×10~8 m~3、7.98×10~8 t,燕山-太行山森林生态区的生态系统关键服务量最高,西北草原生态区其次,京津唐和华北农业生态区较低。(3)2000—2015年,防风固沙量、水源涵养量均呈不显著上升趋势,增幅分别0.11 t hm~(-2) a~(-1)、0.03×10~4 m~3 km~(-2) a~(-1);土壤保持量呈显著上升趋势,增幅为1.08 t hm~(-2) a~(-1)。森林生态区各生态系统服务量均呈上升趋势(部分地区P0.05);草原生态区的防风固沙量呈不显著下降趋势,其他服务量整体变化幅度较小;京津唐农业生态区和华北农业生态区东部的防风固沙量呈极显著下降趋势,土壤保持量整呈不显著上升趋势。(4)研究区生长季气候趋于暖湿,叠加实施了多项重点生态修复工程,显著提高了区域植被覆盖度,进而提升了生态系统服务量。而在城市化发展过程中,建设用地不断扩张,导致部分农业生态区植被覆盖度下降,生态系统服务量有所降低。     

陕西省森林生态效益动态预估

森林资源作为森林生态效益的载体,决定着其价值量的高低和服务功能的发挥。本文以第6次和第7次国家森林资源连续清查期间全国各省森林面积和蓄积及其森林生态效益的物质量和价值量为基础数据,构建并筛选出最优预估模型,并估算了第2～9次国家森林资源连续清查期间陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化。结果表明:y=a S+bV+c为物质量和价值量最优预估模型,陕西省森林生态效益各项功能的物质量均呈明显的上升趋势,其中积累营养物质和净化大气环境方面物质量增长尤为显著,第5次连续清查期间增长率较大,介于9.45%～30.35%;第2～9次连续清查期间森林生态效益总价值量依次为1979.66×10~8、2061.41×10~8、2064.46×10~8、2324.02×10~8、3085.11×10~8、2394.08×10~8(第6次连续清查实际值)、3510.69×10~8、3896.77×10~8、4069.95×10~8元·a~(-1),呈现逐年增加的趋势;陕西省各项森林生态功能中涵养水源和生物多样性保护所占总价值比重较大,分别介于40.52%～40.70%和23.08%～26.50%,其次是固碳释氧、保育土壤和净化大气环境,积累营养物质所占比重最小。该最优预估模型体现了森林资源本身特征与森林生态效益之间的协同关系,为有效估算陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化提供了简便可行途径,为促进生态GDP和生态补偿制度的实施提供了支撑。     

青藏高原生态系统服务功能的价值评估

青藏高原具有丰富多样的生态系统类型 ,这些生态系统不仅生产了大量的产品 ,而且提供了巨大的生态服务功能。根据计算表明 ,高原生态系统 2 0 0 0年生产的产品经济价值为 170× 10 8元。生态服务功能中年固碳总量为 15× 10 8t,释放氧气量为11× 10 8t。根据二氧化碳固定量和氧气释放量估算的调节大气的服务价值总计为 10 0 15× 10 8元。以高寒草甸和高寒草原为主的草地生态系统具有重要的水源涵养功能 ,每年高原生态系统的水源涵养量达 2 6 12× 10 8m3,其经济价值为 174 4× 10 8元。森林的净化功能价值大约为 2 5 5× 10 8元。高原生态系统产品的经济价值与生态服务功能价值的比值为 1:70 ,显然 ,高原生态系统的生态服务价值远远高于直接使用价值。因此 ,保护生态系统和生物多样性是维持生态系统稳定和保育高原生态过程的根本     

天山中部云杉天然林水源涵养功能定量评估——以乌鲁木齐河流域为例

为定量分析天山中部流域尺度云杉天然林水源涵养功能,以乌鲁木齐河流域为研究区,使用In VEST模型,研究云杉林及其它主要地类水源涵养量的大小,并对云杉林在不同分布面积、不同地形因子条件下的水源涵养量变化进行定量分析。结果表明:(1)In VEST模型可较好的确定研究区流域尺度水源涵养量。基于In VEST模型的模拟,乌鲁木齐河流域云杉林区水源涵养总量为4.93×10~6m~3,占研究区水源涵养总量(2.41×10~7m~3)的20.46%,林区平均水源涵养深度为54.25 mm;(2)云杉林区水源涵养量的大小在海拔、坡度、坡向上的变化与云杉林空间分布格局一致,每公顷水源涵养量随海拔升高先增大后降低、随坡度增大而降低;阴坡水源涵养能力最强;(3)研究区各地类中以林地水源涵养量最大(水源涵养量544.78 m~3/hm~2),随着云杉林覆盖率的不断增加,水源涵养总量、平均水源涵养深度及单位面积涵养量均呈增加趋势;(4)研究区水源涵养量的贡献率与森林面积密切相关,云杉林面积每增加1%,研究区与云杉林区水源涵养总量分别增加0.437×10~6m~3、0.522×10~6m~3;加强对研究区云杉林的保护与抚育管理,才能使森林发挥持续稳定的水源涵养生态服务功能。     

白马雪山国家级自然保护区典型森林生态系统服务

生态系统服务是近年来生态学研究的热点领域,对关键区域生态系统服务的研究具有重要意义.云南省白马雪山国家级自然保护区地处青藏高原南延部分,拥有独特的地理位置,是生物多样性保护的热点区域.本文对该保护区森林生态系统的生物量与生产力、水源涵养、营养物质循环等3项服务的功能量进行了评估.结果表明:保护区森林总生物量2215.86×104t,生产力171.84×104t·a-1;水源涵养量11964.56×104m3;N、P、K年吸收量分别为26025.94t、2638.57t、12016.85 t.研究表明,保护区森林生态效益显著,对于维持当地以及周边地区的生态安全具有重要意义.     

北京市自然保护地生态效益及其影响因素

自然保护地是生物多样性丰富区域,发挥着水源涵养、防风固沙等重要的生态效益。北京市共5类79处自然保护地,是首都重要生态屏障,但自然因素和人为干扰对自然保护地生态效益具有重要影响。本文核算了北京自然保护地的5种典型的生态效益,使用单因素方差分析比较了不同类型自然保护地生态效益的差异性,并基于冗余分析法（RDA）探究了2种自然因素（年均气温和年降水量）和4种人为因素（人口密度、建设用地比例、耕地比例和道路密度）对生态效益的影响。结果表明：1）北京自然保护地总体生态效益：北京自然保护地生境质量高,生境质量指数均值高达0.88;其它4项可价值化的生态效益中,水源涵养价值最大,固碳价值最低。2）各类自然保护地之间生态效益比较：除生境质量外,其它4个生态效益的总效益,自然保护地和森林公园显著高于其它3类自然保护地;湿地公园的生境质量显著低于其它4类保护地,而这4类保护地之间生境质量并无显著差异;从水源涵养的生态效益来看,风景名胜区和地质公园显著低于其它3类自然保护地。3）人为干扰因素（影响水平为38.92%）对生态效益的影响程度远高于自然因素（影响水平为16.63%）;防风固沙、水土保持和固碳效益主要受人为干扰影响,而生境质量同时受到自然因素和人为因素的影响,水源涵养则主要受到自然因素的影响。4）基于冗余分析,北京自然保护地可分为3个类群：水源涵养型、高质量栖息地型、其它生态效益型（包括防风固沙、水土保持和固碳）。本研究可为服务于北京保护地管理,提升北京自然保护地的生态效益。     

天然林资源保护工程对长白山林区森林生态系统服务功能的影响

森林生态系统具有多种服务功能,对生态安全、生物资源和生存环境的保护、实现社会经济可持续发展起着重要的作用。依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008),对涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气功能5个方面进行评价,量化揭示天然林资源保护工程实施对长白山林区森林生态系统服务功能物质量及其价值的影响。结果表明:从1998年开始试点,到2010年一期正式结束,森林生态系统各项服务功能的物质量和价值量均呈现增加趋势。在涵养水源功能方面,调节水量增加了657.28×104m3,累计增加价值为113.45亿元;在保育土壤功能方面,固土量增加了4.6×104t,土壤中减少的氮流失0.02×104t,减少的磷流失0.01×104t,减少钾流失0.01×104t,累计增加价值为2.92亿元;在固碳释氧功能方面,固碳量增加了0.64×104t,释氧量增加了0.36×104t,累计增加价值为0.11亿元;在积累营养物质功能方面,固氮量、固磷量、固钾量均增加0.01×104t,累计增加价值0.3亿元;在净化大气功能方面,吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滞尘量分别增加24.71×104kg、0.64×104kg、1.08×104kg、1962.76×104kg,累计增加价值5.09亿元。森林生态系统服务功能价值总量增加了121.87亿元,平均每年增加约10亿元,超过工程每年各项投资之和。价值量增加额度依次为:1)涵养水源功能;2)固碳释氧功能;3)保育土壤功能;4)净化大气功能;5)积累营养物质功能。这些增加量只有一部分为工程区当地利用,其余都贡献到全国乃至全球。因此,及时制定和启动生态补偿等一系列政策和措施,将对更好的实施天然林资源保护工程、实现林区的可持续发展具有重要作用。     

海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用．最新研究表明,生态系统服务功能包括生态系统产品、生态调节功能、生命支持功能与社会文化功能．对生态调节功能的认识与评价是区域生态环境保护与资源开发的基础,并已成为当前区域生态评价与生态规划的前沿课题．以海南岛为例,探讨了基于生态系统结构与过程的生态调节功能评价方法．在研究中。将海南生态系统类型划分为13类。分析、评价了海南岛各类生态系统在水源涵养、水土保持、营养物质循环、固碳、防风固沙等方面的生态调节功能及其生态经济价值,以及生态系统提供产品的价值．研究表明,2002年海南岛生态系统所提供的生态调节功能的价值为2035．88×10^8～2153.39×10^8元,而生态系统产品价值仅为254．06×10^8元,生态调节功能价值是其产品价值的8倍多。     

广西猫儿山国家级自然保护区森林涵养水源功能及其经济价值估算

基于森林植被及土壤类型的垂直分布状况,根据海拔设置了18个标准样地,对广西猫儿山国家级自然保护区森林乔木冠层、林下灌草层、林地枯枝落叶层和林地土壤层的涵养水源能力进行了调查与估测,并对该保护区森林涵养水源的经济价值进行了估算.结果表明,该保护区森林乔木冠层平均截留雨量为3 097.7×104 t·a-1,占总贮水量的27.8%.林下灌草层平均截留雨量为517.2×104 t·a-1,占总贮水量的4.6%.各森林类型中枯落物的累积干质量为3.00～15.56 t·hm-2,最大吸水量和最大净吸水量分别为8.64～45.44和5.64～33.58 t·hm-2,平均净吸水量为19.58 t·hm-2;林地枯枝落叶层的平均吸持贮水量为2 664.2×104 t·a-1,占总贮水量的23.9%.不同林地100 cm土层的贮水量为355.2～1 940.0 t·hm-2,林地土壤层平均贮水量为4 876.0×104 t·a-1,占总贮水量的43.7%.该保护区森林植被4个水文层次实际的总贮水量为11 155.1×104 t·a-1,折算成货币价值后,则该保护区森林涵养水源总效益应为人民币13 386.1×104 元·a-1.调查统计结果充分说明,广西猫儿山国家级自然保护区森林植被的涵养水源功能及其生态经济效益相当显著,对于维护和保障周边地区的生态安全、维持工农业生产的可持续发展具有非常重要的作用.     

岷江上游地区近30年森林生态系统水源涵养量与价值变化

根据岷江上游地区自然地理环境条件的差别,将该区森林植被划分为暗针叶林、其它针叶林、阔叶林和灌木林等4个类型,利用年降雨量、林冠截流量数据、径流系数以及"影子价格"等方法,计算和评述了该区森林生态系统水源涵养效益;并利用遥感4期影像分析了岷江上游地区森林生态系统水源涵养量的变化原因.结果表明:2000年岷江上游森林生态系统年水源涵养量最高,为1.3892×1010 m3,经济价值为93.07亿元.去除降雨量的影响后,在各时期年降雨量为705 mm的情况下,岷江上游地区1986年的水源涵养量最高,为1.3348×1010 m3,经济价值为89.43亿元;1995年水源涵养量下降,为1.2320×1010 m3,经济价值为82.54亿元;2000年水源涵养量及经济价值与1995年基本持平.造成这一现象的主要原因是20世纪90年代岷江上游森林景观受到人为的严重破坏,而随后实施的"天然林保护工程"与"退耕还林还草"政策,加强了人工植被恢复建设,改善了森林生态系统,使森林生态系统水源涵养量有所恢复.     

广义森林生态效益货币量的空间模型分析

从广义森林生态效益计量概念出发,提出了广义森林生态效益货币量和森林生态环境空间的定义。根据广义森林生态环境的空间模型分析概念和实现空间模型分析的3个基本条件,采用Arcview和Autocad图形向GIS空间数据转换的方法对1986、1949和1896年黑龙江省森林资源空间图形资料和反推的小班资源数据库,通过环境图象叠置分析获得森林资源与环境的空间图象,建立广义森林生态效益经济计量模型,由此实现广义森林生态效益的GIS空间分析。结果表明：森林生态效益货币量的分布近似呈正态分布,各森林生态效益经济总量各占一定比重。利用GIS空间分析功能作出的黑龙江省森林生态效益主产区的空间分布图显示,黑龙江省森林生态效益的主产区主要分布在镜泊湖、兴凯湖、汤旺河、嫩江等江河的源头。通过分析黑龙江省森林生态效益货币总量的动态,得出1986年的黑龙江省森林生态效益比1949年下降38％,比原生状态的1896年下降59％。森林生态效益的下降与森林资源的数量和质量的下降呈正相关,森林生态效益的变化总是要滞后于森林资源的变化。     

符合经济生态效益的农田化肥施用量

在洞庭湖区研究了农田化肥的外部成本和经济生态施用量.采用环境影响经济评价方法,估算了化肥的外部成本;运用外部不经济性原理和生产函数模型研究了兼顾农户经济效益、生态效益的农田适宜施肥量.结果表明,2002年洞庭湖区粮食生产中因化肥施用不当而带来的外部成本约为1.35×10⁸元,每千克纯氮的外部成本约为0.3元.在洞庭湖区目前生产条件下,兼顾生产、经济、生态三效益的适宜施肥量是208.26～210.65 kg·hm^-2,相应的粮食产量为5528～5539 kg·hm^-2.2002年洞庭湖区粮食生产实际施肥量已超过农户经济最优施肥量和生态适宜施肥量,建议政府在一些化肥高投入、高污染的地区征收环境污染税.     

辽宁省清原县森林资源结构及其空间优化配置

利用RS、GIS技术和多目标灰色局势决策方法,综合森林的经济效益指标(生物量、林分生产力)和生态效益指标(涵养水源量、固土量),对清原县现有森林类型进行空间优化配置.结果表明: 经优化配置后,清原县森林类型的结构比例发生了明显的变化,其中针叶林和阔叶林面积由43%、51%减少到23%、31%,针阔混交林面积由3%增加到43%,灌木林面积保持不变;森林生态系统生物量、林分生产力分别增加0.6%、2.1%,而涵养水源功能增加31.7%,固土功能基本保持不变,在保留较高木材生产效益的同时,可充分发挥涵养水源功能,实现森林生态系统经济效益和生态效益的最大化.     

西部干旱区生态需水的规律及特点——以塔里木河下游绿色走廊为例

天然植被蒸散耗水量小,水分有效利用程度高,生态需水可塑性及水质变幅较大等是生态需水的主要特点．保护塔里木河下游绿色走廊的生态需水量,主要是指大西海子以下自然植被的需水量．即地下水位恢复总水量和全河段生态总维持水量,前者主要包括水位恢复水量、侧向排泄量及河道蒸发水量．2005年泄水目标为阿尔干,生态总需水量为恢复大西海于至阿尔干地下水的总水量,该水量为13．20×10^8m^3,年均需水量为2．64×10^8m^3．2010年泄水目标及植被保护目标都是台特玛湖,生态总需水量包括恢复阿尔干至台特玛湖段地下水位的水量以及维持大西海子至台特玛湖段生态的维持水量,该水量为18．32×10^8m^3,年均需水量为3．66×10^8m^3．2010—2030年的生态总需水量包括每年维持大西海子至台特玛湖段生态的总维持水量,同时也包括增加植被18．67×10^4hm^2所需要的水量,20年生态总需水量为139．00×10^8m^3,年均需水量为6．95×10^8m^3．通过一系列措施保证生态用水,是干旱区生态建设的关键．     

沈阳城市森林绿量测算

借助ARC/GIS地理信息系统,以“平面量推算平面量”的方法,测算了沈阳市城市森林的绿量.结果表明:沈阳市城市森林不同类型单位面积绿量以风景游憩林最高,为3·86m2·m-2;生态公益林最低,为2·27m2·m-2;城市森林分布区单位面积绿量为2·99m2·m-2;城区单位面积绿量为0·25m2·m-2.沈阳城市森林总体绿量约为1·13×108m2·其中,附属林为4·15×107m2,占36·64%;生态公益林2·72×107m2,占23·99%;风景游憩林2·20×107m2,占19·38%;道路林1·84×107m2,占16·20%;生产经营林0·43×107m2,占3·79%.经检验,平面量推算平面量方法测算精度达到91·81%(α=0·05).     

Subordinate Males in Harem Groups of Jamaican Fruit‐Eating Bats (Artibeus jamaicensis): Satellites or Sneaks?

In the caves of Yucatan, Mexico, the Jamaican fruit‐eating bat, Artibeus jamaicensis, forms harems consisting of four to 18 females and a dominant male that defends the group against foreign males. Large groups (>14 females) contain an additional subordinate male. In theory, subordinate males can associate with harem groups either as satellites, if they provide at least some benefits to the dominant male, or as sneaks, if they only impose costs on the dominant male. We assessed the costs and benefits of subordinate males in three removal experiments. In the first experiment, when a dominant male was removed from its group, its role was occupied by the subordinate male (in large groups) or by a foreign male (in small groups). Former subordinate males took less time to gain control of the harems and stayed longer with the groups than foreign males. In the second experiment, when a subordinate male was removed, the rate of visitation by foreign males and the number of agonistic displays by the dominant male both increased. In the third experiment, when the number of females in large groups was reduced, subordinate males spent less time with their groups and the rate of visitation by foreign males increased. However, the frequency of agonistic displays by dominant males towards subordinate males did not change. Dominant males invest large amounts of energy in defending the harems, but obtain direct and immediate benefits from the presence of subordinate males in the form of access to a larger number of females, and suffer no obvious costs. Subordinate males apparently invest little energy in defending the harems, obtain no obvious immediate benefit, but gain long‐term benefits by having priority access to vacant positions left by dominant males. Subordinate males in harem groups of the Jamaican fruit‐eating bat can be considered satellites because their presence brings immediate benefits to the dominant males.     

贵州省森林生物量及其空间格局

利用1996—2000年贵州省森林资源连续清查5500个样地的资料,依据主要森林类型蓄积量-生物量的转换函数估算贵州省各种林地的生物量,分析其空间分布格局,以及喀斯特和非喀斯特地貌上森林生物量的差异.结果表明:贵州省林地和非林地乔灌木的总生物量为3.51×108 t,其中非喀斯特林木占82%,喀斯特林木占18%.不同林地类型的生物量存在差异,林分生物量最高,占总林地生物量的71.4%.喀斯特林地总生物量明显低于非喀斯特林地.不同优势种(组)中,杉木林总生物量最高,达5.38×107 t,硬阔类为4.99×107 t,马尾松、云南松及栎类在2.87×107～3.54×107 t,柏木和软阔叶类分别为1.52×107 t和1.43×107 t,其他优势种(组)均低于1.0×107 t.行政区划上,黔东南州的林地总生物量(9.83×107 t)和林分生物量(5.88×107 t)为遵义、铜仁和黔南地区的2～3倍,且远高于黔西南、毕节、贵阳、安顺和六盘水地区(总生物量为0.53×107～1.85×107 t,林分生物量为0.16×107～0.86×107t).高生物量(>400 t·hm-2)和中高生物量密度(100...     

北京市4种城市功能区森林植被涵养水源功能评价及价值估算

本研究对北京市首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区和生态涵养发展区进行林分涵养水源功能评价及价值估算,旨在探究提升城市功能区森林水源涵养功能较优林分配置模式。结果表明：（1）北京市森林植被面积2009年为4.00×10⁵ hm²,2014年为4.59×10⁵ hm²,北京市NDVI平均值2009年为0.331,2014年为0.708,北京市森林植被面积总体呈增加趋势。北京市2014年林地绿化调节水量较2009年降低了近1/3,2014年水源涵养功能价值量较2009年分别减少了22.08%和8.24%。（2）生态涵养发展区水源涵养功能年平均能力最强（2.88×10⁸ m³/a）,城市发展新区水源涵养功能年平均能力次之（1.72×10⁸ m³/a）,而首都功能核心区水源涵养功能年平均能力相对最弱,仅1.05×10⁶ m³/a。在针叶林、阔叶林和混交林三种林分类型中,2014年混交林水源涵养功能价值量较2009年增加5.13%,而阔叶林和针叶林分别减少34.93%和55.55%。（3）培育纯林,提高森林覆盖率,对于调节水土资源和保护生态环境具有非常重要的生态意义,而从森林水源涵养功能实物量和价值量考虑,认为混交林比纯林具有更强的水源涵养功能和较优的经济价值。在城市特定的条件下,建立生态与景观相协调的人工植物群落使城市土地资源的利用达到生态、社会、经济三大效益的最佳结合,是提高城市绿地质量的关键所在。