基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系构建

植被是陆地生态系统的主体，是保障生态质量的基础，也是基于自然的生态系统增汇、实现“碳中和”的重要利器。植被是生态质量评价的核心要素，但目前的生态质量评价研究中所用到的植被指标多是通过遥感反演或者气象指数模型计算得到的，而基于典型生态系统尺度地面调查的植被观测数据更直接、更准确，数据也很丰富，却很少用于生态质量评价，也缺乏系统的评价指标体系。通过文献研究、专家研讨和问卷调查，并借鉴群落退化演替和生态系统长期监测研究的理论基础，构建基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系。该指标体系整体分为三级，一级综合指数由群落结构指数、物质生产指数、生物多样性指数、群落发展或者演替趋势4个二级分项指标构成，二级分项指标由12—14个三级指标组成，不同植被类型各有其特征指标。该体系将完善我国多尺度陆地生态系统的生态质量评价指标体系，为新时期国家生态质量评价提供科学建议，为我国生态文明建设提供技术支撑。     

基于MCE的饶河流域国土空间生态质量综合评价及其空间分异

开展国土空间生态调查与评价,摸清区域三类空间生态现状与问题所在,是进行区域国土空间生态修复、空间格局优化等工作的必要前提。基于城镇、农业和生态空间自身的结构、功能和效应,构建国土空间生态质量综合评价体系,以饶河流域所涉县市为研究区域,采用多目标综合评价法开展国土空间生态质量综合评价研究并进行分区,探究结果的空间分异特征。结果表明:(1)研究区国土空间生态质量整体水平良好,中等以上区域占比70.6%。(2)Ⅰ级和Ⅱ级分区主要分布于研究区东北部,该区域的生态环境、生态效益与社会经济呈协同发展态势。(3)研究区国土空间生态质量存在较强的空间相关性和聚集性特征,冷点和热点区域面积基本持平。(4)结合综合评估及障碍度诊断结果,建议依据研究区自然优势,调整社会经济结构,推进工业健康转型,改善城镇空间人居环境,整体提高生态效益水平。研究可为研究区国土空间规划、生态修复、生态-经济-社会可持续发展等提供科学依据和参考价值。     

京津冀地区的生态质量定量评价

生态质量的好坏标志着区域经济社会可持续发展的能力以及社会生产和人居环境稳定可协调的程度,如何定量评价区域生态质量状况与变化,协调其与城镇化的关系,日益成为城市生态学研究的热点.本文选择城市化发展迅速、生态环境问题突出的京津冀城市群为研究对象,基于遥感技术反演京津冀城市群植被覆盖度、生物量和人工表面比例、植被面积百分比等生态参数,结合植被破碎化指数,采用主成分分析法,构建了基于遥感参数的生态质量指数综合模型,定量评价了2000—2010年京津冀城市群生态质量及动态变化.结果表明: 本文构建的生态模型可以更客观、综合地定量评估城市与区域的生态质量状况与变化.2000—2010年,京津冀城市群的生态质量指数从2.38上升到2.84,增幅达19.3%.其中,2000—2005年的增幅(12.2%)高于2006—2010年(7.2%).从空间分布来看,生态质量指数的高值区位于京津冀北部,西部、东南部较低.不同城市的生态质量状况及变化趋势不同.承德的生态质量状况最好,并显著高于其他城市;其次为北京、秦皇岛和保定;天津的生态质量最差.承德、北京、秦皇岛和保定的生态质量高于京津冀地区的平均水平;廊坊、天津和沧州的生态质量明显低于平均水平.2000—2010年间,除唐山外,其他城市的生态质量均呈好转趋势.其中,沧州、衡水的生态质量指数提升最显著,增幅分别达520.5%和171.8%.     

基于生境质量的唐县生态安全格局构建

生态安全格局作为景观生态学的重点及热点,其识别与构建对维持区域生态安全及实现区域可持续发展具有重要作用.本研究以河北省唐县为研究区,基于2016年土地利用现状数据,利用InVEST模型评估生境质量,确定生态源地;然后选取土地利用类型、生境质量指数、植被覆盖度、距水域距离、距居民点距离、距道路距离等阻力因子构建阻力表面,并采用阻力阈值法进行生态安全分区;最后运用最小累积阻力模型(MCR)判定生态廊道,从而综合构建唐县生态安全格局.结果表明: 唐县生态源地占总面积的3.3%,主要分布在斑块面积较大的林地和水域中,河北省四大水库之一的西大洋水库也位于生态源地范围内;根据耗费阻力突变点,将研究区划分为禁止开发区、限制开发区、优化开发区和重点开发区,各区占地百分比分别为18.9%、43.6%、27.6%和9.9%;唐县潜在生态廊道总长度为333.52 km,优化后生态廊道总长度为263.91 km,有助于各种生态交流.研究结果对唐县土地资源的合理可持续利用具有重要指导意义,可为唐县土地规划布局决策提供理论和技术支撑.     

Biotesting of water in regions of oil extraction

Correlations between the data on the ecological state of water bodies and results of their biological testing has been analyzed using test objects from different groups (Paramecium caudatum and Chlorella vulgaris). It has been shown that statistically significant relationships exist between the results of biotesting and physicochemical data on the pollution of surface water in the regions of hydrocarbon extraction.     

青藏高原青稞品质评价体系构建及生态区划分析

为探究青藏高原地区青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)品种品质间的差异,建立青稞品质评价指标体系,对青稞品质生态适应性进行区划。该研究以15个青藏高原主栽青稞品种为试验材料,连续两年种植于青藏高原具有代表性的8个生态区,测定了籽粒总淀粉、粗蛋白、粗脂肪、β-葡聚糖等13个品质指标,并利用单因素方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析方法对被测指标进行分析排序。结果表明:(1)13个品质指标中有11个指标在15个参试品种间存在显著差异,有12个指标在8个种植区间存在显著差异;品质指标总黄酮含量与总多酚含量具有显著正相关关系,与β-葡聚糖含量存在极显著正相关关系;结合不同品种在不同生态区的表现,确定支链淀粉、直链淀粉、总黄酮、β-葡聚糖和总多酚含量为对青稞综合品质影响最大的指标。(2)聚类分析将15个参试品种分成4类,将8个种植地区聚类成3个生态区,各生态区品质表现较好的品种为‘昆仑18号’、‘昆仑19号’、‘昆仑15号’、‘甘青8号’和‘甘青4号’。(3)对所测品质指标在品种水平和地区水平上进行主成分分析发现,将13个品质指标均划分为5个主成分,累计方差贡献率分别为85.16%和94.40%;籽粒品质综合评价得分最高的品种为‘昆仑18号’,品质最优生态地区为青海省贵南县。     

可鲁克湖流域生态环境质量诊断

为查清可鲁克湖流域生态环境质量及其演化特征,依据环境生态学相关理论,运用综合调查、遥感解译与反演、统计分析等技术手段,选取自然地理、气象、土地利用/覆盖和社会经济4个方面的15个因子,采用因子分析和熵值法计算指标权重,建立流域土壤质量模型和生态环境质量诊断模型,分析2000、2005、2010和2015年可鲁克湖流域土壤与生态环境质量的变化特征。结果表明: 2000、2005、2010和2015年,可鲁克湖流域生态环境质量均值依次为21、47、54和72,呈稳定上升趋势,生态环境质量等级由较差转为良好,土壤质量整体处于中等水平;空间上,北部山区和流域下游湿地及河流周边区域的生态环境质量明显转好。流域生态环境质量变化是人类活动与自然因素共同作用的结果,土壤质量与湖泊面积是指示流域生态环境的关键因子,可鲁克湖最小生态需水量是维持流域生态环境良性发展的基本保障。     

Towards the co‐ordination of terrestrial ecosystem protocols across European research infrastructures

The study of ecosystem processes over multiple scales of space and time is often best achieved using comparable data from multiple sites. Yet, long‐term ecological observatories have often developed their own data collection protocols. Here, we address this problem by proposing a set of ecological protocols suitable for widespread adoption by the ecological community. Scientists from the European ecological research community prioritized terrestrial ecosystem parameters that could benefit from a more consistent approach to data collection within the resources available at most long‐term ecological observatories. Parameters for which standard methods are in widespread use, or for which methods are evolving rapidly, were not selected. Protocols were developed by domain experts, building on existing methods where possible, and refined through a process of field testing and training. They address above‐ground plant biomass; decomposition; land use and management; leaf area index; soil mesofaunal diversity; soil C and N stocks, and greenhouse gas emissions from soils. These complement existing methods to provide a complete assessment of ecological integrity. These protocols offer integrated approaches to ecological data collection that are low cost and are starting to be used across the European Long Term Ecological Research community.     

基于遥感生态指数的阜新市生态质量评估

城市化建设的不断推进及发展给生态环境带来了日益增加的压力,如何多方位、客观准确并且快速地对区域生态环境质量进行评估是目前研究的一个重要方向。以辽宁省阜新市为研究区域,选取2000年、2008年和2016年的遥感影像作为基础研究数据,借助ENVI5.1软件作为数据处理平台,再结合主成分分析方法,借助遥感生态环境质量评价指数RSEI对阜新市的生态质量进行评估。结果表明:2000年、2008年和2016年,阜新市的生态质量总体呈上升趋势;2000—2016年间,研究区RSEI主要由1、2级向3、4、5级转变,生态质量变好和变坏的面积分别占总面积的53.28%和2.38%,生态质量变差的区域主要集中在阜新市东北的风沙区和西南部盆地区;而阜新市西南部盆地区主要是市区,该区生态环境质量变差主要在于近年来的城市快速发展,东北部的风沙区与科尔沁沙地接壤,该区的环境变差在于所处地理位置以及防风固沙林中部分林木出现退化现象等,因此能否在快速城市化建设的同时重视生态环境的保护与修复,成为阜新市生态环境质量变化的重要决定因素。     

城市生态观测:质量控制对象、体系和规范编制

城市生态系统长期观测是开展城市生态安全评价和制定人居环境健康管理政策的基础。为了确保城市生态观测数据的准确性和科学性，通过辨识城市生态观测质量控制的概念，基于"人机料法环"理论构建了城市生态观测质量控制体系，结合城市生态观测质量控制相关规范的编制与实施现状，探讨了城市生态观测质量控制规范的编制技术。结果表明：（1）城市生态观测质量控制是面向城市生态观测内容（要素、空间格局、功能、服务），为保证生态观测全过程质量要求、提高生态观测结果的准确性而实施的质量控制活动和措施。（2）城市生态观测质量控制体系可从对象和过程这两个维度进行界定：对象维度方面，包括"人"-人员、"机"-仪器设备、"料"-数据、"法"-文件和"环"-观测过程5个方面；过程维度方面，涵盖城市生态观测全过程，包括城市生态观测前期准备工作、观测过程中以及观测后的数据录入、审核与评价等环节的质量控制措施。（3）我国已发布的生态观测相关技术标准中，发布的时间越晚，质量控制内容越完整，目前生态观测相关标准共102则，仅38则明确提出了质量控制具体要求。（4）《城市生态观测质量控制规范》编制需包含质量体系和质量控制措施两项技术内容，主要包括前引、正文和附录三个章节，对生态观测全过程质量保证和质量控制技术进行规定。     

我国生态保护红线三维制度体系——以宁德市为例

生态保护红线是维护国土生态安全和人类健康的最低保障线,是国家为建设生态文明提出的一种底限思维,用创新的思路解决中国环境危机,处理保护资源和经济发展的关系。鉴于红线在生态保护领域中的重要地位,介绍了国内外相似的案例和实践应用,以及国内生态保护红线的推进情况,主要以生态空间保护为主。基于相关文献综述,生态红线的保护理念逐步扩展,即生态保护红线逐步从空间红线拓展到涵盖空间、资源及环境质量三方面的一个综合的红线体系,并进一步提出警告上线、调控中线及保有底线的控制要求,形成生态保护红线框架体系的初步构想。同时以宁德市为例,三维制度体系具体落实到地方控制指标,形成红线指标体系。最后,从法规、制度及市场等3个方面建立其配套的保障机制,以期为进一步完善整个理论体系提供参考。     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

基于生境质量和生态响应的莱州湾生态环境质量评价

莱州湾沿岸海域未来10a是山东省集约用海规划的重要区域。为了降低和减少用海工程对海洋生态系统可能产生的不利影响,确定集约用海适宜规模和科学选址,应用已构建的集约用海对海洋生态影响评价指标体系和方法,从生境质量和生态响应两方面对莱州湾2004年至2012年的生态环境质量状况进行了评价。结果表明:位于莱州湾西部和南部近岸海域的Ⅰ区和Ⅳ区生态环境质量达到"差"的等级,生境质量总体上处于轻度到中度污染水平,水质和生物质量污染较严重,生态受到中度到严重扰动,其中浮游植物和浮游动物密度偏离标准值较大,大型底栖生物密度和生物量总体偏离标准值不大,但其物种组成已发生了明显变化,鱼卵和仔鱼数量急剧下降。在这两个区域要严格控制集约用海工程规模和新的污染排放,密切关注其对海洋生态的影响。位于莱州湾中部和东部的Ⅱ区和Ⅲ区生态环境质量接近"一般"等级,生境质量总体上处于轻度污染水平,水质受到一定程度污染,生态处于中度扰动状况。总体上,2011年和2012年莱州湾生态环境质量综合指数E值明显高于其他年份,生态环境有明显好转趋势。     

基于遥感生态指数的雄安新区生态质量评估

城镇化建设的持续推进给生态环境带来的压力日益增加,多方位、客观、准确、快速测算区域生态环境质量是生态学研究的一个重点.本研究从绿度、湿度、热度、干度4方面分别提取了归一化植被指数(NDVI)、湿度指数(WET)、地表温度(LST)、归一化建筑-土壤指数(NDBSI)4个分量指标,采用基于ENVI平台的主成分分析技术集成所选指标,基于新型遥感生态指数(RSEI)对1995—2015年雄安新区生态质量进行评估.结果表明: 1995、2004和2015年,雄安新区的RSEI均值分别为0.724、0.710、0.682,生态质量总体呈下降趋势;1995—2015年间,研究区RSEI主要由4、5级向1、2、3级转变,生态质量改善和恶化的面积分别占总面积的8.9%和20.9%,生态改善区域主要位于雄县东部和南部,主要原因在于该区域大面积的林地和园地受到当地政府的高度重视和严格保护,生态质量恶化区域主要位于城镇外围以及白洋淀周边,原因在于白洋淀水域面积的锐减和城市化的不断推进;RSEI与各分量指标的平均相关系数为0.804,均高于各分量指标间的平均相关系数,表明RSEI能较好地综合各分量指标信息,全面准确反映研究区生态质量状况.     

A practical concept for the ecological assessment of aquatic ecosystems: application on the River Dore in France

The ecological assessment of freshwater ecosystems necessitates to consider (i) the operational biological classification for defining a range of ecosystem alterations, (ii) operational biomonitoring tools fulfilling the requirements of the classification, (iii) ecological quality objectives to be preserved or restored. The development of this biomonitoring approach was illustrated by the study of the River Dore. Four biological qualities were defined with their related bio-indicators: (1) general biological quality (invertebrates), (2) biological sediment quality (oligochaetes), (3) biological water quality (diatoms) and (4) biological fish quality (fish communities). The selected bio-indicators were adjusted to an ecological classification model, based on a range of 8 ecological qualities, from `pristine' (S0) to extreme toxicity (S7). The model allows to use numerical index values as well as methods without index calculations, and to assess the general ecological quality of the river and its time-dependent evolution. At the sites downstream of industrial discharges, an improvement of the general ecological quality was observed from 1983 to 1995 in relation to sewage-treatment actions. A general ecological quality objective is proposed for each site of the river, taking into account the past and present ecological evolution of the river. The relevance of the approach greatly depends upon the accuracy of bio-indicator adjustment to the classification model and would be enhanced by taking into account other biological characteristics, like trophic status and hyporheic biocenoses.     

黄土高原神府资源开采区生态环境质量时空格局特征

煤炭的开采促进了地区经济发展,同时也影响了当地的生态环境。因资源开采区在监测研究中常忽视了生态环境质量的长时间影响和时空变化。以神府开采区为例,基于Landsat系列遥感数据,使用遥感生态指数、Mann-Kendall检验法、R/S分析法等,对该区2000—2020年间生态环境质量时空格局特征进行时间序列分析和空间格局特征研究。结果表明：研究区域20年的RSEI均值为0.469,生态环境质量多年平均属于中等等级。2000—2020年间神府矿区生态环境质量总体上看有所改善,20年前后波动变化维持在0.523;同时建设用地也不断增加,从107.09km²增加至273.53km²。变化趋势上生态环境质量趋势变优、不显著和变差的面积比例分别约为56.1%、16.3%和27.6%。研究区生态环境可持续性整体上不强,大量区域显示反持续性特征。资源开采活动引发的地质环境问题致使生态环境退化,表现为直接影响区生态环境质量低于间接影响区,平均低2.68%。研究揭示了矿区长时间序列的变化状况与未来变化趋势及可持续性特征,探讨工矿业对生态环境质量的影响,为神府矿区...     

中国“水量”和“水质”生态足迹及可持续能力量化方法与实证研究

科学测度水资源和水环境可持续能力，对区域水资源管理具有重要意义。从“水量”和“水质”两个角度，对我国31个省域地区的“水量”及“水质“生态足迹、生态承载力和生态压力指数进行研究。结果表明：(1)2000—2020年，我国水资源生态压力指数均小于1,最高值为2011年的0.86,总体水量供给充足，可持续能力强；万元GDP水量生态足迹呈波动下降趋势，用水效率大幅度提升。(2)2000—2020年，我国水质可持续能力均较强，处于安全和较安全状态，水质生态盈余量约2亿hm²;人均水质承载力约为人均水质生态足迹的2倍，且万元GDP产生的污水量呈下降趋势。(3)人均水量生态足迹和万元GDP水量生态足迹的空间重心均位于甘肃省。水量及水质生态足迹高值区，均主要位于“胡焕庸线”西北部，而承载力高值区，主要位于青藏高原和我国南方地区。(4)我国水量可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数，分别占55%、6%和39%;水质可持续能力处于安全、临界状态和不安全的地区数，分别占61%、3%和35%;水量及水质可持续能力较强和较弱的地区数之比，约为6∶4。研究揭示了我国水量及水质风险等级...     

Perspectives for the use of diatom assemblages in the water management policy of Overijssel (The Netherlands)

Diatoms have been sampled in several types of water bodies in the province of Overijssel for a period of five years. Samples from 333 sites were examined both in spring and autumn. Extensive analysis of physico-chemical variables was carried out.Data were processed by multivariate analysis for detecting correlations between species and environmental factors. Both ordination and clustering techniques were used. Statistical tests were performed to evaluate environmental relationships.The main factors in this study appear to be pH, nutrient pollution (saprobity and trophic degree) and alkalinity. Within the group of waters which is not influenced by extreme conditions of pH or pollution, there is a discrepancy between waters with low and high alkalinity.The present study confirms that diatoms are useful indicators of pollution and pH, as well documented by several authors. Diatoms are also suitable as biological indicators for alkalinity at least on a regional scale. This offers possibilities for the use of diatoms in monitoring studies, especially in waters that are still under relatively low environmental stress. It also offers opportunities for setting ecological standards, based on the characteristics of non-polluted water bodies. This aspect will be of interest to the water management policy in the province of Overijssel.