区域生态风险评价——以呼和浩特市区为例

区域生态风险具有大尺度、多因素、多风险受体的特点,难以直接定量;从生态风险的定义出发,构建景观破碎度和面积加权生态价值指数评价区域生态风险,并以ArcGIS和Fragstats软件为研究平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布规律。以2006年Spot卫星遥感数据解译的呼和浩特市区土地利用图为例,研究结果表明生态风险值范围在0.04-0.26之间,空间梯度差异明显,风险较高区域为东北部的大青山山区以及西南角的平原农业区,北部风险驱动力主要来自土壤侵蚀、地下水源地水位下降、水质恶化以及林地的退化;南部则是快速工业化导致林地、草地、特别是耕地景观转换为居民与工矿用地景观。案例研究结果表明所建方法直观、简便,可定量描述区域景观生态风险的相对大小和空间分布规律。     

森林景观变化的地理环境因素整合分析——以伊洛河流域洛宁县为例

运用景观生态学的基本原理,借助于地理信息系统技术,整合分析了地理环境因素对伊洛河流域洛宁县森林景观动态变化的影响。结果显示,应用地理环境因素影响指数可以很好地从整体上分析地理环境因素,如高程、坡度、距离居民点中心的距离、与森林边缘距离等地理环境因子对区域森林景观动态变化的影响。1983和1999年,伊洛河流域洛宁县森林景观在地理环境因素影响指数上的优势分布区间(Pie1)分别为1230和1030,即在中高地理环境因素影响指数分布区间内,且有向低地理环境因素影响指数分布区间略为移动的趋势。森林景观类型保持不变部分、森林景观转化为非森林景观类型部分和非森林景观转化为森林景观类型部分所对应的在地理环境因素影响指数上的优势分布区间(Pie1)分别为1130、18和613。通过建立森林景观动态变化与地理环境因素影响指数的相互关系,表明森林景观动态变化与地理环境因素影响指数(特别是在地理环境因素影响指数的优势分布区间内)有显著相关关系。     

三种线性模型在杉木与马尾松地位指数相关关系研究中的比较

地位指数法是当前立地质量评价中广泛采用的一种评定方法。在同一立地上,实现不同树种地位指数之间的转换,建立地位指数互导模型有助于立地质量的评定.譬如,在某一立地上现时生长着马尾松,欲知在马尾松被采伐后营造杉木林的生长潜力,这时就可利用上层木树种间地位指数的关系进行立地质量评定。以雪峰山杉木与马尾松地位指数配对样地数据为基础,建立了杉木与马尾松地位指数的常规线性模型、对偶回归模型和度量误差线性模型,从建模精度和模型适用性检验两方面,对3种模型进行了比较分析。结果表明3种模型的精度均比较高,模型效果差异不明显,其中,常规线性模型、度量误差模型和对偶回归模型的相对误差分别为5.39%、5.39%和5.54%。由于杉木地位指数和马尾松地位指数均存在度量误差,因此,线性度量误差模型和对偶回归模型比常规线性模型更适宜,这是因为,前两种模型的自变量和因变量是可以存在度量误差的,而后者的因变量是没有度量误差的。此外,线性度量误差模型的相对误差比对偶回归模型的要小,所以,3种线性模型中,线性度量误差模型最优。研究结果实现了相同立地条件下杉木地位指数和马尾松地位指数的互导,为不同树种间的立地质量评价提供了可行的方法。     

中美生态分区及其分级体系比较研究

生态分区及其分级体系越来越多地用于环境保护政策的制定和管理决策,尤其是在自然资源管理、保护和评价方面。目前世界上有许多生态分区及其分级体系,不同的生态分区与分级体系使用不同的生态分区方法和各种指标。如何正确评价和选择这些生态分区及其分级体系进行自然资源管理和环境决策,已经成为管理者和研究者的一个难题。概述了近20a来生态分区分级研究现状与国际进展,重点比较、分析了美国主要生态分区及其分级体系与中国生态功能分区之间的差异。结果表明,在生态分区的分区单元内涵、侧重点以及分区角度3个方面,中美之间有显著的不同。美国的生态分区及其分级体系多注重自然生态系统,尤其在其评价指标中,人类在生态系统中的地位与生态系统内其他生物相平等。而中国的生态功能分区,则更加突出人类在生态系统中的地位以及生态系统为人类社会提供的生态服务功能。这些体系各有优点和缺陷。通过这些体系的比较研究,可为中国后续水生态分区研究和改进中国生态功能分区提供参考和建议。     

杉木人工林去除根系土壤呼吸的季节变化及影响因子

2007年1月至2008年12月,在长沙天际岭国家森林公园内,采用挖壕法研究杉木人工林去除根系后土壤呼吸速率季节动态及其与5 cm土壤温、湿度的相关关系。结果表明:去除根系与对照5 cm土壤温度的差异性不显著(P=0.987),5 cm土壤湿度差异显著(P=0.035)。杉木林去除根系处理后土壤呼吸速率明显降低,2007至2008两年实验期间去除根系与对照处理变化范围分别为0.19-2.01μmol.m-2s-1和0.26-2.61μmo.lm-2s-1,年均土壤呼吸速率分别为0.90μmo.lm-2s-1和1.30μmol.m-2s-1。去除根系土壤呼吸速率降低幅度为9.4%-59.7%,平均降低了30.4%。去除根系和对照的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度之间均呈显著指数相关,模拟方程分别为:y=0.120e0.094t(R2=0.882,P=0.000),y=0.291e0.069t(R2=0.858,P=0.000)。Q10值分别为2.56和2.01。     

杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

珊瑚疾病的主要类型、生态危害及其与环境的关系

与人和其它动物一样,珊瑚也生病。在过去30多年里各种珊瑚疾病对全球珊瑚礁造成了严重破坏。目前已知的珊瑚疾病多达30多种,但确定病原体的仅6种。阐述了造礁石珊瑚的7种最主要疾病类型(黑带病、黑斑病、白带病、白色瘟疫、白斑病、黄带病和珊瑚白化病等)的症状、扩散速率、疾病患病率、珊瑚死亡率等。频繁发生的珊瑚疾病导致主要造礁物种死亡,减少礁区的生物多样性,对珊瑚礁生态系统产生破坏日益严重,甚至引起以珊瑚为主导的珊瑚礁系统转变为以大型藻类为主导的生态系统。全球气温上升和人为活动引起的一系列环境因子的变化被认为是各种珊瑚疾病发生的诱导因素,海水温度升高是Oculina patagonica和Pocillopora damicornis2种珊瑚细菌性白化的先决条件,其它环境因素如营养盐、有机污染物等超过一定量或pH值改变时会对珊瑚造成生理压力,降低其对病毒的抵抗力,也可能改变病原体生存的生态阈值,增强其病原毒力,引发并加速疾病的扩散。此外,珊瑚的生存环境如覆盖度、水深等与疾病的爆发也有一定的关系,一般认为覆盖度高,水深较浅处珊瑚疾病发生频率高。     

基于SD的生态安全指标阈值的确定及应用——以上海崇明岛为例

结合区域复合生态系统的特点,建立由经济、人口、资源、环境和生态5个子系统71个参数构成的上海崇明岛区域生态安全的系统动力学模型,并以变量"净GDP"为参考依据,通过情景仿真进行生态安全趋势分析和方案比较,确定生态安全的指标阈值;通过系统模拟对阈值进行验证,认为阈值在反映系统动态发展趋势上,是一定发展模式下的生态安全的特征参照系。这一尝试克服了目前生态安全指标阈值的研究中以参照法为主的静态性缺憾。将确定的阈值应用于崇明岛生态安全的评价和因子分析中,发现由于崇明岛生态岛的定位和生态保障措施的实施,近几年生态安全综合得分呈现逐步提高的特点,但目前(2007年)得分为0.523,仍处于中等水平;并以阈值为标准的因子检验发现各主要安全因子差异较大,主要的制约因子主要体现为环境治污水平和能源利用等方面。     

基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用

为衡量和评价区域发展的可持续状况,针对传统生态足迹模型以土地生产力为基础的不足,结合能值理论和方法,运用能值转换率和能值密度对模型进行改进,建立基于能值的生态足迹模型。改进的模型重点在采用区域能值密度,更加全面真实地反映区域生态承载力的大小以及区域发展模式下生态足迹的需求。能值-生态承载力的计算主要考虑区域可更新自然资源和生物生产性土地的可更新部分;能值-生态足迹计算人民生活需求资源消费量和区域经济发展的资源出口量。模型应用的结果为:资源型城市徐州市2006年人均能值-生态承载力1.03hm2,人均能值-生态足迹37.76hm2,分别是其他改进模型计算结果的4.4倍和4.3倍。如果不进行能值转换率的全球能值基准转换,能值-生态承载力将是2.6倍。生物生产性土地的可更新部分在徐州生态承载力中占有很大比重;当地承载了其他地区发展所需要的大量能值-生态足迹(出口资源)。可持续性评价指数为0.97,表明在为其他地区发展做出巨大生态贡献的同时,徐州的可持续发展状况十分堪忧。适度控制资源开采规模,延长产业链,增加出口产品附加值;开发利用可再生能源是资源型城市兼顾社会经济发展和生态环境持续的发展策略。     

五氯酚在土壤生态系统中的环境行为研究进展

五氯酚在世界范围内广泛使用,在曾经使用过五氯酚的国家和地区的土壤和沉积物可以检测到五氯酚的残留,甚至残留五氯酚可通过食物链危及人类健康。综述了五氯酚在土壤生态系统中的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解及其影响因素、生物富集、生态毒理机理和效应。同时结合目前国内外的研究现状,提出了五氯酚在土壤生态系统中环境行为新的研究方向。