厦门市生态经济系统物质流分析

运用物质流分析(MFA)方法和STIRPAT模型,对1996～2007年厦门生态经济系统物质输入与输出进行分析,结果表明:(1)在不考虑水的情况下,物质输入与输出不断增加(年均增长率分别为11.48%、11.41%),但均小于GDP增长速度(15.94%),二者成正比;物质流增长集中表现在对金属、非金属矿物的需求及化石燃料燃烧废气、工业废气的排放.(2)用水量和废水排放量均不断增加,尤以生活污水排放量增长速度较快,加重了区域环境的压力.(3)物质输入与GDP、物质输出与GDP呈良好线性关系.厦门经济发展很大程度上依赖资源消耗.(4)单位GDP物质输入与输出均不断减小,表明资源利用率、处置率明显提高,区域逐步走向生态环境与社会经济的协调发展.(5)构建了厦门物质输入驱动机制的STIRPAT模型,得出人口数量、富裕程度、技术水平或经济结构每分别发生1%的变化,将引起输入量相应发生0.99%、0.98%、0.17%、0.31%的变化.提升技术水平和优化经济结构具有较大调控空间,将是厦门物质减量化战略的实施重点.     

环境因素对天目山柳杉树轮δ13C方位分布的影响

应用方差分析、经验正交函数、合成分析,研究了天目山柳杉（Cryptomeria fortunei）树轮中δ^13C随方位的分布特征。应用相关分析探讨了这种分布特征的年际差异与环境因素的关系。结果表明：树轮δ^13C值有显著方位差异和年际变化,不同方位的差异可以用4个基本角分布型表示,其中一型表示各方位δ^13C比多年平均值偏大,其中北（N）、西（W）、西南（SW）、南（S）较平均值偏大约0.5,而其余4个方位偏大不到0.2;二型各方位也较多年平均值偏大,但各方位差异不大,除N方位较小外,其余均在0.2-0.4之间。三型为各方位δ^13C较平均状况偏小,其中西北（NW）、东北（NE）方位约偏小0.4,其余方位偏小0.2-0.3。四型表现为NE、东（E）、东南（SE）与平均状况一致,西北(NW)方位较平均状况偏大约0.1,N方位偏小0.2,其余3个方位则偏小约0.3。而其年际变化既可用这4个角分布型的更替表示,也可以用第一、二主成分表示。δ^13C的第一主成分与前一年8-12月降水量负相关,与当年1-3月降水正相关。第二主成分与前一年8月至当年1月的6个月平均气温正相关。不同的角分布型与不同的气候状态相联系。一型出现的有利气候条件是R8-12少、R1-3多、T3-7低并且T8-1高;二型出现的有利气候条件是R8-12少、R1-3多、T3-7低并且T8-1低;三型出现的有利气候条件是：R8-12多、R1-3少、T3-7高并且T8-1高;四型出现的有利气候条件是：R8-12多、R1-3少、T3-7高并且T8-1低。可见角分布型的差异可能包含着环境变化的信息,因此同时利用树轮整体平均δ^13C值的序列和角分布型序列来重建历史气候,可以得到更多的历史气候变化信息。     

两种落叶分解过程中养分和碳素的行为

利用分解袋法对日本亚高山针叶林的针叶(Abies veitchii Lindl,and A.mariesi Mast.)和阔叶(Betula ermanii Cham.and B.corylifolia Regal.et Maxim．)凋落物进行了分解实验研究。结果表明尽管分解初期的两种凋落物的养分以及分解后期凋落物剩余重量差异很大,但两种凋落物养分浓度在分解后期(30个月以后)趋于一致。这种趋同现象在不同养分中有不同的趋同机制。氮元素浓度升高到分解后期浓度差变小,这种现象是由于分解菌的固持作用及受木质素的束缚所致;钾和镁在分解初期浓度急剧下降,进而浓度差变小,是由于淋溶作用所致。在分解过程中这些元素非常容易被淋溶掉,直到和土壤中的浓度达到一致为止。钙是结构元素,它的行踪和有机物组分有密切关系。由于分解后期有机组分木质化和腐殖质化进而浓度趋同,所以钙的浓度也相应趋同。     

2001—2009年中国碳排放与碳足迹时空格局

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001—2009年中国陆地植被净初级生产力、能源消费碳排放、碳足迹和碳赤字;在GIS(Geographic Information System)技术支持下,运用空间自相关分析方法讨论其时空格局;据此划分生态经济区。结果表明:(1)2001—2009年全国植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)平均值为3.32 Pg C/a(1 Pg=1015g),呈西南地区东南沿海华中、华东地区东北、华北地区西北地区的空间格局;(2)2001—2009年全国能源消费碳排放逐年增加,年均增长率16.7%,多年平均值2.53 Pg C/a,呈东部中部西部的空间格局;(3)2001—2009年全国碳足迹逐年增加,年均增长率14.7%,多年平均值6.98×106km2;具有正碳赤字(即碳源)的省份为山西、环渤海地区各省、长三角地区各省、广东;相邻省份碳赤字的相对大小由于互相影响而改变;(4)全国分为中东部、南部、北部、西部四个生态经济大区。研究结果直观揭示了中国碳排放和碳足迹的时空动态,为实现自然-社会二元系统的可持续发展提供科学依据。     

斑块生境中食果鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播

生境斑块化对食果鸟类的移动行为产生影响,进而影响其对植物种子的传播格局和效率。南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)是我国一级保护植物,在南方山区多因人为干扰而呈斑块状分布。2011年,2012年10月底到12月中,以分布于福建梅花山国家级自然保护区红豆杉生态园中南方红豆杉种群为对象,研究斑块生境中鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播行为,并评估专性鸟类和泛性鸟类的传播效率。结果发现:南方红豆杉源斑块共吸引22种食果鸟类取食红豆杉种子,并与13种鸟类形成了种子传播关系。不同年间,黑短脚鹎(Hypsipetes leucocephalus)都是植物的主要传播鸟类,而其他鸟类传播者种类具有一定的年间变化。生境斑块化导致专性鸟类黑短脚鹎和泛性鸟类红嘴蓝鹊(Urocissa erythrorhyncha)种子传播效率差异。与红嘴蓝鹊相比,黑短脚鹎飞行的平均距离较短((16.3±11.0)m,Mean±SD,n=125),传播距离相对较近;且它们取食后偏好在源斑块中活动,喜栖息在同种成树、甜楮(Castanopsis eyrei)及其他阔叶树等栖树上。红嘴蓝鹊取食后常在斑块间移动,常停歇在同种成树和毛竹(Phyllostachys heterocycla)上,传播距离相对较远((24.9±20.0)m,Mean±SD,n=95)。空间一致性结果表明,黑短脚鹎移动距离对幼苗更新距离的空间一致性程度高;而红嘴蓝鹊偏好生境与幼苗更新生境一致性程度高。结果表明,斑块生境中植物能与专性鸟类、泛性鸟类之间形成种子传播互惠关系,且种子传播效率受到专性鸟类和泛性鸟类传播距离和传播生境的影响。     

二氧化硫对地衣中共生藻菌营养关系影响研究

为探讨地衣对大气污染特别敏感的原因 ,分离淡腹黄梅衣 (Xanthoparmelliamexicana)的共生藻和共生真菌 ,并重新合成地衣 .研究了地衣及纯化培养的藻和菌在SO2 污染短期胁迫下的生理反应 .结果表明 ,叶绿素a比叶绿素b易受伤害 ;叶绿素对 0 .5mg·L-1的熏气最敏感 ,水溶液暴露时叶绿素PQa值的下降与SO2 的吸收量有相关性 .地衣中酸性磷酸酶活性主要由共生藻所决定 .丙二醇含量在共生藻和菌以及地衣样品中无显著差异 ;还原型谷胱甘肽GSH含量在共生菌中明显高于共生藻 ,并与SO2 胁迫强度密切相关 .可以作为地衣过氧化状态和受损的生物标志物 .共生真菌承担了地衣主要的抗氧化任务 ,由于物质与能量的消耗 ,共生藻比共生菌更容易受到伤害 .     

钩虾胆碱酯酶（ChE）和谷胱甘肽转硫酶（GST）的敏感性和特异性比较研究

研究了有机磷农药甲地基嘧啶流磷,有机氯农药林丹,菊酯类农药氯菊酯,表面活性剂直链苯磺酸钠和重金属Zn对钩虾（Gammarus pulex L.)胆碱酯酶（ChE）和谷胱甘肽转硫酶（GST）活性变化以及毒性影响,结果表明,在暴露24h和48h后,仅有机磷农药甲基嘧硫磷显著抑制胆碱酯的酶的活性,在暴露48h后,有机氯农药林丹和菊酯类农药氯菊酯能显著提高谷胱甘肽转硫酶活性,在暴露24h后,仅梵在导致谷胱甘肽转硫酶明显升高,作为生物标志物,胆碱酯酶比谷胱甘肽转硫酶具有更高的特异性,这两种生物标志物较毒性试验方法具有更高的敏感性。     

生态系统的多稳态与突变

许多生态系统可能在短时间内发生难以预料的状态突变, 其中一些生态系统突变的机理可以用多稳态理论进行解释。近年来生态系统的多稳态和突变现象及其机理吸引了研究者和管理者的广泛关注。本文重点对生态系统多稳态的理论基础、识别方法及稳态转换发生的早期预警信号进行综述, 并基于典型生态系统过程对现实世界中可能观测到的稳态转换进行实例分析, 最后对多稳态概念框架和理论应用中的潜在争议进行讨论, 以期为非线性生态系统动态的理论研究、管理实践和生物多样性保护等提供参考。     

土地利用变化对三峡库区重庆段植被净初级生产力的影响

研究土地利用变化对区域植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响对于明确区域植被固碳能力与土地利用变化的关系,以及维持生态系统结构稳定具有重要意义。以三峡库区重庆段为例,基于2000—2015年MOD17A3数据和土地利用数据,分析研究区NPP时空分布特征并从景观生态学的角度探讨土地利用变化对区域植被NPP的影响。研究表明:(1)NPP年均值16年间波动不大,空间分布上从东到西逐渐减少;(2)研究期内林地面积增加,耕地和草地面积减小,而NPP总量从25.6 TgC增加到了28.5 TgC,其中耕地NPP约占总量的44%,林地次之(40%),草地最少(14%),2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年土地利用变化对NPP变化的贡献率分别为26.49%、59.76%、17.27%;(3)区域生态景观指数中的香农多样性指数SHDI、斑块密度PD与NPP呈正相关,而聚合度AI与NPP呈负相关,景观格局类型和景观格局变化均影响区域植被NPP的增长。要提高区域植被NPP,需优化土地利用格局,增加景观异质性和斑块密度,重视培育幼龄林,并控制成熟林的数量。     

微生物耐砷机理及其在砷地球化学循环中的作用北大核心CSCD

砷是一种无处不在的有毒类金属,其强致癌性引起了人类的广泛关注。在自然环境中,砷的转化存在物理化学过程和生物过程,其中微生物介导的砷转化是环境砷行为的主要影响因素。微生物的耐砷特性与砷吸收、氧化还原、甲基化、区隔化和外排等过程密切相关。砷在微生物体内的转运转化主要与砷解毒有关,但某些微生物可利用氧化还原过程产生的能量以维持其生长需求。本文综述了微生物介导的砷吸收、转化、区隔化和外排机制,这对阐明砷的地球化学循环过程及指导砷污染土壤和水体修复、阻控农作物砷吸收等方面具有重要意义。