热带森林不同演替阶段蚂蚁巢穴的分布特征及其影响因素

为探明热带森林蚂蚁巢穴的分布特征及其影响因素, 采用样方法研究了西双版纳不同演替阶段热带森林定居巢穴蚂蚁的种类及其巢穴的密度、盖度和空间分布特征, 并分析了土壤理化环境与蚂蚁种类总数、巢穴密度及盖度的相关性。结果表明, 不同演替阶段热带森林蚂蚁种类总数、巢穴的密度及盖度大小顺序为: 小果野芭蕉 (Musa acuminata)群落>白背桐(Mallotus paniculatus)群落>思茅崖豆(Mellettia leptobotrya)群落, 并且热带森林的演替类型显著影响蚂蚁种类总数及巢穴密度, 而对巢穴盖度的影响未达到显著水平; 蚂蚁种类总数、巢穴密度与土壤总有机碳和水解氮显著正相关, 与土壤容重和土壤含水率显著负相关, 但所选择的土壤理化指标与巢穴盖度的相关性均未达到显著水平; 蚂蚁巢穴的空间分布呈随机分布格局。我们的数据表明, 不同演替阶段热带森林所形成的植被类型及土壤环境状况共同影响定居的蚂蚁种类总数与筑巢密度。     

云南高原湿地湖滨带植物不同空间配置对生活污水N、P去除的影响

采用野外调查和室内模拟实验相结合的方法,对云南高原湿地常见的7种湖滨带植物群落开展污水净化试验研究,为云南高原退化湿地恢复与污染湖泊治理中植物的选择与空间配置提供依据。结果表明,湖滨带植物群落对污水浓度的耐受和净化降解是有限度的,在适合植物生长的污水浓度范围(TN:8.39～22.95mg·L-1;TP:0.61～1.96mg·L-1;NH4+-N:6.42～19.80mg·L-1)内,植物群落才能对污水起到高效的净化效果,对TP和NH4+-N的去除率均能达到30%以上,对TN的去除率也能达到20%。在较高浓度范围内,由茭草(Zizana caduciflora)、蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)和金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)几种喜氮、磷植物组成的群落对污水的净化效果更好。但不同植物群落对污水的净化效果存在着差异(P<0.05),含同一种植物但其他组成植物不同的群落净化效果不同,表明植物种间存在相互作用,不同种类、不同生活型间相互协作,发挥着最大功能作用。     

区域气候变化对纳帕海湖滨植物生理生化特性的影响

高原湿地是我国重要的生态屏障,关乎流域生态安全。随着气候变暖和极端气候事件频发,探讨高原湿地植物对气候变化的生理生化响应及温度胁迫带来的伤害,对维系高原湿地生态系统的稳定,应对全球气候变化具有重要意义。以高原地区典型湿地纳帕海为研究对象,将适应了纳帕海湿地气候条件的4种优势植物连同生长基质组成的植物-土壤单元,移至不同区域气候条件的拉市海湿地和昆明滇池流域,分析气候变化影响下,4种湿地植物原位异地后的丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、过氧化物酶(POD)含量等反映植物受到逆境胁迫的生理生化指标变化。研究结果表明,湿地植物虽是隐域植物,但气候变化对其生长产生显著影响,不同湿地植物对气候变化的适应性不同,水葱(Scirpus tabernaemontani)和茭草(Zizania caduciflora)等广布种能够很好地适应气候变暖,两者生物量均随温度上升而增加,在拉市海的增长率分别高达196%和190%,在昆明分别增至487%和408%,MDA、Pro、POD含量则随温度上升而下降,在拉市海的最高降幅分别为16%和24%、27%和12%、14%和58%,在昆明的最高降幅分别为31%和24%、52%和25%、48%和73%,气候的暖化更有利于其生长。刘氏荸荠(Heleocharis liouana)虽为广布种,尽管气候变化对其产生了胁迫,但能通过调节自身的代谢物质来抵御这种变化,反映了广布种对气候变化较强的适应性。小黑三棱(Sparganium simplex),对气候变化较为敏感,随温度的升高其生物量在拉市海的增长率达17%,而在温度更高的昆明则减少了20%,呈现先升高后下降的趋势,同时体内各相关抗逆指标也呈现先下降后上升的趋势,MDA降至0.001387μmol/g,后迅速增至0.002739μmol/g、Pro降至13.386891μg/g,后增至18.172878μg/g,温度升高到一定程度对其产生了不利影响。对于这样一种生态幅较窄的物种,随着气候条件的改变,其生存将面临极大的挑战,显示了高原湿地在全球变暖大背景下的脆弱性,以及高原湿地生态系统维系存在的潜在危机。     

西南地区退耕还林工程主要林分50年碳汇潜力

为评估西南地区退耕还林工程主要林分未来50a碳汇潜力,调查收集该地区2011年以前退耕还林工程主要造林树种及其造林面积等相关数据资料,利用国家森林资源清查资料中人工林历史数据建立生长模型,结合文献调研获得的相关林分碳计量参数,预测出本区域退耕还林工程7种主要林分碳储量和年碳储量未来变化。结果表明:西南地区退耕还林工程主要林分总碳储量在2020、2030、2040、2050和2060年分别为52.98、73.88—80.57、73.62—102.16、88.41—115.17和77.15—123.36TgC,年总碳储量则分别为3.15、-1.11—2.45、-3.92—1.95、2.08—0.96和0.25—0.73TgC,到2060年华山松、马尾松、柳杉、杉木、柏树、杨树和桉树7种林分碳汇潜力在无采伐情景下分别达到:13.01、15.01、13.44、24.13、28.05、15.63和14.09TgC,可对本地区森林碳汇功能产生明显影响。     

玉龙雪山3个针叶树种在海拔上限的径向生长及气候响应

树木生长对气候变化的响应是国内外研究的热点。选择滇西北高原玉龙雪山海拔分布上限3个主要树种(长苞冷杉(Abies georgei)、丽江云杉(Picea likiangensis)和大果红杉(Larix potaninii Batal var.macrocarpa Law)),对其径向生长特征进行研究,构建差值年表,并分析其与温度和降水的相互关系。研究结果表明:(1)温度和降水均为玉龙雪山海拔上限树木生长的主要影响因子,但不同树种响应的时期和关系存在差异;(2)大果红杉生长主要受限于生长初期(5—6月)的水热条件,主要表现为与当年5月、6月以及生长初期(5—6月)的平均温呈显著正相关,以及与当年5月、6月以及生长初期的降水呈显著负相关;(3)长苞冷杉生长主要受限于生长初期(5—6月)的水分条件,表现为显著负相关,同时生长盛期(7—8月)温度的升高有利于其径向生长;(4)丽江云杉的生长则主要受限于生长季开始以前的气候条件,与上年12月以及当年5月的平均温呈显著负相关,与当年1月的降水呈显著正相关。本研究的结果可为气候变化对滇西北高原树木生长影响的研究提供参考,并为该地区历史气候重建提供科学基础。     

滇西北高原闭合半闭合退化湿地的生态恢复效果

选取滇西北高原典型退化湿地纳帕海,对比植被恢复前后入湖河流廊道、草甸(汇水过渡区)、湖滨带植物群落物种的组成、水质、土壤有机质和全氮含量的变化,分析流域完整尺度恢复实践的有效性.结果表明:研究区湿地植物在恢复初期由8科12属13种迅速增加至18科22属28种;地上生物量从318.56 g·m-2上升到507.68 g·m-2;湖滨及河流岸带植物群落恢复前后变化明显,耐污种逐渐减少或消失,出现了消失多年的沼泽植物黑三棱和水毛莨群落;土壤有机质和全氮含量分别由恢复前的28.85和0.79g·kg-1增加到50.26和1.45g·kg-1,水体中的TN、TP和COD含量较恢复前显著下降,去除率分别达到67.9％、79.2％和71.2％,水体透明度提高了179％,湿地生态系统结构和功能得到了改善和恢复.在高原闭合半闭合湿地区,采取植被恢复措施及其技术方法行之有效.     

兰坪铅锌矿区植被恢复初期土壤种子库与地上植被关系的研究

尾矿废弃地是一种极端的生态系统,其植被恢复的研究将丰富传统的生态学理论。该研究通过野外植被调查与室内萌发实验相结合的方法,探讨了兰坪铅锌矿区植被恢复初期不同群落类型地上植被、土壤种子库及其相互关系。结果显示:（1）与对照群落（云南松林、高山栎灌丛）相比,尾矿区恢复期各群落（早熟禾人工草地、魁蒿群落、马桑灌丛）地上植被及土壤种子库的物种数、物种多样性均较低。（2）植被恢复时间较短的2个群落（魁蒿群落、人工草地）土壤种子库较地上植被物种多样性高。（3）尾矿区恢复期各群落地上植被及土壤种子库的优势种均主要由风播、种子繁殖的植物组成,菊科、禾本科占较大比例,这些植物在尾矿区植被恢复初期起重要作用。（4）尾矿区恢复期各群落土壤种子库与地上植被的物种相似性较高,各群落之间地上植被及土壤种子库的相似性则较低。研究表明,尾矿区恢复初期土壤种子库与地上植被紧密联系,群落改造方式、恢复时间对土壤种子库具有重要影响。     

城市热环境风险预测及时空格局分析

人类活动改变土地利用/覆被所诱发的城市热环境风险成为影响城市化进程和城市生态环境可持续发展的重大阻碍。但是,当前热环境风险识别、评估和预控技术和方法缺失使得城市热环境安全防范和调控措施相对滞后。构建城市热环境风险预测模型:(1)将不同时期的地表温度进行正规化分级;(2)构建基于MARKOV-CA的城市热环境时空过程预测模型并验证其精度;(3)建立城市热环境风险评判规则并分析城市热环境风险时空格局特征。通过2005—2015年夏季MODIS地表温度产品及1∶10万土地利用现状遥感监测数据预测2015—2020年北京市城市热环境风险时空格局并分析其特征。北京市城市热环境风险呈增加趋势,其中极高风险区面积比例从9.66%上升到12.08%,极高风险等级区域主要分布于东西城区、朝阳区、丰台区、石景山区、海淀区东部、大兴区西北部,并逐渐向东西方向延伸,斑块数量增加,聚合程度也有所提高。城市热环境风险预测模型可对通过城市空间规划调控和防范城市热岛效应提供理论和技术支撑。     

滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物生物量及其凋落物分解

选取滇西北高原湿地纳帕海湖滨带优势植物茭草(Zizania caducifolia)、水葱(Scirpus tabernaemontani)和刘氏荸荠(Heleocharis liouana),研究其生物量及其凋落物分解特征,结果表明:水葱、茭草、刘氏荸荠为纳帕海湿地湖滨带单优植物群落,均具有较高的地上生物量,不同植物群落地上生物量不同,其中,茭草地上生物量(853.6±58.2)g·m-2·a-1显著高于水葱(730.7±7.8)g·m-2·a-1与刘氏荸荠(338.9±32.6) g·m-2·a-1的地上生物量.3种植物群落凋落物分解速率不同、并随月平均气温升高均呈增加的趋势,其中,刘氏荸荠分解速率k值最大(0.067±0.0026)、茭草(0.062±0.0072)其次、水葱最小(0.039±0.0062).凋落物经过1年的分解,水葱、茭草和刘氏荸荠凋落物存留率分别为(62.0±8.8)％、(47.5±9.0)％和(44.5±7.9)％.综合3种湖滨带植物地上生物量与凋落物年分解,水葱地上生物量年存留量(453.1±4.9)g·m-2·a-1显著高于茭草(405.4±27.7)g·m-2·a-1和刘氏荸荠(150.9±14.5) g·m-2·a-1.研究进一步表明滇西北高原湿地湖滨带植物具有极高的生物量存留率,成为该类型湿地生态系统碳汇功能的基础,其碳汇过程及其贡献率需要进一步深入研究.     

海拔梯度对高原湿地植物形态和生理学效应研究

研究了纳帕海高原湿地4种常见的多年生水生植物经移栽至不同海拔后,在生长过程中的生长状况、叶绿素、可溶性糖、游离脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）活性的变化及其生理特性。结果表明,水葱（Scirpusvalidus）、荸荠（Heleocharis dulcis）、黑三棱（Sparganium stoloniferum）和茭草（Zizania latifolia）的生长状况随着海拔的降低均有所改善,其中,4种湿地植物的株高随海拔的降低均有所升高,水葱和荸荠的茎粗随海拔的降低均呈现增粗的趋势,黑三棱和茭草的叶片宽度也随海拔的降低有所增加;4种湿地植物的叶绿素（a＋b）含量随着海拔的降低均呈现不断下降的趋势;4种植物的可溶性糖和游离脯氨酸（Pro）含量随海拔的降低均有所下降;荸荠、黑三棱和茭草的过氧化物酶（POD）活性随海拔的降低均呈下降趋势,而水葱的过氧化物酶（POD）活性随着海拔的降低无显著变化,黑三棱和茭草的过氧化物酶（POD）活性显著高于其它两种植物。可见,4种湿地植物的形态、生理特征对不同海拔生境的适应方式可能是通过多种途径实现的,如形态特征、光合作用、抗寒物质代谢、抗氧化酶系统等随海拔梯度的变化而变化。这些不同的适应方式在不同的植物间既有共同规律,又有着各自的特性。