基于马尔科夫链模型的长江源区土地覆盖格局变化特征

利用长江源区1986、2000与2014年3期的遥感影像,结合实地野外考察获得该地区在这3个时间点的土地覆盖类型图。根据各时期之间的土地覆盖格局的变化确定土地类型之间的转移概率,进一步完成对该地区马尔科夫链模型的构建、检验与预测。结果表明:1986—2014年,长江源区的土地覆盖格局的变化特征符合马尔科夫过程,通过马尔科夫链模型能够对该地区的覆盖格局变化过程进行有效的模拟;长江源区的土地覆被退化趋势明显,湿地、中高覆盖草地等面积不断下降,裸地、沙地以及低覆盖草地等面积则一直在增加;2000年以后,由于三江源区自然保护区的建立以及降水量的增加等因素影响,长江源区的植被退化状况得到明显改善。     

气温和降雨量对中国湿地生态系统CO2交换的影响

湿地由于具有较高的初级生产力以及较低的有机质降解速率而成为缓解全球变暖的潜在有效碳汇.虽然近年来中国湿地生态系统CO₂交换过程及其影响机制研究取得了一系列进展,但尚缺乏对数据进行系统性整合分析.基于29篇文献的数据,对中国21个典型湿地植被净生态系统CO₂交换(NEE)、生态系统呼吸(R_eco)、总初级生产力(GPP)、NEE的光响应参数以及R_eco的温度响应参数进行整合分析,并探讨了这些指标对温度与降雨的响应.结果表明： 年尺度上,气温和降雨量对NEE(R²=50%,R²=57% )、GPP(R²=60%,R²=50%)和R_eco(R²=44%,R²=50%)均有显著影响(P<0.05).生长季尺度上,NEE (R²=50%)、GPP (R²=36%)和R_eco(R²=19%)与气温呈显著相关(P<0.05);同时NEE(R²=33%)和GPP(R²=25%)也与降雨量呈显著相关(P<0.05),但R_eco与降雨量的相关关系不显著(P>0.05).生长季降雨量与最大光合速率(A_max)之间呈显著相关 (P<0.01),但与表观量子产率(α)、白天生态系统呼吸速率(R_eco,day)无显著相关(P>0.05).生长季气温对α、A_max和R_{eco, day}均无显著影响(P>0.05).生态系统基础呼吸速率(R_ref)与降雨量无显著相关(P>0.05),但是生态系统呼吸的温度敏感系数(Q₁₀)与降雨量呈显著的线性负相关(P<0.05),同时气温对Q₁₀(R²=0.35)、R_ref(R²=0.46)均产生显著影响(P<0.05).     

非洲狼尾草未受精无孢子生殖胚囊退化研究

为理解植物无孢子生殖胚囊未受精条件下的退化,对无孢子生殖植物非洲狼尾草未受精成熟胚囊中央细胞退化做了细胞形态学研究。没有受精的中央细胞退化时最显著的特点是细胞核产生核膜囊泡。核膜囊泡有两种类型:单层膜的囊泡和双层膜的囊泡,单层膜囊泡在细胞质中,双层膜囊泡在细胞核内。核膜囊泡有两种发生方式:1)核膜的外膜向细胞质一侧膨胀产生囊泡,囊泡进入细胞质;2)核膜向核内凹陷形成囊泡,囊泡进入细胞核。核膜囊泡类型与产生方式密切关联。核膜囊泡吞噬并消化包括线粒体在内的细胞质和核质。     

鹤山退化草坡生态系统的自然恢复

研究了鹤山南亚热带退化草坡20a的自然恢复动态,发现群落虽有阳生乔木入侵,但仍处于草本和灌丛占优势的生物多样性较低的阶段;土壤中的有机质、水解氮、有效磷和有效钾等营养元素已基本恢复到同地带顶级森林群落的水平;虽然群落的空间结构与生物多样性尚未恢复,但其部分生态功能已经恢复,其中水土保持最先恢复,生产力等功能还需要较长的时间恢复;对于鹤山草坡这类一般退化生态系统来说,可能需要通过构建合适的人工林来加速生物多样性和生物量等指标的恢复过程,仅仅通过自然恢复是难以在较短的时间内迅速恢复其物质循环等功能的。     

基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN及模型验证

以植物生理学、森林生态学和土壤环境学的基本原理为基础,建立了基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN。模型通过两种步长运行:在步长为天时的基本过程包括林分(个体)的光合、呼吸、分配和凋落,以及凋落物和土壤有机物的呼吸和转移;在步长为年时的基本过程包括林分的同化物分配、树高和胸径增长、大凋落物生成。通过对模型样地水平上与全国总量上NPP、NEP的验证,说明该模型在考虑幼龄林基础上,能较好的模拟出中国森林生态系统的碳收支,因此可以用来模拟中国森林生态系统碳收支的过去动态和未来发展趋势。     

我国生态补偿研究中的科学问题

我国生态补偿的研究始于20世纪80年代对生态学意义上生态补偿的探讨和经济学意义上生态补偿的摸索;联合国环境与发展大会后,进入主动的基于环境损失赔偿的理论探讨阶段;随着生态保护的加强、生态工程的实施以及保护和发展矛盾的加剧,生态补偿涵义拓展到对生态环境保护者进行补偿,进入理论和实践相结合的阶段,并成为国内社会各界的热点问题。但是目前生态补偿的涵义、理论依据和补偿标准等生态补偿研究的核心问题仍然存在不确定性。我国生态补偿涵义经历了从生态学意义到经济学意义的发展历程,目前阶段的生态补偿涵义与国际上的"生态系统服务付费"比较接近。理清生态补偿费与环境费、资源费的关系是生态补偿定位的关键,主要是确定与后者的包含或者补充关系;生态补偿的环境经济学理论来源是基本一致的,即环境外部成本内部化原理和公共物品理论,但是生态系统服务作为生态补偿的理论依据还存在基于效益补偿还是基于价值补偿的争论;生态补偿标准确定主要包括基于生态系统服务量化、成本(机会成本)或通过供需双方的博弈等方法,目前仍然处于探索阶段。上述科学问题是决定生态补偿实施的可行性和有效性的关键性问题,需要从我国的实际出发,从不同区域的现实出发结合理论探讨和实践需求进行研究,建议日后加强以下几个方面的研究:(1)与现实需求一致的生态补偿概念的确定和科学定位;(2)以现实有效性为基础的理论依据和补偿标准计算;(3)基于利益相关方多方参与的生态补偿机制研究;(4)生态系统服务研究与生态补偿研究的结合。     

基于农业生态服务价值的农业绿色GDP核算——以安塞县为例

将传统GDP绿色化,也就是“绿色GDP”是国民经济核算研究和探索的热点。从微观层面对农业生产进行绿色GDP核算,认为农业绿色GDP不仅包含传统的产品价值,还应包括农业对人类社会经济系统的生态服务价值,并以基于生态系统服务价值的“农业绿色GDP=农业常规GDP＋农业生态GDP”的公式核算了安塞县的绿色GDP。结果表明：（1）安塞县2000年的农业生产总值为29187万元,减去中间消耗为18972万元;（2）若考虑农业生态环境代价,则农业生产产值仅为6272．30万元,是农业常规GDP的33．06％,农业常规GDP背后至少隐含着66．94％的农业生态环境代价;（3）应用市场价值法、机会成本法、替代工程法、影子价格法等核算农业生态系统服务价值结果为504218．37万元,把农业生态系统服务价值作为农业系统的间接产出,则该县2000年的农业绿色GDP为510490．67万元。安塞县农业经济的获得背后至少有66．94％生态环境代价是依靠其农业生态系统的服务来提供和补偿的。     

森林生态系统土壤CO2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO₂释放作为土壤-大气CO₂交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800~2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO₂释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO₂释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO₂释放由(1.94±006) μmol m^-2 s^-1逐渐增加至(2.22±0.07) μ mol m^-2 s^-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳（SOC）、全N、全P与土壤CO₂释放呈显著正相关（n=14, P<0.05）;土壤容重与土壤CO₂释放速率呈显著负相关（n=14,P<0.05）;土壤pH对土壤CO₂释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO₂释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析（PCA）揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57％以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO₂释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO₂释放沿海拔梯度变化的主导因子。     

内蒙古呼伦贝尔草甸草原的草地退化等级数量分析

采用样方取样方法实地调查内蒙古呼伦贝尔草甸草原的植物群落特征,利用植被和土壤数据,应用系统聚类分析方法对其草地退化等级进行定量划分.结果表明:(1)植被指标聚类可将草地划分为3个等级,即轻度退化、中度退化和重度退化草地,而利用土壤指标聚类则划分为2个等级,其中轻度退化和中度退化草地的土壤状况相似合为一个等级,重度退化草地为另一个等级;(2)随着放牧梯度的变化,植被和土壤都发生了变化,中度退化草地植被变化大,而土壤变化不大;(3)内蒙古呼伦贝尔草甸草原为同一草地利用单元,所划分的草地退化等级系列是由放牧引起的.     

人类活动对广西合浦海草床服务功能价值的影响

近年来,中国海草生态系统受到严重破坏。本文以广西合浦海草床生态系统为例,采用1980—2005年当地统计资料,综合运用生态经济学的基本理论,以海草床的食物生产、调节大气、生态系统营养循环、净化水质、维持生物多样性和科学研究功能作为指标体系,对人类活动造成合浦海草床生态系统的价值损失进行了初步估算。结果表明,从1980—2005年,合浦海草床由于人类活动造成的价值损失为34657.95万元,损失率为71.97%。直接利用价值增加了4452.88万元,而间接利用价值损失为39110.83万元,损失率高达81.82%。说明人类对合浦海草床的开发利用强度增大趋势明显。