渤海沿岸湿地生物多样性变化特征

全球气候变化和人类活动干扰的加强,对全球生物多样性造成了前所未有的干扰和破坏。近年来随着我国东部沿海的人口经济快速增长、资源需求进一步增大,生物多样性保护面临着巨大的挑战,进而影响地区经济和生态环境的可持续发展。在区域尺度上评估我国滨海湿地生态系统生物多样性空间格局及其变化特征,对于科学认识和合理保护滨海湿地生态系统生物多样性,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以渤海沿岸湿地生态系统生物多样性为研究对象,通过InVEST模型,和物种丰富度指数,评价了该地区生物多样性现状及其变化。结果表明:(1)渤海沿岸湿地生态系统主要以水库坑塘为主,其次为草本沼泽。在2000—2010年期间,渤海沿岸湿地生态系统总面积几乎不变,主要为草本沼泽和水库坑塘之间的转换。(2)湿地生物多样性较高的区域主要分布在辽东湾中部、渤海湾东南部和莱州湾西北部。由于城市化进展的加快,人类活动的干扰加强,近10年来,渤海沿岸湿地生境质量逐渐降低,生物多样性呈退化趋势。频繁的人类活动对该地区湿地生物多样性产生巨大的负面影响,应多建立自然保护区加以保护。(3)生物多样性变化热点区主要分布在渤海湾东南部和莱州湾西北部。冷点区域主要集中在渤海湾的中北部。在渤海湾东南部和莱州湾西北部的变化热点区内,生物多样性呈改善趋势,说明有效的生态系统转换和湿地保护区的建立,可以实现发展与保护共存,达到了双赢的效果。     

生物圈保护区管理信息系统的开发及其在卧龙自然保护区中的应用

1 引言近年来,随着自然保护区的迅速发展,保护区的规划、评价、综合管理等各方面的工作也变得愈来愈重要,利用现代化的信息技术来提高保护区的管理效率和水平,已经成为一个非常迫切的问题。然而,生物圈保护区管理信息系统的建立需要综合多学科的成果。一方面,要求生态学、地理学、保护生物学等提供有关保护区的理论基础与方法;另一方面,还需要信息技术,尤其是地理     

生态位适宜度模型及其在土地利用适宜性评价中的应用

生态适宜性评价是生态规划的核心,传统的以因素叠加力特征的适宜性评价方法已元法适应生态规划发展与应用的要求,本文尝试根据区域发展与资源坏境需求的关系,运用生态位理论,提出了生态位适宜度模型,并与地理信息系统技木相结合,运用于桃江土地利用适宜性评价之中,探讨了可持续发展生态学方法的基础。     

中国退耕还林工程温室气体排放与净固碳量

基于退耕还林工程建设期(2000—2010年)营造林过程边界内碳成本和边界外碳泄漏的计算,分析退耕还林工程及各区域碳成本和碳泄漏的年际变化、碳成本和碳泄漏的组成特征以及净固碳量的变化特征.结果表明: 退耕还林工程建设期内,西北地区、西南地区、东北地区、华北地区、中南华东地区的碳成本分别为3.38、3.64、1.03、1.66、4.38 Tg C,合计14.09 Tg C;碳泄漏分别为21.33、4.60、5.50、1.32、3.78 Tg C,合计36.53 Tg C.退耕还林工程及各区域工程措施碳成本组成特征较为一致,造林引起的碳排放是各区域最大的工程措施碳成本,其中退耕地造林是主要的造林碳成本来源.在各种物资消耗中,肥料引起的碳排放是各区域最大的物资碳成本,其次为建材,而燃油、灌溉和药剂产生的碳排放占各区域碳成本总量的比例仅为10%左右.退耕还林工程的实施在工程边界内外共产生温室气体50.62 Tg C,抵消了工程固碳效益的19.9%;在西北地区、西南地区、东北地区、华北地区和中南华东地区的抵消作用分别为38.9%、10.4%、26.1%、8.9%和15.5%.退耕还林工程建设期内的净固碳量为203.50 Tg C,年均净固碳量为18.50 Tg C·a^-1.碳成本和碳泄漏对退耕还林工程固碳的抵消较小,退耕还林工程在我国温室气体减排和全球气候变暖减缓上做出了巨大贡献.经济林营造采用精准施肥和为退耕还林工程区农户提供可替代的维持生存的方法是分别减少碳成本和碳泄漏的可能措施.     

内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力

植被作为生态系统的重要组成部分,联结着大气、水分和土壤等自然过程,其变化将直接影响该区域气候水文和土壤等状况,是区域生态系统质量变化的重要指示器。植被状况的好坏,主要通过生物量和植被覆盖度因子来表示。内蒙古自治区是我国北方生态环境问题十分严重的省份,弄清当前区域生态系统质量状况与变化及其近10年来变化的驱动因素,对分析与制定区域生态环境保护决策具有十分重要的意义。基于2000—2010年生物量和植被覆盖度,并结合地区植被区划数据,对内蒙古植被生态系统质量状况进行分析,并评估其与气候(降水、温度),人类活动(交通密度、农业发展、生态恢复工程)的相关关系,在此基础上探讨了气候和人类活动对近年来内蒙古生态系统质量变化的影响。结果表明:(1)内蒙古生态系统质量状况整体偏低,其中森林生态系统平均质量最高,灌丛、草原生态系统次之。空间分布呈明显的经度地带性,由东向西,质量逐渐降低。2000—2010年内蒙古生态系统质量总体上呈现缓慢增长趋势,但局部地区生态系统质量仍存在恶化,其中在107°E以东的草原和森林区域,生态系统质量变化十分剧烈。(2)近10年来内蒙古生态系统质量的变化与气候和人类活动的关系非常密切,其与降水、GDP1、化肥施用量、天保工程和退耕还草工程呈现明显的正相关。而与温度、道路密度和京津风沙治理工程呈现明显的负相关。其中,生态保护工程实施区域内和区域外的相关性存在显著的差异性。随着内蒙古社会经济的快速发展,人类活动对生态系统质量的影响逐渐加强,但降水仍是该地区生态系统质量的主要影响因子。(3)在内蒙古生态系统质量变化典型区域内,质量的增长主要是由于降水的增加、温度的降低、农业的发展、退耕还草工程的作用和交通发展的放缓。质量的降低则是因为降水的减少、温度的增加、农业发展缓慢和交通发展的加快所致。     

赣南稀土矿开发区生态环境遥感动态监测与评估

稀土矿业的发展在促进区域经济发展的同时,也对生态环境带来影响。为研究江西赣南稀土矿产开发及其对生态环境的影响,采用SPOT1/2/5、Landsat7和ALOS等多源遥感数据,对该区域2000—2010年稀土矿开发进行遥感动态监测。采用面向对象的方法对研究区进行生态系统分类,同时结合回溯法可较好地减少伪变化,并可快速地提取稀土矿开采区的变化信息。通过分析发现赣南稀土矿开采集中分布在几个主要的乡镇,从2000年至2010年这10年间整体上呈增加的趋势,但前5年主要体现为扩张,后5年复垦的力度在加强。新增的稀土矿矿区在开发过程中破坏的生态系统类型主要为林地,而废弃稀土矿区通过治理后主要恢复成耕地。稀土矿开采对植被覆盖、生物量、土地退化以及景观的破碎化都有一定的影响。同时稀土矿开采可能引发水体流失、山体滑坡等环境问题和风险。     

不同类型人类活动干扰对河岸带外来植物群落的影响——以北京永定河为例

强烈的人类活动对自然生境的扰动促进了外来植物侵入河岸带,但不同类型的人类活动干扰对外来植物的影响有所不同。按照不同人类活动干扰类型设置了山峡段、平原段和城市段,通过比较河段间河岸带外来植物群落特征的差异,探讨不同人类活动干扰类型对河岸带外来植物群落的影响。结果表明:(1)永定河河岸带共有维管束植物27科72属101种,外来植物13科28属29种。外来种比例高达28.7%,其中82.4%的国外外来种来自美洲和亚洲。(2)不同河段间的外来植物群落的物种构成和优势度呈现出显著性差异。外来种比例由山峡段的20.9%,上升至平原段和城市段的30.2%和25.5%;而优势度由12.1%,分别上升至13.4%和17.5%。(3)不同河段间的外来植物群落生活型结构有显著性差异。多年生草本植物在山峡段比例最高,达到66.7%,在平原段和城市段较低,分别为46.2%和30.8%;而一年生草本植物在城市段比例最高,达到69.2%,在平原段和山峡段较低,分别为53.8%和33.3%。(4)平原段属于农业干扰类型,其河岸带外来植物主要以农业类杂草为主,如禾本科的假稻(Leersia japonica)和菊科的钻叶紫菀(Aster subulatu);城市段是城市干扰类型,外来植物中入侵种比例和优势度较高,典型入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexus)和牛筋草(Eleusine indica)等。北京永定河不同河段河岸带外来植物的种类构成特点,反映了河岸带外来植物受快速城市化、农业活动等不同人类活动干扰的影响呈逐渐扩大的趋势。     

中国森林生态系统地表径流调节特征

径流调节是森林生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等生物物理过程,其变化将直接影响区域气候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。在区域尺度上评估森林生态系统地表径流特征,对于科学认识和合理保护森林生态系统水源涵养功能具有重要意义。以森林生态系统定位监测数据为基础,探讨地表径流与降水,径流系数与植被的关系,建立径流系数与植被的回归方程,分析全国森林生态系统地表径流调节特征。结果表明:(1)各森林类型地表径流与降水相关性显著,其对地表径流的影响为37%—76%。此外,径流系数与植被也显著相关,其对径流系数的解释能力为27%—47%。(2)基于植被覆盖数据,通过植被与径流系数回归方程估算全国森林生态系统的地表径流调节特征。全国各森林生态系统径流调节能力存在差异,强弱顺序为:落叶针叶林落叶阔叶林针阔混交林常绿针叶林常绿阔叶林。     

雾霾空气中细菌特征及对健康的潜在影响

论文从群落结构、浓度变化及粒径分布的角度论述了雾霾天气对空气细菌特征的影响,并结合了雾霾天气相关疾病的发病率,综合评价了雾霾天气空气病原菌导致的人群潜在健康风险的变化,最后提出了以前研究存在的不足及未来的发展趋势。综合研究结果,雾霾天气对空气细菌群落结构、浓度变化及粒径分布的影响,研究人员在不同城市得出的研究结果不同,可能由样点的时空环境、气象因素、雾霾程度及采集、检验、鉴定空气细菌方法等多种因素的差异引起。雾霾空气中已发现病原细菌均为条件致病菌,在空气中含量很低,但雾霾天气下部分病原菌的相对丰度增加,致病力会显著增强。此外,高浓度的细颗粒物和化学污染物可损伤皮肤黏膜屏障,打破呼吸道和皮肤的微生态平衡,为病原菌侵入创造较好的机会。两者的协同作用,显著增加了雾霾天气空气中病原菌的健康风险。     

沙尘暴对北京市空气细菌多样性特征的影响

亚洲沙尘暴携带着各类污染物质,严重影响下风向地区大气过程及生态系统和相关人群的健康。然而,沙尘天气对中国华北地区空气细菌群落及多样性特征影响的研究较少。以北京市为例,系统研究了沙尘暴对城市空气细菌多样性特征的影响。2015年4月,通过定点采样连续收集了一次沙尘暴及其前后4天的空气颗粒物样本,DNA提取、PCR扩增后进行16S rRNA基因高通量测序。共获得169122条高质量序列,生物信息学分析表明,北京市空气细菌物种多样性较高,沙尘暴不能引起细菌OTU数目的增加,但沙尘暴天气下细菌群落Pielou、Shannon和Simpson指数显著增加。菌群分类分析发现,北京市空气细菌由35个细菌门构成,其中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度最高,分别占总序列的32.76%、28.09%、25.46%和6.32%;芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)次之,分别占序列总数的2.11%和1.81%,其他细菌门的相对丰度均低于1%。沙尘暴天气下,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)显著升高(P<0.05),分别由31.67%、5.74%、1.82%、1.51%升高至41.46%、10.98%、4.48%和4.26%;而放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)显著降低(P <0.05),分别由28.84%、27.10%降低至22.13%和12.35%。冷杆菌属(Psychrobacter),纤维单胞菌属(Cellulomonas),不动杆菌属(Acinetobacter),假单胞菌属(Pseudomonas)和梭菌属(Clostridium)可能含有人类条件病原菌,其在沙尘暴天气中相对丰度下降,但绝对丰度会大幅增加。沙尘暴能降低人体免疫力,因此致病菌潜在健康风险可能显著增强。通过聚类分析和主成分分析发现,沙尘暴日与非沙尘暴日空气细菌群落差异较大,而沙尘暴前后群落结构差异较小。沙尘暴前后空气细菌群落α-多样性和β多样性均无显著差异,推测沙尘暴只能暂时影响空气细菌群落特征,不能显著改变其群落结构。本研究通过分析了沙尘暴侵袭下北京市空气细菌群落多样性特征及动态,为制定中国北方城市沙尘暴灾害预警措施和建立气传疾病的防控机制提供数据支持。