基于多目标线性规划的甲积峪小流域生态系统服务权衡优化

黄土高原是我国水土流失最严重的地区之一,区域生态系统服务退化。小流域是水土流失的主要发生地,在提升水土保持服务时如何权衡各类生态系统服务,是当前生态系统服务管理的重要内容。选取黄土高原典型小流域——甲积峪,以2012年为基准年,2022年为规划目标年,基于统计年鉴和调查数据,采用市场价值法、影子价格法、影子工程法、替代成本法和机会成本法对各土地利用类型的生态系统服务价值进行估算;采用多目标线性规划方法,将生态系统服务分为供给服务、水土保持服务与其他服务,以三者价值作为权衡子目标,生态系统服务总价值作为总目标构造目标函数,依据土地面积、粮油保障和各土地利用类型对坡度的适宜性,利用35个变量构造了17个约束方程,通过调整甲积峪土地利用类型实现小流域生态系统服务的权衡优化。结果表明,甲积峪生态系统服务价值主要受占地比例较大且生态系统服务价值较低的坡耕地和荒草地制约。权衡优化后,坡耕地和荒草地主要调整为生态系统服务价值较高的乔木林和梯田,土地利用结构得到明显改善。生态系统服务总价值增幅为9.23%,供给服务、水土保持服务与其他服务价值增幅分别为6.24%、9.81%和17.35%。三者增加量分别占生态系统服务总价值增加量的25.96%、54.42%和19.62%。与仅以供给服务、水土保持服务、其他服务或总服务价值为目标函数的优化结果相比,3个子目标的优化结果更加协调,且三大效益均明显增加。空间分布上,不同生态功能区的各生态系统服务价值增长率存在明显差异,上游其他服务价值增长率最高,中游水土保持服务价值增长率最高,下游供给服务和总服务价值增长率最高,与甲积峪上中下游生态功能区定位一致。充分考虑了土地利用适宜性,在保证供给服务的前提下,突出了水土保持服务并优化了其他服务,各综合治理效益评价指标均得到提高,符合黄土高原小流域的实际情况。     

西藏嵩草ISSR-PCR反应体系优化研究

西藏嵩草( Kobresia tibetica )为莎草科嵩草属多年生草本,根状茎短,秆密集丛生。生于海拔2550~4950 m的河滩地、湿润草地、高山灌丛草甸,分布于甘肃、青海、四川西部、西藏东部,其根系发达,喜湿,耐寒,生活力强。西藏嵩草繁殖以营养繁殖为主、有性繁殖为辅,其茎叶茂盛,有较高的营养价值,产草量高,是青藏高原夏、秋两季的主要放牧饲草。该研究以青藏高原高寒沼泽化草甸的建群种和优势种———西藏嵩草为材料,对影响其ISSR-PCR反应的因素( Mg2＋、Taq DNA聚合酶、dNTP、引物和模板DNA)进行5因素4水平的正交试验,以确定西藏嵩草ISSR分析的最佳反应体系,并筛选适宜的ISSR引物及各引物的最佳退火温度。结果表明：建立了适宜于西藏嵩草ISSR-PCR反应的最佳体系为20μL反应液中包括10× PCR buffer 2μL、1.5 mmol?L-1 Mg2＋、1.0 U Taq DNA聚合酶、0.100 mmol?L-1 dNTP、0.3μmol?L-1引物和30~40 ng DNA模板;同时从100条ISSR引物中筛选出了扩增结果清晰、稳定的12条引物,各引物的最佳退火温度为48.0~53.2℃(引物不同,其最佳退火温度也不同);西藏嵩草ISSR-PCR适宜的扩增程序为首先预变性94℃5 min,然后变性94℃20 s、复性48.0~53.2℃1 min、延伸72℃80 s、38个循环,最后72℃延伸6 min。体系稳定性验证结果表明,该体系在西藏嵩草其他样品中所得条带清晰且多态性丰富,为后续西藏嵩草的遗传多样性分析和优良牧草种质资源筛选研究奠定了基础。该研究结果对以西藏嵩草为优势种的高寒沼泽化草甸研究及湿地生态系统的修复和保护具有重要意义。     

森林生态系统损害评估体系与管理制度研究

生态环境损害事件会破坏或者损害动植物生境与生态系统平衡,乃至对我国生态安全造成威胁。然而目前针对森林生态系统损害鉴定评估工作存在评估体系不完善、定量化评估方法不足、损害赔偿管理制度不健全等问题,且缺乏对人类活动与森林生态系统相互作用的整体受损情况进行剖析。基于此,综合考量人类活动与森林生态系统状况的受损范畴与界限,剔除其中交叉重复的内容,遵循科学性、系统性、可比性、可操作性等4项原则,构建了森林生态系统损害评估指标体系。该体系基于受损对象,涉及了人身安全损害、人类活动损害、森林生态系统功能损害和其他损害共计4项一级指标,包括身体损害、精神损害、经济林果品损失、林副产品损失、加工制造业损失、森林旅游损失、科研文史损失、土壤保持损失、水源涵养损失、防风固沙损失、固碳释氧损失、大气净化损失、应急处理费、调查评估费共14项二级指标,以及22项三级指标,并运用市场价值法、替代成本法、影子工程法、恢复成本法等方法明确了各项指标的价值量化方法。文章还从林业技术部门和司法行政部门两个方面,对森林生态系统损害管理制度进行了探讨。林业技术部门管理制度主要分为事前预防、事中响应和事后评估,包括安全规划、风险控制、损害溯源、应急救援措施、技术方案与修复标准制定等;司法行政部门管理制度主要分为监督管理、立法管理和社会机制,包括名册记录（编制）、违法违规追责、赔偿制度完善、森林损害基金和公众参与办法的建立等。旨在为森林生态系统损害评估技术的定量化、标准化,以及管理制度的健全化提供参考依据。