中国传统生态智慧及其现实意义——以丽江古城水系为例

中国传统文化中蕴含着极其丰富的生态智慧,天人合一是这些传统文化的核心思想,天就是大自然,人就是人类,天人合一就是人类与大自然的合一。云南丽江古城水系的设计、管理和保护就是这些传统生态智慧在现代文明社会中的延续,为当今人们解决日益严峻的生态危机提供了极其宝贵而深刻的启示。古城的选址充分考虑了地形地貌、方位朝向和水系分布的特点,环山抱水的空间格局蕴含着深刻的生态智慧;古城的建筑、街巷与水系密切结合,形成了变化丰富的临水模式;依据古城地势和水系的特点,古城人们开创了独特并且延续至今的洗街文化;发达的水系造就了众多的桥梁,同时也产生了独特的桥市文化;以三眼井为代表的用水、护水民俗,蕴含着丰富的水管理智慧。面对当前旅游业迅猛发展所造成的水环境压力,古城管理部门借鉴传统的生态智慧,效仿古人的用水、护水方法,采取了一系列的调控和保护措施,古城水系的水质、水量得到了很大的改善和提高,例如:城市的污水处理率已由2008年的45.20%上升到2012年的86.82%,古城下游的水质也由2010年的劣Ⅴ类上升为2014年的Ⅲ类。中国传统生态智慧体现了人与自然之间和谐共存、共同发展的关系,具有十分重要的现实意义。     

太湖流域景观空间格局动态演变

基于2000、2010和2015年的土地利用数据集,利用景观格局指数、动态变化模型、景观转移矩阵及CLUE-S模型预测的研究方法,对太湖流域景观空间格局动态演变进行分析.结果表明: 2000—2015年间,流域景观类型始终以耕地、建设用地为主,景观破碎化程度加强,分布呈现均匀趋势.从动态转移变化来看,耕地和建设用地变化显著,分别以2.1%和8.4%的速度减少和增加了6761和6615.33 km²;由景观转移可见,耕地减少部分主要转变为建设用地,有7866.30 km²的耕地转变成建设用地,占耕地变化量的91.6%,对建设用地增加的贡献率达到96.5%.各县市的耕地、建设用地变化趋势与整个太湖流域相同,其中,上海市中心城区、浦东新区、临安市、宝山区、闵行区、嘉定区和常州市的耕地和建设用地面积变化尤为突出.结合总量变化与CLUE-S模型模拟2030年景观格局动态演变表明,自然发展情景下耕地和建设用地的变化幅度最大;在生态保护情景下草地面积猛增,动态度达到54.5%;在耕地保护情景下耕地和建设用地的变化幅度骤减.     

基于景观格局的太湖流域生态风险评估

以太湖流域为例,采用2000、2005、2010、2015年4期景观类型数据,结合Markov和CLUE-S模型对2030年不同情景下景观类型进行模拟,构建景观生态风险指数,运用空间统计、重心迁移等方法,对太湖流域生态风险进行研究,揭示其景观生态风险时空演化特征及其规律.结果表明: 2000—2015年,太湖流域以中生态风险和较低生态风险为主,高生态风险区主要分布在太湖湖区,低生态风险由太湖西南部和南部向太湖北部发达地区转移.景观生态风险与自然因素呈负相关,且相关性减弱,与社会经济因素相关性越来越强,景观生态风险受人类干扰越来越显著.社会经济因素对景观生态风险的影响,在不同城市化发展阶段的区域表现出显著差异:欠发达地区随着经济开发,景观日益破碎化,生态风险相应增加;发达地区则随着经济的进一步发展,城市化扩展使景观集聚成片,破碎度和分离度指数降低,生态建设得到恢复,景观生态风险随着经济发展开始降低.CLUE-S模型模拟预测表明,未来太湖流域景观生态风险将总体降低,主要以低生态风险和较低生态风险为主.太湖湖区不论在历史和未来都是高生态风险区,需要人们对太湖区域加强管理保护.     

基于草地综合顺序分类系统(IOCSG)的中国北方草地地上生物量高精度模拟

草地生态系统是陆地生态系统中分布最广泛的生态系统类型之一,草地生物量的精确估算一直是陆地生态学研究的重点问题。针对目前草地生物量估算方法的不确定性问题,提出了不依赖于遥感植被指数,而是通过分析草地生物量影响因素的方法去构建草地生物量估算模型。根据年积温(0℃)和湿润度指标将研究区域划分为4种潜在植被类型,即微温干旱温带半荒漠类、微温微干温带典型草原类、微温微润草甸草原类和微温湿润森林草原类,然后对每一种潜在植被类型的草地生物量分析其内在影响因素,研究结果发现,微温干旱温带半荒漠类的草地生物量与年积温存在较好的线性关系,微温微干温带典型草原类的草地生物量可以用表层土壤粘粒含量的二次多项式来模拟,后两种潜在植被类型的草地生物量则随着潜在NPP的变化呈现先减小后增大的变化趋势。对4种潜在植被类型区域分别建立草地生物量与其影响因素之间的回归关系确定研究区域草地生物量的趋势面,结合HASM模型实现研究区域草地生物量的高精度模拟,结果显示上述4种潜在植被类型区的草地平均生物量分别为76.62、110.94、142.69、184.40 g/m2。     

包容性视角下城镇化质量与资源利用的协调性——以中国288个地级以上城市为例

从包容性视角探究城镇化质量与资源利用之间的协调性及其影响因素,有益于完善城镇化质量的内涵,并可为政府制定城镇化健康发展的深化路径提供指引.本研究将包容性理念融入城镇化质量和资源利用的内涵中,结合GIS技术和协调度模型分析了中国288个地级以上城市城镇化质量与资源利用协调性的空间格局,并探讨了成因.结果表明: 中国城镇化发展的包容性水平整体较低,突出表现为发展机会不均等、高水平城市点状分散分布、低水平城市大范围集中分布;资源利用总体处于中等水平,高、低水平城市集聚特征明显且以胡焕庸线为界.城镇化质量与资源利用的协调度平均值为0.59,总体属于中等协调水平,并呈现级差化和东西向的梯度分异格局.较高协调水平的城市分布与东南沿海城市群的契合度较好,中等以上水平城市的分布与我国东南沿海和长江经济带构成的“T”型轴带比较吻合,较低水平的城市集中分布在黄河中上游、江南丘陵、东北地区西北部和云贵高原4个地区.城市行政等级与经济发展水平正向影响城镇化质量与资源利用的协调性,城市规模与协调性水平在300万人以上城市中存在明显的正相关关系.     

中生代化石森林的高精度重建:方法、进展与展望

木化石对于重建地史时期陆地森林生态系统以及恢复古生态环境和古气候具有重要意义。近20年来,国内外在中生代木化石森林重建的理论创新及实践研究方面已有一系列积累并取得了重要进展,为地史时期古森林群落的重建提供了依据。文中重点介绍高精度化石森林重建的方法,包括野外信息采集、后期数据处理及软件运用等,并基于四川、重庆及新疆等地侏罗系中保存完好的木化石,开展高精度化石森林重建,揭示和重建侏罗纪不同时期森林植被的总体面貌,进而推断和探究古气候变化以及古生态和古地理环境。     

膜翅目广腰亚目化石及其在缅甸琥珀中的研究现状及展望

白垩纪缅甸琥珀昆虫化石研究是当前古昆虫学研究的热点之一。广腰亚目是膜翅目中的一个重要类群,其研究不仅为探讨膜翅目起源、早期演化、系统发育、不同地质时期古地理、古生态等方面提供重要的科学证据,而且可为陆地生态系统中的生物多样性研究提供重要材料。文中综述缅甸琥珀的研究简史及研究现状,阐述广腰亚目在印痕化石与缅甸琥珀中的特点、分布情况及该亚目在印痕化石与缅甸琥珀间的研究差异,进而探讨膜翅目广腰亚目化石当前研究现状、存在的问题及未来前景,并期望广大研究者增加对缅甸琥珀广腰亚目类群的关注和研究。     

南四湖流域关键生态系统服务的时空权衡关系

从多尺度科学地研究流域各生态系统服务间的权衡与协同关系,对流域实现经济发展与生态保护双重目标具有重要研究意义。运用InVEST模型模拟评估产水量、水质净化、土壤保持、碳存储、生物多样性维持和授粉等6类区域关键生态系统服务,并通过热点分析、相关分析和主成分分析,定量分析自改革开放以来（1980-2018年）这些生态系统服务的时空变化及其在不同尺度上的权衡关系。结果表明：（1）南四湖流域产水服务呈上升趋势,而水质净化、土壤保持、碳储存、生境质量、授粉等服务则总体呈下降趋势。（2）研究区东部林地和草地广布,是碳存储、生境质量和授粉服务的高值区,而建设用地分布的地区是产水量和土壤保持服务的高值区。（3）产水量与水质净化服务之间呈权衡关系,水质净化与生境质量、碳存储与授粉之间则存在较强的协同关系。（4）在子流域尺度上主要是存在着供给服务（产水量）与调节服务（水质净化和土壤保持）、供给服务（产水量）与支持服务（生境质量）之间的空间权衡关系;在县域尺度上,供给服务、调节服务与支持服务（产水量、水质净化、碳存储、生境质量和授粉）之间主要是空间协同关系,两个尺度之间具有较大差异。研究结果可为管理者在合适的空间尺度上制定相应的政策提供科学支撑,促进南四湖流域生态环境和社会经济协同发展。     

一株异养硝化-反硝化不动杆菌的分离鉴定及脱氮活性

[目的]分离筛选并鉴定一株异养硝化-反硝化细菌,并探讨其在脱氮中的作用.[方法]富集培养分离筛选微生物,通过形态观察和生理生化特征及16S rDNA鉴定细菌,定时测定其OD600研究生长曲线,正交试验研究其脱氮影响因素和最佳条件,与污水处理厂活性污泥共同作用检验其脱氮活性.[结果]分离到一株异养硝化-反硝化细菌,鉴定结果表明是一株不动杆菌,命名为Acinetobacter sp.YF14,这是已知报道的第一株进行异养硝化和好氧反硝化的不动杆菌.该菌在12 h时进入对数期,22 h时进入稳定期,45 h以后进入衰亡期.该菌能进行异养硝化,3d后氨氮和总氮的去除率可以达到92％和91％,且无硝酸盐氮和亚硝酸盐氮积累.好氧条件下该菌能进行反硝化,在硝酸盐和亚硝盐培养基中均能将氮几乎完全去除.对该菌脱氮的影响程度大小依次为转速＞接种量＞碳源＞碳氮比＞ pH.当转速为160 r/min,碳源取葡萄糖,接种量1％,碳氮比为8∶1,pH为6.5时,脱氮效果最好.该菌株可以提高活性污泥对于生活污水总氮脱除率约30％.[结论]菌YF14可以明显加强活性污泥脱氮效果,显示了良好的应用前景.     

孟印缅地区农田生产力脆弱性变化及气候影响机制——基于1982-2015年GIMMS3g植被指数

农田生产力对气候变化的敏感性决定了其脆弱性,全球气候变暖及极端气候频发将严重影响农业粮食生产,进而将可能影响区域粮食安全。科学评估农田生产力脆弱性并分析其气候影响机制有助于积极应对气候变化,保障区域粮食安全,具有重要的现实和科学意义。以"一带一路"区域的"孟中印缅经济走廊"为研究区,基于1982-2015年卫星遥感数据的归一化植被指数,根据IPCC脆弱性定义,采用年际变率及其变化趋势计算农田生产力对气候变化的敏感性、适应性和脆弱性指数,分时段分析研究区农田生态系统脆弱性空间格局变化及气候影响机制。结果表明：（1）较之1982-2000年,2000-2015年期间研究区农田脆弱性程度略有提升,高度和极度脆弱面积略有增加（分别增加0.42%和1.12%）,但其分布格局发生北移。（2）年降水、年平均气温和年辐射与年累积NDVI间线性回归分析表明,孟加拉和缅甸地区与气候因素显著相关的区域面积在本国农田面积中的比例分别增加21.3%和16.7%,而印度地区减少10.5%,全区减少8.1%;（3）线性回归方程的复相关系数（R²）表征气候变化的解释能力,整个研究区增加12%,其中印度气候解释能力从48%提升至64%,增加16%。（4）农田生产力脆弱性受气候影响的范围略有减小,但影响程度增大,且存在较大的区域性差异;高温和降水季节不均引发的旱涝灾害是农田高脆弱度形成的两个关键气候因素。为该地区农业应对气候变化适应性管理措施的提出及决策提供了科学依据,有效支撑"一带一路"建设;也为其他地区应用卫星遥感开展脆弱性研究提供了方法参考,为生态系统对全球变化响应研究提供重要知识参考。