石羊河流域生态系统服务权衡与协同关系分析

生态系统服务权衡与协同研究是国际生态学、地理学等学科研究的热点。以石羊河流域为研究区,借助InVEST模型,对流域2005、2010和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存和生物多样性五项服务进行精准测度,分析服务的时空格局及演变特征,并利用相关系数法逐像元定量计算5种服务之间的权衡与协同关系,从不同尺度分析权衡与协同关系的空间格局特征。结果表明:(1)各项服务具有空间异质性:水源涵养、土壤保持、碳储存、生物多样性呈“西南高-东北低”的空间格局,且水质净化、碳储存服务的高值区沿河流分布。(2)10年期间,水源涵养、水质净化、碳储存、生物多样性服务呈现“整体增加-局部减少”的变化趋势,而土壤保持呈“整体减少-局部增加”的变化特征。(3)多种服务之间权衡与协同关系具有区域依赖特征:水源涵养与土壤保持、水源涵养与水质净化、水质净化与碳储存、水质净化与生物多样性、土壤保持与碳储存、土壤保持与生物多样性以权衡关系为主;水源涵养与碳储存、水源涵养与生物多样性、土壤保持与水质净化、碳储存与生物多样性以协同关系为主。定量可视化评估生态系统服务及权衡关系,为制定区域发展与生态保护双赢政策提供依据,同时也为其他流域的相关研究提供可靠参考。     

石羊河流域自然植被对生态系统服务的约束效应

石羊河流域生态环境退化,生态屏障功能减弱,提高该地区生态系统的服务功能具有重要意义。植被的生长状况是影响生态系统服务供给的重要因素,定量的探讨分析植被与生态系统服务之间的关系十分必要。以石羊河流域为研究区,采用约束线法,分析了植被对产水量、土壤保持及固碳3个生态系统服务的约束效应;同时,计算了2015年这3个生态系统服务潜力的空间分布及石羊河流域综合潜力分布格局。结果表明:(1)植被覆盖度与产水量、土壤保持之间的约束线呈开口向下抛物线型,即随着植被覆盖度的增加,约束效应逐渐减小,后逐渐增大;与固碳服务呈正凸型,即:植被覆盖度能有效的约束固碳,且成比例增加约束效应;(2)植被覆盖度对产水量、土壤保持及固碳服务的约束效应存在时空异质性;(3)石羊河流域三种服务的提升潜力均呈西南高东北低、高服务值与高潜力值并存的分布特征,其中东大河、西大河、西营河及古浪河是流域生态服务的主要供给者和服务潜力提升的主要贡献者。     

微生物对甲醛的净化效应与作用机制

甲醛是一种无色、强刺激性、危害人体嗅觉及免疫功能的有毒气体。目前工业的快速发展和室内装修的盛兴使得甲醛成为工业废气和室内空气污染的重要来源之一,也是当前威胁人类健康的主要杀手之一。开发高效净化甲醛的新技术是解决空气污染的重要途径。生物因能动态、持续地吸收利用甲醛,使得生物净化成为一种新兴、高效、绿色的甲醛污染防治技术。甲基营养菌等微生物可特异地吸收、同化甲醛等一碳化合物,逐渐成为生物净化甲醛的新宠。本文在分析甲醛的危害及其净化技术现状的基础上,从种群多样性、作用机理和应用等方面综述了微生物净化甲醛的研究进展。     

胶质芽孢杆菌突变株021120的培养条件及发酵工艺优化

对离子束诱变所获得的突变菌株021120进行了培养条件和发酵工艺研究。单因子及正交试验结果表明,碳源对生物量和芽孢形成的影响最大,其次是氮源,磷和钾的影响较小;添加CaCO3和增加氧通量显著促进芽孢的形成。发酵培养基的理想配方为：2%淀粉、0.4% 酵母、0.1% K2HPO4、0.1％ MgSO4·7H20、0.5 ％CaCO3,pH 7.5。种子菌经二级扩大培养后,按6％的接种量接入70 L发酵罐,在32℃进行发酵,氧通量2.0-2.5 vvm,培养周期38-42 h,芽孢量达到9.80×108 cfu ml-1。通过以上培养基和发酵条件的优化,有效控制了多糖荚膜的产生,并促进了芽孢的形成,获得合格产品。     

基于变异系数的植被NPP人为影响定量研究——以石羊河流域为例

人类活动是NPP变化的重要影响因子,定量计算NPP人为影响值具有较重要的意义。提出基于变异系数法的NPP人为影响模型,对其基本概念、理论基础、计算流程等进行了阐述,并以石羊河流域为研究区,分析该流域NPP人为影响分布规律。研究结果表明:(1)该模型基于一种间接计算的思想回避了人为作用的复杂过程,模型理论科学,以变异系数为参数,所需参数少,技术可行,计算结果为NPP值,易于定量评价。(2)2000—2010年期间,石羊河流域人类活动对植被NPP的影响广泛而严重,年均影响值大于40g C m~(-2)a~(-1)的面积占96.21%,影响程度严重以上占26.94%。NPP人为正负影响均较大,正影响年均为1.63×106g C m~(-2)a~(-1),负影响年均为1.21×106g C m~(-2)a~(-1),年均净增加4.20×105g C m~(-2)a~(-1);正向平均影响强度为136.84 g C m~(-2)a~(-1),负向平均影响强度为100.32 g C m~(-2)a~(-1),全流域表现为正影响。(3)凉州区是人为影响最为剧烈的地区,表现为强烈正影响;其次是天祝县,为强烈负影响;接下来是民勤县,表现为正影响;其它县区依次是永昌、古浪、肃南和金昌。(4)2000—2010期间,NPP人为影响值变化较大,人为活动减弱面积占53.90%,增加占46.10%;影响值正向减弱8.12×105g C m~(-2)a~(-1),负向减弱8.07×105g C m~(-2)a~(-1),正向增强8.02×105g C m~(-2)a~(-1),负向增强3.94×105g C m~(-2)a~(-1),人为活动影响净减少4.25×105g C m~(-2)a~(-1),人为作用总体呈减弱趋势。     

石羊河流域生态系统服务权衡与协同关系研究

生态系统服务权衡与协同研究是国际生态学、地理学等学科研究的热点。以石羊河流域为研究区,借助In VEST模型,对流域2005、2010和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存和生物多样性五项服务进行精准测度,分析服务的时空格局及演变特征,并利用相关系数法逐像元定量计算5种服务之间的权衡与协同关系,从不同尺度分析权衡与协同关系的空间格局特征。结果表明:(1)各项服务具有空间异质性:水源涵养、土壤保持、碳储存、生物多样性呈"西南高-东北低"的空间格局,且水质净化、碳储存服务的高值区沿河流分布。(2) 10年期间,水源涵养、水质净化、碳储存、生物多样性服务呈现"整体增加-局部减少"的变化趋势,而土壤保持呈"整体减少-局部增加"的变化特征。(3)多种服务之间权衡与协同关系具有区域依赖特征:水源涵养与土壤保持、水源涵养与水质净化、水质净化与碳储存、水质净化与生物多样性、土壤保持与碳储存、土壤保持与生物多样性以权衡关系为主;水源涵养与碳储存、水源涵养与生物多样性、土壤保持与水质净化、碳储存与生物多样性以协同关系为主。定量可视化评估生态系统服务及权衡关系,为制定区域发展与生态保护双赢政策提供依据,同时也为其他流域的相关研究提供可靠参考。     

生态安全研究的主题漂移与趋势分析

近年来,国际上关于生态安全研究的文献大量涌现。随着全球变化和人类活动影响加剧,生态安全研究正发生着深刻变化,呈现出多目标、多层次、多学科交叉综合的复杂特点,研究主题日益丰富,但模糊性和争议性问题一直存在,对已有文献成果进行系统分析非常有必要。利用引文网络分析可视化工具CitespaceⅡ,通过绘制科学知识图谱,以定量与定性相结合的可视化文献综述研究方法,对各国学者发表的生态安全研究成果进行系统分析梳理,展示了研究主题的演进轨迹和发展趋势,总结了其发展变化的内在原因。研究表明:生态安全的研究主题可分为持续性和阶段性两类,主题演化轨迹符合Gartner光环曲线理论,人类文明发展阶段、国际政治经济格局、学科研究水平是决定生态安全研究阶段和主题演变的主要因素,该领域经历了问题提出与概念形成期、奠基拓展期、纵深发展期3个阶段,各阶段都有一些关键文献出现,这些引领学科发展的经典文献以自然科学研究为主;全球化、生物多样性、生态农业与农业集约化、恢复力、脆弱性是当前生态安全领域的研究热点;保障人类生存发展基本需要和人对环境变化的适应与响应将是21世纪生态安全研究的主要方向。     

黑河流域生态系统服务空间协同与权衡变化

黑河流域是西北地区重要的生态功能区,流域内生态系统服务变化对当地社会经济发展和流域生态安全具有重要影响,其社会-生态-环境问题一直受到高度关注,因此开展黑河流域生态系统服务评估及协同/权衡关系研究对该区域的可持续发展具有重要意义.本文采用基于时间序列的双变量逐像元相关分析,对黑河流域1990-2015年的各项关键生态系...