漓江流域水陆交错带植被配置型式分类及生态特征

通过以漓江流域水陆交错带为研究对象,选取了40个样地实地调查其草本层盖度、植被类型、河岸带宽度、坡度、周边土地利用类型、位置、人为干扰度等指标,运用聚类分析的方法将漓江流域水陆交错带现有植被配置型式进行汇总分类研究,划分结果为:江心洲天然灌草型式(T1)、远郊天然林乔灌草型式(T2)、城区人工乔草型式(T3)、缓坡边滩天然草本型式(T4)、农商用地人工林乔灌草型式(T5)和城外天然乔灌草型式(T6)。通过对各种植被配置型式的生态特征分析,探讨了漓江流域现有的不同植被配置型式的退化状况及其存在的生态退化问题和原因,提出了生态恢复建议:江心洲天然灌草型式和远郊天然林乔灌草型式生态退化程度较小,宜采取保护和自然恢复的方法;城区人工乔草型式采用近自然方法治理;缓坡边滩天然草本型式适当采用引种和育植方法治理;农商用地人工林乔灌草型式生态恢复应注重生境多样性的恢复;城外天然乔灌草型式退化较为严重,采用全系列生态护坡和土壤生物工程护坡进行治理。     

基于地下水恢复的塔里木河下游生态需水量估算

为探明生态输水后地下水响应带范围及地下水恢复下生态需水量,以塔里木河下游大西海子水库至台特玛湖段为研究区,基于2000—2010年生态输水和地下水埋深分布特征,分析了塔里木河下游生态输水后两岸地下水位恢复状况,并借助遥感和地理信息系统技术对研究区生态需水量进行了研究。结果表明:塔河下游地下水位的抬升幅度与输水量的大小呈一定的正相关关系,并存在一定的时效性。2004—2010年地下水处于长期的负均衡状态,多年下降幅度明显。塔河下游英苏、喀尔达依、阿拉干和依干不及麻断面地下水响应幅度分别为1195、1050、2281 m和1000 m。历经11a输水后,塔里木河下游地下水总恢复需水量为7.06×108m3,其中,齐文阔尔河段为4.98×108m3,老塔里木河段为2.09×108m3,地下水恢复至生态水位4.5m需要5—8a的时间。保护塔里木河下游大西海子以下所有天然植被面积(96114.09 hm2)的生态需水量为0.587×108m3,保护下游地下水响应带天然植被面积(41439.85 hm2)的生态需水量为0.21×108m3。     

沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异

沙漠是具有生态脆弱性和生态功能特殊性的生态系统,其生态系统的恢复与重建,更多的是考虑其防风固沙、生物多样性的产生与维持、气候调节、土壤保护等非实物型生态服务功能的发挥。根据植被样地调查、土壤分析和风因子监测等相关数据,开展了新疆奇台县沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异研究。结果表明:人工植被恢复模式较天然植被恢复模式对风速和风动能的消抵作用明显,人工植被恢复区比天然植被恢复区多58.8 d/a无风天;年均降低风速0.88 m/s,消抵65.2%的风动能,人工植被恢复对北向和西北向风的消抵作用最显著,对西南向风的消抵作用最弱;不同植被恢复模式的生物多样性保育功能差异较大,天然植被恢复的植物群落较之人工植被恢复的植物群落,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数更高,Pielou指数则相对较低,天然恢复的植物群落的稳定性更高,其维持、繁衍和保持植物多样性的能力更强;不同植被恢复模式对土壤部分化学性质的影响有明显差异,人工植被恢复模式能够通过植物的生理代谢,降低沙漠前沿土壤的含盐量和pH值,但对土壤有机质含量影响不显著。上述研究结果可以为高效的沙漠前沿植被恢复模式的筛选提供必要的理论支撑。     

北方风沙区生态修复的科学原理、工程实践和恢复效果

北方风沙区位于欧亚草原的东部,是我国生态环境最为脆弱的地区之一,其在北方生态安全屏障和丝绸之路经济带建设中具有十分重要的战略地位。在国家一系列生态保育工程的支持下,该地区的生态环境得到明显改善。但是,由于受人类活动和全球气候变化的影响,该地区仍然面临着严峻的环境压力。在中国科学院科技服务网络计划(STS计划)等项目支持下,开展了北方风沙区土地沙化成因及退化土地空间分布研究,集成了北方风沙区重点脆弱区生态恢复的理论和技术体系,以内蒙古中部的阴山北麓地区、内蒙古浑善达克沙地和蒙辽交界的科尔沁沙地为重点研究区域,进行了高效人工草地建植、天然草地恢复和管理、沙化草地治理等相关工程技术的示范,开展生态恢复模式的效果跟踪监测和生态效益评估,确定生态恢复技术和模式的技术参数和指标,明确不同集成技术与模式在北方风沙区的适用区域和范围,为技术模式的推广应用提供科学依据。通过上述研究,可以为中央和地方政府制定生态系统管理和退化生态系统恢复政策、建立我国北方生态安全屏障提供决策依据,为生态修复产业提供技术指南,为相关研究提供全面系统的基础数据支撑。     

中国天然林保护、生态恢复与可持续经营的理论与技术

全面总结了近年来中国在天然林保护与生态恢复的理论与技术实践方面所取得的研究进展。高度凝练出了天然林动态干扰与保育技术、典型退化天然林的生态恢复技术和天然林景观恢复与空间经营技术等三方面的创新成果,形成了天然林保护与生态恢复的理论与技术创新体系,对今后天然林保护、生态恢复与可持续经营进行了展望。     

青藏高原筑路取土迹地恢复植物群落与土壤的碳氮磷化学计量特征

恢复筑路取土迹地植物群落是青藏高原退化高寒草地恢复的重要组分,而生态化学计量是揭示退化草地自然恢复过程中土壤和植物间养分互作的重要方法。通过调查青藏公路筑路取土迹地自然恢复群落和天然群落内植物和土壤C、N、P的含量及其比值,研究了恢复群落和天然群落的C、N、P生态化学计量特征。结果表明:经历18a自然恢复后,不同地点筑路取土迹地均已逐步实现植物群落的定居,但其恢复程度存在明显差异。恢复群落植物叶片N含量高于天然群落,导致其叶片C∶N较低,表明恢复群落植物的N利用效率较低,N含量较高的模式主要原因可能是豆科植物比例较高和土壤有效N的供应较充足所致。恢复样地在0—10 cm和10—20 cm的土层内的有机碳(SOC)都显著低于天然样地,恢复样地土壤全氮(STN)仍一定程度上低于天然样地但含量较接近,恢复样地在10—20 cm土层中土壤全磷(STP)含量较高,这说明恢复群落尽管在土壤恢复方面并未达到天然群落的水平,但已得到了明显改善,土壤肥力正发生着正向的演替。叶片N含量与土壤STN相关性不显著,叶片P含量与土壤STP含量显著地正相关,表明植物叶片P含量在一定程度上受到土壤环境中全磷的影响。综合N∶P判定阈值和叶片土壤养分相关分析结果表明研究地区草地植被主要受到P元素的限制,且工程迹地草地恢复群落比天然群落容易受到P元素的限制。     

湖滨带退化生态系统的恢复与重建

湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,在湖泊流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.湖滨带的功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及生境保护功能、护岸功能和经济美学价值.湖滨带退化的原因主要是人为因素引起的生物群落结构的逆向演替及生态功能下降,退化湖滨带生态恢复与重建的理论基础是恢复生态学,其生态恢复技术可划分为三大类:湖滨带生境恢复与重建技术、湖滨带生物恢复与重建技术、湖滨带生态系统结构与功能恢复技术.云南洱海湖滨带近3年的生态恢复与重建试验的生态调查结果表明,试验区水生植被得到恢复,水质净化作用明显,藻类得到抑制,浮游动物的构成和数量发生变化,湖滨带湿地生态系统的生物多样性和稳定性增加.     

侵蚀环境生态恢复过程中人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)土壤微生物量演变特征

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、呼吸强度、代谢商及理化性质的演变特征。结果表明,生态恢复过程中刺槐林土壤理化性质得到明显改善,微生物量随恢复年限的增加变化显著,10~15a后达到显著水平;并随年限逐渐增加,在近熟林和成熟林期基本达到稳定,成熟林后期又开始上升,恢复50a的刺槐林微生物量碳、氮、磷较坡耕地增加幅度分别为213%、201%和83%,但仅为天然侧柏林的50.98%、55.17%和61.48%。呼吸强度随恢复年限增加先升高后降低,与有机碳变化规律不同步;qCO2在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,25a后开始回落到坡耕地以下,50a后达到最低值,与天然侧柏林没有显著差异。相关性分析显示微生物量碳、氮、磷、qCO2与土壤养分和恢复年限相关性最为密切,达到显著（P〈0.05）或极显著水平（P〈0.01）。人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物量和理化性状,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。     

煤矸石场植被恢复初期生态绩效评价

以山西潞安矿业集团司马煤业有限公司煤矸石场生态恢复5年内(2009—2013年)的植被-土壤系统为研究对象,在固定监测样地调查的基础上,以空间变化代替时间变化,对煤矸石场人工种植乔木层条件下,草本植物自然恢复初期的生态绩效进行了评价,结果表明:1)相较于1a恢复期,煤矸石场植被恢复初期植物群落基本特征、土壤物理性质、土壤化学性质及其综合生态绩效在5a恢复期时均达到了"优"级水平;2)在足够长的恢复期内,人工种植乔木层条件下,草本植物的自然恢复可以实现矿区的植被重建;3)基于AHP-FCE评价模型,以1a恢复期为基准,通过各恢复期生态指标与1a恢复期相比的恢复程度设定绩效等级,对煤矸石场植被恢复初期的生态绩效进行评价,避免了以往选取天然次生群落为恢复目标,但又不确定其是否为最佳恢复效果的盲目性,为生态绩效评价提供了新思路。     

生态恢复监测研究进展——基于最近三届世界生态恢复大会报告的统计分析

生态恢复技术选择的可靠性、恢复工程管理的有效性、恢复项目实施效果的可比性以及生态恢复成功的判断标准等均要求对生态恢复的全过程、全要素进行监测,然而全球可共同遵守的生态恢复监测协议仍处于探索中。本文基于最近三届世界生态恢复大会有关生态恢复监测的报告,采用统计分析法综述了生态恢复监测技术、监测协议以及监测指标等的研究进展。在此基础上,预测未来生态恢复监测研究将有如下趋势:(1)监测技术向自动化、智能化和网络化发展、向生态恢复工程的全方位监测方向发展、向技术密集型方向发展、向要素监测与系统监测相结合的方向发展;(2)生态恢复监测指标体系及其标准将取得共识;(3)综合监测和多学科融合的趋势将愈加明显;(4)监测结果的应用将越来越广泛。     

生态恢复评价研究进展与展望： 第5届国际生态恢复学会大会会议述评

第5届国际生态恢复学会大会于2013年10月6—11日在美国威斯康星州麦迪逊召开.来自50多个国家的约1200位代表参加了本次大会,讨论了生态恢复不同领域的最新进展.会议中关于生态恢复评价的探讨主要从生态恢复评价指标体系的建立、生态恢复的评价方法、生态恢复监测与动态评价三方面展开.会议强调了生态恢复评价在生态恢复过程中的重要地位,关注了生态恢复评价研究中面临的挑战.对我国生态恢复评价研究主要有以下启示： 1)加强构建全面、综合的评价指标体系,注重评价过程的多方参与;2)注重生态恢复评价的尺度效应与尺度转换研究;3)拓展3S技术在生态恢复评价中的应用,促进生态恢复动态监测的发展;4)积极开展国际交流合作,提升我国生态恢复研究的国际影响力.
     

黄土丘陵区人工灌木林恢复过程中的土壤微生物生物量演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤微生物生物量、呼吸强度、代谢商（qCO2）及土壤理化性质的演变特征.结果表明：生态恢复过程中人工柠条林土壤理化性质得到明显改善,微生物生物量随恢复年限的增加变化显著,柠条栽植7a后微生物生物量碳较坡耕地显著增加,随后每5～7a的变化均达到显著水平;微生物生物量氮和微生物生物量磷在前13a无显著变化,20～30a处于基本稳定期,较坡耕地显著增加,但明显低于天然侧柏林;呼吸强度随恢复年限的增加逐渐升高,20～25a达到最大值,随后开始下降,30a时达到最低值;qCO2在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,30a后回落至坡耕地之下,但仍显著高于天然侧柏林;不同灌木林对土壤质量的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤微生物生物量、呼吸强度明显高于柠条林,但qCO2无显著差异.相关性分析显示,微生物生物量碳、氮、磷、qCO2与土壤养分和恢复年限显著相关.黄土丘陵区人工灌木林可通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物生物量和理化指标,必须加强林地管理,促进植物群落的拓殖与更替,且此过程相对于生态破坏过程要漫长的多.     

生态恢复工程系统集成原理的一些理论分析

生态恢复是不同层次上退化生态系统的选择性再生与再发展过程,它包括人类主导作用下的生态系统恢复和自然主导下的生态恢复,它具有自然性、经济性、人文性和选择性,以生态经济原理为基础,首先提出了生态系统退化度与恢复度理论上存在的反－S型关系,讨论了在统一矢量价值标尺下恢复演进过程的数学描述与恢复的判定准则。作者进一步讨论了生态恢复工程的一些系统集成原理,包括系统集成的技术流程、基本原则的关联组合体系、恢复技术的组装与集成体系、生存恢复模式的分类系统及其在生态集成管理体系下以成本约束、效益约束、尺度约束为核心的模式集成系统、生态恢复系统目标－模式（速度与路径）－成本／效益／效率的价值耦合链的建立。     

恢复生态学研究的一些基本问题探讨

对恢复生态学的研究概况、基本概念、内涵与研究内容以及生态恢复的目标、原则、程序与技术进行了分析与探讨。指出恢复生态学应加强基础理论研究(包括生态系统的演替理论及干扰条件下生态系统的受损过程与响应机制研究等)和应用技术研究(包括土壤、水体、大气和植被恢复技术、生物多样性保护技术以及生态系统的组装与集成技术等).生态恢复与重建是指根据生态学原理,通过一定的生物、生态以及工程的技术,人为地切断生态系统退化的主导因子和过程,调整和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序,使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快地成功地恢复到原有的乃至更高的水平。     

侵蚀环境生态恢复过程中人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)土壤微生物量演变特征

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、呼吸强度、代谢商及理化性质的演变特征。结果表明,生态恢复过程中刺槐林土壤理化性质得到明显改善,微生物量随恢复年限的增加变化显著,10~15a后达到显著水平;并随年限逐渐增加,在近熟林和成熟林期基本达到稳定,成熟林后期又开始上升,恢复50a的刺槐林微生物量碳、氮、磷较坡耕地增加幅度分别为213%、201%和83%,但仅为天然侧柏林的50.98%、55.17%和61.48%。呼吸强度随恢复年限增加先升高后降低,与有机碳变化规律不同步;qCO₂在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,25a后开始回落到坡耕地以下,50a后达到最低值,与天然侧柏林没有显著差异。相关性分析显示微生物量碳、氮、磷、qCO₂与土壤养分和恢复年限相关性最为密切,达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物量和理化性状,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。

     

重点脆弱生态区生态恢复综合效益评估指标体系

生态恢复是扭转由人类活动引起的生态环境退化和生物多样性损失,并保证生态系统服务可持续供给的一项主要战略措施。20世纪90年代以来我国针对重点脆弱生态区(北方风沙区、黄土高原区、西北干旱区、青藏高原区和西南喀斯特地区)实施了一系列的生态恢复工程。科学合理地评估重点脆弱生态区生态恢复综合效益,对生态恢复措施的进一步优化调整具有重要的理论与实践意义。然而,在重点脆弱生态区生态恢复综合效益评估的集成研究方面,由于缺乏统一的指标体系,阻碍了区域内综合性和长期性的生态恢复综合效益评估和监测,因此亟需构建一套面向我国重点脆弱生态区的生态恢复综合效益评估指标体系。以我国5个重点脆弱生态区为研究区,根据"生态恢复-生态系统结构-质量-服务-效益"级联式概念框架,在指标筛选原则和方法的指导下,参考现有的生态恢复评估成果,构建科学化、系统化和规范化的生态恢复综合效益评估指标体系。研究结果以期为重点脆弱生态区生态恢复评估研究和管理应用提供理论与技术支撑。     

黄土丘陵区人工灌木林恢复过程中的土壤微生物生物量演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤微生物生物量、呼吸强度、代谢商(qCO₂)及土壤理化性质的演变特征.结果表明：生态恢复过程中人工柠条林土壤理化性质得到明显改善,微生物生物量随恢复年限的增加变化显著,柠条栽植7 a后微生物生物量碳较坡耕地显著增加,随后每5～7 a的变化均达到显著水平;微生物生物量氮和微生物生物量磷在前13 a无显著变化,20~30 a处于基本稳定期,较坡耕地显著增加,但明显低于天然侧柏林;呼吸强度随恢复年限的增加逐渐升高,20~25 a达到最大值,随后开始下降,30 a时达到最低值;qCO₂在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,30 a后回落至坡耕地之下,但仍显著高于天然侧柏林;不同灌木林对土壤质量的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤微生物生物量、呼吸强度明显高于柠条林,但qCO₂无显著差异.相关性分析显示,微生物生物量碳、氮、磷、qCO₂与土壤养分和恢复年限显著相关.黄土丘陵区人工灌木林可通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物生物量和理化指标,必须加强林地管理,促进植物群落的拓殖与更替,且此过程相对于生态破坏过程要漫长的多.     

三江源区退化高寒生态系统恢复技术与示范

"三江源区退化高寒生态系统恢复技术与示范"(2016YFC0501900)是国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项中"青藏高原生态系统功能提升与适应性管理"指南方向下的第二个项目。项目以综合生态系统管理方法为支撑点,以三江源区退化严重的三类主体生态系统——高寒草甸、高寒草原和高寒湿地为研究对象,以"土壤(土)-植被(草)-动物(畜)"协同恢复的思路为指导,通过创新性、系统性、综合性的科学研究,自主研发三江源区生态恢复与生态衍生产业发展的综合技术体系,完善生态恢复及产业发展模式评估和监测技术体系,推动生态恢复和区域发展模式的转型升级,提升生态整体恢复的技术水平和监管能力,解决三江源退化草地恢复重建及功能提升的重大问题,旨在为三江源的生态建设提供科技支撑和系统解决方案。     

青藏高寒区退化草地生态恢复:退化现状、恢复措施、效应与展望

青藏高寒区属于独特而典型的高原生态系统,草地生态系统作为其重要组成部分,在对高寒区生态安全以及农牧民生计的维系中,占有举足轻重的地位。目前,青藏高寒区的草地生态系统退化严重,因此该区退化草地的生态恢复工作是国家生态工作的重中之重。近年来,已有大量研究提出了各种有效的恢复手段,但缺乏因地制宜的系统性总结和论述。基于此,在已有研究的基础上,阐述了青藏高寒区退化草地现状,总结了高寒区各生态类型分区的主要生态问题,明确了不同集成技术与模式的适用区域和范围,同时对这些技术、措施和模式的恢复效果和恢复机制进行分析和讨论。并对未来高寒草地生态系统的研究进行了展望,以期为青藏高寒区退化草地的恢复治理、高寒草地生态系统结构和功能稳定性维系提供系统的理论基础与技术支撑。     

灾后生态恢复评价研究进展

灾后生态恢复评价是恢复生态学重要研究方向之一,从20世纪90年代开始,随着研究手段和防灾减灾意识的提高逐渐成为研究的热点。灾害生态恢复评价以森林火灾、地震及地质灾害、旱灾、采矿及地面沉降、火山喷发、飓风6大灾害为主要研究领域,以不同时间序列生态系统演替、不同条件下受灾生态系统恢复效果差异性和相关性分析以及受灾生态系统生态恢复趋势预测为研究内容,针对退化生态系统的结构、功能、过程进行评估和鉴定。当前,灾害生态恢复评价采用的指标包括遥感和地面两大类,方法分为单因子对比法、综合指数法、模拟预测法、反推法。针对灾后生态恢复评价指标缺乏系统性、参照系过于单一性以及对灾区后续恢复指导性不强等问题,未来应在技术框架流程、指标体系分类归纳、生态恢复标准阈值制定、以及生态恢复评价应用等方面加强研究,以体现灾后生态恢复评价评估结果的科学性、客观性以及对生态系统管理的作用。