小良植被生态恢复的生态经济价值评估

应用生态经济学的核算方法,对中国科学院小良热带人工林生态系统定位站植被生态恢复系统的服务功能进行了定量评估。结果表明,小良恢复生态系统具有极高的生态经济价值。以20世纪90年代不变价计,小良植被生态恢复系统43a的累积服务功能价值超过621亿元人民币。其中直接使用价值为7．65亿元,占总生态经济价值的1．23％,间接使用价值为613亿元,占总生态经济价值的98．77％,间接使用价值远远大于直接使用价值。间接使用价值中净化环境服务功能的生态经济价值,仅以固C、释放O2、吸收SO2和滞尘计,就已达577亿元。与此同时,小良热带沿海台地的植被恢复通过复合农林经营等渠道促进了当地生态、经济与社会的协同发展。     

近30年陕北榆阳区植被土壤保持效益动态

以榆阳区气候、地形、土壤及遥感影像资料为依据,运用通用水土流失方程和GIS技术对该区1978—2005年植被的土壤保持价值的时空动态变化情况进行了测算和分析。结果表明：1978—2005年,榆阳区植被的土壤保持年均总价值增加了280.37×10⁶元,整个期间增幅约为67.6%,其中,1978—1989年和1989—2005年的增幅分别为36.5%和22.8%;位于研究区西北部的风沙草滩区的植被土壤保持价值总量增幅约为东南部黄土丘陵沟壑区的1.7倍,而黄土丘陵沟壑区的植被平均单位面积土壤保持价值则约为风沙草滩区的46倍;榆阳城区、近郊、远郊的植被平均单位面积土壤保持价值表现为：城区<近郊<远郊,植被土壤保持总价值增幅则体现为：远郊<城区<近郊。     

重金属污染土壤植被恢复过程中的土壤微生物特征

研究了重金属污染裸地植被恢复4、5、6a和7a后的植物凋落物积累量、土壤化学特征、重金属含量与土壤微生物特征.结果表明:与未恢复裸地相比,植被恢复显著地提高了根际土壤中的有机碳(18.6～31.1 g·kg-1)、总氮(0.88～1.56 g·kg-1)和总磷(0.34～0.39 g·kg-1)含量(P<0.05);上述指标以及植物凋落物积累量没有随植被恢复年龄增加而提高.植被恢复地土壤pH、重金属铅、锌、铜的总量和DTPA(diethylenetriaminepentaacetic acid)可提取量均显著地高于未恢复裸地(P<0.05),并且随植被恢复年龄增加呈现出一致提高的趋势.土壤微生物量碳和氮在5个研究样地中的变化趋势基本一致,即最大值均出现在样地RV(恢复5a)(127.34 mg·gdw-1和2.45 mg·gdw-1),然后在样地RVI(恢复6a)和RVII(恢复7a)均有不同程度地下降.微生物量氮在4个恢复样地中变化显著(P<0.05).土壤微生物基础呼吸和功能多样性最大值发生在样地RVI(59.10 mg·gdw-1和3.14),随后在样地RVII中略有下降(P > 0.05).未恢复裸地的土壤微生物对羧酸和胺类化合物利用率显著大于4个恢复样地(P<0.05),对碳水化合物、氨基酸、聚合物和杂合物的利用率显著低于4个恢复样地(P<0.05).主成分分析结果表明,未恢复裸地的CLPP(community level physiological profiles)指纹与恢复样地存在显著差异(P<0.05),4个恢复样的CLPP指纹相似.     

典型草地的土壤保持价值流量过程比较

内蒙古温带草原和海北高寒草甸的土壤侵蚀以风力侵蚀为主。利用改良的风力侵蚀模型,比较分析了这两类草地生态系统土壤保持价值日流量过程和累积过程。结果表明,风力侵蚀条件下,草地生态系统的土壤保持服务是离散的,不连续的,与风速和植被盖度直接相关。土壤保持价值构成以保持土壤养分为主。内蒙古温带草原的年潜在侵蚀量和年现实侵蚀量都高于海北高寒草甸。但是,内蒙古温带草原的土壤保持年价值高于海北高寒草甸,是海北高寒草甸年价值的7倍。春季和秋季是内蒙古温带草原潜在侵蚀量、现实侵蚀量和土壤保持量最高的两大季节。海北高寒草甸的潜在侵蚀量和现实侵蚀量主要分布在12月份到翌年4月份,土壤保持量主要分布在春季和夏季。     

黄土高原植被恢复与生态系统土壤保持服务价值增益研究——以延河流域为例

为探究黄土高原地区退耕还林（草）工程（1999）实施后植被恢复的生态效益,选择黄土高原延河流域为研究区,利用趋势线分析法、SWAT（Soil and Water Assessment Tool）水文模型和生态系统服务价值评价方法（市场价值法、机会成本法、恢复费用法和影子工程法等）,重点分析2000-2015年该区域植被恢复状况及其对土壤保持的作用,并评估生态系统服务价值的提升效应。研究结果表明：（1）退耕还林（草）工程实施后,延河流域植被覆盖均呈增加趋势,植被恢复显著;（2）植被恢复对土壤侵蚀的抑制作用明显。在没有植被覆盖的条件下,土壤极易发生侵蚀,且侵蚀模数大;从该工程实施以来,2001-2014年土壤保持量具有不同程度的增幅,表明多年来流域治理取得一定的成效;（3）流域植被覆盖以中覆盖为主,土壤保持量以低保持为主。不同植被覆盖下土壤保持量存在差异。其中,中低、中、中高覆盖能有效保持土壤;（4）生态系统土壤保持服务价值时空分布特征明显。流域年均（2000-2015）土壤保持服务价值为3.64×10⁸元,生长季月均土壤保持服务价值为6.06×10⁷元,生态系统土壤保持服务价值显著提升。时间尺度上,生态系统土壤保持服务价值受降水因素影响;空间尺度上,流域生态系统土壤保持服务价值空间差异大,具体表现为下游残塬平梁沟壑区最高,上游山地区次之,中游梁峁丘陵沟壑区最低。通过研究延河流域植被恢复状况以及定量评估土壤保持服务价值,不仅阐明了退耕还林（草）工程带来的巨大生态效益,同时也为流域乃至黄土高原的水土流失治理工作提供一定的参考作用。     

鹤山退化生态系统恢复过程中土壤微生物的特性

对鹤山丘陵荒坡人工植被土壤生物特性进行了研究,结果表明鹤山人工植被中土壤微生物的数量以马占相思林较高,为6.164×106g-1drysoil,接近村边次生自然林(6.323×106g-1drysoil);其次是果园和红荷木林,分别为5.115×106和4.083×106g-1drysoil;松林中微生物数量最少,仅为1.424×106g-1drysoil。土壤微生物的组成以细菌为主,占微生物总数的71.4%-87.7%,其次是放线菌,为总数的9.2%-22.7%,真菌相对较少(1.1%-9.6%)。细菌的数量与微生物总数的变化趋势相一致。人工植被中土壤微生物生物量(mgCmic(100g)-1drysoil)是马占相思林(57.11)>果园(47.79)>红荷木林(42.55)>松林(29.68),与相应的土壤有机碳(gCorgkg-1drysoil)顺序相吻合[马占相思林(16.13)>果园(13.40)>红荷木林(12.59)>松林(11.89)],与土壤生物数量的变化趋势亦相似。与1988年用同一种方法的采样分析结果相比,人工植被中微生物的总数、细菌的数量及其占微生物总数的比率均有所提高,意味着在植被恢复过程中土壤质地得到了改善,其中以马占相思林的土壤恢复速率相对较快。     

黄土高原典型植被恢复过程土壤与叶片生态化学计量特征

为揭示黄土高原典型人工植被恢复过程中植物叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素变化特征及其交互作用,以延安庙咀沟流域恢复20—40a的刺槐(Robinia pseudoacacia)、柠条(Caragana korshinskii)、草地和坡耕地(对照)为研究对象,分析了各样地植物叶片和土壤C、N、P化学计量的变化特征及相互关系。结果表明:从20a到40a的恢复过程中,3种植被叶片C含量均显著增加,草地叶片P含量显著升高,而刺槐、柠条叶片N和P含量则显著降低。刺槐、柠条及草地土壤C、N、P含量随着恢复年限的延长而增加,比耕地分别增加了70%—349%、27%—202%、13%—62%(P0.05),其中刺槐的增幅最大。从增速来看,刺槐和柠条林土壤表层C、N增速表现为前期(0—20a)大于后期(20—40a),而草地则相反。在20—40a的恢复过程中,刺槐、柠条叶片C∶N、C∶P均显著增加,草地叶片C∶P、N∶P则显著降低。恢复过程中,土壤C∶P在刺槐和草地中显著增加,而土壤N∶P仅在草地中显著增加,土壤C∶N则没有显著变化。相关性分析显示叶片C和土壤C、N、P显著正相关,叶片N、P和土壤N显著正相关,叶片和土壤N∶P显著正相关,叶片P、C∶P与土壤C、N增速显著相关,表明叶片P可以指示土壤C、N增速的变化,而N∶P可以将植物和土壤联系起来。植被恢复过程中,叶片和土壤C、N、P含量及增速均发生显著变化,且存在密切的联系,这种变化的趋势在刺槐、柠条和草地中有所不同。     

退化红壤区植被恢复过程中灌木层主要种群的生态位特征

选择闽西典型退化红壤地区,对6个不同恢复阶段的封育马尾松群落灌木层主要种群的生态位特征进行了分析,结果表明,多数种群的生态位宽度较窄,对资源的利用不充分,生态位宽度较大的种群顺序与其重要值大小顺序存在一致性,同时种群间生态位重叠较为普遍,对资源的利用方式相对一致。这些结果与退化红壤区植被恢复过程中生境条件的变化密切相关,有助于理解植被恢复动态规律,指导运用人工措施以加快恢复进程。     

中亚热带植被恢复过程中崩岗土壤性质分异特征

崩岗是我国南方红壤丘陵山区坡面沟道侵蚀后期发育而成的侵蚀地貌,探讨崩岗系统植被恢复过程中不同部位土壤性质分异特征,对揭示强度侵蚀环境下土壤环境效应以及指导崩岗区生态恢复具有重要借鉴意义。以闽西南长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%、20%和95%的3处毗邻崩岗为研究对象,研究各崩岗集水坡面、崩壁(顶部、中部及底部)、崩积体(上部和下部)和沟道出口等部位0—20 cm土壤理化性质的分异特征。结果表明:土壤容重、粉粒、pH、速效养分含量均表现为崩岗Ⅲ崩岗Ⅱ≈崩岗Ⅰ,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量表现为崩岗Ⅲ崩岗Ⅱ≈崩岗Ⅰ。从集水坡面至沟道出口,土壤容重和砂粒含量呈增加→减少→增加趋势,粉粒和黏粒含量呈降低变化趋势,集水坡面和崩积体有机碳、全氮、全磷和全钾含量明显高于其他部位,在崩壁顶部及沟道出口最低。从集水坡面至沟道出口,铵态氮和硝态氮含量呈先增加后减少的态势,速效钾含量呈"V"型变化态势,最低值出现在崩壁底部,速效磷和pH呈增加态势。本研究表明,崩岗系统内土壤结构和土壤养分含量总体水平较差,不同侵蚀部位土壤性质存在明显空间差异,自然植被恢复过程对土壤特性有一定的改良效应。     

采矿地的生态恢复技术

矿藏开采给生态环境带来严重破坏,矿地与尾矿的自然恢复是相当缓慢的,有些甚至是不大可能自然恢复的,本文总结了在过去20年全球发展起来的各种生态恢复技术措施,包括基质的改良,优良物种的选择等,并总结出一套人工恢复的一般步骤,分析了目前所存在的评判人工生态恢复成功与否的几种评价体系的优劣。     

海南岛生态系统土壤保持空间分布特征及生态经济价值评估

在地理信息系统的支持下 ,采用通用土壤流失方程 ( USLE)及其修改式估算了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量 ,得到了海南岛生态系统土壤保持的空间分布特征 ,研究表明 :中部山区的生态系统的土壤保持能力较其它地区大 ,全岛年土壤保持总量为 1 .58× 1 0 7t,并利用市场价值法 ,机会成本法和影子工程法评价了各类型生态系统的土壤保持价值。海南岛年土壤保持总价值为 74 92 .4 1万元 ,其中减少土地废弃价值为 4 9.37万元 ,保护土壤肥力价值为 72 74 .2 2万元 ,减轻泥沙淤积价值为 1 68.82万元     

喀斯特森林植被自然恢复过程中土壤可矿化碳库特征

2011年9月,采用空间代替时间方法,研究了茂兰自然保护区喀斯特森林自然恢复过程中土壤可矿化碳库的特征.结果表明: 研究期间,喀斯特森林自然恢复过程中不同深度土壤的总有机碳含量、可矿化碳含量和矿化速率随土层加深而减少,随恢复的进程而增加;累积矿化排放量及其速率随恢复的进程增加,其速率随培养时间延长而减小;矿化率随恢复的进程增加,而随土层加深的变化不明显;qCO₂值随恢复的进程和土层加深而递减;土壤可矿化碳与凋落物现存量及其分解质量损失率分别呈负相关(r=-0.796)和正相关(r=0.924);土壤生境由早期干扰强烈转向中后期日趋稳定,土壤的固碳能力由早期差、潜力大转向中后期强、潜力小.     

松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式下土壤线虫的群落特征

2005年5月～10月对松嫩草原中度退化草地不同植被恢复方式样地进行土壤线虫调查,淘洗-过筛-蔗糖离心法提取土壤线虫,应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等多个群落参数,研究中度退化草地不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征的差异.研究共捕获线虫13 713条,分别隶属于线虫动物门2纲7目24科40属,个体密度平均113条/100g干土.研究结果表明,不同植被恢复方式间土壤线虫群落特征存在一定差异,围栏封育和种植苜蓿均能明显改善中度退化草地土壤线虫群落环境,但围栏封育较种植苜蓿更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性.土壤线虫个体密度垂直分布,围栏封育样地线虫表聚性最明显,种植苜蓿样地表聚性次之,过度放牧样地表聚性最差,其夏季和秋季土壤线虫向土壤下层移动明显.此外,研究结果还表明,功能类群指数能够指示中度退化草地植被恢复方式间的差异,其中∑MI指数和PPI指数对于不同植被恢复方式下土壤线虫群落变化反映最敏感,根据功能类群指数统计,与围栏封育相比,种植苜蓿和过度放牧显著改变了土壤线虫群落中r-和k-选择植物寄生线虫的比例.对于松嫩草原中度退化草地,选择围栏封育方式可能更利于草地土壤线虫群落的恢复与重建.     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

植被恢复对退化红壤团聚体稳定性及碳分布的影响

土壤有机碳对土壤团聚体的形成与稳定具有重要影响.研究了植被恢复对侵蚀退化红壤团聚体稳定性的影响,在此基础上探讨了有机碳在团聚体中的分布及有机碳与团聚体稳定性的关系.红壤侵蚀裸地大团聚体水稳定性程度低,植被恢复后大团聚体稳定性显著提高.裸地各级团聚体有机碳含量基本相似,植被恢复后,有机物质输入的增加促进了团聚体的形成,从而改变了土壤团聚体有机碳含量和分配比例.大团聚体对有机碳具有一定的富集作用,有机碳含量高于全土和微团聚体、粉粒及粘粒有机碳含量,大团聚体有机碳恢复速度也快于微团聚体以及粉粒与粘粒有机碳的恢复速度.植被恢复使裸地0～10cm土层大团聚体有机碳占总有机碳的比例从15%左右增加到32%～42%.土壤中增加的有机碳约41%～51%储存在大团聚体中,24%～38%储存在微团聚体中,20%～31%储存在粉粒及粘粒中.团聚体稳定性的增强与土壤有机碳含量密切相关,植被恢复时间越长,土壤有机碳含量越高,土壤团聚体水稳性程度也越好.     

退化红壤植被恢复对土壤螨类群落结构的影响

对退化红壤地区的旱生性草坡、稀疏针叶林、针叶林、针阔混交林等4种植被恢复类型及裸地、顶级常绿阔叶林等2个对照样地的土壤螨类群落进行四季调查,共捕获4亚目53科,其中隐气门亚目27科（Cryptostigmata）,前气门亚目（Prostigmata）17科,中气门亚目（Mesostigmata）8科,无气门亚目（Astigmata）1科,优势类群为矮汉甲螨科（Nanhermanniidae）和单翼甲螨科（Haplozetidae）,常见类群包括若甲螨科（Oribatulidae）、盖头甲螨科（Tectocepheidae）等16科。应用个体密度、类群数、香农多样性、密度．类群DG指数、丰富度和均匀度、甲螨群落的MGP分析和捕食性螨类MI指数,研究其中螨类的群落结构特征。研究结果表明：不同植被类型土壤螨类群落差异显著,各项指标均以常绿阔叶林为最高,其次为稀疏针叶林,显著高于其它样地（P〈0．05）,针叶林和裸地处于最低水平。甲螨群落类群结构中,各植被类型中的甲螨群落均属于M型;甲螨个体密度结构类型中,裸地属于MP型,旱生性草坡属P型,常绿阔叶林属于O型,其它均属于M型。中气门螨类的MI指数在各植被类型没有明显的变化。DCA分析将6类型分为3类：裸地、常绿阔叶林各为一类,其余各类型归为一类,这显示了土壤螨类群落对植被恢复不同类型的响应。     

Towards more effective integration of tropical forest restoration and conservation

Conservation and restoration interventions can be mutually reinforcing and are converging through an increased focus on social dimensions. This paper examines how to more effectively integrate the complementary goals of conservation and restoration of tropical forests. Forest conservation and restoration interventions are integral components of a broad approach to forest ecosystem and landscape management that aims to maintain and restore key ecological processes and enhance human well‐being, while minimizing biodiversity loss. The forest transition model provides a useful framework for understanding the relative importance of forest conservation and restoration interventions in different regions. Harmonizing conservation and restoration presents serious challenges for forest policy in tropical countries, particularly regarding the use and management of secondary forests, fallow vegetation, and forests degraded by logging and fire. Research to implement restoration more effectively in tropical regions can be stimulated by transforming questions that initially focused on conservation issues. Examination of papers published in Biotropica from 2000–2018 shows that most studies relevant to tropical forest conservation do not address forest restoration issues. Forest restoration studies, on the other hand, show a consistent association with conservation issues. There is much scope for further integration of conservation and restoration in research, practice, and policy. Securing a sustainable future for tropical forests requires developing and applying integrated approaches to landscape management that effectively combine knowledge and tools from multiple disciplines with practical experience and engagement of local stakeholders. Abstract in Portuguese is available with online material.     

基于GIS重庆土壤侵蚀及土壤保持分析

土壤侵蚀作为一个重大的全球环境问题,严重地威胁着区域生态环境质量和社会经济。在考虑植被覆盖度与土壤侵蚀关系的前提下,通过查表法,构建不同土地覆盖类型和不同植被覆盖度下的C值图层,并基于地理信息技术(GIS)和通用土壤侵蚀方程(USLE)估算了重庆地区土壤侵蚀量,土壤保持量和土壤保持价值。结果表明:重庆地区2010年土壤侵蚀量约为2.23亿t/a;土壤保持量约为14.69亿t/a。利用市场价值法,机会成本法和影子工程法评价了各类生态系统土壤保持的生态价值。研究区2010年土壤保持价值相对于2006年有所提升,2010年生态系统因防止土壤侵蚀而产生的土壤保持总价值约为6.18×105万元,其中保持土壤养分的价值为5.44×105万元;减少废弃地的价值为2.65×104万元;减轻泥沙淤积灾害的价值为4.78×104万元。各生态系统类型中,森林生态系统土壤保持价值量最大,单位面积价值最高。