中国生态退化的主要类型、特征及分布

生态退化是目前全球所面临的主要环境问题,它不仅使自然资源日益枯竭,生物多样性不断减少,而且还严重阻碍社会经济的持续发展,进而威胁人类的生存和发展,因此,生态退化已引起各国政府和学者的重视。本文对中国生态退化的主要类型即：森林生态系统的退化、土地沙漠化和水土流失等重大问题进行分析,详细阐述了各个类型的现状、特征及分布。为我国自然资源的合理利用以及退化生态系统的恢复和重建提供基础资料。     

强度干扰后退化森林生态系统中保留木的生态效应研究综述

保留木是指森林生态系统受到强度干扰后所存留的树木,保留木对退化森林生态系统结构与功能的维持和恢复具有多方面的生态效应。在生态系统的尺度上总结了退化森林生态系统中保留木的各种生态效应,主要包括保留木对非生物因子和生物因子(附生生物多样性、动物活动和动物多样性、树木更新、空间结构)的影响。森林生态系统经营中,"绿树保留"的经营方式是基于保留木生态效益的实践应用,它可有效减少采伐对生态系统结构和功能所造成的损失。并将有助于深入理解受到强度干扰后森林生态系统中保留木的多种生态效应,可为退化森林生态系统的恢复与重建提供理论依据。     

生态退化的形成原因探讨

生态退化由生态基质、内在的动能因素和外在干扰共同作用的结果, 自然因素和人为活动干扰是生态系统退化的两大驱动力。从自然的角度来讲, 区域地质地貌、气候和水文等的异常变化是生态系统不稳定性和退化的自然成因。人为因素往往叠加在自然因子之上,对生态退化起着加速和主导的作用, 人为因素主要包括人口增长、农业活动、工业与城市化活动、政治与战争、贫困、文化与旅游等, 它们对生态环境的影响是多方面的、深远的、不确定的。     

红壤退化过程与生态位的研究

应用生态位概念研究红壤退化和改良过程中的生物学特征及其与生态环境条件的关系,把红壤的生物学循环作为重点,分析红壤生态位的演化特点,探索红壤生态系统退化和重建的若干规律和描述方法,以求建立有关红壤退化评价的方法和指标体系     

晋陕蒙交界地区生态退化与恢复的研究现状和展望

晋陕蒙交界地区是我国生态环境破坏最严重的地区之一,当地所存在的植被退化、水土流失和土地沙化等一系列生态问题,不但威胁该地区居民的生存与发展,而且也影响我国东部地区的生态环境质量与经济发展。因此,开展针对该地区的生态恢复理论和恢复技术研究就显得非常重要。本文对该地区数十年来在生态恢复方面的理论研究和治理实践工作的历史和现状进行了分析,提出了今后应该加强对植被退化机理、植被恢复目标群落的确定和如何在大尺度地域上开展生态恢复等问题进行研究的建议,以便为更好地开展该地区的生态恢复工作提供帮助。     

城市地表硬化对银杏生境及生理生态特征的影响

城市大规模的地表硬化改变了城市环境,影响了城市中植物的正常生长。利用土壤水分温度仪ECH2O测定了不同硬化地表下土壤含水率(WCS)和土壤温度(Ts),利用LI-6400光合仪,并配备荧光叶室,测定了银杏生长的环境因子和银杏生理生态参数。研究结果表明,城市地表硬化对银杏生长环境的影响主要表现为空气温度(Ta)和土壤温度(Ts)升高,空气相对湿度(RH)和土壤含水率(WCS)下降,银杏对地表硬化的生理生态响应表现为净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)降低,叶面饱和水汽压亏缺(VPDL)增大,叶片含水率(LWC)下降;最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)下降,硬化程度越高,银杏受到的胁迫越重;受城市地表硬化的影响,银杏吸收的光能用于光化学反应的比例减少,而用于热耗散和荧光耗散的比例增加,城市硬化地表上银杏的水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)和CO2利用效率(CUE)明显下降。     

玉米在重金属污染条件下的生态分化与品种退化

通过易地栽种实验,研究了经历不同重金属污染时期的玉米种群在正常条件下的平均相对生长率、不同时间的开花百分率及其整株重、株高、穗重、５０ 粒种子重、有效穗长和无效穗长等数量性状在不同玉米种群间的差异．结果表明,经历较长时期重金属污染适应的玉米种群在正常条件下栽种,具有较低的平均相对生长率,生活史缩短,植株矮化,产量降低．可以看出,玉米对重金属污染的适应导致了生态分化和品种退化,并讨论了玉米对重金属污染适应的耐性代价．     

生态保护红线区干扰退化风险评价——以安徽省为例

评估生态保护红线斑块受人类干扰的潜在退化风险,可为差异化、精细化的红线监管方案拟定提供科学依据。以安徽省域为例,基于InVEST模型,定量分析了2017年农田、城镇、矿区、交通干线等风险源对红线内各生境受体的干扰退化风险度。结论如下:全省和红线内受人类干扰退化风险由高到低的生境类型依次是农田、草地、湿地和林地。生态保护红线内人类干扰退化风险较全省平均水平更低。全省整体干扰退化风险指数呈现"北高南低"的格局。高风险区集中在合肥城区、芜马城区、淮蚌城区周边,两淮矿区及周边,低风险区则主要分布在皖西和皖南山区、巢湖湖区、沿江沿淮湖区等。干扰退化风险较高的红线斑块主要为合肥北部淠河——滁河干渠和董大水库水源地红线,铜陵市郊区棋盘山红线,长江干流芜马段自然岸线红线,淮河干流淮蚌段水体及岸线红线,阜阳城区颍河及周边湿地红线,皇藏峪西部宿淮交界处山体红线,宿州市砀山县城区东南部红线等,建议重点监管,防控人类干扰导致的生态风险。     

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。     

全球生态问题与植物园的功能

本文概述了全球生态问题的热点和植物园可能起的作用。作者以许多具体的实例论证了资源植物和植物环境对人类生存的重要意义,阐明了植物园的功能,尤其在保护植物多样性,保护稀有濒危植物方面的重要作用。     

退化生态系统的恢复与管理——兼论自然保护区在其中发挥的作用

生态系统退化与人口的增加及人类的活动有直接的关系。长期以来人类对自然生态系统的掠夺性利用造成了各类生态系统的退化,即人为原因是主要的,而自然原因是次要的。在退化生态系统的治理方面,关键要减少自然生态系统恢复演替中人为的压力,而大面积的土地可借助自然力恢复,恢复后的土地可发展成自然保护区,并开展生态旅游等非直接破坏性的活动。应充分考虑到社区的发展问题,解决人的生存出路并提高他们的生活质量,从而在根本上缓解对自然生态系统的压力。本文提出了“以地养地”并借助自然力恢复退化生态系统的模式,利用各种具体例子阐明了我们的观点。最后指出了中国古代先哲关于人与自然的关系原理至今在退化生态系统的恢复中仍然有着现实的指导意义。     

黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果

采用翻地、施肥和芦苇碎屑培肥等土壤改良方法,利用盐地碱蓬在黄河三角洲重度退化区进行生态修复实验研究。结果表明:重度退化湿地土壤改良后,盐地碱蓬能够成功生长,3种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量,改良后的土壤Na离子含量均显著低于对照组,土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比有了显著的提高,表明改良后土壤肥力得到了改善。3种改良方法比较,培肥处理组土壤Na离子含量显著低于其他两种方法;盐地碱蓬生物量达到最高值,说明增加有机物的培肥方法可有效的改良重度退化盐碱湿地土壤,达到较为理想的生态修复预期效果。     

干旱区内陆河流域农户生计对生态退化的脆弱性评价——以石羊河中下游为例

生态退化对干旱区内陆河流域农业人口的负面影响非常显著,当前急需评估农户生计对生态退化的脆弱性,识别脆弱群体及脆弱性成因,并依此寻求降低生计脆弱性的对策措施。以石羊河中下游为研究区,基于366户农户调查数据,分析了不同类型农户对生态退化的暴露度、敏感性及适应能力,评估了农户生计对生态退化的脆弱性,探明了影响农户生计对生态退化脆弱性的关键因素。结果表明:(1)高收入及高文化程度农户的适应能力强,暴露度与敏感性高,生计脆弱性较低;(2)从纯农户到非农户、从单一生计农户到多种生计农户,适应能力依次增强,暴露度与敏感性递减,生计脆弱性降低;(3)改善生态环境质量,提高农户的富裕水平、受教育程度及社会资本,促进生计转型能够显著降低农户生计对生态退化的脆弱性。最后,提出了减轻农户生计脆弱性的对策建议及未来需进一步关注的问题。     

生态位分离的涵义与测度

 资源状态的实际参数,即资源状态沿着资源利用谱的位置,在经典的生态位重迭公式被忽略,其结果物种生态位重迭测定值将随着资源维分割数目的变化而变化。本文提出将资源状态的实际参数考虑为该资源状态到理论生态位中心点的距离,从而进一步推导出生态位分离的测度公式。以广东鼎湖山厚壳桂(Cryptocarya)群落为例,结果表明物种生态位分离随着维度增加而递增。     

基于植被降水利用效率和NDVI的黄河上游地区生态退化研究

提出了一种植被降水利用效率和NDVI变化趋势分析相结合识别生态退化、生态恢复区域的方法。利用黄河上游地区1982—2006年的AVHRR NDVI数据及同期16个气象站的降水量数据为基础数据源,计算每个像元的降水利用效率及其变化趋势,结合NDVI变化辨识生态退化和生态恢复的区域范围。结果表明,研究区域80%处于生态恢复阶段,恢复现象较为明显的区域主要位于东南部;生态退化显著的区域主要集中在玛多县县城,扎陵湖、鄂陵湖附近和龙羊峡库区周边。该结果与黄河上游地区草地退化的现状基本吻合,表明该方法可靠性较强,可以作为评估区域生态退化或生态恢复的方法。植被降水利用效率与NDVI变化趋势相结合的方法可以避免仅使用降水利用效率可能产生的误判。研究可为黄河上游地区开展生态恢复工程,合理规划和调整生态建设布局提供科学依据。     

退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

高寒草甸是青藏高原的主体植被类型,但退化态势较为严峻,严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题,治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象,系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明,典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升,而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征,退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6—10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸,而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同,今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。     

雄安新区地表覆盖变化及其新区规划的生态响应预测

雄安新区是新近设立的国家级新区,如何在新区建设中坚持生态优先、绿色发展,是即将开展的新区规划必须考虑的问题。绿色生态规划离不开对规划区生态本底的清楚认识,离不开对规划结果的准确预判。因此基于2004、2015年的Landsat影像,采用遥感信息反演技术和RSEI遥感生态指数,评估了该区近11年来的地表不透水面、植被和水体三大覆盖类型的变化,并预测新区建设的生态效应及其对热环境的影响。结果表明,雄安新区近11年地表不透水面、植被和水体的面积虽互有增减,但变化强度都小于5%,总体开发强度不大,本底生态质量较好,稳中略升。定量分析表明,在该区的三大地表覆盖类型中,不透水面对区域生态和地表温度的影响最大。根据所获得的关系模型预测,新区的人口规划和面积方案将对区域生态质量和热环境产生影响,如果按新增不透水面面积占新区面积25%的比例来预测,它将使生态质量下降10%,地表温度上升1.1℃;但如果将不透水面比例控制在20%,则新区的生态质量反而上升3.6%,地表温度下降0.3℃。     

星毛委陵菜根系构型对草原退化的生态适应

对轻度、中度、重度和极度退化的草原群落中星毛委陵菜(Potentilla acaulis)根系构型参数及相应的土壤水分、容重和硬度等指标进行了分析, 以研究星毛委陵菜根系构型对草原退化的生态适应性。结果表明: 1)在以大针茅(Stipa grandis)为建群种的典型草原中, 随着退化程度的加剧, 星毛委陵菜在群落中的作用逐渐增强, 其根幅、根深、一级垂向根数、分蘖子株数和水平分蘖根长度显著增加; 2)根表面积、二级侧根长度、总根长和根分叉数4个根系构型参数是解释星毛委陵菜根系构型对草原退化生态适应的首选指标, 解释力依次减小, 累计贡献率为92.34%; 3)直径2 mm以下的根系对单株系星毛委陵菜的根表面积和总根长影响显著; 4)阔腰倒锥体三维根系构型是星毛委陵菜适应草原退化并使之成为建群种的优势构型。     

云贵高原生态恢复空间分异及其影响因素

全面深入评估生态恢复效益并明晰其自然—社会经济驱动机制,对维护区域生态安全、实现可持续发展目标具有重要意义。然而,在区域尺度量化分析时间序列生态恢复程度及其影响因素的案例研究较少。以云贵高原为研究对象,基于多源遥感数据,运用模型模拟、时间序列趋势分析等方法,从生态系统宏观结构、质量和服务3个层次评估了2000—2019年云贵高原地区的生态恢复效益,使用随机森林方法探究了生态恢复的自然-社会经济影响因素。结果表明：(1)近20年云贵高原地区生态系统宏观结构变化明显,主要表现为森林、草地和聚落生态系统面积的增加,以及农田生态系统面积的减少;(2)生态系统质量和服务恢复态势总体稳定向好,部分区域转差;(3)云贵高原地区生态系统的恢复程度整体较高。其中,恢复程度中等及以上的地区占总面积的35.84%;生态恢复程度有所转差及以下的面积最少,占总面积的7.54%;(4)地形、气候和土壤等生态本底特征是云贵高原地区生态恢复最重要的影响因素;在局地尺度,造林面积、人口密度年变化率等人类活动因子对生态恢复具有关键的作用。未来生态系统管理和生态恢复工程的实施应综合考虑区域生态背景和尺度效应,因地制宜采取恢...     

退化草原的恢复状态:气候顶极或干扰顶极?

针对世界性的草原普遍退化,以及人类利用的影响问题,该文阐述了生态系统恢复、生态演替中气候顶极、环境变化与草原状态转移、放牧利用与干扰顶极,以及人工辅助干预恢复,提出了退化草原生态系统恢复的路径与状态模式。该文特别强调:应该以生态系统为视角开展退化草原恢复,而非仅考虑植被或土壤等单一过程;同时注重干扰下的退化草原恢复,其恢复状态可能存在多个选择。退化草原恢复包括3种基本方式:1)依渐进式恢复的生态演替理论,在环境条件较好,退化程度处于中轻度的草原,借助系统自组织性,以“自然演替”能够达到顶极或近顶极状态; 2)人工辅助干预恢复:对重度或极度退化草原,突破由于非生物(土壤物理、养分等)与生物(植物定植、物种相互作用等)因素带来的限制,使用工程、物理、化学及生物生态等方法,可以恢复到某种平衡或稳定状态,或者顶极状态;3)放牧干扰恢复:通过适度家畜放牧,调控生态系统基本结构(物种组成、多样性)、主要过程(生产力形成、养分循环、反馈作用),进而促进与维持较高的草原生态系统多功能性与稳定性,对于处于中轻度的退化草原可以选择这种恢复方式。总之,退化草原恢复的目标是实现其长期稳定的生态系统多功能性。