退化草地恢复过程中土壤氮素状况以及与植被地上绿色生物量形成关系的研究

 研究了在不同放牧率下形成的不同退化阶段的草地各形态氮素（全氮、硝态氮、铵态氮、无机氮和微生物氮）的变化情况,同时也研究了植被地上绿色生物量与各形态氮素季节变化的同步性关系。土壤全氮含量相对稳定,随草地植被状况和植物生长时期变化不大,说明土壤总氮库有相当的弹性。土壤硝态氮（NO－3-N）、铵态氮（NH+4-N）、无机氮（IN）和微生物氮（Micro-N）季节变化明显。土壤Micro-N和NO-3-N含量随植物生长逐渐降低,到植物枯黄期含量又回复到较高的水平;土壤NH+4-N含量随植物生长有逐渐升高的趋势;IN则随着植物的生长出现低-高-低-高的特点,且与植被地上绿色生物量呈显著负相关（R=-0.247, p<0.01）。在放牧条件下草原植物优先利用NO－3-N,NO－3-N与植被地上绿色生物量有显著的负相关性,是形成草原植被地上绿色生物量的有效性氮素。Micro-N能解释土壤IN 22.3%的变异（R2=0.223, p<0.01）,Micro-N是土壤无机氮的重要来源。土壤NH+4-N与Micro-N呈显著负相关（R=-0.222, p<0.01）,说明土壤微生物对土壤NH+4-N有偏好吸收。总体上,不同形态的氮素在各土壤层次间差异显著,随土壤层次的加深含量逐步降低。连续放牧11年恢复两年后,各氮素组分对放牧压力消除的响应并不一致。土壤全氮含量与停止放牧前相比变化差异不显著;而Micro-N对放牧压力消失的响应在不同处理下整个生长季的结果比较一致,即以前过度和中度放牧处理的Micro-N含量较高,无牧和轻牧含量较低;IN、NH+4-N和NO－3-N变化比较复杂,在不同放牧恢复处理上结果并不一致。总的来看,以前中度和过度放牧的IN、NH+4-N和NO－3-N含量较高,存在潜在损失的可能。经过两年的恢复,植被地上绿色生物量（8月）过牧处理与无牧处理差异不显著。     

稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环研究

本文用Ｎ＾１５标记水稻和绿肥研究了稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环。Ｎ＾１５标记稻草喂羊,羊体回收饲料稻草Ｎ３１．１６％,羊粪２８．２６％,羊尿５．７２％,总回收６５．１４％,损失３４．８６％。将羊粪尿单施,稻谷回收饲料稻草Ｎ３．１９％,水稻全株回收４．８２％,水稻全株回收４．８２％,土壤残留１９．００％,损失１０．１４％。故羊体,水稻及土壤残留共回收饲料稻草Ｎ５４．９８％。将羊粪与尿素配施,则     

基于DSSAT模型的吉林省黑土作物-土壤氮循环和土壤有机碳平衡

应用DSSAT模型中的CERES-Maize作物模型和Century土壤模型,分析了作物管理参数、施肥量、土壤初始氮含量和作物桔杆还田对吉林省黑土地区玉米生长、氮循环以及有机碳氮生态平衡的影响.结果表明:在玉米目标产量为12000～15000kg.hm-2条件下,最佳施氮肥量为200～240kgN.hm-2.在该氮肥用量下,玉米地上氮吸收量为250～290kgN.hm-2,其中,120～140kgN.hm-2来自土壤,130～150kgN.hm-2来自肥料;提高氮肥用量(250～420kgN.hm-2)将导致土壤残留氮明显增加(63～183kgN.hm-2);延迟追肥时间同样导致土壤残留氮增加;当玉米秸杆还田量超过6000kg.hm-2时,模拟的土壤活性有机碳、氮可以维持当年的供需平衡.建议在吉林省中部地区黑土玉米带,化肥施氮量控制在200～240kgN.hm-2,适时追肥,秸杆还田量在6000kg.hm-2以上,以确保高产和维持土壤养分生态平衡.     

广义森林生态效益货币量的空间模型分析

从广义森林生态效益计量概念出发,提出了广义森林生态效益货币量和森林生态环境空间的定义。根据广义森林生态环境的空间模型分析概念和实现空间模型分析的3个基本条件,采用Arcview和Autocad图形向GIS空间数据转换的方法对1986、1949和1896年黑龙江省森林资源空间图形资料和反推的小班资源数据库,通过环境图象叠置分析获得森林资源与环境的空间图象,建立广义森林生态效益经济计量模型,由此实现广义森林生态效益的GIS空间分析。结果表明：森林生态效益货币量的分布近似呈正态分布,各森林生态效益经济总量各占一定比重。利用GIS空间分析功能作出的黑龙江省森林生态效益主产区的空间分布图显示,黑龙江省森林生态效益的主产区主要分布在镜泊湖、兴凯湖、汤旺河、嫩江等江河的源头。通过分析黑龙江省森林生态效益货币总量的动态,得出1986年的黑龙江省森林生态效益比1949年下降38％,比原生状态的1896年下降59％。森林生态效益的下降与森林资源的数量和质量的下降呈正相关,森林生态效益的变化总是要滞后于森林资源的变化。     

放牧对草原土壤的影响

介绍了放牧对草原土壤物理性质 (容重、渗透率 )、化学性质 (有机质、N素 )和微生物的影响。由于草原土壤系统本身的复杂性、滞后性和弹性 ,放牧对土壤性质的影响不尽相同。一般而言 ,随放牧强度的增大 ,动物践踏作用的增强 ,土壤孔隙分布的空间格局发生变化 ,土壤的总孔隙减少 ,特别是大孔隙 (>5 0μm)和较大中等孔隙 (9～ 5 0μm)减少 ,使土壤容重增加 ,土壤的渗透阻力加大 ,土壤的保水和持水能力下降。但在有机质含量很低的沙质土壤中 ,超载过牧 ,造成有机质含量降低 ,土壤的团粒结构减少 ,稳定性团聚体减少 ,土壤结构遭到破坏 ,使得土壤容重反而降低。土壤有机质和放牧之间存在复杂的相互关系 ,土壤有机质对放牧的响应受多种因素的影响 ,这些因素包括植被和土壤的初始状况 ;环境因素 ,特别是水分和温度 ;放牧历史 (强度、频率、持续时间和动物类型 )。同时 ,土壤有机质含量低的土壤比含量高的土壤更易受放牧的影响 ,而使有机质发生变化。土壤微生物量碳是最具活性的土壤碳库 ,对环境的变化敏感 ,能较早地指示生态系统功能的变化。当考虑时间尺度时 ,高强度放牧对土壤肥力有负面的影响 ,短期内 ,由于加速了养分的循环效率 ,产生有利的影响 ,但长期无管理的超载放牧必然造成系统物质 (资源 )输入和输     

基于分子生态学网络探究西藏草地放牧对土壤微生物群落的影响

【目的】揭示西藏地区放牧对在功能基因层面上的微生物相互作用的影响。【方法】利用最近发明的网络工具(基于随机矩阵理论的分子生态学网络)分别在对照和放牧条件下分析基因芯片中碳循环和氮循环基因。【结果】碳和氮循环基因网络在对照和放牧条件下都具有无标度、小世界、模块性和层次性的拓扑学特征。放牧条件下的网络关键基因(模块枢纽和连通者)与对照显著不同。放牧导致网络变得小而紧密,暗示环境压力的存在。地上植物生物量与微生物基因网络显著相关(P=0.001),证实了研究样地地上植物与地下微生物紧密相连。【结论】放牧显著改变了西藏草地在功能基因层面上的微生物相互作用关系。     

加强森林培育 提高森林生态效益

森林的生态效益随着近年来全球生态环境的急剧恶化而更加突显,森林生态效益问题已经成为全球性问题。然而随着经济的发展及人们消费需求的增长使得森林资源出现相对短缺的现状,为了提高森林的生态效益就需要采取切实可行的办法加大对森林建设的投入力度和培育力度。本文论述了如何通过加强森林培育来提高森林的生态效益,希望能够对实践起到一定的参考作用。     

植被恢复对土壤碳氮循环的影响研究进展

植被恢复重建是治理水土流失的主要手段之一,能够有效地促进侵蚀土壤发育、提高土壤肥力、增强土壤微生物活性,进一步影响土壤碳氮循环.因此,植被的恢复重建过程对土壤有机碳库、氮库累积以及温室气体的排放具有一定作用.本文综述了植被恢复对土壤碳、氮循环过程的影响以及土壤质量与植被修复之间的协同效应,并提出了今后进一步研究的方向.对评价植被恢复在应对全球气候变化中所起的作用具有借鉴与参考价值,对促进土壤肥力改善和退化生态系统的恢复及可持续发展也有重要的现实意义.     

放牧对内蒙古典型草原生态系统植物及土壤δ15N的影响

植物和土壤中的¹⁵N自然丰度值(δ¹⁵N)是评价生态系统N循环的一个重要指标, 而放牧是草原生态系统的主要土地利用方式, 对草原生态系统的N循环过程的改变起着重要作用。该研究测定了内蒙古锡林河流域放牧和围封条件下草原群落主要优势植物和土壤的δ¹⁵N值, 探讨放牧对草原N循环的影响。研究中所测定的8种植物叶片δ¹⁵N变化很大(-4.04‰-4.34‰), 但与植物功能型有一定的相关性。放牧显著降低了大针茅(Stipa grandis)、杂类草和小半灌木木地肤(Kochia prostrata)的δ¹⁵N值。具有潜在共生固氮能力的豆科植物δ¹⁵N偏低负值(-4.04‰ - -1.90‰), 但在放牧和围封条件下无显著差异; 而被认为具有联合固氮能力的羊草(Leymus chinensis), 放牧后δ¹⁵N显著增加, 一定程度上表明了豆科植物和羊草生物固氮能力的存在。所有植物中, 除无菌根侵染的木地肤外, 其他有丛枝菌根真菌侵染记录的物种δ¹⁵N值较低, 通常接近0或为负值, 说明在N限制的内蒙古草原, 菌根转运N可能也是一种重要的N源途径。放牧显著降低了0-20 cm土壤δ¹⁵N值, 这也与过去的研究结果不同。δ¹⁵N的测定为生态系统提供了一个整合时空N循环过程的综合指标, 反映出放牧改变了草原生态系统的N循环。     

土壤-植物-大气连续体系中氮的研究进展

氮素是植物最需要的重要养分元素之一.近年来,土壤-植物-大气这一连续体系(SPAC)中的氮循环成为研究的热点之一.大气中的氮素可以通过生物固定和N沉降等作用进入土壤和植物内,同时土壤和植物内的氮素又会以氨挥发和氮氧化物等方式排放到大气中.氮素通过生物固持和植物吸收等方式进入植物体内,植物器官脱落使植物损失一部分的氮素,另外雨水的淋洗和植物溢出液也会造成植物的N损失.植物氮素在植物体内的积累和分布随着生长时期和各营养器官而有所不同.另外,植物吸收氮素的过程又受到大气状况和土壤状况的制约.土壤中氮素经过矿化作用、硝化作用和反硝化作用进行转化,一部分把氮素转化成植物能吸收的营养形态,另一部分则从土壤中损失.凋落物的分解和N沉降能补充土壤中的氮素,而植物吸收、微生物固持、水文流失和N溢出等方式使氮素从土壤中损失出去.另外,凋落物的分解和根际土壤、CO2浓度和臭氧对氮素循环有着重要的作用.N污染、N沉降、碳氮循环的耦合作用是今后研究的热点问题.     

沈阳市城市森林结构与效益分析

采用样方调查方法对沈阳市243km^2范围的树木进行每木实地调查,在地理信息系统应用软件Arc View3．2平台上建立了基于CITYgreen模型的城市森林信息管理系统,应用该信息系统分析了沈阳市土地利用及树木分布的格局、树种构成、树木密度、树高、胸径、健康状况等反映城市森林结构特征的指标结果表明,2001年沈阳市有树136种,1 914 500株树木,森林覆盖率为9．77％,25种主要树木占树木总数的84．78％,胸径小于0．25m(一类胸径)和大于0．5m(三类胸径)的树木占82．8％;幼龄树27％、中龄树58％、老龄树15％;84％的树木健康状况为中等以上,城市森林信息管理系统计算表明,沈阳市城市森林每年生态效益折合经济价值为2．65千万美元。     

生态卫生适应性优化技术及其复合生态效益

针对我国中西部城市的生态特征,组合了具有不同适应性的生态卫生技术,提出了5种优化技术方案,评价了各技术组合的环境影响、资源回收潜力、经济投入与收益、管理难度和公众接受程度,并分析了技术体系改进后可能产生的复合生态效益.结果表明：原位式生态卫生组合技术的节水和生物质循环能力较优,且综合费用相对低廉,但在城市管理与公众接受度上有一定的不足;集中式生态卫生组合技术易于管理且更易被公众接受,但费用高昂,资源化潜力偏弱.采用生态卫生组合技术改进现有卫生系统后,温室气体排放（以CO₂计）将减少70%以上,水环境污染（以BOD₅计）将减少约30%,营养物回收（以N、P、K加和计）将提高15倍以上;可以缓解中西部城市近3%的生活能源、10%的生活用水压力和15%的成品粮需求;计入资源化效益后经济投入可节省56%.     

基于结构方程模型分析森林生态安全的影响因素

森林生态安全是维持国家生态安全的重要基础,也是人类生存的必要环境。森林不仅为人类提供木材和其他林副产品等实物价值,还具有美化环境、固碳释氧、涵养水源、防风固沙等生态服务价值,对维持生态平衡有重要作用。生态安全的相关研究多集中在构建评价指标评价森林生态安全,研究内容相对单一,而针对林业生态-产业共生关系的研究,并没有对林业产业类型进行区分,其次,林业产业发展对森林生态安全的影响研究较少。针对上述问题,在考虑产业分类的基础上,基于PSR理论和狭义的森林生态安全定义,利用31个省(市、自治区)3年的林业统计数据,运用PLS结构方程模型分析林业产业发展、森林生态保护对森林生态安全的影响及影响的大小,并分析了各地区森林生态保护的响应活动,为林业产业发展和森林生态保护的政策制定提供依据,从而促进林业的可持续发展。基于上述分析得出如下结果:(1)林业产业发展对森林生态安全无显著影响,但有部分子产业有森林生态安全有影响;(2)林业一产发展对森林生态安全有显著地直接影响,路径系数为0.175,间接影响不显著;(3)林业二产和三产发展对森林生态安全的直接影响和间接都不显著;(4)三类产业对林业产业发展的影响均显著,影响的大小分别为林业二产(0.636)、林业一产(0.204)、林业三产(0.151);(5)森林生态保护对森林生态安全有显著地直接影响,路径系数为0.619;(6)相对于其他地区,西部的森林生态保护活动积极性不高。由此得出如下结论:林业产业发展及林业二产、林业三产对森林生态安全未形成压力,只有林业一产发展对森林生态安全产生了正压力,需进一步加强林业产业结构的调整;加大保护响应力度对森林生态安全的影响大于合理利用的正压力;加强西部区域的森林生态保护力度,提高森林生态安全。     

内蒙古磴口县林业生态建设工程综合效益评价

林业生态建设工程具有重要的经济、生态和社会效益。内蒙古磴口县是林业生态建设工程实施的重点地区,对该区域林业生态建设工程的综合效益进行评价,具有代表性意义。依据评价指标体系构建原则、相关文献资料和当地实际情况,构建磴口县林业生态建设工程综合评价体系;在此基础上,通过时间序列分析,完成1991—2015年磴口县的林业生态建设工程综合效益量化评价。结果表明:在林业生态建设工程评价体系中,经济、生态和社会3个方面所占比重不同,其中,国内生产总值、造林面积、吸收二氧化硫年增加价值、削减粉尘年增加价值及农民人均纯收入五项指标在综合效益评价中权重比例较大;近年来磴口县林业生态建设工程综合效益较1990—1999年期间有所提高,但波动幅度较大,而近年来研究区综合效益趋于稳定并略有上升。磴口县林业生态建设工程在改善区域生态环境、遏制沙化土地扩展等方面的成效相对显著,有效促进了地区经济发展。     

垂直绿化生态效益研究综述

全球气候变化和城市化背景下城市生态环境问题越发凸显,面对日趋紧张的土地资源现状,垂直绿化建设成为重要的城市绿地补充手段,对改善城市环境具有重要意义。垂直绿化具有多种生态效益,且其效益发挥受到多因素共同影响。如何统筹协调生态效益和影响因素之间的复杂关系,以使其综合生态效益最大化,是当前垂直绿化建设亟待解决的科学问题之一。基于文献综述法归纳了不同生态效益的机制及其关键影响因素,并对多效益和多影响因素进行了综合分析。结果表明,垂直绿化具有缓解城市热岛、建筑节能减排、固碳、净化空气、降噪、截留雨水和支持生物多样性等七种主要生态效益,并受到植被特征、设施结构特征、气象条件、空间格局等多方面因素的共同影响。基于对效益和影响因素的综合分析,进一步提出了两点规划思路：首先,关注环境需求和效益供给的耦合关系能够更加科学合理地指导区域垂直绿化建设布局。其次,关注生态效益间的关系,以区域关键生态环境问题为导向进行效益权衡并结合考虑其影响因素的重要性程度能为规划设计提供有效建议。     

基于文献计量的草地生态补偿效益与影响因素研究进展

草地生态补偿致力于保护草地生态系统服务数量和质量,同时提高畜牧业的经济可行性,是实现草地生态系统可持续管理的重要政策之一。梳理世界范围内草地生态补偿研究,综述生态补偿是否解决草地生态系统已有问题以及归纳其影响因素,对探寻未来草地生态补偿的发展方向具有重要意义。以草地生态补偿为主题,利用Web of Science数据库收集了2007年至2022年共69个案例,已有研究以公共产品、生态系统服务价值和社会生态系统3个理论为基础,重点关注草地补偿的生态效益、社会经济效益和影响因素,发文量占比分别为34.78%、17.39%、43.48%。主要结果如下:草地生态补偿的生态效益以恢复草地面积与质量、保护物种多样性和提升草地多种生态系统服务为主;社会经济效益重点包括增加牧户经济收入和改善以传统畜牧业为主的生计结构;影响因素以牧民主观认知、牧户客观条件、牧区生态环境、社会政策背景及补偿支付方式为主。建议未来草地生态补偿研究可从不同类型生态系统服务效益间的权衡、牧民为重要利益相关者行为的影响、生态目标和牧民需求导向的支付方式多样性3个方面重点探索。     

基于生态足迹模型的延边林区可持续发展评价

生态足迹是评价可持续发展状况和能力的重要指标之一。本文以统计年鉴和林业年鉴为主要数据来源,对延边林区1996~2002年的生态足迹进行了计算和分析。结果表明,该区人均生态足迹逐年下降,人均生态承载力波动较小,而人均生态盈余逐年增长。人均万元GDP生态足迹逐年递减,同西部地区相当,而明显高于东部。人均林地生态足迹变化平稳,天然林保护工程实施前后林地生产足迹和林地出口足迹的平均值分别降低了0.341和0.327 hm2.人-1,降幅分别为46.32%和54.94%。延边区域和林业的发展是可持续的,天然林保护工程的实施有助于增强其可持续发展能力,但同林业发达国家相比,仍有很大差距。依靠科技,提高单位面积林地产量和资源利用率,合理经营和管理森林生态系统是今后的工作重点。     

青藏高原重大建设工程生态修复综合效益评估指标体系

青藏高原作为我国重要的生态屏障和战略资源基地,兼顾经济社会的发展和生态环境的保护,是当前区域发展的主要目标。为实现该目标,国家先后开展了多项推动当地经济发展的重大建设工程项目,并在项目开展的过程中,针对出现的生态问题,实施了一系列的生态修复措施。目前针对青藏高原重大建设工程生态修复的研究,在多工程类型修复效益的融合,以及宏观空间布局尺度上对生态修复成效的评估还相对较少,并且缺乏统一的评价标准。故本研究选取青藏高原道路、水电和矿产开发三类典型的重大建设工程,结合区域及工程特点,通过文献调研、业界专家咨询等方法手段,以生态修复后的生态系统结构、质量和服务为核心架构,筛选能够综合客观的反映该地区生态修复效益的具体指标,最终构建系统、合理和科学的青藏高原重大建设工程生态修复综合效益评估指标体系。该评估指标体系涉及生态系统结构、质量和服务三大指标类别,包括10个主题指标,21个具体指标。以期为青藏高原重大建设工程生态修复效益的总体认知和长期监测,以及未来生态修复工程的制定、建设工程的布局及其他生态系统管理措施的实施,和未来生态修复评估的相关研究提供科学参考和理论支撑。     

基于熵权模糊物元模型的我国省域森林生态安全研究

近年来随着经济社会的快速发展,森林资源锐减和生态环境恶化等问题日益威胁到人们的生产生活,在建设生态文明的背景下研究我国省域森林生态安全状况,是关系国计民生和可持续发展的重要议题。在整理现有生态安全研究体系的基础上,独创性地提出森林生态安全压力-承压模型,应用SPSS、EXCEL等软件,通过主成分分析、熵权法和物元分析等手段对2014年我国31个省级行政单位的森林生态安全水平进行实证研究。结果表明:在压力方面,19个省级行政单位承受了较大森林生态安全压力;在承压方面,12个省级行政单位的承压能力较强;在综合评价方面,14个省级行政单位的森林生态安全水平较高。在深入探讨分析评价结果的同时,为提高我国森林生态安全水平提出对策和建议。