黄土区大型露天煤矿剧烈扰动土地生态重建研究

采用调查、类比、室内模拟和野外试验示范相结合的方法,１９９１～１９９５年对平朔安太堡露天煤矿土地扰动特征和生态重建适用技术进行了研究．结果表明,原有地层被１００～１５０ｍ的岩土混乱排弃层所代替,形成了典型的人工松散堆积地貌———排土场;原有地面形态被平盘与边坡相间的梯状地形所代替,５～１０年间非均匀沉降剧烈,边坡不稳;原有地表土壤被黄土类母质和石砾状物质所代替,土体容重＞１．６ｇ·ｃｍ－３,根系穿透阻力３０～６０ｋｇ·ｃｍ－３,有机质含量＜４．０ｇ·ｋｇ－１;原有植被破坏后不易恢复,土壤侵蚀模数＞１５０００ｔ·ｋｍ－２·ａ－１,比原地貌大３３％．生态重建适用技术体系包括５项工程复垦技术和３项生物复垦技术．     

黄土区露天煤矿排土场植被恢复的水肥响应

矿区复垦植被与排土场土壤环境之间存在着复杂的交互关系,两者相互依存且制约;特别是土壤肥力和水分与植被恢复关系密切。因此,如何实现复垦植被与土壤水肥协调发展以促进生态系统的改善是矿区生态恢复的核心问题。为此,本文选择山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场,通过典型样地调查方法来分析露天煤矿排土场土壤水肥特性与复垦植被因子之间的关系,同时构建耦合协调度模型来定量分析土壤水肥因素对植被生长的影响,并判断土壤水肥与复垦植被的协调程度。结果表明:在0~40 cm的土层中,土壤含水量随着深度的增加而增大,土壤有机质和全氮的变化趋势与之相反;土壤肥力特性相对于土壤含水量对复垦植被生长的影响更大;土壤水肥环境与复垦植被之间的耦合协调关系皆为基本协调。在土壤养分贫瘠且生态环境恶劣的黄土高原矿区,改善土壤肥力状况、筛选适宜的植被复垦模式及控制植被密度是生态重建的关键。本研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦与生态恢复提供理论依据和参考。     

铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱研究

本文研究了铝与钙调蛋白相互作用的荧光光谱。实验证明,Ａｌ＾３＋与ＣａＭ的结合所引起的构象变化与Ｃａ＾２＋与ＣａＭ结合所引起的构象变化既有相同之处,也有不同之处。Ａｌ＾３＋在ＣａＭ分子上的结合有特异性结合与非特异性结合两种情况。其特异性结合位点可能为２－３个,钙调蛋白的非竞争性拮抗剂酸枣仁皂甙Ａ（ＪｕＡ）可以继续抑制已被Ａｌ＾３＋部分抑制的ＰＤＥ－ＣａＭ的活力。     

尖峰岭热带山地雨林生态系统碳平衡的初步研究

报道了我国海南岛目前保存面积较大,林分的组成和结构复杂的热带山地雨林生态系统的Ｃ素库和群落的ＣＯ２排放动态,通过在尖峰岭林区进行为期３ａ的研究,结果表明,热带山地雨林的碳素库主要有３个方面,即森林生物量中的Ｃ为２３４．３０５６ｔ／ｈｍ＾２,森林凋落的现存是中的Ｃ为２．９８ｔ／ｈｍ＾２以及土壤层中的Ｃ为１０４．６９６ｔ／ｈｍ＾２,合计为３４１．９８１６ｔ／ｈｍ＾２,森林生态系统中的ＣＯ２平衡的基本动     

安太堡露天煤矿不同复垦模式下草本植物优势种生态位

土地复垦是露天煤矿生态系统恢复和重建的重要措施,不同土地复垦模式下草本植被群落特征不同。采用样方法对安太堡露天煤矿不同复垦模式下永久性固定样地进行草本植被调查,在群落组成和多样性分析的基础上运用生态位宽度和生态位重叠分析了不同复垦模式样地[WⅠ(白杆+青杆+沙棘)、SⅠ(刺槐+油松)、SⅢ(刺槐+榆树+臭椿)]草本优势种生态位特征。结果表明:研究区草本植物以菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)和豆科(Leguminosae)为主,从群落多样性角度来看,WⅠ样地物种组成最丰富。从群落演替角度来看,研究区草本植物呈现出一年生向多年生、旱生向中旱生演替的趋势。鹅观草(Roegneria kamoji)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)、剪股颖(Agrostis matsumurae)是研究区最重要的优势种。优势种生态位宽度与重要值呈显著正相关,但各优势种在3个样地的生态位宽度和重要值差异显著。这可能与复垦模式、立地条件及种的生理、生态学特性有关。此外,研究区生态位宽度大的种间生态位重叠值较大,生态位宽度较小的种间生态位重叠值较小。     

水霉（Saprolegnia ferax）生长菌丝顶端细胞内游离Ca^2＋和膜结合…

本文比较和研究了水霉（Ｓａｐｒｏｌｅｇｎｉａ ｆｅｒａｘ）生长菌丝顶端胞内Ｆｌｕｏ－３游离Ｃａ＾２＋和ＣＴＣ－膜结合Ｃａ＾２＋的荧光分布影像。激光共焦扫描显微镜下观察可见：Ｆｌｕｏ－３荧光有房室化现象,Ｆｌｕｏ－３荧光反映的是细胞质游离Ｃａ＾２＋与细胞器游离Ｃａ＾２＋总的分布状况,Ｆｌｕｏ－３游离Ｃａ＾２＋的最大荧光强度出现在菌丝顶端２－１０ｕｍ区域,１０ｕｍ以后荧光强度逐渐下降,约４０ｕｍ以后荧     

露天煤矿区生态风险受体分析——以内蒙古平庄西露天煤矿为例

煤矿露天开采行为导致矿区岩体剥离、植被破坏和土壤物理化学性质的巨大改变,对采矿区土壤生态系统造成剧烈扰动,使其成为水土流失、滑坡等矿区潜在生态风险的主要受体。以内蒙古平庄西露天煤矿区土壤生态系统为研究对象,通过分析矿区主要景观单元的土壤理化性质、植被演替规律与土壤线虫群落结构特征,研究其生态脆弱性分布与变化规律。结果表明矿区土壤系统的成熟度与稳定度与其形成年限具有相关性,但与农田生态系统和未受扰动的自然生态系统相比,煤矿开采区与排弃物堆放区的土壤结构较差、土壤肥力偏低、动、植物群落成熟度和稳定性较差。受土壤养分条件及土壤微生物数量等因素的限制,其植被自然恢复速度慢,生态系统脆弱,需通过土壤改良、合理选种适生植物、改善土壤养分条件,促进植被重建。     

露天煤矿不同恢复阶段大型土壤动物群落结构

对平朔安太堡露天煤矿恢复生态系统中不同恢复阶段的大型土壤动物群落组成进行了调查,共获取大型土壤动物316头,隶属4纲8目30科。利用DIC多样性指数与密度-类群多样性指数(DG指数)以及Gower相似性指数对土壤动物群落结构进行了分析。结果表明:随着土地复垦与生态重建时间的延长,恢复生态系统中土壤动物群落的结构趋于复杂;在排土场形成到复垦13年的这个恢复阶段中,大型土壤动物群落的演替处于增长期,且在增长期内,土壤动物群落的增长速度为快-慢-快;在恢复时间较长的生态系统之间,土壤动物群落之间相似性指数值相对较大。     

介质Ca^2＋和La^3＋对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ＾２＋和Ｌａ＾３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ＾２＋和Ｌａ＾３＋对酿酒酵母的生长均有显的影响,都呈现出低浓度对正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ＾２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ＾３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

新疆呼图壁种牛场地区13种优势植物水溶性盐分的含量特点及数量分析

通过对新疆呼图壁种牛场地区１３种耐盐植物水溶性盐分含量的分析,结果阐述了盐分分布和积累的特点：１）大部分植物在盐分含量水平上是：Ｎａ＾＋〉Ｋ＾＋〉Ｍｇ＾２＋〉Ｃａ＾２＋,Ｃｌ＾－〉ＳＯ４＾２－〉ＨＣＯ３＾－〉ＣＯ３＾２－,Ｎａ＾＋超过２００００μｇ／ｇ,Ｃａ＾２＋不足８００μｇ／ｇ;Ｃｌ＾－达４．１６％,ＣＯ３＾２－仅为０．１１％。全盐量平均为２５．８１％;２）ＣＯ３＾２－、ＨＣＯ３＾－和Ｃａ＾２     

Effects of simulated increased grazing on carbon allocation patterns in a high arctic mire

Herbivory is an important part of most ecosystems, and grazing alone can have a considerable impact on the ecosystems carbon balance with both direct and indirect effects. Removal of above-ground biomass by consumption of herbivores will change the below-ground carbon stock; the reduction of litter that goes into the ground will influence the total ecosystem carbon content. Little is however known about how plant-herbivory interactions effect the carbon balance, in particular methane emissions, of high arctic mires. We hypothesized that increased grazing pressure will change carbon allocation patterns resulting in decreased net ecosystem uptake of carbon and subsequently in lower methane emissions. An in-situ field experiment was conducted over 3 years in a high arctic mire at Zackenberg in NE Greenland. The experiment consisted of three treatments, with five replicates of each (1) control, (2) vascular plants were removed (NV), (3) clipped twice each growing season in order to simulate increased muskox grazing. Immediately after the initiation of the experiment net ecosystem uptake of CO₂ decreased in clipped plots (mean total decrease for the three following years was 35 %). One year into the experiment a significantly lower CH₄ emission was observed in these plots, the total mean reduction for the following 2 years was 26 %. Three years into the experiment significantly lower substrate (acetic acid) availability for CH₄ production was observed (27 % reduction). NV plots had a mean decrease in CO₂ uptake of 113 %, a 62 % decrease in ecosystem respiration and an 84 % decrease in CH₄ emission (mean of all 3 years). Our study shows that increased grazing pressure in a high arctic mire can lead to significant changes in the carbon balance, with lower CO₂ uptake leading to lower production of substrate for CH₄ formation and in lower CH₄ emission.     

保障粮食安全造成的生态价值损失评估模型及应用

粮食安全和生态安全是我国政府必须切实解决的关系到社会经济发展、人民生活质量提高和社会稳定的重大战略问题。借鉴前人的生态服务价值理论与评估模型的基础上,阐明了保障粮食安全造成的生态服务价值损失的内涵,并以理论分析为依据,分别构建了评估不同类型生态服务价值损失的模型,为了验证所构建模型的可操作性和实用性,以陕西省长武县为案例区,对其2008年保障粮食安全导致的生态价值损失进行了评估,在不同类型生态服务价值损失中,由于不同生态系统的合理转换引起的生态服务价值损失为22834.16×104元;如果将长武县所有粮食生产用地作为林地、草地、水体,与作为耕地相比,可为人们多提供的生态服务价值分别为:21963.30×104元、4095.04×104元、40678.82×104元;单位面积林地、草地、水体可以多提供的生态服务价值量,最高的是水体,为19682.34元/hm2,林地和草地分别为:10627.4元/hm2和1981.37元/hm2。     

Using stone cover patches and grazing exclusion to restore ground-active beetle communities in a degraded pseudo-steppe

The dry grasslands of La Crau, a pseudo-steppe ecosystem located in Southern France, have experienced drastic reduction and degradation due to intensive agricultural activities for the past 50 years, leading to changes in their beetle assemblage. This valuable ecosystem is characterized by 50% stone cover, consisting of remnants from an old riverbed, and centuries-old sheep grazing. However, much of the stone cover has been removed for the purposes of cultivation. With the aim of restoring this ecosystem, we manipulated these two principal ecological factors: sheep grazing (grazing/exclusion) and stone cover (50% stone cover/no large stones). This study was conducted on a former cultivated field and on a pseudo-steppe area. On each of the two areas, 12 experimental units contained four different treatment patches: (1) stones × grazing, (2) no stones × grazing, (3) no stones × no grazing and (4) stones × no grazing, were randomly positioned. Data were obtained from 96 pitfall traps (one on each patch). After 4 years, restored stone cover combined with grazing exclusion significantly improved beetle abundance and increased beetle richness (38 species vs. 22 in the grazed-no-stones treatment), whereas no significant differences were recorded in the three other treatments. Our results therefore suggest that removing grazing for a few years and restoring stone cover is a promising method to restore beetle assemblages in this type of ecosystem.     

Ecosystem Carbon Fluxes in Response to Warming and Clipping in a Tallgrass Prairie

Global warming and land-use change could have profound impacts on ecosystem carbon (C) fluxes, with consequent changes in C sequestration and its feedback to climate change. However, it is not well understood how net ecosystem C exchange (NEE) and its components respond to warming and mowing in tallgrass prairie. We conducted two warming experiments, one long term with a 1.7°C increase in a C₄-dominated grassland (Experiment 1), and one short term with a 2.8°C increase in a C₃-dominated grassland (Experiment 2), to investigate main and interactive effects of warming and clipping on ecosystem C fluxes in the Great Plains of North America during 2009–2011. An infrared radiator was used to simulate climate warming and clipping once a year mimicked mowing in both experiments. The results showed that warming significantly increased ecosystem respiration (ER), slightly increased GPP, with the net outcome (NEE) being little changed in Experiment 1. In contrast, warming significantly suppressed GPP and ER in both years, with the net outcome being enhanced in NEE (more C sequestration) in 2009–2010 in Experiment 2. The C₄-dominated grassland showed a much higher optimum temperature for C fluxes than the C₃-dominated grassland, which may partly contribute to the different warming effects in the two experiments. Clipping significantly enhanced GPP, ER, and NEE in both experiments but did not significantly interact with warming in impacting C fluxes in either experiment. The warming-induced changes in ecosystem C fluxes correlated significantly with C₄ biomass proportion but not with warming-induced changes in either soil temperature or soil moisture across the plots in the experiments. Our results demonstrate that carbon fluxes in the tallgrass prairie are highly sensitive to climate warming and clipping, and C₃/C₄ plant functional types may be important factor in determining ecosystem response to climate change.     

鄂尔多斯市生态资产和生态系统生产总值评估

鄂尔多斯市属于生态环境脆弱区域,在大规模开发丰富能源资源的同时,生态环境保护也在不断加强,评估鄂尔多斯生态资产价值,是认识鄂尔多斯生态价值的关键。构建了生态资产、生态系统生产总值评估的理论框架和评估方法指标体系,基于鄂尔多斯市生态系统格局、质量数据,评估了鄂尔多斯市生态资产、生态系统生产总值。评估结果表明:(1)2015年,鄂尔多斯市生态系统质量等级以差、低、中为主,分别占比:50.74%、31.78%、6.17%,差、低、中等级的生态系统面积之和占比88.69%。(2)2015年,鄂尔多斯市生态资产指数为1998.19,其中生态资产指数最高的是鄂托克旗,生态资产指数为392.26,占比19.63%,其次是杭锦旗,生态资产指数为307.48,占比15.39%。2010—2015年,鄂尔多斯市生态资产指数总体呈上升趋势。其中,上升最为剧烈的区域是鄂托克前旗,生态资产指数上升92.72,占比19.38%,其次为乌审旗,生态资产指数上升91.04,占比19.03%。(3)2015年,鄂尔多斯市生态系统生产总值(GEP)为2481.71亿元,GEP约为2015年GDP总值的58.72%,鄂尔多斯市单位面积GEP为0.03亿元/km~2,人均GEP为12.14万元/人。2010—2015年,鄂尔多斯市生态系统生产总值从1975.50亿元增加至2481.71亿元,增加量占2010年GEP价值的比例为25.62%,上升趋势明显。(4)2010—2015年,鄂尔多斯市生态系统质量变化原因主要是GDP增长(P0.05),表明经济持续发展降低了当地人口对草地、森林的经济的依赖性。鄂尔多斯市生态资产指数上升的主要驱动因素气候因素降水的增加(P0.001)、人口密度的下降(P0.01),以及GDP的增加(P0.01)。鄂尔多斯间生态系统生产总值变化的主要驱动因素,包括城市扩张、农田开垦、退耕还林、草、湿、生态恢复、矿山开采、生态退化等。本研究根据鄂尔多斯市生态系统质量、生态资产、生态系统生产总值面临的问题,提出了生态保护建议与对策。     

1990-2018年中国生态系统水源涵养功能时空格局与演变

探明生态系统水源涵养服务格局演变对中国生态系统水源涵养保护和管理具有重要意义。采用水量平衡模型,探明1990-2018年中国生态系统水源涵养分布特征,从全国、分区和栅格3个尺度揭示中国水源涵养演变规律。结果表明：（1）中国生态系统水源涵养时空异质性显著,整体南高北低、东高西低。不同植被水源涵养服务差异显著,以常绿阔叶林最高,草地最低。（2）中国水源涵养服务随高程升高呈阶梯式下降,随坡度变化因坡度梯度而不同,平坡区随坡度升高而升高,缓坡-陡坡区随坡度升高而降低。（3）中国多年平均水源涵养量为1.54×10¹² m³/a,以热带-亚热带季风区为主导,约占总量的77.9%。水源涵养服务演变全国尺度显著下降,分区尺度仅温带大陆气候区显著下降。（4）栅格尺度仅16.0%栅格变化显著,主要为极显著降低和显著降低,约占栅格总数的7.61%和5.30%,主要分布于藏东南、云贵高原西部、冀东北、浑善达克沙地、天山东麓和台湾省等地,它们是中国水源涵养保护与建设的重点区域。     

青藏高原生态系统服务供需变化及其驱动因素

准确识别生态系统服务供给与需求的空间特征和空间匹配,确定影响供需关系的因素,对指导区域生态系统管理和恢复具有重要意义。采用修正通用土壤流失方程（RUSLE）、生态系统服务和权衡综合评估模型（InVEST）和卡内基-艾姆斯-斯坦福模型（CASA）等多种模型方法探讨青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给与需求的时空特征,并结合冗余分析,进一步识别青藏高原生态系统服务供给、需求与供需比的影响因素。结果表明：（1）2000-2018年青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给量,以及产水和碳固定服务的需求量均呈现增加趋势,供给量分别增加30.57t、63.61×10⁴m³、33.81t,需求量分别增加153.42m³和5.09t,而土壤保持服务需求量呈减少趋势,减少16.39t。（2）青藏高原各项生态系统服务供需匹配状况不同,碳固定服务供需比呈下降趋势,产水服务供需比呈上升趋势,土壤保持服务供需比波动变化,总体呈上升趋势,局部呈下降趋势。（3）各项生态系统服务供需关系均以低低型空间匹配为主。（4）降水和坡度是影响生态系统服务供给的主要因素,生态系统服务需求主要受人口密度和国内生产总值的影响,降水和温度是影响生态系统服务供需比的关键因素。研究评估青藏高原生态系统服务供给与需求之间的关系,以及明确供需关系的空间显性驱动力,为区域的生态系统综合管理提供依据。     

区域异质性视角下赣江生态系统服务支付意愿及其价值评估

赣江是中国最大淡水湖鄱阳湖水系的第一大河流,为流域内两千多万常住人口提供着重要的生态系统服务。研究赣江生态系统服务价值及其支付意愿可为建立和实施流域生态补偿机制提供决策依据。在随机效用理论框架下采用Tobit模型和实际调查数据,分析了居民对赣江生态系统服务的支付意愿及其影响因素,并运用条件价值评估法测算了赣江生态系统服务价值。可能的亮点在于,第一,将心理距离、心理所有权等微观因素纳入生态系统服务支付意愿模型中,通过测算心理变量对支付意愿影响的偏效应,探讨了提升生态系统服务支付意愿的可行路径;第二,比较分析了河流上、中、下游居民生态系统服务支付意愿的差异,并探讨了支付意愿异质性产生的原因。结果表明:(1)除居民收入和年龄外,对赣江环境治理满意度、支付偏好、对环保部门的信任度、与河流的心理距离、对河流的心理所有权也是影响其支付意愿的主要因素。(2)赣江生态系统服务支付意愿的区域异质性是由上、中、下游居民支付偏好、对环保部门信任度和收入的差异造成的。(3)满意度、信任度、心理距离和心理所有权的平均偏效应分别为7.22、3.84、2.7、1.85元/户。(4)赣江流域WTP预测值的中位数为19.57元/户,其中,南昌、吉安和赣州每户居民每月愿意支付的金额分别为23.24、19.70、16.86元,赣江为流域居民创造的生态系统服务价值为13.60亿元/a,其中,南昌段、吉安段和赣州段的生态系统服务价值分别为4.31亿元/a、3.21亿元/a和4.65亿元/a。最后,基于研究结论提出了相应的政策建议。     

四川省生物多样性与生态系统多功能性分析

生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关,近年来生物多样性丧失极大影响了生态系统服务。探究生物多样性与生态系统服务之间的关系成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。以四川省各乡镇为单元,计算了景观尺度上的多样性指数,评估了四川省水土保持功能、水源涵养功能、固碳功能,并研究了两者之间关系。结果表明：在景观尺度上,Shannon''s多样性指数、修正Simpson''s多样性指数、景观丰度三种多样性指数可以较好表征四川省生物多样性空间分布格局。由景观丰度、欧式最近邻距离的标准差、景观丰度密度构成解释变量矩阵,RDA模型矫正解释率42.25%（P<0.001）,可更好解释由土壤保持功能、水源涵养功能、固碳功能构成的响应变量矩阵。四川省生物多样性及生态系统服务关系的模式有以下几种：（1）成都平原区区县空间距离较近,在生态系统服务和生物多样性梯度均差异较小;（2）盆周山地区、盆地丘陵区各区县在水土保持功能梯度上差异较大,与多样性关系较弱;（3）川西高原区区县在固碳、水源涵养梯度上差异较大,并有协同关系,多样性梯度差异较大;（4）川西高山峡谷区、西南山地区区县之间生态系统服务和多样性差异较大,生态系统服务可能存在强烈权衡关系,需进一步引入解释因子。     

专业化茶叶种植影响下的农业生态系统服务功能价值评价——以福建省安溪县为例

饮茶已逐渐成为世界潮流与时尚,不断扩大的茶叶需求正不断刺激茶叶的增产,茶叶经济发展受到世界瞩目,但关于规模化、专业化茶叶种植对农业生态系统的影响却未得到相应的关注。为研究规模不断扩大的专业化茶叶种植对农业生态系统的影响,以专业化茶叶种植大县安溪县为研究对象,通过构建由供给、调节和支持正、负服务组成的农业生态系统服务功能价值评价指标体系,结合能值法,从不同专业化茶叶种植水平、不同农业种植结构、不同地貌类型三个方面进行评估分析。研究结果表明:(1)安溪县以专业化茶叶种植为主的农业生态系统中供给、调节和支持三大服务功能的正服务价值都大于负服务价值,系统以提供正服务为主;(2)专业化茶叶种植具有较高的经济效益和较好的气体、气候调节能力,对农业生态系统中的供给与调节功能具有正效应;(3)但专业化种植过程中造成的土壤流失情况也较为严重,对农业生态系统支持功能的负面影响较大;(4)"茶-蔬"、"茶-果"等复合生态茶树种植结构有利于提高农业生态系统服务功能,实现茶叶经济与农业生态系统的和谐发展。