不同类型城市快速扩张区域人工景观对自然景观的生态安全胁迫效应比较

城镇化进程中的建成区扩张会对区域自然生态安全格局造成胁迫效应.本文选取北京通州、河北正定、天津塘沽及福建厦门4个内陆和沿海城市为研究区,通过景观生态学原理构建区域景观胁迫分析指标,对比分析4个城市快速扩张区域在快速城镇化过程中表现出的景观格局特征,研究不同区域及城镇化背景下人工景观对耕地、绿/林地、水体和未利用地等自然景观生态安全格局的胁迫作用差异.结果表明: 2015年,通州、正定、塘沽和厦门4个城市扩张区的景观侵蚀指数分别为1.039、0.996、1.239和0.945,自然景观都表现出显著的被侵蚀程度;但不同城市区域的各类自然景观类型受威胁的程度不同,通州、正定和塘沽以未利用地和水域为主,厦门则以耕地和水域为主,4个城市水域威胁指数均超过0.743;内陆城市的水域和未利用地景观分离度指数均大于沿海城市,在空间上表现为沿海城市水体分布较内陆城市更聚集;相对于其他自然景观,未利用地和水域是受人工景观胁迫最大的两种自然景观.     

虎纹蛙蝌蚪对同域分布两种蝌蚪的食物选择

该文以虎纹蛙(Hoplobatrachus chinensis)蝌蚪为研究对象,检测其作为捕食者对同域分布两种不同类型(可口性和非可口性)猎物蝌蚪(黑眶蟾蜍和黑斑侧褶蛙)的食物选择及行为响应。结果表明,由于该两种被捕食物种在面对其共同捕食者或天敌时采取不同的反捕食策略(化学防卫及行为表现),即虎纹蛙蝌蚪在进食具有毒素的黑眶蟾蜍(Bufo melanostictus)蝌蚪后,能够在短时间内减少对这种可口性差的食物的选择,具有短期记忆行为,而黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculatus)蝌蚪能够采用行为防卫机制以减少被捕食风险,因此,虎纹蛙蝌蚪对两种猎物蝌蚪的总体选择不表现明显倾向。该结果为这3种两栖类动物的行为生态学研究提供了基础数据。     

Effects of hydroperiod duration on developmental plasticity in tiger frog(Hoplobatrachus chinensis) tadpoles

While developmental plasticity can facilitate evolutionary diversification of organisms,the effects of water levels as an environmental pressure on tiger frogs remains unclear.This study clarifies the relationship by studying the responses of tiger frog(Hoplobatrachus chinensis)tadpoles to simulated hydroperiods(i.e.,constant low water levels,constant high water levels,increasing water levels,decreasing water levels,rapid changes in water levels and gradual fluctuations in water levels)in a laboratory setting.ANOVA analysis showed that none of the water level treatments had any significant effect on the total length,body mass,or developmental stages of H.chinensis tadpoles half way through development(11 days old).Tadpoles raised in rapidly fluctuating water levels had protracted metamorphosis,whereas tadpoles raised under low and gradually fluctuating water levels had shortened metamorphosis.None of the water level treatments had a significant effect on the snout-vent length(SVL)or body mass of H.chinensis tadpoles at Gosner stage 42,or on the body mass of tadpoles at Gosner stage 45.However,the tadpoles raised in high levels and rapidly fluctuating water levels,significantly larger SVL at Gosner stage 45,while ones under gradually fluctuating water levels had smaller SVL than the other groups.Time to metamorphosis was positively correlated with body size(SVL)at metamorphosis in H.chinensis tadpoles.H.chinensis tadpoles under constant low water level had the highest mortality rate among all the treatments(G-test).Moreover,ANOVA and ACNOVA(with body length as the covariate)indicated that water levels had no significant effect on either the morphology(i.e.head length,head width,forelimb length,hindlimb length and body width)or the jumping ability of juvenile H.chinensis.These results suggest that the observed accelerated metamorphosis and high mortality of H.chinensis tadpoles under decreasing water level treatment was driven by density-induced physical interactions among increasing conspecifics.     

Acute and joint toxicity of three agrochemicals to Chinese tiger frog(Hoplobatrachus chinensis) tadpoles

We studied acute and joint toxicity of three different agrochemicals(chlorantraniliprole, flubendiamide-abamectin and penoxsulam) to Chinese tiger frog(Hoplobatrachus chinensis) tadpoles with the method of stability water tests. Results showed that the three agrochemicals increased tadpole mortality. For acute toxicity, the LC50 values after 24, 48 and 72 h of chlorantraniliprole, flubendiamide-abamectin and penoxsulam exposure were 5.37, 4.90 and 4.68 mg/L; 0.035, 0.025 and 0.021 mg/L; 1.74, 1.45 and 1.29 mg/L, respectively. The safety concentrations(SC) of chlorantraniliprole, flubendiamide-abamectin and penoxsulam to the tadpoles were 1.23, 0.30 and 0.003 mg/L, respectively. Based on these findings, chlorantraniliprole and penoxsulam were moderately toxic, while flubendiamide-abamectin was highly toxic. All pairwise joint toxicity tests showed moderate toxicity. The LC50 values after 24, 48 and 72 h of exposure were 7.08, 6.61 and 6.03 mg/L for chlorantraniliprole+penoxsulam, with corresponding values of 2.455, 2.328 and 2.183 mg/L for chlorantraniliprole+flubendiamide-abamectin, and 1.132, 1.084 and 1.050 mg/L for penoxsulam+flubendiamide-abamectin, with safe concentrations of 1.73, 0.63 and 0.30 mg/L, respectively. For toxic evaluations of pairwise combinations of the three agrochemicals, only the joint toxicity of chlorantraniliprole and flubendiamide-abamectin after 24 h was found to be synergistic, whereas all other tests were antagonistic. Our findings provide valuable information on the toxic effects of agrochemicals on amphibians and how various types of agrochemicals can be reasonably used in agricultural areas.     

Isolation and characterization of microsatellite loci in tiger frog (Hoplobatrachus rugulosus)

Nine novel microsatellite loci were developed from the tiger frog (Hoplobatrachus rugulosus) using enrichment methods. The number of alleles ranged from 6 to 11 with an average of 8.56 alleles per locus. The observed and expected heterozygosity ranged from 0.571 to 0.935 (average 0.796) and 0.765 to 0.888 (average 0.837) respectively. These polymorphic loci can be used in population structure, gene flow, and population differentiation.     

虎纹蛙繁殖季节的求偶鸣叫特征(英文)

对交配季节虎纹蛙求偶鸣叫进行录制和特征分析。分析结果表明,虎纹蛙求偶鸣叫主要集中在晚上,求偶鸣叫声音主要含有3个鸣叫谐波,鸣叫主频率共有4种类型,即在第一谐波上有3个主频率段,分别为500、700和800Hz段,在第二谐波上有1个主频率段,即1800Hz段。鸣叫时程(call duration)、能环率(call dutycycle)、声强(call intensity)和鸣叫脉冲率(pulse rate)在4种主频率中变化很大。这些鸣叫参数特征的分析将对虎纹蛙生理生态学的进一步研究提供有价值的基础数据。     

不同类型海桑-秋茄人工林地上生物量及营养元素积累与分布

海桑(6年生)与秋茄(11年生)人工混交林和海桑、秋茄人工纯林共3种类型(类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)地上总生物量分别为38.530、20.012和29.405t·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.0%,灌木层占59.0%,类型Ⅱ乔木层占93.3%,灌木层占6.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生物量年均净积累量分别为4.701、3.380和2.673t·hm^-2·a-1.3种类型10种营养元素总积累量差异明显,分别为765.570、343.925、555.886kg·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.8%,灌木层占58.2%,类型Ⅱ乔木层占92.3%,灌木层占7.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生产单位净积累干物质对营养元素吸收量及营养元素归还率因林分类型各异,类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每生产1t净积累干物质净吸收10种营养元素的总量分别为39.860、36.834和18.904kg,而营养元素归还率则分别为61.3%、40.4%和72.2%.     

浙江地区虎纹蛙肥满度研究

分别于2007年6～10月采集了浙江金华、临安和丽水三个地区的虎纹蛙(Hoplobatrachus rugulosus)共102只进行肥满度研究,以期为我国唯一的国家二级无尾两栖类的保护提供一定的参考依据。本研究结果显示:浙江地区虎纹蛙的肥满度指标K在夏秋季节、雌雄个体以及成幼体之间均没有显著性差异(P>0.05);而重/长指标Kwl在夏秋季节和成幼体之间则存在着极显著的差异(P<0.01),而在性别间的差异性却并不显著(P>0.05)。通过对虎纹蛙样本肥满度指标K和重/长指标Kwl的比较,得知Kwl具有更高的灵敏度,并建议在无尾两栖类的肥满度研究中将两种指标结合使用,以便得到更为详尽的研究结果。     

基于生境质量和生态安全格局的阿勒泰地区生态保护关键区域识别

随着生态文明建设上升为国家战略,生态安全与保护修复格局的识别成为国土空间规划战略中关于生态空间保护的重要内容。为了促进区域生态系统的保护修复及有效管理,从空间尺度上对区域生态安全和修复区域的识别必不可少。利用InVEST模型的Habitat Quality模块分析了阿勒泰地区1995年、2005年和2018年的生境质量变化状况,从生态环境保护的角度出发构建区域生态安全格局,结果发现：（1）1995-2018年阿勒泰地区生境质量处于中等水平,总体呈下降趋势,说明当地生态系统有不断退化趋势;（2）以生态结构系统性和生态过程完整性为目标,通过MSPA分析结合景观连通性识别出15块生态源地,处于阿勒泰北部的山间林地和乌伦古湖区域;利用ArcGIS软件的Cost Distance工具识别出阿勒泰地区有效生态廊道38条,长约2466km,总面积约80.08km²,其中草地和林地是生态廊道穿越的重点区域;识别出最小阻力路径与生态廊道交叉处的生态节点52个,主要分布在草地和林地区域;（3）通过生境质量与最小累积阻力值识别出三类生态保护关键区域,分别为生态涵养区、生态维护区和生态保育区,结合各类生态保护关键区域的存在的生态问题提出不同的生态保护方向。研究结果为阿勒泰地区生态保护修复按照三类生态保护分区分别提出了不同的保护方向,可为阿勒泰地区国土空间生态保护修复关键区域识别和为保障区域生态系统整体保护及可持续发展政策制定提供参考。     

耦合种群动态的生境格局变化分析粒度与景观因子选择——以盐城越冬丹顶鹤及其生境的变化为例

选择盐城珍禽国家级自然保护区,以丹顶鹤越冬生境景观与种群动态这一格局-过程关系为切入点,尝试从丹顶鹤最小存活面积特征与种群动态视角探讨一下最佳粒度、景观格局变化分析的指数遴选方法。结果发现:根据丹顶鹤最小生存面积确定200m为最大转换粒度,综合景观指数随空间粒度变化的规律和粒度转换精度损失评价的结果,确定最佳分析粒度为70m。在众多景观因子中,运用Spearman秩相关分析,再利用逐步回归分析建立起景观与丹顶鹤数量指标间的联系,最终筛选出反映景观面积(CA)和空间格局(IJI,ENN_MN)的3种影响显著景观因子,其解释贡献率(累计R2)达到70.5%,且其所代表的生境景观的组成和结构信息较为客观地反映出研究区丹顶鹤种群动态分布的显示状态。与纯粹的景观指数分析相比,这种方法更能反应景观格局演变特征的特定生态学意义。     

生态红线划分的理论和技术

在重要生态功能区、生态环境敏感区/脆弱区等区域划定生态红线,控制人类活动强度,对于维护区域生态完整性和生态服务功能的可持续性,解决生态环境退化和资源枯竭问题,减轻异常自然灾害不利影响具有重要意义.虽然不少省市已开展生态红线划分和管理试点工作,但生态红线划分的理论和技术尚不完善。生态红线区划和管理急需理论指导和技术支持。对生态红线的内涵进行了分析,指出了空间红线、面积红线和管理红线之间的有机联系,强调了生态安全空间格局和区域生态服务需求在生态红线划分中的重要性;在生态红线划分技术研究综述基础上剖析了生态红线的研究中存在的问题,如划分方法简单粗放、对景观和区域尺度上的空间过程和空间联系考虑不足以及由于部门和学科分割带来的(海)水陆缺乏统筹等;论述了生态适宜性评价、景观/区域安全格局理论、海陆统筹理论、干扰生态学理论、生态系统管理和适应性理论以及驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型框架等技术方法和理论以及它们在在生态红线划分中的潜在应用;最后提出了基于生态安全格局和区域生态服务需求的生态红线划分的技术路线,并对今后生态红线划分研究进行了展望。提出的生态红线划分技术和理论方法可为今后生态红线的研究提供有益参考。     

北京市生态安全格局及城市增长预景

在快速城市化和城市生态安全面临巨大挑战的时代背景下,构建生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径.在梳理国内外生态安全格局研究进展的基础上,提出基于景观安全格局理论的北京市生态安全格局网络和城市发展空间格局.通过对北京市水文、地质灾害、生物多样性保护、文化遗产和游憩过程的系统分析,运用GIS和空间分析技术,判别出维护上述各种过程安全的     

基于不同网格尺度福州主城区鸟类多样性与景观特征的关系研究

理解城市鸟类多样性与景观特征的关系对城市生物多样性保护和可持续发展具有重要意义。通过爬取中国观鸟记录中心网站2020年福州主城区436份观鸟报告数据计算鸟类丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson多样性指数(D);基于谷歌地球引擎和高分辨率Worldview影像量化景观特征因子;在此基础上,采用Mann-Whitney U检验了两个网格尺度(300 m和1000 m)下S、H和D指数的差异性;运用广义线性模型探究了两个尺度下影响鸟类多样性指数的关键景观因子及其重要性。结果表明：(1)2020年研究区内共观测到242种鸟类,隶属19目59科,雀形目鸟类为优势种;数量占比从高到低依次为留鸟、冬候鸟、旅鸟和夏候鸟,分别为63.53%、25.83%、6.71%和3.93%;(2)两个尺度下鸟类多样性指数差异明显,1000 m尺度下S和H指数均显著高于300 m尺度(0.05相似文献   

城郊生态系统土壤安全:问题与挑战

土壤作为地球表层系统物质和能量迁移转化的关键节点,其生态功能受到城市化快速发展的严重影响,土壤安全面临严峻的挑战。城郊生态系统受到城市和乡村的双重影响,具有复杂的景观结构和剧烈的动态变化,土壤安全问题更为突出和复杂。基于文献计量学方法,对1990—2017年发表的相关文献进行了统计,梳理和总结了城郊生态系统土壤安全研究的趋势和热点问题,对城郊生态系统中土壤安全面临的问题,及其特殊性、复杂性进行了重点论述,明确了当前快速城市化发展过程中城郊土壤安全研究面临的问题和挑战。建议今后的城郊生态系统土壤安全研究应加强区域尺度上的综合和不同城市发展模式下地区之间的比较,明确城市扩张对城郊生态系统土壤安全的影响机制;建立和完善基于"土壤安全"的城郊生态系统服务评价框架,深入研究城郊生态系统格局-过程-服务之间的关系;明确解析城郊土壤主要污染物来源及其复合污染状况,并结合区域特征,因地制宜开展科学的生态规划,优化城郊景观格局,提升城郊地区土壤安全与生态系统服务功能;明确土壤安全在城郊生态系统可持续发展目标中的重要性,建立科学合理的管理政策。     

景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径

生态恢复与重建是跨尺度、多等级的问题,其主要表现层次应是生态系统（生物群落）、景观,甚至区域,而不能仅仅局限于生态系统。景观的恢复与重建是针对景观退化而言,景观退化从表现形式上可分为景观结构退化与景观功能退化。景观结构退化即景观破碎化,是指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度(connectivity)减少的现象;而鲜受重视的景观聚集（aggregation）在很多情况下同样具有造成景观退化的负面效应。景观功能退化是指与前一状态相比,由于景观异质性的改变导致景观的稳定性与服务功能等的衰退现象。景观恢复是指恢复原生生态系统间被人类活动终止或破坏的相互联系;景观生态建设应以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段,包括调整原有的景观格局,引进新的景观组分等,以改善受胁或受损生态系统的功能,提高其基本生产力和稳定性,将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。二者的综合,统称为景观生态恢复与重建,是构建安全的区域生态格局的关键途径。其目标是建立一种由结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统（model ecosystem）组成的模式景观（model landscape）,以实现生态系统健康、生态格局安全和景观服务功能持续,以3S(RS,GPS,GIS)技术为支撑的GAP(ageographic approach to protect biological diversity)分析将为大尺度景观恢复的诊断、评价、规划提供重要的手段。景观中某些关键性点、位置或关系的破坏对整个生态安全具有毁灭性的后果,研究景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局已成为景观生态学家关注的焦点。     

基于生态系统服务视角的山水林田湖草生态保护与修复——以洞庭湖流域为例

山水林田湖草系统保护与修复的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。基于山水林田湖草生命共同体理念,以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,提出生态系统服务视角下的山水林田湖草系统治理框架,以实现流域生态系统整体保护、质量提升和格局优化。基于该框架,以洞庭湖流域为例,通过流域生态系统格局、生态系统质量状况分析、流域生态系统服务重要性评估和生态问题识别,构建流域生态安全格局,为实现可持续的山水林田湖草生命共同体提出系统保护与修复布局建议。通过洞庭湖流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复重要区域的识别提供了可借鉴的指标和定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

以生态景观构建乡村审美空间

乡村审美空间表层是非功利的,实质深层映射出人地关系本质的取向价值,是人地关系永久可持续发展问题。目前乡村研究多注重经济和土地利用,而以现实生态景观构建乡村审美空间还是有待于探讨的重要课题。近年来快速城市化发展,区域中的自然地理性质破坏对于乡村景观是致命的。立足地理生态环境架构乡村审美空间,分析乡村生态景观和审美空间对应的元素,以多尺度景观层面探寻表现在与之相映的景观空间形态结构、格局演化进程与机理响应,进而构建审美空间,组合形成现实的美丽景观体系。将生态文明和社会发展要求安排在景观空间格局配置的中,形成保持整体环境的景观网络。使得风景美的概念渗透在于城镇、乡村以至农田等更广阔的领域,从而建设具有风景画境界的"美丽乡村"。     

基于生境质量的唐县生态安全格局构建

生态安全格局作为景观生态学的重点及热点,其识别与构建对维持区域生态安全及实现区域可持续发展具有重要作用.本研究以河北省唐县为研究区,基于2016年土地利用现状数据,利用InVEST模型评估生境质量,确定生态源地;然后选取土地利用类型、生境质量指数、植被覆盖度、距水域距离、距居民点距离、距道路距离等阻力因子构建阻力表面,并采用阻力阈值法进行生态安全分区;最后运用最小累积阻力模型(MCR)判定生态廊道,从而综合构建唐县生态安全格局.结果表明: 唐县生态源地占总面积的3.3%,主要分布在斑块面积较大的林地和水域中,河北省四大水库之一的西大洋水库也位于生态源地范围内;根据耗费阻力突变点,将研究区划分为禁止开发区、限制开发区、优化开发区和重点开发区,各区占地百分比分别为18.9%、43.6%、27.6%和9.9%;唐县潜在生态廊道总长度为333.52 km,优化后生态廊道总长度为263.91 km,有助于各种生态交流.研究结果对唐县土地资源的合理可持续利用具有重要指导意义,可为唐县土地规划布局决策提供理论和技术支撑.     

中国城镇化对森林生态安全的影响

森林关系国家生态安全,城镇化已经成为中国的一个重要发展战略规划。既要推进城镇化,也要提高森林生态系统的安全性。中国城镇化是提高森林生态系统安全性还是恶化森林生态环境,存在争议。借鉴PSR模型、EKC曲线,采用1999-2018年中国省际面板数据,分析森林生态安全指数时空变化,建立固定效应模型研究中国不同时期、不同区域城镇化对森林生态安全的影响,得出以下结论：①1999-2018年,中国森林生态安全指数均值从0.4683上升至0.5038,森林生态安全水平整体上得到了提升。②总体样本上,城镇化与森林生态安全指数之间存在倒"U"型。城镇化水平较低时,能够提高森林生态安全水平,反之,降低森林生态安全系统的安全性。③城镇化对森林生态安全的影响存在时间差异性,1999-2010年,城镇化与森林生态安全显著正相关,而2010-2018年,二者负相关。④城镇化对森林生态安全的影响存在区域差异性。东部地区城镇化与森林生态安全显著负相关,而中西部地区二者正相关。此外,三二产业占比与森林生态安全指数正相关,产业结构升级带来森林生态安全的改善。基于以上分析,本文建议：①城镇化水平较低的地区,加快农村劳动力向城市转移,促进农村人口向城市集聚,而城镇化水平较高的地区,加强森林生态安全红线控制,降低能源总量消耗和污染总量排放。②用生态文明理念引领产业结构实现绿色转型,推进循环经济。