外来树种生态经济综合评价指标体系

日益多样化的树木引种迫切要求对外来树种的生态、经济和文化等多种价值进行综合评价,而建立科学的评价指标体系则是实现这一目标的关键。本文采用4层结构设计,从外来种的适应性、繁殖扩散、危害、观赏和经济价值等方面确定了综合评价的各项指标,并建立了一个多层次外来树种的生态经济综合评价指标体系,采用专家咨询的方法确定各级评价指标的权重,将综合评价结果划分等级且提出相关管理措施和栽培建议,并对北京市城区及其周边地区引种栽培的14种主要外来树种进行了综合评价与分级。结果表明:绒毛白蜡(Fraxinus velutina)、美国白蜡(Faxinus americana)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、火炬树(Rhus typhina)等外来树种较适合在城市园林绿化栽培模式和生态林栽培模式中使用;绒毛白蜡(Fraxinus velutina)、欧美杨(Populus×euramericana)、铅笔柏(Juniperus virginiana)、薄壳山核桃(Carya illinoensis)等外来树种更适合在自然保护栽培模式中使用。     

基于水体型生态指数的无锡市城区生态质量时空变化分析

水体是构成生态质量的重要指标,传统的城市生态质量评价方法通常掩膜了水体区域,忽略了水对生态质量的影响。基于Google Earth Engine(GEE)平台提供的2013、2015、2017、2019、2021年的Landsat8-OLI影像数据,利用信息熵权重法耦合水体丰度(SPWI)、比率植被指数(RVI)、归一化潜热指数(NDLI)、干度(NDSI)、热度(LST)构建水体型生态指数(WBEI),对江苏省无锡市城区2013—2021年生态质量进行时空变化分析,并利用Moran指数计算无锡市城区生态质量的空间自相关性。结果表明：(1)WBEI融合了水体对生态指数的影响,弥补了传统方法无法反映水体区域生态质量的不足,能更好地反映包含水体区域在内的城市生态质量;(2)2013—2021年,无锡市城区平均WBEI分别为0.4808、0.4416、0.5068、0.4471、0.4682,城区生态质量呈波动变化,总体呈小幅下降的趋势;(3)无锡市城区生态质量极好等级的面积减少67.5251km²,良好与一般等级增加76.8633km²,生态质量...     

Damage and ecological characteristics of termite Neotermes koshunensis on Taiwan cherry tree Cerasus campanulata in Okinawa Island

Termites are typical house pests that can also be harmful pests for living trees, although this topic has not received much attention. To clarify the damage to trees caused by dry-wood termites (Neotermes koshunensis), and the ecological characteristics of such damage, we conducted a study on Taiwan cherry trees (Cerasus campanulata) grown in parks, historical sites, and streets in the central-southern area of Okinawa Island, a subtropical region. Damage by N. koshunensis was confirmed in 21 of the 36 sites surveyed (58.3%) and in 76 of the 1076 trees surveyed (7.1%). However, damage by Formosan subterranean termites (Coptotermes formosanus), a house pest, was only observed at six sites (16.7%), and 10 trees (0.9%), indicating that most damage was caused by N. koshunensis. Furthermore, the probability of the presence of damaged trees close to other damaged trees was significantly higher than the probability of the presence of damaged trees close to undamaged trees, implying that destructive colonies spread from damaged trees to other trees nearby. Therefore, care for trees in the initial stages of termite invasion seems to be the best method for preventing the spread N. koshunensis damage to other trees in the same area. To our knowledge, this study is the first to report that dry-wood termite N. koshunensis are harmful pests for Taiwan cherry trees in Okinawa Island. Our results could be used to establish dry-wood termite countermeasures for garden tree species.     

基于土地破坏的矿区生态风险评价:理论与方法

矿区生态风险评价已成为区域生态风险研究的热点领域。如何合理选择和表征区域生态风险源和风险受体,量化多风险源和多风险受体的交互作用,是目前区域生态风险评价研究的焦点。为此,在总结矿区生态风险评价研究成果的基础上,构建了矿区生态风险源、风险受体及作用对象与过程的因果链模型,结合矿区生态环境问题产生过程的独特性,将土地挖损、占用及塌陷等土地破坏作为矿区的直接生态风险源。基于土地破坏类型提出了适宜矿区的区域生态风险评价流程、指标体系与计算方法;并专门在定量化多风险源与多风险受体交互作用上做出探讨,构建了生态系统单元暴露指数和土地破坏累积作用指数来评价矿区土地破坏与生态系统单元间的暴露与危害作用关系。为矿区生态风险评价的实证研究提出了理论基础与方法框架,未来可结合实证研究对此方法及相关指标参数做出完善与改进,为矿区生态环境管理与生态安全建设提供科学的参考依据。     

基于土壤线虫群落成熟度指数的拉沙山土壤生态系统稳定性评价及可行性研究

土壤生态系统被誉为是生物圈的能量储存介质,稳定健康的土壤生态系统是维持陆地生态系统生产力的关键,但系统内部各种生物作用和复杂过程很难直接观测,很难利用陆地生态系统的评价体系评价其稳定性。近年来土壤线虫群落成熟度指数作为土壤生态系统稳定性的指示类群被广泛认可和利用,拟通过拉沙山区域13个固定大样地中的52个样方的土壤线虫成熟度指数对区域土壤生态系统稳定性进行评价,并对评价的可行性进行验证。采用宏基因技术共获取线虫扩增子序列变体(Amplicon Sequence Variant, ASV)963个,隶属于2纲10目41科67属,群落结构以食细菌线虫和捕食-杂食类线虫为主,群落以K-策略者(c-p 3-5)生活类群为主导。研究结果表明,土壤线虫的成熟度指数均值为3.24±0.32,评价结果认为拉沙山区域土壤生态系统整体较为稳定,且土壤线虫成熟度指数在空间上不存在统计差异(P>0.05)。通过利用样地监测获得的人为干扰强度与利用土壤线虫成熟度指数所评价出的结果呈现显著的负相关关系(P<0.05),表明稳定性较低的样地其人类活动干扰也较大;同时对土壤线虫成熟度指数的评价结果与样地地表生态系统现状验证结果显示,在中海拔的区域主要因其河谷较深,同时两侧山体陡峭且时有塌方发生导致土壤生态系统的不稳定且土壤线虫成熟度指数偏低,评价结果与实际地表生境状态相符,所以利用土壤线虫成熟度指数评价区域大样地是可行的,该研究为未来区域的土壤生态系统健康评价完善提供了新的指标。     

基于改进遥感生态指数的吐鲁番-哈密地区生态环境质量评价及驱动机制分析

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005-2020年6-9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)和盐度(NDSI)构建改进型遥感生态指数(SRSEI)对吐鲁番-哈密地区生态环境进行评估。结果表明:(1) SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),与RSEI相比有着更高的第一主成分贡献率,能更全面客观地评价吐鲁番-哈密地区生态环境质量。(2) 时间尺度上,2005-2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升,均值0.49,并在2020年均值达到0.5575,较差和良的面积占比变化显著,较差占比减少了11.54%,良占比增加了30.15%。且未来生态环境变化趋势还将以改善为主; 空间尺度上,北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良,较差区域主要集中在南部噶顺戈壁。(3) 年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子,q值均大于0.092;与单因子对生态环境影响力相比,双因子交互产生的影响力更强,年均降水量∩经济生产总值是驱动吐鲁番-哈密地区生态环境发生变化的最强交互因子。     

基于发生指数的中国森林生物灾害趋势与突变特征

监测分析森林生物灾害时空变化特征对了解森林生物灾害的动态演变和综合治理具有重要意义。基于1998—2019年森林有害生物灾害面积及同期森林面积增长统计数据,计算衍生了森林有害生物发生指数(FPOI)、灾害发生率(FPOAR)两个系列指标集,分别采用Sen′s斜率估计(Sen+Mann-Kendall)和曼-肯德尔(Mann Kendall, M-K)突变检验、滑动T检验、变异系数和赫斯特指数(Hurst exponent)指数方法分析中国森林生物灾害的时空分异特征。研究表明：(1)FPOI、FPOAR指标用于森林生物灾害不同尺度分析具备可操作与适用性,两指标均可分析有害生物发生趋势与突变,但表现程度有所差别。(2)历史变化特征,全国尺度FPOI森林生物灾害总体表现为下降趋势,FPOAR表现为上升趋势,省区尺度,新疆、西藏、天津等局部省区森林生物灾害呈上升趋势,而华北、东北、华东、西北等大部分省区表现为下降态势。(3)突变特征,全国尺度上趋势突变仅在2001年发生,其它年度趋势未变。在省区尺度则大部分区域并未展现突变,局部省区多展现一次趋势改变,且不同省区突变时间有一致性。(4)稳定性特...     

A study on the characteristics of urban ecosystems and plans for the environment and ecosystem in Gangnam-gu,Seoul, Korea

The aim of this study is to establish a plan for the environment and ecosystem by studying the characteristics of urban ecosystems, involving one of Seouls districts for environment-friendly urban management. Biotope type in Gangnam-gu was classified into six large groups: forest, planted area, grassland, stream and wetland, cultivated land and urbanization area. Then the six groups were again divided into 22 small groups on the basis of composition of species, naturalness, diversity of stratification and scarcity. Filicales and Disporum smilacinum communities, moisture-loving native plants which are well worth conserving, were distributed widely throughout the northern slope of Mt. Daemosan, an outer mountain in Gangnam-gu. In contrast, Ageratina altissima, one of the naturalized plants in Seoul, was found to spread over Mt. Maebongsan and the Cheongdam neighborhood park, residual mountain-type parks located along the northern part of the Yangjaecheon stream. The southern part of the stream was found to be used as a route for woodpeckers and small wild birds, since the districts residual mountain type park was connected to large outer forest whose naturalness was in good condition. Under the plan for ecosystem conservation and restoration, conservation and restoration areas with highly valuable conservation biotopes were selected. Under the plan for ecosystem networking, a natural corridor and a green corridor were designed to connect greenspaces for the migration of woodpeckers. The plan for enlarging the greenspaces has a short-, mid- and long-term plan for areas that are need to secured greenspaces. The plan was set after comparing greenspaces in each block within the district.     

农业旱情遥感监测的一种改进方法及其应用

从地表蒸散的角度出发,利用基于Priestley-Taylor公式与地表温度 植被指数(LST-VI)三角形特征空间的半经验蒸散模型,对农业干旱遥感监测方法进行改进,推导得到简化型蒸散胁迫指数(SESI).利用2008、2009年3-11月的MODIS陆地标准产品数据,构造了3种特征空间建模计算了SESI,对京津冀平原地区开展了农业旱情监测试验,并与温度植被干旱指数(TVDI)进行比较.结果表明: SESI有效地简化了基于地表蒸散估算的遥感干旱监测方法,对土壤表层水分(10、20 cm)有着良好的指示作用.该方法春、秋季监测效果优于夏季,且不同时相SESI的可比性优于TVDI.将SESI指数应用于大面积农业旱情连续监测具有一定可行性.     

特大型城市生态文明建设评价指标体系及应用——以武汉市为例

特大型城市是我国社会、经济、文化和人口的中心,也是我国资源环境问题最为突出的地方之一。由于特大型城市与中小城市资源环境问题存在差异,特大型城市之间生态环境问题和生态文明建设的状态也存在相似之处,建立反映特大型城市资源环境问题特征的生态文明评价指标体系,依据评价结论,指导特大型生态文明建设十分必要。以服务于特大型城市生态文明建设为目标,在对特大型城市发展状态和特大型城市资源环境问题与社会经济发展突出矛盾分析的基础上,建立了包括有生态环境健康度、资源环境消耗强度、面源污染治理效率和居民生活宜居度等4个方面,共20个指标的特大型城市生态文明评价指标体系,并以各个指标对应的国家标准、政策和规划要求,以及相关研究确立的指标发展目标为依据,对武汉市2006—2011年生态文明建设完成情况进行了评价。依据评价结果,指出武汉市要从以下方面加强生态文明建设:一要控制空气中可吸入颗粒物含量,降低大气中硫化物含量,控制污水排放规模和噪音污染,循环利用废水资源;二要实施总量和强度"双控"政策,显著降低单位GDP的能耗、废气排放量和工业固体排放量;三要提高城市生活污水和生活垃圾的治理能力,循环利用可再生的城市生活"矿产";四要提高森林覆盖率和建城区绿化率,降低人口密度,解决城市住房和交通拥挤问题。     

滇南地区桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

经果林种植可改变土壤质量、改善生态环境,同时具有较高的经济效益。合理的种植模式可通过物种间的互补性提高资源利用效率,改善土壤碳库质量并提高综合效益。为探讨桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,以云南省开远市不同桃树种植模式(桃树单种-SP和桃树南瓜套种-PP)为研究对象,以毗邻的天然林地(CK)为对照,分析不同种植模式下活性碳库,即高锰酸钾氧化有机碳(POXC)、颗粒有机碳(POC),惰性有机碳库即矿物结合态有机碳(MAOC)在0—40 cm土层的分布情况,明确土壤有机碳组分与土壤理化性质的关系;计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),明确不同桃树种植模式的碳库变化情况。结果表明：桃树种植模式和对照的土壤有机碳组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为：14.68 g/kg(CK)>9.57 g/kg(PP)>8.58 g/kg(SP)。平均活性有机碳组分所占比例与POC/MAOC均表现为：SP>CK>PP,PP的活性有机碳比例较低,具有较高的有机碳稳定性。两种桃树种植模式的CPMI在1...     

基于SPEI指数的华北冬麦区干旱时空分布特征分析

气候变化的背景下,华北地区干旱化趋势不断加剧。利用华北冬麦区45个气象站1961—2010逐月温度与降水数据,选取标准化降水蒸散指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)作为区域干旱指数进行华北冬麦区近50年干旱时空特征分析。研究表明:(1)近50年来华北地区平均温度明显上升,研究区整体呈现干旱化加剧趋势。华北地区平均SPEI指数对于典型干旱年份的表征准确,与历史资料相符合。(2)华北不同区域之间增温率不同,导致干旱化趋势存在差异。通过对典型站点的分析,发现增温率越大的区域干旱化趋势越严重。(3)不同等级干旱发生的站次比能够较好地反映不同年型干旱的发生特点。对SPEI指数矩阵的EOF分析结果显示出华北地区典型的干旱时空分布特征,第一模态呈现全区旱涝变化一致型的分布形式,高值区包括山东西部、河南北部、河北南部地区,表明这些地区对干旱的反应最为敏感。时间系数序列未显示出明显的变化趋势;第二模态呈现南北相反的分布型,河北及山东的大部分地区空间系数均为正值,而河南大部分地区为负值。时间系数序列整体呈下降趋势,表明研究区北部干旱化趋势加剧,南部干旱化有所缓解;第三模态呈现东西相反的分布形式,这种分布特征的变化趋势不明显。     

沈阳市市区和农村建设用地时空扩展分析

基于1985、1995、1997、2000和2004年的遥感影像和GIS技术,引入建设用地密度、扩展强度指数和分形维数,对1985-2004年间沈阳市市区和农村建设用地扩展的时空特征、空间分异和形态变化进行分析,并探讨了其主要驱动因素.结果表明：1985-2004年间,沈阳市市区建设用地的高密度区面积逐年增加;1997年以前,农村建设用地各级密度区面积的变化不大,1997年以后其高密度区面积逐渐增加;研究期间,市区建设用地的增加面积、扩展速度和扩展强度明显大于农村地区.市区和农村建设用地扩展的空间分异明显,高速扩展区主要集中在市区.市区建设用地分形维数值逐渐增大,总体形态日趋复杂,农村建设用地由于缺乏合理的规划建设,分形维数波动较大.经济发展、人口增长、交通、自然环境、政策导向和城市规划是沈阳市建设用地扩展的主要驱动力.     

基于SPCA和遥感指数的干旱内陆河流域生态脆弱性时空演变及动因分析——以石羊河流域为例

以石羊河流域为研究区,基于干旱内陆河流域生态特征和遥感数据快速、客观、大面积观测的特点,采用遥感模型计算湿度、绿度、干度和热度等指标,并构建石羊河流域生态脆弱性评价指标体系,在此基础上运用空间主成分分析法(SPCA)对石羊河流域2000和2016年生态脆弱性时空演变及动因进行了分析。研究结果表明:(1)从各遥感指数空间分布来看,湿度和绿度指标均值在17年间呈增长趋势,证明该流域水源涵养能力变好,植被覆盖率变大;干度指标均值有所下降,表明该流域地表裸露程度有所降低;而与植被和水资源关系密切的地表温度均值呈逐年上升趋势,说明该流域水热平衡差异进一步增加,对未来生态脆弱性影响显著;(2)从全流域生态脆弱性时空演变特征来看,该流域主要以强度和中度脆弱为主,17年间生态脆弱性整体上呈缓慢降低趋势;(3)从不同的海拔生态脆弱性分布来看,中山区(1000—2000m)最高,高中山区(2000—3000m)次之,高山区(3000m)最低,17年间中山区生态脆弱性有所下降,而高中山区与高山区却呈上升的趋势;(4)从不同的行政区划生态脆弱性来看,金川区、凉州区、永昌县、民勤县和古浪县整体上处于中度和强度脆弱水平,而天祝县和肃南县处于轻度和微度脆弱水平;(5)从生态脆弱性的演变动因来看,4个指标对石羊河流域生态脆弱性影响均为显著。2000年生态脆弱性的主导影响因子依次为热度湿度绿度干度,而2016年为热度干度绿度湿度。总的来看,石羊河流域生态脆弱程度近年来有所降低,但综合治理工作仍任重道远。本文的遥感方法和分析思路对该流域生态脆弱性保护及治理提供一定的理论基础和决策依据。     

基于GIS的农村住区生态重要性空间评价及其分区管制--以兴国县长冈乡为例

在我国加速新农村建设阶段,如何协调好村镇建设与地域生态系统的关系成为当前规划界的热点问题之一。基于GIS技术,从水资源安全、生物保护、灾害防护和人类干扰等4个方面,构建了空间尺度上的生态重要性综合指数,对兴国县长冈乡生态重要性空间进行了评价, 并制定了分区管制的措施,以便从宏观上预防乡村建设可能带来的生态安全问题。提出的评价方法将有利于指导我国新农村建设规划,开展生态保育和生态建设,维护农村生态系统健康与安全。     

短期极端干旱事件干扰下退化沙质草地群落抵抗力稳定性的测度与比较

利用对不同沙漠化程度的6个沙质草地群落样地在经历时间尺度约为0.5个生长季、强度约为正常降雨量15%的短期干旱事件干扰前后2a同期进行的植被调查资料,从抵抗力概念出发构建抵抗力指数,尝试性地对沙漠化过程退化沙质草地群落在短时间尺度极端干旱事件干扰下的抵抗力稳定性进行了量化测定与比较。结果表明:6个不同沙漠化程度沙质草地群落以活生物质盖度计算的抵抗力指数,除群落4由于其组成以差吧嘎蒿为主而抵抗力指数较高为0.8615,其余5个群落抵抗力指数较小,在0.1760-0.0217之间,且随沙漠化程度的提高,群落抵抗力指数减小,即群落稳定性下降;而以立枯和地面枯落物等非活生物质组分计算的抵抗力指数较高,分别在0.4394-2.4128和0.7983-5.3810之间,且在群落之间的变化与群落沙漠化程度并无一致性,这恰当地反映了立枯和地面枯落物等非活生物质受干旱影响较小、对维持群落功能稳定起着重要作用的事实。对群落抵抗力来源与构成进行的分析表明,群落抵抗力主要由多年生植物构成。通过本研究对群落抵抗力以群落内部生态过程为基础进行的数量测定与比较,证明生物多样性的损失,特别是多年生植物的严重缺失,是沙漠化过程植被抵抗力稳定性降低的主要机理和根本原因。研究结果从相反方面说明生物多样性促进退化沙质草地群落对短期极端干旱事件干扰的抵抗力稳定性,这一结论是对"多样性的生态系统功能"、"多样性与稳定性"等生态学基本问题给出的以所研究的特定生物气候带内退化沙质草地群落为例证的回答。     

两类水质综合评价方法的特点及其在河流水环境管理中的作用

河流水质恶化已成为严峻的环境问题,针对河流开展水质综合评价对河流水环境管理具有重要意义。依据不同的评价目标,选择合理的综合评价的评估标准成为河流水质评价中重要的问题之一。通过基于期望值和阈值的水质健康综合评估法(ETI)和水质质量指数(WQI)两种水质综合评价方法对"引滦入津"工程重要水源地伊逊河水质进行评价,结果显示:1)伊逊河水质ETI评估结果为良好等级,WQI评估结果为一般等级;2)伊逊河采样点水质在ETI评价中分布于4个等级,WQI仅分布于2个等级;3)伊逊河自上游至下游水质显著降低,特别是ETI评估中由优秀等级转变为差等级;4)ETI和WQI评估结果显示极显著相关性(R=0.951,P0.01);5)通过逐步多元回归,ETI评估结果的主导因子是DO、EC、SS、BOD_5和TP(P0.05),WQI评估结果的主导因子是DO、SS、BOD_5、TP、TN和NH_3-N(P0.05)。进一步分析表明伊逊河水质恶化与其流域内土地利用情况密切相关。在河流水环境管理中,ETI作为一种水质相对值评估方法,能更好体现流域内水质差异的区分度,便于管理者迅速定位流域内亟需治理的河流或河段,同时能够根据河流自身特征制定管理目标,可作为河流管理绩效评估的有效手段;而WQI作为一种水质绝对值评估方法,更适用于河流水质时间变化评估,对河流经长期治理后的管理效果评价起到重要作用。