京津冀地区县域耕地景观多功能性评价

随着城镇化发展和农业产业化升级,耕地景观功能由单一的生产功能向经济功能、生态功能、文化功能拓展,耕地景观多功能性成为新的学术热点。已有研究往往侧重于探讨耕地功能的多指数耦合,缺乏耕地景观多重功能空间定量化与相互关联的分析。以京津冀地区为研究区,对耕地景观的粮食供给功能、生境维持功能、景观连通功能、土壤保持功能、景观美学功能和人口承载功能六项功能及其冷热点聚集区分别空间定量化,评价县域尺度耕地景观多功能性,并识别耕地景观多种功能的空间关联。研究结果表明,京津冀中部平原地区粮食供给功能显著,南部平原地区景观连通功能突出,燕山与太行山山脉土壤保持功能、维持生境功能最高,山前平原地带人口承载功能相对重要。2010年京津冀地区耕地景观功能总体呈现南高北低的分布格局,但功能高低值分布规律差异明显,各功能全部处于高值或低值的样本极少;耕地景观不同功能间的权衡与协同关系数量相当,景观连通功能与粮食供给功能呈现明显协同关系,而与土壤保持功能呈现较强权衡关联。     

基于土地利用变化的贵州坝子土地利用功能演变研究

贵州省为典型喀斯特山区,强烈的人类活动主要分布在坝地地区,研究坝子土地利用功能演变对土地可持续利用具有重要价值。基于土地利用变化,根据三生功能理论构建土地利用功能分类体系,以贵州省1990年、2000年、2010年和2016年四期遥感影像为数据源,借助ArcGIS10.2软件平台构建土地利用功能转移矩阵和坝子功能冷热点分布图。研究表明:(1)贵州省坝子土地利用功能已由以传统农业生产功能为主转为以传统农业生产功能-农村居住生活功能为主,坝子土地利用由单一功能向多功能转变;(2)1990—2016年,坝子的功能类型增加10种类型,其中8类是复合类型,坝子功能向多样性转变;(3)单一功能与复合功能坝子比例变化曲线呈"X"型,到2016年,复合功能坝子比例大于单一功能坝子;(4)1990—2000年,坝子土地利用功能变化缓慢,2000年以后坝子土地利用功能变化强烈;(5)传统农业生产功能转移最为强烈,主要转移为城镇居住生活功能、农村居住生活功能、工业生产功能及与之相关的复合功能和自然生态功能;(6)各种功能类型坝子冷热点的空间分布变化复杂,从总体上看各功能的空间分布由集聚变为分散。     

美国水体功能分类管理及与我国的比较

水体功能分类是制定水体管理目标的基础, 借鉴美国水体功能分类方法对我国水环境保护管理具有重要意义。通过对美国水体功能分类的内涵、特点和确定方法进行总结, 分析了水体功能的类别和功能可达性的评估方法, 阐述其指定功能更改程序的实施步骤。在比较我国与美国水体功能分类差异管理的基础上, 指出了我国水体功能分类的不足, 对如何借鉴美国水体功能分类体系进行完善提出建议。在当前我国生态文明建设的背景下, 我国水体功能管理需在3 个方面进一步完善, 即在功能分类上要提高对水生态功能的考虑; 在功能管理体系上需增加水体功能可达性分析确定功能的步骤; 在功能管理法律上需建立水体功能保护基准来指导水体标准的制定。     

山西五鹿山森林群落木本植物功能多样性

通过选取群落中木本植物种子的扩散方式、传粉方式、植株高度和盖度等13个功能性状,计算出群落的6个功能多样性指数:功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积、功能均匀度、功能分散指数和Rao二次熵指数,结合群落物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和物种均匀度指数对山西五鹿山森林群落木本植物功能多样性进行研究。结果表明:(1)功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积与物种丰富度、Shannon-Wiener指数显著正相关;功能均匀度与Shannon-Wiener指数、物种均匀度指数显著正相关;功能分散指数、Rao二次熵指数与物种均匀度指数、Shannon-Wiener指数显著正相关;(2)功能多样性的差异很大程度上是由于物种差异所引起的;(3)6个功能多样性指数可分为三类:功能性状距离、功能性状平均距离、功能体积为功能丰富度指数;功能均匀度为功能均匀度指数;功能分散指数和Rao二次熵指数为功能离散度指数。该分类结果符合指数的计算方法和生态学意义,以及相互独立的标准。     

植物功能性状、功能多样性与生态系统功能: 进展与展望

植物功能性状与生态系统功能是生态学研究的一个重要领域和热点问题。开展植物功能性状与生态系统功能的研究不仅有助于人类更好地应对全球变化情景下生物多样性丧失的生态学后果,而且能为生态恢复实践提供理论基础。近二十年来,该领域的研究迅速发展,并取得了一系列的重要研究成果,增强了人们对植物功能性状-生态系统功能关系的认识和理解。本文首先明确了植物功能性状的概念, 评述了近年来植物功能性状-生态系统功能关系领域的重要研究结果, 尤其是植物功能性状多样性-生态系统功能关系研究现状; 提出了未来植物功能性状与生态系统功能关系研究中应加强植物地上和地下性状之间关系及其与生态系统功能、植物功能性状与生态系统多功能性、不同时空尺度上植物功能性状与生态系统功能, 以及全球变化和消费者的影响等方面。     

基于功能性状的生态系统服务研究框架

功能性状通过影响生态系统的属性和过程及其维持来影响生态系统服务。功能多样性-生态系统功能关系的研究有助于深入探讨生态系统服务形成机制, 也为生态系统服务研究提供了一个切入点。该文对目前的功能性状和生态系统服务研究框架进行了介绍, 回顾了功能多样性-生态系统功能关系的研究现状, 总结了目前功能性状在生态系统服务研究中的应用, 提出了基于功能性状的生态系统服务研究框架。在这个研究框架中, 首先选取对生态系统功能影响显著的非生物因子和功能多样性指数, 然后量化非生物因子和功能多样性与生态系统功能, 以及生态系统功能-生态系统服务之间的关系, 进而构建功能多样性与生态系统服务的数量关系。与此同时, 利用群落构建理论和物种共存机制分析功能多样性-生态系统功能变化的机制联系, 以研究生态系统服务形成和变化机制, 为生态系统服务管理决策提供科学依据。     

生态系统服务功能管理研究进展

生态系统给人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能,这些服务功能的可持续供给是经济社会可持续发展的基础.然而,生态系统服务功能从认知走向管理实践面临着严峻挑战,包括:定量测度、多种服务功能权衡、生态系统服务功能多尺度关联、生态系统服务功能与政策设计的结合.针对这些难点,近年来生态系统服务功能管理研究主要集中在以下领域:生态系统服务功能度量;生态系统服务功能与人类福祉的关系;多种生态系统服务功能权衡;生态系统服务功能保护规划;基于生态系统服务功能的生态补偿机制.为了进一步推动生态系统服务功能管理实践,应该进一步加强生态系统服务功能供给的理论研究;增加生态系统服务研究结果表达的多样性;增加与社会学、经济学、人口统计学等领域跨学科研究;进一步探索生态系统服务功能研究的结果如何运用到管理决策中,促进在管理实践中的应用.     

基于功能性状的中亚热带岩溶常绿落叶阔叶混交林物种多样性维持研究

理解植物功能性状和功能实体在森林群落的分布,有助于探讨物种丧失对森林生态系统功能、冗余和恢复力的影响。为了解脆弱的岩溶石山森林在应对生物多样性丧失的生态系统反馈,对桂林岩溶石山两块1hm²的常绿落叶阔叶混交林的木本植物数据进行了分析。包括基于功能性状计算功能多样性、构建功能实体计算功能冗余以及采用Pearson相关分析和Mantel检验评估物种多样性指标在生态系统的维持机制。结果显示:(1)青冈+大叶榉树群落的功能多样性指标均低于鱼骨木+青冈+圆叶乌桕群落,且两个群落间功能均匀度不相关(P ＞ 0.05),功能丰富度、功能离散度和Rao''s二次熵呈现极显著相关性(P ＜ 0.001),功能分散度呈现显著相关性(P ＜ 0.05)。(2)两个群落的物种丰富度与功能冗余指标表现出相似的线性关系,即物种丰富度与功能实体等级、功能冗余、功能超冗余呈正相关,与功能脆弱性呈负相关关系。(3)不同植物功能性状间、不同功能多样性指标间和不同功能冗余指标间的相关性较强,功能多样性指标和功能冗余指标间无显著相关性,但功能性状与功能多样性指标、功能性状与功能冗余指标均存在不同程度的相关性。而在功能实体与物种多样性指标的相关性方面,呈现出同物种丰富度与物种多样性指标相似的显著度。另外,物种多度与物种丰富度、功能分散度、功能离散度、Rao''s二次熵及功能脆弱性均显著相关。总之,在岩溶石山常绿落叶阔叶混交林中,高功能多样性的群落存在高功能冗余的现象,但功能多样性和功能冗余是相互独立的因素;物种丰富度高的群落所提供的保险效应无法抵消其生态系统的脆弱性。因此,不能仅通过保护物种丰富度来维持生态系统的特有功能,还应充分考虑多度对生态系统功能的贡献,以更有效地实现对岩溶石山森林生态系统的保护。     

鄱阳湖湿地生态系统服务功能价值评估研究

鄱阳湖湿地是永久性淡水湖泊 ,湿地水位随季节性洪枯水位而变化 ,而周期性地显露或淹没 ,这种变化直接影响鄱阳湖湿地的效益 ,包括湿地用途、湿地生态功能、湿地属性。评估这些效益的方法有直接市场评价法 ,揭示偏好与替代品市场法 ,陈述偏好法。本文着重分析鄱阳湖湿地的主导服务功能 ,并对涵养水源功能、洪水调蓄功能、保护土壤功能、固定CO2 功能、释放O2 功能、污染物降解功能、生物栖息地功能进行了价值的货币化评价研究 ,得到鄱阳湖湿地主导服务功能的总价值为 3 6 2 7× 1 0 1 0 元。其中调蓄洪水功能最大 ,占总服务功能价值的4 3 98% ;其次是降解污染功能 ,占总服务功能价值的 38 4 9%。     

珠江三角洲水生态调节功能分析及其价值评价

随着经济的飞速发展和人口的急剧增长, 由于珠江三角洲水资源过度开发, 导致水生态系统功能下降。在对水生态系统服务功能分类的基础上, 提出了珠江三角洲水生态系统调节功能主要包括水文调节(洪水调蓄)、河流输沙、土壤保持、水质净化、水资源积蓄与调节、生物栖息地功能, 应用替代工程法、替代花费法、机会成本法等, 结合数据的可获得性, 对珠江三角洲水生态调节功能进行评价。评价结果表明, 珠江三角洲水生态系统调节功能总价值为 179.07 亿元, 各种功能的价值量排序为水资源积蓄与调节>水质净化功能>生物栖息地功能>河流输沙功能>水文调节(洪水调蓄)>土壤保持功能, 经进一步分析其核心功能是水资源积蓄与调节功能, 因此, 在河流管理中既要考虑发挥其核心功能, 又要保证其他功能的支持作用得以实现。     

张掖黑河湿地自然保护区生态服务功能价值评估

张掖黑河湿地国家级自然保护区地处内陆干旱区,是西北典型的内陆河流湿地生态系统,具有多种重要的生态服务功能。通过野外调查和实验室分析,借助市场价值法、碳税法、影子工程法、生态价值法、旅行费用法等生态服务功能评估方法,对研究区湿地的各项生态功能进行了价值估算。结果表明,黑河湿地自然保护区生态服务功能总价值约为32.89×108元,其中各生态服务功能的价值量依次为:调蓄洪水功能湿地固碳释氧功能旅游休闲功能提供水源功能气候调节功能物质生产功能生物栖息地功能科研教育价值功能降解污染物功能。直观的货币价值突显了保护区湿地对区域经济发展的重要性,同时也为我国湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。     

基于生态系统服务的区域土地利用管理调控——以浙江省万全镇为例

通过评价不同管理方式下区域生态系统关键功能的得失,分析了万全镇各种生态系统功能及其空间分布特征,根据不同的发展需求建立情景并对其进行权衡.结果表明: 2009年,万全镇各种生态系统提供的支持功能价值为0.58亿元,以释氧功能（0.37亿元）为主;调节功能价值为12.38亿元,以气候调节（11.27亿元）为主;总功能价值达12.97亿元,是同期万全镇GDP（8.88亿元）的1.46倍.与2002年相比,2009年研究区各项生态系统功能价值均下降,其中气候调节功能和涵养水源功能的降幅最多;政策情景和保护情景下,各项生态系统功能价值的增减趋势基本一致,除释氧功能和营养元素循环功能价值表现为下降外,其他功能价值均明显增加,但保护情景下研究区生态系统功能总价值的增量高于政策情景,尤其是涵养水源功能和固碳功能.保护情景是研究区社会经济可持续发展的最优管理模式.     

时间认知的年老化及其神经机制

时间认知功能的增龄性衰退表现得较晚,主要在高龄老年人中表现出时间认知功能的衰退.随着年龄的增长,老年人内部时钟的速率变慢,变异增大.注意及记忆功能随年龄增长而衰退,这些一般认知功能的改变影响老年人的时间认知功能.正常的时间认知功能依赖于"核心-背景"时间加工脑网络结构和功能的完好,这些脑区或功能通路的障碍会导致时间认知功能的损伤.老年人在一定的年龄范围内,可以通过认知补偿策略保持相对完好的时间认知功能.     

南亚热带森林常见种和偶见种的功能多样性特征

群落特征可能取决于物种在功能实体功能特征的独特组合（FE）中的分布。了解这些分布是保护生物多样性和维持生态系统功能的基础。鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落物种丰富,根据物种的多度来区分常见种（每hm²超过一个个体）和偶见种（每hm²少于一个个体）。基于功能实体,分别计算功能实体数量、功能冗余度、功能脆弱度和功能过度冗余度来描述每个样方中常见种和偶见种的功能多样性。采用Wilcoxon检验检测常见种和偶见种功能性状的差异,通过线性回归分析常见种和偶见种的功能多样性与物种数量的关系,采用冗余分析（RDA）影响常见种和偶见种的功能多样性的环境因子。研究结果表明：（1）鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落中功能性状在常见种和偶见种间差异显著。（2）群落中数量较低的偶见种保持着较高比例的功能实体数量。功能实体数量、功能冗余度与常见种和偶见种数量显著正相关,功能过度冗余度与偶见种数量显著正相关,功能脆弱度与常见种和偶见种的物种数量呈显著负相关。（3）海拔是影响常见种功能多样性最关键的地形因子,凹凸度是影响偶见种功能多样性最关键的地形因子。土壤含水量是影响常见种功能多样性最关键的土壤因子,速效钾是影响偶见种功能多样性最关键的环境因子。研究结果表明,尽管物种丰富的热带森林具有较高的功能冗余,但其提供的保险效应不能抵消生态系统的功能脆弱性。减少具有独特功能实体和偶见种的损失是避免热带森林生态系统功能损失的有效和必要的方法。     

土壤微生物生态过程与微生物功能基因多样性

土壤微生物在陆地生态系统中具有重要的生态功能,包括参与地球化学物质循环、污染物降解、环境剧烈变化的缓冲等.土壤微生物的生态功能与土壤功能联系密切,微生物群落结构与组成变化会直接影响土壤功能的发挥.土壤微生物通过具有生物活性的酶参与一系列的代谢活动,编码酶的功能基因成为微生物功能标记物.近10年中,以功能基因多样性为核心的分子生态学研究迅速发展,为从功能基因角度了解土壤微生物的生态功能提供了一个新的切入点.本文综述了与土壤微生物生态功能相关的功能基因多样性研究进展,并对该领域的发展前景提出展望.     

草地生态系统服务功能分析及其评价指标体系

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。根据最新的研究成果 ,结合草地生态系统提供服务的机制 ,将草地生态系统的服务功能划分为产品提供、调节功能、文化功能和支持功能四大类 ,其中 ,产品提供功能可分为畜牧业产品和植物资源产品两类 ,调节功能则包括气候调节、土壤C累积、水资源调节、侵蚀控制、空气质量调节、废弃物降解、营养物质循环 ;文化功能主要包括民族文化多样性和休闲旅游 ;支持功能则包括固沙改土及培肥地力和生境提供。在上述服务功能机制分析的基础上 ,构建了由 13个功能指标组成的草地生态系统服务功能评价指标体系。     

兼职功能蛋白

兼职功能蛋白(moonlighting proteins)是指一类具有两种或两种以上功能的蛋白,且这些功能间没有直接相关性,此类蛋白能够通过多种形式转换其功能.随着科学研究的深入,越来越多的已知功能的蛋白被发现具有新型兼职功能,其兼职功能对生物体的意义绝不亚于其所谓本职功能.兼职功能蛋白的发现大大拓展了基因、蛋白质与生理功能一一对应的传统观念;特别是最近研究发现一类叫做无固有结构蛋白(intrinsically unstructured proteins,IUPs)表现出多功能性,向"蛋白质的功能等视于确定的三维结构"的经典定律发起了挑战.本文综述了兼职功能蛋白的功能转换机制、进化历程、研究方法等方面的最新研究进展,同时对兼职功能蛋白给生命科学研究带来的新思路和新挑战进行了深入的讨论.     

群落/生态系统功能多样性研究方法及展望

功能多样性是指影响群落/生态系统功能的物种性状值和范围,是解释和预测生态系统结构和功能的有效手段之一,可将植物个体尺度与群落尺度和生态系统尺度的相关生态学问题联系起来。虽已发展出多种功能多样性定量化研究方法,但不同方法结果差异较大,难以进行多研究间的比较研究。比较探讨各功能多样性研究方法的优缺点有利于拓展功能多样性内涵,也有助于功能生态学的应用与发展。回顾了当前10种功能多样性的定量化研究方法,并指出选取合适功能多样性方法的关键在于,应考虑选取群落/生态系统中的哪些物种、哪些功能性状、选取的功能性状数目、以及如何对功能性状权重等。对比发现,功能分散性指数和Rao二次熵系数的研究方法在众多方法中优势明显,具有较高的应用潜力;标准化功能多样性的研究方法在未来仍需进一步完善。利用功能多样性指数预测群落/生态系统过程和功能当前仍多侧重于理论研究,野外实证研究较为缺乏,是功能生态学未来研究的重点和难点之一。     

植物群落功能多样性计算方法

以性状为基础的功能多样性指数在预测生态系统功能中起到越来越重要的作用.本文对近年来陆续出现的植物群落功能多样性指数进行综述.依据物种多样性指数的组成,功能多样性指数分为功能丰富度、功能均匀度和功能离散度指数.介绍了这3类指数的计算方法,有助于更好、更准确地理解“生物多样性-环境-生态系统功能”的关系.     

城市景观功能的区域协调规划——以深圳市为例

城市景观功能的完善是城市可持续发展的重要保障之一,其与区域景观功能的相互协调是城市规划的重要组成部分,有利于城市和区域的整体持续发展。在分析城市景观基本特征的基础上,探讨了城市景观功能区域协调规划的基本思路,以城市景观为规划对象,以人类社会的功能需求为立足点,依据景观生态学理论,将城市景观的功能划分为生物生产功能、环境服务功能、文化支持功能和信息输运功能,对体现这些基本功能的景观类型进行区域协调规划。以深圳市为例,实证分析了其景观功能在珠江三角洲地区的协调规划。