中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力

中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力是全球关注的问题。本研究将农业生态系统的生产潜力定义为由生物遗传特性和4大宏观生态条件(太阳辐射、温度、水资源和土地资源)共同决定的生产力上限;以无机环境-第一性生产-第二性生产之间的结构适应性和能量-物质流平衡为主线,发展了对农业生态系统生产潜力和人口承载力的综合评价模型,它包括第一性生产潜力子模型和第二性生产潜力与人口承载力优化子模型;并应用该模型把中国农业生态系统分为603个区域单元,进行第一性生产潜力,第二性生产潜力和人口承载力的评价。     

京郊密云县农业生态系统蛋白人口承载力模型分析

农业生态系统蛋白人口承载力不仅是农业生态学系统生产力研究的重要方面,而且是制定我国人口政策和食物战略的重要依据。中央曾指出:要把我国人民的膳物结构问题作为战略问题来考虑。分析我国的膳食特点可概括为“一够两缺”(即热量够,蛋白质和脂肪缺)温饱型营养水平。食物蛋白质的改善是我国膳食结     

东北地区陆地生态系统生产力及其人口承载力分析

 日益增长的人口及其生存环境问题已经成为人类社会生存与可持续发展的关键,亦是区域生态承载力的重要指标。生态系统生产力及其人口承 载力研究不仅可以弄清某一区域所能承载的最大人口数量,而且能为农业生态系统的宏观调控和长远发展规划提供依据。东北老工业基地地处 地球环境变化速率最大的东亚季风区,以气候变暖为标志的全球变化必将影响东北地区生态承载力,进而影响该地区的人口承载力。该研究基 于10 km×10 km 分辨率的东北地区1980～2002年共23年的气象资料,结合植物生理生态特点和水热平衡关系建立的自然植被净第一性生产力模 型和农业生产力模型,借助于地理信息系统软件,分析了东北地区4类生态系统类型：森林、农田、草地和湿地的生产力及其动态,指出东北地 区近23年来年均气温呈显著上升趋势、年降水总体上呈减少趋势。23年来东北地区植被年均总生产力为3.52×10¹¹ kg DM&;#8226;a^－1,其中森林、农 田、草地和湿地的年均总生产力分别为1.53×10¹¹、4.55×10¹⁰、1.07×10¹¹和4.63×10¹⁰ kg DM&;#8226;a^－1,森林、农田、草地和湿地的平均生产 力为5.73×10³、1.84×10³、5.64×10³和5.55×10³ kg DM&;#8226;hm^-2&;#8226;a^－1。在此基础上,以第一性生产-第二性生产之间的生态适应性和能量-物 质流平衡(在食物链上传递机制)为主线,通过对第一性生产力在人类直接消费与第二性生产之间以及各畜群(猪、肉牛羊、禽、奶牛和水产品( 鱼))之间的分配 ,估算了1980～2002年东北地区在宽裕型、小康型与富裕型3种消费水平下,不输出商品粮和每年向国家提供350×10⁸ kg商品 粮条件下的年均总人口承载力分别为2.61×10⁸、2. 15×10⁸和1.77×10⁸;和1.70×10⁸、1.40×10⁸和1.15×10⁸。因此,要确保东北地区每年 向国家提供350×10⁸ kg的商品粮,且在未来东北地区的生活水平要达到富裕型水平,必须控制人口数量。在此基础上,根据2020、2050、2070 和2100年的气候预估资料,预测了2020、2050、2070和2100 年东北地区在宽裕型、小康型和富裕型3种消费水平下的人口承载力分别为2.73× 10⁸、2. 25×10⁸和1.85×10⁸;2.88×10⁸、2.38×10⁸和1.95×10⁸;3.03×10⁸、2.49×10⁸和2.05×10⁸;以及 3.09×10⁸、2.55×10⁸和2.09 ×10⁸。该研究可为东北地区及各省的生态建设与土地资源可持续利用提供参考。     

城市生态系统承载力理论与评价方法

城市作为一个复杂的人工生态系统,其承载力的意义与生态学中的种群承载力意义有了很大差别。定义了城市生态系统承载力,强调其对维系城市生态系统健康的能动性特征,并在比较生物免疫力与城市生态系统承载力的相似性的基础上,构建了“城市生态系统承载力免疫学模型”作为其理论模型。在理论模型基础上设计其计量模型,分为天然承载力和获得性承载力两部分。并通过承载力与压力的相对变化趋势表达城市生态系统维系其健康水平的能力。以广州市为例,计算了广州市城市生态系统承载力与压力,获得二者的动态关系。结果表明,自1992年以来,广州市基本上处于一种经济发展与城市生态系统支持力同步发展的良性状态,所采取的发展模式具有可持续性     

基于综合承载力的吉林省适度人口分析

运用状态空间法构建区域适度人口模型,利用主成分分析求取权重,对2005—2014年吉林省适度人口进行测算,并探讨其形成原因,提出解决对策.结果表明: 2005—2014年,吉林省适度人口一直处于赤字状态,说明吉林省人口、资源与环境处于一种不协调状态;吉林省资源承载人口显著高于经济承载人口和生态承载人口,说明吉林省经济发展是以牺牲环境为代价;吉林省土地资源承载人口远高于水资源承载人口和能源承载人口,处于赤字状态,说明吉林省经济发展是以耗竭自身能源和水资源为基础.今后应因地制宜,提高水资源承载力;开发新能源,提高能源利用效率;由粗放型、消耗型资源利用方式向集约型、低碳型转变;改变人类的生产方式和消费模式,注重保护生态环境.     

海南岛土地资源人口承载力研究

以土地资源综合体为研究对象,在生产力类型模糊区划的基础上,从土地资源物质能量投入与转化入手,采用科学方法计算了海南岛的土地生产潜力、食物结构和人口承载量．结果表明,海南岛５类土地资源的平均生物生产潜力为５．２５×１０４ｋｇ·ｈｍ－２,折合标准粮为２．３６×１０４ｋｍ·ｈｍ－２;低中高３种食物结构方案的人口承载量分别为１．９５７３、１．５４８１和１．２９５７×１０７人口,供养人口为５２．５、４２．０和３４．５人·ｈｍ－２．目前人口占各方案可供养人口的比例已分别达到３４．２％、４３．３％和５１．８％,按当前人口增长速度计算到２０１０年这个比例将达到４４．５％、５７．５％和６８．７％．     

基于生态系统净化与人为调控耦合作用的水环境承载力评估

针对目前水环境承载力相关研究中未突显生态系统净化作用和人为调控作用的问题,从生态系统污染净化功能和人为调控污染削减功能两个角度,提出基于生态系统净化-人为调控耦合作用的水环境承载力概念,并构建流域环境承载力评估模型。以滇池流域为例,计算了2015年滇池流域水环境承载力。研究结果表明:滇池流域2015年水环境承载力综合指数为1.16,处于超载状态;流域环境承载力分布呈现北高南低,北部限制因子化学需氧量,南部为总磷;调水工程调入水量出境携带污染物约为流域水环境承载力的16%,对流域水环境改善十分重要;人为调控污染削减能力在流域水环境承载力中所占比例已超过50%,成为不可忽视的一部分。     

基于受益人口的洞庭湖流域生态系统土壤保持服务重要性格局

生态系统服务概念明确指出,生态系统条件和过程只有对受益者产生效用才能成为服务。近年来,生态系统服务研究强调了生态系统及其受益者之间空间连接的重要性,但现有研究大都侧重生态系统服务的供给,对受益者考虑不足。研究以洞庭湖流域为例,运用通用土壤流失方程(USLE)和流域水文路径分析,提出了基于受益人口的生态系统土壤保持服务评价方法。结果表明：(1)从生态系统角度,洞庭湖流域生态系统土壤保持重要区域面积2.80万km²,主要分布于土壤保持强度较高的沅江流域(38.14%)和湘江流域(39.73%),从受益者角度,土壤保持重要区域面积1.57万km²,主要集中于受益人口较多的湘江流域(92.95%);(2)与基于生态系统角度的结果相比,考虑受益人口后有1.71万km²土壤保持重要区域因受益人口较少(12362人),土壤保持重要性降低,主要包括沅江流域的武陵山、雪峰山等地,另有0.48万km²地区因受益人口较多(53628人),被新增识别为土壤保持重要区域,主要包括湘江流域的南岭、罗霄山脉等地;(3)综合生态系...     

京郊密云县农业生态系统蛋白质生产效率和人口承载力研究

蛋白质是人类最基本最重要的营养需求,研究蛋白质生产效率可为制定食物发展战略,建立合理的膳食结构提供参数与依据。食物蛋白质生产效率在国外研究较多,在国内报道还不多。作者从密云县整体系统水平对动植物蛋白生产力和蛋白质生产的能量、氮素效率进行了研究,并深入探讨了不同膳食结构的蛋白人口承载力。     

城市生态系统的人机交互式模拟研究

城市生态系统的人机交互式模拟研究吕永龙（中国科学院生态环境研究中心,北京１０００８５）ＡｎＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＡＭｅｔｈｏｄｏｆＵｒｂａｎＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ．￥ＬｕＹｏｎｇｌｏｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－Ｅｎｖ...     

Implementing a spatial model of Urban Carrying Capacity Load Number (UCCLN) to monitor the environmental loads of urban ecosystems. Case study: Tehran metropolis

The non-linear, unexpected and severe responses of ecosystems to the environmental changes crossing ecological thresholds or environmental limits, necessitate the regular monitoring of the human-induced pressures to the urban ecosystems. The present study aims to introduce a spatial decision support system for sustainable environmental planning and management of urban ecosystems by establishing an Urban Carrying Capacity Load Number model (UCCLN) based on carrying capacity concepts and sustainability principles .This model, by applying 30 temporal and spatial indicators continuously monitors the environmental loads on the urban ecosystems. Environmental load was represented by load number index. It was calculated in each zone of study area (urban districts). Geographical Information System (GIS) was used to establish UCCLN model and Spatial Decision Support System (SDSS). The study area was Tehran metropolis, the capital of Iran. The results showed that none of the 115 urban districts of Tehran had optimal Total Load Number (TLN) ranging from (10 to100); 7 districts (6%) had low-to-medium range of TLN (TLN = 100–200); 11 districts (9.5%) had medium-to-high range (TLN = 200–300); 57 districts (49.5%) had high-to-very high range (TLN = 300–400); 40 districts (34.7%) had the TLN range of very high-to-critical (TLN = 400–500); and none of them had the TLN of 500. Furthermore, the results revealed that Tehran has already overshot its ecological thresholds. Not only most of the 30 indicators of environmental pressure in most of the districts (85%) had high DCC and LN scores, but also most of the 115 districts obtained high DCC, and as a result LN scores. The need for developing more efficient urban planning and management strategies to cope with the increasing environmental loads in the study area is inevitable.     

重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库研究

对重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库的研究表明,建群种早期和晚期的种子雨无活力;种子偏早或偏晚成熟及大籽粒的树种,其种子雨被取食的比例大;种子雨、有活力种子雨、种子库三者的数量变化不一致;有活力种子雨量较大的栲、石栎、小叶青冈、扁刺栲、香桂等,其种子库密度在早期以近几何级数的方式增长,元江栲、银木荷种子库小,存在时间短,翌年无一年生萌发苗;种子库数量动态、消减率动态决定于种子被取食的强度、种子衰老的速度以及种子对病菌、逆境的抗性和种子萌发的整齐性.     

基于地形因子的藏狐生境评价及其空间容纳量的估算

依据藏狐的“出现点”数据,基于藏狐对家域内地形因子的利用,作者对青海省都兰县沟里乡野生藏狐的生境质量进行初步评价,并在基于个体藏狐最小空间需求的基础上,估算了研究地区的空间环境容纳量。 选择海拔、坡度、坡位和地形起伏度等4个主要的地形因子,应用Bonferroni置信区间比较藏狐对各因子的利用及其可获得性来建立单个因子评价准则,并依据各因子的分布特征进行综合生境评价。研究结果：藏狐最适宜的海拔高度为4 050～4 300 m,坡度为5～20°,坡位为上坡位和下坡位;藏狐对地形起伏度因子没有明显的选择性。根据藏狐对不同生境因子的利用,及不同藏狐个体生境利用的一致性,建立的综合评价准则为：X i=（X²_海拔×X²_坡位×X_坡度×X_{地形起伏度}）^1/6。研究地区内适宜性区域面积约为17.4 km²,占总研究地区面积的38.8%,其中最适宜生境仅0.4 km²。藏狐家域面积从2.53 ～4.99 km²不等,不同个体间家域重叠指数（OI）从0.16～0.66不等。藏狐的最小空间需求为2.09～3.55 km²,研究地区藏狐的空间容纳量为7～12只。根据生境资源现状及监测结果表明,研究地区的藏狐种群数量保持稳定。     

生态系统的环分析方法

生态系统的环分析方法郭中伟，李典谟（中国科学院动物研究所，北京１０００８０）ＬｏｏｐＡｎａｌｙｓｉｓｉｎＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｔｕｄｙ．￥ＧｕｏＺｈｏｎｇｗｅｉ；ＬｉＤｉａｎｍｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＺｏｏｌｏｇｙ，，ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ，Ｂ...     

The Effect of Sea Level Rise on Dabbling Duck Energetic Carrying Capacity

Waterfowl migrating and overwintering in the Atlantic Flyway depend on adequate availability of wetland plant communities to survive winter and fuel reproduction in the subsequent breeding season. Energetics models are the primary tool employed by conservation planners to estimate energetic carrying capacity based on energy supply and demand in different wetlands to assist with effective habitat conservation. Coastal impoundments have been used to provide a consistent, annual source of energy for migrating and wintering waterfowl. But few studies have attempted to comprehensively assess the relative value of managed coastal impoundments compared with unmanaged tidal salt marshes to wintering waterfowl in the Mid-Atlantic region with further consideration to the effect of sea level rise changing availability. We estimated biomass and energy of preferred foods for 5 dabbling duck species in 7 impoundments and 3 tidal salt marshes over winter by collecting soil core (n = 1,364), nekton (n = 426), and salt marsh snail (Melampus spp.; n = 87) samples in October, January, and April 2011–2013. Food-energy density was greater in freshwater impoundments for nearly all dabbling ducks (range = 183,344–562,089 kcal/ha), and typically greater in brackish impoundments (range = 169,665–357,160 kcal/ha) than most tidal salt marsh communities (range = 55,693–361,429 kcal/ha), whereas mudflat (range = 96,223–137,473 kcal/ha) and subtidal (range = 55,693–136,326 kcal/ha) communities typically contained the least energy. Extrapolating to the state level, we estimated 7.60 × 10⁹–1.14 × 10¹⁰ kcal available within a 16-km buffer from the Delaware Bayshore, depending on species. Combining estimates for daily energy expenditure and food energy, we estimated 2.86 × 10⁷–7.06 × 10⁷ duck energy days currently available to dabbling ducks over winter. We estimated that in the next century, dabbling duck carrying capacities are likely to decrease under all but the most conservative sea level rise scenarios because of the gradual replacement of land-cover types that provide high energy density (i.e., low marsh, high marsh communities) with those that provide low energy density (i.e., subtidal, mudflat communities). Coastal impoundments in Delaware, USA, will provide increasingly important habitat for wintering dabbling ducks in the coming decades provided they are properly maintained and retain their current energetic density because they will contain a growing proportion of the available duck energy days on the landscape. Our research will assist managers in meeting target population goals for dabbling ducks in Delaware and the Mid-Atlantic region by highlighting key differences in the function and value of various wetlands. © 2021 The Wildlife Society.