河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建

河岸带是指水陆交界处的两边,直至河水影响消失为止的地带。河岸带是湿地的重要组成部分,在流域生态系统中发挥着重要的作用,具有较大的生态、社会、经济和旅游价值。河岸带研究以生态学、水文学和地貌学炎基础,涉及多种学科和技术方法。由于自然和人为因素的影响,退化河岸带的生态恢复与重建较为复杂,通过安徽潜山县潜水退化河岸带滩地近6a的生态恢复与重建试验,研究结果表明：恢复与重建后的河岸带滩地生态系统的生物多样性和稳定性增加;土训结构和养分条件得到改善,其中,小于0.002mm的粘粒含量的平均值由恢复前的4.53％,上升到恢复后的11.71％,土壤容重由恢复前的1.455g/cm^2下降到恢复后的1.2g/cm^2,土壤有机质的平均值由恢复前的1.25g/kg上升到恢复后的9.44g/kg;河滩地泥沙淤积量增加;植物抗风浪作用增强,有效地保护了河岸,改善了河岸带地区的小气候。河岸带研究在我国起步较晚,因此,今后应加强河岸带的管理和对退化河岸带生态系统的恢复与重建工作,使河岸带生态系统可持续地为人类提供丰富多样的生产、生活和观光旅游产品。     

严重退化生态系统不同恢复和重建措施的植物多样性与地力差异研究

对花岗岩区土壤严重退化生态系统（对照）及４种不同恢复和重建措施建筑多样性和地力研究结果表明,花岗岩区红壤严重退化生态系统（对照）植物多样地性极低,土壤肥力极差,生态环境极为恶劣,改为杨梅果园（措施Ａ）或多树种混交（措施Ｂ）后,植物多样性明显增大,林地土壤肥力得到一定程度恢复,生态系统朝着良性循环方向发展,采取封山育林（措施Ｃ）方法,林下植被层和群落多样性恢复最快,林地土壤肥力亦得到较快的恢复,保留     

湖滨带退化生态系统的恢复与重建

湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,在湖泊流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.湖滨带的功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及生境保护功能、护岸功能和经济美学价值.湖滨带退化的原因主要是人为因素引起的生物群落结构的逆向演替及生态功能下降,退化湖滨带生态恢复与重建的理论基础是恢复生态学,其生态恢复技术可划分为三大类:湖滨带生境恢复与重建技术、湖滨带生物恢复与重建技术、湖滨带生态系统结构与功能恢复技术.云南洱海湖滨带近3年的生态恢复与重建试验的生态调查结果表明,试验区水生植被得到恢复,水质净化作用明显,藻类得到抑制,浮游动物的构成和数量发生变化,湖滨带湿地生态系统的生物多样性和稳定性增加.     

江西省不同类型退化荒山生态系统植植被恢复与重建措施

对江西省5种不同类型退化荒山生态系统进行综合治理,开展植被恢复与重建技术及理论研究,研究结果表明：优选的植物组合及合理的配置并辅以工程措施是快速启动植被恢复进程,控制水土流失、重建退化荒山生态系统的有效措施。一林多用的树种组合,合理的生物体系设计和针、阔叶树种混交是改良地力、改善环境,促进退化荒山生态系统进行演替的优良途径。先进造林技术的应用和林农牧业结合的复合经营方式是提高综合治疗效益,促进并持续生态恢复过程稳定的先决条件。     

退化森林生态系统恢复评价研究综述

森林退化是一个世界性的问题,对退化的森林进行恢复评价是合理地进行森林生态系统管理的基础。介绍了森林退化的概念,综述了退化森林生态系统恢复评价的一般程序,主要包括恢复目标的确定、参照系的选择、评价指标体系的构建及定量评价等几个方面。目前,大多数退化森林恢复评价主要包括物种多样性、植被结构和生态学过程3个方面。其中,物种多样性包括物种丰富度和多度等;植被结构包括植被盖度、乔木密度、高度、胸高断面积、生物量和凋落物结构等;生态学过程包括养分库、土壤有机质以及生物间的相互关系等。不同的研究者或管理者由于对恢复其生态系统服务功能的需求存在差异,评价退化生态系统恢复的角度也不一样。恢复评价可以从特殊种群到整个生态系统的不同层次进行。在深刻理解森林退化定义的基础上,建立现实的目标和正确地选择参照系是恢复评价的前提。     

东灵山地区退化生态系统的恢复与重建实验

 在东灵山地区的三个地点进行了退化生态系统的恢复与重建实验,栽种了日本落叶松(Larix kaempferi)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、核桃楸(Juglans mandshurica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)等四种植物,通过五年的生长观察,实验证明日本落叶松在本区生长良好,在本地区可以作为绿化树种及用材树种,人工落叶松林新植被生态系统的引进是成功的;华北落叶松在本地区较高海拔1700m左右也可以成活,可以作为绿化树种,核桃楸和水曲柳在海拔600m左右的较干旱环境下生长较慢,核桃楸和水曲柳在干旱环境如果没有较好的抚育措施,则成活率低,作为绿化树种不可取。     

江西省不同类型退化荒山生态系统植被恢复与重建措施

对江西省 5种不同类型退化荒山生态系统进行综合治理 ,开展植被恢复与重建技术及理论研究。研究结果表明 :优选的植物组合及合理的配置并辅以工程措施是快速启动植被恢复进程 ,控制水土流失、重建退化荒山生态系统的有效措施。一林多用的树种组合 ,合理的生物体系设计和针、阔叶树种混交是改良地力 ,改善环境 ,促进退化荒山生态系统进展演替的优良途径。先进造林技术的应用和林农牧业结合的复合经营方式是提高综合治理效益 ,促进并维持生态恢复过程稳定的先决条件     

退化生态系统恢复与恢复生态学

恢复生态学起源于100a前的山地、草原、森林和野生生物等自然资源的管理研究,形成于20世纪80年代。它是研究生态整合性的恢复和管理过程的科学。恢复生态学的研究对象是在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的退化生态系统。生态恢复的目标包括恢复退化生态系统的结构、功能、动态和服务功能,其长期目标是通过恢复与保护相结合,实现生态系统的可持续发展。恢复生态学的理论与方法较多,它们均源于生态学等相关学科,但自我设计和人为设计是唯一源于恢复生态学研究和实践的理论。由于生态系统的复杂性,退化生态系统恢复的方向和时间具有不确定性,其恢复的机理可用临界阈值理论和状态跃迁模型进行解释。中国森林恢复中存在的问题包括：大量营造种类和结构单一的人工林忽视了生物多样性在生态恢复中的作用;大量使用外来种;忽视了生态系统健康所要求的异质性;忽略了物种间的生态交互作用;造林时对珍稀濒危种需要缺乏考虑;城镇绿化忽略了植被的生态功能等问题。此外,还介绍了生态恢复的方法、成功恢复的标准,并提出了恢复生态学的发展趋势：恢复生态学尚未形成理论和方法体系,要成熟还有很长的路要走;恢复生态学正在强调自然恢复与社会、人文的耦合;对森林恢复研究要集中在恢复中的障碍和如何克服这些障碍两个方面;鉴于生态系统复杂性和动态性,应停止期待发现能预测恢复产出的简单定律,相反,应该根据恢复地点及目标多样性而强调适应性恢复。     

海岛退化生态系统的恢复

海岛在干扰极下极易退化且不易恢复,这些干扰包括毁林、引种不当和自然灾害三类。海岛恢复的限制性因子是缺乏淡水和土壤,生物资源缺乏、严重的风害或暴雨。不同大小的海岛和海岛不同部分的恢复策略不同。海岛植被恢复可参考其群落演替过程,其恢复至少是一个群落或生态系统水平的恢复。海岛恢复的长期利益包括重建海岛的生物群落,再现海岛生态系统的营养循环,恢复海岛的进化过程。海岛恢复的过程比较复杂,最关键的是要选择好适生的关键种。     

中国科学院成都生物研究所退化生态系统恢复与重建研究中心

中国科学院成都生物研究所生态中心于1999年首批进入中国科学院知识创新工程“西南生物资源与生物多样性保护与发展研究基地。”中心拥有植物学博士点和生物学硕士点,现有在职科技人员43人,其中研究员7人,博士生导师4 ,“百人计划”人才2人,“西部之光”人才计划3人,博士12人,形成了以常务副所长、四川省学术带头人吴宁研究员为主的一批青藏高原东缘及长江上游地区恢复生态学研究的核心力量。     

长江上游生态状况变化及其服务功能权衡与协同

利用地面和遥感数据,采用GIS分析与模型模拟等方法,计算并分析了2000—2019年长江上游生态系统宏观结构、生态系统质量和生态系统服务的时空变化状况,利用相关分析法定量评估了生态系统服务的权衡与协同关系,并讨论了生态系统变化对生态系统服务的影响。结果表明：(1)长江上游聚落生态系统面积增加显著,农田和荒漠面积明显减少,陆地生态系统以草地、森林和农田之间转换为主。(2)2000—2019年,长江上游生态系统质量和服务总体稳定向好,部分区域转差。植被固碳量整体呈增加趋势,局部降低,多年递增速率为1.65 Tg/a;土壤保持服务功能呈波动中上升趋势,多年递增速率为2.20 t hm^-2 a^-1;水源涵养服务功能轻微下降,部分年际间变化较大。(3)长江上游生态系统的植被固碳与土壤保持、水源涵养与土壤保持之间以协同关系为主,植被固碳与水源涵养之间的权衡和协同关系比例相近。(4)气候是影响生态系统服务变化的主导因素,人类活动影响生态系统服务变化,最终改变生态系统服务之间的协同与权衡关系。     

基于RS与GIS的赣江上游流域生态系统服务价值变化

研究土地利用背景下的生态系统服务价值变化对促进区域生态建设和可持续发展具有重要意义。以赣江上游流域为例,依据1990年、1995年、2000年和2005年4期的遥感数据,利用RS和GIS手段对土地利用数据进行了处理,并分析了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1990-1995年赣江上游流域生态系统服务价值变化不大,1995—2005年生态系统服务价值总量不断增加,且各类生态服务功能价值波动较大;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性。     

长江上游亚高山暗针叶林土壤水分入渗特征研究

长江上游以峨嵋冷杉为主的亚高山暗针叶林流域土壤质地较粗,属于壤质砂土。随着森林演替的发展,林地土壤砂粒含量逐渐降低,粉、粘粒含量逐渐增加,以过熟龄峨嵋冷杉纯林的粉粘粒含量为最高。就坡积物而言。随土层深的增加,砂粒含量逐渐增加,粘粒含量逐渐减小。随森林演替的进展和土层深度的减小,土壤容重逐渐减小,土壤孔隙度和土壤贮水力逐渐增大,研究区土壤非饱和导水率随土层深度的增加和土壤含水量的减小而减小,并与土壤含水量呈指数函数关系。随土层深度的增加,土壤饱和导水率呈负指数递减,不同土层到达稳渗的时间有差异,随土层深度的增加,稳渗时间增加,平均在110min左右。该流域暗针叶林带土壤质地上的变化和土壤水分物理性质的分异以及土壤水分的高入渗性是该暗针叶林流域水文循环中森林对水分传输调节的具体体现,也可以为该流域很少见到坡面径流或地表径流,而大部分以壤中流、回归流和地下渗漏等径流形式出现的机制作出有力的解释。     

岷江上游土地利用与生态系统服务价值的动态变化

岷江上游是中国西南典型生态脆弱区之一,研究岷江上游土地利用与生态系统服务价值（Ecosystem Services Values,ESV）的动态变化,对区域生态保护,实现可持续发展具有重要意义。基于岷江上游2000、2005、2010和2015年四期遥感解译数据,利用CA-Markov模型预测了2035年土地利用格局,并引入空间异质系数、社会经济调整系数和资源稀缺系数对生态系统服务价值进行修正,构建适用于研究区的ESV评估模型,分析了岷江上游2000-2035年土地利用及ESV的时空动态变化。结果表明：1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主。建设用地和耕地面积持续增加,草地、水域和未利用地呈现波动变化;2）2015-2035年和2000-2015年相比,ESV增幅下降,土地提供生态系统服务的能力有所降低。维持生物多样性、保持土壤、气体调节、水文调节和气候调节是岷江上游生态系统的主要功能;3）岷江上游中东部及河谷地带是ESV低值及损失冷点集中区,西部地区是ESV高值及增加热点集中区;4） ESV对系数缺乏弹性,林地和草地面积的变化是引起生态系统服务价值变化的主要敏感因子。研究结果对研究区土地利用格局优化以及推行生态文明建设具有重要参考意义。     

长江中游地区生态系统服务平衡与城镇化的空间关系

生态系统服务与城镇化的相互作用关系研究是目前国际人地系统研究的热点和前沿领域。以长江中游地区325个县为研究单元,通过生态系统服务供需平衡评估矩阵法与城镇化相关指标分别测算了1995年、2005年、2015年生态系统服务平衡状况和城镇化水平,同时运用双变量空间自相关模型、空间计量模型探索了生态系统服务平衡与城镇化的空间关系。研究结果表明：（1）研究期间长江中游地区生态系统服务平衡状况不断恶化,而城镇化水平则持续上升;（2）生态系统服务平衡与城镇化之间存在显著负相关关系,不同区域的空间聚类模式表现出异质性;（3）添加控制变量的空间计量模型被证明能更好解释生态系统服务平衡与城镇化的空间关系,结果显示城镇化对态系统服务平衡的影响具有负外部效应,这种负外部效应在城镇化发展到一定阶段时逐渐减弱。建议,在城镇化进程中应统筹管理生态空间,尝试跨区域合作,实现生态与经济资源的共享与互补。     

长江上游不同植物篱系统的土壤物理性质

在长江上游现有植物篱调查的基础上,对3种不同植物篱(乔木类、灌木类和草本类)不同位置的土壤物理性质进行了分析.结果表明:与植物篱带间相比,研究区3种不同类型植物篱带内土壤物理性质均得到了显著改善和提高;乔木类、草本类和灌木类植物篱带内土壤孔隙度、含水量、饱和导水率、水稳性团聚体含量、抗蚀指数、抗冲指数和土壤粘粒含量平均值分别提高了18.8%、30.1%、12.9%、139.3%、108.3%、95.9%和25.5%,土壤容重和土壤沙粒含量分别平均减小17.3%和9.6%;3种不同植物篱带内的土壤物理性质存在差异性,乔木类植物篱带内土壤抗冲性指数最大,灌木类植物篱带内土壤孔隙度、含水量、饱和导水率、抗蚀指数、水稳性团聚体含量、土壤粘粒含量高于乔木类和草本类,其土壤容重则低于乔木类和草本类;植物篱对植物篱-坡耕地系统内不同位置土壤物理性质影响程度的差异导致了土壤物理性质各指标在植物篱带内、带上、带下和带间坡耕地也存在一定的变异性,乔木类植物篱土壤水分含量、抗蚀指数、饱和导水率和土壤粘粒含量的变异系数大于灌木类和草本类植物篱,灌木类植物篱土壤容重、孔隙度、水稳性团聚体含量和抗冲指数的变异系数高于乔木类和草本类植物篱...     

基于“源-汇”生态过程的长江上游农业非点源污染

景观空间格局是农业非点源污染的主要影响因素之一,关于二者的相互关系缺乏定量研究.针对长江上游的农业非点源污染问题,应用基于"源-汇"生态过程理论提出的景观空间负荷对比指数,选取9个典型的行政单元,探讨了长江上游流域景观空间格局和非点源污染之间的定量关系.结果表明,景观空间负荷对比指数对非点源污染负荷有显著的响应关系,说明景观空间负荷对比指数可作为非点源污染空间风险评价的有用方法之一.在此基础上,进一步分析了长江上游典型行政单元景观空间负荷对比指数时空演变规律.探讨了指数演变时空差异原因,认为该指数主要受到区域景观的坡度、与污染出口相对距离、高程、土地利用类型比重和农业与农村经济政策的影响.最后提出了长江上游非点源污染空间风险控制与管理的对策.     

长江上游生物多样性保护重要性评价──以县域为评价单元

长江上游是我国生物多样性最丰富的地区之一,也是全球生物多样性热点地区之一.准确可靠地掌握生物多样性信息是生物多样性保护科学决策的基础,大尺度的生物多样性保护重要性评估已成为生物多样性研究及其保育管理和决策最紧迫的问题之一.设计了由植被景观多样性指数、自然保护区多样性指数、基于生态系统类型的物种多样性指数、国家保护植物多样性指数和国家保护动物多样性指数5大指标构成的区域生物多样性综合评价指标体系及其计算公式,并以县域为评价单元,开展了长江上游生物多样性综合评价.结果表明,长江上游生物多样性保护重要性评价结果为极重要的县域共18个,占总县数的4.95%;评价结果为重要的县域共41个,占11.26%;评价结果为次重要的县域共76个,占20.88%;评价结果为中等水平的县域共106个,占29.12%;评价结果为中下水平的县域共68个,占18.68%;评价结果为不重要的县域共55个,占15 11%.长江上游生物多样性保护重要性评价结果为极重要、较重要和重要的县域主要分布于横断山区、秦巴山区、华西雨屏区、长江源区和川渝鄂黔交界处山地.     

岷江上游地区近30年森林生态系统水源涵养量与价值变化

根据岷江上游地区自然地理环境条件的差别,将该区森林植被划分为暗针叶林、其它针叶林、阔叶林和灌木林等4个类型,利用年降雨量、林冠截流量数据、径流系数以及"影子价格"等方法,计算和评述了该区森林生态系统水源涵养效益;并利用遥感4期影像分析了岷江上游地区森林生态系统水源涵养量的变化原因.结果表明:2000年岷江上游森林生态系统年水源涵养量最高,为1.3892×1010 m3,经济价值为93.07亿元.去除降雨量的影响后,在各时期年降雨量为705 mm的情况下,岷江上游地区1986年的水源涵养量最高,为1.3348×1010 m3,经济价值为89.43亿元;1995年水源涵养量下降,为1.2320×1010 m3,经济价值为82.54亿元;2000年水源涵养量及经济价值与1995年基本持平.造成这一现象的主要原因是20世纪90年代岷江上游森林景观受到人为的严重破坏,而随后实施的"天然林保护工程"与"退耕还林还草"政策,加强了人工植被恢复建设,改善了森林生态系统,使森林生态系统水源涵养量有所恢复.