祁连山山水林田湖草生态保护与修复的探索与实践

遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的先进理念,实施生态系统的整体保护、系统修复、综合治理,是加强生态文明建设的新举措。现阶段生态保护与修复的研究主要集中在内涵、机制及启示等方面,为“山水林田湖草”生态保护修复提供了理论与技术支撑,但缺乏系统性的梳理与总结。以中国重要生态功能区祁连山为例,以生态地位、退化现象及成因为切入点,结合已开展的生态保护修复工程,总结了典型生态保护修复措施,提出了有针对性的策略与建议,旨在为山水林田湖草生态修复提供模式示范。祁连山生态退化的原因主要为：全球气候变暖、人类活动干预、传统发展理念制约及环境保护投入不足等。典型生态保护与修复措施已涵盖了“山水林田湖草”各个方面,但在工程实践中如何有机整合各项措施,使生态系统成为“生命共同体”仍是未来探索的科学问题。生态保护修复的理论与实践还需完善以下内容：加强基础调研与科技创新;加强统一规划与协同管理;积极完善生态补偿机制;建立由“开刀治病”工程治理向“健康管理”自然恢复逐步引导的生态修复理念。     

基于生态安全格局的山水林田湖草生态保护与修复

山水林田湖草生命共同体理论认为：生态要素之间存在普遍联系。在生态安全格局构建中,也应着重维护生态过程的完整性与连通性。以宁波市下辖6个城区为研究区,基于山水林田湖草生命共同体理论构建生态安全格局,以景观连通性评价与栖息地质量评价为基础提取生态源地,确定生态保育区。选取地形、地类因子分别作不同距离的缓冲区分析,对由土地利用类型设定的基础阻力面进行修正,形成综合阻力面。通过最小累积阻力模型识别生态廊道,与生态保育区结合,构建宁波市点-线-面的生态安全格局。研究结果表明：生态源地面积47.24 km²,占研究区总面积的1.30%,生态源地分布较为分散,在东西方向上分布不均衡,生态保育区总面积1191.67 km²,占研究区总面积的32.83%。生态保育区与山地丘陵重合度较高,且植被覆盖度高,生态资源丰富,生态廊道总长度519.32 km。研究区生态廊道呈网状分布,有效的促进物质能量的流动。在阻力面设定中引入邻域分析方法,突出了不同生态要素之间的联系,体现了山水林田湖草生命共同体思想,为该地区生态保护修复提供参考。     

湖北省三峡地区山水林田湖草系统原理及生态保护修复研究

“统筹山水林田湖草系统治理”是习近平生态文明思想的重要组成部分,对于山水林田湖草生态保护修复工作具有重要指导意义。在阐述山水林田湖草系统原理的基础上,以湖北省三峡地区为例,针对该区域主要的生态环境问题,从生态系统整体性和流域系统性着眼,探讨了试点区山水林田湖草生态保护修复的总体思路及目标,并提出应从水环境、水土流失综合治理,长江岸线、污染土地、废弃矿山、江河湖库生态修复,三峡地区濒危动植物保护,江河沿线生态农业示范区建设,机制体制创新等方面入手实施具体修复措施,探索构建“整体保护、系统修复、综合治理、区域联动、部门协同”的生态保护修复体系。研究结果可为试点地区山水林田湖草生态保护修复实践提供科学依据,对其他区域的相关工作也具有借鉴和示范意义。     

凡纳滨对虾健康状态分化前后养殖水体浮游细菌群落的比较

养殖水体浮游细菌群落与对虾健康状态息息相关.本研究基于16S rRNA高通量测序技术手段比较了凡纳滨对虾病害发生前后病害趋向塘与健康塘的浮游细菌群落多样性、组成及关键类群互作关系的动态变化.结果表明:对虾发病前,病害趋向养殖水体浮游细菌群落Shannon指数显著低于健康养殖水体,且呈现持续下降的趋势;伴随疾病爆发,病害趋向养殖水体浮游细菌群落结构离散程度显著增大,群落稳定性较差;发病前,病害趋向塘养殖水体中绿弯菌门、δ-变形菌纲和Saccharibacteria平均相对丰度均显著高于健康水体,而拟杆菌门显著低于健康水体;部分病害指示OTU隶属于弧菌科及黄杆菌科,隶属于红杆菌科的OTU1是发病前健康塘的健康指示OTU.网络分析表明,大多数与OTU1存在相互作用的指示OTUs属于黄杆菌科,说明黄杆菌科在对虾养殖水体浮游细菌群落中扮演重要角色.鉴于以上结果,对虾发病可能与多种浮游细菌群落相关,当出现“生态位机会”时,条件致病菌快速繁殖进而导致对虾发病,而保持和恢复细菌群落平衡可以成为预防对虾发病的有效策略.     

山水林田湖草生态修复工程的社会-生态系统(SES)分析框架及应用——以浙江省钱塘江源头区域为例

“山水林田湖草生命共同体”是人与自然和谐共处的指导原则,也是人类实现可持续发展的有效实践路径。根据Ostrom提出的社会-生态系统（SES）框架,以浙江省钱塘江源头区域为研究区,构建集流域、陆地和人类活动为一体的社会-生态系统（SES）概念框架,为生态修复工程提供一个问题导向的分析策略。研究发现基于Ostrom构建的钱塘江源头区域山水林田湖草生态修复工程的SES框架,可以用来诊断关键问题、分析影响因素、设定行动情景和评估结果,从而形成完整的实施和解决问题策略。由诊断关键问题得出,该区域面临地质灾害多发、水土流失、环境污染、生物结构单一等多重问题,而人类活动如城市扩张、过度开发自然资源、污染物排放等则是造成社会-生态系统失衡的主要因素。通过行动情景设置将SES框架中涉及的影响因素、解决途径、评价标准、期望的成效以及反馈机制等进行梳理,对研究区的社会-生态系统进行全面分析。根据设立的评价体系对生态修复工程进行生态环境和社会经济效果的动态评估,并不断地根据评价结果进行修正以获得最佳的预期成效。该框架为解决钱塘江源头区域山水林田湖草生态修复工程所面临的问题提供了一个系统的解决方案,并可根据研究区的特点进行相应调整,是一个具有强适用性的社会-生态系统分析框架。     

基于水-陆耦合生态系统服务的生态安全格局构建研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

快速城市化和国土空间规划大背景下,评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段。本研究立足生态系统服务供给效能,以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,从陆域、水域两个层面进行量化计算,构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系,将高供给区域识别为生态源地,并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点,构建区域生态安全格局。研究结果表明：1）分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km²、272.50km²,为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据;2）水-陆耦合度评价得到源地41个,总面积206.79km²,占研究区总面积8.57%,呈现"西北多东南少"的格局;3）提取89条生态廊道和91个生态节点,生态廊道总长度586.35km,呈均匀网状分布,节点包括44个夹点及47个障碍点,主要位于吴江区。通过区域生态安全格局的构建与优先级评价,分级提出国土空间生态保护与修复建议,为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考。     

同一健康理念下中国野生动物源疫病监测及响应体系发展对策

现代人类新发传染病中, 有60.3%是人兽共患病, 其中71.8%源于野生动物。野生动物是许多病原体的贮存库, 对人类和饲养动物会产生潜在的生物安全威胁。目前, 中国针对饲养动物疫病的监测检测系统和法律法规较为健全, 但针对野生动物的疫源疫病监测仍比较薄弱。根据“One Health”的理念, 野生动物疫源疫病的有效监测与相应防治措施的落实, 不仅可以为人兽共患病的大规模流行做出预警并降低其几率, 同时也为野生动物种群的健康提供了保障。本研究通过国际案例的比较分析, 提出有效的野生动物疫源疫病监测系统特征。同时, 通过对我国现有监测体系的研究分析, 结合利益相关方访谈以及实地调查, 提出了完善现有系统的主要措施建议。建议包括: (1)推进不同政府部门间的资源互通, 提高国家疫病监测体系应对跨学科、跨领域问题的综合能力; (2)针对人及饲养动物与野生动物接触频繁的生产生活方式, 应建立重点监测管理和响应机制; (3)提高对科学技术的重视, 包括建立野生动物疫病参考实验室、提升相关工作人员的技术能力等, 保障科学的监测方案和检测方法; (4)建立基于公众和现有监测资源的信息上报、汇总系统, 提升野生动物疫病监测的公众参与度和信息透明度。     

山地-绿洲“共轭型”生态牧场理念源起、概念框架与发展模式——以祁连山牧区为例

区域协调发展空间布局及耦合效应是国土空间治理现代化、区域生态保护和高质量发展绕不开的重要命题。本研究利用146户牧户访谈和21次管理部门调研资料,结合卫星遥感数据和文献资料,从“三生”(生产、生活、生态)视角爬梳祁连山草地畜牧业、河西走廊饲草种植业、牧户生计路径策略的历史源起和发展历程。在生态系统服务流理论指导下深入刻画了祁连山与河西走廊农牧耦合系统的空间联系,诠释了祁连山-河西走廊“共轭型”生态牧场概念框架与发展模式。研究认为：(1)2011年“草原生态奖补政策”实施以来祁连山地区植被覆盖度增加显著(P<0.05);传统牧业户、生态移民户的生计多样化指数分别是2.22和2.69,生计能力脆弱;外购草料、舍饲养殖、人工种草、异地借牧(秸秆补饲)、流转草原等是牧户落实草畜动态平衡的基础性生计策略,实现了祁连山草地畜牧业由超载过牧到“超载不过牧”的跨越式转型;(2)祁连山山地系统将生态系统服务(淡水资源供给)外溢至河西走廊绿洲系统以支撑饲草种植业发展,河西走廊饲草种植业提供优质饲草“反哺”祁连山草地畜牧业发展,二者构成了山地-绿洲“共轭空间”;借助外界物质能量输入路径的“虚拟草场”模...     

虾类血细胞的分类与功能研究进展

血细胞在动物的免疫防御体系中扮演了重要的角色,尤其是对缺少适应性免疫的无脊椎动物.在这些动物中,血细胞既参与细胞免疫的吞噬、包囊、结节等作用,还参与体液免疫中许多免疫因子的生成与储存.对不同动物类群的血细胞的不同亚群进行区分,是深入了解其免疫机制与血细胞功能的基础.尽管国内外学者利用不同的方法,针对虾类血细胞的不同亚群...     

虾池生态系能量收支和流动的初步分析

根据日本刺沙蚕作为动物性活饵在虾池食物链中的作用,对虾池生态系中的有机质收支,生物能量流动及其转化效率进行了分析。结果表明,虾池在养殖期间输入和合成的有机质能量为１３７２５．１４ｋＪ／ｍ＾２,其中,初级产量为７５２３．８２ｋＪ／ｍ＾２,约占总输入的５５％。有机质在养殖期间的支出量平均１０３５９．３８ｋＪ／ｍ＾２,其中,生物呼吸７９８８．４９ｋＪ／ｍ＾２,占总支出的７７％;对虾产量平均８７４．４８ｋ     

广州市生态可持续发展水平对比评价

基于城市自然-经济-社会复合生态系统原理,应用层次分析法、综合指数法,建立城市生态可持续发展水平测度指标体系,并将广州市与北京、上海、深圳市进行对比评价,最后得出各城市生态化水平、生态可持续发展水平及发展特点等结论。广州现状自然生态化水平、生态可持续发展水平低于深圳、略低于北京,高于上海,在国内大城市中属良好水平;经济生态指数低于深圳、略低于上海,高于北京,在国内大城市中也属良好水平;社会生态指数在四城市中最低。指标及其权重的选定考虑了各指标的层次性、代表性,也考虑到指标数据资料易统计、更客观和可比较等原则。     

PS1沼泽红假单胞菌对集约化对虾养殖废水的净化作用

应用光合细菌PS1——沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）净化集约化对虾养殖废水,探讨不同温度、不同菌浓度下PS1对养殖废水的净化效果。研究结果表明：PS1可有效降低对虾养殖废水中的COD、NH4^＋-N、NO3^-N、PO4^3--P,但对NO2^--N无降解效果,反而使之持续升高;PS1对养殖废水96h的降解率受温度和添加菌浓度的影响显著（P〈0．05）。当温度为26℃时,PS1对废水的降解活性较好;不同菌浓度组间的净化效果差异明显（P〈0．05）,综合净化效果,以12．5×10^5 CFU／ml的菌浓度为宜。     

基于生态红线划定的祁连山生态保护性开发研究

运用祁连山地区的自然环境数据和社会经济数据,基于GIS平台、加权求和多指标运算模型,选取了30个指标,从生态弹性力、生态敏感性和社会经济影响力3个方面,构建了生态红线评价指标体系,对祁连山生态保护性开发进行研究分析。结果表明:生态红、黄、绿线区,分别占研究区面积的32%、40%、28%。生态红线区主要分布于祁连山的西南段、托来山以南、青海湖区及区内所有冰川分布地区,应实行最严格的管控;生态黄线区是祁连山分布面积最广的区域,主要集中在祁连山中、西段,湟水谷地的中游及乌鞘岭南部,应以修复生态环境和提供部分农产品为主;生态绿线区主要分布在疏勒南山以东地区,应保护优先,以提供生态产品为主,分区开展各具民族特色的生态旅游。     

生态系统质量及其状态演变的生态学理论和评估方法之探索

生态文明建设和生态环境治理是国家治理的基本任务之一,我国已经明确提出了提升生态系统质量和稳定性的目标。然而,生态系统质量的科学概念及其状态演变的评估理论和方法却是一直困扰学术界且尚未形成广泛共识的难题。本文在梳理生态系统质量的科学概念及其状态演变研究进展基础上,借鉴物质生产的产品质量、质量管理和质量评价概念,论述了生态系统质量概念及生态学理论基础,从生态系统的自然属性-社会属性-经济属性及其相互关系,生态系统组分-结构-过程-功能-服务-功效的级联关系,系统要素-系统-环境互馈关系,以及生态系统的状态波动-数量变化-质量改变的逻辑关系等视角,讨论了生态系统质量及演变的科学内涵,进而从自然资源环境系统、典型生态系统、区域宏观生态系统、生态工程效应/功效等方面,提出了多应用目标的生态系统质量变化评估的视角和方法。     

Microsatellite development suggests evidence of polyploidy in the social sponge-dwelling snapping shrimp Zuzalpheus brooksi

We isolated and characterized 33 novel, polymorphic microsatellite loci from the social sponge‐dwelling snapping shrimp Zuzalpheus brooksi. We screened all 33 loci in approximately 31 individuals from a population of Z. brooksi from the Florida Keys, USA and found an average of 16 alleles per locus. Approximately 25% of the loci showed more than two bands per individual, suggesting evidence of high gene duplication, or more likely, polyploidy, which is common in crustaceans. The 25 disomic loci had an observed heterozygosity of 0.57 (range = 0.03–1.00) and will be useful for studying the social organization in Zuzalpheus shrimp.     

The effects of exposure to critical thermal maxima on the physiological,metabolic, and immunological responses in adult white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone)

Exposure to thermal stress was shown to have a significant effect on the osmotic pressure of the hemolymph, glucose levels, total count of hemocyte (TCH), and proPO activity in adult white shrimp Litopenaeus vannamei. Exposure of the shrimp to CTMax significantly increased the osmotic pressure of the hemolymph relative to the control group. In organisms reaching CTMax, temperature elicited a secondary stress response that included an increase in hemolymph glucose of 31?mg?mL^?1. Metabolites in hemolymph such as cholesterol, acylglycerides, and total protein were not significantly affected by exposure to CTMax. CTMax exposure affected several immunological parameters causing decreases in TCH and proPO activity. We suggested that biomarkers such as osmolality, glucose levels, TCH, and proPO activity could be used as sensitive predictors of exposure to CTMax in white shrimp.     

A general ecophysiological framework for modelling the impact of pests and pathogens on forest ecosystems.

Forest insects and pathogens (FIPs) have enormous impacts on community dynamics, carbon storage and ecosystem services, however, ecosystem modelling of FIPs is limited due to their variability in severity and extent. We present a general framework for modelling FIP disturbances through their impacts on tree ecophysiology. Five pathways are identified as the basis for functional groupings: increases in leaf, stem and root turnover, and reductions in phloem and xylem transport. A simple ecophysiological model was used to explore the sensitivity of forest growth, mortality and ecosystem fluxes to varying outbreak severity. Across all pathways, low infection was associated with growth reduction but limited mortality. Moderate infection led to individual tree mortality, whereas high levels led to stand‐level die‐offs delayed over multiple years. Delayed mortality is consistent with observations and critical for capturing biophysical, biogeochemical and successional responses. This framework enables novel predictions under present and future global change scenarios.