中国生态系统水源涵养空间特征及其影响因素

水源涵养是陆地生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等自然过程,其变化将直接影响区域气候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。我国水资源贫乏,降水时空分布不均,在区域尺度上评估全国生态系统水源涵养功能空间特征及其影响因素,对科学认识和合理保护我国生态系统水源涵养,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以全国生态系统水源涵养功能为研究对象,通过收集和分析相关数据,对各类典型生态系统水源涵养数据进行归类与统计,在区域尺度上评估中国生态系统水源涵养功能,并分析气候与人类活动对其影响。结果表明:(1)中国水源涵养总体上呈现东南高西北低、由东到西逐渐递减特征。2010年全国生态系统水源涵养总量为12224.33亿m~3。(2)森林是我国生态系统水源涵养的主体,其水源涵养量最高,占全国水源涵养总量的60.80%。其中,常绿针叶林生态系统水源涵养量最多,而常绿阔叶林水源涵养能力最高。按流域统计,相对于其他一级流域,长江流域生态系统的水源涵养量最高。(3)中国生态系统水源涵养受气候和人类活动的影响,与降水、温度、蒸散、坡度、COD密度和长江生态工程呈现显著的正相关,而与GDP密度和农村人口密度呈现明显的负相关。     

优良种子资源对林下农业经济发展的影响

森林生态系统是一个由生物和环境互相作用组成的层次复杂、功能多样的立体体系.森林生态系统不但能给人类提供大量的木材及林业产品,在生态方面还具有调节气候、涵养水源、保持水土等重要作用.林下经济是我国林业经济迅速发展的产物和必然结果.林下经济坚持以保护生态平衡和自然环境为前提,坚持可持续发展为理念,以科技创新为手段,因地因时...     

森林生态系统水源涵养功能研究进展与展望

森林的水源涵养功能是森林生态系统服务功能的重要方面,一直受到社会广泛关注。经过半个多世纪的发展,我国在认知森林的水源涵养功能及其机制、开展水源涵养功能的价值评估、服务水源涵养林的建设与管理等方面取得了一定进展。然而,在森林生态系统水源涵养功能的内涵边界、过程机制等关键层面上尚未形成统一的认知,严重限制了该领域有关研究成果的实践应用。为此,本文在综述森林生态系统水源涵养功能研究现状的基础上,审视与解析森林水源涵养功能的概念内涵、形成过程与综合特征,并基于该领域研究进展提出未来应加强的研究方面,以期服务于森林生态系统服务功能评估以及生态公益林管理等。     

基于功能与空间格局的区域生态系统保育策略

本研究以位于长江流域的湖北省兴山县为研究区域,着重讨论了基于功能与空间格局的生态系统保育策略,即以改善生态系统功能为评价指标,以调整生态因子的空间格局为手段的生态系统保育策略。根据该县的地理位置,我们以生态系统功能中的水源涵养为森林生态系统保育的评价指标。利用基于地理信息系统的空间数据库,分析了研究区域内90类植被－土壤－坡度复合体的水涵养功能,综合评价了整个研究区域中生态系统的水涵养能力。利用生态系统中水涵养能力的空间异质性和变化－位置效应在生态因子改变中的作用,我们提出了“基于空间格局的森林扩展”的策略。将该策略应用于兴山县的生态系统保育,以期达到保育森林与改善水涵养能力的双重目的。本研究为保育、管理和持续利用长江流域和其他遭遇同样问题的区域的生态系统提供了有价值的信息。     

基于功能与空间格局的区域生态系统保管策略

本研究以位于长江流域的湖北省兴山县为研究区域,着重讨论了基于功能与空间格局的生态系统保育策略,即以改善生态系统功能为评价指标,以调整生态因子的空间格局为手段的生态系统保育策略。根据该县的地理位置,我们以生态系统功能中的水源函养为森林生态系统保育的评价指标。利用基于地理信息系统的水涵养能力。利用生态系统中水涵养能力的空间异质性和变化－位置效应在生态因子改变中的作用,我们提出了“基于空间格局的森林扩展”的策略。将该策略应用于兴山县的生态系统保育,以期达到保育森林与改善水涵养能力的双重目的。本研究为保育,管理和持续利用长江流域和其他遭遇同样问题的区域的生态系统提供了有价值的信息。     

东江流域森林水源涵养功能空间格局评价

东江流域森林水源涵养功能对于保障流域可持续发展具有重要作用。应用In VEST模型,结合东江流域土地覆盖分类数据、气候数据、土壤数据评估了东江流域森林水源涵养功能的空间分布。结果表明:东江流域森林生态系统水源涵养总量为47.29×10~8m~3,水源涵养功能最高为572.6 mm,平均水源涵养功能为204.15 mm。东江流域森林水源涵养功能在空间上呈现出不同的分布特征,流域内森林水源涵养功能随海拔升高呈现先上升后降低的趋势,在海拔900—1200 m范围,水源涵养功能平均值达到最大值270 mm;流域内森林水源涵养功能随坡度升高呈增加趋势,在坡度大于50°的区域,森林水源涵养功能平均值增加到327.2 mm,高于流域平均水平60%。流域水源涵养功能呈现中游下游上游的空间格局,流域上、中、下游地区的水源涵养总量占流域的比例分别为11%、72%、17%。     

辽宁省森林生态系统服务价值评估

基于森林生态系统的长期、连续定位观测,采用辽宁省2006年森林资源清查数据,利用中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范(LY/T1721—2008)》对辽宁省14个地市的主要植被类型生态系统功能进行了物质量和价值量评估.结果表明:2006年,辽宁省森林生态系统水源涵养、保育土壤、固碳制氧、营养物质积累、净化环境、生物多样性保护、森林游憩所提供的服务价值为2591.72亿元,分别为同年辽宁省林业总产值和同年辽宁省国内生产总值(GDP)的8.54倍和28.02%;涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧价值合计占总服务价值的79.09%,是辽宁省森林主要的生态系统服务功能;经济林、灌木林的单位面积生态系统服务价值较小,但面积较大,其总生态系统服务价值不容忽视;冷杉林、水曲柳林、黄波罗林和核桃楸林是辽宁省典型地带性植被,具有较高的生物多样性价值;受气候等因素的影响,辽宁省西部森林面积及森林质量均低于东部.     

长白山森林生态系统服务功能

长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的、保存最完好的温带山地森林生态系统, 对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要的作 用. 采用物质量和价值量相结合的评价方法, 对长白山北坡森林生态系统的生态旅游、森林林副产品、木材、涵养水源、水土保持、净化空气、营养元素循环等服务价值及其总体服务价值进行了评估及动态分析. 结果表明, 1999年服务功能价值达3.38 ´ 10⁸万元. 涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分, 占66%, 涵养水源和净化空气作为森林生态系统最重要的生态功能, 其服务价值占总服务价值的80%, 而木材生产的服务价值仅占总价值的7%. 由此可见, 木材生产并不是森林生态系统服务价值中的主要部分, 充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能, 才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径.     

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.     

森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法

近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑。从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征。从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量。同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流。大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究。建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法。就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法。研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题。     

潭江流域森林碳储量及其动态变化

根据森林碳储量的计算方法和森林资源清查资料,结合实地调查校正,估算了11年来快速城市化过程中潭江流域森林的碳储量及其动态变化,分析了人口密度、GDP增长与森林的碳储量、碳密度的相关关系.结果表明,潭江流域森林碳储量由1990年的5.906×10⁶t增长到2001年的7.852×10⁶t,年均增长0.18×10⁶ t,增长率为3.05%,起到了碳汇的作用.人口密度的增加和经济的快速发展没有影响到森林碳储量和碳密度的增加,但林业发展速度远落后于经济发展的速度.合理的林业管理模式与经济发展相互协调是流域森林生态系统在城市化过程中提供更好的服务功能并促使区域生态环境可持续发展的关键.     

Biotechnological efforts for preserving and enhancing temperate hardwood tree biodiversity,health, and productivity

Hardwood tree species in forest, plantation, and urban environments (temperate regions of the world) are important biological resources that play a significant role in the economy and the ecology of terrestrial ecosystems, and they have aesthetic and spiritual value. Because of these many values of hardwood tree species, preserving forest tree biodiversity through the use of biotechnological approaches should be an integral component in any forestry program in addition to large-scale ecologically sustainable forest management and preservation of the urban forest environment. Biotechnological tools are available for conserving tree species as well as genetic characterization that will be needed for deployment of germplasm through restoration activities. This review concentrates on the biotechnological tools available for conserving, characterizing, evaluating, and enhancing hardwood forest tree biodiversity. We focus mainly on species grown for lumber and wood products, not species grown mainly for fiber (pulp and paper production). We also present a brief summary of the importance of non-wood forest products from temperate hardwood tree species (a research area that needs further development using biotechnological techniques) and a few case studies for preserving forest tree biodiversity.     

广东省鹤山市林业生态规划研究

森林作为陆地生态系统的主体,在改善生态环境方面起着重要作用,而且能够带来良好的社会经济和文化效益。社会经济发展中所造成的气候变化、林地退化、水资源污染等环境问题,都可以通过森林资源的规划和保护而得到减缓。广东省鹤山市在发展工业的过程也面临着同样的生态环境问题,森林生态系统受到了干扰。基于此,论文依据鹤山市森林资源现状、社会经济发展状况、生态系统服务功能评估结果,提出其林业发展的长、短期目标,以及林业整体结构布局和空间布局,即北部"两带",中部"一核五楔",西部"一片"的发展模式。以期优化林业整体布局,最终实现高效发挥森林生态系统服务功能价值并支撑地区经济发展的目的。     

珠江三角洲的人口时空变化及其对资源和环境的影响

改革开放以来,随着珠江三角洲经济的高速发展同时,该区人口大幅增长,对资源、环境的压力不断增大,制约着该区社会经济的持续发展。本文分析了近年来该区的人口时空变化情况及其与经济发展之间的互动关系,指出人口增长使该区土地资源和森林资源人均占有量进一步降低,大气和水环境污染加重。因此,解决人口问题是实现珠江三角洲可持续发展的关键。严格控制人口。合理利用资源,优化产业结构,增加环保投资和加强区域整体协调是珠江三角洲实现可持续发展的基本对策。     

热带亚热带退化生态系统的恢复与复合农林业

我国热带亚热带是人口和环境压力最大的区域之一。原有自然生态系统遭到很大的破坏,退化生态系统大面积增加,这是严重制约农业生产发展的重要因素。长期的恢复生态学定点研究表明,通过综合整治,使退化生态系统得以恢复与重建,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。在丘陵山区进行退化生态系统的恢复与重建实践中所构建的“林果草(牧)鱼”复合生态系统,是高产、高质、高效的复合农林业模式,是促进地方农业经济发展的有效途径。     

塔里木河流域相对资源承载力

基于改进的相对资源承载力模型,计算2000-2011年塔里木河流域的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,并探讨塔河流域42个县市相对资源承载力的演变规律及空间差异。研究表明:(1)改进的相对资源承载力模型具有一定的研究价值,对于拓宽相对资源承载力评价模型的应用具有实践意义。(2)以新疆为参照区,塔河流域2000-2011年处于人口严重超载、经济非常富余或富余阶段。(3)与全疆相比,土地资源是塔河流域的相对优势资源,水资源是制约塔河流域人口、经济发展的相对劣势资源。(4)以塔河流域为参照区,流域内42个县市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力的空间差异显著。(4)依据相对资源人口、经济承载力的超载、富余状态将塔河流域42县市归为A、B、C、D 4种资源承载力匹配区,并总结其时序演变特点和发展策略。     

Ecosystems patterns and dynamics in Haihe river basin

Research on ecosystems patterns and dynamics is critical for understanding the regional problems of resources and environment. In this study, based on the technology of RS and GIS, the composition, patterns and dynamics of the ecosystems in Haihe river basin during 1990–2005 were analyzed using landscape indices including the area of average patches, aggregation index and Shannon–Weaver diversity index. According to the development situation of economy and society in Haihe river basin, some driving factors for dynamics of ecosystems patterns were concluded based on correlation analysis. Results showed that the ecosystems patterns in Haihe river basin changed greatly from 1990 to 2005. The area of urban and grassland increased, but farmland, forest and wetland decreased. As for landscape indices, the area of average patches, value of aggregation index, clump index and diversity index all increased, indicating the trend of evenness for the whole ecosystems. Growth of population, economy growth together with urbanization and policy were the main driving factors for dynamics of ecosystem pattern in this basin.     

海南典型有害植物的入侵扩散机理研究进展

有害植物成灾会对农林业生态系统、经济和环境造成巨大影响。本文对海南典型入侵植物薇甘菊、假臭草及土著灾变植物金钟藤的成灾扩散机理研究做一综述,以期为海南有害植物的研究和管理提供依据。自然及人为干扰造成的薇甘菊匍匐茎克隆片段有较高的再生能力,其再生能力和生长与储存在节间和叶子中的资源呈正相关。假臭草随土壤养分条件的改善比本地种获利更多,说明农田施肥等干扰因素可能促进假臭草相对于本地种的种群优势。金钟藤已扩散至海南五指山有旅游活动的自然林;调查和移栽试验发现,其可能是先在受干扰严重的林缘和旅游小径边定植,之后通过匍匐和攀爬生长扩散至附近的自然林。这些结果强调了人类活动、高养分条件及物种自身性状等在有害植物成灾中的作用。未来仍需系统、深入地研究有害植物成灾扩散的机理及其控制对策,为减弱有害植物的扩散和危害提供参考,并为海南国际旅游岛的建设提供安全保证。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。