Ecosystem health assessment on the hill and gully area of loess Plateau in Inner Mongolia, China

Maintenance of ecosystem health is the primary focus of a sound ecological restoration. Yet methods involved in quantifying and assessing the health level remain a challenge to the ecological community. In this study, we selected the hill and gully area of Loess Plateau, Inner Mongolia, China, as our study area. The soil and water erosions in this area continue to be responsible for many environmental problems in northern China because of its fragility and long disturbance history. In this study, we developed an assessment method of indicator system (AMIS) based on analytical hierarchy process (AHP), fuzzy mathematics, and the theory of net-hierarchy. At ecosystem or catchment scale, three sample areas, that is (1) intact vegetation (i.e., Aguimiao Natural Reserve, 110°45′E, 39°28′N), (2) reconstructed vegetation (Wufendigou Soil and Water Conservation Experimental Area, 111°07′E, 39°45′N), and (3) severely degraded vegetation (Yangquangou Catchment, 111°06′E, 39°45′N) in the hill and gully area of Loess Plateau in Inner Mongolia, China, were selected to examine ecosystem vigor, organizational structure, service function, and soil health. We applied the AMIS for all three landscapes by categorizing each ecosystem into five health levels. We found that the health index for reconstructed vegetation were at levels of IV, II, IV, and III, while those of degraded vegetation were ranked at V, IV, V, and IV. Overall, the comprehensive ecosystem health index of reconstructed vegetation was lower than that of intact vegetation but higher than that of degraded vegetation. The health index for reconstructed vegetation was at level III, and that of degraded vegetation was still at level IV. The contributing values were: organization structure > soil health > vigor > service function. Based on our results and assessments, we proposed several management recommendations and methods for restoring the regional ecosystems. __________ Translated from Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(5): 1048–1056 [译自: 生态学报, 2005, 25(5): 1048–1056]     

内蒙古黄土丘陵沟壑区生态系统健康评价

采用指标体系评价法,按自然指标体系,从生态系统活力、组织结构、系统服务功能和土壤健康等方面,以内蒙古黄土丘陵沟壑区为研究对象,分别选择原生植被区、人工恢复治理区、退化未治理区等3个样区,对其生态系统健康状况进行分析和评价,提出了适合于该区域的生态系统健康评价指标体系和权重体系,建立了适合于该区域的生态系统健康评价指数、评价模型和指标分级标准。最后,从自然生态学角度,结合研究区的实际情况,对该区域的生态系统健康恢复途径、生态系统管理和可持续发展策略提出了一些具有针对性的建议和措施,并对生态系统健康评价的进一步研究进行了展望。     

大亚湾石化排污海域生态系统健康评价

基于近海生态系统健康评价模型,以2011—2012年间海洋生态环境调查数据为基础,对大亚湾石化排污海域的生态系统健康状态进行了综合评价。结果表明:丰水期(2011年8月),大亚湾石化排污海域生态系统健康综合指数为0.808,健康状态为"好",空间分布为近岸海域健康状况好于远岸海域,其中底栖生物多样性综合指数是影响该海域生态系统健康的主要负面因子。枯水期(2012年1月),石化排污海域生态系统健康综合指数为0.767,健康状态为"一般",远岸海域健康状况好于近岸海域,浮游植物多样性综合指数和底栖生物多样性综合指数是影响该海域生态系统健康的主要负面因子。与2006—2007年相比,大亚湾石化排污海域生态系统的健康状况正向"一般"状态退化。     

基于可变模糊评价模型的东山湾生态系统健康评价

根据东山湾海域环境污染现状和生态系统的特点,从水质环境、沉积物环境、生物残毒以及海洋生物方面构建了东山湾生态系统健康评价指标体系,提出了基于可变模糊评价模型的海湾生态系统健康评价方法,并利用该方法对东山湾生态系统健康状况进行了评价。结果表明:东山湾春季生态系统健康指数为2.36,秋季为2.44,均处于"良与中之间,偏良"水平,春季略优于秋季。影响东山湾生态系统健康状况的主要负面指标因子为鱼卵及仔鱼密度(春秋季健康指数均值为4.95)、营养水平(秋季健康指数为4.47)和底栖生物生物量(春季健康指数为3.59)。实例研究表明该方法通过准则参数α和距离参数p的不同组合变化,以线性与非线性相结合,能够较客观系统、标准量化地评价海湾生态系统健康状况的优劣,。     

基于牧户感知和野外调查相结合的内蒙古东部草甸草原健康评价

治理草原退化是我国草原管理的重点和难点。我国目前关于草原退化判断、退化程度、原因及治理等系列问题的确定几乎皆以科学研究结果为依据,而忽视了牧户作为草原直接使用者和管理者的重要性。牧户对草原有自己的判断和认知,其与科学方法研究之间的矛盾已经影响到草原生态保护政策的有效实施。以内蒙古东部草甸草原牧户尺度草原为研究对象,借助牧户调研和野外调查相结合的方法,将牧户划分为高、中、低3个经济水平,并运用Condition-Vigor-Organization-Resilience (CVOR)指数评价法,分析评价草原生态系统健康状况。研究结果显示,牧户对草原健康状况的感知主要从植被、土壤、牲畜等方面,与科学方法评价指标选取具有相似性;牧户感知和CVOR指数法评价结果具有一致性,均判定草原生态系统呈现不同程度退化;统计检验显示牧户对植被、土壤、牲畜影响等指标变化感知方面均不存在显著差异(P0.05),CVOR指数法下不同经济水平牧户草场健康指数之间亦无显著差异(P0.05),两种方法均显示不同经济水平牧户草场退化程度无显著差异(P0.05)。研究证实了牧户感知在指标选取、评价结果方面具备用于准确评价草原健康状况的可行性和可信度。两种方法相互补充,将有利于更加准确、实时动态监测和评价牧户尺度草原生态健康状况,为调整优化畜牧业生产实践提供指导和草原生态保护和建设政策的有效实施提供保障。     

城市河湖生态系统健康评价——以北京市“六海”为例

健康的城市河湖才能发挥生态环境功能,体现景观和人文价值。城市河湖健康评价是城市河湖科学管理和生态恢复的前提和基础。对城市河湖生态系统健康概念和内涵进行了探讨,建立了评价指标体系和评价模型。以北京“六海”为例,对各子湖的健康状况进行比较评价。结果表明,中海和南海处于不健康向临界转化的状态,其余4个湖均处于不健康状态;水环境质量、水生态系统结构和功能以及水滨空间结构是影响“六海”健康水平的制约因素;除南海外,各湖的健康程度都处于很差的级别。中海和南海的整体生态环境好于其余4湖,对健康和临界状态的隶属度之和接近0.6,可恢复程度处于中等水平;其余4湖对健康和临界状态的隶属度之和均小于0.3,恢复困难。对“六海”的生态恢复和科学管理提出建议:①控制点源、面源污染,改善入湖和湖水水质;②改善“六海”的水文条件;③恢复水生态系统结构和水滨空间。     

内蒙古高原针茅草原植物多样性与植物功能群组成对群落初级生产力稳定性的影响

内蒙古高原4类地带性草原群落,贝加尔针茅（Stipa baicalensis Roshew.）群落、大针茅（S.grandis P.Smirn.）群落、克氏针茅（S.krylovii Roshev.）群落和小针茅（S.klemenzii Roshev.）群落初级生产力连续12年的定位研究结果表明,在气修波动下群落生产力及其稳定性与群落多样性特征的变化是一致的,从贝加尔针茅群落到小针茅群落。植物多样性显下降,群东中起重要作用的植物功能群的数量逐渐减少,群落初级生产力及其稳定性也逐渐降低。生活型功能群组成中,多年生丛生禾草、多年生根茎禾草与苔草和多年生杂类草功能群多样性与群落初级生产力稳定性极显地呈正相关。生态类群组成中,旱生植物和中旱生植物功能群多样性也与群落初级生产力稳定性极显地呈正相关,生态位互补效应（niche complementary effect）可能是高植物多样性群落具有高生产力的机制,而植物多样性对群落初级生产力稳定性的影响可能是通过不同功能群间的补偿作用来实现的。     

哈尼梯田湿地生态系统健康评价指标体系构建

为了获得梯田湿地生态系统健康评价的指标体系,以云南红河哈尼梯田湿地为例,基于对该湿地维持机制的分析,构建了包括生态特征、功能整合、社会与政治3个方面共20个指标的健康评价指标体系以及各个指标的健康阈值分级表。同时,利用AHP层次分析法确定了各指标的权重,运用综合评价法对梯田湿地生态系统的健康状态进行评价。本研究构建的评价指标体系解决了哈尼梯田湿地生态系统缺乏健康评价指标体系和支持理论的问题,为评价该类型湿地生态系统的健康状态提供指导方法,能够依据其评价结果为后续湿地健康质量的提升及湿地的可持续利用发展提出改进策略。     

生态系统健康评价:方法与方向

生态系统为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。生态系统服务功能是人类生存和发展的基础。同时,一个生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗干扰和恢复能力,才能长期为人类社会提供服务,因此,生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。影响生态系统健康的原因有很多,多为人类活动所致。例如,污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种入侵和水资源不合理利用等是影响水生态系统健康的主要原因。评价生态系统健康需要基于功能过程来确定指标,特别是评价其受干扰后的恢复能力。包括其完整性、适应性和效率。生态系统健康评价方法尚处于实验和发展阶段,有必要对现有成果进行及时总结,提出方向,以促进生态系统健康研究的发展。生态系统健康评价主要包括指示物种和指标体系两种方法。在生态系统健康研究中,指示物种的选择应该谨慎,要综合考虑到它们的敏感性和可靠性,即要明确它们对生态系统健康指示作用的强弱。在水生态系统研究中,己被选择的指示物种有,浮游生物、底栖无脊椎动物、鱼类和不同水平生物的综合。建立生态系统健康评价指标体系大可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学、生态系统医学等方面和不同尺度指标的综合;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价,如景观格局、土地利用变化。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价的指示物处和指标体系等方面存在各种争论,生态系统健康评价正在不断的争论中走向成熟。其未来发展方向是结合经济学、社会学和健康科学煌定量化生物学途径。生态系统健康评价的目的不是为生态系统诊断疾病,而定义生态系统的一个期望状态,确定生态系统破坏的阈限,并在文化、道德、政策、法律、法规的约束下,实施有效的生态系统管理。     

黄土丘陵小流域景观格局指数的粒度效应

采用基于GIS的景观格局分析法,研究了1975-2007年黄土丘陵沟壑区大南沟小流域景观格局指数在1～50 m粒度范围内的粒度效应.结果表明：研究区小流域景观格局指数的粒度效应明显,不同年份之间的差异显著;该区景观格局指数的粒度效应可分为5种类型,即稳定不变型、平稳降低型、波动降低型、波幅增强型和不规则变化型.研究区景观的斑块丰富度属于稳定不变型,即随着粒度增大保持不变;边界长度、边界密度、景观形状指数、聚合度指数和蔓延度指数属于平衡降低型,即随着粒度增大呈显著的线性降低趋势;分维数随粒度增大呈波动递减趋势,属于波动降低型粒度效应;景观总面积、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数的波幅呈显著增大趋势,属于波幅增强型粒度效应;不规则变化型粒度效应的景观格局指数包括斑块数、斑块密度、平均斑块面积、最大斑块指数、破碎度指数和景观分离度指数.1975年研究区上述景观格局指数的粒度效应与其他年份之间的差异显著,甚至截然相反.     

A Quantitative Health Evaluation of an Eco-Economy in the Semi-Arid Loess Plateau of China

Understanding the factors that affect the health of a semi-arid region's eco-economy is necessary for its sustainable development. The health evaluation, or diagnoses, of an eco-economy at the small watershed scale requires the integrated analysis of ecological, economic, and social factors, yet few studies have achieved this. The health of an eco-economy comprises three components: vigor, organization, and resilience. We use an analytic hierarchy process to develop a health evaluation index system that evaluates the health of an eco-economy system. We then use this diagnostic method to explore the factors affecting the health status of a semi-arid loess watershed in China in 2007 and 2009. The results show that between 2007 and 2009 the health status of the eco-economy improved from the “better” stage to the “benign circle” stage. The primary productivity of grassland, land productivity, rural per capita net income, number of livestock per household, input–output ratio, commodity rate of farm produce, and labor productivity were the main factors influencing the health of this eco-economy. Furthermore, this study shows that the eco-economy depends on material input from regions outside the watershed.     

黄土高塬沟壑区草地沟头立壁土壤抗冲性特征

黄土高原植被恢复使沟头立璧土壤侵蚀过程发生显著变化.为明确黄土高塬沟壑区草地沟头立壁土壤抗冲性特征及其影响因素,以裸地为对照,利用室内原状土槽冲刷试验研究了草地沟头立壁O～1m不同土层(0～10、10～20、20 ～ 40、40～ 60、60 ～ 80、80～ 100 cm)土壤理化性质和抗冲性特征.结果 表明:草地和...     

陕北黄土丘陵沟壑区坡沟立地环境下幼苗的存活特征

幼苗是植被恢复演替的基础, 在生态系统中具有非常重要的作用。为了探索黄土丘陵沟壑区坡沟立地环境下幼苗的存活特征, 在陕西省安塞县宋家沟和纸坊沟流域设置15个固定样地进行定点动态监测, 运用单因素方差分析法和系统聚类分析法对不同立地环境下的幼苗密度和幼苗存活率进行了分析。结果表明: 1)不同坡沟立地环境下, 幼苗存活特征差异明显, 整体表现为阳坡幼苗密度较小而存活率较高, 阴坡幼苗密度较大但存活率较低。2)细裂叶莲蒿(Artemisia gmelinii)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)等物种具有较高的幼苗存活率, 在生存竞争中幼苗是以“质”取胜; 而猪毛蒿(Artemisia scoparia)、中华苦荬菜(Ixeris chinensis)、阴行草(Siphonostegia chinensis)等物种具有较高的幼苗密度, 在生存竞争中是以“量”取胜。3)同一物种在坡沟立地环境下表现出不同的存活曲线, 不同物种在不同立地环境下也可呈现同一存活曲线; 细裂叶莲蒿、菊叶委陵菜、长芒草(Stipa bungeana)、阿尔泰狗娃花、兴安胡枝子(Lespedeza davurica)等物种, 幼苗不仅在雨季存活能力强且具有较强的越冬能力; 猪毛蒿、香青兰(Dracocephalum moldavica)、臭蒿(Artemisia hedinii)等物种在雨季前幼苗存活能力较强, 但冬季存活能力弱。4)坡面不同微环境下幼苗存活特征也存在差异, 即微环境的改变在一定程度上影响着幼苗的生长、存活和越冬。因此, 在黄土丘陵沟壑区应根据物种幼苗存活特性对幼苗进行适当的抚育管理, 这将有利于幼苗的建植和植被更新。     

内蒙古草地畜牧业可持续发展的生物经济原则研究

草地畜牧业可持续发展的三大生物经济原则为草场不退化原则,最大生物学效率原则和风险,利润权衡原则：（1）草场不退化原则。在冷蒿小禾草退化草原上,暖季期间1．33－2．67羊／hm2的放牧率下可使其发生恢复演替,禾草的比例增大,植物多样性指数和均匀度指数均有所提高,从而达到利用式改良的目的;相反,若继续重牧或过牧,放牧绵羊喜食的植物种类将进一步减少,植物多样性指数也有所降低,最终将趋同于星毛委陵菜退化草原群落,且星毛委陵菜可能是草场沙化荒漠化的最后多年生植物屏障。（2）最大牧草利用效率原则,放牧绵羊的种群生闻,羯头应当年羔育肥出栏,其牧草利用效率不仅提高了4．6倍,且肉用性能可提高2．5倍,同时,应尽量控制羯羊越冬的数量,提高畜群中母羊的处理利润最高（1993年价格）,虽然5．33羊／hm2的公顷增重最大,但风险也大,且利润较低。故在综合考虑以上3个原则的基础上,可以通过提高生物学利用效率,即使降低放牧率也不会太大的影响牧民的利益,同时又减轻了生产风险,保护了生态环境,只有这样,才得以使草地畜牧持续发展。     

内蒙古被子植物新记录

报道了内蒙古被子植物3个分布新记录种:昆仑锦鸡儿(Caragana polourensis Franch.)、甘肃霸王(Zygophyllum kansuense Y.X.Liou)、口外糙苏(Phlomis jeholensis Nakai et Kitag.)。相关凭证标本均存放于内蒙古大学植物标本馆(HIMC)。     

大亚湾杨梅坑人工鱼礁区生态系统健康评价

以大亚湾杨梅坑人工鱼礁区海域2007～2009年间6个航次生态环境调查数据为基础,运用所建立的生态系统健康综合评价模型对该海域生态系统健康状况进行了综合评价。研究结果表明:(1)人工鱼礁区生态系统健康综合指数平均为0.794,生态系统健康总体状况处于较健康水平;(2)投礁后人工鱼礁区生态系统的健康状况明显提高,6个航次生态系统健康综合指数分别为0.713、0.807、0.830、0.841、0.759、0.815;(3)不同季节,生态系统健康水平呈现一定变化,总体以春、夏季节健康状况略优于秋、冬季节:(4)影响该海区生态系统健康的主要因素为海水总无机氮和沉积物无机碳。研究结果对于人工鱼礁区生态系统的管理、保护和规划具有参考意义。     

内蒙古胡列也吐的鹤类及保护

胡列也吐位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟陈巴尔虎旗境内 ,地理位置在东经 4 9°4 8′,北纬 1 1 8°2 7′ ,总面积为 4 0km2 。 1 998年笔者对本区的鹤类资源进行了为期一年的调查。本区共有 5种鹤栖息 ,本次共记录到 4种鹤计 78只。其中白头鹤 52只 ,丹顶鹤 1 1只 ,白枕鹤 4只 ,蓑羽鹤 1 1只。灰鹤在本区有分布 ,但本次调查未见。此外还记录到我国最大的白头鹤夏季集群。     

黄土丘陵区土壤质量评价指标研究

针对黄土丘陵区侵蚀土壤最主要的功能--生产力和抗侵蚀能力,运用敏感性分析、主成分分析和判别分析法,对10种土地利用类型、208个样点的32项土壤属性指标进行了筛选.结果表明,在黄土丘陵区,土壤速效磷含量、抗冲性、渗透系数、活性有机碳、有机质、脲酶作为土壤质量评价的高度敏感指标,是土壤质量恢复与调控的主要目标.土壤生物指标属于高度敏感和中度敏感指标.黄土丘陵区侵蚀土壤的29项理化及生物属性指标可以被归纳为5个土壤质量因子:有机质因子、质地因子、磷因子、孔隙因子和微结构因子.5个因子中,孔隙因子在不同土地利用方式之间差异不显著,其余4个质量因子在不同土地利用方式之间差异极显著.黄土丘陵区侵蚀土壤质量评价指标为有机质、渗透系数、抗冲性、CEC、蔗糖酶、团聚体平均重量直径、速效磷、微团聚体平均重量直径.其中,有机质、渗透系数、抗冲性是表征黄土丘陵区侵蚀土壤质量的关键指标.     

黄土高原集水农业研究进展

回顾了黄土高原集水农业理论与技术体系的研究成果．分析评价了集水农业的研究进展。随着黄土高原集水农业研究方法的改进、研究内容的深入、研究领域的扩充．提出了广义性集水农业研究范畴。在黄土高原集水农业理论研究的基础上．应加强微集雨微灌溉应用技术、现代集雨技术、计算机控制技术与集雨网络等高新技术手段的技术集成．以提高雨水汇集与利用效率。同时．黄土高原集水农业的研究已经从微生境条件下的农业生态系统延伸至区域生态环境保育。利用汇集雨水合理调配生态用水．进行小流域综合治理。农林牧综合发展。生态环境重建的集水型生态农业是黄土高原集水农业的发展趋势。     

Political ecology and environmental management in the Loess Plateau,China

This paper explores the changing political ecology of soil and water management—the articulation of physical and political-economic processes—in the Loess Plateau of north-central China. Market-oriented reforms and the shift from collective to household farming have created a diverse array of tenure, management, and financing arrangements. In the process relationships between farm households, the collective, and the state have been altered, with profound implications for land use and sustainability. The paper reviews the political ecology approach and its relevance to environmental management in China. An outline of the physical and economic context of soil erosion in the Loess Plateau is followed by examination of the impact of reform on rural environmental management. Local innovations in the organization of environmental management are highlighted. The conclusion comments on the utility of the regional political ecology approach and suggests some critical issues for further research.