阿拉善退化沙地飞播植物群落演替趋势研究

阿拉善沙地飞播植被的形成和发育与生长季中的降水量及其季节分配有关。调查结果表明,当播种时月降水量大于65mm时,植物群落中高或较高存在度的植物种是蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)、沙鞭(Psammochloa villose)和白沙蒿(Artemisia sphaerocephala),重要值分别是64.9%、61.6%和23.7%,生物量2038.2kg·hm-2。飞播种时月降水量小于40mm时,植物群落中高的或较高存在度的种是白沙蒿、葡根骆驼蓬(Peganum nigellastrum),重要值依次是65.5%～66.6%、35.7%～46.1%,生物量1827.3～1834.7kg·hm-2。飞播植物群落种的数量随生长季节的变化而异,在6～9月,白沙蒿的重要值和生物量所占群落总量的比率逐月增多,种的存在度保持稳定,表现了较强的适应能力。蒙古沙拐枣的重要值和生物量在6～8月间表现出增长趋势,9月生物量有所减少,但其在植物群落中的表现相对比较稳定。沙鞭的重要值和生物量随季节变化而减少,表现出衰退趋势。以上结果表明,在沙地人工建植白沙蒿和蒙古沙拐枣是治理退化沙地的有效措施。     

陷车之苦

夏季的江源区到处是沼泽,陷车是常有的事,往往让我们陷入困境。在前往长江正源——沱沱河姜古迪如冰川考察的路上,我们闯入一个山谷,周围有丰富的冰川沼泽湿地,到处湿漉漉一片,浅层地下水浸湿了这里的每一寸土地。车轮不停地左右打滑,此时发动机的轰鸣在我耳里就是悲惨的哀号。     

子午岭区生态系统服务权衡与协同变化及其影响因素

生态系统服务簇是多种生态系统服务的组合,可指征生态系统服务间权衡或协同关系。辨析服务簇内部的权衡与协同关系,有助于实现基于服务簇的生态分区与管理政策制定。基于InVEST模型,综合运用相关分析、聚类分析、主成分分析和冗余分析等,本研究揭示了子午岭区生态系统服务的空间群聚特征,探究了服务簇内部权衡与协同关系及生态系统服务的影响因素。结果表明: 2000—2017年,子午岭区生态系统服务整体得到改善。除土壤保持高值区在研究区北部较为集中外,其余生态系统服务高值区均在中部和南部较为集中。根据聚类结果将研究区在像元尺度上划分为4个生态系统服务簇,其中,核心保护簇内,产水服务与土壤保持存在较强权衡;粮食生产簇内,生境质量与产水服务、粮食生产存在较强权衡;生态过渡簇和生态脆弱簇内,服务间的协同关系广泛。生态系统服务同时受到自然本底条件和人类活动的影响,植被覆盖、降水和高程对研究区生态系统服务以积极影响为主,而温度、建设用地占比、人口密度等以消极影响为主。     

东北地区水獭分布格局与保护优先区识别

水獭是水生生态系统重要的指示种和旗舰种, 由于强烈的人为干扰, 中国的水獭种群数量大幅下降, 部分区域已局部灭绝。然而目前国内对水獭的调查和研究非常有限, 本底不清的状况已经严重影响到水獭的野外保育工作。本文以东北地区的欧亚水獭指名亚种(Lutra lutra lutra)为研究对象, 基于2016-2020年的调查数据, 使用组合建模的方法评估了水獭的潜在分布区; 利用地理信息系统和系统保护规划软件分析了水獭的保护优先区并计算了各省级行政区内水獭潜在分布区和保护优先区面临的人类压力; 结合国家级自然保护区的空间布局分析了水獭的保护现状, 并以内蒙古森工集团、大兴安岭林业集团、伊春森工集团三大国有林区为例分析了重点国有林区在水獭保护中的作用。结果表明: (1)水獭潜在分布区和保护优先区面积分别为104,515.04 km²和45,448.99 km², 其中大兴安岭的水獭保护优先区集中连片, 并与小兴安岭的保护优先区相连, 栖息地之间没有明显地理隔离, 是维持东北地区水獭种群稳定的重中之重; (2)水獭面临的人类压力大小依次为: 辽宁 > 吉林 > 黑龙江 > 内蒙古; (3)研究区内110个国家级自然保护区中有63个包含水獭潜在分布区, 覆盖面积为12,168.93 km², 仅占水獭潜在分布区面积的11.64%, 其中32个国家级自然保护区包含水獭保护优先区, 占水獭保护优先区面积的10.88%; (4)三大国有林区涵盖了71.18%的水獭潜在分布区和79.26%的保护优先区(面积分别为74,390.89 km²和36,022.22 km²)。由此可见, 尽管水獭潜在分布区中国家级自然保护区占比较低, 但是在天然林全面禁伐的背景下, 重点国有林区可能在未来东北地区的生物多样性保护中发挥更大作用, 因此我们建议将重点国有林区中具有重要保护价值的区域逐步纳入以国家公园为主体的自然保护地体系中, 以实现生物多样性的系统性和完整性保护。最后, 本文结合研究结果和实地调研提出以下保护建议: (1)加强对河流污染物的管理; (2)控制渔民捕鱼强度; (3)开展全面的水獭专项调查并建立长期的监测体系; (4)加大对水獭的科研投入; (5)加强宣传力度, 提升公众保护意识。     

基于原型思维的城市边缘区景观格局演变研究——以北京市大兴区为例

城市边缘区是城市扩张过程中空间结构变化最大、土地利用转变最快的区域。以北京市大兴区为例,从原型思维出发,以2000、2010、2020年遥感影像解译数据、自然和社会经济等数据为基础,充分考虑地物地情及政策背景等因素,借助ArcGIS 10.5、Fragstats 4.2、SPSS等工具,对不同规划尺度和历时性维度下的景观格局指数进行分析、对比和验证,通过总体分析,场地切片和原型筛选三个步骤,筛选出大兴区6个空间原型组成框架,审视不同发展导向下的空间原型发展变化,探讨近20年间大兴区城市景观格局演变规律。旨在提出一种原型理论指导下的研究思路,尝试为城市转型、用地结构优化、区域规划等工作提供新的视角和一定的借鉴意义。     

基于生态脆弱性与发展潜力的矿区搬迁村庄识别

矿区村庄搬迁成为煤炭产业发展极为重要的一环,弄清“谁要搬、搬去哪”,对煤矿区的产业发展和生态建设工作尤为重要。选取位于鲁西基地巨野矿区的山东省郓城县作为研究区域,从生态状况和发展状况两角度,基于VSD模型选取表现矿区特点的12个指标构建矿区生态脆弱性评价体系,并以建设水平、经济发展水平和人居环境为准则层选取13个指标构成村庄发展潜力评价体系,结合两者构建矿区搬迁村庄识别体系。结果标明：平原矿区的生态脆弱性受塌陷及煤炭资源储量分类的影响较大,村庄发展潜力整体受交通以及与镇区、中心城区辐射的影响较大;矿区290个村庄划分为优先搬迁、暂缓搬迁、原址保留及安置点选区4个等级,每级分别有72、80、91和47个村庄,占比24.82%、27.59%、31.38%和16.21%。该体系能较细致地识别村庄间差别,为郓城县矿区村庄合理搬迁安置提供借鉴,并具有较好的适用性,为平原煤矿区村庄的搬迁理论发展提供科学有效的参考。     

西南岩溶区植被碳循环研究进展

由于岩溶关键带是地球关键带系统中重要的部分,岩溶区的植被是陆地生态系统重要的碳汇项,岩溶区植被的地上部分通过植物生长固碳的同时其地下部分的碳储量也非常可观,地下生物量生长和凋落物分解也会提高土壤有机碳和无机碳的含量,因此岩溶区植被碳循环已成为当前岩溶碳汇研究的热点之一。该文梳理了近四十年来岩溶植被固碳过程的研究文献,阐述了西南岩溶区植被特有的生理学特征,重点论述了以下4个方面的内容:(1)西南岩溶区植被生物量、生产力、碳储量评估;(2)西南岩溶区植被时空变化格局与碳源汇效应;(3)岩溶区植被碳利用特殊机制;(4)岩溶区植被碳循环模型预测与碳汇潜力。同时,提出了目前研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望,认为今后应在岩溶区植被碳循环的相关参数系统测定和机理过程研究,精细识别西南岩溶地区植被景观类型、量化固碳过程,以及对岩溶植被碳循环模型进行校正和修改等方面开展研究。该文可为深入理解岩溶区碳的时空演化规律、探索区域碳循环机理提供参考。     

砒砂岩区植被覆盖度环境驱动因子量化分析——基于地理探测器

砒砂岩区地形破碎,生态环境恶劣,降水量少且以暴雨为主,研究该区植被覆盖变化及环境驱动因子作用机制对区域植被建设具有重要的理论意义。基于1999—2018年的NDVI数据分析了砒砂岩区近20年植被覆盖度时空变化特征,利用了地理探测器方法量化分析了不同环境因子对植被覆盖度的影响。结果表明：1)近20年砒砂岩区平均植被覆盖度为42.3%,时间尺度上1999—2018年区域植被覆盖度呈增加趋势,平均上升幅度为0.086/10 a,空间尺度上植被覆盖度呈现从东南向西北递减的空间分布特征;2)近20年区域植被覆盖整体得到改善要比退化的区域面积大,45.5%的区域面积植被覆盖度极显著增加,主要分布在砒砂岩区东部区域,该区植被覆盖度未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有约41.6%的植被将由改善向退化方向变化;3)降水、土壤水分和气温是影响砒砂岩区植被覆盖空间分布的主导环境因子,且降水同其他环境因子的交互作用对植被覆盖影响最大。     

冻融作用对大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物的影响

利用室内模拟冻融试验,以5 ℃未冻融为对照,研究冻融强度(-5～5 ℃、-10～5 ℃)和冻融频次(1、5、10、15次)对我国大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物群落结构的影响。结果表明: 试验共分离到土壤节肢动物4198只,隶属于4纲9目24 科 33属;强冻融(-10～5 ℃)显著降低了土壤节肢动物的个体数和类群数,而轻冻融(-5～5 ℃)尤其是短期(1次冻融循环)处理则使某些类群的个体数增加;在轻冻融处理中类群数、Margalef指数和Shannon指数随着冻融频次的增加显著降低,但在强冻融处理中并未表现出规律性变化;越冬虫态是土壤节肢动物抵御低温胁迫的生存策略之一,同时蜱螨亚纲具有较好的耐寒性。土壤节肢动物对冻融作用的差异性响应、物种间的协同作用以及土壤环境均是影响其群落组成的主要因素。本研究将为我国中高纬多年冻土区土壤节肢动物多样性研究和保护提供数据支持和理论依据。     

冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌多样性及其硫氧化特性

冲绳海槽热液区独特的地质环境孕育了特殊的生物群落,硫氧化细菌作为生物地球化学循环的重要参与者在热液生态系统中发挥着至关重要的作用。【目的】通过硫氧化菌株的分离培养揭示冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性和硫氧化活性。【方法】采用多种培养基对冲绳海槽热液区不同沉积物样品中的硫氧化细菌进行富集培养和分离纯化;利用16S rRNA基因序列确定硫氧化细菌的分类地位并进行系统发育分析;采用碘量法对典型硫氧化菌株硫氧化活性进行检测。【结果】本研究从冲绳海槽热液区样品中共分离鉴定85株硫氧化细菌,分属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌门和厚壁菌门,优势属为氢弧菌属(Hydrogenovibrio)、拉布伦氏菌属(Labrenzia)、深海海旋菌属(Thalassospira)和海杆状菌属(Marinobacter)。硫氧化活性检测结果表明,7株典型硫氧化菌株对硫代硫酸钠的降解活性介于31%–100%之间,其中泰坦尼克号盐单胞菌SOB56 (Halomonas titanicae SOB56)、南极海杆状菌SOB93(Marinobacter antarcticus SOB93)、印度硫氧化粗杆菌SOB107 (Thioclava indica SOB107)和嗜温氢弧菌CJG136 (Hydrogenovibrio thermophiles CJG136)可以完全降解硫代硫酸钠。【结论】冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性丰富,为研究该热液区的硫循环过程提供了实验材料和理论基础,多种硫氧化活性菌株的获得极大地丰富了菌种资源,为探究深海热液区硫循环的能量代谢途径和分子机制奠定基础。