草地改良对陆地生态系统养分的影响——以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例

以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例,研究了土地覆被类型从荒坡地到人工草地的转变所引起的陆地生态系统养分含量和营养元素循环系数的变化。结果表明,随着土地覆被类型由荒坡地到人工草地的转变,陆地生态系统土壤中N、P、K的含量增加,而Al的含量逐渐降低;植被中的养分也经历了从无到有的历程,整个陆地生态系统养分贮存量的变化中N、P、K总量增加,而Al的总量减少。在陆地生态系统的两个群落中,所有元素的循环系数都发生了相应变化,这种变化是陆地生态系统对土地覆被类型变化的一种响应。     

全球变化对陆地生态系统的影响研究

在对前人研究成果分析总结的基础上,介绍了大气温室气体含量增加、气候变暖、海平面上升等全球变化的事实,认为全球变化很大程度上取决于自然的变异,但人为活动也是不可忽视的主要原因.从水热平衡失调、气候异常、海平面上升、快速荒漠化和生物多样性减少等方面探讨了全球变化对农业生态系统中粮食种植、畜牧业生产、农业自然灾害的影响,森林生态系统、水生态系统和生物多样性的变化,以及全球变化对陆地生态系统影响的地域差异,不同生态系统对于全球变化响应的变化.最后探讨了今后研究面临的形势和任务.     

人类活动对南极陆地生态系统的影响

由于科学考察活动日益频繁以及旅游业在南极地区的迅速开展 ,人类活动对南极陆地生态系统的影响在最近几十年内一直倍受国际社会的关注。在广泛收集国外有关资料的基础上 ,本文对人类活动引发的南极地区区域性的土壤与植被污染、野生动物受扰、外来物种引进、以及细菌性疾病侵入等方面进行了论述。同时 ,阐述了南极以外地区的人为污染源对南极环境的潜在威胁。最后 ,对“南极条约体系”与国际社会为保护南极环境所作出的不懈努力进行了简要介绍与评价。     

陆地生态系统土壤呼吸、氮矿化对气候变暖的响应

土壤呼吸和氮矿化对气候变暖的响应是影响陆地生态系统碳收支的主要因素之一,也是当前全球变化研究的主要内容之一。短期内温度升高能明显提高土壤呼吸速率,随着温度的进一步升高和升温时间的延长,土壤呼吸速率对温度升高的敏感性可能逐渐降低。由于土壤呼吸的温度敏感性与土壤水分含量、气候、植被、凋落物等多种因素有关,并随时间和空间的变化而变化,因此,用一个固定的Q10（土壤呼吸的温度敏感系数）来计算土壤呼吸对温度升高响应的量,会给研究结果带来很大的不确定性。生态系统对气候变暖的响应除了直接的反应外,还具有复杂的适应性。尽管模拟研究表明未来气候变暖将使土壤呼吸增加,但是有关土壤呼吸对气候变化适应性的试验数据比较少,对未来气候变化背景下土壤呼吸的模拟仍有很大的不确定性。气候变暖将促进土壤氮素的矿化速率,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且与土壤基质的质量与数量、土壤水分、升温持续的时间等有关,这使目前有关研究结果出现了很大的不确定性。针对上述研究中存在的问题,今后应统一土壤呼吸的测定方法,区分土壤呼吸各组分对温度升高的响应,在研究土壤呼吸和氮矿化对温度升高的响应时结合考虑其它因素能在一定程度上减少研究结果的不确定性。     

气候变化对中亚草地生态系统碳循环的影响研究

准确评估草地生产力、碳源/碳汇功能,分析气候变化对草地生态系统碳循环的影响,对于草地资源的合理开发和有效保护至关重要。选取对气候变化以及人类干扰高度敏感的中亚干旱区草地生态系统为研究对象,利用Biome-BGC模型,模拟分析其NPP、NEP的年际变化趋势及其空间分布格局。结果显示：（1）1979-2011年中亚地区草地生态系统NPP年平均值为135.6 gC·m^-2·a^-1,且随着时间的推移呈现出波动下降的趋势,下降速率为0.34 gC·m^-2·a^-1。（2）NEP的年平均值为-8.3 gC·m^-2·a^-1,表现为碳源,且该值随着时间的推移呈现出波动上升的趋势,上升速率为0.58 gC·m^-2·a^-1。（3）NPP高值区域在降水较为丰富的天山山脉附近以及哈萨克斯坦北部。（4）NPP的年际变化与降水量的年际变化趋势基本一致,相关系数为0.52;NPP与温度的相关系数为-0.28,未达到显著相关水平。本研究实现了Biome-BGC模型在中亚干旱区草地生态系统的应用,对评价干旱区草地生态系统碳源/碳汇功能及其在全球碳循环和全球变化中的作用、实现中亚草地生态系统的可持续利用、完善区域和全球碳循环理论体系具有重要意义。     

基于节水型生态系统的干旱区草地建设对策——以民勤绿洲为例

在论述了节水型生态系统基本概念的基础上,确定了民勤绿洲兼顾生态保护与经济建设的发展方向--草畜产业。发展节水型灌溉草地不仅是草畜产业的基础,而且是转变用水方式及经济增长方式的有效途径。在此基础上提出了民勤绿洲草地建设的对策与建议。     

生态补偿机制中若干关键科学问题——以甘南藏族自治州草地生态系统为例

以甘南州草地生态系统水源涵养服务为例,构建以机会成本、交易成本和实施成本为参数的参与成本模型确定生态补偿标准。基于生态补偿资金效率的考虑,构建以土地所有者提供的生态系统服务、土地所有者的参与成本和生态系统服务受损风险为参数的空间选择模型,以乡镇为研究单元,对生态补偿区域进行选择,采用聚类分析将全州划为5大等级补偿区:优先补偿区、次级优先补偿区、次级补偿区、临界补偿区和潜在补偿区或可能补偿区,并对各类补偿区的特征进行了分析。构建生态补偿额基尼系数与生态补偿资金效率评价模型,分别评价了补偿额在受偿群体和补偿区域中分配的公平性、合理性与不同等级补偿区的补偿效率。结果表明:①以草地生态系统服务功能的价值(4776.4元/hm²·a)和机会成本(621.3元/m²·a)作为补偿标准的上下限,结合参与成本确定甘南州草地生态系统补偿标准为1999.8元/hm²·a;②草地生态系统的补偿优先度与生态重要性、生态脆弱性呈现出吻合趋同的状态,即草地生态系统优先补偿区既是高效补偿区,又是重要生态区和生态脆弱区;③受偿者(草地生态系统水源涵养服务供给者)得到的补偿额有明显不均衡状态,而在补偿区域(草地生态系统)上的分配却处于绝对平均范围内;④草地生态系统补偿区的优先等级次序与补偿效率吻合,即草地生态系统的优先补偿区的补偿效率最高,每元获取的草地生态系统水源涵养服务为38.18,是临界补偿区的14.68倍;次级优先补偿区的效率仅次于优先补偿区,每元补偿的生态系统服务为21.02。     

干旱对青藏高原腹地高寒草地生态系统净CO2交换的影响

干旱对草地生态系统NEE有深刻影响。基于涡度相关技术提供的碳通量及小气候数据,研究了2009年当雄高寒草地生态系统的碳交换特征及其主控因子,同时分析了干旱的可能影响。5—7月初及9月发生的干旱导致草地GLAI、ALB和GPP较低,6月中旬到7月初碳吸收一度下降。干旱使6、7月份NEE日变化进程发生改变。同时,NEE和GPP的季节变化也受到干旱影响。由于干旱导致生态系统吸收能力降低,75]3日出现NEE日净碳排放最高值（0．9gCm-2d-1）。5-7月的NEE月总量均大于0,且逐月增加。该草地2009年的GPP和NEE分别为-158．1和52．4gCm。日均0〈01时,0成为影响白天NEE变化的主控因子。GLAI、r和目是3个对NEE季节变异影响最大的指标,且其影响程度依次降低。GPP季节变化的主控因子是GLAI、θ、PPT、VPD和瓦,生态系统水分状况（0、PPT或VPD）对GPP的影响大于T20。Rcco主要受控于t、GLAI、PAR和PPT,且其影响力依次降低。GLAI的季节变化可解释NEE和GPP变异的60．7％和76．1％。当雄高寒草地生态系统水分条件的年际变化可能是影响NEE年际变异的主要因子。     

海岸带海湾生态系统生态退化的研究—以湄洲湾为例

本文是一项海岸带海湾生态管理研究的课题，选取福建省湄洲湾为研究区，以景观生态学的理论和方法和为指导，讨论海岸带水陆交互的复合生态系统，在人类活动持续影响下发生的以污染为主的生态退化问题，针对陆地与海洋生态环境污染的状况，提出解决这些生态问题的措施和对策。     

基于RS和GIS的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其经济价值评估——以生长季为例

根据生态系统服务功能理论,利用RS和G IS技术,以土壤含水量为基础因子,对青藏高原区草地生态系统的土壤水分保持功能及其价值的动态变化过程进行有效评价,以直接的货币形式反映出青藏高原主要草地类型的土壤水分保持功能的大小。通过计算和分析发现:(1)由于草地类型分布面积、单位面积保持量的影响,各种类型草地提供的土壤水分保持功能及其价值贡献率有较大差异,按照大小依次为:高寒草原类、高寒草甸类,高寒荒漠类、高寒草甸草原类和温性山地草甸类;(2)草地对土壤水分保持量及其价值呈现出较强的阶段性变化过程;(3)由于各种草地类型所处地理区域不同、草地本身各种自然特点和整体生态功能的不同,青藏高原草地生态系统提供的土壤水分保持功能及其经济价值呈现出明显的地域分布规律:自西北至东南逐渐降低。应该说,由于青藏高原地域、地理和独特气候等原因所致,本文计算得出的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其价值的具体数值不一定十分准确,但是能在一定程度上反映出土壤水分保持功能的强大及其在生长季中随时间变化的动态过程和基本规律(这种规律性结论与前人研究结论一致),这是一种在区域尺度上揭示草地生态系统土壤水分保持功能及其价值动态变化过程的方法尝试,这也是对动态评估生态服务功能的一种有益尝试。     

Effects of grassland amelioration on terrestrial ecosystem nutrients:a case study in Jianou Niukenglong Grassland Ecosystem Experimental Station, Fujian Province

This paper studies the effects of land cover changes on distributions and circulations of nutrients in a terrestrial ecosystem, taking Jianou Niukenglong Grassland Ecosystem Experimental Station as a case study. During a two year experiment from 1994 to 1996, the land cover types were changed from desert slopeland to grasslands, in particular, Chamaecrista rotundifolia(pers) green + Pasalum thunbergii and Glycine max var. + Pasalum thunbergii. In order to study land cover change effects on nutrients in the terrestrial ecosystem, we selected organic materials (OMs), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and aluminum (Al) to study their changes in total soil nutrient concentrations, nutrient reserves in soil, distributions and reservations of nutrients in distinct grassland communities and overall nutrient contents reserved in terrestrial ecosystem, and their circulation with land cover change. The experimental results indicate that with the increase of vegetation coverage, the total concentrations of N, P and K grow rapidly in the soil, but that of Al decreases markedly. The increases of the total concentrations of N, P and K were mainly the consequences of changes of the factors that affect soil evolution, e.g., soil moisture, and changes of soil evolution processes, e.g., weathering rate and the decrease of soil erosion. These changes were caused by land coverage growth from desert slopeland to grassland. With the change of the land cover types and the increase of land coverage, the activity of Al accelerated as well, and the vertical penetration and lateral penetration of Al have been increased. Therefore, the loss of Al within the experimental terrestrial ecosystem was inevitable, and the total concentration and reserve of Al in soil have become smaller and smaller, in spite of the growth of grass absorbing some amounts of Al. The Al reserve has increased in vegetation, but it has declined in total terrestrial ecosystem. Land cover change also affects the circulations of nutrients in the terrestrial ecosystem and for the purpose of study on nutrient circulations, we choose to study plant absorption, litter and reservation of nutrients to establish an index to indicate the situations of nutrient circulations within terrestrial ecosystems. The results indicate that in the two land cover types (two grassland ecosystems), the sequence of nutrient circulation indices are N > K > P > Al in Chamaecrista rotundifolia(pers) green + Pasalum thunbergii and P > N > K > Al in Glycine max var. + Pasalum thunbergii. On the basis of the study, we can conclude that land cover change affects both distributions and circulations in the terrestrial ecosystem, and that different changes have distinct influences on distributions and circulations. Some nutrients were affected differently in some contents.     

风沙过渡区土地生态价值及生态风险动态研究——以陕北神木县为例

以数字高程、遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱研究方法,在RS和GIS的支持下分析了神木县1985—2000年土地利用、生态服务价值及土地生态风险指数变化的坡度分异特征。结果表明:①神木县草地、耕地、建设用地面积增加,其增幅最大值分别在0°~3°、3°~8°、0°~3°段,增量最大的是草地,增长最快的是建设用地;未利用地及林地面积减少,其减幅最大值分别在0°~3°、>25°段。②研究区土地利用类型变动面积占总面积的8.95%,未利用地向草地转化占总变动量83.92%,0°~15°段又包含了该变化量的96.32%;全区总变化量的92.66%集中在0°~15°段。③研究区生态系统服务价值总量增加了122.31×106元,增幅为7.17%;其中,草地服务价值增量占总增量的90.65%,0°~15°段集中了其价值增量的94.89%。④生态服务价值与生态风险的研究结果相互印证,环境改善的结论可信。     

焉耆盆地生态系统服务价值对土地利用/覆被变化的响应

运用土地利用/覆被类型动态度、土地利用/覆被程度模型和生态系统服务价值估算模型,分析了新疆焉耆盆地1990-2011年LUCC变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明：（1）在1990-2011年,焉耆盆地水域、湿地、沙地、耕地和建设用地均呈增加趋势,而盐碱地、草地和林地面积呈减少趋势,总体上研究区的土地利用程度为中下水平。（2）在1999-2011年,研究区的生态系统服务总价值总体上呈增加的趋势,其中水域和耕地对生态系统服务总价值贡献率较大,草地和林地对生态系统服务总价值有明显的负贡献。（3）在1990-2011年,研究区的各类生态系统的气候调节、水源涵养和废物处理功能的生态系统服务的总价值远远大于粮食生产和原材料供应功能的总价值。因而对区域的水土资源实行合理与有效的利用是实现焉耆盆地生态系统服务功能维持和可持续发展的关键。     

厦门市土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响

土地利用/覆被变化通过改变生态系统的结构与功能,进而对生态系统服务的供应产生影响。以厦门市为研究区域,引入土地利用强度指数,分析当地土地利用/覆被变化过程;将研究区划分为农田、森林和湿地三个生态系统,参考已有研究成果,构建生态系统服务价值评估模型,探讨区域整体服务价值的演变过程;并通过土地系统和生态系统二者的耦合变化关系探讨土地利用/覆被变化对生态系统服务的影响过程。结果表明：近20 年来,厦门市生态系统服务价值总量随土地利用强度的增强呈现逐年增加的趋势,由1987 年的34.8 亿元增加到2007 年的39.0 亿元,供给服务和调节服务是最主要的生态系统服务类型;土地利用强度的变化与供给服务和文化服务呈现正相关关系,而与调节服务和支持服务呈现负相关关系。     

中国西部地区历史草地面积重建的方法——以甘宁青新区为例

历史草地面积重建作为历史土地利用与土地覆被变化研究的重要组成部分,可为区域乃至全球环境变化研究提供重要的基础数据。但受研究客体特性与重建资料多寡的制约,目前无论是数量估算上还是空间格局重建上均非常薄弱。本文试图在客观把握中国西部地区历史草地变化趋势与特征的基础上,利用现代遥感土地利用数据和潜在植被数据,确定土地垦殖前草地植被潜在分布范围;并结合历史耕地网格数据,构建以间接扣减为核心的草地面积重建方法;重建甘肃、宁夏、青海和新疆等省区过去300年的草地网格数据。结果表明：土地垦殖前,案例区草地覆被率高达40.87%。受土地垦殖的影响,在过去300年草地面积呈持续减少的态势。草地面积由1661年的1.11亿 hm²下降到1980年的1.03亿 hm²,并经历了1661—1724年的急剧减少、1724—1873年的缓慢减少和1873—1980年的快速减少三个时段,草地年均减少量分别为4.76万 hm²、0.75万 hm²和3.38万 hm²。在空间上,研究时段内草地垦殖区呈现出由甘肃、宁夏向青海、新疆转移的特点。以历史文献资料和1980年遥感草地网格数据为基础,对重建的草地数据开展了可靠性评估。评估显示,重建结果能够较好的再现草地变迁过程。本文构建的重建方法可被用于中国西部地区长时段的草地面积重建。     

天山北坡土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

土地利用/覆被变化及其生态效应是生态环境演变最重要的因素之一,其研究对于促进区域生态经济协调发展有重要意义。以天山北坡土地利用/覆被数据为基础,分析了土地利用/覆被与生态系统服务功能的时空特征及其差异。结果表明:1989年到2000年研究区草地、未利用土地面积明显减少,其它类型土地面积在增加,奇台县土地利用变化动态度最高,乌鲁木齐最低;区域生态系统服务功能从1989年的31 993.31×106元增加到2000年的32 126.27×106元,增加量为132.96×106元,增长率为0.42%,其中,增长最多的是奇台县,下降最大的是玛纳斯县;山前倾斜平原圈是土地利用/覆被变化与生态系统服务功能价值变化的集中区域。天山北坡生态系统服务价值没有降低不能说明生态环境得到了良好的维护与保育,将来区域发展必须加强生态环境保护力度。     

土地利用转型的生态系统服务价值效应分析——以湖南省为例

以1995年、2000年、2005年和2010年四期Landsat TM影像解译数据和社会经济数据为基础,借助ArcGIS分析手段,探讨了期间湖南省的土地利用转型情况.借鉴全球生态系统服务价值的最新研究成果,结合中国实际情况对生态系统服务价值系数进行了修订,进而对湖南省土地利用转型导致的生态系统服务价值变化进行了测度和分析.结果表明:1995-2010年,湖南省土地利用发生明显变化,主要表现为城乡建设用地增加及耕地和草地面积的减少;1995-2000年,湖南省生态系统服务价值略有提升,由8807.8亿元变为8829.5亿元,增加0.25％.但自2000年以后,生态系统服务价值持续下降,由2000年的8829.5亿元降至2010年的8770.9亿元,下降0.66％.最后,提出保障湖南省生态系统服务功能的土地利用优化配置建议.     

中国区域土地利用/覆被变化对陆地碳收支的影响

准确估计土地利用/覆被变化（LUCC）对陆地生态系统碳收支的影响已成为当前全球变化和全球碳循环研究的重点内容。本文通过文献调研和数据的整合分析方法总结讨论了近年来中国区域LUCC时空特征及其对陆地碳收支影响,为合理评价中国区域陆地碳平衡以及确定未来研究发展方向提供参考。已有大量研究对近年来中国区域LUCC主要特征进行了探讨,并分别利用卫星遥感方法和IPCC清单法对中国区域陆地碳源汇影响进行了评估。结果表明,目前全国土地利用活动,特别是农林活动正对陆地生态系统碳收支产生了比较显著的积极作用,但基于以上两种方法的研究结论之间差异很大,反映出中国LUCC导致陆地碳收支变化的评估结果仍存在着较大的不确定性。通过分析认为,中国未来的研究工作应着重于发展和利用基于土地利用相互转化面积的计量方法,以提高对中国区域LUCC导致陆地碳收支变化评估的准确性。     

基于3S的榆林市土地利用/覆盖变化生态效应定量研究

基于遥感数据, 运用3S 技术及多种生态经济学方法测算不同土地利用/覆盖情景下的生 态服务价值, 并分析其影响因素, 构造土地利用变化生态效应指数和土地利用变化生态效应度等 指标定量测评区域土地利用/覆盖变化的生态效应。研究结果表明: (1)榆林市1987、1999 和2002 年生态系统服务总价值分别为237.58 亿元、173.43 亿元和283.69 亿元, 并存在区域差异。整个研 究期间(1987～2002 年), 南、北六县耕地生态服务价值比重不断缩减, 林地、草地生态服务价值比 重不断增加, 但北六县以林地增加为最, 南六县以草地增加为最, 且在1999 年后增速加剧。(2)除 土地利用变化外, 气候波动对榆林市生态服务价值变化的影响更不容忽视。(3)除榆阳、神木、米脂 外, 其余空间尺度的各区域在后一阶段( 1999～2002 年) 的土地利用变化的生态效应高于前一阶 段(1987～1999 年); 在前一阶段, 北六县土地类型间流转导致生态价值变化较南六县强烈; 而后一 阶段正好与之相反。