中国东北主要生态系统气温变化趋势比较

全球变暖是当前人类社会面临的主要环境问题,对同一区域不同生态系统气温变化差异的认知,是服务于当地生态环境评价和经济建设规划的基础。以1961-2012年的气温数据为基础,用Mann-Kendall(M-K)秩次相关法对中国东北地区纬度相差极小的农业(海伦站)、森林(博克图站)、草甸草原(海拉尔站)、干草原(满洲里站)4类生态系统的气温变化进行了比较分析。结果表明:(1)1961-2012年东北地区主要生态系统年最高气温变化趋势最显著,其次是年平均气温,年最低气温变化趋势不显著。(2)不同生态系统年平均气温、年最高气温、年最低气温的变化趋势具有一致性,同一生态系统年平均气温、年最高气温和年最低气温的变化趋势存在差异。(3)从年平均气温来看,草甸草原生态系统变化趋势最显著,气温变化率最大(0.44℃/10a),发生气温突变的时间最早;从年最高气温来看,农业生态系统一直呈上升趋势,20世纪90年代后期上升趋势显著,气温突变点出现的时间最早。     

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO2交换的影响

2003~2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO₂交换量(NEE)对晴朗指数(k)和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO₂交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7~0.8。     

基于生态系统服务的洞庭湖湿地生态保护

基于洞庭湖湿地水文监测数据、洞庭湖湿地遥感卫星数据、湿地越冬水鸟观测数据及文献综述,对洞庭湖湿地主要生态环境变化进行了分析。结果表明:1近20年,城陵矶10月水位表现为显著下降趋势(Z=-2.26,p0.05),枯水期其它月份(11月-翌年3月)无显著变化趋势(p0.05);2受人类活动和水位变化影响,各湿地类型在1987-2011年整个时间序列变化较为复杂,而在空间上表现为相对稳定的分布规律;3 2005-2014年越冬水鸟数量和多样性指数无显著变化趋势(p0.05);4湿地退化会影响生态系统服务的供给能力及受益者的实际需求(使用)量。基于以上分析结果,探讨了洞庭湖湿地生态保护的重要性及现有研究在管理层面应用的局限性,并基于文献综述提出使用适合于洞庭湖湿地生态系统管理的驱动力-压力-状态-生态系统服务-响应(DPSER)框架。主要目标是使洞庭湖湿地生态服务由认知走向管理实践。     

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。     

太湖流域重污染区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

通过对太湖流域重污染区1999年、2007年遥感影像数据解译结果的分析,获取了太湖流域重污染区主要土地利用类型的信息,分析了8 a来研究区内土地利用与覆被变化趋势,对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估。结果表明,1999~2007年,太湖流域重污染区内耕地面积从2 033.53 km2减少到1 401.04 km2,而林地、建设用地、园地、水域总体呈增加的趋势,其中减少的耕地主要转化为建设用地。1999~2007年太湖流域重污染区的生态系统服务价值呈减少趋势,土地利用变化使研究区生态资产减少了2.40亿元,除气体调节和原材料以外,各单项服务功能的价值量均呈现递减的趋势。     

东北地区矿业城市产业生态系统适应性评价

在对矿业城市产业生态系统适应性内涵进行界定的基础上,基于易损性、敏感性、稳定性和弹性等适应性要素构建了矿业城市产业生态系统适应性评价指标体系和评价模型,并据此对东北地区矿业城市产业生态系统适应性分异特征、类型及影响因素进行了深入探讨,发现:东北矿业城市产业生态系统适应能力呈正态分布;从资源类型看,东北矿业城市产业生态系统系统适应性呈现冶金类>综合类>煤炭类>石油类的特征;从空间格局看,呈现辽宁省>吉林省>黑龙江省的变化趋势;从发展阶段看,呈现老年期>中年期>幼年期的递变规律;从城市规模看,呈现特大城市>大城市>中等城市的递变规律。据此,采用聚类分析方法,将东北矿业城市产业生态系统分为4种类型,即高适应能力、协调发展类型;高适应能力、环境优先类型;低适应能力、协调发展类型;低适应能力、环境优先类型。     

甘肃敦煌西湖荒漠湿地植物群落物种多样性特征研究

 基于375个样方和150条样线的调查,对甘肃敦煌西湖荒漠-湿地生态系统植物群落物种多样性进行了研究。结果表明:①区内共记录植物26种,分属16科24属,芦苇（Phragmites australis）、多枝柽柳（Tamarix ramosissima）和胡杨（Populus euphratica）为绝对优势种,苏枸杞（Lycium ruthenicum）、疏叶骆驼刺（Alhagi sparsifolia）和胀果甘草（Glycyrrhiza inflata）为主要伴生种,其平均重要值依次为0.4728、0.4563、0.4342、0.2908、0.2594和0.2455。植物群落分多枝柽柳群落、胡杨群落、胀果甘草群落、疏叶骆驼刺群落、多枝柽柳沙包群落、苏枸杞群落、芦苇沼泽群落和芦苇群落8个类型。②植物群落物种多样性指数偏低（0.784～1.379）,多枝柽柳群落、胡杨群落和芦苇群落物种多样性指数最大（1.379、1.266和1.194）,群落之间差异显著（P＜0.05）;疏叶骆驼刺群落和苏枸杞群落次之（1.154、1.077）,胀果甘草群落、芦苇沼泽和多枝柽柳沙包群落最低（0.919、0.881、0.784）,各群落之间不存在显著差异。③灌（乔）木层是敦煌西湖植被主要层次,灌（乔）木层物种多样性指数（0.549～1.077）大于草本层（0.052～1.038）。④物种多样性指标H′、D、J和Ma随海拔梯度增加基本均显下降趋势,而指数C变化趋势则相反,表现为上升,均匀度指数变化幅度不显著。⑤物种多样性指标H′、D、J和Ma随经纬度升高变化趋势基本一致,均表现为先下降,后上升,再下降,而优势度指数C变化趋势则相反。     

黄土丘陵沟壑区生态移民过程及其生态系统服务价值评价——以宁夏海原县为例

以海原县为研究对象,以2000、2005、2010和2015年遥感数据为基础数据,综合运用土地利用动态度、生态系统服务价值评价模型、地理探测器等模型对海原县2000—2015年的生态系统服务价值时空变化进行研究。结果显示：2000—2015年海原县土地利用类型发生明显变化,林地、建设用地、水域以及园地面积分别增加24 532.56hm2、13 233.71hm2、1 093.58hm2和812.16hm2,而耕地、草地和未利用地面积呈下降趋势,其中未利用面积下降幅度最大,共减少21 333.05hm2;研究期间海原县生态系统服务价值呈现出逐年增加的变化趋势,由2000年的37.25×108元增加至2015年的62.23×108元,变化率为67.07%,而林地、园地和水域面积的增加是海原县生态系统服务价值增加的关键;从态系统服务价值空间分布来看,海原县生态系统服务价值在空间呈现出由西南向东北递减的变化趋势;研究期间研究区生态系统单项服务价值均呈现出增加的变化趋势,其中废物处理和水源涵养增加量最大,其次是生物多样性和气候调节,而食物生产、原材料生产以及娱乐文化增加量最低,说明海原县的生态系统调节服务>支持服务>供给服务>文化服务;通过地理探测器诊断发现草地、园地、林地、气候调节、土壤形成与保护、生物多样性保护的决定力q值均＞0.8,说明这6项因子对研究区生态系统服务价值变化具有重要的影响作用。     

典型生态系统碳固定价值流量过程研究

本文基于ChinaFLUX的定位观测数据,研究了二种典型森林生态系统、二种典型草地生态系统和一种典型农田生态系统碳固定价值年内流量和累积过程。研究结果揭示了不同类型生态系统碳固定价值总量的差异,以及价值流量过程和累积曲线的不同变化趋势。5种生态系统按碳固定年价值由大到小的排序为：禹城〉千烟洲〉长白山〉海北〉当雄。千烟洲碳固定日价值和月价值年内变异最小,其次为长白山,禹城再次之,年内变异最大的为当雄和海北。5种生态系统碳固定日价值的累积过程都能很好地拟合为三次方曲线。     

近55 a新疆净生态系统生产力对气候变化的响应

新疆地处干旱和半干旱气候区,明确其生态系统的碳汇大小及其对气候变化的响应对研究中国干旱区植被碳汇及其对陆地碳平衡的贡献具有重要意义。基于最新地面气象观测数据,利用大气植被相互作用模型AVIM2（Atmosphere-Vegetation Interaction Model 2）,在0.05°×0.05°经纬度空间网格上估算分析了1961-2015年新疆净生态系统生产力（NEP）的时空分布特征及其对气候变化的响应。研究结果表明：近55 a新疆NEP平均值为14.4 gC·m^-2,没有明显变化趋势。空间上看,约40%地区的NEP呈下降趋势,主要分布在天山两麓的城市人口聚集区;而60%地区NEP呈上升走势,其主要分布在新疆昆仑山脉、天山山区和人烟稀少的荒漠地区。新疆NEP对降水量变化更为敏感,气温的变化对NEP的影响并不显著。虽然新疆平均碳汇随着年降水量的变化而在源与汇之间波动,但是从多年平均来看,新疆仍然为碳汇区。     

河西走廊山地绿洲荒漠复合农田生态系统服务价值变化及其影响因子

从不同生态功能区分析生态系统服务价值有助于认识生态系统服务功能的异质性。以肃南裕固族自治县、甘州区和民勤县为例,分别计算了河西走廊南部山地、中部绿洲、北部荒漠区2002年和2009年的农田生态系统服务价值,并采用多元逐步回归模型分析了不同功能区人类活动对农田生态系统服务价值变化的影响。结果表明:河西走廊单位面积农田生态系统基本服务价值和农田生态系统服务总价值都呈北部荒漠>中部绿洲>南部山地的空间梯度分异;在研究期内,不同生态功能区农田生态系统服务总价值都呈增长趋势,其中北部荒漠区增加了1.83×108元、中部绿洲增加了0.70×108元、南部山地增加了0.13×108元;农田生态系统基本服务价值,北部荒漠区年均增加0.16×108元、中部绿洲年均增加0.11×108元、南部山地年均增加0.02×108元;使用化肥等导致农田环境污染损失的价值都表现出不同程度的增大趋势;农业耗水损失价值方面,下游荒漠区年均减少0.11×108元,而中部绿洲年均增加0.03×108元,南部山地变化较小;回归分析结果显示河西走廊农田生态系统服务价值的变化主要是由种植业结构调整引起的,不同生态功能区所受影响程度具有一定差异性。     

基于生态敏感性和生态系统服务的黑河中游生态功能区划与生态系统管理

生态功能区划是协调生态保护与经济发展的矛盾、实施区域生态系统管理的重要途径。以黑河中游为研究区,基于基础地理信息数据、自然地理数据和土地覆被数据（1986、1995、2000、2010、2011年）,在生态敏感性和生态系统服务重要性分析的基础上,以最小子流域为基本单元,运用二阶聚类法进行生态功能区划;并依据主导生态系统服务对研究区进行分区管理与生态调控。得出结论：（1）黑河中游生态系统类型以荒漠、草地和农田为主,占总面积的90%;森林、水域、城镇与农村居民点零星分布,所占面积不到10%;1986-2010年,农田经历了减少-扩张-再减少的变化,但城镇与农村居民点一直呈现扩张趋势;（2）西北部生态敏感性明显高于东南部,其中极敏感区（约占24%）主要位于张掖-临泽-高台平原北侧、合黎山、祁连山山前戈壁与荒漠、肃南明花区;高度敏感区（约占58%）分布于走廊中部冲洪积平原;（3）各生态系统服务重要性空间分布格局具有一定的相似性,非常重要和极重要综合服务功能区约占3.2%,位于走廊中部的黑河干流缓冲区内;中等和一般重要地区约占20%,分布在山丹和民乐境内祁连山、焉支山、龙首山附近;（4）黑河中游可分为祁连山森林草地生态区、走廊冲洪积平原农田生态区和走廊北部平原灌丛荒漠生态区3个生态区8个生态功能区,依其主导生态系统服务分为生态保育区、生态协调区和生态控制区3类,进而提出了对应的生态系统管理措施。     

荒漠生态系统服务价值评估研究进展

荒漠生态系统是中国西北地区的代表性生态系统,具有不同于其他生态系统的独特结构和功能。开展荒漠生态系统服务价值评估,对干旱区的生态恢复与重建以及区域环境保护具有重要意义,有助于促进干旱区的可持续发展。把荒漠生态系统服务划分为防风固沙、土壤保育、固碳释氧、水资源调控、生物多样性保育、旅游文化等6类。在此基础上回顾与评述了相关研究,简要概括了已有研究中存在的主要问题,最后建议加强荒漠生态系统提供的独特服务的价值评估和针对特定地区开展小区域的荒漠生态系统服务价值评估等方面的研究,以及科学选取与调整价格参数。     

基于土地利用变化的安宁市土地生态服务价值评价

根据安宁市2003～2009年土地利用变更调查数据,采用Costanza等专家提出的生态系统服务价值计算方法和谢高地等提出的中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表计算安宁市2003～2009年生态系统服务价值并对其进行评价。结果表明2003～2009年安宁市生态系统服务价值总量减少了0.24亿元,主要原因是建设用地占用了大量的林地和耕地等生态用地,因此在安宁市的新一轮规划中应注重对生态用地的保护,确保生态系统的稳定。     

Research on the Patterns and Evolution of Ecosystem Service Consumption in the “Belt and Road”

With great significance in ecosystem protection and sustainable development, the study of ecosystem service consumption (ESC) has become a hot topic in ecological research. Based on FAOSTAT data, in this study the patterns, composition and evolution of ESC and ecosystem service consumption patterns (ESCP) in the “Belt and Road” were revealed on the total and regional scales, taking consumed-biomass as a main indicator. Three main conclusions were reached. 1) The total ESC was mainly contributed from farmland ecosystems along the “Belt and Road” , followed by grassland ecosystems. The ESC indicators on the whole system scale fluctuated, but increased from year 2000 to year 2016. The total ESC increased from 12911.89 Tg yr ^-1 to 16810.00 Tg yr ^-1, and the annual per capita consumption of ecosystem services increased from 3.3228 million g p ^-1 yr ^-1 to 3.6392 million g p ^-1 yr ^-1. 2) The ESC, composition and evolution varied significantly among countries, zones and ecosystems. The annual per capita ESC was highest in Mongolia on the national scale, and highest in Central and Eastern Europe and lowest in Southeast Asia on zone scale, which represented the results from the joint effects of regional resource endowments, consumption habits, levels of productive forces, and other factors. 3) Higher farmland ESC was the dominant ESCP, which accounted for about 76.7% of the total area along the “Belt and Road”, followed by higher farmland + higher grassland ESC, which accounted for about 19.0% of the total area. The other consumption patterns (i.e., those of higher grassland ESC, higher forestland ESC or higher farmland + higher forest + higher grassland ESC) were found in only a few countries. The ESCP may be related to higher regional population density or the higher proportions of developing countries. Therefore, to realize sustainable social, economic and ecological development, and to improve people's well-being, countries along the “Belt and Road” should take advantage of their own resources in developing industries, actively expand trade, achieve mutual benefits and win-win situations, and adjust and optimize consumption patterns of ecosystem services. This study can provide data support for further research on the mechanism of ESCP formation this area.     

Comparison of ecosystem services provided by grasslands with different utilization patterns in China’s Inner Mongolia Autonomous Region

Although several previous studies in Inner Mongolia examined the effects of ecological conservation on the delivery of ecosystem services, they were often limited in scope (few ecosystem services were assessed) and often suffered from confounding by spatial variation. In this study, we examined the impact of conservation measures (changes in grassland utilization patterns) on the provision of selected ecosystem services in three types of grasslands (meadow steppe in Hulun Buir, typical steppe in Xilin Gol, and semi-desert steppe in Ordos) in Inner Mongolia. We examined five utilization patterns: no use (natural grasslands), light use, moderate use, intensive use, and recovery sites (degraded sites protected from further use). Through household surveys and vegetation and soil surveys, we measured the differences in ecosystem services among the different grassland utilization patterns. We also identified spatial factors that confounded the quantification of ecosystem services in different types of grasslands. We found that light use generally provided high levels of ecosystem services in meadow steppe and typical steppe, with the main differences in the supporting ecosystem services. Surprisingly, we found no consistently positive impacts of strict conservation activities across the sites, since the results varied spatially and with respect to differences in the land-use patterns. Our study suggests that appropriate grassland utilization patterns can enhance the supply of ecosystem services and reduce negative effects on both household livelihoods and the environment.     

《联合国防治荒漠化公约》的荒漠化土地范畴

在论述了荒漠与荒漠化的内涵概念及演变后,根据《联合国防治荒漠化公约》的荒漠化定义,分析了荒漠与荒漠化土地的概念范畴,认为荒漠是气候变化影响下形成的较稳定的景观,也是土地荒漠化正过程的可能最终结果,其植被构成较稳定的顶极或亚顶极群落,组成稳定的生态系统;并提出了荒漠化发展程度"先逆后正"的评价方法。     

干旱区典型山地绿洲荒漠系统中绿洲土地利用/覆盖变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。对处于干旱区典型MODS（Mountain-Oasis-Desert System）系统中的新疆南部且末绿洲1989年Landsat TM 影像及2004年的CBERS遥感影像进行处理,分析且末绿洲15 a来的土地利用/覆盖变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估且末绿洲土地利用/覆盖变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1989-2004年,且末绿洲减少的土地面积有林地、戈壁沙地和盐碱地,增加的土地面积有水域、建筑用地和耕地。林地减少了41.73％,耕地增加了58.04％。1989年且末绿洲生态系统服务价值总额为184 349.88万元,2004年为176 970.72万元,15 a间,生态系统服务价值损失了7 379.16万元。林地面积的减少是生态系统服务价值减少的主要原因。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。     

生态政策驱动下的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化

基于1989、2001、2013年的遥感影像解译数据,采用生态系统服务价值评估方法,对生态政策实施前(1989—2001年)及实施后(2001—2013年)的内蒙古自治区杭锦旗土地利用及生态系统服务价值变化进行了对比分析。结果表明:生态政策实施后杭锦旗林地面积变化量为12.84×10⁴ hm²,高于实施前的0.24×10⁴ hm²;沙地面积变化量为-7.20×10⁴ hm²,高于实施前的-0.27×10⁴ hm²。生态政策实施后土壤形成与保护功能的生态系统服务价值增加4.22亿元,高于实施前的0.20亿元;水源涵养功能的生态系统服务价值增加3.43亿元,高于实施前的2.19亿元;总生态系统服务价值增加23.82亿元,高于实施前的5.61亿元。通过实施生态政策,杭锦旗土地利用结构得以优化,生态系统服务价值得以提高,水土保持能力得以增强。但水域退化、耕地转换合理度较低等问题仍有待解决,论文对此也提出了相应的对策建议。     

荒漠生态系统健康评价的探索

生态系统健康是生态系统可持续的基础,也是人类环境健康与可持续发展的基础。荒漠生态系统是荒漠区的典型生态系统,是荒漠区人类环境和社会发展的基础。本文在生态系统健康分析的基础上,对荒漠生态系统健康的定义、特征、指标和标准及评价方法进行了一些定性探索,对我国荒漠生态系统的健康状况做了简要评价。