国家重点研发项目:中国陆地生态系统生态质量综合监测技术与规范研究（英文）

生态质量是指一定时空范围内生态系统要素、结构和功能的综合特征,具体表现为生态系统的状况、生产能力、结构和功能的稳定性、抗干扰和恢复能力。生态系统的质量是我国生态文明建设和生态环境监测的重要内容,多时空尺度观测技术的发展为生态系统质量监测与评价提供了新机遇,但同时也对国家尺度生态要素、生物多样性和生态功能的观测标准与技术规范提出了新的要求。本国家重点研发项目自2017年7月立项以来,围绕国家尺度生态质量监测技术与规范,开展了生态系统网络观测技术规范、台站生态要素监测、区域生物多样性和区域生态功能监测技术与规范的研究,在典型农林草湿地生态系统开展应用示范。项目在生态质量综合监测指标体系构建、生态系统研究网络观测技术、区域生物多样性和区域生态功能监测、基于无人机和机器学习的荒漠植被监测等方面取得了重要进展,促进了生态质量监测技术的发展。我们组织本专辑从不同视野集中系统介绍本项目已取得的生态质量监测技术和评价方法,以期促进生态学及其观测技术的发展。     

中国城市化过程中生态环境研究的文献计量分析

中国城市化过程中生态环境研究成果丰富,总结其演变过程利于把握该领域现状与趋势。本文从城市化文献视角对中国城市化过程中的生态环境研究在研究成果、研究子领域、研究主题、理论和方法等方面进行总结。结果表明,从2005年起中国城市化文献中关于生态环境的研究呈加速增长的态势;资源领域的国土资源和产业子领域,生态领域内经济子领域和环境领域内气候和城市环境子领域受到了较多的关注;＂土地利用＂和＂热岛效应＂一直是最热的关键词,分别占全部关键词出现频次的0.15%和0.09%,＂热岛效应＂和＂气候变化＂则是近期热点;主要理论涉及生态学、数理模型、资源与环境经济学、环境科学等,其中生态足迹理论从2002年起一直占据主流,STIRPAT模型、环境库兹涅茨曲线等综合理论模型是近期热点理论;依方法来源和主要应用领域将1992-2011年主要方法分为4类,即统计类（65.17%）、系统类（13.11%）、机理类（11.79%）和测评类（9.93%）。灰色系统分析和R/S分析近年来常见的方法。由此得出主要结论：中国城市化研究对城市土地利用、城市热岛、气候变化和水资源等大尺度的生态环境问题更加重视,对城市环境健康等微观尺度生态环境问题关注相对不足;以STIRPAT和多种土地利用变化模型为代表,综合自然和经济理论采用系统建模方法评价和模拟城市化过程中的生态环境效应将是未来研究的重点。     

我国西部生态退化的社会经济分析--以川西为例

导致川西生态退化主要原因是经济发展水平低，人口超过环境容量，农村生产方式和生活方式落后，以柴、粪为薪、天然放牧，陡坡垦殖，砍伐森林等导致植被破坏，草场退化，水土流失，据此，对川西的区域资源优势，川西较低密度人口，川西资源开发和支柱产业选择应重新评价和定位。进行川西生态建设，实施可持续发展战略，必须营造开放的社会－经济－自然复合系统的耗散结构，构造社会、经济发展与生态建设协调的有序结构和机制。同时，较彻底地改造农林牧生态系统，开创与生态协调的农业结构，生产模式，种植模式和管理模式，进行农牧区社区建设，根除刀耕火种，陡坡垦殖，游牧的社会基础。     

绿洲-荒漠生态脆弱带的研究

在分析了绿洲－荒漠生态脆弱带的性质、特点等以后，按照其毗邻绿洲的不同，探讨性地将它分为三类：（1）河岸林绿洲－荒漠脆弱带；（2）冲洪积扇绿洲－荒漠脆弱带；（3）湖沼和湖滨三角洲绿洲－荒漠脆弱带。由于其本身所具有的脆弱性，加上人类活动的强烈干扰，该区出现了以土地荒漠化为主的多种生态环境问题。针对这些问题，作者提出了若干治理建议。     

河湖水系连通特征及其利弊

随着水资源以及水环境健康的恶化,河湖水系连通性作为河流健康以及提高水资源利用的一个重要指标在国家＂十二五＂战略规划中被着重提出。目前,中国对河湖水系连通特征及其对河流健康的影响缺乏足够的认识,本文主要对河湖水系连通的定义、分类、评判指标、影响因素及其对水环境健康的影响进行了一一阐述。分析表明：维持水系连通可以明显地改善...     

国内外生态足迹模型应用的回顾与展望

随着生态足迹模型的不断完善,其应用案例大量出现。文章回顾了国内外生态足迹模型的发展历程及其在区域可持续发展度量、生态经济等领域所得到的广泛应用,以及生态足迹模型在应用过程所得到的修正,如采用投入产出分析以完善计算方法,采用地方生产力指标体系以体现区域特征,补充丰富土地划分类型,通过长时间序列研究以弥补原模型的静态缺点,并配合其他可持续发展指标以辅助相关政策制定等。文章最后对生态足迹模型今后的应用发展方向进行了展望。     

干旱区生态学研究中若干问题的思考

在分析目前干旱区生态学研究存在的主要问题的基础上,对未来干旱区生态学研究的核心、尺度和研究手段选择等问题进行了探讨,最后就干旱区生态学研究几个值得关注的研究领域进行了阐述。作者认为,干旱区生态学研究的核心应该是绿洲,从管理实践的角度,干旱区的生态学研究尺度应该是湖泊流域,而非以前被广泛采纳的河流流域。在干旱区生态学研究的手段上,随着高清晰度商业化遥感卫星的应用,结合过去的传统方法,与GIS和RS相结合的遥感手段应该是今后生态学研究所依赖的主要手段。而早春短命植物层片与短命动物研究、干旱区的城市森林建设、干旱区民族生态学与人地关系研究、生态用水的深化研究、绿洲景观生态过程及其规划实践研究等,应该是在不偏废过去研究工作的基础上,值得在未来关注的研究领域。     

传统村落理水生态智慧数字化解析——以江西流坑村为例（英文）

在传统村落长期除水害、兴水利的营建与发展过程中,通过适应天然水体和利用地域水系形成了一整套成熟的策略,有着朴素的理水生态智慧。本研究从村落水系格局梳理、空间特征计算、水环境量化三个方面,对江西流坑村的理水策略和效果做出定性和定量的分析,探索村落理水研究的技术方法和潜力。研究结果表明,流坑村具有源头引水—中程排水—末端调蓄的层次清晰的水系格局：通过三维点云计算可知,其选址精确利用了微地形,采用多水源理水策略,形成了一个有机的水系格局,为村落各类需求提供了充足水源;采用双水源理水策略;村中塘湖可容纳83.0%的雨水,且植被面积约占村落总面积的34.7%,具有较高的地表渗透率,中程排水效果甚佳;通过水环境质量检测可知,其塘湖水体环境质量良好,末端调蓄功能较强。该研究旨在填补以往对传统村落理水非量化研究的空缺,挖掘传统村落隐没的信息和价值,加深人们理解传统村落水利统筹、布局和营建的生态智慧,实现传统村落水利文化遗产保护与现代利用的双赢,为我国村镇聚落发展建设过程中妥善处理雨洪问题、实现水资源可持续、保护生态环境提供有益启示和借鉴。     

Potential ecological risk of cadmium, lead and arsenic in agricultural black soil in Jilin Province, China

Potential ecological risk of cadmium (Cd), lead (Pb) and arsenic (As) in agricultural black soil in Jilin Province, China was analyzed by the methods of risk assessment based on dose–effect relationships and ecological risk index. Heavy Cd-contamination occurred mainly around the coal mine region. The accumulation area for Pb appeared mostly in the suburbs and roadsides, whereas the higher As content was mainly found in the farmland of suburb and coal mine vicinity. In acute toxicity test, Cd, Pb and As in the soil had adverse effects on both roots and shoots growth in soybean with the greatest toxicity of arsenic and the least toxicity of lead at the same concentration levels. Exposed to Cd, Pb and As, the EC₅₀ (50% effective concentration) values for the growth of soybean root (shoot) were 212.59 (376.70), 528.53 (828.69) and 194.60 (299.03) mg/kg, respectively. Results of potential ecological risk index showed that soil contamination from Cd in some samples had very high potential ecological risk; Pb contamination for almost all sampling sites had moderate ecological risk; while soil contamination from As had low ecological risk. With the present accumulation rate, concentrations of Cd, Pb and As in agricultural black soil near coal mine would reach the threshold values in 68, 175 and 120 years, respectively.     

Type-specific and indicator taxa of phytoplankton as a quality criterion for assessing the ecological status of Finnish boreal lakes

Key issues in the implementation of the Water Framework Directive are classification of lakes using biological quality parameters and type-specific reference conditions. This work is one of three studies considering different metrics of phytoplankton in the classification of ecological status. Phytoplankton was studied in a total of 55 Finnish boreal lakes, including 32 reference lakes. We tested the suitability of taxonomic composition and abundance of phytoplankton groups for biological classification. We also preliminarily determined the type-specific taxa for the studied lakes. The type-specific taxa for reference conditions are coincidently the indicator species/taxa for high ecological status. Interestingly, some taxa type-specific for impacted oligo-humic lakes proved to be the type-specific taxa for humic reference lakes. The pressure of human impact was observed not only as increase of biomass but also as changes in the species composition. The phytoplankton composition indicated the ecological status of impacted lakes moderately well. There was some variation in the indications given by different algal groups, probably due to the preliminary class boundaries used. However, the preliminary combination of indicative parameters to estimate the ecological status of the studied impacted lakes was in general in accordance with earlier classification of water quality in Finnish lakes.