国家屏障区生态系统服务权衡与协同

对不同服务间存在的此消彼长的权衡关系和相互增益的协同关系的正确认知,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提。2018年国家重点专项“典型脆弱生态修复与保护研究”中明确指出要优化“两屏三带”生态系统服务格局,而服务的优化离不开对权衡与协同关系的准确认知。因此,在国家尺度上开展国家屏障区生态系统服务权衡与协同研究具有重要性和迫切性。本文采用RUSLE模型、CASA模型和InVEST产水模型分别评估国家屏障区2000—2015年土壤保持、固碳和产水服务的空间分布格局,并分析三种服务的变化趋势,采用相关分析法和均方根偏差法量化不同服务在各子屏障带整体和空间上的权衡与协同关系。结论如下：① 国家屏障区的三项服务在空间上均呈现由东南向西北减少的格局, 而在时间上,土壤保持与产水显著增加(p<0.05),增加量分别为 20.64 t/(km ²·a)和4.13mm/a,而固碳呈现微弱的上升趋势(p=0.96),服务的提升有利于保障国家生态安全。② 在各子屏障带整体上,土壤保持、固碳及产水间相关系数基本大于0（p<0.05）,表明三者以协同为主;而在空间上,两两服务间的权衡与协同关系存在着极强的空间异质性,如东北森林带固碳与产水、固碳与土壤保持的权衡关系像元比例分别达49%和27%,且均集中在北部。因此,在进行生态环境建设时,需要同时考虑到整体与局部空间的服务权衡与协同关系的不同,以制定更为合理的生态保护政策。     

金沙江流域水库消落带优势植物生态位及种间关系

近年来水库消落带植被恢复愈发引起关注,消落带植被在固岸护坡、水土保持和截污过滤等方面发挥着重要作用。然而金沙江流域作为我国最大的水电基地,由于地处偏远,现有研究较少,因而对其水库消落带适生植物及其种间关系尚未明确。通过结合生态位理论和种间关系分析方法,包括生态位测定、方差比率法、χ²检验、联结强度系数AC、种间关联指数OI、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验等,揭示金沙江水库消落带优势植物的生态适应性、种间内在联系以及群落演替现状,并在此基础上,将优势植物划分了3种生态种组,为本区域消落带适生植物的筛选及其科学配置提供参考。结果表明：1)金沙江流域水库消落带共记录植物19科36属37种,频度≥20%的优势物种为狗牙根(Cynodon dactylon)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、钻叶紫菀(Symphyotrichum subulatum)、牛筋草(Eleusine indica)、莲子草(Alternanthera sessilis)、苘麻(Abutilon theophrasti)、土荆芥(Chenopodium...     

赣南离子吸附型稀土矿区土壤重金属形态分布特征及生态风险评价

稀土矿的露天开采易造成土壤重金属污染等环境问题。已有研究表明赣南离子吸附型稀土矿区土壤存在以Cd、Pb为主的轻、中度重金属污染。常见环境质量评价以主要污染因子(如重金属总量)作为衡量污染程度的指标,仅能反映重金属的富集程度。为查明赣南稀土矿区土壤重金属的赋存状态、迁移能力以及生物有效性,本文在利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤重金属各形态含量的基础上,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及RAC风险评价法对赣南稀土矿区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明:(1)研究区土壤重金属主要以残渣态存在,占总量的65.5%。(2)土壤样品中Cd、Pb含量平均值分别是江西省土壤背景值的1.72倍和2.14倍;流域内位于矿山下游河流沿岸农田土壤Cd的平均值、尾矿库附近农田Pb的平均值分别是土壤背景值的2.33倍和3.06倍,22.7%样品的Cd或Pb含量超过风险筛选值,其中可交换态所占比例仅次于残渣态,分别占总量的47.1%和13.5%。(3)地累积指数与潜在生态风险评价结果表明Cd、Pb累积程度及生态风险水平较高,Co、Ni、Cu、Zn较低;RAC风险评价结果显示Cd生态风险较高,Co、Zn、Pb生态风险中等,Cu、Ni生态风险低。(4)针对矿区农田土壤的三种评价方法各有侧重,其评价结果异中有同,均表明研究区土壤Cd具有较高的污染程度和迁移活性,生态风险较高。本研究结果将为识别稀土矿周边农田土壤的潜在环境风险,提出有效的防范、应急与减缓措施提供科学依据。     

生态输水条件下塔里木河下游断面尺度地下水流数值模拟

由于中国西北地区地表水资源有限,地下水则成为重要的备用水资源,而地表水和地下水转化过程及其耦合模拟是水资源开发利用和科学评价的基础,因此,为了准确反映塔里木河下游间歇性生态输水后地下水的动态变化,以塔里木河下游英苏断面为例,基于Boussinesq方程建立了改进的地下水动力学(GH-D2)模型,模拟了塔里木河下游绿色走廊典型断面地下水对全时段(2000-2015年)间歇性生态输水的响应过程。结果表明,尽管Boussinesq方程的GH解能较好地模拟地下水位的瞬态变化,但模拟地下水位多年变化的结果并不理想,而改进的GH-D2模型考虑了间歇性生态输水对地下水位变化的滞后效应,对长时间尺度地下水位变化的模拟具有较好的效果。与GH和GH-D1模型相比,GH-D2模型模拟的地下水位值更接近于观测值,这将对塔里木河下游实施科学合理的生态输水计划以及生态恢复和重建策略提供关键的技术支撑。     

Soil water movement and nutrient cycling in semi-arid rangeland: vegetation change and system resilience

Recent decades have seen rapid intensification of cattle production in semi-arid savannah ecosystems, increasingly on formalized ranch blocks. As a result, vegetation community changes have occurred, notably bush encroachment (increased bush dominance) in intensively grazed areas. The exact causes of this vegetation change remain widely debated. Previous studies have suggested: (i) increased leaching of water and nutrients into the subsoil in intensively grazed areas provides deeper rooting bush species with a competitive advantage for soil water and nutrients, and (ii) nutrient leaching may be exacerbated by nutrient inputs from cattle dung and urine. Our research in the Eastern Kalahari showed that in infertile sandy soils both the magnitude of soil water and concentration of soil nutrients leached into the subsoil is largely unaffected by the ecological and biochemical effects of increased cattle use. We found that despite the high soil hydraulic conductivity ( &greaterno;12 cm h⁻¹), relatively high subsoil moisture contents and the restriction of water movement to matrix flow pathways prevent leaching losses beyond the rooting zone of savannah grass species. No significant differences in patterns of soil water redistribution were noted between bush dominant and grass dominant sites. We also found that the low nutrient status of Kalahari soils and leachate movement as matrix flow combine to allow nutrient adsorption on to soil particles. Nutrient adsorption ensures that nitrogen and phosphorus cycling remains topsoil dominated even following the removal of vegetation and direct nutrient inputs in cattle dung and urine. This conclusion refutes environmental change models that portray increases in the leaching of soil water and available nitrogen as a major factor causing bush encroachment. This provides a possible explanation for the now widely cited, but hitherto unexplained, resilience of dryland soils. We suggest that infertile sandy soils appear resilient to changes in soil water distribution and nutrient availability caused by increased cattle use. Hence, soil characteristics contribute to the resilience to permanent ecological change that is increasingly recognized as an attribute of semi-arid rangelands. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

长江源区径流量变化分析

利用1960~2012年长江源区直门达以上流域水文观测数据,采用Mann-Kendall法对径流量数据进行突变检验,并结合径流过程线共同判断突变年份,最终确定2008年为径流量变化的突变年份。以径流突变年份分割时间序列为1960~2008年和2009~2012年,得到累积径流量、累积降水量与年份线性关系式。沱沱河以上降水和非降水因素对径流量增大的贡献率分别为22.89%和77.11%;直门达以上分别为67.85%和32.15%。研究结果显示长江源区近年来径流量呈增加趋势。     

1971 - 2017年羌塘国家级自然保护区陆地生态环境变化

利用羌塘国家级自然保护区边缘5个气象站1971 - 2017年逐月平均气温、 平均最高气温、 平均最低气温、 降水量和逐年最大冻土深度等气象资料, 以及卫星遥感资料, 采用线性回归、 相关系数等方法, 分析了自然保护区气候（气温、 降水等）、 水体（湖泊、 冰川）和植被等生态环境因子的变化。结果表明： 近47年自然保护区年平均气温以0.46 ℃·（10a）^-1的速率显著升高, 明显高于同期全球和亚洲地表温度的升温率。四季平均气温升温率为0.37 ~ 0.55 ℃·（10a）^-1, 升幅在冬季最大、 夏季最小。年降水量呈明显的增加趋势, 增幅为11.0 mm·（10a）^-1, 主要表现在春、 夏两季。近43年（1975 - 2017年）色林错面积呈显著增加趋势, 平均增长率为38.48 km²·a^-1。1973 - 2017年, 普若岗日冰川面积整体上趋于减少, 平均每年减少2.11 km²; 自然保护区年最大冻土深度变化率为-35.7 cm·（10a）^-1。1999 - 2013年保护区NDVI增幅达25.3%, 平均每10年增加0.0184, 植被覆盖度明显增加。总之, 近47年自然保护区表现为气候暖湿化、 冰川退缩、 湖泊扩涨、 冻土退化、 植被覆盖增加的变化特征, 而冰川变化引发的水资源时空分布和水循环过程的变化, 无疑将给高原社会经济发展带来深刻影响。     

海洋环境影响评价及生态修复研究进展与展望

随着人们对海洋资源环境重要性认知程度的加深,海洋环境影响评价和资源环境修复成为提高海洋资源开发利用价值、维护海洋生态与环境功能的重要方式。通过从海洋工程项目的环境问题诊断、海洋环境影响评价关键内容、海洋生态修复技术方法及效果等方面系统分析了近年来国内外海洋环评和生态修复研究进展,并对近年来我国海洋环评和修复工程实践中存在的问题和未来发展需求进行了分析,提出未来海洋环评和修复研究应重点注重和聚焦以下方面:1)海洋环境影响评价中的环境基线、监测技术、全球性影响及生态服务等方面的问题;2)海洋环境保护与生态修复思路的转变,包括修复目标、修复模式、评估指标、监管技术及资金来源等方面的转变。     

“地理国情监测”服务县域生态环境监测及动态分析

走生态优先、绿色发展之路,是推动经济发展的基本要求。生态环境保护是我国当前及今后长期坚持的一项基本任务,已居于压倒性的战略地位。本文以多期地理国情监测数据为主要数据源,开展县域生态环境监测及动态评价,推进地理国情普查与监测成果的社会化应用。     

Geographical ecology of the symbiotic crabs Libinia ferreirae and Libinia spinosa: Distributional patterns in south and south-eastern coast of Brazil

The Brazilian coast is home to two species of Majoid crabs: Libinia ferreirae and Libinia spinosa, with similar habits, as they live in symbiosis with the jellyfish Lychnorhiza lucerna during their juvenile stage and dwell on the bottom of the ocean near the coast when adults. This study investigated the spatial and temporal distribution of L. ferreirae and L. spinosa during different ontogenic phases on the south and south-eastern coast of Brazil, between latitudes 22º and 27ºS. Our results showed that both species have different distributions during their development in the three studied regions. Libinia ferreirae were more abundant associated with jellyfish, and L. spinosa were more abundant in the free-living phase. Environmental factors, especially temperature and salinity, for associated and free-living crabs, respectively, are the main factors that need to be supported for the establishment of these specimens. We were able to identify that the presence or absence of hosts (given the ecological interactions between the species) is determinant in finding the associated crabs. Geographical variations (morphology of the regions, marine currents and the strength of the tide) are linked directly to the movement of the jellyfish hosts to the coast, influencing the abundance of L. fereirae and L. spinosa populations and affecting their distribution patterns. We can infer that both species are connected with other populations because of the association with the jellyfish, crabs could be passively transported along the south and south-eastern coast of Brazil, maintaining the connection between metapopulations.