耕地净初级生产力及生态服务价值时空分异研究——以甘肃省白银区为例

耕地是人类赖以生存的基本资源,为促进甘肃省白银区耕地的持续健康发展,对研究区耕地净初级生产力(NPP)和生态服务功能的时空分异进行定量分析。结果表明,2004-2014年白银区耕地的NPP和生态服务单位面积价值总量略有上升,且耕地的NPP和生态服务单位面积价值在空间分布上有显著的区域差异性,可分成NPP和生态服务价值相对较低的北部区域和相对较高的南部区域。在北部区域,耕地生态服务单位面积价值为4.66万元/(hm2.a),NPP为 3.27 t/(hm2.a);在南部区域,生态服务单位面积价值为5.46万元/(hm2.a),NPP为5.38 t/(hm2.a);白银区耕地的生态服务价值主要以土壤保持和大气调节价值为主,占总价值的76.87%。     

国内流域生态服务价值研究现状浅析

在全球变暖问题日益加剧的背景下,流域生态服务价值是区域可持续发展评估研究的关键内容和焦点,已成为各国关心的主要问题。目前,流域生态系统对于整个生态系统的格局、结构和组成具有特殊的生态意义。通过对流域生态系统服务价值的探讨和研究,便于人们认识流域尺度生态环境的发展方向,提高生态保护意识,深入探讨流域综合治理等问题。阐述了当前国内流域生态服务价值的估算方法、研究对象、时空变化及研究趋势,并对其总体概况进行了总结和概括,旨在为今后生态服务价值研究提供新思路。     

基于Agro-IBIS模型的新疆农田生态系统净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应模拟研究

为了系统地了解干旱区农田生态系统碳动态及其对气候变化的响应,笔者利用基于过程的新型全球动态植被模型(Agro-IBIS)模拟了1979—2009年间新疆农田生态系统净初级生产力(NPP)的时空变化,并通过相关性分析揭示农田NPP对不同气候因子和CO2浓度变化的响应。结果表明,在1979—2009年间,新疆农田NPP平均值为723.78 g C/(m2·a),总碳储量约为237.15 Tg C,净农田生态系统碳交换量(NEE)年平均值为-63.36 g C/(m2·a),并总体上呈碳汇特征。对新疆农田NPP的空间变化而言,除了在天山地区绿洲农田NPP出现较小幅度的减少外,总体变化呈逐步增加趋势。31年来,新疆农田年度NPP总量与年均气温的相关性比与降水量的相关性较高。说明以灌溉对新疆干旱区绿洲田生产力的影响远大于自然降水。经验证,Agro-IBIS模型对于新疆农田生态系统碳收支的模拟结果合理,可以为中国西北干旱区农田生态系统的固碳潜力的模拟预测和科学制定区域碳管理政策提供科学依据。     

基于Agro-IBIS模型的新疆农田生态系统净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应模拟

为系统地了解干旱区农田生态系统碳动态及其对气候变化的响应,笔者利用基于过程的新型全球动态植被模型(Agro-IBIS)模拟了1979—2009年间新疆农田生态系统净初级生产力(NPP)的时空变化,并通过相关性分析揭示农田NPP对不同气候因子和CO_2浓度变化的响应。结果表明,1979—2009年新疆农田NPP平均值为723.78 g C/(m~2·a),总碳储量约为237.15 Tg C,净农田生态系统碳交换量(NEE)年平均值为-63.36 g C/(m~2·a),并总体上呈碳汇特征。对新疆农田NPP的空间变化而言,除了在天山地区绿洲农田NPP出现较小幅度的减少外,总体变化呈逐步增加趋势。31年来,新疆农田年度NPP总量与年均气温的相关性比,与降水量的相关性较高。说明灌溉对新疆干旱区绿洲田生产力的影响远大于自然降水。经验证,Agro-IBIS模型对于新疆农田生态系统碳收支的模拟结果合理,可以为中国西北干旱区农田生态系统固碳潜力的模拟预测和科学制定区域碳管理政策提供科学依据。     

云南普洱市现代茶园生态系统资源价值的估算

生态系统服务评价是将人类对自然与生态系统的认识成果应用于管理决策的桥梁,是生态保护、生态恢复、生态系统管理的基础.生态系统的人工管理的目标,是通过规范和优化区域人类活动使得生态系统服务的供给能力达到最优状态.人类干扰下的人工生态系统服务研究,是未来人工生态系统服务及其价值评估研究的重点工作之一.     

植被NPP时空变化特征及驱动因子分析——以延安地区为例

基于2000—2009年植被净初级生产力(NPP)数据,结合气候、植被、地形和土壤4个自然因子,利用趋势分析和地理探测器等方法,揭示延安地区NPP时空变化及其驱动力。结果表明：（1）2000—2009年研究区NPP总体上呈波动上升趋势。（2）延安地区NPP的空间分布呈“南高北低”的分布特征。（3）降水、植被类型、高程和气温为延安地区NPP空间分布格局的主要驱动因子,任意2种自然因子交互作用的贡献率均高于单因子。研究区实施的退耕还林工程和气候波动变化是导致NPP年际增加的主要原因,NPP空间分异受多种自然因子的交互影响。开展NPP时空变化及其驱动力研究可为区域生态系统恢复提供理论依据。     

流域生态水文过程与植被响应研究进展

生态水文学是流域水资源管理的理论基础。流域生态过程与水文过程间的关系是当前生态水文学研究的重点之一,也是实现生态文明建设的重要科学举措。植被对流域的生态水文过程有着密切联系。流域内的植被不仅提供减少空气污染和能源消耗、改善水质等生态服务,还通过截留、蒸散、下渗等作用维持流域内水资源与土壤资源之间的动态平衡。流域内土地、气候和水文资源等条件也直接影响植被的生长分布及演替;本研究基于生态水文学理论,从植被变化对流域生态修复作用和水文响应等方面,系统总结了植被对流域生态水文过程的研究方法及影响,并探讨了相关生态水文模型的优势与不足,最后指出解决流域生态过程与水文过程的失衡问题是今后亟需加强的研究方向。     

人为能量投入对农田生态系统净初级生产力的影响——以鲁西南地区为例

为了确定影响农田生态系统固碳能力的影响因子,在收集2000—2006年鲁西南地区农业生产统计数据的基础上,分析了该地区农田人为能量投入现状,并利用回归和逐步回归的方法研究了鲁西南地区人为能量投入对农田生态系统净初级生产力(NPP)的影响。结果表明：鲁西南地区农田人为能量投入中农膜的投入逐年增加,由2000年的14.6 kg/hm2增长到2006年的20.5 kg/hm2;化肥投入相对稳定(1200~1300 kg/hm2),但总量仍增加;农药的投入呈先增加后降低的趋势,2004年达到最高(11.03 kg/hm2);排灌机械、农用车辆的投入呈增长趋势,而单位面积劳动力的投入不断下降,2006年与2000年相比约减少0.65人/hm2。该地区农田生态系统NPP存在着东高西低的空间分布格局,历年均以东部（枣庄、济宁）高,平均NPP分别为616 g C/(m2?a)和588 g C/(m2?a),西部（菏泽）低,仅有448 g C/(m2?a);年际间呈现一定的波动性,但整体呈上升趋势。该地区农田NPP主要受人为能量投入的影响而与温度和降水的关系不大。单位面积化肥使用量、单位面积农膜使用量和农田灌溉比例在逐步回归模型中可以解释本区农田NPP方差的74.6%。因此,化肥、农膜、有效灌溉比等人为能量投入是影响该地区农田NPP提升的主要因素。     

2000—2014年石羊河流域植被覆盖变化研究

植被覆盖度是衡量地表植被长势和评价区域生态系统健康程度的重要指标，研究石羊河流域植被覆盖度的时空变化，对研究内陆干旱地区陆地生态系统环境变化具有重要意义。利用EOS/MODIS卫星数据，借鉴景观生态空间分布格局分析方法，从植被覆盖度面积变化和类型转换趋势方面分析2000—2014年石羊河流域植被的空间分布变化与格局演变。结果表明，2000—2014年石羊河流域内以低覆盖植被为主，其中极低覆盖植被年际波动最大，中高覆盖植被年际波动最小。在2001年、2004年、2009年和2013年前后，石羊河流域出现了4次植被生态退化过程。4种土地生态类型的植被覆盖度在年际变化中均呈增加趋势，其中耕地植被生态恢复明显，未利用土地生态恢复比较缓慢。15年石羊河流域内生态向恢复的方向发展。前期与后期的各植被覆盖等级的面积转移途径与幅度基本相似，后期的生态变化程度比前期更加剧烈。植被覆盖变化多集中在人类活动较多的区域。植被生态变化以稳定和轻微恢复为主。各土地生态类型中，耕地植被覆盖度空间变化最大。水资源的空间分布和利用不均是导致植被覆盖变化的空间分布不均的主要因素，中游平原区生态恢复较好，下游民勤绿洲在2010年后的生态退化明显。     

试论储粮生态体系的边缘效应与储粮害虫的防治

边缘效应是生态系统和其它系统中的一种重要现象。在储粮生态体系中也存在着边缘效应,且对储粮害虫的发生、繁殖、活动及其在粮堆中的分布均有影响。开展对该边缘效应的讨论、研究及利用,将推动储粮害虫防治工作的进一步发展。王如松和马世俊(1984)把 Beecher(1942)的生态系统边缘效应概念拓展为:在两个或多个不同性质的生态系统(或其它系统)交互作用处,由于某些生态因子(可能是物质、     

陕北退耕还林区植被NPP时空变化及其驱动因子

为了给陕北退耕还林区植被生产力评价及退耕还林等生态工程完成情况的评估提供科学依据,笔者应用美国蒙大拿大学提供的净初级生产力(NPP)产品 (MOD17A3),利用ArcGIS软件进行统计分析,研究区分NPP与气候因素（年降水量、年均气温）和土地利用类型转变的关系。结果表明：陕北退耕还林区植被NPP呈现南部高北部低的明显特征,2000—2013年植被NPP均值大部分区域在150~ 300 g C/(m²·a)之间,均值为134.23 g C/(m²·a);植被NPP年际变化除无植被覆盖区域,其他地区均为增加趋势;植被NPP与气候因子相关系数均表现为正相关与负相关并存,大部分地区NPP与降水量的相关性较强,与平均气温相关性总体没有与降水量相关性明显,且均有极小部分地区通过α＜0.05显著性检验;土地覆被的改变对该区域植被NPP的变化起着显著的推动作用。     

1979—2014年汾河流域干旱时空特征

为全面分析近年来汾河流域的干旱特征,有效应对干旱风险,笔者采用汾河流域35个气象站1979—2014年的逐月降水数据,以标准化降水指数SPI为干旱评测指标,并采用Mann-Kendall检验等统计方法,获取流域在时间和空间尺度上的干旱分布特征。结果表明：36年来,流域年干旱强度和干旱范围呈减小趋势,四季的干旱强度减弱,夏、秋、冬季干旱范围减小;四季中冬季旱情最多且范围最广,夏季区域性干旱最多,秋冬春季发生连旱的可能性最高;多年平均下,干旱主要分布在流域北部,夏季南部干旱也分布较多,春、秋季局地干旱发生频率最高。SPI指数较好地反映了汾河流域近36年干旱的时空变化特征。     

2000—2012年青海共和盆地植被净初级生产力空间变化特征分析

为了分析青海共和盆地植被初级生产力的变化特征,为该区植被资源管理及相关环境保护政策的制定提供科学依据。基于GIS技术,利用2000至2012年MOD17A3数据集的植物净初级生产力(NPP)数据分析了该地区植被NPP的时空变化特征。结果表明,青海共和盆地植被年均NPP的平均值为103.3 g C/(m²·a),最低为369.3 g C/(m²·a),最高为482.1 g C/(m²·a)。5种植被类型中,草甸年均NPP值最大,为128.8 g C/(m²·a);灌丛的年均NPP值最小,为34.9 g C/(m²·a);与2000年相比,2012年青海共和盆地年NPP大部分地区是增加的,年NPP减少的面积仅占总面积的0.68%;NPP的线性变化趋势以增加为主,NPP呈减少趋势的地区仅占总面积的0.7%,说明该地区的植被状况得到较好的改善。     

水稻农业气候资源变化特征及影响分析

为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明：1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m²·10 a)、43 MJ/(m²·10 a)、52 MJ/(m²·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。     

不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响

研究植物光合作用、气孔导度和蒸腾作用对光照强度的响应对于评价植物的光能和水分利用效率以及植物在不同光照条件下的生长具有重要意义。以3种藤本植物蔓长春花、西番莲和凌霄为实验对象,研究其在不同光强下的气体交换和叶绿素含量,并根据非直角双曲线模型估算其光合参数。结果显示,西番莲的光饱和点和最大净光合速率分别为1850 μmol CO₂/(m²·s)和10.9 μmolCO₂/( m²·s),明显高于其他2种植物。蔓长春花有较强的耐阴性,其光饱和点为580 μmol/( m²·s),明显低于其他2种植物,3种植物的表观量子效率并无明显差异,因此对弱光的利用能力相似。蔓长春花的叶绿素含量明显高于西番莲,但西番莲有相对较高的叶绿素a/b。西番莲有较宽的光适应范围,对弱光和强光的利用能力均较强,比蔓长春花和凌霄具有更强的光合能力。     

气候变化对宝鸡地区植被覆盖时空演变的影响

植被覆盖变化及其对气候因子的响应研究是一个长期、复杂的动态过程，本研究基于MODIS NDVI数据和宝鸡气象局11个气象站点的气候因子（气温、降水量）数据，运用趋势和相关分析法等探讨宝鸡地区近13年植被覆盖的时空变化规律及与年均温和年降水量之间的相互关系，为区域农业发展和生态文明建设工作提供了理论支撑。结果表明：（1）宝鸡地区近13a年均NDVI以0.025/10 a的速度上升，较快于三北防护林工程区1982—2006年植被覆盖的增速(0.007/10 a)，且出现2001—2002年、2003—2004年两次高恢复期；（2）多年NDVI高值区集中于太白河和湑水河之间的太白县南部地区。千河沿岸及渭河流域宝鸡段的宝鸡市、宝鸡县、凤翔、岐山南北沿岸的“带状”地区，植被覆盖最低；（3）全区植被覆盖与气温较显著正相关像元占15.016% (P<0.05)，与降水量较显著正相关像元占16.872% (P<0.05)，相关性均较好。     

密度与行距配置对向日葵冠层结构及光合特性的影响

以食葵中熟品种LD5009为材料,在石羊河中游绿洲设3个种植密度（D1：39 990株/hm²,D2：49 990株/hm²,D3：66 660株/hm²）和3个行距（R1：0.7m,R2：0.6m,R3：0.5m）,研究不同密度与行距配置对向日葵盛花期冠层结构、光合特性以及产量构成的调控作用。结果表明,D3R2处理下茎粗降低至2.50cm,株高和冠层下部叶向值分别增加至187cm和50.50。高密度能显著增大冠层中部叶面积指数（LAI）,而中等密度有助于平衡冠层中、下部光环境,保证冠层底部较高的LAI,D2R2处理下LAI可达5.20,其中冠层下部为1.97。叶绿素含量、净光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）均随密度的增加而降低,且差异集中体现在冠层下部,D3R2处理冠层下部叶绿素含量、P_n和T_r分别降至1.09mg/g、-1.87μmol/(m²·s)和1.33mmol/(m²·s)。产量、盘粒数、千粒重与株高、冠层中、下部叶向值、冠层中、下部LAI呈负相关,与茎粗、冠层中及下部透光率、冠层下部叶绿素含量、P_n和T_r呈正相关。本试验条件下,种植密度为49 990株/hm²且0.6m行距配置可确保适宜的冠层结构与光合特性,为高产提供保障。     

北疆临冬播小麦品种间生育特性及产量比较

为筛选出适合北疆临冬播小麦品种,采用田间试验,比较了18个小麦品种的出苗率、叶面积指数、干物质积累及产量等。结果表明,越冬期4cm最低地温为-7.93℃条件下,春小麦品种平均出苗率（53.23%）显著高于冬小麦品种（34.20%）,宁春系列品种的平均出苗率（60.83%）高于新春系列品种（42.67%）;冬小麦品种的平均生育期较春小麦品种长6d且晚熟,新春系列品种的平均生育期（103d）长于农麦和永良系列品种（88d）及宁春系列品种（92d）。新春48号和新冬41号出苗率分别45.60%和52.00%,基本苗数分别为342.00万和390.00万/hm²,穗数分别为459.00万和365.00万/hm²,穗粒数分别为34.90和33.84;叶面积指数峰值分别为3.96和3.52;总光合势分别为247.00和231.21(m²·d)/m²,干物质积累总量和经济系数均较高;生育期分别为104和106d;产量均显著高于其他品种。综合各项指标,新春48号和新冬41号适合北疆地区临冬播种。     

西藏一江两河地区植被变化及其与气候因子的相关性分析

[目的][方法]本文以西藏自治区“一江两河”区域为研究区,利用2000-2016年的MODIS标准植被指数产品(NDVI)及研究区域内9个有人气象站点的监测的平均气温、降水量数据为数据源,采用Slope趋势分析方法和相关性分析方法,分析了一江两河地区的植被变化特征及其主要气候驱动因素,为该区域的生态保护、修复与造林种草工程提供科学的数据支撑。[结果]结果表明：(1)2000年以来一江两河地区植被变化(NDVI)整体呈波动中减小的变化趋势,其中沿一江两河河谷的植被有增加的趋势;(2)一江两河区域气候趋势表现为暖干化;(3)不同的时间尺度,植被变化与平均气温和降水量的相关性差异显著,在年尺度上：年最大NDVI与年总降水量呈显著的正相关关系,与年平均气温呈现出显著的负相关关系;在月尺度上：月最大NDVI与月平均温度和月总降水量都呈现出显著的正相关关系,与降水量的相关系数要明显大于气温。[结论]因此,降水量是西藏一江两河区域植被生长(NDVI变化)的主要影响因素。