不同植被恢复模式下矿山废弃地的恢复效果研究

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式对生态恢复效果的影响,以城门山铜矿排土场为研究对象,对7种不同植被恢复模式的植物群落结构、土壤养分和重金属含量进行调查分析,并与恢复前的排土场和未破坏的自然样地进行了比较。结果表明:(1)人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数呈现出相同的变化趋势,刺槐—苘麻—狗牙根的物种丰富度和多样性较高,而苘麻—狗牙根和刺槐—田菁明显低于其他模式。(2)植被恢复能有效改善土壤养分状况,降低重金属含量。与恢复之前相比,土壤速效K、速效N含量分别提高了2.5~7.7倍和3.4~7.9倍,但仍未达到自然水平;刺槐和苘麻对降低重金属Cu含量作用明显,刺槐和田菁能有效修复土壤Pb污染。(3)基于物种多样性、土壤养分和重金属含量的综合评价得出,刺槐—田菁—苘麻—狗牙根、刺槐—苘麻—田菁和刺槐—狗牙根—苘麻3种模式的生态恢复效果较好,可以为同类矿山废弃地植被恢复提供参考。     

基于生态敏感性评价的乌海市土地资源承载力分析

土地资源承载力反映了快速城市化背景下土地资源可持续利用状况。利用GIS空间分析技术,采用多因素加权叠加法,以地形地貌、土地利用类型、土壤侵蚀、距离条件、生态敏感区5类因子进行了生态敏感性评价,并在此基础上分析了其土地资源承载力。结果表明:（1）高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和不敏感区所占比例分别为11.61%,25.70%,37.80%和24.80%,乌海市以不敏感区和低度敏感区为主,占总面积的62.6%。（2）土地利用在生态敏感性评价中最为敏感,区域内土地资源承载了86.03%的城镇村及工矿用地、93.18%的交通运输用地。研究结果将对乌海市可持续发展提供理论支撑。     

锡林郭勒盟核心生态系统服务功能空间分区研究

构建锡林郭勒盟生态系统服务功能评价指标体系,利用1 km栅格成分数据,采用因子分析法在空间上辨识各种生态系统服务功能及其重要性;然后在1 km×1 km栅格水平上开展模糊聚类分析,在空间上标定、辨识生态系统服务功能一致性图斑单元,并在此基础上开展生态系统服务功能空间分区研究。研究表明,利用因子分析法提取出的锡林郭勒盟的核心生态系统服务功能重要性排序为文化功能、调节功能、支持功能和供给功能。根据生态系统服务功能的一致性特征及空间模糊聚类法,在锡林郭勒盟划分出6个生态分区,对于制订该区生态系统管理决策有重要的指导价值。     

基于自组织特征映射神经网络算法的生态服务功能分区

探索了一种基于自组织特征映射神经网络算法识别区域尺度生态系统服务功能分区的新方法。在此基础上,依据新千年生态系统评估框架构建了生态服务功能评价指标体系,并运用自组织特征映射神经网络算法开展了生态服务功能空间聚类分析,在1km栅格上识别并排定了各类生态服务功能的重要性。在案例区锡林郭勒盟的研究表明,利用基于自组织特征映射神经网络算法划分出的该区6个生态服务功能分区比较科学、合理,所形成的分区结论为案例区生态系统的可持续管理提供有时空针对性的决策参考信息。     

土地用途转换效应评价模型与方法探讨

通过遥感反模型、综合估算模型、生物地球化学循环模型3个模型探讨了土地用途转换效应评价模型与方法。结果表明,遥感反演模型以植被第一生产力模型为代表,能够在较大尺度上监测与土地用途转换密切联系的生态系统生产力变化;综合估算模型以农业生产力估算系统（ESAP）为代表,适用于评价土地用途转换导致的农业生产力变化;生物地球化学循环模型以CENTURY为代表,一般服务于模拟生态系统内部C、N、P与S营养元素的变化规律;土地用途转换效应评价模型为评价土地用途转换效应,深入分析土地用途带来的生态环境问题提供了工具,利用土地用途转换效应评价模型测算出的区域尺度土地用途转换效应对于合理制定土地利用管理政策具有指导价值。     

环境DNA技术及在鱼类监测中的应用

随着人类活动的影响,鱼类资源正在急剧下降,开展鱼类监测对于鱼类多样性的保护具有非常重要的意义。传统的鱼类监测方法因具有破坏性、调查者也要专业形态学知识、调查工作量大等弊端,故亟需一种新的技术方法进行辅助补充。环境DNA （eDNA）技术的发展使得鱼类调查更加的省时省力、节约成本、无损伤,目前在鱼类的监测中广泛使用,然而eDNA技术也存在着一定的缺陷所以不能完全取代传统方法。eDNA技术包含了样品的采集及处理、eDNA提取、eDNA扩增、测序和生物信息学分析几个主要步骤,在整个流程中每一个步骤都非常必要,对单个步骤又有不同的实验方案,选择不同对鱼类eDNA的检测效率也会产生重要的影响。目前国外对于eDNA技术应用于鱼类监测所研究的问题较为丰富而全面,如生物多样性监测、入侵物种检测、濒危物种检测和生物量的估算等,虽然国内的起步不晚,但国内对此研究方向较为单一,需要进一步重视。     

锡林郭勒盟生态安全评价及生态调控途径

在"自然生态-干扰胁迫"框架下,构建锡盟生态安全评价模型,分析2000—2015年生态安全时空演变格局;利用局部空间自相关分析其空间集聚状态,并采用重心迁移模型追踪生态安全重心变化轨迹,最终提出生态调控途径。结果表明:1)生态安全空间分布差异显著,东北高西南低,且呈现空间集聚态势,高-高值区毗邻,低-低值区毗邻;2)生态安全值上升,生态安全有所提升,但一般安全区仍然分布较广;3)生态安全重心主要位于西乌珠穆沁旗,向东北迁移,不安全重心向西南迁移至阿巴嘎旗境内;4)土地利用是促使生态安全变化的主要驱动力,建议开展分区生态调控,实行"一区一策",践行生态保护与社会协调发展的新模式。     

东北林草交错区植被NDVI时空特征及其与气候因子关系分析

利用2000—2010年MODIS NDVI数据集和同期气象数据集,分别从时间序列和空间格局上分析了东北林草交错区及其3个生态子区(典型草原区、森林区和森林草原区)植被NDVI变化特征及其对气温、降水的年际和年内响应关系。结果表明:(1)多年月均NDVI年内变化曲线表现为单峰型;多年季均NDVI夏季最高;逐年NDVI总体波动上升;(2)多年植被NDVI空间差异显著,总体呈现东高西低、由东向西递减的特征,其中,森林区平均NDVI最高,典型草原区平均增加速率最大;(3)在年际关系上,全区、典型草原区、森林区、森林草原区植被NDVI的主要气候影响因子分别为气温、降水、气温、降水;(4)在年内关系上,植被NDVI与降水呈显著线性关系,与气温呈显著指数关系;在生长季,典型草原区对气温和降水均有时滞响应,且对降水的响应更高,森林草原区对降水具有时滞响应。     

半干旱采煤塌陷区植被土壤碳循环及源、汇功能转换特征

以大柳塔矿区采煤塌陷前后不同草地为研究对象,以区域实测数据为基础,分析了0—80cm土层土壤有机碳储量变化以及春季、夏季、冬季3个季节不同植被部位以及土壤碳循环差异及碳源/汇功能转换特征。结果表明:(1)对照区和沉陷区不同季节土壤碳储量都具有明显的垂直分布特征,采煤沉陷造成春季草地生态系统土壤碳储量显著下降(P=0.001),随季节变化呈现出冬季夏季春季的趋势;(2)采煤沉陷造成草地生态系统春季地上立枯和枯落物碳储量显著上升(P=0.000,P=0.004),冬季枯落物和根系碳储量下降(P=0.016,P=0.015),沉陷区不同植被部位碳储量随季节变化均呈现出春季夏季冬季的趋势;(3)相较对照区,沉陷区植被碳储量随季节变化均表现为碳源过程,土壤碳储量随季节变化由碳源—碳汇过程转变为碳汇过程;(4)相关分析显示,对照区地上新鲜植被碳储量和立枯碳储量呈现出显著的负相关性(P0.05),而沉陷区地上新鲜植被碳储量和立枯碳储量呈现出极显著的正相关性(P0.01)。     

采煤塌陷区土壤碳储量变化及其影响因素分析

采用因子分析、相关分析等方法揭示大柳塔矿区采煤塌陷前后土壤碳储量的变化及其影响因素。结果表明:（1）在不同土层深度上,土壤碳储量含量差异不显著（p < 0.05）,但在空间分布上差异显著。（2）在不同坡位上,对照区和沉陷区均表现出坡底 > 坡中 > 坡顶的规律,采煤塌陷对坡底部位的土壤碳储量影响差异显著（p < 0.05）。（3）土壤碳储量与土壤孔隙度、全氮、有机质均呈显著正相关,相关系数分别为0.943,0.864,0.967（p < 0.01）,并且,主导影响因子为土壤有机质和土壤孔隙度。