洞庭湖区生态系统服务功能价值分析

洞庭湖区有长江中下游地区最大的调蓄性湖泊(洞庭湖)和亚洲最大的内陆湿地,维系着长江流域中下游地区的生态安全,而且也影响着区域经济社会可持续发展。科学地评价洞庭湖区生态系统服务功能,对保护和修复洞庭湖湿地生态系统,协调经济发展和环境保护之间的关系具有重要意义。本文在获得大量数据的基础上,采用市场价值法、防护费用法、机会成本法、影子工程法、消费剩余、条件价值法,对洞庭湖区湿地生态系统18项服务功能价值进行评估。结果表明,2010年洞庭湖区服务功能总价值1733634×10⁴元。其中,社会服务功能价值(895759×10⁴元)>调节、支持功能价值(765662×10⁴元)>供给功能价值(102213×10⁴元),分别占服务总价值的51.67%,42.43%和5.90%。若以其产品可进入经济市场与否来划分,具有市场价格的服务的经济价值(985863×10⁴元),没有进入市场交易的间接服务的生态价值(747771×10⁴元),它们之间比约为1∶0.76。本研究结果可为环洞庭湖生态经济区的建设与开发的对策制定提供参考的依据。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,其土壤保持功能对于维持敏感而脆弱的草地生态系统服务具有重要意义。在遥感和GIS技术支持下,采用改进的通用土壤流失方程(RUSLE)对内蒙古锡林河流域的土壤保持功能及其空间分布特征进行了研究。结果表明,全流域年土壤保持总量为1.65×10⁸ t/a,单位面积土壤保持量为168.18 t/hm²;流域土壤保持功能从上游至下游呈递减趋势;草甸草原的土壤保持功能最高,农田和典型草原其次,沙地植被和草甸最差;草地生态系统的土壤保持功能随植被覆盖度的增加呈非线性增长。可见,提高草地植被覆盖度,保持典型草原生态系统的结构与功能的完整性,有助于维持锡林河流域草地生态系统服务和区域生态安全。     

北方农牧交错带生态用水现状及优化配置分析——以河北沽源县为例

生态用水研究是分析流域水利用不可缺少的一部分,而水科学中关注更多的是社会经济系统的水资源供需平衡问题,对生态用水的忽视带来了严重的生态退化和环境恶化。本研究选取北方农牧交错带的典型地区河北沽源县,采用桑斯维特公式(Thornthwaite)来计算潜在蒸散量,计算出沽源县各项生态用水类型的用水量。结果表明:沽源县生态用水总量为4.183×10⁸ m³·a^-1,其中耕地农作物生态用水1.506×10⁸ m³·a^-1,林地植被生态用水1.539×10⁸ m³·a^-1,草地生态用水0.705×10⁸ m³·a^-1,园地生态用水0.026×10⁸ m³·a^-1,水域生态用水0.407×10⁸ m³·a^-1。从生态用水角度考虑,该县土地利用规划中,应适当退耕,且采取还草比还林更适宜;在保证经济效益的同时应降低蔬菜和土豆的种植面积。     

中国草地生态系统服务价值估算及其动态分析

本研究基于多源遥感、气象和社会统计数据,构建草地生态服务价值评估体系,对2000—2016年中国草地生态系统的有机物生产、营养物质循环、土壤保持、固碳释氧及涵养水源等生态服务价值进行评估,结果表明：研究期间中国草地生态系统服务平均总价值为13 815.65亿元·a^-1,平均单位面积总价值为41.24万元·km^-2·a^-1,草地水源涵养价值所占比例较高（28.95%）,而营养物质循环价值较低（9.98%）;草地生态总价值高值区集中在云南、广西和四川西部;高山亚高山草甸生态服务总价值最高（4 156.88亿元·a^-1）,而平原草地和坡面草地较低（1 388.61亿元·a^-1和1 449.98亿元·a^-1）;宁夏、内蒙古、陕西、西藏及云南的草地水源涵养价值最为突出,青海、甘肃和山西草地的有机物质生产价值最为突出;17年间草地生态服务价值呈显著增加趋势（P=0.01;0.22万元·km^-2）;54.69%的地区草地生态服务价值呈增加趋势,主要集中在青海省南部及其与西藏交界处。     

不同利用方式对内蒙古羊草草原氨氧化微生物丰度的影响

草地利用方式变化会显著改变草地的氮素循环,进而影响草原生态系统功能。土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,由氨氧化微生物驱动的氨氧化过程是硝化作用的限速步骤,在土壤氮素可利用性等方面起着关键作用。目前,土壤氨氧化微生物对于羊草（Leymus chinensis）草原利用方式变化响应的研究仍然欠缺。本研究应用定量PCR的方法,对内蒙古羊草草原不同利用方式（放牧和围封）下氨氧化微生物丰度及其与硝化潜势的关系进行研究。结果表明：放牧和围封样地的氨氧化古菌（Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA）丰度均明显高于氨氧化细菌（Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB）丰度,土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度范围分别为每克干土（1.82~3.40）×10⁸个拷贝数和（1.05~1.17）×10⁶个拷贝数;长期围封后,AOA丰度显著下降,下降了46.5%,AOB丰度则无显著变化;长期围封后,羊草草原的硝化潜势显著降低,硝化潜势与AOA丰度呈显著正相关关系,与AOB丰度没有显著性相关。与AOB相比,AOA丰度对于草地利用方式的改变更敏感,可能是影响土壤硝化潜势的优势种群。该研究为理解内蒙古羊草草原硝化过程的微生物机制提供科学依据。     

禁牧对典型草原生态系统服务功能影响的价值评价

为了定量评价禁牧对典型草原生态系统的影响,采用生态系统服务功能经济价值评价方法对放牧及禁牧时间不同（2、7和17年）的典型草原生态系统服务功能进行了评价。结果表明,禁牧可以显著提高典型草原生态系统物质生产、碳吸收、氧气释放及物质循环功能的价值量;物质生产功能价值量随禁牧时间的增加而增加,以禁牧17年典型草原为最高;碳吸收、氧气释放及物质循环功能的价值量则以禁牧2年的典型草原为最高。禁牧可以显著提高典型草原的生态系统服务功能,但长期禁牧不利于典型草原生态系统服务功能的提高和维持。     

基于当量因子法的甘肃省草原生态系统服务价值评估

天然草原是甘肃省最大陆地生态系统,是全省乃至全国的重要生态屏障,科学、准确地估算甘肃省天然草原生态系统服务价值,对甘肃草原重要性认识和生态安全维持具有重要意义。本研究利用甘肃省主要粮食作物产量和价格数据,计算出甘肃省生态系统服务价值基准单价,然后结合甘肃省各种草原类生物量,修正甘肃省草原生态系统服务价值当量,最后计算出甘肃省各类草原生态系统服务价值。结果表明:1)草原提供的其他单项生态系统服务价值均在食物生产和原材料生产价值的3.1倍和3.7倍以上;2)甘肃省暖性灌草丛单位面积生态服务价值最高,为84 418.28元·hm~(-2),温性荒漠单位面积生态服务价值最低,为10 120.21元·hm~(-2);3)甘肃省草原生态服务总价值为7 069.73×10~8元,是2016年畜牧业总产值的23倍,约等于甘肃省2016年国民生产总值(gross domestic product, GDP);4)高寒草甸生态系统服务总价值最高,为1 733.27×10~8元,占草原生态系统服务价值的24.52%;高寒荒漠生态系统服务总价值最低,为58.51×10~8元,占草原生态服务价值的0.83%。本研究不仅为区域内生态系统服务价值的估算提供了思路,也为利用法律手段保护草原提供了科学依据。     

基于当量因子法的甘肃省草原生态系统服务价值评估

天然草原是甘肃省最大陆地生态系统,是全省乃至全国的重要生态屏障,科学、准确地估算甘肃省天然草原生态系统服务价值,对甘肃草原重要性认识和生态安全维持具有重要意义.本研究利用甘肃省主要粮食作物产量和价格数据,计算出甘肃省生态系统服务价值基准单价,然后结合甘肃省各种草原类生物量,修正甘肃省草原生态系统服务价值当量,最后计算出甘肃省各类草原生态系统服务价值.结果表明:1)草原提供的其他单项生态系统服务价值均在食物生产和原材料生产价值的3.1倍和3.7倍以上;2)甘肃省暖性灌草丛单位面积生态服务价值最高,为84418.28元·hm?2,温性荒漠单位面积生态服务价值最低,为10120.21元·hm?2;3)甘肃省草原生态服务总价值为7069.73×108元,是2016年畜牧业总产值的23倍,约等于甘肃省2016年国民生产总值(gross domestic product,GDP);4)高寒草甸生态系统服务总价值最高,为1733.27×108元,占草原生态系统服务价值的24.52％;高寒荒漠生态系统服务总价值最低,为58.51×108元,占草原生态服务价值的0.83％.本研究不仅为区域内生态系统服务价值的估算提供了思路,也为利用法律手段保护草原提供了科学依据.     

草原的生态系统服务:IV.降低服务功能的主要因素和关爱草原的重要意义

草原/草地生态系统服务的价值大小取决于草地的自然资本大小和生态系统功能。影响草原生态系统服务功能的最主要因素是,1.改变草地生态系统的用途,2.草地破碎化,3.火,4.草原退化;对它们影响草原生态系统服务功能的原因和机制进行了论述。草原分布广泛,约占地球陆地面积的40%,有40个国家的草地面积占国土面积的50%以上。世界上有17%,即9.38亿人生活在各类草地上并以草地为生,尽管已经证实草原对全世界和全国人民极其重要,但草原提供的生态系统服务———生态服务和产品服务仍没有得到应有的认识和足够的重视。由于生态系统服务的影响深远,健康的草原及其生态系统服务惠及全国和全世界人民;相反,破坏、损失草原自然资本殃及全国和全世界人民。因此,关爱草原,使草原走可持续发展的道路,是全人类共同的责任和义务。     

三江源草原生态系统生态服务价值的能值评价

三江源地区处于青藏高原腹地,考虑三江源地区草地生态系统的特殊性、复杂性、敏感性,及其所蕴含的巨大的生态服务价值,全面的评价该地区的生态服务价值对于维护该地区生态环境健康和未来该地区经济社会的可持续发展具有重要意义。本研究以草地综合顺序分类法为理论基础,以能值分析法为主要计算方法,选择合适的6项评估指标,对2001-2010年三江源区草原生态系统生态服务价值进行逐项评估。研究结果表明,在过去的10年中,三江源区草原生态系统生态服务价值总量从1375亿元/年上升到1780亿元/年,年际变化较大;从趋势上,以2006年为分界点,2006年后的年份,其生态服务价值总量基本保持上升趋势,且普遍高于2006年前的年份。对不同草原类型进行生态服务价值评价可以看出,多雨冻原高山草甸类生态服务价值占全部草原类型生态服务价值的比例最大,10年中皆超过99.5%,这主要与该草地类型所占的面积比例有关;各类型草地生态服务价值占总价值的比例年际变化不大;在6项指标中,释放O₂与固定CO₂的价值所占总价值比例最大,两者之和约占全部价值量的90%,而直接的草产量价值仅占全部价值量的1%左右,远远低于其他生态服务项目的价值。     

乳酸菌和纤维素酶对光叶紫花苕青贮发酵品质的影响

为明确乳酸菌、纤维素酶及二者混合物对光叶紫花苕（Vicia villosa var. glabrescens）青贮发酵品质的影响,设置CK、乳酸菌（0.5×10⁶, 1.0×10⁶,1.5×10⁶ cfu·g^-1）、纤维素酶（2.0, 3.3, 4.6 g·t^-1）,以及乳酸菌+纤维素酶（0.5×10⁶ cfu·g^-1+2.0 g·t^-1,1.0×10⁶ cfu·g^-1 + 3.3 g·t^-1, 1.5×10⁶ cfu·g^-1+4.6 g·t^-1）共10个处理,青贮60 d后测定相关指标。结果表明：除乳酸菌外,其他处理组都不同程度的降低了青贮饲料pH值,增加了可溶性碳水化合物（WSC）含量;添加3.3 g·t^-1纤维素酶显著降低了青贮饲料的中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量（P<0.05）;添加1.0×10⁶ cfu·g^-1乳酸菌+3.3 g·t^-1纤维素酶显著提高了青贮饲料的粗蛋白（CP）和乳酸含量（P<0.05）;添加0.5×10⁶ cfu·g^-1乳酸菌+2.0 g·t^-1纤维素酶显著降低了氨态氮（NH₃-N）含量（P<0.05）。综合各项指标,添加0.5×10⁶ cfu·g^-1乳酸菌、2.0 g·t^-1纤维素酶或1.0×10⁶ cfu·g^-1乳酸菌+3.3 g·t^-1纤维素酶的光叶紫花苕发酵品质最好。     

青海省海南州天然草地生态系统服务功能价值评估

利用谢高地等人对草地生态系统服务功能价值估算方法,以草地类估算了青海省海南州各类天然草地生态系统服务功能价值,结果表明：温性草原类为5270．68元／hm^2．a,温性荒漠草原类为2914．90元／hm^2．a,高寒草原类为5023．19．TL／hm^2．a,温性荒漠类为2666．70元L／hm^2．a,低地草句类12527．01元／hm^2．a,高寒草甸类8744．10元／hm^2．a,全州草地生态系统每年的服务功能价值为226．93×10^8元／a。     

农牧交错带复合生态经济系统的能值分析—以甘肃省定西市为例

为了客观、准确的评价定西市复合生态经济系统的发展现状,本研究运用能值分析方法构建了评价指标体系对2009-2018年定西市复合生态经济系统的可持续发展、健康水平进行综合分析和评价。结果表明：2009-2018年定西市复合生态经济系统是一个以农业发展为主的经济不发达系统,工业化发展水平较低,人口处于超负荷状态,环境压力大。总能值呈现逐渐增加的变化趋势,增长了7.96倍;废弃物与可更新资源能值比、环境负荷率、人均能值量、人均电力能值从2009年的17.26%,17.19,7.93×10¹⁵sej·人^-1,2.83×10¹³ sej·人^-1增加到了2018年的31.89%,91.23,6.58×10¹⁶sej·人^-1,7.42×10¹³sej·人^-1;电力能值比和人口承载量分别从2009年的0.0036和1.62×10⁵人降低到了2018年的0.0011和3.10×10⁴人;能值可持续指数和健康能值指数由2009年的467.07,1.10降低到了2018年的69.34,0.28。由此可以看出,2009-2018年定西市复合生态经济系统的可持续发展水平不容乐观,健康水平有待提升。     

内蒙古草地净初级生产力时空变化及其对干旱的响应

为探究内蒙古草地生长季净初级生产力（Net primary productivity,NPP）的变化及其与干旱的关系,本文通过趋势变化和相关性计算对2001-2015年内蒙古草地NPP和标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）的时空变化进行研究。结果表明：内蒙古草地生长季NPP平均增长率为2.20 g C·m^-2·a^-1,其中草甸草原为3.73 g C·m^-2·a^-1,典型草原为1.69 g C·m^-2·a^-1,荒漠草原为0.30 g C·m^-2·a^-1。NPP均值整体上自西南向东北逐渐增加,其中草甸草原最高,其次为典型草原,荒漠草原最低,年均NPP分别为387.90 g C·m^-2·a^-1,291.26 g C·m^-2·a^-1,133.70 g C·m^-2·a^-1。NPP整体上与SPEI-1相关性最强,其中,草甸草原与SPEI-1最强相关性最强,典型草原、荒漠草原与SPEI-3相关性最强。干旱对荒漠草原的影响最大,对典型草原的影响次之,对草甸草原的影响最小。     

大肠杆菌对奶牛子宫内膜上皮细胞炎性损伤的研究

试验旨在研究大肠杆菌（E.coli）对奶牛子宫内膜上皮细胞（bovine endometrial epithelial cells,BEECs）的体外炎性损伤,探究大肠杆菌引发炎性反应的最佳浓度、作用时间及机制。首先,用不同浓度的大肠杆菌（5×10⁴、5×10⁵、1×10⁶、2.5×10⁶、5×10⁶ CFU/mL）诱导刺激细胞3、6和9 h,通过倒置显微镜观察细胞形态、CCK-8法测D_{450 nm}值,检测大肠杆菌对细胞活性的影响;其次,用不同浓度的大肠杆菌（5×10⁴、5×10⁵ CFU/mL）处理细胞3、6和9 h,用ELISA方法检测细胞上清液中白介素-1β（IL-1β）、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的分泌量;最后,用不同浓度的大肠杆菌（5×10⁴、5×10⁵ CFU/mL）处理细胞6和9 h,用Western blotting检测核因子κB抑制蛋白α（IκBα）和p65蛋白的磷酸化水平。结果显示,与对照组相比,大肠杆菌感染细胞9 h后,1×10⁶、2.5×10⁶和5×10⁶ CFU/mL大肠杆菌组细胞活性均极显著降低（P<0.01）,5×10⁵ CFU/mL大肠杆菌组显著降低（P<0.05）;大肠杆菌感染细胞9 h后,5×10⁵ CFU/mL大肠杆菌组IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α极显著升高（P<0.01）;大肠杆菌感染细胞6 h后,5×10⁵ CFU/mL大肠杆菌组IκBα、p65蛋白磷酸化水平和IL-6均极显著升高（P<0.01）,5×10⁴ CFU/mL大肠杆菌组IκBα和p65蛋白磷酸化水平显著升高（P<0.05）。结果表明,大肠杆菌可以刺激奶牛子宫内膜上皮细胞产生炎性反应,且当细胞与5×10⁵ CFU/mL大肠杆菌作用6 h或与5×10⁴ CFU/mL大肠杆菌作用9 h为最佳。     

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。     

应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸

草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素¹³C自然标记法和¹³C脉冲标记法,并结合静态箱-Keeling plot方法对内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统呼吸进行了区分, 并分析比较 2 种方法的区分结果。结果表明:1)实验中¹³C自然标记样方和¹³C脉冲标记样方生境一致,两者土壤温度和土壤含水量无显著差异,¹³C自然标记法和¹³C脉冲标记法的区分结果具有可比性。2)对比自然标记法,脉冲标记法显著提高了生态系统呼吸、土壤呼吸和地上部植物呼吸的δ¹³C值(P<0.05)。3)¹³C自然标记法和¹³C脉冲标记法区分结果F_s/F_eco(土壤呼吸通量/生态系统呼吸通量)在2011年分别是(75.2±4.3)%和(73.8±2.9)%,在2012年分别是(89.2±2.0)%和(89.1±1.4%)。统计分析结果表明,2种方法获得的区分结果无显著差异(2011: P=0.567; 2012: P=0.674),表明自然状态下,羊草草原生态系统呼吸、地上部植物体呼吸和土壤呼吸之间的δ¹³C值差异足够用来区分生态系统呼吸,这一发现能够提高同位素标记法区分生态系统呼吸的效率,进而为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考。