水旱轮作对土壤微生物群落构建过程的影响机制

为探究稻田生态系统微生物学机制,采集水旱轮作稻田土壤,并以相同土壤母质下长期淹水的藕田土壤以及旱作的果树土壤为对照,研究了稻田生态系统细菌群落结构以及基于零模型的群落构建机制。结果表明:旱作和水旱轮作两个生态系统,由于频繁耕作以及施肥管理等农业措施形成特定的生态位格局,确定性过程主导群落构建。旱作生态系统下确定性过程占78.6%,随机性过程占10.7%;相对于旱作,由于水旱轮作的淹水条件,土壤肥力积累,水体连通性较好等特性导致内部环境变化缓和,其随机性过程(39.3%)影响增加,确定性过程(50.0%)下降;同理,长期淹水的水生生态系统中随机性群落构建(50.0%)成为主导过程。群落构建影响细菌群落结构和功能,因此随机性生态过程的增强进一步增加了细菌多样性以及物种生态网络的交互度和稳定性,增强了微生物抵抗外部环境扰动的能力,该过程有助于维持农田生态系统功能的稳定性和可持续性。     

公路建设干扰下的生态系统变化及其机理

在总结公路建设直接和间接生态干扰作用的基础上,从生态系统组分入手,论述了公路建设干扰下非生物组分（土壤、地形、气候等）,个体、种群、群落等层次的生物组分、生态系统整体特征（结构和功能）等方面的生态变化内容；分析了公路建设干扰下生态系统的演替方向和植被类型的改变趋势,并从生态系统结构和功能两方面构建了公路建设干扰下生态系统变化的表征指标体系；对公路建设干扰下生态系统的变化机理进行了分析,指出公路建设促成了土壤、地形等非生物组分和各层次生物组分的变化,从而改变了生态系统结构和功能特征,使得其演替方向和植被类型发生了更替.     

农业生态服务功能评估的研究进展和实施原则

通过文献综述和对比分析,总结了农业生态系统生态服务功能的概念和分类,提出了实施农业生态服务功能评估的基本原则.相对于自然生态系统的生态服务功能,农业生态服务功能可大致分为农业生态系统"继承自然"的服务功能和农业生产活动"人为调控"的服务功能.由于农业生态服务类型较多和服务功能的区域差异,其服务功能评估比较复杂,应全面考虑生态系统服务功能的实物与非实物形态、静态与动态、数量与结构、过程与结果特征,同时核算正面和负面的价值.为准确评估农业生态服务功能,应该采取严格定义、核定范围、统一指标、直接测定等实施原则和步骤方法.     

论道路建设的生态环境影响与生态道路建设

近20年来,我国道路建设取得了辉煌的成就,但在其建设水平和规模巨大提高的同时,道路建设对生态环境的不利甚至负面影响也在不断加深和扩大。从生态学的角度,综合分析了道路建设对生态环境的影响,即:(1)对土、水、气、声、热等无机环境的影响;(2)对植物、动物等生命系统的影响;(3)对景观格局、过程等的影响。在此基础上运用“生命周期”概念分析并提出建设生态道路应在规划设计、建设施工、道路运营等阶段分别采取相应措施,从而达到建设和谐生态道路的目的。     

基于MCR模型的城镇生态安全格局构建和建设用地开发模式

近年来,在中国城市土地开发的顶层设计中越发强调生态空间的重要性,充分识别城市生态安全格局并探讨建设用地空间扩展格局成为划定生态保护红线、确定城市开发边界和"三规合一"空间管制等政策实施的迫切需求。该文以唐山市为例,基于"生态过程—格局"理论和GIS的空间相关性分析、距离分析和叠加分析等方法,从综合水安全、地质灾害预警、生物生境保护、水土保持、游憩安全5个方面,整合构建了底线安全格局、缓冲安全格局和最优安全格局3种不同等级的综合生态安全格局。该文在MCR模型算法引入不同等级"源"的权重系数,以综合生态安全格局为阻力因子,并结合城镇中心的吸引力、主要道路的吸引力和政策调控(区域开发重点)等城镇用地扩展影响因素,得到在不同约束条件下的区域空间扩展阻力面,分别确定了唐山市在"生态安全约束型""经济增长主导型"和"生态与经济并重"3种模式下城镇空间可能的发展范围,经过多方案比较,"生态与经济并重"城镇建设用地空间发展模式是未来城镇健康有序发展的最优模式,这种发展模式既有利于减少大规模、高强度的城镇化和工业化过程所造成的城市发展和环境保护之间的用地冲突,也可为城市用地布局规划和生态红线划定提供科学依据。     

西气东输工程沿线陕西段区域生态安全格局设计研究

区域生态安全格局是一个新近提出的概念,其理论尚在发展之中。研究以西气东输工程陕西段为例,从保证管道安全和解决工程中的生态问题入手,提出了管道工程沿线区域生态安全格局的设计框架,对生态安全格局理论进行了初步的应用。制图分析得出陕西段主要生态系统有丘陵黄绵土农田生态系统、丘陵黄绵土丛生禾草草原生态系统、平原黄绵土农田生态系统、沙地生态系统等。水土流失敏感性分析显示3个标段均有超过80%区域属敏感区,水土流失很严重。生态系统中关键生态单元主要有6处,包括丘陵沟壑区梁峁穿越,腰岘穿越,中小冲沟穿越,河流凹岸(陡崖)穿越,大开挖河流,固定、半固定沙丘穿越。在生态系统功能分析的基础上进行了区域基本生态安全格局设计,并针对关键生态单元进行了关键生态安全格局设计。     

滨海湿地互花米草入侵的生态水文学机制研究进展

滨海湿地具有重要的生态服务功能和经济价值,互花米草入侵已经对滨海湿地生态系统产生巨大影响。为深入理解滨海湿地生态系统植被演替过程与水盐梯度等环境因子的耦合关系,完善滨海湿地生态水文学的研究内容和方法,为滨海湿地互花米草生态防治以及滨海湿地生态系统的保护和管理提供科学参考,本文针对水文因子和土壤盐分对互花米草的影响及其生理生态响应、水盐梯度下互花米草的空间格局与生物量反演,以及互花米草的生态格局模拟和预测等方面的国内外相关研究进展进行了梳理和展望。主要结论包括:①水盐梯度决定着互花米草的生理生态特征、物种分布和演替格局;②随着遥感技术的不断发展和地理信息系统技术的不断完善,关于群落尺度上互花米草的空间动态研究也越来越趋向于精确化;③群落尺度上的互花米草格局动态及其生态水文驱动机制的量化将成为今后的研究热点;④在对互花米草空间格局进行预测和模拟时,需综合考虑滨海湿地水动力学过程、植物生理学过程、地形生态演化等过程。     

利用生态系统服务价值评估土地利用规划生态效应(英文)

基于土地利用多功能性,以生态服务价值系数为基础,构建不同土地利用类型生态服务价值修正系数。以地处三峡库区腹心地带的重庆市云阳县为例,从生态系统服务价值以及景观格局视角定量估算三峡库区生态屏障区土地利用规划生态效应。结果表明:至2020年云阳县三峡库区生态屏障区初步构建一个以"林地为骨架,耕地、园地、草地为补充"的生态系统服务格局;以土地生态功能建设为导向的土地利用规划能够快速提升生态屏障区生态系统服务价值,增强屏障区调节气候、保持土壤、维护生物多样性等方面能力,云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务总价值从2010年的15.53亿元提升到2020年的19.98亿元,年均变化率达到2.87%;云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务价值及其调节服务和支持服务价值表现出显著地空间分异特征,其中磨刀溪流域生态系统服务价值提升幅度最大,澎溪河流域次之,长江沿岸生态服务系统价值保持稳定增长,而长滩河流域变化不大;磨刀溪流域和澎溪河流域是规划期内云阳县生态屏障区土地生态功能建设的重点区域。同时,通过评估不同土地利用类型结构调整及其产生的生态效应,进一步明确了云阳县生态屏障区各流域土地利用结构优化调整方向,提升了土地利用规划和生态保护实践工作科学决策水平。     

城乡复合生态系统土壤微生物群落特征及功能差异

土壤微生物在陆地生态系统多个过程中发挥着重要作用,而城市化过程使得城市及其周边地区土地利用发生剧烈变化,形成了异质性环境梯度,直接或间接地影响了土壤微生物群落的组成和功能,进而影响了其承载的生态系统服务。本文综述了城乡复合生态系统不同景观单元土壤微生物群落的组成特征、主要影响因素及其功能差异,发现城市化对土地利用的改变驱动了土壤微生物群落的组成、结构和功能差异,土地利用、土壤污染物、植被覆盖、土壤性质等因素共同影响土壤微生物群落,并且在不同景观中影响土壤微生物的主导因素有所不同。进一步探讨了土壤微生物的生态服务功能,并分析了不同景观中土壤微生物功能存在的差异性。今后需进一步解析社会—经济—自然复合生态系统格局特征对土壤微生物的影响,揭示城乡复合生态系统不同功能区土壤微生物对土壤生态服务的产生和维持机制,明确变化环境下土壤微生物对土壤安全和人类健康的维持机制,以提升土壤生态服务功能、维护城乡土壤安全和人居环境健康。     

朝阳市顾洞河河口湿地生态修复技术与实践

通过对朝阳市顾洞河河口湿地的现状调查,利用湿地工程、潜坝工程和护岸工程等措施,对该项目区实施了湿地生态治理,在维持原有生态格局的基础上,强化了维持湿地各区水位的基础条件,扩大了湿生区域的面积,改善了河口湿地的结构。工程实施后大大改善了河口湿地水环境与水生态现状,提高了湿地生态系统功能,产生了明显的生态环境效益、社会效益和经济效益。     

近自然河道植物群落构建及其对生物多样性的影响

分析了河流作为重要地理要素和生态廊道在区域景观中的重要生态功能,以及河道建设中存在的主要问题。根据景观生态学原理,阐述了河道植物通过边缘效应、廊道效应和干扰效应可以对生物多样性产生积极影响。通过对10多个试点河段两年多的试验研究,提出河道建设要为植物措施创造条件,充分考虑生物多样性,恢复健康稳定的河道生态系统。认为河道生物多样性还需要考虑河流形态多样性,加强定位系统观测和注重研究植物群落演替规律。     

隧道工程行为的生态环境影响及其生态化策略

随着国家对基础设施建设投入的加大,隧道建设日趋增多,在其施工技术提高和修建规模增大的同时,隧道工程行为对生态环境也产生了深远影响。论述了隧道工程行为的内涵及其对生态系统的影响,分析了隧道工程行为的生态效应,包括物理效应、化学效应、生物效应和社会效应。在此基础上,提出了隧道工程行为生态化理念,并从勘测设计、施工和后期运营等几个方面探讨了隧道工程行为生态化策略。通过隧道工程行为的生态化策略可较好消减其对生态系统结构和功能的干扰和破坏,减轻对生态系统健康的威胁,为实现隧道建设和环境保护的协调发展提供参考。     

农林复合生态系统的生态学原理及生态经济功能研究进展

 农林复合生态系统是一种人工自然复合生态经济系统,对植被恢复和持续发挥土地生产力,具有极为重要的生态经济价值。在综述前人研究的基础上,论述农林复合生态系统生态学原理及生态经济功能的一系列问题:解析农林复合生态系统的定义和基本特征;归纳农林复合生态系统构建的生态学原理和生态经济功能,其中着重说明农林复合生态系统结构组分选择的原则、依据和结构优化的标志,在生态过渡区构建农林复合生态系统,可发挥双向生态缓冲功能。认为:今后农林复合生态系统的研究,应以受干扰较轻的自然生态系统为参照模式,研究农林复合生态系统组分间的生态关系,生物组分生态和谐机制,小尺度的空间异质性对局部生境植被恢复与构建的生态效应,并加强农林复合生态系统的生态定位研究。     

农业开发对区域生态系统服务功能的影响研究——以三江平原北部地区为例

生态系统服务是土地系统的重要功能,是构建区域生态文明的自然基础。衡量农业开发对生态服务功能的影响,是准确度量土地利用效益,制定区际生态补偿标准的基本依据。在对Costanza等提出的生态系统服务价值评估方法进行改进后,以货币形式评价三江平原北部地区1954—2009年农业开发对生态系统服务价值影响。研究表明:（1）55 a间耕地增加250.86万hm²,垦殖率由8.31%增至67.26%,土地利用结构由湿地、林地主导逐渐过渡到农地为主导类型;（2）该区域生态服务价值由1954年的1 120.81亿元锐减至2009年的390.77亿元,损失率为65.13%。其中,湿地的生态服务价值损失率为90.26%,农地生态服务价值增长为原来的8.26倍;（3）农业开发使得土地生态服务功能内部结构发生变化;（4）由于各县市耕地垦殖状况及气候特征的不同,导致生态服务功能结构、单位面积的生态服务价值及其变化特征存在显著差异。     

土地利用变化对长江上游生态系统服务价值的影响

该文以典型生态脆弱带——长江上游地区1980、1990和2000年的土地利用动态数据为基础,参照中国陆地生态系统单位面积服务价值表,结合敏感度分析,探讨了土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响。结果表明,1980－1990年研究区林地、草地和湿地面积都有不同程度增长,生态系统服务价值呈增加趋势;但在1990－2000年间,建设用地、耕地和未利用地面积大幅度增加,且大多来源于林地和草地等地类的转化或退化,使得整个研究期间内各项生态系统服务功能都出现不同程度的衰退。生态系统服务价值也从1980年的11 119.16亿元减少到2000年的11 077.85亿元,净减少值为41.31亿元。该区域快速城市化和以经济利益为目的的发展模式给生态系统服务功能和可持续发展带来巨大压力,这种生态环境急剧退化的趋势必须引起高度重视并进行有效控制。     

基于生态服务功能提升的高标准农田建设的分区方法

耕地生态服务功能与生产功能同步提升是"新时代"高标准农田建设主要目标,而面向生态服务功能提升的高标准农田分区及调控设计是生态型农田建设有效实施的根本前提。论文以榆中县为例,首先运用生态系统服务功能与权衡交易综合评价模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)对研究区生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给四种生态系统服务功能进行评估,分析各类生态系统服务空间分异规律,明确各研究单元低值生态服务类型;其次,对影响区域生态系统服务功能的障碍因素进行识别,将其划分为可调控与不可调控2种类型;第三,通过构建高标准农田建设措施与生态系统服务功能间的关系框架,结合可调控的障碍因素,确定不同区域高标准农田建设主导方向,进而提出生态型高标准农田建设分区方法及调控措施。研究指出,生态型高标准农田建设分区可以有效促进"田、水、路、林"各项工程措施的生态效应发挥,是实现生态服务功能和生产功能同步提升、目标融合的有效模式,可以为生态文明建设的理论思考和实践创新提供重要依据。     

南方生态河道评价指标体系初探

阐述了生态河道的基本概念与特征,指出当前生态河道建设中的不足,认为生态河道建设应是河道生态空间范围内河道功能的维持、生态系统的恢复与重建。建立了南方生态河道评价的指标体系,并对评价指标进行了量化。该指标体系的建立,为生态河道的评价奠定了基础,也对生态河道建设具有一定指导意义。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

秦岭北麓城市新兴开发区生态系统服务价值变化

[目的]选取秦岭北麓典型城市区域陕西省西安市浐灞生态区为研究对象,从景观格局变化、生态服务价值两方面分析城市新区建设及可持续性,以期为城市生态建设提供决策参考。[方法]以遥感数据为基础,对研究区土地利用类型和景观格局进行定量分析,研究城市新区尺度下的景观生态系统和生态服务价值变化特征。[结果](1)2004—2014年,浐灞生态区城乡转换特征明显,农业景观比重显著降低,建设用地景观增幅达88.2%,生态景观增幅高达201.5%以上,区域"生态含量"明显提高。(2)生态服务价值以农田、绿地和水体景观变化较为明显,其中农田生态服务价值损失近65%,到2014年全区85%以上的生态服务价值来自于绿地和水体景观。[结论]浐灞生态区10a间生态用地动态变化强烈且持续,城市生态服务价值增加明显,反映该区在保障城市化建设的同时,有效且显著提高了环境质量,其生态建设政策有利于区域生态系统的建设和发展。