东北坡耕地春季融雪侵蚀观测研究

为研究东北地区坡耕地的春季融雪侵蚀特征及其影响因素,选取吉林省吉兴小流域内坡耕地进行原位观测,通过分析融雪过程中径流量和含沙量的变化,以及融雪径流、土壤解冻深度等指标对融雪侵蚀的影响,探讨坡耕地融雪侵蚀过程及变化规律。结果表明,在日平均温度0~3.8℃的气象条件下,春季融雪侵蚀较为集中,径流与含沙量变化均先增加后减少。融雪径流与表层土壤解冻深度是影响融雪侵蚀的重要因素,初期融雪产流,土壤未解冻,径流急剧增加,径流量占融雪期总径流量的59.15%;中期积雪融化趋于稳定,土壤表层开始解冻,径流减少含沙量增加,侵蚀量达到最大且占融雪期总侵蚀量的41.74%;末期融雪产流停止,土壤解冻深度增加,含沙量达到最大(8.00kg/m~3)。坡耕地融雪侵蚀受垄作区域与集水洼地地形变化的影响,产流产沙具有较强规律性,二者峰值出现频次一致时,径流—泥沙呈"8"字循环滞后关系,反之呈复式循环滞后关系。     

中国南方农业生态系统可持续发展面临的问题及对策

南方农业生态系统在我国整个农业生态系统中占有重要地位和作用,具有结构的复杂性、功能的多样性、生产的高效性、价值的珍贵性和开发利用潜力的巨大性等特征。当前,南方农业生态系统存在着耕地撂荒、地力下降、土壤污染、灾害频繁、效益低下和后劲不足等方面的问题,严重制约着生态系统的可持续发展。为实现南方农业生态系统的可持续发展,应采取以下对策和措施:(1)实行集约用地;(2)开展环境整治;(3)推行轮作休耕;(4)实施用养结合;(5)优化系统结构;(6)深化农村改革。     

元谋干热河谷林地生态系统服务价值变化

[目的]以元谋县为研究区,基于生态学、RS和GIS理论和方法,研究干热河谷林地利用及生态系统服务价值的变化特征,以期丰富干热河谷林地生态研究,为区域生态环境调控提供理论依据。[方法]以2008年Landsat 7ETM及2016年Landsat 8 OLI 2期遥感影像、国家基础地理信息系统及ASTER GDEM数字高程模型为数据源,利用ENVI和ArcGIS软件对2期遥感影像进行解译,获取林地土地利用数据,分析林地的时空特征;调整林地生态系统服务当量因子系数,计算单位面积农田食物生产功能价值及单位面积林地生态系统服务价值系数,分析林地生态系统静态价值特征及其变化;以支付能力指数、支付意愿指数和环境能力指数为参数构建林地生态系统服务动态价值调整系数,分析林地生态系统服务动态价值特征及其变化。[结果]林地主要分布在研究区南部和东部的中高山,在西部、西南部和北部及东部边缘的中高山有少许分布,在河谷坝区有零星分布;2008—2016年林地面积增长了64.24 hm~2,变化幅度达到11.42%;有90.53 km~2的林地转为非林地,有154.77 km~2非林地转为林地。林地向草地转移了73.61 km~2,草地向林地转移123.11 km~2;2016年研究区林地生态系统服务静态价值为14.97亿元,较2008年的13.44亿元提高了1.53亿元。2016年林地在研究区生态系统总静态价值的比例为56.41%,较2008年的51.73%提高了4.68%;2008年和2016年林地生态系统服务动态价值分别为4.758亿元和9.027亿元,仅为同期林地生态系统服务静态价值的35.40%和60.30%。[结论]研究区林地面积迅速增长,林地与非林地相互转换频繁,林地净增长明显;林地面积的增长提升了生态系统服务的静态价值。林地的单项生态系统服务价值中,土壤形成与保护、气体调节和生物多样性保护的价值最大,食物生产的价值最小;林地生态系统服务动态价值虽然远低于静态价值,但其变化幅度明显高于静态价值。高生态系统服务价值的林地对社会和环境调节能力的增长更为敏感。     

树种选择与配置对森林生态系统服务的影响

我国森林面积和蓄积量连续增长,但造林树种单一、林分幼龄化、径级持续偏小、单位面积蓄积量低。在气候变化挑战及全球经济一体化大背景下,如何发挥森林在木材生产、生物多样性保护、固碳、涵养水源及社会文化等方面的多重服务功能以满足经济社会发展对森林的多元化需求,是我国现代林业建设的当务之急。文中通过梳理国内外相关文献,分析不同树种与配置模式和不同森林经营选择对森林生态系统服务的影响,以及对森林生态系统服务影响的模拟预测方法与工具,进而总结当前研究与实践的总体趋势,以期为我国树种选择及其优化配置、增强森林生态系统服务功能提供决策参考。     

Woody leguminous trees: New uses for sustainable development of drylands

Woody leguminous species are valuable crops because of their nutritional, economic, and ecological characteristics. Such crops have aided in the recovery of marginal lands for agricultural development due to their ability to fix nitrogen, control erosion, and act as a refuge for other species, in addition to their capacity to improve soil mineral composition and microbial biodiversity. Nevertheless, some leguminous trees are recognized to be one of the worst invasive species that affect negatively biodiversity and the entire ecosystem balance. In this study, we review new global uses for some woody leguminous crops, highlighting new nutraceutical and pharmacological properties, their uses as bioenergy sources, and their ecological uses for bioremediation opening new possibilities of management. We aim to bring knowledge on the multiple benefits that these woody plants continue to provide to humans from economic, social, and environmental standpoints.     

荒漠生态系统土壤呼吸速率对环境因子的响应

为探明环境因子与土壤碳释放之间的关系,利用LI-8100土壤碳通量自动测定仪监测塔里木河下游典型断面的荒漠河岸林群落土壤呼吸的变化动态,并同步观测植被盖度、地下水位、土壤特性及温度等相关因子的变化,分析其与土壤的关系。结果表明:1)在同一温度范围条件下,虽然土壤呼吸对温度变化有所响应,但温度不再是土壤呼吸作用的主要限制因子,根系和土壤微生物的生命活动很容易受到其他因素的影响和制约;2)监测区地下水对土壤呼吸速率存在一定的影响,地下水位越高土壤呼吸速率越小,地下水位越低土壤呼吸速率越大;3)植被盖度与地下水同时作用于土壤呼吸过程;4)在地下水的影响下土壤特性对土壤呼吸过程也存在影响。     

基于生态值的戴云山保护区地块选择研究

在自然保护区规划设计中,如何以最合理地块构建自然保护区并能在最大程度上有效地保护生物多样性、维护生态安全,是缓解生态保护与经济开发矛盾所亟需解决的问题。本研究针对戴云山地区探讨地块选择方法的适用性,基于戴云山地区生态评价,结合空间特征和生态现状要求,提出戴云山自然保护区空间优化建议。结合保护区植被多样性特征,应用地块选择算法,将戴云山所属地区共18 762小班进行网格分割,根据森林资源二类调查资料,选取地类、树种组成、郁闭度、平均树高、平均胸径、龄组和立地质量7个指标,求得各网格的生态值,绘制戴云山地区生态值分布图,引入改进的nal-Briers优化模型,实现保护区范围的最优化选择。依此方法共选择88个地块(网格)组成5个构建自然保护区的备选区域,其中包含原自然保护区2处备选区域(编号2,3),新增备选区域位于原保护区东部(编号4)、北部(编号1)和东南部(编号5)各1处。考虑保护区设计原则,编号2,3和4备选区域形成的区域可有效减弱边缘效应的影响,为建设戴云山自然保护区最优区域组合。选择后的戴云山自然保护区,实现了地块数量与生态值间的最优组合,最大限度保护戴云山整体植被多样性。地块选择算法在国内森林生态系统类型自然保护区设计中可能具有适用性,为我国森林生态系统类型自然保护区设计研究提出了新思路。     

五马河流域农田生态系统服务价值评估

为贵州省农田生态系统服务研究与赤水河流域生态环境建设提供参考,利用五马河流域国产高分一号和高分二号遥感影像,通过人机交互判读解译与实地验证获得研究区农田的空间分布,参考《千年生态系统评估》的分类方法,采用市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法对五马河流域农田生态系统的7项服务功能进行物质量及价值量评估。结果表明:五马河流域农田生态系统每年提供的服务总价值为56 546.5万元,单位服务价值为30 838.1元/hm~2;其中,产品提供价值为9 964.3万元,气候调节价值为8 868.2元,光合释氧价值为3 687.0万元,土壤保持价值为9 826.2万元,固碳价值为5 398.2万元,水源涵养价值为10 724.7万元,生物多样性价值为8 077.8万元。     

森林生态系统脆弱性评价概述

在广泛了解国内外相关研究成果的基础上,分别从森林生态系统脆弱性的主要影响因素、评价指标体系的构建、评价指标权重的赋予、评价方法的选取等方面进行归纳和评述,认为当前森林生态系统脆弱性评价存在的主要问题为:指标体系不够完整、评价方法不够系统、数据收集不够全面、研究区域和内容有待延展、新技术应用较少及评价后的相关研究需进一步加强和完善。     

“玉米田养鹅”农田生态系统下的土壤温度影响机制

为了解农牧一体化下"玉米田养鹅"生产模式的土壤温度影响机制,通过对比试验方法进行田间试验,结果表明:玉米田养鹅处理杂草群落平均密度为171.33株/m~2,是对照密度(11.11株/m~2)的15.42倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9),该处理下杂草Shannon-Wiener多样性指数为1.76,Simpson多样性指数为0.77,均高于对照;玉米田养鹅处理的地上生物量为386.30g/m~2,是对照(5.67g/m~2)的68.13倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9),同时玉米田养鹅处理的盖度为90.56%,是对照(7.22%)的12.54倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9)。在白天土壤温度的变化过程中,玉米田养鹅处理较高的地上生物量和丰富的地表植被使得田间地下生物生理代谢活动旺盛,土壤呼吸作用增强,土壤CO2呼吸通量增加,高达308.64 mg/(m~2·h),显著高于对照的234.90mg/(m~2·h)(P0.05;n=9)。因此,在试验期间白天光照不足,地表接受光照辐射有限的情况下,生物代谢活动产生的热量是影响土壤温度的主导因素,白天的土壤温度高于对照。在夜间土壤温度的变化中,玉米田养鹅处理5~15cm的土壤含水量为16.14%,显著高于对照1.27%(P0.05;n=9),水的良好导热能力促进了土壤的散热,使得玉米田养鹅处理表层土壤夜间散热较快,以致夜间该处理下的土壤温度低于对照。因此,在"玉米田养鹅"模式生产过程的前期,生物代谢活动和土壤含水量是影响土壤温度变化的主要因素。