北方高纬度地区生态系统动态、生物多样性管理及社会政策

由于受到众多因素大规模作用的影响,高纬度地区生态系统的变化异常活跃.这些地区的生态系统非常脆弱,各种全球变化过程都在影响着可更新林木资源持续生产和当地社会赖以生存的动植物资源丰度.本文对于北半球高纬度地区生态系统的一些新认识及其(所包含的)意义进行了讨论,并对提高生态系统的恢复力所采取的必要管理措施进行了探讨.认为在生态系统面临各种变化和干扰时系统管理的焦点应该从系统的恢复转移到系统功能的维系上来.生物多样性的作用是确保生态系统在经历干扰和重组时能够进行重组和发展,这一作用应该在系统管理与相关的方针政策中得到重视.强调应重新考虑现在的生态保护区的概念以发展一些动态的管理方法,使生态系统在面临环境变化时能够进行可持续的管理.而高纬度地区一些土著人习惯性的生态保护区的特点与那些对保护区进行动态保护的观点往往是一致的.针对高纬度地区动态景观中的生物多样性管理我们提出了新的发展方向,并从非传统的观点方面为其提供了经验例证.这些非传统的观点与看法可能会有助于提高生物多样性可持续管理和生态系统功能发挥的潜力.     

浅谈虎林湿地开发对气候的影响及对策

在地球各种生态系统类型中,湿地生态系统具有维持生物多样性、调蓄洪水、防止自然灾害、降解污染等重要的生态功能,被誉为自然的宝库.湿地也是地球上最重要和生产价值最高的生态系统,是地球上独特的有多种功能的生态系统,有丰富的自然资源和巨大的环境功能.本文针对虎林市近50年来的湿地变化对区域气候的影响,提出缓解不良影响的对策.     

云贵高原典型湖泊浮游植物群落结构变化及影响因素

湖泊是地球生态系统的重要组成部分,对周边地区人民群众生产生活具有重要意义,但湖泊生态系统容易受人类活动影响,高原湖泊的生态系统较平原湖泊更为敏感.浮游植物作为湖泊中最重要的初级生产者,其群落结构可以反映出湖泊水环境的变化.为了解典型高原湖泊洱海的浮游植物群落变化情况及影响因素,于2021年对在洱海的13个点位开展逐月水质及浮游植物群落结构监测.结果发现洱海水质较好、富营养化水平低,但浮游植物生物量较前几年明显偏高,这主要是由于下半年甲藻水华事件所造成的.通过分析优势浮游植物与环境因子的关系发现,甲藻暴发可能与有机质有关,低透明度及相对低温环境也有利于甲藻生长;蓝藻生物量主要受营养盐浓度和水温限制;低温季节硅藻优势度较高.这些结果揭示了在外源营养盐输入得到有效控制的情况下,有机质和气候变化可能对高原湖泊浮游植物群落结构变化造成更为强烈的影响,未来需要对这些环境条件变化投入更多关注.     

北极4个亚区的影响分析

在评价北极陆地生态系统影响时,人们常常强调物种和生态系统对环境变化响应的地理变化,这种变化往往与气候、生物多样性、植被带、生态系统结构和功能的南-北梯度相关联,可是,环境、生态系统的功能和结构上,以及环境史和当前气候变化的明显东-西变化显然也很重要.尽管一些地方变得温暖,但另一些地方却降温了,海洋、群岛和山脉等地理屏障的东西差异过去也对物种和植被带响应气候变化而改变分布区的能力产生了很大影响,同时,这些地理屏障为种群遗传分化和生物多样性热点区的形成提供了必要的隔离条件,这些屏障在未来气候变暖时,也将影响物种重新分布的能力.为了说明这种东西向的变化,同时也避免过分笼统或过于专业化,基于大尺度的天气和气候形成因素,北极气候影响评价项目确定了4个主要亚区.通过模拟与4个北极气候影响评价亚区有关的主要信息,导致物种分布区发生改变的地理屏障,特别是大陆的分布和海洋产生的隔离,明显会影响植被带的向北移动.对植被区向北移动的地理限制或者促进将影响将来碳的贮存和释放,以及生物圈与大气之间水和能量的交换.此外,气候变化使受威胁物种数量在各个亚区之间差别很大(白令海地区别尤其是热点),各个植被亚区重新分布的能力差异将影响每个区的生物多样性.总而言之,亚区分析表明,在整个北极地区水平上概括生态系统结构和功能的反应、物种的丧失,以及生物圈对气候系统的反馈的趋势是困难的,说明需要对北极陆地生态系统对于气候变化响应的空间变化性有深刻的认识.     

气候和土地利用/覆被变化对宁波地区生态系统产水服务的影响

提供水资源是重要的生态系统服务功能之一,对区域经济和生态系统的可持续发展具有重要作用.近年来,人类活动对水资源的需求量增加,加之水环境污染和水资源浪费现象严重,造成了部分地区的缺水问题.在此背景下,本文以宁波地区为例,研究气候变化和土地利用/覆被变化对生态系统产水服务的影响.首先,利用InVEST模型中的产水量模块,估算了区域的产水量.然后,利用情景分析的方法设计6种情景,分析了气候变化和土地利用/覆被变化对区域产水量的影响.最后,量化了气候和土地利用/覆被变化这2种因素对生态系统产水服务的贡献程度,并讨论了形成机制.研究表明:①2000—2015年,宁波地区的降水量增加了6.44%,潜在蒸散量减少了8.35%.城镇化导致建设用地面积增加了120%,耕地面积减少了22.37%.在气候变化和土地利用/覆被变化的共同作用下,平均产水量增加了10.91%.②气候变化对生态系统产水服务的影响更为显著,而土地利用/覆被变化的影响较小.其中,2000—2015年气候变化对宁波地区产水量的贡献率高达97.56%,而土地利用/覆被变化的贡献率仅为2.44%.③城镇生态系统的产水量高于其他生态系统类型,农田生态系统的产水量高于森林和草地生态系统.因此,城镇化会增加产水量,退耕还林还草会导致产水量的减少.     

光伏电站建设对陆地生态环境的影响：研究进展与展望

随着全球能源消耗的快速增长,环境将进一步恶化,各国减排的竞争将更加激烈,而利用太阳能作为清洁能源的光伏发电对于实现地球碳中和具有重要战略意义.陆地生态系统中的集中式光伏电站大范围覆盖地球表面,导致土地利用发生变化,对地表能量平衡和降水的再分配产生显著影响,进而改变土壤养分循环和植物生产力,并最终带来明显的生态环境效应.通过回顾近20年来国内外光伏电站生态环境影响研究的相关文献,综述了光伏电站建设对微气候、土壤和动植物等的影响强度和方向,以及对陆地生态系统功能的潜在影响.光伏电站可以通过调节微气候因子中的太阳辐射强度、空气温湿度、风速和风向等,进一步影响植物生产力、土壤抗蚀性和土壤碳固存等多项生态系统功能.尽管已有文献报道中有关光伏电站建设对陆地生态系统的影响并不一致,但总体而言,可以提高植被盖度和植物生产力;特别在荒漠等生态系统中可在一定程度上改善生态环境.目前,尽管有大量研究报道了光伏电站对生态系统可能具有的效应,但实验性论据尚不充分,对生态系统功能影响机制的研究更为少见.在后续的工作中,可进一步关注光伏电站对生态环境影响的区域差异性,以及对生态系统功能潜在的影响途径,结合生态效应为...     

基于格局-质量-功能的高寒草甸区生态脆弱性分析——以云南迪庆为例

以滇西北高寒草甸区为研究对象,通过建立格局-质量-功能框架开展其生态系统脆弱性时空特征评价,并利用地理加权回归模型分析各因子对生态系统脆弱性变化的空间异质性影响.结果表明:滇西北高寒草甸区生态系统脆弱性指数(EVI)格局由北向南递减.2000～2020年迪庆北部地区的生态系统脆弱性指数呈增加趋势,生态脆弱性性指数最高增加了0.30,中南部绝大部分地区呈下降趋势.影响因子对生态系统脆弱性敏感性显著,气候因子对迪庆北部和南部地区的生态系统脆弱性敏感,经济(GDP)、人口(POP)等因子是导致区域生态系统脆弱性指数增加的主要因素.     

土壤微生物对环境胁迫的响应机制

微生物在生态系统物质循环和能量流动过程中起重要作用.研究土壤微生物对各种环境胁迫的响应有助于认识微生物对环境变化的适应与演变机理,维持土壤生态系统功能的稳定.土壤微生物群落多样性是衡量土壤生态系统稳定性的一个重要指标.多数研究表明,土壤微生物群落多样性越高,土壤生态系统越稳定.本文在总结土壤微生物群落多样性及其与环境胁迫响应关系的基础上,进一步讨论了土壤微生物对环境胁迫响应的生态学机制,包括:①抗性微生物的出现及抗性基因的水平转移.该过程导致了土壤微生物群落结构和多样性的改变,产生了更多抵抗能力较强的微生物类群,从而达到对外源干扰的适应,使土壤微生物群落对环境胁迫的抵抗力和恢复力随之提高.②土壤微生物群落功能的冗余.这些冗余程度越高,冗余组分缓冲维持生态系统正常功能的能力越强,从而提高微生物群落对环境胁迫的抵抗力和恢复力.研究土壤生态系统的稳定性与微生物多样性之间的关系,不仅有助于揭示土壤生态系统稳定性的内在机制,为合理调控提供科学依据,也可以为土壤环境质量管理提供参考.     

基于系统动力学的城市生态系统建设路径研究——以天津市为例

城市生态系统是一个复杂的巨系统,随着经济社会的发展,城市生态系统面临着诸多环境问题,研究城市生态系统建设路径对城市生态环境的改善具有重要意义.本文将影响城市生态系统建设的宏观因素分为5个主要子系统：经济子系统、人口子系统、环境子系统、资源子系统和能源子系统.利用系统动力学模型（System Dynamics, SD）构建城市生态系统的因果回路图和存量流量图,定量描述人口、资源、环境、能源与经济子系统中各相关变量之间的动态反馈关系,以模拟其建设状况及未来变化趋势.考虑到不同的政策驱动因素对城市生态系统建设的影响不同,设置了自然增长型、人口控制型、环境导向型、科技导向型、资源节约型和平衡发展型6种建设路径,通过改变主要模型参数的值来模拟关键变量的变化.研究发现,城市生态环境问题是人口增速过快、产业发展不均衡、水资源匮乏等综合原因造成的.最适合天津市的发展路径是在控制人口增量的同时加强人才引进政策,以此来提高全市科技发展水平,在增加供水方面不仅要依靠科技进步来促进再生水利用量,还要增加外来调水.     

城市绿地的三维生态特征及其生态功能

城市绿地是城市生态系统中具有负反馈调节功能的重要组分,能在一定程度上发挥各种生态功能,维持城市生态系统的平衡.绿地在抗逆性和对环境的改造能力方面也存在着很大的差异,这可归结为绿地的三维生态特征差异所致.在对上海市区绿地生态效应实测数据分析的基础上,探讨了城市绿地三维生态特征对绿地生态功能的影响.