生态系统服务内涵、价值评估与GIS表达

生态系统服务价值评估是当前生态经济学领域的研究热点,为解决生态系统之于人类的重要性提供了量化的参考,也是生态补偿机制建立的重要依据.近5年国际上SCI论文发表数量以年均40%速度增长,我国研究起步于上世纪90年代末,十年来发展迅速,从对国外研究的简单模仿逐渐转向对评估模型参数的修正及对技术方法的适应性集成与发展.生态系统服务的内涵研究不断推进,在阐释“自然组分-生态过程-生态功能-生态服务.获得利益”关系上呈现多种观点,相应地提出了不同的价值评估指标体系;生态系统服务价值评估以瞬时静态为主,动态评估略显不足;研究对象从大尺度和单一生态系统逐渐转向中尺度区域,评估结果表现形式从单一数值化向基于GIS的空间表达发展.在回顾全球范围生态系统服务评估研究成果的基础上,从研究区域分布与学科特点、内涵及分类、评估方法和GIS技术应用等四大方面进行归纳分析,并从生态系统管理和决策支持需求的角度,指出生态系统评估研究已取得显著进展,但有关生态系统服务的内涵与分类、生态系统服务价值的动态评估及GIS技术的应用研究仍待深入.     

干旱区绿洲城市生态系统服务价值空间自相关格局分析与模拟

基于1995—2015年乌鲁木齐土地利用遥感解译数据,运用CA-Markov模型模拟预测2025年土地利用变化并进行生态系统服务价值(ESV)评估,应用格网分析、空间自相关、Getis-Ord热点区分析等空间统计方法,进一步分析生态系统服务价值与土地利用空间格局的分布特征,讨论两者空间自相关关系及年际变化的冷热点空间分布变化原因。结果表明,近30 a研究区各土地利用类型的生态系统服务价值呈波动变化态势,但总体上表现为减少趋势,主要原因在于耕地、林草地提供的生态系统服务价值减少。生态系统服务价值空间分布格局差异明显,高值区域多年来主要分布在乌鲁木齐县林地面积较多的地区,低值区域集中分布于乌鲁木齐中心四区(天山区、沙依巴克区、水磨沟区、头屯河区)的周边区域。研究区生态系统服务价值具有显著的空间正自相关性与空间聚集特征,高-高、低-低聚集分布分别与生态系统服务价值高值、低值区域高度重合。生态系统服务价值热冷点区呈逐年增加趋势,热点区增加与近年来乌鲁木齐大力推行生态保护及修复等措施有极大关联,冷点区增加与城市建成区无序扩张及土地开发等一系列人类活动有密切关系。     

近20年国内外生态系统服务研究回顾与解析

生态系统服务对人类生存发展以及生态环境的可持续具有重要的意义,作为当前生态学、环境科学、地理学、生态经济学等诸多学科的研究热点和前沿,目前已经积累了大量的研究成果。文章基于Citespace V5.2软件以及文献计量学分析方法,以Web of science核心合集与CNKI核心期刊为数据来源,系统地分析了1999—2018年近20年国内外生态系统服务研究热点、进展与存在的问题。首先从生态系统服务形成机制及其流动、生物多样性与生态系统服务、土地利用与生态系统服务、气候变化与生态系统服务、生态系统服务评估、生态系统服务权衡协同与生态管理等6个方面对国际生态系统服务的研究热点进行了详细的评述。又进一步从生态系统服务价值评估、土地利用变化与生态系统服务、生态系统服务与可持续等3个方面对国内近20年生态系统服务研究进展与现状进行追踪与分析;讨论了目前国内研究中存在生态系统服务理论研究尚待深入、评估方法科学性有待提高、研究结果应用性不强等3个方面的问题。最后,针对当前研究存在的问题与未来发展方向提出展望:加强生态系统服务形成机理及综合应用研究、建立更加精确的生态系统服务价值评估体系指标与方法、加强生态系统服务区域集成和尺度转化研究。     

中国生态脆弱区的差异及绿色发展途径分析

受全球气候变化和人类活动的影响,生态脆弱区生态系统持续退化,迫切需要展开生态恢复工程等应对措施,促进人与自然和谐共生、经济发展与生态环境保护协调统一。以往的研究,更倾向于对某一类型生态脆弱区或某一生态脆弱行政区域进行研究。文章旨在从更宏观的角度,基于统计年鉴结果和相关研究报道,梳理和分析主要退化问题和区域绿色发展的需求。在阅读大量国内外相关文献的基础上,选择以中国21个涉及生态脆弱的行政区域为研究对象,对其生态环境状况、环境污染治理投资和生态修复的效率进行综合调查分析。然后,将21个行政区域划分为北方林草农牧交错区、西南石漠化区、西北混合交错区、南方红壤区和青藏高原复合侵蚀区,通过研究5个典型区域的生态脆弱差异和绿色发展情况,明确生态环境脆弱地区绿色发展的合适路径。结果表明,由于水资源的空间分布不均、土地利用规划不协调、地质地形差异大、植被稀疏等原因,造成不同地区的生态脆弱差异性明显,主要表现为南方水蚀和水土流失严重、北方土地沙化和草地退化严重。生态系统的退化阻碍了生态脆弱区实现绿色发展,一方面,植被覆盖率低限制了生态系统抵抗外界干扰的能力,另一方面,投资能力弱使得环境治理的实施力度大大降低。因此,必须结合不同行政区域的生态脆弱情况,提出合适的绿色发展途径。     

土地整治对生态系统服务影响研究综述

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。土地整治已成为中国最大规模改变土地利用方式和影响陆地生态系统的有组织的人类活动之一,深刻影响着区域乃至全国的土地利用格局和生态过程,也对生态系统服务产生了诸多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐明土地整治通过改变土地利用/覆被的类型、结构和格局间接影响生态系统服务;通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。提出了未来重点研究内容:(1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,构建土地整治对生态过程和功能影响的方法与模型;(2)围绕土地整治影响生态系统结构与功能—生态系统服务—调节调控这一主线,强化土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究;(3)加强土地整治的区域生态系统服务集成和优化研究,科学调控土地整治所影响的关键生态系统服务和时空布局;(4)重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。     

基于生态系统服务供需关系的安徽省空间分异研究

生态系统服务供需存在的空间异质性可以造成地区发展的不平衡。以安徽省各区县为研究单元,基于土地利用和夜间灯光数据,揭示安徽省生态系统服务供需关系空间分异特征,并划分各区县的管控类型,提出各类型的国土空间发展策略。结果表明:(1)安徽省各地区土地利用类型存在明显差异,生态系统服务价值呈南高北低的状态;(2)安徽省各区县生态系统服务需求差异明显,沿江、皖中和皖北区域生态系统服务需求较高,而皖西和皖南区域需求较低;(3)安徽省生态系统服务供需关系区域性差异明显;(4)基于生态系统服务供需关系分析,安徽省各区县可划分为生态协调型、生态控制型、生态重建型和生态保育型4种管控类型。研究结果可为安徽省生态用地配置和区域土地资源规划提供科学依据。     

精河流域绿洲土地利用及生态系统服务价值时空变化研究

土地利用变化直接影响着生态系统服务功能及生态安全,在县域尺度上定量分析区域土地利用类型及生态环境效应变化,可为地处干旱生态脆弱区的精河流域绿洲水、土资源合理开发利用提供科学依据。利用1990、2000和2018年3期影像,采用梯次环方法对研究区各土地利用类型生态系统服务价值进行时空分析,并基于生态环境质量指数和生态贡献率对土地利用类型转变后的生态环境效应进行辨识。结果表明:(1)1990—2018年研究区土地利用变化明显,建设用地、耕地、水域和草地面积增加,林地和未利用地面积减少;(2)近28 a来,研究区生态系统服务价值整体变化较大,呈先降后增趋势,2018年生态系统服务价值优于1990和2000年。以城市为中心的梯次环方法分析结果显示,1990和2000年研究区南部地区生态系统服务价值整体高于北部地区,生态系统服务价值高值区出现在S5～S7梯次环;2018年北部地区生态系统服务价值高于南部地区,生态系统服务价值高值区出现在N6～N8梯次环;(3)1990、2000和2018研究区生态环境质量指数分别为0.147、0.120和0.194。研究区土地荒漠化以及林地、草地转为未利用地是在土地利用层面导致生态环境退化的主要原因,未利用地转为林地、草地以及艾比湖水面的恢复是促使研究区生态环境质量改善的主要原因。     

1995—2015年淮河生态经济区生态系统服务评估与时空变化分析

生态系统服务成为促进生态系统与人类社会和谐统一的有效管理中介。采用市场价值法、水量平衡方程法、InVEST模型和HSI模型对1995—2015年淮河生态经济带的食物供给、水源涵养、气候调节和生境质量功能进行评价,并分析其时空变化与相关原因。结果表明:淮河生态经济带各生态系统服务分布呈现较大时空异质性。食物供给功能分布具有较强的地域性,食物供给服务较好地区由西北向西南偏移,且随时间变化明显;水源涵养功能在时间序列上空间分布差异较大,单位栅格面积水源涵养量最大为1 439.15 mm,最小仅为-407.65 mm,水源涵养量总体呈先增加后减少态势;1995—2015年淮河生态经济带累计固碳量为203.7 Tg,表现为碳汇区,固碳速率呈现先快后慢的增长态势;生境质量最好和较好区域面积占比逐渐减少,2005和2010年生境质量得分平均值较大,但在2010年之后又呈下降趋势。淮河生态经济带开发在空间上要与生态系统服务空间分布保持均衡协调,此外应以流域理念进行跨区域生态保护治理协作。该研究可为淮河生态经济带开发战略落实以及生态系统服务保护、调控与管理提供科学依据。     

岷江上游山地生态系统服务地域分异过程与补偿阈值

生态系统服务供给侧与需求侧是当前地理科学研究的热点和前沿领域,也是人地关系具象化的表征物。针对岷江上游低阈值生态安全、高风险生态退化、多民族交融共生的区域特征,初步探索岷江上游山地生态系统服务地域过程与补偿阈值的研究方法,为该区域的生态文明研究提供理论依据。结果表明,1995—2010年间岷江上游生态系统服务的地域分异特征显著,生态补偿额度的区域差异也比较明显。2010年草地和农田生态系统服务价值比1995年分别增加了3.70×10~9和0.62×10~9元,而2010年林地生态系统服务价值比1995年减少13.17×10~9元,造成研究区域整体生态系统服务价值降低。林地和草地对岷江上游生态系统服务价值的贡献较大,空间上呈现东多西少的分布格局。人口修正的生态补偿额度为正值的区域集中在岷江上游的西北地区和正东部,负值区域集中在黑水、松潘和理县附近;乡镇面积修正的生态补偿额度为正值的区域集中在松潘和黑水县,而负值区域集中在茂县和汶川县附近;综合修正生态补偿额度为负值的区域集中在研究区域的西北地区,而正值区域集中在黑水、松潘和理县。研究结果可为深入认识流域内生态系统服务与人类社会福祉的耦合关系以及藏羌民族生态补偿的科学分配提供数据支撑。     

近5年森林生态系统服务价值评估研究进展——基于CiteSpace文献计量学分析方法

森林是陆地最大也是最重要的生态系统,森林生态系统提供了木材供给、固碳、水源涵养等多种类型的服务,通过量化森林生态系统服务有利于决策者管理实现精准管理的目标,从而达到提高森林质量和缓解气候变化的作用。森林生态系统过程的复杂性和时空变异性为该领域的研究提供了丰富的研究内容,近几年来该领域的文献发表量增长迅速,为了了解当前森林生态系统服务价值评估研究进展情况,文章使用文献计量学分析法对国内外相关研究进展进行了分析总结。结果显示,中国在该领域研究的国际影响力逐年提升,在Web of Science数据库中,中国科学院在该领域具有最多的文献量;生态系统服务制图、文化服务、生态系统价值、森林景观资源恢复等九类是当前该领域研究的主要研究类别;国内外研究热点大体一致,主要可分为影响因素、评价类型、评价对象、评价方法与指标4个热点类型。文章基于文献聚类和热点分布,提出未来研究的发展方向主要是:气候变化和土地利用变化的影响;多类型的覆盖;方法优化与模型的开发与应用。     

Study on increase in toxicity of Schiff bases on microorganism on chelation with metal

New heterochelates of the type [M(L)(SB)(H₂O)] (where M?=?Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), and Cd(II), KHL?=?potassium salt of salicylideneglycine and SB?=?thiophene- O -carboxaldeneaniline) have been synthesized. The heterochelates have been characterized on the basis of elemental analyses, electronic spectra, and magnetic measurement analyses. The structural and geometrical conformation has been discussed on the basis of IR spectral data. A thermal study of the complexes has been carried out to ascertain their thermal stability. Magnetic susceptibility measurements and electronic spectral data suggest a six-coordinated octahedral structure for these complexes. The increase in toxicity of the investigated heterochelate metal compounds was tested against three gram-negative bacteria, S. typhi, E. coli, and Serratia marcescens by the disc diffusion method. It is observed that the heterochelates show higher toxicity when compared to the Schiff bases, metal salts, and control (DMSO) due to chelation. The toxicity is also compared to the standard drug tetracycline.     

基于环境雌激素评估的卵黄蛋白原研究进展

卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vtg)是卵黄蛋白(Vitellins,Vn)的前体.无脊椎动物的Vtg主要在肝胰腺、卵巢或脂肪体合成,脊椎动物主要在肝脏合成.在总结国内外相关研究基础上,对基于环境雌激素评估的Vtg研究进展进行了综述.目前的研究已经证明,Vtg的N末端氨基酸序列在动物进化中既具有高度的保守性,又具有一定的特异性.Vtg作为检测环境雌激素效应的生物标志物之一,在环境雌激素类化合物污染的评价中被广泛采用.Vtg的检测方法包括蛋白直接定量检测和mRNA定量分析,选择检测技术要依据实验设计,对于长时间的暴露实验,可通过检测蛋白来完成,短时间的暴露实验则适合半定量RT-PCR检测VtgmRNA的表达.在Vtg的检测中应考虑动物种属的特异性.     

土壤有机碳对磺胺甲噁唑吸附的影响

以从云南元阳采集的1个水稻土和1个非耕作土,按颗粒大小分组作为模型吸附剂,探讨磺胺甲噁唑在土壤上的吸附行为与土壤有机质的关系.结果表明,梯田水稻土对磺胺甲噁唑的吸附(Kd:1.33—5.08)明显高于非耕作土(Kd:0.27—1.53).吸附强度与土壤C含量和O+N+S含量呈正相关,相关系数分别为0.953、0.917和0.769、0.809,说明土壤有机碳可能控制了磺胺甲噁唑的吸附,以有机碳为代表的憎水性吸附点位对吸附有较高的影响,憎水性作用为主导机理.     

糖厂碳法滤坭对赤红壤上柑桔施用效果初探

试验结果表明，施用碳法滤坭可明显地提高土壤的ｐＨ值和土壤的速效磷含量；适量滤坭配施钾肥可比单施钾肥显著或极显著地提高柑桔的产量，明显地提高柑桔果汁的Ｖｃ和柠檬酸含量，柑桔的可溶性固形物含量、可食部分和果汁含量也有提高；单施滤坭对提高柑桔产量和改善柑桔品质也有一定的效果．滤坭配施钾肥对提高柑桔产质的效果优于与其等当量的石灰配施钾肥，故认为碳法滤坭可代替石灰应用于改良赤红壤的酸性．     

大气氟化物对橡胶树的伤害实验研究

通过熏气模拟试验研究氟化氢气体对橡胶盆栽幼苗的影响。结果表明 :熏气后 ,橡胶苗出现典型受害症状 ,熏气浓度越高 ,受害越严重 ,叶片氟的积累量也越高。幼叶总是先于老叶受害 ,老叶对于氟的累积量高于幼叶 ;随着熏气浓度升高 ,电导率明显增加 ;熏气后 ,气孔发生变形 ,而且熏气浓度越高 ,变形越厉害 ;随叶片受害程度加大 ,叶片失绿 ,叶绿素含量降低。     

砖红壤上木麻黄接种Frankia菌的研究

在砖红壤上未经Frankia菌接种的木麻黄苗结瘤率很低，而用高效的菌株接种后，苗木的结瘤和生长显著提高．某些菌株之间存在着协同作用．在砖红壤中施加草木灰或适量的石灰，有利于根瘤的形成，从而促进苗木的生长．但过量的石灰则产生抑制作用．     

热带人工林生物物理参数及生物量对RADARSAT SAR信号响应研究

合成孔径侧视雷达穿透冠层而获得树干信息的特点使得其具有在南方NDVI易饱和地区的生物量估测方面优于光学遥感。文章利用地面实测调查数据,首次系统地研究了热带人工林生物物理参数及生物量对RADARSAT-SAR信号响应。结果表明:RADARSAT-SAR后向散射系数与森林生物量、树高、胸径可以用对数模型模拟。对于本实验区人工速生林来说,在森林生物量小于40 t.hm-2时RADARSAT-SAR后向散射系数与森林生物量具有较强相关性。桉树树高与后向散射系数的相关系数大于桉树胸径与后向散射系数关系。松树胸径与后向散射系数相关系数高于树高与后向散射系数的相关系数。研究结果为SAR在热带森林研究中的应用提供了一定的理论基础。     

Experiments on gravity currents propagating on unbounded uniform slopes

Gravity currents propagating on \(12^\circ \), \(9^\circ \), \(6^\circ \), \(3^\circ \) unbounded uniform slopes and on an unbounded horizontal boundary are reported. Results show that there are two stages of the deceleration phase. In the early stage of the deceleration phase, the front location history follows \({(x_f+x_0)}^2 = {(K_I B)}^{1/2} (t+t_{I})\), where \((x_f+x_0)\) is the front location measured from the virtual origin, \(K_I\) an experimental constant, B the total buoyancy, t time and \(t_I\) the t-intercept. In the late stage of the deceleration phase for the gravity currents on \(12^\circ \), \(9^\circ \), \(6^\circ \) unbounded uniform slopes, the front location history follows \({(x_f+x_0)}^{8/3} = K_{VS} {{B}^{2/3} V^{2/9}_0 }{\nu }^{-1/3} ({t+t_{VS}})\), where \(K_{VS}\) is an experimental constant, \(V_0\) the initial volume of heavy fluid, \(\nu \) the kinematic viscosity and \(t_{VS}\) the t-intercept. In the late stage of the deceleration phase for the gravity currents on a \(3^\circ \) unbounded uniform slope and on an unbounded horizontal boundary, the front location history follows \({(x_f+x_0)}^{4} = K_{VM} {{B}^{2/3} V^{2/3}_0 }{\nu }^{-1/3} ({t+t_{VM}})\), where \(K_{VM}\) is an experimental constant and \(t_{VM}\) the t-intercept. Two qualitatively different flow morphologies are identified in the late stage of the deceleration phase. For the gravity currents on \(12^\circ \), \(9^\circ \), \(6^\circ \) unbounded uniform slopes, an ‘active’ head separates from the body of the current. For the gravity currents on a \(3^\circ \) unbounded uniform slope and on an unbounded horizontal boundary, the gravity currents maintain an integrated shape throughout the motion. Results indicate two possible routes to the final stage of the gravity currents on unbounded uniform slopes.

     

化学污染物对鱼鳔的毒理学研究进展

鱼鳔(swimbladder)是帮助有鳔鱼类完成呼吸、保持流体静力、感觉声音等生理活动的重要功能器官之一。化学污染物暴露能够影响鱼鳔的正常发育或充气,对有鳔鱼类的生存具有潜在威胁。本文首先对鱼鳔功能、形态发育及分子机制进行了介绍。其次对化学污染物导致的鱼鳔发育异常或不充气等毒性效应进行了总结,对特定污染物的潜在作用机制进行了综述。最后对鱼鳔的环境/生态毒理学研究提出展望。     

海面溢油样品指纹解析

在2010年7月16日大连输油管道爆炸事故发生后,在24 h内分别于事故油罐、不同海面厚油膜区域采集原始油样及溢油样品;采用气相色谱质谱联用(GC-MS)对样品中的生物标志物进行检测,通过生物标志物特征比值的变化趋势,对以往溢油鉴别过程中常规生物标志物特征比值进行评价和筛选,并对溢油样品的指纹特征和风化规律进行解析.溢油样品的分析结果表明,在多种因素共同作用的不超过24 h的短期风化过程影响下,筛选排除的生物标志物比值均为国标GB/T 21247—2007中建议的nC17/Pr、nC18/Ph特征比值.化学消油剂与生物消油剂的盲目使用,有可能导致溢油指纹特征的显著变化.