基于土地利用的喀斯特地区生态系统服务功能价值评估——以贵州省为例

为探讨喀斯特地区生态系统服务功能价值特征,对贵州省生态系统服务功能价值进行评估,结果表明生态系统服务功能价值在2005、2010、2020年分别为1 610.43亿、2 357.86亿、4 328.89亿元.贵州省各类生态系统服务功能单价顺序为湿地>水体>森林>草地>农田>荒漠,其中湿地生态系统是荒漠生态系统服务功能价值的149.31倍.2005～2020年贵州省生态服务功能价值结构和土地利用结构以森林生态系统占绝对优势,各类型生态系统服务功能价值顺序为森林>农田>草地>水体>荒漠>湿地,各类型生态系统面积大小顺序为森林>农田>荒漠>草地>水体>湿地.2005、2010、2020年贵州省单位面积生态系统服务功能价值分别为9 142、13 385、24 573元/hm2.根据至2020年的土地利用规划,贵州省生态系统服务功能将持续增加.     

三江源区植被固定CO2释放O2功能评价

植被在固定CO2释放O2和大气与陆地生态系统碳循环中起着十分重要的作用,是区域和全球环境变化的主要反馈和调节系统,具有重要的生态功能,体现出生态服务价值。根据三江源区多次科考调查及相关资料,计算各种植被类型的净初级生长量,进而根据光合作用方程式、造林成本法、碳税法和工业制氧法估算其固定CO2和释放O2的物质量及其价值量。结果表明:三江源区植被年净初级生长量为8.67×107t·a-1,固定CO21.41×108t·a-1,释放O21.04×108t·a-1。根据造林成本法和碳税法估算出三江源区植被固定CO2的价值为2.8926×1010元·a-1。利用造林成本法和工业制氧法估算出释放O2的价值为3.9157×1010元·a-1。三江源区植被固定CO2释放O2物质量和价值量中,草甸贡献率最高,其次是落叶灌丛、沼泽和草原。本研究对地处青藏高原腹地、生态系统脆弱且空气稀薄的江河源区的生态系统结构和功能的研究具有重要意义。     

基于MODIS GPP/NPP数据的三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量时空变化研究

陆地生态系统碳循环研究是全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,准确地评估陆地生态系统碳储量和碳汇量是估算未来大气 CO2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。已有相关研究多集中于对区域生态系统碳储量和碳汇量的量的估算,而缺乏针对时间尺度上的变化过程的分析,以及对变化特征空间差异性的分析。本研究基于MODIS NPP数据,结合土地利用数据及土壤有机碳密度分布数据,对三江源地区2000─2010年草地生态系统碳储量时空变化特征进行了分析,同时,基于MODIS GPP数据及China FLUX和America FLUX数据,建立草地生态系统呼吸估算模型,对其碳汇量的时空变化特征进行了分析,以期明确该地区的碳储存能力及其变化过程,为该区域草地生态系统保护和管理提供科学依据。研究结果表明：（1）三江源地区草地生态系统总碳储量为53.38×108 t,平均碳密度为14.94 kg·m-2（以C计）。土壤和植被碳储量分别为53.07×108 t和0.31×108 t,平均碳密度分别为14.85 kg·m-2和86.77 g·m-2。（2）近10多年来,三江源地区草地生态系统多年平均碳汇量为0.4×108 t,单位面积平均碳汇量为86.80 g·m-2·a-1（以C计）,表明该地区草地生态体统是一个碳汇。（3）2000年以来,三江源地区草地生态系统总碳储量及总碳汇量均呈波动增加趋势,碳汇功能有所增强。（4）三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量的空间分布格局及其变化趋势的空间分布均呈现明显的空间差异性。（5）MODIS GPP/NPP数据能够支撑较大尺度草地生态系统碳储量及碳汇量格局与变化趋势分析,较传统方法更为便捷高效。     

长期施肥对华北平原农田土壤呼吸及碳平衡的影响

在具有21年历史的长期定位试验地,研究了土壤温度变化、不同施肥处理对土壤释放CO2及小麦(Triticum aestivumL.)、玉米(Zea mays L.)吸收CO2的影响,进而明确在华北平原小麦-玉米轮作制的农田生态系统中碳素平衡问题.研究表明:土壤释放CO2的量与土壤温度呈明显的正相关,相关系数分别达到r=0.717**(5 cm地温)和r=0.764**(10 cm地温).进一步研究表明:在小麦生育期,施氮、磷各处理土壤释放CO2的数量随气温而增加,氮、磷肥配合的各处理与对照和单施氮、磷肥处理之间有显著的差异(P<0.05);但是2个处理组合(氮、磷肥配合、单施氮、磷肥)之内各处理之间差异不显著.土壤温度在10～20℃之间单施氮、磷肥无助于改变土壤释放CO2的量,而氮、磷肥配合施用可以明显地增加土壤释放CO2的量.不施肥与单施氮、磷肥处理麦田土壤呼吸释放的CO2量大于小麦固定的CO2量,向大气净排放的CO2量达0.83～3.73 t hm-2,而氮、磷肥配合处理的麦田从大气中净吸收的CO2量达7.89～12.49 t hm-2.在玉米生育期,土壤释放CO2的量在7月中旬达到最高值(12.40～22.52 g·m-2·d-1),9月中旬降到最低(6.19～8.20 g·m-2·d-1).施用N 540 kg·hm-2·a-1,P2O5 135kg·hm-2·a-1的处理(N2P2)释放的CO2量与施用N 270 kg·hm-2·a-1的处理(N1)之间差异不显著.与其它各处理之间差异显著(P<0.05),表明在玉米生育期长期施用高量氮、磷肥明显地影响到土壤释放CO2的量.玉米不但可以吸收土壤释放的CO2,还要从大气中吸收大量CO2,即在玉米生育期的农田生态系统可以降低大气中CO2的含量.总之,在华北平原小麦一玉米轮作制的农田生态系统土壤呼吸不会增加大气中CO2的含量,相反则有可能减少其含量.     

中国陆地植被生态系统生产有机物质价值遥感估算

可持续发展的战略要求推进生态资产研究,对生态系统生产有机物质功能价值的估算则是生态资产评估的重要组成部分。利用改进的CASA模型对中国陆地生态系统1995年NPP进行了估算,它与实测数据和国内其他研究成果的比较验证证明了该方法的可靠性;进而对1995年全国陆地生态系统生产有机物质的价值进行了估算,结果表明,1995年中国陆地生态系统净第一性生产力生产有机物质的总价值为1.902049×1012元.a-1,其空间分布是从东部向西北递减、由中部向东北和南部递增;从类型上看,常绿阔叶林的单位面积值最高,裸地和极稀疏植被的单位面积值最低。     

红壤丘陵区晚稻生长期间CO2的排放与固定规律

采用静态箱法对红壤丘陵区稻田生态系统CO2排放与固定进行定位观测.结果表明,晚稻生长期间稻田生态系统CO2通量的日变化随天气条件(晴天、雨天、阴天)的变化而变化,CO2日净固定量在晚稻生长期间波动性很大,最高达10.35 g·m-2·d-1,在晚稻成熟期表现为CO2负固定,为-0.92 g·m-2·d-1;整个晚稻生育期,稻田生态系统CO2累积排放量和土壤呼吸CO2排放量分别为20.4和6.3 t·hm-2,稻田生态系统CO2累积排放量与水稻生物量之间存在极显著幂函数关系.在整个晚稻生育期,稻田生态系统从大气中吸收碳量为3.85 ～4.00 t·hm-2.     

近地层O3污染对陆地生态系统的影响

随着全球气候变化对生态环境的影响日益增加,近地层臭氧(O3)污染的环境生态效应备受人们关注.现有研究表明,陆地生态系统的温室气体NOx和CH4释放、矿质能源消耗和机动车辆尾气排放量的增加将加剧近地层O3污染.O3污染通过降低植物叶片气孔导度、光合速率和净同化作用,改变同化物的分配,进而抑制植物生长和加速植物老化,导致作物和林木减产.O3污染导致植物-土壤系统碳积累和周定降低势必影响未来全球碳动力学和碳预算,而植物和根系生长受到抑制则不利于土壤养分、水分的吸收进而影响植物-土壤系统养分循环,但目前报导极少,尚无法准确判断对全球碳和养分循环的影响,亟待深入研究.由于环境因素间具有互作效应,目前模拟研究过多集中O3与CO2增加对陆地生态系统的复合效应方面,而与其它环境因子(如O3与NO、SO2、水分、温度等)的复合效应研究偏少,不利于在全球气候变化背景下深入了解与预测O3污染对陆地生态系统的影响程度与趋势.基于研究现状,未来应加强:(1)地表O3监测网络建设和监测,结合田间试验和建模加强草地、森林和农田生态系统对O3污染的响应研究;(2)长期定位研究,侧重陆地生态系统对O3污染连合其它温室气体、温度增加等模拟未来气候情景下的环境响应研究;(3)O3污染下土壤.植物系统碳循环和固定研究;(4)O3污染条件下优势植物和农作物在不同时空条件下的土壤.植物系统养分利用研究;以期为判断和预测全球气候变化背景下陆地生态系统对近地层O3污染加剧的响应程度与趋势提供数据资料和科学依据.     

区域农田生态系统生产力的时空格局及其影响因子研究——以山东省为例

在统计数据的基础上,以山东省为例,利用模型量化了农田生态系统净初级生产力（NPP）,并研究了农田生态系统NPP的时空格局及其影响因素。研究发现,2000—2006年间,山东省农田生态系统NPP在时间序列上整体呈上升的趋势,由2000年的476.5g·m-2·a-1（以C计）上升到2006年的544.2g·m-2·a-1（以C计）。空间格局中以鲁东、鲁中和鲁南较高,鲁西南和鲁北较低。各地市中以枣庄最高,为691g·m-2·a-1（以C计）;东营最低,约424.4g·m-2·a-1（以C计）。另外,莱芜、临沂及菏泽等地也相对偏低。通过对影响农田生态系统NPP的自然因子和人为因子分别进行主成分分析发现：气候因子中对山东省农田生态系统NPP贡献最大的为降水;人为因子中以农膜的贡献最大,其次为农药、机械、化肥,而劳动力的贡献则随着科技的发展而降低,人口密度的过大对农田生态系统生产力具有较大的负面影响。     

森林生态系统生态资产核算的模式与方法

全球变化背景下.植被对CO2的减排作用得到了广泛关注.森林生态系统具有诸多功能,不同功能的货币化基准难以统一,是进行总体生态资产价值定量核算的制约要素.在资源、环境与生态经济原理指导下,分析相关方法评估生态系统生态资产的可行性,选择量化评估参数,并通过多种模式与方法进行估算乌鲁木齐城市2004年森林生态系统的生态资产.森林生态系统涵养水源类、生物多样性维持类、净化空气类、保护土壤类以及大气调节类生态资产分别为0.224 8×108元、10.608 8x108元、0.630 8×108元、0.2592×108元及12.9653×108元,乌鲁木齐市森林生态总资产为24.6889×108元.各类生态资产具有一定的时空差异性.城市森林生态系统生态资产估算模式及方法的研究具有重要的理论价值与现实意义.     

城市空间扩展对生态系统服务价值的影响——以南宁市区为例

以南宁市区1994～2004年土地利用统计数据为基础,参照中国陆地生态系统服务价值系数,分析了南宁市区土地利用变化特征及其对生态系统服务价值的影响。结果表明,10年来,南宁市区土地利用变化比较剧烈,建设用地增加明显,且占用耕地和林地现象较为突出,林地、草地和水田面积减少较多,园地、旱地面积增加明显;区域生态系统服务价值由1994年的8751．9×106元／a下降到2004年的8 636．5×106元／a,区域生态系统服务功能出现明显衰退。     

城市区域生态系统服务功能--以深圳市为例

了解城市中自然生态系统的状态与作用,是进行城市科学管理的基本前提。以深圳市为例,分析城市自然生态系统的主要服务功能,并探讨其对城市居民生活质量的重要性,重点回答关于城市自然生态系统及其服务功能的3个问题:(1)各项生态系统服务功能有助于解决城市的什么问题?(2)哪些生态系统、如何参与这些生态服务?(3)通过深圳市的实例对生态系统服务进行初步量化和评价。     

兰州市的生态功能区划

在生态环境调查的基础上,依据生态功能区划的基本原则,结合兰州市生态系统的空间特征分析、生态敏感性评价以及生态服务功能评价,建立了二元圈层结构的规划理念,制定了兰州市生态功能区划。把兰州市划分为4个1级功能区和3个2级功能区,并明确阐述了各功能区的主要特点、主要问题和主导功能,力图为兰州市建立良好的生态功能结构提供科学依据。     

Industrial ecosystems — some conditions for success

SUMMARY

The development of Industrial Ecology (IE) is based on the philosophy that the two systems, the industrial system and the ecosystem operate through different principles of system development and on the philosophy that IE can serve to reduce the conflict between the two systems as it learns from the model of an ecosystem. In an IE, following the roundput analogy of a natural ecosystem, the industrial actors co-operate by utilising each other's waste material and energy flows and try and reduce the system virgin material and energy input as well as the waste and emission output. In a successful IE, a business-environment win-win might be possible because the raw material and energy costs, waste management costs, costs resulting from environmental legislation, as well as the image costs of the companies in the system and of the system as a whole, can be reduced. In this paper, the IE analogy includes the four basic principles of system development of ecosystems; roundput, diversity, locality and gradual change. The principles are understood as a potential direction in which Regional Industrial Ecosystem Management (RIEM) can be developed.     

大连市森林生态系统服务功能评估

为客观度量森林生态系统服务功能,依据2003年大连市土地利用图形数据,参照国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)标准中的评估方法,基于G IS技术对大连市森林生态系统服务功能及其空间差异性进行定量评价。结果表明:(1)大连市森林生态系统服务功能的经济价值总计为197.91亿元/a,其中涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化大气4种生态服务功能的经济价值比例分别为35.3%、16.7%、43.0%、5.0%;(2)大连市的生态屏障庄河市、普兰店市和瓦房店市具有显著的森林生态系统服务功能,其价值比例分别为32.6%、21.8%和25.8%,而长海县、金州区、旅顺口区、甘井子区、沙河口区、中山区、西岗区森林生态系统服务功能的经济价值比例分别为0.9%、7.8%、5.7%、3.9%、0.2%、0.5%和0.7%。     

土地生态系统健康研究的主要内容及面临的问题

生态系统健康研究是资源环境可持续利用研究中的一个热点。在归纳土地生态系统具有尺度的宏观性、对象的地域性、空间的开放性和动态性、问题的复杂性等特征的基础上，提出了开展土地生态系统健康研究的内容应包括土地生态系统健康的机理、评价和管理等三个主要方面。结合我国的土地资源状况，指出我国开展土地生态系统健康研究面临着包括人口密度过大，土地资源压力大；我国地域辽阔，气候类型多样，社会经济区域发展不均衡，全国各地土地生态系统的区域分异性很强等主要问题。     

Evaluating and Ranking the Vulnerability of Global Marine Ecosystems to Anthropogenic Threats

Abstract:  Marine ecosystems are threatened by a suite of anthropogenic stressors. Mitigating multiple threats is a daunting task, particularly when funding constraints limit the number of threats that can be addressed. Threats are typically assessed and prioritized via expert opinion workshops that often leave no record of the rationale for decisions, making it difficult to update recommendations with new information. We devised a transparent, repeatable, and modifiable method for collecting expert opinion that describes and documents how threats affect marine ecosystems. Experts were asked to assess the functional impact, scale, and frequency of a threat to an ecosystem; the resistance and recovery time of an ecosystem to a threat; and the certainty of these estimates. To quantify impacts of 38 distinct anthropogenic threats on 23 marine ecosystems, we surveyed 135 experts from 19 different countries. Survey results showed that all ecosystems are threatened by at least nine threats and that nine ecosystems are threatened by > 90% of existing threats. The greatest threats (highest impact scores) were increasing sea temperature, demersal destructive fishing, and point-source organic pollution. Rocky reef, coral reef, hard-shelf, mangrove, and offshore epipelagic ecosystems were identified as the most threatened. These general results, however, may be partly influenced by the specific expertise and geography of respondents, and should be interpreted with caution. This approach to threat analysis can identify the greatest threats (globally or locally), most widespread threats, most (or least) sensitive ecosystems, most (or least) threatened ecosystems, and other metrics of conservation value. Additionally, it can be easily modified, updated as new data become available, and scaled to local or regional settings, which would facilitate informed and transparent conservation priority setting.     

海州湾生态系统健康诊断

根据开敞海湾浅海生态系统特征,构建了包含环境现状、环境风险、环境背景、系统结构功能和系统稳定性5类诊断指标以及24个诊断因子的浅海生态系统健康诊断指标体系,并采用层次分析法对海州湾浅海生态系统2009年12月和2010年11月的健康状况进行诊断.结果表明,2009年12月和2010年11月海州湾浅海生态系统的综合健康指数值分别为0.500～0.689和0.553～0.750,浅海生态系统处于亚健康～较健康状态,近岸海域基本处于亚健康状态,离岸海域基本处于较健康状态,近岸海域生态系统健康水平低于离岸海域,这与近岸海域开发活动干扰多以及环境压力大有关.     

湿地生态系统服务价值评价去重复性研究的思考

重复计算一直是困扰湿地生态系统服务价值评价的一个难点问题。湿地生态系统服务的复杂性及其组成分的非线性容易导致在计算湿地生态系统服务价值时容易导致重复计算,如果不能正确的去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评估结果的可信度降低。湿地生态系统服务价值评价的重复性计算主要体现在两个方面,总服务价值评价中的重复计算和部分服务之间的重复计算。湿地生态系统服务由湿地生态系统和生物多样性产生,并为人类福祉做出贡献,在这一过程中,湿地生态系统功能与服务的复杂的关系及服务之间的因果关系容易导致在计算生态系统总的服务价值时重复计算的产生,也就是分类时存在重复计算。部分服务之间的重复计算则主要是由于指标的模糊不清、参数的重复和评价方法的选择导致的。通过分析湿地生态系统服务价值评价重复性计算产生的原因,文章提出了一个具体的解决框架,包括最终服务的确定、指标的明确、模型的构建以及评估方法的选择等。首先,将湿地生态系统服务分成中间服务和最终服务,以最终服务作为最终要评价的服务;其次,针对部分服务中可能存在的重复计算,从指标和参数的明确、评价方法的选择和数学模型的构建等方面进行解决;最后,构建一个优化的湿地生态系统服务价值评价体系。希望通过这些解决办法来降低湿地生态系统服务价值评价中重复计算的可能性,以期更加准确的评估湿地生态系统服务。     

广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统生态服务功能价值评估

鹤山丘陵地“林-果-草-鱼”复合农林生态系统是1986年建立在退化丘陵地,利用物质与能量循环流动等生态学原理,进行构建和恢复而成功的实例,本文采用物质量和价值量相结合的评价方法,首次选取复合农林业系统进行评价,首次对广东鹤山林-果-草-鱼复合农林生态系统的生态服务功能进行价值评估。结果表明,广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统总体指标显著优越,其服务价值功能达2397.9783万元,在维持大气平衡、固土保肥、涵养水源等方面具有重要的作用。其间接生态服务功能价值远远大于直接生态服务功能价值,比值约为31∶1。而维持大气平衡服务价值是鹤山林-果-草-鱼复合生态系统的主要部分,占总体服务价值的96.626%,而木材生产等直接经济价值仅占总价值的3.135%。由此,直接经济价值并不是其服务价值的主要部分,应充分发挥鹤山林-果-草-鱼复合生态系统的其他生态服务功能,加强对间接生态服务功能价值的理解和保护,从长远策划和开发土地来达到长远而合理的利益收获。     

深圳市土地开发和景观生态演变特征分析

本文在探讨深圳市上地资源的利用与开发的基础上，研究分析了其内部景观生态系统类型的结构，功能和组成快速演变的机制和特征。认为深圳市特殊的地理位置，经济发展模式，区位特征和大规模的土地开发是区域景观生态系统类型结构和组成快速演变的根本因素。