西部生态脆弱区矿山不同开采强度下生态系统服务时空变化——以神府矿区为例

以神府矿区为例,选取土地利用、植被覆盖、土壤、气象等生态环境与统计数据指标,利用RS和GIS技术构建生态系统服务遥感测量评估指标体系,评估研究区2005-2015年生态系统服务变化及时空分布特征,进一步探究神府矿区不同开采强度对生态系统服务的影响并进行驱动力分析。研究结果表明:(1)2005年、2010年、2015年研究区的总生态系统服务分别为1.598×1010元、1.905×1010元、2.134×1010元,呈现逐年递增的趋势;(2)生态系统服务功能中水土保持价值比例最大,草地的单位面积生态系统服务价值最高,耕地、草地生态系统为该地区贡献了最多的生态系统服务价值;(3)研究区生态系统服务分布表现为由东北向西南逐渐降低的趋势,不同开采强度下的生态系统服务增长变化较为相似,煤炭开采区域生态系统服务未显著下降,整体较为平稳。对生态系统服务变化的驱动分析表明在近年来相对改善的气候环境与人工修复共同作用下,神府矿区生态系统服务未发生明显的缩减。此类半干旱生态脆弱矿区国土空间生态修复适宜通过主动的"保护性开发"以及"人工诱导+自然修复"为主的方式,避免大范围与高强度的水土扰动型治理,通过适度...     

西藏自治区生态空间的分类与范围及人类活动影响

生态空间的划定是落实主体功能区制度,确定三种空间、三条红线的重要环节。目前生态空间概念界定尚未有共识、分类体系仍不统一。以西藏自治区为例,探索了生态脆弱区省级生态空间分类体系构建、空间范围识别及人类活动强度模拟的方法。结果表明：（1）按照生态系统类型西藏生态空间可分为林地、草地、湿地、未利用地等4个一级类,13个二级类和29个三级类。按照管制强度可分为I级严格管制区、II级限制开发区和III级动态管制区。（2）识别得到西藏生态空间面积约为105.45万km²,占西藏总面积的87.7%,与其国家重要生态安全屏障的功能定位一致。（3）模拟了西藏人类活动强度,生态空间内受人类胁迫水平整体较弱,约92%的区域人类活动强度指数低于0.0447。本研究可为高寒生态脆弱区省级生态空间划定及管理提供科技支撑。     

从生物群落到生态系统综合保护：国家公园生态系统完整性保护的理论演变

自然保护事业已经进入人与自然和谐的综合保护阶段,突破传统生物群落保护的要素式思维,从生态特征、生态系统健康和自组织能力等视角系统实施生态系统完整性保护,已基本成为共识。中国经历了长期部门化割裂管理,在国家公园体制建设过程中开始由分散走向统一,要求将山水林田湖草作为生命共同体进行生态系统完整性保护。基于集合种群等空间生态学理论,提出国家公园生态系统完整性不仅意味着内部自然空间的完整,更需着眼国家生态安全的大局和自然保护地体系的战略布局。国家公园只有成为生态地理区的节点并辐射周边区域,有效平衡行政区域之间以及人与自然之间的关系,才能真正实现完整生态系统的长效保护。目前,国内既有研究在指导全域布局和平衡人地关系方面仍考虑不足,试点过程中还存在管理型技术方法欠缺、空间边界受限于行政边界、未能从全局着眼构建以国家公园为核心的生态系统完整性网络、未充分考虑差异化的人地关系等问题。未来需要着眼大局,有效平衡国家公园及其周边区域的关系、不同行政区域之间的关系、国家公园人与自然的关系,从而实现生态系统完整性的长效保护。     

湖泊生态安全及其评估方法框架

针对目前我国湖泊存在的主要生态安全问题,同时考虑流域人类活动对湖泊的影响,阐述了对湖泊生态系统及湖泊生态安全的深层认识和理解,并在此基础上建立了“4+1”湖泊生态安全评估方法框架. 该方法框架包括湖泊水生态系统健康评估、流域社会经济活动对湖泊生态影响评估、湖泊生态服务功能评估和湖泊生态灾变评估,以及在这4项评估的基础上建立的湖泊生态安全综合评估. “4+1”湖泊生态安全评估方法框架既可作为对湖泊生态安全进行整体综合评估的方法,又反映了湖泊水生态健康、流域人类活动对湖泊的影响、湖泊生态服务功能以及湖泊生态灾变4个过程对湖泊生态安全的影响关系,识别影响湖泊生态安全的限制性因子. 湖泊生态安全评估启示我国湖泊管理应由水质管理向流域生态系统管理转变,其实质是解决好“人湖”关系,实现“人湖”和谐发展.      

1985—2016年安固里淖湖泊湿地生态系统稳态转变及对气候变化的响应

气候变化及人类活动严重影响着湿地的生态系统健康和可持续发展,进而对区域生态安全产生威胁. 以京津冀坝上地区典型内陆湖泊安固里淖湿地为例,结合1985—2016年的Landsat TM/ETM+影像数据生成MVWR指数(modified vegetation water ratio,修正化植被水体指数),基于“杯球”模型量化分析安固里淖湿地稳态转变与生态弹性,并进一步探究湿地稳态转变与生态弹性对气候变化的响应. 结果表明:①1985—2016年来安固里淖湿地于1995年、2004年发生了稳态转变,其RSI(regime shifts index,稳态转变指数)分别为0.973、2.108;1995年发生恢复性稳态转变,使得湿地水量增加、水域面积扩大,植被生长状态有所恢复;2004年发生退化性稳态转变,使得湿地进入严重受损状态,且2004年后湿地干涸的时期持续时间增加. ②就湿地稳态转变的空间分布而言,安固里淖湿地发生波动和剧烈波动的面积达9.26 km2,占比为17.81%,主要分布在湿地外围东部和南部,虽然湿地核心区域发生稳态转变的强度不及湿地外围东部和南部,但是在核心区小的转变仍能导致湿地生态系统的严重退化,使湿地整体发生稳态转变. ③1985—2016年安固里淖湿地生态系统弹性水平呈持续性下降,降幅达37.5%,从干涸中的恢复难度增加. ④气候要素中气温与降水对安固里淖湿地稳态转变均有影响,其中降水的影响更加显著,尤其是受前期降水影响明显,湿地稳态转变与长期的水量变化有关. 研究对湿地较长时间内的稳态转变及弹性状态变化定量化分析,以揭示湿地的退化过程,将生态系统弹性的持续下降作为湿地退化预警的一个信号,可为湿地的管理及修复提供理论依据和方法借鉴.      

长江三角洲生态系统的近代演化特征及其生态与环境问题分析

长江三角洲主要生态系统类型包括河流生态系统、河口海岸湿地生态系统、农林生态系统、城市生态系统、湖泊生态系统以及近海海域生态系统，、长江三角洲是人类和自然相互作用的结果．具有明显的生态边缘效应．支持了长江三角洲丰富的动植物区系。文章分析了长江三角洲地区主要生态系统的演化特征及其相互关系：阐述了长江三角洲地区主要生态系统在城市化进程中所面临的生态与环境问题．从系统生态学的角度对长江三角洲地区主要自然生态系统的修复和保护提出了对革。同时分析了流域治理和区域治理的重要性．这对于长江三角洲地区社会和经济的可持续发展具有重要的指导意义。     

青海湖流域典型生态系统分类体系研究

研究结果表明,青海湖流域生态系统可分为9个一级生态系统、16个二级生态系统、23个三级生态系统.青海湖流域草原、冰川积雪、耕地、荒漠生态系统分布相对集中.冰川积雪生态系统主要集中在天峻县高海拔山顶地区;耕地主要分布在青海湖四周地形相对平坦地区和县城周围;荒漠生态系统集中分布在青海湖东北部及耳海附近.城镇、森林生态系统分布相对分散.     

Ecosystem services provided by urban gardens in Barcelona,Spain: Insights for policy and planning

In many European cities, urban gardens are seen as increasingly important components of urban green space networks. We adopt an ecosystem services framework to assess contributions of urban gardens to the quality of of their users. First, we identify and characterize ecosystem services provided by urban gardens. Secondly, we assess the demographic and socioeconomic profile of its beneficiaries and the relative importance they attribute to different ecosystem services. Next we discuss the relevance of our results in relation to critical policy challenges, such as the promotion of societal cohesion and healthy lifestyles. Data were collected through 44 semi-structured interviews and a survey among 201 users of 27 urban gardens in Barcelona, Spain, as well as from consultation meetings with local planners. We identified 20 ecosystem services, ranging from food production over pollination to social cohesion and environmental learning. Among them, cultural ecosystem services (non-material benefits people derive from their interaction with nature) ​ stand out as the most widely perceived and as the most highly valued. The main beneficiaries of ecosystem services from urban gardens are elder, low-middle income, and migrant people. Our results about the societal importance of urban gardens ​were deemed highly relevant by the interviewed green space planners in Barcelona, who noted that our data can provide basis to support or expand existing gardening programs in the city. Our research further suggests that ecosystem services from urban gardens can play an important role in addressing several urban policy challenges in cities, such as promoting stewardship of urban ecosystems, providing opportunities for recreation and healthy lifestyles, and promoting social cohesion. We conclude that urban gardens and associated ecosystem services can play an important ​ in urban policies aimed at enhancing quality of life in cities, particularly if access to their benefits is expanded to larger segments of the population.     

Bridging the gap between ecosystem service assessments and land-use planning through Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA)

Land-use planning is an important determinant for green space policy in cities. It defines land covers and hence the structure and function of urban ecosystems and the benefits these provide to humans, such as air purification, urban cooling, runoff mitigation, and recreation. The ecosystem service approach has helped to attract policy attention to these benefits but the concept remains poorly implemented in urban policy and governance. To address this gap, we advance a framework to bridge ecosystem services into policy processes through Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) as decision support tool. The paper is organized in three main parts. First, we conduct a systematic literature review to assess state-of-the-art knowledge on ecosystem service assessments through MCDA. Next, we build on insights from the literature review to develop the ‘ecosystem services policy-cycle’, a conceptual framework that merges the ‘ecosystem service cascade’ and ‘policy cycle’ models to reinforce the link between ecosystem service assessments and practical applications in urban policy and governance. Next, we illustrate the applicability of the proposed framework along an example about conflicting interests on land use and green space planning following the closure of the Airport Tempelhof in Berlin, Germany. Our results highlight the scope of MCDA as a decision support tool for integrating ecosystem service assessments in green space governance. We discuss advantages and disadvantages of different methodological choices in the use of MCDA in ecosystem service assessments and note that a key strength of this tool in informing green space policies lies in its capacity to accommodate conflicting stakeholder perspectives and to address trade-offs between ecological, social and economic values.     

国土空间规划中水生态空间及保护线的多维识别技术与应用

水资源短缺制约了很多城市的发展,而水资源的可持续利用潜力与承载能力与水生态空间密切相关。综合考虑水生态空间的系统性和完整性,以济南市为例界定了水生态系统的功能属性,明晰了水生态空间和水生态保护线的基本概念,利用GIS空间分析技术,并协同多种涉水规划,集成水生态系统的复杂功能,提出了水生态空间和水生态保护线划定技术方法,对于城市水生态系统保护及优化国土空间格局具有重要支撑作用。研究结果表明：济南市水生态保护线面积为1992.2 km²,水生态保护线面积仅占水生态空间的60.2%,两者的保护范围有明显差异。从不同维度表征了济南市水生态系统保护空间的分布特点,其中,陆域空间是保障水生态系统服务功能的重要组成部分,滨水岸线是水生态系统最脆弱的区域,水文化空间还有很大潜力有待挖掘,济南市在保障水安全和改善水环境等保护目标上面临较大压力。     

长江上游地区主要森林植被类型蓄水能力的初步研究

论文在收集长江上游各类森林林冠层、枯落物层和土壤层等3个水文生态功能作用层资料的基础上,根据山地气候带和群落生活型将长江上游森林归并为14个植被类型,对其降水截留规律和蓄水能力进行了综合评价。在森林综合蓄水能力中,土壤层和枯落物层持水量占了绝大部分比例,土壤非毛管孔隙度对森林蓄水能力具有决定作用,可以利用凋落物现存量和土壤非毛管孔隙度来评价和估算枯落物和土壤蓄水的综合能力。在长江上游各类森林植被中,常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、铁杉、槭、桦林、云杉林、冷杉林和硬叶常绿阔叶林具有较强的持水能力,这些植被在长江上游高山峡谷区山地垂直带中广泛分布,对整个流域水源涵养和水土保持具有重要作用。因此,在长江上游实施天然林保护和退耕还林工程等生态建设具有重要意义。     

生态系统健康评价新视角及其应用

对人类生存和发展所依赖的生态系统之健康性的讨论,迄今已引起多个学科的重视。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都各自进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价等方面存在各种争论,故急需一种更能被普遍接受的、用来定义、分析、评价生态系统健康的理论与方法。论文阐述了生态系统健康的内涵以及评价生态系统健康的基础前提,依据统计学理论,通过因子分析和正态分布理论,提出了评价生态系统健康的一个新视角。最后通过模拟实例对100个生态系统群进行生态系统健康评价,找到了其中不健康的11个生态系统。该方法能通用于各种类型的生态系统健康评价,为生态系统健康的定量分析与评价提供了新的途径。     

Advancing urban ecosystem governance in Ljubljana

Extensive green areas generate a recognizable green identity of Ljubljana. Due to the challenges of climate change and urbanization the city's spatial policy highlights revitalization of degraded urban areas, preserving the quality and scope of the existing green network and the protection of multifunctional natural areas surrounding the city. Article describes the project of Rakova Jelša Park as a good example of these policies. With an NGO initiative a former degraded area with illegal dumping and non-indigenous vegetation was transformed into recreational park with increased biocultural diversity. Important lesson of the project is that opening up space for public use not only prevents degradation, but also improves the quality of urban ecosystems. One of the challenges for the city's future sustainable ecosystem development will be a more active cooperation with its citizens in the green infrastructure policy and later also a partial transfer of responsibility for green areas to them.     

长江流域2000—2015年生态系统质量及服务变化特征

分析生态系统质量与服务现状及变化特征,有助于准确了解流域生态系统状况与趋势,为流域生态保护与修复的高效管理提供参考依据.采用相对生物量密度与相对植被覆盖度指数以及生态系统服务（土壤保持、防风固沙、洪水调蓄、粮食生产）评估模型,评估2000—2015年长江流域生态系统质量及服务变化特征.结果表明:①2000—2015年,长江流域森林、灌丛以及草地生态系统质量提升显著,56.56%的森林、45.65%的灌丛以及19.26%的草地生态系统质量得到不同程度的提高.②研究期间,长江流域粮食生产、洪水调蓄、土壤保持、防风固沙均呈显著上升趋势,其中粮食生产能力增加13.7%,洪水调蓄功能提升10.1%,土壤保持服务提高19.5%,防风固沙总量增加30.0%.③长江流域生态系统质量不高,处于低与差质量等级的生态系统面积比例在25%~35%之间;受不同类型的自然和人类活动影响,长江流域生态系统质量与服务均存在局部退化现象.研究显示,在生态质量与服务评估的基础上,分区域、分类型实施不同的生态系统保护与恢复途径,是今后长江流域加强生态系统管理的重要途径.      

普定喀斯特生态系统观测研究站的生物样地建设与监测工作

生长和适应于喀斯特地貌环境的生态系统,即喀斯特生态系统,因人类活动干扰和石漠化进程影响,其结构和功能均发生退化,因此,定位、长期监测喀斯特生态系统的组成、结构、过程和功能,以及人类活动的影响和响应,对研究该类特殊生态系统的格局和动态变化具有重要意义。作为中国科学院生态系统观测网络(CERN)仅有的两个喀斯特台站之一,普定喀斯特生态系统观测研究站的生物监测总目标是开展喀斯特高原常绿落叶阔叶混交林的植被生态学(结构、过程、功能)监测与研究,及其退化植被的恢复生态学示范,建立喀斯特植被恢复与重建的优化模式和范式。本文初步介绍了普定站的生物观测网络,以普定县后寨河流域的天龙山常绿落叶阔叶混交林样地作为永久监测样地(主观测场),以陈旗不同干扰方式下的植被恢复样地、赵家田皆伐样地、沙湾主站址退耕样地作为辅助监测样地(辅观测场),以高羊河流域陈家寨坡耕地恢复和滇柏林改造样地作为生态重建示范样地(辅观测场),配合流域内外诸多样地与试验点(站区调查点),可初步定位监测和预测代表性喀斯特森林和灌丛的长期变化与未来发展趋势。     

我国典型陆地生态系统固碳重要区范围界定

全球变暖已成为当今最主要的全球性环境问题之一,建立固碳重要区也是应对全球气候变化的重要途径之一.根据我国陆地生态系统现状以及固碳相关的最新研究结果和政府文件,以森林、草地生态系统为主要研究对象,采用GIS空间叠置分析方法,界定我国典型陆地生态系统固碳重要区(注:涉及“全国”的各要素范围均未包含港澳台地区)的空间范围.研究结果:固碳重要区评价指标体系包括生态系统碳储量、碳汇和固碳潜力3个核心因子,界定过程包括界定范围选择、固碳高值区识别、固碳重要区范围确定和分区命名等步骤.在全国尺度界定了森林、草地两大类共计20个固碳重要区,总面积285.6×104 km2.其中,森林生态系统固碳重要区主要分布在我国东北部、西南部的深山区和东南部的山地丘陵,草地生态系统固碳重要区主要分布在内蒙古高原中东部、新疆西北部山地和青藏高原东南部.固碳重要区面积占全国国土总面积的29.8%,所提供的NPP(净初级生产力)量占全国NPP总量的40.7%,固碳能力是全国平均水平的1.37倍.固碳重要区范围界定结果符合“以较小面积获取较大服务”原则,适于作为我国实现碳减排目标的优先保护区域.      

底泥微生物在红树林生态系统中的作用

微生物-营养物质-植物之间的紧密联系是红树林生态系统中营养物质保存和循环的主要机制之一。具有高生产力和丰富多样性的底泥微生物，不断地将红树林凋落物转化成可被植物利用的氮、磷或其他营养物质。植物根系分泌物又为该系统中微生物和其他大型生物提供营养。文章综述了国内外有关红树林生态系统中微生物的营养物质转化方面的主要研究结果，并阐明了这些微生物对该系统生产力的重要贡献。为了更好地保护红树林生态系统，维持和恢复其微生物系统是必要的。     

湿地变化对双台河口自然保护区服务功能的影响

运用GIS和遥感技术分析了1988~2012年双台河口自然保护区土地利用和湿地的动态变化,并运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值分析了该保护区的生态系统服务价值变化情况,并对湿地变化与生态服务功能的关系进行了分析.结果表明,1988~2012年,双台河口国家级自然保护区所有天然湿地类型均有不同程度的减少,面积比例由93.83%减少至77.25%,芦苇湿地和典型滩涂、滩地面积减少最多;1988~2012年,双台河口国家级自然保护区生态服务功能总体上呈减少趋势,共减少了18.25%.就类型而言,耕地生态服务功能价值增加了4617元,水域生态服务功能价值减少了2012元,湿地生态服务功能价值减少了115133元;该保护区湿地对生态服务功能价值的贡献率最高,且远远超过其他地物类型的生态服务功能贡献率,但贡献率从1988年的75.07%下降至2012年的68.86%.由于该保护区开发建设活动频繁,不断侵占天然湿地,导致该自然保护区生态服务功能总体上呈下降趋势.     

Evaluation of oasis ecosystem risk by reliability theory in an arid area： A case study in the Shiyang River Basin, China

Ecosystem risk is a new concept in understanding environmental problems. It is important to study and develop quantitative methods for regional ecosystem risk analysis. In this study, some new indicators and methods for measuring oasis ecosystem risk were established using reliability theory. These indicators are linked to water resource, which is the key restricting factor in arid area oasis ecosystems. They have clear meanings and can also be compared in different arid area oases. A case study in the Liangzhou oasis of the Shiyang River Basin in China shows how to calculate these ecosystem risk indicators. The results of the case study are as follows： the reliability indicator, risk indicator, stability indicator, and integrated loss indicator of the Liangzhou oasis are 0.686, 0.314, 0.743, and 0.301, respectively. This means that the reliability degree of the oasis＇s ecosystem safety is 68.6%; the degree of risk that it is unsafe is 31.4%; the stability degree is 74.3%; and 30.1% of the oasis＇s area is supported by over-exploiting underground water and damaging the lower reaches of the ecosystem. This result can be used as a guide in controlling and managing ecosystem risk in the research area.     

近50 a塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化关系研究

塔里木河源流区农业用水量直接影响下放至干流的水量,从而间接影响干流区生态系统结构的稳定性。为此,研究基于农业水足迹反映农业用水变化情况,进而分析塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化的关系,为后续维护干流生态系统结构稳定性决策提供科学参考依据。结果表明：1960年代—1990年塔里木河“四源”农用地总量变化不大,阿克苏河流域新开垦量与叶尔羌河流域减少量相当,农业水足迹同时呈缓慢小幅增长,干流生态系统结构变化以自然绿洲生态系统缩小和荒漠生态系统扩张为主;以2000年为分界点,2000年之前“四源”农用地和农业水足迹显著增加,导致干流生态系统中自然水域生态系统、自然绿洲生态系统和荒漠生态系统皆有不同程度的萎缩,“四源”农业用水消耗是干流生态系统恶化的直接原因;2000年之后在生态治理工程的影响下,虽然“四源”农用地和总农业水足迹在持续增加,但是节水工程年均节约近27.22×10⁸ m³,保证了下游生态系统的需水量,使其得到一定恢复。