气候变化下陆地生态系统的脆弱性研究进展

积极探寻气候变化与陆地生态系统之间的关系,揭示气候变化下陆地生态系统的脆弱性,已成为重要课题。迄今为止,气候变化下陆地生态系统的脆弱性研究已经取得了很多有价值的科研成果,本文依据研究目的和方法,重点评述了国内外在气候变化对生态系统的影响、脆弱性的概念和评价、以及气候变化下陆地生态系统的脆弱性评价等相关领域的研究进展,认为目前对气候变化下陆地生态系统脆弱性的内涵、评价方法以及评价基准等方面的研究仍存在一定的不确定性,这也将成为今后的重要研究方向。     

丝绸之路经济带(境内段)生态脆弱性定量评价研究

丝绸之路经济带(境内段)的生态系统类型多样,生态环境空间异质性显著,对研究区进行生态分区,进而因地制宜地分区构建不同的生态脆弱性评价体系具有重要意义。该研究拟引入分区-整合思想实现丝绸之路经济带(境内段)生态脆弱性的定量评估,利用净初级生产力(NPP)辅助确定不同子生态区的生态脆弱性阈值,进而确保不同子区间生态脆弱性可比性。研究结果表明:(1)考虑到丝绸之路经济带(境内段)生态环境影响因子的时空差异性,研究区可分为干旱荒漠生态区、高寒生态区和湿润半湿润生态区;(2)利用NPP辅助确定不同子生态区的脆弱性阈值,保证了不同子生态区生态脆弱性在空间上的连续表达,有助于分析整个研究区内生态脆弱性空间分布格局;(3)丝绸之路经济带(境内段)不同等级生态脆弱性空间分布格局差异显著,其中轻度脆弱区分布最广,主要分布于黄淮海平原、秦岭地区以及三江源地区,而极度脆弱区则分布面积最小,主要集中于柴达木盆地、准格尔盆地及吐鲁番盆地;(4)不同子生态区主导生态环境问题差异明显,其中干旱荒漠生态区主要受沙漠化、盐渍化、风力侵蚀、气象灾害及人类活动影响,高寒生态区则受盐渍化、冻融侵蚀、风力侵蚀、过度放牧等因素影响显著,湿润半湿润生态区则主要受水土流失、干旱、洪水、暴雨、沙尘暴和人类活动的影响,需因地制宜地采取恰当的环境保护及治理措施。相关研究结果能够为实现"一带一路"的伟大战略提供本底生态环境数据支撑和决策支持。     

中国生物多样性保护适应气候变化的对策

基于气候变化对生物多样性影响的总结分析,初步提出了我国生物多样性保护适应气候变化的对策。气候变化对生物物候、分布、迁移活动、群落结构、栖息地质量、生态系统和景观多样性都产生了一定影响,未来将产生更深刻的影响。我国生物多样性保护适应气候变化需要从物种有效保护、自然保护区规划与管理、灾害防御等方面进行。     

全球气候变化对中国森林影响的研究进展

通过梳理现有文献表明,全球气候变化对社会经济和自然生态系统造成了重大影响,气候变化将显著地改变森林生态服务的供给水平和质量,对森林和以林为生的人口都会造成重要的生态、经济和社会影响,甚至威胁到人类的生存.我国是受气候变化影响较大而适应能力较弱的发展中国家,森林适应气候变化的科学、社会经济及对策研究相对滞后,因此,笔者从气候变化对历史上森林生态系统的影响着手,阐述了气候变化对森林分布、森林演替、森林生产力、生物多样性、森林火灾、森林水文调节和水质、森林生态系统的未来、森林生态服务的水平和质量等方面产生的影响,分析了现有气候变化对森林影响的研究存在的不足:忽略了其它环境因子的作用;忽略了不同物种之间的竞争机制;缺乏对极端气候事件的考虑;缺乏森林自身变化对气候变化的反馈;缺乏森林生态系统对全球气候变化相应机制更深入的认识;研究模型及数据的不完善性.文章最后提出了可将气候变化对森林造成的危害降到最低限度的政策建议.     

岷江上游生态环境脆弱性评价

生态环境脆弱性评价是全球生态问题和可持续发展研究中的重要内容之一。岷江上游因地质构造复杂、人地矛盾突出、生态系统异常脆弱和灵敏而备受关注。本文以岷江上游生态环境脆弱性为研究对象,选取证据权重法(WOE)进行滑坡脆弱性评价,层次分析法(AHP)进行水力侵蚀、景观破坏与污染脆弱性评价;在此基础上,进行了研究区各生态主题脆弱性的空间叠加分析;探讨了岷江上游生态环境脆弱性及其在不同影响因子作用下的空间分异特征。结果表明:研究区的滑坡脆弱性、水力侵蚀脆弱性、景观破坏与污染脆弱性均以轻微度为主,分别占研究区面积的80.43%、71.89%、75.55%;各生态环境主题脆弱性综合分析表明,54.70%的区域至少面临一种生态问题,面临两种及以上环境问题的区域占15.43%,同时面临三种环境问题的占1.35%。研究结果探讨了岷江上游生态环境存在的主要问题和影响因子,对岷江流域乃至长江流域的生态安全和可持续发展具有积极意义,未来应持续关注生态环境脆弱区的生态环境问题。     

中国自然保护区空间分布的驱动因素北大核心CSCDCSSCI

农村地区是生物多样性资源的主要保留地,同时也是中国自然保护区的重要分布区。农村地区的机会成本作为自然保护区建设的主要成本,是影响保护区空间分布的潜在驱动因素。该研究从县级政府视角剖析了自然保护区建设的决策机制,利用2005—2018年县级面板数据,实证分析农村地区机会成本对保护区分布的影响,并按照保护区所在区域和级别进行分类讨论,探讨机会成本对保护区个体规模的影响。结果表明:(1)总体来看,机会成本是决定保护区空间分布的重要因素,机会成本和保护区面积之间呈显著的负向关系。机会成本每增加1%,该地区保护区面积将减少0.679%。(2)在东部和中部地区,机会成本对保护区面积有显著的负向影响,而在西部和东北地区,机会成本对保护区面积影响不显著。(3)机会成本对地方级保护区面积有显著负向影响,而对国家级保护区面积影响不显著。(4)随着机会成本的提高,自然保护区个体规模有缩小趋势,能够缓解机会成本的压力,但保护区生境面临破碎化风险,不利于生物多样性保护。因此,中国在进一步优化保护区布局的过程中,应充分考虑农村地区机会成本对保护区建立和管理的影响,完善以国家公园为主体的多功能自然保护地体系,严格审批各级各类自然保护区的范围与功能区调整,将生态保护价值高、生物多样性丰富的对象纳入保护体系;同时,建立多元化、市场化的保护地生态补偿机制,以缓解保护区建设与周边社区发展之间的矛盾,从而兼顾生物多样性保护和农村地区经济发展的双重目标。     

基于生态系统水平的洞庭湖生态风险评价

以“生态系统服务”为生态风险评价终点,通过量化外界压力源与生态系统服务的“压力 响应”模式,建立基于生态系统水平的生态风险评价方法。该方法将生态系统整体作为分析对象,同时考虑了生态系统的各种组成要素及要素间的复杂关联作用。运用该方法评价了洞庭湖的生态风险,并对评价结果进行了分析。评价结果表明东洞庭湖的生态风险程度最高,西洞庭湖次之,南洞庭湖最低。造成洞庭湖生态风险的主要压力源为城市化、生活和气候变化;主要胁迫因子为有机污染物、营养物质和水流量变化。受影响较大的生态系统指标为生物多样性、河湖连通性和碳循环;营养循环价值、净化水质价值和生物多样性价值3项生态系统服务风险程度较高     

干旱对生态系统脆弱性的影响研究——以长江中下游地区为例

将干旱作为定性事件,以长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,根据IPCC有关脆弱性的概念,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义生态系统对降水变化的敏感性和适应性,在生态系统的尺度上评估其对干旱的脆弱性。结果表明,长江中下游区域生态系统对降水脆弱性的空间分布有较为明显的区域差异。轻度脆弱及以下的生态系统占区域总面积的65%,主要分布在区域的中南部。重度脆弱和高度脆弱区域约占20%,主要分布在长江中下游的西北部。区域内生态系统对降水变率的平均脆弱度为轻度脆弱。干旱会显著增加研究区生态系统的脆弱性,具体表现为干旱导致原本不脆弱的生态系统脆弱度增加,而对脆弱度较高的生态系统的脆弱性影响不大。不同类型生态系统对干旱的响应稍有差异,干旱导致森林生态系统和农业生态系统的脆弱性均有所增加,但农业生态系统对干旱的脆弱性更高于森林生态系统。在研究区内,干旱对生态系统的影响会持续一段时间,但在干旱过后一年,不论是农业生态系统还是森林生态系统的脆弱性均有进一步上升,但相对多年平均水平没有显著差异     

中国省域生态文明建设差异分析

基于生态系统视角,引入"压力—状态—响应"模型(PSR),构建了包括生态系统压力、生态系统健康状态和生态环境管理水平的3个子系统,27个指标的省域生态文明评价指标体系。运用主成分分析法对我国30个样本省份2012年生态文明建设状态及生态文明协调度进行了实证评价。依据评价结果,分析了我国东中西部地区生态文明建设的区域差异,指出子系统评价值在60分以下省份进一步促进生态文明建设的对策建议。主要结论和政策建议包括:①我国生态文明建设按照西部地区、中部地区、东部地区存在一个渐进的发展过程,东部地区生态文明建设水平优于中部地区,中部地区生态文明建设水平优于西部地区。②从我国东中西部地区生态文明综合评价和协调度评价情况看,东中西部地区生态文明建设综合排名和协调度排名具正相关性。③从子系统评价结果来看,我国东部地区生态系统压力较中部地区小,中部地区生态系统压力较西部地区小;我国中部地区生态系统健康状态优于东部地区,东部地区生态系统健康状态优于西部地区;我国东部地区生态环境管理能力高于中部地区,中部地区生态环境管理能力高于西部地区。④依据评价结论,建议东部地区要花大力气实现生态系统的健康;中部地区在提高资源能源利用效率的同时,还要加强生态文明制度建设;西部地区要以保护脆弱生态环境为目标,避免"三高一低"产业在西部生态脆弱地区的布局,还要提高资源能源的利用效率和环境污染的治理能力。     

陇南市生物多样性保护的生态补偿区域空间选择

基于生态重要性,以重要物种空间分布种数为参数构建生物多样性保护重要性评价模型,以陇南市为例,乡镇为研究单元,基于模型对全市生物多样性保护重要性进行评价,基于评价结果将研究区分为优先补偿区、次级优先补偿区、次级补偿区和潜在补偿区,对各等级补偿区的特征分析结果表明:①各类补偿区分布相对集中,优先补偿区主要分布在陇南市南部,集中分布在文县。②各等级补偿区由高到低在补偿面积、补偿乡镇数量和补偿人口方面不断增加。③优先补偿区范围相对较小,而次级优先补偿区和次级补偿区范围相对较大,潜在补偿区占很大的比例。④优先补偿区与自然保护区有着密切的联系,大多数优先补偿乡镇位于自然保护区内。     

广州市土地利用总体规划与生态脆弱性的耦合分析

以广州市为例，利用2005年的TM影像．并结合DEM、水土流失现状图、地质灾害图、有机质含量分布图及社会经济等数据。分析全市生态环境脆弱性的空间格局特征，并将生态脆弱性区分区圈与土地利用规划图进行空间叠加分析。结果表明：①研究区生态环境优越。生态良好区占85．96％；②人类活动对生态脆弱性格局具有重要的影响。各生态脆弱性类型区的分布有一定的规律性．平原地区好于山区。城区好于郊区；③新一轮土地利用规划结构调整和布局已经充分考虑生态环境因素影响。符合广州市生态环境保护和经济发展的需要。规划实施有利用于提升环境生态服务功能。     

兼顾生态系统功能和生态需求强度的城市生态用地重要性评价——以长沙市为例

生态环境保护和城市经济发展的矛盾由来已久,科学评价生态用地的重要性,对维护区域生态安全和引导城市有序扩张具有重要意义。生态用地的重要性不仅由生态用地自身的生态系统功能决定,同时受到人类生态需求强度的影响。选取生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能、户外休闲需求和生态用地稀缺度等指标,以长沙市中心城区为研究区,构建了兼顾生态系统功能和区域生态需求强度的生态用地重要性评价模型,进行了生态用地重要性评价。其中,生态系统功能通过生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能量化,区域生态需求强度通过户外休闲需求和生态用地稀缺度量化。实验结果表明：长沙市中心城区生态用地空间分布差异显著,极重要生态用地主要由大面积集中连片的森林、重要饮水源地和高质量的耕地构成,既包括城市外围提供生态屏障的大块生态用地,同时包括人口稠密城市建成区内的湿地、河流等小面积生态用地。与传统评价模型相比,构建的模型能够体现人类需求的影响,结果更符合人们的实际生态需要。     

气候变化对白洋淀湿地的影响

生态系统对气候变化的影响和响应的敏感性研究是全球变化研究的一个重要内容。近年来,华北地区气候以暖干为主,这种趋势在一定程度上加剧了华北地区的水危机。特定的水文条件是湿地形成与维持的驱动因子,因此湿地生态系统对气候变化尤为敏感。以华北地区内陆湖泊白洋淀为研究对象,通过分析白洋淀过去40年气候、水文与生态系统发展变化过程及湿地生态与影响因子之间的相关关系,确定湿地退化的主导生态因子,探寻湿地退化的驱动机制。从而得出以下结论：1960年以来,白洋淀湿地水位降低,水量减少,面积萎缩,干淀频繁,生物多样性减少;气候变化在白洋淀湿地退化中起决定作用,其中降水对湿地的影响最大。气候变化主要通过改变湿地的水文特征,减少湿地水源补给,增加水分消耗,使湿地退化萎缩。人为因素在一定程度上加剧了这种趋势。     

长江经济带高温热浪时空特征及脆弱性评价

在全球变暖的背景下,极端高温热浪事件愈发频繁和强烈,已严重威胁了人类健康与社会经济的可持续发展。利用气象数据和社会经济统计资料,建立高温强度、高温日数、热浪强度、热浪频次、热浪持续时间等高温热浪时空特征的量化指标,对长江经济带1 067个区县的高温热浪时空特征进行分析,同时构建“暴露度—敏感性—适应能力”的高温热浪脆弱性评估指标体系,进行了研究区域的高温热浪脆弱性评价,制作了高温热浪灾害脆弱性空间分布图,并进行了致脆类型分析,结果表明：(1)长江经济带的高温热浪事件高发地区的分布呈现出“一带一点”的空间分布特征;(2)长江经济带高温暴露指数呈现出明显的由东南向西北层级递减的趋势,而区域内的敏感性指数与适应能力指数的空间分布较为破碎,没有明显的空间集聚特征,高温热浪脆弱性指数空间集聚特征明显;(3)在致脆类型分析中,因适应能力不足导致脆弱性的区县占全部区县的67.4%,其次,高温暴露致脆型占24.5%,敏感性致脆的县域较少,仅占8.1%。西部地区脆弱性低且多为适应能力不足致脆,中、东部地区脆弱性高,多为高温暴露致脆。研究结果可为区域防范高温热浪灾害,提高应对高温热浪事件的适应能力提供科学...     

基于土地资源结构演进的区域生态系统健康评价

土地资源结构演进直接导致各类生态系统类型、面积以及空间分布格局变化,对区域生态系统健康水平和发展趋势有着重要影响。本文运用景观生态格局指数分析方法,对新疆阿克苏市12年土地利用变化进行研究;通过对土地资源类型赋予相应的相对生态价值,从测算区域总体生态价值变化的角度评价土地资源结构演进对区域生态健康状况的影响,其目标是为西北生态脆弱地区的区域土地利用总体规划和土地资源的可持续利用提供科学依据。研究结果表明,区域各土地资源类型间相互转移,在不同土地资源结构下,各子生态系统的相对生态价值变化明显,对区域生态健康的贡献程度表现不一;各分区域生态子系统的生态健康水平变化可划分为为持续提升区、先升后降区、先降后升区3种类型;总体而言,区域生态健康状况趋势由较健康型向健康型转变。研究认为,土地利用类型生态价值的精确赋值对区域生态健康水平评价非常关键,可通过生态系统长期定位研究、结合实验观测与系统模拟获得。     

气候变化对长江源地区高寒草甸生态系统的影响

近十几年来,长江源区气候暖干化趋势明显,冰川退缩、湖泊萎缩、草场退化、土地沙漠化、水土流失等环境问题日益严重。高寒草甸是长江源地区主要的植被类型之一,在全球变化影响下,以耐低温寒冷的嵩草属（Kobresia）植物为建群种的高寒草甸将面临更严重的生态胁迫。以长江源地区高寒草甸生态系统为研究对象,采用国际通用的生物地球化学模型模拟高寒草甸生物量、生产力和土壤有机质等的动态变化,并综合考虑人类活动对生态系统生产力和营养元素生物地球化学循环的影响,探讨了全球气候变化对高寒草甸生态系统可能造成的影响。     

快速城镇化地区生态系统服务的时空动态及权衡与协同分析——以苏锡常地区为例

苏锡常是我国经济飞速发展地区之一,也是重要的粮食生产基地.在快速城镇化背景下,该地区生态环境受到人类活动的强烈冲击,国土空间配置亟待优化.本研究基于多源数据,对苏锡常地区2000～2018年碳储存、食物供给、维持生物多样性3种生态系统服务的时空格局及演变特征进行刻画,并运用双变量空间自相关方法识别了生态系统服务之间的相互关系.结果 表明:(1)整体来看,2000～2018年,苏锡常地区的碳储存服务略有上升,食物供给服务和维持生物多样性服务波动下降;(2)苏锡常地区生态系统服务空间分布严重失衡,表现为中部建成区低,四周自然用地高的分布特点,城镇扩张区各类型生态系统服务退化较为严重;(3)在权衡与协同分析中,碳储存-食物供给服务、碳储存-维持生物多样性服务呈现协同关系,食物供给-维持生物多样性服务呈现权衡关系;(4)各项生态系统服务的权衡与协同关系存在空间差异,低值协同区集中分布在城市中心,高值协同区主要分布在西侧与南侧林地范围,低-高值与高-低值权衡区在空间上呈环绕相间分布.苏锡常地区在未来的发展中需要注意低值协同区和权衡区,有针对性地制定生态保护修复措施,合理调控社会经济发展,实现生态系统服务的协同增效.     

三峡库区消落带富营养化及其危害预测和防治

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的永久消落带。消落带是水域生态系统与岸上陆地生态系统的交替控制地带,该地带具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态的脆弱性,随着人类活动的影响,已成为湖岸带中生态最脆弱的地带。由于工业和生活用水污染以及水体自净能力下降,消落区富营养化相关物质（如氮和磷）污染会进一步加剧。因此,必须针对库区消落带地区的特殊情况,选择适当的模式对消落带进行超前环境整治和保护,实现三峡库区生态系统的恢复和重建。     

秦岭山地生物多样性保护红线划分研究

生物多样性保护是划定并严守生态保护红线的重要内容,如何准确识别生物多样性维护功能极重要区是科学划定生物多样性保护红线的关键。基于秦岭山区物种丰富度的海拔梯度格局,通过对生物多样性维护功能重要性评估模型的改进优化和校验,最终形成秦岭地区科学的生物多样性保护红线方案。结果表明:(1)修正后的NPP定量指标评估法,提高了陕西秦岭地区生物多样性重要区域识别的准确性,可适用于我国中东部物种丰富度随海拔梯度呈中峰型或单调递增型的山区;(2)秦岭生物多样性保护红线区的总面积达24 688.33 km~2,占到秦岭山区总面积的39.11%,空间分布整体上呈现出西部集中、东部分散,南坡多、北坡少的空间分布特征;(3)森林生态系统是秦岭生物多样性保护红线区的重要支撑系统,面积占比高达96.12%。本研究提出的修正方法和研究结果,不仅提高了区域生物多样性维护功能重要区识别的准确性,而且为其他地区生物多样性保护红线的科学划定和边界优化提供了参考。     

河流廊道的城市景观生态意义分析——以四川省邛崃市为例

为更好地理解河流廊道对城市景观生态的意义,研究计算了四川省邛崃市景观类型多样性空间聚类特征和河流廊道景观格局特征。结果表明：（1）局部空间自相关指数Getis Ord Gi*显示研究区土地利用景观类型多样性存在高值聚类区,其形状与研究区河流廊道分布格局近似。（2）河流廊道主要与农田和林地景观毗邻,其两侧300 m缓冲区内主要景观类型为农田和林地,且林地破碎度小;而道路廊道主要与农田和建设用地毗邻,其两侧缓冲区内主要景观类型为农田和建设用地,其景观更为破碎化。（3）地形因素对研究区西部山区土地利用景观格局影响较大,景观类型多样性统计热点区域分布于西部河流台地。邛崃市河流廊道在提高该地区土地利用景观类型多样性中起到积极作用,需要保护邛崃市河流廊道景观多样性,加强河流与自然景观的连通性