羊草草原和贝加尔针茅草原生态系统呼吸的差异分析

应用静态暗箱-气相色谱法对羊草草原和贝加尔针茅草原的生态系统呼吸CO2通量进行了测算,分析了生态系统呼吸的影响因素,比较了2种草原生态系统呼吸的差异并分析了产生差异的原因.观测期间羊草草原生态系统呼吸CO2通量平均为(12.03±2.10)mg·(m2·min)-1,显著低于贝加尔针茅草原[(20.09±4.41)mg·(m2·min)-1];而羊草草原生物量显著大于贝加尔针茅草原(p0.001).羊草草原和贝加尔针茅草原生态系统呼吸都与温度(箱内气温、5cm和15cm地温)具有显著的指数函数关系.通过偏相关分析发现,在地温作为控制变量时,生态系统呼吸与土壤Eh、pH间不再具有显著的相关性,Eh、pH对CO2通量的影响可能是由地温变化间接引起的,而CO2通量与活体生物量呈现出了一定的相关性,与凋落物生物量无显著相关性.2种草原的CO2通量都可以用温度指数模型进行很好地模拟,基于地温的模拟效果(R2为0.568～0.639)显著好于基于箱内气温的(R2为0.323～0.426).地温是2种草原生态系统呼吸最重要的影响因素,它掩盖了地上部植物体对生态系统呼吸的影响.在该区域,土壤呼吸占生态系统呼吸比例较高,贝加尔针茅草原较高的有机质含量导致了其生态系统呼吸CO2通量较高.     

草原生态系统植物群落地下特征表达的新方法

本研究首次采用拍摄、标记根密度的方法来研究内蒙古自治区锡林郭勒盟典型草原区草原生态系统不同恢复阶段植物群落根系的垂直分布特征,并对群落地下生物量及根密度进行了比较研究。结果表明,地下生物量表现出由表层至深层急剧下降的倒金字塔形,而根密度表现出下降→上升→下降状态,并且群落不同恢复阶段上升的深度不同,表现出与地下生物量不同的地下生态过程。通过本研究发现,标记根密度方法可以作为更深入的了解植物地下部分、研究根系的一个新方法。     

长期开垦与放牧对内蒙古典型草原地下碳截存的影响

以围封26 a草地(E26)为对照,研究了内蒙古典型草原区长期开垦与放牧对土壤-植物根系系统碳截存的影响.结果表明,0～40 cm土壤和根系中的C贮量, E26(7 307.59和950.32 g·m-2)≈连续放牧草地(LG)(7834.01和843.43 g·m-2)>开垦35 a耕地(LC)(4537.04和277.35 g·m-2). E26、LG和LC中,0～40 cm土壤贮存的C分别占各自土壤-根系系统C总贮量的88.49%、90.28%和94.24%.长期开垦完全破坏了草地原生的植被-土壤系统,造成严重的土壤风蚀:相对于E26,比中O～10 cm和10～20 cm砂粒含量分别增加了81%和39%,0～40 cm土层中根系生物量减少了71%;长期开垦导致草地土壤及根系碳截存分别降低了37.9%和70.8%.因此,在草原地区,若将长期开垦的耕地恢复为天然草地,土壤和植物根系将会有较大的固碳潜力.放牧对该区土壤有机碳含量及根系生长的影响较小;但长期放牧样地土壤表层容重显著增加,预示目前放牧压力已达到或接近草地的承载阈值,应及时减小放牧压力以避免草地的进一步退化.     

短期放牧对半干旱草地生态系统CO2和N2O排放的影响

通过在北方农牧带半干旱草地生态系统(山西右玉)设置不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4个不同强度的放牧实验,运用静态-暗箱法测定放牧第一年生长季的温室气体通量,研究不同放牧强度对该地区温室气体通量的影响.结果表明:(1) CO_2和N_2O在生长季表现出随着温度和水分变化的明显季节动态变化,但是与不放牧相比,第一年不同放牧强度对CO_2和N_2O排放速率没有显著影响;(2)放牧显著降低了土壤含水量(P 0. 05),中度放牧降低了土壤微生物生物量碳(MBC,P 0. 05),中度和重度放牧降低了土壤微生物生物量氮(MBN,P 0. 05);(3) CO_2排放速率和土壤温度、土壤水分之间呈显著正相关关系,土壤温度、可溶性氮、微生物生物量氮以及CO_2排放速率之间呈显著正相关关系.放牧增加了温度与CO_2排放的相关性,但对N_2O排放相反.(4)虽然放牧降低了土壤含水量,但是没有发现不同放牧强度间CO_2和N_2O排放的差异,说明短期内不同的放牧强度尚未对土壤微生物结构与功能造成显著影响,需要继续进行长期深入地研究,揭示放牧强度对温室气体通量的影响机制.     

我国亚热带山地生态系统脆弱区生态恢复的战略思想——基于长汀水土保持11年研究成果

在探析以长汀为代表的我国亚热带山地生态系统脆弱区生态恢复过程内在关联性的基础上,提出"天时、地利、人和"的生态恢复策略。该策略以人地关系和谐论为指导,其含义为:顺乎天时,最大限度地发挥自然界的再生能力;调控坡面径流,化地害为地利;发挥人的主观能动性,构建物质与经济良性循环的土地和谐利用模式。在实践这个策略过程中,必须实现在观念、策略、技术上的转变以及技术瓶颈、空间局限和体制障碍的突破。     

基于DFSR模型的北方农牧交错区生态系统健康评价 ——以宁夏盐池县为例

以宁夏盐池县为研究区域,基于DFSR模型建立评价指标体系,采用GIS和RS技术辅佐生态系统健康评价,得出盐池县生态系统状况.结果表明,2000年、2002年、2006~2008年,盐池县生态系统健康驱动力分值、状态分值、响应分值及综合分值逐年增加,表明盐池县生态系统健康状况呈上升趋势;2009年生态系统健康驱动力分值和状态分值均增加,但响应分值减少,生态系统健康的综合分值基本上没有改变,表明生态系统的健康状况呈现稳定的状态.     

生态系统服务与人类福祉耦合的空间格局及其驱动方式——以广州市为例

进入“人类世”新纪元,生态系统退化与人类需求提升间的矛盾日益加剧,可持续发展在此问题上的时代要义,就是要实现生态系统服务与人类福祉的科学协调。提出“从级联到耦合”的生态系统服务与人类福祉关系研究新思路,以广州市为研究对象,分析二者耦合关系的发展阶段及其空间分异,构建了耦合逻辑框架,通过典型耦合类型区来辨析其驱动方式差异,为新时代快速城镇化地区的人地协调提供实践参考。结果发现:(1)广州市生态系统服务价值严重萎缩,受到人类福祉趋同化增进的胁迫,二者的耦合协调性差;(2)耦合关系以生态系统服务为刚性主导,服务低值区的连片蔓延促成了低失调的同化格局,服务供给与福祉需求之间呈现出显著的空间失衡;(3)通过资本流动、土地利用、尺度效应、利益分配等驱动方式差异,生态系统服务与人类福祉形成了发展阶段和供需匹配各异的耦合关系,主要包含空间争夺的低失调、空间弱关联的拮抗和空间互促的高协调。据此,亟需以生态文明与高质量发展为导向,严格保护生态空间,提升城镇空间的发展质量,统筹人地系统综合管理,弱化用地权衡和空间博弈,加强供需耦合的空间协同,促进人与自然和谐共生。     

城市物质能量代谢相关研究述评——兼论资源代谢的内涵与研究方法

物质能量代谢分析已成为城市生态系统研究的一个重要视角与工具。论文在对当前各种代谢概念与方法进行系统梳理和分析的基础上,借鉴资源科学相关研究的最新成果,重新整合城市代谢相关的研究内容和分析边界,将物质能量代谢概念拓展为资源代谢的概念,试图涵盖物质性资源和非物质性资源、能量性和非能量性资源,并引入资源来解决城市资源代谢的生态统一核算问题,实现资源稀缺性和有用性的有效度量。此外,引入资源流过程分析特别是网络分析的方法,可打破传统代谢研究"灰箱"分析的局限,实现资源流在系统内部流动的代谢路径跟踪,实现城市生态系统结构化与网络化的深度分析,从而完善城市代谢研究的理论与方法体系。     

环境权是公民的基本人权——兼论确立公民环境权的现实意义

公民环境权为当今许多国家法律所确认.它包括人身权和财产权的内容,具有基本人权的特性.我国通过立法对公民环境权予以明确,将有利于提高全社会环境意识、促进环境保护事业进步、体现中国人权的发展.     

环境侵权与民事救济——兼论环境立法中存在的问题

随着中国环境污染与破坏的加剧,因公害而产生的环境侵权与民事救济将成为中国的一大社会问题。本文分析了传统民事侵权的区别,讨论了环境侵权的归责原则、因果关系推定与举证责任等问题,并提出环境侵权的民事救济应实行预防性的排除侵害与损害、赔偿并重的救济制度,实行利益衡量原则与公害赔偿社会化。最后,作者就如何完善中国环境侵权与民事救济立法提出几点建议。     

过牧对草地生态系统服务价值的影响——以甘肃省玛曲县为例

文章以甘肃省玛曲县为例,通过对该县草地状况的分析,以玛曲县20世纪80年代草地状况作为过牧前状态,目前草地状况作为过牧后状态,探讨过牧对草地生态系统服务价值的影响,并通过对该县草地生态系统的分析,建立了过牧对草地生态系统服务价值影响评价指标体系,即食物生产、调节大气、营养物质循环与贮存、控制侵蚀、涵养水源、环境污染净化六大功能。最后运用生态经济学方法对过牧造成的经济损失进行了初步估算。结果表明,玛曲县由于过牧造成的直接和间接经济损失分别为:食物生产1.50×108元,调节大气1.04×109元,营养物质循环与贮存0.99×108元,控制侵蚀1.02×107元,涵养水源3.94×108元,环境污染净化2.9×107元,总经济损失达到1.72×109元,其中,间接经济损失占91.3%。     

持续放牧和围封对科尔沁退化沙地草地碳截存的影响

研究了科尔沁退化沙地草地持续放牧和围封恢复下土壤-植物系统的碳(C)贮存,以揭示草地管理对C动态的影响.结果表明,0～15cm土壤OC和植物系统贮存的C(包括初级生产固定的C,立枯和地表凋落物C和根系C)贮量大小为:围封10年草地(584g·m^-2和309 g·m^-2)＞围封5年草地(524g·m^-2和146g·m^-2)＞持续放牧草地(493g·m^-2和95 g·m^-2).在围封10年,围封5年和持续放牧草地中,0～15cm土壤贮存C分别占各自土壤-植物系统C的65.3%,78.2%和83.9%.在风蚀严重的科尔沁沙地,持续放牧对植被,土壤及其周围环境有极严重的恶化作用.采取围封恢复措施后,植被恢复和凋落物积累使土壤免遭风蚀,也显著增加了土壤有机质的输入,因而显著作用于大气C的截存.但排除家畜放牧的长期围封使植物C向土壤C的再循环受到限制,截存的大部分C以凋落物的形式积存在土壤表面,需进一步深入研究围封的时间尺度.研究结果表明,退化沙地草地在采取有效的保护措施后,可以由C源变为C汇.     

海河流域草地生态系统服务功能及其价值评估

草地生态系统为人类提供了畜产品和生命支持两个方面的多种服务功能,但人们常关注产品提供功能而忽视生命支持功能。研究采用联合国千年生态系统评估框架,构建了海河流域草地生态系统服务功能的评估指标体系,并以2005年为基准年,运用市场价值法、影子价格法等多种方法对海河流域草地生态系统进行经济价值评估。结果表明,海河流域草地面积为6.67×10¹⁰ m²,提供产品、固碳、保持土壤、净化环境等8项服务功能的总价值为2 216.28×10⁸元,单位面积价值为3.32元/(m²·a)。其中,提供产品的价值量最大,占总价值的31.3%,其次是固碳和营养物质保持功能的价值,分别占总价值的26.8%、22.2%。海河流域草地生态系统除了具有重要的产品提供功能外,固碳、营养物质保持等生命支持功能的巨大经济价值也不容忽视,平衡兼顾草地生态系统的产品提供功能和生命支持功能有助于促进海河流域经济社会发展与生态保护的协调。     

黑河流域草地承载力研究

应用RS和GIS技术,从研究区植被类型、土壤侵蚀、坡度、距水源距离、生物多样性和生态系统保护等方面,确定了黑河流域不适合和适合放牧的区域。在适合放牧的区域,根据草地类型估测产草量。在牧草分配方面,从避免土壤侵蚀和遭遇干旱时保证植被群落弹性和再生的需要以及满足昆虫和土壤无脊椎动物及野生动物需要两个方面考虑了满足生态需要的牧草生物量。在确定放牧强度时,从坡度和距离水源远近两个方面考虑了载畜量的减少比例。在此基础上,计算出满足生态保护需要的草地承载力。研究结果表明,黑河流域适合放牧的区域仅占总面积的17.693%,在适合放牧的区域,天然草地的承载力为0.009～2.055只羊单位/hm²。     

放牧与围栏羊草草原土壤呼吸作用及其影响因子

基于静态箱式法连续2a的测定资料,比较分析了内蒙古典型羊草草原放牧与围栏样地土壤呼吸作用及其与各影响因子的关系.结果表明:①围栏内外土壤呼吸作用日、季动态差异不大,但围栏样地土壤呼吸速率明显高于放牧样地,其平均值分别是219.18 mg·(m²·h)^-1和111.27 mg·(m²·h)^-1,围栏样地土壤呼吸作用的升高可能与地下生物量增加和土壤水分改善有关;②对影响土壤呼吸作用的因子分析表明,放牧使土壤水分和相对湿度的影响明显降低,而对气温、大气CO₂浓度和光合有效辐射的影响并不大,且放牧使羊草净光合速率的影响明显增加,而对气孔导度和胞间CO₂浓度影响不大;③围栏样地土壤呼吸作用与各影响因子的相关性从大到小依次为土壤水分、净光合速率、气温、相对湿度、大气CO₂浓度、胞间CO₂浓度、气孔导度和光合有效辐射,其中土壤水分和气温是影响土壤呼吸作用的主要环境因子,净光合速率是主要的生物因子.尽管放牧改变了土壤呼吸速率,但土壤呼吸作用各影响因子的排列顺序基本上没有改变,只是发生了量的变化.     

青海省1998—2012年草地生态系统服务功能价值评估

由于人类活动对草地生态系统的干扰,草地退化加剧,科学评估草地生态系统服务功能的价值对于草地保护与管理决策具有重要意义。论文通过整合青海省多源、多尺度、多过程的生态环境数据,结合大规模的野外调查数据,构建各类专项和综合数据库,以千年生态评估生态系统服务分类系统和Costanza等的分类方法为基础,结合青海省生态系统特征及生态地位,选取了青海省生态系统服务指标评估体系。开发定量核算青海省生态系统服务功能及其价值的数据-模型融合平台,对青海省1998—2012年的草地生态系统固碳释氧、水文调节、土壤保持、生物多样性等16种生态系统服务功能价值进行了全面的评估,成功实现了草地生态系统服务价值评估的动态化、精细化和智能化。结果表明：1998—2012年草地生态系统服务功能总价值在2 349.97~3 374.49亿元之间,均值为2 935.63亿元,是青海省2012年全省GDP的1.55倍,平均每公顷达92.87万元。最后,以此为基础,提出青海省草地生态系统适应性管理策略,为青海省生态立省战略提供决策支持和依据。     

放牧对草原十壤N2O产生及微生物的影响

利用AIM乙炔抑制法 ,首次测试了我国内蒙古放牧和非放牧羊草草原土壤N2 O产生的微生物过程 ;通过分析不同类型草原土壤N2 O产生的微生物过程和相关微生物菌群的季节变化 ,研究了放牧行为对于草原土壤N2 O微生物产生过程的影响 .放牧行为改变了土壤结构 ,有利于土壤微生物反硝化作用的发生 ,在一定程度上降低了草原土壤N2 O的排放 .揭示了内蒙古草原土壤N2 O产生是以异养硝化作用过程为主的微生物过程 ,解释了内蒙古典型草原土壤N2 O通量较低和其季节变化的微生物学机理     

放牧对草原土壤N2O产生及微生物的影响

利用AIM乙炔抑制法,首次测试了我国内蒙古放牧和非放牧羊草草原土壤N₂O产生的微生物过程;通过分析不同类型草原土壤N₂O产生的微生物过程和相关微生物菌群的季节变化,研究了放牧行为对于草原土壤N₂O微生物产生过程的影响.放牧行为改变了土壤结构,有利于土壤微生物反硝化作用的发生,在一定程度上降低了草原土壤N₂O的排放.揭示了内蒙古草原土壤N₂O产生是以异养硝化作用过程为主的微生物过程,解释了内蒙古典型草原土壤N₂O通量较低和其季节变化的微生物学机理.