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。     

丹江口库区生态系统服务价值与人类活动时空关联分析

良好的生态系统和协调的人地关系对丹江口库区水质的保证以及南水北调中线的顺利运行具有重要意义.以中国南水北调中线工程水源地丹江口库区为研究对象,以1991、2000、2010、2018年四期遥感影像为数据源,利用基于样本的面向对象分类方法解译获得四期土地利用数据,基于土地利用数据构建生态系统服务价值评估模型、生态系统服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型,并利用双变量空间自相关方法分析生态系统服务价值和人类活动强度的时空关联特征.研究结果表明:1991～2018年间,丹江口库区建设用地、水库河流和林地总体呈增长趋势,耕地、灌草地、内陆坑塘、湿地和未利用地总体呈减少趋势.生态系统服务价值呈现波动变化趋势,总体增加了43.93×108元,价值量的亏损主要来自于林地转化为耕地和建设用地,灌草地转化为耕地,价值量的增益主要来自于耕地转化为林地和水库河流.人类活动以低影响强度为主,中高影响强度在库区东部成片式分布,高影响强度区域呈零星块状分布且一直呈增加趋势.丹江口库区生态系统服务价值与人类活动强度存在显著的负相关关系,且呈现先增强后减弱的变化趋势.     

洞庭湖出口径流变化及对生态系统的影响

为了阐明洞庭湖出口径流变化及生态效应,根据城陵矶1960~2016年的日径流量数据,采用生态盈余和生态赤字两个生态径流指标,分别从年和季节尺度分析了洞庭湖出口径流变化,并讨论了其对洞庭湖生态系统的影响。研究结果表明：年生态盈余和年生态赤字的变化范围分别为0~0.39和0~0.47,且年生态赤字比年生态盈余的波动更加剧烈和频繁;季节生态径流指标差异较大,春季和冬季生态盈余波动比较频繁,夏季和秋季生态盈余变化不大;除冬季外,春季、夏季和秋季生态赤字在水文变异后呈明显上升趋势,且高于生态盈余;季节生态变化总值整体呈上升趋势,且在水文变异后更加离散,表明生态系统受到了较大的扰动。气候变化和人类活动是导致径流变异的主要影响因素。降水对生态赤字的影响较大;人类活动导致了高流量减少、低流量增加,使季节生态径流指标发生较大改变。径流变化与生态系统关系的基本准则表明,洞庭湖出口径流与生态系统具有紧密的联系,且径流改变对生态系统产生了负面影响。     

安徽省土地利用变化下的生态敏感性时空规律

土地利用变化过程中生态敏感性的研究有利于土地利用的科学管理和健康长效的城市化发展。选择安徽省为研究区域,通过分析土地利用变化对生态系统的敏感性的影响机制,构建出基于弹性概念的生态敏感性指数模型,并利用2002~2011年安徽省的土地利用变更数据,对其10年的生态敏感性的时空变化规律进行研究。结果表明:(1)2002~2011年,安徽省土地利用综合强度由2.26增加到2.49,生态服务价值由2.84×10¹²元减少到2.75×10¹²元,两者呈现出很强的负相关,且安徽省17个地级市的土地利用综合强度与生态服务价值也均呈现负相关关系;(2)安徽省土地利用变化下的生态敏感性指数由2003年的2.26上升到2011年的2.49,在研究期内均属于低敏感性,表明安徽省整个生态系统受其土地利用变化的影响程度不是很强烈,能够适应目前城市化发展的速度和强度;(3)安徽省由2003年的16个生态系统低敏感或不敏感市(占全省总面积的92.97%)减少到2011年的12个低敏感市(占全省总面积的67.06%),表明人类活动对生态系统已经造成了一定的影响。     

近50年来呼伦贝尔草原沙漠化主要影响因素的定量分析

选取气温、降水因子以及反映人类社会经济活动的人口、耕地、牲畜等影响因子的相对指标为分析因子,利用主成分分析与相关分析相结合的方法,定量分析近50年(1953-2004)来各影响因子与综合影响因素对内蒙古呼伦贝尔草原沙漠化的作用强度.结果表明:在当地近50年的沙漠化过程中,驱动因素、抑制因素与影响因素的综合作用力与沙漠化指数的相关系数分别为0.889 9,～0.403以及0.600 5;草原沙漠化程度呈现出随人类活动强度增加日益加剧的趋势,其中牲畜结构对草原沙漠化变化趋势的改变有着重要作用;影响因素的综合作用力与沙漠化指数的相关系数只有0.600 5,这是由于生态经济系统各因素之间存在非线性作用机制,相关分析的线性假设在一定程度上低估了其作用强度,同时人类活动和自然因子的波动对草地生态系统的影响存在一个滞后期.     

中华鲟濒危状况与物种保护对策的评估分析

濒危等级是确定物种优先保护顺序和制订濒危物种保育策略的重要依据。结合历史资料以及近年的监测数据,对长江中华鲟种群繁殖群体及补充群体数量与质量,关键栖息地胁迫因素及胁迫强度等的全面梳理,总结出了1981年以来中华鲟种群及环境胁迫的变动趋势。参照IUCN物种濒危程度的划分准则建立了中华鲟物种濒危等级的划分标准;同时按照10年一组对该物种不同年代下的濒危状况进行评估。中华鲟在1983~1992年代进入濒危程度;在2003~2012年代进入极危程度。中华鲟物种的濒危等级取决于自身种群质量以及人类活动及环境结构变化等多方面的综合影响。人类活动和环境结构变化对中华鲟的胁迫呈现多样性与复杂性,且整体呈现一定的时间和空间尺度上的差异。最后,基于物种的濒危状况以及胁迫因素,分析了不同年代内的对策及效果,在此基础上提出了物种保护工作的构架和保护行动的优先顺序。     

石漠化山地复合生态系统评价——以广西平果县龙何屯生态重建示范区为例

以广西平果县龙何生态重建示范区的石漠化山地复合生态系统为例,依据试验研究及专家咨询的结果,构建了一个基于自然子系统、社会子系统、经济子系统的评价指标体系,采用层次分析法对指标体系中各指标的权重值进行了分析,应用指数评价模型对石漠化山地复合生态系统进行综合评估。层次分析结果表明,植被覆盖率、人类活动强度、物种多样性、物质生活指数、石漠化程度、水土流失程度等指标的权重值较大,是石漠化山地复合生态系统的重要影响因子;指数评价模型的评价结果表明,石漠化山地复合生态系统的总体质量较差,但通过生态示范区建设,改善复合生态系统中的植被状况,改善农业生产条件和推广先进农业技术,提高系统中人类的生活水平,可以使复合生态系统中社会、经济、环境3个子系统的转运功能逐渐趋于协调,总体质量逐渐好转。     

深圳红树林湿地系统健康评价

本文以深圳市福田自然保护区红树林为例,基于压力-状态-响应(PSR)模型构建了深圳红树林湿地生态系统健康评价体系,并根据熵权法和GM(1,1)模型计算深圳市红树林2008-2018年的综合生态健康指数(CHI)。结果表明:深圳市福田红树林生态系统的综合健康指数(CHI)呈现波动上升趋势,表明红树林生态系统为亚健康状态,个别年份的生态系统综合生态健康指数出现下降,但从整体上看综合生态健康情况呈现良好发展的趋势。     

青藏高原东缘典型流域生态系统#br# 服务的地形梯度效应#br# ——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明：（1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000～2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。（2 ）研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000～2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小 趋势。（3）2000～2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。（4）研究 区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000～2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地 和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域 生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。 关键词： 土地利用;生态系统服务;地形位指数;地形梯度;岷江上游;青藏高原东缘     

青藏高原NPP时空演变格局及其驱动机制分析

青藏高原植被生态系统对全球变化的响应较为敏感。该研究引入重心模型等方法分析和探讨了2000～2015年青藏高原NPP时空变化格局及其驱动机理,并定量区分了NPP变化过程中气候变化和人类活动的相对作用。结果发现:(1)2000～2015年,青藏高原NPP年均值总体上呈现从东南向西北递减的趋势。在年际变化方面,近16年青藏高原不同生态子区的NPP均呈现不同程度的增加趋势。(2)近16年青藏高原NPP重心总体向西南方向移动,表明西南部NPP在增量和增速上大于东北部。(3)NPP与降水显著相关的区域主要位于青藏高原中部、青藏高原东南部及雅鲁藏布江流域中下游,而NPP与气温显著相关的区域主要位于藏南地区、横断山区北部、青藏高原中部和北部。(4)气候变化和人类活动在青藏高原NPP变化过程中的相对作用存在显著的时空差异性,在空间上呈现"四线-五区"的格局。研究成果可为揭示青藏高原区域生态系统对全球变化的响应机制提供理论和方法支撑。     

武汉城市圈城镇化生态环境响应的时空演变研究

城镇化与生态环境这一交互关系,是两者彼此响应的耦合产物。研究城镇化发展与生态环境间的响应胁迫关系,具有重要的理论与实际意义。本文以武汉城市圈为研究对象,通过建立城镇化与生态环境的综合评价指标体系,构建生态环境响应模型,对"两型社会"战略提出后武汉城市圈城镇化生态环境响应的时空演变进行分析。主要结论如下:12008-2013年,武汉城市圈城镇化发展态势良好,整个城市圈城镇化综合水平逐年稳步上升,增长速度加快。生态环境综合指数呈现先下降,后维持稳定,再上升的"U型"变化曲线,符合环境库兹涅茨曲线。2武汉城市圈生态环境对城镇化的响应,呈现出由负响应向正响应转化的特征,生态环境对城镇化发展总体上呈现出由"胁迫"到"促进"的转变。A值越来越大,由2008年的-0.9上升到2013年的1.66。H值则呈现先降低后上升的变化特征,由2008年的0.9降低到2010年的0.09,2013年迅速提升到1.71,表明生态环境对城镇化发展总体上呈现由"胁迫"到"促进"变化的发展趋势。资源环境压力、资源环境载荷对城镇化的发展呈现出由负响应向正响应转变的特征,资源环境绩效对城镇化的发展具有正响应的特征。3武汉城市圈生态环境综合响应指数的空间分异特征,由以正响应为主的"凹陷"结构向分化的"板块"结构演化,生态环境综合响应指数的区域差异呈先扩大、后缩小趋势,城镇化的发展对生态环境的影响程度为"弱促进"向"强胁迫"变化。资源环境载荷响应指数和绩效响应指数表现出"向心性"的发展特征。     

青藏高原东缘典型流域生态系统服务的地形梯度效应——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明:(1)岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000~2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。(2)研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000~2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小趋势。(3)2000~2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。(4)研究区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000~2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。     

中国植被覆盖度时空特征及其影响因素分析

植被覆盖度是衡量植被生长状况和描述生态系统环境的重要指标,以2001～2018年MODIS NDVI数据集为基础,采用混合像元二分模型,计算中国植被覆盖度(FVC),分析中国年FVC的时空变化特征,探讨FVC对气候和人类活动干扰的响应机制,以及人类活动对FVC影响的未来变化特征。结果表明:(1)中国FVC整体呈上升趋势;西北的年均FVC明显低于东南的年均FVC;除青藏高原FVC为下降趋势外,其余均呈上升趋势,且该趋势具有一定持续性。(2)各植被类型中,混交林的年均FVC最高,草原的年均FVC最低;而农作物变化率最大,混交林变化率最小,且未来将由改善转为退化趋势,其余均表现为持续性改善。(3)中国FVC与气温呈负相关、与降水呈正相关,且降水对FVC的影响强于气温,表明降水是影响FVC变化的主要因素。(4)中国人类活动对FVC的影响程度整体表现为增强趋势,未来人类活动影响力以反向持续性为主。表明未来18a中国FVC受人类活动的影响有所下降。     

基于氮排放估算的城市发展过程生态影响分析

基于氮元素对生态系统的重要性及其对生物生长、人类活动的指示性,本研究选择人类活动氮排放为切入点,广东省深圳市为研究区,估算快速城市化过程中人类活动所产生的氮元素排放量。研究主要由农业、工业生产及人类生活三方面进行计量,分析人类活动过程中的氮排放对生态环境的影响。基于1991-2012年深圳市人类活动氮排放分析结果表明,氮排放总量呈现波动而后下降的趋势,随着城市发展,深圳市农业氮排放比重明显减少,工业生产氮排放明显增加,人类生活方面的氮排放则先上升,后面呈现下降的趋势,显示高强度的工业生产及高密度的人口聚集为深圳市带来一定生态影响。     

耦合风险概率与生态损失的襄十随神区域生态风险评价研究

开展区域生态风险评价,是平衡生态环境和社会经济发展之间矛盾的必要措施。以“襄十随神”区域为研究对象,通过构建“风险=概率×损失度”评价模型对近20年来的生态风险时空演变特征进行了系统诊断。结果表明：(1)充分考虑研究区外部多源胁迫与内部系统损失,构建的14个因子的评价指标体系能够有效表征生态风险来源和生态系统损失;(2)研究区20年来生态风险概率增长8.65%,以Ⅰ级、Ⅱ级为主,生态风险概率较低但呈上升趋势;(3)研究区以低级生态系统损失区为主,20年来生态系统损失增长6.66%,尤其是中部及东部地区Ⅳ、Ⅴ级生态系统损失占比持续上升,分布面积逐渐增大;(4)耦合风险概率与生态损失的综合生态风险结果显示,研究区以低生态风险为主,20年来综合生态风险下降了1.90%,等级变化上呈现“以不变区为主,核心城区外围升高、边缘山区降低”的空间格局,等级变化面积达10 006.36 km²,风险等级升高区不断扩张。研究结果对完善综合生态风险评价体系、防控区域生态风险等具有理论和实践价值。     

长江中下游流域人类活动强度及其对湿地景观格局影响研究

目前关于大尺度下人类活动强度对湿地景观格局影响的研究较少,为揭示长江中下游流域湿地景观格局与人类活动强度的关系,以1995～2015年的土地利用数据为基础,综合运用人类活动强度模型和景观指数等方法,分析研究区人类活动强度演变特征、湿地景观格局特征及人类活动强度对湿地景观格局的影响。结果表明:(1)人类活动高强度带面积增加,低强度带面积减少;1995～2015年,各强度带的人类活动强度平均值均呈增长趋势,强度带等级越高,平均值增幅越大。(2)20年间,湿地面积不断增加,占比分别为5.14%、5.27%和5.30%;湖泊和沼泽地分别减少了70.73 km~2和216.53 km~2,而水库坑塘面积增加了1 155.32 km~2,对湿地增加的贡献率达94.75%,研究期主要是人工湿地在扩张,而自然湿地在萎缩;湿地景观的破碎度减弱,景观多样性减少。(3)伴随人类活动强度的增强湿地相对变化呈"收缩"效应,且在人类活动强度越高的区域,"收缩"效应越明显;随着人类活动强度降低,湿地景观破碎度减弱,聚集度下降,景观多样性增强,景观形状趋于复杂。研究结果可为长江中下游湿地保护和人类活动管控提供决策支持。     

大坝截流前后金沙江观音岩水电站鱼类群落功能多样性的变化

人类活动通过对非生物因素和生物多样性的作用从而对生态系统功能产生了巨大的影响。大量的理论和实验研究表明,物种功能性状在连接群落组成改变和生态系统进程转变中起着重要作用。由于物种功能性状的差异,栖息环境改变后,群落中容易适应新环境的物种占据优势,难以适应的物种数量减少甚至消失,从而导致整个群落结构发生改变,进而使整个生态系统进程发生转变。通过评价金沙江观音岩水电站大坝截流前后鱼类群落组成情况,结合不同种类功能性状的差异,采用生物多样性评估方法和功能多样性指数分析方法两种不同手段,对比分析截流前后大坝下游鱼类群落结构和功能多样性的变化,从而分析大坝建设的生态效应。结果表明:Bray-Curtis相异指数前后差异较大,辛普森指数无明显变化;功能多样性指数的变化表明大坝截流对水体中体型较大,口下位,食谱宽度较窄的鱼类生存和活动造成了一定的破坏,导致拥有这些特征的鱼类数量减少甚至消失,降低了下游鱼类群落的功能多样性,进而对该区域整个生态系统功能产生影响。     

长三角快速城市化地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以嘉兴市为例

基于浙江省嘉兴市1979~2012年的土地利用数据,评估了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了30多年来嘉兴市土地生态系统服务价值的动态变化及其对土地利用变化和景观格局变化的响应。结果表明:(1)1979~2012年,嘉兴市建设用地面积变化最大,增加了136.6%,相应的耕地面积减少了15.5%。(2)1979~2012年,嘉兴市景观破碎度指数从0.6531上升到0.8762,随着城市化进程的加剧,耕地景观破碎度指数不断增加、聚集度指数减小。(3)1979~2012年,嘉兴市的总生态系统服务价值减少了14.7%,2000~2012年嘉兴市总的生态系统服务价值减少尤为显著,生态系统各单项服务价值整体也呈现下降趋势,耕地为嘉兴市提供的生态系统服务占嘉兴市总生态系统服务的70%以上。(4)运用相关分析方法对嘉兴市土地利用类型和景观格局对土地生态系统服务价值的影响分析表明,耕地和水域与生态服务价值呈正相关,而建设用地和未利用地与生态服务价值呈负相关;景观多样性指数(SHDI)和耕地破碎度指数与生态系统服务总价值呈显著负相关关系。     

基于土地利用变化的长三角生态系统健康时空动态研究

生态系统健康是实现人类社会经济可持续发展的根本保证,区域生态系统健康评价也越来越受到关注,然而现有的评价指标大多难以体现生态系统健康的本质内涵。土地利用与覆被变化改变生态系统结构进而影响生态系统功能及健康,因而从土地利用与覆被变化视角构建反映生态系统健康的活力、组织力和弹性指标,是发展区域生态系统健康评价方法的可能途径。本研究基于区域生态系统健康对土地利用与覆被变化的响应状态,构建适用于长三角快速城市化地区生态系统健康评价的"活力-组织力-弹性"评价指标体系:以植被覆盖度指数表征生态系统活力;以景观连通性等8个景观格局指数表征生态系统组织力;以In VEST模型生境质量指数表征生态系统弹性。在此基础上,利用长三角地区1995—2015年土地利用空间数据,以长三角16个地级市为评价单元,对长三角过去20年间生态系统健康的时空演变特征进行动态评价。研究结果表明:近20年来长三角地区生态系统健康指数降低了约17.6%,其中,生态系统健康水平较高的区域面积减少了约60.6%,而生态系统健康水平较低的区域面积增加了约36.5%;长三角地区快速城市化所引起的土地利用变化是影响生态系统健康时空演变的主导因子,且林地和水域对维持区域生态系统健康起到决定性作用。本研究基于土地利用与覆被变化的生态系统健康评价方法,较好地反映了生态系统健康的本质特征,可用于快速城市化地区生态系统健康的时空动态评价,其结果也能对区域土地利用规划与管理提供科学参考。     

生态文明视角下山东省人地关系演变趋势及其影响因素

"十八大"报告特别强调生态环境建设,明确提出生态文明建设是"五位"一体的中国特色社会主义事业总体布局之一,人地关系协调研究也成为生态文明建设的重要命题。以具有中国缩影之称的经济大省、工业大省、人口大省与资源大省山东省为例,构建协调度、耦合度、响应度模型,探讨山东省人地关系演进趋势,并识别人地关系演进的驱动因素。研究表明:11991-2012年山东省人类活动强度呈逐步上升趋势,由0.410上升至0.819,资源环境水平呈小幅度波动下降趋势,由0.736下降至0.537;2人类活动强度与资源环境水平的协调度基本在0.959以上,属于高水平协调,由磨合阶段向高水平耦合阶段演变;3资源环境水平对人类活动强度的响应具有对应性和连续性,始终表现出负效应特征,但胁迫效应幅度逐年缩小,回归分析发现市场化程度和区域开发效率是胁迫效应逐年缩小的主要驱动因素。研究为人地关系演进趋势及其驱动因素的理论与实证研究提供一定的指导和借鉴。