三峡地区废弃地植被生态恢复与重建的生态学研究

废弃地是一类极度退化的生态系统。对三峡地区的矿山废弃地、退（弃）耕地、工程建设废弃地、垃圾填埋场、地质灾害废弃地、砍伐迹地等废弃地类型的形成原因进行了调查分析,并结合国内外恢复生态学的研究进展,讨论了该地区废弃地植被恢复与重建的一般规律,对该地区废弃地植被恢复与重建的对策及其方法与步骤提出了一些建议。认为人类干扰是该地区废弃地形成的主要原因。废弃地植被的恢复与重建应该遵循规划系统性、设计与施工生态性、目标植被的物种多样性等原则。而土壤基质的固定与恢复、先锋群落的构建、后期管理中生物多样性的逐步丰富是三峡地区废弃地植被生态恢复与重建过程中三个关键的步骤与内容。     

高速公路建设对植被的影响及绿化补偿效应分析--以信(阳)-泌(阳)高速公路为例

在生态环境现状分析基础上,研究建设项目对评价区植被及生产力的影响.结果表明,拟建的信阳至南阳高速公路工程永久占用基本农田449.4hm2,永久占地造成的农作物产量损失约704045kg/a;工程建设将使评价区植被覆盖率减少0.10%～1.35%;公路绿化可以在一定程度补偿植被损失,10%～37%的植被损失可以得到补偿;工程建设将造成评价区生物量损失约68.5672T·km-2·a-1,绿化补偿约12.1659T·km-2·a-1.补偿率约为14.8%～22.3%.针对存在的问题提出了植被恢复和补偿建议.     

废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性变化特征

以浙江省舟山市的废弃采石场为例,在对植被情况进行调查的基础上,采用时空互代的方法,探讨废弃采石场植被自然恢复过程中物种多样性的变化规律. 结果表明:随着废弃地自然恢复年限的增加,植物种的组成发生较大变化,由单一的物种组成结构逐渐发展为复杂的物种组成结构,并逐渐趋于动态平衡. 在近50 a的自然恢复过程中,在样方中共出现20科40属42种植物,其中以禾本科和菊科为主. 在整个自然恢复过程中,群落物种多样性指数(H′,D)、丰富度指数(Ma,Pa)和均匀度指数(Jp,Ea)随植被恢复表现出由低至高而后又降低的变化趋势. 均匀度指数(Jp,Ea)在15～<25 a达到峰值,而多样性指数(H′,D)和丰富度指数(Ma,Pa)的峰值则出现在25～<40 a. 根据不同恢复年限群落物种种类的演替特征和物种多样性指数的变化规律,可大致将研究区废弃地植被自然恢复过程划分为初级演替期(<9 a)、初级交替期(9～<15 a)、高级交替期(15～<25 a)、高速恢复期(25～<40 a)以及恢复稳定期(40～50 a)5个演替阶段.      

青藏高原植被固定CO2释放O2的经济价值评估

基于研究区植被生产有机质的物质量,结合遥感和野外观测数据,利用生态经济学方法,测算了青藏高原近20年植被固碳释氧(固定CO₂释放O₂)的经济价值. 结果表明:青藏高原植被每年固定CO₂总量为28.1×108 t,释放O₂总量为20.8×108 t;青藏高原植被固碳释氧的总价值为15.6×1011 元/a,利用造林成本法估算植被固定CO₂的价值为7.3×1011 元/a,利用工业制氧法估算植被释放O₂的价值为8.3×1011 元/a;从不同植被类型来看,灌丛的服务价值贡献率最大,亚热带常绿针叶林的单位面积价值最高;在水平方向上,植被固碳释氧价值受降水和植被分布影响,自东南向西北逐渐降低;在垂直方向上,生态系统服务价值受地形影响较大.      

生态系统多稳态研究进展

阐述了生态系统多稳态的定义及其生态学意义,总结了生态系统的多稳态现象的不同产生机制,综述了多稳态的存在性及稳态转换的研究现状,探讨了未来的理论及应用研究前景.多稳态指的是在相同条件下,系统可以存在结构和功能截然不同的稳定状态.不同的稳态对应于不同的生态系统结构和功能,并且可产生不同的生态系统服务价值.系统的稳态不仅仅包括稳定的点吸引子,也可能是周期吸引子或者混沌吸引子.多稳态现象广泛存在于多种生态系统(海洋生态系统、湿地生态系统、干旱生态系统等)中.较强的正反馈作用是系统产生多稳态的主要原因.生态系统中的正反馈循环主要包括易化作用、过度开发以及冰盖反射等.大量的理论研究证实多稳态是系统中的一个普遍现象,但从实验角度的研究成果较少.生态系统的不同稳态有不同的吸引域,吸引域之间存在阈值.当干扰强度大于恢复力时,系统有可能越过阈值发生稳态转换.生态系统发生转换的预警指标包括方差的增加、干扰后的恢复速率以及偏度的变化.多稳态的未来研究重点在于:(1)多稳态产生机制研究;(2)生态系统中多稳态的存在性检验;(3)生态系统恢复力及预警指标的定量评价研究;(4)多稳态理论在生态系统修复实践中的应用.     

不同复垦方式对黑岱沟露天矿排土场土壤有机碳的影响

采用样方对角线混合法采集土壤样品,用圆锥四分法分样,测定土壤有机碳及相关土壤因子理化性质,用单因素方差法比较不同排土场各土壤因子的差异性,用主成分分析法(PCA)分析了土壤有机质与土壤因子、复垦方式、复垦年限间的关系。结果表明:1)影响排土场土壤环境的第1主成分为复垦管理相关因子,贡献率为71.43%,第2主成分为排土工艺相关因子,贡献率为12.10%;2)排土场土壤有机质与土壤水分、土壤孔隙度、复垦方式和复垦年限呈正相关,与土壤容重、土壤黏粒含量和土壤pH值呈负相关;3)相同复垦年限时,油松(Pinus tabulaeformis Carr.)+蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)组合较新疆杨(Populus alba var.pyramidalis Bunge)+紫花苜蓿(Medicago sativa L.)复垦模式有利于土壤有机碳积累,但复垦14 a土壤有机碳含量最高的排土场尚未达到对照CK样地土壤有机碳水平。人工维系促建林地生态系统土壤环境尚不稳定。     

基于恢复效度的故障模式危害性灰色关联评估

针对失效模式、影响和危害度分析方法(FMECA)在设备运行过程中单纯依靠RPN分析危害性的不足,建立了一种针对服务对象的危害性评估模型。引入恢复效度的概念,丰富了危害度评估的指标体系;利用层次分析法确定各评估指标的权重;运用灰色关联分析方法建立数学模型,给出了计算步骤;利用德尔菲法界定了故障模式恢复效度、严酷度、发生频度和可探测度在广播式自动相关监视系统(ADS-B)的等级。利用建立的数学模型对该系统6种典型故障模式的危害性进行了分析、验证和排序。结果表明,该模型能更加真实地反映故障模式对服务对象的危害性,可以根据危害性排序结果界定设备运行系统关键性故障模式,并有针对性地制定相关弥补措施和对策。     

巢湖东部沉积硅藻组合记录的水环境变化

对巢湖东部湖心31 cm深的沉积岩芯进行放射性核素定年和化石硅藻分析,根据硅藻属种组合的变化反演了近150 a来巢湖东部水环境变化历史. 结果表明,巢湖东部水环境变化经历了2个主要阶段:①1827—2000年以Aulacoseira granulata占优势,但1970年其含量(以数量所占比例计)出现一明显谷值(22.4%),同期附生和底栖类硅藻频繁出现,反映了水动力条件减弱后又增强的趋势;该阶段水生植被较为发育,水体维持中营养状态.②2000年至今,以A. granulata和耐营养属种(A. alpigena、Cyclostephanos dubius)为优势组合,附生和底栖类硅藻含量显著减少,表明生活污水的大量排放导致湖区急剧富营养化; Hill多样性指数在2000年后显著下降,表明在该阶段水生生态系统发生退化.      

全自养脱氮颗粒污泥的培养及脱氮性能的恢复与强化

采用交替限氧-厌氧和低充放比(30%)运行模式,在SBR反应器中成功启动全自养脱氮(CANON)工艺,启动过程经历常规硝化主导阶段、短程硝化主导阶段和全自养脱氮阶段,总氮去除速率和总氮去除效率分别达到(312±15)mg/(L·d)和(71.2±4.3)%.培养得到的污泥中颗粒污泥(粒径3300μm)和絮状污泥(粒径<300μm)体积分别占污泥总体积的39%和61%.在自养脱氮性能恶化的SBR反应器进水中长期添加适量N2H4,反应器脱氮性能得以恢复甚至强化,反应器总氮去除速率升高到(480±34)mg/(L·d),颗粒污泥的比例增加到污泥总体积的51%.     

不同植被带的人工生态系统对集雨水污染物消减作用研究

西北干旱半干旱地区地表水和地下水极端缺乏,集雨水是唯一有潜力的水资源。采用人工生态系统模拟紫花苜蓿、红豆草、冰草三种不同植被带对集雨水径流污染物的消减作用,通过对降雨过程中三种植被带在不同长度上对污染物去除率的分析,确定了植被带的最佳长度;比较三种植被带对集雨水污染物的去除率,得出冰草植被带的去除效果最好。