过刊目录

  • 2017年, 8卷, 第2期
    刊出日期:2017-03-28
      

  • 全选
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  • 于贵瑞, 陈智, 张雷明, 彭长辉, 陈镜明, 朴世龙, 张扬建, 牛书丽, 王秋凤, 骆亦其
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    自地球系统进入人类世,要解决全球可持续发展问题,生态学研究需要进入一个大尺度、定量的和可预测的新时代。生态学观测技术的革命和科学数据的长期积累是实现生态学研究跨时代发展的必需。生态系统的通量观测技术是生态学观测技术上的一次重大革命。然而,全球规模的通量观测事业的独特优势和潜在价值仍未被充分认识。回顾全球气象学观测事业的发展历史及其对社会的科学贡献,很好地启示我们再认识通量观测事业的科学使命。
  • 张红旗, 许尔琪, 朱会义
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    经济的快速发展以及工业化和城市化导致中国人地关系紧张,争地现象多发。为兼顾粮食安全、生态保护和经济发展之间的关系,需要协调土地不同功能用地的矛盾。现行的土地利用分类体系,注重土地的生产、生活功能,欠缺对土地生态功能考虑。本研究从土地的主体功能出发,强调生态用地的概念和地位,构建了“三生用地”分类体系,统筹生产、生活和生态用地空间。所谓生态用地,是指以调节、维持和保障生态安全功能为主的用地。三生用地分类体系,将生态用地纳入土地利用分类体系,有助于生产、生活和生态用地空间的统筹兼顾和规划。该分类系统包括三级的分类体系,一级类包括生态用地,生态生产用地,生产生态用地和生活生产用地等4类;二级类具体分为生态用地(重点调节生态用地,一般调节生态用地和生态容纳用地),生态生产用地(牧草地,用地林地和渔业养殖地),生产生态用地(耕地和园地)和生活生产用地(城镇建成区用地,农村生活用地和工业生产用地)等共15类;三级类则主要依据传统的土地利用类型划分。基于多数据源,通过先分区再分类的策略,本文提取了中国“三生用地”的分布范围。结果表明,生态用地、生态生产用地、生产生态用地和生活生产用地等面积分别为603.70万km2、135.38万km2、200.19万km2和20.73万km2,各占国土面积的62.89%、14.10%、20.85%和2.16%。生态用地主要分布在中西部,生态生产用地因其生产功能具有明显的地域分异,生产生态用地和生活生产用地则更集中分布在东部地区。
  • 韩赜,宋伟,邓祥征
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    跨境河流具有重要的地缘政治和地缘经济内涵,但由于人口与经济的快速发展,跨境河流沿岸国常围绕水资源的开发和利用引发地区矛盾。因此,如何从生态的视角解决水资源的公平合理地开发与有效保护生态环境之间的不平衡性成为国际社会面临的主要问题。本文从跨境河流的相关国际水法出发,综述了利益共享、生态补偿机制以及适应性管理体系的研究进展。并发现在法律制度上,国际水法已经形成了一套完整体系,并更加注重水资源的跨境合作与可持续利用;在解决跨境水资源冲突的实践上,呈现从单一的水资源分配(零和结果)向利益共享转变的趋势,以期达到沿岸国多赢的目的,但跨境的生态补偿仍然存在一定困难。在中国,上下游间的横向生态补偿已被中央政府高度重视,为建立省际之间的生态补偿机制提供了指导。从现有实践来看,横向的生态补偿机制仍处于起步阶段,所实施范围小,法律制度薄弱,缺乏市场机制的动力并且依赖财政转移支付。未来,中国应加强跨境水资源在法律制度、国际合作与利益共享方面的研究。由于政府在生态补偿的实践中兼具的多重身份(如推动者,监管机构和买方),为了构建具有适应性管理的跨境生态补偿机制,政府应尽快完善在数据共享平台,水资源消耗标准及相关政策和标准(或条例)等方面的建设。
  • 王卷乐
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    气候变暖、干旱化和荒漠化导致了自然过程极端事件的增加。本文认为气候变暖、干旱化和荒漠化过程作为整体系统的组成部分,是生态平衡的重大不稳定因素。自然过程极值的增长是生态系统失衡的一种表现形式。气候变暖、干旱化和荒漠化加剧了跨贝加尔地区生态系统的失衡及当地紧张的环境局势。本文采用大气和土壤参数的均方根差及Walter-Gossen气候图表定量估计了跨贝加尔地区的干旱状态,并提供了永久冻土区对长期变暖响应的有关信息。
  • 江东, 丁方宇, 阎晓曦, 郝蒙蒙, 戴守正
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    树木径向生长形成的年轮与气候变化密切相关,不同气候条件(例如温度、降水)能影响树木生长,年轮的宽度变化能够反映气候变化情况。树木年轮具有定年准确、连续性强、分辨率高和记录性好等优点,应用树木年轮信息进行气候变化的研究是现今气候变化研究的重要手段。我国树轮气候学的研究区域主要集中在新疆、内蒙等西北干旱、半干旱地区以及东北地区的长白山自然保护区,研究的主要方向为历史时期的气候重构和树木年轮信息的气候变化响应。近年来,国内树轮气候学界以邵雪梅、史江峰等学者开始将研究区域拓展到我国东南沿海地区,并取得了一定的进展。本文利用采自湖南丘陵山区双牌县阳明山西北坡3个采样点的马尾松年轮宽度样本,建立了一个长度为36年的区域马尾松年轮宽度年表。阐述了马尾松年轮宽度年表的建立过程,并论述了马尾松年轮宽度年表与气候要素之间的关系,旨在探讨我国南方丘陵湿润山区树木在生长前期(径向连年生长达到最大值)的年轮宽度对气候要素响应研究的可靠性,同时揭示该地区过去环境变化的一般规律及其对树木生长的影响。相关分析发现:阳明山三个采样点的区域马尾松树木年轮宽度变化和当地气候要素存在良好的相关性。树木生长季前的径向生长与当年1-5月份的平均温度显著正相关,相关系数0.596(P<0.01),与上一年的夏季6、7月份的平均温度显著正相关,相关系数0.630(P<0.01);降水对马尾松的径向生长的影响主要表现在“滞后效应”方面,上一年生长季外的11-3月份以及夏季6、7月份的降水对马尾松径向生长存在负相关,相关系数分别为-0.46、-0.582(P<0.05)。
  • 高文龙, 杨浩, 李胜功, 寇亮
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    理解土壤可利用性氮(N)如何与土壤酸化和可利用性磷(P)共同作用影响土壤-大气界面CO2、CH4和N2O气体交换,对于揭示生态系统对氮沉降增加的响应机制尤为重要。本研究在中国亚热带地区混交林中设置了N、P和酸添加实验以理清在N添加下酸和P添加如何影响CO2、CH4和N2O气体交换。结果表明,(1) N添加显著增加了土壤铵态氮和硝态氮,对CO2释放无影响;(2) N、P、N+P和N+P+酸分别降低了21.1%、15.7%、39.1%、26.6%和28.4%的CH4;相比于N、P单独添加,NP共同添加降低了CH4吸收,表明N添加和P添加在抑制CH4吸收上具有加和效应;(3) N、N+P、N+酸和N+P+酸分别增加了158.6%、176.0%、117.2%和91.8%的N2O释放;N2O释放在N+P+酸处理中显著低于N+P处理,与N添加和N+酸添加无显著差异,表明在N添加下,仅P丰富的条件下,酸添加才能够缓解N2O释放。我们的结果证实,在N和P共同限制的酸性土壤森林生态系统,低P将会抑制N沉降引起的土壤CH4吸收。低P时,N沉降引起的土壤酸化与其引发的N2O释放无关。
  • 阳辉,师长兴
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    水系分形维数(Fractal dimension of gully network, Dg)反映了河网分布和水系发育的复杂程度。以位于黄河上游内蒙古段十大孔兑上游丘陵沟壑区为研究对象,利用计盒维数的方法,研究其水系分形特征,同时利用水系分维数D判断流域地貌所处的侵蚀发育阶段。结果表明,(1) 以毛不拉孔兑为例,利用人工判定法,相关系数检验法和拟合误差相结合的方法确定无标度区为20~370 m。且各孔兑的地貌形态在该无标度区间内均表现出很好的分形特征,计盒维数可作为流域地貌形态分形特性的量化指标。求得十大孔兑上游丘陵沟壑区的水系分维数Dg为1.08~1.14。(2) 十大孔兑水系分维值在不同的汇流面积阈值下变化不大;径流模数与河网分维存在正相关关系。产沙模数与河网分维的线性正相关关系反映了地貌发育幼壮年期地形条件对产沙的影响。(3) 按水系分维数与流域起伏程度、坡度及等高线分维值的关系,就十大孔兑而言,当Dg≤1.06时,流域处于幼年期;当Dg>1.06时,流域进入壮年期。水系分维数、高程积分值指示十大孔兑上游流域地貌均处于壮年期
  • 李夫星,张世彦,陈 东,贺莉,谷蕾蕾
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    基于VIC水文模型输出的水文要素数据,采用小波分析法及Mann–Kendall非参数检验,分析了东亚夏季风及海河流域各水文要素的周期性变化情况以及两者之间的潜在关系。结果表明:东亚夏季风和海河流域各水文要素在40年周期尺度上具有一致性;此外,近60年来各水文要素均呈下降趋势,其中环太行山–燕山山脉山前区域趋势最明显,并且均与东亚夏季风关系密切,1970年以来东亚夏季风的持续减弱导致流域内持续干旱及水资源短缺。研究还发现东亚夏季风具有显著80年周期变化,并且可能在2040 s为海河流域带来大量降水。因此,对东亚夏季风的研究可以为预测海河流域水资源变化及管理提供重要的科学参考。
  • 李洁, 徐兴良, 梁涛
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    亲缘选择被用来解释亲缘植物之间的相互作用,但是所获得研究结果却不一致。这在一定程度上取决于实验指标选用单一,且未考虑其他因素的影响。本实验中,选取植物叶、株型、生殖和根系等属性,并基于以上属性计算了植物综合亲缘响应表现指数来说明不同种植距离下拟南芥不同生态型的亲缘识别特征。结果显示,拟南芥能识别亲缘邻居,且不同生态型之间在响应属性上表现出选择性和种植距离依赖性。基于以上属性的植物综合响应表现指数显示,Ler生态型在各空间下都表现出亲缘组优于非亲缘组,且综合响应表现指数相同。这与亲缘识别假设相一致。相比于Ler,Col和Ws的亲缘互作综合响应表现指数则依赖于种植距离。比如,Col生态型亲缘组综合亲缘响应表现指数高于非亲缘组,表现出亲缘选择效应,且响应表现强度大小依次为中等、小和大种植距离。而Ws生态型在大种植距离下,综合亲缘响应表现指数为非亲缘组优于亲缘组,这与亲缘选择结果相反。在小和中等距离下,综合亲缘响应指数却与亲缘选择结果一致。以上结果说明,植物的亲缘识别受种植距离控制下的竞争程度的影响。植物综合亲缘响应表现指数可以在个体整体生长表现层面较好地反映亲缘植物之间的互作结果。
  • 曹玉红, 李露露, 刘崇刚
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    本文以国家级土地复垦示范区徐州市煤矿塌陷区为研究区域,研究复垦土壤中有机碳和黑碳含量的变化,对解释复垦土壤质量变化规律,改善矿区土壤复垦工艺, 促进矿区土壤的可持续利用具有一定的意义。本研究采集了煤矸石填充、混推平整复垦、泥浆泵填充和粉煤灰填充4种复垦方式土壤,并以塌陷区土壤作为对照,利用元素分析仪、重铬酸钾滴定法等方法,对其中的有机碳和黑碳的含量进行测定,结果表明:复垦方式对塌陷区土壤有机碳和黑碳的含量具有一定的影响,在粉煤灰填充方式中,土壤中不同深度的有机碳和黑碳含量变化最大;对四种复垦方式不同深度土层黑碳和有机碳含量进行回归分析,均可发现黑碳含量与有机碳的含量达到显著水平。所以研究区黑碳占有机碳的比例与有机碳的累积无明显关系。
  • 闫胜军, 王烜, 曾维华, 崔冠楠
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    为了开展气候风险管理,近期学者们提出了气候承载力的概念。本文在分析气候承载力的概念内涵及其影响因子的基础上,从当前气候天然容量,城市气候压力和城市协调发展潜力3个方面构建城市气候承载力综合评价指标体系。以上海市为例,采用构建的城市气候承载力评价方法分析上海市2004-2013年气候承载力变化特点,并利用主成分因子分析法确定气候承载力的主要影响因子。分析结果如下:(1) 当前气候天然容量指数表明上海市的气候条件劣于基准年,在研究期间呈波动状态;(2) 城市气候压力和城市协调发展能力呈稳步增长状态,但协调发展能力的增长速度低于城市气候压力的增长速度;(3) 总体来说,研究期间上海市气候承载力远低于基准年,且气候承载力值因受气候条件变化影响较大而处于较大波动状态;(4) 基于主成分因子分析方法确定城市人口密度、人均GDP、单位生产总值能耗、工业总产值、环境保护投资、科技经费支出以及人均绿地面积为主要影响因子。结果表明,该气候承载力评价方法是可行的,它可以描述某一城市气候承载力在时域上的变化,也可以对区域气候承载力开发利用过程中存在的问题进行甄别,并可作为气候预警响应的依据,为我国建立气候安全管理机制提供技术 参考。
  • 吴艳娟, 杨艳昭, 封志明, 孙通
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    水资源不足是制约社会经济可持续发展的“瓶颈”之一,处理好水资源开发利用现状及未来开发利用潜力与人口、社会和经济可持续发展间的关系,对实现经济稳步持续增长具有重要意义。论文在系统评估水资源开发利用现状的基础上,应用水资源负载指数,从分县到全市,多尺度评价了宁波市未来水资源开发利用前景及其地域分异格局,全面揭示了宁波市水资源利用过去、现状与未来开发利用前景。研究结果表明:(1) 近年,宁波市供、用水量均逐年增加,其中,供水结构以地表水为主、地下水为辅,用水结构以生产用水为主、生活用水与环境用水为辅;宁波市农业灌溉效率、第二产业与第三产业生产效率均呈增大趋势,因此,水资源生产效率整体呈现提高态势,但城镇、农村人均综合用水量仍呈增大趋势。(2) 2001-2015年间,宁波市水资源负载指数在4.51-23.45之间,开发利用程度波动较大;近年来负载指数均值为11.68,其水资源开发利用水平整体非常高,必要时需从区外引水的方式缓解水资源短缺的压力。(3) 未来宁波市水资源开发利用潜力有限,特别是宁波市市辖区、余姚市与慈溪市,因此,未来宁波市应以水资源统一管理、合理配置、科学调度,节约集约利用为主,从而实现最佳的经济效益、社会效益和环境效益、保障宁波市经济社会的可持续发展。