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    2024年 第43卷 第2期    刊出日期:2024-02-06
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    2024, 43(2):  0. 
    摘要 ( 19 )   PDF (479KB) ( 7 )  
    森林可燃物监测及林火管理专栏
    不同火控制政策下森林可燃物处理对大兴安岭林火情势的影响
    贺涵, 常禹, 刘志华, 熊在平, 布仁仓
    2024, 43(2):  305-313.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.024
    摘要 ( 34 )   PDF (1871KB) ( 15 )  
    随着气候变暖,近年来灾难性森林火灾频发,给森林资源和人们的生命财产造成重大威胁,如何降低森林火险是森林管理中需要面对的热点问题。本研究利用空间直观森林景观模型LANDIS模拟大兴安岭森林可燃物处理对林火情势的影响。根据两种火控制政策(现行灭火和不灭火)下是否进行可燃物处理,设计了4种模拟预案,其中可燃物处理预案包含9种可燃物处理方案,对应不同的可燃物处理方法(粗可燃物物去除、计划火烧、粗可燃物去除+计划火烧)、处理频率(低、中、高)和处理面积(大、中、小)。通过对火烧面积、不同强度火烧面积等进行评价,最终确定适合大兴安岭地区的森林管理方案。结果表明:长期灭火,使森林可燃物大量堆积,发生高强度火灾概率增加;在两种火控制政策下进行森林可燃物处理都可以减少高强度林火的面积,从而降低森林火险,但是,由于两种火控制政策下粗、细可燃物累积情况不同,在自然火情景下,频发的森林火灾导致细可燃物累积量少,每20年对10%的面积进行粗可燃物去除即可有效降低森林火险,但此处理方案在灭火情景下效果较差;最终确定适合于大兴安岭地区的森林管理方案为每20年对10%的面积进行一次粗可燃物去除+计划火烧处理,并继续实施灭火政策。本研究可以为大兴安岭地区的林火管理提供科学依据。

    赣南地区森林可燃物分类及其火行为预测
    巫清芸, 吴志伟, 林世滔, 李顺, 谢谷艾
    2024, 43(2):  314-324.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.035
    摘要 ( 37 )   PDF (6579KB) ( 27 )  
    森林可燃物模型可以对具有巨大变异性的可燃物进行综合描述,是建立林火模拟系统和进行林火行为预报和模拟的基础。本文从潜在林火行为的角度出发,依据可燃物的关键参数,利用系统聚类方法对可燃物分类并进行火行为预测,最终建立赣南地区标准森林可燃物模型。结果表明:坡度不变条件下,不同可燃物的蔓延速率、火焰长度随着风速的增加而上升;可燃物对坡度和风速敏感,火线强度随之增大而增加。赣南地区可建立4个标准可燃物模型,代表性植被类型分别为毛竹林(模型FL-Ⅰ)、马尾松林(模型FL-Ⅱ)、针叶(马杉)、针阔(马杉木)混交林和杉木林(模型FL-Ⅲ)以及木荷林和阔叶林(木枫)混交(模型FL-Ⅳ)。不同可燃物林火行为的预测结果以及4个标准可燃物模型的地表和垂直结构特征可为林火管理提供帮助。

    林火对云南松林地表可燃物负荷量及区域碳排放量的影响
    索奥丽, 杜建华, 高钰, 王忆文, 陈锋, 刘晓东
    2024, 43(2):  325-332.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.019
    摘要 ( 33 )   PDF (1046KB) ( 31 )  
    云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据。本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中度、重度)和对照(未火烧)样地,分析不同火烧强度下地表可燃物负荷量的变化以及地表可燃物负荷量与环境因子之间的相关关系,通过乔木层、凋落物层及地表有机质层可燃物负荷量损失程度计算可燃物燃烧效率,进而计算不同组分可燃物的碳排放量。结果表明:(1)不同火烧强度下云南松林各类型地表可燃物负荷量均存在显著差异(P<0.05),地表可燃物总负荷量具体表现为:重度火烧(50.94 t·hm-2)>对照样地(41.08 t·hm-2)>中度火烧(37.40 t·hm-2)>轻度火烧(28.83 t·hm-2);(2)冗余分析结果表明,林分因子中,烧死木百分比、熏黑高度与树高的比值对灌木和草本可燃物负荷量的解释量较大;地形因子中,坡向对地表可燃物负荷量的解释量大于坡度和海拔;(3)云南松林乔木层、凋落物层、地表有机质层可燃物碳排放量在不同火烧强度样地间均存在显著差异(P<0.05),碳排放量分别为23451.30、8322.86、5244.74 t,此次森林火灾碳排放量为37018.90 t。

    福建省主要乔木树种森林可燃物元素含量与燃烧释放PM2.5中元素含量相关性分析
    郑陈悦, 林海川, 詹笑宇, 黄紫颜, 马远帆, 郑文霞, 朱忠盼, 郭福涛
    2024, 43(2):  333-341.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.023
    摘要 ( 22 )   PDF (2463KB) ( 16 )  
    探究森林可燃物与燃烧产生的细小颗粒物(PM2.5)中的元素含量及其相关性,以揭示林火过程中各元素迁移轨迹,为理解森林火灾对环境化学元素含量和生态系统物质循环的影响提供重要依据。以马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、大叶桉(Eucalyptus robusta)和香樟(Cinnamomum camphora)的树枝、树叶以及树皮3个不同部位器官为研究对象,采用自主设计的模拟燃烧装置进行室内阴、明燃两种不同燃烧状态模拟燃烧,测算5种常量元素Mg、Al、P、K、Ca及7种微量元素Na、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn的含量,同时比较阴、明燃情况下排放PM2.5中元素含量的差异,并分析森林可燃物自身元素含量与各元素排放因子的相关性。结果表明:森林可燃物中常量元素Mg、K、Ca和微量元素Zn含量高,森林可燃物元素含量针叶树高于阔叶树,不同器官元素含量差异显著;燃烧释放PM2.5中Mg、K、Ca、Zn排放因子较高,Cu次之,Cr最少,常量元素高于微量元素;不同燃烧状态下对排放因子也存在一定的影响,普遍表现为明燃大于阴燃;不同燃烧状态下,各器官释放PM2.5与自身元素含量的比值中,Cu元素最高,其他元素占比范围在0~0.09%;森林可燃物与PM2.5的元素间相关性较大,相关水平达0.700~0.999。不同森林可燃物器官燃烧释放烟气及PM2.5存在差异,且森林可燃物自身与燃烧释放颗粒物PM2.5具有较强的相关性。

    滇中云南松林地表可燃物含水率预测模
    高仲亮, 王何晨阳, 魏建珩, 曹宇飞, 于闻天, 王秋华, 周汝良, 韩丽
    2024, 43(2):  342-351.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.021
    摘要 ( 26 )   PDF (2025KB) ( 22 )  
    云南松针叶富含油脂,防火期含水率低,是滇中地区林火主要地表可燃物。在2020年防火期持续采集滇中地区云南松林地表可燃物含水率数据,使用相关性分析、公因子方差、膨胀系数和多重预测回归模型,探究地形、气象、林分等因子与含水率的关系,利用离差标准化法调整模型系数及完成模型精度评价。结果表明:云南松林地表可燃物含水率影响因子排序为温度>湿度>风速>坡向>郁闭度>坡度>海拔>风向,坡向、林分郁闭度指标方差膨胀系数VIF>10,存在共线性;因此选择温度、湿度、风速、坡度、海拔构建含水率预测回归模型E1,k、s、g代表云南松枯枝、松针和小灌枯枝-枯草,Yk1Ys1Yg1平均拟合度为74.35%,平均误差率为32.06%,误差率偏高。以强相关(r>0.70)因子温度、湿度、风速为自变量重构含水率预测增强回归模型E2,其Yk2Ys2Yg2平均拟合度为83.99%,平均误差率为17.09%,其拟合度、误差率均优于E1。在E2基础上选择具有现实意义的弱相关性因子坡向、坡度、海拔、郁闭度为调整因子,并运用离差标准化法转化为系数,构建含水率预测系数校正回归模型E3,其Yk3Ys3Yg3平均拟合度89.72%,平均误差率为8.48%。E3精度优于E1E2,其Yk3Ys3Yg3拟合优度分别提升9.69%、2.11%,4.84%、10.77%,8.41%、4.33%,误差率降低15.65%、6.89%,11.24%、13.69%,18.01%、5.24%。增加校正系数可提高模型预测精度,同时模型因子易获取,便于林火管理者野外快捷、精准、实时预测滇中云南松林地表可燃物含水率,为林火防控提供技术支持。

    林火对长白落叶松林群落物种组成及结构特征的短期影响
    贾翔, 金慧, 王超, 赵莹, 秦立武, 邴贵平, 王润林, 陈庆红, 尹航
    2024, 43(2):  352-361.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.022
    摘要 ( 27 )   PDF (2982KB) ( 29 )  
    本研究对长白山自然保护区长白落叶松林火烧迹地植物群落进行了两期调查,以明确林火干扰对该群落物种组成、径级结构及优势树种空间分布格局的短期影响。结果表明: (1)未受林火干扰的对照林分有14个乔木树种,火烧1年后的长白落叶松林有6个乔木树种,火烧4年后仅剩下4种。(2)未受林火干扰林分的群落径级结构呈偏倒“J”型分布,而火烧迹地均大致呈正态分布。不同径级优势种(长白落叶松和白桦)的抗火干扰能力表现出相似规律,都为大径级>中径级>小径级。(3)未受林火干扰林分中,各径级长白落叶松和白桦在0~25 m尺度上均基本表现为随机分布。而林火干扰1年后的长白落叶松的小径级(DBH<11 cm)在小尺度(r<12 m)上表现为聚集分布,在大尺度上(12 m<r<25 m)表现为随机分布;中径级(11 cm≤DBH<21 cm)在0~25 m尺度上表现为聚集分布,大径级(DBH≥21 cm)则表现为随机分布;而白桦的中、大径级在0~25 m尺度上均表现为随机分布。林火干扰4年后,长白落叶松小径级和大径级的空间分布格局与火烧1年后分布格局相似,而中径级则在小尺度上表现为聚集分布,在大尺度上表现为随机分布;白桦的中径级基本呈聚集分布。本研究探明了火干扰后长白落叶松林的短期动态变化,为区域森林恢复与管理提供了指导意义。

    计划火烧对红松人工林细根生物量的影响
    孙龙, 胡春雨, 胡同欣
    2024, 43(2):  362-371.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.020
    摘要 ( 29 )   PDF (2426KB) ( 18 )  
    细根作为植物重要的功能器官,是植物和土壤养分传输的重要通道。计划火烧是重要的营林方式。研究计划火烧对细根生物量的影响,将有助于深入了解植物群落组成和生态系统的地下竞争作用。本研究以鹤岗红松人工林为对象,设置对照和火烧两种样地,于2018年11月初开展计划火烧,利用内径7 cm的土壤钻进行细根和土壤的采集,样品分为0~10和10~20 cm上、下两层,测得细根生物量组成变化,分析计划火烧后土壤性质变化以及细根生物量的主要影响因子。结果表明:计划火烧后上、下层活细根生物量分别显著减少5.7%~16.3%和6.1%~12.4%,上、下层死细根生物量分别显著增加8.5%~17.4%和5.1%~14.1%。计划火烧后乔木上、下层细根生物量分别显著减少17%和10%,草本上、下层细根生物量分别显著增加14%和9%。此外,计划火烧显著增加上、下层吸收根生物量与运输根生物量的比例5.7%~12.9%和4.2%,提高吸收根在细根中所占的比例。计划火烧前后细根生物量对土壤因子做出不同的响应。根据RDA分析可知,计划火烧后的细根生物量主要受土壤温度、含水率和铵态氮含量影响。温度升高促进细根生物量的增加,乔木和草本吸收根生物量与土壤含水率呈显著正相关。乔木吸收根生物量与铵态氮含量呈显著正相关。综上所述,红松人工林细根生物量在植物生活型、细根功能类型组成和土壤影响因子上对计划火烧做出响应。本研究揭示了计划火烧对红松人工林细根生物量的影响,为合理开展计划火烧提供理论支持。

    火干扰对森林土壤氮素循环与转化的影响研究进展
    胡同欣, 丁海磊, 孙龙
    2024, 43(2):  372-382.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.036
    摘要 ( 35 )   PDF (1547KB) ( 30 )  
    森林火灾是森林生态系统最重要的干扰因素之一,林火的发生改变了森林土壤生态环境,影响着土壤氮素循环与转化的生物与非生物因子,对土壤氮库以及氮素循环过程有着重要影响。阐明火干扰下森林土壤氮组分的变化特征,对于理解森林土壤氮素循环与转化对火干扰的响应机理至关重要。而现有关于火干扰对土壤氮素循环与转化的影响研究结果还不尽一致,其影响机制尚不明晰。笔者通过查阅大量相关文献,重点论述了火干扰对土壤氮循环中氮素损失、氮素固持、氮矿化、反硝化和气态氮排放等关键过程的影响,以及火干扰对土壤氮素循环与转化的影响机制,认为土壤氮素循环与转化的特征主要受到火烧因子(火烧强度、火烧频率、火烧后恢复时间、火后恢复方式、火后产物黑碳和灰分)、植被类型及土壤性质3个方面的影响,并从火干扰对土壤氮循环的影响机制、火干扰对土壤氮素循环的长期影响、火干扰后产物对土壤氮素循环影响等3个方面进行探讨与展望,以期深入了解火干扰下土壤氮素循环的特征。

    研究报告
    干旱-复水对红砂幼苗各器官非结构性碳水化合物的影响
    王雲霞, 单立山, 解婷婷, 马静, 师亚婷
    2024, 43(2):  383-394.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.026
    摘要 ( 31 )   PDF (3311KB) ( 16 )  
    探究干旱-复水条件下荒漠植物各器官非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates, NSCs)的动态变化特征对揭示植物抗旱生理机制具有重要意义。以2年生复苏植物红砂为研究对象,通过盆栽称重控水法模拟干旱胁迫,设置适宜水分(AD)、轻度(MD)、中度(SD)和重度(VSD)水分胁迫,测定了干旱胁迫历时0、15、30、45、60 d以及复水15 d各器官NSCs含量。结果表明:(1)干旱胁迫下NSCs随胁迫时间的增加而增加,其中,地上部分蔗糖和葡萄糖含量在60 d时达到显著水平,地下根系在30 d时达到显著水平。(2)可溶性糖在茎中升高而叶中降低(0~30 d),各器官中可溶性糖转化为叶和根系的淀粉(30~45 d),叶和根系淀粉转化为各器官中可溶性糖(45~60 d)。(3)复水后NSCs各组分含量在各器官中均降低,叶和茎恢复指数较粗根和细根大;在轻度胁迫下蔗糖和果糖恢复指数较大,重度下葡萄糖、可溶性糖和淀粉恢复指数较大。综上所述,干旱胁迫下红砂幼苗通过NSCs含量增加提高抗旱能力且根是干旱信号的优先感知器官,同时红砂通过调节不同时期可溶性糖和淀粉相互转化来抵御干旱胁迫,复水后红砂幼苗各器官通过不同程度恢复来修复干旱时产生的栓塞损伤,提高红砂抗旱性。

    特大干旱后美国德克萨斯州东部国家森林碳动态及其驱动因素
    闫明, 刘晓宇, 刘志萍, 刘青青, 奚为民
    2024, 43(2):  395-406.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.039
    摘要 ( 35 )   PDF (2499KB) ( 17 )  
    美国德克萨斯州在过去20年中经历了多次干旱,其中2011年特大干旱是有气象记录以来强度最大的一次。本研究利用美国森林清查(FIA, forest inventory and analysis)近20年(2001—2018年)4个完整周期的数据,研究了德克萨斯州东部的4个国家森林(national forest)中264个样地受干旱影响的林分碳损失,分析了大旱前后清查周期水平和年度水平上林分碳储量的时空变化。采用随机森林模型(random forests)解释并预测干旱(干旱强度、干旱长度)和林分因子(林分密度、树木基面积和林分年龄)对碳损失率的影响。结果表明:特大干旱导致森林的碳损失显著增加,且随着干旱强度的增加有上升趋势。其中旱后第9周期的干旱造成的碳损失明显增加(91.45 t),是旱前第8周期碳损失的2倍。在林地起源、胸径、树高和树木种组4个分类标准中,干旱期的碳损失随干旱程度的增加而均有所增加。相较于人工林(2.9%),天然林碳损失率较大(7.4%);胸径较小(2.54 cm≤胸径<12.7 cm)和树高较低(树高≤15 m)的树木碳损失率较大,分别为18.7%和7.9%;松树的碳损失率最小(5.1%),具有较强的耐旱性。在不同森林类型中,松树林受特大干旱影响较小,碳损失率最低(5.5%)。随机森林模型的结果显示,干旱强度(标准化降水蒸发指数,SPEI)对碳损失率的影响最大(相对重要性为9.2%)(P<0.01),干旱长度相对重要性为8.1%(P<0.05),林分密度、树木基面积和林分年龄的相对重要性分别为4.4%、3.0%和1.3%。相对于林分因子,干旱是碳损失率的主要驱动因素,当SPEI<-1.2时,碳损失率随干旱强度的增加而上升;当干旱长度<2.2或>11.0月时,碳损失率较大。本研究揭示了林分碳储量受干旱影响的动态变化及其驱动因素,为可持续碳林业经营规划和管理提供数据参考。

    中亚热带不同林龄木荷养分限制及重吸收特征
    程刘涛, 郭文, 王玉哲, 吴晓生, 严强, 胡亚林, 刘先
    2024, 43(2):  407-414.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.037
    摘要 ( 34 )   PDF (1283KB) ( 26 )  
    氮磷重吸收是林木应对养分限制和提高养分利用效率而采取的重要养分利用策略。林木氮磷重吸收特征随其生长发育的变化规律和机制研究尚不充分。本文以中亚热带不同林龄(6、18、26和34年生)的木荷(Schima superba)人工林为研究对象,测定了木荷新鲜叶和衰老叶的氮(N)、磷(P)含量及其重吸收效率,并结合土壤全氮、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷含量,探究不同林龄木荷叶片养分重吸收特征及其调控机制。结果发现:土壤氮磷含量随林龄增长发生显著变化,6年生木荷林土壤全磷含量显著高于26和34年生木荷;26年生木荷林土壤全氮含量显著高于6、18和34年生木荷林土壤。34年生木荷新鲜叶全氮含量显著高于6、18和26年生木荷(P<0.05),不同生长阶段木荷新鲜叶全磷含量、衰老叶全氮和全磷含量均无显著差异(P>0.05)。木荷叶片氮重吸收效率(RN)随林龄增加而升高(35.48%~44.52%),均值为38.25%;而磷重吸收效率(RN)随林龄增加而降低(30.99%~53.50%),均值为40.42%;6和18年生木荷叶片的相对养分重吸收效率(RNRP)小于1,26和34年生木荷叶片的相对养分重吸收效率大于1;4个林龄木荷叶片全磷含量均小于1 g·kg-1且全氮含量均小于20 g·kg-1,新鲜叶氮磷比随林龄显著增加(17.62~24.40)且大于16,表明该地区木荷生长受到磷限制。RN与土壤铵态氮、硝态氮以及氮磷比(STN∶STP)呈正相关;RP与土壤速效磷呈正相关,与土壤铵态氮呈显著负相关(R2=0.332,P<0.05),RNRP与土壤氮磷比呈显著正相关(R2=0.306,P<0.05)。研究结果表明,随着木荷生长发育,叶片氮重吸收效率增加,以满足生长发育的氮需求;但叶片磷重吸收效率降低,导致磷限制增强。可见,叶片磷重吸收可能不是其适应磷限制的主导机制,未来可深入研究木荷应对磷限制的其他途径,并进一步明确磷重吸收和土壤铵态氮含量变化的作用机制。

    桥山林区辽东栎次生林生态位及多样性特征与林分分布格局的关系
    李小鹏, 卜元坤, 陈佳卉, 王永平, 周建云, 李卫忠
    2024, 43(2):  415-423.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.005
    摘要 ( 40 )   PDF (2167KB) ( 24 )  
    探究辽东栎次生林灌木层生态位特征及物种多样性与林分空间分布格局的关系,对于深入认识次生林林下群落结构和数量分布具有重要意义。采用桥山林区辽东栎(Quercus wutaishanica)次生林22个标准地内110个样方的灌木群落的调查数据,基于方差比率法(VR)、卡方检验、联结系数(AC)和Spearman秩相关检验研究28个主要物种的种间联结及相关,并采用单因素方差分析揭示辽东栎次生林灌木群落的生态位及多样性特征在不同空间分布格局下的差异。结果表明:灌木层主要种的生态位重叠程度整体较低,种间竞争态势不激烈;重要值和生态位宽度均较大的物种为南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、中华胡枝子(Lespedeza chinensis)和陕西荚蒾(Viburnum schensianum);灌木层主要物种总体呈显著正联结(P<0.05),卡方检验和AC、Spearman秩相关分析的正负联结比率分别为1.12、1.17和1.37,群落结构趋于稳定;χ2检验的正负联结显著率分别为5.8%和0.6%,Spearman秩相关检验正负相关显著率分别为28.0%和6.3%,种对间呈弱联结,趋向独立分布;灌木层群落生态位宽度受林分空间分布格局影响不显著,生态位重叠在不同的分布格局中则表现出显著差异;呈随机分布的林分中Margalef指数、Shannon指数及Pielou均匀度指数均与均匀、聚集分布状态的林分存在显著性差异(P<0.05);灌木群落生态位特征及物种多样性水平在随机分布的林分中表现最好。未来森林经营中,宜在调整灌木物种配置的同时兼顾林分空间分布格局,使其向随机分布的方向发展,以提升森林生态系统的稳定性。

    西宁市丁香属植物小枝茎构型对展叶效率的影响
    鲁进, 李峥, 冯真, 周文哲, 王立, 陈国鹏
    2024, 43(2):  424-432.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.003
    摘要 ( 22 )   PDF (3103KB) ( 13 )  
    小枝茎的大小影响着着生其上的叶片数量和大小,探究小枝茎构型与展叶效率间的关系对认识植物资源利用策略具有重要意义。本研究以西宁市火烧沟9种丁香属(Syringa spp.)植物为材料,以小枝基径、茎长和生物量表征茎构型,以展叶系数、叶片密度、总叶面积、平均单叶面积表征展叶效率,分析了丁香属植物茎构型与展叶效率间的关系。结果表明:9种丁香属植物小枝茎构型和展叶效率关系的种间差异明显,茎长基径和茎生物量能更好地反映小枝茎构型对展叶效率的影响;随着茎长的增加,小枝展叶系数和叶片密度呈降低趋势、总叶面积和平均单叶面积呈增加趋势,但这种影响的强度在不同物种间存在差异。小枝茎长显著影响展叶效率,同属异源植物在适应高寒环境过程中存在明显的策略分化。

    吉林蛟河不同演替阶段温带针阔混交林土壤质量演变
    蔺兴武, 朱建国, 谢祖彬
    2024, 43(2):  433-444.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.029
    摘要 ( 39 )   PDF (2653KB) ( 20 )  
    土壤质量演变与森林次生演替紧密关联,研究长白山林区温带针阔混交林在次生演替过程中的土壤质量演变,可为该区域次生林的恢复与经营提供重要科学依据。本研究以吉林蛟河不同演替阶段温带针阔混交林为对象,探讨了森林次生演替过程中土壤指标变化趋势及土壤质量演变特征。研究发现,土壤全碳和全氮在森林次生演替过程中表现为协同演变,而其他土壤指标随森林演替并不存在统一的响应模式。主成分分析表明,成熟林和老龄林土壤特征逐渐远离中龄林和近熟林。0~10 cm土层土壤质量指数在不同演替阶段之间无显著性差异,而成熟林10~20 cm土层的土壤质量指数显著低于其他3个演替阶段。土壤质量指数具有随阔叶树种比例的增加而增加的趋势,阔叶树种比例可以解释10~20 cm土层63.3%的土壤质量指数变异(P<0.001)。可见,阔叶树种与针叶树种构成比例的改变可能是影响温带针阔混交林次生演替过程中土壤质量演变的重要因素之一。因此,长白山林区温带针阔混交林的森林恢复与经营时,适度增加阔叶树种比例可能有利于土壤质量的维持。

    干燥速率对黄土丘陵区林下藓类植物生理特征的影响
    孙会, 高丽倩, 许明祥, 郭玥微, 赵允格
    2024, 43(2):  445-454.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.011
    摘要 ( 24 )   PDF (1911KB) ( 13 )  
    藓类植物是林地常见地被物,具有重要生态功能。水分是影响藓类植物生长发育最重要的因素,水分变化会引起藓类植物的生理响应。以黄土丘陵区林下厚角绢藓(Entodon concinnus)、荫地绢藓(Entodon caliginosus)、青藓(Barchythecium albicans)为对象,研究了干燥速率对其生理特征的影响,以期明确其生理耐干性。结果表明:(1)3种藓在干燥后均受到了水分胁迫,3种藓干燥后的丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增加。(2)干燥速率对3种藓水分的胁迫程度不同,快干加剧了藓类植物的水分胁迫,快干后3种藓MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量,POD、SOD活性大于慢干。(3)干燥过程对藓类植物造成的水分胁迫有种间差异,3种藓干燥后MDA、可溶性蛋白、可溶性糖含量、POD、SOD活性增幅不同。(4)青藓有较高的耐干性,干燥后其氧化损伤较低,MDA含量在快干后显著低于荫地绢藓37.7%,慢干后显著低于厚角绢藓39.3%。青藓细胞调节能力较高,可溶性糖含量在快干后分别高出厚角绢藓和荫地绢藓57.3%和50.9%,慢干后分别高13.6%和99.8%。青藓抗氧化能力较强,快干后其POD活性较厚角绢藓和荫地绢藓分别增加120%和260%,慢干后分别增加19.4%和240.0%。同时,青藓具有较强的光合恢复能力,快干-复水后青藓叶绿素含量恢复率64.4%,显著高出厚角绢藓和荫地绢藓的55.7%和13.1%。以上结果表明,干燥增加了林下藓类植物的水分胁迫,干燥速率的增加可加剧藓类水分胁迫程度。不同藓种耐干性有差异,耐干性较强的藓种在干燥过程中有较强抵抗水分胁迫能力。研究结果可为藓类植物的生态功能研究及多样性保护提供科学依据。

    纬度梯度下不同群系羊草种群数量特征
    刘国兵, 焦德志, 李梓雯, 周婵, 李程程
    2024, 43(2):  455-460.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.031
    摘要 ( 23 )   PDF (1500KB) ( 23 )  
    大尺度地理空间和局域尺度微生境植物种群数量特征的比较研究,对解释多变环境植物的趋异适应具有重要意义。在我国北方的天然草原,采用单位面积和大样本取样法,比较纬度梯度下不同群系羊草种群数量特征,进一步分析种群数量特征与纬度的关系。结果表明:纬度梯度上,草甸群系和草甸草原群系羊草的种群密度、种群生物量和种群高度分别为709~1536和661~1109株·m-2,366.92~726.40和330.59~410.72 g·m-2,56.28~73.49和43.27~68.87 cm,总体上草甸群系均高于草甸草原群系(P<0.05)。随着纬度的增加,不同群系羊草种群数量特征均表现出增加的趋势,种群数量特征与纬度间均较好地符合y=ax的指数函数关系,R2在0.7806~0.9373,拟合方程均达到显著水平。因此,无论在大尺度地理空间,还是局域尺度微生境间羊草种群均表现出明显的适应性调节,局域尺度的不同群系间羊草种群数量特征差异稳定,大尺度的纬度间羊草种群数量特征又表现出一致的规律性。

    秸秆带状覆盖对旱地马铃薯土壤温度及产量的影响
    张建彤, 马建涛, 柴雨葳, 吴炳权, 王彦萍, 韩凡香, 程宏波, 常磊, 柴守玺
    2024, 43(2):  461-468.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.008
    摘要 ( 30 )   PDF (1586KB) ( 15 )  
    为明确西北半干旱区覆盖栽培对旱地马铃薯田土壤温度及产量的影响,于2021年在陇中半干旱区设置田间试验,比较了秸秆带状覆盖单行(S30)、秸秆带状覆盖双行(S50)、地膜覆盖(PM)和露地平作(CK)对旱地马铃薯土壤温度及产量的影响。结果表明:与CK相比,S30和S50分别降低了马铃薯各时期的土壤温度0.8~3.2 ℃和0.2~1.7 ℃,而PM显著增加了土壤温度1.9~3.5 ℃,降幅和增幅分别以苗期和块茎膨大期最大;各土层间,S30和S50分别较CK降温1.4~2.8 ℃和0.2~1.4 ℃,降幅均以10 cm土层最大,而PM较CK增温2.3~3.3 ℃,增幅以15 cm土层最大;此外,秸秆带状覆盖在低温时段能抑制土壤热量的散失,高温时段阻碍地表对热量的吸收,而地膜覆盖增强了地表对热量的吸收,与CK相比,秸秆带状覆盖的温度梯度平均降低了12.2~13.9 ℃·m-1,降幅S30大于S50,而地膜覆盖的温度梯度提高了1.9~14.4 ℃·m-1;覆盖显著较CK增加了马铃薯产量,产量增幅表现为PM(16.1%)>S50(14.1%)>S30(8.4%)。在陇中半干旱区,秸秆带状覆盖能明显调节优化马铃薯田土壤温度,促进块茎的膨大及产量形成,是适宜于半干旱区马铃薯种植的栽培技术。

    地下滴灌对冬小麦夏玉米根系吸水特征的影响
    杨明达, 张素瑜, 杨慎骄, 关小康, 李帅, 陈金平, 王同朝
    2024, 43(2):  469-479.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.038
    摘要 ( 27 )   PDF (5226KB) ( 9 )  
    了解根系吸水模式对缺水地区发展高效的灌溉管理措施至关重要。大多数估算根系吸水的模型或传统方法都需要对根系形态有详细的了解,而这很难在原位条件下获得。本研究借助Insentek水分监测仪来估算地下滴灌条件下冬小麦夏玉米的根系吸水特征。试验于2018—2019年在防雨棚下测坑内进行,地下滴灌灌溉量分别为作物蒸发蒸散量(ETc)的0.4、0.8、1.0和1.2倍,记为0.4ETc、0.8ETc、1.0ETc和1.2ETc,并设置地面灌溉处理为对照(CK)。结果表明:土壤上层(20~50 cm)和下层(60~100 cm)根系对水分的吸收存在互补效应;除0.4ETc外,灌溉后,下层土壤根系吸水速率降低;在各灌溉周期的后期,当上层根系吸水速率降低时,下层根系吸水速率表现为增强趋势;与CK处理相比,1.0ETc处理的根系吸水速率波动幅度较小,其冬小麦和夏玉米产量分别增加7.4%和15.3%;与1.0ETc处理相比,0.8ETc处理主要降低了冬小麦灌浆前期和夏玉米灌浆后期的测定间隔累计根系吸水量,最终,0.8ETc处理冬小麦的产量增加12.7%,而夏玉米产量没有显著降低;与1.0ETc处理相比,0.8ETc处理的水分利用效率显著增加。综上,地下滴灌适度亏缺灌溉(0.8ETc)能增强深层土壤根系吸水能力,提高冬小麦的产量及冬小麦夏玉米水分利用效率,是一种有效的高产节水灌溉策略。

    土壤含水量和氮添加对旱地红壤氨氧化微生物功能基因丰度的影响
    冯蒙蒙, 林永新, 贺子洋, 樊剑波, 贺纪正
    2024, 43(2):  480-486.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.028
    摘要 ( 38 )   PDF (1341KB) ( 14 )  
    土壤含水量和氮素水平是调控氨氧化微生物和硝化速率的重要因素。本研究以旱地红壤为对象,设置3个土壤含水量(40% WFPS、60% WFPS、80% WFPS,WFPS为土壤孔隙含水量)×4个氮添加水平(0、25、50和100 mg N·kg-1),进行微宇宙培养试验,研究含水量和氮添加对土壤净硝化速率和氨氧化微生物功能基因丰度的影响。结果表明:土壤净硝化速率随土壤含水量和氮添加量的增加而增加。土壤含水量增加显著提高AOA和AOB amoA基因丰度,但降低完全氨氧化菌clade A amoA基因丰度,表明土壤含水量增加不利于完全氨氧化菌clade A生长。氮添加显著提高AOA和AOB amoA基因丰度,但对完全氨氧化菌clade A amoA基因丰度无显著影响。综上,土壤含水量增加不利于旱地农田红壤完全氨氧化菌生长,但氮添加对其丰度影响不显著。

    长期施用化肥对红壤磷形态、磷酸酶活性及phoD基因丰度和多样性的影响
    黄文晶, 姜楠, 陈晓冬, 孙楠, 徐明岗, 陈振华, 张玉兰, 陈利军
    2024, 43(2):  487-493.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.030
    摘要 ( 35 )   PDF (1680KB) ( 20 )  
    以湖南省祁阳县的国家红壤肥力与肥料效益长期试验地为平台,采用单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)4种不同组合的无机肥料添加方式,结合实时定量PCR和高通量测序技术,探究长期施用化肥对土壤磷形态、磷酸酶活性及phoD基因丰度和多样性的影响。结果表明:与单施氮肥处理相比,氮与磷、钾配施可以缓解土壤酸化趋势,氮磷配施能够显著增加土壤中各形态磷含量。与单施氮肥处理相比,氮磷、氮钾处理显著提高了土壤碱性磷酸酶活性、土壤总细菌丰度及phoD基因丰度;氮磷钾配施显著提高了土壤碱性磷酸酶活性和土壤总细菌丰度,但显著降低土壤phoD基因丰度。磷酸酶编码基因phoD基因群落的αβ多样性在处理间不存在显著差异,且所有处理中来源于假单胞菌属与紫色杆菌属的phoD基因分别超过总序列的45%。此外,链霉菌属、马赛菌属以及短波单胞菌属与土壤磷素存在显著的正相关关系。以上结果表明:在不同养分输入条件下,调节功能菌群丰度及磷酸酶活性的关键因素不同。氮磷钾的合理配施能够增加土壤磷含量和磷酸酶活性,改变phoD基因丰度和群落结构,提高土壤的供磷能力,但长期施用化肥会使土壤微生物物种趋于单一化。

    黑土区不同纬度农田和人工林生境地表节肢动物群落分布特征
    刘洁, 马艳龙
    2024, 43(2):  494-504.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.034
    摘要 ( 20 )   PDF (1370KB) ( 12 )  
    沿纬度梯度分别在长春、哈尔滨、绥化设置样地,通过陷阱法调查不同纬度农田和人工林地表节肢动物的群落组成和多样性特征,探讨地表节肢动物群落和环境因子的相互关系。本次调查共捕获地表节肢动物15001只,隶属于节肢动物门4纲8目44科83种。纬度梯度上,农田地表节肢动物个体数、人工林地表节肢动物物种数从低纬度向高纬度逐渐减少,且各纬度农田地表节肢动物个体数显著高于人工林,人工林物种数高于农田。多样性特征上,3个纬度中,人工林地表节肢动物的Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均高于农田,而农田的Simpson优势度指数要高于人工林;农田地表节肢动物多样性从低纬度到高纬度逐渐增大、优势度逐渐减少;人工林中,长春样地多样性指数最高,优势度较低,哈尔滨样地优势度指数较高,多样性指数最低,绥化样地居中。双变量相关分析表明,土壤pH值、全氮、有机质、含水量以及气温因子在哈尔滨农田样地中与地表节肢动物个体数呈显著相关性(P<0.05),且含水量对地表节肢动物个体数量解释程度最大,其他样地中,地表节肢动物个体数量受环境因子的影响相对较小;冗余分析结果与双变量相关分析结果较一致,各样地中优势类群对环境因子有较强适应能力,广泛分布在各研究样地内,但环境因子对地表节肢动物个体数影响随纬度变化未呈现明显规律性。本研究为黑土区农田和森林土壤动物空间格局和生态系统稳定性研究奠定基础。

    西北太平洋桡足类稳定同位素特征及其影响因素
    贡艺, 梁茜, 李云凯, 刘必林, 牛成功
    2024, 43(2):  505-513.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.006
    摘要 ( 30 )   PDF (3078KB) ( 18 )  
    浮游动物的碳、氮稳定同位素比值(δ13C和δ15N)能够反映海洋环境的变动,常用于建立稳定同位素基线。本研究以2019年3月(春季)和9月(秋季)在西北太平洋采集的桡足类为对象,结合其形态特征和采样海域的环境因子,探讨桡足类的稳定同位素特征及其影响因素。结果表明:春季桡足类个体的形态特征(体长、面积和体积)均显著高于秋季(P<0.05),两个季节的δ15N值与形态特征均呈显著正相关,而δ13C值只在春季呈显著正相关,可能是因为秋季采样点与日本岛距离相近而具有相似的碳源。广义加性模型(GAM)分析显示,桡足类δ13C和δ15N值的季节性差异主要与叶绿素a浓度和50 m层水温有关。本研究结果可为西北太平洋其他海洋生物的稳定同位素生态学研究提供基础资料。

    南方离子型稀土矿区不同刈割强度下芒萁的生理响应
    林榆, 陈志强, 陈志彪, 尚艳琼, 冯柳俊, 姜勇祥, 宋凯丽
    2024, 43(2):  514-521.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.032
    摘要 ( 33 )   PDF (1914KB) ( 11 )  
    稀土污染已成为南方离子型稀土矿区的关键环境问题。为揭示不同刈割强度处理下芒萁的超补偿生长效应以及芒萁的耐刈性,以南方离子型稀土矿区长汀为研究区,将芒萁(Dicranopteris pedata)按面积比例分100%、75%、50%、25%、不刈割共5个强度进行刈割,测定芒萁的生物量、逆境生理指标和稀土元素含量。结果显示,芒萁均发生超补偿生长;样方内刈割后的新生芒萁和残留芒萁的酶促保护系统和渗透调节物质都发生改变,其中脯氨酸含量与芒萁生物量密切相关,超氧化物歧化酶在芒萁逆境生理指标中起主导作用,100%刈割下可溶性糖含量最低;稀土元素参与了芒萁的逆境生理活动。综上所述,刈割可以诱导芒萁超补偿生长,同时也对芒萁造成了胁迫,100%刈割达到胁迫阈值不利于芒萁的养分积累,样方内残留未刈割芒萁也对刈割产生响应,稀土元素可以诱导芒萁耐刈性提高。

    内蒙古干旱半干旱草原煤电开发区域生态承载力评价
    李红清, 张琳, 覃昕, 王贵鹏, 孟祥芳, 高凯旋, 张杰, 张波
    2024, 43(2):  522-532.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.033
    摘要 ( 32 )   PDF (4240KB) ( 17 )  
    为定量评价干旱半干旱草原煤电开发区域长时序生态承载力及其动态变化特征,本研究基于DPSIR模型,选取29个指标,构建了生态承载力评价指标体系,采用熵权法和综合求值法对内蒙古东、中、西部地区的呼伦贝尔市、锡林郭勒盟和鄂尔多斯市生态承载力动态进行评价,采用主成分分析法对不同区域生态承载力的驱动力进行分析,并对不同组分变化及不同组分间相关性进行了分析。结果表明:(1)2005—2015年,呼伦贝尔市生态承载力在波动中缓慢上升,锡林郭勒盟呈现先降后升的趋势,鄂尔多斯市趋于平稳;(2)不同地区生态承载力驱动力略有差异,总体来说,影响煤电开发区域生态承载力的主要驱动因子为人均GDP、城镇居民可支配收入、工业产值比重、人均原煤产量等;(3)呼伦贝尔市与锡林郭勒盟的“状态”、“人类福祉”组分和鄂尔多斯市的“生态系统服务”组分与区域生态承载力呈显著相关;(4)不同区域生态承载力组分相关性有较大差异,提高居民生活水平,实施生态保护和降低煤电开发强度等可有效促进生态承载力的提升。

    基于MaxEnt和ArcGIS预测濒危植物资源冷杉潜在适生区分析
    李莎, 莫舜华, 胡兴华, 邓涛
    2024, 43(2):  533-541.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.004
    摘要 ( 71 )   PDF (2368KB) ( 62 )  
    资源冷杉(Abies ziyuanensis)是我国特有的珍稀濒危物种,全球气候变化导致其生境脆弱且生长不佳。本研究分析气候变化对该物种地理分布的影响,为该物种在全球气候变化背景下的种群保护及野外回归提供理论依据。本研究结合资源冷杉现有地理分布数据和环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt 3.4.4)和地理信息系统(ArcGIS 10.2),通过模拟未来两个时期的3种气候情景,预测资源冷杉潜在分布区域及其变化特征。结果表明:MaxEnt模型的预测准确性较高,AUC值达到0.998;在当前气候情景下,除广西、湖南、江西现存分布区外,福建西北部与江西交界处、台湾中北部高山地区也是资源冷杉最适宜生境区;最适宜生长的主要气候因子有最冷季度降水量、等温性、最干月降水量、最湿季度平均温,其范围分别为231.99~433.06 mm、≤21.8%、50.38~83.57 mm和10.6~20.5 ℃,峰值分别为331.11 mm、21.8%、67.19 mm和15.6 ℃;未来气候情景下,资源冷杉总适生区面积总体上呈扩张趋势;SSP126情景下,2021—2040年总适生区面积最大,为24.47万km2,比当前气候情景下增加63.7%;在SSP126与SSP585未来情景下,高适生区明显收缩,中、低适生区呈现扩张趋势。

    基于最大熵模型的东洞庭湖典型沉水植物生境评价
    戴凌全, 吴倩, 常曼琪, 任玉峰, 汤正阳, 姜伟, 李翀, 戴会超
    2024, 43(2):  542-549.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.002
    摘要 ( 33 )   PDF (2168KB) ( 23 )  
    为阐明东洞庭湖沉水植物生长的关键生境因子和适宜生境分布特征,以东洞庭湖典型沉水植物苦草属为指示物种,结合苦草属地理分布、气候和水文环境变量,基于最大熵模型建立东洞庭湖苦草属生境适宜性模型并对苦草属的生境进行评价。结果表明:训练数据的受试者工作特征曲线下面积值为0.893,最大熵模型预测效果好;年均温变化范围、最湿月降水量、水深、最暖季度降水量、温度季节性变化标准差和平均日较差是影响东洞庭湖苦草属生境的关键因子,以最大训练敏感性及特异性阈值0.503和平衡训练遗漏率、预测面积及阈值0.063作为适宜生境和次适宜生境的划分阈值,将东洞庭湖苦草属生境划分成适宜、次适宜和不适宜3类,其中适宜生境面积为227.62 km2,占湖区湿地总面积的17.14%。研究成果揭示了影响东洞庭湖典型沉水植物苦草属生长的生境因子和适生区特征,以期为湖区生态修复提供参考依据。


    基于RSEVI和地理探测器的安徽省5A级景区生态脆弱性评价
    郭贝贝, 崔莹雪
    2024, 43(2):  550-563.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.040
    摘要 ( 24 )   PDF (6110KB) ( 16 )  
    旅游景区作为在维持区域生态环境和发展区域旅游经济方面具有重要作用的生态系统,近年来水土流失、植被退化等生态环境问题突出,景区生态脆弱性监测评估重要性显现。本文使用多源影像构建了遥感生态脆弱性指数(RSEVI),以安徽省12个国家5A级景区为例,选取2010年、2015年和2020年研究景区生态脆弱性时空分异,并通过地理探测器模型进行驱动力分析。结果表明:安徽省5A级景区生态环境脆弱性分布整体上存在较大差异,景区内脆弱性以中度脆弱为主;大部分地文景观类景区与文化遗址类景区的生态脆弱性总体得到缓解,水域风光类及娱乐购物类景区则逐年恶化;不同景区间主导因素与主导交互因素存在差异,其中人类干扰指标与其他评价因子存在较强的交互作用。研究结果可为旅游景区生态环境评价和保护提供方法借鉴,为区域生态建设及治理规划提供依据。

    基于标准化遥感生态指数的汾河流域生态评价与时序分析
    何洋, 赵喜萍
    2024, 43(2):  564-575.  doi:10.13291/j.1000-4890.202402.041
    摘要 ( 22 )   PDF (2895KB) ( 19 )  
    在黄河流域生态保护与高质量发展的战略背景下,开展汾河流域生态质量评价与时序动态特征分析对流域的生态保护与可持续发展政策的制定至关重要。基于Google Earth Engine平台,在绿度(NDVI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)的基础上增加土壤盐度(BCSI)、PM2.5浓度指标,通过主成分分析法构建标准化遥感生态指数(SRSEI)来评价汾河流域的生态质量;通过Theil-Sen median趋势分析、Mann-Kendall检验和Hurst指数,对汾河流域的生态质量进行时序动态特征分析。结果表明:2000—2020年SRSEI与各指标的多年平均相关度为0.8191;2000—2020年汾河流域SRSEI均值由0.4133增长到0.5176;流域内,山地的生态质量最好,盆地的生态质量最差;流域内,生态改善与恶化区域面积比例分别为83.32%和15.96%,生态持续改善与持续恶化面积比例分别为19.3%和5.98%;山地与盆地生态出现恶化的区域分别占流域生态恶化面积的26.21%和52.87%;SRSEI对汾河流域生态评价的结果是可靠的;2000—2020年汾河流域生态质量总体呈现改善趋势;生态恶化主要发生在盆地。应加强盆地生态治理、建设生态设施、营造生态防护林,避免人对自然的过度破坏。

    大运河无锡段监控区生态脆弱性的时空变化及其驱动要素
    乐志, 夏钰颉, 姚迪
    2024, 43(2):  576-586.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.042
    摘要 ( 31 )   PDF (4443KB) ( 16 )  
    为科学识别大运河无锡段国土空间管控范围内运河生态脆弱区域,本研究以大运河无锡段为研究区,采用脆弱性域图模型(vulnerability scoping diagram,VSD)建立暴露性、敏感性和适应性3个维度的评价指标体系,对2010-2020年的无锡市域范围生态脆弱性进行时空变化分析。研究发现,已有模型无法高效解析运河管控区内的生态脆弱性梯度化。因此,结合大运河无锡段监控区内24个生态脆弱性指标的主成分分析,揭示大运河管控区内生态脆弱性变化的主要趋势。结果表明:在时间尺度上,2010-2020年,大运河无锡段生态脆弱度极高脆弱区占比减少至18.8%,并发生了大比例的由高脆弱向中等脆弱的转移,低脆弱区占比增加至21.91%,总体脆弱度减少;在空间尺度上,研究区内生态脆弱度主要表现为惠山区的轻微退化,滨湖区的局部退化,梁溪区、锡山区的明显改善和新吴区的基本维持;VSD模型揭示的生态脆弱性显著退化区域大多位于建成区边缘地带,这导致位于城市中心区的大运河无锡段监控区内生态脆弱性变化不显著,未提示显著的生态脆弱性变化区域;监控区内近10年的主要变化趋势均为降低生态系统暴露度,提高维持能力方向。该区域整体处于生态脆弱性维持或改善的趋势中,故市域范围的VSD模型很难直接揭示其内部脆弱性梯度变化;在监控区范围内,存在局部不符合上述脆弱性改善趋势的空间范围,通过组合监控区内5种不利趋势的空间分布,选择了3种及以上不利趋势对应空间和生态控制区的重叠区域作为亟需保护的滨河生态区的候选范围;结合对滨河生态区的环境分析和卫片判读,指出该区域存在农村区域治理资金相对稀缺,治理资金主要针对工业污染,非管控对象的耕地、果林、林地等斑块显著退化和特定生态服务能力降低3个主要问题,并针对性提出保护措施。

    技术与方法
    基于无人机影像的农业景观非农生境信息提取
    张微微, 王超, 丁喜莲, 李晓娜, 邹俊亮
    2024, 43(2):  587-599.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.016
    摘要 ( 41 )   PDF (6913KB) ( 37 )  
    农业景观非农生境的精准识别对于打造高异质性农业景观,促进农作物增产与维持农田生物多样性具有重要意义。本研究基于无人机可见光影像构建了改进型绿蓝植被指数(MGBVI),并运用MGBVI和常见的7种可见光植被指数开展农业景观非农生境信息提取试验,对精度较高的前3种植被指数在非农生境组成有差异的2处农业景观区进行适用性验证。结果表明,MGBVI、归一化绿蓝差异指数(NGBDI)和绿蓝比指数(GBRI)提取非农生境的效果优于其他5种指数,其总体精度分别为95.08%、94.50%和94.46%,在区分非农生境和萌芽出苗期农田方面更有优势,尤其MGBVI能够精准识别非农生境中植被覆盖相对稀疏的田块边界。这3种指数在验证区的分类总体精度均高于94%,其提取结果受非农生境组成差异影响的波动较小,验证了MGBVI等绿蓝通道指数在无人机影像提取农业景观非农生境中具有较好的可用性和稳定性。本研究可为复杂小地理区域农业景观非农生境的遥感识别与动态监测提供技术参考。

    基于多源数据的小清河流域生态环境时空变化分析
    刘浦东, 王远轲, 张冬, 刘建涛
    2024, 43(2):  600-608.  doi:10.13292/j.1000-4890.202402.007
    摘要 ( 40 )   PDF (5122KB) ( 19 )  
    为揭示区域发展与生态环境质量之间的关系,在黄河流域生态保护和高质量发展的背景下,以小清河流域作为研究区,选取2009年、2015年和2021年的Landsat影像为数据源,耦合绿度、湿度、干度和热度4个指标,运用主成分分析得到遥感生态指数(remote sensing-based ecological index,RSEI),对研究区生态环境进行时空变迁分析。同时,在RSEI的基础上引入社会属性的兴趣点(point of interest,POI)数据构建改进遥感生态指数(modified RSEI,MRSEI),与RSEI进行对比分析。结果表明:该区域RSEI总体上呈现先下降后上升的趋势,2009年、2015年和2021年的RSEI均值分别为0.51、0.41和0.60,变好区域面积为3842.69 km2,占比达44.70%,变好区域主要为中部和北部地区;半生态用地变化最明显,有16.70%的半生态用地转变为生态用地,14.38%的半生态用地转变为非生态用地;相比于RSEI,MRSEI更接近生态环境指数(ecological index)值,能够更准确分析该区域生态环境变化与人类活动的关系,具有较好的区域适用性。