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湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展 总被引：47，自引：5，他引：42
湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。 相似文献
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湿地是人类生存和发展的主要环境之一,城镇化进程严重影响了湿地生态系统。从城镇化对湿地的景观格局、水文、生物多样性影响方面综述了城镇化对湿地生态系统影响的研究进展。研究发现城镇化改变了湿地的景观格局,使湿地面积不断减少,景观破碎化,湿地异质性增大,连通性降低。城镇化改变了湿地的水文条件,使天然调蓄能力减弱,径流系数增强,洪峰流量增大,水土流失加重,河网和水系结构特征改变,水质受到严重影响。城镇化降低了湿地生物多样性,使物种丰富度和分布降低,珍稀物种因丧失生境而灭绝,生物入侵增强,进而导致种群组成和生态系统的功能发生变化。最后提出了在全球变化背景下城镇化对湿地影响研究的新方向及其保护措施建议。 相似文献
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中国气候变化的植物信号和生态证据 总被引：4，自引：2，他引：4
全球平均气温上升、降水格局变化、极端天气事件发生的频率和强度增大等气候变化现象已经对陆地生态系统产生了影响,物种、群落和生态系统响应于气候变化而发生的改变,可以作为气候变化的间接生物学和生态学证据,对未来气候变化的影响评价有重要的价值,尤其是对减缓和适应全球气候变化的"地球系统科学"研究以及可持续生态系统管理与发展对策的制订,具有重要的意义。在国际气候变化的生物学证据研究的大背景下,总结了中国陆地生态系统响应过去气候变化的植物学信号和生态学证据:(1)物种水平:气候变暖导致中国33°N以北大部分地区植物春季物候期包括萌芽、展叶、开花期等显著提前,植被生长季延长;(2)群落水平:群落物种组成和分布发生改变,主要表现在长白山等高山群落交错带物种组成和林线位置的变化以及青藏高原高寒草甸的退化;(3)生态系统水平:全国总体植被盖度增加,植被活动加强,生产力增加;北方和西部地区农业植被的耕作制度、种植结构、耕种面积和产量发生变化,东北地区水稻种植面积和产量增加,但全国大部分地区农作物产量和温度呈负相关,这将威胁到未来的粮食安全。 相似文献
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局地土地利用变化现实情景研究 总被引：4，自引：0，他引：4
局地土地利用变化表现为时序短、空间倾向性强且多为人类强制干扰, 其变化过程与结果 是区域尺度响应与反馈国家尺度、全球尺度最有效的途径。城市化、农业结构调整和土地整理是 目前我国局地土地利用变化的几种主要利用方式。城市化是一个不可逆过程, 农村景观转为城市 景观, 改变了诸如地表反照率、粗糙度等下垫面特征, 局地生境与物种的数量与种类发生改变, 逐 步形成以人类为主的均质化景观格局; 农户微观土地利用选择行为是局地农业产业结构调整的 原动力, 不同类型农户在投资、生产与经营等经济活动的差异将导致局地土壤结构、水分、养分等 土壤条件及环境改变; 土地整理是一个复杂的系统工程, 在一定程度上改变了局地土壤性状与土 壤生物, 更甚的是改变了局地斑块- 廊道- 基质模式的景观格局。因此, 为进一步加深局地土地利 用变化情景的理解, 厘定“人- 地协调系统”的理论框架, 进行局地土地利用变化的情景模拟和生 态环境效应研究将是未来局地土地利用变化的研究方向。 相似文献
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结构—功能—生境框架下的西南喀斯特生态系统脆弱性研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
特殊的地质背景与生态环境叠加强烈的人类活动,导致中国西南喀斯特地区生态系统呈现显著的脆弱性特征。从生态系统敏感性和适应性角度出发,喀斯特生态系统结构、功能和生境对外界扰动响应的脆弱性特征研究已取得一定进展,尤其是借助物种多样性、生态系统生产力、土壤水分/养分等指标揭示了喀斯特生态系统对土地利用/覆被变化、石漠化等过程的敏感性等方面,但综合野外试验、数值模拟、数理统计等手段的生态系统敏感性定量化研究仍较薄弱。在生态系统适应性方面,虽然具有喜钙、耐旱以及石生等特性的植物种群通过形态结构和生理功能的自我调节能够呈现出对岩溶环境的适应性,但喀斯特生态系统对人类干扰和气候变化等环境胁迫响应的适应机制仍缺乏长期的生物及理化过程研究。今后,应针对生态系统结构、功能、生境间的正反馈机制,增强系统组分的耦合分析,加强喀斯特生态系统脆弱性驱动机制研究与定量评估,突出系统脆弱性在石漠化遏制和生态恢复重建中的关键地位。 相似文献
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湿地植被格局成因研究进展 总被引：9，自引：0，他引：9
植被格局是指植被在生活空间中的位置和布局状况,是物种生物学特性和外界环境因子综合作用的结果.湿地植被在景观上总是沿着某个环境梯度呈较明显的带状分布特点,但是关于带状分布形成的机理目前还不是很清楚.大量事实表明,湿地植被格局不仅受制于湿地自身自然环境状况(包括非生物和生物因素),同时也取决于湿地植物种的生物学特性,并且受到人类干扰活动的影响.具体成因如下:非生物因素主要包括气候、地貌、水文和土壤等,这些因素通过对水、热、光和营养等因子的分配而在不同尺度上影响湿地植被的组成和分布,其中,水位和盐度梯度分别是淡水和盐沼湿地植被格局形成的主导因子.生物因素主要包括竞争和植食作用,高竞争力物种采用迅速繁殖和扩散的策略成为优势物种直接影响植被的分布,植食作用则可能通过改变植物间竞争关系而影响植物分布.物种生物学特性主要包括胁迫忍耐力及繁殖和定居能力等,如洪水忍耐力高的物种往往分布在最高水位的区域,繁殖和定居能力强的物种能使自身在复杂环境下取得竞争优势.人类活动可以通过改变湿地生态系统中的非生物因素和生物因素的相互关系来影响植被分布格局.针对当前研究的现状,今后的研究应在淡水湿地系统植被成因,生物因素如植物间相互作用以及植物自身关系的权衡对格局的影响,微生物作用对植被格局的影响,野外控制实验四个方面进一步加强. 相似文献
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城市公园中的水生植物景观营建与水生态修复是公园水环境治理的关注重点。在中国很多城市的公园水体中,人工种植了具有观赏性的外来物种水盾草(Cabomba caroliniana),而水盾草生长范围的不断扩张对土著水生植物物种的存活、物种多样性和分布格局都会产生较大的影响,还会进一步影响水体的质量。主要通过物理、化学和生物防治措施来控制水盾草的无序蔓延。然而,如何彻底解决水盾草的反复爆发问题,使水生生态系统受到的负面干扰最小,仍然是水盾草防控工作的难点。综合分析了水盾草的生理生态特性、入侵途径和生态危害,阐述了影响水盾草生物量的主要生物和生态环境因素等的研究进展;从园林景观营建过程与后期水体生态稳定性维护管理视角,结合水盾草生态控制的基本理论和方法,提出了对水生生态系统中的土著植物、附生藻类和生态环境中非生物因子进行综合生态调控的建议,以期解决上述难点问题,并且为稳定城市公园的水生植物景观和治理水盾草扩散提供借鉴。 相似文献
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“土地分离和共享框架”是协调物质生产和生态保护、促进土地可持续利用的重要理论。本文梳理了“土地分离与共享框架”和生态系统服务间关联,剖析生态系统服务应用于该框架的理论基础,结合美国典型土地共享案例,分析了土地利用策略选择对粮食生产、生物多样性、直接和间接生态系统服务的影响,并探讨了该框架对中国生态系统工程的启示。结果表明：随着人类对土地功能认知的不断深入,“土地分离与共享框架”的拓展表现为从单一的粮食供给服务需求演进到粮食供给服务和其他生态系统服务的综合需求。当粮食供给服务与其他服务处于权衡状态时,在生态脆弱、恢复力差的地区,不同生态系统服务间多处于凸权衡关系,一般适宜采用分离策略;在生态系统稳定、恢复力强的地区,不同生态系统服务多处于凹权衡关系,一般适宜采用共享策略。结合美国典型土地共享案例发现,其土地利用实践中选择土地功能共享策略是比较适宜的;生态系统服务作为政策评估工具,可在策略选择和评估实施效果中发挥一定作用。研究结果可为可持续土地利用提供理论与方法支撑,并为中国制定土地利用策略提供参考。 相似文献
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生态系统氮磷比化学计量特征研究进展 总被引：11，自引：4，他引：7
通过对国内外关于氮磷比化学计量特征研究文献的大量阅读,总结了在陆地生态系统和水域生态系统中氮磷比化学计量特征的意义。在陆地生态系统中,土壤中的氮磷比与固氮共生体及非共生体的生物固氮量呈反比例关系;土壤中的氮磷比化学计量特征发生变化会影响植被动态;土壤中氮磷比化学计量特征的变化对物种多样性及生产力产生影响,尤其是磷限制濒危物种的生产力及丰富度;植物体中的氮磷比化学计量特征可以体现氮和磷两种营养元素的供应状况及相对有效性,对植被恢复和濒危物种管理工作起到重要作用。在水域生态系统中,水体中的氮磷比与水生生物的固氮量呈反比例关系,并且会影响水生植物的生长及水生生物群落的组成。 相似文献
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薹草(Carex spp.)沼泽作为一种典型的草本沼泽,具有独特的物种组成和丰富的生物多样性。近年来,香蒲(Typha spp.)对薹草沼泽的入侵已经引起了全球范围内部分薹草沼泽生态系统结构和过程的改变,导致薹草沼泽物种丰度与生物多样性减少。阐述了香蒲入侵薹草沼泽的主要机制,揭示了香蒲入侵的外部和内在驱动力,认为香蒲对薹草沼泽的入侵是人类活动、环境因素、香蒲自身和当地物种相互作用的结果。香蒲入侵薹草沼泽的4种主要机制分别为人类活动→环境变化→入侵物种/当地物种、人类活动→环境变化→入侵物种→当地物种、入侵物种→环境变化→当地物种和入侵物种→当地物种。由人类活动引起的水文情势变化与养分富集等薹草沼泽环境的变化,是香蒲入侵薹草沼泽的外部驱动力;香蒲枯落物大量累积等自身性状对环境的改造作用及其化感作用,影响了香蒲与薹草的种间竞争过程,是香蒲入侵薹草沼泽的内在驱动力。 相似文献
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全球动态植被模型(DGVM)是研究生态系统复杂过程和全球变化的强有力工具。本文基于过去20多年全球已发表的文献,对得到广泛关注和应用的DGVM之一——集成生物圈模拟器(Integrated Biosphere Simulator,IBIS)的开发、改进、发展及应用进行了总结。IBIS是一个在全球变化等多领域中有着广泛应用的模型。自1996年诞生以来,IBIS在陆地生态系统的碳、氮、水循环,植被动态、陆气耦合、水域系统耦合和气候变化影响等多个方面取得了验证和应用。本文较为系统地阐述了IBIS模型在V2.5版本后的不同发展方向,主要针对IBIS模型在水文过程(蒸散、土壤水分、地下水、径流)、植被动态(植被功能型、土地覆盖变化)、植被生理过程(植被物候、光合作用、植被生长、碳分配)、土壤生物地球化学过程(土壤碳氮循环及反馈、温室气体排放等)以及包括土地利用变化、干扰与管理等人类活动过程等方面的改进与发展进行了全面的综述;在此基础上,对模型在生态系统生产力、碳水收支、水分利用效率、温室气体排放、自然干扰(干旱、火灾、虫害)和人类活动(土地利用变化、农业经营)等方面的应用,以及模型的技术性改进方面进行了回顾;最后对模型的前景和进一步发展提出了一些见解。 相似文献
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中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求与重要科学问题 总被引：2，自引：0，他引：2
陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结各个发展阶段主要特征的基础上,讨论了开展中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求和社会需求,评述了中国在相关领域研究中存在的主要问题,探讨了当前的科学研究前沿领域及其关键科学问题。本文指出,现阶段中国开展区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程机制综合研究工作不仅是提升中国生态系统生态学、地球系统科学与全球变化科学的创新能力的科技发展需求,更是中国参与应对全球气候变化国际合作、改进生态系统管理、保障生态安全的社会经济发展需求。同时还指出,中国现阶段在该领域的研究工作还缺乏各类生态系统碳收支的实际调查数据,缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合,缺乏可用于碳收支计量与综合评估的模型工具,也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。本文通过国内外科技发展的分析认为,中国在该领域的研究工作,应在大力发展陆地生态系统碳收支和碳汇功能的定量监测、评价和认证的方法与技术基础上,重点关注并前瞻性地开展陆地生态系统碳-氮-水循环过程耦合关系及其对全球气候变化的响应与适应、碳-氮-磷生态化学计量学特征及其环境影响、碳-氮-水耦合循环过程的生物调控机制等前沿领域,以提高中国生态系统与全球变化科学研究水平,为国家的生态系统与温室气体管理提供基础理论、科学知识和先进技术的储备。 相似文献
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我国南方植物生态学研究述评 总被引：2，自引：0，他引：2
我国热带亚热带区域生态系统具有很高的潜在脆弱性,在人类干扰和全球变化的双重影响下,我国南方地区面临着严峻的生态环境问题。本文总结和评述了近年来我国南方植物生态学研究的几个重点领域,包括森林群落生物多样性维持、群落演替机制、养分循环和碳循环,山地丘陵退化生态系统的植被恢复,湿地环境修复、生物多样性保护、生物入侵机制和温室气体排放,城市植物的环境修复、热岛效应缓解及碳源汇功能等,并展望了我国南方植物生态学研究的未来方向,提出修复和重建大面积的退化生态系统,促进生物多样性保护,维护人居环境和人类健康,提高生态系统对全球变化的适应性,增强生态安全保障,是今后我国南方植物生态学研究所肩负的历史使命。 相似文献
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陆地生态系统碳循环及其机理研究的地球信息科学方法初探 总被引：22，自引：4，他引：18
针对陆地生态系统碳汇/源的时空格局、碳循环过程的驱动机制及未来情景等前沿科学问题,提出陆地碳循环研究的地球信息科学方法,采用陆地生态系统碳通量/储量与碳循环过程的综合网络观测、生物过程的适应性实验研究以及河流碳输运过程研究为支撑系统的自下而上途径、与以土地利用/土地覆被变化和对地观测数据生态参量反演为基础的自上而下研究途径、经相互验证和尺度转换模型实现有机结合的研究方法,开展综合观测、调查、比对分析、模拟和评价研究,把握陆地生态系统碳循环的格局与过程规律,辨析自然和人为因素对陆地生态系统碳循环过程的影响,探讨全球气候变化条件下陆地生态系统碳循环过程的演变趋势。 相似文献
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近30 a内蒙古阿拉善盟不同生态系统土地利用动态遥感监测 总被引：6，自引：4，他引：2
利用遥感和GIS空间分析技术,以近30 a内蒙古阿拉善盟两期 Landsat MSS/TM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取了农田、林地、草地、水体与湿地、建设用地、荒漠等6种生态系统的25类土地利用现状数据,在此基础上进行了土地利用的动态变化分析。结果表明：近年荒漠生态系统用地达85.59%,其次是草地生态系统用地,占12.76%;近30 a土地利用变化最明显的特征是农田、林地、水域与湿地及建设用地增加80 263 hm2,占总土地面积的0.34%,草地和荒漠生态系统用地减少相应面积,总体土地利用相对变化量不大,仅为0.68%。 相似文献