江汉平原农业景观格局及生物多样性研究

通过野外调查、航片解译和农户调查,应用地理信息系统,对不同时期（1995、1977、1984、1993）亚热带江汉平原农业景观格局变化以及与社会经济变革和农作系统多样性的相互关系、不同类型景观单元的生物多样性,进行了案例研究。指出,景观格局变化受大尺度因素和小尺度因素相互作用影响;庭院中树篱和林地以及农田边界可能是保持生物多样性最重要的景观单元,稳定这些景观单元可能是景观生态及农作系统持续性管理最重的组成部分。     

江汉平原农业景观格局及生物多样性研究——以两个村为例

通过野外调查、航片解译和农户调查,应用地理信息系统,对不同时期(1955、1977、1984、1993)亚热带江汉平原农业景观格局变化以及与社会经济变革和农作系统多样性的相互关系、不同类型景观单元的生物多样性,进行了案例研究.指出,景观格局变化受大尺度因素和小尺度因素相互作用影响;庭院中树篱和林地以及农田边界可能是保持生物多样性最重要的景观单元,稳定这些景观单元可能是景观生态及农作系统持续性管理最重的组成部分.     

景观生态学视角下生物多样性保护研究的几个问题初探

本文从景观生态学的角度初步探讨了生物多样性保护研究的3个方面:基于生物多样性保护的景观生态分类、建立景观格局与生物多样性的定量或半定量关系、生物多样性保护的景观生态网络规划.     

塔里木河上游土地利用格局变化及其影响因子分析

塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其土地利用的景观空间格局随水土资源开发程度而发生的变化.本研究以景观生态学的前沿理论和方法为指导,借助3S技术和数理统计软件,在现代绿洲-荒漠陆地生态系统研究成果的基础上,较系统的分析了1990年～2000年塔里木河上游地区阿克苏-阿瓦提绿洲土地利用格局变化,同时对变化的影响因子进行探讨.研究表明,研究区10年间土地利用格局变化显著,农田、居民点、盐碱地景观大面积增加,草地、林地、水域、湿地景观都有不同程度的减少;整个地区景观多样性指数、均匀度指数减少,优势度指数、破碎度指数增加,人类对生态景观的干扰程度不断增强.引起变化的主要驱动因子是人为因素,其中,经济因素和人口因素是引起农田变化的主要因子.随着人类活动的加强,景观更趋破碎,这也是人类改造与利用自然景观的趋势所在.     

2000-2010年辽宁省海岸带景观格局与生境质量变化研究

为研究2000-2010年辽宁省海岸带景观格局与生境质量变化并探讨其变化原因,提取研究区2000年、2005年以及2010年三期景观类型,使用马尔柯夫模型的转移矩阵分析景观格局时空变化特征;利用景观生态分级指数模型计算景观类型转化强度;采用InVEST模型评价生境质量,探究景观格局变化与人类活动之间关系。结果表明:10年间,人工湿地与自然湿地面积均增加,开发浅海水域形成的养殖用地面积增加最多;2000-2005年、2005- 2010年转化强度指数均为负,景观生态级别下降,大量高生态级别的景观向低生态级别转化。景观生境质量指数减少,生物多样性服务功能降低,生境质量发生退化。湿地景观格局变化与人类活动密切相关,滨海自然湿地人工化,湿地围垦以及城镇化扩张成为海岸带生态景观变化的主要原因。研究成果可为海岸带生态系统的可持续发展提供有效的决策支持。     

河南省土地利用景观格局分析

利用河南省土地利用现状数据,对河南省土地利用现状进行分析,并在此基础上运用景观格局指标对研究区域土地利用的空间格局进行定量分析。结果表明：①河南省优势景观类型为耕地,其面积占土地总面积的65%左右,其次为建设用地和林地,其它面积较小的景观类型则呈补丁状散布在各个分区中;②由于自然条件和人类活动干扰的双重作用,造成河南省土地利用景观格局存在明显的空间差异,在地形起伏较大的山地丘陵地区,景观的多样性和均匀度相对较高,景观优势度则相对较低;在人类活动强烈的平原地区,农业景观类型具有明显的主体地位,景观则呈现较低的多样性性和均匀度,而在生态环境相对较为脆弱的山地平原过度地区,加上高强度的人类活动对土地利用的影响,致使这些地区景观破碎化程度较高。     

浅议公路景观生态规划

公路景观是一种实用性、功能性、观赏性、艺术性、人与自然和谐的综合景观体系。作为被人类感知较多的一种景观类型,公路景观的生态规划已经逐渐成为景观生态学中的一个重要研究领域。公路景观的合理规划可以有效地保护生态系统的景观多样性和生物多样性,为识别和开发重要景观资源提供了条件,是区域生态环境可持续发展和美学规划的重要途径。在阐述公路景观生态规划概念的基础上,主要论述了公路景观生态规划的主要内容、公路景观结构及景观设计的组成。公路景观生态规划的主要内容应该包括四个方面：（1）廊道规划;（2）斑块与格局规划;（3）绿化规划;（4）构造物与服务设施规划。通过归纳总结,力求为公路景观生态规划的有效开展提供重要的理论支持和设计依据。     

1982-2012年南四湖湿地景观格局演变分析

湿地资源具有重大的生产、生态效应。近年来,湿地丧失和退化越发严重,由此带来的生态环境问题自然成为人类关注的热点,湿地研究成为国内外学者研究的前沿领域。本研究以山东省南四湖多时序遥感与土地利用数据为基础,运用遥感和GIS技术,选取斑块密度(PD)、斑块类别面积(CA)、最大斑块指数(LPI)等景观格局指数,对南四湖1982-2012年的湿地景观格局与变化特征进行分析。研究结果表明:①1982年以来,南四湖自然湿地面积逐渐下降,由1982年的118 671.10hm2减少到2012年的69 525.63hm2;而人工湿地的面积逐年增加,2012年人工湿地达93 830.04hm2,南四湖湿地以人工湿地为主,其变化对南四湖湿地的影响较大;②对重要景观指数的计算表明:1982-2012年斑块个数(PD)逐年增加,且增长速度较快,主要是由于人口增长引起的建设用地面积不断增长;斑块平均面积(AREA-MN)在研究时期内呈逐年下降的趋势,说明南四湖湿地的破碎化程度在逐年加剧,人类活动对南四湖的影响越来越大;多样性指数(SHDI)呈波动状上升,说明研究范围内多样性逐年增大;景观均匀度(SHEI)变化不大,说明斑块类型在景观中趋于平衡。湿地景观格局的变化是自然因素和社会因素共同作用的结果,但更主要的原因为人类活动。     

城乡交错带景观格局及多样性空间结构特征——以长春净月开发区为例

城乡交错带中不合理的景观生态格局常常成为城市生态问题的症结所在。利用2005年净月开发区的2.5m分辨率SPOT5遥感影像、DEM数据和1∶2000正射影像数据,应用景观生态学原理,选取斑块密度、景观形状指数、分形维数指数、聚集度指数、多样性指数、均匀度等指数,从斑块格局、区域景观格局等方面进行景观生态分析。采用500m×500m的正方形将研究区的土地利用数据切分成909块规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究多样性空间结构特征。结果表明:①净月开发区中农田和林地占有绝对优势;农村居民地的斑块密度远大于其它类型的斑块密度,形成了农村居民地、林地、旱地交织的城乡交错带景观。各类景观分布显示出与高程之间明显的相关性;②各镇(街道)的景观形状指数、分形维数、聚集度指数的排列如下:玉潭镇>净月街道办事处>永兴街道办事处;多样性指数、均匀度指数、斑块密度的排列顺序为:玉潭镇<净月街道办事处<永兴街道办事处;③多样性分布具有较好的空间结构性,属于中等强度空间相关。各向异性分析表明该区域的多样性空间分布是各向同性的。通过普通Kriging插值发现,多样性空间分布的高值区主要分布于净月开发区西北部,这主要是受城市总体规划和地形因素的影响;另外,长春至双阳公路两侧也是多样性空间分布的高值区,表明主要公路两侧受到人为因素的干扰较大,使得土地利用的程度加剧,自然景观受到较大的破坏。     

欧洲农田生态系统物种多样性研究进展

通过大量查阅资料,对欧洲开展的有关农田生态系统中物种多样性研究进行综述。目前已经获得的研究结果表明农业活动导致的景观结构和生境条件的变化是影响该生态系统中物种多样性的重要因素,由农田施肥导致的土壤氮素储量的增加,对欧洲中部70%以上的植物物种的生存具有不利影响。鉴于农田生态系统的这种作用,应有在农田生态系统中建立廊道状和岛状保护性景观结构。     

西北干旱区脆弱景观的生态整治对策

西北干旱区是中国景观脆弱性程度较高的地区，本文从自然背景和社会背景两个方面探讨了西北干旱区景观脆弱性的成因，并试图寻求景观政治的合理对策。研究结果表明，人类开发活动中的某些失误，包括对干旱区景观自身的规律性认识不足；绿洲开发有较大的不合理性；开发工作缺乏区域尺度的协调；荒漠景观破坏严重等；均为影响干旱区景观稳定性的重要因素。西北干旱区景观整治工作应采取如下措施：1、建立大系统综合平衡的生态保护战略；2、选择新的农业发展模式，租金环境与经济协调发展；3、制定节约型的水资源开发战略；4、控制人口规模，提高人口素质；5、建立生态环境预警系统；6、抢救濒危景观。     

青藏高原生态安全屏障状况与保护对策

青藏高原是我国乃至亚洲的重要生态安全屏障区和全球生物多样性保护的热点地区，保障生态安全是青藏高原生态保护的核心任务。青藏高原物种丰富但受威胁物种多。近15年来青藏高原生态安全屏障生态系统格局稳定，生态系统质量整体趋好，水源涵养、土壤保持和防风固沙服务均得以提升，生态退化趋势得到遏制，自然保护地建设和生态保护建设工程对提升生态屏障功能发挥了关键作用。然而，受气候暖湿化和人类活动影响，青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大，以及冻土面积萎缩、沼泽湿地减少、部分生物栖息地退化、外来物种入侵、局部生态系统退化等生态风险。为了进一步保护青藏高原生态安全屏障功能，建议优化调整自然保护地空间格局，建立以国家公园群为主体的自然保护地体系和加快实施青藏高原生态安全屏障保护修复工程。     

生态学研究支撑喀斯特区域生态环境治理与科技扶贫

中科院环江喀斯特生态系统观测研究站面向我国西南喀斯特区域石漠化综合治理与生态服务提升和民生改善的重大需求,系统开展了喀斯特生态系统野外观测、试验与示范研究,发现了喀斯特坡地地表-地下二元水土流失特征,地表侵蚀产沙一般低于50 t/(km2·a),但人为干扰加剧地表侵蚀;揭示了人类活动对喀斯特退化生态系统的影响及其作用机理,阐明了喀斯特景观格局与关键生态过程的相互作用机理,研发了喀斯特退化生态系统适应性修复技术体系,开展了生态工程背景下喀斯特区域生态系统服务变化评估,提出了喀斯特景观保护的优化管控措施,构建了喀斯特生态脆弱区科技扶贫模式,形成了喀斯特生态系统服务优化调控的理论与技术体系,为我国西南地区石漠化治理与区域脱贫提供了重要科技支撑。     

“一带一路”生态环境保护和可持续发展科技合作重点领域

绿色是“一带一路”建设的底色。文章梳理了“一带一路”建设面临的生态环境风险及其对可持续发展的影响,并从水资源管理与节水技术、水环境治理与人类健康保障、土地退化防治技术与示范、生物多样性保护与生物资源利用、陆地生态系统修复机理与模式、面向社区可持续发展的生态环境治理6个方面,提出了支持可持续发展的“一带一路”生态环境保护重点研究领域。期待通过加强“一带一路”共建国家间生态环境治理的科技合作,助力绿色丝绸之路建设和区域可持续发展。     

生物信息流操纵:作物病虫害导向性防控的新科学

作物病虫害是威胁全世界农业生产的重大自然灾害。目前,病虫害防治的核心思想仍然是简单杀灭,主要依靠以病虫微生物的基础代谢、生理生化系统和神经受体为靶标的化学农药,过程中易导致人畜中毒、农产品污染和生态环境破坏等一系列严重的问题。下一代病虫害防治学术思想的重大突破将是对作物—昆虫—病原微生物生物间信息流及行为进行操纵。在基础研究方面,"生物间信息的识别、解码与操纵"也是现代生命科学的前沿与热点学科——生物间相互作用的分子机理一旦被阐明,往往带动通用生物技术的发展突破。例如RNA干扰(RNAi)现象、植物转化技术和TALEN基因组编辑技术等科学发现和技术进步,已经为整个生命科学领域作出了重大贡献。中科院"作物病虫害的导向性防控——生物间信息流与行为操纵"战略性先导科技专项(B类)集合了各学科的优势力量,系统地分析在作物重大病虫害发生过程中种间信息识别、解码、传递和控制的过程,从中解析关键可操纵节点,发展新一代病虫害田间行为操纵的新策略与新技术。该专项目前已经取得了系列重大研究成果,为竞争国际科学前沿地位、保障我国粮食生产安全作出了基础性、前瞻性的贡献。     

促进南方红壤丘陵区农业可持续发展的复合农业生态系统长期观测研究

我国南方红壤丘陵区土壤质地黏重,透水性差,季节性降雨分布严重不足,极易发生水土流失;不合理的耕作措施加剧土壤侵蚀,导致土壤肥力下降,制约当地农业的可持续发展。1979年中国科学院桃源农业生态试验站(以下简称"桃源站")建站以来,系统开展了区域农业生态系统优化管理、农业整体效益的提高和建立区域农业综合发展的技术体系与优化模式,并进行示范推广,为南方红壤丘陵区农田生态系统耕地地力提升和水土流失治理、区域农业结构调整和生态环境改善提供重要理论和技术支撑。通过系统分析南方潜育性和次生潜育化水稻土的形成原因,为我国潜育性水田的治理提供技术支撑;研究红壤稻田生态系统可持续生产力与系统健康的协调机制,为稻田生态系统持续、高效生产提供理论依据和技术支撑;系统解析驱动稻田N2O和CH4排放关键过程的微生物作用机理,为我国农田温室气体减排提供重要的科学依据;系统解析我国农田生态系统土壤细菌和反硝化微生物的分布格局和主要驱动因素,为大尺度刻画我国农田土壤微生物群落组成机构及生态功能奠定基础;研究猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制,提升我国科学养猪水平和养猪业的健康可持续发展;探明了多年蔬菜连作对土壤氮素转化功能的影响及其微生物作用机制,并提出相应调控措施,为蔬菜土氮素的调控提供强有力理论依据和技术支持;研究典型农田生态系统养分流失特征及影响因素,构建丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式和稻田流失氮磷生态湿地消纳技术,为防控农田生态系统氮磷面源污染提供技术支撑;构建南方丘陵区坡地种草养羊与农牧资源循环利用模式并开展示范推广,服务当地农业可持续发展。未来,桃源站在中国科学院"率先行动"计划指导下,将为区域农业可持续发展作出更大的贡献。     

基于多源数据融合的南四湖湿地生态系统服务功能价值评估

随着对湿地生态系统研究的深入,湿地的生态服务价值越来越受到学者的重视。研究以南四湖湿地生态系统为例,通过遥感和地理信息系统软件处理高清影像解译生成的景观数据以及MODIS处理生成的NPP数据,运用市场价值法、碳税法与造林成本法、影子工程法、费用支出法、专家估算法、替代费用法以及生态价值等多种方法对南四湖湿地生态系统物质生产功能、大气调节功能、蓄水功能、调蓄洪水功能、休闲娱乐功能、文化科研功能、养分循环功能以及生物栖息地功能等服务功能价值进行估算。结果表明:①南四湖湿地服务功能价值总和为131亿元,其中调节功能价值最大,达到56.77亿元,其次是支持功能和文化功能,价值量为52.77亿元和15.07亿元,最后是物质生产功能价值为6.39亿元;②虽然人工湿地面积占研究区域总面积的59%以上,其生态服务功能价值总量还不到自然湿地的生态服务功能价值总量的一半。     

烤烟化学品质与生态环境要素关系研究

基于云南植烟点的土壤、烟叶分析数据和相应推算出的气象数据，应用分类分级方差对比、相关分析和高低端样组对比分析，研究揭示了生态环境因素土壤和气象以及品种因素综合作用下各个要素影响的相对大小；气象条件是影响烟叶化学成分变化的主要生态环境因素，其中烤烟大田期平均气温(尤其最热月平均气温)、大田中后期（6~8月）日照时数和大田期降水量影响最大；在土壤因素中土壤pH值和水溶性氯含量与烟叶成分含量相关性最好，但其总体影响小于气象因素的作用，土壤N，P，K和有机质含量对烟叶成分影响相对较小；和气象、土壤两因素相比，4个烤烟品种间的烟叶成分含量差异不显著。