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生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  0-0. 
摘要 ( 162 )   PDF (436KB) ( 159 )  
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专论与综述
生态系统服务流研究进展与展望
杨正忠, 徐昔保, 李景宜, 梁彩萍
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  827-838.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0306
摘要 ( 373 )   HTML ( 305 )   PDF (974KB) ( 339 )  
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生态系统服务流是探讨生态系统服务供给和需求的有效方式,在揭示生态系统服务从自然生态系统流向人类社会的动态过程中具有明晰服务质量、方向和分布特征的重要作用。从生态系统服务流的内涵、理论框架、模型和应用视角出发,利用CiteSpace可视化软件对筛选的183篇SCI论文和33篇国内核心期刊论文进行系统梳理与分析,总结相关模型与方法的适用性及案例应用,探讨现有研究存在的不足与未来研究重点。目前,在服务流概念探讨、模型方法应用、服务流量化、生态系统服务供需评估、生态补偿修复和安全格局优化等方面取得重要进展;在通用框架探索、评估模型与指标体系选择、多尺度研究等方面存在较大不足。未来需加强生态系统服务流在生态保护实践与政策设计中的应用研究,立足通用研究框架构建、模型开发与关键参数率定、重点区域和多时空尺度研究以及生态安全格局优化、生态补偿与生态修复等方面,为区域生态保护与管控政策制定等提供重要的科学依据。
微塑料与藻类相互作用研究现状和热点追踪的可视化分析
王月, 李家科, 莫淑红, 郑兴, 孔赟
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  839-852.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0937
摘要 ( 174 )   HTML ( 13 )   PDF (1721KB) ( 237 )  
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微塑料广泛分布于水体环境中,且长期存在,对水生生物和人类健康构成极大威胁。藻类作为初级生产者,对污染物毒性极为敏感且可被高营养级别生物利用,因此可被用于开展微塑料生态毒性评估。为深入了解微塑料与藻类相互作用关系的研究现状,检索了2002年1月1日-2022年5月31日Web of Science(WOS)数据库中微塑料与藻类相互作用关系论文,采用CiteSpace和VOSviewer等工具对485篇文献的作者、机构和关键词进行知识图谱可视化分析,探索研究热点和研究脉络。结果表明,微塑料与藻类相互作用关系的研究为生态毒理学领域新兴研究方向,领域内发表学术论文较多的期刊为《Environmental Pollution》(66篇)和《Science of the Total Environment》(56篇),其中,中国学者在该领域发文量远超其他国家,清华大学、中国海洋大学和中国科学院等机构之间合作比较密切;现有研究集中于微塑料对藻类生态毒性的影响及作用机制,主要从微塑料尺寸、浓度和环境影响等因素探讨毒性效果,主要涉及18种微塑料和28个藻属,其中对小球藻的研究最多,其后依次为莱茵衣藻、盐生杜氏藻和三角褐指藻;该领域的3个研究热点为潜在毒性、联合效应和营养级,微塑料可通过多种方式与其他污染物形成复合污染物并产生联合毒性效应,复合污染物对藻类的生态毒性和生物积累效应以及在食物链中的迁移转化和潜在毒性是该领域研究的新兴趋势。
区域环境与发展
基于遥感生态指数(RSEI)改进模型的祁连山国家级自然保护区生态环境质量评价
汪孝贤, 张秀霞, 李旺平, 程小强, 凌晴, 周兆叶, 郝君明, 林庆润, 陈璐
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  853-863.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.1054
摘要 ( 372 )   HTML ( 23 )   PDF (3778KB) ( 222 )  
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针对遥感生态指数(RSEI)模型特征向量方向不唯一性及光学影像存在坏死像元的问题,基于Google Earth Engine平台选择祁连山国家级自然保护区1986-2021年489景Landsat TM/SR可用性遥感影像,采用RSEI改进模型进行生态环境质量评价,并引入地理探测器中单因子分析和交互式探测分析对RSEI的绿度、湿度、热度、干度、土地利用类型、DEM和人口密度7个影响因子进行成因分析。结果表明:(1)与RSEI模型相比,改进模型避免了特征向量方向的干扰,可以较好地反映生态环境质量变化。1986-2021年保护区生态环境质量呈现先下降后上升的恢复趋势,空间分布呈现东高西低。(2)时空差异分析表明,35 a来保护区生态环境质量以轻度恶化、不变和轻度改善为主,恶化区域主要分布在张掖市肃南裕固族自治县北部以及张掖市与武威市交界处等地区。轻度改善区域在保护区分布零散,其中在核心区分布相对较多。(3)从生态环境质量成因分析来看,7个影响因子中绿度对RSEI的空间分异特征解释力最强,交互式探测结果表明绿度和干度是研究区生态环境质量的关键驱动因素。研究结果表明祁连山国家级自然保区生态环境质量近年来逐步改善,保护区的一系列环境保护举措是有效的。
基于结构方程模型的窟野河流域生态安全评估与驱动因素分析
谢兴龙, 白小军
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  864-873.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0930
摘要 ( 164 )   HTML ( 118 )   PDF (2247KB) ( 348 )  
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区域环境的生态安全是城市现代化发展的方向,对区域生态安全的科学认知和对生态安全格局的合理构建,可以有力地促进和提升区域生态安全。目前,对流域生态风险的相关研究主要集中在湿润半湿润地区,对生态风险驱动因素的分析方法以地理探测器居多,研究方法较为单一。以干旱内陆窟野河流域为研究对象,以2000-2020年4期土地利用数据为基础数据源,从景观生态学角度构建生态风险评价模型,采用克里金插值、空间自相关分析等方法定量研究了窟野河流域生态风险的时空演变格局和空间分异特征;采用灰色关联度分析、逐步回归分析和通径分析等方法定量分析了流域范围内一些自然和社会因素对生态风险的综合影响。结果表明:(1)将流域生态风险划分为高、中和低3个等级,整个研究期内高风险区域所占比例均最大,面积占比在40%以上;(2)2000-2020年高生态风险区面积占比由45.95%缓慢降为44.98%,高风险区面积较2000年约减少84.806 km2;(3)流域内生态风险呈现一定程度的高-高聚集空间分异特征(Moran's I为0.333),高风险区域集中分布在流域中心地带,基本上沿流域内水系呈带状分布,且距水系距离越远,生态风险指数越低;(4)降雨量、植被覆盖度和气温是影响流域内生态风险的主要自然因素,直接通径系数分别为-0.479、-0.449和0.383,另外,GDP也是影响区域内生态风险的主要间接因素,总效应系数为-0.49。
基于农户受偿意愿的保护性耕作补偿标准及其影响因素研究
崔钊达, 余志刚
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  874-884.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0607
摘要 ( 92 )   HTML ( 6 )   PDF (909KB) ( 181 )  
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实施保护性耕作是保障国家粮食安全和实践"藏粮于地、藏粮于技"战略的重要举措。基于保护性耕作适宜区427户种粮农户的微观调查数据,采用条件价值评估法和构建的等效用函数测算保护性耕作的补偿标准,运用二元Logistic模型分析农户受偿意愿的影响因素。结果表明:(1)采用条件价值评估法测算的保护性耕作补偿标准为735.98元·hm-2,经等效用函数修正后的补偿标准为410.07元·hm-2,两者差异较大;(2)采用条件价值评估法测算的农户受偿意愿往往较高,在考虑农户个体及社会经济特征的影响后,经过等效用函数测算的农户受偿意愿结果更贴合实际情况,因此,可将其作为样本地区实施保护性耕作的最低补偿标准;(3)两种方法测算得到的粮食主产区农户受偿意愿均高于样本总体农户受偿意愿,因此,开展保护性耕作补偿工作的重心应聚焦在粮食主产区;(4)样本总体农户受偿意愿受到农户个体特征和认知特征的影响,粮食主产区农户受偿意愿除受到上述因素的影响外,还受到农业劳动力人数和家庭总收入的显著影响。研究结论对于地方政府科学制定保护性耕作补偿标准、推动农户实施保护性耕作具有重要的参考价值和借鉴意义。
湿地保护对农户生计结果的影响及作用机制:基于自然保护区问卷调查的实证研究
武照亮, 曹虎, 靳敏
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  885-895.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0619
摘要 ( 97 )   HTML ( 5 )   PDF (972KB) ( 113 )  
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准确评估生态环境保护对居民生计结果的影响及作用机制,对解决保护与发展的矛盾具有重要意义。基于可持续生计模型,构建湿地保护背景下农户生计结果的分析框架,利用云南省大山包黑颈鹤自然保护区农户问卷调查数据,采用偏微分最小二乘法的结构方程模型,分析农户参与湿地保护对生计结果的影响机制。结果表明,农户参与湿地保护对家庭收入的直接效应为负,并通过"湿地保护-生计资本-生计策略-家庭收入"链条产生正向间接影响,但间接影响效应低于直接影响效应,因此农户参与湿地保护对家庭收入的总效应显著为负。农户参与湿地保护对家庭减贫和主观福祉的直接效应均为正,并通过"湿地保护-生计资本-生计策略-家庭减贫/主观福祉"链条产生正向间接影响,因此农户参与湿地保护对家庭减贫和主观福祉的总效应显著为正。相较部分退耕农户样本,湿地保护对生计结果的影响效应和显著性在全部退耕农户样本中表现更明显。基于此,针对农户生计选择和区域可持续发展提出相关建议:增强湿地保护政策与当地居民生计发展的结合力度,有效促进农户生计资本积累;积极推广经济林木种植和生态养殖业,推动集约化发展,促进农业转型;合理规划和发展生态旅游,鼓励外出务工,引入生态产业、养老产业等产业模式,号召年轻群体回乡创业等为农户提供多种就业机会,促进生计多样化发展。
自然保护与生态
五大连池火山蒙古栎种群空间分布格局
谢立红, 黄庆阳, 曹宏杰, 王继丰, 王建波, 倪红伟
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  896-906.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0669
摘要 ( 109 )   HTML ( 8 )   PDF (962KB) ( 52 )  
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种群空间格局研究是深入认识种群生态学功能和过程的有效途径,研究森林群落优势种群空间分布格局可为阐明其种群的生态特征和群落演替趋势提供参考依据。以五大连池4座老期火山南坡蒙古栎(Quercus mongolica)种群为研究对象,采用多尺度、多指数综合判定方法,分析不分龄级和不同龄级蒙古栎种群随空间尺度变化的空间分布特征。研究表明:(1)4座火山蒙古栎种群空间分布格局随空间尺度变化而不同,不分龄级种群在200 m2和400 m2尺度上以集群分布为主,但集群强度存在明显差异;龄级Ⅴ种群在25 m2和50 m2尺度上集群分布显著,而龄级Ⅶ种群在200 m2和400 m2尺度上集群分布显著。(2)4座火山蒙古栎种群空间分布格局均具有明显尺度效应,6个判别指数随尺度增大呈不同变化趋势,4座火山蒙古栎不分龄级种群呈幂函数递增趋势(46%)最多,龄级Ⅶ种群呈幂函数递增趋势的高达50%。(3)4座火山蒙古栎种群格局规模不同,不分龄级种群只有东焦得布山均方值在200 m2尺度上极显著,种群格局规模为200 m2;龄级Ⅴ种群只在南格拉球山均方值在400 m2尺度上显著,种群格局规模为400 m2;龄级Ⅵ和Ⅶ种群都只有东焦得布山均方值均在400 m2尺度上显著,种群格局规模均为400 m2。种群的空间尺度、龄级结构和群落演替阶段等因素以及这些因素之间的交互作用和累积效应可能是五大连池火山蒙古栎种群空间格局差异明显的主要原因。
基于“问题-风险”认知体系的县域国土空间生态保护修复格局构建与对策研究
程勇, 张晓琳
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  907-917.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0410
摘要 ( 133 )   HTML ( 4 )   PDF (6552KB) ( 64 )  
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识别生态保护修复重点区域并制定差异化整治修复策略,是开展国土空间生态保护修复的前提。然而,相关研究在重点区域识别方面较少考虑自然生态系统与社会经济系统的潜在关联,并且缺乏对生态风险的认知。该研究立足生态系统服务功能保护与修复需求,构建了基于"问题-风险"认知体系的国土空间生态保护修复研究框架。以典型快速城镇化地区为案例区,利用InVEST模型评价研究区生境维持、水源涵养、水土保持和固碳释氧等重要生态系统服务功能,识别服务功能重点保护区和退化修复区;采用景观生态风险评价方法,确定生态系统服务功能退化的风险区,最终提出研究区国土空间生态保护修复总体格局与对策。结果表明:(1)研究区生态系统服务功能空间分布差异明显,部分区域发生显著退化;(2)研究期间生态系统服务功能退化的风险整体较低。2019年研究区较高和高风险区面积占比为7.38%,低风险区面积占比为38.14%,较低风险区面积占比为53.45%;(3)基于研究区国土空间生态保护修复格局,提出差异化策略,如完善现有的保护区规划体系,关注绮山森林公园南侧的耕地景观生态修复,以及加强河流景观风险管理。
人工智能识别与人工识别红外相机动物影像准确率分析:以上海大金山岛猕猴监测为例
李必成, 张晨曦, 季钰翔, 孙锬锋, 丁屹旻, 张伟, 谢汉宾, 王军馥, 张云飞, 李雪梅, 王小明, 杨刚
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  918-923.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0615
摘要 ( 178 )   HTML ( 4 )   PDF (2647KB) ( 126 )  
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红外野生动物相机影像人工智能识别已成为生态学与人工智能交叉学科研究的热点之一。为探究人工智能识别红外相机动物影像的准确率及其影响因子,比较人工智能识别与人工识别的差异。以上海大金山岛猕猴(Macaca mulatta)监测为例,应用YOLO v3模型进行训练与测试,探讨YOLO v3模型识别大量红外相机图像的可行性。同时,对比人工智能图像识别与人工识别的准确率与识别效率,找出特定样本容量条件下识别方式的最优解。对11 106张照片的识别结果表明,人工智能识别总准确率为69.0%,均值为68.2%;人工识别总准确率为99.0%,均值为99.1%。人工识别准确率显著高于人工智能识别准确率(t=-9.256,df=22,P<0.01)。简单生境背景的人工智能识别准确率显著高于复杂生境背景(Z=-2.270,P=0.023)。简单生境背景的人工识别准确率与复杂生境背景无显著差异(Z=-0.406,P=0.685)。因此,人工智能识别更适用于生境及背景简单的红外影像,但需谨慎用于识别复杂生境的背景。同时,人工智能识别可用于对大量照片的初筛。人工识别可用于识别复杂生境背景的照片和对人工智能初筛后照片的复核。对于万张级的样本量,人工智能并未显示出明显的时间优势,人工识别反而具有准确率优势。随着各类训练数据集的不断建立与开放应用,对于大型脊椎动物,特别是一些公众熟知的明星物种的人工智能识别可能会率先代替人工识别。
污染控制与修复
广东省农业面源污染现状及变化的多尺度评价
曹佳霖, 胡茂川, 贺凯, 代超, 贺斌
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  924-933.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0725
摘要 ( 141 )   HTML ( 16 )   PDF (2237KB) ( 255 )  
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第二次全国污染源普查显示,农业面源污染已成为广东省水环境恶化的主要原因之一,理清全省面源污染状况对水污染防治和乡村振兴建设具有重要意义。采用改进输出系数法分析2009-2019年广东省农业面源污染年负荷量及其时空变化特征,考虑施肥、降水、畜禽和水产养殖各月差异,评估全省农业面源污染季度和月污染负荷;采用单位面积负荷系数法评价农业面源污染对环境的影响程度,并探讨农业面源污染主要来源。结果表明:(1)2009-2019年广东省总氮负荷呈下降趋势,总磷负荷呈上升趋势,春夏两季是一年中污染排放的高峰季度,4-10月总氮和总磷负荷分别占全年负荷的68.8%和67.2%。(2)全省76.2%的地级市总氮负荷呈下降趋势,61.9%的地级市总磷负荷呈上升趋势。相比于2009年,2019年71.4%的地级市总氮排放对环境威胁程度降低,52.4%的地级市总磷排放对环境威胁程度增强。(3)粤西地区农业总氮、总磷负荷及对环境的影响均较珠三角、粤北和粤东地区更为严重。(4)各污染源对氮磷污染负荷量的贡献率从大到小依次为畜禽养殖业、种植业和水产养殖业。研究结果为广东省农业面源污染现状及变化的评价提供了参考,对全省农业面源污染防控及建设美丽乡村具有重要意义。
会仙岩溶湿地微塑料的时空分布特征及其影响因素
陈言, 张漓杉, 周如月, 韦锃弦, 钟山, 刘俊勇
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  934-942.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0752
摘要 ( 98 )   HTML ( 5 )   PDF (2233KB) ( 47 )  
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为探究淡水湿地系统的微塑料时空分布特征以及影响因素,分别在丰水期和枯水期从典型岩溶湿地会仙湿地流域范围内采集了10个地点的水体和沉积物样品。结果表明,会仙湿地丰水期微塑料丰度范围分别为5 466.7~24 333.3 n·m-3(水体)和3 380.0~14 533.3 n·kg-1(沉积物),枯水期分别为12 713.3~34 906.7 n·m-3(水体)和11 866.7~42 486.7 n·kg-1(沉积物),微塑料丰度在时空分布特征上呈显著差异(P<0.05)。会仙湿地微塑料的形状主要有纤维状、薄膜状、碎片状和颗粒,其中,水体中微塑料以纤维状为主,沉积物中微塑料以碎片状为主。丰水期和枯水期水体和沉积物中均以小粒径(0.45 μm~0.5 mm)微塑料占优势,不同粒径微塑料丰度随粒径增大呈减少趋势。聚合物成分主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE),水体中最主要的聚合物类型是PE,在沉积物中则是PET。就丰水期和枯水期对比来看,丰水期微塑料丰度显著低于枯水期,这是由于河流水位上涨造成的稀释效应。除此之外,枯水期小粒径(0.45 μm~0.5 mm)微塑料占比和聚合物类型中PE占比更高。从空间分布来看,在旅游区、渔业和农业集中区以及村庄附近微塑料丰度高于其他地区,会仙湿地微塑料的主要来源包括农村生活污水排放、渔业养殖、农业生产和旅游业活动。
夏季水口水库近坝段水质变化及其影响因素分析
真翎, 谢蓉蓉, 石成春, 刘继辉, 江华, 李家兵, 陈锦, 田开迪
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  943-953.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0535
摘要 ( 141 )   HTML ( 4 )   PDF (2453KB) ( 296 )  
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水库调度对库区水环境影响是流域生态保护的热点,尤其近坝段水环境状况直接影响下游流域生态环境。选择河道型深水水库闽江水口水库,于夏季50%下泄流量水文频率条件下,对水库近坝段进行水文水质同步监测,研究该水文条件下水质理化指标的三维分布及主要影响因素。结果表明:(1)近坝段监测断面平均流量分别为1 420和1 440 m3·s-1,大坝下泄流量为1 227和1 207 m3·s-1,区域出现明显横、纵向环流;(2)各水质理化指标三维分布主要受库区纵向和横向环流影响,研究区域水体表现为TN超标严重,中、底层水体缺氧和表、底层水体TP超标,水口大坝上游5.5 km处水体表现为底层富营养化;(3)近坝段水质理化指标分布受温度和蓝绿藻藻蓝蛋白量的影响较大。
研究方法
赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)肠道细菌群落的肠段分异特征及对饥饿-牛粪培养的响应
王宁, 刘洋, 代威, 姚丹丹, 王辉
生态与农村环境学报. 2023, 39(7):  954-962.  doi:10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0802
摘要 ( 120 )   HTML ( 2 )   PDF (1747KB) ( 34 )  
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通过在初始-饥饿-牛粪连续培养条件下采集赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的前肠、中肠和后肠3个肠段内容物进行细菌16S rRNA基因测序分析,研究蚯蚓肠道细菌群落的肠段分异特征及对饥饿和食物培养的响应。结果显示:细菌群落多样性和组成在相邻肠段间相似,中肠和后肠的相似程度高于前肠和中肠,在相隔肠段间差异较大。厚壁菌门(14%~55%)、放线菌门(16%~39%)和变形菌门(15%~37%)是所有蚯蚓肠段的主要优势菌群。在不同培养状态下的肠道传递(前肠-中肠-后肠)过程中,优势菌门丰度变化趋势不同。前肠、中肠和后肠的核心扩增序列变体(ASVs)主要属于厚壁菌门(35%~48%)、放线菌门(20%~26%)和γ变形菌纲(14%~16%),前肠和后肠具有独有的核心ASVs,分别属于δ变形菌纲(7%)和纤维杆菌门(6%)。从初始状态到饥饿状态,肠道菌群Shannon多样性显著降低(P<0.05),Sobs丰富度降低,但未达显著水平(P>0.05);肠道中α/δ变形菌纲和放线菌门等类群相对丰度显著降低(P<0.05),γ变形菌纲、厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度显著提高(P<0.05)。从饥饿状态到牛粪培养状态,肠道菌群Shannon多样性和Sobs丰富度进一步显著降低(P<0.05);肠道中δ变形菌纲和厚壁菌门等类群相对丰度显著提高(P<0.05),γ/α变形菌纲和放线菌门等类群相对丰度显著降低(P<0.05),拟杆菌门相对丰度无显著变化(P>0.05)。聚类分析结果表明,蚯蚓肠道菌群具有一定的稳定性。结合菌群结构和差异ASVs分析结果表明,饥饿-牛粪处理显著改变了蚯蚓肠道细菌群落,其中,饥饿处理主要改变菌群丰度,而牛粪处理同时改变菌群丰度和组成。综上所述,蚯蚓肠道微生物群落存在明显的肠段分异,且在一定程度上具有抵抗干扰以保持稳态的能力。蚯蚓肠道微生物群落对饥饿和食物均有明显响应,其中对食物的响应程度更强。