大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区.多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降.鉴于大花杓兰特殊的分布格局和濒危现状,选择过去、当前和未来8个气候情景,利用MaxEnt物种分布模型结合38个环境变量及来源于数据库和最新实地调查的80个分布位点进行建模,分析了影响大花杓兰分布的关键环境变量,预测了其在当前、过去和未来气候情景下的适生区及其分布中心和迁移趋势.结果表明:当前情景下,大花杓兰适生区主要分布在我国东北和华北地区.影响其分布的5个关键环境变量分别是:UV-B最强月份均值(UV-B3,贡献率:54.0％)、森林覆盖率(FOR,贡献率:14.3％)、降水量季节性变化(BIO15,贡献率:7.4％)、温度季节性变动系数(BIO4,贡献率:6.8％)和草/灌木/林地(GRS,贡献率:4.6％).其中,紫外辐射相关变量是首次被运用在杓兰属植物的适生区分布预测中,并被证实对大花杓兰的分布具有重要影响.过去3个气候情景下大花杓兰总适生区面积受冰期影响呈现先减少后增加的状态,未来4个气候情景与当前情景相比有增加的趋势.大花杓兰适生区分布中心除末次盛冰期位于河北省外,其余7个气候情景下均位于与辽宁省相近的内蒙古自治区东南部区域.气候变化背景下,采取对预测的适生区全面资源调查、生境和生长监测、科普宣教等策略对大花杓兰的保护至关重要.本研究的预测结果能够为大花杓兰甚至杓兰属植物的保育策略的制定提供理论性参考.

21 世纪已进入第三个十年,世界范围内的维管植物系统发育研究工作的大框架已基本完成,属级、种级和群体的系统发育学研究正在深入.但是,自地球进入人类世以来,大片原生森林遭到破坏,地表植被发生了深刻变化,多个植物种群萎缩甚至濒于灭绝,这使得野外第一手材料的采集变得越来越困难.此外,国内外对于植物资源的保护意识在不断加强,这虽有利于植物保育,但也给正常的科研交流造成了一定程度的障碍.经过 4 个多世纪的发展与积累,全球标本馆馆藏标本已达 3.97 亿份,在分子生物学技术不断迭代和完善的背景下,这些系统性收集与科学馆藏的标本正在成为开展属级、种级和群体系统发育研究的重要科研材料.因此,当下探讨当代植物标本馆体系建设如何适应学科发展的需求恰逢其时.该文通过回顾世界与中国植物标本馆概况,结合上海辰山植物标本馆(CSH)建设的经验,提出 6 个方面的思考:(1)革新标本管理者的理念,转变"等人来"的被动式服务习惯,通过各种渠道吸引业内外人士来访,提升标本馆的人气.(2)规范合理规划标本馆功能区域,为标本提供安全的馆藏环境,为来访者营造舒适的研究氛围.(3)秉承开放共享的理念不断提升馆藏物数字化覆盖率,注重数据标准化,保证数据的科学有效性.(4)合理利用信息技术替代重复性工作岗位,让标本馆工作更富成效和吸引力.(5)按照国家级平台要求不断提升馆藏物收藏多样性和馆藏环境,时刻为能在国家级或国际平台展示馆藏资源做好准备.(6)积极响应社会发展需求,让标本馆成为集信息咨询、资源服务、培训教育于一体的多元化机构,成为国家或地方的植物资源科技服务平台.

库鲁斯台草原是新疆塔城地区农牧业发展的重要物质基础.由于草原严重退化、沙化、盐渍化等生态环境问题日益突出,近年来我国实施了一系列生态修复工程以改善草原生态环境.及时、客观、定量评价生态环境质量的时空变化对环境保护修复工程实施和政策制定具有重要意义.本文基于Google Earth En-gine(GEE)平台,选取2009、2012、2015、2018和2021年同期采集的高质量Landsat影像,构建基于遥感的生态指数(RSEI),评估了库鲁斯台草原生态环境质量的时空变化和空间集聚规律.结果表明:(1)2009-2021年RSEI的均值由0.294增加至0.324,表明研究期内库鲁斯台草原生态环境质量整体呈波动上升趋势.(2)从空间分布来看,生态环境质量水平较差和差的区域主要分布在库鲁斯台草原西部、西北及西南部等海拔相对较低的区域,良好和优秀生态水平区域主要集中在森林覆盖率高的中部及东部等海拔较高、人类活动较少的地区.(3)2009-2021年,RSEI的全局Moran'sI值为0.508～0.687,表明库鲁斯台草原生态环境质量的空间分布呈显著正相关.RSEI局部空间自相关聚类图显示,高-高(H-H)集聚区主要分布在海拔较低的中部,低-低(L-L)集聚区主要分布在植被较少、海拔较高的西南部和西北部.

野猪(Sus scrofa)具有较强的繁殖力和对多种环境的适应能力,近年来在我国多地出现种群明显增长,因野猪损毁农林作物、伤人而引发的人兽冲突事件频发.为针对野猪的计划性捕猎与种群管理提供科学支持,本研究以浙江省开化县为例,基于红外相机实地调查数据对野猪种群数量进行估算.选用开化县2020年9-10月429个位点的红外相机监测数据,包括有效相机工作日23 690 d,共记录到964次野猪的独立探测.利用Royle-Nichols模型,结合地形、植被、人类影响的环境变量因子和野猪家域面积参数,估计了野猪种群密度及分布.结果显示,研究区内野猪数量为(5548±2343)头(mean±95％C.I.);在与野猪家域面积大小相当的网格中,野猪的平均种群密度为每平方千米(2.38±0.61)头(mean±SD);野猪密度与海拔和居民点密度呈负相关关系,与森林覆盖率呈弱正相关关系.基于以上结果,结合实际管理需求,建议研究区域内的野猪捕猎活动选择在其种群密度较高的农田、种植园以及森林与农田交错区域开展.当地主管部门与钱江源国家公园未来应依托系统布设的红外相机监测网络,整合捕猎获取的个体信息记录和其他来源的数据,修正和完善种群动态模型,建立长期种群动态监测机制.

该研究以贵州省玉舍国家森林公园三种造林植物水榆花楸(Sorbus alnifolia)、近轮叶木姜子(Litsea elongata var. subverticillata)、山杨(Populus davidiana)为对象,测定其光合作用日变化和叶绿素荧光、叶片碳酸酐酶活力以及叶绿素含量和稳定碳同位素组成,并测定了植物生长地土壤理化性质,综合分析了三种植物的喀斯特生态适生能力.结果表明:水榆花楸和山杨的净光合速率明显高于近轮叶木姜子,这与其较高的气孔导度和光化学效率有关;而山杨因具有较高碳酸酐酶活力和叶绿素含量,表现出较高的水分利用效率.水榆花楸和山杨的光合生产能力较高,且受光强和温度限制,可在光照较好的地区大范围种植,作为速生植物来加快经济收入并改造当地脆弱生境的优选植物;近轮叶木姜子作为中药型植物,且在低光强下能够保持最大生长能力,可在光照条件不好的地区优先种植,既增加植被覆盖率又增加经济收入.该研究结果为山地森林资源的保护和开发利用提供了科学依据.

温度和水分影响森林生态系统的结构与功能,而全球变暖和降雨格局的改变是未来气候变化的趋势.我国中亚热带地区森林覆盖率大,碳库丰富,可溶性有机质(DOM)作为森林生态系统的重要组成部分,气候变化对它的数量和组成具有重要的影响.本文对我国湿润亚热带地区杉木人工林土壤进行模拟增温以及隔离50％的降雨试验,利用光谱技术手段研究增温及隔离降雨对土壤可溶性有机质(DOM)的数量及其结构的影响.试验设对照(CK)、增温(W)、隔离降雨(P)、增温与隔离降雨的交互作用(WP)4种处理.结果表明,与对照相比,土壤增温后,0-10cm和10-20cm土层的土壤可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)增加,但其芳香性指数和腐殖化程度降低,增温加速DOM的流失,不利于土壤有机质的稳定.季节变化影响土壤的环境,导致隔离降雨有使DOM的数量增加或减少的趋势;在旱季(2014年10月和2015年1月),隔离降雨降低了土壤DOM的数量,但其芳香性指数和腐殖化程度增加,而进入雨季(2015年4月),隔离降雨有使DOM增加的趋势,但其组分中的芳香化合物较少.增温和隔离降雨的交互作用在一定程度上促进DOM的产生,其结构比对照简单.温度和降雨对DOM的影响较为复杂,在全球气候变化背景下,只有长期对其进行观测并探讨其他因素带来的影响才能深入了解气候变暖和降雨格局的变化对土壤碳、氮的影响.

针对疏勒河流域生态环境脆弱、人地矛盾突出的特点, 采用"环境-经济-社会(EES)"模型, 建立疏勒河流域土地生态安全评价指标体系, 构建土地生态安全评价的熵权物元模型, 对疏勒河流域2005—2014年土地生态安全状况进行评价研究, 并利用主成分分析法定量研究疏勒河流域土地生态安全的限制因子.结果表明: 2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全还存在着恶化风险, 2005—2007年风险降低, 2007—2008年风险小幅增加, 2008—2009年风险降低, 2009—2013年风险大幅增加, 2013—2014年风险有所降低;发展方向表现为"不安全→安全"的阶梯式上升趋势, 其中, 2005—2007年土地生态安全状态为"不安全", 2008—2009年安全状态为"临界安全", 2010—2011年安全状态为"较安全", 2012—2014年安全状态为"安全";制约2005—2014年疏勒河流域土地生态安全水平提升的关键因子分别是人均耕地面积、森林覆盖率、人均水资源量、产水模数、第三产业产值与GDP占比和耗水率, 其中, 森林覆盖率和产水模数影响最大, 主成分荷载达0.973和0.968.研究结果以期为疏勒河流域土地生态治理决策和人地关系和谐可持续发展提供科学依据.

将长江中上游地区84个地市级区域作为一个整体,利用GIS综合解译分析归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型和数字高程模型(DEM),揭示该区域退耕还林工程所取得的成效.结果表明:2000-2015年,研究区域NDVI持续增长;与2000年相比,2015年长江中上游地区有2.1％的耕地不再耕种,坡度＞35°坡耕地的25％实现了退耕,25° ～35°坡耕地的2.7％实现了退耕,中坡度耕地绝大部分实现退耕;耕地主要转变为林地和草地.研究期间,林草覆盖度增加显著,增幅达21.9％;低植被覆盖度的土地面积大幅减少,植被覆盖度小于10％的面积减少95.3％,高植被覆盖度的土地面积显著增加;土壤侵蚀强度总体降低,轻度、强度、极强度等级土壤侵蚀的土地面积均减少10％以上,但剧烈土壤侵蚀状况未得到缓解.研究区森林覆盖率达到60％,但不同时段覆盖度的变化比例存在差异,空间分布不均匀,呈现东部高、西部低的特征,需要继续加强治理.

水资源承载力是社会经济稳定发展所能支撑的最大可利用的水资源.在对山东省水资源现状进行调查和统计的基础上,选取人均水资源量、水资源利用率、供水模数、降雨量,人均GDP、人口密度、人均生活用水量、万元GDP用水量、万元工业产值用水量、万元农业产值用水量,耕地灌溉率、生态环境用水率、森林覆盖率共13个主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,应用模糊综合评判模型对山东水资源承载力现状进行评价.结果表明:山东省水资源综合评价结果a值在2001-2009年间低于0.6,2010-2015年间高于0.6,表明山东省水资源承载力总体得到了提高;另外2001-2015年间,大部分年份的a值小于0.6,个别年份低于0.4,年际变化相对较大,可见山东省水资源承载力水平总体较弱,年际变化较大.

喀斯特石漠化生态系统土壤养分元素生态化学计量特征及其对环境变异的生态响应是喀斯特退化森林生态系统恢复重建必需明确的关键科学问题.为探明喀斯特石漠化土壤C、N、P、K养分元素生态化学计量特征,探讨其对环境因子的响应,对西南喀斯特3个典型石漠化调查点(贵州毕节鸭池、清镇红枫湖和关岭-贞丰花江)90个样方土壤及环境因子调查取样,研究了其土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)及全钾(K)的化学计量特征及其影响因素.结果表明:西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤C、N、P、K平均含量分别为45.61、2.54、0.79 g/kg和3.33 g/kg,计量比C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K平均值分别为19.56、65.07、23.65、3.45、1.32和0.39.4个土壤养分元素中,K元素表现明显高于其他元素的波动性.土壤养分含量及化学计量比在不同调查点、石漠化等级及植被覆盖率环境均有显著差异.无石漠化环境土壤养分C、N、P含量显著大于潜在、轻度、中度和强度石漠化,而强度石漠化环境土壤养分K含量却显著高于其他等级石漠化.土壤养分含量之间及其与化学计量比之间多具有显著的非线性相关关系.降水、温度、岩石裸露率和土地覆被是西南喀斯特石漠化生态系统土壤养分及其化学计量比最主要的影响因素.研究结果对丰富土壤生态化学计量学科学理论和我国西南喀斯特石漠化退化植被科学恢复具有重要意义.