城市扩张所导致的绿地减少、生态环境退化等问题,影响碳达峰、碳中和(简称"双碳")目标的实现."城市双修"通过对被破坏的城市自然生态系统的恢复与重建,有效发挥森林、草原、湿地和土壤的固碳作用,以及优化城市及社区更新方式,改变居民出行和生活方式,有助于城市碳汇能力提升和碳排放的降低.基于2005-2021年我国287个地级市的非平衡面板数据,运用交错双重差分模型评估"生态修复、城市修补"(简称"城市双修")政策的碳减排效应.研究发现:(1)"城市双修"政策使城市碳排放显著降低了 5.6％,但该效应有3年的滞后期;(2)机制分析揭示了城市绿地的增加是"城市双修"政策实现"双碳"目标的重要途径,绿地面积每增加1000hm2,城市碳排放降低1.5％;(3)异质性分析表明"城市双修"政策会扩大碳排放最高和最低城市之间的碳排放差距,城市的生态基础、财政基础以及政策执行力度会影响"城市双修"政策的碳减排效力,并对位于经济发达的东部地区的城市的碳减排助推作用更强.研究据此提出了充分总结推广试点经验、系统推进城市低碳转型、因地制宜开展"城市双修"工作等对策建议.

水毛花(Schoenoplectiella triangulata)是一种广泛应用于湿地植被恢复中的挺水植物,探究不同地区水毛花种群种子的萌发特性与休眠特性对其种质收集和科学利用至关重要.该研究测定了水毛花种子形态特性、萌发特性的种群间差异,并对其休眠机制进行探索,结果显示:(1)水毛花的种子存在生理休眠,其形态、千粒质量和吸水特性在种群间存在显著差异.(2)光照和变温条件有助于水毛花种子的萌发.(3)低温沙藏、低温水藏和常温沙藏有助于水毛花种子休眠的解除;氟啶酮和赤霉素处理均有助于打破水毛花种子的休眠,但在不同地区水毛花种群间存在差异.(4)不同地区水毛花种群间种子形态特性、萌发特性以及休眠特性的差异与采集地的环境因子相关.该研究结果表明水毛花种子应用于湿地生态修复时应考虑种源的问题,在播种前对其进行适当处理可以提高发芽率和生态修复成效.

高寒湿地是青藏高原典型的湿地类型,具有重要的生物多样性维持和水源涵养作用,了解其景观格局变化及其影响因素对我国高寒湿地的保护与恢复具有重要意义.本研究基于GEE和Landsat卫星影像,采用随机森林分类方法提取了1987-2022年12期四川南莫且湿地国家级自然保护区沼泽湿地分布信息,分析了沼泽湿地景观格局时空变化及其影响因素.结果表明:(1)保护区沼泽湿地面积先减少再增加,整体减少了10.29％;(2)沼泽湿地与草甸的面积转换最剧烈,沼泽湿地累计向草甸转移4349.44 hm2;(3)沼泽湿地重心先向东北再向西南方向迁移,沼泽湿地分布范围整体向西南方向迁移;(4)沼泽湿地景观格局表现为破碎化程度先下降再升高,连通性先升高再下降,斑块形状趋于复杂,湿地景观趋向离散化发展;(5)生长季累积降水量、生长季均温是影响保护区沼泽湿地变化的主要影响因素.研究结果可为保护区高寒湿地的保护与恢复以及青藏高原高寒湿地生态安全建设提供科学依据.

水鸟是反映湿地生态系统状况的指示物种,水鸟多样性保护优先区识别对自然保护区功能区划和湿地保护修复具有重要意义.于2020年5月-2021年4月,开展了衡水湖自然保护区水鸟群落的调查监测,采用GIS软件和结构方程模型等分析其不同区域水鸟群落结构和季节性变化、水鸟多样性分布格局及其驱动因素.结果表明:(1)衡水湖自然保护区不同区域均表现出以雁鸭类等游禽为优势种的水鸟群落特征,衡水湖西湖和滏东排河的水鸟物种丰富度和Shannon多样性指数最高,衡水湖东湖的水鸟种群数量最大,滏阳新河的鸻鹬类种群数量相对较大.(2)不同区域水鸟群落具有明显的季节性变化特征,春夏季涉禽数量明显增多,但仅在衡水湖自然保护区东湖、西湖和滏阳新河成为水鸟群落的优势种;9月之后各区域游禽种数和种群数量占比均明显上升,雁鸭类成为优势种群.(3)水鸟物种丰富度和种群数量较高的区域主要在自然保护区的湿地恢复区、滏东排河和小湖隔堤两侧等地;不同类群水鸟的空间分布格局差异较大,雁鸭类分布较为分散,鸻鹬类、鹤鹳类水鸟分布更为集中;栖息地状况是影响衡水湖水鸟多样性的主要因素.(4)衡水湖水鸟保护优先区包括湿地恢复区及周边区域、南李庄鱼塘、良心庄鱼塘及周边区域、东湖的姊妹东岛、小湖隔堤两侧等5个区域,占保护区总面积的8.94％.研究结果为衡水湖自然保护区的功能区划、水鸟保护策略制定、栖息地保护修复提供了相关依据.

黄河三角洲国际重要湿地生物多样性保护工程于2019年动工,本研究基于修复区内大型底栖动物群落组成特点及其与环境因子的相关关系,分析大型底栖动物群落恢复特征,了解该地区的生态系统健康状况,评估保护工程实施三年后修复区湿地生态系统演替阶段及修复效果.结果表明:2022年春、夏、秋三季共采集到大型底栖动物16种,隶属于5门6纲15科,昆虫纲动物在物种组成中占据优势地位;大型底栖动物密度和生物多样性指数的时空差异均不显著(P＞0.05);大型底栖动物生物量存在显著的季节差异,表现为秋季(2.89 g/m2)＞夏季(1.95 g/m2)＞春季(1.90 g/m2),秋季与春季和夏季间均存在显著差异(P＜0.05),空间差异不显著(P＞0.05).与环境因子的相关性分析结果显示,蠓科一种(Ceratopogonidae sp.)、石缨虫属一种(Laonome sp.)、椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)、尖口圆扁螺(Hippeutis cantori)等物种密度与电导率、盐度、总碳、铵盐和亚硝酸盐等指标显著相关(P＜0.01).快速生物综合评价指数评定修复区为"亚健康"状态.本研究通过对黄河三角洲湿地修复区大型底栖动物群落特征以及生态健康评价的分析,为修复区底栖动物群落的演替规律研究提供基础数据和科学依据,为后续湿地修复工程的实施和管理提供指导和参考,对于黄河三角洲生物多样性的保护具有重要意义.

本研究以河南黄河中游及下游湿地为研究区,对区内19种优势草本植物的生态位与种间联结性进行分析,以期对黄河中游、下游湿地的生态恢复和科学治理提供依据.结果显示,研究区共调查到116种草本植物,其中19种优势草本植物种间生态位差异较大.黄河中游、下游湿地总体联结性呈显著正联结;黄河中游和下游AC值≥0.4的均为2对,优势种种间联结性较弱,物种独立性较强.研究结果表明,黄河湿地植物群落总体呈现正向演替,但这种演替不稳定,还处于初级阶段.在生态修复过程中可以优先考虑具有较高生态位宽度且适应性强的植物,如芦苇(Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.)、香附子(Cyperus rotundus L.)作为先锋植物以加快演替进程.

为探究湘西石漠化区湿地松-马褂木人工混交林林分结构及土壤理化性质,该研究以湘西石漠化地区湿地松-马褂木人工针阔混交林为对象,利用植物群落学分析和野外取样检测的方法,分析林分结构和土壤理化性质,运用Winklemass 1.0计算林分空间结构参数,并用三维离散随机变量分析了优势种的空间分布格局.结果表明:(1)林分内胸径(DBH)≥2 cm的林木株数为897 plants·hm-2,隶属于15科16属.主林层为湿地松,平均DBH为32.3 cm,重要值为44.2％;次林层为阔叶树,中幼龄林木居多,其中樟树、马褂木为优势树种,重要值分别为17.1％和13.2％.此外,还存在较多处于劣势生态位的天然更新种.(2)林木的水平分布格局偏向于随机分布((W)=0.503);林分整体趋向于中庸偏劣势过渡的态势((U)=0.505);种间隔离程度较高(M=0.689),林木混交状况良好.空间结构参数的三维离散随机变量表明,湿地松87.3％为优势和亚优势,马褂木41.7％为亚优势、26.9％为中庸态势,樟树23.5％为中庸态势、56.8％为劣势和绝对劣势.(3)林分土壤pH值趋于中性;与撂荒地相比,林分土壤的容重、持水量、孔隙度、有机碳、全钾、全氮、全磷等因子均明显改善,但整体而言,林分土壤仍然较为贫瘠,局部土壤紧实,保水能力差.综上表明,湿地松、马褂木作为先锋树种生长43年后,林分有向异龄林、强度混交林演替的趋势;林分内中幼龄阔叶树株数占比较大,近熟林出现断层,老龄针叶树占据优势生态区位,需抽针补阔、间针育阔,择伐劣势木,促使林分向阳生性阔叶树为主、中生性和耐阴性阔叶树为次的林分结构演替.该研究结果为湘西石漠化区的植被恢复、人工林结构优化和土壤改良提供了理论依据.

水菜花(Ottelia cordata)是珍稀濒危的沉水植物,现仅分布在中国海南岛北部海口至文昌一带的淡水湿地,其造型优美,极具园艺观赏价值.然而,受人类活动影响,水菜花的生境急剧退缩且更加破碎化,濒临灭绝.为探究水菜花的繁殖特征和繁殖规律,该研究分析了水菜花的花部形态、性比、花粉活性、柱头可授性、反射光谱、花粉限制与无融合生殖及其传粉者类型与行为.结果表明:(1)水菜花雌雄异株,雌、雄个体的性比约为1∶2;水菜花雌、雄花形态相似,但雌花略大于雄花.(2)水菜花花粉活性和柱头可授性在花蕾期和开放期均较高.(3)中华蜜蜂(Apis cerana)是水菜花的主要传粉者,传粉效率较高且访问雄花的频率显著高于雌花.(4)水菜花雄蕊、雌蕊间的花色距离显著高于中华蜜蜂辨别的阈值(P＜0.001).(5)在自然授粉和人工授粉下,水菜花坐果率分别为95.29％和98.42％,并且不存在无融合生殖现象.综上所述,水菜花两性模拟的欺骗性传粉并不完美,传粉者可以从视觉上区分雌花和雄花;而由于水菜花雄花数量较多,传粉者低频率的"错访"足以达到水菜花雌花的繁殖需求.因此,在今后开展水菜花迁地保护、人工种群恢复等保育工作时,应重视水菜花种群大小、性别比例和当地传粉者种群数量.

近年来随着人类活动的加剧,湿地生态系统的结构和功能都受到强烈干扰和破坏,研究遭受干扰后的湿地生态系统结构的演化过程,对湿地生态系统的保护、管理、恢复都有重要意义.本文根据复杂网络相关理论和生态系统特征构建湿地生态系统的网络模型,同时基于生物的谢尔福德耐受性和生态系统的自我调节能力,提出了一种考虑过载和欠载状态的湿地生态网络结构的演化模型.从初始负载、负载容量、负载冗余范围和负载重分配四个方面对遭受攻击的生态网络结构的演化过程进行刻画,同时利用鲁棒性指标揭示物种遭受干扰消亡后对湿地生态系统鲁棒性的影响.针对Teacapan湿地生态系统数值仿真,发现不同营养级的关键物种消亡对生态系统结构和鲁棒性的影响程度不同.初级生产者中的关键物种(红树林的碎屑和水中物质)消亡会导致Teacapan湿地生态网络结构迅速崩溃,生态系统鲁棒性指标迅速下降为0;而消费者中的关键物种消亡对生态网络结构波动和系统鲁棒性的影响较小,生态系统能够在一定时间内达到二次平衡,此时湿地生态系统仍具有一定的抵抗外界干扰的能力.这一结果体现了红树林中的碎屑作为支撑食物链的主要食物来源对湿地生态系统的重要性,为湿地生态系统的动植物资源保护和生态重建提供一定的科学参考.

植被的降水利用效率(Precipitation use efficiency,PUE)是表征植被生产力对降水量时空动态变化响应特征的重要指示器,对了解干旱环境下植被生产力的变化尤为关键.基于中国干旱半干旱区2000-2020年的植被净初级生产力、降水量、气温、土地利用类型和地形等数据,分析了中国干旱半干旱区植被降水利用效率的时空特征及其变化趋势,探究了植被PUE与气候因子的关联以及气候变化下土地利用和地形对植被PUE的影响.研究结果表明:(1)2000-2020年中国干旱半干旱区植被平均PUE为0.41 g C m-2 mm-1,不同土地利用类型下植被PUE的大小顺序为:草地＜湿地＜灌木＜耕地＜林地.(2)植被PUE年际变化整体呈现波动上升趋势,上升速率为0.004 g C m-2 mm-1,其中呈现显著改善趋势的面积占总面积的12.24％.(3)气温升高在不同程度上对大多数植被PUE起到促进作用,而降水增多则会抑制绝大多数区域的植被PUE.植被较少的区域,植被降水利用效率与气温、降水两气候因子基本无关.(4)随着海拔的升高,植被PUE呈现出先减后增再减的趋势.随着海拔的变化,气温依然与植被PUE呈正相关,降水依然与植被PUE呈负相关.研究结果可为中国干旱半干旱区生态系统保护、恢复以及可持续利用提供科学参考.