生态安全格局是维持生态过程和保障生态系统功能稳定的重要空间途径.随着景观规划和决策的开始实施,亟需考虑生态安全格局构建的差异化方法及其空间输出的一致性,以及研究对象的匹配性和适用性.本研究从整合视角出发,以黄土高原退耕还林工程主要实施区域延安市安塞区为对象,结合地域地形地貌和景观特征,融合形态学空间格局分析和生态系统服务重要性评价结果识别生态源地,构建安塞区生态安全格局.结果表明:结构型与功能型构建方法在空间保护优先级识别上的一致性较低,面向整合集成的方法可形成互补,能实现结构连通与功能提升双重目标;研究区共有202个生态源地,总面积391.58 km2,约占研究区总面积的13.3％,整体呈现碎片化分布特征,主要分布于北部和南部;研究区共有110条生态廊道,总长度599 km,主要围绕河道分布,呈现出"南北部短窄密集、中部长宽疏朗"的分布特征.本研究提供的结构-功能整合方法为国土空间生态修复规划工作提供新见解,并能推进景观格局、过程和服务的研究.

大渡河是长江上游重要支流,水电资源丰富,流域内现存大量特有物种和珍惜物种,具有较高的生态及经济价值.生态流量是保障河道生态环境不退化、维持河道健康的重要指标,开展对大渡河生态流量的计算,对大渡河水生态环境保护和水资源合理利用具有重要意义.当前对生态流量的研究众多,本文基于大渡河中下游2008-2017年天然来水情况,分别选取水文学方法中的Tennant法、改进Tennant法,水力学法中的湿周法,以及鱼类生境适宜度法,提出了水文-水力学-水生态的结合法(下称结合法).将结合法计算的生态流量与多年实测流量对比,确定需要进行生态补水的月份,并根据水利部印发的第四批重点河湖生态流量保障目标对大渡河生态流量进行满足程度分析.研究结果表明:结合法考虑了水文学、水力学以及不同月份鱼类繁殖的需求,满足年内不同时段河道生态需求.大渡河中下游泸定站2-4月、沙湾站2月的来流量无法满足生态需水,应进行生态补水,使河道流量满足鱼类繁殖要求.与水利部制定的大渡河生态流量保障目标相比,本文计算的生态流量在鱼类繁殖期高于保障目标,在非鱼类繁殖期低于保障目标.本文提出的结合法考虑了河道生态需水的年内差异,且计算方法简便,实用性较强,大渡河生态流量的计算能够为年内生态补水提供科学依据.

泄放生态流量是修复小水电坝下减水河段生态系统的重要手段.大型底栖动物对环境变化敏感,是水生生态系统修复效果的重要指示生物类群.2021年,在重庆市巴南区一品河、五布河上共选择8座典型小水电,调查减水河段前端浅滩(评估点)的流量、河流生境、水质、底栖动物,并与近自然河段浅滩(参照点)对比,以评价生态流量泄放后减水河段的生态修复效果,探究影响底栖动物群落恢复的生态机制.结果显示:只有1座小水电的泄放量完全达到设计值.未达标泄放量的达成度平均值为41.0％.评估点河道湿润率平均值为47.6％.评估点和参照点的水质并无明显差异.底栖动物密度、大多数评估点的水生昆虫生物量和丰富度指数均显著低于参照点,平均值分别为参照点的25.8％、24.5％、43.2％.Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数与参照点无显著差异.评估点底栖动物以EPT昆虫(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目昆虫)为优势,功能摄食类群以收集者和刮食者为优势,与参照点一致,但评估点各功能摄食类群密度普遍显著低于参照点.评估点底栖动物密度、丰富度、EPT昆虫密度与河道湿润率呈显著线性正相关.研究表明:泄放生态流量后,小水电近坝浅滩生境水质、底栖动物群落多样性、群落结构、功能摄食类群等与参照点无显著差异.底栖动物密度、水生昆虫生物量和丰富度、EPT昆虫密度等指标的恢复效果并不显著.减水河段的生态修复效果整体尚未达到预期.泄放量不足是阻碍底栖动物群落恢复的重要原因.

封面图片由河南大学地理与环境学院李国栋教授在2023年7月于黄河故道区实地考察时拍摄(33°02′33"-35°25′22"N,113°26′34"-120°24′50"E).图片展现了黄河改道后留下的独特景观和自然遗产,在这片广袤的土地上,往日黄河澎湃的流水已不再,取而代之的是宁静的湿地和蜿蜒的旧河道,它们像一条巨大的生命脉络,记录着黄河的变迁和土地的演变.水上散布着一些小岛或浅滩,岛上长满了树木和灌木丛,水鸟翩翩起舞,水面波光粼粼,展示了生态系统中水分与热量的自然调节机制.河岸边,茂密的芦苇丛随风摇曳,宛如绿色的波涛.古河道两侧,广袤的农田与星罗棋布的村庄点缀其间,居民们在此辛勤耕作,悠然生活.黄河故道地区不仅风光旖旎,更是我国生态安全的坚固屏障.

[目的]豚草是世界范围内广泛入侵的植物,对入侵地经济发展、人体健康和生态安全产生严重危 害.研究分析其入侵扩散媒介、切断其扩散来源对有效防控意义重大.[方法]通过对新疆伊犁河谷全 l境调查,分析豚草空间分布特征;采用空间代替时间的方法,结合地统计学,定量分析豚草不同入侵时间及生境的传播扩散特征,总结其扩散媒介和途径.[结果]豚草在伊犁河谷分布种群共计186个,其分布 l具有明显生境偏好,主要分布在道路两侧、河道和林下.道路两侧分布种群最多,占总分布种群点的32.34％,河道两侧分布面积最大,占伊犁河谷分布面积的69.01％.新源县是豚草的主要发生区,已形成4个严重入侵区和多个扩散源区.[结论]豚草早期扩散具有随机性,在不同生境内种群呈集中分布.不同生境中扩散媒介各有侧重,以农牧物资运输和牛羊携带为主.因此,道路和河道两侧是防控的重点,同时要加强对农牧产品调运和动物活动的监管,减少动物辅助扩散传播.研究为豚草在伊犁河谷的防控研究提供中烟基础数据.

河道岸坡是河道生态系统的重要组成部分,也是野生动物的重要生境.鸟类是河道岸坡的常见动物类群,其群落组成受河道岸坡生境因子的影响.于2021年8月至2022年7月,以巢湖周边5条河道为研究对象,根据河道岸坡特征,选取3类岸坡,共设置45条样线,对河道岸坡鸟类的种类、数量分布,与距道路距离、岸坡宽度、岸坡坡度以及乔木、灌木、草本植物盖度和平均高度等生境因子进行调查,探讨具有不同结构的河道岸坡对鸟类多样性的影响,采用多元逐步回归分析探究鸟类多样性与生境因子的关系.结果表明,3类岸坡中共有鸟类14目44科116种,其中水鸟36种,国家重点保护野生鸟类11种,安徽省重点保护鸟类35种,IUCN濒危物种红色名录中的极危(CR)物种1种.与其他两类岸坡生境相比,人工型岸坡对鸟类多样性影响最大,而自然原型岸坡更有利于提高鸟类生物多样性.另外,草本植物盖度及平均高度、岸坡坡度和岸坡宽度对鸟类多样性具有显著影响.其中,宽度大的缓坡自然原型岸坡鸟类物种丰富度最高,表明鸟类岸坡生境选择偏向于平缓的自然型岸坡生境.本研究结果可为巢湖河道岸坡建设、管理和生物多样性保护提供科学依据与技术支持.

[背景]煤矸石堆场用于堆放煤矿开采过程中产生的一种热值低、含重金属的固体废弃物,会产生大量的酸性废水,对堆场周边的生态环境造成严重影响.[目的]探究煤矸石堆场的微生物群落结构和功能特征.[方法]选择贵州省六枝特区典型煤矸石堆场作为研究对象,采集堆场表层土壤、矸石层土壤、废水浸出口沉积物和堆场下游河道沉积物,通过宏基因组学技术进行分析.[结果]细菌的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),优势菌属为钩端螺菌属(Leptospirillum)和硫化杆菌属(Sulfobacillus);古菌的优势菌门为 Candidatus_Thermoplasmatota 和泉古菌门(Crenarchaeota),优势菌属为热原体属(Thermoplasma)和金属球菌属(Metallosphaera).不同采样点细菌和古菌的优势菌属存在显著差异,矸石层土壤和废水浸出口沉积物中的铁氧化细菌和硫氧化细菌比其他 2个样点丰富.煤矸石堆场中微生物的碳、氮、硫代谢基因丰度较高,共检测到 6条固碳途径、6 条氮代谢途径和 3 条硫代谢途径.主要的固碳基因为ACAT和E2.2.1.1,固碳途径以还原性三羧酸循环为主;主要的氮代谢基因为nirB、nasA和narG,氮代谢途径以反硝化为主;主要的硫代谢基因为cysH和sir,硫代谢途径以同化硫酸盐还原为主.[结论]本研究可进一步拓展对矿山生态环境的认识,为矿区生态修复、土壤和河流污染的治理提供理论依据.

对于透明度低、富营养化严重的河道,难以直接在河底种植沉水植物净化水质.通过构建穗花狐尾藻人工沉床系统,对上海临港一典型富营养化河道进行生态修复.结果表明:人工沉床可通过沉水植物吸收和改变微生物群落结构及多样性,达到脱氮除磷、提高水体透明度效果.沉床修复30 d后,水体透明度升高了 152.2％,水体叶绿素a浓度降低了 87.4％,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和活性磷(PO43--P)浓度平均去除率分别为61.0％、76.4％、91.8％和76.6％,与对照区差异显著(P＜0.05).修复后水体微生物多样性提高,改变了门、属水平群落结构以及水体氮处理细菌结构,提高了磷处理细菌丰度;冗余分析进一步表明,TP、NH3-N、NO3--N和PO43--P是导致沉床修复不同时期水体门水平群落结构差异的主要驱动因子,变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门与TP、NH3-N、PO43--P均呈显著正相关,与NO3--N呈显著负相关,放线菌门和蓝细菌门则相反.研究结果为富营养化河道生态修复工程提供了理论及技术支撑.

河南段黄河位于黄河的中下游区域,河道宽、悬差大、滩区面积大、历史灾害最重.河南沿黄地区高质量发展的主要困境为沿河流域水土流失、黄河滩湿地保护与当地资源开发利用、农业发展之间的矛盾.部分中药对盐碱地、沼泽地有着较强的适应能力,也有部分中药具有防风固沙、防止水土流失的作用,沿黄流域发展中药材经济不仅是对中医药政策的落实,更是有效改善沿黄区域存在问题、推动区域高质量发展的重要举措.建议:(1)规划种植适宜滩区中药材,构建河南黄河滩区特色的中药产业体系;(2)综合利用中药材非药用部位;(3)大力发展湿地中医药养生生态旅游产业;(4)因地制宜确立政策,针对粮食产量低、布局条件差的农业效益低下区域,推进林下药、林药结合、林下草、林牧结合等栽培模式.

采集 2021 年生长季和非生长季新安江源区常绿针叶林土壤-植物-大气多源水样进行氢氧稳定同位素测试,分析不同来源水分同位素组成(δ18O和δ2 H)的差异及变化特征,评估不同季节多水源采样方案(植物不同部位、土壤不同深度)对蒸散发组分区分的影响程度,进而优化我国南方湿润区森林生态系统蒸散组分区分的氢氧稳定同位素采样方案.结果显示:多源水δ18O和δ2H在土壤-植物的水分传输过程中逐渐富集,非生长季较生长季更为富集.植物各部位水分的动力学分馏强度随着同位素不断富集而逐渐增大.河道水与山泉水同位素组成分布较为接近,大气水汽相较于其他水源明显最为贫化.土壤水同位素组成垂向分布主要呈现三种不同的规律:随深度增加而减小、先增大后减小或先减小后增大.浅层土壤水同位素组成变化范围大于深层土壤水,拐点位于 50-90 cm.由植物各部位与土壤的水同位素组成分布特征及其差异可知符合同位素稳态假设的杉木最佳取样部位为韧皮部.比较基于不同深度土壤蒸发水汽同位素组成δE计算得出的T/ET(蒸腾与蒸散发比率),发现生长季T/ET整体变化量为13.46%,低于非生长季21.42%.即土壤取样深度的变化在相对干冷条件下对T/ET的影响较大,推断出适宜杉木林的土壤取样深度约为 20-30 cm.研究成果可为湿润区半湿润区蒸散发组分区分同位素采样方案设计、蒸散发估算模型构建提供科学依据,并为生态系统蒸散发组分分割、植物蒸腾水分溯源研究奠定有效基础.