土壤中铁元素主要以氧化物形态存在,土地利用方式的变化会导致其形态发生转变.本研究选取黄河三角洲不同退耕年限土地为对象,通过分析退耕土壤理化性质和不同形态氧化铁含量,探讨退耕年限对土壤氧化铁含量及其形态变化的影响.结果表明:总体上农田退耕后土壤(0～40cm)含水量、有机质、总氮和总磷含量以及表层土壤黏粒含量随退耕年限的延长呈上升趋势;土壤pH和土壤容重的变化则不明显.土壤全铁(FeT:23.68～26.60 g·kg-1)含量在退耕的前6年内无显著变化,但退耕6年后则随退耕年限的增加而降低;游离态氧化铁(Fed:4.97～5.81 g·kg-1)与FeT变化趋势大致相同;络合态氧化铁(Fep:0.03～0.21 g·kg-1)和无定形态氧化铁(Feo:0.54～0.76 g·kg-1)变化趋势基本一致,均表现为随退耕年限呈先降低后上升的变化趋势.退耕还湿后土壤中全铁和各形态氧化铁含量与土壤理化性质呈现出不同程度的相关性.研究表明,黄河三角洲农田退耕还湿将对土壤理化性质与氧化态铁的含量及其分布产生明显影响.

长江流域生态系统格局复杂,多种社会经济、政策和自然因素对土地利用变化的影响使得生态环境发生变化.分析了2000年至2015年长江流域生态系统格局和演变特征,及主要驱动力对生态系统变化的贡献.15年间,共有约6.4万km2的生态系统类型发生变化,城镇增长67.5％,农田缩减7.5％,森林增加2.1％,剧烈的生态系统变化集中于下游,以及中上游的大城市,城镇聚集区以及退耕还林区.生态系统景观破碎化程度和景观多样性提高.上、中、下游生态系统格局、构成差异较大,15年间,上游和下游森林显著增加,下游城镇显著扩张、农田和湿地显著缩减,上游湿地增加最为显著.城镇化是生态系统格局演变的首要驱动力,对生态系统变化的贡献率达48.0％,长江下游城镇化的贡献率高达64.5％.生态保护与恢复工程是第二驱动力,对生态系统变化的贡献率为32.8％,在上游高达47.8％.水资源开发和农业开发贡献率分别为8.5％和9.9％,此外,气候变化促使高原湖泊面积增大.为保护长江流域生态系统的可持续发展,需划定生态保护红线,合理规划城市化进程中的土地利用,保护优质耕地,禁止重要湿地的开发.

生态资产是自然资源资产的重要组成部分,保护和恢复生态系统的目的就是增加生态资产,增强生态资产提供生态系统服务的能力.青海省生态资产丰富,生态区位重要,各级政府高度重视青海省的生态文明建设,评估青海省生态保护与恢复成效对于合理保护青海省生态资产具有重要意义.通过核算生态资产面积、质量,建立生态资产指数指标,综合评估了青海全省以及重点生态功能区和非重点生态功能区各类生态资产实物量现状和过去15年的变化.青海省生态资产以草地生态资产为主,同时拥有丰富的野生动植物资源.草地生态资产质量分布较为均匀,优良以上级别占草地总面积的32.1％;森林生态资产质量呈两极分化状态,灌丛生态资产质量较差,自然湿地生态资产质量整体较好.十五年间,青海省生态资产面积变化幅度不大,但是自然生态资产质量显著提升,生态资产指数稳步增长.全省自然生态资产面积增加3239.3 km2,其中自然湿地面积增加15.1％.全省优良质量以上自然生态资产面积增加61920.1 km2,增幅高达55.5％;其中,重点生态功能区优良级别以上生态资产面积增加48621.9 km2,非重点生态功能区优良以上生态资产面积增加13298.3 km2.青海省生态资产综合指数从240.37增长到278.22,提高了15.7％.退耕还林还草、湿地生态补偿、三江源自然保护区生态保护和建设工程、青海湖流域生态环境保护与综合治理工程等一系列生态保护与恢复工程对青海省自然生态资产面积增加和质量提升起到积极作用.青海省生态资产变化亦受气候因素影响,气候变化导致自然湿地生态资产面积增加、草地生态资产面积减少同时热量增加在一定程度上促进了森林、灌丛、草地生态资产质量的提升.

生态系统变化是生态问题产生的主要驱动力之一,研究生态系统格局与质量变化对于认识人类活动与生态系统关系具有重要意义.鄂尔多斯市能源资源丰富,但生态环境脆弱,2000年以来,鄂尔多斯市在大规模开发能源的同时,也在不断加强生态环境的保护,而研究鄂尔多斯市生态系统格局与质量演变过程,对认识生态脆弱区发展与保护的关系有重要价值.应用遥感数据和GIS技术,评估了鄂尔多斯市生态系统类型与格局、生态系统质量的特征,以及2000年以来的时空变化趋势,分析了导致鄂尔多斯市生态系统格局与质量变化的驱动力因素.结果表明:(1)鄂尔多斯市的草地、荒漠裸地和农田为主要生态系统类型,分别占2010年市域面积的64.46％、21.34％与5.93％.(2)鄂尔多斯市城镇、灌丛、森林面积有所增加,草地、湿地、农田、荒漠裸地面积有所下降.城镇面积增幅最大,相对变化率增加33.37％,草地面积降幅最大,相对变化率减少0.78％,变化主要集中在中部、东北部.(3)鄂尔多斯市生态系统质量整体偏低,低等级与差等级的生态系统面积比例高达98.91％.全市的生态系统质量没有明显改善,其中生态系统质量有不同程度改善的面积为15.84％,质量降低的面积比例为15.29％.(4)生态系统格局与质量变化的主要驱动力有城市扩张、农田开垦、退耕还林(草湿)、生态保护、矿山开采等,鄂尔多斯市生态系统质量与降水、退耕还草工程、道路密度、温度、GDP1、放牧因子相关性显著.

我国已建立了超过2740个自然保护区,面积约占陆地国土面积的14.8％.以我国446个国家级自然保护区作为研究对象,基于遥感信息提取、模型与方程估算、时空趋势分析,揭示2000-2015年不同类型自然保护区、自然保护区不同区域生态系统质量和关键服务的时空变化特征,利用土地覆盖变化量化人类活动并进一步分析人类正面与负面活动对生态系统质量和关键服务的影响.结果表明:(1)国家级自然保护区内土地覆盖变化表明存在不同程度的人类活动,总体表现为保护区外较保护区内剧烈,说明保护区对生态系统具有明显保护作用.(2)农田开垦、居民点修建、工矿建设、能源资源开发等人类活动对保护区生态系统的负面影响表现为草地、湿地开垦导致耕地、水库坑塘面积增加,城镇居民点与工矿建设用地扩张侵占草地.(3)湿地面积净增加而林地、草地面积净减少,反映了湿地保护、退田还湖等措施的积极作用,然而退耕还林、退牧还草局限于部分保护区;(4)气候变化是自然保护区植被覆盖度微弱上升、净初级生产力下降、生态系统水源涵养量微弱增加、土壤保持量明显增加的主要原因,而人类活动仅在局部对生态系统产生影响.为了推动我国自然保护区体系的完善和保护作用的发挥,需要统一保护区建设标准及其规范,完善保护区法律制度,积极开展相关基础科学研究.

鄂尔多斯市属于生态环境脆弱区域,在大规模开发丰富能源资源的同时,生态环境保护也在不断加强,评估鄂尔多斯生态资产价值,是认识鄂尔多斯生态价值的关键.构建了生态资产、生态系统生产总值评估的理论框架和评估方法指标体系,基于鄂尔多斯市生态系统格局、质量数据,评估了鄂尔多斯市生态资产、生态系统生产总值.评估结果表明:(1)2015年,鄂尔多斯市生态系统质量等级以差、低、中为主,分别占比:50.74％、31.78％、6.17％,差、低、中等级的生态系统面积之和占比88.69％.(2)2015年,鄂尔多斯市生态资产指数为1998.19,其中生态资产指数最高的是鄂托克旗,生态资产指数为392.26,占比19.63％,其次是杭锦旗,生态资产指数为307.48,占比15.39％.2010-2015年,鄂尔多斯市生态资产指数总体呈上升趋势.其中,上升最为剧烈的区域是鄂托克前旗,生态资产指数上升92.72,占比19.38％,其次为乌审旗,生态资产指数上升91.04,占比19.03％.(3)2015年,鄂尔多斯市生态系统生产总值(GEP)为2481.71亿元,GEP约为2015年GDP总值的58.72％,鄂尔多斯市单位面积GEP为0.03亿元/km2,人均GEP为12.14万元/人.2010-2015年,鄂尔多斯市生态系统生产总值从1975.50亿元增加至2481.71亿元,增加量占2010年GEP价值的比例为25.62％,上升趋势明显.(4)2010-2015年,鄂尔多斯市生态系统质量变化原因主要是GDP增长(P＜0.05),表明经济持续发展降低了当地人口对草地、森林的经济的依赖性.鄂尔多斯市生态资产指数上升的主要驱动因素气候因素降水的增加(P＜0.001)、人口密度的下降(P＜0.01),以及GDP的增加(P＜0.01).鄂尔多斯间生态系统生产总值变化的主要驱动因素,包括城市扩张、农田开垦、退耕还林、草、湿、生态恢复、矿山开采、生态退化等.本研究根据鄂尔多斯市生态系统质量、生态资产、生态系统生产总值面临的问题,提出了生态保护建议与对策.

运用遥感影像与地理信息系统技术结合,采用生态系统信息分类提取方法和景观指数方法对1990年至2015年泸沽湖风景区生态系统构成与格局变化进行分析,并进一步探析引起各类生态系统变化的驱动力因素,为泸沽湖风景区进一步生态与环境规划提供科学和理论依据.25年间,泸沽湖风景区内主要生态系统类型可分为农田、森林、草地、水域和人居环境等五类生态系统,1990年至2005年,主要表现为农田、森林、草地3个生态系统之间相互转化;2005年至2015年,主要表现为森林、草地、水域生态系统整体流向农田、人居环境系统.总体上泸沽湖景观破碎化与复杂程度呈下降趋势,连通性和整体性逐渐增强,但各生态系统类型之间比例差异增大.农田生态系统变化的主要驱动力是政策导向;森林与草地生态系统变化的主要驱动力是退耕还林还草工程与人类活动;水域生态系统变化主要驱动因素是湿地造林与人类活动入侵;人居环境系统变化的主要驱动因素为人类用地需求的增涨.针对泸沽湖生态系统变化存在的问题提出了相应的规划建议.

目前,长期退耕恢复如何影响红壤团聚体组成及其碳氮磷生态化学计量特征还不十分清楚.本研究基于湖南红壤试验站连续27年的长期定位试验,选取常规施肥耕作和退耕恢复两个处理,采集0～15 cm耕层土样,利用湿筛法探讨了土壤团聚体粒级组成及其碳氮磷含量与生态化学计量特征对长期退耕的响应规律.结果 显示:相比于常规施肥耕作方式,退耕恢复处理下:①土壤水稳性大团聚体(＞0.25 mm)总量显著增加,微团聚体(0.053～0.25 mm)和矿质颗粒(＜0.053 mm)含量显著降低;②土壤有机碳和全氮含量显著增加,全磷含量显著降低,其中有机碳含量在各个粒级团聚体中均显著增加,全氮含量则在大团聚体(＞2和0.25～2 mm)与微团聚体(0.053～0.25 mm)中显著增加,而全磷含量在各粒级团聚体中均显著降低.另外,0.25～2 mm粒级大团聚体对土壤碳氮磷养分贡献率最高;③土壤C∶N、C∶P和N∶P显著升高,但C∶N在各粒级团聚体中表现较为稳定,而C∶P和N∶P变异性较大,在各粒级土壤团聚体中均有显著升高.综上,退耕恢复增强了耕层土壤的团聚作用,使碳、氮、磷更集中赋存于大团聚体中,对土壤结构、团聚体质量有改善作用,但对于磷素限制作用的增强值得今后注意.

退耕还林还草工程虽然取得显著成效,但是加剧了区域土壤水分亏缺与土壤干燥化程度,同时制约着植被构建.选取陕西省吴起县金佛坪流域山杏、油松、刺槐、小叶杨和沙棘5种植被类型,对照荒草地.采用人工土钻法取样,分析不同植被类型0---10 m的土壤湿度特征和土壤干燥化效应.结果 表明:各植被类型浅层和深层土壤水分均存在显著差异;与荒草地相比,各类林地均出现土壤水分过度消耗,其中刺槐林过耗量最大,山杏林最小;各林地均出现土壤干层,其中刺槐林、小叶杨林和山杏林土壤干层都已达到10 m以下,植被是深层土壤水分的主要影响因素.5类林地的土壤干燥化指数平均值39.26％,都远高于荒草地-9.57％.土壤干燥化强度为小叶杨(80.19％)＞刺槐(78.03％)＞沙棘(55.38％)＞山杏(37.94％)＞油松(32.34％),这是树种、林木大小和密度、林分生物量、树龄等生长指标综合作用的结果.在今后植被恢复中,应注意根据当地土壤水分条件,合理选择节水树种和合理设计林分结构,尽量避免或减轻土壤干化,维持较高的植被稳定性.

自20世纪90年代以来,以各种形式的生态补偿政策和工程项目为代表的生态保护项目在全球广泛实施.1998年长江大洪水之后,我国也陆续实施了天然林保护工程、退耕还林还草工程、京津风沙源治理工程、森林生态效益补偿基金、退田还湖还湿工程、生态转移支付等一系列生态保护项目.近年来,政府、研究人员和社会各界越来越重视这些项目产生的生态、经济和社会效益.不过,我国生态保护项目绩效评估还处于起步阶段,主要体现在定量化不足、研究设计不严密、基准线选取不规范、评估方法过于简易、因果推理证据不足、评估结果可信度较差.不管是从学术研究、国家战略,还是实际生态管理的角度,都迫切需要推动和完善我国生态保护项目的绩效评估.结合过去十多年的理论和案例研究经验,对绩效评估的研究设计、基准线选取、评估方法、以及评估分析中面临的问题和挑战进行了系统地归纳与梳理,以期为进一步开展生态保护项目绩效评估提供技术参考.