激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望

激光雷达是一种新兴的主动遥感技术,能够在多重时空尺度上获取森林生态系统高分辨率的三维地形、植被结构参数.其对森林生态系统变化的精确、高效监测和模拟在认识这些变化如何影响陆地生态系统碳循环、全球气候变化,并促进生物多样性保护方面将发挥重要作用.本文拟对激光雷达技术的概念和发展应用简史作一介绍,通过分析其在数字地形产品生成、森林生态参数提取反演应用中的主流算法和优势,继而阐明其推广应用所面临的挑战,最后指出未来激光雷达技术在生态学应用中可能的研究热点.本文认为,构建集太空、天空、地面多源传感器于一体的数字生态系统是未来生态系统观测网络发展的必然趋势,而激光雷达技术能够在数字生态系统建设过程中搭建可靠的数据支撑体系,最终有助于决策部门调控、优化人与环境关系,实现二者和谐共存.     

生物多样性丧失机制研究进展

生物多样性是地球上所有生命形式的总称,包括物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性.其中,物种多样性是核心,它既体现了生物与环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性;物种的保护是生物多样性保护的主要内容.生态系统内的物质循环和能量流动是通过许多错综复杂的食物链和食物网完成的,而动物有机体在此过程中起关键作用.因此,物种多样性,特别是动物种类多样性将直接影响整个生态系统的功能.然而,随着世界人口的持续增长和经济全球化的快速发展,人类社会对地球上的生物多样性造成了愈来愈显著的影响,在这一过程中产生的诸如栖息地丧失与破碎化、过度利用、环境污染、气候变化等现象已对物种的生存产生了严重威胁.本文以生物多样性丧失为主线,回顾了近10多年来在该方向的主要进展,重点关注人类活动对物种多样性的影响,分析了生物多样性丧失的主要原因、特征及其危害,介绍了生物多样性研究的最新方法,并根据我国生物多样性的现状提出了未来生物多样性研究中需要重点关注的科学问题.     

复合生态系统中信息流指标的构成与属性

以《中国统计年鉴》数据为基础,通过对中国最近10年来信息流变化趋势的探讨,总结出信息流的具体代表指标和计算方法.首先对构成复合生态系统的信息流指标进行了筛选,并进一步提炼得到描述生态系统中信息流的4大要素,印通讯因素、科技因素、教育因素和生产应用因素.在此基础上,探讨了中国最近10年来4要素的变化规律,得到了具体指标的计算方法.研究表明:1)由4部分指标描述复合生态系统信息流的构成,指标的累积解释率达81.75％;2)通讯因素是构成信息流的基础,该要素可由上网人数一项具体代表;3)10年来,通讯发展趋势呈现线性增长,教育发展趋势呈现S型增长,科技发展趋势呈现指数形式,生产应用要素和其他3项要素变化不合拍,呈现稳中有降趋势.属性研究提供了复合生态系统信息流的具体计算公式,对信息流的计算提供了参考.     

POPs在湖泊水生动物中的积累及其危害

对近期开展的有关持久性有机污染物（POPs）在水生动物中的分布、积累及其危害方面的研究工作进行了详细的评述。研究表明，POPs广泛存在于湖泊动植物系，不断地由被捕食者向捕食者转移，并随着年龄、体长的增长和食物链的延伸在水生动物的高脂肪部位逐渐积累。时至今日，POP污染在湖泊的存在仍然对不生动物的生长发育构成一定程度的影响，并有可能通过食物链转移给人类并对人类的健康构成威胁，采取相应保护措施仍有一定必要性。     

基于生态服务功能的安徽省会经济圈生态补偿研究

巢湖和六安是安徽省会经济圈重要的供水水源地,在保证省会圈经济社会发展的同时,如何维护合肥市水资源地优良的生态环境是需要迫切解决的问题。生态补偿机制是有效解决这一问题的环境经济手段之一。通过分析安徽省会经济圈内的土地利用变化和生态服务功能价值估算,以及六安市和巢湖市发展权损失,来探讨生态补偿的标准的范围。结果显示：2007年省会经济圈的生态系统服务价值为356．84亿元,六安市、巢湖市两区域发展损失是144．85亿元．这分别是省会经济圈水源地区域应获得的生态补偿标准的上下限范围。在此基础上提出生态补偿的4种生态补偿方式。即资金补偿、政策补偿、产业补偿和智力补偿的可行性。     

水库水域生态系统温室气体排放测量技术

基于国内外对全球温室气体排放监测研究的基础,总结并探讨了水库水域生态系统中温室气体排放通量常用测量分析技术的基本原理,对比分析了各种监测方法的适用性及优化措施,对我国形成系统的水库水域生态系统温室气体监测技术导则提供重要参考,为我国绿色水电和可持续发展水利水电建设提供重要的技术支撑。     

区域技术创新生态系统的小世界特征分析

区域技术创新生态系统的建设不仅仅在于强调经济效益和生态效益的协调发展,而且在于强调各创新主体间建立良好的联系与合作。将生态学的研究成果引入技术创新领域,在对比分析区域技术创新生态系统特征与小世界网络特征的基础上,分析了区域技术创新生态系统的集聚系数和特征路径长度等小世界网络特征,并对区域技术创新生态系统的建设提出相关对策与建议。     

丽娃河受损退化生态系统的近自然恢复工程及效果分析

以丽娃河为例,针对其富营养化现状及河道特征,在传统环境工程治理基础上,构建立体植物群落和动物群落,实施近自然恢复工程,通过比较丽娃河在工程前后的水质和动植物群落的变化来验证近自然恢复工程的效果.研究表明,近自然恢复工程实施一年后,总氮和总磷分别降至0.41mg/L和0.03mg/L;叶绿素a降至7.86μg/L,水质从原来的Ⅴ类降至Ⅱ类标准(GB3838-2002),水质在很大程度上得以改善.除此之外,近自然恢复工程通过直接引入滤食藻类的底栖动物和鲢鱼鳙鱼,在调控藻类生物量的同时也在一定程度上增加了动物群落的生物多样性.实践证明,近自然恢复工程在丽娃河案例中是行之有效的,且耗资少,可以在城市生态系统近自然恢复实践中推广.     

基于SPA模型的森林生态系统净初级生产力空间分布

森林生态系统净初级生产力(NPP)是森林生态系统碳循环的原动力,是陆地森林生态系统碳循环的重要组成部分,它代表了森林生态系统固定大气中CO2的能力,对森林生态系统能否降低大气CO2浓度及抑制全球变暖趋势的评估起着重要作用。根据英国爱丁堡大学的森林生态系统碳循环SPA模型的特点,以遥感信息数据作为主要的数据源,将该模型从斑块尺度模型到区域尺度模型进行扩展,并以数据并行技术作为解决模型扩展后计算时间过长的手段,建立新的森林生态系统碳循环动态过程模型RSPA,利用该模型对福建省三明市尤溪县2007年森林生态系统NPP进行模拟与验证。结果表明,2007年尤溪县森林生态系统NPP值季节变化空间分布明显,其6-9月是森林植被生长旺盛的季节,NPP出现增长峰值,而其他月份则NPP值相对较小。在森林植被固碳能力方面是阔叶林竹林杉木林马尾松林。     

大气氮沉降现状及其对生态系统的影响

大气氮沉降是酸雨的主要成因之一,由于人为活动使得全球范围内的大气氮沉降日益增加。当大气氮沉降量超过森林生态系统的需求时,氮沉降会淋洗出植物体内的养分,导致叶片过早脱落,还会降低植物的抗性;氮沉降能引起土壤酸化,同时造成土壤盐基离子淋失。