认识生态系统内和生态系统间耦合机制,揭示复合生态系统功能规律,对促进我国山水林田湖草沙项目一体化修复和保护实践具有重要的意义。针对目前修复和保护工程中出现的缺乏系统性、连续性等问题,以拥有丰富生态资源的长白山温带森林生...认识生态系统内和生态系统间耦合机制,揭示复合生态系统功能规律,对促进我国山水林田湖草沙项目一体化修复和保护实践具有重要的意义。针对目前修复和保护工程中出现的缺乏系统性、连续性等问题,以拥有丰富生态资源的长白山温带森林生态系统为研究区域,对其关键要素“水土气生”进行耦合建模。通过分析模型的运行机理,探究重要子模块之间的相互作用以及子模块内部生态关键要素的耦合机制,并以长白山温带落叶阔叶林的组成树种和环境因素为对象构建模型参数,通过运行林窗模型1000次,得出长白山温带森林的动态演替过程。结果表明:在森林生态系统的演替过程中,“水土气生”体现为模型中有效积温、干旱天数(低于土壤凋萎点的天数)、土壤可利用氮以及可利用光,这些关键要素之间相互影响,综合决定着每棵树木的更新、生长、死亡过程。模拟结果显示在长白山温带针阔混交林的动态演替过程中0—70 a, 70—170 a, 170—280 a, 280—400 a四个阶段分别有不同的树种组成特征,与真实演替过程比较发现模拟林具有明显的阶段性。白桦、山杨为演替先锋树种,0—70 a期间生物量共占比为55%,70 a后生物量减少最后消失;紫椴、蒙古栎、水曲柳等为过渡树种,这些树种进一步改变了生长环境。红松在170 a前生物量占比仅为3%左右,随演替的发展生物量持续增加,170—280 a期间生物量占比15%,280 a之后红松生物量占总林分的50%。该结果模拟森林动态过程符合演替规律,充分说明多关键要素“水土气生”耦合机制的合理性,对于促进生态系统尺度上多生态要素耦合的相关研究提供了科学理论基础以及方法技术。展开更多
空间选择是生态补偿研究的核心问题之一,选择合理的区域进行生态补偿有利于提高生态补偿项目的效率。以黑河流域上游肃南县为研究区域,运用分布式水文模型Soil and Water Assessment Tool(SWAT)对研究区实施生态补偿后的水源涵养增加量...空间选择是生态补偿研究的核心问题之一,选择合理的区域进行生态补偿有利于提高生态补偿项目的效率。以黑河流域上游肃南县为研究区域,运用分布式水文模型Soil and Water Assessment Tool(SWAT)对研究区实施生态补偿后的水源涵养增加量进行模拟,同时考虑土地利用类型转化成本以及生态系统服务丧失风险,采用福利成本法对研究区生态补偿空间选择进行研究。结果表明:黑河上游肃南段内不同子流域的生态补偿效率系数最高值为0.0394,最低值0.0131,相差明显;根据效率系数,采用聚类分析方法,可将各子流域划分为优先补偿区、次级优先补偿区和潜在补偿区,分批进行补偿;采用空间选择后生态补偿效率较不采用时可提高54.5%。展开更多
文摘认识生态系统内和生态系统间耦合机制,揭示复合生态系统功能规律,对促进我国山水林田湖草沙项目一体化修复和保护实践具有重要的意义。针对目前修复和保护工程中出现的缺乏系统性、连续性等问题,以拥有丰富生态资源的长白山温带森林生态系统为研究区域,对其关键要素“水土气生”进行耦合建模。通过分析模型的运行机理,探究重要子模块之间的相互作用以及子模块内部生态关键要素的耦合机制,并以长白山温带落叶阔叶林的组成树种和环境因素为对象构建模型参数,通过运行林窗模型1000次,得出长白山温带森林的动态演替过程。结果表明:在森林生态系统的演替过程中,“水土气生”体现为模型中有效积温、干旱天数(低于土壤凋萎点的天数)、土壤可利用氮以及可利用光,这些关键要素之间相互影响,综合决定着每棵树木的更新、生长、死亡过程。模拟结果显示在长白山温带针阔混交林的动态演替过程中0—70 a, 70—170 a, 170—280 a, 280—400 a四个阶段分别有不同的树种组成特征,与真实演替过程比较发现模拟林具有明显的阶段性。白桦、山杨为演替先锋树种,0—70 a期间生物量共占比为55%,70 a后生物量减少最后消失;紫椴、蒙古栎、水曲柳等为过渡树种,这些树种进一步改变了生长环境。红松在170 a前生物量占比仅为3%左右,随演替的发展生物量持续增加,170—280 a期间生物量占比15%,280 a之后红松生物量占总林分的50%。该结果模拟森林动态过程符合演替规律,充分说明多关键要素“水土气生”耦合机制的合理性,对于促进生态系统尺度上多生态要素耦合的相关研究提供了科学理论基础以及方法技术。
文摘空间选择是生态补偿研究的核心问题之一,选择合理的区域进行生态补偿有利于提高生态补偿项目的效率。以黑河流域上游肃南县为研究区域,运用分布式水文模型Soil and Water Assessment Tool(SWAT)对研究区实施生态补偿后的水源涵养增加量进行模拟,同时考虑土地利用类型转化成本以及生态系统服务丧失风险,采用福利成本法对研究区生态补偿空间选择进行研究。结果表明:黑河上游肃南段内不同子流域的生态补偿效率系数最高值为0.0394,最低值0.0131,相差明显;根据效率系数,采用聚类分析方法,可将各子流域划分为优先补偿区、次级优先补偿区和潜在补偿区,分批进行补偿;采用空间选择后生态补偿效率较不采用时可提高54.5%。
