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城乡结合部生态缓冲带不同群落配置模式的生态服务研究

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城乡结合部生态缓冲带不同群落配置模式的生态服务研究

作者：高馨婷中国环境科学研究院

学位级别：硕士

随着经济社会的高速发展,城市化步伐不断加快,相应的环境问题也随之而来,城市扩张、热岛效应、自然生态用地缩小、生物多样性锐减、大气和水体污染,严重威胁到居民的生产和生活。在城乡结合部建立生态缓冲带,对抑制城市无序扩张,改善城... 详细信息

随着经济社会的高速发展,城市化步伐不断加快,相应的环境问题也随之而来,城市扩张、热岛效应、自然生态用地缩小、生物多样性锐减、大气和水体污染,严重威胁到居民的生产和生活。在城乡结合部建立生态缓冲带,对抑制城市无序扩张,改善城市和区域生态环境状况具有重要意义。本文以北京市朝阳区的缓冲带为研究对象,通过群落调查和野外实验,估算了生态缓冲带的三维绿量和三维绿量密度,计量和评估了不同群落模式的缓冲带的生物多样性、固碳释氧和降温增湿三种生态服务的功能及其价值,以期所得结论能够提高管理决策者对缓冲带的认识,并为当地的缓冲带建设提供一定的理论依据。主要研究结论如下：（1）缓冲带的生态服务与物种、郁闭度和三维绿量密度有关。影响缓冲带降温增湿功能的主要因素是郁闭度和三维绿量密度,若要群落的降温增湿能力达到平均值以上,缓冲带的郁闭度至少要达到60%以上,而三维绿量密度至少要在7.5m3/m2以上。而影响缓冲带三维绿量和固碳释氧功能的主要因素是物种,此外,郁闭度也可在一定程度上影响缓冲带的三维绿量密度,郁闭度和三维绿量密度对缓冲带的固碳释氧功能也有一定的影响,但其影响力度不如物种。影响缓冲带的植物多样性维持功能的主要是种植模式和人工管理,而鸟类多样性的主要影响因素则是水域所占比例。因此,种植三维绿量较大或固碳释氧功能较强的物种并适当增大植物种植密度有助于提高缓冲带的生态服务。（2）乔木在缓冲带的生态服务功能中所发挥的作用是最为突出的。从绿量和固碳释氧能力来看,洋槐、构树、杜仲等落叶乔木的绿量和固碳释氧能力要强于油松、圆柏、白扦等常绿乔木,而常绿乔木要强于丁香、金银木等灌木和鸢尾等草本植物,草甸羊茅等草本植物的绿量小于灌木,但其固碳释氧能力却比灌木强,故在缓冲带物种选择时,应优先选择洋槐、构树等落叶乔木。为了增加缓冲带的植物多样性,也应适当种植常绿乔木、灌木和草本,常绿乔木不仿选择油松、白皮松,灌木可选金银木、丁香、红瑞木,草本则以草甸羊茅和鸢尾生态服务价值最高。（3）群落配置模式不同,缓冲带的生态服务功能有明显差异。总体来看,乔灌草型或乔草型不论是在植物多样性维持功能方面,还是在降温增湿功能,抑或是固碳释氧功能方面,均远远强于灌草型或草地型缓冲带。但并非所有的乔灌草型缓冲带的生态服务都是最优的,缓冲带的生态服务功能还与优势物种、缓冲带的郁闭度和三维绿量密度有关。（4）缓冲带的固碳释氧价值在生态服务价值中所占比例较大,降温增湿价值和生物多样性价值所占比例较小。因此,选择洋槐、构树、草甸羊茅、白皮松等固碳释氧能力较强的物种和与西坝河的洋槐群落、小井村的洋白腊群落、东风公园的构树群落和杜仲公园的鸢尾群落类似的群落配置,有助于提高缓冲带的生态服务价值。

关键词：城乡结合部生态缓冲带生态服务生态服务价值群落配置模式

黑河下游重要生态功能区防风固沙功能辐射效益

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生态学报 2010年第19期30卷 5185-5193页

作者：韩永伟拓学森高吉喜高馨婷中国环境科学研究院生态所北京100012

分析生态系统服务功能的空间流动特征是加强区域生态系统管理,制定生态补偿政策的重要基础。针对生态系统服务功能的流动特性,探索提出了生态系统服务功能辐射效益的概念与内涵,并利用2006年7月TERRA-1MODIS250m×250m分辨率NDVI数据,... 详细信息

分析生态系统服务功能的空间流动特征是加强区域生态系统管理,制定生态补偿政策的重要基础。针对生态系统服务功能的流动特性,探索提出了生态系统服务功能辐射效益的概念与内涵,并利用2006年7月TERRA-1MODIS250m×250m分辨率NDVI数据,在地理信息系统技术支持下,采用风蚀输沙率模型和沙尘空间传输模型,评估了黑河下游重要生态功能区防风固沙功能的辐射效益。结果表明:(1)2006年黑河下游重要生态功能区防风固沙总量达到14990万t,低覆盖度草地防风固沙量最高,占总量的80%以上,灌木林的防风固沙量其次,占总量的12.5%,有林地的防风固沙量最小,仅为320万t;(2)不同植被类型的防风固沙能力也存在较大差异,单位面积有林地的防风固沙能力最强,为22695t/km2,灌木林其次,低覆盖度草地的防风固沙能力最低;(3)区域生态系统对粒径介于10μm和20μm之间的沙尘固定功能的辐射范围可以达到北京、天津、河北、山东等15个省(市、区),辐射面积达115.3万km2;区域生态系统对粒径介于20μm和400μm之间的沙尘固定功能的辐射范围包括内蒙古阿拉善左旗和阿拉善右旗两个行政区域,辐射面积为5.2万km2;(4)研究区生态系统可以减少下风向区域的风沙量为5996万t,防风固沙功能的直接辐射效益达89.94亿元,是该区当年GDP的8.6倍。内蒙古自治区享受到的辐射效益最大,达30.40亿元,上海市享受到辐射效益最小,为0.10亿元,仅占总辐射效益的0.11%。最后,分析了本研究的局限性及今后需要努力的方向。

关键词：重要生态功能区防风固沙服务功能辐射效益

黑河下游重要生态功能区植被防风固沙功能及其价值初步评估

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自然资源学报 2011年第1期26卷 58-65页

作者：韩永伟拓学森高吉喜刘成程高馨婷中国环境科学研究院生态所北京100012

在遥感和地理信息系统支持下,利用风蚀输沙率模型,对1986—2006年期间黑河下游重要生态功能区植被的防风固沙功能及其价值进行了估算。结果表明:1986、1996和2006年研究区植被防风固沙量分别为9 056×104t、4 972×104t和6 296×104t;... 详细信息

在遥感和地理信息系统支持下,利用风蚀输沙率模型,对1986—2006年期间黑河下游重要生态功能区植被的防风固沙功能及其价值进行了估算。结果表明:1986、1996和2006年研究区植被防风固沙量分别为9 056×104t、4 972×104t和6 296×104t;不同植被覆盖的土地类型中,有林地防风固沙能力最强,其次为灌木林,低覆盖度草地最小;1986—2006年,区域植被生态系统的防风固沙功能呈现出先减弱后增强的趋势;植被防风固沙功能的空间分布差异性明显,防风固沙能力较高的区域主要零散分布在河流、湖泊沿岸等植被覆盖状况较好的区域;研究区域植被生态系统的防风固沙功能价值较大,2006年达到53.1×108元,明显高于当年研究区的GDP。

关键词：植被防风固沙重要生态功能区黑河下游

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践行“绿水青山就是金山银山”理念

先锋 2018年第8期 10-12页

作者：罗上华高馨婷中国环境科学研究院环境生态科学研究所

习近平总书记多次强调"绿水青山就是金山银山",更进一步指出"树立正确的政绩观,不能只要金山银山,不要绿水青山"。"绿水青山就是金山银山"已经成为习近平生态文明思想的重要组成部分,对我国生态环境和经济发展产生了深远的影响。

关键词：绿水青山

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北京城市绿地群落结构对降温增湿功能的影响

资源科学 2016年第6期38卷 1028-1038页

作者：高吉喜宋婷张彪韩永伟高馨婷冯朝阳环境保护部南京环境科学研究所南京210042 中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室北京100012 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

清晰揭示城市绿地的空间布局与景观结构特征对其生态服务功能的影响对指导城市规划设计具有重要参考价值。目前国内外已有较多城市绿地降温增湿及其影响因素的实证研究,但是定量解析绿地群落结构与降温增湿功能关系的研究并不多见。本... 详细信息

清晰揭示城市绿地的空间布局与景观结构特征对其生态服务功能的影响对指导城市规划设计具有重要参考价值。目前国内外已有较多城市绿地降温增湿及其影响因素的实证研究,但是定量解析绿地群落结构与降温增湿功能关系的研究并不多见。本文基于北京市24个典型绿地群落夏季降温增湿效果的实测,重点解析了绿地郁闭度和绿量对降温增湿功能的影响,并提出了绿地结构优化配置的最优阈值。研究结果表明:北京城市绿地夏季日均降温幅度0.2~2.0℃,日均增湿幅度0.20%~8.26%;不同群落结构绿地降温效果上,乔灌草型>乔草或乔木型>灌草型>草地型;在绿地增湿效果上,乔木型>乔灌草>乔草型>灌草型>草地型;郁闭度和绿量对绿地降温增湿功能均有明显影响,但郁闭度影响更大,冠层郁闭度介于0.60~0.85、三维绿量密度≥5m^3/m^2的乔灌草或乔草型绿地具有最大降温增湿功能。

关键词：城市绿地群落结构降温增湿郁闭度三维绿量北京市

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芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估

环境工程技术学报 2021年第2期11卷 283-290页

作者：叶家慧胡梦甜韩永伟高馨婷刘辉中国环境科学研究院内蒙古大学

采用问卷调查、层次分析、专家咨询等方法,构建了综合考虑经济效益、产品品质和环境效益3个方面共包括12项指标的芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估指标体系,应用该指标体系在巢湖流域开展了由不同施肥方式、是否施用松土促根剂和... 详细信息

采用问卷调查、层次分析、专家咨询等方法,构建了综合考虑经济效益、产品品质和环境效益3个方面共包括12项指标的芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估指标体系,应用该指标体系在巢湖流域开展了由不同施肥方式、是否施用松土促根剂和生物基膜等单项技术组合的不同面源污染防治种植模式效益评估的实证研究。结果表明:经济效益表现最好的是减量施肥+松土促根剂模式,产品品质效益最优的是减量施肥模式,环境效益最好的是有机无机肥混施+松土促根剂+生物基膜模式,综合效益最好的是有机无机肥混施+松土促根剂+生物基膜模式。采用减量施肥和有机无机肥混施模式,同时配合松土促根剂和生物基膜的技术组合可有效提高综合效益。

关键词：芹菜种植模式指标体系污染防治效益评估

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3种水稻种植模式的减氮效应和经济性评估

环境科学研究 2018年第3期31卷 577-584页

作者：胡梦甜韩永伟尚洪磊赵欣月高馨婷熊向艳中国环境科学研究院北京100012 内蒙古大学环境与资源学院内蒙古呼和浩特010021

为探讨不同种植模式对水稻田氮素污染流失的影响和经济效益差异,于2016年4—10月在盘锦市鼎翔米业幸福农场内布设试验样地,采用对比试验、费用效益分析、情景分析等方法,开展了常规种植、低化学品和有机生态3种水稻种植模式的减氮效应... 详细信息

为探讨不同种植模式对水稻田氮素污染流失的影响和经济效益差异,于2016年4—10月在盘锦市鼎翔米业幸福农场内布设试验样地,采用对比试验、费用效益分析、情景分析等方法,开展了常规种植、低化学品和有机生态3种水稻种植模式的减氮效应和经济性评估.结果表明:(1)3种模式中有机生态种植模式的农田排水总氮含量最低,为1.94 kg/hm^2,低化学品种植模式次之,为3.67 kg/hm^2,常规种植模式最高,为5.87 kg/hm^2.(2)有机生态种植模式单位面积经济净现值及经济净现值率最高,分别为23 302.53元/hm^2和1.13;低化学品种植模式次之,分别为15 310.42元/hm^2和1.06;常规种植模式最低,分别为14 855.92元/hm^2和0.93.(3)在水稻价格上浮5%时,有机生态种植模式的经济净现值和净现值率最高,分别为21 218.14元/hm^2和0.86,分别比低化学品种植模式及常规种植模式高7 425.26元/hm^2和0.07及7 972.01元/hm^2和0.17.(4)在水稻价格下调5%时,有机生态种植模式的经济净现值和净现值率依然最高,分别为16 872.82元/hm^2和0.68,分别比低化学品种植模式和常规种植模式高6 030.87元/hm^2、0.06和6 715.17元/hm^2、0.15.研究显示,有机生态种植模式的减氮效应和经济效益明显高于低化学品种植模式和常规种植模式.

关键词：减氮效应费用效益水稻种植模式

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阿拉善荒漠草原梭梭与白刺光合特征比较研究

草地学报 2010年第3期18卷 314-319页

作者：韩永伟拓学森高馨婷高吉喜中国环境科学研究院生态所北京100012

为比较阿拉善荒漠草原区2种优势植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和白刺(Nitraria tangutorum)的光合生理特征差异性,在2008年7月下旬利用Li-6400便携式光合仪测定了研究区内梭梭与白刺2种植物样株的光合作用日变化特征和光响应曲线,并... 详细信息

为比较阿拉善荒漠草原区2种优势植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和白刺(Nitraria tangutorum)的光合生理特征差异性,在2008年7月下旬利用Li-6400便携式光合仪测定了研究区内梭梭与白刺2种植物样株的光合作用日变化特征和光响应曲线,并采用非直线双曲线模型对光响应曲线进行了拟合分析。结果表明:在8:00-18:00的测定范围内,梭梭和白刺的光合速率日变化特征表现为单峰型曲线,光合速率的日峰值分别出现在12:00和11:00;梭梭的日平均净光合速率、水分利用效率均大于白刺;梭梭的最大净光合速率(Pnmax)、光补偿点(Lcp)和光饱和点(Lsp)均明显大于白刺。

关键词：荒漠草原梭梭白刺净光合速率光响应曲线

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曝气技术对黑臭水体治理效果影响的研究进展

环境科学研究 2020年第4期33卷 932-939页

作者：刘丽香韩永伟刘辉高馨婷侯春飞熊向艳阿彦中国环境科学研究院北京100012 内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021

城市水体黑臭已成为全球重要的水污染问题,对黑臭水体的治理已经刻不容缓.曝气技术在提高黑臭水体自净能力方面发挥着重要作用,为了深刻理解曝气技术对黑臭水体水质的提升效果及其对污染物去除效果的影响,综述了曝气对黑臭水体复氧效率... 详细信息

城市水体黑臭已成为全球重要的水污染问题,对黑臭水体的治理已经刻不容缓.曝气技术在提高黑臭水体自净能力方面发挥着重要作用,为了深刻理解曝气技术对黑臭水体水质的提升效果及其对污染物去除效果的影响,综述了曝气对黑臭水体复氧效率以及对黑臭水体中污染物去除率的影响.结果表明:①不同曝气技术的复氧效率不同,纯氧曝气复氧效率最高,达70%.②单独曝气能有效地去除黑臭水体中的污染物,NH4^+-N、COD Cr和BOD 5的去除率范围分别为3.2%~45.6%、19.5%~84.8%和56.4%~88.2%,同等条件下,曝气与其他技术结合使得污染物去除率显著增加,综合治理后水中污染物去除率在46.8%~98.7%之间,底泥曝气下污染物的去除率比水曝气下污染物的去除率高20%以上.③曝气深度、曝气时间和曝气强度都影响水中污染物的去除率,但对其影响程度不同,且都存在各自的边界条件;另外,曝气强度影响细菌的优势类群,曝气增加了氨氧化菌和反硝化菌的数量及组成.目前仍存在不同曝气技术的复氧效率、曝气边界条件优化、曝气对污染物迁移转化规律、曝气对微生物群落影响等方面研究不足的问题,建议未来我国曝气技术在以下几方面加强研究:①加强不同曝气技术复氧效率的研究;②加强曝气对污染物去除机理研究;③加强曝气边界条件的优化研究;④加强曝气对功能微生物的影响机理研究.

关键词：曝气黑臭水体污染物微生物去除率