“酸雨对小麦种子萌发影响”的模拟实验

实验原理酸雨是指雨水中含有一定数量的酸性物质,如硫酸、硝酸、盐酸、碳酸等,pH值小于5.6的酸性降水。酸雨作为一个全球性的污染源是20世纪50年代初期被发现的。酸雨的形成是一个极其复杂的过程,一般认为,主要是由于人为排放的二氧化硫进入大气后,造成局部地区大气中二氧化硫富集,在水凝结过程中溶解于水形成亚硫酸,然后再经过某些污染物的催化作用生成硫酸,随雨水等降落下来。本实验中的“酸雨”是由偏(焦)亚硫酸钠(Na_2S_2O_5)水溶液向外散放二氧化硫气体来模拟的,从培养皿A中散发出的SO_2气体,部分溶解在塑料袋中的水气里再降落到B培养皿中,部分直接被潮湿的滤纸所吸收。在上述SO_2溶于水的过程中均形成亚硫酸,这和自然界中酸雨的形成过程基本相似。因此,可以观察“酸雨”对小麦种子萌发的影响。     

"二氧化硫对植物生长的影响"的探究性实验设计

在各种大气污染物中,研究比较多的是二氧化硫,它是危害植物的主要气体,它直接破坏植物的叶肉组织,使叶片失绿,严重危害植物的生长发育,浓度高时,会使植物枯死。二氧化硫遇到下雨时,形成“酸雨”,“酸雨”会损害森林、植被,对自然生态系统造成严重危害。为了使学生对二氧化硫对植物所带来的危害有一个直观的感性认识,认识到环境保护的重要性,树立环保意识,对学生进行环保教育,特组织学生进行以下探究性实验。     

模拟酸雨对亚热带典型树种叶凋落物分解的影响

通过在酸雨胁迫下中国亚热带典型树种马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)、青冈 (Cyclobalanopsis glauca (Thunberg) oersted)叶凋落物分解的比较研究,试图分析亚热带区域日益严重的酸雨是否会对森林凋落物的分解产生影响,从而揭示酸雨胁迫下凋落物分解的变化规律.利用网袋法进行试验,共设计有3个区组:酸雨对照处理(pH5.6)、中度酸雨胁迫(pH4.0)、重度酸雨胁迫(pH2.5).试验结果表明:酸雨对3种亚热带树种凋落叶片的影响比较显著,通常会减慢凋落分解的速率.酸雨对照处理(pH5.6)、中度酸雨胁迫(pH4.0)和重度酸雨胁迫(pH2.5)三个处理对分解系数的影响,马尾松的分别为:0.49、0.34、0.25;木荷的分别为:0.70、0.34、0.32;青冈的分别为:0.64、0.23、0.21;酸雨对马尾松、木荷、青冈叶的凋落物的干重剩余率影响的大小为:pH(2.5)>pH(4.0)>pH(5.6).中度酸雨处理(pH4.0)和重度酸雨处理(pH2.5)影响叶凋落物分解95%的时间分别推迟了:马尾松2.697a、5.869a;木荷4 531a、5.082a;青冈8.344a、9.584a.     

鼎湖山针阔叶混交林凋落物CO2释放对模拟酸雨的响应

该研究2011年1月开始在鼎湖山针阔叶混交林(混交林)进行模拟酸雨实验,设置4个不同处理水平,即对照(CK)(pH为4.5左右的天然湖水)、T_1(pH=4.0)、T_2(pH=3.25)和T_3(pH=2.5)。2013年1—12月对不同酸雨强度处理下的森林凋落物CO_2释放速率进行为期1 a的连续观测,探讨酸雨对混交林凋落物C排放的影响。结果表明:凋落物CO2释放通量在对照样方为(1 507.41±155.19) g CO_2·m~(-2)·a~(-1),其中湿季和旱季分别占年通量的68.7%和31.3%。模拟酸雨抑制了森林凋落物CO_2释放,与CK相比,T_2和T_3处理下的CO_2释放通量分别显著降低15.4%和42.7%(P0.05);且这种抑制作用具有季节差异性,处理间的显著差异只出现在湿季。凋落物CO_2释放速率与土壤温度和土壤湿度分别呈显著指数相关和显著直线相关,同时,酸雨处理降低了凋落物CO_2释放的温度敏感性。混交林凋落物CO_2释放在模拟酸雨下的抑制效应与土壤累积酸化而导致的土壤微生物活性变化有关,表现为模拟酸雨作用下土壤pH值和微生物量碳显著下降。上述结果说明酸雨是影响混交林土壤碳循环的重要因子之一。     

广州地区酸雨对植物的影响及损失估算

综合分析了广州地区酸雨污染对植物的影响,并根据有关植物生态基准值,估算酸沉降影响农作物、森林的损失．结果表明,酸雨对广州地区植物生态环境已造成较大的危害,应引起重视     

南亚热带两种优势树种叶凋落物分解对模拟酸雨的响应

通过对模拟酸雨处理下鼎湖山季风常绿阔叶林优势树种锥栗(Castanopsis chinensis)和木荷(Schima superba)叶凋落物分解的研究,试图探讨南亚热带区域日益严重的酸雨对森林凋落物分解的影响规律以及可能的机制。试验应用分解袋法进行,并设计4个模拟酸雨强度处理:CK(p H值4.5左右的天然湖水)、T1(p H值4.0)、T2(p H值3.5)和T3(p H值3.0)。21个月的分解结果表明,模拟酸雨抑制了两种优势树种叶凋落物的分解。CK、T1、T2和T3 4个处理下的分解速率常数k值分别为:锥栗(1.18、0.93、0.94和0.86)和木荷(1.10、0.97、0.88和0.94),与CK相比,k值在T1、T2和T3均有下降的趋势。同时,模拟酸雨下两种优势树种叶凋落物的质量残留率均为:T3T2T1CK。酸雨对凋落物分解的抑制作用可能与酸雨胁迫下土壤酸化从而导致土壤微生物活性下降有关。     

重庆酸雨区马尾松林凋落物特征及对干旱胁迫的响应

气候变化导致干旱等极端气象事件增多,这将和酸雨等环境胁迫一起影响森林健康.在重庆铁山坪于2010年监测了酸雨区受害马尾松林的凋落物数量和组分特征及其对土壤水分的响应.结果表明:马尾松林月凋落物量呈“双峰”模式,第1高峰出现在8-9月份伏旱期,第2高峰出现在冬季休眠的12月份;枯死针叶占年凋落物总量的48.42％,凋落物组分比例为针叶＞树枝＞阔叶＞有机碎屑＞树皮及球果;除阔叶凋落物外,其它组分凋落物在伏旱期均明显增加,与土壤湿度显著负相关,特别是30-40 cm和40-50 cm土层;此外,马尾松林凋落物量还与表征气象干旱的气象指标显著相关.和健康森林相比,酸雨区受害林木的细根数量变少和分布变浅导致马尾松林针叶的年形成量与凋落量减少,但枝凋落量及其占总凋落量的比例增大;凋落发生对于旱胁迫更加敏感,年凋落物量的时间分布更集中在伏旱期;酸雨和干旱的双重胁迫将进一步恶化研究地区的森林健康状况.     

模拟酸雨对土壤呼吸影响的研究进展

土壤呼吸是陆地生态系统与大气环境之间进行碳交换的主要途径,在全球碳循环和碳平衡中占有极其重要的地位。全球变化背景下,由于人类活动而导致日益严重的酸雨问题,其对土壤呼吸的影响越来越受到国内外学者的广泛关注。酸雨导致土壤酸化,对土壤微生物代谢活动、植物地上地下生长以及凋落物分解等产生影响,进而影响土壤呼吸。该文综述了模拟酸雨对森林生态系统和农田生态系统土壤呼吸影响的三种结果,即抑制、促进和无影响;酸雨影响土壤呼吸的差异受到酸雨酸性、酸雨处理持续时间以及植被类型、植物生长季节、植被演替阶段以及土壤理化性质等生物和非生物因素的综合影响。低强度和高强度酸雨都倾向于降低土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))。从影响土壤呼吸的四个关键的生物因子,即光合作用、凋落物、微生物、根系生物量,分析了模拟酸雨影响土壤呼吸的潜在机制;但是酸雨影响土壤呼吸的过程复杂,使得土壤呼吸对酸雨的部分响应机理仍存在不确定性。在此基础上总结了现有研究存在的不足,提出了今后需要给予重点关注的四个方面的研究:(1)不同类型生态系统对酸雨响应的研究;(2)土壤各组分呼吸对酸雨响应的研究;(3)模拟酸雨与其他外界因素的共同作用研究;(4)与土壤呼吸相关的生物因子对酸雨响应的研究。     

关于生态问题的哲学思考

生态问题是当今世界上人们普遍关心的一个大问题。伴随着工业化而出现的“三废”、酸雨、表土流失、放射性污染、噪声等环境污染已经引起了人们的极大忧虑。国际上颇具影响的“罗马俱乐部”1982年10月在东京召开的一次题为“通向廿一世纪——全球问题及人类选择”会议上,把“由于森林大量砍伐,发展中国家的生态环境进一步恶化”作为世界未来的四大不良征兆之一,指出人类所面临的环境问题的全球性、复杂性和无把握性,建议把“防     

模拟酸雨对我国亚热带毛竹林土壤呼吸及微生物多样性的影响

酸沉降造成的土壤持续酸化对毛竹林生态系统碳循环具有重要的影响,为量化酸沉降我国亚热带毛竹林土壤的影响,于2016年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区毛竹林持续开展了2年野外模拟酸雨淋溶土壤实验,设置pH 4.0(T1)和pH 2.0(T2)两个模拟酸雨处理,以pH 5.8天然湖水为对照(CK),分析酸雨作用下土壤CO_2排放及土壤微生物多样性的变化趋势,并明确毛竹林土壤呼吸、土壤微生物及土壤理化性质三者之间的关系。结果表明:土壤呼吸速率在酸雨作用下经过缓冲期后呈现先促进后抑制的变化,作用强度表现为:T2T1。不同处理的土壤呼吸对温度的敏感性由高到低依次是:T2、CK、T1。PCR-DGGE分析表明,模拟酸雨改变了土壤微生物菌群结构,T2处理抑制了土壤细菌的多样性和丰富度,而T1处理对土壤真菌多样性和丰富度具有促进作用。土壤pH值、有效钾、可溶有机碳、微生物量碳、碱解氮和有效磷对土壤微生物群落结构及土壤呼吸具有显著的影响(P0.05)。综上所述,模拟酸雨能够显著抑制毛竹林的土壤呼吸,并改变土壤微生物群落结构及多样性,这些结果为进一步研究毛竹林土壤生态系统对环境问题响应机制提供理论基础。     

稳态转换视角下生态系统服务变化过程与作用机制

优化生态系统服务供给是实现人类社会与自然生态系统和谐发展的必然途径。生态系统在平衡与非平衡之间复杂的转化模式使生态系统服务研究备受阻力,如何科学地解析生态系统服务内在调控机制是实现从自然资源利用到生态系统功能优化的关键。从论述生态系统稳态转换驱动机制入手,阐明扰动发生后稳态转换的路径、生态系统功能对扰动的响应模式;基于稳态转换视角深入诠释生态系统服务内涵及变化过程,以"结构-过程-功能-服务-人类福祉-可持续性"为核心架构来发展生态系统服务理论框架,并从生态系统敏感性和恢复力等内在属性探讨生态系统服务对结构和功能变化的响应情况;解析当土地利用变化超过生态系统阈值时,各项生态系统服务间的互馈作用。基于稳态转换视角评述生态系统服务变化过程与作用机制,以期为生态系统服务研究及生态系统管理提供新视角。     

生态系统服务及其保护策略

阐述了生态系统服务的定义、内涵及研究动态,比较了自然生态系统和人工系统提供的服务,提出了生态系统服务的保护策略和途径．生态系统服务是指对人类生存及生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功能．生态系统的开放性是生态系统服务的基础和前提．生态系统服务的保护面临着许多困难和压力,如认识尺度的限制、生活水平的低下等．自然生态系统与人工系统在提供生态系统服务方面存在显著差异,后者没有缓冲保护和保险措施．民众行为、政府行为和经济手段等是保护生态系统服务的策略和途径．生态系统服务对于地球的持续使用和人类社会的持续发展起到决定性作用,必须努力加以保护     

生态系统水分利用效率研究进展

水分利用效率(WUE)是反映生态系统水碳循环相互关系的重要指标,开展生态系统水平WUE的时空变异性的研究有助于预测气候变化对生态系统水碳过程的影响.目前不同研究常常基于不同的算法估算生态系统WUE,一方面不同算法因包含了不同复杂程度的水过程而有着不同的内涵,另一方面各种算法又因包含了相同的核心过程而有着密切的联系.长期以来人们通过传统的生物量动态调查和生态系统水文过程的测定来估算生态系统的WUE,但该方法大大限制了在短时间尺度上对生态系统WUE进行分析,近年来发展起来的以涡度相关为代表的新技术的应用使得研究生态系统WUE在多个时空尺度上的变异特征取得了突破性的进展.生态系统WUE的主要影响因子与叶片尺度相似,主要有空气饱和水气压差(VPD)、土壤水分、大气CO2浓度、Ci/Ca等,另外,生态系统水分平衡特征也有着重要影响.比较分析表明,森林与草地生态系统WUE的日变化和季节变化存在显著的差异,同时森林和农田生态系统的WUE整体高于草地、荒漠和冻原.当前生态系统WUE的研究尚处于初始阶段,许多工作仍需深入开展,其中,多时间尺度以及生态系统间WUE的时空变异特征及机理的对比研究可能是未来工作的热点.     

生态系统服务与自然资本价值评估

生态系统服务是生态系统提供的商品和服务,是人类生态和发展的物质基础和基本条件,是人类拥有的关键自然资本。概述了生态系统服务的内涵及类型,介绍了当前国内外有关生态系统服务及自然资本的价值理论、价值评估的各种方法及其类型;评述了研究的主要进展,存在的主要问题、难点和研究的主要趋向。认为生态系统服务及自然资本的价值评估研究是建立生态－环境－经济综合核算体系（可持续发展核算体系）的重要内容和关键环节,完善价值评估的理论与经济技术方法是生态系统服务价值评估研究亟待解决的问题。     

Defining Ecosystem Assets for Natural Capital Accounting

In natural capital accounting, ecosystems are assets that provide ecosystem services to people. Assets can be measured using both physical and monetary units. In the international System of Environmental-Economic Accounting, ecosystem assets are generally valued on the basis of the net present value of the expected flow of ecosystem services. In this paper we argue that several additional conceptualisations of ecosystem assets are needed to understand ecosystems as assets, in support of ecosystem assessments, ecosystem accounting and ecosystem management. In particular, we define ecosystems’ capacity and capability to supply ecosystem services, as well as the potential supply of ecosystem services. Capacity relates to sustainable use levels of multiple ecosystem services, capability involves prioritising the use of one ecosystem service over a basket of services, and potential supply considers the ability of ecosystems to generate services regardless of demand for these services. We ground our definitions in the ecosystem services and accounting literature, and illustrate and compare the concepts of flow, capacity, capability, and potential supply with a range of conceptual and real-world examples drawn from case studies in Europe and North America. Our paper contributes to the development of measurement frameworks for natural capital to support environmental accounting and other assessment frameworks.     

基于生态资产的生态系统风险分析模型及应用实例

生态学将在生态系统的管理和生命支持系统的可持续发展上发挥核心作用.对生态系统的定量研究是生态系统管理研究的核心和前沿.研究借助于金融资产风险管理方法,结合生态资产价值化和生态系统风险研究建立了基于生态资产的生态系统风险分析方法,给出了对区域(流域)生态系统总体风险进行度量的分析模型和计算公式,并以民勤绿洲生态系统为例进行了实证研究.实证研究结果表明:未来3a内民勤绿洲生态资产价值损失在95%置信水平下不会超过1.92亿元.所建立的生态资产风险分析模型对区域生态系统管理具有一定的意义.     

湖泊生态服务受益者分析及生态生产函数构建

生态系统服务管理作为生态系统管理的优化方式,是生态学研究的前沿方向。湖泊生态系统服务管理是指综合利用生态学、经济学、社会学和管理学等学科知识,对影响湖泊生态系统结构、过程、功能的关键因子进行调控,提高湖泊生态系统服务供给水平和供给能力的过程。近年来国内外学者针对湖泊生态系统服务内涵、分类、经济价值评估等方面开展了大量研究,极大地促进了湖泊生态系统服务从认知走向管理实践。然而,现有研究在开展湖泊生态系统服务价值评估时多忽略生态系统服务受益者和生态系统特征对生态系统服务的边际影响分析,无法揭示生态系统服务空间流动和转移特征及生态系统服务时空权衡关系,制约了生态系统服务研究与管理决策和政策设计结合。在综述湖泊生态系统服务定量评估方法的基础上,认为通过生态系统服务受益者分析确定湖泊生态系统最终服务,并通过构建生态生产函数确定湖泊生态系统服务权衡关系及湖泊生态系统特征对生态系统最终服务的边际影响,是生态系统服务走向管理实践和政策设计的科学依据,可以确保生态、社会、经济可持续发展。     

喀斯特生态系统服务功能遥感定量评估与分析

生态系统服务功能评估是人类对自然与生态系统认识成果应用于经济决策的桥梁.西南喀斯特区面临环境恶化和经济社会贫困的双重压力,揭示其生态系统服务功能时空变化特征是实现生态恢复和可持续发展过程中亟待解决的问题.本研究通过多年遥感影像及气象和统计资料等,对喀斯特典型区域桂西北1985～1990～2000～2005年的生态系统服务功能进行了定量评估与分析.其分析结果表明:(1) 生态服务功能呈先降后升、总体减少趋势,4个年份分别是1096.52亿元、887.89亿元、1033.84亿元和1062.57亿元.大致呈由西向东、由山区向峰丛洼地减少的空间分布特征.高值区(西部)是减弱区,低值区(东部)是增强区;(2) 营养物循环、调节气体和有机质生产等单项生态服务功能较高,总和分别占各自年份72.69%、64.57%、70.18%和72.10%;涵养水源、土壤保持和娱乐文化相对较低,都远低于100亿元. (3) 林地和灌木是优势景观类型,也是生态服务功能的主要贡献景观类型,二者总贡献率在各自年份分别为71.22%、70.10%、73.66%、67.03%;居民用地和石漠化地生态服务功能少,总贡献率分别仅为0.90%、0.63%、0.77%、1.14%;(4) 各行政区单位面积的生态服务功能变化幅度比较大,分别由23549.70元/hm2、173.5.10元/hm2、22705.1元/hm2、19062.3元/hm2低至9764.71元/hm2、7689.61元/hm2、9537.01元/hm2、7540 79元/hm2.典型喀斯特区单位面积生态服务功能显著增加,非喀斯特区单位面积生态服务功能明显减少.研究表明,喀斯特区域生态环境移民和退耕还林等石漠化控制措施效果显著,有利于生态系统服务的充分发挥.     

The impacts of invasive ecosystem engineers in freshwaters: A review

1. Invasive species are a key stressor in freshwater ecosystems. When these species are also ecosystem engineers, their impacts are exacerbated because they modulate resource availability for a wide range of other species. The aim of this review is to synthesise existing knowledge of the impacts of invasive ecosystem engineers in freshwaters and identify knowledge gaps requiring further research.
2. The four questions explored in this review are: (1) What are the trends in research into invasive ecosystem engineers? (2) What are common negative effects of invasive ecosystem engineers in freshwater? (3) Do all impacts of invasive ecosystem engineers have negative consequences for biodiversity? (4) What happens when multiple ecosystem engineers interact? Four literature searches in Web of Science have been used to identify articles for the review and to estimate relative research effort between terrestrial, marine and freshwater ecosystems.
3. The number of research articles focusing on ecosystem engineers across all ecosystem types is increasing. Despite well-known examples of ecosystem engineer species in freshwaters (e.g. beaver), more research has focussed on terrestrial environments and invasive species.
4. The effects of invasive ecosystem engineers in freshwater systems are varied and often context dependent. Their effects on biodiversity or native ecosystem engineers are often shown to be negative; however, not all effects associated with these species are deleterious to native species. For instance, some invasive ecosystem engineers support native species through the provision of food or refuges.
5. Although freshwater ecosystems are often influenced by multiple species of ecosystem engineers (including native, invasive or both), little is known about interactions between these species or the combined effects of multiple ecosystem engineers. More research is also needed that relates the results of laboratory experiments to the field and develops methods for measuring factors that govern the impact of engineers on ecosystems. Understanding the spatial variability of the impacts of invasive ecosystem engineers as well as their interaction with anthropogenic stressors (e.g. hydrologic modification) is also necessary.
6. The lag in research surrounding invasive ecosystem engineers in freshwater compared to other biomes is concerning, as freshwater ecosystems support biodiversity disproportionate to the area they occupy. Creating predictive models of the impacts of freshwater ecosystem engineers would help anticipate the effects of invasive ecosystem engineers in freshwater and add to the broader understanding of their effects in other biomes.

     

生态系统健康评价的研究进展

生态系统健康评价是环境管理和生态系统监控的基础,生态系统监控可促进生态系统健康评价。首先介绍了生态系统健康概念的产生,发展及其不同的内涵,并着重回顾和讨论了生态系统健康评价指标及其存在的问题,生态系统健康评价指标包括生态指标,物理化学指标,人类健康与社会经济指标3大类,生态指标是反映生态系统特征和状态的生物指标,它分为生态系统,群落和种群与个体等不同层次的指标或指标体系,物理化学指标是检测生态系统的非生物环境的指标。人类健康与社会经济指标着眼于生态系统对人类生存与社会发展的支持作用,采用经济参数和社会发展的环境压力指标等来衡量生态服务的质量与可持续性,根据其敏感程度和功能性,生态系统健康评价指标分为早期预警指标,适宜程度指标和诊断指标3类,一个完整的生态系统评价应包括上述3大类指标或指标体系,但在具体的评价实践中往往因评价目的和对象的不同而有所选择,生态系统健康评价目前有两个亟待解决的问题,如何有效确立评价标准与参照系以及如何正确区分人为压力和自然干扰。