河口浮游植物生态学研究进展

综述了河口浮游植物种类组成、时空分布、初级生态及其影响因素等方面的主要研究进展,同时,对河口浮游植物在水环境监测中的作用以及河口浮游植物多样性与边缘效应进行了初步探讨。研究表明,通常河口区重要的浮游植物有硅藻、甲藻等,微型、超微型浮游植物在河口生态系统中占有重要地位。河口浮游植物种类组成、初级生产的时空变化明显,并受到光、温度、营养盐、动物摄食以及径流等因素的影响。     

辽宁近岸浑浊海域网采浮游生物的粒径结构特征

河口及近岸海域环境复杂,浮游生物反馈调节频繁,粒径结构极不稳定.本文对辽宁近岸河口区和港口区浑浊带海域的浮游生物粒径结构进行研究.结果表明:在无机氮含量高的浑浊带海域,浮游植物生物量主要集中在20 μm＜ESD(等效球径,equivalent sphere diameter) ＜100μm小粒径区域;而在低营养盐的清洁海域,浮游植物生物量主要集中在ESD＞100 μm大粒径区域.表明浮游植物群落对高浓度悬浮物的响应可能通过小粒径生物进行反馈调节,使圆筛藻(Coscinodiscus sp.)等大粒径浮游植物生物量组成降低,将影响以摄食这些饵料为主的各种鱼虾幼体资源量.另外,本文构建了标准生物量谱,它符合北方近岸浅海、富营养化水域生态系统的特征,谱线斜率表明,研究海域浮游生物群落的生物量随着粒级的增加而逐渐增大.探讨了甲藻和枝角类作为评估悬浮物污染的指示生物的可行性.     

长江口及毗邻海域沉积物生态环境质量评价

采用地质累积指数法、潜在生态危害指数法和生物效应浓度法3种方法,考虑河口的水动力过程、沉积物分布和盐度影响,把长江口及毗邻海域划分为7个区域进行沉积物生态环境质量评价.结果表明,3种方法评价结果基本一致,长江口及毗邻海域的底质生态环境均受到重金属不同程度的污染,属于中低度污染,口外区和舟山海区的沉积物质量较好,口门、最大浑浊带和杭州湾的沉积物质量较差.用同期的底栖动物群落结构参数进行验证,生态响应明显.     

长江口赤潮高发区浮游植物与水动力环境因子的分布特征

报道了2002年春季长江口海域(30°50′～31°50′N,121°50′～123°00′E)的22个大面观察站和一个昼夜连续观察站的水样和网样浮游植物的种类组成、丰度分布与水动力环境因子、营养盐的关系．结果表明,长江口区共有浮游植物5门45属110种．主要赤潮生物优势种为中肋骨条藻(Skeletonema castaturn)和具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)等．浮游植物丰度的昼夜变化白天大于夜间,垂直分布不明显．浮游植物主要生态类型可划分为：沿岸河口低盐半咸水类群、沿岸偏低盐广布性类群、外海高盐暖水性类群等．长江口区浮游植物丰度在1．6×10^3～75．2×10^3个.dm-3．浮游植物的种类组成和丰度分布与长江冲淡水密切相关．在该区域存在三股不同性质的水,即长江河口水、长江冲淡水及外海水(台湾暖流)影响着浮游植物的分布．     

水生态食物链多平衡态问题的理论研究

生态食物链的多平衡态问题关系到生态多样性。由于生态食物链复杂的非线性过程,使得该问题的理论研究困难重重。建立了一个生态食物链的准三分子模型。并讨论了系统的定态解及其稳定性。研究结果表明：(1)在定态里,浮游植物的密度正比于溶解营养物的密度、光合作用过程的速率,而反比于游泳掠夺者的捕食速率;(2)如果溶解营养物的密度和光合作用过程的速率都很小,或者掠夺者的捕食速率过大,系统将是不稳定的;(3)生态食物链系统是一空间有序的结构,这揭示了生态群落的演替和多样性的动力学机制。     

长江河口大型工程与水体生境破碎化

河口生境是河口生态系统的一个基本组成部分 ,是海洋典型生境类型之一。人类活动所导致的河口自然生境破碎化的过程 ,是河口综合整治中对河口生态系统影响的一种重要方式。 2 0 0 2年 5～ 6月对长江口深水航道治理一期工程海域水体生境 7个指标进行取样调查 ,研究结果表明 :工程建设已对长江河口海域水体生境破碎化产生了明显影响 ,造成局部小尺度海洋水系改变。依盐度可将河口水体生境分为 3种斑块类型 ,依 DO、COMMn、Si O3- Si、Chl a可分为 2、3、3和 6种斑块类型 ,而依浮游植物 (取自然对数 )和浮游动物个数总数可分为 4种和 5种斑块类型。水体水境 7个指标的景观多样性指数 (H )、优势度指数 (D)和破碎度 (C)存在着显著差异 ,H值以 Chl a最大 (0 .5 8) ,DO最小 (0 .0 4 ) ;D值以 COD最大 (0 .30 ) ,浮游植物最小 (0 .0 8) ;C值以 Chl a最大 (0 .30 ) ,DO最小 (0 .0 5 )。除盐度外 ,2 0 0 2年长江口水体 DO和 COD的斑块数量以及 H、D和 C值均大于一期工程前期 (1997年 5月 )。这表明一期工程建设已对河口水体生境破碎化和生境景观多样性产生明显影响 ,水体生境斑块分布格局受一期工程建设导致的河口局部水动力改变影响很大 ,值得深入研究     

模拟浮游生物的季节变化

本文讨论了海洋中光合作用过程和计算光合作用的速率方程。运用垂直平均值的浮游生物模型研究了在一个固定站和扩展湾流体系中,浮游植物、浮游动物和营养盐的季节变化。结果表明,夹卷过程将含营养盐丰富的中层水带入了混合层,从而导致浮游植物的生长;摸式较好地给出了扩展湾流体系中的水华季,基本上得到了浮游生物的生活周期。使用不同的参数值进行了若干实验,并对结果进行了讨论。     

全球CO2 水平升高对浮游植物生理和生态影响的研究进展

工业革命以来由于化石燃料的大量燃烧,大气CO₂水平不断增加,预计在21世纪末将增至现有水平的两倍,达到750 μL/L。作为全球初级生产力的重要贡献者,浮游植物应对CO₂水平升高的生理生态响应必然会对水生生态系统和碳、氮等元素的生物地球化学循环产生重要影响。全球CO₂水平的升高将显著改变水体的碳化学环境,淡水生态系统(湖泊和河流)由于容量小变化比海洋更为显著。水体碳化学环境的改变首先会影响浮游植物个体,在高CO₂水平下,浮游植物的细胞会有变小的趋势,并且细胞的光合作用强度也会有不同程度的增加,其中细胞较小或者不具有碳浓缩机制(CCM)的浮游植物增加较多,此外浮游植物细胞的化学元素计量值也将显著改变。随后浮游植物个体水平上的变化会进一步影响水生生态系统,例如水体初级生产力水平的提高,浮游植物、浮游动物群落结构组成以及水体微食物网结构的变化等。此外浮游植物对CO₂水平升高的生理生态响应程度还与水体的营养水平有关。总结了大气CO₂水平升高对浮游植物生理生态影响的研究方法,展望了未来可能的研究方向。     

千岛湖冬季浮游植物光合活性

千岛湖是我国十大水库之一,也是长三角地区最重要的战略饮用水源地。于2010年1月份对其水质及浮游植物群落进行调查,并对浮游植物的光合作用活性进行测定。千岛湖冬季水质指标除总氮外均达到水环境功能区要求,冬季水体存在明显的水温分层及水体物理、化学指标分层现象,不同点位水温分层的水深有所不同,温跃层基本在25~40 m。千岛湖冬季浮游植物种类较多,检测到有硅藻、蓝藻、绿藻、隐藻、甲藻、金藻,丰度上以硅藻为主,优势类群为直链藻属和小环藻属,硅藻约占浮游植物总密度的60%以上;叶绿素a含量较低在1.4~5.7μg·L-1。根据Water-PAM和Phyto-PAM测定的结果,千岛湖冬季浮游植物具有较强的光合作用活性,硅/甲藻的光合作用活性最大,其次为蓝藻,绿藻最低;浮游植物光合作用活性存在空间差异,街口区域的浮游植物光合活性最高,三潭岛最低;浮游植物的光合活性在垂向上也存在差异,大坝处F v/F m在20 m左右达到最大,小金山和三潭岛在30 m处达到最大值,街口F v/F m比其他3处高,且水深较浅垂向变化不明显。千岛湖浮游植物光饱和强度在700~1000μmol·s-1·m-2,光照适应幅度较宽。     

池塘浮游植物生态种组的研究

本文在对池塘浮游植物生物量研究的基础上发现:池塘浮游植物根据它们对环境的适应方式可划分为四个生态种组,生态种组A是一个环境适应能力强,但竞争力弱的类群;生态种组B的动态变化过程与水体中无机氮的含量密切相关;而生态种组C的动态变化过程受水体无机氮含量影响较小;生态种组D是与生态种组A和B相抗衡的一个类群。     

蚯蚓在生态系统中的作用

蚯蚓能够对许多决定土壤肥力的过程产生重要影响, 被称为“生态系统工程师”。它通过取食、消化、排泄和掘穴等活动在其体内外形成众多的反应圈, 从而对生态系统的生物、化学和物理过程产生影响。蚯蚓在生态系统中既是消费者、分解者, 又是调节者, 它在生态系统中的功能具体表现在: (1) 对土壤中有机质分解和养分循环等关键过程的影响; (2) 对土壤理化性质的影响; (3) 与植物、微生物及其他动物的相互作用。蚯蚓活动及其在生态系统中的功能受蚯蚓生态类群、种群大小、植被、母岩、气候、时间尺度以及土地利用历史的综合控制。蚯蚓外来种入侵与生态系统的关系以及蚯蚓对全球变化的响应和影响是两个值得关注的问题。土壤本身的复杂性, 蚯蚓自然历史和生物地理学知识的缺乏, 野外控制蚯蚓群落方法的滞后等都限制了蚯蚓生态学的发展。其他新技术如研究养分循环的碳氮同位素分析和揭示土壤微结构的图像分析等技术的应用是蚯蚓生态功能研究的迫切需要。     

Ecophysiology of mangroves

Conclusion Mangrove forests are of major ecological and commercial importance, yet the future of these resources is threatened by pollution, development and over-exploitation. There is an urgent need to develop sound management practices based on a functional understanding of the physical and biological processes underlying mangrove ecosystem dynamics. Such biological processes include dispersal (Rabinowitz 1978), herbivory (Smith 1987) and the physiological bases of species interactions and responses to environmental factors. Understanding these processes is essential for the development of more comprehensive and predictive modelling of mangrove ecosystem dynamics than has previously been possible.     

陆地生物地球化学模型的应用和发展

以TEM和DNDC模型为例,在分析国外生物地球化学模型发展基础上,按照模拟方法,应用目的,元素类型,生态系统类型和空间尺度等对现有的生物地球化学模型进行了分类,对生物地球化学模型的基本框架（植物,大气和土壤3个组分及植物－大气,植物－土壤和土壤－大气界面等3个界面）,以及内部基本过程（物理的,化学的和生物的过程）进行了总结分析,对目前生物地球化学模型建立中的几个问题（如跨尺度问题,地理信息系统（GIS）和遥感技术结合,考虑人类活动的影响和生物地球化学模型的比较研究）的研究动态进行了评价。     

河流景观生态服务供给与需求/消费的互馈机制

河流景观系统孕育了人类文明,为人类社会提供类型多样的生态系统服务。其本身是一个自然景观过程和社会经济过程高度耦合的社会-生态系统,具有极高的空间异质性、时间动态和鲜明的组织尺度等级结构。当前,对河流景观系统这种特点所决定的生态系统服务供给与需求/消费互馈的机制研究不够深入,普遍缺乏从过程角度刻画生态服务供给与需求/消费互馈关系及其时空异质性和尺度特征。生态服务供给、需求和消费产生于社会-生态系统,是社会-生态耦合的纽带。阐述了河流景观生态服务供给和需求/消费的时空异质性,阐释了它们时空耦合机制和尺度特征,梳理了当前对生态服务供给、需求/消费互馈机理研究的不足。认为未来需要在社会-生态系统的框架下,从景观结构和生态过程出发,融合景观生态过程和社会过程来深入认识河流景观系统的生态服务供给与区内人类对生态服务的需求/消费之间的互馈机制。未来应重点关注：（1）河流景观结构和过程决定的生态服务供给和消费的空间分异及驱动机制;（2）河流生态服务传输的自然和人文载体及其耦合格局;（3）将生态服务需求/消费通过景观结构和生态过程对生态服务供给的反馈融入生态服务评估的方法框架,研发基于生态服务供给和需求/消费的社会-生态互馈过程模型。     

Biodiversity, ecosystem functioning and food webs in fresh waters: assembling the jigsaw puzzle

1. Dramatic advances have been made recently in the study of biodiversity–ecosystem functioning (B-EF) relations and food web ecology. These fields are now starting to converge, and this fusion has the potential to improve our understanding of how environmental stressors modulate ecosystem processes and the supply of 'goods and services'.
2. Food web structure and dynamics can exert particularly strong influences on B-EF relations in fresh waters, as consumer–resource interactions (e.g. trophic cascades) are often more important than horizontal interactions within trophic levels. For instance, many freshwater food webs are size structured, with large organisms tending to occupy the higher trophic levels and often exerting powerful effects on ecosystem processes. However, because they are also vulnerable to perturbations, non-random losses of these large taxa can alter both food web structure and ecosystem functioning profoundly.
3. Recently, the focus of food web research has shifted away from exploring patterns, towards developing an understanding of processes (e.g. quantifying fluxes of individuals, biomass, energy, nutrients) and how the two interact. Many of the best-characterized food webs are from fresh waters, and these ecosystems are now being used to address some of the shortcomings of earlier B-EF studies. I have identified several key gaps in our current knowledge and highlighted potentially fruitful avenues of future B-EF and food web research.
4. A major challenge for this newly emerging research is to place it within a unified theoretical framework. The application of metabolic theory and ecological stoichiometry may help to achieve this goal by considering biological systems within the constraints imposed upon them by physical and chemical laws.     

Plant diversity and root traits benefit physical properties key to soil function in grasslands

Plant diversity loss impairs ecosystem functioning, including important effects on soil. Most studies that have explored plant diversity effects belowground, however, have largely focused on biological processes. As such, our understanding of how plant diversity impacts the soil physical environment remains limited, despite the fundamental role soil physical structure plays in ensuring soil function and ecosystem service provision. Here, in both a glasshouse and a long‐term field study, we show that high plant diversity in grassland systems increases soil aggregate stability, a vital structural property of soil, and that root traits play a major role in determining diversity effects. We also reveal that the presence of particular plant species within mixed communities affects an even wider range of soil physical processes, including hydrology and soil strength regimes. Our results indicate that alongside well‐documented effects on ecosystem functioning, plant diversity and root traits also benefit essential soil physical properties.     

土壤生物及其对土壤生态学发展的影响

土壤生物区系、土壤生物多样性和全球变化已成为土壤生态学研究的肖沿领域,土壤生物以不同的方式改变着土壤的物理、化学和生物学特性,某一等级层次上的土壤生物群落的组成和结构可以对其它等级层次上的资源空间异质性产生影响,而这种空间异质性受到许多生物圈层－－土壤功能区域所维持。本文评价了土壤生物区系在土壤生态系统过程中的作用,论述了土壤生物多样性与生态系统功能的关系,讨论了土壤生态系统对全球变化的影响。     

河岸带生态系统退化机制及其恢复研究进展

恢复和重建自然和人为干扰导致的退化河岸带生态系统是目前恢复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一．对河岸带生态系统的干扰表现在河流水文特征改变、河岸带直接干扰和流域尺度干扰3个方面,分别具有不同的影响机制．河流水文特征改变通过改变河岸土壤湿度、氧化还原电位、生物生存环境以及沉积物传输规律对河岸带生态系统产生影响;河岸带直接干扰通过人类活动及外来物种入侵而直接影响河岸带植被多样性;流域尺度干扰则主要表现在河道刷深、河道淤积、河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等．河岸带生态恢复评价对象包括河岸带生态系统各要素,评价指标已从单一的生态指标转向综合性指标．河岸带生态恢复应在景观或者流域尺度上进行考虑,识别对其影响的生物和物理过程以及导致其退化的干扰因子,通过植被重建与水文调控来进行．扩展研究尺度和研究对象及采用多学科的研究方法将是今后相关研究中的重要问题．     

Knowing your limits: evaluating aquatic metabolism in a subtropical treatment wetland

Hydrobiologia - Changes in dissolved oxygen (DO) within aquatic ecosystems integrate dynamic biological, physical, and chemical processes that control the rate of ecosystem metabolism. Aquatic...     

Integrating Soil Ecological Knowledge into Restoration Management

The variability in the type of ecosystem degradation and the specificity of restoration goals can challenge restorationists’ ability to generalize about approaches that lead to restoration success. The discipline of soil ecology, which emphasizes both soil organisms and ecosystem processes, has generated a body of knowledge that can be generally useful in improving the outcomes of restoration despite this variability. Here, we propose that the usefulness of this soil ecological knowledge (SEK) for restoration is best considered in the context of the severity of the original perturbation, the goals of the project, and the resilience of the ecosystem to disturbance. A straightforward manipulation of single physical, chemical, or biological components of the soil system can be useful in the restoration of a site, especially when the restoration goal is loosely defined in terms of the species and processes that management seeks to achieve. These single‐factor manipulations may in fact produce cascading effects on several ecosystem attributes and can result in unintended recovery trajectories. When complex outcomes are desired, intentional and holistic integration of all aspects of the soil knowledge is necessary. We provide a short roster of examples to illustrate that SEK benefits management and restoration of ecosystems and suggest areas for future research.