亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)研究进展

生物多样性与生态系统功能的关系(BEF)及其内在机制是当前生物多样性研究领域的热点问题。长期以来,以草地生态系统为主的BEF研究积累了大量研究成果,而基于森林生态系统的相关研究则相对较少。亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)是目前包含树种最多、涉及多样性水平最高的大型森林控制实验样地。该文总结了基于BEF-China平台的研究进展,特别是生物多样性对生态系统生产力、养分循环以及多营养级相互作用关系等方面的影响,并提出了未来BEF-China的研究应注重高通量测序和遥感等新兴技术的应用,在生物多样性的多维度、生态系统的多种组分与多种功能以及BEF研究的多种尺度等交叉方向上持续开展深入研究。针对BEF-China研究成果的梳理有助于理解驱动亚热带森林生物多样性与生态系统功能关系的内在机理,为生物多样性保护和生态修复提供科学依据。     

生态系统健康与生物多样性*

生态系统健康学是一门研究人类活动、社会组织、自然系统及人类健康的整合性学科,主要探讨资源环境管理对策,以及生态系统健康与人类健康的关系。生态系统健康是人类健康的基础,是人类可持续发展的重要前提,维护生态系统健康,保护生物多样性,也就是维护人类生存的机会。人类健康依附于健康的生态系统功能和服务日益为人们所认识,关注和理解生物多样性、生态系统健康、人类健康之间的相互联系已成为全球可持续发展的必要条件。本文着重综述了生态系统健康的研究内容及全球环境变化背景下生物多样性的变化对生态系统健康的影响效应。     

森林生态系统健康研究进展

从生态系统健康的概念出发,明确了森林生态系统健康的实质.我国对森林生态系统健康的研究主要在森林生态系统和森林群落2个水平上.森林生态系统水平的健康评价指标包括群落结构、生物多样性等结构指标,涵养水源和水土保持等功能指标,以及社会经济方面的指标,指标庞杂,有些指标难以测度.而森林群落水平的健康评价指标主要以结构指标为主,指标相对简单.因此,建立系统、有效且统一的评价指标体系和科学合理的健康标准是未来开展森林生态系统健康评价的重点,而简洁的指标测度方法和量化的测度结果也将是森林生态系统健康评价的趋势.     

种、种的多样性及退化生态系统功能的恢复和维持研究

物种多样性是生态系统的重要特征并维持系统的功能支行,生物种和不同种类构成的群落为人类提供诸如营养物质循环、生物生产力、营养功能等形式的重要生态服务,特种多样性与生态系统抵御逆境和干扰的能力紧密相关,多样性的提高会增加系统的稳定性,与单个种和种类的数量相比,功能群和功能多样性对生态系统功能的影响效应要大得多,且易于被用来测度稳定性和预测群落变化,本文提出并探讨了种对生态系统功能作用的几种形式,理解物种多样性与生态系统的功能关系能指导退化生态系统恢复和维持其功能的实践活动,尤其为恢复的初始阶段进行群落的“种类组装”提供生态理论基础。     

强度干扰后退化森林生态系统中保留木的生态效应研究综述

保留木是指森林生态系统受到强度干扰后所存留的树木,保留木对退化森林生态系统结构与功能的维持和恢复具有多方面的生态效应。在生态系统的尺度上总结了退化森林生态系统中保留木的各种生态效应,主要包括保留木对非生物因子和生物因子(附生生物多样性、动物活动和动物多样性、树木更新、空间结构)的影响。森林生态系统经营中,"绿树保留"的经营方式是基于保留木生态效益的实践应用,它可有效减少采伐对生态系统结构和功能所造成的损失。并将有助于深入理解受到强度干扰后森林生态系统中保留木的多种生态效应,可为退化森林生态系统的恢复与重建提供理论依据。     

利用农业生物多样性持续控制有害生物

农业生物多样性对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要.人类在多样性的形成上发挥了关键作用,人类结合自然进化创造了遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性.农业生物多样性发挥了很多社会经济和环境功能:保障粮食安全;维持农业生态系统可持续发展;赋予农村经济适变性.但当前人类毁灭农业生物多样性的速度更为惊人.在总结石油农业单一化种植的生态负效应、传统农业提倡“天人合一”的生态正效应的基础上,分析讨论了利用农业生物多样性持续控制有害生物的必要性和可行性,从生态系统多样性、物种多样性和种内遗传多样性3个层次,归纳了构建和恢复农田生物多样性的基本方法.基于病理学、生态学、营养学和生理学等学科领域,从群体异质效应、稀释效应、微生态效应、诱导抗性效应、物理阻隔效应、生理学效应和化感效应等7个方面,归纳了利用农业生物多样性持续控制有害生物的基础原理.寻求低投入、高效益、多样化和可持续的农业生产系统是当今世界许多科学家、决策者和生产者共同关心的问题.农业生物多样性具有重要的生态作用,在现代农业框架下,是合情合理构建持续、稳定、健康、高产的农田生态系统,持续控制有害生物的金钥匙.为此必须加强四方面的课题研究:各种作物之间的相生相克关系及其作用机理;各种有害生物的主要天敌种类、生物学、生态学特性及其适生环境;利用农业生物多样性全面、持续控制有害生物的农业生产模式;与其相配套的农艺措施与农业机械.     

森林经营对群落α多样性影响的定量研究进展

生物多样性是一定地域内的基因、物种、生态系统和生态过程的总和[1]。对森林生物多样性的最大威胁是不可持续的森林经营和森林收获[2]。美国在其国家森林经营法中,授权美国林务局把生物多样性纳入森林经营规划,必须监测和评价实施森林经营规划对生物多样性的影响[3];1993年的瑞典林业法中,木材生产和生物多样性也给予同等重要的地位[4]。在日益关注生物多样性保护、森林退化和可持续林业背景下,迫切需要评估不同经营技术对森林结构和功能的影响[5],研究森林经营对生物多样性的影响也是森林生态系统经营的要求[6]。因为森林经营也有改善生物…     

海岸带生态系统健康评价中能质和生物多样性的差异——以江苏海岸带为例

生态系统健康评价是生态系统保护和监测研究的重要内容,该过程迫切需要综合性强、准确性高的指标,能质和生物多样性指标都是生态系统健康评估中的有效指标.以江苏省海岸带游泳和底栖生物群落为对象,沿海岸线从海州湾到长江入海口北岸选取15个站点,调查研究江苏省海岸带生态系统能质和生物多样性及其空间分布格局.结果表明:江苏海岸带除了中部地区能质和结构能质值较一致(都偏小)外,南北差异明显,生物多样性指数空间分布情况为南部Margalef指数略大于北部,中部较小,Shannon Wiener和Simpson指数空间分布都为南部＞中部＞北部;能质与生物多样性指标在高级生态系统中反映的生态系统健康状态一致,在中低级生态系统中差异明显;能质与生物多样性指标关联程度低,前者的测算侧重于生态系统中物种的等级,后者的测算侧重于物种的数量;总结能质和生物多样性指标在理论支撑、建立理论视角、与生态系统健康对应关系、应用模型以及局限性等方面的差异,研究结果在一定程度上可以丰富和完善生态系统健康评价研究理论与方法体系.     

森林生态系统健康与野生动植物资源的可持续利用

研究了森林生态系统健康与野生动植物资源之间的关系,以及人类活动对森林生态系统健康的影响,提出了以下三个论点：(1)野生动植物资源是构成森林生态系统的基本物质内容。野生动植物资源对森林生态系统具有不可估量的影响和作用。(2)野生动植物资源的减少是森林生态系统健康状况下降的“显示器”。森林生态系统健康状况的下降或衰退,会导致野生动植物资源数量或种类的减少甚至种群灭绝。(3)森林生态系统是野生动植物资源与人类活动关系的集合体和反映体。人类与野生动植物资源是对立又统一的矛盾综合体,而森林生态系统健康与否就取决于这二者的关系。如果人类对野生动植物资源在保护的基础上进行合理的利用,就能保证森林生态系统的结构的完整和功能的良好,因此森林生态系统处于健康的状态;但若人类对野生动植物资源过度利用而不加保护,那么随着野生动植物资源的逐渐衰竭,森林生态系统将逐渐失去某些功能且变得支离破碎,也就无法保持健康的状态。提出了维持森林生态系统健康并实现野生动植物资源可持续利用的解决途径：(1)实行森林的可持续经营。森林可持续经营是指长期保持森林的生产力和可再生性,以及森林生态系统的物种和生物多样性。(2)发展“接近自然的林业”。近自然林业是在服从自然规律的前提下为人类的木材及林产品利用目的而设计的容许有一点偏离自然的森林模式,以森林生态健康为目标的建设方法。     

生物多样性与生态系统功能:进展与争论

生物多样性与生态系统功能的关系已成为当前人类社会面临的一个重大科学问题,生物多样性的空前丧失,促使人们开展了大量研究工作来描述物种多样性-生态系统功能关系,并试图揭示多样性与系统功能关系的内在机制,本文将多样性对生态系统功能作用机制的有关假说分为统计学与生物学两大类：前者是从统计学角度来解释观察到的多样性-系统功能模式,包括抽样效应,统计均衡效应等;而后者是基于多样性的生物学效应给出的,包括生态位互补,种间正相互作用,保险效应等,本文较为详细地介绍了该领域内有代表性的实验工作,包括“生态箱”实验,Cedar Creek草地多样性实验,微宇宙实验,欧洲草地实验,以及在这些实验结果解释上的激烈争论。