退化红壤区植被恢复过程中灌木层主要种群的生态位特征

选择闽西典型退化红壤地区,对6个不同恢复阶段的封育马尾松群落灌木层主要种群的生态位特征进行了分析,结果表明,多数种群的生态位宽度较窄,对资源的利用不充分,生态位宽度较大的种群顺序与其重要值大小顺序存在一致性,同时种群间生态位重叠较为普遍,对资源的利用方式相对一致。这些结果与退化红壤区植被恢复过程中生境条件的变化密切相关,有助于理解植被恢复动态规律,指导运用人工措施以加快恢复进程。     

侵蚀退化红壤自然恢复下土壤生物学质量演变特征

为了探讨严重侵蚀退化红壤区自然植被恢复过程中土壤生物学质量演变特征,对南方严重侵蚀退化红壤自然植被恢复的4个演替阶段（裸地,地衣地,苔藓地和草地）,以及该地区人工马尾松林地的土壤微生物量、酶活性和线虫数量进行了比较研究。结果表明：在侵蚀红壤自然恢复过程中土壤生物学性质演变特征明显。在恢复初期,地衣和苔藓对土壤生物学性质的改善主要体现在土壤表层。在0～2cm土层地衣地土壤微生物量碳、氮、蔗糖酶和脲酶活性高于裸地,但差异不显著;苔藓地表层微生物量氮、脲酶和酸性磷酸酶活与人工马尾松林地已无显著差异,表明苔藓地是严重侵蚀退化红壤自然恢复过程中土壤质量改善的重要阶段。裸地、地衣地和苔藓地土壤线虫恢复程度低于微生物量和酶活性。草地土壤微生物量碳、氮和3种酶活性以及线虫数量则显著高于自然恢复初期各阶段。与人工恢复林相比较,自然恢复草地表层土壤生物学质量优于人工马尾松林地,但对深层土壤的改善效果不如林地。相关分析表明自然恢复过程中土壤微生物与酶活性的改善程度比较一致,而土壤线虫对自然植被恢复响应与微生物和酶活性不尽相同。     

红壤生态学

红壤是一种重要类型的土壤,面积大、分布广,条件优越,开发利用潜力巨大。当前,红壤退化严重、生态环境问题突出,亟待研究治理。建立红壤生态学,将红壤生态学的理论与技术运用到红壤的生态治理、环境改善及其合理开发利用中,既是现实需要又是形势所迫,势在必行。红壤生态学是由土壤学与生态学交叉、复合而形成的一门新兴、边缘农业应用科学,是土壤生态学的一个分支学科。红壤生态学以红壤为研究对象,探索红壤生态系统中生物与生物、生物与环境、环境因子与环境因子之间的相互关系及其作用机理,深入揭示红壤生态系统的结构、功能、演变规律及调控措施,最终目标是要实现红壤资源的可持续利用和红壤生态系统的可持续发展。红壤生态学着重研究以下7个方面的内容:(1)红壤生态系统的结构;(2)红壤生态系统的功能;(3)红壤生态系统的演变;(4)红壤生态系统的退化;(5)红壤生态系统的平衡;(6)红壤生态系统的调控;(7)红壤资源的开发利用。红壤生态学具有以下几个明显的特征:交叉性与边缘性、复合性与综合性、实践性与应用性、理论性与学术性、多样性与复杂性、层次性与系统性,以及长期性与战略性。今后,红壤生态学将向着规范化、数字化、高效化、国际化方向发展。为促进红壤生态学的又好又快发展,应采取以下战略对策:一是培养专门人才;二是增加物质投入;三是建设研发平台;四是加强交流合作;五是勇于开拓创新。     

动植物在陆地退化生态系统恢复中的作用及其研究进展

生态系统退化导致了生物生境丧失、多样性下降和生产力降低, 所以, 恢复退化的生态系统, 已成为亟待解决的重要课题, 关系到人类社会的可持续发展。因此, 阐述了生态系统退化的现状, 并分析了其退化的人为和自然原因; 比较分析了植物恢复、动物恢复及动植物联合恢复等生态恢复方法的适用性、有效性、局限性及恢复机制, 得出以下结论: 动、植物恢复首先应通过生态势和基础生态位等的分析, 筛选出较为适宜的本土生物, 这些生物的引入主要是通过收集种源、改善生境和构建生物廊道等途径进行; 引进外来物种进行生态恢复, 须评估外来种的入侵风险、适应性和生态功能; 同时注意利用植物和植物、植物与动物间的生态位、化感作用和互惠共生等互作关系, 并结合生态记忆的方法, 进行动植物的合理组合, 形成系统的生态恢复技术, 进而实现退化生态系统的全面恢复。     

典型红壤区自然生态修复的适用性

自然修复主要通过封山育林、禁止农作、禁牧禁伐措施,减少人类对环境的扰动,利用自然生态环境的自我演替能力,恢复生态环境,实现生态平衡。自然修复作为一种成本低、无污染的生态修复手段很早就受到人们重视,但关于自然修复适用范围的研究较少。为了正确认识自然修复的适用性,选择了我国南方红壤地区长期遭受严重土壤侵蚀危害的福建省长汀县为研究对象,通过对长期自然修复样地的监测资料分析,发现在坡度条件为20%—30%下,当植被覆盖度低于20%的退化阈值时,严重的土壤侵蚀引发的土壤肥力损失将导致生态系统自我退化,自然修复不仅无法改善当地的生态系统,反而会引起生态系统的进一步恶化。由此可见,自然修复并不适合所有的生态系统,当生态系统退化到一定程度时,退化生态系统必须通过人工干预来修复。因此,必须探索适合当地的生态修复模式,在生态系统退化突破阈值时,红壤丘陵区应通过恢复土壤肥力、促进自然植被覆盖度增加、综合提高生态系统健康水平。     

三种嵩草群落中若干植物种的生态位宽度与重叠分析

本文利用Levins和Pianka公式,在多维生态因子梯度上测定了海北地区高寒草甸三种嵩草(Kobresia)群落中若干植物种的生态位宽度和生态位重叠。结果表明：三种嵩草群落中优势种群的生态位宽度都较大,其中小嵩草(K,pygmaea)在土壤水势、光照强度和坡向等三维因子上的生态位宽度分别是0.918、0.896和0.910;矮嵩草(K．humilis)和藏嵩草(K．tibetica)在土壤水势维上的生态位宽度分别是0.875和0.866;植物种如具有较大的生态位,则种间的生态位重叠亦较高;植物种对间若有相似的生物学—生态学特征,生态位重叠有降低的趋势;小嵩草和矮嵩草在三维上的重叠值分别是0.671、0.719和0.686;某些杂类草与优质牧草之间存有较大的重叠,这主要与长期过度放牧、优良牧草受到抑制以及生境退化有关。     

中国南方红壤生态系统面临的问题及对策

南方红壤对于我国农业乃至整个国民经济的持续发展和人民生活水平的迅速提高发挥了重要作用,但由于红壤性质上的酸、瘦、粘等弱点,分布区域降水时空不均匀,以及不合理开发利用造成的水土流失、土壤退化、土壤污染等,导致红壤地区的生态环境恶化,红壤资源潜在的生产能力得不到应有的发挥,使整个地区农业及经济持续发展受到严重影响。目前,中国南方红壤生态系统面临水土流失、土壤酸化、肥力退化、季节性干旱、土壤污染、生物退化、石漠化及土地沙化、耕地面积缩减和系统功能衰减等问题。针对上述问题,在综合治理措施上必须提高认识,调整农业结构,优化耕作制度,大力发展立体农业,防治水土流失和土壤污染,改良土壤,培肥地力,重建红壤区植被生态系统,建立和完善红壤预警,从而保证南方红壤生态系统的持续稳定健康发展。     

高寒牧区中华羊茅人工草地退化演替的数量特征研究

对中华羊茅人工草地退化演替数量特征的研究表明,植物群落组分种的数量、丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均随演替的进程而增加,生态优势度指数呈下降趋势。对25个组分种的重要值、生态位宽度及生态位重叠值计测的结果表明,一些阔叶杂草（如细叶亚菊、西伯利亚蓼等）是退化演替过程中入侵人工草地的先锋植物,比其他杂类草具有较大的生态位宽度值,其重要值在演替过程中呈逐年上升趋势。以中华羊茅为其中一个组分种的植物种对间的生态位重叠值,在大多数情况下小于两种阔叶杂草种对间的生态位重叠值。阔叶杂草入侵是导致人工草地退化的一个重要影响因素。     

南亚热带不同植被下丘陵赤红壤结构特征比较研究

比较研究了南亚热带几种植被下丘陵赤红壤结构特征．结果表明,丘陵赤红壤的结构随着植被的演退而退化．表现在表土砂化,即砂粒含量相对增加,粘粒含量相对减少;土壤结构稳定性下降,主要体现在较大粒径水稳性团聚体减少;土壤孔隙性变差,主要体现在容重增加和较大孔径的孔隙减少．自然赤红壤容重增加、较大孔隙减少更为明显;耕型赤红壤结构稳定性下降,表土砂化更为突出．研究结果揭示,由植被演退引起的土壤有机质减少,是丘陵赤红壤结构退化的主要内在因素．     

基于植被降水利用效率和NDVI的黄河上游地区生态退化研究

提出了一种植被降水利用效率和NDVI变化趋势分析相结合识别生态退化、生态恢复区域的方法。利用黄河上游地区1982—2006年的AVHRR NDVI数据及同期16个气象站的降水量数据为基础数据源,计算每个像元的降水利用效率及其变化趋势,结合NDVI变化辨识生态退化和生态恢复的区域范围。结果表明,研究区域80%处于生态恢复阶段,恢复现象较为明显的区域主要位于东南部;生态退化显著的区域主要集中在玛多县县城,扎陵湖、鄂陵湖附近和龙羊峡库区周边。该结果与黄河上游地区草地退化的现状基本吻合,表明该方法可靠性较强,可以作为评估区域生态退化或生态恢复的方法。植被降水利用效率与NDVI变化趋势相结合的方法可以避免仅使用降水利用效率可能产生的误判。研究可为黄河上游地区开展生态恢复工程,合理规划和调整生态建设布局提供科学依据。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带主要植物种的生态位分析

采用Levins公式和王刚生态重叠计测方法,对新疆阜康绿洲荒漠过渡带中的7个植物种,分别从群落梯度和3个单一生态因子（土壤水分维,土壤盐分维,土壤酸碱度维）上对其生态位分化进行了定量分析。结果如下：（1）在群落梯度上,生态位大小依次为红砂（0.7010）,梭梭（0.6434）,角果藜（0.4774）,雾冰藜（0.3745）,盐爪爪（0.3541）,叉毛蓬（0.3354）和碱蓬（0.2769）;（2）红砂在土壤水分、土壤盐分、土壤酸碱度维上的生态位分别为0.5274,0.6039和0.3620,梭梭在这3维上分别为03320,0.3083和0.5103,从生态位宽度看,红砂和梭梭处于优势种地位,其余为非优势种;（3）每个物种在群落梯度上的生态位宽度基本大于在上述3个资源轴上的平均生态位;（4）红砂与梭梭在土壤盐分维上的生态位重叠最大（0.4203）。表明了这两个优势种在利用土壤盐分方面有相似的特性。     

严重退化生态系统不同恢复和重建措施的植物多样性与地力差异研究

对花岗岩区土壤严重退化生态系统（对照）及４种不同恢复和重建措施建筑多样性和地力研究结果表明,花岗岩区红壤严重退化生态系统（对照）植物多样地性极低,土壤肥力极差,生态环境极为恶劣,改为杨梅果园（措施Ａ）或多树种混交（措施Ｂ）后,植物多样性明显增大,林地土壤肥力得到一定程度恢复,生态系统朝着良性循环方向发展,采取封山育林（措施Ｃ）方法,林下植被层和群落多样性恢复最快,林地土壤肥力亦得到较快的恢复,保留     

水、盐梯度下黄河三角洲湿地植物种的生态位

利用排序等方法将黄河三角洲湿地19个植物种在水深和土壤盐分梯度下依次排列,并分别划分为低、中、高水深（或土壤盐分）3个生态种组,分析了水、盐梯度下植物种的生态位宽度和生态位重叠.结果表明:水深梯度下,芦苇、盐地碱蓬等中水深生态种组植物种生态位宽度较大,香蒲、穗状狐尾藻等高水深生态种组植物种生态位宽度最小;土壤盐分梯度下,盐地碱蓬、柽柳等高土壤盐分生态种组植物种生态位宽度较大,而中、低土壤盐分生态种组的植物种生态位宽度均较小.水深和土壤盐分梯度下的生态位重叠分别沿着植物种在两种梯度上的排序而规律变化,通常同一生态种组内部植物种的生态位重叠较大,不同生态种组植物种的生态位重叠较小.黄河三角洲湿地植物种在水深、土壤盐分梯度下的生态位分化现象,可能有助于阐释湿地植物共存及带状分布的形成机制.     

土壤盐分对高寒草甸主要植物生态位的影响

采用Levins生态宽度指数和Cowell生态位相似性公式,计算了巴音布鲁克高寒草甸主要物种在4个盐分梯度上土壤水分、有机质、速效钾3个资源维的生态位宽度及生态位相似性.结果表明：在3个资源维上,随着土壤盐分含量的增加,主要建群种细果苔草的平均生态位由0.4433降至0.1740,伴生种鹅绒委陵菜的平均生态位由0.1263升至0.2215,说明耐盐性较差的物种生态位宽度逐渐减小,耐盐性较好的物种逐渐增大,可能成为重要的演替种.随土壤盐分含量的增加,耐盐性较差物种间的生态位相似性逐渐升高, 而耐盐性较好的物种则逐渐降低.细果苔草和线叶嵩草的生态位相似比例由0.701升至0.842, 而鹅绒委陵菜和山地蒲公英的生态位相似比例由1降至0.708.物种的生物学特性是物种对土壤盐分响应不同的主要原因.     

Elevated CO2 differentially alters the responses of coocurring birch and maple seedlings to a moisture gradient

Summary To determine the effects of elevated CO₂ and soil moisture status on growth and niche characteristics of birch and maple seedlings, gray birch (Betula populifolia) and red maple (Acer rubrum) were experimentally raised along a soil moisture gradient ranging from extreme drought to flooded conditions at both ambient and elevated atmospheric CO₂ levels. The magnitude of growth enhancement due to CO₂ was largely contingent on soil moisture conditions, but differently so for maple than for birch seedlings. Red maple showed greatest CO₂ enhancements under moderately moist soil conditions, whereas gray birch showed greatest enhancements under moderately dry soil conditions. Additionally, CO₂ had a relatively greater ameliorating effect in flooded conditions for red maple than for gray birch, whereas the reverse pattern was true for these species under extreme drought conditions. For both species, elevated CO₂ resulted in a reduction in niche breadths on the moisture gradient; 5% for gray birch and 23% for red maple. Species niche overlap (proportional overall) was also lower at elevated CO₂ (0.98 to: 0.88: 11%). This study highlights the utility of of experiments crossing CO₂ levels with gradients of other resources as effective tools for elucidating the potential consequences of elevated CO₂ on species distributions and potential interactions in natural communities.     

亚高山森林林窗大小对凋落叶木质素降解的影响

木质素降解是认识高寒森林凋落物分解过程的关键环节,可能受到林窗大小及其在不同季节水热环境的影响。采用分解袋法,研究了川西亚高山森林不同面积大小林窗下红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶在初冻期、深冻期、融化期、生长季节初期、生长季节中期和生长季节后期的木质素分解动态特征。研究结果表明,采样时间和林窗面积大小对两种凋落叶的木质素降解均有显著影响。经历1a分解,红桦凋落叶的木质素降解了21.53%—27.65%,而岷江冷杉凋落叶的木质素富集了7.95%—19.40%。较大林窗促进了冬季岷江冷杉凋落叶和生长季节红桦凋落叶木质素的降解,抑制了冬季红桦凋落叶木质素的降解;而生长季节岷江冷杉凋落叶木质素富集速率则为林下大林窗中林窗小林窗。逐步回归分析表明,凋落叶木质素的降解过程在冬季主要受到负积温和土壤冻融循环次数的影响(木质素结构的物理破碎),而在生长季节则主要受到平均温度和正积温的影响(木质素的生物降解)。可见,川西亚高山森林木质素降解受林窗格局变化的显著影响,且林窗大小对凋落叶木质素降解的影响与物种和分解时期有关。     

生态位态势理论与扩充假说

生态位态势理论,即从个体到生物圈,无论是自然还是社会中的生物单元都具有生态和势两个方面的属性,态是指生物的状态,是过去生长发育,学习,社会经济发展以及与环境相互和积累的结果;势是指生物单元对环境的现实影响力或支配力,始能量和物质变换的速率,生产力,生物增长率,经济增长率,占据新生境的能力,生物单元态的变化一般呈“Ｓ”型曲线,而势的变化则呈“钟”型曲线,特定生态系统中某生物单元的生态位即是该生物单元