河岸无脊椎动物多样性维持机制研究进展

河岸是河流与陆地之间重要的生态界面,生物多样性丰富,但受到人为活动的严重威胁。无脊椎动物在河岸生物多样性中占有重要地位,发挥着非常重要的生态功能,也是水生生态系统和陆地生态系统之间物质和能量联系的重要纽带。尽管已有很多学者对河岸无脊椎动物群落进行了研究,但缺乏对河岸无脊椎动物多样性维持机制的总结。本文结合洪水和干旱、营养物质、微生境多样性、河岸植被、微气候梯度、食物资源以及河流空间梯度等影响因素,初步讨论和归纳了河岸无脊椎动物多样性的维持机制。周期性洪水和干旱引发了无脊椎动物的繁殖和迁移等行为,增加了河岸无脊椎动物群落周转率,为无脊椎动物创造了理想的条件。充足的营养物质使河岸具有较高的初级生产力,支撑了较高的无脊椎动物多样性。较高的微生境多样性为无脊椎动物提供了多样的生态位空间,孕育了特殊的河岸无脊椎动物种类。复杂的河岸植物群落不但是河岸无脊椎动物的食物来源之一,也为河岸无脊椎动物提供了多样的生态位空间和重要的避难场所。微气候环境的空间分异提供了复杂多样的生境条件,为水生无脊椎动物和陆生无脊椎动物种类在河岸共存创造了条件。跨越界面的资源补给增加了河岸无脊椎动物的食物可利用率,为河岸无脊椎动物提供了特殊的食物来源。这些因素在空间上呈现出明显的纵向梯度和侧向梯度,从更大尺度上为河岸无脊椎动物的多样化提供了条件。因此,探讨河岸无脊椎动物多样性的维持机制对于河岸生物多样性保护以及河流生态系统综合管理具有重要的指导意义。     

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．     

河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望

河岸植被缓冲带是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带,具有独特的生态系统结构和服务功能,也是近年来生态学和环境科学研究的热点之一.本文对河岸带的生态系统结构及其在生物多样性维持、非点源氮素污染防治等主要生态服务功能方面的研究进行了系统总结和分析.由于岸边缓冲带具有结构复杂、系统内外干扰因子多、时空异质性强等特征,要实现对河岸带生态系统的科学有效管理,还需要进行大量的理论和案例研究.从系统生态学和景观生态学的角度,展望了该领域的研究前景:(1)加强人类活动干扰如土地利用的时空变化对河岸区域生物多样性分布特征和生态环境效应的影响研究;(2)加强不同河岸植被缓冲带结构和区域环境特征对非点源氮素污染净化机理和控制过程的研究;(3)在小尺度长期定位观测和机理研究的基础上,综合运用数学方法、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等工具,开发适合我国地域特点和环境特征的生态系统管理模型,定量研究河岸带生态系统结构、过程与功能动态变化及其与人类活动干扰之间的相互关系和影响机制,为区域社会经济的可持续发展提供科学依据和管理对策.     

东苕溪中下游河岸类型对鱼类多样性的影响

河流修复工程被美国《科学》杂志列入2000年最具发展潜力的六大领域之一,河流修复工程对水生生态系统的影响也成为各国科学家的研究热点。本文以东苕溪中下游河段为对象,研究4种不同河岸类型（自然河岸 水生植物（A）、自然河岸 无水生植物（B）、人工河岸 水生植物（C）、人工河岸 无水生植物（D））对鱼类生物多样性的影响。本次调查共采集鱼类标本499尾,经鉴定为32种,隶属于7目10科24属。鱼类生物多样性结果显示A、B的物种丰度和Shannon-Wiener指数与D存在显著差异（P<0.05）; A的优势度指数与D存在显著性差异（P<0.05）; A、C的均匀度与D存在显著性差异。鱼类群落NMDS排序与相似性分析（ANOSIM）显示D与A、B、C能完全分开,且D与A、C存在显著性差异（P<0.05）,其中A与C存在显著性差异。因此,河流修复工程中水生植被的恢复对于水生生物多样性的维持至关重要,且恢复水生植被的河流修复工程会减少该工程对鱼类群落结构和生物多样的负面影响。     

河岸带生态系统植被与土壤对水文变化的响应研究进展

河岸带的植被与土壤是生态系统重要组成部分,对于维持河岸带的生态健康、生态系统服务与可持续性具有至关重要的作用。水文变化是河岸带生态系统的首要干扰因子,系统总结了水文变化对河岸带植被的特征以及植被形态、群落分布、繁殖、生存策略的影响,并阐述了河岸带水文和植被对土壤氮磷迁移转化的影响机制。根系作为土壤与植物地上部分之间物质、能量流动与信号传导的关键纽带,目前对根系的研究还较欠缺,需要加强水文变化对河岸带湿地植物根系形态、结构、功能特征的影响机理研究,以及湿地植物对水文变化的适应机制和耐受阈值方面的探究。在微观方面,应加强水文变化与植被等多因素耦合对土壤氮磷迁移转化过程的机理研究。河流形态和土壤的多样性决定着河岸带水文作用特征的复杂性,今后需注重河岸带个性特征与水文响应的关系研究。河岸带是横向的水陆生态过渡带和河流上下游的纵向生态廊道,亟需综合考虑和模拟流域土壤、植被与水文、人类活动之间的耦合关系,预测未来气候与社会经济情境下的河岸带生态系统演变规律,为河岸带生态系统的生态调节、生物多样性保护与生态恢复等提供理论依据与技术支撑。     

城市河流改造工程对河流生态系统野生维管植物的影响

随着城市化的发展,许多城市对流经市区的河流进行了大规模工程改造,在获得了多种效益的同时,也引起了诸如生物多样性破坏和物种组成改变等一系列生态问题,因此对城市河流改造工程的生态影响进行研究非常重要,将有助于在未来城市河流改造中更有效地保护河流生态系统。该文以汾河太原段的河道改造工程为研究对象,用Shannon-Weiner 多样性指数、Sørensen群落相似性指数和单因素方差分析方法,研究了河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落物种组成相似性的影响。结果表明:太原汾河段改造后比改造前的野生维管植物物种数和Shannon-Weiner 多样性指数显著降低;低频度的物种数明显增加而高频度的物种数明显减少;河流改造前后的群落相似性明显降低。由此可见,城市河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落相似性有明显影响。     

香溪河流域河岸带植物群落物种丰富度格局

通过不同海拔高度的样带调查来研究香溪河流域河岸植物群落物种丰富度格局,并探讨河岸带中生物多样性维持的生态学机制。结果表明：河岸植物群落总的物种丰富度、乔木层物种丰富度和草本层物种丰富度沿海拔梯度均表现出相似的格局特征,利用抛物线方程进行拟合,物种丰富度与海拔之间有显著的相关性。灌木层物种丰富度和藤本植物物种丰富度格局特征不明显,且物种丰富度与坡度相关,在流域尺度上,海拔对物种丰富度有着重要的控制作用;在局部尺度上,季节性洪水干扰导致的空间异质性和小地形对群落的生物多样性有着重要的影响,研究结果支在于总的物种多样性在原始河流的中间河段将达到最大值的预测。     

氮素添加对科尔沁沙质草地物种多样性和生产力的影响

物种多样性和生产力是生态系统结构和功能的重要指标.以科尔沁沙质草地为对象,通过对其进行不同梯度的氮素添加处理,研究氮素添加对沙质草地生态系统物种组成、物种多样性和生产力的影响.结果表明：氮素添加改变了群落物种组成和群落中的优势种,使植被的高度和盖度增加,植被的透光率减小;随着氮素水平的增加,群落中物种丰富度减小,物种多样性降低;不同水平的氮素添加均显著增加了(P<0.01)群落地上生物量;物种丰富度与植被透光率呈线性正相关(P<0.01),与植被盖度呈线性负相关关系(P<0.01),说明长期的氮沉降与人为氮素输入将影响沙地生态系统的物种组成、物种多样性以及生产力.     

怒江水电开发的生态影响

论述了发展水电对于减少燃煤、控制温室气体排放的作用,特别强调对于我国这样的燃煤大国所具有的重要环保意义.开发蕴藏丰富的怒江水电资源在全国能源格局中占据重要地位.指出怒江丰富的生物资源的原始性、自然性和独特性使其成为我国生物多样性和天然基因宝库,具有重要的经济价值、环境价值和美学价值.阐述了河流的“连续性概念”（continuumconcept）,指出河流的连续性,不仅包括水力学、水文学意义上的连续性,还包括营养物质输移、生物群落分布以及信息流的连续性.解决怒江水电开发问题的关键,应该是在可持续发展的原则下,寻找经济发展与生态保护之间的相对平衡点.需要正确面对大坝的生态胁迫问题,积极研究如何对生态系统实行补偿的技术和机制,建设与生态友好的大坝工程.在规划方面,需要合理掌握流域水电开发的程度.在工程技术方面,应研究开发降低大坝的胁迫效应以及对河流生态修复的技术措施.在管理政策方面,需要开展生态价值和自然资本的评估研究,建立生态补偿的合理机制.     

集中式大型光伏及风电电场生态影响:进展与展望

在“碳达峰”和“碳中和”目标的驱动下,我国可再生能源增长势头迅猛,而随着光伏、风电的大规模发展,其生态影响问题也引发关注,但缺乏系统性的研究综述。本文回顾了国内外集中式光伏和陆上风电电场对环境、物种多样性和生态系统服务功能影响的研究,发现:光伏的生态影响主要体现在对土壤、植被和栖息地质量的改变,对部分物种有不利影响,在较为干旱的地区,光伏设施能起到降温增湿的作用,促进植被恢复,在荒漠地区可以发挥防风固沙的生态作用;风电电场的生态影响集中在对土壤植被的扰动、造成鸟类碰撞死亡和栖息地破碎化等方面,影响物种迁徙和区域生态系统服务功能。但目前的研究在生态影响机制和生态系统整体影响方面还存在不足,对此,本文提出了完善与统一调查方法、采用先进的生态环境调查技术、加强在物种和生态系统水平上的系统性影响研究等建议。未来需要进一步研究光伏、风电电场的生态影响,在能源规划初期关注生态本底调查和生物多样性评估,并制定相应的生态影响减缓策略。     

亚高山森林生态系统过程研究进展

亚高山森林是以冷、云杉属为建群种或优势种的暗针叶林为主体的森林植被。亚高山森林在庇护邻近脆弱生态系统、保育生物多样性、涵养水源、碳吸存和指示全球气候变化等方面具有十分重要且不可替代的作用和地位,其多样化的植被和土壤组合为研究生态系统过程提供了天然的实验室。亚高山森林的群落演替与更新、生物多样性保育、水文生态过程、生物元素的生物地球化学循环以及亚高山森林生态过程对气候变化的响应等研究已取得了明显的进展。但有关全球变化条件下的亚高山森林土壤生物多样性和冬季生态学过程等研究明显不足。全球气候变化背景下的冬季生态学过程、极端灾害事件对亚高山森林生态系统过程的影响、亚高山森林生物多样性的保育机制、亚高山森林土壤生物多样性与生态系统过程的耦合机制等可能是未来研究的前沿科学问题。     

滨岸带对河流生态系统的影响机制研究进展

从水文调节、水质改善、物质输入调控、生物多样性维持等方面梳理了滨岸带对河流生态系统的影响机制。滨岸带具有良好的水文调节效应, 这种调节效应主要通过滨岸带植被根系对土壤水分持留, 植物残体对径流路径的影响, 以及挺水和沉水植物对水流的物理作用等途径实现。滨岸带显著影响水质过程, 对于面源污染径流具有较好的净化效果。滨岸带能够经历周期性的干湿交替, 同时具有发达的植被系统和丰富的土壤微生物类型, 独特的水文和地球化学条件使滨岸带成为氮磷迁移转化的热区。滨岸带对水生态系统的物质输入起到重要的调控作用, 既能够为水体生态系统提供丰富的物质来源, 又能够避免过量的营养物质输入。这种调控作用对于水生态系统群落结构的维持和生态系统功能的发挥具有重要意义。滨岸带水生和湿生植被的生长使水体生态系统食物链不断完善, 大型无脊椎生物和鱼类种群数量得以增加, 对水体生物多样性的提升具有明显的贡献。自然的洪水扰动可能是滨岸带生物多样性的维持机制, 而水媒传播过程则可能是滨岸带影响河流生物多样性的重要机制。当前对于滨岸带生态机制过程的认识尚不够深入, 今后滨岸带研究要加强物质过程和生态学过程的探讨, 尤其是水文、水质、生物群落等要素的耦合机制, 滨岸带水环境效应的模拟预测, 以及滨岸带对河流生物多样性的影响机制研究等。     

城市化地区河岸带植被特征及其与河岸硬度的关系——以晋江市为例

确立了滨河河道硬度与滨河土地硬度两个指标,用以研究城市化地区河岸带的植物构成、多样性与均匀度、优势植物等特征与河岸硬度的关系。选定晋江市都市区12条主要河流作为研究对象,通过样地调查收集数据,并采用相应指数进行数据处理分析,结果表明:(1)调查河流的河岸带植被物种共计70科143属159种,其中乔木20科30属41种,灌木15科15属20种,草本35科98属98种,草本居主导地位,河流间种类分布不均衡;(2)河岸带植物乔灌草区系均以广义热带性成分居多,其次为世界性成分、温带性成分,无中国特有分布类型,乔木中广义热带成分占绝对主导,直观反映地带性特征,灌木与草本中的温带成分多于乔木中的温带成分,类型趋于多元,种类更丰富;(3)从河岸植被优势植物构成来看,主要优势乔木与灌木基本为本土植物,而主要草本中外来植物入侵严重,对地带性植物景观的指示显然不及乔木与灌木;(4)从河岸植被的人工美学属性来看,灌木优势植物中园林观赏植物的种类数显著多于乔木、草本优势植物,反映出晋江人工审美主导的滨河景观空间主要改变与塑造了灌木层植被景观;(5)从河岸植物的人居需求属性来看,龙眼、杨桃等多见于庭院林、水岸林的水果树种也在河岸植被中频繁出现,反映出人口密集区由于对植物生产用途的重视而对河岸植被产生的影响;(6)滨河土地硬度与河道硬度对河岸带灌木植物的影响最强烈,二者均对河岸带植物多样性造成威胁,且前者具有更大的影响力,而后者直接影响了河岸植物的分布形态,出于生产与审美目的的人为干扰对河岸带植物优势种的影响力随滨河硬度的增加而加强,低滨河硬度有助留存原生植被群落;(7)天然弯曲的河流形态对河流植被特征具有积极影响,有助于保留更多本土植被类型,并能在某种程度上丰富乔灌草的植物种类,但这种缓和作用无法根本扭转河岸硬化对植物多样性的胁迫影响。研究表明,城市化地区河流的岸带植被特征与沿线人为干扰类型和强度密切相关,恢复与塑造河岸生态景观要以乡土植被为主,通过乔木景观塑造地带性景观,并以灌木与草本丰富植被景观。     

南亚热带人工马尾松林下植物组成特征及主要木本种群生态位研究

1引言物种多样性是生态系统的重要特征并维持系统的功能运行,生物多样性与生态系统抵御逆境和抗干扰能力有关,多样性的提高会增强系统的稳定性及生态服务功能[4,5,13,14,24,25,32,36].林下植被在维持森林物种多样性、立地指示、水土保持、促进人工林养分循环、维护林地地力和揭示植被演替特征等方面具有不可忽视的作用[3,12,19,20,35].马尾松(Pinus massoniana)是我国南亚热带地区的主要针叶林之一,由于人为活动(造林、抚育、樵采等)对人工林下物种丰富度干扰很大,造成了森林的严重退化[33,34,37],不利于人工林的可持续发展.南亚热带植被的…     

北方典型沼泽湿地高低土壤水分下植物群落特征

北方沼泽湿地在水源供给、缓解水土流失、遏制草地沙化等方面具有重要作用,明确其植物群落物种组成和多样性特征对提升其生态系统服务功能具有重要意义。目前,在北方地区开展大尺度湿地植被调查的研究仍相对较少。土壤水分是驱动植物群落发展的主导环境因素之一,为了解高低土壤水分背景下湿地植物群落特征差异及关键驱动要素,对我国7个北方典型沼泽湿地的植物群落物种组成及多样性特征进行了调查,分析了植物群落物种组成及多样性特征与环境因子的关系,以及沼泽湿地植物群落内克隆植物的分布特征。研究结果发现不同沼泽湿地的植物群落物种组成和多样性差异显著,但无明显的地带性分布规律,物种分布呈现区域性。群落物种多样性受降水、温度、土壤养分等多种环境因素的共同影响。沼泽湿地高低土壤水分背景下植物群落的物种组成和多样性差异显著,低土壤水分下植物群落物种多样性指数显著高于高土壤水分下植物群落。低土壤水分下物种多样性主要受降水和总氮影响,而高土壤水分下物种多样性主要受温度和总磷的影响。高土壤水分下克隆植物物种数和盖度在沼泽湿地植物中占有较高的比例,表明克隆植物比非克隆植物更适应高土壤水分环境。研究结果表明了7个沼泽湿地植被的区域性...     

大气氮沉降影响草地植物物种多样性机制研究综述

大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点。大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策。系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫。氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献。同时,与欧洲酸性土壤草地和美国高草草原相比,我国草地土壤类型和植被属性具有明显差异。因此,应根据我国草地生态系统的特征、不同植物功能利用养分策略,从土壤养分变化、根系养分吸收转运、叶片生理过程等方面的整合研究思路,探讨氮沉降影响我国草地群落物种多样性的生物学机制,为我国草地生态系统的科学管理提供理论依据。     

草地生态学领域空斑研究进展

空斑(gap)是近几十年来草地生态学领域的重点研究对象之一,在草地植被更新、群落结构和草地生态系统物种多样性维持方面起着重要作用。本文在介绍空斑的概念、功能分类和形成的基础上,总结分析了国内外对空斑的研究现状,发现目前对草地空斑的研究主要集中在空斑大小、空斑类型对物种更新以及空斑对群落结构和物种多样性影响等方面,而对空斑小环境和土壤的研究较少,对空斑内生理生态学、机理和机制性的问题尚缺乏深入探讨;建议在今后加强对空斑内环境变化、空斑内物种的生理生态学特性和物种对空斑更新的响应机制等方面的研究。     

青藏高原区退化高寒草甸植被和土壤特征

高寒草甸约占青藏高原草地的46.7%,是我国草地生态系统重要的组成部分。近年来,在气候变化和人为活动的影响下,高寒草甸生态系统退化严重,植被和土壤均呈现出不同的退化趋势。在大空间尺度上表现为草地覆盖度下降,杂草类植被增加,土壤退化甚至沙化;在微观尺度上,退化高寒草甸的土壤粒径、土壤微生物和土壤酶也发生改变。本研究从高寒草甸物种多样性、植物群落结构、植被生物量、土壤物理性质、土壤微生物、土壤酶和土壤养分等方面,分析了高寒草甸生态系统退化过程中植被和土壤的变化特征,提出当前研究中存在的一些不确定性和有待深入研究的问题,为全面了解高寒草甸的退化机制和规律、有效干预高寒草甸生态系统和恢复生态功能提供科学依据。     

AM真菌物种多样性:生态功能、影响因素及维持机制

AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。     

Changes in vegetation and soil properties following 6 years of enclosure in riparian corridors

河岸带是维持生物多样性的重要生态系统之一。然而,由于过度放牧引起的植被消耗和过度开垦等人类活动的干扰,河岸带植被多样性和植被盖度受到严重的破坏,甚至威胁了河道的稳定性。围栏封育在退化草地生态系统修复中被广泛应用,但对退化河岸带植被群落和土壤性质的影响尚不明确。本研究的目的旨在明确围封的实施是否会促进河岸带植被群落的物种组成、物种丰富度和物种多样性恢复,土壤氧分如何随围封年限的增加而变化。辽河干流自2012年起被围栏封育管理,本研究在辽河干流河岸带沿岸设置了20个草本群落长期观测样地,记录了2012–2017年样地中植被高度、盖度和个体数量等参数用于物种丰富度和物种多样性的统计分析。同时,分别测定了2012年和2017年植被群落土壤氧分含量,验证了植被群落和土壤氧分对围封的反馈,研究了2012–2017年辽河干流河岸带的围栏封育对物种多样性和土壤氧分的影响。结果表明,随着围封年限的增加,辽河干流河岸带草本群落植被丰富度和多样性显著增加。物种组成方面,菊科植物的优势度显著增加,禾本科植物优势度显著下降。围封后植被群落的恢复和禁止耕作,加速了土壤中磷和钾的消耗,表现为显著降低,土壤有机质含量对围封的响应表现的相对滞后,并没有显著变化。综上所述,本研究为河岸带植被群落物种多样性、物种组成对围封的响应提供了新的见解。