基于土壤食物网的生态系统复杂性-稳定性关系研究进展

复杂性-稳定性关系是生态学核心问题之一。作为模式食物网,土壤食物网在探索生态系统复杂性-稳定性关系中起了极大的作用。总结了以Moore、de Ruiter、Neutel等为代表的理论生态学家以土壤食物网为工具研究生态系统复杂性-稳定性关系的方法、结论及不足之处,并展望了未来的发展方向。Moore、de Ruiter、Neutel等将土壤食物网功能群生物量数据、土壤食物网Lotka-Volterra模型和面向过程模型三者结合起来,描述相互作用强度大小格局、分室、能流组织形式等复杂性特征;将土壤食物网Lotka-Volterra模型与群落矩阵结合起来分析局域稳定性,进而探讨生态系统复杂性-稳定性关系的一般规律。在此基础上,Moore、de Ruiter、Neutel等证明了与随机食物网相比,真实食物网的相互作用强度格局、分室等复杂性特征提高了生态系统稳定性,生产力与稳定性共同决定了食物链的长度,并指出建立在平衡态基础上的静态土壤食物网模型在探索生态系统复杂性-稳定性关系方面具有较大的不足,动态土壤食物网是未来以土壤食物网为工具研究生态系统复杂性-稳定性关系的发展方向。     

熵理论在生态系统稳定性研究中的应用

本文从李亚普诺夫（Lyapounov）的稳定性原理出发,运用最小熵和超熵理论分析了线性非平衡态和远离平衡态生态系统的稳定性,并给出了相应的稳定性判据。以完善和促进生态系统稳定性研究的理论水平。     

大针茅典型草原几种主要植物含热值的季节变化

植物含热值的高低是植物群落能流分配的重要参数。植物的生长发育节律影响植物热值。为了阐明大针茅典型草原生态系统辐射——植物群落的能流过程的特点,对构成该植物群落主要植物种的含热值及其季节变化进行了测定。样品采自中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站大针茅典型草原永久围栏样地,该     

农业生态系统能流分析方法的探讨

我们在北京市房山区窦店村从事“京郊平原以生态为中心的农业综合发展研究”课题的过程中,感到目前关于农业生态系统能流的计算方法难以准确揭示该村农业进程的内在规律。于是,对能流的计算方法进行了反复思考和探索,提出的方案不但简化了农业生态系统能流的计算与分析,而且有助于认识窦店村农业现代化的进程,准确地评价该村农业生态系统,并正确地指导农业生产。     

棉田生态系统能流特征分析

为丰富生态系统的能流功能理论,开展以此为基础的生态调控,本文采用田间调查与室内测定相结合的方法,系统地测定了棉田初级生产者（棉株）、次级生产者（害虫、天敌）和土壤分解者的能流参数值,分析和比较了以棉株－害虫－天敌相互作用为中心,受人为干扰作用较大的棉田生态系统能流特征。     

基于Ecopath模型的三门湾生态系统结构与功能

生态系统的结构决定生态系统的物质循环、能量流动和系统功能.本研究采用Ecopath模型,根据2017-2018年中国东海三门湾海洋生态实地调查数据,构建了三门湾生态系统的生态通道模型,描述了三门湾生态系统的能流结构,分析了其功能特征.结果显示:三门湾生态系统营养级范围在1～3.80,能流渠道主要表现为牧食食物链,系统能...     

海南东寨港红树林土壤微生物初探

红树林是热带、亚热带海岸河口潮间带的木本植物群落。海南琼山市东寨港国家级红树林保护区是我国面积较大 ,种类较多的典型分布区[16 ] ,具有独特的生态 ,经济和旅游价值[1] 。不少学者对该红树林生态系统进行了群落学、物流、能流等方面的研究[2 ,3] ,但对该系统微生物方面的研究还较少见。微生物是生态系统的主要分解者 ,红树林生态系统有较高的生产力和凋落物量 ,微生物在凋落物和有机碎屑的分解转化中有着先锋地位[2 ] ,因此微生物在红树林生态系统的物流和能流中有着重要的推动作用。本文报道了对东寨港红树林区土壤微生物数量的研究 …     

小麦-玉米间作生态系统能流参数研究

采用田间调查与室内测定相结合的方法,以小麦．玉米间作生态系统为例,较系统地研究了初级生产者(农作物、杂草)、次级生产者(害虫、天敌)和分解者(微生物、原生动物和腐生动物)的能流参数值．结果表明,该生态系统能流具有初级生产力和能量转化效率高,通过食物链递减率大,各营养层内每生产单位能量所需的能量相对较少,上一营养层对下一营养层能量利用程度逐渐增大等特征．     

成都麻羊种群能量流动态的初步研究

家畜的能量流和能量的转化效率是家畜生产力的重要指标。在草地生态系统中,草食动物是能量和物质转化的重要环节。草地生态系统的能流,从第一性生产(总初级生产)到第二性生产的最终产品(净次级生产)至少要经过六个转化阶段。要加速能流和提高能量的转     

食物网稳定性机制研究进展:一个基于等级系统的框架

食物网理论沟通了群落生态学和生态系统生态学，将生物多样性和生态系统功能的研究统一起来，是理解生态系统运作机制的关键。自从1973年Robert May的经典研究引发著名的"复杂性-稳定性"论辩之后，人们认识到食物网的稳定性是其结构维持、功能发挥和动态演化的一个重要前提，并开始了对食物网稳定性机制的探索。早期研究主要关注只包含拓扑关系的定性食物网，但后来人们逐渐认识到相互作用强度的重要性，并提出了诸如自限性、弱相互作用、适应性捕食等一系列机制。本文系统梳理了过往研究中模块层面的各类稳定性机制和全网层面对各模块的整合机制，从而清晰地展示了"模块-全网"双层框架的全貌。通过在其基础上的扩展，进而提出了一个基于等级系统的食物网稳定性框架，并从动力学和能量学角度，对各层级内部的稳定性机制以及层级之间的关系进行了探讨，以期为建立普适的食物网稳定性理论提供一些思路。未来的研究方向包括：①将稳定性机制的研究从食物网扩展到更一般的生态网络；②综合考虑生物物理要素、动力学稳定性、系统对能流功率的追求、环境的平稳程度、演化历史等影响因素，从而得到关于食物网结构和动态的更为深刻的认识。     

生态网络中物质、能量流动的时间链分析

本文以Ｍａｒｋｏｖ过程理论为基础,利用转移矩阵对生态网络中物质、能量流动和随机行为进行的描述;将输入的物质、能量在生态网络中宏观分布随时间的变化定义为物质、能量流动的时间链,并给一般生态网络中物质、能量流动时间链的分析方法。两个稳态生态网络中物质、能量流动的时间链分析表明,时间链直观地反映了物质、能量在流动中流失或耗散的宏观行为,由于物质再循机普遍存在,使得物质流动的时间链与能量流动的时间链有着质     

自然保护区在保护生物多样性中的作用和意义

本文从理论上论述了自然保护区在生物多样性保护中的重要作用,并指出建立自然保护区是保护生物多样性的最有效措施。1.在自然保护区里,基本的生态过程和生命系统得以维持;2.自然保护区提供了物种生存和进化的场所;3.在自然保护区里,不仅能保护生存其中的已知物种;而且能保护所有的未知物种;4.在自然保护区里?能够保护足够大的种群和完整的种群结构;5.自然保护区的试验区是进行生态、遗传和进化等学科研究的理想基地。 基于野外调查的资料,本文分析了云南所建立的自然保护区在保护国家重点保护植物中的作用。云南分布有154种国家第一批重点保护植物。130余种分布于在各自然保护区中而得到了保护;第二批国家重点保护植物中的192种分布于云南,其中104种分布于各自然保护区中而得到了保护。 本文还对云南自然保护区的现状和管理状况进行了分析,指出了加强对自然保护区管理的迫切性。     

落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

生态系统中流的分解与能量最小耗损原理

本文从一般的生态系统模式出发讨论生态系统的几个基本问题。考虑图1表示的陆地生态系统,整个系统由六个子系统(或称分室)组成,分別为植物群,不同营养层次的动物群,枯落物和土壤,近地面空气层(图1)。系统与环境之间有物质和能量交换,是一个开放系统。箭头表示流向。ρ_(?)、μ_(?)、τ_(?)和λ_(tj)分别表示各个有关分室的呼吸速率常数、死亡加排泄的速率常数、摄食速率常数和输运速率常数,p、g、r分別表     

羊草种群的热值及其能量贮藏特点

为了获得有关中国东北羊草草原生态系统能量学方面的基础数据,作者对该草原的建群植被——羊草种群进行了热值含量的测定,在此基础上,对单位面积上的羊草种群热值含量进行了计算,以便分析在自然条件下,羊草种群的能量贮藏特点。研究结果表明,羊草(Leymus Chinensis)种群的果穗与其各器官相比,具有最高的热值含量,为4898.28cal/gDW,其活枝条与羊草种群的各部分相比,具有最高的热值含量,为4711.86cal/gDW。羊草种群将其截获的绝大部分太阳辐射能贮藏在地下部分以便为种群的安全越冬和第二年生长季节开始对其地上部分的萌发提供充足的能量。     

THE IMPORTANCE OF INTEGRATING ALGAL SYSTEMS INTO A BALANCE MANAGEMENT APPROACH TO AQUACULTURE

McVey, J. P. Program Director, National Sea Grant College Program, 1315 East West Highway, Silver Spring, Maryland, 20910, USA The National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), through its National Marine Fisheries Service (NMFS) and National Sea Grant College Program (NSGCP) has developed a vision for how seafood will be produced in the USA which includes the proper management of natural fisheries, aquaculture and the management and involvement by human coastal communities. The concept of balanced ecosystem management is not only being talked about at national levels but active research programs are being planned and supported. The recent $5 million National Marine Aquaculture Initiative (NMAI) specifically called for proposals that study the “trophic level consequences of marine aquaculture and marine species enhancement”. Recent workshops at the World Aquaculture Society meeting in Orlando and at the regional aquaculture meeting held at Boston on the topic of “Aquaculture and the Environment” have focused on a balanced approach to both aquaculture and fisheries management. All of the workshops focused on the important role of plants in the aquatic community. The basic premise about a balanced ecosystem approach is to incorporate the biological functions of a diverse group of plants and animals into a unified system that maintains the natural interactions of species and allows an ecosystem to function. Models are useful in understanding the energy and nutrient flow within an ecosystem; as are GIS technologies that allow us to map biological and ecological regimes. Macroalgae and phytoplankton both convert nutrients to plant material and transform carbon dioxide to oxygen. In contrast, animals derive much of their nutrition from plants, in one way or another and transform oxygen to carbon dioxide. This presentation will discuss the need to incorporate the use of plants in ecosystem maintenance such that there is balance between the animal, including humans, and plant communities in coastal areas. This will all be related to new NOAA programs and funding opportunities for research support in this area.     

溪流生态系统生态学研究

本文根据6年定位研究的结果,讨论了有关东北山溪生态系统生态学方面的问题,诸如溪流生态系统的组成、结构、能量流动、物质循环、食物网结构与营养能级等。调查了组成生物并对其做了定量分析;描述了能量的消耗途径并绘制了生态系统的能流框图;按营养关系划分了食物链和食物网结构,并根据各类群的生物量计算了不同营养能级的转换效率;按照水体中溶氧变化和水分循环规律建立了相应的动态模型。最后,对经典的将生态系统中生物类群划分为生产者、消费者和分解者三大集团进行了讨论,鉴于事实上每一生物类群分别具有生产、消费和分解等三重作用,因此,建议用生产过程、消费过程和分解过程来表述生物类群在生态系统中的功能作用。       

试论河池地区农业生态系统建设

本文通过收集农业生态系统的有关数据,以河池地区实况为例,叙述了保持生态平衡的意义,阐明了农业生态系统的现状,分析了影响农业生态系统的主要因素,提出了根据自然资源和社会资源,采取分区建设以达到建立一个合理的农业生态系统的战略性意见。     

基于Ecopath模型的千岛湖生态系统结构和功能分析

为探索千岛湖生态系统现状及其历史变化, 根据2016年千岛湖的渔业资源与生态环境调查数据, 构建了千岛湖生态系统的 Ecopath 模型, 综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征。2016年千岛湖 Ecopath 模型由18个功能组组成, 有效营养级范围为1—3.41, 牧食食物链的能量流动占系统总能量的56%。系统杂食指数(SOI)、联结指数(CI)、Finn循环指数分别为0.13, 0.26和5.15%。千岛湖与其他湖泊和水库比较, 其生态系统的各功能组的聚合度较高, 联结程度较为紧密, 物质再循环比例较高, 系统较为成熟。但千岛湖的系统总流量较低为24698.27 t/(km2·a), 总初级生产量与总呼吸量的比值为6.51, 表明系统总体规模较小且仍处于发展阶段。根据千岛湖生态系统历年变化趋势分析: 千岛湖生态系统的总体规模有变大趋势, 稳定性和复杂性有所增强, 但营养交互关系变弱, 系统抵抗外界干扰的能力仍较低。同时, 千岛湖生态系统的初级生产者转化效率较低, 食物网趋于简单, 应采取适当的管理措施, 以保障千岛湖生态系统的健康发展。