试论农业生态系统的特性与“因地制宜、发挥优势”的关系

“因地制宜、多种经营、扬长避短,发挥优势”这十六字农业生产方针是我国农业生产经验的概括与总结。本文试从分析农业生态系统基本特性来谈谈贯彻“因地制宜、发挥优势”的方针必须具备的一些生态系统观点。     

气候变暖与稻谷生产的相互影响及对策

稻田是大气甲烷的一个排放“源”,但稻株却从大气中吸收ＣＯ２,因而是大气ＣＯ２的一个“汇”,两乾构成稻田生态系统的碳循环。根据稻田生态系统的碳循环和我国稻谷生产 史,进一步论述气候与我国稻谷生产的相互影响。结果表明,我国稻谷生产不会加速气候变暖的进程,并提出保持好生态环境的发展稻谷生产对策 。     

“三生空间”视角下三峡库区土地利用转型的生态系统服务价值效应

明晰社会经济快速转型背景下的“三生空间”演变过程及其生态系统服务效应,对国土空间优化和区域可持续发展具有重要意义。以1980、2000、2018年土地利用遥感监测数据为基础,基于“三生空间”视角,采用地学信息图谱刻画了三峡库区土地利用转型过程,并通过生态系统服务贡献值测度了土地利用转型的生态环境效应。结果表明: 1980—2018年,三峡库区工业生产空间和生活空间面积不断增加,而农业生产空间和生态空间面积逐渐减少;从图谱转移视角分析,1980—2000年间,土地利用格局相对稳定,以未发生转移的图谱单元占主导,而2000—2018年土地利用转型复杂,以农业生产空间与林地、草地生态空间相互转化占主导,城镇化、工业化进程加快是导致农业生产空间、生态空间面积萎缩的主要原因;三峡库区生态系统服务价值在时间上呈先缓慢降低后迅速增加的趋势,在空间上呈“东部高-西部低”的分布特征;生态保护修复工程促进了生态系统服务价值正效应,但经济社会快速发展挤占了大量的农业生产空间、生态空间,加之农田复耕等行为在一定程度上导致了生态系统服务价值负效应。     

应用生态系统原理发挥秸秆还田的经济效益

农业生产由多种复杂环节组成。环节之间又相互衔接、彼此联系而形成一个整体多级的生态系统。其中物质转化的形式关系到生产潜力发挥的情况。在能量循环过程中,原来是一级转化的废料,可能会成为二级转化的原料,二级转化的废料,可以成为三级转化的原料,以此类推。这种一级或多级转化的情况是科学水平和社会经济效益的反映。随着科学技术发展,物质转化的经济效率就会越来越高。“秸秆还田”是农业生态系统的一个环节,是肥田增产的措施之一。由于还田方式不同,所产生的经济效益也相差悬殊。其中最简单的方式就是燃烧成灰还田。每百斤秸秆燃烧后     

不同复种制农田生态功能及其对土壤肥力的影响

利用我省优越的光热水条件,扩大复种指数,是提高粮食产量的重要途径。多年来,我省水田普遍是以“冬作双季稻”为主的“两水一旱”一年三熟制,粮食产量虽然比较高,但是生产成木高,投资效益低;同时有的地区长期为“两水一早”耕作制,降低了土壤肥力,已成为生产进一步发展的障碍。为此,我们进行了不同复种方式下农田生态系统的养分平衡、经济效益及其土壤肥力的研究,以探讨如何建立稳定高产的农田生态系统。     

大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了: 1) 基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的“生态系统科学概念网络体系”;2) 基于生态系统整体性和涌现性理论,发展“生态系统状态变化分析理论体系”;3) 基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的“整合研究方法学理论体系”的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善“联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合”四位一体的科学研究技术体系的必要性。     

西部地区农业生态系统健康评价

农业生态系统健康是农业生态系统的综合特征,它具有活力、组织结构和恢复力,是实现生态农业建设目标的重要保障。根据西部地区农业生态系统的特点和农业生态系统健康的内涵,从活力、组织结构和恢复力3方面选取单位面积农业净产值、农民人均纯收入、NPP利用率、土地人口承载度、系统生产优势度、人口密度、农村劳动者受教育程度、植被覆盖度、水资源供需比、系统稳定性指数、绿色覆盖度、抗灾度、有效灌溉面积率、单位面积耕地化肥农药农膜负荷和农业支出比例等17个指标,构建了西部地区农业生态系统健康的评价指标体系。然后,应用综合评价法、层次分析法和G IS等多种方法与手段,在区域尺度上对西部地区的6个农业生态区进行农业生态系统健康评价。最终得到如下结果:处在“亚健康”状态的是四川盆地区和广西盆地区;处在“不健康”状态的是青藏高原区、云贵高原区和黄土高原区;处在“恶化”状态的是蒙新区。西部地区农业生态系统健康综合评价结果的排名次序为:广西盆地区>四川盆地区>云贵高原区>青藏高原区>黄土高原区>蒙新区。     

村落生态单元及其景观模式的营造智慧——以青藏高原秀日村为例

乡村建设的本质是为生活在其中的人类建设健康有序的生存生态系统,健康的村落生态系统离不开智慧营造模式。单元是一种空间环境系统,由于系统内部要素的共同作用以及系统与外部环境的交流,村落单元呈现的景观模式具有差异性,包含着不同的生态智慧。基于此,从生态学的角度提出村落生态单元的概念,村落生态单元由居住景观、生产景观及文化景观 3 个子单元组成。村落生态单元景观模式的营造智慧关键是单元结构与功能的关系。以青藏高原秀日村为例,归纳了秀日村村落生态单元良性的结构与功能关系,包含着“农牧共生”与“方位种植”的生产景观营造智慧;“田居一体”与“循环再生”的居住景观营造智慧;“信仰至上”与“万物平等”的文化景观营造智慧。     

古诗词中“生物与环境”的科学解读

浙教版科学九年级（下）第二章《生物与环境》编排了“种群和生物群落”、“生态系统”和“生态系统的稳定性”三节内容。教材编写是以生物与环境的关系为中心,以种群——群落——生态系统——生物圈的结构层次为线索展开,主要内容有种群和生物群落的概念、生物与环境的相互作用、生态系统的多样性、生态系统的各组成成分的功能地位及相互关系、自然因素和人为因素对生态系统稳定陛的积极和消极影响等。     

21世纪初农业生态系统健康研究方向

农业生态系统健康是指农业生态系统免受发生“失调综合症”,处理胁迫的状态和满足持续生产农产品的能力,目前,农业生态系统健康研究范围主要涉及农业生态系统健康评价方法,土壤质量和水质与农业生态系统健康的联系,农业生态系统健康与人类健康的关系,害虫生态管理对农业生态系统健康的贡献,杂草综合管理在农业生态系统健康中的作用,从生态病理学到农业生态系统健康,线虫群落作为农业生态系统健康指示生物的研究,转基因作物对农业生态系统健康的生态影响评价,农业投入政策对农业生态系统健康的影响,景观生态学在农业生态系统健康评价中的应用,农业生态系统健康与绿色食品开发等,首先论述了农业生态系统健康研究的现状,介绍了农业生态系统健康研究实例-土壤健康的生物指标,最后提出了今后农业生态系统健康的研究方向,为保障农产品安全和增进人类健康提供依据。     

水域生态系统中的水生昆虫

<正> 在“陆地昆虫生态系统初探”一文中[见《昆虫知识》1982年20(6)],对昆虫在陆地生态系统中所占有的地位,它们通过食物链活动所造成的危害,或者是通过它们的生产活动,对人类的贡献及其经济意义,作了初步探讨。现就水域生态系统中水生和半水生昆虫(Aquaric andsemiaquatic insects)作一概述,作为前文的姐妹篇。     

生态系统管理的多目标体系和方法

20世纪90年代以来,人们开始采用“生态系统管理”这种基于生态系统原理的综合方法管理自然资源和生态环境,促进人类与自然的和谐发展。然而,生态系统自身的复杂性、动态性及不确定性特点使得“生态系统管理”难以形成明确的定义和方法体系,系统的多重尺度和目标也增加了管理的难度。近20年兴起的系统工程主要针对大规模复杂系统进行研究,实现系统的总体优化。多目标决策和决策支持系统是系统工程的常用技术方法,生态系统管理是“基于目标”的管理模式。本文概述了生态系统管理的概念和要素,从构建管理体系的角度着重阐述了生态系统管理目标体系的结构、构建过程及目标间的相互关系,针对生态系统的复杂特性探讨了多目标决策方法和决策支持系统在生态系统管理中的应用,以期能够对形成具有普遍意义和实际操作性的生态系统管理方法体系起到借鉴作用。     

山水林田湖草生态保护修复的理论支撑体系研究

山水林田湖草生态保护修复关系到我国生态文明建设和美丽中国建设进程,关系到国家生态安全和中华民族永续发展。开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,是贯彻绿色发展理念的有力举措,也是破解当前生态环境与经济发展之间难题的必然要求。通过总结梳理当前我国山水林田湖草生态保护修复工作的进展与概况,立足于“山水林田湖草是生命共同体”的理论核心,详细阐释了山水林田湖草生态保护修复的内涵及理论体系。山水林田湖草生命共同体的基础理论是以生态系统生态学为支撑,基于流域生态学、恢复生态学和景观生态学的理论诠释山水林田湖草生命共同体的时空区域尺度及流域内部各生态系统之间的耦合机制,通过复合生态系统理论构建山水林田湖草生命共同体的社会、经济、自然生态系统的“架构”体系,明确了流域可持续发展是山水林田湖草生命共同体的最终发展目标。在构建山水林田湖草生态保护修复理论支撑体系的基础上,进一步总结凝练了山水林田湖草生态保护修复的技术体系,包括生态保护、修复与恢复技术、生态建设技术、生态功能提升技术、生态服务优化技术与监督管理技术等,为我国山水林田湖草生态保护修复工作提供坚实的理论和技术支撑体系。     

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。     

生态系统服务供给和需求研究评述及框架体系构建

生态系统服务供给和需求联系着自然生态系统与社会经济系统,对生态系统服务供给和需求的研究有助于加强生态系统管理和实现资源优化配置,从而保障区域生态安全与社会经济可持续发展。本文在系统梳理国内外相关研究的基础上,对生态系统服务供给和需求的概念内涵、评估方法和实践应用等方面进行全面综述。从理论发展的角度看,虽然目前已取得较为丰富的研究成果,但是现有研究仍较为分散,缺乏统一的生态系统服务供需研究框架体系。鉴于此,本文在对生态系统服务供给和需求的研究范畴进行拓展的基础上,按照“理论-方法-实践”相统一的研究脉络,构建了“定性-定位-定量-定策”的生态系统服务供给和需求研究框架体系,最后提出未来研究应围绕“重点关注生态系统服务供给和需求的空间转移规律、加强生态系统服务供给和需求的定量方法研究、深化生态系统服务供给和需求应用管理实践和建立生态系统服务供给和需求应用评价机制”等方面展开,以期促进生态系统服务供给和需求的理论与实践研究。     

高寒草甸土壤昆虫的数量与生物量及其影响因素

昆虫数量变动包括“数”和“量”两方面,“数”即密度,人们早已惯用;“量”即生物量和能量,尚很少应用。因为相同数目的个体不一定具有相同的生物量或能量,所以从群落的食物链索关系或生态系统的能量流来看,单纯的个体数不足以表示所起的作用。因此,如何从“数”的概念过渡到“量”的概念,从更切实的基础上了解这种动态的实质是非常重要的。本文仅就土壤昆虫的数量与生物量作一初步探讨,以便结合其它有关研究最终阐明草甸生态系统的结构和功能,从而把草甸的生产和管理建立在合理的基础之上。     

重点生态功能区农户对生态系统服务的感知——以甘南高原为例

农户作为重点生态功能区的主要经济活动主体,其对生态系统服务的感知直接影响着环境行为,这不仅关系到生态保护计划的执行效果,更关系到该区主体功能的发挥。以地处青藏高原东缘的甘南高原为例,基于入户调查数据,分析了农户对草地、森林、湿地、农田生态系统服务的感知,并运用多元线性回归模型分析了影响农户生态系统服务感知的关键因素。结果表明:(1)甘南高原农户对森林、草地、农田、湿地生态系统服务的多样化感知依次减弱,其中,半农半牧区农户对各类生态系统服务的多样化感知强于农牧区;(2)农户对森林、草地、农田、湿地生态系统服务重要性、可管理性、脆弱性、损害度的感知度依次降低,且不同区域农户的属性感知存在差异;(3)个体特征、家庭特征是影响农户生态系统服务多样化感知的重要因素,个体特征、家庭特征、环境政策是影响农户生态系统服务属性感知的重要因素。     

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式机理及其功能

防治荒漠化的“三圈”生态-生产范式,是干旱生态系统优化与重建的新结构。根据在鄂尔多斯和新疆等地的研究和实践,从干旱生态系统结构、过程和功能来讨论荒漠化防治的“三圈”范式。地理圈层结构（地理地带性）是“三圈”范式的自然地理背景。从宏观尺度和功能方面划分,“三圈”范式在空间尺度上有大“三圈”和小“三圈”之分,大“三圈”控制洲际范围的荒漠化扩展及沙尘暴蔓延,小“三圈”则以控制区域性风沙活动、沙尘暴和就地起沙的危害。防治荒漠化工程是复杂的多元组合和多功能的系统,我国西北地区受荒漠化影响严重,宏观的大“三圈”与多区域的小“三圈”有机结合,形成圈圈相护、层层设防的严密防护与生产系统,有效地控制大范围风沙危害、改善地方气候与小气候,并对发展经济,提高人民生活发挥重要作用。因此,“三圈”范式的概念与结构既是以自然地理地带性为基础,又是人类对自然、环境与生态系统格局的规律认识,更是科学的人类恢复、重建干旱区生态环境与可持续发展的生态设计范式。     

长江口滨海湿地潮间带生态系统的多稳态特征

多稳态现象普遍存在于多种生态系统中,它与生态系统的健康和可持续发展密切相关,已成为生态学研究的热点与难点,但是目前有关滨海湿地生态系统多稳态的形成机制还缺乏深入研究.本文以崇明东滩鸟类自然保护区的潮间带生态系统为研究对象,通过以下内容,开展滨海湿地多稳态研究: 1)通过验证多稳态的判定依据“双峰”和“阈值”特征,证实长江口潮间带生态系统存在多稳态,并确定其稳态类型;2)通过监测潮间带生态系统水动力过程、沉积动力过程以及盐沼植物生长和扩散情况,分析盐沼植被与沉积地貌之间的正反馈作用,进而探讨潮间带生态系统多稳态的形成机制.结果表明: 1)潮间带生态系统的归一化植被指数(NDVI)频度分布存在明显的双峰特征,且盐沼植物成活存在生物量阈值效应,均证实潮间带生态系统存在多稳态,“盐沼”和“光滩”是潮间带生态系统的两种相对稳定状态;2)崇明东滩盐沼前沿的沉积地貌表现出泥沙快速淤积的趋势,显著促进了盐沼植物的生长,盐沼植物与泥沙淤积之间的这种正反馈作用是潮间带生态系统形成多稳态的主要原因;3)盐沼植被扩散格局监测结果在景观尺度上也表明,泥沙淤积作用促进了潮间带生态系统“盐沼”和“光滩”多稳态的形成.本研究既丰富了滨海湿地稳态转换的机理研究,也为我国开展海岸带保护、修复和管理提供了科学依据,具有重要的理论和实践意义.     

生态系统服务形成机制研究进展

近年来,生态系统服务的形成及其机制已成为生态学的研究热点之一.在2005年举行的千年生态系统评估之后,生态系统服务的衍生研究,如生态系统服务分类、评估、权衡与协同、传递和生态系统服务流等也迅速增加,使生态系统服务的研究步入崭新阶段.为更好地了解生态系统服务并加深对其的研究,及时梳理生态系统服务的形成机制很有必要,然而目前对这方面的研究仍未形成一个恰当的研究范式.本文在查阅大量中、英文文献的基础上,主要总结了近10余年与生态系统服务形成机制相关的研究;并从“内因”和“外因”两个方面出发,重点对生物多样性及人类参与活动在生态系统服务形成过程中所起到的作用进行分析和梳理,并提出了研究展望.