渤海沿岸湿地生物多样性变化特征

全球气候变化和人类活动干扰的加强,对全球生物多样性造成了前所未有的干扰和破坏。近年来随着我国东部沿海的人口经济快速增长、资源需求进一步增大,生物多样性保护面临着巨大的挑战,进而影响地区经济和生态环境的可持续发展。在区域尺度上评估我国滨海湿地生态系统生物多样性空间格局及其变化特征,对于科学认识和合理保护滨海湿地生态系统生物多样性,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以渤海沿岸湿地生态系统生物多样性为研究对象,通过InVEST模型,和物种丰富度指数,评价了该地区生物多样性现状及其变化。结果表明:(1)渤海沿岸湿地生态系统主要以水库坑塘为主,其次为草本沼泽。在2000—2010年期间,渤海沿岸湿地生态系统总面积几乎不变,主要为草本沼泽和水库坑塘之间的转换。(2)湿地生物多样性较高的区域主要分布在辽东湾中部、渤海湾东南部和莱州湾西北部。由于城市化进展的加快,人类活动的干扰加强,近10年来,渤海沿岸湿地生境质量逐渐降低,生物多样性呈退化趋势。频繁的人类活动对该地区湿地生物多样性产生巨大的负面影响,应多建立自然保护区加以保护。(3)生物多样性变化热点区主要分布在渤海湾东南部和莱州湾西北部。冷点区域主要集中在渤海湾的中北部。在渤海湾东南部和莱州湾西北部的变化热点区内,生物多样性呈改善趋势,说明有效的生态系统转换和湿地保护区的建立,可以实现发展与保护共存,达到了双赢的效果。     

模拟CO2浓度升高和降雨量变化对红砂生物量分配及碳氮特征的影响

以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用盆栽试验和开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度变化(350μmol/mol和700μmol/mol)研究了红砂生物量分配及碳氮特征对降水变化减少30%、减少15%、自然降水、增加15%和增加30%(-30%、-15%、0、15%、30%)的响应。结果表明:(1)CO_2浓度上升显著性的促进红砂地上茎叶和地下的根生物量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;CO_2倍增时,红砂的地上生物量在降水增加30%时平均增加了61.28%(P0.05),而根生物量在降水增加或减少30%时均分别增加了84%(30%)和3.21%(-30%),这种响应导致红砂根冠比在降水减少时大于降雨量增加时,CO_2倍增显著地抑制了这一作用。(2)CO_2浓度上升显著性地促进了红砂根、茎、叶中的碳含量,显著性地抑制了红砂根、茎、叶中氮含量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;这种响应导致红砂根、茎、叶的C/N在降雨减少30%时增加80.22%(根)、103.02%(茎)和199.88%(叶)(P0.05),在降雨增加30%时增加24.99%(根)、30.27%(茎0)和104.45%(叶)(P0.05),CO_2浓度倍增显著性地促进了这一作用。(3)以上结果表明,未来全球CO_2浓度升高时,在降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;在降雨减少的地区,CO_2的升高对降雨减少造成的干旱胁迫有一定的补偿作用,红砂则以较高的根冠比来维持其在荒漠生态系统中地位。     

破碎景观建立保护区面积-数量模式界定

由于生境丧失日益严重,很难找到一片未被破坏的生境建立自然保护区,因而在设计保护区时,必须处理生境丧失带来的影响。在一个已经遭受过生境丧失的景观上,选取一片正方形的区域,并调整区域的面积以保证其中未被破坏生境的面积为一个固定常数,探讨将未被破坏的生境建设成大量小保护区还是少量大保护区。结果表明:(1)随机的生境丧失下,生境丧失比例越高,少量大保护区模式的优势越明显。(2)即使生境丧失比例恒定,被破坏生境的空间分布形式也有重要影响——被破坏生境的空间聚集程度越高,大量小保护区模式的优势越明显。(3)增加扩散率或降低扩散死亡率可导致从少量大保护区更有利于物种到大量小保护区更有利的转变,且被破坏生境的聚集程度越高,转变的程度越高。以上结论为自然保护区设计提供了理论依据。     

基于卫星跟踪的灰雁秋季活动特征与生境利用研究

营养和能量有效的积累对候鸟能否顺利完成迁徙具有重要意义。2015年8月至10月在内蒙古图牧吉湿地,利用卫星跟踪技术对灰雁的活动特征、生境利用等方面进行了研究,以期阐明灰雁在秋季如何有效积累能量以满足迁徙前的生理需求。我们采用增强型植被指数(EVI)分析了灰雁的生境特征,运用核密度分析法(KDE)计算了日间和夜间活动区面积,以及对不同月份的平均活动距离进行了分析。结果表明,8至10月间,灰雁活动位点的EVI值逐月递减,并且逐渐向南移动,趋向于水域集中,增加了对湖泊的利用,同时减少了对草地的利用;灰雁的活动区面积逐月递增,日间活动区面积大于夜间;灰雁在日间、夜间及平均活动距离均呈递增的趋势,每天凌晨及黄昏都出现较长时间的活动。由于8至10月间气温逐渐降低,从草地中可以获取的潜在食物资源减少,灰雁通过逐渐向水域较为丰富的区域移动,活动区面积逐渐增大,增加活动距离提高食物的获取量等确保获取足够的食物和能量满足迁徙的需求。     

中国北方气候干湿变化及干旱演变特征

利用中国北方15个省(区、市)320个气象站1960—2014年逐月降水量资料,运用标准化降水指数(SPI)、标准差和相关分析等方法,基于不同时间尺度,对近55年来中国北方及不同干湿区气候干湿时空变化特征进行分析,并从干旱站次比、干旱强度等方面分析了年际干旱的时空变化特征。结果表明:(1)1960—2014年中国北方地区整体呈变干趋势,年际干旱站次比和干旱强度在同步波动中均呈下降趋势。(2)1960—2014年北方地区春季和冬季呈湿润化趋势,冬季湿润化趋势最明显,夏季和秋季呈干旱化趋势,夏季干旱化趋势最显著,夏季降水对年干湿状况的变化起决定性作用。(3)湿润区和半湿润区有干旱化趋势,而干旱区和半干旱区均呈湿润化趋势发展;湿润区和半湿润区年际干旱站次比、干旱强度呈上升趋势,而干旱区和半干旱区则相反。(4)中国北方东部季风区的湿润区和半湿润区以及处于季风区和非季风区分界线两侧的半湿润区和半干旱区气候干湿变化均呈显著同步波动变化趋势,而中国北方东部季风区的湿润区和半湿润区与中国北方西部非季风区的干旱区气候干湿变化呈显著反向波动变化趋势,夏季具有同样的规律,而冬季和春季四大干湿区干湿变化具有较好的同步一致性。     

基于土地利用变化的黄土丘陵区生境质量时空演变特征——以榆中县为例

生境质量是生态系统服务水平的重要表征,是区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节,评估土地利用变化引起的生境质量时空演变可为区域生态保护和土地管理提供科学依据。以典型黄土丘陵区县域——榆中县为例,基于Arc GIS平台和InVEST模型探讨了该县1995、2005和2015年生境质量空间格局及其演变特征。结论如下:(1)研究区土地类型和景观格局变化明显,主要土地利用变化是耕地转向建设用地和林地,以及草地和耕地之间的相互转变,这些变化导致景观异质性增强和破碎度上升。(2)生境质量空间格局一直表现为"南部高、中部居中、北部低"的态势。生境质量上升区域主要在北部,原因是"退耕还林"及"生态北山"工程的实施使得林地面积增加,下降区域主要在中部,主要是由建设用地扩张占用耕地造成的。(3)生境质量热点以及"H-H"型聚集区主要位于南部山区,而冷点和"L-L"聚集区主要位于北部黄土丘陵区,2015年生境质量空间集聚程度较1995年有所增强,"H-H"聚集区增加0.68%,"L-L"聚集区增加0.67%。对该类型区域生境质量优化提出了相应的政策建议。     

长江口东滩湿地斑尾刺虾虎鱼的栖息亚生境选择和食性差异

2015年7月至2016年6月每月在长江口东滩湿地西南水域的光滩、盐沼(以海三棱藨草为主)和潮沟3种亚生境进行斑尾刺虾虎鱼的样本采集,分析斑尾刺虾虎鱼的丰度和食性差异.结果表明:6—11月均采集到斑尾刺虾虎鱼样本,以幼鱼为主,其他月份未采集到.其中,7月采集数量最多,为71尾,11月仅采集到3尾.潮沟中共采集到93尾,分别是光滩和盐沼的5.2和4.9倍.6—11月斑尾刺虾虎鱼的平均体长和体质量均呈逐渐增加趋势.斑尾刺虾虎鱼主要摄食虾类、蟹类、昆虫类和多毛类等10大类30小类饵料生物.其中,虾类是最重要的饵料类别,并以安氏白虾等白虾属为主;蟹类以相手蟹属为主;昆虫类以小划蝽等蝽科昆虫成虫为主;鱼类饵料的质量百分比相对较高,但数量比例很低.不同亚生境斑尾刺虾虎鱼的饵料组成差异较大.7—11月斑尾刺虾虎鱼的摄食等级随体长增大而明显增大,秋末(11月)平均摄食等级可达3.不同亚生境间的斑尾刺虾虎鱼丰度差异与其摄食饵料不同有关.     

Response of fine roots to precipitation change: A meta-analysis

细根对土壤水分含量变化十分敏感, 增加和减少降水直接影响土壤水分含量。为探索细根对降水变化的响应, 该文从48篇已发表的国内外研究论文中搜集到202组数据, 通过meta分析的方法揭示细根生物量、生产量、周转率、根长度密度、比根长及细根分解对增加和减少降水的一般响应规律, 用加权响应比评价降水对细根各指标的影响效应, 降水变化对细根分解的影响用土壤微生物生物量碳的响应比衡量。结果表明: 1)不同类型植物的细根对降水变化的响应程度不同, 灌木细根的响应强于乔木。2)细根各指标对降水变化的响应存在土层空间异质性, 并且降水变化量为50%时细根响应最显著。降水增加50%时, 显著增加20-40 cm土层的细根生物量和0-10 cm土层的细根比根长, 降水减少50%时, 显著减少20-40 cm土层的细根生产量和增加0-10 cm土层的细根根长度密度。3)降水变化实验持续时间的长短会影响细根的响应程度, 短期实验中细根通过形态适应对降水变化做出应对, 而长期实验中细根通过重新分配生物量对降水变化做出响应。4)增加降水促进了细根养分归还, 致使土壤微生物得到了充足的底物资源, 提高了自身活性, 使细根分解加快。     

植被－气候关系研究概述

在对植被－气候关系研究历史回顾的基础上,简单介绍了６种研究全球变化的植被－气候分类系统,指出了ＣＯ２浓度倍增后,全球的气候变化与中国陆地植被所可能发展变化的趋势。     

动物体色变化的机理

某些动物为了适应环境等,在短时间内改变自身体色,是由于其皮肤中普遍存在的色素细胞的色素颗粒运动所致。动物体肤产生的种种色彩与色素细胞内含的色素、色素色有关。特别是光反射性虹色素细胞、白色素细胞颗粒的物理作用,使动物产生了五彩缤纷的色彩。