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。     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素.研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平.平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H')均极显著低于坡地.西坡土壤微生物AWCD值和H'高于南坡,但AWCD和H'与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性.坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力.火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异己不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关.     

森林生态系统土壤CO2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO₂释放作为土壤-大气CO₂交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800~2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO₂释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO₂释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO₂释放由(1.94±006) μmol m^-2 s^-1逐渐增加至(2.22±0.07) μ mol m^-2 s^-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳（SOC）、全N、全P与土壤CO₂释放呈显著正相关（n=14, P<0.05）;土壤容重与土壤CO₂释放速率呈显著负相关（n=14,P<0.05）;土壤pH对土壤CO₂释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO₂释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析（PCA）揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57％以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO₂释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO₂释放沿海拔梯度变化的主导因子。     

南方红豆杉产紫杉醇内生真菌的分离鉴定

从南方红豆杉(Taxus chinensisvar.mairei)植株分离到内生真菌63株,其中24株经鉴定分属于19个种(属).真子囊菌纲的2个属2株,半知菌纲的14个属22株.真子囊菌纲的无毛毛壳属(Achaetomiumsp.)的1株为新发现种.半知菌纲的葡萄孢属(Botrytissp.)1株和无孢菌群(Mycelia sterlia)2株的培养液,经浓缩萃取,薄层层析检测,Rf值分别为0.404、0.404、0.401,与紫杉醇对照品Rf值一致,为南方红豆杉产紫杉醇内生真菌.     

生物多样性与生态系统多功能性的关系研究进展

生物多样性与生态系统功能关系是生态学研究的热点之一,以往研究多关注生物多样性与单一生态系统功能之间的关系,然而生态系统能够同时提供多种功能和服务即生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality, EMF),仅考虑单一生态系统功能会低估生物多样性的重要性。近年来,EMF研究的重要性受到更多重视,生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality, BEMF)关系成为生态学研究新的热点。梳理近15年的研究发现,不同维度、不同尺度的单一或多营养级生物多样性均会对EMF产生显著的影响,并且在全球变化的背景下,自然干扰与人为干扰均会影响生物多样性与生态系统多功能性从而改变BEMF关系,EMF测度方法的差异也可能导致BEMF关系的不一致。生物多样性维度(尺度)选择的局限、不同EMF测度方法的认知差异、BEMF时空数据库的缺乏以及BEMF关系研究方法的单一等问题阻碍了BEMF关系的深入探究。未来研究应对现有测度方法进行深入比较并发展通用的新方法,深入探究多维度、多尺度生物多样性对EMF影响的综合作用。此...     

自然降雨下黄土丘陵区草灌植物垂直覆盖结构的减流减沙效应

黄土高原是我国水土流失和生态环境问题最为严重的地区之一,植被恢复是防治水土流失的重要措施。植物垂直覆盖结构包括地上冠层、地表枯落物和地下根系,各组分具有不同的水土保持作用,是研究植被与水土流失关系的基本单元。目前,关于植物垂直覆盖结构不同组分对土壤侵蚀影响的研究主要是基于人工模拟降雨,缺少自然降雨条件下不同植物的垂直覆盖结构对产流、产沙和入渗等多过程影响的系统研究。本研究以黄土丘陵区典型的草本(须芒草)、半灌木(铁杆蒿)和灌木(绣线菊)为研究对象,每种植物进行三种处理(自然状态、去除枯落物和仅留根系)以及裸地对照,观测2015—2016年降雨事件的产流产沙量和入渗量,分析植物不同垂直覆盖结构的减流减沙效益及其相对贡献。结果表明:三种植物均具有较好的减流(45.9%—73.2%)、减沙效益(87.5%—94.6%)和增加入渗作用(4.7%—10.8%),灌木的减流效果(73.2%)显著高于草本(45.9%)和半灌木(63.5%),但三种植物间的减沙效益没有显著性差异。冠层的减流作用最大,贡献率接近一半(48%—50%),草本枯落物的减流贡献率与根系基本一致,而半灌木和灌木枯落物的减流贡献...     

玉米小曲酒糟发酵饲料对育肥猪肠道菌群的影响北大核心CSCD

旨在研究玉米小曲酒糟全价发酵饲料对育肥猪肠道菌群的影响。以常规饲料为对照,比较发酵饲料对育肥猪增重,以及肠道菌群多样性、种属构成及功能的影响。饲喂47 d后,发酵饲料对育肥猪增重及猪肉水分含量、肌内脂肪、pH无显著影响(P >0.05)。从育肥猪肠道菌群看,小肠中的伯克氏菌属(Burkholderia)在群体中的丰度从2.6%增加至50.0%,罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)、草螺菌属(Herbaspirillum)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)的丰度等也有明显增加,而布劳特氏菌属(Blautia)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、芽殖菌属(Gemmiger)、梭菌属(Clostridium)、巨型球菌属(Macrococcus)丰度明显下降。KEGG分析发现,发酵饲料对育肥猪肠道菌群生态系统功能的影响主要在于物质代谢的相对增强及细菌增殖的相对减少,促进小肠内物质转化。本研究为玉米小曲酒糟全价发酵饲料的在生猪养殖中的推广应用提供了科学依据。     

土壤质量与可持续土地利用管理

可持续发展的基础是农业的可持续发展,可持续农业应当包含对于资源的成功管理来满足人类需求的变化,同时维持或提高环境质量,保护自然资源。土壤质量是可持续土地利用管理的重要指标,本文在深入剖析土壤质量与可持续土地利用管理内涵基础上,总结、分析了土壤质量和可持续土地利用管理的相互关系,提出了二者研究的发展趋势。并就土壤质量研究如何在可持续土地利用管理中发挥重要作用,以及目前存在的问题等做了探讨。     

考洲洋重金属污染水平与潜在生态危害综合评价

在等级模型的基础上,利用化学和生态学的方法,在地理信息系统(GIS)的支持下对考洲洋养殖水域表层海水及表层沉积物的重金属污染水平及潜在生态风险进行了综合评价,同时对不同的评价方法进行了分析和比较。结果表明,枯水期整个水域表层海水的重金属污染指数均低于0．5,丰水期更是低于0．2。调查期间湾内海水重金属含量较低,重金属污染不明显。枯水期绝大部分水域表层沉积物重金属的生态风险指数值变化范围为20～70,其高值区出现于湾的西部和西北部水域。表明这些水域的表层沉积物已受到重金属的轻微影响;丰水期整个水域表层沉积物重金属的潜在生态风险指数值均低于20,重金属污染不明显。在生态学方面,枯水期大部分水域的饵料生物水平均处于2～3级水平,其密集分布区位于湾西北部、湾口和吉隆河口附近水域,达4级水平,饵料生物较为丰富。丰水期饵料生物水平的密集分布区位于湾中部和望京洲沿岸水域,饵料生物最丰富,达4～5级水平;其次为湾口,为4级水平;最低则分布于湾的西部和西北部,其饵料生物较低,为1～2级水平。由于重金属污染程度较低,因此水温、盐度和营养盐等环境因子已成为影响湾内生态系统的主要因素。对各种不同评价方法所进行的分析和比较结果表明,采用多指标综合评价方法是描述污染和预测生态效应的一种有效途径。     

GIS支持下考洲洋养殖水域浮游植物数量的时空分布及其与营养盐的相关性研究

在GIS和统计分析软件SPSS的支持下,利用数据插值、相关性分析和回归分析等方法,研究了枯水期和丰水期考洲洋养殖水域浮游植物数量的分布趋势及其与海水营养盐的相关关系。结果表明,枯水期浮游植物数量的分布较为均匀,其密集区分布于吉隆河口及其附近水域;而丰水期的数量变化幅度较大,密集分布区出现在湾口至盐洲岛北部水域,呈现出从湾西北部至湾口水域逐渐增加的分布趋势。两次调查相比,丰水期浮游植物的数量明显高于枯水期。相关性研究结果表明,调查期间浮游植物数量与无机氮和无机磷的相关性均不显著,但与活性硅酸盐呈显著相关,在枯水期两者之间呈显著正相关,而在丰水期则刚好相反,两者之间呈显著负相关。