景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响

景观空间异质性与生态系统服务的关系极为密切,适当调整景观空间异质性有助于生态系统服务的持续形成与稳定供给。研究景观空间异质性和生态系统服务形成与供给之间的相互影响作用及响应机制具有重要的理论与现实意义,是保护生物多样性、管理生态系统服务与优化景观空间配置的基础。现有研究大多在不同尺度上探讨了景观格局与生态过程或生态系统服务间的相互影响关系,而缺乏景观格局-生态过程-生态系统服务三者间有效联结等方面的研究。景观空间异质性是怎样直接或间接地作用于生态系统服务形成与供给的,目前还没有一个较为明确的解释。因此,通过分析国内外文献,回顾了景观格局或景观空间异质性与生态系统服务之间关系的研究进展、研究内容和研究方法;从景观组成、景观构型的变化入手,讨论了景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响及其强度,并认为景观组成异质性变化能够直接影响生态系统服务,而景观构型异质性变化会通过改变生态过程而间接影响生态系统服务;阐述了景观空间异质性在影响生态系统服务形成与供给的同时,也使生态系统服务在空间上产生了异质性分布,并从自然因素和人为因素两个方面对其进行解释;强调了尺度问题在景观空间异质性与生态系统服务研究中的重要性;最后,明确了对生态系统服务形成与供给的景观空间异质性影响研究不仅有助于生态系统服务的维持与调节,也能更深层次地揭示其中的生态学意义。     

黄河下游平原农业景观异质性对两栖类生物栖息地可用性的影响

以黄河下游典型平原农业景观封丘县为研究区,基于图论的分析方法,采用概率连通性指数(PC)和斑块重要值(dPC_k)表征池塘栖息地可用性程度,在地理信息系统和R软件的支持下,分析了两栖类物种在250、500、1000和2000 m不同扩散能力下,反映池塘栖息地组成和构型的池塘平均面积(MS)以及池塘数量(NP)、至道路的最近距离(DR)组合作用对池塘栖息地可用性的影响.结果表明: 两栖类栖息地的可利用性与池塘数量、池塘平均面积和至道路的最近距离关系密切.在250 m扩散能力下,池塘平均面积和池塘数量是决定池塘可利用程度高低的重要影响因素;在500 m扩散能力下,池塘平均面积和至道路的最近距离对栖息地可用性的影响最为显著;在物种相对较高扩散能力下(1000和2000 m),池塘平均面积和池塘数量是最主要的影响因素.在平原农业景观中,两栖类生物及其栖息地的保护要充分考虑池塘斑块的数量、平均面积以及至道路的最近距离.     

生态系统服务流研究进展

随着社会经济的发展,人类对生态系统的干扰导致多种生态服务退化或消失.生态系统服务流对生态系统服务的输送、转化和维持有重要作用,并成为相关研究的新兴方向之一.本文在对生态系统服务流进行分类的基础上,分析了生态系统服务传递的载体,初步探讨生态系统服务流的形成机制,包括服务流的形成、属性、尺度特征、定量化及其制图等.同时,对生态系统服务流的成本效应,如输送成本、转化成本、使用成本和成本相对性等进行尝试性分析,旨在分析生态系统服务流传递过程中的成本耗散.生态系统服务流研究一定程度上解决了生态系统服务价值评估的“双重核算”问题,使人类准确识别生态系统服务供给和消费热点区域,有利于生态系统服务在传递过程中达到效益最大化,对提出科学合理的生态补偿有重要意义.     

浙江天童常绿阔叶林演替系列优势种光合生理生态的比较

研究了浙江天童国家森林公园常绿阔叶林次生演替系列中主要优势种幼苗,幼树及成年树的生理生态学,发现优势种幼苗的更新一方面与其自身的生物生态学特性,种子的来源,萌发力和群落的生境有关,另一方面也与幼苗的光补偿点有关,优势种成年树在常绿阔叶林演替系列中地位的变迁与相互间的更替主要与其物质的合成能力,即优势种的光合作用速率有关。     

伊河流域景观格局变化及其驱动机制

以伊河流域1987、2000、2008和2013年4期土地覆被数据、同期气象资料及社会经济数据为基础,综合运用景观生态学原理及ArcGIS 10.2、Fragstats 4.2和SPSS 17等工具,从不同时空尺度分析伊河流域景观格局变化及其驱动机制.结果表明: 1987—2013年,研究区景观空间结构发生明显改变,伊河流域的林地、草地、库塘和建设用地面积增加,耕地、河渠面积呈现“减少-增加-减少”的趋势;1987—2008年,耕地主要转换为建设用地,2008—2013年,耕地、林地和草地之间的转移明显;景观空间格局的变化主要集中在海拔550 m以下的河谷平川和丘陵地带,山地景观格局随人类活动影响的加深也开始发生变化.景观格局指数分析表明:耕地与林地的最大斑块指数和聚集度指数最大;1987—2013年,伊河流域的斑块个数持续快速增长,分离度、Shannon均匀度指数和Shannon多样性指数呈“增大-略有减小-增大”的趋势,说明景观格局趋于不稳定,景观异质性增强.社会经济发展与人口增加是耕地、未利用地等景观类型向建设用地转化的主要驱动力;气温上升与蒸散发量增加是流域水域面积变化的直接原因;政策是流域林地、草地等景观结构发生变化的根本原因.     

豫西山地传粉昆虫物种多样性对地貌和季节的响应

通过野外试验布设陷阱捕捉传粉昆虫,调查豫西山地春秋两季不同人为强度土地利用下的传粉昆虫多度、丰富度等,并结合实地的植被群落特征,研究传粉昆虫的多样性、群落相似性及物种重要度(重要值).结果表明: 春秋两季累计捕获传粉昆虫23275头,优势类群多为膜翅目、双翅目等.春季捕获传粉昆虫的数量约是秋季数量的1.8倍,且两个季节传粉昆虫的个体多度差异达到极显著水平.春秋季捕获的双翅目、膜翅目相对多度较高,且季节之间变化不大.鳞翅目、鞘翅目个体数量较少,其中春季捕获的鳞翅目数量极少,秋季的鞘翅目数量也偏低.丘陵的Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数要明显高于其他两种地貌类型;山地的优势度指数和物种的个体数均高于其他两种地貌类型.不同地貌传粉昆虫的多样性和优势度差异达到显著水平,丘陵传粉昆虫多样性与山地和平原均有显著差异,山地的优势度与丘陵有显著差异.季节变化对传粉昆虫群落影响较小,但群落内各物种组成之间存在一定差异.从Morisita-Horn和Sørensen相似系数来看,仅有膜翅目群落在山地和丘陵间有显著差异.春秋季的物种重要值也存在差异,春季中胡蜂科的重要值最高,寄蝇科、果蝇科次之;秋季中花蝇科重要值最高,胡蜂科次之.传粉昆虫与农作物密切相关,影响着作物生长和粮食产量.在种植作物过程中因地制宜,合理规划土地利用方式,根据不同地貌内的植被类型适当调整物种组成,保护其多样性,对维持农业可持续发展和提高生态系统服务意义重大.     

演替研究在常绿阔叶林抚育和恢复上的应用

以浙江天童国家森林公园常绿阔叶林动态过程为例,比较研究了常绿阔叶林演替系列主要树种白栎（Quercus fabri）、马尾松（Pinus massoniana）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、石栎（Lithocarpus glaber）、木荷（Schima superba）和栲树（C.fargesii）的群落生态学特征、种群生态学特征和生理生态学特性。阐明了常绿阔叶林演替系列间的相互更替过程;探讨了主要优势种群的植株结构及其更新能力的演变规律;揭示了演替系列群落主要优势种相互更替的原因。     

CLASSIFICATION OF PLANT FUNCTIONAL TYPES BASED ON DOMINANT TREE SPECIES IN THE FOREST ECOSYSTEM AT FUNIU MOUNTAIN NATIONAL RESERVE, EAST CHINA

 乔木层优势种左右着森林生态系统的结构与功能, 以乔木层优势种为主体划分森林生态系统功能型, 可以对森林生态系统的功能、框架结构及类群分布有一个明确的认识。伏牛山国家级自然保护区是中国东部森林样带中的亚热带和暖温带的结合点, 具有南北气候过渡带的典型特征, 群落的优势种突出, 随着环境梯度(海拔)的变化, 乔木层优势种变化明显, 能较好地反映出植被与环境的动态关系。采用群落生态学的调查方法, 在伏牛山南北坡设置66个样地。根据调查结果, 通过计算重要值, 选取37个优势度相对较大的乔木树种进行种间联结及相关性分析, 以χ2检验为基础, 结合联结系数AC和共同出现百分率PC来测定乔木优势种间的联结性, 根据优势种间的联结性及其在海拔梯度上的变化异同来划分植物功能群。结果表明, 栓皮栎(Quercus variabilis)、短柄枹(Q. glandulifera)、锐齿栎(Q. acutidentata)、华山松(Pinus armandi)依海拔升高分别具有最大的优势势性。以这4个优势种为主体将伏牛山自然保护区乔木层划分为4个植物功能型, 第一组功能型为: 栓皮栎、槲栎(Q. aliena)、山槐(Albizia kalkora)、茅栗(Castanea seguinii)(1 100 m以下); 第二组功能型为: 短柄枹、化香(Platycarya strobilacea)、黄连木(Pistacia chinensis)(1 100~1 400 m); 第三组功能型为: 锐齿栎、千金榆(Carpinus cordata)、漆树(Toxicodendron verniciflum)(1 400~1 800 m); 第四组功能型为: 华山松、油松(Pinus tabulaeformis)、六道木(Abelia biflora)、白桦(Betula platyphylla)、红桦(B. albo-sinensis)(1 800 m以上)。功能群间的形态特征有明显的区别, 如叶片的大小、形状等, 这些区别需要生理生态学的进一步研究。     

干旱胁迫下冬小麦(Triticum aestivum)高光谱特征和生理生态响应

2006年于冬小麦(Triticum aestivum)孕穗期、开花期和灌浆期,采用ASD Fieldspec HH光谱仪测定了不同水分胁迫下冬小麦高光谱反射率、红边参数和对应的冬小麦生理生态参数叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a b(Chla b),叶片水分含量(LWC),叶面积指数(LAI).结果表明,冬小麦生理生态参数随生长发育呈现先上升后下降趋势,Chla、Chlb和Chla b开花期达最大值;LWC和LAI孕穗期达最大值.随干旱胁迫程度增加,Chla、Chlb和Chla b、LWC和LAI减少.不同水分处理下冬小麦高光谱反射率具有绿色植物特征.用红边一阶微分光谱特征参数分析,冬小麦孕穗期和开花期红边(λred)位于728～730nm,灌浆期红边(λred)移到734nm.Chla、Chlb和Chla b与Dλ730:Dλ702、Dλ730:Dλ718,LWC与Dλred、Dλ718以及LAI与Dλ718、Dλred、Sred均呈正相关,相关系数大于0.5(p<0.05).经回归分析,Chl与Dλ730:Dλ702、LWC与Dλred呈线性关系(R2=0.87),LAI与Sred呈二次关系(R2=0.68).因此,用冬小麦高光谱特征及红边参数能判断冬小麦生育后期长势和农田水分胁迫程度.     

干旱和复水对不同倍性小麦光合生理生态的影响

以不同倍性的小麦为材料,研究干旱和复水对小麦光合生理生态的影响,以期为小麦的抗旱生理和育种提供理论依据.研究发现,在逐步干旱过程中不同倍性小麦的净光合速率都下降,但叶片净光合速率下降时的土壤相对含水量明显不同.复水后,不同倍性小麦净光合速率的恢复能力也有差异,豫麦49的净光合速率恢复最快,并且表现出较强的旱后超补偿效应.当土壤相对含水量减少时,栽培二粒叶片蒸腾速率的降低要明显快于净光合速率的下降,但节节麦蒸腾速率的变化没有变现出类似的适应现象.在正常供水条件下,各组WUE(water use efficiency)的大小为栽培二粒＞豫麦49＞节节麦,变水处理增加了栽培二粒和豫麦49叶片的WUE,但节节麦叶片的WUE在变水条件下却没有增加.