冻土甲烷循环微生物群落及其对全球变化的响应

冻土是陆地生态系统中最容易受到全球气候变化影响的碳库,既发挥着碳源又起着碳汇的作用。人们非常关注贮存于冻土中有机碳的最终归宿,是因为全球气候变暖会加快冻土的解冻,释放更多的温室气体（二氧化碳和甲烷）到大气中,从而进一步加剧温室效应。据估计每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。研究证实冻土生物源甲烷的产生和消耗分别由耐(嗜)低温的产甲烷菌(methanogens)和甲烷氧化菌(methanotrophs)介导。鉴于冻土甲烷循环对全球甲烷平衡的显著作用以及在冻土生物地球化学循环中的重要功能,对介导冻土甲烷循环的产甲烷菌和甲烷氧化菌的研究将有助于更好地评估冻土生态系统对全球气候变化的响应和影响,本文就冻土甲烷循环过程、产甲烷菌、甲烷氧化菌的群落结构、活动、生态功能及其对气候和环境变化的响应机制的最新研究进行综述,以期为我国开展冻土甲烷循环机理研究提供支持。     

干旱区受水资源胁迫的下游绿洲动态变化趋势分析——以黑河流域额济纳绿洲为例

干旱内陆流域下游绿洲的形成与演变对流域地表径流变化响应强烈 .采用绿洲生态斑块动态模拟、植被与水盐状态相关分析、生态需水量估算等方法 ,分别对黑河流域下游额济纳绿洲在不同分水方案与水资源利用情景下的变化趋势进行了研究 .结果表明 ,维持现状绿洲面积不再萎缩 ,在考虑水资源利用合理化的前提下 ,其最低净需水量为 5 .7× 10 8m3 ,如果考虑下游地区人畜生活用水及工业用水 ,同时考虑水量在输送过程中的散失损耗 ,为在近期 (2 0 15年以前 )维持现状绿洲面积 ,狼心山断面入境流量需达到6 .0× 10 8m3 ;而要使绿洲面积恢复到 2 0世纪 80年代初的水平 ,狼心山断面过水量应不低于 8.9× 10 8m3 ,正义峡断面下泄水量要求达到 10 .9× 10 8～ 13.1× 10 8m3 .     

菌根及其在荒漠化土地恢复中的应用

对菌根的作用及其荒漠化对其影响,以及菌根在荒漠化土地恢复中的应用进行了探讨,指出菌根不仅能够促进植物个体养分的吸收,提高植物光合作用,增强植物抗旱、抗盐性,而且能够调节群落内植物间的关系、群落的演替轨道及其生物多样性、耕作、灌溉、过度放牧和开矿等诱发土地荒漠化过程的人类活动直接影响菌根的建立和生存,采用外来菌引入及原来残存菌培育,在恢复区建立丛状菌根植物,菌木化菌根造林及开矿土地管理中表土的存贮等方式都会有力地促进恢复地菌根的建立,并可缩短恢复周期。     

黑河流域中游地区景观变化研究

使用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分析了黑河流域中游地区近20年间景观结构的变化。结果表明,该地区的各类景观元素在近20年间发生了十分复杂的结构变化和相互转换,但整体景观仍保持荒漠化与绿洲景观强烈分异的鲜明格局。人类有目的性的干扰活动改变了干旱区有限的水资源的分布与分配,加剧了本地区荒化进程与绿洲化进程的对立斗争,而绿洲与荒漠的交错地带是斗争的最敏感部位,香农多样性指数和香农均度指数的下降,充分证明人类对本地区景观改造程度的不断加强,其结果一方面显著提高了本地区的社会和经济效益,另一方面也导致了局部地区生态环境效益的下降,对本论文的研究方法和技术也进行了讨论。     

高寒山区植物根抗氧化酶系统的季节变化与抗冷冻关系

在高寒山区（海拔2900m）和选取4种多年生草本植物,即无芒雀麦（Bromus inermis）、草地早熟禾（Poa sphyondylodes）、花誉麦（Bromus sinensis）和垂重申披碱草（Elymus nutans）,测定了秋末、冬初、冬季、春季气温变化过程中其根中丙二醛（MDA）含量和抗氧酶活力（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧物歧化酶（SOD））和抗坏血酸氧化酶（APX）变化,分析了抗氧酶系统在根抗冷适应中的作用,结果表明,随秋末降温植物根中MDA含量增加,尔后下降,在冬季和翌年春季保持相对稳定。从9月初到10月下旬,4种植物根中SOD、CAT、POD活力平均增加170％、130％和56％。在冬季下降,但仍远高于9月,在春季气温上升过程中酶活力上升。根能在组织结冰状况下生存与其具备完善的保护酶系统,能及时清除氧自由基抑制膜脂过氧化维持膜完整性有关,据降温过程中MDA含量和抗氧酶活力变化,可将根冷适应分为两个阶段,即第1阶段平均气温在0℃以上,抗氧酶活力增强,MDA增加阶段,第2阶段平均气温降至0℃以下,最低气温降到－15℃以下,抗氧酶活力下降,MDA无明显变化阶段。     

生态系统服务与自然资本价值评估

生态系统服务是生态系统提供的商品和服务,是人类生态和发展的物质基础和基本条件,是人类拥有的关键自然资本。概述了生态系统服务的内涵及类型,介绍了当前国内外有关生态系统服务及自然资本的价值理论、价值评估的各种方法及其类型;评述了研究的主要进展,存在的主要问题、难点和研究的主要趋向。认为生态系统服务及自然资本的价值评估研究是建立生态－环境－经济综合核算体系（可持续发展核算体系）的重要内容和关键环节,完善价值评估的理论与经济技术方法是生态系统服务价值评估研究亟待解决的问题。     

生态安全评价研究中的若干问题

生态安全评价是对生态系统完整性以及对各种风险下维持其健康的可持续能力的识别与研判,以生态风险和生态健康评价为核心内容,并体现人类安全的主导性．生态风险识别和生态脆弱性是生态风险评价的构成要素,生态健康则表现在生态完整性、生态系统活力与恢复力三方面．生态安全评价的准则与指标体系应将生态风险与生态健康有机结合。同时兼容不同空间尺度并能体现动态变化,其中在EDI、REI和IRI分类基础上叠加暴露分析指标是较大空间尺度生态安全指标体系建立的发展方向．文中综述了现阶段主要的生态安全评价方法,表明暴露—响应综合评价模式在现阶段应用最为广泛,生态模型法评价不同尺度的生态安全则是未来主要发展领域,并注重生态过程安全评价．生态安全评价研究需要与生态安全预测及预警研究相结合,并将生态安全的保障、维护与管理研究纳入其范畴．     

人类工程对青藏高原北部草地群落β多样性的影响

β多样性多用于分析区域生境的分异程度和植物物种被替代的程度。应用 Whittacker指数 (βws)和 Cody指数 (βc)分析了青藏公路对青藏高原北部草地植物群落 β多样性的影响。研究表明 :原生群落和恢复群落 (修建公路的迹地上天然次生的群落 )的 βws和 βc均于取样面积的大小密切相关 ,βws随取样面积的增加而减少 ,趋于稳定的取样面积是 8m2以上 ,而 βc随取样面积的增加而增加 ,趋于稳定的取样面积为 16 m2。因此 ,16 m2是研究青藏高原北部草地群落物种替代时取样的临界面积。原生群落与恢复群落相比 ,前者的 βws小于后者。在海拔 4 32 0～ 4 4 2 0 m和海拔 4 82 0～ 4 92 0 m处 ,恢复群落的 βc大于原生群落 ,而在中间的海拔带 ,表现为恢复群落的βc小于原生群落。原生群落和恢复群落的β多样性随海拔差的变化表现为先增加后下降 ,峰值出现于 4 6 2 0～ 4 72 0 m之间。     

青藏高原北部多年冻土区草地植物多样性

研究了青藏高原北部多年冻土区草地群落植物多样性的特征。研究表明 :草地群落间丰富度指数差异不显著 ,均匀度指数和多样性指数差异显著 (P<0 .0 5 )。均匀度指数表现为高山嵩草 (Kobresia pygmaea)草甸 <紫花针茅 (Stipa purpurea)草原 <矮嵩草 (K.humilis)草甸 <青藏苔草 (Carex moorcroftii)草甸 ,多样性指数表现为高山嵩草草甸 <矮嵩草草甸 <紫花针茅草原<青藏苔草草甸。修路时破坏的矮嵩草草甸在次生恢复过程中 ,离公路 10 0 m处群落的丰富度指数 ,均匀度指数和多样性指数大于原生群落 ,而原生群落的多样性又大于 30 m和 5 0 m处群落的多样性。地上草地群落植物多样性伴随地下冻土退化过程表现为 ,以 1m2样方统计时 ,各个演替群落间的丰富度指数差异不显著 ,而以 10 0 m2样条统计时 ,高寒草甸和草原化草甸的丰富度指数显著大于沼泽草甸和稀疏草原 (P<0 .0 5 ) ,但均匀度和多样性指数在两种统计面积时均表现为先增加后下降的变化趋势。     

黑河流域中游地区净初级生产力的人类占用

基于Miami模型,对黑河流域中游净初级生产力的人类占用（HANPP）及其与生态系统多样性的关系进行了研究,并对HANPP与生态足迹（EF）指标在可持续发展评估方面的价值进行了比较.结果表明：HANPP的提高将降低生态系统多样性,研究区现状年的平均HANPP率为38.61%,肃州区和甘州区的HANPP已超过生态系统潜在生产能力的极限;结合气候变化和社会经济发展状况进行分析,未来40年黑河流域中游生态系统将面临更大压力.与生态足迹（EF）相比,HANPP更适于从生态系统功能变化角度评估区域发展的可持续性.