基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求)。     

植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响:基于个体模型的研究进展

植物间的相互作用对种群动态和群落结构有着重要的影响。大量的野外实验已经揭示了正相互作用(互利)在群落中的普遍存在及其重要性。为了弥补野外实验方法的不足, 模型方法被越来越多地应用于正相互作用及其生态学效应的研究中。该文基于个体模型研究, 探讨了植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响。介绍了植物间正相互作用的定义和发生机制、植物间相互作用与环境梯度的关系。正相互作用是指发生在相邻的植物个体之间, 至少对其中一个个体有益的相互作用。植物通过直接(生境改善或资源富集)或间接(协同防御等)作用使局部环境有利于邻体而发生正相互作用。胁迫梯度假说认为互利的强度或重要性随着环境胁迫度的增加而增加, 但是越来越多的经验研究认为胁迫梯度假说需要改进。以网格模型和影响域模型为例, 介绍了基于个体的植物间相互作用模型方法。基于个体模型, 对近年来国内外正相互作用对种群时间动态(如生物量-密度关系)、空间分布格局和群落结构(如群落生物量-物种丰富度关系)影响的研究进行了总结。指出未来的研究应集中在对正相互作用概念和机制的理解, 新的模型, 新的种群、群落, 甚至生态系统问题, 以及在全球变化背景下进行相关的研究。     

城市发展指数和生态足迹在直辖市可持续发展评估中的应用

综合应用城市发展指数(CDI)和生态足迹(EF)指标,分析各直辖市1978—2012年的可持续发展情况,衡量发展方式由资源消耗型向环境友好型转变的程度。研究表明:各直辖市的CDI不断增长,至2012年均达到80左右,基本处于同一层次水平,城市经济社会发展状况总体良好。EF的动态变化呈现阶段性发展的特点,各直辖市间也存在显著差异,除上海市,其他3个直辖市的EF呈现增长态势,至2012年,北京EF最高(2.60 hm2/人),重庆最低(1.79 hm~2/人),是唯一一个低于全国平均EF的直辖市。综合分析CDI和EF,在相似的社会经济发展水平下,重庆市的资源消耗较低,可持续发展潜力较大;天津市一直处于资源消耗型发展中,亟待转型;近十年来,上海和北京的城市建设模式出现了一定转变,由以消耗环境资源为代价的发展模式转变为环境友好型的发展模式。     

亚热带典型常绿阔叶树种叶片叶绿素含量与其高光谱特征间的关系

叶绿素在植物的生理生态过程中非常重要.利用高光谱数据,揭示光谱反射率上特征光谱与叶绿素含量间的关系将有助于理解叶绿素光谱反射特征的规律.选取了6种亚热带常绿阔叶树种,抽取一定数量的叶片样品,分别测量了叶片的光谱反射率及其叶绿素含量,并建立了光谱反射率曲线上的红边位置附近的光谱反射率和叶绿素总量间的回归模型.结果显示:对所研究的树种而言,红边位置处一窄波长范围内的平均光谱反射率与叶绿素总量间的相关性普遍较高,回归效果显著.从高光谱遥感的角度结合植物的生理生态特点分析了其机理.建立的有关红边位置处的光谱反射率与叶绿素总量间的回归模型普遍具有较高的拟合度,其应用前景较好.     

基于SDEA的滨海地区生态林工程综合效益分析——以浙江省台州市玉环县为例

滨海地区生态林工程是我国生态建设的重要内容,是滨海地区防灾减灾体系建设、海洋经济与对外贸易科学发展的重要组成部分。探究现有滨海地区林业工程低投入高产出的效益模式具有重要意义。文章应用超效率数据包络分析(SDEA)模型,选取能体现滨海地区生态林工程建设综合效益与特征的4个投入指标和3个输出指标,对浙江省台州市玉环县9个乡镇的15个具有25a林龄的生态林工程综合效益的相对有效性进行了评价。根据19842008年的评价结果表明,截至2008年,玉环县滨海地区15项生态林工程综合效益呈现出阶段不稳定、整体上升趋势。其中7项工程的综合效益相对有效;8项工程的综合效益相对无效。研究揭示生态林工程建设能产生重大综合效益。其研究结果对于我国滨海地区的可持续发展政策制定,高效益生态林数字化经营管理以及滨海地区生态系统价值和生态系统服务价值的研究均具有一定的理论意义和实用价值。     

古田山24 ha森林动态监测样地常绿阔叶林群落结构和组成动态: 探讨2008年冰雪灾害的影响

常绿阔叶林是我国亚热带地区的地带性植被, 其中最为典型而且分布最广泛的是中亚热带常绿阔叶林。为探讨2008年初我国南方发生的冰雪灾害对中亚热带常绿阔叶林的影响, 以浙江省古田山国家级自然保护区24 ha森林动态监测样地内的中亚热带常绿阔叶林为例, 研究了该森林在冰雪灾害前后(2005-2010年)的群落结构及物种组成动态。结果表明, 群落径级结构变化较小, 但群落整体补员不足且死亡率较高; 多个粒度上的群落动态显示出一致的衰退特征, 但不同生境间的群落动态存在差异; 物种多度和胸高截面积多呈减小趋势, 但频度和重要值变化不明显。同时, 物种的多度、胸高截面积、频度和重要值等次序均无明显变化。这说明2008年发生的冰雪灾害对古田山中亚热带常绿阔叶林群落的短期动态产生了较大的负面影响, 且其影响程度与植物胸径和地形等因素密切相关; 同时也反映了古田山中亚热带常绿阔叶林群落结构对冰雪灾害干扰具有一定的抵抗力。     

C3和C4植物光合途径的适应性变化和进化

高等植物大多为C₃植物, C₄植物和景天酸代谢(Crassulacean acid metabolism, CAM)植物是由C₃植物进化而来的。C₄途径的多源进化表明, 光合途径由C₃途径向C₄途径的转变相对简单。该文分析研究了植物光合途径的进化前景, 指出C₄植物是从C₃植物进化而来的高光效种类, 且地质时期以来降低的大气CO₂浓度和升高的大气温度以及干旱和盐渍化是C₄途径进化的外部动力。C₃植物的C₄途径的发现说明植物的光合途径并非是一成不变的, C₃和C₄植物的光合特征具有极大的可塑性, 某些环境的变化会引起植物光合途径在C₃和C₄途径之间转变。C₃植物具有的C₄途径是环境调控的产物, 是对逆境的适应性进化结果, 因而光合途径的转变也适用于干旱地区植被的适应性生存机理研究。该文还利用国外最新的C₄光合进化模型介绍了植物在进化C₄途径中所经历的7个重要时期(从分子基础到形态基础、结构基础, 再到物质代谢水平、光合酶活水平, 直到C₃和C₄途径协调运转时期, 最后达到形态与功能最优化阶段), 并结合全球气候变化的特点对国内外相关领域的研究进行了分析, 总结了植物光合途径的适应性转变和进化的研究成果, 为今后的相关工作提出建议。     

不同生境甘草的生态型研究

采用SDS-PAGE电泳的方法,对5种不同生境的甘草(G ly cy rrh iza ura lensis F isch.)幼苗进行了同工酶[过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)、乳酸脱氢酶(LDH)和苹果酸脱氢酶(M DH)]研究,并利用PEG 6000进行了水分胁迫的生理响应实验.同时,对种植在相同生境下的2年生子代植株的地上部形态特征进行了观测.结果表明,5种生境的甘草至少已分化为2种生态型,且与它们的生境有显著的相关性,生长在生境干燥度较大的民勤甘草(M G)和酒泉甘草(JG)为一类,其幼苗的耐旱能力较强,而生长在干燥度相对小的大兴甘草(DG)、沙坡头甘草(SG)以及内蒙甘草(NG)归为另一类,幼苗的耐旱能力也低于前者,甘草生境中气候因素的水因子可能是影响其生态型分化的主导因子.由本研究结果得出以下推论,不同生境甘草的生态型分化是其适应环境进化的结果,甘草可能是甘草属的先锋种,由于长期适应不同的生态环境而产生了趋异变化,并形成了不同的生态型乃至新种.     

拟南芥耐旱、耐高盐突变体sdt1的获得

在有20000个独立转化株系的拟南芥(Arabidopsis thaliana)激发标签突变体库中,筛选到1 株耐旱、耐盐突变体sdt1(high-salinity and drought tolerant 1)。实验结果表明在连续26d不浇水的干旱胁迫条件下,sdt1可保持正常生长而野生型全部萎蔫死亡。此外,在外施150 mmol/L NaCl水溶液的高盐胁迫条件下．sdt1可正常生长,而野生型全部死亡。在0．5xMS培养基上进行的发芽实验表明sdt1对内源和外施ABA的敏感性均低于野生型,为一个ABA不敏感突变体。对叶片失水率的测定结果表明,在干旱胁迫下sdt1的失水率显著小于野生型。Southern杂交结合sdt1的遗传分析表明该突变体为紧密相邻的2个T-DNA串联插入,对突变的功能基因有待进一步分子鉴定。     

叶际微生物诱发气孔免疫的机制及其应用前景

植物叶际微生物通过自身代谢活动影响植物功能的正常运行。而植物则可感应叶际微生物的存在,在诱发气孔免疫关闭以抵御病原菌入侵的同时,也降低了植物蒸腾作用,提高了其水分利用效率。对气孔免疫相关理论的研究有利于开发新型生物抗蒸腾剂,并对开发节水农业新技术具有重要意义。该文综述了叶际微生物与植物间的互作关系、气孔免疫及其免疫机制等方面的研究进展,并探讨了相关机制在节水农业方面的应用前景和重点研究方向。