旅游景观生态系统理论

针对旅游业快速发展过程中旅游目的地人地关系日趋恶化的趋势,在景观生态学理论的基础上,较为系统地提出旅游景观生态系统的相关理论框架,借以辩明旅游地复杂的人地关系,为旅游地的可持续发展研究提供理论依据.在景观生态学中景观生态系统概念的基础上,探讨了旅游景观生态系统的概念框架,指出旅游景观生态系统是由旅游者、当地居民与其周围的自然环境,遵循相应的生态、经济与社会规律,相互作用相互影响所形成的,具有旅游功能的地域综合体.进而重点讨论了尺度、格局、功能与变化等旅游景观生态系统研究的基本问题,强调辨析旅游景观生态系统格局与功能变化的影响因素及其相互作用机制是研究的重点,是为制止或逆转系统的不良趋势以及制定适宜的优化途径的基础.阐述了格局-功能依存性与状态脆弱性等旅游景观生态系统的特性.     

生态系统质量及其状态演变的生态学理论和评估方法之探索

生态文明建设和生态环境治理是国家治理的基本任务之一,我国已经明确提出了提升生态系统质量和稳定性的目标。然而,生态系统质量的科学概念及其状态演变的评估理论和方法却是一直困扰学术界且尚未形成广泛共识的难题。本文在梳理生态系统质量的科学概念及其状态演变研究进展基础上,借鉴物质生产的产品质量、质量管理和质量评价概念,论述了生态系统质量概念及生态学理论基础,从生态系统的自然属性-社会属性-经济属性及其相互关系,生态系统组分-结构-过程-功能-服务-功效的级联关系,系统要素-系统-环境互馈关系,以及生态系统的状态波动-数量变化-质量改变的逻辑关系等视角,讨论了生态系统质量及演变的科学内涵,进而从自然资源环境系统、典型生态系统、区域宏观生态系统、生态工程效应/功效等方面,提出了多应用目标的生态系统质量变化评估的视角和方法。     

生态系统工程师：理论与应用

生物通过非同化--异化过程影响环境的事实普遍存在,生态学家对此也开展了大量的研究,但缺乏相应理论框架的指导,使得这些工作的潜在价值未能得到充分的体现.学者Clive G.Jones等提出的"生态系统工程师"概念,概括了此类生态学现象的一般特征,为认识生物对环境的影响提供了一种新的理论框架.介绍了生态系统工程师概念及相关的理论体系,包括3个术语、2类生态系统工程师、5种生态系统工程概念模型以及工程效应的测定方法.同时,论述了该概念在入侵生态学、保护生物学、恢复生态学等领域的应用前景.最后,讨论了未来的研究方向.可以预料,生态系统工程师概念及相关理论的不断发展将有助于对生态学本质的认识,并为生态系统管理提供新的思路.     

植被生态系统恢复及其在华南的研究进展

介绍了恢复生态学常用的理论,并指出恢复生态学研究大多涉及植被生态系统恢复。植被恢复的目标就是要恢复植被的合理结构、功能和动态过程,从而为人类提供生态系统服务。植被恢复可以把区域的地带性植被生态系统作为参考生态系统,但目前的植被恢复工作绝大部分只是恢复了植被生态系统的部分组成、结构和功能。植被生态系统恢复研究主要从退化的原因与过程、恢复的过程与机理,以及从生境恢复、种群恢复、群落恢复、生态系统和景观恢复等不同尺度上的恢复开展。在介绍华南地区的植被生态系统现存问题的基础上,对华南地区开展的植被生态系统恢复,尤其是华南植物研究所(园)开展的植被生态系统恢复研究进行了介绍。最后,提出了华南地区植被生态系统恢复的方向及发展趋势。     

恢复生态学研究的一些基本问题探讨

对恢复生态学的研究概况、基本概念、内涵与研究内容以及生态恢复的目标、原则、程序与技术进行了分析与探讨。指出恢复生态学应加强基础理论研究(包括生态系统的演替理论及干扰条件下生态系统的受损过程与响应机制研究等)和应用技术研究(包括土壤、水体、大气和植被恢复技术、生物多样性保护技术以及生态系统的组装与集成技术等).生态恢复与重建是指根据生态学原理,通过一定的生物、生态以及工程的技术,人为地切断生态系统退化的主导因子和过程,调整和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序,使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快地成功地恢复到原有的乃至更高的水平。     

植物功能性状、功能多样性与生态系统功能: 进展与展望

植物功能性状与生态系统功能是生态学研究的一个重要领域和热点问题。开展植物功能性状与生态系统功能的研究不仅有助于人类更好地应对全球变化情景下生物多样性丧失的生态学后果,而且能为生态恢复实践提供理论基础。近二十年来,该领域的研究迅速发展,并取得了一系列的重要研究成果,增强了人们对植物功能性状-生态系统功能关系的认识和理解。本文首先明确了植物功能性状的概念, 评述了近年来植物功能性状-生态系统功能关系领域的重要研究结果, 尤其是植物功能性状多样性-生态系统功能关系研究现状; 提出了未来植物功能性状与生态系统功能关系研究中应加强植物地上和地下性状之间关系及其与生态系统功能、植物功能性状与生态系统多功能性、不同时空尺度上植物功能性状与生态系统功能, 以及全球变化和消费者的影响等方面。     

河流生态学研究中的几个热点问题

近年来河流生态系统成为湖沼学研究的重点,很多新理论、新方法被应用到研究中．文章综述了国内外的相关研究,并着重从河流连续、河流的生态需水量、河流生态系统的服务价值与健康评价、河流的生态系统管理以及流域生态学等几个热点方向作了详细论述．作者认为,今后河流生态学的研究应在流域尺度上展开,结合河流健康及生态系统服务评价进行河流生态系统可持续管理研究将是近期河流生态学的重点问题之一．鉴于我国的实际情况,作者建议应该尽快开展相关领域的研究．     

基于生态系统服务的城市生态基础设施:现状、问题与展望

城市生态基础设施是城市可持续发展的重要基础,也是建设生态城市的重要保证。生态系统服务是城市生态基础设施建设的核心与关键。在快速城市化的背景下,保障生态基础设施的结构完整性和功能完善性尤为重要。在阐述生态系统服务的基础上,对生态基础设施的概念与类型进行了概述;从城市湿地生态基础设施、绿地生态基础设施以及城市地表硬化的生态工程改造3个方面对城市生态基础设施研究现状进行综述;对生态基础设施结构与功能评估方法进行了总结,对基于生态系统服务的城市生态基础设施研究进行了综合评述,首次提出了城市表面生态学的概念与研究展望,为城市生态系统服务的强化与调控提供了方法论指导。城市生态基础设施与表面生态学的整合研究将对城市水文效应(内涝)、灰霾效应(PM2.5)、热岛效应、水体污染与富营养化等备受关注的重大问题提供新的解决思路与科学方法。     

土壤动物粒径谱研究进展

群落结构如何响应环境变化是生态学研究长期关注的核心问题之一。粒径谱由个体大小和多度构建而来,与营养级转换速率相关、反映生态系统过程动态以及表征生态系统稳定性,可以将其视为一个综合的功能多样性指标用于预测和表征群落的组成以及生态系统功能如何响应环境压力。粒径谱研究最初始于水生生态系统,近年来被引入到土壤动物群落生态学的研究中。简要回顾粒径谱的概念由来及理论基础,分析比较了当前粒径谱研究中的4种易混淆类型,介绍了常用的两类土壤动物粒径谱构建方法及其生态学意义,梳理了土壤动物粒径谱对环境梯度响应与生态化学计量学相结合的研究进展,并指出了应用粒径谱研究土壤动物群落的难点及限制条件。未来,在基础理论研究方面,土壤动物粒径谱应关注个体大小与营养级位置及能量利用关系;在应用方面,土壤动物粒径谱可结合传统的分类方法广泛应用于指示环境污染、生态恢复、保育生物以及土地利用变化等。     

民族生态学研究的文献计量学可视化分析

民族生态学是研究世居民族对生态系统的认知及其与环境之间的关系的一门交叉学科。为了探究民族生态学的发展现况与研究前沿,以Web of Science为检索数据库,通过输入民族生态学的相关关键词检索了1995—2016年之间的论文,并利用Web of Science和Hiscite对检索到的文献相关信息进行统计分析,讨论了不同年份、国家、研究机构、作者、期刊的论文发表和被引用情况;用Citespace软件对其进行研究热点和研究前沿的相关分析并绘制知识图谱。通过此项研究发现:民族生态学的发展在近几年进入低谷期;我国的民族生态学研究水平与发达国家相比尚有一定差距;传统民族生态系统的可持续性研究、传统民族生态系统与气候变化的关系研究、传统民族生态系统的服务功能的研究是民族生态学近期的研究前沿和研究热点。     

Ultraviolet radiation shapes seaweed communities

Stratospheric ozone depletion and the concomitant increase in irradiance of ultraviolet-B radiation (UVB) at the earth’s surface represent major threats to terrestrial and aquatic ecosystems. In costal rocky shore environments, seaweeds constitute a group of organisms of particular significance to ecosystem function. Thus, impairment of seaweed performance by UVB-exposure may result in severe changes in the functioning of coastal ecosystems. Here we present our view on how UVB radiation affects seaweed physiology and ecology and, thus, shapes the coastal environment by affecting the spatial, species and functional structure of seaweed communities.     

全球变化联网控制实验的创新性设计:以我国草地生态系统水热要素联网控制实验为例

全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提.联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段.科学的顶层设计有利于实现联网数据间融合、比对以及分析,进而支撑普适性生态学理论的发展.本文从全球变化联网控制实...     

森林生态系统硅素循环研究进展

硅是植物生长发育的有益元素,其在生态系统内的迁移转化是维持生态系统结构与功能的决定性因素之一。近年来,陆地生态系统硅循环特别森林生态系统硅循环在全球生物地球化学循环中的重要性,受到越来越多的关注。该文总结了国内外森林生态系统硅循环研究的成果,在综述了硅在森林生态系统中的存在形态、分布、循环过程的基础上,总结了森林生态系统硅循环的特点、作用及其影响因素,并指出典型森林生态系统类型中硅循环规律的研究、森林生态系统与其它生态系统硅循环的比较研究、森林生态系统硅循环对全球气候变化的影响和响应研究和人类干扰对森林生态系统硅循环的影响的研究将是今后开展森林生态系统硅循环研究的重点。     

Impacts of engineered nanomaterials on microbial community structure and function in natural and engineered ecosystems

In natural and engineered environments, microorganisms often exist as complex communities, which are key to the health of ecosystems and the success of bioprocesses in various engineering applications. With the rapid development of nanotechnology in recent years, engineered nanomaterials (ENMs) have been considered one type of emerging contaminants that pose great potential risks to the proper function of microbial communities in natural and engineered ecosystems. The impacts of ENMs on microorganisms have attracted increasing research attentions; however, most studies focused on the antimicrobial activities of ENMs at single cell and population level. Elucidating the influence of ENMs on microbial communities represents a critical step toward a comprehensive understanding of the ecotoxicity of ENMs. In this mini-review, we summarize and discuss recent research work on the impacts of ENMs on microbial communities in natural and engineered ecosystems, with an emphasis on their influences on the community structure and function. We also highlight several important research topics which may be of great interest to the research community.     

EFFECTS OF CLIMATE CHANGE ON GLOBAL SEAWEED COMMUNITIES

Seaweeds are ecologically important primary producers, competitors, and ecosystem engineers that play a central role in coastal habitats ranging from kelp forests to coral reefs. Although seaweeds are known to be vulnerable to physical and chemical changes in the marine environment, the impacts of ongoing and future anthropogenic climate change in seaweed‐dominated ecosystems remain poorly understood. In this review, we describe the ways in which changes in the environment directly affect seaweeds in terms of their physiology, growth, reproduction, and survival. We consider the extent to which seaweed species may be able to respond to these changes via adaptation or migration. We also examine the extensive reshuffling of communities that is occurring as the ecological balance between competing species changes, and as top‐down control by herbivores becomes stronger or weaker. Finally, we delve into some of the ecosystem‐level responses to these changes, including changes in primary productivity, diversity, and resilience. Although there are several key areas in which ecological insight is lacking, we suggest that reasonable climate‐related hypotheses can be developed and tested based on current information. By strategically prioritizing research in the areas of complex environmental variation, multiple stressor effects, evolutionary adaptation, and population, community, and ecosystem‐level responses, we can rapidly build upon our current understanding of seaweed biology and climate change ecology to more effectively conserve and manage coastal ecosystems.     

生物多样性-生产力关系研究进展——基于文献计量分析

生态系统的结构和功能是生态学研究的核心内容。早期基于野外调查的生态学研究强调生产力表征的环境梯度对生态系统结构的影响,而基于控制试验的生态学研究则强调生态系统结构变化对生态系统功能的影响。围绕这两类研究所支持理论间的争论是当前生态学的前沿、热点和难点,其中最具代表性的科学问题是生物多样性与以生产力为代表的生态系统功能间是否存在一般性关系。为深入了解生物多样性-生产力关系研究脉络,分析其对生态学研究范式与理论发展的影响以及对未来研究方向的启示,以Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,结合文献计量分析和文献综述,系统总结了多样性-生产力关系研究进展。结果表明：(1)生物多样性-生产力关系研究推动了生态学研究范式由以样带调查为主的观察性研究向以控制试验为主的实验性研究的转变,促进了全球联网控制试验研究的发展。(2)研究聚焦的生态系统类型由最初的北美普列利草原逐渐向其它草地、灌丛、森林等多样的生态系统过渡,研究结论及其生态学理论的普适性逐渐增强。(3)该研究推动了对生物多样性不同维度(如功能多样性和系统发育多样性)在生态系统中作用的认识,促进了学界对除生产功能外的生态...     

自由生活的异养鞭毛虫多样性及生态功能

随着对水生态系统结构与功能的深入研究,自由生活的异养鞭毛虫在水生态系统中的作用成为当前生态学领域的热点之一.已有的研究结果表明,异养鞭毛虫物种丰富,摄食方式多样,周转迅速,是微食物环的重要成分,在水生态系统中起着十分重要的作用.异养鞭毛虫物种多样性及生态学方面的系统研究将有助于对水生态系统结构、功能和过程深入了解.综述了异养鞭毛虫多样性、群落结构、摄食生态学以及在氮、磷循环中的作用,分析了其在生态系统中的功能.     

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。     

Context dependency of relationships between biodiversity and ecosystem functioning is different for multiple ecosystem functions

Increasing concern over the loss of biodiversity has led to attempts to quantify relationships between biodiversity and ecosystem functioning. While manipulative investigations have accumulated substantial evidence to support the notion that decreasing biodiversity can be detrimental to the functioning of ecosystems, recent investigations have identified the potential importance of physical processes in moderating biodiversity – ecosystem function relationships at larger geographical scales. In this study, the relationship between the genus richness of benthic macro‐invertebrates and five measures of ecosystem functioning (macrofaunal biomass, depth of the apparent redox discontinuity, fluxes of ammonium and NO_x and the abundance of nematodes) was determined over a large scale wave‐induced bed shear stress gradient on the seabed of the northern Irish Sea. Ecosystem functioning was significantly correlated to genus richness for four out of five ecosystem functions. However, wave stress moderated the genus richness – ecosystem functioning relationship for only one of the ecosystem functions; genus richness had a positive effect on the depth of the apparent redox discontinuity in the sediment at high wave stress but not at low wave stress. These results indicate that the effects of biodiversity on some ecosystem functions may be sufficiently strong to generate patterns in ecosystems where other factors are also affecting ecosystem processes, but that the biodiversity–ecosystem function relationship for can be dependent on environmental conditions for specific ecosystem functions.     

关于蝗虫多样性与草原生态系统可持续发展的若干科学问题

蝗虫多样性既是草原生态系统演化的产物 ,反过来也影响着草原生态系统的结构与功能。蝗虫多样性状况与草原生态系统的持续发展有着密切的关联 ,这其中的科学问题包括 :(1 )蝗虫多样性及其空间变异机理 ;(2 )蝗虫多样性对草原生态系统过程的影响 ;(3 )蝗虫多样性空间格局与草原生态系统演化中的自然和人文因素的关联 ;(4 )蝗虫种群暴发的多样性阈值与草原生态系统的调控 ;(5 )蝗虫多样性和稳定性与草原生态系统的健康等。深入发掘生物多样性所包含的科学内涵 ,将一个物种的多样性与生态系统的结构和功能耦合起来研究 ,从重要物种蝗虫的生物多样性入手 ,深入探讨草原生态系统的持续发展问题 ,将为减少或减轻我国西部草原蝗灾发生提供科学的支持