大川河鱼类区系及其群落生态结构的研究

鱼类区系及其群落生态结构,在理论和实践上都有十分重要的意义。但是,关于鱼类区系的生态结构问题,还未见详细报道。本文通过对大川河鱼类区系及其群落生态结构的分析,探讨鱼类区系及其群落生态结构的规律。     

城市滑坡灾害生态风险不确定性分析及风险管理——以深圳市为例

城市化的快速推进加剧了建设活动强度,强烈改变自然地表,破环原本稳定的地质环境,导致滑坡灾害日益频繁。本研究以深圳市为研究区,基于"危险性-脆弱性-潜在损失"三维评价框架评价深圳市街道尺度滑坡灾害生态风险、运用"三基色"原理可视化风险结构,并采用蒙特卡洛模拟进行不确定性分析,进而提出生态风险管理措施。结果表明:(1)不确定性与街道面积呈显著的负相关关系,随着街道面积增加,生态风险源不确定性减少;(2)以风险源为不确定性主体的生态风险评价中,不确定性由生态风险源不确定性和"源外"因子大小共同主导,"源外"因子大小是生态风险评价不确定的敏感因素;(3)深圳市滑坡灾害生态风险从西到东呈现"低-高-低-高"交错结构,风险结构主要为"高脆弱-高潜在损失"型和"高危险-高潜在损失"型。分析生态风险结构,建立滑坡灾害生态风险管理体系,制定明确风险管理目标,有利于高效地进行生态风险管理。     

Ecological structure of Paleozoic ammonoids

Ecological specialization of Paleozoic ammonoid orders is discussed along with changes in the ecological structure of the ammonoid assemblages in the Early Devonian-Late Permian. Two large cycles of change in the ecological structure, Devonian and Carboniferous-Permian are recognized.     

Molecular evolutionary signatures reveal the role of host ecological dynamics in viral disease emergence and spread

RNA viruses account for numerous emerging and perennial infectious diseases, and are characterized by rapid rates of molecular evolution. The ecological dynamics of most emerging RNA viruses are still poorly understood and difficult to ascertain. The availability of genome sequence data for many RNA viruses, in principle, could be used to infer ecological dynamics if changes in population numbers produced a lasting signature within the pattern of genome evolution. As a result, the rapidly emerging phylogeographic structure of a pathogen, shaped by the rise and fall in the number of infections and their spatial distribution, could be used as a surrogate for direct ecological assessments. Based on rabies virus as our example, we use a model combining ecological and evolutionary processes to test whether variation in the rate of host movement results in predictive diagnostic patterns of pathogen genetic structure. We identify several linearizable relationships between host dispersal rate and measures of phylogenetic structure suggesting genetic information can be used to directly infer ecological process. We also find phylogenetic structure may be more revealing than demography for certain ecological processes. Our approach extends the reach of current analytic frameworks for infectious disease dynamics by linking phylogeography back to underlying ecological processes.     

生态系统游憩服务功能维度及其形成——以三江源国家公园为例

已有研究主要从规模角度分析生态系统游憩服务,较少分析其结构。结合生态系统服务理论与旅游体验理论,基于旅游者的生态体验提出生态系统游憩服务功能维度的理论模型,并以三江源国家公园为案例区,采用问卷调查搜集数据,运用因子分析与结构方程模型分析数据、验证假设。研究表明,生态系统游憩服务包括美感体验、游憩机会与适宜环境3个功能维度,其形成受到地形、地表覆被、独特景观、景观格局、植被、保护地空间类型、天气与海拔等要素的影响。在不同区域,由于生态要素条件、旅游者对生态要素与各功能维度的感知和态度存在区别,生态系统游憩服务结构呈现出功能和结构差异性。研究解析了生态系统游憩服务的功能维度,深化了生态系统游憩服务研究,有助于完善生态系统游憩服务理论,优化生态要素管理方式。     

城市化的生态风险及其管理

城市化体现在人口向城市聚集和城市景观扩张的同时,社会结构发生了极大变化,城市生产生活方式向更加广泛的地区扩散。然而,随着人口的过度密集和城市的日益扩张,交通拥堵、空气污染、废物堆积、流行病肆虐等"城市病"频发。城市通过大量汲取和消耗自然资源,向周围环境排放大量污染物,改变了区域生态系统的原有结构和功能,产生了严峻的生态风险,进而制约着城市生态系统的可持续发展。城市化的生态风险正逐步得到广泛关注,但对其具体的内涵和影响尚不明晰。归类描述了城市化过程中面临的各种生态风险,分析了导致生态风险的主要因素,阐述了辨识与评价生态风险的基本方法,提出了城市化生态风险的调控管理对策。     

Modeling and formal analysis of meta-ecosystems with dynamic structure using graph transformation

The dynamics of meta-ecosystems are of crucial importance and, therefore, in theoretical ecology, various model-based approaches are employed to analyze their internal effects and to derive predictions on their future behavior and interactions. However, existing model-based approaches are limited in their support for the modeling of space structure dynamics of meta-ecosystems growing and shrinking in size over time due to intrinsic and extrinsic process as well as neighboring opportunities.In this paper, we employ the formal technique of Graph Transformation (GT) to qualitatively model the space structure dynamics and ecological dynamics of meta-ecosystems. In such GTSs, states of meta-ecosystems are given by graphs and evolutions from one state to the next are derived by applying GT rules describing local modifications of graphs. As a case study, we introduce GTSs capturing the space structure dynamics and ecological dynamics of three different savanna meta-ecosystems, which vary in their space structure dynamics. We then consider several qualitative analysis technique for GTSs such as for the existence of structural stabilities and apply them in our case study. We conclude that GTSs provide a complementary avenue to that of existing approaches to rigorously model and analyze qualitative ecological phenomena with adequate support for capturing not only ecological effects but also various forms of space structure dynamics.     

基于景观格局的锦州湾沿海经济开发区生态风险分析

以辽宁省锦州湾沿海经济开发区为研究区,利用1992、2000和2007年3个时期的TM遥感影像为数据源,通过计算各景观格局指数,引入生态风险指数,利用GIS和地统计学,对生态风险指数进行采样和空间插值,得到基于景观格局的生态风险分布图。运用相对指标法对生态风险指数进行分级,将研究区域划分为低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区、较高生态风险区和高生态风险区5个等级,在此基础上通过将不同时期的生态风险图层的叠加运算,分析了研究区景观生态风险的时空变化情况。结果表明：近15年来研究区生态风险主要以中等程度为主;处于低、较低生态风险程度的区域面积变化不大,空间分布也一直位于西部低山丘陵地区;较高生态风险区域面积增加较为显著,主要发生在兴城市和绥中县东南沿海地区;高生态风险区面积随着未利用地和芦苇湿地等高生态脆弱性景观类型面积的减少而略有下降。     

作物群体结构的生态环境效应及其优化探讨

作物群体结构具有重要的生态学意义。在农田生态系统中 ,不同的群体结构可形成不同的辐射场、风场以及农田的小气候环境特征。文章对主要的作物群结构参数 (如株高、茎粗、叶面积指数、叶倾角、叶方位角等 )所产生的生态环境效应进行了探讨 ,并总结了理想作物群体结构构建的标准与途径。     

海南岛农业结构的生态经济系统分析

本文提出了一个综合考虑生态与经济的农业结构优化模型。以海南岛作一实例对农业结构系统分析中的模拟方法进行了具体研究。这个模型应用来为海南岛的农业计划和管理提供具体信息。用FELIXC-512计算机求出了20个海南岛农业结构的优化方案,并对其生态经济效果作了论证。     

基于网络群组特征的生态管理分区——以武汉市为例

生态管理分区是维持区域生态安全、实现城市生态差异化治理的重要手段。然而现有分区方法侧重生态功能属性,较少考虑生态斑块之间联系强度差异,忽视了斑块的群组结构。以武汉市为例构建生态网络,从生态系统结构和功能的视角,结合斑块空间组织和斑块联系强弱,运用凝聚子群方法,提取联系紧密的生态组分,将网络划分为异质性群组,基于网络群组特征和生态景观辐射范围进行分区覆盖分析,并进行分区评价。结果表明：(1)86条生态廊道连接研究区34处生态斑块,进一步形成8个生态群组;(2)多数群组内部连通性较好,北部群组之间联系较强,南部群组之间联系相对较弱;(3)依据群组结构功能特征,形成6大网络群组分区,通过与武汉市经济发展规划分区对比,两者具有较高的一致性;(4)城市外围的分区网络稳定性较好,中部稳定性较差,识别分区内13个重要斑块和16条重要廊道,作为重点发展保护对象;(5)综合分区特征将6大分区确立为生态屏障区、生态控制区、生态改善区、生态修复区、生态开发区以及生态保育区,并提出生态发展差异化保护措施。研究将生态功能属性和空间结构属性进行有机关联并制定分区策略,为区域生态管理分区、生态保护规划提供新视角。     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。     

基于生态系统服务重要性和生态敏感性的广东省生态安全格局构建

生态空间结构合理有序是区域赖以生存和发展的基础和保障,构建省域生态安全格局,优化生态空间结构,有利于提高生态环境的承载力并促进社会经济与生态环境的协同互惠关系,实现可持续发展。以广东省为例,通过重要性-敏感性的生态评估方法识别广东省重要的生态源地,使用最小阻力模型识别重要生态廊道,构建生态安全格局,并对生态空间结构的调整和管控提出策略。结果表明：（1）重要的生态源地面积为54636.77 km²,占广东省国土面积的25.04%;（2）研究所识别的生态源地与广东省生态红线和自然保护地的重合程度较高,在自然保护地和生态源地的基础上共选出87处重要生态源地;（3）广东省生态廊道的总长度为7400 km,廊道周边的主要以林地为主;（4）广东省的生态空间主要以环珠三角生态屏障和外围生态屏障为主,其中环珠三角生态屏障的面积、生态重要性略高于北部生态屏障。所构建的生态安全格局可以为广东省的生态安全保护和可持续发展提供参考,也可以为完整生态保护体系的构建提供政策导向。     

多中心格局对城镇化与生态环境耦合协调发展的影响研究——以福建省两大都市区为例

城镇化快速发展既推动了国家经济增长,又产生了严重的生态环境问题。随着集聚经济不断发展,城镇化形态逐渐由单中心向多中心空间格局（包括极化和扁平式两种类型）演变。而关于两种多中心模式下城镇化与生态环境协调发展关系研究仍然缺乏。以福州大都市区（极化式）和厦漳泉大都市区（扁平式）为研究案例,分析2011-2017年两种多中心城镇化模式对城镇化与生态环境耦合协调发展的影响。结果表明：（1）两种多中心空间格局均有利于区域城镇化水平、生态环境水平以及城镇化与生态环境耦合协调度的提高;（2）除生态环境外,极化式与扁平式多中心格局对城镇化水平、城镇化与生态环境耦合协调发展均具有均衡效应;（3）福建两大都市区城镇化水平相对滞后,不利于城镇化与生态环境协同发展。本研究对于优化福建省城镇化空间布局,提高城镇化可持续发展水平具有重要意义。     

The dimensionality of ecological networks

How many dimensions (trait‐axes) are required to predict whether two species interact? This unanswered question originated with the idea of ecological niches, and yet bears relevance today for understanding what determines network structure. Here, we analyse a set of 200 ecological networks, including food webs, antagonistic and mutualistic networks, and find that the number of dimensions needed to completely explain all interactions is small ( < 10), with model selection favouring less than five. Using 18 high‐quality webs including several species traits, we identify which traits contribute the most to explaining network structure. We show that accounting for a few traits dramatically improves our understanding of the structure of ecological networks. Matching traits for resources and consumers, for example, fruit size and bill gape, are the most successful combinations. These results link ecologically important species attributes to large‐scale community structure.     

耗散结构,等级系统理论与生态系统

耗散结构理论与其他热力学概念一起,可以解释生态学中的许多现象。生态系统是耗散系统,用耗散结构理论来分析和讨论生态平衡等问题更为合理、准确。等级系统理论是为理解和研究高度复杂系统而发展起来的系统理论。等级系统理论为研究生态系统的行为和特征提供了客观的、适用的概念构架和实践指南,并为生态系统科学的统一性理论的形成开辟了广阔前景。本文拟就耗散结构理论和等级系统理论的主要内容及其在生态学中的应用作一介绍和讨论。     

湖滨湿地生态系统稳定性评价

根据生态系统稳定性的产生原因,将稳定性划分为系统整体稳定性和系统结构稳定性。从系统的稳定性出发,以生态系统的整体稳定性和结构稳定性两个方面为对象,对湖滨湿地生态恢复所产生的生态效益进行了研究。针对系统整体稳定性,给出了生物多样性指数、自然保护区比重和自然灾害等级3个评价指标,并介绍了相应的指标量化方法。与此同时结合能值理论,准确地分析了湖滨湿地生态系统的结构稳定性,为评价湖滨湿地生态恢复的生态效益评价提供了客观的标尺。     

Disentangling phylogenetic from non‐phylogenetic functional structure of bird assemblages in a tropical dry forest

Understanding the factors driving assembling structure of ecological communities remains a fundamental problem in ecology, especially when focusing on ecological and evolutionary relatedness among species rather than on their taxonomic identity. It remains critical though to separate the patterns and drivers of phylogenetic and functional structures, because traits are phylogenetically constrained, but phylogeny alone does not fully reflect trait variability among species. Using birds from the Brazilian dry forest as a study case, we employed two different approaches to decompose functional structure into its components that are shared and non‐shared with the phylogenetic structure. We investigated the spatial pattern and environmental hypotheses for these phylogenetically constrained and unconstrained aspects of functional structure, including climate‐induced physiological constraints, historical climatic stability, resource availability and habitat partitioning. We found only partial congruence between the two methods of structure decomposition. Still, we found a differential effect of factors on specific components of functional structure of bird assemblages. While climate affects phylogenetically constrained traits through endurance, habitat partitioning (especially forest cover) affects the functional structure that is independent of phylogeny. With this strategy, we were able to decompose the patterns and drivers of the functional structure of birds along a semiarid gradient and showed that the decomposition of the functional structure into its phylogenetic and non‐phylogenetic counterparts can offer a more complete portrait of the assembling rules in ecological communities. We claim for a further development and use of this sort of strategy to investigate assembling rules in ecological communities.     

耗散结构、等级系统理论与生态系统

耗散结构理论与其他热力学概念一起,可以解释生态学中的许多现象。生态系统是耗散系统,用耗散结构理论来分析和讨论生态平衡等问题更为合理、准确。等级系统理论是为理解和研究高度复杂系统而发展起来的系统理论。等级系统理论为研究生态系统的行为和特征提供了客观的、适用的概念构架和实践指南,并为生态系统科学的统一性理论的形成开辟了广阔前景。本文拟就耗散结构理论和等级系统理论的主要内容及其在生态学中的应用作一介绍和讨论。     

基于ISM的国家森林公园生态福利供给系统评价指标体系研究

国家森林公园作为生态福利供给的载体之一,具有带动经济发展、提供文化教育以及游憩、康养的复合功能,是平衡经济社会发展和生态保护,满足人民日益增长的美好生活需要的重要途径。从生态福利的概念出发,结合系统理论,以黑龙江省为例构建了国家森林公园生态福利供给评价指标体系,并利用解释结构模型（Interpretative Structural Modeling,ISM）确定了生态福利供给系统内部要素的递阶结构,从ISM结果得出以下结论：（1）国家森林公园生态福利供给系统表层影响因素主要包括身体健康（S01）,心理健康（S02）,地方感（S04）等8个内部要素;表层影响因素直接关系森林公园生态福利的供给。（2）国家森林公园生态福利供给系统中层影响因素包括21个内部因素;中层影响因素可以直接作用于表层因素,对其中可人为控制的因素进行干预是提高生态福利供给的重要路径之一。（3）国家森林公园生态福利供给系统深层影响因素包括游步道总数（S09）,森林公园植物多样性（S14）,林业相关科研和教育的投入（S16）,环境建设与保护投入（S27）,当年植树造林面积（S30）五个内部因素;深层影响因素具有多途径影响性和可控性,对其进行规划是国家森林公园提供高质量生态福利的主要手段。