21世纪的生态学研究前沿

随着人们对生物系统了解的不断深入 ,生态学研究进入了以整合和协作为特征的新时代。生态学的分支学科迅速与生物学、物理学、数学及社会科学等学科相结合。新方法、新技术的不断应用促进了基础理论和实验科学的发展 ,为从根本上回答生态学的重大课题提供了新的契机。在美国国家科学基金的支持下Ｔｈｏｍｐｓｏｎ等 1 6位生态学家组成专门的委员会共同评估 :①对于重要的生态过程哪些是我们已知的 ,哪些是未知的 ;②哪些问题阻碍着生态学进一步的发展 ;③哪些知识及概念的交叉是应当鼓励的。他们将讨论的结果提炼为 4个生态学研究前沿 ,即群…     

21世纪初我国草地生态学研究展望

草地退化是我国天然草地面临的突出问题,在21世纪初期,我国的草地生态学将围绕解决草地退化这一核心问题展开深入的研究。其热点领域应在草地恢复生态学,草地界面生态学,草地放牧生态学,草地的健康诊断和草地的价值评估等5个方面。其中草地恢复生态学是治理退化草地的基础;草地界面生态学是剖析退化草地的切入点;草地放牧生态学是调控退化草地的手段;草地健康诊断有助于对草地退化进行客观评价;草地的价值评估则是对草地生态系统效益和服务的估算。     

甘肃省农业生态系统健康评价

通过对农业生态系统的分析,建立了农业生态系统健康状况的评价指标、评价标准及综合评估模型,并运用层次分析法对甘肃省农业生态系统健康状况进行了综合评价。结果表明,除陇南、临夏及甘南农业生态系统处于较健康状况外,其它各地市均处于一般状况。各地区涉及到系统结构的自然环境因子均处于较低水平,其中尤以河西干旱区各地市结构各指数均处于较低值,其结构综合评价值均<2,而其它各生态区虽然结构指数存在差异,但差异不大,除中部的白银市以外,其它地区结构指数综合评价值均达到2以上,其中尤以陇南、甘南较高;从经济状况看,河西干旱区各地市均较处于其它生态区的地市高,而其它地区则相对较低。     

西部地区农业生态系统健康评价

农业生态系统健康是农业生态系统的综合特征,它具有活力、组织结构和恢复力,是实现生态农业建设目标的重要保障。根据西部地区农业生态系统的特点和农业生态系统健康的内涵,从活力、组织结构和恢复力3方面选取单位面积农业净产值、农民人均纯收入、NPP利用率、土地人口承载度、系统生产优势度、人口密度、农村劳动者受教育程度、植被覆盖度、水资源供需比、系统稳定性指数、绿色覆盖度、抗灾度、有效灌溉面积率、单位面积耕地化肥农药农膜负荷和农业支出比例等17个指标,构建了西部地区农业生态系统健康的评价指标体系。然后,应用综合评价法、层次分析法和G IS等多种方法与手段,在区域尺度上对西部地区的6个农业生态区进行农业生态系统健康评价。最终得到如下结果:处在“亚健康”状态的是四川盆地区和广西盆地区;处在“不健康”状态的是青藏高原区、云贵高原区和黄土高原区;处在“恶化”状态的是蒙新区。西部地区农业生态系统健康综合评价结果的排名次序为:广西盆地区>四川盆地区>云贵高原区>青藏高原区>黄土高原区>蒙新区。     

区域农业生态系统健康定量评价

鉴于农业生态系统健康与人类、社会、经济、环境等具有密切的关系 ,从区域尺度出发 ,提出区域农业生态系统健康的概念、评价指标体系及其相应度量方法 ,并采用专家评判标准赋值法对各指标进行了标准量化。认为农业生态系统存在不健康、亚健康和健康 3种状态 ,在这 3种状态下各指标的属性判断值分别是 1、5和 10 ,并以山东省禹城市为例进行了实证分析应用。结果表明 :从 1980年到 2 0 0 0年 ,禹城市农业生态系统总体上表现为由不健康状态经过亚健康状态 ,目前处在向健康状态的过渡阶段 ,综合健康指数由 4上升为 6。其中 ,结构特征在由亚健康状态向健康状态过渡中又转变为亚健康状态 ,是因为资源可供性和结构多样性向不健康状态转变所致 ;生产功能特征表现为由不健康过渡为亚健康进一步向健康状态过渡 ,其中生态效率有向不健康转变的趋势 ;抗逆特征表现为由亚健康向健康过渡的趋势 ,而其中自生产力已表现为不健康状态。评价结果与实际情况基本相符     

展望21世纪的分子生物学

我们正处在知识爆炸的时代,有人估计,人类知识的积累大约５年左右就翻一番。生命科学当前更是日新月异、突飞猛进。２０世纪下半叶以来分子生物学的兴起、发展与其一系列惊人的成就,使生命科学的面貌一新,成为当代自然科学最引人注目的一颗明星。分子生物学的兴起是物...     

农业生态系统健康的基本内涵及其评价指标

农业生态系统健康在国际上日益受到关注。并成为农业生态学研究的热点和前沿领域之一．农业生态系统健康是食物安全和人类健康的基础．农业生态系统健康是指具有良好的生态环境、健康的农业生物、合理的时空结构、清洁的生产方式,以及具有适度的生物多样性和持续农业生产力的一种系统状态和动态过程．农业生态系统是一类典型的人工．自然复合生态系统,其健康状况在很大程度上受人类活动的调控与影响,并往往以农产品品质、食物安全和生物安全为标准．农业生态系统健康可采用生物学、环境学、生态经济学几个方面的指标。进行综合评价．其评价方法可采用综合指数法、生态毒理学方法、生态风险评估方法等．     

生态系统服务研究文献现状及不同研究方向评述

生态系统服务研究是生态学研究的前沿和热点。对生态系统服务文献发表情况和生态系统服务主要研究方向进行阐述分析。(1)通过Thomson Reuters公司ISI Web of knowledge 信息平台提供的Science Citation Index Expanded 数据库为数据源检索分析得到:生态系统服务研究从文献数量、作者、国家和机构上近年来都表现出陡增的趋势;最主要的研究国家为美国、英国、德国、澳大利亚和中国;涉及54 个学科,不同的国家侧重的研究领域不同;来自258 个期刊,55% 的文献集中在24 个主要期刊上,主要期刊平均影响因子5.976。(2)从生态系统服务评价方法、生态系统内部和生态系统外部驱动因素、基于生态系统服务的生态系统管理4个方面来评述生态系统服务的研究进展。其中生态系统内部驱动主要是指生物多样性和土地利用变化,生态系统外部驱动因素包括自然因素和人为活动。最后,对生态系统服务研究的发展做了展望。     

生态系统健康评价:方法与方向

生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能。生态系统服务功能是人类生存和发展的基础。同时,一个生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗干扰和恢复能力,才能长期为人类社会提供服务,因此,生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。影响生态系统健康的原因有很多,多为人类活动所致。例如,污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种入侵和水资源不合理利用等是影响水生态系统健康的主要原因。评价生态系统健康需要基于功能过程来确定指标,特别是评价其受干扰后的恢复能力。包括其完整性、适应性和效率。生态系统健康评价方法尚处于实验和发展阶段,有必要对现有成果进行及时总结,提出方向,以促进生态系统健康研究的发展。生态系统健康评价主要包括指示物种和指标体系两种方法。在生态系统健康研究中,指示物种的选择应该谨慎,要综合考虑到它们的敏感性和可靠性,即要明确它们对生态系统健康指示作用的强弱。在水生态系统研究中,己被选择的指示物种有,浮游生物、底栖无脊椎动物、鱼类和不同水平生物的综合。建立生态系统健康评价指标体系大可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学、生态系统医学等方面和不同尺度指标的综合;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价,如景观格局、土地利用变化。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价的指示物处和指标体系等方面存在各种争论,生态系统健康评价正在不断的争论中走向成熟。其未来发展方向是结合经济学、社会学和健康科学煌定量化生物学途径。生态系统健康评价的目的不是为生态系统诊断疾病,而定义生态系统的一个期望状态,确定生态系统破坏的阈限,并在文化、道德、政策、法律、法规的约束下,实施有效的生态系统管理。     

Pathways of assessing agroecosystem health and agroecosystem management

Intrusive agriculture development, searching for higher profitability, has inflicted permanent damage to agroecosystems. Rapid deterioration of structure and functional properties in agroecosystems has intensified the need for research on agroecosystem health and agroecosystem management. This paper describes the concept of agroecosystem health which plays an important conceptual role in evaluating agroecosystem and agricultural research. Firstly, the development of agroecosystem health research is reviewed, and agroecosystem health from various dimensions is provided. Then, the methods and general criterias of agroecosystem health assessment are outlined, and a model for evaluating agroecosystem health is established. Finally, pathways of agroecosystem management from a holistic dimension are proposed to promote agroecosystem health and provide a scientific basis for making science-based policy decisions and formulating new plans in agricultural development.     

21世纪植物化学生态学前沿领域

植物和其它有机体通过次生物质为媒介的化学作用关系近年引入注目,其中植物的诱导化学防御,植物的化学通讯,植物次生物质和进化的关系,植物与人类的化学关系和海洋植物化学生态学是21世纪植物化学生态学值得关注的前沿领域。植物化学生态学前沿领域的进展将为实现21世纪的持续,发展是在生态安全条件下提高农业产量并达到对病虫草害的有效控制方面具有重要意义。     

Plant virology in the 21st century in China: Recent advances and future directions

Plant viruses are a group of intracellular pathogens that persistently threaten global food security. Significant advances in plant virology have been achieved by Chinese scientists over the last 20 years, including basic research and technologies for preventing and controlling plant viral diseases. Here, we review these milestones and advances, including the identification of new crop-infecting viruses, dissection of pathogenic mechanisms of multiple viruses, examination of multilayered interac...     

New mite invasions in citrus in the early years of the 21st century

Several mite species commonly attack cultivated citrus around the world. Up to 104 phytophagous species have been reported causing damage to leaves, buds and fruits, but only a dozen can be considered major pests requiring control measures. In recent years, several species have expanded their geographical range primarily due to the great increase in trade and travel worldwide, representing a threat to agriculture in many countries. Three spider mite species (Acari: Tetranychidae) have recently invaded the citrus-growing areas in the Mediterranean region and Latin America. The Oriental red mite, Eutetranychus orientalis (Klein), presumably from the Near East, was detected in southern Spain in 2001. The Texas citrus mite, Eutetranychus banksi (McGregor), is widely distributed in North, Central and South America. It was first reported in Europe in 1999 on citrus in Portugal; afterwards the mite invaded the citrus orchards in southern Spain. In Latin America, the Hindustan citrus mite, Schizotetranychus hindustanicus (Hirst), previously known only from citrus and other host plants in India, was reported causing significant damage to citrus leaves and fruits in Zulia, northwest Venezuela, in the late 1990s. Later, this mite species spread to the southeast being detected on lemon trees in the state of Roraima in northern Brazil in 2008. Whereas damage levels, population dynamics and control measures are relatively well know in the case of Oriental red mite and Texas citrus mite, our knowledge of S. hindustanicus is noticeably scant. In the present paper, information on pest status, seasonal trends and natural enemies in invaded areas is provided for these species, together with morphological data useful for identification. Because invasive species may evolve during the invasion process, comparison of behavior, damage and management options between native and invaded areas for these species will be useful for understanding the invader’s success and their ability to colonize new regions.     

21世纪害虫管理的一些特征展望

分析了近年来国内外IPM研究的进展 ,认为未来的害虫管理是以作物的控害作用为中心 ,以农田生态系统或区域性生态系统为对象 ,以大量信息管理为基础 ,以发展新技术 (转基因作物和昆虫性信息素 )和农民参与为重点 ,以生态调控为手段 ,以持续发展为方向。从而使害虫管理提高到一个新的境界     

Haldane's rule in the 21st century

Haldane's Rule (HR), which states that 'when in the offspring of two different animal races one sex is absent, rare, or sterile, that sex is the heterozygous (heterogametic) sex', is one of the most general patterns in speciation biology. We review the literature of the past 15 years and find that among the ～85 new studies, many consider taxa that traditionally have not been the focus for HR investigations. The new studies increased to nine, the number of 'phylogenetically independent' groups that comply with HR. They continue to support the dominance and faster-male theories as explanations for HR, although due to increased reliance on indirect data (from, for example, differential introgression of cytoplasmic versus chromosomal loci in natural hybrid zones) unambiguous novel results are rare. We further highlight how research on organisms with sex determination systems different from those traditionally considered may lead to more insight in the underlying causes of HR. In particular, haplodiploid organisms provide opportunities for testing specific predictions of the dominance and faster X chromosome theory, and we present new data that show that the faster-male component of HR is supported in hermaphrodites, suggesting that genes involved in male function may evolve faster than those expressed in the female function.