基于改进生态足迹模型的可持续发展评价——以北疆为例

生态足迹评价体系,可以在一定程度上刻画区域社会经济发展对当地生态环境产生的影响,当前可持续发展研究的难点之一,便是如何更加真实的体现这种影响。立足于传统生态足迹模型,采用“一年一区一值”的参数方案计算区域当年均衡因子与产量因子,结合土地利用转移矩阵和建设用地流入量改进建设用地足迹算法,对北疆地区2005年、2010年、2015年、2018年生态足迹及生态承载力进行测度,并结合相关指数对研究区发展的可持续性进行评价。结果表明：(1)北疆生态足迹增涨3.5倍,且以能源增长为主导,生物生产性足迹贡献率大幅下降;人均生态足迹增长3.4倍,工业型城市生态足迹增长率及人均生态足迹增长率均高于其他类型城市。(2)研究区生态承载力呈现上升态势,除水域和草地外,其他地类承载力均呈上升态势,昌吉州与阿勒泰地区的总体承载力及人均承载力均呈下降态势。(3)北疆生态利用效率上涨1.32倍,各行政单元呈现农业及服务业型城市生态利用效率上升、工业型城市生态利用效率降低的态势,表明工业型城市生态足迹增速远高于经济增速。(4)各行政单元呈现生态赤字状态且不断加剧,总体及人均增速都呈现工业型>农业型>服务业型...     

高原主体家畜种群的生态位探讨

“生态位”(ecological niche or niche)这个术语是Crinnell(1904,1917,1928)提出的。他认为生态位就是物种在群落里的功能作用和地位。并指出环境中的物理因素和生物因素共同决定着该种的生态位。Elton(1927)则用生态位一词来描述物种在生物环境中的地位及其与食物和天敌的关系。Clarke(1954)将生态位区分出二个独立的含意,即“功能生态位”和“位置生态位”。Clarke注意到不同的动物和植物在生态复合体中履行不同的功能,而不同的地理区域内相同的功能生态位却可能     

乡村复合生态系统中村庄的社会经济生态位研究

为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,提出社会经济生态位的概念,并以生态位的"态""势"理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的"态"值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄"态"值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的"势"值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外"势"值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区>同安区=翔安区>海沧区。研究为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。     

成渝城市群城镇化与生态环境耦合协调及交互影响

以成都-重庆(简称成渝)城市群为研究对象,从经济、社会、生态和城乡协调4个子系统构建城镇化综合评价指标体系,将生态环境承载力和生态弹性结合构建生态环境综合评价指标体系,应用耦合协调度模型测度2005—2018年成渝城市群各地级市城镇化与生态环境的耦合协调度,借助GIS空间分析法、象限分析法和Tapio模型,分析成渝城市群各地级市城镇化与生态环境交互作用的类型、演化路径及其解耦路径。结果表明: 研究期间,成渝城市群的城镇化质量呈现波动上升趋势,以成都、重庆为高值区呈“双核”向四周辐射;生态环境质量缓慢提升,呈四周高、中部低,开口向北的“U”型空间格局。城镇化系统和生态环境系统耦合协调水平较高,总体呈上升的趋势,协调类型由以濒临失调和勉强协调为主逐渐向以中度协调为主演变,呈现中部低、东西高的空间格局。城镇化与生态环境交互作用的演化路径呈现稳定型和变化型2个大类。稳定型包括5个亚类20个城市,成都、德阳、绵阳等城市始终是良好协调型;变化型包括9个亚类16个城市,重庆主城区、铜梁等多数城市的协调度提升,呈“上升式”发展;合川、自贡等少数城市呈“下沉式”发展。生态环境增长率和城镇化增长率均为正,城镇化与生态环境的解耦路径以弱脱钩和扩张连接为主。     

“螳螂遇到危险时,展露出深红色后翅和黑黄相间的腹部以吓退敌人”,这种适应现象属于拟态吗?

答否。在许多高中练习册中有此题目,参考答案一般是“拟态”。笔者认为把这种适应现象当成拟态,不如把它归属为拟势更合适。首先应明确:拟态和拟势是两个不同的概念。拟态是指在正常情况下某些动物所表现的外表形状或色泽斑与环境中生物或非生物相似的现象;而拟势是指某些动物受惊扰或受袭击等特殊情况下显示出异常的姿态     

大豆叶片光合、蒸腾的日变化及其与生态因子的相关性研究

两年的试验结果表明：大豆叶片光合作用、蒸腾作用、叶水势及叶片对水分扩散的导性在大田自然条件中呈“单峰”或“双峰”型日变化。其变化的产生并非系生物内生物节奏引起,而实属同期生态条件影响的结果。在本研究中,光强、叶温及水蒸汽压亏缺是主要诱因。这些生态因子在量上的不同组合,导致所测生理特性的日变化呈不同趋势。     

甜玉米颖果的发育和淀粉粒的形态变化分析

采用常规方法测定颖果的鲜重、干重变化和籽粒中营养成分积累变化,同时用扫描电镜观察淀粉粒的形态变化的结果表明,籽粒中淀粉含量呈“s”型曲线变化;蛋白质含量先急剧下降后缓慢增加;可溶性糖和脂肪含量均呈单峰曲线变化;粗纤维含量呈“快-慢-快-慢”的变化。籽粒鲜重和可溶性糖、脂肪以及粗纤维含量均呈（极）显著的正相关,与蛋白质含量呈极显著负相关;可溶性糖与脂肪含量呈正相关,与蛋白质含量呈显著负相关。鲜食甜玉米的最适宜采收期为授粉后25d：甜玉米淀粉粒呈现“裸露型”、“非裸露型”和“中间型”3种形态。     

昆虫发育进度的非正态描述——双长曲线法

环境条件的变化,引起昆虫种群数量变动,其概率分布曲线为正态型分布或非正态偏态型分布,本文采用非正态型双长曲线描述其数量变化规律,并比较其两种描述方法(正态与非正态)的误差,吻合程度,以非正态型更适合;同时与电子计算机运算结果比较,基本一致。     

长株潭地区生态可持续性

基于长株潭地区被批准为“全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区”的背景,针对生态足迹方法的产量因子参数进行改进,利用区域产量因子代替全球产量因子,对长株潭地区1986-2005年生态足迹和生态承载力进行核算,在此基础上,着重采用两种预测方法对该地区2007-2015年生态足迹和生态容量进行预测.两种预测方法分别是二项式曲线预测模型和灰色GM(1,1)模型,对长株潭地区1986-2005年20a的人均生态足迹与时间关系进行了拟合,得出二项式曲线预测模型具有更高的预测精度;用两种预测模型预测了长株潭地区的人均生态容量,GM(1,1)模型的预测精度更高.选取精度最高的模型分别预测研究区未来10a人均生态足迹和生态容量.未来10a人均生态容量增长平缓(年平均增长率1.8％),人均生态足迹增长快(年平均增长率达16％),相应的人均生态赤字增长快.     

华南奥陶纪末大灭绝后腕足动物是否存在"小型化效应"?

小型化效应（Lilliput effect）一般是指灭绝事件后生物个体相对于事件前明显变小的一种演化现象。为了更深入研究,文中将它分为狭义与广义两种类型：狭义型是指它的原始定义,专门针对种级分类单元的小型化,因研究条件苛刻而导致相关研究很少;广义型是指高于种级分类单元的小型化,已有一些实例。文章对华南奥陶纪末大灭绝前后“Katian晚期”、“Hirnantian”及“Rhuddanian初期”3个时期的腕足动物个体大小数据,依“属”、“超科”及“目”3级分类单元有选择地进行比较。分析结果表明,奥陶纪末大灭绝后残存期里较低级分类单元（属级）在个体大小变化方面显示较大的差异性,这与二叠纪末大灭绝后普遍的小型化有很大差别,这可能是因为奥陶纪末的灭绝强度远低于后者所致;同一较高级分类单元中不同属级分子个体变化趋势表现出较为一致的现象,反映出它们可能具有相似的灾难应对机制。     

湿地功能评价的尺度效应——以盐城滨海湿地为例

湿地功能与空间尺度大小有着密切的联系,研究湿地功能的空间尺度效应对从功能上指导湿地系统的空间保护与管理工作有着重要意义。文章借助生态位理论构建了湿地功能的生态经济位评价模型,并以四个不同空间尺度为评价单元,探讨盐城滨海湿地功能评价的空间尺度响应特征。结果表明：随着评价尺度变大,高生态功能和高经济功能湿地面积表现为减少且减幅不断加大,较低和较高功能级别的湿地面积则随着尺度的变大而成倍增加;各功能级别湿地的空间形态也随之变化,且较低和较高功能级别的湿地空间扩展形态变化尤为突出;其原因是评价单元的变化,改变了单元内的地类结构,从而使其对应的某个湿地功能的主导优势地位发生了变化。研究结论表明大尺度评价结果更符合盐城滨海湿地“滚动开发”模式的特点,在湿地功能区划和湿地资源利用规划与管理方面更具有指导意义。     

土地经济生态位在县域景观格局分析中的应用——以新疆精河县为例

本文将土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为区域景观格局表征提供了新的方法.选择典型的生态脆弱区精河县为研究对象,以1990、1998、2011和2013年4期Landsat影像为数据源,运用生态位态势理论计算研究区各土地利用类型的土地经济生态位,并结合景观生态学理论探讨土地经济生态位在县域景观格局分析中的应用.结果表明: 研究期间,精河县耕地、建设用地和草地的土地经济生态位与相应的景观斑块数、聚合度、破碎化指数和分维数具有较好的相关性;土地经济生态位的变化对县域景观格局具有驱动作用,可表征精河县经济发展方向.土地经济生态位与可直接获得经济效益的土地利用类型关系密切,且与景观指数相结合能够很好地解释精河县景观格局的特征.     

The science of the biosphere

This paper considers the needs and potentials for the development of the biosphere. An emphasis is placed on the unusual qualities of the biosphere, such as important time lags, interactions between life and its environment at large scales, and biological evolution, which has led to large scale changes in the environment during the Earth's history. These qualities require a different approach to the development of a theory for this large scale system than has been used in the past, when the biosphere was treated as a steady-state, quasilinear system. Other aspects of the development of the science of the biosphere, including the use of remote sensing, are reviewed, and the application of these techniques to the estimation of certain biological variables is discussed.     

Climatic‐niche evolution with key morphological innovations across clades within Scutiger boulengeri (Anura: Megophryidae)

The studies of climatic‐niche shifts over evolutionary time accompanied by key morphological innovations have attracted the interest of many researchers recently. We applied ecological niche models (ENMs), ordination method (environment principal component analyses; PCA‐env), combined phylogenetic comparative methods (PCMs), and phylogenetic generalized least squares (PGLS) regression methods to analyze the realized niche dynamics and correspondingly key morphological innovations across clades within Scutiger boulengeri throughout their distributions in Qinghai–Tibet Plateau (QTP) margins of China. Our results show there are six clades in S. boulengeri and obvious niche divergences caused by niche expansion in three clades. Moreover, in our system, niche expansion is more popular than niche unfilling into novel environmental conditions. Annual mean temperature, annual precipitation, and precipitation of driest month may contribute to such a shift. In addition, we identified several key climatic factors and morphological traits that tend to be associated with niche expansion in S. boulengeri clades correspondingly. We found phenotypic plasticity [i.e., length of lower arm and hand (LAHL), hind‐limb length (HLL), and foot length (FL)] and evolutionary changes [i.e., snout–vent length (SVL)] may together contribute to niche expansion toward adapting novel niche, which provides us a potential pattern of how a colonizing toad might seed a novel habitat to begin the process of speciation and finally adaptive radiation. For these reasons, persistent phylogeographic divisions and accompanying divergences in niche occupancy and morphological adaption suggest that for future studies, distinct genetic structure and morphological changes corresponding to each genetic clade should be included in modeling niche evolution dynamics, but not just constructed at the species level.     

Parallelism in adaptive radiations of experimental Escherichia coli populations

Adaptive radiations are major contributors to species diversity. Although the underlying mechanisms of adaptive radiations, specialization and trade‐offs, are relatively well understood, the tempo and repeatability of adaptive radiations remain elusive. Ecological specialization can occur through the expansion into novel niches or through partitioning of an existing niche. To test how the mode of resource specialization affects the tempo and repeatability of adaptive radiations, we selected replicate bacterial populations in environments that promoted the evolution of diversity either through niche expansion or through niche partitioning, and in a third low‐quality single‐resource environment, in which diversity was not expected to evolve. Colony size diversity evolved equally fast in environments that provided ecological opportunities regardless of the mode of resource specialization. In the low‐quality environments, diversity did not consistently evolve. We observed the largest fitness improvement in the low‐quality environment and the smallest the glucose‐limited environment. We did not observe a change in the rate of evolutionary change in either trait or environment, suggesting that the pool of beneficial mutations was not exhausted. Overall, the mode of resource specialization did not affect the tempo or repeatability of adaptive radiations. These results demonstrate the limitations of eco‐evolutionary feedbacks to affect evolutionary outcomes.     

生态位理论在鄂中丘陵地区生态农业建设中的应用

近年来在我国的生态农业建设实践中,生态位理论得到了广泛应用,并在应用中有了丰富和发展。孙鸿良等将生态位理论应用于农业生态系统,鉴于农业生态系统具有强烈的     

洲际入侵植物生态位稳定性研究进展

人类活动引起的大规模洲际物种交换与生物入侵, 改变了当地生态系统结构与功能, 使生物多样性受到日益严重的威胁。本文通过综合分析主要国家和地区入侵植物的地理起源, 发现洲际入侵主要包括东亚—北美、东亚—南美、欧洲—南非、欧洲—北美、欧洲—东亚、北美—大洋洲等, 这些洲际入侵造成的后果往往比陆内入侵更为严重。利用物种分布模型(SDMs)预测入侵物种潜在分布范围是有效管理和提早预防生物入侵的重要依据, 但这些模型的一个关键假定是: 入侵物种的生态位在空间和时间上是保守的、稳定的。然而, 对于远离原产地种群并能快速适应新生境的洲际入侵植物来说, 生态位可能发生显著的变化。入侵种能否在入侵地保持原有的生态位, 取决于制约其生态分布的限制因素和生态过程在不同地区间是否发生变化。本文中作者总结了洲际入侵与陆内入侵的生态与进化过程的异同点, 认为这些限制物种原产地分布的因素如扩散限制、种间互作、适应性进化、生态可塑性和种群遗传特性等均可能导致入侵物种生态位的改变。建议下一步的研究应该重视: (1)对生态位属性进行多尺度的研究, 包括时间、空间、环境或系统发育等几个方面; (2)对比生态位稳定与发生偏移的物种特性, 确定什么样的入侵物种更容易改变原有的生态位; (3)进行生态位时间动态格局研究, 探讨生态位变化的倾向、历史速率和偏移程度, 以便判定生态位变化趋势。这些研究结果将会进一步提高物种分布模型的预测能力, 有助于更为准确地揭示气候变化和物种入侵对生物多样性的影响。     

Niche construction in the light of niche theory

Ecological niche construction, the process whereby an organism improves its environment to enhance its growth and persistence, is an important missing element of niche theory. Niche theory has mainly focused on niche-deteriorating processes, such as resource consumption, predation and competition, which have negative effects on population growth. Here, we integrate niche construction explicitly into modern niche theory. We use a graphical approach to analyse how a species' niche-improving impacts interplay with niche-deteriorating impacts to modify its response to the environment. In a model of two consumers that compete for one limiting resource and one predator, we show how niche construction modifies the traditional niche-deteriorating impacts of its agent or of competing species, and hence the potential for species coexistence. By altering the balance between intraspecific and interspecific competitive effects, niche construction can either generate net interspecific facilitation or strengthen interspecific competition. The adaptive benefit derived from niche construction also strongly affects the realized niche of a niche-constructing species.     

山楂叶螨、苹果全爪螨及其捕食性天敌生态位的研究Ⅰ——时间与空间生态位

统计分析表明两种叶螨间生态位重叠值较大、各自生态位宽度较大。两种叶螨的时动空间生态位与各自种群消长曲线相一致,显示了它们对资源有相似要求以及“逐步扩散整树危害”的取食危害方式。它们的生态位分离表现在叶片正、反面及叶片反面的某些小“领域”上。苹果全爪螨更喜欢分布在树冠上层和外层。统计和模糊分析都表明草蛉和小花螨与两种叶螨的时间同步和空间同域性较强,捕食螨与叶螨的时间生态位重叠较小,而空间生态位重叠较大。天敌与叶螨间的时空生态位重叠以及天敌食谱生态位宽度结合分析有助于合理评价天敌的控制作用。     

Life history influences rates of climatic niche evolution in flowering plants

Across angiosperms, variable rates of molecular substitution are linked with life-history attributes associated with woody and herbaceous growth forms. As the number of generations per unit time is correlated with molecular substitution rates, it is expected that rates of phenotypic evolution would also be influenced by differences in generation times. Here, we make the first broad-scale comparison of growth-form-dependent rates of niche evolution. We examined the climatic niches of species on large time-calibrated phylogenies of five angiosperm clades and found that woody lineages have accumulated fewer changes per million years in climatic niche space than related herbaceous lineages. Also, climate space explored by woody lineages is consistently smaller than sister lineages composed mainly of herbaceous taxa. This pattern is probably linked to differences in the rate of climatic niche evolution. These results have implications for niche conservatism; in particular, the role of niche conservatism in the distribution of plant biodiversity. The consistent differences in the rate of climatic niche evolution also emphasize the need to incorporate models of phenotypic evolution that allow for rate heterogeneity when examining large datasets.