生态系统模拟模型的研究进展

从四个方面概述了生态系统模拟模型的发展现状：1)个体及种群,种群动态模型主要模拟在一个生境中单个种的动、植物个体出生或发芽、成长及其死亡过程,还有种内竞争和种间相互作用,主要分析生境中生物之间的相互作用。主要概述了林窗模型和土壤一植物一大气系统模型。2)群落与生态系统,概述了生态系统生产力模型、生物地球化学循环模型及演替模型。主要模拟植物种类在整个生态系统发展过程中的变化,以及植被类型的转变和相关的生物地球化学循环过程的改变,从而反映生物群落对气候变化的响应。3)景观生态系统,景观动态研究包含了时空两个方面的动态变化,一般可分为随机景观模型和基于过程的景观模型。随机模型用于模拟群落格局在演替过程中的动态变化等,基于过程的景观模型深入研究组成景观的各生态系统的空间结构。4)生物圈与地球生态系统,基于过程的陆地生物地球化学模式被用来研究自然生态系统中碳和其它矿物营养物质的潜在通量和蓄积量,较为流行的模式有陆地生态系统模式TEM、CENTURY、法兰克福生物圈模式FBM、Biome-BGC、卡内基-埃姆斯-斯坦福方法CASA等。这些模式己被用于估算自然生态系统对大气CO2加倍及相关气候变化在区域和全球尺度的平衡响应。最后,结合实际工作展望了生态系统模拟模型在各方面的发展方向。     

山地河流壶穴生态系统研究进展

壶穴是河流生态系统中的特殊生境之一,具有结构简单、边界明确、食物链简短、生境易控制等特点,常被作为生态学理论、进化理论和生物气候学等相关研究的模式系统.本文概述了山地河流壶穴的生境特点(水文、理化性质)、生物群落(生物多样性、环境因子)、食物链(竞争、捕食、寄生等)等,分析了壶穴生态系统与河流生态系统在水文特征、生物群落和食物链等方面的差异,指出了我国对壶穴的水文特征、理化性质、食物链以及环境因子对壶穴内生物多样性和功能群影响的研究尚存在不足或空白,最后提出了壶穴生态系统未来研究的方向和建议.     

农业生态系统模式的形成演替及其空间分布格局探讨

农业生态系统模式是由生物要素与非生物环境之间相互作用而构成的一个物质实体 ,它会随时间的变化而发生状态的演替或“位移” ,在空间上也会呈现一定的分布格局 ,那么引起农业生态系统形成与演替的动因是什么 ?其运行的内在机制是什么 ?是农业生态学中值得探讨的一个重要问题 ,目前也是一个较为薄弱的研究领域。农业生态系统模式时空分布与演替规律的研究可对农业生态系统的设计与构建、区域模式群的景观生态规划与布局提供重要的理论依据与实践指导。1　农业生态系统模式形成与演替　　农业生态系统模式是区域自然环境与社会经济条件共同…     

城市社区更新中生物多样性的保护策略:以上海市长宁区生境花园为例

保护城市生物多样性、在城市中营造生物多样性生境是城市可持续发展的重要挑战。不断加快的城市化进程对生物多样性造成严重影响,城市生物多样性保护在新型城镇化和生态建设中日益紧迫。生境花园作为城市生物多样性保护的一种模式,厘清其在高密度城市中实现生物多样性保护的机制与效果,探索其科学的建设管理模式具有重要意义。本研究采用案例分析法,通过调研长宁区生境花园的生物多样性现状、居民参与建设和使用情况、生境花园管理模式等,梳理分析了上海市长宁区生境花园所处区域的绿地斑块分布现状、生境花园建设前后的生境条件、政策的促进作用与建成效果,探讨了高密度城市中社区更新背景下实现社区尺度生物多样性保护的模式,并提出相应的生物多样性保护策略。研究结果表明,生境花园是一个低维护管理的自然演替生态系统,作为城市绿地的基本单元,不仅填补了城市小尺度生物多样性保护的空白,而且分布具有空间异质性,对城市绿色生态网络的完善和生物多样性保护格局的优化起到重要作用,然而,生境花园依然存在知识技术方面入门难、资金投入量大、潜在障碍等问题。生境花园有效实现生物多样性保护的4种主要建设管理模式包括:(1)过程管理。包括前期选址、确定生物...     

生物土壤结皮在喀斯特生态治理中的应用潜力

喀斯特地区生境条件复杂,生态系统脆弱,其中石漠化成为制约喀斯特地区发展的重要因素。该文综述了生态系统中生物土壤结皮的可抗逆性特征及其对加速母岩成土速率、提高地表抗侵蚀力、改善土壤环境状态,调控降水下渗、改变土壤中水分再分配格局、促进土壤微生物和植被演替以及提高生物多样性的关键作用。探讨了生物土壤结皮与喀斯特生态系统的反馈机制及人工培育结皮植被对石漠化防治的应用潜力。此外,生物土壤结皮与生态系统间的互作机制是研究喀斯特生态治理的关键,两者间的耦合关系是一个动态过程,需要长期的不间断多维度监测。建议加强对生物土壤结皮与喀斯特生境间耦合机制及其在喀斯特岩溶过程的互作机制,喀斯特地区生物土壤结皮耐胁迫特性以及在喀斯特生境下人工培植技术与机理等方面的研究。     

热带珊瑚礁区海参的生境选择与生态作用

珊瑚礁生态系统是一个高生产力、高生物多样性的特殊海洋生态系统,具有为生物提供栖息地、参与生物地球化学循环、防浪护岸、指示水体污染程度等生态功能。珊瑚礁生态系统的突出特点是其生境异质性很高,各种各样的生境斑块为种类繁多、习性各异的游泳和底栖生物提供栖息场所,这些礁栖生物通过参与各项生态过程而形成各种特定的功能群,共同完成重要的生态功能。在热带珊瑚礁生态系统中,海参是大型底栖动物区系的重要一员。种类繁多的海参具有各自不同的生境选择特征,通过摄食、运动等行为活动发挥着改良底质、促进有机物矿化和营养盐再生等生态作用。近几年来,全球热带海参受人类过度捕捞和珊瑚礁退化的影响而面临资源衰退、物种多样性丧失等问题,深入认识其生态学功能、加强热带海参资源保护迫在眉睫。综述了国内外热带珊瑚礁海参的基础生态学研究进展：海参对珊瑚礁生境斑块呈现显著的偏好选择特征以及种间差异和季节变动,不同生境斑块的食物质量、底质类型和水动力条件是影响海参生境偏好的重要因素;海参通过生物扰动可以改变珊瑚礁生境沉积物的含水量、渗透性、颗粒组成、再矿化率、无机营养物质释放速率以及孔隙水的化学梯度,并增加沉积物中的溶氧浓度、促进溶解...     

中国井冈山生态系统多样性

从不同尺度对井冈山生态系统进行了研究分析,并论述生态系统与生物物种多样性的关系,为井冈山生态环境保护与管理提供依据。研究发现,井冈山拥有IUCN/SSC一级生境类型9个,几乎涵盖了除海洋以外的所有生境类型,反映出井冈山生境类型非常丰富。井冈山一级生境中的面积最大的森林是井冈山自然生态系统类型及植被类型的重要基础;灌丛、草地及水域等次要的生境类型,提高了生态系统类型的复杂性和复合性。井冈山的一级生境类型是其生态系统分类的宏观基础,生境类型的丰富程度与生态系统类型的多样性密切相关。根据起源、地貌、生境和属性,以及结构和功能对井冈山生态系统类型进行逐级划分。调查发现,井冈山生态系统类型共有53类,其中自然生态系统21类(包括类型多样的森林生态系统、草地生态系统、静水生态系统等),人工生态系统14类(包括类型多样的人工湿地生态系统、人工林生态系统、农业自然复合生态系统等),复合生态系统18类(包括类型多样的人工复合生态系统、半自然复合生态系统等)。将生态系统只分到四级水平,四级以下还有丰富的生态系统类型。井冈山植物群落可分14个植被型,90个群系,180个群丛。与周围遗产地相比,井冈山的群系数量最多,与面积更大的三清山和武夷山相比,井冈山植被群系数量接近它们的3倍,表现出极其丰富的植被多样性。井冈山物种极其丰富,维管束植物和两栖动物最多,其昆虫数量仅次于武夷山,鸟类数量仅次于丹霞山。井冈山植物物种数最高。虽然井冈山总体空间(分布面积)有限,但这种分化出的丰富的生态位空间使井冈山在有限面积的植被上容纳更多的生物物种成为可能。     

深圳湾不同生境湿地大型底栖动物次级生产力的比较研究

以深圳湾红树林为例,于2010年1—12月每月1次对红树林和3种对照生境(芦苇鱼塘,基围鱼塘和光滩)的大型底栖动物进行了采样调查,并对其次级生产力、P/B值(次级生产力与生物量的比值)、优势种和生物多样性进行了计算与分析。结果表明,不同生境大型底栖动物群落次级生产力和P/B值差异明显,芦苇鱼塘、基围鱼塘、光滩和红树林生境的次级生产力分别为:6.81、147.50、74.70和105.78 g.m-.2a-1;P/B值分别为:1.10、1.53、1.41和3.58 a-1。红树林生境的次级生产力较高,仅次于基围鱼塘,P/B值显著高于其他3种生境,周转速率最快。结合大型底栖动物优势种和生物多样性的季节变化分析表明,红树林生境大型底栖动物生物多样性最丰富,生态系统抵抗力和恢复力最高,生态系统最稳定。由此说明城市化地区红树林生境对大型底栖动物周转速率和物种多样性有明显促进作用,可以增加生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性,对于缓解城市化对湿地生态系统造成的威胁具有重要作用。     

青藏高原高寒生境中丛枝菌根真菌研究进展

极端生境往往蕴藏着具有特殊生理生态功能的生物类群。海拔高、温度低、生长季节短的青藏高原高寒草原生态系统是典型的极端生境之一,目前有关该生境中分布的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)研究已引起广泛关注。本文从青藏高原高寒生境中AM真菌的研究概况入手,论述青藏高原高寒生境中AM真菌的群落组成、物种多样性与分布特征、菌根侵染发育状况及高寒生境对AM真菌的影响。指出高寒生境中AM真菌群落结构研究方面存在的问题,探讨解决这些问题的可能途径及其研究发展前景,以期为青藏高原高寒草原生态系统稳定性的维持与受损生态系统的恢复提供理论依据。     

黄淮海平原农业景观非农生境植物功能群特征分析

植物功能群的划分有助于对生态系统结构、功能和服务的理解与认知,为更好的了解农业景观中残存的各非农生境在区域生物多样性保护和生态系统服务中的地位和作用。在黄淮海平原典型区域布点,对区内主要非农生境(林地、树篱、田间道路、沟渠)中的植物群落进行调查,并基于植物功能群分类结果探讨了其特征和在生态系统服务上的贡献。结果显示:(1)从物种数量来看,双子叶植物占绝对优势,单子叶植物在各生境中均较少,但却具有较高的群落地位,一年生和多年生植物物种丰富度及重要值基本一致;(2)从生境类别来看,田间道路和树篱等生境中一年生和单子叶植物更具有优势,随着人类扰动强度的减弱,在林地和沟渠生境中,开始有大量的多年生物种出现,尽管这些物种多为偶见种。(3)常见种多为一年生双子叶植物,种类不多,但群落地位极高,而偶见种中存在大量的多年生双子叶物种。深入分析认为,在黄淮海平原农业景观中,总体上各非农生境均处于群落演替早期,以一年生和单子叶植物功能群构成了群落主体,群落结构简单,优势种群明显,随着干扰强度的相对降低,林地与沟渠生境中的多年生和双子叶物种大量出现,偶见种增加,优势种地位下降。从物种多样性保护与生态系统服务提供综合考虑的角度看,尽管这些非农生境发挥了重要作用,但所能发挥的作用还很有限,未来仍需进一步减弱人类活动对非农生境的干扰,从而进一步提高区域生态系统服务的总体水平。     

生境破碎化对动物种群存活的影响

生境破碎是生物多样性下降的主要原因之一。通常以岛屿生物地理学、异质种群生物学和景观生态学的理论来解释不同空间尺度中生境破碎化的生态学效应。生境破碎化引起面积效应、隔离效应和边缘效应。这些效应通过影响动物种群的绝灭阈值、分布和多度、种间关系以及生态系统过程,最终影响动物种群的存活。野外研究表明,破碎化对动物的影响,因物种、生境类型和地理区域不同而有所变化,因此,预测物种在破碎生境中的存活比较困难。研究热点集中于：确定生境面积损失和生境斑块的空间格局对破碎景观中物种绝灭的相对影响,破碎景观中物种的适宜生境比例和绝灭阈值,异质种群动态以及生态系统的生态过程。随着3S技术的发展,生境破碎化模型趋于复杂,而发展有效的模型和验证模型将成为一项富有挑战性的任务。     

IUCN生态系统红色名录研究进展

生态系统红色名录作为物种红色名录的重要补充,是基于生态系统水平上的生物多样性评估,对于重要生物的生境保护至关重要。当前,世界自然保护联盟(IUCN)将IUCN生态系统红色名录评估方法作为生态系统受威胁状况评估的正式标准,广泛应用于全球生态系统的评估,在生物多样性保护和生态系统管理中发挥着重要作用。随着IUCN生态系统红色名录评估体系的修订和推广,其评估标准日趋完善,但生态系统制图、生态系统崩溃的概念以及实际操作层面仍面临挑战。本文回顾了生态系统红色名录的发展过程,归纳了IUCN生态系统红色名录评估方案中生境范围退化(标准A)、生境限制分布(标准B)、非生物环境退化(标准C)、生物过程退化(标准D)以及威胁定量分析(标准E)这5个指标的含义和评估过程,并围绕IUCN生态系统红色名录实际评估中面临的挑战,论述了利用遥感和生态模型可能提供的解决方案。文中指出,明确生态系统分类体系以及生态系统崩溃等基本概念对生态系统红色名录评估至关重要;尺度效应是评估过程的重要影响因素;多尺度评估是丰富生态系统红色名录空间信息的潜在方法;耦合遥感和生态模型等手段共同参与评估,是未来研究IUCN生态系统红色名录的重要方法。     

亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)研究进展

生物多样性与生态系统功能的关系(BEF)及其内在机制是当前生物多样性研究领域的热点问题。长期以来,以草地生态系统为主的BEF研究积累了大量研究成果,而基于森林生态系统的相关研究则相对较少。亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地(BEF-China)是目前包含树种最多、涉及多样性水平最高的大型森林控制实验样地。该文总结了基于BEF-China平台的研究进展,特别是生物多样性对生态系统生产力、养分循环以及多营养级相互作用关系等方面的影响,并提出了未来BEF-China的研究应注重高通量测序和遥感等新兴技术的应用,在生物多样性的多维度、生态系统的多种组分与多种功能以及BEF研究的多种尺度等交叉方向上持续开展深入研究。针对BEF-China研究成果的梳理有助于理解驱动亚热带森林生物多样性与生态系统功能关系的内在机理,为生物多样性保护和生态修复提供科学依据。     

盐城黄海滩涂去赏鹤

正滩涂湿地是全球生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的湿地生态系统之一,对保护环境、维护生物多样性具有十分重要的意义。多样的生态系统类型为滩涂动物提供了各种生境,创造了动物栖居、繁殖等有利条件,同时也决定了滩涂野生动物的物种多样性及丰富度。在我国华东沿海广袤的黄海滩涂上,有一个赏鸟的极好去处,它就是江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区,为联合国教科文组织人与     

红树林生态系统服务功能研究综述

红树林湿地是热带亚热带地区陆地生态系统向海洋生态系统过渡的重要生态系统,具有重要的生态环境服务功能。由于其特殊的生态功能和较高的经济、社会价值,近年来成为湿地生态学研究的热点。本文对红树林生态系统在生产有机物、维持热带亚热带河口生态系统、降低风速以及海水流速、防治和减轻灾难、截留碎屑形成陆地、保护海堤、吸附污染物净化水体、提供多种生境、维护生物多样性,以及形成优美的环境开展生态旅游等几个方面的生态服务功能进行了综述,旨在为红树林资源的保护与合理利用提供参考。同时指出,对红树林的上述生态服务功能的内在生态学过程与效应及其价值评估尚需要开展更深入的研究。     

坝上地区不同年代退耕还林生境的草本层植物多样性及影响因子

退耕还林是坝上地区重要的生态修复工程,其生态效益日益受到广泛关注,但针对林下植物多样性保护功能的研究还较少,虽然草本层植被是森林生态系统服务功能的重要指标之一。为评估不同年代退耕还林生境的生物多样性,调查了20世纪70年代至21世纪初共4个年代退耕还林生境的草本层植物多样性,并与弃耕生境及自然林生境进行了对比。为进一步分析林下草本层植物多样性的影响因子,还分析了乔灌层植被、土壤理化性质与林下草本植物多样性的关系。结果显示,不同年代退耕还林的林下草本植物多样性未有显著差异,且均显著低于弃耕生境与自然林生境。草本层物种丰富度对土壤碱解氮含量、灌木层丰富度、灌木层密度具有显著的正响应,Simpson多样性主要与乔木层林木密度呈显著负相关。研究表明,不同年代退耕还林后的林下草本层植物多样性保护功能低于预期,而改善林分空间结构与建设模式可能利于提升其生物多样性保护功能。未来植被修复中需充分权衡生态系统不同服务功能之间的关系,因地制宜,宜林则林,宜草则草,重视自然恢复与多元化生态修复方式,以实现更好生态效益。     

牡蛎礁生境：海岸带可持续发展的潜在碳汇

牡蛎礁生境是指由聚集的牡蛎和其他生物及环境堆积形成的复合生态系统,其固碳和储碳潜力巨大,在海岸带生态系统中发挥着重要的作用。然而,目前对牡蛎礁生境碳源与汇的认识仍存在不足,主要在于牡蛎钙化和呼吸作用都释放CO₂,而碳源与汇的评估忽视了钙化、同化和沉积过程带来的整体碳汇价值及牡蛎礁生态系统功能带来的碳汇效应。因此,有必要重新认识牡蛎礁生境的碳汇价值。一方面,牡蛎礁生境的碳源和碳汇需要从牡蛎礁自身的整体碳循环中进行评估,包括牡蛎礁系统中的沉积、钙化、呼吸作用及侵蚀、再悬浮和再矿化作用; 另一方面,牡蛎礁生态系统服务引起的碳汇效应需从牡蛎礁的生态系统服务价值角度进行评估,将生态系统服务价值及碳价值进行关联,从而纳入碳汇核算体系。从实现海岸带可持续增汇角度出发,综述了牡蛎礁生境中碳的源与汇;阐述了容易被人们忽视的微生物在牡蛎礁生境碳汇中的作用;以保护和生态修复为目的,进一步提出可实现牡蛎礁生境最大潜在碳汇的策略,以期为实现海洋负排放及践行"国家双碳战略"提供理论和技术支撑。     

水稻`褐飞虱和八斑球腹蛛热值的测定

能量的不断流动是所有生态系统内在的共有的功能和特征之一。测定生态系统中各营养阶层的生物热值,不仅可反映生物潜能通过食物链的传递变化规律,而且也是衡量其生产力水平的一个重要指标。随着生态能量学的发展,测定生物的潜能巳成为生态系统功能研究的重要基础。作者于1986年在长沙系统地测定了水稻、褐飞虱(Nilaparvata lugens)及其捕食性天敌八斑球腹蛛(Theridion octomaculatum)的热值。现将其报道如下。     

生态系统服务的生态学机制研究进展

全面认识和理解生态系统服务的生态学机制是加强生态系统服务功能管理的前提,但目前从生态系统服务的生态学机制研究中提供给管理者的信息还非常有限.针对生态系统服务功能的物质基础(生境、生态系统结构和生态系统过程),目前生态系统服务的生态学机制研究主要集中在3个方面:生物多样性与生态系统服务功能关系;生态系统服务功能的时空尺度特征;气候和土地利用变化对生态系统服务功能的影响机制.在综述上述3方面进展的基础上,提出了今后的研究方向.     

生物多样性与生态系统功能:进展与争论

生物多样性与生态系统功能的关系已成为当前人类社会面临的一个重大科学问题,生物多样性的空前丧失,促使人们开展了大量研究工作来描述物种多样性-生态系统功能关系,并试图揭示多样性与系统功能关系的内在机制,本文将多样性对生态系统功能作用机制的有关假说分为统计学与生物学两大类：前者是从统计学角度来解释观察到的多样性-系统功能模式,包括抽样效应,统计均衡效应等;而后者是基于多样性的生物学效应给出的,包括生态位互补,种间正相互作用,保险效应等,本文较为详细地介绍了该领域内有代表性的实验工作,包括“生态箱”实验,Cedar Creek草地多样性实验,微宇宙实验,欧洲草地实验,以及在这些实验结果解释上的激烈争论。