淡水生态系统水溶性有机碳对全球变化的响应研究进展

淡水生态系统水溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)是全球碳循环的重要组成部分,也是淡水生态系统异养生物物质和能量来源,其对全球变化的响应很大程度上影响着全球碳汇的大小和淡水生态系统结构和功能。过去对陆地生态系统碳循环的研究较多,而有关淡水生态系统碳循环,特别是淡水生态系统DOC在全球碳循环中的作用及其对气候变化的响应研究相对缺乏。本文综述了近年全球变化对淡水生态系统DOC的影响,以及淡水生态系统DOC对全球变化的反馈。指出了全球变化各因子对淡水生态系统DOC的影响存在交互作用,各因子的影响程度也会随时间、空间而变化。淡水生态系统DOC对全球变的反馈程度也存在时空变异,但该方面的研究十分有限,反馈机制不十分清楚。基于目前研究,本文提出今后值得深入研究的三个方面,即:(1)扩展研究区域和范围,了解DOC在不同区域淡水生态系统中的动态变化特征;(2)加强全球变化对淡水生态系统DOC的组成和结构特征影响的研究;(3)深入研究淡水生态系统DOC对全球变化的反馈程度和机制。     

适应全球气候变化的中国林业适应对策探讨

全球气候变化对生态系统的影响是当今世界上人们普遍关注的问题[1～3],目前我国林业界正在研究大气二氧化碳浓度增加及全球气候变化对我国林业的影响,并取得了一些研究成果。现有研究表明,全球气候正在变化而且有可能发生更剧烈的变化。因为气候变化是生态因子变化的先兆,进而会影响到林木生长季节的长短、雨量分布、树种分布和进化、边际生境、树木生长、病原体和害虫的活动及火灾发生频度和强度,所以气候变化将对我国林业产生很大的影响[4～6]。为此,研究我国适应全球气候变化的林业对策已是刻不容缓的事。本文在现有研究的基础上,根据我…     

全球环境变化对典型生态系统的影响研究:现状、挑战与发展趋势

随着全球环境变化和人类活动对生态系统影响的日益加深,生态系统结构和功能发生强烈变化,生态系统提供各类资源和服务的能力在显著下降。在这种背景下,全面认识生态系统的结构功能与全球环境变化的关系已成为当前生态学研究的热点之一。本文综述了全球环境变化对典型生态系统(包括森林生态系统、河口湿地生态系统、城市生态系统)影响以及全球环境变化适应的研究现状,分析研究面临的困难及挑战。在此基础上,提出对未来研究发展趋势的展望。在森林生态系统与全球环境变化研究上,未来应重视能更好模拟现实情景的、多因子、长期的全球环境变化控制试验,并注重不同生物地球化学循环之间的耦合作用。在湿地生态系统与全球环境变化研究上,未来应加强氮沉降、硫沉降及盐水入侵对湿地生态系统碳氮循环的影响,明晰滨海湿地的蓝碳功能,加强极端气候和人类干扰影响下湿地生态系统结构和功能变化及恢复力的研究。在城市生态系统与全球环境变化研究上,未来应深化城市生物地球化学循环机制研究,实现城市生态系统的人本需求侧重与转向,并开展典型地区长期、多要素综合响应研究。在全球环境变化适应研究上,未来应构架定量化、跨尺度的适应性评价体系,加强典型区域/部门的适应性研究以及适应策略实施的可行性研究,注重适应与减缓对策的关联研究及实施的风险评估。期望本综述为我国生态系统与全球环境变化研究提供一些参考。     

全球气候变化对松嫩草原水热生态因子的影响

根据４个大氯环流模式ＣＯ２倍增试验结果并结合土壤水量平衡模型,气候－草原生产力统计模型及逐日气温、降水随机模拟技术评估了未来１００ａ温室效应引起的气候变化对松嫩草原土壤蒸散、土壤水分、干旱频率、活动积温,草原生产力及极端气象事件的影响。主要结论如下：土壤蒸散７～８月份有较大幅度的增加而旱季（１０～４月份有所减少,年蒸散将增加;土壤水分各月均将减少,干旱频率明显增加;≥０℃、≥１０℃活动积温明显增加     

恩诺沙星对小型模型水生态系统中微生物的影响

恩诺沙星是畜禽养殖业中广泛应用的抗菌药,它进入畜禽体后,会随畜禽的排泄物进入环境,对生态环境造成影响。通过人工构建的小型模型水生态系统,研究了恩诺沙星在水体的降解及其对水生态系统微生物的影响,为其生态风险评价提供数据。试验设5个浓度系列,1个空白对照。结果表明：在试验中,恩诺沙星的降解速度很快,经5h后就已降到原始浓度的50％以下,之后随时间推移,降解速度逐步减慢。在试验初始浓度0．2～5mg／L的范围内,恩诺沙星对水体中的好氧细菌、真菌、放线菌、氨化细菌和硝化细菌的数量均无显著影响。讨论了恩诺沙星进入水环境后的生态效应。     

干旱对陆地生态系统生产力的影响

该文综述了干旱对陆地生态系统生产力的影响,分析了其影响机制,并总结了植被对干旱的响应与适应及其机理机制。干旱通过抑制光合作用来降低陆地生态系统总初级生产力,干旱还可以降低生态系统的自养呼吸和异养呼吸。同时干旱还可以通过影响其它干扰形式来间接影响陆地生态系统生产力,如增加火干扰的发生频率和强度,增加植物的死亡率,增加病虫害的发生等。在生态系统水平上干旱可以降低碳固定,减弱碳汇功能,甚至把生态系统从碳汇改变成碳源。目前生态系统水平上的干旱影响研究主要通过两种方法实现,一种是模型模拟,另一种就是大型模拟实验。作为陆地生态系统生产力的实现者,在干旱胁迫条件下,植物也会采取积极的适应策略以减弱干旱对生态系统生产力的影响,其适应策略主要分以下3种:在一些周期性发生干旱的地区,植物会调整生长期以避开干旱或通过休眠来减弱干旱所造成的伤害;还有一些植物会通过调节体内的代谢过程,改变一些生理特性来抵御干旱;而长期生活在干旱条件下的植物则通过进化来改变了自身的生理生化代谢过程,形成耐旱机制。目前,植物对干旱响应的分子学机制,以及生态系统水平上对干旱的响应和适应仍然是薄弱的领域,也必然成为未来研究的重点。     

全球变化对资源环境及生态系统影响的生态学理论基础

随着全球变化研究的深入,面向社会可持续发展的全球变化风险与应对、全球变化对资源环境要素时空配置与生态系统的影响评估等应用性问题正成为全球变化领域的新趋势。基于生态学范畴,本文重点梳理了资源环境的涵义及其构成要素：资源是自养生物利用无机物制造有机物及能量和物质在生物间传递过程中所消耗的一切实体,包括无机资源(太阳辐射、CO₂、O₂、水和矿质元素等)和有机资源(作为其他生物的食物资源)两类,而环境不能被生物有机体消耗或用竭。此外,阐述了全球变化组成及其引发的资源环境要素变化特征,以及当前关于生态系统对全球变化响应的研究进展,以期从生态学原理角度科学认知全球变化对资源环境及生态系统的影响过程与机制,为全球变化风险应对实践提供生态学理论基础。     

盐生植物种子萌发对环境的适应对策

盐生环境是一种严峻的胁迫环境,对植物的生长、发育、繁殖等生活史的各阶段都产生着重要的影响。盐生植物是生长在盐渍土壤上的一类天然植物区系,它们在长期的进化过程中形成了一系列适应盐生生境的特殊生存策略。一般情况下,盐生植物种子对环境的适应能力,是植物对盐生环境适应性的重要体现;而植物发育早期对盐度的适应能力又是决定物种分布和群落组成的关键因素。在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上,从盐分对种子萌发的影响机理及植物种子萌发对盐生环境的适应对策两个方面综述了植物种子休眠萌发与盐生环境的关系。     

全球气候变暖对“植物-害虫-天敌”互作系统的影响

全球气候变化是近来人类关注的焦点问题,其最显著的特征是气候变暖。因为昆虫具有生活周期短、繁殖率高等特点,所以,气候变暖对昆虫的发育、繁殖和存活会产生强烈的直接影响。气候变暖促使一些昆虫提前春天的物候现象,向高纬度或高海拔地区迁移。然而,昆虫在自然界并非孤立地存在,它们与寄主植物和自然天敌相互联系、相互作用,并在长期的进化过程中逐渐适应特定区域的气候条件。因此,全球气候变暖对"植物-害虫-天敌"的种间关系必然产生直接或间接的影响,导致不同昆虫之间以及昆虫与其相关营养层的物种之间的相互关系在气候变化下呈现出时间上的异步性和空间上的错位,从而影响植物的适应性和抗虫性、害虫的发生规律和危害程度以及天敌的种群消长和控害效能。昆虫除了可以通过休眠或滞育的方式在时间上避开高温的影响外,还可以通过迁飞或移动的方式在空间上避开高温的影响,在这种迁移和扩散不同步的情况下可能使害虫食性和取食植物的害虫及其天敌的种类发生变化,从而改变生物群落的组成与结构,影响生态系统的服务和功能。     

全球变化对陆地生态系统枯落物分解的影响

了解枯落物分解对大大二氧化碳浓度增高,气候变暖和降水变化的反应,对深入理解陆地生态系统土壤有机物形成和碳的固化能力（Carbonh sequestration)十分重要。通过分析业已发表的文献,实验室根系分解实验和美国西北部针叶林叶片的分解实验,旨在评估大气二氧化碳浓度增高,气候变暖和降水化对陆地生态系统枯落物分解的可能影响,大气二氧化碳浓度增高可通过降低枯落物质量和增加草原生态系统土壤水分间接地影响枯落物分离,根据17项研究结果,大气二氧化碳浓度加倍可导致木本和草本枯落物平均氮含量降低19．6％和9．4％;木质素／氮化值增高36．3％和5．5％,枯落物质地的降低通常导致枯落物分解减慢。气候变暖一般加速枯落物的分解,但是用于表示这种促进作用的Q10随着温度的增高而降低,全球降水变化对陆地生态系统枯落物分解的影响不但取决于现有水分条件而且还以决于降水变的程度。以美国西北部地的针叶林为例,降水改变对森林生态系统枯落物分解的影响将是 多元的,有的增加,有的降低,而有的相对不变,最后,指出了今后 在方该领域有待加强的几个研究方面。     

叶片叶肉结构对环境光强的适应及对光合作用的影响

本文利用Kubelka-Munk理论描述了平行光在叶片内的吸收和散射,同时利用叶片分层光合作用非直角双曲线光反应模型,给出了整张叶片光合作用计算式。最后利用优化理论阐明了叶片叶肉分化成光合特性具有明显差异的栅栏组织和海绵组织可能是对叶片内光梯度的一种适应;同时证明了叶片叶肉在一定环境光强下存在一个最佳的栅栏组织和海绵组织比例,并且这个比例随环境光强增大而增大,这最佳比例也受叶肉组织光合特性差异的影响。     

环境照度和温度对两种夜蛾复眼适应转化的影响

粘虫蛾复眼经过六种不同照度(0.5、1.5、6.0、13、29、50勒克司)的适应所测得的各反光区指数表明,当环境的照度增加时,大多数蛾眼受到光的影响而反光区的面积明显变小。在29勒克司的照度环境时,则大部分因受到光的抑制而不出现反光区。当低于29勒克司时,复眼的适应状态就参差不齐,这可能反映了粘虫蛾的复眼并不是都具备同等适应的能力。在50勒克司的照度下,蛾眼全都被抑制而停留在昼眼状态。 棉铃虫蛾复眼在七种温度(1、5、8、9、10、15、25℃)下经过完全暗适应的处理后表明,随着温度的提高,蛾眼的平均反光区面积也相应增大。低于8℃以下的温度时,对蛾眼转化有明显差异,在8℃的温度下暗适应1.5小时后,大多数的蛾眼正处在转化或未转化的状态,因此可以认为,在8℃时棉铃虫蛾复眼的视觉灵敏度不是很高的。同样大小的反光区面积,当温度低时通过蛾眼底片的相对透射光量就大,温度高时通过的相对透射光量就较少。     

草原灌丛化对生态系统多功能性的影响

草原灌丛化现象在干旱半干旱区广泛发生,影响了生态系统的结构、过程和功能。生态系统具有同时提供多种功能的能力,即生态系统多功能性。灌丛化是否会引起草原生态系统多功能性的减少,其内在的作用机制又是什么？这些问题仍有待明晰。理解草原灌丛化对生态系统多功能性的影响,对于促进草原地区"草-畜-人"平衡和实现区域可持续发展至关重要。从响应规律、影响路径和控制因素三个方面总结评述了草原灌丛化对生态系统多功能性影响的研究进展,主要包括:(1)阐明了单一生态系统功能和多种生态系统功能对草原灌丛化的响应特征;(2)从生物路径、非生物路径以及气候变化和人类活动的影响方面探讨了灌丛化对生态系统多功能性的影响路径;(3)从灌丛化物种、灌丛化阶段和草原类型三个方面明晰了草原灌丛化对生态系统多功能性影响的控制因素。在此基础上,针对灌丛化对生态系统多功能性的影响机制,对生产-生态功能权衡的影响等方面对未来研究进行了展望,并面向可持续发展目标探讨了灌丛化生态系统的可持续管理路径。研究可为我国灌丛化草原的恢复和管理提供支撑。     

全球变化影响下的生态系统风险的相关理论及联系

全球变化深刻影响着全球生态系统,全球变化胁迫超过一定程度则会导致生态系统恢复力下降,极端事件频发,从而使生态系统服务功能退化甚至丧失.量化全球变化的风险,进而制定恰当的人为适应策略是目前应对全球变化的重要途径.全球变化可能降低生态系统的恢复力,从而导致生态系统脆弱性升高,引发生态系统退化风险.目前,相关研究多依托基于星...     

人工灌丛化对荒漠草原生态系统碳储量的影响

宁夏盐池县从20世纪70年代开始在荒漠草原上人工种植柠条灌木用以防风固沙和生态恢复,这一人为措施极大地改变了区域生态系统的植被结构和碳循环,而定量评估人工灌丛化对荒漠草原生态系统碳储量的影响,不仅能够揭示人类活动的碳循环反馈机制,而且可为地方政府生态治理提供理论指导。结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型模拟了1958—2017年间荒漠草原人工灌丛化前后的碳储量变化,定量分析了人工灌丛化对生态系统碳储量和组分的影响。结果表明:(1)结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型可以较准确地模拟出荒漠草原人工灌丛化过程中生态系统碳储量的变化。(2)人工灌丛化会快速改变荒漠草原的碳储量累积特征,柠条灌木种植后的快速生长阶段极大增强了生态系统的总碳储量,导致生态系统的碳储量特征由草地型向灌木型转变。(3)人工灌丛化改变了生态系统各类型碳储量的组分结构,其对地上植被和枯落物碳储量的影响非常明显,灌丛化后生态系统的植被和枯落物碳分别增加了6倍和1.76倍;因植被碳向土壤碳转化过程较慢,故人工灌丛化对地下土壤碳储量的影响在短期内较为微弱。以上结果显示,荒漠草原人工灌丛化能显...     

蕨类植物的化感作用及其对生物多样性的影响

植物化感作用是植物通过向环境中释放化学物质从而对同种植株和繁殖体或与其他植物之间产生的直接或间接、有益或有害的作用,它影响植物分布、群落形成与演化、作物间作等,与生物多样性保护以及农林和园艺生产实践关系密切,在国际上受到越来越多的关注。但国内这方面的研究起步相对较晚,研究范围有限,对蕨类植物化感作用的报道更少。本文系统介绍了蕨类植物化感作用的研究进展,包括蕨类植物种内的化感作用(即自毒效应)、常见的蕨类植物种间的化感作用(即孢子体对配子体的化感作用和配子体对配子体的化感作用)及蕨类植物对种子植物的化感作用(蕨类植物可通过化感作用与种子植物争夺更多的资源和生长空间)。还介绍了种子植物对蕨类植物的化感作用(主要表现为抑制作用)以及蕨类植物化感作用与动物侵食、微生物侵染的关系,研究发现昆虫侵食能增强或减弱蕨类植物的化感作用,微生物的活动可能增强某些蕨类植物的化感作用。本文从上述不同角度说明蕨类植物化感作用对生物多样性的影响,希望有助于促进我国学者对该领域的深入研究。     

温度逆境交叉适应对葡萄叶片膜脂过氧化和细胞钙分布的影响

 研究了高温锻炼对低温胁迫下和低温锻炼对高温胁迫下葡萄(Vitis vinifera)叶片中丙二醛（MDA）、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量变化以及细胞中Ca2+分布的影响。结果表明: 高（低）温胁迫使正常生长的叶片丙二醛含量升高, GSH和AsA含量下降,低（高）温锻炼预处理能减少MDA含量,提高GSH和AsA含量,抑制了由于温度胁迫引起MDA含量升高和GSH和AsA下降趋势。常温下葡萄叶肉细胞的Ca2+主要分布于液泡、细胞间隙中;高温胁迫和低温胁迫后,细胞质中聚集大量Ca2+沉淀颗粒,液泡中和细胞间隙Ca2+沉淀颗粒减少,叶绿体超微结构被破坏,Ca2+稳态平衡遭到破坏。高温锻炼后细胞质出现大量的Ca2+沉淀颗粒,主要来源于细胞间隙,低温锻炼后细胞质也出现大量的Ca2+沉淀颗粒,主要来源于液泡,两者的叶绿体超微结构都完整;高温锻炼的叶片经过低温胁迫和低温锻炼的叶片经过高温胁迫后,细胞间隙和液泡内Ca2+沉淀颗粒增加,细胞质中Ca2+沉淀颗粒很少,叶绿体较完整,Ca2+稳态平衡得以维持。推测高低温锻炼能够通过Ca2+启动抗逆基因表达和维持细胞中Ca2+稳态平衡来交叉适应低高温的胁迫。     

全球变暖对太行山植被生产力及土壤水分的影响

将相同的自然植被用Lysimeter从高海拔下移至低海拔,温度升高2℃,同时设置平均降水,增加10％降水,增加20％降水,减少10％降水和减少20％降水5个降水处理,模拟全球变暖带来的温度升高和降水变化对植被生产力和土壤水分的影响,两年的野外实验表明,温度升高造成生态适应性差的野古草（Arundinelia hirta)生产力显著下降,致使整个测试群落生产力降低,低海拔实验点生产力显著低于高海拔实验点,温度升高对铁杆（Artemisia sacrorum)和黄背草（Themeda japonica)的影响较小,太行山区的植被对降水的变化反映,降水增加使植被的生产力水平显著提高,其中降水增加20％的处理生产力比平均降水处理的生产力增加22％,增加降水处理的土壤含水量显著高于平均降水和降水减少的实验处理,由于植被的减少,温度升高的实验点从第二年开始土壤水分较高。     

气候暖干化对甘肃省谷子产量的影响及对策

基于甘肃省甘州（河西温和干旱绿洲灌溉区）、安定（陇中温和半干旱旱作区）、西峰（陇东温和半湿润旱作区）气温、降水和谷子产量资料,计算出各区域谷子生育期内≥0 ℃、≥5 ℃、≥10 ℃、≥15 ℃、≥20 ℃活动积温以及生育关键期平均气温和降水量,用正交多项式拟合分离出谷子气候产量,并采用线性倾向、累积距平、Mann-Kendall法分析研究区气候和谷子气候产量的变化特征,以及气候变化对谷子产量的影响.结果表明：气候暖干化是甘肃各区域现代气候变化的主要特征,各地气温从20世纪90年代初开始呈显著上升趋势,降水从20世纪80年代后期开始显著减少;该区谷子产量与温度、降水量呈显著相关关系,旱作区谷子产量随生育关键期内气温增高、降水量增多而提高,河西走廊绿洲灌区谷子产量随气温增高而提高;气候暖干化严重影响谷子产量,西峰、安定、甘州谷子产量的气象波动指数分别占实际产量变异系数的73%、72%和54%,变暖后（1993-2008年）较变暖前（1985-1992年）所占百分率明显增大;气候变暖有利于谷子产量增加,与气候变暖前相比,气候变暖后西峰、安定、甘州谷子年均气候产量的增加量分别为30.6、43.1和121.1 kg·hm^-2.针对甘肃省未来气候继续暖干化的趋势,应进一步扩大谷子种植面积、调整谷子种植结构,同时,要根据不同气候类型区域、不同气候年型选种不同特性的品种,采取不同的种植措施.     

海平面上升对生态系统服务价值的影响及适应措施

海平面上升导致了海岸线后退、沿海侵蚀、风暴潮加强、生物栖息地改变、湿地变迁等,引起了近海域生态系统服务价值的变化。以美国Hillsborough County为研究区域,应用SLAMM模型,模拟了海平面从2010年—2100年上升1m的情景下各类用地面积的变化,利用效益转移法评价了生态系统服务价值的变化。结果表明:1旱地面积减少3037 hm~2,湿地面积增加3037hm~2,其中河口水域、滩涂、盐沼、定期洪水沼泽面积大幅度增加;季节性洪水沼泽、潮汐淡水沼泽、河流潮汐、沙滩面积大幅度减少,其它类型湿地受影响较小。2湿地总面积的增加反而导致了生态系统服务价值总量的降低,从2010年的61672万美元降低到2100年的61548万美元,这是由于净水湿地和沙滩大面积损失引起的;其中艺术娱乐、水调节、气候调节、文化精神价值将下降,水供应、栖息地保护、干扰调节和废物处理价值将上升。3防护、适应、后退3种措施分别降低、不影响、提升了生态系统服务价值,应根据其适用范围综合应用以制定应对海平面上升的适应性措施。