转型期城市生态学前沿研究进展

城市是一类以人类活动为中心听社会－经济－自然复合生态系统。城市人类活动对局地、区域和全球环境的胁迫效应,自然生态系统的响应机制,城市时、空、量、构、序的耦合规律、动力学机制和控制论方法是当前国际社会和学术界关注的热点。介绍了转型期城市人类生态影响研究的一些主要国际科学计划,如ＳＣＯＰＥ及ＩＨＤＰ等,综述了城市生态学研究三大前沿领域的国际研究动向和案例,即人居生态学、产业生态学和城镇生命支持系统生态     

河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望

河岸植被缓冲带是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带,具有独特的生态系统结构和服务功能,也是近年来生态学和环境科学研究的热点之一.本文对河岸带的生态系统结构及其在生物多样性维持、非点源氮素污染防治等主要生态服务功能方面的研究进行了系统总结和分析.由于岸边缓冲带具有结构复杂、系统内外干扰因子多、时空异质性强等特征,要实现对河岸带生态系统的科学有效管理,还需要进行大量的理论和案例研究.从系统生态学和景观生态学的角度,展望了该领域的研究前景:(1)加强人类活动干扰如土地利用的时空变化对河岸区域生物多样性分布特征和生态环境效应的影响研究;(2)加强不同河岸植被缓冲带结构和区域环境特征对非点源氮素污染净化机理和控制过程的研究;(3)在小尺度长期定位观测和机理研究的基础上,综合运用数学方法、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等工具,开发适合我国地域特点和环境特征的生态系统管理模型,定量研究河岸带生态系统结构、过程与功能动态变化及其与人类活动干扰之间的相互关系和影响机制,为区域社会经济的可持续发展提供科学依据和管理对策.     

中国森林冠层生物多样性监测

林冠作为森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的关键生态界面,承载了森林生物多样性的主体,在生物多样性的形成与维持以及生态系统功能过程中发挥着重要的作用,被称为地球的"第八大洲"。同时,林冠对气候变化和人为干扰高度敏感,在人类活动和全球气候变化加剧的背景下,森林生态系统正面临着严重的威胁,首当其冲的就是森林冠层。气候变化下的林冠生物多样性保护与可持续利用已成为现代生态学研究的热点问题,受到森林生态学、气候学、环境科学等研究领域的学者越来越多的关注。据此,中国生物多样性监测与研究网络以网络内拥有森林冠层塔吊的生物多样性监测样地为平台,建立了林冠生物多样性监测专项网。该专项网将参照国际标准,统一监测指标,规范监测标准,通过大尺度地带性森林冠层内植物(包括附生种子植物和附生孢子植物)多样性、动物多样性、微生物多样性及其动态变化的长期监测,结合林冠小气候环境特征监测,建立林冠小环境特征、植物多样性、节肢动物多样性和微生物多样性等4个动态更新的数据库,以阐明我国典型森林林冠生物多样性变化的规律,揭示其对森林生态系统功能过程的影响和对全球变化的响应。     

生态学

(一) 生态学的地位和作用生态学是从个体、种群、群落和生态系统等水平研究生物与环境以及生物与生物之间相互关系的科学。在为农、林、牧、渔、狩猎和医疗卫生等事业服务过程中,生态学发展了它的理论和技术。随着社会经济高速发展,全球性的人口、粮食、资源、环境等当代重大社会问题相继出现,促进了生态学的迅速发展。当前,生态学已发展成了一个多学科交叉的科学体系。现代生态学是有关人类生存的科学,它帮助人类协调经济发展和保护生态环境的相互关系,它是     

城市生态系统长期观测研究站及其主要任务

随着对城市人居环境质量高度关注,城市生态学越来越受到重视。城市生态系统长期观测研究站(简称城市生态站),作为能够跟踪和研究城市生态系统长期变化规律的一种研究手段,在国内外得到了较快发展。在分析国内外城市生态站的研究经验和实践过程基础上,提出了城市生态站的科学目标、研究内容和主要工作,特别就城市生态站的观测工作、模拟实验工作和社会服务的基本框架和工作内容进行了论述,可以作为城市生态站建设的设计思路。为我国新建和完善城市生态站工作提供重要指导作用。     

城市森林生态学的基本理论与研究方法

随着世界经济的发展和城市人口的增加,城市环境问题严重阻碍了城市可持续发展,形成了城市森林生态学这一新学科,森林生态学,景观生态学,园林学和人类生态学4种学科的相关理论相互融合构成了城市森林生态学的理论基础,城市森林生态学的形成使人们从生态系统的角度审视城市的发展,并把生物环境即人类及所有植物和动物的群体视为这个系统的一个要素,引出了“城市森林”的概念,本文较系统地介绍了城市森林生态学的基本概念,主要研究内容。理论基础及基本原理,研究方法及其发展展望。     

从民族生态学的角度探索长白山地区人与环境的协同发展

民族生态学(ethnoecology)是人类生态学(humanecology)的一个分支。人类生态学是探索人口系统与生态系统和社会经济系统之间的矛盾运动规律的学科,而民族生态学则侧重研究不同地区、不同民族的这种矛盾运动的特点和差异。在人类历史上,由于不同民族的文化、习惯、风俗和社会历史发展的差异,造成了各种具有不同结构与功能的人-环境系统。人与环境中的生物和非生物要素形成了具有极为复杂的互相依赖和互相制约的关系。在人类历史的初期阶段,人类为了生存,一直在不断地建立自己的由简单到复杂的有关他们与环境的认识体系。从一开始人类就懂得如何从环境中获取最     

应用模糊聚类分析对北京东南郊的河流污染状况进行分类

早在19世纪中,有些水生生物工作者就注意到水污染引起水生生物群落改变的现象。以后的许多工作者相继地提出了一系列的用以监测评价水体污染的生物划带方法(Hawkes,1976)。但是,至今所有的方法在应用上都还存在不少的问题(Pittwell,1975)。 本世纪的50年代以来,随着工农业的迅速发展和城市人口的高度集中,水源不足的现象成为普遍严重的问题。同时,环境污染研究也发展很快,对污染的本质有了比较深刻的了解,得出了污染的本质是生态学问题的论断。污染物进入生态系统,破坏生态平衡,影响到人类本身及其生存条件。因此,逐渐地确立起生态学在环境科学中的应有地位。从原来生态学只是监测评价环境污染的许多方法之一种方法,变成为监测污染,控制污染以及采取任何的环境污染对策都必须依据生态学的原则。对被污染的水域(无论是湖泊或河流)都应该从生态系统的整体去考虑和分析。     

生态学和它的发展

生态学是研究生物及其与环境之间相互关系的科学。当代生态学研究。主要体现在种群、群落、生态系统、景观、生物圈等几个水平层次上。本文对几个层次的研究作简要的介绍。随着研究的对象和范围不同，许多生态名词被提了出来。生态学起源于实践，今天的发展同样负有认识自然，解决人类面临的生态学问题和发展一国一地的经济，改善人类生态环境的职责。目前生态学研究的焦点是研究生态系统的结构和功能，生物多样性保护、全球变化对人     

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。     

Contemplating the future: Acting now on long‐term monitoring to answer 2050's questions

In 2050, which aspects of ecosystem change will we regret not having measured? Long‐term monitoring plays a crucial part in managing Australia's natural environment because time is a key factor underpinning changes in ecosystems. It is critical to start measuring key attributes of ecosystems – and the human and natural process affecting them – now, so that we can track the trajectory of change over time. This will facilitate informed choices about how to manage ecological changes (including interventions where they are required) and promote better understanding by 2050 of how particular ecosystems have been shaped over time. There will be considerable value in building on existing long‐term monitoring programmes because this can add significantly to the temporal depth of information. The economic and social processes driving change in ecosystems are not identical in all ecosystems, so much of what is monitored (and the means by which it is monitored) will most likely target specific ecosystems or groups of ecosystems. To best understand the effects of ecosystem‐specific threats and drivers, monitoring also will need to address the economic and social factors underpinning ecosystem‐specific change. Therefore, robust assessments of the state of Australia's environment will be best achieved by reporting on the ecological performance of a representative sample of ecosystems over time. Political, policy and financial support to implement appropriate ecosystem‐specific monitoring is a perennial problem. We suggest that the value of ecological monitoring will be demonstrable, when plot‐based monitoring data make a unique and crucial contribution to Australia's ability to produce environmental accounts, environmental reports (e.g. the State of the Environment, State of the Forests) and to fulfilling reporting obligations under international agreements, such as the Convention on Biological Diversity. This paper suggests what must be done to meet Australia's ecological information needs by 2050.     

Neighbourhood-scale urban riparian ecosystem classification

Urban riparian ecosystems are now recognized as essential components in determining the vulnerability of nature and human systems to climate change, but still remains uncertainty concerning how to stratify and classify urban riparian landscapes into units of ecological significance at spatial scales appropriate for management. Ecosystem classification presents a tool that allows for quantifying the social and ecological processes of ecosystems so as to shape them into relatively homogeneous management objectives, and provides the potential of offering decision support to urban planners based on urban ecological principles. The purpose of this study is to explore and develop a framework for urban riparian ecosystem classification. The classification framework integrates 9 ecosystem components and 29 spatially-explicit variables that characterized by the biophysical landscape, built environment and human population. Then this framework is applied at the neighbourhood scale in Huangpu River basin, Shanghai city, China, employing hierarchical cluster analysis. The results of the ecosystem classification show that the riparian ecosystems in the Huangpu River could be grouped into three principal categories and these ecosystems are aligned along a gradient of increasing urbanization. We highlight the conservation and payment for riparian ecosystem services delivered in the upstream of Huangpu River, and revegetation and enhancement of riparian ecosystems in the more urbanized downstream area. We also find that riparian vegetation connectivity and coverage were negatively related to land use mix, built environment density, and economic wealth. In terms of riparian vegetation ecology, neighbourhood scale land use mix and built environment density are more influential than socioeconomic background (such as average family income and immigrant status).     

城市生态环境损害鉴定评估监测体系研究

我国城市生态环境损害事件频发,不但造成大气、地表水、地下水、土壤等环境质量下降,也造成城市生态系统结构和功能的退化,推进生态环境损害赔偿制度势在必行。由于城市生态系统的复杂性和特殊性,确认环境损害行为、说清因果关系、判定损害程度和计算赔偿金额等环节难度均比较大,开展城市生态环境损害鉴定评估技术研究迫在眉睫。根据城市地理学和城市生态学相关理论,在分析城市生态环境损害概念和特征基础上,从城市生态系统完整性角度出发,结合实例构建了一套测度城市生态系统损害状态监测的样方体系,通过形成城市生态环境整体水平评估框架为综合判定城市生态环境基线奠定基础;进一步提出充分利用既有生态观测样方、环境监测站点和社会公众参与式数据共享策略,以提高现场勘察效率、降低鉴定评估成本和提高评估结果质量的方法。研究所形成的样方体系、监测策略和方法对我国城市生态环境损害鉴定评估工作业务化具有指导意义。     

森林干扰生态研究

陆地上80％的生态系统都已受到了来自人类和自然的各种干扰,森林生态系统也不例外．在各种干扰作用下,尤其是人类不合理的干扰导致世界范围内的森林退化／衰退已成为一个十分严峻的事实,因此,以维持、恢复森林生态系统固有的多种功能为基础,实现高效、稳定、可持续就成为经营森林生态系统的总目标．随着干扰的加剧,近年来生态学界更加关注的是“受干扰”生态系统的研究．干扰对森林生态系统主要生态过程的影响以及森林生态系统对干扰的响应等问题,已成为森林生态研究领域的国际前沿与热点．因此,系统地研究干扰条件下森林生态系统的生态过程,并在此基础上确立干扰森林的经营理论与技术,对中国天然林资源保护等林业工程实施及国家生态安全建设具有重要的科学和现实意义．本文在广泛收集国内外有关森林干扰研究结果的基础上,总结了森林干扰的基本概念,分析了干扰与森林经营的关系,探讨了森林干扰研究领域所涉及的内容和关注的基础问题,提出了森林干扰生态研究的主要内容与方向,对今后干扰森林生态研究和中国天然林保护等林业工程建设具有参考价值．     

面向管理目标的国家公园生态监测指标体系构建与应用

国家公园具有生态系统保护、自然资源可持续利用等管理目标,这些管理目标的实现需要大量监测数据和信息的支持。对国家公园开展生态监测有助于了解国家公园内生态系统的动态变化并揭示管理活动的影响,从而为管理决策的规划和实施提供有用信息。为推动我国国家公园生态监测体系的建立,提出了面向管理目标的国家公园生态监测指标构建方法。该方法由确定国家公园生态监测目标、识别国家公园管理目标、识别国家公园关键生态过程、确定需要监测的生态过程并制定初始监测指标清单、确定最终监测指标清单5个部分组成。该方法在三江源国家公园进行了应用。三江源国家公园的管理目标包括生态系统保育、维持江河径流量持续稳定等13项,在区域、景观、生态系统和种群尺度上共识别出16个关键生态过程。通过匹配三江源国家公园的关键生态过程与管理目标,构建了一个由两级共93个指标组成的三江源国家公园生态监测指标体系,为三江源国家公园生态监测体系的构建奠定了基础。     

城市生态系统:高度空间异质性

城市生态系统复杂性不但体现在人与自然复合关系上,而且体现在空间异质性上。不同于传统的内部相对均质的生态系统,城市生态系统的构成元素(建筑物、植被和水体)在类型、密度、人类干扰强度和社会经济生态功能等方面都存在着很大的空间差异,形成了城市生态系统内部的高度空间异质性。城市空间异质性描述多采用以斑块为基础的景观格局指数法和斑块分类法等。城市生态系统的高度空间异质性,表现在城乡梯度上,生态系统要素、结构、过程、功能和服务都呈现出一定的城乡变化梯度。还表现在各类城市要素和功能单元的破碎化分布上,形成了多层级的斑块化格局。因此,城市空间异质性研究可以采用城乡梯度范式和层级斑块动态范式。这将为城市生态系统内部空间分异规律研究和城市规划管理提供重要的方法学基础。     

Ecology and urban planning

Urban areas harbour diverse nature ranging from semi-natural habitats to wastelands, parks and other highly human-influenced biotopes with their associated species assemblages. Maintenance of this urban biodiversity for the residents and for its intrinsic value in the face of increasing population and expanding cities requires that ecological knowledge should be better integrated into urban planning. To achieve this goal understanding of ecological patterns and processes in urban ecosystems is needed. The first step in the necessary urban ecological research is to find out what kind of nature exists in cities. Second, knowledge about ecological processes important in urban nature is required. Although ecological processes in cities are the same as in rural areas, some of them, such as invasion by alien species, are more prevalent in urban than in rural conditions. Third, based on ecological knowledge, management schemes maintaining the diversity of urban nature should be designed. These procedures should also include protection of urban nature, e.g. in urban national parks. Finally, as ecology alone cannot provide the complex information about human influence on urban ecosystems, interdisciplinary research involving natural and social sciences is imperative for a holistic approach to integrating ecology into the process of urban planning.     

火对森林主要生态系统过程的影响

火及火生态学是当代生态系统生态学研究最为深入的领域之一.理解火生态效应及其基本原理,对降低野火灾害并适当利用火作为一种有效管理手段起着关键的作用.本文介绍了目前火对若干具倾火性的生态系统（尤其是位于北美的寒温带及温带森林生态系统）影响的研究进展,并着重论述了火作为一种主导性的力量在植被动态、养分循环、土壤及水分关系的紧密关联过程中所起的作用.火通过以下主要过程影响生态系统的组成、结构和功能,即选择性地保留和去除物种,释放贮于生物量中的养分且增进其循环,藉改变土壤微生物活动及水分关系等影响土壤性能,并形成异质的时空环境镶嵌格局,而这些变化反过来又进一步影响火行为及其生态效应.火作为一种毁灭性的力量能迅速消耗大量生物量,并导致继后的土壤侵蚀、水土流失和空气污染等负面影响;但火作为一种建设性力量,对维持一些对火有依赖性的生态系统的健康及持续具有极重要的作用.考虑到火在生态系统过程中的独特调节作用,火应被视为生态系统及其管理中有机组分之一.火对生态系统的影响取决于火情势（包括火发生的季节、规模大小、频率及强度等）、植被类型、气候条件、物理环境及评价所用的时空尺度.未来有必要加强有关火对一些特定生态系统的作用研究,尤其是基于长期试验性的监测和模型来研究火对生态系统时空变化的影响.     

粤港澳大湾区城市群生态系统智能化管理

开展生态系统数字化、信息化、智能化管理,全面提升粤港澳大湾区生态环境质量,是建设国际一流湾区的必然趋势。以城市群生态系统智能化管理为目标,系统整合各类生态环境相关数据资源,形成生态系统管理数据和决策支撑体系,并以此为基础构建生态智能管理平台。研究以生态系统要素和功能管理逻辑为核心,构建了生态系统管理业务流程：（1）精准剖析生态环境问题,确定问题发生的尺度、范围并对其进行分类和定性;（2）确立生态管理目标,制定适宜的管理策略;（3）根据现状与基线进行生态系统服务权衡,通过生态管理恢复工程提升生态系统质量;（4）通过环境物联网监测生态系统变化,及时调整和改进生态系统管理计划。针对城市群生态系统多尺度、多层次、复杂化等特点,在制定管理决策时应充分权衡管理目标和生态服务,兼顾各类生态系统服务效益;需通过示范性生态工程印证管理方案的可行性、适用性和协同性;以趋善化理念为指导思想,不断优化调整生态管理目标;同时在管理活动实施的过程中不断积累、凝练、总结所获得的反馈信息和经验。面向生态管理体制和管理能力的现代化提升需求,融合大数据、地理信息系统（GIS）、全球广域网络（Web）等信息化技术,构建粤港澳大湾区生态管理智能平台,实现多主体信息共享,打破管理决策的"黑箱",为推进生态环境管理现代化提供可靠可行的方案。构建的生态系统管理业务流程和管理策略,将知识充分融入管理决策的制定流程,能服务于粤港澳大湾区的生态文明建设,推动可持续和高质量发展。     

基于管理目标的湖泊生态系统动力学

基于生态系统管理的目标,在对相关研究分析的基础上,依据生态系统生态学、淡水生态学的理论,提出了湖泊生态系统动力学研究的2个理论基础：生态系统管理和生态系统特征.在此基础上,分析得到湖泊生态系统动力学的研究方法体系,主要包括研究内容与技术路线、关键问题识别和动力学模拟、湖泊生态系统的适应性管理决策等部分.其中,湖泊生态系统结构和过程、湖泊中食物网营养动力学研究、生源要素循环、湖泊中关键过程的生态作用以及湖泊生态系统动力学模拟是研究的核心问题.此后,以P为主要的生源要素,将生态系统分为3个子过程：入流、出流和内部反馈,并以此建立了湖泊生态系统动力学的模型框架,以辅助于湖泊的生态系统管理.