沉水植物川蔓藻的生态学特征及其对环境变化的响应

川蔓藻是近海生态系统中重要的初级生产者,了解它的生态学特征对于河口海岸带的生态修复具有重要意义。本文结合我们在天津滨海湿地生态修复工程中对于川蔓藻的研究成果,从以下几个方面探讨了川蔓藻的生态学特征及其与环境的关系：川蔓藻对极端环境因子的适应;川蔓藻在资源分配上的繁殖策略;川蔓藻的矿质营养代谢以及对栖息地生物地球化学循环的影响;川蔓藻种群衰退的原因;川蔓藻在环境修复中的应用。其中着重讨论了川蔓藻对环境变化的响应,并结合我们的研究工作展望了它在环境工程与近岸水体修复中的应用潜力。     

川蔓藻属系统分类和演化评述

川蔓藻属Ruppia为沉水单子叶植物,世界广布,主要为咸水和盐水生境,具有重要的生态价值、环境指示作用以及植物系统学研究意义.长期以来,川蔓藻属内种的数目以及属的系统位置一直存在争议.根据已有研究资料,目前川蔓藻属共有5个种--R.maritima、R cirrhosa、R. tuberosa、R, megacarpa和R.tuberosa、R.megacarpa和R.palycarpa得到多数学者的认可.关于其系统位置,主要有隶属于眼子菜科Potamogetonaceae和独立成川蔓藻科Ruppiaceae两种观点.尽管目前许多被子植物分类系统都承认了川蔓藻科.近年来分子系统学研究显示川蔓藻属与丝粉藻科cymodoceaceae和波喜荡科Posidoniaceae有近的亲缘关系,但对川蔓藻属和眼子菜属Potamogeton区别特征的比较结果倾向于支持将其放在眼子菜科.本文还结合川蔓藻属及相关类群的化石记录和果实特征对其演化进行了初步探讨,化石属Limnocarpus和Midravalva被认为是川蔓藻属较早的祖先类群,并认为该属植物应该是由淡水祖先逐渐演变成现在的咸水生长植物.最后,提出了在川蔓藻属未来研究中有待进一步解决的问题.     

基于附生硅藻的川蔓藻水质综合需求研究

选择生长良好的川蔓藻群落,计算其表面附生硅藻的特定污染敏感指数(IPS)和硅藻生物指数(IBD)及其生态类群,以期阐明川蔓藻对水环境的综合需求,为川蔓藻的恢复和保护提供有价值的参考.结果显示,川蔓藻上附生硅藻共36种,分属9科13属,以异极藻属(Gomphonema)、舟形藻属(Navicula)和菱形藻属(Nitzschia)为主,优势种有Cocconeisplacentula var.euglypta,Cymbella tropica,Achnanthidium minutissimum,Nitzschia amphibia和Gomphonema minutum.硅藻指数IPS和IBD显示水体质量为"好".耐N-自养型和兼性N-异养型生态类群、需氧较高和中等需氧、喜中性类群至喜碱性、微咸水、β-中污和α-中污染性以及富营养性硅藻类群分别大于总数的70%、60%、80%、70%、70%和80%以上.以上结果表明,川蔓藻水体环境pH值7.0～8.0之间,Cl含量大致介于0.1～0.5 g·L^-1之间,水体N浓度较低,有机污染程度较轻,氧气较为充足,适度的营养物质促进川蔓藻的生长,IPS和IBD可以综合显示川蔓藻对水环境的需求.     

污染生态学研究的回顾与展望

自20世纪70年代开始,伴随着我国环境科学的兴起和应用生态学的发展,污染生态学经历发生、成长、发展和壮大等几个历史阶段。已经形成了具有自己学科特色的理论体系和研究方法论,如今,污染生态学已成为研究生物系统与被污染环境之间相互作用规律及采用生态学原理对污染环境进行控制与修复的一门独立科学,是应用生态学的重要组成部分,是生态学与环境科学相互融合,相互交叉的产物,在新世纪的头20年中,污染生态学面临着新的机遇和挑战,它将在复合污染生态学,污染生态过程研究、污染生态毒理学和污染生态修复等分支领域和科学前沿取得重要进展和突破。     

大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望

大型真菌是生物圈中重要的组成部分和生态资源,在自然界物质循环和维持生态平衡中发挥着非常重要的作用.本文从环境重金属污染对大型真菌的生态毒性效应、大型真菌对重金属的生物富集作用、大型真菌对重金属污染的生态适应机制、大型真菌对重金属污染的指示和生态修复作用等方面,较为全面地总结、评述了大型真菌重金属污染生态学的研究进展.随着重金属污染的加剧,加强研究大型真菌重金属污染生态学,对于大型真菌资源的合理利用和污染环境的生态修复具有重要的现实意义.     

景观生态学在海岸带地区的研究进展

海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。     

设计生态系统绩效研究专题导读

面对全球,特别是中国大范围的生态与环境问题,设计生态学应运而生:通过人工设计生态关系,修复、重建甚至创造基于自然的生态系统,已经成为当下生态文明和美丽中国建设的关键途径。人类有关生态科学的研究成果、古老文明的生态智慧积累和当代人对美好生活的向往是设计生态的三大灵感源泉,使设计的生态具有基于自然的、以综合生态系统服务为导向的、科学和艺术完美结合的特质。本专栏发表了对若干人工设计生态系统的绩效研究,研究结果已经给设计生态学在解决中国当下生态与环境问题的前景带来希望,尤其在城乡大规模生态修复方面显示出广泛的应用前景。设计生态学必将成为生态文明时代的一门崭新而极富挑战的新学科。     

生态思想的发展演变及其对风景园林的影响

19世纪中叶—20世纪60年代,生态学将生物和环境视为一个整体,一些风景园林理论和实践蕴含了这一思想;20世纪60—70年代,一些学者将生态学的“平衡态范式”引入风景园林学科,形成以自然优先和科学实证为特征的生态决定论思想;20世纪80—90年代,生态学发生以复杂性为特征的范式转变,规划设计开始以景观生态学理论为基础,重视景观动态格局以及科学与艺术的结合;20世纪末出现了将生态作为复杂系统的隐喻的趋势,生态都市主义思想和实践应运而生。今天风景园林中的生态思想是多层次的,并综合体现在实践之中。     

西藏色季拉山川滇高山栎群落生态位特征

探索群落构建背后的包括生态位分化与重叠在内的过程机制对于预测环境变化背景下的群落动态和开展区域物种多样性保护至关重要。藏东南地区由于地理和交通条件限制, 森林群落受人为干扰相对较少, 是开展群落生态学理论研究的天然实验室。在样地调查的基础上, 以物种重要值作为资源状态指标, 应用Levins、Shannon-Wiener 生态位宽度指数和Horn 生态位重叠指数, 分析了色季拉山川滇高山栎群落49 个主要种生态位特征。结果表明: (1) 色季拉山川滇高山栎群落中, 川滇高山栎(Quercus aquifolioides)、小叶忍冬(Lonicera microphylla)、秦岭槲蕨(Drynariasinica)的生态位宽度分别在乔、灌、草本层中占有优势地位; (2) 群落各林层内部生态位重叠, 表现为草本层>灌木层>乔木层; (3) 群落各林层之间生态位重叠, 表现为灌草>乔灌>乔草。(4) 川滇高山栎作为先锋树种, 其群落在藏东南地区的水土保持与荒漠化防治作用突出, 群落内林层内和层间的不同植物对阳光、空间等资源的生态位重叠促进了物种的共存, 证明了高山地区强烈的环境过滤作用导致的生态位分化和对生境需求相似的物种间的生态位重叠是促进藏东南川滇高山栎群落生物多样性共存的重要机理。     

生态地貌学研究动态:地貌学和生态系统生态学的交叉融合

生态地貌学作为一个“新兴”的跨学科的概念,受到地貌学家、生态学家及政策制定者的日益关注。地貌在控制许多生态系统过程中起着基础性的作用,而生态系统又可以对许多地貌形态和地貌过程产生深远的影响。过去几十年,在地貌学和生态系统生态学的交叉点上开展了大量的研究。通过梳理地貌学和生态系统生态学相似的发展历程,讨论了两个学科相结合的必要性;归纳了两者相结合的研究现状;总结了两个学科融合研究过程中存在的问题;提出未来需要进一步加强对地貌过程与生态过程相互作用的研究,并将生态地貌学与现行生态保护与生态修复建设及相关政策有机结合,促进生态地貌学的有序和可持续发展。正确认识地球的地貌形态与生态系统之间的关系,有助于拓展地貌学与生态系统生态学的研究尺度,促进学科体系发展;深入研究生态地貌学,对于维持生态平衡,保护生态多样性及增强未来对生态系统的管理和恢复都有重要意义。     

Toward a social–ecological approach to ecological restoration: a look back at three decades of maritime clifftop restoration

The sharp increase in the touristic use of the maritime clifftops in western France after WWII resulted in a concentration of activities that generated ecosystem degradation in many sites (e.g. touristic infrastructure, human trampling). Consideration of the ecological value of these sites over the past three decades has led to a shift in maritime clifftop management and consequently to numerous planning and restoration projects. Using inventories of maritime clifftop restoration projects conducted in 2007 and 2016, we identified 76 restoration projects, which allowed us to study the active and passive restoration methods used. In addition, we collected and analyzed 465 vegetation monitoring plots with an average duration of 5.6 years to understand how they were used by both scientists and nonscientists. First, we describe the social–ecological systems of these restoration projects through an analysis of their social contexts, ecological stakes, and restoration goals based on 19 semistructured interviews with restoration stakeholders. Comparing our research with similar studies in the literature reveals that the main strength of maritime clifftop restorations is a strong network between scientist and nonscientist stakeholders combined with high‐level monitoring. Finally, we underline the main challenges for the future of maritime clifftop ecological restoration: (1) the need for further study of this ecological database (e.g. to study the medium‐term effect of active restoration, continue current monitoring); and (2) the need to develop sociological studies of human uses and perceptions to improve the long‐term management of restored ecosystems.     

我国废弃矿山生态修复研究

实施废弃矿山生态修复工程,是适应社会主义生态文明建设的必然要求,是遵循自然规律,破解矿区生态环境保护修复难题的重要举措。矿产资源开发后遗留下来的废弃矿山不可避免地影响和破坏区域生态环境和生态系统,基于我国废弃矿山分布及其主要环境问题现状,结合我国区域生态特征,提出了我国废弃矿山生态修复策略。参考我国生态综合区划,同时结合地形地貌、区域生态系统结构与功能等因素,划定我国废弃矿山生态修复区,明确我国废弃矿山生态修复总体思路与基本原则,提出废弃矿山生态修复的主要模式;在综合分析区域生态系统稳定性、自然地理、气候条件以及废弃矿山特征的基础上,识别各区域内存在的主要环境和生态问题,有针对性地提出控制生态系统退化、修复受损生态功能的主要措施,为我国废弃矿山的生态修复工作提供技术支撑和决策依据。     

市县级限制开发区环境功能区划研究——以河北省张家口市为例

限制开发地区是我国主体功能区划中划定的提供重要生态功能和农产品的地区,对其进行环境功能区划对于推动环境功能区划制度落地与实施,以及限制开发区的保护与发展有着重要意义。当前国家及省级的环境功能区划研究已经相对成熟,而市县尺度的限制开发地区环境功能区划相关研究较少。在总结现有环境功能区划研究方法的基础上,以河北省张家口市为例,探讨了市县级限制开发地区环境功能区划体系设计和技术方法,提出了以公里格网作为分析单元,结合县域行政边界,基于环境功能综合评价的结果,从自然生态安全、维护人群健康和区域环境支撑能力等3个方面,开展环境功能区划。基于该方法,将张家口市分为自然生态保留区、生态功能保持区、生态功能恢复区、农产品安全保障区、环境开发准入区、聚居发展维护区6类环境功能区,并根据各环境功能区的主要功能及生态环境特点提出相应的发展建议,以期为该区域管理提供可行的操作手段。本文提出的方法也可为其他限制开发地区的环境功能区划提供参考。     

晋陕蒙交界地区生态退化与恢复的研究现状和展望

晋陕蒙交界地区是我国生态环境破坏最严重的地区之一,当地所存在的植被退化、水土流失和土地沙化等一系列生态问题,不但威胁该地区居民的生存与发展,而且也影响我国东部地区的生态环境质量与经济发展。因此,开展针对该地区的生态恢复理论和恢复技术研究就显得非常重要。本文对该地区数十年来在生态恢复方面的理论研究和治理实践工作的历史和现状进行了分析,提出了今后应该加强对植被退化机理、植被恢复目标群落的确定和如何在大尺度地域上开展生态恢复等问题进行研究的建议,以便为更好地开展该地区的生态恢复工作提供帮助。     

水生植物在渔业生态养殖中的开发应用(综述)

阐述水生植物的生态功能特性与生态修复原理,以及近年来水生植物在渔业生态养殖中作为水产动物绿色饲料与病害生态防治环境友好药物的来源、有害有毒藻类控制的化感解毒生物资源、污水生物净化与渔业水域生态修复的开发应用。同时就水生植物在水产生态养殖与渔业水域环境修复开发应用中存在的问题进行探讨,并提出相应的建议。     

海岛生态服务功能保护初探

生态系统是人类经济社会生存和发展的基础。海岛作为人类通向海洋的桥头堡,保护海岛及其周边海域生态系统,对于维护国家海洋权益,保障海防安全,发展海洋经济、保护海洋生态、构建和谐社会等具有重要战略意义。本文从介绍海岛生态系统功能特征及服务价值入手,分析了海岛生态系统服务功能受损的深层原因及对其带来的负面影响,并在此基础上,提出了摸清海岛生态资源状况、规范海岛开发秩序、实施海岛生态修复与整治工程,推进海岛保护区建设,加强海岛生态环境保护的科学研究与国际合作,以及多渠道获取海岛生态保护资金等方面策略,初步探讨了海岛生态服务功能的保护。     

京津冀城市群地区生态安全格局构建与保障对策

京津冀城市群健康与可持续发展是保障我国国家安全的重要基础,但因其城市化过程缺乏区域间协同联动,产业布局各自为政,导致生态用地流失、水生态失衡等问题,由此带来生态系统服务下降、生态风险加剧、生态安全受到威胁。因此,如何从区域角度构建科学合理的生态安全格局,成为保障京津冀城市群区域一体化协同发展的关键。在国家重大专项(典型脆弱生态修复与保护研究——京津冀城市群生态安全保障技术研究,项目编号为2016YFC0503000)的支持下,该研究将围绕"区域生态安全保障"这一核心主题,揭示京津冀城市群生态安全格局的维持机制与影响因子,重点研发关键生物栖息地生态修复、受损生态空间生态重建、生态监管与生态风险预测预警技术,进而构建区域协调与空间联动的生态安全保障决策系统和预测预警平台,并开展示范应用研究,为京津冀城市群地区生态安全保障提供技术支撑。     

长江三角洲生态环境脆弱带生态修复技术研究进展

我国长江三角洲作为中国第一大经济区,综合实力最强的经济中心,其城市化和工业化发展迅速,但在人类活动的高强度影响和干预下,该地区的资源环境问题日益突出：生态环境脆弱性程度的增高,脆弱性发展趋势的加快等等一系列问题严重影响着长江三角洲的可持续发展,该区域生态环境呈现出的脆弱性特征已成为我国新的生态环境脆弱带。基于长江三角洲自然、经济、社会和环境状况的数据基础,及国内外脆弱性综合评价指标(自然因素和人为因素),对长江三角洲进行生态环境评估发现该区域具体的生态环境问题主要为土壤污染、城区大气污染、水环境污染,以及地面沉降等。通过剖析长江三角洲4类生态环境问题(土壤污染、大气污染、水环境污染、地面沉降)的现状、形成的具体原因及带来的影响,结合国内外生态修复技术的研究成果,详细论述了该区域4类生态环境问题的生态修复技术类型(物理方法、化学方法、生物方法、生态方法)、基本原理及各自的优缺点,同时评估了不同生态修复技术在污染治理过程中的可行性、安全性、经济性,旨在以上述理论研究为参照标准评估该区域环境污染治理过程中生态修复技术的修复潜力,为长江三角洲生态环境问题的治理修复提供方案及理论参考。长江三角洲...     

高原湖泊流域国土空间生态修复优先区诊断及修复研究

高原湖泊流域是高原地区人类活动的重要载体,兼具高生态价值和高脆弱性的特点。随着高原湖泊流域城市化和工业化发展加速,湖泊面积萎缩,污染加剧,流域生态环境受损严重,引发了一系列生态环境问题,如水土流失、水污染、湿地退化、生境质量下降等。亟需开展生态修复以平衡经济发展与生态环境保护之间关系,而基于整体保护与系统治理思维诊断并修复生态修复优先区,是科学有序推进国土空间生态保护与修复的重要抓手。基于此,研究以高原湖泊流域典型代表滇池流域为例,利用人类足迹和景观生态风险模型定量评估生态系统所受负向干扰,以最小累积阻力模型和电路理论构建流域生态网络;提取生态网络受负向干扰较高的关键区域为生态修复优先区并提出针对性修复措施。研究表明：(1)滇池流域人类干扰和生态风险整体较高,人类干扰整体呈核心—边缘递减的圈层式分布,中高生态风险占据了绝大部分区域。人类交通网络大幅扩展了人类干扰和生态风险的强度和深度;(2)区域生态网络呈典型湖泊生态网络特点,38条生态廊道呈放射状或环状分布,连通湖区、山区两大生态空间内共23块生态源地,保障区域生态安全;(3)研究共提取生态源地修复优先区73.83km²     

生态技术评价方法及全球生态治理技术研究

全球范围内生态退化形势严峻,生态技术在遏制生态退化进程中发挥着重要作用。长期以来,对生态技术缺乏系统研究和评价,影响了其在脆弱生态区生态治理中的应用与推广。"生态技术评价方法、指标体系及全球生态治理技术评价"项目(2016YFC0503700)获得国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项支持。该项目旨在厘清全球生态退化状况及其对生态技术的需求,建立生态技术评价指标体系与方法模型,评价国内外不同类型生态技术以及重大生态工程区和不同生态退化区域的生态技术实施效果,筛选和推介满足我国及发展中国家生态治理需求的生态技术,建立生态技术评价平台和集成系统,为推动我国生态文明建设和发展中国家生态治理提供科学支撑。