综合生态系统管理的生态阈值理论研究进展

生态阈值是指生态系统结构、属性或功能在一定时间或空间尺度上从一个稳定状态向另一个稳定状态发生转变的突变点,常作为综合生态系统管理的关键性指标。深入了解其概念原理,对生态系统综合管理、生态安全预警具有重要作用。系统阐述了生态阈值的概念、生态系统转换的概念模型、生态阈值类型的划分及生态阈值的研究方法,分析并总结了不同生态阈值研究模型的适宜应用条件和优缺点,并对未来生态阈值研究提出建议：(1)加强生态系统阈值定量化评估方法的探索,旨在减小阈值量化的误差;(2)探究空间尺度转化、多驱动因素交互作用对生态阈值的影响,建立不同时空尺度、不同生态系统类型阈值转换数据库;(3)在未来将生态阈值应用到实际综合生态系统管理中,并从管理者及科研工作者角度提出相应实施建议。     

害虫生态调控的生态阈值及关键理论问题

害虫种群可持续控制一直是农业生态学基础研究的关键问题之一,也是保障粮食安全的重要研究领域。如何以采用环境代价小、可持续性强及提质增效的生态技术进行害虫种群管理是近十年来国内外关注的热点问题,但一直缺乏完整具体可操作性的理论框架。本文以害虫生态调控为切入点,对生态阈值和生态效率进行了细致的论述,并尝试建立了生态阈值的技术指标。同时,本文对害虫生态调控中的关键理论问题进行了归纳,包括种群生态学模型、食物网结构、尺度效应以及生态能学等方面。最终本文对当前的研究进展做了展望,旨在促进害虫生态调控的进一步发展。     

三江平原湿地生态风险评价及空间阈值分析

湿地生态风险评价对区域自然资源保护及规划管理具有重要意义。以三江平原湿地为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,以城市扩张导致的土地利用变化、道路建设等人类活动为风险源,景观生态格局、生态系统服务价值为风险受体构建了三江平原湿地生态风险综合评价体系,分析三江平原湿地生态风险时空变化特征。进而,利用距离阈值确定空间距离权重,采用双变量空间自相关模型揭示了不同时间尺度下生态风险的空间集聚分布特征。结果显示：从风险源角度,人类活动风险源强度呈增加趋势,松花江、穆棱河、倭肯河地区一直处于中高风险水平;从风险受体角度,景观生态风险的中高风险地区重点集中在湿地与水体分布区,生态系统服务低价值区主要分布在中部水田、旱田、建设用地以及东北部与东南小范围的湿地区域。综合生态风险结果显示,三江平原生态风险在时间上呈增加趋势,空间上由松花江河滩型湿地区与穆棱河地区逐渐向四周蔓延。此外,生态风险的强弱受到空间距离的影响显著,选取5km为自相关分析的距离阈值,土地利用与综合生态风险的空间格局存在显著的空间正相关关系,高-高地区集中分布在研究区内的松花江流域及周围滩地地区,随着土地利用变化及转移,空间关联逐渐增强且区域分布不断扩大。研究结果可从人类活动控制、景观格局优化、生态服务价值提升等方面为三江平原生态风险防控分区管理提供理论依据。     

生态功能区划理论研究进展

作为生态系统管理的重要手段,开展科学合理的生态功能区划,已成为世界各国走向可持续发展所面临的关键挑战之一。生态功能区划针对一定区域内自然地理环境分异性、生态系统多样性、以及经济与社会发展不均衡性的现状,结合自然资源保护和可持续开发利用的思想,整合与分异生态系统服务功能对区域人类活动影响的生态敏感性,将区域空间划分为不同生态功能区的研究过程。生态功能区划反映了基于景观特征的主要生态模式,强调了不同时空尺度的景观异质性。通过梳理生态功能区划的概念与内涵、形成与发展及其理论基础,提出了生态功能区划是以恢复区域持续性、完整性的生态系统健康为目标,基于区域的自然地理背景,界定生态功能分区及其子系统的边界,结合区域水陆生态系统、社会经济与土地利用的现状评价与问题诊断,识别生态系统空间格局的分布特征、生态过程的关键因子以及动态演替的驱动因子,明确影响生态系统服务功能的景观格局与结构、景观过程与功能以及景观动态变化,构建生态功能区划的指标体系与技术体系,实现生态功能多级区划,并为决策者更为全面和综合地开展生态系统管理提供科学依据。     

珊瑚礁生态系统中珊瑚藻的生态作用研究进展

珊瑚藻是海洋红藻中的大型钙化藻类,全球分布623种,中国现有记录共77种。随着生态科学研究的广泛展开,人们越来越认识到,珊瑚藻在海洋生态系统中,尤其在维持珊瑚礁生态系统的生物多样性及生态功能中发挥着重要作用。目前,科研人员对有关珊瑚藻的初级生产力、钙化作用以及在诱导底栖无脊椎动物幼虫的附着与变态等方面已有多方面的研究和探索。然而,有关珊瑚藻生态功能的深层次机理问题有待进一步深入研究。文章着重围绕目前珊瑚藻研究中的一些热点问题,从近年来珊瑚藻在珊瑚礁生态系统中的生态功能方面的研究概况进行综述,以期加深人们对珊瑚藻的认识,并促进对珊瑚藻生态功能的进一步深入研究。     

生态土地分类研究进展

土地分类是土地评价,替代和管理的基础,对林业资源可持续利用具有重要的意义。生态土地分类是目前土地分类的主要方向和趋势。国际上早已开展此项研究。随着景观生态学和3S技术的发展,生态分类系统的研制已成为生态土地分类的重点。本文对生态土地分类的定义,特点,发展历史,生态分类系统理论,以及国际生态分类系统的发展趋势进行了系统的综述,并指出以资源（森林,土地,水域等）多目标管理为基础,定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研究发展的总趋势,有必要在我国大力开展相关研究。     

生态阈值确定方法综述

生态系统在环境条件变化时表现出的剧变或阈值现象是当前生态学研究的热点,但是生态阈值定量检测的困难阻碍了这一主题的研究与应用.本文从典型案例入手,通过分析潜在生态阈值的S型曲线式、补给-压力式和跃迁式驱动-响应机理,归纳了局部加权回归散点平滑法、分段回归、高斯模型、拐点分析软件、稳态转换检测软件、指示种阈值分析和系统动力...     

生态足迹模型研究进展

生态足迹模型是从具体的生物物理量角度来衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法。自从该模型提出以来,受到国内外众多学者广泛关注,应用范围不断扩大。为此,从可持续发展角度出发,介绍了生态足迹模型的产生背景、理论基础和计算方法,综述了近年来国内外研究最新进展,评价了模型应用的优点和不足,提出了生态足迹研究动态和研究重点。     

整合生态系统服务与驱动因素阈值效应的生态安全分区研究——以西南地区为例

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中。但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应。基于此,以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、净初级生产力(NPP)及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数。在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案。结果显示：(1)2000—2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强。因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中。(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部。(3)自然-社会条件、植被环境条件和社会-经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒“U”型约束关系,即存在明显的阈值效应。且随时间推移,自然-社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧。(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小。未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优。     

微生态制剂研究进展

微生态制剂无副作用、无残留、不产生抗性,是理想的抗生素替代品,有着广泛的应用前景。本文综述了国内外近几年微生态制剂的研究现状和开发情况,分析了微生态制剂研究热点及存在的问题,探讨了微生态制剂的发展前景。     

陕西省生态系统服务权衡/协同关系阈值识别

生态系统服务权衡/协同关系的时空格局变化和关键阈值识别对区域生态保护与修复工程的建设和效益评价具有重要参考意义。已有研究主要关注生态保护和修复工程带来的生态系统服务及其权衡/协同关系的变化,很少将生态恢复的阈值效应考虑其中。采用基于生态系统服务权衡/协同关系构建的生态获益指数,评价了陕西省2000年和2020年净初级生产力、土壤保持和产水服务的协同供给能力;利用地理探测器和约束线方法分析了生态系统服务协同供给能力的主导影响因素和阈值特征。结果表明：与2000年相比,2020年陕西省净初级生产力、土壤保持和产水服务均有所增加,两两生态系统服务之间总体表现为协同关系,但具有明显的时空差异。2020年生态系统服务协同供给能力明显增加,其中陕北中部和陕南西部提升最为明显。降水和归一化植被指数(NDVI)是生态系统服务协同供给能力的主导影响因素,他们对生态系统服务协同供给能力的影响具有非线性效应和阈值特征。当NDVI在0.6—0.7之间或年降水量为1100 mm左右时,生态系统服务协同供给能力达到最高,超过上述阈值后NDVI或降水对生态系统服务协同供给能力的促进作用减弱。研究能够为生态恢复效益评价提供参考方案,为陕西省生态保护和恢复建设提供决策支持。     

云南纵向岭谷区道路网络对生态系统影响的阈值分析

云南纵向岭谷区由于受到人类活动,尤其是道路网络的影响,使得该地区生态系统退化日益严重.通过云南纵向岭谷区路网密度与生态系统转换(1980～2000年期间)的多尺度空间相关分析,研究了路网的对生态系统的影响及其阈值.研究结果表明,路网是导致有林地向疏林地、有林地向中覆盖度草地、灌木林地向疏林地转变的主要影响因子.路网导致有林地向疏林地转变的路网密度均值为0.8381～0.8800 km/km2,导致有林地向中覆盖度草地转变的路网密度均值为0.6984～0.8124 km/km2,导致灌木林地向疏林地转变的路网密度均值为1.2770～3.6426 km/km2.随着尺度的增大,路网密度的变化不显著.路网影响阈值的研究,开始从定量的角度探索道路网络对生态系统的影响,对公路建设、规划和管理具有一定的理论和应用价值.     

微囊藻毒素与饮用水消毒副产物复合诱导草鱼淋巴细胞凋亡

针对饮用水中消毒副产物与微囊藻毒素的低剂量复合污染问题,采用离体细胞培养诱导方法,以草鱼淋巴细胞为暴露受体,研究了MCLR、MCRR两种微囊藻毒素和CHClBr₂、CHCl₂Br两种消毒副产物的单独与联合毒效应.结果表明:4种污染物在试验浓度下暴露2 h即能使草鱼淋巴细胞发生凋亡,且呈显著的剂量-效应关系;1 nmol·L^-1MCLR、MCRR分别和1～100 nmol·L^-1的CHCl₂Br、CHClBr₂的联合作用均表现为相加作用,并且均呈显著的剂量-效应关系.草鱼淋巴细胞凋亡率可作为一种有效的指标来评价微囊藻毒素及消毒副产物复合污染引起的细胞毒性.     

城市生态系统修复研究进展

城市生态系统是社会-经济-自然复合生态系统。城市生态系统修复的实质是协调好城市复合生态系统的自然过程、经济过程和社会过程之间的关系,促进复合生态系统的各方面协调高效可持续发展。以城市绿地、城市湿地、城市废弃地三类主要的城市生态空间为对象,论述了城市生态系统修复的研究进展,提出当前城市生态系统修复存在以人工修复技术为主、自然修复不足、机理和量化研究缺乏、理论和应用脱节、管理机制不健全、复合生态系统理论体现不足等问题。梳理了当前城市生态系统修复的研究热点,包括城市生态系统修复机理、城市生态资产与生态系统服务、城市生态系统质量和健康、问题导向的生态修复、面向人类福祉的生态修复、生态修复多学科融贯,以及新方法和新技术的应用等几个方面。提出了城市生态修复与管理的相关对策和建议,可为我国城市生态系统修复的研究和实践提供参考。     

生态资产、生态补偿及生态文明科技贡献核算理论与技术

项目拟将国家生态文明制度建设科技需求与国际生态领域研究前沿结合,综合应用生态评估、社会调查、政策分析、系统模拟方法,重点研究:生态资产核算理论、技术方法与应用,生态系统生产总值与生态效益核算理论、技术方法与应用,生态保护与生态建设工程效益评估技术方法与应用,国家与地方生态补偿政策绩效评价,生态补偿模式、标准核算与政策措施,生态补偿融资机制与政策措施,科技创新对生态文明建设贡献的评估方法体系与应用示范,构建生态资产与生态效益、生态补偿、科技支撑生态文明贡献度的核算理论、方法和技术体系,为国家生态文明制度与机制建设提供科技支撑。     

人类活动-气候变化影响下植被生态系统稳态转换研究进展

人类活动和气候变化对植被内部组分的相互作用和反馈机制产生显著而持续的影响,导致植被生态系统状态发生变化。目前围绕植被生态系统多稳态及稳态转换已经形成一系列理论和实证层面的成果。以人类活动和气候变化为特定干扰域,对植被生态系统稳态转换的理论基础演变进行综述,并从机理层面解析植被结构-功能-状态响应过程;系统梳理植被稳态转换的阈值效应,识别出可能指示生态阈值的驱动力-响应关系;最后,从临界域视角整合植被生态系统稳态转换的信号特征,包括临界慢化、空间关系异常和斑块规律性构型等。在对目前研究不足和未来研究重点进行归纳分析的基础上,主张基于阈值的植被生态系统管理路径,但需要建立在认知植被临界响应机制和非线性自组织规律的前提之上。