景观生态学在土地整治中的应用研究进展

在土地整治中融入景观生态学理念是推动土地整治生态建设的必然要求。阐述了土地整治中的景观生态学原理,分析了相关文献变化和研究重点,总结了中国土地整治中的景观生态学研究现状,提出了土地整治中的景观生态学研究展望:(1)重视土地整治中景观生态学的基础理论研究,构建土地整治的景观生态学理论与技术体系;(2)加强土地整治的景观动态与生态效应机制研究,建立适用土地整治景观生态影响的方法和模型;(3)强化土地整治的多尺度和长序列景观生态研究,揭示土地整治过程中的尺度效应和多尺度耦合机制;(4)加强土地整治中多种生态系统服务的集成与优化,强化用于指导土地整治生态规划设计与管理工作,以期为深化土地整治中的景观生态学研究提供借鉴和启示。     

连接景观异质性与社会环境系统——2017年美国景观生态学年会（The US-IALE 2017 Annual Meeting）会议述评

美国景观生态学年会于2017年4月9日至13日在美国马里兰州巴尔的摩举行。此次会议内容丰富、气氛活跃、交流形式多样,讨论了景观生态学领域的最新研究进展。会议中关于景观异质性与社会环境系统关系的探讨主要从景观格局与社会环境系统耦合方法、景观格局和社会环境系统变化过程、景观异质性与社会环境系统研究在政策制定中的应用三方面展开。对我国景观生态学研究的启示主要有以下方面:(1)重视景观格局变化和社会环境系统的耦合研究;(2)加强景观格局-过程-服务的多尺度综合集成研究;(3)加强景观生态学研究在实际中的应用,为政策制定和实际管理提供支持。     

水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)β-微管蛋白基因克隆及与多菌灵抗药性关系

【目的】揭示水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)对多菌灵的抗药性与其β-微管蛋白基因的相关性。【方法】结合形态学和TEF-1α基因序列对分离菌株进行鉴定;根据近源种拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)核基因组测序菌株7600的β-微管蛋白核苷酸序列设计引物,采用PCR方法克隆并比对分析了F.fujikuroi对多菌灵不同敏感性表型的5个菌株的β-微管蛋白基因全序列;利用实时定量技术(qRT-PCR)分析了β-微管蛋白基因在上述5个菌株中的表达特性。【结果】F.fujikuroi的β-微管蛋白基因核苷酸序列(GenBank登录号:JQ026022)全长1671 bp,包含4个内含子,编码447个氨基酸残基;2个敏感性菌株和3个抗药性菌株的β-微管蛋白基因核苷酸序列同源性100%;在无药剂处理下该基因在2个敏感性菌株中的表达水平显著高于3个抗药性菌株(p=0.05),且对同一菌株而言,药剂处理能够显著提高β-微管蛋白基因表达水平(p=0.05),但在相同药剂处理条件下,菌株间差异不显著。【结论】F.fujikuroi对多菌灵的抗药性机制与β-微管蛋白无关,有待进一步研究。     

美国生态学的研究方向和趋势

美国田纳西大学生态学教授Frank McCormick应中国科协邀请来华访问,1991年8月15日至17日在江苏省植物研究所做了4场报告,内容包括:(1)美国生态学研究方向和趋势,即持续生物圈纲要(SBI),它把生态学的研究、教育和环境政策制定有机结合在一起,其目的是维持地球上各种生态系统的持续性;并把全球变化、生物多样性和持续生态系统列为当今生态学研究中最优先的研究领域;(2)全球环境变化;(3)树木年轮在森林干扰分析中的应用,并讨论了在气候重建方面的应用;(4)混交中生林(mixed mesophytic forest)的研究。     

3S技术及其在生态学研究中的应用

随着国民经济的迅速发展,人类对资源环境的需求越来越高,及时、准确、动态地获取资源现状及其变化信息对资源、生态环境的保护及可持续发展具有重要意义。本文综述了3S技术即遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的概念、特点及其研究进展,探讨了3S技术在景观生态学及景观异质性研究、空间格局分析与模拟的应用;并对3S技术在群落生态学、植被调查、生物多样性研究、植被制图以及其它生态学领域中的应用作了展望。     

镉离子对微管、管蛋白巯基和在体轴浆转运的作用

大鼠腹角注入~3H亮氨酸,3h后坐骨神经内注射 Cd~(2 )30μl,50mM Cd~(2 )轻度减小标记蛋白的轴浆转运距离,75或 100mM 阻断转运在注射点。巯基抑制剂马来酰胺与 50mM Cd~(2 )伍用的效应相加,使转运也阻断在注射点。巯基供应剂二巯基丁二钠则完全抵消100mMCd~(2 )对转运的阻断作用。Cd~(2 )还使坐骨神经匀浆上清液的巯基含量减少,马来酰胺与Cd~(2 )伍用则巯基进一步降低。自兔脑提取了微管的亚基管蛋白,Cd~(2 )降低管蛋白巯基的程度与其浓度呈线性关系。电镜的验证证明,Cd~(2 )使在体神经的微管解聚、微管减少或基本消失。由于巯基、微管和转运的变化程度均与Cd~(2 )的浓度大小有关,并且同一浓度的Cd~(2 )使微管和转运的受累程度相互对应,因此Cd~(2 )可能借络合管蛋白的巯基使微管解聚而阻断转运。实验进一步证明以前的论断,微管解聚可能是Cd~(2 )等药物阻断转运的一个中间环节,微管可能参与在体轴浆转运的机制。     

GIS和遥感技术在生态安全评价与生物多样性保护中的应用

综合近年来国内外生态安全评价和生物多样性保护领域的研究成果:简要总结了地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术在生态学热点领域的应用研究现状和特点;归纳论述了GIS和RS在生态安全评价和生物多样性保护研究中存在的不足;在此基础上,尝试性地提出了可扩展的集成研究框架——"生产线"框架;最后探讨了GIS和RS技术与生态学集成研究的未来发展趋势。     

面向人类世的自然与社会:景观生态学的挑战与展望——第十届国际景观生态学大会述评

第十届国际景观生态学大会于2019年7月1日至5日在意大利米兰举行,吸引来自世界各地950余名代表参会。其主题是"面向人类世的自然与社会:景观生态学的挑战与展望"。会议内容聚焦气候变化对景观格局的影响、生态系统服务与可持续发展,景观生态学与政策制定等。对我国景观生态学研究的启示主要有:(1)加强气候变化、人类活动与生态系统作用机制分析;(2)深化生态系统服务与可持续发展的动态连接;(3)拓展景观生态学研究成果在生态系统管理与可持续发展中的应用。     

如何设计与开展现代生态学研究——第五届“国际青年生态学者论坛”述评

为促进中国青年生态学者与海外生态学者的交流与合作,由中国生态学学会、中华海外生态学者协会和国际青年学者论坛委员会联合举办的第五届国际青年生态学者论坛,于2014年5月16日至18日在河南大学(开封)顺利召开。围绕"如何设计与开展现代生态学研究"的主题,本届论坛的科学议题包含了以下五个方面:(1)如何设计现代生态学的研究;(2)生态学不同领域的研究方法;(3)针对不同生态学问题所采用的数据分析方法;(4)撰写生态学领域研究项目申请书方面的成功经验交流;(5)英文论文写作过程中的注意事项,传授提高生态学英文论文写作能力的经验和技巧。国际青年生态学者论坛促进了青年生态学者与国际专家的交流,对我国生态学科的发展和生态学人才的成长具有重要意义。     

萱草花粉微管蛋白的体外聚合及电镜观察

微管(microtubule)作为细胞骨架的主要成分,在植物体内,微管除决定细胞的形状外,还参与很多重要的细胞功能。但有关微管蛋白生物化学的研究绝大多数来自动物脑组织材料,对植物微管蛋白的研究除培养细胞外所知甚少,我们纯化了毫克数量的萱草(Hemer-ocallis fulvaL.)花粉微管蛋白,利用紫杉醇作为促进剂,在Mg2 、GTP等存在下体外聚合成功,并观察了其电镜下的形态。     

井冈山地区莲鱼复合种养模式效益评价

为研究莲鱼复合种养生态系统中的浮游植物群落特征, 及该养殖模式的经济和生态效益, 2019年春季至秋季, 对江西井冈山地区莲鱼种养、莲单种和鱼单养3种种养模式的水质及浮游生物开展了季节调查, 结合当地生产经营, 分析了不同种养模式的经济效益及生态足迹。研究表明, (1)共鉴定出浮游植物7门103种,其中绿藻56种, 蓝藻21种, 硅藻16种, 裸藻3种, 隐藻4种, 金藻2种, 黄藻1种。复合种养模式水体的水质均处于轻污染-无污染状态, 优于单种和单养模式, 且优势种存在季节性差异。(2)冗余分析表明, 水温和溶解氧是影响莲鱼复合种养生态系统浮游植物群落结构的关键环境因子, 总磷(鱼单养模式的主要影响因子)和硝酸氮(莲单养模式的主要影响因子)并不是影响该复合种养模式中浮游植物群落的主要环境因子。(3)莲鱼复合种养经济效益为25200元/公顷, 介于鱼单养和莲单种模式之间, 但其产生每万元利润的生态足迹最低, 为4.48 hm2, 是鱼单养模式的80.9%, 莲单种的33.2%。江西井冈山地区的莲鱼复合种养模式是一种高效益、低生态负荷的综合种养模式, 适宜在当地大面积推广。     

Using RS/GIS for spatiotemporal ecological vulnerability analysis based on DPSIR framework in the Republic of Tatarstan,Russia

The republic of Tatarstan is one of the most growing state in Russia in terms of industrialization and modernization with various natural disasters and intense human activities which brought dramatic changes in the ecological process and then led to serious ecological vulnerability. Therefore this research work proposed an analytical framework based on remote sensing (RS), geographical information system (GIS), and analytical hierarchy process (AHP) for spatiotemporal ecological vulnerability analysis at pixel level from 2010 to 2020 and developed a driver-pressure-state-impact-response (DPSIR) framework based on 23 indicators by the AHP weight method to compute ecological vulnerability index (EVI). Further, EVI was classified into five levels based on natural breaks in ArcGIS software as potential, slight, light, moderate, and heavy levels. All 23 indicators were generated from different remote sensing and socio-economic data, processed through digital image processing techniques in terms of removing errors, projection, standardization, and results were saved in GIS format. Results indicate that from 2010 to 2020, EVI was continuously increased from 0.419 to 0.429, and its changes associated with regional vulnerability events and their impact in the region. The moderate level EVI was covering the highest area in all three years with very few changes and continuously increasing. Results also indicate that higher human-socio-economic activities and pressure on natural resources increased ecological vulnerability. This research work is useful to identify main causes and responsible indicators for ecological vulnerability as well as suitable for real-time EVI mapping, monitoring at any scale and region.     

广东省生态安全状态及趋势定量评价

为研究区域生态安全在不同时期的动态变化及发展趋势,在国内外已有的研究基础上,根据压力-状态-响应模型框架,提出了一套完整的区域生态安全水平度量的指标体系和基于熵权法赋权的综合指数评价方法,从时间尺度上（1990～2004年）对广东省生态安全进行定量评估和动态趋势分析.结果表明,广东省生态安全综合指数从1990年的0.125增加至2004年的0.402,生态安全整体水平呈逐年上升趋势,但发展过程中存在的问题是区域生态压力在不断加大及生态安全现状水平仍处于“较不安全”状态.对广东省环境规划的实施效果进行预测评估,得出在实现环境目标的情景下,2010规划年和2020规划年的生态安全综合指数将分别达到0.533（临界安全）和0.691（较安全）.评价方法简单直观,评价结果客观合理.     

厦门海湾型城市发展累积生态效应动态评价

港湾地区的快速城市化使港湾湿地生态系统及其生产功能和服务功能发生急剧改变并在时间和空间上产生累积效应。以具有典型意义的厦门港湾湿地为研究对象,采用系统动力学方法,定性分析系统因子因果反馈关系,筛选港湾湿地水动力环境、水质环境、生物生态环境、地形地貌、景观环境作为厦门海湾型城市发展的累积生态效应指示因子。通过调整模型的相关政策变量及组合,仿真模拟了不同发展策略下厦门港湾湿地的累积生态效应,并结合灰色评估模型对累积生态效应进行量化,得出不同发展策略的累积生态效应指数,并对模型进行了模型验证与敏感性分析。设计三大未来发展情景,即基准情景（BS）、发展规划情景（S1）、生态城市发展情景（S2）。模型模拟结果表明：基准情景下2020年厦门城市发展对港湾湿地的累积生态效应指数为0.61;发展规划情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.37;生态城市发展情景下对港湾湿地的累积生态效应指数为0.30,相对基准情景下可减少累积生态效应50%,建议厦门市按照海湾型生态城市模式进行发展。     

On estimating the precision of stable isotope ratios in processed tree-rings

Stable isotope dendrochronology is a well-developed field of research, but improvements to methodologies are on-going. We propose an improved method for estimating the precision of stable isotope ratios (δ) of tree-ring samples that are processed from whole wood to various end products such as cellulose-nitrate, α-cellulose, or cellulose intermediates. The status quo method for estimating the δ precision of organic solids is to characterise the long-term 2-sigma range of δ values for a ready-made Quality Assurance (QA) standard that is included in each analysis run of samples. While the status quo method is appropriate for characterising analytical uncertainties associated with the mass spectrometer, combustion or pyrolysis system, and analyte specifics, it does not reflect uncertainties associated with sample processing from inadvertent and unrealised operator error (e.g., contamination by airborne particles, incomplete chemical processing, sample storage issues, and other unforeseen errors), although such errors would probably be rare with an experienced operator. The proposed method improves upon the status quo method as it respects the Identical Treatment principle by subjecting QA standards to the same processing steps that samples undergo. As such, analytical uncertainties associated with sample processing would be integrated into the QA standard's δ value and precision estimate. In effect, the proposed method is a system to monitor inter-batch reproducibility and, by the same token, can be used to identify batches that were potentially compromised during processing. A pilot study example is used to demonstrate the proposed method for δ¹⁸O analysis of α-cellulose samples.     

Ecological suitability evaluation for mountainous area development based on conceptual model of landscape structure,function, and dynamics

Minimizing the ecological impact of land development is a fundamental principle of sustainable development. Ecological suitability assessment is the key to realizing sustainability and is also significant for optimizing spatial patterns of territorial development. Especially in mountainous areas where the ecosystem is both vulnerable and important, quantitative evaluation of ecological suitability for land development is particularly important and urgent given current development strategy of urban construction in mountainous areas in China. Taking Dali Bai Autonomous Prefecture, a representative urban construction zone in a mountainous area in Yunnan Province, China, as a study area, and based on the fundamental theory of structural and functional dynamics from landscape ecology, this study has explored the integrated ecological resistance (IER) conceptual model and constructed an index system with aspects of ecological elements, ecological importance, and ecological resilience. The results showed that: (1) the ecological suitability level was higher in the north than in the south and higher in the east than in the west, as well as higher in the Bazi region than in mountainous areas. Dali City, Binchuan County, and Xiangyun County had large ecological suitable zones for development and construction. Foci of ecological resistance having strong ecological constraints were mainly concentrated in Heqing County and in various other places; (2) by combining the integrated ecological resistance and arable land distributions, the study area was zoned into five regions: prior development zone, moderate development zone, potential development zone, restricted development zone, and forbidden development zone. Moderate, potential, and restricted development zones occupied most of the area, accounting for 28.89%, 24.69%, and 21.40%, respectively, whereas prior development zones accounted for only 8.91%; (3) based on the areal proportions of ecological suitability zoning, the 12 counties of Dali Prefecture can be grouped into three categories: prior areas for conservation, comprehensive development areas, and prior areas for development. Xiangyun County and Binchuan County should be regarded as key areas of Dali Prefecture for urban construction in mountainous areas. This research has explored an ecological suitability evaluation system from the perspective of landscape ecology and made fully understanding of ecological suitability factors in the study area, which provided a good reference to ecological suitability evaluation for mountainous area development in the worldwide.     

基于生态系统服务的城市生态基础设施:现状、问题与展望

城市生态基础设施是城市可持续发展的重要基础,也是建设生态城市的重要保证。生态系统服务是城市生态基础设施建设的核心与关键。在快速城市化的背景下,保障生态基础设施的结构完整性和功能完善性尤为重要。在阐述生态系统服务的基础上,对生态基础设施的概念与类型进行了概述;从城市湿地生态基础设施、绿地生态基础设施以及城市地表硬化的生态工程改造3个方面对城市生态基础设施研究现状进行综述;对生态基础设施结构与功能评估方法进行了总结,对基于生态系统服务的城市生态基础设施研究进行了综合评述,首次提出了城市表面生态学的概念与研究展望,为城市生态系统服务的强化与调控提供了方法论指导。城市生态基础设施与表面生态学的整合研究将对城市水文效应(内涝)、灰霾效应(PM2.5)、热岛效应、水体污染与富营养化等备受关注的重大问题提供新的解决思路与科学方法。     

基于科学知识图谱的生态足迹研究演进、框架与前沿中外比较

生态足迹是评估人类活动下生态可持续性的有效工具。基于1999-2020年CNKI中文核心期刊与1994-2020年Web of Science核心合集有关生态足迹研究文献共5104篇,运用CiteSpace可视化软件,绘制中外研究高频词时区、关键词聚类及突现词时间分布科学知识图谱,梳理中外生态足迹相关研究演进路径、基本理论框架与动态前沿。研究结果表明:(1)中外生态足迹研究演进路径均可分为三个阶段,但演进方式有所差异,且国内研究较国外相对滞后;(2)中外生态足迹研究均已形成以生态足迹模型方法为工具、以足迹测算为基础、以生态安全为落脚点、以促进人与生态协调发展为目标的基础框架体系,国外侧重基础框架构建、宏观尺度研究与微观机制分析,国内侧重模型和方法优化与外部环境分析;(3)当前国外前沿方向为环境库兹涅茨曲线假设验证研究与生态网络分析,国内为碳足迹和水资源足迹的测算、三维生态足迹模型下的自然资本评估以及生态补偿问题。     

生态农业综合评价的指标体系及其权重

本文简要讨论了生态农业综合评价的重要意义及国内外的研究概况;探讨了生态农业综合评价的原则,并以德清县澉山乡生态农业建设为例,探讨了综合评价指标体系及各指标权重的确定方法。     

Data-Mining Discovery of Pattern and Process in Ecological Systems

ABSTRACT Most ecologists use statistical methods as their main analytical tools when analyzing data to identify relationships between a response and a set of predictors; thus, they treat all analyses as hypothesis tests or exercises in parameter estimation. However, little or no prior knowledge about a system can lead to creation of a statistical model or models that do not accurately describe major sources of variation in the response variable. We suggest that under such circumstances data mining is more appropriate for analysis. In this paper we 1) present the distinctions between data-mining (usually exploratory) analyses and parametric statistical (confirmatory) analyses, 2) illustrate 3 strengths of data-mining tools for generating hypotheses from data, and 3) suggest useful ways in which data mining and statistical analyses can be integrated into a thorough analysis of data to facilitate rapid creation of accurate models and to guide further research.