城市生态系统中AM真菌侵染与群落结构特征

丛枝菌根(AM)真菌作为土壤微生物的重要成员之一,对城市生态系统可持续发展具有重要意义.本文系统总结了城市生态系统中AM真菌着生状况和群落结构特点,探讨了城市生态因子,如人类行为、植被重建与维护、城市土壤状况等对AM真菌着生状况和群落结构的影响,认为今后应加强城市生态系统中AM真菌群落结构与功能的研究,如关键城市生态因子(如水资源匮乏、热岛效应等)改变AM真菌群落结构的效应与机制.     

陆地生态系统植物多样性对矿质元素输入的响应

人类活动的加剧改变了陆地生态系统矿质元素(如氮、磷、钾等)循环的速度和方向,并且对生态系统的结构和功能也产生重要影响。如今,矿质元素输入量的改变及其产生的后续效应对陆地生态系统生物多样性的影响备受学者们的关注。从4个方面综述了全球氮沉降背景下主要矿质元素输入的改变对陆地植物多样性的影响及其机理:1)矿质营养元素限制的概念、确定方法以及与植物多样性的耦合关系;2)概述了氮、磷、钾等主要矿质元素输入对陆地植物多样性的影响:主要表现为负面效应;3)探讨了矿质元素输入影响植物多样性的可能机制,包括生态系统水平上的机制(如竞争排斥、酸化铝毒、物种入侵、同质性假说,间接诱导机制等)和植物个体水平上的机制(如元素失衡和环境敏感性增加等);4)根据目前研究现状,指出了已有研究的局限性,分析了未来可能的研究方向和重点。     

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.     

城市生态学自然模拟实验研究进展

自然模拟实验,通过适当控制影响因素研究自然状态下生态系统变化,已经越来越受到生态学家的欢迎。新兴的快速发展的城市生态学越来越多的采用自然模拟实验方法。研究从城市生态学的实验设计方法(如人工梯度、自然梯度和城市建设实验)、环境因子(如空气污染、热岛、灯光和地表硬化)生态效应和生态系统(如社区、绿地、绿化屋顶和集水区)响应等方面,分析了国内外大量城市生态学自然模拟实验的研究案例,并总结了城市生态学自然模拟实验的特点,指出了城市生态学模拟实验应该考虑的主要问题,并提出未来主要发展方向：(1)多种环境因子复合影响模拟实验研究,(2)生态系统结构和功能响应模拟实验研究,(3)近自然的长期模拟实验研究,(4)大范围的联网模拟实验研究和(5)面向城市生态恢复和建设的模拟实验研究。希望研究能够为推进我国城市生态学的实验研究起到抛砖引玉作用。     

我国东北地区农业生态系统的力能学研究——Ⅰ.松嫩平原一个典型农业生态系统的能流分析

一、引言任何生态系统的存在、运动、发展和变化都依赖于能量,因而研究生态系统中能量的流动(简称“能流”)特征是十分必要的。农业生态系统是人为控制下的生态系统。从许多基本特征上看,它是介于自然生态系统(如草地生态系统和森林生态系统)之间的生态系统(Odum,1984)。尽管农业生态系统亦是通过绿色植物(主要是农作物)将部分太阳能转化为贮存于生物质中的化学能,这些化学能经过食物链的流动过程最终转化成热能散失于宇宙中。由于农业生态系统处于人为控制下,其     

基于信息熵理论的汉江流域生态系统服务结构特征及时空演化

生态系统服务结构是影响生态系统服务协调稳定及人类福祉可持续性的重要因素。在分析汉江流域1990-2010年生态系统服务价值时空变化的基础上, 构建了生态系统服务熵模型, 探讨生态系统服务结构特征及其时空演变规律。结果表明: (1)研究区生态系统服务总价值由1990年的3059.764亿元上升到2010年的3466.84亿元, 增加了407.076亿元; 空间上表现为东南部及汉江干流周围地区生态系统服务价值较高, 而东北部及中南部地区相对较低的分布特征。(2)供给、调节、支持、文化四大生态系统服务具有显著的相关性, 且空间异质性差异较大。供给-调节、调节-文化、支持-文化之间的相关系数均超过了0.58。供给服务价值高的区域, 支持和文化服务价值相对较低; 调节服务受水域和湿地空间分布的影响较大。(3)1990-2010年生态系统服务熵平均值逐渐减小, 由1990年的1.87下降到2010年的1.78, 且空间上与生态系统服务价值呈显著负相关。虽然该区域生态系统服务总价值增大, 但生态系统服务的类型趋于单一, 其结构的复杂性及稳定性降低; 这一问题应引起人们的高度重视。生态系统服务熵模型可以为流域生态系统服务结构分析提供新思路和方法。研究结果可为区域生态系统服务维护和可持续发展提供决策依据。      

农业生态系统中的AM真菌多样性

农业生态系统复杂庞大,是由如麦田生态系统、水稻田生态系统、果园生态系统、草地生态系统、保护地生态系统等组成的一个复合生态系统。重点介绍农业生态系统中丛枝菌根(AM)和AM真菌多样性,探讨农业生态系统中调控AM真菌多样性的途径以及今后研究的动向。     

集合生态系统研究15年回顾与展望

集合生态系统(meta-ecosystem)由法国的Loreau教授等于2003年提出,是指"由跨生态系统边界的物质流、能量流和生物体流所连接起来的一系列生态系统的集合",是对只关注生物体(organism)迁移交换的集合种群(meta-population)和集合群落(meta-community)概念的外推,也是为了给生态系统空间异质性研究提供一个重要的分析路径,对研究和理解生态系统的结构、过程、功能和异质性具有重要意义。通过对相关文献的梳理分析,简述了集合生态系统研究的基本状况,分析了对集合生态系统概念的狭义和广义两种理解,指出了探讨集合生态系统结构的两个方向,构建了分析集合生态系统研究的六维整体框架,综述了研究集合生态系统的两类方法,探讨了经验化的集合生态系统(empirical meta-ecosystem)的3种空间结构和两种构建路径。将集合生态系统概念和理论引入流域复合生态系统(integrated watershed ecosystem)的分析,为流域生态学研究提供新的概念框架。     

植物遗传多样性与生态系统功能关系的研究进展

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

A review on the relationships between plant genetic diversity and ecosystem functioning

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

生物多样性-生产力关系研究进展——基于文献计量分析

生态系统的结构和功能是生态学研究的核心内容。早期基于野外调查的生态学研究强调生产力表征的环境梯度对生态系统结构的影响,而基于控制试验的生态学研究则强调生态系统结构变化对生态系统功能的影响。围绕这两类研究所支持理论间的争论是当前生态学的前沿、热点和难点,其中最具代表性的科学问题是生物多样性与以生产力为代表的生态系统功能间是否存在一般性关系。为深入了解生物多样性-生产力关系研究脉络,分析其对生态学研究范式与理论发展的影响以及对未来研究方向的启示,以Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,结合文献计量分析和文献综述,系统总结了多样性-生产力关系研究进展。结果表明：(1)生物多样性-生产力关系研究推动了生态学研究范式由以样带调查为主的观察性研究向以控制试验为主的实验性研究的转变,促进了全球联网控制试验研究的发展。(2)研究聚焦的生态系统类型由最初的北美普列利草原逐渐向其它草地、灌丛、森林等多样的生态系统过渡,研究结论及其生态学理论的普适性逐渐增强。(3)该研究推动了对生物多样性不同维度(如功能多样性和系统发育多样性)在生态系统中作用的认识,促进了学界对除生产功能外的生态...     

关于蝗虫多样性与草原生态系统可持续发展的若干科学问题

蝗虫多样性既是草原生态系统演化的产物 ,反过来也影响着草原生态系统的结构与功能。蝗虫多样性状况与草原生态系统的持续发展有着密切的关联 ,这其中的科学问题包括 :(1 )蝗虫多样性及其空间变异机理 ;(2 )蝗虫多样性对草原生态系统过程的影响 ;(3 )蝗虫多样性空间格局与草原生态系统演化中的自然和人文因素的关联 ;(4 )蝗虫种群暴发的多样性阈值与草原生态系统的调控 ;(5 )蝗虫多样性和稳定性与草原生态系统的健康等。深入发掘生物多样性所包含的科学内涵 ,将一个物种的多样性与生态系统的结构和功能耦合起来研究 ,从重要物种蝗虫的生物多样性入手 ,深入探讨草原生态系统的持续发展问题 ,将为减少或减轻我国西部草原蝗灾发生提供科学的支持     

林木蒸腾作用测定和估算方法

蒸散是陆地生态系统降水量输入后生态系统水分消耗和大气之间水分交换重要的生态过程,包括土壤蒸发过程和植物蒸腾作用,对于区域水分平衡和全球水分循环有着重要的意义.其中,林木蒸腾作用是森林生态系统水分平衡的重要部分,受到冠层结构及其发展变化、土壤特性和自然环境因子等多种因素的影响.针对不同的植被覆盖类型,国内外许多研究通过各种手段和方法,如快速称量(RM)、稳态气孔计(SSP)、光合作用测定(PS)、整树容器(WP)、风调室(VC)、盆栽称量(WPP)、液流测定法(SPM)、蒸渗仪(L)、水量平衡(WB)、能量平衡(EB)、波文比(BR)、涡动相关(EC)、彭曼联合法(PMM)和遥感(RS)等来估算林木蒸腾作用.本文介绍了林木蒸腾研究中主要测定手段和方法的基本原理、具体技术、适用范围及优缺点,为森林生态系统林木蒸腾作用研究中可靠的手段和合适的方法选择提供依据.     

生态系统服务流研究方法最新进展

生态系统服务流是生态系统服务研究的重点和难点,处于发展的起步阶段,并向着定量化和空间化的趋势发展.目前,学术界关于生态系统服务流的概念含糊不清.本文首先对生态系统服务流的两种理解及其代表性的理论和方法进行了阐述:一是生态系统服务从生态系统到人的传递过程,其代表性方法是分布式生态系统模型,二是生态系统服务实际上为人们所使用的那部分,其代表性方法论是黑/灰箱理论.在此基础上分别列举了这两种理解的最新研究方法,论述了不同的理解以及方法对于研究生态系统服务流的特点以及存在问题.最后,总结了未来生态系统服务流研究的发展机遇,特别强调最新的空间技术与信息技术(如大数据),以及对生态系统服务的全面认识(如重视城市生态系统服务流的研究、重视非生物流的整合等)在未来研究中的重要性.     

生态系统营养动态的网络透视法（续）

生态系统营养动态的网络透视法（续）张晓爱（中国科学院西北高原生物研究所,西宁８１０００１）４生态系统结构的测定４．１垂直结构的测定定量描述生态系统营养结构的一般有效方法是用一种定量指数使不同生态系统之间的比较和探测生态系统内部变化趋势成为可能,如演替...     

多重压力下生态系统可持续发展探究——IGU-GFE地理学与可持续研讨会简述

2020年11月30日至12月1日,"面向未来地球的地理学:人地系统耦合与可持续发展委员会"(IGU-GFE)主办的2020年地理学与可持续研讨会以视频会议的方式召开。研讨会以"多重压力下生态系统可持续发展探究"为主题开展热烈讨论。研讨会针对5个专题展开,分别是:(1)生态系统压力和驱动力;(2)生态系统状态评估;(3)多重压力对生态系统功能和生物多样性的影响;(4)多重压力对生态系统服务的综合影响;(5)生态系统可持续管理策略。IGU-GFE地理学与可持续研讨会为全球生态系统功能和可持续发展的实现提出了以下建议:(1)合理、科学、多维度提高生态系统质量;(2)有效恢复和提升生物多样性-生态系统功能;(3)优化生态系统的可持续发展管理策略。     

高寒草甸生态系统食物链结构分析--来自稳定性碳同位素的证据

稳定性同位素技术应用于生态系统物质流动和食物链营养关系的研究方法 ,是基于生物体内天然存在的同位素比值与它们食物密切相关这一原理建立起来的。即将生物体内的稳定性同位素比值 (如δ1 3C)作为一自然标记 ,根据物种间该值的相对差异 ,追踪生态系统中的主要物质 (如碳源 )的来源和物质流动。于 2 0 0 2年 4～8月测定了高寒草甸生态系统主要生物群落中物种的稳定性碳同位素比值 (δ1 3C) ,依据得到的系统的富集因子( 1 0 5± 0 4 5 )‰ ,分析并确定了所测物种间的取食与被取食关系。结果发现 :高寒草甸生态系统由 5条主要的食物链构成 ,其中 1条为“植物→小型哺乳类→食肉兽 /猛禽”的三节点食物链 ,2条为“植物→牲畜和植物→植食性鸟类”的二节点食物链 ,2条分别为“植物→昆虫→雀形目鸟类→猛禽 /食肉兽”和“植物→昆虫→两栖类→猛禽 /食肉兽”的四节点食物链 ;系统食物链的最大长度为 3 5 3 ,与系统的最大节点数相近。表明稳定性碳同位素可以作为分析高寒草甸生态系统食物网和食物链结构以及食物链长度的有效代理 (proxy)。     

氮磷共限制青藏高原高寒草甸生态系统碳吸收

随着人类活动加剧,青藏高原高寒草地面临外来资源输入的威胁,而外源资源输入如氮、磷、钾(N、P、K)及其交互作用如何影响高寒草地生态系统碳循环尚不明确.本研究在藏北高寒草甸进行了连续3年N、P、K元素交互的添加试验,测定群落盖度和生态系统碳交换等数据,旨在阐明资源添加对高寒草甸生态系统碳交换过程的影响.结果 表明:在植物...     

农林生产与生态平衡

<正> 自然界中的生命有机体(包括由进行光合作用的绿色植物与进行化能合成的微生物组成的自养有机体和由动物、真菌、细菌等组成的异养有机体)与非生物环境(包括具有气体和热量资源的近地表大气、太阳能和具有水分及矿物资源的土壤等因素)彼止间进行着连续的能最和物质交换,构成一个相互联系、相互依存、相互制约的整体,这个自然整体叫生态系统(Ecosytens)。自然界中每一部分都是一个自然整体,都可看成一个生态系统,如森林生态系统、草原生态系统,湖泊生态系统、农田生态系统等。在自然条件下形成的叫自然生态系统,在人工控制下形成的叫人工生态系统。     

三峡大老岭自然保护区森林生态系统10年(2000-2010年)质量变化

为了解湖北三峡大老岭自然保护区森林生态系统质量状况,利用多种遥感卫星影像资料并结合野外调查数据,对该保护区10年间(2000-2010年)的森林生态系统中植物地上生物量(AGB)、叶面积指数(LAI)、净初级生产力(NPP)的年际变化进行了比较研究。结果显示:(1)大老岭自然保护区10年间AGB总体呈下降趋势,但下降幅度很小,说明大老岭自然保护区森林生态系统植被结构状态比较稳定,但整个森林生态系统的结构稳定性不够,应创新管理机制,减少人为干扰;(2)年均LAI以中等(1.6~2.2)和较高等级(2.2~2.8)所占比例较大,年均LAI为1.6~2.8的植被面积占该区植被总面积的90%以上并呈增加趋势,说明该保护区内植被长势较好、生活力旺盛;(3)10年间NPP年总量具有缓慢增加的趋势,即从4.99×1010 gC(2000年)增加到5.07×1010 gC(2010年),说明自然保护区内森林生态系统林分类型多样,异质性较强,整个森林生态系统生产能力较高。本研究结果表明大老岭自然保护区森林生态系统质量总体较好,也从侧面反映出建立自然保护区进行植被保护所取得的效果。