生态系统关键种理论的研究进展

１９６９年,由Ｐａｉｎｅ提出的“关键种”概念,迅速成为国际生态学的研究热点。关键种理论从系统调控的水平,揭示了生态系统稳定性和物种多样性的一种维持机制,并对保护生物学具有指导意义。但是关键种的确定标准、普适性及研究方法等方面仍存在局限性。关键种理论还需要通过大量观察和实验加以补充、论证与完善。     

关键种，关键在哪儿？

 物种在生态系统功能过程中并不是同等重要的,这已经是一个普遍接受的事实,而关键种和冗余种被认为是生态系统功能过程中两类极端的生物类群。由于关键种通常被认为在生态系统功能方面中有重要作用,因此有人认为,假如我们能够甄别生态系统中的关键种及其多方面影响的作用机制,我们就有可能得到整个或大部分生态系统功能过程的信息。因此,在考虑生物多样性保护,尤其是为了有效保护它们所产生的生态系统功能过程时,生态学家和保护生物学家们引入了关键种的概念。通过对关键种的保护,更有效地保护其所在生态系统的功能过程。通过对有关关键种研究的回顾,阐述了关键种的定量测度方法,关键种在保护生物学中的意义、应用及其局限。     

生态学中关键种的研究综述

关键种 (Keyspecies)是生态学研究 ,特别是生物保护学研究中的一个研究热点。关键种可以是为了最大程度地保护生物多样性而进行优先保护的目标。但是目前的研究来看 ,在群落或者生态系统中确定关键种不是一件容易的事情。本文通过对有关关键种研究的回顾 ,探讨了国内外的研究状况 ,着重说明了关键种在实际研究中的实践以及存在的局限性 ,并且重点阐述了确定关键种的一些实验方法和定量测度方法 ,并进行了简要的评述。     

关键种，关键在哪里？

物种在生态系统功能过程并不是同等重要的,这已经是一个普遍接受的事实,而关键种和冗余种被认为是生态系统功能过程中两类极端的生物类群。由于关键种通常被认为在生态系统功能方面有重要作用,因此有人认为,假如我们能够甄别生态系统中的关键种及其多方面影响的作用机制,我们就有可能得到整个或大部分生态系统功能过程的信息。因此,在考虑生物多样性保护,尤其是为了有效保护它们所产生的生态系统功能过程时,生态学家和保护生物学家引入了关键种的概念。通过对关键种的保护,更有效地保护其所在生态系统的功能过程。通过对有关关键种研究的回顾,阐述了关键种的定量测定方法,关键种在保护生物学中的 意义、应用及其局限。     

生物多样性的生态系统功能

本文从以下几个方面综述了生物多样性对生态系统功能和作用的影响：第一,几个关于物种在生态系统中的不同地位和生物多样性如何影响生态系统功能的假说;第二,生物多样性与生态系统的稳定性;第三,生物多样性如何影响生态系统的生产力;第四,生物多样性对生态系统可持续性的影响。此外还提出了几个需要继续探讨和关注的问题。     

生物多样性的生态系统功能

本文从以下几个方面综述了生物多样性对生态系统功能和作用的影响 :第一 ,几个关于物种在生态系统中的不同地位和生物多样性如何影响生态系统功能的假说 ;第二 ,生物多样性与生态系统的稳定性 ;第三 ,生物多样性如何影响生态系统的生产力 ;第四 ,生物多样性对生态系统可持续性的影响。此外还提出了几个需要继续探讨和关注的问题     

生态系统红色名录——一种新的生物多样性保护工具

生物多样性为人类提供了生存所必需的一系列生态系统服务和功能。然而,由于人为活动的加剧,生物多样性不断丧失。传统的生物多样性保护主要关注物种多样性,存在着对生物多样性的代表性不足,不能及时反应生态系统多样性的变化等缺点。近年来,生态系统层次上的多样性保护成为研究热点,一些国家和组织相继开展了大尺度的生态系统评估工作。文章回顾了已有的生态系统评估方案,发现当前生态系统评估多采用IUCN物种红色名录的分级标准体系,主要评估生态系统的濒危程度,评估标准主要是分布范围和功能的变化,不同评估方案采用的指标和阈值有差异,需要建立统一的生态系统分类体系和评价方案。同时,结合国内生态系统评价的现状,提出了在我国开展生态系统红色名录研究的若干可行建议。     

恢复生态学——退化生态系统生物多样性恢复的有效途径

人类在改造和利用自然的过程中 ,伴随着对自然环境产生负面的影响 ,这种影响以不同的时空规模出现。某些工业上的突发性事件 ,如前苏联的切尔诺贝尔核电站事故 ,巨大油轮的泄油事件等 ,均可在较大的范围且往往是在有限的区域内引起剧烈的生态变动 ,这种灾难性的环境变化随即会对生物多样性产生影响 ;另一种规模的人类活动的影响所引起的变化 ,如长期的工业污染 ,大规模的森林砍伐以及将大范围的自然生境逐渐转变成农业和工业景观 ,则是逐年的、跨区域的、甚至波及整个大陆 ,但这种变化对生物多样性的影响会持续更长的时间 ,因为某些种类会由…     

生物多样性和生态系统功能研究综述

生物多样性和生态系统功能之间关系 ,是生态学和环境科学的热门话题。围绕这一主题 ,文章系统回顾了近 2 0年来的研究历史及学术界的不同观点 ,全面展示了目前在理论和实验领域的主要工作结果和研究进展 ,并对今后的发展趋势和面临的挑战作了展望。理论和实验研究都表明 ,生物多样性趋于与生态系统功能 (稳定性 )呈正相关性 ,但是多样性并非是这种关系的直接驱动力。生态系统功能 (稳定性 )潜在地依赖于物种之间相互作用的强度 ,物种的功能反应特性以及生态系统的类型和尺度等。在生物多样性和生态系统功能的研究中 ,重要的不只是结论 ,还应包括其中所隐含的机制。     

生态遗传学在生物多样性保护中的作用

本文就生态遗传学在生物多样性保护中的作用问题谈了几点看法。首先陈述了生态遗传学的性质,它是种群生态学和种群遗传学的结合,研究种群层次上正在进行着的进化;其次列举了生态遗传学的基本内容,说明生态遗传学是生物多样性研究和保护不可缺少的基本知识。最后举两个实例阐明生态遗传学在生物多样性保护中的具体应用。     

再论生物多样性与生态系统的稳定性

本文在简述生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,指出忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关,探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行,抗动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统（或其他组织层次）区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰2类系统,稳定性的4个内涵可以理解为：对于受非正常外力干扰的系统而言,抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标;对于受环境因子时间异质性波动干扰和系统而言。利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论,本文认为;在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。     

面向生态系统结构的生物多样性保护成效空间对比评估

开展生物多样性保护成效对比评估对于合理执行生态补偿机制的转移支付政策,以及进一步促进全国生态保护管理水平的有效提升都具有重要意义。以2015年版《全国生态功能区划》划定的生物多样性保护重要生态功能区为研究对象,采用生物多样性保护成效结构指数,探讨重要生态功能区生物多样性保护成效的区域分异情况。研究结果表明：(1)华南、华东与华中地区重要生态功能区的生态结构参照基准较高,东北地区重要生态功能区居中,较差的重要生态功能区则位于西南和西北地区,说明了全国生态环境本底的区域分异性;(2)西北和西南地区重要生态功能区的保护成效结构指数较高,华中和华南地区居中,而东北和华东地区的保护成效结构指数较低,体现了2015年全国重要生态功能区生物多样性保护成效的空间差异情况;(3)从草原、森林与湿地生物多样性的保护成效结构指数来看,西北与西南地区、东北和西南地区及华东地区的重要生态功能区分别具有较大优势。上述研究结果反映了全国重要生态功能区生物多样性保护成效优劣的空间差异状况,可为政府部门健全生态补偿机制以及制定生态系统恢复方案提供决策参考。     

生态影响评价与生物多样性保护

提供了生态影响评价理论与实践的背景知识;介绍了生态影响评价的程序与技术;并探讨了在生态影响评价实践中考虑生物多样性保护问题的必要性,以及如何实现生物多样性保护与可持续利用的目标。     

四川省生物多样性与生态系统多功能性分析

生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关,近年来生物多样性丧失极大影响了生态系统服务。探究生物多样性与生态系统服务之间的关系成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。以四川省各乡镇为单元,计算了景观尺度上的多样性指数,评估了四川省水土保持功能、水源涵养功能、固碳功能,并研究了两者之间关系。结果表明：在景观尺度上,Shannon''s多样性指数、修正Simpson''s多样性指数、景观丰度三种多样性指数可以较好表征四川省生物多样性空间分布格局。由景观丰度、欧式最近邻距离的标准差、景观丰度密度构成解释变量矩阵,RDA模型矫正解释率42.25%（P<0.001）,可更好解释由土壤保持功能、水源涵养功能、固碳功能构成的响应变量矩阵。四川省生物多样性及生态系统服务关系的模式有以下几种：（1）成都平原区区县空间距离较近,在生态系统服务和生物多样性梯度均差异较小;（2）盆周山地区、盆地丘陵区各区县在水土保持功能梯度上差异较大,与多样性关系较弱;（3）川西高原区区县在固碳、水源涵养梯度上差异较大,并有协同关系,多样性梯度差异较大;（4）川西高山峡谷区、西南山地区区县之间生态系统服务和多样性差异较大,生态系统服务可能存在强烈权衡关系,需进一步引入解释因子。     

生物多样性和生态系统稳定性

生物多样性和生态系统稳定性黄建辉,韩兴国（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）１引言自从ＭａｃＡｒｔｈｕｒ［１］和Ｅｌｔｏｎ［２］分别在本世纪五十年代提出了多样性一稳定性理论以后,对多样性一稳定性的关系问题展开了激烈的争论。最初,为了简便起见,有...     

森林生态系统生物多样性的遥感评估

目前的评估由于方法的原因,常常会遗留下一些含糊不清的地方。遥感则可以作一种观察生态系统多样性和单个生态系统中各种结构侧面的重要工具。它提供了一种能够跨越几个不同空间尺度实施评估的手段,并且对于评估生态系统格局随时间的变化也是必不可少。现在许多不同的遥感技术已经被应用在生态学研究中。大多数工作所用的数据主要是来自机载和星载平台提供的摄影和数字光学图像,目前则越来越强调激光扫描和合成孔径雷达数据的应用。这些技术手段为从景观到林分规模的不同现象的评估提供了机会。遥感提供了可用于确定森林生态系统中生物多样性景观尺度的元素最有效的工具。例如基质和斑块的相对百分比以及它们的配置。在中间尺度,遥感为评价廊道的存在和边界的特性提供了理想的工具。在林分尺度,遥感技术可用来获取关于森林分结构属性的信息,例如冠层表面的特性,是否存在冠内分层等等。随着的发展,遥感将更广泛地应用于生态学研究。     

陆地生态系统服务与生物多样性研究进展

在生物多样性迅速消失的压力下,人类面临生态系统服务质量严重下降的威胁。为了使生态系统的重要功能更直观的展现在人们面前,许多学者把生态系统服务对人类的惠益进行整理分类,最有影响力的是千年生态系统评估(MA,Millennium Ecosystem Assessment)把生态系统服务分为供给、调节、文化和支持服务四类,服务的核心是生态系统的产品、过程和格局。生态系统服务的识别与分类是生态系统功能的对象化过程,也是以人类需求来审视生态系统的过程。生态系统通过结构-过程-功能这一途径来实现生态系统服务,各种服务的直接动力来源于自然界生物地球化学循环,生物多样性通过生态系统属性和过程来影响生态系统服务形成和维持。生物多样性越高,生态系统功能性状的范围越广,生态系统服务质量就越高、越稳定。全球变化中的土地利用和土地覆盖变化是生物多样性快速下降的主要原因,也是目前影响生态系统服务最广泛、最剧烈的驱动力,而这正是人类活动造成的,人类需求和生态系统有限的服务能力之间在不同尺度表现出严重冲突。要提高生态系统服务质量,要在不同区域进行重点不同的布局,尽可能的扩大生态系统规模和提高生态系统功能,核心是提高生物多样性水平。     

生物多样性与生态系统稳定性研究进展

生物多样性和生态系统稳定性之间的关系是生态学的热门话题。围绕这一主题,文章回顾了其研究历史及学术界的不同观点,阐述了目前在理论和实验领域的主要工作结果、研究进展和存在问题。理论方面,由于生物多样性和生态系统稳定性的概念是复杂而多层面的,导致二者之间的关系仍然是复杂多样的。实验方面,已有实验仅仅强调了少数几种类型的多样性和稳定性,对多样性—稳定性关系的揭示有限。在生物多样性和生态系统功能的研究中,重要的不只是结论,还应包括其中所隐含的机制。未来的主要挑战是搞清生物多样性动态、生态系统过程和无机因子如何相互作用。