湿地水生无脊椎动物群落结构及影响因素

湿地是介于陆地和水体系统之间的具有多种功能的特殊地理综合体和生态系统。水生无脊椎动物是湿地生态系统的一个重要类群,是湿地物质循环和能量流动的重要参与者,其群落特征及空间分布能够反映出湿地的许多特征。本文总结了湿地水生无脊椎动物组成特征,系统介绍了不同类型湿地中水生无脊椎动物群落结构,讨论了非生物因子(底质、温度、水文、溶解氧、pH、氮、磷等)、生物因子(植被、竞争和捕食)及人类活动干扰(电站建设、城镇化等)对湿地水生无脊椎动物群落结构的影响,提出了目前湿地水生无脊椎动物研究存在的问题,并对未来研究方向和重点提出了展望。     

淡水水生生态系统温室气体排放的主要途径及影响因素研究进展

淡水水生生态系统是全球陆域生态系统的重要组成部分,近年来,关于淡水水生生态系统温室气体排放的研究日益增多。基于国内外目前对湖泊、河流、水库及浅水池塘等淡水生态系统开展的最新研究成果,总结分析了淡水水生生态系统温室气体排放的3个主要途径及相应观测方法。气泡排放的观测方法有倒置漏斗法、开放式动态箱法和超声探测技术;植物传输的观测方法有密闭箱法和植株切割法;扩散途径的观测方法有静态浮箱法、模型估算法/梯度法、微气象学法、TDLAS吸收光谱法等。从物理因素、化学因素、生物因素、水动力因素和人类活动等角度,深入探讨了淡水水生生态系统温室气体排放通量的影响因素。最后根据当前研究中存在的不足,对今后的研究方向提出了建议,以期为我国进一步深入开展相关研究提供借鉴。     

富营养化水体生物净化效应的研究进展

水体富营养化治理已成为当今世界性难题,解决水体富营养化问题的关键是调控水生生态系统结构,使其恢复自然、健康和稳定的水生生态系统功能,提高水生生态系统的生物净化能力,水生高等植物及水生植被是水生生态系统中最重要的初级生产者,它们个体大、生长周期长、吸取和储存营养物质的能力强,保持和恢复一定数量的水生植物种群可抑制浮游植物的生长,提高系统的生物多样性,使水生生态系统结构更加稳定,水生动物在水生生态系统物质和能量循环中处于十分重要的地位,浮游动物和底栖动物可直接捕食浮游植物,控制浮游植物的数量;而改变鱼类种群结构可提高浮游动物的生物量,从而间接控制浮游植物的大量繁殖,达到治理水体富营养化的目的,我国的生物净化研究还处于起步阶段,今后在水生高等植物及水生植被生物净化的关键技术及优化水产养殖新模式技术研究方面有待提高,这将对我国水体富营养化治理及水体可持续利用有着重要的意义。     

水生生态系统食物网复杂性与多样性的关系

探索食物网的复杂结构是生态学的中心问题之一。基于构建的黄河口海草床食物网并耦合实际食物网的数据集,整理了包含河口、湖泊、海洋和河流四种水生生态系统类型的48个实际食物网案例。以食物网的节点数反映食物网多样性,物种之间的营养链接数、链接密度和连通度来表示食物网的复杂性,采用营养缩尺模型描述水生生态系统食物网的复杂性特征与节点数的普适性规律。结果表明：所涉及的48个水生生态系统食物网的多样性和复杂性跨度较大,其中,节点数的分布范围为4-124,链接数为3-1830,链接密度为0.75-15.71,连通度为0.06-0.25。不同类型水生生态系统间的连通度存在显著性差异（P=0.01）,节点数、链接数、链接密度不存在显著性差异。各类型生态系统的食物网链接数、链接密度均随节点数的增加而增加（R²=0.92,P<0.001和R²=0.82,P<0.001）。湖泊生态系统的连通度随节点数的变化不明显,围绕在0.20附近;而其他3种类型生态系统的食物网连通度随节点数的增加而降低（R²=0.06-0.41,P<0.001）。对全球尺度的水生食物网多样性和复杂性的定量化研究对于提升对食物网的复杂结构的科学认识,从系统尺度探究多样性和复杂性的关系提供数据支撑。     

水生昆虫对汞的吸收、富集和水-陆转移

汞是一种人体非必需且有毒的重金属元素,全球性的汞污染因对人类健康具有损害而备受社会关注。自然界中的汞绝大部分会通过江河径流和雨雪尘土的沉降而进入水生生态系统,每年进入水生生态系统的汞至少有10 000吨。水生昆虫作为重要的消费者生物存在于水生生态食物网中,是其重要的组成部分,在水生生态系统的物质循环中扮演着重要角色。本文介绍了近年来水生昆虫与汞之间的相关研究,重点总结了水生昆虫对汞的吸收和富集程度,分析了水生昆虫在汞的水-陆转移中的作用。研究数据表明,水生昆虫对汞的吸收程度与环境因素有关,并通过不同的途径转移到陆地生态系统中,对陆地生态系统上层食物链的生物存在一定的威胁,同时也需注意在对水生昆虫进行开发利用的同时,考虑汞是否超标的因素。     

冰川及雪线后退对河流水生生物影响的研究进展

冰川影响下的河流形成了独特的冷水生态系统, 为水生生物提供了多样的栖息地。然而在全球气候变暖的背景下, 冰川和积雪不断退缩、甚至加速消融, 破坏了原有的水生生态系统。文章综述了国内外有关冰川积雪融水对河流水生生物及环境因子影响的研究现状, 探讨了冰川流域水生生物研究存在的问题及未来相关的方向。冰川积雪融水对河流水生生物的群落结构及遗传多样性产生了不同程度的影响。同时某些水生生物在形态、生活史和行为适应能力等方面也产生了抵抗极端环境的进化。笔者提出应重点关注水生生物对冰川和积雪退化的响应机制与变化趋势, 以期为冰川流域水生生物多样性及保护提供一定依据。     

岩溶区水生生态系统微藻的生物碳泵效应

微藻在水生生态系统的碳固定中扮演重要角色。本文综述了岩溶区水生生态系统生物碳泵的提出、岩溶区微藻生物碳泵作用、影响微藻固碳的主要环境因素以及岩溶区微藻固碳的研究进展,并提出了亟待解决的关键科学问题,为深入研究岩溶区水生生态系统微藻固碳能力及生物碳泵机制、科学认识岩溶生态系统的碳汇潜力、丰富和完善岩溶碳循环理论提供参考。     

稻田水生昆虫的采样技术方法与应用

稻田水生昆虫在稻田生态系统功能实现中发挥着重要的作用。本文基于作者对稻田生态系统中水生昆虫多样性研究,系统地介绍了稻田水生昆虫的生态位分布、定量研究与定性研究的采集技术方法与流程,为更好地开展稻田水生昆虫研究提供技术支撑。     

巢湖流域生态安全评价研究

目前,巢湖流域的生态安全问题非常突出,已严重影响流域社会经济的可持续发展。基于巢湖流域社会经济、水体环境质量及水生生态系统的数据资料,应用驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,提出了基于水环境和水生态的巢湖流域生态安全评价框架模型和指标体系,并采用熵权物元模糊评价法进行巢湖流域生态安全评价研究。研究结果表明,2003和2007年巢湖流域整体处于生态安全中度风险状态,水体环境质量的变化和水生生态系统的演替将严重威胁巢湖流域的生态安全,水体中的TP浓度、NH-N浓度以及TN浓度是决定巢湖流域生态安全的最关键因子。     

基于环境DNA-宏条形码技术的水生生态系统入侵生物的早期监测与预警

外来生物入侵是继生境破坏后造成生物多样性丧失的第二大威胁因素, 已对入侵地的生态安全、经济和社会发展及人类健康等造成严重负面影响, 成为21世纪五大全球性环境问题之一。作为水产养殖、航运和水生宠物交易大国, 我国水生生态系统的生物入侵问题尤为严重。研究表明, 系统地构建并应用早期监测预警技术是防控水生生态系统生物入侵最有效的途径。和陆生生物相比, 水生生物群落的物种繁多、群落结构复杂、生物形体微小且在入侵初期群体规模极小、隐匿于水下、可用于物种鉴定的外部形态缺乏, 使得在水生生态系统中构建并应用早期监测和预警体系在技术层面更具挑战。随着高通量测序技术的快速发展, 环境DNA-宏条形码技术成为构建水生生态系统入侵生物早期监测与预警技术的首选。本文主要综述了基于环境DNA-宏条形码技术的水生生态系统入侵生物的早期监测与预警技术方法; 解析了环境DNA-宏条形码监测系统的应用现状、技术优势; 着重探讨了影响监测结果准确性的I型和II型错误及其产生原因, 并为避免两类错误提供了可行的优化/改进方案; 最后对该方法在水生入侵生物监测中的应用前景进行了展望。     

紫外辐射对水生生物的影响研究进展

紫外辐射对陆生植物的生物学效应已被广泛研究,对水生生物也能产生一系列影响。本文在综述国内外紫外线在水体中渗透状况及影响因素的基础上,阐述了紫外辐射对浮游细菌和微型浮游生物、浮游植物、浮游动物、大型藻类、鱼卵和幼鱼、鱼类及两栖动物的生物学效应,从直接效应和间接效应两方面介绍了紫外辐射对水生生物作用的机理。未来研究应该注重紫外辐射与气候变化、酸沉降、水污染等环境因子联合作用对水生有机体产生影响,其研究对象应扩展至沉水植物、底栖生物等大部分水生有机体,这些研究将对深入研究水生生态系统的演化、水生生态系统退化及其修复起重要作用。     

生态系统服务与自然资本价值评估

生态系统服务是生态系统提供的商品和服务,是人类生态和发展的物质基础和基本条件,是人类拥有的关键自然资本。概述了生态系统服务的内涵及类型,介绍了当前国内外有关生态系统服务及自然资本的价值理论、价值评估的各种方法及其类型;评述了研究的主要进展,存在的主要问题、难点和研究的主要趋向。认为生态系统服务及自然资本的价值评估研究是建立生态－环境－经济综合核算体系（可持续发展核算体系）的重要内容和关键环节,完善价值评估的理论与经济技术方法是生态系统服务价值评估研究亟待解决的问题。     

生态能质(eco-exergy)在水生生态系统建模和评价中的应用

生态能质(eco-exergy)是指系统从给定状态达到热力学平衡状态所做的功,可以度量生态系统的复杂生物化学组分及生态结构。系统具有的能质越大,有序化程度越高,稳定性也越强。生态能质和比生态能质(specific eco-exergy)指标能够评价水生生态系统健康状况,对水生生态系统演替阶段具有指示作用。本文阐述了生态能质的定义、生态学意义以及生态能质值和权重因子fi值的计算方法。对生态能质作为功能函数在水生生态系统结构动力学模型(structural dynamic models,SDMs)中以及作为生态指标在生态系统健康评价、生态恢复研究中的实际应用进行了总结。最后探讨了生态能质指标的局限性以及未来的发展。此外,文中建议将eco-exergy和specific eco-exergy统一翻译为生态能质和比生态能质。     

四川甘洛县格古河水生生物群落及其生态位的分析

报道了四川省甘洛县甘洛河支流--格古河的水生生物资源凋查及其水域生态系统研究结果.有4门类96属、种,以藻类、原生动物和水生昆虫等类群的种类和数量较多,其资源较为丰富,群落结构复杂,功能多样,生态位明显.分析了水电开发引起的水域生态环境变化对水生生物、水生生态系统的影响及潜在威胁,并提出相应的保护措施建议.     

生态系统完整性内涵及评价方法研究综述

生态系统完整性是资源管理和环境保护中一个重要的概念.它主要反映生态系统在外来干扰下维持自然状态、稳定性和自组织能力的程度.评价生态系统完整性对于保护敏感自然生态系统免受人类干扰的影响有着重要的意义.耗散结构理论表明,外界压力和反映系统自组织能力的生物、物理、化学完整性和生态系统功能等对生态系统的完整性有良好的指示作用.本文综述了水生生态系统和陆地生态系统完整性及其所承受的压力评价指标,并探讨了优先评价指标的筛选及综合评价方法,最后根据存在的一些问题提出今后的研究展望.     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。     

东北山地水生鞘翅目昆虫多样性的比较研究

调查了东北长白山自然保护区及辽宁省医巫闾山两地静水水体中水生甲虫．结果表明,长白山阔叶红松林生态系统水生甲虫比辽宁医巫闾山农林复合生态系统水生甲虫物种丰富的多．长白山水生甲虫共有１７个属２９个种,而辽宁医巫闾山水生甲虫只有１０个属１３个种．两地水生甲虫Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数分别为２．１２４、１．６４３,Ｓｈａｎｎｏｎ均匀度分别为１．２６０、０．６４１,两种不同生态系统中的水生甲虫物种多度分布较好地拟合于对数级数模型,均以少数物种为优势种,其中长白山自然保护区水生甲虫以Ｈｙｄｒｏｇｌｙｐｈｕｓｊａｐｏｎｉｃｕｓ、Ｈａｌｉｐｌｕｓｓｉｍｐｌｅｘ为优势种,辽宁医巫闾山水生甲虫则以Ｈｙｄｒｏｇｌｙｐｈｕｓｐｕｓｉｌｕｓ、Ａｇａｂｕｓｕｓｕｒｉｅｎｓｉｓ、Ａｇａｂｕｓｂｒａｎｄｔｉ占优势．     

水生生态系统的碳循环及对大气CO2的汇

水生生态系统,特别是海洋无疑是大气CO2的一个巨大的汇。海洋对大气CO2的汇以及大气圈和海洋之间碳的变换量在很大程度上取于混合层碳酸盐化学、水中溶解碳的平流传输、CO2通过空气－－海水界面的扩散、海洋生物生产和所产生的有面碳化合物的沉隆等,现在已建立和发展了多种海洋碳子模型以对CO2的汇进行估测。根据国内外研究资料,综述了水生生态系统碳循环过程及“生物泵”作用机制等方面的研究进展;介绍了两大类主要的海洋碳子模型：厢式模型和普通环流模型,采用这些模型对海洋碳汇的估算约为1.2-2.4GtC/a;分析了湖泊、河流等对大气CO2汇的特点及向海洋的转移,并对影响水体生态系统碳循环和大气CO2汇的因素进行了讨论。     

水生生态系统的碳循环及对大气CO2的汇

水生生态系统,特别是海洋无疑是大气CO2的一个巨大的汇.海洋对大气CO2的汇以及大气圈和海洋之间碳的变换量在很大程度上取决于混合层碳酸盐化学、水中溶解碳的平流传输、CO2通过空气--海水界面的扩散、海洋生物生产和所产生的有机碳化合物的沉降等,现在已建立和发展了多种海洋碳子模型以对CO2的汇进行估测.根据国内外研究资料,综述了水生生态系统碳循环过程及"生物泵”作用机制等方面的研究进展;介绍了两大类主要的海洋碳子模型厢式模型和普通环流模型,采用这些模型对海洋碳汇的估算约为1.2～2.4GtC/a;分析了湖泊、河流等对大气CO2汇的特点及向海洋的转移,并对影响水体生态系统碳循环和大气CO2汇的因素进行了讨论.     

梁子湖、牛山湖和保安湖沉水植被资源现状

在长江中下游浅水湖泊的水生植被中,沉水植被是最重要的植被类型。研究沉水植被资源量对湖泊生态系统及渔业管理都具有重要意义。本工作调查梁子湖、牛山湖和保安湖沉水植被的种类、生物量及覆盖度,并与以前研究相比较,以了解三个湖泊沉水植被资源现状以及变动趋势。