固氮类植物在陆地生态系统中的作用研究进展

固氮类植物是陆地生态系统中的一个重要功能群,它们广泛存在于陆地生态系统中,是陆地生态系统最重要的氮源,大量研究表明,固氮类植物在陆地生态系统中的生态功能表现出明显的复杂性和多样性,对于生态过程有很强的主导性和控制性.通过与固氮微生物形成不同的共生固氮类型,它们可以改善土壤结构和营养组成以及地表微生境,直接影响碳氮磷循环、种子萌发和植株生长、植被演替、凋落物构成及其分解4个关键生态过程,进而提高群落结构复杂性、生物多样性和初级生产力,促进植被恢复和减少水土流失.未来研究中,应该加强对陆地生态系统固氮过程的定量化分析,确定影响共生固氮的主导因子和生态机制从而为陆地系统的生态恢复提供依据.     

生态系统健康评价:方法与方向

生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能。生态系统服务功能是人类生存和发展的基础。同时,一个生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗干扰和恢复能力,才能长期为人类社会提供服务,因此,生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。影响生态系统健康的原因有很多,多为人类活动所致。例如,污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种入侵和水资源不合理利用等是影响水生态系统健康的主要原因。评价生态系统健康需要基于功能过程来确定指标,特别是评价其受干扰后的恢复能力。包括其完整性、适应性和效率。生态系统健康评价方法尚处于实验和发展阶段,有必要对现有成果进行及时总结,提出方向,以促进生态系统健康研究的发展。生态系统健康评价主要包括指示物种和指标体系两种方法。在生态系统健康研究中,指示物种的选择应该谨慎,要综合考虑到它们的敏感性和可靠性,即要明确它们对生态系统健康指示作用的强弱。在水生态系统研究中,己被选择的指示物种有,浮游生物、底栖无脊椎动物、鱼类和不同水平生物的综合。建立生态系统健康评价指标体系大可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学、生态系统医学等方面和不同尺度指标的综合;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价,如景观格局、土地利用变化。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价的指示物处和指标体系等方面存在各种争论,生态系统健康评价正在不断的争论中走向成熟。其未来发展方向是结合经济学、社会学和健康科学煌定量化生物学途径。生态系统健康评价的目的不是为生态系统诊断疾病,而定义生态系统的一个期望状态,确定生态系统破坏的阈限,并在文化、道德、政策、法律、法规的约束下,实施有效的生态系统管理。     

促性腺激素对猪卵丘细胞-卵母细胞复合体体外减数分裂恢复作用的研究

本实验利用猪卵母细胞体外无血清培养技术,选用猪卵泡液中自然存在的次黄嘌呤（ＨＸ）作为卵母细胞自发成熟的抑制剂,研究了促性腺激素对猪卵丘细胞－卵母细胞复合体（ＣＥＯ）减数分裂恢复的具体作用。ＣＥＯ在含有不同浓度的促性腺激素（ＦＳＨ,ｈＣＧ,ＦＳＨ＋ｈＣＧ）的培养液中培养２４ｈ,观察卵母细胞减数分裂恢复（ＧＶＢＤ）情况。实验结果如下：１．ＦＳＨ（１－５００ＩＵ／Ｌ）能够明显刺激ＣＥＯ克服ＨＸ的抑制作用而恢复减数分裂（Ｐ＜０．０５）,该作用具有剂量依赖性;２．ｈＣＧ（１－５００ＩＵ／Ｌ）对ＣＥＯ减数分裂的恢复无明显作用;３．ｈＣＧ（１０－５００ＩＵ／Ｌ）与ＦＳＨ（１０,１００ＩＵ／Ｌ）无协同作用。上述结果表明,猪ＣＥＯ减数分裂的恢复可能主要依赖于ＦＳＨ的作用,该作用能使猪卵丘细胞产生一种或几种阳性因子,作用于卵母细胞,从而克服ＨＸ的抑制作用而恢复减数分裂。ｈＣＧ无明显作用,可能是因为卵丘细胞上没有ＬＨ受体或ＬＨ受体的数量不足     

基于参与性调查的农户对退耕政策及生态环境的认知与响应

采用参与性农户评估方法(PRA)对黄土丘陵区107户农户进行了分层随机抽样调查,并根据研究区内地形等条件将所调查农户分为旱地农户和川水地农户两组,就目前农户对退耕还林还草政策的态度及农户对生态环境的意识及行为的异同进行分析比较。尝试从农户行为角度研究区域发展问题,并基于对农户行为的分析,对区域相关政策制定、实施以及生态环境建设等提出相关建议。研究表明:研究区农户对于土地依赖性较大,旱地农户表现尤为突出,大多数农户对于退耕持支持态度。农户进行的相关水土保护措施,很大程度上并不是农户经过决策后有意识的自觉行为,而是农户为了保证基本农业生产,采取的相应的对策所产生的效应。在土地管理及水土保护措施方面,除了相关的种植措施外,旱地农户更多倾向于通过工程措施来获取好的回报,而川水地农户更多注重于现有土地质量的管护,来进一步提高现有耕地的质量。农户对于环境重要性的认识较为明确,川水地农户认识要比旱地农户更充分一些。与10a前相比,近80%的农户认为当地的生态环境有所好转,然而近45%的农户在生产活动过程中根本不考虑对生态环境的影响,两组农户之间差异不大。超过55%的农户认为生态环境恶化首要原因是气候的影响,干旱是关键因子,其次是过度放牧(24.5%)和水土流失(22.5%)等,两组农户对于生态环境恶化原因的认识具有较大的差别,旱地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和水土流失,而川水地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和过度放牧。     

重点脆弱生态区生态恢复的综合效益评估

全球变化和人类活动的剧烈影响导致对人类福祉至关重要的生态系统功能和服务的改变,生态系统退化已成为全球面临的严重问题之一。综合评价生态恢复效益是目前衡量恢复工程实施效果的重要途径。以中国重点脆弱生态区为研究对象,选取产水、土壤保持、食物供给、固碳4项服务,构建研究区生态恢复综合效益评估指标体系,并通过Welch T方法检验恢复显著和不显著区生态系统服务指标,对比分析研究区生态恢复综合效益的变化情况。结果表明:2000年到2015年,生态恢复工程的实施使脆弱区生态系统服务整体增长20.86%;综合效益由波动变化转为稳定,并稳定在其均值0.55附近,其中喀斯特区综合效益最高,达0.75以上;生态系统类型变化主要是农田、森林、草地和聚落生态系统之间的转移,森林和草地生态系统的增加使得生态系统服务水平升高;T检验的结果表明生态恢复带来综合效益的改善和生态系统服务能力的提高。     

不同疏伐强度下黄土丘陵区刺槐林的水分利用特征

造林是生态恢复的重要措施,但由于种植密度过高,导致土壤干燥化,林木生长衰退,严重制约其生态功能的提升。疏伐是人工林改造的重要手段,水分利用特征是确定适宜疏伐密度的关键因素,但目前缺少疏伐对人工林水分利用特征影响的系统研究。基于此,以黄土丘陵区刺槐林为研究对象,设置疏伐55%(P1)、28%(P2)、16%(P3)和对照(P4)四个处理,通过0—500 cm深度的土壤水与茎秆水δ²H和δ¹⁸O、叶片δ¹³C的采样分析并利用MixSIAR模型,比较了不同疏伐强度下刺槐林水分来源和水分利用效率的差异,建立了水分来源比例与叶片δ¹³C的定量关系。结果表明：(1)疏伐样地在不同深度的土壤含水量均高于对照样地,表明疏伐对缓解土壤水分胁迫具有重要作用。(2)随着疏伐强度的增大,浅、中层(0—100 cm、100—300 cm)土壤水对刺槐的贡献比例呈增加趋势(P1:80.4%;P2:78.1%;P3:76.3%;P4:67.8%),而深层土壤水分(300—500 cm)的贡献比例相对降低,表明疏伐促进了刺槐对浅层...     

黄土高原不同植被恢复方式对土壤水分坡面变化的影响

在黄土高原大规模退耕还林(草)背景下,土地利用变化对土壤水分及其时空结构会产生极大影响。以坡面为研究对象,根据两种植被恢复类型(撂荒草地和人工刺槐林地)土壤水分坡面变化趋势的差异,探究不同植被恢复方式对土壤水分坡面空间结构影响。结果表明:所调查的两个区域(延安羊圈沟和长武烧盅湾)皆表现为人工刺槐林地坡平均土壤含水量显著低于撂荒草地坡;且人工刺槐林地坡的土壤水分的坡面差异性皆比撂荒草地坡低。虽然两种恢复类型的土壤水分沿坡底到坡顶皆呈现降低的趋势,但是该降低趋势在两种恢复类型间存在一定差异:撂荒草地坡土壤水分沿坡面的变化趋势随深度增加有加强的趋势,且总体上,长武烧盅湾撂荒草地坡土壤水分沿坡面变化趋势比延安羊圈沟更明显;相比之下,人工刺槐林地坡土壤水分沿坡面的变化趋势随深度增加有变弱的趋势,且该趋势明显比撂荒草地坡弱;两个地区刺槐林地坡土壤水分沿坡面变化趋势不存在明显差异。综上所述,虽然不同降雨背景下土壤水分会表现出一定差异,但土壤水分的坡面变化趋势及不同恢复方式对其影响是相似的,即人工刺槐林地坡对土壤水分的过度消耗不仅会导致土壤水分亏缺,而且削弱了土壤水分的坡面变化趋势;而撂荒草地对土壤水分及其空间结构的维持有相对积极的意义。通过分析不同植被恢复方式对土壤水分坡面变化趋势的影响,能够更深入的了解不同植被恢复方式的土壤水文效应,同时可为以坡面为单元的退耕还林中植被科学配置提供一定的参考。     

生态水文过程研究进展

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。它的一个重要研究方向是在不同时空尺度上和一系列环境条件下探讨生态水文过程。生态水文过程是指水文过程与生物动力过程之间的功能关系 ,它包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。在探讨以上基本概念和总结生态水文过程研究特点的基础上 ,着重探讨生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应等生态水文过程核心内容的研究进展 ,并简要分析了生态水文过程研究中存在的主要问题和未来的研究热点。     

香溪河大型底栖无脊椎动物空间分布

2005年7月至2006年6月,通过对大型底栖无脊椎动物的量化检测,对三峡水库湖北库区最大河流香溪河的大型底栖无脊椎动物空间分布进行了研究.结果表明：四节蜉、高翔蜉、短尾石蝇为香溪河水系大型底栖动物优势类群;香溪河各支流间生境特征及大型底栖无脊椎动物群落结构差异较大;功能摄食类群密度相对丰度的变化能够反映不同的栖境特征.对生物多样性指数及优势类群耐污值的比较表明,大型底栖动物栖境为九冲河最好,香溪河干流次之,高岚河和古夫河较差.典型对应分析表明：铵态氮对香溪河大型底栖动物群落结构影响显著;pH值、浊度、水深、二氧化硅、电导和碱度对九冲河大型底栖动物群落结构影响显著;浊度对高岚河大型底栖动物群落结构影响显著;铵态氮和硝酸盐氮对古夫河大型底栖动物群落结构影响显著.     

枣粮间作生态系统土壤氮空间分布特性

基于枣粮间作复合生态系统内部异质性,通过在不同位置采样测定,探讨了枣粮间作系统内土壤氮素空间分布特性.结果表明:(1)枣粮间作生态系统中,在小麦收获期和玉米收获期两个时期,土壤全氮和硝态氮含量均存在明显的垂直和水平两个方向空间变异性.而土壤铵态氮含量极低且没有明显的空间变异;(2)与全氮相比,枣粮间作系统中硝态氮空间变异性更强,且随着时间变化其空间分布特性有明显变化;(3)氮素施用量对土壤全氮和硝态氮空间变异有正向作用,而植株对氮的吸收利用可以降低土壤氮素分布空间差异程度.各因子对土壤全氮空间变异影响强弱顺序为氮吸收量＞氮素施用量＞土壤含水量;对土壤硝态氮空间变异影响强弱顺序为氮素施用量＞土壤全氮含量＞氮素吸收量＞土壤含水量.