黔西南北盘江镇喀斯特高原峡谷区植被演替阶段碳氮稳定同位素特征

为了探究森林不同演替阶段碳氮(C、N)、稳定碳氮同位素值(δ¹³C、δ¹⁵N)随演替发生的变化特征与内在联系,该文以喀斯特高原峡谷区草灌、灌木、乔灌和乔木4个演替阶段的森林植物群落为研究对象,测定了叶片-凋落物-土壤的C、N及稳定同位素值,并分析其在不同层次间的互作效应。结果表明：(1)喀斯特地区森林叶片-凋落物-土壤δ¹³C值分别为-31.31‰～-28.23‰、-29.96‰～-20.07‰、-26.83‰～-21.14‰,相应的δ¹⁵N值依次为-3.41‰～1.54‰、-2.61‰～0.99‰、5.36‰～8.63‰,总体上土壤表现出富集效应。(2)伴随着演替发生,叶片δ¹³C值与土壤δ¹⁵N值均为先减小后增大,土壤、凋落物δ¹³C值呈降低趋势,叶片和凋落物δ¹⁵N值均无明显变化规律。(3)乔灌阶段叶片-土壤δ¹⁵N值最低,表明该阶段生态系统N饱和程度较小,N含量相对亏缺。(4)叶片-...     

金钟藤入侵危害的群落学特征初探

对入侵广州市东北郊龙眼洞林场的金钟藤生长状况及其对三种不同森林群落的危害进行研究。结果表明,这种多年生木质藤本植物的无性繁殖能力极强,带根茎比例高,生存策略明确,目前未发现其天敌。金钟藤通过极强的攀附能力,盖幕危害附主植物,且对群落的入侵并无选择性,对群落中所有的乔木都具有危害性,尤其是对物种多样性指数较低的马占相思林危害相对最为严重。它可能还可以通过改变所在森林生态系统的氮循环,间接影响群落中其他植物的生长。     

面向生态文明的超循环经济:理论、模型与实例

在全球气候变化背景下,研究适应生态文明要求的新的经济运行模式——超循环经济的基本原理、结构模型、运行机理和实际应用。首先,运用系统结构分析方法梳理不同时期经济运行模式的演进过程:由"从摇篮到产品"的粗放经济,到"从摇篮到坟墓"的末端治理经济,再到"从摇篮到摇篮"的循环经济。延续这一绿色发展趋势,根据文明演化的共生理论和艾根创立的超循环理论,提出超循环经济的理论构想,并描绘"从孕育到孕育"的超循环经济的概念结构。其次,将超循环经济思想应用于林纸拓展系统(EFPS)。在分析中国造纸工业的发展现状和瓶颈及其与林业和生态环境相互关系的基础上,按照资源链、生态链和价值链(简称"三链",或3C)逐层拓展的逻辑顺序,研究EFPS超循环经济的系列结构模型。具体来说,依次建立起各层次的超循环结构模型——制浆造纸系统的资源链核心层模型、供应链系统的资源链拓展层模型、生态环境系统的生态链拓展层模型,以及社会经济系统的价值链拓展层模型。然后将各层次的结构模型综合起来,形成EFPS超循环经济的多重拓展-嵌套整体模型。该模型既能展示EFPS超循环经济系统的全貌,又包含其各层次的系统结构。因此既能为各级政府在制定国家和地区的循环经济总体发展规划时提供参考,又能为制造企业、营林组织、供应链、行业协会等各类经济主体的绿色经营决策提供支撑。最后,在上述实证研究的基础上进行理论提升。一方面提出超循环经济的5R原则:减量化、再循环、再利用、再分配和再培育。另一方面基于5R原则和3C循环链,构建5R-3C理论模型,并研究其5R-3C共生运行机理。研究表明,在超循环经济模式下,产业与生态系统可以实现互利共生的良性循环。以上研究成果的主要创新之处在于:在原理上,揭示了面向生态文明的超循环经济的概念结构、本质属性和5R原则;在机理上,创立了超循环经济的5R-3C模型及其共生运行机理;在实施上,以林纸拓展系统为例,为超循环经济理论的"落地生根"和推广应用构建了具体的多重拓展-嵌套模型。     

氮沉降对森林土壤磷循环的影响

磷是生物体必需的大量元素之一,也是许多生态系统的主要限制因子。近年来,大气氮沉降日益加剧,已对森林生态系统磷循环产生了不可忽视的影响。关于氮沉降对生态系统磷循环的影响已开展了一系列的研究,然而尚缺少对其整体的认识。因此,通过收集国内外已发表的相关文章,从以下五个方面综述氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响及其机理:1)阐述了森林生态系统土壤磷循环的概念;2)介绍了氮沉降对森林土壤磷循环影响的研究方法,包括长期定位模拟氮沉降法、自然氮沉降梯度法和同位素示踪法等;3)概述了氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响。目前的研究结论趋向于认为长期氮沉降使森林土壤磷循环速率加快。长期氮输入易于使土壤中可溶性磷向非活性磷酸盐库迁移而难以被利用。因此,为了满足需求,土壤磷酸酶活性将增加以加速有机磷的矿化,从而加速磷素在土壤-植物-微生物之间的周转。4)探讨了氮沉降影响森林土壤磷循环的机制。氮沉降可通过改变土壤有机质的性质、微生物群落组成、磷酸酶活性以及阳离子的流动性等途径影响森林土壤磷循环;5)指出了当前研究存在的问题及未来的研究方向。     

厌氧铵氧化过程中关键酶及相关分子标记在生态学研究中的应用进展

厌氧铵氧化是由微生物介导的氮素循环过程中的重要途径之一。近20年来,通过对厌氧铵氧化细菌生态学、基因组学和生理代谢特性的探索,人们对其微生物学机制已经有了较多的认识:厌氧铵氧化细菌通过亚硝酸盐还原酶将亚硝酸根离子还原为一氧化氮,进而与铵离子结合在联氨合成酶的作用下生成联氨,最后通过联氨氧化酶的催化产生终产物氮气。同时,对参与这些过程的关键酶及其功能基因的认识有助于选择新的分子标记,从而为研究厌氧铵氧化细菌的多样性和分子生态学特征提供新的工具,以弥补16S rRNA基因特异性相对较低且难以与生态功能关联等方面的不足。对目前已知的参与厌氧铵氧化过程的3种关键酶的研究历程和现状进行了评述,并总结了利用3种功能基因进行厌氧铵氧化细菌生态学研究的最新进展。     

病毒生态学研究进展

病毒是目前所知的最简单的生命单元,通常由外壳蛋白和包裹在外壳蛋白内的核酸两部分组成。病毒本身缺乏完整的酶系统及能量转化系统,当游离于环境中时,它只是一个有机大分子,只有侵染宿主后才具有生命特征,进行复制。病毒也是地球上最丰富的生物实体,是微生物群落和功能的重要影响因素。尽管病毒在生态系统中发挥着重要的作用,但因病毒间缺少通用的标记基因,病毒生态学的研究远远滞后于细菌和真核生物。近年来高通量测序技术的发展应用帮助人们发现和认识了许多未知的新病毒及其基因,极大地丰富了病毒基因数据库,直接推动了病毒生态学的发展。从生态学角度对病毒的结构与分类、病毒生态学研究方法、病毒的生态功能及土壤病毒生态学研究进展作一简要综述,并提出今后土壤病毒生态学研究的重点。     

城镇化对我国食物消费系统氮素流动及循环利用的影响

城镇化的快速发展,在改变养分氮素流动模式的同时带来了巨大的生态环境压力和严重的污染问题.以1982年、1992年和2002年我国城镇与农村居民食物消费系统氮素流动为对象,采用物质流分析方法,探讨了城镇化对氮素流动特征及循环利用率的影响.结果表明:2002年我国城镇居民人均消费氮量为4.770kg,高于农村居民(4.314kg)10%.1982年到2002年,随着城镇化率的提高,城镇居民消费的食物氮提高了145.3%,农村减少了8.1%;城镇排入水体环境的氮增加了18.4倍,而氮素循环利用率只有13.0%,降低了40个百分点.情景分析结果表明,如果在人口增加的同时,食物结构达到国家营养纲要的标准,到2010年我国植物性氮消费量比2002年将增多142.3万t,增加了37.6%,动物性氮消费量将增多53.8万t,增加了 27.1%,城镇产生的粪尿和垃圾中氮将增加126万t.因此,伴随城镇化快速发展,在带来食物氮素需求和环境排放氮素大幅度增加的同时,也会对动植物生产带来巨大压力.     

社会-生态系统恢复力研究综述

目前国内外对脆弱性的论述很多,然而关于恢复力的研究却刚刚起步且困难重重。1973年Holling创造性地将恢复力引入到生态系统稳定性的研究中,并将其定义为系统吸收干扰并继续维持其功能、结构、反馈等不发生质变的能力。30多年来这一术语的概念和内涵在大量的案例研究中得到了丰富和完善,然而这些研究对恢复力的不同解释亦造成了大量的混淆,因此需要在统一的理论基础上,根据控制系统变化的属性来构建恢复力的概念并进行应用研究。在社会-生态系统框架下,分析了恢复力研究的基础理论——适应性循环及扰沌,对其概念及内涵做了进展综述,回顾了恢复力的应用案例,探讨了定量化问题,在此基础上对社会．生态系统恢复力的研究进行了展望,提出了面临的关键问题及今后的研究方向。     

杂草种子传播研究进展

种子传播将母株生殖周期的末端与它们后代种群的建立连结了起来,广泛认为,其对植被结构具有深刻的影响。种子传播的整个过程称为种子传播循环。研究表明,杂草种子传播的因子多种多样,包括仅依赖自身来完成的主动传播,以及依赖风、水、动物、人类等外界媒介的被动传播。其中,人类传播杂草种子是影响最广泛的一种,对现代植物的分布格局产生了深刻的影响。杂草种子的传播,对杂草种子库的数量和空间动态影响很大。研究种子传播的主要方法有荧光染料标记法、放射性同位素标记法、稳定同位素分析、分子遗传标记等。结合近几年国内外的研究进展,作者就杂草种子传播对种子库数量和空间动态影响的精确直接研究、杂草种子传播的过程及传播后的命运、杂草种子适应传播的机理、生态控草措施研究、外来杂草入侵蔓延与其种子传播的关系等方面提出了展望。     

生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征

生态系统元素平衡是当前全球变化生态学和生物地球化学循环的研究热点和焦点.在系统介绍生态化学计量学与碳氮磷元素循环研究进展的基础上,重点从土壤C:N:P化学计量比的分布特征、指示作用、对碳固定的影响,以及人类活动对C:N:P比的影响等方面探讨了C:N:P比在养分限制、生物地球化学循环、森林演替与退化等领域中的应用等问题,并展望了生态系统碳氮磷平衡的元素化学计量学未来研究的发展方向.通过对生态化学计量学理论和方法的研究,可以深入认识植物-凋落物-土壤相互作用的养分调控因素,对于揭示碳氮磷元素之间的相互作用及平衡制约关系,为减缓温室效应提供新思路和理论依据,具有重要的现实意义.