基于生物物理视角的城市生态竞争力

研究城市的生命支持系统、系统解析城市运行的生物物理代谢过程是深入揭示现代城市"病"产生机理与作用规律的新视角.借助生态能量学方法之一 --能值方法对城市生态经济系统进行了系统分析,并构建了综合性城市生态竞争力指数UECCI,将之应用于北京、上海和广州3个案例城市1990年到2005年的评价中.同时,引入并整合台北(1991和1998年)和澳门(1990、1993、1995、1997、2000、2003和2004年)的能值分析结果进行参照对比.结果显示:研究期内3个案例城市生态经济系统的演化趋势呈现很好的一致性,但广州的UECCI一直高于北京和上海,广州城市生态经济系统在可持续发展的长远尺度上似乎更具有生态竞争力;与台北与澳门的进一步比较发现,尽管中国大陆城市经济发展程度不及台北与澳门,其UECCI总体上却高于台北和澳门.     

基于人工掩蔽物法的若尔盖湿地中华蟾蜍种群生态研究

近几十年来,全球两栖动物种群衰减显著,两栖动物的生存现状引起了越来越多的生态学家和保护生物学家的关注。若尔盖湿地不仅是世界上最大的一块高原泥炭沼泽湿地,也是我国生物多样性保护的热点地区之一。该地区分布有3种两栖类:高原林蛙(Rana kukunoris)、倭蛙(Narorana pleskei)和中华蟾蜍岷山亚种(Bufo gargarizans minshanica)。已有研究发现该3种两栖动物种群数量均有不同程度的下降。采用人工掩蔽物法,在2011—2014年对该地区中华蟾蜍种群生态做了连续追踪。结果表明:该区域中华蟾蜍种群数量逐年波动较大,年龄结构数据显示该种群处于增长期;中华蟾蜍为聚集分布,且发现率与水体距离呈显著的线形关系(P0.01),在样地范围内离水体越远,发现的个体越多;线形样方比方形样方捕获动物的效率更高(P=0.018);中华蟾蜍亚成体的肥满度季节间无明显差异;中华蟾蜍具有较强的迁徙能力,可能沿着固定的线路周而复始的迁徙。对于家域范围大,迁徙距离远的中华蟾蜍这类物种,应加强最适栖息地的保护并防止栖息地破碎化。     

中国天然林保护、生态恢复与可持续经营的理论与技术

全面总结了近年来中国在天然林保护与生态恢复的理论与技术实践方面所取得的研究进展。高度凝练出了天然林动态干扰与保育技术、典型退化天然林的生态恢复技术和天然林景观恢复与空间经营技术等三方面的创新成果,形成了天然林保护与生态恢复的理论与技术创新体系,对今后天然林保护、生态恢复与可持续经营进行了展望。     

兴安落叶松叶碳利用效率对环境变化的适应

兴安落叶松(Larix gmelinii)作为北方森林的主要组成树种,具有广阔的分布范围和多样的生长环境,是研究树木对环境变化响应的理想树种。叶碳利用效率(CUE_L)不仅与树木的碳代谢及生长发育密切相关,而且能反映树木对环境变化的响应与适应。将来自不同地区(即环境条件)的6个兴安落叶松种源的种子播种培育在帽儿山森林生态系统研究站内,在其生长30a后采用研究站和种子来源地间干燥度(AI)的差值(ΔAI)来代表环境变化梯度,研究环境变化对CUE_L的影响。结果表明:CUE_L在不同环境变化梯度间存在显著差异(P0.05),且呈现随ΔAI的增大而减小的趋势。CUE_L与叶片氮含量、叶片磷含量、比叶重及叶绿素含量等均呈线性正相关关系,但较大ΔAI梯度下的CUE_L敏感性更高。CUE_L与种子来源地平均年降水量呈显著线性正相关关系(P=0.05),而与种子来源地AI则呈显著线性负相关关系(P0.01);随种子来源地年平均气温、平均年蒸发量的增加而下降,但其相关性不显著。以上结果表明,环境变化使兴安落叶松CUE_L产生了适应性变异,表现出树木对原生长环境的生态适应。     

基于网络特征的道路生态干扰——以澜沧江流域为例

道路网络对区域景观的生态格局和过程产生较大的影响,作为干扰因子,区域道路网络的特征和所产生的生态干扰水平存在一定的相关性.利用GIS和网络分析法,以澜沧江流域县域为基本单元,分析了研究区各县的道路网络特征指数,在揭示了区域道路网络不同特征之间的规律性的基础上,进一步对区域网络特点和生态干扰之间相关性进行了内在关系的探讨.结果表明,澜沧江流域道路网络结构的空间差异很大,流域内各县的道路网络节点数、连接线数目、α环度、β线点率、γ连接度指数等网络特征因子也存在较大差异;道路密度和道路总长度与区域海拔高度呈现较明显的负相关关系;道路密度和区域道路的廊道密度呈现正相关关系,和区域道路的α指数、β指数和γ指数关系可以用倒数模型来拟合.缓冲区分析表明,耕地比例和道路密度线性相关关系显著,而其他类型相关性较差,但区域综合的人工干扰指数(Hd)(1980,2000)和道路网络的特征指数相关显著,而且不同时期的区域景观的斑块密度、平均斑块面积和区域道路网络特征之间也存在较强的相关性,即网络扩展使得区域生态系统受干扰强度增加,破碎化严重,但较短时期内的生态系统变化和道路网络特征之间相关性不显著.     

基于碳循环的化石能源及电力生态足迹

研究在对陆地生态系统的碳循环的进行分析后,将化石能源地定义被修订为"吸收化石能源燃烧排放的温室气体排放的森林和草原".然后,基于净生态系统生产量(NEP)--植被体内碳净累积量计算了全球森林及草原对温室气体的平均吸收能力.最后,结合能源热量转换和碳排放数据,重新计算了各种化石能源及电力的生态足迹.     

纸张生态足迹

自1960年代以来,由于废纸浆在全球造纸浆中比例不断提高,原有的纸张生态足迹计算方法--以原木浆纸的木材消耗量为计算基础--需要改进.通过分析纸浆结构的变化、纸浆与纸的关系、纸浆耗木量、废纸成浆率等,定量地表征了废纸回收对纸张木材消耗的影响,得出1t纸消耗的木材应为3.879 m3而略小于原来的4 m3的结论.在此基础上,重新计算纸张的生态足迹,得出1t纸的生态足迹为2.569 hm2森林.     

五台山南台旅游活动对山地草甸优势种群格局的影响

利用双项轨迹方差法,对五台山南台不同距离带上紫羊茅、珠芽蓼和北方嵩草的格局进行了研究.结果表明:(1)3个种群在第一带上格局强度很弱,在第五带上格局差异最明显.不同种群在第二、第四带上因旅游活动和种间竞争而表现出不同的格局规律.(2)近距离处,旅游干扰大,尽管紫羊茅是优势种,但它和其他种群一样都表现出斑块化的现象.随着距离的增加,旅游干扰减小,种间竞争激烈,紫羊茅的优势减小,北方嵩草的优势上升,珠芽蓼徘徊不前,种群格局各具特色.远距离处,北方嵩草斑块稳定,规模大,紫羊茅的斑块数量少,规模较小.珠芽蓼没有表现出明显的规律性,这可能与其本身的生理生态有关.     

不同栖息地状态下外来种入侵及对本地种生存影响的模拟

外来种入侵引起的生态及经济问题日益严重,人类活动导致大规模栖息地持续变化的背景下,外来种的入侵过程及本地物种多样性的演化更为复杂.在Tilman多物种共存模型基础上,建立了栖息地持续变化条件下的外来种入侵干扰模式,分别模拟了栖息地不变、持续毁坏及持续恢复条件下的外来种入侵及对本地物种多样性的生态影响.模拟结果表明:(1)拓殖率小(入侵性弱)的外来种不能成功定殖,栖息地的持续变化对其没有任何影响.(2)拓殖率增大的外来种入侵过程复杂,栖息地持续毁坏导致其灭绝时间相比于栖息地不变时明显推迟,栖息地持续恢复使其灭绝提前;一定时间内持续增加栖息地可以减小此类外来种入侵危害.(3)拓殖率足够大的外来种能够成功定殖,快速定殖-扩散的入侵过程不会因栖息地毁坏而迅速改变,其响应具有时间滞后性;栖息地持续恢复也有利于其迅速蔓延,占有率呈线性疯狂增长.(4)在具有外来种入侵的本地生态系统中,栖息地持续改变(增加或减少)对本地物种多样性的发展均不利.     

生态系统工程师：理论与应用

生物通过非同化--异化过程影响环境的事实普遍存在,生态学家对此也开展了大量的研究,但缺乏相应理论框架的指导,使得这些工作的潜在价值未能得到充分的体现.学者Clive G.Jones等提出的"生态系统工程师"概念,概括了此类生态学现象的一般特征,为认识生物对环境的影响提供了一种新的理论框架.介绍了生态系统工程师概念及相关的理论体系,包括3个术语、2类生态系统工程师、5种生态系统工程概念模型以及工程效应的测定方法.同时,论述了该概念在入侵生态学、保护生物学、恢复生态学等领域的应用前景.最后,讨论了未来的研究方向.可以预料,生态系统工程师概念及相关理论的不断发展将有助于对生态学本质的认识,并为生态系统管理提供新的思路.