Dynamics and regulations of ecosystem light use efficiency in a broad-leaved Korean pine mixed forest,Changbai Mountain

Aims Ecosystem light use efficiency (LUE) reflects the ability of CO₂ uptake and light utilization via photosynthesis, which is a key parameter in ecosystem models to evaluate ecosystem productivity. The objectives of this study were to: (1) compare the differences of LUE derived from different methods; (2) elucidate the seasonal dynamics of LUE and its regulatory factors; and (3) evaluate the maximum LUE (LUE_max) and its variability based on eddy-covariance (EC) flux.Methods Using the flux data from an EC tower during 2003-2005 at a broad-leaved Korean pine (Pinus koraiensis) mixed forest, Changbai Mountain, two types of LUE indicators were generated from: 1) the apparent quantum yield (ε) estimated with rectangular hyperbolic curve, and 2) the ecological light use efficiency (LUE_eco) calculated as the ratio between gross ecosystem productivity (GEP) and photosynthetically-active radiation (Q).Important findings The seasonal variation of ε and LUE_eco appeared a unimodal pattern within a year, with the variations significantly dominated by soil surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A positive correlation between GEP and LUE was found for both ε and LUE_eco, with the effect of Q on LUE relatively weak. The increase in diffusion radiation appeared favorable for enhanced LUE. Generally, there was a significant positive relationship between ε and LUE_eco, while ε was higher than LUE_eco, especially during the mid-season. The annual maximum value of ε and LUE_eco was (0.087 ± 0.003) and (0.040 ± 0.002) μmol CO₂·μmol photon^-1 over the three years, respectively. The interannual variability of LUE_max for ε and LUE_eco was 4.17% and 4.25%, respectively, with a maximum difference of >8%, likely resulted from considerable uncertainty in model simulations. Our results indicated that the inversion and optimization of maximum LUE should be taken seriously in the application of LUE models.     

“生态系统”的教学组织

生态系统是生物群落与无机环境形成的统一整体,是生命系统中的最高层次,研究生态系统对于人类持续生存与发展具有重大意义。“生态系统”是高中生物学新课标必修3模块中的第5个主题．本单元的教学主要包括生态系统的概念、结构、功能和稳定性4个层次的内容,本文主要讨论生态系统的概念、结构、物质循环和能量流动的教学组织。     

三峡库区典型森林植被生态水文功能

以三峡工程库区典型植被类型(针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林、灌木林和农地)为研究对象,采用层次分析法建立森林生态水文功能层次结构模型,用综合评分法进行评价。结果表明:林冠层生态水文功能以灌木林作用最优(得分0.979),为其他乔木林的1.5～2倍。枯落物层以灌木林作用最优(得分1),楠竹林最差(0.422)。土壤层仍以灌木林作用最优(得分0.921),楠竹林最差(0.313);农地是由立地条件一致的灌木林改造8年而来,农地土壤的生态水文功能相对于灌木林地土壤下降了近一半。森林生态系统总体生态水文功能表现为灌木林(得分0.95)针阔混交林(0.52),常绿阔叶林(0.53)楠竹林(0.37)农田(0.33)。可以推断,三峡库区典型林分中,灌木林生态水文功能最优,楠竹林最差,森林的生态水文功能是农地的1.12～2.9倍。     

南水北调中线水源区溪流生态系统健康评价

2007年7月—2008年5月,对南水北调中线水源区丹江口水库若干入库溪流的河流水文、河流形态、河岸带、水体理化和底栖生物进行调查并应用河流健康综合评价指数进行评价。结果表明,位于上游的溪流生态系统健康状况较好,而位于城镇下游的溪流生态系统健康状况较差,主要体现在河流形态的改变、底栖藻类自养指数升高和底栖动物多样性减小。提出维持丹江口入库溪流生态系统健康的建议,除了对上游地区要进行生态环境保护外,更要对中游地区受破坏的河流形态进行恢复。     

生态系统健康研究的一些基本问题探讨

目前有关生态系统健康研究的一些基本问题尚未达成共识。本文分析了健康、系统与生态系统3个与生态系统健康关联的概念,在此基础上,对生态系统健康的概念及其内涵、研究价值、研究的内容框架、研究的合理尺度以及生态系统质量诊断与质量等级评价进行了探讨。指出生态学上的生态系统是系统科学意义上系统的一类,整体性、稳定性和可持续性是生态系统的重要特征,生态系统健康可通过它的充分必要条件给出,即具备良好的整体性,能够维持较高的稳定性,并能实现良好的可持续性。生态系统质量标准分为质量诊断标准和质量等级评价标准,质量诊断是一种是与非的事实判断,而质量等级评价是一种价值判断。生态系统质量等级评价指标可分为限制可比型和非限制可比型两类。生态系统的复杂性决定了生态系统健康研究须借助于系统科学和非线性科学的理论与方法,生态系统病变的滞后性决定了生态系统健康研究必须加强生态系统质量预测与预警,而生态系统健康的跨学科性决定了生态系统健康研究需要生态学、环境学、医学、社会学以及经济学等领域研究人员的广泛合作。     

1960—2008年阿克苏河流域生态系统服务价值动态

基于遥感与GIS技术,运用中国陆地生态系统服务价值当量表,结合当地粮食产量与粮食平均收购价格,分析了1960—2008年阿克苏河流域生态系统服务价值的变化,探讨了干旱区跨境河流流域生态系统服务变化对土地利用/覆被变化（LUCC）的响应.结果表明：研究期间,阿克苏河流域生态系统服务价值整体变化较小,总价值先减后增,沼泽、林地、草地面积的减少是总服务价值减少的主要原因,耕地和水域面积的增加补偿了总价值的部分损失,但损失略大于收益;各项生态功能的服务价值对总生态系统服务价值贡献大小的等级基本稳定,其中,土壤形成与保护和废物处理功能的贡献率最大;研究区生态系统服务价值大小及变化的空间差异较大,以流域下游的变化最频繁.敏感性分析表明,研究区内生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性,研究结果具有稳健性.     

捕捞对长山群岛海域渔业生态系统的影响

为了评价捕捞对渔业生态系统的综合影响程度,建立渔业生态系统保护管理决策支持系统,本文基于状态、压力和生物群落响应PSR模型、利用层次分析法构建了捕捞对渔业生态系统的影响评价模型,包含渔船数量、捕捞压力指数、渔获量、底层鱼类比重、营养级、优势种单体重量、经济鱼类渔获量、多样性指数、均匀度指数3个层次9个指标,并选择1987—1988年和2006—2007年长山群岛游泳生物调查数据对其进行了定量评价。结果表明:近20年来,在捕捞强度不断增加的压力下,渔业生态系统的结构和功能发生显著变化,长寿命、高营养级的肉食性鱼类生物量下降明显,系统以短寿命、小型鱼类占优势;鱼类资源量、底层鱼类比重、营养级、优势种单体重量、经济鱼类渔获量、多样性指数、均匀度指数年退化率分别为4.75%、3.64%、0.31%、4.28%、2.32%、0.39%、1.14%;通过模型评价,渔业生态系统健康指数为0.34,低于评价等级Ⅲ级,说明近20年捕捞导致长山群岛渔业生态系统处于不健康状态。     

中国苦苣苔科植物濒危现状与多样性保护(附表)

截至2021年12月31日，中国已知苦苣苔科植物共有805种(含种下等级，下同),隶属于45个属，主要分布在我国西南至华南地区，其中特有种和狭域种十分丰富。由于苦苣苔科大部分种类仅适应于某些特化的微生境，因此极易因自身原因和外界因素的干扰而致危。为更好地了解中国苦苣苔科已知物种的濒危风险，该研究在查阅相关文献且结合最近发表的新分类群中关于濒危等级评估的相关内容，辅以近年来实地调查掌握的第一手资料，对中国苦苣苔科已知物种的濒危等级进行了统计分析和重新评估。同时，依托中国野生植物保护协会苦苣苔专业委员会、广西植物研究所国家苦苣苔科种质资源库和中国苦苣苔科植物保育中心平台，首次创新了从新种发现和发表到濒危状况评估、即时启动保育和园艺新品种培育同步进行的物种保护新模式。分析结果表明，有必要提高政府相关部门对苦苣苔科植物多样性保护的重视程度。因此，建议：(1)进一步加强对中国苦苣苔科植物种质资源保护紧迫性的认识；(2)针对濒危的尤其是被评估为极危(CR)和濒危(EN)的类群开展“抢救性”保护、迁地与就地保护和野外回归；(3)积极开展新品种培育等方面的研究。以上结果和建议是将来苦苣苔科植物多样性保...     

人类活动对广西合浦海草床服务功能价值的影响

近年来,中国海草生态系统受到严重破坏。本文以广西合浦海草床生态系统为例,采用1980—2005年当地统计资料,综合运用生态经济学的基本理论,以海草床的食物生产、调节大气、生态系统营养循环、净化水质、维持生物多样性和科学研究功能作为指标体系,对人类活动造成合浦海草床生态系统的价值损失进行了初步估算。结果表明,从1980—2005年,合浦海草床由于人类活动造成的价值损失为34657.95万元,损失率为71.97%。直接利用价值增加了4452.88万元,而间接利用价值损失为39110.83万元,损失率高达81.82%。说明人类对合浦海草床的开发利用强度增大趋势明显。     

寒区生态系统中多年冻土研究进展

近地表面的多年冻土是陆地生态系统重要的组成部分,其研究是生态、水文和工程建设研究者关心的重要议题。气候是多年冻土重要的影响因子,国内外研究中,与气候变化相结合的多年冻土研究是当前研究的重要方面;同时,多年冻土的水文学、生态学意义研究也在广泛开展。我国的多年冻土研究一直与寒区经济建设和开发紧密联系,在冻土分布、类型、温度、冻土退化及冻土区开发利用等方面取得了丰硕的成果。未来还应注重高分辨率冻土分布制图、融深变化的研究,并建立长期的多年冻土变化监测机制,以便更好地研究气候变化下,陆地生态系统对全球变化的响应与反馈。