边缘效应的空间尺度与测度

综述了边缘效应的空间尺度类型以及在不同尺度上的测度方法.基于大量的研究整合,认为边缘效应空间尺度的划分,可以根据空间尺度的不同以及边缘效应形成和维持因素,分为大中小3个尺度类型,即大尺度的生物群区交错带、中尺度的景观类型之间的生态交错带和小尺度的斑块(生态系统)之间的群落交错区.大尺度主要是以植被气候带为标志的生物群区间的边缘效应,这种地带性的交错区主要受大气环境条件的影响.中尺度类型主要包括城乡交错带、林草交错带、农牧交错带等类型,是不同生态系统要素的空间交接地带,在物质能量等相互流动的作用下变得更为复杂.小尺度水平上是指斑块之间的交错所形成的边缘效应,受小地形等微环境条件及生物非生物等因子的制约,研究主要集中在群落边缘、林窗边缘和林线交错带等方面.对边缘效应测度的定量化研究有助于更加深入理解边缘效应.在大尺度水平上,边缘效应测度的研究主要是应用数量生态学等方法,研究不同气候带之间界线的划分及其物种分布的梯度规律性.中尺度水平上应用景观生态学的3S技术等方法,侧重于研究交错带的动态变化趋势及位置宽度的判定.小尺度水平上通过对距离边缘的长度,各群落中种群的数量、结构、多样性等定量指标的测定来构建测度公式,从而对边缘效应的强度进行量化,并反映边缘对群落的正负效应.总体上看,主要集中于中小尺度上,未来应该强化大尺度边缘效应测度的研究.     

天目山物种多样性尺度依赖及其与空间格局关系的多重分形

以浙江省天目山国家级自然保护区为例,采用多尺度分析思想,利用多重分形分析方法,研究了不同尺度下物种多样性的变化、空间分布格局以及多样性与空间格局之间的关系。研究主要得到3方面的结论：（1）物种多样性具有尺度依赖性,随着空间尺度的增大,Shannon-Wiener多样性指数Ⅳ增大,Margalef多样性指数足和均匀度指数E减小;（2）多重分形参数αmin。多重分形谱的变化范围SR等能够定量反映物种的空间分布特征,空间大尺度越大,物种越聚集,空间分布越不均匀;（3）物种多样性与空间格局存在线性或幂函数关系。研究表明多重分形分析定量描述物种空间格局是有效性的,多重分形参数与生物多样性之间的定量关系为研究物种空间格局、生态属性与尺度之间的关系奠定了基础。因此,分形结合传统方法,在生物多样性方面的研究将有很大的潜在价值。     

临泽盐渍化草地空间格局的可塑性面积单元问题

通过对临泽盐渍化草地群落取样资料的分析表明,草地空间格局的分布对样地尺度变化和划区方案选择均存在敏感性.样地面积在12500m2以下时,尺度增聚效应表现非常明显.在同一取样面积单元下不同的划区方案对草地的空间分布都有一定的影响,但随着取样面积的增大,区划方案的影响也是减少的.因此在研究草地空间分布格局时,要力求寻找一个最佳的区划方案和取样尺度,使得面积单元内的差异最小是非常有必要的.     

牙齿微痕研究在古食性重建中应用的简述

在古食性研究中,牙齿微痕是指动物在咀嚼食物的过程中在牙齿咬合面上产生的微观磨损痕迹。不同食性的动物具有不同的牙齿微痕特征,因此可以通过研究牙齿微痕特征来重建灭绝动物的古食性,为探讨动物演化和古生态环境变化提供重要信息。本文主要介绍牙齿微痕作为一种简单而高效的古食性重建方法在古生物领域中的应用。本文主要内容包括牙齿微痕的发展历史,形成机理与应用,以及近年来被广泛应用的牙齿微痕定量化分析——表面纹理分析法,并在最后浅谈了牙齿微痕研究未来可能研究的方向。     

环境影响评价的尺度约束性及技术框架

尺度约束是地表复杂系统的基本规律,环评尺度约束常隐存于主观经验或零存于环评导则中,环评尺度约束较少被明确关注。讨论了环境影响尺度约束、环评尺度约束和环评技术框架尺度约束。研究发现,环境影响的尺度约束性内在原因在于环境影响主体、客体和影响内容存在等级结构;环评受空间、时间和分析三类尺度约束,空间尺度约束体现于空间范围和空间信息分辨率对环评影响,时间尺度约束体现于环评的时长和时频,分析尺度约束表现为环评技术方法和环境影响主观认知水平对评价的影响,三类尺度约束同时贯穿于环评过程,任何环评都可以在三类尺度空间中定位;环评技术框架的关键环节都受空间、时间和分析尺度约束,且以环境影响主体的空间、时间尺度为核心,具有一定弹性,一般空间或时间范围先放大再缩小、分辨率由粗到细。     

喀斯特脆弱生态系统复合退化控制与重建模式

以西南喀斯特地区为例,通过总结前人的研究成就和采集中国科学院亚热带农业生态研究所喀斯特生态实验站部分收集整理和试验数据,系统分析了喀斯特脆弱生态系统及其退化的机理,从"人-自然-经济复合生态系统"的观点出发,以干扰程度、群落类型、服务功能、土地退化和贫困状况为指标,创新性地提出了喀斯特脆弱生态系统的复合退化模式(含4个阶段),运用现代生态恢复学原理、方法和现代管理学创新理论,建立了喀斯特脆弱生态系统复合退化的控制模型.以此为基础,在喀斯特石山区、半石山区和土山丘陵区3个区域环境尺度范围内,针对性地建立了生态保护型、外向经济型和双三重螺旋3种生态恢复与重建模式,以促进喀斯特区域生态、经济、社会的全面协调与可持续发展.     

不同类型群落中濒危植物永瓣藤 (Monimopetalum chinense) 种群的空间分布格局

为揭示永瓣藤(Monimopetalum chinense)种群的分布格局特征及其成因,采用分形分析中的计盒维数对取自4个分布地的13个样方进行了研究.结果显示:(1) 同一研究地不同群落中永瓣藤种群的分形特征差异明显,而不同研究地同一类型群落之间的差异不大,分析认为这与永瓣藤在群落中的生态地位及生境异质性有关.(2) 永瓣藤种群计盒维数由高到低依次为杉木林 (1.911±0.025)、杂木林 (1.806±0.079)、马尾松林 (1.692±0.054) 和毛竹林 (1.629±0.081),表明不同群落中其个体分布的非均匀性存在较大差异.(3) 永瓣藤种群的拐点尺度由高到低依次为毛竹林 (4.111 m±0.484 m)、马尾松林 (3.778 m±0.222 m)、杂木林 (2.857 m)、杉木林 (2.013 m±0.117 m),次序与计盒维数相反.(4) 分析认为,不同群落中永瓣藤无性繁殖能力的不同对其种群格局的计盒维数以及拐点尺度有重要影响.     

基于宏观贸易调整方法的国家生态足迹模型

针对生态足迹分析模型传统贸易调整方法中仅仅考虑生物产品和能源直接贸易而没有涵盖各类产品间接贸易所产生的贸易足迹的缺陷,分别提出了包含两类贸易足迹核算在内的生物产品贸易调整系数和能源贸易调整系数,并在此基础上构建了基于宏观贸易调整方法的国家生态足迹分析模型.将该模型用于中国1986～2005年的实证研究表明,模型结果虽然没有对中国生态超载形势逐渐恶化的结论形成颠覆性影响,但却揭示了人均生态足迹具有间隔为5a左右的周期性下降现象.生物产品的贸易足迹变化趋势与我国目前面临的农业乃至粮食生产形式较为一致;能源贸易足迹变化趋势则真实地反映了我国现行经济发展模式、产业结构乃至国际贸易发展的特点.实证研究成果还充分证明,加工产品的贸易对国家生态足迹的影响不容忽略,特别是能源贸易足迹的合理估算,可以作为国家层面全球环境责任分工的依据之一.     

高光谱遥感技术在植物功能性状监测中的应用与展望

植物功能性状作为指示植物对环境适应和进化的可量度特征,其变异格局和驱动机制是植物生态学和地球系统建模的重要研究内容。传统野外测定方法费时费力费钱,且通常关注生长季和优势物种,使得功能性状的尺度延展和时空覆盖存在极大挑战。近些年兴起的多尺度高光谱遥感技术为解决当前植物功能性状数据时空覆盖度差的问题提供了新的思路和方法。该文在概述高光谱遥感技术监测植物功能性状的基本原理和发展简史的基础上,详细介绍了当前光谱-性状关系的主要建模方法,即经验或半经验方法、物理模型反演方法,其中以经验统计模型方法中的偏最小二乘回归使用最为广泛。进一步结合实例,重点讨论了高光谱遥感技术在叶片、群落和景观尺度监测植物功能性状的应用及存在的主要问题。最后,为促进高光谱技术在植物功能性状及其多样性监测方面的研究,提出以下4个未来应该重点关注的方向:1)检验光谱-性状模型的普适性,并解析其背后的调控机理;2)发展光谱-性状关系尺度延展的方法体系;3)解析植物功能性状及其多样性的时空变异和调控机制; 4)探究环境-植物功能多样性-生物多样性-生态系统功能间的关联。     

单细胞尺度下的微生物学研究:意义与方法

最近研究表明,即便是处于同一种群中的微生物细胞,在基因转录和翻译、蛋白活性、以及代谢物丰度等多个水平都可能存在显著差异,说明微生物细胞间存在着多个层次上的异质性;同时,传统微生物学研究方法需要将所研究的微生物对象在实验室实现再次培养,然后对纯培养的微生物种群进行研究,这样往往造成实验室的研究结果无法真实地反映微生物细胞在自然界中的原始状态,急需发展新的原位研究手段;此外,自然界中的微生物目前只有极少部分可以在实验室中进行培养,仍有大量微生物无法通过传统方法进行发掘和研究。单细胞尺度微生物学为解决这些微生物学研究中的重要挑战提供了一种新的策略和技术思路,有望帮助我们更为直观、深入地了解每个细胞内部的状态,以及其在自然界的生理生态功能。本文对单细胞尺度微生物学研究的意义以及当前单细胞尺度微生物学的研究方法,特别是新兴的微生物单细胞组学方法进行了介绍。