中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力

中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力是全球关注的问题。本研究将农业生态系统的生产潜力定义为由生物遗传特性和4大宏观生态条件(太阳辐射、温度、水资源和土地资源)共同决定的生产力上限;以无机环境-第一性生产-第二性生产之间的结构适应性和能量-物质流平衡为主线,发展了对农业生态系统生产潜力和人口承载力的综合评价模型,它包括第一性生产潜力子模型和第二性生产潜力与人口承载力优化子模型;并应用该模型把中国农业生态系统分为603个区域单元,进行第一性生产潜力,第二性生产潜力和人口承载力的评价。     

日光诱导叶绿素荧光遥感及其在陆地生态系统监测中的应用

日光诱导叶绿素荧光(SIF)是近十年来迅速发展的新型植被遥感技术,可以弥补以“绿度”为基础的植被指数等传统光学遥感观测的不足,为大尺度植被光合作用监测提供了新方法。随着塔基、无人机、机载和星载SIF观测技术的快速发展以及SIF机理研究的推进,SIF遥感为陆地生态系统生理生化参数和生产力反演、非生物胁迫早期探测、光合物候提取和植被蒸腾作用监测等研究提供了重要技术支撑。该文首先系统阐述了SIF遥感的基本原理、观测技术和反演算法,进而回顾了SIF遥感在陆地生态系统监测中的应用现状,最后对天空地一体化SIF观测、SIF机理研究、新兴生态学应用等领域进行展望。     

“生态系统的结构和功能”单元教学设计

真实的科学数据是科学观察、调查、实验结果的呈现,是“假设—证据—结论”科学思维中“证据”的体现,也是理解科学本质的重要参考。以“生态系统的结构与功能”为主题进行单元教学设计,用科技文献中的研究数据构建科学探究情境,将定性的问题定量化,培养学生的主动学习能力,促进核心素养的形成。     

基于CiteSpace的生态系统服务供需关系研究进展与热点分析

生态系统服务供需关系影响生态系统的可持续发展,探究生态系统服务供需关系对保障生态系统安全、提升人类福祉具有重要意义。利用CiteSpace知识图谱分析工具,以CNKI数据库中的284篇中文文献和Web of Science数据库中的907篇外文文献为数据源,从发文量、作者、关键词共现等角度进行可视化分析,梳理国内外生态系统服务供需相关研究进展与热点。研究结果表明:(1)国内外生态系统服务供需研究都在2017年左右开始激增。(2)国外研究作者之间的合作呈现“大集聚,小分散”的特征,国内相关作者之间的合作则呈现“小集聚,大分散”的特征,国内作者之间的合作交流有待进一步加强。(3)“生态系统服务”和“供需关系”是贯穿整个生态系统服务供需研究阶段的关键词,“空间流动”“生态足迹”“生态系统服务需求”和“生态系统服务文化”等关键词体现了生态系统服务供需领域研究的前沿和热点。     

全球气候变暖对“植物-害虫-天敌”互作系统的影响

全球气候变化是近来人类关注的焦点问题,其最显著的特征是气候变暖。因为昆虫具有生活周期短、繁殖率高等特点,所以,气候变暖对昆虫的发育、繁殖和存活会产生强烈的直接影响。气候变暖促使一些昆虫提前春天的物候现象,向高纬度或高海拔地区迁移。然而,昆虫在自然界并非孤立地存在,它们与寄主植物和自然天敌相互联系、相互作用,并在长期的进化过程中逐渐适应特定区域的气候条件。因此,全球气候变暖对"植物-害虫-天敌"的种间关系必然产生直接或间接的影响,导致不同昆虫之间以及昆虫与其相关营养层的物种之间的相互关系在气候变化下呈现出时间上的异步性和空间上的错位,从而影响植物的适应性和抗虫性、害虫的发生规律和危害程度以及天敌的种群消长和控害效能。昆虫除了可以通过休眠或滞育的方式在时间上避开高温的影响外,还可以通过迁飞或移动的方式在空间上避开高温的影响,在这种迁移和扩散不同步的情况下可能使害虫食性和取食植物的害虫及其天敌的种类发生变化,从而改变生物群落的组成与结构,影响生态系统的服务和功能。     

城市绿地冠层导度季节变化及其环境调控

冠层导度(canopy conductance,gc)是生态系统对环境响应的敏感性指标,探讨冠层导度对环境因素的响应模式对了解生态系统生产力的变化模式至关重要。城市绿地作为人为设计的复合生态系统,其冠层导度变化规律及其对环境因子的响应亟待明确。基于涡度相关方法,本研究调查了北京奥林匹克森林公园2012-2016年连续5年的冠层导度的季节动态变化及其对空气温度(Ta)、光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)以及土壤含水量(VWC)等环境因子的响应,利用统计回归方法分析了环境因子对冠层导度的影响,最后分析了冠层导度对总生态系统生产力(GEP)的影响。结果表明:2012-2016年的冠层导度依次为3.97、3.28、2.13、3.95和5.07 mm·s^-1,5年平均值为3.69±1.99 mm·s^-1;季节变化表现为从4月开始逐渐升高,在7、8月达到最大值后逐渐降低;在季节尺度上,VWC和Ta是影响冠层导度的主要环境因子,冠层导度随它们的增加而增大;而PAR和VPD对冠层导度的影响存在年际间的差异;5年间,GEP随着冠层导度的升高显著增大;城市绿地中,季节尺度上土壤水分的增加和气温的升高显著增加冠层导度,从而促进GEP。     

植物功能性状、功能多样性与生态系统功能: 进展与展望

植物功能性状与生态系统功能是生态学研究的一个重要领域和热点问题。开展植物功能性状与生态系统功能的研究不仅有助于人类更好地应对全球变化情景下生物多样性丧失的生态学后果,而且能为生态恢复实践提供理论基础。近二十年来,该领域的研究迅速发展,并取得了一系列的重要研究成果,增强了人们对植物功能性状-生态系统功能关系的认识和理解。本文首先明确了植物功能性状的概念, 评述了近年来植物功能性状-生态系统功能关系领域的重要研究结果, 尤其是植物功能性状多样性-生态系统功能关系研究现状; 提出了未来植物功能性状与生态系统功能关系研究中应加强植物地上和地下性状之间关系及其与生态系统功能、植物功能性状与生态系统多功能性、不同时空尺度上植物功能性状与生态系统功能, 以及全球变化和消费者的影响等方面。     

滨海湿地是国家的战略资源

环太平洋经济带更是当今世界上最重要、最有活力的经济圈,究其原因是其所在的海岸带自然条件优越,不但提供交通便利和海洋性气候,而且其核心部分—滨海湿地具有强大的生态系统服务功能,维系着海岸带经济带的可持续发展与生态安全。滨海湿地的生态服务功能包括调节水文过程、改善水质、支持植被、提供动物栖息场所等生态服务功能。滨海湿地对全球生物多样性的维持也起重要作用,以我国