突变级数法在生态适宜度评价中的应用——以镇江新区为例

《开发区区域环境影响评价技术导则》（HJ／T2003）已将生态适宜度评价列为区域环境影响评价的主要内容,并明确提出了三级指标集成的框架要求,但并未推荐具体的技术方法。在当前的环评工作实际中,出现了多种生态适宜度的评价技术,如排列成比较技术、层次分析、模糊评价法等,然而这些方法却普遍存在着权重分配过程中的主观性问题。而对于生态适宜度评价这类多指标集成的问题,无论采用何种技术方法,只有减少权重赋值的主观性才能体现评价结论的科学性。鉴于此,推荐了一种新型的生态适宜度评价方法——突变级数法。通过镇江新区环评的具体案例分析,突变级数法表现出在生态适宜度评价方面较好的适用性。更为重要的是,通过对前述3种方法的数理分析对比,突变级数法表现出主营以下两方面的比较优势：首先该法不使用权重,只需按指标间的内在逻辑关系对指标的重要程度进行排序,很大限度地避免了人为制定权重的主观性;同时,作为定性与定量相结合的技术方法,突变级数法不仅可以对各地块是否适合其利用类型做出评价,还可以运用模型计算出各个地块生态适宜度的具体数值,对不同地块的生态适宜性程度进行定量的对比。诚然,应该客观地指出,在按指标的重要程度排序过程、以及评价指标的量化分级过程中,突变级数法仍然不能完全避免人为主观性,这也需要今后继续探索整合其他技术方法。加以进一步完善。     

线虫区系分析指示土壤食物网结构和功能研究进展

土壤食物网结构复杂,功能众多,直接测定土壤食物网各功能群生物量并结合数学模型来推断土壤食物网结构和功能,工作量大且分析过程繁琐。线虫生态学的发展为土壤食物网的研究开辟了一条新的思路,即利用线虫区系分析来定性推断食物网的结构和功能。线虫作为土壤中数量最丰富的后生动物,占据着土壤食物网的中心位置,其物种多样性、食性多样性、生活史策略多样性、功能团多样性奠定了其作为土壤食物网结构和功能指示生物的生态学基础。线虫区系分析根据发展历史可以分为个体分类、生活史策略分类、功能团分类和代谢足迹分类四个时期,其中后两个时期主要用于推断土壤食物网结构和功能。基于功能团的线虫区系分析将线虫的食性和生活史策略结合起来,发展出一系列指数来判断土壤食物网的连通性、食物网链长度、外界养分投入情况、分解途径及对外界干扰的响应等。基于代谢足迹的线虫区系分析在功能团分析基础上,加入线虫能流分析,从而定性反映了土壤食物网功能的大小。两者在指示土壤食物网自下而上调节及对植物线虫控制等方面起着重要的作用。     

生态服务功能的动态货币化评价——以南水北调后的湖北省襄樊市为例

生态环境是和社会经济紧密联系、相互影响的复杂大系统 ,且其内部各因子之间存在大量的未知关系 ,神经网络为未知复杂系统的建模提供了一条全新的思路。运用 BP网络 ,就南水北调对湖北省襄樊市生态服务功能价值的影响进行了动态研究。研究显示 ,在调走约 1/3汉江水量后 ,襄樊的生态环境将受到严重的破坏 ,其后果是当地社会经济的可持续发展能力将受到损害和抑制。在分析案例的基础上 ,论证了神经网络在生态建模中的适用性 ,探讨了生态服务功能价值动态评价的技术趋势 ,并进一步提出了生态系统建模的新思路。     

巢湖崩岸湖滨基质-水文-生物一体化修复

湖滨带生态修复不是简单的水生植物移种,还必须提供其适于生存的基质、水文等外部物理条件。基质作为水生植被的载体,既需要适宜的柔度,也要求一定的刚度。在巢湖崩岸湖滨综合调查的基础上,系统分析了崩岸湖滨带生态退化的成因,研发了基质、水文、生物一体化修复技术,解决了水生植物在恢复生长时期受基质流失和水力切割影响的问题,为水生植物营造了适宜的水生环境。通过西北岸万年埠湖滨的示范工程建设,取得了良好的治理效果,为巢湖崩岸湖滨的生态修复提供一种生态型的、可工程化实施的技术方法。     

甲基溴消毒对番茄温室土壤食物网的抑制

甲基溴熏蒸作为一种控制土传病害的技术,不仅对大气臭氧层有破坏作用,而且对土壤中的有益生物也有不利影响。2005-2006年,对山东省寿光市番茄温室土壤进行甲基溴（50 g/m2）熏蒸,调查甲基溴熏蒸对土壤食物网结构和功能群的影响。结果表明：甲基溴熏蒸显著抑制了土壤微生物生物量C及微生物生物量N,减少了原生动物（鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫）、线虫（根结线虫二龄幼虫、食细菌线虫、食真菌线虫、食植物线虫、杂食性线虫）及螨类的丰度。在整个番茄生长期间,与对照相比,微生物生物量C、微生物生物量N、原生动物总丰度、线虫总丰度、螨总丰度分别下降了45.9%、44.8%、9.5%、93.6%、895%。熏蒸后,土壤食物网功能群数目、联通度、食物链最大长度和平均长度均降低。由此可见, 甲基溴熏蒸后抑制了土壤中的生物,使整个食物网结构更简单。     

基于土壤食物网的生态系统复杂性-稳定性关系研究进展

复杂性-稳定性关系是生态学核心问题之一。作为模式食物网,土壤食物网在探索生态系统复杂性-稳定性关系中起了极大的作用。总结了以Moore、de Ruiter、Neutel等为代表的理论生态学家以土壤食物网为工具研究生态系统复杂性-稳定性关系的方法、结论及不足之处,并展望了未来的发展方向。Moore、de Ruiter、Neutel等将土壤食物网功能群生物量数据、土壤食物网Lotka-Volterra模型和面向过程模型三者结合起来,描述相互作用强度大小格局、分室、能流组织形式等复杂性特征;将土壤食物网Lotka-Volterra模型与群落矩阵结合起来分析局域稳定性,进而探讨生态系统复杂性-稳定性关系的一般规律。在此基础上,Moore、de Ruiter、Neutel等证明了与随机食物网相比,真实食物网的相互作用强度格局、分室等复杂性特征提高了生态系统稳定性,生产力与稳定性共同决定了食物链的长度,并指出建立在平衡态基础上的静态土壤食物网模型在探索生态系统复杂性-稳定性关系方面具有较大的不足,动态土壤食物网是未来以土壤食物网为工具研究生态系统复杂性-稳定性关系的发展方向。     

北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响

土壤螨群落与土壤健康状况密切相关,农业土地利用方式会影响土壤螨的生存环境,进而影响螨的群落分布。在北方传统农业区研究了小麦玉米常规轮作农田,1年温室蔬菜大棚、4年温室蔬菜大棚和4年露天菜地下土壤主要理化指标和螨群落结构。研究结果表明露天菜地和温室大棚的利用方式均会提高土壤碱解氮和有机质含量,同时温室大棚的长期利用会增加土壤有效磷含量。螨群落分析显示常规农田中甲螨亚目为优势类群;常规农田转变为温室大棚后,由于施肥造成土壤营养物质含量增加,以及人类对土壤扰动程度的提高,无气门亚目取代甲螨亚目成为温室内螨优势类群。但随着温室年限的延长,螨多样性和粉螨科丰度都要有所下降,这可能是磷累积和强扰动效应的共同后果。常规农田转变为露天菜地后,加强的人类扰动也会降低甲螨亚目丰度,但与温室螨群落相比,4个亚目分布要相对均匀。温室在3种土地利用类型中对土壤螨的负面影响最为明显,从土壤功能的自我维持和修复方面来讲是十分不利的,温室内土壤生物多样性的保护尤其值得人们关注和重视。     

甲基溴土壤消毒替代技术条件下的线虫生态学研究

为评价和筛选几种甲基溴替代技术及其对土壤线虫群落的影响 ,2 0 0 1年 6月～ 2 0 0 2年 3月对 5种土壤消毒处理的线虫数量和群落结构及微生物量动态作了测定和分析。试验共分离到土壤线虫 4个目 14个科属 ,包括小杆目 (Rhabditida)、垫刃目(Tylenchida)、矛线目 (Dorylaimida)、单宫目 (Monhysterida)。小杆目线虫占总数的 88.7% ,表明食细菌的小杆目线虫是该温室土壤线虫群落的优势类群。分析表明甲基溴 VIF、威百亩、威百亩 VIF三种措施的消毒效果达到了甲基溴处理的水平 ,可作为甲基溴土壤消毒替代技术 ,而太阳能 BCA处理未达到甲基溴消毒的效果。研究显示同一处理的线虫数量在两个番茄品种(AF179和毛粉 80 2 )间不存在显著差异 ,即表明这两种番茄品种不是影响土壤线虫数量动态的主要因素。对消毒处理后土壤线虫各营养类群在群落中的比例进行分析 ,发现与对照相比 ,化学消毒提高了线虫群落中优势类群 (即食细菌线虫 )的比例 ,而使弱势类群的比例下降 ,这表明土壤线虫的弱势类群对化学熏蒸剂更加敏感。两番茄品种小区中土壤食细菌、食真菌线虫数量与微生物量碳之间呈显著正相关关系 ,表明微生物生物量的消长受土壤消毒措施的影响 ,同时也证实了上述两营养类群线虫与土壤微生物间的食物依赖关系。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;     

水华爆发的突变模型——以巢湖为例

面对湖泊水库富营养化的严峻形势,水华防治是当务之急,而根据富营养化现状对水华进行准确的判定和预报更是重中之重.从水生态系统的角度出发,综合考虑TP、T、Chla和DO等4个对巢湖富营养化乃至水华影响最为突出的因子,构建了巢湖水华突变的尖点模型,通过模型来模拟巢湖富营养化引发水华的情势.在对巢湖2000～2003年时间序列的监测数据进行数据拟合的基础上,发现南淝河入湖区断面处逐月TP、T、Chla和DO数据的演变规律符合突变理论的尖点模型特征.经检验,模型的相对误差控制在10%左右,具有较好的拟合精度.根据模型的突变判别,巢湖的水生态系统2003年7月在南淝河入湖区断面处发生了突变,这一模拟结论与该断面2003年8月爆发水华的实际情况相一致.研究表明,水华突变模型的建立,准确地反映了巢湖富营养化引发水华的实际情况,系统地勾勒出富营养化状态下水生态系统各要素间的动态响应模式,揭示了水华爆发的突变机理.通过水华突变模型的构建,不仅能够对巢湖水华的发生进行判断和预报,还可以对各项防治措施的实施效果进行预测和模拟,进而为综合整治方案的优化和统筹提供科学依据.水华的爆发是多诱因的综合作用结果,是营养物质长期累积、由量变到质变的演化过程,作为目前唯一的一种研究由渐变引起突变的系统理论,突变理论满足水华研究的数理要求,为水华现象的数值模拟提供了可行的解决方案.