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第五届现代生态学讲座暨第一届国际青年生态学者论坛

第五届现代生态学讲座暨第一届国际青年生态学者论坛

  • 召开年:2009
  • 召开地:兰州
  • 出版时间: 2009-06-25

主办单位:兰州大学

会议文集:第五届现代生态学讲座暨第一届国际青年生态学者论坛论文集

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  • 摘要:本文分析了森林植被恢复和气候变化对生态系统水量平衡的影响。水是中国干旱半干旱地区实现生态、经济、社会可持续发展的制约因素。研究植被恢复和气候变化对不同尺度生态系统水量平衡的影响在生产上具有重要指导意义。中国在过去三十年中大规模的以森林植被重建为主体的生态恢复工程使林地面积和生态系统的生产力极大地提高。虽然森林的生态公益功能(如碳库和减少水土流失)是公认的,但是目前有关人工林对水资源的影响方面的长期系统研究并不多见,科学家和自然资源管理者对于森林水文效应的理解在许多方面还有欠缺。世界范围的文献一般都认为造林活动会减少年总产水量和流域基流(旱季流量),但对大洪水的影响还有争议。中国的造林活动通常是营造外来速生树种,并和水土保持工程措施相结合(如梯田)。这种营林方式使很多地区。如黄河流域,减少了流入河川的水量。研究表明,依气候等地理条件的不同,在中国范围内,人工林可使河流年径流量减少50~250mm或20%~40%。使用外来树种进行植被恢复使林地总蒸发散增加,部分地区出现“土壤干化”、地下水补给减少及水土流失区“小老头树”现象,大大减弱了对森林恢复所期望的水土保持和其他生态服务功能。全面、科学地评价森林在调节区域水资源方面的积极或消极作用,对当前中国以造林为主体的植被恢复运动至关重要。中国的气候变化以北方日趋干旱、南方降水增加为主。未来气候变化将彻底改变生态系统的原有水量平衡,从而引起一系列连锁反应,包括可造林地的空间分布和树种选择。维护生态系统的水量平衡是实现生态恢复、应对全球变化和保障林业可持续发展的基础。
  • 摘要:世界人口的不断增加及其生态足迹的迅速扩大导致了许多生态系统退化,进而危及景观、地区乃至全球的可持续性。因此,恢复生态学和可持续性科学的研究和实践日趋重要。然而,我们认为传统的恢复生态学理论框架不能满足可持续发展的需要。故此,为了实现对退化生态系统恢复和可持续发展的共同目标,我们提出“可持续性恢复生态学”的概念模式。该模式是在多尺度和多层次上将诸多相关学科交叉整合而形成的。它以恢复生态学和可持续性科学作为核心构架.以保护生物学、景观生态学、景观建筑学、生态工程学和生态经济学为支撑学科,以个体生态学、群落生态学、生态系统生态学、全球变化生物学、土壤生态学、水文学等为基础学科。本文讨论可持续性恢复生态学概念模式的必要性、结构特征,及其应用前景。
  • 摘要:本文对黄土高原苜蓿草地生产与生态效应进行了分析。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)以其优良的品质和环境友好特性,成为黄土高原发展畜牧业和生态环境建设中的首选草种。近30年以来虽然各方面都在不断推进苜蓿草地的建设,但至今却仍然难以形成较大的规模。本文分析了黄土高原苜蓿草地及后茬轮作体系的生产力、水分利用、土壤干燥化、水分恢复、土壤质量等,旨在为苜蓿草地的发展和进一步研究提供借鉴。黄土高原不同降水地区,苜蓿的年度生产力和降水利用效率均低于小麦,苜蓿生产力随降水量增加而增加,并且降水量越多的地区,苜蓿产量峰值到来得也越早。小麦生产只能靠化肥支撑,净氮效益为负值而苜蓿草地为正值。以“年累计平均生物量”峰值为指标判断有效利用年限比单纯以年度生产力峰值判断可延长1~2年,且更有利于提高经济效益。以此为指标,从生产力收益最大化的角度来看,在年均降水量320mm、400 mm和580 mm地区苜蓿的种植利用年限应该分别确定为10±2年、8±2年和6±1年。从土壤水分维持的角度来看,不同降水地区,6年生的苜蓿就已经攫取了10 m土层中几乎所有可利用的水分,从而产生土壤“干层”。但从某种意义上也可以说是“干层”的出现支撑了苜蓿的多年生长。因此,如何看待和利用“干层”是值得商榷的。多年生苜蓿被翻耕以后,可以直接轮作一年生作物,不仅土壤水分可以持续恢复,而且作物产量与常规作物相比并不会下降,甚至还有所提高。根据土壤水分利用和产量收益比较分析,年均降水量在350~580 mm的地区,草田轮作的周期宜在11~27年。从分析结果还发现,苜蓿草地对土壤有机质的影响同生产力和降水量有关,生产力水平直接决定着苜蓿草地对土壤有机质的贡献。
  • 摘要:青藏高原草地生态系统的服务功能体现为生态、生产和生活功能,不仅是畜牧业的生产基地,而且是生态安全屏障和牧民生活与草原文化传承的基础。然而,由于人们对青藏高原草地生态系统服务功能及其生物组分特征认识的局限性和不完整性,从而在草地利用与管理模式上出现了失误,导致草地生态系统服务功能的削弱,直接影响到国家生态安全与区域草地畜牧业的可持续发展。rn 本文通过分析青藏高原草地生态系统现状和“三生功能”的内涵与互作机制,以及植物、动物、微生物和人类构成的草地生态系统生物组分与生态服务功能间的联系,提出了基于草地功能分区的生态补偿机制和移民与退牧还草政策相结合的草地生态系统管理策略。
  • 摘要:土壤呼吸是一个巨大的陆地碳通量并对气候、植被类型和植物生理过程都很敏感。因此,土壤有可能净吸收碳从而减缓气候变化,或释放碳从而加剧全球变暖。土壤呼吸是微生物呼吸和根系呼吸的总合。土壤呼吸的测量法包括能够互补的箱式法、土壤梯度测量法和涡度相关法。土壤呼吸的控制因子包括土壤温度、湿度、土壤的物理化学及微生物性质、生态系统类型及演替过程,等等,其中土壤温度是最重要的因子。建立土壤呼吸模拟模型的关键是深入认识土壤呼吸的控制因子。除了野外长期定位观测,野外模拟实验是研究土壤呼吸对气候变化响应的有效方法,但是,土壤呼吸如何响应于环境因子又对其有适应性还有待于进一步研究。
  • 摘要:城市化是导致区域尺度上植物多样性丧失的主要原因之一。随着城市化的迅速发展,人们对城市的生态和生物多样性愈加关注。本文对城市化导致的植物多样性变化的格局和机制加以综述,并探讨城市植物多样性研究中存在的问题和未来发展趋势。目前城市化对植物多样性影响的研究多集中在物种丰富度上,大多数研究表明城市化造成本土植物物种的丢失和外来物种的增加,少数地区或城市具体生境上的研究结论与此相悖。城市化对植物多样性的影响机制包括:①生境异质性;②生物生理因素;③城市化过程;④社会经济文化影响。对城市植物多样性研究中关于格局和机制的诸多争议的可能解释是:城市生态学的观念不同、城市化定量标准的不统一、取样偏差和尺度效应。未来的城市植物多样性研究需考虑多个时空尺度和组织水平,并须将社会、经济和文化方面的因素相结合,以实现城市的可持续发展。
  • 摘要:湿地是重要的陆地生态系统之一,也是全球重要的土壤有机碳库。若尔盖高寒湿地(Zoige wenand,zw)作为世界上为数不多的低纬度永冻土区域,其特征是低温(年均温1℃)、高海拔(~3 400 m)和高有机碳(soilorganie carbon,SOc)含量。本文的目的在于通过与若尔盖纬度相似的升金湖亚热带湿地(Shengjinhu wetland,SW)土壤微生物群落结构和多样性进行比较,更多地认识和了解若尔盖高寒湿地土壤微生物群落结构和多样性特征。所取的土壤样品一部分用来分析常规的土壤理化性质,如土壤含水量、pH、SOC、总氮(TN)、氨态氮和硝态氮等;一部分用非培养分子生物学方法[磷脂脂肪酸(PLFA),末端限制性片断长度多态性(T—RFLP),定量PCR(teal—time PCR)和克隆文库]来进行微生物生物量、群落结构和多样性的检测,得到的结果如下:与WW相比,ZW有着较高的SOC(11.3倍)、pH和TN(3.4倍),但氨态氮和硝态氮含量都显著偏低。PLFA和T—RFLP图谱的PCA分析结果都发现两个湿地土壤微生物群落结构存在显著差异。SW土壤总微生物生物量、细茼生物量、放线茵生物量、G+和G-相对丰度以及G+/G-的比值都显著高于ZW,但是真菌生物量在两个样地没有显著差异。定量PCR结果表明ZW土壤细茵基因组合量(553 ng·g-1d.w.soil)显著高于Sw(251.61 ng·g-1d.w.soil)。根据T—RFLP图谱,ZW土壤细茵多样性指数显著高于SW。分别对SW和ZW进行克隆文库分析,发现SW主要的细茵类型有:变形茵纲(66.6%,proteobacteria)(其中14.3%alphaproteobactevia,33.3%betaproteobacteria,19%deltaproteobacteria),酸纲菌门(11.9%,acidobacteda),放线菌纲(9.5%,actinobacteria),拟杆菌门(4.8%,bacteroidetes),硝化螺旋茵门(4.8%,nitrospira)以及未分类的细菌(2.4%,unclassified groups)。ZW主要的细茵类型有变形茵纲(55%,pro-teobaeteria)(其中17.5%alphaproteobaeteria,17.5%betaproteobacteria,17.5%dehaproteobacteria,2.5%gammaproteobacteria),拟杆菌门(20%,baeteroidetes),厚壁茵门(7.5%,firmicutes),绿弯茵门(5%,chloroflexi),放线菌纲(5%,acti-nobacteria),硝化螺旋菌门(2.5%。nitrospira)以及未分类的细茵(5%,unclas.sifted groups)。相比于SW,ZW有着较低的细菌生物量和更高的细菌多样性,这个结果和我们的假设相反。一种可能的解释是,温度是若尔盖高寒湿地关键限制因子,抑制了细菌的生长,从而导致较低的细茵生物量。引入Tilman的资源竞争理论,得出在一个生境中。一种资源(如温度)逐渐成为限制因子,其微生物多样性是逐渐增加的。这种理论能否广泛地应用于微生物多样性的研究,还需要更多实验数据的验证。
  • 摘要:本文对太湖流域水生态环境管理进行了探讨。近60年来,太湖水生态环境经历了剧烈的演变,水质持续恶化,每10~15年下降一个级别,20世纪60年代,基本上不存在水体污染现象,太湖属Ⅰ类水体。而进入21世纪后全湖以Ⅳ类水为主。此外,生物群落结构演替明显,在20世纪80年代前,硅藻(bacillariophyta)为浮游植物优势种,蓝藻(Cyanophyta)为次优势种,进入21世纪后,蓝藻取代硅藻成为绝对优势种;浮游动物物种数表现为先增高后降低的趋势;耐污性底栖动物分布范围增加明显;鱼类物种数急剧下降。从20世纪60年代到90年代,肉食性鱼类物种数消失67.4%,杂食性鱼类物种数消失62.2%;大型水生植物物种数和分布面积急剧下降。人为活动是引起太湖水环境问题的主要原因,湖泊和流域尺度上的原因可归纳为修堤筑坝工程、围垦开荒、围网养殖和外源污染输入。在湖泊尺度上,太湖的管理应强调提升水质和优化水体生态系统结构的有机结合,具体措施包括:①实施水利工程,提高水体流动性;②增加水生植被面积,提高生物多样性;③加强渔业管理,均衡区域经济收益和生态收益;④基于上行效应与下行效应原理,实施生物操控。在流域尺度上。根据流域生态系统管理的理念,采用多种措施的有机结合。包括:⑴控制农业面源污染;⑵加强周边城市管理;⑶恢复湿地和建设生态河道。
  • 摘要:本文对草地生态系统健康与服务及其适应性管理进行了探讨。草地生态系统是分布于森林生态系统和荒漠生态系统之间的一种半干旱、半湿润气候条件下的管理粗放的生态系统,全球的总面积约41×106~56×10km2,为地球陆地总面积的4l%~43%。如此广大的草地生态系统,不仅是草地畜牧业重要的生产资料,而且,随着全球变化,特别是全球气候的变化,人们对环境问题的认识不断加深,草地生态系统更是生态保护的重要缓冲器。然而,由于草地的长期过度开发利用,特别是过度放牧,草地出现了不同程度的退化.这些变化极大地降低了草地生态系统的健康水平和服务价值。因此,如何准确有效地评价草地生态系统的健康和服务,对于保护和可持续利用草地生态系统具有重要的理论和实践意义。在草地生态研究样地分类的基础上,通过草地植被、土壤和水文特征等特征指标,评价草地生态系统健康水平,可以准确地反映草地生态系统的动态变化。草地生态系统服务的主要价值表现在环境和文化方面,并随放牧强度的增加而逐渐降低。在确定不同的草地生态系统状态之后,可以对草地进行适宜的管理,以确保草地生态系统的可持续利用。草地生态系统的适应性管理是以草地生态系统的不同健康水平为依据,初步采取不同的放牧管理措施,并在实施过程中不断修正和改进管理措施,在技术上和生产实践以及政策制定中形成一个切实可行的管理方案。
  • 摘要:河滨植被带的生态功能与管理一直是一个重要的研究课题(尤其在北美),但此方面的研究在中国开展较少。目前,对河滨植被带缺乏一个公认的定义,但一般趋向于从生态功能的角度来定义河滨植被带。本文重点总结河滨植被带在生物多样性、水文与水质、野生动物与栖息地、鱼类与水生栖息地等方面的生态功能,并综述了森林采伐与农业活动对河滨植被带生态功能的可能影响。最后,本文利用分别来自加拿大与美国的两个案例来阐述河滨植被管理的策略与面临的挑战。
  • 摘要:本文在阐释“欠发达地区”和“生态产业”这两个概念的基础上。概述了国内外生态产业的发展现状,并分别以四个策划项目和四个规划项目作为案例,详细介绍了不同类型的欠发达地区发展生态产业的战略路径与规划方法。本文所指的欠发达地区,是指受历史条件、区位现状、资源禀赋、基础设施、文化观念等条件的制约以及国家宏观政策和发展战略的影响,与东部或周边发达地区相比,其经济和社会发展水平有较大差距的区域。所谓生态产业,是继经济技术开发、高新技术产业开发之后发展起来的第三代新兴产业,是按照生态经济原理和知识经济规律组织起来的,基于生态系统承裁能力,具有较为完备的生命周期、高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型、复合型产业。它不仅包括生产环保产品的环保工业及环保技术服务业,而且广泛渗透在一、二、三产业的各个领域、各个部门(农业、工业、旅游业、商贸服务业等),旨在为整个国民经济的可持续发展服务。在欠发达地区,由于受交通、通讯、人才、技术等条件的限制,经济发展往往滞后。但生态条件却一般优于发达地区。因此,如何做好这些地区生态产业的发展战略研究与科学规划引导,使其在经济社会发展与生态资源保护中获得双赢,是一个亟待解决的难题。作者认为,要在珍惜与保护良好环境、资源的前提下,将欠发达地区的生态和资源这两个优势转变成经济优势,同时应以第一产业为基础,并与第二产业和第三产业有机结合,实行产业的共联和融合;以生态和绿色为核心,打造具有区域特色的生态农业、生态工业和生态旅游业的名片和品牌;以追求社会效益、生态效益和经济效益等综合效益为目标,谋求地区的稳定、健康和可持续发展。
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