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第四届现代生态学讲座暨学术研讨会

第四届现代生态学讲座暨学术研讨会

  • 召开年:2007
  • 召开地:呼和浩特
  • 出版时间: 2007-06

主办单位:内蒙古大学

会议文集:第四届现代生态学讲座暨学术研讨会论文集

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  • 摘要:本文对生态系统光合作用和呼吸作用进行了探讨。与CO2等温室气体有关的全球气候变化关系到全球自然生态系统的健康和人类社会的发展,因此也是近年来愈来愈为世人关注的环境问题。气候变化影响生态系统碳循环。而碳循环又反馈于气候变化。生态系统光合作用和呼吸作用是驱动全球碳循环的关键过程。光合作用主要受光能和CO2浓度控制。植物通过气孔导度来调节光合作用和蒸腾作用的大小,而气孔导度受光能和空气湿度控制。因此,气孔导度是描述和模拟光合作用的关键参数之一。呼吸作用包括自养呼吸和异养呼吸,其机理有所不同。植物自养呼吸主要受温度控制,而异养呼吸和根呼吸(统称土壤呼吸)除了受温度控制外,还受到土壤湿度、降水的时间分配、光合作用以及生态系统生产量、土壤可利用性碳含量等因素的影响。就测量光合作用和呼吸作用的方法而言,箱式法和土壤梯度法应与生态系统尺度上的涡度相关法相互补充和校正,以便深入了解生态系统的碳循环过程,进而建立基于过程和机理的生态系统动态模型。
  • 摘要:丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌广泛分布于草原生态系统中,是土壤微生物生物量的主要组成部分,可与80%以上的草地植物形成互惠共生体,因此,它在草原生态系统的演替和被破坏生态系统的恢复与重建过程中发挥重要作用。为探讨AM真菌对不同草地类型的响应,我们在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的不放牧、退化恢复和过度放牧的固定样地内进行了AM真菌侵染结构和物种多样性变化规律研究。3块样地内所采集的26种常见植物中除木地肤外均被AM真菌侵染,平均AM侵染率从高到低为:不放牧样地(67.9%±3.5%)>退化恢复样地(58.7%±5.0%)>过度放牧样地(53.4%±5.5%);过度放牧明显地影响了AM真菌的茵丝圈在植物根系内的发生频率。从3块样地内采集的96份土壤样品中共分离鉴定出AM真菌6属19种,其中,无梗囊霉属(Acau-lospora)、原囊霉属(Archaeospora)、内养囊霉属(Entrophospo-ra)、巨孢囊霉属(Gigaspora)各1种,球囊霉属(Glomus)12种和盾巨孢囊霉属(Scutellospora)3种。球囊霉属是3块样地共同的优势属,同时,盾巨孢囊霉属是不放牧样地的另一优势属。地球囊霉(Glomus geosporum)是3块样地共同的优势种,另外,白色球囊霉(G.albidum)和幼套球囊霉(G.etunicatum)也是退化恢复样地的优势种,而美丽盾巨孢囊霉(Scutellosporacalospora)是不放牧样地的另一优势种。不同种类的AM真菌对不放牧、退化恢复、过度放牧处理的响应不同,过度放牧显著降低了AM真菌的孢子密度和种的丰度。3块样地之间AM真菌种类组成的Sorenson相似性指数变化范围为0.5-0.64。研究结果表明,AM真菌的侵染率和物种多样性均受长期过度放牧的影响,围封禁牧可有助于退化草地生态系统中AM真菌和植物多样性的恢复。
  • 摘要:中国北方草原是欧亚大陆草原的一部分,主要分布于东北平原、内蒙古高原、鄂尔多斯高原和黄土高原。草原区的大部分是蒙古族为主的畜牧业区,而其东部和南部是多民族聚居的农牧交错区。20世纪50年代以来,由于牧区人口逐年增加、草场载畜量迅速加大,再加上草地资源的不合理利用,北方草原发生了大面积的退化,环境质量呈现显著下降的趋势;与此同时,处于北方草原与农业区之间的农牧交错带不断扩展,其生态脆弱性已经成为当地经济和社会发展的重要制约因素。要实现北方草原与农牧交错带社会经济的可持续发展,应当从协调人与自然的关系入手,重点做好以下几方面工作:①实施草原保育与合理利用;②改良草场,恢复植被结构和生产力;③推行划区轮牧和季节畜牧业,维持草畜平衡;④在气候和土壤条件较好的区域建植人工草地,大力推行舍饲畜牧业;⑤发展农林牧产品精细加工业,建立多元化产业结构;⑥转移草原牧区超载人口,使严重受损的生态系统得到休养生息;⑦制定草原生态建设的财政优惠政策。
  • 摘要:半干旱黄土高原区域的地带性植被已经极度退化,土壤质量严重下降,可持续发展能力不足。然而对生态系统退化关键驱动力进行分析后认为,在不同时期,农民的利益驱动始终是土地利用格局和生态系统演化/退化的关键驱动力。在寻求分析退化生态系统修复的突破口时,认为提高作物产量和经济效益,解决农民的需求是具有可操作性的途径。而实现这一途径必须提高单产。以减轻更广大土地面积上的生产力需求压力。通过集水、覆盖等措施改善农田水分条件,再配合地膜、化肥,在对农田进行合理管理的情况下粮食单产可获得持续大幅度的提高。然而,水肥热条件的改善促进了土壤有机质分解,增加了农田土壤质量进一步下降的风险。利用常规的苜蓿草地进行草田轮作,由于C/N比值、土壤有机质、土壤总氮含量并不能显著增加,而无力恢复土壤质量。通过田问沟垄地膜覆盖集水技术可显著提高苜蓿草地产草量和水分利用效率40%以上,并能显著提高土壤C/N比值、土壤有机质、土壤总氮含量。由此可通过田间微集水型苜蓿人工草地的建立,实现草田轮作,在恢复地力的同时还可为畜牧业的发展创造条件。在以上工作基础上,并结合本地区低山丘陵地貌为主的特点,本文提出了实现区域可持续发展的途径----集水型生态农业及其景观配置模式。在这一模式中,集水灌溉型温室作物、粮食作物、人工草地和天然草地在一个典型景观单元内合理配置,形成完整的景观复合生态系统。对这一模式的深入研究和正确实施将推动半干旱黄土高原退化生态系统的修复和农业可持续发展。
  • 摘要:生物多样性与生态系统功能之间的关系是当今生态学研究中的重点和热点之一。生物多样性是生态系统功能和服务的基础,而生态系统功能又直接或间接地影响生物多样性的存在和维持。因此,研究生物多样性与生态系统功能的关系及其机理(简称BEF研究)对于保护生物多样性,理解生态系统如何响应气候变化和土地利用变化以及发展可持续性生态系统管理措施均有重要意义。BEF研究的主要目的是探讨生物多样性与生态系统过程(包括生态稳定性)相互之间的关系以及作用机制,野外控制性实验一直在这一研究领域起着主导作用。本文对BEF研究中的一些基本概念、方法和成果进行了介绍,尤其突出实验途径在BEF研究中的作用。我们将对各类实验的目标、科学问题、设计方法以及主要结果加以综述,并在此基础上讨论BEF研究中的十大论题。
  • 摘要:食物网生态学是一门研究生态系统复杂营养关系的学科,是研究生态系统功能的基础。长期以来,有关食物网方面的知识主要通过食性分析,野外或实验室对动物摄食的直接观察获得。这些方法有时很难揭示食物网的能量来源和消费者之间的营养关系,主要由于许多营养关系难以直接观测。同时,食性分析难以确定最终被动物利用的食物的种类及利用程度。近年来,稳定同位素分析(δ13C和δ15N)已成为食物网生态学研究中的一种关键技术。这项技术主要基于如下几个前提:①来源不同的物质的稳定同位素天然丰度有较大区别;②动物对食物的摄食和吸收不造成显著的碳同位素分馏;③动物对食物的消化吸收时造成明显的氮同位素(δ15N)富集。因此,δ15C比率常被用于研究生态系统的能量来源,而δ15N则被用做动物在食物链营养级位置的示踪物。与食性分析相比,稳定同位素能够记录动物吸收的物质,而不仅仅是动物所吃的食物,稳定同位素也可以同时记录动物摄食的时空变化,从而反映动物的摄食史。稳定同位素在食物网生态学中的应用包括追踪支持食物网的能源,食物网结构,食物链长度,动物的营养位和食谱等。本文将用研究实例来说明稳定同位素分析在食物网生态学研究中的应用。
  • 摘要:湿地只占全球面积的0.6%.却提供了14.7%的生态系统服务功能(Costanzaet al.,1997),是全球生物多样性最丰富及生态服务价值最高的生态系统,对地球生态环境的维持起着重要的作用。湿地的科学研究,特别是湿地退化和恢复的研究,已经成为当前生态学研究的热点之一。rn 本文介绍了被长期忽略的湿地的基本特征,即:①湿地以水的存在为基础,无论在地表,还是在植物的根区;并具有特殊的生物地球化学循环过程;②湿地的土壤条件不同于邻近的陆地和开敞水域,存在周期性的氧化与还原过程的交替变化;③湿地植被由适合生长于湿润环境的植物组成,但缺乏耐受洪水胁迫的植物。湿地的特点决定了湿地生态研究不同于对其他生态系统的研究。在此基础上,文中总结了湿地退化与损失的现状及其肇因;剖析了第七届国际湿地会议、第25次湿地科学家协会会议和美国生态学会年会有关湿地的主题与论文分布;并对近年来发表的有关湿地的论文进行分析;概括了湿地退化与恢复研究的科学前沿,如湿地退化的机理、湿地退化的评估与监测、湿地恢复的理论问题、湿地恢复的目标以及湿地恢复的技术方法等;提出了湿地退化和恢复研究的不足以及今后研究的方向,并针对国内外的研究进展,对我国湿地领域应该优先研究的方向进行了展望。总的来说,在湿地生态系统恶化的背景下,湿地退化和恢复的研究得到了蓬勃的发展,但仍然存在很多问题,其中对湿地退化机理的研究还不够深入;对恢复的理论以及恢复的目标还没有形成成熟的观点和理念;而人工湿地的恢复效果还没有达到人们的期望;在这些方面的研究将是将来湿地退化和恢复研究的方向。
  • 摘要:本文旨在介绍三类线形人工设施所造成的景观破碎化和生态效应。这三类线形人工设施包括道路、沟渠和堤坝,属于大型土木工程建设。它们都是景观破碎化的重要因子。道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施对生态系统的影响有很多共同之处,主要包括以下方面:①阻碍动物自然迁移和活动;②设施地带形成人为的栖息地;③作为廊道提供迁移路径;④边缘效应;⑤改变连接度;⑥增加人类活动的影响。三类线形设施及其所带来的人为景观破碎化改变了种群、群落和生态系统在景观中的空间配置和动态变化,导致种群灭绝、生物多样性下降、生态系统功能丧失,其生态负作用很大,远远超过正面作用。在三类线形设施对环境的各种影响之中,对水文动态和水文过程的影响是最显著的。这三类设施使地表水体系统减流增滞,大大地降低水体连接度,减少正常洪水,进而从景观的尺度上发生影响,导致水地景观田屯化。水地景观是指这样一种景观:①在比较长的时间内,在比较多的斑块或者比较大的面积上存在地表水;②水的存在、深度、流动具有空间及时间上的异质性;③由于水体的时空格局和水文过程决定着不同植被类型的空间镶嵌格局与动物复合种群和复合群落的空间配置,景观格局与空间过程的主要特征,包括斑块、廊道、基质和过渡区的配置以及能量、物质和生物个体的流动都受到影响和约束。水的季节性空间格局动态和脉冲型水体连接度,是许多自然水地景观的重要特征。水地景观田屯化改变水体分布与水位、水流、水体理化特征,以及水体含带物的分布与动态,隔断水体的自然连接,降低一些生物物种的栖息适合度,导致种群灭绝,破坏食物网链的关键环节,使外来物种得以定居并且取代本地种,影响洪泛平原和湿地的物种生存,减少河口湾和三角洲的淡水、泥沙和营养物来源,降低那里的生态系统生产力,从而减低整个景观为社会提供的生态功益。道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施和水地景观田屯化的最大影响在于为土地改造提供了条件,大大地提高了人类活动的种类、规模和强度,包括农业、工业和城市化,进而带来巨大的间接影响。几十年来,由道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施的建造而造成的景观破碎化,包括水地景观田屯化,变得越来越频繁、速度越来越快、范围越来越大,从地方到全球各个尺度上对生态系统和自然景观产生重要影响。我们必须及时加深了解景观生态学和景观破碎化的基本过程和基本机制,以及这些过程与机制为景观提供的生态功益。对于生态破坏,要强调以预防为主。水地景观生态学和水地景观田屯化应该受到重视。水地景观生态学和水地景观田屯化将成为景观生态学的新兴领域。
  • 摘要:作为公共产品的生态效益,由于其外部性,通常不具有市场价格,使得评估非常困难,目前国内外尚未有成熟而系统的评估方法。本文回顾了国内外退耕还林还草的历史,介绍了生态系统服务价值评估的方法和研究现状。我们认为,目前的退耕还林还草生态效益评估的方法主要是基于生态系统服务评价方法之上的。rn 本文对近年来我国的退耕还林还草生态效益评估的研究进展进行了全面的总结。包括生态效益评价指标体系研究、不同生态类型区退耕还林草生态效益评价、不同退耕还林还草模式生态效益评价、退耕还林公共政策评估扣退耕还林还草生态效益补偿。同时,以美国的环保休耕计划(Conservation Re-serve Program,CRP)为例,对国外的退耕还林还草生态效益评估的进展也进行了深入的总结。包括CRP的环境效益评价指标、CRP的生态环境效应评估、CRP对动物的影响、CRP的对农业经济的影响和CRP对粮食供应的影响。最后,本文总结了我国退耕还林还草中存在的问题,并提出了解决问题的方法和将来研究的方向。
  • 摘要:园林理论创新与发展是园林建设的基础。在中西碰撞与融合、现代对传统继承和扬弃以及快速城市化的大背景下,本文对中国园林进行了深层次分析,提出了园林的本质是“源于自然,高于自然”,中国传统园林的基本模式为“桃花源式”的壶中天地模式。本文从人性角度剖析了“天人合一”的园林哲学,及其所蕴涵的意境美的特点。本文对园林的概念予以新的诠释,认为园林是人类居住空间的扩大与伸延,是人在一定范围内按照自身的意愿仿造或超越自然的人造景观,供人活动、休憩和欣赏,同时受到社会经济、文化、历史等条件制约,并具有实用功能的自然文化、艺术综合体。杭州蓝天园林集团在运用创新理论指导实践研究中,通过不同题材来演绎人性,表现人与自然的关系等主题,相继三次参加英国皇家花展,从意境上达到中西园林的交流与融合,体现出中国园林高于自然的意境美和“天人合一”的哲学理念。
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