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黄土高原土地利用变化的生态环境效应

科学通报 2022年第32期67卷 3768-3779页

作者：傅伯杰中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100085

黄土高原是典型的生态脆弱区,随着我国退耕还林还草等一系列生态恢复和治理工程的开展,土地利用发生巨大变化.格局-过程-服务综合研究方法为理解土地利用变化的生态环境效应、科学指导生态恢复实践提供了途径.相关研究系统阐明了黄土高... 详细信息

黄土高原是典型的生态脆弱区,随着我国退耕还林还草等一系列生态恢复和治理工程的开展,土地利用发生巨大变化.格局-过程-服务综合研究方法为理解土地利用变化的生态环境效应、科学指导生态恢复实践提供了途径.相关研究系统阐明了黄土高原土地利用格局对土壤水分、养分和土壤侵蚀过程的影响;揭示了植被恢复过程中固碳与产水服务的权衡关系及其时空变异规律,发现目前植被恢复已接近区域水资源承载力阈值;研发了区域生态系统服务综合评估与优化模型系统,提出了土地利用优化配置方案.上述成果推动自然地理学从定性结构分析向定量过程研究发展,引领生态系统服务研究深入到过程机制和综合集成,为黄土高原生态恢复提供了关键科学依据.

关键词：景观格局生态过程生态系统服务土地利用变化黄土高原

青藏高原东部高山森林的地上固碳速率:未来森林管理方案的影响

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Journal of Plant Ecology 2023年第3期16卷 177-190页

作者： Yang Lin Jiang-Tao Xiao Yong-Ping Kou Jia-Xing Zu Xin-Ran Yu Yuan-Yuan Li Ministry of Education Key Laboratory of Land Resources Evaluation and Monitoring in Southwest China Sichuan Normal UniversityChengdu 610066China School of Geography and Resource Science Sichuan Normal UniversityChengdu 610101China CAS Key Laboratory of Mountain Ecological Restoration and Bioresource Utilization&Ecological Restoration and Biodiversity Conservation Key Laboratory of Sichuan Province Chengdu Institute of BiologyChinese Academy of SciencesChengdu 610041China Ministry of Education Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf Nanning Normal UniversityNanning 530001China

青藏高原东部的高山森林是长江上游的重要生态屏障。然而,由于近几十年来持续的高强度采伐,大量的人工种植,以及完全的禁伐等措施,导致树木种类与年龄结构变得相对单一,生物多样性和生态功能都有所下降。为设计有效的森林管理方案,以优... 详细信息

青藏高原东部的高山森林是长江上游的重要生态屏障。然而,由于近几十年来持续的高强度采伐,大量的人工种植,以及完全的禁伐等措施,导致树木种类与年龄结构变得相对单一,生物多样性和生态功能都有所下降。为设计有效的森林管理方案,以优化森林结构,提高森林碳汇能力,本研究以四川茂县为研究地点,利用LANDIS-II模型对6种不同强度的森林管理方案(采伐、种植)进行测试,模拟和比较了这些方案与当前管理方案在未来100年间森林地上固碳速率的差异。研究结果表明:(i)与目前的管理方案相比,不同强度的采伐和种植明显改变了森林地上固碳速率;(ii)不同群落对管理方案的反应不同,不同的管理方案对寒温带针叶林和温带针叶林的地上固碳速率有显著的影响(P生态和增加碳汇功能的能力,以及为在青藏高原东部地区选择有效的森林管理方案提供了重要参考。

关键词：地上固碳速率物种与群落森林管理生态过程森林景观模型高山森林青藏高原

耦合种群动态的生境格局变化分析粒度与景观因子选择——以盐城越冬丹顶鹤及其生境的变化为例

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生态学报 2016年第10期36卷 2996-3004页

作者：欧维新甘玉婷婷南京农业大学土地管理学院南京210095 农村土地资源利用与整治国家地方联合工程研究中心南京210095

选择盐城珍禽国家级自然保护区,以丹顶鹤越冬生境景观与种群动态这一格局-过程关系为切入点,尝试从丹顶鹤最小存活面积特征与种群动态视角探讨一下最佳粒度、景观格局变化分析的指数遴选方法。结果发现:根据丹顶鹤最小生存面积确定200m... 详细信息

选择盐城珍禽国家级自然保护区,以丹顶鹤越冬生境景观与种群动态这一格局-过程关系为切入点,尝试从丹顶鹤最小存活面积特征与种群动态视角探讨一下最佳粒度、景观格局变化分析的指数遴选方法。结果发现:根据丹顶鹤最小生存面积确定200m为最大转换粒度,综合景观指数随空间粒度变化的规律和粒度转换精度损失评价的结果,确定最佳分析粒度为70m。在众多景观因子中,运用Spearman秩相关分析,再利用逐步回归分析建立起景观与丹顶鹤数量指标间的联系,最终筛选出反映景观面积(CA)和空间格局(IJI,ENN_MN)的3种影响显著景观因子,其解释贡献率(累计R2)达到70.5%,且其所代表的生境景观的组成和结构信息较为客观地反映出研究区丹顶鹤种群动态分布的显示状态。与纯粹的景观指数分析相比,这种方法更能反应景观格局演变特征的特定生态学意义。

关键词：粒度效应景观指数生态过程景观格局变化越冬丹顶鹤生境

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全球变化对土壤动物多样性的影响

应用生态学报 2013年第2期24卷 581-588页

作者：吴廷娟河南大学生命科学学院河南开封475004

陆地生态系统由地上和地下两部分组成,二者相互作用共同影响生态系统过程和功能.土壤动物在生物地球化学循环方面起着重要作用.随着人们对土壤动物在生态系统过程中重要性的认识,越来越多的研究表明全球变化对土壤动物多样性产生深刻影... 详细信息

陆地生态系统由地上和地下两部分组成,二者相互作用共同影响生态系统过程和功能.土壤动物在生物地球化学循环方面起着重要作用.随着人们对土壤动物在生态系统过程中重要性的认识,越来越多的研究表明全球变化对土壤动物多样性产生深刻影响.土地利用方式的改变、温度增加和降雨格局的改变能直接影响土壤动物多样性.CO2浓度和氮沉降的增加主要通过影响植物群落结构、组成和化学成分对土壤动物多样性产生间接影响.不同环境因子之间又能相互作用共同影响土壤动物多样性.了解全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对土壤动物多样性的影响,有助于更好地预测未来土壤动物多样性及相关生态学过程的变化.

关键词：全球变化土壤动物多样性生态过程

包头市公园林下土壤外生菌根真菌的多样性与群落构建机制

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应用生态学报 2023年第5期34卷 1225-1234页

作者：王永龙张旋徐颖赵艳玲王嘉琦张煜佳杨颜慈包头师范学院生物科学与技术学院内蒙古包头014030 中国科学院微生物研究所中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室北京100101

外生菌根(EM)真菌在森林生态系统中起重要作用。然而,人们对受人类活动密切影响的城市森林公园中土壤EM真菌的多样性、群落组成及维持机制还知之甚少。本文基于Illumina高通量测序对包头市奥林匹克公园、劳动公园和阿尔丁植物园3个典型... 详细信息

外生菌根(EM)真菌在森林生态系统中起重要作用。然而,人们对受人类活动密切影响的城市森林公园中土壤EM真菌的多样性、群落组成及维持机制还知之甚少。本文基于Illumina高通量测序对包头市奥林匹克公园、劳动公园和阿尔丁植物园3个典型的森林公园土壤中的EM真菌群落进行研究。结果表明:3个公园土壤EM真菌的丰富度指数大小为劳动公园(146.43±25.17)>阿尔丁植物园(102.71±15.31)>奥林匹克公园(68.86±6.83);红菇属、地孔菌属、丝盖伞属、棉革菌属、粘滑菇属、蜡壳耳属、鹅膏属、须腹菌属、阿太菌属和乳菇属是3个公园的优势属;3个公园间EM真菌群落组成存在显著差异,线性判别分析效应大小(LEfSe)结果表明,所有公园都具有多度差异显著的标志EM真菌;标准化随机率(NST)和基于系统发育结合的零模型推断群落构建机制(iCAMP)分析显示,城市森林土壤EM真菌群落的构建由随机性过程和确定性过程共同驱动,但随机性过程占主导地位。随机过程中的漂变、扩散限制以及确定性过程中的同质化选择是这3个城市公园林下土壤EM真菌群落构建的主要生态学过程。

关键词：包头市城市森林公园外生菌根真菌生态过程

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雄安新区多尺度生态安全格局构建框架

生态学报 2020年第20期40卷 7105-7112页

作者：卢慧婷严岩赵春黎吴钢中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

维持城市所处的生态系统格局与过程,使得城市生存和发展所依赖的关键生态系统服务实现供需平衡是保障城市生态安全的根本要求和基本前提。因此,城市生态安全不仅是城市本身的问题,还涉及到城市所处的流域、区域、国家等多个不同的空间尺... 详细信息

维持城市所处的生态系统格局与过程,使得城市生存和发展所依赖的关键生态系统服务实现供需平衡是保障城市生态安全的根本要求和基本前提。因此,城市生态安全不仅是城市本身的问题,还涉及到城市所处的流域、区域、国家等多个不同的空间尺度,具体由支撑城市及其发展的关键生态系统服务所涉及的生态过程所决定。对生态安全概念及研究进展进行了梳理和分析,在此基础上,提出了一个城市生态安全保障的生态系统服务研究框架,将维持城市生态安全的关键生态系统服务需求分为3个层次:一是水资源供给、食物生产、水质净化等城市生存所依赖的基础资源与基本环境维持相关的服务,二是土壤保持、水源涵养、防风固沙、固碳释氧、生物多样性等生态系统稳定和可持续性维持相关的生态系统稳定和调节类服务,三是生态休闲、微气候调节、降尘减噪、文化审美等人居环境与文化类服务。进而利用该框架,从不同需求层次分别对雄安新区生态安全保障的生态系统服务需求进行了分析,结合其自然地理特征和新区建设的社会经济发展情景,从新区城市、大清河流域和京津冀区域三个尺度提出了雄安新区生态安全格局构建框架,以及相应的保障对策和建议,包括从多尺度进行生态环境调控和管理,打破行政和地域边界限制;关注各尺度各关键生态系统服务的过程,加强生态环境要素的监测和预警;重视新区在人居环境改善层次的生态系统服务需求等。

关键词：生态安全生态安全格局生态过程城市可持续性雄安新区

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遥感在生态系统生态学上应用的机遇与挑战

生态学杂志 2017年第3期36卷 809-823页

作者：张扬建范春捆黄珂刘瑶杰俎佳星朱军涛中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 西藏自治区农牧科学院农业研究所拉萨850032

生态学正朝着区域和宏观尺度及定量化方向发展,社会经济发展对生态学研究也提出了新的要求。遥感作为有效技术手段在生态学研究的应用上得到了越来越多的重视。研究遥感的功能与生态学研究中存在的问题,寻求遥感技术与生态学结合切入点... 详细信息

生态学正朝着区域和宏观尺度及定量化方向发展,社会经济发展对生态学研究也提出了新的要求。遥感作为有效技术手段在生态学研究的应用上得到了越来越多的重视。研究遥感的功能与生态学研究中存在的问题,寻求遥感技术与生态学结合切入点,不仅是遥感应用发展的需要,更是解决生态学问题的有益途径。对于非遥感专业的生态学研究人员及从事专业遥感的科研人员来说,生态学和遥感的结合还缺少相关的背景知识介绍。本文从生态学研究的发展趋势、遥感技术的特点,综合论述遥感在生态学研究中的特点、历史发展及未来趋势。本综述主要针对于生态系统尺度以上生态学的研究,具体包括遥感在生态系统环境、生态系统生物组成、生态系统结构、生态系统物质循环和流动及生态系统功能等方面的应用。结合遥感技术的发展,论述了遥感与生态学研究有效结合的组分,同时论述了各套遥感数据在不同方面应用的优缺点,提出了遥感在生态学研究上应用的相关建议。

关键词：生态学生态系统遥感生态过程

塔里木荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局

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生物多样性 2021年第7期29卷 875-886页

作者：康佳鹏韩路冯春晖王海珍塔里木大学生命科学学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学植物科学学院新疆阿拉尔843300

为解释塔里木荒漠河岸林群落构建和物种多度分布格局形成的机理,本文以塔里木荒漠河岸林2个不同生境(沙地、河漫滩)4 ha固定监测样地为研究对象,基于两样地物种调查数据,采用统计模型(对数级数模型、对数正态模型、泊松对数正态分布模型... 详细信息

为解释塔里木荒漠河岸林群落构建和物种多度分布格局形成的机理,本文以塔里木荒漠河岸林2个不同生境(沙地、河漫滩)4 ha固定监测样地为研究对象,基于两样地物种调查数据,采用统计模型(对数级数模型、对数正态模型、泊松对数正态分布模型、Weibull分布模型)、生态位模型(生态位优先占领模型、断棍模型)和中性理论模型(复合群落零和多项式模型、Volkov模型)拟合荒漠河岸林群落物种多度分布,并用K-S检验与赤池信息准则(AIC)筛选最优拟合模型。结果表明:(1)随生境恶化(土壤水分降低),植物物种多度分布曲线变化减小,群落物种多样性、多度和群落盖度降低,常见种数减少。(2)选用的3类模型均可拟合荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局,统计模型和中性理论模型拟合效果均优于生态位模型。复合群落零和多项式模型对远离河岸的干旱沙地生境拟合效果最好;对数正态模型和泊松对数正态模型对洪水漫溢的河漫滩生境拟合效果最优;中性理论模型与统计模型无显著差异。初步推断中性过程在荒漠河岸林群落构建中发挥着主导作用,但模型拟合结果只能作为推断群落构建过程的必要非充分条件,不能排除生态位过程的潜在作用。

关键词：荒漠河岸林生境物种多度分布模型拟合生态过程群落构建机制

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恢复生态学的理论与研究进展

生态学报 2014年第15期34卷 4117-4124页

作者：任海王俊陆宏芳中国科学院华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650

简介了恢复生态学中常用的生态学原理,以及在其自身发展过程中产生的状态过渡模型及阈值、集合规则、参考生态系统、人为设计和自我设计、适应性恢复等理论;从生境、种群、群落、生态系统、景观尺度层面,以及将全球变化与人类干扰纳入... 详细信息

简介了恢复生态学中常用的生态学原理,以及在其自身发展过程中产生的状态过渡模型及阈值、集合规则、参考生态系统、人为设计和自我设计、适应性恢复等理论;从生境、种群、群落、生态系统、景观尺度层面,以及将全球变化与人类干扰纳入生态恢复范畴等方面介绍了恢复生态学的研究进展与主流认识。在此基础上,对恢复生态学的发展障碍与发展趋势进行了评述。

关键词：生态恢复状态过渡模型集合规则生态系统生态过程