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高山垫状植物的生态系统工程师效应研究进展

生态学杂志 2010年第6期29卷 1221-1227页

作者：何永涛石培礼闫巍中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨站北京100101

垫状植物是分布于高山地区的一类代表性植物,通常具有密致且一定面积的外表结构,因此其具有较强的改变周围微环境的能力:调控局部区域的最高和最低温度,增加土壤湿度和养分的有效性,降低风的侵蚀性。垫状植物对微环境的调节有利于其他... 详细信息

垫状植物是分布于高山地区的一类代表性植物,通常具有密致且一定面积的外表结构,因此其具有较强的改变周围微环境的能力:调控局部区域的最高和最低温度,增加土壤湿度和养分的有效性,降低风的侵蚀性。垫状植物对微环境的调节有利于其他高山植物的生存,从而可以提高群落中物种的丰富度和多样性,促进外来植物的生长,提高生态系统的功能,因此被称为高山地区的"生态系统工程师",这也是植物适应高山区域严酷生存条件的重要途径之一。垫状植物对其周围资源环境调节的程度及其作用的空间尺度是影响其生态系统工程师效应的主要因素,也是目前研究中的核心问题。

关键词：高山植物生态学垫状植物生态系统工程师微环境调控

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蚯蚓对土壤微生物及生物肥力的影响研究进展

应用生态学报 2015年第5期26卷 1579-1586页

作者：曹佳王冲皇彦纪丁戈楼屹中国农业大学资源与环境学院北京100193 生物多样性和有机农业北京市重点实验室北京100193

蚯蚓被称为"生态系统工程师",可以通过改善微生境(排粪、作穴、搅动)、提高有机物的表面积、直接取食、携带传播微生物等方式影响土壤微生物结构、组成和功能.蚯蚓活动形成的大孔隙(洞穴)、中、微空隙(排泄物)可以增加土壤孔隙度和通气... 详细信息

蚯蚓被称为"生态系统工程师",可以通过改善微生境(排粪、作穴、搅动)、提高有机物的表面积、直接取食、携带传播微生物等方式影响土壤微生物结构、组成和功能.蚯蚓活动形成的大孔隙(洞穴)、中、微空隙(排泄物)可以增加土壤孔隙度和通气性,有助于改善微生物微环境,促进其生长和繁殖.蚯蚓还通过取食、粉碎、混合等活动使复杂有机质转变为微生物可利用的形式,增加土壤微生物与有机质的接触面积,促进微生物对有机质的矿化作用,对土壤中碳、氮、磷养分循环等关键过程产生影响,最终促进土壤养分循环和周转速率,提高土壤生物肥力.

关键词：生态系统工程师土壤微生物养分循环土壤生物肥力

垫状植物在高山生态系统中的功能：格局与机制

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应用与环境生物学报 2013年第4期19卷 561-568页

作者：孟丰收石培礼闫巍何永涛中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学北京100049

垫状植物通常被认为是高山生态系统的基础种,具有生态系统工程师的功能,能改善非生物环境并进行生境塑造,对生物多样性维持和养分循环等具有重要作用.本文从高山环境特征出发,分析了垫状植物作为生态系统工程师对垫状体及其周边定居植... 详细信息

垫状植物通常被认为是高山生态系统的基础种,具有生态系统工程师的功能,能改善非生物环境并进行生境塑造,对生物多样性维持和养分循环等具有重要作用.本文从高山环境特征出发,分析了垫状植物作为生态系统工程师对垫状体及其周边定居植物的促进作用及其机制,评述了垫状植物在群落组织和生态系统过程中的关键功能.同时,还介绍了垫状植物促进作用随环境胁迫梯度的变化格局.最后,结合垫状植物作用的研究现状,提出了垫状植物的功能对物种响应气候变化、群落演替过程中种间关系转化及群落分布格局与过程等方面影响的研究方向.

关键词：垫状植物基础物种生态系统工程师促进作用高山生态学

蚯蚓对土壤温室气体排放的影响及机制研究进展

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土壤学报 2015年第6期52卷 1209-1225页

作者：卢明珠吕宪国管强武海涛中国科学院东北地理与农业生态研究所/湿地生态与环境重点实验室长春130102 中国科学院大学北京100049 吉林师范大学旅游与地理科学学院吉林四平136000

土壤是温室气体的重要源和汇。蚯蚓是土壤物质循环的重要参与者,能够直接或间接影响土壤CO2、N2O和CH4等温室气体的产生和释放。蚯蚓呼吸产生的CO2,是土壤呼吸的重要组成部分;蚯蚓自身肠道、分泌液、消化物和排泄物等微环境促进反硝化... 详细信息

土壤是温室气体的重要源和汇。蚯蚓是土壤物质循环的重要参与者,能够直接或间接影响土壤CO2、N2O和CH4等温室气体的产生和释放。蚯蚓呼吸产生的CO2,是土壤呼吸的重要组成部分;蚯蚓自身肠道、分泌液、消化物和排泄物等微环境促进反硝化过程释放N2O。蚯蚓还通过取食、掘穴、排泄等活动,改变土壤理化性质、微生物组成和活性及其他土壤动物的组成,影响地上植物生长,调节土壤分解、矿化、硝化、反硝化和甲烷生成及氧化等生态过程,间接影响土壤温室气体的排放。蚯蚓对土壤温室气体排放的影响逐渐受到重视,但目前研究仍以室内培养和单因子环境条件的模拟为主,缺少野外原位实验和多环境因子的交互实验研究。长期监测和同位素示踪技术,是深入探讨蚯蚓影响温室气体排放机制的重要手段。温室气体类型上,CO2和N2O是研究热点,CH4研究比较罕见。未来研究,应重视不同生态类群蚯蚓与土壤理化特征、微生物组成、其他类群土壤动物和地上植物间的交互作用,加强机制研究,并关注土壤污染环境下蚯蚓功能性状的变化;综合评价蚯蚓对土壤温室气体排放和土壤碳氮固定的影响,科学评估蚯蚓活动对土壤碳氮释放的促进或减缓作用。

关键词：土壤动物生态系统工程师 N2O CH4 土壤过程

入侵物种对滨海湿地生态系统的生物地貌影响综述

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北京师范大学学报（自然科学版） 2018年第1期54卷 73-80页

作者：宁中华谢湉刘泽正马旭邱冬冬崔保山北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875

入侵物种作为生态系统工程师对滨海湿地生态系统具有显著的生物地貌影响.基于文献调研,以入侵物种与生物地貌的内涵与发展为切入点,总结了入侵物种的生物地貌作用机制与类型,综述了入侵植物、动物对滨海湿地生态系统的生物地貌影响、生... 详细信息

入侵物种作为生态系统工程师对滨海湿地生态系统具有显著的生物地貌影响.基于文献调研,以入侵物种与生物地貌的内涵与发展为切入点,总结了入侵物种的生物地貌作用机制与类型,综述了入侵植物、动物对滨海湿地生态系统的生物地貌影响、生态后果及其对生态修复与管理的启示,并结合当前研究现状展望了未来的研究趋势.一方面,该研究有助于系统认识入侵物种生物地貌效应的重要性及其研究进展;另一方面,聚焦于入侵物种生物地貌影响的生态后果,可为滨海湿地的生态修复与管理提供借鉴与指导.

关键词：入侵物种生态系统工程师滨海湿地生物地貌过程景观变换协同进化

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河口海岸潮滩蟹类生物扰动行为过程研究进展

海洋科学 2021年第10期45卷 113-122页

作者：陈雪贺强辛沛龚政周曾张长宽河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 复旦大学生命科学学院上海200438 河海大学水利水电学院江苏南京210098

河口海岸潮滩是具有较高生物生产力和生物多样性的生态系统。蟹类作为一种典型的生态系统工程师,分布广泛、种类繁多,可影响整个潮滩生态系统的物质与能量循环。蟹类的分布与盐度、淹水时长、湿度、温度、底质等非生物因子有关,也与植... 详细信息

河口海岸潮滩是具有较高生物生产力和生物多样性的生态系统。蟹类作为一种典型的生态系统工程师,分布广泛、种类繁多,可影响整个潮滩生态系统的物质与能量循环。蟹类的分布与盐度、淹水时长、湿度、温度、底质等非生物因子有关,也与植被、捕食作用、种内种间竞争等生物因子和人类活动有关。蟹类挖掘洞穴,形成了优先排水通道,增加了土壤蒸发速率,改变了孔隙水循环以及土壤的物理化学性质,进而可影响潮滩泥沙稳定性以及微地貌形态,甚至会影响中长期潮滩地貌演变。目前,蟹类对于沉积物稳定性、泥沙输运规律、微地貌演变的影响依然有待深入研究,有必要开展中长期现场观测和试验、多因子驱动下系统演变数值模拟以及综合分析,推动相关研究从定性向定量层面迈进。

关键词：生物扰动泥沙输运动力地貌蟹类生态系统工程师

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)及对其种群的人工控制对高寒草原鸟类群落结构的影响

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Journal of Resources and Ecology 2023年第1期14卷 46-56页

作者： JOSEPH P.LAMBERT JOHANNA V.HARTMANN 时坤 PHILIP RIORDAN 北京林业大学生态与自然保护学院野生动物研究所北京100083 南安普顿大学生物学院英国南安普顿SO171BJ Marwell Wildlife 英国温切斯特罕布什尔SO211JH 陆桥生态中心北京100083

中国的青藏高原地区是鸟类保护的重要区域,也是许多特有种和濒危物种赖以繁衍、栖息的家园。在全球范围内,群居穴居哺乳动物的存在对生活在干旱草原生态系统中的鸟类的种群结构都有着至关重要的影响。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)便是... 详细信息

中国的青藏高原地区是鸟类保护的重要区域,也是许多特有种和濒危物种赖以繁衍、栖息的家园。在全球范围内,群居穴居哺乳动物的存在对生活在干旱草原生态系统中的鸟类的种群结构都有着至关重要的影响。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)便是其中的代表物种之一,其集群筑巢的行为为青藏高原地区的许多鸟类提供了丰富的生存资源。然而,鼠兔被当地牧民视作有害物种,并被列为人工灭杀的目标物种之一,鼠兔种群的急剧下降可能对当地鸟类群落造成显著影响。本研究在甘肃盐池湾国家级自然保护区开展了鸟类群落调查,旨在研究鸟类群落结构的差异与鼠兔洞穴群存在与否的关系。为此,本研究将调查点按照鼠兔洞穴的有(群落中)无(群落外),以及鼠兔群落是否已被灭杀进行分类。综合运用非度量多维标定法(NMDS)、置换多元方差分析(PERMANOVA),以及秩和检验(Wilcoxon rank-sum tests)进行分析,结果显示,分布在鼠兔群落已被灭杀和未被灭杀的调查点的鸟类群落在结构上不存在显著差异。另一方面,本研究在“群落中”和“群落外”观测到的鸟类群落结构则存在显著的差异,且此差异具有统计学意义。在有鼠兔集群的调查点中观测到了10个物种,而只有角百灵(Eremophila alpestris)被持续观测到出现在“群落外”。有6个物种在“群落中”的物种多度显著高于“群落外”。虽然本研究结果无法证实盐池湾地区开展的鼠兔种群控制行动直接改变了当地鸟类群落的结构,但鼠兔群落的存在无疑为鸟类提供了不可或缺的生存资源。

关键词：鸟类群落生态学生态系统工程师高原鼠兔青藏高原

基质类型对牡蛎附着、生长、种群建立及礁体发育的影响

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基质类型对牡蛎附着、生长、种群建立及礁体发育的影响

作者：范瑞良上海海洋大学

学位级别：硕士

牡蛎礁被喻为温带地区的“珊瑚礁”,在净化水体、提供鱼类生境以及维持生物多样性等方面均具有重要的生态功能。由于自然灾害和人为因素的影响,其存在面积逐渐减少。当前,牡蛎礁恢复成为养护近岸渔业资源以及修复近岸水域生态系统的重... 详细信息

牡蛎礁被喻为温带地区的“珊瑚礁”,在净化水体、提供鱼类生境以及维持生物多样性等方面均具有重要的生态功能。由于自然灾害和人为因素的影响,其存在面积逐渐减少。当前,牡蛎礁恢复成为养护近岸渔业资源以及修复近岸水域生态系统的重要手段之一。成功和可持续的牡蛎礁修复依赖于合适的基质材料,其既要容易获得并且能促进牡蛎的长期繁殖和生长。牡蛎礁恢复中最常用的基质是牡蛎壳,但其资源量不足限制着牡蛎礁恢复工程的大规模实施,因此筛选适合于牡蛎附着生长的替代基质成为牡蛎礁恢复中迫切需要解决的关键技术之一。野外观测和室内实验均发现,含钙基质对牡蛎幼体附着具有明显的诱导效应。但目前学术界仍不清楚钙元素对牡蛎幼体附着的诱导机制,以及不同钙赋存形态对牡蛎幼体附着的诱导效果是否存在显著差异?是否基质钙含量越高,牡蛎幼体附着的诱导效果越好?是否存在诱导效应的阀值?对此,本研究通过下列3个实验检验了这些假设。实验1:基质中钙赋存形态对太平洋牡蛎幼虫附着的诱导效应.为探讨基质中钙赋存形态对牡蛎幼虫附着的诱导效应,本研究设计3因子随机区组实验,检验实验基质钙含量、钙赋存形态及海水中牡蛎幼虫丰度对基质上太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)稚贝附着效果(密度和壳高)的影响。结果表明,在3个因子中,实验基质钙含量对附着稚贝密度和壳高的影响不显著(P>0.05),而其它2个因子(钙赋存形态和海水中牡蛎幼虫丰度)均显著影响着基质上附着牡蛎稚贝的密度和壳高(P碳酸钙=硫酸钙(P0.05),幼虫丰度显著影响附着稚贝的壳高(P生态相关的时间尺度的可持续实践。本研究检查四种类型基质(牡蛎壳,蛤壳,石灰石和粘土砖)对中国象山港熊本牡蛎(Crassostrea sikamea)和相关大型底栖动物在3年期间种群数量统计的影响。在前两年,与石灰石和粘土砖相比,牡蛎壳和蛤壳具有相似的高牡蛎繁殖量和丰度。然而,在3年后,所有类型基质最终均具有相似的牡蛎丰度和尺寸。关于基质的结构复杂性(重量和体积)存在类似的趋势,并且在实验开始时的任何差异到最后不再显现;礁体培育的所有阶段,四种类型基质中定栖的大型底栖生物的丰度和群落结构没有差异。这些结果表明,在中国,不同类型的基质可用于超过2年时限项目的牡蛎礁修复。随着结构复杂性和大型动物群落活力的增加,这些修复的礁体预期可以支持牡蛎群体的生存和自我维持。在中国使用熊本牡蛎进行礁体修复的实践者利用当地材料作为牡蛎附着基质,并期待在牡蛎充分繁殖和捕食、沉降等其他影响因子低的情况下取得成功。研究结果对于牡蛎礁恢复中替代基质材料的筛选及牡蛎养殖均具有重要的理论和现实意义,从而为牡蛎礁恢复工程的设计与实施提供理论依据。

关键词：牡蛎礁生态恢复附着生态系统工程师种群动态生态系统服务

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天津厚蟹对翅碱蓬湿地的生物扰动作用

天津厚蟹对翅碱蓬湿地的生物扰动作用

作者：马骏大连海洋大学

学位级别：硕士

天津厚蟹往往成为北方滨海湿地的优势种,尤其在河口区营养物质丰富地区,其生物量和生态作用巨大,天津厚蟹通过掘穴和摄食对景观格局造成长远影响。本研究选择辽河口典型翅碱蓬湿地区,以中国北方沿海湿地大量分布的天津厚蟹和翅碱蓬为研... 详细信息

天津厚蟹往往成为北方滨海湿地的优势种,尤其在河口区营养物质丰富地区,其生物量和生态作用巨大,天津厚蟹通过掘穴和摄食对景观格局造成长远影响。本研究选择辽河口典型翅碱蓬湿地区,以中国北方沿海湿地大量分布的天津厚蟹和翅碱蓬为研究对象,通过野外实地调查取样和室内分析测试,初步研究了天津厚蟹的行为特征及对翅碱蓬湿地的生物扰动机制。调查研究天津厚蟹和翅碱蓬的种群分布,研究了天津厚蟹的胃含物特征、洞穴形态和生物沉降作用,通过以上研究,评估天津厚蟹对沿海湿地尤其是翅碱蓬生物群落的生物扰动作用,探讨天津厚蟹和翅碱蓬的生态互作。本论文通过野外调查、实地录像、室内模拟实验等一系列实验方法,研究了盘锦红海滩地区蟹类的生物扰动效应和对于翅碱蓬生存状态的影响。主要结果如下:1)为了解盘锦红海滩优势蟹天津厚蟹对翅碱蓬的摄食作用,实地和室内人工模拟了天津厚蟹对翅碱蓬的摄食。研究发现天津厚蟹通过颚足摄食,实地胃容物镜检发现翅碱蓬呈糜烂状植物残留物;体型大小对摄食量无明显影响,通过室内模拟对绿色翅碱蓬植株的摄食发现摄食强度随机性较强,并通过第一颚足对翅碱蓬嫩芽产生机械性破坏,野外观察到春季天津厚蟹对翅碱蓬嫩芽的破坏与摄食;室内模拟实验证明在红绿色翅碱蓬植株中厚蟹一般对绿色翅碱蓬有优先摄食行为。总体来说,天津厚蟹对红海滩地区翅碱蓬的摄食作用不明显,不是红海滩退化的主要原因。2)对位于盘锦红海滩地区的天津厚蟹及翅碱蓬的生态调查发现,天津厚蟹幼体生长速度快,形态参数特征显著,雌雄性比2.08,天津厚蟹相互间争斗主要发生在不同性别之间,并出现死亡情况。翅碱蓬植株在四月初开始生长,七月至九月长势明显。在七月初翅碱蓬快速增长时期,繁盛区株密度约为退化区的三倍。部分严重退化区域的翅碱蓬人工种植效果不显著。3)不同景观下天津厚蟹和翅碱蓬的种群分布不同。本实验选取六种不同类型的湿地生境,分别为潮沟、裸地、泥滩、芦苇区、翅碱蓬繁盛区和退化区,通过环氧树脂浇筑法研究了洞穴形态在裸地区和翅碱蓬区的差异。天津厚蟹的洞穴形态受到土壤性质,水分和其他环境条件的影响较明显。天津厚蟹建造和维持半永久的近乎垂直的洞穴,随水线、潮沟的位置、植被群落的不同而变化。在盘锦红海滩湿地景区中,翅碱蓬区域的洞穴密度高,但各个洞穴的长宽比例,体积和分支数较低,裸地区域的洞穴则相反。由于裸地区域的含水量少,天津厚蟹在洞穴底端会挖出体积较大的蓄水部分。裸地中的天津厚蟹洞穴比翅碱蓬种群中具有更大的体积,纵深和长宽比例,以及更大的弯曲度,来抵御鸟类的捕食。进一步的分析表明,植物的根系对天津厚蟹洞穴形态作用明显。4)天津厚蟹通过生物扰动可能对底质的改良起到积极作用。本文阐明了天津厚蟹通过生物扰动带出大量底质,增进表层与底质间的交换,增加有机物能量,促进生物沉积,促进土壤肥力,并有可能通过搬运底泥对于降滩起到一定积极效果。通过掘出物与自然沉降速率的差值,计算出每年天津厚蟹掘穴降滩高度约为15.03mm,平均周转时间为271.14天。天津厚蟹的掘穴作用为改良湿地环境,甚至可能促进翅碱蓬种群蔓延和潮沟的发育。综上所述,红海滩湿地中的生态系统工程师天津厚蟹不但不是翅碱蓬大面积退化的主要原因,而且通过生物扰动作用降低泥滩中土壤的含盐量、提高含水量、促进物质分解等促进底质健康;建群种翅碱蓬植株能够保护天津厚蟹抵御天敌的捕食,缓解潮水对洞穴的侵蚀,又通过地下根蔓延影响天津厚蟹洞穴的分布密度和大小组成,间接影响田间竞争者。红海滩上两种优势种的生态互作可总结为互利共生。

关键词：天津厚蟹翅碱蓬生态系统工程师生物扰动自然沉积掘出物