农田杂草群落生态位研究意义及进展

20世纪90年代,生态位已经成为生态学的一个重要概念。生态位不仅与物种多样性、物种竞争密切相关,而且还与群落结构和功能及演替与物种进化、群落物种积聚原理有关。文中阐述了生态位研究的重要意义,即研究农田杂草生态位,可以预测杂草群落演替,提高农田生态系统中气候、营养等资源的优化利用率;指导农业生产实践,从而减少投入、降低成本;推动生态位研究领域的积极发展。还总结了近几年农田杂草生态位研究的重要进展,并对未来的研究提出了展望。     

滨海湿地互花米草入侵的生态水文学机制研究进展

滨海湿地具有重要的生态服务功能和经济价值,互花米草入侵已经对滨海湿地生态系统产生巨大影响。为深入理解滨海湿地生态系统植被演替过程与水盐梯度等环境因子的耦合关系,完善滨海湿地生态水文学的研究内容和方法,为滨海湿地互花米草生态防治以及滨海湿地生态系统的保护和管理提供科学参考,本文针对水文因子和土壤盐分对互花米草的影响及其生理生态响应、水盐梯度下互花米草的空间格局与生物量反演,以及互花米草的生态格局模拟和预测等方面的国内外相关研究进展进行了梳理和展望。主要结论包括：①水盐梯度决定着互花米草的生理生态特征、物种分布和演替格局;②随着遥感技术的不断发展和地理信息系统技术的不断完善,关于群落尺度上互花米草的空间动态研究也越来越趋向于精确化;③群落尺度上的互花米草格局动态及其生态水文驱动机制的量化将成为今后的研究热点;④在对互花米草空间格局进行预测和模拟时,需综合考虑滨海湿地水动力学过程、植物生理学过程、地形生态演化等过程。     

热带次生林演替过程中环境因子对物种多样性的影响

为了解热带森林次生演替的群落环境特征变化对植物多样性的影响,以两种不同演替阶段的热带滨海次生林群落为研究对象,采用两种非参数检验以及Kendall秩相关分析的方法,对两群落内部的环境因子及其对植物多样性、均匀度以及物种周转率的影响进行研究。结果表明:各环境因子在群落间和群落内均存在差异。在热带常绿季雨林(TEMF)、灌木林(SHR)内,光合有效辐射(PAR)对物种多样性和周转率有显著影响。在两个群落内,土壤相对湿度对物种分布均起到重要影响,对SHR中物种分布的影响更强。在TEMF中,土壤温度、坡度及坡位对物种多样性和周转率限制显著;在SHR中,空气相对湿度成为限制物种分布的主要环境因子。     

元谋干热河谷植物生态位特征研究

采用样方法对云南元谋干热河谷区20个物种的30块样地进行调查研究,并计算了物种的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值.结果表明,扭黄茅(Heteropogon contortus)是干热河谷区的主要优势种,其重要值和生态位宽度最大,分别为0.81和0.938.扭黄茅与其他物种的生态位相似性比例相对较低,生态位重叠值也较小,相反,生态位宽度较小的物种之间生态位重叠值和生态位相似性比例较高.在植被演替过程中,生态位较小的物种容易被替代.     

侵蚀环境退耕撂荒地植物种群演变动态研究

以侵蚀环境不同年限的撂荒地为研究对象,研究撂荒后植物种群生态结构演变过程,结果表明,退耕撂荒后植被演替恢复过程可划分为:先锋植物物种期(1~5 a),物种渐繁荣期(6~8 a),物种鼎盛期(9~13a),物种准稳定期(13~20 a)、物种相对稳定期(20~30 a)和灌木先锋物种入侵期(30~50 a)。其中先锋植物物种期以茵陈蒿、苦买菜、猪毛菜为关键种;物种渐繁荣期以委陵菜、阿尔泰狗哇花和隐子草为关键种;物种鼎盛期多物种共存,关键种不明显;物种准稳定期以长芒草、铁杆蒿和达乌里胡枝子为关键种;物种相对稳定期以铁杆蒿、达乌里胡枝子为关键种;灌木先锋物种主要有杠柳、木本铁线莲、绣线菊等。在植被恢复过程中,先锋植物物种在演替初期先增多,而后逐渐减少,到演替中后期时演变为偶见种或从群落中基本消失;而一些过渡指示物种,其地上生物量大多呈升——降的变化趋势;群落稳定优势种的地上生物量呈持续增大的演变趋势,它们在群落中的重要性也是越来越大。而演替中的过渡优势种的地上生物量的演变趋势为单峰曲线,它们在群落中的重要性同样经历了一个由升到降的演变过程。同时,退耕撂荒地植被演替中,大多数先锋植物的生态位宽度较窄,分布范围较小,是生态特化种;但优势先锋植物,生态位宽度却较大,分布范围极广,是生态泛化种。与之相对应的演替中后期过渡优势种或稳定优势种,生态位宽度则较窄,分布范围不及优势先锋植物,是生态相对泛化种。退耕撂荒地植被演替中植物种群的替代是通过物种的生态适应性和种间竞争来实现的。     

玉龙雪山白水1号冰川退缩迹地的植被演替

运用空间代替时间,野外调查和因子分析的方法,研究了自小冰期最盛时以来的玉龙雪山白水1号冰川裸地的植被演替各个阶段的植物群落组成及其数量特征,演替过程中植被类型的变化及其解释,小冰期冰碛垄年龄的估测这3个主要内容.累计调查的55个样方中共出现91种植物,已鉴定出63个种,分属于28个科,46个属,双子叶植物居多,包括乔木、灌木和草本3种生活型的植物.通过统计分析各个演替阶段植物群落的数量特征,揭示出各个阶段植物群落的组成及其替代规律,即:在白水1号冰川末端近250a的退缩迹地上经历了裸地-草本-灌木-乔木的发展阶段.从生态位理论方面来看,这是由于不同物种的生态位及适应性都是不同的,所以构成了不同演替阶段的各自迥异的植物群落,优势种往往是那些生态位比较宽、适应性较强,能在多个演替阶段出现的物种.演替就是朝着生态位不断分化,能够最大限度利用资源的方向发展,其中物种的替代过程实质上就是在生态位不断的分化与接近,激烈的种内与种间竞争的过程中进行着的.基于此通过综合分析海螺沟与玉龙雪山的地理区位特征,气候状况,植被演替过程以及玉龙雪山地区相关的树轮方面的资料,来尝试着估测白水1号冰川小冰期终碛垄的年龄大约在170-250a之间.     

黄河三角洲湿地两岸植被特征分析

为了研究黄河两岸植被的差异性,更好的了解黄河三角洲湿地的植被资源,在黄河两岸分别选取较为典型的地区,采用样方法进行调查.研究发现:黄河北岸的物种多样性略高于南岸.根据重要值、生态位宽度以及生态位重叠几个指标的计算,可以看出芦苇在两岸的群落中占有重要的地位,为两岸调查区域内的群落主要构建种.黄河北岸的植被主要以盐生植被为主,由于在黄河南岸实施恢复工程,南岸的植被中则出现了香蒲等物种,代表了黄河三角洲湿地植被演替的一个方向.     

物种分布模型理论研究进展

利用物种分布模型估计物种的真实和潜在分布区,已成为区域生态学与生物地理学中非常活跃的研究领域。然而,到目前为止,这项技术的理论基础仍然存在不足之处,一些关键的生态过程未能被有效纳入到物种分布模型的理论框架中,从而为解释物种分布模型预测的结果带来了诸多困惑。鉴于此, 总结了物种分布模型的理论基础;系统探讨了物种分布模型与物种分布区的关系;特别指出了物种分布模型研究中存在的理论问题;重点阐述了物种分布模型未来的发展方向。研究认为,物种分布模型与生态位理论、源-库理论、种群动态理论、集合种群理论、进化理论等具有重要的联系;正确理解物种分布模型的预测结果与物种分布区的关系,有赖于对影响物种分布的3个主要因素(环境条件、物种相互作用与物种迁移能力)做出定量的分离;目前物种分布模型主要存在的问题是未能将物种的相互作用和物种的迁移能力有效纳入到模型的构建过程中;未来物种分布模型的发展应该加强模型背后理论框架的研究,并进一步加强整合物种相互作用过程、种群动态过程、迁移过程和物种进化过程等内容。研究还认为,从更高的理论层次模拟功能群和群落结构将是未来物种分布模型的重要发展方向。     

长白山典型天然林不同演替阶段物种多样性和结构多样性对生产力影响

  目的  深入探讨物种多样性和结构多样性与生产力关系是科学提高森林生物多样性和生产力的重要前提,对森林经营具有一定的理论指导意义。本研究以长白山3块典型森林群落为研究对象,试图分析处于不同演替阶段的森林群落物种多样性和结构多样性与生产力之间的关系。  方法  利用长白山次生杨桦林、次生针阔混交林和原始椴树红松林代表群落演替的早、中、晚期,分别构建多元线性回归模型比较各个多样性指标与生产力的相关性,在此基础上选择表示物种多样性和结构多样性的最优指标,进而建立结构方程模型比较物种多样性和结构多样性对生产力影响的相对重要性。  结果  研究结果表明:演替早期,物种丰富度和胸径均匀度与生产力关系最为显著,二者对生产力的影响作用近似,但作用力不强;在演替中期,物种丰富度和胸径香农指数与生产力关系最为显著,二者均对生产力具有促进作用,且物种多样性对生产力的作用比结构多样性更强;演替晚期,物种多样性和结构多样性均与生产力没有显著的相关关系。  结论  长白山天然林群落物种多样性和结构多样性与生产力之间的关系与演替阶段有关,演替中期生态位互补作用显著,通过物种多样化组合和结构优化有助于促进群落生产力提升。      

棉花和芦苇光合特性、环境适应策略及固碳效应比较研究

[目的]通过对艾比湖流域典型棉花和芦苇群落光合生理指标进行测定,比较二者的光合特性、光合适应策略及C02固定,为深入分析干旱环境对植物个体尺度的生理生态过程的影响提供参考.[方法]利用Li-6400便携式光合测定系统测定农田作物棉花和非农田植物芦苇光合特性,通过非直角双曲线模型拟合光响应曲线;采用主成分法和通径分析法解释生理生态因子对光合速率的影响,揭示两种典型植物的光合特性差异及其适应干旱环境的策略.[结果]光响应曲线在光强为1 600 μmols/(m2·s)时,棉花的最大光合速率是26.8 μmolCO2/(m2·s),芦苇的最大光合速率30.OμmolCO2/(m2·s).棉花、芦苇光合特性变量中叶片温度(P =0.952)差异极不显著,水分利用效率(P =0.630)无显著差异,光合速率(P=0.005)、气孔导度(P=0.000 3)和蒸腾速率(P =0.019)存在显著性差异.综合主成分分析和通径分析表明生态因子中空气湿度是两种植物最主要的限制因子;生理因子中,棉花的最主要决策因子为蒸腾速率;芦苇的最主要决策因子为气孔导度.[结论](1)两种植物光合速率、气孔导度、蒸腾速率存在极显著差异;(2)限制两种植物光合速率的主要生态因子均为空气相对湿度;(3)影响棉花的为蒸腾速率,限制因子为叶片温度,芦苇的则为气孔导度,限制因子为蒸腾速率;(4)水分利用策略棉花为保守型,芦苇为挥霍型;(5)棉花具有很好的固碳能力,但随季节和土壤环境的改变而降低;而芦苇保持一定的固碳能力随季节变化不明显.     

基于生态位适宜度的土地生态状况评价——以河南商丘市为例

以行政村为评价单元,基于生态位理论,从土地生态状况的需求生态位和现实生态位的耦合关系,构建土地生态状况适宜度模型,并利用ARCGIS软件对河南省商丘市土地生态状况进行评估.结果表明,不同地区的土地生态状况有所差异,其中,虞城县除中部地区、睢县除中部地区、宁陵县除中部地区、夏邑县西北部和永城市南部土地生态状况为优级;夏邑县东南部、永城市东北部、民权县和柘城县大部分地区土地生态状况为良级;土地生态状况中等的有梁园区和睢阳区;各个县区的中部地区土地生态状况一般或者差.土壤污染状况和人口密度是影响土地生态状况的主要因素.     

自然保护区周边社区居民生计状况的生态位适宜度评价

将生态位适宜度理论引入到自然保护区周边社区居民生计可持续发展的定量评价中,并据此构建可持续生计的生态位适宜度模型。利用该模型选取多项能够反映现实生态位与最佳生态位之间耦合度的单项指标,构成经济生态位、社会生态位、环境生态位三大类独立的评价指标,用以评价自然保护区周边社区居民生计的可持续性。以白水江自然保护区周边2个社区为例,通过计算生态位适宜度,判断居民生计状况和生计的可持续性,并综合当地资源、环境、经济与社会条件,验证了生态位适宜度方法在评价居民生计状况方面的可行性。     

万木林木荷群落优势种的生态位

以群落组成类型资源轴上取样地段为一维资源状态,以重要值为生态位计测的资源状态指标,对木荷群落中的11个优势树种进行了生态位的计测和分析。结果表明:木荷具有较大的生态位宽度值,具有一定的稳定性;各优势树种,均表现出一定程度的对环境适应的相似性和生态位重叠。这从一个侧面反映了森林生态系统演替趋势,从而为木荷林的保护、群落结构与动态预测等提供科学依据。     

棉铃虫对久效磷抗性和敏感性品系的生物适合度

通过构建种群生命表，观察比较了棉铃虫[Helicoverpa armigera (Huebner)]对久效磷抗性品系和敏感性品系的一系列生长发育和繁殖特征。结果表明，两品系的适合度差异显著。相对于敏感品系，抗性品系生长发育上表现为幼虫期和蛹期延长，蛹重减轻，化蛹率和羽化率降低；繁殖上表现为交本配率、产卵量和卵孵化率降低。用种群数量趋势指数（I）来确定两个品系的相对适合度，抗性品系对敏感品系的相对适合度仅为0．14。认为这是生产上棉铃虫对有磷的抗性发展较慢的原因之一。     

茂兰喀斯特森林不同演替阶段优势乔木种群生态位研究

以贵州茂兰国家级喀斯特森林自然保护区3个演替阶段的乔木层优势种群为研究对象,通过典型样方调査,运用Levins和Pianka公式计算各种群生态位宽度和生态位重叠值.结果表明:樟叶槭、革叶铁榄、翅荚香槐、石岩枫、齿叶黄皮、皱叶海桐、狭叶润楠7个种群生态位宽度较大,在3个演替阶段均有出现.樟叶槭、石岩枫和齿叶黄皮分别是演替早期、演替中期和演替晚期的优势种群,具有最大的生态位宽度.演替早期重叠值大于0.70的种对有55对,而演替晚期重叠值大于0.70的种对有98对,表明随着演替的进展,种群的生态位重叠增强.在演替过程中生态位宽度与生态位重叠之间的关系复杂,生态位宽度呈下降趋势而生态位重叠值呈上升趋势,二者间没有相关性.     

淹水培养过程中水稻土地杆菌科微生物群落结构变化特征

采用淹水非种植水稻土微环境模式系统,对水稻土进行1h和1、5、10、20、30d淹水培养,利用PCR-DGGE技术检测、多元统计分析淹水培养过程中地杆菌科微生物的群落结构和多样性变化规律及其影响因子。结果表明,淹水培养过程中地杆菌科微生物群落结构发生了明显的演替性变化:由r-对策优势种群演替至k-对策优势种群,且群落结构由不稳定向稳定演变(培养1h和1d处理间相似性最低,群落结构变化最大,20d和30d处理间相似性最高,群落结构变化最小);该过程中,地杆菌科微生物物种丰富度指数和Shannon-Weiner指数在1h处理中均为最小,5d处理的最大;CCA相关性分析表明,淹水培养过程中Fe(Ⅱ)浓度与群落结构多样性指数呈正相关,证实该类微生物对于异化铁还原能力具有重要作用;测序结果表明,19个优势DGGE条带与来自水稻土中的未培养地杆菌科微生物亲缘关系相近。     

福建北部马尾松群落生态位的研究

福建北部的马尾松林分布广，马尾松又是次生演替的先锋树种。本文采用定量分析方法，对马尾松群落生态位进行了研究。通过不同群落类型、不同海拔分布替代多维生态因子变化，调查样方替代资源位，以此计测群落各层主要种的生态位宽度与生态位重叠值。研究表明：通过定量的生态位分析，结果与自然规律相符合，有一定适用性，能作为进一步研究福建北部马尾松群落稳定性、演替、空间分布格局的理论基础，并对生产实践具有一定参考价值．     

基于个体植物生长模型的森林动态演替模拟

森林动态演替过程的计算模拟历来是森林生态学中的一个重要问题。不同于传统宏观式的模拟思路,本文提出了一种基于个体植物生长模型、自下而上的模拟方法。首先构建了参数化的个体植物生长模型,模型中考虑了植物内部属性、外部环境、邻域竞争3种对植物生长有影响的因素,综合模拟出植物在不同环境状况下的生长变化情况。在此基础上,对构成一片森林的大量植物个体进行遍历式、迭代化的计算,从而模拟出整片森林区域的生长演替现象。实验结果表明,本文方法可以模拟出植被在复杂外部环境影响下的动态变化效果,可表现出自然稀疏、物种竞争、物种演替等多种典型的植被演替现象。      

空间生态位的分析方法在森林资源评价中的应用

文章选择黑龙江省东部典型天然次生林和接近原始阔叶红松林两个区域的森林类型,采用空间生态位理论的分析方法,对组成这两个森林群落类型的主要种群的空间生态位宽度和地理矩进行了定量测定。并对森林资源进行了空间生态位的划分。从而反映出森林群落的演替动态及趋势。结果表明：在帽儿山次生林区,生态位宽度最大的是色木械,榆树,水曲柳和黄波罗等硬阔叶树种,白桦,山杨等软阔叶树种的生态位宽度正在缩小。森林群落进入了以硬     

抗蚜威在黄瓜果实中的消解动态数学模型

采用气相色谱法测定抗蚜威在黄瓜果实中的残留量数据,建立指数负增长函数模型、Rayleigh动态模型、灰色预测GM(1,1)模型等不同类型的数学模型,然后对其进行拟合度检验,结果表明:灰色预测GM(1,1)模型的预测拟合度最好,农药在生态环境中的降解过程是一个典型的灰色系统,应用灰色预测GM(1,1)模型可以很好地模拟抗蚜威在生态环境中的残留消解动态.