生物多样性与生态系统功能的关系研究进展

在国内外研究生物多样性与生态系统功能的关系基础上 ,系统分析了物种多样性与生产力之间相互作用关系及其影响因子 ,探讨了生物多样性与稳定性的关系。     

生物多样性与生态农业

根据数十年在云南所做的试验以及目前国际研究动态，阐述了生物多样性与生态农业之间的关系，生物多样性与农业生态系统的诸多功能如生产力、稳定性及病虫害发生等有密切的关系，故生物多样性对生态农业及农业可持续发展具有极其重要的意义。     

生态农业景观与生物多样性保护及生态服务维持*

现代集约化的农业生产极大地改变农业景观生物多样性状况及生态系统服务功能,进而影响到农业可持续发展。大量研究显示,农业生态系统中物种多样性维持、害虫控制、传花授粉等生态系统服务功能受到景观结构的影响,仅仅改变集约化的生产方式,并不足以促进生物多样性的恢复及生态系统服务的维持,尚需考虑景观结构的调整和管理。从不同尺度上优化景观要素的空间配置和景观管理方式、建设生态农业景观成为促进农业景观生态系统服务功能维持、保护生物多样性和农业可持续发展的重要措施,具体包括:1)在区域和景观尺度上合理规划和配置种植区域和非种植区域以确保生态安全与稳定性;2)在地块间尺度保护、建设和管理甲虫带、野花带等生态设施,为农业生产提供必要生态系统服务;3)在地块内尺度通过多样化的种植和优化管理措施以获取农业生产和自然保护之间的平衡;4)整合景观规划设计与生态循环工程以促进农业景观资源的高效利用。     

生物多样性与种群数量动态研究中的几个问题探讨

探讨了生物多样性与种群数量动态研究中的几个问题。植物多样性影响害虫种群动态的生态学机制主要有天敌假说和资源集中假说 ,而集合种群动态研究中数学模型一直起主导作用 ,这一理论对景观生态学和保护生物学的研究均具有重要意义。扰动在不同连续状态下通过产生缀块的时空镶嵌在构建生态系统过程中发挥主要作用 ,且中等干扰程度能保持高的多样性。遗传多样性研究所经历的形态学水平、染色体水平、生理生化水平和分子水平 4个阶段研究方法各有其优缺点且不能互相替代。对生物多样性保护的研究可增加不同范围内生物多样性 ,提高种群和生态系统功能的稳定性。     

陆地生态系统稳定性空间格局及影响机制研究综述

稳定性是生态系统保持或恢复自身结构和功能的能力,是维持生态系统服务功能的关键。近年来全球植被稳定性面临重大威胁,生态系统稳定性的研究逐步成为生态学的热点问题。本文综述了稳定性的定义、空间格局及其影响机制,指出了当前研究存在的问题,并对未来发展提出展望。目前研究发现,生态系统稳定性是一个多维结构,主要包括抵抗力、恢复力和时间稳定性三个方面。稳定性及其影响机制具有很强的空间异质性与尺度依赖性,主要表现为在站点尺度由生物多样性等生物因素控制,而在区域及全球尺度则由温度、降水、辐射等非生物因素控制。目前植被稳定性的研究中尚存在数据源噪声难以去除,量化方法未标准化等问题。未来稳定性的研究可逐步由站点等局部尺度向区域、大陆等全局尺度扩展,并形成标准化的稳定性评估方法。     

植物多样性对土壤动物影响的研究进展

生物多样性与生态系统功能一直是生态学研究的一个热点。近些年来的研究表明,植物多样性除了影响陆地生态系统地上部分的初级生产力等生态系统功能,还会间接影响地下生物多样性及土壤生态系统过程。本文概述了植物多样性对土壤动物的影响及其主要机制,归纳了植物多样性通过改变输入土壤中的资源数量与资源多样性、微生境结构、土壤环境因子等影响土壤动物的途径。目前关于土壤动物群落对植物多样性的响应仍存在很多问题和争议,本文总结了需要进一步深入研究的方向,特别指出了要加强研究影响植物多样性与土壤动物关系的生物与非生物因子、后续的生态效应和反馈、不同机制和途径的贡献定量化等。     

农业景观异质性对生物多样性及其 生态系统服务的影响

农业景观中生物多样性具有特殊重要的意义,本文首先综述了农业景观异质性的组成和特征。农业景观的异质性不仅包括空间组成和构型异质性以及时间异质性,更应包括基于物种或功能类群认识的农业景观功能异质性,这对于讨论景观异质性与生物多样性的关系十分关键。纵览景观空间异质性和时间异质性对生物多样性的多尺度影响发现,很多研究证实非农生境对于维持农业景观中生物多样性十分必要,由非农生境斑块和农田基质组成异质性较高的农业景观往往促进生物多样性,不同生物类群对景观异质性的响应尺度不同。景观结构和种间作用的复合影响是异质性农业景观维持生物多样性的机制。景观异质性通过生物多样性的组成和分布进而影响其提供的生物控制、授粉和物质循环等生态系统服务。结合黄河中下游平原农业景观异质性特征及其对生物多样性影响系列研究结果,在联产承包责任制下小田块管理的农业景观中,未来相关研究应基于功能景观的时空异质性深入讨论农业景观对生物多样性及其生态系统服务的影响机制,为可持续农业景观的构建提供科学依据。     

亚热带红壤严重退化生态系统封禁管理后生物多样性的恢复

南方花岗岩发育的红壤由于严重的土壤侵蚀，生态系统退化严重，恢复与重建功能良好的生态系统是当前极炒迫切的任务，研究者在福建省长汀县河田镇对未治理的侵蚀地（严重退化生态系统）,封禁管理措施恢复的马尾松林和村边残存的乡土林（风水林）群落进行植被调查的基础上，研究了植物物种多样性的恢复情况，结果表明：严重退化生态系统植被稀少，植物区系组成简单，生物多样性各种指数最低；生态系统恢复重建后，植被覆盖恢复，植物种类增加，区组成向复杂化方向发展，各多样性指数增大，乡土林物种最为丰富，区系组成较为复杂，多样性指数最大，因此，严重退化生态系统经封禁管理措施恢复后，生态系统的植物物种多样性有了很大程度的恢复，但与乡土林相比，还有较大差距。     

农业系统中生物多样性利用的研究现状与未来思考

"现代农业"生产力高,但生物多样性简单化、生物之间的相互作用及其生态学效应常常被忽略,其生产力的稳定性主要依赖于化学肥料、农药、灌溉和高产品种等的投入。传统农业则是利用当地生物多样性(物种多样性和遗传多样性)和生物之间的相互作用来产出食物和维持系统的稳定。因而现代农业能否借鉴传统农业对生物多样性利用的经验,将工业化模式的现代农业转换为生物多样性利用与现代技术相结合的农业受到关注。本文分析了农业系统中生物多样性的特点及农业方式对农业生物多样性的影响;综述了农业系统中生物多样性利用模式与效应方面的研究进展;讨论了在现代农业系统中,利用生物多样性需要开展的研究,即区域上如何布局农业景观多样性,农田内如何根据生物之间的互惠关系配置物种多样性的种养体系,如何建设与生物多样性利用相应的田间设施和发展新型的农业机械、并建立以信息化为基础的管理体系。     

生物多样性及生态平衡原理的探讨

阐述了生物多样性的内涵,提出生物多样性研究的内容包括多样性,跗多样性和生态系统多样性,自然界中的物质循环和能量流动与其密切相关。从生物多样性的角度解释了生态平衡的原理。     

多情景退耕还林对林地生物多样性保护价值的潜在影响

退耕还林对生物多样性保护具有显著的正向影响,评估其生物多样性保护生态服务价值意义重大。现有研究多采用当量法计算生物多样性保护的生态服务价值,但该方法未考虑不同林地类型的差异化生物多样性价值,因而难以实现空间精细化评估。该研究从生态连通视角切入,以云南省保山市施甸县为例,根据坡度和相关政策设定1种现状情景（情景I）与3种退耕情景（情景II、情景III与情景IV）,采用形态空间模式识别生态源地、指数法分析生态连通性和斑块重要性,进而计算各情景下的生物多样性保护的生态服务价值。在此框架中,该研究通过空间精细化手段修正各类林地的当量因子系数。结果表明：随着物种扩散距离的增加,生态连通性增加,情景II、III和IV的森林的生物多样性保护的生态服务价值均呈现增加趋势,依次增加了3.02×107、4.7×106和1.57×107元,更有助于增加生物多样性保护生态服务价值的退耕方式是情景II;从修正当量角度看,情景II、III和IV的修正当量系数分别为1.51、1.46和1.47,最有利的退耕情景为退耕程度最小的情景II,而退耕程度最大的情景III却没有取得相应的成效。研究表明,除退耕程度外,栖息地空间结构和分布也是影响生物多样性保护价值的因素,三者共同构成确定退耕还林形式和建立生态补偿机制的关键依据。同时,该研究通过实地调研和回归模型验证了结果的准确性,为探究其他区域提供理论依据。     

紫胶玉米混农林模式对地表蚂蚁多样性及功能群的影响

为了揭示紫胶玉米混农林对地表蚂蚁群落多样性及功能群的影响,采用陷阱法调查了云南省绿春县紫胶林、紫胶玉米混农林和玉米旱地3种类型样地的地表蚂蚁物种组成、物种多样性、群落结构相似性、指示物种和功能群等。结果显示,紫胶玉米混农林模式具有较高的地表蚂蚁物种数和稀有物种数,与玉米旱地相比,紫胶玉米混农林的蚂蚁物种数增加41%,稀有物种数增加85%。紫胶玉米混农林与紫胶林具有更高的蚂蚁多样性,其物种丰富度和ACE估值均显著高于玉米旱地,而紫胶玉米混农林的多度显著高于紫胶林和玉米旱地。地表蚂蚁物种组合在3种类型样地中有差异,与紫胶林和紫胶玉米混农林相关联的物种与玉米旱地不同。3种样地的指示物种不同,玉米旱地的指示种为扁平虹臭蚁和伊大头蚁,紫胶玉米混农林为凹头臭蚁、西昌刺结蚁和中华小家蚁,紫胶林为费氏盘腹蚁、立毛举腹蚁、阿普特铺道蚁、贝卡盘腹蚁和西氏拟毛蚁。紫胶玉米混农林蚂蚁功能群组成比例介于玉米旱地和紫胶林之间,其中机会主义者(OPP)、从属弓背蚁族(SC)、隐蔽物种(C)及气候特化种(CS)的蚂蚁物种数、多度及比例明显高于玉米旱地。紫胶玉米混农林生境较为复杂,对地表蚂蚁多样性保护具有积极作用,是平衡环境保护和经济可持续发展的较好模式。     

牧区草地资源利用的三元化结构及其水问题

牧区草原生态的修复,必须对草地资源的利用实施三元化战略,三元化利用的关键是水资源的合理开发利用。脆弱的草原生态系统与水资源的关系致为密切,水资源的开发利用稍有不慎,就会导致草原生态系统的受损,必须以生态学的观点科学合理地配置和利用水资源。     

宁南山区生态重建限制性因素分析

通过对宁南山区生态重建中面临的限制性因素,如地理环境的过渡性、复杂性及脆弱性、贫困、落后的文化和制度的分析,指出宁南山区生态重建要突破严酷的地理环境与贫困等因素的限制,应当细化生态区划、选择合适种群以增加生态群落的多样性和稳定性、发展生态文化教育、采取群众参与生态重建的原则,以确保生态重建科学合理地进行。     

基于文献计量分析的生态系统恢复力研究进展

该文基于VOSviewer和Histcite文献计量方法,以CNKI数据库和Web of science核心合集中生态系统恢复力研究文献为对象,通过对文献数量、高频关键词的分析,总结国内外恢复力研究的脉络和内容演变。研究发现:1)生态系统恢复力研究领域发表的文章数量总体上呈上升趋势,文献主要来源于美国;2)国际恢复力研究经历了从基础理论到政策管理及技术应用,各个方向存在相互的引证关系,分析研究热点的时序演化发现,2000年前,以恢复力的内涵和基础理论为研究重点;2001-2010年间,珊瑚礁的测度模型及提升路径成为热点;近10 a来,恢复力研究领域进一步扩大,研究方法更加多样化;3)与其他国家相比,中国的恢复力研究起步较晚,侧重于应用基础研究,集中于恢复力的工程措施、调查监测手段以及影响因素的探讨。     

人为干扰对生物多样性的影响

从景观破碎、保护历史、种群行为机制和种群大小4个方面讨论了人为干扰对生物多样性的影响，以期为生物多样性保护和生态环境恢复提供依据。一般人为轻度干扰会导致生物多样性提高，对比研究武夷山人为干扰甜槠林与郁闭稳定甜槠林结果表明，人为干扰甜槠林高等植物物种丰富度相对于郁闭稳定林分提高了76.32%；但人为干扰甜槠林的群落优势度却远低于郁闭林，故在演替过程中群落物种多样性的增加是生态系统对外界轻度干扰的一种适应，是恢复生态系统稳定性的一种对策，一旦干扰超过其调节能力，将难以恢复为原来的群落类型。生物在其各自进化和适应的过程中由于生态位泛化或特化，许多物种仅局限于非常小的生态位空间，这些物种一旦遭遇到景观破碎则很可能从地球上消失，如黄连和短萼黄连对阴湿条件的适应与要求，导致其濒临灭绝；另一些种类由于在群落中零星分布，如斑叶兰、羽萼悬钩子、浙江红花油茶、多种粗叶木(Lasianthus spp.)和一些紫金牛(Ardisia spp.)等，当生境缩小或受到干扰时则濒临灭绝。地史上古老的地区或自然保护历史较长的地区可能拥有更多的物种。保护历史较长的福建省南靖县和溪南亚热带雨林在1200m²面积内有128种高等植物，同一地带的鼎湖山及和溪周边地区的南亚热带雨林物种丰富度均低于此。许多植物是动物传布植物，动物物种多样性的减少影响了这些植物的传布，生境的改变也影响着植物的传布，另一些物种传布到新区域而不能萌发或完成其生活史。地方种群小于一定数量时其灭绝的可能性也增加。     

Biodiversity and Ecosystem Functional Enhancement by Forest Restoration: A Meta‐analysis in China

Large‐scale forest loss and degradation have dire consequences for biodiversity maintenance and provision of vital ecosystem services. Despite recent increasing efforts for forest restoration and sustainable management, there have been no comparative studies of biological taxonomy and multiple ecosystem functions to assess the effectiveness of forest restoration programmes, and how they vary through space and time. Here, we provided a quantitative assessment of the recovery of biodiversity and ecosystem functions by forest restoration in China using a meta‐analysis of 172 studies. We found that biodiversity and ecosystem functions were substantially increased in restored forests comparing with the degraded states. However, these restoration effects varied considerably by degradation origin, restoration approach, restoration age, ecological domains, taxonomic group and ecosystem function that is measured. Results also revealed that forest restoration from degraded states could not lead to full recovery of biodiversity and ecosystem functions, highlighting the irreplaceability of primary forests. We advocate allowing for natural or passive recovery, especially where biophysical conditions are favourable for spontaneous succession, or too harsh for human‐aided restoration, and choosing a combination of passive and active restoration measures based on adaptive management strategies. Our meta‐analysis provided fundamental insights into bridging the gap between small‐scale experiments and broad‐scale management needs towards highly effective and sustainable forest ecosystem restoration. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

重要水源地东圳水库水质变化及其影响因素研究

以地处喀斯特石山区的广西省河池市为例,以研究区单位面积农田生态系统在1988,1998和2003年提供的食物生产服务经济价值为基础,对研究区生态服务功能价值进行估算,并对照3个年份土地利用变化与生态服务功能价值的变化,找出了不同时段土地利用结构变化所引起的生态服务功能价值响应与变化特征.研究结果表明,1988-2003年河池市土地利用变化产生了较大的生态响应,生态服务功能价值总体上呈增长趋势;1988-1998年除了农田生态系统服务功能价值增长仅14.6%外,其它各类生态系统增幅都在25.9%以上;1998-2003年增幅明显减趋缓,草地生态服务功能价值则呈现急剧下滑状态,变化特征基本上与土地利用变化一致.河池市土地利用方式还需要进一步改善,尤其对面积广大的未利用地的生态改造和石漠化地区的生态恢复将会带来更大的生态效益.