苔藓植物资源保护利用中的生态环境效应研究进展

苔藓植物资源丰富、种类繁多、分布广泛,是一类以孢子繁殖,由水生向陆生过渡的高等植物。苔藓植物的结构相对简单,对环境变化的反应较为敏感,被广泛应用为环境污染的指示植物。苔藓植物生长与所处的环境有关,而它的生长对土壤结皮形成、水土保持、生态小环境改善等方面又发挥着重要的促进作用。综述了苔藓植物的资源分布、苔藓植物对环境污染的响应、苔藓植物的生态效应等方面的研究进展,但是目前的研究领域及其研究角度还存在着各自的不足。随着经济建设快速发展,世界各地大量的矿山开采、水电开发等工程建设对土地、自然环境的破坏日益严重,非农业建设以及农产品需求不断增加造成了农田的生态结构与功能发生着不断变化。针对各地经济社会发展以及城乡建设现状,积极开展工程建设领域以及农田生态系统苔藓植物的生态环境效应研究是今后值得十分重视的研究方向。     

海拔梯度上的植物生长与生理生态特性

环境是植物生存和发展的条件,在各种不同的生境中聚生着特定的植物种类.全球气候变化迅速而显著地改变着高海拔地区的生态环境,这必将导致山地植物生理生态适应性、分布界限等发生变化,这些变化反过来又会对气候变化造成深远影响.因此,研究山地植物的生理生态特性,揭示其对全球气候变化的响应和适应性,具有重要的现实与科学意义.海拔梯度由于包含了温度、湿度、光照等诸多环境因子的剧烈变化而成为了研究植物对全球气候变化响应的理想区域.随着海拔升高,气温下降、大气压及CO2分压降低、光强增加等,植物的生态和生理特征将产生巨大的变化,可能影响到植物种类在海拔梯度上的分布、植物群落的结构组成.一些亟待回答的问题包括:全球气候变化将如何影响高山植物的生长环境?环境变化如何影响植物生理生态适应性?植物群落的分布、结构和组成将发生哪些变化?这些变化又将怎么样影响气候进一步变化?众多的研究报导了树木的生理生态特征、生长速率和生产力等对海拔的响应.本文在总结前人研究的基础上,系统地综述了海拔梯度上温度、水分、光照、土壤等环境因子的差异对高山植物的生长及生理生态特性的影响,以及植被分布的变化,旨在阐明植物对全球气候变化的行为与生理生态响应,以期为该领域的深入研究提供参考.     

地表臭氧浓度升高对森林及农田地下生态过程的影响

地下生态学过程是指陆地生态系统地下部分结构与功能的动态变化过程,它与地上过程高度关联,是全面理解生态系统结构和功能的关键。随着人类活动的不断增强和工业的不断发展,地表臭氧的浓度迅速增长。目前,有关臭氧浓度升高对陆地生态系统的影响研究主要集中在地上部分,而有关其对地下生态学过程影响的研究有限,臭氧浓度升高对地下生态学过程的影响作用复杂。综述臭氧浓度升高对森林及农田地下过程影响的研究进展,以期为我国学者进一步了解臭氧对森林树木及农田生态影响提供科学依据。有关大气臭氧浓度升高对森林和农田地下生态过程的影响,已有研究主要包括植物根系生长、根系代谢、菌根、土壤养分、土壤微生物活性的响应变化等几个方面。臭氧对地下生态过程的影响与臭氧浓度、物种、种植条件以及臭氧污染环境模拟方法相关。今后应该加强臭氧浓度升高条件下土壤微生物过程与土壤养分循环过程之间的相关机理研究以及臭氧与其他环境因子的交互作用对地下生态过程的影响趋势和机理的研究。     

康禾自然保护区森林苔藓植物丰富度对地形因子的响应

为揭示森林苔藓植物分布和丰富度对地形因子的响应,在广东东部康禾保护区内设置6 hm~2样地调查苔藓植物及坡向、坡度和凹凸度等地形因子,分析地形因子与苔藓植物丰富度的关联及不同地形梯度下苔藓植物群落组成和物种丰富度的差异。样地内共记录到苔藓植物25科36属47种(含3变种),其中苔类15种,藓类32种。多响应置换过程分析表明,不同的坡度和坡向分组中苔藓植物群落组成不存在显著差异,而在不同凹凸度间的群落物种组成则存在显著差异。Kruskal-Wallis非参数的方差检验及相关性分析则表明,坡向和坡度对苔藓植物丰富度的影响不存在显著的梯度效应,而凹凸度不仅与苔藓植物丰富度表现出显著的线性相关,而且还存在显著的强梯度效应,表现为随凹凸度的增大苔藓植物丰富度呈显著下降的趋势。苔类和藓类对地形因子的响应各不相同。与坡向相关的潜在直射光入射辐射(PDIR)对苔类植物丰富度的影响强于对藓类植物丰富度;而凹凸度对苔类和藓类植物的分布和丰富度变化均有显著的影响,且呈现很强的梯度效应。这些结果反映出苔类植物丰富度对与坡向相关的热量变化较为敏感,而无论是苔类还是藓类植物均对与水分条件相关的凹凸度变化敏感。本项研究揭示了森林苔藓植物分布和丰富度对地形因子的响应,可为区域生物多样性保护和苔藓植物相关的生态学研究提供重要的参考。     

畜禽抗生素对植物的生态毒理效应综述

随着畜禽规模化养殖的发展,畜禽抗生素用量不断增加,且随着畜禽粪便扩散到土壤、水体中;植物吸收、积累并转化抗生素,从而对植物生长和生理代谢产生影响。本文综述了畜禽抗生素应用及污染现状,详述了近年来四环素类、磺胺类和喹诺酮类等畜禽抗生素对大田作物、蔬菜果树、湿地植物、农田杂草、水生植物及藻类的种子萌发、根、叶的形态和生理代谢的生态毒理效应的研究进展,着重综述了畜禽抗生素对这些植物光合作用和抗氧化系统的生态毒理效应的研究进展。以期为污水的植物修复、粮食蔬菜的生物安全以及生态环境安全提供科学依据。     

农药对农田蜘蛛生态效应的研究进展

农药对农田蜘蛛的生态效应是进行农田害虫综合防治的生态学基础.本文综述了农田蜘蛛接触和吸收农药的主要途径、农药对蜘蛛的生态效应、蜘蛛对农药的抗性以及农药对蜘蛛的致死效应等研究现状.关于农药对农田蜘蛛亚致死效应的研究,特别是分子、生化、生理、行为等方面的异常,国内外报道不多,因此这方面的研究工作有待于进一步加强.参47     

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

土壤中稀土元素的生态毒性研究进展

为了解稀土元素对农田生态系统的影响,综述了近几十年来国内外有关土壤稀土元素生态毒性的研究进展,包括土壤稀土元素的主要来源途径,稀土元素对农田生态系统中植物、动物和微生物生长、发育、繁殖的影响。高浓度的稀土元素会破坏植物细胞膜的性质和结构,影响植物的抗氧化系统,扰乱植物对矿质营养元素的正常吸收和利用,诱使植物细胞发育不良、染色体畸变等现象发生。稀土元素可影响动物的消化、呼吸、生殖、神经、血液和免疫系统等。稀土元素对土壤微生物数量、种类、群落结构与功能多样性等均有影响。探讨了土壤稀土元素的生态毒性诊断方法,目前常见的植物毒性诊断法、蚯蚓毒性诊断法、土壤微生物诊断法、生物标记物诊断法和遗传毒性诊断法等可用来诊断土壤中稀土元素的生态毒性。提出了以后开展土壤稀土元素生态毒性研究应加强的方面:在群落、个体和细胞水平上研究稀土元素对土壤动物和微生物的影响,加强稀土元素生态毒性诊断新方法和新技术的探讨,进行稀土元素生物有效性与土壤因素关系的研究等。     

广东康禾自然保护区地面苔藓种群分布与格局分析

种群分布格局是植物群落的重要特征,研究种群分布格局是理解植物群落形成和构建的基础。采用Poisson数学模型和方差均值法检验广东康禾自然保护区地面苔藓种群分布格局的类型,利用双向轨迹方差法(TTLQV)分析其格局变化。结果显示,研究区苔藓植物整体呈集群分布,优势种东亚拟鳞叶藓(Pseudotaxiphyllum pohliaecarpum)平均拥挤指数最高(m*=13.04),聚块性指数最低(m*/m=1.15),细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)和细指苔(Kurzia gonyotricha)的平均拥挤指数次之,分别为11.85、10.00;而非优势物种树生扁萼苔(Radula obscura)和长叶羽苔(Plagiochila flexuosa)聚快性指数最高,分别为14.79、14.45;说明优势物种的种间竞争更强烈,非优势物种分布更聚集。种群格局变化表明,研究区苔藓植物的格局规模以小斑块聚集居多,如细指苔、神山细鳞苔(Lejeunea eifrigii)、东亚拟鳞叶藓及南方小锦藓(Brotherella henonii)等多个物种在区组4、5、15、22、24呈现斑块聚集,其格局规模的差异可能与苔藓植物的生存策略和生长环境密切相关。苔类植物与苔藓植物的整体格局变化更接近,在区组4都呈大斑块聚集,整体为镶嵌格局;而藓类植物在区组5、16、22均有较大的峰值波动,为大斑块聚集;说明苔类植物优势种群组在群落中占主导地位。不同苔藓物种呈现不同的格局变化,主要受其生物学特性与种间竞争的影响,生境异质性则是其集群分布的主要原因。     

西南岩溶山区景观生态特征与景观生态建设

探讨了西南岩溶山区景观生态结构与功能以及景观生态过程的不同于其他区域的基本特征，尝试从景观角度认识西南岩溶区生态空间特性与演化过程。受地质地貌和土地利用的影响。西南岩溶山区景观基质脆弱、景观格局分异明显，具破碎化与景观结构粗粒化、景观动态变化范围大且速度快、整体退化明显的特点，以石漠化为特征的景观演化削弱了岩溶生态系统的生态服务功能。岩溶山区的景观生态建设须充分认识岩溶山区资源环境优势，充分利用当地的适生植物资源，协调生态效应和水文效应，促进水土资源的有效保持向高效利用发展，形成新的高效、和谐的人工自然景观。今后应把景观格局与生态过程结合起来、与人文因子和地学背景结合起来，加强小尺度的景观变化研究。     

轨道交通建设对城市生态环境的影响分析

轨道交通建设将在很大程度上改善城市目前的交通状况，对促进城市建设和推动经济发展具有重大的意义。轨道交通工程在施工期和运营期对城市生态环境都会产生不同程度的影响。本文仅以天津市地铁1号线为例，从施工期的噪声、振动、扬尘、水土流失等和运营期的推动经济发展、缓解地面交通、改善环境质量等若干个方面详细分析了地铁工程对城市生态环境正面和负面的影响。     

Similar cation exchange capacities among bryophyte species refute a presumed mechanism of peatland acidification

Fen-bog succession is accompanied by strong increases of carbon accumulation rates. We tested the prevailing hypothesis that living Sphagna have extraordinarily high cation exchange capacity (CEC) and therefore acidify their environment by exchanging tissue-bound protons for basic cations in soil water. As Sphagnum invasion in a peatland usually coincides with succession from a brown moss-dominated alkaline fen to an acidic bog, the CEC of Sphagna is widely believed to play an important role in this acidification process. However, Sphagnum CEC has never been compared explicitly to that of a wide range of other bryophyte taxa. Whether high CEC directly leads to the ability to acidify the environment in situ also remains to be tested. We screened 20 predominant subarctic bryophyte species, including fen brown mosses and bog Sphagna for CEC, in situ soil water acidification capacity (AC), and peat acid neutralizing capacity (ANC). All these bryophyte species possessed substantial CEC, which was remarkably similar for brown mosses and Sphagna. This refutes the commonly accepted idea of living Sphagnum CEC being responsible for peatland acidification, as Sphagnum's ecological predecessors, brown mosses, can do the same job. Sphagnum AC was several times higher than that of other bryophytes, suggesting that CE (cation exchange) sites of Sphagna in situ are not saturated with basic cations, probably due to the virtual absence of these cations in the bog water. Together, these results suggest that Sphagna can not realize their CEC in bogs, while fen mosses can do so in fens. The fen peat ANC was 65% higher than bog ANC, indicating that acidity released by brown mosses in the CE process was neutralized, maintaining an alkaline environment. We propose two successional pathways indicating boundaries for a fen-bog shift with respect to bryophyte CEC. In neither of them is Sphagnum CE an important factor. We conclude that living Sphagnum CEC does not play any considerable role in the fen-bog shift. Alternatively, we propose that exclusively indirect effects of Sphagnum expansion such as peat accumulation and subsequent blocking of upward alkaline soil water transport are keys to the fen-bog succession and therefore for bog-associated carbon accumulation.     

Ecological properties of soil water and effects on forest vegetation in the Loess Plateau

In the Loess Plateau of China, soil water has three ecological properties: high infiltration capacity, high storage capacity and availability to deep plant roots. Soil desiccation is the most serious problem for forest vegetation in the Loess Plateau. Arid soils are the result of intensified soil desiccation caused by disturbances in plant succession, which constitute the ecological foundation of soil water. The negative effects of the arid soil layer on surface water infiltration for recharging underground water are discussed in terms of ecological hydrology. The arid soil layer disrupts the link between surface water and underground water and prevents vertical precipitation infiltration from supplementing underground water. Forest vegetation has a significant runoff-retaining efficiency that reduces total runoff from forest areas leading to low surface and ground runoff which affect the water cycle on a watershed scale.     

空气负离子浓度分布特征及其与环境因子的关系

大气离子是由许多自然和人为的原因产生,并且它们的浓度在不同环境场所下差别很大。选取我国南部沿海某省份作为研究区域,挑选近10处具有代表性的环境场所进行实测研究,收集了空气正、负离子浓度、风速、空气温度、相对湿度、材料和植物负离子浓度等数据。实测数据表明：地面上的空气负离子浓度随着地理环境因素（瀑布、海边、峡谷、乡村田野、郊区旷野、县城等）不同差别很大,其中瀑布〉海边〉峡谷〉溪流〉县城;同时空气负离子浓度与风速、水、植物、相对湿度等有较为密切的关系。通过对实测数据进行分析得出以下结论,1）空气的摩擦可以有效显著地增加空气中负离子的浓度,两者呈现出一定的正相关关系。2）水体在撞击和喷射过程能加快正负电荷的分离,水速流动地越快,相应摩擦产生的电离能越大,周边环境的空气负离子浓度就越高;同时随着距离的衰减,环境中的空气负离子浓度也在不断地降低。3）空气负离子浓度与植物群落的种类结构和配置相关,其中高处复层结构植物〉低处复层结构植物〉低处单层结构植物。4）相对湿度与空气负离子具有良好的相关性。5）温度与空气负离子的关系有待进一步明确。6）适宜的温度、湿度以及风速能使人感到舒服,有益于人体的健康。7）自然生态环境整体而言,空气负离子浓度大,空气清洁度均为A级最清洁。通过结果和分析给城市生态环境建设方面以重要的启示,因此作者从城市规划层面进一步提出以下建议：1）以自然环境的空气负离子浓度值为参考标准研究城市环境的空气负离子浓度和空气清洁度,进行符合气候和生态资源运行状态的设计,对于优化城市生态环境和城乡规划建设的水平有着重要的意义。2）加强自然通风、增加水体景观设计以及扩大绿地并减少不必要的硬质广?     

山地小微湿地生态修复探讨 ——以梁平区猎神村梯塘小微湿地为例

小微湿地是乡村景观的组成部分,是乡村重要的水土基础设施.湿地的功能已经得到广泛认同,但过去多关注大面积成片分布的沼泽、湖泊、滨海湿地及大型河流湿地等,而对于那些数量众多、分散分布的小型和微型湿地却缺少关注.2018年10月,《湿地公约》第十三届缔约方大会通过了中国政府提交的《小微湿地保护与管理决议草案》,小微湿地的保护...     

植物根系分泌物与根际营养关系评述

根系分泌物（ｒｏｏｔ ｅｘｕｄａｔｅｓ， ＲＥ）主要有粘胶、外酶、有机酸、糖、酚及各种氨基酸。不同营养基因型的植物， ＲＥ组分明显不同。存在养分和环境胁迫时，植物通过增加粘胶、酶及某些有机酸的分泌量以适应变化的环境。ＲＥ也是植物改善根际营养环境的重要手段。ＲＥ可改善土壤物理结构，促进矿物风化，提高土壤ＣＥＣ，影响土壤ｐＨ、土壤矿物表面吸附性能及土壤生物学性质。ＲＥ还在活化根际土壤养分，促进植物对养分吸收起主要作用。今后ＲＥ的研究应注重ＲＥ研究方法的完善，拓展研究领域，并加强与各学科的联合。     

Assessing the strength of climate and land-use influences on montane epiphyte communities

Epiphytes, air plants that are structurally dependent on trees, are a keystone group in tropical forests; they support the food and habitat needs of animals and influence water and nutrient cycles. They reach peak diversity in humid montane forests. Climate predictions for Central American mountains include increased temperatures, altered precipitation seasonality, and increased cloud base heights, all of which may challenge epiphytes. Although remaining montane forests are highly fragmented, many tropical agricultural systems include trees that host epiphytes, allowing epiphyte communities to persist even in landscapes with lower forest connectivity. I used structural equations models to test the relative effects of climate, land use, tree characteristics, and biotic interactions on vascular epiphyte diversity with data from 31 shade coffee farms and 2 protected forests in northern Nicaragua. I also tested substrate preferences of common species with randomization tests. Tree size, tree diversity, and climate all affected epiphyte richness, but the effect of climate was almost entirely mediated by bryophyte cover. Bryophytes showed strong sensitivity to mean annual temperature and insolation. Many ferns and some orchids were positively associated with bryophyte mats, whereas bromeliads tended to establish among lichen or on bare bark. The tight relationships between bryophytes and climate and between bryophytes and vascular epiphytes indicated that relatively small climate changes could result in rapid, cascading losses of montane epiphyte communities. Currently, shade coffee farms can support high bryophyte cover and diverse vascular epiphyte assemblages when larger, older trees are present. Agroforests serve as valuable reservoirs for epiphyte biodiversity and may be important early-warning systems as the climate changes.     

围填海的海洋环境影响国内外研究进展

围填海是通过人工修筑堤坝、填埋土石方等工程措施将天然海域空间改变成陆地以拓展社会经济发展空间的人类活动,它是当前我国海岸开发利用的主要形式。大规模围填海在产生巨大的社会经济效益的同时,也给海洋生态环境造成了深远的影响,受到了国内外学者的广泛关注。文章在系统收集了国内外围填海的海洋环境影响研究报道成果的基础上,分别从：①围填海对滨海地形地貌、湿地景观的影响研究;②围填海对近岸海域水动力环境的影响研究;③围填海对滨海湿地退化与生态功能的影响研究;④围填海对近岸海洋生态系统结构与功能的影响;⑤围填海对海洋渔业资源衰退的影响等5个方面深入分析了围填海的海洋环境影响国内外研究进展及其存在的主要问题。并剖析了加强围填海的海洋环境监测与评估,实施围填海的海洋生态环境修复与生态补偿等国际围填海研究新趋势。针对围填海的海洋环境影响国内外研究现状和发展趋势,提出加强对集中连片围填海区域的长期累积效应研究、加强围填海对海洋生态环境结构功能影响过程及机理研究、加强多学科交叉在围填海海洋环境影响方面的综合研究等相关建议。