试论信息在生态系统有序结构中的作用

通常认为,生态系统就是在一定的时间和空间内,生物和非生物的成分之间,通过不断的物质循环和能量流动而互相作用、互相依存的统一整体,并构成生态学的一个功能单位。生态系统是一个极其复杂的系统,从组成上看,它有非生物和生物两大成分,前者包括(1)光照、温度等气候因素;(2)水、矿质元素及无机物质;(3)有机物三个部分;生物成分按其功能可分为三大类群,即生产者(主要指绿色植物)、消费者和分解者(还原者)。     

红树林生态系统微生物学研究进展

红树林生态系统是复杂而独特的生态系统,是目前环境科学和生态学研究的热点领域,而对红树林生态系统微生物学的研究也越来越受到重视,目前研究的热点主要集中在红树林生态系统微生物的物种多样性、生理活性物质多样性以及环境修复功能上.未来的研究,除了现有的研究基础要加强,研究手段与方法要采用新技术外,还应该在探索红树林生态系统微生物与物质和能量平衡、微生物与其它生物及其与气候的关系等方面进一步深入研究.     

草地生态系统生物和功能多样性及其优化管理

草地生态系统作为陆地生态系统的主要类型之一,能够为人类提供丰富多样的生产和服务功能,在维持和保护生物多样性、提供生产力、土壤碳库、养分循环、防风固沙、保持水土、涵养水源、调节气候等方面发挥着重要功能。然而,随着城市化和工业化进程的加快,人类对自然界进行了高强度掠夺式开发利用,为谋求经济发展而不惜以牺牲环境与自然资源为代价,致使社会经济的发展同资源与环境保护之间的矛盾日益突出,如越来越多的生物面临灭绝、生态系统服务功能下降、全球气候变化等,而这些问题反过来又影响了社会经济的可持续发展。在人类活动附加于自然草地生态系统后,草地的利用与经营管理方式以依赖实践和经验为主导,而关于草地生态系统结构和功能的理论研究一直处于探索积累阶段而不能很好地指导实践,致使草地利用与发展经历了缺乏科学指导和合理调控的盲目发展模式。随着数学方法和信息技术等在生态学中的广泛应用,对生态系统结构、组分之间机理联系的深入认识,生态学家正试图利用信息科学、系统科学和网络分析技术,准确模拟生物多样性、多元生态功能网络,分析多功能之间的权衡关系,优化生态系统服务,实现对草地发展趋势的科学预警,加强草地良性发展的人为调控,以最终实现生物多样性保护、优化生态功能和可持续发展的科学管理系统。文章综述了生物多样性和草地生态系统功能与管理的重要研究进展,提出了促进草地生态系统可持续发展的建议与研究展望。     

微生物在污染环境中的分子生态效应[综述]

生物与环境之间构成了一个开放的自我控制的生态系统,即是一个耗散结构系统．通过物质、能量以及信息的流动构成了系统在功能上的统一性和时间的多样性．生态系统最大的特点是自我调节,自维持其稳态．生物发展进化的过程中,外界环境因子成为生物进化的主要因素和特定的目的物,生物必要朝着这目的物,通过负反馈,不断进行自我调节,以缩小与环境压力之间的差距,当这个差距为零时生物就适应了新的环境．生物就是通过一次又一次的负反馈从环境中获得适应性．众所周知,微生物对于异常环境的适应和抗性能力是任何其它生物所莫及的．探索自…     

植物功能多样性及其与生态系统功能关系研究进展

生物多样性影响生态系统的多种功能。生物多样性的急剧丧失使得对其影响评定尤为重要和紧迫,因此,生物多样性与生态系统功能关系成为生态学研究的热点问题之一,其中功能多样性与生态系统功能关系的研究成为近十年该领域研究的重点。文章首先概括了植物功能多样性的多种定义,并详细介绍了目前被广泛接受的定义"功能多样性是某一群落内物种间功能特征的变化范围或指特定生态系统中所有物种功能特征的数值和范围"。其次重点阐述了围绕植物功能多样性开展的5个重要研究论题:(1)分别从功能丰富度、功能均匀度、功能离散度3个方面介绍了功能多样性算法,并强调要注重多指数相结合以综合描述功能多样性;(2)植物功能性状间主要体现为权衡关系,植物功能性状受到了气候、土壤、海拔、地形地貌、放牧、土地利用方式等一系列因素的影响;(3)基于植物功能性状更有利于探讨环境过滤和相似性限制对群落构建的驱动作用;(4)功能多样性与物种多样性间呈现正相关、负相关和饱和曲线等一系列关系,之所以呈现不同关系与资源状况和外界干扰密切相关;(5)尽管很多研究都证明了功能多样性对生态系统功能具有正效应,但依然存在两个主要的争议,一方面是物种多样性、功能多样性在生态系统功能维持中的相对重要性,另一方面是选择效应与互补效应在功能多样性与生态系统功能关系中的适用性。最后,提出了该领域需要进一步深入开展的4个研究方向:开展多尺度研究、重视多营养级研究,加强野外观测与受控实验相结合的研究、深化生态系统多功能性的研究。     

改进的标准化呼吸法评估苏州河河水微生物自净能力

河流的自净能力是河流非常重要的系统功能,也是表征其生态系统功能的主要参数,通过物理、化学、生物等自净方式保证物质在系统中的循环与平衡.     

三江平原小叶章湿地生态系统对氮磷的净化效率

选取面积为1 600 m2的小叶章(Deyeuxia angustifolia)湿地进行小区域模拟试验。试验设割草区、1倍浓度区、静态对照区和2倍浓度区4个处理,研究N、P输入浓度,割草和输出径流对三江平原小叶章湿地生态系统净化N、P污染物的影响。结果表明,在小叶章生长期和成熟期,湿地生态系统对N、P保持较稳定的净化,N、P平均去除率分别为85.62%和85.94%。湿地水体中TN和NH4 -N的累积浓度显著相关。输入浓度、割草和输出径流都影响着湿地生态系统对N、P的净化和N、P在系统内的分配。输入浓度增大时,N、P去除率明显降低;割草会降低N去除率,但对P去除率影响不大;少量输出径流对N、P去除影响不大。三江平原小叶章湿地生态系统对输入的N、P具有显著净化作用,总净化率可达97.97%和99.05%。     

森林生态系统土壤真菌群落及其影响因素研究进展

真菌是全球生物多样性的重要组成部分,在森林生态系统功能中发挥着重要作用,通过共生-寄生的相互作用影响着动植物的群落结构。高通量测序技术(Roche FLX 454,Illumina MiSeq)的兴起,使得研究人员能够仔细构建真菌群落的生物地理格局和生态效应,极大地促进了人们对真菌功能特征、多样性的理解。文章综述了森林生态系统真菌群落的最新研究进展,分析了真菌群落多样性地理尺度上的变化趋势与驱动因素,并重点关注植被类型与真菌多样性的关系。研究结果发现,地理距离引起的森林类型的变化是影响真菌群落的主要因素之一。在森林生态系统中,海拔梯度的真菌群落多样性存在上升、下降、"单峰"、无显著变化4种模式,且不同森林类型的驱动因素也存在差异。森林土壤真菌群落组成和多样性受到各种土壤特征(pH、C/N)的影响,植被类型对真菌群落的影响方式也存在不确定性。在今后的研究过程中,有必要对较小尺度上真菌群落的分类和功能结构进行更多分析,探讨海拔梯度下优势植被多样性与真菌群落的关系。在植被类型复杂多样的森林生态系统中,对特异性树种、混交林以及林区(从土壤到植物圈)真菌群落的分类和功能结构进行进一步研究。此外,了解驱动元素循环的生物(人类、植物和土壤生物)以及调节其活动的环境条件(气候、土壤理化特性和地形),从而提高我们对真菌群落与生态系统功能的认识,利用功能基因探索真菌群落组成并探索生态系统功能之间的联系。     

《农村生态环境》稿约

1　《农村生态环境》系国家环境保护总局南京环境科学研究所主办、中国环境科学出版社出版的学术期刊,是全国中文核心期刊,中国科学引文数据库来源期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊。本刊宗旨是及时报道生态环境领域学术研究的动态、理论、方法和成果。主要内容包括:(1)全球重大环境问题的生态学影响;(2)自然保护、自然资源开发和可持续发展的研究;(3)转基因生物产品的生物安全性研究;(4)生态破坏与环境污染控制的理论与方法;(5)农村与城镇生态系统的优化模式研制;(6)农村生态环境管理及相关政策的研究。欢迎从事生态、环境和资源研…     

重庆市壁山县双碑四组肥料施用与农田生态氮素循环初探

本文从农田生态系统中氮素循环出发,比较了双碑四组1976—1980年的肥料施用和粮食生产中的氮素输入和输出。结果表明,土壤氮素消耗大于积累(-33_34％——+11.0％);有机与无机肥料施用比例明显失调(1.00:1.02);化学氮肥投资(不变价格)占农业总投资的比例以平均2.5％的递增率逐年上升。只有广辟肥源,生物固氮,科学施肥,强化农田氮素输入,才能保持农田生态系统中氮素平衡。只有提高氮肥利用率和肥料经济效益,才能达到增产增收。     

三江平原小叶章湿地生态系统对氮磷的净化效率

选取面积为1600m^2的小叶章（Deyeuxia angustifolia）湿地进行小区域模拟试验。试验设割草区、1倍浓度区、静态对照区和2倍浓度区4个处理，研究N、P输入浓度，割草和输出径流对三江平原小叶章湿地生态系统净化N、P污染物的影响。结果表明，在小叶章生长期和成熟期，湿地生态系统对N、P保持较稳定的净化，N、P平均去除率分别为85．62％和85．94％。湿地水体中TN和NH4^＋-N的累积浓度显著相关。输入浓度、割草和输出径流都影响着湿地生态系统对N、P的净化和N、P在系统内的分配。输入浓度增大时，N、P去除率明显降低；割草会降低N去除率，但对P去除率影响不大；少量输出径流对N、P去除影响不大。三江平原小叶章湿地生态系统对输入的N、P具有显著净化作用，总净化率可达97．97％和99．05％。     

农业生态区划几个问题初探

国民经济建设应该从实际出发,根据自然规律、经济规律和社会规律作出科学的规划和计划,并付诸实施。在自然规律中,遵循生态规律尤为重要。生物与环境构成了生态系统,在这个系统内部,各物种之间以及与生存环境之间,彼此都有着一定的制约关系,当这种关系协调时,系统表现为平衡状态;当这种关系不协调时,系统的平衡遭到破坏。怎样才能保持或达到这种生态的平衡状态,建立良性的生态系统?这就要进行“生态区划”和“生态设     

红壤旱地湿沉降氮特征及其对马唐-冬萝卜连作系统氮素平衡的贡献

大气湿沉降作为农田生态系统养分的重要来源却一直没有得到足够的重视。文章通过常规农作条件,采用自动降雨收集器结合田间实验方法,重点研究了红壤旱地牧草马唐(Digitaria ischaemum)和蔬菜冬萝卜(Raphanus sativus)连作期间大气湿沉降氮素特征,估算了湿沉降向该生态系统输入的氮量,讨论了其对该生态系统氮素平衡的贡献。结果发现,该研究区域不同月份大气湿沉降T-N平均质量浓度为3.91mg·L-1,其中NH4 -N、NO3--N的分别为1.21、0.61mg·L-1;试验期间,湿沉降输入马唐-冬萝卜连作系统的T-N为34.34kg·hm-2,其中冬萝卜生长期最多,占67.88%,湿沉降T-N对该系统氮素输入、输出、盈余的贡献分别为12.97%、17.65%、48.90%。湿沉降T-N对马唐生态系统氮素输入、输出、盈余的贡献分别为6.45%、16.54%、10.57%;对冬萝卜生态系统氮素输入、输出的贡献分别为24.86%和18.23%。红壤旱地普遍具有"酸瘦黏板"的特点,氮素作为一种重要的生命物质和作物营养的必需元素,对作物产量和人民生活质量的提高具有重要的意义。研究结果表明,湿沉降对农田生态系统的影响不容忽视。     

《农村生态环境》稿约

1　《农村生态环境》系国家环境保护总局南京环境科学研究所主办、中国环境科学出版社出版的学术期刊 ,是全国中文核心期刊 ,中国科学引文数据库来源期刊 ,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊。本刊宗旨是及时报道生态环境保护领域研究的动态、理论、方法和成果。主要内容包括 :( 1)全球重大环境问题的生态影响 ;( 2 )生态功能区、自然保护区、生态示范区的建设和管理的研究 ;( 3 )自然资源开发和可持续发展理论与模式 ;( 4)生态破坏和环境污染控制的理论与方法 ;( 5 )生物多样性保护与生态安全性研究 ;( 6)农村和城镇生态系统的优化研究 ;…     

捕食动物物种多样性的重要性

关于生物多样性与生态系统功能和生命延续之间联系的争论,在很大程度上忽略了捕食者物种多样性的作用。鉴于在食物链上处于较高位置的动物灭绝危险更大的事实,研究捕食者物种消失也是很重要的。现在,对一个沿海沼泽群落所做的一项研究(跟踪节肢体动物捕食者、食草动物和植物的命运)表明,捕食动物物种多样性是保持生态系统健康发展的重要因素。当捕食动物物种多样性高时,它们彼此之间相互影响,强烈的捕食者效应得到分散。这一作用使得生态系统能够缓冲食草动物和植物丰度的较大变化,从而保持食物链的稳定。(肖辉林摘自 Nature, 2004, 429: 4…     

土地整治对生态系统服务影响研究综述

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。土地整治已成为中国最大规模改变土地利用方式和影响陆地生态系统的有组织的人类活动之一,深刻影响着区域乃至全国的土地利用格局和生态过程,也对生态系统服务产生了诸多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐明土地整治通过改变土地利用/覆被的类型、结构和格局间接影响生态系统服务;通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。提出了未来重点研究内容:(1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,构建土地整治对生态过程和功能影响的方法与模型;(2)围绕土地整治影响生态系统结构与功能—生态系统服务—调节调控这一主线,强化土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究;(3)加强土地整治的区域生态系统服务集成和优化研究,科学调控土地整治所影响的关键生态系统服务和时空布局;(4)重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。     

溶解性有机质对土壤镉形态及对莴笋吸收镉的影响

溶解性有机质(DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种重要的活跃的化学组分,是具有不同结构及分子量大小的有机物的连续体或混合体.它影响着环境的酸碱特性、营养物质的有效性、污染物质的环境行为特性等.DOM的浓度通常用溶解性有机碳(DOC)来衡量.     

生态系统多稳态研究进展

阐述了生态系统多稳态的定义及其生态学意义,总结了生态系统的多稳态现象的不同产生机制,综述了多稳态的存在性及稳态转换的研究现状,探讨了未来的理论及应用研究前景.多稳态指的是在相同条件下,系统可以存在结构和功能截然不同的稳定状态.不同的稳态对应于不同的生态系统结构和功能,并且可产生不同的生态系统服务价值.系统的稳态不仅仅包括稳定的点吸引子,也可能是周期吸引子或者混沌吸引子.多稳态现象广泛存在于多种生态系统(海洋生态系统、湿地生态系统、干旱生态系统等)中.较强的正反馈作用是系统产生多稳态的主要原因.生态系统中的正反馈循环主要包括易化作用、过度开发以及冰盖反射等.大量的理论研究证实多稳态是系统中的一个普遍现象,但从实验角度的研究成果较少.生态系统的不同稳态有不同的吸引域,吸引域之间存在阈值.当干扰强度大于恢复力时,系统有可能越过阈值发生稳态转换.生态系统发生转换的预警指标包括方差的增加、干扰后的恢复速率以及偏度的变化.多稳态的未来研究重点在于:(1)多稳态产生机制研究;(2)生态系统中多稳态的存在性检验;(3)生态系统恢复力及预警指标的定量评价研究;(4)多稳态理论在生态系统修复实践中的应用.     

森林净生态系统生产力及其生物影响因子研究进展

在全球大气二氧化碳浓度上升的背景下,陆地生态系统碳循环及碳汇功能研究得到了广泛的关注,日益成为今后的政治和外交的重大议题之一.净生态系统生产力(net ecosystem production, NEP)是生态系统光合固定的碳与生态系统呼吸损失的碳之间的差值;或者为生态系统净的碳积累速率.NEP 的研究整合生态系统地上和地下部分,把生态系统碳循环的影响因子有机地联系了起来.当NEP为正值时,说明生态系统为碳汇,NEP为负值则表明生态系统为碳源.随着植物和土壤相互联系及其对生态系统过程研究的深入,NEP已经成为生态系统碳循环研究的核心概念之一.以森林NEP为出发点,综述了国内外的最近的 NEP 研究进展,分析了 NEP 研究的科学意义;探讨了植物群落组成/生物多样性、土壤微生物群落、大型/土壤动物和人为的管理或干扰等生物因子对NEP的影响.根据综述研究提出未来研究应在:(1)土壤生物过程、土壤食物网及其与地上部分植物/动物相互作用对NEP的影响;(2)自然林生物多样性的竞争/共存机制与生态系统碳吸存稳定性;(3)人工林固碳潜力和不同植物功能群(灌草层)对生态系统碳动态影响等方面加强,以期为全面认识生物因子对森林生态系统系统固碳现状、机制和潜力提供理论基础.     

生态系统和生态平衡讨论

一、问题的提出 经常说生态系统和生态平衡的人,是否解答得了或解答得好以下的问题: 从未干预的自然界是平衡的吗(指生态平衡,下同)? 原始林是平衡的,那么,多年的荒山、古老的沙漠就不平衡吗? 原始林是平衡的,采伐就破坏了平衡吗?