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.     

荒漠生态系统中生物的信息联系特征

探讨了生物与水分、植物与植物以及植物与动物之间的信息传递方式,信息传递在维持荒漠生态系统正常运转中的作用.阐明了把握荒漠生态系统信息传递的特征及过程对认识干旱环境形成机制、演变规律及发展趋势,构建退化生态系统重建及恢复模式的重要意义.     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程.生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因此导致生态系统功能衰退.植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响.土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升.其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加,也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的.由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响微生物生物量将可能减少,因为在大多数陆地生态系统中,有机碳源限制着土壤微生物的活性.     

林地变为玉米地后土壤轻质部分有机碳的13C/12C比值的变化

为了观察森林生态系统转变为农业生态系统后土壤有机碳的变化，选择贵州喀斯特森林区为研究对象，采集了林地和邻近的玉米地土壤剖面样品，并按土壤密度把土壤样品分级成轻质部分和重质部分。林地和玉米地土壤均为石灰土。玉米地土壤风化相对较强，淋溶严重而贫瘠，并且所返还的植物残留物数量很少。实验结果表明，林地土壤轻质部分的(13C值明显低于重质部分，而玉米地土壤轻质部分的(13C值明显高于重质部分，说明植物残留物首先进入到轻质部分。然而，由于当地的耕作习惯，输入到玉米地土壤轻质部分的玉米残留物的数量很少，只有48%，这是初级生产力低下的主要原因。     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素北大核心CSCD

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义. 选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳（C）、氮（N）含量与C：N的分布特征,及其各自的主要驱动因素. 结果表明：高寒草地植物地上部分C、N含量（38.22%、1.82%）均高于地下部分（31.11%、1.15%）,但C：N（22.08）却小于地下部分（28.88）,且地上部分C含量、C：N与地下部分存在显著性差异（P 〈 0.05）. 干燥指数与植物地上部分C含量（R^2 = 0.072,P 〈 0.05）以及C：N（R^2 = 0.15,P 〈 0.005）呈负相关关系,却与植物地下部分C：N（R^2 = 0.53,P 〈 0.001）呈正相关关系;此外,年均降水量（R^2 = 0.13,P 〈 0.005）与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量（R^2 = 0.13,P 〈 0.01）及植被总盖度（R^2 = 0.12, P 〈 0.01）与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C：N亦呈正相关关系（R 2= 0.15,P 〈 0.005）,而年均温却与地下部分C：N呈负相关关系（R^2 = 0.31,P 〈 0.001）. 可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C：N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标. （图7 表1 参46）     

三种木本植物对酸雨的敏感性和抗性

酸雨污染对生态系统和人类生存环境造成严重影响,研究植物抗性及其对环境的适应能力是大气污染胁迫退化生态系统恢复中植物种类选择的基础和前提。作者选择陶瓷工业污染区南海西樵山和相对清洁区肇庆鼎湖山自然生长的木本植物鸭脚木(Schefflera octophylla)、荷木(Schima superba)当年生叶和一年生叶以及马尾松(Pinus massoniana)一年生针叶进行生理指标的测定和分析。结果表明:在酸雨污染环境下,3 种植物叶片的细胞膜透性受到损害,光合色素降解,PSII 最大光化学效率下降;对酸雨污染的敏感性次序为:马尾松>鸭脚木≥荷木,马尾松为酸雨敏感种。初步讨论了树木对酸雨污染的部分抗性生理机制,为酸雨污染地区退化生态系统恢复之植被选择提供理论依据。     

近地层O3污染对陆地生态系统的影响

随着全球气候变化对生态环境的影响日益增加,近地层臭氧(O3)污染的环境生态效应备受人们关注.现有研究表明,陆地生态系统的温室气体NOx和CH4释放、矿质能源消耗和机动车辆尾气排放量的增加将加剧近地层O3污染.O3污染通过降低植物叶片气孔导度、光合速率和净同化作用,改变同化物的分配,进而抑制植物生长和加速植物老化,导致作物和林木减产.O3污染导致植物-土壤系统碳积累和周定降低势必影响未来全球碳动力学和碳预算,而植物和根系生长受到抑制则不利于土壤养分、水分的吸收进而影响植物-土壤系统养分循环,但目前报导极少,尚无法准确判断对全球碳和养分循环的影响,亟待深入研究.由于环境因素间具有互作效应,目前模拟研究过多集中O3与CO2增加对陆地生态系统的复合效应方面,而与其它环境因子(如O3与NO、SO2、水分、温度等)的复合效应研究偏少,不利于在全球气候变化背景下深入了解与预测O3污染对陆地生态系统的影响程度与趋势.基于研究现状,未来应加强:(1)地表O3监测网络建设和监测,结合田间试验和建模加强草地、森林和农田生态系统对O3污染的响应研究;(2)长期定位研究,侧重陆地生态系统对O3污染连合其它温室气体、温度增加等模拟未来气候情景下的环境响应研究;(3)O3污染下土壤.植物系统碳循环和固定研究;(4)O3污染条件下优势植物和农作物在不同时空条件下的土壤.植物系统养分利用研究;以期为判断和预测全球气候变化背景下陆地生态系统对近地层O3污染加剧的响应程度与趋势提供数据资料和科学依据.     

生态系统功能与生态系统服务的概念辨析

"生态系统功能(Ecosystem functions)"和"生态系统服务(Ecosystem services)"已成为生态学中的重要研究领域.针对国内部分研究人员对"生态系统功能"与"生态系统服务(功能)"概念和术语混淆使用的问题,在归纳总结国内外有关的重要研究的基础上,通过分别论述"生态系统功能"与"生态系统服务"的定义和内涵,辨析和阐明了生态系统"功能"与"服务"的区别与关系.生态系统功能是构建系统内生物有机体生理功能的过程,侧重于反映生态系统的自然属性,是维持生态系统服务的基础;生态系统服务是由生态系统功能产生的,是基于人类的需要、利用和偏好,反映了人类对生态系统功能的利用,是生态系统功能满足人类福利的一种表现.因此"生态系统服务功能"这一术语不准确,容易产生误解.     

环境胁迫下雌雄异株植物的性别响应差异及竞争关系

雌雄异株植物是陆地生态系统的重要组成部分之一,对物种多样性的保护和维持生态系统的稳定性有着积极的作用.当前,由于人类干扰加剧导致的环境恶化严重影响了植物个体、种群、群落和生态系统的结构和功能.本文综述了国内外关于干旱、养分缺乏、重金属、盐胁迫以及全球气候变化等环境胁迫下雌雄异株植物的性别响应差异,性别竞争与促进作用,性别竞争下雌雄异株植物识别和适应机制,性别竞争与性别空间分异以及环境胁迫对性别竞争的影响等的研究进展.多数研究显示雌雄植株对环境胁迫表现出显著的性别响应差异,雄株对环境胁迫有更好的耐受性和适应能力.但是,雌雄性别竞争关系的研究还相对不足,环境胁迫下雌雄竞争规律及机制还无定论.未来应该加强多种环境胁迫交互下雌雄异株植物性别响应差异及性别竞争关系的研究.参90     

近5年增强UV-B辐射对植物影响的研究进展

综合分析了近5年增强UV-B辐射对植物影响的最新研究进展.结果发现近5年来增强UV-B辐射对植物影响的研究明显具有以下趋势:1)增强UV-B辐射对植物个体影响的研究总体上趋于减少;2)对植物信号转导的研究日益增多;3)植物对增强UV-B辐射胁迫的防卫机制和伤害修复研究仍是重点,但更偏重于防卫机制方面的研究;4)更加重视对植物群体及生态系统影响的研究;5)增强UV-B辐射与其它因子(环境背景因子和污染胁迫因子)的复合作用研究成为新的热点和重点.根据近5年的研究进展,推断在今后一段时间内,有关增强UV-B辐射对植物和生态系统影响的研究还会加强,信号转导、分子水平机理以及增强UV-B辐射与其它因子的复合作用研究可能是今后的研究热点.     

六溴环十二烷（HBCDs）异构体及对映体的植物富集、传输、修复及毒性研究进展

六溴环十二烷（hexabromocyclododecanes,HBCDs）是一种典型的疏水性脂肪族溴代阻燃剂,2013年被列入《斯德哥尔摩公约》受控名单中. HBCDs具有手性中心,多个对映异构体,不同的立体构型在环境中会发生选择性富集分布,降解转化和生物毒性等行为.植物是生态系统能量的生产者,HBCDs可通过植物吸收改变植物生理,影响其在食物链的传递乃至整个生态系统,对环境和人体健康存在潜在危害.本文对HBCDs异构体和对映体的植物提取分析方法、植物富集和传输、污染土壤的植物修复以及植物毒性效应的最新研究进行梳理.液相色谱质谱联用技术可有效检测植物中的HBCDs异构体和对映体,对映体水平的检测将成为未来HBCDs立体构型分析的发展方向. HBCDs已在各类植物中被陆续检出,多数研究中α-HBCD是主要的异构体.目前在HBCDs对映体水平上的研究还非常有限,其在植物体内的传输尚无统一规律.植物种植可有效清除土壤中的HBCDs,展现出生物修复应用前景.HBCDs会引起植物生长发育迟缓、氧化胁迫和基因损伤等效应,不同构型的HBCDs表现出特异的选择性毒性行为.鉴于目前关于HBCDs的植物研...     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义.选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳(C)、氮(N)含量与C:N的分布特征,及其各自的主要驱动因素.结果表明:高寒草地植物地上部分C、N含量(38.22%、1.82%)均高于地下部分(31.11%、1.15%),但C:N(22.08)却小于地下部分(28.88),且地上部分C含量、C:N与地下部分存在显著性差异(P0.05).干燥指数与植物地上部分C含量(R~2=0.072,P0.05)以及C:N(R~2=0.15,P0.005)呈负相关关系,却与植物地下部分C:N(R~2=0.53,P0.001)呈正相关关系;此外,年均降水量(R~2=0.13,P0.005)与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量(R~2=0.13,P0.01)及植被总盖度(R~2=0.12,P0.01)与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C:N亦呈正相关关系(R 2=0.15,P0.005),而年均温却与地下部分C:N呈负相关关系(R~2=0.31,P0.001).可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C:N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标.     

荒漠生态系统中生物的信息联系特征

探讨了生物与水分、植物与植物以及植物与动物之间的信息传递方式,信息传递在维持荒漠生态系统正常运转中的作用。阐明了把握荒漠生态系统信息传递的特征及过程对认识干旱环境形成机制、演变规律及发展趋势,构建退化生态系统重建及恢复模式的重要意义。     

退化生态系统植被恢复研究中信息系统的建立

经过对退化生态系统植物被恢复研究产生的大量数据进行分析，建立了中国退化生态系统植物被恢复研究信息系统。     

土壤微生物对大气CO2浓度升高的响应

土壤微生物是生态系统的重要组成部分，了解它对大气CO2浓度升高的响应，是全面评价大气CO2浓度对陆地生态系统影响的关键。文章主要从土壤微生物呼吸和生物量两个方面总结了大气CO2浓度升高时土壤微生物的反应，结果发现，(1)在目前实验室进行的大多数研究中，随着CO2浓度升高，土壤微生物的呼吸速率加快了。这意味着随着CO2的增多，植物生长加快，进而又使得进入土壤的C质量分数增大；这些额外增加的底物被土壤微生物的代谢活动所利用。(2)土壤微生物生物量则存在着很大的变异性(变异系数为193％)，这可能与植物种类以及生活型的差异有关，也可能是进入土壤的底物的性质改变的结果。但是目前仍有许多问题未能解决，需要加强以下几个方面的研究：对土壤微生物活动有限制作用的植物有机底物在CO2浓度升高时输入量的变化状况，定量分析这一动态变化过程；在生态系统各个水平上土壤微生物的反应；在其他全球变化因子综合作用下，CO2浓度升高对土壤微生物的影响。     

高山植物对全球气候变暖的响应研究进展

高山地区被认为是对全球气候变化最敏感的区域之一,气候变暖导致高山生境内生物与非生物环境因子发生不同程度的改变,从而引起高山植物从不同层面作出不同的变化或响应.综述了高山及亚高山高海拔生境内,植物从宏观生态系统层面到微观个体生理层面对全球气候变化进行响应的研究进展.植物由个体自身的生理及形态上产生不同响应,逐步经过"瀑布式上升效应(Cascade effects)",最后引起整个高山生态系统的转变.受局地差异性及物种差异性影响,生物多样性在不同高山地区呈现出或是增加或是减少的趋势;林线及植被向高纬度、高海拔地区扩张;植物间相互关系由协作转向中性乃至竞争;植物物候、繁殖、生物量生产、光合作用、年轮生长、营养结构等方面均呈现出不同的响应模式.这些从微观到宏观的不同响应模式,最终将引起高山生态系统在结构、功能上的改变,进而在很大范围上威胁到高山植物的生存与发展.最后提出该领域未来的研究重点.参147     

植物对沼泽湿地生态系统N2O排放的影响

利用静态暗箱/气相色谱法连续3个生长季(2003-2005年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽N2O排放通量进行野外对比观测试验.结果表明,植物不同生长阶段对湿地生态系统N2O排放通量的影响不尽相同.植物的参与促进了湿地生态系统N2O的排放,2003-2005年生长季小叶章草甸土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.58倍、2.09倍和2.34倍,同期毛果苔草沼泽土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.86倍、1.50倍和1.33倍.3个生长季小叶章草甸N2O排放通量均大于毛果苔草沼泽,这主要是由土壤理化性质的空间变异性以及水文情况的差异造成的.     

银与植物的相互作用:吸收、转化与毒性

硝酸银做为传统抗菌剂的使用由来已久.近年来纳米银做为广谱杀菌剂的使用亦日益广泛.硝酸银及纳米银可进入污水处理系统转化为硫化银并随污泥堆肥进入环境.由于银的使用与环境释放,银离子、纳米银及硫化银广泛存在于实际环境中.植物是生态系统的基本组成部分.一方面银作为植物非必需元素会对植物的生长造成影响,另一方面植物会影响银在环境中的迁移转化及在食物链中的传递.本文总结了硝酸银、纳米银及纳米硫化银与植物的相互作用,强调了银在植物体内的吸收转化与毒性,指出了未来研究需要注意的方向.     

海洋生态系统的生物多样性

我们关于全球生物多样性模式的知识很大程度上来自对草地、森林和淡水湖泊所做的工作,但关于覆盖地球表面70%的海洋生态系统的数据仍然十分有限。在一项新的研究工作中,研究人员对来自12个全球分布的海洋生态系统的浮游植物和浮游动物进行了取样分析,目的是建立一个关于海洋生物多样性模式的标准。该研究最令人吃惊的发现是,生物多样性模式在世界范围内惊人地相似,尽管环境状况很不相同。海洋植物生态系统在许多方面很像陆地植物生态系统,虽然与在陆地生态系统中不同的是,在海洋生态系统中,植物多样性与草食动物多样性之间没有联系。(摘自N…     

湿地挺水植物凋落物立枯分解研究进展

在许多湿地生态系统中,挺水植物立枯常组成凋落物总量的主要部分,其分解过程研究对于正确评价湿地生态系统的碳收支状况具有重要意义。对立枯分解过程与传统研究中凋落物分解过程的差异,分解过程中的 CO2排放,立枯分解的研究方法,以及分解过程的影响因素进行了综述。一般认为,湿地挺水植物立枯与传统研究中凋落物所处环境的差异造成了分解过程的差异,其分解过程中产生 CO2是湿地温室气体排放的重要途径;凋落袋和红外气体分析仪是湿地挺水植物立枯分解研究的主要方法;真菌组成了立枯体上微生物的大部分,对于立枯分解具有重要作用;环境因子（温度、水分等）和“基质质量”是影响挺水植物立枯分解过程的重要因素。在全球变化背景下,气候变化因子会直接或间接影响凋落物立枯分解过程,引起对气候变化的反馈,因此,在全球范围内开展气候变化对于湿地生态系统挺水植物立枯分解影响的研究具有重要的意义,必将成为凋落物研究的一个重要方向。