农业生态系统中生物多样性的功能--兼论其保护途径与今后研究方向

重点论述了农业生态系统中生物多样性的功能 ,其功能主要表现在害虫控制、土壤侵蚀防治、退化环境恢复、消除污染和促进养分循环等方面。探讨了农业生态系统中生物多样性的保护途径及今后应开展的研究重点。     

生物多样性与生态系统功能

该文阐述了生物多样性与生态系统功能的密切相关性。分析了生物多样性的丧失对生态系统功能将带来的影响。提出了未来应深入研究的五个方面：相对于物种和功能组其它水平生物多样性的改变带来的影响如何;目前已知的科学知识是否适用于所有的生态系统;各级水平食物网多样性对生态系统功能的重要性;其它全球变化过程与生物多样性——生态系统功能的变化模式如何相互作用;生物多样性变化引起生态系统功能变化会产生什么样的经济后果。     

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。     

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。     

生物多样性保护及其研究进展（综述）

由于人口的增长和人类经济活动的加剧,致使生物多样性受到了严重的威胁,引起国际社会的普遍关注．生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,具有十分重要的价值,是人类生存的物质基础．各国政府和有关的国际组织积极投入到保护生物多样性的全球行动中．为了促进保护工作,国内外都开展了相关的研究工作．综观该领域的研究现状,可以看出以下７个方面已成为当前生物多样性研究的热点：①生物多样性的调查、编目及信息系统的建立;②人类活动对生物多样性的影响;③生物多样性的生态系统功能;④生物多样性的长期动态监测;⑤物种濒危机制及保护对策的研究;⑥栽培植物与家养动物及其野生近缘的遗传多样性研究;⑦生物多样性保护技术与对策．结合我国的具体情况,建议优先考虑以下４个方面的研究：①生物多样性的调查、编目与动态监测;②物种濒危机制及保护对策的研究;③生物多样性的生态系统功能与生态系统管理;④栽培植物与家养动物及其野生近缘的遗传多样性研究．     

生态系统生物多样性研究及其保护对策

本文综述了生态系统多样性在生物多样性保护中的意义及５个中心研究问题，即生物群落或生态系统关键种、生物多样性关键地区、生态系统多样性的持续性、受害生态系统的恢复生态学、生态系统多样性保护对策及保护途径。文章还分析和讨论当前国际上有关生态系统多样性保护的对策和实践。     

气候变化对生物多样性的影响:脆弱性和适应

气候变化对生物多样性影响及其适应直接关系着未来生物多样性的保护.气候变化对生物多样性影响、生物多样性在气候变化影响下的脆弱性、生物多样性适应气候变化方面进行了总结分析,对存在的问题进行了讨论,对今后研究提出了一些建议.过去的气候变化已使物种物候、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、部分有害生物危害强度和频率增加,使一些生物入侵范围扩大、生态系统结构与功能改变等.未来的气候变化仍将使物种物候和行为、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、使有害生物爆发频率和强度增加,并将可能使生态系统结构与功能发生改变等.生物多样性适应气候变化包括了自然适应和人为适应两个方面,自然适应体现在物种适应性进化、迁移、生态系统稳定性和弹性等,人为适应体现在种质基因保存、物种异地保护、自然保护区规划设计、生态系统适应性管理、生态恢复和气候灾害防御等.目前,生物多样性对气候变化影响的脆弱性、生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究都还不系统深入,需要加强生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究.     

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。     

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.     

生物多样性与生态系统功能关系研究中的几个问题

生物多样性与生态系统功能关系的研究是目前生态学研究的一个热点问题,文章讲座他目前该领域研究中丰在的一些问题,如取样效应,随机组合的生态学意义,物种的长期效应,生态系统功能的衡量标准等,通过对这些问题的认识和解决,将有助于我们进一步了解多样性与生态系统功能之间的关系。     

养分管理与农田杂草生物多样性和遗传进化的关系研究进展

施肥被看作是一项潜在降低农田杂草对作物干扰的有效农作管理措施。不同施肥处理可形成具有不同养分状况的土壤条件,而土壤条件的差异是导致杂草生物多样性的重要因素。论证养分管理可显著改变农田杂草发生状况和杂草生物多样性,强调了深入开展不同养分管理模式对农田杂草生物多样性和遗传进化影响研究的重要性,提出了如何利用养分管理措施调节农田杂草,在控制杂草对农业危害的同时,保持一定农田可控杂草生物多样性的科学问题。长期N、P和K平衡配施,可维持杂草群落和杂草种子库的生物多样性与稳定性,兼顾杂草控制和杂草多样性保护,实现平衡施肥的经济效应与生态效应的统一。同时,农业生态系统中不同养分管理措施条件下的地表光辐射变化特征、不同光辐射变化对杂草种群种子萌发及植株建立的影响、优势杂草种群的确定及其生理生态和遗传进化规律是今后研究的重点和难点。     

稻田生物多样性构建的生态效应

农业集约化生产方式加速了农业生态系统单一化的进程,导致系统平衡破坏,病、虫、草害频发。在以农业生态环境改善和修复为手段的农业可持续生产和发展的模式中,以农作物多样性的合理布局来提高农业生物多样性水平和控制病、虫、草害的实践,显示出其强大的生命力,即将不同物种的作物或同一作物的不同品种按一定的组合方式和栽种模式进行合理的间栽和套作,将病、虫、草害的发生控制在可以承受的范围内。构建水生动物、水生植物与水稻共存的稻作系统,利用物种多样性、遗传多样性控制有害生物,是农业可持续发展的重要途径。本文综述了国内外稻田物种多样性、遗传多样性利用模式的研究进展,论述了稻田物种多样性、遗传多样性对稻作生态系统的改善,特别是水稻病、虫、草的控制效果及作用机理。     

农区土地利用强度变化对生物多样性的影响

农业集约化引起的景观变化是导致农业景观生物多样性丧失的重要原因,为评估农业景观结构变化对物种多样性的影响,探索生物多样性未来的变化趋势,研究基于Meta分析(Meta-Analysis)构建我国农区不同土地利用强度的生物多样性数据库,收集了来自全国298个农业景观样地的15 042条物种记录。依据线性混合效应模型构建我国农区土地利用强度-生物多样性关系模型,并以浙江省为例,结合浙江省退耕还林、生态农业发展等土地利用政策和规划,基于Dyna-CLUE模型模拟不同情景下土地利用的空间分布,将土地利用空间分布模拟和土地利用强度-生物多样性关系模型结果输入Flus-Biodiversity模型,从而模拟典型农区生物多样性的空间分布格局,提出浙江省农田生物多样性保护目标优化方案。Meta分析显示,无论在景观尺度还是局部管理尺度上,随着农田土地利用强度的增加,生物多样性均呈显著下降趋势。情景模拟发现,在所有情景中生物多样性都呈下降趋势,其中生态保育情景下降幅度最小,将常规农田转换为生态农田时生物多样性有所提高。因此,为进一步保护多样性、提升生态系统服务、改善生态环境,一方面应尽量保护农田周围的自然和半自然生境,以减少土地利用改变对农业生物多样性的破坏;其次,适当增加农业景观中的半自然生境,如人工林等,构建合理的农业景观格局;第三,适度推动有机管理或生态管理,合理化减少化肥和农药的施用,有利于区域生物多样性的保护;第四,在保证耕地红线的前提下,应深入推进退耕还林政策,严格限制生态功能区的土地开发,同时注重生物多样性完整性损失严重区域的保护。     

农业生态系统结构研究(一)

总论 一、提高农业生态系统功能的途径 现代化农业要求农业生态系统具有高功能(或称高效率)。而提高农业生态系统功能的途径,虽然种类繁多,但按其作用分类主要可归结成以下三方面: (一)环境控制 为了增加生物种群产出而进行的一系列建造良好生态环境的所有措     

生物多样性重要区域(KBAs)识别全球标准及在中国的应用建议

生物多样性重要区域的识别是进行生物多样性保护的首要步骤。世界自然保护联盟(International Unionfor Conservation of Nature,IUCN) 2016年3月正式发布了生物多样性重要区域(简称KBAs)识别的全球标准(KBA标准)。首次系统地考虑不同层次的生物多样性及其要素,从基因层面、物种层面和生态系统层面定位和突显那些对于维护全球生物多样性具有重要贡献的地区,帮助各国和地区识别对维护全球陆地、内陆水域和海洋生物多样性有显著贡献的区域。该标准是IUCN近30多年以来开展不同生物类群、生态和专类别生物多样性重要区域识别的经验基础上提出来的又一重要全球标准。笔者对标准中几点关键原则进行了重点解读,并结合中国在生物多样性重要区域识别的研究进展提出了有针对性的建议。     

黄河三角洲自然保护区生物多样性及其保护

介绍了黄河三角洲自然保护区内物种多样性和生态系统的多样性,分析了破坏和威胁生物多样性的因素,提出了自然保护区生物多样性保护措施。     

区域尺度生物多样性维护功能综合评估方法与实证研究

生物多样性是区域可持续发展的基础,准确掌握区域尺度生物多样性维护功能空间格局,对于反映区域生态系统状态、变化和面临的威胁,以及选择保护策略均具有重要意义。利用区域生物量、地形地貌、气候和土地覆被因子,构建生物多样性维护功能综合评估模型,并以京津冀地区为研究区,对评估模型进行应用与验证。结果表明:(1)构建的评估模型能够反映研究区生物多样性维护功能空间格局。经模型评价,京津冀地区生物多样性维护功能高值区主要集中在燕山山区和太行山山区,低值区主要集中在坝上高原和平原地区,评估结果符合研究区实际。(2)研究区县域生物多样性和自然保护区物种多样性与模型评估结果间均存在显著相关关系。县域生物多样性指标中,物种特有性与模型评估结果之间相关性最高(r=0.699,P0.001),其次为生态系统类型多样性(r=0.680,P0.001)、稀有濒危物种丰富度(r=0.571,P0.001)、野生维管植物丰富度(r=0.544,P0.001)、外来物种入侵度(r=-0.437,P0.001)和野生高等动物丰富度(r=0.404,P0.001);自然保护区物种多样性与模型评估结果间呈显著对数相关(r=0.540,P0.001),约70%的自然保护区分布在生物多样性维护功能极重要和高度重要区。构建的评估方法能够从区域尺度和栅格水平反映生物多样性维护功能,从而为区域自然保护区建设和生态修复工作提供科学依据。     

三峡库区生态环境综合评价与聚类分析

三峡库区是我国水土流失比较严重的地区之一 ,面临着生物多样性下降、生态系统功能降低、农业非点源污染加剧、岸边污染带扩大、水质恶化等一系列的环境问题。本文在建立生态环境综合评价指标体系的基础上 ,根据三峡库区不同地区生态环境问题的相似性和差异性 ,进行了聚类分析。依据聚类分析结果可以将该区 19个县市区划分为7类地区     

三峡库区生态系统服务功能重要性评价及其空间分布研究

以长江上游重点生态脆弱区三峡库区(重庆段)为研究区,结合RS和GIS软件,选取生物多样性维护功能、水源涵养功能和水土保持功能为评价指标,采用植被净初级生产力(vegetation net primary productivity,NPP)定量指标评估法,综合分析研究区2020年生态系统服务功能的重要性程度以及空间分异特...     

黄河三角洲自然保护区生物多样性及其保护

介绍了黄河三角洲自然保护区内物种多样性和生态系统的多样性,分析了破坏和威胁生物多样性的因素,提出了自然保护区生物多样性保护措施。