植被恢复的生态效应研究进展

植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。植被恢复是指运用生态学原理,通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能。目前,植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。植被在恢复过程中对地上植被生态系统,物种多样性的恢复有着重要影响,同时通过凋落物及根系的输入,可以有效改善地下生态系统,增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。文章以地上及地下生态系统为出发点,综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性,随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势,但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展,降低生物多样性。不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异,随着恢复年限的增长,土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。针对已有的研究进展,提出在未来的研究过程中,一方面应该增加更多的对比研究,对不同环境下,不同的恢复物种,不同的恢复方式进行更深入地探讨;另外一方面应增加不同尺度的研究,现有的研究多集中在样地尺度,未来应在更大尺度上进行分析;再者,地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点,植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。     

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。     

应用遥感、GIS对稻田生态系统健康程度的监测评价研究——以长江下游平原为例

稻田生态系统是在一定时间和地区内由作物、动物、微生物和环境因素共同构成的农业生产体系,具有时空动态性,受人工调控性和环境影响很大.由于稻谷是我国最主要的粮食作物,因此稻田生态系统健康程度直接关系着稻谷产出水平和国家粮食安全.开展我国稻田生态系统健康程度的动态监测,具有十分重要的现实意义.该研究利用遥感、GIS技术快速获取和分析区域尺度范围内的地表时空信息数据的优势,建立一套能够客观全面地监测评价稻田生态系统运行状态的指标体系和评价方法.该方法主要是根据稻田生态系统的构成要素,分别建立作物长势指数(CGI)、稻田环境指数(EI)、病虫害指数(PIDI)三个指数表征这些要素.最后,确定各个指数的权重,建立生态系统健康程度综合指数(EHDCI),客观、全面地反映稻田生态系统的健康状况.这里,作物长势指数指示作物长势,通过EVI归一化计算得到.稻田环境指数分为温度指数(TI)和降水指数(PI)分别指代水、热条件对生态系统的胁迫.病虫害指数主要通过官方农业网站发布的病虫害信息确定得到.本文以长江下游平原稻田为例,对孕穗期、抽穗期、黄熟期等水稻生长     

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。     

土地利用变化对生物多样性的影响

土地利用变化对生物多样性影响是生物多样性受到威胁的重要因素.文章对土地利用变化对基因多样性、物种多样性、生态系统多样性影响方面的研究进行了总结分析,并提出了新的展望.土地利用变化对基因多样性的影响涉及了对物种生境的隔离、农牧业活动对物种改良和生境条件的改变方面,目前还主要集中在对少数物种繁殖过程方面影响的研究;土地利用变化对物种多样性影响包括对物种优势度和丰富度、种间关系、物种分布格局、物种入侵和灭绝方面的影响,目前对物种丰富性和多样性影响方面研究较多,对物种灭绝、物种入侵和种间关系影响方面的研究极少,且还限于大型动物和植物,对微生物和小型动植物研究却很少;土地利用变化对生态系统的影响涉及了对生态系统结构组成及分布方面的影响.另外,目前缺少土地利用变化对基因多样性、物种多样性和生态系统多样性综合影响方面的研究,难以量化和预测土地利用变化对生物多样性影响效应.未来需要综合考虑基因多样性、物种多样性和生态系统多样性方面,系统开展土地利用变化对生物多样性影响的趋势和机制方面的研究,定量预测土地利用变化对生物多样性的影响.     

湿地鸟类多样性及其环境影响因子的研究进展

湿地鸟类在能量转换和维护生态系统的稳定性方面起着举足轻重的作用，同时也是监测、评价湿地生态环境极其敏感的指标．本文从物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个方面分析了湿地鸟类多样性．总结了环境因子对湿地鸟类多样性的影响，最后对湿地鸟类多样性的研究提出展望，为更好地保护湿地鸟类资源及生态环境提供科学依据．     

云南稻种磷高效特性相关性状的生态差异

云南不仅是世界稻种(Oryza sativa L.)最大的遗传和生态多样性中心之一,也是中国土壤类型最丰富的地区;中国南方和云南耕地65%以上缺乏有效磷,土壤缺磷已成为稻作生产的主要限制因子.该文中,缺磷(速效磷6.26 mg·kg-1)与适磷(速效磷40 mg·kg-1)酸性红壤进行比较,以相对茎蘖数(RTA)、相对总质量(RTB)、相对地上质量(RDWU)和相对地下质量(RDWG)为参数,研究了来自云南省16个州市5个稻作区577份水稻核心种质的磷高效基因型及其生态差异,结果表明:低磷胁迫下云南稻核心种质的相对茎蘖数、相对总质量、相对地上质量和相对地下质量密切相关,这4个性状是水稻磷高效鉴定较可靠和方便的指标,并筛选出10个磷高效品种;磷高效基因型在籼粳间存在较大差异,但丁颖分类性状中的水陆、粘糯间差异较小;水稻磷高效品种广泛分布于5个稻作区和绝大多数州市,特别是磷高效极强品种主要来自云南稻种的遗传多样性中心(思茅、临沧、西双版纳、德宏和文山州)和基因多样性中心(南部边缘水陆兼作区).这些结果有力地支持了水稻磷高效特性与酸性红壤和遗传多样性中心有关,更好地理解水稻磷高效特性的地理生态和遗传多样性机制.     

环境污染对动物遗传多样性的影响研究进展

工业革命以来,诸多国家都走以牺牲环境换取经济发展的道路.由于人类的肆意破坏,环境污染以不可逆转的态势加速发展.近年来物种急剧丧失,保护动物遗传多样性作为维持生态系统平衡的重要内容,已成为全球社会关注的焦点.目前对于动物遗传多样性的研究较少,因此通过研读已发表的文献,归纳了近年来大气、水体、土壤、噪音及人造光等环境污染对...     

有机种植方式对稻田动物多样性的影响:以句容戴庄为例

在句容市戴庄村分3 a(2013、2015和2017年)采样,对比有机种植方式(分别连续实施7、9和11 a)和常规种植对稻田动物群落组成和多样性的影响。调查结果表明,有机稻田中动物物种和数量均显著高于常规稻田(P0.05),其中,发现的有机稻田动物分别隶属于腹足纲、寡毛纲、蛭纲、昆虫纲、软甲纲、鳃足纲、蛛形纲、两栖纲、鱼纲和哺乳纲共10纲28目130种,常规稻田动物隶属于8纲13目27种。节肢动物为动物群落的优势物种,有机稻田动物中节肢动物有4纲15目106种,占发现动物总种数的81.5%,其他动物6纲13目24种,占18.5%;常规稻田节肢动物只有3纲9目22种,占常规稻田发现动物总种数的81.5%,其他动物5纲4目5种,占18.5%。有机稻田鱼类、两栖动物和节肢动物群落Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田(P0.01),有机稻田环节动物、两栖动物和鱼类群落Simpson多样性指数均显著高于常规稻田(P0.01)。有机种植方式不仅能够提高物种多样性,而且能够提高物种均匀度水平,有机水稻栽培下的稻田水生生态系统具有更高的稳定性和更好的环境质量水平。     

稻田综合种养模式对土壤生态系统的影响研究进展

稻田综合种养模式可实现稳产增收,粮渔共赢,同时也对稻田土壤生态系统产生了显著影响。该文总结了近年来国内外有关稻-鱼、稻-虾、稻-蟹、稻-鳖和稻-鸭等稻田综合种养模式的研究进展,分析了稻田综合种养模式对农田土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物和农田生态系统服务功能的影响及作用机制。结果表明,稻田综合种养模式降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度,改善了土壤团聚体的稳定性,增加了土壤养分含量;改变了土壤动物的丰度和群落结构,提高了土壤微生物的数量和活性,调节了微生物群落的组成和多样性;促进了农田生态系统的文化服务功能。然而,稻田综合种养模式也可能造成土壤潜育化、重金属污染等潜在风险。此外,不同的稻田综合种养模式对农田粮食供给和温室气体排放功能的影响各异。未来应进一步加强长期稻田综合种养模式对土壤物理、化学和生物学特性的影响研究;阐明不同稻田种养模式下土壤物质、能量和信息流过程以及土壤生态系统服务功能的差异及其作用机制;集成应用科学合理的稻田综合种养模式,实现农业的可持续发展。     

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。     

稻田土壤种子库研究进展

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中全部存活种子的总和。稻田土壤种子库是地上杂草产生的根本来源。我国是一个水稻种植大国,目前关于稻田土壤种子库的研究还不够全面和深入。研究稻田土壤种子库对于防治稻田草害具有重要指导意义,同时也是种子库研究领域的一个重要补充。取样方法和取样时间是研究土壤种子库的关键所在。而萌发法是最常见的判定方法。关于稻田土壤种子库大小的结论相差很大,从103~105 m-2不等。稻田土壤种子库中的杂草主要有19科55种,一般的稻田可检出10科或20种左右。种子的垂直分布格局主要受耕作强度的影响。70%~80%甚至更多的杂草种子分布在0~10 cm。稻田土壤种子库由于萌发、捕食、衰老和种子散布等原因具有季节动态。轮作制度、耕作方式、不同施肥处理以及除草方式等对稻田土壤种子库有重要影响。连续多年的田间管理会使种子库的大小、分布和物种组成产生年际变化。目前,需要加强长期定位研究,扩大研究区域和研究内容,重点研究杂草种子的休眠萌发机制和种子命运研究,为杂草治理提供更准确的信息。     

稻田环境与生物多样性实证研究

通过对浙江省安吉县的调查发现,在自然生态环境相似的两个自然村中,以农业为基础产业的禹山坞村稻田及其环境中水栖无脊椎动物、畦畔和沟渠植物的种类和数量多于以工业为主导产业的北村,稻田杂草和秋季稻田天敌的种类和数量少于北村。研究分析表明,稻田及其环境的生物种类和数量与农业生态环境质量的优劣及化肥、农药、除草剂的施用量密切相关。     

Interactive effects of multiscale diversification practices on farmland bird stress

Farmland diversification practices (i.e., methods used to produce food sustainably by enhancing biodiversity in cropping systems) are sometimes considered beneficial to both agriculture and biodiversity, but most studies of these practices rely on species richness, diversity, or abundance as a proxy for habitat quality. Biodiversity assessments may miss early clues that populations are imperiled when species presence does not imply persistence. Physiological stress indicators may help identify low-quality habitats before population declines occur. We explored how avian stress indicators respond to on-farm management practices and surrounding seminatural area (1-km radius) across 21 California strawberry farms. We examined whether commonly used biodiversity metrics correlate with stress responses in wild birds. We used ∼1000 blood and feather samples and body mass and wing chord measurements, mostly from passerines, to test the effects of diversification practices on four physiological stress indicators: heterophil to lymphocyte ratios (H:L), body condition, hematocrit values, and feather growth rates of individual birds. We then tested the relationship between physiological stress indicators and species richness, abundance, occurrence, and diversity derived from 285 bird point count surveys. After accounting for other biological drivers, landscape context mediated the effect of local farm management on H:L and body condition. Local diversification practices were associated with reduced individual stress in intensive agricultural landscapes but increased it in landscapes surrounded by relatively more seminatural area. Feathers grew more slowly in landscapes dominated by strawberry production, suggesting that nutritional condition was lower here than in landscapes with more crop types and seminatural areas. We found scant evidence that species richness, abundance, occurrence, or diversity metrics were correlated with the individual's physiological stress, suggesting that reliance on these metrics may obscure the impacts of management on species persistence. Our findings underscore the importance of considering landscape context when designing local management strategies to promote wildlife conservation.     

沈阳地区水田主要杂草种群的消长动态及生态位分析

对沈阳地区水田主要杂草群落的种类组成、消长动态规律及其生态位的研究结果表明 :沈阳地区水田杂草群落主要由稗 (Echinochloacrusgalli)、大狼把草 (Bidensfrondosa)、耳基水苋 (Ammanniaarenaria)、丁香蓼 (Lud wigiaprostrata)、牛毛毡 (Eleocharisacicularis)、鹅肠菜 (Myosotonaquaticum)、风花菜 (Rorippaislandica)和石胡荽(Centipedaminima)组成 ,其中 ,稗、大狼把草、丁香蓼和耳基水苋为主要危害种群 ;从时间、水平和垂直生态位宽度值来看 ,稗和大狼把草为本地区水田杂草群落中的优势种群 ,且 2者的生态位重叠值较高 ,若单独使用杀稗类除草剂 ,必然会导致大狼把草等阔叶杂草的猖獗和蔓延     

Traditional agriculture in transition: a case of Har-ki Doon Valley (Govind Pashu Vihar Sanctuary and National Park) in Central Himalaya

Traditional crop diversity and landraces in agricultural land use in Himalaya have great significant for long-term sustainability of agroecosystems, together with conservation and management of the surrounding landscape. Traditional crop varieties and races, which evolved over time through trial and error, not only provide basic nutritional requirements, but also food security. Loss of crop biodiversity has taken place over recent years, principally and inadvertently related to changing lifestyle, growing demand for cash crops in regional markets and burgeoning apple farming, whose acreage has increased with a concomitant decline in area under traditional crops. For sustainable landscape development, on-farm conservation of traditional crop diversity is urgently needed. An empirical study was done to understand the causes and consequences of declines in crop biodiversity and production, effect of apple farming on traditional crops and changing lifestyles of traditional people.     

吉林省农田景观动态与农业自然灾害相互关系研究

分别从作物生境、作物形态和作物种类角度分析吉林省近50a的农田景观动态变化情况,结合农业旱灾、水灾、风雹灾、霜冻灾害和作物病虫害成灾面积动态变化和各种农业自然灾害的成灾面积与受灾面积比的变化趋势,探讨农田景观动态与农业自然灾害的相互关系,指出农田景观生态多样性的降低是农业自然灾害频繁和灾损增加的一个主要原因。为了减轻自然灾害的损失,农业生产布局多样化是今后发展的方向。     

稻田流失养分循环利用系统构建研究初探

针对长江三角洲经济发达地区集约化农田化肥投入超量、稻区水体N、P、K富集度超高,农田生态环境遭到严重破坏等现状,该文系统研究了农田流失养分从农田到水体,再由水体回到农田的循环利用过程,并构建农田养分流失循环利用系统工程,为我国农田流失养分循环利用和农业生态环境健康提供科技支撑。研究结果表明：本区域农田面积为18.6 hm2,水稻季农田化肥N、P、K投入量分别为305.7、44.9、150.8 kg·hm-2;整个水稻季本区域农田地表径流量为4 518.0 kg·hm-2,其中N、P、K流失量分别为16.6、0.5、9.6 kg·hm-2,占水稻季N、P、K肥投入量的5.45%、1.07%和6.37%;农田周围净化池塘中水生植物的N、P、K拦截量分别为67.8、8.1、99.7 kg,分别占本研究区域N、P、K流入量的21.84%、90.31%和55.73%。将水生植物还田,晒干水葫芦（Halerpestes cymbalaria）按4 500 kg·hm-2农田施用,可分别减少农田化肥N、P、K的投入量106.2、9.5、105.8 kg·hm-2。该研究成果对于减轻农业生产面源污染,推进农业生产可持续发展具有积极意义。     

Land‐use trade‐offs between tree biodiversity and crop production in the Atlantic Forest

Trade‐offs in ecosystem services (ES) have received increasing attention because provisioning services often come at the expense of biodiversity loss. When land‐use patterns are not maximally efficient relative to productivity, provisioning services, such as crop production, can often be increased without losing biodiversity. The Atlantic Forest (AF) encompasses dense, mixed, and seasonal forests and has high levels of endemism and anthropogenic threat. We examined trade‐offs between biodiversity and crop production in the AF to provide insights into land‐use management decisions. We developed a biodiversity metric that combines information on tree species richness, evolutionary distinctiveness, and rarity at the local level. We examined the extent to which the nature of ES trade‐offs differ among the 3 forest types. We assessed how annual deforestation rates and land management practices affect biodiversity and agricultural revenues. Finally, we tested whether it is possible to achieve the same total regional revenue without reducing biodiversity by improving local management practices. The 3 forest types had similar patterns in ES trade‐offs, although within mixed forest patterns differed. Biodiversity appeared to be more sensitive to land‐use change than crop revenues. Certain crops yielded up to 10 times higher values in some sites. Enhanced crop productivity may increase revenues without reducing biodiversity. Our results showed that to enhance human well‐being without further conversion of AF, maximizing crop productivity is needed . Increasing efficiency of management outcomes by maintaining higher biodiversity and increasing provisioning services depends on knowledge of forest type, the comparative advantage of planting crops in the best places, and preserving species in a balanced manner across forests.