广州市郊公路廊道旁适生植物

公路是人为修建用以促进人文交流与物质联通交换的廊道,对社会经济、文化的发展起着极为重要的基础支撑作用。由于公路廊道与林地生境条件相比差距较大,导致植物不易生长,如何通过生态恢复构建道旁植被,成为公路廊道生态建设的焦点问题之一。本研究选取广州郊区18条经历较长时间恢复的郊区道路设置了道旁样地,共144个样方,进行了植物群落调查和数据综合分析;比较了6条公路与邻近林内生境的环境因子;进一步测定了代表性优势适生物种的生理生态指标。试图解决如下科学问题:(1)道旁与林内相比,限制植物生长的环境要素有哪些?(2)在道路旁有哪些自然适生植物?(3)为什么这些植物能在道旁环境生长?主要结果如下:(1)广州郊区公路道旁生境较之林地,对植物的生长起了限制作用的生态因子是强光照、高温以及干旱。(2)筛选出33种道旁恶劣生境下自然生长的植物优势适生种,其中16种广泛分布在道旁和林地,17种广泛分布在道旁;常绿种有2种、落叶种有9种,落叶占比27.3%;乔木有24种、灌木有6种,藤本有3种,乔木占比约72.7%。(3)道旁自然生长植物具有阳性树种种数与数量增多,树木形态矮化,尖削度高,叶片总厚度、栅栏组织和海绵组织增厚等适应性变化特征,以及具有净光合速率、水分利用效率加快的生理生态特征;这些特征也很好地解释了其适应的机理,可作为道旁恢复物种筛选的科学依据。本研究揭示为什么这些植物能够在广州市郊区公路道旁生境下自然适生的机理,丰富了公路生态廊道生态建设理论;本研究所提出的适生优势种,可作为广州市郊区公路廊道植被快速生态恢复的优先物种选择,对其他区域的道路生态廊道建设也有参考价值。

海滨乔木矮化现象及其环境因子驱动力

在海滨森林生态系统中,乔木表现出以株高降低为主的特殊海滨矮化现象。阐明海滨植被在海滨生境胁迫下的矮化响应机制是实现海滨植被保护和恢复的关键环节。从海滨森林生态系统中乔木矮化的形态和作用机制的角度出发,综述了这一矮化现象与海滨各生态胁迫因子之间的关联及作用机制的研究进展。海滨乔木受到了长期海滨大风和极端风暴的机械压力,在形态上表现出茎粗、低矮的特征;海滨贫瘠的土壤、特殊的盐胁迫和复合型的水分胁迫在导致乔木高度降低的同时降低了基径和胸径生长,表现出瘦小的性状,这与非地带性山地矮林中乔木矮化现象是不同的;乔木的矮化也同样受到了海滨频发的火灾、极端光暴露或林内高郁闭度的光胁迫等环境因子的影响。这种乔木个体的矮化最终表现为海滨植被群落中乔木层的矮化。不可否认的是,海滨乔木矮化现象是由多种因素交互作用下形成的,但迄今为止,学界对海滨矮化现象的主导环境驱动力的探讨尚处于初步阶段。在指出现有研究的不足之处的同时,提出在未来的研究中,应更多的关注全球变化下海滨森林矮化的多因素驱动模型,并基于现行的植被分类系统,提出了划分海滨矮化森林为新植被型的构想,为海滨植物和植被的保护、恢复和分类提供了参考。

功能性状与干旱下树木自然更新能力关系的meta分析

全球气候变化下极端干旱事件频发,对全球生态系统稳定造成了巨大挑战。森林在维持全球生态系统稳定方面发挥着不可替代的作用。由于不同乔木物种对干旱有不同程度的敏感性,特别是在自然更新阶段,不同物种种子产生、种子萌发、幼苗生长都对水分变化存在不同的敏感性,探讨影响种间敏感性差异的机制对预测森林对未来气候变化的响应具有重要意义。目前关于树木成体对干旱的响应已有众多实验性和整合性的定量研究,然而还未见关于树木自然更新对干旱响应的整合性研究。本研究采用meta分析手段,在全球范围内搜集野外观测和控制实验获得的树木种子产量、种子萌发率、幼苗出苗率和幼苗存活率等自然更新过程相关指标,定量评估干旱胁迫对不同物种自然更新的效应强度。结合树木的功能性状(包括叶片面积、叶片厚度、植株最大高度、根系深度、种子大小、比叶面积、气孔导度、P50和叶片水势),发掘不同物种干旱响应差异的潜在解释因子。结果表明,影响干旱胁迫下树木自然更新的功能性状在光合作用、叶片表型和种子大小之间存在相互协调关系,那些能够在降低水分散失的同时保证高光合速率或能够维持较快生长速率的树种将在干旱中保持较强的自我更新能力。本研究为不同树种功能性状对其干旱下自然更新的影响提供了整合性的证据,强调了考虑物种性状信息对全球气候变化下森林保育的重要意义。

外来入侵植物的生态控制

外来入侵植物生态控制方法是指通过对生态系统中植物、微生物和生态环境要素的生态调控,从而防控外来入侵植物的方法。外来植物入侵的防控难点在于,利用现行的物理、化学和生物控制外来入侵植物后总是再次反复爆发。如何解决反复爆发成了的共识的世界难题。近期中外学者提出生态控制方法,以期解决外来入侵植物反复爆发的这一难题。本文在总结学科该领域的前沿研究结果的基础上,结合我们团队的研究实践,对生态控制的基本理论和方法进行综述,试图阐明外来植物入侵生态防控的4个方面研究:①土著植物控制机制;②植物-微生物反馈机制;③化感作用机制;④生态环境调控机制。以期为解决外来入侵植物反复爆发的这一世界难题提供理论基础与实践依据。

资源环境承载力与区域可持续发展

实施"可持续发展战略"是世界各国的发展共识。可持续发展理念的核心是经济发展、资源保护和生态环境保护相协调统一。资源环境承载力是制定可持续发展战略规划的基础。只有准确衡量区域的资源环境承载力,才能从整体上以承载力为约束对国土空间进行科学规划,引导社会经济活动在资源节约、环境保护的基础上科学发展,从而实现区域的可持续发展。文章综述了与区域可持续发展密切相关的四大类资源承载力(包括土地资源、水资源、能源资源和生物资源承载力)和两大类环境承载力(包括空气环境和水环境承载力)的重要性。在综合我国国家标准文件和研究论文的基础上,总结了四大类资源承载力和两大类环境承载力的主要评价指标和评价标准。更进一步,结合我国的资源承载力和可持续发展的研究和实践现状,从研究内容和指标体系构建两方面着眼,指出应尽快制定符合我国国情的评价标准和综合评价体系,并通过简化评价过程来提高资源环境承载力评价的可操作性。

恢复生态学的整合性发展与趋势

恢复生态学是研究生态系统退化的类型与原因、生态恢复的过程与机理、生态重建的技术与方法的一门科学,是具有重大社会需求的前沿学科.本文从国内外恢复生态学学科发展出发,结合中山大学的学科研究进展,对恢复生态学的整合性发展与趋势进行综述.恢复生态学在理论的实践性、学科交叉、景观设计和解决全球变化等问题方面进行深入研究.同时,恢复生态学立足于在物种和生境等多个方面满足社会的重大需求,包括通过构建生态恢复参照系,应对水分、土壤和气候变化等生境要素开展恢复生态学的理论和实践研究.实际案例中,最有特色的工作是快速恢复多种退化生态系统理论与技术,构建入侵植物的生态控制技术体系以解决入侵物种反复暴发的世界难题.未来也将在各个角度继续深入研究,全面支撑恢复生态学的学科发展和服务社会重大需求.