农田长期生态过程的长期试验研究进展与展望

长期试验是研究农田长期生态过程及其环境效应和调控措施的重要手段。本文综述了国际上重要农业长期试验的研究发展趋势,分析了农业长期试验的重要作用,然后分析了国内农业长期试验网的发展现状,提出了未来发展的建议。农业长期试验的发展主要表现在长期农业生态和环境过程的研究领域不断扩展、长期试验成为多学科交叉研究平台和应用研究平台。国内建立了两个主要的农业长期试验网络,重点开展了水分和养分的长期试验。目前农业长期试验网络需要在区域尺度上加强农业、环境和生物科学的交叉研究;扩展试验地面积,完善试验设计;完善分析测试方法和样品、数据的保存系统。国家需要制定和实施稳定农业长期试验研究的管理和经费支持政策。

长期生态研究中的若干重要问题及趋势

长期生态研究(LTER)是对生态过程进行长期的监测,研究各种生态因子的相互作用及生态过程,从而揭示出生态系统和环境的长期变化,为生态系统评价及管理提供科学依据.本文探讨了长期生态研究的核心问题及其时空尺度,揭示出长期生态研究所注重的问题及其对策,并以国际长期生态研究计划为例论述了长期生态研究所关注的内容并提出了研究的发展趋势.这对中国的长期生态研究及陆地生态系统评价有着积极的指导作用。

美国长期生态学研究网络(LTER)信息化基础设施现状、挑战与未来发展趋势--LTER信息化基础设施战略规划介绍(Ⅰ)

信息化基础设施战略规划是美国长期生态学研究网络(LTER)战略规划的重要组成部分。在美国国家科学基金会资助下,来自多个领域的专家在系统分析美国长期生态学研究网络信息化基础设施的现状及面临挑战的基础上,提出了为支持LTER在未来(几)十年的核心科学计划——社会与环境综合科学计划,在站点、网络办公室、网络层次需要开展的一系列信息化基础设施活动及产出,为未来开展LTER信息化基础设施建设提供指导。同时也可为中国生态系统研究网络(CERN)及世界其他长期生态学研究网络的规划与发展提供启示。

美国长期生态学研究网络的战略规划——走向综合科学的未来

从2004年11月起至今,美国长期生态学研究网络在美国国家科学基金会的资助下,为未来(几)十年的综合和网络层面研究进行了战略规划。规划的最终目标是形成一个新的长期生态学研究(LTER)网络层面科学计划,并通过1个科学课题组、7个网络科学工作组和一系列研讨会来进行。在制定和完善科学计划的过程中,规划行动获得了LTER网络层面科学的跨学科问题、概念框架、基本科学问题、社会与环境综合科学动议、网络计算机基础设施的战略规划、教育与宣传战略规划等重大科学产出。规划的意义在于它告诉了怎样走向LTER的未来———网络层面综合科学,因而有利于LTER及长期生态研究的发展,并可为CERN等其他长期生态学研究网络的规划与发展提供启示。

美国长期生态研究计划:背景、进展和前景

由美国国家科学基金会支持的长期生态研究计划于1980年启动,至今在理论研究、开发技术和服务社会方面都取得了举世瞩目的成就。该计划的发展分为3个阶段,每一阶段大约为10年。在其发展的第一个阶段,是以研究站所代表的生态系统为研究对象,主要开展了生态系统的过程与格局方面的研究并系统采集和存贮了有关数据;在1990—2000年的第二个发展阶段中,其研究工作的重点是开展跨站的网络研究和人类活动对生态系统的影响,以揭示生态系统的过程与格局在较大空间尺度上的特征;按照规划,美国长期生态研究计划的发展进入到第三个阶段后,其工作的重点是开展综合研究、进行生态预测和更好地为社会发展服务,同时加强生物多样性的研究和信息学的发展。

台湾长期生态研究网

一、台湾长期生态研究网的目的 ●了解生态系动态学之现象、过程与控制机制;

国际长期生态研究网络台站布设对中国水土保持监测网络站点设置的启示

为了研究长时期过程，大空间尺度的生态环境问题，国际上建立了长期生态研究网络，在分析水土保持监测网络和长期生态研究网络的共同性，阐述长期生态网络台站选择和布设的基础上，提出水土持监测网络站点的设置原则：（1）每个土训侵蚀类型区的均应有监测站点，每个站点代表一个独特的土壤侵蚀类型区，（2）站点在土壤侵蚀敏感和稳定的地区均有分布；（3）站点具有进行长期监浊和研究的条件与潜力，（4）监测站点组成的网络必须覆盖全国主要的土壤侵蚀类型区；（5）监测站点应不断优化调整，做到多用途，多功能。

长期生态研究实验方法评述

一、大范围的项目就象Likens(1983)所写的“由于自然系统的复杂性,建立一个用于获得充分预测的信息系统和有用的理论,生态学要比其它的学科耗费更多的时间。”因为这有赖于一些有关实验的建立。和物理学不同,生态学的外托充满着危险。在规模和生态综合上,这里提及的任何一个长期研究,都不能与Hubbard Brook项目相提并论,没有一个研究能覆盖整个集水区,“能进行实验处理和对照,以获得森林景观生态学的更清楚理解”(Likens1985)。一些实验持续了很长时间或覆盖了较大的面积或系统地取了更多的种,时空上的频度也更大了e有些对个别物种行为生态学进行了较深的调查。没有一个实验涉及了所有生物的大范围的化学生态学研究,HubbardBrook把这方面综合起来。调查水平明显不同于这些研究项目,所以,可能没有解决最大生产力问题的共同方法。

长期生态研究的理论模型

在长期定位研究中生态模型的一个更有价值的应用是解释结果时提供一个理论上的来龙去脉。JABONA模型(Botkin etal,1972)一个长期森林发展和演替的模拟模型,其最初发展是模拟位子 New Hampshire的 Hubbard vnook实验林的林木生长 (Likens etal,1977)。模型的应用表明期望的集水区植物长期生物量和营养动态是一本书(Bormon。and Likens,1979).的中心论点之一,这本书总结了这一研究的一些主要发现。

长期生态研究的目的

在Mary Flager植物园,我无意中提到这个观点:创造一种理论(假说)来调整实验方法,并不能加强长期研究的客观性。这—观点是我个人的经验,偶然的观察和对Rothamsted的长期或称经典实验的了解而提出的。达尔文的同时代人——劳斯,创立了Rothamsted实验,他和Gilbert都没有对自己的解释感到满意。我和这一实验打了40年的交道,开始认识到,他们成功地将该实验继续下去,并非是实验科学性方面的必然结果,而是在某种程度上依赖于他们俩的性格。同时,我也意识到,随着时间的推移,某些原始实验最终失败了。

长期生态研究中的追溯方法

追溯研究对长期生态研究起到补充作用,或者是替代作用。同长期生态研究相同的问题,就是追溯研究包括用来和现代观测相比较的基础数据。 古生态学的时空测度通常太粗,很难同长期生态研究相比美。古生态学家所研究的内容,通常是一个地区植被历史的平均状态,其取样间隔大长,有时长得可以开展一项长期研究。然而,通过有计划的,经过周密设计的古生态学研究,能够获得与长期研究相比较的数据,其测度问题也能得到解决。

台湾大型真菌长期生态之研究

作者在台湾中部关刀溪长期生态研究站从事大型担子菌多样性与分布之调查研究,并且将研究站之地理环境、植物族群和生态特性予以描述记录.为了研究上的需要,我们在生态研究站中设置了八个实验样区专供大型真菌生态调查研究用.实验样区经过全面调查之后发现优势植物族群为野牡丹科、樟科、里百科、山龙眼科、桃金娘科和胡桃科等.实验样区中主要的大型真菌有小菇属、小皮伞属、趋木菌属、栓菌属、红菇属、革盖菌属、乳菇属、鹅膏属和韧革菌属等.大多数大型真菌的子实体在七月间出现,只有少量子实体在三月间发现.小菇属和小皮伞属是最常见的大型真菌,不论在夏季和冬季都可发现它们的子实体.在夏季出现子实体的真菌有红菇、革盖菌、乳菇、鹅膏、蜜环菌、拟层孔菌、灵芝、小孔菌和赤褶菇等;然而,在冬季出现子实体的真菌则是趋木菌、栓菌、韧革菌和笋毡菌等.实验样区中大型真菌的分布显示富有变化,子实体出现频率与真菌之多样性和伴生植物植群具有相关性.真菌子实体出现多的样区主要的伴生植物有柏拉木、香桂、倒卵叶山龙眼、小叶赤楠、台湾黄杞、菝契、杉木、肾蕨和倒叶瘤足蕨.然而,真菌子实体出现少的样区常见的伴生植物为红花八角和中华里.依据研究结果推论森林生态系中植物族群是影响真菌族群的建立与分布的主要因子之一.

面向生态的额尔齐斯河水库群中长期调度

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。

美国长期生态研究计划三十年:特点、效果与启示——以弗吉尼亚海岸带保护区为例

为观测和理解长时间与大范围尺度的生态变化,美国自然科学基金会于1980年启动了长期生态研究计划(LTER),30年来在站点建设、科学研究和社会服务等方面取得了巨大成就.本文将美国LTER的成功经验归纳为5个特点,即:研究网络、研究主题和数据兼容的系统性,项目时间与研究尺度的长期性,资金来源与研究内容的灵活性,国际、人文、方法与机构合作方面的拓展性,数据和教育的共享性;并以弗吉尼亚海岸保护区(VCR)为案例展示其实施效果.在此基础上提出对我国长期生态研究的建议,包括加强组织建设,建立完整网络并增强站际合作,重视数据的质量、管理和分享,增强多学科研究,扩大公共影响等.

城市生态系统长期观测研究站及其主要任务

随着对城市人居环境质量高度关注,城市生态学越来越受到重视。城市生态系统长期观测研究站(简称城市生态站),作为能够跟踪和研究城市生态系统长期变化规律的一种研究手段,在国内外得到了较快发展。在分析国内外城市生态站的研究经验和实践过程基础上,提出了城市生态站的科学目标、研究内容和主要工作,特别就城市生态站的观测工作、模拟实验工作和社会服务的基本框架和工作内容进行了论述,可以作为城市生态站建设的设计思路。为我国新建和完善城市生态站工作提供重要指导作用。