森林干扰度评价方法及应用——以中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站为例

基于不同森林类型所受干扰不同,以中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站为例,构建一套适合于该区域的森林干扰度评价指标体系,在此基础上应用最优距离法对不同类型的森林干扰度进行定量化评价。根据多样性(5个指标)、生产力(3个指标)、林分结构(4个指标)、生态功能(3个指标)、林分健康水平(3个指标)等指标,以阔叶红松林为目标森林,应用距离法评价了清原森林生态实验站现有8个林型的森林干扰度。结果表明,森林干扰度老龄林(0.3178)和阔叶混交林(0.3989)最小,与目标森林的距离最近;其次是蒙古栎林(0.4262)、水曲柳林(0.4870)、花曲柳林(0.4983)、胡桃楸林(0.5016);红松人工林(0.6358)和落叶松人工林(0.6864)最大,表明人工林与目标森林的距离最远。

中国杨柳科植物数据库在中国科学院沈阳应用生态研究所建成

在国家自然科学基金委员会生物学部基金的资助下,《中国杨柳科植物分类、分布与系统发育》课题组建成了中国杨柳科数据库。

老工业城市土地利用/覆被变化及对生态系统服务价值的影响——以沈阳市为例

维持和改善生态系统服务是保障老工业城市可持续转型的重要基础。利用遥感影像解译和改进当量因子法,定量分析沈阳土地利用时空变化及对生态系统服务价值影响。结果表明:(1)沈阳土地利用以耕地为主,建设用地和水域呈增加趋势,而草地、林地等重要生态用地逐渐减少;2005—2010年其土地利用/覆被变化最为显著。(2)生态系统服务主要以调节服务为主,耕地和水域贡献超八成的生态系统服务,而草地、林地仅贡献约两成,且逐年减少;空间分布上呈中心低外围高的圈层结构;生态系统服务价值年均增加0.66亿元,人均价值年均降低47.95元。建议系统管理城乡土地资源,加强林地、草地等保护和质量提升,控制新城区和工业园区扩张,提升单位土地资源产出率。

扫描根窗法在落叶松人工林细根动态研究中的应用

植物根系深藏于地下,由于缺乏有效的观测方法,制约了对根系的了解。以落叶松人工林为研究对象,根据扫描根窗法对落叶松人工林细根长期观测案例,介绍扫描根窗法在野外原位观测细根动态的过程。结果表明:在深秋季节安装根窗,根窗安装扰动后恢复期为1 a,经过冻融交替和一个生长季后,细根现存量迅速恢复且趋于稳定;通过观察发现吸收根现存量峰值多出现在春季和初夏,而运输根峰值多出现在秋季;野外根窗法与微根管法相比可清晰的观测到细根的完整分枝结构,将高度异质性的细根群体细分为不同根序或功能类型,为区分不同细根功能和分枝等级提供了手段。

基于形态空间格局分析与最小累积阻力模型的城市热环境生态网络优化研究

【目的】建立合理的城市热环境生态网络,以缓解城市热岛效应。【方法】以成都市中心城区为研究对象,基于“源-汇”理论,利用形态学空间格局分析方法(MSPA)与景观连通性指数,分别筛选研究区内景观稳定性好、连通性高的“源”“汇”景观作为生态源地;运用最小累积阻力模型、重力模型以及水文分析模块构建和筛选研究区内的重要生态廊道,从而建立缓解城市热环境问题的多层级“源-汇”景观网络。【结果】分别筛选出24个具有重要连通性的“源”“汇”核心斑块作为重要生态源地。构建“源-源”廊道102条,“汇-汇”廊道141条,“源-汇”廊道325条,生态节点103个,障碍点148个。通过综合相交分析,一级补偿廊道主要由岷江、毗河和其他河道构成,二级输送廊道主要分布在“汇”景观较为密集的区域,三级作用廊道主要分布在高强度建设区域。【结论】基于“源-汇”理论构建的多层级生态网络优化格局是有效缓解城市热岛效应的重要举措。图4表3参25.

中国东北黑土区土壤复合侵蚀研究进展与展望

土壤复合侵蚀是在2种及以上侵蚀营力交互作用或耦合作用下发生的侵蚀现象。东北黑土区多营力复合侵蚀具有时空交替和叠加的特征。近年来,黑土区土壤复合侵蚀研究在发生机理及对土壤退化的作用等方面取得了一定的进展。基于前人研究成果,系统总结了冻融作用下的土壤水蚀或风蚀、耕作与水力复合侵蚀、风水复合侵蚀以及多营力复合侵蚀在发生机理和研究方法等方面的研究现状,归纳了研究中存在的主要问题,提出了今后在复合侵蚀机制与模拟试验方法等研究中需要解决的关键科学问题以及应关注的试验模拟技术、定量评估方法,以期为未来东北黑土区土壤复合侵蚀研究提供参考。

中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的"次生林生态系统塔群激光雷达监测平台"(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有"塔-站"数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H2O/CO2/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。

中国景观生态学发展历程与未来研究重点

景观生态学从其诞生到现在,已经历了70余年。中国景观生态学的发展从其引入,到发展、壮大、逐渐成熟,也经历了30余年。在这个发展过程中,中国景观生态学在跟踪国际前沿研究基础上,结合中国实际情况开展了大量研究,在许多研究领域取得了重要进展。简述了国际景观生态学会成立与发展过程,通过系统综述中国景观生态学文献,重点分析了中国景观生态学的发展历程;根据中国景观生态学研究特点,将中国景观生态学发展划分为五个阶段:摸索与酝酿阶段(20世纪80年代以前)、吸收与消化阶段(1980—1988年)、实践与迅速发展阶段(1989—2000)、发展与思索阶段(2001—2010)、思考与创新阶段(2011—?)。在此基础上,重点从土地利用格局与生态过程及尺度效应、城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理、绿洲景观演变与生态水文过程、景观破碎化与遗传多样性保护、多水塘系统与湿地景观格局设计、稻-鸭/鱼农田景观与生态系统健康、梯田文化景观与多功能维持、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等方面系统分析了中国景观生态学研究的特点。最后从学科发展与理论研究、重点研究地区和应用实践三个方面分析了中国景观生态学未来发展的重点方向。

生态足迹改进方法及其在区域可持续发展研究中的应用

生态足迹法是一种度量可持续发展程度的有效方法。本文选用传统生态足迹法及其改进方法——"实际土地需求法",结合遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术对岷江上游地区1982—2000年的可持续发展状况进行了时间动态分析。结果表明:研究区的人均消费生态足迹在研究时间段内呈缓慢上升趋势;实际土地需求法计算结果小于生态足迹法。1982—1998年,研究区每年向外输出大量木材,木材足迹与消费足迹计算结果相似。虽然生态承载力大于实际土地需求,但其呈明显下降趋势,表明研究区的资源利用方式并不合理,生态环境一直朝着不可持续的方向发展。1998年开始实施的"天然林保护工程"的生态作用对研究区生态承载力的作用尚未显现,应进行进一步的跟踪研究。

动物生物标志物在土壤污染生态学研究中的应用

应用陆栖无脊椎动物的生物标志物对土壤生态系统中污染物的暴露和效应进行评价日益受到重视 ,并取得了显著的研究进展 .文中介绍了溶酶体、胁迫蛋白和金属硫蛋白 (MTs) 3种主要生物标志物 .体腔细胞内溶酶体膜稳定性用中性红保持时间 (NRR)进行检测 ;胁迫蛋白类多采其中的Hsp70和Hsp6 0 ;金属硫蛋白不同同分异构体的定量分析可用于反映不同的金属污染胁迫 .对 3种生物标志物机理、特性、检测实例以及在污染土壤生态毒理诊断中的应用前景进行了评述 .

中国东北西部地区沙质荒漠化过程与植被动态关系的生态学研究:植被的排序

根据东北沙质荒漠化地区呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地的 72个沙地植物群落样地、2 76种植物的调查数据进行DCA排序 ,排序结果充分反映了沙地植被与地理因子、气候因子、地形因子、水文因子、干扰因子的关系 .DCA排序的第 1轴反映沙地植被分布的水分梯度 ;第 2轴反映土壤梯度 ;第 4轴主要反映热量梯度 ;DCA的1、4轴排序图和 1、2、4轴排序图 ,反映沙地植被与沙质荒漠化的生态规律 .采用定性因子评价赋值与定量因子相结合的方法 ,经双重筛选逐步回归分析 ,建立了沙地植被DCA排序坐标与地理、气候、地形、水文、干扰等诸多生态因子的线性回归模型 .

外生菌根真菌在大型露天煤矿生态修复中的应用研究

在霍林河露天煤矿脆弱生态地带的生态修复中 ,应用菌根生物技术 ,选用露天开采的剥离物绿色泥岩 ,以施肥和不施肥、泥岩氨化等处理进行不同条件的盆栽模拟试验 .结果表明 ,绿色泥岩接种菌根菌剂 ,不施肥的感染率和成活率均高出施肥的 1.2 1～ 2 .78倍和 1.0～ 2 .7倍 .供试的菌根菌剂中 ,0 10、A和B菌剂对贫瘠和渗透率低的土壤条件表现出较强的调控能力 .泥岩氨化对其理化条件虽能有所改善 ,但氨和磷聚集使幼苗成活时间甚短 .

沈阳西部污灌渠沉积物中污染物积累与生态毒性研究

沉积物样品采自沈阳西部污水灌渠的上、中、下游 .进行了污染物 (重金属和矿物油 )含量分析和生态毒性试验 .结果表明 ,所有沉积物中均有污染物的积累 ,矿物油含量在 4 0 0～ 12 5 0 0mg·kg-1,重金属Cd为 1 6～ 2 7 2mg·kg-1.沉积物对植物和蚯蚓都有明显的毒性效应 .种子发芽根伸长抑制率为 10 %～6 0 % ,蚯蚓试验 14d和 2 8d死亡率分别为 0 %～ 70 %和 0 %～ 85 % .体重增长抑制率为 - 2 1 9%～ 17 7%和 - 18 6 %～ 37 0 % .研究表明 ,长期污灌导致河道沉积物中污染物积累和较强生态毒性 .沉积物作为重要的污染源 ,其污染物迁移与释放对地下水和土壤具有潜在危害 .

城市生态环境质量评价系统的研究与开发——以沈阳市为例

采用层次分析法作为评价方法,利用MicrosoftVisualBasic6.0开发了城市生态环境质量评价信息系统。系统分6个模块,评价指标体系模块、评价标准体系模块、评价权重体系模块、现状值模块、结果值模块和数据综合信息模块。具有数据编辑、打分评价、数据报表和专家支持4种主要功能。应用该系统对沈阳"九五"末期城市生态环境质量进行评价,结果显示沈阳市城市生态环境质量一般。

沈阳张士灌区镉污染生态的研究

本文揭示了污染物镉从污染源——污染水体——张士灌区农田生态系统——人体的生态循环规律;各种环境因素、灌溉条件、栽培作物等对镉的行为的影响及其对人体造成的危害,为镉污染的治理从理论和实践上提供了重要依据。

微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用

较为系统地概述了核酸探针检测技术、利用引物的PCR技术、DNA序列分析技术和电泳分离及显示技术在国内外的研究进展 ,并探讨了这些技术在环境污染研究中的应用及其方向 .结果表明 ,这些被认为是重要的微生物分子生态学技术 ,在探索微生物与污染环境之间的相互关系中发挥了重要作用 ,促进了污染环境的微生物遗传适应进化机制的研究、污染物的微生物降解有关基因的定位及微生物工程菌的构建等方面的工作 ,从而推进了污染环境微生物修复的分子生态学的发展 .

中国东北西部地区沙质荒漠化过程与植被动态关系的生态学研究:植被的分类

根据东北沙质荒漠化地区呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地的 72个沙地植物群落样地、2 76种植物的调查数据 ,进行双向指示种分析 (TWINSPAN) ,结合DCA排序得到符合客观实际的分类结果 ,初步建立了中国东北沙质荒漠化地区植被分类系统 ,6个植被型 ,11个植被亚型 ,40个群系 ,5

中国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环与碳源汇效应研究

全球变化自20世纪80年代以来作为一个科学问题开始出现,现今已超越科学领域,成为影响当今世界发展的重大政治、经济和外交问题。在科技部的"十三五"期间"全球变化及应对"重点研发计划专项支持下,来自中国科学院沈阳应用生态研究所、西北农林科技大学、中国科学院植物研究所等6个单位31位科学家于2016年7月开始承担"中国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环与碳源汇效应研究"项目。该项目旨在:1)凸显中国北方植物群落演替在温室气体吸收和排放平衡,特别是在我国未来碳汇中的作用;2)绘制森林和草地碳源汇转变的敏感区、脆弱区;3)建立和发展稳定同位素技术研究碳氮循环的多时间序列历史变化及其对全球氮沉降、大气CO_2浓度上升和气候变化的响应;4)揭示氮沉降、升温、火干扰和植被演替驱动的碳氮耦合循环生物学机制及其碳源汇响应。通过该项目5年的实施,预期能增加我国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环生物学机制的认识,增强对北方森林和草地生态系统对全球变化响应的预测能力和减少预测的不确定性。

水杉在中国北方城市中的应用研究

水杉 (Metasequoiaglyptostroboides)是世界上珍稀的孑遗植物 ,仅产于中国四川、湖北及湖南三省交界的局部地区。沈阳是中国水杉引种栽植的最北界 ,本文对水杉在沈阳生长的生存条件进行研究 ,为水杉在沈阳园林树种中的进一步应用提供理论依据。

应用生态学的研究与发展趋势

国际上应用生态学于 2 5～ 4 0年前诞生 ,是为了适应、服务于缓解西方发达国家当时日益恶化的环境污染与生态破坏问题的需要 .随着该学科的发展 ,应用生态学一直都把应用生态学原理致力于解决自然资源不断退化与严重的生态环境问题作为其研究的重点 .2 1世纪的到来 ,人类步入了应用生态学时代 ,国际应用生态学主要发展特点表现为 :更注重其应用性 ,强调与工程学的相互交叉 ,特别注意与基础生态学的衔接性 ,全方位采用新方法与新技术 ,微观机理与宏观调控并行发展 .中国应用生态学今后的学科建设 ,特别是在 2 1世纪初的发展 ,在注意与国际接轨并从中汲取精华的同时 ,要特别强调我国环境污染与生态破坏仍在恶化这一基本国情而开展研究和应用 .