养分添加对内蒙古不同草地生态系统生物量的影响

为了比较不同气候条件下草地生态系统对养分添加的响应,在内蒙古的草甸草原、典型草原和荒漠草原区分别建立长期养分添加试验。在三年试验数据的基础上,分析不同养分（N和P）添加、不同梯度（N：10,5和2.5 g/m2;P：10 g/m2）对这3种代表性草地群落生物量及其分配的影响。结果表明,施氮导致内蒙古温带草原地上生物量增加27%-53.3%,平均增加37.8%,并且施氮浓度越高,地上生物量增加越多。地下生物量对施肥的响应比地上生物量小,整体上,高浓度的氮添加使内蒙古草原的群落总生物量平均增加10.2%。较干旱的荒漠草原对氮限制的响应比典型草原和草甸草原更明显。磷肥对群落地上、地下生物量的影响不明显。施氮肥促进草甸草原和荒漠草原的根冠比（R/S）降低,典型草原的根冠比则轻度增加。施肥对内蒙古温带草原根系的垂直分布没有显著影响。位于不同环境条件下的草地生态系统对施肥的响应存在时间和空间差异,意味着在碳循环模型预算和草地管理中需要考虑不同草地生态系统对养分添加的响应。草地地上生物量对施肥的响应高于地下部分,如果不考虑地下部分,可能会高估整个生态系统对施肥的响应。

内蒙古锡林河流域羊草草原净初级生产力及其对全球气候变化的响应

利用CENTURY模型对内蒙古锡林河流域羊草草原在未来气候变化以及大气CO2浓度增高条件下的年地上净初级生产力（annual aboveground net primary productivity，ANPP）动态进行了模拟研究.结果表明：CENTURY模型可以较好地预测ANPP的变化.进一步的情景模拟发现，虽然全球气候变化所引起的温度和降水改变、以及大气CO2浓度升高都会影响ANPP，但降水是关键的影响因子.多个全球气候模型（GCM） 预测该地区未来降水量会减少，故可能导致其ANPP降低，但在以下气候变化情景下研究区ANPP可能会升高：1）CO2浓度倍增，温度升高2 ℃，降水保持不变或增加10%～20%；2）CO2浓度保持不变，温度升高2 ℃，降水增加20%.气候变化将对内蒙古锡林河流域羊草草原产生显著影响.

氮添加对内蒙古典型草原土壤动物的影响

氮是陆地生态系统的主要限制元素,氮输入的变化影响陆地生态系统生物群落结构和功能过程。目前有关氮添加的研究主要集中在植物群落,而对土壤动物影响的研究较少。本研究在内蒙古典型草原区设计了氮素添加试验,研究了在4个氮添加[对照(N0)、低氮(N2.5)、中氮(N5)、高氮(N10)]水平下草原凋落物层土壤动物主要功能类群的群落结构变化,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,低氮和中氮添加显著促进土壤动物的多度,而高氮添加显著降低土壤动物的多度和多样性(P<0.05)。土壤动物的不同功能群对氮输入增加的响应不同,捕食性和腐食性功能群多度在高氮处理下显著减少(P<0.05),而植食性和杂食性动物功能群多度则不随氮添加水平变化(P>0.05)。冗余分析(RDA)显示,中气门亚目若螨(Mesostigmata nymphs)和厉螨科(Laelapidae)等类群的多度与氮添加水平呈显著负相关关系(P<0.05);而等节跳科(Isotomidae)和长角跳科(Entomobryidae)等类群的多度变化主要受氮添加引起植物物种丰富度、土壤SOC和凋落物pH改变的间接影响。研究结果表明,适量氮添加可增加凋落物层土壤动物群落的多度,但较高的氮供应[10g·(m2·a)-1]则降低土壤动物群落的多样性。

城市绿地生态评价研究进展

城市绿地的科学评价为绿地的规划和管理提供了参考,对人们正确认识和改造绿地建设起着重要的作用,为城市绿地生态功能的发挥提供了重要的依据和保障。以绿地结构的评价为基础,总结了城市绿地生态功能、服务评价、健康评价的方法和研究进展;提出了城市绿地生态风险评价的基本方法并概括了城市绿地可持续评价的研究方向。结果显示:当前城市绿地的生态评价在范围上逐渐从微观尺度发展到宏观尺度,日益强调绿地的生态服务功能,重点关注于绿地的碳储量与降温增湿功能与效益评价以及价值化研究;城市绿地的健康评价和可持续性评价均尚处于初级的探索阶段。指出了城市绿地生态评价的关键在于评价结果在管理和规划中的应用,在评价内容上必须关注各部分的结合,在评价方法上应该借助基础研究的长期监测、评价的量化以及多学科交叉的渗透。

什么是可持续性科学?

可持续发展是我们时代的主题,也是人类面临的最大挑战.自20世纪70年代,尤其是近20年来,可持续发展的概念日益频繁地出现在学术文章、政府文件以及公益宣传和商业广告之中.然而,为可持续发展提供理论基础和实践指导的科学——可持续性科学——是在21世纪初才开始形成的.该科学在短短的十几年中迅速开拓、不断发展,正在形成其科学概念框架和研究体系.中国是世界大国,是可持续性科学的哲学思想——"天人合一"——的故乡,有必要承担起时代之重任,在追求"中国梦"的同时促进全球可持续发展,并积极参与进而引领可持续性科学的研究和实践.为了帮助实现这一宏伟而远大目标,本文拟对可持续性科学的基本概念、研究论题和发展前景作一概述.可持续性科学是研究人与环境之间动态关系——特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性——的整合型科学.它穿越自然科学和人文与社会科学,以环境、经济和社会的相互关系为核心,将基础性研究和应用研究融为一体.可持续发展的核心内容往往因时、因地、因人而异.因此,可持续性科学必须注重多尺度研究,同时应特别关注50到100年的时间尺度和景观以及区域的空间尺度.景观和区域不但是最可操作的空间尺度,同时也是上通全球、下达局地的枢纽尺度.可持续性科学需要聚焦于生态系统服务和人类福祉的相互关系,进而探讨生物多样性和生态系统过程,以及气候变化、土地利用变化和其他社会经济驱动过程对这一关系的影响.我们认为,景观和可持续性是可持续性科学的核心研究内容,也将是可持续性科学在以后几十年的研究热点.

城市生物多样性分布格局研究进展

城市生物多样性分布格局由自然生态环境和城市化过程所决定;其动态和机理与自然生态系统迥然不同。城市生物多样性为城市生态系统提供了诸多生态系统功能和服务,对改善城市环境、维持城市可持续发展有着重要的意义和作用。城市化过程深刻改变了城市的生物多样性分布格局,导致了诸如本地物种多样性降低、外来物种多样性增加、物种同质化等一系列问题。近年来,城市生物多样性受到学界高度关注,大量研究结果既回答了一些关键性问题,又提出了诸多新的论题和挑战。分析了当前城市生物多样性分布格局研究的若干热点问题,总结了影响城市生物多样性格局的主要因素,探讨了城市生物多样性格局研究方法的关键问题,指出了未来城市生物多样性研究的发展方向,特别强调了城市生物多样性的生态系统功能研究在未来城市生物多样性研究中的重要地位。

城市土壤碳循环与碳固持研究综述

城市化过程带来的土地利用变化和环境污染是全球变化的重要方面,城市为人们了解人类与自然复合生态系统对全球变化的影响及其对全球变化的响应过程提供一个独特的"天然实验室"。陆地生态系统碳循环是全球变化研究的热点领域之一,然而,人们对城市在全球碳循环中的作用和影响知之甚少,城市土壤碳循环研究处于起步阶段。介绍了城市土壤的主要特性和碳循环特征,指出强烈的人为作用是其最突出的特点;综述了城市土壤碳库、碳通量和碳固持研究方面取得的进展;探讨了城市化过程中土地利用变化、土壤中生物及土壤管护措施、城市小气候、大气污染沉降和土壤污染等对土壤碳循环的影响;提出未来城市碳循环研究需要开展长期系统监测、深化城市土壤碳循环机制研究、创新研究范式和研究方法、并将研究成果与城市景观规划与设计相结合,提升城市土壤碳管理能力。

基于智能体模型的土地利用动态模拟研究进展

土地利用动态变化是全球变化和可持续发展研究的基础,对区域水循环、大气循环、环境质量、气候变化及陆地生态系统生产力等具有重要影响,也是造成生物多样性衰减的最主要原因。目前,建立于复杂性科学基础上的的智能体模型(ABM)成为土地利用动态模拟的重要方法。智能体模型能模拟个体或群体的行为及决策模式,从而能将政府、城市规划、房地产开发商、住户等社会群体及个人对土地利用产生的影响进行模拟,同时能对不同社会经济政策对土地动态影响进行模拟。智能体模型在元胞自动机基础上,加入了人为因素的智能体概念,从而能更好地模拟土地动态。在分析总结了智能体模型的相关概念和组织结构,并分析了其在土地利用动态、城市动态模拟及生态过程模拟等方面的应用与元胞自动机的关系,比较了常用的智能体模型的主要软件,最后概括了智能体模型优点、发展趋势及存在的主要问题。

内蒙古典型草原土壤固碳潜力及其不确定性的估算

以内蒙古锡林郭勒盟典型草原围封和放牧对照的实测数据为基础,比较了不同植物群落类型的碳储量和固碳量,并估算了重度退化草地完全恢复后的土壤固碳潜力.结果表明:在局地尺度上,以羊草、大针茅和克氏针茅为优势种的3种植被类型的年均固碳量均随着围封年限的增加而减少.羊草和大针茅草原群落的碳储量显著高于克氏针茅草原群落,而在过牧导致的退化过程中,后者流失了更多的土壤有机碳,其固碳潜力高于前两者.在区域尺度上,内蒙古典型草原土壤表层0～20cm的固碳潜力在-0.03×104～3.71×104kgC·a-1范围内变化,总固碳潜力为12.1×108kgC·a-1.不确定性分析发现,忽略石砾含量不会造成土壤固碳潜力估算值的较大偏差,而气象数据空间插值造成的误差为±4.7×109kgC·a-1.假设未来生长季降水的平均变化值为-3.2mm·(10a)-1时,土壤固碳潜力将减少1.07×108kgC·(10a)-1.

内蒙古鄂尔多斯市城市化时空格局变化及其驱动力

城市化是最极端的人为土地覆盖的转变,对生物多样性和生态系统功能与服务的影响远超出城市本身的范围.基于3个时段土地利用数据,本研究利用景观格局分析方法分析了不同空间幅度下鄂尔多斯东四旗城市化景观时空格局的变化特征.结果表明:城市化对地区生态、社会、经济产生了深刻影响,整体景观的破碎化和复杂性程度增大,各斑块类型表现出独特的空间特征并受到不同程度的影响.沙地和城市用地变化幅度最大,耕地受城市化的影响最严重.从驱动力的定性分析看,资源因素、城市人口增长和经济发展是驱动地区城市化景观时空格局变化的重要驱动因子.

氮沉降对内蒙古典型草原地表节肢动物的影响

了解氮沉降增加背景下草原生态系统结构和功能的响应特征,是研发草原可持续管理措施的基础。目前内蒙古典型草原有关氮沉降增加的研究主要集中在植物群落,而对土壤动物影响的研究较少。通过在内蒙古典型草原连续5年的养分添加实验,研究了地表节肢动物对不同氮添加(N_0、N_(2.5)、N_5、N_(10))处理的响应,并分析了4种氮添加处理下地表节肢动物与环境因子之间的关系。结果表明,氮输入增加后,地表节肢动物群落的多样性并没有显著降低(P>0.05),群落多度也没有显著增加(P>0.05),仅在低氮处理下,群落生物量显著高于对照(P<0.05)。不同地表节肢动物功能群对各水平N添加的响应均不太敏感,捕食性、杂食性、腐食性功能群动物的生物量对N添加都没有显著响应(P>0.05),仅植食性动物的生物量在低氮和高氮处理显著高于对照(P<0.05)。回归分析表明,植食性节肢动物的多度和生物量主要受植物叶氮含量显著影响(P<0.05),而腐食性节肢动物的多度、生物量和类群数受土壤有机碳显著影响(P<0.05)。研究表明,温带典型草原地表节肢动物对氮添加的响应受其食物来源影响,明显滞后于植物群落;不同功能群对氮添加有不同响应形式,是群落水平响应较弱的主要原因。

论文引用率影响因素--中外生态学期刊比较

本文选择8种有代表性中外生态学期刊,对其一定发表周期内的论文引用率进行分析,探讨生态学论文引用率的影响因素及中外生态学期刊的差异.结果表明:4种英文期刊的年均被引次数均远大于4种中文期刊;英文期刊1位作者的论文数量百分比相对较高;所有期刊的合著论文比例均较高,体现了合作性在现代生态学研究中的重要性;论文作者数量与引用率之间有一定的正相关关系,但不显著;英文期刊论文的长度显著高于中文论文;随着论文长度的增加,年均被引次数增多.对中外期刊论文的引用率变化动态进行分析表明,英文期刊中总被引次数高的论文其增长速率也较快,表明其持续影响力强于中文生态学论文.我们希望这些结果会对生态学者以及相关期刊工作者有所裨益.

生物燃料的发展现状与前景

利用储量巨大的生物质能发展可再生的清洁型生物燃料可以帮助缓解世界能源危机,扭转由于石化燃料的大量使用而造成的全球环境日益恶化的趋势。拟对现代生物燃料的3种生产转化途径、相应产品及其在世界范围内的生产和应用情况作一介绍,分析生物燃料的优、缺点和所面临的挑战,进而探讨我国能源结构的现状以及发展利用生物燃料的前景。发展生物燃料不能单纯地考虑能源,而应该在可持续科学的框架下进行,须建立多样化、多功能的景观格局和生产体系,高度整合资源、环境、社会和经济诸方面,从而促进可持续发展的长远目标。