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生态学报 2004年第10期杂志 文档列表

水生态服务功能分析及其间接价值评价2091-2099

摘要：水生态系统服务功能是指水生态系统及其生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用.它不仅是人类社会经济的基础资源,还维持了人类赖以生存与发展的生态环境条件.根据水生态系统提供服务的机制、类型和效用,把水生态系统的服务功能划分为提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类.水生态系统提供的产品主要包括人类生活及生产用水、水力发电、内陆航运、水产品生产、基因资源等;调节功能主要包括水文调节、河流输送、侵蚀控制、水质净化、空气净化、区域气候调节等;文化功能主要包括文化多样性、教育价值、灵感启发、美学价值、文化遗产价值、娱乐和生态旅游价值等;支持功能是上述服务功能产生的基础,其对人类的影响是间接的并且需要经过很长时间才能显现出来.评价中,将我国陆地水生态系统分为河流、水库、湖泊、沼泽四个类型,结合基础数据的可获得性,建立了由调蓄洪水、疏通河道、水资源蓄积、土壤持留、净化环境、固定碳、提供生境、休闲娱乐8项功能构成的水生态系统间接价值评价指标体系并进行了初步的评价与估算,结果表明其总的价值为6038.78×108元,相当于供水、发电、航运、水产品生产等水生态系统提供的直接使用价值的1.6倍.

海河流域生态需水核算2100-2107

摘要：从生态系统角度分析了生态需水内涵和生态需水与生态用水概念的差别.探讨了海河流域自然陆地、河流、湿地、城市4种生态系统类型生态需水核算方法,并对其生态需水量进行了核算.大气降水首先被天然植被利用后形成地表径流,才能被人类管理利用来满足经济水量和生态水量需求.从水资源管理来说,河流、湿地、城市等生态需水来源于径流性水资源可称为狭义生态需水,而包括利用降水性水资源的天然植被生态需水在内的全部生态系统生态需水可认为是广义的生态需水.狭义生态需水是水资源管理及生态需水研究和关注的重心.研究结果表明:海河流域河流生态需水31.64×108m3,占多年平均天然径流量的12%;湿地生态需水为34.31×108m3,占13%;城市生态需水量10.83×108m3,占4.1%, 3项合计占径流总量的29.1%.生态需水量是一个动态的值,随生态保护目标的提高和经济的发展核算结果必然发生变化,维护生态环境质量的状况不同,也存在最大、最小生态需水量的阈值问题,此类问题需今后进一步研究.

内陆干旱区水分驱动的生态演变机理2108-2114

摘要：我国内陆河流域约占国土面积1/3,降水集中在山区,盆地干旱少雨,形成内陆河平原独特的非地带性生态群落.针对内陆河干旱区水资源条件与生态特点,从水分-生态相互作用机理入手,系统研究了以绿洲为中心的内陆干旱区沿河平原生态问题,以此作为干旱区生态需水研究的基础.由于径流运动的作用,平原生态系统表现出有序的层次结构:以河流为中心向两岸依次为绿洲、过渡带、荒漠;植被等级和盖度逐渐由高向低演变,分别为有林地、灌木林、疏林地和高盖度草地、中盖度草地、低盖度草地、沙漠、戈壁.植被生态系统的这种规律性反映了地下径流(潜流场)的变化.在干旱少雨(年降雨量小于100mm)的环境中,来自河川补给的潜水蒸发,成为植被水分最主要来源,对植被生态系统起决定性的作用.根据生态景观的需水补给条件界定内陆河盆地生态系统的组成,给出了平原生态圈层结构的定义.当水资源开发利用方式和土地利用方式发生变化时,水资源分布和补给条件相应发生变化,并导致生态系统圈层结构随之发生变化.生态圈层结构理论成为干旱区生态需水计算的理论依据和方法基础,据此构造定量化的水分驱动生态演变模型.利用20世纪70年代和90年代遥感影像1∶10万解译图,结合地面观测资料,分析了西北内陆区20世纪70～90年代生态环境的变化情况,结果与生态圈层结构理论分析完全相吻合.总体趋势是:人工绿洲普遍扩张,天然绿洲普遍退缩.绿洲和荒漠之间的交错过渡带严重退化.荒漠化面积持续扩大.

南水北调对海河流域水生态环境影响分析2115-2123

摘要：提出可定量分析研究流域水循环变化对水生态环境影响的关联分析方法,并对海河流域现状进行了关联分析和和评价.分析研究表明人类对水资源的过度开发利用已改变了海河流域的天然水循环并导致水生态环境全面退化.进一步对未来无南水北调和有南水北调的情况进行定量模拟计算,结果表明在无南水北调的情况下,未来海河流域将处于无法兼顾发展经济和保护生态环境的困境;在实施南水北调的情况下,水资源可支撑海河流域经济发展并影响和改善整个流域的水循环状态,从整体上遏制海河流域水生态环境恶化的趋势,但入海水量仍无法改善.

乌梁素海保护的生态需水量评估2124-2129

摘要：结合乌梁素海湿地生态系统特征,基于保证水量、保证水质和改善水质(对于污染湖泊)3个层次的湖泊湿地保护目标,给出了不同环境保护目标下湖泊湿地的生态需水量估算方法,并在系统分析乌梁素海水文水循环特征的基础上,选择适合的计算方法,对乌梁素海不同保护目标下的生态需水量进行了估算.结果表明,从保证水量平衡角度看,乌梁素海排干系统排入湖泊水量为6.18×108m3/a,可以保证乌梁素海的水量平衡;从保证水质角度看,由于作为生态用水的黄河水总N浓度超过国家地表水水质标准中湖泊水质V类水标准限值的1.6倍,比乌梁素海湖水总N含量还要高,因此,完全达标的生态需水量是不存在的,但如果只考虑盐分和总P,在现有排干水量为6.18×108m3/a条件下,则维持乌梁素海的盐分和P浓度不变的生态需水量分别为1.82×108m3/a和12.3×108m3/a;从保证湖水水质达标角度看,现有污染物排放情况下,1a盐分和总P达标的生态需水量分别为4.91×108m3/a和 16.3×108m3/a,10a盐分和总P达标的生态需水量应分别为4.28×108m3/a和14.3×108m3/a.

基于农业气象学原理的林地生态需水量估算——以泾河流域为例2130-2135

摘要：从农业气象学原理出发,森林植被的生态需水可以理解为林地的蒸散耗水量.根据土壤水分有效性的划分,林木暂时凋萎含水量和生长阻滞含水量分别是能保证林木基本生存和正常生长时土壤含水量的下限,据此可以作为林地最小生态需水定额和适宜生态需水定额计算的依据,其数值通过计算林地的潜在蒸散并利用土壤水分修正系数和林木系数进行订正获得.根据遥感图像资料,在GIS支持下,计算了泾河流域现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量,分别为203960×104 m3和340330×104 m3.

内陆河干旱区生态需水分析2136-2142

摘要：根据水分驱动生态演变模型,以水分运动和补给条件,研究了内陆河平原生态系统的需水结构.生态需水分为过渡带生态需水,绿洲生态需水;绿洲生态需水又进一步分为天然绿洲生态需水和人工绿洲生态需水.通过流域水分平衡和地面观测资料确定了生态圈层结构的水分需求,以及降水与径流对水分需求的补给比例.生态需水的分析计算,类似于供需平衡分析.从植物生理角度分析生态需水,得到天然植被的总腾发量Et,作为植被生态需水总量.各典型天然植被的Et通过实验资料获得.将植被和水面的总生态需水量扣除有效降水补充的部分,即为径流性生态需水量GE.另一方面,以流域为单元进行降水和径流统一考虑的水分综合平衡,进行生态可利用水量分析.得到生态系统可能实际利用的径流性水资源量GR.将生态需水量GE与生态系统可能实际利用的水资源量GR进行平衡分析,计算实际生态耗水,并分析盐碱地无效耗水.根据2020年生态状态情景分析,作出了2020年生态需水与生态系统结构演变的预测.

基于GIS的粤西海域浮游植物的时空变化分析2143-2148

摘要：根据1998～1999年4个航次粤西海域浮游植物的调查资料,在GIS的支持下对该海域浮游植物丰度的时空分布特征及其密集中心位置的变化进行了分析和模拟.结果显示,粤西海域浮游植物具有明显的时空分布特征.春季、秋季和冬季3个季节浮游植物丰度的分布趋势相似,均呈北部水域高、南部水域低或近岸水域高、离岸水域低的趋势,其密集分布区均出现在电白至海陵岛一带的近岸水域,其中以冬季密集区的分布范围最广,丰度最高,平均值达412.70×104ind/m3,其次为秋季,丰度的平均值为149.75×104ind/m3.与上述3个季节不同,夏季浮游植物的丰度处于全年的最低值,平均为15.64×104ind/m3,其相对密集区的分布范围狭小,仅出现于川山群岛南侧的小片水域中,其余大部分水域的丰度均低于20.00×104ind/m3.丰度密集中心的分析结果表明,春季、秋季和冬季浮游植物的密集中心位置彼此相近,漂移规律不明显,而夏季密集中心则明显向东南方向漂移,其最大漂移距离横向达24.74′,纵向达16.78′.

水盾草入侵沉水植物群落的季节动态2149-2156

摘要：水盾草(Cabomba caroliniana)是原产美国和南美巴西等地的多年生植物.自1993年作为新记录报道以来,在中国华东水网地带大面积扩散,并在江苏太湖流域、浙江杭嘉湖平原、宁绍平原等水域成为很多沉水植物群落的优势种.课题组在其分布区的苏州太湖乡、湖州道场乡、杭州五常乡、绍兴陶堰镇、柯岩镇和宁波方桥镇等6个地点设置固定样地对水盾草入侵群落进行了9个季节的调查,分析了不同季节群落种类组成与生物量的变化等.结果表明:各群落优势种在不同季节有变化,有些群落在所调查季节中主要优势种都为水盾草(五常乡、柯岩镇和方桥镇),另一些群落优势种则发生季节及年际变化(太湖乡、道场乡和陶堰镇),如太湖乡冬季优势种均为菹草、其它季节为水盾草.水盾草的生物量在样地、季节间变化很大,最高一般在秋季,变幅达近50倍.水盾草生物量的季节动态显示3种情况:一是由于人为干扰大幅下降,二是处于相对稳定的平衡状态,三是大幅上升.其中后两种情况下人为干扰较小,是群落自身演替的结果.从种类组成来看,种类组成单一的群落,水盾草重要值均在50%以上;种类组成复杂的群落,其重要值随季节而变化.说明群落物种丰度与其对水盾草的易感性间有较密切的联系,水盾草易于入侵组成单一的群落,并迅速成为优势种.本地种与水盾草的生物量最大值出现在不同水深下,水盾草的最适生长水深在1.6m左右的水域,而本地种金鱼藻、苦草和黑藻的最适水深在0.8～1m左右.水盾草4个季节最适水深比本地种都要大,表明在它们在沉水植物群落中处于不同生态位.较低的群落物种多样性与空间生态位空缺可能是水盾草成功入侵的主要原因.清淤等人为控制是防治水盾草入侵成功的有效手段,但这也将使本地种的生存受到威胁.

内蒙古中东部不同草原地带羊草种群遗传分化2157-2164

摘要：运用 RAPD 技术对内蒙古不同草原地带分布的5个羊草种群(共100个个体)的遗传多样性进行分析.31个随机引物(10nt)在5个羊草种群中共检测到496个扩增片断,其中多态性片断489个,总的多态位点百分率达98.6%.利用Nei指数和Shannon指数估算了5个种群的遗传多样性,并计算种群相似系数和遗传距离运用UPGMA法进行聚类分析.结果表明:无论是种群内还是种群间, 羊草均存在较高的遗传变异,大部分的遗传变异存在于种群内 (Nei指数和Shannon指数估算结果分别为85.4%和72.5%),只有少部分的遗传变异存在于种群间;不同种群的遗传多样性存在差异,各种群的遗传多样性与其所处的地理位置具有显著的相关性;5个种群的平均遗传距离为0.5095,变异范围为0.4684～0.5476;聚类分析结果显示地理距离较近的种群遗传距离较小,首先聚在一起,而地理距离较远的种群遗传距离较大,说明羊草种群间的遗传分化与地理距离存在一定相关性;但地理距离最近的两个种群并未最先聚集,说明羊草种群间的分化还与其生境的异质性有关.

平衡与非平衡生态学在锡林河流域典型草原放牧系统中的应用2165-2170

摘要：为认识放牧系统的复杂性和稳定性,产生了放牧系统的平衡生态学和非平衡生态学原理.放牧系统的平衡生态学原理假定:一旦干扰在系统中发生,系统将偏离平衡态;而当干扰解除后,系统将自动返回原来的状态或在新的领域实现平衡.在对内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统动态的研究中,来自平衡生态学的Clements-Duksterhuis 演替理论提供了一个基本的研究框架.尽管已经证实对退化不太严重的典型草原放牧系统,平衡生态学原理是适用的,但是对于这一地区严重退化的放牧系统的动态,它显然并不能给予合理的解释.事实上许多放牧系统动态遵循非平衡生态学原理.在非平衡放牧系统中,稳定的状态是不会实现的,因为在这样的系统中,非生物变量对于植被的动态似乎起着决定性的影响,从而也决定着草食动物的种群动态.状态与过渡模型基于非平衡生态学原理,它能够解释过度放牧下典型草原生态系统的崩溃或灌丛化,因此它适于该地区严重退化的典型草原放牧系统的动态.鉴于内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统普遍严重退化的现实,未来该地退化放牧系统的研究应更多地应用非平衡生态学原理,并且严重退化的草原生态系统的恢复试验,特别是灌丛化草原的重建也应置于它的指导之下.

松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构2171-2177

摘要：对松嫩平原羊草草甸水淹恢复演替过程中不同大小羊草无性系斑块的种群构件年龄结构进行了研究.结果表明,羊草种群分蘖株在斑块中心由4个龄级组成;最外圈层由3个龄级组成.根茎在斑块中心和中间圈层均由2～4个龄级组成,最外层由1～2个龄级组成.潜在种群冬性苗和分蘖节芽总量各圈层均由4个龄级组成.斑块中心的分蘖株种群为稳定型年龄结构,向外发展至增长型年龄结构.根茎长度和潜在种群在各圈层均呈增长型年龄结构.在水淹羊草草甸的恢复过程中,不同大小羊草无性系斑块均呈不断扩展的趋势.在生存空间充足时,羊草的分蘖节在一个生长季里可以繁殖多个世代.通过羊草根茎的年龄结构可预测演替的进程.

内蒙古中东部草原大针茅的种群遗传分化2178-2185

摘要：对内蒙古中东部草原区分布的11个大针茅(Stipa grandis P. Smirn)地理种群进行了RAPD分析.从100个随机引物中筛选出18个有效引物,共扩增出221条DNA带,多态性DNA带121条,占54.75%,平均每个引物扩增的DNA带数为12.28条;特异性DNA带25条,占11.31%.基于Jaccard遗传相似性系数对此221条DNA带进行UPGMA聚类分析,将11个种群分为3类,白音锡勒牧场的8个种群聚为一类,林西种群和克什克腾种群两个种群聚为一类,阿巴嘎种群单独成为第3类.用Mantel检验作进一步分析表明,在相对较大的尺度上,大针茅的遗传分化与地理距离相关极显著(g》g0.005);而在相对较小的尺度上(白音锡勒牧场8个种群),相关不显著(g《g0.050).特异性位点百分数与所处生境大于10℃年积温及干燥度呈现极显著正相关(p《0.01).对其中的5个大针茅种群所在群落的植物组成、Shannon多样性指数以及重要值进行分析,发现这5个种群的相似性系数矩阵与所在群落的相似性系数矩阵(用重要值计算得到)之间表现为显著正相关(r＝0.7703,g》g0.05).

CO2浓度倍增条件下土壤干旱对两种沙生灌木碳氮含量及其适应性的影响2186-2191

摘要：研究利用大型环境生长箱模拟了两种沙地优势灌木柠条和羊柴对CO2浓度倍增和土壤干旱交互作用的响应.CO2浓度倍增使柠条和羊柴的生物量分别增加了62.90%和50.00%,使植株叶面积分别增加了41.86%和 45.84%.CO2浓度的倍增效应随着土壤干旱的增加而下降.CO2浓度倍增和土壤干旱都增加单位叶面积质量(LMA),但CO2浓度倍增主要增加了水分充足时的LMA.CO2倍增使柠条和羊柴叶片含氮量分别降低了10.40%和5.06%.柠条叶片含氮量在所有土壤干旱条件下均呈现出增加的趋势,而羊柴叶片的含氮量仅在严重干旱条件下增加.CO2倍增使叶片的碳氮比显著增加,但土壤干旱使之降低.CO2浓度倍增降低叶肉细胞质膜的过氧化产物丙二醛(MDA)的含量,干旱使之增加.叶片含氮量与MDA呈显著正相关.研究表明CO2倍增有保护叶片免受严重土壤干旱的作用,但干旱的负面影响是CO2倍增效应所难以弥补的.

杉木与固氮和非固氮树种混交对林地土壤质量和土壤水化学的影响2192-2199

摘要：第1代人工杉木林皆伐后,3种不同的经营模式,即连载杉木纯林、杉木与固N阔叶树混交林和杉木与非固N阔叶树混交林,对林地土壤质量和土壤水化学的影响进行了比较.结果表明,在杉树与阔叶树混交经营模式下,土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高,微生物商(Cmic: Corg)上升,代谢商 (qCO2)稍有下降,但杉木与固N树种的混交对土壤质量的改善效果比杉木与非固N树种混交好;相反,杉木连载只能导致林地土壤质量的逐渐恶化;土壤溶液中,主要来自于大气中的一些离子浓度,如SO2-4, Cl-, Na+ 和 Mg2+,在杉木纯林中显著高于混交林,而主要受系统内影响较大的一些离子,如K+ 和 NH+4,NO-3,在经营模式间变异较小;H+和Al3+浓度也是杉木纯林比混交林高.另外,研究结果还表明,总有机C、CEC和微生物C与其它土壤理化性质与生物学性质之间存在着较好的相关性,所以可以将总有机C、CEC和微生物C作为红黄壤地区亚热带人工林土壤质量的指示指标.

北京城市生态系统植物种类构成及其分布特征2200-2206

摘要：为了认识北京城市生态系统植物的构成特点、变化趋势及保护城市植物多样性,进而为北京城市绿化提供科学基础,对北京城区五环内各功能类型的植物进行了抽样调查、标本采集、鉴定和研究.结果表明:(1)北京城区五环内共有维管束植物99科307属536种,其中北京本地种279种,占总种数的52.05%,国内引进种150种,占总种数的27.99%,国外引进种107种,占总种数的19.96%.(2)北京城区植物属的区系地理成分以北温带成分为主,占城区总属数的21.05%,远低于全北京植物北温带成分占30.30%的比例;温带亚洲物种、旧世界温带物种、世界分布物种的比例都呈减少趋势;除旧世界热带物种成分外,其它热带物种成分的比例都有所增加.(3)城区各功能区物种丰富度从大到小的顺序为公园、学校校园、居民小区、道路、体育中心及单位场院、广场及公共建筑.公园、学校校园植物的总种数都占城区五环内植物总种数的50%以上,是城区植物的物种库.但本地植物物种比例在所有的功能区中均较低,甚至在公园与学校校园,本地物种的比例也分别只有53.86%与52.52%,居民小区和广场及公共建筑的北京本地种比例分别只有41.39%和40.23%.(4)公园的乔、灌木植物多样性最高,荒地的草本植物多样性最高,广场的草本植物多样性最低.荒地作为临时用地,草本植物种类丰富,在某种意义上也发挥着物种库的作用,这也说明人对绿地的管理是影响城市生物多样性的一个重要原因.(5)根据植被地带性原则,应加强对具有物种库作用的公园、学校、荒地中本地种的筛选和研究,保护本地物种资源和城市物种多样性.

马尾松与湿地松人工林生物量动态及养分循环特征2207-2210

摘要：对乡土树种马尾松和引进外来树种湿地松人工林的生物量动态变化、养分积累与分配以及养分循环特征进行比较,结果表明:在林分生长发育早期,马尾松生长慢,而湿地松生长快,生长发育后期马尾松生长速度比湿地松快.马尾松人工林生物量的数量成熟年龄为36a,采伐利用时的最大生物量为434t/hm2;湿地松的为26a,采伐利用时的最大生物量为338t/hm2.湿地松人工林各器官和总的养分积累量均高于马尾松,其中养分的总积累量是马尾松的2倍多,树干高达5倍多.在采伐利用时,不管是全树利用还是仅利用干材,同马尾松相比,湿地松林将带走更多的养分,对地力的养分消耗量更大.同时,湿地松林养分循环速率低,周转时间长,需要的养分多,比马尾松林维持地力的能力差.因此,在湿地松人工林的经营管理过程,更应处理好养地与用地之间的关系,否则会造成林地生产力的下降.

长白山高山冻原生态系统凋落物养分归还功能2211-2216

摘要：研究了长白山高山冻原生态系统中凋落物量及其养分空间分布特征,并对凋落物在养分生物循环中的功能进行了讨论.结果表明:长白山高山冻原植被凋落物量为1.378～2.476 t/hm2,通过对不同海拔凋落物量的数量特征进行分析,海拔是影响长白山高山冻原植被凋落物量的主要因子.长白山高山冻原生态系统凋落物中S、N和P含量分别为0.14%, 0.49%和0.21%;3种营养元素在凋落物中积累量为81.99 kg/hm2, 其中S、N和P积累量分别是15.04 kg/hm2, 45.93 kg/hm2和 21.02 kg/hm2.长白山高山冻原生态系统中5种植被型(FA, LA, TA, MA 和SA) 年归还量依次为0.72, 1.35, 14.65, 10.88和11.91 kg/(hm2·a);平均归还率依次 0.33, 0.42, 0.39, 0.39和0.48.典型高山冻原植被型的归还量最大,而归还率却较低.长白山高山冻原生态系统内S、N和P的利用效率分别是7.14、2.04和4.76.在整个长白山高山冻原生态系统中S和P的利用效率大于N的利用效率.