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生态学报 2005年第03期杂志 文档列表

城市生态环境需水量研究——理论与方法389-396

摘要：生态环境需水量是一个整合的新概念.从降水量概念和水资源量概念两个角度界定了城市生态环境需水量的概念与内涵,分析其类型和属性特征,建立了城市生态环境需水量的方法体系,包括城市分类的指标体系与方法、基于降水量概念和水资源量概念的城市生态环境需水量计算方法与等级划分方案,为城市生态环境需水量研究提供理论依据与方法支持.

黄河流域城市生态环境需水量案例研究397-403

摘要：根据城市生态环境需水量研究的需要,将黄河流域城市分为5个类别,基于降水量和水资源量概念两个研究平台计算黄河流域城市生态环境需水量,并对其影响因子进行分析.结果表明:①基于降水量概念的黄河流域城市最小生态环境需水量为7.955×108m3,其中城市绿地和河湖最小需水量分别占总需水量的为39.1%和60.9%;基于水资源概念的黄河流域城市最小生态环境需水量为6.043×108m3,占黄河流域城市市区供水总量的12.86%.②城市类别与城市生态环境需水量密切相关,随着城市级别的降低,基于降水量和水资源量概念的黄河城市最小生态环境需水量均呈现出逐渐减少的趋势.③黄河流域城市生态环境需水量表现出明显的空间差异性,黄河中下游地区形成城市生态环境需水量的高值区.④黄河流域城市生态环境现状用水量为2.876×108m3,最小缺水量为3.662×108m3,其中城市绿地和河湖的最小缺水量分别为0.849×108m3和2.830×108m3,亟需对黄河流域城市绿地和河湖系统进行补水.⑤城市生态环境需水量与需水主体的状况密切相关,并受到城市面积、人口和GDP等社会经济发展指标的深刻影响,而降水量、蒸发量和水资源量等自然条件对城市生态环境需水量的影响较小,体现出城市生态环境需水量人控性的特征.

三垟湿地生态系统服务功能及其价值404-407

摘要：温州三垟湿地是由古海涂演变成的城市近郊河网湿地,随着城市化及温州的经济发展,人类活动干扰越来越强烈,水质恶化,生物多样性低下,生态系统严重退化.将湿地生态系统服务功能及价值进行了分类,提出了理论服务价值与现实服务价值的概念,并在此基础上筛选出三垟湿地可计算的核心服务功能.计算出水质净化的理论服务价值为23800元/(hm2·a),现实服务价值为-7038元/(hm2·a);大气调节的理论服务价值为6608元/(hm2·a),现实服务价值为398.2元/(hm2·a),现实服务价值都远远低于理论上可以达到的价值,并由此得出提高初级生产和增强水质净化能力是三垟湿地生态恢复的首要目标,而理论价值的估算值,可作为区域生态恢复的指标.

辽河三角洲湿地生态系统健康评价408-414

摘要：以生态系统健康及压力-状态-响应(PSR)模型作为研究方法,根据湿地生态系统的特点,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系.以遥感数据及统计监测数据为基础,以小流域为评价单元,采用RS和GIS技术,对每个小流域湿地进行单因子和综合评价,揭示盘锦市湿地生态系统健康状况的空间分布规律.研究结果表明:(1)辽河三角洲盘锦市湿地生态系统健康相对较好的区域面积占22%,相对一般的占52%,相对较差的占26%.(2)双台河口部级自然保护区湿地生态系统健康相对较好,但其中局部地区湿地生态系统健康已经受到威胁,健康状况转为一般.(3)辽河三角洲湿地资源破坏的主要原因是水稻田开发与油田开发.

基于遥感影像的城市空间三维绿量（绿化三维量）定量研究415-420

摘要：三维绿量又称绿化三维量,是指所有生长植物的茎叶所占据的空间体积.城市三维绿量的测量研究是城市绿化环境效益评价的基本前提,也是城市生态系统研究的重要内容之一.以彩红外航空遥感图像为主要信息源,研究了城市空间三维绿量定量计算的方法.在对植被遥感阴影图像分割的前提下,根据航空摄影时太阳、摄影机以及树木三者之间的几何位置关系,建立了空间三维绿量遥感中关键的植被高度模型.应用统计分析方法,建立了研究区主要树种的树高-冠径相关关系模型.根据冠径-冠高关系以及典型树种的树冠立体几何形态与绿量方程,运用GIS分别计算了浙江省宁波市江北区、江东区、海曙区和全市的总三维绿量和平均相对三维绿量,以及平均相对三维绿量的区域分布.宁波市全市及江北区、海曙区和江东区的平均相对三维绿量分别为3284.4m3/hm2、3652.4m3/hm2、2908.5m3/hm2和3229.7m3/hm2,总三维绿量分别为1606.6万m3、659.5万m3、448.9万m3和498.2万m3.研究结果不仅为城市绿化数据库的建立奠定了基础,而且还丰富了城市绿化评价指标,有助于估算城市绿化的生态环境效益,以及为城市绿化系统的设计,特别是为环境要求不同的功能区的绿化系统的设计、城市绿化群落布局的合理性评价和城市绿化规划提供有价值的技术参数.

陕北黄土高原景观破碎化及其土壤裸露效应421-427

摘要：破碎化是黄土高原典型的景观特征,深刻影响着区域的景观格局与功能.为深入探讨黄土高原景观破碎化的格局特征及其生态效应,选择陕北黄土高原为研究区,结合景观格局指数与主成分分析对破碎化程度进行量化,并针对研究区相应的景观格局特征、造成破碎化的景观类型及土壤裸露程度,进行组成、分布及动态分析.研究结果发现陕北黄土高原景观格局中的斑块密度特征对破碎化有较强的指示意义,其次则是景观的空间构型特征.草地和农地等与人为活动关系较为密切的景观类型是造成研究区景观破碎化的主要原因,且高破碎化区域的土壤裸露值明显高于低破碎化区域.

我国天然林保护工程对区域经济与生态效益的影响——以四川省峨边县和盐边县为例428-434

摘要：通过抽样技术和实地调研,获得样本点10a的资源环境与社会经济方面的数据资料,从长时间尺度上对四川省峨边县和盐边县天然林保护工程的生态、社会与经济影响进行评价,并对经济成本与生态效益进行比较博弈分析.结果表明,天然林保护工程带来了显著的生态、社会与经济影响,给各利益主体带来了不同的代价与收益.当生态环境改善到一定程度以后,获得经济与生态的双赢是可行的.对于各利益主体承担的经济代价与获得的收益之间的不平衡,可以采取相应的政策措施进行补偿,实现帕累托改进.

黄鳝的繁殖生态学研究435-439

摘要：以洞庭湖稻区黄鳝为调查研究对象,通过野外调查和室内实验系统研究了黄鳝的繁殖生态.对黄鳝的性腺发育周年变化、繁殖行为、自然产卵过程、产卵条件及繁殖洞穴的构造进行了观察和记录,产卵室是黄鳝繁殖洞穴特有的构造,繁殖洞穴泥土pH平均值为6.73±1.012.亲鳝有护卵习性,通过对30尾守洞亲鳝的性腺观察和切片验证,守洞鳝多为雄鳝(占61.3%),少数为兼性偏雄性(占38.7%),守洞鳝1:00～2:00全在外面活动,守洞鳝体长L(cm)与体重W(g)回归方程为:W=1.25×102L1.42(r=0.76).人工模拟条件下,泡沫组受精卵的平均孵化率(85.2%)极显著地高于对照组(25.4%)(t=8.18,t005=2.45),仔鱼平均成活率(64.0%)显著高于对照组(14.0%)(t=3.73),同时对繁殖季节黄鳝为孵卵而所吐的泡沫的作用进行了分析.另外,证实了黄鳝产卵的最适放养密度为2～3尾/m2.为黄鳝的全人工繁殖和半人工繁殖提供了合理化的建议.

东海区大型水母数量分布特征及其与温盐度的关系440-445

摘要：以2004年4月和6月东海区中北部海域大型水母的监测调查结果为依据,分析了东海区大型水母的主要种类组成、数量分布及其与温度、盐度环境的关系、以及主要种类间的个体生长差异.结果表明:4月大型水母的优势种类多管水母约占75%、霞水母约占15%和沙水母约占5%;6月大型水母的优势种类沙海蜇约占60%、多管水母约占20%和霞水母约占10%.其中沙海蜇和霞水母为往年东海区大量暴发的种类.沙海蜇为低温高盐种,适温范围为12～17℃,主要分布于黄海冷水团伸向东海舌锋的锋面以北海域,密集分布区最高网产为10000kg/h左右;霞水母为暖水高盐种,适温范围为20～25C,主要密集分布于东海北部的暖水控制海域.黄海冷水团势力强弱可作为判别沙海蜇暴发程度的一个重要参考因子.东海区大型水母主要优势种的生长速度以沙海蜇最快,其次为霞水母,而多管水母相对较慢,且个体偏小.

灵昆岛围垦滩涂潮沟大型底栖动物群落生态学研究446-453

摘要：于2003年秋季在浙江温州灵昆岛进行了不同围垦年份的潮沟大型底栖动物群落的研究,通过以空间替换代替时间替换的方法,研究了不同围垦年份滩涂潮沟大型底栖动物群落的差异,并探讨了差异产生的原因.主要研究结果如下:(1)调查共发现大型底栖动物33种,隶属于6门8纲20科.主要是软体动物、节肢动物和环节动物多毛类.在潮沟的不同位置即草滩(GF)、边滩(BaC)和潮沟底(BoC),物种的组成和数量有所不同,草滩发现的大型底栖动物为18种,边滩23种,潮沟底13种.草滩上的种类主要是节肢动物和软体动物,环节动物多毛类种类较少,软体动物的种数多于节肢动物的种数,以底上运动迟缓型的面上生活类群(GS)为主.边滩底栖动物群落主要是由软体动物、节肢动物和环节动物多毛类组成,底内型和穴居型的面下生活类群(GSB)为主.潮沟底发现种类大多为甲壳动物,以底内型和游泳型种类为主.草滩、边滩和潮沟底的种类GS/GSB分别为1.43、0.44和0.44.(2)3条潮沟草滩、边滩和潮沟底的密度GS/GSB平均值分别为3.86、1.14和0.21.(3)3条潮沟同一站位生物量的平均值分别为:草滩58.81g/m2,边滩67.07 g/m2,潮沟底14.38 g/m2,按照大小排序为:边滩＞草滩＞潮沟底.潮沟3个站位的生物量的平均值分别为:1987年潮沟30.15g/m2,1992年潮沟47.65g/m2,1997年潮沟57.56g/m2,按照大小排序为:1997年潮沟＞1992年潮沟＞1987年潮沟.(4)不同围垦年份潮沟不同站位大型底栖动物群落的Margalef种类丰度,Shannon-Wiener指数,Pielou的均匀度指数,Simpson优势度指数,各有不同的表现.不考虑围垦年份因素,潮沟的3个站位Margalef指数和Shannon-Wiener指数均为边滩＞潮沟底＞草滩;Pielou均匀度指数潮沟底＞边滩＞草滩;Simpson优势度指数草滩＞边滩＞潮沟底.(5)以不同站位大型底栖动物群落结构物种密度的4次方根为基础所进行的系统聚类分析结果显示,3条�

太湖梅梁湾沿岸带水体生物学与光学特性454-460

摘要：基于1998～1999年周年4季原位水下光场观测资料及中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1992～2001年悬浮物、叶绿素a、透明度长期历史观测资料分析了太湖梅梁湾沿岸带第2号站点水体的生物学与光学特性,探讨了水下光合有效辐射(PAR)总量的日变化、垂直分布;光衰减系数的季节变化及光谱分布;影响光衰减系数的主要水色因子.结果表明,无论是PAR还是光谱衰减系数其值都很高,其中PAR衰减系数在1.40～5.30/m间变化,均值为2.43土0.55/m,秋季最大、夏季最小,真光层深度在0.87～3.29 m间变化,均值为1.98±0.41 m;水下光谱在蓝光波段衰减最强烈,其次是红光、绿光,随着深度增加光谱成分出现绿移和红移现象,绿红光占得比例越来越大;光谱衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势,但在670 nm附近有个峰值;基于线性相关分析发现在混浊的沿岸带水体中影响光衰减主要因子为水体中的悬浮物和有色可溶性有机物,叶绿素a对PAR衰减系数的贡献率只占到1.59%～14.21%.

武汉东湖浮游生物群落DNA多态性与富营养化461-465

摘要：对武汉东湖不同程度富营养化湖区,即站Ⅰ、站Ⅱ与站Ⅲ浮游生物进行了群落级DNA多态性的DNA指纹研究,并就其拓扑结构与富营养化特征参数之间关系进行了分析.实验结果如下:(1)各站点总氮、总磷及叶绿素a分别为1.146～2.235mg/L、0.013～0.210 mg/L和40.25～109.22μg/L;(2)所筛选的5个随机引物共获得29个扩增位点,其中多态位点占75.9%,各引物扩增谱带数在2～6间.站Ⅲ的扩增条带数最多、谱带多态率最高(69.6%)、特有带最多;(3)特定浮游生物类群的特异性PCR扩增谱带为1～6条不等,站间差别甚小.聚类及综合分析表明:DNA指纹拓扑结构与浮游生物及特定浮游生物类群的物种多样性丰度相吻合,并与富营养化主要指示参数存在明显相关,即在一定范围内浮游生物群落DNA多态性与富营养化程度呈反方向发展,而原生动物则表现出同向性发展趋势.因此,群落级DNA指纹分析不仅能为生态学研究洞开一片新颖的视窗,并有可能孕育出一种简便而灵敏的水体富营养化危机预警系统.

天童常绿阔叶林五个演替阶段凋落物中的土壤动物群落466-473

摘要：为探讨森林凋落物中土壤动物群落的结构特征以及土壤动物群落随植被演替而发生的变化,于2003年冬季,对浙江天童常绿阔叶林5个演替阶段凋落物中的土壤动物群落,按代表不同分解阶段的新鲜凋落物层、腐叶层和腐殖土层进行了调查研究.共获得土壤动物13381只,分别隶属于2门8纲20目.优势类群为蜱螨目(Arcarina)和弹尾目(Collemb0la),二者共占总数的94.24%,A/C为7.66;常见类群为双翅目(Diptera).研究结果表明:(1)凋落物中的土壤动物群落存在明显的有别于真土层的垂直分布,类群数和个体数总体表现为向下递增的趋势.共有19类、59.03%的土壤动物分布在底部腐殖土层,仅8类、5.35%的土壤动物分布在新鲜凋落物层,其余共8类分布在中间腐叶层.而且,不同类群在各演替阶段的分布表现出一定的差异;(2)凋落物中土壤动物群落随植物群落的演替而发生明显的变化:个体总数和类群总数在演替顶极阶段最高,其次为中期阶段,演替初期最低.但是,在目这一分类等级上,各演替阶段凋落物中土壤动物群落的主要类群基本一致,均为蜱螨目、弹尾目、双翅目和鳞翅目(Lepidoptera);(3)相似性分析表明,演替中期凋落物中土壤动物群落与顶极阶段最为相似;但它们的Shannon-Wiener多样性指数相差很大,顶极阶段最高,演替中期最低.Shannon-Wiener多样性指数能很好地反映不同演替阶段凋落物中土壤动物群落的多样性状况,并且和Simpson优势度指数呈明显的负相关.讨论了土壤动物在植被演替中的指示意义、凋落物不同分解阶段起主要作用的土壤动物类群以及影响凋落物中土壤动物群落组成、分布的主要因素.

凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能474-480

摘要：通过模拟试验和野外调查对凋落物的树种多样性与杉木人工林土壤生态功能之间关系进行了研究.林分取样调查的结果表明,有两个树种凋落物覆盖的几个杉阔混交林土壤脲酶和蔗糖酶活性均明显高于只有杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤,酸性磷酸酶活性也呈现相同的变化趋势,这3种土壤酶活性均以具有凋落物种类最多的次生常绿阔叶林土壤最高.除了土壤酶活性升高之外,杉阔混交林的土壤有机质和全氮含量也明显高于仅有一种杉木凋落物覆盖的杉木纯林土壤.采用杉木叶凋落物与不同阔叶树种凋落物处理土壤的模拟试验结果表明,在凋落物投放量和(15NH4)2SO4施用量相同的控制条件下,随着投放的凋落物树种组成的增加,土壤中15N的残留量也随之增加,而其损失量却随之减少;土壤中杉木幼树对于15N的吸收量以及杉木幼树的单株鲜重也随着处理凋落物组成树种的增加而增加,具有不同树种数量的凋落物处理之间差异显著(p＜0.05).可见随着凋落物树种多样性的增加,不仅土壤有机质和全氮含量这两个基本的质量指标得到明显改善,而且土壤酶活性、土壤养分保蓄功能以及保证幼树良好生长等的生态功能明显改善.

退耕地人工植物群落根系生态位及其分布特征481-490

摘要：根系生态位研究是全面掌握植物群落特性、种间搭配以及生态功能的重要科学问题,其测度方式、分布特征、影响因素等方面内容,对于合理指导退耕还林还草工程十分必要.将植物群落根系视为'标准地',分布于每个土体层次的每个径级根系视为'植物种',根量、根长、根数作为'植物种'的观测变量,仿照群落生态学方法,提出了一种综合计算根系生态位指数的方法.即将整个研究区域作为一个系统,将这一系统中所有植物群落,统一选用指标最大值,在纵向(即相对于指标维的不同指标)用上限效果测度公式统一进行归一化处理,然后在横向(土层、径级间,简称层径级)进行合并运算,得出层径级根系参数,这一参数定义为层径级根系生态位指数;而将某一群落各层径级生态位指数之和,定义为植物群落根系生态位指数,从而使区域内所有植物群落间具有可比性.使用这一方法,对国家退耕还林还草科技试验县--青海省大通县退耕地人工植物群落根系进行了系统研究.研究结果表明,根系生态位垂直空间分布大多数为典型的表层聚积型,表土层0～20cm根系生态位指数明显高于其它层次.植物群落根系比单一种群或纯林根系具有更高的生态位指数.根系生态位径级分布包括J型、反J型、S型和U型.J型多为粗根-深根型植物群落根系,反J型为细根-浅根型植物群落根系,S型和U型为上述2种类型之间的过渡型.根系生态位指数与植物群落地上部分鲜重生物量、根系丰富度呈显著正相关.退耕地植物群落根系的生态位指数较为接近天然植被,明显高于农作物根系.青海云杉+中国沙棘、中国沙棘、青海云杉等3种植物配置模式更有利于退耕地植物根系生态位的恢复.实施退耕还林还草工程是有效增加根系生态位、提高根系多方面功能的重要途径.

人为干扰对鼎湖山马尾松林土壤细根和有机质的影响491-499

摘要：通过处理(根据当地习惯收割凋落物和林下层)和保护(无任何人为干扰)样地的比较试验,1990～1995年期间研究了人为干扰对鼎湖山生物圈保护区马尾松(Pinus massoniana)林土壤细根和有机质的影响.在此5a的研究期间,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的林下层和凋落物总量为21.7 t/hm2.在保护样地,林下层生物量从2.2 t/hm2增加至11.10 t/hm2,地表凋落物(包括枯死的林下层)量则从3.0 t/hm2增加至13.3 t/hm2.收割林下层和凋落物这种人为干扰活动对林地土壤细根生物量的影响不明显,但却显著降低土壤轻腐殖质(Soil light organic matter)量.在细根分解过程中,其分解速率在处理样地(试验结束时细根残存量占起始量的40.8%)显著高于在保护样地(试验结束时细根残存量占起始量的44.3%);与Ca、Mg和K元素不同,N和P两种元素的释放速率在处理样地显著高于保护样地,表明这种人为干扰活动不仅直接取走所收割的林下层和凋落物中的养分,而且还可能增加林地有效养分的流失潜力.

梯田埂坎立地植物根系分布特征及其对土壤水分的影响500-506

摘要：在标准株选择的基础上,采用整株挖掘法研究活性根的特征,采用旱季0～200cm土层土壤水分定点观测的方法观测土壤含水量,并籍此计算土壤水分相对亏缺值来描述梯田埂坎附近土壤水分的变化.研究显示,4个植物种在根系深度、生物量和根长分布、对土壤水分的影响方面具有不同的特征.柽柳根系深达757cm,根系生物量和根长在0～100cm土层范围内均匀减少,但粗根在整个根系中占支配地位,细根的生物量和根长主要集中在0～40cm土层中.杞柳根系分布在0～40cm土层中,占全部根系生物量的86.0%,但粗根占绝对优势.40cm以下土层中(杞柳根系分布的最大深度为305cm)根系生物量和根长逐渐下降,但细根长度超过粗根.杞柳的部分根系分布高于着生平面,而且这部分根系中细根占绝对优势.柠条的根系分布特征与杞柳相似,但粗根的比例大于杞柳.新疆杨根系分布较浅,最大深度仅为136cm.在0～40cm土层中,新疆杨根系生物量占总根系生物量的77.2%.60cm土层以下根系生物量急剧下降,根长在80cm以下同样急剧减少.在新疆杨的整个根系分布层中,虽然粗根在生物量上占优势,但细根长度远大于粗根.研究结果还显示,栽植不同植物种的埂坎附近水平范围内存在明显的土壤水分亏缺.柽柳埂坎、杞柳埂坎、柠条埂坎、新疆杨埂坎的水分亏缺范围分别为230 cm,437 cm,274 cm和399 cm.垂直范围内,在4个测点均有一个土壤水分从表层往下增加的土层,该层在30～70cm范围内变化,只是随距埂坎的距离和植物种不同而不同.增加层以下,土壤水分开始持续下降至70cm到200cm土层,具体的下降深度也因植物种和距埂坎的距离不同而不同.建议,(1)根系深、对土壤水分影响较小的柽柳是黄土高原地区较为理想的农林复合树种;(2)杞柳应栽植在梯田软硬埂的结合部,约在梯田埂坎高度的1/3到2/3处,并且采取及时平茬和秋粮�

岷江上游森林土壤大孔隙特征及其对水分出流速率的影响507-512

摘要：大孔隙是森林土壤中常见的现象,对土壤壤中流的产生有重要的影响.但由于大孔隙研究方法的不成熟,各种方法得到的大孔隙半径范围并不一致.一般认为田间持水量和饱和含水量之间的土壤孔隙为大孔隙,利用水分穿透曲线和Poiseuille方程研究了岷江上游不同植被下土壤的大孔隙状况,这种方法一方面与传统的研究方法相衔接,另一方面所得到的大孔隙与土壤水分运动有关,反映了土壤大孔隙的研究目的,因而是一种相对合理的研究方法.岷江上游几种主要植被下土壤大孔隙半径主要集中于0.3～2.4mm之间,平均在0.48～1.17mm之间,均值为0.84 mm,均方差为0.226;且随着剖面的发育表现出上部土层多,下部土层少的特点.同时,半径在2.4～1.4mm之间的特大孔隙较少,＜1.0 mm的小孔隙较多.大孔隙的平均半径对于水分出流速率有重要的影响,特别是半径＞1.4mm的孔隙数量影响最大,虽然其数量仅占大孔隙数量的5%以下,但决定了稳定出流速率70%的变异.大孔隙所占过水断面的最高比例为21.22%,最低为2.6%;在大孔隙所占过水断面的比例小于20%的条件下,稳定出流速率随大孔隙的增多而增大.