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生态学报杂志社
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《生态学报》是我国生态学及生态学各分支学科研究领域的综合性学术期刊,综合因子为:1.570,被北大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊收录。生态学报报道生态学领域最新的基础理论和原始创新性研究成果。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生态学会
  • 国际刊号:1000-0933
  • 国内刊号:11-2031/Q
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:82-7
  • 创刊时间:1981
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:2.191
  • 综合影响因子:1.963
相关期刊

生态学报 2016年第15期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

植物群落构建机制研究进展

摘要:群落构建研究对于解释物种共存和物种多样性的维持是至关重要的,因此一直是生态学研究的中心论题。尽管近年来关于生态位和中性理论的验证研究已经取得了显著的成果,但对于局域群落构建机制的认识仍存在很大争议。随着统计和理论上的进步使得用功能性状和群落谱系结构解释群落构建机制变为可能,主要是通过验证共存物种的性状和谱系距离分布模式来实现。然而,谱系和功能性状不能相互替代,多种生物和非生物因子同时控制着群落构建,基于中性理论的扩散限制、基于生态位的环境过滤和竞争排斥等多个过程可能同时影响着群落的构建。所以,综合考虑多种方法和影响因素探讨植物群落的构建机制,对于预测和解释植被对干扰的响应,理解生物多样性维持机制有重要意义。试图在简要回顾群落构建理论及研究方法发展的基础上,梳理其最新研究进展,并探讨整合功能性状及群落谱系结构的研究方法,解释群落构建和物种多样性维持机制的可能途径。在结合功能性状和谱系结构研究群落构建时,除了考虑空间尺度、环境因子、植被类型外,还应该关注时间尺度、选择性状的种类和数量、性状的种内变异、以及人为干扰等因素对群落构建的影响。
4557-4572

环境DNA metabarcoding及其在生态学研究中的应用

摘要:环境DNA metabarcoding(eDNA metabarcoding)是指利用环境样本(如土壤、水、粪便等)中分离的DNA进行高通量的多个物种(或高级分类单元)鉴定的方法。近年来,该方法引起了学者的广泛关注,逐渐应用于生物多样性研究、水生生物监测、珍稀濒危物种和外来入侵物种检测等生态学领域。介绍环境DNA metabarcoding的含义和研究方法;重点介绍环境DNA metabarcoding在物种监测、生物多样性研究和食性分析等生态学领域中的应用;总结环境DNA metabarcoding应用于生态学研究领域面临的挑战并对该方法的发展进行展望。
4573-4582

陆地生态系统服务与生物多样性研究进展

摘要:在生物多样性迅速消失的压力下,人类面临生态系统服务质量严重下降的威胁。为了使生态系统的重要功能更直观的展现在人们面前,许多学者把生态系统服务对人类的惠益进行整理分类,最有影响力的是千年生态系统评估(MA,Millennium Ecosystem Assessment)把生态系统服务分为供给、调节、文化和支持服务四类,服务的核心是生态系统的产品、过程和格局。生态系统服务的识别与分类是生态系统功能的对象化过程,也是以人类需求来审视生态系统的过程。生态系统通过结构一过程一功能这一途径来实现生态系统服务,各种服务的直接动力来源于自然界生物地球化学循环,生物多样性通过生态系统属性和过程来影响生态系统服务形成和维持。生物多样性越高,生态系统功能性状的范围越广,生态系统服务质量就越高、越稳定。全球变化中的土地利用和土地覆盖变化是生物多样性快速下降的主要原因,也是目前影响生态系统服务最广泛、最剧烈的驱动力,而这正是人类活动造成的,人类需求和生态系统有限的服务能力之间在不同尺度表现出严重冲突。要提高生态系统服务质量,要在不同区域进行重点不同的布局,尽可能的扩大生态系统规模和提高生态系统功能,核心是提高生物多样性水平。
4583-4593

氮肥农学效应与环境效应国际研究发展态势

摘要:分析国内外农田氮素农学效应和环境效应研究的发展动态、研究热点,为以后研究农田氮素效应提供参考。基于ISI Web of Science数据库,检索出以“农田氮肥施用”为主题的所有SCI论文(1957-2014年8月),并分别提取出与“农学效应”、“环境效应”、“适宜施氮量”相关的文献,采用计量学方法,分析各研究方向的主要热点、研究机构、发文期刊和高被引论文等。共检索出关于农田施氮研究的SCI文献7460篇,其中与“农学效应”研究相关的文献2773篇,主要涉及到施氮肥对小麦、玉米、水稻、大豆等作物产量、氮素利用率和土壤有机碳的影响;与“环境效应”研究相关的文献1609篇,主要涉及到氮肥施用对氨挥发、硝化反硝化、温室气体排放、硝酸盐淋失、地下水水质等环境因素的影响;与“适宜施氮量”研究相关的文献408篇,主要涉及氮肥施用量、氮肥管理等。刊发各类研究成果最多的机构主要来自欧美发达国家,影响力大的期刊与高被引论文也主要来自欧美国家,中国在该领域的研究发展迅速,以中国科学院、中国农业大学、南京农业大学和中国农业科学院等为代表的中国研究机构的研究水平逐渐进入世界前列。文献计量学可用于分析农田氮素效应主题的研究热点和发展态势,目前氮素农学效应仍是研究的重点,随着当前环境污染问题日益突出,农田氮素环境效应研究越来越多,特别是氮流失对水体水质的影响备受关注,而基于氮素综合效应确定农田适宜施氮量是同时保障粮食安全和环境安全的有效措施。中国在相关研究领域的研究起步较晚,高影响力论文偏少,优秀国际期刊不足,但研究实力不断增加,研究成果也逐渐被国际社会所认可。
4594-4608
生态学报杂志研究论文

伏牛山自然保护区森林生态系统植物功能群光合特性

摘要:植物功能群(PFG)把一系列植物归为一个功能团体,可以作为植被随环境动态变化的基本单元,简化相关研究。植物功能群内不同物种的生理特性差异是功能群存在的基础,也影响着功能群整体的功能。采用种间联结法并结合优势种在海拔梯度上的变化,将伏牛山自然保护区森林生态系统各层优势种划分为4组植物功能群,研究每组植物功能群内不同物种的光合特性。对光合-光响应、最大净光合速率(砌)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、光饱合点(LSP)和表观量子效率(AQY)等指标进行分析和比较,结果表明:植物功能群内不同物种的光补偿点和暗呼吸速率的变异系数最高分别达70.47%和74.29%,功能性状存在着显著的互补性,这是物种能长期共存的主要原因。乔木的最大净光合速率在7-8μmol CO2m^-2s^-1之间,对高光强的适应能力较高。同一功能群内各层植物光饱合点在1200-15001μmol CO2m^-2s^-1之间,差别不大。林下灌木、草本植物对弱光的利用效率较乔木高。同一功能群内物种功能性状的差异及不同植物功能群间整体性状的差异,影响着森林生态系统的结构、功能、过程和生态系统服务。
4609-4616

不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植被.土壤系统有机碳组分储量特征

摘要:草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以内蒙古短花针茅荒漠草原不同放牧强度样地为研究对象,通过分析地上植物、凋落物、根系、土壤中有机碳和土壤轻组有机碳,研究草原植被-土壤系统有机碳组分储量的变化特征,从碳储量角度为合理利用草原提供指导。研究结果表明:(1)不同放牧强度荒漠草原地上植物碳储量为11.98-44.51g/^2,凋落物碳储量10.43-36.12g/m^2,根系(0-40cm)碳储量502.30-804.31g/m^2,且对照区(CK)均显著高于中度放牧区(MG)、重度放牧区(HG);(2)0-40cm土壤碳储量为7817.43-9694.16g/m^2,其中轻度放牧区(LG)碳储量为9694.16g/m^2,显著高于CK、HG(P〈0.05);(3)植被-土壤系统的碳储量为8342.14-10494.80g/m^2,LG〉MG〉CK〉HG,有机碳主要储存于土壤当中,占比约90.54%-93.71%,适度放牧利用有利于发挥草地生态系统的碳汇功能;(4)土壤轻组有机碳储量为484.20-654.62g/m^2,LG储量最高,表明适度放牧有助于草原土壤营养物质的循环和积累。
4617-4625

降水量和温度对植被覆盖指数影响的空间非平稳性特征——以新疆伊犁河谷地区为例

摘要:多变量空间相关分析多基于时间序列数据,对数据时长与统计要求严格,空间非平稳性特征分析可以利用单期数据分析多变量之间的相关性。通过空间变系数回归模型分析了2006年和2011年的新疆伊犁地区降水量和温度对植被覆盖度指数影响的空间变化特征,利用局部线性地理加权回归(GWR)方法估计得到了回归系数曲面,揭示出变量间相互影响的空间异质性,同时利用线性回归最小二乘估计进行了对比。结果表明:(1)空间变系数回归模型可以用于变量间的空间相关分析;(2)局部线性GWR估计方法明显优于线性回归最小二乘估计;(3)拟合结果表明,伊犁地区降水量和温度对植被覆盖指数的影响具有显著的空间非平稳性特征;(4)模型估计误差是降水、气温之外的地形、地貌及人类活动等多种因素造成的,需进一步研究。方法可为具有空间非平稳性特征变量间空间相关性分析以及植被覆盖指数的空间模拟分布提供思路和方法。
4626-4634

子午岭林区浅层滑坡侵蚀与植被的关系——以富县“7·21”特大暴雨为例

摘要:以2013年陕北富县“7·21”特大暴雨滑坡侵蚀灾害为对象,通过调查暴雨侵蚀区典型小流域植被条件及滑坡特征,测定滑坡壁不同土层的根系重量、土壤孔隙度、土壤容重等指标,研究子午岭林区暴雨滑坡侵蚀与植被根系的关系。根据不同类型植被根系深度和滑坡侵蚀特征(侵蚀深度、滑动面宽度及长度,滑坡体体积、滑动距离等),可将林区暴雨滑坡侵蚀划分为三类:以草本植被为主的A类滑坡,以灌丛植被为主的B类滑坡,以乔本植被为主的C类滑坡。结果表明,三类滑坡侵蚀的侵蚀深度与其对应植被类型的根系深度相近,且植被及其根系会加剧滑坡侵蚀的发生。在此次暴雨滑坡侵蚀中,滑坡侵蚀强度受植物根系重量、土壤孔隙度、土壤容重等因素的共同影响,但根系重量对滑坡侵蚀强度的影响占主导作用,通过建立二者之间的关系式发现,根系对滑坡侵蚀的贡献率超过80%。不同植被类型的滑坡侵蚀深度不同,且滑坡侵蚀强度也存在差异,表明植被根系不仅具有塑造滑坡侵蚀特征的作用,而且会影响滑坡侵蚀的强弱程度。在强降水基础上,特别是当降水量达到诱发滑坡灾害发生的临界值时,植被及其根系会加剧滑坡侵蚀的发生。在今后工作中,要因地制宜合理配置各类植被,同时结合其它措施,以便提高植被防治水土流失的作用,更好地发挥植被的水土保持效益。
4635-4643

川西北高寒草地沙化过程中土壤氮素变化特征

摘要:草地沙化是我国最严重的环境问题之一,但关于草地沙化过程中氮素变化特征的研究报道多集中于干旱半干旱地区,而半湿润地区的相关报道还比较缺乏。通过野外调查,研究了川西北半湿润地区高寒沙质草地沙化过程中土壤氮素变化特征。结果表明,草地沙化对0-100cm土层土壤氮素具有显著影响,全氮、碱解氮、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和微生物量氮(MBN)均呈现极显著下降的变化特征,极度沙化阶段较未沙化阶段分别减少了73.95%、77.72%、76.75%、79.77%和84.12%。其中,0-20cm土层变化最显著,全氮、碱解氮、NH4+-N、NO3--N和MBN含量分别减少了86.43%、83.52%、82.11%、88.82%和91.77%。随着土层深度增加,不同程度沙化草地土壤氮素含量及其变化量逐渐减少;草地沙化过程中,不同沙化阶段土壤氮素损失数量不尽相同,其中,以轻度沙化阶段氮素损失最严重,全氮、碱解氮、NH4+-N、NO3--N和MBN含量分别降低了41.18%、35.17%、46.74%、43.46%和46.88%。草地沙化过程中,土壤全氮、碱解氮、NH4+-N、NO3--N和MBN含量与土壤粉粒、粘粒含量和植被群落盖度均呈极显著正相关特征,与土壤沙粒含量呈极显著负相关特征。研究区土壤氮素损失与风蚀选择性吹蚀土壤粉粒、粘粒及地表植物覆盖状况逐渐变差密切相关,因此该区域治沙的关键是采取措施降低风蚀对地表土壤吹蚀作用,提高沙化草地地表植被覆盖。同时,还应及时对沙化前期阶段及潜在沙化的草地进行生态治理,从而避免草地沙化继续恶化。
4644-4653

乡土植物生活型构成对川渝地区边坡植被水土保持效益的影响

摘要:乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要生态模式。为了探讨生态恢复过程中乡土植物的生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响,揭示乡土植物生活型-物种多样性-生态系统功能间的偶合关系,借助3个物种配置试验,于2009年4月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型绿化配置及草-灌-乔混合型试验区。自建植次年(2010年)起,对试验区进行持续5a生态监测。结果表明:1)边坡植被的物种丰富度与乡土植物的生活型有关,呈现乔木型〉灌木型〉草.灌-乔混合型〉草本型趋势;2)植被的物种多样性(Shannon-Wiener指数、Pielou指数)与乡土植物生活型构成及建植年限有关:建植后第1、第2年,多样性水平呈草本型〉草-灌-乔混合型〉灌木型〉乔木型变化趋势;自建植后第三起(2012-2014年),呈草-灌-乔混合型〉草本型〉灌木型〉乔木型波动;3)植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与群落的物种多样性密切相关:多样性水平越高,水土保持性能越强。可见,乡土植物的生活型构成对提高边坡植被的物种多样性、改善生态性能至关重要。
4654-4663

放牧强度对高寒嵩草草甸土壤养分特性的影响

摘要:植物-土壤系统是草地生态和生产服务价值实现的基础,放牧是草地植物群落演替的重要因素。植物、土壤亚系统对放牧的敏感性是评价草地稳定性和提高草地恢复力的重要依据。以不同放牧强度下的高寒嵩草(Kobresia)草甸为研究对象,探讨土壤养分特征对放牧强度的响应及作用位点,结果表明:改变放牧强度可以明显改变植物群落数量特征,但没有明显改变土壤层次分类特征,说明土壤养分特征对一定范围内放牧强度具有自我稳定维持功能;但放牧干扰强度不同时,土壤剖面过渡层养分含量存在差异,说明长期放牧强度的差异会对土壤剖面养分性质产生影响,且这种影响起源于土壤剖面过渡层。在放牧高寒嵩草草甸植物-土壤系统中土壤剖面养分特征较植物群落数量特征更稳定;土壤剖面过渡层养分特征是土壤亚系统中对放牧的敏感因素;而放牧引起土壤剖面养分特征的改变主要表现在各过渡层上,并构成土壤发生层迁移的风险,因此推测,更为持久和更高强度的放牧干扰将最终改变土壤剖面特征及养分性质。
4664-4671

基于秦岭样区的四种时序EVI函数拟合方法对比研究

摘要:函数曲线拟合方法是植被指数时间序列重建的一个重要方法,已经广泛应用于森林面积动态变化监测、农作物估产、遥感物候信息提取、生态系统碳循环研究等领域。基于秦岭样区多年MODISEVI遥感数据及其质量控制数据,探讨并改进了时序EVI重建过程中噪声点优化和对原始高质量数据保真能力的评价方法;在此基础上,比较了常用的非对称性高斯函数拟合法(AG)、双Logistic函数拟合法(DL)和单Logistic函数拟合法(SL)。基于SL方法,调整了模型形式并重新定义d的参数意义,提出了最值优化单Logistic函数拟合法(MSL),并与其他3种方法进行对比。结果表明;在噪声点优化及保留原始高质量数据方面,AG方法和DL方法二者整体差别不大,而在部分像元的处理上AG方法表现出更好的拟合效果;MSL方法和SL方法相比于AG方法和DL方法其效果更为突出;在地形气候复杂,植被指数噪声较多的山区,MSL方法表现出更好的适用性。
4672-4679

宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素

摘要:潜在蒸散量(PE,Potential Evapotranspiration)的估算与分析对于研究气候变化、监测农业旱情、提高农业水资源利用率具有十分重要的意义。在利用FAOPenman—Monteith(FPM)公式计算研究区1975-2012年PE日值的基础上,采用去趋势预置白Mann.KendMl检验法及敏感性分析探讨了历年来PE的变化规律和影响因素,将Matlab与ArcGIS相结合,研究了PE及其时序趋势的空间特征。结果显示:研究区多年平均PE月值呈现倒U形的变化规律,最大值和最小值分别出现在7月和1月;多年来,同心县PE具有明显的增长趋势,盐池和海原县则表现为微弱的减少。就影响因素而言,年际尺度上,同心县PE的主导因素为温度和风速,海原县为风速和水汽压,盐池县则以风速为主;月际水平上,温度的变化幅度最大,特别是在植物的生长季节(5-9月份)明显高于其他因素。研究区内PE具有明显的空间变化规律,盐池县表现为沿经向递减,同心和海原县则表现为沿纬向递增;就PE变化趋势的空间特征而言,盐池县大部分区域的PE变化不明显,显著增加的区域仅占该县总面积的2.52%,同心县显著和极显著增加的区域占全县面积的61.98%,海原县PE则以微弱减少和微弱增加为主,显著增加的区域面积比例小于30.00%.
4680-4688

不同类型人类活动干扰对河岸带外来植物群落的影响——以北京永定河为例

摘要:强烈的人类活动对自然生境的扰动促进了外来植物侵入河岸带,但不同类型的人类活动干扰对外来植物的影响有所不同。按照不同人类活动干扰类型设置了山峡段、平原段和城市段,通过比较河段间河岸带外来植物群落特征的差异,探讨不同人类活动干扰类型对河岸带外来植物群落的影响。结果表明:(1)永定河河岸带共有维管束植物27科72属101种,外来植物13科28属29种。外来种比例高达28.7%,其中82.4%的国外外来种来自美洲和亚洲。(2)不同河段间的外来植物群落的物种构成和优势度呈现出显著性差异。外来种比例由山峡段的20.9%,上升至平原段和城市段的30.2%和25.5%;而优势度由12.1%,分别上升至13.4%和17.5%。(3)不同河段间的外来植物群落生活型结构有显著性差异。多年生草本植物在山峡段比例最高,达到66.7%,在平原段和城市段较低,分别为46.2%和30.8%;而一年生草本植物在城市段比例最高,达到69.2%,在平原段和山峡段较低,分别为53.8%和33.3%。(4)平原段属于农业干扰类型,其河岸带外来植物主要以农业类杂草为主,如禾本科的假稻(Leersia japonica)和菊科的钻叶紫菀(Aster subulatu);城市段是城市干扰类型,外来植物中入侵种比例和优势度较高,典型入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexus)和牛筋草(Eleusine indica)等。北京永定河不同河段河岸带外来植物的种类构成特点,反映了河岸带外来植物受快速城市化、农业活动等不同人类活动干扰的影响呈逐渐扩大的趋势。
4689-4698

云南省植被NDVI时间变化特征及其对干旱的响应

摘要:基于云南省74个气象站点的1997-2012年逐日降水资料和逐旬SPOT-NDVI值,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)多尺度分析了云南省干旱时间和强度演变与NDVI时间动态特征及其相关性分析,进而探讨气候变化对植被的影响。结果表明,1999-2013年云南省年平均NDVI值和年最大NDVI值均呈现波浪式的发展趋势,其趋势线斜率分别为0.0017和0.0011;NDVI年内各月变化情况大体上相同;不同季节NDVI的年际变化特征呈现出显著差异。1997-2012年不同时间尺度SPEI均体现出干旱化加剧的趋势,并随SPEI的时间尺度增大而增大;3个月尺度的SPEI值(SPEI3)结果表明,各月的变化呈现先增大后减小的趋势;SPEI3反映出多年季节水平的干旱强度为:冬季〉秋季〉春季〉夏季。总体上,云南省的年均NDVI与SPEI的相关性极弱,年最大NDVI与SPEI呈正相关;多年月均NDVI与不同尺度SPEI的相关性较强且存在滞后性;不同季节NDVI与SPEI的相关性及滞后性有较大差异,其中冬季NDVI、秋季NDVI与其当年当季SPEI的负相关性较强。
4699-4707

降雨能量对东北典型黑土区土壤溅蚀的影响

摘要:溅蚀特征研究可揭示溅蚀发生机理,而现有研究大多用溅蚀量来表征溅蚀特征,不能全面准确地反应溅蚀作用过程。为此,基于改进的试验土槽进行室内模拟降雨试验,研究降雨能量对坡面不同方向溅蚀量及溅蚀过程的影响。试验设计包括2种降雨强度(50mm/h和100mm/h)和10个降雨能量,其中10个降雨能量是通过2种降雨强度(50mm/h和100mm/h)和5个雨滴降落高度(3.5,5.5,7.5,9.5、11.5m)来实现的。结果表明:在相同降雨强度下,坡面总溅蚀分量均随降雨能量的增加而增大。次降雨坡面溅蚀量均为向下坡最大,其次为侧坡溅蚀量,而向上坡溅蚀量最小。当降雨强度由50mm/h增加至100mm/h时,坡面向上坡溅蚀量增加2.3-5.0倍,向下坡溅蚀量增加1.7-5.1倍,侧坡溅蚀量增加1.9-4.3倍,总溅蚀量增加1.9-4.5倍,净溅蚀量增加1.2-6.4倍。对于不同降雨能量处理,坡面溅蚀率均表现为坡面产流前随降雨历时的增加而递增,产流后迅速达到峰值,之后逐渐减小并趋于稳定。定量分析了各溅蚀分量、总溅蚀量、净溅蚀量与降雨能量的关系,提出了溅蚀发生的降雨能量阈值,发现雨滴溅蚀发生的临界能量为3-6Jm^-2mm^-1,且向上坡溅蚀量,向下坡溅蚀量,净溅蚀量和总溅蚀量皆与降雨能量呈幂函数关系,而侧坡溅蚀量与降雨能量呈二次多项式关系。
4708-4717

1961-2010年内蒙古草原植被分布和生产力变化——基于MaxEnt模型和综合模型的模拟分析

摘要:定量评估气候变化对内蒙古草原植被分布及其净第一性生产力的影响有助于理解干旱区域生态系统结构和功能对气候变化的响应。基于最大熵模型(MaxEnt)评价了气候因子的重要性,进而模拟了1961-2010年内蒙古草原植被的地理分布,同时应用综合模型模拟了净第一性生产力变化。研究表明,湿润指数(MI)、年降水量(P)、最暖月平均温度(L)和最冷月平均温度(r)是决定草原植被分布的主导气候因子。1961-2010年内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原分布面积分别减少了5%、1%和62%,草原面积整体减少了11%,预示着草原向着荒漠化的方向发展。降水是决定内蒙古草原净第一性生产力变化的最重要因素。
4718-4728

长三角典型水稻土有机碳组分构成及其主控因子

摘要:准确把握水稻土有机碳组分构成特征及其主控因子,对定量化评价土壤有机碳质量和未来演变趋势具有重要意义。通过室内土壤呼吸培养实验结合有机碳三库一级动力学方程,模拟得到长三角地区典型水稻土剖面(0-100cm)各土层有机碳组分含量及其分布特征;并利用主成分分析获取主控因子,建立有机碳组分回归预测模型。结果表明:水稻土活性碳、慢性碳和惰性碳含量随剖面深度增加而降低,上层土壤(0-40cm)有机碳组分含量下降速度明显快于下层土壤(40-100cm);水稻土活性碳构成比例不超过5.3%,惰性碳构成比例大于活性碳与慢性碳比例之和,达到60%以上,水稻土有机碳总量变异主要取决于慢性碳和惰性碳组分变异。因此,水稻土固碳重点在于慢性和惰性组分。同时,研究还发现水稻土类型和剖面深度主要在表层对有机碳组分含量和比例构成产生显著影响,土壤有机碳量、全氮和pH是影响水稻土有机碳组分含量分异的主控因子,利用主控因子可较好预测水稻土有机碳组分含量。
4729-4738

秸秆利用循环模式的能值效率和持续发展能力

摘要:用能值法分析了不同农业循环模式的能值效率和可持续发展能力,以期找到适合本地区发展的农业循环模式。以小麦玉米两熟农田、奶牛饲养系统和沼气发酵系统为研究对象,以常规施肥为对照模式(CK),设置玉米秸秆粉碎还田的农田循环模式、沼液还田的农沼循环模式和有机肥还田的农牧循环模式3种循环模式,用能值方法比较4种循环系统的能值效率和可持续发展能力。结果表明,4种模式的净能值产出率(EYR)都大于1,农田、农沼和农牧循环模式的EYR分别是对照模式的1.13倍、54.22%和50.2%,农田、农沼和农牧循环模式的能值投资率(EIR)分别是对照模式的80.88%、4.25倍和5.85倍,农田、农沼和农牧循环模式的环境负载率(ELR)分别是对照模式的78.95%、3.71倍和1.76倍,农田循环模式对环境的压力最小,农沼循环模式对环境的压力较大,4种模式的ELR都在可接受范围内。农牧循环模式的产品安全性指标(EIPS)为-0.015,最接近于0,其产品安全性最高,而对照模式的产品存在一定的安全隐患。种植模式中农田循环模式可持续发展能力优于对照模式,复合循环模式中农牧循环模式要优于农沼循环模式。综上所述,农牧循环模式的发展潜力最大,是最适合本地区的秸秆利用循环模式。
4739-4750

剪叶疏花条件下高浓度CO2对汕优63生长和产量的影响

摘要:利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)系统平台,以杂交稻汕优63为供试材料,二氧化碳设环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度(Ambient+200μmol/mol),抽穗期源库改变设剪叶(剪除剑叶)和疏花处理(相间剪除1次枝梗),以不处理为对照(CK),研究大气CO2浓度升高对不同源库处理水稻产量形成及物质生产的影响。结果表明:CK条件下,大气CO2浓度升高使汕优63籽粒产量显著增加32%,这主要与单位面积总颖花量大幅增加(+26%)有关,结实能力亦呈增加趋势但未达显著水平。大气CO2浓度升高使抽穗期剪叶处理水稻的籽粒产量平均增加55%,明显大于对照水稻,这主要与受精率(+28%)、饱粒率(+23%)和所有籽粒平均粒重(+19%)大幅增加有关。相反,对抽穗期疏花处理水稻而言,高CO2浓度环境下籽粒产量的增幅(+25%,P=0.07)明显小于对照水稻,这主要与结实能力的响应略有下调有关。与产量响应类似,大气CO2浓度升高使对照、剪叶和疏花条件下最终生物量分别增加39%、43%和28%,除疏花处理外均达显著水平。抽穗期剪叶和疏花处理本身使水稻籽粒产量分别降低40%和45%,前者主要是结实能力大幅下降所致,而后者与总颖花量减半相关。以上结果表明,大气CO2浓度升高使杂交水稻生产力大幅增加,人为减小源库比(如剪叶)可增强CO2肥料效应,而增加源库比(如疏花)则可使这种肥料效应减弱。
4751-4761

CO2浓度升高与硝化抑制剂对冬小麦田间N2O排放量的影响

摘要:以冬小麦中麦175为供试品种,利用农田开放式CO2浓度增高(FACE)系统,研究未来大气高CO2浓度对冬小麦田间N2O排放的影响,以及施用硝化抑制剂(2-氯-6-三氯甲基吡啶)是否可以起到抑制冬小麦田间N2O的排放量升高的潜能。试验结果表明:CO2浓度升高显著提高冬小麦田间N2O的排放增幅达到67.6%,追肥灌溉后小麦田N2O排放量较大,随着冬小麦生育进程的推进N2O的排放量逐渐减少,硝化抑制剂对中麦175田间N2O排放量的影响并不明显。因此,在未来高CO2浓度环境条件下,可以通过采取相应的耕作制度和栽培技术措施等来降低冬小麦田N2O的排放量。试验结果对冬小麦田间是否选择施用2-氯-6-三氯甲基吡啶来控制N2O的排放起到一定的参考作用。
4762-4768

石羊河下游退耕地土壤微生物变化及土壤酶活性

摘要:采用时空替代法,对石羊河下游不同年限(1,2,3,4,5,8,15,24、31a)退耕地土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、生物量(碳、氮和磷)及土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶)活性变化及三者的相关性进行了测定和分析。结果表明,在退耕1-31a的9个样地样方中土壤三大类微生物数量以细菌最高,放线菌次之,真菌最低。总体来看,三大土壤微生物数量的加权平均值最大值均在退耕后的前8a。土壤微生物生物量碳在退耕初期随着退耕年限的增加而减小,退耕4a后逐渐增大,退耕24a期间达到了加权平均值的最大,最后趋于稳定;土壤微生物生物量氮在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕4a加权平均值的最大值出现,随后逐渐减小的趋势,并且不同退耕年限土壤微生物生物量氮差异显著;土壤微生物生物量磷在退耕初期随着退耕年限的增加而增加,退耕8a前后加权平均值达到最大值,随后逐渐减小,最终趋于稳定。土壤酶活性总趋势随着退耕地自然演替时间的增加呈波动式下降。不同土壤层次(0-10cm,10-20cm,20-30cm及30-40cm),土壤微生物数量、生物量及土壤酶活性随土层深度显著降低,并且表层土壤微生物生物量及土壤酶活性占有较大比例。土壤微生物及土壤酶活性的变化是一个极其缓慢的互动过程,存在着互相回馈的响应,特别是真菌与放线菌、微生物量氮及蔗糖酶,放线菌与过氧化氢酶、蔗糖酶,微生物量碳与磷酸酶,微生物量氮与脲酶,微生物量磷与蔗糖酶均存在极显著的相关性。总体来看在退耕年限4-5a前,有利于土壤发育,退耕后期土壤肥力呈下降的趋势。
4769-4779

近30年来白洋淀湿地景观格局变化及其驱动机制

摘要:湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统,其景观格局极易受到气候变化和人类活动的影响。利用1984-2014年的11期遥感影像数据,综合运用GIS技术和景观格局指数方法,对白洋淀湿地景观格局变化特征及其驱动力机制进行了分析。结果表明,1984-2014年期间,挺水植物和沉水植物呈减少趋势,农田和居民点持续快速增长,纯水体为“增加-减少-再增加”的趋势,林地和裸土地变化幅度不大。其中挺水植物一直是白洋淀最主要的景观类型,占研究区总面积比例达到37%-61%。农田的平均斑块面积最大,挺水植物的最大斑块指数和分维度指数最高,挺水植物和农田的聚集度指数最大,居民点、林地和裸土地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差。1989-2004年白洋淀景观多样性指数呈减少趋势,景观格局趋于不稳定,同期聚集度指数上升,湿地连通性增加;1984-1989年和2004-2014年期间白洋淀多样性指数上涨,聚集度指数逐年下降,景观异质性增加。人口和社会经济发展是影响白洋淀景观格局变化的主要因素。
4780-4791

模拟水位变化对杭州湾芦苇湿地夏季温室气体日通量的影响

摘要:水位是影响湿地温室气体排放的重要因子。采用静态箱-气相色谱法研究了模拟条件下不同水位(0、5、10cm和20cm)对芦苇湿地温室气体(CO2、CH4、N2O)夏季昼夜通量变化的影响。结果表明,1)4种不同水位CO2通量日变化均表现为昼低夜高,且白天为汇,夜间为源,整体均表现为CO2的汇;不同水位CH4通量日变化则均表现为昼高夜低,且整体上均表现为CH4的源;N2O通量总体上水淹后均表现为昼高夜低而0cm水位表现为昼低夜高;2)随着水位的增加CH4和CO2平均通量呈现先增加后降低的趋势,且10cm水位下CH4和CO2平均通量最高,N2O通量则在5cm水位最高;3)通过相关性和主成分分析表明,气温、水温是土壤CH4、N2O通量日变化的主导因子,而土壤温度是CO2日变化通量的主导因子,同时,土壤pH、Eh及水体pH、Eh是CO2通量日变化的重要因子之一。
4792-4800

黄河三角洲莱州湾湿地柽柳种群分布特征及其影响因素

摘要:为探明黄河三角洲莱州湾柽柳(Tamarix chinensis Lour)灌丛环境因子的基本特征及其对柽柳灌丛空间分布类型的影响,采用样地与样方相结合的测定方法,对柽柳灌丛样地距海远近、地下水水位、土壤盐碱含量、土壤容重和孔隙度等基本物理参数以及土壤有机质、速效氮、磷养分等13个环境因子参数进行相关性和主成分分析。结果表明:莱州湾柽柳种群空间分布表现为聚集型分布,林分密度与距海距离和地下水水位呈极显著正相关,与土壤含水量呈极显著负相关;土壤含盐量与土壤含水量呈极显著正相关,与地下水水位和土壤孔隙度呈极显著负相关;土壤含水量与地下水位呈极显著负相关。莱州湾柽柳灌丛13个环境因子的变异系数在O.060-1.296之间,土壤K+含量、土壤含盐量和林分密度变化幅度较大;其次为土壤有机质和有效磷,地下水水位的空间变异性高于至海距离,而土壤pH值、土壤容重和总孔隙度等基本物理性状变化幅度较小。土壤盐碱含量分别为0.47%和pH为8.48,呈重盐土和偏碱性特征。主成分分析表明,土壤盐碱含量是影响黄河三角洲莱州湾湿地柽柳灌丛分布的主导因素,其次是距海距离,土壤速效磷和地下水位次之。
4801-4808

寄生对集团内捕食系统中物种入侵的影响

摘要:寄生已被证明是影响生物入侵动态的关键因素,可通过直接或间接作用影响物种间相互作用。基于元胞自动机模型,探讨了寄生感染对宿主种群的间接作用(寄生对宿主的密度调节和特征调节效应)在外来种入侵动态中的作用。结果显示,寄生对宿主的3种调节效应均对外来种的入侵起到了抑制作用;同时,相对于密度调节效应,寄生的特征调节对捕食者种群入侵的抑制作用更明显,而两者的耦合调节效应对入侵的抑制能力明显高于单种效应的作用。综上,该研究在一定意义上丰富和发展了生物入侵的理论,为生物入侵的有效控制提供了理论参考。
4809-4815

小兴安岭森林恢复期不同植被区域蛾类组成及其多样性

摘要:为了研究小兴安岭地区不同植被类型的森林恢复区域和原始林区域的蛾类群落结构和多样性,对位于凉水自然保护区的4个典型区域的蛾类群落进行了系统调查。共采集蛾类标本56079号,隶属于28科598种,其中夜蛾科、尺蛾科为优势类群,豆卷叶野螟、头橙荷苔蛾、一色兜夜蛾等为小兴安岭地区优势种。对蛾类群落的种一多度关系分析得知,4个区域均符合对数正态分布假说。多样性指数分析表明,多样性和均匀度均为Ⅳ〉Ⅲ〉Ⅱ〉Ⅰ;优势集中性指数为Ⅰ〉Ⅲ〉Ⅱ〉Ⅳ。相似性分析和群落排序结果表明各植被恢复区域与原始林蛾类群落均存在差异,但差异不大。研究认为小兴安岭地区蛾类赖以生存的生态系统稳定,环境条件良好。
4816-4823

环境温度和繁殖经历对黑线仓鼠哺乳期能量收支的影响

摘要:为探讨环境温度和繁殖经历对黑线仓鼠哺乳期能量收支的影响,将连续3次繁殖的黑线仓鼠暴露于温度梯度降低的条件下(30-0℃,1℃/4d),使初次、第2和3次繁殖的动物分别暴露于30-20℃、20-10℃、10-0C℃,测定了哺乳期能量收支。与初次繁殖的动物相比,第3次繁殖组动物的摄食量显著增加,静止代谢率、非颤抖性产热、褐色脂肪组织细胞色素C氧化酶(COX)活性和血清T3水平显著增加,而断乳时胎仔重显著降低。结果表明:(1)低温下繁殖的黑线仓鼠处于负能量平衡,在自身维持和哺育后代的能量分配之间存在权衡,低温下产热增加,繁殖输出减少;(2)黑线仓鼠可能感知环境温度的变化,在连续降低温度的条件下降低繁殖投资,符合“季节性投资假说”的预测。
4824-4831

不同鸟类生境网络复合与优化——以苏锡常地区白鹭、鸳鸯、雉鸡为例

摘要:通过复合优化不同焦点物种的生境网络表征多数物种生境网络实现物种多样性保护,具有重要理论价值和实践意义。以苏锡常地区为研究区域,以白鹭、鸳鸯和雉鸡3种鸟类为焦点物种,通过采用生境斑块约束条件模型与最小成本路径法相结合的方法识别出生境网络;从满足集合覆盖问题视角出发,通过采用网络构成要素复合的方法进行网络复合,其中廊道与廊道的复合通过采用评价生态系统服务价值的方法实现;通过采用观测数据为生境斑块和迁移廊道增补依据的方法进行复合生境网络优化。结果表明:生境网络经过复合,廊道总面积、总长度及生态系统服务价值在分别减少了16%、68%和10%的情况下,保持了斑块间的连接度、兼顾到经济效益和生态效益最大化、覆盖了占总数86%以上的75处观测点;复合生境网络经过优化,覆盖了2010年及以后所有84处观测点,廊道总面积、总长度及生态系统服务价值分别增加了19%、21%和27%;说明生境网络复合优化定量分析方法和思路具有可行性,为网络复合研究提供了借鉴。
4832-4842

淮南采煤塌陷湖泊浮游植物功能群的季节演替及其驱动因子

摘要:在淮南矿区设置潘谢潘集站(PXPJ)、潘谢顾桥站(PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ)等3个塌陷湖泊站点,分别代表3种典型矿区湖泊水文生态条件,于2013--2014年分4个季度采样并分析了3个湖泊浮游植物功能群组成、季节演替规律及其与环境和生物因子的关系。结果显示,3个湖泊的浮游植物种类可归入16个功能群,其主要优势功能群反映了小型富营养化湖泊水体的生境特征。PXPJ春季S1、X2和Y为主要优势功能群,分别以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)、具尾蓝隐藻(Chroomonas caudataGeitler)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata Ehr.)为代表种属,随后3个季节C为第1优势功能群,以链形小环藻(Cyclotella catenata)为代表物种。PXGQ春夏秋3个季节中均以伪鱼腥藻为代表的s1功能群占绝对优势地位,冬季向C(以链形小环藻为代表)和D(以尖针杆藻为代表)为主的功能群演替。PXXQ春季X2和Y为主要优势功能群,分别以具尾蓝隐藻和卵形隐藻为代表,夏秋季以伪鱼腥藻为代表的S1功能群占据优势地位,冬季向C(链形小环藻为代表)和E(长锥形锥囊藻为代表)功能群为主的群落结构演替。水温和光照条件是驱动淮南采煤塌陷湖泊浮游植物功能群季节演替的关键环境因子,而营养盐和生物因素是导致3个湖泊功能群组成差异的重要原因。
4843-4854

桑沟湾春季叶绿素a浓度分布及其影响因素

摘要:依据2014年5月走航和定点连续调查资料,分析了桑沟湾叶绿素a的空间分布及昼日变化特征,结合理、化环境因素的相关性分析,探讨影响叶绿素a浓度的主要因素。(1)走航调查的结果显示,桑沟湾春季叶绿素a浓度较低,叶绿素a浓度范围为0.11-1.40μg/L,平均为(0.64±0.36)μg/L。叶绿素a浓度从湾内向湾外逐步降低,贝类区〉混养区〉海带区〉外海区;湾内表层叶绿素a浓度均高于底层,而湾外的非养殖区则相反(2)网箱区叶绿素a浓度最高,日平均为1.70μg/L,显著高于其它3个区;海草区最低,为0.57μg/L,与海带养殖区无显著性差异,显著低于贝类养殖区和网箱区。叶绿素a浓度的总体趋势为:网箱区〉贝类区〉海带区和海草区。而且,不同养殖区域,叶绿素a浓度昼夜变化规律各不相同,反映了养殖活动的影响。海草区白天表层高于底层,而夜间则相反;网箱区底层均高于表层;贝类区表层均高于底层;海带区表底层叶绿素a浓度呈现出升降交替的规律。(3)叶绿素a浓度与硅酸盐、水温显著正相关,与其他环境因子,如氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐等无显著相关性。硅酸盐和温度可能为影响桑沟湾春季浮游植物生长的主要限制性因素。(4)桑沟湾春季浮游植物生长受多重因素的限制,湾内营养盐浓度与叶绿素a浓度并未呈现显著的规律性,营养盐的上行控制和贝类摄食的下行控制均能影响浮游植物的生长。
4855-4863

空间层次及人工基质对着生藻类建群特性的影响

摘要:为全面了解着生藻类在建群中群落变化的生态学特性,揭示着生藻类的建群规律,在以丝状藻类为优势藻的生态塘中,采用花岗岩和瓷砖为附着材料,设置水体底部和中部为附着位点,进行频次为lOd的采样分析。结果表明,生态塘中共检出8门73属117种着生藻类,其中以硅藻、蓝藻、绿藻为优势类群。同时不同人工基质和不同空间层次条件下着生藻类的建群特征较一致,早期以单细胞硅藻如舟形藻(Naviculasp.)、脆杆藻(Fragilariasp.)、曲壳藻(Achnanthessp.)等为优势,后期以丝状藻类如鞘丝藻(巧唧妒sp.)、颤藻(Oscillatoriasp.)、伪鱼腥藻(Pseudanabaenasp.)等为优势;研究结果发现不同人工基质(花岗岩和瓷砖)对着生藻类的种类组成、细胞密度、生物量和藻类多样性无显著影响,花岗岩和瓷砖上附着的着生藻类具有较高的相似性;但不同的空间层次对着生藻类建群特征影响明显,水体底部具有更多的硅藻种类数,中部具有更多的绿藻,随着建群时间的发展,蓝藻比例不断增加;就生物量而言,底部的着生藻类叶绿素a显著高于水体中部,但两者的细胞密度无显著性差异;随着建群过程的发展,水体底部的着生藻类生物量达峰值所需的时间比中部更长。通过相关性分析,生态塘中着生藻类的生长主要受总磷的影响。
4864-4872

山地河流浅滩生境潜流层大型无脊椎动物群落拓殖

摘要:通过包埋人工基质法研究大型无脊椎动物在山地河流潜流层中的拓殖过程。结果表明:群落个体密度在7-29d呈“J”型增长,在29d后骤然降低,55d后呈波动趋势;物种丰富度在1-29d呈增加趋势,29d后呈波动状态;群落的生物量总体呈增加趋势。群落的物种丰富度、密度和生物量在第29、71和83天时没有显著性差异(P〉O.05),Shannon.Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在第55、71、83天没有显著性差异(P〉0.05),综合不同拓殖时间段物种的主成分分析,表明潜流层大型无脊椎动物群落在55d后趋于稳定。群落优势种为摇蚊(Camptoehironomussp.)、河蚬(Corbiculafluminea)、四节蜉(Baetissp.)、动蜉(Cinygminasp.)、纹石蛾(Hydropsychesp.)和扁泥甲科的一种(Psephenidae)。滤食者和收集者在整个拓殖过程中均是优势功能摄食群。群落拓殖过程是一个群落自身恢复能力和外部环境影响相互作用的过程,拓殖初期潜流层的结构是影响着无脊椎动物迁入的主要因素,中期动物的生活史特征起主要作用,稳定期之后群落可能受到各因素的综合影响。
4873-4880

中国快速城市化干燥地区的生态系统服务权衡关系多尺度分析——以呼包鄂榆地区为例

摘要:理解生态系统服务间的权衡关系对提高干燥地区人类福祉和实现区域可持续性具有重要的意义。但是,目前人们仍然缺乏对快速城市化干燥地区中生态系统服务权衡关系的多尺度理解。以呼包鄂榆地区这一正在经历快速城市化的干燥地区为例,在城市群、区域和城市3个尺度上来探索生态系统服务间的权衡关系。对呼包鄂榆地区2010年的粮食生产、肉类生产、产水量、土壤保持和碳固持5种关键生态系统服务进行测量。利用相关分析法在3个尺度上对5种服务间的权衡关系进行分析。2010年呼包鄂榆地区产水量和土壤保持以及产水量和碳固持服务表现出显著的权衡关系。其中,产水量和碳固持服务在城市群、农业区和鄂尔多斯市呈现明显的权衡关系,产水量和土壤保持服务在城市群和农业区呈现明显的权衡关系。快速城市化干燥地区中的生态系统服务权衡关系具有明显的尺度效应,同一对生态系统服务在不同尺度上的权衡关系存在较大差异。这种差异主要是由区域人类活动和自然条件的空间异质性所致。研究结果有助于对呼包鄂榆地区生态系统服务权衡关系的认识,为该地区土地系统设计和可持续发展提供了必要的科学依据。
4881-4891

东江湖流域水供给服务时空格局分析

摘要:与水相关的生态系统服务是生态学研究的热点问题。水供给服务对区域水循环和水量平衡具有至关重要的作用。东江湖流域是国家重点流域和水资源生态补偿试点,水供给服务是该流域生态系统服务保护的重中之重。基于INVEST模型,从流域、子流域两个尺度分析1995--2010年东江湖流域的水供给服务时空格局,并比较了不同土地覆被类型的水供给服务能力。结果表明:(1)1995-2010年,东江湖流域水供给量整体呈现先增加后减少的趋势,年均水供给量在1100-1600mm之间,2000年的平均水供给量最多。(2)各年水供给量的空间分布格局相似,由湖区向四周递增。(3)平均水供给量较高的土地覆被类型为城镇建设用地、典型草地、灌丛、灌丛草地,在1600mm左右。平均水供给量较低的土地覆被类型为河湖滩地、内陆水体、水田,在800mm以下。(4)各个子流域平均水供给量大致在750-1700mm之间。东北部子流域为水供给服务的高值地区。从水量平衡的角度而言,降水和实际蒸散发是决定生态系统水供给量的两个关键环节。东江湖流域水供给量的时空格局差异是气候和土地覆被共同作用的结果。研究能够为东江湖流域的水资源管理提供科学的参考依据,对东江湖流域生态系统服务功能的提升、生态环境质量的改善、社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。
4892-4906

基于生态通道模型的长江口水域生态系统结构与能量流动分析

摘要:利用Ecopath with Ecosim在前期研究的基础上构建了3个时期(2000年秋、2006年秋、2012年秋)长江口水域生态系统的生态通道模型,分析对比了三峡工程蓄水前中后期,长江口水域生态系统结构与能量流动特征。模型将长江口水域生态系统划分为鱼类、虾类、蟹类、头足类、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等17个功能组,基本覆盖了长江口生态系统能量流动的主要途径。模型结果分析表明:蓄水前中后期,长江口水域生态系统各功能组营养级组成和分布相近,但由于长江口渔业过度捕捞,蓄水中后期多数功能组的生态营养转换率被动提高。长江口渔获物的组成未发生明显变化,但渔获物的平均营养级降低,渔获量减少。蓄水中后期,生态系统中牧食食物链的重要性增加,碎屑食物链的重要性降低,这与蓄水之后长江人海径流改变、泥沙量减少、陆源污染增加关系密切。结果表明,蓄水前中后期,生态系统均处于不成熟阶段,蓄水后生态系统总生物量、初级生产量及流向碎屑的能量呈降低趋势,但系统的净效率和再循环率升高。
4907-4918

征稿

摘要:Ecosystem Health and Sustainability ( EHS,ISSN 2332-8878 ),一本全新的、开放获取、在线出版国际期刊。由美国生态学会(ESA)与中国生态学学会(ESC)合作出版。EHS于2015年3月创刊,主要报道宏观生态学和可持续性科学。重点关注人类活动如何影响生态系统的变化,特别关注如何将生态学应用到可持续发展决策中的系统性方法。
I0001-I0001