试论首都圈地区防沙治沙中的生态学问题

近年来,中国北方地区强沙尘暴日益加剧,对首都北京的生态环境构成了威胁.首都圈农牧区人口和畜牧业压力过高,造成对土地的过度开垦利用,从而导致严重的土地荒漠化.以恢复重建自然植物群落为主的生态系统恢复是首都圈防沙、治沙的根本措施.本文就植被的生态需水规律、环境异质性对植被格局的影响、生态系统恢复的参照植被的建立和草地的退化程度与植被恢复的关系等4个方面进行了探讨.提出可持续发展应该作为首都圈防沙、治沙的目标,并讨论了生态学研究在可持续发展中的重要性.     

岩溶土壤的生态地球化学特征及其指示意义——以贵州贞丰—关岭岩溶石山地区为例

岩溶石山地区土壤退化与恢复的成因和机理一直是近年来土壤学和生态学研究的热点。以贵州西南部贞丰—关岭岩溶石山区为对象，选择了区内退化地、农用地、恢复地等生态样块以及与未退化地为对照，采集了其中的表层和亚表层土壤，分别进行了土壤的养分库量、微生物活性与功能和土壤酶活性等化学分析。研究表明土壤养分库是土壤中微生物活性基础，微生物量碳随土壤养分库容的退化或恢复而相应变化，退化岩溶地植被恢复3~6年后，主要养分总库容得到明显恢复(恢复程度55%~65%)，因而带动了微生物量碳的恢复（平均恢复程度60%以上），但养分的活性（有效磷）、微生物的功能（呼吸熵及土壤脲酶和磷酸酶活性）并没有得到相应程度的恢复（平均恢复程度仅在25%~40%）。这些结果提示，限制性养分活性和微生物功能的恢复是植被恢复下生态系统健康水平的重要指示。因此，在分析岩溶土壤和生态系统退化过程的本质以及评价生态恢复的效应时，不仅应将微生物量碳和总养分库指标作为岩溶土壤退化恢复的指标，更应将微生物区系的质量和功能指标纳入关键评价内容。      

恢复生态学

回顾了恢复生态学的发展过程, 阐述了恢复生态学的定义及常用术语, 归纳了恢复生态学的理论基础和研究内容, 并对恢复生态学国内外研究现状、问题及其发展方向进行了简单综述。      

塔里木河下游生态输水及植被恢复遥感监测评价

在干旱区内陆河流域,由于水资源过度开发利用,生态环境退化已成为普遍现象.向断流的河道和生态退化区域实施生态输水,是河流生态系统恢复的基本行为和必然过程.基于向塔里木河下游7次生态输水过程中地表水、地下水、植被恢复等系统监测,并运用卫星遥感技术,对生态输水后植被恢复响应特征指标NDVI(植被指数),进行了系统研究分析,并提出植被相对恢复度的评价方法.     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物活性研究——以贵州花江地区为例

退化喀斯特植被的恢复机理一直是近年来土壤学和生态学研究的热点。通过分析退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物数量、土壤生化作用强度、土壤微生物生物量,研究了贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内土壤微生物活性的变化。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤的微生物活性存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤细菌、真菌、放线菌三大微生物数量及微生物总数明显上升,表现为乔木群落阶段〉灌木群落阶段〉草本群落阶段〉裸地阶段,且细菌较真菌和放线菌相比占绝对优势,其在微生物总数中分别占95．95％,93．49％,92．32％和92．48％;各主要生理类群的数量呈上升趋势,且氨化细菌〉固氮菌〉纤维素分解菌〉硝化细菌,土壤生化作用强度增强;土壤微生物生物量碳明显增加,微生物生物量碳与土壤有机碳（P〈0．01）呈显著正相关关系。土壤微生物是表征退化喀斯特植被恢复过程中土壤质量的重要特征之一,反映出随着退化喀斯特植被的恢复土壤质量也在逐渐恢复。      

湿地恢复研究综述

湿地恢复研究是当今恢复生态学研究的主要内容这一，从湿地恢复的基本概念入手，阐述了恢复与湿地恢复的基本内涵，简述了国内外湿地恢复研究的进展。以生态学原理为基础，分析了湿地恢复了３个基本原则，即可行性原则、稀缺性和优先性原则、美学原则。也阐述了湿地恢复的主要目标。从沼汉、河流及河缘湿地、湖泊出发，简述了湿地恢复的基本策略。文中还从生态、社会、经济相整合的角度剖析了湿地恢复的复合性问题。文章最后对湿地恢     

塔里木河下游应急输水的水生态环境响应

塔里木河下游357km河道断流近30年,向塔里木河下游实施应急输水抢救生态环境,是世界范围内流域退化生态系统恢复与重建的稀有案例。以此为背景,在生态环境本底状况调查的基础上,通过大量的监测资料,应用河道水力学、地下水动力学以及植被生态学,以河道水量沿程消耗-地下水位动态变化-植物恢复为主线,摸清了水流在河道纵向、河道横向两侧和垂向剖面中的运移、转化和消耗规律,研究分析了应急输水的水生态环境三维响应特征和植被恢复效应。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系打下基础,也为塔里木河流域综合治理提供技术支撑。     

岩溶生态系统的土壤特性及其今后研究方向

岩溶石漠化退化土地是目前西南岩溶地区经济发展、生态恢复与重建工作中严重的问题之一。由于岩溶生态系统的独特性和脆弱性,岩溶生态系统土壤具有不同于其它生态脆弱区土壤的特征,本文将其归纳为成土速率决定的在人类活动尺度下土壤不可再生性即脆弱性、土壤侵蚀(土层丢失)的独特性、土壤退化过程中空间分布的斑块化及其与岩性的相关性、土壤退化过程中有机碳活性成分下降和来源变化、土壤退化导致岩溶生态系统生态过程中断。因此,在退化岩溶生态系统的研究中,要加强对岩溶生态系统土壤特性及退化恢复理论的研究。      

生态学代谢理论在生态系统碳循环研究中的应用

生态系统的碳循环过程和机制是全球变化生态学研究的前沿性科学问题。生态学代谢理论在个体水平的建立以及在微观生命系统和宏观生态系统的发展,为我们研究生态系统物质循环提供了新方法和新思路。本文回顾了生态学代谢理论的发展过程、理论形成,及其在生态学不同尺度研究中的应用进展;并在此基础上,着重探讨了代谢理论在海洋和陆地生态系统碳循环中的发展和应用;展望了代谢理论在全球生物地球化学循环中的应用前景。期望对这一问题的理论探讨能够对生态系统物质循环研究领域基础理论的发展起到推动作用。     

灾害生态学——生态学的一个重要发展方向

对灾害生态学有关的基本概念与主要研究内容进行了探讨。认为灾害实际上是一种异常的生态学现象与过程，因此需要从生态学的角度加以研究，特别是要对灾害系统的发生成因、类型、时空分布、发展、危害、预测、控制和灾后恢复等的全过程生态学现象和规律以及相关技术进行研究。同时指出，当今，应围绕重大的全球性环境灾害问题，对其发生与发展的生态学机制与生态学后果，以及减轻、防范这些灾害的关键技术开展研究。     

山水林田湖草生态保护修复技术框架研究

面对当前严峻的资源环境与生态压力,习近平总书记提出了山水林田湖草生命共同体的理念,截至2019年底全国共开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点。虽然已有工作取得了一定成效,但也存在保护修复目标不明确、整体性与系统性不足、人工干预的工程措施过度、缺乏动态监测评价、难以实现人与自然和谐共生等诸多问题。鉴此,本研究在梳理景观生态学、恢复生态学相关理论,基于自然的解决方案、适应性管理、社会-经济-自然复合生态系统以及生态系统服务等相关理念的基础上,构建了包含有区域(省)、景观、生态系统以及子项目4个层次的山水林田湖草生态保护修复技术框架,并提出了项目实施全程监测管理的技术要求,以期为推进山水林田湖草生命共同体的整体保护、系统修复、综合治理提供理论与技术支撑。     

喀斯特地区地球关键带科学与生态水文学发展综述

针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。      

密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。     

Advances in microbial bioremediation and the factors influencing the process

Irrational and rapid global human societal development has culminated to a condition of environmental deterioration. Accidental leakage and deliberate use of organic and inorganic chemicals have contaminated the environment up to the level of ecosystem. Advancements have been made in the field of research on bioremediation of the hazardous contaminants especially in last three decades. Microbial bioremediation has been the most understood biotechnological process of environmental restoration. Bacteria and fungi because of their inherent ability to adapt and grow in extreme environments have been employed for either removal or degradation of the chemical contaminants. Researchers all over the world are getting breakthroughs in finding new bacterial strains having plasmid linked degradation/reduction ability. Molecular biology and genetic engineering helped in crafting the microbes for the desired results on environment. Despite having favorable conditions, microbial remediation largely depends on environmental factors and on the basic biological characters of microbes, especially bacteria being Gram-positive or Gram-negative. Metagenomic studies revealed the importance of microbial ecology as microbes work well in community, i.e., consortia. This review along with several other studies suggests the need of precision during microbial community identification, substrate specificity and the designing of microbes.     

西南喀斯特地区地表水热过程研究进展与展望

西南喀斯特地区水文二元结构以及生境条件的异质性导致地表水热过程异常复杂。水热过程机理研究薄弱,已经成为生态系统退化关键过程识别、生态恢复重建推进的关键限制因素。首先从野外科学实验、陆面过程参数化、遥感反演技术3个方面简要论述了地表水热过程的研究方法,指出在喀斯特地区,目前亟需开展的工作是在样地和坡面尺度上对地表水热过程进行系统的观测和实验,以深化水热过程机理研究,并发展适用于喀斯特地区的陆面过程模式和遥感反演模型。进而评述西南喀斯特地区地表水热过程已有研究进展与存在问题:水分循环研究的重视,但在特殊的地质背景与复杂的生境条件下,土壤水分时空异质性及降雨入渗产流和土壤侵蚀过程的机理仍不明晰,而且水热耦合研究非常缺失。最后从地表水热过程机理、水热过程变化影响机制、生态系统恢复重建水热调控等方面展望了其未来发展趋势。     

Driving forces and management strategies for estuaries in northern China

Estuaries, which lie at the end of rivers, belong to the interlocking area between marine ecosystems and terrestrial ecosystems. In the estuary region, there are plenty of biological resources that carry many important ecosystem services. However, severe degradation of the estuary ecosystem in northern China has been caused by anthropogenic disturbances, including water pollution from upstream area, change of marine environmental dynamics, animal habitat loss, and unreasonable exploitation in the estuary region. In order to provide scientific evidence for restoration and conservation of the estuary ecosystem, we collected data from published literature to analyze the ecological problems in several main estuary regions in northern China, such as the Yellow River estuary, Liaohe River estuary, Haihe River estuary, Yalu River estuary, and some others. The main ecological problems in the estuary region of northern China include the input decrease of fresh water from rivers, the change of the sediment input from rivers, the destruction of the estuary wetland ecosystem, the environmental pollution in the estuary region, the erosion in the estuary region, seawater encroachment, the biodiversity decline of the estuary region, and the depletion of the fish resources in the estuary region. Meanwhile, the driving forces for these ecological problems in the estuary region were also assessed. Based on the analysis of these driving forces, we propose several pieces of advice for integrated estuary management in northern China, including the creation of a management system for estuary conservation, improvement of the means and strength of the environmental law execution, increased investment on scientific research in the estuary ecosystem, improvement of public participation on the conservation for the estuary environment and biodiversity, and construction of a monitoring system for the estuary environment.