生物入侵与城市生态安全

<正>出于国家公共安全的整体需求,我国科学家从20世纪90年代开始重视外来生物入侵研究。经过历时10余年多轮的生物入侵普查,目前我国已发现529种外来入侵种,其中植物、动物、微生物分别为270种、198种和61种(实际数量可能远大于目前已列入编目的数量)。其中,在国际自然保护联盟(IUCN)公布的全球100种最具威胁的外来入侵种中,我国有50余种"榜上有名",每年给国家造成的经济损失估计在2000亿元人民币以上。自"动物生态学之父"查尔斯·埃尔顿的《动植物入侵生态学》一书出版以来,全球对生物入侵的     

从生态学角度对生物入侵的思考

本文首先对生物入侵的相关概念和内涵进行了介绍,归纳总结了外来种转化为入侵种的过程和主要入侵类型,并从生态学角度对入侵种的入侵机制加以阐述,分析了与入侵物种自身和引入地生态环境相关的假说及入侵种对人类造成的危害。结合上海城市植被的研究,阐述了上海外来物种现状,在对传统预防、控制措施综述分析的基础上,提出了基于生物演替理论的生态防治法,并对外来物种的功过进行了深入探讨。     

重大外来有害生物B型烟粉虱入侵的行为和生态机制

生物入侵是人类生存发展必须有效应对的巨大挑战.对生物入侵机制的了解有助于对入侵生物的预警和治理.被世界自然保护联盟列入全球100种最危险入侵生物的B型烟粉虱近20年来陆续入侵全球许多国家和地区,并陆续取代危害性不大的土著近缘生物,造成大片作物严重减产和绝收.许多国家的科学家一直在探索B型烟粉虱强大入侵本能的奥秘.浙江大学刘树生科研小组综合应用生态学、行为学、病毒学、分子生物学等领域的研究方法,发现该害虫入侵的2个主要机制:入侵烟粉虱与土著烟粉虱之间的非对称交配互作;入侵烟粉虱与所传双生病毒之间的间接互惠共生.     

生物互作与生物入侵

在21世纪经济全球化的新形势下，国际贸易、旅游业和交通业飞速发展，人员、物质及交通工具在世界各地问的频繁往来给外来生物的入侵提供了大量机会，近二十年来生物入侵迅速加剧，已造成大量的经济损失和生态灾难，在今后较长时期内生物入侵将有增无减。冈此，生物入侵对经济发展、生态安全和人体健康的危害将是巨大的、长远的，是对人类生存的巨大挑战。     

末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应

该项目以末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应为主攻目标,通过多种高精度地质-生物记录的研究,在全球温度变化对季风的影响、全球增温与我国干旱-半干旱区环境、自然和人为因素在环境变化中的作用等方面取得一批新进展.这些成果不仅涉及轨道和亚轨道尺度的亚洲季风动力学、生态系统对气候变化的响应机理和大气温室气体浓度变化的控制因素等古气候学基础前沿问题,而且对气候变化影响评估具参考价值.     

全球变化下的地下生态学: 问题与展望

生态学100多年的探索和发展主要集中在地上部分. 然而, 当今的生态学家已经越来越强烈地认识到, 鲜为人知的地下部分已成为生态系统结构、功能与过程研究中最不确定的因素, 因而严重制约着生态系统与全球变化研究的理论拓展. 自1990年代后期以来, 伴随着全球生态学研究的深入, 一个新兴的生态学领域——地下生态学(belowground ecology)开始形成, 并得到了快速发展. 地下生态学从不同学科层次探索地下部分的结构、功能、过程以及与地上部分的关系, 并特别关注其对全球变化的响应. 它的研究对象包括植物根系、地下动物和土壤微生物. 分析了生态系统地上和地下部分的关联、根系生态、根系生物地理, 以及地下生物多样性等方面的主要研究进展和亟待解决的问题, 着重评述地下过程对全球变化响应的若干理论问题, 指出地下生态学将是21 世纪生态学的重要发展方向.     

现状:外来生物入侵我国

生物入侵现象步步进逼，近年来生物入侵更是猖獗，为我国自然生物的发展带来了前所未有的挑战，也带来了巨大的经济损失。随着全球经济一体化步伐的加快，生物入侵现象也日趋严重。我国因几种主要外来物种入侵造成的损失每年高达574亿元。     

土壤生物多样性研究:历史、现状与挑战

土壤生态系统是地球上生物多样性最丰富的生境.土壤生物多样性在维持陆地生态系统碳动态和养分循环方面具有重要的作用,是目前土壤生态学领域最为重要的热点研究问题.本文综述了过去20年对土壤生物多样性研究经历的过程和取得的成果.首先,介绍了土壤生物多样性研究的历史发展过程,从早期问题的提出与研讨,到大规模的实验研究,再到对土壤生物多样性的监测、评价和保护.其次,重点介绍了土壤生物多样性研究领域的4个核心问题及其进展,包括土壤生物多样性的维持机制、土壤生物多样性与生态系统功能之间的关系、土壤生物多样性的分布格局及土壤生物多样性与植物多样性之间的关系.最后指出,尽管人们对上述土壤生物多样性的问题取得了一些研究成果,然而,在土壤生物多样性的研究方法、土壤生物多样性的大尺度地理分布格局及其机制、人类活动和全球变化对土壤生物多样性的影响以及土壤生物多样性在污染治理和生态恢复中的应用等方面还面临着巨大的挑战.     

拓展与深化中国全境的环境变化遥感应用

中国幅员辽阔,仅靠局部定点环境监测,远不能满足社会需求.而对大空间范围来说,遥感是唯一可行的环境变化监测手段.虽然国内外拥有强大的卫星数据获取能力和大量的卫星遥感数据,以中国全境为对象的遥感环境变化研究并不多.本文将环境变化过程归纳为环境变化驱动力、环境变化、物质迁移与转化、物质浓度与富集度变化、人或生态系统暴露与感染变化及环境变化影响等方面内容.评估了遥感对这些环节的潜力,评述了中国环境变化遥感已取得的进展.指出遥感对于研究中国环境变化在方法体系上不但要支撑实验与观测、理解与认识,还要重视和模拟与预测的衔接从而支持环境政策研究.在应用层面,应突破常规遥感观测项目,在物种多样性、生物入侵、公众健康、空气和水质量变化监测等新的领域取得突破.在技术层面全面系统加强实用化和自动化研究.     

全球变化研究十年新进展

在简述国际全球变化研究计划体系的基础上,从全球气候变化研究、全球生态系统变化（地图和生物圈变化）研究、全球变化对人类的影响研究、人类减缓全球变化的策略研究等４个方面概括总结了国际全球变化研究的若干重要进展,并涉及到了我国在有关领域的研究情况,最后特别指出了全球变化科学是可持续发展的科学依据,全球变化科学研究在人类的发展观从工业文明的发展观向生态文明的发展观的转变中、在环境安全保护与环境外交中都具有     

外来海洋物种入侵风险评估模式*

以外来海洋生物入侵过程和机制分析为基础,结合多层次模糊综合判别,构建外来生物入侵的风险分析框架和风险评估模式。通过建立海洋生物入侵风险评估的分层指标体系,确定指标因子的隶属度和损害权重赋值标准,明确外来海洋物种入侵风险综合指数的计算方法、风险级别划分标准和入侵风险预警分析方法。以米草属植物(大米草、互花米草、狐米草)为例,进行海洋植物入侵种的风险评估。结果表明：互花米草和大米草为高风险海洋植物入侵种,狐米草为中等风险的海洋植物入侵种。     

有害赤潮的形成机制、危害效应与防治对策

近些年来,全球有害赤潮发生的频率、规模及其危害效应呈现逐渐上升的趋势。有害赤潮的形成受到赤潮原因种适应特征与竞争策略、水体富营养化状况,以及水文、气象等环境因子的影响。有害赤潮藻种可以通过产生毒素、改变水体理化特征等对人类健康、水产养殖和海洋生态系统带来危害。迫切需要协调人类活动与环境的关系,建立和发展赤潮应急治理技术,以降低有害赤潮的规模及其危害效应。我国近海有害赤潮问题近年来有加剧的趋势,而且有毒有害藻种形成的赤潮越来越多,对于我国近海赤潮演变的趋势与潜在危害效应应给予充分关注。     

生物多样性和生态系统功能对全球变化的响应与适应:进展与展望*

  人类活动引起的土地利用/覆盖变化、气候变化、大气CO2浓度增高和氮沉降加剧等使得生物有机体的性状、种间关系、分布格局与生物多样性发生改变,进而影响生态系统过程和功能,并最终影响人类的生存和社会经济的可持续发展。应用全球变化实验结合环境梯度研究方法,我们已经就我国主要的森林生态系统和草地生态系统对全球变化的响应与适应作了初步研究。基于已开展的实验研究和数据积累,以协同研究为主要手段,结合我国独特的自然条件,今后将加强以下四个方面工作:①开展长期的多因子实验;②构建动态物种分布模拟体系;③构建数据模型融合系统;④生态系统对全球变化的区域响应和适应性的集成分析。     

生物多样性丧失机制研究进展

生物多样性是地球上所有生命形式的总称,包括物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性.其中,物种多样性是核心,它既体现了生物与环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性;物种的保护是生物多样性保护的主要内容.生态系统内的物质循环和能量流动是通过许多错综复杂的食物链和食物网完成的,而动物有机体在此过程中起关键作用.因此,物种多样性,特别是动物种类多样性将直接影响整个生态系统的功能.然而,随着世界人口的持续增长和经济全球化的快速发展,人类社会对地球上的生物多样性造成了愈来愈显著的影响,在这一过程中产生的诸如栖息地丧失与破碎化、过度利用、环境污染、气候变化等现象已对物种的生存产生了严重威胁.本文以生物多样性丧失为主线,回顾了近10多年来在该方向的主要进展,重点关注人类活动对物种多样性的影响,分析了生物多样性丧失的主要原因、特征及其危害,介绍了生物多样性研究的最新方法,并根据我国生物多样性的现状提出了未来生物多样性研究中需要重点关注的科学问题.     

群落水平上传粉生态学的研究进展

同地开花的植物共享传粉者,传粉者通常在多种植物上觅食,这些事实激发人们在群落水平上开展传粉生态学研究.与以单种植物为对象的传粉研究相比,从群落水平研究植物与传粉者、植物与植物之间的互作,有利于阐明传粉者与植物间关系的演化、探讨传粉过程在群落构建中的作用.对植物与传粉者互利关系的研究,已经从访问网络的结构动态,深入到网络的构建机制和对群落植物繁殖的切实影响上.从群落水平研究传粉者对花部特征的选择,分析共存植物的系统发育关系,可为花部特征演化提供更有力的证据.植物与植物之间由传粉者介导的互作研究,已经由成对或者少数几种植物之间,发展为在群落内的多种植物之间进行.由于传粉者对植物雄性和雌性功能的影响不同,植物之间互作表现出不同规律.相关研究从传粉者效率、植物柱头的花粉干扰和传粉过程的花粉丢失等多角度研究传粉者对植物雄性和雌性功能的作用.传粉作为一项基本生态服务,受到了多种人类活动的显著影响,尤其是外来物种入侵、生境破碎化等因素的不利影响.群落水平的传粉生态学研究在我国已有开展,今后的研究有必要在不同时空尺度上进行多层次调查和实验性工作,才能深入研究植物与传粉者、植物与植物的互作模式,从更大尺度揭示群落的构建机制、种间关系和花部特征演化.     

典型陆地生态系统对气候变化响应的定量研究简

森林、农田和草地生态系统对气候变化响应定量研究进展的综合分析表明：近一个世纪以来的森林、农田和草地生态系统对气候变化有很强的响应,诸多生态系统类型的组成、结构和分布已发生了显著变化;由于病虫害、极端气候频发,植物物种的死亡率增加、生产力出现下降趋势;典型陆地生态系统对气候响应的未来情景分析结果表明,高海拔地区和高纬度地区的生态系统类型的结构、分布、物种和生产力将发生较大变化;然而,由于生物群落的相互作用,各种生态系统对气候变化的响应很复杂,目前人类对典型陆地生态系统变化的认识仍然处在很初级的阶段. 尤其是在气候变化对植物物种的影响、干旱和极端事件的后果以及病虫害的影响等方面,还没有明确的结论;根据目前的研究积累,还无法给出气候变化对典型陆地生态系统影响的综合定量评估,需要改进区域气候模拟,尤其是降雨量的模拟,需要提高植物物种对气候、病虫害和大气成分响应的认识. 以典型陆地生态系统对全球气候变化响应机理研究成果为基础、集成空间对地观测数据和地面实测数据的多尺度生态系统动态模拟分析平台,到目前为止,仍是亟待填补的空白.     

“山水林田湖草沙”的形成、功能及保护

“山水林田湖草沙”是对我国多样化生态系统的简要概括和通俗表达。它们在外观和结构上存在明显差异,但又相互联系、相互影响,共同构成生命共同体,为人类社会延续发展提供物质基础和必要条件。当前,“山水林田湖草沙”的一体化治理、保护和修复,已成为推动我国生态文明建设的重要抓手。文章较为系统地总结了我国“山水林田湖草沙”的本底情况,简要介绍它们形成的条件和原因,并从生产、生态、文化与景观等三个方面阐述各自的主要功能。在此基础上,文章基于生态学视角,对生态文明建设中应如何开展“山水林田湖草沙”的治理、保护和利用进行了讨论,回顾国内外若干对生态环境产生负面影响的案例,并简要阐述生态文明建设的生态学途径。     

深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展

深海微生物硝化作用通过化能自养固定无机碳,是深海生态系统中重要的能量来源途径,直接影响深海生态系统的食物网结构和深海的碳储库。近年来氨氧化古菌的发现,对这一生物地球化学过程的传统认识提出了新的挑战,同时也带来了新的科学问题,为认识硝化作用化能自养的固碳机制提供了新的研究方向。通过系统评述深海硝化作用驱动的自养固碳过程和机制以及由此带来的生态环境效应,为相关领域的深入研究提供参考。