生态学研究热点共61页
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基本概念(五)1.生物多样性:指地球上所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的总称,包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2.生态工程:应用物种共生与物质循环再生理论,结合系统工程最优化方法,设计的多层多级利用物质的生产工艺系统。
3.生态系统管理:在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下,以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标,并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。
4.生态系统服务功能:生态系统与生态过程所形成以及所维持的人类赖以生存与发展的自然环境条件与效用。
5.生态文明:以人与自然协调发展作为行为准则,通过建立符合自然生态规律的价值观、社会机制和生产方式,推动经济社会的可持续发展,促进人与自然和谐共处与协同进化。
基础知识(五)1.生物多样性面临的主要威胁与保护途径?(1)生物多样性面临的主要威胁(2)保护途径2.生态系统(分布格局、结构、过程)对全球变化(气温与CO2浓度升高)的响应(1)生态系统的生产力、呼吸和分解:温度和生长季长度是制约高纬度和高海波地区植物生产力的主要因素。
全球变暖使这类地区温度升高、生长季延长,这将有助于这些地区的植物提高生产力。
但由于生物呼吸和分解强度同意也在很大程度上由温度决定,因此总的结果可能是生态系统立地生物量变化微小。
在高温、干旱地区,如沙漠,温度升高可能会造成生态系统生产力下降。
这是因为当温度高到超出某些植物的耐受温度上限时可能会对该物种和整个生态系统有破坏性影响。
就整个生物圈而言,不同类型的生态系统所占面积大小和反应程度共同决定其对气候变化的影响。
(2)生物群落的空间分布:生物群落大体上是由一个地区的气候所决定,并受其他婚假因素影响形成的特征生物群体及其相互作用。
地球上现存的生物群落的地理分布格局是经历了长期演化而保留下来的。
它反映了生物与气候和其他环境因素间的相对稳定关系。
当气候或其他环境因素发生变化时,或当生物群落遭到人为破坏时,这种关系将受到损害,生物群落将通过适应和自然选择而改变组成结构和功能。
土壤生态学研究前沿与热点1、大尺度土壤微生物地理分布格局研究近年来,大尺度的土壤微生物多样性地理分布格局研究备受重视,全球尺度上土壤细菌和真菌、线虫、蚯蚓和原生动物的生物地理学研究陆续在高水平期刊上发表。
这些开创性的研究在宏观层面揭示了土壤生物多样性的全球分布格局,探讨了土壤生物群落构建的机制及其潜在的功能特征。
例如,全球尺度土壤生物地理学研究发现,细菌和蚯蚓的物种丰富度往往在中纬度地区达到峰值,而线虫则在高纬度地区的丰度最高,表现出与地上动植物分布相异的模式。
进一步的群落构建机制研究发现,在全球尺度上土壤微生物(细菌和真菌)群落的构建主要受土壤pH值和降水等环境因素的影响,而土壤动物(蚯蚓/原生生物)则主要受到降水等气候要素的影响。
未来这一研究方向需要考虑更多不同的土壤生物类群,以及土壤生物的不同功能属性,才能将生物多样性与生态功能连接起来,进而更好地预测全球变化情形下土壤生物多样性及其功能的演变规律。
2、土壤生物互作与土壤食物网土壤生物并不是孤立存在的,而是通过物种间的共生、竞争和捕食等作用构成复杂的相互作用网络,共同参与土壤生态过程。
例如,通过对微生物群落的定向调控,研究人员发现微生物之间的相互作用强度与生态系统多功能性之间存在正相关关系。
土壤生物之间还可以通过由捕食关系建立起来的土壤食物网影响土壤生物群落的结构和功能。
最新的研究发现土壤原生动物在低温下对细菌和真菌的捕食可以增加土壤有机质的分解和CO2的释放;类似的,基于弃耕土地自然恢复过程的研究发现,土壤食物网复杂度的升高伴随着土壤养分循环和碳吸收效率的提高。
此外,土壤原生动物还可以通过对植物根际细菌和真菌的捕食作用广泛参与植物根际微生物群落的构建,从而影响地上植物的生长和健康。
例如,Jiang等研究发现,土壤原生动物和线虫可以通过食物网的捕食作用影响土壤丛枝菌根真菌的群落组成和生物量从而影响地上植物的生产力。
这些研究都强烈暗示着土壤食物网在维持土壤生态系统的结构、过程和功能中的关键作用,而这方面的研究方兴未艾。
生态学的发展趋势及研究热点19世纪以来,随着世界人口剧增、人类对自然资源及环境的不合理开发和利用、对生态系统的不断干扰和破坏,全球生态环境发生急剧变化,出现全球变暖、海平面上升、大气和水体污染、生物入侵、生物多样性消失、荒漠化加剧、生态系统退化、水资源短缺等一系列全球性生态与环境问题和生态灾难。
生态学是研究生物与环境之间相互关系和作用的科学,可促进人类更好地认识、管理、恢复、创建生态系统,能够也应该成为未来人类与自然生态系统共存的理论依据和行动指南。
近年来,生态学在生态系统与全球变化、生态系统服务功能评估、生物入侵与生物灾害控制、生态恢复与恢复生态学、生物多样性与保护生物学、人类生态与生态健康等前沿领域取得了一定进展。
目前,生态学更加注重强化科学发现与机理认识,强调多过程、多尺度、多学科综合研究,关注系统模拟与科学预测,重视服务社会需求。
从发展趋势看,全球变化生态学、生态系统服务功能、极端生境生态学与退化生态系统恢复重建、生物多样性保护、生物入侵机制与控制、生物地球化学循环、水资源管理生态学、传染病生态和进化、生态文明建设与可持续发展生态学等将成为生态学重点关注的问题和领域。
1)生态系统与全球变化研究。
生态系统和全球变化科学主要是从生态系统的物质循环与能量平衡角度,研究地圈-生物圈-大气圈的相互作用关系,探讨全球变化的成因与控制机制,揭示生态系统空间格局和时间动态的变化规律,预测未来的发展趋势及生态系统对全球变化的响应与反馈。
近年国际生态学界在陆地生态系统碳/氮/水通量的联网观测及其过程控制、陆地生态系统碳/氮循环过程对气候变化响应野外控制试验、陆地生态系统碳/氮循环模拟模型研究、陆地生态系统对全球变化的响应和适应的样带研究、生态系统及区域碳储量和碳收支的综合计量评价等方面取得了一定进展。
当前更加关注全球/大陆和流域尺度的复杂生态系统动态过程、区域生态系统内部各亚系统间的耦合关系、各种生态环境问题间的相互作用关系等问题,其中生态系统碳循环与全球变化、生态系统水循环与水资源、全球变化与生物多样性是最为重要的三大优先研究领域。