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• 2010年, 1卷, 第1期
  刊出日期：2010-03-31

    

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  中国生态学研究的回顾与展望

  李文华

  2010, 1(1): 3-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.001

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  生态学作为一门研究生物有机体与其生活环境之间相互关系的学科，自Haeckel提出以来已有一个半世纪的时间。当代的生态学，在积极参与解决全球发展面临的迫切问题中逐渐摆脱了其初期发展阶段的某些纯自然主义倾向的局限性，扩展了研究的范围和领域，在研究方法和手段也实现了现代化，成为自然科学和社会科学之间的桥梁。尽管中国在悠久的发展历史中积累了丰富的具有深刻生态学思想的宝贵经验，但直到20世纪50年代新中国成立以后生态学才作为一门学科在我国得到发展。其发展历程可以归纳为以下4个阶段：原始萌芽阶段、基础生态学研究阶段、生态系统研究阶段以及当代生态学研究阶段。本文在简要回顾中国生态学发展的基础上，选择了几个研究领域进行了重点介绍，包括：生物多样性保育、全球变化生态学、退化生态系统的恢复与沙漠化控制、青藏高原生态系统研究、可持续发展研究以及生态系统服务评估与生态补偿等。最后，基于中国生态学研究的现状和需求，提出了今后生态学发展的6个优先领域。
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  资源流动的环境效应

  成升魁, 徐增让, 苏筠, 刘晓洁, 沈镭, 谢高地, 甄霖, 李晓娟, 龙鑫

  2010, 1(1): 15-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.002

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  21世纪，中国的人口和经济的持续增长面临着资源短缺和生态脆弱的限制。提高资源利用效率和消减资源利用引起的环境影响是学术界和决策者面临的新课题。本文从资源流动的视角研究资源利用过程及其引起的环境影响。我们把资源流动过程分解为开采、加工、转化、消费等几个关键环节，评价其资源利用效率和环境影响，并寻求改善的途径。因其资源消耗量大、生态环境影响严重，我们选取了林木、煤炭及石油研究其资源与产品流动及其环境影响。林木产品的产量、进出口量和消费量数据来自中国森林统计年鉴（1949-2001）。煤炭、石油的开采量、进出口量和消费量来自中国能源统计年鉴（1980-2006）。研究表明：过去几十年，中国的资源利用效率有所提高，资源消费结构逐步改善，但资源消费总量居高不下，对生态环境构成极大的压力。
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  “水资源域”概念在美国五大湖的应用

  贺缠生, Thomas E. Croley II

  2010, 1(1): 25-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.003

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  “水资源域”为在某一时段向河口或某一地点，传送水、水中营养物、泥沙或其它物质的空间范围。这一新概念与“流域”概念既相似又不同：1）流域边界以地貌特征来确定，相对稳定。而水资源域的边界以水文事件中的水和 物质传播范围来确定，随时空而变化；2)流域强调给定空间范围内水和物质的时间分布，而水资源域强调水和物质随时间和空间二者相互变化的动态分布；3）水资源域综合考虑了不同尺度的时空即时变化对水资源及物质传播的影响。这一新概念应用遥感、空间分析、追踪及模拟技术分析流域空间模式与过程，为水资源探索、分析、模拟及预测提供了一种全新的方法与途径。该文以美国伊利湖茅密河为例，应用分布式大流域模型计算了水资源域的分布。
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  气候变化对水质与水生态系统的潜在影响与挑战：以中国典型河流为例

  夏军, 程书波, 郝秀平, 夏瑞, 刘晓洁

  2010, 1(1): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.004

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  气候变化对水质与水生态的潜在影响已经成为当前必须面对的新问题和新挑战，这也引起了世界各国科学家和政府的高度关注。但是，由于它的复杂性和不确定性，目前针对该问题的科学研究和科学实践仍然十分有限。本文首先回顾了近年来国内外相关研究成果，并指出了研究现状与现实需要之间的差距。另外，基于作者在淮河和汉江的相关研究成果，我们认为，人类活动和经济发展所产生的排污是造成水质与水生态恶化的最重要的原因，同时，气候变化在此基础上具有推波助澜的增益作用，气候变化主要通过改变水温和水文情势进而影响水质和水生态。本文最后讨论了适应性对策的内涵，认为适应性对策应该包括适应方式和适应能力建设两个主要方面，适应性对策应该尽可能地具有针对性和可操作性。本文对今后的相关研究可起澄清概念和指明方向的作用。
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  21世纪初中国生态退耕的空间格局及黄土高原典型区退耕的生态位适宜性分析

  董金玮, 刘纪远, 史文娇

  2010, 1(1): 36-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.005

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  自1999年我国开始试行以“退耕还林”工程为主的生态退耕以来，到目前已历时十年。特别是进入21世纪，工程实施强度较大，因此从国家尺度上进行宏观生态退耕格局的分析对于评估生态退耕政策和确定未来政策导向具有重要意义。本研究以TM遥感监测的土地利用变化数据库为基础分析2000–2005年生态退耕的时空格局。在此基础上，以黄土高原典型地区陕西中北部为研究区，采用生态位适宜度评价模型探讨了生态退耕工程实施的合理性。研究结果表明：(1)2000–2005年间，生态退耕主要集中在中国中部地区，尤其是在黄河和长江的中上游地区，生态退耕面积与建设占用面积基本持平。在各生态类型区中，黄土高原土壤侵蚀区生态退耕面积最大，达到了1162.50 km2，主要用于还林；(2)整体看来，研究区内生态退耕的空间格局是合理的，即适宜性越差的耕地退耕比例越大。从退耕区域的适宜性水平来看，有77.35 % 的地区属于勉强适宜区，其中退为林地的面积为603.32 km2，退为草地的面积为 528.94 km2。整个研究区内前者大于后者。然而，退耕地中仍有19.38 %属于中度适宜区，原因可能来自于退耕指标分配等管理因素，另外，当地农民外出务工从而将中等适宜度的耕地退耕。结果表明，当前仍有大面积不适宜和勉强适宜的耕地存在，在未来工程实施过程区应该首先考虑该类地区。
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  马铃薯与玉米多样性种植生态防治病害的试验研究

  何霞红, 朱书生, 王海宁, 谢勇, 孙雁, 高东, 杨静, 刘林, 李启信, 张绍波, 赵高慧, 胡明成, 姜开梅, 李成云, 朱有勇

  2010, 1(1): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.006

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  本文针对中国西南山区作物病害发病高峰与降雨高峰重叠难以防治的难点，进行了生态调控马铃薯与玉米种植结构避雨避病的试验。试验结果表明，时间上提前和推后马铃薯种植避开了降雨高峰，平均降低晚疫病病情指数44.3%。空间上行距拉宽株距缩小，通风透光减轻病害，套种玉米的大斑病平均降低病情指数为14.8%,小斑病平均降低22.5%。本试验的另一重要结果表明，通过调整马铃薯种植结构可以大幅度提高耕地产出率，马铃薯与玉米套种，提前和推后种植马铃薯分别提高土地利用率1.738–1.766。本文研究结果对作物病害的生态防治和增加粮食产量有重要现实意义。通过时空优化作物与环境的配置，合理利用农业生态结构，适应最佳生态环境，实现优质高产高效。  
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  价值转换方法在中国生态服务评估中的应用和发展

  谢高地, 甄霖, 鲁春霞, 肖玉, 李文华

  2010, 1(1): 51-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.007

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  国内和国外生态系统服务物理量和价值量的评估都难以得出让公众和学术界普遍接受的结果，这反映了该领域研究方法还不成熟，需要继续完善。如何建立符合中国基本国情的单位价值量是核算生态系统服务功能价值的核心。由于中国缺乏完善的市场环境，如何选择一个合理的价格体系作为衡量生态系统服务的单位价值量仍然还是一个难题。目前普遍采用的市场价格很难真实反映消费者剩余，从而导致单位价值或者说最终价值评估结果的不准确。本研究将生态服务划分为食物生产、原材料生产、景观愉悦、气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保持、废物处理、生物多样性维持共9项，就森林、草地、农田、湿地、水体和荒漠6类生态系统的9项生态系统服务价值相对生态重要性进行了问卷调查，进而形成中国生态系统单位面积生态服务价值评估单价体系，通过结果对比发现，该生态系统服务单价体系与基于物质量估算的生态系统服务价值之间具有较好的可比性，可较准确地反映中国各项生态系统服务的相对重要性，在没有其他更为可靠的方法的情况下，可以采用该方法对中国生态系统服务价值进行评估，可以作为适合中国生态系统状况和经济发展水平的一个生态系统服务价值评估工具。对上述方法的合理性我们也做了一个问卷调查，约70%的被调查者认为这是一个“比较合理”的评估方法，约20%的被调查者认为并不合理，可以肯定在生态系统服务价值评估技术取得更新的一些研究成果之前，这种对生态系统服务价值进行评估的方法将长期存在争论。本方法仍有许多需要改进和完善之处，如生态系统服务价值的空间异质性和时间动态性有待考虑，具体应用时可采用生态服务价值生物量调整因子来做进一步修订。
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  中国耕地利用变化驱动下的粮食生产：安全格局分析

  龙花楼, 邹健

  2010, 1(1): 60-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.008

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  自从1978年改革开放以来，随着经济的迅速发展，中国的耕地利用格局发生了很大的变化。耕地数量和质量的变化直接导致粮食生产的变动。本文利用来自政府部门的农业统计数据，分析了1978-2004年间中国耕地利用水平的时空动态格局，并通过构建“粮耕弹性系数”来反映耕地利用变化与粮食生产的互动关系。研究结果表明：耕地投入的增加和质量的提升在一定程度上缓解了1978年以来我国耕地资源严重流失给粮食生产安全带来的压力；自改革开放以来，中国耕地利用水平呈现由经济快速发展带来的普遍性提升局面，并随着经济发展程度由东南沿海向内陆递减，耕地利用水平的提升速率也呈现由东南沿海向内陆梯级递减态势。然而，耕地集约利用程度的不断提升，并不一定会带来粮食产量的持续稳定增长。耕地集约利用增长的边际效用递减特性，使得中国粮食生产安全的保障已逐步由耕地集约利用水平的提升转向了耕地面积的保护，由此导致耕地资源的数量成为了左右粮食生产安全的关键，这也为当今中国制定严格的耕地保护目标和战略提供了现实的科学依据。
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  内蒙古半干旱草原的氨气挥发研究

  徐雨晴, 何吉成, 李凌浩, 程维信

  2010, 1(1): 68-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.009

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  为了了解草原生态系统氨气挥发情况、历史放牧的影响及其影响机制，2005和2006年生长季期间，在长达17年放牧处理的样地上测定了5个放牧强度下的氨气挥发量。结果表明：氨气挥发随季节变化波动很大，春季和初秋高，晚秋和夏季低，变化范围为0.88-3.52 g N ha-1d-1。土壤pH 值、NH4+-N浓度、湿度以及容重对氨气挥发控制作用较强。但是容重的影响与其他3个因子的影响作用相反，而容重的大小直接受不同放牧强度影响。虽然不同的放牧强度对氨气释放的影响在统计学上来说并不显著，但是，相对不放牧的情况而言，氨气挥发量在放牧情况下更大。而土壤氮浓度、植物生物量却在放牧的情况下更低。这些都意味着放牧草地生态系统比不放牧草地生态系统恢复起来会更慢。这种关于草原生态系统氨气挥发的研究意义重大，因为它有助于加强了解氮素丢失对草原各进程的抑制作用，同时对制订适宜的放牧及施肥措施从而达到合理利用资源的目的也具有重要的参考价值。
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  应用15N稀释技术定量华北平原大气氮沉降的输入总量

  何春娥, 刘学军, 张福锁

  2010, 1(1): 75-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.010

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  本文采用定量氮沉降总量的ITNI（Integrated Total Nitrogen Input）系统，利用15N稀释原理和生物监测技术，定量研究了华北平原大气氮沉降的农田输入总量及其在推荐施肥中的作用。结果表明，以玉米和小麦为指示植物，监测到在玉米-小麦轮作体系中整个华北平原大气氮沉降的输入总量高达80-90 kg N ha-1 yr-1，对玉米和小麦植物有效性的沉降氮总量约为50 kg N ha-1 yr-1。以黑麦草为指示植物，监测到华北平原大气氮沉降的输入总量约为100 kg N ha-1 yr-1，对其植物有效性的沉降氮约为76 kg N ha-1 yr-1，占总沉降氮的77%。由于华北平原小麦季扬尘较多，因此干沉降可能是该时期大气氮沉降输入总量的主要贡献。
专题报告
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  矿产资源市场与贸易的变化格局及对中国经济的影响

  沈镭, 方兰

  2010, 1(1): 83-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-764x.2010.01.011

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  自20世纪70年代初期和80年代末期以来，国际矿产品市场经历了总体衰退阶段。与此相反，由于世界经济快速增长，特别是90年代初的中国和21世纪初的印度快速发展，导致世界矿产市场和贸易中对矿产资源的需求大幅上升。过去几十年来，矿产资源的生产、消费和贸易对中国的经济增长与发展起了重要的作用。本文主要对国际矿产品市场和贸易模式的变化特征进行了综合评价，力图筛选出影响中国矿产资源供需的主要因素，并实证分析中国矿产资源贸易及其发展前景的基本特征。作者认为，中国矿产资源的巨大潜力能否成为国际矿产资源贸易的主要驱动力并因此带动中国未来经济增长，依然值得继续观察。无能如何，中国正积极影响着全球矿产资源市场和贸易，这一点是肯定的。
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  关于中国环境管理和资源利用的几点思考

  李旭辉

  2010, 1(1): 87-93.

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  这一评述总结2008年耶鲁大学中国的环境和资源利用问题研讨会的讨论重点, 包括: 1) 保护地方利益和防止污染扩散的区域协调； 2) 建立环境特殊区, 实行前瞻性的环境政策试验； 3) 加强环境和资源利用教育和能力建设； 4) 协调国内和国际环境合作关系； 5) 中国的环境决策中权力的制约与平衡。本文不打算对这些专题进行深入分析，而是强调西方环境管理经验和教训与中国的现实相结合的重要性。