物种多样性对海拔梯度的响应是全球气候变化背景下生态学研究的热点.为探究钱江源-百山祖国家公园百山祖园区(以下简称百山祖国家公园)内的植物群落物种多样性沿海拔梯度的变化规律,采用样带法在百山祖国家公园设置一组三条连续海拔梯度样带,连续海拔垂直样带相较非连续海拔分布的样地具有更多的优势,它具有更精确的检测能力和更灵敏的检测手段,能够更好的对任意海拔位置上物种、群落和生物多样性的变化及其机制进行研究.所建设样带宽30 m,总长3210 m,海拔范围为636.3-1928.04 m,总面积为9.63 hm2,在样带中进行植物群落每木调查.调查样带内所有胸径≥ 1 cm的木本植物个体,记录种名、胸径等,分析植物群落α和β多样性对海拔梯度的响应.结果表明:在三条样带上,共记录木本植物260种、69914个个体,隶属于55科109属.物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数与海拔梯度均呈显著负相关关系.地形因子中海拔对物种α多样性影响最大,坡度次之,坡向对α多样性影响较小.随着样地间海拔距离的增大,样地间β多样性指数(Jaccard相似性指数)都与样地间海拔距离呈显著的负相关关系,即群落的Jaccard相似性指数随着样地间海拔距离的增大而减小,植物群落β多样性与海拔、坡度、坡向均呈显著的相关关系,其中海拔的影响最大,坡度次之,坡向的影响较小.在海拔梯度上物种β多样性的周转组分占主导地位,各植物群落物种组成差异由物种更替控制.研究结果为今后百山祖国家公园及其他亚热带山地生物多样性保护、山地生态系统多样性和稳定性维持政策制定提供了科学依据.

在全球气候变化背景下,干旱诱导木质部栓塞被认为是驱动树木死亡的主要因素.因此,分析木质部栓塞抗性(用导水率损失50％的水势(P50)表示)的内在解剖决定因素对于理解其结构与功能间的机制具有重要意义,为气候变化背景下植被恢复树种选择提供理论依据.该研究测定广西弄岗喀斯特森林内12个主要常绿树种的木质部导管直径、导管组指数、组分占比、纹孔形态和纹孔膜超微结构,同时结合木质部储水特征(如木材密度和饱和含水量),综合分析干旱诱导木质部栓塞抗性与其解剖结构以及储水特征之间的关系.结果显示:(1)Ps0与导管直径、密度、导管组指数以及组分占比间的相关性均不显著;(2)P50与纹孔形态特征以及纹孔膜厚度和纹孔腔深度等特征间的相关性均不显著;(3)P50与木材密度显著负相关,与饱和含水量边缘显著正相关,即木材密度较大、饱和含水量较低的树种表现出较强的栓塞抗性.研究结果表明,运用单一的解剖结构来评估栓塞抗性是不全面的;此外,木质部水分存储能力与栓塞抗性之间的权衡关系对于深入理解喀斯特植物耐旱性的内在结构机制以及多元化的水分利用策略具有重要的生态学意义.

竞争排斥原理也被称为高斯假说.本文概述了高斯的成长经历,以及高斯假说从定性到定量、从思维分析到实验验证等历程,分别从高斯关注初显竞争排斥思维、探寻定量分析生态位的方法、验证竞争排斥的实验研究等方面阐述高斯假说诞生的背景,介绍了高斯在生态学领域作出的贡献.

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据.林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级结构的动态变化,缺乏对其形成机制的阐释.随着宏观生态学的发展,最大熵原理、中心极限定理等被用于解释大尺度上发现的相对一致的森林径级结构,但这类模型侧重概率统计,对具体生态学过程的分析仍然欠缺.2000年以来,在原始成熟森林中发现的径级结构的幂律特征催生了一系列理论研究,包括代谢尺度理论、林窗演替理论等.这些理论尝试从树木个体大小和资源利用之间的关系,以及树木对资源的竞争过程来演绎径级结构达到稳态时幂律特征的形成机制.种群统计平衡理论为稳态径级结构的分析提供了一般性框架,揭示了不同的树木生长速率和死亡率如何导致径级结构特征的变化;在此基础上,种群统计最优性假设为径级结构的分析提供了新的视角.数学层面上,转移矩阵、积分投影、偏微分方程等都是径级结构动力学分析的有力工具,但由于这类数学模型的时间动态解析求解较为困难,研究中通常预先假定森林处于理想的结构平衡状态.而在实际情况下,结构非平衡往往是森林的常态,也是森林碳库变化与碳汇潜力估算的基础.为了更好预测全球变化背景下的森林动态趋势,应明确环境因子对径级相关的树木生长速率、死亡率的影响,并发展径级结构动态特征的解析方法.

在"碳中和"的背景下,土地利用变化与碳汇评估的结合日趋紧密,受到了景观生态学、人文地理学等多个学科的关注,二者的交叉研究已成为当下研究热点.对土地利用变化和碳汇评估进行研究,对于实现碳中和、碳达峰具有重要意义.以2003-2023年Web of Science的核心数据集3556篇英文文献和中国知网CNKI数据库363篇中文文献为研究对象,采用CiteSpace软件制作科学知识图谱,梳理了土地利用变化和碳汇评估交叉研究的概况、研究领域及方向和发展脉络及趋势.研究发现,近20年来土地利用变化和碳汇评估交叉研究的刊文量呈逐年增长趋势,根据关键词聚类情况可将文献主要分为三类议题:1)土地利用类型碳汇评估;2)生态系统服务碳汇评估;3)土壤和植被碳汇评估.其中,土地利用类型碳汇评估是土地利用变化和碳汇交叉研究的重点.研究热点从碳汇评估方法研究逐渐向气候变化及土地利用变化下的碳汇预测模拟转变.在研究方法上,遥感数据分析方法得到不断改进,同时人工智能和机器学习方法也逐渐开始为更多学者采用.在未来的研究中,应发挥学科交叉的优势,完善该领域的研究深度和广度,加强综合性的碳汇评估研究,强化对政策的响应并提出合理的国土空间规划建议,为早日实现碳达峰、碳中和目标提供科学依据和参考.

全球气候变化的背景下,干旱事件的发生频率、强度和持续时间不断增加,增加了森林生态系统面临的风险,探讨森林对干旱胁迫响应的规律与特征是生态学领域研究的热点.以干旱的定量表达为切入点,总结和归纳了评估森林对干旱响应的常见指标、评估方法和应用案例,特别是梳理了各种属性(如林龄、冠层高度等)的森林对干旱胁迫响应的差异性.基于当前研究进展和问题,提出在未来研究中,亟待发展多尺度综合解析各种属性森林对干旱胁迫响应差异的驱动机制研究;各种属性森林生态系统稳态转换临界点的探测;森林对干旱的响应规律在森林管理和模型优化的实践应用.

老龄树不仅记载着气候与环境的变化信息,同时也见证了社会的变迁历史.了解老龄树的生长变化和干扰历史对准确评估全球变暖背景下老龄树的健康并为其制定合理的保护计划具有现实的意义.该研究利用树木年轮生态学方法分析了北京西山地区油松(Pinus tabuliformis)的干扰历史及其原因.结果发现:在1820-2021年间,该地区油松生长释放的高峰期主要是5个,分别是 1820-1830、1869-1881、1909-1918、1947-1959和2004-2010年间.树木生长抑制事件多集中在 1831-1837、1855-1868、1882-1891、1920-1930、1960-1970和1980-1986年间.该地区油松生长与气候因素的响应分析以及相关的历史资料显示,干旱事件及随后的气候条件好转是导致该地区森林生长抑制及释放事件的重要原因.进一步研究发现,老龄树在1840年前的平均径向生长速率可达到2.70 mm·a-1,随后出现生长速率逐渐下降的趋势;1980年以后出现明显生长抑制现象,年平均径向生长速率下降到0.38 mm·a-1,下降幅度达85％.1965年后生长速率和气温出现了更强的负相关关系,生长速率和帕尔默干旱指数(PDSI)出现了显著的正相关关系.以上结果表明,1980年后北京地区加剧的暖干化趋势对该地区老龄树的生长产生负面影响.该研究结果有助于认识北京地区历史时期森林干扰发生的规律,对准确评估气候变化背景下老龄树的健康状况具有重要意义.

"生物与环境"是历年高考核心考点,重点考查生态学基本概念和原理.2023年南充市高中毕业班第二次诊断性检测理综卷第31题以"小龙虾入侵的前世今生"这一新颖的情境呈现,问题设置角度独特,不仅考查了基础知识,还通过情境信息紧扣时代热点,渗透"生物安全"理念,同时通过背景材料考查学生分析和解决生物学问题的关键能力.

当前森林生态学研究在时空尺度上朝着更宏观和更微观两个方向发展,传统的观测研究方法或模式已不适合现代森林生态学研究的需求.尤其是在信息化技术的不断发展背景下,当前森林生态观测科研范式亟需变革.本文基于辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站的"科尔塔群",提出以塔(群)为核心的"天-空-塔-地"一体化观测研究体系.具体包括:主/被动星载遥感(天)、无人机+激光雷达+多/高光谱传感器的近地面遥感(空)、塔群或单塔(塔)、长期固定样地群(地);运用物联网、云计算和人工智能等新一代信息技术,实现海量数据的自动获取、传输、运算、分析与展示,形成"立体-全息"森林生态系统信息化观测研究方法体系.该研究方法体系旨在促进森林生态学或生态系统生态学、林学等领域知识创新,探索科研范式变革提供实现途径;并为地理学、遥感科学和边界层气象学等学科提供参考.

在全球中波紫外辐射(UVB)增加的背景下,土壤有机碳(SOC)矿化速率增强是多数陆地生态系统正在经历的重要生态学过程.铁氧化物可以通过吸附或共沉淀作用,影响土壤有机碳的稳定性,在调节碳循环过程起到重要作用.以历山舜王坪亚高山草甸东南坡与西北坡表层土壤为对象,通过为期50 d的室内培养实验,研究铁添加对土壤有机碳光降解的影响机制.结果表明:不同坡向亚高山草甸表层SOC矿化特征不相同,西北坡的SOC累积矿化量和矿化速率均显著高于东南坡,主要是因为西北坡土壤中非晶形铁(Feo-p)含量显著低于东南坡,对SOC保护力较弱;在UVB辐射下,表层土壤有机碳发生了光降解作用,促进了 土壤有机碳的矿化.UVB辐射下西北坡的矿化量以及矿化速率增加幅度(即光引发作用)显著高于东南坡;外源添加铁抑制了土壤有机碳矿化,显著降低了土壤碳的累积矿化量和矿化效率,也显著了降低土壤碳的光降解;在未来UVB辐射持续增强下,西北坡向土壤有机碳有较强的光降解潜力,外源添加铁可以在一定程度上缓解表层土壤有机碳光降解作用.本文可为气候变化背景下深入理解亚高山草甸表层土壤有机碳固持机制提供理论依据.