《內蒙古草地生態(tài)系統(tǒng)維持機理》以內蒙古草地生態(tài)系統(tǒng)維持機理為核心命題,系統(tǒng)闡述了草地生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能、養(yǎng)分元素生物地球化學過程、生態(tài)系統(tǒng)對人類活動和全球變化的響應及適應等重大機理;對生態(tài)系統(tǒng)物質與能量平衡、水分養(yǎng)分利用效率、生態(tài)化學計量特征以及地下生態(tài)學過程等最新研究成果進行了系統(tǒng)集成與整合。旨在為從事內蒙古草原生態(tài)學研究的學者、學生與管理技術人員提供參考和借鑒。
韓興國,男,53歲,中國科學院植物研究所研究員,博士生導師。任《Ecological Processes》、《Plant and Soil》、《Journal of Plant Biology》和《Ecological Research》等10余種國內外刊物的主編或編委。973項目“北方草地與農牧交錯帶生態(tài)系統(tǒng)維持與適應性管理的科學基礎”首席科學家,主持國家基金委創(chuàng)新群體項目“北方草地全球變化生態(tài)學研究”等研究項目多項。在《Nature》、《Science》、《Ecology Letters》、《Global Change Biology》、《Ecology》等國際著名刊物上發(fā)表SCI論文120余篇。
李凌浩,男,48歲,中國科學院植物研究所研究員,博士生導師。研究方向為草地生態(tài)學、恢復生態(tài)學和草業(yè)科學,F任中國生態(tài)系統(tǒng)研究網絡(CERN)生物分中心首席科學家,植物所多倫生態(tài)站站長,中國草地學會副理事長,植物所東烏珠穆沁草地生態(tài)系統(tǒng)管理研究站學術委員會主任。主持有973項目課題、國家自然科學基金重點、面上、國際合作項目以及中國科學院重點、重大項目等多項。在《Nature》、《Ecology Letters》、《Global Change Biology》等12種國際刊物上共發(fā)表SCI研究論文68篇,主編(副主編)專著5部。
第1章 草地生產力及其穩(wěn)定性維持機制
1.1 中國草地概況
1.2 內蒙古草地凈初級生產力
1.3 內蒙古草原植物的光合物質生產
1.4 內蒙古草原植物的營養(yǎng)物質貯存
1.5 環(huán)境因素和人類活動對內蒙古草原初級生產力的影響
1.6 內蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)生產力穩(wěn)定性維持機制
1.7 結語與展望
參考文獻
第2章 草地生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能
2.1 基本概念
2.2 國外研究進展
2.3 國內相關內容的研究進展
2.4 結語與展望
參考文獻
第3章 草地生物多樣性對全球變化的響應
3.1 全球變化與生物多樣性
3.2 生物多樣性對全球變化驅動因子的響應
3.3 生物多樣性對資源添加梯度的線性/非線性響應
3.4 全球變化背景下的生物多樣性與穩(wěn)定性關系
3.5 結語與展望
參考文獻
第4章 草地生態(tài)系統(tǒng)能量平衡
4.1 能量平衡及其基本組分
4.2 草原群落能流日變化
4.3 草原群落能量季節(jié) 分配及其影響機制
4.4 刈割對草地生態(tài)系統(tǒng)能量平衡的影響
4.5 開墾對草地生態(tài)系統(tǒng)能量平衡的影響
4.6 放牧對草地生態(tài)系統(tǒng)能量平衡的影響
4.7 結語與展望
參考文獻
第5章 草地生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)
5.1 草原生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)的研究現狀
5.2 內蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)
5.3 結語與展望
參考文獻
第6章 草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)
6.1 草地碳循環(huán)的基本原理
6.2 草地碳循環(huán)與降雨格局變化
6.3 草地碳循環(huán)與大氣氮沉降
6.4 草地碳循環(huán)與氣候變暖
6.5 草地碳循環(huán)與CO2濃度倍增
6.6 結語與展望
參考文獻
第7章 草地生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)
7.1 草地生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)研究進展
7.2 草地氮循環(huán)研究方法
7.3 內蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)過程研究
7.4 影響草地氮循環(huán)過程的因素
7.4 結語與展望
參考文獻
第8章 草地植物養(yǎng)分利用策略
8.1 養(yǎng)分策略研究歷史
8.2 相關概念
8.3 內蒙古草地植物養(yǎng)分策略案例分析
8.4 結語與展望
參考文獻
第9章 草地生態(tài)系統(tǒng)化學計量學
9.1 草地植物化學計量特征及其養(yǎng)分限制
9.2 草地生態(tài)系統(tǒng)的化學計量內穩(wěn)性
9.3 植物一蝗蟲化學計量相互作用與草地養(yǎng)分循環(huán)
9.4 草原生態(tài)演替的化學計量驅動機制
9.5 結語與展望
參考文獻
第10章 草原群落根系動態(tài)與氣候變化
第11章 穩(wěn)定性同位素技術在草原生態(tài)系統(tǒng)研究中的應用
2.3.5 優(yōu)勢植物對氣候變化的適應與調控機理
全球氣候變化最典型的特征是溫度增加、降水的量和頻率的改變、C02濃度的增加、大氣氮沉降的增加以及對流層中臭氧濃度增加。這些環(huán)境因子的改變,將對植物的生長產生極其廣泛而又深遠的影響,并進一步影響了生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的關系。
通常條件下,由于植物自身可塑性的調節(jié)作用,植物在一定程度上能夠抵御由于水分和養(yǎng)分等環(huán)境因子的改變而對其生長產生影響,植物生長的這種彈性或抗性被稱為穩(wěn)定性。由于不同植物生長特性的差異,或者同一種植物在不同的生長階段,其穩(wěn)定性也有可能存在明顯的中間差異。通過對內蒙古典型草原優(yōu)勢植物盆栽的氮、磷添加實驗,發(fā)現不同植物穩(wěn)定調節(jié)因子(H)變化在1.93~14.5。另外,H值也因為植物地上和地下生物量分配、植物發(fā)育階段、植物總的養(yǎng)分含量以及N:P而變化。植物根和葉的H值成負相關,并隨著植物的發(fā)育而增加。植物氮的H值要大于磷的,二者又均低于N:P的H因子。不同物種相比較,具有高的N和P含量以及低N:P的植物具有較低的內穩(wěn)性,表明越是穩(wěn)定的植物在養(yǎng)分利用上越趨向于保守(Yu等,2011)。這個結果也表明,與藻類和真菌的H值相比,植物的H值有較大的變化范圍,但又小于動物的。該研究也是首次針對植物進行相關的研究。進一步的研究還發(fā)現,內蒙古草原兩年的氮磷添加實驗表明內穩(wěn)性指數高的物種具有較高的優(yōu)勢度和穩(wěn)定性,內穩(wěn)性高的生態(tài)系統(tǒng)也具有較高的生產力和穩(wěn)定性。并且這一規(guī)律在27年的長期監(jiān)測實驗和1 200 km的樣帶實驗中得到了驗證。因此,通過調節(jié)生物對環(huán)境因子的響應,化學計量內穩(wěn)性成為生態(tài)系統(tǒng)結構、功能和穩(wěn)定性的維持重要機理。該文首次研究了植物的化學計量內穩(wěn)性在生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關系上的重要性,拓展了生態(tài)化學計量學研究的范疇,也為生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關系的研究提供了重要的理論基礎(Yu等,2010)。
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