縱向嶺谷區(qū)典型生態(tài)系統(tǒng)變化與穩(wěn)定性機制

前言

　　縱向嶺谷區(qū)（longitudinal range-gorge region，LRGR）是指縱貫我國西南與中南半島、以南北走向為主的山系河谷區(qū)，其形成和演化極大地受到青藏高原隆升的影響，是反映地球演化重大事件的關(guān)鍵區(qū)域。這些山系與河谷，對地表自然物質(zhì)和能量的輸送均表現(xiàn)出明顯的南北向通道作用和擴散效應(yīng)、東西向阻隔作用和屏障效應(yīng)，是我國西南與東南亞極為重要的生態(tài)廊道。從我國昌都以南到整個中南半島的廣大區(qū)域，這種特殊環(huán)境格局的規(guī)模及其所展現(xiàn)的“通道－阻隔”作用及其關(guān)聯(lián)效應(yīng)，在全球獨一無二?！　∥覈硟?nèi)的縱向嶺谷區(qū)，主要涉及云南省與西藏自治區(qū)，該區(qū)雄奇的縱向山系、大河，構(gòu)成了全球獨特的高山峽谷景觀，成為亞洲大陸生物物種南來北往的主要通道和避難所，擁有北半球的絕大多數(shù)生物群落類型和除沙漠與海洋外的各類生態(tài)系統(tǒng)，是全球生物多樣性最豐富的地區(qū)之一和世界級的基因庫，也是我國生物多樣性保護的關(guān)鍵地區(qū)，對研究地表復(fù)雜環(huán)境系統(tǒng)和生命系統(tǒng)的演變規(guī)律具有不可替代性，受到國內(nèi)外地學界、生物學界和民族文化界等關(guān)注?！　】v向山系、河谷特殊環(huán)境格局的“通道－阻隔”作用，主導(dǎo)了區(qū)內(nèi)多民族沿河谷展布、在山間盆地聚居的“大分散、小聚居”人居環(huán)境格局。區(qū)內(nèi)自然資源種類豐富，但能形成開發(fā)規(guī)模的優(yōu)勢資源較少，主要有水能資源、水資源、礦產(chǎn)資源、旅游資源。水能資源開發(fā)條件好，但投資大、市場遠，地方政府難以將其轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢；水資源量大質(zhì)優(yōu)，但地高水低，難以利用；旅游資源市場潛力優(yōu)勢突出，可大規(guī)模地開發(fā)，目前主要受交通條件制約；大型礦產(chǎn)資源的開采，則受到資金、技術(shù)和生態(tài)保護的制約；耕地資源稀缺，森林資源局部地區(qū)有優(yōu)勢但多屬于保護區(qū)；氣候類型多樣但受有限的土地資源制約而難以形成經(jīng)濟優(yōu)勢資源。脆弱和多災(zāi)的環(huán)境，使該區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展受到了嚴重制約。長期以來，該區(qū)一直作為森林、礦產(chǎn)、水電能源等資源輸出基地支持國家的建設(shè)，過多的短效經(jīng)濟行為，一定程度上導(dǎo)致其環(huán)境破壞嚴重，生態(tài)系統(tǒng)退化加劇，自然災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)，貧困普遍，保護與發(fā)展的矛盾突出。　　由于地處元江－紅河、瀾滄江－湄公河、怒江－薩爾溫江和伊洛瓦底江4條國際河流的上游，與緬甸、老撾、越南比鄰，與泰國、柬埔寨和印度相近，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的變化及跨境影響等問題極為敏感?！　〗嗄陙?，在國家的沿邊開發(fā)開放、與東南亞區(qū)域合作和西部大開發(fā)等重大戰(zhàn)略的實施過程中，隨著“瀾滄江－湄公河次區(qū)域經(jīng)濟合作”、“中國－東盟自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)”的推進，該區(qū)的經(jīng)濟取得了快速、持久的發(fā)展，帶動了區(qū)域的資源綜合開發(fā)和大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，也使該區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)受到空前的擾動，區(qū)域及跨境生態(tài)安全問題日益凸顯，影響廣泛。

內(nèi)容概要

縱向嶺谷區(qū)縱貫中國西南與中南半島5國，涉及元江一紅河、瀾滄江一湄公河、怒江一薩爾溫江和伊洛瓦底江4條國際河流?？v向山系與河谷特殊環(huán)境格局的“通道作用”使這一區(qū)域的生態(tài)變化具有廣泛的擴散效應(yīng)，相關(guān)跨境生態(tài)安全問題日益為國際社會廣泛關(guān)注。    本書是國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目“縱向嶺谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)變化及西南跨境生態(tài)安全”’(2003CB415100)的研究成果之一。本書綜合研究了縱向嶺谷這一具有國際重大意義的關(guān)鍵生態(tài)功能區(qū)的典型生態(tài)系統(tǒng)、重要生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)功能類群以及在人類擾動下外來物種入侵等生態(tài)效應(yīng)，對以礦區(qū)廢棄地、嚴重水土流失為代表的受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)理論和途徑進行了研究和論述，對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了適應(yīng)性評價。    本書可供資源環(huán)境、生態(tài)學等領(lǐng)域的科研、教學和管理人員應(yīng)用和參考。

書籍目錄

總序前言第一章  縱向嶺谷區(qū)特殊環(huán)境格局與典型生態(tài)系統(tǒng)  第一節(jié)  熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)    一、熱帶雨林    二、縱向嶺谷區(qū)的熱帶雨林    三、縱向嶺谷區(qū)熱帶雨林面臨的問題  第二節(jié)  亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)    一、縱向嶺谷區(qū)亞熱帶常綠闊葉林的分布    二、縱向嶺谷區(qū)亞熱帶常綠闊葉林的特征    三、縱向嶺谷區(qū)亞熱帶常綠闊葉林面臨的問題  第三節(jié)  溫性針葉林生態(tài)系統(tǒng)    一、縱向嶺谷區(qū)溫性針葉林的分布及特點    二、縱向嶺谷區(qū)溫性針葉林面臨的問題  第四節(jié)  典型生態(tài)系統(tǒng)的植物地理學評述    一、熱帶雨林    二、亞熱帶常綠闊葉林    三、溫性針葉林第二章  典型生態(tài)系統(tǒng)的植物功能類群及其與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系Ⅰ：種群生物學研究  第一節(jié)  四角果科植物的分布與水熱條件及種子散布的關(guān)系    一、四角果科植物分布區(qū)內(nèi)的自然狀況    二、研究材料和方法    三、研究結(jié)果    四、討論  第二節(jié)  四角果和蜘蛛花的染色體研究    一、研究材料與方法    二、研究結(jié)果    三、討論  第三節(jié)  四角果及相關(guān)類群花粉的研究    一、研究材料與方法    二、研究結(jié)果    三、討論    四、結(jié)論  第四節(jié)  四角果科的分子系統(tǒng)學研究    一、研究材料與方法    二、研究結(jié)果    三、分析與討論    四、結(jié)論第三章  典型生態(tài)系統(tǒng)的植物功能類群及其與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系Ⅱ：譜系地理學研究  第一節(jié)  研究概述    一、十齒花的研究歷史    二、譜系地理學的發(fā)展    三、分子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用于譜系地理研究    四、生物保護中的基本單元——進化顯著單元  第二節(jié)  生殖生態(tài)學研究    一、營養(yǎng)器官形態(tài)特征    二、花的形態(tài)特征    三、果實和種子的形態(tài)特征及種子傳播方式    四、傳粉生態(tài)學初步研究  第三節(jié)  不同居群的染色體特征    一、研究材料和方法    二、研究結(jié)果與討論  第四節(jié)  十齒花的譜系地理分析    一、研究材料和方法    二、總DNA的提取    三、引物篩選及設(shè)計    四、數(shù)據(jù)分析    五、研究結(jié)果    六、討論  第五節(jié)  “進化顯著單元”的劃分及其保護    一、材料和方法    二、研究結(jié)果    三、討論第四章  典型生態(tài)系統(tǒng)的動物功能群特征及其與生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系  第一節(jié)  滇金絲猴的生態(tài)行為及其與棲息環(huán)境的關(guān)系    一、滇金絲猴的棲息地生境及食譜    二、食物的多樣性及其季節(jié)性變化    三、滇金絲猴取食行為及其對棲息地特征變化的適應(yīng)性對策    四、游走行為及影響因素    五、過夜地選擇與夜棲行為    六、繁殖對策與雄-嬰照料  第二節(jié)  黑長臂猿生態(tài)行為及其與棲息地的關(guān)系    一、黑長臂猿棲息地概述    二、黑長臂猿食性及其與棲息地的相互關(guān)系    三、黑長臂猿行為活動時間分配及其影響因素    四、黑長臂猿的嗚叫行為與生態(tài)    五、黑長臂猿的游走行為與棲息地利用    六、黑長臂猿過夜行為與過夜樹的選擇第五章  縱向嶺谷區(qū)外來物種入侵與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：以紫莖澤蘭為例  第一節(jié)  概述    一、生物入侵    二、入侵機制——種間關(guān)系的變化    三、紫莖澤蘭及其生物入侵研究進展  第二節(jié)  紫莖澤蘭對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的入侵研究    一、研究背景    二、研究內(nèi)容    三、實驗設(shè)計和實驗方法  第三節(jié)  紫莖澤蘭與農(nóng)作物大豆的種間關(guān)系研究    一、紫莖澤蘭對大豆生長的影響    二、紫莖澤蘭對大豆田問土壤元素生物地化過程的影響    三、大豆田間土壤微生物功能多樣性分析  第四節(jié)  紫莖澤蘭與農(nóng)作物小麥的種間關(guān)系研究    一、紫莖澤蘭對小麥生長的影響    =、紫莖澤蘭對小麥田間土壤元素生物地化過程的影響    三、小麥田間土壤微生物功能多樣性分析  第五節(jié)  小結(jié)    一、紫莖澤蘭對農(nóng)作物生長的影響    二、紫莖澤蘭對土壤系統(tǒng)的影響    三、紫莖澤蘭土壤微生物的影響    四、結(jié)論第六章  縱向嶺谷區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與重建  第一節(jié)  概述    一、縱向嶺谷區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)的基本分析    二、干擾與縱向嶺谷受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)    三、縱向嶺谷區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目標定位和思路  第二節(jié)  不同植物群落的生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)修復(fù)的植被類型優(yōu)化    一、研究區(qū)基本情況    二、小流域不同植被類型的面積及空間格局    三、小流域不同植被類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值    四、基于小流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最大化的植被類型優(yōu)化  第三節(jié)  不同植物群落的生態(tài)修復(fù)效應(yīng)    一、不同植被對策對土壤肥力的恢復(fù)效應(yīng)    二、不同恢復(fù)條件下植物群落的生態(tài)水文效應(yīng)    三、不同恢復(fù)群落的植物多樣性與持水保土效能    四、基于生態(tài)系統(tǒng)最低功能恢復(fù)的最小有效植物群落——對水土流失地區(qū)植物修復(fù)的    關(guān)鍵科學問題的探討第七章  縱向嶺谷區(qū)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)修復(fù)  第一節(jié)  礦區(qū)廢棄地的環(huán)境特征    一、縱向嶺谷區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)及其生態(tài)環(huán)境問題    二、礦山廢棄地的土壤環(huán)境特點  第二節(jié)  礦區(qū)廢棄地的生物修復(fù)和超量積累植物    一、生物修復(fù)概述    二、重金屬污染土壤的生物修復(fù)    三、超量積累植物    四、植物修復(fù)的問題與展望  第三節(jié)  不同先鋒植物對礦區(qū)廢棄地根際土壤的改良效應(yīng)    一、礦區(qū)廢棄地的先鋒植物    二、礦區(qū)廢棄地的先鋒植物對重金屬的富集、轉(zhuǎn)移作用    三、礦區(qū)廢棄地的先鋒植物對根際土壤的改良作用    四、礦區(qū)廢棄地的先鋒植物對根際土壤的生態(tài)修復(fù)作用  第四節(jié)  對縱向嶺谷區(qū)礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)對策的探討第八章  縱向嶺谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性適應(yīng)評價初探  第一節(jié)  概述    一、生態(tài)系統(tǒng)概念    二、生態(tài)公益與人類福祉    三、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價及其進展    四、縱向嶺谷區(qū)的特殊性和重要性    五、縱向嶺谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的意義  第二節(jié)  適應(yīng)性評價    一、目標與原則    二、適應(yīng)性評價概念模型    三、生態(tài)系統(tǒng)類型    四、尺度與層次    五、評價方法    六、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標  第三節(jié)  案例分析    一、人為擾動對區(qū)域尺度景觀格局的影響    二、景觀變化對區(qū)域生態(tài)公益的影響    三、農(nóng)業(yè)擴展造成的生態(tài)區(qū)惡化  第四節(jié)  系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成分析——以湖泊污染源判識為例    一、方法    二、研究結(jié)果與討論  第五節(jié)  結(jié)語    一、適應(yīng)性評價的特點    二、現(xiàn)行評價方法的局限    三、進一步的研究方向致謝參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章 縱向嶺谷區(qū)特殊環(huán)境格局與典型生態(tài)系統(tǒng)　　劉恩德 彭華（中國科學院昆明植物研究所 昆明 650204）　　縱向嶺谷區(qū)（longitudinal range-gorge region，LRGR）是指位于我國西南、與青藏高原隆升直接相關(guān)聯(lián)的橫斷山及毗鄰的南北走向山系河谷區(qū)（何大明等，2005）。眾所周知，縱向嶺谷區(qū)的特殊環(huán)境格局，使得其各類生態(tài)系統(tǒng)異常豐富，不僅表現(xiàn)在濃縮的緯度地帶性，而且更多地體現(xiàn)在其復(fù)雜的、無處不在的垂直地帶性上，在很短的直線距離里濃縮了中國從海南島到極地的所有植被類型；在一個相對高差較大的地區(qū)，又能出現(xiàn)從基帶到山頂?shù)念愃凭曄蜃兓闹貜?fù)著而又顯示其組成差異的植被帶譜。同時，由于縱向嶺谷區(qū)處于與中國大陸不同類型的季風控制和復(fù)雜的地質(zhì)歷史條件雙重塑造的地區(qū)，在植被的組成上與我國東部地區(qū)有明顯的替代性，而又顯示出其獨特性?！　∧壳?，縱向嶺谷區(qū)從熱帶到溫帶乃至山地的寒帶，具有熱帶雨林、季風常綠闊葉林、半濕潤常綠闊葉林、中山濕性常綠闊葉林、杜鵑苔蘚矮林、暖性針葉林、溫性針葉林、山頂灌叢、高山草甸、高山流石灘、高山凍原等完整的系列。在緯度地帶性的大格局下，又有各地的垂直地帶性，增加了縱向嶺谷區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)景觀特點和特異性。但由于長期的人為破壞和干擾，目前保存尚完好而又有標志意義的僅有熱帶雨林、亞熱帶常綠闊葉林和溫性針葉林三類生態(tài)系統(tǒng)?！　〉谝还?jié)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)　　熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)是世界上最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，也是相對于北溫帶文明而言較晚發(fā)現(xiàn)的一類生態(tài)系統(tǒng)。目前，對它的了解相對其他類型的生態(tài)系統(tǒng)而言，深度和廣度依然十分有限。　　一、熱帶雨林　　19世紀，德國植物學家辛伯爾（Schimper）通過廣泛收集和總結(jié)熱帶地區(qū)的科學發(fā)現(xiàn)和各種資料，把熱帶潮濕地區(qū)常綠高大的森林植被稱作熱帶雨林（tropicaI rain forest），并從當時的生態(tài)學角度對其進行了科學描述和解釋。

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