陆地生态系统生态学考试试题

7选5答题（各20分）1、请用生态系统生态学的原理说明为什么可采用人工主动放火的方式作为森林管理的重要工具？2、如果全球变暖只导致温度的上升，你认为这在10年后，100年，100万年后会如何影响土壤性质？3、请谈谈你了解的哥本哈根气候会议，并对此发表评论4、有研究表明，海水中的硫酸盐相对于二氧化碳是更有效的电子受体，会抑制甲烷的产生。所以，相对淡水湿地，滨海湿地释放更少的甲烷。请根据这个结果讨论滨海湿地对于全球温室气体排放的意义。甲烷是一种仅次于二氧化碳的重要温室气体,对全球变暖的贡献率为25%。近年来大气中甲烷浓度显著增加,湿地甲烷释放量约占全球甲烷通量的20%,是大气甲烷的主要自然来源之一。由于滨海湿地能够释放更少的甲烷，因此对全球温室气体的排放意义重大。一般认为，温室效应增强主要归因于人类活动向大气中排放的温室气体的急剧增加，因此对温室气体排放与监测的研究也就成为全球变暖研究中的重要方面。甲烷在100年尺度下的GWO(globalwarmingPotentials，增温潜势)值要比CO2高出20倍，且是这三种温室气体中浓度增幅最大的一种，由工业化之前的700x10-9(v/v)增加到1998年的1730x10-9(v/v)。CH4的排放源包括天然湿地、白蚁、海洋、森林、化石燃料、反自动物、稻田、生物质燃烧、城市垃圾污水和动物废弃物等。CH4的汇包括在对流层中与OH自由基反应、在平流层中发生光化学反应以及被土壤吸收。5、试用生态系统群落演替的原理讨论长江河口湿地滩涂的发育过程，演替（succession）是指随着时间的推移，一种生态系统类型（或阶段）被另一种生态系统类型（或阶段）替代的顺序过程。生态系统演替的原因：可分为内因和外因。内因是生态系统内部各组成成分之间的相互作用，它是生态系统演替的主要动因。以内因为动因的演替，称为内因演替。外因是外界加给生态系统的各种因素。以外因为动因的演替称为外因演替。外因演替虽然是由外界因素引起的，但演替过程本身是一个生物学过程，即外因只能通过使生能系统各组成成分及其相互关系发生改变，进而使系统发生演替。按演替的方向，生态系统的演替可分为正向演替和逆向演替。正向演替是从裸地开始，经过一系列中间阶段，最后形成生物群落与环境相适应的动态平衡的稳定状态，即演替到了最后阶段。这一最后阶段的生物群落叫做顶极群落，这一阶段的生态系统属于顶极稳定状态生态系统。河口潮滩湿地是海陆相互作用的重要场所，也是演替发生比较活跃的区域，潮滩湿地在淤涨的条件下有向陆演替的趋势。湿地植被群落演替的基本模式为：盐渍藻类群落—海三棱藨草群落／藨草群落—芦苇群落。如果没有围堤等人为干扰，植被群落的演替还会继续下去，芦苇群落之后将是中生植被，接下来中生植被逐渐会被陆生植被替代，直至最终形成顶级群落。1．潮滩植被生态演替的特征潮滩湿地植被的成带分布反映了植被生态演替过程，在藻类盐渍带上缘生长着先锋物种海三棱藨草(Scirpus×mariqueter)带，随着高程升高，海三棱藨草逐渐被互花米草(Spartinaalterniflora)和芦苇(Phragmitesaustralis)所取代。随着高程升高，海三棱藨草的重要值逐渐下降，互花米草的重要值先升高再降低，芦苇的重要值则不断升高。海三棱藨草带和互花米草带植物生物多样性较低，芦苇带植物多样性明显升高，且出现一年生植物和地面芽植物。互花米草是一种外来物种，具有较强的竞争优势，是潮滩湿地潜在的优势种。2．潮滩植被生物量的演替特征植物生物量随着演替有增长的趋势，演替早期的先锋物种的生物量最低，作为演替较晚阶段出现的物种，芦苇和互花米草的生物量较大，互花米草做为外来物种，为潮滩湿地提供了巨大的初级生产力。6、在生态学中，将一个尺度测量的过程推绎到较大尺度时必须注意些什么问题？按照尺度转换的方向不同，分为尺度上推和尺度下推，前者是指将小尺度的信息推绎到大尺度的过程，是一种信息的聚合；后者则是将大尺度上的信息推绎到小尺度上的过程，是一种信息的分解。由于生态学大多数研究都是在小范围和短时间内完成的，而且缺乏重复性，这样对人们认识大空间尺度和大时间尺度上生态学格局和过程的发生机制就产生了一定的困难，而认识大尺度上的这些现象往往又是非常重要的，要解决大尺度的问题，就必须将一个尺度上的信息推绎到另一个尺度上。所以，尺度推绎研究的重要性和必要性可见一斑。7、请设计一个简单的实验，证明三峡大坝的建成对坝区或下游的生态系统过程产生了什么影响（只需要考虑你认为重要的某一个方面）。土壤呼吸的定义土壤呼吸是指从土壤表面释放CO2的过程。主要包括土壤微生物呼吸、植物根系呼吸以及土壤动物呼吸等。土壤呼吸的重要性是大气CO2的一个巨大的“源”，是全球碳循环的一个非常重要的成分；土壤呼吸速率对环境因子，尤其是土壤温度和水分是高度敏感的；在全球气候变化中起很关键的作用。影响土壤呼吸的主要因素SubstratesupplyandecosystemproductivityTemperatureSoilmoistureSoiloxygenNitrogenSoiltextureSoilpHInteractionsofmultiplefactors生态系统的生产力生产力直接影响分配到地下的生物量从而决定根系呼吸的大小；直接影响到地上部分的凋落物数量和质量土壤温度温度直接影响生物的代谢活动；通过风化和蒸发作用间接对土壤呼吸产生影响；温度变化对土壤呼吸的影响常常呈指数关系；温度系数（Q10）：即温度增加10℃所导致呼吸速率增加的倍数。土壤水分微生物活动的介质；溶解有机底物；氧气含量；关于土壤含水量与土壤呼吸速率的关系，分解作用动植物和微生物死亡后的残体会在土壤动物和土壤微生物的作用下最终分解为简单的无机物并释放二氧化碳，这一过程被称为分解作用。从生态系统功能上讲，分解作用是光合作。分解作用的重要性维持大气中CO2和O2的相对平衡；增加土壤营养的可利用性；是生态系统能量流动和物质循环的基础，是生物地球化学循环中碳、氮、氧循环的中心环节。分解作用的执行者土壤微生物：以土壤有机物为底物土壤动物：使凋落物破碎化使凋落物与土壤混合取食凋落物通过食物网互作调控土壤微生物的群体数量与活性。分解作用的过程：阶段I：对细胞可溶物的淋溶占优势，新鲜的凋落物仅由淋溶作用就能在24h内损失其质量的5%阶段II：较慢，包括通过土壤动物的破碎化、土壤微生物的化学改变以及来自凋落物的腐烂产物的淋溶组合，第二个阶段的分解作用常常根据死亡叶、根或细枝叶的质量损失来测定。将死亡叶、根或细枝拴在线上或放在具网眼的凋落物袋中，并定期称重。分解作用的指数模型主要用于第二个阶段阶段III：十分缓慢，包括与矿质土壤混合在一起的有机物的化学改变和分解作用产物淋溶到其他土壤层。最后阶段的分解作用常常根据土壤呼吸或同位素示踪物的测量进行估计。分解作用速率和分解作用常数（k）在这三个阶段的分解作用中逐渐下降Lt=L0e−ktL0是初始凋落物的质量，Lt是时间t的质量。分解作用常数k，是一个反映特定物质分解作用速率特征的指数。平均存留时间，或稳定状态下凋落物分解所需要的时间，等于1/k。凋落物的存留时间也能按照平均凋落物库的大小除以平均年输入进行估算：1/k＝凋落物库大小/凋落物量分解常数（k）有机物的组成成分不同，因此分解的难易程度不同；有机物中各种组分的分解一般都可用指数模型给予近似的描述；具有一个恒定的速率，称为分解常数（k）影响分解作用的主要因素物理环境（温度、水分、通气状况、pH值等）；微生物群落的特征；底物的数量和质量（土壤资源、气候、植被和干扰状况的交互影响）生态系统：一定空间内生物成分和非生物成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位生态系统是生态学上的一个主要结构功能单位；生态系统内部具有自我调节能力；生态系统具有三大功能：能量流动、物质循环、信息传递生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损失，所以营养级数目一般不会超过5～6个；生态系统是一个动态系统库（pool）：生态系统某一部分如植物或土壤中能量或物质的量。通量（flux）：能量或物质从一个库向另一个库的流动（速率）生态系统过程（ecosystemprocess）：能量或物质从一个库向另一个库的转移强调过去事件和外力在塑造生态系统机能中的重要性平衡理论：生态系统与环境之间处于平衡状态；以元素内部循环占优势的封闭系统；能进行自我调节，并具有明确的动态；具有稳定的终点或循环；缺乏生境干扰和人类影响非平衡理论：大多数生态系统具有输入和输出过程；生态系统的动态受到内、外因子的影响且不具备单一的稳定平衡；干扰是其动态自然属性的一部分；人类活动对生态系统具有深刻的影响母质：提供矿物质，决定质地、孔隙、养分和酸度等理化性质气候：输入水分和热量，控制母质风化和植物生长，影响物质的迁移和转化生物：加入有机质，促进结构形成，增强水分和养分的保持能力地形：影响母质、生物和气候因素，控制物质和能量在不同地形部位的分配时间：影响母质、生物、气候和地形因素的作用强度和深度，产生内部层次的分化气候、生物和气候提供物质和能量为物质因素地形分配物质和能量为空间因素时间控制影响的历程为时间因素