祁棟靈,楊小波,孫 瑞,謝貴水,吳志祥,*
1 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所/農(nóng)業(yè)部儋州熱帶作物科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,儋州 571737 2 海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院, ???570228
美麗的生態(tài)環(huán)境是人類發(fā)展和幸福生活最重要的前提,隨著人們生態(tài)環(huán)境認(rèn)識(shí)的不斷提高,越來(lái)越多的力量參與到生態(tài)文明建設(shè)中來(lái)[1-2]。科學(xué)研究服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)是生態(tài)科技工作者最主要的目標(biāo)任務(wù)。
為交流生態(tài)學(xué)最新研究進(jìn)展,增進(jìn)青年生態(tài)學(xué)科技工作者之間的了解與交流,促進(jìn)青年生態(tài)科技工作者之間協(xié)作研究,2017年海南省生態(tài)學(xué)會(huì)青年科技工作者學(xué)術(shù)研討會(huì)于2017年11月27日在海南大學(xué)舉行,會(huì)議的主題是“創(chuàng)新科學(xué)研究,服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)”。研討會(huì)參會(huì)者來(lái)自海南大學(xué)、海南師范大學(xué)、海南省環(huán)境科學(xué)研究院、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院、海南熱帶海洋學(xué)院、海南省林業(yè)科學(xué)研究所等科研教學(xué)單位,共80余名生態(tài)科技工作者參加交流。研討會(huì)組織報(bào)告15場(chǎng),其中特邀報(bào)告2場(chǎng),會(huì)議報(bào)告13場(chǎng)(見(jiàn)附錄)。報(bào)告內(nèi)容從熱帶亞熱帶森林物種共存的驅(qū)動(dòng)力到熱帶云霧林生態(tài)系統(tǒng)植物分布規(guī)律、多樣性研究,從熱帶森林地下生態(tài)過(guò)程研究到森林有害植物遺傳分析,從濕地動(dòng)物的分布研究到濕地退化原因及對(duì)策分析,從城市植被變異到海陸一體化生態(tài)環(huán)境管理,從景觀生態(tài)監(jiān)測(cè)分析到依據(jù)生態(tài)學(xué)原理的廢棄物資源化利用、從宏觀人工林的生長(zhǎng)發(fā)育研究到微觀人工林蛋白質(zhì)組學(xué)研究。
本次研討會(huì),邀請(qǐng)了余世孝和楊小波,分別介紹了其在生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)方面的工作。詳細(xì)地闡述了研究中主要科學(xué)問(wèn)題、研究思路和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并分享和交流了所取得的研究成果,給與會(huì)青年科技工作者以啟示和借鑒。
余世孝首先提出問(wèn)題,為什么整個(gè)熱帶地區(qū)比溫帶地區(qū)有更多的物種,其機(jī)制是什么,又是什么決定了物種多樣性,生態(tài)學(xué)研究至今仍未解決。他分別從物種共存與生物多樣性、密度依賴與Janzen-Connell 假說(shuō)、病原菌與叢枝菌根真菌的作用、植物-土壤反饋過(guò)程中的微生物作用是否是物種共存的驅(qū)動(dòng)力等4個(gè)方面,闡述了熱帶亞熱帶森林物種共存的驅(qū)動(dòng)力研究。指出,覆蓋陸地表面7%的熱帶森林,分布有約50%以上的物種,西半球從熱帶到極地物種多樣性呈現(xiàn)出隨緯度減少的梯度格局,不管是從區(qū)域尺度的氣候帶,還是從局地尺度植物群落上看,熱帶地區(qū)都比溫帶地區(qū)的物種多,而物種共存機(jī)制可能是解釋什么決定了物種多樣性的關(guān)鍵。從海南島的霸王嶺、廣東封開(kāi)黑石頂,到吉林長(zhǎng)白山不同維度,分析了不同緯度梯度森林群落物種的密度依賴性,發(fā)現(xiàn)低緯度的同種個(gè)體的密度依賴性明顯強(qiáng)于高緯度,高緯度上親緣關(guān)系密切的樹(shù)種個(gè)體在空間上分布相近,而低緯度的樹(shù)種卻相反,熱帶亞熱帶森林的物種具有較高密度依賴性,上述結(jié)果與土壤病原菌所導(dǎo)致的負(fù)密度作用相關(guān)。發(fā)現(xiàn)有多株光葉紅豆大樹(shù)的地方,光葉紅豆幼苗則難以生存,而只有一株大樹(shù)的地方,則生存有同種幼苗的現(xiàn)象,通過(guò)分離出專一性的土壤病原菌尖孢鐮刀菌,利用盆栽試驗(yàn),進(jìn)行了寄主專一性病原菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)證明了母樹(shù)周邊的專一性病原菌導(dǎo)致了植物-土壤負(fù)反饋,說(shuō)明植物通過(guò)調(diào)節(jié)專一性病原菌濃度從而控制同物種幼苗的生存生長(zhǎng),自然界植物物種親緣關(guān)系對(duì)物種的共存起著制約性的影響作用,而病原菌是其驅(qū)動(dòng)因素。對(duì)于一些植物來(lái)說(shuō),土壤病原菌有抑制其幼苗萌發(fā)與生長(zhǎng),而叢枝菌根真菌有促進(jìn)其幼苗萌發(fā)與生長(zhǎng),對(duì)植物密度效應(yīng)或者說(shuō)距離效應(yīng)產(chǎn)生影響,土壤病原菌與叢枝菌根真菌兩者產(chǎn)生拮抗作用,這種拮抗作用隨著與母樹(shù)距離的增加而減弱。推測(cè)并提出假設(shè),植物-土壤反饋過(guò)程中的微生物作用是物種共存的驅(qū)動(dòng)力?;谄溲芯拷Y(jié)果,與會(huì)人員就不同物種不同環(huán)境條件的物種密度依賴性適用性、物種密度依賴性與中性理論、不同尺度物種多樣性的決定因素等問(wèn)題進(jìn)行了深入討論。
楊小波從環(huán)境科學(xué)和生態(tài)科學(xué)研究歷史入手,分別從濕地研究背景、濕地概念與分類、濕地退化的原因、濕地退化后的恢復(fù)措施等方面,以海口美蘭區(qū)為例,采用實(shí)地調(diào)查和遙感技術(shù)等方法,分析了海南濕地退化原因分析及恢復(fù)對(duì)策。首先回顧了學(xué)科發(fā)展歷史,生態(tài)科學(xué)研究歷史悠久,自 1886年Haeckel首先提出生態(tài)學(xué)定義,到現(xiàn)在已有130多年的發(fā)展歷史,但環(huán)境科學(xué)真正開(kāi)始是在20世紀(jì)70年代,最早報(bào)道涉及環(huán)境科學(xué)的是1962年《寂靜的春天》到現(xiàn)在才有55年的歷史,而濕地也是在那個(gè)時(shí)候提出的,濕地是環(huán)境科學(xué)中研究最早的,但也是研究進(jìn)展最慢的。在??趪?guó)際濕地城市建設(shè)中,為了完善濕地規(guī)劃,需要開(kāi)展基礎(chǔ)性濕地本底調(diào)查及相關(guān)分析工作,做好該項(xiàng)工作,濕地城市將成為??谝粡埿碌穆糜蚊嵘?趪?guó)際城市的形象;東寨港濕地開(kāi)發(fā),由于前期在保護(hù)規(guī)劃工作中僅考慮到東寨港內(nèi)的紅樹(shù)林保護(hù),其整體性被忽視,未考慮區(qū)域內(nèi)周圍幾天相關(guān)河流的保護(hù),一旦周圍河流出問(wèn)題,很容易導(dǎo)致整個(gè)東寨港濕地水域出問(wèn)題,追溯了美蘭區(qū)濕地20世紀(jì)六七十年代,當(dāng)?shù)鼐用窨臣t樹(shù)林曬鹽和圍海造田,種田不可行,就發(fā)展林業(yè)生產(chǎn),經(jīng)營(yíng)林業(yè)也不可行,又改為發(fā)展養(yǎng)殖,后來(lái)養(yǎng)殖池恢復(fù)為現(xiàn)在的紅樹(shù)林濕地的演變歷史過(guò)程。濕地調(diào)查結(jié)果表明,??诿捞m濕地的物種較為豐富,根據(jù)調(diào)查物種分布情況制做了植被分布圖。回顧當(dāng)?shù)貧v年規(guī)劃,只有建設(shè)用地規(guī)劃和農(nóng)業(yè)用地規(guī)劃,看不到濕地規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容,對(duì)濕地認(rèn)識(shí)不足才是濕地退化的根本原因。濕地公園建設(shè)、資源化控制濕地入侵生物等方面提出了濕地恢復(fù)的措施。與會(huì)人員就濕地類型劃分、濕地生態(tài)紅線具體劃定等問(wèn)題進(jìn)行了充分討論。
此次會(huì)議以“創(chuàng)新科學(xué)研究,服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)”為主題,報(bào)告內(nèi)容有森林生態(tài)研究、城市生態(tài)研究和農(nóng)業(yè)生態(tài)研究等內(nèi)容。
肖楚楚從熱帶云霧林的定義、附生植物概念、宿主樹(shù)的功能、宿主樹(shù)與附生植物關(guān)系等方面,分析了熱帶云霧林附生維管植物分布規(guī)律。基于上述研究結(jié)果,與會(huì)人員就宿主與島嶼理論、宿主上附生植物觀測(cè)方法、胸徑與附生植物種類之間關(guān)系、樹(shù)齡與樹(shù)干表面積關(guān)系、附生植物研究范圍等問(wèn)題進(jìn)行了深入交流。穆曉東對(duì)海南島典型“帽子山”分布遙感監(jiān)測(cè)調(diào)查與景觀影響進(jìn)行了分析。程毅康通過(guò)群落物種調(diào)查、植物功能性狀鑒定,探討了熱帶云霧林植物多樣性、環(huán)境因子與地上生物量的關(guān)系。與會(huì)人員就環(huán)境因子與土壤因子、生物量及多樣性統(tǒng)計(jì)量、控制實(shí)驗(yàn)低磷處理量等問(wèn)題進(jìn)行了討論。辛琨從海南紅樹(shù)林內(nèi)團(tuán)水虱分布特征、團(tuán)水虱種群爆發(fā)原因、團(tuán)水虱侵染特點(diǎn)、淹水時(shí)間與團(tuán)水虱爆發(fā)危害關(guān)系、人類活動(dòng)對(duì)團(tuán)水虱的影響等方面,分析了團(tuán)水虱在東寨港紅樹(shù)林濕地的分布規(guī)律?;谏鲜鲅芯拷Y(jié)果,與會(huì)人員就紅樹(shù)林群落劃分標(biāo)準(zhǔn)、水位測(cè)量工具、團(tuán)水虱爆發(fā)的個(gè)案與普遍性、污染水中什么物質(zhì)造成了團(tuán)水虱爆發(fā)等問(wèn)題進(jìn)行了討論。劉文杰針對(duì)森林土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性關(guān)鍵過(guò)程及影響機(jī)制仍不清楚等問(wèn)題,以海南尖峰嶺為研究樣地,開(kāi)展了熱帶山地雨林土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性及其影響因子研究。與會(huì)人員就樣方選取和土壤元素分析方法、取樣時(shí)間、凋落物具體物種來(lái)源與細(xì)分等問(wèn)題進(jìn)行了討論。江煥介紹了對(duì)海南島森林有害植物金鐘藤的遺傳多樣性研究進(jìn)展。龍文興從熱帶云霧林的種內(nèi)、種間和群落三個(gè)層面分析了其功能關(guān)系特征。
張翠萍基于“一帶一路”的瀾滄江-湄公河項(xiàng)目合作框架,與東盟國(guó)家、國(guó)際基金會(huì)、其他相關(guān)科研院所開(kāi)展合作,從海島、海陸一體管理及藍(lán)色碳匯的角度,著眼解決生態(tài)環(huán)境保護(hù)與城鎮(zhèn)化建設(shè)空間需求之間矛盾、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)力量薄弱等問(wèn)題,以海南島為研究單元,分別從陸地到海洋的空間管理設(shè)計(jì)、海南省自然資本核算、藍(lán)色碳匯、陸地森林資源等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究?;谄溲芯拷Y(jié)果,與會(huì)人員就藍(lán)色碳匯概念及使用、自然資源核算、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生態(tài)系統(tǒng)健康體系評(píng)價(jià)、研究單元擴(kuò)展、研究框架完善等問(wèn)題進(jìn)行了深入討論。王華峰針對(duì)目前城市綠地研究存在的從生態(tài)系統(tǒng)角度考慮較少、對(duì)于單一城市之別類型缺乏長(zhǎng)期固定監(jiān)測(cè)、影響因子較少涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子、研究缺少系統(tǒng)框架等問(wèn)題,圍繞城市中生態(tài)因子,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子和生物物理因子等互做關(guān)系以及上述因子隨時(shí)間變化等科學(xué)問(wèn)題,以提升有限城市綠地的生態(tài)服務(wù)功能和城市可持續(xù)發(fā)展為科學(xué)目標(biāo),分別從景觀水平、群落水平和分子水平,從城市化對(duì)城市綠地植被和植物多樣性之間關(guān)系等方面,開(kāi)展基于功能單位的熱帶城市植被和植物多樣性變異及其驅(qū)動(dòng)因子研究。與會(huì)人員就功能單位與結(jié)構(gòu)單位、相關(guān)關(guān)系與因果關(guān)系、城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子數(shù)據(jù)獲取、城市植物物種變化及驅(qū)動(dòng)因素、功能區(qū)矢量化等問(wèn)題進(jìn)行了交流。
王旭初以膠乳為研究對(duì)象,結(jié)合植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù),基于小橡膠粒子合成天然橡膠功能,嘗試?yán)萌斯ね蛔兒捅磉_(dá)在體外合成天然橡膠,介紹了開(kāi)展橡膠草基因組和蛋白質(zhì)組研究的計(jì)劃。唐亮圍繞新疆野蘋(píng)果有S基因個(gè)數(shù)以及它們與近緣種S基因的關(guān)系、S基因是否具有自交不親和性位點(diǎn)典型特征,以及是否能根據(jù)新疆野蘋(píng)果的S基因推斷其種群動(dòng)態(tài)等科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展了新疆野蘋(píng)果自交不親和位點(diǎn)的進(jìn)化研究。黃青介紹了物質(zhì)循環(huán)再生、物種多樣性、協(xié)調(diào)與平衡、整體性、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)等生態(tài)學(xué)原理在種植業(yè)廢棄物、畜牧業(yè)廢棄物、工業(yè)廢棄物和生活廢棄物的處置與資源化中的利用。與會(huì)人員就市場(chǎng)需求與物種多樣性耦合問(wèn)題進(jìn)行了交流。祁棟靈以熱帶重要經(jīng)濟(jì)作物巴西橡膠樹(shù)為研究對(duì)象,圍繞低割齡橡膠樹(shù)莖粗生長(zhǎng)變化特征等科學(xué)問(wèn)題,報(bào)告了其在低割齡橡膠樹(shù)熱研7—20—59莖粗生長(zhǎng)月動(dòng)態(tài)研究進(jìn)展。與會(huì)人員就橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)與產(chǎn)量關(guān)系、生長(zhǎng)階段的劃分、定位觀測(cè)數(shù)據(jù)融合拓展、橡膠樹(shù)品種名稱國(guó)際化使用等問(wèn)題進(jìn)行了討論。
本次生態(tài)學(xué)會(huì)青年科技工作者學(xué)術(shù)研討會(huì)中,內(nèi)容從從熱帶亞熱帶森林物種共存驅(qū)動(dòng)力到熱帶云霧林生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性研究,從熱帶森林地下碳循環(huán)過(guò)程研究到森林有害植物遺傳分析,從濕地動(dòng)物的分布本底基礎(chǔ)研究到服務(wù)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的濕地退化原因及對(duì)策分析研究,從城市植被變異到海陸一體化生態(tài)環(huán)境管理,從景觀生態(tài)監(jiān)測(cè)分析基礎(chǔ)研究到依據(jù)生態(tài)學(xué)原理的廢棄物資源化利用的應(yīng)用研究、從宏觀人工林的生長(zhǎng)發(fā)育研究到中觀、微觀人工林蛋白質(zhì)組學(xué)研究。研討交流內(nèi)容以需求和問(wèn)題為導(dǎo)向,對(duì)于生態(tài)學(xué)乃至環(huán)境科學(xué)的發(fā)展具有積極意義。
森林、城市與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容多而廣泛,與會(huì)人員通過(guò)此次研討,交流分享了各自研究思路、研究手段和取得的研究成果,彼此不但了解各自研究進(jìn)展,而且也能夠通過(guò)交流完善自身研究,進(jìn)一步明確科學(xué)問(wèn)題和研究框架內(nèi)容,在研究方法手段、研究?jī)x器、研究人員力量上,獲得與相關(guān)單位科技人員進(jìn)行互補(bǔ)的機(jī)會(huì),為實(shí)現(xiàn)跨單位、跨學(xué)科的合作提供條件。
無(wú)論是良好森林生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng),還是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),都是熱區(qū)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,都是實(shí)現(xiàn)美麗熱區(qū)的物質(zhì)基礎(chǔ)。凝聚科技力量,發(fā)揮好森林生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的綜合服務(wù)功能,為熱區(qū)人民創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境,助力區(qū)域生態(tài)文明建設(shè),為全國(guó)生態(tài)安全做貢獻(xiàn)。
[1] 張智光. 2017. 面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟(jì):理論、模型與實(shí)例.生態(tài)學(xué)報(bào), 37(13): 4549-4561.
[2] 趙其國(guó), 黃國(guó)勤, 馬艷芹.2016. 中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況與生態(tài)文明建設(shè). 生態(tài)學(xué)報(bào),36(19): 6328-6335.