生态系统的过程和功能-浙江大学生命科学学院
生物遗传多样性综述
生物遗传多样性陈XX 2009XXXXXXX 生命科学学院生物技术09级X班摘要遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。
广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。
这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。
因此,遗传多样性也就是生物的遗传基。
狭义的遗传多样性:是指同一生物物种内不同种群之间或同一种群内不同个体之间的遗传变异的总和。
主要包括染色体水平的多样性和DNA水平(基因)的变异性。
其包括表型的多样性,染色体的多样性,蛋白质的多样性,基因的多样性。
遗传的多样性还受环境有关。
生物遗传的多样性其对生物的稳定有很重要的意义,所以研究遗传多样性有很重要的意义。
关键词生物多样性遗传多样性基因环境生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化,简单地说,生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。
生物多样性可分为三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
多样性又包括动物、植物、微生物的物种多样性,物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。
其中,遗传多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式。
变异是生物多样性的主要源泉,变异的类型有基因突变、染色体结构变异和染色体数量变异。
1.生物多样性概念的提出第二次世界大战以后,国际社会在发展经济的同时更加关注生物资源的保护问题,并且在拯救珍稀濒危物种、防止自然资源的过度利用等方面开展了很多工作。
1948年,由联合国和法国政府创建了世界自然保护联盟(IUCN)。
1961年世界野生生物基金会建立。
1971年,由联合国教科文组织提出了著名的"人与生物圈计划"。
1980年由IUCN等国际自然保护组织编制完成的《世界自然保护大纲》正式颁布,该大纲提出了要把自然资源的有效保护与资源的合理利用有机地结合起来的观点,对促进世界各国加强生物资源的保护工作起到了极大的推动作用。
研究生助教在“生命科学导论”教学中的实践与思考
研究生助教在“生命科学导论”教学中的实践与思考何磊(),吴敏,唐建军,陈欣,王国强浙江大学生命科学学院,杭州,310058摘 要:浙江大学的“生命科学导论”是国家级精品课程,是面向非生物类专业本科生开设的通识课程。
为了培养研究生的教学实践能力,该课程采取研究生助教参与指导实验课程和组织小班讨论的形式。
多年的实践结果表明:研究生担任助教指导“生命科学导论”实验和讨论,不仅提高了本科生的教学质量,增加了研究生的教学经验;而且提升了研究生的实验技能、创新能力、分析和解决问题的能力。
同时,在推行研究生助教制度(选拔、培训、考核等)过程中还发现一些不足与问题,需要进一步的思考和改进。
关键词:研究生助教,生命科学导论,实验教学,课程讨论Practice and Thinking on Graduate Teaching Assistant in the Course of Introduction to Life ScienceHE Lei (),WU Min,TANG Jian -jun,CHEN Xin,WANG Guo -qiangCollege of Life Sciences ,Zhejiang University ,Hangzhou 310058,China高校生物学教学研究(电子版)2018年8月,8(4):12-15ISSN 2095-1574 CN 11-9307/R DOI 10.3868/j.issn 2095-1574.2018.04.003教改纵横收稿日期:2018-02-05;修回日期:2018-04-20基金项目:国家自然科学基金(31570411);黄河三角洲生态环境重点实验室开放基金(2016KFJJ02)通讯作者:何磊,E -mail:helei8705@1 引言浙江大学“生命科学导论”是一门面向非生物类专业本科生开设的通识课程,包括理论课程和配套的实验课程[1],集“基础性、系统性、趣味性和学科交叉性”于一体[2,3]。
【高校专业介绍】-生物科学:探索生命的奥秘
生物科学:探索生命的奥秘生物专业在高考报考中经历了大起大落,时至今日还是一个很有“争议”的专业。
2000年左右,“21世纪是生物学的世纪”让很多高分考生选择了生物专业;现在,则有很多人吐槽“生物专业就业不好”。
那么,这个专业到底如何?什么样的考生适合报考呢?目录一、专业解析二、专业与就业三、报考指南一、专业解析回顶部生命科学是21世纪最活跃的学科之一什么是生物科学?生物科学(也被称为生命科学)是自然科学的一个分支学科,从本质上说,生物科学是研究生命现象,揭示生命活动规律和生命本质的科学。
生物科学与我们人类的生活密切相关。
目前人类面临的一系列重大问题,很大程度上将依赖于生物科学、生物技术的进步与发展。
近十年,以计算机科学及信息技术、生物科学及生物技术为代表的高科技迅猛发展,生物科学已发展成为21世纪最活跃的学科之一,生物科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用将是全方位的。
浙江大学生命科学学院傅承新教授说:“生物科学研究对象是整个自然界所有生物,研究它们的发生、生长发育、发展及绝灭。
这当中有两个研究热点,一个是微观世界,从分子到细胞结构内部的生命现象,比如研究人类疾病的分子机制,植物光合作用的机理等;另一个是宏观世界,研究生物和生物的关系、生物和环境的关系,研究自然界中的几百万种生物是怎么来的?它们如何进化?物种和物种之间的关系,物种和环境之间的关系。
这是我们通常说的生物多样性的保护和利用。
我们要搞清自然界生物的基本规律,保护地球的生物多样性,以此来保护我们的环境,使人类能够可持续发展。
”具体到高考时报考的专业,在教育部《专业目录》的理学门类下设有生物科学类,其中又包含了4个专业:生物科学、生物技术、生物信息学、生态学。
本文主要介绍生物科学专业。
相近专业:生物技术、生物工程生物科学、生物技术、生物工程(在工学门类下),三者是什么关系呢?傅承新教授说:“三者可以看作是从基础研究到应用开发研究的上游、中游和下游的关系。
创新生态系统_源起_知识演进和理论框架_梅亮
第32卷第12期2014年12月科学学研究Studies in Science of Science Vol.32No.12Dec.2014文章编号:1003-2053(2014)12-1771-10创新生态系统:源起、知识演进和理论框架梅亮1,陈劲2,刘洋3(1.浙江大学公共管理学院,浙江杭州310027;2.清华大学经济管理学院,北京100084;3.华南理工大学工商管理学院,广东广州510640)摘要:创新驱动发展的背景下,企业竞争优势的提升越来越依赖其所处的创新生态系统。
作为市场与组织的中间层次,生态系统视角成为创新理论研究范式的新方向。
现有的研究缺乏对于创新生态系统理论及其研究演进的系统性回顾。
本文以科学计量方法为基础,系统论述了创新生态系统理论的源起、知识演进和理论框架。
研究结论显示:创新生态系统的理论研究主要围绕商业生态系统,价值创造,开放式创新,创新生态系统四大聚类展开。
基于重点文献对创新生态系统理论知识演进的分析,创新生态系统的理论框架可分为核心文献、理论基础、研究方法三大层次。
关键词:创新生态系统;知识图谱;共生演化;科学计量中图分类号:F270文献标识码:A收稿日期:2014-06-30;修回日期:2014-08-13基金项目:国家自然科学基金资助项目(71272171);浙江省自然科学基金青年基金项目(LQ14G030018)作者简介:梅亮(1987-),男,浙江舟山人,博士研究生,研究方向为创新管理。
陈劲(1968-),男,浙江余姚人,教授、博士生导师,研究方向为创新管理。
刘洋(1987-),男,陕西神木人,博士,讲师,研究方向为创新战略。
创新被认为是在持续变化的环境中提升竞争优势的关键[1-3]。
经济全球化、环境动荡性的背景下,单一组织很难拥有创新所需的全部资源,企业与企业,企业与其他类型组织之间的协同共生成为了研究与实践的新趋势。
创新的商业不能在真空中演化,必须吸引各类资源,吸纳资金,合作伙伴,供应商,客户,以创造合作网络[4]。
生命科学导论智慧树知到答案章节测试2023年浙江大学
第一章测试1.生命具有不断自我更新繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
()A:错B:对答案:B2.生命的演化过程总是朝着熵增加的方向进行。
()A:错B:对答案:A3.在生物体的整个运动过程中,贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。
()A:对B:错答案:A4.生命是一种多分子体系的存在形式,是一种过程,也是一种现象。
()A:对B:错答案:A5.严整有序的结构不是生命的基本特征之一。
()A:对B:错答案:B第二章测试1.中国古代的种痘之术,属于接种疫苗。
()A:错B:对答案:B2.朊病毒是一种具有感染性的蛋白质,通过在宿主体内不断地复制而致病。
()A:对B:错答案:B3.细胞的发育潜能是由细胞质中DNA决定的。
()A:对B:错答案:B4.关于克隆羊多莉的描述不正确的是:()A:多莉的细胞核与细胞质来自不同的羊B:需要在试管内受精C:属于同种异体细胞核移植技术D:属于无性繁殖答案:B5.关于诱导性多潜能干细胞(iPSC)技术,说法错误的是:()A:有望成为器官再生医学的重要细胞来源。
B:该技术需使用胚胎细胞或卵细胞。
C:可通过基因转移技术将某些转录因子导入动物或人体某些细胞内。
D:可使某些细胞成为类似胚胎干细胞样的多潜能细胞。
答案:B第三章测试1.蜜蜂的公蜂是单倍体。
()A:对B:错答案:A2.下列可以用于制备重组DNA的是:()A:质粒B:限制性核酸内切酶C:ABC都是D:两个不同来源的DNA片段答案:C3.我国市场上可能含有转基因作物成分的食物不包括:()A:菜籽油B:圣女果C:大豆油D:新鲜番木瓜答案:B4.以下工具酶中不能用于基因组精准编辑的是:()A:CRISPR/Cas-sgRNA核酸酶复合体B:TALEN/转录激活因子样效应核酸酶C:ZFN/锌指核酸酶D:IIS限制性核酸内切酶答案:D5.下列关于基因治疗的描述,错误的是:()A:目前基因治疗还面临许多技术挑战和伦理问题需要解决。
B:基因治疗的策略可以概括为“转基因”和“基因编辑”两种。
浙江大学浙大微生物笔记
武汉大学微生物学讲义微生物学教学组(二00三年八月二十七日)一、本课程的性质和任务本课程为生物学各专业本科生的必修基础课。
通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性,在工、农、医等方面的应用,了解该学科的发展前沿、热点和问题,使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识,了解微生物的基本特性及其生命活动规律,为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
二、教学要求与教学方法1.以现代观点审视和重新组织教学内容,使课程的内容和结构、概念的提法、名词的解释和语言运用等都适合现代生物学迅速发展的要求,建立新的、优化的微生物学课堂教学体系。
2.在课堂教学中以“打开窗口”、“安装接口”的方法反映当代微生物学科的成就,使学生在学习基础知识的同时,通过一定的“窗口”看到学科发展的前沿,通过“接口”看到目前学的基础知识与前沿的接轨,看到基础知识的延伸及与其他相关学科的密切联系,使学生在学习基础知识的同时获得一定量的最新信息,满足和激发学生的求知欲和主动学习的兴趣。
3.采用多媒体等现代化教学手段辅助教学,丰富教学内容,提高教学质量。
4.课堂教学与学生的课后复习、讨论及专题讲座相接合,并注意通过各种渠道保持与学生的联系,随时了解他们对教学的意见和要求,不断改进教学方法和教学手段。
三、教学学时分配和安排:本课程讲授按每周4学时安排,全学时共54学时。
教学内容及具体学时分配如下:一、绪论(4)二、纯培养和显微技术(3)三、微生物类群与形态(10)四、微生物的营养(3)五、微生物的代谢(4)六、微生物的生长繁殖及其控制(4)七、病毒(4)八、微生物遗传(8)九、微生物与基因工程(2)十、微生物的生态(4)十一、微生物的进化、系统发育与分类鉴定(4)十二、感染与免疫(4)四、教学内容和要求:第1章:绪论〖目的要求〗通过本章的课堂教学,引导学生走进微生物世界,了解微生物是什么?做什么?以及它们与人类的特殊关系;明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位;展望未来,激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。
浙江大学生命科学学院2010届校友
陆芽春
莫笑晗 王晓锋 方学智 李小白 黄海山 陈小攀 陈福鼎
胡 彬
程良英 高秋萍
范 尹 张 艺 姮 昕
张亚萍 钟婷婷
男 男 女 女 男 女 男 男 女 男 女 男 男 男 男 男 男 女 女 女 女 女 女 男 男 女 男 男 男 女 女 男 男 男 男 男 男 男 女 女 女 女 女 女 女
动物学(硕/博) 动物学(硕/博) 动物学(硕/博) 发育生物学(硕/博) 发育生物学(硕/博) 环境工程(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生态学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博) 生物化学与分子生物学(硕/博)
生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物科学 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息 生物信息
北大考研-城市与环境学院研究生导师简介-贺金生
国,1 台 5.RetschBallMill,德国,1 台 6.RetschCentrifugalMill,德国,1 台 7.Win-Rhizo 根系分析系
统,加拿大,1 台 8.Li-Cor8150 八通道土壤呼吸分析系统,2 台 9.Li-Cor8100 土壤呼吸仪,2 台
10.PicarroCO2/CH4/H2OG2301GHG 分析仪,1 台 11.控温控湿培养箱,4 台◆研究项目 1.国
齿槲栎林的格局和过程"2.2003 年,获教育部自然科学一等奖一项:中国陆地生态系统碳循
环与植被生产力的研究,贺金生为第 3 完成人 3.2004 年,国家自然科学二等奖:中国陆地
生态系统生产力和碳循环的研究,贺金生为第 5 完成人 4.2006 年,北京大学“宝洁”奖 5.2007
年
,
Sino-SwissScienceandTechnologyCooperationResearchFellowship,SwissFederalInstituteofTechno
logy(ETHZurich),SwissNationalScienceFoundation6.2007 年 , 北 京 大 学 优 秀 班 主 任 三 等 奖
7.2010"国家杰出青年科学基金"获得者
爱考机构 中国高端考研第一品牌(保过 保录 限额)
◆代表性论文 HeJ-S,WangX,SchmidB,FlynnDFB,LiXF,ReichPB,FangJ.2010.Taxonomicidentity,phylogeny,clim ateandsoilfertilityasdriversofleaftraitsacrossChinesegrasslandbiomes.JournalofPlantResearch123:5 51–561 MaW.H.,HeJ.-S.*,YangY.H.,WangX.P.,LiangC.Z.,AnwarM.,ZengH.,FangJ.Y.&SchmidB.2010.Env ironmentalfactorsco-varywithplantdiversity-productivityrelationshipsamongChinesegrasslandsites. GlobalEcologyandBiogeography19:233–243 BaumannF,HeJ-S,SchmidtK,KühnP,ScholtenT.2009.Pedogenesis,permafrost,andsoilmoistureascon trollingfactorsforsoilnitrogenandcarboncontentsacrosstheTibetanPlateau.GlobalChangeBiology15: 3001–3017 YangYH,FangJY,SmithP,TangYH,ChenAP,JiCJ,HuHF,RaoS,TanK,HeJ-S.2009.Changesintopsoilc arbonstockintheTibetangrasslandsbetweenthe1980sand2004.GlobalChangeBiology15:2723–2729 HeJ-S,WangXP,FlynnDF,WangL,SchmidB,FangJY.2009.Taxonomic,phylogeneticandenvironment altradeoffsbetweenleafproductivityandpersistence.Ecology90:2779-2791 HeJ-S,WangL,FlynnDFB,WangX,MaW,FangJ.2008.Leafnitrogen:phosphorusstoichiometryacross Chinesegrasslandbiomes.Oecologia155,301-310 HeJ-S,FangJY,WangZH,GuoDL,FlynnDFB,GengZ.2006.Stoichiometryandlarge-scalepatternsoflea fcarbonandnitrogeninthegrasslandbiomesofChina.Oecologia,149:115-122 HeJ-S,WangZH,WangXP,SchmidB,ZuoW,ZhouM,ZhengCY,WangMF,FangJY,2006.Atestofthegen eralityofleaftraitrelationshipsontheTibetanPlateau.NewPhytologist,170:835-848 BalvaneraP,PfistererAB,BuchmannN,HeJ-S,NakashizukaT,RaffaelliD,SchmidB.2006.Quantifyingt heevidenceforbiodiversityeffectsonecosystemfunctioningandservices.EcologyLetters,99:1146 – 1156 HeJ-S,FlynnDFB,Wolfe-BellinK,FangJ,BazzazFA.2005.CO2andnitrogen,butnotpopulationdensity, alterthesizeandC/NratioofPhytolaccaamericanaseeds.FunctionalEcology,19:437-444 HeJ-S,Wolfe-BellinKS,SchmidB,BazzazFA.2005.Densitymayalterdiversity-productivityrelationshi psinexperimentalplantcommunities.BasicandAppliedEcology,6:505-517 HeJ-S,Wolfe-BellinKS,BazzazFA.2005.Leaf-levelphysiology,biomass,andreproductionofPhytolac caamericanaunderconditionsofelevatedCO2andalteredtemperatureregimes.InternationalJournalofP lantSciences,166:615-622 HeJ-S,BazzazFA.2003.Density-dependentresponsesofreproductiveallocationtoelevatedatmospheric CO2inPhytolaccaamericana.NewPhytologist,157:229-239. HeJ-S,BazzazFA,SchmidB.2002.Interactiveeffectsofdiversity,nutrientsandelevatedCO2onexperim entalplantcommunities. 点 基 础 研 究 发 展 规 划 (973 计 划 ) : 中 国 陆 地 生 态 系 统 碳 循 环 及 其 驱 动 机 制 研 究
浙大生物化学7:生物膜PPT课件
三、生物膜的流动性
1、膜脂的流动性
虽然脂双层结构的本身是稳定的,但单个的磷脂 和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由,它们 的横向运动很快,几秒之内单个脂分子就可环绕 红细胞的一周。
双分子的内部也是流动的,脂肪酸的碳氢链可通 过碳碳旋转而不断地运动。
另外一种运动就是跨双分子层运动,即flip-flop。
-
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pH改变、螯合 剂、尿素、碳 酸盐可除去外 周蛋白
外周蛋白
嵌入(膜内)蛋白
去污剂
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糖蛋白
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有些外周膜蛋白共价泊锚在膜脂上
磷脂酰肌醇
有些膜外周蛋白与膜脂有 一个或多个共价结合位点, 如长链脂肪酸、或磷脂酰 肌醇糖基化衍生物。连接 的脂提供了一个疏水的锚 以插入脂双分子层。
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3、糖
糖脂
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二、膜组分的不对称分布
1、膜脂的不对称分布
膜脂组成因不同的界、不同的种、不同的组织、 不同的细胞、不同的细胞器而不同。
膜脂在同一个膜内层和外层的分布不对称。
-
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2、膜蛋白的不对称分布
不同来源膜的蛋白质组成比其脂质组成的变化更大, 反映了功能的不对称;许多膜蛋白在双分子层上有一 定的取向,很少发生翻转的情况,即使有速度也非常 慢。
生物化学
浙江大学 生命科学学院
江辉
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1
第七章 生物膜
第一节 生物膜的组成和性质 第二节 生物膜的分子结构 第三节 被动运输和主动运输 第四节 小分子物质的跨膜运输
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2
第一节 生物膜的组成和性质
生物膜:是构成细胞所有膜的总称。包括细 胞原生质最外面的质膜以及细胞内各种细胞 器的内膜。
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植物生理生态学
浙江大学
陈进红
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第三节 植物生理生态学在国内 的发展
1920-1960
始于20世纪20年代:
涉及植物生长发育与土壤理化性状、水分、养分的关系
代表性工作:
钱崇澍(1883-1965):钡、锶及铈对水绵的特殊作用(Chien & Osterhout,1917)
植物在温室气体浓度上升造成的全球变暖和由它带来的各种全球变化中的生理生态响应植物适应和进化的机理对有限资源的合理利用光温水气养分等多种环境因子对植物影响的及相互作用环境因子对植物生长发育的影响植物的抗逆性潜能和植物生长过程的自动监测动态模拟特殊生境下植物的生态适应机制浙江大学陈进红11当前的研究热点区域或全球碳循环植物或生态系统对co2浓度升高的生理生态响应逆境胁迫下的植物生理生态响应高温与低温强光紫外辐射盐胁迫第二节植物生理生态学的起源与发展阶段浙江大学陈进红13思辨方法和准实验方法阶段公元前1750中国
Pfeffer(1900)等在植物与环境观察与描述的基础上,出版了第一部《植物 生理学》,内容涉及植物的光合作用、呼吸作用、同化物质的分配、水 分关系、矿质营养、氮同化、植物与环境关系等。有些观点影响至今。
观察法的缺陷:
只能得到事物的表面现象,而对时过境迁的现象无法自发重现
只能得到事物综合的表现现象,无法了解原因
浙江大学
陈进红
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植物生理生态学的研究内容
植物与环境的相互作用和基本机制 植物的生命过程 环境因素影响下的植物代谢作用和
能量转换 有机体适应环境因子变化的能力
浙江大学
陈进红
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学科定位
研究种群、群落和生态系统功能的学科 宏观与微观生物学研究的结合点 个体水平以下研究结果的证明和理解
深层土壤对气候变化响应或存滞后效应
·35·种业资讯 中国科学家发现水稻控“毒”新机制 有助防控“镉大米” 等深层土壤对气候变化响应或存滞后效应日前,浙江大学生命科学学院程磊教授实验室提出了深层土壤对气候变化响应存在滞后效应的设想。
该成果以技术评论的形式,于近日刊登在国际学术期刊《科学》杂志上。
在陆地生态系统中,全球土壤有机碳作为地球系统中最大的活性碳库,其碳储量是大气的三到四倍。
土壤是否为气候变暖的“减缓器”,这在科学界一直存在争论。
浙大程磊实验室研究认为,由于全球气候系统处于动态变化之中,同时受土壤热传导率及土壤厚度等影响,导致底层土壤温度变化相对于表层土壤存在滞后效应。
他们提出通过一个广义线性模型来计算并分析深层土壤二氧化碳产生的温度敏感性,这将有助于更精确揭示深层土壤对气候变化的响应强度,对于气候变化模型将深层土壤纳入考虑以预测未来气候变化有着重要的指导意义。
(科技日报)乙烯信号转导新调控因子MHZ3的作用机制乙烯在植物生长发育过程中以及环境应答反应中起着重要的调控作用。
研究人员通过解析水稻乙烯不敏感突变体MHZ3,鉴定膜蛋白MHZ3及通过影响EIN2的N 端跨膜区促进乙烯信号转导的作用机制。
MHZ3编码一个内质网膜蛋白,其表达在转录和蛋白水平均受到乙烯诱导。
遗传分析发现,MHZ3在乙烯信号通路中特异地作用于OsEIN2。
其功能缺失导致OsEIN2蛋白稳定性降低,并阻碍乙烯诱导的OsEIN2蛋白积累;而MHZ3过量表达则显著提高OsEIN2蛋白丰度。
进一步研究发现,MHZ3与OsEIN2蛋白直接互作,其N 端和C 端都结合在OsEIN2 N 端跨膜区Nramp-like 结构域上。
二者互作能够有效抑制OsEIN2泛素化,是稳定OsEIN2蛋白所必需的。
综上,乙烯诱导的MHZ3蛋白可通过结合OsEIN2 Nramp-like 结构域来抑制其泛素化从而稳定OsEIN2蛋白以维持乙烯反应。
(中国科学院网)中国科学家发现水稻控“毒”新机制 有助防控“镉大米”近日,Nature Communications 杂志在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所龚继明研究组的题为“防御素类似蛋白驱动的水稻镉外排和分配”的研究论文。
生物信息学-欢迎光临浙江大学生命科学学院
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Bill Gates和Paul Allen成立微软; Bill Joy developed C
shell (csh) and Vi text editor David Boggs invent Ethernet; Stephen Wozniak et al found Apple
算(manuipulation),分析(analysis),模拟 (simulation),预测(prediction)等等的一门新兴学科,
是21世纪科学发展的热点之一。
Biology, Bioinformatics, Systems Biology
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Genetics & Genomics
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Genomic achievements since HGP
Apple introduce macintosh System 3.0
Larry Wall推出Perl语言
Apple introduce macintosh System 4.0; Windows 2.0
Compact Disk Recordable (CD-R); Pearson实现FASTA程序
Arpanet ceases to exist (INTERNET). Archie by Alan Emtage created.
Gopher by Paul Lindner. Python by Guido van Rossum; Tim BernersLee announce the WWW project; Linus Torvalds releases Linux versions 0.01.
水生动物碳氮稳定同位素富集系数的整合分析_郭梁
[21 , 25 - 26 ]
生态位重叠与资源竞争 和食物网结构研究 . , 70% 等多个方面 而这些研究中 以上来自水域生态 系统
[10 ]
.
稳定同位素之间在绝大多数化学和生物反应过 程中具有相同的性质, 而仅存在由中子数量不同而 导致的微小质量差异
[11 ]
. 正是该差异引发了稳定同
602
应
用
生
态
学
报
27 卷
5 ‰) . Our results suggested that the overall mean of Δ13 C could be used as a general enrichment factor,but Δ15 N should be chosen according to the type of aquatic animals in using SIA to analyze trophic relationships,patterns of resource allocation and food webs. Key words: aquatic animal; stable isotope; enrichment factor; metaanalysis. 自动物的组织与食物之间碳氮稳定同位素丰度 13 ( δ C 和 δ15 N) 的相关性被发现以来[1 - 3], 稳定同位 素分析( stable isotope analysis) 越来越多地应用于营 养生态学( trophic ecology ) 的定量研究. 相关的研究 包括营养级分析
本文由国家重点基础研究发展计划( 973 计划) 项目( 2011CB100406 ) 和国家自然科学基金项目( 31270485 ) 资助 This work was supported by the National Basic Research Program of China ( 973 Program) ( 2011CB100406 ) and the National Natural Science Foundation of China ( 31270485 ) . 20150602 Received, 20151204 Accepted. * 通讯作者 Corresponding author. Email: zjuhull@ 126. com
浙南茅埏岛红树林种植与滩涂生态系统修复
浙南茅埏岛红树林种植与滩涂生态系统修复陈志明【摘要】Mangrove plantation area has played a significant role in the maintenance of ecological environment of the beach.Mao Yandao of Yuhuan County is located at the central of Yueqing Bay,Southern Zhejiang Province,which is an important aquaculture base and excellent marine bio-logical habitat.Due to the exotic species Spartina alterniflora occupying large areas,ecological dis-aster had been brought there,the marine habitat was destructed,and the coastal aquatic animals could no more lived there.In recent 10 years,Spartina had been scavenged and mangroves (can-del)had been planted,which showed that mangrove (K.candel)was suitable for growing in this region,and the tidal wetland ecosystem was gradually restored and in sustainable development.At present,the planting area has reached to 105 hm2 and become most northern edge of mangrove planting area in China,which has provided an important scientific basis for mangrove afforestation northward.%红树林种植区在维护滩涂生态环境功能方面作用显著。
海岛生态系统服务价值评估及其时空变化——以浙江舟山金塘岛为例
海岛生态系统服务价值评估及其时空变化——以浙江舟山金塘岛为例赵江;沈刚;严力蛟;黄璐;金爱民;霍思高【摘要】生态系统服务价值研究是目前生态学研究的热点之一,海岛生态系统的特殊性令其更易受人类活动和环境变化的影响.文章在海岛生态系统服务价值当量修订的基础上,对典型海岛金塘岛1986-2014年的生态系统服务价值进行评估,分析了金塘岛近30年来生态系统服务价值的时空动态变化.结果表明:城镇生态系统面积持续增加,其他生态系统类型面积不同程度减少,减少的生态系统类型大多数转化为城镇.1986-2014年金塘岛的生态系统服务总价值呈下降趋势,共减少了1.08亿元,减少了30.23%,其中湿地与森林的生态系统服务价值量减少最多,城镇的价值变化率最大.空间上表现为价值极低区域沿着人类活动方向呈现急剧扩大趋势.生态系统提供的产品与服务在数量和质量上逐步下降,不利于海岛的可持续发展.该研究为海岛地区生态系统服务价值当量修订提供参考,同时对转变海岛经济发展方式,促进海岛可持续发展提供基础信息与决策依据.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2016(036)023【总页数】10页(P7768-7777)【关键词】海岛;当量修订;生态系统服务价值;金塘岛【作者】赵江;沈刚;严力蛟;黄璐;金爱民;霍思高【作者单位】浙江大学生命科学学院生态规划与景观设计研究所,杭州310058;浙江大学海洋学院,杭州310058;国家海洋局第二海洋研究所,杭州310012;浙江大学生命科学学院生态规划与景观设计研究所,杭州310058;浙江大学生命科学学院生态规划与景观设计研究所,杭州310058;杭州电子科技大学智慧城市研究中心,杭州310012;浙江大学海洋学院,杭州310058;浙江大学生命科学学院生态规划与景观设计研究所,杭州310058【正文语种】中文海岛是四面环海水并在高潮时高于水面的自然形成的陆地区域,包括有居民海岛和无居民海岛。
基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分
第40卷第9期2020年5月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.40,No.9May,2020基金项目:国家重点研发计划课题资助项目(2016YFC0502704);国家自然科学基金项目(41701638);杭州市科技发展计划项目(20170834M30)收稿日期:2019⁃04⁃12;㊀㊀修订日期:2019⁃09⁃09∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:yanlj@zju.edu.cnDOI:10.5846/stxb201904120734寿飞云,李卓飞,黄璐,黄绍荣,严力蛟.基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分 以长三角城市群为例.生态学报,2020,40(9):2813⁃2826.ShouFY,LiZF,HuangL,HuangSR,YanLJ.Spatialdifferentiationandecologicalpatternsofurbanagglomerationbasedonevaluationsofsupplyanddemandofecosystemservices:AcasestudyontheYangtzeRiverDelta.ActaEcologicaSinica,2020,40(9):2813⁃2826.基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分以长三角城市群为例寿飞云1,李卓飞2,黄㊀璐1,3,黄绍荣4,严力蛟1,∗1浙江大学生命科学学院生态规划与景观设计研究所,杭州㊀3100582浙江臻善科技股份有限公司,杭州㊀3100583浙江大学新农村发展研究院,杭州㊀3100584宁波市生态环境局余姚分局,宁波㊀315400摘要:生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响㊂以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划㊁区域协调发展提供科学依据㊂研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给⁃高需求),生态修复区(低供给⁃高需求),生态重塑区(低供给⁃低需求),生态开发区(高供给⁃低需求)㊂关键词:长三角城市群;生态系统服务供给;生态系统服务需求;梯度分析;Z⁃score;生态格局Spatialdifferentiationandecologicalpatternsofurbanagglomerationbasedonevaluationsofsupplyanddemandofecosystemservices:AcasestudyontheYangtzeRiverDeltaSHOUFeiyun1,LIZhuofei2,HUANGLu1,3,HUANGShaorong4,YANLijiao1,∗1InstituteofEcologicalPlanningandLandscapeDesign,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China2ZhejiangShineTechnologyCo.,Ltd.,Hangzhou310058,China3InstituteofNewRuralDevelopment,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China4YuyaoBranchofNingboEcologicalEnvironmentBureau,Ningbo315400,ChinaAbstract:Significantspatialheterogeneityandspatialimbalanceexistinthesupplyanddemandcapabilitiesofecosystemservices,whichhaveahugeimpactonregionaleconomicdevelopmentandenvironmentalprotection.TakingtheYangtzeRiverDeltaurbanagglomerationastheresearchunit,itssupplyanddemandofecosystemserviceswasseparatelycalculatedinthisstudy.Withgradientanalysis,thespatialcharacteristicsofecosystemservicesupplyanddemandweresummarized.4182㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀Basedontheanalysisofthesupplyanddemand,anecologicalpatternzoningschemefortheYangtzeRiverDeltaurbanagglomerationandtargeteddevelopmentstrategiesfordifferentpartsoftheareawereproposed,whichwouldprovidescientificbasesfortheland⁃useplanningandregionalcoordinateddevelopmentofthearea.Resultsofthisresearchshowthat:(1)thesupplycapacityofecosystemservicesintheYangtzeRiverDeltaurbanagglomerationiscloselyrelatedtothetypeoflanduse,showingagradualincreasefromnorthtosouth;(2)thereisacloseconnectionbetweenthedemandforecosystemservicesintheareaandsocioeconomicdevelopment,whereahigh⁃valueareaforecosystemservicedemandisformedneartheestuaryoftheYangtzeRiverandthendeclinestowardtheperiphery;(3)thesupplyanddemandofecosystemserviceshasanegativetrendalongtheurban⁃ruralgradientthattransectsacrossShanghai⁃Nanjing⁃Hangzhou⁃Hefei;and(4)basedontherelationshipbetweenthesupplyanddemandofecosystemservices,theecologicalpatternofurbanagglomerationintheYangtzeRiverDeltacanbedividedintofourzones:anecologicalconservationarea(highsupply⁃highdemand),anecologicalrestorationarea(lowsupply⁃highdemand),anecologicalremodelingarea(lowsupply⁃lowdemand),andanecologicaldevelopmentarea(highsupply⁃lowdemand).KeyWords:YangtzeRiverDeltaurbanagglomeration;ecosystemservicesupply;ecosystemservicedemand;gradientanalysis;Z⁃score;ecologicalpattern生态系统服务是指人类从生态系统中直接或间接的获益[1⁃2],包括对人类生存及生活质量有贡献的有形和无形服务[3⁃4],这一理论内涵决定了生态系统服务可以成为衔接人类福祉与生态系统的核心概念㊂研究表明,生态系统服务供给与需求能力存在明显的空间分异及错位问题[5⁃8]㊂因此,生态系统服务的研究应在分析生态系统服务供给能力的同时,考虑当地经济社会对于生态系统服务的需求[9⁃11]㊂目前,在生态系统服务供给领域已有较多研究,且形成较为成熟的计量方法[3,12⁃13]㊂近年来,学者们开始对生态系统服务供给与需求的综合探究给予高度关注[5,8,14⁃15],但由于缺乏恰当的供需量化方法,现对于生态系统服务供求关系的研究缺乏,且多数停留在理论研究阶段,量化分析较弱[16⁃17]㊂生态系统服务供求关系可一定程度反映地区社会发展的可持续性[18],由于经济发展㊁城市扩张带来的生态系统服务供给下降㊁需求上升趋势也将导致地区人地矛盾日益激化[19⁃20]㊂因此,本文引入梯度分析方法,该方法主要用于景观结构[21]方面的研究,而近年来被逐渐引入生态系统服务[22⁃23]分析中,以期通过该分析方法探究城市带上生态系统服务供给与需求的变化格局;除此之外,以生态系统服务供求值为立足点,进行生态格局的划分,并提出针对性的规划意见㊂基于以上方式,研究生态系统服务供求关系,评估供给潜力㊁需求水平,从而达到改善区域生态环境并推动社会经济健康发展的目的[24]㊂长江三角洲城市群是我国经济最具活力㊁开放程度最高的区域之一,本研究以区县为研究单元,通过采用修正的生态系统服务价值量,以及社会经济指标分别核算生态系统服务供给量㊁需求量,并通过梯度分析得到城市带生态系统供求变化趋势,进行长三角城市群生态格局划分,以期通过分区对长三角城市群进行差异化建设引导㊂1㊀研究区概况长江三角洲城市群(以下简称长三角城市群)地处中国东南沿海地区(116ʎ29ᶄE 122ʎ45ᶄE,27ʎ14ᶄN 33ʎ41ᶄN之间),土地面积约为207000km2,占全国国土面积的2.2%,地貌类型以平原为主,平均海拔高度为88m㊂长三角26个城市GDP为14.7万亿元,GDP增速高于全国平均水平1.7个百分点[25],在国家现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位,但与此同时人地矛盾日益显著,明确如何消减这一矛盾尤为重要[26]㊂图1㊀长三角城市群地理区位Fig.1㊀Geographiclocationofstudyarea2㊀数据与研究方法2.1㊀数据来源本文以长三角城市群209个区县为研究单元,采用由中国科学院地理科学与资源研究所提供的长三角城市群2015年土地利用遥感数据为基础数据,将地类划分为耕地㊁林地㊁草地㊁水域㊁建设用地及未利用土地6大类㊂人口㊁经济㊁社会等数据来自各省市统计年鉴㊂2.2㊀评价指标体系构建生态系统服务供给是指在目标时间段内研究区域所能提供生态系统的产品和服务的能力[9],本研究根据 千年生态系统评估 框架,同时,结合谢高地根据中国民众和决策者对生态服务的理解状况,提取9项生态系统服务功能[27⁃28]㊂生态系统服务需求方面选用Schröter,Villamagna等[29⁃30]对其的理解,即综合考虑人类生活对于生态系统服务的消耗和偏好需求,指出生态系统服务需求是指人类社会消耗或获得的生态系统服务数量㊂基于此,笔者选取社会经济指标中的土地需求㊁人口需求以及经济需求[31]进行表征,如表1㊂表1㊀评价指标体系Table1㊀Theevaluationindexsystem目标Target一级指标First⁃levelindex二级指标Second⁃levelindex生态系统服务供给Ecosystemservicesupply供给服务食物生产价值原材料生产价值调节服务气体调节价值气候调节价值水文调节价值废物处理价值支持服务保持土壤价值维持生物多样性价值文化服务提供美学景观价值生态系统服务需求土地需求土地利用开发强度Ecosystemservicedemand人口需求人口密度经济需求地均GDP2.3㊀生态系统服务供给核算本研究采用价值当量法对生态系统服务供给进行核算,依托长三角地区的区域特征对其当量系数进行修正[3,22,27],以得到符合长三角地区实际情况的生态系统服务供给价值㊂其中供给服务通过研究区域单位土地的农㊁林㊁牧㊁渔产值进行修正;调节服务和支持服务差异源于生态本底,故以森林覆盖率对两者的价值当量进行修正;鉴于旅游可间接反映美学价值,故依靠旅游总收入对文化服务进行价值当量修正㊂具体修正公式如下:n=aiAi(1)5182㊀9期㊀㊀㊀寿飞云㊀等:基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分 以长三角城市群为例㊀6182㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀式中,n为修正系数;Ai为全国均值;ai为长江三角洲均值㊂通过测算,供给服务中耕地㊁林地㊁草地㊁水体的修正系数分别为3.4344㊁3.4145㊁2.7012㊁7.2499;调节服务与支持服务的修正系数为1.4808;文化服务的修正系数为15.2992;由于建设用地所能提供的生态系统服务量极少[3,27],故不予计算㊂基于长三角城市群单位面积生态系统服务价值(表2),按以下公式对长三角城市群各区县生态系统服务供给能力进行测算赋值㊂ESV=ðni=1VCiˑuiu(2)式中,ESV为评价单元生态系统系统服务价值(元hm-2a-1);n为土地利用类型数量;VCi为第i种土地利用类型单位面积生态系统服务价值(元hm-2a-1);ui为第i种土地利用类型面积(hm2);u为评价单元土地总面积(hm2)㊂表2㊀长三角城市群单位面积生态系统服务价值/(元hm-2a-1)Table2㊀Ecosystemservicevalueperunitareainyangtzeriverdeltaurbanagglomerations一级类型Firstclass二级类型Grassland水体WaterbodyForestland草地Cropland林地Secondclass耕地供给服务Provisioningservices食物生产1542.41506.03521.631725.61原材料生产601.544569.71436.731139.61小计2143.955075.74958.372865.22调节服务Regulatingservices气体调节478.832872.98997.56339.17气候调节645.102706.731037.471370.00水源涵养512.092720.031010.8612482.87废物处理924.411143.87877.859875.90小计2560.429443.623923.7624067.93支持服务Supportingservices保持土壤977.622673.471489.69272.67维持生物多样性678.342999.341243.642281.09小计1655.965672.822733.332553.76文化服务Culturalservices提供美学景观1168.0914291.425977.692952.79小计1168.0914291.425977.692952.79合计7528.4334483.5913593.1532439.702.4㊀生态系统服务需求核算基于笔者认知,考虑到生态系统服务需求的驱动因素以及数据可获得性,分别以土地开发强度㊁人口密度㊁地均GDP代表土地需求㊁人口需求以及经济需求㊂由于少数极发达地区人口与经济指标波动极大造成地区需求值产生显著差异,故对人口与经济指标进行对数处理[31⁃32],以削弱极端数据对研究区域生态系统服务需求能力的评估㊂测算方式如下:ESD=X1ˑlog10X2ˑlog10X3(3)式中,ESD表示生态系统服务需求;X1表示土地开发强度;X2表示人口密度;X3表示地均GDP㊂2.5㊀生态系统服务供求值梯度分析空间梯度是指沿某一方向景观特征有规律地逐渐变化的空间特征[33]㊂为了深入分析各城市内部生态系统服务供给与需求价值,引入梯度分析,并进行如下设置:(1)结合格网构建参考文献[34⁃36]与研究区域大小考虑,选用5kmˑ5km的格网尺度单元为梯度分析单元;(2)分别以上海㊁杭州㊁南京㊁合肥4个城市为端点,形成4个城市间发展梯度带(图2),即沪宁带㊁沪杭带㊁杭庐带以及宁庐带,以分析4个梯度带内生态系统服务供给与需求值的分布规律㊂图2㊀沪宁庐杭梯度带示意图㊀Fig.2㊀GradienttransectsacrossShanghai⁃Nanjing⁃Hefei⁃Hangzhou㊀2.6㊀生态系统服务供求关系构建基于以上对于生态系统服务供给㊁需求的核算,引入Z⁃score方法进行数据标准化,以X㊁Y轴分别表征标准化后的生态系统服务供给值㊁需求值,划分为4象限:象限一㊁二㊁三㊁四分别代表高供给⁃高需求㊁低供给⁃高需求㊁低供给⁃低需求以及高供给⁃低需求等不同类型的生态区划㊂x=xi- xs(4)x=1nðni=1xi(5)s=1nðni=1(xi- x)2(6)式中,x表示标准化后生态系统服务供给(需求)值;xi表示第i个研究单元生态系统服务供给(需求)值; x表示长三角城市群平均值;s表示城市群标准差;n为研究单元数㊂3㊀结果与分析3.1㊀生态系统服务供给空间特征分异长三角地区各类型用地面积存在较大的差距,草地69.48万hm2(3.37%)㊁耕地1012.23万hm2(49.13%)㊁林地566.22万hm2(27.48%)㊁水体165.37万hm2(8.03%),导致该地区不同生态系统服务表现能力具有显著差异(图3),调节服务占比最高,为36.44%;其次为文化服务(提供美学景观),30.42%;供给服务为16.69%;最后为支持服务,16.44%㊂长三角地区土地利用类型的分布具有显著的空间异质性,以研究范围内省级行政(直辖市)边界为限,上海市建设用地面积占上海市行政区划面积的36.32%,其余可为人类提供生态系统服务的四大用地类型仅占63.65%;江苏省㊁浙江省㊁安徽省建设用地比例分别为18.11%㊁8.35%㊁7.47%;相应的生态用地分别为81.63%㊁91.61%㊁92.52%㊂这使得长三角各地区所能提供的生态系统服务价值存在明显区域性,如图3所示,上海相较于其他地区可提供生态系统服务的用地较少,因此地均生态系统服务价值极低,为6305.92元/hm2;江苏省区县地均生态系统服务价值较上海市良好,但不容乐观,基本处于整体的中下水平;而浙江省大部分地区其生态系统服务价值较高,杭州市㊁台州市㊁金华市的地均生态系统服务价值占据前三名,除生态用地比例较低的嘉兴市外,其余4市均处于中上水平;安徽省中宣城市㊁池州市㊁安庆市㊁铜陵市地均生态系统服务价值处于前列㊂由长三角城市群各区县生态系统服务供给价值分布(图4)可知,总体而言,长三角城市群生态系统服务供给价值呈现从北到南逐渐升高趋势:其高值区主要包括研究区域浙江省南部,安徽省西南部,供给值基本超过22335元/hm2,其中,淳安县生态系统服务供给值最高;低值区主要包括上海㊁江苏省的东部㊁安徽省中西部,其中,最低值出现于上海市的闸北区与静安区㊂长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型关系紧密,淳安县79%为林地,建设用地仅为10%;而上海市闸北㊁静安区几乎均为建设用地㊂3.2㊀生态系统服务需求空间特征分异基于自然环境以及经济社会发展选择,长三角各地区人口分布存在明显差异(如图5)㊂其中上海人口密度最高;江苏省包括无锡市在内的7个城市均处于前列;安徽省4市人口密度较低㊂长江三角洲城市群经济7182㊀9期㊀㊀㊀寿飞云㊀等:基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分 以长三角城市群为例㊀8182㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀图3㊀长三角城市群不同类型生态系统服务价值量百分比及各地级市地均生态系统服务价值量Fig.3㊀Valueratioofdifferenttypesofecosystemserviceandecosystemservicessupplyindifferentcitiesinstudyarea虽然总体较为发达,但各城市间的差别仍然明显,其中上海市地均GDP高达323万元/hm2;江苏省3市地均GDP超过100万元/hm2;而安徽省多处于下游,多地地均GDP低于10万元/hm2㊂就地均GDP而言,最高值上海市已超过最低值池州市80倍有余㊂在土地利用开发上,上海市已高达36.32%,包括静安区在内的7个县区其土地利用开发程度已接近饱和;安徽省多地土地利用开发程度低于5%,对于土地利用开发尚显不足㊂基于以上可知,长三角城市群生态系统服务需求空间分布具有明显的区域性(图6),长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减㊂按照GIS中的自然间断点分级法(Jenks)将生态系统服务需求值划分为5个等级,111个县区处于0 1等级中,仅17个县区其生态系统服务需求处于等级11 18之间㊂其中上海市静安区需求值最高,为17.70;内陆地区,特别是山区㊁郊区生态系统服务需求较低,其值普遍低于1㊂图4㊀长三角城市群各区县生态系统服务供给能力㊀Fig.4㊀Supplycapacityofecosystemservicesinalldistrictsandcountiesofstudyarea3.3㊀生态系统服务供求梯度变化将沪宁带㊁沪杭带㊁杭庐带以及宁庐带4条梯度带所经过格网的生态系统服务供给与需求值作为纵坐标,以离开端点城市的距离作为横坐标,得到4条梯度带上的生态系统服务供给与需求值(图7)㊂结果表明:(1)从4条梯度带供需状况的分布来看,长三角各城市之间生态系统服务供需差异明显,且城市内部供求极度不平衡,大致呈负相关趋势;(2)沪杭带经过上海㊁嘉兴㊁杭州3个城市,梯度带两端供给能力较低而需求却较高,上海中部以建设用地为主,供给能力几乎为0,嘉兴地区以耕地为主,生态系统服务供给能力上升,需求下降;(3)沪宁带经过上海㊁苏州㊁无锡㊁常州㊁镇江㊁南京6个城市,供给能力呈 M 型分布,而需求呈现明显的 W 型;(3)杭庐带经过杭州㊁湖州㊁宣城㊁芜湖㊁马鞍山㊁合肥等6个城市,芜湖市供给与需求空间分布较为匹配,杭州西部㊁湖州㊁宣城东部以林地为主,生态系统服务供给能力较高;(4)庐宁带经过南京㊁马鞍山㊁滁州㊁合肥4个城市,处于梯度带中间部分的平均值明显高于两端,而需求处于低值㊂基于城市内与城市间极度不平衡现象,在之后的空间规划中,需采用宏观视角,平衡各地发展㊂如上海中心大多为建设用地,后可将其南侧的乡村打造为上海中心城菜篮子,统筹城乡发展;将嘉兴定位为上海的后花园,协调区域发展㊂3.4㊀生态系统服务供求关系空间特征分析通过Z⁃score标准化将各市的生态系统服务供给值与需求值进行关联,得到象限图㊂由图8可知,处于高供给⁃高需求区的区县极少,仅有4个,绝大多数城市处于高供给⁃低需求区以及低供给⁃低需求区,分别为83个与71个,几乎占研究总数的3/4;剩下的51个研究单元处于低供给⁃高需求区㊂以研究范围内省级行政(直辖市)边界为限:上海市作为全国的经济贸易中心,经济发展迅猛,土地利用开发超前,因此各区县均处于低供给区域;江苏省各区县中,以处于低供给⁃低需求区的研究单元为最,供需能力相对匹配,次多出现于低供给⁃高需求区,处于高供给区域的研究单元较少;浙江省的经济发展在长三角城市群中较为领先,但其较好地利用了现有的生态资源,在不破坏生态本底的情况下发展生态产业,因此仍然有较多的区县出现于高供给区,其中高供给⁃低需求区主要出现在主城市的周边区县,如杭州市的淳安县㊁富阳县㊁建德市㊁临安市㊁桐庐县等;还包括自然地理条件优越,生态本底良好尚未开发地区也可提供较高的生态系统服务,如金华的磐安县㊁台州的仙居县以及舟山的嵊泗县等;安徽省经济较其他三个省市滞后,因此其处于生态系统服务需求低值区的区县为多,以处于高供给⁃低需求区的区县为最㊂3.5㊀基于生态系统服务供需关系的生态格局划分基于生态系统服务供需值的象限划分,将长三角城市群209个区县规划至4大生态片区(如图9㊁表3):生态保育区(高供给⁃高需求)㊁生态修复区(低供给⁃高需求)㊁生态重塑区(低供给⁃低需求)㊁生态开发区(高供给⁃低需求)㊂生态保育区:包含4个区县,呈点状分散于长三角城市群中部与东部沿海地区㊂这些区县生态本底条件较为优越,经济发展水平较好,人类对该地区的开发与保护适当㊂从生态系统服务供求关系而言,达到较高水准的平衡,适宜人类生活㊂9182㊀9期㊀㊀㊀寿飞云㊀等:基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分 以长三角城市群为例㊀0282㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀图5㊀长三角城市群各地级市人口密度㊁地均GDP㊁土地开发强度Fig.5㊀Populationdensity,GDPperarea,andlanddevelopmentintensityofvariouscitiesinresearcharea因此,在之后的长三角城市群发展规划中,这些区县可沿现有发展道路继续探索,并可凭借优渥的生态资源开展生态旅游业;在优化绿色生态空间的基础上适度扩大产业和城镇空间,利用现有的经济基础与技术手段,不断优化土地利用结构,在保护基础上谋求新发展;同时,可以将这几个区县作为节点,发挥其社会⁃生态图6㊀长三角城市群各区县生态系统服务需求能力㊀Fig.6㊀Demandcapacityofecosystemservicesinalldistrictsandcountiesofstudyarea效益,辐射带动周边地区生态⁃经济协调发展㊂生态修复区:包含51个区县,主要位于东部沿海经济高度发达地区㊁大城市的主城区以及高新开发区㊂该片区在社会经济指标上表现抢眼,人类活动频繁,但在追求经济社会发展之时,过度依赖于土地开发,资源承载能力已达到阶段性饱和㊂从生态系统服务供求关系而言,需求>供给,若仍按照原本的方式继续发展,宜居程度下降,甚至对生态本底造成不可逆的伤害㊂因此,该片区要率先转变空间开发方式,严格控制新增建设用地规模以及开发强度;依托现有的高新技术与人才优势,推动地区产业转型升级与周边地区的发展,以缓解自身的人地矛盾;加强生态修复与建设,维护生态系统结构和功能稳定,改善当前生态本底不佳的现状;统筹城乡发展,适度扩大生态用地,使经济发展与生态供给趋向平衡㊂生态重塑区:包含71个区县,集中分布于长三角城市群北部㊂这些区县地势平坦,生态条件一般且经济发展水平滞后㊂从生态系统服务供求关系而言,两者达到低程度平衡,该片区尚未探索到可推动经济上涨并在生态承受范围内的发展模式㊂因此,在之后的发展规划中,应重视对于该片区的土地整理,改善土地利用模式,同时提高该片区的生态系统服务供给与需求能力;加强与周边地区的交流与合作,加大技术与人才流动,依靠周边城市进行有效发展;统筹城乡发展,促进地区产业的优化升级,增强单位土地的利用效率;有效利用当地特色资源,如江苏等地的水体,发展生态经济;优化空间布局,推动地区经济可持续发展㊂生态开发区:包含83个区县,主要分布于长三角城市群南部㊂这些区县地势较高,林地资源丰富,生态状况良好,具有较大资源承载潜力;但现阶段对土地开发程度不高,人口压力较小㊂从生态系统服务供求关系而言,供给>需求,生态资源丰厚,尚存较大发展空间等待挖掘㊂在此后的规划中,应充分利用该地区林地㊁农业等生态资源,开展生态旅游,抓住休闲农业㊁观光林业等经济新增长点,赋予绿色农业㊁农旅观光等建设方针,促进一二三产业融合发展,以生态保护为前提,全面提高生态系统服务供给能力,将生态系统服务供给能力的提升转化为经济效益,推动产业转型升级,增强单位土地的利用效率与经济效益;加大政府间生态补偿机制的实行和额度分配,吸纳更多优质劳动力和优势资源进行城市需求端的建设,拉动区域生态系统服务需求端的净提升,实现地区经济的绿色发展㊂4㊀结论与讨论本研究针对有限的国土资源与人类日益增长的物质文化需求以及各区县巨大差异与长三角城市群协调发展之间的矛盾,以生态系统服务为视角,分析了长三角城市群生态系统服务供给与需求的空间分布特征,得到以下结论:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)通过空间梯度分析,各发展带上城市生态系统服务供需大致呈负相关趋势,且由于其发展模式不尽相同,生态系统服务供需分布特征也呈现一定的差异,但是总体来说,省会(直辖市)生态系统服务供给能力较弱,需求较高,而发展带中部城市供给能力增强,需求减弱;(4)基于生态系统服1282㊀9期㊀㊀㊀寿飞云㊀等:基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分 以长三角城市群为例㊀2282㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀Fig.7㊀Urban⁃ruralgradientanalysisofecosystemsupply⁃demandinstudyarea图8㊀长三角城市群各区县生态系统服务供给与生态系统服务需求分区Fig.8㊀Ecosystemservicesupplyandecosystemservicedemanddivisioninalldistrictsandcountiesofstudyarea务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给⁃高需求)㊁生态修复区(低供给⁃高需求)㊁生态重塑区(低供给⁃低需求)㊁生态开发区(高供给⁃低需求),并对各区块提出了差异化规划管理建议,有利于推动长三角城市群缩小地区差异,走向整体化发展新阶段㊂表3㊀长三角城市群生态格局划分Table3㊀DivisionofecologicalpatternsintheYangtzeRiverDelta分区类型Zoningtypes区县数目Numbers所属省份Provinces区县名称Namesofcounties生态保育区4江苏省南京市玄武区㊁苏州市虎丘区㊁镇江市润州区Ecologicalconservationarea浙江省舟山市普陀区生态修复区Ecologicalrestorationarea51上海市宝山区㊁虹口区㊁黄浦区㊁嘉定区㊁静安区㊁闵行区㊁浦东新区㊁普陀区㊁松江区㊁徐汇区㊁杨浦区㊁闸北区㊁长宁区江苏省南京市(白下区㊁鼓楼区㊁建邺区㊁栖霞区㊁秦淮区㊁下关区㊁雨花台区);无锡市(北塘区㊁崇安区㊁惠山区㊁江阴市㊁南长区);常州市(戚墅堰区㊁天宁区㊁钟楼区);苏州市(姑苏区㊁昆山市);南通市(崇川区㊁港闸区);扬州市广陵区;镇江市京口区;泰州市海陵区浙江省杭州市(滨江区㊁拱墅区㊁江干区㊁上城区㊁下城区);宁波市(海曙区㊁江东区)安徽省合肥市(包河区㊁庐阳区㊁蜀山区㊁瑶海区);芜湖市镜湖区;铜陵市(狮子山区㊁铜官山区)㊁安庆市(大观区㊁迎江区)生态重塑区Ecologicalremodelingarea71上海市崇明县㊁奉贤区㊁金山区㊁青浦区江苏省无锡市锡山区;常州市(溧阳市㊁武进区㊁新北区);苏州市(常熟市㊁太仓市㊁张家港市);南通市(海安县㊁海门市㊁启东市㊁如东县㊁如皋市㊁通州区);盐城市;扬州市(宝应县㊁邗江区㊁江都区㊁仪征市);镇江市(丹徒区㊁丹阳市㊁句容市);泰州市(高港区㊁姜堰市㊁靖江市㊁泰兴市㊁兴化市)浙江省宁波市(慈溪市㊁江北区㊁镇海区);嘉兴市;湖州市南浔区;绍兴市越城区;台州市路桥区安徽省合肥市(肥东县㊁肥西县㊁庐江县㊁长丰县);芜湖市(鸠江区㊁无为县㊁芜湖县㊁弋江区);马鞍山(含山县㊁和县㊁雨山区);滁州市(定远县㊁凤阳县㊁来安县㊁琅琊区㊁全椒县㊁天长市)生态开发区Ecologicaldevelopmentarea83江苏省南京市(高淳县㊁溧水县);无锡市(滨湖区㊁宜兴市);常州市金坛市;苏州市(吴江区㊁吴中区㊁相城区);扬州市高邮市;镇江市扬中市浙江省杭州市(淳安县㊁富阳县㊁建德市㊁临安市㊁桐庐县㊁西湖区㊁萧山区㊁余杭区);宁波市(北仑区㊁奉化市㊁宁海县㊁象山县㊁鄞州区㊁余姚市);湖州市(安吉县㊁德清县㊁吴兴区㊁长兴县);绍兴市(上虞市㊁绍兴县㊁嵊州市㊁新昌县㊁诸暨市);金华市;舟山市(岱山县㊁定海区㊁嵊泗县);台州市(黄岩区㊁椒江区㊁临海市㊁三门县㊁天台县㊁温岭市㊁仙居县㊁玉环县)安徽省合肥市巢湖市;芜湖市(繁昌县㊁南陵县㊁三山区);马鞍山市(当涂县㊁花山区);铜陵市(郊区;铜陵县);安庆市(枞阳县;怀宁县;潜山县;太湖县;桐城市;望江县;宿松县;宜秀区;岳西县);滁州市(明光市㊁南谯区);池州市;宣城市图9㊀长三角城市群生态格局分区图Fig.9㊀Zoningmapofecologicalpatternofstudyarea2018年欧维新等[23]采用Burkhard等[9,37]提出的基于专家知识的生态系统服务供需量化矩阵方法,对长三角地区包含上海市㊁江苏省和浙江省3省16个城市进行生态系统服务供需研究,得到浙江省湖州㊁绍兴㊁台州㊁宁波等地达到供需均衡甚至盈余(供给>需求)状态,而上海及其周边苏州㊁无锡等地出现供需赤字(供给<需求)的结果,本文基于生态系统服务供需值的生态格局划分中展示结果与此大致契合㊂本文生态系统服务供给值核算采用谢高地等人[27]的价值当量法,该方法已在国内各地区㊁多尺度层面的研究中进行应用;生态系统服务需求值核算方法基于彭建[32]㊁顾康康[38]㊁黄志洵[31]等人的研究,其中彭建等人的研究对象为广东省21个地级市,顾康康等人的为安徽省17个地级市,黄志洵等人的则为闽三角城市群,研究尺度均为县级区县,与本文研究对象与尺度基本一致,因此,笔者认为该供给与需求核算方法可应用于长三角地区且。
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Livestock Pets
Aquaculture
生物生产 工业生产 生物分解 工业分解 调控
Outputs
Industry Urban greenland
Garbage treatment
Groundwater
Surface water
Wastewater treatment
System boundary Outputs
拥挤地球的生态学
地球系统已超越将生态系统修复到过去 状态的传统理念
未来环境很大一部分将由人工不同程度 影响的生态系统所组成(Palmer et al., 2004)
自然科学家可能难以接受这个现实,但 这个趋势不可逆转!“人类世”
人工生态系统研究现状
研究少、水平低。生态学家介入很少, 产业部门有一些生态研究,水平不高
生态系统排列在S族上,意味着它在 结构和功能上的定向化。由此发现 了生态器、生态核和生态质
P族的新层次系统
P族上,多细胞有机体之上与全球生命系统 之间还有一个层次,即这才是第4个层次
这个系统应该是刚刚形成的城核生态系统
– 在P族上,尺度介于多细胞有机体和全球生命系 统之间
– 在一维谱上,正好包含生态系统(类似真核细 胞与原核细胞的关系)
Does growing vegetable in plastic greenhouses enhance regional ecosystem
services beyond the food supply? 塑料温室能否既提高供给食物又强化区域生态 系统服务?
Jie Chang, Xu Wu, Ying Ge et al., 2013
牧场、农田、森林和城镇人居地区NPP分别占 16%,32%,33%,9% (Ellis and Ramankutty, 2008)
人工系统缺失了其他服务
破缺与耦合
现代农业 提高食物 产量的同 时降低其 他生态系 统服务
(Chang et al. 2013)
Frontiers in Ecology and the Environment
城核系统
—— 破缺与耦合、组织与自组织
城核系统的外貌
水平结构
城核系统的垂直结构
城核系统的交通网络结构
通讯网络结构
城核系统的功能结构
Inputs
Forest
Functional group boundary
Grassland
Cropland
Near-surface atmosphere
Human
全球性的城市化
(a) 1975
(b) 1985
– 具有完全系统的特征,属于P族系统 – 因为尚处于形成期,因而结构还不明朗 – 可通过真核细胞类比推测
两类基本生态系统
自然生态系统的类型归属
– 原生态系统(protoecosystem, protoecos)——保护区
分工后生态系统将成为两大类
– 生态器、生态核 – 生态质
为分工的生态系统——保护区
地球最富活力的部分,反而成为生态学 研究空白
当生态学成为社会核心时,生态学家却 退居边缘!
研究背景 - 科学内生需求
生态学理论停滞已久
– 1941年Tansley提出生态系统,1950s 经 Odum系统整理成熟
– 1930s种群理论趋于成熟 – 70余年里仅小修补
新的革命已经到来
– 新系统层次刚刚进化出来 – 大量案例和数据的积累 – 相邻学科的发展:经济学、物理学 – 数理工具与实用工具
相邻学科与新生态系统
城核系统学
细胞学
新空间经济学
杜能的理论 (孤立国)
景观生态学
经济地理学
城市学
人类生态学
生态系统学
群落学
经济学
地理学
生态学
生物学
回顾——等级层次生命系统的演进
体积显著增大 组分和所包含的等级层次增多 结构与功能的复杂化 生物适应能力提高 系统结构发育过程涉及的调控机制复杂化 系统内部状态的相对更稳定 寿命延长。有利于生态上的竞争 增加单位土地面积上的生命物质密度,更
生态系统(E)
农田(E1) 森林(E2) 草地(E3) 城市(E4) 河流(E5) 湖泊(E6) 水塘(E7)
人类-自然耦合系统层次的氮 干扰的面积仅有23%
人工生态系统已覆 盖全球75%无冰陆地
牧场、农田、人类 影响森林和人居面 积分别占30%,21%, 19%,7%
功能群层次的氮过程:
系统的等级层次:
系统(System) 人类-自然耦合系统
功能群(FG)
加工者 (FG1): S1-7
消费者 (FG2): S8-9 移除者 (FG3): S10-11 生命支持系统 (FG4): S12-14
子系统(S) 农田(CL) 草地(GL) 森林(FR) 牲畜养殖(LS) 水产养殖(AQ) 工业(ID) 城市绿地(UG) 人类(HM) 宠物(PT) 污水处理(WT) 垃圾处理(GT) 近地面大气(AT) 地表水(SW) 地下水(GW)
人工生态系统
人工生态系统:从修饰原生态系统(宽 泛)到设计建造(严格)的一系列生态 系统
森林、人工林、农田、设施农业、人工 湿地、污水处理厂、城市、。。。太空 舱
自然系统与人工系统的活力
人类主导后生产力提高
人工种植园以5%的森林面积生产全球15% 的木材,Paquette and Messier,2010)
从原生态系统到城核系统
核——城市 质——田野 制造器:城市边缘工
业园区 能量器:分散在田野
中的农田、煤矿、油 田等 保护区------原生态系 统 还有??
生态仿生
城核系统的聚合-突生假说
破缺-偶合形成了比原生态系统更大的城核系统 生态核、生态器和生态质 城核生态系统的核是具有大学的城市 —— 常杰、葛滢《统合生物学纲要》,2005
充分利用空间等资源
回顾——生物系统螺旋
对生物系统谱的认识
从一级结构上升到二
级结构
?
谱带螺旋上升,各个 系统的尺度逐渐加大
周期性回到原来方位, 提高一个等级层次
同族系统相似
回顾-城核系统假说的预测力
从螺旋图上推理出P族有新层次,在 我们所知的4个层次之外,找到了新 层次——城核系统