全 文 ：第 34 卷第 15 期
2014年 8月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.15
Aug.,2014
http: / / www.ecologica.cn
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: jyzhu@ rcees.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201408081585
朱晶莹.如何设计与开展现代生态学研究———第五届“国际青年生态学者论坛冶述评.生态学报,2014,34(15):4454鄄4459.
如何设计与开展现代生态学研究
———第五届“国际青年生态学者论坛冶述评
朱晶莹*
(中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院, 北京摇 100083)
摘要:为促进中国青年生态学者与海外生态学者的交流与合作,由中国生态学学会、中华海外生态学者协会和国际青年学者论
坛委员会联合举办的第五届国际青年生态学者论坛,于 2014年 5月 16日至 18日在河南大学(开封)顺利召开。 围绕“如何设
计与开展现代生态学研究冶的主题,本届论坛的科学议题包含了以下五个方面:(1)如何设计现代生态学的研究;(2)生态学不
同领域的研究方法;(3)针对不同生态学问题所采用的数据分析方法;(4)撰写生态学领域研究项目申请书方面的成功经验交
流;(5)英文论文写作过程中的注意事项,传授提高生态学英文论文写作能力的经验和技巧。 国际青年生态学者论坛促进了青
年生态学者与国际专家的交流,对我国生态学科的发展和生态学人才的成长具有重要意义。
关键词:国际青年生态学者论坛;生态学;实验设计;论文写作
1摇 论坛背景和概况
生态学是研究生物与环境之间相互关系和作用
的科学。 在近一个世纪以来,随着世界人口剧增,人
类对自然资源和环境的不合理开发和利用,以及对
生态系统的不断干扰和破坏,全球的生态环境发生
了急剧的变化,如全球变暖、海平面上升、大气和水
体污染、生物入侵、生物多样性丧失、荒漠化加剧、生
态系统退化、水资源短缺等一系列全球性生态与环
境问题和生态灾难等等[1],青年生态学工作者学术
思想活跃,进取心强,易于接受新思想、新方法和新
事物,是我国现代生态学发展的一支生力军,他们来
自全国不同的地区和不同的学科,共同的历史使命
和形势的发展,促进了这些青年学者对生态学前沿
问题的探讨[1],青年生态学者面临着一系列的挑战,
承担着艰巨的任务,他们的成长更关乎生态学的发
展,他们是引领未来国际生态学发展的希望。
国际青年生态学者论坛( International Forum for
Young Ecologists)平均每年举办一次,由中国生态学
学会、中华海外生态学者协会和国际青年生态学者
论坛委员会联合举办,旨在加强青年生态学者之间、
青年生态学者和资深生态学者之间、中国与海外生
态学者之间的交流与合作,更快地促进中国生态学
研究能力提升和青年生态学家的成长。 第一届国际
青年生态学者论坛于 2009年 6月 29 日—30 日在兰
州大学举办,论坛参会者为来自国内外 100 多个科
研院所的 300名学生和青年学者,报告内容以“宏观
生态学和可持续发展冶为主题,围绕植物鄄土壤互作
关系、区域生态系统结构与功能、生态安全和生态规
划、全球变化生态过程和环境可持续发展等热点领
域,既包含基础理论研究,也强调生态学理论的实践
应用[2]。 第二届论坛于 2011年 8月 1日—4日在南
京大学召开,来自海内外近 400 名学生和青年学者,
围绕“全球变化背景下生态学热点问题冶主题,分别
从植物群落学、植物生理生态学、地下生态学、水生
态系统、生物入侵、生物多样性、区域生态安全等 7
个方面进行了交流与讨论[3]。 第三届论坛于 2012
年 6 月 12 日—14 日在河南大学(开封)拉开帷幕,
来自国内外科研院所的约 100 名青年学者和学生围
绕着“如何有效地开展研究和发表英文论文冶这一主
题,广泛交流,取得了很好成效。 第四届论坛于 2013
年 6 月 9 日—15 日在广州举办,由中国科学院华南
植物园、广东省生态学会、中山大学和中华海外生态
学者协会承办,论坛的主题为“全球变化背景下退化
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生态系统恢复的格局与过程冶,来自海内外的青年学
者和学生就论题展开了热烈的交流和讨论,进一步
增加了论坛的影响力[4]。
第五届“国际青年生态学者论坛冶于 2014 年 5
月 16日至 18日在河南大学(开封)召开,论坛的主
题是“如何设计与开展现代生态学研究?冶,论坛参会
者来自 4个国家、约 60 个科研院所约 100 余名学生
和青年生态学者,参会者通过网上提交论文摘要,经
过筛选成为报告人。 本次论坛的目的是为不同层
次、不同生态学领域的青年生态学者提供交流和探
讨的平台,大会共分 5 个方面,设有 3 个分会场,组
织报告 42场,其中专家学者报告 14 场,学生分组报
告 28场。 会议第一天,河南大学校党委书记致开幕
辞,特邀专家 Richard J. Norby 、骆亦奇、陈吉泉、
Shuijin Hu、魏晓华、唐剑武、 譈lo Niinemets、陈汉、
Jeffrey S. Ducks、郭旭临、刘玲莉、牛书丽等分别做了
报告,介绍了当前国际生态学研究的一些新理论、新
方法和新技术;第二天,学生分组做报告,专家们就
报告内容和格式进行相关的指导,最后经过专家的
评审和打分,古镇嘉、柳丽婷、方运霆三位报告人获
得了“Yang Hanxi Rising Ecologist Award冶 ,其他 19
名论坛报告人分别获得了 “ Yang Hanxi Career
Enhancement Award冶。 论坛进行的最后一天,承办单
位河南大学的万师强教授做总结性报告,并于会后
组论坛参与者参观了位于河南大学校园内的实验
田,介绍其控制试验的设计。
2摇 论坛特邀专家及报告
本次论坛特别邀请 Richard J.Norby 、骆亦奇、陈
吉泉、Shuijin Hu、唐剑武、譈lo Niinemets、陈汉、郭旭
临、刘玲莉、牛书丽、万师强等专家分别介绍了在全
球变化背景下自己的开展的课题和研究的项目,较
为详细的解释了实验设计的过程中涉及的生态学的
研究理论和技术方法,给青年生态学者以很大的
启示。
除与课题相关的之外,也有一些专家学者单就
论文的写作给予了详细的建议和意见。 魏晓华特别
讲解了如何设计实验和做好学术报告,强调和明确
实验设计的重要性、成败的关键因素和实验建模的
方法等,详细介绍森林实验设计的关键性考量因子,
讲解了南美和中国对于做报告的差异和相似点,以
利于提高报告的效力性。 Jeffrey S. Ducks 在介绍他
的课题和实验之外,也给了广大学生以如何做好科
研和实验设计的建议,强调师生之间学术交流中沟
通的重要性,学研期间贯穿始终的是大量阅读,阅读
相关的、国际化的、前沿的文献尤为重要,并在撰写
论文中展示创新的高亮点,使读者一目了然。 Aim佴e
T. Classen同样强调了阅读文献,尤其是阅读英文文
献的重要性,建议青年学者大胆地表述自己的想法,
被别人听见、看见,才有可能使自己的一些想法得以
实现。
3摇 论坛报告内容
3.1摇 植物与土壤互作关系研究
唐庄生通过对宁夏中北部荒漠草原不同沙漠化
程度中土壤与植被生产力的监测,发现荒漠化类型
草地上,主要优势种植被群落是一些耐旱的草本植
物,且随着不同程度的荒漠化水平的加深,植物群落
的多样性指数、均匀度指数、盖度和生物量均降低,
土壤自身的有机碳、总氮、总磷、速效氮、速效钾、速
效磷的含量也随之降低。
杨阳以同一区域荒漠草原为对照,系统展开人
工柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影
响,研究结果表示人工柠条灌丛能够增加荒漠草原
土壤养分,以高密度柠条灌丛根围表层(0—10cm)
增强效应最强,这种增加效应在垂直方向上随着深
度的增加而减弱,水平方向上随着远离根的方向上
减弱,并表示人工柠条密度并未影响土壤养分的空
间分布格局。
葛体达采用14C 同位素标记法对 7 种土壤进行
室内 80天的标记培养实验,来研究土壤自养微生物
的固氮能力,实验结果显示土壤微生物碳同化速率(
14C鄄SOC含量)为 0.0134—0.103g C m-2d -1,估算全
球陆地生态系统微生物年固碳量为 0.6—4.9 Gt C。
同时发现14 C鄄SOC 含量与固碳酶活性和固碳基因
cbbL丰度显著相关,说明自养微生物是土壤固碳的
主要驱动者。
闫伟明等人探究中国西北地区长期施氮对有机
碳、氮、磷含量及储量的影响,实验设计从 2004 年开
始,对两个品种、5 种施氮水平的长期施氮中测定有
机碳、氮、磷和土壤容重,实验结果发现有机碳、总氮
和总磷随土壤深度加深而减少,并且三者在 0—
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30cm土层显著相关,随土层加深相关性减小。
郑吉等人分析和总结现有陆地生态系统固碳计
量方法,针对某些重大生态工程的不同特点提出适
用于不同工程的固碳计量方法学框架,并以江西省
退耕还林工程为例,采用固碳计量方法对其工程固
碳现状和潜力进行评估。
刘希玉等采集我国南方亚热带湿地松森林土
壤,采用湿晒法于 2012年设置铵态氮和硝态氮添加
的培养实验来研究不同形态的氮添加对于我国南方
亚热带各粒级土壤团聚体中酶活性和微生物群落结
构的影响。
柳丽婷等使用红外辐射加热器对华北山前平原
农田进行模拟增温和不同水肥处理实验,以冬小麦
为主要生长作物,采用静态箱鄄气相色谱法研究农田
土壤温室气体的 N20 排放,调查研究了 N20 排放的
动态特征及其对增温与施氮的响应。
张林等测定和比较青藏高原东缘高寒草甸不同
植物群落的火烧痕迹与对照样地的土壤优势植物叶
片营养元素生态剂量关系和土壤真菌 /细菌。 结果
表明,火烧短期内降低了高寒草甸土壤和植物叶片
的营养元素水平,增加了氮对生态系统限制性,同时
高寒草甸生态计量的改变对土壤微生物种群组成有
较大影响。
王彦杰等在干旱条件下以缺苞箭竹为研究对
象,从物质代谢角度探究不同程度的干旱胁迫下发
笋期缺苞箭竹不同器官碳氮代谢耦合响应机制进行
了研究。
李伟等人通过采用人为混合针阔叶凋落物的方
法,研究了阔叶树、阔叶灌丛凋落物融入油松、辐射
松两种针叶掉落物后对土壤微生物参数和土壤有机
碳的影响,对森林立地管理具有重要的意义。
3.2摇 区域生态系统结构和功能研究
对于生态系统服务功能的变化的了解是有效保
持和增强生态系统服务功能的关键。
黄从红利用 INVEST 模型评估了 1994—2007年
四川省宝兴县的碳储量、产水量、水质净化和水土保
持这 4 种服务功能的变化,利用多元回归法分析了
降水、气温和土壤覆被变化对服务功能的影响。
杨永川通过在缙云山设置样地对栲种子两次的
收集以及研究,发现成熟可育栲种子散布后随时间
的推移其多度出现剧烈下降,且成熟可育栲种子随
着散布时间的推移,在空间上也发生了重构。
钱大文基于临泽县 1977、1986、1993 和 2002 的
4期遥感影像,利用 3S技术、土地利用变化模型和景
观格局分析技术,分析近 35a 来绿洲—荒漠化土地
时空演变和景观格局动态差异,并进行了分区比对
研究,研究结果表明,临泽县荒漠化程度减轻的驱动
力因素是人为的政策制度的改变,但同时伴随了景
观破碎化程度的加剧。
肖波通过对在黄土高原半干旱区域长期定位自
动观测实验来探究苔藓类生物结皮对的不同深度的
土壤水分和土壤温度的影响,探究结果表示生物结
皮对表层生物土壤湿度有积极作用,对浅层生物土
壤有消极作用,对深层生物土壤也有积极作用,且对
土壤温度一致为积极作用。
古镇嘉等人针对南仁山榄仁溪样区地上部生物
量与有机质层之间的动态变化进行探讨,并依据赵
伟村于南仁山榄仁溪样区利用植群结构所区分的两
种生育地做参考,选取前 10 优势树种,使用异率回
归式计算这些优势树种在 22a 间的动态变化特征,
表明不同的树种掉落物的多寡与分解的速率均不一
致,造成地上生物量的分布也因物种的差异有所
不同。
代光辉等人以陕西靖边县为研究区域,对黄土
高原丘陵沟壑区北坡、西坡、峁顶、东坡以及南坡 5
种不同坡向 8a中国沙棘人工林的种群数量、结构进
行系统研究,以探寻不同坡向中国沙棘种群的数量
及结构的空间动态规律及其机制,为种群调控和造
林恢复提供理论依据。
3.3摇 生态安全和生态规划研究
赵伟讨论了生态学的跨学科范式的兴起及对生
态文明建设的启示。
赵小锋等人基于 1987—2009 年 Landsat TM /
ETM+ 夏季时间序列遥感影像,分析了研究区厦门
岛在城市化过程中绿色开放空间的几何特征和其周
边结构对其冷岛效应的影响。
张振利用 Granier 测定系统,对华南丘陵植被恢
复先锋树种马占相思和木荷的树干液流分别进行 4a
和 5a的监测,比较不同龄级两个树种的蒸腾量及积
极变化发现马占相思和木荷的蒸腾量均随着树龄的
增加而增大,木荷蒸腾量的增加速度更快,表明与外
来树种马占相思相比,乡土树种木荷对水分胁迫有
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更好的适应及调节能力。
3.4摇 全球变化生态过程研究
王怡慧分析气象资料和台湾南仁山榄仁溪森林
样区的关系,探求南仁山样区木本植物与气候变迁
的动态特征,推定气候变化(如降雨等)已经对研究
区内木本植物造成了影响。
方运霆利用植物组织15N 自然丰度能够有效的
反应生态系统氮循环特征的变化,且生态系统趋于
氮饱和时,生态系统各组分包括15N 自然丰度增加这
一原理,通过对近 100a 的全球尺度森林生态系统氮
有效性变化特征来探究全球范围内当前氮沉降是否
能够满足森林植物的氮需求。
3.5摇 城市生态研究
宋英石等人通过冲洗鄄称重法和扫描电镜法两
种方法,分别从颗粒无质量和数量两个方面比较了
北京 4种典型常绿树种(刺柏、白皮松、侧柏、大叶黄
杨)叶片对空气颗粒物吸附能力的差异。 结果表明,
单位面积大叶黄杨的颗粒物总量最高、刺柏的滞尘
量最高。
闫蓬勃等为给城市树种选择提供科学依据,采
用多元回归法,对中国的 31 个城市中树种的多样性
进行对比分析,发现南方城市树种多样性普遍偏高,
且物种丰富相对高的地区城市树种多样性小于城市
周边地区。
4摇 总结及展望
生态学是一门贯穿多个传统学科的新兴学科,
研究生物环境、生命个体与整体间的一种相互作用
关系,交叉、融合、适应、进化是现代生态学的显著特
征,正朝着多尺度、全方位方向扩充和发展[5]。 随着
全球人口、资源、环境等问题的不断涌现,生态学突
破了传统生态学的自然科学界限,在研究层次、时空
尺度,内容和技术方法均有较大的转变。
生态学研究虽然有地域特色,不同国家的生态
系统多样性差异很大,但生态学实验设计和研究方
法论是国际通行的。 我国生态学研究近 20 年来虽
然取得一定发展,但与国际水平还有很大的差距,具
体表现在:我国学者所发表的国际期刊论文引用率
总体偏低,所发表的高水平期刊论文还相对较少[6]。
提高我国生态学研究水平,国际合作尤为重要。 但
我国生态学研究的国际合作水平还处在初级阶段,
尚不能够积极影响甚至引领国际生态学研究的发
展,故需要进行多种形式的国际交流与协作,如学术
会议、交换访问学者和开展合作研究等 ,可以交换
对于生态学的科学创意与文化视点,有力推动我国
生态学的发展[7]。 青年正是未来的希望,他们正处
于富有创造力的年纪,为青年生态学者搭建国际合
作与交流的平台是我国生态学者的重要使命,使青
年生态学者之间、青年生态学者和资深生态学者之
间、中国与海外生态学者之间有更深交流与合作,更
快地促进中国生态学研究能力提升和青年生态学家
的成长,提升中国生态学研究在国际生态学研究的
影响力。
致谢:本文得到《生态学报》编辑部孔红梅、刘天星博
士 以 及 Marine Biological Laboratory and Brown
University唐剑武教授中肯的建议和细致的指导,特
此致谢。
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摇 摇 附表:
报告
Report
报告人
Reporter
报告名称
Report name
报告人单位
Reporter name
特邀青年专家 Richard J. Norby
How to Start a Big Experiment?
(or a not so big one)
Oak Ridge National Laboratory, USA
Yiqi Luo
Ecosystem Responses and Feedback to
Climate Change
University of Oklahoma ,USA
Jiquan Chen
Beyond Conventional Ecology
People & Societies in a Changing World
Michigan State University ,USA
Shuijin Hu
Experimental Assessment of Elevated CO2
Effects on Terrestrial Ecosystem N Cycling
North Carolina State University ,USA
Xiaohua Wei Research Design and Presentation University of British Columbia ,Canada
Jianwu Tang
Phenology , Succession , and Terrestrial
Carbon Fluxes
Marine Biological Laboratory and Brown University
,USA
譈lo Niinemets
Conducting Ecological Research through
Different Scale of Biological Organization
Estonian University of Life Sciences
The Republic of Estonia
Han Chen Boreal Forests and Climate Change
Faculty of Natural Resources Management
Lakehead University ,Canada
Jeffrey S. Dukes How we do Ecology in North America Purdue University ,USA
Xulin Guo Ecology and Remote Sensing University of Saskatchewan, Canada
刘玲莉
Example of Experimental Design in Ecological
Research : Disentangling the Complex Processes
中国科学院植物研究所
牛书丽
Data Mining to Uncover Ecosystem Mechanisms
in an Era of Big Data
中国科学院地理科学与资源研究所
万师强 Global Change Manipulative Experiments 河南大学
青年学者和
学生报告
唐庄生
荒漠草原沙漠化过程中植被特征与土壤性
质的响应
西北农林科技大学
王怡慧
台湾南部地区榄仁溪森林动态样区木本植
物与气候变迁之长期研究
国立嘉义大学(中国台湾)
葛体达 亚热带稻田生态系统固碳效应研究 中国科学院亚热带农业生态研究所
杨永川 拷种子散布后空间格局的变化 重庆大学
钱大文
绿洲化鄄荒漠化土地时空格局变化与对比研
究 ———以黑河中游临泽县为例
兰州大学
杨阳
人工柠条灌丛对荒漠化土壤养分空间分布
格局的影响
宁夏大学
Hongrui Ren
Effect of Precipitation Seasonal Distribution on
Spatiotemporal Variation of Aboveground Net
Primary Productivity in Inner Mongolia
Grassland摇
太原理工大学
肖波
半干旱地区苔藓类生物结皮对土壤水分和
土壤温度的长期影响
北京市农林科学院
熊少辉 生态建设中生态学概念整合 合肥工业大学建筑与艺术学院
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续表
报告
Report
报告人
Reporter
报告名称
Report name
报告人单位
Reporter name
闫伟明
中国西北地区长期施氮对有机碳、氮和磷含
量及储量的影响
西北农林科技大学
郑吉
评估中国重大生态工程对区域尺度碳储量
贡献的方法学研究
江西农业大学
方运霆
过去 100多年来全国尺度上森林生态系统
氮有效性的变化
中国科学院应用生态研究所
赵伟
生态学的跨学科范式的兴起及对生态文明
建设的启示
中南民族大学
刘希玉
不同形态氮增加对我国南方亚热带各粒级
土壤团聚体中酶活性和微生物群落结构的
影响
中国科学院地理科学与资源研究所
古镇嘉 南仁山榄仁溪样区生物量 22年的动态变化 国立嘉义大学(中国台湾)
柳丽婷
Experimental Warming Induced Drier soil and
reduced N2 0 Emissions from Fertilized Crop
Rotations of Winter Wheat-soybean / fallow
中国科学院遗传与发育生物学研究所
赵小锋
城市化进程中绿色开放空间冷岛效应的多
时相研究
中国科学院城市环境研究所
宋英石
北京典型常绿树种对空气颗粒物滞尘能力
的比较研究
中国科学院生态环境研究中心
张林
火烧对青藏高原东缘高寒草甸土壤-植物生
态计量关系和土壤真菌 /细菌的短期影响
中国科学院成都生物研究所
王彦杰
连续两年干旱对发笋期的大熊猫主食箭竹
叶片和根碳氮代谢的影响
中国科学院成都生物研究所
李伟
凋落物类型对土壤微生物参数和可溶性有
机碳的影响
中国科学院成都生物研究所
黄从红
基于 Invest模型的宝兴县生态系统服务功
能变化分析
北京林业大学
闫蓬勃 中国城市树种多样性分析 北京林业大学
代光辉
黄土高原不同坡向中国沙棘种群数量及结
构空间动态
北京林业大学
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