| 东北师范大学草地科学研究所/植被生态科学教育部重点实验室/国家草地生态工程实验室 |
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科 学 研 究
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科学研究是关键。追求理论“创新”和技术“实用”是我们永恒的主题。努力构筑完善的学科体系。 一、
学科方向 草地科学研究所/国家草地生态工程实验 由下列三个研究方向组成 草地生态-草地管理研究方向 从事草地植物生长分析,繁殖策略,适应进化研究。重点研究草原植物生长机制和抗旱、抗逆策略。为探索草地存在与发展提供理论基础,并为草地植物资源利用和筛选优良抗逆牧草提供理论指导。在此研究领域已取得了系列研究成果,形成了显著学术优势。从事草地植被分布与动态,草地生态系统结构与功能研究。重点研究草地生态系统的能量流动、物质循环以及稳定性机制。在这一领域,特别是在枯落物亚系统研究方面已取得了显著成绩。在揭示草地发生与演替过程基础上,为草地利用、草地保护及其“三化”草地恢复与重建提供理论基础和实践指导。从事草地管理政策和草地管理技术研究,包括区域性“适地适用”评价与预测,草地放牧、刈割收获、饲养、草地资源利用与评价等。重点研究草地家畜的放牧行为与策略对草地植被生产牧过程以及用放牧作为草地管理的重要技术途径。在满足SPUR2专家管理系统要求的参数研究基础止,建立中国草原管理和草原畜牧业发展的理论和技术体系,形成符合中国草原环境和利用规律的专家系统。 区域治理-生态工程研究方向 从事恢复生态学和生态生产流程研究,探索受损草地经济有效的恢复、重建和改建技术与途径,以及草地资源的多级利用工艺。重点研究村落-农田-草地三者间的物质产出与利用效率,包括秸秆-过腹-积肥-还田的营养循环通路以及人类作用导致的自然偏离度的根源、村落行为、村落生态系统的结构与功能等。综合研究以人为中心的区域可持续高质量发展理论和技术。 饲草-饲料研究方向 从事草地植物生态生理、解剖、牧草栽培选育、饲草饲料生产与营养等研究,包括草坪草选育及草坪建植与养护。重点进行牧草选育与饲草饲料研究。中国的粮食问题不是口粮问题,而是饲料问题,此研究方向将为根本解决中国草原之草短缺、草畜矛盾提供物质基础。 植被生态科学教育部重点实验室 除上述三个方向外,还包括以下两个方向 湿地生态研究方向 湿地研究是我校独具特色的生态学研究领域。1960年教育部和吉林省为填补我国学科空白,批准东北师大成立沼泽研究室,1986年更名为泥炭沼泽研究所,下设湿地生态研究室,泥炭资源研究室,自然地理实验室,C14年代实验室,孢粉与植物残体分析实验室等。 四十余年来,在柴岫、郎惠卿等老一辈学者的带领下,在湿地生态学、湿地自然地理、第四纪地质和地球化学等多学科交叉的基础上,对全国、特别是东北地区和若尔盖高原的沼泽湿地进行了长期系统性的定位和半定位研究。曾得到国家科委、国家教委、煤炭部、地质矿产部、化工部、商业部及吉林省的大力支持。先后完成“南水北调若尔盖沼泽考察”、“黄淮五省泥炭资源考察”、“全国泥炭资源调查”、“
泥炭饲料添加剂”等大型科研任务。完成“中国沼泽类型、分布和演化规律及其开发与保护研究”、“小兴安岭泥炭藓沼泽泥炭与植物间的营养物质交换”、“渤海北黄海沿岸泥炭成矿机制与海进海退关系”、“泥炭形成的水热系统与全球成炭气候模式”、“中国东北地区和白俄罗斯泥炭沼泽生态特性对比研究”、“泥炭C14年代可靠性研究”等十余项国家自然科学基金研究项目;“吉林省湿地资源调查”、“吉林省湿地、生物多样性现状调查及合理利用与保护的研究”、“松嫩平原湖泊湿地水生态保护与合理利用研究”、“中国湿地生态效应研究”等30余项省部委科研项目。在这些高层次科研项目的支持下,先后出版了《中国沼泽》、《泥炭资源的开发利用》、《中国北方沿海泥炭与环境》、《中国泥炭》、《中国湿地研究与保护》和《中国湿地植被》等专著。在各类学术刊物上发表论文180余篇。先后荣获全国科学大会奖,国家教委科技进步二、三等奖和省科委科技进步一、二等奖。通过几代人的不懈努力,建立了我国湿地生态学的基本理论体系和一整套湿地与泥炭研究方法。由于突出贡献,并有较高的学术声誉,东北师大成为教育部虚拟湿地资源环境研究中心的核心和挂靠单位。自1995年成立湿地研究中心以来,组织教育部直属高校进行全国范围内的湿地生态研究,积极参与国家湿地保护政策的制定,编写了“中国高校湿地保护行动框架计划”。可能取得的突破点:①
湿地对全球气候变化的响应及其气候对环境调节的贡献;
② 湿地生物种群生态以及生物与生物、生物与环境的协同进化;③
湿地的生态系统服务功能。
湿地生态研究方向主要从事湿地生态过程、湿地资源环境效应及湿地保护研究。 湿地生态过程研究:
湿地生态过程是指湿地发生与演化过程,湿地的物理、化学和生物过程。
物理过程研究包括湿地水分或水流的运行机制;湿地植被影响的沉积过程与沉积通量;湿地开发前后局地与区域热量平衡等。化学过程包括氮、磷等营养元素在湿地系统中的流动与转化;湿地温室气体循环机制及其对全球变化的贡献的定量估算;湿地对重金属和其他有机无机污染物的吸收、鳌合、转化和富集作用等。 湿地资源与环境效应研究: 湿地资源研究包括资源类型、分布和数量方面的调查与动态监测;木材用、药用、饲用、食用生物资源的价值评估和合理利用途径研究;湿地淡水资源的合理调配策略研究;泥炭资源的农业、工业、园艺、医药利用途径研究;湿地旅游开发设计研究等。湿地环境效应研究包括湿地防洪减灾效应研究;湿地的气候调节作用研究;湿地净化污水功能研究;湿地作为珍稀濒危动物栖息地价值研究等。 湿地保护研究:
包括湿地生物多样性保护、湿地自然保护区和湿地恢复与重建等。湿地生物多样性研究主要有湿地生态系统类型及物种编目;水禽迁徙动态观测;濒危物种保护对策等。湿地自然保护区研究包括保护区功能评价,保护区规范化管理体制等。湿地恢复与重建研究包括湿地生态系统受损机理,湿地恢复关键技术研究,湿地景观生态设计等。
在兼顾上述三方面研究内容的基础上,重点进行湿地生态系统的物质循环和能量流动及演变规律研究。在揭示湿地生态系统运行规律的基础上,提出合理利用湿地资源的建议,为生态环境保护和经济建设提供科学的理论指导 森林植物生态研究方向 森林复杂,森林生态研究领域也非常宽广。森林生态学研究森林各种有机体之间相互关系,以及这些有机体与它们所在自然环境之间的相互关系。这些有机体可分为植物和动物,植物可分为草本植物和木本植物。森林生态系统较为复杂,这不仅表现在其结构、格局和动态过程方面,也表现在植物种类组成丰富多样、植物生态型和生活史多变等方面。 地球表面森林覆盖率为22%,中国为13%。森林除巨大的生态防护效应以外,每年为社会提供大量的木材和经济动植物资源。但是,长期以来,生产“大木头”的指导原则和社会需要,导致森林生态系统严重受损,森林木材资源枯竭。“98”洪水就是大自然向人类砍伐森林、破坏林下草被的一次警告性报复。现在林业“二危一困”,即森林生态危机, 森林木材资源危机,林业经济危困。在这种情况下,广泛深入探索林木资源的多途径利用、森林多种多样植物资源的非木材开发,对于森林保护,振兴林业经济,具有重要意义。这样,森林植物生态研究就成为了首先必须研究的问题,包括研究某一种植物的资源储量及其生长存活过程与环境的关系。全球陆地景观破碎化和荒漠化的扩展,也同样要求我们深入研究森林植物生态,为选择优良抗逆树种,进行农田防护林和牧区防护林建设提供理论基础。森林遭破坏以后,发展了大面积草地,这些草地具有特殊的植物种类和生物生态学特性,为了合理地利用这些林间草地、草山、草坡,发展森林放牧场,也需要我们深入研究这些森林植物的生态学特性。
以森林植物为研究对象,侧重草本植物,兼顾有重要经济价值和生态价值的木本植物,突出植物种群生态学研究内容,包括生长、繁殖策略,竞争演替机制和群体对干扰作用的响应。在此基础上,广泛深入研究森林草本植物资源种类,资源储量,生长过程与有林环境和无林环境的关系比较,研究可作森林放牧场的草本植被生态及其利用和保护理论与技术。
与上述二个研究领域一样,东北师范大学森林生态研究始于50年代,经过了40多年的研究历史,取得了方方面面的研究成果。如草原造林(钱家驹,1956),森林植物调查(钱家驹,1956),森林植物分类(竹内亮、钱家驹,1957),森林植物分布(竹内亮,1958),东北裸子植物研究(竹内亮,1958),东北经济树木研究(竹内亮、祝廷成,1959),高山冻原和冻原植物研究(钱家驹、张文仲,1980
;Zhu Tingcheng et al,1987),长白山植物药志(吉林中医中药研究所,长白山自然保护区管理局,东北师范大学生物系,1982),
森林植被图(张文仲等,1987),长白山经济动植物及其利用(高玮等,1992)。
在其它方面,我们也先后做了相应工作,如森林土壤动物、森林鸟类与森林野生动物研究,松茸研究、森林对全球变化的响应等。
总体而言,与林业院校相比较,我们在这一领域的工作相对薄弱,因此,拟与相关教学和科研机构联合进行研究和人才培养,如东北林业大学、北华大学林学院(原吉林林学院)。
在此需要说明的是,我们生态学博士点的博士生导师之一钟章成教授一直从事森林植物生态学研究,在森林植物生态学方向取得了国内外肯定的成绩,并且先后指导4位博士专门研究森林植物生态。这也是我们工作基础的一部分。 1.刘
庆,1994,斑苦竹无性系种群生态学研究,博士学位论文,东北师范大学,长春。 2.苏智先,1996,慈竹无性系种群研究,博士学位论文,东北师范大学,长春。 3.孙
凡,1997,四川大头茶(Gordonia acuminata)繁殖分布及其适应性研究,博士学位论文,东北师范大学,长春。 4.曾
波,1998, 四川大头茶(Gordonia acuminata)种群生态学研究,博士学位论文,东北师范大学,长春。 二、研究努力
草地生态研究领域继续加强草地植物种群和草地生态系统研究。草地植物种群生态研究,通过开展“羊草适应分化”项目研究,加强遗传生态领域的拓展工作,从分子水平深入探讨种群适应、进化机理,在物种生态进化领域取得突破性进展,达到国际先进水平。草地生态系统研究通过“草地生态系统功能整合”项目研究,综合比较自然系统(natural
ecosystem)和被管理系统(managed
ecosystem)的异同,进行生态系统诊断,深入探索草地退化机理,为草地管理提供理论基础。自然生态系统和被管理生态系统的比较研究属国际生态学研究的主导趋向。
草地管理研究领域,重在单项技术理论和草地生态政策研究。生态政策在我国尚没有完善论述与发展,导致我们的科学理论和政府的管理脱节,生产实践缺乏理论指导,生产中盲目性多,理性少。本方向通过“东北西部草地生态政策与管理”项目的研究,结合模型模拟预测,发展一整套指导中国草地技术管理的专家系统,达到国内首创。
饲草饲料研究领域,草业科学是我们强化发展的领域。如果说草地生态的研究成果提供科学贡献和理论指导,那么草业科学的研究成果将直接提供生产资料。中国草原“三化”原因是草畜矛盾,即牲畜多、饲料不足。本研究方向突出饲草饲料研究。通过“优质抗逆牧草选育与培育”和“秸秆作饲料转化”项目研究,在五年内争取选育出1-2个优质高产牧草品种,形成一套秸秆作饲料的收获加工技术理论。结合生理生态研究,形成体系化的理论成果。此研究领域还包括草原植物的非饲草利用研究。
草地生态工程研究领域涉及的学科领域较多,国内研究基础也比较薄弱,单项技术有一定程度的开展,缺乏区域性实例化集成成果。通过“东北西部典型农牧交错带人口-环境-资源-经济”项目研究,综合考虑人口-村落,耕地-生物资源,环境-生活质量,经济-再生产,并结合农林牧复合系统的观点,探索大尺度范围内能量流动与物质循环、经济发展与生活质量之间的内在联系,提出符合中国经济和环境特点的生态工程建设理论和途径。发展我们提出的“乡村生态学”这一新学科。
湿地生态研究领域通过“湿地演化与动态过程”项目,研究湿地的形成过程,湿地对全球变化的响应,湿地景观破碎的生态过程和生态格局,湿地生态系统及其物种的环境胁迫反映与适应性,为湿地保护和资源开发利用提供理论基础。
湿地保护与利用研究领域重点研究湿地生物多样性保护措施和策略,探索湿地恢复与重建理论和技术途径。通过与林业部和吉林省湿地研究中心联合,建立“向海湿地生态环境监测实验站”,定位研究松嫩平原典型湿地动态过程。联合开展全国各地区典型湿地生态比较研究,并争取在GEF科研项目的支持下,完善湿地合理利用与保护的理论体系。
森林植物生态研究领域通过“干扰作用与森林演替”项目,研究森林干扰因子的种类、干扰状况(频次、强度和时间)以及干扰体系,在此基础上研究森林动态过程及其植物种类的演替机制,进一步探索植物的生存繁殖策略以及森林植被形成过程,为森林经营和保护以及森林植物资源利用提供理论指导和科学基础。深入研究林间草被的存在条件及其群落生态,为开拓森林放牧场提供理论基础,并研究不同比例木本植物存在条件下森林放牧场的生态经济效益,提出森林放牧场建立和管理的决策系统。 农田防护林和牧场防护林即是草地生态工程研究方向所涉及的内容,也是这一方向的研究内容,通过“草地—农田—村落—森林复合生态系统”项目研究,探索以人为中心的生态系统结构和行为,营养循环和能量特征,为建立生物种类多样的人工生态系统奠定基础。
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