主题：Studying (mostly) ants in meter square quadrats, on mountains, and globally to understand biodiversity on a changing planet主讲人：Professor Nathan Sanders主持人：张健 教授时间：5月15日 晚上8：30-9：30地点：腾讯会议361-304-118 （密码：230515）报告摘要：I’ll tell you about work we started way back in 2004 on ant biodiversity in mountains that has led to the first global map of ant biodiversity as well as a series of experiments to understanding how climate and climate change influence ants and all that they do in terrestrial ecosystems. If there’s time, I’ll tell you about some work on plants in mountains as well.报告人简介：Nathan Sanders是美国密西根大学生态与进化生物学系教授，现任Journal of Animal Ecology主编之一。主要研究工作涉及群落生态学、生态系统生态学和宏生态学等领域，重点关注全球变化和种间相互作用对生物(尤其是蚂蚁)多样性丧失的影响及其后果。2012年获James R. Cox Professorship，2018年入选美国生态学会会士。截至目前，Sanders教授已发表266篇学术论文，包括6篇Science和Nature，引用近2万次，H指数71。更多信息见：http://www.natesanders.org/

林窗作为森林演替更新的主要驱动力，在维持高生物多样性和促进生态系统功能方面发挥着重要作用。监测林窗的时空分布动态对生物多样性保护和森林管理具有重要意义。本研究基于无人机遥感获取的RGB影像，结合摄影测量高度（H）、光谱（S）和纹理（T）信息，提出了一种林窗自动分类方法（HSTAC）。同时比较了该方法与常见的监督分类（PBSC）、 面向对象分类（OBIA）以及基于冠层高度模型的阈值分类（CHMC）对浙江天童20公顷亚热带常绿阔叶林林窗的分类效率（分类精度和所需时间），并通过地面清查数据和基于激光雷达数据（无人机搭载）的分类结果验证了该方法的精度。该方法为物种多样性丰富、地形复杂度高的亚热带森林林窗的长期监测及实时应用提供了可靠的、可持续的解决方案。图1. 浙江天童山国家森林公园20公顷亚热带森林样地无人机遥感视角下森林冠层外貌（红点为地面调查的林窗）本论文提出的方法（HSTAC）首先基于光谱和纹理信息的阈值分割获得了初步的分类结果，并同时识别了样地内的裸露土地。其次，在初步结果的基础上，我们通过建立高斯混合模型（Gaussian mixture models，GMM）来计算所有像素属于林窗的概率。具体来说，我们创建了一个移动窗口并设定了参数条件，以确保窗口内有足够的先验样本。当满足这些条件时，窗口内林窗和非林窗的高度平均值和方差将被用作初始值，以计算GMM中的参数，并且每个类别占总数的比例被用作先验概率。之后，Expectation-Maximization（EM）算法用于更新模型参数和先验概率，通过贝叶斯准则计算后验概率，并迭代直收敛。相反，当在窗口内不满足这些条件时，窗口的尺寸被扩大，直到达到最大值（图2）。最后，我们通过基于最终的林窗概率对这些像素进行重新分类并去除小块来获得精细分类结果。为检验HSTAC方法的可行性，我们在同等条件下利用PBSC，OBIA，以及CHMC识别了该样地的林窗，并基于地面清查数据和激光雷达数据（无人机搭载）的分类结果，采用整体精度和Kappa系数评估和比较了四种方法的分类效率。图 2. HSTAC用于林窗探测的工作流程研究发现：HSTAC和PBSC识别的林窗在空间分布上具有可比性（P 0.05），而OBIA和CHMC之间显著差异（P 0.05）。OBIA错误地检测到了样地东南角的一些大林窗，而其它三种方法仅检测到小林窗。CHMC高估了样地西北角林窗的面积，而低估了其他区域的林窗面积（图3）。图 3. 四种不同方法和验证数据的林窗探测结果基于地面调查数据评估四种方法的探测精度，总体精度在54% 至96% 之间。HSTAC产生的Kappa系数最高，为0.90，其次是PBSC（0.87），CHMC的检测精度最低（0.43）。在同一台机器上，OBIA花费2个小时实现79%的总体精度，PBSC在1.5小时内达到93%的精度，而HSTAC在0.5小时内达到96%的精度。使用LiDAR数据进一步验证，HSTAC的分类精度为85%，Kappa系数为0.74。就空间匹配度而言，PBSC和HSTAC的空间匹配度最高（9,503平方米），HSTAC和OBIA次之（8,836 平方米），PBSC和OBIA最低（7,202 平方米）（图5）。在匹配的相对数量上，HSTAC产生重叠林窗的面积比例最高（63%），而OBIA的相对数量比例最高（77%）。图4. 三种方法内部以及HSTAC和验证数据之间的空间重叠和不匹配 (a) 林窗空间重叠来自PBSC和OBIA，(b) HSTAC和OBIA，(c) HSTAC和PBSC，(d) HSTAC、PBSC和OBIA，(e) HSTAC和ULS，(f) HSTAC和地面清查数据结论与展望：本研究提出了一种基于高分辨率UAV-RGB图像的光谱、纹理和树冠高度信息的林窗自动分类方法。该方法显著提高了林窗的探测效率且具有成本低、用户友好等特点，在山地森林的复杂地形条件下表现很稳健，可以用来弥补机载激光雷达数据因其成本高、技术门槛高而无法在全球森林中广泛使用的现状。该论文已于近期发表在Remote Sensing in Ecology and Conservation，欢迎大家引用。本文分析方法的所有代码可以从网页（https://github.com/Chenjia9311/canopygap）获取，所用浙江天童山样地的无人机RGB影像数据可以从课题组已发表数据论文（DOI: 10.17520/biods.2021299）数据来源：陈佳乐

浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称：天童站）前身为华东师大于1983年设立的天童长期定点野外实验基地，是我国较早开展常绿阔叶林生态系统定位研究的机构之一。1992年，基地被设立为华东师大环境科学系天童生态实验站。2005年被获准首批加入国家生态系统野外观测研究网络。天童站地处浙江省宁波市天童国家森林公园内。站区地带性植被为以栲树、木荷和米槠等为主的典型常绿阔叶林，周边地区还存在着各类退化次生林和人工植被。台站围绕常绿阔叶林生态系统物种组成、结构与功能，常绿阔叶林生态系统对全球气候变化的响应与适应，常绿阔叶林生态系统的保育与恢复三大研究方向，已建立常绿阔叶林演替系列样地、天童20公顷生物多样性动态监测样地等7大长期观测研究平台。近年来，台站以天童为中心，建设普陀山、百山祖、千岛湖、大别山及天目山等多个研究基地，初步建成了“1+X”的区域性观测网络，为长三角区域生态安全、碳达峰碳中和及生物多样性保护等目标的实现提供科学数据支撑。天童站现有科研和生活用房面积共2675 m2，仪器设备和样品储藏面积600 m2，野外观测、室内分析仪器设备640台（套）。现有教学/科研人员30余人（其中国家级高科技人才6人次），技术支撑人员5人，专职科研人员11人，有植被生态学、功能生态学、分子生态学、全球变化生态学等核心研究团队9个。台站充分发挥国家级理科野外实践教育基地的辐射作用，吸引了周边高校来我站开展实习和科普教育活动，推动了相关学科群在教学、科研和人才方面的快速发展，台站年平均接待研究、实习和实践师生1500人次，在保持生态学科的传统优势和促进学科交叉融合上发挥着积极作用。图1 天童站实验楼鸟瞰图 图2 天童站20公顷森林动态监测样地鸟瞰图 数据集介绍按照国家生态系统监测网络监测规范，浙江天童森林生态系统国家野外观测研究站在2008–2017年对典型常绿阔叶林演替系列3个不同演替阶段固定样地，包括演替前期的常绿灌丛样地、演替中后期的木荷林样地和演替顶级的栲树林样地，进行了3次群落调查，记录所有木本植物个体的物种名、胸径/基径、高度等信息。本数据集包含了2008、2012和2017年不同演替阶段森林群落植物物种组成数据，包括种名、多度、平均胸径/基径和生物量等。本数据集着重从调查规范培训、设置核错环节、数据质量评估和生物量专项质控等方面控制数据质量，确保数据相对准确、完整和可用。本数据集可为亚热带典型常绿阔叶林演替规律、群落构建机制、植被恢复等方面研究和应用提供数据支撑。图3 天童站常绿阔叶林演替中后期-木荷林群落 数据引用方式 杨庆松，杨海波，郑泽梅，等. 2008–2017年天童不同演替阶段典型常绿阔叶林群落物种组成和生物量数据集[DS/OL]. Science Data Bank, 2022. (2022-09-20). DOI: 10.57760/sciencedb.j00001.00695. 论文引用方式 杨庆松，杨海波，郑泽梅，等. 2008–2017年天童不同演替阶段典型常绿阔叶林群落物种组成和生物量数据集[J/OL]. 中国科学数据，2022,7(4). (2022-11-29). DOI: 10.11922/11-6035.csd.2022.0077.zh. 数据集访问地址： 国家生态科学数据中心服务平台：http://www.nesdc.org.cn/sdo/detail?id=642c41b47e28173b259453cf 科学数据银行：https://www.scidb.cn/en/detail?dataSetId=6eeda4ae626345afa0669620bd8f21fe

主题：Long term drivers of aboveground-belowground linkages and ecosystem functioning 主讲人：David Wardle, Professor 主持人：阎恩荣 教授 时间：4月28日 13:30 地点：资环楼352室 报告摘要： All terrestrial ecosystems consist of communities of aboveground and belowground organisms, which interact with each other over short time scales, but which both drive and respond to processes that operate over much longer time scales. Here I illustrate the linkage between short-term interactions between aboveground and belowground biota, and long term ecological processes, using examples from our work across natural environmental gradients of fire history on lake islands in northern Sweden, ecosystem development and decline across long term chronosequences, and elevational gradients in mountain environments. In combination, these examples highlight that understanding aboveground-belowground linkages offer many insights about the abiotic and biotic drivers of ecosystems, including those that operate over much longer time scales that the linkages themselves operate such as climate and geology, as well as those that are relevant to understanding the ecosystem impacts of human-driven global change. 报告人简介：David Wardle博士现任新加坡南洋理工大学教授，主要从事生态系统结构与功能(包括碳固持)、岛屿生态学方面研究，在地上-地下群落相互联系及其对陆地生态系统功能的反馈方面取得了杰出成就，是生物多样性与生态系统功能研究的国际权威之一。他于2013年当选新西兰皇家科学会会士，2020年当选为欧洲人文和自然科学院院士，并获得多项奖励，包括美国生态学会R. H. Whittaker杰出生态学家奖(2020)、Rosén´s Linneus Prize(2016)、Wallenberg Scholars award(2010，2016)等。截至目前，David Wardle博士已发表412篇学术论文，包括27篇Science和Nature、7篇Nature/Science子刊，引用超过10万次，H-指数128。David Wardle曾担任国际顶尖期刊Science的Reviewing editor(2009-2016)，并多次被ISI/Clarivate评为“高被引作者”。2021年，他在“生态学与进化”领域全球顶尖学者第19名。

2023年4月，生态学著名期刊Global Change Biology在线发表了华东师范大学生态与环境科学学院崔二乾博士等题为“Nitrogen use strategy drives interspecific differences in plant photosynthetic CO2 acclimation”的研究成果。该研究通过构建基于性状的植物光合CO2驯化模型，量化了叶片氮含量、比叶重和光合氮利用效率对植物光合CO2驯化程度的相对贡献。研究发现光合氮利用效率主导了植物光合CO2驯化的种间差异，揭示植物氮素利用策略对准确预测大气CO2浓度持续升高下植物光合能力的重要性。原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.16706工业革命以来，化石燃料燃烧、毁林造田、森林砍伐等人类活动造成大气中二氧化碳（CO2）浓度持续上升。最新观测数据显示2023年4月大气CO2浓度达到418.70 ppm，比工业革命前浓度高出近50%。大气CO2 浓度升高会导致植物的光合作用增强（即CO2施肥效应），该效应被认为是当前陆地生态系统碳汇增加的主导因素之一。然而，当植物长期暴露在高浓度CO2环境中时，其生境状况的改变、生理和结构的响应都会影响光合能力，导致CO2施肥效应出现下调现象（即光合CO2驯化，图1a）。近年来，大量的实验研究证实了高浓度CO2环境下植物光合的适应性驯化，且发现其适应程度存在较大的种间分歧。然而，导致植物光合CO2驯化的内在机制尚不清楚，在一定程度上限制了对未来陆地生态系统碳汇的预测。本研究首先分析了全球CO2施肥实验中73个物种的CO2响应曲线和相关叶片功能性状，发现82%的物种出现CO2施肥效应下调现象。进一步对比分析发现，叶片光合速率从裸子植物到被子植物呈显著增加趋势，但其对CO2施肥的响应程度在主要进化分支间（被子植物 vs 裸子植物）没有显著差异（图2）。此外，叶片光合速率及相关功能性状响应值的系统发育信号检验均不显著，即亲缘相近物种并没有表现出相似的驯化趋势。基于三元PAC模型，本研究发现叶氮含量、光合氮利用效率和比叶重分别是36种、29种和8种植物产生光合CO2驯化的主导因素。同时，植物光合CO2驯化机制在被子植物和裸子植物间没有明显差异：75%的裸子植物和92%的被子植物受到叶氮含量和光合氮利用效率的联合调控（图3）。此外，本研究还发现叶氮含量和光合氮利用效率的主导作用随实验持续时间存在一定权衡关系，即植物的短期适应驯化受到叶氮含量变化的影响而长期驯化程度则更依赖于植物光合氮利用效率的改变。更重要地，光合氮利用效率驱动了植物光合CO2驯化程度的种间差异（图4）。以上发现表明，植物氮素利用策略的调整是光合速率出现适应性驯化的关键因素，也是揭示CO2施肥效应时空变异的重要生理机制。华东师范大学生态与环境科学学院博士后崔二乾为论文第一作者，夏建阳教授为通讯作者，康奈尔大学骆亦其教授为合作作者。该研究受到了博士后站中特别资助和上海市“基础研究特区计划”等项目经费支持。参考文献：[1] Moore, B. D., Cheng, S. H., Sims, D., & Seemann, J. R. (1999). The biochemical and molecular basis for photosynthetic acclimation to elevated atmospheric CO2. Plant, Cell & Environment, 22(6), 567-582.[2] Luo, Y., Field, C. B., & Mooney, H. A. (1994). Predicting responses of photosynthesis and root fraction to elevated [CO2] a: interactions among carbon, nitrogen, and growth. Plant, Cell & Environment, 17(11), 1195-1204.文案 | 崔二乾编辑 | 卓子晴审核 | 吴 丹

主题：Plant ecology in the Anthropocene主讲人：Mark van Kleunen, Professor主持人：郭文永 青年研究员时间：4月19日 13:00地点：资环楼435室报告摘要：Humans have changed the Earth's ecosystems to such an extent that we now live in the Anthropocene geological epoch. Nature and humanity now face multiple global environmental change drivers, like climate change, land-use change, different forms of pollution and biological invasions. In this presentation, I will report on some of the recent work from my group and collaborators on the effects of these global environmental changes for plants and the organisms they interact with.报告人简介：Mark van Kleunen is Professor of Ecology at the University of Konstanz, Germany. He does basic and applied research in plant ecology. His research is guided by the basic questions of how phenotypic variation in functional traits is shaped by environmental and genetic variation, and by how these traits, biotic interactions and the abiotic environment determine the decline and spread of species, particularly in the light of global environmental change. To answer these questions, he uses a broad range of methods including macro-ecological data-base analysis, meta-analysis, and experiments in the greenhouse, garden and field. Dr van Kleunen received awards from the University of Zurich, the University of Bern and the 1000-Talents Program of the Zhejiang Province. He obtained his PhD degree from the University of Zurich in the field of evolutionary ecology, and he did postdoctoral research in Switzerland, Canada, South Africa and Germany. He is currently also associated with Taizhou University.

主题：生态系统碳循环关键过程的温度敏感性 主讲人：徐猛 副研究员 主持人：黎绍鹏  教授 时间：4月19日 9:00-11:00 地点：资环楼435室 报告摘要：外来物种入侵形势日趋严峻，已成为国家生态安全和生物安全的重要威胁。2020年国家通过了《中华人民共和国生物安全法》，2022年农业农村部等六部门发布了《重点管理外来入侵物种名录》。水生生态系统由于水系网络发达、人类活动密集，外来水生动物扩散能力强， 一直是外来入侵物种传播扩散的热点区域。例如，福寿螺、齐氏罗非鱼、清道夫、巴西龟、牛蛙等外来水生生物在我国已形成严重的入侵导致了严重的生态和经济危害。鳄雀鳝的入侵更是产生了严重的社会影响。不同于被动引进外来杂草和病虫害，大部分外来水生动物是作为水产养殖种或观赏物种主动引进，很多物种是水产养殖不可或缺的对象，对于渔业增产增收具有重要的促进作用，对于保障我国粮食安全具有重大意义。因此，如何科学认识和管理这些外来水生动物，在保障粮食安全的同时，减少其对生态安全产生的影响，显得更为重要，也更为复杂。本报告将对我国外来水生动物的入侵现状、识别、分布、危害、防控等进行介绍，同时针对典型类群的定居建群机制和生态影响评估方法等进行报道。以期通过本报告，让更多青年人员投身水生生态系统外来物种的研究，共同促进我国外来入侵物种的防控和管理。 报告人简介： 徐猛博士2012年毕业于中山大学生态学专业，主要从事外来水生生物入侵机制及生态影响评估的研究工作。研究内容涉及外来鱼类、福寿螺等入侵机理、大尺度地理分布格局、对本地生态系统的影响及其量化评估方法等。现为中国水产科学研究院珠江水产研究所副研究员，广东省现代农业产业技术体系入侵水生动物岗位专家，中国水产科学研究院外来物种与生态安全科技创新团队副首席，中国水产科学研究院外来物种与生态安全重点实验室副主任，兼任西南大学和天津农学院硕士生导师。主持国家自然科学基金、国家外来物种普查重点调查、广东省自然科学基金等项目。发表论文40余篇，其中以第一或通讯作者在《Global Change Biology》、《Global Ecology and Biogeography》、《Ecological Applications》等SCI期刊发表论文9篇。获授权国家专利33项（第一授权人9项），软件著作权4项；发布农业行业标准5项。获广东省科技进步奖二等奖、中国水产学会范蠡科学技术奖二等奖等。2019年获广州市“珠江科技新星”人才称号。2022年获中国水产科学研究院“拔尖人才”称号。

主题：生态系统碳循环关键过程的温度敏感性 主讲人：宋超 教授 主持人：刘慧颖 青年研究员 时间：4月19日 9:00-11:00 地点：资环楼435室 报告摘要：生态系统过程的速率往往随温度变化。在全球气候变暖的背景下，理解生态系统碳循环关键过程如何响应气候变暖，衡量其温度敏感性至关重要。由于生态系统的复杂性，生态系统水平上呼吸、光合等碳循环关键过程的温度敏感性具有高度的时空变异和尺度依赖。本报告将展示三个研究实例：河流生态系统光合和呼吸的温度敏感性、土壤呼吸和土壤酶动力学特征的温度敏感性以及生态系统过程温度敏感性随时间和空间尺度的变化。这些研究实例展示了碳循环关键过程温度敏感性的复杂性，表明结合实验观测数据与数学模型是明晰生态系统过程温度敏感性的有效手段。 报告人简介：宋超，兰州大学生态学院教授，国家自然科学基金优秀青年科学基金（海外）项目获得者。2009年于北京大学获生态学学士和经济学学士学位，2012年于堪萨斯大学获生态学与进化生物学硕士学位，2018年于佐治亚大学获统计学硕士和生态学博士学位，2018至2021年在密歇根州立大学开展博士后研究，2022年加入兰州大学。主要从事生态系统生态学和全球变化的研究工作，以河流生态系统为主要研究对象，探讨河流生态系统碳循环的格局与调控机制，同时开展统计学方法在生态学中的应用研究，研究成果发表在Nature Geoscience, Ecology和Biogeochemistry等期刊上。

为提高实验平台和仪器设备的使用效率，更好地服务广大师生，充分发挥大型精密仪器设备对创新科学研究和人才培养的支撑作用，公共创新服务平台天童野外观测中心于2023年4月7日9:30点在闵行校区资环楼165实验室，开展“总有机碳分析仪工作原理介绍及操作培训”活动。 图1 总有机碳分析仪工作原理介绍 本次培训活动由天童野外观测中心杨海波老师组织和开展。杨老师首先通过PPT演示对总有机碳分析仪结构组成和工作原理等理论内容进行了详细的讲解，包括仪器工作过程中载气的流程图和样品的流动路径。随后，杨老师通过现场拆解仪器进样器、燃烧管、灰分管、干燥管、卤素吸收管等部件，让大家对总有机碳分析仪常用部件的作用和功能有了更深入的理解。 图2 总有机碳分析仪结构介绍和上机演示 最后，杨老师为大家进行了上机操作演示，并请各位师生现场进行操作实践，亲身体验整个操作流程。通过此次讲座培训，与会师生对天童野外观测中心的共享管理及总有机碳分析仪的操作流程有了深入的了解，为今后顺利开展教学科研实验工作提供了有力的支持和保障。

近年来，随着气候变化加剧以及人类活动影响，全球范围内生物多样性正在快速丧失，从而严重影响土壤碳氮循环等生态系统功能。土壤可溶性有机碳（EOC）和可溶性有机氮（EON）是土壤有机碳氮库中活跃的组分，但人们对长期植物多样性变化如何影响森林生态系统土壤EOC和EON含量仍所知甚少。基于此，本研究依托中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台（BEF-China），区分常绿和落叶植物功能类型，以探究长期植物多样性对土壤EOC、EON含量的影响。结果表明，植物多样性通过互补效应提高森林生产力，从而显著促进了土壤EOC、EON的积累。然而，区分常绿和落叶植物功能类型发现，常绿树种和落叶树种混合种植没有增强互补效应。此外，由于树种生长策略的不同，在两种树种混合种植时，常绿-常绿树种混合可以增加土壤EON含量。青冈属（Cyclobalanopsis）的树种（青冈（Cyclobalanopsis glauca）、小叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinifolia））具有很强的碳、氮储存能力。因此，我们建议在森林管理中增加植物多样性以及青冈属树种的种植比例，以促进森林土壤碳、氮的积累。我们的研究结果明确了植物多样性对亚热带森林土壤可溶性有机碳、氮含量的影响，增强了我们对长期森林碳和氮循环过程的理解，也为森林土壤碳汇管理提供了理论依据。图1植物多样性对亚热带森林生产力、EOC和EON含量、净生物多样性效应和互补效应的影响示意图本研究论文于近期在Science of The Total Environment期刊(IF=10.75)在线发表，华东师范大学研究生左涵灵和徐文仕为论文的共同第一作者，华东师范大学周小奇教授是论文的通讯作者，华东师范大学研究生柳昭莹和新西兰皇家林业研究所Simeon J. Smaill教授为论文的共同作者。该研究得到国家自然科学基金（32171635、31870497）的资助。编辑| 华东师范大学研究生 左涵灵审核| 华东师范大学教授 周小奇

为提高公共创新服务平台天童野外观测中心大型仪器设备使用效率，更好地服务广大师生，充分发挥平台对创新科学研究和人才培养的支撑作用，天童野外观测中心特开展“总有机碳分析仪工作原理介绍及操作培训”活动。具体安排如下：一、活动主题：总有机碳分析仪工作原理介绍及操作培训二、活动时间：2023年4月7日  上午9:30三、活动形式：线下宣讲和培训（活动人数不超过15人）四、活动地点：闵行校区资环楼165五、活动内容：1、总有机碳分析仪结构、原理和功能介绍；2、上机演示及自主操作培训；3、交流与讨论。六、报名方式：请拟参加本次培训的师生于4月6日（星期四）16:00前发邮件或电话联系杨老师报名，如携带样品请事先告知，方便中心前期准备。联系人：杨老师  54341130  hbyang@des.ecnu.edu.cn