摘要:采用密闭箱法研究太湖流域源头溪流N₂O释放特征及其影响因素。结果显示:南苕溪N₂O释放通量范围在-18.11-397.42 μg·m^-2·h^-1,平均值为(30.37±10.87) μg·m^-2·h^-1。溪流N₂O释放呈现明显的季节模式。冬季释放通量最低,仅为(9.69±7.10) μg·m^-2·h^-1,夏季释放通量较高,为(17.17±17.35) μg·m^-2·h^-1;而释放高峰发生于汛期,其N₂O释放通量可达(125.97±90.77) μg·m^-2·h^-1。持续降雨带来的山洪爆发及大量径流输入是造成汛期N₂O大量释放的主要原因。从上游源头区至下游农田与城区,N₂O释放通量逐渐升高;流域污染梯度对N₂O释放通量影响显著。统计分析表明:水体硝态氮负荷是控制流域N₂O释放通量变化的主导因素,其他因素如磷含量、溶解氧、地势因素对通量也具有倾向性的显著影响。估算苕溪干流临安段N₂O年释放通量可达到0.38 t/a。结果显示:河流人为污染负荷增加时可显著促进河流N₂O的释放。

摘要:采用分解袋法,对闽江河口湿地2种挺水植物——芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflora)花和叶枯落物的立枯和倒伏分解过程及C、N、P元素动态进行研究。结果表明:(1)立枯分解是2种湿地盐沼植物重要的分解阶段,干物质损失率在13.26%-31.89%之间。多项式模型能较好描述2种植物花和叶的枯落物分解残留率动态。(2)立枯分解阶段,芦苇花和叶的C含量主要为波动下降,互花米草较为稳定;倒伏阶段后期,2种植物都以升高为主。立枯分解阶段2种植物枯落物N含量略有下降,而倒伏阶段逐渐上升。分解过程中枯落物P含量的波动较大。(3)2种植物花和叶C、N的NAI值在分解过程中<100%。芦苇的花和叶中P的NAI值在立枯和倒伏分解阶段都经历了明显下降和升高的过程,而互花米草在立枯阶段变化不大,倒伏阶段下降较为明显。(4)与芦苇相比,互花米草的花和叶枯落物C库较高,N库较低,P库差异不大。

摘要:对宁夏荒漠草原小叶锦鸡儿各部分组织中可培养内生细菌的遗传多样性和分布特征进行了分析,并对菌株的耐盐性、耐酸碱性和生长温度范围进行了测定。结果表明:各部分组织中内生细菌的数量和群落组成存在明显差异,根部细菌种群密度最大,分离数量最多,叶部次之,茎部和种子数量最少。78株分离菌株经16S rDNA -RFLP分析共产生9种遗传图谱类型,16S rDNA序列分析表明供试菌株分别归属于芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属、假单胞菌属、贪铜菌属、罗尔斯顿菌属和中华根瘤菌属,与其它植物相比多样性较为单一;芽孢杆菌属是小叶锦鸡儿的优势内生菌群(占87.2%),分布于所有组织中。菌株的抗逆能力较强,多数菌株可耐受6%的NaCl,能在pH值 5.0-10.0及45 ℃的条件下生长,3株芽孢杆菌属细菌具有较强的耐盐、耐酸碱、耐高温性能。

摘要:栎黄枯叶蛾(Trabala vishnou gigantina Yang)是近年来在陕西吴起沙棘林中大面积暴发的一种食叶害虫,为了解其种群空间结构,有效控制危害,利用地统计学等方法,对不同坡向和疏密度沙棘纯林中的栎黄枯叶蛾蛹的空间分布进行了研究。结果表明:栎黄枯叶蛾化蛹的高峰期为8月中旬,雄性幼虫较雌性幼虫平均早3.7 d化蛹;蛹在阴坡的东南向和阳坡的西、北两方向分布比例最大;在距沙棘树基部30.00-75.00 cm范围处分布密集。由全方向的变异函数曲线分析得知:阴坡密林、阴坡疏林、阳坡密林、阳坡疏林中,栎黄枯叶蛾蛹的空间依赖范围分别为95.609、47.379、79.238、42.415 m,空间变异值分别为0.760、0.561、0.649、0.407;且在阴阳两坡向的密林中均呈聚集分布,疏林中均呈随机分布。用Kriging插值方法生成的空间分布图显示蛹在空间分布上存在一定的边缘效应,且方向性较明显。

摘要:为了研究喀斯特"双层"地质结构对植物的影响,以及在干旱环境下,喀斯特地区植物的生理变化与适应策略,建立"土壤层-岩石(石灰岩)层-岩溶水层"水分供应分层模拟柱,对‘土壤层’设置不同水分梯度,种植青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)苗木进行干旱胁迫试验,测定青冈栎的叶面积、比叶面积、生物量、渗透调节物质含量、相对叶绿素含量。结果表明:在模拟柱'岩溶水层’加水条件下,植物根系能下扎至'岩溶水层’,‘土壤层’干旱胁迫对青冈栎的生理变化没有产生影响;在'岩溶水层’无水条件下,青冈栎生理变化受‘土壤层’干旱胁迫影响显著,‘土壤层’水分含量越低,青冈栎的叶面积、生物量、叶绿素含量、叶片相对含水量越小,青冈栎干鲜比、根冠比、可溶性糖、丙二醛和脯氨酸含量越高。青冈栎幼苗利用岩溶水层水分是适应喀斯特干旱环境的重要策略。

摘要:从不同尺度对井冈山生态系统进行了研究分析,并论述生态系统与生物物种多样性的关系,为井冈山生态环境保护与管理提供依据。研究发现,井冈山拥有IUCN/SSC一级生境类型9个,几乎涵盖了除海洋以外的所有生境类型,反映出井冈山生境类型非常丰富。井冈山一级生境中的面积最大的森林是井冈山自然生态系统类型及植被类型的重要基础;灌丛、草地及水域等次要的生境类型,提高了生态系统类型的复杂性和复合性。井冈山的一级生境类型是其生态系统分类的宏观基础,生境类型的丰富程度与生态系统类型的多样性密切相关。根据起源、地貌、生境和属性,以及结构和功能对井冈山生态系统类型进行逐级划分。调查发现,井冈山生态系统类型共有53类,其中自然生态系统21类(包括类型多样的森林生态系统、草地生态系统、静水生态系统等),人工生态系统14类(包括类型多样的人工湿地生态系统、人工林生态系统、农业自然复合生态系统等),复合生态系统18类(包括类型多样的人工复合生态系统、半自然复合生态系统等)。将生态系统只分到四级水平,四级以下还有丰富的生态系统类型。井冈山植物群落可分14个植被型,90个群系,180个群丛。与周围遗产地相比,井冈山的群系数量最多,与面积更大的三清山和武夷山相比,井冈山植被群系数量接近它们的3倍,表现出极其丰富的植被多样性。井冈山物种极其丰富,维管束植物和两栖动物最多,其昆虫数量仅次于武夷山,鸟类数量仅次于丹霞山。井冈山植物物种数最高。虽然井冈山总体空间(分布面积)有限,但这种分化出的丰富的生态位空间使井冈山在有限面积的植被上容纳更多的生物物种成为可能。

摘要:运用Shannow-wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,分析了鄂西南木林子常绿落叶阔叶混交林恢复过程中优势树种生态位动态。结果表明:大穗鹅耳枥(Carpinus fargesii)、四照花(Cornus kousa var. Chinensis)、青冈(Cycloblanopsis glauca)生态位总宽度较大,且在5个不同恢复时期均有分布。恢复期14a、35a、60a、85a和110a生态位宽度最大的树种分别为白马桑(Weigela japonica var. sinica)、大穗鹅耳枥、四照花、光皮桦(Betula luminifera)和尾叶冬青(Ilex wilsonii)。随着群落的恢复,优势落叶树种生态位宽度表现出下降趋势,优势常绿树种则呈上升趋势。当恢复到顶极群落阶段,乔木层常绿和落叶树种生态位接近,灌木层常绿灌木占据较大生态位。随着群落的恢复,优势落叶树种与其它树种的生态位重叠值呈波动性下降趋势,优势常绿树种表现为波动性上升趋势,群落全部树种间生态位重叠程度呈小幅度波动性下降趋势。相同或相似生活型的演替早期种间的高生态位重叠,意味着种间对资源利用的相似性和竞争关系,演替后期种与其它树种间的生态位重叠的增加,意味着不同生活型树种在水平空间重叠而在垂直空间分化,这是不同树种对有限环境资源充分利用的一种机制。

摘要:利用红外线辐射器(Electric radiant infrared heater)设置3个不同增温处理:(1)晚上增温2 ℃(18:00-翌日6:00);(2)白天增温2 ℃(6:00-18:00);(3)全天增温2 ℃;以不做增温处理作为对照,模拟气候变暖对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的光合特性和叶绿素荧光参数的影响。3个季节中,3种增温处理下的夏蜡梅净光合速率(A_net)和最大净光合速率(A_max)均高于对照。表明3种增温处理均可以提高夏蜡梅的光合作用能力。增温处理提高了气孔导度(G_s)、暗呼吸速率(R_d),降低了胞间CO₂浓度(C_i)。3种增温处理中,夏蜡梅在3个生长季节的A_net和A_max均以白天增温最大,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合作用能力。白天增温处理下的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)显著高于全天增温、晚上增温以及对照。白天增温和晚上增温使夏蜡梅的相对叶绿素含量显著增加,且白天增温叶绿素相对含量显著高于晚上增温、全天增温及对照。白天增温、晚上增温与全天增温处理下的夏蜡梅的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均显著低于对照,在12:00和14:00时,三者之间存在显著性差异,以白天增温最高,晚上增温次之,全天增温最低。总之,3种增温处理夏蜡梅的光合能力总体上均有不同程度的增强,且在白天增温处理下,夏蜡梅的A_net、A_max值最高,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合能力,这与白天增温引起的相对叶绿素含量增高、叶片对强光的适应能力加强、较低程度的光胁迫等因素有关。本研究说明未来增温条件下,将提高夏蜡梅的光合生理活性,促进夏蜡梅的生长。

摘要:风是一个重要的生态因子,对植物地上部分的生长和构型有重要影响。植物表观特征对植物获取光能、抵抗外界机械压力有着重要作用。木本猪毛菜(Salsola arbuscula Pall.)是新疆达坂城大风区植被的共建种,也是该区植被恢复潜在的先锋植物。为了研究木本猪毛菜在长期大风环境中形成的独特适应机制,以盆栽实验为手段,设置3个风速(小风:3 m/s,中风:7 m/s,大风:12 m/s),持续吹风105d,定量分析长期大风作用下木本猪毛菜地上部分的生长和空间构型的变化。结果表明:(1)风胁迫减小了木本猪毛菜的株高,增大了其顺风向的基径;大风减小了木本猪毛菜的叶片长度,中风和小风对其叶片长度没有影响;大风和中风增加了木本猪毛菜的叶片数,小风对叶片数没有影响。(2)木本猪毛菜植冠的空间构型在迎风面和背风面出现明显的不对称性;风胁迫减小了木本猪毛菜的主茎弯曲角度、叶倾角;大风和小风减小了木本猪毛菜的冠幅,中风没有影响;大风和中风减小了木本猪毛菜的枝倾角,小风没有影响;木本猪毛菜在大风和中风作用下出现了二级分枝,在小风作用下没有出现二级分枝。木本猪毛菜主要通过减小自身的扩大生长,增加空间构型的不对称性,减小枝与叶的受力面积等方式来降低风的阻力,以适应长期大风。

摘要:为摸清林地覆盖集约经营对雷竹林土壤和叶片氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)化学计量特征的影响,揭示雷竹林退化机理,为退化雷竹林恢复提供理论依据,对不同林地覆盖年限(CK,3 a和6 a) 雷竹林土壤和立竹叶片的N、P含量和N∶P变化规律进行了分析。结果表明:不同林地覆盖年限雷竹林土壤N、P含量均随土层深度的增大而降低,随着林地覆盖年限的增加,各土层土壤N、P含量均提高。林地覆盖雷竹林0-20 cm土层土壤N、P累积现象明显,N∶P显著提高;林地覆盖雷竹林不同年龄立竹叶片N、P含量均较不覆盖雷竹林有显著或极显著降低,叶片N∶P随林地覆盖年限的增加总体上呈显著升高趋势;立竹叶片N∶P与土壤P含量极显著正相关,与立竹叶片P含量和土壤N∶P极显著负相关,而与土壤和立竹叶片N含量相关性不显著。随林地覆盖年限的增加,雷竹林土壤和立竹叶片N、P间相关性均减弱;研究表明林地覆盖会明显改变雷竹林土壤和立竹叶片的N、P化学计量特征,引起N、P养分失衡,P素对雷竹林生长的限制性作用增强,会导致雷竹林退化。

摘要:采用树木年轮气候学方法,利用江西赣南地区马尾松(Pinus massoniana )的年轮宽度资料,分析了马尾松径向生长与气候要素变化的相关及响应关系,结果表明赣南地区马尾松径向生长与当年2-3月份的平均温度相关性最高。在响应分析的基础上,重建了江西赣南地区1890年以来2-3月份温度的变化历史。重建序列显示在过去119a中研究区存在3个较为明显的冷期(1892-1906 年、1918-1922 年、1944-1957 年)和 3 个明显的暖期(1909-1917 年、1959-1968年和 1998-2008 年)。

摘要:采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,于2011年4-11月对川西亚高山草甸的土壤呼吸进行了测定,分析了水热因子对草甸昼、夜间土壤呼吸特征及其季节动态变化的影响。结果表明:1) 川西亚高山草甸昼、夜间土壤呼吸的变化格局不同,昼间呈双峰型,夜间呈抛物线型;整个观测期(4-11月)内,夜间土壤呼吸占总土壤呼吸的46.79%,其中草盛期(6-9月)的昼、夜土壤呼吸占有较大比例。2) 8次夜间土壤呼吸测定的变化趋势基本相同,最低值均在06:30-07:00左右;昼、夜间土壤呼吸季节变化的主要影响因素为土壤5 cm温度,Van't Hoff指数模型和Lloyd和Taylor方程均适合预测整个的土壤呼吸通量。3) 返青期(4-5月)和枯黄期(10-11月)的昼、夜间土壤呼吸差异不显著,均低于草盛期;整个观测期,草甸昼、夜间土壤呼吸与土壤温度均有显著的指数相关,而与土壤水分含量存在显著线性相关则表现在草返青期夜间及枯黄期昼、夜间。4) 整个观测期昼、夜间的Q₁₀值分别为3.90和3.74;对Q₁₀值的分析表明,返青期昼土壤呼吸的Q₁₀值最大(4.14),草盛期夜间的Q₁₀值最小(1.40)。研究结果说明,采用昼、夜间土壤呼吸的瞬时值来推算土壤呼吸的季节通量和年通量时,不仅需要加大观测期间夜间土壤呼吸的测定,还需要考虑昼、夜间土壤温度和土壤含水量及其它生物因子的影响。

摘要:火干扰在湿地生态系统中起着重要的作用,尽管湿地占全球陆地生态系统很小一部分,却是陆地生态系统一个重要的碳汇。然而关于火干扰对我国小兴安岭森林沼泽生态系统土壤碳库影响的研究鲜有报道。因此选取两种森林沼泽典型地段进行土壤取样,研究火干扰对小兴安岭白桦(Betula platyphylla)沼泽和落叶松(Larix gmelinii)-苔草(Carex schmidtii)沼泽地表凋落物和土壤碳储量(0-50 cm)的影响。研究结果表明:①重度火烧使得白桦沼泽地表凋落物量和碳储量降低了36.36% (0.50 kg/m²)和35.52% (0.23 kg C/m²),而轻度火烧无显著影响;轻度火烧和重度火烧落叶松-苔草沼泽地表凋落物量和碳储量分别减少了45.32% (0.99 kg/m²)和44.66% (0.42 kg C/m²)、50.42% (1.10 kg/m²)和49.71% (0.47 kg C/m²);②白桦沼泽和落叶松-苔草沼泽两者对照样地、轻度火烧样地、重度火烧样地的土壤碳储量(0-50 cm)分别为(23.55±6.34) kg C/m²、(18.50±8.16) kg C/m²、(32.50±7.22) kg C/m²和(20.89±2.59) kg C/m²、(23.52±16.03) kg C/m²、(21.75±6.60) kg C/m²,然而火干扰对两种森林沼泽土壤碳储量(0-50 cm)影响不显著。研究结果可为我国东北开展森林湿地计划火烧和碳管理提供理论依据。

摘要:探讨了黄土丘陵区退耕种植10-40a的柠条、沙棘及刺槐林地土壤总有机碳库及其活性组分密度随退耕时间、土层分布及相对比例的变化差异。结果表明:100 cm深土壤碳库在退耕10a时仅柠条林地碳库未比坡耕地显著增加,但退耕20-40a 3种林地比退耕10a时都已有显著增加,且增幅均为刺槐＞沙棘＞柠条,其中总有机碳的最大增幅分别达到90.92、27.87、14.89 Mg/hm²,活性有机碳的分别达到30.28、10.51、9.67 Mg/hm²。各还林地碳库增加在退耕10a时主要来自0-40 cm浅层土,而40-100 cm深层土碳库到退耕20a起才开始显著增加。对比退耕10a时,到退耕40a时柠条、沙棘及刺槐林地0-20 cm表层土分别平均累积了35.4%、27.9%、27.1%的总有机碳,20.2%、45.1%、23.1%的活性有机碳,而20-100 cm各土层间对碳库累积比例大小变化无一致规律,平均每20 cm厚土层累积了17.4%的总有机碳和17.6%活性有机碳。并且相比坡耕地,各林地均使100 cm深土壤活性有机碳占总有机碳的比例提高,改良了碳库质量。综上分析,长期退耕下3种林地固碳效应有明显差异,以刺槐林地碳累积效应较强。

摘要:以深圳市盐田港高速公路岩质边坡上历经10a的植被恢复边坡为研究对象,在厚层基材喷附、客土喷附、自然复绿3种边坡生态恢复方式下,重点分析和研究了土壤理化性质与酶活性、植物多样性、土壤特性与植物多样性之间的相关性。结果表明:3种生态恢复方式下,1)土壤含水量、养分与酶活性均呈现出厚层基材喷附边坡＞客土喷附边坡＞自然复绿边坡的分布差异;2)3种生态恢复方式的植物群落指数均偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段;3)土壤特性同植物多样性之间存在明显的相关关系,即土壤速效氮与均匀度指数存极显著的正相关,与木本层多样性指数存显著的正相关;土壤全磷与均匀度指数存显著的负相关;土壤有效磷与丰富度指数、多样性指数及均匀度指数都存极显著的负相关;土壤全钾与丰富度指数存极显著的负相关,与草本层多样性指数存显著的负相关;土壤速效钾与均匀度指数存极显著的负相关;土壤蔗糖酶活性与草本均匀度指数存显著的负相关。该调查研究有助于对岩质边坡这类特殊生境下植被恢复基础生态资料的积累,其结果可为边坡生态恢复工程技术方法的开发、设计、施工,调控植被演替速度和预期植被恢复绩效等提供依据。

摘要:土壤微生物量是陆地生态系统中的重要组成部分,在森林生态系统养分循环和能量转化中扮演着重要的角色。坡位作为重要的地形因子,会影响土壤微环境、土壤理化性质、地上植被的生长以及地下碳输入等,从而影响着土壤微生物量。以北京东灵山海拔1000-1800 m范围内分布的辽东栎林为研究对象,分析相同植被群落中坡位对土壤微生物量空间分布的影响。方差分析结果表明,土壤微生物量碳、氮在各坡位间均无显著差异(P>0.05),而土壤理化性质在各坡位间差异显著(P<0.05),其中,下坡位的土壤含水量、土壤有机碳、土壤全氮显著高于中坡位和上坡位。偏相关分析结果表明,土壤微生物量碳、氮与土壤含水量、土壤有机碳和土壤全氮显著正相关(P<0.05),与草本丰富度显著负相关(P<0.05)。进一步的通径分析结果表明,在上坡位和中坡位,土壤含水量和土壤有机碳是主要的影响因素;而在下坡位,草本丰富度对土壤微生物量的负作用凸显。不同坡位上影响因素的差异可能是导致土壤微生物量在不同坡位间无显著差异的原因。

摘要:以太湖流域宜兴段的3条主要入湖港口为研究对象,通过实地调查和数据分析,探讨了入湖港口景观格局对河流水质的影响。反映景观格局的指标有港口周边5 km缓冲区域内的"源-汇"景观空间负荷对比指数(LCI)、斑块数量(NP)、边界密度(ED)、蔓延度指数(CONT)、香浓多样性指数(SHDI)和聚集度指数(AI);反映水质变化的主要指标为总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD_Mn)。以水质指标为因变量,对二者做了相关性分析和通径分析,结果表明,LCI 与TN、TP和COD_Mn关系显著,对它们的直接作用分别为0.266、1.512和0.979;ED对TN、COD_Mn和NH₄⁺-N有显著影响,直接作用为0.740、-0.189和0.852;TN和NH₄⁺-N与CONT相关性显著,与SHDI呈负的极显著相关;对TN和NH₄⁺-N来说,两个景观格局指标(LCI 与景观格局指数)对它们都呈直接负作用;其它指标之间关系不显著。这说明景观格局变化对区域内港口水质有一定影响,合理配置景观格局能够有效地治理面源污染,改善水质状况。

摘要:资源环境基尼系数是衡量和评价资源消耗、污染物排放在各个城市或地区间的公平性与合理性的有效途径。对基于GDP (gross domestic product)、人口、国土面积等角度推算的资源环境基尼系数方法的优劣性进行了评价,提出了"生态负荷系数"的概念,界定了"生态容量"的概念与内容,并从GDP、人口和生态容量的角度出发,以江西省11地市作为评价对象,选取2009年能源消耗、水资源消耗、COD (chemical oxygen demand)排放及SO₂排放等4个评价因子,构建了江西省资源环境基尼系数、生态负荷系数的计算与评价方法,并对计算结果进行了对比分析。结果表明:(1) 不同角度计算的基尼系数不尽相同,从生态负荷系数来看,在江西11个城市中,南昌、鹰潭、萍乡、景德镇、新余等经济发达城市是引起能源消耗、SO₂排放主要的不公平因子,是需要转变经济发展模式的城市,更须注重经济与环境的协调发展;(2) 从生态容量的角度推算的资源环境基尼系数普遍高于从GDP和人口角度推算的资源环境基尼系数,且都高于"警戒线";(3) 从理论上看,基于生态容量角度的资源环境基尼系数比基于GDP和人口角度的资源环境基尼系数更为科学与合理。文章最后讨论了不同角度的资源环境基尼系数及生态负荷系数的科学性与合理性的问题。

摘要:土地利用变化研究在环境可持续发展研究领域中具有重要的地位,其空间分布格局的变化影响到生物地球化学循环、气候变化、生物多样性等。采用土地利用动态变化模型Dyna-CLUE模拟了在规划情景下中国土地利用变化未来空间分布格局。将土地利用类型分为六大类,即耕地、草地、林地、建设用地、水域和其它用地。驱动因子包括地形地貌、气候、社会交通等方面,对动态驱动因子如气温、降水、人口交通等,考虑了其在未来情景下的发展趋势。基于土地利用类型与驱动因子之间的定量关系和土地利用类型之间的转换规则等,模拟出至2020年中国土地利用分布格局。结果表明,至2020年,中国东南部、黄淮海平原、四川盆地等地区耕地面积将增加,东北、西北等农牧交错区、农林交错区和沙漠边缘耕地面积将会呈轻度减少趋势;林地面积将增加1417.91万hm²,主要发生在中国东北部以及西南部水热条件好的地区;中国草地在面积上保持稳定,空间上中东部、东南地区草地面积减少,内蒙古中部,青海东部,四川盆地北缘区和青藏高原等地面积增加;建设用地增加531.76万hm²,主要发生在中国的东部地区。

摘要:在世界人口持续攀升、全球耕地面积不断减少的背景下,探讨世界主要国家耕地变化其影响因素,对于分析预测未来世界耕地变化趋势、研究世界粮食安全具有积极意义。选择2050年人口过亿的17个国家和耕地面积排名前10的国家为研究对象,在分析1961-2007年耕地总量变化、人均耕地变化的基础上,探讨了耕地变化影响因素。研究结果表明,从20世纪60年代到2007年间的不同时期内,有越来越多的国家表现出耕地减少趋势,而人均耕地面积减少的国家个数高达90%以上。满足人口消费需求、城市化与经济发展是大多数国家耕地总量变化的主要动力;而人口快速增长、城市化则是导致许多国家人均耕地显著减少的重要原因。

摘要:研究了不同氮源下好氧反硝化菌Defluvibacter lusatiensis str.DN7的脱氮特性。结果表明:菌株均能以硝酸盐和亚硝酸盐为唯一氮源进行好氧反硝化作用。反应4 h,NO₃^--N和NO₂^--N的去除率分别达83.35%和85.72%。亚硝酸盐完全还原比硝酸盐提前42 h。硝酸盐还原过程中基本无亚硝酸盐积累,而亚硝酸盐还原过程中则检测到明显的硝酸盐积累,反应4 h,NO₃^--N积累量达到21.83 mg/L。培养液中同时存在硝酸盐和亚硝酸盐时,菌株优先选择硝酸盐作电子受体。亚硝酸盐共存对硝酸盐还原无显著影响,但培养液中残留的NO₂^--N随亚硝酸盐比例上升而增加,当亚硝酸盐比例从10%升至50%时,NO₂^--N残留量由3.38 mg/L增至7.60 mg/L。少量硝酸盐的加入对亚硝酸盐的还原产生抑制作用。当硝酸盐比例为10%时,72 h NO₂^--N的去除率仅为74.79%,远低于以亚硝酸盐为唯一氮源情况(去除率100%)。以氨氮为唯一氮源时,菌株同时进行异养硝化和好氧反硝化反应,72 h,NH₄⁺-N去除率达85.66%,且基本无硝酸盐或亚硝酸盐积累。少量氨氮共存(氨氮比例<30%)有利于促进菌株的好氧反硝化作用,反之亦然。

摘要:20世纪90年代末以来,随着南京城市化进程的加快和城市建成区面积的扩展,城市生态安全问题日益突出。在运用生态足迹方法分析南京市1999-2009年人均生态足迹及生态承载力变化的基础上,采用Mann-kendall法对南京市人均生态足迹突变点进行分析,应用灰色关联模型从经济、社会和生态子系统方面分析不同阶段人均生态足迹变化的原因。研究表明:1999-2009年间南京市人均生态足迹呈增长趋势,人均生态承载力呈减小趋势,单位万元GDP生态足迹和生态多样性指数呈逐年下降趋势,生态经济系统发展能力较好,但生态压力较大。南京市人均生态足迹变化分为1999-2002年的低位增长阶段和2003-2009年高位波动阶段。通过影响南京市生态足迹变化因素分析发现,2003-2009年与1999-2002年相比,经济子系统依然处于主要地位,但影响因素由农业向以三产为主转变,同时生态子系统和社会子系统各因素的影响力提升。据此,提出优化产业结构,控制人口数量,加强基础设施建设,改善居民居住环境,加大城市绿化建设,提高城市污物处理能力,减少污染物排放的南京可持续发展对策。

摘要:随着社会化进程的加快,地处西北内陆的甘肃省正面临日益严峻的水资源短缺危机,社会经济发展受到一定程度的制约,水生态环境也呈现出恶化的趋势。水足迹是近年来提出的衡量人类活动对于水生态系统影响的指标,能够帮助决策者制定水资源管理及保护的政策,从而实现地区水资源的可持续利用。运用单区域投入产出方法计算并分析了甘肃省1997、2002和2007年第一产业、第二产业和第三产业部门的虚拟水强度、水足迹以及虚拟水贸易情况。结果显示:(1)甘肃省第一产业的虚拟水强度最高,但呈现出逐年下降的趋势,水足迹也因此有所下降;(2)虚拟水贸易方面,甘肃省以虚拟水净出口为主,尤其是第一产业,每年虚拟水净出口量约全省总水资源量的10%。建议甘肃省继续巩固已有的节水成果,调整产业结构,大力发展节水型产业和高新技术产业。同时建议适当调整贸易格局,合理控制虚拟水出口,以缓解当地水资源短缺危机,保障地区水安全与生态安全。

摘要:尝试以作物种植前、后土壤N的空间变化为基础与农户调查数据相结合, 以GIS技术为手段,辅以地统计分析,探讨县域作物土壤环境空间变化特征及其与农户土地管理行为,特别是N投入行为间关系。其结果对更深入揭示农田碱解氮的演化规律,指导农民合理N投入,减少投入成本,提升生态环境,具有十分重要的作用。通过对Moran's I指数分析,结果表明:农业N投入普遍偏高,过剩量大;不同区域作物N投入存在较大差异,且农户各自惯性投入依然较强。平原区变异系数大的主要原因在于种植规模化品种少,粮食作物和经济作物N投入差距大;山区和半山区的变异系数小的原因是由于规模化经营尚未形成,种植作物的多样性和N投入的不稳定性综合形成的。此外,研究还表明,GIS空间分析技术与经典试验相结合能有效分析不同农户间的作物种植前后土壤N的变化差异,对建立针对性的、差异化农地利用对策具有十分重要的作用。下一步研究可结合土地利用与覆盖变化、土壤物质循环作更深入探讨。

摘要:研究鱼类群落在不同生境中的差异或者变化,是评价与预测生境丧失、环境退化等对湿地生物多样性与生态系统功能影响的重要基础。2006年4-11月,在长江河口崇明东滩盐沼植被分布区(简称草滩)和邻近的光滩区域分别设置采样站位,每月大潮期采用定制插网对鱼类群落进行了取样调查。分析研究了长江河口潮间带盐沼植被分布区和邻近光滩区域的鱼类组成及其月际变化,并对影响鱼类分布的主要因子进行了探讨。调查期间共采集鱼类标本1638尾,分属9目14科22种;其中,淡水鱼类2种,定居性河口鱼类12种,海洋鱼类5种,洄游鱼类3种。植被分布区和光滩区域鱼类组成及优势种特征存在明显差异。调查期间,植被分布区记录鱼类13种,主要优势种为斑尾刺虾虎鱼(Acanthogobius ommaturus)、鲻(Mugil cephalus)和棱鮻(Liza carinatus)(IRI>20),其他种类基本不具有优势度特征(IRI<0.05);光滩区域记录鱼类20种,主要优势种鲻(IRI>20),其他包括斑尾刺虾虎鱼、狼牙鳗虾虎鱼(Taenioides rubicundus)、棱鮻和棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)也具有一定的优势特征(20>IRI>10);两个区域共有种为11种,部分种类只出现在光滩或植被分布区,但主要优势种均为定居性河口鱼类。与世界其他河口盐沼湿地鱼类研究结果不同的是,光滩区域记录的鱼类物种数、个体数、生物量和整体物种多样性水平均高于植被分布区;光滩和植被分布区鱼类相应的量比关系存在明显的月际变化,但两种生境鱼类组成间的关联性和差异性均不显著。通过比较两种生境共有的优势种体长发现,长江河口盐沼植被分布区鱼类优势种的平均体长大于光滩区域,而且植被分布区部分优势种体长的上、下限范围也大于光滩区域。长江河口盐沼植被分布区,除了育幼场外,还是许多鱼类成鱼的重要栖息地。影响河口潮间带盐沼湿地鱼类组成与分布的主要因素包括鱼类自身的生物学与生活史特征、饵料生物的组成与分布、植被出现与表形特征等生物因素和水温、盐度、淡水径流、潮汐特性等非生物因素,其对长江河口潮间带盐沼湿地中鱼类群落的组成与分布的综合作用机理有待进一步研究。

摘要:以深圳湾红树林为例,于2010年1-12月每月1次对红树林和3种对照生境(芦苇鱼塘,基围鱼塘和光滩)的大型底栖动物进行了采样调查,并对其次级生产力、P/B值(次级生产力与生物量的比值)、优势种和生物多样性进行了计算与分析。结果表明,不同生境大型底栖动物群落次级生产力和P/B值差异明显,芦苇鱼塘、基围鱼塘、光滩和红树林生境的次级生产力分别为:6.81、147.50、74.70和105.78 g·m^-2·a^-1;P/B值分别为:1.10、1.53、1.41和3.58 a^-1。红树林生境的次级生产力较高,仅次于基围鱼塘,P/B值显著高于其他3种生境,周转速率最快。结合大型底栖动物优势种和生物多样性的季节变化分析表明,红树林生境大型底栖动物生物多样性最丰富,生态系统抵抗力和恢复力最高,生态系统最稳定。由此说明城市化地区红树林生境对大型底栖动物周转速率和物种多样性有明显促进作用,可以增加生态系统营养的保持力和生态系统的稳定性,对于缓解城市化对湿地生态系统造成的威胁具有重要作用。

摘要:植物对昆虫取食活动进行成功防御的关键,取决于对昆虫口腔反吐物的激发子的快速识别。实验利用无损伤微测系统及激光共聚焦显微镜,研究了沙冬青细胞经灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导后Ca²⁺流及H₂O₂的变化。结果发现:灰斑古毒蛾口腔反吐物诱导沙冬青细胞Ca²⁺内流及H₂O₂的积累,表明Ca²⁺内流及H₂O₂的积累是沙冬青细胞对口腔反吐物产生应答的早期响应事件;Ca²⁺钙通道阻断剂仅部分抑制Ca²⁺内流,说明Ca²⁺内流除经过质膜上的Ca²⁺通道进入细胞外,尚存在其他的内流途径;灰斑古毒蛾口腔反吐物中的某些成分与沙冬青细胞的质膜结合后,诱导质膜上形成允许Ca²⁺通过的孔道,而GdCl₃不能抑制这类孔道的活性。胞外Ca²⁺螯合剂EGTA完全抑制H₂O₂的积累,GdCl₃预处理仅部分抑制了H₂O₂的积累,说明灰斑古毒蛾诱导的沙冬青细胞内H₂O₂的积累依赖于Ca²⁺内流;抑制剂实验表明,H₂O₂的积累主要来源于质膜上NADPH氧化酶的作用。

摘要:金斑喙凤蝶(Teinopalpus aureus)1985年被IUCN列为红色名录种,1989年被我国列为一级保护种,此后便日益受到人们关注,然而,至今为止对其野外生存、行为及生境适应等认识仍很模糊。在广西金秀县大瑶山设定4个研究区域,以线路调查法计数成虫与幼期个体数,定点跟踪观察法记录成虫交配行为、产卵行为、幼虫取食行为等。结果显示:金斑喙凤蝶主要在湿季(4-10月底,月降水量>50 mm)生长、发育与繁殖后代。金斑喙凤蝶在行为上表现出对温度的主动选择性,幼虫在17-24 ℃时取食行为活跃,雄蝶在19-26 ℃时山顶行为活跃,均表现出中温选择性;然而,雌蝶多选择在正午时刻产卵,期间温度为27-30 ℃,表现出高温选择性。雄蝶活动对生境地形表现出主动选择性,(87.34±7.58)% (n=339)的雄蝶选择飞向山顶,他们每日上午6:00至11:00在山顶聚集,绕圈飞行或停息,而以山顶停息为主,占山顶活动时间的(77.87±19.32)%。雄蝶通常停息在山顶的高枝位叶片上或山顶周缘的叶片上,以便迅速发现并拦截飞经的雌蝶,获得交配机会。因而,金斑喙凤蝶在交配策略上主要采取雄蝶等候的方式。停息期间,雄蝶表现出明显的占区行为,首先停息在某一区域的雄蝶在领域权竞争中通常都是最后的胜利者,赢得领域,获得更多交配机会。野外观察发现,金斑喙凤蝶的天敌种类较多,野外存活率偏低,最后羽化率仅为38.9%(n=20)。对于存活个体而言,他们已明显进化形成一套复杂的防御体系,主要包括由保护色、颜色拟态、形状拟态等组建的初级防御体系和由眼斑展示、身体晃动、Y-腺伸出等组建的次级防御体系。另外,老熟幼虫多选择在林下层的灌木丛或竹丛的隐蔽枝条上化蛹,化蛹高度为(1.82±1.58) m (n=20),这种对化蛹场所的主动选择行为可提高其蛹期的防御能力。研究结果说明,在自然选择作用下,金斑喙凤蝶对其阔叶林生境的适应性行为特征非常明显,然而,生境破坏(砍伐等)或人类强度干扰(林下层垦殖等)将使这些适应性行为失效,并威胁到该珍稀蝴蝶种群的繁衍生息,甚至导致局部灭绝的发生。

摘要:细叶榕为桑科榕属植物,雌雄异株,广泛分布于印度-澳大利亚(Asia-Australasia)榕树植物分布中心区,它既是热带雨林的主要树种,也是庭院和行道绿化的常见树种。通过全年定时、定点、定株观察与采集,对福州2个样地19株细叶榕隐头果内小蜂群落结构及其动态进行研究。全年在两个样地530个隐头果内共收集到小蜂26318只。发现细叶榕隐头果内有17种小蜂,隶属小蜂总科Chalcidoidae中的榕小蜂科(Agaonidae)、隐针榕小蜂亚科(Epichrysomallinae)、金小蜂科(Pteromalidae)、广肩小蜂科(Eurytomidae)和刻腹小蜂科(Ormyridae),其中榕小蜂科的Eupristina verticillata是细叶榕唯一的传粉者,传粉方式为主动传粉,其性比为0.16,具明显偏雌现象;非传粉小蜂中,有翅雄蜂的榕小蜂(Odontofroggatia galili,O. quinifuniculus,O. corneri,Sycophila sp.1,Sycophila sp.2,Meselatus bicolor)的性比(0.46-0.55)较高,无翅雄蜂的榕小蜂(P. taiwanensis,Sycoscapter gajimaru,W. microcarpae)的性比(0.31-0.37)较低,而既具有翅雄蜂又具无翅雄蜂的非传粉榕小蜂(P. okinavensis)性比(0.47)居中。榕小蜂的性比可能与其交配行为策略有关。
在细叶榕小蜂群落结构中,传粉小蜂E. verticillata的重要值占绝对优势,非传粉小蜂O. galili和Sycophila sp. 2的重要值仅次于传粉小蜂。根据榕小蜂发生数量及连续性,可将细叶榕隐头果中的榕小蜂分为常见种和偶见种,E. verticillata、Odontofroggatia galili、Walkerella microcarpae、Sycophila sp. 1、Sycophila sp. 2和Philotrypesis okinavensis为常见种,其余11个种为偶见种。传粉小蜂和非传粉小蜂的种类和数量呈现明显的季节性变化。2月至6月期间,每月出现的榕小蜂种类较少,仅3-4种,单果内平均有传粉小蜂48.88只,非传粉小蜂13.64只;7月至翌年1月间,每月出现的榕小蜂种类较多,达6-13种,单果内平均有传粉小蜂24.38只,非传粉小蜂18.89只,表明,7月-翌年1月单果内传粉小蜂数量比较于2-6月极显著降低(P<0.001),而单果内非传粉小蜂数量极显著提高(P=0.001),同时种类也显著增加。雄花期榕小蜂的种类与数量取决于雌花期产卵榕小蜂的种类与数量,而雨量、气温以及雌花期花序果数量对产卵小蜂的数量,以及小蜂产卵行为都可能产生影响。本研究结果可为城市绿化和热带雨林生物多样性保护提供科学依据。

摘要:生态补偿是近年来生态环境管理领域的一个新发展起来的方向和热点,尤其在我国,生态补偿受到学者和政府部门的高度关注,其研究和实践进展迅速。流域是完整的地理与生态系统区域,是实施生态保护和生态补偿的典型单元。从流域角度研究和实施生态系统保护,可以最好体现生态系统的完整性和生态要素的综合性。流域生态补偿机制研究是当前生态经济研究的前沿命题。系统梳理和全面总结了流域生态补偿研究的国内外进展与应用案例,总结了当前流域生态补偿研究存在的主客体界定、补偿原则、措施短效性等方面存在的主要问题,提炼概述了流域生态补偿研究的理论分析框架,并就流域生态补偿确定方法、补偿途径等关键问题进行了探讨。结合水权交易与水市场、流域社会化管理等问题,对流域生态补偿的未来研究趋势进行了展望。

摘要:生产和消费是产生诸多环境问题的根本原因,而可持续生产和消费则是实现可持续发展的根本途径。基于产业生态学视角,界定了可持续消费的定义及内涵,认为可持续消费首先须符合代内公平、代际公平和资源能源永续合理利用等可持续理念;其次辨识了可持续消费研究依次经历关注消费者行为直接环境影响、关注产品和服务生命周期环境影响到关注消费者责任3个阶段;最后结合我国城市化、工业化背景,提出我国可持续消费研究应该以城市居民为重点、加强生命周期数据库建设和内注重可持续生产等建议。

摘要:大规模的工业生产不但消耗了大量的水资源,同时产生了大量的工业废水,这是造成和加剧全球或区域水资源危机和水环境问题最重要的原因之一。对工业生产过程的水资源综合影响进行科学有效评估是目前资源环境管理领域研究的重要问题之一,是采取有效措施、提升工业生产的水资源利用效率和管理水平的重要前提和基础。以发展和完善工业生产过程的水资源综合影响的评价系统和方法体系为目标,基于水足迹理论,提出了工业水足迹的概念,即用以测量由某一产品、工业企业、行业或区域的工业生产过程引发的水资源利用增量的一个多维指标。以此概念为理论基础,进而首先分析了工业水足迹的内涵,包括直接工业水足迹与间接工业水足迹两部分。另外,区别于全生命周期的水足迹,工业水足迹评价是针对工业生产过程中由于工业原料、辅料、能源和水的输入,以及废水、废物与产品的输出产生的水足迹,其系统边界不包括分销零售、消费使用与废物处理等环节。其次,在确定的系统边界内构建了工业水足迹的核算框架和基础方法体系,即从生产、公共及运输3个方面收集数据、处理并核算。最后,从产品、企业、行业和区域4个层面对工业水足迹的应用及其意义进行了展望。

摘要:作为世界上矿产资源最丰富的国家之一,我国的矿山开采活动在给经济发展注入强大拉动力的同时,也给矿区生态环境带来了巨大的生态风险。总结前人相关研究,在对比分析了矿区生态风险及其评价与区域生态风险评价异同的基础上,初步明晰矿区生态风险具有风险源的多样性、空间影响边界的模糊性、随空间距离的衰减性及时间累积的延续性等特性。目前矿区生态风险评价的矿区类型过多集中于金属矿区的重金属污染等单项风险,对综合生态风险评价的重视不充分,多基于景观格局、生态环境问题视角,结果多对斑块或生态系统风险评价进行拼接,欠缺基于空间异质性的整体综合;风险度量模型、指标体系法和空间分析法则是较为常用的矿区生态风险评价方法,但在模型模拟方面略显不足。基于现有研究进展,预期矿区独特性的体现、空间格局的关注、"3S"技术的综合应用、生态安全阈值的设定、不确定性表征、基于评价结果的风险规避等将有望成为未来研究的重点。

摘要:以荒漠草原4种典型植物群落为研究对象,通过枯落物枯落量、组分及其影响因子的研究,探讨围封条件下荒漠草原枯落物枯落量及其蓄积动态。结果表明:围封内4种植物群落枯落物枯落量为:蒙古冰草群落(116.8g/m²)>甘草群落(101.6g/m²)>赖草群落(97.8g/m²)>沙蒿群落(88.1g/m²),分别是围封外的5.0、4.8、5.3和1.6倍;枯落物枯落动态具有一定的节律性,枯落物从6月开始出现,10月达到最大值,枯落量与降雨量、气温均呈对数负相关;枯落物的组分为:叶(59.25%)＞枝(30.75%)＞杂物(10.00%),其中立枯体占枯落物总量的60%以上;通过Birk模型对蓄积动态拟合以及与实测值比较分析,荒漠草原枯落物蓄积量随着蓄积年限的增加而增加,围封7-10a时,枯落物的蓄积量基本达到稳定状态,即输入量与输出量达到平衡。

摘要:在豫北灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米碳氮关键酶的影响。结果表明:生育后期夏玉米叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和籽粒蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性均呈先升高后降低的变化趋势,叶片NR和GS活性峰值出现在吐丝期,籽粒SPS和SS活性峰值出现在灌浆后15d。基因型、密度和种植方式对夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均有显著影响,而3因素间总体上没有显著的互作效应。郑单958生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著高于浚单20,分别提高5.02%、7.40%、6.25%和4.43%。在6.75-9.00万株hm²的范围内,随着密度的增大,夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性显著降低。与60cm等行距种植方式相比,80cm-40cm宽窄行种植方式下夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著提高,分别提高6.23%、9.25%、6.87%和2.84%。在采用宽窄行种植、密度为8.25万株hm²时,产量最高。