摘要:以汤森路透科技集团的 WEB OF KNOWLEDGE信息平台提供的Science Citation Index Expanded 数据库为数据源,检索到从1997年至2009年期间国际生物多样性研究论文文献219773篇,其中11182篇来自于中国学者。利用NoteExpress软件,对这13a间生物多样性研究论文发表的国家分布、年度分布、研究机构、引用情况、期刊分布和学科分类等做的分析与比较表明:1)全球生物多样性研究的论文数量一直呈增长趋势,中国13年间每年发文量占当年全球生物多样性论文总量的百分率逐年增加;2)从论文总被引频次、篇均引用次数和h-index三项论文影响力特征参数分析,中国与国际其他国家相比有一定差距;3)从学科分类来看,与国际相比,中国在生物多样性保护领域、进化生物学和海洋与淡水生物学领域研究略显不足,昆虫学和真菌学研究领域活跃。

摘要:通过研究大熊猫主食竹之一的青川箭竹(Fargesia rufa Yi)叶营养质量对CO₂浓度升高和模拟氮沉降的响应,预测在气候变化下箭竹和大熊猫之间的取食关系,以期为大熊猫的长久保护提供科学参考。利用人工环境控制生长室对青川箭竹幼苗进行了1个生长季节的大气CO₂浓度和施氮处理:(1)CON(对照,不添加N和环境CO₂浓度),(2)EC(环境CO₂浓度+350 μmol/mol、不添加N),(3)EN(添加5 g N m^-2 a^-1、环境CO₂浓度),(4)ECN(环境CO₂浓度+350 μmol/mol、添加5 g N m^-2 a^-1)。结果表明:EC处理对青川箭竹叶片的C含量无显著影响,但降低了叶片中N和P含量,从而导致C∶N增加,而N∶P没显著变化。另外,EC处理增加了叶片中可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉、蔗糖和果糖的含量,但降低了木质素和纤维素含量。同时,EC也明显增加了叶片中防御物质单宁的含量。另一方面,EN处理显著降低了叶片中C的含量,并增加了N的含量,但没有改变P的含量,从而C∶N减小,而N∶P增加。EN显著提高了箭竹叶片可溶性蛋白、可溶性糖和木质素含量,减少了淀粉和纤维素,但对单宁无明显影响。ECN减少了箭竹叶的单宁和N、P的含量,但显著增加了叶的可溶性蛋白、可溶性糖、果糖、蔗糖和淀粉含量。大气CO₂浓度升高和氮沉降对叶的N、单宁、可溶性糖和淀粉含量具有显著的交互作用。在未来气候变化情景下,箭竹叶营养质量提高将可能影响叶的生物化学过程以及箭竹-大熊猫之间的取食关系。

摘要:空气花粉研究是现代孢粉学、植被变迁与预测的重要内容之一。陕西省黄土高原地区洛川县2007-2009连续2a的空气花粉分析表明:空气花粉组成与区域植被分布特征和植物花期一致。与2007-2008年相比,2008-2009年的花粉总通量及蒿属花粉通量明显增加,但木本植物花粉通量降低,这主要与2008-2009年降水明显偏少密切相关。2007-2008年降雨量高于500 mm,花粉组合中乔木花粉百分比高于30%, 表现出森林植被特点;2008-2009年降雨量少于450 mm,花粉组合中草本花粉高于80%,乔木花粉低于10%,更多表现出草原植被特点。但从植被观测来看并没有明显的变化,表明花粉组合较植被对气候变化更为敏感。主要花粉类型与气候因子的相关分析表明:气候因子影响空气花粉的组成及数量。栎属、松属、蔷薇科花粉数量主要受春季温度影响,温度越高花粉数量越多;其他季节花粉数量主要受相对湿度影响,湿度越低,花粉数量越大。榆属花粉数量主要与冬季温度有关,温度越高,花粉数量越高。杨属只受春季温度影响,春季温度越低,花粉数量越多。胡颓子科花粉含量主要受春季相对湿度、风速影响,相对湿度越低,风速越大,花粉数量越多。绝大多数草本花粉数量均主要受春、冬季相对湿度及风速影响,相对湿度越低,风速越大,花粉数量越高;此外,禾本科花粉数量还受春季温度影响,温度越高,花粉数量越多;菊科花粉数量在夏秋季节还受温度、湿度和风速的共同影响,温度越低,湿度越低,风速越大,花粉数量越多。这些结果表明,黄土高原中部地区的空气花粉特征能反映区域植被组成,且对气候变化非常敏感,对认识和预测当地气候变化与植被动态等具有重要意义。

摘要:结合遥感定量反演与经济评价法,利用1995年1 km的AVHRR-NDVI、2000年和2007年250m MODIS-NDVI等遥感数据,模拟与评估长三角1995-2007年生态资产时空变化。结果表明:长三角1995-2007年生态资产总量呈持续下降趋势,由1995年891.39亿元减少到2007年845.54亿元,减少5.14%;各地市生态资产总量总体呈下降趋势,但区域变化差异极其显著;长三角1995-2007年生态资产空间分布呈南高北低格局,空间变化呈南部和北部以轻度增长为主、中部以中度和严重退化为主的变化特征;土地利用变化是导致长三角生态资产减少及空间差异的主导因素,自上而下生态修复工程明显有助于增加区域生态资产。

摘要:设计并在GIS平台上开发了基于智能体的生态格局评价模型,以青岛市及周边地区林地为研究对象,分析不同林地空间格局及生态网络保护框架对于物种生存与扩散的影响。结果表明,与现状相比,不同等级的生态网络框架对物种种群数量与物种迁移都有明显提升,且等级越高的生态网络框架提升作用越明显。然而仅仅依靠生态网络框架不足以使研究区域林地系统形成功能上的相互连通,因此,在分析研究区域现状土地利用格局基础上,提出与湿地系统结合,在胶州湾周围及大沽河干流地区增加林地的空间布局。通过模型模拟分析,发现优化后的林地空间格局结合生态网络框架能有效提升林地之间的物种扩散。基于模拟结果,为研究区林地生态格局构建提出如下建议:(1)保证现有的规模较大的林地不被破坏;(2)青岛市中部湿地系统可以作为新增林地的理想区域;(3)生态网络框架可作为青岛市建立城市组团间生态间隔的空间参考。

摘要:青藏高原高寒草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。高寒草地退化不仅影响了当地畜牧业生产和牧民生活,而且严重地威胁着我国和东亚地区的生态安全。从高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能角度出发,分析了青藏高原高寒草地生态系统在人口、放牧压力与资源环境承载力的相互作用关系,及其生态、生产和生活功能比例结构变化对高寒草地生态系统服务功能的影响,阐明了高寒草地生态系统服务功能的多元耦合、多维连锁和多重反馈的相互作用机制。并以藏北那曲地区为例,把2008年农牧民脱贫线和小康线作为生活功能标准,通过生态服务功能当量,确定了维持高寒草地生态系统可持续发展的生态、生产和生活功能比例结构。据此,估测了牧民的生活功能达到脱贫线和小康线标准时允许的人口承载量。结果表明,高寒草地退化使草地生态系统的人口承载量下降了60%。以那曲地区2008年的实际的牧业人口量与允许的人口承载量相比,高寒草地退化后,实际牧业人口占脱贫标准的36%,但小康标准超载了118.9%。因此,调控人口承载量是实现青藏高原高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能协调发展的关键。

摘要:尽管已有大量研究证实,城市绿地具有明显降温作用,但是从生态经济学角度定量评估城市绿地降温功能及其价值的研究不多。以夏季高温热害显著的北京建成区为研究区,在前人多项绿地降温功能实测结果基础上,利用第七次园林绿地资源调查数据,定量评估了城市绿地夏季蒸腾降温的功能及其价值。结果表明:北京建成区6.1万hm² 绿地每年夏季蒸腾吸热可达4.61×10¹⁵ J,平均每公顷绿地每天吸热8.4×10⁸ J,相当于10台1000瓦空调的降温作用。参照居民用电价格,建成区绿地夏季降温价值为6.4亿元,单位绿地降温价值约1.05元/m²。此外,不同绿地类型和区县绿地的降温功能差异较大,主要受绿地面积和组成结构的影响。

摘要:资源代谢问题是造成产业系统生态环境影响的主要原因。在分析武汉市造纸行业资源代谢的基础上从资源输入-资源使用-环境胁迫-系统循环共生4个方面构建武汉市造纸行业资源代谢分析指标体系。运用模糊综合评判法和问题树模型对2007年武汉市造纸业的原材料、水、能源等资源的代谢与全国造纸行业平均水平进行了比较分析。结果表明:(1) 武汉市造纸业资源代谢水平总体上评价等级为优,但某些指标与全国平均水平比还略有差距;(2) 从资源输入角度分析,原材料输入生态效率及水资源输入生态效率等级为优,能源输入生态效率等级为良;(3) 从资源使用角度分析,单位产品的原材料消耗及单位产品的水资源消耗等级为优,单位产品的能源消耗等级为良;(4) 从环境胁迫角度分析,单位污染物工业总产值及单位产品污染物排放等级均为优,污染物达标排放率等级为良;(5) 从系统循环共生分析,企业清洁生产达标率等级为良,资源持续利用及污染物治理等级为优,而中水回用率等级为差。通过代谢分析可得,武汉市造纸行业能源输入生态效率、单位产品能源消耗与全国平均水平比还有一定距离,整个行业中企业清洁生产比例还具有提升的空间;中水回用方面较弱,需要特别加强。

摘要:现代社会中人类活动对碳排放的影响日益显著。家庭作为人类社会的基本单元,其消费活动产生的碳排放是全社会碳排放的重要组成部分。通过对丽江市农村和市区家庭生活用能的调查数据进行分析,发现农村家庭生活用能以木柴为主,沼气和电为辅;市区家庭的生活用能以电为主,其次是液化气和蜂窝煤。从碳排放构成来看,农村地区木柴消费为家庭能源碳排放的主要来源,占总碳排的83.6%;市区电力消费为家庭能源碳排放的主要来源,占总碳排的88.4%。农村地区家庭的碳排放远高于市区家庭,主要原因是木柴的碳排放因子(1.87 kg CO₂/kg)远高于电能的边际排放因子(0.7134 kg CO₂·kW^-1·h^-1)。从各影响因素与家庭主要能源消费碳排放的回归结果来看,在农村地区,家庭规模、家庭收入、教育水平均对家庭木柴消费碳排放有显著的影响,但影响方向和程度有一定的差别;在市区,年龄结构、教育水平、家庭规模、住房面积均会不同程度增加家庭电能消费碳排放。建议政府在完善"家电下乡"政策、增加农村家庭收入、加强农村居民教育等方面加大投入力度,以减少丽江市整体的家庭能耗碳排放。

摘要:空间选择是生态补偿研究的核心问题之一,选择合理的区域进行生态补偿有利于提高生态补偿项目的效率。以黑河流域上游肃南县为研究区域,运用分布式水文模型Soil and Water Assessment Tool(SWAT)对研究区实施生态补偿后的水源涵养增加量进行模拟,同时考虑土地利用类型转化成本以及生态系统服务丧失风险,采用福利成本法对研究区生态补偿空间选择进行研究。结果表明:黑河上游肃南段内不同子流域的生态补偿效率系数最高值为0.0394,最低值0.0131,相差明显;根据效率系数,采用聚类分析方法,可将各子流域划分为优先补偿区、次级优先补偿区和潜在补偿区,分批进行补偿;采用空间选择后生态补偿效率较不采用时可提高54.5%。

摘要:风洞试验是研究建筑结构表面风压分布规律的最重要且有效的技术手段。利用NH-2型风洞研究设施塑料大棚表面风压分布规律,风洞为串置双试验段闭口回流风洞,风速连续可调,最高风速为90 m/s。试验模型的几何缩尺比为1∶6,模型表面共布置192个测点,其中端面布置3排测压点,共63个测点,模型固定在风洞转盘上,试验风向角从0°到180°,间隔15°,共13个风向角。测量和分析不同风向角下设施大棚表面的风压系数和分布规律,并推导出了设施大棚各区域发生风灾的临界风速。结果表明:设施大棚迎风面以风压力为主,迎风边缘等值线密集,风力梯度大;背风面则受风吸力影响,风力变化平缓。在不同风向角下,设施大棚各迎风区域风压系数均由正压向负压过渡,在此过程中出现了零压区;而一直背风的区域风压系数均为负值。在45°风向角下,大棚顶端迎风边缘最高点处的负压达到最大。根据公式推导出各区域的临界风速,设施大棚顶部两侧区域受风吸力影响最大,最小临界风速为14.5 m/s,研究为设施大棚的风灾防御提供科学依据。

摘要:在湖南省珙桐(Davidia involucrata)主要分布区八大公山和壶瓶山自然保护区设置了7个具有代表性的样地,采用样方法对珙桐群落的组成进行调查,研究珙桐种群的年龄结构、静态生命表和生存规律。结果表明:(1)两个保护区珙桐种群的径级结构和高度结构都近似于倒金字塔型,并且珙桐种群幼树死亡率高,珙桐种群有衰退迹象。(2)珙桐种群结构存在波动性, 幼年阶段的个体数量少,并且多为萌生苗,实生苗很少;成年个体数量相对也较少,种群趋于Deevey的Ⅱ型和Ⅲ型曲线之间。(3)珙桐种群死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,均在第5龄级阶段出现一个高峰;珙桐种群的生存率单调上升,累计死亡率单调下降,生存率上升趋势前期低于后期,累计死亡率则相反。(4)珙桐种群具有前期稳定、中期锐减和后期衰退的特点。

摘要:为有效保护和持续利用药用植物云南岩陀及其近缘种质资源提供基础数据,采用巢式方差分析和聚类分析等方法对岩陀及其近缘种质资源共4个种(包括变种)的15个居群150个单株16种表型性状进行表型多样性分析。结果表明:不同种间表型性状变异均超过20%,变异由大到小依次为光腹鬼灯檠、岩陀、羽叶鬼灯檠、七叶鬼灯檠;居群间表型性状变异较高,其地上部分干重、单株根状茎数变异较大,变异系数均超过50%;小叶表面毛被状态变异系数为100%、小叶背沿脉柔毛色变异系数为0,因此这些性状为种和变种分类的重要依据;4个种的居群内变异系数均大于居群间,变异主要来源于居群内。种的表型多样性指数相对较高,其中根粗最高,叶表面毛被状态和叶背面沿脉柔毛色最低,总体平均多样性指数为1.39;不同种间表型多样性指数变化在1.23-1.44,岩陀最高,七叶鬼灯檠最低;通过聚类分析可将15个居群分为4类。结果暗示:岩陀及其近缘种质资源的遗传改良应适当地减少抽样居群数,增加居群内的家系数,重视居群内优良单株的选择;种质资源的保护应尽量保护一个居群的完整性。

摘要:研究了沙埋深度和种子大小对内蒙古毛乌素沙地植被群落中占优势的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发、出苗、幼苗存活和生长的影响。结果表明,沙埋深度显著影响柠条锦鸡儿的种子萌发率、休眠率、出苗率、幼苗存活率及生物量。在0.5-2 cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度≥4 cm时,柠条锦鸡儿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随着沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度≥12 cm时,柠条锦鸡儿种子不能够出苗,幼苗也不能够存活。种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发率没有显著影响,但对出苗率、幼苗存活率及生物量影响显著。在各个沙埋深度下,不同大小的柠条锦鸡儿种子间的萌发率没有显著差异。当沙埋深度≤6 cm时,不同大小的柠条锦鸡儿种子在同一沙埋深度下的出苗率间没有显著差异;但当沙埋深度≥8 cm时,在同一沙埋深度下,大种子的出苗率显著高于中种子和小种子的出苗率,而中种子和小种子出苗率间没有显著差异。0.5-10 cm的沙埋深度中,除6 cm和8 cm深度下中种子和小种子萌发幼苗的生物量间没有显著差异外,其余深度下,大种子萌发的幼苗的存活率及生物量显著高于同一沙埋深度下中种子萌发的幼苗的存活率及生物量,后者又显著高于小种子萌发的幼苗的存活率及生物量。可能正是种子萌发对沙埋环境的忍耐或响应能力以及种子的多态性提高了柠条锦鸡儿在毛乌素沙地的适合度,为其在流动或半流动沙丘环境中成功定居并形成优势群落奠定了基础。

摘要:花绒寄甲(Dastarcus helophoroides) (鞘翅目:寄甲科Bothrideridae) 是寄生栗山天牛(Massicus raddei) 中老龄幼虫和蛹的重要天敌,但其寄主栗山天牛世代周期长(3年1代)、发育比较整齐,不利于寄生性天敌种群数量的稳定。为了解利用花绒寄甲防治栗山天牛后,其种群能否在栎树林间长期保持较高的种群数量,达到持续控制栗山天牛的防治效果,调查研究了花绒寄甲在栎树林间的转主寄主和种群保持机制。结果表明,在东北辽东栎树干和树枝上除了栗山天牛外,还有其他 8种天牛危害:双簇天牛(Moechotypa diphysis)、四点象天牛(Mesosa myops)、中华薄翅锯天牛(Megopis sinica)、锯天牛(Prionus insularis)、双带粒翅天牛(Lamiomimus gottschei)、八字绿虎天牛(Chlorophorus tohokensis)、日本绿虎天牛(C. japonicus) 和拟蜡天牛(Stenygrinum quadrinotatum)。其中以栗山天牛、双簇天牛、四点象天牛和拟蜡天牛数量较多,而花绒寄甲在辽东栎树干上的垂直分布与栗山天牛、双簇天牛和四点象天牛的垂直分布重叠较多。室内研究表明,花绒寄甲对四点象天牛老熟幼虫的寄生率达到26.67%,对蛹的寄生率达到了43.33%;对双簇天牛老熟幼虫的寄生率达到20.00%,对蛹的寄生率为6.67%。对双簇天牛和四点象天牛在林间的生活史调查和研究发现,花绒寄甲可寄生的这两种天牛的中老龄幼虫和蛹,在花绒寄甲不适宜寄生的栗山天牛幼龄幼虫期大量存在,表明双簇天牛和四点象天牛是花绒寄甲在栎树林中的主要转主寄主。由于这些转主寄主的存在,花绒寄甲在不利于其寄生的栗山天牛卵期、幼龄幼虫期可转移寄生这些寄主,从而在栗山天牛危害的栎树林间保持了较高的种群数量,达到对栗山天牛长期而有效的持续控制效果。

摘要:混交度是反映森林群落中树种相互隔离状况的一个重要指标,目前已提出多种混交度指数。Mg考虑了对象木与最近相邻木的树种异同,Mv和Ms进一步考虑了最近相邻木(空间结构单元)树种数,但仍不能准确描述树种隔离程度。基于相邻木排列关系的混交度Mp,利用"1+4"结构的17个不同空间结构单元和天目山常绿阔叶林数据对Mg、Mv、Ms和Mp 4个混交度进行了比较分析。结果表明:Mp的区分能力最强,Mv和Ms次之,Mg最差。Mp最适用于分析混交结构复杂的林分。在天目山常绿阔叶林分析中,混交度水平为中度,4个最近邻体中有2个相同种顺序排列的空间结构单元个数明显多于交错排列的个数。基于相邻木排列关系的混交度Mp能准确区分树种隔离程度,提高了混交度的区分度,可反映森林实际混交状况。

摘要:借助GPS进行地面精确定位,利用LAI-2000冠层分析仪在攸县黄丰桥林场开展130个样地(60m×60m)的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)测量。采用FLAASH模块对Hyperion数据进行大气校正并与地面同步冠层观测数据进行拟合,通过研究地面实测LAI与Hyperion影像波段及其衍生的系列植被指数(NDVI、RVI等)的相关性,筛选出估算叶面积指数的植被指数因子。应用曲线估计、逐步回归及偏最小二乘三种回归分析技术分别建立叶面积指数的最优估算模型。结果表明:参与建模的因子中,比值植被指数(RVI)与LAI的相关性最大,敏感性最高,其次是SARVI_0.1, NDVI₇₀₅, NDVI,SARVI_0.1, SARVI_0.25;曲线估计、逐步回归分析和偏最小二乘回归三种分析方法所建的6个回归模型中,偏最小二乘回归的拟合效果最好,预测值与实测值的决定系数R²为0.84、曲线估计的拟合效果最低,预测值与实测值的决定系数R²为0.64;建模精度分析表明,选用5-6个自变量因子进行LAI建模是可靠的,以6个植被因子建立的偏最小二乘回归模型预测精度最高。

摘要:研究气候变暖导致的温度升高和降水格局的变化对典型植被类型建群种植物种子萌发和幼苗存活的影响,对于预测森林群落的发展趋势、种质资源保育及森林抚育更新具有重要意义。以寒温带针阔混交林的建群种和优势种红松Pinus koraiensis、蒙古栎Quercus mongolica种子和幼苗为研究对象,采用空间替代法模拟温度升高和降水变化,观察其种子萌发和幼苗生长情况。结果表明:与种源地相比,蒙古栎种子在温度升高与降水增加(年均温+4.9 ℃,+330 mm)或降水减少(年均温+2.8 ℃,-249 mm)的条件下萌发率分别下降了13%和18%,但差异不显著。红松种子在温度升高与降水增加的情况下萌发率比种源地提高了2.29倍,而降水减少时则下降了64%,不同的地点对红松的萌发率差异极显著;不同的温度、降水组合对红松和蒙古栎幼苗的生长均产生不同影响,在温度升高与降水增加与降水减少的情况下,1年生蒙古栎幼苗的株高、基径和主根长度均有明显下降,与种源地差异显著,而对红松幼苗生长的影响差异不显著;温度升高和降水增加或降水减少的交互作用使蒙古栎幼苗和红松幼苗总生物量下降,尤其是在温度升高与降水增加的条件下两种幼苗的生物量最小,分别比种源地下降了62%和20%。但统计分析表明,红松幼苗生物量在3个样地间没有显著差异。温度升高和降水变化均降低了两种幼苗的根冠比,而比叶面积没有显著差异。

摘要:树木体内贮存水分量的大小及其参与液流循环的程度被认为是树木抵御干旱胁迫的重要机制之一。以我国北方广泛适生的新疆杨为研究对象,利用热扩散技术(TDP)分别监测了树冠基部、树杆基部处液流通量,并结合同步气象观测,分析了树杆不同高度处液流通量与大气蒸发潜力(ET₀)间的关系,发现:冠基部的液流通量(Q_u)是估算新疆杨单株液流通量可靠的指标,试验期间(6-9月)典型晴天日Q_u日平均值为(7.61±0.65)L/d,比云天、阴天分别高0.41和2.71 L/d。新疆杨杆基部液流通量(Q_d)在不同季节变化较大,在前3个月的典型晴天日,Q_d小于Q_u,树木处于失水过程,但在8月下旬连续多日降雨后迅速增加而反超,新疆杨能通过这种方式缓解季节间的水分亏缺,维持水分的总体平衡。在8月下旬连续多日降雨、土壤水分得到有效改善后,Q_d占全天液流总量的比例由先前的31.98%-35.36%下降到6.72%-7.99%,夜间液流成为补偿与缓解日间水分亏缺的重要方式。在整个生长季内,新疆杨体内经历了水分补充(6月)-失水(7、8月份)-再补充(9月)的过程。ET₀是评价液流环境驱动效应可靠的综合变量,建立基于Logistic方程的模型可通过ET₀较好的估算Q_u,估算新疆杨Q_u的上限约为7.82 L/d。分析显示当ET₀超过5mm/d时,Q_u、Q_d均不再随ET₀的增加而增加或有下降,显示了树木主动保护、抵御干旱的策略。8月下旬连续降雨使得新疆杨蒸腾量占大气蒸发潜力的比例(T/ET₀)由先前的0.32增加到之后的0.47,可以看出土壤水分改善对液流量的贡献较大。

摘要:利用静态箱-气相色谱法,对小兴安岭轻度火烧毛赤杨沼泽CH₄、CO₂、N₂O生长季排放通量进行研究。结果表明:火烧使毛赤杨沼泽生长季CH₄排放通量提高485.2%,CO₂和N₂O排放通量分别下降45.5%、24.8%。火烧未改变CH₄季节性排放规律,但改变了CO₂、N₂O季节性变化规律。火烧样地CH₄排放通量与土壤15cm温度间存在显著正相关性关系而与水位相关性不显著,火烧样地CO₂排放与土壤0-30 cm温度呈显著或极显著正相关,与水位极显著负相关。对照样地CO₂排放通量与土壤0-15 cm温度呈显著或极显著正相关,与水位极显著负相关,火烧使毛赤杨沼泽CH₄排放源的强度增强,CO₂、N₂O的排放消弱,全球温室潜势下降约为43.34%。

摘要:借助室内潮汐模拟系统,分析秋茄幼苗的叶片、茎,根在不同淹浸时间梯度和盐度梯度下N、P、K、Ca、Cl、Mg、Al、Fe、Zn、Cu、B等元素的化学计量特征变化。结果表明水文因子能够显著影响秋茄不同器官的化学计量特征;幼苗的元素化学计量在盐度和淹浸两类水文因子下表现出不同的响应特征:特别是N、K、Ca、Cl、Mg、Na、Zn,Cu元素含量在不同程度的水文胁迫下存在明显的差异;盐度组内,幼苗对Na,Cl的选择性吸收随盐度增高而增强,同时对K、Ca,Mg的吸收减弱;随盐度的增大,盐分(Na、Cl、K、Ca、Mg)在不同器官中的含量表现出趋同效应;淹浸组N∶P比为3-11,盐度组N∶P比为6-15,明显小于同类研究。综合分析认为秋茄幼苗受到N元素限制,而P元素始终未成为限制因子,随水文胁迫的加强,N限制也加大,且盐度胁迫比淹浸胁迫表现的更明显。通过化学计量学和水文学的分析,为摸清中国红树林保护和恢复的主要红树植物秋茄的适生环境提供科学依据。

摘要:以腾格里沙漠东南缘沙质草地和灌丛生境为研究对象,采用人工模拟降雨实验对草地样方、灌丛间裸地样方及含灌丛斑块样方的产流及氮流失过程进行观测,揭示了地表径流及其引起的氮流失对沙质草地灌丛化的响应。结果表明:(1)草地样方出现表面积水和地表径流的时间及开始产流需要的降雨量均大于含灌丛斑块样方和灌丛间裸地样方,裸地样方最小;灌丛生境径流系数为34.46%,显著小于裸地样方,大于含灌丛样方,产流量是沙质草地生境的2.26倍;表明灌木入侵造成的植被盖度下降引起了土壤水分入渗率的减小和地表产流的增加。(2)含灌丛样方单位体积径流含氮量瞬时值大于裸地样方,小于草地样方,三类样方瞬时值与单位时间径流量均呈线性负相关;草地样方单位时间氮流失量略小于含灌丛样方,两者均显著小于灌丛间裸地样方;灌丛生境氮流失总量为0.23 g/m²,是草地生境的2.09倍,灌丛和草地生境单位体积径流含氮量总体平均值分别为0.011 g/L、0.012 g/L;表明沙质草地灌丛化引起了养分流失的显著增加。

摘要:通过与本地典型的橡胶林和季节雨林进行对比,研究了在橡胶林基础上抚育、恢复而来的人工雨林群落结构及林下降雨侵蚀力特征。通过16a的抚育管理,人工雨林Shannon-Wiener多样性指数达到3.652,接近当地季节雨林的一般情况。对6a的降雨侵蚀力计算发现,人工雨林7月林内降雨侵蚀力达962.2 MJ mm hm^-2 h^-1 a^-1,对旷地降雨侵蚀力的削减量是橡胶林的2.08倍。人工雨林初步重现了类似热带自然雨林的群落结构和叶面积指数特征,能够有效对削减降雨侵蚀力,这有利于林内水土保持和进一步的植被恢复。因此,人工雨林的抚育、恢复模式是热带退化山地地区植被恢复与重建的一条较为可行的途径。

摘要:西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂, 是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用。应用生态系统模型(Carbon Exchange between Vegetation, Soil, and the Atmosphere,CEVSA)模型估算了1954-2010年西南高山地区净生态系统生产力(NEP)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1) 1954-2010年西南高山地区NEP平均为29.7 g C·m^-2·a^-1,其中低海拔地区常绿针叶林和常绿阔叶林NEP较高,而高海拔地区的草地覆盖类型NEP较低。(2)西南高山地区NEP总量的变动范围为-8.36-29.4Tg C/a,平均每年吸收碳15.4Tg C;NEP年际下降趋势显著(P<0.05),平均每年减少0.187Tg C,下降显著的区域占研究地区总面积的35.2%(P<0.05),其中草地(-0.526 g C·m^-2·a^-2, P<0.01)和常绿针叶林(-0.691 g C·m^-2·a^-2, P<0.01)下降趋势极为显著。(3) 年NEP总量的年际变化与年平均温度呈负相关(r=-0.454,P<0.01),与年降水量呈正相关(r=0.708,P<0.01),与温度显著负相关的区域占60.3%(P<0.05),与降水显著正相关的区域占52.1%(P<0.05),其中草地和常绿针叶林均与温度极显著负相关(r=-0.603, P<0.01; r=-0.485, P<0.01),而与降水量极显著正相关(r=0.554, P<0.01; r=0.749, P<0.01)。(4)西南高山地区是明显的碳汇区,但是由于土壤异养呼吸(HR, heterotrophic respiration)的增长速度大于净初级生产力(NPP, net primary production)的增长速度,最近20a有部分地区开始由碳汇转为碳源。

摘要:选取南北样带温带区8个核心分布区的7种优势栎属树种作为对象,通过检测种子的化学组成,包括淀粉、蛋白质、油脂、可溶性总糖、单宁和脯氨酸,分析其化学组成与气候因子之间的关系,结果发现:在气候因子中,温度是影响种子化学组成的主要因素,日照时数次之,而降水没有明显影响。在南北样带温带区,随纬度的增加,温度降低,年日照时数增加,生长积温减少,生长季缩短,淀粉含量积累下降,并趋向于水解为可溶性糖类;同时,从南到北,为适应低温的环境条件,栎属树种通过增加种子蛋白质、可溶性总糖和脯氨酸的含量,以提高种子的抗寒性。栎属树种种子的化学组成之间存在一定的相互关系,可溶性总糖、蛋白质和脯氨酸之间呈正相关关系,它们三者与淀粉均为负相关,种子化学组成之间的这种相互关系是植物对环境适应的生态策略。

摘要:酸雨对植物光合机构的伤害机理一直是生态学研究的热点之一,为了探讨叶面酸化导致的PSⅡ反应中心损伤和光合机构自由基累积之间的内在联系,以1年生龙眼(Dimocarpus longana Lour.)实生小苗为研究对象,采用盆栽试验,研究了模拟酸雨胁迫对龙眼叶片叶绿素荧光参数和自由基代谢的影响。结果表明:酸雨胁迫改变了龙眼叶片的快速叶绿素荧光诱导动力学曲线形状,伤害PSⅡ反应中心;pH2.5酸雨胁迫5d后最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ反应中心活性(1/F_O-1/F_M)、反应中心含量(RC/CS_O)急剧下降;有活性反应中心的关闭程度(V_J)、失活反应中心的比例(Non-Q_A和Non-Q_B)显著增加,Q_A迅速还原;放氧复合体(OEC)被破坏;PSⅡ受体侧电子传递体数(S_m)、电子转化效率(ψ_O)和电子传递速率(φ_Eo)明显降低,叶面酸化导致光系统线性电子传递受损。pH2.5酸雨胁迫5d后叶片超氧阴离子自由基(O₂^·－)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量显著增加;抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)转化为氧化型,还原型减少;超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性下降,叶绿体内自由基不能被及时清除,过多的自由基损伤光合器官,导致龙眼叶片PSⅡ受伤害。模拟酸雨胁迫伤害龙眼叶片PSⅡ反应中心供体侧和受体侧的电子传递体,造成同化力不足,清除自由基能力下降,导致叶绿体自由基累积,光合机构受到伤害。

摘要:城市土壤是保护城市环境的一个重要生态屏障。随着有机污染物的"致癌、致畸、致突变"特性被人们所认知,土壤有机污染也逐渐受到人们的重视。在我国目前缺乏相关环境质量标准的背景下,尝试采用因子分析评价法,对沈阳城郊表层土壤有机污染物进行识别,并对土壤有机污染程度进行定量评价与分级。结果表明,苯并(a)芘、滴滴涕、六氯苯和六六六对土壤污染负荷的贡献率最高,是主要的有机污染因子;利用因子分析评价法,34个城郊表层土壤采样点的有机污染评价综合评分在0-224.62之间,以较轻度污染和中度污染为主,评价结果及分级与实际情况基本相符。在此基础上,分析了各类有机污染物的污染来源,对防治城市土壤污染,进而保障居民的食品安全和饮水安全具有重要意义。

摘要:土壤呼吸是调控全球碳平衡和气候变化的关键过程之一,降雨作为重要的扰动因子,在不同区域和不同环境条件下,对土壤呼吸具有复杂的影响。研究降雨对农田土壤呼吸及其分量的影响,对准确预测未来气候变化下陆地生态系统碳平衡具有重要意义。对黄土高原东部典型春玉米农田生态系统生长季内3次降雨前后土壤呼吸及其分量进行了原位连续观测,结果表明:在土壤湿润的条件下,降雨对春玉米农田土壤呼吸及其分量具有明显的抑制作用,在土壤湿度大于27%后土壤呼吸及其分量随土壤湿度上升呈明显下降,且对温度的敏感性降低。土壤呼吸及其分量在降雨前后的变化受土壤温度和土壤湿度的共同影响。降雨量、降雨历时和雨前土壤含水量决定了土壤呼吸及其分量对降雨响应的程度和时长。土壤呼吸及其分量对土壤温度的敏感性各不相同,微生物呼吸对温度的敏感性最高,Q₁₀为5.14;其次是土壤呼吸,Q₁₀为3.86;根呼吸的温度敏感性相对最低,Q₁₀为3.24。由于土壤呼吸分量对温度和湿度的敏感性不同,降雨后根呼吸的比例有所升高。

摘要:基于湖南长沙7a定位试验,以冬闲为对照,研究了冬种马铃薯、紫云英及油菜为前茬作物对早、晚稻根系酶活性、形态指标及产量的影响。结果表明,与冬闲相比,冬种作物后早、晚稻根系丙二醛(MDA)含量增加,但其根系的活性氧清除能力更强(SOD、POD和CAT活性高),能够在一定程度上缓解膜脂过氧化作用带来的伤害;冬种不同作物对早晚稻根系形态的影响表现不一。冬种马铃薯和紫云英处理在早稻生育后期的根系优势明显,并能在一定程度上促进晚稻根系生长,双季稻总产量较对照分别增加6.29%和7.76%,而冬种油菜抑制了晚稻根系生长,导致晚稻产量及双季稻总产分别降低6.31%和1.96%;相关性分析表明,灌浆期较高的根长、根数、根体积和根表面积是冬种作物改善双季稻产量的主要原因。综合来看,冬种马铃薯和紫云英对于促进双季稻根系生长,提高稻谷产量具有重要作用,而冬种油菜则不利于提高双季稻的稻谷生产力。

摘要:通过田间试验研究了河西绿洲灌区典型的小麦/玉米间作群体不同施氮量(0、210、420和630 kg/hm²)对小麦、玉米带田土壤水分和硝态氮(NO₃^--N)的动态的影响。结果表明:小麦/玉米总籽粒产量随着施氮量的增加而增加,但当施氮量超过420 kg/hm²时,总籽粒产量不再随施氮量增加而增加,最高总籽粒产量可达13661-14668 kg/hm²。水分利用效率在施氮420 kg/hm²时最高可达21.25 kg·hm^-2·mm^-1。小麦收获后,0-120 cm土层内土壤含水量随施氮量增加而减少,NO₃^--N的累积量随施氮量增加而增加,并且表层土壤(0-60 cm) NO₃^--N含量明显高于深层土壤(60-200 cm)。在小麦/玉米整个生育期,土壤硝态氮的变化呈双峰曲线。施氮0和210 kg/hm²的土壤硝态氮第一峰值和第二峰值均分别出现在小麦三叶期和玉米大喇叭口期;施氮420和630 kg/hm²的土壤硝态氮第一峰值出现在小麦挑旗期,第二峰值分别出现在玉米大喇叭口期和玉米灌浆期。因此,在该地区小麦/玉米间作栽培模式下,施氮水平控制在420 kg/hm²时,使混合产量达到最高,同时可减轻土壤硝态氮的累积和运移,从而达到高效、安全的目的。

摘要:如何从景观尺度上实现对害虫的科学管理已经成为昆虫生态学的研究热点。利用频振式杀虫灯诱集技术,从2007-2009年在新疆北部棉区16-17个农场近240km²作物范围内,监测和评估棉田周边作物景观对棉铃虫种群的影响。结果表明: 农业景观多样化显著地影响棉铃虫种群数量,复杂作物系统中(棉花比例<50%作物面积)棉铃虫成虫数量明显大于简单作物系统(棉花比例≥50%作物面积;棉铃虫种群数量与景观多样性指数(Simpson's Reciprocal Index)呈正相关;同时棉铃虫成虫与加工番茄、玉米和小麦的比例成正相关,但与棉花比例呈负相关。研究结果为转基因棉花抗性管理提供科学依据,同时农田景观多样性指标可作为修正棉区棉铃虫预测模型的重要指标。

摘要:通过采集北里湖不同季节的柱状芯样,在实验室静态模拟沉积物氨氮(NH₄⁺-N)和可溶解性磷酸盐(PO₄^3--P)的释放,同时研究了沉积物间隙水中NH₄⁺-N及PO₄^3--P的垂直分布特征。结果表明,沉积物间隙水NH₄⁺-N随深度的增加有上升的趋势,PO₄^3--P随深度的增加呈先升后降的趋势。氮、磷营养盐在沉积物-水界面均存在浓度梯度,表明存在自间隙水向上覆水扩散的趋势。沉积物NH₄⁺-N在春季、夏季、秋季、冬季的释放速率分别为0.074 mg·m^-2·d^-1、0.340 mg·m^-2·d^-1、0.087 mg·m^-2·d^-1、0.0004 mg·m^-2·d^-1,PO₄^3--P的释放速率则分别为0.340 mg·m^-2·d^-1、0.518 mg·m^-2·d^-1、0.094 mg·m^-2·d^-1、-0.037 mg·m^-2·d^-1。不同采样点表现出明显的季节和空间差异性,释放速率表现为夏季＞春季、秋季＞冬季。根据静态模拟出的不同季节下内源氮、磷释放速率计算,全湖内源氮、磷营养盐的贡献分别为0.0037、0.0057 t/a。该研究可为北里湖富营养化及内源污染的治理提供基础数据。

摘要:参数的合理取值决定着模型的模拟效果,因此确定研究区域的模型结构后,需要对模型的参数进行优化。湖泊水质模型(Simulation by means of an Analytical Lake Model,SALMO)利用常微分方程描述湖泊的营养物质循环和食物链动态,考虑了多个生态过程,包含104个参数。由于参数较多,不适宜采用传统参数优化方法进行优化。利用太湖梅梁湾2005年数据,采用实码遗传算法优化了SALMO模型中相对敏感的参数,运用优化后的模型,模拟了梅梁湾2006年的水质。对比分析参数优化前后模型的效果表明遗传算法能高效地对SALMO进行参数优化,优化后的模拟精度得到了显著提高,能更好地模拟梅梁湾的水质变化。

摘要:带鱼(Trichiurus japonicas)是南海北部的重要经济鱼类,其渔获量的变化不仅与捕捞压力有关,还与气候环境变化有关。为了研究气候变化和捕捞对南海北部带鱼渔获量变动的影响,使用长时间序列渔业统计资料和气候变化数据对1956-2006年的南海北部带鱼渔获量变动进行了分析。南海北部的带鱼渔获量变化可划分成因捕捞效应所产生的趋势变化和因气候环境变化所导致的渔获量变动。捕捞效应所产生的趋势变化可用Fox模型拟合,Fox模型拟合结果显示南海北部带鱼渔获量与捕捞努力量关系显著(P<0.01),说明捕捞压力的增长显著影响到南海北部带鱼渔获量的变化。移除捕捞效应所产生的趋势变化后,渔获量变动与中国南方降雨、南海北部海表水温、南海北部夏季季风以及南海北部冬季季风等气候因子呈显著正偏相关(P<0.04),与热带气旋影响指数呈显著负偏相关(P<0.03),这种相关说明南海北部带鱼渔获量变动还受气候环境因子的影响。南海北部带鱼渔获量可用捕捞努力量和气候变量来拟合,且拟合效果显著(R²=0.958,P<0.01),表明南海北部带鱼渔获量的变动归因于捕捞压力的单调增长和气候环境的变化。在南海北部的捕捞压力维持在现有水平下,未来的气候变化和人类活动引起营养盐的增加都可能有利于南海北部带鱼渔业产量的增加,且由于未来极端天气事件的频繁发生,可能还会引起带鱼渔获量的变动幅度加剧。

摘要:2007年分4个航次测定了象山港南沙岛不同养殖类型(贝类养殖、藻类养殖和网箱养殖)沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)含量的时空变化规律。研究结果表明,南沙岛养殖区沉积物AVS变化范围为0.01-30.03 μmol/g,平均3.75 μmol/g,其中贝类养殖区、藻类养殖区、网箱养殖区和对照区AVS年平均含量分别为1.03、0.64、5.06和0.70 μmol/g。网箱养殖中心区(S10)AVS的含量分别是贝类养殖区、藻类养殖区和对照区的8.5倍、13.6倍和12.6倍。ANOVA分析表明,表层沉积物(0-3 cm)AVS含量的季节变化差异不显著,但柱状样(0-15 cm)平均含量差异显著,夏秋季明显高于冬春季。AVS含量总体上随着沉积物深度的增加而增加,6-9 cm达到最大值,夏秋季尤为明显。聚类分析表明,南沙岛养殖区调查站位分为3类,网箱养殖中心区(S10)和距离较近的S13和S12为一个类群,贝类养殖区、藻类养殖区和对照区为一个类群,其余站位为一个类群。总体上,养殖中心区AVS含量最高,随着与养殖中心区距离的增加含量逐渐降低,网箱养殖对底质AVS的影响主要集中在200 m以内,500 m以外则影响较小。

摘要:低温胁迫是世界范围内影响植物产量和品质的主要非生物胁迫。植物抗寒生理生态研究是比较活跃和发展很快的领域。文章综述了提高植物抗寒性机理的研究进展。大量科学研究和生产实践表明,气象因素与植物自身因素是影响植物抗寒性的关键因素,前者主要是温度、光周期和水分,后者主要是植物的遗传学基础、生长时期、发育水平以及低温胁迫下细胞的抗氧化能力。保证植物抗寒基因充分表达对提高植物抗寒性有重要意义。植物抗寒性的遗传机制与调控主要通过5条路径实现:丰富多样的植物低温诱导蛋白,低温转录因子DREB/CBF可同时调控多个植物低温诱导基因的表达,DREB/CBF与辅助因子相互作用调控下游基因表达,Ca²⁺、ABA及蛋白质磷酸化上游调控低温诱导基因表达,以及不饱和脂肪酸酶基因的表达。基因工程改良植物抗寒性已获重要进展,但距产业化尚有许多开创性的工作要做,目前主要通过导入抗寒调控基因和抗寒功能基因而实现,后者主要是导入抗渗透胁迫相关基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、SOD等抗氧化系统的基因以及与植物激素调节有关的基因。农林技术对提高植物抗寒性有重大实用价值,其中的不少技术蕴涵着深刻的科学机理,重点评述了抗寒育种、抗砧嫁接、抗寒锻炼、水肥耦合及化学诱导五大技术提高植物抗寒性的作用机理。展望了提高植物抗寒性的研究。

摘要:作为冰冻圈的主体,多年冻土是岩石圈与大气圈水热交换的产物,它的存在、分布及水热过程受到多种时空尺度环境因子的控制和影响。植被是生物圈的重要组成部分,是岩石圈与大气圈热量交换的媒介,它的存在和变化影响着多年冻土的水热过程和空间分布。文章综述了近几十年来植被对多年冻土影响的研究。首先,植被参与地气之间的水热周转过程,通过反射太阳辐射、贴地植被的吸水保水作用以及截留积雪作用等,对下伏冻土产生错综复杂的影响。但是不同植被类型的反射太阳辐射能力、保水与截留能力等各不相同,产生的影响大小有别。其次,同一植被类型的不同层次(如乔木层、灌木层等)对多年冻土的影响也不同,其中贴地植被产生的影响最显著。植被截留积雪,使得地面接收的太阳辐射和地表水分重分配复杂化,从而间接地影响多年冻土环境。因此当植被发生扰动后(如森林火灾和砍伐植被),就会对其所处的多年冻土环境产生各种不利影响,引发冻土灾害,甚至导致多年冻土消融。实际上植被与冻土同为寒区自然生态系统和环境的重要组成部分,它们在长期地质和生物演化中形成生态平衡。因此,植被还常常被用于指示多年冻土及其空间分布。最后提出目前研究中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。

摘要:凋落物分解主场效应是指凋落物具有在其生长的栖息地比在别的生境分解更快的特征,土壤生物的特化作用被认为是主场效应的产生机理。主场效应是除基质质量和物理化学环境外控制凋落物分解的重要因子,可影响模拟精度的8%。凋落物分解主场效应驱动机制的深入研究对促进分解模型中纳入生物因子,提高区域尺度模拟精度具有重要作用。虽然时间和基质质量可导致主场效应强度变化,但不能全面解释主场效应强度差异特别是负效应的产生。通过分析凋落物分解过程中土壤生物的作用机理,指出凋落物分解主场效应的土壤生物驱动可能包括土壤微生物的调节性适应,土壤动物的后期插入以及物理化学环境的间接影响。为深入了解主场效应土壤生物驱动机制,更好地模拟凋落物分解过程,提出延长凋落物分解交互移置实验时间,拓展实验空间,结合室内模拟分析和构建分解模型等方法与途径。

摘要:街尘是引起城市面源污染分布最为广泛、最重要的污染物载体,街尘及其负载的污染物与降雨冲刷相关过程的全面认识,对有效控制城市地表径流污染有着重要的意义。针对全球快速城市化背景下街尘及其降雨冲刷污染的研究现状,阐明了街尘及其降雨冲刷污染的不足与难点,并对未来研究方向的突破性给予展望。