摘要:以加权草被盖度作为草被退化的一种标识值,来标记草场沙化和毒杂草侵蚀的程度,并以机器辨识方法从TM/ETM数据中定量提取加权草被盖度现状及变迁信息。变迁研究的时段从1994年至2008年。为了使图像辨识特征量对高寒草被盖度敏感,提出了植被指数分级密度、植被相对饱和度分级密度等8个新的数学描述符,逐一进行了与加权草被盖度的相关性分析或分割实验;并通过它们的组合训练学习机和实现了对不同盖度草被的划分。通过野外采样数据检核,这种分类的准确率接近或达到80%。在草被盖度正确分类的基础上,通过调整减少不同时相图像照度差异的影响,进一步实现了加权草被盖度变迁信息的自动化提取。

摘要:以辽宁省太子河流域为研究范例,调查了全流域范围内69个样点的着生藻类群落和水环境理化特征,并在此基础上应用硅藻生物评价指数(DBI)和生物完整性评价指数(P-IBI),同时结合栖息地环境质量评价指数(QHEI),对太子河流域水生态系统进行健康评价。结果表明,太子河流域着生藻类群落结构具有明显的空间异质性,CCA结果显示驱动着生藻类群落结构形成的水环境因子为电导率、总溶解固体和总氮。虽然DBI、P-IBI和QHEI在太子河流域某些河段上的评价结果有较大出入,但从全流域尺度上看,DBI、P-IBI和QHEI的评价结果基本一致,表现为太子河上游健康状况较好,中游健康状况一般,而下游健康状况较差。讨论了水环境理化因子与着生藻类群落结构的相互关系,并对比分析了DBI、P-IBI和QHEI这3种河流健康评价方法。

摘要:为了解云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林在2010年初西南地区特大干旱中是否遭遇水分胁迫,及其水源涵养功能在应对干旱中的作用,测定了该森林土壤和主要树种在2010年旱季的水分状况,并对比研究了原生林和森林经砍伐烧垦后形成的毛蕨菜-玉山竹群丛的土壤持水、凋落物持水、水面蒸发和土壤水分季节动态。结果表明:常绿阔叶林主要树种在2010年初西南特大干旱中并未遭受水分胁迫 (最旱月叶片凌晨水势高于-0.4 MPa)。虽然常绿阔叶林土壤含水量和地下水位在最旱月都达到了有观测以来的最低点,但主要根系分布区的土壤水势仍不低于-0.5 MPa,并高于毛蕨菜-玉山竹群丛。森林较好的水分状况和原生常绿阔叶林较好的水源涵养功能有关。常绿阔叶林的土壤总持水量尤其是非毛管持水量要显著大于毛蕨菜-玉山竹群丛,同时也大于云南地区的一些次生林和人工林。常绿阔叶林地表丰富的凋落物通过持水和抑制土壤蒸发也对水源涵养有一定作用。哀牢山常绿阔叶林良好的水源涵养功能,充足的土壤地下水储存弥补了旱季和特大干旱中降水的不足。结果指示原生林在水源涵养中不可替代的作用,以及加强原生林保护在提高区域抗干旱能力中的重要意义。

摘要:于2007年9-10月间利用改良的PFU(polyurethane foam unit)法——BPFU(bottled PFU)法对青岛沿岸水体中原生生物群落的结构和功能参数进行了快速观测,进而分析了原生生物群落与水质状况间的相互关系,并结合理化指标对水体的水质状况进行了评价。期间共观测到原生生物263种:其中硅藻83种,鞭毛虫59种,肉足虫31种,纤毛虫90种。结果表明:用BPFU法测定和计算的原生生物群落的结构参数(种类数、丰度、多样性指数)和功能参数(S_eq 、G、T_90%)所反映的水质状况和理化指标所反映的基本一致,证明BPFU法适用于海洋近岸水体的快速监测。同时将通过原生生物群落所得的结构参数和功能参数与通过原生动物群落所得的进行了比较,发现由原生生物群落计算的结构参数和功能参数能更有效、更准确地反映水质的状况。

摘要:低温被广泛认为是高寒草甸生态系统首要限制性因子,因此增温可能会在某种程度上促进初级生产力,但是也可能由于土壤水分、N素营养状况的改变形成新胁迫而抑制生产力提高。此外,生态系统呼吸由于增温而提高的幅度也可能高于初级生产力提高的幅度,造成总碳库平衡的改变。利用青藏高原海北高寒草甸实测数据对生态系统过程模型Biome-BGC(V. 4.2)进行了参数化,并利用研究区实测土壤水分(0-40 cm)和其它观测数据对模型进行了检验,证明模型模拟结果较为可靠。模型使用2005-2008年的海北气象站实测气象数据包括气温、降水等作为驱动数据,模拟了增温1.2-1.7 ℃下青藏高原海北定位站高寒草甸生态系统碳通量的变化,并整合分析增温试验平台上已发表的试验,与模拟结果进行对比,探讨增温对海北高寒草甸生态系统碳收支的可能影响。结果表明:2005-2008年青藏高原高寒草甸生态系统为弱的碳汇,短期增温导致系统净碳固定增加。增温直接影响系统碳通量,也通过土壤水分和土壤矿化氮变化间接影响碳通量,相比土壤水分和氮素,增温对影响碳通量变化过程中的效应更大;研究也揭示,在增温条件下,植物对土壤矿化氮的吸收量小于有机质分解产生的土壤矿化氮量,土壤矿化氮含量增加。

摘要:自2007年三峡大坝试运行以来,其独特的人工水位调度节律给当地的水库消落带生态系统带来了巨大的负面影响。植物功能性状可以反映某一特殊生境植物的生理生态过程特殊性,是指示生态系统结构与功能的有效指标。因此,在三峡水库消落带形成2a后,于2009年调查了消落带的42种适生植物以及对照带33种植物的6个叶片功能性状:最大净光合速率(A_max)、叶片气孔导度(Gs)、比叶重(LMA)、叶片全氮含量(N_mass)、全磷含量(P_mass)和全钾含量(K_mass)。运用标准化主轴回归分析对消落带植物叶片各功能性状之间关系进行分析,并对照全球尺度叶片功能性状数据库,旨在说明反季节淹水对消落带植物叶片功能性状之间关系与全球尺度对比发生了哪些变化。同时,运用成对方差t检验的分析方法,对比了在消落带和对照带都存在的33个种的叶片光合与营养性状之间的差异,以阐明消落带植物对消落带特殊生境的生理响应。结果表明:(1)消落带植物叶片各性状关系呈现出与全球尺度基本一致的格局,表现出植物叶性状之间关系的趋同性;(2)消落带植物A_mass、N_mass、P_mass和K_mass显著高于全球尺度,而LMA则显著低于全球尺度。处于驯化阶段的消落带植物各叶片性状处在全球叶片经济型谱"低投入-快速回收"的一端。(3)消落带植物叶片A_mass与对照带相比,有显著提高。表明三峡水库消落带植物叶片光合能力得到显著提高,这可能是其适应消落带特殊生境的关键生理生态对策之一。

摘要:为了解三峡库区支流澎溪河鱼类时空分布变化,2009-2010年的秋季、冬季和春季,使用Simrad EY60鱼探仪对澎溪河的鱼类资源量及其时空分布特征进行3次声学调查。结果表明:3个季节鱼类水平分布不均匀,鱼类最大密度分别为67.07 尾/1000 m³, 19.66 尾/1000m³,17.25 尾/1000m³且不同季节上层、中层鱼类密度水平分布有显著性差异(P≤0.01, P=0.03);各季节鱼类密度垂直分布也有一定差异,冬季上层鱼类密度和下层鱼类密度差异较为显著(P=0.05);另外鱼类密度昼夜分布有显著性差异(P<0.05),造成该现象的原因主要是由于鱼类的昼夜垂直节律(Diel Vertical Migration,DVM)引起;3个季节的鱼类目标强度(TS值)的差异极其显著(P<0.01),其中秋季鱼类TS最高((-57.0±5.6) dB),春季TS值最低((-58.6±4.9) dB),造成该差异的原因是4-6月是长江上游鱼类繁殖季节,仔稚鱼居多。鱼类空间分布及其位点的水深关系分析显示,鱼类密度水平分布秋季、冬季与水深不相关(︱r︱<0.2),春季与水深中度负相关(r=-0.5,P≤0.05)。

摘要:微藻化感作用是一种极其复杂的生理、生态学现象。选取强壮前沟藻指数生长初期Ⅰ和平台生长初期Ⅱ两个阶段的滤液对中肋骨条藻、海洋原甲藻、锥状斯氏藻及球等鞭金藻生长的影响进行了研究,并萃取了阶段Ⅱ的粗提物,抑藻检测表明其具有"杀藻"效应,通过GC/MS分析该粗提物中具有潜在化感作用的物质种类。研究发现强壮前沟藻两个生长阶段的滤液对中肋骨条藻均产生强烈致死效应(phaseⅠ: F=15.18475, P=0.00298<0.05; phaseⅡ:F=6.24559, P=0.03149<0.05);锥状斯氏藻在强壮前沟藻滤液中生长,实验结束时两个阶段中的细胞密度分别是对照组的79.3% 和 68.9%;海洋原甲藻在强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液实验的最后3d,其生长受到显著抑制(F=4.84438, P=0.04925<0.05);而等鞭金藻在强壮前沟藻两个生长阶段滤液中被抑制现象不明显(P>0.05)。强壮前沟藻滤液实验表明,强壮前沟藻能够向微环境中分泌代谢产物来抑制中肋骨条藻和海洋原甲藻的生长,并且这种抑制效应具有种类特殊对应性。上述实验结果还表明,强壮前沟藻生长阶段Ⅱ的滤液具有的生长抑制作用较为明显。采用乙酸乙酯萃取强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液中的代谢产物,检测发现其代谢粗提物具有溶藻效应,GC/MS分析结果表明粗提物中存在4种可能产生化感抑制作用的物质,其中二丁基羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene BHT)被认为具有抗滤过性病原体和抗微生物活性。

摘要:应用实时定量PCR技术对主要卵黄蛋白(Major yolk protein, MYP)基因在不同饥饿时期中间球海胆的体腔细胞、性腺、肠、胃中的转录表达差异进行了分析。结果表明,在正常状态下,MYP基因在体腔细胞、性腺、肠、胃等不同组织中的转录表达差异明显,肠中的表达量最高,其他组织中的表达量均较低。随饥饿时间的延长,MYP基因在体腔细胞中的表达量先迅速下降,而后稳定在较低水平,实验结束时下降至对照组的1.58%;在性腺中的表达量持续上升,实验结束时上升至对照组的679.75%;在肠中的表达量持续下降,实验结束时下降至对照组的33.33%;在胃中的表达量呈上升趋势,实验结束时上升至对照组的106.52倍。综合来看,饥饿状况下,中间球海胆肠中的MYP表达量持续下降,但仍是MYP的主要合成部位;性腺中MYP表达量持续上升,致使其MYP表达比重上升;胃、体腔细胞中表达量在饥饿过程中虽有变化,但总表达量很少,对MYP的整体表达影响不大。

摘要:在2009年12月-2010年1月和2010年4-5月,采用样线法结合直接观察法对贺兰山牦牛的冬春季生境选择进行了研究。结果表明,牦牛冬季对11种生境因子有选择性,偏爱山地针叶林带,海拔小于2000 m,优势乔木为灰榆,坡度小于10°,下坡位,距水源距离大于1200 m,人为干扰距离2000-4000 m,隐蔽级大于70%;春季牦牛对13种利用生境生态因子有选择性,偏爱于亚高山灌丛和草甸带,海拔大于3000 m,乔木密度小于1株,乔木高度小于3 m,乔木距离大于3 m,灌木密度大于40株,灌木距离小于1 m,植被盖度大于70%,上坡位,距水源的距离小于800 m,人为干扰距离大于4000 m,隐蔽级大于70%。冬春季牦牛在海拔、植被类型、地形特征、优势乔木、灌木种类、坡位、坡向、人为干扰距离、距水源距离上存在显著差异。主成分分析表明冬季第一主成分的贡献率21.100%,其中绝对值较大的相关系数是乔木距离、优势乔木、乔木高度和乔木密度;春季第一主成分的贡献率是31.247%,其中绝对值较大的相关系数是植被类型、海拔高度、地形特征和灌木密度。与其他分布地区的牦牛相比,贺兰山地区的牦牛能适应当地的地理特征和气候环境。

摘要:利用概率元胞自动机模型对空间隐式的、食饵具Allee效应的一类捕食食饵模型进行模拟,发现随着相关参数的变化,种群的空间扩散前沿由连续的扩散波逐渐转变为一种相互隔离的斑块向外扩散,这种斑块扩散现象与以往的扩散模式有所不同。研究结果表明:(1)在斑块扩散的情况下,相关参数的微小变化会导致种群灭绝或者形成连续的扩散波,即斑块扩散发生在种群趋于灭绝和连续扩散之间;(2)当种群的空间扩散方式为斑块扩散时,种群的扩散速度会变慢,与其他扩散方式下的速度有着明显的区别。该研究结果对生物入侵控制和外来物种监测有重要的启发和指导作用。

摘要:以Bt水稻华恢1号(Cry1Ac和CryAb融合基因;简称HH1)及其对照亲本明恢63(简称MH63)稻田靶标害虫二化螟Chilo suppressalis和次靶标害虫大螟Sesamia inferens为研究对象,研究了转基因抗虫水稻大田螟虫发生规律及其靶标和次靶标害虫致害力差异。结果表明,Bt水稻及其对照亲本上二化螟或大螟的卵块数量差异不显著,同时,对照亲本上二化螟与大螟的落卵量差异不显著,但Bt水稻上二化螟的落卵量显著大于大螟。与对照亲本相比,Bt水稻上二化螟幼虫发生量显著降低,降幅高达84.9%-100%,但大螟发生量差异不显著;此外,对照亲本上二化螟幼虫发生量显著高于大螟,但Bt水稻上两者差异不显著。同时,Bt水稻上二化螟导致的枯心/白穗率和受害丛率都显著低于其在对照亲本上的致害程度,降幅分别为30.8%-98.3%和11.4%-96.6%,而大螟差异不显著。可见,Bt水稻对靶标害虫二化螟具有较高抗性,而对次靶标害虫大螟的抗性不明显。另一方面,Bt水稻和对照亲本上二化螟导致的枯心/白穗率和受害从率都显著高于大螟。可见,二化螟仍是当前非转基因水稻上的主要害虫,而Bt水稻对二化螟幼虫发生的显著抑制作用以及对大螟幼虫发生的不显著影响,使得其大面积商业化种植下靶标害虫二化螟和次靶标害虫大螟间的竞争替代成为可能。

摘要:利用行为学方法研究了光谱、光强对西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)雌成虫的趋、避光行为的影响。结果显示:(1)在340-605 nm波谱内14个波长其光谱趋光行为反应为多峰型,峰间主次较明显。趋光行为反应中,蓝绿区498- 524 nm有一较宽峰,趋光率20.31%;其它各峰依大小次序分别位于紫光380 nm、蓝光440 nm;(2)避光行为反应中,蓝光440 nm处略高,避光率17.19%;紫外340 nm处亦有一峰,避光率15.63%;(3)随光强增强其趋光反应率增大,白光、380 nm和524 nm刺激时其光强趋光行为反应呈一倒"L"型式样,498 nm为峰型,440 nm时为一较缓的平直线型;光强最弱时仍均有一定趋光率,最强时均未出现高端平台;(４)随光强增强其避光反应率增大,440 nm为较平缓直线;340 nm刺激时为较缓波动线。结果表明:光谱对其趋光行为有很大影响,光强度的影响较大且影响大小与波长因素有关。

摘要:舞毒蛾Lymantria dispar L.是源于欧亚大陆的多食性叶部害虫,取食300多种乔灌木,现已分布于北美、北非,成为世界性危险害虫之一,给林业生产带来了巨大损失。舞毒蛾核型多角体病毒(LdMNPV)是控制舞毒蛾种群动态的重要生物因素,可引起舞毒蛾种群急剧下降。在室内采用青杨枝条饲养的方法,测定了来自中国、北美和日本的3个LdMNPV品系(分别为LdMNPV-H, LdMNPV-D和 LdMNPV-J)对危害青杨的亚洲型舞毒蛾幼虫的毒力,并测定了荧光素Tinopal LPW对它们的增效和光保护作用。结果表明Tinopal LPW对LdMNPV 3个地理品系均有增效和光保护作用,而且随着Tinopal LPW浓度的增加,增效作用增强,1% Tinopal LPW的增效作用最好。添加1% Tinopal LPW的LdMNPV-D品系、LdMNPV-H品系和LdMNPV-J品系对取食青杨的舞毒蛾幼虫的致死中浓度(LC₅₀)分别为1.0、1.6、17.6 OBs/μL,不添加1% Tinopal LPW时,它们的LC₅₀分别为32.9、39.0、1076.4 OBs/μL,分别降低了33、24、61倍。不添加1% Tinopal LPW时,D、H和J品系对舞毒蛾二龄幼虫的致LC₉₅分别是2125.5、1275.8、303540.0 OBs/μL,添加1% Tinopal LPW后LC₉₅分别为73.0、285.4、2360.8OBs/μL,分别降低了26、4.5、128.6倍。此外,1% Tinopal LPW的荧光素使3个品系的致死中时间(LT₅₀)分别缩短了2.9d、5.3d、1.2d。LdMNPV-D和LdMNPV-H品系对亚洲型舞毒蛾表现出低致死中浓度、较短的致死中时间和较大的斜率,二者的毒力较LdMNPV-J品系高,在生产实践中应选择LdMNPV-D添加1% Tinopal LPW。Tinopal LPW对LdMNPV-D、LdMNPV-H和LdMNPV-J 3个品系均有光保护作用,添加1% Tinopal LPW后在距离30W紫外灯40cm下照射16h后,它们毒力保持系数比未添加Tinopal LPW分别高1.8、2.6、1.8倍。

摘要:以地处极端干旱背景下的塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,以绿洲化为视角,根据当地农民耕作习惯于2005年选择4块试验农田,分别代表当地典型的农田利用强度。基于单项指数 (E_i)和综合指数 (E_c)相结合的评价方法,分析了绿洲农田在不同利用强度下的土壤Fe、Cu、Mn、Zn等微量元素有效性,探讨了土壤微量元素与人为耕作管理措施之间的关系。结果表明:人为耕作管理强度会对土壤微量元素有效含量产生重要影响,绿洲不同位置农田因施肥强度和管理方式的差别,其土壤微量元素有效含量特征存在显著差异。绿洲内部农田土壤有效Fe、Cu、Mn、Zn含量显著高于绿洲边缘各样地,新垦农田土壤有效Fe、Cu、Zn含量均低于对照样地;绿洲内部农田土壤微量元素有效性最高,新垦农田最低;农田土壤微量元素有效性与土壤有机质存在显著的正相关关系。

摘要:为揭示多种田间管理措施综合影响下双季稻田温室气体平均排放通量与土壤微生物菌群的多元回归关系,利用静态箱-气相色谱法和稀释培养计数法进行了温室气体排放通量和土壤产气微生物菌群数量的连续观测。2a研究结果显示,稻田甲烷排放通量与土壤微生物总活性和产甲烷菌数量关系密切,甲烷排放通量与二者的关系可分别由指数和二次多项式模型拟合。一元回归分析表明,仅产甲烷菌数量就能单独解释96.9%的稻田甲烷排放通量变异(R²=0.969,P<0.001),但考虑两种因素的二元回归拟合优度高于一元回归(R²=0.975,P<0.001)。氧化亚氮排放通量与土壤硝化细菌和反硝化细菌数量也密切相关(P <0.05),氧化亚氮排放通量与二者的二元非线性混合回归模型可以解释至少70.4%的稻田氧化亚氮排放通量(R²≥0.704, P <0.001),其拟合优度也高于一元回归。稻田温室气体排放通量受多种影响因素控制,土壤产气微生物活性和数量是多种因素影响的直接响应,因此二者与温室气体排放存在显著相关,基于田间试验的多元非线性回归分析客观的揭示了温室气体排放通量与环境因子的相关关系。

摘要:黄土高原作为典型的气候敏感带和生态环境脆弱区,诸多因素影响着这个区域的土壤有机碳及其组分的分布特征。以黄土高原典型区域土壤剖面 0-200 cm土样为对象,分析了土壤腐殖酸、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量随地理位置及土层深度的分布特征,并进一步探讨了土壤腐殖酸、HA和FA与全氮含量及土壤颗粒组成的关系。结果表明,黄土高原主要类型土壤腐殖酸、HA和FA含量均较低,且存在明显地理位置和土层分异性:从南到北同层次土壤腐殖酸、HA和FA含量均显著降低,同一区域随土层深度增加各组分含量均表现为在 0-60 cm土层明显下降, 60-120 cm土层稍有下降,120 cm土层以下基本稳定;土壤腐殖酸占有机碳比例变化范围为26.6%-54.7%,相对较小,且在整个剖面变化幅度不大,从南向北土壤腐殖酸占有机碳比例有增加趋势;土垫旱耕人为土在 0-40 cm、 40-120 cm和 120-200 cm土层中HA占腐殖酸比例分别为39.8%、49.0%和53.5%,HA/FA分别为0.66、0.96和1.15,黄土正常新成土在以上土层中HA占腐殖酸比例分别为26.3%、33.9%和42.3%,HA/FA分别为0.36、0.51和0.73,干润砂质新成土在以上土层中HA占腐殖酸比例分别为13.4%、37.1%和45.2%,HA/FA分别为0.16、0.59和0.82,说明黄土高原南北主要类型土壤腐殖酸品质总体较差,均属富里酸型土壤,且从南到北腐殖酸品质逐渐下降;土壤腐殖酸、HA和FA均与全氮含量呈极显著线性相关(P<0.01),土壤有机碳、腐殖酸及HA含量与粘粒及砂粒百分含量亦呈高度线性相关(P<0.01)。

摘要:应用静态箱/气相色谱法对种菜历史超过20a的紫色土菜地进行了1a N₂O排放的定位观测, 分析了菜地N₂O排放特征及施氮、土壤温度、土壤湿度和蔬菜参与对N₂O排放的影响. 结果表明, 紫色土菜地生态系统在不施氮和施氮(N150kg/hm²)情况下N₂O平均排放通量为(50.7±13.3)和(168.4±37.3)μg·m^-2·h^-1, N₂O排放系数为1.86%. 菜地生态系统N₂O排放强度高于当地粮食作物农田,其主要原因在于菜地较高的养分水平和频繁的施肥、浇水等田间管理措施. 从菜地N₂O排放总量的季节分配来看, 有64%的N₂O排放量来自于土壤水热条件较好的夏秋季蔬菜生长期, 冬春季蔬菜生长期N₂O排放量较少, 仅占34%. 因此, 土壤水热条件不同是造成菜地N₂O排放量季节分配差异的重要原因. 氮肥对增加N₂O排放的效应因蔬菜生育期内单位时间施肥强度不同而异, 蔬菜生育期越短, 施氮对增加N₂O排放的效应越明显.不施氮和常规施氮菜地N₂O排放通量与地下5cm处土壤温度呈显著的正相关, 但不种蔬菜的空地两者之间的关系不显著, 并且常规施氮菜地土壤温度(T)对N₂O排放通量(F)的影响可用指数方程F＝11.465e^0.032T(R＝0.26, P<0.01)表示. 土壤湿度对菜地N₂O排放的影响存在阈值效应, 当土壤含水空隙率(WFPS)介于60%-75%时更易引发N₂O高排放. 因此, 依据蔬菜生育期特点, 结合土壤水分状况调节施肥量与施肥时间可能会减少菜地N₂O排放.

摘要:天然次生林地比人工林地不仅土壤肥力较高,且土壤碳代谢功能更强。然而维持天然次生林高碳代谢功能的原因尚不十分清楚。分析天然次生林中土壤微生物碳源代谢功能的影响因素对于调控土壤微生物的功能乃至天然次生林的保护具有重要意义。选择中国亚热带地区典型天然次生林,研究了土壤微生物碳源代谢功能与土壤化学和物理因素及植物因素的关系。结果表明,3类因素能显著解释土壤微生物碳源代谢功能54.4% 的变异。乔木层植物多样性、土壤碳氮比、pH值和含水量是导致天然次生林碳代谢功能差异的主要因素,分别显著解释了土壤微生物碳源代谢16.7%、12.4%、10.5%和10.5%的变异。天然次生林较低的土壤碳氮比、较高的土壤含水量和土壤pH值(酸性范围内),有利于土壤微生物碳源代谢功能的提高,同时天然次生林较高的阔叶树种的比例也能增加土壤微生物碳源代谢功能。

摘要:根据封丘县土壤发生学特点遴选质地、有机质、土壤颜色、pH值、电导率和土壤发生层厚度等作为土壤属性向量,运用K-均值算法模型,对研究区40个土壤剖面样本实施数值化分类,并依据《中国土壤系统分类检索》确定算法模型输出的5个中心土壤剖面的系统分类归属。基于40个样本土壤剖面与各中心剖面的类型之间的分类距离,应用地统计学手段预测研究区空间任意位置的土壤与各中心剖面的分类距离,完成研究区土壤数值化连续分类并实现可视化表达。在此基础上,运用去模糊化手段,"硬化"连续分类边界,获得可与传统土壤制图互为参比的研究区土壤预测图,并对输出结果进行了土壤发生学解释。研究表明,土壤数值化分类手段与地统计学随机模型相结合可以实现区域土壤的空间预测,且预测图比传统土壤图蕴含更加丰富的信息。

摘要:通过模拟淹水实验,研究秸秆覆盖与秸秆深埋两种还田行为中N、P、COD等面源污染物的直接释放特征。结果表明,淹水条件下,上覆水TN浓度表现为淹水后一直持续下降,TP表现为急促上升后再持续下降,而COD则为缓慢上升后再下降。秸秆对TN的释放强度要高于TP;除了TP在淹水初期释放速率有所提高外,TN与COD的释放速率持续下降。秸秆覆盖时的面源污染物浓度高于秸秆翻埋;相同还田方式中,秸秆还田量越大,面源污染物浓度越高。从面源污染控制角度出发,淹水条件下秸秆TN防治的最佳时间为淹水初期,TP、COD为淹水后1-3周;最友好的还田方式为秸秆翻埋。试验结论为合理界定秸秆还田的负面效应,遏制秸秆还田造成的面源污染提供了依据。

摘要:2007-2008年度以高产冬小麦品种济麦22为材料,设置2个拔节水灌溉时期,为拔节期和拔节后10 d;3个目标相对含水量,灌水后0-140 cm土层土壤相对含水量分别达到65%、75%、80%,以W1、W2、W3表示拔节期灌水处理,DW1、DW2、DW3表示拔节后10 d灌水处理;开花期均灌水至0-140 cm土层土壤相对含水量为70%,研究推迟拔节水对小麦氮素积累与分配和硝态氮运移的影响。结果表明:(1)W2和DW2处理有利于提高0-60 cm土层土壤硝态氮含量,促进籽粒氮素积累;营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量、籽粒产量和氮肥偏生产力分别高于W1和DW1,与W3和DW3处理无显著差异;开花后植株氮素积累量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别高于W3和DW3,是拔节期和拔节后10 d灌水的最优处理。(2)W2和DW2处理比较,DW2成熟期100-140 cm土层硝态氮残留量低于W2,籽粒产量、籽粒蛋白质含量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力和水分利用效率均显著高于W2,是本试验条件下的最佳灌水方案。2008-2009生长季试验各处理变化趋势同2007-2008年度。

摘要:选取能较好反映冬小麦春季湿渍害特征的3个气象因子:旬降雨量、旬日照时数和旬雨日,计算了江苏省1960-2008期间历年3-5月这3个因子的逐旬统计值,分析了这些因子与冬小麦气候产量的关系,研究结果表明:(1)春季旬降雨量、旬雨日和旬日照时数对江苏省冬小麦气候产量有显著影响;(2)通径分析显示,旬降雨量和旬日照对气候产量有直接影响,而旬雨日对气候产量有间接影响;(3)构建了一个湿渍害判别指数Q用来判别湿渍害发生年份,并结合江苏省各地湿渍害年发生频率和冬小麦气候减产率,建立了冬小麦湿渍害风险指数模型;(4)利用所建风险指数模型对江苏省冬小麦的湿渍害风险进行了区划和评估,并提出了各风险区的防御对策。

摘要:通过比较实验导出用于研究草原群落中不同植物种群起始吸水层研究方法,暂称之为"土体挖空法"。该方法是将土壤剖面的下部挖空,保留上面0-5、0-10、0-15 cm的土层和上面的全部植物,当从地表浇的水在被挖空部分的向下表面开始渗出时测定哪些植物种群吸收了水分。实验中用于检验植物是否吸水的方法是用水势仪测定法。在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场中国科学院草原生态系统定位研究站的实验样地上,通过对处于不同退化恢复演替阶段的草原群落中主要植物种群的研究得出以下结论:1)同一群落中不同植物种间根系起始吸水层存在差异,在恢复群落中存在根系起始吸水位置的生态位分离和重叠现象,其中黄囊苔草(Carex korshinskyi)、冷蒿(Artemisia frigida)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的起始吸水层位置表明它们在对土壤中水资源利用空间维上存在空间生态位重叠现象;羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、米氏冰草(Agropyron michnoi)之间也存在类似的生态位重叠;两组植物种群间存在对土壤中水资源利用空间维上的空间生态位分离现象。2)无论是否退化的草原群落,其中黄囊苔草、冷蒿、糙隐子草的根系起始吸水层深度保持不变;在严重退化的群落中羊草、大针茅、米氏冰草同种个体的起始吸水层则变浅,即呈浅层化分布现象。退化群落中,植物体小型化和根系浅层化的同时植物根系对水分吸收的起始位置总体呈浅层化。3)典型草原群落中各植物种群间存在较大幅度的生态位重叠和一定的生态位分离,其中生态位分离的幅度较小,重叠的程度较大。

摘要:以福建省建瓯市万木林自然保护区内占优势的6种天然林树种(沉水樟Cinnamomum micranthum, CIM; 观光木Tsoongiodendron odorum Chun, TOC; 浙江桂Cinnamomum chekiangense, CIC; 罗浮栲Castanopsis fabri, CAF;细柄阿丁枫Altingia gracilipes, ALG; 米槠Castanopsis carlesii, CAC)为研究对象,对其1-5级细根的结构,形态特征及生物量进行了分析。结果表明:沉水樟,细柄阿丁枫和米槠细根分支比表现出在1, 2级(4倍以上)明显大于其它序级(3倍左右);其余3种树种则是在3, 4级的细根分支比最大,其中浙江桂达到8.65倍,其它序级则大致为3倍左右。6种树种1, 2级细根数量占到总数的70%-90%。6种树种细根直径,根长,组织密度随序级升高逐渐增大,比根长减小,生物量未表现出一致的变化规律,6种树种生物量主要集中在高级根部分。方差分析表明,树种对细根分支比例有显著影响(P<0.05),浙江桂和米槠细根分支水平对分支比例有极显著影响(P<0.01),其余4种树种分支水平对分支比例有显著影响(P<0.05),树种和分支水平的交互作用对6种树种细根分支比均有极显著的影响(P<0.01);树种对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对比根长有显著影响(P<0.05),而对组织密度的影响则不显著(P>0.05);树种和序级的交互作用对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对组织密度有显著影响(P<0.05),对比根长影响不显著(P>0.05)。序级对6种树种细根根长,直径,比根长以及生物量的影响并未达到一致,对6种树种细根组织密度有极显著影响(P<0.01)。树种间1-4级根的比根长变异主要由组织密度引起,而5级根的比根长变异则由直径引起,同时在1级根中组织密度与直径呈现出权衡的关系。6种树种细根数量,直径,根长,比根长,组织密度以及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有指数函数,线性函数,二次函数,三次函数或者幂函数关系。

摘要:为了探明新疆巴音布鲁克高寒草原植物群落的物种组成和种间关系,在对其草原群落进行样方调查的基础上,利用方差比率法,χ²检验以及种间关联度指数对物种关联性和相关性进行了分析。结果表明:1)巴音布鲁克高寒草原植物群落高等植物分属16科,26属,36种;主要有14个常见植物种;2)用来检验方差比率(VR)偏离1是否显著的统计量W = 61.52,说明该草原群落内物种整体关联度表现为不显著相关;表征种间关联程度的Ochiai指数(OI值),与联结系数AC值基本吻合;3)伴生种或杂类草与其它物种之间联结显著,正向或负向,在群落中表现出很强的依赖性,分布易受其它物种的影响,在群落中不能稳定存在且只占据劣势生态位;4)根据14个优势种群对环境的适应方式和主导生态因素,可将它们划分为3个生态种组,同一生态种组内,各种间具有较强的正联结,而不同组间联结较为松散,主要是由于他们具有不同的生物学特性,对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位所致;5)对退化草地的恢复提出了建议。

摘要:以龙脑菊、菊花脑、野菊等15个菊花近缘种属植物幼苗为材料,对其进行不同梯度遮荫处理(全光照,遮光率60%,遮光率78%,遮光率95%),从形态和生理等方面的22个指标进行测定,以各项指标的耐阴系数作为衡量耐阴性的指标,利用主成分分析、回归分析和聚类分析法对其耐阴性进行综合评价。结果表明:遮光率78%时的植物茎粗(X₂)、叶片厚度(X₁₀)、叶绿素含量(X₁₆),遮光率60%时的植物叶绿素含量(X₁₅),以及遮光率95%时的植物叶面积(X₁₃)、相对含水量(X₁₄)和胞间二氧化碳浓度(X₂₁)8个指标可作为菊花近缘种属植物耐阴性评价指标,建立菊花近缘种属植物耐阴性评价的数学模型:Y=82.876-0.153X₂+0.094X₁₀+0.741X₁₃+0.084X₁₄+0.054X₁₅-0.087X₁₆-0.472X₂,(R²=0.998),预测精度大于0.97。13份材料的耐阴性极强,矶菊的耐阴性较差,即多数菊花近缘种属植物具有较好的耐阴能力。

摘要:菟丝子属植物是一种有潜力的入侵植物的生物防治剂。以南方菟丝子(Cuscuta australis)天然寄生的喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)群落为研究对象,对比分析了南方菟丝子寄生对入侵植物喜旱莲子草生长的影响,同时采用群落调查的方法分析南方菟丝子寄生对入侵群落多样性的影响,以判断南方菟丝子是否具有防治喜旱莲子草的能力。结果表明南方菟丝子寄生可以降低喜旱莲子草的根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量,但与对照之间均不存在显著性差异;南方菟丝子寄生可以显著降低茎生物量比,显著增加根生物量比和根冠比。在无南方菟丝子寄生的喜旱莲子草群落中,除南方菟丝子和喜旱莲子草外,共有10科14属14种植物;而在南方菟丝子寄生的喜旱莲子草群落中,除南方菟丝子和喜旱莲子草外,共有16科27属28种植物,南方菟丝子能以产生吸器而寄生生长的植物共有19种,占样地植物种数的67.86%。南方菟丝子寄生可使群落物种丰富度显著性增加,也可使群落Simpson指数、Shannon-Wiener指数、McIntosh指数和均匀度指数增加,但是与对照之间不存在显著性差异。南方菟丝子寄生使喜旱莲子草的多度显著性下降,使喜旱莲子草的盖度和高度下降,但与未寄生的喜旱莲子草群落相比不存在显著性差异。但是南方菟丝子寄生可使喜旱莲子草在群落上的相对盖度、相对高度和相对多度均显著性下降,从而导致群落中喜旱莲子草的重要值显著性下降。南方菟丝子寄生可以在一定程度上抑制入侵植物喜旱莲子草的生长,促使群落多样性增加,促进本地群落的恢复。

摘要:作为木质素降解的关键酶之一,漆酶在森林生态系统养分循环过程中占有重要的地位。通过构建cDNA克隆文库,从mRNA水平上研究了亚热带喀斯特原生林(常绿落叶阔叶混交林)和红壤马尾松林(针叶林)凋落物层(O层)及表土层(A层,0-20 cm)中担子菌漆酶基因多样性及其群落结构。结果发现, O层担子菌漆酶基因多样性、丰富度和均匀度均以原生林远远高于马尾松林,而A层与O层的趋势相反;同一森林生态系统,原生林土壤O层中担子菌漆酶基因多样性和种群丰富度高于土壤A层,而马尾松林则O层明显低于A层。"目"分类地位上,伞菌目在两森林生态系统中占绝对优势,且在马尾松林O层中比例高达90.2%;原生林O层和马尾松林A层中存在丰富的多孔菌目和钉菇目;红菇目仅在原生林A层中检测到,且比例为12.4%。群落结构上,与原生林O层和马尾松林A层相比,原生林A层和马尾松林O层含漆酶基因的担子菌种群分布极不均匀,分别存在1和2个绝对优势种群(克隆子数占各克隆库20%以上),且分别与伞菌属、小菇属和侧耳属有较高的氨基酸相似性。此外,两森林土壤中漆酶活性、碳、氮、木质素含量均以原生林显著高于马尾松林,且O层显著高于A层。这些结果表明亚热带阔叶林和针叶林不同土壤层位中降解木质素的担子菌漆酶基因多样性和群落结构有着极大的差异,而这种差异与微生物底物的可利用性、多样性以及土壤pH等因素的综合作用密切相关。

摘要:采用微根管技术对福建建瓯万木林自然保护区细柄阿丁枫(ALG)和米槠(CAC)细根进行了连续2 a的观测。估计细根寿命采用Kaplan-Meier方法,用对数秩检验(log-rank test)比较单一因素(细根直径、序级、出生年份、出生季节、土层以及邻近细根数量)对细根寿命的影响。同时采用Cox比例风险回归分析方法,分析上述因素对细根存活的影响程度。结果表明:细柄阿丁枫细根平均寿命和中值寿命分别为(286±8) d和(184±9) d,而米槠的则分别为(261±10) d 和(212±8) d。仅考虑单一因素时,出生季节、径级、序级以及邻近细根数量对细柄阿丁枫和米槠细根寿命皆有极显著影响(P<0.01);出生年份对米槠细根寿命有极显著影响(P<0.01),但对细柄阿丁枫细根寿命的影响无统计学意义(P>0.05);土层深度对细柄阿丁枫细根寿命有极显著影响(P<0.01),而对米槠细根寿命的影响无统计学意义(P>0.05)。Cox比例风险回归分析则表明出生年份对二者细根寿命的影响皆无统计学意义(P>0.05),影响因素按照影响程度大小排列均依次是序级、出生季节、细根直径、邻近细根数量,而土层对细柄阿丁枫细根寿命的影响最弱,对米槠细根寿命的影响无统计学意义(P>0.05)。

摘要:山东黄河流域是黄河入海的最后区域,也是水土流失最为严重的地区之一,基于遥感影像和数学方法优化配置森林资源对区域尺度的水土保持具有重要意义。选取2000年、2006年时相相近的TM遥感影像作为数据源,采用监督分类法、专家分类法以及GPS、GIS等技术对森林资源进行分类、统计、验证和分析。在层次分析法确定森林资源、森林景观、环境和社会经济等指标因子权重的基础上,利用线性规划法对森林资源的空间格局进行优化。结果表明,区域森林资源空间分布极不均匀,且主要集中于鲁中南山地及丘陵地区。6a间,森林资源增长相对缓慢,宜林荒山荒地的面积增加了8.2%,到2006年,其面积高达238955.7 hm²。对宜林荒山荒地进行线性优化后,森林类型和结构得到明显改善,土地利用结构信息墒降低了8.4%,森林资源和土地利用空间结构有序度明显提高。最后,对立地条件不同的地区采取了相应的树种配置措施。

摘要:运用CFD数值模拟方法, 结合RS技术,对城市中五类常见的绿地空间格局在垂直和水平方向上进行温度场和风速场数值模拟,以探讨绿地空间格局对城市热环境的影响程度及方式。在绿地的垂直结构上,灌木层对流场的影响要大于乔木层;而乔木层对绿地内部的降温作用更为明显。在绿地的水平布局形式中,在绿地率相当的情况下,楔状格局具有较好的热环境效应,即该格局在城市中的降温效果最为明显;放射状和条带状的次之,点状格局对周边环境的降温效果要弱些,但各"绿点"(即组成该格局的各块绿地)在小范围内降温效果比较明显,可以作为改善局部小气候的手段;环状格局热环境效应最弱。将CFD技术引入城市热环境研究,利用遥感技术对其进行参数修正,使热环境研究更加准确完整,具有经济高效方便等优点。

摘要:作为一种处理环境问题的政策工具集,生态补偿的目的在于通过将生态系统外部价值转化为对参与者的财政激励而增加生态系统服务供给。因此,生态补偿项目能否实现预期目标就成为生态补偿理论研究者与实践者关注的焦点与热点。基于国际上生态补偿效率理论研究与实践进展,介绍了生态补偿效率分析框架,分析了生态补偿无效率状况,较为系统地总结了影响生态补偿效率的因素,提出应从建立准确的生态补偿基线、进行生态补偿对象空间定位、合理估算真实机会成本、降低交易成本等方面出发,提高生态补偿效率。提出了生态补偿效率研究中应进一步关注的问题。

摘要:为了解石油开采对湿地生态系统的影响,2009年10月调查了黄河三角洲东营湿地34个样点的水体物理化学属性和大型底栖无脊椎动物群落结构。共获得3门6纲12目41科70属84个大型底栖无脊椎动物分类单元。Shannon-Wiener多样性指数(r=-0.446,P=0.02)和TN显著负相关,BI指数与理化指标无显著相关性;软体动物分类单元数与盐度(r=-0.422, P=0.028)显著负相关,与pH值(r=0.435,P=0.023)显著正相关;软体动物个体百分数同样与盐度(r=-0.395, P=0.041)呈显著负相关,与pH值(r=0.565, P=0.002)呈极显著正相关;寡毛类分类单元数与TN(r=0.524, P=0.005)极显著正相关。水体石油含量与生物指数无显著相关性。典范对应分析(CCA)显示,TN、pH、盐度是影响东营湿地底栖动物群落结构的主要环境变量,水体石油污染并不是主要的胁迫因子。寡毛类和软体动物是该地区对环境变化的主要指示生物类群。Shannon-Wiener多样性指数水质生物评价结果显示,溢洪河支流、广利河上游、挑河上游、东张水库属于清洁;轻污点位有9个,其余点位为中污或重污。