摘要:在全球变暖的背景下,森林低温霜冻灾害的发生并没有减少趋势,低温霜冻灾害的发生可能对林木的组织或整个幼树、幼苗产生致命伤害,进而成为林木生长发育,天然或人工更新的一个主要限制因子。森林低温霜冻灾害的发生和危害程度取决于林木生长复杂多变的物理环境和树木的耐冻性,前者又受大尺度环流形势及局地尺度小气候特征的影响。借助于3S技术建立复杂地形下低温和光照的空间分布模型,并结合林木的耐冻性,构建低温霜冻危害评估的概率模型,将有助于提高霜冻灾害的监测和危害评估水平。森林低温霜冻的防御应考虑将物理与生物防霜方法相结合,前者通过建防护林和采取合适的采伐措施,来改善林内地表的辐射平衡;后者则通过生物技术手段来增强林木的耐冻性。需结合霜冻灾害的监测和危害评估模型,对各种不同防霜措施的防霜效果进行定量评估。

摘要:碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布。人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制。叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径。但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少。为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径。

摘要:模拟刺槐开花日期与气温之间的空间关系,对于揭示蜜源植物物候空间格局形成的生态机制和掌握养蜂生产的时宜,具有重要的科学意义。利用中国东部暖温带26个站点1986-2005年的刺槐开花始期、盛期和末期数据,建立了基于日均温的多年平均和逐年物候空间模型,模拟多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局,并对模型进行了空间外推检验。进而,将1986-2005年8 km×8 km分辨率的日均温格点数据代入多年平均和逐年物候空间模型,得到连续地理空间多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局,并尝试设计了研究区内转地放蜂的适宜路线。结果表明:中国东部暖温带1986-2005年多年平均及逐年最佳期间日均温的空间格局分别控制着多年平均和逐年刺槐开花日期的空间格局。各地多年平均刺槐开花日期的空间序列与最佳期间日均温的空间序列呈显著负相关(P<0.001),多年平均气温-物候空间模型对刺槐开花始期、盛期和末期的方差解释量分别为87%、86% 和77%,模拟的均方根误差(RMSE)分别为2.5、2.7 d和4.1 d。同样,各地逐年刺槐开花日期的空间序列与最佳期间日均温的空间序列均呈显著负相关(P<0.05),逐年气温-物候空间模型对刺槐开花始期、盛期和末期的方差解释量分别介于44%-94%、57%-92%和39%-84%之间,模拟的平均RMSE分别为3.9、4.0 d和5.4 d。预测得到的连续地理空间多年平均刺槐开花日期呈现出自南向北、从平原向丘陵和山地逐渐推迟的空间演进特征。据此,中国东部暖温带地区转地放蜂可以沿西线、中线和东线进行,放蜂的大致持续时间可达40-50 d。此外,预测得到的连续地理空间1986-2005年期间刺槐开花始期、盛期和末期的线性趋势以提前为主,呈显著提前的面积分别占总面积的78%、26%和32%。

摘要:通过研究沿不同海拔岳桦幼树叶功能型性状,揭示其对环境的响应机制。结果表明:①随海拔升高,岳桦叶面积(LA)逐渐降低,比叶重(LMA)增加,但LMA较高的可塑性指数表明其适应更依赖叶片的薄厚变化;②岳桦叶绿素含量随海拔升高而显著下降,但类胡萝卜素Car和Car/Chl显著升高,Chlb和Car/Chl表现出较高的可塑性指数,更倾向于吸收蓝紫光和保护光合器官;③岳桦叶氮含量(N_area和N_mass)在海拔1800-1900m间最低,在低海拔和高海拔均表现较高,但Chl/N_mass却随海拔升高而显著增加,N_mass 比N_area具有较高的可塑性指数,对光能的吸收更依赖N_mass对Chl的贡献,高海拔主要将更多的氮投资于光合器官的保护(1900m以上),低海拔则更倾向于光合生产(1800m以下);④随海拔升高,MDA增加,但随之抗氧化物质DS、Pro和APX活性增加,负责对活性氧的抵御和清除,但APX活性最大的可塑性指数表明活性氧的清除更依赖于酶促系统,但在海拔1900m以上,APX活性差异不显著,生理抗性逐渐下降,限制岳桦继续向高海拔生长;⑤抗氧化物质可塑性指数最高,叶绿素和叶形态次之,叶氮最低,表明随海拔升高,岳桦林以保护自身的生存为最主要的适应策略机制,然后以增加吸收光能的Chlb及LMA指标为主要生长策略。

摘要:利用ISSR分子标记技术,分析了中国北部地区10个油松天然次生林居群的遗传多样性,以及与地理环境因子的相关性。研究结果表明:13条ISSR引物对250个个体扩增出137条谱带,平均多态位点百分率60.72%,不同居群的多态位点百分率差异明显;不同地理居群间的期望杂合度指数在0.2824-0.3702之间,平均为0.3210;Shannon多样性指数范围为0.1923-0.2490,平均为 0.2165。居群间的遗传变异占居群总的遗传多样性的37.53%。经Mantel检验,居群间的地理距离和遗传距离间不存在显著相关性(r=0.069,P=0.360)。聚类分析(UPGMA)表明,河南宝天曼(BTM)、承德大窝铺(DWP)、宁夏苏峪口(SYK)和甘肃冶力关(YLG)居群聚为一组,辽宁医巫闾山(YWL)、山西沁源灵空山(LKS)、陕西蔡家川林场(CJC)、山西和顺云龙公园(YLGY)和山西汶水三道川林场(SDC)居群为一组,山东蒙山(MS)居群独立为一组。经分析发现,分布于我国地势二级、三级阶梯分界线区域的油松天然林(YWL、BTM、YLGY)遗传多样性水平高,位于分布区东西临界点居群(MS、YLG)遗传多样性水平低。经相关性分析,温度相关因子(年均温、1月均温、极端最低温) 、海拔及年降雨量显著影响遗传多样性水平。油松天然居群分子变异存在一定的地理变异规律。

摘要:以浙北、闽北和赣南3个木荷有代表性的种源作为试验材料,通过人工控制施氮来研究氮沉降对林地贫瘠土壤上木荷幼苗生长和氮磷效率的影响。实验分为4个处理组,分别人工喷施NH₄NO₃溶液0、50、100和200 kg N hm^-2·a^-1。结果表明:氮沉降对木荷幼苗生长产生了不同程度的促进作用。木荷幼苗根系干物质重、总长、平均直径、根总表面积和总体积增加了33%-73%,其中>0.5mm直径的根系生长最为显著,根系呈粗壮舒张型。随氮水平的提高,氮磷吸收效率与根系总长、根系体积、根系平均直径和总表面积相关性增强。在中氮水平下,木荷幼苗根系氮吸收效率受>0.5mm根长的作用显著,而磷吸收效率与≤0.5mm,0.5-1.0mm和≥1.0mm 3种直径根系根长均显著相关。木荷种源间差异显著,福建建瓯种源根系发达,氮磷的利用效率更高,低氮水平对其根系生长促进作用显著;浙江杭州种源在低氮水平下,地上部分生长促进作用显著,苗高和地径较对照分别增长34%和26%,而根系生长发育迟缓,对氮素响应迟钝;低氮促进江西信丰种源整体增长,但随氮水平提高,地下部生长抑制加强。

摘要:土壤呼吸及其控制机理是全球变化研究的重点之一,其中土壤呼吸的温度敏感性和激发效应是近年来的研究热点。以长期围封的大针茅草地(Fenced grassland, FG)和自由放牧草地(Grazing grassland, GG)为对象,通过不同温度(5、10、15、20、25℃和30℃)和添加混合凋落物的室内培养途径,探讨了长期围封对草地碳矿化(或土壤微生物呼吸)的温度敏感性和激发效应的影响。实验结果表明:在培养42 d内,长期围封的大针茅草地的土壤碳矿化累积量高于自由放牧草地;土壤碳矿化量随温度的升高而升高,围封对大针茅草地土壤碳矿化的温度敏感性的影响不显著,Q₁₀值介于1.1-1.9之间。添加混合凋落物使土壤碳矿化表现出了明显的激发效应,且自由放牧草地的激发效应高于长期封育草地;在培养的前7 d,土壤激发效应随着培养温度升高而增强,激发效应最高值达6.38;但在整个培养期(42 d)土壤激发效应15℃为最大。从长远角度看,中间温度更有利于土壤激发效应以及土壤碳矿化。在相同的有机物质输入状况下,长期围封大针茅草地的激发效应更低,可能是大针茅草地在长期围封状况下仍然具有碳固持效应的重要机制之一。

摘要:植物光合与水分生理特征是植物逆境适应能力评价的重要参考指标。极端生境下,坡位的选择有时成为造林成败的关键。探讨了元谋金沙江干热河谷9个主要造林树种光合与蒸腾作用在不同坡位间的空间差异及干热季向湿润季转换的时序差异。结果表明,低的坡位有助于树种维持相对高的净光合速率,且树种不同,由坡位引起的光合增益效应亦具有较大差别;低坡位的光合增益效应在干热季更为明显,而在湿润季,干热胁迫解除,低坡位的光合增益效应具有较大程度的降低;在不同坡位间发生的光合限制主要受非气孔因素主导。无论在干热季或湿润季,与净光合速率的变化情形一致,低的坡位均促进了树种的蒸腾速率。水分利用效率受坡位的影响较为复杂,因树种、季节而异。

摘要:农业土壤和黑碳(BC)两种不同的吸附剂吸附苯酚平衡后分离,每组一部分不做处理,另一部分通过加入无酚灭菌溶液脱附平衡后分离,制备得到在不同吸附位点上吸附有苯酚的两类不同类型的4种吸附苯酚的吸附剂,研究了在不同Pseudomonas putida ATCC 11172菌密度条件下吸附在这4种吸附剂上的苯酚的脱附行为。结果表明,土壤及BC对苯酚的吸附均呈现明显的非线性,可用Freundlich模型描述。吸附态的苯酚能否被微生物利用取决于微生物及吸附剂的性质,BC具有发达的微孔结构,微孔小于假单胞菌细胞尺寸,导致假单胞菌无法直接利用吸附在BC上的苯酚;土壤基本无微孔结构,微生物较易与吸附的苯酚发生表面接触,直接利用吸附态苯酚。BC和土壤上的吸附态苯酚的脱附行为能用三元位点模型很好地描述,模型计算结果表明BC上的苯酚脱附主要受慢速脱附和极慢速脱附控制,微生物降解速率受脱附控制,降解可加速BC上的慢速脱附和极慢速脱附;土壤上的苯酚脱附主要受快速脱附控制,微生物降解不受脱附速率限制,对土壤上的脱附行为基本无影响。

摘要:利用盆栽试验和采用人工浇水后持续自然耗水的方法,研究了3年生山杏(Prunus sibirica)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、油松(Pinus tabulaeformis)对土壤干旱胁迫的生理生化响应过程。结果表明:随着干旱程度加剧,3个树种叶片相对含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量持续下降,细胞膜透性逐渐增大;其中,以山杏和沙棘变化幅度较大,油松最小;3个指标发生显著变化的土壤相对含水量(RWC)临界值,油松为54.7%、山杏和沙棘分别为46.7%和48.4%。3个树种超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性,随RWC降低先升高后降低;维持较高抗氧化酶活性的RWC范围,油松为32.9%-76.4%、山杏和沙棘分别为46.7%-77.9%和35.8%-78.2%;在不同土壤干旱程度下,油松的抗氧化酶活性水平高于沙棘和山杏。3个树种两种渗透调节物质脯氨酸(Pro)与可溶性糖(Ss)的含量随RWC降低而增加,油松的增加幅度大于山杏和沙棘;Pro含量的增加速度大于Ss含量。结论:3个树种可通过渗透调节、抗氧化酶活性升高等途径增强对干旱逆境的耐受性和适应性;3个树种的抗旱能力为油松>沙棘>山杏。

摘要:建立高光效低耗水的群体结构是小麦节水高产栽培的核心内容。为此,需要明确节水高产群体的适宜调控指标。以穗叶比(单位面积穗数与上三叶总面积之比,穗/m²)为指标,在不同品种、不同灌水和种植密度条件下研究了小麦群体穗叶比的变化,并分析了穗叶比与群体光合性能、水分利用的关系。结果表明,在相同密度下,随着灌水减少,孕穗、开花和灌浆期的穗叶比均相应增大;在限水灌溉下,随密度增加穗叶比也相应增加。不同品种的穗叶比也存在明显差异。在适宜叶面积基础上,随穗叶比增加,群体中非叶面积指数(NAI)增加,冠层内光照状况明显改善,群体光合效率提高;非叶器官贮藏物质转移率增加,收获指数提高。在一定范围内,随穗叶比增加产量明显增加,而耗水量显著减少,从而使水分利用效率得到提高。研究认为,群体穗/叶比是衡量小麦节水栽培库源关系是否协调的适宜指标。试验中小麦节水省肥高产栽培适宜的穗叶比值为230-270穗/m²。

摘要:近地层臭氧浓度升高使水稻生长受抑进而使产量下降,但这种影响是否因不同栽培条件而异尚不清楚。2011年依托先进的稻田臭氧FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)技术平台,以汕优63为供试材料,臭氧设置大气臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient高50%),秧苗素质设置弱苗(移栽时无分蘖)和壮苗(移栽时带两个分蘖),移栽密度设置低密度(16穴/m²)、中密度(24穴/m²)和高密度(32穴/m²),研究不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻生长和产量的影响。结果表明:高浓度臭氧使水稻结实期叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显下降,但胞间CO₂浓度和叶温无显著变化。高浓度臭氧对水稻拔节前物质生产量没有影响,但使拔节至抽穗期、抽穗至成熟期物质生产量平均分别降低13%和29%,进而使成熟期生物产量和籽粒产量均显著下降。方差分析表明,臭氧与秧苗素质间没有互作效应,但臭氧与移栽密度的互作对最终产量的影响达显著水平。以上结果表明,臭氧胁迫使水稻生长后期光合受阻,导致物质生产和产量显著下降;适当增加移栽密度可能会减少臭氧胁迫下水稻产量的损失。

摘要:在新疆气候生态条件下,采用管栽方法,选用棉花新陆早13号和新陆早33号2个品种为供试材料,通过人工限制根系垂直生长深度和水氮供应,测定棉花叶片气体交换和叶绿素荧光参数、光合物质积累等,探讨根域限制及水氮供应对棉花光合生理特性及产量形成的影响。结果表明:与对照相比,相同水氮供应条件下,根域限制处理棉花从开花期至盛絮期叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和光化学猝灭系数(q_p)显著降低,尤其在盛铃后期至盛絮期表现明显,但潜在最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)未受到影响;盛花期和盛絮期根重均显著降低,但地上部总干物质、蕾铃干物质累积量及籽棉产量均显著高于对照。同一根域容积不同水氮处理棉花开花期至盛絮期的P_n、G_s和F_v/F_m、ΦPSⅡ、q_p均表现为W₁N₁>W₀N₁>W₁N₀>W₀N₀;根域限制条件下适量水氮供应处理盛花期和盛絮期地上部总干物质和蕾铃干物质累积量均显著增加,最终单株铃数、单铃重和籽棉产量均显著高于其它处理。因此,在膜下滴灌棉花根域容积受限制条件下,通过优化生育期水氮供应,能改善叶片光合性能、增加地上部干物质积累量及其向生殖器官分配比例,是挖掘膜下滴灌棉花产量潜力和提高效益的有效途径。

摘要:以自然湖泊沉积物为研究基质,利用微型电机控制溶氧微电极实现纵向精确微位移,在照光与遮光条件下,对典型湿地植物菖蒲幼苗、成株根系根基部起总根长1/4处(根1/4)、根系中部(根1/2)、从根基部起总根长3/4处(根3/4)及根尖(根1)处根系微界面径向溶氧浓度变化进行原位精确测定。结果表明:无论有无光照,菖蒲幼苗、成株根系不同部位均存在从根表面至沉积物氧饱和度由高到低的氧扩散层,其厚度0.18-0.68 mm;根1/2、3/4、1处氧扩散能力菖蒲成株较幼苗显著增强(P<0.01),根1/4处二者则无显著差异(P >0.05);光照对菖蒲幼苗、成株根系不同部位氧扩散能力的影响存在差异,光照对菖蒲幼苗根1/2及菖蒲成株根1/2、根3/4处影响显著(照光组显著高于遮光组,P<0.01),而对菖蒲幼苗根1/4、根3/4、根1及菖蒲成株根1/4、根1处无显著影响(P >0.05);从根系泌氧空间差异上看,照光条件下菖蒲幼苗、成株分别表现为根1/2>根3/4≈根1≈根1/4(P<0.01,P >0.05)和根1/2>根3/4>根1>根1/4(P<0.01),遮光条件下菖蒲幼苗、成株分别表现为根1/2≈根3/4≈根1≈根1/4(P >0.05)和根1/2>根3/4≈根1>根1/4(P<0.01,P > 0.05)。

摘要:从野生艾蒿的根茎叶部位分离出内生细菌共68株,以棉花枯萎病、稻瘟病、烟草赤星为供试病原菌,采用对峙法对内生菌分别进行抑菌试验,对筛选出的菌株进行了16S rDNA序列测定和系统发育分析。结果表明:从野生艾蒿分离到的内生菌经初筛、复筛,获得抑制病原菌效果最明显的3株菌,结合生理生化特性、菌落特征、细胞形态特征和16S rDNA测序分析结果,菌株L8、S11和R6分别鉴定为Bacillus subtilis,Bacillus cereus,Paenibacillus polymyxa。拮抗实验表明,棉花枯萎病原菌菌丝发生弯曲、打结,烟草赤星的受作用菌丝生长端分枝明显增多,生长端边缘呈珊瑚状分枝,并且出现明显的畸形和萎缩现象。分析表明,可能是由于在培养过程中内生菌产生了化感物质,对病原菌的菌丝产生抑制作用的结果。

摘要:于2008、2009年连续两年采用模拟田间自然扩散法,系统地研究了棉花型棉蚜和甜瓜型棉蚜有翅蚜对11种夏寄主的选择性。结果表明,棉花型棉蚜对杂交葫芦、小西葫芦表现出强选择性及适应性,而对香瓜、黄瓜、西瓜及甜瓜均不选择,或即使选择其若蚜在其上也不能存活;甜瓜型棉蚜对甜瓜、香瓜、南瓜、黄西葫芦、大西葫芦、杂交葫芦等均表现较强选择性,而对棉花及小西葫芦表现不选择。但是,甜瓜型棉蚜在小西葫芦上也能产若蚜并存活。从而证明小西葫芦是两种寄主型棉蚜的共同寄主,有可能成为两者相互转换的桥梁寄主。

摘要:2011年11月至2012年3月,在江西婺源采用瞬时扫描法探讨性别和温度对中华秋沙鸭行为的影响。中华秋沙鸭越冬期的主要行为是取食、休息、游泳和修整。时间分配方面,雌雄中华秋沙鸭仅社会行为 存在显著性差异(t=-2.258,df=34,P<0.05),其他行为差异不显著(P >0.05)。原因有:(1)非繁殖期雌雄中华秋沙鸭主要任务均为生存;(2)雌雄个体大小差异不大,对能量的需求量相似。日活动节律方面,雌雄的取食和休息行为均存在显著的节律性变化,分别为雌:取食(F_(10,165)=5.19,P<0.05)、休息(F_(10,165)=2.56,P <0.05)和雄:取食(F_(10,165)=7.55,P<0.05)、休息(F_(10,165)=3.48,P<0.05),其他行为节律均不显著(P >0.05)。温度对中华秋沙鸭越冬行为的影响较大,时间分配方面,在<10℃月份环境下,取食(t=-2.166,df=16,P<0.05)行为显著高于>10℃月份,而游泳(t=5.096,df=16,P<0.05)行为则相反,其他行为差异不显著(P >0.05)。这一结果表明,平均温度降低时,中华秋沙鸭需要摄取更多的食物以补充寒冷天气能量的消耗,并减少游泳行为降低耗能。日活动节律方面,>10℃月份中华秋沙鸭日活动节律,仅警戒(F_(10,77)=1.96,P <0.05)行为存在显著的节律性变化,其他行为的节律性变化不显著(P >0.05)。<10℃月份中华秋沙鸭取食(F_(10,86)=5.93,P<0.05)和休息(F_(10,86)=3.42,P<0.05)行为存在显著的节律性变化,其他行为的节律性变化不显著(P >0.05)。研究结果表明,温度可以改变中华秋沙鸭的日活动节律,低温使中华秋沙鸭在夜间消耗较多能量,因此中华秋沙鸭在上午花更多的时间取食来补充能量。休息行为在>10℃月份,中午和傍晚均有一个小的高峰,而在<10℃月份从11:00开始(除13:00-13:59)均保持较高的水平。中华秋沙鸭采取这种对策,可能是<10℃月份,晚上和下午温度较低,为了减少消耗,从下午就开始增加休息行为。低温条件下,中华秋沙鸭增加修整和休息行为,这一结果支持"鸟类在低温环境下通过减少行为活动以降低能量消耗和热量损失"这一观点。

摘要:以汪清林区60个林班为研究对象,提出基于干扰的森林生态系统健康评价模型H=∑B₂W₂-∑B₁W₁,构建了基于干扰理论的汪清林区森林生态系统健康评价体系。其中,有害干扰指标层选取4个指标:森林病害、森林虫害、森林火险以及人为干扰,生态系统内部的增益指标层选取4个指标:树种多样性、群落层次结构、林分更新状况以及近自然度。利用层次分析法和变异系数结合的主客观赋权法计算得到各指标的权重,提出基于干扰的健康评价模型和等级划分标准。最终评价结果显示:汪清林区60个样地中,处于优质状态的样地有6块,占总样地数的10%,健康指数均大于0.2;处于健康状态的林分13块,占总样地数的21.67%,健康指数在0.1-0.2之间;处于亚健康状态的林分23块,占总样地数的38.33%,健康指数在0-0.1之间;处于不健康的林分18块,占总样地数的30%,健康指数小于0。结果表明,在天然林中,无论是针叶纯林还是针阔混交林、阔叶混交林,大多处于亚健康和健康的状况,这与他们近自然度高,物种多样性丰富、具有良好的自我调节能力有关。而在落叶松人工林分中,由于林分物种多样性低,群落结构简单,近自然度最小,林分的增益能力弱,因此不健康的占有绝大多数。该评价结果可为该林场展开相关的健康经营措施提供参考。

摘要:以东、南、西洞庭湖区域君山岛、龙山、赤山岛龙虎山林场、明朗山、常德林场、和洑林场和桃源县天然次生林为对象,借鉴生态学有关生态系统内部均衡和均质原理,在森林生态系统(斑块)尺度,从空间结构的混交、竞争、空间分布格局3个方面分析提出空间优化的均质性目标、均质性指数及均质性评价方法和评价标准。结果表明:15个洞庭湖湿地调查林分平均均质性评价指数为0.2517。均质性评价的5个等级中处于1级和2级的林分为12个,占80%,处于3级的林分只有3个,仅占20%。说明洞庭湖各林分整体上在空间结构、生长环境和树种优势度等方面不具有明显优势,离理想空间结构差距太大;按照高程不同,洞庭湖湿地从湖沼到丘陵岗地,林分空间结构均质性特征逐渐增强。森林生态系统空间优化均质性目标及均质性指数的提出是森林可持续经营空间途径的拓展,为森林经营的理想空间结构及其表达探索一条新途径。

摘要:为分析青藏高原东缘半湿润区树木生长与气候关系随海拔变化的规律,于川西米亚罗林区分别在高、中、低海拔选取3个采样点,共采集132棵岷江冷杉年轮样芯,建立了最长达170a(1842-2011年)3个海拔高度的差值年表。岷江冷杉年轮指数与气候因子的相关分析表明:随海拔高度降低,温度与生长的负相关呈增加趋势。高海拔岷江冷杉径向生长与前一年冬季最低温呈显著正相关,中低海拔与当年春季均温、最高温和年均最高温呈显著负相关。低海拔岷江冷杉与当年4月降水呈显著正相关,随海拔升高降水与岷江冷杉生长的相关性降低。中低海拔岷江冷杉年表与4、5月帕尔默干旱指数(PDSI)呈显著正相关,表明在中低海拔存在春季干旱胁迫,抑制了岷江冷杉的生长。另外,大龄树木比小龄树木对气候变化的响应更敏感。

摘要:利用MODIS NDVI数据、气象数据和植被分类数据,基于改进的光能利用率模型CASA模型对2001-2010年内蒙古不同植被类型净初级生产力(NPP)进行估算,并分析其时空分布特征及对气候因子的响应。结果表明:(1)10年间内蒙古植被年NPP的平均值为340.0 gCm^-2a^-1,且空间分布呈明显的经度地带性,由西向东的变化速率为每10度增加200.5 gCm^-2a^-1;(2)不同植被类型NPP有较大差异,森林、草地、农田和荒漠植被的NPP平均值分别为521.9、270.3、405.7和85.3 gCm^-2a^-1;(3) 10年间内蒙古植被NPP总量的平均值为322.7 TgCa^-1,波动范围为276.8-354.4 TgCa^-1。从NPP年际变化的空间分布来看,阿拉善沙漠、毛乌素沙地西部、河套平原以北地区、浑善达克沙地东西缘和呼伦贝尔平原西北部植被的NPP呈极显著上升,而内蒙古中部的草地植被NPP呈极显著下降;(4)不同植被类型NPP对气候因子的敏感性有较大差异。森林植被NPP主要受温度的限制,而农田、草地和荒漠植被NPP主要受降水量控制。

摘要:地形作为景观结构和空间格局的重要影响因子,不仅为景观格局的形成提供基础,其空间特征也影响着景观的演变过程。基于2002、2011年地形高程信息和遥感影像,运用GIS技术,并结合分布指数,分析了盐城滨海湿地景观分布与演变对地形因子的响应特征。结果表明:①盐城淤泥质滨海湿地总体地形变化平缓,海拔0-2.5m的区域占整个研究区面积的97%以上。其中,米草带主要分布于0.9-1.5m,碱蓬带主要分布于1.5-2.1m,而芦苇带则主要分布于2.1-2.7m。②2002-2011年9年间湿地景观时间变化明显,其中,芦苇面积增加了3倍,碱蓬面积由26.80%骤降至11.51%,同期,米草面积则增加了50%之多。③湿地景观空间分布特征与地形关系比较明显。其中,米草空间分布向0.6-1.2m区间演变,显示出强烈的向低海拔区间扩张的趋势;碱蓬分布范围随地形的升高总体上呈下降趋势;芦苇在地形较高区间上的分布指数增长迅速,其优势分布区间向2.1-3.0m扩展。

摘要:以1991、1999和2007年TM/ETM+影像为数据源,利用RS和GIS技术提取研究区植被覆盖度信息,将其按地貌分区,计算景观格局指数,分析植被景观格局变化特征。结果表明:(1)1999年是研究区16a植被景观结构变化的转折点,植被覆盖状况前期恶化后期好转。1991-1999年两区极低和低级植被覆盖度占绝对优势,继续增强,风沙区55%-70%,丘陵区70%-80%。高等级比例均在5%以下,持续下滑。2007年两区的优势级别提升为低级和中级,风沙区比例55%,丘陵区70%。极低级别比例减小,风沙区40%-20%,丘陵区50%-15%。高级比例不同程度增大。(2)1999年前后植被景观格局反向演变,两区变化趋势基本相同程度不同。植被多样性和均匀度先减小后增大,等级间交替分布规律先弱后强。风沙区景观形状由复杂到简单,破碎度先增后减;丘陵区破碎度持续增大,形状变化微小。整体上来看,风沙区植被多样性高整体性好,植被均匀度指数大,交替分布规律明显,丘陵区植被格局较差。但外界对风沙区的干扰比丘陵区强烈。(3)植被景观格局演变过程中始终保持多核心模式,核心面积、形状甚至类型发生不同程度的变化。风沙区核心多为无植被斑块,丘陵区多为高植被覆盖度斑块。核心外围植被分布具有梯度性。

摘要:通过对白鹇湖沉积物柱芯孢粉组合的剖面变化分析,在有机质¹⁴C定年基础上,探讨了白鹇湖地区过去5.5 ka calB.P.以来的植被演替和气候变化过程。研究结果表明,5500-4500 aB.P.期间,各类植被比较丰富,气候温暖湿润;4500-2750 aB.P.期间,干旱草本和蕨类植物开始出现,是气候转变过渡期;2750-1500 aB.P.期间,木本植物组合类型发生明显变化,喜湿草本减少,耐旱草本增加,气候向温凉干旱化发展;1500 aB.P.至今,木本植被和喜湿草本继续减少,中生耐旱草本和蕨类植物数量继续大幅增加,干旱化趋势明显,植被组合向典型石漠化植被组合类型发展。白鹇湖沉积物剖面孢粉组合变化表明,该地区近5000a来气候变化以温度下降、降水减少为主要趋势,并存在明显的陆地植被退化现象。研究还揭示了自然气候变化事件(如气候持续干旱)可导致喀斯特地区发生石漠化,证实了喀斯特地区生态环境具先天脆弱性。科学评估白鹇湖地区气候干旱化趋势及其生态环境影响对指导该地区科学应对气候变化具重要意义,亟待加强。

摘要:快速的城市化对城市气候要素产生了重要的影响,城市温度场、湿度场的分布格局和结构特征强烈的影响着城市生态系统的物流、能流,产生了一系列生态环境效应。应用城市气候流动观测、定点观测、GIS空间分析和遥感反演等方法,模拟分析了典型河谷型城市——兰州市的春季温湿场特征和演变规律,结果表明:一日中14:30和20:30温度场的分布格局较为类似,高值区主要位于火车站、第二热电厂、五里铺十字、盘旋路围成的高惯高耗区域;8:30温度场的热中心位于西关十字至胜利宾馆开发程度较高的商贸区附近;一日中8:30和20:30的湿度场分布格局较为相似,湿度场强度较大的区域主要位于城区北部的徐家山森林公园、雁滩村、高滩村等开发程度较弱的绿地区和低惯低耗区,高湿度区分布与高植被覆盖率区域基本一致。利用景观生态学理论,热场空间分布结合NDVI分布,进行了热力景观空间格局分析和热力景观类型的划分,城区不同热力景观格局的形成与能耗、人口、建筑、下垫面类型之间存在显著的因果关系,NDVI>0.5的区域对应湿度场强度高值区、热场强度低值区。利用城、郊气象站观测数据,分析了近50年城区热岛效应和干岛效应强度的变化规律,近50年城区热岛强度和干岛强度呈现逐渐增强的趋势,热岛强度的线性趋势达到0.31℃/10a,干岛强度的线性趋势达到-2.1%/10a,20世纪70年代之后急剧增强。城市热岛强度和干岛强度作为人类活动对城市生态系统影响的一种量度,与各时段城市化发展水平、城市建设规模、城市下垫面性质的改变等因素是密切联系的。

摘要:利用秦岭南北地区47个气象站1960-2011年的观测资料,借助Spline空间插值、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析等方法对水汽的空间分布、时空演变、突变特征和周期特征及其可能影响因素进行分析。结果表明:①秦岭南北近地面水汽呈南高北低、东高西低的空间分布格局,各子区水汽由南向北递减,季节分布规律与年尺度基本一致,以夏季最大,冬季最小。②近52年平均水汽压呈上升趋势,秦岭南坡和汉水流域上升速率较快,巴巫谷地呈下降趋势;③53%的站点冬季水汽压发生突变,集中分布于秦岭以南的部分地区,突变集中发生在1985-1988年间,与冬季气温突变时间一致,其余季节突变现象不明显。④水汽在21a时间尺度下经历了4次干湿交替变化,各季节水汽变化规律与年尺度基本一致,未来一段时间该地区仍然处于相对干旱状态。⑤水汽压受到包括气温、风速、日照在内的多种气象因素的综合作用,影响力大小排序为气温>降水量>日照时数>相对湿度。

摘要:以露天矿区为研究对象,评价矿区景观生态风险,并采用ESDA方法定量研究矿区生态风险空间分异特征。结果表明,矿区景观生态风险空间分布以高风险区域为核心,由高到低呈环形包围特征。其中,高风险主要分布在矿业生产及城市生活区域,以土地破坏、压占及城市建设为主要风险来源;中等风险主要分布于自然、半自然功能区,以城市生活与农业生产为主要风险来源;低风险区域以林地、荒草地等植被覆盖区域为主,但大面积植被退化、水土流失导致该区域生态基底较差、环境脆弱,加之露天煤矿作业频繁,整体生态环境质量堪忧。同时,不同功能区的风险高低排序(人工区>半自然区>自然区)特征符合常规的区域生态风险等级差异规律。此外,基于ESDA分析矿区景观生态风险,其空间自相关性高达0.7521,风险的空间集聚效应明显;而对比矿区景观生态风险的空间分异特征发现,景观干扰度是高、低风险区域的主要驱动因子;而景观脆弱度则是中等风险区域的驱动因子;基于以上研究结果可对矿区环境管理和风险决策提供一定的数据支撑和理论依据。

摘要:在前人工作基础上,对中国自然地理要素与生态地理区域的关系进行了综合分析,采用全国地形、土壤、气候、植被及遥感植被指数等数据,综合分析中国范围生态地理区域的分异规律,制订了生态地理分区的初步方案,并建立了相应的地理信息系统。基于Holdridge模型和CCA分析划分中国生态地理分区,建立了分区的指标体系,得到中国生态分区的大致界线,初步总结了各生态地理分区的地形、植被、气候等综合自然地理特征,完成对中国区域生态地理分区的划分。基于CCA分析的生态地理的分区,不仅结合自然区划和生态地理两种方法,而且加入了生态群落和遥感数据的综合应用。结果显示,由于受到模型适用性及数据误差的原因,基于CCA分析的结果比Holdridge模型的结果更合理一些。

摘要:生态效率是衡量经济与资源环境协调发展的重要指标。基于将农业面源污染作为非期望产出的考量,在对传统DEA模型进行修正的基础上,采用非径向、非角度的SBM模型对中国30个省份的农业生态效率进行了测算,并给出了农业生态效率的改善途径。研究结果表明:1998-2009年中国农业生态效率虽然呈现缓慢上升态势,但整体仍处于较低水平,除北京、上海、海南、重庆外,其余省市都需要改变投入和产出来优化农业生态效率;资源的过度消耗和环境污染物的过量排放是农业生态效率损失的主要原因。提高资源利用效率、降低资源消耗量和环境污染物的排放量是农业生态效率改善的重要途径。

摘要:以能值理论为基础,选择浙江省舟山市东极大黄鱼养殖系统为研究对象,在定量分析大黄鱼养殖系统的物流和能流基础上,通过建立能值评价指标体系,综合评价了东极大黄鱼养殖系统对环境的影响及其可持续性。结果表明:东极大黄鱼养殖系统的太阳能值转换率TR为1.46×10⁶sej/J,环境承载力ELR为91.10,能值投入的生产效率PEEI为6.91×10^-7,能值持续性指数ESI为0.011。东极大黄鱼养殖系统虽然生产效率较高,但是过分依赖于外部购买资源,并且系统对环境的压力较大,环境的持续性也较差。另外,与广东珠江口3个不同鱼种养殖系统的有关指标进行了对比,提出了大黄鱼养殖系统的可持续性发展建议。

摘要:为了确定不同基因型玉米间混作的优势带型配置,采用高矮秆玉米豫单610||郑单958(YD610||ZD958)间混作和株高相近玉米登海662||浚单20(DH662||XD20)间混作,研究不同间混作带型配置模式对两个玉米间混作群体的产量、抗逆性、光合性能及田间小气候的影响。结果表明:YD610||ZD958和DH662||XD20间混作群体均比单作有显著的增产效果。高矮秆玉米YD610||ZD958间混作以行比2:4(I2:4)的土地当量比(LER)最高,I2:4的LER分别比行比1:1(I1:1)、行比2:2(I2:2)和混作(M)高8.1%、2.1%和1.2%。株高相近玉米DH662||XD20间混作以行比2:2的LER最高,I2:2的LER分别比I1:1、I2:4和M高6.2%、4.0%和9.3%。间混作群体增产的主要原因在于增强了群体的抗病和抗倒伏能力,改善了群体的通风、透光状况,使群体叶面积指数和光合速率提高。因此,当高矮秆玉米品种搭配间混作时,宜采用行比2:4间作带型模式(2行高秆品种,4行低秆品种);而株高相近玉米品种搭配间混作时,宜采用行比2:2间作带型模式。

摘要:选择贵州生态条件差异较大的威宁县、开阳县和天柱县进行客土田间小区试验,以云烟85为材料,探讨气候与土壤对烤后烟叶类胡萝卜素和表面提取物含量的影响。结果表明:类胡萝卜素和表面提取物含量受生态条件的影响较大,地域性差异显著,打破犁底层耕作方式无明显作用。类胡萝卜素含量有随海拔高度增加而升高的趋势,但海拔高度的影响存在阈值效应;清香型烟叶的表面提取物含量明显高于中间香型。不同生态因子的影响程度明显不同,气候是关键生态影响因子。类胡萝卜素含量气候间的变异度是土壤的2-3倍,气候对β-胡萝卜素与叶黄素含量变异的贡献率分别为74%和64%,土壤贡献率分别为9%和12%。影响较大的前3个气候因子为大田生长前期的累积日照时数和累积降水量、成熟期的相对湿度,前3个土壤因子为有效钾、pH值和有效磷。表面提取物含量气候间的变异度是土壤的3-4倍,气候对腺毛分泌物与烷烃类蜡质含量变异的贡献率分别为61%和63%,土壤贡献率分别为13%和7%。影响腺毛分泌物含量的前3个气候因子为大田生长前期的平均气温、成熟期的相对湿度和≥10℃积温,前3个土壤因子为有效钾、有效铜含量和pH值。烷烃类蜡质含量的前3个气候影响因子为大田生长前期的累积降水量和平均气温、成熟期的平均气温,前3个土壤因子为有效锰、有效磷含量和阳离子交换量。土壤因子对烤后烟叶类胡萝卜素含量部位特征的影响较气候因子突出,气候因子对表面提取物含量部位特征的影响较土壤因子明显。

摘要:以成都市沙河植物廊道广泛应用的8种绿化植物为材料,利用LI-6400XT便携式光合测定系统进行了光合生理生态指标的测定,并对其固碳释氧与降温增湿效应进行了量化研究。结果表明:整个生长季节同类植物各季节的单位叶面积固碳释氧和降温增湿能力表现出夏季>秋季>春季。日固碳释氧能力由强到弱为桂花、垂柳、香樟、黄葛树、山杜英、银杏、天竺桂、水杉,年固碳释氧能力由强到弱为垂柳、香樟、黄葛树、银杏、桂花、天竺桂、水杉、山杜英,日降温增湿效果由强到弱为垂柳、山杜英、水杉、天竺桂、黄葛树、香樟、银杏、桂花。据估算,整个沙河植物群落中乔木树种年总固碳量约为5.87×10⁴ t,总释氧量约为4.27×10⁴ t。根据对主要树种固碳释氧和降温增湿能力的分析表明,在树种配置时,垂柳、桂花、山杜英、香樟为优选乔木树种,而银杏的固碳释氧和降温增湿能力较弱,可作为长寿树种和观赏树种适量引种,不宜大面积绿化。