摘要:随着现代遥感技术的迅速发展,遥感监测已经成为红树林生态系统变化监测的重要手段和方法。从遥感技术在生态系统变化监测应用领域入手,综述了国内外红树林遥感监测的发展历程,系统总结了遥感技术在红树林湿地动态、种间分类、群落结构(叶面积指数、冠幅、树高等)、生物量、灾害灾情(病虫害、风暴潮等)、景观格局动态、驱动力、红树林湿地保护与管理等领域应用现状,归纳了不同应用领域遥感监测的理论、方法及研究现状。指出我国在红树林遥感监测中存在的不足。提出红树林遥感监测应在分类标准体系规范化、分类精度提升、红树林生态学特征参数(物种多样性、优势度等)、生态系统环境空间演变过程及遥感监测的尺度效应方面加大研究力度。充分发挥区域综合监测模型在红树林生态系统变化遥感监测中的作用。

摘要:作为一个以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统,城市所遵循的高投入、低产出、高污染的粗放型发展模式导致了严重的结构性隐患与环境问题。基于生物物理的视角考虑,城市生态环境问题的出现,与城市代谢不良密切相关。当前对城市代谢的研究视角多基于污染物排放和资源消费,需要一种热力学的全新视角从整体角度来重新诠释可持续发展。开发了一种基于能值分析方法的城市代谢过程研究框架,首先对城市的可持续发展进行热力学解析,其次针对现有能值方法的局限,结合自然系统对污染物的自净化及污染对经济系统和生态系统的损害程度测度方法,从水体污染、大气污染和固体废物研究城市代谢对人群健康和自然生态系统的影响。研究有利于解决城市代谢不良的影响因子识别问题和代谢系统综合评价问题,使政策制定者建立以生态为本的城市观,推动社会系统的生态化转型实践,力求突破当前城市发展的瓶颈,促进城市的可持续发展。

摘要:基于近代人类社会发展的主线,本文认为生态文明是指具有保持和改善生态系统服务,并能够为民众提供可持续福利的文明形态。进一步可以认为,生态文明是指能够实现可持续发展的文明形态。基于这样的理解,本文阐述了生态文明的内涵,分析了生态文明建设的内容,建立了生态文明建设的基本评价框架和趋善化模型评价框架,探讨了生态文明建设的保障体系。

摘要:对2009年11-12月采自长江口及邻近的东海海域19个站位的小型底栖动物类群组成、丰度、生物量和空间分布及其与沉积环境的关系进行了研究。结果表明,该海域秋冬季小型底栖动物的平均丰度和生物量分别为(1081±700) 个/10 cm²和 (600±374) μg 干重/10 cm²,均呈现由北往南、由近岸向外海递减的趋势,且在长江口冲淡水向东海的扩展区域内,小型底栖动物的丰度明显较东海外围海域高。该数量与同一海域春季的研究结果相近,但明显低于夏季。在分选出的12个主要类群中,海洋线虫在丰度上占绝对优势(94.4%),其次是涡虫类(2.3%)和桡足类(2.0%)。线虫也是生物量上的最优势类群(占68.1%),其次是涡虫类(14.8%)、桡足类(6.8%)和多毛类(5.8%)。在垂直分布上,占总量70.8%的小型底栖动物和69.9%的线虫分布于0-2 cm表层,均高于54%-65%的历史资料。Spearman相关分析表明,小型底栖动物丰度与叶绿素a含量呈显著正相关,与水深、底层水温和底层盐度呈显著负相关。BIOENV分析显示与小型底栖动物类群组成和丰度相关性最高的环境因子组合为水深和脱镁叶绿素a含量。海洋线虫与桡足类数量之比(N/C)可大致反映本海域沉积环境的质量状况,但沉积物类型等因素的影响可造成环境评价的偏差。通过对639条线虫生物体积的测算,获得两个站位的线虫平均个体干重分别为0.104 μg/个和0.365 μg/个。研究表明,我国当前普遍采用的0.4 μg/个这一系数估计的线虫生物量将不同程度地高估其实际生物量。

摘要:2011年4月通过灌河口邻近海域的现场调查及营养加富培养实验,研究了春季灌河口邻近海域浮游植物生态分布特征以及硝酸盐、磷酸盐对浮游植物生长的限制作用,结果表明:共发现浮游植物68种,其中硅藻61种,优势度最高的为中肋骨条藻(Skeletonema costatum, Y=0.53),各个站位浮游植物的丰度介于0.84×10⁶-2.25×10⁶个/L,均值为1.54×10⁶个/L,种类范围为29-39种,均值为35种,叶绿素a浓度呈现近岸高外海低的特征,在2.66-6.67μg/L变化,均值为3.89μg/L,多样性指数介于2.60-3.79,均值为3.20,海域环境基本适宜浮游植物的生长;调查海域磷酸盐浓度的范围为0.35-0.90μmol/L,均值为0.58μmol/L,亚硝酸盐浓度范围为1.57-3.93μmol/L,均值为3.08μmol/L,两者分布均具有近岸高外海低的特征;铵盐浓度范围为3.14-5.43μmol/L,均值为3.95μmol/L,其分布则是近岸低外海高;硝酸盐浓度严重偏高,在31.21-37.00μmol/L之间变化,均值为34.55μmol/L,导致调查区域具有高N/P比(42-112),且浮游植物叶绿素a与磷酸盐浓度有显著的正相关(R²=0.80),而与无机氮线性关系不明显(R²=0.11);在P加富培养实验中,磷酸盐在3个培养组(对照,+P,++P)中的比吸收速率分别为0.36、0.43、0.51d^-1,加P促进了P本身的吸收.,硝酸盐和亚硝酸盐的吸收也得以促进,但没有磷酸盐那么显著,而铵盐浓度基本呈增加趋势,P的添加也促进了藻类的生长,培养结束后叶绿素a浓度最大值分别为77.24、90.57、96.49μg/L。在N加富培养实验中,硝酸盐的比吸收速率分别为0.39、0.049、0.025d^-1,加N未促进硝酸盐本身的吸收,磷酸盐浓度在3个实验组变化曲线相似,其吸收也没有得到促进,亚硝酸盐在加N组中浓度是增加的,培养结速后加N组(+N,++N)叶绿素a浓度最大值分别为72.31、69.62μg/L,都小于对照组,N的添加也未促进藻类的生长。上述研究表明了春季灌河口邻近海域浮游植物的生长主要受到P的限制,而不是N限制。

摘要:2011年春季(4-5月),对海南岛的海口湾、澄迈湾、文昌八门湾、陵水新村湾和大东海5个海湾的尿素浓度及浮游生物的脲酶活性开展调查研究,结合其它理化环境因子,分析海南岛近岸海域尿素的可利用性及其对该海区浮游植物生长可能产生的影响。结果表明,海南岛近岸水体中尿素平均浓度为2.07-3.30 μmol/L,占总溶解态氮TDN含量的14%-38%,尿素占TDN比例由北向东、南方向递增。浮游生物脲酶活性为0.30-0.84 μmolN·L^-1·h^-1,海口湾最高,从北部向东、南部逐渐减少。各海湾较高水平的尿素和脲酶活性主要分布在排污口、养殖区或旅游区的近岸海域。 硅藻为优势种,甲藻种类少且密度低,部分甲藻密度达到10⁴-10⁵个/L的水体,尿素和脲酶活性也处于较高水平。海区浮游植物细胞密度与脲酶活性或尿素占TDN比例等因子存在相关性,表明尿素是海南海域浮游植物生长不可忽略的重要氮源。尿素在一定程度上促进春季海南岛近岸海域甲藻等浮游植物的生长,可能对浮游植物群落结构的改变产生重要影响。

摘要:选择中国北方落叶阔叶林的主要组成树种蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)的1年生幼苗为研究对象,设置4个酸雨酸度(重度、中度、轻度和对照)和3个降雨量(自然雨量和增、减雨量30%),以期阐明酸雨对蒙古栎幼苗形态生长、生物量和根系伤流量的影响,探讨中国北方日趋严重的酸雨是否会影响蒙古栎幼苗的生长,为酸雨区森林恢复植物的选择提供依据。研究结果显示:1) 在本实验的酸雨酸度下,酸雨降雨量的增加对蒙古栎幼苗各生理生态指标均有一定的促进作用;2) 酸雨酸度对蒙古栎幼苗形态和生物量的影响不显著,但酸度增加降低了幼苗的根系伤流量;3) 增雨的重度酸雨处理促进了蒙古栎幼苗形态生长和生物量累积;4) 两因素对蒙古栎幼苗的影响没有交互作用。说明蒙古栎对酸雨具有一定的抗性,可考虑选择为酸雨区植被构建的物种。

摘要:以甜瓜种质"新银辉"为材料,用苹果酸、柠檬酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、水杨酸和香豆酸等7种有机酸类化感物质处理甜瓜种子和幼苗,探讨其对甜瓜的化感效应及作用机理。结果表明:苹果酸可以促进甜瓜种子发芽和幼苗胚根生长,抑制植株鲜重增加和胚轴生长;柠檬酸促进发芽,对羟基苯甲酸和肉桂酸抑制发芽,但三者均抑制胚根生长,且对鲜重和胚轴生长表现为低促高抑效应,高浓度肉桂酸对种子发芽和胚轴生长的抑制效应最强,可能是甜瓜重要的化感物质;阿魏酸和香豆酸对发芽表现为低促高抑效应,抑制鲜重、胚根和胚轴生长;水杨酸对发芽和胚轴生长表现为低促高抑效应、抑制鲜重和胚根生长。7种有机酸处理后过氧化物酶活性均增强,有机酸类物质对甜瓜的化感效应可能和其体内的过氧化氢水平有较高的相关性;苹果酸、肉桂酸、对羟基苯甲酸和水杨酸处理后甜瓜幼苗体内超氧化物歧化酶的活性基本呈下降趋势,柠檬酸、阿魏酸和香豆酸则表现为低促高抑效应;过氧化物酶活性变化较复杂,但基本随处理浓度升高而上升;丙二醛含量大多低于对照。

摘要:稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一。为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析。结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P<0.05),2.69倍(P<0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草>鸡粪>猪粪>化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/L KMnO₄氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低。由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一。

摘要:采用田间试验研究了双氰胺(dicyandiamide,缩写DCD)单次配施和连续配施的土壤氮素形态和蔬菜硝酸盐累积变化。结果表明,与单施化肥相比,DCD单次配施的长期叶菜甘蓝生长过程中土壤铵态氮含量增幅为21.3%-339.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量降幅分别为5.4%-80.2%和4.4%-58.3%;短期叶菜空心菜收获时土壤铵态氮含量增加了299.4%,土壤硝态氮和菜体硝酸盐含量分别降低了26.2%和31.7%。DCD连续配施的"甘蓝-菠菜-空心菜-萝卜-大白菜"种植体系中,土壤铵态氮、硝态氮和菜体硝酸盐含量均呈累积的趋势,配施DCD的土壤铵态氮含量从略高于化肥处理(44.0%)发展到极显著高于化肥处理(392.5%,P<0.01),土壤硝态氮含量从极显著低于化肥处理(-68.2%,P<0.01)发展到显著高于化肥处理(146.6%,P<0.05),菜体硝酸盐含量从显著低于化肥处理(-30.2%,P<0.05)发展到极显著高于化肥处理(40.4%,P<0.01)。由此可见,DCD单次配施可显著降低菜体硝酸盐含量,而连续配施DCD的土壤能维持一定量的铵态氮水平,这些盈余的铵态氮会进一步转化为硝态氮残留在土壤中,并可能产生蔬菜硝酸盐累积的风险。

摘要:为了解分枝杆菌噬菌体在自然界的生存环境,深入研究噬菌体在微生态环境中的作用奠定基础。以含柠檬酸和磷酸氢二钠的溶液为提取剂,从50份不同性质土壤中分离、纯化分枝杆菌噬菌体,电镜观察初步确定其分类;统计分析土壤类型、酸碱度、含水量、阳离子交换量、有机碳含量对噬菌体分离率的影响。共分离纯化到13株尾病毒目肌尾病毒科的分枝杆菌噬菌体。3种类型土壤的分枝杆菌噬菌体分离率分别为暗棕壤(41.2%)>黄棕壤(25.0%)>褐土(16.7%);土壤pH值、含水量、阳离子交换量对分离率影响呈规律性:pH值和含水量分别在7.45-7.95和13.7%-21.7%时分离率最高;当阳离子交换量为20.8-28.6 cmol/kg时,分离率随之升高而升高;未见有机碳含量对分离率的影响有明显规律。

摘要:以宁麦13和徐麦31两种小麦(Triticum aestivum)品种为材料,通过盆栽试验研究了不同pH值酸雨对小麦产量和籽粒品质的影响。结果表明:模拟酸雨抑制了小麦的生长,减少了生物量的积累。pH值2.0酸雨处理后宁麦13的单穗粒数和单茎产量分别较对照下降了48.6%和56.7%,徐麦31则分别下降了31.2%和39.7%,差异显著。小麦籽粒主要营养成分对酸雨胁迫响应不同,酸雨处理提高了籽粒氨基酸、蛋白质含量,pH值2.0酸雨处理后,宁麦13和徐麦31小麦籽粒中氨基酸含量分别比对照高36.6%和30.9%,总蛋白含量分别比对照高20.6%和15.1%,均与对照差异显著。而小麦可溶性糖、淀粉和脂肪含量较对照降低,且总体表现为酸度增强变化幅度增大。不同蛋白组分也对酸雨胁迫反应不同,酸雨处理提高了籽粒中清蛋白和球蛋白含量,而降低了谷蛋白含量和谷/醇。pH值2.0的酸雨处理后,宁麦13和徐麦31的清蛋白含量较对照分别增加了13.1%和23.9%,但与对照差异不显著。酸雨胁迫降低了总淀粉和支链淀粉含量,宁麦13和徐麦31的pH值2.0酸雨处理总淀粉含量分别较对照下降了11.8%和20.2%,与对照差异显著,但对直链淀粉含量影响不明显。可见酸雨不仅影响小麦的产量,而且对品质也有明显影响。酸雨处理尽管提高了籽粒总蛋白含量,但降低了谷蛋白和谷/醇,降低了其加工品质。

摘要:通过对干燥贮藏后熟麻花秦艽种子透水性和粗提物活性的测定以及采用高锰酸钾、赤霉素、青霉素、硫酸、流水浸泡方法进行发芽试验,探讨了种子休眠机理和破除休眠的技术。结果表明:麻花秦艽种子吸水过程符合Logistic曲线,其种皮对种子吸水无阻碍作用;硫酸和高锰酸钾处理极显著提高了麻花秦艽种子的发芽率(P<0.01),说明种皮机械障碍是种子萌发的因素之一。种子粗提物在浓度为0.02-0.2 g/mL时具有很强的抑制活性,均对小麦、白菜和麻花秦艽种子萌发和生长产生抑制作用以及流水浸泡可以提高麻花秦艽种子发芽率,表明种子内源抑制物是影响其休眠的另一因素。不同处理均打破了种子休眠,显著提高了种子发芽率,其中1.5%高锰酸钾浸泡10 min光照培养下种子发芽率及发芽势、发芽指数和活力指数均显著高于其他处理(P<0.05)。相比对照,1.5%高锰酸钾处理的种子发芽率极显著提高106.9%。经1.5%高锰酸钾浸泡10 min的麻花秦艽种子粗提物对白菜种子萌发的抑制作用低于未处理,以浓度为0.02-0.04 g/mL时抑制显著,说明高锰酸钾可减弱麻花秦艽种子内源抑制物的活性。综上所述,麻花秦艽种子的休眠属综合休眠。

摘要:近年来 SO₂污染比较严重,它对植物有着多方面的影响。因此,越来越多的学者开始关注这方面的问题。彩叶植物在丰富园林景观及降低环境污染方面占用重要的地位,它们也被认为是净化城市空气最有效的途径之一。 旨在阐明4种彩叶树种耐SO₂污染机制,对丰富植物耐SO₂研究的理论、科学评价植物抗SO₂污染能力以及指导园林绿化科学选择树种等具有重要理论和现实意义。研究采用人工模拟熏气的方法对金叶女贞、金叶莸、金叶风箱果和金叶红瑞木4种金色叶树种的2年生苗木进行不同浓度的 SO₂ 胁迫,研究了参试树种的外观受害症状及膜脂过氧化、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标对 SO₂ 的反应,并采用模糊数学隶属函数法和灰色关联度法对其抗SO₂能力进行了综合评价。结果表明: 4种金色叶植物对 SO₂ 均具有一定的净化能力,表现为随着 SO₂ 浓度的增加膜透性增大,丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和硫含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶活性上升,叶绿素含量先增后降,叶液 pH 值下降。但4种金色叶树木对 SO₂ 的净化能力有差别,其中金叶红瑞木的净化能力强最大,金叶女贞和金叶风箱果的净化能力为中等,而金叶莸的净化能力最差。这与其含硫量的顺序一致,却与其对SO₂的抗性大小即金叶女贞> 金叶莸> 金叶红瑞木>金叶风箱果完全不同,说明这四种植物对 SO₂ 的吸收能力与其对该气体的抗性不完全一致。但这不能表明抗性差的树种在兰州地区不能应用,因为,兰州市空气中的SO₂实际污染程度与研究所设置的最低浓度相比仍属安全浓度。在所选的10个指标中,丙二醛含量、细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸、过氧化物酶活性、叶绿素和可溶性糖等指标均可作为金色叶植物对 SO₂ 抗性的重要鉴定指标,而S含量和叶液 pH 值在评价植物对SO₂抗性能力时并不具有重要性。4种植物的受害程度与其SO₂抗性相反,说明受害症状可以作为判断其对SO₂抗性大小依据。

摘要:采用室内避光培养,研究了硫丹及其主要代谢产物(硫丹硫酸盐和硫丹二醇)在紫色土中的质量浓度变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明,α-、β-硫丹在紫色土中的消解过程符合一级反应动力学方程,半衰期分别为32-99d和69-116 d。代谢产物硫丹硫酸盐浓度在前20 d增加较快,30 d后基本趋于稳定;硫丹二醇浓度先增加后减小,15 d时达到最大。5 mg/kg的硫丹处理5 d时对脲酶和硝酸还原酶活性起激活作用,随着培养时间的增加,硫丹处理对脲酶活性从无显著影响逐渐转向抑制,第60天时抑制作用达到最大;高浓度处理(100 mg/kg)强烈抑制脲酶活性,最大降幅达到94.5%。硫丹处理(除5 mg/kg外)对硝酸还原酶活性起抑制作用,浓度越大,抑制作用越强,最大降幅达到89.9%。5 mg/kg的处理抑制多酚氧化酶活性,10-20 mg/kg的处理30 d后由激活逐渐转向抑制;100 mg/kg的处理起激活作用,第15天时酶活性达到最大,随后持续下降,第60天时恢复到对照水平。偏相关分析表明,脲酶、硝酸还原酶活性与硫丹硫酸盐浓度呈显著负相关,硫丹硫酸盐抑制这两种酶的活性;多酚氧化酶活性与α-、β-硫丹、硫丹硫酸盐和硫丹二醇浓度的偏相关性不显著。

摘要:稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术。δ¹³C可以用来判断食物网中不同生物的能量来源;δ¹⁵N主要用于确定生物在食物网中所处的营养位置。通常用δ¹³C-δ¹⁵N图来表征某一特定时间或空间的食物网结构,但是这种方法在比较不同时间和空间食物网结构中功效较差。同时这种定性描述食物网结构也无法满足食物网复杂变化下的假说验证。应用环形统计方法,以太湖梅梁湾鱼类群落为例,定量评价了群落水平食物网能流季节演替特征。结果表明太湖梅梁湾鱼类营养生态位移动的季节特征明显。进一步物种水平分析结果表明,各种鱼类角度和幅度随季节均有变化。Rayleigh检验结果表明,群落中不同种类在秋冬、冬春和夏秋均有显著的一致的方向变化;而春夏期间不显著。Watson-William检验结果表明,群落水平的鱼类营养生态位移动在秋冬和冬春季节转换中有显著差异。引起鱼类群落水平营养生态位在食物网空间中季节性移动的主要因素为可利用资源稳定同位素的季节变化和不同鱼类种群自身的食性季节性转变。同时,由于梅梁湾食物网鱼类群落杂食性水平高,季节性浮游初级生产力成为食物网能量流动的重要驱动作用。因此,在富营养化生态系统中,食物网群落水平营养生态位季节波动也暗示了系统稳定性的下降。定量评价食物网变化有助于认识和理解食物网结构与功能在生态学和生态系统管理等方面的重要。

摘要:2009年7月至11月以及2010年3月至11月在千岛湖地区2个岛屿上对社鼠(Niviventer confucianus)种群进行标志重捕,通过对社鼠种群数量变动、更新率、居留时间以及气候对种群数量影响的研究,探讨在陆桥岛屿环境下社鼠种群数量动态的规律。结果显示:两岛种群数量均是上半年数量处于高峰,而下半年数量较低,超过环境承载力可能是种群下降的主要原因,岛屿环境对社鼠数量季节消长的影响与陆地环境有所不同;两岛社鼠的种群更新率均较低,这也说明在缺乏迁入和迁出的陆桥岛屿上,仅仅依靠出生和死亡来完成种群的更新,其种群更新率是较低的。根据对社鼠居留时间的研究,两岛上社鼠的生态寿命有可能只有一年左右,这比以往研究认为社鼠的生态寿命约一年半或更长一些明显缩短,这可能与陆桥岛屿较特殊的生存环境有关;月平均气温处于10-22℃对于社鼠种群的维持和增长是有利的,当月平均气温超过22℃时,似乎对社鼠种群是不利的。高温而少雨,可能是导致夏季社鼠种群数量下降的原因之一。

摘要:以黄土丘陵沟壑区3个植被区(森林区、森林草原区、草原区)不同坡向土壤作为研究对象,对土壤有机C、全N、全P、全K含量及其化学计量特征进行了研究。结果表明,不同植被区、坡向和土层土壤养分含量及其化学计量特征均有明显不同。土壤有机C、全N变异性较大,全P、全K变异性较小。表层土壤养分含量显著高于底层土壤;同一土层之间有机C、全N含量变异性较大,全P、全K含量变异性较小。不同坡向之间养分含量不同,阴坡最大,阳坡最小。土壤养分含量受植被类型及植被盖度的影响,森林区>草原区>森林草原区。土壤C/N、C/P、C/K、N/P、N/K比都较稳定,C/N比的变化范围为5.65-12.57,平均值为9.44; C/P比的变化范围为3.62-17.32,平均值为8.15;C/K比的变化范围为0.10-0.55,平均值为0.26;N/P比的变化范围为0.43-1.38,平均值为0.86;N/K比的变化范围为0.01-0.05,平均值为0.03;P/K比值较稳定,为0.03。土壤有机C和全N极显著正相关,全N和全P极显著正相关。

摘要:以三江源区不同退化程度高寒草甸和不同恢复年限人工草地作为研究对象，通过野外调查与采样、实验室分析，探究了高寒地区退化天然草地与人工恢复草地的植被群落繁殖构件数量变化。结果表明：在群落水平上，天然草地退化和人工草地建植会对植物繁殖构件的数量和生物量产生影响。随着天然草地退化程度的增加，营养枝数量和生物量则明显下降，而繁殖枝的数量和生物量明显升高（P<0.05）；随着人工草地恢复年限的增加，营养枝的数量和生物量逐渐增加，而繁殖枝的数量和生物量则逐渐降低（P<0.05）；随着恢复年限的增加，人工草地繁殖构件的变化逐渐接近未退化天然草地。在功能群水平上，植物繁殖构件数量亦随草地退化程度和人工恢复年限而变化。随着恢复年限的增加，禾本科、莎草科、杂类草的营养枝数量和生物量均呈现显著增加（P<0.05），而繁殖枝数量和生物量则显著下降，禾本科的繁殖构件数量远远大于莎草科和杂类草；随着退化程度的增加，三大功能群的营养枝枝数和生物量显著增加（P<0.05），而繁殖枝则呈现相反的趋势。本研究实证了草地退化和人工恢复改变植物群落繁殖分配对策的科学假设，为高寒草地植被恢复重建技术的发展和更新提供理论支撑。

摘要:以中国科学院会同森林生态站自然林、杉木连栽林和杉木阔叶树混交林地土壤为研究对象,采用PCR-DGGE、DNA-sequencing和主成分分析(PCA)等方法分析土壤微生物群落结构变化及其与土壤质量变化之间的关系。结果表明,该地区杉木人工林土壤中细菌优势种群为α-、β-、γ-proteobacteria和Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides(CFB)类群;真菌优势种群为子囊菌(Ascomycetes)和担子菌(Basidiomycetes)亚门的种属。杉木人工林替代自然林后,土壤细菌多样性指数显著降低,且随连栽代数增加呈持续降低趋势;杉木人工林土壤中与Pedobacter cryoconitis亲缘关系密切的细菌种群消失,出现与Xanthomonas sp.和Rhodanobacter sp.亲缘关系密切的细菌种群。土壤真菌群落结构的变化与细菌相反,杉木人工林替代自然林后并不断连栽时,土壤真菌多样性指数呈现上升的趋势,自然林土壤中优势真菌种群在杉木三代林中消失。杉木与火力楠或桤木混交后土壤细菌和真菌种群结构与自然林类似。土壤细菌多样性指数与土壤总有机碳、全氮、可溶性有机碳、铵态氮、速效磷、速效钾含量以及土壤pH值呈显著正相关关系(P<0.05)。土壤真菌多样性指数仅与土壤碳氮比呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。杉木林土壤质量变化对土壤细菌和真菌优势种群有较大影响,细菌Burkholderia sp.、Pedobacter sp.、Xanthomonas sp.和真菌Sclerotinia sclerotiorum、Mycosphaerella cannabis可能是引起土壤质量变化的关键种群。

摘要:玉米蚜Rhopalosiphum maidis (Fitch)是为害玉米的重要害虫。为评价不同玉米品种(系)对玉米蚜生长发育的适合性,从而为抗性品种(系)的鉴定及其抗性机制分析提供依据,在室内条件下,组建了玉米蚜实验种群在8个玉米品种(系)上的特定时间生命表。结果表明:玉米蚜1龄若虫在供试的4个玉米品种郑单958、浚单20、先玉335和良玉88上的发育历期长于供试的4个自交系87-1、濮改340-1-1、旱21和齐319,其中良玉88和先玉335与4个自交系之间差异显著;成蚜寿命和世代历期在4个自交系上较长;4个供试玉米品种上各虫龄的存活率显著小于4个自交系;成蚜产蚜量在各品种(系)间也存在显著差异,以取食齐319品系时最大,平均产蚜量64.4头,其次是濮改340-1-1,为56.53头,以取食浚单20时最小,只有19.93头。生命表参数表明,玉米蚜在供试的玉米品种(系)上均能繁殖,但与4个玉米自交系相比,玉米蚜在4个玉米品种上的种群净增殖率R₀、内禀增长率r_m和周限增长率λ均减小或显著减小,而平均世代周期和种群加倍时间则延长,说明供试的4个玉米品种对玉米蚜生长发育和繁殖均有不利影响。

摘要:在伏牛山自然保护区典型地段设立样方,测定了森林生态系统内几种典型群落类型的冠层结构、光环境特征,调查了林下植被的特征,分析了它们之间的相互关系。结果显示:各群落的冠层结构和光环境有一定的差异,单因素方差分析表明,部分群落间的差异性达到显著水平;各群落灌木层物种丰富度、多样性和均匀度均高于草本层,而优势度正相反;线性拟合的结果表明,草本层的物种丰富度、多样性与冠下光合量子通量密度间呈极显著负相关,优势度与冠下光合量子通量密度间呈显著正相关,灌木层各参数与冠层结构特征间相关性不显著。研究表明,冠层结构的变化对草本层(包括更新幼苗)的影响显著高于灌木层。林隙/林窗或林中空地的出现可能对草本物种或其他阳性及先锋物种具有促进作用,而对优势种幼苗的萌发和定植产生负效应。推测在典型的落叶阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度可能不是最主要的限制因素,优势种种子的扩散、萌发和定植限制可能更重要。

摘要:2006年5-9月,诱捕法采集粪金龟子,以农田为对照,选择内蒙古武川县不同农田退耕管理方式为研究样地,分析了农田退耕后采取不同管理方式对粪金龟子群落的影响,以为农田退耕还草管理措施生态效应的评价和完善提供依据。共捕获粪金龟子21671头,隶属于3科5属25种。优势种为直蜉金龟(Aphodius rectus)和蜉金龟属(Aphodius sp.7),占总捕获量的比例分别为59.34%和11.71%。几种退耕管理方式都导致粪金龟子群落物种丰富度、生物量和多度提高,且具有显著的季节特征。Pearson相关分析表明,粪金龟子群落的物种丰富度、生物量和种数以及不同功能群和主要种的个体数与退耕年限、平均草高和植物群落盖度的变化存在显著正相关关系(P<0.01或P<0.05)。由于长期农业耕作以及缺少大型食草动物和较大面积放牧草地,研究地区的粪金龟子群落组成以功能群Ⅱ和Ⅲ为主,功能群Ⅰ的多度和物种丰度较低。可以认为,在研究地区以农田景观为主要基质的区域,采取多样化的农田退耕管理方式,提高了生境的空间异质性,在减少人为耕作活动对粪金龟子影响的基础上,对粪金龟子物种丰度和多度的维持起到了促进作用。农田退耕、保留适当面积放牧草地或适当数量大型放牧家畜将有利于功能群Ⅰ物种丰度和多度的提高,有益于粪金龟子群落物种多样性和整体生态功能的维持。

摘要:以来自铜矿区(CS)和非矿区(UCS)两个海州香薷种群为对象,通过室内水培实验,分析了两种群幼苗在铜及营养缺失胁迫下植物生长、铜富集及矿质营养含量的差异。结果显示,铜、低营养胁迫及其相互作用对非矿区种群生长具有明显的抑制作用,而对矿区种群的影响则远比非矿区种群小,且较低铜浓度(25μmol/L Cu)明显促进了矿区种群的生长;从耐性指数结果看,矿区种群铜耐性指数和营养胁迫耐性指数均高于非矿区种群。这表明矿区种群不仅进化为铜耐受种群,同时也进化成营养胁迫耐受种群。低营养胁迫明显促进了植物对铜的吸收和运转,如在低营养胁迫和25μmol/L Cu复合处理下,矿区种群根铜含量约为单一铜处理的25倍,非矿区种群是单一铜处理5倍多。低营养胁迫和过量铜显著减少了非矿区种群矿质营养元素如P, Mg, K和Mn的吸收积累,而矿区种群则仍然能保持相对稳定;在铜和营养缺失复合作用下,两个种群矿质营养除Ca 和部分Fe外,均显著减少,但矿区种群减少程度明显比非矿区种群小。这些结果表明,矿区种群在胁迫条件下具有保持营养相对稳定和平衡的能力,这种能力使其能在高铜污染和营养缺乏的土壤中正常生长和定居。

摘要:叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是重要的植被结构参数,调控着植被与大气之间的物质与能量交换,在生态环境脆弱的我国西北部开展植被LAI的研究对阐明该地区植被对气候变化和人类活动的响应特征具有重要的科学意义。利用LAI-2200和TRAC仪器观测了新疆喀纳斯国家级自然保护区森林和草地的有效叶面积指数(LAI_e)和真实LAI,构建了其遥感估算模型,生成了研究区LAI_e和LAI的空间分布图。在此基础上,分析了LAI随地形因子(海拔、坡度、坡向)的变化特征,探讨了将其应用于估算研究区森林生物量密度的可行性,并评估了研究区MODIS LAI产品的精度。结果表明:研究区阔叶林、针阔混交林、针叶林、草地LAI_e的平均值分别为4.40、3.18、2.57、1.76,LAI的平均值分别为4.76、3.93、3.27、2.30。LAI_e和LAI的高值主要集中分布在湖泊和河流附近;植被LAI随海拔、坡度和坡向的变化表现出明显的垂直地带性的特点。LAI随海拔和坡度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,坡向对针叶林和草地LAI的影响明显,但对阔叶林和针阔混交林LAI的影响较弱;森林生物量密度(BD)随LAI增加而线性增加(BD=44.396LAI-25.946,R²=0.83),研究区森林生物量密度平均值为120.3 t/hm²,估算的总生物量为5.0×10⁶t;MODIS LAI产品与利用TM数据生成的LAI之间具有一定的相似性(森林R²=0.42,草地R²=0.53),但森林和草地的MODIS LAI产品分别比利用TM数据生成的LAI偏低16.5%和24.4%。

摘要:生态系统服务(ES)评价为减缓或阻止人类活动导致的各种复杂生态问题提供了一种可能的方法,同时也有助于解决日益增加的各种土地利用冲突。以张掖市甘州区为例,运用一种新的空间化方法开展生态系统服务研究,并注重实现与土地利用研究的集成分析。首先根据研究区不同的群落生境和土地利用类型划分生态系统服务类型,然后检验不同土地利用类型和方式对各类生态系统服务供给的影响,最后分析该方法和数据的不确定性。结果表明:1)在灌区和甘州区两个尺度上,4类ES生产能力值均表现为:文化服务>支持服务>调节服务>供给服务;2)2000-2009年,4类ES供给都呈递减趋势,同时,城镇用地、路网建设等人类活动驱动的土地利用方式迅速增加,整个绿洲农业区处于过度开发状态;3)该方法可操作性强,多学科的数据和知识分析是ES研究的难点。

摘要:将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据2000年、2006年、2011年3个时相的ETM+影像,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下互花米草沼泽景观变化的差异。结果表明:(1)人工管理区,2000-2011年,互花米草沼泽面积由272hm²增加到781hm²;平均分维数呈下降的趋势,聚合度指数呈上升的趋势,表明互花米草沼泽在空间上趋于聚集,在形状上趋于规则;从互花米草沼泽增长速率看,2000-2011年,呈现先快后慢的特征。在景观空间演变上,互花米草沼泽的平均宽度从598.679m增加到1719.002m,表现出向海陆两个方向扩张的特征。(2)自然湿地区,2000-2011年互花米草沼泽面积由2023hm²增加到3974hm²;平均分维数和聚合度指数呈先上升后下降的趋势;米草沼泽增长稳定,年增长约160-180 hm²/a,单位长度岸线年增长面积约为15hm²·km^-1·a^-1左右;比较发现,自然湿地区互花米草沼泽的增长速度高于人工管理区的增长速度。在景观空间演变上,互花米草沼泽平均宽度从1625.586m增加到3193.317m,2000-2006年表现出向海洋单方向扩张的特征,2006-2011年表现出向海陆两个方向扩张的性质。(3)在自然条件下互花米草沼泽扩张受到气候、地貌过程、水文过程、植被类型及种间竞争的影响,表现出明显的带状特征。在人工管理下,通过建设拦水堤坝等,阻止了潮汐作用下海水的扩散能力,生态过程发生改变,致使生态系统类型向淡水湿地方向演变,抑制了互花米草沼泽的扩张,表现出一定的镶嵌格局。

摘要:以滇西北高原纳帕海湖滨过度放牧、水文改变协同胁迫(简称GAD)和过度放牧单独胁迫(简称GD)退化湿地为研究对象,将其划分为4个梯度:原生湿地、轻度退化、中度退化、重度退化,采用聚类分析和主成分分析(PCA)在"植物-水体-土壤"系统上进行湿地退化过程、机制探讨及定量评价。沿退化梯度,植物群落演替规律为"水生植物群落→沼泽植物群落→沼泽化草甸植物群落→草甸植物群落",群落结构趋于复杂,向中生植物群落演替;矿化度、总硬度、总碱度、氮、磷等水质指标在GD梯度上升,在GAD梯度下降,水文改变对水质影响显著;土壤有机质、全氮、速效氮含量降低,全磷、全钾有所增加,速效磷和速效钾含量无明显变化规律。基于PCA建立了纳帕海湖滨湿地退化模型,并给出不同程度退化湿地的阈值。

摘要:利用遥感及统计数据,基于压力-状态-响应(P-S-R)模型选取22个评价指标构建生态安全评价体系对图们江地区进行基于空间的生态安全评价。结果表明:研究区生态安全水平呈现出明显的空间差异性,表现为区域内东西两端生态安全水平较高并向中部过渡。各生态安全等级的面积大小排序为:较安全>临界安全>安全>较不安全>不安全,所占比例分别为49.56%,33.89%,9.14%,6.48%,0.94%。另外统计了基于行政单元的平均生态安全指数和等级,发现各县市的生态安全水平和等级构成都有所不同,各县市生态安全水平状态排序为珲春>图们>安图>汪清>延吉>龙井>和龙。整体来看,研究区生态环境质量较好,生态系统服务功能及抗干扰能力较强,生态问题较少,生态灾害较少。

摘要:在大兴安岭地区呼中区,将物种的年龄和分布信息进行随机化处理后,应用空间直观景观模型LANDIS对森林景观进行长时间(2500a)模拟,取物种演替稳定时间段作为模拟历史变域的数据来源。分别在景观水平和年龄类型水平上利用景观指数空间分析、主成分分析和核密度估计方法分析景观格局历史变域的模拟结果,并在二维空间坐标内,将研究区1990年、2000年森林景观特征与之比较。结果表明,各树种面积比例在模拟900a后都达到稳定状态,可作为无干扰条件下森林景观特征的历史变域;由于长期采伐,研究区1990年景观的斑块面积和破碎化程度都偏离了该历史变域,其中,过熟林偏离最明显,其斑块面积远小于历史变域,破碎化程度非常严重;虽然1990年后的采伐管理方案比之前的更为合理,但2000年的森林景观仍旧继续偏离历史变域。

摘要:全球气候变化下降水时间的改变将深刻影响草原生态系统地上净初级生产力(ANPP),而草原生态系统ANPP是区域碳循环的重要过程。利用1998-2007年的SPOT-VEG NDVI数据并结合111个样点的ANPP地面样方调查数据,获得了内蒙古温带草原1998-2007年的ANPP区域数据,依此分析了中国内蒙古温带草原以及区域内的3种植被类型(荒漠草原、典型草原、草甸草原)降水时间对ANPP的影响。研究结果表明,对于整个内蒙古温带草原来说,一个水分年内(从上一年9月份到当年地上生物量达最大值时的8月份)影响ANPP较为重要的降水月份为2-7月份,其中,5-7月份降水尤为重要。具体到每个月降水的影响,研究发现,7月份降水最重要,而仍处于生长季的8月份降水相对于其他生长季降水作用最小;影响不同草地类型最重要的降水时期存在一定差异,对荒漠草原和典型草原地区来说,ANPP达最大值前3个月(5-7月份)的生长季降水最重要,而8月份降水影响较小,而草甸草原地区8月份和非生长季的3、4月份降水最重要,但各个降水时期降水对ANPP的影响都较荒漠草原和典型草原小,大部分地区降水对ANPP的影响不显著。

摘要:在大尺度气候梯度上研究森林凋落物生产分解与气候因子的关系,对于了解森林生态系统碳循环有着重要的作用。在寒温带的黑龙江呼中、温带的吉林长白山、暖温带的北京东灵山、北亚热带的湖北神农架、中亚热带的四川都江堰和浙江古田山,选择典型地带性成熟林,设置72个样地。观测和研究各地点森林凋落物的产量、凋落动态和分解速率,分析三者与环境因子之间的关系,结果表明:不同气候带森林生态系统凋落物年产量为亚热带森林>暖温带森林>温带森林>寒温带森林。随纬度的增加,凋落物产量逐渐减少,凋落物产量与森林类型极显著相关,与年均温显著相关,而与年均降水关系不显著。凋落物生产动态表现为亚热带地区3个类型森林生态系统为双峰型,暖温带、温带、寒温带3个类型森林生态系统为单峰型。凋落物分解速率k表现出了与凋落物产量相似的变化趋势,即随着纬度的增加,分解速率k值逐渐降低,分解速率与年均温极显著相关,与年均降水显著相关。