摘要:

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摘要:土壤微生物作为陆地生态系统的重要组成部分,直接或间接地参与几乎所有的土壤生态过程,在物质循环、能量转换以及污染物降解等过程中都发挥着重要作用。对土壤微生物时空演变规律及其形成机制的研究,不仅是微生物演变和进化的基础科学问题,也是预测微生物及其所介导的生态功能对环境条件变化响应、适应和反馈的理论依据。讨论了土壤微生物群落的定义、测度方法和指标,认为群落是联系动植物宏观生态学与微生物生态学的基础,群落构建机制是宏观和微观生态学都需要研究的核心科学问题;从生态学的群落构建理论出发,阐述了包括生态位理论/中性理论、过程理论和多样性-稳定性理论在土壤微生物时空演变研究中的应用,以及微生物群落在时间和空间上的分布特征及其尺度效应;确立了以微生物群落构建理论为基础、不同时空尺度下土壤微生物群落演变特征为主要内容的微生物演变研究的基本框架。

摘要:大量施用化肥是当今农业的一个重要特征。化肥为粮食增产做出了巨大贡献,同时也带来一系列问题,如土壤酸化、水体富营养化、温室气体排放、资源耗竭等,直接威胁着农业可持续发展。土壤微生物是陆地生态系统植物多样性和生产力的重要驱动者,直接参与了植物获得养分和土壤养分循环两个过程。因此,通过调控土壤微生物的功能,有望降低农业对化肥的过分依赖。介绍了共生固氮菌、菌根真菌和根际促生菌对植物获得养分能力的影响及其机制,分析了土壤微生物对土壤氮、磷循环的影响及其与土壤养分生物有效性、养分损失的关系。依据这些知识,提出了改善植物营养、降低化肥施用的土壤微生物途径。虽然大量试验已证明了土壤微生物在改善植物营养中的重要作用,但是大面积应用土壤微生物技术来改善植物营养还存在不少问题。随着以后对这方面研究的加强以及上述问题的不断解决,土壤微生物有望在降低化肥施用量和维持农业可持续发展中做出重要贡献。

摘要:陆地生态系统存在许多常年性或季节性缺氧环境,如:湿地、水稻土、湖泊沉积物、动物瘤胃、垃圾填埋场和厌氧生物反应器等。每年有大量有机物质进入这些环境,在缺氧条件下发生厌氧分解。甲烷是有机质厌氧分解的最终产物。产生的甲烷气体可通过缺氧-有氧界面释放到大气,产生温室效应,是重要的温室气体。产甲烷过程是缺氧环境中有机质分解的核心环节,而甲烷氧化是缺氧-有氧界面的重要微生物过程。甲烷的产生和氧化过程共同调控大气甲烷浓度,是全球碳循环不可分割的组成部分。对陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理研究进展进行了概要回顾和综述。主要内容包括:新型产甲烷古菌即第六和第七目产甲烷古菌和嗜冷嗜酸产甲烷古菌的发现;短链脂肪酸中间产物互营氧化过程与直接种间电子传递机制;新型甲烷氧化菌包括厌氧甲烷氧化菌和疣微菌属好氧甲烷氧化菌的发现;甲烷氧化菌生理生态与环境适应的新机制。这些研究进展显著拓展了人们对陆地生态系统甲烷产生和氧化机理的认识和理解。随着新一代土壤微生物研究技术的发展与应用,甲烷产生和氧化微生物研究领域将面临更多机遇和挑战,对未来发展趋势做了展望。

摘要:随着社会经济发展,人类生产活动对自然环境产生越来越广泛深刻的影响,土壤污染已成为危及生态系统稳定、农产品质量安全和人体健康的突出环境问题之一。重金属、有机污染化合物、病原菌及抗性基因等各类污染物大量进入土壤后,对土壤生物系统造成毒害作用,影响到土壤生态功能;另一方面,土壤生物如细菌、真菌、土壤动物等在一定程度上能够适应土壤污染,深刻影响着污染物在土壤中的迁移转化过程,在土壤污染修复中具有潜在重要作用。从土壤污染的生态毒理效应、土壤生物对土壤污染的响应与适应机制、污染土壤修复原理与技术等三方面综述了土壤生物与土壤污染相关研究前沿,展望了重点研究方向。

摘要:土壤无脊椎动物生物量通常小于土壤生物总生物量的10%,但它们种类丰富,取食行为及生活史策略多种多样,且土壤动物之间,土壤动物与微生物之间存在着复杂的相互作用关系。土壤动物的生态功能主要通过取食作用(trophic effect)和非取食作用 (non-trophic effect)来实现。原生动物数量大、周转快,故原生动物本身的代谢活动(即取食作用)对碳氮矿化的贡献可以接近甚至超过细菌的贡献; 然而大多数中小型土壤动物的本身代谢过程对碳氮矿化的贡献远低于土壤微生物,但它们可以通过取食作用来调节微生物进而影响碳氮的矿化。大型节肢动物中的蜘蛛和地表甲虫等捕食者经常活跃于地表,它们常常会通过级联效应对土壤生态系统产生重要的影响。蚯蚓、白蚁等大型土壤动物除可以通过取食作用以外,还可以通过非取食作用调控土壤微生物,进而显著影响土壤碳氮过程。土壤动物取食行为的多样性和复杂的非营养关系的存在造就了多维度的土壤食物网,给土壤动物的生态功能研究带来了巨大的挑战。介绍了土壤动物的多样性及主要的生态功能,并对研究的热点和前沿问题进行了探讨,以期引起关于土壤动物多样性及其生态功能的深入思考。

摘要:水稻土是在长期植稻下人为培育的特殊耕作土壤,是我国土壤学的特色,其研究也反映我国土壤学的国际地位。水稻土是研究土壤生物地球化学过程的理想模型。稻田土壤关键元素(碳氮磷硫铁等)的生物地球化学循环过程、耦合机理及其驱动机制研究是土壤生物学研究的核心之一。因此,以国际土壤年为契机,结合中国科学院院士工作局资助的"土壤生物学发展战略研究"项目的部分成果,以稻田关键元素(碳氮磷硫铁等)生物地球化学循环过程及其耦合的微生物驱动机制为核心,重点讨论了稻田土壤基本生物化学特征、稻田土壤碳-氮、碳-氮-磷、碳-氮-铁等多元素耦合过程及其与微生物之间的反馈机制,并由此提出了稻田土壤关键元素生物地球化学循环微生物驱动机制研究的未来重点发展方向为:1)土壤关键元素生物地球化学过程的异质性及其微生物过程的互作机制研究;2)微生物参与机制对土壤关键元素循环过程的响应、反馈机制与调控机制研究;3)土壤关键生物地球化学过程的计量学研究。

摘要:以下辽河平原为研究区,通过选取1991、2000和2010年3个代表年的相关参数,在DRASTIC模型基础上构建评价指标体系进行地下水脆弱性评价,并以地下水中氮元素浓度为响应指标通过显著性检验,在此基础上借助GS⁺、ArcGIS和Geoda095i等软件的制图功能和空间统计分析功能,对下辽河平原地下水脆弱性的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行研究分析,结果表明:①1991-2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈先增后减趋势,空间分布上以沈阳市为中心的地下水高脆弱区向南部沿海方向扩散;②1991-2010年研究区地下水脆弱性Moran's I表现为较强正相关现象,且关联程度呈略微下降趋势;③1991-2010年研究区地下水脆弱性局部空间自相关和显著性水平均发生了明显的变化;④研究区内地下水脆弱性受结构性因素和随机性因素共同作用,且随机性因素在3个时期内有逐步上升趋势。研究成果反映了研究区地下水脆弱性空间结构的变异规律及驱动机制,为决策者在未来地下水污染防治方面提供相关参考依据。

摘要:华北平原是种植冬小麦和夏玉米的主要区域,农民为达高产而过量使用化肥对该区造成了严重的面源污染。"有河皆干,有水皆污"已经成为华北平原水资源与水环境现状的概语。灰水足迹理论与方法的提出为定量评价农业生产对水环境的影响提供了一条新的思路。因此,基于精细的县域尺度农业基础数据,运用灰水足迹评价方法,分析了华北平原1986-2010年的冬小麦-夏玉米灰水足迹及其时空变异特征。结果表明:华北平原冬小麦和夏玉米产品灰水足迹分别为0.55-2.97m³/kg和0.50-2.02m³/kg,均为美国、德国等地区的2-10倍;河北衡水、保定等地区灰水足迹较低,渤海湾等地区灰水足迹较高;冬小麦和夏玉米25a总灰水体积为2.67×10¹⁰-5.84×10¹⁰m³,平均值为3.90×10¹⁰m³,总体表现为随时间变化呈波动上升趋势。建议在华北平原要注意严格控制施肥量、提高肥效,积极推广测土配方施肥、缓释肥等养分资源管理技术,积极发展利用沼液、有机肥等化肥替代技术;要控制肥料地表流失和地下淋失,大力发展冬小麦-夏玉米轮作条件下的机械化喷灌、滴灌、微喷带等灌溉系统条件下的水肥一体化技术,全面实施秸秆、地膜等覆盖技术减少农田土壤流失以及深松等耕作技术实现土壤水库的增容扩蓄。

摘要:利用涡度相关技术观测太湖流域典型稻麦轮作农田生态系统2a净生态系统碳交换(NEE)变化过程,分析其碳交换特征及影响机理,结果表明:太湖流域典型稻麦轮作农田年NEE为-749.49--785.38 gC m^-2 a^-1,考虑作物籽粒碳和秸秆还田后净吸收88.12 gC m^-2 a^-1,为弱碳汇;稻/麦季日均NEE和白天NEE季节变化直接受作物植被生长影响;麦季夜间NEE与10 cm土壤温度呈显著指数关系,2012/2013年温度敏感系数(Q₁₀)分别为3.03和2.67;当土壤水分低于田间持水量时,麦季夜间NEE主要受土壤温度影响,反之,夜间NEE受土壤温度和水分双重影响;降水对麦季夜间NEE有短时的激发效应;稻季淹水对土壤呼吸产生较明显的阻滞效应,降低了夜间NEE对土壤温度的敏感性,2012和2013年分别为1.88和1.39,稻季淹水与烤田交替变化对土壤呼吸产生明显的抑制或激发的短时效应。

摘要:以新疆荒漠盐生植物异子蓬(Suaeda aralocaspica)异型种子为材料,通过外源ABA直播(长时间)与浸种(短时间)处理分别研究不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0 μmol/L)ABA对异型种子萌发、幼苗生长的影响,并通过定量PCR技术分析与萌发相关的ABC转运蛋白基因、丝裂原活化蛋白激酶激酶基因和DNA修复和转录因子基因在5.0 μmol/L ABA处理下的表达规律,探讨外源ABA影响异子蓬异型种子萌发差异的机制。结果显示:(1)外源ABA直播处理下,褐色种子萌发及幼苗生长均受到明显抑制,黑色种子的萌发和幼苗生长在低浓度被促进,较高浓度被显著抑制;短时间浸种处理,能够同时促进异型种子的萌发及幼苗生长,且随ABA浓度增加促进效应增强。(2)直播萌发后,褐色种子中3个基因的表达量与对照相比均不变或降低表达(除了DNA修复和转录因子基因在8 h显著升高),黑色种子与对照相比均上调表达(除了ABC转运蛋白基因在8h显著下调);短时间浸种萌发后,褐色种子中3个基因的表达量均比对照显著升高,黑色种子中升高不明显。基因表达规律与种子萌发结果趋势一致,暗示ABA浸种可能触发了异子蓬种子萌发内在机制并对随后的萌发过程产生促进作用。而黑色种子对ABA处理表现出较好的萌发响应,可能是其幼苗能抵御荒漠地区逆境环境的重要原因。

摘要:为了解风沙流持续吹袭对樟子松幼树光合蒸腾特征影响,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(CK)、6、9、12、15、18m/s等6个梯度风速处理30min持续风沙流吹袭下樟子松幼树光合蒸腾速率和水分利用效率等指标的变化规律。结果表明:随着风沙流吹袭强度的增加,光合速率、气孔导度和水分利用效率的日变化规律发生了明显改变,而蒸腾速率和胞间CO₂浓度日变化曲线没有显著变化。和CK相比,6m/s和12m/s风沙流吹袭下其日均光合速率分别提高13.8%和38.9%,18m/s风沙流吹袭下则下降18.9%;6m/s和15m/s风沙流吹袭下其日均蒸腾速率分别提高16.9%和53.0%,18m/s风沙流吹袭下其日均蒸腾速率降低18.54%。和CK相比,其日均胞间CO₂浓度在6-12m/s风沙流吹袭下没有显著变化,15m/s和18m/s风沙流吹袭下则分别提高16.2%和3.3%。6m/s和15m/s风沙流吹袭使其日均气孔导度较CK分别增加26.6%和45.2%,18m/s风沙流吹袭则使其降低13.7%。6、9、12、18m/s风沙流吹袭使其日均水分利用效率分别较CK增加7.3%、1.9%、18.2%和3.1%,而15m/s风沙流吹袭下其水分利用效率下降13.5%。

摘要:在鼎湖山季风常绿阔叶林设置人工模拟酸雨实验,研究土壤总有机碳含量、微生物量碳含量、土壤pH值和土壤呼吸速率几个指标对不同酸处理梯度(CK:pH值4.5的天然湖水;T1:pH值4.0;T2:pH值3.5;T3:pH值3.0)的响应。结果表明,在模拟酸雨的持续作用下,样地土壤酸化有加剧趋势。2011年的6月(CK:(603.76±46.18) mg/kg, T1:(565.41±44.48) mg/kg, T2:(521.58±30.92) mg/kg, T3:(509.49±19.40) mg/kg)、12月(CK:(488.92±22.71) mg/kg, T1:(379.65±49.46) mg/kg, T2:(346.08±33.81) mg/kg, T3:(318.00±52.35) mg/kg)和2012年6月(CK:(540.48±39.11) mg/kg, T1:(492.30±43.15) mg/kg, T2:(489.65±51.39) mg/kg, T3:(428.53±49.66) mg/kg) 3次测定的土壤微生物量碳含量有随模拟酸雨强度增加而显著降低的趋势,高强度的酸处理T3显著低于CK值(P <0.05);土壤呼吸速率在各处理中的响应与土壤微生物量碳含量变化一致。由于旱季和湿季的土壤温湿度相差较大,以上各指标在旱湿两季的差异明显,表现为湿季大于旱季。由于土壤总有机碳含量变化缓慢,其在各酸梯度处理下无显著差异(P >0.05)。以上结果显示,长期酸雨作用使土壤酸化不断加剧,并降低了土壤微生物量碳的含量,抑制了土壤的呼吸速率,有利于土壤碳的累积,但对土壤总有机碳的影响仍需长期实验研究。

摘要:土地利用方式的改变打破森林生态系统原有的碳氮磷平衡,从而显著地影响森林生态系统的生物地球化学循环过程。以地段相邻、林龄相同(10年生)、原始植被一致但土地利用方式不同(无土壤翻动的天然次生林[NS]、间作大豆而土壤翻动中等的人工林[MS]、间作人参而土壤翻动严重的次生林[SS])的温带幼龄林为对象,探索土地利用变化对土壤碳、氮、磷含量及相互关系的影响。结果显示:(1)土地利用方式显著改变表层和深层土壤碳含量,各土壤层次碳含量均呈现NS >MS >SS;而氮含量仅在0-20 cm具有显著性差异(P <0.05);不同土地利用类型之间磷含量无显著差异(P >0.05);表明碳氮磷对土地利用变化敏感程度不同。(2)SS土壤碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)低于NS和MS,而NS和MS之间C/N和C/P因土壤层次而异。不同土壤层次氮磷比(N/P)均随土壤翻动强度的增加而显著减小(NS >MS >SS,P <0.05),且随土层加深而降低;表明N/P相对于C/N和C/P可能对土地利用变化具有更优生态指示功能。(3)土地利用变化显著改变土壤碳-氮、碳-磷、氮-磷的耦合关系。土壤碳-氮(C-N)之间存在极显著(P <0.001)的线性关系,其中3种土地利用方式的土壤C-N关系的斜率差异不显著(P=0.458,共同斜率为11.1),但截距差异显著(P <0.001)。结合本地区和全球文献数据分析指出,森林土壤碳氮关系既有大尺度上的普适性,又有小尺度上对土地利用方式响应的局域分异性。

摘要:研究了鼎湖山3种森林类型(南亚热带季风常绿阔叶林、马尾松人工林和针叶阔叶混交林)的土壤酸性磷酸单酯酶活性(APA)对施肥的响应情况。在3种林型中分别设置对照、加氮(150 kg N hm^-2 a^-1)、加磷(150 kg P hm^-2 a^-1)以及N和P同时添加(150 kg N hm^-2 a^-1+150 kg P hm^-2 a^-1)4种不同处理。结果表明,季风林土壤APA((15.83±2.46) μmol g^-1 h^-1)显著高于混交林((10.71±0.78) μmol g^-1 h^-1)和马尾松林((9.12±0.38) μmol g^-1 h^-1),且3种林型土壤APA与土壤有效磷含量均呈显著负相关。施加N肥显著提高了季风林土壤APA,而对混交林和马尾松林的作用不显著。施加P肥显著降低了混交林和马尾松林土壤APA,但对季风林的影响不明显。N和P同时添加仅显著降低了马尾松林土壤APA,但在季风林中存在交互作用。因此,N沉降会加剧亚热带成熟林土壤P的限制,可以考虑施加P肥作为森林管理的一种方式来缓解这种限制作用。

摘要:利用Li-8150系统测定了塔克拉玛干沙漠腹地冬季(1月)土壤呼吸,分析了环境驱动因子对极端干旱区荒漠生态系统土壤呼吸的影响。结果表明:(1)冬季土壤呼吸日变化呈现出显著的单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在12:00,为0.0684μmol CO₂ m^-2 s^-1,凌晨04:00附近出现最小值,为-0.0473μmol CO₂ m^-2 s^-1;(2)土壤呼吸速率与各层气温,0cm地表温度均存在着极其显著或显著的线性关系,且都具有正相关性;(3)土壤呼吸速率与5cm土壤湿度存在着较为明显的线性关系,该层湿度能够解释土壤呼吸的69.5%;(4)0cm地表温度对土壤呼吸贡献最大,其次是5cm土壤湿度;(5)以0cm地表温度、5cm土壤湿度为变量,通过多元回归分析表明:土壤温度-湿度构成的多变量模型能够解释大于86.9%的土壤呼吸变化情况;(6)研究时段内土壤呼吸速率的平均值是-1.45mg CO₂ m^-2 h^-1。

摘要:由降水的不连续性引起的土壤干湿交替是荒漠生态系统土壤呼吸的重要影响因子。在恒温培养条件下,研究了固沙植被区土壤呼吸对不同降雨量(5、10、20 mm)条件下以10 d为降水周期的多重干湿交替过程的响应,结果表明:3个降雨量条件下的多重干湿交替过程中,土壤呼吸速率均在降雨后迅速增大,并在降雨0.5 h后达到最大值,尔后,随着土壤含水量的下降而逐渐减小并恢复到降雨前水平。随着干湿交替过程的依次进行,最大和平均土壤呼吸速率及累积碳释放量均呈现出逐渐减小的趋势。3个干湿循环周期平均呼吸速率和土壤碳释放量均随着降雨量的增加逐渐增大,土壤呼吸速率峰值表现为第1个干湿循环周期土壤呼吸速率峰值随着降雨量的增加而增大,而第2、3个周期各降雨处理下的土壤呼吸速率峰值显示出随着降雨前期土壤含水量的增加而减小的趋势。说明干湿交替过程对土壤呼吸具有显著的激发作用,且干湿交替程度(即降雨前后土壤含水量的变化)以及土壤前期所经历的干湿交替过程是影响荒漠生态系统土壤呼吸对干湿交替响应的重要因素。

摘要:以气质联用仪(GC-MS)鉴定的嫁接茄与自根茄根系分泌物主要差异成分豆蔻酸和棕榈酸,利用它们的模拟物质研究了其对茄子根际土壤黄萎菌拮抗真菌与细菌数量和根际土壤黄萎菌数量的影响,明确了两模拟成分对茄子根际拮抗真菌和拮抗细菌的诱导作用及对黄萎菌数量抑制效果。同时,进一步分析了茄子根际拮抗真菌与细菌数总和与根际土壤黄萎菌数量的相关性。结果表明豆蔻酸和棕榈酸处理,茄子根际拮抗真菌和细菌数量均有所增加,在中高浓度下拮抗真菌和细菌数量增加显著。两物质处理下拮抗真菌与细菌数量在开花期和结果期增加显著。两物质对茄子根际黄萎菌数量的影响,整体来说,随两模拟组分浓度的增加土壤黄萎菌数量有所减少,各时期表现有所差异,在开花期两物质处理显著减少了黄萎菌数量。相关性分析表明豆蔻酸和棕榈酸处理下茄子根际拮抗真菌与细菌总量与根际黄萎菌数量呈显著的负相关性。说明嫁接通过改变茄子根系分泌物成分与对茄子根际土壤黄萎菌拮抗菌的诱导有一定关系。

摘要:为分析澜沧江流域北部人食用蜂蜜中毒的原因,于2013年6-9月份,对该区域蜜蜂和蜜源植物的分布情况进行了调查,观察蜜蜂采集有毒蜜源植物的行为,并进一步调查了蜜蜂巢内蜂蜜、蜂花粉的储存情况,采集了中华蜜蜂蜂蜜样品,进行蜂蜜孢粉学与营养生态位分析。该区域有大量采用传统方式进行人工饲养的中华蜜蜂(Apis cerana cerana),及少量野生中华蜜蜂、黑色小蜜蜂(Apis audreniformis)、黑色大蜜蜂(Apis laboriosa smith)群体分布;人工饲养的中华蜜蜂蜂巢内部结构与野生中华蜜蜂蜂巢相似,为自然蜂巢,内有充足的蜜粉储存,部分蜂群蜂巢内虫害严重。该区域内主要蜜源植物为荞麦(Fagopyrum esculentum Moench),其他零星辅助蜜源较多,部分地点南烛(Vaccinium bracteatum Thunb)、昆明山海棠(Tripterygium hypoglaucum (Levl.) Hutch)连片集中分布。对中华蜜蜂蜂蜜进行孢粉学和营养生态位分析,结果表明:中华蜜蜂蜂蜜标本中含有有毒蜜源植物南烛、昆明山海棠花粉,部分样品中南烛、昆明山海棠的花粉含所占比例较高;中华蜜蜂的营养生态位宽度为0.22,比其他地区中华蜜蜂生态位指数小,推测澜沧江水电枢纽的修建等人为原因已对蜜蜂种类、蜜源植物的物种组成、群落结构造成了较大影响。

摘要:以北京市永定河麻峪湿地再生水补水口附近河道底泥为研究对象,应用末端限制性片段长度多态性(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism, T-RFLP)技术探究再生水补水口附近底泥细菌群落结构的空间差异特征以及环境因子所产生的影响,并借助典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)方法分析麻峪湿地底泥细菌群落结构空间差异特征的形成原因。分析结果表明:河道底泥微生物群落对再生水的净化主要发生在距补水口1200m的范围内,随着再生水与上游来水径向混合净化渐变过程,在补水口2000m处河道底泥微生物群落结构与河道再生水补水口上游趋于相似。基于样点聚类结果的群落结构多样性分析表明随着再生水净化过程的实现微生物综合多样性指数呈现下降的趋势,从均匀度指数的变化趋势看,再生水补水口具有最高均匀度指数,补水口下游1200米处由于非优势菌群所占相对丰度最低以及偶见菌群缺失,导致群落结构比较单一、群落多样性和均匀度指数都最低。CCA方面分析结果表明再生水补水口上游细菌群落与因累积效应形成的重金属有密切关系,补水口出口底泥细菌群落则主要受到总磷和总有机碳的影响较大,而再生水补水与上游来水汇水径向渐变过程可能与氨氮净化具密切关系。研究区的主要优势菌种为假单胞菌属、贪食菌属和芽孢杆菌属,是与再生水中有机碳、氮降解具有密切关系的菌属。

摘要:为探明温度和光照对夹竹桃天蛾幼虫行为的影响,在实验室条件下观察了5个温度(20、25、30、35和40 ℃)和5个不同波段的LED光源(红光620-625、黄光580-585、蓝光465-467、绿光520-523和白光460-465 nm)下夹竹桃天蛾幼虫的行为,结果表明:(1)温度对夹竹桃天蛾幼虫行为发生频率和时间分配有影响,各实验温度下休息时间分配均较多。(2)LED光源对夹竹桃天蛾幼虫行为发生频率和时间分配亦有影响,绿色LED光源下的瞭望行为发生频率最高,取食时间分配也最多。(3)各种行为的昼夜节律性因光照条件不同而异。爬行、瞭望、取食和休息行为在16L : 8D光照条件下均显示了昼夜节律性,16L : 8R光照条件下的行为(除第2天的瞭望行为外)具有类似的节律性,爬行行为在黄光处理下保持了节律性,而在蓝光和绿光处理各种行为节律性不明显。这些研究结果揭示了光温对夹竹桃天蛾幼虫行为的影响因温度高低和LED光源颜色(波段)及自身行为种类不同而异。

摘要:为探究千岛湖陆桥岛屿不同鸟类集团对栖息地片段化敏感性的差异和季节变化,于2009年4月-2012年1月鸟类繁殖季(4、5、6月)和冬季(11、12、1月)对千岛湖41个陆桥岛屿鸟类集团进行了研究。结果表明,冬季杂食鸟对片段化敏感性高于食虫鸟,繁殖季时二者无显著差异,繁殖季和冬季时下层鸟对片段化敏感性均高于林冠鸟,冬季留鸟对片段化敏感性高于候鸟,繁殖季则无显著差异。杂食鸟和留鸟对片段化敏感性存在季节差异,而食虫鸟、林冠鸟、下层鸟和候鸟对片段化敏感性均无季节差异。不同鸟类集团对栖息地片段化敏感性的差异和季节变化规律,有助于人们在栖息地管理和保护区设计时采取更有针对性的鸟类保护措施。

摘要:青藏高原祁连山孕育了丰富的鸡类物种多样性,有2科11种5个亚种,是我国鸡类分布中心之一,也是珍稀特有物种分布中心之一。祁连山鸡类多样性的成因主要有以下几方面:悠长的进化时间产生新的分类阶元;残存分布和迁入定居丰富了祁连山鸡类多样性;环境空间异质性,为不同生境要求的鸡类提供了适宜生境和可利用的生态位,以及鸡类生态位分化维持了祁连山鸡类的多样性;已建自然保护区为祁连山鸡类多样性提供了良好保护。

摘要:与单分形相比,多重分形模型赋予了更多描述客观世界中复杂现象和事物的参数和手段,为更加准确和精细地刻画自然界中普遍存在的非线性现象和过程提供了一种有效途径。以河南省郑州市为研究对象,选取三期Landsat5-TM影像反演城市地表温度,并采用多重分形的理论与方法定量地探讨和研究城市热环境场纹理结构及其在时空中的分布特征,以及在不同的标度区间内热环境场与NDVI之间的关系。研究结果表明:20年间郑州市热场景观的多重分形谱奇异性指数最大值与最小值之差Δα由0.6716减小为0.6419,奇异性指数最小值α_min和最大值α_max分别由1.4644、2.136减小为1.4304和2.0723,背景场奇异值α(f_max)由2.0111减小为2.0083,纹理测度最大值与最小值的分维数f(α_min)和f(α_max)分别由0.2354、1.4877增大为0.3412和1.734,意味着随着近20年经济的发展和城镇化率的提高,研究区域的热场纹理信息量不断减少,结构趋于简单,而纹理测度最大值、最小值和研究区温度有增大的趋势。对于位于郑州市不同位置且由不同景观斑块类型构成的区域,市区区域纹理测度波动幅度最小,而水体区域最大;市区纹理测度最大值和最小值的分维数最大,不同等级纹理像元数量分布比较均匀,空间簇聚程度高,而水体则相反,另从市区样本的多重分形参数来看,新开发的区域比老市区具有更小的α_min值和D₂值。区域温度均值与多重分形参数之间呈现较强的线性相关性,而区域标准差与多重分形参数之间的相关性更强,线性变化的顺序依次为水体、农业用地、城郊和市区。另外,还利用C-A(浓度-面积)模型把2011年热场图像纹理结构分割为3个标度不变性区间,在此基础上讨论了奇异性指数α对区域温度与NDVI(归一化植被指数)之间关系的影响,发现斑块边缘的地表温度对NDVI最为敏感,且奇异性指数对不同标度区间的地表温度的本底值贡献是正向的,这些结论对热环境场的尺度转换研究具有一定的参考意义。

摘要:尺度约束是地表复杂系统的基本规律,环评尺度约束常隐存于主观经验或零存于环评导则中,环评尺度约束较少被明确关注。讨论了环境影响尺度约束、环评尺度约束和环评技术框架尺度约束。研究发现,环境影响的尺度约束性内在原因在于环境影响主体、客体和影响内容存在等级结构;环评受空间、时间和分析三类尺度约束,空间尺度约束体现于空间范围和空间信息分辨率对环评影响,时间尺度约束体现于环评的时长和时频,分析尺度约束表现为环评技术方法和环境影响主观认知水平对评价的影响,三类尺度约束同时贯穿于环评过程,任何环评都可以在三类尺度空间中定位;环评技术框架的关键环节都受空间、时间和分析尺度约束,且以环境影响主体的空间、时间尺度为核心,具有一定弹性,一般空间或时间范围先放大再缩小、分辨率由粗到细。

摘要:根据研究需要与北京市2010年投入产出表部门划分情况,尽可能地对能源部门进行细分,并编制社会核算矩阵。构建可计算一般均衡(CGE)模型模拟碳税政策对北京市社会经济的影响。实证结果显示:碳税政策具有显著的节能减排效果,对于化石能源密集型产业产出具有明显的抑制作用,但对于清洁能源、服务业等行业产出具有促进作用。因此严格限制煤炭、石油等高碳化石能源的使用、开发高碳能源低碳化利用技术是减排的重要措施。由于碳税会使产品价格上升,从而导致消费需求减少,碳税对国内生产总值和社会福利具有一定的负面影响,虽然影响程度的相对量有限,但影响的绝对效果较大,应该避免较高的碳税税率。

摘要:居民对农业文化遗产的认知态度影响其行为选择,并对农业文化遗产的保护及可持续发展具有重要意义。基于人文地理学及环境心理学领域的地方认同理论,选择历史认同、现实认同、情感认同及行为认同4个维度变量,通过问卷调查,以福州居民对全球重要农业文化遗产"福州茉莉花与茶文化系统"的认知及保护态度作为研究对象,并通过构建福州居民农业文化遗产认知及保护规律定量分析居民认知态度、保护行为与人口特征之间的关系。结果表明:(1) 福州居民对茉莉花与茶文化系统的行为认同维度得分高于其他维度,且福州市民各维度得分均高于外来居民;(2) 受访居民对农业文化遗产的地方认同与其年龄、受教育水平、收入水平及在福州居住时间长短的关系较为密切;(3) 通过构建福州居民农业文化遗产认知及保护规律发现,福州居民对农业文化遗产的保护行为主要受其对该遗产项目认知态度的影响,与居民人口特征相关性较弱。拓展农业文化遗产领域的研究视角及方法,促进农业文化遗产地动态保护与可持续发展具有参考价值。

摘要:全球气候正在经历以变暖为主要特征的显著变化,高温热浪更是其突出表现。民众感知是适应高温热浪的重要前提与社会基础。以高温热浪发生最为剧烈的福州市为例,基于585 份问卷调查数据,分析了城市居民对高温热浪的感知及其差异。结果显示:(1)75.56%的居民能够准确感知当地气温升高趋势,85.81%的居民认为2000 年至今气温升高最为明显,感知结果与气象监测数据基本一致;(2)居民对于高温热浪影响感知水平较高,85.81%的居民认为高温热浪对个人与家人的日常生活有显著影响;(3)不同年龄段居民对气温升高趋势感知差异明显,而不同健康状况居民对高温热浪影响感知差异明显。研究对于引导城市居民采取适应措施减缓或消除高温热浪不利影响,以及政府制定适应政策具有一定的借鉴。

摘要:针对植被功能性状与生态系统服务功能之间的相互关系,构建了西藏草地株高和可食性两种功能性状的9项指标,并基于土壤和植物采样,分析了9项植物功能性状指标和5项生态系统服务指标间的相关性,探讨了4种机制(Mass ratio, Selection, Niche complementarity及Insurance)在西藏草地的适用性。结果表明,9项功能性状指标中,株高Rao和可食种与所有种株高CWM比分别与土壤有机碳、土壤全氮和土壤含水率3项生态系统服务指标呈显著负相关及显著正相关。说明群落植被对光能竞争的互补性及可食性状植株在群落中的光能资源相对竞争力,与土壤固碳、肥力供给及水源涵养有显著相关关系。而群落可食种、优势种、优势种与次优势种对光能资源竞争力水平,可食植株多样性、可食植株在群落中的优势度及其光能资源竞争力均值,对草地生态系统服务无显著影响。西藏草地植物功能性状对多项生态系统服务的影响机制从光能资源竞争角度更符合Niche complementarity和Insurance理论,而从可食功能性状角度更符合Mass ratio和Selection理论。

摘要:森林生态系统定位观测研究站可为森林经营和生态效益评估提供基础数据。以湖北省为例,设计森林生态系统定位观测研究网络的指标体系,基于球状模型进行普通克里格插值,与GIS的空间叠置分析相耦合,生成湖北省生态地理区划和生态功能区划;建立森林生态站网络规划的有效分区,进行森林生态站站点布设,构建了湖北省森林生态系统定位观测研究网络;总结讨论了该网络的合理性和保障措施、与其它生态站网络的比较和网络规划的局限性。结果表明:该网络将湖北省划分成12 个分区,共布设16 个森林生态站,其中计划建设12 个生态站,已经建设4 个生态站;不仅可以监测湖北省81.8%的森林面积,88.9%的生态功能区面积,98.2%的重点生态功能区面积和87.5%的生物多样性保护优先区面积,而且9 个森林生态站分布与湖北省4 个重点生态功能区和3 个生物多样性保护优先区相匹配。该网络可以实现森林生态系统生态要素的连续观测与清查,为森林生态服务功能和生态效益评估,以及重大生态工程提供数据支撑和辅助决策分析依据。

摘要:黄河首曲地区具有突出的生态功能和较高的旅游价值,研究选取距水域湿地距离、草地覆盖情况、森林覆盖情况、海拔高度、坡度和偏远程度6个表征地区自然性的标准,采用GIS技术与层次分析法相结合的方法对黄河首曲地区生态旅游适宜性进行了分析,并结合首曲自然保护区要求对研究区进行了旅游功能区划。研究区生态旅游适宜性可划分为五级,Ⅰ级适宜度最低,适合开发一般的生态旅游或大众旅游,V级地区适宜度最高,原生态景观价值突出,但环境敏感性也高,宜发展严格生态旅游,以最大化保护生态环境。出于协调旅游功能与生态功能的统一以实现地区生态景观可持续利用的目的,研究区被划分为3类功能区、8类功能亚区,且均具有各自特殊的主导和辅助服务功能。研究最后根据各功能区、亚区的特殊服务功能提出了相应的调控措施,以促进生态旅游的合理性规划及未来可持续发展。

摘要:生态保护红线是维护国土生态安全和人类健康的最低保障线,是国家为建设生态文明提出的一种底限思维,用创新的思路解决中国环境危机,处理保护资源和经济发展的关系。鉴于红线在生态保护领域中的重要地位,介绍了国内外相似的案例和实践应用,以及国内生态保护红线的推进情况,主要以生态空间保护为主。基于相关文献综述,生态红线的保护理念逐步扩展,即生态保护红线逐步从空间红线拓展到涵盖空间、资源及环境质量三方面的一个综合的红线体系,并进一步提出警告上线、调控中线及保有底线的控制要求,形成生态保护红线框架体系的初步构想。同时以宁德市为例,三维制度体系具体落实到地方控制指标,形成红线指标体系。最后,从法规、制度及市场等3个方面建立其配套的保障机制,以期为进一步完善整个理论体系提供参考。

摘要:全球变化对陆地生态系统功能具有重要而深远的影响。陆地生态系统地下部分具有重要的生态功能,其组成及结构对气候变化的响应将进一步减缓或加剧全球化进程。土壤线虫在各类生态系统中分布十分广泛,是地下食物网的重要组分,在维持土壤生物多样性及营养物质循环过程中发挥重要作用,其组成及结构对不同气候变化驱动因子的响应机制与模式不尽相同。增温及降水格局变化主要是通过改变线虫生境而直接影响其种群密度与结构,两者通常表现为正效应且作用效果随处理时间的延长而增强。CO₂与大气氮沉降主要是通过影响地上植被,凋落物质量,土壤理化性质等间接过程影响土壤线虫。同时,不同的全球变化因子之间存在着复杂的交互作用,深入理解这些因子之间交互作用对线虫群落的影响模式与机制对于探讨未来气候变化情景下生态统生物多样性及养分循环过程具有重要的理论指导意义。

摘要:淡水水生生态系统是全球陆域生态系统的重要组成部分,近年来,关于淡水水生生态系统温室气体排放的研究日益增多。基于国内外目前对湖泊、河流、水库及浅水池塘等淡水生态系统开展的最新研究成果,总结分析了淡水水生生态系统温室气体排放的3个主要途径及相应观测方法。气泡排放的观测方法有倒置漏斗法、开放式动态箱法和超声探测技术;植物传输的观测方法有密闭箱法和植株切割法;扩散途径的观测方法有静态浮箱法、模型估算法/梯度法、微气象学法、TDLAS吸收光谱法等。从物理因素、化学因素、生物因素、水动力因素和人类活动等角度,深入探讨了淡水水生生态系统温室气体排放通量的影响因素。最后根据当前研究中存在的不足,对今后的研究方向提出了建议,以期为我国进一步深入开展相关研究提供借鉴。

摘要:综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。

摘要:磷是重要的营养元素,也是不可再生的重要非金属矿物资源。为了分析人类活动对磷流动的扰动,国内外开展了大量磷元素的物质流分析和模拟。综述了磷元素物质流分析的最新研究进展,分析了国内外磷元素物质流研究的特点和不足,并展望了未来相关研究的研究热点和发展方向。从研究尺度看,现有磷元素的物质流研究以全球尺度和国家尺度为主,区域和城市尺度以及企业和产品尺度的研究较少。从研究问题看,现阶段研究主要关注农业或者食品生产和消费对磷流动的影响,对林业、钢铁和能源部门略有涉及。从模型特征看,现有研究以分析流量变化的静态模型为主,考虑存量变化的动态模拟较少。从研究的发展方向看,未来磷物质流的相关分析将关注五大问题:(1)考虑不同驱动力和存量变化的动态模拟;(2)不同层次和尺度的磷足迹研究;(3)磷与其他元素相比对社会经济的重要性;(4)全球变化背景下不同部门磷依赖的脆弱性;(5)磷和其他元素的耦合研究。为了适应未来的研究需求,磷的物质流模拟重点在于开发动态模型,并将物质流分析与多种手段结合,以预测全球变化、社会经济发展、技术变化以及其他重要变化对磷流动的扰动及其相应的环境影响。

摘要:生态补偿是以市场机制解决环境外部性问题的方法,其典型特征是通过经济激励而实现生态系统保护和减贫的双赢,因此在世界范围内得到了广泛实施。权衡关系是生态补偿理论和实践中面临的问题和困境之一。生态补偿存在4种权衡关系:生态系统服务之间的权衡、监测成本与交易成本之间的权衡、公平与效率之间的权衡以及生态系统服务供应与减贫之间的权衡。分析了权衡关系的产生源于生态系统服务产生过程的不确定性、自然和社会经济系统的耦合性以及生态补偿实施背景的异质性,并提出应该在理论基础、实践模式和评估系统3个方面加强权衡关系的研究。