摘要:

摘要:生物多样性保护是三江平原湿地生态系统提供的一项重要的生态服务功能,具有重要的经济价值。应用M. Hoel和T. Sterner提出的经济模型,分析了贴现率和边际价格变化综合影响下的三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值变化过程,研究了收入边际效用弹性和替代弹性对贴现率和边际价格变化综合效应的影响,并通过对比传统贴现方法揭示了三江平原湿地生态系统生物多样性保护所蕴含的巨大经济价值。研究结果表明,在贴现率和边际价格变化的综合影响下,三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值曲线呈现出先增长再下降的变化趋势,总经济价值为人均19438.9元;收入边际效用弹性和替代弹性的取值对价值评估结果的影响较大,不同参数条件下的价值评估结果将最终作用于湿地生态系统保护相关决策的制定;价值评估结果同样证明了在保持经济较快速度发展的同时提高三江平原湿地生态系统生物多样性保护功能的恢复速率对于促进地区经济协调发展和提高社会福祉状况具有重要的现实意义。

摘要:土壤动物是湿地生态系统物质循环和能量流动的关键环节,也是湿地生态系统演化的重要驱动因子。2010年4月-2011年2月研究了太湖岸带湿地4种生境类型(A酸模岸带、B乔灌岸带、C农作物岸带、D天然芦苇岸带)中的土壤动物群落结构和多样性。4次调查共分离到土壤动物3575只,隶属4门12纲,共有105类,土壤动物群落密度达到2794.49-67766.39 个/m²。在大类群中,节肢动物门(Arthropoda)为优势类群,占总个体数的55.75%,其次为线虫动物门(Nematoda),占总个体数的36.27%;节肢动物门和线虫动物门构成了该区土壤动物的主体,对土壤动物群落特征起着决定性作用。土壤动物群落各多样性指数的季节变化动态不同,Pielou均匀度的方差分析表明:2010年4月份类型A与类型C之间存在显著性差异(P<0.05);而Shannon多样性方差分析表明:2011年2月份类型A与C、D存在显著性差异(P<0.05)。土壤动物的整体数量表现为2010年4月 > 2010年11月 > 2010年8月 > 2011年2月。Sorensen和Morisita-Horn相似性分析说明不同生境类型对土壤动物物种丰度产生了不同的影响。太湖岸带湿地土壤动物个体数量在垂直分布上均有一定的表聚性,但不同季节表聚性程度不同。研究结果可为太湖岸带湿地的健康评价及科学管理提供理论依据。

摘要:结合野外调查,用Bremner法研究了黑河下游湿地不同土壤类型的有机氮组分,结果表明:在0-50 cm土层,5种土壤有机氮均以酸解性氮为主,占全氮的71.04%-81.79%。泥炭土、沼泽土、草甸土、亚高山草甸土所含的酸解氮、非酸解氮和酸解氮组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮含量的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而风沙土却相反,上述有机氮组分呈升高趋势。5种土壤酸解氮及其组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮占全氮比例的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而非酸解氮却呈升高趋势。5种土壤酸解未知态氮含量及占全氮比例均在剖面分布上无明显特征。在0-30 cm各相同土层内,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均为氨基酸态氮 > 氨态氮 > 未知态氮 > 氨基糖态氮;而在30-50 cm土层,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均无明显特征。此外,黑河下游湿地土壤干化、沙化过程中,表层0-10 cm土壤有机氮组分含量变化明显,其中土壤氨态氮对生态环境变化最为敏感。

摘要:于2011年5月分别采集鄱阳湖围垦92、48a和38a的水稻田,退田还湖25a的退耕地以及自然湿地共5个样地的表层土壤,利用Biolog-ECO板技术对土壤微生物群落的单一碳源利用情况进行了测定,并结合群落指数和主成分分析(PCA)对培养72 h土壤微生物群落功能多样性变化进行了分析。结果表明:退耕地和自然湿地土壤微生物群落利用31种碳源的能力较强,来自不同围垦年限的土壤微生物群落利用碳源能力均较弱;且随围垦时间的增长,土壤微生物对碳源的利用能力呈降低的趋势。自然湿地、退耕地与围垦92、38a样地土壤之间存在显著的微生物功能多样性差异;围垦对土壤微生物代谢糖类、羧酸类、氨基酸类物质的影响最为明显。结果提示,围垦改变了湿地土壤微生物群落结构,退田还湖有助于湿地土壤微生物群落结构的恢复。

摘要:张掖黑河湿地国家级自然保护区地处内陆干旱区,是西北典型的内陆河流湿地生态系统,具有多种重要的生态服务功能。通过野外调查和实验室分析,借助市场价值法、碳税法、影子工程法、生态价值法、旅行费用法等生态服务功能评估方法,对研究区湿地的各项生态功能进行了价值估算。结果表明,黑河湿地自然保护区生态服务功能总价值约为32.89×10⁸元,其中各生态服务功能的价值量依次为:调蓄洪水功能 > 湿地固碳释氧功能 > 旅游休闲功能 > 提供水源功能 > 气候调节功能 > 物质生产功能 > 生物栖息地功能 > 科研教育价值功能 > 降解污染物功能。直观的货币价值突显了保护区湿地对区域经济发展的重要性,同时也为我国湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。

摘要:森林生态系统具有多种服务功能,对生态安全、生物资源和生存环境的保护、实现社会经济可持续发展起着重要的作用。依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),对涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气功能5个方面进行评价,量化揭示天然林资源保护工程实施对长白山林区森林生态系统服务功能物质量及其价值的影响。结果表明:从1998年开始试点,到2010年一期正式结束,森林生态系统各项服务功能的物质量和价值量均呈现增加趋势。在涵养水源功能方面,调节水量增加了657.28×10⁴ m³,累计增加价值为113.45 亿元;在保育土壤功能方面,固土量增加了4.6×10⁴ t,土壤中减少的氮流失0.02×10⁴ t,减少的磷流失0.01×10⁴ t,减少钾流失0.01×10⁴ t,累计增加价值为2.92 亿元;在固碳释氧功能方面,固碳量增加了0.64×10⁴ t,释氧量增加了0.36×10⁴ t,累计增加价值为0.11 亿元;在积累营养物质功能方面,固氮量、固磷量、固钾量均增加0.01×10⁴ t,累计增加价值0.3 亿元;在净化大气功能方面,吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滞尘量分别增加24.71×10⁴ kg、0.64×10⁴ kg、1.08×10⁴ kg、1962.76×10⁴ kg,累计增加价值5.09 亿元。森林生态系统服务功能价值总量增加了121.87 亿元,平均每年增加约10 亿元,超过工程每年各项投资之和。价值量增加额度依次为:1)涵养水源功能;2)固碳释氧功能;3)保育土壤功能;4)净化大气功能;5)积累营养物质功能。这些增加量只有一部分为工程区当地利用,其余都贡献到全国乃至全球。因此,及时制定和启动生态补偿等一系列政策和措施,将对更好的实施天然林资源保护工程、实现林区的可持续发展具有重要作用。

摘要:土地利用变化与大气相互作用,影响区域气候,而城市及其周边地区受人类活动影响很大,成为土地利用变化最为强烈的区域。利用耦合了城市冠层模型的中尺度大气模式(WRF/UCM),在2008年的初始大气条件和边界条件下,用20世纪70年代后期和2008年两期京津唐地区土地利用资料替换WRF/UCM模式推荐的地表覆盖数据,模拟分析不同土地利用类型及其变化对应的气候差异情况。在此过程中,利用插值方法(ANUSPLIN)得到京津唐及其周边26个气象站点观测气温的插值数据,并以此在时空尺度上对比验证了模式的模拟结果。结果表明:WRF/UCM较好地模拟出了近地表2 m的气温,无论在空间上还是在时间上都表现良好;由城市扩展主导的土地利用变化导致研究区大部分区域的增温幅度大于0.05 ℃,且最大的增温区域出现在城市扩展区,可达1.31 ℃。此外本研究初步探讨了土地利用变化的增温贡献率,结果显示研究区土地利用变化导致增温0.08 ℃,整体贡献率为9.88%,城市扩展区增温0.29 ℃,表示出了城市扩展导致的增温贡献率达到32.75%。

摘要:营养盐作为浮游植物生长的物质基础,对海洋生态系统的物质循环起着决定性作用。调查研究了獐子岛附近海域营养盐含量水平、空间分布及营养盐结构,并据此估算了现有营养水平可支持的潜在生物量,评估了该海域虾夷扇贝增殖渔获量。结果表明,獐子岛附近海域海水总体营养水平较低,底层水中的营养盐浓度是表层水的2-3倍,海水中的营养盐浓度基本高于浮游植物生长的最低阈值,且溶解无机氮与磷酸盐的比值(DIN/PO₄-P)和硅酸盐与磷酸盐的比值(SiO₃-Si/PO₄-P)均 > 22,全海域为磷营养限制。根据磷限制因子及食物链能流转移理论估算,该海域1000 km²现有的营养水平可支持一个生长周期内虾夷扇贝增殖的动态理论生产量为3.8-6.1万t,如人为增加5%-20%的水体磷,则虾夷扇贝增殖产量可增加0.25-1.00万t。

摘要:浮游动物是珊瑚礁生态系统中的重要组成部分,但国内相关研究相对较少。利用2012年7月在南沙群岛美济礁海域开展的13个站次的海洋生物调查数据,对美济礁浮游动物的群落特征进行研究,表明:(1) 美济礁浮游动物种类组成丰富,共出现15个类群138种(类)浮游动物; (2) 优势种组成复杂、区域变化明显,单一种的优势度不高; (3) 浮游动物平均密度和湿重生物量分别为117.70 个/m³、69.01 mg/m³,浮游幼虫在总密度中所占比例最大; (4) 浮游动物非常丰富,多样性程度较高。平均丰富度、多样性指数和均匀度分别为4.93、3.33和0.67;(5) 浮游动物可划分为2个群落,分别为潟湖-礁坪区群落和向海坡群落;(6) 受珊瑚礁不同生物地貌带的空间异质性和水动力条件的影响,美济礁浮游动物群落区域差异明显。潟湖区浮游动物多样性较高,生物量最低;礁坪区浮游动物数量大,但分布不均匀,且多样性水平最低;向海坡区浮游动物种类最多、多样性非常丰富,但栖息密度最低。

摘要:根据2008年5月至2011年1月对松嫩湖群20个主要渔业湖泊的鱼类资源调查,分析了该湖群鱼类区系特征和群落相似性状况。松嫩湖群的鱼类区系由4目9科34属46种和亚种构成,其中土著鱼类3目8科27属39种和亚种,包括中国特有种3种,中国易危种1种,冷水种5种;由5个区系复合体构成,以东部江河平原区系复合体为主体;鲤形目31种,鲤科26种,分别占优势;鱼类区系具有南北方物种相互渗透、古北界与东洋界交汇过渡的混色类群特征。目前松嫩湖群鱼类群落种类组成的相似度总体较低,群落数量结构的相似度总体较高,鱼类群落相似性面临的主要问题是自然与人为因素导致湖泊生态环境的变化和放养、移殖与过度捕捞导致鱼类资源的减少与小型化,二者的叠加效应使鱼类群落长期处于受损状态,群落结构及其相似性处在动态变化中,群落内种间关系的协调性、种群结构的合理性和群落结构的稳定性均在下降。针对这些情况和群落相似性现状,提出未来松嫩湖群湖泊渔业的发展方向是优化调整群落结构,发展多种群湖泊渔业,合理利用土著鱼类资源。

摘要:采用实验生态学方法,研究了温度(T=16、19、22、25、28℃)、盐度(S=5、10、15、20、25)对西藏拟溞总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:温度和盐度能够诱导西藏拟溞抗氧化应激反应,胁迫24h后,SOD、GPX活性及MDA含量在28℃、盐度20时均达到最高值,分别为(37.18±1.97) U mg^-1 μg^-1、(75.1±9.96) U mg^-1 μg^-1和(12.24±2.12) nmol mg^-1 μg^-1;48h后,高温低盐组(25-28℃、5-10)和高温高盐组(25-28℃、20-25)SOD、GPX活性及MDA含量显著高于其他处理组(P<0.05),在28℃,盐度5时均达到最大值,分别为(19.25±3.48) U mg^-1 μg^-1、(59.95±4.66) U mg^-1 μg^-1和(4.98±0.66) nmol mg^-1 μg^-1;温度、盐度以及这两个因子之间对西藏拟溞体内SOD、GPX活性和MDA含量均有极显著影响(P<0.01)。

摘要:自然水域中中华鲟(Acipenser sinensis)卵常受到敌害鱼类捕食的威胁,瓦氏黄颡鱼Pelteobagrus vachelli(Richerdson)是中华鲟卵的重要敌害鱼类。以中华鲟卵的敌害鱼类瓦氏黄颡鱼为研究对象,选择环毛蚓(Pheretima tschiliensis)为瓦氏黄颡鱼的饵料,以达氏鳇卵(Kalugasturgeon)替代中华鲟卵进行室内实验,通过研究适合瓦氏黄颡鱼摄食的环毛蚓规格,以及环毛蚓干扰瓦氏黄颡鱼摄食达氏鳇卵投放比例,探讨中华鲟卵的保护方法。在水温为(20.0±1.5) ℃的条件下,研究了3种不同体长规格[体长(15.3±1.4) cm、(12.0±2.1) cm、(7.7±0.5) cm]实验鱼个体分别摄食3种不同体长规格环毛蚓(体高为0.3cm,体长分别为8、4、2cm)和达氏鳇卵的摄食率;研究了体长为4cm的环毛蚓对3种不同体长实验鱼摄食达氏鳇卵的干扰效果。实验结果表明:3种体长规格瓦氏黄颡鱼均摄食达氏鳇卵;3种体长规格瓦氏黄颡鱼共同摄食的替代饵料规格为体长4 cm及以下的环毛蚓;适宜干扰实验所选体长实验鱼摄食达氏鳇卵的饵料为体长4 cm的环毛蚓;当环毛蚓与达氏鳇卵数量比例为1 : 1时,可实现达氏鳇卵的保护。研究证明在实验条件下可实现环毛蚓对中华鲟卵敌害鱼类——瓦氏黄颡鱼实施摄食干扰,提示下一步可以尝试选择环毛蚓作为替代中华鲟卵的饵料,进行干扰食卵鱼类摄食中华鲟卵的野外验证试验。

摘要:为研究两种根系特征的沉水植物在生长过程中对间隙水中磷浓度的影响,选取根系较多的沉水植物苦草和根系相对较少的沉水植物黑藻作为实验材料,监测底泥中间隙水各形态磷含量及环境因子的变化,探讨不同根系特征沉水植物对间隙水中磷的影响。结果表明:黑藻和苦草实验组沉积物间隙水中各形态磷的浓度均呈不同程度的降低,黑藻和苦草对于稳定水质,减少底泥中磷向水中转移具有明显的效果;沉水植物不同,底泥间隙水中溶解性总磷(DTP)和溶解性活性磷(SRP)存在明显差异。实验结束时黑藻组和苦草组间隙水中DTP的浓度分别为0.24,0.01 mg/L,SRP的浓度分别为0.22 mg/L, 0.004 mg/L。间隙水中磷的形态主要以DTP和SRP为主,溶解性有机磷(DOP)的含量相对较低。沉水植物对间隙水中磷的吸收是降低间隙水中磷含量的重要原因,苦草的吸收能力大于黑藻。沉水植物根系通过降低底泥pH值,提高氧化还原电位(Eh)的方式抑制了底泥中磷的释放。

摘要:褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)是中国特有濒危鸟类,国家一级保护动物。为了保护褐马鸡种质资源,保障驯养繁育种群和再引入种群的遗传基因结构优化,采用 ISSR分子标记技术,对山西庞泉沟国家自然保护区和太原动物园两个种群35个褐马鸡进行了亲缘关系分析。从20条ISSR引物中筛选出10条扩增条带清晰稳定、重复性好的引物,共扩增出65条DNA条带,其中 77%呈多态性。两个种群各个体之间的Nei's无偏差遗传距离和遗传相似度分析表明:个体间遗传相似性的平均值分别为0.5061与0.7591,遗传距离的平均值分别为0.4939与0.2409。用组平均法对35个褐马鸡个体进行聚类分析,结果显示:大多数同一种群的个体首先聚在一起,显示出生态地理条件相似的种群亲缘关系较近。

摘要:泾河流域上游是黄土高原的重要水源地和退耕还林工程区,在较大空间尺度上定量评价区内森林覆盖增加的水文影响对科学指导林业生态环境建设、保障区域水安全和可持续发展均有重要意义。为了在尽量排除地形、土壤、气候等作用的基础上定量评价森林的影响,将泾河上游划分为土石山区和黄土区,分别制定了多种森林恢复情景,利用分布式流域生态水文模型(SWIM)模拟评价了森林覆盖率及其空间分布变化对流域年蒸散量、年产流量、年地下水补给量、年土壤深层渗漏量及日径流洪峰的影响。土石山区模拟结果表明,增加森林覆盖将增加流域蒸散和减少流域产流,如现有森林覆盖(占全流域面积比例为13.8%)情景与现有森林变为草地(占全流域面积比例为0)情景相比时,流域年蒸散量从445.4 mm变为427.7 mm(减少了17.4 mm和4%);年产流量从42.4 mm变为53.5 mm(增加了11.1 mm和26.3%),年地下水补给量从61.6 mm变为76.9 mm(增加了15.3 mm和24.8%),年深层渗漏量从72.9 mm变为88.3 mm(增加了17.7 mm和24.3%);平均森林覆盖率每增加10%,导致流域年蒸散量增加12.8 mm,年产流量减少8.0 mm,年地下水补给量减少11.1 mm。在比较干旱和土层深厚的黄土区,增加森林覆盖将同样增大流域蒸散和减少流域产流,但变化幅度明显小于降水相对丰富和土层浅薄的土石山区,平均森林面积增加10%导致流域年蒸散量增加9.0 mm,年产流量减少4.5 mm,年地下水补给量减少8.8 mm;此外,在较缓坡面造林的水文影响大于较陡坡面造林。从森林水文影响的年内变化来看时,森林覆盖率升高的水文影响在土石山区和黄土区也有差别,如土石山区5-7月份的蒸散显著增加,5-10月份的深层渗漏均有减少;而黄土区是蒸散量在5-10月均有增加,深层渗漏在7-10月份显著减少。另外,土石山区森林覆盖率增加对日径流峰值的影响不显著,而黄土区则能明显削弱,这可能主要是因土石山区的高石砾含量土壤的渗透性能明显高于黄土区的黄土,而黄土区的森林能够明显改善土壤入渗性能和减少地面径流形成。

摘要:草地生态系统是陆地生态系统分布最广的生态系统类型之一,其碳储量的估算在全球变化中的作用越来越受到重视。为了快速、便捷地实现中国草地净初级生产力(NPP)的估算,在获取野外调查资料与同期遥感影像数据的基础上,利用归一化植被指数(NDVI)以及气候数据,构建了草地NPP综合估算模型。模型包括叶面积指数(LAI)和光合累积量(PA)两个子模型,其中LAI子模型利用了遥感数据NDVI,PA子模型利用了温度、降水和辐射等气候数据。通过建模以外独立的实测数据的验证,模拟值与实测值之间有很好的相关性,R²为0.8519,相关性达到极显著水平。RMSE和RRMSE均较小,表明模型的模拟结果比较可靠。同时模拟值与实测值之间的平均相对误差仅为1.97%,模拟结果的准确度较高,因此利用上述模型估算中国草地NPP是可行的。以上结果为中国草地NPP估算提供了新的方法。

摘要:以秦岭地区不同林龄(5年生、10年生、20年生、30年生和40年生)华北落叶松人工林为研究对象,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,研究了不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面pH值、有机质养分和酶活性的变化。结果表明:土壤pH值随着林龄有降低趋势,随着土层深度的增加有升高趋势。土壤有机质和土壤速效氮、速效磷和速效钾在近熟龄期显著高于幼龄期。土壤中的磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随着林龄都呈"高-低-高"的趋势,幼龄期的土壤蔗糖酶活性显著高于近熟龄的,而磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性是近熟龄期的显著高于中幼龄。土壤速效养分和酶活性都随着土层深度的增加有显著的降低。相关分析表明磷酸酶活性与有机质、速效氮、速效磷、速效钾和脲酶活性呈极显著的正相关性(P<0.01),脲酶与有机质、速效氮和速效钾呈极显著正相关。蔗糖酶与过氧化氢酶活性显著负相关(P<0.05),与pH值有一定的正相关性。秦岭地区华北落叶松人工林进入近熟林之后土壤肥力有一定的恢复,而在中幼龄阶段土壤养分比较缺乏,尤其是氮磷。

摘要:克隆植物,尤其是游击型克隆植物,具有很强的扩展能力,通过克隆扩展可侵入到不同生境斑块。克隆植物入侵可能会影响入侵地土壤营养状况和微生物群落。为了探明克隆植物入侵对DSE(dark septate endophytes)活动和土壤理化性质的影响,于2013年6月在克隆植物羊柴(Hedysarum laeve)和沙鞭(Psammochloa villosa)群落空地沿根状茎延伸方向设置样方,分别于6月、8月和10月在样方内分0-10、10-20、20-30、30-40、40-50 cm土层采集土样和根样,研究了不同采样时间羊柴和沙鞭群落空地DSE和土壤理化性质时空变化。结果表明,从6月到10月,随时间后延,克隆植物逐渐侵入群落空地,沙鞭入侵群落空地数和分株数高于羊柴。羊柴群落空地根系DSE定殖率随采样时间后延,逐渐降低,最大值在6月;沙鞭群落空地根系DSE定殖率随采样时间后延,逐渐升高,最大值在10月。随着克隆植物入侵,入侵地土壤中可利用的营养物质含量显著提高,羊柴入侵提高了入侵群落空地土壤碱解N、有效P和速效K含量,沙鞭入侵提高了入侵群落空地土壤碱解N和有效P含量。相关性分析表明,羊柴群落空地DSE定殖率与土壤pH值和电导率显著正相关,沙鞭群落空地DSE定殖率与土壤pH值极显著负相关,与电导率、碱解N和有效P极显著正相关。克隆植物入侵使得土壤环境更有利于克隆植物自身生长,为荒漠植被恢复提供了前提。

摘要:为更好地了解天然草地土壤有机碳对氮沉降增加的响应,2011年在内蒙古太仆寺旗的克氏针茅(Stipa krylovii)草原上开展了模拟氮沉降的控制实验,设置对照(CK)和5个模拟氮沉降(NO₃^-)处理,分别为2(N1)、5(N2)、10(N3)、25(N4)和50 g N m^-2 a^-1(N5)。生长季末,采集每个样地中0-2 cm和2-10 cm深度土壤进行有机碳含量及组成的分析,并进行实验室矿化培养。结果表明,土壤颗粒态有机碳(POC)对氮添加响应敏感,N1和N2处理下的POC含量高于CK,N3、N4和N5处理则低于CK。5个模拟氮沉降处理下的矿质结合态有机碳(MOC)含量均高于对照,但差别不显著。不同氮沉降水平下0-2 cm土层的碳矿化潜势为N2 > N1 > N4 > N3 > CK > N5,且N1,N2,N3和N4处理均显著高于CK和N5;2-10 cm土层的碳矿化潜势为N2 > N1 > N3 > CK > N4 > N5,N1、N2和N3显著高于CK、N4及N5。不同施氮处理对群落净第一性生产力有明显影响,N5的净第一性生产力和地上生物量显著低于对照和其它施氮处理,N1的0-10 cm地下生物量显著高于对照和其它处理,N5的凋落物量显著高于对照。模拟氮沉降短期内对土壤总有机碳(SOC)含量无显著影响。

摘要:利用中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站绿洲农田2009年小气候、湍流交换、土壤蒸发和叶片气孔导度等综合观测试验数据,应用Shuttleworth-Wallace(S-W)双源模型以半小时为步长估算了绿洲农田玉米生长季实际蒸散量,并利用涡动相关与微型蒸渗仪实测数据对田间蒸散发量和棵间土壤蒸发量计算结果进行了检验。结果表明:S-W模型较好地估算研究区的蒸散量,并能有效区分农田作物蒸腾和土壤蒸发;全生育期玉米共耗水640 mm,其中作物蒸腾累积量为467 mm,土壤蒸发累积量为173 mm,分别占总量的72.9%和27.1%;日时间尺度上,作物蒸腾和土壤蒸发分别在0-6.3 mm/d和0-4.3 mm/d之间变化,其日平均分别为2.9 和1.0 mm/d;田间供水充足,作物蒸腾与土壤蒸发比值明显受作物生长过程影响,播种-出苗期、出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-灌浆期、灌浆-成熟期,其比值分别为0.04、0.8、7.0、5.2和1.4,不同阶段的比值差异主要受叶面积指数影响。

摘要:为了探明塞北荒漠草原AM真菌生态分布规律,于2013年6月选取河北沽源县二牛点、内蒙古上都镇和青格勒图嘎查3个样地,按照0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-50 cm 5个土层分别采集柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)根围土壤样品,研究了AM真菌空间分布特征及其与土壤因子的相关性。结果表明,柠条锦鸡儿根系能与AM真菌共生形成疆南星型丛枝菌根,AM真菌孢子密度和定殖率与样地和采样深度密切相关。二牛点孢子密度最大,3个样地孢子密度最大值均在0-10 cm土层,并随土层加深而减少;3个样地菌丝定殖率依次为上都镇 > 青格勒图嘎查 > 二牛点,峰值均在0-10 cm土层;泡囊定殖率青格勒图嘎查显著低于其他样地,但土层间无规律性变化;丛枝样地间定殖状况差异明显,变化趋势为青格勒图嘎查 > 上都镇 > 二牛点;AM真菌总定殖率和定殖强度最大值在上都镇。孢子密度与土壤有机C、全N、易提取球囊霉素和总球囊霉素极显著正相关,与pH值显著正相关,与速效P显著负相关;菌丝定殖率与土壤pH值、速效P、全N和酸性磷酸酶显著负相关;泡囊和丛枝定殖率与土壤碱解N和碱性磷酸酶具有极显著相关性;总球囊霉素和易提取球囊霉素与脲酶显著正相关,与碱解N、全N、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶极显著正相关。主成分分析表明,酸性磷酸酶、总球囊霉素、全N、碱性磷酸酶、有机C是影响荒漠土壤营养状况的主要因子。总球囊霉素和易提取球囊霉素平均含量分别为3.19 mg/g和1.17 mg/g,占土壤有机C平均含量比为7.77%和3.83%,占土壤全N平均含量比为20.81%和9.57%。多元线性回归表明,总球囊霉素和易提取球囊霉素与土壤有机C和全N具有显著线性相关关系。研究球囊霉素与土壤有机C和N的比例关系可进一步明确AM真菌的生态功能,对荒漠土壤C库和N库研究具有重要意义。

摘要:祁连山自然保护区是河西地区重要的水源涵养区,而灌丛作为祁连山主要植被类型之一,对该区水源涵养功能具有举足轻重的作用。以黑河上游天涝池流域灌丛为研究对象,基于野外调查结合研究区机载LiDAR(Light Detection And Ranging)数据和Geoeye-1影像,研究灌丛地上生物量的空间分布。结果表明:样方生物量与易测因子(平均丛高和样方盖度)呈幂函数关系;机载LiDAR数据能够较精确地反演灌丛平均高度以及样方盖度;利用其反演数据获得研究区灌丛地上总生物量为141 t;单位面积最大地上生物量为691.8 g/m²;在海拔3300-3400 m高度带灌丛地上生物量最大,为40.4 t;在海拔2655-3300 m高度带,随着海拔的升高灌丛地上总生物量在增加;在海拔3400-3750 m高度带,随着海拔的升高而灌丛地上总生物量逐渐减少。

摘要:以福建武夷山典型常绿阔叶林1.44 hm²固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等4个方面分析该地区常绿阔叶林物种组成和群落结构,结果表明:样地内共有胸径≥1 cm的木本植物139种9,116株,隶属于34科65属;样地内有稀有种23种,偶见种46种,优势树种不明显。区系特征明显,科级与属级地理成分以温带性质较强。群落及重要值 > 3的12个植物种群径级结构呈倒"J"字型。从物种的空间分布格局来看,这12个植物种群和4个主要种群的大、中、小径木都表现出明显的集聚分布,但集聚度有所差异。大部分物种随着径级的增加集聚度变小。

摘要:植被覆盖度是衡量地表植被状况、指示生态环境变化的一个重要指标,也是许多学科的重要参数。传统的测量方法难以获取时间连续的面状数据,且耗时、耗力,很难大范围推广。遥感估算方法虽然可以弥补传统方法的不足,但由于云覆盖等天气条件的影响,获得同一时相覆盖整个研究区的遥感影像非常困难,时相的差异必然导致研究结果产生误差。针对植被覆盖度这一重要生态参数,结合低分辨率遥感数据的时间优势和中高分辨率遥感数据的空间优势,提出一种时相变换方法,将源于中高分辨率影像的植被覆盖度变换到研究需要的时相上。首先,利用像元二分模型计算MODIS尺度的时间序列植被覆盖度,并利用已经获得的SPOT影像计算其获取时相上的植被覆盖度;其次,利用土地利用图划分植被覆盖类型,并利用MODIS数据和土地利用数据之间的空间对应关系制作MODIS像元内各类植被覆盖的面积百分比数据;再次,利用面积百分比数据提取各类植被覆盖的纯像元,结合MODIS植被覆盖度时间序列,从而提取各类植被覆盖纯像元的植被覆盖度时间序列曲线;最后利用像元分解的方法提取MODIS像元内各类植被覆盖组分的植被覆盖度的变化规律,将其应用到该组分对应位置上SPOT像元的植被覆盖度上,从而将其变换到所需要的时相上。在密云水库上游进行试验,将覆盖研究区的10 景SPOT5多光谱影像计算的植被覆盖度统一变换到7 月上旬,结果显示:视觉效果上明显好转,且空间上连续一致;变换前后植被覆盖度的统计量对比结果也符合植被生长规律;利用外业样点数据与对应位置的植被覆盖度变换结果进行回归分析,结果发现各植被覆盖类型的R²均在0.8左右,表明变换结果与实测值非常接近,时相变换的效果较好,从而可以很好地促进相关研究精度的提高。

摘要:单叶蔓荆(Vitex trifolia var.simplicifoli)是一种耐盐、耐旱固沙地被植物。依据海滨沙地自然沙埋特点对单叶蔓荆匍匐茎进行了不同厚度(半埋和全埋)和不同长度交叉沙埋处理,研究探讨了单叶蔓荆沙埋适应生长对策, 为其开发利用、科学管理和海滨环境修复提供指导。结果表明,正常情况下,单叶蔓荆匍匐茎基部和中部生长缓慢,顶部生长快。轻度(沙埋匍匐茎基部)和中度(沙埋匍匐茎基部和中部)半埋和全埋使匍匐茎顶部生长加速,茎长增长量较对照高出1.5到3.1倍;但重度(沙埋整个匍匐茎)半埋和全埋使匍匐茎顶部净增长量减少12% 和13%。在20d沙埋中,对照整个匍匐茎各段均无不定根长出,但不同程度半埋和全埋沙埋处理下沙下匍匐茎上均长出不定根,重度半埋使不定根生长受抑;同时匍匐茎上各段茎生物量上升,枝叶生物量下降, 且随着沙埋程度的增加而增减幅度提高,在重度半埋和全埋达到最大。在轻度和中度半埋和全埋下,匍匐茎上未沙埋部位枝条生长加速。研究表明,在自然环境中,单叶蔓荆匍匐茎顶端是一个对环境变化反应敏感的部位,并与沙埋后单叶蔓荆茎延伸生长和植株能否生存密切相关。当匍匐茎顶部没被沙埋时,沙埋促进沙埋部位匍匐茎和枝叶中物质转移,加速匍匐茎顶部快速生长和物质积累以弥补沙埋带来的损伤维持物质和能量的代谢平衡。沙埋后,单叶蔓荆以茎顶端快速生长、形成不定根、枝条生长维持茎水分平衡和能量和物质代谢平衡, 以快速生长摆脱沙埋影响的生长方式为其对沙埋环境的重要适应对策。因此,在海岸沙地单叶蔓荆种群管理和维护中,在强风移沙引起的重度沙埋后, 及时剥离匍匐茎顶部沙子对维护单叶蔓荆种群的延续生存和扩散均有重要作用。

摘要:以闽江河口鳝鱼滩湿地互花米草(Spartina alterniflora)的实测冠层高光谱反射率和叶片光合色素含量(LPPC)为数据源,在分析LPPC与原始光谱反射率、一阶导数光谱反射率、22种已报道光谱指数和14种新构建的植被指数相关性的基础上,利用直线回归、指数回归、对数回归以及乘幂回归方法,系统地比较了36种植被指数在估算互花米草LPPC中的表现。研究表明:(1)一阶导数光谱反射率组合的植被指数用于估算互花米草的LPPC优于原始光谱反射率;(2)红边区域一阶导数光谱是估测互花米草LPPC的最佳波段;(3)对于单一色素含量的估算,叶绿素a (Chla)的最佳估算指数为FDNDVI[723,703];叶绿素b (Chlb)的最佳估算指数为FDRVI[723,525];类胡萝卜素(Cars)的最佳估算指数为FDNDVI[723,703];(4)对于使用统一参量同时估算Chla、Chlb、Cars,由FDRVI[723,703]建立的对数估算模型效果最佳。研究成果可为湿地植物生化参量反演提供参考,也可为闽江河口湿地入侵种互花米草的动态监测和生态评估管理提供有力的科学依据。

摘要:为了探讨杉木人工林不同生长阶段的固碳功能,以会同杉木林为研究对象,在定位连续测定林分生物量和碳素含量的基础上,研究了杉木林不同年龄阶段的储存碳量及在各组分的分配和植物固碳能力。结果表明:杉木各器官碳素含量树叶 > 树皮 > 树根 > 树干 > 树枝,且随着林龄增加而增大;杉木林植被储存碳量为22.93-86.98 t/hm²,各个层次储存碳量乔木层 > 林下植被层 > 枯死物层;乔木层碳素在器官间的相对分配大小依次为树干 > 树根 > 树叶 > 树皮 > 树枝;树干碳素分配比随着年龄增长而增大,树枝、树叶随年龄增长而减少,树根和树皮虽有波动,但变化较平稳;树枝、树叶、树干、树皮和树根碳积累年均变化都呈单峰形曲线,但波峰出现林龄各有不同;杉木林固碳动态特征可分为固碳功能建立、固碳能力迅速增长、固碳能力最大、固碳能力相对平稳和固碳能力下降等5个阶段;杉木林的固碳能力,不仅受不同生长阶段生长发育生物学特性的制约,而且还受林分冠层结构特征以及土壤肥力条件的影响。

摘要:以5个不同发育阶段的胡杨(Populus euphratica Oliv.)个体为研究对象,观测记录了枝芽展叶物候、枝芽生长特征和叶形变化的空间分布规律。结果表明:不同发育阶段的胡杨个体以及同一个体树冠的不同层次,其枝芽生长及其展叶物候期表现出不同的时空特征。随着树龄的增加和树冠层次的增高(由基向顶),当年新生枝条长度、枝条叶片数和叶形指数逐渐减小,但叶面积和叶片干重逐渐增大。5个不同发育阶段胡杨个体均表现出展叶物候始于树冠顶层,依次向下结束于树冠基部;展叶物候期共性表现在枝芽萌动期均在4月上旬,起始展叶期集中在4月中旬,展叶终期则在5月上旬到下旬;树龄较大的个体其枝芽萌动期、起始展叶期、展叶终期较树龄较小的个体早;其枝芽萌动期到展叶终期的时间进程较树龄较小的个体短;不同发育阶段的个体枝芽萌动期出现的时间较为离散,起始展叶期和展叶终期出现的时间较为集中。相关分析表明,出叶周期与枝条长度、枝条叶片数量和叶形指数呈极显著正相关,与叶面积和叶片干重呈显著负相关。

摘要:探讨了环境因素对丹江口水库(南水北调中线水源地)水滨带植物群落空间分布的影响。通过对水滨带植物群落和环境因素的实地调查,用双向指示种分析(TWINSPAN)对201个水滨带植物群落进行分类;结合地形、土壤和水文因素用除趋势典范对应分析法(DCCA)分析环境因素对水滨带植物群落的影响;并对环境因素的解释能力进行定量分离。结果表明:(1)水滨带植物群落包括7种类型,分别是萹蓄群落、苘麻群落、细叶水芹+狗牙根群落、狗牙根群落、响叶杨-狗牙根群落、杜梨-白刺花-狗牙根群落和侧柏-牡荆-三穗苔草群落;(2)海拔和水淹影响对水滨带植物群落空间分布具有主导作用。海拔升高,水淹影响减弱,植物群落呈现由草本植物群落向木本植物群落变化的格局;(3)土壤因素的解释能力大于地形因素,水文因素的解释能力最小。各类环境因素之间存在交互作用,地形、水文和土壤因素三者间的交互作用最大,地形和土壤因素之间的交互作用最小。环境因素共解释水滨带植物群落空间分布的21.99%,未解释部分为78.01%。结果证明环境对植被的解释能力是由植被的复杂程度决定的,植被越复杂,环境的解释能力越低。

摘要:光合电子流分配是植物光合控制的一个重要环节。然而,传统电子流分配的计算方法存在诸多问题尚未引起人们的注意,如:(1)低估了光呼吸每释放一个CO₂分子所消耗的电子数;(2)混淆了相对电子传递速率和绝对电子传递速率;(3)忽略了除碳同化和光呼吸外的其他电子流分配途径;(4)难以准确获取光下暗呼吸速率值,从而导致碳同化电子流(J_C)及光呼吸速率(R_p)的不准确估算等。以小麦和大豆气体交换与荧光同步测量数据为例,结果表明大豆电子传递速率与碳同化两者对光强的响应一致性较好,同时达到最大值;而小麦的一致性相对较差,说明电子传递速率和碳同化并非完全一致,推测认为有可能与作物对同化产物输出的模式不同有关。通过光呼吸速率换算出的电子流(12×R_p)与实际测量电子流(△J_O)之间存在较大的差异;另外,传统方法估算出的光呼吸速率(估算值)与光呼吸测量值之间也存在较大差异,分析认为这主要是由于绝对光合速率与相对电子传递速率之间差异造成。

摘要:在江西双季稻田进行长期田间定位试验,分析了多年保护性耕作对水稻产量、土壤理化性状及生物学性状的影响。连续8a稻田保护性耕作处理的平均产量高于传统耕作4.46%-8.79%,各处理的有效穗数、每穗粒数和结实率均高于对照,而各处理间穗长和千粒重差异不显著。实行稻田保护性耕作处理的土壤容重低于传统耕作3.6%-5.6%,而总孔隙度和毛管孔隙度分别高出传统耕作1.6%-17.4%、2.4%-16.7%。与传统耕作相比,连续8a保护性耕作显著提高了土壤有机质(2.9%-10.0%)、有效磷(4.8%-31.6%)、速效钾(9.7%-25.7%)。在 2005年免耕+插秧的土壤真菌数量最多,显著高于对照处理51.6%,免耕+抛秧在2008年达到最大,显著高于对照处理54.1%。2012年免耕+抛秧、免耕+插秧显著高于对照126.1%、121.1%;另外,各处理间过氧化氢酶、脲酶活性均差异不显著。8a间土壤转化酶活性变化范围在0.292-0.451 mg/g之间,其中2005-2007、2012年均是免耕+抛秧达到最大,与对照相比,增加范围为72.7%-137.7%,且差异显著(P<0.05)。因此,实行稻田保护性耕作是适合江南丘陵区双季稻区农业可持续发展的有效模式之一,其中免耕+抛秧和免耕+插秧两种方式效果最为显著。

摘要:为探明种植方式和密度对玉米光合特征及产量的影响,以郑单958为材料,在不同种植密度水平(67500 株/hm²和82500 株/hm²)下,以常规等行距种植方式为对照,设置3种不同缩行宽带种植方式(三行一带、四行一带、五行一带)进行比较研究。结果表明:与对照相比,无论高密度还是中等密度下,各缩行宽带种植方式均使玉米穗位上第1叶茎叶夹角显著减小,其中中三行一带种植方式穗位上两叶叶夹角值均最小;各缩行宽带种植方式光合速率(Pn)均不同程度高于对照,子粒产量显著增加,其中三行一带、四行一带、五行一带种植方式分别比对照增加16.7%、6.1% 、10.7% (2011年)和17.2%、12.1%、10.6%(2012年)。所有处理中,三行一带种植方式高密度处理2011年和2012年籽粒产量均最高,因此可推荐为黄淮海夏玉米高产高效种植新方式。

摘要:选用重金属(Pb、Cd、Zn)和As复合污染土壤进行水稻盆栽试验,结果表明,碳酸钙的添加显著提高了土壤pH值,显著降低了土壤中交换态Pb、Cd、Zn和As的含量,与对照相比,交换态Pb、Cd、Zn和As含量分别最多降低了98.35%,93.72%,98.52%和69.48%。碳酸钙对水稻根、稻谷干重和总生物量没有显著影响,添加量过高时显著降低了水稻分蘖数和茎叶干重,说明过量施用碳酸钙对水稻生长会产生负面作用。因为碳酸钙的添加,水稻植株各部位重金属Zn含量显著降低,糙米中Zn含量最多减少了34.95%;根、谷壳中Pb、Cd含量显著降低,但糙米中含量却未显著降低;水稻各部位As含量均没有显著降低。参照《食品中污染物限量》(GB2762-2012),试验糙米中Pb、Cd、无机As含量均未达到限量标准。显然,碳酸钙的添加降低了Pb、Cd、Zn的生物有效性(水稻根系对Pb、Cd、Zn的吸收累积减少),但并未有效地抑制Pb、Cd向糙米转运;碳酸钙显著降低了土壤的交换态As含量,但并未使土壤中As的生物有效性明显降低(水稻植株各部位的As含量并未显著减少)。

摘要:首先对"低碳经济"进行了讨论,进而提出了"碳循环经济"概念;对现有碳计量进行研究,提出了相应改进计算公式:碳绩效和碳经济密度。最后,对碳责任分担进行了探讨,提出了发达国家和发展中国家"责任共担、区别对待"的碳责任担负的计算模式。

摘要:坡改梯是黄土丘陵区提高农作物单产和控制水土流失的有效措施。基于坡改梯内生和外延效应的学术思路,构建了能定量刻画坡改梯生态经济耦合状况的数学模型;以位于黄土丘陵区腹地的延安燕沟流域为例,利用土地利用和数字地形等空间数据、作物产量和土壤侵蚀模拟数据以及监测和调查数据,定量评价分析了燕沟流域坡改梯的生态经济耦合效应。结果表明:地形坡度越大,坡改梯的生态经济耦合效应越显著;地形坡度5°和15°是两个重要阈值,5°以下不必进行坡改梯,5°-15°之间应作为坡改梯的重点对象,15°以上宜退耕还林还草。坡改梯使燕沟流域农耕地的生态经济耦合程度得到了显著提高,坡改梯前生态经济耦合指数为1.805t/100元,坡改梯后下降为0.853t/100元,下降幅度达52.73%。随着坡改梯和植被覆盖率的提高,流域的洪水径流量和输沙模数均大幅度下降。

摘要:道路绿化带可以净化空气,改善道路环境,道路中的小气候条件会改变道路污染物扩散方式和速度,进而会影响到绿化带对污染物净化效果。气象条件对道路绿地对大气污染物净化效果影响的研究将有助于了解道路绿地的净化途径,为改善城市道路环境提供依据。对太原市18个道路绿地气象因子和5种主要污染物浓度进行了观测。结果表明:夏季,太原市城市道路内各气象要素之间存在一定的相关性,气温和地温正相关显著,空气相对湿度与地温及气温呈显著和极显著负相关。大部分情况下,有绿地非机动车道污染物平均浓度低于无绿地非机动车道对照点平均浓度,即道路绿地起到了对道路污染物的净化作用。道路绿地对污染物的净化百分率与气象因子存在显著的回归关系,并可以建立达到统计显著水平的回归方程,但不同污染物受不同的主导气象因子影响。 气象条件会影响道路绿地对道路污染物的净化效果,今后的城市建设和道路绿地规划中应更多地考虑气象条件对绿地净化效果的影响。

摘要:利用自然地理、生态和社会经济方面共14个因子构建秦岭山区聚落建设用地适宜性评价指标体系,采用AHP法确定各评价因子的权重,在地理信息系统 (GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用适宜性评价模型定量评价聚落建设用地适宜性,将聚落建设用地适宜性分为五个等级,并结合已建设区进行空缺分析。结果表明:(1) 秦岭山区最适宜聚落用地面积为3378.1 km²,占研究区总面积的5.87%,说明秦岭山区适宜聚落开发的土地相对较少。(2) 最适宜聚落用地集中在秦岭北、南坡山麓和东部的山间河谷地带,山地型特征明显。(3) 有9.15%已建成区分布在限制建设区内,存在生态安全风险。(4) 可用适宜聚落建设用地为3192.27 km²,空间分布不平衡。研究结果可为该区域城镇体系布局与用地规模的核算提供科学依据。

摘要:为了减缓生物多样性丧失的趋势、将有限的保护资源用于关键区域,Margules等提出了系统保护规划(Systematic Conservation Planning)概念和方法,目前该方法已成为国际主流保护规划方法。与传统基于专家决策的保护体系规划方法不同,系统保护规划拥有量化的保护目标、保护成本,并综合考虑保护体系连通性、人为干扰因素,使用优化算法计算,从而获得空间明晰的生物多样性保护体系。在阐述规划理念、规划流程与方法的基础上,重点评述了生物多样性替代指标的选择、保护规划成本的计算、保护目标的设置、规划结果的可靠性评估等关键问题,并结合我国的具体情况,探讨了该方法在我国的应用前景,以期为推进我国生物多样性与生态服务功能的保护做出贡献。

摘要:生物入侵是一个世界性的问题。全球每年因生物入侵造成的损失超过1万亿美元。探究入侵物种在入侵地的入侵历史对了解生物入侵的生物生态学机制、制定阻截及防除措施有重要意义。分子标记方法的兴起和大规模应用打开了入侵生物入侵历史研究的新天地。采用分子标记的方法可鉴定入侵物种的种类、追溯其来源地、回溯其扩散路径、分析扩散模式及探究物种入侵过程中对入侵种群本身的变化及其对生态系统所造成的各种影响。分子标记的应用使得多个入侵物种的入侵历史得以重现。由于分子标记方法重构的入侵历史受采样范围、采用的分子标记的种类及数量等因素的影响,该方法呈现入侵历史是否是真实发生的入侵过程还存在争议。