川西北高寒沙地不同生态治理模式下土壤碳氮磷储量及生态化学计量特征

选取单植牧草、单植灌木、灌草间作、灌药间作4种生态模式治理5年后的川西北高寒沙地为研究对象,以未治理裸沙地为对照,分析了土壤碳氮磷含量及生态化学计量比特征。结果表明: 生态治理能显著提升土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量和储量以及C/N、C/P、N/P,其中灌草间作提升效果最显著,其0～10和10～20 cm土层的SOC、TN含量均显著高于其他模式,且0～40 cm土层SOC储量分别比单植牧草、单植灌木、灌草间作、对照高13.4%、15.6%、17.1%、43.2%。0～10和10～20 cm土层土壤碱解氮、速效磷、速效钾、含水量与SOC、TN和TP含量呈显著正相关,土壤容重则与SOC、TN和TP含量呈显著负相关;土壤碱解氮、速效磷、速效钾和含水量与C/N、C/P在10～20 cm土层呈显著正相关。川西北高寒沙地土壤碳氮磷及其化学计量比受生态治理措施和土层深度的影响,本研究条件下灌草间作模式最有利于改善沙地土壤环境质量。     

晋西黄土区果农间作的种间主要竞争关系及土地生产力

以晋西黄土区核桃×花生、核桃×大豆、苹果×花生和苹果×大豆4种典型果农间作模式为研究对象,分析果农间作模式中作物光合有效辐射（PAR）、净光合速率（P_n）、土壤水分和产量情况.结果表明：与农作物单作相比,间作模式中作物的PAR和P_n均出现不同程度的降低,并且离树体越近,PAR和P_n越小;P_n与作物产量呈显著正相关,说明光照是影响作物产量的重要因素之一;从整体趋势来看,核桃间作农作物0～100 cm土壤水分与相应单作模式间无明显差异,而苹果间作农作物0～100 cm土壤水分与相应单作模式间差异显著,说明苹果对作物土壤水分的竞争比核桃剧烈.研究区果农间作的土地利用效率平均提高70%,经济效益平均提高14%,且核桃间作模式优于苹果间作模式.为了提高间作作物产量,应加强水肥管理、增加树体与作物的间作距离或设置根障、定期适当修剪果树并种植耐荫作物.     

土地利用变化对东北温带幼龄林土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响

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NSMSSS;而氮含量仅在0—20 cm具有显著性差异(P0.05);不同土地利用类型之间磷含量无显著差异(P0.05);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(NSMSSS,P0.05),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(P0.001)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(P0.001)。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。     

甘蔗-甜玉米间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响

通过甘蔗田间定位试验研究了种植模式(甘蔗单作、甘蔗-甜玉米间作(1∶1、2∶1)和施氮水平(300、525 kg·hm-2)对甘蔗群体经济效益、甘蔗产量、生物量积累动态变化及品质的影响。结果表明:低氮水平(300 kg·hm-2)下,甘蔗-甜玉米间作(1∶1、2∶1)的经济效益分别高于单作甘蔗52.67%和20.59%,土地当量比(LER)均大于1,且甘蔗-甜玉米1∶1间作模式的LER高于甘蔗-甜玉米2∶1间作31.50%;高氮水平(525 kg·hm-2)下,甘蔗-甜玉米1∶1间作的经济效益和土地利用率分别高于单作26.25%和36.00%,而甘蔗-甜玉米2∶1间作与甘蔗单作相比无间作优势;甘蔗-甜玉米间作中,因间作甘蔗最大生长速率(v m)减小,理论最大值(w m)、最快生长日(t m)等生物量动态累积特征参数的协调性劣于单作甘蔗,使间作甘蔗产量低于单作甘蔗9.72%~33.17%,而间作甜玉米产量比单作甜玉米高14.10%~24.43%;相比甘蔗单作,甘蔗-甜玉米间作对甘蔗品质无显著影响;甘蔗-甜玉米间作是实现甘蔗优质、高效种植的可行途径,其中甘蔗-甜玉米1∶1间作模式更为优化。     

低丘红壤复合农林系统光能竞争与生产力——以花生南酸枣间作为例

复合农林业 ,尤其是农林间作被设想为防治土壤退化 ,增进土壤肥力 ,提高农作物产量的策略[16～ 18] 。如何利用复合农林技术防治红壤退化 ,提高红壤生产力已成为红壤地区的研究热点[1～ 8] 。然而 ,生产者最关心的往往是农林间作中农作物的产量 ,在以往的农林间作技术研究中 ,有增产的报道[13] ,而更多的研究表明复合农林种植会造成农作物减产[3 ,4 ,6,10 ,12 ,15,19,2 0 ] 。农作物减产的原因可能是树木和农作物之间对光能、水分和养分等资源竞争作用所引起 ,更可能是其综合作用的结果[14 ] 。本文以前人推荐的花生 (Ａｒａｃｈｉｓｈｙｐ…     

间作系统的水分竞争互补机理

综合国内外间作复合群体水分高效利用的特征及其种间竞争互补机理,展望了未来间作研究的重点方向及领域。间作复合群体可提高作物水分利用效率,有利于创造适宜作物生长发育的土壤水分环境。竞争和互补是同一种间关系的两个方面,量化间作作物对土壤资源的竞争和互补效应是间作研究的重要问题。间作作物种间竞争互补的影响因素包括:作物种类、种植密度、空间布局、环境要素等。针对种间竞争互补主导间作水分利用,但协同调控二者理论依据薄弱问题,未来研究重点领域包括:(1)研究间作作物干物质累积、分配和水分生产力时空变化,早熟作物收获后晚熟作物的恢复效应,明确水分利用效率与种间竞争互补强弱消长的相关关系;(2)检测土壤水势和有效水分的时空动态,解析土壤水分迁移与种间竞争互补的关系,形成水分供给调控竞争互补的理论依据;(3)研究间作对作物水分生理生长指标的影响,揭示水分生理生态特性对种间竞争互补的响应机制;(4)探讨根冠协同发育与群体水分利用、种间竞争互补的相关关系,阐明根冠协同调控优化种间关系、提高水分利用效率的基本机理。集成不同尺度研究成果,形成间作水分高效利用的种间竞争互补调控理论,为深化种间关系研究,推动缺水地区间作发展提供理论和技术支撑。     

江苏海涂两种水生利用模式的能值分析

自然资源的开发利用模式是多种多样的 ,要明确哪一种模式更优化 ,就必须对其生态经济效益作比较全面的分析评价。传统经济学的劳动价值论或市场价值论只表现了人对生态经济系统的贡献 ,没有体现自然对生态经济系统的贡献 ;传统的能量分析方法 ,把所有的可利用能量看成是等同的 ,没能体现能级和能质的差异[10 ]。能值分析方法克服了以上各方法的缺陷 ,从自然进化和系统演化的角度指出真正财富的共同价值基础能值 ,使得生态经济系统中各种能量、信息和物质能以同一标准进行比较和估算1) 。最大能值流原理提供了几条明确标准 ,反映系统自组织的…     

基于生态服务价值的玛纳斯河流域土地利用结构优化

通过土地利用结构优化能够实现区域生态效益的最大化。采用5期Landsat遥感影像数据,基于单位面积当量因子法,估算了玛纳斯河流域1990—2015年各项生态系统服务价值及其变化;并借助灰色线性规划模型(GLP)进行土地结构优化,探讨了最大化生态效益目标下优化前后研究区生态服务价值的比对及变动。结果表明:(1)该流域草地和未利用地是主要的土地利用类型,所占比例达70%;建工用地和耕地面积逐期增加,而其他土地利用类型均逐渐减少。(2)研究期内流域生态服务价值(ESV)总体呈下降趋势,2015年较1990年减少了14.97%;各单项ESV大小依次为:水文调节气候调节土壤保持生物多样性气体调节净化环境美学景观食物生产原料生产维持养分循环水资源供给;从空间分布来看,流域生态服务价值呈片状分布,ESV等级分界线较明显,其中ESV最高的低山区占总价值的35.84%,气候、水文调节是主要的生态服务功能,其原因在于草地覆盖面积大。(3)优化配置后,未利用地面积明显减少,而其他土地利用类型均有所增加;总ESV较优化前增加了5.29%,且各单项ESV也均增加,特别是水文调节和气候调节的增加最为明显。本研究可为区域土地利用规划和生态文明建设等方面提供一定理论基础和实践参考。     

基于累积耗费距离理论的石羊河流域水土资源优化配置

选择干旱内陆河石羊河流域为研究区,以流域内水资源和土地资源利用优化为目标,依据累积耗费距离理论,采用最小累积阻力表面(MARS)和耗费距离表面(MCR)模型,借助表面扩散技术,研究了流域水土资源类型间进行能量交换、传递的阻力大小和耗费阻力空间分区,并进行了空间统计分析。结果表明:石羊河流域代表水土资源的生态核心源为河网、其他水域、耕地和建设用地4类,其中建设用地累积耗费阻力值最大,对生态系统能量流动和传递阻碍作用最大,河网累积耗费阻力值最小;根据水土资源配置方法和分区原则可划分为5种类型:重点优化配置区、有待优化配置区、重点关注区、关注区、生态治理与保护区。需要进行水土资源优化配置的区域在重点优化配置区,这些区域集中在绿洲核心区,且承载了85%以上的城镇和人口,因此要扩大绿洲边缘区以防止外围荒漠逼近,绿洲与荒漠交接区要大力植树造林,提高水源涵养能力并减少耗水作物种植,使抗生态风险能力进一步提高。     

黄河三角洲盐碱地不同造林模式下的土壤碳氮分布特征

为了探讨不同造林模式对土壤碳氮影响的生态效应,以黄河三角洲盐碱地白蜡+棉花(FC)、香花槐+棉花(RC)、竹柳+棉花(SC)、白蜡林(F)、竹柳林(S)等5种造林模式为研究对象,分析比较各造林模式土壤的碳氮形态及分布特征,为重度退化刺槐林的经营改造和造林模式选择提供理论依据。结果显示:(1)不同造林模式下土壤的可溶性总碳和可溶性有机碳含量均高于裸地,农林间作高于纯林,其中SC模式含量最高,其次为FC和RC模式,而F和S纯林模式较低;5种造林模式不同土层可溶性有机碳含量均表现为0—20 cm高于20—40 cm。(2)农林间作模式0—40 cm土层的可溶性全氮和可溶性有机氮平均含量均高于纯林模式,其中SC模式的含量最高。FC、SC和S纯林模式0—20 cm土层可溶性有机氮含量显著高于20—40 cm土层,分别为其1.4、1.5和2.7倍;而RC模式20—40 cm土层可溶性有机氮含量显著高于0—20 cm土层。(3)5种造林模式中,除F纯林土壤硝态氮低于裸地外,其他造林模式下的土壤各种氮养分含量均显著高于裸地。土壤可溶性有机碳与全氮和铵态氮的相关性达到极显著水平(P0.01)。研究表明农林间作模式可显著提高重度退化刺槐林皆伐后土壤中有效态碳、氮含量,其中SC模式改良效果较好,而纯林模式较差。     

北方牧区草地资源分类经营机制与可持续发展

草地是畜牧业生产和生态保护的重要资源.在短期经济利益的驱动下造成北方牧区草地大面积退化和荒漠化、生产力下降、自我恢复能力降低、水土流失加剧和涵养功能减弱,对牧区经济发展、社会稳定和生态安全构成了威胁,严重影响着草地畜牧业的可持续发展.以新疆阿勒泰为例,依据草地资源的生产经济性能、生态服务价值重要性和季节放牧利用特征,构建了基于GIS 技术的草地生产力指数、草地生态服务价值指数和草地资源分类经营的功能分区模型,建立以主导功能和时空格局为主的草地资源分类经营调控机制,将阿勒泰牧区的草地从空间上划分为经济功能区、混合功能区和生态功能区.结果表明:(1)经济功能区,以获取最大的经济效益为目的,面积约648.69万hm2,占总可利用草地面积的65.8%,主要分布在平原荒漠;(2)生态功能区,以生态保护和社会效益为目的,面积约136.4万hm2,占总可利用草地面积的13.9%,主要分布在平原荒漠草原、山地草原、高寒草甸;(3)混合功能区,在适度利用条件下,生态效益与经济效益并重,面积约200.1万hm2,占总可利用草地面积的20.3%,主要分布在山地草原化荒漠、山地草甸草原、平地草甸、山地荒漠草原、山地草甸和高寒草原.通过对草地资源的分类经营,将畜牧业生产重心转向经济功能区,转移生态功能区的放牧家畜,减轻混合功能区的放牧压力,形成草地资源在功能、系统、时序和空间的耦合结构,实现牧区草地资源利用的可持续发展.     

马尾松混交林混交模式的多层次综合评判

 马尾松(Pinus massoniana)混交林比对照纯林在木材蓄积量、林分小气候条件的改善及土壤的有机质含量上都有所提高。通过对3种(松杉、松杜、松枫)混交林在经济效益、生态效应及土壤养分含量上的多层次综合评判,量化出经营模式上的优劣排序为松枫混交→松杜混交→松杉混交,给经营模式的优化选择提供了一种方法。     

间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物群落的影响

连作严重影响了作物的产量和品质,而土壤微生物群落结构与功能对土壤生态系统和植物健康至关重要。以连作10a土壤为基质,单作马铃薯为对照,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids)、BIOLOGA技术和真菌形态学鉴定方法,研究了玉米、蚕豆与马铃薯间作模式下土壤微生物群落结构、功能和丛植菌根(Arbuscular Mycorrhizal)真菌对土壤环境变化的响应。结果表明:间作调控下,马铃薯根际土壤微生物主要类群结构发生显著改变;玉米间作马铃薯,土壤微生物群落总生物量降低,但群落功能多样性提高,促进了以羧酸类、多聚化合物、芳香类化合物、氨基酸类化合物为碳源的微生物类群代谢活性增强;蚕豆间作增加了土壤微生物总生物量,仅促进了以碳水化合物为碳源的微生物类群代谢活性。间作改变了作物根际土壤AM真菌的种、属数,AM真菌多样性降低,优势种由明球囊霉、地球囊霉转变为玉米间作体系里的福摩萨球囊霉、球泡球囊霉;蚕豆间作体系里福摩萨球囊霉和疣状无梗囊霉是优势种。间作栽培下AM真菌优势种群的变化可能受植物间的共生关系、微生物结构与功能等因素的制约。间作条件下,玉米显著影响了马铃薯根际土壤微生物群落功能多样性,而蚕豆则显著改变了微生物群落结构多样性;玉米、蚕豆对马铃薯根际土壤微生物群落功能与结构变化的影响不同步;间作调控后持续的土壤微生物群落结构与功能观察才有助于解释土壤微生物结构变化引起的功能响应。     

荒漠草地生态优化的调控原则和总体模式

扬长避短,开发利用荒漠草地,具有重要的生态、经济和社会意义。本文分析了荒漠区草地的基本生态问题和优化目标,着重探讨了必须从区域和系统的水平上实行调控;以扩大人工饲草料生产能力为调控的驱动力;以深化农牧结合,发挥山地—平原—绿洲复合系统整合效应为调控核心的原则。提出了以新疆南准噶尔荒漠区为代表而又有普遍意义的草地利用优化总体模式。     

江西井冈山野猪冬季卧息地选择的初步研究

野猪(Ｓｕｓｓｃｒｏｆａ)属于偶蹄目,猪科。在分类学上,江西井冈山的野猪属于我国5个野猪亚种之一的华南亚种(Ｓ.ｓ.ｃｈｉｒｏｄｏｎｔｕｓ)[1],据王小明等研究[2],井冈山的野猪数量居于大型野生动物之首。野猪在我国分布广,对农作物的危害大,所以对它的研究常常局限于狩猎及生活习性一般性的报道[3～8],而对它的生态、生境选择和利用方面的研究甚少。扬伯然[9]和高中信等[10]对野猪东北亚种(Ｓ.ｓ.ｕｓｓｕｒｉｃｕｓ)的生态作了初步的报道。为了合理利用野猪资源,以及比较我国南北两个不同野猪亚种的生态学特性,我们于1996年10～12月在…     

岳西县来榜镇桑园土壤动物群落及其多样性研究

生物多样性保护是当今世界关注的热点 ,土壤是重要的地下生物宝库 ,土壤生物多样性的保护应予以足够重视。对土壤动物群落的研究 ,目前已有不少报道[3 ] ,但对桑园土壤动物群落及其多样性研究仍属空白。本项工作是在 1999年 1～ 9月对皖西大别山腹地岳西县来榜镇桑园土壤动物调查的基础上 ,探讨桑园这种特殊农业生态类型土壤动物群落多样性特征 ,为进一步提高桑园生产力提供科学依据 ,也为土壤生物多样性保护提供基础资料。1　研究地与方法1 1　研究地自然概况岳西县深处皖西大别山腹地 ,Ｅ115°5 5′～ 116°33′ ,Ｎ31°11′～ 30°39′ ,…     

土壤剖面微生物数据可作为温带草原退化的特征指标

正我国温带草原分布广泛,是欧亚大陆温带草原植被类型的重要组成部分,具有重要的生态和经济价值[1],而其退化已成为我国草原牧业和生态可持续发展的主要瓶颈[2]。土壤微生物在土壤形成和演化过程中起着不可替代的作用,是土壤中物质转化和养分循环的驱动力。土壤微生物生物量和土壤微生物胞外酶活性则是土壤生态系统结构和功能演替的特征指示物[3]。目前,对草地退化的研究大部分集中于退化现状及其驱动力,植物群落结构及其稳定性,生物量变化及其土壤肥力水平,而相关的土壤微生物特     

辽西北沙地苹果-大豆间作对土壤养分和微生物量分布的影响

为了解辽西北沙地果农间作系统中土壤养分及微生物量分布特征,选取研究区具有代表性的苹果(Malus pumila)-大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,对间作系统0~60 cm土层、0~300 cm水平距离范围内的土壤养分和微生物量进行了测定,并与大豆单作、苹果单作进行对比。结果表明:辽西北沙地苹果与大豆间作系统中土壤养分十分匮乏,全氮、碱解氮、有效磷极缺乏;在水平方向上,随距苹果树距离的增加,间作系统中土壤有机质、碱解氮、全磷、有效磷总体上呈现先降低再升高后趋于平稳的变化规律;各养分竞争激烈区位于果树带区[0,100 cm);在垂直方向上,苹果与大豆间作系统各土壤养分均表现出表聚性,表土层(0~20 cm)土壤养分含量显著高于深土层(20~60 cm);土壤微生物量碳、氮在果树带区及表土层含量高,且在该区域细菌数量高;间作与单作各土壤养分、微生物量在表土层差异较大,差异性随土层加深而缩小,间作系统除碱解氮外对土壤养分表现为负效应,不能满足间作系统对土壤养分的需求,尤其对土壤氮素、磷素竞争需求量较大。综上所述,辽西北沙地苹果-大豆间作系统中存在明显的竞争关系,竞争激烈区域位于果树带区,应在此处加强氮肥和磷肥施加。     

融入生态安全的兰西城市群土地利用功能布局优化

区域生态安全对协调土地利用和生态环境的关系、促进资源的合理配置以及实现区域协调发展具有重要的意义。以兰西城市群作为典型地区,将形态空间格局分析(MPSA)应用到土地利用功能优化配置研究中,通过构建MSPA-GMOP-PLUS耦合模型,将生态安全纳入城市群土地利用功能和空间结构优化中,为区域布局优化提供了新思路。结果表明：(1)生态源地对区域生态安全具有重要意义,2020年兰西城市群共有20个生态源地,生态核心总面积为43355.5 km²。此外,在土地利用功能分区中,生态保护区面积占比仍为最大(30.7%),生态边缘区面积也占19.2%,为生态保护提供了缓冲地带。(2)基于MSPA的仿真模拟可以限制城市群不平衡的发展趋势,优于传统土地利用规划模式。新模式下的生产、生活、生态用地占比分别由传统模式的30.17%、11.25%、55.58%优化至31.92%、10.70%和57.38%。优化结果不仅保证了优质生产空间的稳定性,而且有效确保了生态空间的可持续性。此外,不同开发情景的下土地利用布局结果,可以作为提高土地资源利用率和制定土地利用空间规划的参考。     

不同经营模式山核桃林地土壤pH值、养分与细菌多样性的差异

为探究土壤细菌多样性及其功能对山核桃(Carya cathayensis)经营模式的指导作用, 本文采用16S rRNA基因高通量测序技术检测并比较了生态经营和过度经营的山核桃林土壤中的细菌群落, 分析了山核桃干腐病发病期干腐病感病指数、土壤pH值、养分与细菌多样性的相关性。结果表明: (1)生态经营山核桃林的感病指数(3.3 ± 3.35)显著低于过度经营山核桃林(81.9 ± 1.27)。(2)生态经营山核桃林土壤pH (6.64 ± 0.06)显著高于过度经营山核桃林(5.80 ± 0.04)。(3)过度经营山核桃林土壤的速效磷、速效钾和速效氮含量分别为18.10 ± 0.58 mg/kg、698.63 ± 11.24 mg/kg和227.13 ± 3.81 mg/kg, 均分别显著高于三者在生态经营山核桃林土壤中的含量(14.94 ± 0.27 mg/kg、497.13 ± 6.19 mg/kg和195.28 ± 6.01 mg/kg)。(4)生态经营和过度经营山核桃林土壤分别有14和21个主要细菌属, 其中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Gaiella和溶杆菌属(Lysobacter)为生态经营山核桃林土壤的优势属, 其相对多度显著高于过度经营山核桃林; 而Bryobacter、Candidatus Solibacter和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为过度经营山核桃林土壤中的优势属, 其相对多度显著高于生态经营山核桃林。两种经营模式下山核桃林土壤的OTUs、Ace指数、Chao指数、Shannon指数和Simpson指数无显著差异。RDA分析与蒙特卡罗检验表明, pH值、速效磷和速效氮均对土壤细菌优势菌群群落结构有显著影响(P < 0.05)。