地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用

在全球气候变暖和频繁的人类活动影响下,青藏高原草地生态系统发生了生产力下降、生物多样性减少及生态功能退化等一系列现象。与传统观测技术相比,遥感技术具有大范围、快速和连续监测等优点,因此被广泛用于区域尺度的草地植被长时间序列监测。以往对青藏高原草原植被影响因子的研究多集中在气温与降水,而相比较于气温和降水,地表温度和土壤湿度直接作用于植物的根部,对植物种子的萌芽和植株的生长也都有着重要影响,所以地表温度和土壤湿度与植被生长的关系更加紧密。基于遥感技术,利用青藏高原草地区域的MODIS和AVHRR数据,选择草地植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了青藏高原草地退化遥感监测和评价指标体系,并对青藏高原2001-2017年的草地退化状况进行了遥感监测和评价。同时,利用遥感数据获取青藏高原区域尺度的地表温度和温度植被干旱指数数据,用于指示地表水热状况,最后基于回归方法分析了地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用。结果表明：从2001-2017年,青藏高原植被退化程度空间差异明显,柴达木盆地和青海湖附近退化较为严重,喜马拉雅山脉北部、昆仑山脉南部、冈底斯山脉北部交汇的地区退化也较严重。在2001-2017年间,青藏高原草地未退化面积从50.60%上升到59.00%,说明青藏高原草地整体上在朝着改善的方向发展。2001-2017年内,青藏高原草地整体上大部分时间处于轻度退化状态,但是2001年和2015年这两个年份青藏高原草地退化整体上达到中等退化水平。通过回归分析发现,土壤湿度主导的对青藏高原草地的影响面积达到14.04%。地表温度主导的影响面积达到草地总面积的约36.61%。但地表温度与植被之间相互影响,且主要呈现负相关关系。其中,在温性草甸地区,当植被覆盖度较低时,地表温度正向影响植被生长。     

青藏高原草地退化特征及其与气候因子的关系

了解草地退化的分布、特征、变化趋势及持续性,揭示草地退化机理,可为有效管理和保护草地提供重要的科学依据。本研究选择草地覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了草地退化遥感监测和评价指标体系,对青藏高原草地退化现状(2016—2020年)进行了评价,利用线性回归和Hurst指数分析了长时间序列尺度上(1982—2020年)草地覆盖度变化的趋势及持续性,并且基于草地覆盖度与气候因子的偏相关分析,研究了气候因子对草地退化的影响。结果表明: 2016—2020年,平均草地退化面积达24.3%,主要表现为轻度退化和中度退化,主要分布在低海拔和高植被覆盖地区。1982—2020年,草地覆盖度在青藏高原北部、西部和西南部地区呈增加趋势,在东部和中部地区呈减少趋势。98.1%的地区草地覆盖度的Hurst指数小于0.5,草地覆盖度变化表现出反持续性。草地覆盖度与降水量的偏相关系数(0.096)整体高于其与温度的偏相关系数(-0.033),温度占主导地位的面积占比为16.0%,主要分布在青藏高原的中部和东南部,降水量占主导地位的面积占比为12.2%,主要分布在青藏高原东北部和西部。     

青藏高原"黑土型"退化草地成因与恢复

对青藏高原“黑土型”退化草地的成因和生态建设进行评述,认为“黑土型”退化草地是草原退化生态学行为在江河源区高寒草地的特有体现形式,由气候变暖、冰川退缩、过度放牧、鼠害等综合因子共同导致。生态恢复不仅要从草地建设入手,还要对草地资源进行合理管理与规划。加强牧区文化教育投资、实行草地长期承包、加强《草原法》建设等措施是我国高寒草地畜牧业健康发展的重要保证。青藏高原生态系统特有的“惰性”特征可能是导致其草地生态系统自我更新能力差、系统结构脆弱、生态恢复困难的重要原因,应深入开展该方面研究,为青藏高原生态环境建设提供依据。     

青藏高原东南部天然草地主要有毒植物调查研究

对青藏高原东南部的川西北天然草地主要有毒植物的种类、毒物成分和分布作了系统的调查与研究,首次报道了该区域天然草地有毒植物名录,统计出该区主要有毒植物226种,隶属于33科77属。有毒植物所含主要毒物成分可分为生物碱、苷类化合物、萜类化合物、苯酮类化合物、酚类及其衍生物和简单有机物等6大类。有毒植物在亚高山草甸草地中分布最多,有157种,其次是亚高山灌丛草地、高山草甸草地、高山灌丛草地和高寒沼泽化草甸草地。本调查研究为青藏高原东南部天然草地主要有毒植物的防除和开发利用奠定了基础。     

中国西部干旱地区啮齿动物多样性分布格局

在系统整理我国西部干旱地区啮齿动物的分布资料,获得物种分布范围的基础上,应用GIS软件,基于等面积栅格系统,研究啮齿动物的等级多样性,探讨啮齿动物物种的区域分化特征。结果表明,祁连山地和北塔山、伊犁天山、阿拉套山和阿尔泰山地,以及贺兰山地等处的啮齿动物的属数最高;塔里木盆地中心和藏北高原的属数最低。阿尔泰山南麓、伊犁天山和东祁连山地的啮齿动物科数最多;塔里木盆地中心和藏北高原的科数较少。在青藏高原的周边,寒漠与温性荒漠、荒漠与山地、高原与盆地、荒漠与草原、山地与草原等景观的交界处,多样性指数较高。蒙新荒漠区的啮齿动物的属科数比相对较高,青藏高原的属科数比值较低,但青藏高原的种属数比值相对较高,而且GF指数亦较高。     

青藏高原气候变化与高寒草地

综述了近五十年来青藏高原气候和高寒草地的变化趋势,阐述了气候变化对高寒草地的可能影响。气候变化主要通过水、热过程及其诱导的环境变化对青藏高原高寒草地产生显著的影响。主要过程包括：气候变化对气候带、植被带、植物、植物群落、农业生产以及生态系统固碳潜力等的影响。从目前的观测和研究结果来看,有关青藏高原气候变化及其对高寒草地的可能影响都还很难得出一致的结论。因此,如何科学评价气候变化及其预测和评价对高寒草地结构和功能的潜在影响,以及如何将已经发生的变化纳入到全球变化模型或评价体系中,以便更加精确地评估气候变化的长期影响,将成为必须要回答的关键科学问题。     

典型草原啮齿动物密度与牧草损失量的关系

研究啮齿动物密度对牧草损失量的关系,对于计算草地经济损害水平至关重要,可以为草地畜牧业管理决策提供指导。本研究于2012 - 2016 年,在锡林郭勒典型草原(东乌珠穆沁旗),应用标志重捕法和样方法对啮齿动物密度以及9 月份植物地上生物量进行调查,用啮齿动物密度及其日食量来估算鼠类对牧草的损害程度,确定牧草损失量。研究结果表明:(1)啮齿动物密度与牧草损失量的最佳拟合曲线是三参数S 型曲线,为:Loss = k/(1+e ^{a - rdensity});(2)当啮齿动物密度>906 个标准鼠单位/hm² 时,牧草产量发生最大损失(牧草产量损失比=23.30% );(3)根据所拟合的曲线,得出该类型草地啮齿动物对牧草损害的危害阈值为174 个标准鼠单位/hm² 。     

地下啮齿动物栖息环境及其生存策略研究

地下啮齿动物一般生活在黑暗、低氧、高二氧化碳、高湿的环境中,这种独特的栖息环境以及地下啮齿动物与之相适应的形态、行为等特征已成为生态学研究的热点之一。由于地下啮齿动物长期营地下生活,增加了对其栖息环境和生存策略的研究难度,相关的文献报道较少。为全面了解当前地下啮齿动物栖息环境方面的研究进展,本文综述了国内外有关地下啮齿动物的生存环境和生存策略方面的研究,旨在为今后探索地下啮齿动物生存环境及其对环境的适应能力、控制地下啮齿动物危害及保护草地生物多样性提供参考依据。     

青藏高原草地承载力空间演变特征及其预警

为研究青藏高原草地承载力的空间演变特征并对其进行预警，以已有的青藏高原净初级生产力数据为基础，核算了该地区的草地理论载畜量及演变趋势，并结合县域实际存栏量，划定了草地承载力的预警等级。结果表明：（1）青藏高原草地承载力整体呈东高西低的格局，其中高寒草原和高寒草甸是该地区草地承载力的主要组成部分；（2）2000-2015年，青藏高原理论载畜量由8614.89万羊单位增至9451.53万羊单位；（3）青藏高原整体处于超载状态，2000-2010年超载状况加剧，至2015年超载状况稍有缓解，草畜平衡指数由67.88%增至79.90%，再降至67.91%。目前亟需优先控制72个红色预警县（超载状态正在加剧）的牲畜存栏量，避免超载状况进一步恶化。未来需要通过控制牲畜存栏量、调整畜牧区发展布局和提高草地生产力等多项措施的结合来改善青藏高原地区的草地承载状况，维持草地生态系统的可持续发展。     

近30年来青藏高原高寒草地NDVI动态变化对自然及人为因子的响应

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，在调节气候、水土保持、防风固沙、保护生物多样性等方面发挥着重要作用。青藏高原是全球海拔最高的独特地域单元，平均海拔超过4000 m，素有“世界第三极”之称，亦是我国重要的生态安全屏障，其对气候变化敏感且易受人类活动的影响，属于气候变化敏感区和生态脆弱带。近年来，由于气候变化和人类活动的不断加剧，青藏高原区域气候和环境发生了重大变化，气候变暖、水污染、草地退化和沙化等问题已严重阻碍了当地社会经济的可持续发展。高寒草地是青藏高原主要的植被类型，在气候变化和人类活动加剧的背景下，青藏高原高寒草地植被的动态变化受到人们的广泛关注。归一化植被指数（Normalized difference vegetation index, NDVI）因能有效地反映植被覆盖程度和生长状况而被广泛应用于植被动态的研究中。气温与降水被认为是影响青藏高原植被动态的主要气候因子，放牧强度与人口数量则是主要人为因子。因此，研究高寒草地植被对气候变化和人类活动的响应机制对预测未来草地变化有着重要的意义。基于青藏高原生长季草地的NDVI、气温、降水、放牧强度及人口数量等数据，在县区尺度上，采用趋势分析法探究了1982—2013年青藏高原143个县区生长季草地NDVI动态变化、气候变化及人类活动的变化，同时采用面板数据模型分析了32年来青藏高原143个县区气候、人为因子变化对草地NDVI变化的相对贡献。研究结果显示：（1）青藏高原高寒草地生长季NDVI总体呈增长趋势，草地植被生长状态呈现“整体改善、局部退化”趋势；（2）青藏高原生长季平均气温与降水量整体增加，气候呈现“暖湿化”趋势；（3）在长时间尺度上，气候因子主导了青藏高原高寒草地NDVI的变化，降雨和气温的增加促进草地NDVI的增加，放牧强度的持续增加则导致草地NDVI的减少。     

基于Oracle数据库的水稻病虫综合防治专家系统

应用数据库、计算机网络和空间信息技术,研制出基于Oracle数据库的“水稻病虫综合防治专家系统RIPMES Ⅱ”。系统包括数据采集、数据维护专家决策和GIS应用等子系统,能解决实时数据采集、海量数据存贮与分析、病虫害防治辅助决策、虫害空间分布特征分析等问题,是水稻病虫害综合防治的一个有效工具,同时也可为类似的专家系统的研究提供参考。     

具有天敌捕食的鼠害综合防治模型研究

鼠害综合防治是以生态学为基础综合考察各种措施的有机结合与协调 ,综合运用生态学、经济学、环境保护学、系统工程学的观点 ,充分利用自然因素控制鼠害 ,以取得较好的经济效益、生态效益和社会效益。害鼠种群动态、天敌类群动态以及植物群体生长动态是综合防治的基本理论问题 ,确定经济阈值是实现害鼠种群数量科学控制的重要前提[1] 。在综合防治过程中 ,如何最大限度地发挥天敌的作用 ,并将这种作用与其他自然限制因素以及人为防治措施相互协调 ,共同作用 ,是鼠害防治实践中最重要的课题之一 [2 ]。本文先简要综述天敌控制鼠害的研究成果 …     

SIMULATION AND OPTIMAL MANAGEMENT OF THE PEST-NATURAL ENEMY-INSECTICIDE SYSTEM OF PADDY FIELDS IN MIDDLE SEASON RICE CROPPING REGION*

Abstract Investigations on the pest-natural enemy-insecticide system, including rice leaf roller-spider-tamaron and planthopper-spider-tamaron system, were carried out in the paddy fields in middle season rice cropping region. The relationship among insect pest, natural enemy and insecticide were studied based on the principle of the pest management system engineering. The optimal management models of the two systems were developed. Their diagrams of optimal feedback control strategy were contoured for computer monitoring of the pest-natural enemy-insecticide system. The population densities of pest and natural enemy in the future could be forecasted and the optimal strategy could be made when the current field densities of pest and natural enemy were input into the computer. The optimal performance index, which is a combination of the total cost of using the chemical and the total cost of pest damage to crops, for pest control is minimized. The objective of the system management is to drive the state of the system towards a beneficial equilibrium of the system generally. A comparison of the new IPM strategy with the ordinary strategy based on a single economic threshold is conducted in this paper. The optimal control strategies suggest that both pest and natural enemy populations should be controlled in the integrated pest management.     

"社会-经济-自然复合生态系统"中的鼠害治理

在自然生态系统中,鼠类并非完全有害,作为生态系统中的一个组成部分和物流与能流的一环,有其存在的必然性。只有在与人类的生活和生产发生冲突时,鼠类才表现出其危害,生态系统的失衡是鼠类暴发成灾最根本的原因。目前,害鼠对工农业生产造成严重的危害,并威胁着人们的身体健康,害鼠防治的异化则对生态环境造成严重的影响。对鼠害的治理是一项社会性的工程,当地政府的政策法令、组织管理、人们的科学化素质以及科技普及程度,对害鼠的控制有着重要的作用。从长远发展来讲,随着社会的进步,经济的发展,人民生活水平的提高,害鼠种群数量将会受到控制而趋于下降。但中短期而言,社会经济建设的某些活动可能引发局部或大面积害鼠种群的暴发。因此在实施那些措施时,若能注意害鼠种群的发生发展,或对有关项目可能对鼠类生存环境的影响进行预测,并采取有效措施控制害鼠种群,将会减少害鼠带来的各种损失,更有利于我们的经济建设。由此提出,可适时地采用“社会—经济—自然复合生态系统”的思维,并关注目前社会经济活动中重大举措对鼠类群落的影响,科学地制定鼠害控制对策。     

中季稻区稻田害虫—天敌—农药系统的模拟及其优化管理的研究(英文)

本文以中季稻区稻田主要害虫稻飞虱、稻纵卷叶螟和捕食天敌蜘蛛的田间系统调查资料为基础,以害虫—天敌—农药系统为研究对象,应用害虫管理系统工程的原理,处理害虫、捕食天敌与农药三者之间的关系。建立了稻纵叶螟—蜘蛛—甲胺磷和稻飞虱—蜘蛛—甲胺磷两系统优化管理模型,绘制了它们的优化反馈控制策略图,利用微机对系统进行最优监控。使用时输入当前田间害虫与天敌数量,就可对系统作出即时的预测和最优决策。该策略确立的控制害虫的最优性能指标,是使害虫对农作物的为害所造成的损失与防治费用之和最小,并且使害虫和天敌的数量处于系统平衡状态。文中比较分析了该策略与基于经济阈值的常规害虫管理策略,指出了新策略在害虫综合治理中对天敌数量进行控制和管理的作用及其意义。     

内蒙古草场鼠害的基本特征及其生态对策

天然草场是发展畜牧业的重要基地。本区草场面积辽阔,资源丰富,具有很大的生产潜力。对于此类可再生资源的利用和保护,从东部的草原草场到西部荒漠草场,目前均还存在不同程度的草场退化、沙化以及与此有关的鼠害问题。鼠患严重地区,如呼伦贝尔草原,据有关单位1971-1982年统计资料,在布氏田鼠(Microtus brandti)种群数量增长年份,受害草场达可利用面积的54%;一般年份亦有10-20%。     

Application of an image and environmental sensor network for automated greenhouse insect pest monitoring

This work presents an automated insect pest counting and environmental condition monitoring system using integrated camera modules and an embedded system as the sensor node in a wireless sensor network. The sensor node can be used to simultaneously acquire images of sticky paper traps and measure temperature, humidity, and light intensity levels in a greenhouse. An image processing algorithm was applied to automatically detect and count insect pests on an insect sticky trap with 93% average temporal detection accuracy compared with manual counting. The integrated monitoring system was implemented with multiple sensor nodes in a greenhouse and experiments were performed to test the system’s performance. Experimental results show that the automatic counting of the monitoring system is comparable with manual counting, and the insect pest count information can be continuously and effectively recorded. Information on insect pest concentrations were further analyzed temporally and spatially with environmental factors. Analyses of experimental data reveal that the normalized hourly increase in the insect pest count appears to be associated with the change in light intensity, temperature, and relative humidity. With the proposed system, laborious manual counting can be circumvented and timely assessment of insect pest and environmental information can be achieved. The system also offers an efficient tool for long-term insect pest behavior observations, as well as for practical applications in integrated pest management (IPM).     

湖南农业鼠害防治技术研究 Ⅰ.害鼠的种类、害区和与防治有关的生物学特性

本文报道湖南省的农业鼠害防治技术,内容包括农业鼠害、鼠种组成、鼠害类型、鼠类生态等生物学特性,为大面积全生境灭鼠提供综合性的防治技术措施。     

Computer-aided technology for regional pest management: Towards agricultural sustainability

Sustainable agriculture is commonly accepted in China and is practised by means of agro-ecological engineering. Large scale agricultural production, supported by advanced technology and the dissemination of eco-agricultural knowledge, will be more important in the future. With the development of integrated pest management, increasing evidence suggests that, large- and very-large-scale ecological engineering techniques must be developed and used. Also, computer-aided techniques such as geographical information systems and expert systems offer a more effective way to resolve new problems in pest management. As a pilot investigation using computer-aided technology for regional pest management in China, a vegetable production information and decision system, BJ-CABBAGIS, has been developed. Design of the system, supporting software and hardware for its development, and its function and preliminary application are presented in detail.     

我国害鼠不育控制研究进展

害鼠给人类带来巨大的经济损失,导致严重的生态问题。人们采用各种方法防治鼠害,其中不育控制是一种新的方法。不育控制即通过某种手段使雄性或和雌性绝育,或阻碍胚胎着床,甚至阻断幼体生长,以降低生育率。不育控制的概念最早在20世纪60年代提出,近年来,我国在利用不育技术控制害鼠方面做了大量研究,总结了国内该领域研究的部分结果。在实验室测试了多种不育剂。被测试的不育剂对相应的鼠类几乎都有不育作用;一些不育剂会影响鼠类的行为,这会减弱竞争性繁殖干扰的作用;一些不育剂在达到一定剂量后有致死作用,不育和灭杀的双重作用会产生更好的控制效果;还观察到不育个体的复孕现象,这会减弱控制效果;关于不育剂安全性的研究发现更昔洛韦和M001雄性不育灭鼠剂对家鸽没有任何毒性作用。大量野外实验证实不育剂对害鼠大都有较好的控制效果,实际控制中,控制面积不宜太小。利用数学模型所作的理论分析表明不育控制有不比灭杀控制差的效果;在决定种群是否灭绝上,不育率、灭杀率、选择性收获率等的作用是相同的。根据研究的实际情况,本文提出了一些今后研究中应注意的问题。无论在实验室还是野外,除了种群动态外,还要记录更详细的数据,以期对不育控制有更详细的了解。要加大不育剂对非靶向动物和环境影响的研究。在不育控制这种干扰下,害鼠种群的变化必然导致与其相关的种群也作出相应的变化,这一方面的研究需要进行。每种控制方式都有自己的特点,多种控制方法联合使用会达到更理想的效果。竞争性繁殖干扰现象是存在的,它使种群规模更小,在数学模型中,应体现出这一因素。