长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库多样性的影响

施肥等人为管理下农田生态系统生物多样性的变化规律及其保护是生态系统研究的重要内容之一。我们通过镜检法对太湖地区一个长期肥料定点试验稻油轮作田表层(0–15cm)土壤中杂草种子的种类进行了鉴定,分析了长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库群落结构及多样性的影响,讨论了杂草种子库多样性与农田生态系统生产力和稳定性的关系。4种施肥方式分别为不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥配施猪粪(CMF)以及化肥配施秸秆(CSF)。结果表明:无论水稻种植季还是油菜种植季,与长期不施肥、单施化肥及化肥配施猪粪相比,化肥配施秸秆条件下的田间土壤杂草种子库密度均最低,但其总物种数和多样性较高;同时,这种施肥方式下水稻与油菜的年平均产量也较高,而且年际波动小。可见,施肥方式的不同会影响杂草种子库的多样性,而多样性的高低与农作物产量高低及稳定性有着一定的相关关系:即均衡的施肥方式有利于维持土壤杂草种子库多样性,提高农作物产量,并降低产量年际间的波动性。在本文研究的4种施肥方式中,化肥配施秸秆可以作为提高农田生态系统生产力和稳定性并保持生物多样性的农田施肥管理方式。     

中国农业生态系统多样性保护研究现状与展望

面对气候变化、人口增长和农业集约化等一系列挑战,如何推动农业可持续发展,保障粮食安全,农业生态系统多样性以其独特的遗传、生态和传统社会文化价值成为解决这一难题的重要出路。全面了解农业生态系统多样性的特性、主要影响因子、保护利用措施和研究手段将对制定农业生态系统多样性保护策略具有重要的参考价值。本文研究内容只涉及农业即种植业不是大农业。本文系统分析了各类影响因子和管理措施对农业生态系统多样性的影响,介绍了我国农业生态系统多样性典型生态区域的现状和变化动态,系统阐述了农业生态系统多样性的评估方法,分析了农业生态系统多样性保护和管理的措施,并据此指出我国目前农业生态系统多样性研究的主要问题和今后的展望。分析发现,农业生态系统多样性在维持农业生态服务功能、提高农业生态系统的可恢复力、减少化肥农药污染和发展绿色农业方面发挥着重要的作用。从目前的研究和保护利用情况看,需要完善农业生态系统多样性的评估指标和方法,加强农业生态系统多样性的管理政策和协调机制,加大农业生态系统多样性保护和利用力度,使农业生态系统多样性保护和利用成为主流化。     

生物多样性与生态系统服务——关系、权衡与管理

生物多样性和生态系统服务是人类生存和社会经济可持续发展的物质基础,应对生物多样性丧失和生态系统服务退化问题已经成为继气候变化之后的又一个全球性环境热点问题。生物多样性是生态系统生产力、稳定性、抵抗生物入侵以及养分动态的主要决定因素,生物多样性越高,生态系统功能性状的范围越广,生态系统服务质量就越高越稳定。目的是探讨生物多样性和生态系统服务之间的关系:(1)明确了生物多样性与生态系统过程、功能、服务之间的关系;(2)生物多样性在生态系统服务中的角色:生物多样性在不同的空间尺度通过各种形式的运行机制与生态系统服务产生联系,生物多样性是生态系统过程的调节者,是巩固生态系统服务的一个重要因素,生物多样性也是一种终极的生态系统服务,并在遗传和物种水平上直接贡献了其利益和价值;(3)生物多样性与生态系统服务权衡和协同关系的研究可以更好的帮助管理人员做出有利的决策和保护工作,也是制定规划和适应策略以减少生物多样性危机带来的不利影响的基础;(4)生物多样性与生态系统服务的关系在不同的时间和空间尺度上是不恒定的,有必要共同确定生态系统服务和生物多样性的空间格局,以有效和可持续的进行生态系统管理;(5)虽然生物多样性保护和生态系统管理还存在许多不确定性,但相关理论应该在管理、保护和恢复生态系统中发挥重要作用。研究提出了进一步研究的领域,以促进生物多样性保护和生态系统服务提供之间的协同作用。希望对相关领域的研究有所帮助。     

农业部门保护生物多样性的责任

中国农业部门利用的国土面积达50％,农业生态系统是由古代生物多样性丰富的自然生态系统开发出来的,在农业生态系统中仍残存生物多样性富集的岛状野生生境和大量珍稀、濒危物种。农业上栽培和养殖利用1200多个动植物品种也是宝贵的种质资源,农业部门在保护生物多样性行动中责任重大。生物多样性是农业发展的潜在资源,开发不当会带来对农业再发展的危害。农业部门已开始了生物多样性保护行动,但存在许多需要改善与加强的环节,如国家首先要明确落实农业部门在保护生物多样性中的责任,保护农业生物多样性要列入国家和部门的发展计划,完善法规、政策、加强宣传教育,加强国内外合作交流等。     

农作物遗传多样性农家保护的现状及前景

农作物地方品种的有效保护是农业生物多样性的可持续利用的基础。由于现代农业的集约化生产方式使大量农作物地方品种被少数高产改良品种所取代,造成农作物基因库的严重“基因流失”（genetic erosion)。农家保护是在农业生态系统中进行的动态保护,被保护的生物多亲性可在其生境中继续进化而产生新的遗传变异,在而是农业生物多样性就地保护的重要途径。然而,尽管人们对作物品种资源农家保护的兴趣不断增长,也有大量有关农家的保护的研究和案例分析,但目前为止还没有比较成功的农家保护实例报道。因此,对农家保护的机制及科学问题进行深入的研究,并寻求一条新的途径来充分发挥农家保护应有的作用,显得格外重要。利用生物多样性布局的水稻混合间栽的生产模式,不仅解决了病害控制的问题,而且也保护了水稻地方品种的多样性。这种混合间栽的生物多样性布局和生产方式可能成为农保护的一条新途径。     

青藏高原高寒草地生物多样性与生态系统功能的关系

生物多样性和生态系统功能(BEF)之间的关系是目前陆地生态系统生态学研究的热点, 对于生态系统的高效利用与管理意义重大, 而且对于退化生态系统功能的恢复及生物多样性的保护有重要的指导作用。高寒草地是青藏高原生态系统的主体, 近年来, 在气候变化与人为干扰等因素的驱动下, 高寒草地生态系统功能严重衰退。为此, 本文在综述物种多样性和生态系统功能及其相互关系研究进展的基础上, 首先从地下生态学过程研究、全球变化对生态系统多功能性的影响等方面解析了目前关于草地生物多样性和生态系统功能研究中存在的问题。继而, 从不同草地类型、草地退化程度、放牧、模拟气候变化、刈割、施肥、封育和补播等干扰利用方式对高寒草地物种多样性与生态系统功能的影响进行了全面的评述。并指出了高寒草地BEF研究中存在的不足, 今后应基于物种功能多样性开展高寒草地BEF研究, 全面且综合地考虑非生物因子(养分资源、外界干扰、环境波动等)对生物多样性与生态系统功能之间关系的影响, 关注尺度效应和要素耦合在全球气候变化对高寒草地BEF研究中的作用。最后, 以高寒草地BEF研究进展和结论为支撑依据, 综合提出了高寒草地资源利用和生物多样性保护的措施与建议: 加强放牧管理, 保护生物多样性; 治理退化草地, 维持生物多样性功能; 加强创新保护理念, 增强生态系统功能。     

土壤真菌多样性研究进展

土壤真菌具有重要的生态功能,是生态系统中的重要组成部分,既包含有益真菌,也包含病原真菌,它们共同构成了土壤真菌的多样性。土壤真菌的多样性及其群落结构组成是评价其所在生态系统健康稳定的重要指标之一。近年来不仅对土壤真菌多样性和群落结构特征方面进行研究,而且对其生物功能,如土壤真菌在生物防治、有害物质吸附和降解等方面也进行了研究和探索,研究结果体现了土壤真菌的应用潜质。文中对影响土壤真菌多样性的因素进行了分析,对土壤真菌多样性的研究进行了展望,以期对未来农业生产、环境保护和科学研究提供参考。     

农田边界生物多样性保护功能的初步研究——以北京东北旺步甲群落多样性研究为例

农田边界是农田间的过渡带 ,包含了树篱、防护林、草皮 (带 )、墙、篱笆、沟渠、道路、作物边界带等景观要素[3] 。许多研究表明 ,农田边界在保护生物多样性方面有着重要的作用。Ｄｅｎｎｉｓ等[7] 的研究表明 ,通过为节肢动物提供多样、稳定的栖息地和越冬场所 ,增加农田中节肢动物的多样性。Ｈｏｌｌａｎｄ等[12 ] 的研究也表明 ,林地边界在农业生态系统中能起到保护生物多样性的作用 ,这种作用不仅使林地中有较高的多样性 ,而且还使相邻农田生物多样性增加。同时 ,多样化的农田生态系统比纯作系统具有更为丰富和多样的害虫天敌[6 ] 。国…     

中国农业生物多样性保护进展概述

农业生物多样性是农业安全生产的基础条件和农业可持续发展的战略资源。中国自20世纪50年代就开始重视农业生物多样性的保护, 建立了较为完善的法律法规等保障体系, 并在农业生态系统、物种和遗传多样性3个层面采取了一系列保护措施, 基本形成了异位保存和原生境保护相互补充的保护体系, 取得了显著的保护成效。本文概述了中国近70年来农业生物多样性保护在法律法规和保护机制、保护规划、保护体系和能力建设方面取得的进展, 指出我国农业生物多样性保护面临着未与国际国内发展战略相适应、保护体系不完整、保护能力不足等问题, 并提出完善我国农业生物多样性保护体系、促进农业生态系统服务功能系统化、加快农业生物多样性主流化进程以及加强能力建设等相关建议。     

转基因植物对农业生物多样性的影响

论述了近年来转基因植物对农业生态系统生物多样性影响的研究进展．主要在遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次上予以评述．包括转基因植物对作物遗传多样性的影响;转基因植物的外源基因向杂草和近缘野生种转移;转基因抗虫植物对目标害虫的影响。抗除草剂转基因植物对作物和杂草的影响,抗病毒转基因植物对病毒的影响;转基因植物对非目标生物的影响,对土壤生态系统的影响等．     

利用农业生物多样性持续控制有害生物

农业生物多样性对保障全球粮食安全和农业可持续发展至关重要.人类在多样性的形成上发挥了关键作用,人类结合自然进化创造了遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性.农业生物多样性发挥了很多社会经济和环境功能:保障粮食安全;维持农业生态系统可持续发展;赋予农村经济适变性.但当前人类毁灭农业生物多样性的速度更为惊人.在总结石油农业单一化种植的生态负效应、传统农业提倡“天人合一”的生态正效应的基础上,分析讨论了利用农业生物多样性持续控制有害生物的必要性和可行性,从生态系统多样性、物种多样性和种内遗传多样性3个层次,归纳了构建和恢复农田生物多样性的基本方法.基于病理学、生态学、营养学和生理学等学科领域,从群体异质效应、稀释效应、微生态效应、诱导抗性效应、物理阻隔效应、生理学效应和化感效应等7个方面,归纳了利用农业生物多样性持续控制有害生物的基础原理.寻求低投入、高效益、多样化和可持续的农业生产系统是当今世界许多科学家、决策者和生产者共同关心的问题.农业生物多样性具有重要的生态作用,在现代农业框架下,是合情合理构建持续、稳定、健康、高产的农田生态系统,持续控制有害生物的金钥匙.为此必须加强四方面的课题研究:各种作物之间的相生相克关系及其作用机理;各种有害生物的主要天敌种类、生物学、生态学特性及其适生环境;利用农业生物多样性全面、持续控制有害生物的农业生产模式;与其相配套的农艺措施与农业机械.     

农用化学品污染及预防建议

农用化学品是农业生产的重要组成部分,其安全问题也成为人们关注的焦点。农用化学品可分为化肥、农药、农膜3类。化肥主要用于提高土壤肥力,增加农作物产量,不合理使用则会改变土壤性质,降低土壤肥力,并且对生态环境以及人类健康造成不可忽视的危害。农药主要用于杀菌、杀虫、除草等,在促进和保障农作物健康生长中发挥重要作用,但农药的滥用造成农药事故频发,农药的毒性富集作用以及残留问题越发引起人们的关注。农膜主要用于农膜覆盖栽培技术,农膜的原料主要是聚乙烯树脂等高分子化学物质,在土壤中很难降解,造成的环境污染问题日益突出。各种农用化学品的不合理使用,可降低农产品的质量,使其在出口贸易中受到极大限制,造成巨大的经济损失。本文在肯定农用化学品在现代化农业生产中的巨大贡献的同时,深入分析了其污染状况及危害,总结了当前国际上对于化肥、农药、农膜的研究进展以及所取得的成果,最后提出了科学使用农用化学品的建议。     

The distribution and attributes of selected weeds as hayfever plants

Weeds are probably the most important vascular plants with relation to hayfever. This is because several plant families such as the Chenopodiaceae, Amaranthaceae, Graminae (Poaceae) and Compositae have wide-spread, abundant, anemophylous taxa which occur as major weeds of both agriculture and waste places. Several characteristics will be presented about the ability of these species to be successful in promoting allergies on a international basis. Interestingly, many of these plant species have been included on weed lists of countries whose geography, ecological amplitudes, climates, and agricultural practices are similar. The subsequent reproductive strategy for these species will be reviewed and biological traits discussed with reference to pollen grain production, and dispersal methods or importance as both weeds and hayfever plants.     

植物内生菌及其次级代谢产物的研究进展

植物内生菌经过与寄主植物长期的协同进化,成为植物内生态系统的重要组成部分,在植物的生长发育、营养吸收、胁迫应激以及产生次级代谢产物等生理生化行为方面具有显著的作用。利用植物内生菌及其次级代谢产物,可以促进农作物的生长发育、提高抗逆性,对于农业生产具有重大的研究意义和应用价值。综述了植物内生菌及其次级代谢产物生理功能及在农业生产中应用的研究进展。对植物内生菌及其次级代谢产物未来的研究重点和应用前景做出展望。     

专业化茶叶种植影响下的农业生态系统服务功能价值评价——以福建省安溪县为例

饮茶已逐渐成为世界潮流与时尚,不断扩大的茶叶需求正不断刺激茶叶的增产,茶叶经济发展受到世界瞩目,但关于规模化、专业化茶叶种植对农业生态系统的影响却未得到相应的关注。为研究规模不断扩大的专业化茶叶种植对农业生态系统的影响,以专业化茶叶种植大县安溪县为研究对象,通过构建由供给、调节和支持正、负服务组成的农业生态系统服务功能价值评价指标体系,结合能值法,从不同专业化茶叶种植水平、不同农业种植结构、不同地貌类型三个方面进行评估分析。研究结果表明:(1)安溪县以专业化茶叶种植为主的农业生态系统中供给、调节和支持三大服务功能的正服务价值都大于负服务价值,系统以提供正服务为主;(2)专业化茶叶种植具有较高的经济效益和较好的气体、气候调节能力,对农业生态系统中的供给与调节功能具有正效应;(3)但专业化种植过程中造成的土壤流失情况也较为严重,对农业生态系统支持功能的负面影响较大;(4)"茶-蔬"、"茶-果"等复合生态茶树种植结构有利于提高农业生态系统服务功能,实现茶叶经济与农业生态系统的和谐发展。     

The Nature and Longevity of Agricultural Impacts on Soil Carbon and Nutrients: A Review

Since the domestication of plant and animal species around 10,000 years ago, cultivation and animal husbandry have been major components of global change. Agricultural activities such as tillage, fertilization, and biomass alteration lead to fundamental changes in the pools and fluxes of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) that originally existed in native ecosystems. Land is often taken out of agricultural production for economic, social, or biological reasons, and the ability to predict the biogeochemical trajectory of this land is important to our understanding of ecosystem development and our projections of food security for the future. Tillage generally decreases soil organic matter (SOM) due to erosion and disruption of the physical, biochemical, and chemical mechanisms of SOM stabilization, but SOM can generally reaccumulate after the cessation of cultivation. The use of organic amendments causes increases in SOM on agricultural fields that can last for centuries to millennia after the termination of applications, although the locations that provide the organic amendments are concurrently depleted. The legacy of agriculture is therefore highly variable on decadal to millennial time scales and depends on the specific management practices that are followed during the agricultural period. State factors such as climate and parent material (particularly clay content and mineralogy) modify ecosystem processes such that they may be useful predictors of rates of postagricultural biogeochemical change. In addition to accurate biogeochemical budgets of postagricultural systems, ecosystem models that more explicitly incorporate mechanisms of SOM loss and formation with agricultural practices will be helpful. Developing this predictive capacity will aid in ecological restoration efforts and improve the management of modern agroecosystems as demands on agriculture become more pressing.     

Services performed by the ecosystem: forest remnants influence agricultural cultures' pollination and production

Ecosystem services are natural functions of an ecosystem that can be, secondarily, used for the benefit of humans. A recent estimate showed that ecosystem services equal, on average, 33 trillion dollars a year, with pollination being responsible for 112 billions dollars. The alteration of natural systems and the loss of pollinating species have caused a decrease in many crops' productivity. The objective of this work is to evaluate the pollination as an ecological service in agriculture, testing the hypothesis that the presence of forest remnants increases coffee agricultural productivity through an increase in pollination. This argument is based on the assumption that areas of preservation of native forest required by Brazilian law provide pollinators to local agroecosystems. Fruit production was compared among three different planting regimes: agrosilviculture, and conventional monoculture with and without preserved forest remnants nearby. The average flower production by branch was different among the farms and was not related to the planting methods. The first flowering was larger than the second, representing 81–98% of the flowers' total production. The farms near forest fragments had an increase of 14.6% in production that can be related to the pollinating services.     

全球气候变化对农业生态系统的影响研究进展

全球大气中CO2浓度升高、气温升高及降水量的变化等是全球气候变化对农业生产和农业生态系统影响最为重要的几个生态因子,其影响主要表现在对农作物产量、生长发育、病虫害、农业水资源及农业生态系统结构和功能等方面.在过去的几十年,全球气候变化已对我国农业和农业生态系统,特别是我国北方旱区农业造成重大影响,其中不少影响是负面的或不利的.本文综述了全球气候变化对农业水资源、农田土壤养分变化、农作物生长发育、农作物病虫害与杂草、粮食安全及农业生态系统的结构和功能等方面的影响.针对21世纪全球气候变化对我国农业生产和农业生态系统带来的挑战,探讨了今后研究的重点和难点问题.     

An approach for the identification of exemplar sites for scaling up targeted field observations of benthic biogeochemistry in heterogeneous environments

Headwater streams influence the biogeochemical characteristics of large rivers and play important roles in regional and global carbon budgets. The combined effects of seasonality and land use change on the biogeochemistry of headwater streams, however, are not well understood. In this study we assessed the influence of catchment land use and seasonality on the composition of dissolved organic matter (DOM) and ecosystem metabolism in headwater streams of a Kenyan river. Fifty sites in 34 streams draining a gradient of catchment land use from 100% natural forest to 100% agriculture were sampled to determine temporal and spatial variation in DOM composition. Gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (ER) were determined in 10 streams draining primarily forest or agricultural catchments. Absorbance and fluorescence spectrophotometry of DOM reflected notable shifts in composition along the land use gradient and with season. During the dry season, forest streams contained higher molecular weight and terrestrially derived DOM, whereas agricultural streams were dominated by autochthonous production and low molecular weight DOM. During the rainy season, aromaticity and high molecular weight DOM increased in agricultural streams, coinciding with seasonal erosion of soils and inputs of organic matter from farmlands. Most of the streams were heterotrophic. However, GPP and ER were generally greater in agricultural streams, driven by higher dissolved nutrient (mainly TDN) concentrations, light availability (open canopy) and temperature compared with forest streams. There were correlations between freshly and autochthonously produced DOM, GPP and ER during both the dry and wet seasons. This is one of the few studies to link land-use with organic carbon dynamics and DOM composition. Measures of ecosystem metabolism in these streams help to affirm the role of tropical streams and rivers as important components of the global carbon cycle and demonstrate that even semi-intensive, smallholder agriculture can have measurable effects on riverine ecosystem functioning.