从湿地到农田:围垦对生态系统碳排放的影响

湿地围垦转化为农田直接影响碳循环过程,但之前的众多研究忽略了相关人为活动如农资生产、农用器械使用等所产生的碳排放.为了更全面认识湿地围垦为农田所导致的这种变化,以崇明岛为研究地区,基于通量观测和生命周期评价,本文分别探讨当考虑和不考虑人为活动伴随的碳排放时,生态系统总碳排放的变化.结果表明: 如果只考虑生态系统与大气间的碳通量,农田仍表现为碳汇,但与自然湿地相比,其碳排放增加了10.47 t (CO₂-eq)·hm^-2;当将农业生产中人为活动碳排放纳入计算后,崇明岛自然湿地和围垦农田的碳排放总量分别为-15.38和6.54 t (CO₂-eq)·hm^-2,碳排放增加了21.92 t (CO₂-eq)·hm^-2,其中,人为活动碳排放为11.45 t (CO₂-eq)·hm^-2;田间种植和农资生产的碳排放共占农田生命周期碳排放总量的84.6%,化肥的生产施用是农田生命周期碳排放的主要来源之一.围垦使生态系统乃至区域尺度的碳源汇属性发生变化,需重新评估其影响;同时,为了达到低碳农业的目的,需减少化肥施用、提高化肥使用效率.     

Plant nutrient dynamics and stoichiometric homeostasis of invasive species Spartina alterniflora and native Cyperus malaccensis var. brevifolius in the Minjiang River estuarine wetlands

Aims Stoichiometric homeostasis is an important mechanism in maintaining ecosystem structure, function, and stability. The invasion of exotic species, Spartina alterniflora, has largely threatened the structure and function of native ecosystems in the Minjiang River estuarine wetland. However, how S. alterniflora invasion affect plant stoichiometric homeostasis is largely unknown. This could enhance our understanding on wetland ecosystem stability and expand the applications of ecological stoichiometry theory.
Methods Nitrogen (N) and phosphorus (P) contents of plant organs and soils in the S. alterniflora, Cyperus malaccensis var. brevifolius, and S. alterniflora-C. malaccensis var. brevifolius mixture were measured, and the homeostatic index (H) was calculated according to the stoichiometric homeostasis theory.
Important findings Our results showed that the invasion of S. alterniflora significantly increased soil N:P ratio (p < 0.05), but did not affect soil N or P contents. The N and P contents of leaf and stem were the highest for S. alterniflora, and those of the stem were the highest for C. malaccensis var. brevifolius. At the ecosystem level, the average of homeostatic index (H) of N (H_N, 25.31) was larger than those of P (H_P, 10.33) and N:P (H_N:P, 2.50). At the organ level, root H_N was significantly larger than stem H_N (p < 0.05) and sheath H_N:P was greater than root H_N:P (p < 0.05), while there was no significant difference for H_P among root, stem, leaf, and sheath (p > 0.05). As for species, root H_N of S. alterniflora was significantly larger than that of C. malaccensis var. brevifolius in the mixture community (p < 0.05). In the monoculture, stem H_N:P of S. alterniflora was significantly higher than that of C. malaccensis var. brevifolius (p < 0.05). Furthermore, root H_N, leaf H_N and sheath H_N of S. alterniflora in the mixed community was significantly larger than that of S. alterniflora in the monoculture (p < 0.05), suggesting that S. alterniflora invasions increased their stoichiometric homeostasis. Meanwhile, the stoichiometric homeostasis of invasive and native plants were influenced by multiple factors, such as nutrients, organs, vegetation, and invasion. However, larger homeostasis was found in S. alterniflora than in C. malaccensis var. brevifolius in some particular organs either in mixture or monoculture communities. Therefore, the successful invasion of S. alterniflora may result from higher homeostatic index than the native species, C. malaccensis var. brevifolius.     

鄱阳湖四种水鸟的栖息地利用与水深和食物的关系

为了了解水深和食物资源对水鸟栖息地利用的影响,2012 ~ 2013年越冬期,采用样方法,对鄱阳湖沙湖的白鹤 (Grus leucogeranus)、小天鹅 (Cygnus columbianus)、东方白鹳 (Ciconia boyciana) 和白琵鹭 (Platalea leucorodia) 4种水鸟的数量、觅食地和休息地的水深以及主要食物——沉水植物冬芽的密度和生物量进行了调查。每个样方为150 m? 150 m的栅格,全湖共设置152个样方。结果显示,10月份沉水植物冬芽的平均水深为 (124.2 ± 12.0) cm。4种水鸟觅食地的水深均显著高于其休息地的水深 (白鹤：Z = 11.96, 小天鹅：Z = 4.69, 东方白鹳：Z = 14.44, 白琵鹭：Z = 29.33, 所有P < 0.01);对于2种食冬芽的水鸟,白鹤觅食地的水深、冬芽生物量、取食深度以及休息地水深均显著低于小天鹅 (觅食地水深: Z = 8.56, 冬芽生物量: Z = 2.93, 取食深度: Z = 14.69, 休息地水深: Z = 4.34, 所有P < 0.05),但两者觅食地的冬芽密度差异不显著 (Z = 0.6, P = 0.55);对于2种食鱼性水鸟,东方白鹳觅食地水深、取食深度和休息地水深均显著大于白琵鹭 (觅食地水深: Z = 10.60; 取食深度: Z = 9.35; 休息地水深: Z = 8.47, 所有P < 0.01)。回归分析表明,白鹤、东方白鹳、白琵鹭的觅食个体数量均与水深呈二次项关系,个体数量最大的觅食地水深分别为23.9 cm,33.0 cm和22.6 cm;白鹤、小天鹅的觅食个体数量均与冬芽生物量呈线性关系。3种涉禽均只能分布在一定的水深范围内,且同种食性的水鸟利用不同的水深从而减少在空间生态位的重叠。     

大熊猫咬合力和采食速率的发育及其影响因素

咬合力在食物获取和雄性竞争等多方面影响大熊猫的生存和繁殖,同时,食性和咀嚼系统的独特性使大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)成为研究咬合力的理想物种。以往研究仅局限在通过测量大熊猫头骨进行力学模型估测,未经实体测量验证。本研究采用测力传感器定量测量了不同年龄段46只大熊猫的体重、切齿咬合力和采食速率,并重点关注幼仔期的发育过程。结果显示：幼年大熊猫的切齿咬合力在切齿由乳齿到恒齿的过渡期呈较快速度的增长,与此同时,采食竹笋的速率也呈快速上升趋势;在全部切齿更换为恒齿后,其切齿咬合力仍然呈上升趋势,但速度变缓,而采食速率进入平台期。经Logistics模型对采食速率增长曲线拟合,表明月龄可以解释速率变异的87.56%。不同年龄阶段的大熊猫咬合力中位数随年龄呈现明显的增长趋势,8～12月龄组的咬合力显著小于其他年龄组,13～18月龄的咬合力显著小于亚成年组、成年组以及老年组;亚成年组、成年组和老年组间尚未检测出显著性差异。竹笋和胡萝卜的采食速率以成年大熊猫最高,亚成年次之,老年略低于亚成年,幼年最低。本研究验证了测力传感器测量大熊猫咬合力的可行性,记录了咬合力和采食速率在幼...     

专食性-广食性天敌比例影响入侵植物喜旱莲子草生长防御策略

外来植物从原产地到入侵地通常会经历植食性天敌选择压力的变化,其生长防御性状的快速适应性进化是成功入侵的重要机制之一。植食性天敌按食性专一性分为专食性天敌与广食性天敌,并对植物生长防御性状产生不同的选择压力。然而,在自然群落中两类植食性天敌的相对比例可能会随时间和空间的改变而改变,这些变化对入侵植物生长防御进化的影响尚不清楚。本研究以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,在同质园条件下比较了原产地(阿根廷)和入侵地(中国)种群在不同专食性-广食性天敌比例处理下生长防御性状的差异。结果显示:专食性-广食性天敌比例对喜旱莲子草生长防御性状的影响无显著差异,但其与来源地之间的交互作用对生长性状中的贮藏根生物量与根冠比具有显著影响。其中入侵地种群的贮藏根生物量与根冠比随着专食性天敌比例的增加而增加,而原产地种群正好相反。通过对比原产地与入侵地种群生长防御相关性状发现,入侵地种群的总生物量(–21.4%, P=0.027)、地上生物量(–22.6%, P=0.026)、生长速率(–17.5%, P <0.001)和黄酮含量(–38.4%, P=0.0...     

崇明东滩鸟类栖息地优化区海三棱藨草野外恢复实践

中国滨海盐沼湿地受损严重，人工修复策略已成为保护滨海生境的主要措施之一。本研究探讨了在长江口上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区，互花米草控制和鸟类栖息地优化工程项目内空白生境的本土盐沼植物高效恢复技术。通过野外小试和中试试验，分析了长江口盐沼湿地建群种海三棱藨草恢复过程中繁殖体种类和移植方式对恢复效率的影响，并评估了不同恢复策略的恢复成本和效率。结果表明：1)海三棱藨草球茎苗耐淹性较强，适用于环境异质性较高的优化区；2)在4种恢复海三棱藨草群落的处理中，最经济高效的处理为无泥低密度球茎苗的移植方式，其每公顷的投入成本约为10100元。相较之下，无泥高密度、带泥低密度及带泥高密度的处理每公顷所需成本分别为41100、30000和120100元；3)经过近5年的努力，海三棱藨草群落在崇明东滩优化区C3区域覆盖度已超过60%,是相对成功的大规模野外恢复示范。本研究可为大规模滨海盐沼植物的恢复工程提供依据及支撑。     

北京及周边地区猛禽血液寄生虫的感染率与多样性

利用分子检测方法对2014—2015年北京及周边地区3目20种126只猛禽血液寄生虫的感染率和多样性进行调查。通过对猛禽血液寄生虫线粒体Cyt b基因的测序和系统发生分析,发现猛禽血液寄生虫的感染率较低(7.94%)。通过与Mal Avi数据库比对,共鉴定了7个谱系支,其中3个为新发现的血液变形虫属Haemoproteus谱系支,2个为首次在鸮形目Strigiformes中发现的谱系支。     

基于红外相机的不可个体识别动物种群密度估算方法

种群密度估计对野生动物的保护和管理至关重要,也是动物生态学和保护生物学备受关注的研究热点,但对大中型兽类种群数量的准确估算一直面临挑战。红外相机是哺乳动物调查中普遍采用的工具,也是克服这一挑战的一种经济有效的方法。目前国际上已有多种方法采用红外相机数据估算不可个体识别动物的种群密度,但相关技术在我国的应用案例较少,本文旨在为国内研究者应用红外相机数据估算动物种群密度提供参考。首先,我们介绍了随机相遇模型(randomencounter model, REM)、随机相遇与停留时间(random encounter and staying time, REST)模型、相机前停留时间(time in front of the camera,TIFC)模型以及红外相机距离取样(cameratrapdistancesampling,CTDS)这四种模型的基本原理和假设;其次,描述了这些模型在野外调查中的技术要点,并给出数据处理与分析的建议;最后,总结了每个模型的数据需求、优点和缺点。虽然我国目前拥有估算种群密度的大量红外相机数据源,但有很多物种的数量尚未知晓,也没有一种方法对所有红外相机数据都是...