科学保护生命之源

桂林山水甲天下,凡是到过桂林的人都会被这里的湖光山色所迷倒,不过很多人或许不知道这样的美景得益于漓江上游的水源地——猫儿山的恩泽。林海茫茫的猫儿山国家级自然保护区,森林覆盖率达96.5%。其主峰海拔2141.5米,居五岭之冠,为华南之巅。保护区远离村庄,没有耕地,人迹罕至,绝大多数山地保持着原始风貌,有原始森林15158公顷,是广西面积最大的原始林区之一。林内古木参天,浓荫蔽日,枯木朽树遍布,落叶如毡。     

1982-2012年中国植被覆盖时空变化特征

利用GIMMS NDVI、MODIS NDVI和气象数据,辅以趋势分析、分段回归以及相关分析等方法,分析了1982—2012年我国植被NDVI时空变化特征及其驱动因素。结果表明:(1)近30年我国植被NDVI呈缓慢增加趋势,增速为0.2%/10a;植被覆盖变化阶段性特征明显:即1982—1997年和1997—2012年植被覆盖均呈显著增加趋势,增速分别为1.2%/10a和0.6%/10a,均通过显著水平0.05的检验。(2)空间上,我国陕北黄土高原、西藏中西部以及新疆准格尔盆地等地区植被NDVI呈显著增加趋势;而东北地区的大、小兴安岭和长白山、新疆北部的天山和阿尔泰山以及黄河源和秦巴山区等地区植被NDVI呈显著下降趋势,其中东北地区和新疆北部山区下降尤为显著,说明近年来我国中高纬度山区植被活动呈下降趋势。(3)不同区域植被对气温和降水的响应存在差异,我国北方地区植被对气温具有较长的响应持续时间;而除云南外,南方地区植被对降水的响应时间存在1—3个月的响应时间,且随着滞后时间的延长,相关性逐渐增大。(4)我国植被覆盖增加是气候变化和人类活动共同驱动的结果,尤其是1999年之后人类活动影响逐渐加强。而我国东北地区和新疆北部山区植被覆盖的下降可能是由于该区降水减少所致,东南沿海地区植被退化则受城市化影响显著。     

林地覆盖经营对雷竹鞭根主要养分内循环的影响

为了给林地覆盖经营雷竹(Phyllostachys violascens)林可持续经营提供理论参考,探讨了休养式覆盖经营(覆盖3a后休养3a)、长期覆盖经营(覆盖6a)和不覆盖雷竹林(CK)2年生壮龄竹鞭及其1级、2级根N、P、K、Mg、Ca、Fe浓度和养分迁移、内循环率的差异。结果表明:不同覆盖经营年限雷竹林N、P、K、Mg、Ca和Fe浓度总体上1级根显著高于2级根。1级根和2级根中均存在N、P、K、Mg的养分内循环,且1级根养分内循环率大于2级根,Fe、Ca内循环不明显。N、P、K、Mg养分浓度与养分迁移速率随时间的推延,1级根为持续降低,2级根为先升高后降低。与不覆盖雷竹林相比,休养式林地覆盖经营总体上提高了1级、2级根的N、P、K、Ca的浓度和P、K、Mg的迁移速率、N、P、K的迁移量、P、K的养分内循环率以及1级根Mg的浓度和迁移量、2级根N的迁移速率和Mg的内循环率;长期林地覆盖经营虽提高了雷竹1级根N、K的浓度和N的迁移量及2级根N的浓度和内循环率,但总体上降低了1级根P、K、Mg和2级根N、P、Mg的迁移量与1级、2级根P、Mg的迁移速率及P、K、Mg的养分内循环率。研究表明:雷竹林鞭根中存在明显的养分内循环,且1级根对养分内循环的贡献较大。休养式林地覆盖经营利于雷竹林对养分的循环利用,而长期覆盖经营阻碍了根系对养分的平衡吸收,减弱了根系养分的内循环,不利于雷竹林的生长更新。     

免耕覆盖对不同质地土壤水分与作物产量的影响

采用空间位移法,将河北省吴桥县3种质地(砂土、砂质壤土、砂质粘壤土)的原状土转移到同一地点,研究了华北平原免耕覆盖下3种质地土壤的水分特征与作物产量。试验于2010—2013年开展,地点设在河北省吴桥县中国农业大学吴桥实验站。结果表明:相对传统翻耕,免耕覆盖可以增加土壤体积含水量,且在砂质壤土上的保水效果比其他2种土质更明显;砂质粘壤土免耕覆盖处理0~20 cm土层土壤体积含水量较传统翻耕处理低,不同于其他2种土壤;根据试验前2年结果,免耕覆盖并未显著提高作物的水分利用效率,小麦季趋势较为一致,砂土、砂质壤土和砂质粘壤土免耕覆盖的WUE比翻耕分别低13.95%、9.76%和8.61%;玉米季不同土质的趋势有差异,其中砂土免耕覆盖处理的WUE比翻耕低6.45%,而砂质粘壤土免耕覆盖处理的WUE比翻耕高4.89%,但差异均不显著;3种土质下,免耕覆盖相对传统翻耕没有表现出增产优势,小麦产量比传统翻耕分别降低7.09%、4.26%和0.39%,玉米产量分别减少9.81%、4.11%和10.19%。本试验条件下,免耕覆盖措施在3种土质均具有较好的保水效果,但短期内没有表现出增产趋势。     

种内竞争和残落物覆盖对杉木和檵木细根形态特征的影响

细根对生态系统养分、水分和碳循环至关重要。然而,目前关于森林生态系统细根可塑性的研究多集中于乔木树种,对灌木少有研究。本研究以杉木(乔木)和檵木(灌木)为研究对象,采用根袋法研究种内竞争和残落物覆盖对2物种1级和2级细根形态特征(比根长、直径和分枝比)及养分吸收能力的影响,揭示种内竞争和林下管理措施(残落物覆盖)对2物种细根塑性和养分吸收策略的影响机制。结果表明:残落物覆盖、种内竞争及二者的交互作用对杉木细根形态特征各指标均无显著影响。残落物覆盖显著提高了檵木1、2级根分枝比,残落物覆盖、种内竞争及二者的交互作用均显著降低了檵木1级根的直径。檵木细根属性的这些变化增加了其细根的养分吸收速率。因此,增加杉木林残落物覆盖使林下檵木细根形态特征的变化更利于土壤养分的高效吸收,进而可能会与同土层中塑性差的杉木细根产生养分竞争。     

旱地小麦休闲期覆盖保水与产量构成因素的关系

为探索旱地小麦休闲期覆盖保水、增产技术途径,于2011—2012年在山西省闻喜县进行了前茬小麦收获后30 d或60 d深翻后进行地面全覆盖、半覆盖、不覆盖的大田试验,研究休闲期覆盖时间和覆盖方式对土壤水分和小麦产量形成的影响。结果表明:休闲期覆盖后,播种-孕穗期土壤蓄水量显著提高,尤其播种期140~200 cm,越冬期和返青期160~300 cm,拔节期80~160 cm,孕穗期0~120 cm、200~300 cm土层效果明显,且以前茬小麦收获后30 d采用全覆盖效果较好;覆盖后,越冬-孕穗期群体分蘖数增加,成熟期植株干物质量显著提高,穗数显著提高(3%~14%),产量显著提高(171~815 kg·hm-2);全覆盖处理成穗率、经济系数、产量及其构成因素均高于半覆盖,且以麦收后30 d覆盖效果较好;播种期土壤水分与穗数、穗粒数和产量关系密切,尤其是深层土壤水分,且直至孕穗期200~300 cm土壤水分与干物质量、穗数和产量关系仍密切;休闲期提早覆盖有利于蓄保休闲期降水于深层,且至孕穗期300 cm深处土壤水分仍有提高;有利于构建合理群体,主要通过提高穗数实现增产,且以全覆盖效果最好。     

长江干流圆筒吻鲍的年龄与生长

根据551尾标本研究了生活在长江干流中圆筒吻绚的年龄与生长,并提出了资源合理利用建议。圆筒吻绚的鳞片可作为年龄鉴定的依据,年轮形成期主要在2～5月。圆筒吻绚的体长与鳞长呈直线关系,与体重呈幂指数关系,生长适合Von Benalanffy生长方程。在1～2龄生长最快,为保护圆筒吻绚资源,应限捕体长200mm以下的个体。     

覆盖旱作方式和施氮水平对稻-麦轮作体系生产力和氮素利用的影响

在成都平原通过 3a的田间试验研究了水稻覆盖 (地膜和麦秸 )旱作和施氮水平对稻麦轮作体系生产力和氮素利用的影响。结果表明 :在施氮量为水稻季 15 0 kg/hm2 ,小麦季 12 0 kg/hm2 的条件下 ,覆盖旱作和传统淹水体系均能达到较高的产量水平。再增加施氮量对产量的影响不大 ,但使氮盈余急剧增加。不施氮或低量施氮会造成作物产量的显著下降和土壤氮素亏缺。水稻覆膜旱作对稻麦轮作的系统生产力 (水稻 小麦 )没有显著影响 ;但水稻覆麦秸旱作条件下系统的生产力有降低的趋势 ,主要由于水稻覆麦秸旱作条件下 ,水稻产量下降 ,而麦秸覆盖在小麦季的后效作用不足以弥补水稻产量的下降程度。水稻、小麦的氮素吸收表现出与作物产量类似的规律。水稻季土壤很难累积无机氮 ,而且与施肥和覆盖旱作与否没有关系。小麦季土壤中积累了较多的无机氮 ,而且随施氮水平的增加而明显增加     

千岛湖生态保护与建设对景观格局的影响研究

生态保护和生态建设过程对景观格局产生影响并使之发生变化,这种变化又会影响景观的生态过程。应用3s技术和景观指数分析了39年(1964-2003年)内千岛湖库区土地利用和土地覆盖格局的变化。结果显示,斑块总数和景观破碎度基本保持不变,但是各斑块类型的斑块数量、面积和优势度变化非常显著。最优势斑块类型由荒山(占陆地面积的47．44％)演变为马尾松( Pinus massoniana)林(占陆地面积的52．8l％),研究区域内森林植被覆盖率增加。研究还发现景观多样性指数略微下降。景观多样性是对土地利用和覆盖类型丰富度和均匀度的概要度量,并不一定总是和景观功能呈正相关关系。上述变化归因于多项生态保护措施的实施使得自然演替得以实现。景观格局的优化使生态系统的生态功能得到提高,包括生境恢复、生物多样性增加、水土流失减少。森林植被恢复以后,马尾松林斑块的单一化趋势应在今后的生物多样性保护、生态规划和可持续发展中得到重视。