农田边界生物多样性与边界属性相互关系研究

农田边界 (田埂ｆｉｅｌｄｂｏｕｎｄａｒｙ)可定义为农田(作物田块 )间过渡带 (ｅｃｏｔｏｎｅ) [4 ] 。不同类型农田边界所包含的景观要素不同。农田边界包括的景观要素有树篱、防护林、草带、墙、篱笆、沟渠、道路、作物边界带等。半自然生境的农田边界是重要的动植物栖息地和扩散廊道[6] ,而农田边界的生物多样性和物种的扩散 ,又受边界结构属性、农作系统及农作措施和区域景观结构及动态的影响[1,7] 。随着人口的增加和农业集约化的发展 ,农业景观中非生产性(半自然生境 )用地面积逐渐减少 ,在一定程度上引起生物多样性下降及影响农田…     

夏玉米植株及叶片生长发育热量需求的试验与模拟研究

通过比较国内多种积温计算方法造成的结果差异,推荐一种有较强生物学意义和普适性的职温计算方法,并以此计算了不同播期,不同品种,不同密度以及不同水肥管理条件下夏玉米各生育阶段,从出苗到各叶片完全展开以及各叶片生期的积温,讨论了影响植株及叶片生长发育期积温稳定性的主要因子,并模拟了单株出速度与出苗后温度累积及叶片生活期积温需求与叶龄的定量关系。     

坝上地区农田及两种恢复生境中蜘蛛多样性与群落特征

蜘蛛是农田生态系统中重要的自然天敌,其生物多样性及群落特征直接决定了农田的害虫控制等生态系统服务功能质量。农田及其周边的恢复生境是蜘蛛重要的栖息地。本研究采用陷阱法,对河北省张家口市崇礼区871、1360、1635 m 3个海拔农田、自然恢复草地及人工修复林地的蜘蛛群落的物种组成、物种多样性和功能特征进行研究,分析不同恢复生境中蜘蛛群落特征。结果表明: 不同生境蜘蛛的物种多样性指数差异明显,人工修复林地蜘蛛的多度为124.3只,显著高于自然恢复草地(70.1)及农田(38.6)的蜘蛛多度;人工修复林地(16.3)与自然恢复草地(21.4)的物种丰富度没有显著差别,但均显著高于农田(8.9);人工修复林地(2.04)及自然恢复草地(2.05)的Shannon多样性指数差异不显著,且均显著高于农田(1.55)。3种生境的蜘蛛群落组成均具有显著差异;蜘蛛体长与蜘蛛捕猎类型呈正相关,大型蜘蛛倾向于通过捕猎获取食物;自然恢复草地与农田蜘蛛以游猎型为主,而人工修复林地倾向于拥有更多的结网型蜘蛛,高海拔地区的蜘蛛体积通常较小。自然恢复草地与人工修复林地均可以提升蜘蛛群落多样性,在区域生物多样性保护中起重要作用;不同生境蜘蛛群落组成出现了显著分化,即蜘蛛群落总体的功能特征发生改变和保留了部分生境特有种。2种恢复生境蜘蛛多样性指标优于农田生境,且2种恢复生境物种组成存在差异,均具有保护特有种的功能,研究结果对农田及区域尺度蜘蛛生物多样性保护与恢复具有指导意义。     

坝上地区农田和恢复生境地表甲虫多样性

研究采用陷阱法对河北坝上崇礼县农田、禁牧草地及再造林地3种常见生境中地表甲虫进行了取样调查,分别从鞘翅目分科、步甲分种两个分类水平比较分析了不同生境中的生物多样性状况以评估生境恢复状况及其对生物多样性的影响,并探索在以生物多样性为指标评估生境恢复状况过程中,研究结论是否受分类水平的影响。结果显示,草地和林地具有较为相似鞘翅目和步甲的结构组成,但均显著不同于农田。农田较再造林地和禁牧草地具有更多的鞘翅目科数及步甲物种数,且均显著高于林地;农田中步甲群落的Fisher's α多样性指数也显著地高于林地,但鞘翅目分科水平上的Fisher's α多样性指数在各生境中没有差异。结果说明:(1)再造林和草地禁牧的生境修复活动在当前状态下对生物多样性恢复的作用尚不明显,仅是表现出促进了景观尺度上较高的Beta和Gamma多样性,而农田则在维持当地较高的生物多样性中扮演重要角色;(2)在鞘翅目分科和步甲科分种研究数据所反映的不同生境条件下的多样性和组成状况基本相同,因此在需要快速评估生境恢复状况且物种水平鉴定存在困难的时候,可以采用鞘翅目分科的数据替代指示生境恢复的状况并反映生境恢复对生物多样性影响的趋势,从而减少分类的难度并提高工作效率。但是物种水平的多样性状况更能显著反映生境间的差异。     

景观服务研究进展

生态系统服务强调了生态组成要素对人类福祉贡献的服务功能特性,近年来逐渐成为生态学研究的热点。然而,如何从生态组成要素的综合格局——景观的服务角度阐述生态系统服务,仍然是当前研究的巨大挑战。本文详细介绍了景观服务的概念、分类和应用尺度,并从制图方法和评价指标两方面阐述了景观服务的定量化方法,在此基础上探讨了景观服务在规划设计中的应用问题。最后,提出了新的研究展望,即要继续完善景观服务概念及分类体系,探讨景观服务的多尺度相互影响机理,寻求有效的景观服务空间定量化制图方法,评价景观服务未来发展变化,探索多项景观服务间的相互影响机理以及系统的景观服务规划方法,以期为今后景观服务的应用研究提供方向性参考意见。     

北京昌平区景观复杂度和局地管理对苹果园传粉蜂多样性的影响

传粉蜂为作物生产和粮食安全提供重要的生态系统服务。随着农业经济的不断发展,土地利用强度加剧,大量自然或半自然生境已经转变为农业用地。景观均质化和集约化管理导致野生蜂多样性下降,从而威胁到农业可持续生产。本研究以北京市昌平区苹果园为对象,探究景观复杂度(半自然生境比例)、局地管理强度(地表开花植物多样性和土壤全氮)及其交互作用对传粉蜂多样性的影响。结果表明: 共捕获传粉蜂8642头,其中人工蜂5125头,野生蜂分属5科14属49种3517头。传粉蜂多样性对景观复杂度和局地管理强度响应的最优尺度在500 m。样点半径500 m范围内,总传粉蜂和野生蜂多度随周围半自然生境增加均呈显著上升趋势。景观复杂度与开花植物多样性的交互作用对总传粉蜂和野生蜂物种丰富度有显著影响。当景观复杂度较低时(≤29.9%),总传粉蜂和野生蜂物种丰富度与开花植物多样性呈显著正相关;而当景观复杂度较高时(>29.9%),总传粉蜂和野生蜂物种丰富度与开花植物多样性呈显著负相关。此外,人工蜂多度随果园内局地开花植物多样性和土壤全氮增加呈显著升高趋势。土壤全氮与开花植物多样性的交互作用对人工蜂多度有显著影响。当土壤全氮含量较低时(≤1.9 g·kg^-1),人工蜂多度与开花植物多样性呈显著正相关;而当土壤全氮含量较高时(>1.9 g·kg^-1),人工蜂多度与开花植物多样性呈显著负相关。农业景观中半自然生境比例的增加有利于提高野生蜂多度,而地表开花植物多样性可以促进传粉蜂多样性,但是受到景观尺度(半自然生境比例)和局地尺度(氮肥施用)的影响。因此,农业景观中野生蜂多样性的维持需要综合考虑多尺度因素来制定保护策略。尽可能保留更高比例的耕地仍然是生产的长期需求,而保持中等景观复杂度,增加地表开花植物多样性,减少氮肥施用量将是促进苹果园传粉蜂多样性的有效方式。     

农田节肢动物类群不同分类级别和个体数对物种数的替代效果

农田生物多样性评价中常采用指示类群基于物种鉴定水平的数据计算多样性指数,如果能用高级别的分类鉴定结果(如科)或直接用该指示类群个体数来代替该类群物种水平上的多样性指数,可以极大地节省鉴定的成本和降低鉴定难度。同时采用多个指示类群田间取样数据和多种分析方法验证这个问题有助于获得更为普适的结论。为研究农田节肢动物不同分类级别和个体数对于物种丰富度的替代效果,于2019年5-8月在浙江省宁波市的两片不同管理措施和多生境的农田景观区进行了节肢动物群取样调查,并对蜘蛛和蜂类两个类群进行了科级和物种级别的鉴定。通过分析目级和科级分类水平的数目、指示类群的个体数与物种丰富度之间的相关性;并基于这4个指数进行不同管理措施和生境间的双因素方差分析;同时基于目级、科级和物种级别数据,采用非度量多维尺度分析(NMDS)对比他们在不同管理措施和生境间的种类组成差异。结果显示:(1)将蜘蛛、蜂类分类至科级可分别拟合其物种水平数据63%和89%的变异性,并且比目级的数据相关性更大。(2)两个指示类群的个体数与物种数之间都有极为显著的相关性,且r≥0.7。(3)比起目级数,科级数和个体数在不同管理措施和生境间的差异结果和物种数更类似。(4)基于分科数据的NMDS在不同管理措施和生境间差异的结果也和物种级别数据的结果更类似。因此,在农田生物多样性的评估中,可以在一定程度上采用较高层次分类的数据,其中科级水平的数据作为首选,从而降低分类鉴定难度并提高工作效率。在需要快速进行蜘蛛和蜂类等基于大量标本数目的生物多样性评估时,可直接统计指示类群个体数量来替代物种数结果。     

不同发展情景下青海省土地利用布局及生物多样性变化模拟

人类活动导致土地利用格局的剧烈变迁是全球生物多样性丧失的重要原因之一。为满足青海省生物多样性保护和社会经济发展对土地利用的需求, 本研究依据土地利用类型/干扰强度与生物多样性的关系, 制定了基线、美丽青海、智慧青海、和谐青海4种情景的设计方案, 并基于GeoSOS-FLUS模型和FLUS-Biodiversity模型分别模拟至2030年、2050年时, 4种情景下青海省土地利用布局及其原生群落平均物种多度(Mean Species Abundance, MSA)的空间格局演变。结果表明, 青海省大部分土地利用类型在现有格局的基础上均发生较大变化。其中, 基线情景(按原有发展趋势)中湿地、森林、草地的面积均有所下降, 导致生物多样性恢复速度缓慢。基于自然保护和经济发展的不同权衡, 美丽青海、智慧青海、和谐青海3种情景则对未来土地利用布局的优化效果较好, 大量中、高强度利用的草地恢复为湿地、原生林及低强度利用的草地, 部分常规农田转换为优质农田, 建设用地面积减少, 生物多样性因而得以较大提高。未来各情景下的青海省MSA值都能实现目标值, 生物多样性完整性相对于2020年都有所增加。     

农田节肢动物不同取样方法的综合比较

农田节肢动物多样性具有病虫害控制、传粉等价值, 选择一种或多种适宜、准确且高效的取样方法和指示类群来衡量农田节肢动物多样性是一项基础性工作。本文通过地表陷阱法、挂盆陷阱法、扫网法、目测计数法和吸虫器法在有机管理和常规管理农田区的不同农业生境类型中取样, 比较不同方法对不同生物类群的捕获效率、经济成本、响应敏感性等。研究发现在捕获效率方面, 地陷法和挂盆法最高, 其次是扫网法, 而吸虫器法和目测计数法较差。挂盆法对步甲、蜘蛛、蜂类和瓢虫类群的捕获效率较佳。陷阱法主要适用于蜘蛛和步甲的取样, 扫网法也可用于蜘蛛和瓢虫的取样。在经济成本方面, 地陷法的成本最低, 扫网法的总成本最高。每种取样方法下仅有个别类群个体数量具有较好的响应敏感性, 如地陷法的蜘蛛目个体数和步甲科个体数、挂盆法的总个体数、蜂类个体数和瓢虫科个体数、扫网法的直翅目个体数和半翅目个体数等。在此基础上, 综合类群经济价值, 操作难易, 类群鉴定难度, 被动取样程度, 是否受取样人影响等比较发现: 地陷法对步甲和蜘蛛的取样的综合效果最佳, 而不同取样方法下多种类群的组合能更好地监测和评价农田节肢动物多样性的整体情况。地陷法捕获步甲或/和蜘蛛以及挂盆法调查蜂类的组合是基于本研究得出的调查农田节肢动物多样性的最佳组合。     

北京东北旺农田景观步甲群落结构的时空动态比较

2000年5～10月在北京海淀区东北旺实验基地,采用陷阱法对林地、农田边界和农田3类生境共14个处理的步甲进行了取样。并在此基础上分析了不同生境和不同季节步甲科昆虫群落的动态分布特征。结果表明,林地和农田边界类生境相对于农田类生境拥有更多的步甲个体数和物种数;无论是优势种还是稀有种都趋向于在林地和边界处生活;边界对相邻农田步甲群落的多样性有积极影响;对边界进行适度的干扰(秋季翻耕)有利于提高步甲群落的个体数量;农田生境中灌溉、施肥和秸秆还田对农田中步甲群落的个体数量和物种数量的空间分布均无显著影响。此外,还结合步甲的时空分布特性对步甲受威胁状况进行了初步的分析。