入侵昆虫对全球气候变化的响应

生物入侵已成为一个影响深远的全球性问题,其对我国的生态系统、环境和社会经济的负面影响日益明显。全球气候变化对入侵昆虫有着深刻的影响,它正改变着一些昆虫本地种与入侵昆虫的组成、分布、种群动态和种间关系。本文分析了气候变化与生物入侵之间的互作关系,综述了全球气候变化因子(如温度、湿度及其它气候因子)对入侵昆虫生物学及生态学的影响,探讨了气候变化导致入侵昆虫定殖和传播的原因,并提出了气候变化下入侵昆虫的防治对策。     

冬季PM2.5的气象影响因素解析

气象因素能够显著影响PM_(2.5)浓度,可减轻或加剧城市空气污染,尤其是在雾霾严重的冬季。同时由于城市间污染物排放强度和扩散条件的差异,雾霾的发生往往具有较强的区域性。选择了石家庄、西安、北京、太原、广州5个不同污染区域的典型城市,首先分析多个气象因子与PM_(2.5)浓度的关系,进而研究气象因素对PM_(2.5)浓度变异解释度的差异,以及气象因子对PM_(2.5)浓度影响的相对重要性,进一步对比分析气象因素对PM_(2.5)浓度影响在不同污染程度的城市之间的差异,解析了不同城市的主要气象影响因素和气象因素的综合影响程度。研究结果表明:(1)气象条件与PM_(2.5)日浓度显著相关,且在不同污染程度的城市与PM_(2.5)浓度相关的气象因子不同。与石家庄冬季PM_(2.5)浓度相关的气象因素为相对湿度、平均风速;与西安PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速和最大持续风速;与北京PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素相对湿度、日均温度、平均风速、最大持续风速和最低温;与太原PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为日均温、相对湿度、平均风速、最高温、最低温和最大持续风速;与广州PM_(2.5)浓度相关的主要气象因素为相对湿度、平均风速、最高温和降雨量。(2)PM_(2.5)浓度越高的地区,气象因素能够解释的PM_(2.5)浓度变异越小。严重污染区的石家庄气象因素多元回归分析的R~2为0.27,重污染区的西安气象因素多元回归分析R~2为0.29,中污染区的北京气象因素多元回归分析R~2为0.46,污染地区的太原气象因素多元回归分析R~2为0.67。研究结果揭示了不同城市的主要气象影响因素及其综合影响程度,可为城市PM_(2.5)控制和预测精度提高提供理论参考,并为区域生态环境规划和城市协调发展提供科学依据。     

降雨决定繁殖期红瘰疣螈的活动性

有尾两栖类的繁殖活动常常受到环境因子,特别是如温度、湿度和降雨等气候因子的限制。红瘰疣螈Tylototriton shanjing是适应云南山地环境的典型有尾两栖类动物。本研究期望通过对繁殖期红瘰疣螈活动个体数量的野外调查和气候因子的分析,弄清影响红瘰疣螈繁殖行为活动的关键气候因子。研究结果显示,繁殖期红瘰疣螈活动个体数量与气温呈显著的负相关关系,与空气相对湿度和降雨量呈显著的正相关关系。然而偏相关和多元回归分析则表明,红瘰疣螈繁殖行为活动与相对湿度和降雨量关系更密切。红瘰疣螈总是在降雨后引起空气湿度增加以及气温下降时进行各种繁殖行为活动,降雨是影响红瘰疣螈繁殖行为活动关键的气候因子。红瘰疣螈的繁殖行为活动与降雨节律保持一致是对云南山地环境的重要适应。     

河北省典型区主要作物有效降雨量和需水量特征

对作物全生育期内有效降雨量及需水规律的研究是进行合理灌溉及水资源优化配置的重要依据。以河北省鸡泽县为典型区域,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式和分段单值平均作物系数法对冬小麦、夏玉米和棉花的有效降雨量及需水规律进行计算,并通过M-K检验法分析近60 a来鸡泽县有效降雨量及作物需水量序列的趋势变化及突变现象。结果表明:近60 a鸡泽县冬小麦在生育中期需水量最大,为210.2 mm,有效降雨量均集中在生育中期,缺水量以13.2 mm/10 a的速率呈显著性减少趋势;夏玉米在初始生长期需水量最大,为157.7 mm,有效降雨量集中在生育中期,缺水量以7.0 mm/10 a的速率呈不显著减少趋势;棉花在快速发育期需水量最大,为227.9 mm,有效降雨量集中在生育中期,缺水量以22.3 mm/10 a的速率呈显著性减少趋势。在一定程度上对河北省对农田灌溉用水效率和效益以及保障农作物科学高效生产具有重要的指导意义。     

稻麦轮作生态系统中土壤湿度对N2O产生与排放的影响

通过对太湖地区稻麦轮作生态系统的Ｎ２Ｏ排放及土壤湿度进行系统观测和开展一系列模拟实验,研究了降雨和土壤湿度对Ｎ２Ｏ排放和产生过程的影响．结果表明,春季和秋季麦田Ｎ２Ｏ排放与降雨量呈明显正相关,但水稻田和冬季麦田的Ｎ２Ｏ排放不受降雨影响．稻麦轮作周期内的Ｎ２Ｏ排放较强烈地受土壤湿度制约,土壤湿度为田间持水量的９７～１００％或８４～８６％ＷＦＰＳ（土壤体积含水量与总孔隙度的百分比）时,Ｎ２Ｏ排放最强,低于此湿度范围时,Ｎ２Ｏ排放通量与土壤湿度呈正相关,反之,则呈负相关．田间Ｎ２Ｏ排放随土壤湿度的变化形式与模拟条件下培养土壤样品的Ｎ２Ｏ产生率变化非常相似,但前者的最佳湿度范围比后者窄,而且偏小．     

降雨格局变化对白刺幼苗根系形态特征的影响

为探讨荒漠植物白刺幼苗根系形态对降雨格局变化的响应特征,设置3个降雨量梯度(W-、W、W+)和2个降雨间隔时间梯度(T、T+)进行人工模拟试验,结果表明,1)降雨量和降雨间隔时间对白刺幼苗根系形态有不同程度的影响,且降雨量的作用效应更大。2)降雨量相同时,延长降雨间隔时间均使白刺幼苗主根长、根系平均直径、根体积和根表面积减小,但总根长和根系生物量和总生物量却增加,在高降雨量条件下(W+)延长降雨间隔时间白刺幼苗比根长和比表面积分别增加了45.09%和20.20%,但差异均不显著。3)降雨间隔时间相同时,降雨量减少30%仅使主根长平均增加12.06%,总根长、根平均直径、根体积和根表面积等根系形态指标均显著减少,比根长和比表面积变化不大;降雨量增加30%仅使比表面积显著增加,其余各形态指标差异均不显著,低降雨量条件下(W-)主根长与根冠比达到最大,其他指标均在高降雨量条件下(W+)达到最大。4)对8个根系形态参数进行主成分分析,根系生物量、总根长、总根表面积、比根长、比表面积和根体积6个根系生态参数受降雨格局影响显著。     

黄土和风沙土藓结皮土壤呼吸对模拟降雨的响应

生物结皮土壤呼吸是干旱和半干旱生态系统碳循环的重要组成部分,但目前其对降雨的响应规律尚不明确。针对黄土高原黄土和风沙土上发育的藓结皮,分别进行2、4、6、10、20、30、40 mm的模拟降雨,并使用便携式土壤碳通量分析仪测定雨前和雨后藓结皮的呼吸速率,对比分析降雨量对藓结皮呼吸速率的影响;同时,在40 mm降雨后的0—24 h连续测定藓结皮的呼吸速率变化,分析藓结皮呼吸速率随雨后历时的变化规律。结果显示,7种降雨量后两种土壤上藓结皮的呼吸速率均显著升高,黄土上藓结皮呼吸速度的增幅为2.89—6.38倍,风沙土上藓结皮呼吸速率的增幅为0.73—4.38倍。0—6 mm降雨中,两种土壤上藓结皮的呼吸速率均随降雨量增加而迅速升高,二者成显著线性正相关关系;6—40 mm降雨中,黄土上藓结皮的呼吸速率随降雨量增加而缓慢升高,但风沙土上藓结皮的呼吸速率随降雨量增加而快速降低。两种土壤上藓结皮的呼吸速率随雨后历时表现出相似的变化规律,即雨后迅速升高、之后逐渐降低,并在24 h左右回归到雨前水平;但黄土上藓结皮的呼吸速率在雨后即刻达到峰值,而风沙土上藓结皮的呼吸速率在雨后30 min左右方达到峰值。黄土上藓结皮的呼吸速率一致高于风沙土上的藓结皮,前者在不同降雨量和雨后历时中平均比后者高150.0%和59.6%。此外,藓结皮呼吸速率与表层土壤含水量存有显著相关关系,在含水量较低(小于约4%)时二者显著正相关,在含水量较高(大于约4%)时二者对于黄土上藓结皮为正相关、对于风沙土上藓结皮为负相关。研究表明,黄土高原藓结皮土壤呼吸对降雨响应快速而直接,但其响应规律对于黄土和风沙土上的藓结皮是不同的,总体而言黄土上藓结皮对降雨的响应更为持久有效。     

入侵植物薇甘菊新枝在海南的月生长动态

【背景】薇甘菊是入侵性和危害性极强的外来入侵植物,对生物多样性和农林业生产造成严重影响。观测薇甘菊新枝的月生长动态,了解薇甘菊快速生长扩散的原因,能够为薇甘菊的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,历时2年对海南7个市县薇甘菊新枝的月生长量进行测定。【结果】薇甘菊在海南全年可生长,一新枝月平均生长66 cm,全年累计平均生长795 cm。薇甘菊生长高峰期在6月和8月,其中6月平均生长120 cm,8月平均生长106 cm。薇甘菊最小生长量在1月和12月,平均生长量均为21 cm。薇甘菊在6—10月生长较快,一新枝累计平均生长489 cm,占全年生长量的61.5%;在4—5月和11月生长次之,一新枝累计平均生长196 cm,占全年生长量的24.7%;在1—3月和12月生长缓慢,一新枝累计平均生长110 cm,占全年生长量的13.8%。薇甘菊的花果期在10月至次年3月,一些种群在1—3月再次开花或在3—5月开花。薇甘菊的生长量与温度呈极显著正相关,相关系数为0.91;与降雨量呈显著正相关,相关系数0.56。【结论与意义】薇甘菊是多分枝植物,一新枝年生长量可达795 cm,能迅速生长形成种群。温度是薇甘菊生长的主要因素,降雨在一定程度促进了薇甘菊的生长。     

西伯利亚南部旧石器时代晚期哺乳动物群动态学

旧石器时代晚期至全新世发生了广泛而迅速的动物群更替,为研究动物群对快速环境变化的反应提供了有益的信息。自中新世以来中亚地区一直是欧亚大陆向更开阔和干旱环境转变的焦点。利用已发表的俄罗斯贝加尔湖和阿尔泰山区域旧石器时代晚期的文献资料,通过对大型食草动物臼齿齿冠高度、食性和体型大小的分析,绘制了环境变化图。结果表明,在旧石器时代最晚期(晚冰期),平均齿冠高度、平均体型大小均有所减小,食物取向从食草向食树叶转变,这意味着气候变得温暖,降雨量增加,森林也有可能扩展。常见种(出现于超过25%的地点)更强烈地表现出这一趋势。齿冠高度随海拔高度而增大,提示降雨量减少。从齿冠高度得出的降雨量数值与根据其他指标所估算的数值之间的偏差可能随海拔高度而增大。影响西伯利亚南部猛犸象动物群消亡的主要变化可能开始于末次冰期冰盛期(LGM)之后。猛犸象和奇蹄动物出现频率的降低与大型哺乳动物的绝灭相一致,它们和偶蹄类的差异则反映了气候的变化。人类的过度开发可能给区域环境带来了更大的压力,使得哺乳动物的种群数量下降,导致它们更迅速地绝灭。     

气候变化对松嫩平原水稻灌溉需水量的影响

以水稻为研究对象,选取松嫩平原20个国家气象台站和国家气象中心提供的格点气象数据,采用作物系数法和Mc Cloud模型及P-M模型估算水稻需水量,应用水量平衡模型估算水稻灌溉需水量,分析水稻生育期内需水量变化规律.结果表明:历史时期和气候变化情景下,松嫩平原水稻全生育期和生育中期(Lmid时段)灌溉需水量等值线沿西南-东北方向递减,同一灌溉需水量等值线北移.历史时期和气候变化情景下水稻全生育期灌溉需水量随年代呈波动增加趋势,其中前者以44.2 mm·10 a-1速度增加,后者以19.9 mm·10 a-1速度增加.历史时期和气候变化情景下Lmid时段水稻灌溉需水量随年代均呈波动增加趋势,其中前者显著增加,后者增加不显著.气候变化情景对水稻需水量的贡献率为波动上升,与1970s相比,2000s气候变化对水稻需水量的贡献率为23.6%,增加14.8×108m3灌溉水量;2040s气候变化对水稻需水量的贡献率为34.4%,增加21.2×108m3灌溉水量.