遥感反演植被含氮量研究进展

植被含氮量表征植被氮素状态。它作为植被生长状况的重要指标,在生态系统健康状况检测、生态系统生产估测、精准农业、生态系统干扰评估等方面均有重要意义。遥感监测植被含氮量主要基于高光谱和多光谱数据,采用的算法包括经验方法(波谱指数与回归分析)及物理方法(辐射传输模型法)。但受数据源和研究方法的局限,目前植被氮含量遥感监测局限于区域范围较小且内部植被类型与环境条件(气候、地形等)基本一致的情形,而对复杂生态系统的监测能力不足。未来的研究需针对氮沉降和人类活动的生态系统响应这一重大研究需求,发展和改进现有植被含氮量遥感反演方法。可考虑开展对不同环境条件下、不同类型植被光谱曲线进行标准化的研究,以形成普适的植被含氮量反演方法。并考虑综合运用多种数据(如微波遥感、无人机遥感),形成多尺度同步监测,以提高遥感对区域乃至全球范围内植被氮含量常规监测的能力。     

气候变化和人类活动对中国北方旱区植被变绿的定量贡献

气候变化和大规模的生态恢复使中国北方旱区植被发生了显著变化，量化气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献，对于旱区生态系统管理和应对未来气候变化具有重要意义。目前，中国北方旱区植被变化影响因素的时间动态（2000年大规模生态恢复工程实施前后）和空间异质性（沿干旱梯度）仍需进一步的定量研究。基于多源数据，采用趋势分析、偏相关分析和随机森林模型等方法，分析了1981-2018年中国北方旱区气候和植被的时空变化规律，量化了2000年前后气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献并分析其在干旱梯度上的空间差异性。结果表明：（1）1981-2018年期间，中国北方旱区的叶面积指数（LAI）平均增加速率为（0.0037±0.0443） a^-1，且增加速率沿干旱梯度增大。2000年前仅10.46%（P<0.05）的地区显著变绿，而2000年后达到36.84%，且植被变绿主要归因于非树木植被。（2）2000年后降水对植被变绿的正效应在不同干旱梯度均增加，而在半干旱区和亚湿润干旱区，温度对植被变绿由正向促进转为负向抑制，而辐射在干旱区由负效应转向正效应。（3）2000年前后，气候变化均主导着植被的动态，贡献率分别为96.07%和73.72%，人类活动的贡献在2000年后进一步增强（从3.93%增加到26.28%），且沿着干旱梯度而增加，其中人类活动对植被变绿的贡献在半干旱地区增加最显著（+0.0289 m² m^-2 a^-1，P<0.05）。研究结果可为未来气候变化下中国北方旱区的植被恢复和可持续发展提供科学依据。     

扁穗牛鞭草草地高效饲草生产系统研究

秋季在'广益'扁穗牛鞭草(Hemarthia compressa'Guangyi')草地上分别补播'中饲828'小黑麦、'冬牧70'黑麦、'长江2号'多花黑麦草等冷季型牧草,对补播系统牧草产量、质量进行比较研究.结果表明:补播'中饲828'小黑麦、'长江2号'多花黑麦草均能显著增加'广益'扁穗牛鞭草草地牧草产量和质量,其中补播'长江2号'多花黑麦草的处理干物质和粗蛋白(CP)产量比不补播分别提高12.3%、15.6%;补播'中饲828'小黑麦的处理分别提高11.3%、10.4%;但补播'冬牧70'黑麦的处理增效作用不明显.'长江2号'多花黑麦草的补播效果最好,是较优的冬季补播草种.     

黄土高原水土流失治理现状、问题及对策

黄土高原位于黄河中游地区,是世界上水土流失最为严重的区域之一;黄土高原水土流失治理问题历来受到国家高度关注,涌现了种类多样的水土流失治理模式,目前还缺乏对黄土高原区域尺度水土流失治理模式的总结和整理。本文总结和整理了建国以来黄土高原主要的四类水土流失治理模式,生物措施模式主要由退耕还林、荒山造林和封山育林工程组成,工程措施模式包括修建梯田和淤地坝,以及近期涌现的治沟造地工程;小流域综合治理模式主要体现在坡面、沟道系统整治,生物和工程措施相结合的特点,区域综合整理模式则强调对生态系统进行整体保护、系统修复和综合治理,达到生态、社会、经济可持续发展。基于黄土高原水土流失治理模式存在的问题,提出了黄土高原水土流失治理模式调整和优化建议,以期对黄土高原生态恢复建设和水土流失科学治理提供科学依据。     

基于文献计量的生态宜居研究热点和趋势分析

基于CNKI数据库和Web of Science数据库,利用网页检索功能分析了生态宜居研究的年发文量、基金资助机构及国家地区分布、研究方向及研究机构状况;利用Citespace对2002—2017年生态宜居研究关键词进行共现性和可视化图谱聚类分析。结果表明:近年生态宜居研究逐渐成为人们关注的热点,但该方面研究获得国家及相关部门基金资助的比例仍然较小;当前生态宜居研究主要集中在宏观经济管理与可持续发展学科,研究机构排名中,天津地区相关机构发文量相对较多。就目前研究来看,研究热点集中于新型城镇化、城镇化、指标体系、生态宜居度、生态文明等。在未来的研究发展趋势方面,新型城镇化和生态宜居标准的制定仍然是重要的研究领域,必须在此持续发力,为生态宜居建设提供必要的理论支撑和政策依据。     

大黄鱼主要致病菌拮抗菌株的分离鉴定、抑菌谱及安全性分析

大黄鱼是我国重要的海水养殖鱼类,随着大黄鱼养殖规模的扩大,病害也日益增多,其中细菌性疾病是造成大黄鱼疾病暴发、死亡的重要病原。近年来,哈维弧菌(Vibrio harveyi)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、杀香鱼假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)、鰤鱼诺卡菌(Nocardia seriolea)等细菌造成了大黄鱼养殖重大经济损失。为寻找大黄鱼主要致病菌的拮抗菌,用于大黄鱼细菌病的生态控制,作者对大黄鱼及周边环境进行了拮抗菌的分离和鉴定。以哈维弧菌、杀香鱼假单胞菌作为拮抗活性筛选指示菌,用纸片法(KB)、菌落接种法从大黄鱼体内、养殖池周边土壤、藻类、芦苇等筛选出具抗菌活性物质菌株10株;分离菌株用16S rDNA通用引物序列分析鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.)、产碱杆菌(Alcaligenes sp.)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)、赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sp.)、弧菌(Vibrio sp.)和异常球菌(Daenococcus sp.)等。对具较强抑菌活性的碱性杆菌NBPa-7(Alcaligenes faecalis)和芽孢杆菌NBlm-36(Bacillus amyloliquefaciens)进行了抑菌活性测定,结果表明NBPa-7对溶藻弧菌、杀香鱼假单胞菌有良好拮抗作用,抑菌直径分别为23.20 mm、12.00 mm;NBlm-36对创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、哈维弧菌、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、大肠杆菌(Escherichia coli)及葡萄球菌(Staphylococcus sp.)有拮抗作用,抑菌直径为6.00 mm-14.00 mm。胞外抑菌产物对热、酸、碱有较好耐受性。将拮抗菌以1×108CFU/ind腹腔注射成年鼠、口喂新生鼠,48 h内未出现毒性和死亡,将拮抗菌以3×108CFU/ind腹腔注射大黄鱼,2周内未出现发病死亡,大黄鱼内脏未发生病变,白细胞未出现明显升高现象,初步表明拮抗菌株不具有致病力。     

景观格局-土壤侵蚀研究中景观指数的意义解释及局限性

景观格局分析是景观生态学研究的重要组成部分。景观指数是景观格局分析的有力工具。近年来,景观格局与土壤侵蚀关系的相关研究增多,常规景观格局指数得到应用。但针对土壤侵蚀过程的景观指数意义解释不足,景观指数在刻画景观格局-土壤侵蚀过程关系存在局限。选择了连接性、多样性、边界/斑块密度、形状4个方面的12个常用景观指数,对这些指数在景观格局-土壤侵蚀过程关系研究中的意义进行阐述,对指数应用的局限性及其原因进行了分析。景观数据属性、景观指数本身性质和土壤侵蚀过程的复杂性使得常规景观格局指数在景观格局-土壤侵蚀关系研究中存在不足。这3方面的影响使得常规景观格局指数与土壤侵蚀表征变量之间不存在确定的关系,从而难以通过景观指数来表征景观土壤侵蚀特征。缺乏土壤侵蚀过程基础是常规景观指数在土壤侵蚀研究应用中存在局限的主要原因。因此,构建基于土壤侵蚀过程的景观指数是景观格局-土壤侵蚀关系研究的需要和新的发展方向。     

生物多样性与生态系统服务情景模拟研究进展

生物多样性和生态系统服务情景模拟是指对未来生物多样性和生态系统服务变化轨迹的定量估计,二者相互关联并为长期、稳定的保护和恢复生态系统提供了重要科学依据。梳理生物多样性以及生态系统服务预测情景的核心观点,讨论基于生物多样性和生态系统服务情景模拟的保护决策支持途径,以期服务于我国生物多样性与生态系统服务预测研究的发展和深化。研究凝练结果如下：物种分布模型需要进行更规范的评价以明晰其对具体对象的适用性,生态系统预测模型亟待在关系结构的基础上嵌入更多的生态系统过程和社会经济过程,生态系统服务评估模型有必要强化对生物多样性、生态系统服务、人类福祉级联特征的刻画;全球气候变化驱动了未来区域生物多样性的大幅改变;土地利用则是陆地生态系统服务预测中的核心驱动变量。生态区划与区域尺度情景模拟、景观尺度下的生态安全格局构建、基于社会生态网络的社区适应三点重要展望方向将对基于情景模拟的我国生态系统保护决策提供重要的理论和实践支持。     

同园环境中不同海拔中华蟾蜍的心脏相对大小:海塞规则是否适合外温动物?

海塞规则(Hesse’s rule)是指物种内不同种群或近缘种间的心脏相对大小随海拔或纬度梯度增加而增加。该生物地理规则的实验证据来源于内温动物,是否适用于外温动物仍不清楚。本研究采集了不同海拔的中华蟾蜍Bufo gargarizans进行同园实验,比较心脏及其功能关联器官(肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脂肪体)的相对干重,对海塞规则进行检验。结果显示,中华蟾蜍心脏、肝脏、肺脏、肾脏和脂肪体的相对干重均随海拔增加而减小,与海塞规则预测相反,这提示外温性脊椎动物可能通过降低能量代谢需求以适应高海拔环境。     

黄土高原小流域淤地坝泥沙粒度的剖面分布

2006年6月,按照泥沙旋回分层连续取样,分析了黄土高原丘陵沟壑区典型小流域1954年修建的淤地坝泥沙粒径的剖面分布特征.结果表明：该坝地泥沙旋回至少28个,旋回层的厚度范围在2～60 cm;沉积剖面土壤粒径以粉砂（0.05～0.002 mm）为主,占60%以上,其粒径集中分布于0.01～0.05 mm,粗泥沙（粒径>0.05 mm）含量约占23.09%;随淤积深度的增加,泥沙各粒径范围的变异程度增加,2 m土壤深处可作为研究区淤地坝粒径变异突变点的标识,粒径变异是河道比降和水沙动力条件共同作用的结果;研究区淤地坝泥沙沉积剖面存在72 cm厚的累积耕作层,累积耕作层的明确对于淤地坝泥沙侵蚀环境具有指示作用.