水分亏缺下紫花苜蓿和高粱根系水力学导度 与水分利用效率的关系

利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分亏缺条件(胁迫水势-0.2MPa,胁迫48h),研究了变水条件下紫花苜蓿(品种:阿尔冈金和陇东)和高粱(品种:抗四)根系水力学导度(Lp_r)、根系活力、根叶相对含水量、水分利用效率等参数的动态变化,以期进一步明确植物水分吸收及散失过程调控的生理生态学基础。结果表明:水分亏缺限制了紫花苜蓿和高粱根系吸水,表现在Lp_r的下降和根系活力的降低;继而调控了其地上部反应,引起气孔导度、光合速率、叶片相对含水量和蒸腾速率等的下降,但限制性的提高了其水分利用效率,尤其在胁迫初期。恢复到正常供水条件后,Lp_r、根系活性、气孔导度等水分利用参数逐渐部分或完全恢复到了胁迫前水平,但恢复程度存在种间和品种间差异,并且根系吸水能力的恢复对于是植株地上部生长状态的恢复至关重要,尤其是水分恢复初期。紫花苜蓿根系中检测到水通道蛋白(AQPs)的存在,水分亏缺对紫花苜蓿Lp_r的影响认为主要是通过影响AQPs的活性实现的。比较紫花苜蓿和高粱水分吸收与利用状况在变水条件下的动态变化,认为紫花苜蓿幼苗对干旱逆境的适应能力相对弱于高粱,品种间陇东适应能力更强。     

景观统计与景观抽样调查方法

研究大尺度景观时,采用低分辨率遥感数据往往会出现“可塑性面积单元问题”,而尺度推演技术也很难保证其结果的可靠性。借鉴统计学基本原理和方法研究景观生态现象的景观统计与抽样调查技术是解决上述问题的一种好的思路与方法,它可使研究者在资源有限的条件下对大尺度景观进行较为精确的研究。本文介绍了景观统计的基本概念,对景观抽样调查和统计推断原理与方法进行了重点讨论,并总结了景观统计的应用范围和应用难点,展望了景观统计的学科发展前景。     

黄土丘陵区人工灌木林恢复过程中的土壤微生物生物量演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤微生物生物量、呼吸强度、代谢商(qCO₂)及土壤理化性质的演变特征.结果表明：生态恢复过程中人工柠条林土壤理化性质得到明显改善,微生物生物量随恢复年限的增加变化显著,柠条栽植7 a后微生物生物量碳较坡耕地显著增加,随后每5～7 a的变化均达到显著水平;微生物生物量氮和微生物生物量磷在前13 a无显著变化,20~30 a处于基本稳定期,较坡耕地显著增加,但明显低于天然侧柏林;呼吸强度随恢复年限的增加逐渐升高,20~25 a达到最大值,随后开始下降,30 a时达到最低值;qCO₂在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,30 a后回落至坡耕地之下,但仍显著高于天然侧柏林;不同灌木林对土壤质量的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤微生物生物量、呼吸强度明显高于柠条林,但qCO₂无显著差异.相关性分析显示,微生物生物量碳、氮、磷、qCO₂与土壤养分和恢复年限显著相关.黄土丘陵区人工灌木林可通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物生物量和理化指标,必须加强林地管理,促进植物群落的拓殖与更替,且此过程相对于生态破坏过程要漫长的多.     

黄土丘陵区人工灌木林恢复过程中的土壤微生物生物量演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤微生物生物量、呼吸强度、代谢商（qCO2）及土壤理化性质的演变特征.结果表明：生态恢复过程中人工柠条林土壤理化性质得到明显改善,微生物生物量随恢复年限的增加变化显著,柠条栽植7a后微生物生物量碳较坡耕地显著增加,随后每5～7a的变化均达到显著水平;微生物生物量氮和微生物生物量磷在前13a无显著变化,20～30a处于基本稳定期,较坡耕地显著增加,但明显低于天然侧柏林;呼吸强度随恢复年限的增加逐渐升高,20～25a达到最大值,随后开始下降,30a时达到最低值;qCO2在恢复初期较坡耕地显著升高,随后迅速降低,30a后回落至坡耕地之下,但仍显著高于天然侧柏林;不同灌木林对土壤质量的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤微生物生物量、呼吸强度明显高于柠条林,但qCO2无显著差异.相关性分析显示,微生物生物量碳、氮、磷、qCO2与土壤养分和恢复年限显著相关.黄土丘陵区人工灌木林可通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物生物量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物生物量和理化指标,必须加强林地管理,促进植物群落的拓殖与更替,且此过程相对于生态破坏过程要漫长的多.     

黄土丘陵区小流域系统生态经济要素分析

以隆德县李太平小流域为例,对比分析了退化小流域系统恢复重建过程中系统的生态经济要素变化,揭示系统演变趋势.应用能值方法分析了投入产出的动态变化,评价治理的生态经济效果.结果显示：农、林、牧业用地比例由1990年的6.2：2.0：1.0变为2003年的1.9：1.4：1.0,土地利用及种植结构趋于合理,农业产值所占比重由79.6%下降为54.8%,林业、牧业、副业产值比例分别由9.6%、9.6%、1.1%上升为22.7%、15.1%、7.4%,收入多样性指数也呈增加趋势,显示了流域收入构成的多元化,有利于生态经济系统的稳定.同时,恩格尔系数减小,表明人民生活水平日益提高.基于能值的流域生态经济系统投入产出效率动态研究结果表明在调整后的土地利用格局及种植结构下,净能值产出率由1990年的2.5增长到2003年的3.41,资源利用效率逐年提高,环境负荷率在1990、1995和2003年分别为2.55、2.44和2.11,呈减小趋势,能值持续性指数从1990年的0.98增加到2003年的1.62,经济与生态环境的协调性不断提高.研究结果表明该治理模式是成功的.