河流景观生态服务供给与需求/消费的互馈机制

河流景观系统孕育了人类文明,为人类社会提供类型多样的生态系统服务。其本身是一个自然景观过程和社会经济过程高度耦合的社会-生态系统,具有极高的空间异质性、时间动态和鲜明的组织尺度等级结构。当前,对河流景观系统这种特点所决定的生态系统服务供给与需求/消费互馈的机制研究不够深入,普遍缺乏从过程角度刻画生态服务供给与需求/消费互馈关系及其时空异质性和尺度特征。生态服务供给、需求和消费产生于社会-生态系统,是社会-生态耦合的纽带。阐述了河流景观生态服务供给和需求/消费的时空异质性,阐释了它们时空耦合机制和尺度特征,梳理了当前对生态服务供给、需求/消费互馈机理研究的不足。认为未来需要在社会-生态系统的框架下,从景观结构和生态过程出发,融合景观生态过程和社会过程来深入认识河流景观系统的生态服务供给与区内人类对生态服务的需求/消费之间的互馈机制。未来应重点关注：（1）河流景观结构和过程决定的生态服务供给和消费的空间分异及驱动机制;（2）河流生态服务传输的自然和人文载体及其耦合格局;（3）将生态服务需求/消费通过景观结构和生态过程对生态服务供给的反馈融入生态服务评估的方法框架,研发基于生态服务供给和需求/消费的社会-生态互馈过程模型。     

气候变化背景下松嫩平原玉米灌溉需水量估算及预测

开展农作物需水规律研究对于干旱半干旱区域旱作物节水灌溉和水分管理实践具有重要意义。以松嫩平原玉米为研究对象,研究玉米生育期需水量规律及灌溉需水量。结果表明:(1)历史时期和未来气候变化情景下,松嫩平原玉米全生育期和L~(mid)时段灌溉需水量等值线沿西南—东北方向递减,其中全生育期和L~(mid)时段2000s灌溉需水量临界等势线(灌溉需水量为0的等势线)分别比1970s北移70.2km和53.4km,全生育期和L~(mid)时段2040s灌溉需水量临界等势线分别比2010s北移30.9km和55.2km。(2)历史时期和气候变化情景下玉米全生育期灌溉需水量随年代呈波动增加趋势,其中前者以29.1mm/(10a)速度增加,后者以17.5mm/(10a)速度增加。(3)未来温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为波动上升趋势,与1970s相比,2000s温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为22.1%,增加6.8亿m~3灌溉水量;2040s温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为38.3%,增加12.6亿m~3灌溉水量。     

洞庭湖区水稻土有机氮矿化的模型模拟

有机氮矿化是土壤氮循环的关键过程,预测土壤有机氮矿化对于评价土壤供氮能力具有重要意义。本研究利用有效积温、双曲线、一阶(One-pool)和二阶(Two-pool)指数模型拟合洞庭湖区典型水稻土有机氮矿化过程,并分析模型参数与土壤有机氮组分间的关系。结果表明,洞庭湖区不同发育类型水稻土有机氮矿化表现出明显差异,各培养时期累积矿化氮量总体上表现为潴育性水稻土潜育性水稻土淹育性水稻土。各矿化模型均可对各试验土壤有机氮矿化过程进行有效拟合,但综合比较模型拟合决定系数(R~2)、均方根误差值及参数取值显示,One-pool指数模型拟合效果最差,有效积温模型和双曲线模型次之,Two-pool指数模型拟合效果最优。各模型拟合的不同土壤间有机氮矿化速率常数变异较小,与各有机氮组分均无显著相关性(P0.05);不同有机氮组分中,氨基酸氮和氨态氮与矿化模型中表征土壤有机氮矿化强度或矿化势的各参数始终具显著正相关关系(r=0.755～0.950,P0.05)。通径分析结果进一步显示,氨基酸氮是土壤有机氮矿化强度或矿化势变化的最主要决策组分并起直接影响作用。Two-pool指数模型将土壤可矿化有机氮分为易矿化氮和难矿化氮两类,相对于其他模型可更为准确地描述研究区水稻土有机氮素的矿化;固定该模型中两类可矿化有机氮库的矿化速率常数取值,有助于提升模型实时定量预测土壤矿化供氮的实用性。