云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应

为了揭示铁杆蒿群落在植被演替中的作用,通过研究铁杆蒿茎叶浸提液对铁杆蒿草地4种优势植物(百里香、大针茅、本氏针茅和赖草)的种子萌发及幼苗生长的干扰,结果表明:高浓度的铁杆蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)使得百里香、大针茅、本氏针茅和赖草的种子发芽指数降低,发芽率、芽长和根长低于对照,种子平均发芽时间延长达1.13-2.16 d。而低浓度浸提液(0.005 g/mL)使得百里香的发芽要高于对照11.63%(水浸提液)、15.12%(甲醇浸提液)。在幼苗生长期,铁杆蒿浸提液对4种受试植物幼苗芽和根的生长受到不同程度的抑制,不同浓度的浸提液对植物的化感作用强度不同,随浓度的增加,抑制作用越强,0.1 g/mL相对其他浓度有显著性差异;其中0.005 g/mL浸提液对本氏针茅和赖草的幼苗生长有促进作用,幼根生长高出对照19.00%、16.06%,水浸提液对幼芽促进了2.33%、9.06%,在0.1 g/mL浓度下,本氏针茅或大针茅的生长完全受到抑制,芽长和根长抑制率为100%;同一浓度下的不同浸提液对植物的抑制作用也不同,其中百里香对铁杆蒿浸提液的敏感度是最低的;甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液。在封育过程中,百里香群落向铁杆蒿群落的过渡,铁杆蒿的化感作用是该草地演替的一个重要影响因子。     

京津水源区小流域土壤侵蚀空间模拟

针对京津水源区生态环境脆弱、水土流失空间分异大、突发性强等问题,以河北省平泉县东北沟典型小流域为例,采用GIS技术与CSLE模型对其土壤侵蚀进行二维空间模拟及侵蚀规律研究,并对模型模拟精度进行验证.结果表明:模型确定性系数>0.85,模拟结果可信度高;小流域侵蚀模数为2359.24t·km-2·a-1,属于轻度侵蚀,侵蚀主要源于15°以上坡面,占侵蚀总量的92.1%;土壤侵蚀模数随坡度先逐渐增加,当坡度>45°时,土壤侵蚀模数有减小的趋势;土壤侵蚀模数空间异质性显著,坡耕地侵蚀模数最大,为6112.90tkm-2·a-1;荒草地占总面积33.2%,侵蚀量却达总量的74.9% ;59.3%的侵蚀来自阳坡和半阳坡,而阴坡半阴坡仅占流域侵蚀量的16.2%.研究为利用CSLE模型对小流域土壤侵蚀进行空间模拟提供技术范例,为京津水源区土壤侵蚀规律研究及水土保持生态建设提供科学参考.     

本氏针茅根际土提取物对本氏针茅及其优势种种子萌发的影响

以本氏针茅及其优势种大针茅和百里香种子为受体,采用生物检测的方法研究了0(对照)、0.1、0.2和0.5g/mL本氏针茅根际土甲醇浸提液和水浸提液对3种受体种子萌发的影响,以探究草地演替过程中物种间的生态关系和化感作用的表现形式。结果显示:(1)甲醇浸提液对3种受体种子的发芽均有抑制作用;水浸提液对本氏针茅发芽有促进作用,对百里香有部分促进作用,而对大针茅有抑制作用。(2)甲醇浸提液对本氏针茅和大针茅胚根和胚芽生长无显著影响,而抑制百里香胚根和胚芽的生长;水浸提液对本氏针茅胚根生长无显著影响,对本氏针茅胚芽生长具有显著促进作用,而对其它两种受体胚根和胚芽均无显著影响。(3)各种浓度甲醇浸提液对大针茅和百里香生长表现出了化感综合抑制效应,对本氏针茅生长于0.2g/mL时表现出化感综合抑制效应,其它2种浓度(0.1、0.5g/mL)表现为化感综合促进效应;水浸提液对本氏针茅和百里香表现为化感综合促进效应,而对大针茅表现为化感综合抑制效应。研究表明,本氏针茅根际土甲醇浸提液和水浸提液的化感物质存在差异;不同受体对同一浸提液反应不同,同一受体对不同浸提液的反应也不同。     

生产力调控对翌年苹果园土壤水分和苹果叶片光合特性的影响

以盛果期‘长枝富士’为试验材料, 以生产力调控翌年苹果(Malus pumila)树坐果期为主要观测期, 对不同生产力水平下果园土壤水分状况及苹果叶片光合特性进行了研究。结果表明: 在生产力调控范围内, 土壤剖面各个层次土壤含水量均随着生产力水平的减小而增加, 其中在60 cm处达到最大增量, 为31.02%; 而在600 cm范围内土壤贮水量最大能够提高15.41%。随着生产力水平的降低, “光合午休”现象减弱, 净光合速率(P_n)增加, 最大增幅为25.71%, 下午时段的蒸腾速率(T_r)下降迅速, 水分利用效率(WUE)最大提高34.12%。通过相关分析表明, 土壤贮水量(WSC)与P_n、T_r、WUE之间均达到显著相关, 其相关系数分别为: 0.973^**、-0.543^*和0.992^**。土壤贮水量(x)与水分利用效率(y)之间符合y = 0.002 3x - 1.480 6, R²= 0.984 4^**的回归模型。通过生产力调控可以改善土壤水分状况和果树光合能力, 提高WUE。     

基于农户尺度的陕北退耕区粮食安全

对陕北退耕区米脂县(人口高密度区)和吴起县(低密度区)农户尺度粮食生产能力进行分析,应用最小人均耕地面积和生产函数方法研究了该区粮食安全状况及影响因素.结果表明:人口低密度区的粮食生产能力可基本保障其粮食安全,而人口高密度区不能确保粮食安全;基本农田面积和农业科技投入是影响农户粮食安全的主要因素,劳动力投入、素质和粮食补贴也有正向影响,但目前的农业科技水平和劳动力素质未达到粮食生产能力的囤蓄要求.应加大基本农田和农业科学技术的囤蓄力度,达到最小人均基本农田0.14 hm2,重视农业劳动力的技术培训,并制定合理的退耕后续政策.     

生态问题的经济社会根源与治理对策——以美国“黑风暴”事件为例

我国经济社会发展与生态环境的矛盾愈显突出,而对生态问题产生的经济社会根源认识不足导致无法提出针对性的治理方案,造成生态治理成果的反复,生态事件时有发生。为解决此类问题,以美国"黑风暴"事件为研究案例,深入探讨了生态问题产生的驱动要素,系统地总结了生态治理的有效途径。结果表明:生态问题是经济社会系统内部矛盾的外在表现形式;生态问题本质是人类不当的逐利行为导致经济社会发展不可持续的后果;政府调控手段滞后于经济社会和生态问题的发展是生态环境恶化的客观条件;生态治理技术无法满足经济社会发展对生态治理的需求为生态问题爆发和蔓延提供有利条件。因此,对于生态问题的有效治理,应以缓解经济社会系统矛盾为主线,通过法律、法规手段约束人的不当行为并遏制生态问题的扩大;应采取政策及法律手段保障利益相关者的生存和发展权益;要以政策的引导与支持促进治理技术的研发、应用和推广,推动经济转型,实现经济模式的高效化、绿色化。     

黄土高原沟壑区粮食生产中的生态成本

以黄土高原沟壑区的陕西省长武县为研究对象,应用生态学和经济学方法,对粮食生产生态成本进行了初步研究.结果表明： 2008年该区粮食生产生态损失总价值相当于当年种植业总产值的7.2%;小麦和玉米生态成本已分别达到2.42和2.12元·kg^-1,而出售单价分别为1.70和1.28元·kg^-1,高成本低收益的情况对该区域生态经济可持续发展产生不利影响;利用灰色关联对粮食生产生态成本中各因素进行分析,单位产量、播种面积和农业机械费用是影响生态成本的重要因素,化肥费用和有机肥费用对其影响不大;在当前生产力水平下,适当加大科学技术投入水平,提高粮食产量,扩大家庭种植规模,可以降低生产单位粮食的生态成本.     

基于生态位理论的典型草原铁杆蒿种群化感作用

运用改进的Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,研究了典型草原草地建群种与优势种之间的生态竞争关系;并利用建群种(铁杆蒿)茎叶浸提液对不同优势种的化感种子进行发芽试验,分析铁杆蒿的化感潜力及其在封育草地中的生态地位.结果表明:封育草地中,本氏针茅的生态位最宽(0.99),其次为百里香(0.94)、铁杆蒿(0.82)和大针茅(0.76),赖草最窄(0.73);铁杆蒿与本氏针茅、本氏针茅与百里香、百里香与大针茅、铁杆蒿与百里香之间的生态位重叠值分别为0.90、0.95、0.94和0.86.不同浓度的铁杆蒿浸提液对植物的化感作用强度不同,表现为“低促高抑”.铁杆蒿浸提液对本氏针茅幼苗根系生长的化感促进作用要强于百里香,而对百里香幼苗芽生长的抑制作用要强于本氏针茅.甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液.铁杆蒿、本氏针茅、百里香和大针茅之间高的生态位重叠,说明该草地群落将继续向本氏针茅群落演替,铁杆蒿群落仅是一个重要的过渡演替阶段.铁杆蒿的化感作用在其中担负着驱动力的角色.     

不同生产力水平苹果园土壤水分空间异质性

为掌握不同生产力水平果园土壤水分的空间分布特征及其变异规律,利用经典统计学及地统计学的原理对黄土高原不同生产力水平果园土壤水分空间异质性进行了对比研究。结果表明:土壤含水量在垂直方向上以果树根系主要分布区为中心向上下两向递增,在水平方向,随着距树干距离的增大而增加;土壤水分稳定性随土层深度的增加及距树干距离的增加而提高。不同生产力水平果园间,土壤水分含量差异达到显著水平,随着果树生产力水平的降低,其对土壤水分的消耗逐渐减少、水分稳定性提高、因空间自相关部分引起的异质性增大,而随机部分引起的空间异质性程度减小。综上可知,进行果树生产力调控能够减少农业生产对资源的过度消耗,减轻对环境的影响。     

双元覆盖对果园土壤水分的调控效果

为了研究双元覆盖对渭北旱塬苹果园土壤水分的调控效果,对4个不同处理(地膜压秸秆双元覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖和对照)下的果园0～600 cm土层范围内的土壤水分进行测定,并对果树产量和枝条生长量进行了统计.结果表明: 双元覆盖的整体保墒效果最佳,0～600 cm土壤贮水量比对照高6.7%;长期双元覆盖能够有效地缓解该地区深层土壤出现的干燥化现象,稳定层(240～600 cm)月平均土壤贮水量比对照高64.22 mm;双元覆盖和地膜覆盖两种措施均能降低浅层(0～60 cm)土壤水分随时间的波动,提高浅层土壤水分随时间变化的稳定性;与单一覆盖方式相比,双元覆盖方式更能减小土壤剖面水分垂直变异,提高土壤剖面水分垂直分布的稳定性;双元覆盖方式增产效果明显,苹果产量比对照高48.2%.综上,相对于单一的覆盖方式,双元覆盖能更好地调控果园土壤水分、提高苹果产量.