华北盐渍化改造区农田步甲群落及其动态研究:以河北省曲周县为例

1996与1997年在河北省曲周县盐渍化改造区,采用陷阱法调查了农田中步甲的物种组成与数量分布。共记录到步甲19个种,分隶于8个属。其中婪步甲属(Harpalus)在数量上占绝对优势。总体来说,本地步甲区系组成相对简单,属与物种数较少。单齿婪步甲(Harpalus simplicidens)、毛婪步甲(H.griseus)和三齿婪步甲(H.tridens)为优势物种。从时间动态上看,步甲数量呈总体上升趋势,9月份最多,10月份下降到最低。步甲数量的季节变动在不同种植模式间不同,并在一定程度上受农田景观及农事活动的影响。农田边界是生物的避难所和聚集地,对步甲有重要的保护作用,农田边界上的步甲密度普遍比相邻农田中高,月份间步甲数量的波动幅度也较小。     

华北盐渍化改造区蚯蚓种群次生演替与生产投入的关系——以河北省曲周试区为例

通过对河北省曲周县盐渍化改造区农田生态系统中蚯蚓物种多样性分析,发现蚯蚓种群的次生演替与农田肥料投稿有很好的相关性,合理的投稿特别是有机肥的投入可以加速农田生态系统中生态演替;该地区蝗蚓种群分布总的趋势是：第2代试区＞第1代试区＞第3代试区＞原貌区;不同土壤利用方式蚯蚓的分布和数量各不相同,菜地＞农田、边缘地和果园。     

不同土壤培肥措施对华北高产农田生态系统蚯蚓种群的影响

通过在华北高产农田生态系统进行的土壤培肥试验 ,研究了不同秸秆还田方式和施肥措施对土壤大型动物——蚯蚓的影响。研究结果表明 :该区域高肥力土壤共有 7种蚯蚓 ,其中以正蚓科梯形流蚓为主 ,并同时分布巨蚓科的远盲蚓属、腔蚓属和链胃蚓科的杜拉蚓属的一些广布种。全年平均种群密度为 83.83条 /m2 ,最高种群数量出现在 1998年 8月份 ,其季节变化趋势为夏季 >春季 >秋冬季。在投入同量化肥条件下 ,有机物投入越多 ,蚯蚓越丰富 ,其生物量有以下趋势 :化肥投入 <化肥与麦秸还田 <化肥与玉米秸麦秸全还田 <化肥与玉米秸麦秸还田加施有机肥处理。在有有机物投入的条件下 ,化肥对土壤生物的负面效应不明显 ,不会对土壤中的蚯蚓有较大影响 ;而单施化肥 ,对蚯蚓负面影响较为显著。有机肥的施入可以增加蚯蚓的种群数量 ,随着时间的增加这种趋势越明显     

农田生态系统碳足迹时空变化——以河南省为例

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,起着碳源和碳汇的双重作用,对维持整个生态系统碳平衡具有重要意义.本文基于ArcGIS 10.1、SPSS 20.0、Sigmaplot 12.5等分析平台,以农田生态系统为研究对象,构建农田生态系统碳足迹模型,分析2005—2014年河南省农田生态系统碳排放、碳吸收和碳足迹及三者之间的关系.结果表明: 2005—2014年,研究区碳排放年平均增长率为2.7%,其中因化肥施用引起的碳排放量占总碳排放量的比例最高,占66.2%,且化肥的使用强度为890.38 kg·hm^-2,远高于发达国家公认的安全警戒线225 kg·hm^-2.河南省农田生态系统的碳总储量整体呈逐年上升趋势,其中,小麦的碳吸收比例最高,占总吸收量的60%,水稻的碳吸收增速最快,为7.9%.河南省农田生态系统存在碳生态盈余,且农田生态系统碳足迹总体呈现不断增加趋势,农田生态系统碳足迹占同期生产性土地面积(耕地)的平均比例为5.7%.研究区碳排放、碳吸收、碳足迹的空间变化较为一致,均呈现东南多、西北少的空间分布规律,且地区差异及变化幅度差异较大是三者的最主要外部特征.     

华北平原冬小麦农田生态系统通量贡献区

利用2013—2014年涡度相关系统观测的华北平原冬小麦农田生态系统通量数据,结合通量贡献区模型FSAM,分析华北平原冬小麦农田生态系统通量贡献区的时空分布特点,对比研究不同大气稳定层结条件和生长期内通量贡献区的分布差异.结果表明: 在主风风向上,冬小麦整个生育期内大气稳定条件下的通量贡献区范围大于不稳定条件下的贡献区范围.在0°～90°主风风向上,生长初期稳定条件下通量贡献区范围比不稳定条件下大17.8 m左右,生长末期稳定条件下的通量贡献区范围比不稳定条件下大11 m左右.生长初期的通量贡献最大值点位置比生长末期距观测点位置远15 m(大气稳定条件)和12.4 m(大气不稳定条件);通量贡献最大值点在稳定条件下比不稳定条件下距观测点位置远5 m(生长初期)和2.4 m(生长末期).在非主风风向上,当风向为90°～180°时,生长初期和生长末期不同大气条件下的最大通量值分别位于距观测点的67.8、53.4和47.0、30.8 m.当风向为270°～360°时,生长初期和生长末期不同大气条件下的最大通量值位于距观测点的58.8、42和41.1、33.1 m.在整个生育期尺度上,观测塔的通量信息主要来自东北、西南和东南方向,其所占比例分别为35.4%、32.5%和19.4%.冬小麦整个生育期内通量贡献区的主要变化发生在观测点东北方向16.0～173.8 m和西南方向14.7～209 m,通量信息全部来源于农田生态系统.两个典型日期的通量贡献区日变化特征明显,通量贡献区范围随大气稳定条件和风向改变而发生变化.夜晚通量信息全部来源于农田生态系统,白天少部分通量信息来源于居民区和果园.本文的定量化结果可为农田生态系统通量贡献区的研究提供依据.     

不同管理模式对农田生态系统服务的影响模拟研究——以太湖流域为例

高强度的农业生产给生态环境带来诸多负面影响,如何权衡农田生态系统服务是农业可持续发展面临的重要问题之一。本文以太湖流域稻麦轮作农田生态系统为研究对象,利用基于0—10cm土壤温度、10—20cm土壤温度、水稻生物量和小麦生物量等为目标函数的PEST软件校准APSIM模型,遴选三类重要生态系统服务——粮食供给(粮食产量)、水质调节(氮流失)和气候调节(N_2O排放、固碳-土壤有机碳),针对不同秸秆还田(无秸秆还田、稻秆还田麦秆不还田、麦秆还田稻秆不还田、稻麦秆全还田)和施肥模式(0、-5%,-10%,-20%)等设定16种情景模拟1986—2015年太湖流域生态系统服务变化趋势,利用自组织映射法(SOM)分析其权衡协同关系变化,以期为农田生态系统管理提供科学依据。结果表明:(1)相对秸秆还田,粮食产量、N_2O排放、氮流失和土壤有机碳受施肥影响更为显著,均随施肥量减少而下降;(2)不同管理模式对固碳影响较弱,对N_2O排放和水质调节影响明显,稻麦秆全还田且减量施肥5%、10%或20%情景对N_2O排放抑制最为有效,减排量均超过30%,氮流失量减量大于7%;(3)粮食供给与固碳、N_2O排放均存在显著的协同关系,粮食供给与水质调节、固碳与水质调节、水质调节与N_2O排放呈显著权衡关系,固碳与N_2O排放呈弱权衡关系;(4)基于N_2O排放量和氮流失量均低于基准模拟且粮食单位产量减少低于5%的情景下,无秸秆还田且减量施肥5%(S0_F1)和稻麦秆全还田且减量施肥5%(S3_F1)两种模式相对有利于整体提升太湖流域农田生态生态系统服务。此外,APSIM模型有待更多的野外监测数据进一步校准改进以提高模型率定精度,同时需扩展不同模式影响下太湖流域农田生态系统服务综合效应评估,以获取更加科学、合理的优化模式与途径。     

紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性——以云南绿春为例

为揭示紫胶林-农田复合生态系统地表甲虫多样性, 于2006-2007年在云南省绿春县牛孔乡采用陷阱法调查了天然紫胶林、人工紫胶林和旱地的地表甲虫群落。共采集标本1 678头, 分别隶属于24科120种, 其中步甲科(Carabidae)和金龟科(Scarabaeidae)种类最丰富, 均占全部种类的12.50%。拟步甲科(Tenebrionidae)个体数量最丰富, 占个体总数的64.48%; 金龟科次之, 占个体总数的17.58%。大多数科的物种数和个体数在不同土地利用生境中的分布没有显著差异, 而步甲科、隐翅甲科(Staphylinidae)、叩甲科(Elateridae)、拟步甲科、瓢虫科(Coccinellidae)和小蠧科(Scolytidae)在不同土地利用生境中的分布有显著差异。天然紫胶林地表甲虫个体数量最少, 物种较丰富, 优势度最低, 多样性最高; 人工紫胶林个体数和物种数均丰富, 优势度和多样性居中; 旱地个体数量最多, 物种最贫乏, 优势度最高, 多样性最低。种级水平的聚类分析体现出人工紫胶林与旱地之间在种类组成上距离较近; 而科级水平的聚类反映出人工紫胶林和天然紫胶林更接近。结果提示, 紫胶林-农田复合生态系统具有区域内土地利用方式多样化的特点; 天然紫胶林在维持地表甲虫多样性水平上具有重要作用, 而人工紫胶林虽具有积极作用, 但仍需进一步恢复。     

权衡协同视角下城市边缘区生态系统服务优化研究——以苏州市为例

城市边缘区是城乡之间的过渡区域,具有人地关系复杂、城乡冲突尖锐的特征,其生态系统服务(Ecosystem Services,ESs)功能呈现权衡或协同的复杂相互作用。研究城市边缘区ESs的相互关系、基于功能协调目的对其进行优化,对于缓解人地关系矛盾、实现乡村振兴和促进区域可持续发展具有重要意义。以苏州市为例,在识别城市边缘区基础上,选取粮食供给、产水量、碳储存、土壤保持、生境质量、水质净化、文化服务7种关键ESs进行评估,结合Spearman相关性分析和自组织网络方法探究ESs权衡协同关系及其时空演变特征,最后对城市边缘区进行分类及提出优化策略。结果表明:1) 苏州市918个村庄被识别为城市边缘区;2) 生境质量与粮食供给存在极显著的权衡关系 (R_(xy) = -0.77),生境质量与文化服务存在极显著的协同关系 (R_(xy) = 0.95),2010-2022年间ESs间的关系以权衡效应为主,协同效应较少,整体权衡关系呈减弱趋势;3) 根据聚类分析结果,可将研究区分为5类生态系统服务簇,分别为生态服务协调簇、生态服务失调簇、生态保育簇、生态游憩休闲簇以及生态风险加剧簇;4) 提出了促进城市边缘区ESs协调,有助于自然-经济-社会复合生态系统可持续发展的优化策略。     

黄土高原典型退耕区生态系统服务权衡与协同关系研究——以延安市为例

在退耕还林的背景下,从多尺度分析黄土高原生态系统服务的时空变化及权衡协同关系对促进该区经济发展和生态效益多赢具有重要意义。以黄土高原退耕还林典型区延安市为例,运用InVEST模型评估1988-2018年农作物生产、碳储量、生境质量、土壤保持、产水量5种关键生态系统服务物质量,采用偏相关分析法探讨生态系统服务间的权衡与协同关系及其时空变化特征。研究结果表明：（1）受土地利用变化影响,延安市农作物生产水平、土壤保持年际变化趋势波动较大,农作物生产水平呈波动增加的趋势,土壤保持退耕还林前呈减少,退耕还林后呈波动增加的趋势,碳储量和生境质量呈逐渐增加的趋势,产水量呈逐渐减弱的趋势。（2）生态系统服务与土地利用格局联系紧密。碳储量、生境质量的高值区域以及产水量的低值区域随林地分布格局变化而变化。（3）协同关系是延安市生态系统服务间相关关系的主体,主要发生在碳储量、生境质量、土壤保持、农作物生产之间,权衡关系主要存在于产水量和其他生态系统服务之间。（4）市、县域生态系统服务间关系的差异主要发生在生境质量和土壤保持之间。     

Nearctic earthworm fauna in the southern USA: biodiversity and effects on ecosystem processes

An important aspect of biodiversity is the relative importance of species in the functioning of ecosystems; this is particularly so for the soil biota which regulate organic matter and nutrient dynamics in soil. This paper explores some of the relationships between biodiversity and ecosystem processes, using the example of the nearctic earthworm fauna in the glacial refugium of the southern USA. Competitive exclusion of nearctic earthworm species by exotic species has been postulated but there is little direct evidence of it; habitat alteration is the likely cause of native species decline. Reduced earthworm diversity may or may not strongly affect certain ecosystem processes, but more diverse assemblages may more effectively exploit soil resources and influence a wider array of processes. Nearctic species may be better adapted than exotics to local conditions and thus more strongly influence ecosystem processes. Earthworm communities provide a clear case for the union of functional and taxonomic biodiversity studies, because of the recognized ecological strategies of many species. However, some nearctic taxa may deviate from these strategies. Earthworms utilize course woody debris in forests both as a refuge and a resource, while enhancing the decomposition of wood. Management strategies to maintain or increase biodiversity of soil biota should include residual wood on the forest floor. An important task for ecosystem management is to restore biodiversity in degraded ecosystems; introduction programmes and techniques such as periodic burning may increase the abundance and diversity of native earthworm species. Whole ecosystem conservation and management are probably the most practical ways to conserve biodiversity generally and may be the only ways to maintain soil biodiversity.     

重力生态学与农田生态系统生产力

农田生态系统是对人类生存发展具有重大影响的生态系统之一。农田生态系统生产力水平与影响作物生长发育的自然环境因子如光、气、热、水、肥、土等具有不可分割的联系。其中一些环境因子如光、气、热等在一定的区域内和较长的时间范围内并无显著变化差异,     

珠江三角洲高畦深沟农田生态系统的结构及功能研究

前言自然和社会经济条件不同,农田生态系统的类型也不同。研究农田生态系统的结构与功能,可了解特定系统对当地环境条件的适应性。近年来,国内外很多学者,都从能流物流和经济效益方面对各类型结构农田生态系统结构与功能作了研究。高畦深沟结构农田生态系统,是珠江三角洲平原区人民为在当地地下水位较高的条件下,进行旱作而发展的一种农田生态系统类型。它的特点是,以一定的比例挖深沟,利用挖沟的泥土起高畦,沟中长期保持有水层,畦面进行旱作,沟里进行种植、养殖或其它利用,结构多年不变,是一种相对稳定的农田生态系统。     

赤子爱胜蚓对森林凋落物的分解效率

蚯蚓是帽儿山林区的主要土壤动物类群。饲养实验表明,赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)对不同种类、不同腐解程度的木本植物叶片的摄食量不同,对未分解叶的食性偏好依次为:白桦(Betulaplatyphylla)>杨(Populusdavidiana)>红松(Pinuskoraiensis)>蒙古栎(Quercusmongolica),对半分解叶的食性偏好依次为:杨>红松>蒙古栎>白桦,对同种叶片半分解叶的消耗能力大于未分解叶。这表明叶片种类和叶子腐化程度是影响蚯蚓摄食偏好的两个主要因素,混交林比纯林更有利于蚯蚓对难腐化叶片种类的分解。研究还表明,赤子爱胜蚓生物量在盛夏、春末以增重为主,夏初、秋初以失重为主,对落叶的消耗能力随种群生物量增大而增大,摄食量随温度的升高而增大,说明影响蚯蚓分解能力的另两个重要因素是种群生物量和温度。比较研究表明,从不适宜条件到适宜条件,蚯蚓消耗能力的理论范围约为6.378~27mg/(d·g)。能流研究表明,不同生境下,蚯蚓的各种生态效率变辐较大,即,毛增长效率:2.34%~9.92%,组织增长效率:28.95%~90.86%,同化效率:8.10%~34.27%,粪便率:65.73%~91.90%。赤子爱胜蚓的毛增长效率与同化效率约为该林区另一类主要土壤动物马陆的两倍,是帽儿山森林生态系统的重要分解者。因此,通过林木种类优化配置、温湿度条件的改变,可提高蚯蚓种群生物量及其分解能力,加快寒区厚积凋落物层的分解,加速林分更新。     

农田生态系统不同土地利用方式与管理措施对土壤质量的影响

于2005年在北京市延怀盆地选择农田生态系统中的玉米地、大豆地两种传统土地利用方式,以及近10～20 年由传统农业用地转化而来的蔬菜和果园用地,研究农田生态系统不同土地利用方式与管理措施对土壤质量的影响.结果表明,菜地、果园和高投入玉米地土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量明显高于中、低投入玉米地和大豆地土壤.在各种土地利用类型中,SOC、TN和TP的变化范围分别为7.67～10.00 g·kg^-1、0.75～1.12 g·kg^-1和0.63～1.00 g·kg^-1;菜地土壤有效磷(AP)含量和电导率(EC)显著高于其他土壤,不同农田生态系统土壤物理性状差异不明显.果园和菜地土壤质量指数分别为0.525和0.503,高于传统农田玉米和大豆土壤(0.417～0.494).菜地土壤的养分有效性最高,水分有效性和根系适宜性低于果园土壤,应注意菜地非点源污染的潜在风险.在传统农业用地中应采取培肥地力等方式提高土壤质量.     

新疆石河子地区泉水溢出带农业生态系统演替的研究

新疆石河子地区泉水溢出带农业生态系统演替的研究夏春兰赖先齐（新疆石河子大学农学院８３２００３）ＡＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｕｃｃｅｓｓｉｏｎＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎＳｐｒｉｎｇＷａｔｅｒＯｖ...     

The basis of graft rejection in the earthworms Lumbricus terrestris and Eisenia foetida

Body wall grafts have been exchanged between Lumbricus terrestris and Eisenia foetida unicolor, and the survival times of second-set grafts and a limited number of third-set grafts have been compared with those of first-set grafts. Survival of grafts has also been studied following implantation. The results do not support the hypothesis that second-set rejection is accelerated due to an immune response as in higher vertebrates. Evidence is presented that Eisenia are individually different and that the differential graft survival may be due to tissue incompatibility, survival times depending on the degree of difference in the environment presented by the recipient.