北方稻田生态系统养分平衡研究

１９９４～１９９６年研究了５种不同模式水稻田生态系统养分平衡及养分效率．结果表明,不同模式的水稻田生态系统中,Ｎ输入输出基本相抵,处于平衡状态;Ｋ输入输出稍有盈余,唯Ｐ施用量较输出高１倍,使土壤中Ｐ有所积累．通过合理水肥调控措施,使水稻单产有所提高,肥料和养分利用率也得到不同程度的提高     

减量施氮与大豆间作对蔗田氮平衡的影响

通过2010—2013年的大田试验,探讨了2个施氮水平(300和525 kg·hm-2)和3种种植模式(甘蔗、大豆单作及甘蔗-大豆1∶2间作)对蔗田大豆固氮、甘蔗和大豆氮素累积及氨挥发和氮淋溶的影响.结果表明:与大豆单作相比,甘蔗-大豆间作的大豆固氮效率下降,但不同施氮水平间作模式之间无显著差异.不同施氮水平和种植模式对甘蔗、大豆氮素累积无显著影响.减量施氮水平下氨挥发量低于常规施氮处理,不同施氮水平和种植模式对氮淋溶量无显著影响.除2011年甘蔗单作减量施氮水平下出现蔗田氮素亏缺(-66.22 kg·hm-2)外,其余不同年份不同种植模式下氮素都处于盈余状态(73.10~400.03 kg·hm-2),施氮水平显著影响了蔗田的氮素盈亏,且常规施氮水平下氮素盈余量显著高于减量施氮处理,过高的氮素盈余增加了氮素污染农田环境的风险.从培肥地力、降低氮素污染环境的风险和节约生产成本等方面考虑,减量施氮水平下甘蔗-大豆间作模式具有一定的生态合理性.     

水稻氮模型ORYZA—0及其应用研究

本研究利用氮行为模型ORYZA－0并结合Price(1979)规则系统数学优化程序,模拟了氮在土壤－水稻中的运行轨迹和水稻各生育期的需氮规律,并据此制定氮肥优化管理方案。试验结果表明,该模型推荐的施肥方案在不同品种、气候、季节和土壤条件下均具有较强的适应性,总体表现为增产、省氮、节本、增益,应用前景良好。     

稻田施氮水平对两种水稻热值变化特征影响

对两种水稻类型（早稻,晚稻）在不同氮素水平下植株的热值动态进行了分析。结果表明,水稻植株的热值不仅因品种,器官而存在着差异,而且随着水稻生长发育的进程不同也存在着差异。两种水稻的热值最低出现在小花分化期,最大值出现在分蘖期或开花灌浆时期。不同氮素水平对水稻热值的影响规律为,随着氮素水平的增加,水稻各种组织器官的热值也增加,同一器官下,高氮素水平下的水稻组织热值高于低氮下组织的热值,不同器官热值（根,茎,叶,穗）之间在相同及不同氮素水平下存在显著差异。通过分析表明,没有氮素投入下的两种水稻基础热值为16979J/g,早稻每增加1kg/hm^2N,可以提高植株热值1.72J/g,晚稻每增加1kg/hm^2N,可以提高植株热值1.24J/g,这说明,氮素使用对早稻的热值效应影响要大于晚稻。因此,在运用热值指标进行能量分析时,必须考虑氮素使用水平对热值的影响。     

氮添加对沙质草地氨挥发及硝态氮淋溶的影响

采用密闭室法和离子交换树脂袋法,研究了科尔沁沙质草地不同处理(水添加、氮添加、水氮添加)氧挥发的损失量和硝态氮的淋溶量.结果表明:氮添加处理和水氮添加处理显著促进了氨挥发(P＜0.05),最大氨挥发速率显著高于对照;氮添加处理和水氮添加处理的氨挥发累积量为111.80和148.64 mg·m-2,分别占氮添加量的1.1％和1.5％;水氮同时添加条件下,氨挥发累计量显著高于氨添加处理(P＜0.05),水添加处理和对照相比没有显著差异(P＞0.05);水氮添加处理显著增加了土壤深度20 cm处的硝态氮淋溶量(P＜0.05),氮添加处理和水氮添加处理的硝态氮淋溶量分别是对照的1.96和4.22倍,然而在土壤深度40 cm处各处理硝态氮淋溶量差异不显著(P＞0.05);可见,氮添加和水氮添加均促进了土壤的氧挥发,对硝态氮的淋溶没有显著影响.     

稻田水氮氧环境因子对水稻生长发育、光合作用和氮利用的调控研究进展

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子.适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成.同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用.本...     

稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环研究

本文用Ｎ￣（１５）标记水稻和绿肥研究了稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环。Ｎ￣（１５）标记稻草喂羊,羊体回收饲料稻草Ｎ３１．１６％,羊粪２８．２６％,羊尿５．７２％,总回收６５．１４％,损失３４．８６％。将羊粪尿单施,稻谷回收饲料稻草Ｎ３．１９％,水稻全株回收４．８２％,土壤残留１９．００％,损失１０．１４％。故羊体、水稻及土壤残留共回收饲料稻草Ｎ５４．９８％．将羊粪与尿素配施,则饲料稻草Ｎ的总回收率为５５．８８％。Ｎ￣（１５）标记绿肥喂猪;猪体回收饲料绿肥Ｎ２３．５１％．猪粪２３．８５％,猪尿２８．７６％,总回收率７６．１２％,损失率２３．８８％。将猪粪、尿还田,稻谷回收饲料绿肥Ｎ６．６９％,水稻全株回收１０．０５％,土壤残留１９．１７％,故猪体、水稻和土壤残留共回收饲料绿肥Ｎ５２．７３％,将猪粪与尿素配施,则饲料绿肥Ｎ的总回收率为５２．７５％。     

长期施肥对红壤稻田氮储量的影响

稻田背景氮高是我国氮肥利用率低的主要原因之一,减少氮肥施用量对提高氮肥的农学利用率和缓解环境压力具有重要的意义。研究采用长期定位试验(19902006年)土壤全氮、稻谷产量等数据,分析施肥模式对稻田耕层土壤氮储量、氮肥农学利用率的影响,探讨在降低常规施用氮量的33.3%而不明显减产措施的可行性。结果表明:长期有机物质循环利用能显著提高耕层土壤全氮含量,氮储量与试验前相比平均提高了18.8%,仅施用化肥对土壤全氮含量没有显著影响,减量施肥处理(JS)对耕层土壤氮的积累效应一直优于仅施化肥的处理(NP、NPK)。17a的JS处理并没有降低稻谷产量,与常量NPK储量相比年际产量相对误差仅为3.2%,而输入N的农学利用率提高了12%。在半量稻草还田的条件下减少氮肥的施用量到180kg·hm-2是可行的,红壤稻田产量可维持在10t·hm-2左右。     

稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环研究

本文用Ｎ＾１５标记水稻和绿肥研究了稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环。Ｎ＾１５标记稻草喂羊,羊体回收饲料稻草Ｎ３１．１６％,羊粪２８．２６％,羊尿５．７２％,总回收６５．１４％,损失３４．８６％。将羊粪尿单施,稻谷回收饲料稻草Ｎ３．１９％,水稻全株回收４．８２％,水稻全株回收４．８２％,土壤残留１９．００％,损失１０．１４％。故羊体,水稻及土壤残留共回收饲料稻草Ｎ５４．９８％。将羊粪与尿素配施,则     

四川杂谷脑河底栖动物初步调查

于2004年5月对四川杂谷脑河流域9个断面的底栖动物进行了调查。共采集到底栖动物11种,其中水生昆虫8种,软体动物2种和扁形动物1种。应用Beck生物指数对其水质状况进行评价,结果表明杂谷脑河流域除个别断面(红叶减水河段)清洁外,大部分河段有一定程度的污染。     

黑河下游分水后的植被变化初步研究

黑河下游地区近年来由于河水注入量的持续减少,使得依赖河水补给的地下水相应减少,造成区域性地下水位下降,从而出现了一系列的生态环境问题,大面积湿地消失,天然植被全面衰败,土地盐化加剧,胡杨和沙枣林面积减少,并以老林为主,红柳灌丛也减少,并且多已成为稀疏矮化的群落。各种禾草草甸严重退化,多以演替成苦豆子群落。为了恢复和重建受损的下游生态系统,2000年7月开始,实施了黑河下游应急生态输水工程,水流于2002年7月17日流进黑河尾闾端的东、西居延海,使干涸10年的居延海重新受到水的滋润。作者根据近三年黑河下游分水前后地下水位和植被等项内容的监测资料,探讨了地下水位与天然植被生长的相互关系。研究结果表明：分水使得该地区生态环境有了较大的改善,地下水位普遍抬升,胡杨林得到恢复,灌木荒漠植被得到部分恢复,禾草草甸植被得到一定程度的恢复。     

汉江中上游湿地冬季水鸟资源调查

汉江中上游河道冬季水鸟共30种,隶属7目7科。其中,冬候鸟15种,留鸟8种,占73.3%,旅鸟7种。调查分析表明:独特的动物地理区系和优越的湿地环境使汉水中上游流域成为重要的鸟类越冬地及迁徙中转地,由此形成了该地特殊的冬季鸟类结构。     

塔里木河下游胡杨种群空间分布格局分析

在塔里木河下游胡杨分布集中的英苏、喀尔达依断面,设置了6条样带38块样地进行植被种类、高度、胸径、冠幅、株数等因子调查,研究了不同离河距离胡杨格局分布类型、聚集强度及其格局规模.结果表明:胡杨在不同离河距离大都表现为聚集分布,在离河最远的地方有扩散趋势,呈随机分布;不同离河距离的两断面均表现出随离河距离加大胡杨格局规模加大、聚集强度加强的趋势,同一离河距离喀尔达依断面比英苏断面胡杨格局规模小,这主要是地下水条件和当地地形不同所致.喀尔达依断面个别离河距离并未遵从随离河距离加大胡杨格局规模也随之加大的规律,则是胡杨种群对异质环境响应的表征.     

汉江中游江段四大家鱼产卵场现状的初步研究

为掌握汉江中游四大家鱼产卵场的现状,2004年5~8月分别设固定断面和流动采集鱼卵(仔鱼)。鱼卵漂流距离(S)用当时水温条件下胚胎发育经历时间(T)乘以江水平均流速(V)估算,即S=V.T,把产卵集中的江段确定为产卵场;产卵规模(M)根据采样点采获的相近发育期的鱼卵数(m)、采样点断面江水流量(Q)、采样网口流速(V′)、采样断面卵(仔鱼)密度系数(C)和采样网口面积(0.39)估算,即M=m.Q.C/0.39.V′。结果表明,汉江中游干流有四大家鱼产卵场5个,产卵场长度占该江段干流长度的36.22%,产卵总量为0.933×108粒,其中青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)分别为7.28×106粒、6.125×107粒、2.067×107粒和4.10×106粒,左岸支流唐白河无四大家鱼产卵;四大家鱼产卵和产卵的规模与江水的温度、涨水持续的时间、流速、流态紧密相关;2004年四大家鱼的产卵量仅相当于1976年监测结果的6.71%,汉江中游四大家鱼资源已严重衰退。     

图们江下游湿地水鸟及其生态分布

于１９８８－１９９８年期间分不同季节以图们江下游湿地水鸟进行了调查研究,共调查统计到湿地水鸟９目１２科５６种。调查以野外实地考察为主,同时进行一些座谈访问和资料收集工作,数量统计采取线路统计与样方统计组结合的方法。     

汉江中下游浮游植物群落结构及水质评价

南水北调中线工程调水后,汉江中下游水华频发引起社会关注。为掌握调水后汉江中下游浮游植物的群落结构特征,于2017年11月、2018年2月、4月和8月在汉江中下游的8个断面对浮游植物进行了定量调查。调查结果显示:共鉴定浮游植物163种,群落组成以硅藻门(Bacillariophyta)、绿藻门(Chlorophyta)为主,其次是蓝藻门(Cyanophyta)。浮游植物优势种主要为硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、颗粒直链藻最窄变种(Melosira granulata var.)、变异直链藻(Melosira varians)、颗粒直链藻(Melosira granulata),隐藻门的卵形隐藻(Cryptomonas ovata),蓝藻门的弯曲颤藻(Oscillatoria sp.)和伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.),且都有较高的优势度。浮游植物密度和生物量的季节变化范围分别为0. 33×106cells/L～1. 82×106cells/L和0. 49 mg/L～7. 38 mg/L。基于Shannon-Weaver多样性指数和Pielou均匀度指数以及优势种评价法对汉江中下游的水质进行评价,判断汉江中下游水质整体处于中污状态。     

Relationship Between Surface Sediment Diatoms and Summer Water Quality in Shallow Lakes of the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

The relationship between surface sediment diatoms and summer water quality was investigated at 49 lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. Lakes ranging from oligomesotrophic to hypereutrophic were examined, providing an obvious nutrient gradient. With the shift from mesotrophic to eutrophic levels, diatom multi-ecotypes dominated by epiphytic and facultative planktonic taxa were replaced by nutrient-tolerant planktonic taxa, such as Cyclotella meneghiniana Skvortzow, C. atomus Hustedt,Cyclostephanos Round, and Stephanodiscus Ehrenberg etc., reflecting the nutrient changes in the lake.The relationship between diatoms and summer water quality indices was explored further using numeric analysis. Canonical correspondence analysis (CCA) with forward selection and a Monte Carlo permutation test revealed that of all 25 summer water environmental variables, total phosphorus (TP), chlorophyll a (Chzl a), Secchi depth (SD), dissolved inorganic phosphorus, C1-, SO42-, Mg2 , CO32-, and water depth were significant variables (P＜0.05) in explaining diatom distributions. Of these, TP, Chl a, SD, and C1-, were the most important variables. The result of the correlation analysis also showed that a significant correlation exists among these variables, implying that these indices are either interconnected or independent in explaining the diatom data. For phosphorus-limited sites, TP was the most significant variable affecting the diatoms, also affecting changes in Chl a, SD, and iron concentrations. The independence of Chl a may be related to algal competition induced by lake eutrophication, resulting in the feedback to diatom community.In addition to TP, SD can be related to sediment disturbance by wave action and the growth of macrophytes in large shallow lakes. These relationships between diatom ecotypes and water quality provide the basis for a future quantitative reconstruction of historic lake nutrient evolution in the study area and will also provide a wealth of modern ecological knowledge that can be used to interpret fossil diatom records.     

Relationship Between Surface Sediment Diatoms and Summer Water Quality in Shallow Lakes of the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

The relationship between surface sediment diatoms and summer water quality was investigated at 49 lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. Lakes ranging from oligomesotrophic to hypereutrophic were examined, providing an obvious nutrient gradient. With the shift from mesotrophic to eutrophic levels, diatom multi-ecotypes dominated by epiphytic and facultative planktonic taxa were replaced by nutrient-tolerant planktonic taxa, such as Cyclotella meneghiniana Skvortzow, C. atomus Hustedt, Cyclostephanos Round, and Stephanodiscus Ehrenberg etc., reflecting the nutrient changes in the lake. The relationship between diatoms and summer water quality indices was explored further using numeric analysis. Canonical correspondence analysis (CCA) with forward selection and a Monte Carlo permutation test revealed that of all 25 summer water environmental variables, total phosphorus (TP), chlorophyll a (Chl a), Secchi depth (SD), dissolved inorganic phosphorus, Cl–, SO42–, Mg2+, CO32–, and water depth were significant variables (P<0.05) in explaining diatom distributions. Of these, TP, Chl a, SD, and Cl–, were the most important variables. The result of the correlation analysis also showed that a significant correlation exists among these variables, implying that these indices are either interconnected or independent in explaining the diatom data. For phosphorus-limited sites, TP was the most significant variable affecting the diatoms, also affecting changes in Chl a, SD, and iron concentrations. The independence of Chl a may be related to algal competition induced by lake eutrophication, resulting in the feedback to diatom community. In addition to TP, SD can be related to sediment disturbance by wave action and the growth of macrophytes in large shallow lakes. These relationships between diatom ecotypes and water quality provide the basis for a future quantitative reconstruction of historic lake nutrient evolution in the study area and will also provide a wealth of modern ecological knowledge that can be used to interpret fossil diatom records.