农业生态系统中磷循环的研究进展

1　引　言能量转化和物质循环是农业生态系统最基本的功能特征。1976年在荷兰召开的第一次农业生态系统矿质养分循环研讨会标志着从系统层次研究物流的开始,但物流仍是系统研究的薄弱环节,特别是较高系统层次准确的物流的数量概念更为缺乏[1,2]。生态系统中营养元素的输入、输出状况反映了一个地区生产发展水平的高低和生态系统功能的强弱;而投入、产出的动态变化,则显示了一定时期内营养元素循环的基本规律[3]。在各种水平(如地球、陆地、国家或生态系统)上的有关磷循环的论文也发表了不少,借以阐述各组成部分中磷的数量及其相互间的转化速…     

杭州西湖引水后生态系统中磷循环模型

报道了杭州西湖截污和引灌钱塘江水后的一个富营养化模型。它按照年度描述西湖生态系统中的磷循环。状态变量有浮游植物磷、正磷酸盐、碎屑磷和沉积物磷。模型校准和检验结果表明,对于系统给定的强制函数（引水量和水温等）的改变,模型作出的状态变量的描述是合理的。并且利用该模型模拟在不同引水量及挖泥量下西湖水质变化。模型对引水及挖泥的效益所作出的评估可供综合治理时参考。     

荒漠生态系统磷循环及其驱动机制研究进展

磷(P)循环在维持荒漠生态系统的生物多样性水平、结构和功能的稳定性、元素的动态平衡,以及荒漠自然资源的可持续利用方面有重要作用。通过查阅国内外有关P循环的文献资料,发现当前国内尚缺乏针对荒漠生态系统P循环的系统研究,特别是P循环的生物和非生物驱动机制。综述了荒漠生态系统P的输入-输出过程,植物对P的吸收转运机制以及对P循环的作用,生物土壤结皮(BSC)有机分泌物对P循环的贡献,以及荒漠生态系统P循环过程对气候变化的响应机制等。文末展望了荒漠生态系统P循环的一些重要研究方向和亟需解决的科学问题,包括(1)P在荒漠生态系统中的存在形态、分配及动态平衡;(2)土壤微生物对荒漠植物获取土壤有效P的驱动作用;(3)入侵植物对P循环的影响与潜在生态风险评估;(4)利用分子生物学和基因组学手段揭示真菌-荒漠植物根系系统P循环的基因调控机制;(5)微生物分泌物、土壤磷酸酶类(包括磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和三磷酸单酯水解酶)和作用于含磷酸酐和N—P键的酶对土壤P循环的调控;(6)气候变化(干旱、高温和降水节律变化等)如何影响P的生物和非生物转化过程;(7)基于同位素示踪和生态化学计量学理论解释荒漠生态系统...     

农田生态系统中钾循环研究进展

论述了农田生态系统中K的收入和支出,以及K的循环再利用等方面的研究进展,并针对当前K循环存在的问题提出了调控方法.从全国来看,我国施用K的数量比作物收获时从土壤中带走的K的数量少得多,K一直处于负平衡状况.我国土壤K肥力不断下降、钾肥有效地区不断扩大,虽然钾肥用量在逐年增长,但补充的K尚不能维持K的收支平衡.为了维持与提高土壤K肥力,使作物高产稳产,在今后农业生产中应充分注意土壤K的平衡,优化农田生态模式,注重水肥调控,坚持有机肥与无机肥配施的原则,促进K养分循环,保持农田K平衡,提高土壤K肥力.     

“双季稻-鸭”共生生态系统稻季磷循环

稻鸭共生是对中国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间对比试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,分析"稻鸭共生"生态系统P的输入输出及循环情况。结果表明:"早稻-鸭"共生生态系统P输出为52.28kg·hm-2,其中鸭产品P为1.71kg·hm-2;"晚稻-鸭"共生生态系统P输出为83.24kg·hm-2,其中鸭产品P为6.17kg·hm-2;在早、晚稻两季,"稻鸭共生"系统在目前的P养分投入水平下,降低了土壤P的亏缺量;鸭子系统P输入主要来自系统外投入的饲料P;鸭粪P在系统内循环利用,两季循环率分别为12.5%和13.5%;两季稻作后,"稻鸭共生"土壤截存的P量为195.41kg·hm-2,比常规稻作显著提高了36.9%;"稻鸭共生"可对稻田土壤增加鸭粪P为17.75kg·hm-2。     

油茶林生态系统中营养元素循环的研究

本文研究了两种优化经营措施油茶林中营养元素的含量、净积累和循环,以综合措施的油茶林作一实例,分析了生态系统中营养元素的循环过程,并提出了氮、磷、钾元素的循环局部动态模型。结果表明:(1)油茶林各器官的营养元素的含量呈现出氮>钾>镁>钙>磷的趋势,最高的是果或叶,最低的是树干。(2)当油茶林采取优化经营管理后,器官养分随之增高。如综合措施一年生叶氮、磷、钾含量分别高于对照的32.5％、26.5％、8.6％;而一年生枝中氮、磷、钾含量分别高于对照的26.5％、33.9％、1.7％。这更进一步证实了优化措施之所以产果量高,就是因为积累了充分养分,保证了生长发育的需要这一点。     

鲢、鳙在东湖生态系统的氮、磷循环中的作用

我们研究了鲢、鳙在停食状况下氮、磷的排泄量及在有鱼及无鱼的水环境中鱼类及微囊藻的氮、磷释放率。结合有关参数进行换算,从量的方面评价了鲢、鳙在东湖生态系统物质循环中所起作用:①鲢、鳙摄食过程加速了水体氮、磷释放进程(有鱼水体氮、磷释放率分别为无鱼水体的1.88和1.41倍),但其释放量(粪便的氮、磷释放量分别为水体氮、磷总含量的11.45％和3.4％)不足以左右东湖水体初级生产量的变动;②鲢、鳙摄食过程一方面提高了对初级生产量的利用率,而另一方面却通过鱼体积贮从水体中移出大量氮(52.20吨)、磷(11.36吨),分别占水体浮游物总氮、磷的3.01％和5.28％;③鲢、鳙大量摄食浮游动物,降低了被摄食种群的密度,缩短被摄食种群生物量周转期(1982年被摄食种群的生产量为1981年的1.05倍,鲢、鳙放养量为1981年的7倍;这两年鱼摄食量分别占其被摄食种群产量的31.73％及0.63％,被摄食种群的ρ/B系数分别为67.92及48.01);这样水体中浮游动物产量的相对稳定,也就促使浮游植物产量相对平衡。     

华北太行山前平原农田生态系统中氮、磷、钾循环与平衡研究

以栾城县为例,分析了华北太行山前平原农田生态系统N、P、K三要素养分循环与平衡特征及其变化趋势,评价了农田养分平衡状况,提出了合理施肥对策。结果表明,1985～2000年栾城县农田养分平衡中,N素经历了由轻微赤字向盈余的转变过程,由1985年的1．4％赤字转变到2000年盈余48．6％;K由极度亏缺(82％赤字),逐渐向平衡发展,到2000年已有4．6％的轻微盈余,但仍有大量田块是赤字平衡;P则始终有大量盈余。目前农田养分收支存在一定程度的N、P投入过量,K投入不足的问题,以土壤肥力状况和作物种植结构而论,栾城县应采取“稳氮、控磷、增钾”的施肥对策。避免过多的盈余化肥氮进入环境,同时应继续推广秸秆还田技术,提高养分循环再利用效率。     

复杂生态系统分形层次结构的统计动力学分析

生态系统具有异质性、非线性、多层次性等复杂特性.针对生态系统的复杂性,从统计动力学的视角出发,从生态组元相互作用的微观动力学角度,对生态系统分形层次结构的起源及其形成过程的动力学机理进行了初步探讨,并分析了生态系统分形维数的影响因素及机理.对理论结果与实际例子进行了比较,并讨论了在实践中的可能应用.     

养殖池塘生态系统文化服务价值的评估

池塘养殖在我国已经有几千年的历史.这种生产模式不仅具有经济功能,还具有文化价值.随着我国经济与文化水平的提高,这种价值将会进一步凸显.对其生态服务价值的评估,可为渔业经济政策的制订提供科学支撑,避免政策扭曲及其所产生的政策失灵,科学地发展水产养殖业及相关休闲服务业,增加养殖经济的附加值,进而提高渔民收入,促进农村经济发展.本文以上海市青浦区淀山湖水源保护区养殖池塘作为研究对象,以实证调查数据为基础,结合该区的相关统计数据,将养殖池塘的文化价值分为游憩价值和存在价值, 并在此基础上,以旅游成本法（TCM）和条件价值评估法（CVM）分别对这两种价值进行了估算,测算了总的文化服务价值.结果表明：该区养殖池塘文化服务总价值约为每年2.13亿元,约合231296.69元·hm^-2, 是该池塘养殖水产品产量市场价值的5.25倍.其中游憩价值约为1.89亿元,存在价值0.24亿元.在推动上海新农村建设的过程中,职能部门需重新认识此类系统的价值.     

高寒草甸生态系统磷素循环

试验在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站进行了实验样地设置在冬春草场上,应用分室模型,将高寒草甸生态系统分为大气,土壤,植物,食草动物４个分室,主要讨论了磷素在各分室内的贮量,流动方向,流通数量及其系统磷素的供需状况,高寒草旬生态系统磷素的循环过程中,大气分室通过降水输入土壤磷量为０．３６ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ植物从土壤库摄取速效磷７．０６ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ这些磷素一部分（０．５７ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ     

草原生态系统磷素循环的研究

由于磷素在生命活动中的重要性,对生态系统磷素循环的研究,早就引起了研究者的重视。大量研究集中于森林生态系统和水生生态系统。由于草地的粗放管理,草地植物多为多年生须根植物,使得草地生态系统磷素研究复杂化。鉴于世界大部分干旱地区草地严重缺磷以及大面积施磷无效,致使草原生态系统磷素循环的研究越来越被重视。本文试将目前草地生态系统磷素循环作一概述。     

高寒草甸生态系统氮素循环

应用分室模型,研究了高寒草甸（矮嵩草草甸）生态系统中氮素的分布与循环。结果表明：系统中,土壤库氮素总储量为 １０６３ｔ／ｈｍ ２,主要以有机态存在,土壤氮素全量养分丰富,而有效养分贫乏,仅能满足较低水平生产的供求关系;植物氮素主要储存于植物活根中,根系氮素储量为 １９０１１±４９６２ｋｇ／ｈｍ ２·ａ,活根内氮素占 ７９２６％ 。通过对该系统氮素收支平衡计算结果表明,氮素输出为 １５９３５ｋｇ／ｈｍ ２·ａ,大于系统的输入 ８４７３ｋｇ／ｈｍ ２·ａ,系统中氮素亏缺,成为限制草场生产力提高的限制因子。     

农业生态系统物质循环的系统分析

一、试验区基本情况下丁家位于乾县北部属渭北高原台塬沟壑区,耕地面积77.9ha,荒坡地46.9ha。本地土层深厚,耕性良好,有效土层一般在100cm 以上,利于蓄水保墒,但水土流失严重。土壤有机质含量为0.7885%,全N0.0634%,属偏低类型。年降雨量590.2mm,分布不均。产量水平1985年为1710kg·ha~(-1),物质循环强度低而     

湖泊生态系统动力学模型研究进展

从系统分析在湖泊生态系统动力学研究中的作用出发,对湖泊生态系统的动力学建模过程、方法和软件等进行了总结.在此基础上,综述了国内外湖泊生态系统动力学模型的发展.从1960年代至今,湖泊生态系统动力学模型从简单的零维模型发展到复杂的水质水动力学生态综合模型和生态结构动力学模型,如LakeWeb模型.中国的湖泊生态系统动力学模型研究始于20世纪80年代,主要集中在滇池、太湖、东湖和巢湖等富营养化严重的湖泊以及其他水体.目前,已经开发一些软件用于湖泊生态系统动力学模拟,主要有CEQUALICM、WASP、AQUATOX、PAMOLARE、CAEDYM等,以及用来模拟湖泊能流的软件ECOPATH.湖泊生态系统动力学模型还在监测、数据共享和模型结构、参数选取和不确定性分析等方面存在不足,需在今后的研究中加以改进.     

江汉平原农田生态系统B素循环及平衡分析

以江汉平原农田生态系统为研究对象。通过对当地农户小麦－稻,稻－稻,油菜－大豆,油菜－花生,小麦－芝麻,小麦－棉花,青椒－大白菜,萝卜－茄子8种种植模式农田B素的输入,输出和平衡研究。结果表明,B素的输出主要是作物收获,占B素总输出量的44．8％－64．7％;其次是淋溶损失占25％－41．4％,B素流失占总输出量的9．2％－17．4％。B素的主要输入途径是施有机肥和B肥,此外,降雨也是B素输入的主要途径,该区域各种类型农田生态系统B素输入途径大小顺序为菜田：有机肥＞降雨＞灌溉＞自然归还＞无机肥＞种子（种苗）;水田和旱地;降雨＞有机肥＞灌溉＞自然归还＞无机肥＞种子（种苗）。对B素平衡研究表明,该区2种菜田由于有机肥投入较大,普遍盈余,而种稻田由于施用有机肥和秸杆还田归还许多B素,B素亦基本平衡。而种蜡地有1种种植由于有B肥和有机肥的投入,B素盈余较多,而别3种农田由于施化肥而不施有机肥和B肥,B素出现不同程度的亏缺。     

湖北江汉平原农田生态系统Mn的循环及平衡分析

农田生态系统中 ,营养元素循环与平衡的研究已经受到许多学者的广泛关注 ,主要集中于Ｎ ,Ｐ ,Ｋ三要素的研究[1 ,2 ] 。微量元素养分循环的研究虽有一些报道[3 ,4] ,但主要集中于Ｂ和Ｚｎ元素 ,而对Ｍｎ的研究尚未见报道。微量元素Ｍｎ具有植物营养和污染危害双重作用。在我国 ,Ｍｎ肥的应用研究 ,包括肥效、施肥技术、丰缺诊断等已取得较大进展 ,Ｍｎ对环境污染及危害影响研究也取得了一些成果。随着Ｍｎ肥应用面积日益扩大 ,研究其在土壤 植物系统中循环与平衡 ,以维持Ｍｎ肥对作物适量供应 ,促进农田生态系统Ｍｎ肥的良性循环以及控制土…