作物适宜度模型及其应用

本文提出的适宜度理论和方法是一种描述作物与环境关系的定量方法,文中提出了两个新的概念;适宜度过程、环境因子变化过程适宜度。以此为基础,建立了一系列的适宜度模型及产量模型,将该理论及方法应用于分析定西春小麦生产,初步摸清了当地小麦产量长期低而不稳的规律。本文提出的春小麦产量模型具有明显的生物学含义并可用它在不同生物阶段对产量进行预测。经用１９８４、１９８６年的数据验证,模拟值与实值分别相差８％、７．     

草原生物适宜度模型及其应用

草原生物适宜度模型及其应用李镇清任继周（中国科学院植物研究所,北京１０００９３）（甘肃草原生态研究所,兰州７３００７０）ＴｈｅＭｏｄｅｌｓｏｆＳｕｉｔａｂｉｌｉｔｙＤｅｇｒｅｅｏｆＧｒａｓｌａｎｄＯｒｇａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏ...     

基于生态位适宜度的耕地可持续利用评价

耕地可持续利用评价是土地利用研究的重要内容.基于生态位理论,从区域耕地生态系统整体性出发,提出耕地生态元和耕地生态位的概念,并在此基础上构建了耕地可持续利用生态位适宜度评价模型( Fi模型).然后,将所构建模型应用于河南省焦作市耕地可持续利用评价之中,测度了1997～2006年期间焦作市耕地可持续利用生态位适宜度Fi值.为了便于对照分析,采用限制因子模型(NFmin-i模型)和希尔伯脱空间模型(CHi模型)进行耕地可持续利用生态位适宜度NFmin-i值和CHi值的测算.测算结果表明:(1)1997～2006年期间, Fi值总体上呈递增趋势,从1997年的0.5088增加到2006年的0.6503,表明支撑焦作市耕地可持续利用的自然、经济和社会因子总体上呈良性发展趋势,即耕地可持续利用现实生态位趋于最适生态位.(2)1997～2006年期间,Fi与CHi值各年间的变化规律一致,与NFmin-i值总体变化规律一致,表明运用Fi模型进行耕地可持续利用评价具有较强的科学性和现实性.同时,Fi值有利于从综合角度表征区域耕地总体可持续利用水平.(3)利用最适生态位解释区域耕地可持续利用评价标准,以及运用n维资源(条件)生态位与最适生态位的匹配这一基本思想进行区域耕地可持续利用评价,生态意义明确,便于依据生态位适宜度值的大小及其变化制定区域耕地利用方案和措施.     

突变级数法在生态适宜度评价中的应用——以镇江新区为例

《开发区区域环境影响评价技术导则》（HJ／T2003）已将生态适宜度评价列为区域环境影响评价的主要内容,并明确提出了三级指标集成的框架要求,但并未推荐具体的技术方法。在当前的环评工作实际中,出现了多种生态适宜度的评价技术,如排列成比较技术、层次分析、模糊评价法等,然而这些方法却普遍存在着权重分配过程中的主观性问题。而对于生态适宜度评价这类多指标集成的问题,无论采用何种技术方法,只有减少权重赋值的主观性才能体现评价结论的科学性。鉴于此,推荐了一种新型的生态适宜度评价方法——突变级数法。通过镇江新区环评的具体案例分析,突变级数法表现出在生态适宜度评价方面较好的适用性。更为重要的是,通过对前述3种方法的数理分析对比,突变级数法表现出主营以下两方面的比较优势：首先该法不使用权重,只需按指标间的内在逻辑关系对指标的重要程度进行排序,很大限度地避免了人为制定权重的主观性;同时,作为定性与定量相结合的技术方法,突变级数法不仅可以对各地块是否适合其利用类型做出评价,还可以运用模型计算出各个地块生态适宜度的具体数值,对不同地块的生态适宜性程度进行定量的对比。诚然,应该客观地指出,在按指标的重要程度排序过程、以及评价指标的量化分级过程中,突变级数法仍然不能完全避免人为主观性,这也需要今后继续探索整合其他技术方法。加以进一步完善。     

沙坡头地区人工固沙植物水分利用及其生态位适宜度过程数值模拟分析

本文以干旱区植物为研究对象,探讨了自然降水资源的时空分布规律以及降水与固沙植物耗水之间的制约关系。通过扩展经典生态位理论的内涵,用数学抽象的方法定义植物水分生态位适宜度为其水分最适生态位点与现实生态位的贴近度,建立相应的数学模型,对固沙植物生态位适宜度进行了定量分析,并建立了生态位适宜度过程模拟方法。依据实验结果进行了有关计算与数值模拟,所做模拟结果与实际观测结果相吻合。结果表明,柠条与油嵩混播为实验条件下的最佳种植方式,密度为5000株／hm^2时其水分生态位适宜度最高,林木覆盖率也最大。文中进一步讨论了有限降水限制和沙地土壤水分亏缺胁迫下油篙和柠条对水分的竞争行为,混播下的生态位适宜度变化及稳定共存格局形成的机理。该结果为干旱区人工林的营建提供了定量依据。     

基于生态位的山地农村居民点适宜度评价

为了农村居民点优化布局和公共服务资源优化配置,运用复合生态位对农村居民点适宜性进行评价。根据栖霞市山地特点以及农村居民点用地特征,基于生态位理论,从生态条件、生产条件和生活条件3方面选取相关指标,选取地形位、坡向、水源影响度、地质灾害作为生态条件的评价指标;生产条件选取工商业用地比例、工商业用地可达性、耕地和园地面积、耕地和园地可达性作为评价指标;生活条件选取农村居民点规模、城镇中心可达性和道路通达度作为生活条件评价指标。采用可达性测算、聚类分析、适宜性评价等定量分析和定性分析相结合的方法,确定适宜性等级,并与提取出的农村居民点用地相叠加,将农村居民点分为重点发展型、适度发展型、限制扩建型和优先整治型4种类型,分别占总规模的35.19%、35.10%、20.29%和9.42%。重点发展型地理位置优越,交通便捷,基础设施较完善,建议有序调整内部结构促进集约利用;适度发展型村庄处于起步阶段,受闲散地较多、土地利用方式粗放的限制,建议盘活存量用地,循环利用旧宅基地和闲置宅基地;限制扩建型受地形复杂、农业生产生活条件较差的限制,建议维持现状,引导人口外迁,推动宅基地腾退;优先整治型受地势较高、生态环境脆弱、离水源较远,交通不便,易发灾害限制,建议村庄搬迁。最后结合研究区山地农村居民点特点提出了不同类型居民点相应的调控模式。研究能够揭示农村居民点的现状和适宜性,为当前农村居民点优化布局提供理论基础,同时丰富了生态位理论在不同领域中的应用,对农村居民点优化布局具有一定的指导意义。     

科尔沁沙地差巴嘎蒿种群生态位适宜度分析

以生长在科尔沁沙地的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)为研究对象,对其在不同类型沙地上的综合活力指数和生态位适宜度进行计算,主要结论如下:1)在生长旺季,差巴嘎蒿种群综合活力指数随着沙地的固定显著下降。2)在同一生长季内,综合生态位适宜度表现为半固定沙地>固定沙地和流动沙地;水分生态位适宜度表现为流动沙地>半固定沙地>固定沙地。随着土壤含水量的变化,土壤水分的限制土层深度也有所不同:7月各类型沙地均为15~30 cm土层;8月随着雨水的下渗,限制土层也有所加深,为45~60 cm土层;9月除流动沙地为15~30 cm外,半固定沙地和固定沙地均为30~45 cm。3)在同一生长季内的不同生境上种群的限制因子(NF_min)不同:在流动沙地上为土壤有机质,而在半固定沙地和固定沙地上为土壤含水量,且土壤有机质和土壤水分的配置关系直接影响综合生态位适宜度值的高低。在一定范围内,二者的比值可直接反映有机质对植物细根的有效性,同时种群通过调节细根生长状况来适应限制因子间的配置关系。     

沙坡头地区人工林植物的水分生态位适宜度分析

本文根据沙坡头水分观测站多年的土壤水分观测记录,建立了植物种生态位适宜度的数学模型,对各种固沙植物不同密度下的生态位适宜度,以及适宜度的时空变化进行了定量分析。结果表明合理的营林密度为２５００株每公顷,这时植物种的生态位适宜度最大。     

最小累积阻力模型在城市土地生态适宜性评价中的应用——以厦门为例

将城市土地景观动态模拟为生态保护用地和城镇用地扩张两个过程,建立了以两个过程最小累积阻力差值为基础的城市土地生态适宜性评价方法,可用公式MCR差值=MCR生态保护用地扩张-MCR城市用地扩张表示。当被评价单元的MCR差值0时,应被划分为适宜生态的用地;当MCR差值0,应被划分为适宜建设的用地;而当MCR差值=0时,为适宜建设用地和适宜生态用地之间的分界线。以厦门为例,选取已有的城镇用地和生态保护用地作为扩张源,分别从地形、景观类型、水文地质、生态价值、生态敏感性、生态功能6个方面建立了阻力因子评价体系,并运用最小累积阻力差值法将厦门市划分为禁止开发、限制开发、重点开发、优化开发4个适宜性分区,各区的面积分别为525.3、455.0、340.8、243.9km2,生态适宜用地面积总和为980.3km2,建设适宜用地面积总和为584.7km2。     

北疆高产棉花密度与打顶时序调控的生态位适宜度研究

以北疆棉区高产 (2 0 0 0kg·hm-2 )棉花 (G .hirsutumL .)为研究对象 ,引进生态位适宜度理论对受密度和打顶时序调控的高产棉花生态位适宜度进行了研究。经果表明 ,在密度梯度上 ,随密度增加棉花生态位适宜度值增加。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,分次打顶降低了生态位适宜度 ,导致减产 ;在高密度种植条件下 ,分期打顶能提高生态位适宜度 ,有利于提高产量。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,与同密度下 1次打顶 (7/5 )相比 ,2次打顶增产 4 5 %和 1 1 3%,3次打顶增产 7 5 %和 5 9%。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,棉田苗蕾期LAI较小、漏光损失大 ,光合势低 ,是实现超高产的主要限制因子 ,花铃期的分期打顶导致减产。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,棉花苗蕾期LAI增加 ,分期打顶保证了花铃期较适宜的LAI ,提高了棉花生态位适宜度 ,有利于提高产量 ;1次打顶处理 (7月 5日 )比本区生产上的打顶时间 (7月 1 0日左右 )提早了 5d左右 ,使高密度棉花群体LAI的发展受到了一定程度地限制 ,避免了因密度高群体透光条件的恶化而降低了其生态位适宜度值 ,造成减产损失。     

兖滕两淮地区采煤塌陷地的类型与综合开发生态模式

以能源开发为主体的兖滕两淮地区是我国近期１９个国土综合开发的重点地区之一,该区采煤及其引起的土地塌陷形成的区域生态环境是一个破坏多于建设、开发多于整治的脆弱生态系统。通过实地调研,将该区采煤塌陷地分为非积水塌陷干旱地、塌陷沼泽地、季节性积水塌陷地、常年浅积水塌陷地和常年深积水塌陷地共５大类,依次相应提出了农林业综合开发与建材开发、农林渔综合开发、渔林农综合开发和水产养殖综合开发等６种不可替代的生态模式。这些模式的实施,将有力地促进兖滕两淮地区经济和社会的持续稳定发展以及生态环境的恢复良化。     

矿区废弃地复垦的景观生态规划与设计

景观生态学属于宏观尺度生态空间研究范畴,理论信心集中表现为空间异质性和生态整体性两方面。基于景观生态规划与设计的生态重建就是使采矿废弃地具有具体利用方式和一定水平的生产力,维持相对稳定的生态平衡,与周围景观牲相协调,最终达到生态整体性目标。矿区废弃地有多种类型,冰同类型具有不同的生态重建途径。矿区废弃地隶属各种尺度的景观类型,只有按照景观生态学原理,在宏观上设计出合理的景观格局,在微观上创造出适合     

生命模型及其在医学上的应用

本文提出生命模型,在应用中给出疾病鉴别诊断模型和预报模型及实例．     

中国传统农业中的生态观及其在技术上的应用

中国传统农业中蕴含着朴素的生态学思想,它以提倡“天人合一”的系统生态观为指导,以精耕细作为特征,以“地力常新壮”为理论,通过物质循环利用,保护自然资源和生物多样性,以及因地、因时、因物制宜地发展农业生产,有力地促进了农业生产力的维持与提高,保证了中华民族的生存与发展。本文对中国传统农业中的生态观及其在技术上的应用范例进行了剖析,并据此提出了中国当代农业在继承传统的基础上进一步发展的途径。     

毛乌素沙地高效生态经济复合系统诊断与优化设计

 在分析毛乌素沙地自然、社会经济、人文等条件与现状的基础上,诊断高效生态经济复合系统运行的限制因素及有利条件。运用线性规划的理论与方法进行系统的优化设计。当降水量分别在80％保证率的280mm、中等雨量350mm、较强雨量400mm时,径流园林区中种植作物覆盖度分别为65％、82.5％、95％;高效农牧区的种植覆盖度分别为75％、92％、100％。但在毛乌素沙地降水达到400mm的保证率很低,350mm的降水保证率也较低,为保证高效生态经济复合系统的持续发展,降水量以280mm计算为宜,也即径流园林区的种植覆盖度可达到65％;高效农牧区的种植覆盖度可达到75％,最大不超过80％。同时表明在毛乌素沙地高效生态经济复合系统持续发展的限制因子主要是水分。     

人工神经网络模型及其在农业和生态学研究中的应用

对于一些复杂的农业生态系统,人们对其生态过程了解较少,且这些系统的不确定性和模糊性较大,用传统的方法难以模拟这些系统的行为,神经网络模型因为能较精确地模拟这些系统的行为,而引起生态学者们的广泛兴趣。该文着重介绍了误差逆传神经网络模型的结构、算法及其在农业和生态学中的应用研究。误差逆传神经网络模型一般采用三层神经网络模型结构,三层的神经网络模型能模拟任意复杂程度的连续函数,而且因为它的结构小而不容易产生与训练数据的过度吻合。误差逆传神经网络模型算法的主要特征是:利用当前的输入误差对权值进行调整。在生态学和农业研究中,误差逆传神经网络模型通常作为非线性函数模拟器用于预测作物产量、生物生产量、生物与环境之间的关系等。已有的研究表明:误差逆传神经网络模型的模拟精度要远远高于多元线性方程,类似于非线性方程,而在样本量足够的情况下,有一定的外推能力。但是误差逆传神经网络模型需要大量的样本量来保证所求取参数的可靠性,但这在实际研究中很难做到,因而限制了误差逆传神经网络模型的应用。近年来人们提出了强制训练停止、复合模型等多种技术来提高误差逆传神经网络模型的外推能力,也提出了Garson算法、敏感性分析以及随机化检验等技术对误差逆传神经网络模型的机理进行解释。误差逆传神经网络模型的真正优势在于模拟人们了解较少或不确定性和模糊性较大系统的行为,这些是传统模型所无法实现的,因而是对传统机理模型的重要补充。     

浙江省土地环境与生猪分布的相关特征及其生态学意义

研究表明,各县单位土地面积上的生猪年末存栏效与土地类型单位间的数量对比结构(丘陵山地面积÷土地总面积×100)星极显著负相关(r=0.7806,n=62),但与相应的农业人口关系甚少(r=0.1380,n=62),如果考虑到滨海区两个县的土地最适宜于植棉的特殊性,计算中予以去除,则相关系数为0.8663(n=60)。 全省九个地区的土地类型单位间的数量对比结构与生猪在33年中的增长倍数具极显著的相关性(r=0.7925,n=9)。多元相关分析表明,生猪增长倍数、单位土地面积上的生猪年末存栏数、单位土地面积上的粮食产量、土地类型单位间的数量对比结构之间存在着显著的相关性。 另外,优良生猪品种的形成与分布,也受土地环境的深刻影响。 据此认为,土地与生猪之间处于某种相对稳定的生态平衡。根据这种平衡关系布局养猪业,当更为合理。     

内陆水—陆地交错带的生态功能及其保护与开发前

内陆水／陆地交错带是陆地和水生态系统的界面区。由于它在系统间的特殊地位,近年来受到国际上生态和环境学界的格外重视。水陆交错带的生态功能有保持生物物种的多样性、拦截和过滤经过此交错带的物质流、有利于鱼类的繁育、稳定毗邻的生态系统、净化水体、减少洪水危害、保持水土等。水陆交错带的保护和科学开发都有待提高,使之在人类和自然的协调发展中发挥更大的作用。     

根系分泌物介导的根际效应及在水体生态修复中的应用潜力

文章主要以根系分泌物为核心,综述了根系分泌物的分类、发生机理及影响因素;围绕着植物-土壤-微生物三者的关系,阐述了根系分泌物介导的植物与植物之间的化感作用、植物与根际微生物之间的协同作用以及植物微生物相互作用对土壤物质循环的影响。水生植物以其生境的特殊性和功能的不可替代性,对沉积物污染物去除和水体生态修复产生显著的影响。在水体生态问题较为严峻的今天,充分认识水生植物根系分泌物介导的根际过程将为水生植物生态学和水体生态修复领域的发展提供基础,并为学科应用潜力的开发提供依据。