南海北部生态系统食物网结构、能量流动及系统特征

根据20072008年在南海北部(107°00'120°00'E、17°00'23°30'N)进行的海洋生态综合调查数据,应用Ecopath with Ecosim软件构建了南海北部生态系统的生态通道模型,并通过模型分析了南海北部海洋生态系统的食物网结构、能量流动和系统的总体特征,并简要总结过度捕捞生态系统的基本特征。结果表明,南海北部海洋生态系统以捕食食物链为主要能流通道,初级生产者是系统能量的主要来源。各功能群的营养级范围为13.99,哺乳动物占据了最高的营养层,平均渔获物营养级为2.93。利用生态网络分析,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为12.6%,来自碎屑的转换效率为10.4%,平均能量转换效率为11.5%。系统连接指数(Connectance Index,CI)和系统杂食指数(System Omnivory Index,SOI)分别为0.290和0.239;Finn’s循环指数(Finn’scy cling index,FCI)和系统平均路径长度(Finn’s mean path length,MPL)分别为4.380和2.476;总初级生产力/总呼吸为2.596,综合研究表明当前南海北部海洋生态系统处于不成熟阶段。     

北部湾生态通道模型的构建

根据1997年～1999年在北部湾进行的渔业资源和生态环境调查数据,利用EwE软件构建北部湾生态系统的营养通道模型,模型由16个功能组构成,包括了哺乳动物和海鸟,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了北部湾生态系统能量流动的主要过程.模型分析表明,北部湾生态系统的能量流动主要以捕食食物链途径为主,其中无脊椎动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.各功能组的营养级范围为1.00～4.04,哺乳动物占据了最高营养层.生态网络分析表明,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为12.2%,来自碎屑的转换效率为12.3%,平均能量转换效率为12.2%.模型估算的可利用的生物量密度为8.7 t·km^-2,生态系统的生物生产量只占系统净初级生产力的1.81%.当前北部湾海洋生态系统处于不稳定状态.     

杭州湾北岸大型围隔海域人工生态系统的能量流动和网络分析

根据2006年在杭州湾北岸大型围隔海域进行的生态调查数据,利用EwE软件构建围隔海域人工生态系统的能量流动模型.模型由13个功能组构成,分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程.能量流动分析表明,围隔海域人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主,其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为9.4%,来自碎屑的转换效率为9.8%,平均能量转换效率为9.6%.经生态网络分析,直接来源于碎屑的比例占总流量的57%,而直接来源于初级生产者的比例为43%,生态系统特征参数:总初级生产计算量/总呼吸量(TPP/TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315,表明围隔海域人工生态系统目前正处于发育时期.该研究为首次利用Ecopath模型分析大型围隔海域人工生态系统的结构和能量流动,旨在为富营养化近岸海域的生态修复提供理论依据.     

成都麻羊种群能量流动态的初步研究

家畜的能量流和能量的转化效率是家畜生产力的重要指标。在草地生态系统中,草食动物是能量和物质转化的重要环节。草地生态系统的能流,从第一性生产(总初级生产)到第二性生产的最终产品(净次级生产)至少要经过六个转化阶段。要加速能流和提高能量的转     

棉田生态系统能流特征分析

为丰富生态系统的能流功能理论,开展以此为基础的生态调控,本文采用田间调查与室内测定相结合的方法,系统地测定了棉田初级生产者（棉株）、次级生产者（害虫、天敌）和土壤分解者的能流参数值,分析和比较了以棉株－害虫－天敌相互作用为中心,受人为干扰作用较大的棉田生态系统能流特征。     

基于Ecopath模型的太湖生态系统结构与功能分析

根据2008—2009年太湖湖区水生生物调查的结果及主要水生动物摄食生态学已发表资料,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了太湖生态系统的食物网模型,初步分析了太湖生态系统功能与结构特征.模型由初级生产者、主要鱼类及无脊椎动物和有机碎屑等20个功能组组成.结果表明： 太湖生态系统的能流主要分布在4个营养级上,顶级捕食者鲌鱼营养级最高.食物网存在两条主要的营养传递途径,即碎屑食物链和牧食食物链,且碎屑食物链占比较大;营养级I的利用效率低下,大量初级生产力未能流入更高的营养层次,造成生态系统下层的营养流动“阻塞”.对系统总体特征分析发现,反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn循环指数(FCI)等,都揭示了太湖“幼态化”的生态系统现状;混合营养分析和关键种筛选结果显示,高强度的渔业捕捞活动对系统负影响显著,而顶级捕食者的下行效应显著下降.
     

基于Ecopath模型的胶州湾生态系统结构和能量流动分析

根据2015—2016年在胶州湾进行的渔业资源与生态环境调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(Ew E)软件构建了胶州湾生态通道模型,分析了现阶段该海湾生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总特征。结果表明:胶州湾生态通道模型共由21个功能组组成,各功能组营养级范围为1~4.383,渔获物平均营养级为2.023,以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为主;胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为主,占系统能量来源的59%。生态网络分析表明:系统能量主要分布在6个营养级,来源于初级生产者的能量转化效率为16.22%,来自碎屑的转化效率为15.76%,系统平均转化效率16.35%。胶州湾生态系统总初级生产力与总呼吸量的比值为2.518,系统处于不成熟状态。     

基于碳、氮稳定同位素技术的东太湖水生食物网结构

稳定同位素技术是研究生态系统食物网中物质循环与能量流动的有效技术之一。碳稳定同位素比值(δ13C)常用来分析消费者食物来源,而氮稳定同位素比值(δ15N)常用来确定生物在食物网中的营养位置。本研究应用碳、氮稳定同位素技术构建了东太湖食物网结构。结果表明:东太湖食物网主要由两条营养传递途径组成,即浮游植物为初级生产者的浮游营养传递途径和苦草等大型水生植物为初级生产者的近岸底层营养传递途径,湖中9种主要鱼虾类能量主要来自近岸底层传递;翘嘴鲌(Erythroculter ilishaeformis)、鳜(Siniperca chuatsi)和鲶(Silurus sp.)作为湖泊中的顶极捕食者,具有相对最高的营养级,并占据食物网的顶层。     

能量标签技术及其在红树林生态系统能流研究中的应用

传统上认为红树林输出的有机质产生巨大的能流,支持了巨大的河口和近岸水域生态系统的次级生产。但能量标签技术的研究结果却显示红树林输出的有机质的作用并没有如此巨大。用红树碎屑难消化特性来解释此现象,此外数学模型模拟分析发现潮汐的稀释作用也可以解释这种现象。但这两者都不能解释,在其他初级生产者稀少时,红树材输出的有机质可以被大量利用的现象。在有红树林的河口和近海岸水域生态系统中,藻类等非红树初级生产者具有比红树植物更高的初级生产力,而且更容易被动物获得和消化。可以认为是藻类等巨大初级生产力的竞争作用导致红树初级生产在消费者组织中很难被发现,如此上面提到的难题就能得到很好的解决。此外能量标签技术检测出的是红树的初级生产在消费者组织中的相对比率,不是绝对数量值,从此角度看,能量标签技术的结果与传统观点不是矛盾而是互相补充的关系。由此推测红树的初级生产应该还是被消费者所利用,只是它们在消费者初级营养来源组成中占的比例并不大,但其绝对数量并不少。这与传统观点认为的红树的初级生产被大量利用,支撑了具有巨大的次级生产稍有不同。此外,能量标签技术在红树林生态系统中的适用性尚未检验;计算食物组成的数学工具不是很完善;实验设计上考虑的不够全面;对定量研究有一定的影响。     

黄河口邻近海域生态系统能量流动与三疣梭子蟹增殖容量估算

增殖放流是渔业资源养护的重要手段, 生态系统与放流种类能流格局的变化研究,是进行增殖容量评估的研究基础.根据2012和2013年黄河口邻近海域的资源调查数据,构建了黄河口邻近海域6、8、10月的Ecopath模型,比较分析了3个月份该海域生态系统能量流动的变化,初步评估了三疣梭子蟹的增殖容量.结果表明： 黄河口邻近海域生态系统的能量流动主要在营养级I～III之间进行,营养级IV以及以上的能量流动较小.6月第I营养级整合系统流动的比例最高,8月最低.第II营养级整合系统流动的比例8月最高,6月最低.三疣梭子蟹相对能量流动和绝对能量流动均是第III营养级最高,三疣梭子蟹的营养级3月平均为3.28.黄河口邻近海域生态系统有较高的剩余生产量,6月最高、8月最低,系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR) 3个月份分别为5.49、2.47、3.01,总初级生产量/总生物量(TPP/B)分别为47.61、33.30、29.78,同时具有较低的循环指数(FCI：0.03～0.06),黄河口邻近海域生态系统处于脆弱的不稳定期.系统的能量转换效率为7.3%～11.5%;渔获物的平均营养级8月和10月有所下降,3个月份分别为3.23、2.97和2.82;总捕捞效率8月最高,6月最低.在黄河口邻近海域8月Ecopath模型基础上,初步评估三疣梭子蟹的增殖容量为1.5115 t·km^-2.     

留茬免耕播种对河西绿洲灌区春小麦出苗和产量的影响

本研究通过田间定位试验,探讨了河西绿洲灌区单作小麦、小麦/玉米间作、小麦/大豆间作3种典型春小麦生产模式下,长期留茬免耕播种对春小麦出苗和产量的影响,为该区域春小麦高效可持续生产提供理论依据。结果表明: 与传统翻耕相比,留茬免耕播种小麦/玉米和小麦/大豆间作的小麦出苗率、出苗均匀度下降明显,降幅分别为3.3%～8.6%、9.6%～20.5%和2.9%～8.8%、10.7%～61.7%;单作小麦的出苗均匀度有所提高,其中2019年显著增加14.9%,而出苗率在2020年显著降低4.2%;3种种植方式下,春小麦麦苗整齐度均有所下降。留茬免耕播种3种种植模式下,春小麦成穗数在收获时均与传统翻耕处理持平,差异不显著。3种模式下的春小麦均可以通过提高穗粒数和千粒重来弱化出苗对产量的影响,在收获时,春小麦籽粒产量的增幅分别为10.3%～12.9%(单作小麦)、10.5%～11.9%(小麦/玉米间作)和10.3%～22.5%(小麦/大豆间作),均达到显著水平。在农田风蚀退化极其严重的河西绿洲灌区,留茬免耕播种是春小麦生产中切实可行的耕作措施。     

棉田节肢动物群落的优势种分析

优势种作为生物群落的基本特征之一 ,是指那些由于其数量多、生物量大及其在食物链中有重要地位而对群落产生重大影响的物种。但在农田昆虫群落优势种分析中 ,通常是以数量的多少而确定其是否为优势种。事实上 ,尽管有些昆虫 (如害虫 )数量不多 ,不具备群落优势种的特征 ,但由于其个体大 ,对作物造成很大的危害。对于这类昆虫是否属于优势种类目前争论较大[1,5] 。棉花 (Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍ )是我国重要的经济作物。其内节肢动物群落物种的组成与优势程度直接影响着棉花的生产。本文拟在系统调查棉田节肢动物群落的基础上 ,…     

免耕法对棉田生态系统能流功能的影响

比较了常规与免耕法对棉田生态系统中土壤微生物、害虫、天敌、棉株及其整个棉田生态系统能流功能的影响 .结果表明 ,免耕棉田土壤微生物量与年呼吸耗氧量均明显高于常规棉田 ,分别为常规棉田的 1 .32倍和 1 .63倍 ;免耕棉田的苗蚜与秋蚜、2代与 4代棉铃虫种群生产力下降 ,而伏蚜与 3代棉铃虫种群生产力增加 ;免耕棉田内天敌种群生产力及其捕食利用效率下降 ;免耕可提高棉田系统的光能利用率和总生产力 ,减少辅助能的投入 ,具有低耗、高效的特点 .     

张庄村农牧渔复合生态系统功能

本文采用定位试验系统测定分析方法,在江苏省吴县黄桥乡张庄村科学基点,研究了太湖地区典型的农牧渔复合生态系统的结构和功能,建立了能流、物流和价值流模型,提出了改进系统功能的实际措施。 试验表明,在次级生产过程中有32—51％的氮,68—81％的磷,16—81％的钾和20％的有机质得到回收而投入生物再循环,从而改善了土壤条件,提高了农田的投能转换率和产量水平,节约了资源。这对缓和钾素和磷素供应不足的矛盾具有重要意义。 在农牧渔复合结构中,养鱼池塘3—11月的净初级生物量为8,280公斤/公顷。约为稻麦二熟生物量的三分之一。利用鱼池埂和田埂沟岸可收获青草,相当于每公顷农用地增加了800公斤生物量。 系统分析表明,一公顷高产农田(年产量194×10~9焦耳能量)的产量可生产2,544公斤猪肉或2,538公斤鱼肉。一公顷鱼池(年产鱼7,500公斤)需要1公顷农田提供饲料。一个养鱼或养猪劳动力需要使用1.3公顷农田产出的饲料。 计算机模拟单纯的农业、牧业、渔业和农牧渔复合四类系统50年净产值的变化,以净产值的变异系数作为量度,证明农牧渔复合系统的稳定性最高。 本文还通过模型分析讨论了农牧渔复合生态系统存在和发展的条件。     

旱地不同种植制度下农田生态系统的结构与功能分析

农业生产是一个利用太阳辐射能的系统。依靠农田生态系统,提高其对物质与能量的转化效率,就能提高单位面积产量。农田生态系统功能效率的高低与它的结构状况密切相关。因此,研究调节农田生态系统结构是很重要的。因为系统的结构决定着系统的整体功能。从世界农业发展史看,农田生态的结构总是由简单趋向复杂,经营由粗放走向精细,产量则逐     

农业生态系统能流分析方法的探讨

我们在北京市房山区窦店村从事“京郊平原以生态为中心的农业综合发展研究”课题的过程中,感到目前关于农业生态系统能流的计算方法难以准确揭示该村农业进程的内在规律。于是,对能流的计算方法进行了反复思考和探索,提出的方案不但简化了农业生态系统能流的计算与分析,而且有助于认识窦店村农业现代化的进程,准确地评价该村农业生态系统,并正确地指导农业生产。     

大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究

用微区试验和^32P同位素示踪技术,比较研究了大豆、柑桔间作和单作条件下,P在大豆和柑桔体中的分配、转移及其在土壤中的迁移规律．结果表明,间作大豆的吸P量和各部位累积P量显著地低于单作大豆;^32P肥料浅施,间作大豆吸收的^32P量显著低于单作大豆;^32P肥料深施,间作大豆吸收的^32P量显著高于单作大豆,但间作不影响P和^32P在各部位的转移和分配．间作柑桔吸收的^32P量显著低于单作柑桔．柑桔新吸收的^32P可快速向地上部分输送,并优先供应生长活跃部位．间作不影响^32P在柑桔各部位的转移和分配．但是P肥深施使柑桔吸收的^32P向地上部分和生长活跃部位的转移速率减慢．间作使土壤中P的生物移动性增强,可促进土壤深层P向土壤浅层迁移．试验结果表明,大豆柑桔间作磷肥的施用深度以保持在20cm以内为佳．     

Seventeenth century organic agriculture in China: II. Energy flows through an agroecosystem in Jiaxing region

The energy flows in a seventeenth century agroecosystem in Jiaxing region of eastern China were analyzed on the basis of historical data. The agroecosystem included cropping, mulberry-silkworm, livestock, and fishing systems. In terms of energy, the agroecosystem was sustainable. Human labor provided all the power with inputs of about 3700 hr per hectare of farmland. Most or 70% of the labor was expended in the cropping system. Human and animal manure provided most of the nutrients for crop and mulberry production. About two-thirds of the total manure was used in crop production and one-third in the mulberry plantations. The only fossil energy input was a few hand tools. Approximately 55% of the grain was consumed directly by local residents, about one-third of the grain was used to make an alcohol drink and produce distillers'grains, which was fed to pigs, and only 2% of the grains were exported outside the agroecosystem. About two-thirds of the harvested crop residues were used as household fuel, while the remainder was returned to the field as an organic fertilizer. Pork accounted for 85% and silk cocoons 14% of the total animal products produced. Even though the agroecosystem was generally sustainable in terms of energy, the major environmental problem was that two-thirds of the harvested crop residues were used for household fuel. This reduced nutrient cycling in the system. Insufficient land was available to produce fuelwood;thus, crop residues were the primary source of fuel for the people.     

Effects of agroecosystem diversification on natural enemies of soybean herbivores

This study evaluated the effects of agroecosystem diversification through no-tillage and strip intercropping on the abundance of natural enemies of soybean (Glycine max Merrill) herbivores. Twenty-four plots (289 m² each) were arranged in a randomized complete block design for a 3 by 2 factorial experiment. Factors were cropping systems (corn monoculture, soybean monoculture, and strip intercropping of corn and soybean) and tillage systems (no-tillage and conventional tillage). Natural enemies were sampled during 1988, 1989 and 1990 by sweep net, suction net (D-Vac), pitfall traps and quadrat samples. Analyses of variance indicated that of 15 taxa analyzed, most foliage-inhabiting natural enemies were significantly more abundant in intercropping than in monoculture plots, whereas soil-inhabiting natural enemies had higher numbers in no-tillage plots than conventional tillage plots. Therefore, the results support the theory of greater abundance of natural enemies in more complex agroecosystems. Better environmental conditions in diversified treatments was the possible reason for these results. Corn in intercropping plots provided shade, reduced wind speed, alternate food, and possibly higher humidity and lower temperatures for soybean natural enemies. A similar effect was likely cuased by the stubble and weeds, in no-tillage plots.