莱州湾多毛类底栖动物生态特征及其对环境变化的响应

研究了2010年莱州湾15个站位的多毛类底栖动物群落生态特征及其对主要海水化学、沉积物环境变化的响应,并与1998年的相关研究进行了对比,以期对莱州湾生态质量现状进行健康评价。结果表明:与1998年相比,2010年底栖动物种类组成和生物多样性发生了较大的变化,底栖动物中绝对优势种为小头虫(Capitellacapitata)。夏季,H’与硝酸盐、石油类、重金属铅、铜、锌、铬呈负相关,说明多毛类动物多样性随着富营养化程度的提高而相应降低,营养物质氮的大量输入,重金属的污染,对莱州湾多毛类动物群落产生了一定负面影响。ABC曲线和BOPA指数结果显示,底栖动物的丰度优势度曲线高于生物量曲线,表明莱州湾底栖动物群落处于重度扰动状态,并且以小头虫为主的多毛类动物显著增加预示了莱州湾已经受到了一定程度的污染。加强海水养殖管理,合理利用海洋生物资源,对底栖动物群落的稳定性和环境的可持续利用具有重要意义。     

大渤海区海水入侵态势与防治构想

本文主要研究大渤海区海水入侵的若干问题及其对生态环境的影响和应采取的对策。大渤海区的山东、河北、辽宁、天津４省市沿海区,７０年代出现海水入侵后,发展速度相当快,且十分严重,结果使该地区土地生产力下降,工农业发展受阻,表生景观退化。仅莱州市７０年代末,海水入侵向内陆推移的速度为每年４６ｍ,而到８０年代末则增加到４０４ｍ,１０ａ扩大约８倍。鉴于此,应采取相应对策。     

海侵地区不同降雨条件下海水灌溉‘油葵G101’的研究

 在对油葵(Helianthus annuus)室内海水砂培试验研究油葵耐海水生物学特征的基础上 ,为获取半干旱海侵区海水大田灌溉的技术参数,以指导当地大田海水灌溉的实际应用,2002（干旱年）、2003年（丰水年）在山东莱州受海水入侵最严重的半干旱地区进行了不同浓度海水补充灌溉‘ 油葵G101’的田间小区试验,着重研究了当地不同雨水条件下在油葵始蕾期、始花期海水灌 溉两水的模式对夏播油葵产量结构及其主要形态指标、植株体内离子分布规律的影响。结果表明 ：1）在当地的土壤条件下,无论是干旱年份（2002年）,还是丰水年份（2003年）,在油葵生长期内（约100 d）,补充灌溉两水,40%比例的海水灌溉是夏播油葵保证一定经济产量的安全指标,在干旱年份,海水比例超过40%时,油葵籽产量即显著下降,而在丰水年份,即使用60%比例的海水灌溉,油葵籽产量与40%处理也无显著差异。综合考虑油葵经济产量、节省 淡水用量等因素,40%海水补充灌溉两水可视为该海侵地区灌溉油葵适宜的海水补充灌溉额度。2）干旱年份,20%海水灌溉处理下,初花期油葵除茎秆直径和葵盘鲜重外,其它各生理 生态指标与淡水灌溉处理无显著性差异(p=0.05)。而在丰水年份,即使用40% 的海水灌溉, ‘油葵G101’主要形态指标与淡水灌溉也无显著差异。3）0～40%比例海水灌溉处理, 夏播油葵叶片能保持相对较高的Ca2+、Mg2+含量,而根系吸收的K+向葵盘的选择性运输能力很强。Na+主要积累在根部、茎部,而叶和葵盘中含量较低。Cl－在茎中含量最高。     

基于Maxent生态位模型的互花米草在我国沿海的潜在分布

以分布在我国沿海滩涂的96个互花米草分布记录点及覆盖东部沿海区域的海洋环境数据和气候环境数据为材料,利用Maxent生态位模型,研究外来物种互花米草在我国沿海的潜在分布情况.结果表明:互花米草适宜分布区占我国沿海区域的85%,其中高度适宜分布区占18%,中度适宜分布区占34%,低度适宜分布区占33%,不适宜分布区仅为15%.互花米草在我国沿海的地理分布主要受到年均最低海水温度、年均海水温度、年平均气温和1月最低气温4个环境因素的影响,而年均降水量、年均日较差、海水盐度、最高海水温度、7月最高气温及海流速度对互花米草地理分布的影响较小.互花米草高度适宜分布区的最低海水温度为0.62~24.81℃,平均海水温度为10.46~27.29℃,年均气温为9~25℃,1月最低气温为-13.5~16.7℃.互花米草地理分布概率在我国北部沿海区域达到20%以上,互花米草存在向我国北部进一步入侵的趋势,特别是在渤海湾地区,互花米草入侵潜力较大.互花米草在我国不适宜分布区主要集中在海南中部和南部海岸,以及台湾省大部分区域,依据当前我国分布记录及气候数据,这些区域互花米草入侵风险较小,但不排除未来入侵的可能性.     

飞机草和兰花菊三七光合作用对生长光强的适应

测定了干季不同光强下生长的飞机草和兰花菊三七叶片最大净光合速率(Pmax)、荧光动力学参数、叶绿素含量和比叶重(LMA),研究了两种植物适应光环境的策略,探讨了其与入侵性的关系.100%光强下,两种植物主要通过降低捕光色素复合体Ⅱ的含量减少光能吸收,提高Pmax增加光能利用维持叶片能量平衡,而它们的热耗散能力并不强,均显著低于其它光强下的值.100%光强下,提高类胡萝卜素含量是飞机草耗散过剩能量的有效策略,而兰花菊三七可能有其它耗散途径.4.5%光强下仅飞机草能够存活,它通过降低LMA、维持很低的日间热耗散和较高的光合系统Ⅱ非环式电子传递效率适应了弱光环境.推测对强光环境较强的适应能力是入侵植物的共性之一,但这种能力强不一定入侵性大.     

不同光强下入侵植物剑叶金鸡菊与伴生种生长和光合特征研究

研究了剑叶金鸡菊及其伴生植物鬼针草、羊蹄幼苗的生物量分配、生长和生理特性在不同强度的光生境中(全光照和31％光照)的响应特征,探讨了这些特征与其入侵性的关系.结果表明:(1)光强是影响剑叶金鸡菊入侵的重要环境因子,高光环境下其幼苗较高的相对生长速率( RGR)和植物单位重量的光合效率(Am)与其入侵性密切相关.遮荫下,...     

不同菠菜品种对海水胁迫的生理响应差异

以耐海水菠菜品种荷兰3号和海水敏感品种圆叶菠菜为材料,采用水培方法,研究了海水胁迫对菠菜叶片、根系质膜的伤害作用以及叶片光合作用、叶绿素荧光参数的影响.结果表明:(1)海水胁迫对荷兰3号单株干重影响不大,而显著降低圆叶菠菜的单株干重,并使2个品种植株的叶片和根系MDA含量增加,质膜透性增大,叶片光合色素含量降低,但荷兰3号的变化幅度(叶片MDA除外)小于圆叶菠菜.(2)海水胁迫下,短期内2个品种由于气孔限制引起叶片胞间CO2浓度(Ci)降低,净光合速率(Pn)下降;长期胁迫下,荷兰3号Pn恢复到对照水平,而圆叶菠菜同化力下降,Pn降低.(3)海水胁迫对荷兰3号光化学猝灭系数(qP)影响不大,实际光化学效率(ΦPSⅡ)明显升高,而圆叶菠菜的qP和ΦPSⅡ均下降;荷兰3号初始荧光(F0)的下降幅度和非光化学猝灭系数(qN)上升幅度比圆叶菠菜大;2个菠菜品种的最大光化学效率(Fv/Fm)均下降,但荷兰3号光抑制程度(1-qP/qN)的升高幅度比圆叶菠菜小.研究结果说明,海水胁迫下,2个耐性不同的菠菜品种植株都产生了光合作用的光抑制和光氧化伤害,使膜质过氧化和叶绿素含量降低;耐性强的品种能够较多地将光能用于光化学反应,热耗散能力较强,光抑制程度较低,膜系统和光合色素受到活性氧的破坏程度较低,保持了较高的净光合速率,最终可明显降低海水胁迫对植株生长的影响.     

模拟氮沉降对长白山苔原灌草混合群落中植物光合特性的影响

由于草本植物持续上侵长白山灌木苔原,形成了强烈的灌草群落种间竞争。本研究以牛皮杜鹃-小叶章群落（Comm.Rhododendron aureum-Deyeuxia purpurea）为对象,根据小叶章的入侵程度设置4种盖度差异显著的样方（无、轻度、中度、重度入侵）,并设3个施氮水平（自然状态、添加11.8 kgN·hm^-2·a^-1及添加23.6 kgN·hm^-2·a^-1）,进行原位氮沉降模拟实验,监测灌木牛皮杜鹃和草本植物小叶章光合特性的差异和变化趋势,研究小叶章入侵苔原带的内在生理机制。结果显示：（1）小叶章净光合速率大于牛皮杜鹃,小叶章盖度越高、其叶绿素含量越高,而牛皮杜鹃叶绿素含量降低,随着小叶章入侵程度的增加,其净光合速率增强;（2）施氮可以提高牛皮杜鹃和小叶章的叶绿素含量和净光合速率,促进植物生长,但小叶章的增幅更大,从而增强了小叶章的竞争优势;（3）施氮和小叶章入侵具有复合作用,小叶章盖度越大,对其施氮导致小叶章净光合速率与叶绿素含量的增幅越大,而牛皮杜鹃的增幅减小。所以小叶章的成功入侵可能与其具有较高的净光合速率有关,并且施氮有利于提高小叶章的净光合速率,随着氮沉降的继续增加,更有利于小叶章的生长并提高其竞争力。     

滨海半干旱地区海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响

2001至2003年,连续3a在山东莱州地区布置田间试验,研究海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响。试验共设4个处理,即CK(未灌溉处理)、25%、50%、75%的海水灌溉处理。结果表明:未灌溉处理土壤中的总盐量呈明显积累趋势,2003年较2001年增加了1.3倍;25%和50%的海水灌溉处理,2001年土壤盐分明显积累,此后两年有逐年脱除的趋势。2003与2001年相比,脱盐率分别达到34.9%和41.0%。连续3a海水灌溉后,除CK外,各处理耕层中的盐分较为稳定,且处于较低水平;CK和50%的海水灌溉处理,60~100cm的土层中的盐分明显积盐,而其它处理均未表现出积盐趋势。25%的海水灌溉处理土壤钠吸附比明显高于50%、75%的海水灌溉处理,但仍然未达到10mmol/L。2001和2002年,25%和50%的海水灌溉处理,较未灌溉处理增产效应显著。因此,25%和50%的海水灌溉耐盐作物菊芋,能够保证土壤安全和作物高产高效。     

硝态氮对海水胁迫下长春花幼苗光合特性及离子含量的影响

采用砂培试验研究了硝态氮对海水处理下长春花幼苗光合特性和离子分布的影响.结果表明：（1）高浓度海水显著抑制长春花幼苗的生长,提高硝态氮浓度能显著缓解海水胁迫对长春花幼苗生长发育的抑制作用,促进地上、地下部生物量积累.（2）随着海水浓度的增加,长春花幼苗叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均显著降低,细胞间隙CO2浓度显著增加;增加硝态氮浓度可显著提高长春花幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,显著降低细胞间隙CO2浓度.（3）随着海水浓度的增加,长春花幼苗体内K＋含量较对照显著降低,而Na^＋、Cl^-含量显著增加,提高硝态氮浓度有利于长春花幼苗对K＋的吸收和向上运输,维持地上部较高的K^＋/Na^＋.研究发现,增加硝态氮能维持高浓度海水胁迫下长春花幼苗体内养分平衡,缓解盐胁迫对其光合生理和生长造成的伤害.     

Ecological risk assessment for key industrial development zones in the areas surrounding the Bo Sea in China

Although industrial zones have been attracting attention around the world due to their huge regional economic contributions, ecological risk assessment for industrial zones has gained little attention. In high ecological risk locations, landslides, earthquakes, and floods often occur, often causing extensive damage, including loss of human lives and property. However, during planning, development, and management of industrial zones, only the socioeconomic risks are usually taken into account and the risks of ecological factors affecting industries are often ignored. In this article, we put forward a procedure to link different risk factors and their GIS-determined spatial variation to estimate the ecological risk to key industrial zones in the 98,200 km² area surrounding the Bo Sea. The ecological risk factors in this region are mainly rainstorms, geological risks, storm surges, seawater intrusion, soil erosion, and earthquakes. The key industrial development zones located in this area were classified into three industry types according to the sensitivity of the industry to different ecological risk factors. Using historical data and hierarchical analytic process as well as weighted ecological risk values, industry susceptibility was determined. We integrated the risk values of each ecological factor with the susceptibility of each industry type to each ecological factor in order to quantify the total risk associated with each key industry zone in the region. The results showed that high ecological risk existed in Liaodong and Laizhou Bay and Tianjin and Dalian seashore.     

生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水肥热及产量的影响

于2019年5-9月在沈阳农业大学水利学院科研试验基地进行田间试验,设置2种种植模式MS、MP(玉米/大豆间作、玉米/花生间作)和3个生物炭施用量T0、T1和T2(0、15和30 t ? hm-2)的田间小区试验,研究施入生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水热、养分吸收和产量的影响.结果表明:施入生物炭对作物生...     

间套作提高农田水分利用效率的节水机理

综合国内外多学科的研究成果,从地表水向土壤水的转化效率、农田水分的有效性、植物冠层结构、灌溉用水量和作物产量等方面,论述了间套作提高农田水分利用效率的节水机理.结果表明:间套作能够促进植物根系对农田水分的充分利用,有利于增加根层土壤的贮水量;间套作一方面减小棵间蒸发、抑制无效蒸腾,另一方面优化作物系统的源-库关系,创造出有利于植物生长发育的小气候,为资源在时间和空间上的集约利用和高产打好基础,在不增加农田灌溉水的同时大幅度提高单位面积产量,促进作物水分利用效率明显提高.     

非寄主植物间套作对马铃薯甲虫种群及其天敌的影响

农田作物布局作为害虫生态调控的重要内容,一直是保护性生物防治的研究热点。为进一步明确马铃薯田块作物间套作种植模式对马铃薯甲虫种群动态的影响,探索马铃薯甲虫可持续防控的新思路与新方法,本研究在马铃薯甲虫发生期对马铃薯-玉米、马铃薯-向日葵、马铃薯单作3种作物间套作模式进行田间种群数量调查,分析比较不同种植模式下的马铃薯甲虫种群动态差异。结果表明：在马铃薯甲虫发生期,马铃薯单作第二代幼虫为害高峰期出现晚于两种间套作模式,第一代成虫为害高峰期早于两种间套作模式。第二代幼虫为害低峰期（8月26日-9月7日）时,马铃薯-玉米间套作幼虫量显著低于马铃薯单作（P<0.05）,马铃薯-玉米间套作幼虫量显著低于马铃薯-向日葵（P<0.05）,整个调查期间,马铃薯单作虫量要大于两种间套作。此外,天敌昆虫群落调查表明：间套作玉米异色瓢虫量显著高于马铃薯单作（P<0.05）,间套作向日葵的草蛉、食蚜蝇虫量高于马铃薯单作。间套作向日葵或玉米对越冬代马铃薯甲虫的扩散有影响,马铃薯播种初期间套作向日葵或玉米能在一定程度上阻隔马铃薯甲虫的定殖扩散。     

黄土塬区玉米大豆不同间作方式对产量和经济收益的影响及其机制

利用不同玉米品种(郑单958和豫玉22)和大豆品种(中黄24和中黄13)在单作和两种(2∶2和2∶4)间作方式下,研究品种、间作方式对间作系统产量和经济效益的影响,探讨其潜在的作用过程和机制,以期为旱区农业高产高效服务。实验结果表明:(1)两种间作方式的土地当量比(LER),相对拥挤系数(K)都高于单作,表明玉米、大豆在两种间作方式下较单作具有显著的间作优势,玉米间作相比单作增产显著。K、实际产量损失(AYL)、侵占力(A)和竞争比率(CR)的变化规律均表明在间作栽培条件下,玉米相对于大豆为竞争优势物种;郑单958相对于豫玉22,中黄24相对于中黄13均占有一定竞争优势。郑单958与中黄24以2∶4比例间作的间作优势(IA)及货币优势指数(MAI)值最高。(2)相比单作,间作种植模式下玉米的水分利用效率明显增加,而且玉米∶大豆以2∶4间作的水分利用效率显著高于2∶2。郑单958与中黄24在2∶4间作方式下的产量和经济效益都最高,适合在当地应用和推广。     

Main interspecific competition and land productivity of fruit-crop intercropping in Loess Region of West Shauxi

Taking the four typical fruit-crop intercropping models, i.e., walnut-peanut, walnut-soybean, apple-peanut, and apple-soybean, in the Loess Region of western Shanxi Province as the objects, this paper analyzed the crop (peanut and soybean) photosynthetic active radiation (PAR), net photosynthetic rate (P(n)), yield, and soil moisture content. Comparing with crop monoculture, fruit-crop intercropping decreased the crop PAR and P(n). The smaller the distance from tree rows, the smaller the crop PAR and P(n). There was a significantly positive correlation between the P(n) and crop yield, suggesting that illumination was one of the key factors affecting crop yield. From the whole trend, the 0-100 cm soil moisture content had no significant differences between walnut-crop intercropping systems and corresponding monoculture cropping systems, but had significant differences between apple-crop intercropping systems and corresponding monoculture cropping systems, indicating that the competition for soil moisture was more intense in apple-crop intercropping systems than in walnut-crop intercropping systems. Comparing with monoculture, fruit-crop intercropping increased the land use efficiency and economic benefit averagely by 70% and 14%, respectively, and walnut-crop intercropping was much better than apple-crop intercropping. To increase the crop yield in fruit-crop intercropping systems, the following strategies should be taken: strengthening the management of irrigation and fertilization, increasing the distances or setting root barriers between crop and tree rows, regularly and properly pruning, and planting shade-tolerant crops in intercropping.     

间套作种植提升农田生态系统服务功能

间套作是指在同一块土地上同时种植两种或两种以上的作物,能够充分利用有限资源,提升单位面积物质产出,同时还具有多重其他生态效益,是一种基于生物多样性的可持续农业发展范式.生态系统服务是评价生态系统功能的重要突破口,也是当前生态学领域研究的热点问题.从生态系统服务的角度论述间套作种植提升农田生态系统服务功能,并从物质产出、土壤肥力维持、生物多样性保护、水土保持、病虫草害和有害污染物控制等方面论述了间套作种植提升农田生态系统功能的实践及机制.在此基础上,构建了间套作农田生态系统服务功能评价的理论框架和指标体系,并提出了间套作种植农田生态系统未来应加强的研究方向.     

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。     

烟蒜轮作与套作对烤烟产量及根际土壤磷组分的影响

通过大田小区试验,研究烟蒜轮作、套作对烤烟产量和土壤不同形态磷的影响.结果表明： 烟蒜轮作、套作下烤烟产量和上中等烟比例较烤烟单作显著提高,下部叶成熟期根际土壤有效磷含量分别是烤烟单作的1.3和1.7倍.不同种植方式根际和非根际土壤无机磷组分含量均以O-P和Fe-P含量最高,Ca₂-P和Al-P次之,Ca₈-P和Ca₁₀ -P含量最低.与烤烟单作和烟蒜套作处理相比,烟蒜轮作在上部叶成熟期根际土壤Ca₂-P含量最低,Ca₈-P在下部叶成熟期含量最低,Ca₁₀-P含量在中部叶成熟期最低.烟蒜轮作和套作在下部叶成熟期和中部叶成熟期根际土壤Al-P含量分别是烤烟单作的1.6和1.9倍、1.2和1.9倍.烟蒜轮作和套作根际土壤O-P含量均显著低于烤烟单作.烟蒜轮作较烟蒜套作更能活化土壤中难溶的O-P、Ca₁₀-P和高稳性有机磷,提高烤烟产量和中上等烟比例.