我国陆地植被净初级生产力变化规律及其对气候的响应

在GIS系统的支持下,利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,构建了基于光能利用率的植被净初级生产力(NPP)遥感模型,估算了我国陆地1982—2000年1—12月植被NPP,分析了1982—2000年我国不同植被类型NPP的季节性和年际性变化规律,基于像元空间尺度讨论了植被NPP对气候的响应关系.结果表明,我国植被NPP年内季节性变化规律明显;我国主要植被类型年NPP在1982—2000年基本呈上升趋势,增长幅度最大的是落叶针叶林,增长幅度最小的是草地;1982—2000年,NPP年际间波动最大的植被类型是常绿阔叶林,年际间波动最小的植被类型是草地.通过NPP对气候因子(降水、温度)变化的响应分析表明,我国降水对植被NPP季节性变化的驱动作用高于温度,气候因子(降水、温度)对北方植被NPP季节性变化的驱动作用高于南方;我国气候因子(降水、温度)对NPP年际变化的驱动作用(强度、方向)随季节 及纬度的不同而不同.     

长期施用化肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

【目的】在施用化肥的基础上进行秸秆还田是提高砂姜黑土肥力的有效措施,以往的研究只注重秸秆还田对土壤结构、肥力等物理化学性状方面的研究,缺少施肥对砂姜黑土微生物群落影响的研究。本研究以安徽蒙城典型的砂姜黑土为研究对象,以期揭示长期施用化肥和秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响。【方法】采用454高通量测序对砂姜黑土不同农业施肥措施下的细菌群落进行分析研究,并通过生物信息学的分析方法揭示影响砂姜黑土细菌群落的主要因素。【结果】通过对454高通量测序数据的分析,发现砂姜黑土主要的细菌门类为放线菌、变形菌、酸杆菌、绿弯菌和拟杆菌。长期施用化肥显著提高了砂姜黑土肥力和作物产量,但导致了细菌群落结构的显著变化和多样性的显著降低。秸秆还田有利于土壤肥力的进一步提高,但是并没有缓解长期施用化肥对土壤细菌群落产生的不利影响。分析发现土壤pH的变化是导致土壤细菌群落变异的主要因素。【结论】在施用化肥的基础上进行秸秆还田有利于砂姜黑土肥力的提升,然而并没有缓解由施肥导致的土壤酸化对土壤细菌群落组成和多样性产生的不利影响。这暗示秸秆还田可能并未对砂姜黑土微生物生态产生根本性的有益影响,对于秸秆农田的利用方式还需要进一步研究,以达到农业生产效益和生态效益的并重。     

秸秆还田和施肥对砂姜黑土理化性质及小麦-玉米产量的影响

通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.9%;增加土壤总孔隙度1.1%—8.9%、毛管孔隙度18.9%—41.0%,非毛管孔隙度降低6.4%—38.8%,土壤毛管孔隙度占土壤总孔隙度的比例增加。秸秆还田所有处理耕层的土壤硝态氮含量高于秸秆移除处理,施氮540、630、720 kg N hm-2a-1时,秸秆还田处理的硝态氮含量显著高于秸秆移除,而铵态氮含量无明显变化规律。无论秸秆还田还是秸秆移除,耕层土壤的硝态氮含量随氮肥用量的增加呈指数趋势增加,硝态氮含量与施氮量的相关性秸秆移除处理高于秸秆还田处理;秸秆还田处理的铵态氮含量随施氮量增加成指数趋势增加,而秸秆移除处理呈指数趋势减小,相关性均不显著。秸秆还田条件下,小麦和玉米获得高产的年氮肥用量分别为630、696 kg N hm-2a-1,秸秆移除为579、627 kg N hm-2a-1。经作用力分析,秸秆还田是影响土壤物理性质的最重要因素,作物产量受秸秆还田和施氮量的影响,但氮肥水平大于秸秆还田。     

长期不同磷肥施用量对砂姜黑土真菌多样性、群落组成和种间关系的影响

以安徽蒙城砂姜黑土氮磷钾肥肥效长期定位试验为平台,选取P0(不施磷肥)、P1(P_2O_5 45 kg/hm~2)和P2(P_2O_5 90 kg/hm~2)3个磷肥施用梯度,采用现代高通量测序技术,探索长期施用磷肥对真菌多样性、群落组成和种间关系的影响。结果发现真菌多样性随磷肥施入量增加而降低,且与全磷和有效磷均成显著负相关。磷肥施用导致真菌群落组成发生明显改变,冗余分析结果表明这与全磷和可溶性有机碳密切相关。P1和P2中子囊菌门和子囊菌纲显著升高,而被孢霉菌门和被孢霉菌纲则显著降低。在属水平上,施磷处理中腐生营养型真菌显著升高,而病原型和共生型真菌显著降低:其中P0中Sagenomella、Simplicillium、Magnaporthiopsis、Schizothecium和Nigrospora等5个属相对丰度最高;P1中Plenodomus、Penicillium和Arthrobotrys相对丰度最高;P2中Cyphellophora、Zopfiella、Guehomyces、Mortierella和Mucor等5个属相对丰度最高。网络分析发现施磷后真菌网络复杂度和稳定性升高,物种间正相关关系增加,负相关关系减少。因此在砂姜黑土区长期施用磷肥可降低真菌多样性,增加土壤中腐生营养型真菌、减少共生或病原菌数量,同时提高物种间网络复杂度和稳定性。以上结果表明磷肥施用对促进土壤养分循环,控制植物病害、维持地下生态系统稳定性具有重要作用。     

非生物因子对河蚬重金属富集量的影响

对影响长江口滨岸带河蚬体内重金属富集量的4个主要非生物因子依次进行分析。结果表明,较高温度有助于河蚬对Cu、Zn、Cr、Ni的吸收;盐度对河蚬的重金属累积量影响比较复杂,仅在秋季表现出一定相关性,春季盐度影响不大;河蚬体内Cu含量与沉积物粒径存在显著正相关,Zn与沉积物中有机质含量存在一定正相关,Pb与沉积物中有机质含量存在着负相关;河蚬体内重金属元素两两间的相关性明显,多种元素间的相互作用机理值得进一步探讨。     

品质因子及生态因子对凤凰单枞茶品质影响的研究进展

对近年来凤凰单枞茶研究现状进行了综述。凤凰单枞茶的独特香气和滋味是由其含有的如茶多酚、儿茶素、咖啡碱、茶氨酸特殊品质因子决定的。不同品种凤凰单枞茶品质的差异是由品质因子决定的。pH、温度、光照、水分、土壤等生态因子是造成品质因子差异的重要原因。并对凤凰单枞茶的种植和培育提出了一些建议和展望。     

干旱与渍涝对砂姜黑土玉米根系干重变化及其分布的影响

砂姜黑土主要分布于黄淮海平原的南部(淮北平原、沂河平原和胶莱平原等)和南阳盆地,面积约4×106ｈａ,其中河南省125×106ｈａ[1],是面积较大的中低产田。其低产的主要原因可归结为“旱、涝、僵、薄”,根本原因在于其不良的水分物理特性[2～4]。而关于旱、涝灾害对作物根系的影响还未见报道。砂姜黑土区地势平坦,土层深厚,光、热、水等自然资源比较丰富,具有适宜作物生长发育的有利条件。因而,充分了解和掌握旱、涝灾害对作物根系的影响,因时制宜灌溉、排涝和耕作,对提高该区粮食产量具有重要意义。为此,于1997～1998年探讨了干旱与渍涝对砂…     

重金属对土壤微生物的生态效应

通过分析重金属对土壤微生物生化过程与数量、种群及群落的影响、影响重金属对土壤微生物毒性的因素、重金属对土壤微生物毒性的评价指标、微生物对重金属的耐性与适应性以及重金属毒性的差异 ,综合评述了重金属对土壤微生物的生态效应 .     

生态因子对中药甘草质量影响的初步研究

甘草是一种常用中药,由于具有“调和诸药”之功效而成为方剂中最常用的一味药。古有“十方九草”之说,可见对甘草的需求量之大;目前,对甘草的需求不仅仅限于医药界,在食品、轻工、畜牧等行业也有广泛的应用。然而,由于长期滥采、滥挖,只挖不种,使得甘草的蕴藏量急剧下降,有些地区的甘草资源濒临枯竭。例如,东北松嫩平原,原是我国“东草”商品的主产区之一,并大量出口国外,     

亚硒酸钠对矮脚黄白菜农药残留和重金属积累的影响

采用盆栽试验考察了不同浓度和pH的亚硒酸钠溶液对矮脚黄白菜啶虫脒残留和重金属积累的影响。结果表明,亚硒酸钠溶液在浓度为1 mg/L且pH 7.0时对矮脚黄白菜促生效果显著优于对照和其它处理,叶绿素含量最高;在5 mg/L且pH 6.5时,啶虫脒和重金属Cd、Pb含量均显著下降;浓度为10 mg/L时对降低重金属含量的效果不明显。本研究表明,亚硒酸钠在降低植物农药残留和重金属积累方面具有一定的应用潜力。     

Growth response of two grasses and a legume on coal fly ash amended strip mine spoils

The use of fly ash as an amendment for strip mine soils was studied under field conditions. Three plant species—Agrostis tenuis var. Highlander,Festuca arundinacea, andLespedeza cuneata—were grown in strip mine plots. Half of the plots were treated with an equivalent of 70 metric tons per hectare of coal fly ash and half were untreated. Biomass production ranged from 5 to 30 times higher in fly ash treated plots compared to untreated plots. No toxic effects to the plants were observed.     

Effects of Eclipta alba on the morphometrics of root-knot nematode,Meloidogyne incognita as influenced by fly ash amended soil

An experiment in a complete randomised design was conducted with the aim of investigating the impact of graded quantities (10, 20, 30, 40 and 50%) of fly ash on the morphometrics of root-knot nematode, Meloidogyne incognita (2000 J₂/pot) in Eclipta alba. The application of fly ash brought about deleterious effects on the development of the nematode which were reflected on dimensions of the mature females in all the fly ash concentrations over the inoculated control (IC). Significant reductions in length and width of body, neck, stylet and median bulbs of the mature females were recorded at higher (40 and 50%) fly ash levels, when compared with inoculated control (IC). The severity of root-knot disease was found to be decreased with increasing fly ash concentrations.     

Effect of coal ash on growth and metal uptake by some selected ectomycorrhizal fungi in vitro

Six isolates of ectomycorrhizal fungi namely, Laccaria fraterna (EM-1083), Pisolithus tinctorius (EM-1081), Pisolithus tinctorius (EM-1290), Pisolithus tinctorius (EM-1293), Scleroderma verucosum (EM-1283), and Scleroderma cepa (EM-1233), were grown on three variants of coal ash, namely electrostatically precipitated (ESP) ash, pond ash, and bottom ash moistened with Modified Melin-Norkans (MMN) medium in vitro The colony diameter reflected the growth of the isolates on the coal ash. Metal accumulation in the mycelia was assayed by atomic absorption spectrophotometry. Six metals, namely aluminum, cadmium, chromium, iron, lead, and nickel, were selected on the basis of their abundance in coal ash and toxicity potential for the present work. Growth of vegetative mycelium on fly ash variants and metal accumulation data indicated that Pisolithus tinctorius (EM-1290) was the most tolerant among the isolates tested for most of the metals. Since this isolate is known to be mycorrhizal with Eucalyptus, it could be used for the reclamation of coal ash over burdened sites.     

黑土侵蚀区生态重建的景观结构与功能分析

以黑龙江省拜泉县为案例,研究了区域生态恢复与生态重建对景观结构及其水土保持功能的调控.在GIS支持下,结合野外调查数据,对县域水平的生态建设成果进行了空间表达和定量辨识.对比分析1989年和2002年类型水平景观指数及13年来景观类型的转移面积和转移方向、林网宏观结构变化、水库塘坝空间分布与数量变化;土地利用和景观结构调整对水蚀、风蚀的控制以及水库塘坝的蓄水功能变化.结果表明,大规模生态建设下,区域景观类型数量和空间配置的变化对发挥其水土保持功能起到很好的调控作用.1989～2002年,耕地面积减少24731.01hm²,林草地和水体面积增加了13 567.53 hm²和1 190.9 hm².全县55%的水土流失面积得到治理,82.2%的农田得到林网防护,43.7%的景观地表超渗径流得到集蓄.景观结构调整应注意增加林草地等类型斑块的聚集度;调节林网连接度、环度及网眼大小;增加水库塘坝的泄洪与灌溉配套设施等.     

两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响

采用盆栽土培试验,研究了工业污泥(化工厂底泥)及城市污水处理厂剩余污泥中重金属存在的形态与含量,以及两种污泥连续施用对潮土重金属含量及酶活性的影响。结果表明,两种污泥中的重金属主要是以非交换态存在,城市污水处理厂剩余污泥中总的重金属含量比工业污泥低,而重金属的有效性比工业污泥高;污泥的施用能增加潮土中脲酶的活性,多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性与污泥的施用量有一定相关性,并与土壤中交换态Zn、Cu含量呈一定负相关,土壤多酚氧化酶及过氧化氢酶活性可作为土壤中重金属Zn污染的指示指标;污泥的施用有提高潮土中交换态Cu、Zn及Pb含量的趋势。     

不同耕种方式对沿黄稻茬麦田土壤因子及小麦生育的影响

对沿黄稻茬麦田不同耕种方式的生态效应进行了系统研究．结果表明,旋耕条播是沿黄稻茬小麦高产的最佳播种方式,与免耕播种相比,其耕层温度高,土壤容重小,耕层含水量适宜,肥效高而持久,麦田群体和个体发育好,分蘖成穗率高,千粒重及产量最高．     

长期施肥对农田黑土微生物群落功能多样性的影响

为了研究长期不同施肥对农田黑土微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog ECO微平板培养法,对已经连续施肥35年的农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站4种处理(CK、NPK、M、MNPK)的两个土层(0～20、20～40 cm)微生物群落功能多样性进行研究.结果表明: 在0～20 cm土层,有机无机肥(MNPK)配施能够显著提高土壤微生物对碳源的利用能力以及群落代谢功能的丰富度、多样性和优势度,而在20～40 cm土层则低于单施化肥(NPK)处理,两个土层单施化肥均降低土壤微生物群落代谢均匀度.不同施肥处理土壤微生物对6种碳源的利用率在0～20和20～40 cm两个土层间存在差异,而在每个土层的处理间差异显著(P<0.05),但各处理间的变化规律在两个土层中不一致.典范对应分析(CCA)结果表明,各处理土壤微生物群落代谢功能在0～20和20～40 cm土层间存在差异,且在两个土层的处理间也存在差异,而土壤养分含量对各处理土壤微生物群落代谢功能的影响规律在两个土层中较为相似.长期不同施肥会对耕层及以下土壤微生物群落功能多样性产生影响,在20～40 cm土层中单施化肥对微生物群落功能多样性的影响较大.     

EM堆肥对黑土耕作区中小型土壤动物群落的影响

2012年5、7和9月在哈尔滨市典型黑土农田区,采用定点试验的方法设置空白对照、低浓度、中浓度和高浓度4个处理样地,分析不同浓度EM堆肥处理对中小型土壤动物群落组成、垂直结构、季节性动态和多样性的影响.结果表明: 不同浓度EM堆肥处理下共捕获中小型土壤动物7860只,平均密度49125只·m^-2,隶属于3纲10目,划分为30个类群.EM堆肥处理增加了中小型土壤动物类群数量,低浓度处理中小型土壤动物个体密度低于空白对照样地,但随着EM堆肥浓度的增加,中小型土壤动物个体密度均有所增加;中小型土壤动物群落的类群数和个体密度的垂直分布具有表聚性特征;中小型土壤动物群落存在一定的季节变化特征;不同浓度EM堆肥处理样地中小型土壤动物群落多样性指数均有所增加,土壤有机质对这种多样性的变化影响相对较大;EM堆肥处理下中小型土壤动物对土壤环境因子的响应不同,常见类群和优势类群对土壤环境的变化有较强的适应性,而稀有类群相对敏感,受到特定的环境因子的影响.说明EM堆肥处理可在一定程度上改善黑土区农田中小型土壤动物群落结构、增加其多样性.     

生态有机肥对番茄青枯病及土壤微生物多样性的影响

采用田间小区试验和FAMEs分析研究了不同用量生态有机肥对番茄青枯病的抑制效果和土壤微生物的影响。结果表明,连作地番茄青枯病发生率为100％,施生态有机肥显著地降低了连作地番茄青枯病的发生。用量为1kg·m^-2和0.5kg·m^-2时,番茄青枯病发生率分别为39％和50％,两种施肥量间差异不显著。施生态有机肥后土壤微生物群落脂肪酸指纹发生明显改变,革兰氏阴性菌生物标记物cyc17：0的含量增加,真菌生物标记物c18:2w6的含量增加,作为AM菌根的生物标记物c16:111c呈上升趋势。聚类分析表明,对照和施生态有机肥处理土壤微生物脂肪酸指纹之间的最短距离是1.08,不同施用量处理之间的最短距离是0.70。施用生态有机肥能调控土壤微生物群落结构,促进有益微生物的生长,增强土壤生态系统的稳定性和抑病性,从而提高了土壤质量。