基于GIS的广州市中心城区城市森林可达性分析

城市森林是城市中主要的生态功能景观,已经成为城市生态环境建设的主体。基于居民方便获取城市森林服务的要求,根据大型城市森林斑块、道路网和街区单元数据,利用ArcGIS9.2的Network Analyst工具,分析了广州市中心城区在2km步行距离内街区单元到达城市森林斑块的可达性以及城市森林斑块的承载力,并结合航片解译的树冠覆盖数据对具有不同可达性的街区单元进行了分析。分析结果表明：广州中心城区的外环高速以内的区域范围,分别有73%、46%和18%的的街区单元在步行2km、1km和0.5km距离内能够到达大型城市森林绿地斑块。从街区单元的行政归属看,以越秀区的街区可达性最好,而海珠区和原芳村区的街区可达性较差。研究范围内,0.5km内不能到达大型城市森林斑块且树冠覆盖超过30%的街区类型中,以公共管理单位类型为主,单位绿化对于树冠覆盖的贡献率大;而绝大多数以住宅类型为主的街区单元的树冠覆盖率低于10%,其中64%的街区树冠覆盖率低于5%。以街区单元为基本对象进行可达性度量,分析城市森林斑块现状分布和服务状况,并结合其树冠覆盖特征,可以明确需要重点关注区域的空间分布,可为广州市在较小尺度上的城市森林空间布局优化提供参考。     

最优化设计连续的自然保护区

生境破碎是导致生物多样性损失的重要原因之一,避免生境破碎的一个有效方式是建立连续的自然保护区使物种可在保护区内自由移动。不加选择地把大片土地都转为保护区是实现连续的一个途径,但资源是有限的,应当以最优的方式分配。如何最优化设计生态上和经济上都有效的保护区成为生物保护领域一个重要议题。从一组备选地块中选择一部分组成自然保护区,这样的问题主要有两种解法:启发式方法和最优化方法。启发式方法虽然灵活且运算速度快但不能保证最优解因而可能导致稀缺资源的浪费,最优化方法保证得到的解是最优的但建模和运算存在困难。建立一个线性整数规划模型用于设计一个最小的连续保护区,用Dantzig剪切法消除循环确保形成一个连续的树,对应一个连续的保护区,检验了模型的计算效率。结果显示,模型可在合理时间内解决一个包含100个备选地块和30个物种的连续保护区设计问题,计算效率显著优于同类目的的其它方法。以美国伊利诺伊州Cache河流域11种濒危鸟类的保护区设计为例说明了该方法的应用,设计了两种情况下连续的保护区。讨论了模型的局限和数据问题。     

中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响

采用盆栽试验,研究了中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响。结果表明,在所有测试的元素和施用方法中,硅酸钠叶面喷施显著增加稻谷产量,而碳酸钙、硼酸、硅酸钠土施和亚硒酸钠显著降低了稻谷产量。镁、锌、铁的盐酸盐形态对水稻籽粒的增产效果优于硫酸盐形态,而钙、铜的硫酸盐形态增产效果略高于盐酸盐形态。在钙、镁、硫三种中量元素中,钙增加了水稻籽粒中的Cd浓度和吸收量,而镁和硫则降低了籽粒中的Cd浓度和吸收量,以硫磺粉处理为最低。稻草中的Cd浓度和总量均以氯化镁处理为最高,硫磺粉处理最低。镁能有效抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,其盐酸盐优于硫酸盐。在微量元素中,锌对水稻Cd的吸收抑制作用最为显著,其次是铜,而有益元素肥料硅酸钠叶面喷施则显著增加了稻谷中的Cd浓度和吸收量。硫酸亚铁、氯化锰、氯化铜、硼酸和硼砂处理都能有效地抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,而硅酸钠叶面喷施和锌处理则促进了Cd的转移,表明硅酸钠抑制水稻吸收Cd的机制很可能发生在土壤中,而非在植株体内或地上部分。在Cd污染土壤上选用适宜的中微量和有益元素肥料及其施用方法,能有效降低水稻对镉的吸收和稻米中的Cd含量。     

我国甜菜夜蛾间歇性暴发的非均衡性循环波动

[摘要] 为进一步了解我国甜菜夜蛾Spodoptera exigua ( Hbner)间歇性暴发成灾的规律,作者应用时间序列分析技术研究了我国甜菜夜蛾间歇性暴发的时间序列波动规律。结果表明,在1949—2008年的60a中,我国甜菜夜蛾大尺度暴发总年频次为120次,各年度暴发次数(年频次)存在着非均衡性循环波动特征,并且在其波动过程中呈明显的上升趋势。按“年频次”强度,可将我国1949—2008年60a中甜菜夜蛾发生过程,划分成两个明显不同的阶段。第一阶段（1949—1984年）为平稳低发阶段,36a总年频次量为4次,年平均仅0.11次;第二阶段（1985—2008年）则为波浪式上升性高发阶段,24a总年频次为116次,年平均4.83次（为第一阶段的43.91倍））。按第二阶段24a（1985—2008）数据进行自相关系数和频谱图分析,结果表明,我国甜菜夜蛾大尺度暴发存在2.8a和11.2a2种不同长度的循环周期,其暴发趋势指数对滞后1a和滞后4a的影响为正相关,而对滞后5a和滞后6a的影响则为负相关。本文根据甜菜夜蛾暴发指数的非均衡周期性特征,建立了以时间序列为自变量的甜菜夜蛾暴发指数非均衡周期性预测模型,经回代结果检验,理论值与实测值之间无显著差异。     

不同颜色遮阳网遮光对丘陵茶园夏秋茶和春茶产量及主要生化成分的影响

为研究不同颜色遮阳网遮光对夏秋茶与春茶产量和品质的影响,在中国科学院桃源农业生态试验站以“碧香早”茶树为试验材料,选用不遮光和中度遮光（遮光率(50?4)%）的黑色、绿色、银灰色遮阳网开展遮光试验。结果表明：不同季节使用黑色遮阳网能显著增加氨基酸和咖啡碱含量,降低茶多酚含量和酚氨比,与对照茶园比较,夏季、秋季、春季茶叶氨基酸含量分别增加了14.22%、17.07%、6.23%,茶多酚含量分别降低了4.40%、6.43%、27.66%,咖啡碱含量分别增加了9.48%、8.10%、7.28%。夏秋季银灰色遮阳网效果最差,绿色遮阳网效果介于黑色和对照之间,春季三种颜色遮阳网效果均优于对照;茶树遮光后品质明显优于对照,夏秋茶经遮光可达到制高档茶的要求,春茶遮光可达到制名优茶的要求。     

覆膜对土壤-莴苣体系氮素分布和植物吸收的影响

覆膜种植作为全球广泛采用的农作物栽培方式,能改变土壤的水热生态效应,并影响元素的赋存状态。本文采用野外栽培实验,研究了覆膜对土壤—莴苣体系中氮素分布和植物吸收的规律。相比于不覆膜方式,覆膜对土壤含水率、pH值及脲酶活性的影响不明显,但减少了6.0%的土壤有机质、10.4%的硝态氮和1.3%的全氮含量,增加了6.5%的土壤铵态氮。单因素方差分析表明,土壤有机质及全氮含量的组间差异达到了显著性水平。覆膜方式下,氮素生理群落微生物中反硝化细菌占生理群落总数的77.8%—96.2%,氨化细菌、亚硝化细菌及硝化细菌各占1.8%—16.5%、0.6%—5.1%和0.4%—2.8%。与不覆膜相比,覆膜使氨化细菌平均值减少了28.2%,亚硝化、硝化及反硝化细菌平均值分别增加了119.8%、26.7%和48.7%。莴苣植株中的全氮含量变化规律为叶片>茎部>根部。覆膜使根部全氮含量降低了2.8% ,茎部与叶部则分别增加了10.5%和6.8%。覆膜使莴苣根部全氮的富集系数平均值降低了1.5%,迁移系数TF1（莴苣茎部和根部全氮的比值）和TF2（莴苣叶部和根部全氮的比值）平均值分别提高了12.5%和9.5%,影响较小。相关性分析表明,有机质与土壤全氮呈显著正相关（P < 0.05）,而脲酶、铵态氮及无机氮三者与亚硝化细菌均呈显著负相关（P < 0.05）。     

长株潭城市群生态屏障研究

构筑城市(群)生态屏障是我国生态建设的重点之一。高速城市化进程中,城市范围、征用土地、人口数量、建设规模不断扩大,生态安全形势日益严峻,生态环境保护压力不断加大。长株潭城市群是国家"两型"社会建设试验区,生态屏障建设备受关注。在广泛开展社会调研、专项调查、专题研究、学术讨论的基础上,根据景观生态学和保护生物学的相关原理,通过对区域生态压力、需求、承载力的分析,借助RS、GIS、GPS等现代高新技术,科学区划长株潭城市群生态屏障的空间层级、结构、布局、功能区,明确了各功能区的建设方向、目标,提出了分区管理和分级保护等具体空间管治措施,规划2020年前保护建设工程项目。研究结果表明,城市群必须根据生态环境承载能力,按生态隔离组团方式科学布局城市空间,预留足够的生态基地,优先构筑稳固的生态屏障;按照主体功能区划和目标定位,严格管治和合理布局生态用地,加强部门规划统筹协调,依法严格保护森林和湿地;加强公共财政转移支付和社会融资力度,抓紧实施生态屏障工程建设,努力改善环境质量,维护区域生态平衡,努力实现资源节约、环境友好、提高城市品位和综合竞争能力的社会发展目标。研究结果可为城市生态屏障建设提供科学方法和依据,同时也可为全国其它城市(群)生态屏障建设提供参考和借鉴。     

大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量

采用碳/氮分析仪测定法与标准木解析法,研究大兴安岭5种典型天然沼泽湿地(草丛沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽、白桦沼泽和落叶松沼泽)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力、植被年净固碳量及其沿沼泽至森林方向过渡带水分环境梯度的分布格局,揭示其空间变异规律性,并定量评价寒温带5种典型天然沼泽湿地的碳储量与固碳能力及其长期碳汇作用。结果表明:①5种天然沼泽湿地的植被碳储量分布在(0.48±0.08)—(8.33±0.66)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度呈递增趋势;②土壤碳储量分布在(19.21±6.17)—(38.28±4.86)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度却呈递减趋势;③生态系统碳储量分布在(27.54±7.16)—(38.76±4.58)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度基本呈恒定分布规律性,且以湿地土壤碳储量占优势地位(69.8%—98.8%);④植被净初级生产力分布在(0.68±0.10)—(1.08±0.12)kg.m-.2a-1之间,毛赤杨沼泽最高,草丛沼泽、灌丛沼泽、白桦沼泽居中,落叶松沼泽最低,且总体上低于温带森林湿地而高于寒温带天然落叶松林;⑤植被年净固碳量分布在(0.32±0.09)—(0.51±0.06)kgC.m-.2a-1,毛赤杨沼泽最高(高于全球植被平均年净固碳量)、灌丛沼泽和白桦沼泽居中(达到或接近全球平均值)、草丛沼泽和落叶松沼泽最低(略低于全球平均值),故这5种沼泽湿地均属于碳汇功能相对较强的湿地植被类型。     

油松天然次生林居群遗传多样性及与产地地理气候因子的关联分析

利用ISSR分子标记技术,分析了中国北部地区10个油松天然次生林居群的遗传多样性,以及与地理环境因子的相关性.研究结果表明:13条ISSR引物对250个个体扩增出137条谱带,平均多态位点百分率60.72％,不同居群的多态位点百分率差异明显;不同地理居群间的期望杂合度指数在0.2824-0.3702之间,平均为0.3210;Shannon多样性指数范围为0.1923-0.2490,平均为0.2165.居群间的遗传变异占居群总的遗传多样性的37.53％.经Mantel检验,居群间的地理距离和遗传距离间不存在显著相关性(r=0.069,p=0.360).聚类分析(UPGMA)表明,河南宝天曼(BTM)、承德大窝铺(DWP)、宁夏苏峪口(SYK)和甘肃冶力关(YLG)居群聚为一组,辽宁医巫闾山(YWL)、山西沁源灵空山(LKS)、陕西蔡家川林场(CJC)、山西和顺云龙公园(YLGY)和山西汶水三道川林场(SDC)居群为一组,山东蒙山(Ms)居群独立为一组.经分析发现,分布于我国地势二级、三级阶梯分界线区域的油松天然林( YWL、BTM、YLGY)遗传多样性水平高,位于分布区东西临界点居群(MS、YLG)遗传多样性水平低.经相关性分析,温度相关因子(年均温、1月均温、极端最低温)、海拔及年降雨量显著影响遗传多样性水平.油松天然居群分子变异存在一定的地理变异规律.     

慢性氨氮胁迫对台湾泥鳅幼鱼生长、免疫及组织结构的影响

以平均体质量为(2.00±0.56)g的台湾泥鳅(Paramisgurnus dabryanus ssp.Taiwan)幼鱼为研究对象,探究氨氮胁迫浓度为0、3.5、6.0、10.4和18.0 mg/L时台湾泥鳅幼鱼生长性能、免疫酶活性及组织结构的变化.经过56d的氨氮胁迫试验结果显示:台湾泥鳅终末体质量(WF)、增重...