成都平原水稻-小麦轮作系统NO排放及其主要影响因素

应用静态暗箱-化学发光氮氧化物分析法对成都平原水稻-小麦轮作系统进行了1.5个轮作周期的NO排放定位观测,分析了NO排放特征及施氮、土壤温度、土壤湿度和作物参与对NO排放的影响。结果表明:成都平原水稻-小麦轮作系统在不施氮情况下,表现为土壤NO负排放(吸收),而施氮(N150kg/hm²)时NO排放通量为(5.5±3.3)μg m^-2 h^-1,施氮能显著增加土壤NO排放量,并且其效应在水热条件较好的水稻季更明显。整个观测期NO排放量有56.1%来自水稻季,而2个小麦季和休闲期NO排放量分别占32.5%和11.4%,由于休闲期NO高排放主要是作物收获后的几次翻地引起的,因此,减少休闲期翻地次数可能会有效减少NO排放。土壤温度是影响NO排放的首要环境因素,并且两者呈线性回归关系,土壤湿度对NO排放的影响因土壤湿度本身状况而异,土壤湿度条件较差时,其增加有利于NO排放,而当土壤湿度较好时会抑制NO排放。此外,土壤水热条件还是造成NO负排放(吸收)和作物参与对水稻季和小麦季NO排放贡献有别的重要原因。     

环境DNA技术在地下生态学中的应用

地下生态过程是生态系统结构、功能和过程研究中最不确定的因素。由于技术和方法的限制,作为"黑箱"的地下生态系统已经成为限制生态学发展的瓶颈,也是未来生态学发展的主要方向。环境DNA技术,是指从土壤等环境样品中直接提取DNA片段,然后通过DNA测序技术来定性或定量化目标生物,以确定目标生物在生态系统中的分布及功能特征。环境DNA技术已成功用于地下生态过程的研究。目前,环境DNA技术在土壤微生物多样性及其功能方面的研究相对成熟,克服了土壤微生物研究中不能培养的问题,可以有效地分析土壤微生物的群落组成、多样性及空间分布,尤其是宏基因组学技术的发展,使得微生物生态功能方面的研究成为可能;而且,环境DNA技术已经在土壤动物生态学的研究中得到了初步应用,可快速分析土壤动物的多样性及其分布特征,更有效地鉴定出未知的或稀少的物种,鉴定土壤动物类群的幅度较宽;部分研究者通过提取分析土壤中DNA片段信息对生态系统植物多样性及植物分类进行了研究,其结果比传统的植物分类及物种多样性测定更精确,改变了以往对植物群落物种多样性模式的理解。同时,环境DNA技术克服传统根系研究方法中需要洗根、分根、只能测定单物种根系的局限,降低根系研究中细根区分的误差,并探索性地用于细根生物量的研究。主要综述了基于环境DNA技术的分子生物学方法在土壤微生物多样性及功能、土壤动物多样性、地下植物多样性及根系生态等地下生态过程研究中的应用进展。环境DNA技术对于以土壤微生物、土壤动物及地下植物根系为主体的地下生态学过程的研究具有革命性意义,并展现出良好的应用前景。可以预期,分子生物学技术与传统的生态学研究相结合将成为未来地下生态学研究的一个发展趋势。     

中国东部南北样带典型针叶林土壤酶活性分布格局

选取中国东部南北样带不同气候区(寒温带、温带和亚热带)的针叶林作为研究对象,分析了多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶以及β-葡萄糖苷酶活性的变化。结果表明,土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量从北到南依次减小,寒温带显著高于亚热带;土壤p H值在3个气候区差异显著,温带最高,亚热带最低。分解木质素的多酚氧化酶和过氧化物酶活性不存在显著性差异;而与氮循环密切相关的几丁质酶活性表现为温带显著高于寒温带和亚热带;与碳循环密切的β-葡萄糖苷酶活性在温带最高,并显著高于亚热带地区。逐步回归分析表明,土壤MBN与p H值影响土壤几丁质酶活性,而土壤β-葡萄糖苷酶活性主要受p H的控制。研究认为,在中国东部南北样带针叶林中,土壤几丁质酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著性差异,而p H与MBN可能是影响土壤酶活性的主要因素。     

六盘山典型森林伴随降水的总有机碳(TOC)通量变化特征

在六盘山香水河小流域,选择6种典型森林样地,测定了2011年生长季的大气降水、穿透水、干流、枯落物渗漏水和主根系层(0—30 cm深)土壤渗漏水的总有机碳(TOC)浓度及其相应的通量变化。结果表明,在降水转化为由穿透雨和干流组成的林下降水中,所有样地的TOC浓度都不同程度地增大;虽然林冠截持使林下降水减小,但因雨水淋洗和与林冠发生碳交换,各样地林下降水携带的生长季TOC通量(kg/hm2)(华北落叶松人工林132.28、华山松次生林106.56、油松人工林94.10、灌木林79.49、桦木林66.52、辽东栎次生林63.01)都比林外降水(53.17)不同程度地明显增大,整体看来,林冠的TOC淋出作用在针叶林很大,在阔叶林较弱。在6种森林样地的枯落物层渗漏水中,其TOC浓度彼此相差不大,平均为24.51 mg/L,高于林冠穿透水的TOC浓度;受枯落物截持部分降水及与枯落物TOC交换的影响,4个样地枯落物渗漏水的TOC通量(kg/hm2)(桦木次生林84.35、野李子灌丛129.35、辽东栎次生林79.21、油松人工林114.93)都比其林下降水TOC通量增加了,但华北落叶松人工林和华山松次生林的TOC通量分别降至90.76和104.90 kg/hm2。在测定的华北落叶松人工林和华山松次生林的主根系层(0—30 cm)土壤渗漏水中,TOC浓度均低于枯落物渗漏水;由于水量减小和与土壤发生碳交换,土壤渗漏水的TOC通量均显著低于枯落物渗漏水,两个林分样地分别降至43.04和66.33 kg/hm2。整体来看,林外降水携带的TOC输入通量在林地TOC输入中占有重要地位,林冠的TOC淋洗使其程度不同地增加TOC通量,枯落物层具有增加或减少TOC通量的作用,但主根系层土壤会显著减少TOC输出通量,所以是固定TOC的重要场所。     

莱州湾中国对虾生长特性及其空间分布

根据2010年5月—10月调查资料,对山东莱州湾中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)的资源状况、生长特性及其空间分布进行了研究。莱州湾放流前本底调查资料表明,目前山东莱州湾中国对虾捕捞产量主要来源于增殖放流,且在一定条件下捕捞产量与放流数量成正相关关系。依据2010年中国对虾生物学数据,应用R语言命令对中国对虾体长体重关系和体长生长方程进行了拟合,并对拟合系数进行了显著性检验,结果表明中国对虾体长与体重系数a、b处于显著水平(P0.05),中国对虾体长生长方程拟合系数K、t_0、L_∞处于极显著水平(P0.001),故拟合效果明显,获得为中国对虾生长参数雌虾为K=0.0226、t_0=37.45d、L_∞=200.77 mm、W_∞=80.50 g、t_r=85.18d(8月4日),雄虾为:K=0.0419、t_0=40.25d、L_∞=145.81 mm、W_∞=23.37 g、tr=67.24d(7月18日),与20世纪80年代相比,中国对虾个体明显减小,生长速度加快,生长拐点提前了1个月。另外,根据大面调查体长数据,对各个站位体长组出现频率进行Ward聚类分析,利用R语言聚类树的融合水平值定义划分水平,选择具有最大跳跃的分组水平,将中国对虾虾群大致可分为两个组群,河口组和深水组,同时按照各体长组的多度值大小,探讨了各组内具有代表性的分类体长组,结果表明,河口组的中国对虾以体长125—135 mm为主,深水组以体长115—125 mm和105—115mm为主,河口组个体明显大于深水组;河口组分布区入海河流较多,饵料生物丰富,以软泥底质为主,有利于中国对虾的摄食和前期保护,深水组分布于莱州湾中东部,蟹类资源相对较高,且以沙质底质为主,对中国对虾的生长与保护产生一定的影响。     

基于VAR模型的森林植被碳储量影响因素分析——以陕西省为例

森林作为陆地生态系统最大的碳库,对现在及未来的气候变化、碳平衡都具有重要影响。而对影响森林植被碳库的自然和非自然因素进行研究更是对增强森林的碳汇作用,继而改善生态环境状况意义重大。现有的森林动态模型虽然可以很好的模拟碳储量各影响因子之间的联系,但研究往往集中于小尺度从单一影响因素着手,且由于确定模型输入变量和参数的复杂性,使得这些模型在区域甚至更大尺度上的应用存在着一些困难。因此,运用VAR模型,以陕西省为例,构建森林植被碳储量与病虫害发生面积、木材产量、森林火灾面积、森林抚育面积、人工更新造林面积、降水和温度之间的动态关系,来验证该模型在省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析中的可行性。结果表明:各变量在5%的显著性水平下呈一阶单整序列并具有长期稳定的均衡关系,VAR模型也通过了平稳性检验满足运行的前提条件。通过脉冲响应和方差分解分析可知,森林病虫害、木材产量对陕西省森林植被碳储量呈现出很明显的负作用,并且贡献度很高,分别为5.61%和4.52%;森林抚育、人工更新造林对碳储量的影响存在一定的滞后期;火灾、温度和降水的冲击给碳储量带来的影响均不明显。模型较好的模拟了各影响因素对陕西省碳储量的影响,且具有一定的现实意义,因此,该模型可应用于省级尺度条件下的区域森林植被碳储量影响因素分析。     

本溪关门山国家森林公园游客行为特征

研究游客行为特征对于旅游资源的开发、管理以及旅游目的地的可持续发展具有重要的作用。以本溪关门山国家森林公园为研究对象,通过问卷调查的方法对游客的人口统计学特征、地域结构特征、一般行为特征、消费特征及感知特征进行了研究。结果表明:关门山国家森林公园的游客以较高学历的男性中青年为主;客源主要来自本省辽宁,并以沈阳、本溪和大连的游客为主,客源地理集中度指数为35.71;旅游的主要目的是观赏枫叶,出游时间大部分集中在每年"十一"黄金周期间,且半数以上为当日往返的短程游览者;游客偏好与家人一起出游的旅行方式,所选择的交通工具主要为自驾车和旅游专车;游客的消费结构不平衡,主要集中于景区门票和交通费,占总消费的56.7%;游客对景区的喜好度依次为龙门峡景区月台子景区小黄山景区夹砬子景区鸣翠谷景区。总的来说,游客满意度较高,有89.1%的游客愿意重游此地,游客最不满意的地方主要表现在景区卫生方面。基于调查研究结果,对关门山国家森林公园的开发建设和可持续发展提供了相关建议。     

澜沧江流域暴雨干旱灾害与海温异常波动规律的相关性

基于中国气象局国家气象信息中心提供的澜沧江区域1961—2011年50年气象资料,采用EMD(Empirical Mode Decomposition)分解、均生函数逐步回归模型、相关分析等方法,探讨了澜沧江流域极端天气灾害的变化特征,及其区域极端灾害变化和全球海温异常ENSO(El Nio/La Nia-Southern Oscillation)之间的联系。结果表明:(1)该区域降水和暴雨频次存在多尺度特征,降水量存在2a、7a、15a的变化周期,且主周期为准2 a。(2)降水量和暴雨频度序列的IMF1和IMF2周期在2—7 a之间,与ENSO在年际变化上的信号相吻合,NINO(El Nio)指数无论春夏秋冬或年际都与暴雨和干旱灾害频次呈现负相关,而SOI(Southern Oscillation Index)指数则呈现正相关,其中,NINO指数与干旱相关性指数在秋冬和年际接近-0.3。(3)澜沧江流域暴雨和干旱灾害与ENSO有重要联系,且随着气温升高干旱灾害频次明显增加。研究结果显示区域极端气温灾害的变化与全球气候变暖有某种关联,是全球气候变化的区域响应表现形式之一。     

气候变化对滇西北碧塔海流域景观演变的影响

气候变化是景观演变的重要驱动力,高海拔地带生态系统对气候变化的响应较为敏感和迅速。选择地处青藏高原东南缘,受人为干扰相对较小的碧塔海流域为研究对象,利用1958—2011年气象资料以及1955、1974、1981、1994、2005和2011年6个年代的景观类型面积,采用气候倾向率估计、Mann-Kendall突变检验方法和Pearson相关系数等统计方法,研究了香格里拉县气候变化背景下碧塔海流域景观演变特征。结果表明:(1)1958—2011年来,滇西北香格里拉县多年平均气温为5.9℃,多年平均活动积温为2146.1℃,多年平均年极端高温为24.3℃,多年平均年极端低温为-18.6℃,多年平均降水量为631.7mm。气温、活动积温和年极端低温呈显著上升趋势,近54年来气温平均上升了1.94℃,升温速率远高于云南和全国水平。年极端高温和降水量呈增加趋势,但增加不明显。滇西北高原碧塔海流域背景气候呈现显著的变暖趋势。(2)1955—2011年来,碧塔海流域自然景观演变规律为草甸和灌草丛向有林地演变,气温、活动积温和年极端低温升高趋势与有林地景观面积的增加趋势大体一致,与草甸和灌草丛变化趋势相反。(3)气温、活动积温和年极端低温与碧塔海流域草甸、灌草丛和有林地的景观面积变化具有显著的相关性,是流域景观演变的主导气候要素,在草甸和灌草丛演变成有林地的过程中发挥着重要作用。极端高温和降水量对流域景观演变的作用相对较弱。     

印度块菌(Tuber indicum)菌根促生细菌的研究

【目的】筛选对印度块菌菌根量和菌根苗长势有促进作用的菌根促生细菌(Mycorrhization helper bacteria,MHB)。【方法】选择华山松为宿主植物,自块菌菌根根际土壤中分离得到的11种细菌为供试菌株,将印度块菌菌剂与不同浓度的细菌混合于特定基质中后接种于华山松上,并通过对印度块菌与华山松形成的菌根数、华山松的株高和地径三方面的统计与分析,确认MHB。【结果】Pseudomonas sp. JCM 5481 (P143)、Streptomyces sp. EN31 (S191)、Variovorax paradoxus (V633)在浓度为2.4×109 CFU/mL时对印度块菌菌根数、株高和地径均有极显著促进作用(P<0.01);Pseudomonas chlororaphis (P11)、Pseudomonas corrugate (P127)在浓度为0.8×109 CFU/mL时对印度块菌菌根数、株高和地径均有显著促进作用(P<0.05)。4种假单胞菌浓度梯度的设置显示了不同菌株适宜的浓度不同。【结论】实验获得5种MHB,并表明细菌浓度是获得MHB的一个重要影响因素。