渝东南近100年石笋灰度变化及气候环境意义

以采自重庆市酉阳自治县天坑洞的石笋TK22-1为研究对象,利用~(230)Th测年、~(210)Pb测年和石笋纹层等计年法建立了近100年来高分辨率、精确定年的石笋灰度序列,并与器测气象资料对比,重建了渝东南近100年的气候环境变化历史,进一步明确石笋灰度指示的气候环境意义。研究结果显示,石笋TK22-1灰度值与当地年平均温度呈显著的正相关关系,与年平均湿度、降雨天数呈显著的反相关关系,这表明温度和湿度等气候条件是驱动石笋灰度值变化的主要因素。渝东南岩溶槽谷区属于生态环境脆弱区,薄层土壤对降水的储存能力较弱,水分是主导土壤湿度变化的主要因素之一。当降水量和地表湿度较大时,雨水在土壤中滞留时间较少、下渗速度加快,水岩作用减弱,土壤水中溶解的有机质和杂质浓度降低,最终在石笋表面结晶出较为纯净的方解石矿物,进而使石笋灰度值降低;反之亦然。当温度较高时地表蒸发量较大,地表及土壤中湿度较小,水在土壤和石灰岩地层中滞留时间长,土壤中有机质和CO_2的释放量增加,洞穴滴水中有机质和杂质浓度升高,导致石笋中方解石结构疏松、杂质较多,石笋灰度值较高;反之亦然。重庆东南岩溶槽谷区近100年期间的干旱事件与石笋TK22-1灰度序列有较好的对应关系,干旱事件发生的年代对应着石笋灰度峰值,即当地降水减少,发生伏旱时,石笋灰度值升高,进一步表明土壤湿度和水岩作用是影响石笋灰度值变化的主要因素。     

Plant population and weeds influence stalk insects, soil moisture, and yield in rainfed sunflowers

Insect infestation, soil moisture, and yield were examined in populations of≈33 140 plants/ha （low） and ≈ 40 340 plants/ha （high） of an oilseed sunflower, Helianthus annuus L, cv. ＇ Triumph 660CL＇ with two levels of weediness. Less weedy plots resulted from the application of herbicide combination of S-metolachlor and sulfentrazone, whereas more weedy plots resulted from application of sulfentrazone alone. Among the 12 weed species recorded, neither plant numbers nor biomass differed between crop plant densities. Larvae of the stalk-boring insects Cylindrocopturus adspersus （Coleoptera： Curculionidae） and Mordellistena sp. （Coleoptera： Mordellidae） were less abundant in high density sunflowers, ostensibly due to reduced plant size. However, the same effect was not observed for Dectes texanus （Coleoptera： Cerambycidae） or Pelochrista womanana （Lepidoptera： Tortricidae）, two other stalk-boring insects. Soil moisture was highest in low density and lowest in the high density sunflowers that were less weedy. Stalk circumference, head diameter, and seed weight were reduced for sunflower plants with short interplant distances （mean = 20 cm apart） compared to plants with long interplant distances （mean = 46 cm apart）. These three variables were greater in less weedy plots compared with more weedy plot〉 and positively correlated with interplant distance. Yields on a per-hectare basis paralleled those on a per-plant basis but were not different among treatments. The agronomic implications of planting density are discussed in the context of weed and insect management.     

不同耕作措施下旱地农田土壤呼吸及其影响因素

为探讨耕作措施对旱地农田土壤呼吸的影响,采用动态气室法在山西寿阳地区对秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕、常规耕作4种耕作措施下玉米生长季土壤呼吸及影响因子进行了测定和分析。结果表明,4种耕作措施下土壤呼吸速率的日和季节变化规律明显,均呈单峰型,呼吸速率的日峰值出现在11:30 13:30,呼吸速率的季节峰值出现在7月上旬至中旬。浅旋耕、秸秆还田、常规耕作、免耕覆盖措施整个生长季平均土壤呼吸速率分别为2.82、2.77、2.64μmolCO.2m-.2s-1和2.49μmolCO.2m-.2s-1,处理间无显著差异。研究结果还显示土壤温度和湿度是影响旱地农田土壤呼吸的主要因子,二者分别解释了土壤呼吸季节变化的55%78%,20%43%。4种措施下土壤呼吸的温度敏感系数Q10值在2.19 3.07之间,大小依次为免耕覆盖浅旋耕秸秆还田常规耕作。对水分的敏感性依次为免耕覆盖秸秆还田浅旋耕常规耕作。     

油蒿演替群落密度对土壤湿度和有机质空间异质性的响应

如何用环境属性空间异质性解释植被动态是生态学中的一个重要问题。在该项研究中,选择油蒿(Artemisia ordosica)演替群落为研究对象,在小区面积相同、样方数目和面积相同的条件下,将统计学方法和地统计学方法结合起来,讨论分析了土壤湿度和有机质与油蒿和冷蒿(A. frigida)密度空间异质性变化趋势的相关性,结果表明:在块尺度上(80 m × 80 m),油蒿和冷蒿密度的空间异质性都与土壤湿度的空间异质性有关,其中与冷蒿密度呈现为单调递增,与油蒿密度不呈单调变化,说明土壤湿度与油蒿密度空间异质性的相关性已逐渐减弱,但与耐旱的冷蒿依然较强;土壤有机质的空间异质性也与两种植物密度的空间异质性有关,其中与油蒿密度呈现为单调递增,与冷蒿密度不呈单调变化,说明油蒿的长期定居增加了土壤有机质含量,并促进了冷蒿的侵入;进一步分析表明,该群落中油蒿种群和冷蒿种群均呈集群分布,这种集群分布使得油蒿或冷蒿的密度与土壤湿度或有机质空间异质性之间的关系增强,这从一定程度上说明了冷蒿和油蒿之间的竞争替代关系。因而,土壤空间异质性的变化是半荒漠带油蒿群落演替的基础。     

植物根际促生菌（PGPR）的研究与应用前景

植物土传病害难以防治,植物根际促生菌(plant growth—promoting rhizobacteria,PGPR)的深入研究和发展为解决这一难题展现了诱人的前景．PGPR能够高密度地在植物根际定殖,兼有抑制植物病原菌、根际有害微生物,以及促进植物生长并增加作物产量的作用,更重要的是有些PGPR能够诱导植物产生系统抗性(induced systemic resistance,ISR),从而提高植物整体的抗病能力．近20年来,国外这一领域的研究十分活跃,已有很多成功应用的PGPR产品,国内应大力加强基础与应用的研究,并推进其产业化的发展．     

农牧交错带系统生产力概念及其对生态重建的意义

论证了黄土高原农牧交错带在全球所有同纬度(39°～41°N)地区中是作物生长盛期内光、温及降水条件组合最好的地带,并以初步的实证和观测支持了这一论点,阐述了通过开发能很好地适应自然条件,特别是能扬长避短,充分利用总体上虽较严酷而局部具有优势的气候资源的“系统生产力”的新思路;中心选择和应用生物量高、水分效率高、覆盖作用好的新作物和相应的种植制度,围绕生物量“为牧而农”式地实行农牧结合;重“料”于粮草,相应改变传统农业的格局,以大幅度地提高黄土高原地区的系统生产力,探索走出一条生态重建和支柱产业协调发展新路的可能性。     

瓜实蝇成虫在苦瓜田间的时空动态

【背景】瓜实蝇是重要的瓜果害虫,研究其在田间的时空分布可为进一步探讨成虫在栖息地的迁移规律奠定基础。【方法】试验于2013年9月17日~11月8日在广州市白云区广东省农业科学院试验基地进行。试验地面积约6900 m2,其中,苦瓜地面积为34 m×19 m。以黄绿色粘板进行诱捕取样,点算粘板上瓜实蝇雌、雄成虫个体数,以地学统计学方法研究瓜实蝇成虫的时空分布动态。【结果】瓜实蝇成虫密度有2个峰;其半变异函数多为高斯模型,在调查范围内空间格局为聚集分布,变程范围为9.648~65.580 m,空间异质性是由空间自相关引起。【结论与意义】运用Kriging插值法,由软件Surfer10.0绘制的密度等值线图清楚地反映出瓜实蝇成虫主要分布于苦瓜地内,呈现出瓜实蝇成虫被苦瓜吸引,并迅速繁殖及之后向瓜地外扩散的变动特征。     

荒漠区固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)耗水特征

利用SF-300热脉冲树干液流仪,连续观测了生长季节荒漠区固沙植物梭梭树干液流速率,研究了荒漠区固沙植物梭梭林木的耗水量及其与气象因子的关系。结果表明：在生长季节,梭梭树干液流速率昼夜变化小;不同的生长日,梭梭树干液流速率介于(5.9±0.7)～(14.5±3.6)g cm^-2h^-1;观测期间,梭梭平均日耗水量为(0.3±0.2)mm,生长季节单株木耗水量达494mm。树干液流速率对气象因子均有一定程度的响应,且在不同时间的影响程度不同。日耗水量与林冠投影面积、基径、基径的平方乘以树高的积、边材厚度和边材面积呈线性关系。     

内蒙古半干旱地区空气和土壤加湿对幼龄樟子松生长的影响

干旱半干旱区约占全球陆地总面积的30%, 植物生长对于水分变化的响应在此区域更为敏感。大气干旱和土壤干旱都会对植物生长产生影响, 目前关于这两者对植物生长的影响已有不少实验研究, 但具体的影响机制尚不清楚。该研究以幼龄樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)为研究对象, 通过设计改变空气湿度与土壤湿度的野外控制实验, 探究空气加湿与土壤加湿对幼龄樟子松生长特性的影响。 结果表明: 1)与对照相比, 空气加湿使饱和水汽压亏缺(VPD)降低了20.5%, 空气加湿和土壤加湿使土壤湿度分别增加了23.4%和21.3%。2)空气加湿显著增加了叶片密度, 土壤加湿显著加粗了枝条直径, 空气与土壤共同加湿对叶片和枝条的生长均有显著的促进作用。3)结合加湿处理对径向生长的影响及结构方程模型的结果发现, 土壤加湿可直接促进树干的径向生长, 空气加湿对径向生长的显著促进作用一方面是由于VPD降低的直接影响, 另一方面是由于空气加湿显著提高了土壤湿度。该研究揭示了半干旱地区幼龄樟子松生长对大气水分和土壤水分改变的响应差异。     

Responses of soil heterotrophic respiration to changes in soil temperature and moisture in a Stipa krylovii grassland in Nei Mongol

土壤异养呼吸在野外自然条件下除受温湿度影响外, 还受其他多种因子的综合影响, 很难利用野外观测数据确定土壤异养呼吸对温湿度变化的响应方程形式, 以及温湿度间是否存在交互作用。该研究在严格控制温湿度的条件下对内蒙古克氏针茅(Stipa krylovii)(西北针茅(Stipa sareptana var. krylovii))草原土样进行室内培养实验, 旨在解决上述问题。该研究的正交实验包括5个温度梯度(9、14、22、30、40 ℃)和5个湿度梯度(土壤持水力(water holding capacity, WHC)分别为20%、40%、60%、80%、100%)。室内培养实验持续71天, 土壤异养呼吸速率测定为2天(后期为1周)一次, 土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳含量测定约为18天一次。研究结果显示: 土壤异养呼吸与温度呈显著正相关(p < 0.001)且温度间差异显著(p = 0.001), 呼吸温度敏感性(Q₁₀)与土壤水分含量呈正相关(p < 0.001); 呼吸与土壤水分二项式拟合效果较好, 在80% WHC时呼吸速率最大, 且最适湿度随温度上升而增加。土壤温度和水分的交互作用显著(p < 0.05), 土壤异养呼吸最适响应方程为lnRh = 0.914 + 0.098T + 0.046M + 0.001TM - 0.002T² - 0.001M² (Rh为异养呼吸, T为温度, M为湿度), 这说明加和形式的温湿度响应模型可能优于乘积形式。微生物生物量碳与土壤异养呼吸的相关性随培养时间发生变化, 土壤可溶性有机碳与土壤异养呼吸无显著相关(培养第20天除外), 原因可能是培养期间微生物死亡或群落结构改变导致微生物总体代谢活性的变化。