三江平原恢复湿地土壤种子库特征及其与植被的关系

通过幼苗萌发法和样方调查相结合的方法对三江平原不同演替恢复阶段的种子库特征及其与植被的关系进行了研究。将开垦湿地、不同演替恢复阶段湿地以及天然湿地不同土壤层次(0-5、5-10 cm和根茎)的种子库在两种水分条件下(湿润、淹水10 cm)进行萌发处理。结果表明: 随着演替恢复阶段的进行, 种子库的结构和规模逐渐扩大, 地表群落表现出由旱生物种占优势的群落逐渐演变成以小叶章(Calamagrostis angustifolia)占优势的湿生群落的演替趋势。恢复7年湿地、恢复14年湿地、天然湿地土壤种子库萌发物种数分别为24种、29种、39种, 植被物种数为21种、25种、14种。湿地类型、水分条件和土壤层次均显著影响种子库萌发的物种数及幼苗数(p < 0.01)。种子库具有明显的分层现象, 天然湿地0-5 cm土层种子库种子萌发密度是5-10 cm土层的4倍左右, 而恢复湿地仅1.3倍左右, 且土层间萌发物种相似性系数较低。湿润条件下的萌发物种数显著高于淹水条件, 且两种水分条件下萌发物种的生活型不同。由于恢复时间较短, 不同演替恢复阶段的种子库与植被相似性维持在30%以下。湿地中根茎分蘖出大量的湿地物种, 对于小叶章等优势物种的繁殖具有重要作用。研究表明, 在开垦湿地退耕后的次生演替阶段, 种子库能够保持大量的湿地物种, 通过对湿地种子库与植被的关系研究, 能够为三江平原湿地群落演替与湿地恢复提供策略指导。     

辽河三角洲湿地以丹顶鹤生境保护为核心的退耕预案研究

在遥感 (RS)和地理信息系统 (GIS)的支持下 ,结合野外实地调查 ,运用预案研究方法和景观生态决策与评价支持系统(L EDESS)的决策与规划评价思想 ,针对辽河三角洲大洼小三角洲部分的过度农业开发对野生动物生境的严重影响后果 ,对本区土地利用规划进行了以丹顶鹤生境保护为核心的退耕预案设计 ,并对其生态后果进行了空间模拟和评价。根据不同的经济和生态发展要求设计了 4个预案 ,分别为 1988年原状 (预案 1)、1998年原状 (预案 2 )、苇带设计 (预案 3)和生境恢复 (预案 4 ) ,通过对各预案进行生境适宜性、生态承载力及经济效益评价 ,可以得到以下结论 :预案 1尽管生态效益很高 ,但经济效益很低 ,在区域发展需求下由现状年恢复到预案 1具有不现实性 ;而预案 2为强烈经济需求下的典型发展模式 ,生态效益偏低 ,与经济效益的比例失调 ;预案 3和预案 4为生态与经济的协调发展模式及丹顶鹤生境恢复提供了有效参考 ,可将其视为近期和远期规划目标分步实施。这说明合理的土地开发利用方式和生境恢复措施不仅可以获得经济的高效发展 ,而且还可为稳定的生态环境提供有力保障 ,从而为区域经济与环境的协调发展提供参考性依据 ,具有一定的典型性     

施肥对土壤潜在养分(磷和钾)和作物产量的影响

通过 5年的田间定位试验 ,研究辽河平原土壤磷钾的自然释放速度和不同施肥制度下的肥料效应以及建立宏大养分库的过程。结果表明 ,N、P肥在下辽河平原对玉米具有极好的增产作用 ,但K肥对玉米暂时不表现增产效果 ;对大豆而言 ,P、K肥效果均很明显。不同施肥处理作物吸收养分之间的差异与产量之间的差异相似 ,但其幅度不同 ,前者明显大于后者 ,表明籽实产量的增长与养分消耗不是等比例的。豆茬土壤的供P状况要优于玉米茬 ;随着施肥年限的延长 ,残留肥料P、K进入速效养分库的量减少 ,不同元素其表现也不同。     

辽河三角洲滨海湿地景观规划各预案对指示物种生境适宜性的影响

运用景观生态决策与评价支持系统（LEDESS）对辽河三角洲的3个景观规划预案,即湿地调整,生境管理和农业开发可能导致的地表覆盖物,自然生态单元等立地环境以及保护物种生境适宜性等区域生态后果进行了评估,并与现状进行了对比,模拟结果表明,预案A通过湿地调整措施不仅补偿了芦苇湿地的损失,还将部分不适宜生境和边境生境转变核心生境,相当程度上优化了保护物种丹顶鹤和黑嘴鸥的生境质量,预案B通过一系列生境管理措施,减轻了生境破碎化因素的影响,从而也显著改善了丹顶鹤生境质量,对黑嘴鸥生境质量也有一定改善,预宁C大规模农业开发如能控制一定规模（8000hm2)并采取一定合理模式（滚动开发）,能相当程度上减轻农业开发对物种生境的影响,即使不采取生境补偿措施,对丹顶鹤,黑嘴鸥核心生境也不会有破坏性的影响,模拟结果还表明,区域人类活动导致的生境破碎化是对丹顶鹤生境质量重要的干扰因子,而滩涂农业开发和水产养殖强烈地干扰了涂植被正常的演替过程,从而影响着黑嘴鸥等滩涂鸟类的生境适宜性。     

湖北江汉平原农田生态系统Mn的循环及平衡分析

农田生态系统中 ,营养元素循环与平衡的研究已经受到许多学者的广泛关注 ,主要集中于Ｎ ,Ｐ ,Ｋ三要素的研究[1 ,2 ] 。微量元素养分循环的研究虽有一些报道[3 ,4] ,但主要集中于Ｂ和Ｚｎ元素 ,而对Ｍｎ的研究尚未见报道。微量元素Ｍｎ具有植物营养和污染危害双重作用。在我国 ,Ｍｎ肥的应用研究 ,包括肥效、施肥技术、丰缺诊断等已取得较大进展 ,Ｍｎ对环境污染及危害影响研究也取得了一些成果。随着Ｍｎ肥应用面积日益扩大 ,研究其在土壤 植物系统中循环与平衡 ,以维持Ｍｎ肥对作物适量供应 ,促进农田生态系统Ｍｎ肥的良性循环以及控制土…     

1996—2016年松嫩平原传统大豆种植结构的时空演变

在转基因大豆冲击下,我国传统大豆种植面积大幅下降,研究大豆主产区传统大豆种植结构及其动态变化对我国大豆进出口贸易和保障国家粮食安全意义重大.本研究基于1996—2016年Landsat TM/OLI遥感影像,以遥感、地理信息系统技术为支撑,利用随机森林方法提取大豆空间分布信息,并结合景观格局指数分析松嫩平原大豆种植结构时空演变特征.结果表明: 1996—2016年,松嫩平原大豆种植面积呈波动变化;在与其他地物类型面积转换中,大豆与其他作物面积间的转换最明显;大豆斑块面积占作物总面积的比例呈先增后减特征,而斑块密度指数和分离度指数均呈先减后增趋势.松嫩平原传统大豆种植结构时空演变表现出种植面积波动变化、破碎度增加、空间分布趋于离散的特征;国内外市场及政策导向成为传统大豆种植结构变化的重要影响因素.     

Disturbance,seeds, restoration,and the importance of experiments and long‐term observations: the Editors' Award for 2005

Question: Can the geographic patterning of endemic plant species inform reserve selection in a region of high endemism? Location: The Southeastern Coastal Plain of North America, focusing primarily on the imperiled longleaf pine (Pinus palustris P. Miller) ecosystem. Methods: We documented the high level of plant endemism in the region, and characterized the endemic taxa into distributional subregions. Results: A total of 1630 plant taxa are endemic to the Coastal Plain, a large proportion of which are endemic to phytogeographical subregions within the Coastal Plain, with particularly large numbers of narrow endemics occurring in the East Gulf Coastal Plain and Florida Peninsula. Conclusions: This pattern of local endemism presents challenges in conserving the full biota of the region: a reserve system focusing on few and large conservation areas has theoretical benefits for long‐term management and viability, but will fail to capture many local endemics. We propose that the dispersed distribution of endemic species will require a mixture of large core reserves and smaller satellite reserves.     

河南封丘县域农田土壤固碳速率空间变异特征及其影响因素

农田土壤固碳速率是评价土壤固碳效应和潜力的重要指标,精确估算区域农田土壤固碳速率对土壤地力及环境效应均具有重要意义.本研究选取黄淮海平原典型潮土区河南省封丘县为研究区域,按照土壤利用-土壤类型联合单元布点法,于2011年采集了70个耕层土样,测定了土壤有机碳含量、机械组成、容重、pH,并与全国第二次土壤普查(1981年)数据进行对比分析,结合地统计方法和GIS技术研究了该地区近30年农田土壤固碳速率的空间变异特征,利用显著性检验、回归分析、方差分析等方法定量分析了该区域农田土壤固碳速率的影响因素.结果表明: 近30年封丘县域土壤固碳速率平均值为0.33 t C·hm^-2·a^-1,变异系数为74%,属于中等变异性;土壤固碳速率的变化在东西方向上表现为西高东低、中部高南北低,呈片状分布,区域结构性因素是引起农田土壤固碳速率空间分布差异的主导因素,如土壤类型、机械组成、容重、pH,可解释空间变异的59.5%,其次是随机性因素,如秸秆还田量、施肥量,可解释空间变异的40.5%.     

Molecular Characterization of the Total Bacteria and Dissimilatory Arsenate-Reducing Bacteria in Core Sediments of the Jianghan Plain,Central China

Arsenic contamination in groundwater has been reported in the Jianghan Plain of China since 2005, yet little is known about the microbial communities involved in As mobilization in this area, especially the dissimilatory arsenate-reducing bacteria (DARB) communities. Here, we conducted a cultivation-independent investigation on core sediments collected from a region with arsenic-contaminated groundwater in the Jianghan Plain to reveal the total bacteria and DARB community structures. Highly diverse As-resistant bacteria communities were found from sediment samples via high-throughput sequencing of 16S rRNA genes. Notably, we identified 27 unique arrA gene (encoding the alpha subunit of dissimilatory arsenate reductase) phylotypes, none of which was related to any previously described arrA gene sequence. This suggests a novel and unique DARB community in the sediments of the Jianghan Plain and expands our knowledge about the distribution and diversity of this group of bacteria in natural environments. Moreover, RDA and CCA demonstrated that total bacterial communities and specific functional groups are controlled by different environmental factors. Specifically, sediment pH, NH₄⁺, total nitrogen, total Fe, total organic carbon and total phosphorus were the key factors driving total bacterial community compositions, while As significantly shaped DARB community structures. This report is the first to describe DARB communities and their correlation with environmental factors in Jianghan Plain sediments, which could give us clues about the origin of the arsenic contamination of groundwater in this region.