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摘要:利用观测试验资料,对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景地表过程的差异,揭示了绿洲生态系统对干旱区荒漠背景地表过程的扰动特征.结果表明:绿洲地表净辐射日平均要高出周围荒漠戈壁背景60 W/m2以上,约占绿洲净辐射的1/4以上.对绿洲高出的净辐射贡献最大的是绿洲相对低的地表长波辐射,其次是较高的太阳总辐射.而绿洲相对较低的大气长波辐射对高出的净辐射有较大的负贡献,特别是地表反射辐射也有很小的负贡献.绿洲高出的地表净辐射主要贡献于加强潜热和地热流量,还有一部分被绿洲地表能量不平衡差额所占,它实际上可能由一般地表热量平衡所不考虑的垂直热量平流来输送.而绿洲明显低于荒漠背景的感热通量则节省了一部分净辐射能量.
摘要:河道外生态系统需水量的合理评价是干旱区水资源合理配置与管理、生态环境保护与建设中最为关键的科学问题.基于不同植被蒸散发潜力估算模型,依据不同生态系统及同一生态系统在不同气候与地理区域具有不同生态需水规律的特点,提出了可模拟和评价不同时期生态系统需水量的方法,不仅能体现生态系统需水量的年际变化,也能反映年内不同时间段(月、季节甚至每日)的需水量变化,并提出干旱区生态适宜需水量在不同时期是一个区间.以黑河流域中下游地区为研究区域分析其生态需水量,结果表明:黑河中游地区年平均生态需水量(11.16±2.67)×108m3,其中绿洲生态系统需水(9.13±2.29)×108m3;下游地区生态需水量(16.16±4.04)×108m3,现状绿洲生态体系需水(11.06±2.77)×108m3,现阶段实施的下游分水9.7亿m3/年的方案,可以促使现有绿洲生态系统有一个良好的结构与功能,并给出了不同典型年不同月份的生态需水量及其变化.
摘要:利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,在对民勤湖区绿洲景观格局动态变化以及土地利用格局的空间转化分析的基础上,从水资源利用以及政策和市场经济等方面分析了湖区景观变化的驱动因素,结果表明:(1)耕地和沙地斑块数量减少,平均斑块面积增加,空间连片趋势加剧;蔓延度指数变大,边缘密度和多样性指数降低;(2)沙地和耕地面积分别增加5171.85 hm2和2640.33hm2,它们的增加以牺牲林、草地为代价;(3)湖区地表水净利用量近10a来降幅达50%,到20世纪90年代后期仅有0.22×108m3,使得地下水净利用量近年来年均高达0.80×108m3;(4)以耐盐性较强的经济作物占绝对优势的单一经济结构,降低了农业生产对市场风险的抵御能力,农户收入急剧下降.通过以上分析,提出了湖区生态恢复途径与措施.
摘要:研究于2003年6月至8月在沙坡头沙漠试验研究站的水分平衡观测场进行.利用微型蒸渗仪结合大型称重式土壤蒸渗仪测定了流沙、油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)3类样地的土壤蒸发;油蒿和柠条的蒸腾利用表面覆盖油毡的大型非称重式蒸渗池和气孔计测定;同时对降水量、流沙渗漏量、0~200cm土层的土壤含水量进行了观测.结果表明:在沙漠人工植被区由于植被比较稀疏,土壤蒸发不受植株遮阴的影响,但不同样地的蒸发量是有差异的,样地和位置间的互作效应差异不显著;在沙漠区有很大比例的蒸发发生在稀少的降水事件之后.气孔计测定的蒸腾速率经单位换算统一,用多项式拟合得到日变化曲线均达到显著水平(p<0.05);将蒸渗池和气孔计2种方法测定结果方差分析表明油蒿的蒸腾均高于柠条的(p<0.05),测定方法间(蒸渗池和气孔计)差异不显著;从而说明本研究以叶面积指数和植物冠层盖度为基础进行叶片与种群间的尺度转换是可行的.2003年6月至8月期间,该区的降水量为159.1mm,渗漏量为48.5mm,裸沙蒸发量为63.0mm;油蒿样地的蒸发量、蒸腾量和蒸散量分别为54.1mm、59.0mm和119.4mm;柠条样地的蒸发量、蒸腾量和蒸散量分别为59.5mm、56.4mm和127.6mm.
摘要:深层土壤干燥化是黄土高原地区植被建设过程中出现的重大生态环境问题.采用人工和天然降雨试验,研究了黄土高原沟壑区荒草地和裸地的土壤水分循环特征,并分析和探讨了深层土壤干燥化的成因.2002年天然降雨量为459.9mm(多年平均降雨量为584.1mm),属干旱年,土壤水分观测期间(2002年6月13日至11月24日)天然和人工降雨试验小区的天然降雨量分别为305.2mm和236.8mm.人工降雨试验主要在2002年6~8月进行,土壤水分观测期间荒草地和裸地的人工降雨量分别为360.7mm和418.5mm.试验结果表明:干旱年,荒草地和裸地土壤储水量处于负补偿,入渗雨量全为蒸发蒸腾作用所消耗.在强烈的蒸发蒸腾作用下,剖面内(0~200cm)土壤水分的整体移动性能较强,最大蒸发蒸腾作用层深度很快形成.荒草地土壤水分循环强度大于裸地,表现为荒草地最大蒸发蒸腾作用层深度较大,两者分别为200cm和180cm.雨季量少且分散的降雨极易为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗,深层土壤由于缺乏降雨入渗的补给而逐渐干燥化.丰水年,荒草地和裸地土壤储水量处于正补偿,但入渗雨量的大部分(80%以上)为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗.在相同的降雨量条件下,荒草地土壤水分循环强度高于裸地,表现为荒草地降雨入渗补给深度较小.连续降雨有利于土壤水分向深层的运移,从而部分缓减深层土壤的干燥化进程.近50a来黄土高原地区气候变暖和降雨减少可能是土壤干层形成的直接原因,而植被类型选择失当、群落密度过大和生产力过高则会加剧深层土壤的干燥化进程.
摘要:从20世纪90年代中期至今是三峡库区生态-经济系统与景观格局发生重大变化的一段时期.论文通过对库区重庆市云阳县1994年与2002年遥感影像的解译,分析景观格局的变化,探讨生态建设、城镇化、基础设施建设、生态移民、农业产业结构调整等短时期内高强度的人类活动对该区域景观格局的影响.地形破碎、高差悬殊的山地特点以及在亚热带湿润气候主导下的山地立体气候分异等自然因素造成了景观格局的基本分异;有限的土地资源及其利用与分布状况是控制景观格局变化的主导因子;为保证三峡工程的顺利建设和安全运行而采取一系列生态经济建设活动成为促使景观格局变化的最重要的驱动因素;政治、经济和社会决策对景观格局变化具有重要影响.
摘要:在浙江10.18万km2的区域内,有代表性地调查了12个县共24个马尾松生态公益林样地的凋落物.研究表明:马尾松林年均凋落量为257.9g/(m2·a),其中叶凋落含量为84.6%,枝、果实、皮、碎屑凋落含量分别为4.7%、4.2%、2.0%和4.5%.不同地区间比较表明,浙西北、浙中、浙南3个自然区域间年凋落量无显著差异(p>0.05),沿海则明显低于其它地区.年凋落量与马尾松林龄呈对数相关(p<0.01);年凋落量与马尾松的胸径、树高、生物量及群落生物量间也呈对数相关关系(p<0.01).同龄林凋落量比较及凋落量与植物多样性关系表明:马尾松纯林的凋落量小于非纯林,且乔木种类越多,凋落量越多.从凋落物角度分析,马尾松纯林的生态效益较低,不利于林地自肥、保水及进一步的植被恢复.
摘要:对杉木人工林的CO2排放动态和杉木各木质器官呼吸量进行了测定,结果表明,杉木树干呼吸的季节变化规律为3~7月份随着树木生长和气温的升高,树干呼吸呈上升的趋势,在7月份达年呼吸速率的最大值,CO2为0.376mg/(m3·min).8月至12月呈逐渐递减的趋势,在1~3月份树干呼吸基本上维持在一定数值上,并且杉木树干呼吸在杆材生长时期随着年龄的增大而减小;杉木树干呼吸的日变化规律为:一天中杉木树干呼吸基本上是随着温度升高而增大,随着温度降低而减小,中午前后出现午休现象.在杉木树干呼吸日变化曲线中出现两次高峰期,一次是在12:00~16:00时,另一高峰出现在24:00.根据测出的有关参数,用积分方法推导出杉木树干、树枝和树根的年呼吸量CO2分别为9.67t/(hm2·a)、2.21 t/(hm2·a)和2.12t/(hm2·a),结合叶片呼吸速率测定,计算出杉木林年呼吸量CO2为21.523 t/(hm2·a),其中,叶片年呼吸量CO2为7.523t/(hm2·a).并初步确定杉木树干的维持呼吸占年呼吸的39.7%.
摘要:采用涡度相关法,结合小气候观测,对东北阔叶红松林的能量平衡特征进行了研究.结果表明,森林全年获得的辐射能量为2.3×109J/m2,平均净辐射(Rn)强度为72.1 W/m2,12月最小,平均为5.8W/m2,6月最大,平均为127 W/m2.除了受太阳高度角的支配,Rn对中小尺度天气变化响应显著.非生长季,森林主要能量支出项为感热通量(H),约占Rn的72%,H最大值出现在5月份;生长季,主要能量支出项为潜热通量(LE),约占Rn的60%,LE最大值出现在7月份.全年因蒸散消耗的能量为1.2×109 J/m2,占净辐射的52%,森林蒸散的水量为493mm,占降水量的88%.波文比β近似呈U字型变化,其值受森林物候变化影响显著,在非生长季平均值约为3.0,生长季为0.5左右.土壤热通量(G)在非生长季表现为能量平衡方程的收入项,约占有效能量的5.0%;生长季表现为支出项,约占有效能量的4.0%,其变化过程与土壤温度梯度及叶面积指数密切相关.长白山通量观测站能量平衡收支闭合度为86%,不闭合的原因有待于进一步的研究.
摘要:樟子松以其抗寒、抗旱和速生性,自20世纪50年代在科尔沁沙地南缘人工引种用于固沙造林试验成功以来,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种.然而,进入20世纪90年代以来,早期引种的沙地樟子松人工林出现了衰退现象;虽然从理论上分析,原因可能有病虫害、地理位置、水分条件、营林技术等,但其中水分条件应该是沙地樟子松人工林提早衰退的最重要的原因之一.以1~5年生樟子松幼苗为材料,采用盆栽控水处理法对苗木进行水分胁迫试验,观测水分胁迫条件下樟子松苗木成活与光合特征及其水分利用效率的变化.结果表明,樟子松苗木成活的临界土壤含水率随苗龄的变化没有显著差异,1~5年生苗木成活的临界土壤含水率均在1.5%~1.8%之间.4种不同水分胁迫处理(对照、20%、30%和40%田间持水量)对光合特性的影响为:轻度胁迫(40%田间持水量)时对光合特性的各个指标影响不大;随胁迫程度加重,光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率逐渐降低;导致樟子松苗木光合速率降低的主要原因应是气孔因素,即在水分胁迫下,气孔的开张度减小,导致胞间CO2浓度和蒸腾速率下降,进而影响光合速率;另外,水作为光合作用的原料之一,当其供应不足时,也直接导致光合速率的降低.2年生、4年生的樟子松幼苗在相同的土壤干旱胁迫条件下,各生理指标比较接近,即生理指标与苗龄之间并没有表现出明显区别.樟子松苗木的水分利用效率在较重度胁迫(20%田间持水量,3.5%)条件下没有降低,而在轻度胁迫条件下,水分利用效率有升高趋势;表明樟子松在较低的土壤含水量条件下,具有忍耐一定干旱胁迫的能力.综合研究表明:樟子松只有在极度水分胁迫时(土壤含水率接近成活的临界土壤含水率值:对于1~5年生苗木约为1.7%)才会出现死亡,这对研究水分与樟子松人工林衰�
摘要:Gregorius提出的用于比较等位基因差异的遗传绝对距离方法可用来比较两个种群或群落的差异,也可比较两个样地是否来自相同的总体.该方法由于能够给出两个分布的具体差异量而在林分直径分布比较中得到广泛应用.在分析Gregorius遗传绝对距离应用于群落结构比较的可能性的基础上,提出了该遗传绝对距离的差异显著判别标准,当两个分布的差异dxy≥dα=dmax·(1-1/k)·√-0.2ln(α/2)时,差异显著.为检验所提出的判别差异显著性方法的有效性,特给出了40个模拟林分的直径分布并用K-S检验进行了验证,结果表明所提出的方法与K-S检验的符合率达100%.研究还指出,遗传绝对距离方法可有效进行群落结构比较,它既可进行直径分布检验也可对物种的相似性做出判定,自然也可以用于等位基因的分析.结合研究提出的差异显著性检验方法,从而使度量结构差异量和判断此差异量显著与否的林分结构分析与比较一体化.
摘要:热带森林在陆地生态系统中起着重要的作用,但是人们对它在碳循环中的作用却了解不多;近年来,为了对其进行深人研究,热带森林的CO2通量成为了研究的热点.应用微气象法中的开路系统涡度相关法,使用设置在西双版纳一片成熟的热带季节雨林中观测铁塔上的观测仪器所得的干热季7个晴好天气的CO2通量及小气候观测数据,对冠层的CO2通量及小气候特征进行了分析研究.研究结果表明:(1)热带季节雨林林冠上风速及摩擦风速在中午和上半夜较大,而后半夜和上午较小;风向有显著的昼、夜交替特征,昼间多为偏东风(45~135°),而夜间多为偏西风(250~280°);(2)林冠上方气温和树冠面表温具有显著的日变化特征,树冠表温日变化幅度大于气温,热量由空气传向树冠中,在观测的7d中,气温有着较明显的升高趋势;(3)干热季林冠上湿度变化范围为26.5%~97.2%,饱和水汽压差数值大小介于0.3~30.5 hPa之间;(4)CO2浓度在364.5~408.5ml/m3之间变化,夜间浓度升高,而昼间CO2浓度降低;(5)地下5cm土壤温度与气温一样日变化规律明显,土壤含水量的变化幅度很小,在7d内其变化幅度维持在19.9%~23.3%之间,日变化幅度更小;(6)总体上讲林冠上方显热通量小于潜热通量,上午显热通量和潜热通量的数值基本相同,但是在中午和下午,潜热通量远大于显热通量,充分显示了西双版纳干热季热带雨林森林的热量支出主要是蒸腾耗热;(7)观测期间,生态系统净CO2交换(NEE)在-20.9~17.6μmol/(m2·s)之间浮动,每天最大净CO2吸收速率在-20.9~-12.9μmol/(m2·s)范围内.从生态系统净CO2交换的平均日变化看,昼间最大的净CO2吸收速率为-12.4μmol/(m2·s),夜间最大的净释放速率为6.6μmol/(m2·s).净CO2交换的日累积量在-0.0665~0.0448mol/m 2范围内变化,7d的累积量为-0.0140 mol/m2,表明在西双版纳干热季的7 d观测时间段里,热带季节雨林呈现弱�
摘要:在沙地环境中,沙埋是影响植物幼苗存活的一个重要因素.中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是浑善达克沙地和毛乌素沙地固定和半固定沙丘上常见的一种沙生灌木.为了研究沙埋对其幼苗存活以及生长的影响,对出土后生长了1个月的中间锦鸡儿实生苗进行沙埋实验,实验处理:TC为对照,T1为沙埋幼苗地上部的1/3,T2为沙埋幼苗地上部的1/2,T3为沙埋到幼苗的近顶端.实验持续4周,每周收获1次.结果表明:TC、T1和T2没有幼苗死亡,T3有20%的幼苗死亡;沙埋对中间锦鸡儿幼苗的生物量、根冠比、根生物量比和茎生物量比有显著影响,叶片生物量比各处理没有显著差异,沙埋对幼苗的叶面积没有显著影响,在第1周T2和T3的小叶片面积显著大于TC,在其余3周,TC与T1、T2的小叶片面积没有显著差异,与全埋则有显著差异;沙埋对幼苗的相对生长速率(RGR)和净同化速率(NAR)产生显著影响,实验结束时,T3处理幼苗的RGR和NAR显著地小于其它3个处理.上述结果表明,部分沙埋(T1、T2)对沙生灌木中间锦鸡儿幼苗的生长发育没有显著的影响,而全部沙埋(T3)对其幼苗的生长发育产生显著的抑制,中间锦鸡儿是一个比较耐沙埋的物种.
摘要:干旱是植物最易遭受的胁迫之一,每年由于干旱胁迫给农业造成损失几乎相当于其他所有环境因子胁迫所造成的损失的总和.通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据.以盆栽的藜为材料,用控制浇水的方法分对照、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫4个组,研究了不同程度干旱胁迫对藜叶片的水分状况、渗透调节物质、活性氧代谢以及内生保护系统的影响.结果表明:在干旱胁迫下,藜叶片相对含水量(RWC)、自由水含量(FWC)下降,束缚水含量(BWC)上升;可溶性糖、脯氨酸、K+、Ca2+含量增加,表现出藜对适度干旱有一定的适应性.但重度干旱胁迫,O2-·产生速率和丙二醛(MDA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先上升,后下降;抗坏血酸(ASA)含量降低.过分干旱胁迫对藜会造成一定伤害.
摘要:通过盆栽试验,比较研究乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)、味精废液、柠檬酸、乙酸、草酸和混合试剂(柠檬酸:味精废液:EDTA:KCl=10:1:2:3)对Zn超累积植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)和东南景天(Sedum alfredii)吸收提取Zn的影响.结果表明:各种添加剂均提高土壤中的水提取态和NH4NO3提取态Zn的含量,其顺序为EDTA>混合试剂>味精废液>有机酸.除乙酸和味精废液外,其余添加剂都显著促进遏蓝菜的生长,以混合试剂的增产效果最好;但只有EDTA和混合试剂在浓度为10mmol/kg土时提高了东南景天的生物量.混合试剂在浓度为6~10 mmol/kg土时促进遏蓝菜对Zn的吸收和向地上部转移;EDTA和浓度为10mmol/kg的混合试剂能显著促进东南景天对Zn的吸收和向地上部的转移.因此东南景天配合环境风险较小、用量为10mmol/kg土的混合试剂较适合我国南方的Zn污染土壤.
摘要:从堆积时间分别有10、20a和80a以上的3个矿渣堆5~10cm层面、25~30cm层面采集了6个样品,经测试分析发现它们有极高的Pb,Zn和Cd等重金属含量.在这些样品中分离纯化出48株细菌,经过分析它们的部分16S rRNA基因序列(分析片段长度在474bp~708bp之间变化),发现这些菌株属于节杆菌属的成员,同Arthrobacter keyseri和A.ureafaciens两个种的系统发育地位最为接近,大约600bp碱基片段的序列同源性在99.1%~100%.接下来利用RAPD(Randomly AmplifiedPolymorphic DNA)技术探讨了该种群在遗传结构上的分化.结果表明来自矿渣A(堆积时间为10a)和矿渣堆C(堆积时间大于80a)的亚群之间遗传分化最大.此外,不论是来自同一个矿渣堆5~10cm层面和25~30cm层面之间的亚群还是来自不同矿渣堆相同深度的亚群,它们之间的遗传距离都随矿渣堆积时间延长而增加.有趣的是各亚群的Nei基因多样性减少同矿渣可溶性Pb含量呈现明显负相关,表明可溶性Pb可能是导致该节杆菌类群遗传多样性减少的主导环境因子.
摘要:用等位酶电泳分析方法对短额负蝗(Atractomorpha sinensis)和奇异负蝗(Atractomorpha peregrtna)各3个自然种群10种酶(AAT,CK,G3PD,HEX,IDH,LDH,MDH,ME,PGI,PGM)进行检测.结果显示:两种负蝗在某些基因座上共享常见的等位基因,如Aat-1-b、Aat-2-b、G3pd-a、Ck-1-b和Ldh-b;除个别基因座在部分种群符合Hardy-Weinberg平衡外,两种负蝗的大多数基因座的基因型频率显著偏离Hardy-Weinberg平衡.此外,奇异负蝗Me-c(0.318~0.740)、短额负蝗Hex-1-a(0.800~1.000)及Ldh-b(0.487~0.750)等位基因频率呈现出由北向南递增的趋势,表明Me和Hex、Ldh基因座上的等位基因频率与地理分布存在一定的相关关系.短额负蝗平均每个基因座的等位基因数(A)为1.9~2.3、多态基因座百分率(P)为56.3%~68.8%、平均观察杂合度(H.)为0.072~0.096;而奇异负蝗的相应值依次为A=1.7~2.2,P=43.8~56.3%,H.=0.070~0.107.从A、P和H.3个参数可知,短额负蝗遗传多样性明显高于奇异负蝗.6个负蝗种群的平均观察杂合度均明显低于Hardy-Weinberg平衡预期值,表明6个负蝗种群均出现了杂合体缺乏现象.短额负蝗3种群I值为0.971~0.996,奇异负蝗3种群I值为0.982~0.995,短额负蝗与奇异负蝗I值为0.379~0.451,表明种内遗传相似度明显高于种间,从种间I值可知奇异负蝗和短额负蝗属于近缘种.根据Roger's遗传距离进行的聚类分析表明,两种负蝗可分为两支,且两种负蝗的遗传距离与地理距离均存在明显的相关趋势.两种负蝗的平均FST值都不显著偏离0值(奇异负蝗FST=0.087,p>0.05,短额负蝗FST=0.045,p>0.05),表明该两种负蝗种群间的分化不明显.
摘要:在室内研究了分离自小猿叶甲的一株球孢白僵菌(SCAU-BB01D)对小猿叶甲的致病力.结果表明,该菌株能感染小猿叶甲的成虫和各龄幼虫,但对不同虫期的致病力存在差异.在105~108孢子/ml的浓度范围内,随着处理浓度的升高,各虫期小猿叶甲的感病死亡率增加,在最高浓度1×108孢子/ml,处理后成虫第14天及1~3龄幼虫第10天的累计死亡率分别为84.7%、94.0%、96.0%和81.0%.用TDM模型对成虫和各龄幼虫的致病力数据进行模拟,所建模型均顺利通过Hosmer-Lemeshow拟合异质性检验,表明模型拟合良好,并由模型估计出了该菌株对小猿叶甲各虫期的致死剂量与致死时间.在处理后第10天,成虫和1~3龄幼虫的致死中浓度(LC50)分别为2.68×107、1.07×106、1.63×105孢子/ml和8.31×106孢子/ml,而第14天成虫的LC50为2.38×106孢子/ml.随着浓度的增加,各虫期所需的感病死亡时间缩短,在最高浓度1×108孢子/ml,球孢白僵菌对小猿叶甲成虫及1~3龄幼虫的致死中时(LT50)分别为9.28、4.29、4.40d和5.06 d.综合分析白僵菌对各虫期的致死剂量及致死时间可以看出,不同虫期的小猿叶甲对球孢白僵菌敏感性不同.结果表明该菌株在小猿叶甲生物防治中具有一定的潜力.