环滇池地区2000-2020年“三生”空间格局演变及其驱动力

[目的] 研究环滇池地区“三生”空间格局演变及驱动力,为研究区国土空间优化和滇池保护提供支撑。[方法] 基于环滇池地区2000,2005,2010,2015和2020年5个时期土地利用和社会经济数据,采用空间分析、动态度、转移矩阵、景观格局指数和地理探测器等方法,分析环滇池地区2000—2020年“三生”空间格局演变及驱动力。[结果] ①环滇池地区生态空间和生产空间持续缩减,生活空间逐渐增加;“三生”空间综合动态度波动上升,但生产空间和生态空间单一动态度持续下降;生态空间和生产空间缩减区域与生活空间扩张区域均主要位于滇池周边;官渡区、安宁市和呈贡区“三生”空间变化最为剧烈。②空间转移特征表现为：生态空间和生产空间主要转向生活空间,生活空间主要转向生产空间;生态空间主要来源于生产空间,生产空间主要来源于生态空间,生活空间来源于生产空间和生态空间。③景观格局指数显示,“三生”空间破碎化有所降低,但仍处于较高水平,斑块形状先复杂后简单,凝聚程度先下降后紧实,“三生”空间中斑块呈现均匀化分布趋势,景观多样性增强。④自然地理因素是“三生”空间格局演变的基础性决定条件,社会经济因子是“三生”空间格局演变的直接推动力,政策规划因子是“三生”空间格局演变的间接推动力。[结论] 环滇池地区“三生”空间动态变化显著,空间差异明显,格局演变受到自然地理、社会经济和政策规划因子多重作用。     

“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价

生产、生活、生态空间是乡村人居环境系统的3个子系统，快速城镇化地区乡村“三生空间”的相互作用明显，为探索“三生空间”相互作用对乡村宜居性的影响，该研究以南京市溧水区为例，综合运用熵权法、线性加权法和ArcGIS空间分析方法，基于土地利用和兴趣点数据构建乡村“三生空间”分类指标体系识别溧水区“三生空间”，考虑“三生空间”功能及其相互作用建立乡村宜居性评价体系，分析2010和2018年溧水区乡村宜居性水平及其变化。结果表明：1）2010、2018年溧水区乡村“三生空间”中生产空间面积均占优势，生态空间次之，生活空间面积最小，8 a间乡村生活空间面积增加，生产和生态空间面积下降；2）2010和2018年溧水区乡村宜居性水平总体不高，且平均分值8 a间略有下降。2010年宜居性高值和低值区分别在和凤镇和白马镇，2018年则分别在永阳镇和东屏镇。8 a间永阳镇乡村宜居等级上升，东屏镇和石湫镇乡村宜居等级则下降；3）与未考虑“三生空间”相互作用的乡村宜居性评价结果相比，“三生空间”相互作用视域下的评价结果更符合当地实际，各镇应根据自身情况提升其宜居性水平。研究结果能够为溧水区提升乡村人居环境、推进乡村振兴提供参考。     

基于RSEI模型的砒砂岩区生态环境质量演变研究

[目的]探究砒砂岩区生态环境质量状况，为当地生态环境治理工作提供科学依据。[方法]基于GIS和RS技术，利用遥感生态指数RSEI模型，分析砒砂岩区2001—2020年生态环境质量时空演变。[结果](1)基于砒砂岩区4期影像数据提取的遥感生态指数RSEI呈现先下降后上升的趋势，表明生态环境质量在缓慢改善；(2)绿度生态指标与湿度生态指标对砒砂岩区生态环境质量起正向作用，干度生态指标与热度生态指标会起到负面作用，并且绿度生态指标对生态环境质量改善的贡献率更高；(3)在2001—2020年间，生态环境质量改善区域占到研究区总面积的36.79%;生态环境质量恶化区域占15.68%,多为轻度退化。[结论]砒砂岩区2001—2020年间生态环境质量总体呈现出上升趋势，且生态环境质量对人为活动高度敏感，因此在改善生态环境的同时还需融入生态保护理念，做到人与自然和谐共生。     

重庆县域乡村人居环境综合评价及其空间分异

乡村人居环境是乡村区域内农户生产和生活所需物质和非物质的有机结合体,探求其空间分异特征是实施差异化乡村人居环境整治的重要基础。以重庆市37个区县为研究单元,从基础设施、公共服务、环境卫生条件、居住条件、乡村经济条件5个方面构建了重庆市乡村人居环境综合评价指标体系,运用熵值法测算了各县域评价单元的乡村人居环境综合质量,分析了重庆市乡村人居环境的空间分异特征,为重庆市乡村人居环境整治、优化提供科学参考。结果表明:（1）环境卫生条件在一级指标中权重最大,是影响乡村人居环境质量的重要因素;（2）重庆市乡村人居环境空间分异大致呈现"西高东低"的格局特征;（3）各一级指标综合得分值地域分异特征显著,基础设施、公共服务以及居住条件与乡村人居环境质量呈正相关,环境卫生条件、乡村经济条件与乡村人居环境呈负相关。     

基于遥感生态指数的阿克苏地区生态质量时空变化及其驱动力

为及时全面地监测阿克苏地区生态环境质量的时空变化，基于谷歌地球引擎(GEE)平台，利用MODIS多光谱传感器2005年、2010年、2015年、2020年的遥感数据构建遥感生态指数(RSEI),运用Moran指数、地理探测器等方法探究阿克苏地区生态环境质量时空演变及影响因素检测。结果表明：(1)2005—2020年阿克苏地区RSEI由0.24增至0.27,生态环境质量呈波动上升趋势，RSEI高值区主要分布于阿克苏地区北缘以及中部绿洲区，低值区主要分布于沙漠、戈壁等地。(2)2005—2020年，RSEI全局Moran指数为0.80～0.87,表明阿克苏地区RSEI呈较强的正相关；其聚集分布以高—高(H—H)和低—低(L—L)分布为主。(3)各因子对空间异质解释力(q值)在2005—2020年存在不同程度变化，土地利用和降水为关键影响因素。同时，相比单因子，交互探测的影响力均大于单一因子的作用强度。研究结果可为当地生态环境保护提供数据支撑及方法借鉴。     

转型期矿业乡村综合效能评价及障碍诊断

针对转型期矿业乡村背景的特殊性，引入"综合效能"理念，采用调查统计、超效率DEA（Data Envelopment Analysis）模型、Malmquist指数和障碍因子法，分析了北京门头沟区妙峰山镇2010－2020年乡村综合效能的动态变化及其障碍因素。结果表明：1）2010－2020年，妙峰山镇综合效能水平呈增长趋势，乡村综合效能空间分异明显，综合效能水平整体偏低，呈南北高、中间低的分布格局。高值区主要集中在涧沟村、上苇甸村、陇驾庄村等，低值区主要分布在丁家滩村、大沟村、南庄村等，这些地区均是产业转型过程中首要关注的重点乡村。2）妙峰山镇综合效能全要素生产率呈增长趋势，技术进步贡献作用不显著。超过50%的乡村综合效能全要素生产率呈改善趋势，仅有47.06%的乡村在综合效能提升过程中存在技术进步现象，纯技术效率变化指数差异不大且波动较小，超过二分之一的乡村的纯技术效率呈下降趋势，大部分乡村的技术效率及规模效率变化大于1。3）妙峰山镇综合效能的障碍因子由早期乡村基础设施建设的限制转为矿业乡村企业转型投入等问题。各乡村综合效能的障碍因子具有明显的区域相似性和空间异质性，矿业企业转型及生态修复投入资金量、矿业用地转型面积比例、人均文化设施面积、矿区废弃地利用水平是限制乡村综合效能的主要障碍因素。研究揭示了转型期矿业乡村综合效能的分布格局及障碍因子，为制定差别化的综合效能提升策略提供依据。     

2000-2020年滇中城市群生态环境质量动态监测及空间格局演变

[目的] 分析生态环境质量时空变化规律及其异质性,为政府及相关部门制定生态环境保护政策提供科学依据。[方法] 采用GEE(google earth engine)平台选取滇中地区2000—2020年Landsat影像,逐年提取遥感生态指数RSEI(remote sensing ecological index),运用冷热点分析、标准差椭圆、生态环境重心转移等空间分析方法探索生态环境质量的时空演变规律。[结果] ①滇中城市群整体生态环境质量总体呈不断下降趋势,RSEI均值从2000年的0.51下降到2020年的0.46。②从空间分布上看,除个别年份外总体上滇中东部地区生态环境质量明显好于西部地区,生态环境质量较好的区域大多森林覆盖率较高。③近20 a来滇中城市群生态环境空间分布呈南—北方向,同时城市群生态环境质量整体呈现出一定的聚集性。[结论] 滇中城市群生态环境变差与城市群建成区高速扩展,气候异常,植被破坏,水土流失加剧等有着密切的关系,为此应加强生态建设,提升滇中城市群生态环境质量。     

鄂尔多斯—榆林地区景观生态风险评价及其驱动因子分析

[目的]对鄂尔多斯—榆林地区(简称“鄂榆地区”)景观生态风险评价及驱动因子进行分析,为该区生态环境治理、修复以及生态安全格局的构建提供科学依据。[方法]以2000,2010和2020年的鄂榆地区土地利用数据为基础,运用ArcGIS 10.2和Fragstats 4.2等软件,基于景观干扰度和景观脆弱度构建景观生态风险评价模型,从时间和空间上对鄂榆地区景观生态风险进行动态分析,并利用地理探测器方法探测其变化的驱动因素。[结果](1)草地、耕地和未利用地为鄂榆地区主要的土地利用类型,其中在2010—2020年土地利用变化强度和速度最为活跃,草地为主要的转入、转出类型;(2)在2000—2010年,中生态风险、较高生态风险和高生态风险地区面积呈现扩张趋势,低生态风险、较低生态风险呈现收缩趋势。在2010—2020年,中生态风险、较高生态风险和高生态风险低面积呈现收缩趋势,而低生态风险和较低生态风险地区呈现扩张趋势;(3)2000,2010和2020年的全局自相关分析Moran’s I指数均大于0.8,在空间分布上呈显著正相关,绝大多数生态风险单元呈现高—高和低—低分布,少数的生态风险单元在高...     

河南省土地生态安全警情时空演变及障碍因子

中原经济区城镇化、工业化进程的快速推进导致区域土地生态环境压力不断增大,对河南省土地生态进行安全预警评估十分有必要。基于2005—2016年河南省土地生态安全数据,构建了基于PSR-EES模型的土地生态安全指标体系,运用熵权法与综合指数法和障碍度模型,分析了2005—2016年河南省18个地市土地生态安全警情时空演变和限制性因子。结果表明:(1)从时间序列看,2005—2016年河南省土地生态安全综合预警指数由0.725下降到0.388,警度从"中警"下降到"预警",压力预警指数呈上升趋势,警度由"安全"上升为"较安全",状态和响应预警指数呈下降趋势,警度均处于"安全"。(2)从空间格局看,2005—2016年河南省土地生态安全综合警情南北差异显著,压力系统和状态系统空间格局呈中部高、周围低的格局,响应系统呈中部低、西部高的空间分布格局。(3)东部和北部区域的主要障碍因子集中在与人口增长和环境保护相关的指标上;南部和西部区域主要障碍因子集中在与生态环保和经济发展有关的指标上;中部平原区域主要障碍因子则与农业发展、生态环境治理和经济发展状况密切指标。     

山区乡村多功能发展与乡村聚落演变的耦合机理

探究山区乡村功能多元化与乡村聚落演变的耦合关系,对山区乡村振兴和乡村可持续发展具有重要意义。通过构建二者的耦合协调综合评价指标体系,利用耦合协调度模型和地理探测器等方法,以三峡库区腹地奉节县为研究区,定量探究了乡村功能多元化与乡村聚落演变的耦合关系及驱动机制,进而提出了相关建议。结果表明：1）研究区乡村功能多元化和乡村聚落演变综合指数呈上升趋势;两系统耦合协调度逐年增长,失调乡镇数量减少,在空间上呈现“西低东高,南低北高”的发展态势。2）乡村功能多元化与乡村聚落演变耦合协调度具有明显的空间集聚特征,高高集聚区域主要集中在永安街道等中心城镇的郊区。3）基于功能多元化综合指数与聚落演变综合指数的增减关系,该文将各乡镇归纳为活力型、衰退型、转型型和传统型4种耦合模式。4）人口密度、人均GDP、人类活动强度等社会经济因素是主要驱动因子,各因子间的交互作用大部分为非线性增强和双因子增强。该文的研究方法和研究结果可为其他地区进行相关研究以及制定差异化的村落振兴方案提供参考。     

Role of selenium in mitigation of cadmium toxicity in pepper grown in hydroponic condition

Selenium (Se) is an essential element for humans but is not considered as essential for plants. However, its beneficial role in improving plant growth and stress tolerances is well established. In order to study the role of Se in cadmium (Cd) toxicity in pepper (Capsicum frutescens cv. Suryankhi Cluster), this experiment was carried out in greenhouse conditions. Treatments comprised Cd [0, 0.25, and 0.5 mM cadmium chloride (CdCl₂)] and Se [0, 3, and 7 µM sodium selenite (Na₂SeO₃)] with three replications. The result showed that Cd decreased chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoids, whereas Se supplementation diminished Cd toxicity on photosynthetic pigment. Selenium at 7 µM significantly increased the leaf area in the plants grown at 0.25 mM Cd. The application of Se at 3 µM with 0.25 mM Cd and Se at 3 µM and Se at 7 µM with 0.5 mM Cd increased the activity of catalase (CAT). Selenium at 7 µM decreased the proline content of pepper leaves exposed to Cd at 0.5 mM (30%). Selenium significantly enhanced the antioxidant activity of leaves, which was diminished by Cd toxicity. In general, Se has a beneficial effect on plant growth and is an antioxidant enzyme of pepper cv. Suryankhi Cluster under Cd stress and non-stress conditions.     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Meta-analysis in the Selection of Groups in Varieties of Citrus

Brazil is the largest producer of oranges (Citrus sinensis) in the world. The nutrient management of tree orchards is designed from experiments with a limited number of varieties. This knowledge is transferred to other varieties by diagnosing tissue nutrient composition and tree demand. Compositional data analysis has been first applied to tissue analysis of agricultural crops using centered log ratios with compositional nutrient diagnosis (CND-clr). The isometric log ratio (ilr) transformation is a new approach based on binary nutrient ratios and the principle of orthogonality (CND-ilr). We analyzed eleven nutrients: nitrogen (N), sulfur (S), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), boron (B), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), and iron (Fe) in leaf tissue samples across 108 commercial plots (thirty-one grow Valencia, twenty-two Hamlim, twenty Pera, and thirty-five Natal). Nutrients were partitioned between macro- and micronutrients as well as anionic and cationic species. The effect size of varieties over Valencia was quantified by the mean and standard deviation of ilr values across ilr coordinates. Specific varietal nutrient profiles and ilr norms were defined. The nutrient profile of orange varieties could be classified into homogeneous groups to take advantage of fertilizer trials conducted on varieties of the same group. The Aitchison distance and a perturbation vector could be instrumental for diagnostic purposes and nutrient management.     

旱地果园水肥管理模式研究进展

分析了旱地果园水肥管理模式的研究进展和存在问题,指出水肥胁迫尤其是水钾已成为旱区果树高产稳产优质化的主要限制因子。在系统探讨旱地果园水分管理、养分管理、综合管理以及果树叶营养综合诊断施肥标准的基础上,提出了旱地果园的高效水肥管理模式。     

响应面设计法在温室番茄栽培中的应用

为优化温室番茄的栽培条件,试验研究了不同栽培密度、施氮量和施钾量对日光温室番茄产量的影响。通过中心复合试验设计,构建三因素（栽培密度,氮肥,钾肥）五水平的响应面设计方法并建立番茄产量与三因子的二次回归数学模型。结果表明:三因素对温室番茄产量均有显著的影响（p0.01）,影响的大小顺序为栽培密度施钾量施氮量;栽培密度与施氮量、施钾量之间存在显著的交互作用（p0.01）,施氮量与施钾量之间的相互作用对番茄产量影响不显著（p0.05）;多元二次回归分析结果显示,栽培密度、施氮量、施钾量与番茄产量之间的回归模型高度显著（p0.01）。统计分析确定温室番茄的最佳栽培条件为:栽培密度4.83万株/hm2,施氮量262 kg/hm2,施钾量513kg/hm2;在此条件下,温室番茄产量的预测值为119381kg/hm2,验证试验所得产量为121005kg/hm2。本研究为日光温室番茄高产、稳产和优质提供了理论依据。     

DMPP农业应用研究进展

本文对新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(简称DMPP)的特性作了介绍,对DMPP提高作物产量,改善品质,提高氮肥利用率。降低氮温室气体的释放,减少NO3-淋失,促进环境保护方面的作用及其影响因素作了评述。     

东北黑土土壤磷的纬向分异

以中国东北的中纬度黑土区为样带,研究了有机磷浓度与有机质、全氮浓度的关系;全磷、有机磷、无机磷及有机磷和无机磷的比率与纬度分布的关系。结果表明,有机磷和有机质、全氮浓度具有良好的相关性,它们之间的相关系数分别为0.90和0.92,呈极显著正相关(P<0.01)。全磷、有机磷、无机磷、P_o/P_i在纬度上都存在不同程度的分异规律,即随着纬度的升高,其浓度或比率均有逐渐升高的趋势;其相关系数分别为0.68、0.77、0.26和0.60,相关分析表明,这些纬向分异规律都达极显著水平(P<0.01)。除了无机磷的纬向分异原因尚不明确之外,其他纬向分异的原因可能是由于黑土南北样带气候热量上的差异和人类活动的影响所致,从而造成南北样带之间有机质的矿化程度和速率产生差异。     

Possible role of ectomycorrhizal fungi in cycling of aluminium in podzols

Budget studies in boreal podzols indicate a considerable upward transport of aluminium (Al) from the mineral soil into the organic horizon. In this paper we studied if ectomycorrhizal (EcM) fungi can be involved in this upward transport via their extramatrical hyphae. We tested the use of gallium (Ga) as proxy for Al. Transport of Al through EcM hyphae was studied in vitro in a two-compartment Petri dish system. Two of the five fungal isolates tested transported Al. Using Ga instead of Al revealed the same trend in these systems, confirming the use of Ga as proxy for Al. Upward transport of Ga was studied in an artificial podzol. Pinus sylvestris seedlings were colonised by a natural community of EcM fungi from fresh forest soil. Gallium addition to the mineral soil led to increased Ga content in roots in the organic horizon and in the shoot. Upward Ga allocation was significantly higher when roots were excluded from the mineral soil by a mesh, only allowing fungal mycelium to grow through. We conclude that at least some EcM fungi transport Al and that Ga, and probably also Al, can be transported upwards by EcM fungal hyphae in a podzol system. These findings support the hypothesis that EcM fungi play a role in upward transport of Al in podzols.     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

Movement of ammonium in paddy soils in Taiwan

The movement of ammonium due to diffusion in paddy soils in Taiwan was investigated in the laboratory. The movement of ammonium in flooded soils was inversely proportional to the concentration of ammonium in the soil solution, which was a function of the quantity of ammonium present, the content of solid matter in a unit volume of soil (bulk density), and the adsorptive property of soil. Although there was a considerable variation in the value of both the ammonium adsorption and bulk density of soils, the adsorptive property was more variable. Therefore, the adsorptive property seemed to be the most influencial factor on the movement of ammonium in flooded soils, where the property had a close relation to the cationexchange capacity.

The bulk density of flooded soils in the field could be reproduced in glass tubes under percolating condition in the laboratory. The values of bulk density determined on paddy soils after harvesting or on air-dry soils were considerably different from those in the flooded soils in the field. A simple determination method of bulk density was proposed for paddy soils.