嘉陵江流域3大水系的植被景观异质性差异

利用景观指数从景观空间组分、空间构型以及空间梯度变化3方面比较和分析了嘉陵江流域内3大水系的植被景观异质性差异。结果表明：（1）涪江水系和嘉陵江干流以栽培植被和针叶林为优势,渠江水系则以栽培植被和阔叶林为主。针叶林和草甸在涪江水系中的破碎化程度较高。而嘉陵江干流和渠江水系中针叶林和灌丛的破碎化程度较高。（2）嘉陵江干流水系在植被景观总体上破碎化程度高、斑块聚合性弱。景观多样性高。而渠江水系则表现为景观破碎化较高,斑块聚合性强,景观多样性低的分布特点。除景观破碎化程度最低外,涪江水系在其它方面均处于前两者之间。（3）沿着河流汇聚方向,3水系在异质性方面均表现出斑块数量减少、斑块间距缩小、聚合性增强、植被景观破碎化和多样性明显降低的总趋势。     

基于RS和GIS额尔古纳国家自然保护区景观多样性定量分析

以SPOT 4遥感影像和林相图为主要数据源,RS和GIS软件为数据分析平台,借助景观生态学的理论和方法,对额尔古纳国家级自然保护区景观多样性及其空间特征进行定量分析.结果表明:保护区呈现以针阔混交林、针叶林和阔叶林为主体的交错景观格局,其它景观类型呈补丁状镶嵌之中;处于演替前期的森林类型(山杨和白桦林等)的斑块形状构图复杂,破碎化程度较高,景观异质性高,处于演替后期的森林类型(落叶松林等)则刚好相反;景观多样性指数为1.2593,景观总体的异质性较低,景观生态结构呈现出不合理性和简单化.研究成果可为该自然保护区生物多样性保护、建设管理和景观规划等提供理论依据和科学基础.     

京郊小流域森林景观格局变化分析

利用景观分析软件Fragstats3.3和半城子水库流域2000年、2005年的遥感影像解译结果,分析了2000-2005年间流域森林景观格局时空变化特征.结果表明,2000-2005年期间,半城子水库流域始终以林地为基质,且针叶林、阔叶林、混交林的优势度较高,斑块问面积分布不均匀;在景观异质性方面,针叶林的异质性显著增高,林地类型的斑块复杂性也高于其余景观要素类型,各景观要素的斑块数目增多,分布更为均匀;在空间相互关系方面,景观破碎化程度增加,景观水平上整体空间聚集性降低.     

南水北调中线水源地长安河流域景观格局变化

存RS和GIS技术支持下,利用1994年和2003年遥感资料,运用生态学与景观生态学的基本原理,选取景观斑块数、多样性指数、优势度、均匀度、分维数、破碎度等反映景观空间格局的指数,从景观斑块特仟、景观多样性、景观破碎化方面对南水北调中线水源地长安河流域的景观格局变化进行了分析。结果表明,长安河流域从1994-2003年总的景观斑块数目有了明显的增加,从1994年的469块增加到2003年的1518块;长安河流域景观多样性整体较低,但从1994～2003年景观多样性指数增加了0．161;1994-2003年间长安河流域的景观破碎化指数呈增加趋势,在各个景观斑块类型中,人为影响林地、旱地、荒草地3种景观斑块类型的破碎化程度较高,且易受到人类活动的影响。     

延河流域植被景观格局与水文连通性关系

为探究延河流域植被景观格局对水文连通性的影响,基于土地利用分类成果和水文连通指数空间分布,探讨了延河流域植被景观和水文连通性的格局特征,并借助Geoda软件平台基于空间自相关理论探究了林草植被景观格局与水文连通在空间上的相关性。结果表明:(1)延河流域草原带、森林草原带和森林带中林草景观与水文连通性都呈现空间自相关性。3个地带中林地景观的平均斑块面积、聚合度指数和斑块面积百分比都与水文连通性呈现显著的统计学上的正相关性以及空间正相关性; 景观分离度和斑块破碎化指数与水文连通性呈显著的统计学上的负相关性以及空间负相关性。(2)林地景观的优势度和聚集程度的增加并不能带来水文连通性的降低,而其斑块破碎化的增加会带来水文连通性的降低。对于3个地带的草地景观,其表现则与林地完全相反,增加草地景观的面积,提高草地植被的优势度,使草地斑块连续集中可以促使水文连通性降低。(3)在探究水文连通性和植被景观格局相关关系的空间回归模型中,空间滞后模型和空间误差模型拟合效果远好于普通线性回归模型,综合来看,空间滞后模型对植被景观格局与水文连通性的空间关系的解释能力更强。研究结果可为延河流域植被景观格局的设计和规划,提供有效的参考。     

基于像元二分法的沙地植被景观格局特征变化分析

景观格局与过程的关系研究是目前景观生态学的主要目标和研究热点,而沙漠化是一种典型的景观演化过程。基于景观生态学原理,运用遥感与地理信息系统技术,以古尔班通古特沙漠南缘为研究区,选择近40 a(1977-2010年)间不同年降水量梯度的代表年份(1977年、1990年、2001年和2010年),利用Landsat MSS/TM/ETM+遥感数据对沙地植被景观格局变化进行了分析。结果表明:1977-2010年间,古尔班通古特沙漠南缘沙地植被呈现恢复—退化—恢复交替变化趋势,总体处于恢复趋势中;景观水平上沙地植被破碎化程度处于增加趋势,景观异质性增强,斑块形状趋于复杂;类型水平上不同盖度沙地植被破碎化程度呈不同趋势波动,总体呈盖度相对高的植被破碎化程度增加,而盖度相对低的植被破碎化程度降低的趋势。1977-2010年间,沙地植被斑块重心在西南-东北方向交替呈现,重心轨迹形成"Z"形。总体来看,植被斑块由沙漠西南缘向沙漠腹地东北方向扩张。年降水量波动与沙地植被盖度演化方向、景观破碎化程度、不同盖度沙地植被比例、不同盖度沙地植被破碎化程度、不同盖度沙地植被斑块重心迁移方向均具有密切关系,即干旱区沙地植被景观格局演化特征与年降水波动具有很强的关联性。     

安徽省淮南市城市湿地景观格局及其脆弱性——以大通废弃矿生态湿地修复区为例

[目的] 对城市湿地景观格局及其脆弱性进行研究，为城市湿地保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 以安徽省淮南市大通城市湿地为例，基于高空间分辨率WorldView-3遥感影像，提取景观类型分布信息，选取景观多样性指数、斑块密度、斑块数量等景观空间结构指标，综合利用地理信息系统（GIS）技术与景观生态学方法定量分析大通城市湿地的景观格局及其异质性。基于景观敏感度和适应度指数构建景观脆弱度评价模型，进而评价大通城市湿地的景观脆弱度。[结果] ①大通湿地内景观类型以乔木、水体和裸地等类型为主，各类型的数量规模相对均衡；②各景观类型在空间上呈交错分布，形成明显的"网状结构"，水体、裸地和水杉林分布相对连续，其他景观的破碎化程度较高，呈现出异质性；③景观格局脆弱度以低脆弱度为主，呈现显著空间正自相关性和空间聚集模式，主要集聚类型的"高-高"值集聚区域及脆弱度的热点区主要分布东部裸地，"低-低"值集聚区及脆弱度冷点主要分布在水体区。④景观脆弱度与植被覆盖度、景观格局的复杂度具有空间一致性，即植被覆盖越高且空间分布的交错性越强，其脆弱性越小。[结论] 大通湿地内景观类型主要包括乔木、水体和裸地，景观脆弱性以低脆弱度为主，空间上表现为显著的集聚模式，且与植被覆盖度、景观格局的复杂度具有空间一致性。     

蔡家川流域景观自然度研究

在借鉴国内外生态干扰度等相关研究成果的基础上,针对晋西黄土区蔡家川流域景观格局,提出了流域景观自然度概念,并确定相关空间图示表达以及分级量化分析方法。蔡家川流域呈现出以有林地为基质,灌木林、荒山和农地等斑块相问分布的景观格局。流域上、中、下三段之中,中段的破碎化程度最高,异质性最大,边缘效应强烈,斑块类型分布均匀。流域下段斑块破碎化程度减小,但天然起源的景观类型面积减少,人工起源和人为干扰成分较高的景观类型面积增加。流域上段较低的边缘效应,使之具有良好的生境质量和较高的生物多样性。流域自上而下表现出以人为影响为主要因子的生态干扰程度不断增强,自然景观减少,而半自然景观和人为景观均呈增加趋势。     

石羊河下游民勤土地利用及景观格局动态分析

基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）平台,以石羊河下游民勤县1991和2011年遥感影像为基础数据源,分析了研究区20 a来各土地利用景观类型的变化特征,并从水土保持角度出发,利用斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、最大斑块所占景观面积的比例（LPI）、平均斑块面积（MPS）、香农多样性指数（SHDI）、香农均匀度指数（SHEI）及分离度（F_i）7种景观指数对沙漠、重盐碱地、植被和轻盐碱地的斑块变化进行分析评价。结果表明:（1）该区域以沙漠化景观为主,且20 a来盐碱地和植被均有所减少,沙漠化扩张;（2）1991—2011年期间,区域整体景观格局的景观破碎化程度减小,景观的异质化程度呈下降趋势,表明该区整体景观格局将有利于向水土保持方向发展。（3）各土地利用类型的景观格局动态分析都显示植被破碎化程度加剧,人类活动对区域植被的干扰程度较大。     

福建省天宝岩自然保护区景观生态格局分析及评价

根据景观生态学原理,在RS、GIS软件支持下提取景观斑块的数量、面积、周长等信息,对福建省天宝岩国家级自然保护区的景观生态格局进行分析;并利用层次分析法,选取多样性、稀有性、自然性、代表性、面积适宜性、人类干扰、稳定性等7项指标对该自然保护区进行景观生态评价.结果表明:常绿阔叶林、常绿针叶林和常绿针阔混交林是研究区的主导景观类型且破碎化程度低,植被的保护较完整;居民点的斑块数多,孔隙度最大,对景观类型的形成有主要的影响;景观类型多样性以类型斑块数最大,类型面积最小.福建省天宝岩国家级自然保护区景观生态质量的综合评价指数为0.819,说明该自然保护区的景观生态质量较好.     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

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。     

我国泥石流防治进展

从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模拟实验室。针对山区公路、铁路、航道、矿山、城镇、农田、水电工程、风景区等建设与保护中的防灾减灾需求,研发了一系列泥石流监测和预警仪器,建立了单沟和区域泥石流预测预报模型,实现了泥石流预报的气象业务作业;建立了泥石流危险度评价和风险评价模型,提出了泥石流风险分析和风险管理方法;发展了岩土工程措施与生态工程措施相结合的泥石流综合治理技术;开发出城镇、道路、农田、矿山、风景区等泥石流防治模式,构建了系统的泥石流防治理论与技术,实施了大量的泥石流治理工程,取得了较好的减灾实效。我国山区社会经济的发展带来了人口密度与经济密度的增加,使得泥石流防治任务愈加艰巨,对泥石流减灾提出了更高的要求。为了做好泥石流防治工作,应该加强泥石流基础理论研究;发展基于泥石流形成理论的机制预报模式,提高泥石流预报精度;改进泥石流防治工程设计参数确定方法,完善灾害防治技术规程;加强灾害风险管理理论与方法研究,注重地震区泥石流风险预测;同时,认识泥石流的资源化属性,开发资源利用技术。     

我国主要梨园施肥现状分析

以国家梨产业技术体系为平台,对全国18个梨综合试验站744个主要梨园施肥种类、施肥时期、施用量和施用方式等进行调查。结果表明,全国范围内梨树施用的有机肥以猪牛羊杂粪为主,商品有机肥施用很少或几乎不施;施用的化肥以尿素和三元素复混肥为主,有的地区偏施尿素或三元素复混肥,复混肥中氮磷钾的比例较混乱,高磷高钾肥多。从施用时期看,以化肥作为部分基肥、果实膨大期追肥的现象较为普遍,而萌芽前追肥和花芽分化期追肥状况各地区差异较大。有机肥单位面积施用量和单株施用量差异较大,大多数梨园有机肥施用量不足,其中有4个试验站30% 左右的梨园不施有机肥;化肥的用量差异较大,盲目施肥或经验施肥现象严重。施肥方式以穴施和条施为主,施肥的深度差异较大。通过分析,指出各地梨树施肥存在的问题,以期为梨优质高产提供科学的施肥依据。     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.