长江流域抑螺防病林生态服务功能评估

为定量评估长江流域抑螺防病林生态系统的服务功能价值,科学评价林业血防工程生态效益,依据林业行业技术规程LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》,选取涵养水源、保持土壤、固碳、释氧、生物多样性保护、抑螺防病6项功能对长江流域抑螺防病林的生态服务功能进行评估。结果显示:2006-2013年长江流域抑螺防病林生态系统服务功能生态效益显著,涵养水源16.16×108 t,保持土壤1.46×108 t,固碳0.10×108 t,释氧0.29×108 t,钉螺Oncomelania hupensis面积减少24.35×107 m2,血吸虫病患者减少61.31×104人,总价值967.20×108元。其中抑螺防病功能价值最大,占全部生态系统服务功能价值的35.87%,是非抑螺防病林不具备的功能,其次释氧价值占33.06%,固碳价值占13.02%,涵养水源价值占9.17%,保持土壤价值占7.31%,生物多样性保护所占比例最少,仅有1.57%。抑螺防病林生态服务功能价值大小为湖南＞湖北＞江西＞安徽＞江苏＞四川＞云南,其中抑螺防病功能价值最大的为安徽省,达7省抑螺防病功能总价值的18.17%,但其余5项服务价值最大的为湖南省。研究发现,在抑螺防病林的全方位生态系统服务功能中,抑螺防病功能、释氧、固碳、涵养水源、保持土壤等5项生态服务功能价值共占生态系统服务功能价值量的98.43%,是生态服务功能的主体,各种服务功能价值量大小排序为抑螺防病功能价值＞释氧功能价值＞固碳功能价值＞涵养水源功能价值＞保持土壤功能价值＞生物多样性保护功能价值。其中,湖南省对血吸虫病防治工作的高度重视使抑螺效果发挥作用最大;云南省山丘区,钉螺适生环境多样,而且其生命力强,繁殖快,血吸虫病的预防和控制难度相对较大,抑螺效益不显著。     

白枪杆生长特性及光合特性对不同土壤水分的响应

中国西南喀斯特地区石漠化现象日益严重。白枪杆Fraxinus malacophylla作为该地区的乡土物种,被广泛应用于当地的植被恢复工程中,研究白枪杆对不同土壤水分的响应规律,明确白枪杆对西南喀斯特区土壤水分时空分布不均的适应方式,有助于推动西南石漠化地区植被恢复进程。以1年生白枪杆实生苗为材料,通过盆栽控制试验,测定土壤含水量为40%,34%,28%,22%和16%条件下白枪杆生物量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率等参数,探究白枪杆对不同土壤水分的响应情况。结果表明:①白枪杆在5种土壤水分条件下均能存活,其生长的最适土壤含水量为28%,总生物量为17.16 g。土壤含水量过多或不足都会显著降低白枪杆的净光合速率和生物量积累。②土壤含水量不足28%时,白枪杆将生物量优先分配到根系生长以适应干旱环境,当土壤含水量低至16%时,根生物量比例超过50%。在一定的土壤水分范围内,白枪杆通过关闭一部分气孔保证植物光合作用的正常进行,表现出较强的抗旱能力,但土壤含水量低至16%时,白枪杆受到干旱胁迫影响,总生物量、净光合速率和水分利用效率均显著降低。③土壤含水量高于28%时,白枪杆根系生长受阻,进而导致地上生物量显著降低,净光合速率显著下降。白枪杆的耐涝能力稍逊于其抗旱能力,多雨季节应当注意排水防涝。④除土壤含水量16%处理以外,白枪杆在不同土壤水分条件下的水分利用效率均能保持在2.40 mmol·mol-1以上,能极大适应西南喀斯特地区土壤水分时空分布不均的现状。     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

低丘黄壤区不同植被恢复模式水土保持功能分析

在湖北省象鼻嘴小流域内,选取马尾松天然林及4种5年生的人工经济林+同等配置地埂植物篱模式,设置退耕5 a的撂荒地作为对照,进行典型样地植被,土壤调查,结合各植被恢复模式的野外径流场地表水土流失观测数据进行分析.结果显示:植被群落特征、土壤理化性质等方面的明显优势决定了马尾松天然林模式的蓄水、保土功能最强,与撂荒地(对照)模式相比,它的地表径流削减率约为40%,土壤侵蚀削减率高达80%以上;人工植被恢复模式的蓄水、保土能力大小为:板栗+黄花菜＞桃+黄花菜＞竹+黄花菜＞李+黄花菜,均超过撂荒地(对照)模式;板栗+黄花菜模式的地表径流削减率为30%左右,土壤侵蚀削减率约为67%,以其为代表的经济林+植物篱模式的水土保持功能比起天然林模式还有一定差距.     

三峡库区泥石流灾害预警研究

 采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建了基于神经网络的三峡库区泥石流灾害实时预报模型。详细阐述了应用神经网络方法建立三峡库区泥石流灾害实时预报模型的关键技术,包括确定输入层、输出层以及隐含层的神经节点,建立学习知识库以及各节点初始权重等相关指标。该模型可以预测泥石流发生的临界降雨量、警戒降雨量以及避灾降雨量等指标,因此,依据当地降雨的实时监测数据或天气预报,就可以预测泥石流的发生几率,从而减少泥石流发生的直接危害。模型采样GIS技术以及国际先进的软、硬件技术,系统性能稳定,运行结果准确性较高,且具有广泛的应用性。该模型为可视化信息系统,可以通过该系统监测荒溪类型变化,进行危险区域制图,实现荒溪科学管理,为三峡库区泥石流灾害预警及防治的管理和决策提供科学参考。     

油用牡丹对氮磷钾元素的吸收和积累规律

为给油用牡丹的合理施肥提供理论依据,对5年生油用牡丹‘凤丹’植株中氮、磷、钾元素的含量及积累量的年变化规律进行了研究,并就其氮、磷、钾元素的积累量与土壤各理化性质指标间的相关性进行了分析。测定结果表明:油用牡丹植株中各营养元素吸收量的大小顺序为氮钾磷;油用牡丹对氮、磷、钾元素的年吸收量分别为2.62、0.32和1.87 g·株~(-1),氮、磷、钾的年吸收量之比约为8∶1∶6;盛花期(5月)至果荚发育期(6月)是氮元素吸收最活跃时期,吸收的氮元素全部储存于地上部分;果荚发育期(6月)到种籽成熟期(8月)是磷元素与钾元素的吸收活跃期,此期磷与钾的吸收量分别占其年吸收总量的50.00%与72.19%。相关性分析结果表明:油用牡丹植株中氮、磷、钾元素的积累量与土壤理化性质具有极显著或显著相关性。     

青藏工程走廊沿线不同植被类型带土壤典型理化特征

为制订科学合理的青藏工程走廊沿线植被恢复策略,掌握沿线土壤的理化特征及其与植被分布的相关关系,本文研究沿线不同植被类型带的土壤典型理化特征,共设置样带27条,测定指标包括有机质、全氮、全磷、全钾、pH值、阳离子交换量和碳酸钙质量分数.结果表明,沿线土壤有机质和全氮质量分数,由北至南均表现出逐渐增高的趋势,并与植被类型密切相关,土壤有机质质量分数多在10.0 ～ 40.0 g/kg之间,全氮则多介于0.4 ～2.0 g/kg之间.线性模型拟合结果表明:有机质和全氮呈明显的线性相关;全磷质量分数多在0.3～0.8g/kg之间,由北至南呈“两端高,中间低”变化趋势;全钾质量分数多介于13.0 ～ 30.0 g/kg,由北至南增高趋势明显;土壤pH值则表现为“北高南低”;沿线阳离子交换量多在6.0～24.0emol(+)/kg之间;碳酸钙质量分数呈现“南北迥异”的变化规律,北部样带多在8.0％ ～15.0％之间,南部样带则多只有1.0％ ～3.0％,这与土壤钙积作用密切相关.综上所述,沿线土壤各理化指标表现出不同的变化规律,部分指标与植被类型存在一定的相关性.     

扩繁条件对3种丛枝菌根真菌(AMF)的影响

为了提高AM真菌的培养效率,降低培养成本,采用温室盆栽法,以玉米和红三叶草为宿主,以摩西球囊霉(Glomus intraradices,G.i)、根内球囊霉(Glomus mosseae,G.m)地表球囊霉(Glomus versiforme,G.v) 3种AM真菌为供试菌种,在以河砂、草炭、珍珠岩、蛭石和泥炭不同配比组成的3种基质中进行培养,并设置2个营养液浓度梯度（无营养液;10%浓度霍氏营养液）,进行3×2因子交叉实验,通过测定侵染率、孢子密度以及宿主的光合特性,从而筛选出各菌种最优的轻型基质配方及其相应的营养液浓度。结果表明,P2（蛭石:草炭:河砂=4:1:1）配方是G.m和G.i良好的扩繁基质,P3（珍珠岩:蛭石:草炭:河砂=2:2:1:1）配方是最适合G.v的扩繁基质,在对菌种的侵染率、产孢量以及宿主植物的光合效率的提高等方面优于其他配方。与以往研究结果不同的是,本研究中的3个基质配方,施加营养液的处理都明显降低了3种AM真菌的孢子数,降幅分别为43.51%~96.26%、57.50%~99.39%、27.79%~92.56%;且每个菌种的侵染率也不同程度地降低,其机理有待于进一步研究。     

Pb2+、Cd2+复合胁迫对桑树光合作用的影响

目的土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合作用的影响与差异很有必要。方法本研究以桑树幼苗为实验材料,通过添加不同质量分数的Pb2+和Cd2+进行桑树幼苗土培实验,分析单一胁迫与复合胁迫对桑树幼苗生长指标、光合色素含量和光合作用指标的影响与差异。结果Pb2+单一胁迫降低了桑树叶绿素含量和类胡萝卜素含量,Cd2+单一胁迫对叶绿素含量是“低促高抑”,对类胡萝卜素而是随Cd2+含量的增加抑制作用增强。复合胁迫对桑树光合色素含量起到抑制作用,且程度强于单一胁迫。桑树叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_nmax)、暗呼吸速率(R_d)及表观量子效率(φ)均受到重金属胁迫的抑制作用,且随含量增大,抑制作用增强。单一胁迫和复合胁迫对桑树叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)以及蒸腾速率(T_r)均起到抑制作用,从而显著地限制了桑树的生长。结论重金属单一胁迫及复合胁迫对桑树幼苗的生长指标、光合色素含量以及光合作用均有抑制作用,且重金属含量越高,桑树幼苗受到的抑制作用越强,复合胁迫对桑树幼苗的抑制作用存在协同效应,毒害程度强于单一胁迫;在重金属胁迫条件下,桑树表现出了较强的耐重金属性。      

岩溶与非岩溶区不同林分根际土壤微生物及酶活性

目的为明确不同地质条件下、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,该研究为今后深入探究岩溶自然生态系统的恢复提供理论依据。方法本文以云南建水岩溶与非岩溶区人工桉树林、人工云南松林和天然次生林根际土壤为研究对象,通过对根际土壤微生物数量和土壤酶活性的测定,探究不同地质、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,及其微生物与土壤酶间的相关性。结果本研究表明,在相同地质背景条件下,两种不同人工林土壤中桉树(阔叶林)与云南松(针叶林)放线菌的数量存在显著性差异,天然次生林微生物数量为18.2×105 cfu/g。受地质条件、植被恢复模式等影响,各样地土壤酶活性各异。相关分析表明,脲酶、过氧化氢酶活性与放线菌数量呈显著正相关,脲酶、酸性磷酸酶、碳酸酐酶、过氧化氢酶4种酶活之间存在相互联系。结论土壤微生物群落及土壤物质的转化受地质条件、林分差异和恢复模式的影响。