农田边界植物多样性与生态服务功能研究进展

农业集约化和城市化导致农业景观重要生境发生巨大变化,农田野生动植物数量下降。农田边界作为农业景观中重要的组成部分,其丰富的物种组成,不仅具有重要的生态功能,也具有重要的景观价值。本研究对农业生态系统农田边界植物多样性进行阐述,论述了影响农田边界植物多样性的影响因素和生态服务功能。综述研究显示,农田边界具有类型多样性、物种多样性、植物功能类型多样性及时空结构多样性特征;其影响因素主要包括农田边界结构、农田边界管理、周边土地利用影响以及景观结构特征的影响4个方面;农田边界生态功能包括生产、环境保护、野生动植物保护和景观美学功能等;最后总结了不同类型农田边界生态植被营建模式与优化途径,对中国农田边界植被管护提出了一些建议。     

The decline of fisheries on the Madeira River,Brazil: The high cost of the hydroelectric dams in the Amazon Basin

Despite being considered beneficial by providing a clean and renewable source of energy, the construction of hydroelectric dams has extremely negative implications for Amazonian fisheries. This study investigated the impacts of the Santo Antônio and Jirau hydroelectric dams on the fishery stocks of the Madeira River. This investigation was based on fish catch data from the Z‐31 fishing colony, located in the municipality of Humaitá, in Amazonas State, Northern Brazil. Data were collected daily and provided information on the date of return from each trip, the fish species targeted, and the total catch (kg) between January 2002 and September 2017. The results indicated reductions of 39% in the mean annual catch and 34% in the mean monthly catches. These results highlight the high price paid by local fish communities for the development of hydroelectric power in the Amazon basin.     

玉米田养鹅对土壤理化性状、杂草多样性及玉米生长的影响

为探究"玉米田养鹅"对农田生态系统杂草多样性、土壤理化性质及玉米生长状况的影响,以林芝市八一镇章麦村试验田为研究对象,运用对比方法,研究玉米田养鹅(Raising geese in cornfield,RGC)和对照(Control,CK)土壤理化性质、杂草多样性及玉米生长的异同,旨在通过田间状态的描述和中间状态的研究,为以后优化玉米田调控措施提供依据。结果表明:1)RGC处理有19种杂草,其中以菊科植物最多,对照组仅有9种。不同功能群杂草密度相差很大,双子叶一年生或越年生被子植物功能群杂草密度远远高于其他5种功能群;RGC处理提高了杂草群落Shannon-Wiener和Simpson多样性指数,但降低了Pielou均匀度指数和Margalef物种丰富度指数;2)RGC处理土壤含水率较对照高1.27%,与对照相比差异不显著(P0.05);3)随着土层加深,RGC和对照土壤紧实度均呈逐渐增加趋势,且RGC对紧实度影响显著;4)对照土壤碱解氮含量为86.48mg/kg,略高于RGC处理2.67mg/kg(P0.05),速效钾含量为161.07mg/kg,略高于RGC处理28.66mg/kg(P0.05),而RGC的土壤中速效磷含量为120.98mg/kg,是对照(106.25mg/kg)的1.14倍(P0.05)。结论:RGC处理增加了农田系统杂草数量、种类和生物量,提高了生物多样性,使土壤紧实度明显减小、土壤含水率增加及土壤养分含量出现差异,且玉米各项农艺性状低于对照。     

基于公海换水的压载水微生物多样性分析

利用高通量测序技术分析了三艘公海交换压载水、一艘近岸交换压载水的远洋船舶微生物的群落组成,共检测出27门、61纲、138目、249科、481属、836种;黄海远岸的压载水样检测到的细菌种类最多,达到564种;东海远岸的压载水样细菌种类最少,只有406种。主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),其中变形菌门(Proteobacteria)占主导地位。假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)为γ-变形菌纲中绝对优势属,分布于各海域压载水样中,同温度和营养盐有一定的正相关性,同盐度、p H有较强的负相关性;蓝细菌门(Cyanobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)是南海远岸交换的压载水样中检测出的优势门类,远高于其它海域压载水样,其所对应的原绿球藻属和浮霉状菌属同环境因子溶解氧(DO)有显著的正相关性,与温度、营养盐呈负相关性;Salinimicrobium是黄海远岸压载水样品独有优势属,与p H和溶解氧呈正相关性,与营养盐呈负相关性;不同海域海洋微生物及其海洋环境对压载水微生物的多样性起决定作用,压载舱独特的环境对压载水微生物有一定的选择作用。依据IMO准则结合本文研究,在公海交换压载水对压载水微生物群落组成结构有很大的影响,且对海洋环境的保护,防止生物入侵和致病菌传播具有重要的作用。     

生物多样性保护优先区生态网络构建与优化——以太行山片区为例

生物多样性保护优先区是重要物种的栖息地，是生物多样性保护工作的重点区域。基于生态学“源”“汇”理论，提取2000-2016年生态系统转移变化较小、生境质量较好的生态斑块和各类自然保护地作为生态源地，采用最小累积阻力模型构建研究区潜在生态廊道，并进行连通性评价，提出生态网络优化方案。结果表明，林地、灌丛是该区域物种迁移和扩散过程中起主导连接作用的景观类型，占生态廊道面积比例的63.9%，其次是草地，占生态廊道面积比例的13.87%；潜在生态网络结构连接度较高，但部分廊道结构较复杂，冗余性较高；通过重力模型优先选择相互作用力>5的生态廊道，并提取出32个生态断裂点和28个“暂栖息地”，最终提出保护生态源地、分级生态廊道、规划暂栖息地和修复生态断裂点等生态网络优化对策，研究结果可为太行山优先区-太行山片区生物多样性保护提供科学方法和建议。     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】 刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节（即每年8月初）,采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割（G1）、两年一割（G2）、漏割带10 m（G3）、漏割带5 m（G4）和对照（CK）处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】 研究发现羊草（Leymus chinensis）在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、长柱沙参（Adenophora stenanthina）、柴胡（Bupleurum scorzonerifolium）和草地早熟禾（Poa ratensis）等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大（下降了1.8%）,其次是CK（下降1.6%）,G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】 长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰（两年一割和漏割带10 m）有利于草原的可持续发展。     

丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范——模式设计、技术集成与机制创新

2017年5月，中国农业科学院科技创新工程协同创新任务“丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范”正式启动。项目在农业绿色高效生产、种养耦合、生态循环、面源污染控制、多功能田园生态系统构建等方面开展协同创新。按照单一技术规范化、复合技术集成化、体系技术系统化的思路，任务创新集成水源涵养区生物多样性利用与农业种植结构调整、主要农产品全产业链绿色高效生产、种养循环新模式、生态型高效设施农业、农村生活污染物控制等环节的十大关键技术，总结形成一套水源涵养区绿色高效农业全域综合性的技术解决方案，可为其他同类地区提供可复制、可推广的经验、模式和示范样板，为保障南水北调水质安全，推动水源涵养区农业绿色发展、农民增收及区域脱贫攻坚提供有效的科技支撑。     

基于文献计量的国际有机农业生物多样性研究现状与热点分析

为探究有机农业生物多样性这一领域的研究现状、热点与态势,基于Web of Science数据库,利用文献计量分析方法,对1986—2019年有机农业生物多样性领域研究文献的发文量、研究力量的分布及合作、期刊分布、研究热点和主题等方面进行数据挖掘和可视化分析。研究表明:检索到的文献最早发表于1996年,2005年之前此领域处于初步发展期,2005年进入稳步增长期,文献数量总体呈逐年增多的趋势。研究主要集中在欧洲和北美发达国家,如德国、美国、英国和瑞典等;发文量最多的机构是法国国家农业研究所和瑞典农业科学大学;学者Tscharntke T发文量最多,近5年Batáry P发文量较多;刊文量最多的期刊是《Agriculture EcosystemsEnvironment》《Journal of Applied Ecology》和《Sustainability》,刊文量前16的期刊中《Journal of Applied Ecology》影响因子最高(6.533)。德国和英国与其他国家合作交流频繁,瑞典农业科学大学和慕尼黑工业大学是机构合作网络的两个中心,Tscharntke T和Bommarco R等较多学者表现出紧密合作的学术形式。通过关键词共现分析发现,国际研究热点从仅关注种植模式对生物多样性影响的基础性研究,逐步拓展到不同尺度或景观复杂性对有机农业生物多样性和生态系统服务影响的应用型研究。我国研究起步较晚,发文量和篇均被引频次等与欧美国家还存在差距,但近5年发文量增长较快,具有良好的发展趋势。今后此领域仍将是全球有机农业研究和实践的热点方向,涉及多尺度、多学科交叉融合的基础性研究和地域性应用研究仍是未来研究的重点。     

国际30年来土壤食物网的研究历程与热点分析

利用文献计量学方法,研究1989—2018年来土壤食物网研究领域的热点内容,概括土壤食物网的研究脉络及国际土壤食物网未来的研究方向。结果显示:土壤生物多样性、食物网的碳氮循环功能及管理方式对土壤食物网结构的干扰是现在研究热点,而土壤食物网功能多样性、系统稳定性、及土壤食物网对全球变化的响应则是新兴的研究方向。     

川西林盘植物群落结构历史变化特征分析——以成都市郫都区为例

林盘是川西平原地区一种极具特色的传统农村聚落形态,具有突出的农业文化遗产价值。植被是构成林盘的核心要素,了解植物群落的历史变化过程可以为传统林盘的保护工作提供科学依据。本研究首先通过查阅历史资料掌握传统林盘植物群落的结构特征,然后选取成都市郫都区4个林盘样地和3个灌渠边林地进行植物群落调查,从而比较不同时期林盘植物群落结构。调查结果显示,目前林盘植物群落结构发生的主要变化包括乔木层中的传统优势种杉木、楠木及柏树被黑壳楠取代,林盘植被趋向单一化;竹类的物种丰富度下降明显,竹林退化严重;灌渠林地中桤木及柏树被枫杨和构树取代,竹类基本消失。川西平原地区社会和经济的变迁破坏了传统农业系统中人口、耕地和林盘之间的平衡,从而导致了林盘植被群落结构的改变。