植物功能性状及其叶经济谱对硬化地表的响应

为探究植物叶功能性状及其叶经济谱对城市硬化地表的响应,以北京市典型绿化树种白蜡(Fraxinus chinensis)、国槐(Sophora japonica)和栾树(Koelreuteria paniculata)为研究对象,选择城市环境中典型的3种地表类型:自然地表(CK)、透水硬化地表(T1)和不透水硬化地表(T2),测定其地表温度、土壤含水率及植物叶功能性状等指标。结果表明,硬化地表极显著地升高了城市地表温度(P 0. 01),且由大到小表现为T1、T2、CK,而极显著地降低了土壤含水率(P 0. 01),由大到小表现为CK、T2、T1;城市生态环境中,硬化地表对国槐和栾树的影响主要源于高温胁迫,而对白蜡的影响主要源于T2的干旱胁迫; 3个树种叶功能性状间表现出相对一致的生态对策,以适应城市环境的变化,叶绿素含量与比叶面积呈显著正相关(P 0. 05),且分别与叶干物质含量、叶组织密度呈极显著负相关(P 0. 01),叶干物质含量与叶组织密度呈极显著正相关(P 0. 01)。全球叶经济谱也存在于城市生态系统中,且总体上向快速投资收益型一端偏移,城市生态环境中植物通过减小气孔密度和比叶面积、缩小气孔面积、增加叶干物质含量和叶组织密度等策略,来适应城市生态系统中的高温、干旱等特殊生境。因此,在城市绿化植物的选择及配置上,建议根据其生态权衡规律,选择耐高温、耐旱的树种,同时通过增加降温、灌溉,减少生长季修枝等措施来降低不利影响。     

黑土区水稻光合物质生产特性对耗水过程的响应

为了探究黑土区水稻光合物质生产特性对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U_7(7~6)均匀试验设计,解析了各生育时期耗水量(ET_1～ET_6,分别表示分蘖前期、分蘖中期、分蘖后期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期耗水量)对水稻光合物质生产特性的影响。结果表明:ET_1、ET_6对水稻成穗率影响不显著,ET_2～ET_5对水稻成穗率有显著影响,其影响由大到小依次为ET_4、ET_5、ET_3、ET_2;ET_3与叶面积指数呈显著正相关;叶片光合势对ET_4的响应最为敏感;ET_3与有效叶面积率呈显著正相关,ET_4与有效叶面积率、高效叶面积率的正相关关系达显著水平(P0.05);ET_5与阶段最大干物质积累量及群体生长速率呈显著正相关;ET_1、ET_3和ET_6对茎鞘物质输出率影响不显著,ET_2、ET_4和ET_5对其影响达显著水平(P0.05),其影响由大到小依次为ET_5、ET_2、ET_4;对于茎鞘物质转化率,ET_1、ET_4对其影响不显著,其他时期耗水量对其影响达显著水平(P0.05),其影响由大到小依次为ET_5、ET_6、ET_3、ET_2,ET_3对茎鞘物质转化率的影响为负效应;叶片气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量与净光合速率均存在线性关系,胞间CO_2浓度与净光合速率呈二次函数曲线关系;叶片叶绿素含量、净光合速率对ET_4、ET_5的响应关系均达极显著水平(P0.01),ET_3对净光合速率存在显著负效应。     

西北旱区制种玉米干物质与氮分配对水氮胁迫的动态响应及模拟

为了量化水氮胁迫对西北旱区制种玉米干物质分配与氮分配的影响,建立水氮胁迫条件下器官间干物质与氮分配模型。本试验设置3种灌水水平,分别是充分灌溉(W1)、轻度水分胁迫(W0.75)和重度水分胁迫(W0.5),并设置3种施氮水平,分别是150 kg/hm~2(N150)、75 kg/hm~2(N75)和0 kg/hm~2(N0)。分析了水氮胁迫对器官间干物质与氮分配系数的影响,构建了干物质与氮分配动态模型。试验结果表明:茎分配系数呈单峰曲线,茎氮分配系数随生育期推进逐渐下降;叶分配系数与叶氮分配系数均呈下降趋势;穗分配系数与穗氮分配系数逐渐增加。总体上,茎分配系数大于茎氮分配系数,叶分配系数小于叶氮分配系数,穗分配系数小于穗氮分配系数。氮胁迫对制种玉米干物质分配与氮分配关系无显著影响。水分胁迫提高茎分配系数与氮分配系数;水分胁迫条件下叶与穗分配系数与叶氮分配系数均显著低于充分灌溉处理。叶分配系数与氮分配系数随着有效积温呈Logistic函数变化;穗干物质分配系数随有效积温呈指数递减变化。模型能够较为准确的模拟整个生育期的分配系数动态变化规律。     

不同灌水及施肥措施对冬小麦生长及产量影响的试验研究

为了探明水肥对小麦生长和产量的影响,于2011—2014年在山西省临汾市灌溉试验站进行冬小麦田间试验,研究了不同水肥条件对冬小麦叶面积、干物质量、产量等的影响以及施肥量、水量与产量之间的关系。结果表明,改善水氮状况,可以有效提高植株的叶面积,处理3各时期的叶面积的平均值比处理2高出32.3%。在灌溉供水相对受限或降水相对较少的2012—2013年度,水是限制氮肥肥效发挥的一个重要因素,各不同施氮处理之间干物质量差异不显著(P0.05),且该年份的处理2地上干物质量增加较缓慢,在3个年度中是最低的。在相同的供水水平下,施肥量与小麦产量呈抛物线关系,且氮肥用量与供水量之间有明显的正交互作用。在冬小麦的生长培育过程中,通过改善水氮条件,可以有效提高其叶面积及干物质量,达到高产高效的目的。     

水氮互作对盆栽番茄生长发育和养分累积的影响

为探讨不同水氮供应对番茄生长发育和养分吸收的影响,以日光温室盆栽番茄为研究对象,研究3种灌溉水平(灌水下限分别控制在田间持水率的50%、65%、80%,分别记为I1、I2和I3)和4种施氮水平(N和土壤质量比为0、0. 13、0. 27、0. 40 g/kg,分别记为N0、N1、N2和N3)对番茄生长发育、生物量、组织含水率和养分累积量的影响。结果表明:叶面积、茎粗和株高均随灌水量的增大而显著增大,随施氮量的增大呈显著的先增大后减小趋势,且N1时各灌溉水平的生长指标均最优;茎和叶含水率在各处理间无明显规律,而果实含水率随灌水量的增大而显著增大,随施氮量的增大而显著减小;茎、叶和果实的干物质量均随灌水量的增大而极显著的增大,随施氮量的增大呈先增大后减小趋势,N1最有利于干物质的形成;水分胁迫(I1)条件下增施氮肥有助于各组织对全氮(N)、全磷(P)和全钾(K)的吸收,且养分更多的用于生殖生长,各组织对养分吸收的施氮阈值为0. 13 g/kg(N1);地上组织N、P、K累积量与干物质量呈极显著正相关,与对应的养分含量呈显著的负相关(N和K除外),与组织含水率的相关性不显著,且N累积量与P、K累积量均呈极显著的正相关,故增施氮肥可以促进番茄对养分的吸收,特别是促进对K的吸收。与N1I3处理相比,N1I2的果实干物质量、N累积量和K累积量分别下降了3. 04%、10. 67%和12. 08%,但可节约用水25%,因而灌溉控制下限为田间持水率的65%(I2)和施氮水平为0. 13 g/kg(N1)为最优水氮组合模式,可实现节水、省肥功效,合理调控株型,为产量形成和品质的优化奠定基础。     

覆膜与施氮对花生生育中期叶绿素和光合特性的影响

为探究覆膜与施氮对花生生育中期叶绿素、光合特性的影响,设置不覆膜(B)和覆膜(F)与施氮水平(N0、N1、N2、N3、N4、N5)组合,研究不同组合处理对花生生育中期叶绿素、光合特性的影响规律。结果表明,花针期,与不施氮相比,施氮能提高叶绿素含量,B处理下叶绿素含量随施氮水平提高而提高,F处理下叶绿素含量随施氮水平提高呈先提高后保持稳定的变化趋势;施氮能提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,施氮水平N4均达到峰值;相同施氮水平,覆膜能显著提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度;此时期施氮影响的效果较弱,覆膜发挥主导作用。结荚期,与不施氮相比,施氮能显著提高叶绿素、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,施氮水平N2均达到峰值,说明0～120 kg/hm~2内,施氮水平和叶绿素、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度成相互促进的关系,而超过此范围,四者与施氮水平成抑制的关系。胞间二氧化碳浓度随施氮水平的增加先减小后增加,与净光合速率随施氮水平的变化趋势相反。相同施氮水平,覆膜能提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,但较施氮影响更加微弱,远低于花针期内的提高效果,覆膜影响的效果减弱,施氮水平发挥主导作用。     

辽西地区3种灌木的水分利用效率和叶性状特征

大扁杏、中国沙棘和黑果腺肋花楸是辽西地区的主要造林灌木树种。本文利用稳定同位素技术测定3种灌木叶片的稳定碳同位素比值（δ13C值）,分析它们的长期水分利用效率（WUE）;并结合3种灌木的叶性状研究,分析水分利用效率与叶性状各因子之间的相关性,探讨3个造林灌木树种在水分胁迫条件下的生理响应特征。结果表明：3种灌木的水分利用效率差异显著（P＆lt;0.05）,其中,中国沙棘水分利用效率最高,大扁杏次之,黑果腺肋花楸最低;叶性状各因子之间相关性显著;水分利用效率与单位重量叶氮浓度（Nmas ）、比叶面积（SLA）和全碳含量呈正相关,与单位面积叶氮浓度（Narea）和C/N呈负相关。水分利用效率和叶性状特征的研究结果表明3种灌木分别采取了不同的生理策略来适应水分胁迫环境。     

微生物菌剂对水稻产量及土壤养分的影响

为了验证微生物菌剂(微藻营养液)在提高水稻产量和培肥地力方面的作用,本试验设置常规施肥(T1)和常规施肥增施微生物菌剂(T2)两个处理,比较了不同处理下水稻收获时期土壤理化性质、水稻农艺性状、产量及产量构成因子间的差异。结果显示,增施微生物菌剂能显著提高土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,显著增加水稻每株分蘖数、有效穗、千粒重和产量(P<0.05),显著提高水稻叶面积(P<0.01)。本试验结果说明,该微生物菌剂在提升土壤肥力、提高水稻产量方面有明显的效果,可为下一步该微生物菌剂在水稻上的推广应用、实现化肥减量提供依据。     

氮素形态及水分胁迫对不同水稻品种苗期生长的影响

氮素调控对水分胁迫条件下水稻生长发育具有显著影响,但不同供氮形态调控水稻水分胁迫的生理机制尚缺乏深入研究。以籼稻品种(汕优63、扬稻6号)和粳稻品种(86优8、武运粳7号)为研究材料,采用室内营养液培养和聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫处理,于不同供氮形态(NH+4-N和NO-3-N)条件下,研究不同氮素形态及水分条件对不同水稻品种苗期生长发育和光合特性的影响。结果表明,在两种水分条件下,供NH+4-N处理水稻生物量均显著高于供NO-3-N处理,在干旱胁迫条件下表现出较强抗旱性。与非水分胁迫条件相比,模拟干旱胁迫条件下供NH+4-N处理水稻蒸腾速率和气孔导度表现为增加的趋势,且叶面积和叶绿素含量没有显著影响,但供NO-3-N处理水稻的叶面积和叶绿素含量显著减少,进而引起供NO-3-N处理水稻净光合速率和干物质量显著下降。与非水分胁迫条件相比,模拟水分胁迫条件下粳稻品种生物量和叶面积均显著下降;但对籼稻品种而言,生物量和叶面积对水分胁迫的响应受氮素形态的显著影响,其中供NO-3-N处理模拟水分胁迫条件下显著降低,而对供NH+4-N处理没有显著影响。因此,籼稻品种在供NH+4-N条件下能够维持较高的叶片净光合速率和蒸腾速率,从而具有较强的抗旱能力。     

下辽河平原区土壤氮素时空变异特点研究

运用GIS技术空间分析功能与地统计分析相结合方法,对下辽河平原区土壤正相关性较高的全碱解氮进行时空变异特点研究。结果表明:1979―1982年和2005―2013年期间各地区氮素含量量间均呈极显著正相关关系(P0.01),增速规律基本一致,60%以上耕地土壤碱解氮等级得到提升,含量总体提高20%。     

非充分生态约束条件下水库生态调度模型研究

在不影响水库原有防洪及供水目标前提下,为了降低水库对河流生态系统的影响,针对部分调度模型存在调度结果满足最小生态流量约束而不满足适宜生态流量约束的情况,提出了以最小生态流量约束调度结果为基础,逐步向适宜生态流量约束靠近的非充分生态约束流量求解方法,并引入松弛变量,建立了生态保证程度与发电量的关系,通过对比Kmin法和Kmax-1法的Tennant评价结果确定水库生态调度的最佳平衡点,以此作为非充分生态约束条件下的尼尔基水库生态调度模型。结果表明,生态流量约束值还有很大的提升空间,不宜直接选取最小生态流量约束的调度结果作为调度方案;新的调度模型可以有效解决此类生态调度问题,给决策者提供更合理的调度方式,6种生态约束条件下的生态保证程度分别可提高60%、80%、40%、60%、70%、70%,电量损失率仅为2.01%、1.13%、1.28%、1.47%、2.16%、2.08%。     

植物—微生物组合式生态沉床对地表水体生态修复效果研究

设计了一种以沉水植物菹草为核心的植物-微生物组合式生态沉床,用以修复处理地表富营养化水体。研究在一个周期(10d)的时间内,植物-微生物组合式生态沉床对富营养化水体中COD、NH+4-N、NO-3-N及TP的去除效果。结果显示,在附加水力搅拌下,植物-微生物组合式生态沉床对富营养化水体COD去除速度较快,2d去除率即达到73%,到第6d去除率即可达到80%以上;对TP的去除率在6d后基本稳定为60%左右;对NH+4-N的去除率在2d后基本稳定在40%~50%;NO-3-N的去除率在6d后稳定在60%。可见,该组合沉床可以很好的吸收富营养化水体中的氮磷营养盐和COD,是处理和净化富营养化水体的有效方法。     

基于生态足迹的德州市土地承载力评价

将生态足迹方法应用于德州市土地承载力评价,结果表明:2002~2006年,德州市人均生态承载力由0.493 7 hm2增长为0.560 2 hm2,年均增长2.69%;人均生态赤字由1.174 hm2增加到3.067 hm2,年均增长32.25%,人类活动对自然生态系统的影响已经超出了当地生态承载力的限度,人地关系趋于紧张。最后对生态足迹应用与土地承载力评价进行了讨论。     

基于生态需求评价的北京市生态区位划分研究

从生态需求角度从发,选择生态经济协调度、生态稀缺程度、人文发展水平作为评价指标,在对分指标进行评价的基础上,采用多指标条件判定法进行北京市生态需求程度评价,并据此划分了3个生态分区。结果显示,北京人均生态系统服务价值差距较大,从中心城区到远郊区,生态资源愈来愈稀缺;生态经济协调度中,轻度协调的区域大多位于北京北部的生态涵养区,而首都核心功能区和城市发展新区的经济协调程度多属于轻度冲突;人文发展水平从中心城区到远郊区逐渐降低;生态需求程度从中心城区到远郊区逐步降低。根据生态分区的生态需求不同,针对不同区位的特点提出了生态环境建设的建议,研究可以为区域土地资源合理规划布局与调整、生态用地配置和生态环境保护提供参考和依据。     

基于蒲河流域生态功能的生态需水量计算

生态需水量的研究是水资源合理配置和生态环境建设的重要理论基础。以蒲河流域为例,根据北方河流生态需水量在年型和年内的变化规律,分析河流生态环境功能。利用基流比例法和近10a的最枯月平均流量法分别计算河道生态需水量和河道的自净需水量,得到生态基流范围在0.57～7.64m3/s;经分析得出保持河道需水量和对污染物的自净能力的河流最小生态基流量为0.57m3/s。试验结果可为流域规划和生态调度提供必要的依据。     

现代生态河道整治研究

河流作为一个生态系统提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能。生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗和恢复能力,才能长期为人类社会服务。因此保证河流的生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证之一。本文系统总结了国内外生态河道治理的发展历程,提出生态河道治理的设计要点以及在当前治理过程中所应用的生态修复技术,并指出国内河道整治过程中出现的问题,为我国生态河道治理与研究提供了参考。     

我国生态农村建设之探索

从农村的生态环境、基础条件和农民意识等方面,探讨了农村生态环境存在的问题,指出了加快农村生态建设的重要性,提出了加强乡镇企业环境综合整治、完善体制机制建设、发展生态农业、开展生态文明教育等措施。针对我国农村生态建设的现状和特点,探索出一种适合我国农村实际情况的可持续发展模式,即以经济发展为基础,以科技应用为支点,以政府干预为手段,以制度创新为引向,以法制完善为保障,以意识提高为导向的生态农村建设。     

基于生态足迹的生态清洁小流域评价研究

生态清洁小流域治理是小流域综合治理的发展和完善,是我国"社会主义新农村建设"的重要组成部分.近年来我国开展了水土保持生态清洁型小流域试点工程,取得了较好效果.采用改进的生态足迹方法评价生态清洁小流域建设效果,将小流域生态足迹分为生物资源账户生态足迹、能源消费账户生态足迹、污染消纳账户生态足迹3部分,从而为建设生态清洁小...     

生态工程在山区生态村建设规划中的应用-以安吉县高坞岭村为例

随着我国生态省建设的不断推进,其基层组织形式—生态村的建设日趋广泛。如何有效地进行生态村的规划,更好地指导村庄开展生态建设,已经成为了一个倍受关注的问题。为此,从生态工程的理论、原则及其实际应用的角度出发,以安吉县高坞岭村为例,构建村庄生态经济链,并规划实施污水处理、固废处理、资源利用、水环境综合整治和绿色有机农产品等多项生态工程,为山区休闲度假特色的生态村建设规划提供参考。     

内蒙古海拉尔河流域生态足迹与生态承载力变化

为量度区域可持续发展态势,本研究以海拉尔河流域为研究对象,使用生态足迹供需模型对其生态建设和流域可持续发展做出分析和评价。结果表明:2009年较2000年人均生态足迹增加了1.69hm2,人均生态承载力增加了0.09hm2,人均耕地面积增加了0.084hm2;2000年生态盈余为1.73hm2,而2009年生态盈余快速降低到0.13hm2,加剧了海拉尔河流域社会经济发展与生态环境压力之间的矛盾。