流沙河流域土地利用变化研究

流域土地利用/土地覆被变化是区域土地利用变化研究的重要内容。通过数字化1965年的地形图和对1976年、1988年、2003年三期L andsatM SS/TM/ETM卫星影像的解译得到西双版纳流沙河流域土地利用信息,进而在A rc G IS的支持下,采用土地利用转移矩阵和几种景观指数,结合该区域民族分布和传统习俗对流域土地利用变化进行分析。结果表明:流域的自然条件决定了土地利用的空间分布格局,但民族传统习俗的影响也很大:靠近坝区的山区居民以傣族为主,人口密度较大,森林覆盖率却较高;距离坝区较远的山区,主要是山地民族,人口密度小,但森林覆盖率也小,民族因素对森林以及其他土地利用类型的影响要大于人口因素。政策对土地利用的时间变化影响较大,从1965~2003年,流域的土地利用/土地覆被发生了很大变化,1965年、1976年、1988年和2003年4年中流域的主要土地利用类型都是有林地,但有林地面积在减少,受人类活动影响较大的土地利用类型面积在增加,人类活动对土地利用的干扰增强,土地开发利用强度有增大的趋势。     

金沙江流域云南段景观格局特征及其变化研究

金沙江流域是我国西部的生态脆弱区,植被受人为干扰程度较大.通过分析区内各植被类型的斑块规模与变化.可望得出人类活动对流域内植被的影响程度.研究基于TM遥感数据进行,首先,对金沙江流域云南段进行景观格局特征研究,分析该地区各植被类型的斑块数、面积,面积标准差和变异系数及该地区的斑块粒度等;然后,对比分析了流域内前后两期(相隔10 a)的植被与景观规模的变化.分析得出,流域内植被类型的斑块多为小斑块和中斑块,体现出植被景观的高度破碎化.经过10 a的变化后,暖温性针叶林等植被面积增加明显,充分反映出人工造林的成效;此外受人为活动影响后形成的次生性植被增多,说明人类活动对植被的不良影响.在植被总体面积增加的同时.区域内景观的斑块总数却有所减少,说明区域内有小斑块融合成大斑块的趋势.从两个时段植被景观斑块规模的变化可以看出,整个流域植被景观破碎的程度体现出减弱的趋势.     

玉溪市南盘江流域石灰岩地区景观格局变化研究--以江川县路居片区小流域为例

以江川县路居片区小流域1987-2003年土地利用现状图和万分之一地形图为基础，在地理信息系统软件MapGis6．6工作平台支持下．处理各种属性数据、图形数据等信息．建立空间信息库，提取相关土地利用现状和水土流失现状数据，建立各种数据信息库。选取了斑块数、平均斑块面积、斑块形状指数、破碎化指数、分维数、景观异质性指数和景观均匀度指数等指标进行研究分析。研究结果表明：17年间．景观斑块从124个增加到162个．土地利用现状类型增加较为明显的是坡耕地、疏幼林、岩石裸露地三种类型；水土流失现状各类型都有不同程度的增加．土壤侵蚀面积共增加了289．9hm^2。景观斑块个数增加，斑块平均面积出现不同程度的减少，景观斑块平均面积减少了5．7hm^2，景观破碎化指数1987年为0．914，2003年为0．922．破碎化指数增加，景观破碎程度加大。水土流失景观向多元化及破碎化方向发展。     

1986-2006年桂林市区景观格局演变分析

以遥感影像为主要数据源,利用3S技术,对1986-2006年间桂林市区景观格局变化进行分析.结果表明:20a间,桂林市区林地、建设用地、裸地呈增加趋势,农田、草地、水体呈减少趋势,建设用地的变化速度最快,景观变化最剧烈;从景观水平上看,斑块数、聚合度、多样性和均匀度指数呈增加趋势,平均斑块面积、边界密度、面积加权分维数和结合度呈降低趋势.从类型水平上看,林地破碎化降低、自然特征增加;农田破碎化加剧、趋向于分散经营;建设用地破碎化增加、集中化趋势明显;水体破碎化、复杂性均有所增加;草地变化剧烈.退耕还林政策的实施、果业种植和乡村旅游的发展、城镇扩张以及农业开发活动是景观格局演变的主要驱动因素.     

朱溪河小流域土地利用景观格局定量分析

朱溪河小流域属全国水土流失重点治理小流域,研究流域内的土地利用景观格局,对流域生态修复具有重要意义。基于“3S”技术,应用FRAGSTATS 3.3软件,分别从斑块类型水平及景观水平,对朱溪河小流域土地利用景观进行定量分析。结果表明:整个流域多样性指数和均匀度指数偏低,居民点及工矿用地、耕地、园地等受人类干扰程度较大的景观类型的破碎化程度较高,但无明显破碎化现象,流域景观比较完整。     

黄土丘陵油田开发区景观破碎化分析

利用遥感、GIS和CPS地面详查等手段对黄土丘陵区燕沟流域景观进行研究,对流域内油田开发土地占用及其与景观破碎化之间的关系进行分析。结果表明：油田开发占用土地面积相对较少,但主要以优质农业生产和生态建设用地为主;油田开发前后土地利用变化表现为林草地和耕地面积减少,交通、居民点及工矿用地和水域面积迅速增加;3个研究分区景观总体和景观类型的破碎化程度均为油田开发区（油区）〉全流域〉非油区,2003-2006年3年间,油区各景观类型破碎化指数显著增加,显示出油区景观破碎化程度增大;油田道路建设是油区景观破碎化的主要驱动力。     

南京市江北地区景观格局演变及驱动力分析

以南京市江北地区为研究对象,基于遥感及地理信息技术,利用江北地区1988年、1995年、2000年和2006年TM5数据以及2013年TM8数据,运用景观生态学原理,选取斑块数量、平均斑块面积、边缘密度、平均分维度指数、香农多样性指数、香农均匀度指数等进行分析,探讨南京市江北地区近25年景观格局演变特征及驱动力。结果表明:1988—2013年江北地区景观格局发生较大变化,城建用地、林地面积增加,耕地面积减少,其他略有波动;在人类干扰作用下,斑块聚合度与斑块结合度呈现下降趋势,多样性指数与均匀度指数呈现上升趋势,破碎化程度增加。人口增加、经济增长、工业发展及产业结构调整是南京市江北地区景观格局演变的主要驱动力。     

人为干扰下的古尔班通古特沙漠西北缘景观格局变化

为探究人类活动对古尔班通古特沙漠西北缘景观格局的影响,以2000、2011和2017年遥感影像数据为基础,运用ArcGIS等软件进行了分析,结果表明:①研究区以荒漠景观和草地景观等自然景观为主,占研究区面积的95%～99%,建设用地、农业用地和交通运输用地等人为景观面积仅占1%～5%,各景观类型中荒漠景观面积所占比例最大,其次为草地景观,交通运输用地景观面积所占比例最小;②从景观斑块水平看,建设用地、农业用地和交通运输用地等人为景观面积呈现逐期增加的趋势,荒漠景观和草地景观面积总体表现为逐期降低的趋势,所有景观类型形状均向着复杂不规则方向发展;③人类活动一方面占用了大量自然景观斑块,导致自然景观斑块面积降低,另一方面也促使荒漠景观和草地景观向着破碎化方向发展,但人为活动影响对整个研究区景观异质性影响处于较低水平。     

黄土丘陵县域尺度整体景观格局分析

以土地利用图为基础，利用GIS和统计分析相结合，选取景观优势度、景观形状指数、景观破碎度和平均景观斑块分维等指标．对黄土丘陵区安塞县景观空间分布和结构特征进行了分析研究。结果显示：人类活动对各种景观类型的优势度的影响十分显著，集中体现在坡耕地和荒坡地上，二者面积之和达到总面积的73．12％；随着人类活动影响的增强，景观破碎度指数呈显著增加趋势；斑块形状受地貌形态因素的影响更为显著，集中体现在有林地和荒坡地上，其形状指数值大于其它景观类型；随着斑块面积的增加，平均斑块分维数总体趋势呈缓慢上升。这些结果表明，安塞县目前的景观格局极不合理，不利于安塞县生物多样性的维持、生态环境的稳定和资源的可持续利用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

Current trends in conservation education in Japan

Conservation education (CE) is an important component of environmental education. Its goal is to teach the theory and practice of preservation and restoration of biodiversity affected by human activities so that people can increase their awareness of conservation issues and change their attitudes and behavior to promote environmental conservation.This paper describes two successful case studies to highlight trends in CE in Japan. One case is a project implemented to create “agricultural wetlands” that resulted in the establishment of a Ramsar Convention site comprised of a restored wetland and its adjacent rice paddy in a rural area near Sendai City in northern Japan. Rice paddy fields are a major component of Satoyama, which are traditional agricultural ecosystems in Japan and occupy 40% of the undeveloped landscape in Japan (Ministry of the Environment Government of Japan, 2007. Third National Biodiversity Strategy of Japan. Ministry of the Environment Government of Japan, Tokyo). Restoration of Satoyama and wetlands by local citizens is a key component of CE practices in Japan, where practical, hands-on, community-based learning is important. The second CE project, geared toward university students and citizens in Yokohama, restored degraded dragonfly ponds and created butterfly biotope in the second largest city in Japan. Restoration of habitat that is centered around highly visible, popular species such as dragonflies and butterflies also benefits other, less prominent species that share these habitats, yet allows residents to easily monitor the benefits of the project.     

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     

Variability in growth and nutrient accumulation in sorghum grown in waterlogged soils

Abstract

Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is a potential crop for use in lowland paddy soils following rice in the Philippines. Little is known about the variability in sorghum germplasm with respect to yield potential in these soils, or the alterations in mineral uptake which might occur if late season rains resulted in waterlogging. Eight sorghum cultivars including the most widely used Philippine cultivar were grown after rice under flooded or non‐flooded conditions. Flooding was initiated 30 days after seeding and terminated when most cultivars were at or near the boot growth stage. Flooding markedly reduced dry matter production, and delayed bloom date on the average of 5.5 days. Grain yield was reduced about 57% over all cultivars. Early maturing cultivars were not reduced in days to bloom as much as the late maturing types, and there was a significant cultivar x treatment interaction for both bloom date and grain yield. Later maturing cultivars outyielded the other cultivars at physiological maturity in both flooded and non‐flooded conditions. Concentrations of the major nutrients N, P, K, Ca, Mg, and S were decreased in foliage at the boot stage due to flooding. The only nutrient to fall below published “critical” levels in leaf tissue, however, was N, and plants growing in these conditions showed classical N deficiency symptoms. Iron and Mn concentrations were significantly higher in foliage at the boot stage with flooding, but not high enough to be considered toxic. Most differences observed at boot still existed at maturity, but of less magnitude. Marked variability existed in the response among cultivars to waterlogging. It would appear that flooding tolerant genotypes could be selected which would improve existing cultivar choices for use in these difficult soils.     

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.