大豆作物降水利用率与生产潜力的研究

结合《国家旱作农业示范区建设项目》的实施，在内蒙古东部区四盟市的七个示范区旗市开展了该项研究工作。历时三年，调查了1978～2001年的降水和粮食产量资料，并进行了相关分析，建立了大豆作物的降水生产潜力模型。     

秦州区水土保持林建设生态效益价值评估

生态效益的评价和核算对评价生态工程的建设效果至关重要。综合运用专家咨询、理论分析和频度分析3种方法,建立了秦州区水土保持林生态效益评价指标体系,使用市场价值法、碳税法、影子工程法、机会成本法和替代法等方法,对该区水土保持林年生态效益进行了价值核算。结果表明：秦州区水土保持林建设具有巨大的生态效益,核算后的总生态价值约为224197．48万元,其中,水圈生态效益9806．27万元,土圈生态效益65676．65万元,气圈生态效益137889．25万元,生物圈生态效益10825．31万元。该评价方法可为相似类型区水土保持林建设效益评价提供参考。     

模糊推理与神经网络、遗传算法在系统预测中的应用

近年来，原来并没有什么必然联系的模糊理论和人工神经网络有了较多的结合．这是由于在模糊系统设计涉及到的3个问题：第一，模糊规则的选取}第二，模糊概率函数（隶属函数）的确定；第三，模糊决策算法的决定．这在有些系统中并不是十分明确的，而人工神经网络却不需要人为干预，而只需通过实际输入、输出数据的学习即可得到其决策．但是人工神经网络也有其缺点，它不够稳定，单独使用确定度不是很高，而且神经网络中所使用的BP算法有其限制性，只能得到局部最优解． 因此，我们将模糊理论与神经网络相结合，根据其预测值与实际值的误差选取适当的权重，建立二者对预测结果的影响关系的模型，用于系统预测．在神经网络中，把BP算法和遗传算法结合起来，得到全局最优解．     

北京市3种典型森林类型林内植物源挥发性有机物变化特征

【目的】揭示北京市九龙山国家森林康养基地典型森林类型BVOCs时空变化特征及其影响因素,以期为森林康养基地建设提供数据和理论支撑。【方法】以北京九龙山森林康养基地核心区的油松纯林、侧柏纯林、山楂-日本落叶松混交林为研究对象,采用主动采样法测定不同森林类型内BVOCs的组成,分析主要BVOCs的时空变化规律及气象要素、空气负离子对其的影响。【结果】秋季北京九龙山森林康养基地核心区3种典型森林类型林内BVOCs成分组成大致相同,且均以芳香烃、酯类、烷烃、醛类物质为主,而烯烃类物质较少;不同林分类型BVOCs组分日平均相对含量仅烯烃存在显著差异,且针叶纯林显著高于针阔混交林,其他BVOCs组分相对含量无显著差异;3种林分空气中萜类化合物的相对含量总体较低,且除叶绿醇为针阔混交林相对含量较高外,其他均为针叶纯林高于针阔混交林;针阔混交林一天内不同时间段林内BVOCs相对含量无显著差异,而针叶纯林林内仅萜类、烯烃、醇类物质存在明显的“单峰型”日变化规律,即12:00最高,而9:00、15:00较低;一天内相同的时间,针叶纯林林内萜类、烯烃类、醇类物质显著高于针阔混交林,其他物质无显著差异;5种环...     

秦川牛在不同立地条件下生长发育及肉用生产性能的比较研究

本文通过对秦川牛在不同立地条件下生长发育及肉用生产性能的比较研究,得出如下结论：秦川牛在陕西关中、陕北、陕南、西北、西南、东北6个地区的繁殖和发病情况无大的差异,说明秦川牛在这些地区有良好的适应性,秦川牛的生长性能（体尺指标）在原产地陕西关中地区明显优于其它非原产地地区。陕西关中地区30月龄秦川牛的宰前活重、胴体重、肌肉重,屠宰率、净肉率、肉骨比分别迭到481．67kg、250．83kg、227．31kg、54．159,6、48．61％和8.51：1,均极显著高于其它地区,大理石花纹等级仍以陕西关中地区秦川牛肉为最优,评分等级为3级,其它地区为5-6级;秦川牛公牛屠宰性能指标优于母牛,陕西关中地区秦川牛眼肌面积达到74．33cm2,极显著的高于其它地区;秦川牛牛肉的干将质含量在30．039,6～32．69％之间,陕西关中地区显著高于其它地区,粗蛋白含量在21．66％～24．25％之间,陕西关中和辽宁显著高于其它地区;粗脂肪含量在5．689,6～6．42％之间,陕西关中、贵州和甘肃秦川牛肌肉间脂肪含量显著高于其它地区。各地之间的粗灰分和钾、钠、钙、锌、铁、锰等矿物元素含量基本一致（P〉0．05）;不同地区秦川牛胴体脂肪酸含量不尽相同。不饱和脂肪酸和必需脂肪酸含量陕西关中和甘肃的秦川牛肉极显著地高于陕北、贵州和辽宁地区（P〈0．01）;而饱和脂肪酸的含量变化正好相反;不同地方的秦川牛的各种氨基酸含量基本一致,同种氨基酸在不同地区秦川牛间差异不显著（P〉0．05）。     

正交法优化白平菇深层培养基的研究

采用液体深层培养的方法,研究了白平菇对碳氮源的利用情况,并以三因素三水平的正交试验进行了培养基配方的优化。结果表明:最适碳源为红糖、乳糖、淀粉,最适氮源为麦麸、酵母粉、蛋白胨,最适碳氮比为20~30∶1,最适培养基为红糖1.5%、麦麸3%、硫酸镁0.1%。     

1992—2015年呼伦贝尔草原区不同草地类型分布时空变化遥感分析

【背景】 呼伦贝尔草原作为我国温性草原的重要组成部分,其独特的地理位置、典型的生态及气候特点、代表性的生产方式决定其在草原畜牧业生产中的重要地位,同时也是我国北方的绿色生态屏障,发挥着生态缓冲区功能。草地作为重要的陆地生态系统之一,在农牧业生产、生态及环境保护、气候变化等方面具有重要的意义。【目的】 明确不同草地类型的空间分布及变化规律,为草地研究及管理提供依据。【方法】 以呼伦贝尔草原区不同草地及地物类型为研究对象,以1992年、2015年遥感影像为数据源,采用支持向量机、面对对象分类法获得研究区地物类型空间分布数据,以地统计方法分析时空变化特征,结合植物-生境学分类法划分地带性草地类型潜在分布、社会统计数据、地物类型转化过程分析气候变化、人类活动对草地类型分布的影响。【结果】 研究区耕地、林地、沙地碱地、人工表面4种地物类型面积增加,草地、水体面积减少。草地作为研究区最大的覆盖类型,1992年、2015年分布面积为7 601 258 hm²、7 148 085 hm²,减少幅度5.96%。研究区分布典型草原、草甸草原、低地草甸、山地草甸及沼泽,前3种草地类型分布面积较大,共占研究区总面积70%以上,后2种草地类型分布面积相对较少,占2%左右。除典型草原面积增加外,其他草地类型面积减少,典型草原面积增加283 790 hm²,增加幅度7.12%;草甸草原减少面积最大,减少563 439 hm²,减小幅度28.72%。研究区水分状况相对较湿润的草地类型向相对干旱的类型转换占据主导地位,1992—2015年转移面积466 687 hm²,水分状况相对较干的草地类型向相对湿润的类型转移面积212 330 hm²。【结论】 呼伦贝尔草原区不同草地及地物类型空间分布变化较为剧烈,气候变化的影响具有趋势性、长期性、难恢复性,人类活动的影响具有破碎性、可逆性、易恢复性。     

基于分子生态学网络分析松嫩退化草地土壤微生物群落对施氮的响应

【目的】 氮素输入影响着全球草地生态系统的可持续性,关注施氮对土壤微生物群落的影响及其分子生态网络,为草地退化修复提供理论依据。【方法】 以松嫩退化羊草草地为研究对象,通过施氮和未施氮处理,利用高通量测序和随机矩阵网络构建理论构建土壤微生物群落分子生态网络。探讨氮素管理对退化羊草草地土壤微生物群落结构及网络的影响,氮添加条件下微生物网络结构中的关键微生物变化规律,以及该过程中微生物之间的互作关系,解析外源氮素添加条件下土壤细菌动态变化的关键结点和规律。【结果】 在门分类水平上施氮处理草地有细菌门22个,未施氮处理23个。7个菌门是施氮和未施氮处理草地的优势菌门,其中变形菌门（Proteobacteria）是含有OTU数量最多的门类,约占总序列的30.46%,酸杆菌门（Acidobacteria）是含有OTU数量次之的门类,约占总序列的30.15%,芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）是含有OTU数量第3的门类,约占总序列的8.14%,放线菌（Actinomycete）约占总序列的6.15%,绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）三者约占总序列的17.16%。施氮处理草地土壤微生物中的变形菌门、放线菌门、拟杆菌门的相对丰度均显著高于未施氮处理草地土壤（P<0.01）;未施氮草地土壤中绿弯菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门相对丰度显著高于施氮草地土壤（P<0.01）,其他各门细菌施氮与未施氮处理间未呈现出显著差异。表征网络的正向连接比、平均路径长度、平均聚类系数和模块性均为施氮处理显著低于未施氮处理（P<0.001）。在土壤的分子生态网络中,未施氮处理有16个模块枢纽（Zi>2.5,Pi≤0.62）,施氮处理有6个模块枢纽,均属于酸杆菌门、芽单胞菌门和放线菌门。施氮导致土壤微生物种间关系改变,进而改变土壤整体生态网络。【结论】 施氮降低了退化草地土壤网络结构的复杂程度和紧密性;降低了退化草地土壤中的酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度,提高了变形菌门、放线菌门和芽单胞菌门相对丰度。土壤中微生物关键物种（OTU）由16个（未施氮）减少为6个,且二者土壤中均没有重叠OTU,这表明施氮调控微生物群落网络的关键物种,进而改变其分子生态网络结构。     

北方草地及农牧交错区草地植被碳储量及其影响因素

【目的】 草地生态系统在全球碳平衡中有重要的意义,草地植被碳库及其变化机制研究是植被生态学的重要命题。本文研究北方草地和农牧交错区草地植被碳密度及其空间格局,解析不同区域草地植被碳密度的关键影响因素,分析了气候、土壤、放牧等因素对地上地下植被碳库的相对贡献。【方法】 基于2002—2009年北方草地及农牧交错带草地植被调查数据,结合同期MODIS/NDVI遥感影像和1﹕100万草地类型图,建立了我国主要草地类型的生物量估算模型;整合野外考察数据和前人研究结果,探讨了研究区地上地下生物碳库及其空间格局;基于研究区255个县级行政单元,分析了不同类型草地植被碳库与气候要素、土壤要素及家畜承载量的关系,应用一般线性模型（GLM）解析了不同影响因素对草地碳密度的相对贡献。【结果】 （1）北方草地与农牧交错区草地地上平均生物碳密度为36.9 g C·m^-2,地下生物碳密度为362.9 g C·m^-2,地下生物碳密度高于地上10倍,均呈从东到西递减的趋势,频率分布图基本服从对数正态分布,不同草地类型的生物碳密度存在明显差异;（2）整个研究区及草原亚区、荒漠亚区、农牧交错亚区内,地上生物量与年降水量（MAP）呈极显著正相关、与年均气温（MAT）均呈极显著负相关,与土壤黏粒含量（Clay%）呈显著正相关、与土壤砂粒含量（Sand%）呈显著负相关,整个研究区家畜承载量与草地地上生物量之间呈极显著正相关;（3）一般线性模型（GLM）分析结果表明,年平均降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤黏粒含量（Clay%）、放牧强度对地上生物量空间变异的解释率分别达到29.6%（P<0.001）、5.8%（P<0.001）、0.8%（P<0.05）、1.3%（P<0.001）;地下生物量的空间变异主要来自于年降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤砂粒含量（Sand%）,对方差的解释率分别达到12.1%（P<0.001）、6.8%（P<0.001）、1.9%（P<0.005）,放牧强度没有明显贡献。【结论】 气候条件尤其是年降水量是草地生物量碳库的主要影响因素,但对地上生物量影响更为明显;土壤质地对植被生物碳库也有显著贡献,尤其对地下生物量的影响更加显著;放牧强度只能解释地上生物量变化的1.3%、对地下生物量没有显著贡献,这一发现意味着气候对生物量碳库的贡献远大于放牧影响。     

半干旱牧区天然打草场生产力时空变化及对气候响应分析

【目的】 定量评估半干旱牧区天然打草场的生产能力,分析天然打草场的退化程度,明确气候因子对打草场生长过程的影响。【方法】 利用Miami和Tharnthwaite Memorial模型计算2000—2017年半干旱牧区天然打草场气候生产潜力,并结合近18年的中分辨率成像光谱仪（MODIS）净初级生产力（NPP）产品（MOD17A2H）进行分析。【结果】 2000—2017年半干旱牧区天然打草场实际生产力与潜在生产力均随降水增加呈上升趋势,天然打草场18年平均实际生产力和潜在生产力分别为295.24和557.79 g C·m^-2·a^-1。按不同草地类型分析,气候生产潜力与实际生产潜力均以草甸草原最高,分别为589.68 g C·m^-2·a^-1和349.78 g C·m^-2·a^-1,山地草甸的气候生产潜力最低,为518.72 g C·m^-2·a^-1,而实际生产潜力以典型草原最低,仅为269.52 g C·m^-2·a^-1。从变异系数来分析,气候生产潜力与实际生产力均以草甸草原最稳定。从年际变化率分析,草甸草原的气候生产潜力的上升速率最高,为6.30 g C·m^-2·a^-1,实际生产力以山地草甸上升速率最高,为4.44 g C·m^-2·a^-1。实际生产力对降水的响应高于温度,其中95.88%的打草场与降水呈显著正相关关系,与温度呈负相关的区域仅占总面积的5.70%,且不同草地类型的实际生产力均与降水在P<0.001水平呈显著正相关关系。【结论】 天然打草场气候生产潜力呈由西向东递增的地带性规律,而实际生产力受水热条件的影响,以大兴安岭为中心向东西两麓逐渐递减,其对降水的响应高于温度,水分条件是该区植被生长的限制因子;年均气候资源利用率的分布规律与实际生产力相同,平均气候资源利用率为55.09%;以草甸草原打草场的气候资源利用率最高,高达60.34%,同时也是退化速度最高的草地类型。