土壤生态系统耗散结构变异规律研究的理论与方法探讨

根据贝塔朗菲系统自生长的微分方程 ,可建立表征土壤生态系统动态变化的动力学方程 :dx/dt =(f-s)x-bx2 ,t为时间 ,x为土壤微生物数量 ,f为其繁殖系数 ,s为死亡系数 ,b为饱和系数 .其解 (1)x=x0 e(f-s)t,(2 )x =(f -s) /b.方程 (1)表明 ,如s>f,则当t→∞时 ,x→ 0 ,表明土壤生态系统处于热力学分支 ,将向退化的方向发展 ;方程 (2 )表明 ,如f>s ,其临界点x =(f -s) /b ,如x>x ,则表明土壤生态系统处于耗散结构分支 ,将向进化的方向演替     

农田生态系统生产力演变及驱动力

 依据农田生态系统水、肥、产量关系长期田间定位试验资料,系统分析了旱作农业区农田生态系统生产力及其限制因子的演变过程,探讨了对限制该区生产力提高的水、肥因子的主次及转化问题。结果表明,生产力水平较低时,肥是首要限制因子;随着化肥投入的增加和生产力水平的提高,水分因子逐渐转化成为首要限制因子。化肥和地膜覆盖栽培是该区生产力跃升和稳定的主要驱动力。     

农田生态系统健康评价指标体系的探讨

生态系统健康是近十余年来新出现的极具潜力的研究领域，它是生态系统服务的基础，是环境管理的新目标和新手段。农田生态系统是典型人工生态系统，其健康状态要求达到管理科学、结构合理、环境有利、具有高生产力和强持续力，融入自然生态系统的物质、能量循环，为人类社会提供健康、安全、优质、多样的食物原料．恰当、有效地现实其服务功能。评价农田生态系统的健康，要求根据设定的管理目标进行微观与宏观相结合的综合评价。指标的选择需要全面考虑生态环境、社会经济和人类健康等因素。评价指标标准的划分应采用国际标准和通用方法。笔者在探讨了以上农田生态系统健康概念架构与基本属性的基础上，寻求对其进行整体性评价的适宜指标。利用层次分析法，将评价目的设定为实现可持续的健康高效农田生态系统，以结构指标、环境指标、生产力指标、持续力指标和管理指标建立起农田生态系统健康评价指标体系．并给出了评价指标标准。     

基于生态系统服务的附属农用地生态景观模块化设计研究

农用地为人类提供的多元功能很大程度上取决于农用地的生态系统服务功能,对农业生态景观进行科学合理设计是提升农用地生态系统服务的有效途径之一。但是,占据一定面积的附属农用地在现有的农用地生态景观设计中常被忽略。为了有效发挥附属农用地的生态景观效应,增加农用地物种丰富度和相关生态系统服务,以生态系统服务作为切入点,对田坎、田间道路、沟渠和护坡等附属农用地的生态景观设计进行研究,重点研究附属农用地生态景观的模块化设计方法。研究结果提出了5大类10种景观设计模块,并对其生态和景观效应、适用场地和组合应用进行了分析。该设计方法可以在满足农业生产辅助功能的基础上,构建能够提升生物多样性水平,改善农用地生态系统服务价值,同时又能体现地域性特色的农业土地景观。      

南疆植被总初级生产力对区域降水的响应规律

为研究总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)对区域降水的响应规律,本研究通过对南疆地区喀什、阿克苏、和田3个市2000—2014年的GPP进行分析,得出GPP的时空分布规律,进而与2000—2011年同期的降水进行耦合分析,以探寻植被GPP与降水之间的响应关系,从而为南疆地区植被生态保持和可持续发展提供依据。结果表明:1)从时间尺度来看,GPP呈现出与季节相关的波动性,年均GPP的极值点基本出现在每年的7月;2)在空间分布上,和田地区的GPP在空间上呈现北低南高的空间格局,阿克苏地区的GPP呈现北高南低的空间格局,并且在数值上存在较大的差异性,喀什地区的GPP呈现北高南低的空间格局,西北部GPP分布比较集中并有较高的值;3)变化趋势上,和田地区呈现上升趋势、阿克苏地区整体比较稳定、喀什地区呈现上升的趋势;4)研究区域内GPP与降水之间均为正相关关系。当降水滞后1个月时,和田及喀什GPP与降水之间的相关系数显著提高,但是阿克苏地区没有表现出时滞性,说明响应关系更加明显。     

酸沉降影响下春季庐山森林生态系统水溶态氮的分布及其动态

对1998 年春季庐山森林生态系统中降水、透冠水、茎流水、土壤渗漏水和沟水的水溶态氮(NH 4 -N、NO-3 -N、NO-2 -N) 进行了观测和分析研究。结果表明, 庐山酸雨pH值较1993年升高, 总氮亦有所增加; 系统中氮流通量加大, 输入量大于输出量。土壤尚能有效缓冲大气氮沉降; 氮的输出量中, 以灯台树(Cornusccontroversa)和山胡椒(L.glauca)为主的阔叶林系统多于以日本柳杉(Cryptom eria japonicum ) 为主的针叶林系统; 阔叶林较针叶林更有效地抵抗酸沉降。氮的分布及其动态表明阔叶林生态系统对酸沉降具有较强的缓冲能力。     

农田防护林生态系统经营管理研究

作为林业生态工程的重要组成部分 ,农田防护林在控制风沙干旱、提高农业生产水平、建立新的生态平衡、发展区域经济等方面发挥着显著作用 .从实现高效、持续、稳定的总目标出发 ,农田防护林必须具有三个主要特征 :工程在空间布局的合理性、林分的多样性和稳定性、工程效益的连续与高效性 .要达到这个目标 ,必须对该生态系统进行合理经营管理 ,维持农田防护林最佳结构 ,以期达到最大的防护效益 .因此 ,农田防护林的经营管理对其防护作用的维持和整个农田生态系统健康的维系有重要意义 .该文从农田防护林生态系统结构调控、防护成熟、更新方式、高效持续经营的标准与指标体系以及可持续经营模型等几个方面 ,综述了农田防护林生态系统经营管理研究进展和存在的主要问题 ,阐述了今后在经营管理研究方面需要开展的主要研究工作 ,并提出了生态与环境建设对农田防护林生态工程新的需求     

陆地生态系统土壤呼吸研究进展

陆地土壤呼吸是碳从土壤进入大气的主要途径,与全球变化密切相关。土壤呼吸具有明显的季节和日变化动态,其季节动态与温度变化特征密切相关,还与各个地区降水量的变化趋势有关,一年中一般在7～8月份达到最高值,以后逐渐下降,从11月～翌年4月份最低且相对稳定。土壤呼吸的日变化与温度尤其是表层5～20cm地温的日变化相一致,表现为上午明显高于下午,而在早晨和傍晚时较低。不同生态系统的土壤呼吸作用存在很大的差别。一般地,森林土壤>农田土壤>草地。影响土壤呼吸的因素很多,除了土壤的通透性等物理特性和土壤微生物特征外,气温、土温、湿度、大气CO2浓度、土壤无机养分和有机质的含量与组成等都会影响土壤呼吸。大多数情况下,土壤呼吸速率是土壤一定深度地温或土壤含水量的函数。土壤呼吸随CO2浓度的升高而加强。施有机肥、N沉降和灌溉通常会使土壤呼吸增强;而施加矿质肥对土壤呼吸的影响不明显。     

北方稻田生态系统养分渗漏规律研究

 1994～ 1 996年开展了 5种不同模式水稻田生态系统主要养分 N、P、K在整个生育期间随渗漏水淋失规律的研究。结果表明 :不同模式的水稻田生态系统中 ,淋失的 N素养分主要以 NO- 3- N为主 ,NH+ 4 - N淋失仅占很少部分 ,并且随着深度的增加 ,NO- 3- N的淋失逐渐增大 ,而NH+ 4 - N的淋失则逐渐减小。淋失的 P、K养分量很小 ,且随深度的变化其变化量亦不大     

重庆市农业生态系统能流研究

本文对1987年重庆市农业生态系统进行系统分析后得出:单位耕地面积能量输入和输出分别为94.1×10~9J/ha、252.5×10~9J/ha。在投能结构中,非工业能与工业能之比为3.40:1;单位播种面积的工业能投入居全国中等水平,化肥投能增产潜力大,畜禽粪尿能效果显著;能量投入少而复种指数高的县应适当降低复种指数,实行耕地重点投资,以提高单位播种面积产量;畜禽养殖亚系统的生产效率为21.2％;乡村居民在本系统内摄取的食物能为10856.4KJ/人、日,全年烧掉的秸秆相当于整个系统初级生产能量的1/4。