The effect of fire spatial scale on <Emphasis Type="Italic">Bison</Emphasis> grazing intensity

To determine whether fire spatial and temporal scales affect foraging behavior and grazing intensity by Bison (Bison bison), we burned three different patch sizes (225, 900, and 3600 m²) across an otherwise homogeneous grassland landscape. We then monitored grazing intensity for the succeeding 14 months. During the first 5 months after the burn (August–January), the Bison grazing intensity pattern was affected by whether a plot was burned and only marginally affected by plot size. During the next 5 months (January–June), grazing intensity was unaffected by plot size, but was greatest in the unburned 225 and 3600-m² plots. The final 4 months (June–October), grazing intensity was unaffected by treatments other than being higher in the unburned 3600-m² plots. By the final sampling date, biomass was significantly greater in the burned plots and grazing intensity appeared to be responding to the amount of biomass present and the total amount of N present. The pattern displayed within the first 5 months after the burn is congruent with the expectations of optimal foraging theory with overmatching in the smallest plot size of 225 m² (BioScience 37 (1987) 789–799). The next two sampling periods displayed a matching aggregate response relative to biomass availability (Oecologia 100 (1999) 107–117) and total nitrogen mass (g m⁻²). The temporal shift that we found in Bison response to burn patch size is, to our knowledge, the first such examination of both spatial and temporal responses by Bison to landscape heterogeneity. We now have quantitative evidence of how native herbivores can alter their foraging responses to changes in landscape structure over time.     

不同降雨强度对营养盐垂向迁移过程和淋失量的影响

云南抚仙湖流域农田面源污染日益严重,土壤污染物主要随地表径流进入湖泊,使湖泊受到污染。但目前的现场观测表明,农田区浅层地下水也已受到污染,地下水已成为污染物输移的路径之一。通过四组不同降雨强度作用下的室内土柱试验模拟土壤污染物向地下水的淋失迁移量,对降雨入渗过程中总氮、总磷、铵态氮和硝态氮的垂向迁移过程进行了分析,通过分时段处理来对各组实验中营养盐累积淋失量进行了计算。结果表明,硝态氮的垂向迁移能力和出流浓度均大于铵态氮,总氮和总磷的累积淋失量与累积降雨量呈自然对数关系;降雨强度对总氮的淋失作用明显,对总磷淋失量的影响则相对较弱。实验结果有助于揭示抚仙湖流域降雨作用下农田土壤中污染物的垂向迁移过程及其对农田浅层地下水的污染机制,并为污染物垂向迁移的数学模拟提供数据基础。     

土壤的石灰反应强度估测CaCO_3含量和pH研究——以山西省黄土性母质土壤为例

pH和CaCO_3含量是土壤常规分析的两个测定指标,但其室内测定均需借助相应的仪器设备完成,耗时费力。以山西省土系调查采集的110个典型土壤剖面的426个发生层土样的野外测定的石灰反应强度和实验室测定的土壤pH、CaCO_3含量、交换性钠饱和度(Exchangeable Sodium Percentage,ESP)数据为基础,尝试建立石灰反应强度与pH、CaCO_3含量之间的定量关系模型。结果表明:北方黄土性母质土壤,当pH9.0时,CaCO_3含量是影响土壤pH的重要因素,二者的回归拟合最优关系符合幂函数曲线;当pH9.0时,CaCO_3与pH之间无明显关系。石灰反应强度在一定程度上可以半定量地反映pH或CaCO_3含量,但其确定的pH或CaCO_3含量尚是一个范围,并非精确值。同时,从发生学意义角度,土壤中CaCO_3含量高低对形态学研究具有重要意义,在这种情况下,如果需要用pH或CaCO_3含量来确定准确的土壤系统分类类型(如确定土体是否为酸性、具有钙积层/钙积现象等),为慎重起见建议还是以实验室的准确测定数据为准;对于非碱化(pH9.0)、野外有泡沫反应的北方黄土性母质土壤,无论泡沫反应强弱和CaCO_3含量高低,土壤pH基本稳定在8.51±0.49,这一pH范围对作物生长基本没有制约,如果仅从pH或CaCO_3含量是否影响作物生长角度考虑,无需实验室测定pH或CaCO_3含量。     

光照强度对紫海胆浮游幼体生长及消化酶活性的影响

本研究以紫海胆(Anthocidaris crassispina)为研究对象,通过水槽实验方法,模拟分析了自然光周期条件下光照强度对紫海胆浮游幼体生长、存活以及体内消化酶活性的影响,旨在为紫海胆苗种的规模化繁育提供必要的生物学参数。研究发现,在实验设计的光照强度梯度(0、500、1000、2000、3000 lx)内,光照强度对紫海胆浮游幼体的体长、躯干部骨针长度和口后腕骨针长度的影响趋势一致,影响程度由高到低为500 lx>0 lx>1000 lx>2000 lx>3000 lx。在500 lx条件下,紫海胆浮游幼体的体长、躯干部骨针长度和口后腕骨针长度都达到最高,且显著优于其他实验组(P<0.05),此时脂肪酶和淀粉酶活性最强;在2000 lx条件下,紫海胆的胃蛋白酶活性最强;在3000 lx条件下,紫海胆浮游幼体发育到11 d已全部死亡。研究表明,在500 lx光照强度下,紫海胆浮游幼体可保持最佳的生长速度、消化酶活性以及存活率,500 lx为紫海胆浮游幼体生长发育的最佳光照强度。     

基于东海底层鱼类长度谱的捕捞强度变动判别

根据1999~2014年秋季东海海域底拖网调查资料,构建底层鱼类长度谱,以时间序列长度谱的斜率作为捕捞强度变化程度的指标值,分析比较东海区历史上捕捞强度的变化状况,考察伏季休渔的管理措施是否起到所期望的降低捕捞强度的潜在效果。结果表明,16年间小个体鱼类的资源丰度呈现增加趋势,大个体鱼类的资源丰度呈现减少倾向,但两者的增减相对稳定(P0.05);时间序列长度谱斜率也呈现变陡态势,但相对平稳(r_s=-0.42,P0.05)。伏季休渔的渔业管理制度能够减缓或阻止了捕捞强度的进一步加剧,但没有实现所期望的降低捕捞强度的初衷,其原因在于伏季休渔结束开捕后捕捞强度骤然增加,一定程度上抵消了因伏季休渔降低的捕捞强度。针对东海区海洋渔业管理现状,建议在严格执行伏季休渔管理的同时,配合执行开捕规格的管理。     

Influence of light intensity on biofilm formation and the performance of pink shrimp Farfantepenaeus paulensis juveniles reared in cages

A reduction in light intensity may increase shrimp activity, although it may also negatively affect the development of photoautotrophic organisms present in biofilm, an important natural food source for shrimp. This experiment evaluated the influence of light intensity on biofilm development and on the growth of cultured Farfantepenaeus paulensis juveniles. Six cages were deployed in a shrimp culture pond and stocked with 60 juveniles (0.72 ± 0.03 g). Three cages were randomly chosen and covered with five layers of polyamide net to reduce light incidence (shaded treatment), while the other three cages were not covered (control treatment). Biofilm chlorophyll a and microorganism abundance, as well as shrimp growth, were monitored during the experiment. Chlorophyll a concentration and the abundance of bacteria and flagellates were significantly lower in the shaded treatment (P<0.05). After 75 rearing days, shrimp stocked in control treatment achieved significantly higher (5.98 g) (P<0.05) mean weight than shrimp reared in shaded treatment cages (5.13 g). Similarly, the biomass produced was also significantly higher (P<0.05) in the control treatment (322.92 g) than in the shaded treatment (287.31 g). The results of this study demonstrate that light intensity has a huge influence on shrimp performance mainly due to the increase in natural food availability.     

一株新分离雨生红球藻培养条件的优化

为探究一株新分离雨生红球藻的适宜生长条件,以藻细胞密度为响应值,通过单因子试验方法,获得该株雨生红球藻生长的最佳光照强度、培养温度和接种密度分别为105 μmol/(m²·s)、21 ℃和 7.5×10⁴ cells/mL。然后采用响应曲面法(RSM)耦合Box-Behnken设计,建立了预测雨生红球藻细胞密度的二次多项式方程,培养光照强度、温度和接种密度及其二项式对雨生红球藻细胞培养密度有着显著影响。各因素影响强弱的顺序:接种密度>光照强度>培养温度。响应曲面法获得雨生红球藻的最佳培养条件为光照强度120 μmol/(m²·s),温度20 ℃,接种密度9.25×10⁴ cells/mL,在此组合条件下雨生红球藻细胞密度可达45.08×10⁴ cells/mL,比单因素实验得到的最高藻细胞密度高出6.9%。     

中华鲟子二代仔鱼对光照强度的趋性行为

设计4种点光源(100 lx、320 lx、960 lx、1 920 lx)光照模式, 以黑暗和面光源(68 lx)模式为对照, 以30 min为实验周期, 对中华鲟(Acipenser sinensis)子二代仔、幼鱼(5~29日龄)的趋光行为进行观察和统计分析。结果表明, 仔鱼处于平游期(5~8日龄)时, 点光源光照条件下活动鱼苗的趋光率显著高于对照组(黑暗环境和面光源)(P<0.05), 而且点光源光照条件下活动鱼苗的趋光率随着光照强度的增强而增加, 并在1 920 lx与100 lx和320 lx间存在显著性差异(P<0.05)。平游期仔鱼的趋光性最为明显, 在设定的4种点光源光照强度中, 在100 lx的低强度光照下趋光性最强, 在960 lx光照强度下趋光性最弱, 且二者存在显著性差异(P<0.05); 中华鲟子二代进入沉底期以后, 光照的影响作用明显减弱, 仔鱼基本失去趋光性。研究表明, 中华鲟子二代仔鱼具有平游期趋光性最强、趋弱光和沉底之后基本失去趋光性等行为特点, 这种趋光行为与野生中华鲟仔鱼基本一致。研究结果可为阐明中华鲟全人工繁殖后代生态适应性提供参考。

     

压片式微喷带单孔水量分布特性试验研究

试验研究了不同工作压力(0.1MPa和0.15 MPa)、不同喷射角度(43°、65°和79°)和不同喷孔直径(0.5、0.6和0.7mm)对压片式微喷带水量分布的影响。试验结果表明,干燥区宽度、湿润区长度和湿润区面积主要受喷射角度影响,均随喷射角度的增大而减小;湿润区宽度相对稳定,但在0.15MPa下,随着喷孔直径的增大有明显的增加趋势;平均灌水强度随着喷射角度、喷孔直径和工作压力的增大均有增加趋势,其中喷射角度影响最为明显。     

黄土和红壤坡面侵蚀差异及其与土壤性质的关系

为探究黄土和红壤侵蚀受雨强和坡度影响的差异及其与土壤性质的关系,通过测定分析黄土和红壤的各种理化性质,并分别对2种土壤在2个坡度(15°,20°)、2个雨强(60,90 mm/h)条件下开展4场降雨。结果表明:(1)与红壤相比,黄土的土壤颗粒更细,二者的毛管孔隙度、饱和含水量和田间持水量相差均在3%~6%以内,干筛时各粒级团聚体相差不大,但经湿筛破坏后二者团聚体差异较大,红壤的相对机械破碎指数(RMI)小于黄土,黄土有机质含量、阳离子交换量和络合态氧化物含量均高于红壤,无定形氧化物和游离氧化物则低于红壤;(2)同雨强、同坡度条件下,黄土产流时间均短于红壤,产流开始后,红壤比黄土先达到稳定径流率,不同雨强、坡度条件下,红壤稳定径流率为30~120 mL/s,黄土为100~220 mL/s,且在相同坡度、雨强范围内,红壤径流率变化层次分明,黄土则交错复杂;(3)红壤的产沙率和径流含沙率都较低,且多在产流几分钟即出现产沙率最大值,黄土产沙率则和径流率类似,在产流前期快速增长,10 min之后开始波动变化,再进入相对稳定产沙阶段,产沙率和径流含沙率随雨强和坡度的变化复杂;(4)不同土壤自身理化性质是影响坡面侵蚀的内在因素,与黄土相比,红壤的下渗能力更好,土壤抵抗径流剪切和剥蚀的能力更强,使得在同雨强、同坡度条件下红壤的侵蚀程度远低于黄土,规律性也更显著。