1993-2015年中国草地净初级生产力格局及其与水热因子的关系

[目的]估算1993-2015年中国草地净初级生产力（net primary productivity,NPP）,分析其时空变化格局及与水热因子的关系,了解这一时期中国草地生态系统的生产力水平及其对水热因子变化的响应。[方法]基于长时间序列遥感数据,气象数据和植被类型数据,运用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）估算草地净初级生产力,利用一元线性回归、二阶偏相关分析以及GIS空间分析方法,探讨草地NPP的变化趋势以及与对水热因子的关系。[结果]①1993-2015年,中国草地NPP年均总量为7.595×10¹⁴ g （以C计）,单位面积NPP均值为296.76 g/m²/a。总体上,草地NPP呈现从东部到西部、从南部到北部逐渐减少的空间分布特征。②1993-2015年草地NPP总量以-1.415×10¹² g/a的线性速率（p>0.05）波动式下降。其中,1993-2010年草地NPP总量以-2.312×10¹² g/a的线性速率（p<0.05）显著降低,2011-2015年草地NPP总量以7.00×10¹¹ g/a的线性速率（p>0.05）波动式上升。1993-2015年,NPP呈减少态势的面积大于NPP呈增加态势的面积且40.40%的草地NPP呈现显著性变化。③年际变化上,除去2011年以来草地NPP的波动性变化,草地NPP与太阳总辐射和降水量的二阶偏相关性显著,与年平均气温没有表现出显著的相关关系。空间分布上,草地NPP与太阳辐射显著偏相关的面积 > 与降水显著偏相关的面积 > 与气温显著偏相关的面积。[结论]1993-2015年,中国草地NPP总体上呈现普遍降低、局部改善的变化特征。这种变化主要受到太阳总辐射和降水量的影响,受温度变化的影响较弱。     

Tomato fruit quality as influenced by the interactions between agricultural techniques and harvesting period

Tomato (Solanum lycopersicum Mill) is an important crop in terms of its economic and nutritional value. Many factors, including cultivar, climate, geography, geochemistry, and agricultural practice, can affect its nutrient concentrations. An HJ‐biplot study was performed to examine the effects of cultivar (Dorothy, Boludo, Dominique, Thomas, and Dunkan), agricultural practices, climatic factors, and their interactions. Significant differences were analyzed using a one‐way ANOVA. All samples were collected and assayed at the same degree of ripeness. In the conventional and organic tomato samples, those harvested from December to April had the highest concentrations of fructose, glucose, citric acid, malic acid, ascorbic acid, protein, Na, and Mg, while those harvested in October had the highest concentrations of lycopene and hydroxycinnamic acid. There were high concentrations of Ca, P, Zn, and Cu in the no‐soil tomatoes. Conventional and organic cultivation practices showed similar results with respect to the collection period, both presenting high organic compound concentrations, while high mineral concentrations seemed to correspond to the no‐soil practice. No clear pattern was observed among the different cultivars, perhaps due to all the samples having been collected at the same degree of ripeness.     

基于改进综合赋权法的塔里木河流域“三源一干”水资源承载力评价

科学客观的评价流域水资源承载力,对于合理、高效利用水资源,促进经济社会的可持续发展具有重要意义。根据干旱区水资源特点,并结合塔里木河流域实际情况,建立了涵盖4个方面、12项指标的水资源承载力评价体系。利用可变模糊集理论与综合赋权法对研究区不同水平年水资源承载力进行评价,结果表明:2015年,阿克苏河流域与塔里木河干流水资源承载力评价等级为2级,和田河流域与叶尔羌河流域水资源承载力已达到2～3级,若继续恶化必将阻碍流域可持续发展;至2035年,叶尔羌河流域与和田河流域水资源承载力等级均为2级,表明研究区水资源复合系统有好转趋势,承载力有所增强;阿克苏河流域水资源承载力评价等级为2级,水资源复合系统相对稳定;塔里木河干流水资源承载力等级稳定在2级,说明该流域水资源系统可支撑当地生产生活与生态用水。所建模型评价结果稳定、精准程度高,研究结果为流域水资源优化配置提供了重要参考。     

北方典型草原水土保持生态修复技术

北方典型草原由于气候特点及超载过牧等不合理的草地利用方式,使该区域水土流失严重,草场沙化退化面积不断扩展。草地生态环境恶化,不仅使当地畜牧业发展受到限制,而且使京津地区生态环境受到严重的影响。因此,在分析该区域基本情况和生态现状的基础上,提出草地水土保持生态修复思路:建立水—草—畜平衡发展体系;充分发挥大自然的自我修复能力;转变畜牧业生产经营方式;坚持“小开发、大保护”;加大水土保持生态建设的力度。并提出了北方典型草原水土保持生态修复的主要技术及综合配套措施,为今后水土保持生态修复工作提供一定科学依据。     

干旱半干旱地区植被生态用水计算

干旱半干旱地区是生态环境比较脆弱的地区 ,特别是人类不合理开发 ,使生态环境受到严重威胁。为了挽救中国西部干旱半干旱地区已遭破坏的生态环境 ,我国政府提出了“退耕还林”的号召。针对干旱半干旱地区 ,植被生态系统实际用水量以及达到某一目标要求的生态用水量如何计算或合理确定 ,对流域规划、生态建设以及水资源合理配置都有重要意义。先从生态系统的一般意义上来介绍生态用水的概念 ,进而介绍植被生态用水的计算方法 ,并针对“退耕还林”和“植被生态改善与恢复”情况下的生态用水计算问题进行专门介绍。     

Soil properties and the macrofauna community in abandoned irrigated rice fields of northeastern Argentina

This study compared soil physical, chemical, and biological characteristics between natural grassland and recently abandoned rice fields in order to identify those variables that might explain the observed increase of Camponotus punctulatus anthills in abandoned rice paddy fields from Northern Argentina. Mainly due to a reduction of macropores and mesopores, overall porosity decreased by around 6% and bulk density was about 7% greater, in the 0- to 10- and 10- to 20-cm layers of the abandoned rice fields. Carbon and nitrogen content from organic matter increased (29% and 41% respectively for the 0- to 20-cm horizon) during cultivation but decreased (38% and 24%) 2 years after the last rice harvest. Forty percent of natural grassland-organic matter and 30% of abandoned rice-organic matter mineralized in less than 2 years. There was a different community structure between the abandoned rice fields and the undisturbed natural grassland and only a 20.6% (i.e. only 19 species from a total of 92) overlap in species composition. The abundance of macrofauna was greater in abandoned rice fields (2,208 individuals m^–2) in comparison to natural grasslands (288 ind m^–2) due to higher densities of small earthworms and Camponotus punctulatus ants; however, the Shannon index showed lower values in comparison to natural grasslands. Earthworms and C. punctulatus in the abandoned rice fields showed a change in their ¹³C signature indicating a switch in diet from natural grassland organic matter (C4) to organic matter from rice (C3). Our results indicate that the effects of rice cultivation practices did not seem to produce any physical or trophic limitations to recolonization by the macrofauna. It seems that changes in overall soil conditions have favored a change in the construction behavior of C. punctulatus which, in combination with population increases, could explain the explosion in number of anthills.     

机械化保护性耕作的技术体系与应用效果

农业保护性耕作技术是当今国际上先进的农业生产技术.实施以残茬覆盖和免耕、少耕为主要内容的机械化保护性耕作,可以减少地表径流,避免土壤流失,降低土壤风蚀,增加土壤有机质含量,改善耕地肥力及理化性状,是实现保土、保水、保肥和保持生态环境的重要措施,是旱作农业实现可持续发展的重要途径.     

坝上草原退耕地植被不同恢复处理土壤种子库研究

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究坝上草原退耕地土壤种子库的物种组成、密度和物种多样性等特征.结果表明:自然恢复、浅耕处理和深耕处理3种不同恢复措施下,土壤种子库物种丰富度(种)大小为浅耕处理(18)>自然恢复(15)>深耕处理(14);自然恢复处理、浅耕处理和深耕处理土壤种子库密度分别为23 949粒·m-2、15746粒·m-2和10600粒·m-2,浅耕处理和深耕处理分别比自然恢复处理减少34.3%和55.7%;不同恢复方式下土壤种子库与地上植被的物种密度的对应关系可用三次曲线来表示.土壤种子库间有较高的相似系数,但随着干扰程度的增加而减少.     

极端干旱区生态信息表达方法

极端干旱区生态过程与生态现象具有特殊性,分析生态信息的表达模式与方法,对于进一步认识与理解其内涵、特征及规律具有重要的理论价值与现实意义.以20世纪90年代初、2000年的TM和2005年的CBERS-2/CCD影像作为提取生态景观信息图谱的基础资料;依据干旱区MODS特有的耦合关系,将我国极端干旱区的新疆吐鲁番划分为4个一级类型与13个二级类型.同时,借助GIS符号库,从客观真实性与美观实用性等角度,设计了景观生态专题制图符号体系;极端干旱区景观生态信息图谱模式由图形和特殊符号,描述性数字参数,数学模型3个成分组成;在ERDAS 8.5及ArcGIS 9.0的支持下,编制了景观生态专题图,最终实现了景观要素的图谱表达.     

内蒙古典型草原区地表干湿状况变化趋势及影响因素分析

分析气候变化对典型草原区干湿状况的影响,对于了解草原退化原因、恢复草原生态环境有重要的指导意义。本文根据FAO推荐的彭曼一孟蒂斯方程,利用典型草原区1961—2008年25个地面气象站资料,通过计算潜在蒸发量、地表干燥度指数和水分盈亏量,分析了典型草原区地表干湿状况的空间分布规律及其年代际变化趋势,并探讨了它们与气候要素的相互关系。结果表明：（1）典型草原区牧草生长季干燥度指数均在2．0以上,水分亏缺量在400mm以上,属于地表干燥、水分亏缺状态。且整个牧草生长季4—9月,地表仍以干燥、水分亏缺为主。（2）典型草原区地表干湿状况存在着明显的阶段性变化特征。20世纪60、70年代水分亏缺多、干燥度大,属于气候相对干燥时期;80、90年代水分亏缺减少、干燥度降低;2001—2008年,水分亏缺量和干燥度指数逐渐增大,甚至达历史最大值,成为气候最为干燥时期,且变干倾向显著。（3）对典型草原区地表干湿状况影响最显著的因子为降水量和相对湿度（相关系数在0．8以上）,其次为日照时数（相关系数在0．6以上）,平均气温和平均风速对其影响相对较小。