基于InVEST模型的黄河流域产水量时空变化及其对降水和土地利用变化的响应

黄河流域是重要的水源涵养和生态屏障区,研究其水源供给服务对实现黄河流域高质量发展和生态环境保护具有重要意义。本研究基于InVEST模型和情景分析法,以土地利用覆被、气象及土壤等数据作为输入,分析了1995—2015年黄河流域产水量的时空格局以及降水变化和土地利用变化对流域产水量的影响,并探讨产水量对二者的响应。结果表明:1995—2015年,黄河流域产水深度增加,增量为24.34 mm,产水高值区集中在西部和西南部,低值区集中在西北区域,产水深度空间格局特征变化不明显;黄河流域三级流域中,龙羊峡以上流域产水量最高,约117 亿m³·a^-1,是黄河流域主要产水区,兰州至河口流域产水量最低,约0.44 亿m³·a^-1;整个流域中永久冰川及雪地的平均产水深度最大,草地是全流域产水总量的主要贡献地类,提供了总产水量的62.6%;降水对产水量的影响比较显著,土地利用/覆被变化对产水量的影响较小。     

太白山太白红杉种群空间分布格局研究

针对研究区太白红杉种群分布特点,设置了15个20 m×20 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对太白红杉种群空间分布格局进行了比较分析.太白红杉种群空间分布格局属于聚集型,在25m²和100m²面积上聚集强度较大.随海拔上升,聚集强度降低;在分布下限地区,聚集最强的尺度较小,中下部地区较大;阴坡的种群分布聚集强度大于阳坡.随着年龄增加,种群分布由聚集型向随机型过渡,强度减弱;聚集性最强的格局尺度在幼、老龄期为150m²,中龄期则为100m².分布格局受生物学特性、年龄阶段、群落组成、环境因素等影响.在未来保护与利用中,低海拔和阴坡应该适度间伐乔木层非目的树种;在高海拔和阳坡地区,适度间伐灌木,促进群落内团块状更新;育林作业面积应该与聚集性最强的面积相适应.     

基于SWAT模型的图们江流域蓝绿水资源供需平衡分析

随着经济快速发展和工农业各类用水量大幅增加,对河流的开发程度随之加强,流域水资源可持续利用受到不利影响。从蓝绿水视角出发,基于SWAT模型量化了图们江流域2015—2020年不同时间尺度下的蓝绿水资源并探讨了研究区水资源供需平衡情况。结果表明：研究时段内流域蓝绿水资源均具有明显的季节特征,年均蓝绿水资源量为117.16亿m³,其中蓝水资源量30.14亿m³,绿水资源量87.02亿m³,绿水占水资源量的74.27%。以年为尺度,蓝水资源供需评估指数>1,可利用蓝水资源量基本不能满足其需求量,降水少的年份蓝水资源供需矛盾突出,而绿水资源可以达到供需平衡,其供需评估指数集中在0.1—0.2之间。在月尺度分析中研究区蓝水供需评估指数出现极端值的频率较高,表明该地区蓝水供需不平衡,尤其是可利用蓝水资源一般在每年的7—8月才较为丰富,而蓝水需求用水集中分布于作物生长期,导致蓝水供应与蓝水需求在时间分配上不均衡,且在实际水资源分配中忽略了生态用水;月尺度绿水供需评估指数集中在0.1—0.4之间,有明显的季节变化特征,整体上绿水资...     

幼虫密度对桑螟生长发育和繁殖的影响

【目的】本研究旨在了解桑螟Diaphania pyloalis幼虫不同饲养密度对其生长发育和繁殖的影响。【方法】本研究测定了室内同一条件下5个幼虫密度(130, 650, 1 300, 1 950和2 600头/m²)下桑螟生长发育和繁殖指标,包括发育历期、幼虫存活率、化蛹率、成虫羽化率、蛹重、产卵期、单雌产卵量等。【结果】幼虫密度对桑螟的生长发育和繁殖均产生不同程度影响,幼虫密度偏低或偏高都不利于桑螟生长发育和繁殖。其中以1 300和1 950头/m² 2种幼虫密度下的桑螟幼虫生长发育和成虫繁殖状态均最佳且两密度下各项指标无明显差异,1 300头/m²密度下,桑螟的幼虫历期、蛹历期和成虫历期分别为11.32, 6.33和5.31 d; 1 950头/m²密度下,桑螟的幼虫历期、蛹历期和成虫历期分别为11.50, 6.00和5.47 d。1 300头/m²幼虫密度下,桑螟化蛹率、成虫羽化率和幼虫存活率分别为86.67%, 100%和86.67%, 1 950头/m^2<...     

基于最小数据方法的甘南藏族自治州生态补偿标准

生态补偿标准的确定是生态补偿机制建立的难点和重点.根据1987-2007年甘南州气象站和2007年甘南藏族自治州的社会调查资料,采用最小数据方法、社会调查法、降水储水量法对草地生态系统服务的供给曲线进行模拟.结果表明：2007年,甘南藏族自治州年实施生态补偿的机会成本为503.6 yuan·hm^-2,草地生态系统提供的单位水源涵养量为1110.7 m³·hm^-2,补偿标准为788.6 yuan·hm^-2,草地生态系统提供的总水源涵养量为2.56×10.9 m³.     

秋冬季叶施N、Fe提高假俭草草坪抗寒性研究

在过渡性气候地区的假俭草草坪,宜在最低气温为12℃时(11月中、下旬)叶施Fe,最佳施用浓度为:单施Fe为0.6L/m²,N+Fe为4g/m² N+0.6L/m²Fe。秋冬季叶施Fe、N+Fe可提高草体内抗寒指标性物质的含量,叶施0.6L/m² Fe或4g/m² N+0.6L/m² Fe,可使草坪草体内脯氨酸、可溶性糖类含量及过氧化氢酶的活性分别提高25%、310%、180%和41%、182%、160%。叶施N+Fe处理的效果比单独施Fe的效果更好,施后草坪枯黄期比对照组推迟6~8d,半致死温度降低3~4℃。     

基于SWAT模型的浑河中上游水源涵养服务价值评估

浑河中上游流域的森林覆盖率高达68%,是辽宁省饮用水的重要水源保护地。本研究基于SWAT模型和影子工程法,评估2000—2019年浑河中上游流域的水源涵养量及其服务价值,并分析其时空变化的原因,以期为流域内生态补偿和生态恢复提供依据。结果表明:2000—2019年浑河中上游水源涵养量及其价值量呈先增加后减少趋势;年均水源涵养总量和水源涵养服务价值分别为24.6亿m³和150.4亿元;研究区水源涵养量存在明显的空间差异,高值区主要分布在清原县和新宾县,低值区集中于沈阳市辖区;不同生态系统的水源涵养服务价值差异较大,森林的单位面积水源涵养量远高于草地、农田和城市。     

不同花生品种和肥料在小畦盖膜栽培中的效应

正交试验结果表明,珍珠豆型花生新品种湛油55和湛油41,在小畦盖膜栽培条件下分别具有极显著和显著的增产效应;施用12g/m² N和70g/m² CaO比施用6g/m² N和35g/m² CaO极显著地增产;施用12g/m² K₂O却比6g/m² K₂O显著减产;而施用6g/m²与3g/m² P₂O₅,花生植株性状及产量均无显著差异。     

辽西人工林产量及其影响因素研究

采用实地调查和资料分析方法,对辽西地区人工林生产状况进行了系统分析.结果表明,建国以来,辽西地区人工林蓄积量整体上有显著的增长,人工林平均蓄积量达49.08m³·hm^-2,3次森林资源清查期间,人工林蓄积量净增20.19m³·hm^-2,增长了5.16倍.但整体蓄积量水平仍较低,平均蓄积增长量仅为全省同期的63.9%,人工林蓄积量也只有全国森林平均蓄积量的51.1%,且区域内部产量水平差异显著,达68.47m³·hm^-2.总体上,幼龄林比例偏高,达49%,成熟林单位蓄积量低,仅相当于全国水平的38%.占人工林面积主体的国有林从中龄林到成、过熟林,其蓄积增长量相当于个人和集体林的55.1%和32.3%.用材林单位蓄积量比防护林低36.4%.除了气候、土壤等自然因素外,人工林结构简单、树种组成单一、管理水平低下以及人为破坏严重等可能是导致辽西地区人工林整体产量较低的主要原因.     

新疆北部棉花冠层结构特征对滴灌定额的响应

在新疆北部地区自然生态条件下,采用棉花品种‘新陆早45号’为试验材料,设置5种滴灌定额处理(W₁:600 m³·hm^-2,W₂:540 m³·hm^-2,W₃:480 m³·hm^-2,W₄:420 m³·hm^-2,W₅:360 m³·hm^-2),研究了棉花叶面积指数、冠层开度、群体光吸收率、群体光合速率和产量对不同滴灌定额的响应.结果表明: 随着滴灌定额减少,棉花叶面积指数、群体光吸收率、群体光合速率均呈现降低趋势,其中W₁与W₂处理间的上述参数在盛蕾期至吐絮期均无显著差异;冠层开度则随滴灌定额减少呈增加的趋势.籽棉产量和皮棉产量均以W₁处理最高,分别为6549和2677 kg·hm^-2;W₂处理籽棉产量仅比W₁处理低6.5%,灌溉水利用效率较W₁处理高3.9%.相关分析表明,盛花期至盛铃期叶面积指数、群体光吸收率和群体光合速率均与籽棉产量呈显著或极显著正相关.因此,控制滴灌定额在540 m³·hm^-2有利于棉花在盛花至盛铃期保持较高的叶面积指数、增加冠层开度、保证光吸收率,进而增强群体光合速率,在不显著降低产量前提下提高灌溉水利用效率.     

灌水量与密度互作对冬小麦籽粒产量和水分利用效率的影响

为明确协同提高冬小麦产量和水分利用效率的适宜灌水量和种植密度,选用大穗型品种‘泰农18’(T18)和中穗型品种‘山农22’(S22)为试验材料,设置4个灌溉水平(不灌水、每次灌水45、60、75 mm)和4个种植密度,其中泰农18选用135×10⁴、270×10⁴、405×10⁴、540×10⁴ 株·hm^-2,山农22选用90×10⁴、180×10⁴、270×10⁴、360×10⁴株·hm^-2,研究了籽粒产量、麦田耗水特性和水分利用效率对灌水量和密度互作效应的响应。结果表明: 籽粒产量、总耗水量、土壤贮水消耗量和水分利用效率均受到灌溉水平、种植密度及两者互作效应的显著影响。每次灌水量为45 mm,泰农18种植密度为405×10⁴株·hm^-2、山农22种植密度为270×10⁴株·hm^-2时,两品种籽粒产量均达到最高,拔节后棵间蒸发量占阶段农田总耗水量的比例最小,1 m以下土壤水消耗比例、水分利用效率高。种植密度与灌溉量合理组合,有利于降低水分无效损耗,提高水分利用效率。     

交替地下滴灌对春玉米产量和水分利用效率的影响

采用自动式遮雨棚水分精量控制试验研究了交替地下滴灌条件下不同灌溉定额对春玉米产量和水分利用效率的影响.结果表明:交替地下滴灌春玉米需水关键时期为拔节-抽雄期、抽雄-灌浆期,具体表现为耗水模系数与耗水强度大,且对水分敏感性高,在灌溉条件有限的情况下要优先满足春玉米这两个时期的水分需求.随着灌溉定额的增加,产量呈现增加趋势;灌溉定额小于2764.5 m³·hm^-2时产量随灌溉定额增加快速增加,大于2764.5 m³·hm^-2时产量随灌溉定额增加缓慢增加;当灌溉定额为3357.1 m³·hm^-2时产量最高,达12109.0 kg·hm^-2.与固定地下滴灌相比,在灌溉定额相同条件下,交替地下滴灌产量提高5.4%,水分利用效率提高1.4%,灌溉水利用效率提高5.6%.与固定地下滴灌相比,灌溉定额减少20%时,交替地下滴灌虽然产量下降1.8%,但水分利用效率提高11.0%,灌溉水利用效率提高22.7%.综合考虑产量、水分利用效率两个指标,确定试验区春玉米交替地下滴灌的适宜灌溉定额为1600.4～3357.1 m³·hm^-2.     

2000—2018年京津冀地区植被净初级生产力时空演变及其驱动因素

基于MODIS-NDVI(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,Normalized Difference Vegetation Index)、气象站点及植被类型数据,采用改进的CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了20...     

云南省澜沧拉祜族自治县浮游生物多样性研究

为了解澜沧拉祜族自治县浮游生物多样性及水质状况, 于2017年3月、8月和11月, 分为3个不同时期进行浮游生物采样。通过对澜沧县浮游生物定性和定量分析, 根据密度、生物量、多样性指数和指示生物对澜沧县水质进行评价, 弥补了澜沧县县内无相关研究的空缺。采集到澜沧县浮游植物共7门97属270种, 以硅藻门和绿藻门为优势类群; 浮游动物共4类85种, 以原生动物和轮虫为优势类群。浮游植物密度和生物量分别为0.8443×107-4.3240× 107 ind.·L–1和42.1590-107.3514 mg·L–1, 峰值均出现在枯水期(3月)。浮游动物密度和生物量分别为0.4733×106-1.2000×106 ind.·L–1和1.2121-2.8368 mg·L–1, 峰值均出现在丰水期(8月)。根据浮游生物不同生物指标对水质的评价标准, 分析得出澜沧县部分水体受到污染, 需要引起当地人民和政府对生态环境的重视。     

武夷山不同海拔植物水分利用效率的变化及其与养分变化的关系

以武夷山不同海拔(600、900、1300、1500、1800、2000和2100 m)的乔木、灌木和草本3种生活型植物为研究对象,观测其水分利用效率和叶片氮、磷养分浓度随海拔的变化趋势,旨在探索海拔梯度间水分、养分变化与植物水分利用效率变化的关系.结果表明: 植物水分利用效率随海拔的增加呈显著上升趋势,乔木叶片δ¹⁸O随海拔变化不显著.总体上看,叶片氮浓度未观测到规律性的变化,高海拔地区的叶片磷浓度显著高于低海拔地区.水分利用效率与叶片磷浓度呈显著正相关,而与叶片氮浓度相关性不显著.不同海拔植物水分利用效率变化主要由光合速率的变化引起,水分状况对植物水分利用效率的影响不显著.海拔梯度间植物叶片磷浓度的差异对光合速率影响显著,进而影响水分利用效率.     

城市化背景下广佛都市圈农林生态系统服务价值

从广佛都市圈1990、1995、2000、2005和2010年5期土地利用矢量数据中提取出耕地、林地、园地和水域4类农林业用地.基于Costanza等生态系统服务价值计算方法,在对谢高地等提出的“中国陆地生态系统单位面积生态服务价值”进行区域修正及功能性和经济性调整的基础上,估算了1990—2010年间广佛都市圈农林生态系统的生态服务价值.结果表明: 1990—2010年间,随着经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高,居民对农林生态系统服务的支付意愿和支付能力逐年增强,使得广佛都市圈农林生态系统服务价值总体上呈波动上升趋势,1990、1995、2000、2005和2010年的服务价值分别为413.74×10⁸、612.83×10⁸、582.88×10⁸、773.44×10⁸和698.67×10⁸元,20年间提高了284.93×10⁸元,平均年增幅为2.7%.研究期间,总服务价值增加最多的为水域,达 166.74×10⁸元,其次为林地和园地,分别增加了103.01×10⁸和47.74×10⁸元.耕地的服务价值则降低了32.56×10⁸元,降幅达23.1%.在空间分布上,广佛都市圈各年的农林生态系统服务价值均表现为从东北和西南部向中部减少的趋势.各类型农林生态系统服务价值所占比例在年际间变化不大,总体表现为:涵养水源>废物处理>生物多样性保护>气候调节>土壤形成与保护>气体调节>娱乐休闲与文化>原材料提供>食物生产.     

宁夏盐池不同坡位旱地紫苜蓿水分来源

紫苜蓿(Medicago sativa)是一种经济和生态价值较高的优良牧草, 但其耗水量大, 在西北半干旱地区仅靠天然降水难以满足紫苜蓿的正常生长发育。宁夏盐池北部地处毛乌素沙地南缘, 地下水埋深较浅, 地下水有可能成为紫苜蓿的潜在水源, 弥补天然降水的不足。本试验在地势平坦的缓坡丘陵梁地和丘间低地, 选择8年生旱地紫苜蓿试验地作为研究对象, 采用稳定同位素技术, 研究了不同海拔的4个坡位(海拔自低到高分别为: 坡1、坡2、坡3和坡4)紫苜蓿的水分来源及其生长生理表现。结果表明: 坡位对0-300 cm土壤剖面含水量有显著影响, 海拔最低的坡1土壤含水量最高。土壤水和植物茎秆水δ ¹⁸O-δD坐标点大部分位于中国西北地区地方大气降水线(LMWL)的右侧, 说明植物利用的水源氢氧同位素组成受到蒸发的影响而发生了富集作用。0-450 cm土壤剖面水δ ¹⁸O值随着海拔高度的增加而增大。同一坡位土壤水δ ¹⁸O值随着土壤深度的增加逐渐下降。深层土壤水δ ¹⁸O值与地下水δ ¹⁸O相近, 说明地下水通过土壤毛细管上升而补充其上层土壤水分。0-40 cm土壤水δ ¹⁸O值随季节波动较大, 270 cm以下土壤水δ ¹⁸O值较为稳定。4、7、8月份坡1紫苜蓿茎秆水δ ¹⁸O值显著低于其他3个坡位(p < 0.001)。在4、6、7三个月, 坡位1紫苜蓿对深层土壤水(270 cm以下)的利用率最高。而在8月份, 坡1、坡3、坡4紫苜蓿主要利用150-270 cm、270-450 cm土层土壤水以及地下水, 坡2对表层(0-20 cm)土壤水利用率最高。坡1紫苜蓿的产量、整株Δ ¹³C值及气孔导度显著高于其他3个坡位。本研究表明: 在平均年降水量只有280 mm的西北半干旱地区种植旱地紫苜蓿要尽量选择地势较低的滩地, 使其能够利用到埋深较浅地下水, 以满足植物生长发育的需要并取得较好的生态和经济效益。     

模拟增温对长白山北坡垂直样带森林土壤有机碳稳定碳同位素的影响

分析了长白山北坡垂直样带3种典型原始森林地表凋落物及不同粒径土壤组分中有机质的δ¹³C值,并将在岳桦林样地(EB,海拔1996 m)采集的20 cm土柱分别置换到云冷杉林(SF,海拔1350 m)和阔叶红松林(PB,海拔740 m),云冷杉林样地采集的土柱置换到阔叶红松林中,进行为期1年的野外模拟增温试验.结果表明：3种林型土壤的δ¹³C值均显著高于凋落物的δ¹³C值,凋落物和土壤有机质中的δ¹³C值由地表凋落物向土壤下层逐渐增加,而土壤粒径中有机质的δ¹³C值随粒径减小而增大.3种林型中,凋落物δ¹³C值变化趋势为云冷杉林(-28.3‰)>阔叶红松林(-29.0‰)>岳桦林(-29.6‰),而土壤有机质的δ¹³C值变化趋势为岳桦林(-25.5‰)>阔叶红松林(-25.8‰)>云冷杉林(-26.2‰).在土壤温度增加0.7 ℃～2.9 ℃条件下,土壤及其各粒级的δ¹³C值均呈下降趋势,而且<2 μm粘粒和2～63 μm粉粒δ¹³C值的降幅(0.48‰和0.47‰)高于>63 μm砂粒δ¹³C值的降幅(0.33‰).未来气候变暖可能对储藏在细小颗粒中年龄较长的有机碳带来较大的影响.     

水文变异下长江荆南三口河道内生态需水量变化及贡献因素

基于1951—2015年长江荆南三口5站实测原型年径流量序列,采用Mann-Kendall等方法检测其径流序列的突变年份.在此基础上,运用GEV概率密度最大流量法计算荆南三口河道内生态需水量,并从多时空尺度视角分析河道内生态需水量的时空差异及其贡献因素.结果表明: 研究期间,新江口、沙道观、康家岗、管家铺和弥陀寺水文站的第一次径流突变年份分别为1990、1959、1959、1972和1972年,并将第一次突变以前的月均流量序列作为水文变异前的水文序列.在水文变异条件下,长江荆南三口1—12月的各月生态需水量分别为69.63、26.15、55.65、452.65、2166.44、4660.83、10875.66、9966.49、7868.38、4773.60、1655.01和338.49 m³·s^-1.新江口、沙道观、康家岗、管家铺和弥陀寺5个水文站的年均生态需水量分别为901.57、507.00、221.30、1438.03和581.62 m³·s^-1.水文变异后,荆南三口满足河道内生态需水的频率大幅下降,由变异前的55%以上下降至变异后的20%以下,生态需水缺乏现象严重.影响荆南三口河道内生态需水时空变化的因素主要为不同时期水利工程、各行业用水量等人类活动.     

祁连山天老池流域灌丛地上生物量空间分

采用野外样地调查法,以祁连山寺大隆林区天老池流域高山灌丛为研究对象,建立灌丛地上生物量与易测因子(冠幅周长和灌丛丛高)之间的关系,采用面向对象分类法对研究区的高分辨率影像(GeoEye-1)的土地利用类型进行分类,提取出灌丛盖度的空间分布,建立灌丛地上生物量与盖度之间的关系式,估算灌丛地上总生物量.结果表明： 研究区灌丛地上总生物量为1.8×10³ t,单位面积地上生物量为1598.45 kg·hm^-2;灌丛地上生物量主要分布在海拔3000～3700 m范围内,并且阳坡(1.15×10³ t)>阴坡(0.65×10³ t).