青海省畜牧业发展战略之研讨（Ⅰ）

本文用灰色系统理论，利用青海省30年来畜牧业发展的历史数据和研究资料，建立了灰色系统动态趋势分析模型，并进行了定性和定量的系统分析，对青海省畜牧业发展战略提出了建议性意见，其模型分析结果：（1）在目前草场第一性生产力水平下，最大载畜量为3879.3444万个羊单位。（2）羊、骆驼和猪有不同程度的上升趋势；而羊、马、骡和驴有不同程度的下降趋势。     

亚热带东部丘陵山地农业发展的灰色局势决策

本文在亚热带东部主要丘陵山地(神农架、大别山、雪峰山和云开大山等)自然资源农业评价的基础上,以经济效益为指际对农业发展实施灰色局势决策。结论:1.发展粮食作物和经济作物必须摆在各地区五业之首;2.农林经济效益在神农架南坡最佳,畜牧业和工副业在云开大山最有前途。     

中国沿海区域旅游化与生态环境耦合度分析及预测

中国沿海区域旅游产业发展主要以海洋资源和环境为依托,故处理好旅游产业发展与生态环境的关系是中国沿海旅游产业实现可持续发展的基础和前提。区域旅游化程度可以反映区域旅游产业发展水平,为探求中国沿海区域旅游产业发展与生态环境之间关系的态势和规律,首先,在构建中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量水平的指标体系的基础上,以2000—2010年沿海11省(区)统计数据为基础,运用加权主成分TOPSIS法分别对两个系统进行综合评价;其次,基于物理学中的耦合模型,对中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量的耦合度及其协调指数进行计算,并分析它们时空格局及其演变特征;最后,基于灰色系统理论,运用GM(1,1)预测模型对中国沿海区域未来15 a中国沿海区域旅游化水平与生态环境耦合度进行预测。研究结果发现:中国沿海区域旅游产业与生态环境两个系统在2000—2010年间一直处于拮抗期,但山东省、浙江省、江苏省和广西省将在2015年前先后由低水平的拮抗期跨入良性耦合阶段,而其他省(区)将处于并将长期处于拮抗期,且天津市、辽宁省和海南省两个系统的耦合度有下降趋势。     

近50年青海省气候变化特征及其与ENSO的关系

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)常引起大气环流的改变并导致气候的异常变动。研究区域气候变化与ENSO之间的相互关系,有助于了解区域水文等各要素的变化。文章基于1960—2010年青海省29个气象站点的降水、气温数据与表征ENSO的热带太平洋海表温度距平(SSTA)和南方涛动指数(SOI)资料,通过气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、相关性检验和小波分析等方法,研究了1960—2010年青海省降水和气温的变化特征及其与ENSO的关系。结果表明,1960—2010年青海省气候趋向暖湿,且这种趋势在90年代后愈加显著。在整个时间段内,气候变化尤其是降水变化与ENSO有显著的关系。在ENSO的冷暖事件时间段内,青海省的降水与气温都与海表温度、南方涛动指数有显著的相关性。由小波分析得出,降水和气温可能都受海表温度的影响较大;ENSO事件对青海省气温变化的影响大于对青海降水的影响。     

基于高光谱的城市地面砖表面热环境特性的实验研究

地面砖是城市重要的铺装材料,它的表面特性对城市地面热环境有重要影响,反射率是影响其表面热环境特性的重要因素。由于缺乏观测手段,关于地面砖的反射率特性及其对表面温度的影响还缺乏定量的系统研究。为此,该研究选取了城市铺装常用的混凝土地面砖作为研究对象,利用高光谱技术分别对不同表面颜色、不同粗糙度的地面砖在紫外波段(UV:350~380 nm)、可见光波段(VIS:380~780 nm)、近红外波段(NIR:780~2 500 nm)以及全波段(350~2 500 nm)的反射率特征进行系统观测,同时利用热红外成像技术观测其表面温度特征。结果表明,(1)不同颜色地面砖的全波段反射率SR差异很大,黄色最高(SR=34.28%),然后依次是红色(SR=31.58%)、绿色(SR=23.62%)、灰色(SR=14.06%)。黄色地面砖反射率约为灰色砖反射率的2.5倍,二者相差较大。(2)不同地面砖在不同波段的反射率特征不同。黄色、绿色、红色地面砖在近红外波段呈现出较高的反射率,处于30.08%~41.31%,高于其可见光波段反射率SRVIS和紫外波段反射率SRUV;灰色地面砖在3个不同波段反射率无明显差异。(3)粗糙度可影响近红外波段反射率SRNIR;颜色对全波段反射率SR的影响比粗糙度更加显著。(4)反射率对表面温度影响显著,反射率越高,表面温度越低。黄色砖的全波段反射率SR比灰色砖高出20%,在13:00时,二者的表面温度差值最高达7.64℃。研究结果可为城市铺装规划设计和改善城市热环境提供参考依据。     

青海省云杉属(Picea)和圆柏属(Sabina)乔木含碳率分析

云杉属(Picea)和圆柏属(Sabina)乔木是青海省分布最广、蓄积量最大的乔木,弄清这2个属内各乔木树种含碳率的变化及其影响因素,对于青海省碳储量评估具有至关重要作用。考虑最小样本需求、样本的区域代表性和工作量等方面的因素,在青海省乔木林中云杉属和圆柏属乔木分布区内选取天然起源的云杉属乔木(包括:青海云杉Picea crassifolia、川西云杉P.likiangensis var.rubescens和紫果云杉P.purpurea)29棵和圆柏属乔木30棵(包括:祁连圆柏Sabina przewalskii和大果圆柏S.tibetica)作为青海省云杉属和圆柏属含碳率分析样本,采用干烧法对其树干、树皮、枝条、死枝、叶和根的含碳率进行测定。结果显示:(1)青海省云杉属和圆柏属5个乔木树种全株的含碳率在0.454 5(紫果云杉)至0.465 0(祁连圆柏)之间,其中云杉属的平均含碳率为0.460 6,圆柏属的为0.466 1,云杉属的含碳率显著低于圆柏属。(2)青海省云杉属和圆柏属5个乔木树种各器官含碳率在0.443 4(祁连圆柏的枝条)至0.496 4(大果圆柏的叶)之间;总体上叶的含碳率高于其它器官;同一树种不同器官以及不同树种同一器官的含碳率之间均存在差异,但是变化较小(变异系数均在4%以内)。(3)树种含碳率是树种本身属性(内因)和环境因素(外因)共同作用的结果,在不同的生长环境下,同一树种的含碳率可能有较大差异;而生长在近似环境中的不同树种其含碳率可能很接近。由于含碳率的变化会对碳储量评估产生显著影响,因此区域碳储量的准确评估需要以该区域优势树种含碳率的精确测定为基础。     

淫羊藿果实成熟与生境的关系

以四川省南充市金城山3个不同海拔高度(562 m, 640 m和726 m)的淫羊藿为研究对象,对其果实成熟的时间及数量进行了研究;同时也对其果实成熟量与大气湿度、温度、光照强度之间的关系进行了研究.相关的数据分析表明,淫羊藿果实成熟过程可分为初始期、高峰期和末期3个阶段.果实成熟主要受湿度,光照和温度的影响.气温的突变可能是促进淫羊藿果实成熟的机制之一;果实数与相对光照、温度之间都存在极显著的相关性.随着海拔高度的变化,淫羊藿果实成熟时间也有相应变化.由于淫羊藿果实成熟后易自裂,所以研究不同生境淫羊霍果实成熟时间的差异对于淫羊霍种子的采收也相当重要.     

不同退化程度高寒草甸土壤理化性质及酶活性分析

为了探讨不同退化程度高寒草甸的土壤性能的变化以及草甸退化与土壤退化的关系,采用常规测定方法对不同退化程度(原生植被、轻度退化、中度退化、重度退化和黑土滩)高寒草甸的土壤理化性质以及酶活性进行测定,并采用主成分分析对5种不同退化程度高寒草甸的13个土壤特性进行分析及综合评价。结果表明,5种不同程度退化草地的土壤含水量、土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等指标均表现为0-10 cm土层大于10-20 cm土层。在0-10 cm土层中,随着退化程度的加重,土壤含水量、土壤有机质、全氮以及速磷呈下降趋势,且原生草地和轻度退化草地显著高于中度退化、重度退化和黑土滩(P0.05);在10-20cm土层中,土壤pH值、硝态氮、全钾等含量随退化程度的增加呈上升趋势,土壤含水量、土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、速效磷以及速效钾含量随退化程度的增加呈下降趋势。不同程度退化草地的土壤脲酶随着土层深度的增加而增加,中性磷酸酶和蔗糖酶随着土层深度的增加而减少。脲酶活性在0-10 cm土层随着退化程度的加剧有增加的趋势,而中性磷酸酶和蔗糖酶活性均有降低趋势。在10-20 cm土层中,脲酶活性表现为原生与中度退化显著高于重度退化、轻度退化和黑土滩(P0.05);中性磷酸酶活性是中度退化除与原生草地差异不显著外,与其他草地差异显著(P0.05);轻度退化草地的蔗糖酶活性最高,中度退化草地的蔗糖酶活性显著低于其余4种退化草地(P0.05)。通过主成分分析得知,在0-10 cm土层中,综合评分排列顺序为轻度退化原生重度退化黑土滩中度退化;在10-20 cm土层中,不同退化草地排列顺序为原生轻度退化中度退化黑土滩重度退化。以上结果表明,高寒草甸的退化与土壤的退化关系密切,这为高寒草甸的合理利用和恢复提供了理论依据。     

基于DPSIR模型的曲周县氮素资源可持续利用评价与预测

我国北方地区由于氮素利用效率低导致的环境问题日益凸显。以驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型为基础,选取38项指标构建河北省曲周县氮素资源可持续利用评价指标体系,结合1997—2017年曲周县统计资料,对研究区氮素资源可持续利用进行评价,并利用灰色预测模型分析研究区氮素资源可持续发展趋势。结果表明,1997—2017年曲周县氮素利用驱动力、状态、影响因素评价值均呈上升趋势,而压力因素评价值呈下降趋势,响应因素评价值呈先下降后上升趋势。曲周县氮素资源在多重因素共同影响下由弱可持续水平向基本可持续水平发展。灰色预测模型预测结果显示2018—2030年研究区氮素资源可持续利用呈上升趋势。情景模拟结果表明研究区城镇化率、人均GDP、农民人均纯收入和城镇人均可支配收入提高10%,均可以使曲周县氮素资源可持续利用综合评价值提高。在曲周县经济发展和城市化进程中,增加经济作物种植面积,加大废弃物处理设施的投入以促进家庭消费系统中氮的资源化,可以提高曲周县氮素资源可持续利用水平。     

石家庄市经济-交通-环境系统耦合协调研究

河北省石家庄市空气污染较为突出,研究其经济-交通-环境3个系统间的耦合协调关系对区域可持续发展意义深远。选择耦合协调度模型、剪刀差方法,对2000—2016年石家庄经济-交通-环境系统的耦合协调程度和各系统之间演化方向、演化速率的差异进行全面分析。结果表明,2000—2016年石家庄经济-交通-环境系统的耦合协调指数由0.42增至0.77,表明研究期该区域3个系统的耦合协调关系逐步改善。从发展水平看,环境系统(0.53)交通系统(0.39)经济系统(0.35)。从演化方向看,经济与交通系统的发展趋势差异逐步缩小,经济与环境演化趋势差异逐步增大,交通与环境演化趋势差异缩小。从演化速率看,环境系统(0.01)经济系统(-0.04)交通系统(-0.11)。研究表明石家庄市环境质量加速改进,但经济发展、交通建设增速逐步放缓。     

河北小五台山不同海拔白桦林土壤有机碳密度分布特征及影响因素

白桦(Betula platyphylla)是中国北方分布广泛的天然林树种。在全球气候变暖的大背景下,对白桦天然林水热梯度上土壤有机碳的垂直分布规律及其影响因素进行研究,对于研究该区域森林土壤有机碳形成机理及该区碳储量合理评测具有重要意义。以冀北山地小五台山山涧口沟白桦天然林单一植被类型为研究对象,沿其海拔分布范围(1 400~2 000 m)以150m为1个海拔梯度设置固定样地,测定每个海拔梯度气候因子、林分生物量、枯落物储量、土壤容重、土壤全氮及土壤有机碳含量等指标,分析土壤有机碳密度沿海拔的分布规律,并采用灰色关联度分析确定8个环境因子对土壤有机碳密度的影响程度。结果表明:(1)随着土层深度增加,土壤有机碳呈逐渐减少的趋势,且近50%的有机碳聚集在0~20 cm土层范围内;(2)随着海拔升高,土壤有机碳呈现显著的先上升后下降的变化趋势,在海拔1 550~1 700 m最大,有机碳密度达到12.03kg·m~(-2);(3)8个环境因子对不同海拔土壤有机碳密度的灰色关联分析表明,植被因子(枯落物储量、林木生物量)和土壤因子(全氮)是小五台山白桦天然次生林土壤有机碳密度沿海拔分布的主要影响因素,且其与土壤有机碳密度的灰色关联度值显著大于气候因子。     

系统方法在畜牧业生态系统中的应用

畜牧业生产系统是一个集畜牧生态、经济管理、资源等因素为一体的复杂系统。对这一系统的研究随着电子计算机技术的引入,人们为建立合理的、协调的良性畜牧业生态系统,已建立了各种优化模型,在实际生产中取得了明显的经济效益,显示出其广阔的应用前景。系统方法应用于畜牧业生产上,必将为解决我国畜牧生产系统中能量耗损多、周转慢、低效益等问题开辟一条新的途经,推动畜牧业协调稳步地发展。本文就各种建模方法及其在畜牧业中的应用作一综述。     

基于Meta分析的土壤呼吸对凋落物输入的响应

凋落物输入是影响土壤呼吸的一个重要因素,然而从国内外目前研究结果来看,土壤呼吸响应凋落物输入的影响因素尚不清楚。利用国内外已发表的30篇研究论文共1393对有效数据,通过Meta分析,从凋落物管理措施、气候、植被、地形、土壤理化性质等因素揭示凋落物输入对土壤呼吸的影响程度。研究发现:与清除凋落物处理相比较而言,(1)凋落物输入后显著增加了土壤呼吸,且土壤呼吸的增加程度呈现出倍增凋落物处理是自然凋落物处理的1.33倍;(2)不同气候条件下的土壤呼吸增加程度呈现出强降雨(>1000 mm)是微弱降雨(<1000 mm)的1.34倍,以及高温气候(>20℃)是低温气候(<20℃)的1.7倍;(3)土壤呼吸的增加程度在不同植被带下呈现出针叶林带(34.1%)>阔叶林带(28%)>混交林带(22%)>草地(17.3%)的趋势;(4)不同海拔梯度条件下土壤呼吸的增加程度呈现出高海拔(59.6%)>中海拔(34.2%)>低海拔(26.7%)的趋势;(5)不同土壤理化性质条件下的土壤呼吸增量呈现出低容重(77.5%)分别是中容重(26.9%)和高容重(18.0%)的2.9倍和4.3倍,同时中性土壤(79.6%)的呼吸增量远远大于酸性(28.2%)和碱性(24.1%)土壤的呼吸增量,以及高土壤碳氮比(81.2%)的土壤呼吸增量远远大于低土壤碳氮比(19.4%)和中土壤碳氮比(29.6%)的土壤呼吸增量。由此可见,凋落物输入后会导致土壤呼吸的显著增加,但是不同气候、不同植被、不同地形、不同土壤理化性质等条件下其土壤呼吸增加的幅度不同。     

青海省4种常见树木碳氮磷生态化学计量特征

生态系统的养分循环和养分供求平衡影响植物生态化学计量特征,碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和计量比反映植物生理过程.青海省位于青藏高原东北部,了解该地区森林乔木各器官C、N、P含量及差异与养分分配机制对高原生态环境及其功能的维持有重要作用.以青海省不同地区森林中4个优势树种为对象,野外采集树种不同器官(叶片、树枝、树干、树根和树皮)测定C、N、P含量,分析青海省优势树种C、N、P含量分配及其生态化学计量特征.结果显示:(1)尖扎地区叶片中C含量和树枝中C、N、P含量都显著高于其他地区;而互助、大通、循化和祁连树皮中C含量最高;(2)门源地区树根N、P含量最低,叶片对N、P利用效率高;(3)高海拔地区树种叶片P含量高于低海拔地区,N含量则相反;(4)各地区优势树种各器官N/P 14,主要受N元素限制.综上所述,植物在不同环境条件下采取的适应性机制不同,门源、尖扎地区植物叶片中C含量高,光合作用强,对N、P需求大且利用效率高;互助、大通、循化和祁连地区树皮中C含量最高,说明植物为抵御严寒气候采取保守生长策略;各地区植物生长在N元素限制条件下有较高的养分利用效率.(图2表4参57)     

城市生态工业系统模拟、优化调控方法研究

工业化是城市实现现代化与可持续发展的必经阶段,但面临着严重的资源与环境问题。生态工业是实现生产发展、资源利用和环境保护良性循环的有效模式。文章在依据工业生态学原理对长春经济技术开发区玉米、汽车零部件产业链进行规划基础上,采用系统动力学vensim模型进行模拟与优化调控。最后结合灰色系统方法完成系统多种替代方案的多级评价,促进以工业代谢过程为核心的资源高效利用和环境影响最小化。结果表明,所建立的长春经济技术开发区生态工业系统动力学仿真模型可对其结构、功能进行分析,确定不同子系统间的动态作用关系,并得到不同规划方案时变条件下的发展结果。结合灰色聚类评估能够定量地反映系统在不同发展战略下的行为,并确定最优方案,具有较强可操作性。长春经济技术开发区生态环境现状较好,但随着经济发展和人口聚集,环境压力将加大,就此问题提出相应环境影响减缓和保护措施。     

腐殖酸存在下镉和铅对土壤脱氢酶活性的影响

采用室内培养试验研究Cd和Pb污染红壤添加不同组分腐殖酸后,其脱氢酶活性的变化,结果表明,红壤遭受镉和铅污染后,脱氢酶活性显著降低,然而腐殖酸特别是胡敏酸的存在能够使脱氢酶活性得到显著回升,说明腐殖酸与重金属的相互作用对重金属污染土壤微生物活性的改善和修复功能,对土壤有一定的去污降毒作用.不同腐殖酸组分的效应大小为:灰色胡敏酸(GHA)>棕色胡敏酸(BHA)>富里酸(FA),表明分子量愈大、芳构化程度愈高的腐殖酸组分,其对重金属的钝化愈强,从而解除土壤重金属对生物毒害的能力愈强.     

基于灰色-马尔可夫藕合模型的区域建设用地需求预测

建设用地需求的中长期准确预测是当前土地资源规划和利用的重点和难点。本文将灰色和马尔可夫两种预测模型相结合,建立灰色-马尔可夫藕合模型,以广东省揭阳市为例,对1997到2010年间主要建设用地规模进行了需求预测,同时与其它几种常规的预测方法进行了比较。结果表明,人文驱动力相关预测法误差相对较大,其中国内生产总值(GDP)相关法准确度要优于人口相关法。趋势线法计算简单,预测准确度也相对较高,但只适于短期预测。灰色预测法精确度较高,计算需要模型的支持、专业性强。灰色-马尔可夫预测法由于是对灰色预测的偏离值进行了纠正,因而准确度最高。尽管该方法需要大量数据的支持,计算量大,但仍是值得推荐的高准确度的区域建设用地的专业预测方法。     

若尔盖湿地畜牧业对两栖类食性的影响

比较若尔盖湿地3种两栖类——高原林蛙(Ranaku kunoris)、岷山蟾蜍(Bufo minshanica)和倭蛙(Narorana pleskei)的食物组成,分析畜牧业对其食性的影响.根据猎物的数量、体积比例和出现频率,蜉金龟科、蚁科、毛蚊科、象甲科昆虫和某些昆虫幼虫是3种两栖类食谱的主要组成部分,其中最重要的蜉金龟以藏牦牛粪为主要食物和寄居场所.3种两栖类猎物的出现频率和数量比例存在显著性差异.高原林蛙主要取食蜉金龟,在其食谱中,蜉金龟比例占据绝对优势(相对重要性指数IRI:35.28);而倭蛙的食性生态位宽度较宽,蜉金龟科(IRI:13.41)、蚁科、毛蚊科、昆虫幼虫以及狼蛛科均占有一定比例;岷山蟾蜍最重要的猎物是蚂蚁(IRI:85.54),次之是蜉金龟.结果说明:畜牧业对若尔盖湿地的3种两栖类食性存在不同影响,高原林蛙能从畜牧业发展中获得更多的好处;作为取食的泛化者,倭蛙受畜牧业的影响比高原林蛙小;岷山蟾蜍主要取食蚂蚁,受牧场变化影响也较小.     

一个联合体生态农业的初步分析

本文以一个联合体作为一个人工生态系统,对该系统的结构、功能和效益等几方面从量的角度加以分析研究。能流分析和养分循环概算表明,该系统加工业的发展促进了畜牧业和粮食生产的发展,土壤肥力持续提高。系统输入以有机能为主,辅以无机能。系统的经济、社会和生态三效益得到统一,是一个具有特色的成功的开放的人工生态系统。     

环丙沙星在模拟水生态系统中的动态研究

利用高效液相色谱法对环丙沙星(CPFX)在微宇宙模拟水生态系统中的归趋,包括CPFX在水体、沉积物、生物体[皇冠草(Echinodorus amazonicus)、河蚬(Corbicula fluminea)、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)]等不同分配相及生物体不同组织中的动态变化过程进行了研究.结果表明:在模拟水生态系统中加入500.00 μg·L-1 CPFX后,药物部分被水生生物所吸收,部分沉降进入底泥中.在各相中的CPFX残留量随时间不断变化,1 d内水体中药物含量降至15.30 μg·L-1,而底泥中药物含量升至385.57 μg·kg-1.CPFX不同程度地富集和残留于水生生物体中,皇冠草对CPFX的吸收量大,尤其是叶片部分1 d内含量高达795.43 μg·kg-1,随后逐步降低;河蚬、异育银鲫对CPFX有明显的吸收积累,并且在体内的残留时间可长达45 d,不同组织对CPFX的吸收积累存在明显差异,在内脏中的积累量比肌肉组织高.不同生物体中CPFX的分布和富集存在着较大差异,其趋势为皇冠草＞河蚬＞异育银鲫.