基于ARCGIS的四川省分级退耕还林还草空间决策分析

首先,利用遥感和GIS技术建立土地利用、土壤侵蚀、数字高程模型、坡度、生态环境质量等级、植被指数、降雨、温度、植被分区、土壤类型和行政区、水体缓冲区、聚落缓冲区等栅格GIS数据库。其次,将旱地数据分别与坡度、土壤侵蚀、植被指数、生态环境质量等级、水体缓冲区和聚落缓冲区等栅格指标数据进行叠加分析。再次,利用各指标构建了基于ARCGIS的一、二级退耕决策模型及其空间复合模型,并得到一、二级退耕面积分别为724 495hm²和333 085hm²。然后,利用温度和降雨指标数据构建了基于ARCGIS的还林还草决策模型,并得到一、二级还林的面积分别为702 362hm²和331 357hm²,还草的面积分别为22 133hm²和1 728hm²。最后,将其分别与行政区、植被分区和土壤类型数据进行空间叠加统计分析,得到各行政区的退耕还林还草情况,以及每一个退耕栅格单元所处的植被分区和土壤类型情况。研究表明,该方法可以节约大量的人力、物力和财力。其研究结果对退耕还林还草工程的规划、实施和管理等具有较大的应用价值。     

嘧草醚在水稻中的残留消解动态及膳食风险评估

为了评价嘧草醚在水稻生长过程中使用的安全性,于2018—2019年分别在佳木斯、济宁、南昌、宁波4地进行了为期2年的田间试验,研究了嘧草醚在田水、土壤、稻株中的消解动态及稻米、稻壳、稻杆中的最终残留.结果表明：嘧草醚在田水、土壤及稻株中的消解规律均符合一级动力学模型,在4地田水中的消解半衰期（t_1/2）为1.07~3.48 d,土壤中的消解半衰期（t_1/2）为3.14~5.42 d,稻株中的消解半衰期（t_1/2）为4.47~8.08 d.通过对消解半衰期与土壤性质和气候条件的线性回归分析可得,嘧草醚在不同基质中的消解速率均与土壤有机质含量和平均气温呈显著相关.施用1.5倍或2倍推荐使用剂量的嘧草醚后（90或120 g·hm^-2）,收获的稻米籽实中检测出嘧草醚的残留量均未超过日本和韩国规定的最大残留限量（MRL）值（0.05 mg·kg^-1）.通过计算得出每人每天从稻米中所摄入的嘧草醚为0.0037 mg,其风险商值（RQ）为0.0028,处于安全水平.     

濒危植物穴丝草解剖结构及其与环境的关系

穴丝草生长在青藏高原冰缘地带,属濒危十字花科植物,是国家重点保护的珍稀植物,在研究极端物种的形成、分化与适应等方面具有重要研究价值。为了揭示其形态与环境适应的关系,对穴丝草叶片、根和茎的非可塑性形态结构进行了分析。结果表明,在长期的进化过程中该物种在结构上具有明显抵御大风、低温、干旱等逆境的内在适应特征。其主要特征表现为:叶片表面具有明显的蜡质层和表皮毛,栅栏组织和海绵组织无特别明显的界限且叶肉细胞中具有明显的通气组织;叶片表皮气孔大,数目多;茎中皮层明显加厚,分生原基活跃,维管孔径小而数目多;根中具有明显的带状加厚和发达的腔髓组织等。这些独特的结构可能与其对高山冰缘环境的适应性密切相关。     

长江口盐沼带湿地生态演替过程中甲烷排放研究

甲烷(CH4)作为河口湿地碳循环的重要中间产物,是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,其排放清单对于全球气候变暖趋势的预测具有重要意义.因此,本研究采用静态箱-气相色谱技术,针对长江口盐沼带湿地CH4的排放通量展开了为期2年、每月1次的现场观测.研究结果表明,长江口盐沼带湿地持续表现为大气CH4的净排放源,其中,2011年在海三棱藨草覆盖情况下,全年CH4平均排放通量达到了1.00 mg·m-2·h-1,2012年互花米草大规模入侵后,海三棱藨草生物量显著减小,全年CH4排放通量减小为0.55 mg·m-2·h-1.Pearson相关性分析表明,沉积物有机碳含量、光合有效辐射及含水率等均不是影响长江口盐沼带湿地CH4排放的重要环境因子.在2011年,海三棱藨草生物量(p=0.001,r=0.928)、气温(p0.01,r=0.432)均与CH4排放通量呈现显著正相关,全年CH4最大排放通量出现在生物量最大的夏季8月份;2012年随着互花米草的入侵,CH4排放通量在5月份达到了最大值,自5月份之后逐渐减小,互花米草的入侵使长江口中潮滩盐沼带湿地CH4排放通量整体呈现出了下降的趋势.     

粮食安全:西北地区退耕对粮食生产的可能影响

据西北五省区制定的规划或计划,到2010年将累计退耕400×104hm₂,约占现有耕地面积的1/4。按照目前的单产水平和粮食作物比例,西北地区将减少粮食产量近400×104t,相当于1996年西北地区粮食总产量的1/8。同时,退耕对当地的粮食生产存在正面影响,主要表现在:①退耕节省下来的生产要素的转移可以带来未退耕耕地粮食产量提高;②西北地区生态环境以及局地小生境的改善可以促进粮食生产、降低灾害风险。此外,农业科技进步和工程设施建设的加强,会对保留耕地上的粮食生产起到极大的推动作用。通过对西北五省区粮食单产的预测并结合人口预测可知,2010年西北地区粮食总产量可达4516.9×104t,在人均400kg、425kg和450kg水平下粮食需求分别为3936.1×104t、4182.1×104t和4428.1×104t。因此,从长远的角度来看,就西北地区整体而言将不会出现粮食短缺,但粮食盈余水平较低;而就具体省区而言,陕西、甘肃和青海三省区必须通过粮食调入才能满足本省区需求,而新疆和宁夏粮食则有一定盈余。     

新农药环境化学行为研究(Ⅶ)除草剂哌草丹(Dimepiperate)在土壤、水环境中的滞留、转化

研究了除草剂哌草丹在土壤、水环境中的吸附、脱附、水解及光解过程．结果指出：哌草丹在土壤上的吸附主要受土壤有机质的影响，粘土矿也有一定作用．吸附和脱附均可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程描述；根据降解产物推测了哌草丹的水解和光降解的机理，哌草丹的水解产物为２苯基丙烯和六氢吡啶等，六氢吡啶可与土壤粘土矿（蒙脱石）作用，并与蒙脱石层间阳离子形成配合物；哌草丹光降解的产物为六氢吡啶、苯乙酮和甲醛     

Hg~(2+)、Cd~(2+)及其复合胁迫对苦草的毒害

利用微宇宙系统研究了不同浓度的Hg2+、Cd2+单一及复合处理下,苦草对这三种胁迫的响应。三种胁迫下,3d内苦草现存量增加百分比与金属离子浓度间显著负相关,其中在[Hg2+]或[Hg2++Cd2+]([Hg2+]/[Cd2+]=1)>5μmol/L时,2～3d可致死;总生产力、净生产力、呼吸强度以及叶绿素含量均随着金属离子浓度的增加而下降,同时叶绿素含量还随着胁迫时间的延长而降低,但上述四个指标在低浓度胁迫时常略有升高;可溶性蛋白含量在[Hg2+]或[Hg2++Cd2+]≤2.5μmol/L、以及[Cd2+]≤10μmol/L时升高或基本稳定,之后随着金属离子浓度的增加和胁迫时间的延长而明显降低。Hg2++Cd2+的复合胁迫效应略小于相应浓度的Hg2+,但明显大于相应浓度的Cd2+。Hg2+对苦草的毒性数倍于Cd2+,二者对苦草的毒性有相加或协同效应。     

闽东南特色农业生态模式研究

基于闽东南的资源优势,把发展亚热带水果作为特色农业。由于生态环境脆弱,必须寻求特色农业生产的最佳模式。本研究设计果农草牧复合系统作为特色农业的生态模式。试验表明:生态模式与传统模式相比,泥沙流失量仅是传统模式的26.3%和48.4%,0～20cm土层的有机质含量增加3.8g/kg和5.5g/kg。土地单位面积能量总产出是传统模式的5.1倍。本生态模式显示生产良好循环,取得有效的生态和经济效益,并有很好的发展前景。     

附着物对菹草光合作用速率的抑制效应

年5月对白洋淀不同营养水平的8个区域进行现场调查,研究了菹草(Potamogeton crispus)附着物的生物量(以w计)与营养盐水平的关系及其对菹草光合作用速率的影响. 结果表明,随着ρ(TN)、ρ(TP)的增加,菹草上附着物的生物量、w(Chla)和净初级生产力逐渐升高,在营养盐水平较高的王家寨〔ρ(TN)为6.074mg/L,ρ(TP)为0.161mg/L〕达到高峰,附着物的生物量为0.073~0.384mg/g,w(Chla)为0.019~0.112 mg/g,净初级生产力为0.007~0.154mg/(g·h). 附着物对菹草的光合作用速率产生明显的抑制作用,并且随着附着物生物量的增加,抑制作用明显增强,在营养水平较高的王家寨,抑制率可达72%;南刘庄和端村次之,抑制率分别为64%和55%;而在营养水平较低的光淀,抑制率仅为11%. 初步推测附着物对菹草的光合作用的影响可能源于附着物的遮荫作用.      

干燥和复吸水条件下发菜过氧化物氧还蛋白差异表达与基因克隆

发菜(Nostoc flagelliforme)是一种陆生固氮蓝藻,为探讨其耐旱的分子机理及对极端干旱环境的适应和保护机制,运用双向电泳技术(2-DE)、凝胶图像分析、MALDI-TOF-TOF/MS质谱鉴定和数据库检索,分析发菜过氧化物氧还蛋白(Peroxiredoxin)在持续干燥48 h和复吸水4 h后的差异表达水平,根据鉴定的过氧化物氧还蛋白已知氨基酸序列设计简并性引物克隆该基因,分析基因和氨基酸序列的同源性及对蛋白质二级结构进行预测,并研究其原核表达.结果表明,发菜过氧化物氧还蛋白在复吸水后的表达量明显高于干燥状态下的表达量。根据简并性引物克隆获得长度为639 bp的过氧化物氧还蛋白基因,GenBank登陆号为HM854286.序列比较分析显示该基因具有较高的保守性,蛋白质二级结构主要由α螺旋、β折叠和随机卷曲构成.将过氧化物氧还蛋白基因在大肠杆菌中表达,获得符合预期的外源重组蛋白(26.5×103),经Western blotting验证,该外源蛋白为过氧化物氧还蛋白.图10表1参25