The effect of nitrogen additions on oak foliage and herbivore communities at sites with high and low atmospheric pollution

To evaluate plant and herbivore responses to nitrogen we conducted a fertilization study at a low and high pollution site in the mixed conifer forests surrounding Los Angeles, California. Contrary to expectations, discriminant function analysis of oak herbivore communities showed significant response to N fertilization when atmospheric deposition was high, but not when atmospheric deposition was low. We hypothesize that longer-term fertilization treatments are needed at the low pollution site before foliar N nutrition increases sufficiently to affect herbivore communities. At the high pollution site, fertilization was also associated with increased catkin production and higher densities of a byturid beetle that feeds on the catkins of oak. Leaf nitrogen and nitrate were significantly higher at the high pollution site compared to the low pollution site. Foliar nitrate concentrations were positively correlated with abundance of sucking insects, leafrollers and plutellids in all three years of the study.     

Sustainability Assessment of Future Scenarios: Methodology and Application to Mountain Areas of Europe

BioScene (scenarios for reconciling biodiversity conservation with declining agriculture use in mountain areas in Europe) was a three-year project (2002–2005) funded by the European Union’s Fifth Framework Programme, and aimed to investigate the implications of agricultural restructuring and decline for biodiversity conservation in the mountain areas of Europe. The research took a case study approach to the analysis of the biodiversity processes and outcomes of different scenarios of agri-environmental change in six countries (France, Greece, Norway, Slovakia, Switzerland, and the United Kingdom) covering the major biogeographical regions of Europe. The project was coordinated by Imperial College London, and each study area had a multidisciplinary team including ecologists and social and economic experts, which sought a comprehensive understanding of the drivers for change and their implications for sustainability. A key component was the sustainability assessment (SA) of the alternative scenarios. This article discusses the development and application of the SA methodology developed for BioScene. While the methodology was objectives-led, it was also strongly grounded in baseline ecological and socio-economic data. This article also describes the engagement of stakeholder panels in each study area and the use of causal chain analysis for understanding the likely implications for land use and biodiversity of strategic drivers of change under alternative scenarios for agriculture and rural policy and for biodiversity management. Finally, this article draws conclusions for the application of SA more widely, its use with scenarios, and the benefits of stakeholder engagement in the SA process.     

秦岭南部地区农业气候资源的变化及其对油菜的影响

秦岭南部地区地形及气候条件复杂,作为油菜主要种植区之一,研究其农业气候资源的变化特征及其对油菜的影响,可以为该区有效利用农业气候资源、合理安排农事活动提高油菜生产提供实践参考。以1960~2014年秦岭南部33个站点的逐日气象数据和近25a各省市统计年鉴资料,通过滑动平均、线性倾向估计、灰色关联分析等方法,研究秦岭南部农业气候资源的时空变化特征及对油菜产量的影响。结果表明:(1)近55a来,秦岭南部地区油菜生长季内平均气温和≥5℃积温呈上升趋势,平均速率分别为0.2、29.3℃/10 a,冻害指数、降水量、开花期降水量和相对湿度与日照时数都呈减少趋势,平均每10 a分别减少0.3、14.8 mm、1.4 mm、0.6%、32.2 h。(2)近55a来研究区油菜生长季内平均气温与≥5℃积温的多年平均空间分布都表现为由西南向东北方向递减,冻害指数的空间变化与二者相反,表明越冬期极端最低气温值在空间上由西南向东北逐渐减小;其水资源指标多年平均空间分布由南向北递减,日照时数则由西南向东北递增。(3)1960~2014年秦岭南部油菜生长季内平均气温与≥5℃积温在空间上均呈极显著的增加趋势,研究区西部变化幅度较小,东部变化幅度较大,冻害指数的空间变化趋势与二者相同;水资源与日照时数在空间上均呈极显著的减少趋势,只有少数站点表现为极显著的增加趋势,而日照时数在研究区东部变化幅度相对较大,其余区域变化幅度相对较小。总体上,平均气温和≥5℃积温高值区的变化幅度小,低值区变化幅度大,其他指标与之相反。(4)近25a来秦岭南部油菜气候产量呈不明显的上升趋势,平均速率为3.79 kg/(a·hm~2),其空间变化幅度差异大,且大部分站点的变化趋势均不显著;由关联度得作用于各区域油菜气候产量的主要影响因子存在差异。各农业气候资源指标的变化幅度越大,对油菜单产的可能影响相对较大。     

横断山区干旱河谷大气水资源变化特征与演变趋势研究

利用横断山区干旱河谷内24个气象站逐月降水、气温等观测资料,依托高桥浩一郎陆面蒸发公式,计算了干旱河谷区陆面蒸发、可利用降水等水资源分量,并分析了各分量的未来演变趋势。结果表明:干旱河谷区年均降水量723.7mm,而年均蒸发量高达479.5mm,降水量中有超过84.89%因蒸发而损耗;大气水资源分量P、E及PE季节变化非常明显,夏季各分量最大,多年平均值达404.9mm、239.9mm和164.8mm,各占全年的55.94%、50.04%和67.51%,而冬季各分量最小,占全年的比例也相应最小,仅为2.96%、4.06%和0.79%;大气水资源各分量年代际差异很大,20世纪60年代可利用水资源丰富,70年代相对偏少,80和90年代逐渐增加,进入21世纪后又呈现为偏少特征;未来干旱河谷区的降水量维持减少的概率较转向增加的概率要小,蒸发量将依然维持增加的趋势,而可利用水资源量会继续维持减少的倾向。     

陕西秦岭南麓区域发展与生态效率变动研究

分析区域社会经济发展与环境的生态效率关系,描述区域发展对生态环境资源消耗和占用状况,揭示导致生态变化的重要因素,有助于为区域可持续发展政策提出奠定基础.通过对陕西秦岭南麓区域发展与生态足迹影响因素的差异性分析以及区域内2005—2014年城市发展指数CDI和生态足迹EF的测算,分析陕南三市CDI、EF和生态效率的年际变化趋势及相互影响关系.研究表明:陕南三市CDI和人均EF均呈现不断增长态势,2005—2014年,汉中市、安康市、商洛市CDI分别增长34.99%、42.91%、33.39%;人均EF分别增长66.59%、73.59%、67.04%.结果显示,陕南三市生态效率呈现先升后降的趋势,环境效率年际变化波动较大.资源效率是导致陕南三市生态效率波动变化的主要因素,与生态效率的变化趋势基本一致.化石能源消耗和建设用地占用不断增长是导致资源效率降低的主要原因.陕西秦岭南麓区域社会经济发展能力逐步增强,但资源的高消耗和占用使生态环境压力持续增大,发展循环经济、开发生态旅游等成为政策着力点.     

关帝山森林土壤真菌群落结构与遗传多样性特征

土壤微生物群落驱动土壤碳、氮、磷、硫生物地球化学循环,在维持土壤碳汇和生态系统功能等方面发挥重要的作用.分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤微生物群落构建中的作用,可以为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据.本文利用Illumina高通量测序技术分析了关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、青杄(Picea wilsonii)林、油松(Pinus tabulaeformis)林以及桦树(Betula spp.)林这4种林型的5个土壤真菌群落(Lp MC1、Lp MC2、Pw MC、Pt MC和BMC)的结构.同时测定林下土壤环境因子及林下植被多样性,分析真菌群落的结构与植被和土壤环境因子的相关性.结果表明:(1)5个样地中共有7个真菌门和33个优势真菌属;(2)冗余分析结果表明:土壤pH、温度、含水率、全氮含量、NH+4含量、全碳含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、林下植被优势度和均匀度与土壤真菌群落结构显著相关;(3)聚类分析和PCA分析结果表明,森林植被类型、土壤环境因子和林下植被对土壤真菌群落结构影响显著.(4)空间变量(PCNM)分析结果表明,在局域尺度(local scale)上扩散限制对研究区域真菌群落构建的影响不显著.本研究区森林土壤真菌群落结构主要受到环境选择(土壤pH、温度、含水率、全氮含量、NH+4含量、全碳含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、林下植被优势度和均匀度、森林类型)的显著影响.     

天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度特征研究

根据2002年与2004年在天山乌鲁木齐河源1号冰川与奎屯河哈希勒根51号冰川采集的粒雪与冰川冰样品,利用热/光反射法(TOR)分析得到有机碳(OC)与元素碳(EC)的浓度,并探讨了天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度的时空特征与环境意义.结果表明,总碳(TC)浓度从高到低依次为:乌鲁木齐河源1号冰川西支雪坑(1 943 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支雪坑(989 ng.g-1)>奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑(150 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支冰川冰(77 ng.g-1),OC和EC的浓度序列也较为类似;天山冰川区雪层中OC浓度平均值为557 ng.g-1,EC浓度平均值为188 ng.g-1.不同冰川积累区雪层剖面的中下部污化层附近一般都会出现碳质气溶胶浓度峰值,但某些突发性事件会使得表层雪也产生浓度峰值;在季节性碳排放(如居民采暖、农业活动等)与碳传输(如大气环流等)的影响下,雪层中碳质气溶胶浓度在7～11月间总体呈波动下降的趋势;冰川冰与粒雪间碳质气溶胶浓度可能存在着数量级的差异,这主要受到冰川所在环境、雪冰采样时空条件等因素影响;雪层表面是否存在EC对反照率有很大影响,模拟显示在波长为300～700 nm范围内反照率平均降低0.22.     

安徽大别山区杉木人工林乔木层生物量模型及碳贮量

根据杉木人工林年龄(10、22、45、48和50年生)梯度,在安徽大别山海拔较高山地调查了23块20m×20m的样地,采集18株不同径阶和树高的标准木,进行了生物量测定。利用7种常用的分别以D、D2、DH和D2 H为自变量的生物量模型对其进行拟合,得到35个生物量估算模型。结果显示,幂函数模型的拟合效果较好,多项式模型效果较差,从中优选出5个最优模型,枝、干、根和全株的最优模型是W=aDb形式的幂函数模型,叶的最优模型是W=a+bD2+cD4形式的多项式模型。杉木不同器官的碳含量变化范围在46.64%~53.13%,过熟林(45~50年生)杉木不同器官的碳含量按高低排列均为树皮树根树叶树枝树干,根系碳含量高于地上部枝叶的碳含量,而中幼林龄(10和22年生)杉木地下部分树根的碳含量明显低于地上部分。碳贮量在不同器官中的分配,10和22年生的高低排序为树干树枝树根树叶,过熟林杉木的高低排序为树干树根树枝树叶。不同林龄杉木林生物量碳贮量分别为10年生59.39、22年生59.55、45年生136.92、48年生201.25和50年生134.60Mg C/hm2。不同林龄的杉木林根系生物量碳贮量比例为14.84%~23.79%,随林龄的增长而提高。研究结果显示较高海拔的立地环境促进了杉木林地下根系生物量积累,这种生物量分配可能对土壤有机碳蓄积产生重要影响。     

先秦灾害神话之文学探析

先秦灾害神话记录了自然灾害,表现了远古先民的原始宗教信仰,是灾害研究的材料来源。与此同时,灾害神话神秘又夸张的书写笔法,对后世文学题材、结构等方面所产生的深刻影响,更使其成为灾害文学的重要主题之一。因此,从文学角度入手,概括研究先秦灾害神话的文本内容,深入分析《山海经》《楚辞》等经典著作对灾害神话的描写。进而梳理灾害神话的文学特征、神灵形象描写,才能得出灾害神话乃中国灾害文学之源流的结论,最终达到灾害神话的基础性研究之目的。     

天山北坡经济带工业碳排放影响因素实证分析

在天山北麓9个州(市、地区)2002-2011年工业能源消费量、人口等数据基础上,利用LMDI法对该地区工业碳排放影响因素进行实证分析,结果表明,经济发展水平、工业化水平、人口规模是天山北坡经济带工业碳排放增加的拉动因素。工业能源强度和工业能源消费结构的变化是天山北坡经济带工业碳排放增加的抑制因素。总体来说,该地区抑制因素的抑制作用远小于拉动因素的拉动作用,工业碳排放量呈现增加趋势。