Testing hypotheses on shape and distribution of ecological response curves

Niche theory with hypotheses on shape and distribution of ecological response curves is used in the studies of resource sharing of competing plant species. Predictions based on theory should be applicable when, e.g., effects of competing species on the ecological tolerances are assessed or species’ diversity along a resource gradient is evaluated. We studied the ecological response curves of competing plant species along a resource gradient in boreal forests. The study was based on nation-wide soil and vegetation data collected from 455 sample plots on boreal forests in Finland. Species response curves along a soil fertility gradient (in terms of C/N ratio) were estimated using generalized additive models. Distribution of species optima and the relationship of niche width and skewness to the location of the optimum were analyzed with new bootstrap tests. The developed tests can account for the effects of truncation observed in the response curves of several species and for the uneven distribution of observations on the gradient.The estimated response curves of the major field layer species of boreal forests were not evenly distributed along soil C/N gradient. The density of optima peaked with relatively high nitrogen availability. Species with optima at low nitrogen availability had relatively broad realized niches. Niche width was negatively correlated with the density of optima. Species optima were packed and niches were narrow at high resource levels. This result suggests that a greater number of more specialized species can occur and interspecific competition decreases niche widths at high resource levels. Species were packed in the gradient where the C/N ratio was lower than 25, i.e., in conditions where nitrification can take place. This indicates that the majority of the vascular plants of boreal forests are favoured by the availability of NO₃⁻. Those few species thriving at high C/N ratios have broader realized niches.     

Estimating Plecoglossus altivelis altivelis migration using a mass balance model expressed by hydrological distribution parameters in a major limpid river basin in Japan

We examined the influence of several hydrological and meteorological parameters on the migratory movements of ayu Plecoglossus altivelis altivelis in central Japan. When comprehensively evaluating rivers and ayu behaviour on a catchment scale, the subjects of analysis typically include human activities and hydrological and meteorological phenomena. However, limiting analyses to such factors may be too restrictive when human activities are being conducted. Accordingly, we incorporated a biological viewpoint into the evaluation method, analysing hydrological data (river discharge, river water temperature, sea water temperature) to determine watershed characteristics and examining the relationship between these characteristics and the habitat conditions of ayu. Then we constructed a numerical model for ayu migratory runs that incorporated ayu ecology and watershed characteristics. Analyses of ayu movements from a lower estuarine dam demonstrated that downstream displacements were associated with high water flows of more than 200 m³ s⁻¹ at the beginning of summer. We conclude that it is important to consider the effects of environmental parameters on the movements of different fish species to understand the causes of spatial variation in fish distribution in lowland rivers.     

天津市工业源污染物排放标准的优选

环境标准作为改善环境质量行之有效的手段,是实施污染减排的重要途径。针对天津市地方污染物排放标准的现状及问题,以天津市工业污染源为研究对象,从大气和水两方面入手,采用系统的数据分析方法,甄选出大气、水污染物中贡献率较大的行业以及特征污染因子的典型污染行业,从而提出天津市地方污染物排放标准制定的方向。     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物及养分归还特征比较

森林凋落物是森林生态系统的重要组成成分,其养分归还量在一定程度上决定着土壤养分有效性的高低。在土层浅薄且土被很不连续的我国喀斯特区域进行凋落物生物量及养分归还研究对我们更深刻地了解该区养分循环具有至关重要的意义。本文比较分析了桂西北喀斯特区3种原生林与3种次生林的全年凋落物量、组成、月凋落物量动态及养分归还量与动态。结果表明,圆果化香(Platycarya longipes Wu)、大叶蚊母树(Distylium Sieb.et Zucc.)与青檀(Pteroceltis tatarinowii Maxim.)3种原生林的年凋落物总量分别为2342.16,4057.99和1834.36kg·hm-2,而圆叶乌桕(Sapium rotundifolium Hemsl.)、八角枫(Alangium chinense(Lour.) Harms)和黄荆(Vitex negundo L.)3种次生林的年凋落物总量分别为3192.82,3284.26,2469.90kg·hm-2,除大叶蚊母树外,次生林年凋落物总量大于原生林。凋落物的组成中,叶凋落生物量均占总凋落物量的80%左右,甚至更高,而圆叶乌桕、八角枫和黄荆3种次生林群落的叶凋落物量占总凋落物量的百分比大于圆果化香、大叶蚊母树以及青檀3种原生林。凋落物的养分归还量的月动态与凋落物量的月动态一致,原生林呈"U"形曲线,而次生林则呈"W"形曲线。原生林和次生林凋落物的年养分归还量均为C﹥N﹥K﹥P,且次生林的C、N、P养分的归还量大于原生林。     

间伐对生态公益林冠层结构及土壤养分的影响

为定量分析上海城郊生态公益林间伐后林分冠层结构变化及对林下环境的影响,2009年7月采用TRAC植物冠层分析仪研究了香樟（Cinnamomum camphora）、杜英（Elaeocarpus sylvestris）和栾树（Koelreuteria paniculata）3种生态公益林间伐2年后林分冠层结构参数,设置临时样方调查各林分林下植物分布及生物量,测定了土壤N、P、K和有机质的变化。结果表明：间伐后3种林分的LAI、丛生指数和平均接触次数均降低,而间隙分数增大。间伐增加了林分间隙和LAI的空间异质性,间伐后3个树种LAI变异系数增加了19%～45%。轻度间伐后香樟、杜英和栾树林下PPFD（Photosynthetic Photon Flux Density）分别是未间伐林分的1.6、7和2.1倍,重度间伐香樟林内PPFD增大了8.9倍。间伐后林下植物种类、总盖度和干生物量随林下PPFD增加呈增大趋势。除全P和全K含量没有变化外,林地土壤全N、速效K、速效P和有机质含量均比未间伐林地有不同程度降低,但轻度间伐杜英林地速效养分消耗显著高于香樟和栾树林分。因此,研究区生态公益林结构调控需根据树种特性和林下环境变化,确定适宜的发展模式,提高公益林的综合效益。     

上海市沿海防护林下土壤养分、微生物及酶的典型相关关系

以上海市沿海防护林为研究对象,选择6种不同树种的防护林带,采集0～10、10～20、20～40、40～60cm四层土样为研究材料,运用典型相关分析法,对防护林地土壤养分因子、微生物因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明：三组变量土壤养分、微生物、酶活性中,每两者之间均有显著的典型相关变量存在,而且基本能够代表变量总体相关信息;土壤养分和土壤微生物间的相关主要由全氮、速效磷含量与微生物生物量氮、微生物生物量碳和微生物生物量磷引起;土壤养分与土壤酶活性间的相关性主要由全氮、有效磷、水解氮含量与脲酶、蛋白酶活性的相关性引起;土壤微生物与土壤酶活性间的相关性主要是由微生物生物量氮、微生物生物量磷与脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶活性的相关性引起;不同林地不同土壤层次的养分、微生物及酶活性在各对典型变量上的聚集趋势可为防护林建设过程中的树种选择与土壤健康诊提供一定的依据。     

中国工业SO2排放量动态变化分析

中国工业SO2减排工作的重点。经济增长、经济空间结构变化、技术进步是影响污染物排放量变化的三个重要因素。在分析我国工业SO2排放量、排放结构、排放强度等变化趋势的基础上,通过构建对数平均权重分解模型定量分解经济增长、结构变化、技术进步这3个因素对工业SO2排放量变化的贡献。结果表明：（1）中国工业SO2排放量年均增长48.7×10^4 t,年均增长率为3.2%,且2002—2006年增速加快;（2）分地区看,1991年以来,东部地区SO2排放量所占比重明显下降,中部地区略有上升,而西部地区所占比重增加显著;（3）单位产值工业SO2排放强度在研究期内迅速降低,年均下降幅度为8.4%,对减缓SO2排放量的过快增长起到了积极作用;（4）经济增长平均每年促进SO2排放量增长183.7×10^4 t,技术进步则平均每年使SO2排放量减少134.2×10^4 t,空间结构因素平均每年减少SO2排放量0.8×10^4 t。可以看出,长期以来,虽然我国的技术水平有了一定程度提高,但经济规模的扩张使中国工业SO2排放量持续增长,对中国环境压力形成了巨大压力,同时,经济总量在不同地区的分配对SO2排放量的影响也在不断变化中。     

依靠科技进步 发展低碳农业

在全球携手应对气候变暖、减少温室气体排放的背景下,发展低碳经济是解决气候变化与经济发展矛盾的有效途径。通过描述气候变化、固碳减排对粮食安全、土壤碳汇、森林固碳、资源循环利用等影响和促进作用,深入分析发展低碳经济与可持续发展的关系,探讨如何在农业领域内开发高效循环生产体系,从而实现农业生产过程的固碳减排目的。由此,提出发展低碳农业是实现低碳经济的目标之一,它是一个复合技术体系,涉及了绿色农业、循环农业、生态文明、可持续发展理念。必须通过科学技术的突破,改造、提升低碳农业技术,改变农业现有的＂高能耗、高污染＂的生产状况,实现低碳生产、生活方式的转变。最后提出发展现代的低碳农业产业经济的对策和思考。     

丛枝菌根真菌对羊草凋落物降解作用的研究

丛枝菌根真菌（Abuscular mycorrhizal fungi）能够影响植物生长及养分含量,从而影响凋落物的降解。采用根袋的方法研究了接种两种丛枝真菌Glomus mosseae和Glomus claroideum对羊草（Leymus chinensis）地上部及根系凋落物降解的影响。结果表明,随时间的延长,凋落物的重量逐渐减少,凋落物氮、磷含量均表现出先下降后逐渐升高的趋势。接种对地上部凋落物的养分含量及降解速度未产生显著性影响,但显著降低了根系氮磷含量及降解系数。接种Glomus mosseae和Glomus claroideum羊草根系氮、磷含量均显著低于CK;接种与未接种相比羊草根系k值显著降低;根系C：N未接种处理显著低于接种处理。说明丛枝菌根真菌可能间接影响草原生态系统中有机物质的分解和养分释放。     

科尔沁沙地土地利用变化对土壤特性的影响

在中国科学院奈曼沙漠化研究站放牧试验场周围,选取了不同利用方式和类型的草地（封育和放牧）、林地（乔木和灌木）和农田（灌溉和非灌溉）为研究样地,调查了0～30cm土层每隔10cm的土壤水分质量分数和有机养分（有机碳和全氮）,分析了土地利用变化对土壤水分质量分数和有机养分的影响。结果发现,垂直空间分布上,无论哪种土地类型样地,土壤水分质量分数和有机养分各土层间均无显著差异性（P〉0.05）,土层垂直变化对土壤特性影响均较小。在不同土地利用方式水平空间分布上,土壤水分质量分数和有机养分（土壤有机碳和全氮）灌木林地均显著高于乔木林地（P〈0.05）,而封育草地和放牧草地间以及灌溉农田与非灌溉农田间土壤水分质量分数和有机养分均无显著差异性（P〉0.05）。不同土地利用类型水平分布上,草地土壤水分质量分数显著低于林地和农田（P〈0.05）,而土壤养分质量分数草地显著高于林地和农田（P〈0.05）。分析表明,对沙质草地进行围栏封育和旱作农田退耕还林还草的同时,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,有利于沙地土壤环境改善与生态系统恢复。