植草带宽度对蜘蛛和步甲群落动态及比邻玉米田害虫发生的影响

农田边界植草带是农田系统各斑块间生物物种迁移和群落演替、物质和能量交换的主要区域,对维持农业生物多样性及提高农田生产力具有重要意义。基于作物-害虫-天敌互作有机整体对植草带宽度的响应,选取不同宽度植草带(2 m、4 m、6 m)及其比邻农田并以对应宽度作物边界作为对照,采用地表陷阱法对蜘蛛和步甲进行取样调查,探究植草带宽度对蜘蛛和步甲种群结构、迁移扩散规律以及对农田害虫控制潜力的影响。结果表明:植草带内蜘蛛和步甲个体数均显著高于对照条带,4 m、6 m植草带的蜘蛛和步甲多度显著高于2 m植草带,且物种丰富度和多度显著高于其对照条带。此外,不同宽度植草带蜘蛛和步甲群落存在较高的异质性,蜘蛛和步甲群落结构差异显著;在4 m和6 m植草带及其比邻玉米田内,蜘蛛和步甲多度在植草带和植草带与比邻玉米田交界处显著高于农田内部,且随距离的增加,蜘蛛物种多度呈显著降低趋势,植草带宽度和距离共同决定蜘蛛和步甲的空间分布;Monte Carlo检验结果表明,植草带宽度、植被Margalef指数对农田中蜘蛛和步甲群落结构的影响均达到显著水平,蜘蛛主要优势科和步甲主要优势种主要分布在6 m植草带比邻玉米田内;4 m、6 m植草带比邻的玉米田中蜘蛛和步甲对玉米害虫的益害比显著高于2 m植草带比邻的玉米田,且4 m、6 m植草带显著增加了玉米籽粒的百粒重及比邻农田的玉米总产量。本研究对植草带涵养捕食性天敌预防害虫发生的最适宽度进行探索,综合考虑植草带耕地占用、天敌涵养和生物控害潜力等因素,确定4 m宽度植草带是具有推广价值的农田边界模式。

长期养分添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落的影响

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是土壤生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在维持土壤生态系统过程和功能方面发挥着关键作用。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探讨连续12年氮(N)、磷(P)、钾(K)养分单一添加和复合添加条件下草地土壤理化性质、微生物群落结构特征的变化及其主要影响因素。结果表明,长期养分添加条件下,土壤有机碳和全氮均无显著变化,但磷(P、NP、PK、NPK)和钾(K、NK、PK、NPK)添加处理分别显著提高了土壤速效磷和速效钾含量(P<0.05)。单一氮添加显著增加了土壤硝态氮和铵态氮含量,并显著降低了土壤pH值(P<0.05)。单一磷和钾添加均提高了土壤细菌、真菌、放线菌和总PLFA含量,而单一氮添加和复合养分添加(NP、NK、PK、NPK)均显著降低了以上指标的含量(P<0.05)。此外,各养分添加处理均未显著改变革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比(G+/G-),但含氮的复合添加处理(NP、NK、NPK)均显著降低了真菌与细菌比(F/B)(P<0.05)。相关性分析结果表明,多种微生物PLFA含量与速效磷和铵态氮显著负相关,与土壤pH值显著正相关。基于冗余分析和随机森林模型分析发现土壤pH值和土壤磷含量是影响土壤微生物群落特征的主要驱动因素。综上,长期养分添加显著改变了土壤速效养分含量和土壤pH值,并显著影响了土壤微生物群落结构。

基于农田生境管理的农作物害虫生态防控研究进展

农业的集约化伴随着非作物生境的丧失,导致了农田生物多样性的锐减,削弱了天敌对农作物害虫的天然控制作用。害虫重发频发和农药残留污染严重威胁人类的食物安全。基于农田生境管理保育农田生物多样性,利用生物之间的平衡作用实现对农作物害虫的生态防控,是破解集约化农田生态与环境问题的关键,也是促进农业绿色可持续发展的根本途径。本文简述了农作物害虫生态防控的发展,系统归纳了农田生境管理的概念、原理、技术及应用进展,重点展望了非作物生境管理领域理论研究、方法技术和组织实践的发展方向,旨在为农作物害虫生态防控相关理论研究及应用实践提供参考。

长期不同施肥对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响

为研究不同施肥措施对华北潮土区小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响,为华北地区农田合理施肥提供数据支持,本研究以农业农村部环境保护科研监测所长期施肥试验为平台,利用高通量测序技术,研究不施肥对照(CK)、单施有机肥(M)、单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥配施无机肥(MNPK)5种不同施肥措施对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:MNPK处理的土壤固碳细菌Shannon指数最高,显著高于M、N、NPK和CK处理;M、N和NPK处理的Shannon指数与CK无显著差异。影响固碳细菌α多样性指数的主要影响因素是微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、全氮和pH值。华北平原农田土壤固碳细菌优势菌群相对丰度发生改变,门水平上,变形菌门(Proteobacteria,96.11%~99.97%)为优势菌门;与CK相比,4种施肥处理显著降低了变形菌门相对丰度。在纲水平上,优势菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,68.31%~89.14%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,4.29%~27.32%)和β-变形菌纲(Betaproteobacteria,1.62%~7.71%);与CK相比,N、NPK和MNPK处理显著降低了γ-变形菌纲相对丰度,M处理显著增加了γ-变形菌纲相对丰度;NPK、MNPK处理显著增加了α-变形菌纲的相对丰度,而M处理显著降低α-变形菌纲的相对丰度;4种施肥处理显著增加了β-变形菌纲的相对丰度。冗余分析结果显示,不同施肥处理土壤pH值、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、土壤总有机碳和C/N是影响土壤固碳细菌群落特征变化的主要影响因子。研究表明,长期有机肥配施无机肥处理更有利于土壤微生物固碳,土壤pH降低和养分积累是土壤固碳细菌群落和多样性变化的重要原因。

不同田边植草带对地表节肢动物群落结构的影响

在耕地边缘构建植草带有利于提升农田生物多样性及其生态系统功能。为探究田边植草带对地表节肢动物的影响及其建植方法,本研究以华北集约化农田为研究区,设置了由不同植物物种组成(分别为2、4、6种和8种植物组合)的人工植草带,通过陷阱法采集地表节肢动物并探究其群落结构特征对不同植物组合的响应。结果表明:本研究中地表节肢动物的优势类群为鼠妇、蜘蛛、蟋蟀和山蛩虫,其中鼠妇为最主要的节肢动物类群,数量占总数的52.06%,而人工植草带中鼠妇的数量及相对丰度均高于荒地和农田处理;与农田对照处理(CKN)相比,人工种植的植草带显著增加了地表节肢动物的多度和类群数,其中6种植物组合(T6)处理和8种植物组合(T8)处理的地表节肢动物的多度与类群数显著高于4种和2种植物组合处理(T4和T2);对地表节肢动物营养功能群分析发现,人工植草带显著提高了地表节肢动物各个营养功能群的数量,特别是食碎屑类动物和捕食类动物,其中T6处理和T8处理的食碎屑类动物分别为荒地处理(CKH)的3.9倍和4.9倍,为CKN处理的6.3倍和7.9倍,而T6处理的捕食类动物分别为CKH和CKN处理的1.6倍和1.9倍;通过相关性分析发现,地表植被大多数生物多样性特征都与地表节肢动物的多度和类群数呈正相关,其中植被的盖度、地上生物量和物种数与地表节肢动物的类群数呈极显著正相关,而植被的多度与地表节肢动物的多度呈负相关,植被的盖度与地表节肢动物的多度不相关。总体而言,在华北地区,构建人工植草带显著增加了地表节肢动物的丰度和丰富度,能够涵养更多的节肢动物,特别是食碎屑动物和捕食类动物,有利于提升农业生态系统中的养分循环功能和生物控害功能。在四种人工建植的植物组合处理中,按照6种植物组合和8种植物组合建植的田边植草带更有利于华北地区地表节肢动物群落的建立和农田生态系统功能的提升。

草地利用方式对土壤线虫群落结构及代谢足迹的影响

2021年8月在贝加尔针茅草甸草原刈割、自由放牧与围封(对照)样地进行土壤线虫采集,探究草地不同利用方式对土壤线虫群落结构特征及代谢足迹的影响.本研究共捕获土壤线虫15632条,隶属于55属,群落优势属为鹿角唇属(Cervidellus),垫咽属(Tylencholaimus)和丝尾垫刃属(Filenchus),分别占总捕获量的7.05%,7.14%和6.18%.较围封生境,线虫总多度在自由放牧生境显著降低.从功能类群来看,3种生境下植食性线虫(33.84%~37.45%)与c-p 2类群(38.78%~47.58%)相对多度占比最大,且均在刈割生境与自由放牧生境显著增加.从多样性与生态指数来看,相较于围封,自由放牧生境成熟度指数(MI)与富集指数(EI)显著下降,基础指数(BI)显著增加,表明在自由放牧生境线虫群落多样性及稳定性降低,而食物网抗干扰能力增强;刈割生境结构指数(SI)显著提高,刈割生境食物网连通性提高,食物链加长.且在不同草地利用方式下线虫通路比值(NCR)>0.5瓦斯乐思卡指数(WI)>1,说明草甸草原土壤矿化途径的主要承担者是食微线虫,有机质分解以细菌通道为主.从代谢足迹来看,刈割和自由放牧生境均降低了线虫复合代谢足迹(TNf)和功能代谢足迹,食物网处于结构化状态,围封生境显著增加了线虫群落的整体活性和碳流动,食物网处于较为稳定的代谢平衡状态.不同草地利用方式下地下生物量(BGB),植物个体数(P-N)和速效钾(AK)是影响线虫群落发展的主要环境因子.综上所述,土壤线虫群落结构在不同草地利用方式下差异显著,不同生境中环境因子的变化是驱动土壤线虫群落变化的主要因子.

保护农业生物多样性建设集约化生态田园

农业集约化引发的农业生物多样性下降及农田系统生态功能失衡退化是农业绿色高质量可持续发展的重要威胁。破解集约化农田系统所存在的问题已成为国内外研究的热点,更是我国农业现代化能否如期实现的关键。本文从我国农业现代化的任务出发,结合农业生态科技发展趋势,从集约化农田系统生态功能减弱、生物多样性维持农田生态系统功能和集约化农田生物多样性保护意识欠缺三个方面分析了集约化农田生物多样性保护现状及存在的问题。针对目前集约化农田系统存在的不可持续的问题,提出了四点工作建议,旨在打造新阶段具有中国特色的集约化生态田园建设范式,向世界提供基于农业生物多样性保护的集约化农业可持续绿色发展的中国智慧和中国方案。

藜芦扩散对山地草甸草地植被特征和土壤理化性质的影响

藜芦(Veratrum nigrum)可作为草地退化的指示指标,其在天然草地中常为伴生种,随着草地退化程度的加剧,不可逆地取代本土植物演化为优势物种。然而,藜芦扩散对植被与土壤性质的影响机制仍不清楚。为探明藜芦扩散蔓延对山地草甸草地植被特征和土壤理化性质的影响,以及植被特征与土壤理化性质间的关系。以内蒙古山地草甸草地为研究对象,根据藜芦覆盖度等级设置对照C_(0)(无藜芦)、轻度危害C_(1)(盖度≤20%)、中度危害C_(2)(20%<盖度≤40%)、重度危害C_(3)(盖度>40%)4个危害度等级,调查分析不同藜芦危害程度下山地草甸草地植物群落组成和土壤理化变化特征。结果表明,与无藜芦对照C_(0)相比,C_(3)处理植物群落的物种丰富度、Shannon和Simpson指数均显著下降;总地上生物量随着藜芦危害度的增加呈现出先降低后增加的趋势;相比C_(0),C_(1)、C_(2)和C_(3)处理除藜芦与优势植物以外的其他植物地上生物量分别显著下降9.93%、57.7%、46.9%;同时,随着藜芦危害度的增大,土壤p H显著下降,而土壤全氮、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷和速效钾含量在C_(3)处理下均显著高于C_(0);相关性分析表明,土壤p H值、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷含量是影响藜芦地上生物量的重要环境因子;土壤p H值、全磷、硝态氮、铵态氮和速效磷含量是影响植被群落物种丰富度和Shannon多样性指数的重要环境因子。综上所述,藜芦通过增加土壤养分含量,降低土壤p H,同时降低草地植物群落丰富度与物种多样性,加速自身种群数量的扩散。

转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落的影响

为评估转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落结构的影响,以转基因玉米DBN9936和其受体玉米DBN318为材料,采用PCR-DGGE技术和PLFA技术分析土壤AM真菌群落结构特征。结果表明:在相同的种植年份和地点下,转基因和非转基因玉米的土壤AM真菌群落结构表现出较高的相似性,其香农-威纳指数、Pielou均匀度指数和丰富度均未出现显著性差异,且优势属均为Clomus(球囊霉属)。聚类分析结果显示,同一种植地点下的2种玉米土壤中AM真菌群落的相似度大多在0.60以上,而不同地点的群落相似度均小于0.60;同时,不同种植地点的两种玉米非常清晰的分布在聚类图的上下两侧,说明土壤AM真菌群落结构受种植地点影响较大,而转基因本身对其影响较为微弱。系统发育分析结果表明,不同地点下种植的两种玉米的特有条带在系统发育树上聚类在不同的类群。土壤微生物PLFA含量结果显示,转基因玉米DBN9936的种植对土壤微生物的总PLFA含量均未产生显著影响,各微生物类群的相对丰度差异也较小;而在不同种植地点下两种玉米土壤微生物的总PLFA含量均有显著性差异,且各微生物类群的相对丰度差异较大。综上,转基因玉米DBN9936较之对应的非转基因玉米对土壤AM真菌群落结构和PLFA含量无显著影响,但不同种植地点之间存在差异。

放牧对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响

研究了不同放牧强度对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响。结果表明,在牧压梯度上,不同的植物表现出不同的生态适应对策,贝加尔针茅种群随着牧压的增加,种群株丛破碎化、小型化,羊草耐牧性较强,在中牧阶段生产力最高。群落初级生产力随着放牧强度的增加逐渐下降。较大的放牧压力下,群落中适口性差、耐牧的杂类草植物渐趋增加。而在更大的放牧压力下,群落逐步被耐牧的小丛生禾草、旱生小苔草、小灌木和灌木所替代。草地群落的稳定性随着放牧强度增加逐渐降低。放牧干扰对群落植物多样性和生产力及其稳定性的影响是不同步的,不对称的。植物群落初级生产力对放牧干扰的响应更迅速,变化更剧烈。

呼伦贝尔四个主要草地类型植物量动态的研究

１９８２～１９９２年对呼伦贝尔草地的羊草草甸草原，脚苔草山地旱甸，贝加尔针茅草甸草原和羊草于草原四个草地类型群落植物量动态作了定位监测，结果表明：他上植物量累积动态均符合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线，衰减动态符合ｙ＝ａ＋ｂ／ｘ模式，产量高峰出现在８月中旬，６～７月是草群地上植物量累积的盛期；水热是制约草地初级生产力的主导环境因子，草群粗蛋白质、粗纤维含量与生长时间密切相关。

呼伦贝尔草业面临的问题与可持续发展

草原退化已成为制约牧区农牧民群众生产发展和生活水平提高的重要因素。明晰草地资源产权,规范草地流转,实行草畜平衡制度,加大草原保护和建设力度,实行重大建设项目草原生态环境影响评价制度,推广先进的草业科技成果,建设高效益家庭牧场,是草原畜牧业发展的根本出路,也是牧区牧民脱贫致富、建设小康社会的必然选择。

农牧耦合生态农业发展对策与建议

伴随着现代农业的快速发展，一系列生态环境问题和经济问题逐渐显现出来，日益严重的土地退化、水土流失、农用化学品对环境和农产品污染、生态恶化以及生物多样性丧失等，开始直接或潜在威胁人类健康、生存环境和农业生产的可持续发展。从20世纪60年代末以来，世界各国在纷纷寻找新的替代农业，并重新审视高投入常规现代化农业模式所暴露出的系列问题，无一不与高投入、单一经营的农作方式有直接关系。

天津宝坻和湖北大冶高效生态农业技术体系研究

针对我国生态农业基础研究不足,在试验示范和推广普及方面的薄弱环节,通过跨学科的综合与合成,研究并建立了我国华北、中南典型农区生态农业技术体系和高效生态农业示范区,提出新阶段我国生态农业研究的方向与重点。

影响天然草地初级生产力的主要因素——以呼伦贝尔草原四个草地类型为例

1982—1988年7年间对呼伦贝尔四个草地类型进行初级生产力的定位监测。结果表明:温度、降水、群落组成与垂直结构是影响天然草地初级生产力的主要因素。水热因子是决定草地初级生产力的主导环境因子。

羊草草地初级生产力动态的研究

1982—1986年,通过5年的定位监测,较系统地研究了羊草草地初级生产力的动态变化规律,探求水热因子对草地初级生产力影响。结果表明:羊草草地上生物量动态符合logistic曲线,即y=115/1+32.515e^(0.0888t) ,产量高峰出现在8月中旬。在生长季干鲜比变动在35—70%之间,拟合方程y=-15.885+8.806x。牧草的返青、生长发育对水热条件具有很大的依赖性,6月中旬至7月中旬是草群地上生物量累积的盛期;草群粗蛋白百分含量拟合方程y=-17.04+193.10/x,粗纤维百分含量拟合方程y=14.23+1.87x(X为月份)。

对中国草地资源保护、建设与利用的几点思考

草原退化已成为制约草原牧区农牧民群众生产发展和生活水平提高的重要因素,落实和完善草原产权、使用权和承包责任制,加大草原保护和建设力度,推广先进的饲养生产方式、建设高效益家庭牧场,是短时间内恢复和改善草原生态环境的重要措施。

呼伦贝尔草原地上生物量与水热条件的关系

1982～1988年通过7年的定位监测,较系统地研究了呼伦贝尔草原地上生物量与水热条件的相互关系。结果表明:温度是植物返青迟早的决定性因素;水分是制约草原初级生产力的主导因子。草群地上生物量的峰值与当地6～7月降水量累积值的相关模式为:■=42.41+0.7916X(草甸草原);■=28.89+0.4778x(干草原)

鄂温克旗四个主要草地类型牧草干鲜比动态的研究

本文研究了鄂温克旗境内四个主要草地类型的草群、主要经济类群、优势植物干鲜比月动态变化规律。探求了影响种群干鲜比的内在因素。结果表明,各草场类型的草群,主要经济类群,优势植物干鲜比月动态是随生长季节的进展而逐渐增加的。干鲜比月动态均符合 y=+bx 的一元线性方程。