垂向层化对海洋生物生产和碳沉降影响的模型研究

受到太阳辐射和淡水输入等影响,海洋的次表层和表层将形成温度跃层和盐度跃层。温度和盐度跃层的存在将使得海洋在不同深度上形成明显的层化现象,阻碍上下层水体间的物质交换。为了研究这种不同深度上的层化现象对海洋生态系统垂向结构的影响,使用了一个简化的一维营养盐-浮游植物-碎屑的模型进行研究。结果显示,无论是表层还是次表层的层化,都会显著地抑制层化区域以下水层营养盐的向上输运,导致层化区以上水层内营养盐浓度的降低。同时,层化区域以上水体浮游植物生物量显著降低,次表层浮游植物生物量最大值层(DCM层)变薄,导致真光层内生物生产力降低;而真光层向深海的碳输出通量也同时降低。层化区域越厚、层化越强,真光层内生物生产越受抑制,碳输出通量越低。相比于表层层化,次表层层化的存在则进一步导致DCM层深度加深,并显著降低DCM层的浓度,使得次表层层化造成的真光层内生物生产力和向深海碳沉降降低得更多。研究证明了在全球气候变化造成海洋增温和冰川融化、极端降雨事件增多造成局部海域表层盐度降低的背景下,海洋垂向层化的增强将对海洋生态系统和全球海洋生物地球化学循环产生不可忽视的影响。

用迈阿密模型测算我国生物生产量的初步尝试

生物生产量的研究是六十年代以来兴起的一个崭新领域,它以有机物的重量或能量为指标,研究各种生态系统中物质与能量的数量及其固定、消耗、分配、积累与转化的特点,并探讨其与生态因素间的相互关系,制定生物生产力的数学模型,为合理保护、管理和开发利用生物资源,创造稳产高产的生态系统提供理论依据。随着生产的发展和对自然资源开发利用的需要,生物生产量的研究已愈来愈引起人们的关注,不但成为当代生物学研究的中心问题之一,而且对其他学科的发展亦产生重大影响。

立地条件对青檀人工林生物生产力及檀皮产量的影响——以宁阳县为例

根据青檀人工林的价值及其在宁阳县的立地条件下,分析其生长影响和生产力。详细分析宁阳县的立地条件特点以及对青檀生长的影响,并提出改进措施,以提高青檀人工林的生产力和檀皮产量。研究结果表明,青檀人工林在宁阳县具有重要的生态、经济和社会价值。

南极典型海域浮游生物生产力/群落结构对BP/MCP储碳影响及其年代际变率

利用南极半岛(D1-7)和南奥克尼群岛附近海域(D5-6)海洋沉积物有机质的分子生物标志物中所隐含的生态学关系,将重建的浮游生物生产力和种群结构变化与生物泵(BP)/微型生物碳泵(MCP)以及海洋碳汇和储碳效率联系起来研究。柱样沉积物中的一系列分子生物标志物在近百年里发生显著变化,上层海洋浮游生物生产力/群落结构与沉积碳库储量存在较大的时空演变,实际上均与全球气候变化相联系。研究结果如下:(1)从生物标志化合物正构烷烃分子组合特征和色谱图峰型、主峰碳(MH)、轻烃/重烃(L/H)、菌藻类-(nC_(15)+nC_(17)+nC_(19))、大型浮游植物-(nC_(21)+nC_(23)+nC_(25))和碳优势指数-(CPI)来看,沉积碳源主要是海源生物碳,海洋生物是固碳与储碳的天然碳汇。(2)D5-6柱样的有机质高富集,主要受海洋上层水体较高初级生产力、高沉积速率(平均为0.19 cm/a)、水深较浅(385 m)和还原性沉积环境(Pr/Ph值平均为0.95)这些均有利于颗粒有机碳(POC)通过BP过程从海洋表面输送到深海,快速埋藏和储存;而D1-7柱样因水深大(1 100 m)和沉积速率低(0.07 cm/a),含碳化合物沉降过程中发生降解,又被环境氧化降解(Pr/Ph值平均为1.22),二者均不利于沉积物储碳,但相比之下控制沉积物碳保存重要的因素可能是沉积速率。(3)近百年来南极半岛附近海域和南奥克尼群岛浮游动物总量、浮游植物初级生产力、硅藻和甲藻生物量趋于上升,而颗石藻生物量和所占比例呈减少趋势(南极半岛附近海域更明显),说明钙质生物泵作用在逐年下降,而硅藻主导的硅质泵作用在不断加强,这两个过程的相对强度在很大程度上决定了由生物泵结构(硅质泵/钙质泵)和效率、及其向海洋沉积物输送有机碳和无机碳的比例大小。(4)2个柱样的分子生物标志物变化趋势在整体上具有一定的可比性,均有明显的阶段性,在年代际突变后(1972年),受到显著影响的是南奥克尼群岛海域浮游动物总量从(5~6 cm)1982年开始发生明显增加,特别在1997年和2012年期间浮游动物总量开始剧增,意味着在全球变暖背景下浮游生物群落结构发生快速变化,浮游植物初级生产的降低和浮游动物总量的剧增,二者变异使得生物泵强度(增强/削弱)变化存在很大的不确定性。(5)相比之下,近百年来南极半岛附近海域浮游植物生产力/硅藻甲藻生物量逐渐提高,而微生物生产力/古菌生物量逐渐降低,意味着微生物固碳强度减弱,即MCP储碳效率在降低,揭示了全球变暖对海域浮游生物生产力/生物量的增减起到关键作用,而浮游生物群落生物量和组成特征直接影响南极海洋BP中上层水体有机碳的流动和MCP水柱固碳效率的强弱,作为全球海洋最大碳汇的南极,其储碳能力可能正在降低。

海洋中二甲基硫的生物生产与消费过程

DMS是海洋中最主要的挥发性有机硫化物,对全球气候变化和环境酸化产生重要影响。DMS的生物生产与消耗主要发生在海洋真光层。生物的生产与消耗被认为是海洋中DMS的主要来源和去除途径。海洋中DMS的生物生产和消耗是密切相关的,两者的速率基本保持平衡。目前,有关DMS生物生产与消费速率的测定方法有放射性同位素示踪和加抑制剂2种,后者颇受青睐,不过有关抑制机理还需进一步的研究。

天津团泊洼水库水体生物生产力与渔业开发利用

天津市团泊洼水库属华北平原滨海盐碱性水库。1989年多学科综合调查的结果表明:该水体中营养盐类含量氮高磷低,挺水植物藨草、芦苇为主要初级生产者,浮游生物种类贫乏,现存量不高,周丛生物丰富。结果还表明,该水体仍有较大渔产潜力。应从调整鱼类种群结构着手,充分而合理地利用水体中的可更新资源,使渔业、环境协调发展。

水杉人工林树冠结构及生物生产力的研究

研究了水杉人工林的树冠结构和林分生物生产力．结果表明，不同密度及林龄的林分树冠结构存在较大差异．随着树冠部位上升和林分密度增大，分枝角度逐渐减小；径阶大小与枝叶率成反比，与树冠重量成正比，径阶增大，树冠最大叶量层的位置上移，有效光合面积相对减少．树冠结构的变化直接影响到林分的生物量生产、分配比例和经济生物量．林分干、枝、叶的干物质累积趋势可用Ｒｉｃｈａｒｄ方程描述；林龄增大，分配到主干的生物量比例逐渐增加，分配到枝叶的比例逐渐减少；１５年生时，作建筑材的经济生物量是６２５＞２５００＞１２５０株·ｈａ（－１）的林分，作造纸材的经济生物量为２５００＞６２５＞１２５０株·ｈａ（－１）的林分．

西藏沙漠化典型分布区沙漠化过程中的生物生产力和物种多样性变化

阿里地区狮泉河谷、日喀则江当河谷阶地和安多错那湖东侧是西藏自治区沙漠化土地分布比较集中的3个典型区,并代表了西藏高原3个不同的生物气候带。为确定沙漠化对植被生产力和物种多样性的影响,选择这3个典型区内代表沙漠化发展过程的不同地貌类型为调查样地。结果表明:沙漠化造成3个典型区植被盖度显著降低,尤其从潜在沙漠化土地到固定沙丘或半固定沙丘,植被盖度下降幅度最大;3个典型区的现存生物量同样随着沙漠化过程显著降低。同时,沙漠化造成狮泉河谷和江当河谷阶地多年生灌木物种消失,流动沙丘仅有少数一年生植物分布;沙漠化造成原有物种的数量和分布发生变化,尤其在固定沙丘逐渐活化,形成流动沙丘的过程中,丰富度指数显著下降。3个典型区的Shannon-Wiener指数在沙漠化前期和后期表现不同,但从固定沙丘至半流动沙丘均为显著性下降趋势。总体而言,从潜在沙漠化土地到流动沙丘,Shannon-Wiener指数显著降低。

微生物生产类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素广泛存在于自然界中 ,可作为维生素A原 ,能够增强人和动物的免疫力 ,具有抗氧化、着色及防癌抗癌等功效。文中对类胡萝卜素的分布、生物合成、生理功能及基因工程等方面作一综述。

长江口和杭州湾海域生物生产力锋面及其生态学效应

通过分析海洋生态学资料并结合卫星遥感、渔场及赤潮等资料,发现长江口和杭州湾及其毗邻海域生物生产力的锋面,在离长江口门和杭州湾口约100km的长江冲淡水中部海域出现蓝细菌丰度、浮游植物现存量和初级生产力以及浮游动物的最大值,该锋面的存在和位置被水色遥感所确认.光和营养盐在此呈现最佳的权衡.在该锋区悬浮体浓度小于5mg/dm3,盐度为25～30.在该锋面的西侧高的悬浮体浓度造成了浮游植物的光限制,其东侧距长江口和杭州湾口较远,陆源营养盐被稀释,加之浮游植物的消耗,造成了营养盐的限制.夏季水体的层化,增强了水体的垂直稳定,使这种分布格局更加显著.由于细菌多附着在悬浮颗粒物的表面,细菌丰度的最大值出现在近口门区的最大浊度带,在向外海方向随着悬浮体的沉降细菌丰度迅速降低.在生物生产力锋面,浮游植物的旺发导致水体跃层之上高溶解氧浓度和低营养盐浓度,尤其是PO4被耗尽,同时浮游动物饵料的丰富,造成浮游动物旺发;由于蓝细菌的快速增殖,其流式细胞测定的细胞粒径变小.生物生产力锋面的出现产生了显著的生态学效应,一方面造成某些经济鱼类产卵和索饵场的形成,例如鲐鱼、马鲛鱼等;另一方面造成赤潮多发区和底层水缺氧区.

额济纳胡杨林生长规律及生物生产力的研究

本文利用34块胡杨林标准地获得的林分数量及质量指标,对额济纳胡杨林的生长规律和生物生产力及其与生态因子之间的关系进行了研究。结果表明胡杨生长具有明显的阶段性,不同的生态因子对胡杨的生物生产力具有不同的影响。

立地条件对青檀人工林生物生产力及檀皮产量的影响

研究了青檀人工林不同立地条件下林分地上部分生物量、干物质分配模式和出皮率 ,结果表明 :(1 )立地条件较好的综合土壤因子为 :板岩母质、壤性土、中性土质、土壤 A层厚度 >2 0 cm;(2 )地上部分叶、木质部和檀皮产量干重分配比在不同立地条件下均有相同规律 :木质部干重 >叶干重 >檀皮干重。叶与檀皮在地上三部分中所占比例大致相同 ,木质部分别是檀皮、叶重量的 6 .83倍和 5.98倍 ;(3 )在 3年生萌生条中 ,各段的檀皮产量大小顺序为 3年生段>2年生段 >1年生段。 3年生段檀皮产量分别是 2年生段、1年生段的 1 .94倍和 3 .6 1倍 ;(4)不同立地条件可归并为 3个类型 (A、B、C) ,A的出皮率为 1 1 .6 6 % ,B的出皮率为1 0 .95% ,C的出皮率为 1 0 .81 %。单位面积檀皮产量大小顺序为 A>B>C。

中国云冷杉林生物生产力格局及其数学模型

基于全国１００６块样地资料，从宏观上阐明了我国云冷杉林生物生产力的格局规律，建立了联系叶面积指数分布规律和地植物学知识的生物生产力水热相关模型与地理分布模型。在温度和降水分布空间上，云冷杉林净第一性生产力的格局呈现一种复合曲面的函数关系，即随着温度升高，林分生产力呈指数递增，其递增速率随降水量的增加而线性增大。在正常分布范围内，云冷杉林叶面积指数随温度变化呈递减函数关系，这可能是针叶的适光变态以及云冷杉林适应水分协迫环境的一种机制。

土壤侵蚀对土壤肥力及土地生物生产力的影响

通过对红壤坡地不同土地利用方式土壤肥力及土地生物生产力的空间分异研究，揭示了土壤侵蚀对土壤肥力和土地生产力的负面影响．即侵蚀导致Ｎ、Ｐ、Ｋ等土壤速效养分含量减少及其在坡面上部的相对贫乏和下部的相对富集；土壤有机质含量降低；土壤机械组成中砂、粉、粘粒比率发生变化，表现为土壤沙化，土地生物生产力下降．

西藏玉米生物生产力及其光能利用率特征

利用实测资料 ,对高原玉米田的干物质累积及太阳能利用率特征等进行了探讨 ,结果表明 :①高原玉米干物质累积量可高达 2 5t hm2 ～ 30t hm2 :其中露地玉米干物质积累量为 2 5t hm2 ,地膜玉米干物质累积量可达 30t hm2 ,比露地玉米高 1 5%左右 ;②地膜玉米鲜重也明显高于露地玉米 ,最终鲜重可达 90t hm2 ,比露地玉米高 5%左右 ;③西藏玉米干物质累积量比内地平原地区玉米干物质积累量高 2 0 %～ 33% ;④高原露地玉米田的最大太阳能利用率出现在灌浆期 ,可达 3 5% ,拔节到成熟期的平均太阳能利用率为1 8% ;⑤高原露地玉米田和高原冬小麦田的平均太阳能利用率没有明显差别 ;⑥从西藏玉米资源开发前景看 ,在青藏高源海拔 370 0m以下的广大农牧区 ,发展地膜籽粒玉米和露地青贮玉米具有不可替代的优势 。

中国耕地变化及其对生物生产力的影响———兼谈中国的粮食安全

利用覆盖中国国土的Landsat遥感数据,本文监测了1986-2000年间耕地的变化态势,并利用农业生态区划模型,计算了耕地变化导致其生物生产力的变化。研究表明,1986-2000年耕地面积增加了265万公顷(或增加了2%),耕地的平均生物生产力下降了2.2%;研究还发现,耕地变化对中国粮食安全没有造成显著影响。适度的耕地非农化是不可避免的,人为遏制这一转移趋势会影响经济的健康发展。

池鹭繁殖种群数量、活动规律和生物生产量的研究

本文报道池鹭种群数量变动、种群活动、雏鸟生长和生物生产量。种群活动可划分为迁到期、动情期、繁殖期、同巢鸟活动期、集群活动和迁离期。１９９０、１９９１二年繁殖前种群密度分别为１３００只／ｈｍ￣２和１４０１只／ｈｍ￣２，繁殖后增加密度为２０８７只／ｈｍ￣２和２２４８只／ｈｍ￣２。雏鸟体重增长曲线方程为：Ｗ＝２８６／ｌ＋ｅ￣（－０．０４０９（ｔ－１２．６））１９９０、１９９１年繁殖种群的生物生产量分别为１９７．２８９１４ｋｇ／ｈｍ￣２和２２３．１８７１２ｋｇ／ｈｍ￣２。

中国杉木林生物生产力格局及其数学模型

根据大量的样地材料，从宏观上阐明了杉木林生物生产力的地理分布格局和水热相关规律，建立的生产力地理分布模型客观地反映了杉木高产林区的地理分布规律。根据限制因子作用律建立了杉木林生物生产力水热优化模型，模型显示杉木林生长最适宜的水热组合环境为：年均气温１６～１７℃，年降水量１７００～１９００ｍｍ，温暖指数１４５～１５０℃月，潜在蒸散量９２０～９３０ｍｍ，这时杉木林乔木层的生产力达１７～１８ｔｈｍ－２ａ－１，全林生产力达２１～２２ｔｈｍ－２ａ－１。

柞蚕林生物生产力和干物质转化研究

柞蚕林生物生产力和干物质转化研究温达志，杨思河（中国科学院华南植物研究所，广州５１０６５０）（中国科学院沈阳应用生态研究所，１１００１５）姜波（辽宁省蚕业科学研究所，凤城１１８１０１）ＢｉｏｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄＤｒｙＭａｔｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒｏｆＴｕｓｓａｈ－ＦｅｅｄｉｎｇＯａｋＦｏｒｅｓｔ￥ＷｅｎＤａｚｈｉ（ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉ－ｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ，ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５０），ＹａｎｇＳｉｈｅ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，Ａ－ｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１５），ＪｉａｎｇＢｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｆｅｎｇｃｈｅｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ１１３１００）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ，１９９３，１２（１）：５－１０．

海岸带不同林农复合经营模式的生物生产力研究

研究了江苏沿海滩涂较具代表性的银杏采叶园 (A)、银杏果 -叶 -农复合园 (B)、银杏材 -农复合园 (C)的生物生产力。结果表明 :各模式内不同作物个体生长存在极显著差异 ,银杏个体生长情况可用W =aXb 数学模型描述。植物器官生物量和生产力均以茎 (干 )最大。同一模式内 ,农作物生物量和生物生产力高于银杏 ,但收获指数低于银杏。三大模式中 ,模式C具有较高的生物量和生物生产力 ,但与B相差不显著。模式B。