棉田生态系统中害虫、天敌群落结构与功能关系的研究

为探讨生物群落结构与功能的关系，有效地开展棉田害虫、天敌的生态调控，作者在系统调查与测定华北棉区８种不同时空类型棉田害虫、天敌群落物种丰富度、总个体数、能流量多样性指数及群落生产力的基础上，分析了各类型棉田害虫、天敌群落结构与功能的关系，总结了如下的一般规律：１）上一营养层（棉株或害虫）的生产力越高，其所支持的下一营养层（害虫或天敌）群落的总个体数和生产力增加；２）害虫群落的物种丰富度与其群落生产力无关；其总个体数越多，生产力越高；其能流量多样性指数越大，生产力越低，为害越轻；３）天敌群落物种丰富度和总个体数越多，其群落生产力越高，它们的能流量多样性指数与生产力的关系较为复杂。由此．进一步探讨了群落结构与功能关系的理论及其在棉田害虫与天敌调控中的应用。

应用^(15)N对棉田生态系统中氮素的吸收利用和去向的研究

应用15N示踪方法 ,研究了棉田生态系统中N的吸收利用和去向。证明在等N ,P ,K条件下 ,沼肥与化肥配施有利于N向生殖器官转移 ,其增产效果比单施化肥显著 ;绿肥与化肥配施和单施化肥产量基本持平。各处理棉株对土壤N的依赖性都低于肥料N ,约占 3 7.4 4%～ 4 3 .66% ,但单施化肥高于有机肥与化肥配施。棉株营养器官累积土壤N的比例各处理都大于生殖器官 ,而累积的肥料N正好相反 ,说明棉株生育前期对土壤N的依赖性较高 ,而后期对肥料N的依赖性较高 ,为棉花生产重施花铃肥提供了依据。有机肥与化肥配施肥料N在土壤中的残留率为单施化肥 2 .5～ 3倍 ,而损失率后者为前者的 1 .4～ 1 .6倍 ,其生态效益差异十分显著。

不同类型的棉田生态系统功能特征

通过对 7种不同时空类型的华北棉区棉田生态系统能流、价值流和 N、P、K变化的研究表明 ,华北棉区棉田生态系统的能量生产为 3 0 .41× 1 0 3～ 71 .63× 1 0 3k J/(m2· a) ,纯收入为每 hm2 3 5 65 .80～ 81 46.5 0元 ,主要能量投入为劳动力的投入 ,占总投入能的 75 .80 %～ 81 .1 4%。其在不同时空类型棉田所表现出的变化特征为 :随着播种期的推后 ,棉田内害虫的取食为害作用增加 ,天敌的捕食作用减少 ,光能的利用效率下降 ,棉田经济效益降低 ;实行间套作 ,棉田内害虫的为害作用和天敌的捕食作用均增加 ,光能利用率增加 ,棉田经济效益上升 ;进行免耕种植 ,棉田内害虫的为害取食作用减少 ,天敌的捕食作用增加 ,光能利用率增加 ,棉田经济效益上升。由此进一步探讨了华北棉田生态系统生态调控的途径。

农药单甲脒盐酸盐在棉田生态系统中的残留及持久性研究

单甲脒盐酸盐属低残留非持久性农药。在棉叶中的半衰期为４．４－８．ｌｄ，在土壤中为１１．４—１２．３ｄ。分别以２５％单甲脒盐酸盐水剂的１０、５０、１００、５００、８００、１０００和１５００倍稀释液喷施７—８次，每次间隔约１５ｄ，在棉籽中检测出单甲脒最高残留为０．１７×１０－６。科学合理地施用单甲脒农药，不会对人体健康造成危害。

免耕法对棉田生态系统能流功能的影响

比较了常规与免耕法对棉田生态系统中土壤微生物、害虫、天敌、棉株及其整个棉田生态系统能流功能的影响 .结果表明 ,免耕棉田土壤微生物量与年呼吸耗氧量均明显高于常规棉田 ,分别为常规棉田的 1 .32倍和 1 .63倍 ;免耕棉田的苗蚜与秋蚜、2代与 4代棉铃虫种群生产力下降 ,而伏蚜与 3代棉铃虫种群生产力增加 ;免耕棉田内天敌种群生产力及其捕食利用效率下降 ;免耕可提高棉田系统的光能利用率和总生产力 ,减少辅助能的投入 ,具有低耗、高效的特点 .

不同类型棉田生态系统中棉蚜种群能量动态及其生态学效率分析

本文以能量为统一单位，以生理学时间为尺度，建立了计算世代重叠的棉蚜种群能流参数模型，分析和比较了不同播种时间、间套作、免耕和化学防治处理的棉田生态系统中棉蚜种群的生产力、摄入量及生态学效率。结果表明：（１）棉蚜种群能量生产的９８％来自于伏蚜时期，而苗蚜与秋蚜不足２％；（２）播种期推后，苗蚜种群生产力、摄入量减少，而伏蚜、秋蚜的生产力、摄入量增加；套间作，使苗蚜、秋蚜种群生产力、摄入量减少，伏蚜种群的生产力、摄入量增加；（３）化学防治对棉蚜种群生产力、摄入量有一定的作用，其作用强度依农药品种及施药次数而异；（４）各类型棉田棉蚜种群的同化效率与净生态学效率变化幅度较小，而摄入利用效率变化幅度较大。由此进一步探讨了不同类型棉田棉蚜的管理对策。

棉田生态系统能流特征分析

为丰富生态系统的能流功能理论，开展以此为基础的生态调控，本文采用田间调查与室内测定相结合的方法，系统地测定了棉田初级生产者（棉株）、次级生产者（害虫、天敌）和土壤分解者的能流参数值，分析和比较了以棉株－害虫－天敌相互作用为中心，受人为干扰作用较大的棉田生态系统能流特征。

新疆棉田生态系统中捕食性节肢动物类天敌亚群落结构

新疆南疆绿洲农田生态系统中,在11种主要作物(植物)上发现捕食性节肢动物类天敌7目16科约31种。通过丰富度指数、多样性指数、均匀性指数和调查平均数的比较,苜蓿在捕食性节肢动物类天敌种类和数量上占有较大优势;系统聚类分析证明马铃薯与棉花相似距离最近,其次为小麦和苜蓿与棉花的相似距离较近。研究结果显示,选用苜蓿作为棉花的间作或邻作作物,对调整捕食性节肢动物类天敌并利用其进行害虫生物防治具有重要意义。

不同类型棉田生态系统的研究

总结了国内对不同耕作制度下棉田生态系统的研究结果,并且探讨了棉田生态系统生态调控途径。

不同肥料结构氮在棉田生态系统中的吸收利用和去向研究

采用^15N示踪方法，研究了棉田生态系统中化学N肥及其与绿肥、沼肥配合施用时N素的吸收利用和去向，结果表明：（1）在等N、P、K条件下，沼肥与化肥配施棉花增产效果显著，绿肥与化肥配施次之，单施化肥较差，这与单施化肥N素较多地积累在叶和无效蕾、花、铃中，有机肥与化肥配施N素较多地积累在生殖器官中密切相关。（2）棉株对土壤N的依赖性低于肥料N，但单施化肥棉株对土壤N的依赖性高于有机肥与化肥配施。棉株营养器官累积土壤N的比例大于生殖器官，说明棉株生育前期对土壤N的依赖性高于生育后期，充分说明棉花生产中重施花铃肥的重要性。（3）有机肥与化肥配施，肥料N在土壤中的残留率为单施化肥的2．5—3倍，而损失率后者为前者的1．4—1．6倍，表明有机肥与化肥配施改土效果明显。

乌兰乌苏绿洲棉田生态系统水汽和二氧化碳通量研究

为了研究新疆干旱和半干旱地区农田生态系统陆地-大气间水汽和二氧化碳连续相互作用对全球气候、环境变化的影响。2009年1—12月应用涡动相关系统,连续观测乌兰乌苏绿洲棉田生态系统下垫面(裸地和不同生长期)地气界面水汽和二氧化碳通量变化,分析水汽和二氧化碳通量的季节和日变化规律。结果表明:(1)绿洲棉田生态系统下垫面全年二氧化碳通量变化分干、湿2季,干季棉田下垫面以释放CO2为主,湿季以吸收CO2为主,但全年吸收量远大于释放的量。(2)在湿季,绿洲棉田生态系统下垫面其CO2的通量值曲线呈开口向上的抛物线型,与下垫面棉田发育情况有较好的相关性。(3)其水汽通量全年分3个阶段,水汽通量值从小到大分别为:雪覆盖阶段。裸地阶段。棉花种植阶段。(4)在湿季,其水汽通量日变化明显,与日照强度和温度相关较好。

受控与自控棉田生态系统的能量流动研究

对陕西关中棉区受控与自控两类棉田生态系统的能量流动作了比较研究。结果表明：（１）两类棉田系统的食物网结构、营养层、生态锥体、生态效率等基本特征相似，在能量分配方面有量的差异；（２）天敌的利用效率在两类系统间有显著差异；（３）受控棉田系统的现存量与摄能量的营养级金字塔具有更快的递降率。

棉田生态带比较试验

2008年随着垦区种植业结构的调整，棉花面积由原来的0．8万公顷调整到0．6万公顷。适当增加了小麦、玉米、油葵、牧草、油菜、打瓜、辣椒等作物的种植面积，缓解了垦区棉花因超长连作而造成的土壤残膜污染，有效减轻了棉花各种病害的流行，使棉田生态系统逐步走向良性循环发展的轨道。

东北早熟棉区组建自控棉田生态系的研究

经过1975—1984年的调查研究,已在朝阳县棉田建成不施或基本不施杀虫剂而控制棉蚜为害的自控棉田生态系,面积从50亩发展到23000亩。1985年又在另外26000亩棉田中建成了使用少量杀虫剂,利用自然天敌控制棉蚜为害的半自控棉田生态系。主要措施有:(1)在天敌资源丰富的小山、河流、果园或树林附近种植辽棉8号和黑山棉两个耐蚜品种;(2)与小麦、油菜、高梁或玉米间作、穿插或条带种植,以便保护和招引更多天敌;(3)将间苗、定苗时拔下的棉苗携出田外销毁,减少棉蚜扩散机会;(4)改普遍喷雾施药为点、片涂茎和点心防治,减少杀伤天敌机会;(5)放宽棉蚜防治指标,延迟防治,保护利用天敌。使用棉田天敌指标和种群结构指标等两个棉田自控机制指标来修定防治指标。

新疆高产棉田生态系统NEE变化及其影响因素

温室气体大量排放使得全球变暖已成为世界公认的热点问题之一。农田生态系统在全球碳循环与碳平衡中扮演着重要的角色。文中运用开路式涡度相关测量系统进行定点定位观测,研究干旱区农田生态系统/大气间净交换量(Net Ecosystem Exchange),分析农田生态系统中碳源/汇功能的关系。结果表明:新疆棉田生态系统在现蕾期、开花期与铃期CO_2通量日变化呈现出单峰型的"U"型曲线,现蕾期、开花期和铃期CO_2通量最高点在凌晨3:00、4:00和1:00,分别为9.45、8.78和7.68umol·m^(-2)·s^(-1),CO_2通量最低点在正午14:00、15:00和15:00,依次为-19.35、-21.73和-20.51umol·m^(-2)·s^(-1)。不同生育期夜晚NEE值均负值,表明棉田生态系统夜间处于碳排放过程;白天正值,棉田生态系统为碳吸收过程。棉花不同生育期均为碳储存,且开花期碳储量最大,平均值为-7.26g·m^(-2)·d^(-1),其次是现蕾期,平均值为-6.31g·m^(-2)·d^(-1),铃期平均值为-5.37g·m^(-2)·d^(-1)。温度和降雨对棉田生态系统碳储量影响显著。研究结果表明干旱区高产棉田生态系统有着较好的碳储量,是一个碳汇过程。

望江县棉田生态系的变化及其主要影响因子

望江县位于安徽省南部，长江下游北岸，是产棉大县，常年植棉面积在2万hm^2左右。本县棉田生态系主要以棉花为主体，由害虫、天敌、中性昆虫和一些无机体等构成。这一整体受多种因子的制约，是个动态的平衡。