生物质炭施加对水-旱轮作农田土壤CO_2排放及碳库的影响

选择典型亚热带稻-麦轮作农田,比较不同施加量的玉米芯生物质炭对作物产量、土壤理化性质和CO_2排放的影响,并结合同位素分析研究了生物质炭的分解程度及其在水作影响下的田间存留量。结果显示,施加生物质炭显著增加了土壤阳离子交换量和总有机碳含量,降低了土壤CO_2排放速率。δ^(13)C数据表明,生物质炭在施加初期被快速分解,对土壤CO_2排放的短期贡献率可达35.95%,但一个生长季后分解微弱;生物质炭在水田中流失明显,一个轮作周期后的田间存留率为17.33%~36.50%。结果表明,生物质炭可提升亚热带水-旱轮作农田土壤碳库并降低土壤CO_2排放速率。

刺参养殖池塘初级生产力及其粒级结构周年变化

研究了刺参(Apostichopus japonicus Selenka)养殖池塘浮游植物初级生产力及粒级结构的周年变化规律,旨在明确刺参养殖池塘的基础生态学特征,为刺参养殖生产和管理提供科学支持。结果表明:刺参养殖池塘初级生产力年平均值为(5.16±3.04)gO2m-2d-1,全年呈现明显的季节变化,初级生产量分别在初春、夏季和初冬形成高峰。初级生产力群落净产量占毛产量的50.2%。P/R值与日P/B系数的年平均值分别为2.20±1.25和0.39±0.35。按初级生产力水平和P/R值划分的水体营养类型,调查刺参养殖池塘属富营养型水体;初级生产量随深度的增加而递减,最高生产层约在透明度的0.5倍处,且0.5倍透明度(约50 cm)以上水层初级生产量占水柱总产量的56.3%;不同粒级浮游植物生产量占总生产量的百分比具有明显的季节变化。除夏季外,以小型浮游植物(micro-,20—200μm)对初级生产力的贡献最大(43.5%),夏季为微型浮游植物(nano-,2—20μm)对初级生产力贡献最大(35.3%)。以年平均值计算,不同粒级浮游植物初级生产量占总生产量百分比的大小顺序为:小型(40.1%)>微型(28.2%)>中大型(16.1%)>超微型(15.7%)。回归分析表明:试验池塘初级生产力水平与水温、营养盐中的氨氮和亚硝酸氮均呈显著的相关关系(P<0.05)。结果提示,刺参养殖池塘初级生产力的季节变化显著,垂直分布并不均匀,小型浮游植物是其生态系统中的主要生产者。

水葫芦有机肥与化肥配施对青椒生长、产量和氮素利用率的影响

将水葫芦渣与猪粪混合发酵后制成水葫芦有机肥,研究其与化肥的不同配比对青椒生长和产量及氮素利用率的影响。结果表明,在等氮施肥条件下,水葫芦有机肥在低替代率或全量化肥条件下青椒的生物量明显高于水葫芦有机肥高替代化肥条件下青椒的生物量;有机肥的添加能显著促进青椒地下部的生长发育,其中75%有机肥替代化肥处理的植株根系体积及根尖数分别比化肥处理增加了77.87%和56.12%;水葫芦有机肥50%替代化肥时青椒单株产量最高,是单独施用化肥处理的1.6倍;施用化肥或者水葫芦有机肥少量替代化肥处理的青椒植株地上部分氮素含量显著高于其他处理;水葫芦有机肥50%和75%替代化肥的处理其青椒产量及氮肥农学利用率和生理学利用率明显高于单独施用化肥或者有机肥。因此,以水葫芦与猪粪混合制成的有机肥替代化肥的替代率在50%效果最好,最高替代率不宜超过75%。

室内养殖条件下中华绒螯蟹雄性个体的生殖潜力

为评判中华绒螯蟹育苗工作亲本投放性比（♀∶♂=2～3∶1）的合理性,通过室内连续交配实验,对雄性个体的生殖潜力进行了研究。结果显示,雄蟹具备完成3次连续交配活动的生殖潜力;个体丧失交配能力前,贡献了超过60%的精子（≥6×109个）等雄性产物;多次交配活动并没有对雌蟹的个体繁殖力产生影响;雌蟹抱卵后,纳精囊亦没有出现明显的偏差;实验条件和基地育苗池个体纳精囊内均还存有一定数量的精子,表明雄蟹提供的雄性产物可以满足雌蟹受精的需要,因此,该性比在实际育苗生产中具有一定合理性,而作为亲本雄蟹的大规格及自身的生殖策略则可能是中华绒螯蟹避免精子限制发生的重要原因,其潜在的精卵比达（1.59～10.86）×10～3∶1。此外,研究成果揭示这个被广泛采用的亲本性比存在进一步优化的可能,可以提升至4∶1。

刺参养殖池塘主要生态因子周年变化特征

研究了刺参养殖池塘主要生态因子周年变化规律及养殖关键期重要生态因子的时空变化特点，以期明确参池基础生态学特征，为刺参养殖生产和管理提供科学支持。通过相应的国家标准和规范方法对养殖池塘水温、盐度、pH、溶氧量、透明度、氨氮浓度和化学需氧量等参数进行了全年监测。结果表明：刺参养殖池塘年平均水温为13．69±9．84℃，波动范围为-1．80～26．63℃，水温与初级生产力呈显著正相关性（P〈0．05）。融冰期水温呈由表层至底层逐渐升高的趋势；盐度年平均值为30．95±2．96，冬季较高，夏季较低。融冰期盐度随水深的增加而升高；年平均pH为7．94±0．17，高温期存在昼夜变化现象；氨氮浓度年平均值为47．42±34．87μg／L，高温期存在明显的垂直和昼夜变化现象；透明度、溶氧量和化学需氧量的年平均值分别为1．03±0．48m、8．40±1．34mg／L和17．46±1．75mg／L。所调查池塘刺参养殖环境条件总体较好，这为高产养殖奠定了基础。

菊芋中菊糖的热水浸提工艺优化及抗氧化活性

研究菊芋菊糖的热水浸提法提取工艺,在单因素试验基础上,通过正交分析法优化菊糖的提取工艺,分析料液比、提取温度、提取时间对菊糖提取率的影响,并对菊糖的抗氧化活性进行分析。结果表明,菊芋菊糖的最佳提取工艺为:料液比1 g∶30 m L,提取温度90℃,提取时间120 min,在此条件下菊糖的提取率为89.60%。所提菊糖具有较强的抗氧化活性,0.10 mg/m L浓度的菊糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力最高达91.30%,抗超氧阴离子自由基能力最高达205.59 U/L,对羟自由基的抑制率最高达96.00%。

稻渔综合种养的科学范式

21世纪是渔业的世纪。中国和世界水产业历经数十年的发展为人类应对食品危机做出了巨大贡献。然而,我国传统的水产业对产量的片面追求导致养殖环境日趋恶化,养殖生态系统不断退化,养殖业的可持续发展受到限制。传统稻田其氮素的流失亦是导致农业面源污染的主要原因之一。我国当前的环境问题源于复合生态系统演化进程的缺陷,解决当前的环境问题,必须从优化复合生态系统演化进程着眼。采用优化的生态循环水产养殖模式,如综合水产养殖则可以大大提高氮、磷等养分物质的利用率。稻渔综合种养是一种科学的复合生态模式,可以概括为三种模式,一种是在我国传统稻田养鱼的基础上,逐步发展起来的一种稻渔共生模式,可采取稻鱼、稻蟹、稻虾等多种共作形式;二是稻田作为湿地用于处理水产养殖尾水的模式,属于异位处理形式;三是将稻渔共生和水产养殖相耦合的模式,尤其是与多种水产养殖形式结合或与复合水产养殖系统相结合,甚至是与农牧系统相结合。这第三种稻渔共作模式又称为陆基生态渔场,具有高产、高品质、高生态可持续性等特点,应加强对该创新养殖模式中有机碳、氮、磷等营养收支平衡和循环利用的相关机制以及复合生态系统对外源营养输入的整体响应机制开展研究。概括而言,尾水排放是传统池塘养殖中氮源的主要流失途径,颗粒物吸附沉降是池塘养殖中磷源的主要流失途径,而系统中的碳源则主要是通过鱼类等生物的呼吸作用进行消耗。基于生态循环的"稻渔共生-池塘复合生态系统"则恰好可以解决这三大类营养物质在生态系统中的高效保持和利用问题,实践业已证明该复合系统拥有较高的产量、品质和生态效益,是一种可持续的农业发展模式。稻渔复合生态系统的创新模式因其特有的生态循环机制及系统的高弹性、高缓冲性、高可持续性,将成为我国乃至世界应对农田、渔业生态系统的退化,复合高效解决渔业、农业或农牧业生态环境问题的典型范式。

气候变化影响渔业资源生殖动力的研究范式——以东海三疣梭子蟹种群为例

生殖是生物资源繁衍后代及其延续种族最基本的行为和过程。渔业管理的一个基本目标是保存种群足够的繁殖潜力,以实现渔业资源的可持续开发。环境破坏、气候变化和长期过度捕捞已经影响到许多海洋生物种群的生产能力。气候变化使海洋生物的群落结构发生改变,间接影响海洋生物包括鱼类、甲壳动物的生理(生长、繁殖、洄游)、物候、资源量及其分布;温度作为气候变化的重要指标之一,其是影响渔业资源量的重要因素。气候变化引起的环境变化已经严重影响到中国近海渔业资源量的变动。不同年际间梭子蟹资源量波动较大,意味着不同气候条件下,种群的生殖或补充能力是不同的。受种群内部机制及不同区域生态系统影响,不同纬度的梭子蟹种群亲体的生殖能力会有较大差异,表现在生殖期、成熟形态变化或性腺发育变化或生殖能量分配变化等多个方面,从而有助于在亲体层面掌握资源生殖能力对气候变化的响应。建立一个普遍的将气候等宏观生态因子和一个分布广泛的资源种群动力相联系的范式,其中核心环节就是研究清楚能量在产卵亲体和补充群体生长和生殖之间的分配,以及其对外界环境如气候的响应机制,将资源评估的宏观模型和个体的生理生态变化相结合,从而构建成一个完整的三疣梭子蟹资源养护、预测和评估过程。

室内养殖条件下三疣梭子蟹的生殖蜕壳和交配行为

本文采用外部特征观察和红外线摄像,对室内配对养殖三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的生殖蜕壳和交配行为进行了系统研究。结果发现:近交配季节,雌性三疣梭子蟹腹甲出现蓝黑色并不断加深,游泳足掌节则最终汇聚成一轮红色月牙,这些体表特征集中出现在生殖蜕壳前期,可能是除信息素外,另一类用于交配活动的视觉信号。三疣梭子蟹的交配活动起始于两性间的求偶抱对行为,雌性完成生殖蜕壳便进行软壳交配,这是一个连续的过程,包括随后的抱对守护行为;期间,相对于交配前后的抱对行为,三疣梭子蟹用于实质性交配活动的时间十分有限。然而,这可能是一种生殖策略:一方面,雌性可以采用抱对这种方式确保随后进行的生殖蜕壳及软壳交配过程能在有限的时间内安全有序地完成;另一方面,作为补偿,雄性可通过交配活动在雌性生殖道内生成精子塞来保证父权,减少个体间的竞争。