中国生态农业学报

间套作强化农田生态系统服务功能的研究进展与应用展望

李隆

李隆间套作是我国传统农业的精髓, 其存在2 000多年, 必然蕴含重要的科学原理。过去的研究表明其不仅能够大幅度提高作物产量, 而且能够充分利用地上部的光热资源, 充分挖掘和利用地下部水分养分资源, 强化农田生态系统服务功能。近年来, 国内外对其资源高效利用的研究取得了显著的进步, 特别是地下部资源高效利用方面。本文首先综述了相关研究的进展: 间套作作为增加农田生态系统生物多样性的重要措施, 具有重要的生态功能, 如提高作物产量, 增加作物生产力的稳定性, 充分利用地上部光热资源和土壤水分、土壤和肥料中的氮素和磷素以及微量元素等。随后, 对间套作提高资源利用效率的机制进行了分析, 包括水分需求上的时间和空间生态位互补, 豆科/禾本科间作体系中的豆科作物生物固氮和禾本科作物对土壤氮素利用上的互补和促进作用; 磷活化能力强弱搭配的间作体系中, 磷活化能力强的作物对活化能力弱的作物的促进作用; 双子叶和单子叶植物的搭配, 改善双子叶植物的Fe、Zn等微量元素的含量等。最后, 对间套作进一步研究方向和应用提出了一些看法和思路。在研究方面, 包括作物多样性与农业可持续发展, 地下部作物种间信号的传递, 地上地下部多样性的互反馈调节机制, 以及作物生长模型等。在应用方面, 包括豆科作物纳入农业生产体系发展生态集约化农业, 利用间套作发展有机农业, 利用种间相互作用提高磷肥利用率和增加作物可食部分的微量元素含量等。并认为间套作中的机械化、育种等问题的解决将有利于间套作的进一步发展。中国生态农业学报. 2016 24(4): 403-415.

潮土农田微生物研究进展

林先贵, 冯有智

林先贵, 冯有智土壤微生物对不同施肥的响应和反馈对于评价和解释科学施肥具有极为重要的意义。本文总结了本课题组在我国华北平原潮土碳、氮、磷循环相关微生物对不同施肥, 特别是对单施有机肥的响应方面的研究结果, 明确了潮土地力提升过程中的微生物学机制。长期定位试验研究结果表明, 长期平衡施肥, 特别是施用有机肥能够显著增加潮土中有机碳和养分含量, 特别是磷含量, 进而改变土壤微生物群落结构, 提高微生物生物量碳、转化酶活性、呼吸强度及微生物功能多样性(碳代谢活性), 并且土壤微生物代谢熵与代谢热显著降低。相反, 在缺素特别是缺磷条件下, 土壤微生物不仅代谢效率低下, 而且代谢过程会散逸相对多的热量、排放相对多的CO₂, 导致土壤质量明显下降。长期施用氮肥可增强潮土硝化酶活性、增加氨氧化细菌的数量和多样性, 且无机氮肥比有机氮肥影响更显著; 但是, 科学施用氮肥的前提是必须合理地添加磷肥, 才能更好地促进潮土作物生长、减少氮素损失和提升土壤地力。对于缺磷的潮土, 长期施用磷肥, 尤其是平衡施肥使得作物对菌根真菌(AMF)依赖性下降, 进而导致土壤中AMF多样性下降, 更多的土壤养分分配给其他微生物, 有利于潮土农田地力的可持续性。潮土中一种土著微生物Bacillus asahii对长期施用有机肥的响应最为显著,; 该物种需要2~4 a会成为潮土中优势微生物, 其有着独特的生理特征和丰富的代谢多样性, 能够加速和促进其他微生物对潮土有机质累积和磷素循环过程的作用, 在作物生长和土壤地力中起到“领军性”的作用。以上认知加深了对长期施用有机肥提升华北平原潮土地力过程中微生物学机制的认识, 有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。中国生态农业学报. 2016 24(4): 416-434.

作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响

董文霞, 肖春, 李成云

董文霞, 肖春, 李成云作物多样性种植在中国有着古老而悠久的历史, 在现代农业生产中仍发挥着重要作用。近几年, 利用多样性种植控制虫害成为全世界农业研究的热点之一。作物多样性种植直接影响农田害虫的发生、危害、行为。许多研究表明, 农作物多样性种植, 害虫数量和危害程度都有不同程度的减轻。但也有一些研究表明, 作物多样性种植不仅不能减轻害虫的危害程度, 甚至还会加重其危害程度。多样性种植不仅影响天敌昆虫数量, 而且影响其寄生率或捕食率, 并通过影响其定向行为、搜索行为、转移行为等影响其活动能力。本文总结了近年来作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响方面的研究结果, 并讨论了该领域研究的前景及目前存在的问题。本文还介绍了作物多样性种植对昆虫影响机制的7种假说(物理阻隔假说、视动反应假说、寄主植物气味掩盖假说、驱避性化学物质假说、植物气味组成改变假说、天敌假说、资源密度假说)和1种理论(适宜性/非适宜性降落理论), 这些假说和理论在一定程度上能够阐明多样性种植对昆虫的影响机理, 但是没有一种假说或理论能够全面阐明多样性种植控制害虫的生态机制。中国生态农业学报. 2016 24(4): 435-442.

农业景观异质性对生物多样性及其生态系统服务的影响

宋博, 丁圣彦, 赵爽, 李子晗, 侯笑云

宋博, 丁圣彦, 赵爽, 李子晗, 侯笑云农业景观中生物多样性具有特殊重要的意义, 本文首先综述了农业景观异质性的组成和特征。农业景观的异质性不仅包括空间组成和构型异质性以及时间异质性, 更应包括基于物种或功能类群认识的农业景观功能异质性, 这对于讨论景观异质性与生物多样性的关系十分关键。纵览景观空间异质性和时间异质性对生物多样性的多尺度影响发现, 很多研究证实非农生境对于维持农业景观中生物多样性十分必要, 由非农生境斑块和农田基质组成异质性较高的农业景观往往促进生物多样性, 不同生物类群对景观异质性的响应尺度不同。景观结构和种间作用的复合影响是异质性农业景观维持生物多样性的机制。景观异质性通过生物多样性的组成和分布进而影响其提供的生物控制、授粉和物质循环等生态系统服务。结合黄河中下游平原农业景观异质性特征及其对生物多样性影响系列研究结果, 在联产承包责任制下小田块管理的农业景观中, 未来相关研究应基于功能景观的时空异质性深入讨论农业景观对生物多样性及其生态系统服务的影响机制, 为可持续农业景观的构建提供科学依据。中国生态农业学报. 2016 24(4): 443-450.

全球重要农业文化遗产地的农业生物多样性特征及其保护与利用

张丹, 闵庆文, 何露, 袁正

张丹, 闵庆文, 何露, 袁正 2002年联合国粮食及农业组织提出了“全球重要农业文化遗产(GIAHS)”的概念和动态保护理念, 旨在建立全球重要农业文化遗产及其有关的景观、生物多样性、知识和文化保护体系, 并在世界范围内得到认可与保护, 使之成为可持续管理的基础。自此以后, 特别是在全球环境基金的支持下, GIAHS的概念和保护理念已经得到越来越多的国家和国际组织的认可, 并在项目实施过程中, 通过项目试点地的积极探索, 不仅使遗产地农业生物多样性和文化多样性得到有效保护, 而且促进了遗产地经济社会的可持续发展。本文根据中国已被列入GIAHS的11个项目点及其保护工作, 从遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性以及文化多样性5个方面分析了农业文化遗产地农业生物多样性的特征, 阐述了农业文化遗产地农业生物多样性利用的生态学思想以及原则, 最后从建立监测和评估体系、强化农业生物多样性保护与可持续管理的研究、建立农业生物多样性保护的激励机制、建立农业文化遗产地自我维持和持续发展机制等4个方面, 提出了农业文化遗产地农业生物多样性保护与利用的若干建议。中国生态农业学报. 2016 24(4): 451-459.

稻作梯田农业文化遗产系统保护研究综述

张永勋, 闵庆文

张永勋, 闵庆文梯田是人类依山势就地利挖掘而成的山地农业生产系统, 许多梯田延续至今仍发挥着生产功能, 展现了人类适应与利用自然的智慧, 其包含的生产技术、农业管理经验和传统农业知识，, 对现代农业的可持续发展具有重要的启示和借鉴意义，, 既是典型的山地生态农业模式，, 也是杰出的生态与文化景观，, 更是弥足珍贵的农业文化遗产。其中，, 稻作梯田为其极具代表性的重要类型。在工业化和城市化快速发展的背景下, 梯田地区由于生产无法使用机械化作业, 稻作梯田地区劳动强度大、生产效率低的劣势愈加突出。,一些地方还因为加之旅游产业的不合理发展, 引发了梯田农业系统地区的生态自然人工环境和社会文化等方面的诸多问题, 甚至因改种旱作或使抛荒造成了梯田的垮塌农业几乎面临崩溃的危险。稻作梯田保护和可持续发展问题，, 引起了不同学科学者的越来越多的关注。因此, 一些研究者针对这些问题开展了保护研究。本文在全面查阅了系统收集国内外稻作梯田保护研究文献的基础上，, , 从总结和归纳了梯田的保护对象、保护措施、主要存在的问题及原因等角度进行了分析和保护措施的研究现状。研究表明，,（ 1)）稻作梯田的保护对象主要包括梯田景观、梯田生态和梯田区社会文化3个部分。, 其中，, , 梯田景观的保护内容包括梯田结构、水源涵养林、农田灌溉系统和村落；; ; 梯田生态重点保护包括传统作物品种、生物多样性、农田环境质量和传统小农复合经营模式；; ; 对梯田区社会文化的保护主要则包括居民服饰、建筑物等物质文化, 以及歌舞、节庆等精神文化和以及水资源管理、森林管理等制度文化构成的非物质文化3个部分。（2）)造成稻作梯田地区目前正面临梯田景观破坏、环境污染和生物多样性减少、传统文化面临失传等问题的主要原因在于, 这些问题主要由现代先进科技的冲击、市场需求的驱动、传统农业比较效益的低效益和替代性产业发展不合理科学的产业发展造成等。已有研究提出的（3)）稻作梯田的主要保护措施主要包括: 适度的当发展产业发展、完善和构建和完善保护管理制度和机制、加强科学研究等。未来稻作梯田保护研究，, 的重点应在强调多学科综合研究的基础上，, 重点放在集中于梯田系统退化的内在与外在因素问题的机理研究、典型案例研究、多学科合作的综合研究、长期监测与动态评估观测研究、和适宜的产业发展模式与途径和、典型案例跟踪及评估等方面研究。中国生态农业学报. 2016 24(4): 460-469.

¹³C标记磷脂脂肪酸分析在土壤微生物生态研究中的应用

李增强, 赵炳梓, 张佳宝

李增强, 赵炳梓, 张佳宝磷脂脂肪酸(PLFA)是微生物细胞膜的重要组成成分, 不同微生物群落可通过不同生化途径合成不同的PLFA, 因此可选择某些PLFA作为微生物群落结构变化的生物标志物。PLFA与稳定性同位素¹³C标记(¹³C-PLFA)技术结合, 不仅能够确定原位土壤环境中微生物群落组成, 而且能够定向发掘土壤生态系统中参与碳源代谢过程的微生物群落, 提供复杂群落中土壤微生物相互作用的信息, 具有广阔的应用前景。其基本原理为: 将富集13C稳定同位素的基质加入土壤中, 土壤中的某些微生物群落利用基质¹³C合成PLFA, 提取并纯化土壤微生物的PLFA, 利用气相色谱燃烧同位素比例质谱(GC-C-IRMS)测定其¹³C丰度, 通过对比分析, 从而获取微生物群落组成与其功能的直接信息。本文在介绍了¹³C-PLFA原理的基础上, 综述了该技术在光合同化碳的根际微生物利用、土壤有机质分解的激发效应、甲烷氧化、有机污染物降解、外源简单碳源和外源复杂碳源的微生物利用等方面的应用, 对此项技术的优缺点进行了分析并展望了其未来应用。中国生态农业学报. 2016 24(4): 470-477.

减量施氮与间作大豆对蔗田碳平衡特征的影响

管奥湄, 章莹, 刘宇, 罗莎莎, 王建武

管奥湄, 章莹, 刘宇, 罗莎莎, 王建武为了研究氮肥投入及豆科作物间作对蔗田碳汇的影响, 通过2年(2012—2013年)的大田试验, 采用投入产出平衡法(即将作物生育期内的碳投入与碳产出进行量化分析), 探讨2个蔗田施氮水平[300 kg·hm^-2(减量施氮)和525 kg·hm^-2(常规施氮)]和4种种植模式(甘蔗单作、大豆单作、甘蔗||大豆1行︰1行间作及甘蔗||大豆1行︰2行间作)下蔗田生态系统碳的输入和输出特征。结果表明, 两种施氮处理甘蔗||大豆1︰2间作模式碳输入量均显著高于甘蔗单作和甘蔗||大豆1︰1间作模式。2012年减量施氮处理甘蔗||大豆1︰2间作模式碳输出量显著低于甘蔗单作和甘蔗||大豆1︰1间作模式, 2013年差异不显著; 甘蔗收获后, 减量施氮处理甘蔗||大豆两种间作模式土壤碳截存量均显著高于甘蔗单作。甘蔗||大豆间作生态系统的碳收支与平衡分析表明, 减量施氮处理甘蔗||大豆1︰2间作模式净碳固定量2012年为2 956.35 kg·hm^-2, 2013年为872.59 kg·hm^-2。减量施氮处理甘蔗||大豆1︰2间作模式下农田固碳潜力大于其他处理, 从农业可持续发展角度考虑, 该模式具有一定的生态合理性。中国生态农业学报. 2016 24(4): 478-488.

不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物多样性的影响

顾美英, 唐光木, 葛春辉, 马海刚, 张志东, 徐万里

顾美英, 唐光木, 葛春辉, 马海刚, 张志东, 徐万里秸秆还田是有效利用秸秆资源的重要途径, 能够提高土壤养分含量、调节土壤微生物的群落结构和多样性, 但目前还缺乏不同秸秆还田方式对新疆沙化土壤肥力和微生物多样性影响的系统报道。为探索新疆沙化土壤肥力可持续提升模式, 于2010—2012年在和田风沙土土壤上设置秸秆直接还田(NPKS)、过腹还田(NPKM, 15.0 thm2)和炭化还田(NPKB1, 2.5 thm2; NPKB2, 15.0 thm2)定位试验, 研究不同秸秆还田处理对和田风沙土土壤养分、微生物数量、土壤酶活性和Biolog碳源利用的影响。结果表明: 1)与单施化肥(NPK)相比, 不同秸秆还田方式均能显著提高风沙土土壤养分含量, 其中NPKM处理效果最好, 其次是NPKB2处理, NPKS和NPKB1处理分别为第3和第4。2)不同秸秆还田方式对土壤微生物数量影响差异显著, 均增加了土壤中细菌、放线菌和生理菌群的数量, 与NPK处理相比, 细菌数量NPKB2处理最高, 放线菌数量NPKM处理最高, 分别显著提高了413.16%和574.19%。但NPKB1和NPKB2处理对生理菌群数量的提升效果好于NPKS处理和NPKM处理。土壤酶活性, 不同秸秆还田方式总体好于NPK处理, NPKM处理的提升效果最好。3)Biolog碳源利用分析表明不同秸秆还田方式均能提高风沙土土壤微生物活性和丰富度指数。主成分分析表明, 不同秸秆还田方式土壤微生物群落明显不同, 起分异作用的碳源主要为羧酸类和糖类。聚类分析显示NPKB2和NPKM处理之间、NPKB1和NPKS处理之间土壤微生物功能相似。由此可以看出, 不同秸秆还田方式均能显著提高和田沙化土壤微生物活性和功能多样性, 但不同方式的增效不同。从3年定位试验结果看, 秸秆过腹还田和炭化还田的效果较好, 秸秆直接粉碎还田有增加土传病害的风险。该结果将为南疆沙化土壤肥力可持续提升提供一定的理论指导。中国生态农业学报. 2016 24(4): 489-498.

荫蔽信号对大豆幼苗生长和光合特性的影响

任梦露, 刘卫国, 刘小明, 方萍, 杨文钰

任梦露, 刘卫国, 刘小明, 方萍, 杨文钰红光/远红光比值(R/FR)下降是自然界荫蔽发生的重要信号。为探究大豆幼苗对荫蔽信号的应答机制, 本文采用室内盆栽试验, 以‘南豆12’和‘南032-4’两个大豆品种幼苗为材料, 通过正常光照和低R/FR两种光照处理后, 对其形态、光合特性以及叶绿素荧光参数进行研究。结果表明: 与正常光照相比, 低R/FR下, 两个大豆材料幼苗均表现出典型的避荫性反应, 即株高、叶面积、叶柄长、节间长增加, 茎秆变细, 其中, ‘南豆12’的株高、叶柄长、节间长分别显著增加7.86%、81.48%、26.55%, ‘南032-4’分别增加3.95%、76.67%、20.00%; 叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)提高, 胞间二氧化碳浓度(Ci)和初始荧光强度(Fo)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)等降低, 非光化学淬灭系数(qN)升高, 总干物质积累量增加, 其中, ‘南豆12’和‘南032-4’的Pn分别增加37.21%和39.04%、总干物质积累量分别增加12.35%和17.36%、Ci分别降低9.29%和11.72%。然而, 不同大豆材料对低R/FR的敏感程度不同。在低R/FR光环境下, ‘南豆12’较‘南032-4’表现出较低的株高、节间长、叶柄长, 较大的叶面积和茎粗, 较高的光能传递转换效率、Pn、Gs以及干物质积累量, 体现了对荫蔽较强的适应性。本研究进一步证实了大豆具有感受荫蔽信号(低R/FR)的能力, 但其敏感程度因品种不同而不同, 在间套作过程中, 为提高大豆耐荫性, 降低大豆因避荫反应导致的倒伏率, 保障大豆产量, 应该选择对荫蔽信号不敏感的品种。中国生态农业学报. 2016 24(4): 499-505.

低海拔和高海拔产区气象因子对‘美乐’葡萄浆果品质和代谢组的影响

毛如志, 张国涛, 邵建辉, 杜飞, 邓维萍, 赵新节, 朱书生, 朱有勇, 何霞红

毛如志, 张国涛, 邵建辉, 杜飞, 邓维萍, 赵新节, 朱书生, 朱有勇, 何霞红为明确低海拔(41 m)和高海拔(2 343 m)‘美乐’葡萄产区浆果代谢组和品质的差异和成因, 试验采用GPRS-Base系统气象站监测低海拔和高海拔‘美乐’葡萄产区的气象因子, 采用气相色谱/飞行时间质谱(GC/ TOF-MS)技术解析低海拔和高海拔产区‘美乐’浆果代谢组的差异, 并测定了不同海拔‘美乐’葡萄浆果的可溶性固形物含量、pH、总酸含量、还原糖、花青素、总酚、单宁、黄酮、类黄酮和蛋白质的含量。结果表明, 高海拔‘美乐’葡萄产区平均日照时数、生育期总辐射、日均辐射、日均温差、日均温度、生长时期有效积温等气象因子均高于低海拔‘美乐’葡萄产区; 与低海拔产区相比, 高海拔产区的‘美乐’葡萄浆果的可溶性固形物、单宁和还原糖含量增加, 总酚和花青素含量减少。代谢通路分析表明: 高海拔产区的葡萄浆果积累更多的氨基酸、有机酸、醇、多酚、糖类等物质。代谢通路富集表明: 高海拔产区改变了葡萄浆果8条氨基酸代谢、4条碳水化合物、3条脂质代谢和3条氮代谢通路。去趋势化对应分析表明: ‘美乐’葡萄园中的气象因子如日均日照时数、生长时期总辐射、日均辐射、温差、日均温度、生长时期有效积温是驱动‘美乐’浆果代谢物积累的主要因子。高海拔和低海拔区域气象因子的差异是‘美乐’葡萄浆果代谢物差异的重要驱动力, 高海拔区‘美乐’葡萄浆果通过代谢物和代谢通路的多样性策略来适应高海拔环境, 提高浆果的品质。中国生态农业学报. 2016 24(4): 506-516.

不同锌水平对低剂量镉在水稻中迁移能力的影响

曲荣辉, 张曦, 李合莲, 马义兵

曲荣辉, 张曦, 李合莲, 马义兵本研究利用水稻作为供试植物, 在轻度镉(Cd)污染[镉浓度分别为0 mg·L1、0.01 mg·L1(低剂量)、0.03 mg·L1 (中剂量)、0.09 mg·L1(高剂量)]水培条件下, 通过外源添加不同剂量锌(Zn, 浓度分别为0 mg·L1、0.025 mg·L1、0.05 mg·L1、0.1 mg·L1、0.2 mg·L1)研究水稻生物量变化及Cd在水稻体内分布和迁移, 探索Zn、Cd间的相互关系, 并筛选治理水稻Cd污染的最适外源Zn浓度。结果表明, 施加外源Zn水稻根茎叶的生物量均有所增加, 且Zn浓度为0.05 mg·L1效果最显著。缺Zn条件(0 mg·L1)下, 水稻根细胞质和细胞壁中的Cd含量比值随外源Cd浓度增加而降低; 加入外源Zn后, 细胞质与细胞壁中Cd含量比值有上升趋势, 0.03 mg·L1 Cd水平下变化显著。中低剂量(0.01~0.03 mg·L1)Cd水平下, 施加Zn可降低水稻根部对Cd的吸收和转运。其中Zn浓度为0.05 mg·L1时, 水稻根、茎、叶中的Cd含量下降最为显著, 分别下降38%、71%、65%(低剂量Cd)和44%、79%、69%(中剂量Cd), 且水稻根与茎、根与叶的转移系数分别降低53%和44%(低剂量Cd)、62%和40%(中剂量Cd); 而后随Zn浓度增加水稻各部位Cd含量及转移系数无显著变化。在高剂量Cd环境下, 施加外源Zn对水稻根、茎、叶Cd含量没有显著的抑制作用。因此, 在中低剂量的Cd污染条件下, Zn、Cd间存在明显的拮抗作用, 且外源添加0.05 mg·L1 Zn是降低水稻Cd吸收迁移及增加水稻产量的最适浓度。中国生态农业学报. 2016 24(4): 517-523.

短花针茅荒漠草原不同载畜率对土壤的影响

丁海君, 韩国栋, 王忠武, 赵和平, 张睿洋, 张新杰

丁海君, 韩国栋, 王忠武, 赵和平, 张睿洋, 张新杰以内蒙古自治区乌兰察布短花针茅荒漠草原为研究对象, 通过9 a的定位试验, 研究放牧对土壤理化性状的影响, 旨在揭示不同载畜率条件下草原土壤退化的过程和机制, 以便采取合理的放牧管理措施, 遏制草原退化, 促进草地畜牧业可持续发展。试验在短花针茅荒漠草原设定4个载畜率水平, 重复3次, 以成年蒙古羯羊为供试绵羊, 从2004年开始小区放牧试验, 每年放牧期为6月初到11月底, 每天放牧时间为早6:00至晚18:00, 放牧试验2012年结束后, 通过对草原土壤理化性质的分析, 得出主要结果如下: 持续放牧9 a, 土壤表层含水量随着载畜率的增加显著降低(P<0.05), 载畜率对土壤机械组成、pH及速效磷和速效钾含量的影响未达显著水平(P>0.05); 0~10 cm土层土壤有机质含量在重度放牧处理下显著低于(P<0.05)其他处理; 土壤容重随着放牧时间的延长下降17.25%; 随着放牧强度的增加, 土壤砂粒含量呈增加趋势, 黏粒含量有所降低; 土壤速效磷、速效钾含量随载畜率升高而降低; 2012年重度放牧降低了土壤呼吸速率(P<0.05)。结合载畜率与年度互作分析, 经过9 a的持续放牧, 短花针茅荒漠草原放牧还没有从本质上引起草地土壤理化性状的严重退化, 但从土壤有机质含量来看, 土壤出现了一定程度的退化现象。中国生态农业学报. 2016 24(4): 524-531.

近50年气候变化对青藏高原牧草生产潜力及物候期的影响

赵雪雁, 万文玉, 王伟军

赵雪雁, 万文玉, 王伟军基于青藏高原及周边107个气象站点1965—2013年逐月气温、降水及日照时数等气象数据, 分析了1965年以来青藏高原区的气候变化趋势, 并采用MODIS数据、Thornthwaite Memorial模型及GIS技术分析了近50 a青藏高原牧草气候生产潜力及其时空变化特征; 利用连续22 a的青藏高原牧草生育期观测数据, 探讨了牧草生育期的时空变化特征及气象因子与牧草主要发育期的关系。结果表明: 1)近50 a青藏高原平均气温呈上升趋势, 升温幅度达0.53 ℃(10a)1, 降水量总体呈现上升趋势, 但增加幅度较小, 其倾向率为7.81 mm(10a)1; 而日照时数呈下降趋势, 其下降幅度为16.94 h(10a)1。2)1965—2013年青藏高原牧草气候生产潜力总体呈增加趋势, 在空间上, 由西北向东南依次增加, 青海省北部及南部部分地区气候生产潜力上升幅度较大, 而西藏东部上升幅度较小, 且南北部地区差异较大。3)牧草返青期、抽穗期及开花期均呈提前趋势, 而黄枯期呈现推迟趋势, 从而延长了牧草物候期; 由东南向西北牧草返青期逐渐推迟, 而黄枯期主要出现在一年中的第257~289 d, 其空间整体差异不如返青期明显。4)温度和降水均与牧草物候期呈显著正相关, 而日照时数与其呈显著负相关, 且温度是影响牧草物候期变化的主要因子。利用青藏高原牧草生产潜力及物候期与气候因子的响应规律, 可为提高该区牧草的实际产量和保护青藏高原草地生态系统提供借鉴和依据。中国生态农业学报. 2016 24(4): 532-543.

生态约束下的乡村旅游用地空间布局规划研究——以福建省晋江市紫星村为例

王建英, 黄远水, 邹利林, 叶新才

王建英, 黄远水, 邹利林, 叶新才为避免乡村旅游开发引起乡村特色消失和生态风险加剧等负面影响, 该文采用最小累积阻力模型构建福建省晋江市紫星村“自然文化”综合生态安全格局, 以此为约束条件对旅游用地进行空间布局规划, 将综合生态安全格局划分为核心保护区、生态缓冲区、生态过渡区和人类活动区4类生态功能区, 各区空间分布和土地利用现状决定了其差异化的用地特征。自然旅游用地规划以维持原有景观不变为主, 对景观进行修复为辅的原则布局在生态缓冲区、生态过渡区和人类活动区内, 采用GIS空间叠加分析法将金溪北部片区规划为农事活动体验区, 农科所片区规划为农业生态观光区, 紫溪水库、金溪规划为水域观光游览区。文化观光旅游用地和休闲旅游用地规划以景观不变和景观修复为原则, 主要布局在核心保护区和生态缓冲区内; 而农业科教旅游用地布局规划在人类活动区内, 结合实地调研选址在下溪园北侧新建生态农业展览馆。服务设施用地规划以景观发生变化为原则, 主要布局在生态过渡区和人类活动区, 采用GIS核密度和空间叠加分析法划定顶溪园西北部为游客中心, 金星村为民宿、餐饮集中布局区。其他旅游用地规划以景观不发生变化为原则布局在人类活动区内。生态约束下的乡村旅游用地空间布局有利于协调人与自然之间关系, 对乡村旅游用地规划具有较强的理论与现实意义。中国生态农业学报. 2016 24(4): 544-552.