掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
四千年農夫 中國、朝鮮和日本的永續農業
-
>
(精)中華古樹名木(全2冊)
-
>
線辣椒優質高產栽培
-
>
生命的藝術:動物解剖學的神秘歷史之旅
-
>
正確使用農藥知識問答
-
>
龍眼譜:外二種
-
>
迷你花園:打造你的玻璃生態瓶
稻田周叢生物 版權信息
- ISBN：9787030704177
- 條形碼：9787030704177 ; 978-7-03-070417-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
稻田周叢生物 內容簡介
稻田生態系統不僅支撐了優選一半以上人口的糧食供應，還為我們人類提供了多樣的生態服務。在繼承本研究組《中國稻田生態系統》等成果的基礎上，本書重點闡述了稻田生態系統中的重要組分—周叢生物及其養分的調控，是作者多年研究成果的總結，主要內容包括稻田周叢生物的研究方法、稻田周叢生物群落時空分布特征、稻田周叢生物對氮磷轉化的調控功能、調控周叢生物促進養分高效利用與農業面源污染減排等。本書有助于讀者全面認識稻田周叢生物及其對養分的調控功能與效應，可為稻田養分管理和農業面源污染防控提供思路及對策。
稻田周叢生物 目錄
目錄
序
前言
**章 稻田生態系統與周叢生物 1
**節 稻田生態系統的概念與特點、分布分區 1
一、稻田生態系統的概念 1
二、稻田生態系統的特點 1
三、稻作的地理分布 3
四、稻作的區域劃分 6
第二節 周叢生物 7
一、周叢生物的定義 7
二、周叢生物的組成 8
三、周叢生物的結構 11
第三節 周叢生物生長的影響因素 13
一、非生物因素 13
二、生物因素 15
第四節 稻田周叢生物的功能概述 15
一、指示功能 15
二、修復功能 16
三、調控作用 20
四、反應器功能 21
第五節 稻田周叢生物的生態環境風險 22
一、周叢生物過量生長 22
二、砷的釋放 22
三、甲基汞積累 23
第六節 稻田周叢生物研究展望 23
一、未知的功能與應用 23
二、作用機制 24
三、利用與生態風險的平衡 25
參考文獻 25
第二章 稻田周叢生物的研究方法 37
**節 定位與模擬試驗研究 37
第二節 周叢生物的采集、處理與儲存 38
一、周叢生物的采集 38
二、周叢生物樣品的處理與儲存 39
第三節 周叢生物總氮的測定方法 40
一、方法選擇的依據 40
二、分析原理 40
三、儀器及設備 41
四、試劑 41
五、操作步驟 41
第四節 周叢生物總磷的測定方法 42
一、方法選擇的依據 42
二、方法的原理 42
三、主要儀器 42
四、試劑 42
五、操作步驟 43
六、結果計算 43
第五節 周叢生物生物量的測定方法 44
一、概述 44
二、直接測量周叢生物生物量 44
三、間接測量周叢生物生物量 45
第六節 周叢生物存在條件下稻田CH4、N2O和CO2排放通量的測定方法 49
一、概述 49
二、測定原理 49
三、樣品采集 49
四、樣品測定 50
五、通量計算 50
第七節 周叢生物微生物群落組成、結構測定方法 51
一、微生物平板培養法 51
二、Biolog微平板分析法 52
三、磷脂脂肪酸法 53
四、分子生物學技術法 54
第八節 稻田周叢生物非生物相測定方法 54
一、陽離子交換量 54
二、總抗氧化能力 55
三、胞外聚合物 55
四、周叢生物胞外聚合物中蛋白質的測定方法 55
五、周叢生物胞外聚合物中多糖的測定方法 56
第九節 現代生物表征技術在周叢生物中的應用 56
一、概述 56
二、掃描電子顯微鏡 57
三、傅里葉變換紅外光譜 60
四、拉曼光譜 62
五、激光掃描共聚焦顯微鏡 64
六、質譜成像 66
參考文獻 67
第三章 稻田周叢生物群落時空分布特征 71
**節 周叢生物的空間分布與群落特征 71
一、周叢生物的群落功能多樣性 72
二、周叢生物的過氧化氫酶、硝酸還原酶和ATP酶的活性情況 75
三、周叢生物胞外聚合物（EPS）的組成 78
四、周叢生物的礦物質組成 78
五、周叢生物的群落組成 81
第二節 不同水稻生長期周叢生物特征 83
一、不同水稻生長期周叢生物生物量變化及影響因素 84
二、周叢生物的群落功能多樣性 86
三、周叢生物中過氧化氫酶、硝酸還原酶和ATP酶的活性情況 87
四、周叢生物胞外聚合物（EPS）的組成 88
五、周叢生物的礦物質組成 88
六、周叢生物的群落組成 89
參考文獻 91
第四章 稻田周叢生物對氮轉化的調控功能 92
**節 稻田周叢生物對氮的富集能力及影響因素 93
一、稻田周叢生物氮富集量及其與土壤總有機碳含量的關系 93
二、不同土壤總有機碳含量條件下周叢生物群落特征及氮素富集研究 95
三、溶解性有機碳對周叢生物氮富集的生態效應 96
第二節 稻田周叢生物對反硝化和氨揮發的影響 98
一、稻田周叢生物生長狀況及其影響因子 98
二、稻田周叢生物生長對反硝化速率的影響 101
三、稻田周叢生物生長對氨揮發速率的影響 103
四、稻田周叢生物對水稻生長及氮素吸收的影響 105
五、稻田周叢生物對反硝化、氨揮發及水稻生長的貢獻 106
六、小結 107
第三節 周叢生物對反硝化和氨揮發的影響機制 108
一、周叢生物對反硝化的影響機制 108
二、周叢生物對氨揮發的影響機制 109
三、對氨揮發模擬和氮素管理的啟示 115
第四節 稻田周叢生物成膜抑氨技術 116
一、特丁凈對周叢生物和氨揮發的抑制效應 116
二、特丁凈對周叢生物和氨揮發的抑制機制 118
三、周叢生物成膜抑氨技術在稻田中的應用 121
參考文獻 123
第五章 稻田周叢生物對磷的調控作用 128
**節 周叢生物對無機磷的緩存緩釋特征 128
一、周叢生物對無機磷的緩存緩釋能力及形態區分 128
二、土壤溶液中鈣離子和亞鐵離子促進周叢生物固持磷的分子機制 130
三、周叢生物腐解過程中固持磷的釋放特征 132
第二節 周叢生物對稻田土-水界面磷去向與形態轉化的影響 133
一、周叢生物繁殖對土-水界面磷遷移轉化的作用機制 133
二、周叢生物腐解對稻田土壤無機磷形態轉化的作用規律 135
第三節 周叢生物磷酸酶活性特征及其影響因素 136
一、稻田周叢生物磷酸酶活性特征 136
二、不同金屬離子對周叢生物磷酸酶活性的影響 137
三、納米氧化鋅影響周叢生物磷酸酶活性的機制 138
第四節 實際稻田周叢生物特征及其磷捕獲能力 143
一、稻田周叢生物群落多樣性對磷存儲的影響 145
二、土壤碳和養分比對周叢生物群落多樣性的影響 145
三、碳養分比、藻類、EPS對周叢生物固定磷的作用 148
四、碳氮磷計量特征、藻類、胞外聚合物對周叢生物調控磷的作用 149
參考文獻 151
第六章 周叢生物群落結構優化構建及其對磷的捕獲 157
**節 稻田周叢生物捕獲磷能力的研究 157
一、引言 157
二、周叢生物捕獲磷能力的影響因素 157
三、稻田周叢生物物種組成和種間關系 159
四、小結 162
第二節 人工構建的周叢生物的種間關系及其對磷的去除 163
一、引言 163
二、聚磷菌、藻的添加對周叢生物捕獲磷能力的影響 164
三、高效富集磷周叢生物構建及其捕獲磷能力研究 168
四、斜生柵藻-周叢生物捕獲磷的分子機制 172
五、小結 176
參考文獻 176
第七章 丘陵區稻田周叢生物碳氮磷組成與微生物群落特征 180
**節 周叢生物生物量、碳氮磷含量及其微生物組成 180
一、亞熱帶小流域稻田周叢生物生物量 180
二、稻田周叢生物總有機碳含量 181
三、稻田周叢生物氮含量 181
四、稻田周叢生物磷含量 181
五、亞熱帶小流域稻田周叢生物的微生物組成 181
第二節 稻田土壤碳氮磷含量及其微生物組成 183
一、稻田土壤總有機碳含量 183
二、稻田土壤氮含量 184
三、稻田土壤磷含量 184
四、稻田土壤微生物組成 184
第三節 稻田田面水碳氮磷含量及其微生物組成 186
一、亞熱帶小流域稻田田面水碳氮磷含量 186
二、亞熱帶小流域稻田田面水微生物組成 187
三、周叢生物碳氮磷含量及其微生物組成影響因素分析 188
四、小結 192
參考文獻 192
第八章 稻田周叢生物對脅迫環境的適應性 194
**節 周叢生物對納米銀毒性的影響及其響應 194
一、引言 194
二、周叢生物葉綠素熒光對納米銀毒性的響應機制 195
三、周叢生物胞外聚合物對納米銀毒性的響應機制 197
四、小結 203
第二節 周叢生物對TiO2暴露的適應過程與機制 204
一、引言 204
二、TiO2 NP暴露下周叢生物對污染物的去除 204
三、周叢生物群落組成變化 205
四、周叢生物的生長和有機碳代謝的變化 206
五、周叢生物胞外聚合物化學組成變化 207
六、結果與討論 207
第三節 周叢生物對雌酮暴露過程的響應機制 209
一、周叢生物表面性質和光合活性對不同濃度雌酮暴露的響應 210
二、周叢生物胞外聚合物對雌酮暴露的響應 213
三、周叢生物生物量和光合活性對雌酮暴露的響應 214
四、周叢生物酶活性對不同濃度雌酮處理的響應 216
五、不同濃度雌酮處理對周叢生物微生物群落的影響 217
參考文獻 220
第九章 稻田周叢生物對金屬生物地球化學循環過程的影響 225
**節 周叢生物對錳（Mn）的攔截與影響因素 225
一、引言 225
二、稻田周叢生物對錳的富集作用及其對稻田錳行為的影響 225
三、周叢生物中核心微生物群落和錳氧化細菌 226
四、周叢生物錳積累的機制 228
五、周叢生物錳積累的影響因素 229
六、討論 230
第二節 周叢生物對銅（Cu）和鎘（Cd）毒性的影響及其響應 231
一、引言 231
二、周叢生物對Cu和Cd的去除 232
三、土壤滲濾液中Cu和Cd形態變化 233
四、銅鎘土壤滲濾液對周叢生物的影響 233
五、影響周叢生物去除銅、鎘的因素 236
六、周叢生物對銅、鎘的響應和機制 239
七、小結與討論 243
第三節 周叢生物對砷（As）形態與通量的影響 244
一、引言 244
二、周叢生物對土-水界面砷遷移和轉化的影響及機制 245
三、周叢生物對土壤-水稻系統中砷移動性和生物有效性的影響與作用機制 247
四、小結與討論 250
參考文獻 250
第十章 稻田周叢生物群落優化及其功能強化 254
**節 上轉換材料優化周叢生物群落與功能 254
一、概述 254
二、微生物群落結構的磷脂脂肪酸分析 255
三、周叢生物的碳源利用 256
四、周叢生物刺激后磷和銅的去除效果研究 258
五、藻類、細菌生物量和碳源代謝能力的相互協同作用 258
六、周叢生物經上轉換材料刺激后生物豐度的變化 260
七、利用磷脂脂肪酸數據分析周叢生物的微生物群落結構的變化 261
八、周叢生物的碳源代謝能力 261
九、周叢生物刺激后總氮的去除效果 263
十、藻類、細菌和代謝能力的相互作用 265
十一、小結與討論 266
第二節 四環素對周叢生物群落及其功能的影響 267
一、引言 267
二、周叢生物+UCPs-TiO2對四環素的去除 269
三、周叢生物+UCPs-TiO2降解四環素的中間產物 271
四、EPS對周叢生物+UCPs-TiO2去除TC的影響 273
五、周叢生物EPS的變化 275
六、周叢生物的響應過程與機制 275
七、小結與討論 280
參考文獻 280
第十一章 鹽堿地稻田周叢生物特征及其對氮磷的調控作用 286
**節 鹽堿地
序
前言
**章 稻田生態系統與周叢生物 1
**節 稻田生態系統的概念與特點、分布分區 1
一、稻田生態系統的概念 1
二、稻田生態系統的特點 1
三、稻作的地理分布 3
四、稻作的區域劃分 6
第二節 周叢生物 7
一、周叢生物的定義 7
二、周叢生物的組成 8
三、周叢生物的結構 11
第三節 周叢生物生長的影響因素 13
一、非生物因素 13
二、生物因素 15
第四節 稻田周叢生物的功能概述 15
一、指示功能 15
二、修復功能 16
三、調控作用 20
四、反應器功能 21
第五節 稻田周叢生物的生態環境風險 22
一、周叢生物過量生長 22
二、砷的釋放 22
三、甲基汞積累 23
第六節 稻田周叢生物研究展望 23
一、未知的功能與應用 23
二、作用機制 24
三、利用與生態風險的平衡 25
參考文獻 25
第二章 稻田周叢生物的研究方法 37
**節 定位與模擬試驗研究 37
第二節 周叢生物的采集、處理與儲存 38
一、周叢生物的采集 38
二、周叢生物樣品的處理與儲存 39
第三節 周叢生物總氮的測定方法 40
一、方法選擇的依據 40
二、分析原理 40
三、儀器及設備 41
四、試劑 41
五、操作步驟 41
第四節 周叢生物總磷的測定方法 42
一、方法選擇的依據 42
二、方法的原理 42
三、主要儀器 42
四、試劑 42
五、操作步驟 43
六、結果計算 43
第五節 周叢生物生物量的測定方法 44
一、概述 44
二、直接測量周叢生物生物量 44
三、間接測量周叢生物生物量 45
第六節 周叢生物存在條件下稻田CH4、N2O和CO2排放通量的測定方法 49
一、概述 49
二、測定原理 49
三、樣品采集 49
四、樣品測定 50
五、通量計算 50
第七節 周叢生物微生物群落組成、結構測定方法 51
一、微生物平板培養法 51
二、Biolog微平板分析法 52
三、磷脂脂肪酸法 53
四、分子生物學技術法 54
第八節 稻田周叢生物非生物相測定方法 54
一、陽離子交換量 54
二、總抗氧化能力 55
三、胞外聚合物 55
四、周叢生物胞外聚合物中蛋白質的測定方法 55
五、周叢生物胞外聚合物中多糖的測定方法 56
第九節 現代生物表征技術在周叢生物中的應用 56
一、概述 56
二、掃描電子顯微鏡 57
三、傅里葉變換紅外光譜 60
四、拉曼光譜 62
五、激光掃描共聚焦顯微鏡 64
六、質譜成像 66
參考文獻 67
第三章 稻田周叢生物群落時空分布特征 71
**節 周叢生物的空間分布與群落特征 71
一、周叢生物的群落功能多樣性 72
二、周叢生物的過氧化氫酶、硝酸還原酶和ATP酶的活性情況 75
三、周叢生物胞外聚合物（EPS）的組成 78
四、周叢生物的礦物質組成 78
五、周叢生物的群落組成 81
第二節 不同水稻生長期周叢生物特征 83
一、不同水稻生長期周叢生物生物量變化及影響因素 84
二、周叢生物的群落功能多樣性 86
三、周叢生物中過氧化氫酶、硝酸還原酶和ATP酶的活性情況 87
四、周叢生物胞外聚合物（EPS）的組成 88
五、周叢生物的礦物質組成 88
六、周叢生物的群落組成 89
參考文獻 91
第四章 稻田周叢生物對氮轉化的調控功能 92
**節 稻田周叢生物對氮的富集能力及影響因素 93
一、稻田周叢生物氮富集量及其與土壤總有機碳含量的關系 93
二、不同土壤總有機碳含量條件下周叢生物群落特征及氮素富集研究 95
三、溶解性有機碳對周叢生物氮富集的生態效應 96
第二節 稻田周叢生物對反硝化和氨揮發的影響 98
一、稻田周叢生物生長狀況及其影響因子 98
二、稻田周叢生物生長對反硝化速率的影響 101
三、稻田周叢生物生長對氨揮發速率的影響 103
四、稻田周叢生物對水稻生長及氮素吸收的影響 105
五、稻田周叢生物對反硝化、氨揮發及水稻生長的貢獻 106
六、小結 107
第三節 周叢生物對反硝化和氨揮發的影響機制 108
一、周叢生物對反硝化的影響機制 108
二、周叢生物對氨揮發的影響機制 109
三、對氨揮發模擬和氮素管理的啟示 115
第四節 稻田周叢生物成膜抑氨技術 116
一、特丁凈對周叢生物和氨揮發的抑制效應 116
二、特丁凈對周叢生物和氨揮發的抑制機制 118
三、周叢生物成膜抑氨技術在稻田中的應用 121
參考文獻 123
第五章 稻田周叢生物對磷的調控作用 128
**節 周叢生物對無機磷的緩存緩釋特征 128
一、周叢生物對無機磷的緩存緩釋能力及形態區分 128
二、土壤溶液中鈣離子和亞鐵離子促進周叢生物固持磷的分子機制 130
三、周叢生物腐解過程中固持磷的釋放特征 132
第二節 周叢生物對稻田土-水界面磷去向與形態轉化的影響 133
一、周叢生物繁殖對土-水界面磷遷移轉化的作用機制 133
二、周叢生物腐解對稻田土壤無機磷形態轉化的作用規律 135
第三節 周叢生物磷酸酶活性特征及其影響因素 136
一、稻田周叢生物磷酸酶活性特征 136
二、不同金屬離子對周叢生物磷酸酶活性的影響 137
三、納米氧化鋅影響周叢生物磷酸酶活性的機制 138
第四節 實際稻田周叢生物特征及其磷捕獲能力 143
一、稻田周叢生物群落多樣性對磷存儲的影響 145
二、土壤碳和養分比對周叢生物群落多樣性的影響 145
三、碳養分比、藻類、EPS對周叢生物固定磷的作用 148
四、碳氮磷計量特征、藻類、胞外聚合物對周叢生物調控磷的作用 149
參考文獻 151
第六章 周叢生物群落結構優化構建及其對磷的捕獲 157
**節 稻田周叢生物捕獲磷能力的研究 157
一、引言 157
二、周叢生物捕獲磷能力的影響因素 157
三、稻田周叢生物物種組成和種間關系 159
四、小結 162
第二節 人工構建的周叢生物的種間關系及其對磷的去除 163
一、引言 163
二、聚磷菌、藻的添加對周叢生物捕獲磷能力的影響 164
三、高效富集磷周叢生物構建及其捕獲磷能力研究 168
四、斜生柵藻-周叢生物捕獲磷的分子機制 172
五、小結 176
參考文獻 176
第七章 丘陵區稻田周叢生物碳氮磷組成與微生物群落特征 180
**節 周叢生物生物量、碳氮磷含量及其微生物組成 180
一、亞熱帶小流域稻田周叢生物生物量 180
二、稻田周叢生物總有機碳含量 181
三、稻田周叢生物氮含量 181
四、稻田周叢生物磷含量 181
五、亞熱帶小流域稻田周叢生物的微生物組成 181
第二節 稻田土壤碳氮磷含量及其微生物組成 183
一、稻田土壤總有機碳含量 183
二、稻田土壤氮含量 184
三、稻田土壤磷含量 184
四、稻田土壤微生物組成 184
第三節 稻田田面水碳氮磷含量及其微生物組成 186
一、亞熱帶小流域稻田田面水碳氮磷含量 186
二、亞熱帶小流域稻田田面水微生物組成 187
三、周叢生物碳氮磷含量及其微生物組成影響因素分析 188
四、小結 192
參考文獻 192
第八章 稻田周叢生物對脅迫環境的適應性 194
**節 周叢生物對納米銀毒性的影響及其響應 194
一、引言 194
二、周叢生物葉綠素熒光對納米銀毒性的響應機制 195
三、周叢生物胞外聚合物對納米銀毒性的響應機制 197
四、小結 203
第二節 周叢生物對TiO2暴露的適應過程與機制 204
一、引言 204
二、TiO2 NP暴露下周叢生物對污染物的去除 204
三、周叢生物群落組成變化 205
四、周叢生物的生長和有機碳代謝的變化 206
五、周叢生物胞外聚合物化學組成變化 207
六、結果與討論 207
第三節 周叢生物對雌酮暴露過程的響應機制 209
一、周叢生物表面性質和光合活性對不同濃度雌酮暴露的響應 210
二、周叢生物胞外聚合物對雌酮暴露的響應 213
三、周叢生物生物量和光合活性對雌酮暴露的響應 214
四、周叢生物酶活性對不同濃度雌酮處理的響應 216
五、不同濃度雌酮處理對周叢生物微生物群落的影響 217
參考文獻 220
第九章 稻田周叢生物對金屬生物地球化學循環過程的影響 225
**節 周叢生物對錳（Mn）的攔截與影響因素 225
一、引言 225
二、稻田周叢生物對錳的富集作用及其對稻田錳行為的影響 225
三、周叢生物中核心微生物群落和錳氧化細菌 226
四、周叢生物錳積累的機制 228
五、周叢生物錳積累的影響因素 229
六、討論 230
第二節 周叢生物對銅（Cu）和鎘（Cd）毒性的影響及其響應 231
一、引言 231
二、周叢生物對Cu和Cd的去除 232
三、土壤滲濾液中Cu和Cd形態變化 233
四、銅鎘土壤滲濾液對周叢生物的影響 233
五、影響周叢生物去除銅、鎘的因素 236
六、周叢生物對銅、鎘的響應和機制 239
七、小結與討論 243
第三節 周叢生物對砷（As）形態與通量的影響 244
一、引言 244
二、周叢生物對土-水界面砷遷移和轉化的影響及機制 245
三、周叢生物對土壤-水稻系統中砷移動性和生物有效性的影響與作用機制 247
四、小結與討論 250
參考文獻 250
第十章 稻田周叢生物群落優化及其功能強化 254
**節 上轉換材料優化周叢生物群落與功能 254
一、概述 254
二、微生物群落結構的磷脂脂肪酸分析 255
三、周叢生物的碳源利用 256
四、周叢生物刺激后磷和銅的去除效果研究 258
五、藻類、細菌生物量和碳源代謝能力的相互協同作用 258
六、周叢生物經上轉換材料刺激后生物豐度的變化 260
七、利用磷脂脂肪酸數據分析周叢生物的微生物群落結構的變化 261
八、周叢生物的碳源代謝能力 261
九、周叢生物刺激后總氮的去除效果 263
十、藻類、細菌和代謝能力的相互作用 265
十一、小結與討論 266
第二節 四環素對周叢生物群落及其功能的影響 267
一、引言 267
二、周叢生物+UCPs-TiO2對四環素的去除 269
三、周叢生物+UCPs-TiO2降解四環素的中間產物 271
四、EPS對周叢生物+UCPs-TiO2去除TC的影響 273
五、周叢生物EPS的變化 275
六、周叢生物的響應過程與機制 275
七、小結與討論 280
參考文獻 280
第十一章 鹽堿地稻田周叢生物特征及其對氮磷的調控作用 286
**節 鹽堿地
展開全部
稻田周叢生物 節選
**章 稻田生態系統與周叢生物 **節 稻田生態系統的概念與特點、分布分區 一、稻田生態系統的概念 稻田生態系統（圖1-1）是一個復合系統，由稻田環境系統、生物系統和人為調節控制系統三部分組成，具有多樣性、開放性、不穩定性、敏感性、人工性和社會經濟性等特點，服務功能復雜而特殊（方福平，2016；張衛建等，2007；趙天瑤，2015）。稻田生態系統屬于人工濕地系統，是農田生態系統的重要組成部分。稻田生態系統以田塊作為樣本向外延伸，或與其他土壤相連，邊界清晰，其種植面積大，分布廣（陳清華，2013；徐琪等，1998）。 圖1-1 稻田生態系統 稻田生態系統在合理的稻作技術體系下，可以表現出巨大的社會、生態和經濟綜合功能，生態服務功能價值極高，在亞熱帶季風氣候區，為人們的生產和生活提供了基本的物質條件。除了承載糧食生產及原材料供給，稻田生態系統還為人類社會提供了其他重要的生態服務功能，如溫度調節、固碳、蓄洪等。此外，稻田生態系統也會帶來負面效益，如排放 CO2、N2O、CH4等溫室氣體，水稻灌溉需要消耗大量水資源，農藥、化肥和除草劑會對環境造成破壞（方福平，2016；聶佳燕，2012）。 總之，稻田生態系統是一個開放度很高的農田生態系統，其物質循環和能量轉換的強度顯著高于其他農田生態系統，特別是在土壤養分循環、水源涵養、小氣候調節等方面，是人類農業生產活動的產物（劉利花，2015；謝寧寧，2008；徐琪等，1998）。 二、稻田生態系統的特點 與自然生態系統相比，人類干預在稻田生態系統中起著主要的作用，人類已經截斷了自然演替的過程，使其向著更多有利于人類自身凈產出的目標發展。稻田生態系統應該具有以下特點（楊延偉，2011）。 （一）環境條件 農田建設是因地因土制宜的。漚田多是為改造低洼沼澤而建設的，在低山丘陵坡地自成土上多修筑梯田，而在三角洲與山河盆地的草甸土上則多建平田或洋田（熊毅和徐琪，1983）。 溫度、光照、濕度和風速等外界環境條件對水稻結實率的高低有很大影響。在溫度高、日照足、濕度和風速適宜的情況下，結實率高，空秕率低；反之，則空秕率增加，結實率降低（范洪良，1974）。 任何土壤生態系統離不開水分因素，水分既作為環境因素，又作為土壤生態系統的組成成分在稻田生態系統中起重要作用。水稻和其他谷類作物不同的主要環境特點是它對水的需求，水稻是唯一能在淹水條件下茁壯生長的栽培作物。在降水不均、分布不平衡的情況下，水分條件會限制作物的正常生長，對水稻播種、出苗和生長發育不利，造成作物產量低而不穩。稻田水循環由灌溉、排水、滲漏與蒸騰蒸發構成，在水循環的過程中，會有部分營養物質隨之流動、被吸收（馮起等，1999；徐琪等，1998）。 （二）高生產力 水稻生育的各個發育時期對周圍環境和條件的要求不同。合理的栽培技術和科學的耕作制度，可以*大限度地提供水稻生育所要求的各種條件，并提高水稻的產量和質量（周坤等，2015）。 稻田生態系統由于具有適合的水、光、熱、營養物質等條件，成為地球上富有生產力的生態系統之一。與自然生態系統不同，稻田生態系統長期并且處處受到人類干預和社會經濟條件的制約，但是只要充分發揮生產者、消費者和分解者的功能及維持它們之間的協調作用，就可以充分發揮生態系統的生產力（杜洪作等，1987；何勇田和熊先哲，1994）。 稻田共生生態系統，是在“不與人爭糧，不與糧爭地”基礎上建立的一種使稻田生態系統實現良性循環的生態養殖模式，具有明顯的增水、增收、增糧、增魚和節地、節肥、節工、節支的“四增四節”效益（翟旭亮，2016）。 水產養殖和水稻種植相結合的稻田綜合農業有效地穩定了糧食安全并維持了農業的可持續發展。這種養殖模式存在改進的空間，應根據不同的生態系統特性進一步優化稻小龍蝦綜合養殖，以提高能源利用率、穩定性和綜合效益（Dong et al.，2021）。 稻田種養復合生態系統把水稻種植與動物養殖人為地組合在一起，在不增加空間、勞力、投入少量成本的前提下，除獲得水稻增產外還可同時捕獲水禽產品，大大提高了稻田的產出和效率，改善了我國農業產業結構，使畜產品的比例增加，符合我國的國情。同時它改變了傳統稻田耕作方式，改善了稻田生產環境，促進了稻田生態系統的良性循環，對減少農藥、化肥、除草劑、環境污染，生產無公害糧食和水產品，以及提高稻田的綜合效益有著十分積極的意義（王華和黃璜，2002）。 （三）多樣性 稻田生態系統是一個類似“濕地”的龐大人工復合生態系統，在農村，除稻田外還有溝渠、水塘、濕地等農業設施為野生動物的棲息提供必要的場所。稻田也是少數能供水鳥在濕地棲息的農業生態系統之一，同時也是水生生物的重要棲息地，構成了完整的生物鏈，保存了生物的多樣性，維持了生態平衡，形成了自然和諧的生態環境（陳丹，2007；聶佳燕，2012；Walton et al.，2020）。 稻田生態系統的生物多樣性保護功能主要是指稻為其他生物提供繁衍生息的場所，而且還為生物進化及生物多樣性的產生與形成提供了條件。稻區生物多樣性指該區域各種生命形式的資源的總和，包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性及與此相關的各種生態過程。當生物種群結構完善時，從某種意義上說明稻田生態系統是健康的（聶佳燕，2012；楊延偉，2011）。 （四）脆弱性與依賴性 稻田植物區系主要是由一個或少數幾個作物種群及田間雜草組成的，再加上大量使用殺蟲劑和除草劑，稻田生態系統中生物多樣性較低，營養結構簡單，自我調節能力很小（謝寧寧，2008）。 所以，稻田生態系統對人類管理活動的依賴性很大，當稻田生態系統離開人類的合理干預，其就會向著不利于人類的方向發展，因此，人們可以通過經濟、技術和政策等科學的管理使稻田生態系統向著有利于人類的方向發展，向著健康的水平發展（謝寧寧，2008；楊延偉，2011）。 （五）開放性 稻田生態系統屬于開放性的生態系統，通過水稻等農副產品的形式向外界輸出大量能量，同時人類又通過人畜力、肥料等輔助能向系統補充能量，使得稻田生態系統具有獨*的、開放式的物質循環和能量流動過程。稻田生態系統不斷與外界進行物質交換，大幅度增加農田物質循環量，促進了糧食產量的提高（傅慶林和孟賜福，1994；謝寧寧，2008）。 稻田生態系統的開放性使其受社會經濟系統的影響較為劇烈。例如，農藥、化肥的大量使用及人類不合理的灌溉方式與耕作方法，對稻田生產力和周圍生態環境造成一些負面影響。城市化進程加快和城市垃圾的任意排放，造成稻田面積縮小、農村生態環境惡化等（陳丹，2007）。 三、稻作的地理分布 我國是世界上*大的稻米生產國之一，稻米也是熱帶和亞熱帶人口稠密區大部分居民的主要食物。我國稻作分布，南起海南，北至黑龍江，東自臺灣，西達新疆，種稻北界超過世界任何國家。從水源看，秦嶺—淮河以南，雨量充沛，河流縱橫，湖泊星羅棋布，是我國主要產稻地區，面積約占全國稻田的95%；其中，珠江三角洲、四川平原、洞庭湖、鄱陽湖地區、長江下游三角洲和巢湖地區等土壤肥沃、灌排方便，是我國稻米產銷集中的地方，號稱“米糧倉”。當然，近年來，由于興修水利，加強農田基本建設，秦嶺—淮河以北的東北、淮北、黃河的河套等稻區也在不斷擴大。從海拔2600m左右的云貴高原，直到東南沿海的涂田都有稻作。云南、貴州等省的壩地平原，浙江、福建等省的濱海平原，臺灣地區的西部平原也是稻作較集中的地區。秦嶺—淮河以北地區，稻作分布零散，河北的渤海灣地區、山西的汾河谷地、陜西的渭水平原、內蒙古的后套平原、寧夏的銀川平原、甘肅的河西走廊、新疆的塔里木和準噶爾盆地、東北的遼河下游和松花江流域都有水稻栽培。我國稻作地域分布的特點：東南部地區分布多而集中，東北部少雨分散，西北部零星稀少，西南部垂直分布（段斌莉和林強，2010；中國農業科學院，1986）。中國栽培稻的分布很廣泛，長江、淮河以南的湖南、湖北、安徽、浙江、江蘇、江西、廣東、廣西、福建、臺灣、海南、四川、重慶、云南等地是水稻生產主要地區，河南、河北、天津、山東、山西晉城、寧夏銀川、吉林、黑龍江等地也有成規模的稻作地區。日本、越南、緬甸、老撾、柬埔寨、朝鮮半島、馬來西亞、菲律賓等東南亞、南亞地區也盛產水稻。歐洲南部地中海沿岸、美國東南部、中美洲、大洋洲和非洲部分地區也有稻作歷史（劉芝鳳，2014）。 有研究者對未來氣候變化情景下我國水稻適宜種植面積分布的變化做了預測，根據2021～2100年的氣候和水文因素調查了種植區的重心遷移。結果表明，在代表性濃度路徑（representative concentration pathway，RCP）為2.6的條件下，除青藏高原外，我國水稻適宜種植區分布在全國各地。另外，由于中國北方氣候變暖的加劇和 RCP 8.5氣候變暖趨勢的加快， RCP 8.5下適宜種植水稻的區域向北移動，并由西北向華北擴展。這種情況下應進一步研究適合種植水稻的地區的分布，以設計適當的適應戰略，保持農業的穩定發展，應對未來的氣候變化（Zhang et al.，2017）。 （一）旱稻的分布 旱稻也稱陸稻，是一種特殊生態類型的栽培稻，通常是在旱地直播，一生無需水層，整個生育期靠自然降雨或在干旱發生時輔以適時灌水即可。新型旱稻品種的出現，改變了傳統的水稻種植模式，豐富了栽培方法，為農業的發展提供了進一步的保障。在全球人口增加、水資源短缺、溫室氣體排放量升高的情況下，發展旱稻生產對保障糧食安全具有戰略意義（汪香生等，2020；殷會德等，2020；張燦軍等，2005）。 我國的旱稻品種分為三大部分：一是東北品種，典型的有白大肚、公陸系列、金線系列，這些品種多屬粳型，米質優良，產量潛力高而穩，抗旱性稍差；二是華北品種，典型的有撫寧旱稻、紫皮旱稻等，這些品種也多屬粳型，與東北品種比較相似；三是南方品種，典型的有沭陽秈稻、黎川山禾、崖州粘等秈型品種，這些品種抗旱性強，適應性廣，但豐產性差，米質稍差，廣泛分布在我國20多個省（市）（薛全義等，2002）。旱稻在全世界的種植面積大約為1900萬 hm2，占栽培稻種植總面積的12.7%。其中，亞洲的旱稻主要集中在南亞和東南亞，種植面積約為1216萬 hm2，占64%；南美洲主要分布在巴西、哥倫比亞和智利，種植面積475萬 hm2，大約占全世界種植面積的25%；非洲主要分布在西非，種植面積209萬 hm2，約占全世界的11%；美國南部和墨西哥灣沿岸也有少量旱稻種植。目前世界范圍內旱稻栽植面積較大的兩個國家分別是印度和巴西（陳富忠等，2007；范曉芳，2020；黃雪萍等，2010）。 新中國成立前，旱稻作為雜糧在我國有廣泛種植，但由于旱作技術水平不高，傳統旱稻的產量較低，品質較差。新中國成立后，傳統旱稻栽培的面積較小，只主要分布在一些少雨干旱地區。隨著世界和我國的旱作生產技術水平的進一步提高，我國傳統旱稻的種植栽培面積正在進一步擴大，目前栽植面積已達到180萬 hm2左右，主要種植在位于云南、貴州、廣西、湖南等省份的山區和半山區，以及位于河南、河北、山西、陜西、遼寧、吉林等省份的少雨干旱地區（范曉芳，2020；江巨鰲和鄔克彬，2004）。 由于大部分適宜水稻栽培的土地都已種上了水稻，因此今后在世界上可能通過栽種旱稻去擴展稻作。這種擴展，在非洲一些地區，以及在巴西中西部稠密的美洲熱帶草原（薩瓦納群落）和在南美洲的亞馬孫流域都會比在亞洲的任何地區更易實現。適應旱稻栽培的范圍很廣，從實行燒荒輪墾的馬來西亞、菲律賓、西非和秘魯到高度機械化的拉丁美洲的部分地區都可種植。大多數的旱稻品種屬高稈、易倒伏、分蘗力弱的類型。這些旱稻或是專門為了適應旱地栽培而培育出來的，或是在缺水條件下根據植株的長勢選育出來的（國際稻作研
稻田周叢生物 作者簡介
吳永紅，男，中國科學院南京土壤研究所研究員、博士生導師，中央組織部“萬人計劃”科技創新領軍人才，科技部“創新人才推進計劃”中青年科技領軍人才。長期從事相界面過程與效應研究，研究目的在于減少養分損失，控制農業污染，回收稀缺資源，保護農業環境，促進綠色發展。先后主持國家杰出青年科學基金、國家很好青年科學基金、973青年科學家項目、梅琳達·比爾蓋茨基金會“探索大挑戰”計劃、國家自然科學基金靠前合作項目、中國科學院“0到1”原始創新項目等。獲得靠前生物過程學會青年科學家獎、中國青年科技獎、中國土壤學會科學技術獎一等獎（完成.人）等榮譽稱號或獎勵。獲授權發明14件，其中5件發明和1件實用新型已成功轉讓（或許可）。基于在微生物聚集體（周叢生物、自然生物膜）適應環境脅迫和回收磷資源等方面豐富的研究經歷，曾兩次（2018年、2020年）受學術期刊Trends in Biotechnology邀請，撰寫綜述性文章；鑒于在面源污染控制工程方面具有豐富的研究經歷，曾3次（2012年、2014年、2017年）受學術期刊Bioresource Technology邀請，撰寫系列綜述性文章；應Elsevier出版社邀請，撰寫英文專著1部（2016年）。
書友推薦
- >
中國歷史的瞬間
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
【精裝繪本】畫給孩子的中國神話
- >
隨園食單
- >
羅庸西南聯大授課錄
- >
二體千字文
- >
詩經-先民的歌唱
- >
莉莉和章魚
本類暢銷
