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当期目录

    2016年 第27卷 第3期    刊出日期:2016-03-18
    目次
    利用海拔差异模拟增温对高山森林土壤溶解性有机碳和有机氮含量的影响
    常晨晖, 苟小林, 吴福忠, 杨万勤, 殷睿, 熊莉, 肖洒
    2016, 27(3):  663-671.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.019
    摘要 ( 369 )   PDF (850KB) ( 165 )  
    在2010年5月—2011年4月和2011年5月—2012年4月2个培养周期内,采用原状土柱野外控制试验,利用海拔梯度变化研究了温度增加对川西高山森林土壤溶解性有机碳(DOC)和有机氮(DON)动态的影响.结果表明: 经模拟增温处理(降低海拔)的土壤有机层和矿质土壤层DOC和DON含量在2个连续培养周期内的各关键时期均呈现明显的动态变化.海拔3300和3000 m样地比海拔3600 m 样地土层DOC含量分别增加6.8和26.6 mg·kg-1.海拔3600、3300和3000 m样地土层DOC含量均在第1个培养周期的生长季末最高,分别为408.0、317.9和448.2 mg·kg-1,在第2个培养周期的生长季节中期最低, 分别为33.1、32.4和36.5 mg·kg-1.与海拔3600 m样地相比,海拔3300和3000 m样地土层DON含量分别增加2.3和30.4 mg·kg-1.除海拔3000 m样地以外,海拔3600和3300 m样地土层DON含量在第1个培养周期内的生长季节中期最高,分别为65.9和64.6 mg·kg-1,在第1个培养周期内的融化期最低,分别为31.9和37.1 mg·kg-1.模拟增温处理增加了样地内土壤有机层DOC和DON含量,降低了矿质土壤层DOC含量、土壤有机层及矿质土壤层DOC/DON值.土壤有机层DOC/DON值与DOC含量呈显著正相关,与DON含量呈显著负相关;矿质土壤层DOC/DON值与DOC含量呈显著负相关,与DON含量呈显著正相关.未来全球气候变暖可能通过影响高寒森林土壤温度和冻融循环格局,增加整个土层DOC和DON含量,进而影响高寒森林土壤碳、氮循环过程.
    马尾松人工林林窗内凋落叶微生物生物量碳和氮的动态变化
    张明锦, 陈良华, 张健, 杨万勤, 刘华, 李勋, 张艳
    2016, 27(3):  672-680.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.037
    摘要 ( 372 )   PDF (1042KB) ( 45 )  
    目前,人工林普遍存在土壤退化、生物多样性降低等生态问题.人工抚育间伐,营造混交林是人们经营和管理人工林的主要方式之一.为了了解这种经营方式对人工林生态系统中养分循环的影响,本文研究了位于长江上游低山丘陵区的42年生马尾松人工林7种林窗(G1: 100 m2、G2: 225 m2、G3: 400 m2、G4: 625 m2、G5: 900 m2、G6: 1225 m2、G7: 1600 m2)中马尾松和红椿凋落叶分解过程中微生物生物量碳和氮的动态变化.结果表明: 中小型林窗(G1~G5)有利于凋落叶分解过程中微生物生物量碳(MBC)和生物量氮(MBN)的增加.马尾松凋落叶中的MBC和MBN以及红椿凋落叶中的MBN,在分解期(360 d)内呈现出先增加后降低的变化,在180 d时三者达到最大值,其最高含量分别达到9.87、0.22和0.80 g·kg-1.而红椿凋落叶中的MBC在分解90 d时即达到最大值44.40 g·kg-1.红椿凋落叶中的MBC和MBN显著高于马尾松凋落叶.凋落叶中的微生物生物量碳和氮与日均温和凋落物的含水率显著相关,与凋落物的特性也密切相关.这说明对人工林进行抚育间伐时可将林窗控制在100~900 m2的范围内,有利于凋落叶分解过程中微生物生物量碳和氮的增加,加快凋落叶的分解,提高人工林林地的土壤肥力.
    黄土高原不同生长阶段油松人工林土壤微生物生物量碳的变化及其影响因素
    邱甜甜, 刘国彬, 王国梁, 孙利鹏, 姚旭
    2016, 27(3):  681-687.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.010
    摘要 ( 391 )   PDF (488KB) ( 150 )  
    以撂荒地为对照,油松人工幼龄林(13~15 a)、中龄林(25~27 a)和成熟林(41~43 a)为研究对象,分析了黄土高原典型油松人工林不同生长阶段土壤微生物生物量碳的变化特征及其影响因素.结果表明: 油松幼龄林、中龄林和成熟林土壤微生物生物量碳分别为93.08、122.64和191.34 mg·kg-1,随发育阶段呈显著增加趋势,且显著高于撂荒地(42.93 mg·kg-1).土壤微生物生物量碳随土层深度呈逐渐降低的趋势,在0~20 cm土层油松幼龄林、中龄林和成熟林较撂荒地分别提高了134.2%、221.7%和375.7%,在20~40 cm土层分别提高了101.3%、164.3%和337.5%,在40~60 cm土层分别提高了103.1%、146.2%和303.0%.油松胸径、高度、根系生物量以及枯落物的厚度、生物量、全氮含量与土壤微生物生物量碳呈显著正相关;土壤有机碳、全氮含量及土壤含水量与土壤微生物生物量碳呈显著正相关.主成分分析表明,油松根系生物量、枯落物生物量和土壤有机碳含量是影响黄土高原油松人工林微生物特征的主要因子.油松生长过程中,枯落物和根系凋落物显著影响了土壤有机碳含量,提高了土壤微生物生物量碳.
    不同典型地带性土壤氮素分布特征及其影响因素
    曹小闯, 钟楚, 马庆旭, 朱练峰, 张均华, 禹盛苗, 金千瑜, 吴良欢
    2016, 27(3):  688-696.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.025
    摘要 ( 426 )   PDF (694KB) ( 193 )  
    在野外取样的基础上,研究中国不同典型地带性土壤各形态氮素分布特征及其影响因素.结果表明: 垂直地带性土壤中0.5 mol·L-1 K2SO4提取的提取态总氮、提取态有机氮、吸附氨基酸随取样点海拔的增加而显著增加,且提取态总氮、提取态有机氮和吸附氨基酸平均值都大于水平地带性土壤;水平地带性土壤各形态氮含量随土壤类型的不同而差异显著.土壤吸附氨基酸含量是游离氨基酸的5倍,占提取态有机氮百分比为21.1%,表明吸附氨基酸可能作为土壤有机氮库的一种重要存在形态.相关分析结果表明,垂直地带性土壤中提取态总氮、提取态有机氮、铵态氮、氨基酸态氮均与有机质、全氮呈显著正相关(r=0.57~0.93,P<0.05),但与pH、硝态氮呈显著负相关(r=-0.37~-0.91,P<0.05);水平地带性土壤pH与提取态总氮、硝态氮、有机质、全氮、碱解氮及盐基离子(K+、Ca2+、Mg2+)呈显著正相关(r=0.36~0.85,P<0.05),与铵态氮、氨基酸态氮呈显著负相关(r=-0.39~-0.81,P<0.05).
    热带、亚热带典型森林-土壤系统植硅体碳演变规律
    何珊琼, 黄张婷, 吴家森, 杨杰, 姜培坤
    2016, 27(3):  697-704.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.036
    摘要 ( 470 )   PDF (674KB) ( 281 )  
    分别选取中国亚热带毛竹林、马尾松林、青冈林、杉木林和热带青梅林、芭蕉林、橡胶林、马占相思林8种森林类型,采集其鲜叶、凋落叶以及0~10和10~30 cm土层土壤,通过微波消解法提取其中的植硅体,并采用碱溶法测定植硅体中碳含量.结果表明: 4种亚热带森林类型鲜叶、凋落叶和0~10 cm土层中植硅体碳含量均以马尾松林(230.24、229.17、20.87 g·kg-1)最高,毛竹林(30.55、37.37、3.38 g·kg-1)最低,10~30 cm土层则以青冈林(18.54 g·kg-1)最高,毛竹林(2.90 g·kg-1)最低.热带森林鲜叶中植硅体碳含量以马占相思林(377.66 g·kg-1)最高,青梅林(46.83 g·kg-1)最低,凋落叶中则是橡胶林(218.23 g·kg-1)最高,芭蕉林(27.66 g·kg-1)最低,而0~10和10~30 cm土层土壤中均以马占相思林(23.84、24.90 g·kg-1)最高,芭蕉林(3.89、3.93 g·kg-1)最低.与0~10 cm表层土相比,杉木林、青冈林、马尾松林、毛竹林、橡胶林、马占相思林、芭蕉林和青梅林鲜叶植硅体碳含量分别下降97.4%、94.9%、90.9%、88.9%、95.9%、93.7%、93.3%和63.7%.青冈林、芭蕉林和马占相思林鲜叶植硅体碳含量显著高于凋落叶,而毛竹林、马尾松林、杉木林、青梅林和橡胶林之间无显著差异.8种森林类型土壤植硅体碳含量均显著低于鲜叶和凋落叶,表明植硅体在通过凋落物释放到土壤的过程中是不稳定的.
    中亚热带南酸枣落叶阔叶林土壤磷素空间变异及其影响因素
    胡瑞彬, 方晰, 项文化, 蒋芳, 雷丕锋, 赵丽娟, 朱文娟, 邓湘雯
    2016, 27(3):  705-715.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.013
    摘要 ( 365 )   PDF (1106KB) ( 154 )  
    在湖南省长沙县大山冲国有林场南酸枣落叶阔叶林建立1 hm2固定样地,基于植物群落学调查数据和等距离网格布点取样的土壤养分测定数据,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究土壤P含量的空间变异特征及其影响因子.结果表明: 腐殖质层及0~10、10~20、20~30 cm土层的全P、有效P含量的均为中等强度变异,同一土层有效P含量的变异程度较全P含量高,随着土壤深度增加,全P、有效P含量下降,变异程度增大.土壤全P、有效P含量具有较高的空间自相关性,主要受结构性因素影响.有效P含量的空间异质性较全P强,各土层全P、有效P含量空间自相关范围分别为92.80~168.90 m、79.43~106.20 m.同一土层全P含量分维数高于有效P,空间格局较有效P复杂,有效P含量空间依赖性更强,具有更好的结构性.腐殖质层及0~10、10~20、20~30 cm土层的全P、有效P含量呈现条带状和斑块状梯度性分布,且全P、有效P含量的空间变化趋势基本一致,高值出现在洼地,低值则出现在山脊.全P、有效P含量与高程、地表凋落物现存量呈显著负相关,与凹凸度、树种种数、株数、土壤pH相关性不显著,与土壤有机C、全N含量呈显著正相关.这反映出土壤P的淋溶特性,其空间变异性受到多种因子相互作用的影响.
    黄土区不同退耕方式下土壤碳氮的差异及其影响因素
    王志齐, 杜兰兰, 赵慢, 郭胜利
    2016, 27(3):  716-722.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.017
    摘要 ( 396 )   PDF (717KB) ( 161 )  
    研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义.本研究以黄土丘陵区不同人工恢复植被为对象,以农田为参照,分析了不同人工植被恢复方式对0~100 cm剖面土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量影响的差异及其影响因素.结果表明: 退耕还林还草显著提高了土壤的SOC和TN含量.退耕后,SOC和TN含量均较农田明显提高.0~100 cm土层SOC平均含量人工乔木林为农田的1.43倍,增幅最大;其次是人工灌木,为1.36倍;最后是人工草地,为1.21倍.0~100 cm土层TN平均含量人工乔木林增幅最大,是农田的1.30倍;其次是人工草地,为1.21倍;而人工灌木增幅最小,为1.13倍.与农田相比,人工恢复植被类型间SOC和TN含量及细根密度的差异在土壤剖面深度上表现出不同,人工乔木和灌木最明显,影响深度>100 cm;草地最小,仅为60 cm.恢复植被的细根密度、C∶N和凋落物量显著高于农作物,细根密度与SOC、TN呈显著线性相关(P<0.01).细根的质和量以及凋落物量是不同人工恢复植被下SOC和TN含量差异的重要影响因素.
    沙埋对干旱沙区生物结皮覆盖土壤温室气体通量的影响
    滕嘉玲, 贾荣亮, 胡宜刚, 徐冰鑫, 陈孟晨, 赵芸
    2016, 27(3):  723-734.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.018
    摘要 ( 350 )   PDF (2252KB) ( 158 )  
    以腾格里沙漠东南缘自然植被区生长的两种典型生物结皮——藓类和藻类-地衣混生结皮覆盖土壤为对象,通过设置0(对照)、1 mm(浅层)和10 mm(深层)沙埋处理,研究了沙埋对该区结皮覆盖土壤温室气体通量的影响,并通过测定沙埋后土壤温度、水分的变化,初步探讨了沙埋影响生物结皮覆盖土壤温室气体通量的环境机制.结果表明: 沙埋显著增加了两类结皮覆盖土壤的CO2释放通量和CH4吸收通量(P<0.05);但对N2O通量的影响因沙埋厚度和结皮类型的不同而异:深层沙埋(10 mm)显著增加了两类结皮覆盖土壤的N2O吸收通量,浅层沙埋(1 mm)仅显著降低了藓类结皮覆盖土壤的N2O吸收通量,而对混生结皮覆盖土壤的N2O通量影响不显著.沙埋显著增加了两类结皮覆盖土壤的表层温度和0~5 cm深土壤湿度,从而增加了其CO2释放通量.但是沙埋引起的土壤温湿度的变化与CH4和N2O通量变化的相关性不显著,说明沙埋引起的土壤温湿度变化不是影响其CH4和N2O通量的关键因子.
    南方水土流失严重区的生态脆弱性时空演变
    姚雄, 余坤勇, 刘健, 杨素萍, 何平, 邓洋波, 俞欣妍, 陈樟昊
    2016, 27(3):  735-745.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.022
    摘要 ( 358 )   PDF (3154KB) ( 382 )  
    生态环境脆弱性评价研究,对生态环境保护与修复具有重要意义.以福建省长汀县为研究区,选择坡度、土壤类型、多年平均降雨量、地形起伏度、归一化植被指数、人口密度、土地利用类型7个指标,通过多重共线性诊断分析,构建生态脆弱性评价指标体系,采用熵权法及综合指数法对1999、2006和2014年长汀县生态脆弱性进行定量评价,分析生态脆弱性时空分布及变化.结果表明: 1999—2014年,研究区生态脆弱性等级指数总体减小,局部增大.研究区1999、2006和2014年生态脆弱性指数平均值分别为0.4533±0.1216、0.4160±0.1110和0.3916±0.1139,整体处于中等脆弱水平;生态脆弱性等级指数从1999年的2.92下降到2006年的2.38,再下降到2014年的2.13.生态脆弱性的空间格局呈内高外低的分布特征,高脆弱等级区主要分布在坡度<15°、海拔<500 m的河田镇及汀州镇一带.研究期间,生态脆弱性等级指数降幅最大的是三洲乡,最小的是汀州镇.
    晋西黄土区辽东栎和山杨树干液流对环境因子的响应
    陈宝强, 张建军, 张艳婷, 田宁宁
    2016, 27(3):  746-754.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.028
    摘要 ( 486 )   PDF (814KB) ( 120 )  
    2012年4—10月,应用TDP热扩散探针技术,对生长季晋西黄土区次生林主要组成树种辽东栎和山杨树干液流速率进行测定,结合同步测定的空气相对湿度(RH)、太阳光合有效辐射(PAR)、大气温度(T)和土壤含水量(θ)等环境因子,分析液流速率对环境因子的响应.结果表明: 5、6月,影响辽东栎和山杨树干液流速率的主要气象因子是空气饱和水汽压差(VPD)和PAR;7、8月,影响辽东栎和山杨树干液流速率的主要气象因子是VPD和T.除气象因子外,土壤水分条件也是驱动液流变化的重要因素,降雨后θ的增加能够有效影响液流速率,5、6、7、8月,辽东栎降雨后的平均液流速率比降雨前分别增大了28.3%、48.6%、16.9%、11.5%,山杨在6、7、8月降雨后的平均液流速率比降雨前分别增大了0.6%、4.5%、2.3%,辽东栎的增幅明显大于山杨.辽东栎液流速率对降雨后土壤含水量变化更敏感,表现出更高的耗水能力和需水要求,而降雨后山杨的耗水策略仍较保守.液流速率和VPD的关系可以采用指数饱和曲线函数拟合,降雨前后拟合参数的变化说明土壤水分条件的改善能够促进液流速率更快速地到达饱和值.
    荒漠灌丛内降雨和土壤水分再分配
    王正宁, 王新平, 刘博
    2016, 27(3):  755-760.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.029
    摘要 ( 405 )   PDF (976KB) ( 101 )  
    通过对降雨再分配,荒漠灌丛可改变降雨在灌丛内的水平空间分布,进而影响植被冠层下土壤水分的空间响应.本文以腾格里沙漠东南缘人工植被区柠条和油蒿灌丛为研究对象,分析了灌丛干扰下的降雨再分配过程及灌丛下土壤水分的空间响应.结果表明: 柠条和油蒿灌丛的穿透水、树干茎流分别占降雨量的74.4%、11.3%和61.8%、5.5%.次降雨过程中,柠条和油蒿穿透水空间变异性均较大,平均变异系数分别为0.25和0.30;由于可以将更多的降雨以树干茎流形式在根部富集,柠条主干基部土壤湿润锋深度明显比冠层其余位置深,而油蒿仅在大降雨事件时才较为明显.灌丛对降雨的再分配作用改变了降雨达到地表时的空间分配,致使冠层下土壤湿润锋深度呈现明显的不均一性.
    花棒茎流对降雨的响应
    杨强, 查天山, 贾昕, 秦树高, 钱多, 郭晓楠, 陈国鹏
    2016, 27(3):  761-768.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.031
    摘要 ( 363 )   PDF (1315KB) ( 154 )  
    干旱半干旱区植物生理过程的水分响应依赖于降雨强度和频率,研究典型沙生植物对降雨的响应有助于预测未来气候条件下荒漠生态系统的结构和功能变化.2012和2013年花棒生长季,在宁夏盐池采用包裹式茎流仪对花棒茎流进行连续观测,分析茎流在晴天和雨天的变化特征及其对不同降雨事件的响应.结果表明: 雨天的花棒日茎流量低于晴天.晴天,茎流日变化呈“几”字型宽峰曲线,与太阳辐射和相对湿度呈正相关;雨天,茎流日变化呈多峰曲线或者一直处于极低状态,与太阳辐射和空气温度呈正相关.降雨不仅可以通过影响当天太阳辐射、空气温度、饱和蒸汽压差和相对湿度影响花棒茎流通量,还通过调控土壤含水量影响降雨后的茎流通量.降雨量<20 mm时,降雨前后茎流通量差异不显著;降雨量>20 mm时,降雨后的茎流通量比降雨前有显著提高.高土壤含水量不仅能够提高茎流通量,并且能够提高茎流通量对太阳辐射、饱和水汽压差和空气温度的响应敏感性.
    多气候情景下中国森林火灾风险评估
    田晓瑞, 代玄, 王明玉, 赵凤君, 舒立福
    2016, 27(3):  769-776.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.034
    摘要 ( 499 )   PDF (2124KB) ( 134 )  
    森林火灾风险主要取决于致灾因子、承灾体以及防灾减灾能力,综合评估和预测森林火灾风险是制定科学的林火管理政策的基础.本文基于经典自然灾害风险模型和可获取数据构建森林火灾风险评估模型与指标体系,评估过去和未来的森林火灾风险.未来气候情景数据包括RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5下5个全球气候模式(GFDL-ESM2M、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-LR、 MIROC-ESM-CHEM和NorESM1-M)日值数据.根据最高温度、最小相对湿度、平均风速和每日降水量分别计算1987—2050年历史观测数据和未来气候情景下各格点每日火险天气指数系统中各个指数.结果表明: 1987—2010年,森林火灾风险高和很高的区域分别占21.2%和6.2%,主要分布在大兴安岭和长白山地区、云南大部分区域和南方零散分布的区域.森林火灾可能性高和很高的区域主要分布在东北和西南地区,分别占森林面积的13.1%和4.0%.与观测时段相比,2021—2050年RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5情景下森林火灾可能性高和很高的区域分别增加0.6%、5.5%、2.3%和3.5%,华北地区增幅明显.气候变化引起的森林火灾高风险区域有些增加,RCP 8.5情景下增幅最明显(+1.6%).
    北京西山绿化树种秋季滞纳PM2.5能力及其与叶表面AFM特征的关系
    陈波, 刘海龙, 赵东波, 陈鹏飞, 鲁绍伟, 李少宁
    2016, 27(3):  777-784.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.026
    摘要 ( 366 )   PDF (2092KB) ( 140 )  
    以北京西山6种绿化树种白皮松、油松、柳树、五角枫、银杏、山杨为对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片秋季PM2.5吸附量进行定量研究,同时应用原子力显微镜(AFM)观察叶表面微形态特征,分析了叶表面粗糙度等参数,阐释了各树种叶片吸附PM2.5的机制.结果表明: 不同树种单位叶面积PM2.5吸附量排序为白皮松(2.44±0.22 μg·cm-2)>油松(2.40±0.23 μg·cm-2)>柳树(1.62±0.09 μg·cm-2)>五角枫(1.23±0.01 μg·cm-2)>银杏(1.00±0.07 μg·cm-2)>山杨(0.97±0.03 μg·cm-2);从秋季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM2.5吸附量表现为11月(2.33±0.43 μg·cm-2)>10月(1.62±0.64 μg·cm-2)>9月(1.51±0.50 μg·cm-2).白皮松和油松有大量凹陷和突起,相对高差较大,粗糙度较大,吸滞PM2.5能力强;柳树和五角枫叶片有褶皱,粗糙度相对较高,分布有大量的突起和凹陷,吸滞PM2.5能力居中;银杏和山杨因其叶表面平滑、气孔多为长圆形,粗糙度较小,吸滞PM2.5能力较弱.不同树种正背面粗糙度平均值为白皮松(149.91±16.38 nm)>油松(124.47±10.52 nm)>柳树(98.85±5.36 nm)>五角枫(93.74±21.75 nm)>银杏(80.84±0.88 nm)>山杨(67.72±8.66 nm),这与不同树种单位叶面积PM2.5吸附量排序完全一致,叶片粗糙度与单位叶面积PM2.5吸附量呈显著正相关(R2=0.9498).为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM2.5等颗粒物的树种.
    基于微波遥感技术探测森林地表土壤含水率
    李明泽, 高元科, 邸雪颖, 范文义
    2016, 27(3):  785-793.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.038
    摘要 ( 447 )   PDF (1503KB) ( 69 )  
    森林地表土壤含水率是森林生态系统中的重要参数,使用微波遥感技术快速准确地估算区域尺度上的森林地表土壤含水率,对于森林生态系统研究具有重要的现实意义.本文利用TDR-300土壤含水率速测仪测得黑龙江大兴安岭地区塔河林业局盘古林场内120块样地的森林地表土壤含水率作为因变量,利用C波段全极化SAR数据的极化分解参数作为自变量,构造多元线性回归统计模型和BP神经网络模型,定量估测森林地表土壤含水率,通过模型反演获得区域尺度上森林地表土壤含水率的空间分布.结果表明: 多元线性回归统计模型的精度为86.0%,均方差根误差(RMSE)为3.0%;BP神经网络模型的精度为89.4%,RMSE为2.7%.说明利用BP神经网络模型定量估测森林地表土壤含水率优于多元线性回归模型,将全极化SAR数据通过BP神经网络模型进行仿真,最终得到研究区域的森林地表土壤含水率空间分布图.
    不同干扰方式对内蒙古典型草原植物种组成和功能群特征的影响
    杨勇, 刘爱军, 李兰花, 王保林, 王明玖
    2016, 27(3):  794-802.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.007
    摘要 ( 337 )   PDF (571KB) ( 164 )  
    研究休牧、补播和自由放牧3种人为干扰方式对内蒙古典型草原群落植物种组成、功能群组成、群落物种多样性和地上生物量的影响.结果表明: 3种干扰方式对植物功能群结构及其多样性有显著影响,休牧方式下群落植物种数量、地上生物量、多样性指数和丰富度指数最大,分别为22种、171.32 g·m-2、1.46和5.7,灌木半灌木和多年生禾草的重要值、物种所占比例、地上生物量、多样性指数、丰富度指数和均匀度指数显著高于其他干扰方式,多年生杂类草的重要值、物种所占比例、地上生物量、多样性指数和均匀度指数显著低于其他干扰方式,中生植物、C3和C4植物的地上生物量最大,分别为22.22、143.35和27.97 g·m-2.补播方式下,中旱生植物地上生物量最大,为13.60 g·m-2,旱生植物物种所占比例最小(48.5%),C4植物物种所占比例最大(28.8%).自由放牧方式下,一、二年生草本植物物种所占比例最大,达12.3%,中生植物和C4植物所占比例最小,分别为17.0%和20.9%.春季休牧措施有利于退化草原的恢复.
    21世纪上半叶内蒙古草地植被净初级生产力变化趋势
    郭灵辉, 郝成元, 吴绍洪, 高江波, 赵东升
    2016, 27(3):  803-814.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.011
    摘要 ( 400 )   PDF (3244KB) ( 175 )  
    基于中国气象局国家气候中心新发布的中短期适应气候变化的新情景(RCP4.5)和极端情景(RCP8.5)下的气候预估数据,采用空间化后的CENTURY模型模拟探讨2011-2050年内蒙古草地植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征.结果表明: 区域尺度上,未来气候变化情景下内蒙古草地NPP年下降速率分别为0.57 g C·m-2·a-1(RCP4.5)、0.89 g C·m-2·a-1(RCP8.5);相对于基准时段,RCP4.5情景下内蒙古草地NPP在2020s、2030s、2040s分别下降11.6%、12.0%、18.0%,而RCP8.5情景下降幅分别为23.8%、21.2%、30.1%.不同气候情景下内蒙古草地NPP时空变化特征差异较大,但即使在RCP4.5下未来40年绝大部分草地NPP也将呈现下降趋势,15.6%的草地减产超过20%.这表明未来气候变化情景下内蒙古草地降水略增的态势不足以补偿因温度升高对草地植被初级生产力所产生的负面作用,草地资源的可持续发展将面临更大挑战.
    广西喀斯特地区假臭草入侵群落的草本植物多样性及其影响因素
    黄小荣, 庞世龙, 申文辉, 侯远瑞, 何峰
    2016, 27(3):  815-821.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.016
    摘要 ( 421 )   PDF (523KB) ( 128 )  
    广西平果喀斯特地区被假臭草入侵的群落,包括撂荒地、退耕还林幼林、公路边、荒山灌草丛4种土地利用类型.用元分析、协方差分析、线性混合效应模型、树模型研究其草本植物多样性、丰富度及影响因子.结果表明: 元分析总效度为正且显著;所有区组的效度为正;撂荒地的效度为负,其他3种土地类型的效度为正;权重较大的土地类型为灌草丛.协方差分析表明,假臭草重要值、距公路距离、30 cm深含土率是影响草本植物多样性、丰富度的主要数量因素;有假臭草群落的草本植物多样性、丰富度高于无假臭草群落;土地类型对草本植物多样性影响显著,但对草本丰富度无显著影响.线性混合效应模型划分了随机效应解释率,有无假臭草、样方间误差分别解释草本Shannon指数模型50.9%、49.1%的随机效应,解释草本植物丰富度模型39.0%、61.0%的随机效应;区组和土地类型的随机效应为零.假臭草入侵分为5个等级,中度入侵的群落草本植物多样性、丰富度较高;假臭草重要值超过23.6%阈值后,草本植物多样性、丰富度均呈下降趋势.
    有机、无机氮肥施用对苜蓿产量、土壤硝态氮和温室气体排放的影响
    杨园园, 高志岭, 王雪君
    2016, 27(3):  822-828.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.021
    摘要 ( 436 )   PDF (969KB) ( 97 )  
    2012年5月—2014年6月,采用田间小区试验方法,研究了不同氮肥管理对N2O与CH4的排放、土壤硝态氮含量以及苜蓿干草产量的影响.试验共设5个处理:对照(CK)、单施尿素处理(100 kg N·hm-2, CF)、尿素(100 kg N·hm-2)与腐熟牛粪(60 kg N·hm-2)混施处理(DM1)、尿素(100 kg N·hm-2)与沼液(60 kg N·hm-2)混施处理(DT)及减量尿素(40 kg N·hm-2)与牛粪(60 kg N·hm-2)混施处理(DM2).结果表明: 与CK相比,CF、DM1、DT和DM2处理苜蓿干草产量分别增加44.2%、38.9%、56.3%和30.6%,N2O排放分别比对照增加52.2%、89.1%、133.7%和59.4%,但各施肥处理对甲烷吸收表现出不同程度的抑制作用.苜蓿生产中,尿素和牛粪处理N2O-N排放与肥料氮素投入量比值(排放系数)为0.25%~0.28%,而沼液处理N2O-N排放系数为0.64%,显著高于前者.苜蓿生产中,施用化肥或有机无机混施均能显著增加苜蓿干物质产量,土壤硝态氮深层淋洗风险较小,但增加了CO2-equivalent净排放量.
    生物有机肥对猕猴桃土壤酶活性和微生物群落的影响
    孙家骏, 付青霞, 谷洁, 王小娟, 高华
    2016, 27(3):  829-837.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.012
    摘要 ( 363 )   PDF (799KB) ( 256 )  
    采用田间试验,研究了不施肥、施用生物有机肥、传统有机肥和化肥对猕猴桃土壤酶活性、微生物群落结构及其代谢的影响.结果表明: 施用生物有机肥在猕猴桃生育期内可显著提高土壤蔗糖酶和荧光素二乙酸酯水解酶活性,分别比对照高出12.2%~129.4%、18.8%~87.4%.施用生物有机肥在膨大期和成熟期的土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著高于其他处理.Biolog微平板法测定结果表明,生物有机肥在猕猴桃生育期内提高了土壤微生物的平均每孔颜色变化率,增加了物种多样性、丰富度和均匀度,改变了微生物对6大类碳源的相对利用率,降低了微生物对氨基酸类碳源的相对利用能力,提高了微生物对多酚类和多胺类碳源的相对利用能力;主成分分析表明,对土壤中微生物起分异作用的碳源种类主要是糖类、氨基酸类和羧酸类.
    内蒙古地区道地药材蒙古黄芪资源调查及产地适宜性
    刘德旺, 谷彩梅, 杨庆珍, 黄林芳, 谢彩香, 蔡敏
    2016, 27(3):  838-844.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.035
    摘要 ( 461 )   PDF (1599KB) ( 327 )  
    在文献检索的基础上,运用样地调查法和踏查法调查野生、人工种植蒙古黄芪的资源分布、生境特点、生长状况,探寻影响蒙古黄芪生长的生态因子,结合中药材产地适宜性分析地理信息系统,区划蒙古黄芪在内蒙古地区的适宜产地.结果表明: 栽培蒙古黄芪生产区域主要分布在武川县、固阳县等15个旗县,其生态特征为海拔高于1000 m,土壤类型为沙土、砂砾土和钙土.野生蒙古黄芪覆盖内蒙古中东部地区,生于向阳处,喜冷凉干燥气候,适宜沙壤土或砂砾土,忌阴湿黏重土壤.应用TCMGIS-Ⅱ分析得到内蒙古境内野生蒙古黄芪生态因子相似系数>95%的生态适宜区为43个县区,面积为94460.30 km2;栽培蒙古黄芪生态适宜区为32个县区,面积为76013.93 km2.
    内蒙古西部旱区机采棉膜下滴灌水氮耦合效应
    李勇, 王峰, 孙景生, 刘浩, 杨建强, 咸丰, 苏和
    2016, 27(3):  845-854.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.008
    摘要 ( 383 )   PDF (691KB) ( 161 )  
    为探明内蒙古西部旱区机采棉膜下滴灌水氮耦合对棉花生长发育、产量、品质,以及水分与氮素利用效率的影响,在内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗,设置3种灌溉定额(216、288、360 mm,分别记为W1、W2、W3)和3种施氮水平(127.5、195、262.5 kg·hm-2,分别记为N1、N2、N3)的完全组合处理,进行了大田棉花膜下滴灌试验.结果表明: 水分是膜下滴灌棉花生长的决定因素,增加灌水量可以促进棉花株高增加,提高棉花各部分干物质积累量,但降低生殖器官与地上部干物质比例.W3处理单株成铃数较W1和W2分别提高25.4%和17.5%,单铃质量分别降低5.8%和4.6%,籽棉产量分别增加18.1%和11.9%;单株成铃数提高是籽棉产量增加的主要因素.水氮调控对籽棉产量的互作效应显著,W1与W2灌水量下N1处理籽棉产量最高;W3灌水量下N2处理较N1、N3籽棉产量分别增加8.5%和31.9%.水氮调控对纤维品质整体无显著影响.W1N1处理水分利用效率最高,为1.37 kg·m-3,与W3N2处理差异不显著;W3N1处理氮肥偏生产力最高,为51.35 kg·kg-1.在本试验条件下,灌水增产效应显著,施氮则在水分充足条件下对籽棉产量形成有促进作用.其中,灌水360 mm、施氮195 kg·hm-2处理显著促进地上部干物质积累,籽棉产量最高,水分利用效率和氮肥偏生产力分别达1.30 kg·m-3和36.41 kg·kg-1,节水增产效果显著,是内蒙西部旱区较理想的机采棉水氮调控模式.
    垄作与覆膜对川中丘陵春玉米根系分布及产量的影响
    查丽, 谢孟林, 朱敏, 豆攀, 程秋博, 王兴龙, 袁继超, 孔凡磊
    2016, 27(3):  855-862.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.023
    摘要 ( 367 )   PDF (572KB) ( 178 )  
    通过设置田间试验,研究种植方式(垄作垄播、平作、垄作沟播)与覆膜措施对川中丘陵春玉米根系分布和玉米产量的影响.结果表明: 垄作与覆膜对玉米根系形态影响显著,覆膜显著提高了玉米根长、根表面积和根体积,拔节期覆膜较不覆膜处理分别提高了42.3%、50.0%和57.4%.覆膜提高了各土层和各水平各层次根质量,扩大了根系在土壤垂直和水平方向上的分布,提高了拔节期20~40 cm土层和水平方向上宽行0~20 cm根系比例.种植方式对根系生长和分布的影响因覆膜而异,覆膜下垄作垄播显著提高了各土层根质量和20~40 cm土层根量分配比例,同时提高了水平方向上各层次根量和宽行根系分配比例,总根质量表现为:垄作垄播>平作>垄作沟播;不覆膜下垄作沟播显著提高了窄行0~40 cm根量,吐丝期总根质量表现为:垄作沟播>垄作垄播>平作.从玉米穗部性状和产量看,覆膜降低了玉米秃尖长,提高了穗长、穗粒数、千粒重和产量,覆膜下产量表现为:垄作垄播>平作>垄作沟播;不覆膜下则表现为:垄作沟播>平作>垄作垄播.覆膜下垄作垄播促进了根系特别是深层根质量的增加,同时增加了深层根系和水平20~40 cm根系比例,这是其增产的重要原因;而不覆膜下垄作沟播有利于根系生长,从而提高产量.
    减氮补水对小麦高产群体光合性能及产量的影响
    张珂珂, 周苏玫, 张嫚, 石珊珊, 尹钧
    2016, 27(3):  863-872.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.006
    摘要 ( 357 )   PDF (900KB) ( 137 )  
    在大田条件下,设自然降水(W1)、适量补水(W2,拔节后土壤相对含水量维持在70%±5%)、充足补水(W3,拔节后土壤相对含水量维持在85%±5%)3个水分处理和不施氮(N1)、减氮(N2,195 kg N·hm-2)、高氮((N3,270 kg N·hm-2)3种氮肥水平,研究了减氮补水对小麦高产群体光照环境、光合性能和产量构成的影响.结果表明: 减氮补水(N2W2)处理在灌浆期明显改善了群体的光照环境,距冠层顶部20~30 cm处的光合有效辐射(PAR)较高氮补水(N3W2、N3W3)处理提高34.5%,透光率提高10.8%;N2W2处理孕穗期叶面积指数最高,灌浆期下降速率最慢,高值(大于7.6)持续期较高氮和无氮处理延长3~4 d,光合势平均提高9.7%;减氮补水(N2W2、N2W3)处理灌浆期旗叶的光合速率仍较高,但与N3W2处理差异不显著.N2W2处理旗叶的表观量子效率达0.101 μmol CO2·m-2·s-1Pn维持在27.692 μmol CO2·m-2·s-1,光补偿点(LCP)较低,表现出较高的光合生产力;籽粒产量以N2W2处理最高.
    不同施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响
    王文锋, 李春花, 黄绍文, 高伟, 唐继伟
    2016, 27(3):  873-882.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.015
    摘要 ( 344 )   PDF (921KB) ( 161 )  
    利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了6种施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响.结果表明: 番茄生育期间不同施肥模式土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶和磷酸酶的活性总体上均呈先增后降的趋势,土壤脲酶活性呈先增高后趋于平缓的趋势.与全部施用化肥氮相比,5种有机无机肥料配施模式土壤酶活性均有所提升,且随猪粪施用量的增加,尤其是配施秸秆条件下,土壤酶活性显著增加.番茄各生育期土壤酶活性与土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮之间总体上呈显著或极显著正相关关系.同等养分投入量下,有机无机肥配施,特别是配施一定的秸秆可有效提高设施菜田土壤酶活性,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续生产.
    施肥对旱地全膜覆盖垄沟种植马铃薯耗水特征及产量的影响
    于显枫, 张绪成, 王红丽, 马一凡, 侯慧芝, 方彦杰
    2016, 27(3):  883-890.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.027
    摘要 ( 351 )   PDF (757KB) ( 117 )  
    用化肥减量和分期施肥、增施有机肥来替代化肥是提高半干旱区全膜覆盖垄沟种植马铃薯水、肥利用效率的有效途径.在4年大田定位试验基础上,设置传统施肥(F)、化肥减量25%花期追施(DF)、化肥减量50%花期追施并增施有机肥(OF)3种养分管理模式,通过测定马铃薯不同生育期的土壤含水量和产量,计算阶段耗水量和水分利用效率,研究施肥方式对半干旱区马铃薯耗水过程的调控及其对产量和水分利用效率的影响.结果表明: 马铃薯花期的土壤贮水量DF最高,但处理间差异不显著;花后DF和OF的耗水深度较F有明显增加趋势.与F相比,2011—2014年DF花前耗水量显著下降,花后耗水量分别增加了36.2%、23.0%、24.8%和19.0%;OF未显著降低马铃薯花前耗水,但2011、2012年花后耗水量增加了20.7%和16.3%.DF的马铃薯块茎产量在2012—2014年较F平均增加2595.1 kg·hm-2,水分利用效率(WUE)在2013、2014年分别显著增加14.4%和6.3%,达到显著差异;OF在2011—2014年平均马铃薯块茎产量较F增加了2945 kg·hm-2,且WUE在2012—2014年显著高于F.DF和OF均能显著调节马铃薯花前花后耗水量,使马铃薯块茎产量、水分利用效率增加,但OF的增加幅度更大.
    碱性肥料对稻田土壤和稻米镉含量的影响
    张亮亮, 樊小林, 张立丹, 刘芳
    2016, 27(3):  891-896.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.004
    摘要 ( 337 )   PDF (489KB) ( 128 )  
    以碱性复合肥为材料,在湖南郴州松柏村进行大田小区试验,研究了碱性复合肥及其与微生物菌剂配合施用对稻田土壤和稻米镉含量的影响.结果表明: 水稻分蘖期、灌浆期和收获期碱性肥料处理的土壤有效镉含量较常规肥料处理分别降低8.3%、6.7%和16.4%.收获期碱性肥料处理土壤有效镉含量较插秧前降低了7.2%,而常规肥料处理却增加了11.0%.配施微生物菌剂使土壤有效镉增加了1.2%~23.3%.与常规肥料处理相比,碱性肥料处理根系、茎鞘、叶片、籽粒、稻米镉含量显著降低,分别降低了54.9%、56.6%、41.8%、62.7%、67.6%.与微生物菌剂配施时,碱性肥料处理稻米镉含量却增加63.2%.表明施用碱性肥料可显著降低土壤中镉的有效性及水稻各器官和稻米镉含量,而碱性肥料与微生物菌剂配施则削弱了其对稻米镉含量的降低效果.
    对羟基苯甲酸胁迫下褪黑素对黄瓜胚根生理生化特性的影响
    孙莎莎, 巩彪, 温丹, 王秀峰, 魏珉, 杨凤娟, 李岩, 史庆华
    2016, 27(3):  897-903.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.003
    摘要 ( 437 )   PDF (1499KB) ( 161 )  
    以‘津研四号’黄瓜为试材,分别用0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mmol·L-1浓度的对羟基苯甲酸(PHBA)溶液对黄瓜种子处理72 h,选出胁迫作用较明显的10 mmol·L-1浓度;再分别用0、1、10、25、50、75、100 μmol·L-1的褪黑素(MT)溶液对10 mmol·L-1 PHBA下的黄瓜种子预处理24 h,72 h后观察MT的缓解效果.结果表明: 缓解PHBA胁迫效果最明显的MT浓度为75 μmol·L-1.随着PHBA浓度的升高,黄瓜种子胚根伸长的抑制作用明显增加;用10、25、50、75、100 μmol·L-1的MT预处理PHBA胁迫下的黄瓜种子均能不同程度缓解PHBA胁迫对胚根的抑制作用,其中以75 μmol·L-1的MT缓解效果最好.用MT预处理黄瓜种子可显著提高PHBA胁迫下黄瓜种子中淀粉酶活性及胚根中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,并降低胚根中O2的产生速率及H2O2和丙二醛含量.外源MT能够通过降低氧化胁迫和促进淀粉的分解转化来降低PHBA对黄瓜发芽的影响.
    Na2CO3胁迫下甜菜幼苗根际土壤环境因子的变化及其相关性
    郭剑, 李彩凤, 刘磊, 桑利敏, 陈明, 徐影, 盖志佳, 王玉波
    2016, 27(3):  904-910.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.001
    摘要 ( 315 )   PDF (684KB) ( 88 )  
    以两个甜菜品种‘KWS0143’(耐盐碱性强)和‘Beta464’(耐盐碱性较弱)为对象,设置4个Na2CO3浓度处理[占土壤质量的0%(CK)、0.4%、0.8%和1.2%],采用盆栽方法研究甜菜幼苗时期植株干质量、根际土壤酶活性和微生物数量的变化.结果表明: 与对照相比,0.4%处理的植株干质量明显增加,而0.8%和1.2%处理显著受到抑制,且处理间差异显著. 不同处理下甜菜幼苗根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性表现出相似的变化规律,0.4%处理酶活性较对照有所增加但不显著;0.8%和1.2%处理则显著降低了酶活性,同时‘KWS0143’的土壤酶活性均高于‘Beta464’.与对照相比,0.4%处理土壤微生物群落没有显著变化;0.8%和1.2%处理的根际土壤细菌、真菌和放线菌数量显著减少,且‘KWS0143’的根际微生物数量高于‘Beta464’.两品种植株干质量、土壤酶和土壤微生物之间呈显著正相关;通径分析表明,‘KWS0143’植株干质量决定系数表现为:放线菌>细菌>过氧化氢酶>脲酶>真菌>碱性磷酸酶,‘Beta464’表现为:放线菌>过氧化氢酶>脲酶>真菌>碱性磷酸酶>细菌.
    基于增强回归树的流域非点源污染影响因子分析
    尹才, 刘淼, 孙凤云, 李春林, 象伟宁
    2016, 27(3):  911-919.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.020
    摘要 ( 533 )   PDF (1575KB) ( 191 )  
    地表水的非点源污染在点源污染不断得到控制的前提下已经成为水环境污染的首要问题.非点源污染影响因子的复杂性及不确定性一直是流域非点源污染研究的重点和难点.本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,以辽河子流域汎河流域为例,模拟了2003—2012年的非点源污染状况,对其空间分布状况进行了分析,并应用增强回归树的方法定量分析各种影响因子(坡度、土地利用类型、高程和土壤类型)对该流域非点源污染的贡献率.结果表明: 在汎河流域,非点源污染呈现较高的空间异质性,其中总氮的空间分布差异较大,总磷的空间分布差异较小.坡度因子与载体泥沙、总氮和总磷均呈极显著正相关关系(P<0.01),对泥沙和总磷有显著影响,其贡献率分别为46.5%、38.2%;土地利用因子对载体泥沙、总磷的负荷量有重要影响,其贡献率分别达到27.2%、35.3%;高程较低、坡度较缓的耕地地区易产生较高的总磷负荷量;褐色土壤最易流失总磷,而草甸土易流失总磷,且易受泥沙侵蚀.本研究利用增强回归树模型克服了流域非点源污染影响因子的复杂性,可加深对非点源污染产生机制的理解.
    辽宁省能源消费与经济增长的灰色关联
    王丽, 郗凤明, 王娇月
    2016, 27(3):  920-926.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.024
    摘要 ( 377 )   PDF (629KB) ( 102 )  
    我国能源消费与经济增长的矛盾日益突出.辽宁省是我国重工业基地和能源消耗大省,经济发展对能源依赖性强,能源供不应求的状态日益显著.为了深入了解辽宁省能源消费与经济增长的关系,提出科学的低碳发展建议,本文基于2000—2012年辽宁省能源消费与经济增长相关数据,应用灰色关联分析,分别对辽宁省能源消费产业和能源消费品种与经济增长的相关性进行实证分析.结果表明: 在各产业能源消费中,批发零售业和住宿餐饮业能源消费量很少,但与经济增长的关联程度最大,工业消费量最大,却与经济增长的关联度较弱;在能源消费品种中,石油和水电能源消费量与经济增长的灰色关联度显著,但煤炭能源消费量与经济增长的关联度不显著,表明煤炭的利用效率低.为实现低碳可持续发展,辽宁省应转变经济增长方式、调整产业结构、优化能源结构、提高能源利用效率,特别是应大力发展生产性服务业,推进清洁能源和可再生能源的开发.
    江苏滆湖大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系
    熊春晖, 张瑞雷, 季高华, 冯立辉, 王丽卿
    2016, 27(3):  927-936.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.039
    摘要 ( 393 )   PDF (855KB) ( 201 )  
    为了解滆湖大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2013—2014年对滆湖20个采样点的大型底栖动物按季节进行了8次调查,同时对14项水环境指标进行了逐月监测.结果表明: 共采集到大型底栖动物25种,其中软体动物3种,占12%,摇蚊幼虫12种,占48%,寡毛类4种,占16%,甲壳类4种,占16%.优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、中国长足摇蚊和太湖裸须摇蚊.摇蚊幼虫和寡毛类存在显著的空间和季节变化.氮、磷营养元素和水温对滆湖水域环境状况有较大影响,且总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)和溶解氧(DO)均表现出显著的空间和季节变化.相关性分析表明,TN和NO3--N是影响滆湖大型底栖动物群落结构的主要水环境因子,环境变量可以较好地解释主要类群的变化.
    东海北部大管鞭虾的食性
    李惠玉, 金艳, 李圣法
    2016, 27(3):  937-945.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.005
    摘要 ( 443 )   PDF (732KB) ( 150 )  
    根据对2009年6月至2010年5月在东海北部采集到的720尾大管鞭虾胃含物的分析,对不同季节、性别、个体大小以及发育条件下大管鞭虾的摄食习性进行了研究.结果表明: 东海大管鞭虾的饵料生物共有43种(包含未鉴定种),甲壳类、有孔虫类和多毛类为其主要的摄食群类,在食物中所占的数量百分比分别为34.7%、29.4%和12.4%.大管鞭虾的饵料组成具有明显的季节波动,春季以有孔虫、藻类和无脊椎卵为主要食物;夏、秋季以有孔虫、鱼类和多毛类为主要食物;冬季则以多毛类和有孔虫类为主要食物.其摄食强度在春季和夏季较高,秋季较低.不同甲长的个体食性变化显著,小于24 mm的个体主食有孔虫类和藻类,24 mm以上的个体主食有多毛类和十足类;随着性腺发育雌性个体摄食等级呈现减弱的趋势,表明大管鞭虾摄食活动受到繁殖周期的影响.不同性别和不同季节大管鞭虾的食物重叠指数均较高,与栖息环境饵料资源的波动有关.大管鞭虾的营养级为2.67,属低级肉食性动物.
    24-表油菜素内酯和盐度对浒苔生长和生理活性的影响
    王东, 李亚鹤, 徐年军, 徐晓婷
    2016, 27(3):  946-#REF.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.032
    摘要 ( 347 )  
    为探讨低温条件下外源植物激素和盐度变化对浒苔光合生理的影响,本文选取浒苔为供试材料,研究24-表油菜素内酯和盐度对其生长、光合色素、叶绿素荧光参数、抗氧化活性和可溶性蛋白含量的影响.结果表明: 与正常盐度(近岸海水盐度为25)相比,浒苔的生长在盐度10处理下显著增加,增幅为45.9%,但在盐度5处理下显著降低.盐度5处理的浒苔比其他盐度处理具有较高的Chl a和可溶性蛋白.24-表油菜素内酯(0.2 mg·L-1)的加入显著抑制了浒苔的生长,尤其在盐度25处理下,浒苔呈现负增长的趋势,并大量释放孢子(配子),有效光化学效率、超氧化物歧化酶酶活性和可溶性糖含量明显降低,但可溶性蛋白含量显著增加.即在温度15 ℃条件下,可通过适当降低盐度促进浒苔的生长;在盐度25条件下,可通过添加24-表油菜素内酯促进孢子(配子)释放,为浒苔的大规模养殖提供原材料.
    琼东海域橙黄滨珊瑚骨骼生长特性及其主要影响因素
    江巧文, 曹志敏, 王道儒, 李元超, 倪建宇
    2016, 27(3):  953-962.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.009
    摘要 ( 392 )   PDF (1422KB) ( 20 )  
    基于珊瑚骨骼X射线照片,使用CoralXDS软件,对海南岛(琼)东部海域的橙黄滨珊瑚生长特性进行研究,获取了百年来的年生长率(ER)、骨骼密度(D)和钙化速率(CR) 3种生长参数.结果表明: 该橙黄滨珊瑚ER的变化范围为0.49~1.10 cm·a-1,年均值0.76 cm·a-1;D的变化范围1.11~1.35 g·cm-3,年均值1.22 g·cm-3;CR的变化范围为0.55~1.41 g·cm-2·a-1,年均值0.94 g·cm-2·a-1.统计分析表明,研究海区表层水温(SST)是橙黄滨珊瑚骨骼生长参数变化的主要环境影响因素,对ER和CR的控制较强,对D的影响较弱,但总体上3项生长参数都随SST升高而增大.光照、盐度和水动力条件等是次要影响因素.台风和强热带风暴对琼东海域橙黄滨珊瑚骨骼密度条带分布的影响也较为显著.复杂的气候环境,赋予了橙黄滨珊瑚骨骼多变的生长模式.过去一个世纪以来,琼东海域年平均表层水温显著上升,气候倾向率为0.15 ℃·(10 a)-1,SST上升分为两个阶段,20世纪40年代初和80年代初,人类活动加剧和全球气候变暖是导致琼东海域SST显著上升的原因.
    综合评述
    林下层植被对上层乔木的影响研究综述
    杜忠, 蔡小虎, 包维楷, 陈槐, 潘红丽
    2016, 27(3):  963-972.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.033
    摘要 ( 429 )   PDF (871KB) ( 99 )  
    植物间交互作用在植物群落和生态系统的组成、结构、功能等方面发挥着重要作用.在过去的森林生态系统研究中,更多地关注上层乔木之间的相互作用或乔木层对下层植被的影响,较少研究林下层植被对上层乔木生理生态和生长的影响.本文综述了去除林下层植被对土壤理化性质、土壤动物区系、凋落物分解及上层乔木生理生态和生长的影响,讨论了外界干扰对林下植被-乔木层竞争关系的影响,提出林下植被对上层乔木影响的生理生态学机理概念模型.研究区域、乔木林龄、地力条件、林下植物种类是影响林下层植被-乔木层竞争关系的重要因素.
    消落带生态系统氮素截留转化的主要机制及影响因素
    杨丹, 樊大勇, 谢宗强, 张爱英, 熊高明, 赵常明, 徐文婷
    2016, 27(3):  973-980.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.040
    摘要 ( 316 )   PDF (559KB) ( 270 )  
    消落带是陆地与水体(河流、湖泊、水库、湿地以及其他特殊水体)之间的生态过渡带,具有独特的生态水文学和生物地球化学过程,是截留和转化NH4+、NO3-等非点源氮素进入水体的最后一道生态屏障.整合已有相关研究成果发现: 1)植物固持作用改变氮素在土壤-植被-土壤-大气中相对存在位置;2)微生物反硝化作用将氮素从系统内永久性地去除,是消落带生态系统氮素截留转化的主要机制,但其相对贡献率仍有很大的不确定性.在不同流域背景条件下,影响消落带生态系统氮素生物地球化学循环的主要生态因子变化较大,很难确定地下水位高低、植被状况、微生物属性和土壤基质等哪一个生态因子是驱动消落带生态系统氮素循环的关键因子.研究方法的局限性、大的时空尺度数据的缺乏及对植被宽度认识的模糊性,是导致消落带生态系统氮素截留转化结果变异性大的主要原因.因此,应在消落带生态系统具体研究区位环境因子基础上,利用数学模型、GIS、RS等分析方法及同位素示踪和气体联用测定等定量分析技术,从不同时空尺度研究消落带生态系统氮素的循环与转化规律,以实现消落带生态系统氮素截留转化最优化,为消落带生态系统的科学管理提供理论基础.
    镉毒害下植物氧化胁迫发生及其信号调控机制的研究进展
    张然然, 张鹏, 都韶婷
    2016, 27(3):  981-992.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.002
    摘要 ( 447 )   PDF (752KB) ( 195 )  
    土壤重金属污染引发了一系列严峻的环境问题.其中,镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素之一.活性氧(ROS)过量积累引起的氧化胁迫,是Cd毒害植物的主要原因之一.本文围绕Cd胁迫引起的ROS积累及清除过程,重点阐述介导上述过程的一些信号调控物质包括一氧化氮(NO)、钙(Ca)、植物激素如生长素(IAA)和脱落酸(ABA)等及有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPKs)的变化及其在缓解Cd诱导的氧化胁迫中的作用,以期为今后植物抗Cd胁迫生理生化机制的研究提供一定的理论依据.
    滨海湿地甲烷产生途径和产甲烷菌研究进展
    王洁, 袁俊吉, 刘德燕, 项剑, 丁维新, 蒋先军
    2016, 27(3):  993-1001.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.014
    摘要 ( 480 )   PDF (562KB) ( 173 )  
    滨海湿地在全球碳循环中起着重要的作用,其甲烷排放量占全球海洋甲烷排放的75%.本文综述了滨海湿地主要甲烷产生途径、产甲烷菌种类及其影响因子.滨海湿地SO42-含量丰富,乙酸发酵和H2/CO2途径产甲烷受抑制,乙酸营养型和氢营养型产甲烷菌丰度较低;而利用甲胺类等“非竞争性”底物的C1甲基化合物歧化途径不受硫酸还原菌竞争底物的限制,兼性营养型产甲烷菌成为产甲烷优势菌.盐度与SO42-含量和植被类型密切相关,影响竞争性电子和产甲烷底物的种类和含量,对甲烷产生途径和产甲烷菌群落结构有重要影响.目前,滨海湿地产甲烷菌群落结构、甲烷产生途径的关键控制因素尚需明确,其对甲烷排放的影响有待进一步研究.
    聚丙烯酰胺(PAM)防治土壤风蚀的研究进展
    李元元, 王占礼
    2016, 27(3):  1002-1008.  doi:10.13287/j.1001-9332.201603.030
    摘要 ( 431 )   PDF (468KB) ( 147 )  
    在我国西北地区,风蚀是造成土地退化的主要影响因素之一.聚丙烯酰胺(PAM)是一种高效的土壤结构改良剂.因其具有特殊的物理化学性质,可以与土壤作用而改善土壤表层结构,近年来一直受到人们的广泛关注.本文介绍了PAM的物理化学性质,详细论述了PAM对土壤风蚀量、起动风速的影响,及PAM在风蚀防治中的不同使用量、使用方法和效果,及其与其他材料的对比,并通过PAM对土壤物理性质的改善进一步分析PAM防治风蚀的机理.综合分析得出,虽然PAM在风蚀防治中存在一些问题,但作为一种固沙剂,它不仅能提高土壤抗风蚀的能力,而且也能改善土壤的物理性状,可为植物生长创造良好的水土条件;提出若在风蚀治理和改良城市环境中将PAM与植物种植相结合,将能大大提高植物的成活率、改善风蚀区的风蚀状况和生态环境工程建设的质量.因此,PAM在防治风蚀方面具有重要的现实意义和广阔的应用前景.