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2016年 第27卷 第11期    刊出日期：2016-11-18

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云南哀牢山和玉龙雪山森林树种幼苗对海拔梯度的响应及其季节性差异

李洁琼, 宋晓阳, 曹敏

2016, 27(11):  3403-3412.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.017

摘要 ( 302 )   PDF (783KB) ( 23 )  

林下树种幼苗是森林生态系统的一个重要组成部分,在森林的自然更新过程中发挥着重要作用.为了解树种幼苗的海拔分布格局以及森林群落林下幼苗对季节性气候的响应,本研究调查了云南省哀牢山(亚热带)和玉龙雪山(亚高山)两个地区的林下树种幼苗物种组成及个体数量的海拔分布格局及其季节动态.结果表明:随着海拔的升高,两个山体的树种幼苗物种丰富度均先增加后下降,优势种也呈现明显的变化;雨季末期的幼苗物种丰富度明显大于旱季末期,其中,占据优势地位的物种具有较明显的季节性差异;不同海拔带树种幼苗优势种也具有显著差异.

间伐强度对黄桥林区辽东栎林结实规律的影响

黄财智, 张文辉, 李罡, 于世川, 尤健健

2016, 27(11):  3413-3419.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.010

摘要 ( 420 )   PDF (649KB) ( 18 )  

为了阐明抚育间伐强度对辽东栎林结实规律的影响,以黄土高原南部黄龙山和桥山林区辽东栎中龄林为研究对象,对不同间伐强度(对照、10%、20%、30%)近自然经营抚育间伐5年后的林分密度与结实母树比例、平均单株结实与单位面积林分总结实量、种子在树冠上空间分布特征及种子特征等进行调查分析.结果表明: 辽东栎林结实母树的比例、平均单株结实量及发育种子比例均随着间伐强度的增大而增大,表现为30%>20%>10%>对照;而单位面积林分总结实量在20%强度间伐时达到最大,表现为20%>30%>对照>10%.从辽东栎种子在树冠上的空间分布来看,73.6%的种子集中分布于树冠上层,26.4%分布于下层.树冠阳面结实量占总结实量的65.8%,树冠阴面仅占34.2%,间伐强度对树冠下层、阴面结实量的提升幅度分别大于树冠上层和阳面.辽东栎种子的长径、短径及千粒重均随间伐强度的增大而增大,在30%间伐强度时达到最大.10%强度间伐对辽东栎林结实影响不显著,间伐强度达到20%时,才能显著提高辽东栎种子的数量和品质,继续提高间伐强度到30%时,并不能有效提高其结实,而其林分总结实量却下降.建议在对该林区进行抚育间伐时,应选择20%的间伐强度(保留郁闭度0.7),可有效提高辽东栎种群的结实量和品质.

基于分位数回归的长白落叶松人工林最大密度线

高慧淋, 董利虎, 李凤日

2016, 27(11):  3420-3426.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.026

摘要 ( 322 )   PDF (815KB) ( 30 )  

基于东北地区378块固定样地和415块临时样地的调查数据和Reineke方程,利用线性分位数回归技术建立了不同分位点(τ=0.90、0.95、0.99)下的长白落叶松人工林最大林分密度与林木平均胸径的关系模型,选出拟合长白落叶松人工林最大密度线的最优模型. 利用人为选取最大的拟合数据,采用最小二乘(OLS)和最大似然(ML)回归同时建立最大密度线模型. 采用极值统计理论的广义Pareto模型推算现实林分特定径阶的极限最大株数,进一步建立极限密度线模型. 将线性分位数回归模型与其他方法进行对比.结果表明: 在全部径阶范围内选取5个最大数据点拟合的方法能够得到现实林分的最大密度线,选取的样点过多会使模拟结果偏离最大密度线,且ML法要优于OLS法. 分位点为0.99的线性分位数回归模型能够取得与ML接近的拟合结果,但分位数回归模型参数的估计结果更稳定. 人为选取拟合数据具有一定的人为性,最终选取分位点为0.99的分位数回归模型为拟合最大密度线的最优模型,参数估计结果为k=11.790、β=-1.586,极限密度线模型的参数估计结果为k=11.820、β=-1.594. 所确定的极限密度线位置略高于最大密度线,但二者差异不明显. 由固定样地数据的验证结果可知,所建立的最大林分密度线及极限密度线能够对现实林分的最大密度及极限密度进行预测,为长白落叶松人工林的合理经营提供依据.

氮添加对湿地松林土壤水解酶和氧化酶活性的影响

张闯, 邹洪涛, 张心昱, 寇亮, 杨洋, 孙晓敏, 李胜功, 王辉民

2016, 27(11):  3427-3434.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.016

摘要 ( 426 )   PDF (996KB) ( 40 )  

通过3个水平野外氮添加控制试验(0、40、120 kg N·hm^-2·a^-1),研究氮添加对亚热带湿地松林土壤水解酶和氧化酶活性的影响.结果表明: 氮添加显著抑制了土壤有机质中碳、氮、磷水解酶和氧化酶的活性,导致β-1,4-葡糖苷酶(BG)、纤维素二糖水解酶(CBH)、β-1,4-乙酰基-葡糖胺糖苷酶(NAG)、过氧化物酶(PER)活性下降16.5%～51.1%,并且高水平氮添加对酶活性抑制效果更明显;氮添加导致α-1,4-葡糖苷酶(aG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、酸性磷酸酶(AP)、多酚氧化酶(PPO)活性降低14.5%～38.6%,不同水平氮添加处理间差异不显著.土壤酶活性存在明显的季节性差异,BG、NAG、BX、CBH、AP、PPO活性表现为3月>6月>10月,aG、PER活性表现为10月>3月>6月.多数土壤水解酶和氧化酶与pH呈显著正相关,与NO₃^--N含量呈显著负相关,表明氮添加导致pH降低和土壤中硝化作用增强,抑制了土壤水解酶和氧化酶活性.氮添加不利于亚热带土壤有机质的矿化和周转,并且随着氮添加量的增加,效果更明显.

中山杉及其父母本幼苗对干旱胁迫和复水的响应

施钦, 殷云龙, 王芝权, 范文才, 华建峰

2016, 27(11):  3435-3443.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.024

摘要 ( 444 )   PDF (891KB) ( 22 )  

本文研究了落羽杉和墨杉及其杂交后代中山杉302(落羽杉♀×墨杉♂)、中山杉407(墨杉♀×落羽杉♂)、回交代中山杉118(中山杉302♀×墨杉♂)在自然干旱胁迫和复水过程中,光合特征、抗氧化酶系统和形态特性等的响应.结果表明:随干旱时间的延长,所有植株的净光合速率逐渐降低、脯氨酸开始积累且抗氧化酶系统逐渐清除丙二醛的毒性.胁迫至第8天,落羽杉净光合速率的下降幅度最大,而中山杉118的水分利用效率最高、丙二醛含量最少;墨杉的超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量增长最大.复水2 d后,所有植物的参数均有不同程度的恢复,其中,中山杉118恢复速率最快,其净光合速率和脯氨酸含量分别恢复了74.4%和60.2%.复水9 d后,所有植株的测定指标基本恢复至或接近正常水平,其中,中山杉118的生物量未受影响且根冠比显著增加.植物的耐旱能力依次为墨杉>中山杉118>中山杉407>中山杉302>落羽杉.回交品种中山杉118的杂种优势明显,较大程度地遗传了墨杉的耐旱性,该结论可为耐旱中山杉品种的杂交选育和推广应用提供科学依据.

海南尖峰岭热带山地雨林林冠层树种功能多样性特征

许格希, 史作民, 唐敬超, 刘顺, 马凡强, 许涵, 刘世荣, 李意德

2016, 27(11):  3444-3454.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.037

摘要 ( 443 )   PDF (880KB) ( 47 )  

以海南尖峰岭热带山地雨林3块1 hm²样地为研究对象,利用11个林冠功能性状结合样地地形及林冠乔木树种样地清查数据,分别基于单维性状和多维性状比较物种多度加权对群落功能离散度指数——平均成对距离(MPD)和平均最近类群距离(MNTD)的影响;同时分析林冠层功能丰富度(FRic)与物种丰富度之间的关系,最后利用零模型探讨不同生境类型下标准化效应MPD和MNTD(经过物种多度加权且剔除群落物种丰富度差异影响)的变化,进而评价林冠层群落水平功能多样性格局及其对局域生境异质性的响应.结果表明: 功能性状维度和物种多度对MPD的影响强烈,不同维度功能性状多度加权前后MPD相关性较弱(R=0.359～0.628);但对MNTD的影响相对较弱,不同维度功能性状多度加权前后MNTD相关性较强(R=0.746～0.820);未经物种多度加权的MPD和MNTD均普遍高估了林冠层的功能离散度.林冠层功能丰富度与物种丰富度基本呈指数相关关系(F=128.20;R²=0.632;AIC=97.72;P＜0.001),且功能丰富度很有可能存在一定的物种丰富度阈值.基于不同维度功能性状的林冠层功能多样性格局及其生境响应存在一定的差异性.在生物竞争激烈的低沟生境中,林冠层功能多样性倾向于比预期零模型随机产生的功能多样性高,林冠树种功能性状表现出离散分布;而在其他生境类型中,林冠层功能多样性倾向于接近或低于随机产生的功能多样性,林冠树种功能性状随机或聚集分布.

集约经营对毛竹林土壤碳氮库及酶活性的影响

杨萌, 李永夫, 李永春, 肖永恒, 岳天, 姜培坤, 周国模, 刘娟

2016, 27(11):  3455-3462.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.029

摘要 ( 301 )   PDF (927KB) ( 14 )  

为探明集约经营对毛竹林土壤碳库、氮库以及酶活性的影响,在浙江省临安市选取相邻的粗放经营毛竹林和集约经营毛竹林(经营年限为15年),测定表层(0～20 cm)与亚表层(20～40 cm)土壤不同形态碳氮和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性.结果表明: 长期集约经营显著降低毛竹林土壤有机碳含量和储量,表层和亚表层土壤有机碳储量分别下降13.2%和18.0%;集约经营15年后,毛竹林表层和亚表层土壤水溶性碳、热水溶性碳、微生物生物量碳和易氧化碳含量均显著降低;与粗放经营毛竹林相比,集约经营毛竹林表层和亚表层土壤氮储量分别增加50.8%和36.6%;集约经营显著增加毛竹林土壤硝态氮和铵态氮含量,显著降低土壤水溶性氮和微生物生物量氮含量;集约经营15年后,毛竹林表层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均显著下降,亚表层土壤酸性磷酸酶活性显著下降,而其他酶活性均无显著变化.长期集约经营导致毛竹林土壤碳储量、活性碳库和微生物活性显著下降,在以后的经营过程中要注意化肥与有机肥配合使用,以保证毛竹林的可持续经营.

风速对蒙古栎阔叶床层失水过程的影响

张俪斌, 孙萍, 金森

2016, 27(11):  3463-3468.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.028

摘要 ( 383 )   PDF (541KB) ( 71 )  

研究蒙古栎阔叶床层在近似恒温湿条件下不同风速时的失水过程,分析了风速对床层失水系数的影响.结果表明: 风速对蒙古栎阔叶床层失水过程的影响与可燃物含水率有关.从较高含水率(>75%)到近平衡含水率的多个失水过程可划分为3个阶段:有风失水速率大于无风失水速率的初始阶段、有风失水速率小于无风失水速率的中间阶段、不同风速失水速率相近的结束阶段.风速的影响随床层含水率降低而下降.蒙古栎阔叶床层的失水系数受风速、密实度和两者交互作用的影响,其中,失水系数随风速以三次多项式近似单调增加.

基于机载LiDAR单束激光穿透指数的白桦林LAI估测

邢艳秋, 霍达, 尤号田, 田昕, 焦义涛, 谢杰, 姚松涛

2016, 27(11):  3469-3478.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.020

摘要 ( 350 )   PDF (1369KB) ( 36 )  

森林叶面积指数(LAI)是描述森林冠层结构和树木生长状况的一个重要指标.本研究以内蒙古依根地区为研究区,在充分考虑机载激光雷达不同回波脉冲之间差异的基础上,对LiDAR点云数据进行分束处理,同时利用传感器与目标之间的距离对LiDAR点云强度进行校正,在由点云校正强度计算传统激光穿透指数(LPI)的同时提出了一个新的激光穿透指数,即单束激光穿透指数(LPI_s),并分别采用LPI和LPI_s两种激光穿透指数在4种不同LiDAR数据采样尺度(直径分别为5、10、15和20 m)下分别应用理论模型和经验模型两种不同的建模方法对森林LAI进行估测,以期通过激光分束来提高森林LAI的估测精度.结果表明: 分束激光穿透指数均值(LPI_mean)估测LAI的效果明显好于未分束LPI的估测效果,且当LiDAR数据采样尺度为15 m时,LPI_mean的经验模型(R²=0.80,平均绝对偏差MAD为0.11)和理论模型(R²=0.77,MAD=0.16)的估测结果均达到最佳.最后综合应用最佳经验模型与理论模型各自的优点绘制了研究区的白桦林LAI分布图.

汶川地震区灾后植被恢复时空过程及特征——以都江堰龙溪河流域为例

李京忠, 曹明明, 邱海军, 薛冰, 胡胜, 崔鹏

2016, 27(11):  3479-3486.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.011

摘要 ( 368 )   PDF (2087KB) ( 23 )  

定量评估地震区灾后植被恢复,对于灾区生态系统恢复重建及区域社会经济可持续发展规划具有重要科学意义.以都江堰龙溪河流域为案例区,采用MODIS-NDVI的时间序列数据,确定植被恢复评估的Landsat影像时间,并以Landsat影像定量揭示龙溪河流域植被在“5.12”汶川地震前后的动态变化;进而根据区域水系和地形因子,定量解析并揭示植被覆盖度受损恢复率的时空变化特征.结果表明:研究区植被覆盖受损恢复情况整体较好,但植被覆盖度对地震损害的响应存在滞后现象;受损植被恢复率与河流水系距离、海拔、坡度和坡向存在显著的相关性.本研究结果可为地震灾后植被恢复的决策干预提供技术支撑.

毛乌素沙地沙漠化逆转过程土壤颗粒固碳效应

马建业, 佟小刚, 李占斌, 付广军, 李娇, 哈斯尔

2016, 27(11):  3487-3494.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.022

摘要 ( 424 )   PDF (1120KB) ( 17 )  

为揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程中土壤颗粒的固碳效应,选择陕北榆林治沙区从流沙地、半固定沙地到林龄为20～55年生的灌木和20～50年生的乔木固沙林地,采用物理分组法分析了土壤砂粒、粉粒、黏粒结合碳的演变特征和累积速率.结果表明: 对比流沙地,土壤总有机碳及各颗粒碳含量在两种固沙林地均呈显著增加趋势,并以表层0～5 cm土壤碳含量增幅最高.从流沙地到55年生灌木和50年生乔木固沙林地,0～5 cm土层砂粒碳密度增速均为0.05 Mg·hm^-2·a^-1,粉粒碳密度增速分别为0.05和0.08 Mg·hm^-2·a^-1,而黏粒碳密度增速分别为0.02和0.03 Mg·hm^-2·a^-1.0～20 cm土层,两种林地各颗粒碳密度增速平均为0～5 cm土层的2.1倍.按此增速到50～55年生的固沙林地时,两种林地0～20 cm土层的砂粒碳、粉粒碳和黏粒碳密度分别比流沙地平均提高6.7、18.1、4.4倍,并且颗粒碳对总有机碳的累积贡献率平均为粉粒碳(39.7%)≈砂粒碳(34.6%)>黏粒碳(25.6%).综上,毛乌素沙地沙漠化逆转过程土壤颗粒均表现出显著的固碳效应,且以砂粒和粉粒为主要固碳组分.

黑河上游排露沟流域不同时期草地蒸散发的日变化

王忠富, 张兰慧, 王一博, 贺缠生

2016, 27(11):  3495-3504.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.012

摘要 ( 346 )   PDF (1502KB) ( 13 )  

蒸散发是水循环的重要组成部分,但高海拔山区的观测难度导致对于该区实际蒸散发时空变化规律的认识相对缺乏.本文利用称重式蒸渗仪对黑河上游山区排露沟流域的草地蒸散发进行实地观测,研究了不同生长阶段草地蒸散发的日变化规律.结果表明:冻结期蒸发过程为冰雪升华,有着与其他3个时期大为不同的蒸发日变化规律,表现为冰雪升华量在无太阳辐射的时段几乎无变化,在一天中总辐射最大和相对湿度最低的时段,冰雪升华量有所增加.生长前期是一年中的冰雪消融期,以融雪蒸发和土壤蒸发为主.生长期是蒸散发最旺盛的时期,受连续降雨事件的影响,极端大值和极端小值出现于同一时刻.生长后期以土壤蒸发为主,不同于生长前期和生长期蒸散发的日变化呈单峰型,生长后期蒸发的日变化有3个波峰.

生物炭对土壤水分蒸发的影响

许健, 牛文全, 张明智, 李元, 吕望, 李康勇, 邹小阳, 梁博惠

2016, 27(11):  3505-3513.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.018

摘要 ( 319 )   PDF (794KB) ( 21 )  

为确定干旱区生物炭的合理施用量及其对土壤水文过程的影响,采用室内土柱试验,研究了3种生物炭添加量(5%、10%和15%)和4种生物炭类型(d<0.25 mm竹炭、0.25 mm<d<1 mm竹炭、d<0.25 mm木炭和0.25 mm <d<1 mm木炭;d为粒径)对地下水补给、土壤持水能力、土壤水分上升运动和蒸发的影响.结果表明: 生物炭对地下水补给、土壤持水能力、土壤水分上升运动和蒸发都有明显影响,但生物炭原料和粒径不同,其影响效果不同;随生物炭施加量的升高,地下水对土壤补给量增大;添加生物炭可提高土壤持水能力,促进土壤水含量的上升速度,其中,添加竹炭效果大于木炭,小粒径生物炭大于大粒径生物炭;生物炭添加量较低(5%)时能有效抑制土壤蒸发,但添加量过高则可能促进土壤蒸发.干旱地区土壤适当施用生物炭可提高土壤保墒能力.

疏叶骆驼刺适应盐渍生境的离子分布、吸收和运输特征

罗瀚林, 曾凡江, 张波, 刘波, 赵生龙, 高欢欢

2016, 27(11):  3514-3520.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.013

摘要 ( 309 )   PDF (657KB) ( 18 )  

以塔里木盆地南缘关键物种疏叶骆驼刺为材料,研究了不同盐渍土壤生境(轻度盐渍土、中度盐渍土、重度盐渍土)下其器官间Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的分布、吸收及运输特征,以探讨疏叶骆驼刺对自然盐渍生境的适应特性.结果表明: 在轻度和中度盐渍土生境,Na⁺在各器官中的分布规律为茎≈刺>叶>根,而在重度盐渍土生境,Na⁺分布规律为叶>茎≈刺>根;Ca²⁺和Mg²⁺在疏叶骆驼刺体内的分布规律为叶>刺>茎>根.随着土壤含盐量的增加,疏叶骆驼刺体内各器官Na⁺含量都增大,而叶片中K⁺含量呈下降趋势;根和叶器官中K⁺/Na⁺值明显降低,各器官中Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺值都降低.盐渍生境下,疏叶骆驼刺体内Ca²⁺选择性运输系数和Mg²⁺选择性运输系数均为茎-叶>茎-刺>根-茎.疏叶骆驼刺为适应盐渍生境,在土壤含盐量较低时,将Na⁺聚集于茎和刺;而在土壤含盐量较高时,则将Na⁺聚集于叶片.此外,Ca²⁺和Mg²⁺可能是疏叶骆驼适应盐渍生境的无机渗透调节物质.

不同栽培管理模式对农田土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响

程乙, 任昊, 刘鹏, 董树亭, 张吉旺, 赵斌, 李耕, 刘少坤

2016, 27(11):  3521-3528.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.036

摘要 ( 273 )   PDF (679KB) ( 14 )  

在两种肥力条件下设置超高产栽培模式(SH)、高产高效栽培模式(HH)、农民习惯处理(FP)和不施肥对照处理(CK)4种栽培管理模式的定位试验,研究了以肥料投入为主要影响因素的不同栽培管理模式对黄淮海区域不同肥力农田耕层土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响,为通过培肥土壤实现小麦-玉米周年可持续增产增效提供技术支持.结果表明: 与低肥力田块(LSF)相比,高肥力田块(HSF)耕层土壤团聚体的平均质量直径和几何平均直径高、分形维数低,有利于大团聚体的形成与稳定,各级团聚体的有机碳和全氮含量较高.优化施用氮磷钾肥、配施有机肥可增加耕层土壤团聚体的粒径、降低其分形维数,促进大团聚体的形成与稳定,对高肥力田块的影响大于低肥力田块;二者亦可提高有机碳和全氮在大团聚体中的含量与分布,其中,对＞5 mm团聚体的贡献率的影响在低肥力田块大于高肥力田块,对5～0.5 mm的各粒级团聚体的贡献率的影响在高肥力田块优于低肥力田块.

秸秆管理和施肥方式对绿洲棉田土壤有机碳库的影响

张鹏鹏, 刘彦杰, 濮晓珍, 张国娟, 王进, 张旺锋

2016, 27(11):  3529-3538.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.031

摘要 ( 327 )   PDF (851KB) ( 21 )  

通过监测绿洲滴灌棉田不同秸秆管理和施肥方式下土壤有机碳库及碳库组分的变化,可揭示农田管理措施对棉田土壤有机碳库的调节机制,为干旱区提高农田土壤生产力以及农业固碳减排措施的制定提供科学依据.试验采用裂区设计,以秸秆还田(S)和秸秆不还田(NS)2种秸秆管理方式为主区,4种施肥处理为副区:包括不施肥(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(OM)和氮磷钾化肥与有机肥混施(NPK+OM).结果表明: 施肥和秸秆还田均显著增加了土壤有机碳库,提高了有机碳(C_T)、易氧化有机碳(C_L)、微生物生物量碳(C_MB)、水溶性有机碳(C_WS)、热水溶性有机碳(C_HWS)的含量和有机碳累计矿化量(C_TM)及碳库管理指数(CMI).秸秆还田较秸秆不还田土壤有机碳库提高了20.6%;处理NPK、OM、NPK+OM分别较CK提高了7.8%、29.5%、37.7%.不同施肥处理下C_T、C_L、C_MB、C_WS、C_HWS均表现为NPK+OM>OM>NPK>CK.秸秆还田较秸秆不还田C_TM提高了5.9%;NPK、OM、NPK+OM处理较CK分别提高了32.7%、59.5%、97.3%.对CMI与SOC及其组分间的相关性分析表明,CMI与C_T、C_MB、C_L、C_WS、C_HWS、C_TM、C库、固碳潜力均呈极显著相关关系,因此, CMI是评价绿洲棉田管理措施对土壤质量影响的重要指标.在干旱区建设高标准绿洲农田,发展棉花生产,采用秸秆还田和有机无机肥配施等农业技术措施,不仅能增加土壤有机碳及活性组分的含量,培肥地力,而且能促进土壤固碳,有利于农业资源高效利用和可持续发展.

嫁接对辣椒根际土壤环境的影响及其与抗病性和产量的关系

段曦, 毕焕改, 魏佑营, 李婷, 王洪涛, 艾希珍

2016, 27(11):  3539-3547.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.032

摘要 ( 299 )   PDF (935KB) ( 18 )  

以‘卫士’(WS)和‘部野丁’(BYD)辣椒为砧木,‘新丰2号’(XF)辣椒为接穗嫁接,以‘新丰2号’自根嫁接辣椒(XF/XF)为对照(CK),研究嫁接对辣椒根际土壤微生物量、物理性质、养分含量及土传病害和产量的影响.结果表明: 嫁接辣椒新丰/卫士(XF/WS)与新丰/部野丁(XF/BYD)根际土壤的真菌和放线菌数量较多,放线菌比例较大;定植60 d时,嫁接辣椒根际土壤过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于CK;定植90 d时,XF/WS根际土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶(NR)活性显著高于CK;此外,嫁接辣椒根际土壤浸提液中的烃类化合物增多,XF/WS和XF/BYD根际土壤N、P、K含量显著低于CK,根际土壤电导率(EC)略高,XF/WS的pH显著高于CK,而XF/BYD与CK差异不显著.说明嫁接可优化辣椒根际土壤环境,增强其对土传病害的抗性,XF/WS和XF/BYD的产量分别比CK增加40.8%和28.7%.

不同种植密度下玉米与豌豆间作对群体总产量的影响

高慧, 朱倩, 张荣, 莫天录

2016, 27(11):  3548-3558.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.034

摘要 ( 374 )   PDF (1070KB) ( 32 )  

于2014和2015年在黄土高原半干旱区全膜覆盖种植技术下,研究了不同种植密度下玉米行内间作豌豆对作物群体总产量的影响.结果表明: 2014年,当玉米株距为40和50 cm时,与不插播相比,在玉米株间插播2株豌豆显著提高了作物群体籽粒总产量;而在株距60 cm情况下,插播豌豆对作物群体总产量无显著影响.2015年,玉米株距40和50 cm情况下,与对应株距的单作玉米相比,在玉米株间插播2株豌豆对群体籽粒总产量无显著影响;但是在玉米株距60 cm的情况下,株间插播2株豌豆使作物群体籽粒总产量显著增加.导致两个试验年份之间玉米行内间作豌豆的产量效应差异的主要原因是生长季降水量在2014年较2015年充沛.综合比较,玉米株距40 cm、株间插播2株豌豆间作形式的籽粒总产量最高.此外,在玉米单作和行内间作中,籽粒总产量均随玉米株距的增大而减小.

不同氮水平下不同种稗草对水稻产量形成的影响

张自常, 谷涛, 李永丰, 杨霞

2016, 27(11):  3559-3568.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.015

摘要 ( 418 )   PDF (570KB) ( 27 )  

以‘南粳9108’(粳稻)为材料,自移栽至成熟期分别与无芒稗、西来稗和光头稗共培养,以无稗草共培为对照,观察不同种类共培稗草在不同施氮水平下(0、120、240、360 kg N·hm^-2)对水稻产量形成的影响.结果表明:相同氮肥水平下,不同种稗草株高表现为西来稗>无芒稗>光头稗,生育期由长到短为无芒稗>西来稗>光头稗.随着氮肥施用量的增加,不同种稗草的生物量在240 kg N·hm^-2下达到最大值,然后降低,无芒稗和西来稗的生物量均显著高于光头稗.在0 kg N·hm^-2下,不同种稗草对水稻产量无显著影响;在120 kg N·hm^-2下,无芒稗和光头稗处理水稻产量与无稗草处理差异不显著,但西来稗处理产量较无稗草处理显著降低;在240 kg N·hm^-2下,无芒稗、西来稗和光头稗处理显著减产;在360 kg N·hm^-2下,无芒稗和西来稗处理产量较无稗草处理显著降低,光头稗处理与无稗草处理差异不显著.稗草和氮肥对水稻产量形成具有明显的互作效应.120 kg N·hm^-2下,西来稗处理显著降低了水稻灌浆期剑叶硝酸还原酶活性、光合速率和根系氧化力以及成熟期氮积累量和干物质量,其他稗草处理与对照差异不显著;在240和360 kg N·hm^-2下,无芒稗和西来稗处理降低了水稻上述指标;在0 kg N·hm^-2下,各处理的上述指标差异不显著.回归分析表明,稗草表型对水稻产量的影响由大到小的顺序为生物量、株高、生育期和分蘖数,推测稗草较大的生物量造成水稻剑叶光合速率、硝酸还原酶活性、根系氧化力、氮积累量和干物质积累量降低,影响了水稻的生长发育,造成水稻减产.

施钾对甘薯氮素转移分配及氮代谢酶活性的影响

汪顺义, 刘庆, 史衍玺, 李欢

2016, 27(11):  3569-3576.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.021

摘要 ( 357 )   PDF (501KB) ( 30 )  

利用¹⁵N示踪技术,研究了施钾对甘薯发根结薯期、薯块膨大期地上和地下部氮素转移分配、光合特性及氮代谢酶活性的影响.结果表明: 在发根结薯期,施钾显著提高¹⁵N向地上部的转移分配,其中K₃(K₂O, 300 mg·kg^-1)处理与对照相比¹⁵N向叶片转移速率提高了76.2%,¹⁵N积累量提高了92.1%.在薯块膨大期,随施钾量增加地上部叶片¹⁵N总分配率由33.7%降低至24.4%,块根¹⁵N分配率由5.8%升高至17%,其中K₃处理块根¹⁵N积累量是对照的3倍.两个关键生长期硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酸合酶和净光合速率(P_n)均随施钾量的增加而提高.逐步回归分析表明,氮代谢酶活性和P_n是影响甘薯¹⁵N转移和分配的主要因素(R分别为0.965和0.942),通径分析表明,在发根结薯期主要通过促进硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶介导的氮素催化能力促进氮素向地上部分配;在薯块膨大期主要通过提高谷氨酰胺合酶/谷氨酸合酶循环介导的氮素同化能力促进氮素向地下部分配.

光质对紫背天葵生长、次生代谢和抗氧化胁迫的影响

巩彪, 靳志勇, 刘娜, 刘世琦, 王秀峰, 艾希珍, 魏珉, 史庆华

2016, 27(11):  3577-3584.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.039

摘要 ( 348 )   PDF (1905KB) ( 20 )  

以紫背天葵为供试材料,采用LED灯精量调控光质和光强,研究相同光照强度(350±5 μmol·m^-2·s^-1)下,白光(W)、红光(R)、蓝光(B)、黄光(Y)、红蓝混合光(RB)、红蓝黄混合光(RBY)对紫背天葵生长、次生代谢和氧化胁迫抗性的影响.结果表明:与白光(W)相比,红光(R)能够显著促进紫背天葵植株的生长以及干物质和可溶性糖含量的积累;而蓝光(B)则抑制紫背天葵的生长;叶绿素含量在有色光处理下均显著降低;虽然红蓝黄混合光(RBY)未能显著提升紫背天葵的干物质含量,但总酚、类黄酮和花青素含量显著提升,这些还原态物质的积累有利于提高紫背天葵的抗氧化能力,在增强自身抗逆性的同时提升营养价值.本研究为光质调控紫背天葵的多样化生产提供了理论依据.

气孔导度模型在北方农牧交错带的适用性评价——以马铃薯和油葵为例

黄明霞, 王靖, 唐建昭, 于强, 张君, 薛庆禹, 常清, 谈美秀

2016, 27(11):  3585-3592.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.033

摘要 ( 391 )   PDF (795KB) ( 24 )  

基于北方农牧交错带主要作物马铃薯和油葵的叶片气孔导度、净光合速率和气象因子的平行观测数据,对常用气孔导度模型(Jarvis模型、Ball-Berry模型、Leuning模型和Medlyn模型)进行了适用性评价.结果表明:马铃薯的气孔导度与净光合速率呈现较强的线性关系,而油葵气孔导度与净光合速率的线性关系较弱.对于马铃薯气孔导度,Ball-Berry模型模拟效果最佳,Leuning模型和Medlyn模型次之,Jarvis模型模拟效果最差;各模型的模拟值与观测值的均方根误差(RMSE)分别为0.0331、0.0371、0.0456和0.0794 mol·m^-2·s^-1,归一化均方根误差(NRMSE)分别为26.8%、30.0%、36.9%和64.3%,拟合度(R²)分别为0.96、0.61、0.91和0.88.对于油葵的气孔导度,Jarvis模型模拟效果略好于Ball-Berry模型、Medlyn模型和Leuning模型,其RMSE分别为0.2221、0.2534、0.2547和0.2758 mol·m^-2·s^-1,NRMSE分别为40.3%、46.0%、46.2%和50.1%,R²分别为0.38、0.22、0.23和0.20.气象因子对气孔导度作用的通径分析表明,北方农牧交错带马铃薯和油葵气孔导度日变化主要受饱和水汽压差影响.模型评价结果表明用于油葵的气孔导度模型需要进一步改进.

减氮-秸秆还田及双氰胺施用对旱地雨养区冬小麦产量和氮平衡的影响

YINMinHtun, 同延安, 韩稳社, 胡腾, 高鹏程

2016, 27(11):  3593-3599.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.038

摘要 ( 380 )   PDF (581KB) ( 19 )  

通过在陕西杨凌进行的3年田间试验研究了减氮+秸秆还田以及添加双氰胺(DCD)对旱地雨养区冬小麦-夏休闲种植模式小麦产量和氮平衡的影响.试验共设置不施氮肥(CK)、施氮220 kg·hm^-2+秸秆不还田(FP)、施氮150 kg·hm^-2+秸秆还田(OPT)和施氮150 kg·hm^-2+秸秆还田+7.5 kg·hm^-2双氰胺(OPT+DCD)4个处理.结果表明:与FP相比,OPT处理产量略降低,但差异不显著,而氮肥利用率增加6.1%,氮肥表观损失率减小7.2%; OPT+DCD处理小麦产量和氮肥利用率均最高,且氮肥表观损失率最低,3年平均产量分别比OPT和FP高10.4%和7.9%,氮肥利用率高20.8%和28.1%,氮肥表观损失率减少8.5%和15.1%.施肥40~45 d内,添加DCD可以提高表层土壤NH₄⁺-N的含量,减少NO₃^--N的累积.

温度对叶用莴苣春化的影响

张利利, 郝敬虹, 韩莹琰, 刘超杰, 苏贺楠, 李盼盼, 孙燕川, 范双喜

2016, 27(11):  3600-3606.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.014

摘要 ( 329 )   PDF (3820KB) ( 22 )  

为了探讨温度对叶用莴苣春化的影响,进而明确其春化类型,本试验选用两个易抽薹叶用莴苣品种GB-30和GB-31为试材,分别进行20 d的4、20和25 ℃处理,然后均进行高温胁迫促进抽薹,采用石蜡切片观察茎尖花芽分化进程,并结合后期抽薹开花情况来判断是否进行春化,并确定其春化类型.结果表明:两个品种在前期经过3种温度处理后,在高温胁迫第8天时均有不同程度的抽薹.两个品种不同温度处理下花芽均进行了分化,前期4 ℃处理并没有使其花芽分化明显提前,后期的高温胁迫可以明显促进花芽分化进程.两品种间在不同温度处理下完成各发育阶段所需天数存在差异,两品种各处理从催芽到开花以及从高温到开花的有效积温也存在差异.前期未经低温处理的叶用莴苣也进入花芽分化、抽薹、现蕾及开花阶段,表明叶用莴苣为非低温春化型植物,后期高温处理能明显促进其抽薹开花,而且从催芽开始只有有效积温达到约2500 ℃·d才能开花.

人参潜在地理分布以及气候变化对其影响预测

赵泽芳, 卫海燕, 郭彦龙, 顾蔚

2016, 27(11):  3607-3615.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.040

摘要 ( 325 )   PDF (1687KB) ( 18 )  

本文以人参为研究对象,基于人参分布点位数据和22个气候环境因子数据,运用BioMod2平台10个物种分布模型对当前我国东北地区人参潜在生境分布进行预测.以受试者工作特征曲线(ROC)为权重集成10个模型的模拟结果,构建组合模型,并基于该模型预测了IPCC 第五次评估报告中RCP 8.5、RCP 6.0、RCP 4.5和RCP 2.6等4种排放情景下21世纪50和70年代人参潜在分布范围.结果表明: 在基准气候条件下,人参适宜生境面积占研究区总面积的10.4%,此类地区主要分布于研究区东北部长白山地区以及小兴安岭东南部区域的森林地带.在未来不同的排放情景下研究区人参的适宜生境变化显著,总体上分布范围将有一定程度的缩小.同时参与建模的10种模型在统计学精度、预测结果以及变量权重上都有差异.模型精度计算结果表明,MAXENT模拟效果最好,GAM、RF和ANN次之,SRE模拟精度最低.本文构建的组合模型在一定程度上提高了现有物种分布模型的预测精度,从而使模拟效果更优.

人参连作根际土壤中酚酸物质对人参锈腐病菌的化感效应

李自博, 周如军, 解宇娇, 傅俊范

2016, 27(11):  3616-3622.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.002

摘要 ( 351 )   PDF (528KB) ( 30 )  

采用高效液相色谱法对人参连作根际土壤中的酚酸物质进行了分离鉴定,检测发现人参根际土壤中含有没食子酸、水杨酸、3-苯基丙酸、苯甲酸和肉桂酸5种酚酸物质.采用外源添加法研究该5种酚酸物质对人参锈腐病菌的化感效应.结果表明: 5种酚酸对人参锈腐病菌的菌丝生长和孢子萌发都表现出高浓度抑制、低浓度促进的作用.没食子酸、水杨酸和苯甲酸在0.5 mmol·L^-1处理浓度下,3-苯基丙酸和肉桂酸在0.05 mmol·L^-1处理浓度下,均能够显著促进人参锈腐病菌菌丝生长和孢子萌发,并显著加重人参锈腐病病害严重度.

不同改良措施对太子参根际土壤酚酸含量及特异菌群的影响

吴林坤, 吴红淼, 朱铨, 陈军, 王娟英, 吴艳红, 林生, 林文雄

2016, 27(11):  3623-3630.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.004

摘要 ( 370 )   PDF (1050KB) ( 41 )  

太子参为石竹科多年生草本植物,以根部入药,药用价值高,市场需求大,但其栽培过程中存在严重的连作障碍问题,连作导致产量品质严重下降,病虫害猖獗,探索太子参连作障碍形成的机制及其消减措施意义重大.本研究以广泛栽培的“柘参2号”为试验材料,采用土壤农化分析、高效液相色谱(HPLC)分析、荧光定量PCR(qPCR)等技术对不同连作年限或不同消减措施下太子参根际土壤的主要养分、酚酸含量动态及特异菌群变化进行分析.结果显示: 太子参连作导致产量显著下降,与正茬相比产量下降达43.5%,而水旱轮作和微生物菌肥处理可不同程度缓解其障碍效应.太子参连作土壤主要养分(如速效氮、速效磷、速效钾、全钾)未降反升,但导致土壤酸化.HPLC分析表明,太子参连作下或者随生长时期的推进,土壤酚酸类物质并未表现出明显的积累效应,膨大中期和收获期重茬土壤中大部分酚酸含量甚至低于正茬土壤.进一步荧光定量PCR分析发现,太子参连作导致前期分离筛选到的几类病原菌(如尖孢镰刀菌、踝节霉菌、Kosakonia sacchari)的绝对含量显著上升,而水旱轮作和微生物菌肥处理可有效降低3类病原菌的含量,改善微生态结构.综上认为,太子参连作障碍的发生并非由土壤养分匮乏或者酚酸持续积累直接造成,可能主要与连作下土传病原微生物的大量繁殖爆发有关,本研究结果为深入揭示太子参连作障碍的形成机制及消减修复机制提供了理论依据.

基于城市控制性详细规划的热岛效应评价

岳文泽, 刘学

2016, 27(11):  3631-3640.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.019

摘要 ( 376 )   PDF (1750KB) ( 243 )  

随着城市规划法律地位的提升,控制性详细规划在指导土地出让、规范城市建设空间结构方面发挥着越来越重要的作用.在控规单元尺度上理解各项控制指标的热岛效应,在控规地块尺度上进一步揭示控制指标组合的“热环境绩效”,对于定量评价控规的热环境效应、提出缓减热岛的控制措施具有重要意义.本文利用遥感Landsat8 TIRS热红外遥感数据反演的地表温度来表征热岛效应,结合统计分析与GIS空间分析技术,定量评价城市控制性详细规划主要技术经济指标及其配置结构的热岛效应.结果表明: 绿地率、地块面积、建筑密度、建筑高度在控规单元尺度上对地表温度具有显著影响.通过构建三维模型发现,控规地块对热环境影响最小的组合为绿地率30%,容积率2.5～3.5.研究结果为城市控制性详细规划的优化提供了新的视角.

基于防灾目标的城市公园空间结构及合理性评价——邻域法在长春市的应用

李晓玲, 修春亮, 程林, 王女英

2016, 27(11):  3641-3648.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.008

摘要 ( 286 )   PDF (1965KB) ( 22 )  

防灾公园作为重要的空间要素之一,是城市应急避难场所建设的主要形式.基于防灾目标,运用邻域法对长春市公园布局合理性进行评价.结果表明:研究区防灾公园的空间分布不均衡,西北部密集、东南部稀疏,呈现出同一等级防灾公园集中分布、不同等级防灾公园分散分布的空间格局.防灾公园避难有效性较低.50%以上公园人均避难面积不足,近40%公园可达性超过最长避难时间.不同等级防灾公园的避难有效性存在显著差异,中心防灾公园最高、固定防灾公园次之、紧急防灾公园最差.针对长春市防灾公园布局不合理情况提出以下主要建议:不同等级防灾公园可采用镶嵌式的空间布局模式;公园设置标准应与人口分布趋势相对应;加强紧急防灾公园建设.

基于CA-Markov模型的艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被变化及预测

井云清, 张飞, 张月

2016, 27(11):  3649-3658.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.027

摘要 ( 424 )   PDF (1448KB) ( 29 )  

以艾比湖湿地自然保护区为研究区域,以1998、2006年Landsat TM影像和2014年Landsat OLI影像的土地利用/覆被分类结果为输入数据,采用CA-Markov模型,预测研究区未来的土地利用/覆被格局.在模型建立过程中,通过Markov模型求出转移概率矩阵和转移面积矩阵,确定CA模型转换规则,限制CA模型迭代次数.利用CA-Markov模型模拟预测研究区2014、2022和2030年土地利用/覆被格局,并采用2014年实际土地利用/覆被分类结果验证预测精度,得到2014年各土地利用/覆被类型面积预测误差均≤6.4%,空间位置预测精度达到76.0%.结果表明: 1998—2014年,艾比湖湿地自然保护区林草地、盐碱地、干涸湖床和沙漠增加,其中,盐碱地的增幅最突出,增加了37.4%;水体和其他地类减少,且水体的减少突出,减少了34.8%.2014—2030年,艾比湖湿地自然保护区林草地、盐碱地和沙漠将呈增加趋势,而干涸湖床、水体和其他地类将减少.该研究可以为艾比湖自然保护区的土地利用/覆被动态监测以及可持续发展提供依据.

基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征

熊丽君, 黄飞, 徐祖信, 李怀正, 龚玲玲, 董梦珂

2016, 27(11):  3659-3666.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.030

摘要 ( 341 )   PDF (1810KB) ( 60 )  

以上海市中心城区典型排水区域为研究对象,基于SWMM模型连续模拟2009—2011年降雨径流,分析区域235场降雨及地表径流特征.结果表明: 该区域发生频率较高的降雨具有雨量小、强度低的特点,雨量为0～10 mm、平均降雨强度为0～5 mm·h^-1、降雨峰值为0～10 mm·h^-1的降雨发生频率最大,分别占所有研究降雨场次的66.4%、88.8%和79.6%,这对于该区域应用低影响开发措施削减小雨量或低强度降雨下的径流和面源污染具有重要意义;径流量总体随着降雨量增大而增大,区域降雨产流临界值不仅与降雨量有关,还与平均降雨强度和降雨历时有关,2 mm以下的降雨基本不产流;2～4 mm的降雨如降雨强度在1.6 mm·h^-1以下,产流量不到1 mm,当降雨量在4 mm以上、平均降雨强度大于1.6 mm·h^-1时,区域基本产流.基于SWMM径流模拟结果,建立适合该区域的径流量与降雨因子的回归方程,其调整R²均大于0.97,能较好反映该区域径流量与降雨因子的关系.研究结果可为该区域更好地规划低影响开发措施和削减排水系统溢流污染提供计算基础,并为类似区域的径流研究提供参考.

Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓生长发育和生殖的影响

程苗苗, 舒迎花, 王建武

2016, 27(11):  3667-3674.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.009

摘要 ( 279 )   PDF (506KB) ( 25 )  

Bt蛋白能通过转Bt基因作物的秸秆还田进入土壤,进而可能会对土壤动物如蚯蚓的生长发育和生殖造成影响.为评估Bt水稻对赤子爱胜蚓的影响,本文模拟秸秆还田,在土壤中添加2.5%、5%、7.5%和10% Bt水稻(b2B138)及其同源水稻(安丰A)秸秆,分别在饲养赤子爱胜蚓7、15、30、45、60、75和90 d后观测蚯蚓的存活率、相对生长率和生殖情况,以及秸秆土壤混合物和蚯蚓体内的Cry1Ab蛋白含量.结果表明:较高还田量(7.5%和10%)Bt水稻秸秆处理对赤子爱胜蚓存活率有抑制作用;Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓的相对生长率没有不利影响;还田量为5%、7.5%和10%时,Bt水稻秸秆还田能促进蚯蚓的生殖.酶联免疫吸附测定法(ELISA)结果表明: 在Bt水稻土壤混合物中,蚯蚓体内均能检测到Cry1Ab蛋白,且前者随着时间延长而显著减少.因此,还田量为2.5%和5%时,Bt水稻秸秆还田释放的Cry1Ab蛋白对赤子爱胜蚓的生长发育和生殖没有不利影响.

转GAFP基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响

雒珺瑜, 张帅, 朱香镇, 吕丽敏, 王春义, 李春花, 张利娟, 王丽, 崔金杰

2016, 27(11):  3675-3681.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.005

摘要 ( 407 )   PDF (458KB) ( 19 )  

新型转基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响是转基因棉花环境安全评价的重点内容.本文选用新型转GAFP(Gastrodia anti-fungal protein)基因棉花及其非转基因亲本棉花为试验材料,于2013和2014年在河南安阳研究了田间棉花生态适合度及其对昆虫群落的影响.结果表明: 转基因棉蕾期、花铃期和铃期叶片干物质量与其亲本无显著差异;苗期比叶面积显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期叶面积显著大于亲本;苗期株高显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期株高与亲本无显著差异;棉花生长的4个关键时期(苗期、蕾期、花铃期和铃期),转基因棉单株果枝数、蕾数和脱落数均与亲本无显著差异,而铃期单株大铃数显著低于亲本.棉铃虫发生的3个高峰期,转基因棉对棉铃虫和甜菜夜蛾无明显控制作用,且对棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的昆虫个体总数、昆虫群落结构与组成、均匀性指数、多样性指数和优势集中性指数均无显著影响.表明外源基因GAFP导入后,新型转基因棉花营养生长增强,产量构成性状整体无显著变化,未引起棉田昆虫群落变化.研究初步明确了新型转基因棉花生存竞争势态和棉田昆虫群落发生规律与动态,可为新型转基因棉花环境安全评价提供理论依据,同时为转基因棉花环境安全评价积累科学数据.

增加降水及大气氮沉降对黄淮海平原弃耕地地表节肢动物的影响

宋敏

2016, 27(11):  3682-3688.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.035

摘要 ( 348 )   PDF (684KB) ( 18 )  

作为全球变化的重要驱动因子,日益频繁且不断加剧的降水格局变化及大气氮沉降正在对我们赖以生存的陆地生态系统造成重要影响.然而,过去关于全球变化对陆地生态系统影响的研究主要集中于地上植物群落,而对于土壤动物,特别是地表节肢动物的研究相对较少.本文采用控制试验的方法,研究增加降水及氮沉降对我国黄淮海平原弃耕地生态系统地表节肢动物的影响.结果表明: 增加降水使地表节肢动物的数量显著增加了66.9%,使整个群落的类群数显著增加了27.8%.氮沉降对地表节肢动物的种群密度及类群数均无影响,但显著增加了群落中蚁科动物的数量,显著降低了跳虫的数量.本研究结果表明,降水格局的变化是驱动中国北方平原弃耕地生态系统地表节肢动物群落结构变化的重要因子,其影响机制主要是通过影响土壤湿度及植物生长实现的.

川西高山林线交错带土壤动物对岷江冷杉和高山杜鹃凋落物分解的贡献

王利峰, 和润莲, 杨林, 陈亚梅, 刘洋, 张健

2016, 27(11):  3689-3697.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.025

摘要 ( 392 )   PDF (1154KB) ( 23 )  

土壤动物是调控凋落物分解的重要生物因素.为了探究川西高山林线交错带土壤动物对两个优势物种岷江冷杉和高山杜鹃凋落物分解的贡献,在3个海拔梯度(针叶林-林线-高山草甸)采用凋落物分解袋试验,通过不同孔径的网袋(0.04 mm,基本排除土壤动物;3 mm,允许土壤动物通过),研究了分解554 d(2013年5月—2014年11月)土壤动物对凋落物的影响.结果表明: 在整个林线交错带上,岷江冷杉的分解速率(k)为0.209～0.243,高山杜鹃的k为0.173～0.189,岷江冷杉的k大于高山杜鹃.土壤动物的参与显著加速了两种凋落叶分解,同时土壤动物对两种凋落物分解的作用和贡献随海拔升高而降低.自针叶林、高山林线至高山草甸,土壤动物对岷江冷杉分解的质量损失率为15.2%、13.2%、9.8%,对高山杜鹃分解的质量损失率为20.1%、17.5%、12.4%;土壤动物对岷江冷杉分解的平均日贡献率为0.17%、0.13%、0.12%,对高山杜鹃分解的平均日贡献率为0.26%、0.25%、0.23%,土壤动物对高山杜鹃的分解影响相对较大.海拔、凋落物自身性质及其交互作用对土壤动物作用下凋落物的质量损失率和贡献率均表现出显著影响.土壤动物的作用于岷江冷杉和高山杜鹃分解的平均日贡献率在当年生长季(0.25%和0.44%)和次年生长季(0.10%和0.19%)均高于雪被期(0.07%和0.12%).回归分析表明,环境因子(日平均气温、冻融循环次数以及雪被厚度)可以解释土壤动物作用于岷江冷杉和高山杜鹃质量损失率的42.7%和50.9%,贡献率的43.2%和55.6%,这对了解土壤动物在凋落物分解中的作用和深入认识高山生态系统物质循环具有重要意义.

乙基多杀菌素和印楝素对西花蓟马生长发育及繁殖的亚致死效应

杨广明, 郅军锐, 李顺欣, 刘利

2016, 27(11):  3698-3704.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.007

摘要 ( 349 )   PDF (466KB) ( 22 )  

为探讨乙基多杀菌素和印楝素对西花蓟马的亚致死效应,采用浸叶法确定了它们对西花蓟马2龄若虫的亚致死浓度(LC₂₅),并研究了该浓度下两种生物源农药对西花蓟马生长发育和繁殖力的影响.结果表明: 两种生物源农药亚致死浓度处理对西花蓟马均有不同程度的影响.在两性生殖方式下,乙基多杀菌素对西花蓟马产卵前期、雌成虫寿命和产卵量均无显著影响,但雄成虫寿命显著缩短;印楝素处理后,西花蓟马产卵量显著降低,产卵前期明显延长.在孤雌生殖方式下,不论乙基多杀菌素和印楝素处理,西花蓟马产卵前期均明显延长,但只有印楝素使雌成虫寿命缩短和产卵量显著降低.两种生物源农药对西花蓟马次代各虫态的发育历期影响不同,无论在何种生殖方式下,乙基多杀菌素处理后西花蓟马的未成熟期均明显短于印楝素处理.乙基多杀菌素处理后西花蓟马的内禀增长率(r_m)和周限增长率(λ)均高于对照,而印楝素较对照低.以上结果说明,两种杀虫剂对西花蓟马生长发育和繁殖影响不同,乙基多杀菌素亚致死浓度对西花蓟马种群的增长有一定的刺激作用,而印楝素有明显的抑制作用.两种杀虫剂的影响程度还与西花蓟马的生殖方式有关.

铁尾矿区油松根际溶磷泛菌D2的筛选鉴定及溶磷特性

王俊娟, 阎爱华, 王薇, 李继泉, 李玉灵

2016, 27(11):  3705-3711.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.003

摘要 ( 364 )   PDF (780KB) ( 16 )  

从河北省迁安市马兰庄镇铁尾矿植被恢复区油松根际分离出2株溶磷细菌,经过平板初筛和摇瓶复筛得到1株溶磷能力较强的菌株D2.通过菌落形态、生理生化特性及16S rDNA序列分析,确定此菌株D2属于泛菌属.利用液体发酵试验测定不同碳源、氮源对菌株D2溶磷能力的影响,通过高效液相色谱测定D2在不同氮源条件下产生有机酸的种类和浓度.结果表明:菌株D2对磷酸三钙有较强的溶磷能力,培养液有效磷含量最高为392.13 mg·L^-1,菌株D2的溶磷能力在碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵时效果最好;高效液相色谱测定发现,不同氮源条件下,D2分泌有机酸的种类和浓度存在差异,以硫酸铵、氯化铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵为氮源,均产生草酸、甲酸、乙酸和柠檬酸,以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵为氮源还产生苹果酸.相关性分析表明,乙酸含量与有效磷含量间呈显著正相关(r=0.886,P<0.05),表明溶磷泛菌D2分泌的乙酸对无机磷的溶解有明显的促进作用,这也很可能是该菌株的重要溶磷机制之一.

七星瓢虫成虫对枸杞木虱的捕食作用

巫鹏翔, 欧阳浩永, 徐婧, 何嘉, 张蓉, 张润志

2016, 27(11):  3712-3718.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.001

摘要 ( 359 )   PDF (608KB) ( 18 )  

为了测定七星瓢虫成虫对枸杞木虱4种虫态的捕食作用,分别在室内测定七星瓢虫的捕食功能反应、种内干扰、自身密度干扰、捕食偏好性以及在田间七星瓢虫对枸杞木虱的捕食效果.结果表明: 七星瓢虫对枸杞木虱的捕食功能反应符合Holling Ⅱ型方程,其中对卵的最大捕食量为112.6粒,对1～2龄若虫、3～5龄若虫、成虫的最大捕食量分别为536、415和113.9头;田间罩笼试验结果证明,七星瓢虫成虫在其生长周期30 d内能使枸杞木虱总虫口密度下降80.1%;七星瓢虫对1～2龄枸杞木虱若虫的搜寻效率参数a=0.9451,处理时间参数T_h=0.001865,整体优于卵、3～5龄若虫与成虫,且在每皿100头的猎物密度下七星瓢虫的最大捕食率能达80.2%,益害比参考值为1∶100.七星瓢虫对枸杞木虱的捕食作用受自身密度的影响显著大于种内干扰.在混合猎物密度为每皿100头下,七星瓢虫更偏好木虱成虫,在密度为每皿300头下,七星瓢虫更偏向于木虱若虫.表明七星瓢虫是很有控制潜力的捕食性天敌,人工释放七星瓢虫成虫可有效取食枸杞木虱初孵若虫,降低木虱为害.

圈养阿拉伯狒狒日活动时间格局及季节差异

陈静, 武丙琳, 鲁庆彬

2016, 27(11):  3719-3726.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.006

摘要 ( 372 )   PDF (763KB) ( 22 )  

动物个体行为的生态效应主要反映在它们的活动节律和时间分配上.2012年11月至2013年10月,在杭州野生动物园,用瞬时扫描取样法对1群圈养阿拉伯狒狒的日活动节律和活动时间分配进行了调查研究.结果表明: 1)在活动时间分配中,主要活动(频次百分率≥5%)包括休息(42.5%)、游动(16.2%)、玩耍(10.0%)、摄食(9.8%)、理毛(9.4%)和观望(7.3%);频次百分率低于5%的称为次要活动,共4.8%.2)阿拉伯狒狒的活动时间分配具有明显的季节性变化,冬季摄食和观望时间增加,玩耍和理毛时间减少,但休息和游动行为没有显著季节差异.3)阿拉伯狒狒通常在上午和下午分别出现摄食高峰,并随着气温逐渐转冷,摄食活动逐渐增加,出现3个摄食高峰;这可能是动物在寒冷季节为抵御寒冷而采取的补充能量的一种策略.4)在温暖季节,阿拉伯狒狒只有中午一个休息高峰和一个理毛高峰,更多时间用于游动和玩耍,表现为多峰特征;在寒冷的冬季,休息行为也体现了多峰特征,但其游动、玩耍和张望时间节律并不与温暖季节有明显差异.因此,杭州地区圈养阿拉伯狒狒的冬季日活动节律与许多灵长类(如黑冠长臂猿、维氏冕狐猴和绒毛猴等)不一样,采取摄食增加能量,而非休息减少能量消耗的策略.总之,阿拉伯狒狒的行为体现出明显的节律性,且其活动节律具有季节性差异,这些可能是阿拉伯狒狒适应于圈养环境特有的食物资源和温度变化的影响而形成的.

种子预处理的作用机制研究进展

柳旭, 刘娟, 刘倩, 高娅妮, 王佺珍

2016, 27(11):  3727-3738.  doi:10.13287/j.1001-9332.201611.023

摘要 ( 400 )   PDF (1515KB) ( 26 )  

种子在自然和农业生态系统中起重要作用,其发芽成苗对于植物物种生存繁衍具有决定性作用,但由于老化、休眠及生境恶化等问题经常导致其活力严重受损,所以探索提高种子萌发质量的方法具有深远的经济和生态意义.基于国内外最新研究,种子预处理是使植物优质、多抗、高产最实用有效的方法.本文综述了近年来的种子预处理技术及其生理生化响应,包括基因表达、细胞学效应、酶系统活性、物质能量代谢、抗氧化机制及信号传导途径.从种子发芽的不同阶段和提高抗逆性角度,阐明各预处理方法的作用机制,总结了各方法在细胞学、分子水平上的研究瓶颈以及实践应用上存在的问题.目前研究多集中于生化改变和酶活性的局部响应,缺乏以生产实践为目的的整体系统研究,为此,本文提出了对种子预处理研究的展望,旨在为今后种质资源保存、发展绿色高效农业和生态环境建设提供科学参考.