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2017年 第28卷 第3期    刊出日期：2017-03-18

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目次

广西不同林龄喀斯特森林生态系统碳储量及其分配格局

胡芳, 杜虎, 曾馥平, 宋同清, 彭晚霞, 兰斯安, 张芳

2017, 28(3):  721-729.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.039

摘要 ( 437 )   PDF (532KB) ( 90 )  

基于广西喀斯特地区45块1000 m²样地的调查,研究幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个林龄阶段喀斯特森林植被与土壤碳储量的分配格局.结果表明: 广西不同林龄喀斯特森林总碳储量表现为幼龄林(86.03 t·hm^-2)＜近熟林(110.63 t·hm^-2)＜中龄林(112.11 t·hm^-2)＜成熟林(149.1 t·hm^-2)＜过熟林(244.38 t·hm^-2);各林龄阶段植被不同层碳储量分配均不同,乔木层所占比例占绝对优势,达到92.3%～98.7%,随林龄的增加而增长,灌木层、草本层、凋落物层所占比例分别为0.3%～1.9%、0.3%～1.2%和0.3%～2.5%,细根所占比例为0.3%～3.3%.土壤有机碳密度随土层深度的增加而递减,土壤层碳储量为51.75～81.21 t·hm^-2,所占生态系统比例为33.2%～66.2%,其随林龄的增大呈减小趋势.生态系统地上、地下部分碳储量分别为22.80～141.72和62.30～102.66 t·hm^-2,除过熟林外均为地下部分＞地上部分,地上碳储量随林龄的增大呈逐渐增加的趋势,地下碳储量的变化规律与土壤碳储量变化趋势一致.土壤层和乔木层为生态系统的主要碳库,二者所占比例达到了96%以上.

亚热带不同林分土壤矿质氮库及氮矿化速率的季节动态

肖好燕, 刘宝, 余再鹏, 万晓华, 桑昌鹏, 周富伟, 黄志群

2017, 28(3):  730-738.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.036

摘要 ( 519 )   PDF (819KB) ( 77 )  

以亚热带地区天然林、格氏栲人工林和杉木人工林为对象,采取PVC管原位培养连续取样法,对不同林分土壤净氨化速率、净硝化速率及净氮矿化速率进行为期一年(2014年9月—2015年8月)的研究,分析林分类型和季节动态对土壤矿质氮库和净氮矿化速率的影响.结果表明: 硝态氮是该地区土壤矿质氮库的主要存在形式,天然林和杉木人工林土壤硝态氮含量分别占总土壤矿质氮库的55.1%～87.5%和56.1%～79.1%,林分间土壤铵态氮含量差异不显著,硝态氮含量差异显著,其中格氏栲人工林土壤硝态氮含量显著低于天然林和杉木人工林.土壤硝态氮库和矿质氮库在不同月份间差异显著,在植物非生长季节(10月至次年2月)较大,在植物生长季节(3—9月)较小.各林分全年土壤净硝化速率均较低,净氨化速率是净氮矿化速率的主要存在形式,林分类型对土壤净氨化速率有显著影响,其中杉木人工林显著低于天然林和格氏栲人工林.月份对土壤净氨化速率有显著影响,各林分土壤净氨化速率变化规律不一致,但均在11月和2月达到一年中的最低值.重复测量方差分析显示,林分类型和季节动态对土壤矿质氮库及氮矿化速率均有显著影响.温度和水分是影响土壤矿质库及氮矿化速率的重要因素,凋落物对土壤氮矿化速率的影响主要是通过质量控制而非数量控制.

古尔班通古特沙漠南缘不同林龄人工梭梭林主林层和更新层特征

陈启民, 罗青红, 宁虎森, 赵成义, 段文标

2017, 28(3):  739-747.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.030

摘要 ( 331 )   PDF (666KB) ( 22 )  

对古尔班通古特沙漠南缘6个不同林龄人工梭梭种群的结构特征、天然更新及影响因子进行研究.结果表明: 7年生人工梭梭林能天然更新,17年生时幼苗(高度H＜30 cm)、幼树(30≤H＜50 cm)和小树(H≥50 cm)的密度均达到“优”级,小树的平均高度和基径为1.10 m和1.91 cm.20年生人工梭梭林内母树长势最好,35%的个体树高在2.50～3.00 m,23.1%个体的基径达8.00～10.00 cm; 33年生人工梭梭林内母树高和径生长明显衰退,但自然落种更新能力依然较强; 梭梭自然落种更新密度与0～100 cm土层土壤有效氮含量的关联度最大(0.87),其次是土壤速效磷(0.84)及土壤水分含量(0.79),pH 8.1～8.6的土壤未限制更新层的营养生长.在主林层,与整个更新层个体密度关联性最高的是人工梭梭林母树生物量(0.77),而与更新层小树密度关联性最高的是种植密度(0.71)和母树年龄(0.70).

岷江柏天然种群种实表型变异特征

冯秋红, 史作民, 徐峥静茹, 缪宁, 唐敬超, 刘兴良, 张雷

2017, 28(3):  748-756.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.001

摘要 ( 425 )   PDF (865KB) ( 169 )  

运用巢式方差分析、变异系数、表型分化系数和聚类分析等多种分析方法,研究了11个岷江柏种群的13个种实表型性状在种群内和种群间的变异及其与环境因子间的关系,并对其进行了类群划分.结果表明: 岷江柏种实表型性状在种群间和种群内均存在显著差异,种群内的变异(49.7%)大于种群间的变异(28.6%),种间平均分化系数为43.4%,分化程度相对较大.球果质量的平均变异系数最高(37.2%),其次是单个球果种子质量,球果长的平均变异系数最小(8.0%),是最稳定的种实性状.康定县的表型多样性最丰富,武都县的最小.在岷江柏的研究区内,最热月的平均气温和生长季的水分条件是其种实表型的主要限制因子.依据13个种实表型性状将11个岷江柏天然种群分为2类3亚类,基本上代表了3个流域的种群分布情况.大渡河流域种群种实表型性状最佳,岷江流域最差.

大兴安岭地区主要植被类型的叶片聚集度系数

黄婷, 范文义, 毛学刚, 于颖

2017, 28(3):  757-762.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.011

摘要 ( 419 )   PDF (1164KB) ( 226 )  

叶片聚集度系数量化了在树冠随机的情况下叶片空间分布的聚集程度,对生态模型建模有重要作用.本研究利用MODIS BRDF模型参数产品(MCD43A1)以及土地覆盖类型数据(MCD12Q1),基于Ross-Li半经验模型模拟了热点和暗点的反射率,计算归一化的热点与暗点差值指数(NDHD),结合最小二乘法模拟的NDHD与聚集度系数的关系,反演了2014年8月500 m分辨率的大兴安岭地区植被叶片聚集度系数.并在大兴安岭地区采用冠层分析仪TRAC采样测量,对聚集度系数进行实地验证并对结果进行分析.结果表明: Ross-Li模型模拟的数据与样地实测数据具有显著的相关性(R²=0.8879),说明利用MCD43A1数据反演聚集度系数算法的可行性;MODIS近红外波段对叶片聚集度系数变化的灵敏度比红色波段更高;随着太阳天顶角的增加,Ross-Li模型推导出的聚集度系数呈线性增长趋势(R²=0.9699),说明叶片聚集度系数与天顶角变化有关.

黄土丘陵区油松、沙棘生长旺盛期树干液流密度特征及其影响因素

温杰, 陈云明, 唐亚坤, 吴旭, 谢育利, 崔高阳

2017, 28(3):  763-771.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.034

摘要 ( 411 )   PDF (3066KB) ( 24 )  

使用热扩散探针法(TDP)监测黄土丘陵区2015年7—9月人工林中油松和沙棘树干液流密度(J_s)的动态变化,并通过植物的水分利用生理特征判断2个树种的水分利用类型.结果表明: 油松和沙棘的J_s在降水前后均表现为单峰型日变化特征,油松生长旺盛期的J_s(12.62 mL·m^-2·s^-1)显著高于沙棘(2.60 mL·m^-2·s^-1).2个树种J_s与光合有效辐射、水蒸汽压差、土壤体积含水量(SWC)呈显著正相关.8月和9月降水前后,2个树种的J_s都主要受气象因素影响.9月降水导致SWC对沙棘J_s的解释量增加4.2%,而8月和9月的降水导致SWC对油松J_s的解释量均降低了0.3%.油松中午叶片水势显著高于沙棘且变异系数(7.3%)低于沙棘(11.7%),而沙棘具有较高的叶片气孔导度,因此可以判断出油松属于恒水型植物,沙棘属于变水型植物.

沿海地区水杉叶片性状的纬度变化机制

郭卫红, 王华, 虞木奎, 吴统贵, 韩有志

2017, 28(3):  772-778.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.032

摘要 ( 372 )   PDF (918KB) ( 146 )  

在中国东部沿海地区沿纬度梯度选取8个水杉林,研究水杉的叶片长度、叶片宽度、叶片周长、叶片面积、叶片长宽比、比叶面积、叶片干质量等叶片性状指标的纬度变化规律,分析叶片性状与气象、土壤因子的关系.结果表明: 随着纬度的升高,水杉叶片长、宽、周长逐渐增大,叶面积和比叶面积先增加后降低.在纬度梯度上,水杉叶片性状的变化主要受年均温和年均降水量的影响.随着土壤氮含量的增加,比叶面积呈先下降后上升的趋势,叶干质量则呈显著下降的趋势;随着土壤磷含量的增加,比叶面积逐渐增加,而叶干质量则显著下降.

基于抚育间伐效应的长白落叶松人工林两阶段枯死模型

王蒙, 李凤日, 金星姬

2017, 28(3):  779-788.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.014

摘要 ( 379 )   PDF (600KB) ( 87 )  

1972和1974年分别在黑龙江省江山娇林场及孟家岗林场设置10块长白落叶松人工林固定样地(8块抚育间伐样地、2块对照样地),采用连年复测数据,分析抚育间伐对人工长白落叶松样地枯死与单木枯死的影响.基于二分类变量Logistic回归,建立了样地枯死及样地内单木枯死概率的两阶段模型(Ⅰ:抚育间伐后样地水平枯死概率模型;Ⅱ:枯死样地中单木水平枯死概率模型),采用广义估计方程(GEE)方法对模型参数进行估计.根据敏感度和特异度曲线相交点确定枯死概率最优临界点.结果表明: 样地数据按照抚育间伐次数分为4组分别建模(模型1～模型4).在模型1中,地位指数、林分年龄的自然对数、抚育间伐年龄及强度为显著自变量;模型2～模型4采用主成分分析法建模,主成分包含林分年龄、每公顷株数、平均胸径及抚育间伐因子,说明抚育间伐因子对样地枯死概率有显著影响.抚育间伐对枯死样地中单木枯死概率无显著影响,单木枯死概率模型中显著性自变量为林分初植密度、年龄、林木胸径的倒数及林分中大于对象木的所有林木断面积之和.样地枯死概率模型及单木枯死概率模型Hosmer和Lemeshow拟合优度检验均不显著,模型AUC均在0.91以上,估计正确率均超过80%,说明模型拟合效果较好.

夏秋季遮光对山东黄金芽茶树生理生化特性的影响

田月月, 张丽霞, 张正群, 乔明明, 范延艮

2017, 28(3):  789-796.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.004

摘要 ( 487 )   PDF (891KB) ( 71 )  

选用遮光率分别为55%、70%、85%的黑色、蓝色遮阳网,观测遮光后茶园小气候、茶树叶色、叶绿素荧光参数、茶树生长状况及茶叶生化成分,分析不同遮光处理对山东黄金芽生理生化特性的影响,明确适宜夏秋季的遮光方式.结果表明: 与对照相比,遮光直接降低光照强度,茶园空气温度、叶面温度明显降低,空气湿度则增高;遮光程度越大,黄金芽叶色返绿越明显,叶绿素含量增幅越大;55%遮光处理能保持品种叶色黄化特性,且生化品质较好;而70%遮光率处理茶苗生长势较好,不受光胁迫;与蓝色遮阳网相比,黑色遮光处理能更好地促进茶树生长,保持叶色黄化和提高茶叶品质.黄金芽茶树品种苗期管理宜选择黑色70%遮光率处理(日光合有效辐射为1.2～3.5万lx),以促进茶树生长;成龄后则以黑色55%遮光处理(日光合有效辐射为1.8～5.5万lx)为优,既能保证黄金芽叶色黄化又能提高茶叶生化品质,从而充分发挥其品种特色,实现优质高产目标.

水位波动对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间关系的影响

卜祥祺, 刘琳, 穆亚楠, 官玉婷, 李红丽, 于飞海

2017, 28(3):  797-804.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.029

摘要 ( 389 )   PDF (852KB) ( 40 )  

以外来入侵植物南美蟛蜞菊和本地近缘种蟛蜞菊为对象,通过温室模拟3种水位波动模式(水位无波动,水位波动模式分别为15 cm-0 cm-15 cm和0 cm-15 cm-0 cm)交叉5种定植模式(试验容器内分别为入侵种单株、本土种单株、入侵种6株、本土种6株以及2物种各3株混种)的试验,研究水位波动对入侵植物和本地近缘种生长繁殖性状及种内种间相互作用的影响.结果表明: 水位波动显著降低了南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的总生物量、茎生物量、叶生物量、根生物量、茎长、节点数、叶片数及叶面积,对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间竞争系数的影响均显著.水位波动改变了南美蟛蜞菊的种内和种间竞争关系,说明入侵植物南美蟛蜞菊对水位波动更为敏感,对环境改变表现出更强的适应性.

贡嘎山海拔梯度上不同植被类型土壤甲烷氧化菌群落结构及多样性

李超男, 李家宝, 李香真

2017, 28(3):  805-814.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.012

摘要 ( 401 )   PDF (759KB) ( 111 )  

甲烷是仅次于CO₂的第二大温室气体.森林表层土壤中甲烷好氧氧化作用是大气甲烷重要的汇,在碳循环和减缓全球变暖方面起着重要作用.研究不同植被类型土壤中甲烷氧化菌的群落结构及多样性,有助于更好地理解植被演替、人为干扰和不同土地利用背景下甲烷氧化菌群落组成和多样性变化与地上植被之间的相互关系.本研究在贡嘎山东坡海拔梯度上的4种不同植被类型中采集了92个土壤样品,利用Miseq测序技术和生物信息学方法评估了甲烷氧化菌群落组成及多样性在4种不同植被类型间的变化,并探讨了其变异的潜在原因.结果表明: 常绿阔叶林和针阔叶混交林土壤中甲烷氧化菌的群落结构较为相似,暗针叶林和灌丛草甸土壤甲烷氧化菌的群落结构较为相似.4种不同植被生态系统中,针阔叶混交林土壤中的甲烷氧化菌α多样性显著高于其他3种植被生态系统(P＜0.001),且暗针叶林和灌丛草甸土壤中甲烷氧化菌β多样性显著高于常绿阔叶林和针阔叶混交林(P＜0.001).Spearman相关分析表明,不同类型甲烷氧化菌的相对丰度对环境变化的响应模式不同.造成α多样性差异的主要因子可能是土壤总氮、电导率和土壤温度.偏Mantel检验分析和冗余分析(RDA)表明,常绿阔叶林和针阔叶混交林土壤甲烷氧化菌多样性受环境因子的影响较大,而暗针叶林和灌丛草甸土壤中甲烷氧化细菌多样性变化可能存在其他潜在的影响因素或者机制.降水可能是造成低海拔常绿阔叶林和针阔叶混交林与高海拔暗针叶林和灌丛草甸土壤甲烷氧化细菌群落结构差异的主要原因.贡嘎山海拔梯度上不同植被类型土壤中甲烷氧化菌的群落结构和多样性变化可能主要是由于土壤理化性质和气候变化综合作用的结果.

锁阳及其寄主白刺内生真菌的生态分布及遗传关系

王梦亮, 贾岩, 崔晋龙, 王俊宏

2017, 28(3):  815-820.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.008

摘要 ( 407 )   PDF (1671KB) ( 34 )  

首次研究了寄生植物锁阳及其寄主白刺内生真菌的分布特征及遗传关系.采用组织块法分离天然白刺、寄生体中锁阳和白刺的内生真菌,利用ITS-rDNA分子序列并结合形态学方法鉴定菌种,研究内生真菌的分离率、定殖率、分离频率、多样性指数、均匀度指数及相似性系数等的差异,以及寄生关系中内生真菌的多样性、遗传关系及分布特征等.结果表明: 本次获得的49株内生真菌隶属于18个分类单元,95.9%为子囊菌,4.1%为担子菌;内生真菌总分离率为15.3%,总定殖率为25.0%;天然白刺中内生真菌Shannon多样性指数最大,为2.13;锁阳花序与锁阳茎的内生真菌相似性系数最大,为0.50;镰孢菌属为白刺的优势菌属,青霉属为锁阳的优势菌属.锁阳与白刺寄生体中真菌类群的差异性分布表明寄生关系对内生真菌群落存在一定影响.

气候变化对东北地区玉米生产潜力的影响与调控措施模拟——以吉林省为例

陈明, 寇雯红, 李玉环, 毛伟兵, 孙翠珊, 陈士更

2017, 28(3):  821-828.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.038

摘要 ( 410 )   PDF (910KB) ( 119 )  

本研究以我国吉林省为例,采用5个典型研究站点1981—2010年的气象观测数据、土壤数据、田间管理资料及玉米产量实测值,应用作物生长模型CERES-Maize对5个不同品种玉米生产潜力进行了模拟,在分析气候因素对生产力影响的基础上,模拟、校准与验证遗传参数,实现应对气候变化、提高作物生产力的调控技术模拟,以期指导作物生产.结果表明: 玉米播种-开花、开花-成熟两个生长阶段天数模拟值和单产的模拟值与实际值极为吻合,归一化均方根误差分别为2.96%、3.40%、9.37%,偏离指数范围为-10.6%～15.2%,玉米光温生产潜力模拟值年均为7799.60～12902.83 kg·hm^-2,每10年下降128.6～880.3 kg·hm^-2;相关性分析表明,影响该地区玉米光温生产潜力下降的主导因素是气候变化,即玉米生育期内温度升高造成的生长期缩短和太阳辐射总量的显著下降.据此模拟的主要调控技术分别是改良玉米品种的耐热性与推迟玉米播种期.遗传参数调控模拟结果表明,玉米光温生产潜力随品种敏感参数P5(灌浆期特征参数,指吐丝至生理成熟大于8 ℃的热量时间)值的增大而呈线性增加趋势,P5值每增加10 ℃·d,玉米光温生产潜力提高154.44～261.10 kg·hm^-2.推迟玉米播期模拟结果表明,除梅河口外,敦化、辽源站点在玉米播期推迟5 d时,光温生产潜力增幅最大,分别为0.47%、1.32%;桦甸、榆树站点在玉米播期推迟15 d时,光温生产潜力增幅最大,分别为1.10%、4.06%.

鄂尔多斯高原弃耕农田恢复过程中土壤物理性质和生物结皮的变化

蔡文涛, 李贺祎, 来利明, 张晓龙, 管天玉, 周继华, 姜联合, 郑元润

2017, 28(3):  829-837.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.031

摘要 ( 377 )   PDF (798KB) ( 247 )  

在鄂尔多斯高原软梁、硬梁弃耕农田上选取一系列不同时限的弃耕农田,研究弃耕演替过程中地表凋落物、生物结皮,以及不同土层土壤容重、机械组成、含水量的动态变化.结果表明: 软梁弃耕农田表层(0～10 cm)物理环境随弃耕年限增加明显改善,土壤黏粒含量、地表凋落物随弃耕年限增加明显增加,土壤容重明显降低,土壤含水率略微升高;中层(10～30 cm)土壤物理环境随弃耕年限增加稍显恶化,土壤黏粒含量升高,土壤含水量略微降低;深层(30～50 cm)土壤物理性质变异较大.硬梁弃耕农田土壤表面凋落物盖度、生物结皮盖度、生物结皮厚度随弃耕年限增加而增加,表层(0～10 cm)土壤容重、黏粒含量、含水量随弃耕年限变化总体变化不显著,深层(10～40 cm)土壤物理性质变异较大.地表凋落物和土壤黏粒物质的累积导致软梁弃耕农田土壤水分浅层化,可能是20年内浅根性多年生草本植物群落取代半灌木油蒿群落的关键因素.硬梁弃耕农田在演替过程中未见油蒿入侵,可能与较高的浅层含水量和生物结皮发育有关.

长期不同施肥方式对黄潮土肥力特征的影响

魏猛, 张爱君, 诸葛玉平, 李洪民, 唐忠厚, 陈晓光, 娄燕宏, 王会

2017, 28(3):  838-846.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.027

摘要 ( 427 )   PDF (590KB) ( 191 )  

依托黄潮土35 年长期定位试验,以2种土壤物理肥力指标、8种土壤化学肥力指标和5种土壤生物肥力指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系统进行聚类分析.结果表明: 不同施肥方式对土壤肥力指标影响显著.施用有机肥处理(M、MN、MNP、MNPK)与NPK处理相比,土壤容重显著降低,而土壤孔隙度、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、微生物生物量和过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性均显著增加;通过主成分分析可将原15个土壤指标降维,提取出2个主成分,反映了原信息量的85.5%,且无原变量丢失.土壤容重、孔隙度、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾、微生物生物量、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性在第1主成分上有较高因子负荷,全钾和pH在第2主成分上有较高因子负荷;以2个主成分得分为新指标进行聚类,得到长期不同施肥方式对黄潮土的培肥效果排序为MNPK＞MNP＞M、MN＞NPK＞N、NP＞CK.可见施用有机肥对黄潮土培肥效果更显著,以有机肥配施氮磷钾化肥方式效果最优.

黄土丘陵区不同土地利用模式对深层土壤含水量的影响

兰志龙, 潘小莲, 赵英, 司炳成, 汪有科, 焦瑞, 张建国

2017, 28(3):  847-855.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.005

摘要 ( 367 )   PDF (921KB) ( 191 )  

对陕北米脂人工经济林、神木退耕还林和榆林榆阳区防风固沙林具有代表性植被类型0～20 m土壤剖面水分特征的差异进行了研究,分析黄土丘陵区不同土地利用模式对深层土壤剖面水分分布和储存特征的影响及生态环境效应.结果表明: 在0～20 m土层,不同位点具有代表性土地利用方式均影响土壤含水量的垂直分布;在整个剖面中,人工经济林土壤储水量有显著差异,为矮化枣树 ＞ 未矮化枣树,储水量相差587.9 mm;神木退耕还林和榆林榆阳区防风固沙林土壤剖面中土壤储水量无较大差异,在神木整个剖面中土壤储水量的大小为退化人工草地 ＞ 柠条林,储水量相差98.8 mm;在榆阳为荒草地 ＞ 樟子松,储水量相差7.5 mm.与未矮化枣树相比,人工经济林矮化枣树减少了对土壤水分的消耗,矮化枣树冠幅较小,降低了蒸腾作用,从而更加有利于土壤水分的可持续利用;人工柠条林和退化人工草地土壤水分含量无明显差异,这是因为退化人工草地过去为苜蓿地,根系分布深以及生物量大,对土壤深层水分利用较大所致;防风固沙林樟子松与荒草地整个剖面中的平均土壤含水量较低,土壤砂粒含量较高,土壤持水性差,土壤含水量随土壤深度的增加而增加,平均土壤含水量分别为3.4%和3.6%,且该地植物对深层土壤水分影响有限.综上,土壤剖面中土壤水分除了受土壤质地的控制,不同土地利用模式由于植物根系不同,对土壤水分也产生较大的影响.为此,选择合适的植物对于土壤深层水的保护和持续利用非常重要.

施用牛粪和绿肥对土地整治区玉米产量和土壤理化性质的影响

徐大兵, 邓建强, 彭五星, 佀国涵, 彭成林, 袁家富, 赵书军, 王瑞

2017, 28(3):  856-862.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.024

摘要 ( 454 )   PDF (698KB) ( 105 )  

采用定位试验,研究了施用新鲜牛粪(15000和75000 kg·hm^-2)和绿肥(36000 kg·hm^-2)对玉米产量、土壤呼吸和土壤化学、物理性状的影响.结果表明: 与单施化肥相比,土地整治区施用牛粪的玉米籽粒增产7.2%～29.9%,千粒重增加2.5%～18.2%,活性有机碳和有机质含量分别增加5.3%～34.6%和8.0%～17.6%.施用绿肥的玉米籽粒增产10.8%～15.6%,千粒重增加4.5%～8.4%,活性有机碳含量增加14.1%～48.6%,在第二年土壤有机质含量增加了7.2%.施用牛粪和绿肥的土壤呼吸速率增加了20.0%～69.3%.施用牛粪和绿肥增加了土壤容重,减少了总孔隙度和毛管孔隙度,分别增加了＜0.01 mm和0.05～1 mm粒径团聚体的比例.连续2年在土地整治区施用牛粪和绿肥不仅能够增加玉米籽粒产量,而且已经对土壤物理化学性质的改善表现出积极的作用.

播期对内蒙古西部荒漠区棉花产量、品质及养分吸收利用的影响

张国伟, 张祥, 陈德华, 周治国

2017, 28(3):  863-870.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.021

摘要 ( 449 )   PDF (825KB) ( 235 )  

于2014—2015年在内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗内蒙古棉花综合实验站设置大田试验,以‘中棉所50’为材料,采用“一膜三管六行”机采棉配套栽培技术种植,研究播期(4月20日、4月30日和5月10日)对棉花产量、品质及养分吸收的影响.结果表明: 随着播期推迟,棉花生育时期推迟,生育期缩短,铃期日均温降低,收获密度增加;播期显著影响棉株干物质累积、养分吸收与分配,以及产量和品质形成,4月30日播种条件下,棉株干物质和养分在经济器官中的分配比例、养分总积累量及养分的皮棉生产效率较高,籽棉和皮棉产量最高,达6505.9和2660.9 kg·hm^-2,且纤维品质较优;4月20日播期下,收获密度、生物量和养分累积量最低,虽然生物量和养分经济系数最高,但最终籽棉和皮棉产量仍较4月30日播期降低10.9%～14.0%和11.1%～14.2%;5月10日播期,虽然可以避开种子萌发期低温冷害,但棉铃发育期日均温偏低,尽管生物量和养分累积量最高,但是生物量和养分经济系数、养分的皮棉生产效率最低,最终籽棉和皮棉产量较4月30日播期降低32.5%～34.7%和35.9%～36.2%,且纤维品质最差.综合分析, 4月30日左右为内蒙古西部荒漠旱区棉花种植的最佳播期.

耕作和养分管理方式对冬小麦-夏玉米轮作农田春季杂草群落的影响

王能伟, 葛秀丽, 李升东

2017, 28(3):  871-876.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.015

摘要 ( 356 )   PDF (428KB) ( 25 )  

保护性耕作和杂草多样性是现代生态农业关注的热点问题.尽管保护性耕作下农田杂草多样性有所提高,但耕作方式与养分管理方式对农田杂草群落多样性的交互影响尚未探明.本研究以山东省济南市一块连续3年施行不同耕作方式(免耕、深松、旋耕、深耕)和不同养分管理措施(农户常规:年施氮肥480 kg·hm^-2,高产高效:年施氮肥360 kg·hm^-2,优化管理:年施氮肥300 kg·hm^-2)的冬小麦-夏玉米轮作农田为研究样地,调查并比较了不同管理模式下农田春季杂草群落特征.结果表明: 该冬小麦-夏玉米农田春季杂草群落共发现杂草15种,其中优势物种为马唐和稗;与深耕和旋耕相比,免耕和深松下杂草密度较高.在群落多样性方面,深耕处理下的物种丰富度和均匀度最低,而群落优势度高于其余3种耕作方式;在养分管理中,随着施肥量的增加,物种丰富度和均匀度均升高;深耕和旋耕处理下,随着施肥量的增加,群落优势度升高;而在免耕深松处理下,群落优势度会随着施肥量的增加而减少.在杂草群落生物量方面,免耕和深松的生物量显著高于深耕和旋耕,农户常规处理均高于其余两种养分管理方式,杂草生物量最高的组合是免耕+农户常规.免耕和施肥将提高农田春季杂草群落丰富度、均匀度和生产力.

越冬期测墒补灌对小麦耗水特性和光合有效辐射截获利用的影响

张瑞, 于振文, 张永丽, 石玉, 赵俊晔

2017, 28(3):  877-884.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.037

摘要 ( 380 )   PDF (564KB) ( 66 )  

于2013—2014和2014—2015年两个小麦生长季进行田间试验,供试品种为‘济麦22’,设置5个处理,分别为W₀(全生育期不灌水)、W₁(越冬期不灌水,拔节期和开花期分别补灌至0～40 cm土层土壤相对含水量为65%和70%)、W₂(越冬期、拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量为70%、65%和70%)、W₃(越冬期、拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量为75%、65%和70%)和W₄(越冬期、拔节期和开花期均定量灌溉60 mm),研究越冬期测墒补灌对小麦耗水特性和光合有效辐射截获利用的影响.结果表明: 总灌水量及其占总耗水量的比例为W₄＞W₃＞W₂＞W₁＞W₀;土壤贮水消耗量占总耗水量的比例为W₀＞W₁、W₂＞W₃、W₄;总耗水量和开花至成熟期的耗水量均为W₄＞W₂、W₃＞W₁＞W₀.两生长季小麦开花后冠层光合有效辐射(PAR)截获率为W₄＞W₂、W₃＞W₁＞W₀,而花后冠层PAR反射率各处理间的表现与之相反.灌水处理中干物质净积累量为W₄处理最高,W₁处理最低.两生长季小麦越冬期0～40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%的W₂处理籽粒产量仅低于定量灌溉的W₄处理,水分利用效率和灌溉效益最高,是本试验条件下节水高产的最优处理.

耕作方式对冬小麦灌浆期光合性能日变化和籽粒产量的影响

张向前, 赵秀玲, 王钰乔, 濮超, 保尔江·马合木提, 陈阜, 张海林

2017, 28(3):  885-893.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.020

摘要 ( 392 )   PDF (640KB) ( 131 )  

研究耕作方式对冬小麦灌浆期光合性能日变化的影响,对灌浆期干物质积累、转运以及产量形成具有重要的理论意义.本研究以中国农业大学吴桥实验站2008年设置的长期耕作定位试验为基础,分析了免耕秸秆不还田(NT)、免耕秸秆还田(NTS)、旋耕秸秆不还田(RT)、旋耕秸秆还田(RTS)、深松秸秆不还田(DT)、深松秸秆还田(DTS)、翻耕秸秆不还田(CT)和翻耕秸秆还田(CTS)耕作处理对冬小麦灌浆期旗叶光合特性日变化、光响应曲线和产量的影响.结果表明: 不同耕作方式对冬小麦灌浆期旗叶净光合速率日变化和气孔导度日变化的影响均呈双峰曲线变化趋势,秸秆还田下不同耕作方式的冬小麦旗叶净光合速率高于相应的秸秆不还田处理;各耕作方式对冬小麦旗叶胞间CO₂浓度日变化的影响均呈“广口V型”双峰曲线变化趋势;除DTS、RTS和RT处理冬小麦旗叶的蒸腾速率日变化规律呈单峰曲线变化外,其他各处理冬小麦旗叶的蒸腾速率日变化均呈“双峰曲线”变化趋势.模拟的最大净光合速率以DTS处理最大,分别比NT、DT、RT、CT、NTS、RTS和CTS处理增加了20.0%、21.7%、19.7%、21.5%、0.8%、12.1%和4.2%;秸秆还田条件下各处理的光响应曲线拟合程度均优于秸秆不还田处理.DTS籽粒产量最高,RTS次之,CTS再次,CT处理最小,DTS处理的籽粒产量分别比NTS、RTS、CTS、NT、DT、RT和CT处理高10.8%、1.3%、2.1%、5.4%、11.9%、12.4%和12.6%.通过光合速率和气孔导度日变化趋势可得,不同耕作方式下秸秆还田技术,特别是DTS和NTS处理可减缓光合午休现象,使冬小麦维持较高的光合速率,有利于干物质积累和产量的提高.

盐胁迫下外源Ca²⁺对花生生长发育、生理及产量的影响

杨莎, 侯林琳, 郭峰, 张佳蕾, 耿耘, 孟静静, 李新国, 万书波

2017, 28(3):  894-900.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.016

摘要 ( 422 )   PDF (734KB) ( 206 )  

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.

亚适温条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响

何明明, 王秀峰, 韩会会, 贾海晨, 魏珉, 史庆华, 杨凤娟

2017, 28(3):  901-910.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.017

摘要 ( 357 )   PDF (664KB) ( 260 )  

研究亚适温(昼/夜18 ℃/12 ℃)条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响.结果表明: 与适温对照相比,亚适温条件下番茄幼苗生长受到明显的抑制,株高、叶面积显著变小,干物质积累下降;亚适温下缺铁对番茄幼苗生长的影响比适温下缺铁的影响大.亚适温条件下,缺铁、硝酸盐胁迫及二者同时胁迫的番茄幼苗株高与无胁迫处理差异不显著,但幼苗叶面积明显变小,电解质渗漏率、根系活力和三价铁还原酶活性明显增加,叶绿素含量降低;根总长、根表面积、根体积及根尖数明显减小;幼苗根、茎、叶中铁含量明显降低.亚适温下硝酸盐胁迫以及缺铁与硝酸盐二者同时胁迫加重了番茄幼苗干物质积累的减少、电解质渗漏率的增加,以及减少了对铁离子的吸收.Fe²⁺对K⁺和Ca²⁺吸收具有拮抗作用,不同器官中的表现有所差异;降低营养液中的Fe²⁺浓度可使番茄幼苗的缺铁症状更加严重.

基于WOFOST模型和水分胁迫的河南省冬小麦减产风险

李树岩, 余卫东

2017, 28(3):  911-917.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.019

摘要 ( 381 )   PDF (1041KB) ( 96 )  

以河南省30个站点1981—2014年冬小麦观测资料、历史气象资料和土壤资料为依据,将河南冬小麦主产区划分为5个区域,基于WOFOST作物生长模拟模型,分析了水分胁迫条件下河南省冬小麦减产风险值的变化规律.结果表明: 1981—2014年,各区域冬小麦减产率均呈上升趋势,平均每10 a增加2.8%～5.0%.冬小麦减产率由北向南呈降低趋势,减产率超过20%的事件在豫南地区约10年一遇,豫北的新乡、封丘和濮阳一带约2年一遇;减产率超过50%的事件,在新乡、郑州地区约3年一遇,豫南少遇.豫北及豫中偏北的大部分地区为冬小麦减产风险高值区,豫西卢氏、豫西南南阳、豫南信阳和驻马店南部地区为冬小麦减产风险低值区,其他地区为风险中值区.

旱地全膜双垄沟玉米生产的AquaCrop模型模拟及管理措施优化

张涛, 孙伟, 张锋伟, 孙步功, 王婷, 吴建民

2017, 28(3):  918-926.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.025

摘要 ( 481 )   PDF (1038KB) ( 221 )  

为研究AquaCrop模型模拟旱地全膜双垄沟栽培模式的适用性,寻求最佳农艺管理措施,本研究选择2014和2015年玉米施氮梯度试验数据对模型中品种和胁迫参数进行率定和验证,并模拟不同管理措施水平下产量变化趋势.结果表明: 所有处理实测和模拟产量的平均根方误差(RMSE)、标准化均方根误差(NRMSE)和符合度指数(d)分别为717 kg·hm^-2、10.0%和0.96,总生物量的RMSE、NRMSE和d分别为951 kg·hm^-2、6.5%和0.98,能够较好的反映旱地全膜双垄沟玉米的栽培特性;在冠层覆盖度和生物量动态模拟分析中得出施氮270 kg N·hm^-2时的拟合度最好,随着氮肥的胁迫增加,模拟精度逐渐降低;甘肃中部地区全膜双垄沟玉米栽培模式中最佳播种期在4月下旬至5月上旬,播种密度为45000～65000株·hm^-2,生育期时长在130～145 d,施氮量为240～280 kg·hm^-2.本研究结果对AcquaCrop模型在甘肃干旱区域的应用具有一定参考价值,而且有助于农业栽培技术的转化和推广.

优化施肥对设施蔬菜地土壤线虫群落的影响

朱同彬, 陈小云, 张金波, 刘满强, 周可新, 蔡祖聪

2017, 28(3):  927-934.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.006

摘要 ( 326 )   PDF (554KB) ( 189 )  

高强度利用下设施蔬菜地的施肥过量问题导致了土壤质量的严重退化,合理施肥是维持蔬菜地生产力和可持续发展的重要措施.本研究比较了常规施肥和优化施肥两种施肥方式下连续种植番茄和辣椒后土壤理化性质、线虫群落及蔬菜产量的差异.结果表明: 优化施肥处理土壤pH显著高于常规施肥处理,且番茄和辣椒产量分别提高了9.0%和6.9%.与常规施肥相比,优化施肥提高了土壤线虫数量和食细菌线虫的相对多度,但降低了食真菌线虫和植食性线虫的相对多度.两季蔬菜种植过程中,不同施肥处理土壤寄生线虫成熟指数、多样性指数和丰富度指数无显著差异.优化施肥土壤线虫通路比值(0.67～0.84)显著高于常规施肥(0.39～0.64),前者土壤食物网的分解途径以细菌为主,而后者则为真菌控制.综合土壤理化性质、线虫数量和群落及蔬菜产量指标,优化施肥措施能够在促进蔬菜生长的同时,显著改善土壤生态环境.

不同石榴品种对井上蛀果斑螟生长发育和繁殖的影响

何超, 沈登荣, 尹立红, 李锡良, 和建才, 袁盛勇, 田学军

2017, 28(3):  935-940.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.009

摘要 ( 475 )   PDF (511KB) ( 170 )  

井上蛀果斑螟是云南石榴上的一种主要蛀果害虫.为明确石榴不同品种对该虫生长发育和繁殖的影响,在温度(25±1) ℃、光周期15 L∶9 D、相对湿度(70±10)%条件下,系统观察了井上蛀果斑螟在甜绿籽、厚皮甜沙籽、甜光颜、酸绿籽和酸沙籽5个品种上的发育历期、存活率和产卵量等生物学特性,并组建了其实验种群生命表.结果表明: 井上蛀果斑螟在5个石榴品种上的卵期、幼虫期、蛹期、雄成虫寿命、全世代历期及卵孵化率均无显著差异;预蛹期、雌成虫寿命、幼虫存活率、化蛹率、羽化率、总成活率、单雌产卵量及雌雄蛹质量存在显著差异,除幼虫存活率外,均以酸绿籽种群较高,厚皮甜沙籽种群次之,二者间差异不显著.生命表参数表明,净增殖率、内禀增长率和周限增长率均为酸绿籽种群显著高于甜绿籽、甜光颜和酸沙籽种群,但与厚皮甜沙籽种群差异不显著;平均世代周期各品种间无显著差异;种群加倍时间为酸绿籽种群显著小于其余4个品种.5个石榴品种中,酸绿籽和厚皮甜沙籽较适宜井上蛀果斑螟的生长发育和繁殖.

“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性

郑许松, 田俊策, 钟列权, 徐红星, 吕仲贤

2017, 28(3):  941-946.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.010

摘要 ( 484 )   PDF (502KB) ( 51 )  

为明确用于防治稻飞虱的“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性,本文开展了靶标作物水稻、载体植物秕谷草和靶标害虫褐飞虱、替代猎物伪褐飞虱组合对中华淡翅盲蝽成虫形态、种群增长参数、产卵选择性和取食选择性的影响研究.结果表明: 中华淡翅盲蝽水稻种群(取食褐飞虱卵)的雌雄成虫个体均显著大于秕谷草种群(取食伪褐飞虱卵).取食褐飞虱卵的中华淡翅盲蝽种群增长参数单雌产卵量、净增长率、内禀增长率、周限增长率明显高于取食伪褐飞虱卵的种群,但取食伪褐飞虱卵也有较高的种群增长能力,足以扩繁种群.对于靶标作物水稻和载体植物秕谷草,无论是水稻种群还是秕谷草种群均偏好在水稻上产卵.同时,2个种群的雌虫、雄虫和若虫对褐飞虱卵和伪褐飞虱卵捕食量没有显著性差异.在上述研究基础上,讨论了在田间建立“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性.

瓜类枯萎病菌遗传多样性和亲缘关系的SRAP分析

田叶韩, 侯圆圆, 彭彩云, 王永阳, 何邦令, 高克祥

2017, 28(3):  947-956.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.003

摘要 ( 604 )   PDF (986KB) ( 136 )  

尖孢镰刀菌可造成不同瓜类的枯萎病.为明确不同寄主、不同地区的瓜类枯萎病菌菌株间的遗传多样性及亲缘关系,采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术,对来源于不同地区、不同寄主的95株尖孢镰刀菌的基因组DNA进行多态性扩增.以筛选出的19对引物共扩增出238条带,多态性比率为100%,平均每对引物扩增出12.5个位点和12.5个多态性位点;尖孢镰刀菌苦瓜专化型共扩增出166条带,其中145条为多态性条带,多态性比率为87.4%,平均每对引物扩增出8.7个位点和7.7个多态性位点,说明尖孢镰刀菌的遗传变异较为广泛.瓜类枯萎病菌株间的遗传相似系数范围为0.68～0.99,样品间的平均Nei遗传多样性指数和Shannon指数分别为0.2390和0.3718.在遗传相似系数为0.74时,可将供试的95株尖孢镰刀菌划分为苦瓜、黄瓜、西瓜、甜瓜4个专化群.在SRAP聚类树中,同一寄主的尖孢镰刀菌聚在一个分支上,其中尖孢镰刀菌苦瓜专化型菌株间的遗传相似系数范围为0.78～0.99,Nei遗传多样性指数为0.1811,平均Shannon指数为0.2750,表明尖孢镰刀菌苦瓜专化型的遗传变异较大,且菌株的聚群与地理来源存在相关性.

豆科作物间作燕麦对土壤固氮微生物丰度和群落结构的影响

杨亚东, 冯晓敏, 胡跃高, 任长忠, 曾昭海

2017, 28(3):  957-965.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.007

摘要 ( 525 )   PDF (708KB) ( 206 )  

利用荧光定量PCR和高通量测序的研究方法,比较了3种种植模式(燕麦单作,O;大豆/燕麦,OSO;绿豆/燕麦,OMO)对燕麦土壤固氮微生物数量和群落组成的影响.结果表明: 与大豆和绿豆间作显著改变了燕麦土壤的理化性质.燕麦土壤固氮微生物nifH基因拷贝数为每克干土1.75×10¹⁰～7.37×10¹⁰,拔节期和成熟期OSO和OMO中nifH基因拷贝数分别是O中的2.18、2.64和1.92、2.57倍,且各处理成熟期nifH基因拷贝数显著低于拔节期.样品稀释性曲线和覆盖度结果表明,各样品nifH基因测序结果可靠.与绿豆间作显著提高了燕麦土壤nifH基因的多样性.各样品固氮微生物属水平上优势类群均为Azohydromonas、固氮菌属、慢生根瘤菌属、Skermanella和在属水平上无法归类的固氮微生物,但各优势类群相对丰度存在差异.样品OTU的venn分布和主成分分析显示,拔节期和成熟期nifH基因群落结构存在差异,两个生育时期OSO和OMO具有更相似的nifH基因群落结构.表明与大豆和绿豆间作可显著提高燕麦土壤固氮微生物的数量,并影响固氮微生物的群落组成.

上海中心城区绿地土壤水库特征

伍海兵, 周建强, 方海兰

2017, 28(3):  966-974.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.013

摘要 ( 435 )   PDF (689KB) ( 181 )  

以上海中心城区典型公园和公共绿地土壤为研究对象,通过实地调查,分析上海中心城区绿地土壤水库库容、常数特征及影响因子.结果表明: 上海中心城区绿地土壤总库容偏低,但就整个中心城区绿地,土壤蓄积水量可观,达1.88×10⁷ m³;土壤水分现存量较高,占总库容的75.7%,土壤剩余蓄水空间偏低;绿地土壤滞洪库容和有效库容分别占土壤总库容的31.6%和27.2%;而土壤死库容占总库容的44.5%.不同植被类型土壤水库存在差异:其中,乔木和灌木地土壤总库容、剩余蓄水空间均显著高于草地;灌木地土壤滞洪库容、有效库容均显著高于乔木地、草地;但各植被类型土壤水分现存量、死库容差异不显著.建议通过降低土壤压实、增加土壤有机质含量、改善土壤物理性质和优化绿地植物配置来提高城市绿地土壤水库库容.

海绵城市规划及景观生态学启示——以盘锦市辽东湾新区为例

睢晋玲, 刘淼, 李春林, 胡远满, 吴义林, 刘冲

2017, 28(3):  975-982.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.033

摘要 ( 363 )   PDF (2752KB) ( 233 )  

随着我国城市面积不断扩张,我国许多城市面临着水资源短缺、地下水储量不足、水质污染和内涝的问题.针对这些城市水环境问题,我国2015年提出“海绵城市”建设.本文以辽宁省盘锦市辽东湾新区为例,依据《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)》,通过对典型区进行下垫面及各地块用地类型分析,结合研究区地形、水文、降雨强度等因素,选取低影响开发(LID)措施对研究区海绵城市规划进行设计.结果表明: 研究区达到整体目标控制率(年径流总量控制率大于75%)时,下沉式绿地率为1%～31%,下沉式绿地总面积达13.73 km²;透水铺装率为1%～13%,透水铺装总面积达2.29 km².本研究能够为海绵城市规划设计提供案例,对景观格局与过程研究也提供了新的思路和方法.

利用细丝热电偶评估涡度相关系统开路分析仪表面加热效应

王兴昌, 王传宽, 刘帆, 甄晓杰

2017, 28(3):  983-991.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.023

摘要 ( 361 )   PDF (900KB) ( 194 )  

目前广泛使用的涡度相关系统开路CO₂/H₂O分析仪存在表面加热效应,可能影响涡动通量测量精度.以帽儿山森林生态站温带落叶林的开路涡度相关系统为例,采用细丝热电偶评估了开路CO₂/H₂O分析仪(Li-7500)的加热效应,并检验Burba方程的适用性.结果表明: 2016年4月23日至5月28日,白天Li-7500光路中部温度比环境空气温度高0.2 ℃以上,夜间二者很接近,加热峰值多出现在清晨转换期和正午或午后.Burba第4种方法的一元模型(BurbaLF)估计的感热通量加热效应(H_S,HE)日变化大体呈矩形波型,多元线性回归模型(BurbaMR)的估计值呈微弱的单峰型.与K079型细丝热电偶(单裸丝线径0.079 mm)测定(K079)和细丝热电偶模拟(K079Model)的感热通量相比,BurbaLF和BurbaMR估算的白天变化小且波峰低而宽(20 W·m^-2),昼夜过渡急剧,夜间一般低于5 W·m^-2.K079和K079Model法的H_S,HE峰值在40 W·m^-2以上,夜间H_S,HE在零值上下波动.白天Li-7500光路的感热通量增量为13.6%. K079和K079Model估算的白天加热对CO₂湍流通量影响(F_c,HC)的平均值约0.5 mg CO₂·m^-2·s^-1,是以往估值的2倍.与实测法相比,Burba方程正午由于H_S,HE不足而低估了F_c,HC,但因高估了清晨、傍晚和夜间加热效应,导致整体上高估F_c,HC.研究结果证实K079和K079Model法均可用于估计F_c,HC.

基于Maxent模型的党参全球潜在分布区预测

郭杰, 刘小平, 张琴, 张东方, 谢彩香, 刘霞

2017, 28(3):  992-1000.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.026

摘要 ( 448 )   PDF (6924KB) ( 269 )  

基于党参全球129个分布点和37个生态因子,利用最大熵模型(Maxent)与地理信息系统(GIS)预测党参的全球生态适宜区.结果表明: 党参的全球生态适宜区总面积达到884.79×10⁴ km²,主要分布在北半球的东亚地区,其中以中国最为集中.中国的党参生态适宜区中,适宜性指数较高的区域主要分布在山西、陕西、四川、甘肃东南地区、西藏东部、云南东南地区、山东东北地区等,中国是党参的最佳栽培区.影响党参地理分布的生态因子主要是气候因子,其中,温度因子起主导作用,降水因子次之;然后依次是地形与土壤因子.年均温和降水的季节性、最冷季平均温、最干季降水量对其影响最大.

大理西湖流域开发历史与硅藻群落变化的模式识别

康文刚, 陈光杰, 王教元, 胡葵, 陶建霜, 刘园园, 陈小林, 黄林培, 赵帅营

2017, 28(3):  1001-1012.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.040

摘要 ( 474 )   PDF (1234KB) ( 279 )  

有关云南湖泊的研究长期集中于高原九大湖泊和水体富营养化评价,缺少对中小型水体及多重环境压力胁迫的综合研究.本文以大理西湖为例,结合沉积物记录与现代监测资料,甄别了气候变化和人类活动干扰下硅藻群落结构的长期响应模式及其驱动强度.结果表明: 20世纪50年代以前,大理西湖总体处于自然演化阶段;1950年代开始,围湖造田和流域改造的增强导致了水体营养水平增加、水动力条件改变,硅藻优势种由扁圆卵型藻替代为脆杆藻属;而1997年以来营养水平的快速增加和湖泊水动力的改变,促进了浮游藻类大量生长、底栖硅藻持续减少,同时水生植物快速退化、生态系统稳定性明显降低.因此,在长期流域开发的背景下,对云南中小型高山湖泊的有效保护需要评价流域开发类型、强度及全球变暖的长期影响.

福建省自然保护区生态网络的构建与优化

古璠, 黄义雄, 陈传明, 程栋梁, 郭佳蕾

2017, 28(3):  1013-1020.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.022

摘要 ( 360 )   PDF (2863KB) ( 88 )  

自然保护区对维护物种多样性具有重要意义,但城市化的快速发展造成自然保护区不断被蚕食和破坏,保护区日益破碎,生物多样性不断减少.构建生态网络能够有效连接破碎生境,为物种保护提供空间保障.本文基于ArcGIS软件平台,在确定源地斑块和景观阻力面的基础上,采用最小耗费距离模型构建福建省自然保护区潜在生态网络,并基于连通性指数和重力模型对构建网络前后的连通性和廊道重要性进行定量分析和评价,最后提出生态网络优化的措施和对策.结果表明: 林地、草地、湿地是研究区潜在廊道的重要景观构成类型;面积大的生境斑块在网络中的重要性较高;构建网络后,景观整体连通性指数和可能连通性指数显著提高;不同斑块间的相互作用强度差异很大,但相互作用力大的斑块间的廊道在生态网络中的重要性程度较高.本研究结果可为福建省自然保护和规划提供科学参考和依据.

基于生态网络的生态安全格局评价

傅强, 顾朝林

2017, 28(3):  1021-1029.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.018

摘要 ( 512 )   PDF (3788KB) ( 201 )  

生态网络可用于描述、评价生境破碎条件下景观空间组织方式与物种存续的关系.本文以青岛市为研究区域,基于最小成本路径方法模拟得到2005年林地、湿地生态网络,并基于廊道累计成本值对得到的生态网络进行分级.利用介数指数、相关长度-逐块筛选指数对生态网络中斑块与廊道等结构要素进行重要性区分,形成生态网络结构体系.并在评价2005—2013年新增建设用地对生态网络影响的基础上,提出应对建设用地变化的生态安全格局.结果表明: 在生态网络框架基础上,图形理论的相关评价方法能够量化评价识别生态用地的具体属性(如生态网络斑块的面积)和生态用地之间的功能联系;2005—2013年间,青岛市新增建设用地对湿地侵占面积较大,且没有考虑具体林地、湿地在整个地区生态系统连通性维护中的作用;基于生态网络的生态安全格局的划定可以优化地区生态基底,为生态保护与恢复提供更加精确的空间决策依据,同时为城市空间扩张提供科学合理的空间指引.

综合评述

生物炭影响作物生长及其与化肥混施的增效机制研究进展

刘悦, 黎子涵, 邹博, 孙圣仪, 郭鉴增, 孙彩霞

2017, 28(3):  1030-1038.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.035

摘要 ( 567 )   PDF (535KB) ( 161 )  

利用秸秆型生物炭进行还田改土不仅具有提升作物产量的潜力,而且能够产生明显的环境效益,现已成为当今国内外农业领域的研究热点.本文综述了近年来国内外有关生物炭添加影响作物生长的分子调控机制研究,尤其关注了生物炭与作物根系的互作效应;介绍了生物炭与化肥混施的生物学效应及可能的增效机制;展望了今后的研究方向,以期促进我国相关领域的研究.国内外的最新研究表明:生物炭土壤添加改善植物生长的关键是生长素相关信号转导分子,通过促进植物细胞扩增、细胞壁松弛、水及营养的转运等相关基因的表达,有利于植物的新陈代谢及生长.生物炭及其与根系的相互作用能够直接或间接地影响土壤物理、化学、生物因子,从而在炭、肥互作增效过程中起主导调控作用.

城市街道空气污染物扩散模型综述

周姝雯, 唐荣莉, 张育新, 马克明

2017, 28(3):  1039-1048.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.028

摘要 ( 692 )   PDF (1072KB) ( 183 )  

城市街道是城市居民的活动场所,其空气质量与居民健康密切相关.空气污染扩散模型是模拟和评估街道空气质量的重要方法,近年来广受关注,但模型应用存在问题,亟待解决.本文介绍了4种常用的空气污染物扩散模型:ENVI-met、FLUENT、MISKAM和OSPM.通过工作原理、运算流程、时空分辨率等的对比分析,明确了各模型的适用范围及其对街道峡谷内空气质量模拟能力的差异,阐述了各模型在时间尺度、物理建模、天气模拟、湍流模拟及光化学污染方面处理能力的局限性,提出了模型优化途径.通过综合分析4种模型的研究案例,总结了模型应用中存在的问题,提出未来研究可以通过激光雷达等新技术提高模型参数的获得精度,并强调综合模拟污染效应与热效应等对评估城市街道空气质量的重要性.

物质代谢及其资源环境效应研究进展

韩骥, 周燕

2017, 28(3):  1049-1060.  doi:10.13287/j.1001-9332.201703.002

摘要 ( 455 )   PDF (616KB) ( 50 )  

从物质代谢的视角研究物质在社会经济系统中的流通过程,不仅能深入理解人类活动与自然环境之间的关系,更有助于实现资源的合理利用和可持续发展.本文在对国内外有关物质代谢的研究方法、在不同空间尺度的应用、资源和环境效应的研究进展进行综述的基础上,较全面的对上述研究中已取得的成果以及尚待完善之处进行总结.物质代谢研究应从过去的单一理论和方法向多学科和方法交叉融合的方向发展,以解决复杂的代谢问题.随着城市在全球生态环境中的重要性日益凸显,应加强传统的代谢研究与地理空间分析的结合,并将人类福祉等评价指标纳入物质代谢的研究范畴,进而从物质代谢的视角提出节约资源、降低环境负荷、提高环境-经济-社会协调发展的可持续管理对策.