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当期目录

    2017年 第28卷 第5期    刊出日期:2017-05-18
    目次
    长白山阔叶红松林3个常见树种径向生长的影响因素
    蔡礼蓉, 匡旭, 房帅, 原作强, 蔺菲, 叶吉, 郝占庆, 王绪高
    2017, 28(5):  1407-1413.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.031
    摘要 ( 233 )   PDF (646KB) ( 76 )  
    为探究树木径向生长的影响因子,基于对长白山阔叶红松林25 hm2样地中3个常见树种红松、紫椴、蒙古栎连续5年的生长环监测数据,分析各树种的季节生长变化,比较树种间的生长速率差异,并分析初始径级、邻体树木竞争、土壤、地形因素等对不同树种径向生长的作用.结果表明: 3个树种径向生长的季节变化趋势一致,树木于5月末开始生长,7月是生长旺盛期,8月底生长开始减缓,于10月中下旬停止生长.3个树种的径向相对生长率存在显著差异,蒙古栎相对径向生长率显著高于红松和紫椴,该差异在小、中径级个体中表现更为显著.3个树种径向生长的主要影响因子不同,邻体树木的竞争显著抑制了红松和蒙古栎的径向生长,而紫椴的径向生长主要受初始径级、土壤和地形等因子的影响.
    目标树抚育对亚热带天然次生灌丛群落结构和多样性的影响
    张慧, 周国模, 白尚斌, 王懿祥, 尤誉杰, 朱婷婷, 张华锋
    2017, 28(5):  1414-1420.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.037
    摘要 ( 239 )   PDF (556KB) ( 49 )  
    在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,分别进行封禁和目标树抚育,探讨灌丛恢复为乔木林的可能性.结果表明: 4年后,与未管护(对照)相比,封禁和目标树抚育后群落平均胸径分别提高1.3和2.6倍,平均高度分别提高0.5和1.1倍;目标树抚育林木出现了对照林分没有的4.5~8.5 cm径阶和4.5~8.5 m树高阶,形成了4 m高的新林层;灌木层物种丰富度和多样性指数没有因抚育而下降;封禁管理维持了群落的树种组成,遵循原有的演替方向;目标树抚育显著改变了群落的树种组成,提高了目的树种的重要值,近期有可能恢复成为针阔混交林群落.与封禁相比,目标树抚育在优势林木胸径和高度生长、树种组成改善等方面更能达到预想的目标.在有条件经营的情况下,可以选择目标树抚育模式对天然次生灌丛进行管理,从而达到加快群落恢复演替形成乔木林的目的.
    关帝山寒温性云杉次生林样地树种组成、结构和空间分布
    杨秀清, 史婵, 王旭刚, 马慧晶, 闫海冰
    2017, 28(5):  1421-1430.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.023
    摘要 ( 284 )   PDF (1379KB) ( 49 )  
    云杉次生林是关帝山的优势森林植被类型,也是华北亚高山地区寒温性常绿针叶林的代表类型.为更好地了解其物种组成、群落结构等基本特征及其潜在的生态学过程和机制,于2010年在关帝山庞泉沟国家自然保护区建立了4 hm2的云杉次生林固定监测样地(GDS样地).本文以第一次本底调查数据为基础,分析了样地树种组成、结构和空间分布.结果表明: 样地共有木本植物30种,隶属于11科22属.包括分枝的总个体数为26218(其中独立个体数为10266).植物区系组成属北温带成分;不同树种个体数、平均胸径和胸高断面积差异较大,导致群落成层分明,各层优势种明显.乔木层第一亚层树种径级结构呈双峰偏正态分布,乔木层第二亚层树种径级呈近似正态分布,灌木层树种径级呈“L”型分布.乔木优势树种青杄和华北落叶松的空间分布无论在个体数量还是聚集程度上均随径级变化而呈现不同的格局特征.相同径级的两树种,胸径(DBH)≥30 cm的华北落叶松在样地居多且聚集分布于样地中部,而DBH≥30 cm的青杄则相对较少,没有表现出空间聚集性.DBH≤10 cm的华北落叶松个体很少且散生于样地,而DBH≤10 cm的青杄大量聚集于样地中部.DBH≤10 cm的青杄在样地偏西北区域也有大量分布,而DBH≤10 cm的红桦主要分布于样地偏东南区域.灰栒子、土庄绣线菊和四川忍冬等灌木树种也表现出一定的异质性空间分布特征.树种分布格局受生境条件影响,同时与自身发育规律、更新特征及生态习性等相关.
    浙西南毛竹林覆盖对土壤渗透性及生物特征的影响
    王意锟, 金爱武, 方升佐
    2017, 28(5):  1431-1440.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.038
    摘要 ( 271 )   PDF (847KB) ( 39 )  
    对浙西南山区4种不同覆盖年限下毛竹林地的土壤入渗、土壤理化性质、土壤根系和土壤动物特征进行了研究.结果表明:不同覆盖年限林地及同一林地不同土壤层次下土壤渗透性能存在较大差异,随着土层加深各林地土壤渗透性能均降低.渗透性能表现为覆盖1次林地>未覆盖林地>覆盖2次和3次后的林地.Kostiakov模型适合该研究区域的土壤水分入渗过程模拟.随着林地覆盖年限的增加(4~6年),林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、pH值显著降低,而土壤容重、有机质和全N含量则显著提高.土壤初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量等均随根长密度减少而变小,土壤入渗能力的变化与直径0.5~5.0 mm的根长密度有关.不同覆盖年限毛竹林地土壤动物的平均密度差异显著,覆盖1次的林地最高,而覆盖3次的林地最低.综合纲、唇足纲、倍足纲、膜翅目、伪蝎目等大中型节肢动物,蜱螨目甲螨亚目、中气门亚目,以及弹尾目棘跳科、长角跳科、疣跳科、驼跳科等小型节肢动物数量的减少不利于土壤水分入渗.毛竹林长期覆盖会使土壤理化性状劣变,减弱土壤入渗性能,限制土壤动物活动,进而导致毛竹林退化.
    不同养分环境下邻株竞争对木荷和杉木生长、细根形态及分布的影响
    姚甲宝, 楚秀丽, 周志春, 童建设, 王晖, 余家中
    2017, 28(5):  1441-1447.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.011
    摘要 ( 234 )   PDF (765KB) ( 71 )  
    以木荷和杉木为试验材料,模拟异质和同质两种森林土壤养分环境,设计单植、两株纯植和两株混植3种栽植方式,开展盆栽试验研究木荷与杉木混交造林增产及木荷生长竞争优势形成的原因.结果表明: 与同质养分环境相比,异质养分环境中木荷与杉木混植时两树种均具有较高的苗高和干物质积累量,且木荷竞争优势明显,这与其根系可塑性强有关.混植的木荷各径级细根大量增生,其根系总长度、表面积和体积比杉木高80%~180%.木荷细根在垂直方向上采用了补偿性的生长策略,即除占据富养表层外,还在低养分斑块中大量增殖以获得更大的竞争优势.木荷与杉木的细根在土壤中的拓殖深度不同,生态位分化,缓解了两树种根系对养分的强烈竞争,提高了混植产量.纯植的木荷由于根系自我识别作用,抑制了根系的生长,使得纯植产量较低.细根在空间上错开和均匀分布可能是木荷纯林结构稳定的原因之一.建议在生产中采用块状整地和表层施肥等措施,改善土壤养分分布状况,营建混交林促进木荷和杉木生长,而对已营造的木荷人工纯林,可以及时调控林分密度促进林木生长.
    克隆水分整合有助胡杨无性系幼株在极端干旱生境下保持更高生存优势
    朱成刚, 李卫红, 陈亚鹏, 马建新
    2017, 28(5):  1448-1454.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.024
    摘要 ( 256 )   PDF (569KB) ( 109 )  
    以塔里木河下游的胡杨为对象,研究胡杨母株与其克隆幼株间的克隆水分整合特征及对克隆幼株生理机能的影响.结果表明: 胡杨母株与其克隆幼株间存在明显的以顶向传输为特征的水分整合,母株对克隆幼株的日平均水分整合流量为同区域长势相近的实生幼株通过自身根系日平均获取水量的3倍,克隆幼株因水分整合而能够获取与母株相似且较实生幼株水分来源相对较深层的土壤水,拥有更好的水分获取能力.这使胡杨克隆幼株较实生幼株保持显著更高的叶片水分含量,且黎明前和正午叶水势分别显著增加10.0%和29.7%.更好的水分生理状态使克隆幼株的光合电子传递速率与光适应下实际光化学效率显著高出实生幼株23.4%和11.5%,并能够保持显著更低的光系统Ⅱ过剩激能比例和光抑制风险.这可能让胡杨克隆幼株在极端干旱生境中较实生幼株保持更高的生存优势.
    五种西北旱区植物对干旱胁迫的生理响应
    丁龙, 赵慧敏, 曾文静, 李晴, 汪洋, 王四清
    2017, 28(5):  1455-1463.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.034
    摘要 ( 344 )   PDF (1164KB) ( 51 )  
    以黑果枸杞、金露梅、蒙古莸、柠条和花棒5种西北旱区植物为材料,采用盆栽试验研究了干旱胁迫对植物叶片光合、水分和生理生化的影响.结果表明: 随干旱胁迫时间的延长,5种植物叶片的保水力均升高,叶片相对含水量先升后降,叶绿素含量和叶绿素荧光参数均不同程度地降低,花棒和黑果枸杞的光合系统受到的影响最小,金露梅的光合系统受损最严重.干旱胁迫后金露梅叶片的电导率和丙二醛含量先降低后急剧上升,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先升高后急剧降低.其余4种植物随土壤含水量的降低电导率先升后降,丙二醛含量先升后降或先降后升,SOD和POD活性总体呈上升趋势,其中蒙古莸SOD活性和花棒POD活性在所有植物中升幅最大,干旱28 d后分别升至为胁迫前的2.1、14.1倍.随胁迫时间的延长,5种植物各有机溶质的积累量存在较大差异,金露梅积累最多的可溶性糖和游离脯氨酸,28 d后分别增至为原来的2.1、23.4倍,花棒积累最多的可溶性蛋白,28 d后增至为原来的2.0倍.隶属函数法表明,植物耐旱能力为花棒>黑果枸杞>柠条>蒙古莸>金露梅.5种旱区植物可通过提高抗氧化酶活性和积累有机溶质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减轻细胞受到的伤害.金露梅对水分亏缺的敏感性最高,试验期间其干旱程度已经超出了自身调节能力的阈值.
    6种含笑属植物抗寒性分析与综合评价
    李瑞雪, 金晓玲, 胡希军, 柴弋霞, 蔡梦颖, 罗峰, 张方静
    2017, 28(5):  1464-1472.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.039
    摘要 ( 262 )   PDF (2264KB) ( 52 )  
    以6种含笑属植物为试材,进行田间冻害调查,拟合Logistic方程计算其低温半致死温度,采用石蜡切片技术,测定9项叶片解剖结构指标,运用隶属函数法对各树种的抗寒性进行综合分析与评价.结果表明: 6种含笑属植物叶片的相对电导率与0~25 ℃低温处理3 h的半致死温度之间呈显著正相关.6种含笑属植物低温半致死温度在-20.48~-8.67 ℃,高低顺序为深山含笑>红花深山含笑>峨眉含笑>杂交11-8>阔瓣含笑>六瓣含笑;叶片表皮细胞1~2层,垂周壁略呈波浪状,栅栏组织细胞1~3层,9项叶片解剖结构指标差异显著,栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度是影响抗寒性的主要叶片解剖结构指标.电导法和隶属函数法对6种含笑属植物的抗寒性评价结果与田间调查结果基本一致.6种含笑属植物抗寒性强弱顺序为:六瓣含笑>阔瓣含笑>杂交11-8>峨眉含笑>红花深山含笑>深山含笑.
    香果树实生苗的光合特性及其与环境因子的关系
    郭连金, 杜佳朋, 吴艳萍, 肖志鹏, 廖婷, 邵秀娟
    2017, 28(5):  1473-1481.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.017
    摘要 ( 239 )   PDF (644KB) ( 69 )  
    为确定香果树实生苗的适生环境并为其自然更新提出有针对性策略,研究了不同生境(冠下、冠缘、林窗和林缘)中2年生香果树实生苗的净光合速率、水分利用效率、叶绿素含量、苗高、基径、生物量等的变化及其与生态因子之间的关系.结果表明: 4种生境中的光合有效辐射最大值为50~1380 μmol·m-2·s-1,冠下和冠缘中香果树实生苗的净光合速率日变化呈单峰型,而林窗和林缘实生苗的净光合速率日变化呈双峰型;香果树实生苗为耐阴植物,但耐阴能力较弱,其功能叶的光饱和点、补偿点和暗呼吸在4种生境中大小顺序为: 林缘>林窗>冠缘>冠下,表观量子效率的变化规律与之相反;林窗和冠缘2种生境中香果树实生苗的适应能力较强,叶片的蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和净光合速率较高;林窗中香果树实生苗叶片的叶绿素含量较低,但实生苗的生长速度最快,生物量最大;香果树实生苗的净光合速率与光合有效辐射和气孔导度呈显著正相关.对于冠下生境,需降低林冠层密度,增加透光率,以利于香果树实生苗的光合作用;对于林缘生境,则需要增加植被盖度,降低光照强度,以利于其快速生长.
    基于FvCB模型的几种草本和木本植物光合生理生化特性
    唐星林, 周本智, 周燕, 倪霞, 曹永慧, 顾连宏
    2017, 28(5):  1482-1488.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.029
    摘要 ( 230 )   PDF (454KB) ( 71 )  
    为研究不同生活型植物的光合能力及其叶片光合机构,采用直角双曲线修正模型和C3植物FvCB模型对7种木本植物和4种草本植物的CO2响应曲线进行拟合,并对不同木本植物、不同草本植物和2种生活型植物的最大净光合速率(Pn max)、Rubisco酶最大羧化速率(Vc max)、最大电子传递速率(Jmax)、光合暗呼吸速率(Rd)和叶肉阻力(rm)等参数进行比较.结果表明: 7种木本植物Pn max大小顺序为乌桕、苎麻>润楠、海桐>青冈、苦槠、娜塔栎;乌桕、苎麻、润楠和海桐的Vc max显著大于青冈和苦槠;Jmax大小顺序为乌桕>苎麻、海桐>娜塔栎、苦槠和青冈;润楠和苦槠的rm显著大于乌桕、海桐和苎麻.商陆的Pn max显著大于藿香蓟和土牛膝;4种草本植物的Vc max无显著差异;商陆的Jmax显著大于藿香蓟;龙葵和土牛膝的rm显著大于藿香蓟;商陆的Rd显著大于藿香蓟和土牛膝.木本植物的Pn maxVc maxJmaxrm光合参数均显著大于草本植物,但二者的Rd无显著差异.不同物种之间以及2种生活型植物光合能力的差异主要是由叶片内部Rubisco酶羧化能力、电子传递能力和叶肉阻力等差异引起的.
    坡向和海拔对高寒草甸山体土壤水热和植物分布格局的定量分解
    牛钰杰, 周建伟, 杨思维, 王贵珍, 刘丽, 花立民
    2017, 28(5):  1489-1497.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.032
    摘要 ( 268 )   PDF (1285KB) ( 65 )  
    为明晰坡向和海拔对山体土壤水热和植物分布格局的影响,以青藏高原东北缘山体高寒草甸为研究对象,利用回归分析、典型相关分析(CCA)排序和方差分解等方法,对阶地与同一山体不同坡向和海拔的189个样方内土壤温湿度和植物分布进行分析和定量分解.结果表明: 阴坡物种丰富度最高,阶地最低.随海拔升高,阴坡和山脊物种丰富度先增加后降低,而阳坡物种丰富度呈线性增加.阳坡土壤温度最高,不同坡向0~20 cm土层土壤温度随海拔升高基本不变;阴坡土壤湿度最高,不同坡向0~30 cm土层土壤湿度随海拔升高而增加.方差分解表明,在0~30 cm土层中,坡向和海拔共解释土壤温度变化的100%,土壤湿度变化的51.8%.坡向单独解释土壤温度变化的72.2%,贡献率最高;海拔单独解释土壤湿度变化的51.8%,贡献率最高.大多数植物倾向分布于中等海拔的阴坡与山脊之间.阴坡以莎草科为主,阳坡以禾本科为主,山脊为过渡地带.莎草科、禾本科和豆科主要分布于低海拔区.坡向和海拔共解释了山地植物多度变化的28.6%,坡向单独解释19.9%,贡献率最高.在山地高寒草甸生态系统,综合考虑小尺度地形造成的土壤及植物分布格局差异的基础上,在进行生产与生态恢复的分区管理时,应优先考虑坡向造成的土壤和植物差异.
    鳗草在荣成天鹅湖不同生境中生长的适应性
    郭美玉, 李文涛, 杨晓龙, 张秀梅, 刘建影, 李常军
    2017, 28(5):  1498-1506.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.035
    摘要 ( 302 )   PDF (1543KB) ( 12 )  
    鳗草在北半球温带海域广有分布,受到不同程度的人为干扰和环境胁迫,海草床面积急剧退化.为探讨鳗草对不同环境胁迫的适应性,于2014年11月—2015年10月对荣成天鹅湖草床的潮间带和潮下带的斑块区、鳗草草场边缘和鳗草草场内部4个生境的鳗草形态和繁殖能力进行了研究.结果表明: 叶长、叶宽、节间长度/直径、地上生物量/地下生物量和分枝频率在不同月份和生境间差异显著,其中除了分枝频率最大值出现在草场边缘(88.4%)外,其他各项指标的最大值均出现在草场内部(分别为78.54 cm、7.93 mm、7.03和3.88).地上生物量/地下生物量的可塑性指数在各站位均较高(0.77~0.92),叶宽的可塑性(0.41~0.64)略小.不同生境中单株鳗草佛焰苞数差异不显著,而单位面积的佛焰苞数差异显著,在草场内部偏向于克隆生殖,而在人为干扰较大的斑块区倾向于有性生殖.
    西藏人工造林作业区土壤肥力评价
    罗红, 普布顿珠, 朱雪林, 吴建普
    2017, 28(5):  1507-1514.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.016
    摘要 ( 223 )   PDF (611KB) ( 98 )  
    为了掌握西藏将要造林作业区的土壤肥力水平,对6个地市524个造林作业区的土壤样本进行了养分测定,采用改进的内梅罗综合指数法分析土壤肥力水平.结果表明: 西藏造林作业区土壤综合肥力指数为0.425~1.972,土壤综合肥力水平一般的作业区数量占64.9%,贫瘠的占34.9%,肥沃的占0.2%.各属性分肥力指数均值表现为: 碱解氮>pH>全氮>速效钾>有机质>有效磷>全磷>全钾,指数值为0.654~2.643,全氮、碱解氮的肥力水平主要为肥沃、很肥沃,速效钾、有机质、全磷的肥力水平主要为一般,有效磷、全钾的肥力水平主要为贫瘠,土壤酸碱度适宜.各地市造林作业区平均土壤综合肥力指数表现为: 林芝市>昌都市>山南市>拉萨市>日喀则市>阿里地区,其中,阿里地区、日喀则市、拉萨市造林作业区土壤综合肥力水平为贫瘠,昌都市、林芝市为一般,而山南市一般和贫瘠的数量相当.西藏造林作业区土壤综合肥力水平总体偏低,土壤综合肥力、土壤各属性肥力水平由西北部的阿里地区至东南部的林芝市逐渐趋好,具有明显的水平地带性规律.
    小兴安岭酸性泥炭土硝化作用的类型及其驱动因子
    王智慧, 苏静, 蒋先军
    2017, 28(5):  1515-1521.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.026
    摘要 ( 221 )   PDF (737KB) ( 71 )  
    以小兴安岭酸性森林泥炭土为研究对象,通过加入10 mL·L-1乙炔及不同浓度的外源硫酸铵(0、1.2、6.0 mmol N·kg-1)进行硝化培养试验,探究酸性泥炭土中硝化作用类型及主要驱动因子.结果表明:无论有无外加氮源,酸性泥炭土均存在较强的矿化作用(0.9~1.4 mg N·kg-1·d-1),经过2周的培养均发生了硝化作用(0.4~0.6 mg N·kg-1·d-1),且不同浓度硫酸铵处理之间无显著差异;而乙炔处理虽有较强的矿化作用(0.8 mg N·kg-1·d-1),但未发生明显的硝化作用(0 mg N·kg-1·d-1),说明该酸性泥炭土以自养硝化为主,外源无机氮源浓度对硝化作用无显著影响,硝化底物NH3的主要来源不是外源硫酸铵,更可能来源于土壤中有机氮的矿化.培养0~14 d,无论有无外加氮源,酸性泥炭土氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度均显著增加,但不同浓度硫酸铵处理间无显著差异,表明外源无机氮浓度对氨氧化微生物的生长无显著促进作用.与不加乙炔的对照相比,乙炔处理AOB和AOA丰度随时间均无显著变化,推测AOA与AOB在该酸性泥炭土的硝化过程中都可能起一定的作用.
    少花蒺藜草入侵对沙质草地氮库的影响
    张婷, 付卫东, 张瑞海, 宋振, 柏超, 黄成成, 张国良
    2017, 28(5):  1522-1532.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.040
    摘要 ( 235 )   PDF (1425KB) ( 42 )  
    以我国北方大面积发生的入侵植物少花蒺藜草为对象,研究了其对科尔沁沙质草地土壤氮库和地上植物氮库的影响,并在室内条件下,以自然生境中少花蒺藜草伴生牧草披碱草和扁穗冰草为对照,利用15N同位素技术分析了少花蒺藜草的生物固氮能力.结果表明:与对照裸地和本地植物鹅观草样地相比,少花蒺藜草入侵地土壤总氮库分别显著增加47.5%和20.8%,土壤铵态氮库分别显著降低25.6%和25.2%.与鹅观草相比,少花蒺藜草地上部分植物氮库显著降低18.7%.少花蒺藜草的15N原子丰度、15N原子百分超、15N原子加权百分超均显著低于披碱草和扁穗冰草.少花蒺藜草和披碱草的氮肥利用率分别为48.5%和47.0%,差异不显著.与披碱草相比,少花蒺藜草生物固氮率为60.2%Ndfa.少花蒺藜草对氮素高效利用的特征,揭示了其适应沙质草地生态系统并蔓延的一种生态适应机制.
    胶州湾互花米草湿地氮、磷元素的垂直分布及季节变化
    苗萍, 谢文霞, 于德爽, 陈剑磊, 宫健
    2017, 28(5):  1533-1540.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.003
    摘要 ( 246 )   PDF (722KB) ( 98 )  
    为了研究胶州湾互花米草湿地N、P的垂直分布及季节变化特征,分别于2015年4、7、9、10、11和12月对该区域互花米草湿地和光滩土壤全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、全磷(TP)、速效磷(AP)、总有机碳(TOC),以及pH、盐度、含水量进行了测定.结果表明: 胶州湾互花米草湿地土壤TN、NH4+-N、TP、AP含量平均值分别为0.396 g·kg-1、12.14 mg·kg-1、0.419 g·kg-1、16.52 mg·kg-1,光滩平均值分别为0.385 g·kg-1、8.13 mg·kg-1、0.423 g·kg-1、19.57 mg·kg-1.总体来说,它们的含量随着土壤深度(0~60 cm)的增加逐渐降低;互花米草湿地N、P含量的季节变化明显,互花米草湿地土壤全氮含量在春季最高,秋季最低,而光滩土壤随着季节变化逐渐降低;二者土壤全磷含量的季节变化趋势相反,而速效磷含量的季节变化趋势一致;胶州湾互花米草湿地土壤TN、TP与土壤TOC含量呈显著相关,而在光滩土壤中无显著相关关系.pH、盐度显著影响互花米草湿地和光滩土壤N、P含量.
    互花米草入侵下湿地土壤碳氮磷变化及化学计量学特征
    金宝石, 闫鸿远, 王维奇, 曾从盛
    2017, 28(5):  1541-1549.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.014
    摘要 ( 272 )   PDF (943KB) ( 103 )  
    为阐明外来物种入侵对生态系统的改变,对闽江河口区本土植物短叶茳芏和不同入侵年限的互花米草湿地土壤总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行了测定与分析.结果表明: 互花米草入侵后0~50 cm深度各层土壤TC、TN和TP含量均有不同程度的增加,其中TC、TN的变化比较一致,而TP的变化滞后;TC的增加引起土壤C/N持续增加,而TP是调节互花米草入侵过程中湿地土壤C/P和N/P的关键因子,C/P和N/P的变化基本一致.土壤TC、TN、TP的变化受到土壤盐度、容重、含水量和黏粒组成的影响,而它们之间计量比主要受土壤盐度、粒径组成的影响;C/N和C/P对互花米草湿地的土壤固碳效应具有良好的指示作用.互花米草入侵引起生物量和湿地生境改变,导致土壤碳氮磷含量及其生态化学计量比发生显著变化,且随入侵时间延长表现出不同的变化特征.
    污泥堆肥对黄梁木幼苗生长和元素吸收的影响
    储双双, 童馨, 王文瑞, 莫其锋, 陈晓阳, 曾曙才
    2017, 28(5):  1550-1556.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.036
    摘要 ( 285 )   PDF (544KB) ( 8 )  
    污泥含有丰富的有机质和植物所需的营养元素,将污泥堆肥后用作苗木栽培基质逐渐成为新型的污泥生态化处置途径.通过7个月的盆栽试验,研究污泥堆肥不同添加量,即0%(CK)、25%(T1)、50%(T2)、75%(T3)、100%(T4)对黄粱木幼苗生长及营养元素和重金属吸收的影响,以及栽培后基质中元素变化特征.结果表明: 污泥堆肥添加量对黄梁木生长有显著影响,纯污泥(T4)中黄梁木苗木不能正常生长,移栽两周后植株全部死亡,而T1、T2和T3处理则显著增加了黄梁木株高、地径和总生物量,其中,T2处理效果最佳,3个生长指标均显著高于其他处理;T2、T3处理显著促进黄梁木对N、P、K以及重金属(Cu、 Zn、Pb、Cd)的吸收,而T1处理仅对N和Pb吸收有显著促进作用;同一处理条件下,黄梁木对污泥堆肥重金属吸收能力表现为Zn>Cu>Pb>Cd.盆栽试验结束时,污泥混合基质中有机质,以及N、P、K含量较高,但仍残留一定量重金属,不过均低于农用污泥污染物控制标准,具有再次利用的价值.
    青藏高原栽培大麦β-葡聚糖含量空间分布特征及其影响因子
    王建林, 钟志明, 冯西博, 付刚, 余成群, 侯维海, 王改花, 大次卓嘎
    2017, 28(5):  1557-1562.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.013
    摘要 ( 190 )   PDF (651KB) ( 88 )  
    采用83个样点数据,研究了青藏高原栽培大麦β-葡聚糖含量的分布特征.结果表明: 在地理水平方向上,青藏高原栽培大麦β-葡聚糖含量总体呈现出斑块状交错分布的格局,并形成了以青海贵德、同德,甘肃夏河、合作为中心的青藏高原东北部和以西藏江孜、白朗、谢通门、日喀则、拉孜、康马、贡嘎、曲水为中心的青藏高原西南部等两个栽培大麦β-葡聚糖含量高值区;在地理垂直方向上,栽培大麦β-葡聚糖含量呈现出双峰曲线分布格局,在海拔2700~3000 m和3600~3900 m形成2个高峰区,这2个高峰区栽培大麦β-葡聚糖含量的平均值分别为(5.7±1.7)%和(4.6±1.1)%;对栽培大麦β-葡聚糖含量影响重要值指数在40.0%以上的因子依次是籽粒颜色>穗密度>9月平均相对湿度>土壤速效氮含量>土壤速效钾含量>6月平均气温日较差>≥10 ℃积温>年均气温>土壤速效磷含量>9月平均气温日较差.
    不同生育期持续干旱对玉米的影响及其与减产率的定量关系
    米娜, 蔡福, 张玉书, 纪瑞鹏, 于文颖, 张淑杰, 方缘
    2017, 28(5):  1563-1570.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.025
    摘要 ( 243 )   PDF (656KB) ( 6 )  
    为了探究不同生长阶段土壤水分含量持续下降过程对玉米生长发育和产量形成的影响,通过设置遮雨棚人工控水试验,分析不同生长阶段持续干旱条件下玉米株高、叶面积指数(LAI)、光合性能、地上生物量和产量等生理生态指标的动态变化.试验因素为控水时段和控水持续时间,从拔节普遍期开始分别控水20(T1)和27 d(T2),从抽雄普遍期开始控水20(T3)和27 d(T4),加上不控水对照(CK),共5个处理.结果表明: 持续干旱导致植株叶片卷曲、打绺,下部叶片衰老加快,对LAI影响较大,从而降低生物量的累积与籽粒产量.T1~T4处理结束时LAI分别为CK的74.9%、68.2%、60.5%和48.3%.玉米植株在经历持续控水后,叶片最大净光合速率(Pn max)逐渐下降,T1(T3)和T2(T4)处理结束时Pn max分别降至CK的23%及不足10%,复水2周后,Pn max能恢复到CK的90%左右.T1和T2处理产量较CK分别下降18.5%和24.0%,T3和T4处理分别减产41.6%和45.8%.抽雄期持续干旱对玉米地上生物量及产量构成的影响大于拔节期干旱.干旱程度(D)能够定量表示土壤干旱状况,与玉米减产率存在线性定量关系,可通过计算D来预测玉米的减产情况.
    连作马铃薯植株库源关系及其对块茎产量的调节机理
    刘星, 邱慧珍, 张文明, 张春红, 王亚飞, 马兴
    2017, 28(5):  1571-1582.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.019
    摘要 ( 233 )   PDF (875KB) ( 37 )  
    甘肃中部沿黄灌区是国内重要的加工型马铃薯生产基地和种薯繁殖基地,但集约化生产带来的连作障碍已严重影响到产业的健康发展.为揭示马铃薯连作障碍机理,本研究通过田间试验,设置马铃薯连作年限为0~5年的处理,研究了马铃薯植株库容量、库活性和源活性对连作的响应特征及其对块茎产量的调节机制.结果表明: 短期连作(1~2年)条件下块茎产量较非连作(0年)无显著变化,长期连作(3~5年)显著下降28.6%~32.8%,单薯质量降低是导致块茎产量下降的直接原因.长期连作马铃薯库容量较非连作显著降低38.4%~53.0%.长期连作导致块茎形成推迟,同时单薯干物质积累量降低.长期连作也显著降低马铃薯源活性,与非连作相比,株高、主茎分枝数、叶绿素含量和叶片干物质量均显著下降,根系形态发育受到抑制,根系活力显著下降28.6%~63.1%,叶片RuBP羧化酶和蔗糖磷酸合成酶活性分别显著下降52.6%~64.6%和26.3%~53.4%.长期连作条件下马铃薯源端生产性能降低导致同化产物减少,花后阶段向块茎的输入不足,降低块茎产量.库源关系失衡是甘肃中部沿黄灌区长期连作马铃薯产量大幅降低的原因.
    低浓度Cry1Ac毒蛋白对棉大卷叶螟连续三代生长发育与繁殖的影响
    周浩, 蔡文宸, 苏宏华, 杨益众
    2017, 28(5):  1583-1587.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.007
    摘要 ( 212 )   PDF (430KB) ( 101 )  
    棉大卷叶螟是棉花生长中后期的重要食叶性害虫.本研究以浸叶法测定低浓度(0.5 μg·g-1)的Cry1Ac毒蛋白处理对棉大卷叶螟连续3个世代生长发育与种群增长的影响.结果表明: 处理后的棉大卷叶螟幼虫期比对照延长1.78~2.00 d,成虫寿命延长1.44~1.94 d,蛹体质量增加5.3%~11.8%;3个世代的单雌产卵量分别增加65.1%、47.3%和37.6%,种群趋势指数分别提高11.4%、17.5%和20.0%.这些指标与对照均存在显著差异.蛹历期、羽化率、性比和卵孵化率等与对照无显著差异.研究表明,转Bt基因棉长期种植后棉大卷叶螟的种群数量将会增加,需要进一步评估转基因棉种植的风险性,加强转基因棉田害虫的综合治理.
    褪黑素对水稻镉积累及其化学结合形态的影响
    刘仕翔, 黄益宗, 罗泽娇, 黄永春, 杨秀文
    2017, 28(5):  1588-1594.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.027
    摘要 ( 250 )   PDF (839KB) ( 20 )  
    研究了添加外源褪黑素对水稻幼苗中Cd积累以及水稻体内Cd化学形态分布的影响.结果表明: Cd胁迫显著降低水稻幼苗地上部和根部的生物量,并且显著降低水稻叶片的叶绿素含量.适宜的外源褪黑素添加能明显提高Cd胁迫下水稻的地上部和根部生物量,降低水稻地上部和根部Cd含量.当Cd胁迫浓度为5 μmol·L-1时,添加20 μmol·L-1褪黑素使水稻地上部和根部Cd含量分别比对照处理降低48.4%和16.9%,添加100 μmol·L-1褪黑素水稻地上部和根部Cd含量分别降低67.5%和47.9%.添加外源褪黑素也显著降低了水稻体内Cd的转运效率.当Cd胁迫浓度为20 μmol·L-1时,添加20 和100 μmol·L-1褪黑素使水稻Cd的转运效率分别比对照降低24.4%和46.8%.通过逐步提取法对水稻幼苗Cd的化学结合形态进行分析发现,添加外源褪黑素使水稻体内氯化钠提取态Cd的比例提高,而水溶态Cd、乙醇提取态Cd的比例明显降低,说明添加褪黑素可促进水稻体内移动性较强的Cd形态向移动性较弱的Cd形态转移,从而降低水稻对Cd的吸收和转运.
    不同比例红蓝光对番茄幼苗生长和光合作用的影响
    王丽伟, 李岩, 辛国凤, 魏珉, 米庆华, 杨其长
    2017, 28(5):  1595-1602.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.010
    摘要 ( 301 )   PDF (773KB) ( 66 )  
    为了探索番茄幼苗生长发育对红蓝组合光的响应机制,本试验采用发光二极管(LED)精量调制光源,以番茄品种‘SV0313TG’为试材,设红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光(9R1B、6R1B、3R1B、1R1B、1R3B)7个处理,以白光为对照,研究不同比例红蓝光质对番茄幼苗生长、光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及根系活力的影响.结果表明:不同比例红蓝光质处理对番茄幼苗生长的影响具有明显差异.红光显著促进幼苗株高增加,比叶面积增大,胞间CO2浓度提高,但PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ФPS)降低,根系生长受阻,根系活力下降,壮苗指数降低;蓝光下幼苗生长受到明显抑制,叶绿素含量降低,但叶绿素a/b 值升高;红蓝组合光有利于番茄幼苗的生长发育,3R1B处理下植株干物质量、叶绿素含量和光合性能均显著提高,幼苗生长健壮,壮苗指数最大.综上,红蓝组合光能够增加番茄幼苗叶片光合色素含量,提高光合效率,促进植株生长,尤以3R1B处理最佳.
    黄瓜幼苗光合作用对高温胁迫的响应与适应
    孙胜楠, 王强, 孙晨晨, 刘丰娇, 毕焕改, 艾希珍
    2017, 28(5):  1603-1610.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.009
    摘要 ( 283 )   PDF (1100KB) ( 66 )  
    以‘津优35号’黄瓜幼苗为试材,研究高温(HT: 42 ℃/32 ℃)和亚高温(SHT: 35 ℃/25 ℃)胁迫对黄瓜幼苗光合作用及生长量的影响.结果表明: 高温、亚高温明显抑制幼苗生长.随着胁迫时间的延长,黄瓜幼苗叶片的光合速率(Pn)逐渐降低,胞间CO2浓度(Ci)趋于升高,气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)、光呼吸速率(Pr)和暗呼吸速率(Dr)先上升后下降,高温、亚高温引起Pn降低的主要原因是非气孔限制.高温、亚高温可使黄瓜幼苗叶片的暗下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、光下实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)和电子传递效率(ETR)显著降低,初始荧光(Fo)和非化学猝灭系数(NPQ)逐渐升高.随着胁迫时间的延长,HT处理的RuBP羧化酶(RuBPCase)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其mRNA表达量逐渐降低,而SHT处理的胁迫初期变化不大,3 d后趋于降低;HT和SHT处理的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性与mRNA表达均呈先升高后降低趋势.可见,适宜光强下短时亚高温处理黄瓜幼苗不会产生明显光抑制,高温胁迫会对其PSⅡ反应中心造成严重损伤;光合酶受高温胁迫诱导,但其诱导效应与温度升高幅度和高温持续时间有关.
    施肥方式和园龄对洛川苹果园土壤钙素退化的影响
    李鹏, 李春越, 王益权, 焦彩强
    2017, 28(5):  1611-1618.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.022
    摘要 ( 241 )   PDF (712KB) ( 42 )  
    为明确黄土高原苹果产区施肥方式和园龄对土壤钙素含量和钙素贮量的影响,本研究以位于世界苹果优生区的陕西省洛川县苹果园为研究对象,分别研究不同施肥方式和不同园龄苹果园0~100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙含量及其贮量的变化特征.结果表明: 洛川县苹果园土壤钙素递减式退化现象严重,长期大量单施化肥苹果园土壤钙素退化现象明显大于化肥与农家有机肥配施苹果园,单施化肥苹果园比化肥与农家有机肥配施苹果园0~100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙平均含量分别减少38.8%、25.4%和5.6%,3种形态土壤钙素贮量依次减少36.4%、26.0%和4.3%;苹果园土壤钙素退化程度随园龄增加不断加剧,园龄>25年苹果园比园龄≤10年苹果园0~100 cm土层土壤碳酸钙、水溶性钙和交换性钙平均含量分别减少48.8%、69.4%和39.5%,3种形态土壤钙素贮量分别减少40.8%、64.1%和33.0%.长期大量单施化肥和长期种植苹果树均对土壤碳酸钙、水溶性钙、交换性钙有明显的耗竭作用,钙素递减式退化特征明显,化肥与农家有机肥配施能够有效减缓土壤钙素退化,对于园龄>25年的高龄苹果园应加强土壤钙素管理.施肥方式是苹果园土壤钙素递减的驱动因素,钙素递减呈现出明显的时(园龄)空(土层深度)效应.
    不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳分布特征
    杜少平, 马忠明, 薛亮
    2017, 28(5):  1619-1625.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.020
    摘要 ( 258 )   PDF (504KB) ( 9 )  
    以长期定位试验5、10、15、20、30年旱砂田为研究对象,研究了不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳的分布特征.结果表明:旱砂田土壤团聚体含量随粒级减小表现出“降-升-降”的变化趋势,10年以内旱砂田以>5 mm粒级团聚体为主,15年以上旱砂田以0.05~0.25 mm粒级团聚体为主,>0.25 mm团聚体含量(R0.25)和团聚体平均质量直径(MWD)均随着覆砂年限的延长而减小.不同年限旱砂田土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级减小而增加,各粒级土壤团聚体有机碳含量、团聚体对有机碳的贡献率及团聚体有机碳储量均随着覆砂年限的延长和土层的加深而降低,>1 mm粒级团聚体有机碳对长期旱砂田有机碳变化响应敏感.10、15、20、30年较5 年旱砂田团聚体有机碳储量在0~10 cm土层分别降低了8.0%、24.4%、27.5%和31.4%,10~20 cm土层分别降低了1.4%、15.8%、19.4%和21.8%.综上所述,旱砂田土壤固碳能力随种植年限延长而降低,需加强15年以上旱砂田的土壤培肥工作.
    黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷及团聚体分布特征
    葛楠楠, 石芸, 杨宪龙, 张庆印, 李学章, 贾小旭, 邵明安, 魏孝荣
    2017, 28(5):  1626-1632.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.021
    摘要 ( 298 )   PDF (554KB) ( 46 )  
    结合野外观测和室内分析,研究了黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷含量及其生态计量学特征,以及土壤团聚体分布状况,以揭示土壤质地对区域农田土壤肥力的影响,以及土壤团聚体对肥力的调控作用.结果表明: 黄土高原农田土壤大团聚体含量、主要养分含量及其生态计量比值均随土壤质地由细变粗(壤质黏土→黏壤土→砂质壤土)逐渐降低;土壤pH值和微团聚体含量则呈现出相反的变化趋势. 随土壤黏粒含量增加,大团聚体含量、有机碳、全氮和全磷含量,以及C/P和N/P显著增加,土壤pH和微团聚体含量显著降低. 土壤有机碳、全氮和全磷含量,以及C/P和N/P随大团聚体含量的增加显著增加.表明区域尺度上农田土壤肥力状况取决于土壤质地,并受土壤大团聚体的调节.
    大豆根系应答重金属Cd胁迫的转录组分析
    张晓娜, 朴春兰, 董友魁, 崔敏龙
    2017, 28(5):  1633-1641.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.004
    摘要 ( 288 )   PDF (745KB) ( 200 )  
    重金属镉(Cd)作为一种非生命活动所需的常见污染物,在土壤中以低浓度存在时,便可以对生物体产生极强的毒性,影响农作物的生长发育.为了解大豆对重金属Cd 胁迫应答的分子机制,把发芽7 d的大豆苗在75 μmol·L-1Cd浓度中处理0、4、8、12和48 h,然后取根进行转录组表达分析.共得到2670个表达差异基因,其中4、8、12和48 h处理组中分别有244、1545、442和1401个基因显示了表达差异.这些基因通过GO分类,可分为56类;采用COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类.KEGG通路富集分析表明,差异表达基因主要富集在苯丙氨酸代谢、泛醌和其他萜类醌生物合成,以及半胱氨酸和甲硫氨酸代谢等通路中.发现3个异黄酮2′-羟化酶基因、2个异黄酮还原酶基因和1个查尔酮合成酶基因在Cd 胁迫下均表达上调.RT-PCR 检测 4个差异表达基因的表达模式与 RNA-Seq分析结果一致,证实了 RNA-Seq结果的可靠性.
    崇义客家梯田生态系统服务功能
    缪建群, 王志强, 杨文亭, 孙松, 黄国勤
    2017, 28(5):  1642-1652.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.015
    摘要 ( 230 )   PDF (1080KB) ( 10 )  
    开展崇义客家梯田系统生态服务功能价值评估,有助于人们更好地了解梯田系统对崇义客家社会的重要贡献,为当地政府保护客家梯田系统提供重要依据.本研究基于崇义客家梯田系统及其所处区域的社会经济特征,构建了相应的生态服务功能价值评估指标体系;运用定性分析法对客家梯田系统的生态服务功能机理及其重要性作了识别;以2014年统计数据为基础,采用物质量和价值量相结合的定量评价方法,对客家梯田系统的9项生态服务指标进行评估.结果表明: 在评估的9项指标中,土壤保持的物质量和价值量同居各指标之首,分别为76457 kg·hm-2和105033 元·hm-2,相应地占梯田系统总物质量和总价质量的72.2%和30.0%.文化传承和景观体现了客家梯田系统独特的生态服务功能,价值量分别为100000和46333元·hm-2,位居9项指标的2、3位.产品供给是客家梯田系统提供给崇义客家人的重要福祉,但其物质量和价值量只占梯田系统生态服务总物质量和总价值量的6.1%与10.4%,因此仅考虑产品供给将严重低估梯田系统的生态服务功能.直观的经济数字反映了客家梯田系统对社会的巨大贡献,不仅有利于提高管理者和公众保护农业文化遗产的意识,也为政府制定客家梯田系统生态补偿标准提供了数据支撑.
    基于解释结构模型的煤电一体化开发生态环境累积效应识别
    韩林桅, 付晓, 严岩, 王辰星, 吴钢
    2017, 28(5):  1653-1660.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.008
    摘要 ( 216 )   PDF (1611KB) ( 32 )  
    为了对煤电一体化开发的生态环境累积效应进行识别与分析,从煤电一体化开发的主要开采建设活动、土壤环境、水资源、大气环境、生物、景观、生态7方面共筛选出29个生态环境因子,综合文献调查、专家调查问卷与访谈等方法,分析了各生态环境因子之间的相互作用关系.运用解释结构模型(ISM)分析了各因子间的关联关系与层次结构,揭示了不同开发建设活动产生累积效应的途径.结合具体的评价与管理需求,提出了煤电一体化开发生态环境累积效应研究与评估整体框架.研究结果可以为煤电一体化开发的规划与管理提供一定的理论基础与技术手段.
    长期施肥对潮棕壤有机氮组分的影响
    任金凤, 周桦, 马强, 徐永刚, 姜春明, 潘飞飞, 宇万太
    2017, 28(5):  1661-1667.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.006
    摘要 ( 299 )   PDF (762KB) ( 102 )  
    依托长期定位试验(从1990年开始)的4个施肥处理(CK,不施肥;M,循环猪圈肥;NPK,单施化肥;NPK+M,化肥配施循环猪圈肥),探讨了长期施肥对潮棕壤有机氮各组分的影响并揭示了其年际变化特征.结果表明: 从试验开始至2015年,不同施肥模式下各有机氮组分呈现不同的变化趋势,其中酸解有机氮基本上表现为逐年增加的趋势;M和NPK+M处理氨基酸态氮也逐年上升,而CK和NPK处理氨基酸态氮持续下降,这可能与微生物对土壤中氨基酸的利用有关.在整个试验过程中(1990—2015年的平均值),NPK处理酸解铵态氮大幅度增加,比CK增加31.1%;在施加有机肥的2个处理中(M和NPK+M)有机氮各组分均有所提高.与M相比,NPK+M处理各有机氮组分增加的幅度更加明显,这表明有机无机肥配施能有效增加土壤有机氮,进而增强土壤供氮能力,提高土壤肥力水平.
    甘南高寒草甸土壤纤毛虫对磷酸氢二铵添加的响应
    宁应之, 王婷婷, 武维宁, 陈凌云, 杜国祯
    2017, 28(5):  1668-1678.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.030
    摘要 ( 222 )   PDF (879KB) ( 28 )  
    为研究磷酸氢二铵(DAP)添加对土壤纤毛虫群落结构的影响,于2012年4月在甘南高寒草甸选取典型样地,在0~120 g·m-2浓度区间内设置5个添加水平,采用“非淹没培养皿法”、活体观察法和“3级10倍环式稀释法”测定土壤纤毛虫物种数和密度,同时测定了土壤相关环境因子(含水量、pH值、总氮、总磷、有机碳).共获得土壤纤毛虫129种,隶属9纲17目31科46属.对照组的土壤纤毛虫物种数和物种多样性指数均大于施肥处理,且随着施肥量的增大,土壤纤毛虫物种数减少,物种多样性减小,但其密度随施肥量的增大而增加.对照土壤纤毛虫优势类群为刺钩目,随着施肥量的增大,土壤纤毛虫优势类群更新为肾形目.土壤纤毛虫群落结构和环境因子的冗余分析表明,总磷、土壤温度和含水量是影响甘南高寒草甸土壤纤毛虫群落分布的关键环境因子.
    引致蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构
    张胜利, 于士军, 栾丰刚, 蒲顺昌, 陈雪, 李增智
    2017, 28(5):  1679-1686.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.005
    摘要 ( 223 )   PDF (625KB) ( 40 )  
    采用ISSR分子标记技术对在3个不同地区引起蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构进行研究.结果表明: 3个地方病种群均表现出较高的遗传多样性,其中敬亭山种群的遗传多样性最高,石台种群最小.UPGMA聚类分析表明,不同地方病种群无优势性,均为多系的异质种群,遗传谱系与地理来源无关.敬亭山不同采集时间的菌株表现出明显的时间异质性.种群(亚种群)间的遗传分化系数Gst为0.2153,而基因流Nm为0.9110(Nm<1), 暗示低水平的基因交流是种群内遗传变异的主要原因之一.因此,蝉棒束孢种群水平的高异质性和低优势性是维持蝉若虫地方病的遗传结构特征.
    电厂温排水增温对浮游动物粒径谱的影响
    余晶, 朱艺峰, 戴美霞, 林霞, 毛硕乾
    2017, 28(5):  1687-1698.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.002
    摘要 ( 234 )   PDF (890KB) ( 127 )  
    利用浮游生物Ⅰ(孔径505 μm)、Ⅱ(160 μm)、Ⅲ(77 μm)型拖网所得的10个站位、4个季节丰度数据,以浮游动物生物体积为单位划分粒级,探讨了国华电厂排水口附近海域浮游动物Sheldon型粒径谱和标准化粒径谱的时空变化特征,以期探明海域增温对浮游动物粒径谱影响.结果表明: 浮游动物个体体积范围为0.00012~127.0 mm3·ind-1,可划分为21个对数粒级组,对数范围为-13.06~6.99.据Sheldon型粒径谱结果,构成不同月份粒径谱主谱峰的主要种类有桡足幼体、墨氏胸刺水蚤、中华哲水蚤、仔鱼、百陶箭虫、拿卡箭虫和球型侧腕水母,小谱峰大多由个体较小的幼体类、剑水蚤类、针刺拟哲水蚤构成.在不同增温区断面中,桡足幼体、鱼卵和剑水蚤类等基本不受增温影响,而大型浮游动物,如百陶箭虫、拿卡箭虫、球型侧腕水母、中华哲水蚤和瓜水母等明显倾向于迁离排水口.从标准化粒径谱参数变化看,截距从低到高分别发生在11、2、5和8月;斜率变化以2月最小,5月与8月斜率相似且较大,表明2月小型浮游动物在群落中所占比例最高,而中大型浮游动物以5月和8月较高.在不同断面中,斜率以距离排水口0.2 km断面最低,且随着断面距离增加而增加,说明距离排水口越近,浮游动物小型化越明显.象山港标准化粒径谱年平均截距为4.68,斜率为-0.655.
    温州南部沿岸海域主要鱼类的生态位及种间联结性
    董静瑞, 水柏年, 胡成业, 水玉跃, 杜肖, 田阔
    2017, 28(5):  1699-1706.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.028
    摘要 ( 225 )   PDF (893KB) ( 35 )  
    国内对生态位和种间关联性的研究主要集中于植物、鸟类和游泳动物群落等方面,而针对鱼类生态位和种间关联性研究鲜有报道.本文基于2015年春季(5月)和秋季(9月)温州南部沿岸海域渔业资源调查与渔获物分析,运用生态位测定、方差比率(VR)、χ2检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)和点相关系数(Ф)等方法对主要鱼类间的关系进行研究.结果表明: 该海域共鉴定出鱼类47种,隶属于9目27科41属,其中优势种4种,重要种9种,共占17%.通过生态位宽度聚类分析,按生态位宽度将主要鱼类划分为2类:第1类广生态位种包括龙头鱼、棘头梅童鱼、日本鳀、镰鲳、白姑鱼、六指马鲅、蓝圆鲹和带鱼;第2类狭生态位种包括海鳗、六丝矛尾鰕虎鱼、宽体舌鳎、小黄鱼和鳓.主要鱼类间的生态位重叠值为0~0.90,表明物种对资源利用的相似程度存在差异.生态位宽度较窄的宽体舌鳎和海鳗,其重叠值相对较高,说明两个物种间存在一定的竞争.利用VR分析得出主要鱼类间的关联性呈显著正相关.鉴于Ф值能降低χ2检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)对联结性分析的影响,故采用Ф值测定,得出63个种对为正联结,种间联结性和生态位两者分别与群落结构稳定和群落更替具有不同程度的相关性.
    甲烷及三氯乙烯驯化对垃圾填埋场覆盖土细菌群落结构的影响
    赵天涛, 何芝, 张丽杰, 邢志林, 高艳辉, 彭绪亚
    2017, 28(5):  1707-1715.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.012
    摘要 ( 202 )   PDF (928KB) ( 37 )  
    对典型垃圾填埋覆盖土进行CH4原位富集和三氯乙烯(TCE)驯化,研究了其生物氧化能力和微生物群落结构变化.覆盖土CH4氧化速率为0.20~0.87 μmol·g-1 soil·h-1,TCE降解速率为0.009~0.013 mg·L-1·h-1,其中山东垃圾填埋场覆盖土土样甲烷氧化活性高于广东、上海和重庆地区土样.通过Illumina MiSeq测序技术分析了α多样性和驯化前后微生物菌群结构变化规律.结果表明: 在所有被注释的操作分类单元聚类结果中,细菌OTUs分配为39个门,85个纲,562个属,富集驯化后变形杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和酸杆菌门仍为各土样的优势菌群,所占比例之和高于77.4%;γ-变形杆菌纲、β--变形杆菌纲、α-变形杆菌纲、放线菌纲和酸杆菌纲所占比例之和高于26.5%.嗜甲基菌属、厌氧绳菌属、节杆菌属和假单胞菌属经TCE驯化后,其相对丰度呈增加趋势.表明在覆盖土氯代烃生物降解过程中,除了被广泛认可的甲烷氧化菌异养共代谢机制以外,还存在非甲烷共代谢机制和氯代烃自养降解机制.
    干扰对动物传播森林植物种子有效性影响的研究进展
    王静, 闫巧玲
    2017, 28(5):  1716-1726.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.033
    摘要 ( 254 )   PDF (702KB) ( 73 )  
    干扰在森林生态系统中普遍存在,并影响森林的更新和演替.动物传播种子是种子更新的必经阶段,其对森林干扰的响应在一定程度上能够预测未来的森林群落组成和结构变化,对于明确森林演替方向具有重要意义.本文论述了森林干扰对动物传播种子有效性(包括动物传播种子的数量和质量)影响研究的生态学意义,全面揭示了自然干扰(火干扰、林窗干扰等)和人为干扰(生境破碎化、狩猎、采伐等)对动物传播种子数量、传播距离以及传播后幼苗更新影响的研究进展,指出干扰通过影响动物种群动态,进而造成动物传播种子数量发生了改变,动物传播种子的距离对干扰的响应基本表现出轻微负相关;干扰对传播后幼苗更新的影响结果因干扰类型的不同而复杂多变,干扰迹地环境因子的变化也影响着传播后的种子萌发和幼苗更新.干扰对动物传播种子有效性影响研究中存在的问题,主要表现为火干扰迹地恢复过程、增益性的干扰(如抚育、间伐、林窗)等对种子传播有效性影响研究的匮乏,以及忽略了温带森林内的干扰对动物传播种子的影响等.今后,应开展干扰对种子传播有效性的长期研究;对于干扰多发地带的森林,应高度重视增益性干扰影响动物传播植物种子的研究.
    综合评述
    大数据在生态环境领域的应用进展与展望
    赵苗苗, 赵师成, 张丽云, 赵芬, 邵蕊, 刘丽香, 赵海凤, 徐明
    2017, 28(5):  1727-1734.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.001
    摘要 ( 349 )   PDF (527KB) ( 93 )  
    随着互联网和移动通讯技术的发展,生态环境领域从信息采集到加工处理也进入信息化和数字化时代,数据量呈现爆发式增长,生态环境大数据受到越来越多的关注.生态环境大数据是在对生态环境要素“空天地一体化”连续观测的基础上,集成海量的多源多尺度信息,借助云计算、人工智能及模型模拟等大数据分析技术,实现生态环境大数据的集成分析和信息挖掘.生态环境大数据存在数据来源多样、涉及部门广;数据采集方式不统一;服务对象众多、对专业化服务要求高等特点.大数据已在生态环境领域得到了初步应用,如在全球气候变化预测、生态网络观测与模拟和区域大气污染治理等方面作用明显.目前我国生态环境大数据的发展还存在诸多问题,包括数据共享难、监测技术落后、传感器等监测设备严重依赖进口、数据集成和深度分析能力不足等.随着大数据技术的进步,未来大数据在解决生态环境健康问题、提高重大生态环境风险预警预报水平、提高生态环境领域科学研究水平等方面都将发挥巨大作用.大数据将最终实现生态环境管理决策定量化、精细化,生态环境信息服务多样化、专业化和智能化,为中国社会经济可持续发展和生态文明建设提供技术保障.
    细菌群体感应“合作-欺骗”研究进展
    赖柏民, 汪美贞, 沈东升
    2017, 28(5):  1735-1742.  doi:10.13287/j.1001-9332.201705.018
    摘要 ( 396 )   PDF (785KB) ( 124 )  
    细菌利用信号分子进行细胞间的交流即为群体感应.群体感应调控着生物膜形成、公共物质合成、基因水平转移等一系列社会性行为.在群体感应过程中,公共物质分泌后可以被群体中任何个体所使用即合作;亦可以被一些不分泌公共物质的个体所使用形成欺骗.群体感应合作-欺骗既可能在种群中稳定维持,也可能由于欺骗子的快速增长造成种群崩溃.欺骗子致种群崩溃为病原菌控制新策略研发带来了希望,是目前群体感应研究方面的前沿和热点.本文在介绍细菌群体感应合作及欺骗的基础上,分析了群体感应合作-欺骗生态关系形成和发展的影响因素,重点从亲缘选择、谨慎代谢、代谢限制(基因多效型)、群体感应监管等方面探讨了细菌群体感应合作-欺骗的稳定维持机制,并对细菌群体感应合作-欺骗的相关研究进行了问题总结和展望,以期为深入理解群体感应、微生物种群生态提供参考.