应用生态学报

黎锦涛, 孙学凯, 胡亚林, 赵珊宇, 曾德慧

2017, 28(6): 1743-1752. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.033

摘要 ( 396 )

PDF (909KB) ( 105 )

在干旱/半干旱地区,土壤干湿交替现象非常明显.在全球气候变化背景下,预测未来科尔沁沙地的土壤干湿交替变化强度将进一步加剧.本研究采用室内原位土柱培养方法,模拟干湿交替对科尔沁沙地小叶杨和樟子松叶凋落物分解速率及养分释放的影响.试验设置3个处理:恒湿处理(CM)、轻度干湿交替处理(DW₁,10 d干燥+20 d湿润)和重度干湿交替处理(DW₂,20 d干燥+10 d湿润).整个培养试验共处理180 d,其中进行4次干湿交替循环处理,并在干湿交替处理结束后,将各处理置于相同土壤水分条件(60%田间持水量)延时培养60 d.结果表明: 小叶杨和樟子松叶凋落物分解及养分释放对干湿交替的响应一致.在干湿交替期间,DW₂处理显著抑制叶凋落物分解及叶凋落物C、木质素和总酚释放;与CM相比,DW₂处理叶凋落物质量、C、木质素和总酚残留率分别增加17.4%、23.8%、35.2%和32.7%,而干湿交替对叶凋落物N和P养分释放无显著影响.干湿交替处理结束和延时培养结束时,不同干湿处理叶凋落物分解及养分残留率的变化具有一致性.而延时培养期间DW₂处理凋落物分解速率、叶凋落物C和木质素释放加快,表明干湿交替对叶凋落物分解及养分释放具有短期延时效应.

川西高海拔增温和加氮对红杉凋落物有机组分释放的影响

陈玥希, 陈蓓, 孙辉, 马丽红, 沈丹杰, 刘堰杨

2017, 28(6): 1753-1760. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.040

摘要 ( 464 )

PDF (862KB) ( 214 )

对川西高山树线红杉新鲜凋落物中有机组分于11月进行自然条件(对照)、加氮(2 g N·m^-2)、增温(顶开式培养室)、加氮+增温4个处理的原位培养,并监测凋落物中有机组分的分解动态.结果表明: 在试验开始后4个月内,增温、加氮以及加氮+增温处理比对照显著促进了红杉凋落物中水溶性糖、水溶性酚和多酚的分解,但随着培养时间的延长,累积分解量的差异逐渐缩小.与对照相比,增温、加氮和增温+加氮处理均抑制红杉凋落物中CH₂Cl₂提取组分、酸溶碳水化合物、酸溶木质素和非酸溶木质素分解,其中增温处理抑制作用最强,加氮处理抑制效果最弱,增温+加氮处理介于二者之间;增温处理对非酸溶木质素和CH₂Cl₂提取组分的半分解周期延长1倍以上,热水溶组分的半分解周期延长50%以上.在原位培养条件下,红杉新鲜凋落物中水溶性糖、水溶性酚、多酚、酸溶碳水化合物、酸溶木质素是较容易分解的有机组分,半分解周期分别为182、159、127、154和190 d;热水溶组分、CH₂Cl₂提取组分和非酸溶木质素是较难分解的有机组分,半分解周期分别是209、302和318 d;尽管低温季节(11月至次年3月)极其寒冷,气温均低于0 ℃,常被认为是微生物活性最弱、有机物分解最慢的时期,但结果显示低温季节期间红杉凋落物各有机组分却分解最快.因此,氮沉降和升温将迟滞该区域高寒红杉林凋落物的分解.这将有利于高寒森林生态系统的土壤碳固持.

典型毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化空间异质性及其影响因素

赵宣, 郝起礼, 孙婴婴

2017, 28(6): 1761-1768. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.034

摘要 ( 507 )

PDF (1744KB) ( 205 )

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义.以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其pH、电导率、全盐含量的空间异质性进行分析.结果表明: 1)土壤pH、电导率、全盐含量的平均含量分别为8.44、5.13 mS·cm^-1和21.66 g·kg^-1,变异系数范围为6.9%～73.3%,pH属于弱变异,电导率和全盐含量属于中等程度变异.2)半方差分析结果显示,3个指标的空间变异性的最佳拟合模型均为球形模型,块金值/基台值比值范围为8.6%～14.3%,均具有强烈的空间自相关性,结构性因素对变异起主导作用;变程由小到大表现为pH＜全盐<电导率.克里金插值图显示,pH、电导率、全盐含量整体呈条带状分布,连续性较好.pH值表现出随着地势的升高而升高的特点,而电导率和全盐含量则表现出随着地势的升高而降低的特点.3)在垂直分布上,重度盐渍化区域的盐分有表聚现象,轻度盐渍化区域盐分垂直分布为先减少后增大.毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤盐渍化的空间变异性与气候、地质条件、地形地貌、水文地质条件、植被分布等有关,以地形因素和水文地质条件的影响为主.

1960—2014年松嫩草地极端气候事件的时空变化

马齐云, 张继权, 来全, 张峰, 董振华, 阿鲁思

2017, 28(6): 1769-1778. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.002

摘要 ( 469 )

PDF (2160KB) ( 217 )

基于1960—2014年松嫩草地13个气象站点的日值记录数据,计算与区域水旱寒热灾害、植被生长发育密切相关的14个极端气候指数;利用线性趋势法、间断趋势分析法、Mann-Kendall检验、Sen斜率估计和滑动t检验等方法,分析松嫩草地极端气候事件的发生趋势与时空格局.结果表明: 表征极端高温指数的夏日日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续指数均呈显著上升趋势,表征低温指数的霜日日数、冷昼日数、冷夜日数、冷持续指数均呈明显下降趋势,区域变暖趋势显著;区域极端低温的增幅大于极端高温的增幅,夜间增温幅度大于白昼;1970—2009年区域气候变暖趋势较为明显,各指数突变也集中发生在这一时期;表征极端降水的各指数变化趋势不显著,普通日降水强度和持续干燥指数呈下降趋势,5日最大降水量、强降水量、年湿期降水总量和持续湿润指数呈微弱上升趋势,表明区域气候呈微弱的暖湿化特征;松嫩草地南部和北部地区是对气候变暖响应最显著的区域;对极端降水指数而言,各指数南北分异特征明显,区域北部以变湿为主要特征,而南部则以变干为主要特征,尤其是区域西南部的干旱风险较高.

萘对川西亚高山森林土壤呼吸、养分和酶活性的影响

杨帆, 杨万勤, 吴福忠, 王惠, 蓝丽英, 刘育伟, 郭彩虹, 谭波

2017, 28(6): 1779-1785. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.031

摘要 ( 381 )

PDF (806KB) ( 152 )

萘作为土壤动物化学抑制剂已在土壤动物生态功能的研究中广泛使用,但其非目标效应使其应用仍存在很大的不确定性.为了了解在亚高山森林土壤应用萘抑制土壤动物群落是否存在非目标效应,以青藏高原东缘的川西亚高山森林土壤为研究对象,采用微缩试验研究了萘对土壤呼吸速率、养分含量和酶活性的短期影响.结果表明: 萘处理显著抑制了培养0～10 d的土壤呼吸速率,随后(24～52 d)表现出明显的促进作用.萘处理显著影响了土壤铵态氮和硝态氮含量的动态变化,萘处理铵态氮和硝态氮含量分别以培养的3和17 d最高,对照则以培养的45 d和结束时的52 d最高.萘处理土壤可溶性碳含量在培养3 d急剧增加后迅速降低,对照则略有升高后降低,而萘处理和对照的可溶性氮含量均表现为先升高后降低.萘处理和对照的土壤酶活性均具相似的动态规律,两者的脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别在培养45、38和10 d至最高.萘处理和采样时间的交互作用显著影响了土壤呼吸速率,以及土壤铵态氮、硝态氮和可溶性氮含量,但对可溶性碳含量、蔗糖酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性的影响不显著.萘作为驱虫剂的非目标效应可能在短期内对川西亚高山森林土壤的氮循环过程产生强烈的影响.

雪被去除对川西亚高山云杉林土壤活性氮的影响

李志杰, 杨万勤, 贺若阳, 庄丽燕, 杨开军, 刘群, 李婷婷, 徐振锋

2017, 28(6): 1786-1792. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.027

摘要 ( 363 )

PDF (765KB) ( 179 )

气候变化引发的季节性雪被改变可能对高寒森林土壤氮循环产生深刻影响.以遮雪棚去除雪被,研究了雪被去除样方和对照样方在不同关键时期(雪被初期、深雪被期和雪被融化期)土壤氮库和矿化速率的变化.结果表明: 季节性雪被对土壤具有良好的保温作用,雪被去除使得5 cm深度土壤平均温度和最低温度分别降低0.33和1.17 ℃,并明显增加了土壤冻结深度和冻融循环.土壤活性氮在不同雪被时期存在显著差异.雪被去除使得冬季土壤铵态氮、硝态氮和可溶性有机氮增加38.6%、23.5%和57.3%.此外,雪被去除也促进了融化期土壤硝化和矿化速率的增加.因此,未来气候变暖引起的雪被减少可能加快川西亚高山森林冬季土壤氮循环.

黄土丘陵区草本植物叶片与枯落物生态化学计量学特征

刘洋, 曾全超, 安韶山, 李鑫, 黄懿梅

2017, 28(6): 1793-1800. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.036

摘要 ( 374 )

PDF (741KB) ( 167 )

以黄土高原延河流域森林、森林草原和草原3个植被区的4种典型草本植物达乌里胡枝子、长芒草、铁杆蒿、茭蒿的叶片和枯落物为对象,测定叶片和枯落物中碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其比值,分析草本植物在该区域的养分限制及再吸收规律.结果表明: 4种植物叶片N/P均小于14,生长主要受氮元素含量限制;除达乌里胡枝子外,其他3种植物N、P、K的养分再吸收效率平均值分别为48.7%、32.5%、79.9%.茭蒿和铁杆蒿较高的N、P、K养分再吸收效率和叶片K含量有助于其在水分竞争中占据优势.铁杆蒿枯落物的C/N显著低于长芒草和茭蒿的枯落物,因而更易分解和进行养分循环.这可能是铁杆蒿在3个植被区分布广泛的原因之一.

黄河三角洲海岸带湿地柽柳在干旱年份的水分利用策略

王平, 刘京涛, 朱金方, 付战勇, 孙景宽

2017, 28(6): 1801-1807. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.018

摘要 ( 395 )

PDF (513KB) ( 144 )

以黄河三角洲海岸带贝壳堤湿地灌木群落主要建群种柽柳为对象,利用稳定同位素技术测定柽柳木质部和潜在水源δ¹⁸O值的时空变化,采用IsoSource模型计算潜在水源对柽柳的贡献比例,研究海岸带不同生境中柽柳对不同水分条件的适应机制.结果表明: 在降水较少的干旱年份,相对于不稳定的降水,柽柳倾向于利用稳定的土壤水和浅层地下水,但是在不同微地形生境下柽柳的水分利用策略有所差异.滩脊的柽柳72.6%～95.4%水分来源于浅层地下水和含水量相对较高的深层土壤水(40～100 cm);高潮线附近的柽柳有40.7%～97.3%的水分来源于上层土壤水(0～40 cm),以避免海水和浅层地下水的盐分胁迫.柽柳对外界水盐条件变化具有较强的适应性,在海岸带可利用水资源缺乏的恶劣生境中具有更强的种间竞争优势,从而导致柽柳单优灌木群落的形成.

基于NDVI时间序列轨迹的草原露天矿区植被时空动态特征

贾铎, 王藏姣, 牟守国, 赵华

2017, 28(6): 1808-1816. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.035

摘要 ( 418 )

PDF (2547KB) ( 231 )

采矿作用下草原露天矿区植被时空动态特征尚不明确.以胜利露天矿区为例,选取MODIS和Landsat影像,利用ESTARFM构建2001—2015年植被生长期一致的年际Landsat时间序列,以时间分割算法拟合像元NDVI时间序列轨迹,结合轨迹形态特征提取早期扰动型、持续扰动型、扰动稳定型、扰动稳定恢复型和扰动恢复型5种植被动态类型及各类型的时间特征.结果表明:胜利矿区植被动态类型以扰动恢复型为主,占各类型像元总数的55.2%,扰动稳定型和持续下降型次之,分别为25.6%和11.0%,早期扰动型和扰动稳定恢复型较小,分别为3.5%和4.7%.扰动多发于2004—2009年,稳定期多始于2008年,空间上多分布于露天采场和排土场,恢复期多始于2008年和2010年,其空间范围较小且集中于矿井外围和排土场.扰动持续时长以1年为主,稳定期持续时长以7年为主,恢复期持续时长中稳定恢复型为2～5年,扰动恢复型为8年.

亚高寒草甸不同坡向金露梅种群的空间分布格局及空间关联

刘旻霞

2017, 28(6): 1817-1823. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.037

摘要 ( 360 )

PDF (756KB) ( 162 )

植物种群在不同干扰条件下对环境的适应对策可以通过其空间分布格局及关联性反映出来.金露梅是甘南亚高寒草甸中的优势种,通过野外群落调查,运用空间点格局分析的Ripley K函数,分析甘南不同坡向亚高寒草甸中金露梅种群的空间分布格局及其关联性.结果表明: 金露梅种群在3个坡向的分布具有显著差异,重要值、生物量和盖度在北坡均高于南坡;北坡和西坡金露梅种群Ⅰ、Ⅱ级个体在小尺度上呈显著聚集分布,随着龄级和空间尺度的增加,金露梅种群聚集强度逐渐减弱,趋向于随机分布;南坡由于其生境条件对金露梅生长的抑制,种间竞争激烈,各级金露梅种群的分布格局均以随机分布为主;不同坡向的金露梅种群Ⅰ、Ⅱ级个体之间在一定尺度内表现为负关联,随着尺度增加,关联度降低,Ⅲ、Ⅳ级与Ⅰ、Ⅱ级个体之间的关联性呈显著负关联;较大个体之间无明显关系,表明年龄接近的个体在空间分布上是相互独立的,利于其充分利用环境资源.

放牧干扰下高寒草甸物种多样性指数评价与选择

牛钰杰, 杨思维, 王贵珍, 刘丽, 花立民

2017, 28(6): 1824-1832. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.026

摘要 ( 509 )

PDF (1406KB) ( 207 )

在青藏高原东北缘高寒草甸设置6个放牧强度样地,连续4年研究10个多样性指数(Richness和Abundance 2个实测指数,优势度指数、均匀度指数、丰富度指数和综合指数各2个)对放牧强度和年限影响植物群落的解释能力.结果表明: 相对于重要值,利用多度计算的多样性指数对放牧干扰更敏感.优势度指数(Berger-Parker、Dominance)与放牧强度和年限均无关,不能将放牧干扰对群落优势种的影响有效区分.均匀度指数(Equitability、Evenness)均与放牧强度无关,但Evenness指数与放牧年限呈显著负相关,不受偶见种影响且与物种多度的变异系数呈显著正相关,在基于时间尺度的均匀度比较中可以选择Evenness指数.丰富度指数(Menhinick、Margalef)均与放牧年限无关,但Margalef指数与放牧强度呈显著正相关,且不受偶见种影响.综合指数(Shannon、Simpson)均与放牧强度无关,但Shannon指数与物种丰富度和多度呈显著正相关,且随放牧年限增加而显著升高,不受偶见种影响,Shannon指数可用于在长时间尺度下比较物种多样性变化.在所有多样性指数中,只有实测物种丰富度和多度均与放牧强度呈显著负相关,与放牧年限呈显著正相关,且不受偶见种影响,故实测物种丰富度和多度相结合可作为放牧干扰下多样性比较的首选指标.此外,多样性指数选择须考虑放牧干扰的强度与时间特征、多样性组分和研究目的.

基于MaxEnt模型的黄河三角洲滨海湿地优势植物群落潜在分布模拟

宗敏, 韩广轩, 栗云召, 王光镇, 王安东, 杨显基

2017, 28(6): 1833-1842. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.017

摘要 ( 375 )

PDF (1010KB) ( 176 )

采用千米网格的方法,对黄河三角洲滨海湿地进行土壤采样和植被群落调查,利用MaxEnt模型和GIS空间分析技术,模拟该地区优势物种的潜在分布,定量分析优势物种的主导环境影响因子及其生态位参数.结果表明: 黄河三角洲滨海湿地的优势物种为柽柳、芦苇和盐地碱蓬.影响柽柳、芦苇和盐地碱蓬潜在分布的主导环境因子分别为硝态氮、盐分、坡度、镁、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分、全磷、pH、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分和铵态氮.黄河三角洲滨海湿地优势物种的存在概率与盐分呈正相关,与其他主导环境影响因子呈负相关.黄河三角洲滨海湿地优势物种的潜在核心适生区主要分布在滨海地区,芦苇的分布范围较柽柳和盐地碱蓬更广泛.

滦河流域河岸带入侵植物分布特征及其与环境的关系

任颖, 何萍, 徐杰, 贾娇

2017, 28(6): 1843-1850. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.020

摘要 ( 424 )

PDF (1006KB) ( 162 )

根据滦河流域河岸带56个样点的植被调查,研究入侵植物种类,其组成特征、空间分布,及其与环境因子的关系.结果表明: 滦河流域河岸带共记录入侵植物26种,属12科19属,其中菊科和苋科植物为优势科,占入侵植物总数的50%,一年生植物占总数的73.1%,反枝苋、大狼杷草、小藜是出现频数最高的3种植物;样点的入侵种数、入侵强度与海拔呈显著负相关;人类活动强度对入侵植物分布有显著影响,人口密集、交通便利、人类活动频繁的平原区,水库众多的浅山区,以及中游段旅游业发达的承德市周边山区是入侵植物集中分布的区域;人口分布较稀的高原地区只出现几种宽生态幅的入侵物种.总体上,滦河流域河岸带入侵等级高的植物主要分布在400 m以下的中低海拔地区,除反枝苋外,其他高等级入侵物种尚未扩散进入高海拔地区.

基于气象因子的白桦天然林单木直径生长模型

张海平, 李凤日, 董利虎, 刘强

2017, 28(6): 1851-1859. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.009

摘要 ( 485 )

PDF (628KB) ( 126 )

基于大、小兴安岭地区212块白桦天然林固定样地复测数据和区域内及周边共30个气象站点数据,构建了基于气象因子的单木生长模型.在此基础上,通过分析大、小兴安岭地区林分因子及气象因子的差异,采用哑变量方法构建了含区域效应的单木直径生长模型.结果表明: 生长季最低温度(T_{g min})和生长季降雨量(P_{g m})是影响两地区白桦胸径生长量的主要气象因素.T_{g min}和P_{g m}与胸径生长量均呈正相关关系,但T_{g min}对胸径生长量的影响程度存在明显的区域差异.引入T_{g min}和P_{g m}的单木生长模型比仅含林分因子的单木生长模型的调整后确定系数(R_a²)提高了11%(R_a²=0.56),说明气象因子可以很好地解释该地区白桦生长情况;采用哑变量法构建的含区域效应的胸径生长模型将R_a²提高了18%(R_a²=0.59),且有效解决了模型参数区域不相容的问题.模型检验结果表明,含区域效应的哑变量单木胸径生长模型对大、小兴安岭地区白桦胸径生长量的预估效果最好,平均偏差、平均绝对偏差、平均相对偏差和平均相对偏差绝对值分别为0.0086、0.4476、5.8%和20.0%.基于气象因子的哑变量单木胸径生长模型可以很好地描述大、小兴安岭地区白桦的胸径生长过程.

马尾松人工林郁闭度对大型土壤动物功能群的影响

周泓杨, 张丹桔, 张捷, 赵燕波, 赵波, 魏大平, 张健

2017, 28(6): 1860-1868. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.029

摘要 ( 381 )

PDF (1191KB) ( 50 )

将土壤动物分为捕食性、腐食性、杂食性、食木性和菌食性5个功能群,研究马尾松人工林各功能群大型土壤动物随郁闭度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9)的变化.结果表明: 1)各郁闭度马尾松人工林大型土壤动物以腐食性个体比例最高,类群上以杂食性和食木性为主.2)马尾松人工林大型捕食性土壤动物个体数、类群数和食木性类群数在0.5～0.6郁闭度下无显著变化,在0.6～0.9郁闭度下显著降低.3)随郁闭度增大,枯落物层捕食性土壤动物个体和类群数显著减少,5～10 cm层腐食性土壤动物个体数呈不规则的波动变化.食木性土壤动物个体数随土层加深而增多,且在枯落层其类群数及5～10 cm层个体和类群数随郁闭度增大而显著减少.4)不同郁闭度下,除食木性土壤动物功能群Pielou均匀度无显著差异外,食木性和腐食性土壤动物各多样性指标均差异显著;捕食性土壤动物仅Simpson优势度指数在0.5～0.8郁闭度下无显著变化,在0.8～0.9郁闭度下显著降低.5)典范对应分析(CCA)显示,不同郁闭度马尾松人工林大型土壤动物功能群主要受土壤容重和含水量的影响.含水量对腐食性土壤动物个体数影响较大,食木性、捕食性土壤动物受土壤容重影响,捕食性土壤动物Simpson优势度指数受土壤pH和全磷影响.大型土壤动物功能群结构在0.7郁闭度下相对稳定,有利于马尾松人工林地力维持和生态功能的发挥.

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响

刘霞, 赵东, 程建伟, 陈海燕, 刘新民, 宝音陶格涛, 李永宏

2017, 28(6): 1869-1878. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.025

摘要 ( 487 )

PDF (1141KB) ( 220 )

采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理, 研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明: 全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.

半自然农田边界与相邻农田步甲和蜘蛛的时空分布

张旭珠, 韩印, 宇振荣, 刘云慧

2017, 28(6): 1879-1888. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.030

摘要 ( 411 )

PDF (846KB) ( 147 )

分别于小麦、玉米收获前后,采用陷阱法调查了华北地区典型农业景观中具有不同植被结构的农田边界及其相邻农田中两类重要天敌类群步甲和蜘蛛的多样性.通过比较农田生境及相邻农田边界间两类天敌群落的时空分布格局及其与相邻半自然生境植被群落的相关关系,探讨半自然农田边界对两类天敌类群的保护作用.结果表明: 整个取样季节农田边界处蜘蛛的多度显著高于农田内部;而步甲多样性在农田与边界间无显著性差异,仅呈现不同的群落结构;作物收获后蜘蛛分科数在边界处的增加以及在农田的减少,显示了蜘蛛在农田和边界之间的迁移活动.边界植被结构对蜘蛛和步甲多样性有不同影响:边界较高的草本层盖度和较低的乔木层盖度有利于增加农田中某些步甲优势种的多样性;而较高的草本层盖度有利于增加皿蛛科蜘蛛的多样性.因此,半自然生境的存在可以通过天敌在农田和边界之间的迁移运动促进农田天敌多样性的维持;但不同类型半自然生境植被群落结构可能影响其对不同天敌群落多样性的维持和保护作用.为促进农业景观对天敌的保护作用,提高其害虫控制功能,需要深入了解不同天敌的生境需求及食物需求,精心设计有利于天敌多样性维持的半自然生境.

氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

吴晓丽, 李朝苏, 汤永禄, 刘于斌, 李伯群, 樊高琼, 熊涛

2017, 28(6): 1889-1898. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.008

摘要 ( 349 )

PDF (864KB) ( 149 )

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.

控释掺混尿素对稻、麦土壤氮与酶活性的影响

张敬昇, 王昌全, 李冰, 梁靖越, 何杰, 向毫, 尹斌, 罗晶

2017, 28(6): 1899-1908. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.003

摘要 ( 335 )

PDF (1224KB) ( 176 )

通过大田试验,共设7个处理,即不施氮、常规施肥以及掺混控释氮肥10%、20%、40%、80%、100%处理,探讨了不同施肥处理对土壤中4种形态氮(全氮、铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮)和3种氮功能性酶(脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶)活性的影响,以探究控释掺混尿素对稻、麦土壤肥力和环境的影响.结果表明: 土壤全氮在稻、麦全生育期内趋于稳定,且掺混比例20%以上各控释氮肥处理在稻、麦季均无显著差异;掺混40%以上控释氮肥能有效促进稻、麦生育中后期土壤无机氮水平;随稻、麦生育期推进,掺混40%以上控释氮肥处理可显著提高土壤微生物生物量氮,但常规施肥处理的微生物生物量氮整体呈明显下降趋势;掺混40%以上控释氮肥能明显提升稻、麦生育中后期土壤酶活性,土壤蛋白酶与硝酸还原酶活性在作物生育后期均随掺混比例增加而提高,以100%控释氮肥处理土壤酶活性最高.掺混20%以上控释氮肥处理能明显降低水稻季分蘖期脲酶活性,推迟铵态氮峰值期,有利于减少氮损失;掺混40%以上控释氮肥处理均可保障稻、麦生育中后期的氮素供应,刺激土壤脲酶与蛋白酶参与氮素转换,促进了土壤氮素有效性;100%控释氮肥处理对稻、麦生育后期土壤硝酸还原酶活性增加最明显,与掺混40%～80%控释氮肥处理相比,可显著减少小麦季20～40 cm土壤硝态氮残留量,在减少氮素损失方面的效果明显.

嫁接与施氮对甜瓜产量和氮素吸收、利用的影响

薛亮, 马忠明, 杜少平

2017, 28(6): 1909-1916. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.004

摘要 ( 304 )

PDF (533KB) ( 88 )

通过裂区设计田间试验,主区为2种栽培方式(嫁接栽培和自根栽培),副区为4个施氮水平(0、120、240、360 kg N·hm^-2),研究了栽培方式和施氮量对甜瓜产量和品质、氮素运移和分配,以及氮素利用率的影响.结果表明: 嫁接栽培的甜瓜商品瓜产量较自根甜瓜提高了7.3%,可溶性固形物含量降低了0.16%～3.28%;生长前期嫁接栽培甜瓜氮素累积量较自根栽培低,结果后嫁接栽培氮素累积量显著升高,收获时植株氮素累积量较自根栽培增加了5.2%,果实中的氮素累积量提高了10.3%;嫁接栽培植株氮素向果实的转移量较自根栽培提高了20.9%,嫁接栽培果实中的氮素分配率在80%以上,自根栽培的分配率在80%以下;在同一施氮水平下,嫁接栽培的甜瓜氮素吸收利用率较自根栽培提高了1.3%～4.2%,氮素农学效率提高了2.73～5.56 kg·kg^-1,氮素生理利用率提高了7.39～16.18 kg·kg^-1;从商品瓜产量、氮素吸收量和氮素利用率综合考虑,施氮量240 kg·hm^-2为本区域嫁接甜瓜较适宜的氮素用量.

基于Penman-Monteith模型的两个蒸散模型在夏玉米农田的参数修正及性能评价

王娟, 王建林, 刘家斌, 姜雯, 赵长星

2017, 28(6): 1917-1924. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.016

摘要 ( 383 )

PDF (778KB) ( 170 )

利用涡度相关系统和小气象系统对2013—2015年夏玉米生长季的蒸散量和气象数据进行实时观测,基于观测数据对以Penman-Monteith模型为基础的FAO-PM模型和KP-PM模型进行分析:首先利用2013和2014年数据对两个模型中的关键参数进行校正,其次利用两个模型对2015年夏玉米农田的日蒸散量进行计算,并与测量值对比,说明两个模型在夏玉米农田的适用性;最后采用分阶段法对KP-PM模型中的经验系数进行修正.结果表明: FAO-PM模型对2015年夏玉米农田日蒸散量的计算值更加接近测量值;利用分阶段法对KP-PM模型进行修正后,模型对日蒸散量的计算效果有了很大提高,且计算值比FAO-PM模型更接近测量值.模型中关键系数与气象条件之间有很大关系,因此利用模型进行蒸散预测时,必须先对模型进行参数校正.该研究可为其他研究人员利用模型估算蒸散量提供方法上的参考.

盐胁迫下外源褪黑素和Ca²⁺对甜瓜幼苗的缓解效应

高青海, 郭远远, 吴燕, 贾双双

2017, 28(6): 1925-1931. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.005

摘要 ( 399 )

PDF (696KB) ( 197 )

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’为试材,利用人工气候室控制环境条件(昼/夜25/18 ℃),研究盐胁迫条件下外源褪黑素(MT)和Ca²⁺对甜瓜幼苗根系和叶片中Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子含量,Na⁺/K⁺、 Na⁺/Ca²⁺、Na⁺/Mg²⁺值,以及H⁺-ATP酶活性、渗透调节物质积累和细胞膜质过氧化的影响.结果表明: 与对照相比,盐胁迫处理显著抑制甜瓜幼苗生长,增加根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,降低K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量.盐胁迫下,喷施外源MT或Ca²⁺处理均可以显著降低甜瓜根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,提高K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量,植株体内Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺和 Na⁺/Mg²⁺值下降;同时也提高了根系和叶片H⁺-ATP酶活性及叶片渗透调节物质的含量,降低盐胁迫对细胞膜的伤害,表现在甜瓜叶片相对电导率和丙二醛含量降低.总之,在盐胁迫条件下,外源MT、Ca²⁺单独和复配处理均可通过提高H⁺-ATP酶活性来降低盐害离子的含量,改善甜瓜幼苗中的离子平衡,同时增加渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,从而增强其对盐胁迫的适应性,其中MT和Ca²⁺复配处理时的效果更好.复配外施 MT 和Ca²⁺在诱导甜瓜幼苗提高耐盐方面具有协同增效作用.

采用酶液活性测定法快速筛选及构建石油烃高效降解菌系

王卅, 郭书海, 王加宁, 李凤梅, 吴波, 张强

2017, 28(6): 1932-1940. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.024

摘要 ( 391 )

PDF (1059KB) ( 184 )

快速筛选复杂有机物降解微生物混合菌系,在污染物治理过程中具有重要的实践意义.本研究首次尝试利用MicroResp^TM技术分析微生物酶液活性的方法,快速标定高效降解菌及混合菌系的石油烃降解能力,并采用传统的摇瓶培养检测法予以验证.通过微生物胞内、胞外及混合酶液的活性分析,考察了不同酶系(胞外、胞内及混合酶液)、菌系对石油烃分子的降解情况.结果表明: 结合MicroResp^TM技术的酶液活性测定法能够快速检测石油烃代谢酶系的降解能力,其灵敏度好、通量高,与传统的菌株摇瓶培养方法的检测结果基本一致.其中,7株菌株的120种全组合菌系活性测定试验在12 h周期内1次完成.筛选周期由传统摇瓶培养所需的7 d缩短10倍以上.以酶活性测定结果为指导设计的复配菌系具有较高的降解效率,最高石油烃降解率达(56.1±1.6)%.表明本筛选方法精度高、通量高,可用于石油烃降解功能菌系的构建.

日光温室冬季增施CO₂对切花红掌光合作用及生长发育的影响

杨克彬, 孟凡志, 郭先锋

2017, 28(6): 1941-1947. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.021

摘要 ( 400 )

PDF (552KB) ( 148 )

针对切花红掌日光温室冬季生产时CO₂亏缺严重的现象,以不增施CO₂为对照,研究了增施700、1000、1300 μmol·mol^-1浓度CO₂对切花红掌‘火焰’光合特性和生长发育的影响.结果表明: 增施60 d CO₂,红掌叶片的净光合速率、胞间CO₂浓度和水分利用效率均显著提高,且以1000 μmol·mol^-1处理的增幅最大;而气孔导度则较对照显著下降.增施CO₂后,红掌叶片的可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均较对照显著增加,佛焰苞大小、色泽、花茎长度等切花品质参数,以及叶片发育质量参数和花茎生长速率均有不同程度的提高,且均以1000 μmol·mol^-1浓度最佳.增施1000 μmol·mol^-1的CO₂可以有效促进日光温室切花红掌的冬季生产.

高浓度镉、锌及其复合作用对烟草抗氧化系统的影响

杨微, 王红艳, 于开源, 娄虹, 纪光思, 阮亚男

2017, 28(6): 1948-1954. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.038

摘要 ( 380 )

PDF (716KB) ( 154 )

采用水培方法,研究高浓度镉(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺)、锌(0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)及其复合作用(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺+0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)对烟草种子的萌发率、幼苗叶片活性氧(ROS)水平、抗氧化物浓度、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度的影响.结果表明: 单因子条件下,与对照相比,高浓度镉、锌处理烟草种子萌发率降低;叶片超氧自由基(O₂^-· )产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量升高;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗化血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;谷胱甘肽(GSH)含量及其与氧化型谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)下降;丙二醛(MDA)含量升高.与镉、锌单因子处理相比,镉、锌复合处理的烟草种子萌发率显著升高;O₂^-· 产生速率、H₂O₂和MDA含量降低;CAT、APX、MDAR活性在处理末期升高.镉、锌胁迫对烟草可造成生理水平上的损伤,且毒性效应随着处理时间的延长而增强.镉、锌复合作用可缓解镉、锌单因子胁迫对烟草幼苗的毒害.

乡土风箱果和紫叶风箱果叶片光合特性对土壤干旱的响应

许楠, 孟祥馨悦, 赵曦铭, 艾畅, 孙佳琦, 张思宇, 张丛阳, 张会慧

2017, 28(6): 1955-1961. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.039

摘要 ( 332 )

PDF (700KB) ( 134 )

研究叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数对土壤干旱的响应,分析濒危的乡土风箱果和引种紫叶风箱果的抗旱能力及其差异.结果表明: 土壤干旱第7天时,紫叶风箱果叶片明显失水萎蔫,而乡土风箱果却有较高的叶片含水率和水分利用效率.土壤干旱降低了2种风箱果叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,紫叶风箱果降低幅度明显大于乡土风箱果.土壤干旱7 d时,紫叶风箱果叶片的胞间CO₂浓度(C_i)高于未干旱处理,而乡土风箱果C_i低于未干旱处理.乡土风箱果叶片的电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q_P)明显降低,而PSⅡ反应中心光能捕获效率(F_v′/F_m′)没有发生明显变化;但是紫叶风箱果叶片的F_v′/F_m′、ETR和q_P均明显降低,并且其降低幅度大于乡土风箱果.土壤干旱7 d时,乡土风箱果叶片OJIP曲线上J点的相对可变荧光(V_J)没有发生明显变化,而紫叶风箱果叶片V_J明显增加.紫叶风箱果的叶片碳同化能力和PSⅡ功能对土壤干旱的敏感性明显大于乡土风箱果,土壤干旱降低乡土风箱果光合能力的原因以气孔因素限制为主,而紫叶风箱果以非气孔因素限制为主.

水杨酸对浒苔生长和生理特性的影响

杨柳, 卓品利, 钟佳丽, 李亚鹤, 王东, 高秀秀, 徐年军

2017, 28(6): 1962-1968. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.013

摘要 ( 358 )

PDF (877KB) ( 153 )

为探讨水杨酸(SA)对不同增殖方式来源的浒苔生长和生理特性的影响,本文选取营养繁殖得到的浒苔(VU)和孢子/配子繁殖得到的浒苔(SU)作为供试材料,设置不同的水杨酸浓度,测定两种浒苔的生长、叶绿素荧光、超氧化物歧化酶(SOD)和可溶性蛋白含量等生理指标.结果表明: 低浓度水杨酸可以促进VU和SU的生长,对VU促进效果更为显著;在0.2 μg·mL^-1水杨酸浓度下,VU相对生长速率达到最大值21.0%,且与SU相比,VU最大光化学效率提高了9.8%.水杨酸对两种浒苔的SOD活性影响较大,在水杨酸浓度为0.2、0.5 μg·mL^-1下,VU的SOD活性增幅分别达52.0%、198.6%,SU的SOD活性增幅分别达54.1%、38.0%.水杨酸促进了浒苔的相对电子传递速率、光合作用和蛋白质含量.水杨酸对两种增殖方式来源的浒苔的生长均有促进作用,尤其是对VU的促进作用更为明显.

大气CO₂浓度升高对八宝景天生长及光合生理的影响

刘紫娟, 杨宗鹏, 李萍, 宗毓铮, 董琦, 郝兴宇

2017, 28(6): 1969-1976. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.028

摘要 ( 366 )

PDF (1575KB) ( 173 )

利用开顶式气室(OTC)系统,设正常大气CO₂浓度和CO₂浓度升高200 μmol·mol^-12个CO₂浓度处理,模拟大气CO₂浓度升高对八宝景天光合生理和生长发育的影响.结果表明: 大气CO₂浓度升高使八宝景天叶片上、下表皮气孔密度分别显著下降16.1%和16.7%,使叶片维管束增粗,导管增多,靠近上表皮细胞增大;CO₂浓度升高可以显著增加傍晚时八宝景天叶片光合色素含量,使夜间净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著增加.初花期傍晚,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著下降64.0%,纤维素含量显著增加20.8%.盛花期清晨,CO₂浓度升高使叶片苹果酸含量显著增加27.0%,对糖类物质含量影响不显著,植株的分枝数、单株茎质量和单株总生物量显著增加.CO₂浓度升高可以促进八宝景天光合作用,有利于植株生长.

不同光照条件下外源水杨酸对浒苔响应紫外辐射胁迫的影响

卓品利, 钟佳丽, 王东, 徐年军, 李亚鹤

2017, 28(6): 1977-1983. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.032

摘要 ( 378 )

PDF (675KB) ( 114 )

为研究不同光照条件下,外源水杨酸(SA)和紫外辐射(UV)对海洋绿藻浒苔的复合效应,在两个光照强度(高光:160 μmol·m^-2·s^-1;低光:70 μmol·m^-2·s^-1)条件下,设置对照(CK)、SA、UV及UV+SA处理(UV=3.2 W·m^-2、SA=10 μg·mL^-1),处理3 d后测定浒苔生长、叶绿素荧光参数、光合放氧速率、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量等的变化,探讨光照强度、UV及SA的复合效应.结果表明: 低光无UV条件下,SA会促进浒苔生长,降低浒苔叶绿素a(Chl a)和可溶性蛋白含量;高光无UV条件下, SA会抑制其生长,但显著提高了Chl a含量、呼吸速率、光合放氧速率、可溶性糖和可溶性蛋白含量;高光和UV条件下, UV+SA显著促进浒苔生长,提高Chl a和可溶性糖含量;低光和UV条件下,与UV相比,UV+SA提高了浒苔最大光化学效率(F_v/F_m)和可溶性蛋白含量,涨幅分别为139.8%和32.2%.外源SA的加入在一定程度上缓解了UV对浒苔的胁迫作用,且在高光条件下的效果更为显著.

青岛崂山青山湾人工鱼礁区及附近海域鱼卵仔稚鱼种类组成与数量分布

郭书新, 高东奎, 张秀梅, 李文涛, 张沛东

2017, 28(6): 1984-1992. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.019

摘要 ( 459 )

PDF (886KB) ( 197 )

为研究人工鱼礁对产卵鱼类的诱集效果和庇护效应,2014—2015年对青岛崂山青山湾海域人工鱼礁区及附近海域鱼卵和仔稚鱼的种类组成和数量分布进行了水平和垂直拖网调查. 2014年春、夏、秋3个季节的7个航次调查中,共采集鱼卵7306粒、仔稚鱼52尾,隶属于4目9科11属12种;2015年同期进行的13个航次调查中,共采集鱼卵10373粒、仔稚鱼159尾,隶属于6目11科14属15种.2年间鱼卵和仔稚鱼样品均以鲈形目数量最多,鲽形目次之,其中鱼卵样品中仅有少鳞鱚和短吻红舌鳎构成优势种;仔稚鱼样品以少鳞鱚优势度最高,但不存在仔稚鱼优势种.鱼卵和稚鱼的高优势度物种的季节间演替明显.春、夏、秋季鱼类浮游生物群落Margalef丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数平均值均较低,说明该海域鱼类浮游生物群落结构稳定性较低.2年间所采集物种对应的成鱼平均营养级分别为3.71和3.78,均属第三营养级中的低级肉食性鱼类,绝大多数为暖温种,无冷温性种类,表现出明显的暖温带特点.综合分析认为,人工鱼礁区鱼类浮游生物群落的多样性相对较高,这与鱼礁区流速和流场特征及复杂的空间异质性有关.

基于底栖动物预测模型构建生物完整性指数评价河流健康

陈凯, 于海燕, 张汲伟, 王备新, 陈求稳

2017, 28(6): 1993-2002. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.015

摘要 ( 429 )

PDF (1012KB) ( 340 )

提高生物完整性指数(integrity of biotic index,IBI; 又称多参数指数multi-metric index, MMI)在时间和空间尺度的稳定性是水生态完整性评价和水环境管理实践的重要内容.本研究利用2004—2011年在浙江省多个河流采集的227个点位的底栖动物和水质理化数据,利用地理信息系统(GIS)提取样点及其对应流域的自然预测因子(如地理形态学、气候学)和土地利用数据,通过随机森林模型方法定量时间和空间尺度自然变量对生物群落的影响,构建基于预测模型控制自然因子影响方法和常规方法的MMI,并比较它们的表现力.结果表明: 基于预测模型法和基于常规方法构建的MMI的核心组成参数存在差异,随机森林模型中自然预测因子对预测模型MMI构成生物参数的解释量介于11.4%～61.2%.预测模型方法提高了MMI的精确度和准确度,但其敏感性和响应性低于常规方法的MMI.最近距离方法表明,9个评价点位和1个严重受损点位的自然属性与参照点位的自然属性存在差异性.在计算参照点位自然属性代表性范围的基础上,采用预测模型方法控制自然变量可以提高MMI的精确度和准确度,同时降低评价结果出现Ⅰ型(将健康水体误判为受损水体)或者Ⅱ型(将受损水体误判为健康水体)错误的可能性.研究结果可以为提高完整性指数评价稳定性和表现力提供方法支持.

基于土地利用变化的典型喀斯特流域生态风险评估——以漓江流域为例

胡金龙, 周志翔, 滕明君, 罗楠

2017, 28(6): 2003-2012. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.001

摘要 ( 413 )

PDF (2229KB) ( 146 )

以漓江流域为研究对象,利用1973、1986、2000和2013年4期遥感影像,提取土地利用数据,构建生态风险指数,借助“3S”技术,分析漓江流域生态风险时空演化特征.结果表明: 1973—2013年,漓江流域土地利用结构处于相对合理状态,并不断优化;研究区生态风险一直处于较低水平,以低和较低生态风险为主,但高生态风险区域扩张迅速;生态风险空间分布整体格局基本稳定,呈现明显的圈层结构,以兴安县城—灵川县城—桂林市区—阳朔县城为轴向外风险程度逐渐降低,低生态风险区主要集中分布在流域北部以及中东部的自然山林地带,高生态风险区主要分布在桂林市区;生态风险分布具有明显的坡度、高程差异,表现出随坡度和高程增加生态风险逐渐下降的分布特点;研究期内,低级别向高级别生态风险转化的面积不断下降,反向转化的面积持续增加,流域生态风险整体上呈加速下降趋势.

东辽河流域河湖光学吸收特性的季节变化

宋炎炎, 苏东辉, 邵田田

2017, 28(6): 2013-2023. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.022

摘要 ( 349 )

PDF (1623KB) ( 235 )

吸收特性是水体重要的光学特性,也是建立水色反演分析模型的基本参数.本文利用2011年6、9、10月在二龙湖和2012年10月在东辽河的实测数据,通过测定水体营养水平和颗粒物、有色可溶性有机物(CDOM)等光学活性物质的吸收系数,分析了东辽河河湖的光学物质吸收特性和季节变化.结果表明: 二龙湖水体9月处于富营养状态,6月营养水平较低,10月则处于中营养水平;东辽河随采样点位置的差异呈现不同程度的富营养化.水体各组分的吸收系数均随营养水平的增加而逐渐增大.6、10月二龙湖水体总悬浮颗粒物吸收光谱与非色素颗粒物吸收光谱相似,在总吸收中占主导作用的是CDOM;9月总悬浮颗粒物吸收光谱则与浮游植物吸收光谱类似,浮游植物的吸收对总吸收的贡献率最大.6、9月二龙湖浮游植物吸收系数[a_ph(440)]与总磷(TP)呈正相关,6月二龙湖a_ph(440)与溶解有机碳(DOC)呈正相关,非藻类颗粒物吸收系数[a_d(440)]仅与叶绿素a浓度(Chl a)具有相关性.二龙湖(9月)与东辽河a_ph(675)均与Chl a、卡尔森指数(TLI)相关性较好.东辽河流域的河湖水体光学特性存在比较明显的差异:东辽河水体的浮游植物吸收光谱曲线展现出了两种不同类型,浮游植物、非藻类颗粒物、CDOM的贡献率随采样点的不同而相差较大;营养水平较高的9月二龙湖与东辽河水体浮游植物主导了水体光谱吸收,而在二龙湖营养水平较低的月份中(6、10月),颗粒物与CDOM共同主导水体光谱吸收;6月二龙湖与10月东辽河水体CDOM的组成为大分子颗粒物,而9与10月其组成更趋向于小分子颗粒物.

基于Tweedie-GAM模型的热带大西洋拟锥齿鲨单位捕捞努力量渔获量与环境因子的关系

王浩展, 戴小杰, 官文江, 范永超

2017, 28(6): 2024-2032. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.010

摘要 ( 446 )

PDF (876KB) ( 238 )

拟锥齿鲨是热带大西洋金枪鱼延绳钓渔业中重要的兼捕物种,对其单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与环境关系的研究可为该鱼种的资源保护和管理提供基础资料.根据我国金枪鱼渔业国家观察员2009—2015年在热带大西洋海域(6.38° S—14.92° N,42.03°—18.53° W)调查时采集的1085尾拟锥齿鲨数据及Tweedie类分布理论和特点,建立了GAM-Tweedie模型,对其CPUE的时间变化、空间分布及与环境因子的关系进行了分析.结果表明: 时空因子(年、月、经度、纬度)和环境因子对拟锥齿鲨名义CPUE的总偏差解释为40.2%,其中时空因子对其的影响均显著,环境因子中,海表面高度、叶绿素a浓度、作业时天气、海表面盐度、海表面气压对其影响显著,而海况、农历对其影响不显著;不同纬度和不同月份下海平面温度与拟锥齿鲨CPUE呈显著相关.2009—2015年拟锥齿鲨标准化CPUE呈现波动,整体呈上升趋势.

溴氰菊酯对真鲷肝胰脏组织及细胞DNA的损伤

郑惠东

2017, 28(6): 2033-2039. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.014

摘要 ( 303 )

PDF (4004KB) ( 167 )

为研究溴氰菊酯亚急性染毒对真鲷肝胰脏的毒性作用,将真鲷分为5组进行不同剂量半静置染毒.染毒25 d后取真鲷肝胰脏进行组织切片显微观察,并采用彗星试验技术对其肝胰脏细胞进行DNA损伤分析.结果表明: 在0.025、0.125、0.250和0.375 μg·L^-1暴露浓度下,真鲷肝胰脏组织出现了不同程度的淤血、细胞核浓缩、细胞坏死等病理性损伤,且染毒浓度越高组织细胞损伤越显著.与空白对照组相比,各染毒浓度组肝胰脏细胞DNA均有不同程度损伤,彗星拖尾率、彗尾DNA相对含量、Olive距等指标均与对照有显著性差异.一元回归分析表明,染毒浓度与拖尾率、彗星尾长等参数呈极显著正相关; 染毒浓度与各指标均呈线性关系,回归方程拟合度(R)极高,范围为0.909～0.996.表明溴氰菊酯对真鲷肝胰脏组织和细胞DNA均可产生不同程度损伤,且损伤程度与染毒浓度之间具有高度线性相关关系.

辽宁中部城市群建筑碳足迹

石羽, 运迎霞, 刘冲, 初亚奇

2017, 28(6): 2040-2046. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.007

摘要 ( 378 )

PDF (578KB) ( 171 )

随着我国城市化进程的不断深入,建筑消费大量的材料和能源,如何计算建筑碳足迹具有重要意义.本文应用碳足迹的方法,结合地理信息系统和高分遥感手段对辽宁中部城市群进行碳足迹评估.结果表明: 辽宁中部城市群的建筑相关碳足迹系数为269.16 kg·m^-2.基于遥感影像提取建筑面积的方法能够有效提取建筑面积总量和空间分布,提取精度达到89%,对累积碳足迹计算和空间分布评估起到重要作用.辽宁中部7个城市建筑面积和累积碳足迹由高到低依次为沈阳、鞍山、抚顺、辽阳、营口、铁岭和本溪;2011—2013年,年均碳足迹增长由高到低依次为沈阳、本溪、抚顺、鞍山、铁岭、营口和辽阳.准确计算建筑碳足迹总量并分析其空间分布,对于碳减排和空间格局优化或规划具有重要意义.

低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理及种群结构研究进展

马若潺, 魏晓梦, 何若

2017, 28(6): 2047-2054. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.023

摘要 ( 421 )

PDF (593KB) ( 161 )

甲烷生物氧化在全球大气甲烷平衡和温室气体的控制中起着重要作用.氧气是甲烷生物氧化过程中的重要影响因素之一.生境中氧浓度不仅影响好氧甲烷氧化菌的种群结构、活性及甲烷碳的分配,而且好氧甲烷氧化菌在不同氧浓度下具有不同的代谢途径.理解低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理和甲烷生物氧化过程,对甲烷驱动型生态系统的碳循环和生物多样性有着重要意义.本文以好氧甲烷氧化菌为对象,综述了低氧生境中好氧甲烷氧化菌的活性及其种群结构、好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理以及低氧生境中甲烷氧化菌与非甲烷氧化菌的关系,并对今后的研究方向进行了展望.

信息素介导的西方蜜蜂与狄斯瓦螨互作研究进展

张好好, 刘振国, 龚佑辉, 刁青云

2017, 28(6): 2055-2062. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.012

摘要 ( 466 )

PDF (528KB) ( 206 )

狄斯瓦螨是一种严重危害西方蜜蜂的体外寄生螨,是世界养蜂业的最大威胁.人们广泛采用化学方法防治狄斯瓦螨,但易引起狄斯瓦螨的抗药性、蜜蜂中毒和蜂产品药物残留等问题.为此,人们尝试了多种蜂螨绿色防控技术.其中利用蜜蜂信息素防治狄斯瓦螨是一个重要的研究方向.研究表明,狄斯瓦螨能利用蜜蜂信息素识别处于不同发育阶段的寄主,并对特定时期的寄主表现出高度的选择性.近年来,多种能作用于狄斯瓦螨的蜜蜂信息素相继被报道.这些信息素包括成蜂、蛹和幼虫信息素.有的信息素对狄斯瓦螨表现出驱避作用,有的则表现出引诱作用.本文对这些信息素的种类、主要组成成分、对狄斯瓦螨的作用等进行了综述,旨在为今后的研究与应用提供参考.

物种分布模型在海洋潜在生境预测的应用研究进展

杨晓龙, 杨超杰, 胡成业, 张秀梅

2017, 28(6): 2063-2072. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.006

摘要 ( 559 )

PDF (648KB) ( 264 )

海洋生物的栖息分布与环境要素的关联性一直是海洋生态学研究的热点之一.近年来,物种分布模型被广泛应用于预测海洋物种分布、潜在适宜性生境评价等研究,为保护海洋生物多样性、防治外来物种入侵及制定渔业管理措施等提供了一条有效途径.物种分布模型主要包括生境适宜性指数模型、机理模型和统计模型.本文对物种分布模型的理论基础进行了归纳和总结,回顾了物种分布模型在预测海洋物种潜在地理分布研究中的开发与应用,重点介绍了不同类型统计模型在海洋物种潜在分布预测中的研究实例.比较各种选取变量和模型验证方法,认为赤池信息准则对于选取模型变量具有优势,Kappa系数和受试者操作特征曲线下面积在验证模型精度中应用最广泛.阐述了物种分布模型存在的问题及未来发展趋势,随着海洋生物生理机制研究的进一步深入,机理模型将是今后物种分布模型发展的重点.

天然水环境中纳米银的来源、分析与转化

杨悦锁, 王晨, 袁雪梅, 安长伟, 杨新瑶

2017, 28(6): 2073-2082. doi:10.13287/j.1001-9332.201706.011

摘要 ( 441 )

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纳米银(AgNPs)作为当前应用最广的金属纳米材料之一,可通过各种途径进入水土环境,对水生生物产生毒性,从而破坏水体生态环境.天然水体成分复杂,纳米银具有纳米材料特殊的理化性质,使得其在水体中的转化过程变得尤为复杂,因此理解纳米银在水环境中的转化与归趋,对于水质管理与生态环境保护极其重要.现代科技的发展为更好地研究纳米银在进入环境中后的溶解、聚凝等一系列转化过程提供了可能.本文概述了环境中纳米银的来源和环境风险,分析了pH、溶解氧、离子强度等环境因素及粒径、涂层等自身因素对其在水体环境中转化的影响,并归纳了对纳米银的粒径、电位及形貌等分析的主要技术手段.最后指出了当前研究中存在的主要不足,并对今后的研究方向进行了展望.

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