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2018年 第29卷 第3期    刊出日期：2018-03-18

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2018, 29(3):  0. 

摘要 ( 226 )   PDF (464KB) ( 63 )  

模拟增温和功能群去除对岷江冷杉幼苗存活和生长的影响

庞晓瑜, 袁秀锦, 王奥, 李迈和, 刘兴良, 潘红丽, 于飞海, 雷静品

2018, 29(3):  687-695.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.010

摘要 ( 399 )   PDF (1214KB) ( 20 )  

通过模拟增温和功能群去除试验,研究不同功能群的草本植物在岷江冷杉幼苗更新定植过程的作用,分析其在温度升高条件下生理指标的变化.结果表明: 增温提高了岷江冷杉幼苗的存活率和植物体内非结构性碳水化合物含量,但抑制了幼苗的生长和根冠比.岷江冷杉幼苗的非结构性碳水化合物含量,尤其是可溶性糖含量与存活率呈显著正相关.不增温处理中,草本植物降低了幼苗的存活率,促进幼苗的株高生长和地上生物量积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累;增温处理中,杂类草的存在提高了幼苗的存活率,莎草科则显著抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗的高生长和地上生物量积累.模拟增温提高了林线树种岷江冷杉幼苗的存活率,但使其面临来自草本植物更剧烈的竞争,抑制其生长.

滇西北高原典型湿地湖滨带优势植物种子繁殖对增温的响应

王志保, 孙梅, 刘振亚, 张晓宁, 王行, 张贇, 肖德荣

2018, 29(3):  696-704.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.008

摘要 ( 463 )   PDF (822KB) ( 36 )  

基于IPCC对未来大气增温的预测,采用开顶式生长室(OTC)增温技术,以不增温为对照,研究滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带优势植物水葱和黑三棱在大气增温2.0和3.5 ℃处理下种子的繁殖特征.结果表明: 大气增温对植物结实率影响显著,但存在种间差异.其中,增温对水葱的结实率有促进作用;黑三棱结实率在增温2.0 ℃处理下显著下降,但在增温3.5 ℃处理下又恢复到对照水平.增温促进了2种植物穗的生长,在增温2.0、3.5 ℃处理下水葱的穗长分别增加82.9%、89.0%,小穗数分别增加133.3%、150.0%,每株穗生物量分别增加了10.1%、89.6%,每株穗生物量占总生物量的比例分别增加79.5%、409.3%;在增温2.0、3.5 ℃处理下,黑三棱穗长分别增加66.1%、95.2%,每株穗生物量占总生物量的比例分别增加878.8%、1052.6%.增温显著增加了水葱和黑三棱每穗种子产量,在增温2.0、3.5 ℃处理下,水葱每穗种子产量分别增加33.7%、58.3%,黑三棱每穗种子产量分别显著增加3.4%、69.5%.在增温2.0、3.5 ℃处理下水葱种子长分别增加5.4%、6.9%,种子长宽比分别增大9.1%、5.3%;而增温对黑三棱的种子形态无显著影响.最高温和最低温是影响2种植物种子繁殖的主要温度因子.温度增高引起的生长季提前、营养生长期延长以及有机物积累量增加,为植物繁殖扩散提供了充足的物质和能量积累,可能是2种植物在增温条件下繁殖能力提高的原因.

土壤增温对杉木幼苗细根呼吸和非结构性碳的影响

宋涛涛, 陈光水, 史顺增, 郭润泉, 郑欣, 熊德成, 陈望远, 陈廷廷

2018, 29(3):  705-712.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.009

摘要 ( 509 )   PDF (813KB) ( 46 )  

在福建省三明市陈大国有林场开展杉木幼苗土壤增温试验,采用内生长环法研究土壤增温(+5 ℃)对杉木幼苗细根比呼吸速率和非结构性碳的影响,分析杉木人工林对全球变暖的地下响应及其适应性.结果表明: 增温第二年,土壤增温引起细根组织内非结构性碳水化合物(NSC)的较大变化,1月增温处理0～1 mm细根NSC和淀粉浓度下降,1～2 mm细根可溶性糖和NSC浓度下降;7月增温处理0～1 mm细根NSC、可溶性糖和淀粉浓度提高,使1～2 mm细根淀粉浓度增加.增温第3年,土壤增温对细根NSC无显著影响.增温处理使0～1 mm细根比根呼吸速率在增温第二年7月增加,而在第三年7月下降;与0～1 mm细根相比,增温处理对1～2 mm细根比呼吸速率没有显著影响.细根呼吸对增温的响应与增温持续时间有关,随增温时间的延长,细根呼吸产生部分驯化,同时能够使细根NSC浓度保持稳定.

气候变化和林火干扰对大兴安岭林区地上生物量影响的动态模拟

罗旭, 王聿丽, 张金荃

2018, 29(3):  713-724.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.011

摘要 ( 570 )   PDF (822KB) ( 37 )  

预测森林地上生物量对气候变化和林火干扰的响应是陆地生态系统碳循环研究的重要内容,气温、降水等因素的改变和气候变暖导致林火干扰强度的变化将会影响森林生态系统的碳库动态.东北森林作为我国森林的重要组成部分,对气候变化和林火干扰的响应逐渐显现.本文运用LANDIS PRO模型,模拟气候变化对大兴安岭森林地上生物量的影响,并比较分析了气候变暖对森林地上生物量的直接影响与通过林火干扰强度改变所产生的影响.结果表明: 未来气候变暖和火干扰增强情景下,森林地上生物量增加;当前气候条件和火干扰下,研究区森林地上生物量为(97.14±5.78) t·hm^-2;在B1F2预案下,森林地上生物量均值为(97.93±5.83) t·hm^-2;在A2F3预案下,景观水平第100～150和150～200年模拟时期内的森林地上生物量均值较高,分别为(100.02±3.76)和(110.56±4.08) t·hm^-2.与当前火干扰相比,CF2预案(当前火干扰增加30%)在一定时期使景观水平地上生物量增加(0.56±1.45) t·hm^-2,CF3预案(当前火干扰增加230%)在整个模拟阶段使地上生物量减少(7.39±1.79) t·hm^-2.针叶、阔叶树种对气候变暖的响应存在差异,兴安落叶松和白桦生物量随气候变暖表现为降低趋势,而樟子松、云杉和山杨的地上生物量则随气候变暖表现出不同程度的增加;气候变暖对针阔树种的直接影响具有时滞性,针叶树种响应时间比阔叶树种迟25～50年.研究区森林对高CO₂排放情景下气候变暖和高强度火干扰的共同作用较为敏感,未来将明显改变研究区森林生态系统的树种组成和结构.

黄土丘陵区辽东栎树干液流特征对边材面积和土壤水分的响应

吕金林, 何秋月, 闫美杰, 李国庆, 杜盛

2018, 29(3):  725-731.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.019

摘要 ( 490 )   PDF (720KB) ( 30 )  

运用Granier热扩散探针法对半干旱黄土丘陵区不同胸径辽东栎进行树干液流测定,并对太阳辐射、空气温湿度、降水量、土壤水分等环境因子进行同步观测,分析不同土壤水分条件下不同胸径辽东栎的树干液流变化特征及其对环境因子的响应.结果表明: 辽东栎液流日变化特征总体上与太阳辐射和空气水汽压亏缺呈相同趋势,但液流峰值出现时间早于两个气象环境因子的峰值时间.同一树木个体在土壤水分条件较高时期的树干液流通量高于土壤水分较低时期.在相同土壤水分条件下,大径级样本液流通量显著高于小径级样本.采用指数饱和曲线函数对液流通量与太阳辐射和空气水汽压亏缺以及两因子的综合指标进行拟合,效果良好,可以反映液流通量对气象环境因子的响应规律.不同胸径辽东栎在不同土壤水分条件下的拟合曲线特征和拟合参数差异表明,在土壤水分较高时段,液流通量可快速上升至饱和值;在土壤水分较低时段,液流通量上升缓慢.小径级样本对土壤水分变化的反应更加剧烈.单位空气水汽压亏缺的日液流通量值(日液流通量与空气水汽压亏缺的比值)在两种土壤水分条件下的比值与边材面积呈线性相关,且小径级样本的斜率高于大径级样本,说明小径级样本对土壤水分的变化较为敏感,在土壤含水量较低时段,大径级样本较厚的导水组织对土壤水分供应不足起到了缓冲作用.

林分密度对马尾松林林下物种多样性和土壤理化性质的影响

孙千惠, 吴霞, 王媚臻, 张柳桦, 姚小兰, 齐锦秋, 郝建锋

2018, 29(3):  732-738.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.004

摘要 ( 518 )   PDF (659KB) ( 47 )  

研究四川新津文峰山1057、1136、1231、1383和1515株·hm^-2 5种林分密度的25年生马尾松人工公益林林下植物物种多样性、土壤理化性质及其之间的相关性.结果表明: 共发现维管植物110种,隶属57科98属;随着林分密度的增大,林下物种呈现出阳生性→中生性→阴生性的演替格局,且不同密度对马尾松公益林土壤的全钾和有机质有显著影响,随着林分密度的增大,林下植物有机质和全钾含量均呈先增大后减小的趋势;林下植物多样性指数和土壤因子含量随林分密度增大的变化趋势大致相同,且均在密度为1136株·hm^-2时取得最大值.全磷、速效钾、全钾和全氮的含量与林下植物多样性指数的相关性最密切.当密度在1136株·hm^-2时更利于提高文峰山马尾松公益林林下物种多样性的稳定性和土壤肥力.

基于坡面水文连通性的黄河下游河岸缓冲带植被格局优化

曹梓豪, 赵清贺, 左宪禹, 丁圣彦, 张祎帆, 徐珊珊, 吴东星

2018, 29(3):  739-747.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.014

摘要 ( 457 )   PDF (1676KB) ( 35 )  

河岸缓冲带作为河流-陆地之间重要的生态过渡区,恢复以及优化其退化的植被系统对防止水土流失、改善生态环境及实现该区域生态系统的可持续发展具有重要的现实意义.本文基于植被格局情景模拟和汇流路径长度指数,分析不同植被盖度和坡度下坡面水文连通性对植被格局的响应,探讨黄河下游河岸缓冲带水土保持效应的最优植被格局.结果表明: 坡中格局-粗粒度-集群分布的植被配置方式所产生的汇流路径长度最小、水文连通性最弱,是抑制坡面产流汇流效果最优的植被格局类型.对于最优植被格局,其汇流路径长度随坡长的增加而增加,坡长越长,坡度的作用越明显,水文连通性在各坡度之间的差异越显著;汇流路径长度随植被盖度增加而减小,低盖度时各坡度之间的汇流路径长度差异明显,当盖度达到45%时,各坡度之间的汇流路径长度趋于一致、水文连通性差异较小.实证坡面汇流路径长度随植被盖度增加其降低趋势无规律性,而最优植被格局汇流路径长度随植被盖度增加均呈现出一致的先急剧后平缓下降趋势.在设置的5°～20°坡度范围内,最优植被格局在一定程度上改变了盖度变化过程中不同坡度之间汇流路径长度的差异,突显了河岸缓冲带植被格局对水文连通性的影响.

武夷山低海拔和高海拔森林土壤有机碳的矿化特征

聂阳意, 王海华, 李晓杰, 任寅榜, 金昌善, 徐自坤, 吕茂奎, 谢锦升

2018, 29(3):  748-756.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.015

摘要 ( 575 )   PDF (820KB) ( 42 )  

研究不同海拔土壤有机碳矿化对深入认识不同海拔森林土壤有机碳动态变化具有重要意义.本文以武夷山低海拔和高海拔森林土壤为研究对象,通过室内模拟其在各自年平均气温(17、9 ℃)条件下的矿化培养试验,探讨土壤有机碳矿化特征的差异.结果表明: 培养126 d后,尽管高海拔森林土壤的有机碳含量显著高于低海拔森林土壤,但低海拔和高海拔森林土壤在各自环境温度背景下的有机碳累积矿化量并无显著差异.一级动力学方程均能较好地模拟高低海拔森林土壤有机碳矿化特征,高海拔和低海拔森林土壤有机碳潜在矿化量(C_P)和矿化速率常数均无显著差异,但低海拔土壤C_P/SOC值和矿化率显著高于高海拔土壤,表明在环境温度背景下,低海拔土壤固碳能力低于高海拔土壤.随着培养时间增加,高海拔土壤微生物生物量碳和微生物熵显著高于低海拔土壤,表明高海拔土壤微生物的碳同化量高于低海拔土壤微生物,有利于有机碳的积累.高海拔森林土壤中的β-葡萄糖甘酶和纤维素水解酶高于低海拔森林土壤,说明高海拔土壤微生物可能更多地分解活性碳.未来气候变暖可能暗示着会降低高海拔土壤有机碳固碳能力和微生物碳利用效率,从而导致土壤有机碳储量下降.

萘对川西亚高山森林土壤呼吸、可溶性有机质和微生物生物量的影响

杨帆, 杨万勤, 吴福忠, 薛樵, 刘育伟, 郭彩虹, 谌亚, 谭波

2018, 29(3):  757-764.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.002

摘要 ( 516 )   PDF (733KB) ( 31 )  

通过原位控制试验,研究了萘对川西亚高山森林土壤动物抑制效率、土壤呼吸、可溶性有机质和微生物生物量的影响.结果表明: 萘施用显著抑制了大型和中小型土壤节肢动物的个体密度和类群数量,个体密度分别下降76.3%～78.5%和83.3%～84.8%,类群数量分别降低48.3%～56.1%和45.8%～58.3%.萘处理与对照的土壤呼吸速率季节动态呈单峰曲线,分别以2月和8月为最低值和最高值,而且未受萘施用的显著影响.与对照相比,萘处理显著降低了8月和10月土壤可溶性碳和可溶性氮含量,以及4月和8月微生物生物量碳,增加了4月的微生物生物量碳氮比.萘处理和采样时间的交互作用显著影响了微生物生物量碳和微生物生物量氮,但对土壤动物个体密度和类群数量以及可溶性碳含量影响不显著.总体上,萘作为抑制剂,在川西亚高山森林土壤能够有效地抑制土壤动物节肢动物,且并未显著影响土壤呼吸,但对土壤碳氮组分造成了不同程度的影响.

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤水分变化特征

唐敏, 赵西宁, 高晓东, 张超, 吴普特

2018, 29(3):  765-774.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.013

摘要 ( 673 )   PDF (1698KB) ( 32 )  

土壤水分是制约黄土丘陵区生态建设和土地可持续利用的关键因子,认识不同土地利用类型的土壤水分状况对该地区植被恢复和土地资源的有效利用具有重要的理论和实际意义.本研究采用EC-5土壤水分传感器,对黄土高原园则沟流域坡耕地、梯田、枣园和草地生长季内(5—10月)0～160 cm土壤剖面含水量进行连续监测,探讨这4种典型土地利用类型的土壤水分变化特征.结果表明: 在降水常态年和干旱年,不同土地利用方式土壤水分的季节变化、蓄水特征及垂直分布均存在差异.在2015年干旱年,梯田表现出良好的蓄水保墒效果,0～60 cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、枣园和草地高2.6%、4.2%、1.8%(P<0.05),0～160 cm土层储水量分别比坡耕地、枣园和草地高43.90、32.08、18.69 mm.在2014年常态年,枣园0～60 cm土层生长季平均土壤含水量分别比坡耕地、梯田和草地低2.9%、3.8%、4.5%(P<0.05);在干旱年,0～160 cm土层有效水储量仅占土壤总储水量的35.0%.不同土地利用方式下均是表层(0～20 cm)与中层(20～100 cm)土壤水分的灰色关联度较大,且土壤水分变化态势的相似程度表现为梯田>草地>坡耕地>枣园.对于试验区内的坡耕地,可考虑改造为梯田,以提高雨水资源的有效利用、促进生态农业建设;而针对黄土丘陵区旱作枣园土壤缺水严重的现象,需采取适当水分管理措施以降低枣树自身耗水和其他无效耗水,实现枣园可持续发展.

云南普洱季风常绿阔叶林不同林层非结构性碳水化合物特征

刘万德, 苏建荣, 李帅锋, 徐崇华, 郎学东, 黄小波, 钟华

2018, 29(3):  775-782.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.005

摘要 ( 477 )   PDF (620KB) ( 40 )  

在聚类分析的基础上,研究云南普洱季风常绿阔叶林主要物种非结构性碳水化合物(NSC)及其组分浓度、分配和季节性动态在林冠层、亚冠层和林下层间的变化特征.结果表明:亚冠层中可溶性糖及NSC浓度最高,分别为3.9%和13.3%,可溶性糖淀粉比在林下层最低,为0.76,而淀粉浓度则在各林层间无显著性差异.3个林层的可溶性糖均主要分配在叶片中,淀粉和NSC主要分配在根中.亚冠层中叶片和树干的可溶性糖浓度显著高于林冠层和林下层,枝和根的可溶性糖浓度在3个林层间无显著性差异;叶片的淀粉浓度则随林层高度降低而增加,但根淀粉浓度则是在林下层最低,为10.7%,枝和树干的淀粉浓度在3个林层间无显著差异;叶片NSC浓度为林冠层(10.7%)显著低于亚冠层(12.3%)和林下层(12.0%),但根的NSC浓度在林下层中最低,为14.2%;林下层叶片、枝、树干中可溶性糖淀粉比值均最低,但根的可溶性糖淀粉比值最低值出现在林冠层(0.79).3个林层NSC及其组分均存在显著的季节性变化,可溶性糖及可溶性糖淀粉比均为雨季显著高于旱季,而淀粉和NSC浓度则均在旱季中较高.不同林层NSC及其组分浓度的差异反映了不同高度树种碳利用策略的差异,部分地解释了物种的共存机制.

喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段细根生物量、形态特征及其影响因素

苏樑, 宋同清, 杜虎, 曾馥平, 王华, 彭晚霞, 张芳, 张家涌

2018, 29(3):  783-789.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.006

摘要 ( 433 )   PDF (715KB) ( 53 )  

以喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段的草丛、灌丛、次生林和原生林为研究对象,采用土芯法,分 0～10、10～20、20～30 cm等3层获取群落活细根(直径≤2 mm),分析其生物量、形态特征及其与土壤性状的关系.结果表明: 各恢复阶段细根生物量为194.63～255.19 g·m^-2,集中分布在0～10 cm表层土壤中,占0～30 cm土层总生物量60%以上,不同恢复阶段群落生物量的差异不显著;细根比根长和比表面积在不同恢复阶段差异显著,随着植被由草丛向原生林正向恢复而逐渐降低;超过66%的根长和64%的根面积分布在0～10 cm表层土壤中,多数细根根长和根面积均在0～0.5 mm和0.5～1 mm径级,这两级根长和根面积占其总量的87%和72%以上.冗余分析表明,喀斯特峰丛洼地植物群落细根特征与土壤性状之间存在着不同的相关性,其中土壤有机碳、速效钾和全氮对细根特征影响较大.这是植物长期适应生境条件形成的有效策略.

物种谱系不确定性对群落谱系格局指标的影响

蔡佳瑶, 丁媛媛, 童鑫, 王忍忍, 龚筱羚, 陈小勇, 沈国春

2018, 29(3):  790-796.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.039

摘要 ( 448 )   PDF (926KB) ( 133 )  

物种谱系关系常被用于衡量群落谱系格局及推断格局背后的生态过程,但多数研究往往忽视谱系关系的不确定性及其可能对群落谱系格局造成的影响.为此,本文以浙江天童20 hm²样地内150个树种为研究对象,采用这些物种叶绿体DNA的rbcL和matK碱基序列构建1棵一致系统发育树和反映谱系不确定性的999棵系统发育树,然后结合样地物种分布数据计算标准化净亲缘指数(NRI)和最近亲缘指数(NTI),最后运用独立置换零模型衡量样地群落谱系格局.结果表明: 物种系统发育树在拓扑结构和物种谱系分支节点年龄上均存在较大的不确定性,谱系不确定性随着谱系分支节点年龄的减小而增大,也随物种间平均谱系距离的增加而增加;在样方尺度上,物种谱系的不确定性增加了标准化NRI和NTI指数的变异,但对两个指数的影响几乎独立;其对两指数的空间分布影响不同,且程度不一,其中标准化NRI受到的影响相对更大;在群落尺度上,物种谱系的不确定性增加了标准化NRI和NTI的变异,平均变异系数分别为0.37和0.077,表明群落水平的标准化NRI更易受到谱系不确定性的影响.这说明物种谱系不确定性会传递到常用的群落谱系格局指标中,且不同指标受影响的程度不同,进而影响对群落谱系格局的衡量及相关生态过程的推断.该结论也暗示以往不考虑谱系不确定性的研究中,非随机的群落谱系格局比例可能被高估.

外源葡萄糖对山定子生长及根系氮素代谢的影响

郎冬梅, 秦嗣军, 朱紫檀, 吕德国

2018, 29(3):  797-804.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.007

摘要 ( 503 )   PDF (816KB) ( 21 )  

以有机质含量仅为0.65%的低碳冲积沙土为栽培基质,以当年生山定子幼苗为试材,分别添加与土壤本体微生物生物量碳(MBC)等量的碳量(2 g·kg^-1)、5倍MBC碳量(10 g·kg^-1)的葡萄糖,以不添加葡萄糖为对照,处理后0～30 d内定期采集根系样品,研究外源葡萄糖对低碳土壤中山定子幼苗生长、根系构型及氮素代谢的影响.结果表明: 5倍MBC碳源处理后山定子幼苗的株高、总生物量、总根长和根表面积分别显著增加12.3%、26.4%、23.2%和14.6%,而茎粗、根体积和平均直径无显著变化.等量及5倍MBC碳源处理均显著提高了山定子的根系活力,分别在第3和15天达到峰值,高于对照119.1%和75.7%.在整个处理期间,等量及5倍MBC碳源处理显著增加了根中NO₃^-、NO₂^-和NH₄⁺含量;整体上,等量及5倍MBC碳源处理均显著增强根系中硝酸还原酶、谷氨酰胺合酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性,其中5倍MBC处理的作用最显著.5倍MBC的外源葡萄糖浓度更有利于促进低碳土壤中山定子根系中氮素的吸收代谢过程,诱导植株生长、干物质积累和根系构型改变.

松嫩平原不同生育期虎尾草无性系构件生长与生物量分配

田雪, 李海燕, 杨允菲

2018, 29(3):  805-810.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.001

摘要 ( 484 )   PDF (694KB) ( 53 )  

以松嫩平原不同生育期的虎尾草无性系为研究对象,分别在虎尾草无性系拔节期和完熟期进行大样本取样,并对其地上、地下各构件的数量性状及生物量分配进行统计分析,研究虎尾草在不同生育期的生长特性及生长策略.结果表明: 虎尾草株高、总根长、总根表面积、根体积、地上生物量、地下生物量、总生物量在两个生育期之间均存在显著差异.在两个生育期,地上、地下生物量分配与总生物量呈显著幂函数异速生长关系.在拔节期,总生物量与分株数、总根长、总根表面积和根体积呈显著线性同速生长关系;而在完熟期,均呈显著幂函数异速生长关系.虎尾草无性系在不同生育期存在着不同的生长策略,在拔节期主要采取的是无性系外部空间的优先扩展策略,而在完熟期主要采取的是无性系内、外部空间兼顾的补充和扩展策略.

养分异质条件下结缕草克隆分株生长及光合作用的生理整合

徐苏男, 刘一晨, 刘艳虹, 陈忠林, 李悦, 张利红

2018, 29(3):  811-817.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.003

摘要 ( 419 )   PDF (602KB) ( 229 )  

通过对连接和断开的分株进行不同养分处理,研究养分异质条件下结缕草克隆分株生长及光合作用的变化.结果表明: 在养分异质条件下,处于中、高养分水平的母株可以提高与其相连子株的叶长、叶宽、根质量、叶质量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率,高养分条件下分别提高16.0%、8.3%、24.4%、58.1%、30.3%、54.0%、9.2%和21.9%,降低根冠比和胞间CO₂浓度,在高养分下分别降低21.6%和31.5%;处于中、高养分水平的子株对与其相连母株的生长及光合特性没有显著影响.在养分异质条件下,结缕草母株对子株存在生理整合,养分梯度越大,整合强度越强.结缕草克隆子株可以从母株获益,但母株不能从子株获益,子株是生理整合单向获益者.

栽培模式对旱地小麦产量和籽粒养分含量的影响

何红霞, 王朝辉, 包明, 马小龙, 佘旭, 何刚, 邱炜红

2018, 29(3):  818-826.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.027

摘要 ( 534 )   PDF (502KB) ( 40 )  

通过田间试验,研究地膜覆盖、秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和籽粒养分含量的影响.结果表明: 与传统模式相比,地膜覆盖并不总能提高旱地小麦产量,3年平均产量无显著变化,但籽粒磷吸收量却增加8.4%,磷含量平均提高13.0%;籽粒氮、硫和铁吸收量分别降低12.6%、15.0%和11.1%,含量分别降低12.1%、12.9%和10.1%,锌含量无显著变化.秸秆还田使小麦籽粒产量下降12.1%,籽粒氮、硫和铁吸收量分别降低22.5%、21.0%和19.8%,含量分别降低10.1%、9.4%和3.8%;磷吸收量降低9.8%,含量却增加5.0%,锌含量亦无显著变化.种植绿肥的小麦籽粒产量降低12.1%,籽粒氮和锌吸收量无显著变化,含量分别增加12.1%和12.6%,对磷、硫和铁含量无显著影响.可见,旱地条件下,不同栽培模式引起的籽粒产量增减与其养分吸收量变化不一致是养分含量变化的主要原因.在旱地小麦生产中,需注意地膜覆盖和秸秆还田的减产风险及对籽粒养分的不利影响,适当调控氮肥用量,保证小麦产量形成的养分需求,协调氮、硫、铁养分的吸收利用.种植绿肥能培肥土壤,提高籽粒氮和锌含量,但也应注意其减产问题.

华北平原冬小麦农田生态系统CO₂通量特征及其影响因素

吴东星, 李国栋, 亢琼琼, 张茜, 曹梓豪, 李珍

2018, 29(3):  827-838.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.012

摘要 ( 410 )   PDF (1360KB) ( 35 )  

利用2014—2015年中国科学院封丘农业生态实验站涡度相关系统观测的冬小麦农田生态系统CO₂通量数据,结合试验地常规气象观测系统的气象数据,分析冬小麦4个生育期(分蘖期、越冬期、拔节期和灌浆期)内CO₂通量的日变化,研究净生态系统碳交换(NEE)的季节变化及其与气象要素的关系.结果表明: 冬小麦整个生育期内NEE为-360.15 g C·m^-2,总初级生产力总量为1920.01 g C·m^-2,冬小麦农田生态系统具有较强的固碳能力.冬小麦农田生态系统CO₂通量具有明显的日变化和季节变化特征,分蘖期表现为碳源,越冬期、拔节期和灌浆期表现为碳汇.表观初始光能利用率平均值为0.03 mg CO₂·μmol^-1,光饱和时的生态系统生产量平均值为1.53 mg CO₂·m^-2·s^-1,月平均生态系统呼吸为193.92 g C·m^-2·month^-1.冬小麦农田生态系统4个生育期NEE与光合有效辐射的相关关系均达到极显著水平.分蘖期、拔节期和灌浆期NEE与饱和水汽压差的相关关系极显著,越冬期达显著水平.冬小麦分蘖期、越冬期和灌浆期NEE日总量与土壤温度呈正相关,拔节期呈负相关关系.

干旱区绿洲农田不同种植模式和秸秆管理下土壤质量评价

张鹏鹏, 濮晓珍, 张旺锋

2018, 29(3):  839-849.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.030

摘要 ( 508 )   PDF (815KB) ( 21 )  

研究干旱区绿洲农田不同种植模式和秸秆管理下土壤有机碳及其酶活性的变化,揭示农业管理措施对土壤质量的影响,以期为干旱区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据.在作物种植规划区,选择新疆主要农作物棉花、小麦、玉米,设计长期连作及轮作试验.结果表明: 轮作处理土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳、易氧化有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳含量较连作处理分别提高了3.6%～9.9%、41.8%～98.9%、3.3%～17.0%、11.1%～32.4%、4.6%～27.5%;秸秆还田处理较秸秆不还田处理分别提高了12%～35.9%、22.4%～49.7%、30.7%～51.0%、10.6%～31.9%、41.0%～96.4%.轮作处理土壤过氧化氢酶、脱氢酶、β-葡萄糖核苷酶、蔗糖酶、纤维素酶活性较连作处理分别提高了6.4%～10.9%、6.6%～18.8%、5.9%～15.3%、10.0%～27.4%、28.1%～37.5%;秸秆还田处理较^-秸秆不还田处理分别提高了31.4%～47.5%、19.9%～46.6%、13.8%～20.7%、19.8%～55.6%、54.1%～70.9%.相关性分析表明,SOC及其活性组分与土壤酶活性之间有极显著的正相关关系,利用土壤活性有机碳组分和酶活性变化可有效表征农田SOC和土壤质量变化.通过因子分析综合评价得知,在干旱区农业生产中,短期连作棉花兼实施秸秆还田可提高SOC及其活性组分含量和酶活性,合理轮作可有效缓解连作障碍,使土壤质量得到进一步改善,有利于农田土壤的可持续利用.

山东省小麦-夏直播花生种植体系碳足迹

邹晓霞, 张晓军, 王月福, 王铭伦

2018, 29(3):  850-856.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.020

摘要 ( 433 )   PDF (1129KB) ( 31 )  

明确小麦-夏直播花生(W-P)种植体系的主要碳排放环节,可为采取有效措施实现该体系高产与低碳排放的协同效益提供参考.本文依据全生命周期方法,构建碳足迹模型,并核算了山东省W-P种植体系生命周期碳排放.结果表明: 山东省W-P种植体系的净收益较小麦-玉米(W-M)种植体系高71.2%～88.3%;W-P种植体系的单位面积碳排放达6977.9～8018.5 kg·hm^-2,较W-M种植体系高6.2%,但单位净产值的碳排放为每元0.23～0.28 kg CO₂-eq,较W-M种植体系低37.4%～44.1%.综合2种种植体系的净收益和单位净产值碳排放发现,W-P种植体系可以实现高产出与低碳排放的协同效益,符合优化供给、提质增效、农民增收的农业供给侧结构性改革目标.

稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对磷添加的响应

唐美玲, 魏亮, 祝贞科, 李欢, 周萍, 葛体达, 吴金水, 王光军

2018, 29(3):  857-864.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.023

摘要 ( 511 )   PDF (791KB) ( 47 )  

采用室内模拟培养和¹³C同位素标记技术相结合的研究方法,探讨了在葡萄糖与无机氮肥共施的条件下,土壤有机碳矿化及其激发效应对外源磷添加的响应,以揭示土壤有机碳矿化的碳磷耦合调控机制.结果表明: 外源磷的输入加快了CO₂的释放,但抑制了CH₄的释放;在整个土壤淹水培养期间,磷添加抑制了土壤碳矿化释放CH₄总量的53.1%,其中外源葡萄糖-¹³C矿化成¹³CH₄的总量降低了70.5%;磷添加促使通过微生物转化的葡萄糖-¹³C向易利用态碳库的分配比例增加了3.6%,显著提高土壤有机碳快库矿化速率,缩短土壤碳矿化周期.土壤培养前期,外源有机质的添加表现为短暂的负激发效应;随着葡萄糖不断矿化分解, CO₂累积激发效应(PE_CO2)总体上呈现先增加后下降的趋势,而CH₄累积激发效应(PE_CH4)稳步增加最终保持基本稳定状态;培养结束时(100 d),在磷添加条件下,PE_CO2增强32.3%,PE_CH4显著降低93.4%.冗余分析和Pearson分析表明,电导率、氧化还原电位和溶解有机碳对稻田土壤碳矿化的影响最为显著;速效磷与¹³CH₄、PE_CH4呈极显著负相关.在外源有机质添加条件下,磷的添加能够抑制CH₄排放及其激发效应,促进土壤有机质的矿化和养分释放,提高土壤原有有机碳的可利用性,促进稻田土壤有机碳循环.

不同耐盐品种棉花根系主要指标对盐分胁迫的响应

王庆惠, 韩伟, 侯银莹, 冯琳, 叶祖鹏, 顾惠敏, 陈波浪

2018, 29(3):  865-873.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.025

摘要 ( 500 )   PDF (754KB) ( 41 )  

以盐敏感品种‘中棉所45’(CCRI45)、弱耐盐品种‘新陆早17号’(XLZ17)、中等耐盐品种‘新陆早13号’(XLZ13)和耐盐品种‘中棉所35’(CCRI35)为试验材料,利用根系分析系统研究盐分胁迫下棉花根系形态特征及其与棉株耐盐性的关系.结果表明: 盐分胁迫显著降低棉花根和叶的干质量以及K⁺/Na⁺,其中耐盐品种CCRI35和中等耐盐品种XLZ13的根干质量、叶干质量以及根中K⁺/Na⁺分别比盐敏感品种CCRI45提高了69.3%～104.4%、24.8%～45.3%和25.0%～45.8%;盐分胁迫显著抑制棉花根系生长发育,其中CCRI 35和XLZ13的总根长、根系总表面积、根系总体积以及0～10 cm土层中直径为0～1.2 mm内的根长、根表面积和根体积均显著高于CCRI45,分别增加了15.2%～85.8%、12.0%～68.5%、31.7%～217.8%、27.2%～73.9%、39.6%～74.3%和99.0%～309.7%.主成分分析表明,比根长、浅层根长比例和细根比例受基因型差异的影响较为明显,是区分不同耐盐品种棉花根系形态差异的主要指标.逐步回归分析显示,比根长、0～10 cm土层的粗根根长、细根根表面积、粗根根表面积、粗根体积、中根比例,以及10～20 cm粗根根长、粗根表面积、粗根体积等根系参数对盐分响应敏感.耐盐棉花品种可通过维持表层根长比例、细根比例和比根长的增加来适应盐分胁迫.

不同时期喷施多效唑对花生生理特性、产量和品质的影响

张佳蕾, 郭峰, 李新国, 杨莎, 耿耘, 孟静静, 范仲学, 万书波

2018, 29(3):  874-882.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.028

摘要 ( 601 )   PDF (542KB) ( 32 )  

为确定高产条件下不同花生品种的最佳化控时期,以小花生品种‘花育20’(HY20)和大花生品种‘花育25’(HY25)为试验材料,研究了多效唑(PBZ)不同喷施时期对花生根系活力、叶绿素含量、叶片保护酶和碳、氮代谢酶活性,以及荚果产量和籽仁品质的影响.结果表明: 不同时期喷施PBZ均提高了2个品种花生在结荚期的叶绿素含量、根系活力,以及叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性,降低了丙二醛(MDA)含量以及硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶活性,且PBZ喷施时间越早效果越明显.在饱果期,HY25的各指标以主茎高25 cm时喷施PBZ的效果最好,但HY20在主茎高25 cm时喷施PBZ的保护酶活性降低,化控时间过早导致植株早衰,叶绿素含量、根系活力以及碳代谢酶活性也略低于CK,HY20的指标以主茎高30 cm时喷施PBZ效果最好.适宜时期PBZ处理提高了2个品种的荚果产量和经济系数,提高了脂肪含量和油酸相对含量以及O/L值.高产条件下,HY25和HY20的最适多效唑处理时期分别为花生主茎高25和30 cm左右.

花粒期光照对夏玉米光合特性和叶绿体超微结构的影响

高佳, 崔海岩, 史建国, 董树亭, 刘鹏, 赵斌, 张吉旺

2018, 29(3):  883-890.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.021

摘要 ( 522 )   PDF (1741KB) ( 31 )  

在大田条件下,以夏玉米品种‘登海605’为试验材料,研究花粒期不同光照强度(正常光照、开花至收获期遮阴和开花至收获期增光)对夏玉米叶片光合、荧光性能和叶绿体超微结构的影响.结果表明: 与对照相比,花粒期遮阴影响叶绿体排布及内部结构发育,基粒个数和基粒片层数均有不同程度减少,叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量下降,PSⅡ反应中心的实际光化学效率和最大光化学效率降低,非光化学淬灭系数数值增加,导致产量降低;增光后叶绿体结构良好,基粒片层排列紧致、清晰且数量增加,PSⅡ反应中心的实际光化学效率增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量上升,叶片光合性能增强,产量增加.即花粒期遮阴破坏了夏玉米叶片叶绿体超微结构,降低了叶片光合能力,产量下降;花粒期增光增加了叶肉细胞中叶绿体的基粒和基粒片层,导致基粒片层排列紧密有序,有利于增加作物产量潜力.

亚精胺和丛枝菌根真菌对黄瓜生长的影响

吴亚胜, 郭世荣, 张杰, 杜南山, 孙锦

2018, 29(3):  891-898.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.022

摘要 ( 459 )   PDF (940KB) ( 25 )  

以黄瓜品种‘津春2号’为材料,在育苗基质中添加亚精胺(Spd)和丛枝菌根真菌(AMF),研究外源Spd和AMF对黄瓜幼苗生长、光合作用、果实产量和品质以及根际微生物和酶活性的影响.结果表明:育苗基质中同时添加Spd和AMF,可促进黄瓜幼苗生长,提高根系活力和果实产量,改善品质,并促进养分吸收;Spd和AMF提高黄瓜幼苗净光合速率、实际光化学效率、表观量子效率、羧化效率和光呼吸速率,增加基质中细菌和放线菌数量,而降低真菌数量,并提高蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶的活性.说明育苗基质中同时添加Spd和AMF,可提高黄瓜植株光能利用效率,促使黄瓜幼苗根际微生物区系从低肥力的“真菌型”向高肥力的“细菌型”转化,加速有机磷和有机态氮的分解与转化,为黄瓜生长发育提供比较充足的N、P等养分,从而促进黄瓜植株生长,提高产量并改善品质.Spd可提高AMF侵染率,两者对黄瓜幼苗生长具有明显的叠加效应,说明在接种AMF的基质中添加Spd,是一种可增强AMF侵染率的有效方法.

外源表油菜素内酯对NaHCO₃胁迫下黄瓜幼苗生长及氧化还原平衡的影响

聂文婧, 王硕硕, 荆鑫, 巩彪, 魏珉, 杨凤娟, 李岩, 史庆华

2018, 29(3):  899-908.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.024

摘要 ( 546 )   PDF (1641KB) ( 35 )  

以‘津研四号’黄瓜为试材,以30 mmol·L^-1 NaHCO₃模拟盐碱环境,采用水培法研究了0.2 μmol·L^-1外源2,4表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)对盐碱胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响.结果表明: NaHCO₃胁迫显著诱导了叶片及根系中O₂^-·的产生和H₂O₂的积累,导致丙二醛含量和电解质渗透率提高.NaHCO₃胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶活性及还原型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量随胁迫时间延长呈现先升后降的趋势.外源EBR显著提高了NaHCO₃胁迫下黄瓜叶片和根系中抗氧化酶活性、抗氧化物质的含量以及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值,维持了植株内的氧化还原平衡,降低了活性氧积累水平,缓解了膜脂过氧化,从而提高了黄瓜幼苗的盐碱耐受性.

间作紫云英下油菜根际土壤微生物群落功能特征

周泉, 王龙昌, 邢毅, 马淑敏, 张小短, 陈娇, 石超

2018, 29(3):  909-914.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.031

摘要 ( 490 )   PDF (582KB) ( 42 )  

在我国西南紫色土地区,绿肥应用面临严峻问题.为探索绿肥新的应用途径,本文通过绿肥紫云英与油菜间作,探讨了紫云英对油菜根际土壤微生物功能特征的影响,其创新性在于将绿肥紫云英应用于西南旱地,并为建立新的可持续种植模式提供试验数据.结果表明: 间作紫云英降低了油菜根际土壤微生物的碳源利用率,主要表现为降低了对糖类的利用强度;同时,间作紫云英使油菜根际土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和丰富度指数分别降低了5.9%、1.8%和19.9%,均匀度指数增加了1.4%.聚类分析和主成分分析表明,单作与间作之间的微生物群落功能特征存在明显差异,导致微生物群落功能差异的特征碳源为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中D-葡糖胺酸和1-磷酸葡萄糖是间作紫云英下影响油菜根际微生物群落结构的特征碳源.表明间作紫云英降低了油菜根际土壤微生物群落的功能代谢活性,改变了油菜根际土壤微生物群落结构特征,从而降低了油菜根际微生物多样性.

栖息条件对中华蜜蜂遗传多样性的影响

庞倩, 张文文, 王康, 陈孝梅, 孟祥金, 吉挺

2018, 29(3):  915-920.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.034

摘要 ( 465 )   PDF (514KB) ( 30 )  

为了评估不同栖息条件对中华蜜蜂(简称中蜂)种群遗传多样性的影响,本研究运用微卫星标记的方法,对皖南山区4个不同采样点120个中华蜜蜂群体的2400只工蜂样本进行了分析.结果表明: 与天然林野生中蜂群相比,单一茶树种植结构下,皖南中蜂群的等位基因数、平均期望杂合度和多态信息含量的差异均不显著;人工驯养中蜂群的等位基因数、多态信息含量差异显著,平均期望杂合度差异不显著;2006年采集的野生中蜂群与天然林野生中蜂群的等位基因数、平均期望杂合度和多态信息含量均差异显著.各种群间存在极显著的遗传分化,平均分化系数为0.32.说明皖南地区茶树单一化种植不会影响中蜂的遗传结构与资源保护.

营养液供应量对番茄产量、品质和挥发性物质的影响

蔡东升, 李建明, 李惠, 胡晓辉, 张钧恒

2018, 29(3):  921-930.  doi:10.13287/j.1001–9332.201803.026

摘要 ( 408 )   PDF (605KB) ( 33 )  

为探讨基质栽培条件下不同供应量的营养液对番茄果实产量、品质和挥发性物质的影响,以“HL2109”番茄为试验材料,设置4个处理.对照:每株全生育期只浇清水,共计117 L;T₁:每株全生育期共浇营养液39.0 L;T₂:每株全生育期共浇营养液58.5 L;T₃:每株全生育期共浇营养液117 L,利用化学方法及固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)技术测定番茄果实品质和挥发性物质.结果表明: 随着营养液供应量的增加,番茄单株产量和产量呈先升后降的变化趋势,以T₂处理最大,达到每株2.53 kg;T₁、T₂、T₃处理的番茄产量分别比对照增加了29.3%、72.6%、47.0%;T₁处理的灌溉水分利用效率最大,T₂次之,两者差异不显著.T₂处理番茄果实的可溶性固形物含量、糖酸比最高,果实的风味品质显著提升.随着营养液供应量的增加,果实的可溶性蛋白、抗坏血酸含量逐渐增加,可溶性总糖、还原糖含量呈现先增加后减少的趋势,均以T₂处理最高.利用GC-MS共检测出挥发性物质69种,T₁、T₂、T₃的果实挥发性物质总含量高于对照,表现为T₂>T₁>T₃>对照.其中T₂、T₁和T₃处理果实挥发性物质总含量分别为6971、6095和4070 μg·kg^-1,比对照分别增加了1.97、1.56和0.73倍;随着营养液供应量的增加,1-戊烯-3-酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、己醛、己酸、苯乙醛、顺-3-己烯醛等均以T₂处理的含量最高,并且T₂处理果实的特征挥发性物质含量、挥发性物质数量和总含量都最高.在本试验条件下,采用每株全生育期浇营养液58.5 L处理能够提高果实品质和挥发性物质含量,效果最佳.

富士苹果萌芽至新梢旺长期肥料氮去向和土壤氮库盈亏

王芬, 田歌, 刘晶晶, 葛顺峰, 姜远茂

2018, 29(3):  931-937.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.029

摘要 ( 428 )   PDF (517KB) ( 18 )  

运用¹⁵N同位素示踪技术,以5年生‘烟富3’/SH6/平邑甜茶苹果为试材,研究了萌芽至新梢旺长期不同施氮水平(0、50、100、150、200、250 kg·hm^-2)下肥料氮的吸收利用、土壤残留和土壤氮库盈亏特点.结果表明: 早春施氮后,¹⁵N均优先分配到根系中,然后转运用于地上部新生器官(果实、新生枝叶)的形态建造.新梢旺长期结束后(施氮2个月后),5.9%～9.9%的肥料氮被树体吸收,29.8%～33.4%的肥料氮残留在0～60 cm土体中,56.7%～64.4%的肥料氮通过其他途径损失.随施氮水平的提高,树体吸收的肥料氮量和土壤残留氮量逐渐增加,但肥料氮利用率和土壤残留率却不断降低,同时损失量和损失率不断增加.随施氮水平的提高,土壤氮素总平衡由亏缺转为盈余,且盈余量随施氮水平的提高而显著提高.表明施氮不足将会造成土壤氮肥力的下降;而过量施氮则会加剧土壤氮素累积,增加氮素污染风险.施氮水平与土壤氮素总平衡呈显著线性相关关系,拟合方程为:y=0.3511x-20.808 (R²=0.9927),当施氮量为59.27 kg·hm^-2时,由萌芽至新梢旺长期的土壤氮库达到平衡.

基于地理加权模型的南设得兰群岛北部南极磷虾渔场空间分布影响分析

陈吕凤, 朱国平

2018, 29(3):  938-944.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.037

摘要 ( 492 )   PDF (897KB) ( 18 )  

结合南极磷虾渔业科学观察员收集的渔业数据和海洋环境数据,本研究利用地理加权回归模型(GWR),分析了具有空间属性的虾群深度和离岸距离两个因子,以及海水表温对南设得兰群岛北侧水域南极磷虾渔场空间分布的影响.结果表明: 各年南极磷虾渔业单位捕捞努力量渔获量(CPUE)在空间上的分布无显著的集聚性;2010和2013年,3个因子之间存在空间自相关性(正相关),而2012和2016年则无自相关性.GWR模型结果显示,3个因子对CPUE的空间分布具有不同程度的影响,影响程度大小依次为虾群深度>离岸距离>温度.拟合结果发现,南设得兰群岛东、西两侧水域中表温对CPUE空间分布的影响与其他两个因子具有相反的趋势.虾群深度和离岸距离对CPUE的空间效应主要表现为负相关,但存在着年际和区域性差异.本研究结果可为南极磷虾渔场形成机制研究提供方法上的参考.

长江口东滩湿地斑尾刺虾虎鱼的栖息亚生境选择和食性差异

张衡, 叶锦玉, 张瑛瑛, 靳少非, 张胜茂

2018, 29(3):  945-952.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.033

摘要 ( 565 )   PDF (803KB) ( 24 )  

2015年7月至2016年6月每月在长江口东滩湿地西南水域的光滩、盐沼(以海三棱藨草为主)和潮沟3种亚生境进行斑尾刺虾虎鱼的样本采集,分析斑尾刺虾虎鱼的丰度和食性差异.结果表明: 6—11月均采集到斑尾刺虾虎鱼样本,以幼鱼为主,其他月份未采集到.其中,7月采集数量最多,为71尾,11月仅采集到3尾.潮沟中共采集到93尾,分别是光滩和盐沼的5.2和4.9倍. 6—11月斑尾刺虾虎鱼的平均体长和体质量均呈逐渐增加趋势.斑尾刺虾虎鱼主要摄食虾类、蟹类、昆虫类和多毛类等10大类30小类饵料生物.其中,虾类是最重要的饵料类别,并以安氏白虾等白虾属为主;蟹类以相手蟹属为主;昆虫类以小划蝽等蝽科昆虫成虫为主;鱼类饵料的质量百分比相对较高,但数量比例很低.不同亚生境斑尾刺虾虎鱼的饵料组成差异较大.7—11月斑尾刺虾虎鱼的摄食等级随体长增大而明显增大,秋末(11月)平均摄食等级可达3.不同亚生境间的斑尾刺虾虎鱼丰度差异与其摄食饵料不同有关.

长江口鮻矢耳石形态特征及质量与年龄的关系

纪严, 赵峰, 杨琴, 马荣荣, 杨刚, 张涛, 庄平

2018, 29(3):  953-960.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.040

摘要 ( 447 )   PDF (1394KB) ( 26 )  

为研究长江口鮻矢耳石形态特征及其质量与年龄的关系,2017年2—6月从长江口水域采集鮻358 尾,解剖并提取耳石324对,并对其形态学参数进行测量分析.结果表明: 鮻矢耳石具有基叶和翼叶,中央听沟明显,矢耳石的大小和形状随个体生长变化明显,矢耳石由边缘规则的圆润瓜子状渐变为褊窄的叶片状,边缘波浪状突起逐渐变多.矢耳石平均密度为1.52 mg·mm^-2,平均矩形趋近率为0.68,耳石长占其体长的0.021%～0.047%,耳石宽占其体长的0.009%～0.021%,耳石质量占其体质量的0.045‰～0.731‰.鮻矢耳石长(OL)、宽(OW)、质量(OM) 均与体长呈显著相关,耳石宽与耳石质量函数关系式的决定系数(R²)最高(0.928).耳石质量与体长(BL)最佳拟合方程为幂函数:OM=0.0009BL^1.8737(R²=0.967);耳石质量与年龄(A)以及体长与年龄的最佳拟合方程为多项式:OM=2.9262A²+4.8437A+2.1894 (R²=0.847);BL=-3.2248A²+102.54A+38.373(R²=0.858),矢耳石质量与年龄呈显著线性相关,用耳石质量与年龄关系估算的年龄与从耳石上直接读取的年龄无显著差异,矢耳石质量可以作为鉴定鮻年龄的有效辅助手段.

中国土壤环境功能区划方案

吴波, 郭书海, 李宝林, 张玲妍

2018, 29(3):  961-968.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.038

摘要 ( 905 )   PDF (1524KB) ( 81 )  

针对我国土壤环境功能分类分区管理的重大需求,本文讨论了土壤环境功能的广义与狭义概念及其对应属性.基于土壤环境质量对功能的约束分析,阐明了其与土壤环境质量区划关系.在比较不同土壤环境功能区划方法与指标基础上,以土壤环境质量适宜性和土壤环境功能分类为依据,构建了土壤环境功能区划指标体系.提出了全国土壤环境功能区划方案,具体归纳了4个一级功能类型,10个二级功能类型,划分为75个土壤环境功能区.根据不同区域的功能分区现状,提出了相应的管理对策,为我国土壤污染防治规划与区域风险管控提供科学依据.

不同性别桑树幼苗对镉与酸雨复合处理的生长响应及镉积累差异

臧畅, 吕志强, 董莲春, 徐艺, 俞飞

2018, 29(3):  969-975.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.035

摘要 ( 554 )   PDF (946KB) ( 27 )  

为研究不同性别桑树在镉(Cd)与酸雨(AR)复合处理条件下的生长与镉积累差异,本试验以‘强桑1号’(雌株)和‘农桑14号’(雄株)两种不同性别桑树为材料,研究重金属镉(100 mg·kg^-1干土)和模拟酸雨(pH 3.0)处理下,两者生物量积累和分配、最大净光合速率(A_max)和叶绿素荧光参数,以及Cd积累与分配的差异.试验共设置无Cd和AR(对照)、单独Cd、单独AR、Cd+AR复合4个处理.结果表明: 单独Cd处理虽然显著增加了雌株和雄株根茎叶中Cd含量,而且雌株各部分Cd含量显著高于雄株,但是只有雄株根、茎和总生物量、最大净光合速率显著下降,而雌株除了A_max显著下降外,各部分生物量积累下降均不显著,且两者的最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(q_P)和非光化学淬灭系数(q_N)均未发生显著变化.复合处理下,雄株和雌株的总生物量、A_max均显著降低,与单独镉处理相比,雌株根和叶中的Cd含量显著升高,但雄株没有明显变化,两者的F_v/F_m、q_P没有显著变化,但q_N均显著降低.短时间处理下桑树雌株对单独镉胁迫的耐受性高于雄株,但是酸雨的加入会降低雌株对镉的耐受性,可能是因为酸雨促进雌株根系对镉的吸收,并导致叶片积累了更多的镉.

长江中游地区生态系统服务价值的地形梯度效应

杨锁华, 胡守庚, 瞿诗进

2018, 29(3):  976-986.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.016

摘要 ( 416 )   PDF (7220KB) ( 53 )  

采用长江中游地区1995、2005、2014年3期土地利用数据,基于修正后的长江中游地区生态系统服务价值系数表,估算各县域生态系统服务价值,并分析其时空变化特征及地形梯度效应.结果表明: 长江中游地区生态系统服务价值在空间上总体呈山区高而平原低的分布格局,地形梯度分布特征明显.县域地形起伏度与生态系统服务价值呈现较为显著的对数关系,二者拟合优度为0.53;地均生态系统服务价值随地形起伏度上升而增加,2014年1～5级地形起伏度区从400.35万元·km^-2增至 554.57万元·km^-2;研究期间随着地形起伏度增加,各级别内县域生态价值变化从下降型逐渐向稳定型转变.从不同生态系统服务价值看,受不同地形起伏度上土地利用结构改变及不同地类的主导生态系统服务差异的影响,随着地形起伏度的增加,食物生产、废物处理服务价值有所下降,其他生态系统服务(如原材料生产、气体调节等)的价值总体呈上升趋势.

基于熵理论的城市生态系统服务流定量评估——以北京市为例

李婧昕, 杨立, 杨蕾, 张超, 霍兆敏, 陈敏豪, 栾晓峰

2018, 29(3):  987-996.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.017

摘要 ( 482 )   PDF (628KB) ( 66 )  

量化评价生态系统的服务功能是合理开发生态资源、实现可持续发展的重要前提.生态系统服务流能够为生态系统服务功能的量化评估提供解决方案.本文以四大生态系统服务类型为框架,构建了城市生态系统服务流评估体系;将生态系统服务流重新分类,引入熵理论,对指标及系统无序度、发展演变方向进行定量评价;并以北京市为研究对象,选择24个因子开展案例研究.结果表明: 2004—2015年间,北京城市生态系统服务总熵值为0.794,总熵流为-0.024,系统无序度较大,濒临非健康状态;系统熵值3次取得极值,3个变化周期内系统熵值的年平均变化幅度逐渐增大,说明人为活动对城市生态系统干预强度增大;2007年熵流达到最小值,生态环境质量最高;北京市常住人口总数与城市生态系统熵流拟合函数的决定系数为0.921,说明人口数量与城市生态环境状态有很强的相关性.

遗产旅游地居民对生态移民影响感知的历时性研究——以武陵源风景名胜区为例

王凯, 陈勤昌, 李志苗

2018, 29(3):  997-1005.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.018

摘要 ( 491 )   PDF (534KB) ( 16 )  

安置区居民的生态移民感知状况对于把握生态移民实施效果、实现遗产旅游地可持续发展意义重大.以湖南武陵源3个不同移民安置方式的社区居民为调研对象,通过对比分析2010和2016年两次系统性调研数据,分析不同时段安置区居民对生态移民影响感知的历时性变化和促成感知差异的主要影响因素.结果表明: 2010、2016年,研究区居民对“就业机会增多”、“科教培训机会增多”、“景区环境卫生得到改善”和“认同移民后的‘农转非’身份”等指标反应消极;强烈赞同“传统价值观受到冲击”、“政策实施过程中缺乏监督”等指标选项. 2016年,不同性别、年龄、月均收入水平的安置区居民对生态移民经济和心理影响感知差异较为显著;不同文化程度和收入水平的居民对移民政策的感知分异明显;投资兴业安置方式的居民对生态移民经济影响感知相对积极.经济影响感知和移民政策感知成为影响居民对生态移民整体感知的主要因素;就业问题、子女教育问题和移民保障体系等问题是居民持续关注的重点.

综合评述

DNA条形码分析方法研究进展

杨倩倩, 刘苏汶, 俞晓平

2018, 29(3):  1006-1014.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.032

摘要 ( 791 )   PDF (500KB) ( 439 )  

DNA条形码是一段短的、标准化的DNA序列,DNA条形码技术通过对DNA条形码序列分析实现物种的有效鉴定.随着生物DNA条形码序列的大量测定,DNA条形码分析方法得到迅速发展,推动了其在生物分子鉴定中的应用.2003年以来,DNA条形码技术已广泛应用于动物、植物和真菌等物种的鉴定,并有力地推动了生物分类学、生物多样性和生态学等学科的发展.本文在综述DNA条形码技术的基础上,总结了5类主要的DNA条形码分析方法,即基于遗传距离的分析、基于遗传相似度的分析、基于系统发育树的分析、基于序列特征的分析和基于统计分类法的分析,并进一步展望了DNA条形码技术的发展与应用.

废水处理中群体感应调控行为研究进展

李松亚, 费学宁, 焦秀梅, 王乐, 邢燕军

2018, 29(3):  1015-1022.  doi:10.13287/j.1001-9332.201803.036

摘要 ( 451 )   PDF (921KB) ( 52 )  

群体感应是微生物在繁殖过程中分泌一些特定的信号分子,当信号分子浓度达到一定阈值后,可以调控某些基因表达,从而实现信息交流的现象.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,广泛存在于各类微生物信息交流中.活性污泥、生物膜和颗粒污泥等生物聚集体广泛存在群体感应现象,了解和认识群体感应与微生物之间的调控行为,对于废水处理具有重要意义.本文综述了感应信号分子的分类、群体感应调控机制,群体感应在活性污泥、生物膜、好氧颗粒污泥和厌氧颗粒污泥等废水处理中的调控行为的研究进展,并对废水处理中群体感应的研究进行了展望,以期为深入理解废水处理中群体感应调控行为提供参考.