应用生态学报

2019, 30(7): 2136-2136.

摘要 ( 221 )

PDF (458KB) ( 260 )

基于GIS的石渠虫草气候生态适宜性区划

王庆莉, 韩玉江, 张利平, 冯超, 王明田

2019, 30(7): 2137-2144. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.022

摘要 ( 604 )

PDF (3173KB) ( 127 )

根据虫草生物学特性,结合当地农业气候资源时空分布特征与虫草资源调查资料,以海拔、年平均气温、年平均降水量、植被、土壤为主导指标,地形坡度为辅助指标,作为虫草资源适宜性区划的主要依据,应用数理统计分析法、集优法、地理信息系统(GIS)空间分析方法对石渠虫草的气候生态适宜性及空间分布进行分析.结果表明:石渠县大部分乡镇出产虫草,但是分布区破碎分散,呈零星片状和块状,主要分布在石渠县东部、西部的部分乡镇,以及中部扎曲流域两岸部分乡镇;石渠虫草分布的适宜区海拔4000～4700 m,年平均气温-2.5～3 ℃,年降水量550～850 mm,生长环境一般为疏水性好、坡度15°～50°的高山草甸、亚高山草甸,适宜区生长环境和气象条件有利于取食植物和蝙蝠蛾的生长发育;不适宜区在河流宽谷区、牧区、湿地或雪线以上的高山区.

利用双波长方法对非均匀地形人工林蒸散的测量

张功, 张劲松, 孟平, 尹昌君

2019, 30(7): 2145-2155. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.018

摘要 ( 421 )

PDF (2854KB) ( 61 )

千米级地表蒸散通常利用遥感影像并结合经验或半经验模型进行估算,且估算结果还需结合地表实测数据进行验证,但实际中很难获得与遥感像元尺度匹配的实测数据.本研究在黄河小浪底森林生态系统定位研究站人工林的生长期(2016年7月1日—10月19日),基于近红外与微波联合观测技术进行千米级地表蒸散的观测分析.结果表明: 近红外与微波联合技术在不同天气条件下均能表现出良好的日变化特征,且整体能量闭合率可达0.87.该技术对空气湿度的变化敏感,土壤湿度的变化对该项技术的结果影响较小.不同波文比条件和大气稳定度均会使该技术的观测产生不同程度的误差,与涡动相关方法相比,误差在合理范围.采用双波长方法研究得出,该区域的最大日蒸散量为3.5 mm,总蒸散量为162.4 mm.

增温下土壤资源异质分布对杉木幼苗生长的影响

姜琦, 陈光水, 陈廷廷, 张礼宏, 闫晓俊, 熊德成

2019, 30(7): 2156-2164. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.019

摘要 ( 522 )

PDF (798KB) ( 213 )

在福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点开展大气温度控制、土壤温度控制和土壤资源分布3因子试验,探讨土壤资源异质分布和增温对杉木幼苗地下和地上生长的影响,以及增温是否能改变杉木幼苗细根对土壤资源异质分布的识别度,以明确杉木人工林在全球变暖背景下对土壤资源异质分布的响应.结果表明:杉木对土壤资源异质分布的识别度主要体现在吸收根(0～1 mm径级)上,而1～2 mm径级细根则不具有识别度.除了单独大气增温处理对杉木1～2 mm径级细根的避贫系数具有显著影响外,不同增温处理均未对杉木幼树细根的贫富比、趋富系数和避贫系数产生显著影响.与土壤资源均质分布相比,土壤资源异质分布增加了0～1 mm径级细根生物量,降低了树高.与无大气增温相比,大气增温降低了0～1和0～2 mm径级细根生物量,增加了树高.与无土壤增温相比,土壤增温降低了1～2 mm径级细根生物量,但增加了树高和侧枝长度.大气增温控制、土壤增温控制和土壤资源异质分布对杉木地下、地上生长都无显著交互作用.杉木幼苗吸收根本身对土壤资源异质分布具有识别度,但增温并不会改变杉木幼苗细根对土壤资源异质分布的识别度.

1982—2015年新疆地区植被生长对气温的响应

董璐, 赵杰, 刘雪佳, 杜自强, 武志涛, 张红

2019, 30(7): 2165-2170. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.023

摘要 ( 573 )

PDF (1055KB) ( 91 )

基于1982—2015年归一化植被指数(NDVI)数据集、植被类型和气象数据,采用滑动偏相关分析、线性趋势分析和GIS空间分析方法,揭示了新疆地区生长季植被对气温响应的变化特征.结果表明: 研究期间,在整个生长季,新疆地区植被活动对气温变化的响应强度呈现明显的降低趋势;季节尺度上,这种响应关系的变化趋势在夏、秋两季较为明显,春季植被活动对气温变化响应的变化趋势与之相反.在整个生长季,不同类型植被对气温变化的响应呈现减弱态势;在春季,草地和森林对气温变化的响应呈现显著增强趋势,而灌丛和荒漠对气温变化的响应趋势正好相反;在夏季,4种植被(草地、灌丛、荒漠、森林)对气温变化的响应均呈现显著降低趋势;在秋季,4种植被对气温变化的响应均没有显著的统计学特征.新疆地区生长季气温对植被的影响力减弱具有区域的普遍性特征,这可能与研究区降雨和太阳辐射活动变化的有关.

新疆67种荒漠植物叶碳氮磷计量特征及其与气候的关系

何茂松, 罗艳, 彭庆文, 杨思琪, 李凯辉, 韩文轩

2019, 30(7): 2171-2180. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.025

摘要 ( 590 )

PDF (1472KB) ( 96 )

荒漠生态系统具有独特的耐旱植物种类和植物化学计量特征.本研究通过系统采集全疆63个荒漠地点的67种植物,探索荒漠植物叶碳、氮、磷(C、N、P)的计量特征及其与气候因子的关系.结果表明: 荒漠植物叶C、N和P的平均含量分别为394、18.4和1.14 mg·g^-1,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为28、419和18.灌木的N含量高于乔木和草本,灌木P含量比草本(乔木)低(高);C3植物叶的C、N、C∶P、N∶P高于C4植物.随年均降水量增加,叶C有先降低后升高的趋势,叶N、P先升高、后降低,叶C∶N、C∶P与叶N、P变化趋势相反,N∶P变化不显著;随年均温升高,叶C先降低后升高,叶N、P降低,C∶N变化不显著,C∶P、N∶P升高.年均降水量对叶片化学计量特征的影响大于年均温度和植物类型.本研究结果将有助于预测全球气候变化背景下的C、N、P元素循环规律的变化,并为干旱区生物地球化学建模提供参考和基础数据.

云南省气候生产潜力的时空变化

李振杰, 段长春, 金莉莉, 胡雪琼, 李斌, 杨和艳

2019, 30(7): 2181-2190. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.017

摘要 ( 559 )

PDF (1787KB) ( 104 )

利用云南省1961—2017年101个国家级气象站年平均气温、年降水量资料,运用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算了云南省3种气候生产潜力,用Mann-Kendell法进行突变检验,并分析了时空分布特征及未来趋势.结果表明:研究期间,云南平均温度气候生产潜力(Y_t)、降水气候生产潜力(Y_r)和蒸散气候生产潜力(Y_e)值分别为1968、1477、1434 g·m^-2·a^-1,Y_t呈波动上升状态,Y_r/Y_t值显示地区间水热配比差异大,约束性条件也明显不同;气候生产潜力存在突变现象,Y_t在2001年开始明显突变,Y_r没有突变,Y_e在2002—2004年有突变;气候生产潜力及气候倾向性空间分布不均,全省各地年平均Y_t、Y_r和Y_e分别在1030～2465、927～2341和832～1995 g·m^-2·a^-1,3种气候生产潜力均为滇西北和滇东北最低,滇西南和滇南最高,大部分地区Y_t、Y_r和Y_e的气候倾向率分别为增长、减小和增长趋势;8种模拟未来气候变化的方案(仅气温增加1 ℃、仅降水增加10%、仅气温降低1 ℃、仅降水减少10%、气温增加1 ℃且降水减少10%、气温增加1 ℃且降水增加10%、气温降低1 ℃且降水增加10%、气温降低1 ℃且降水减少10%)将导致研究区Y_e分别变化6～45、13～77.2、15～67、-87～-17、-74～46、58～96、-54～57、-101～-59 g·m^-2·a^-1.整体上,如果未来气候趋于“暖湿”化,将有利于研究区农作物增产,如果趋于“冷干”化,将不利于农作物生产.

陕甘宁地区降水稳定同位素特征及水汽来源

刘洁遥, 张福平, 冯起, 魏永芬, 黄良红, 李宗省, 聂硕, 李玲

2019, 30(7): 2191-2200. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.021

摘要 ( 452 )

PDF (1633KB) ( 132 )

依据全球大气降水稳定同位素观测网络(GNIP)和已有研究中陕甘宁地区的大气降水氢氧稳定同位素资料,并结合相关气象数据,分析了陕甘宁地区大气降水氧稳定同位素的时空分布特征及其影响因子,并建立了大气降水线方程.结果表明: 3省大气降水线的斜率、截距由小到大依次为:甘肃、陕西、宁夏,且均小于全球大气降水线方程的斜率、截距,表明3省的降水过程受蒸发作用影响程度沿宁夏、陕西、甘肃增强;陕甘宁地区大气降水中δ¹⁸O值在时间变化上,表现为夏秋季节富集、冬春季节贫化,从空间分布来看,由西北至东南,加权平均δ¹⁸O值呈减小趋势;3省降水中δ¹⁸O温度效应显著,但不存在降水量效应,这体现了中高纬度大陆性气候的特征;高程效应的定量关系为-0.12‰·(100 m)^-1,纬度效应更显著(纬度每增加1°,降水中δ¹⁸O相应贫化0.27‰);采用HYSPLIT模型对各站点的水汽来源进行追踪,气团聚类轨迹表明,夏半年主要有来自孟加拉湾的水汽、东南季风水汽和西风带水汽,冬半年以西风带水汽为主.

草原生态系统生产力对降水格局响应的研究进展

郭群

2019, 30(7): 2201-2210. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.024

摘要 ( 488 )

PDF (551KB) ( 198 )

全球变化背景下降水格局发生了显著改变,主要表现在年降水量、降水季节分配以及降水事件特征(单次降水事件雨量大小、两次降水之间的间隔时长和一年中降水事件的次数等)等几个方面,降水格局的改变将显著影响陆地生态系统功能,尤其是对生产力的影响.草原生态系统是对降水格局改变最敏感的生态系统之一,因此有必要了解草原生态系统生产力对降水格局响应的研究现状及存在的问题.本文首先综述了草原生态系统生产力对降水格局各个特征响应的国内外研究进展,进而从长期观测、控制试验、模型模拟3方面综述了目前降水格局对生产力影响的研究方法,最后从理论研究、研究方法两个方面提出了目前研究存在的问题以及未来的研究方向.本文将为预测草原生态系统如何响应未来气候变化以及在气候变化情景下进行草原生态系统管理提供重要科学依据.

基于控制试验的植株数量及空气温湿度与负离子的关系

李爱博, 赵雄伟, 李春友, 周本智, 杨振亚, 周佩佩, 赵亚敏

2019, 30(7): 2211-2217. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.016

摘要 ( 417 )

PDF (642KB) ( 201 )

空气负离子(NAI)作为评价大气环境质量的重要指标,以往研究侧重于野外观测试验,关于控制条件下的NAI研究甚少.本研究于2018年9—10月在浙江钱江源森林生态站杭州虎山试验基地人工气候室内控制相同气候条件下,对枫香和红豆杉不同植株数量的NAI浓度进行连续定位监测;在其他条件一致的情况下,分别设置空气温度和相对湿度的不同梯度,监测NAI浓度变化,旨在为探究森林植被和气象因子对NAI作用机理提供理论依据.结果表明: 两种植物显著提高NAI浓度.植株数量与NAI浓度呈极显著正相关,二者在0~50株范围内最符合二次函数关系,枫香、红豆杉的NAI浓度与株数的拟合方程分别为y=-0.0484x²+4.7005x+345.7(R²=0.62)、y=-0.0207x²+1.9189x+365.91(R²=0.34).NAI浓度与空气温度在5~30 ℃范围内呈极显著正相关,拟合方程为y=0.4139x²-9.2229x+89.919(R²=0.92).NAI浓度与空气相对湿度在56％~87％范围内呈极显著正相关,拟合方程为y=3.6508e^{0.0526x(R²=0.94).}

小兴安岭蒙古栎和黄菠萝径向生长对气候变化的响应比较

韩金生, 赵慧颖, 朱良军, 张远东, 李宗善, 王晓春

2019, 30(7): 2218-2230. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.012

摘要 ( 530 )

PDF (1421KB) ( 69 )

蒙古栎和黄菠萝是东北温带森林中重要的阔叶树种,探究二者对气候变化的响应关系能够为未来气候变化情境下东北阔叶林的经营、保护及恢复提供科学依据.本文在小兴安岭地区沿经度梯度设置3个采样点——海伦、铁力和伊春,运用树轮年代学方法建立了3个采样点蒙古栎和黄菠萝的标准年表,分析了其与当地气候因子的关系,揭示了蒙古栎和黄菠萝生长-气候关系的时空变异规律.结果表明: 研究区黄菠萝径向生长对生长季温度变化敏感,而蒙古栎径向生长受生长季温度和降水的共同限制作用.蒙古栎和黄菠萝对温度的响应存在差异: 春季均温升高抑制蒙古栎径向生长,而促进黄菠萝径向生长;夏季高温对蒙古栎径向生长的限制作用明显高于黄菠萝.随经度(水分)增加,蒙古栎径向生长与水分因子的关系逐渐减弱,而黄菠萝没有明显变化.树种生理特性是影响树木生长-气候关系的关键因素.1976年升温后,黄菠萝生长随温度升高而升高,但蒙古栎生长却随温度升高而呈下降趋势.升温造成的干旱胁迫可能是两树种生长响应差异及蒙古栎出现响应分异现象的重要原因.如果未来增温趋势持续或者加重,蒙古栎的生长可能会因干旱胁迫加剧而衰退,黄菠萝则不受影响或生长略微加快.

不同海拔和坡向马尾松树轮宽度对气候变化的响应

乔晶晶, 王童, 潘磊, 孙玉军

2019, 30(7): 2231-2240. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.011

摘要 ( 476 )

PDF (1237KB) ( 199 )

以马尾松树轮样芯为材料,利用树木年代学方法分别建立低海拔(260 m)、中海拔(460 m)、高海拔(690 m)及阳坡(270 m)、阴坡(265 m)处马尾松标准及差值年表,将树轮宽度指数与气候因子进行相关及冗余分析,并建立马尾松径向生长量与气候要素的最优多元回归模型,分析福建将乐地区树木径向生长特征及其与气候的关系随海拔及坡向的变化规律.结果表明: 该区域马尾松径向生长在海拔梯度上主要受降水量影响,在坡向水平主要受温度影响;120个气候变量中,上年12月降水量及当年2月极端最低气温分别在海拔及坡向处与马尾松径向生长呈显著负相关.该研究定量描述气候变化对亚热带地区马尾松径向生长的影响,为气候变暖背景下将乐地区马尾松林的栽植及管理提供科学依据.

物种多样性和系统发育多样性对阔叶红松林生产力的影响

车盈, 金光泽

2019, 30(7): 2241-2248. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.010

摘要 ( 560 )

PDF (2155KB) ( 364 )

生物多样性与生态系统功能间的关系已成为生态学研究的热点问题之一,其中植物多样性对森林生产力的驱动作用受到广泛关注,而其潜在驱动机制还存在很大争议.本研究依托黑龙江凉水国家级自然保护区典型阔叶红松林9 hm²森林动态监测样地,利用2005年和2015年的调查数据,采用线性回归和结构方程模型探究不同空间尺度下物种多样性和系统发育多样性对森林生产力的影响.结果表明:物种多样性和系统发育多样性与生产力均呈正相关,随着空间尺度的增大,物种多样性对生产力的作用强度逐渐增强,而系统发育多样性对生产力的作用逐渐减弱;小尺度下系统发育多样性对生产力的影响大于物种多样性.生产力还受到非生物因素影响,在不同尺度下土壤因子与生产力均呈显著正相关,并且随着尺度的增大,土壤因子对生产力的作用逐渐占据主导地位.在今后研究中应将进化信息与生态系统功能相联系,可为其他多样性度量提供额外的解释力,同时还应考虑空间尺度及非生物因素的影响,为深入了解森林生产力的驱动机制提供科学依据.

生境对啮齿动物介导下锐齿槲栎种子命运的影响

康海斌, 王得祥, 常明捷, 康冰, 于飞, 刘姝彤

2019, 30(7): 2249-2256. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.004

摘要 ( 416 )

PDF (1324KB) ( 63 )

干扰作为森林演替的驱动力,在改变森林结构和地表植被的同时也对林内动物介导下的种子扩散过程产生影响.本研究采用塑料标签标记法,选取秦岭林区不同人为干扰后形成的3种类型生境(未抚育林分、抚育3年后林分、裸地),研究啮齿动物扩散行为对不同生境类型锐齿槲栎种子命运的响应.结果表明: 抚育3年后林分的种子扩散速率最大,裸地扩散速率最小.裸地的种子原地取食率显著低于未抚育(25.0%)和抚育3年后林分(36.3%),而抚育3年后林分的种子搬运后取食率显著高于未抚育林分(17.3%)和裸地(5.0%),且抚育3年后的林分中被啮齿动物分散埋藏的种子比例最高(4.3%).种子扩散距离以抚育3年后林分最大(26 m),且扩散距离显著大于裸地和未抚育林分.锐齿槲栎种子的初次扩散过程在不同生境中表现不同,其种子后期成苗率也存在差异.不同类型生境在一定程度上影响啮齿动物的觅食策略,最终导致不同的种子扩散模式和森林天然更新格局的形成.

冻融环境下亚高山森林凋落叶添加对土壤腐殖质动态的影响

卫芯宇, 杨玉莲, 吴福忠, 陈子豪, 谌亚, 董玉梁, 张丽

2019, 30(7): 2257-2266. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.006

摘要 ( 402 )

PDF (1048KB) ( 59 )

亚高山森林土壤形成过程中,胡敏酸、富里酸等腐殖物质的累积是维持土壤肥力及物质循环的重要途径,它受到土壤基质质量、凋落叶和环境因素的调控.本研究以川西亚高山典型的针叶林、针阔混交林和阔叶林土壤为对象,采用室内培养控制冻融环境和凋落叶添加的方法,研究冻融环境下凋落叶添加对土壤腐殖物质累积的影响.结果表明: 冻融循环环境下针叶林土壤腐殖质含量升高,而针阔混交林和阔叶林土壤腐殖质含量降低,且凋落叶对土壤腐殖质含量无显著影响.培养前期冻融环境下3种林型土壤胡敏酸净累积,净累积量大小为针阔混交林＞针叶林＞阔叶林,富里酸含量下降,下降程度为阔叶林＞针阔混交林＞针叶林,且凋落叶对土壤胡敏酸和富里酸含量无显著影响.随培养时间的延长,3种林型土壤胡敏酸及富里酸含量均下降.这表明,凋落叶对土壤腐殖质含量的影响与土壤基质质量存在密切关系,且受到冬季土壤冻融时间长短的影响.

放牧高寒嵩草草地不同演替阶段土壤酶活性及养分演变特征

李茜, 孙亚男, 林丽, 李以康, 杜岩功, 郭小伟, 杨永胜, 曹广民

2019, 30(7): 2267-2274. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.001

摘要 ( 480 )

PDF (856KB) ( 72 )

以高寒草地演替序列禾草-矮嵩草群落、矮嵩草群落、加厚期小嵩草群落、开裂期小嵩草群落和杂类草-黑土型次生裸地为对象,研究多稳态放牧高寒草地土壤酶活性演变及其与养分的关联性.结果表明: 随退化演替推进,植被盖度和地上生物量依次降低,而地下生物量在加厚期和开裂期小嵩草群落达到高峰.土壤蔗糖酶、脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性在土壤表层(0～10 cm)高于亚表层(10～20 cm),而几丁质酶相反;纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶在禾草-矮嵩草群落最高,杂类草-黑土型次生裸地最低,加厚期小嵩草群落略有升高;几丁质酶在中间3个阶段均显示较高活性;脲酶和蔗糖酶在后期杂类草-黑土型次生裸地阶段明显升高.土壤水分、铵态氮、碱解氮、全氮、全碳和有机碳随退化演替依次递减,但硝态氮和速效磷在后期两阶段回升.除几丁质酶外,其他酶均与速效磷、铵态氮、碱解氮、全碳和有机碳呈正相关,与pH呈负相关;纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶还与土壤水分和全氮呈正相关;影响土壤酶活性的主控因子为速效磷和铵态氮.高寒草地土壤酶受放牧退化演替影响呈现不同演变趋势,酶活性与土壤养分存在相互协同作用,但重度退化的极端环境也可能会激发与氮、碳养分转化相关的土壤酶活性.

不同施肥条件下毛叶苕子的腐解及养分释放特征

张成兰, 刘春增, 李本银, 张梦, 吕玉虎, 陈雪青, 曹卫东

2019, 30(7): 2275-2283. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.005

摘要 ( 505 )

PDF (750KB) ( 95 )

利用田间埋袋法,研究不施肥、施氮肥、施石灰3种处理对豫南稻田毛叶苕子腐解及养分释放特征的影响.结果表明: 不同施肥处理下毛叶苕子累积腐解率为65.3%～72.5%,腐解过程中呈现前11 d腐解较快、后期腐解缓慢并逐渐趋于平稳的趋势.不同处理养分释放率表现为钾>磷>碳>氮,试验结束时(翻压148 d),碳、氮、磷、钾的累积释放率分别为83.6%～84.6%、78.2%～81.2%、89.8%～91.4%、96.3%～97.0%.在整个腐解期内,毛叶苕子氮释放特征与腐解特征相似,与不施肥相比,施石灰促进毛叶苕子腐解及氮、磷、钾养分释放;施氮肥促进毛叶苕子磷释放,抑制钾释放;施石灰和氮肥对碳释放均无显著影响.施氮肥处理腐解0～11 d促进毛叶苕子腐解及氮释放,腐解11～148 d抑制毛叶苕子腐解及氮释放.采用一级动力学方程及对数函数方程拟合豫南稻区毛叶苕子腐解及碳、氮、磷、钾养分释放特征均达到显著水平,拟合方程的特征参数值与毛叶苕子腐解率及养分释放率呈显著相关.施用石灰促进毛叶苕子腐解及养分释放的效果优于施用氮肥;一级动力学方程及对数函数方程特征参数值可较好地描述毛叶苕子腐解及养分释放能力.

城市夜间灯光对香樟生长的影响

李小婷, 陈斌, 王海军, 郑光, 杨丹, 苗馨予, 徐驰

2019, 30(7): 2284-2290. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.009

摘要 ( 525 )

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为了解常绿乔木对城市夜间灯光的生长响应,以华东地区典型常绿行道树种香樟为对象,研究南京市一条典型道路上近灯处(路灯正下方)和远灯处(两相邻路灯中间位置)生长区位的夜间光照强度差异性对香樟生长性状的影响.结果表明: 近灯处香樟的平均胸径为16.8 cm,当年生小枝总生产力为309.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为241.5 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为34.6 SPAD.远灯处香樟的平均胸径为15.5 cm,当年生小枝总生产力为273.4 g·m^-2,当年生叶片生产力为212.8 g·m^-2,叶片相对叶绿素含量为33.1 SPAD.近灯处香樟的平均胸径、当年生小枝总生产力、当年生叶片生产力及叶片相对叶绿素含量均显著高于远灯处.两处树木间比叶面积没有显著差异.夜间灯光的补充照明促进了近灯处香樟的生长,并改变了树冠生长对阳光的响应特征.

滇龙胆草野生资源的地理分布与生物气候特征

沈涛, 虞泓, 王元忠

2019, 30(7): 2291-2300. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.003

摘要 ( 602 )

PDF (1410KB) ( 82 )

利用国家标本资源共享平台提供的物种分布数据,结合野外实地调查和MaxEnt模型对滇龙胆草适宜分布区进行模拟和验证,分析滇龙胆草地理分布与气候因子间的关系.结果表明: 模型训练集和验证集曲线下面积(area under curve,AUC)值均>0.90,表明模型预测精度高,预测结果较准确.滇龙胆草分布区地理坐标范围:22.2°—28.75° N,98.48°—110.59° E.适宜的海拔范围为1830~1959 m.适生区总面积约63.92×10⁴ km²;其中,高度适生区4.33×10⁴ km²,中度适生区21.42×10⁴ km².云南、四川、贵州3省适生区面积合计约59.10×10⁴ km²,占全国适生区面积的92.46%.影响滇龙胆草地理分布的主要气候因子有3、6和8月太阳辐射,温度年较差,最暖季均温,10月和11月平均降水量及最干季降水量.偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分析表明,分布区以北和以东的太阳辐射(3月、6月和8月)、温度年较差、10—11月平均降水量、最干季降水量是主要的限制因子;分布区以南主要限制因子是6月太阳辐射、最暖季均温、10月和11月平均降水量.限制滇龙胆草向四川盆地、广西盆地分布的主要气候因子是太阳辐射、温度年较差、最暖季均温、年生物温度和年可能蒸散量.综合分析认为,滇龙胆草的适生区主要位于云贵高原,上述地区的亚热带湿润气候最适宜滇龙胆草生长.

西天山南坡表土花粉分析

姚付龙, 夏倩倩, 张静, 杨海军

2019, 30(7): 2301-2308. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.013

摘要 ( 432 )

PDF (1188KB) ( 211 )

通过对西天山南坡不同植被带52个表土花粉样品的鉴定,研究表土花粉组合与现代植被分布的关系,分析蒿属/藜科比值(A/C)在该区域的指示意义.结果表明:山顶至山底可以划分为5个植被带,分别为高山荒漠带、高山草甸带、草甸草原带、山地荒漠带、典型荒漠带,代表性科属为蒿属、藜科、禾本科和麻黄属,该区域不同植被类型表土样品花粉组合差异明显.西天山南坡表土花粉在一定程度上受到北坡的影响,海拔越高影响越大.A/C值随海拔升高而先升高再降低,在高山草甸区域达到最高,可以作为反映山地垂直方向气候干湿变化的有效指标.由于A/C值波动较大,利用该比值进行气候环境重建时,需注意受人类活动等因素影响所产生的高值可能带来误判.

黄土高原草地净初级生产力时空动态及其影响因素

刘洋洋, 王倩, 杨悦, 刚成诚, 章钊颖, 同琳静, 李建龙

2019, 30(7): 2309-2319. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.002

摘要 ( 575 )

PDF (3814KB) ( 89 )

利用光能利用效率模型(Carnegie-Ames-Stanford approach,CASA)模拟2000—2015年黄土高原草地净初级生产力(NPP),分析黄土高原草地NPP的时空动态、NPP变化稳定性和持续性特征,从植被类型、地形因素、气候变化和人类活动4个方面探讨黄土高原草地NPP的影响因素.结果表明: 黄土高原草地NPP的平均值为202.93 g C·m^-2·a^-1,其年际变化特征呈现显著增加的趋势,平均年增加速率为2.43 g C·m^-2·a^-1;分布具有明显的空间异质性,大体呈南高北低的状态.黄土高原草地NPP呈增加趋势的区域占总草地面积的91.2%,主要分布在陕西省的大部分地区、甘肃陇东及陇中地区和青海等地.草地NPP变化较为稳定的区域主要集中在鄂尔多斯的南部地区、陕北地区和甘肃等地.大部分地区草地NPP未来的变化趋势与过去一致,且陕西省的大部分地区以及甘肃省的陇中及陇东地区的草地NPP将呈现持续显著增加的趋势.坡面草地的平均NPP值最高,为703.37 g C·m^-2·a^-1;而高山亚高山草地NPP平均值最低,为57.28 g C·m^-2·a^-1.高海拔地区的草地NPP较高,而平原及丘陵地带草地NPP相对较低.研究期间黄土高原降水量的增加对草地NPP的增加具有明显的促进作用;人类活动诸如过度放牧状况的改善以及退耕还草等政策的实施对黄土高原草地NPP的增加也具有重要作用.

滨海沙地主要造林树种叶片功能性状及养分重吸收特征

周丽丽, 钱瑞玲, 李树斌, 董博微, 陈宝英, 潘辉

2019, 30(7): 2320-2328. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.007

摘要 ( 409 )

PDF (673KB) ( 116 )

为探讨不同树种对滨海沙地干旱贫瘠环境的适应策略,以滨海沙地主要造林树种木麻黄、湿地松、厚荚相思和尾巨桉为对象,研究了不同树种叶片功能性状及养分重吸收特征.结果表明: 阔叶树种(厚荚相思和尾巨桉)的叶面积、比叶面积显著高于针叶树种(木麻黄和湿地松),而针叶树叶干物质含量、叶厚度最高.成熟叶和凋落叶的N、P含量表现为阔叶树高于针叶树,成熟叶高于凋落叶,但凋落叶N∶P较高.针叶树种的N、P养分重吸收效率大于阔叶树种,P重吸收效率明显高于N,木麻黄、湿地松、厚荚相思和尾巨桉的N、P吸收效率分别为64.2%、63.1%、47.0%、16.8%和92.5%、81.6%、80.3%、18.0%.比叶面积与叶片N、P含量呈显著正相关,与叶干物质含量,叶厚度以及N、P养分重吸收效率呈显著负相关;叶干物质含量与叶厚度及N、P养分重吸收效率呈显著正相关.就叶片功能的权衡关系而言,木麻黄和湿地松属于缓慢投资-收益型物种,具有较高的养分重吸收效率,而厚荚相思和尾巨桉属于快速投资-收益型物种,养分的重吸收效率较低.不同滨海沙地造林树种通过叶片功能性状及养分重吸收之间的相互协调实现对滨海沙地特殊生境的适应性.

基于Maxent生态位模型的互花米草在我国沿海的潜在分布

张丹华, 胡远满, 刘淼

2019, 30(7): 2329-2337. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.014

摘要 ( 765 )

PDF (1647KB) ( 399 )

以分布在我国沿海滩涂的96个互花米草分布记录点及覆盖东部沿海区域的海洋环境数据和气候环境数据为材料,利用Maxent生态位模型,研究外来物种互花米草在我国沿海的潜在分布情况.结果表明:互花米草适宜分布区占我国沿海区域的85%,其中高度适宜分布区占18%,中度适宜分布区占34%,低度适宜分布区占33%,不适宜分布区仅为15%.互花米草在我国沿海的地理分布主要受到年均最低海水温度、年均海水温度、年平均气温和1月最低气温4个环境因素的影响,而年均降水量、年均日较差、海水盐度、最高海水温度、7月最高气温及海流速度对互花米草地理分布的影响较小.互花米草高度适宜分布区的最低海水温度为0.62～24.81 ℃,平均海水温度为10.46～27.29 ℃,年均气温为9～25 ℃,1月最低气温为-13.5～16.7 ℃.互花米草地理分布概率在我国北部沿海区域达到20%以上,互花米草存在向我国北部进一步入侵的趋势,特别是在渤海湾地区,互花米草入侵潜力较大.互花米草在我国不适宜分布区主要集中在海南中部和南部海岸,以及台湾省大部分区域,依据当前我国分布记录及气候数据,这些区域互花米草入侵风险较小,但不排除未来入侵的可能性.

极端耐盐碱菌株的筛选及其菌肥对盐碱条件下小麦生长和土壤环境的影响

朱浩, 刘珂欣, 刘维维, 迟晓丽, 张潇, 许超, 金晓, 孙中涛, 刘丽英

2019, 30(7): 2338-2344. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.039

摘要 ( 498 )

PDF (892KB) ( 56 )

为获得具有盐碱地改良应用潜力的耐盐碱菌株,将采集于东营盐碱地的土样稀释涂布于pH 9、盐浓度100 g·L^-1的Gibbson改良培养基上,共获得18株细菌.通过提高盐浓度、pH值,最终获得在pH 12、盐浓度20%的条件下仍然可以生长的极端耐盐碱菌株N14.对N14进行形态学、生理生化特征和16S rDNA序列分析鉴定,结果表明: 菌株N14为马氏芽孢杆菌.盆栽试验结果表明,与盐碱土(CK)相比,N14菌肥可以显著提高小麦的生物量,株高、鲜重、干重分别提高了21.8%、57.9%、41.7%;显著增加小麦叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量,增长率分别为36.4%、20.0%、31.7%;显著提高盐碱土壤中的蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,增长率分别为23.2%、68.8%、106.5%;显著提高小麦根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性,增长率分别为109.6%、17.8%、50%;显著减少小麦根系丙二醛的含量,减少率为39.8%.本研究为极端耐盐碱菌的应用提供了一条新思路,为盐碱地的改良提供了一条新途径.

基于高通量测序分析大豆和油菜根际微生物群落结构的差异

杨潇湘, 张蕾, 黄小琴, 伍文宪, 周西全, 杜磊, 黎怀忠, 刘勇

2019, 30(7): 2345-2351. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.028

摘要 ( 573 )

PDF (1107KB) ( 168 )

根肿病是由芸薹根肿菌侵染引起的专性寄生性土传病害,严重制约着油菜等十字花科作物的可持续生产.前期研究发现,大豆作为前茬作物可以显著降低后茬油菜根肿病的发生和危害,“豆-油轮作”模式是一种值得探索和应用的根肿病防治新途径.为了解开大豆作为前茬防治根肿病发生的机理,本研究基于扩增子测序技术探究大豆与油菜根际土壤微生物的群落结构差异.结果表明: 大豆和油菜根际土壤微生物类群在门水平的优势类群相同,包括变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门、子囊菌门、接合菌门、担子菌门和壶菌门等丰度都较高.但相比于油菜根际土壤,大豆根际土壤富含具有生防作用和促进植物生长的微生物,如黄杆菌属、鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、链霉菌属、假单胞菌属、木霉属和盾壳霉属等;而一些植物病原细菌(如肠杆菌、黄单胞菌)和真菌(炭疽菌和尾孢菌)含量则低于油菜根际土壤;另外,大豆根际土壤中还富含具有固氮功能的根瘤菌属、慢生根瘤菌属和丛枝菌根真菌(如球囊霉属).可见,大豆根际土壤利于有益微生物生长并可抑制病原菌繁殖.大豆和油菜根际微生物组差异为大豆-油菜轮作防治根肿病提供了理论依据,并为根肿病的防治提供了一些潜在的生物防治资源.

基于生态敏感性评价的本溪青云山景区空间规划

战明松, 朱京海

2019, 30(7): 2352-2360. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.037

摘要 ( 548 )

PDF (824KB) ( 59 )

林地型景区的生态环境保护和利用是景区旅游开发的基础.本文基于生态环境要素和保护需要构建了生态敏感性评价指标体系,通过层次分析法和熵权法得到组合权重,结合GIS技术对本溪青云山景区进行生态敏感性评价,并根据评价结果制定景区空间规划.结果表明:青云山景区内高敏感区占比9.2%,敏感区占比60.2%,低敏感区占比22.7%,不敏感区占比7.9%.依据青云山生态特征和生态保护红线将景区分为限制开发区、适度开发区和旅游开发区三大板块,结合自然、人文等资源的空间分布特征,制定了景区“二轴六区”的空间规划,针对各板块资源利用现状和存在的问题,制定了相应的旅游开发规划策略.本研究能够为林地型景区空间规划提供更为科学有效的规划路径.

吉林省县域环境污染的时空演变特征与影响因素

李连刚, 张平宇, 刘文新, 李静, 王林峰

2019, 30(7): 2361-2370. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.031

摘要 ( 458 )

PDF (1304KB) ( 28 )

基于2011年和2015年环境污染物排放和经济社会数据,选取4类污染物的工业源、农业源和城镇生活源排放总量指标,通过构建整体环境污染综合指数和分来源污染指数综合反映吉林省县域尺度单元污染状况,运用Moran I指数、时空跃迁分析和标准差椭圆分析定量研究吉林省环境污染的时空演变特征,并构建空间计量模型对环境污染的影响因素进行分析.结果表明: 吉林省环境污染具有空间集聚特征,环境污染主要分布在长春、吉林等中部地区,分来源的环境污染空间分布存在明显的区域差异特征;吉林省县域单元整体环境污染和农业源污染均具有空间相关性,环境污染空间布局的关联结构稳定性高,环境污染具有路径锁定特征;环境污染的空间分布呈现西北-东南分布格局,且环境污染表现出由中心向四周扩散态势,环境污染的重心在43.65—43.66° N,125.83—125.84° E之间变动;地区经济发展水平、城市化水平和农业生产是吉林省县域环境污染和工业源污染的主要驱动因素,产业结构的调整优化改善了整体环境污染与工业源污染状况.化肥的过度使用增加了农业源污染,经济发展水平和城市化水平是城镇生活源污染排放的主要驱动因素.县域整体环境污染和农业源污染均具有空间扩散效应,各自污染状况分别与相邻地区整体环境污染和农业源污染状况密切相关.

种养系统可持续发展指数的空间格局及其演变趋势——以山东省为例

李洋, 孙志刚, 张旭博, 杨景晁, 杭胜, 李仕冀, 朱婉雪, 吕云, 欧阳竹

2019, 30(7): 2371-2383. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.020

摘要 ( 440 )

PDF (2295KB) ( 46 )

农业生产专业化、集约化背景下,种养分离越发严重,畜禽粪便排放与环境之间矛盾日益突出,农业可持续发展面临重大挑战.本研究以山东省为例,基于1999—2015年种养系统投入产出资料,利用能值的方法,定量分析了山东省域及市域种养系统可持续发展指数的空间格局及其演变趋势.结果表明: 1999—2015年,山东省种养系统的可持续性减弱.可持续发展指数呈极显著下降趋势,2015年较1999年下降了22.0%;净能值产出率和环境负载率均呈极显著增加趋势,单位经济投入获得的利益显著增加,同时种养生产对环境的压力明显加大,这主要与电力、复合肥、农业机械等工业资源投入量的增加密切相关.山东省各地市种养系统可持续发展水平具有差异.大部分地市种养系统的可持续发展指数较高,而沿海地区(威海、烟台)和工业城市(淄博)则较低.同时,各地市种养系统的可持续发展态势也具有差异.鲁中和鲁南地区可持续性逐年减弱,鲁北地区可持续性逐年增强.以2015年为本底数据进行情景分析,发现种养高度结合(100%粪便有机肥替代化肥)情景的可持续发展指数可达8.4,是种养结合现状(30%粪便有机肥替代化肥)的2.6倍.

一株高效解磷真菌新菌株的筛选鉴定及解磷特性

李豆豆, 尚双华, 韩巍, 房娜娜, 依艳丽

2019, 30(7): 2384-2392. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.033

摘要 ( 412 )

PDF (912KB) ( 59 )

从辽宁省辽中县多年耕种的日光温室番茄根际土壤中筛选出一株解磷真菌,通过菌落形态特征和ITS rDNA序列对比,鉴定该菌株为草酸青霉菌的一株新菌株,将其命名为PSF1.该菌株能利用葡萄糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、可溶性淀粉等多种碳源和硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾、尿素等多种氮源进行生长代谢并表现出较强的解磷能力,在C/N 10∶1～60∶1、初始pH 7～8的条件下生长情况较好且解磷能力较高.该菌株有很强的产酸能力,在培养过程中培养液pH由7.00～7.50下降至2.06～4.87;在4种磷源培养液中的最高解磷量分别为磷酸三钙(869.62 mg·L^-1)＞磷矿粉(233.56 mg·L^-1)＞磷酸铝(44.77 mg·L^-1)＞磷酸铁(28.42 mg·L^-1).Pearson相关分析表明,菌株在磷酸三钙、磷矿粉和磷酸铁培养液中的解磷量与pH的变化之间呈极显著负相关关系,在磷酸铝培养液中无显著相关关系.菌株PSF1解磷能力强,生长条件广,推测其在土壤中有较强的解磷能力.

福建省3座水库库心沉积物聚磷菌的群落特征

佘晨兴, 王静, 苏玉萍, 林婉珍, 兰瑞芳, 刘键熙, 林佳

2019, 30(7): 2393-2403. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.026

摘要 ( 419 )

PDF (1191KB) ( 66 )

聚磷菌在水库沉积物磷的代谢循环中起着重要作用.采用T-RFLP技术和克隆测序,以多聚磷酸盐激酶基因(ppk1)作为标记基因,研究对比了福建省3座富营养化水库(九龙江西陂水库、平潭三十六脚湖水库和三明东牙溪水库)库心沉积物中聚磷菌的多样性及群落结构.结果表明: 3座水库库心沉积物聚磷菌的多样性存在一定差异,但不显著,以三十六脚湖库心样品中聚磷菌多样性最高(Shannon指数H=2.89±0.03,Simpson指数D=0.06±0.01).克隆测序和比对结果分析表明,三十六脚湖水库沉积物样品中聚磷菌种类最多,结构最复杂,这与T-RFLP的结果一致.3座水库库心沉积物样品中聚磷菌优势菌属差异较为明显,但均以变形菌门、放线菌门和酸杆菌门为主,这3个门在3座水库库心沉积物样品中所占比重分别达74.5%、85.0%和75.0%.其中,变形菌门中的厌氧粘细菌属、酸杆菌门中的Solibacter属在3座水库库心沉积物样品中均为优势菌属.沉积物中Fe/Al-P与聚磷菌多样性指数的相关性最显著.Fe/Al-P对聚磷菌群落结构影响最为显著,3个水库共有优势菌属厌氧粘细菌与各形态磷呈正相关,且与OP、Ca-P等难溶解性磷呈显著相关,Solibacter与各形态磷均呈负相关.表明聚磷菌与富营养化水库沉积物磷代谢循环密切相关.

洞庭湖流域人类活动净磷输入及其空间分布

刘艳萍, 肖雅倩, 张颖

2019, 30(7): 2404-2414. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.032

摘要 ( 484 )

PDF (2128KB) ( 56 )

本研究基于人类活动净磷输入模型(NAPI)估算了1985、1995、2005和2015年洞庭湖流域及其子流域磷元素的输入特征,并分析其时空分布及变化趋势.结果表明: 过去30年洞庭湖流域NAPI呈现先升高后降低的趋势,1985、1995、2005、2015年流域NAPI分别为7.00、9.20、10.33、10.01 kg·hm^-2·a^-1.从磷的组成来年,1985年最大的输入源为食品/饲料净输入,1995—2015年NAPI最大输入源为磷肥施用.磷肥输入年均值为6.01 kg·hm^-2·a^-1,占NAPI年均值的65.8%;其次是食品/饲料磷净输入,年均值为2.65 kg·hm^-2·a^-1,占比为29.0%;非食品磷输入年均值为0.47 kg·hm^-2·a^-1,占比为5.2%.从空间分布上,洞庭湖流域的较高的NAPI主要分布在东北部,与该区域农业的相对集中分布有关.从子流域NAPI组成上,洞庭湖子流域的NAPI总体均呈现逐年上升的趋势,各流域年均NAPI强度从高到低依次为:洞庭湖环湖区>湘江下游>资江上游>湘江上游>澧水>沅江上游>沅江下游>资江下游.洞庭湖环湖区是子流域中NAPI最高的区域,1985年NAPI为13.01 kg·hm^-2·a^-1,2015年上升至24.14 kg·hm^-2·a^-1.农业生产和人口增长是导致当前人类活动净磷输入的主要原因,其带来的负面生态效应是不容忽视的.

基于碳氮同位素技术研究重金属在春季江苏近海食物网中的累积

李云凯, 张瑞, 张硕, 张虎,

2019, 30(7): 2415-2425. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.029

摘要 ( 477 )

PDF (822KB) ( 348 )

江苏近海自古以来是我国重要的渔业基地之一.近年来,随着沿海城市工业的发展,江苏近海局部地区重金属污染比较严重.目前,对重金属在江苏近海食物网中的传递和累积过程尚不明晰.本研究于2017年5月在江苏近海通过渔业资源调查采集生物样品(包括大型藻类、双壳类、头足类、腹足类、甲壳类和鱼类).在应用碳氮同位素构建食物网结构的基础上,量化物质循环和能量流动的主要途径,分析多种重金属元素在食物网中的累积规律.同位素测定结果显示,江苏近海生态系统中主要存在两条能量传递途径:即以毛蚶等为初级消费者的浮游食物链和以沟纹鬘螺为初级消费者的底层食物链,以底层食物链占优势;8种元素在海洋生物体内含量的平均值由高到低依次为Zn＞Cu＞As＞Cd＞Cr＞Pb＞Ni＞Hg,总体来说,元素富集水平最高的是双壳类,最低的是鱼类;大多数生物体内的As含量超标,双壳类和口虾蛄的Cd、凤鲚的Cr及密鳞牡蛎的Zn、Cu、Cr均超过水产品安全标准;在浮游食物链中,Zn、Cd和Ni显著生物减小,在底层食物链中,Hg显著生物放大,其他元素在食物网中未见明显变化趋势.

南海北部近海渔业资源密度概率分布特征

蔡研聪, 黄梓荣, 许友伟, 孙铭帅, 徐姗楠, 张魁, 陈作志

2019, 30(7): 2426-2436. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.015

摘要 ( 426 )

PDF (1420KB) ( 59 )

根据2014—2017年南海北部近海8个调查航次渔获量数据,结合统计方法分析该海域渔业资源密度分布特征并探索其适宜概率分布类型,进而估算区域平均资源密度.结果表明:各时期资源密度变异系数(CV)在0.67～1.03,说明该海域渔业资源密度呈较高程度的不均匀空间分布,且渔获资源密度频率分布呈现明显的右偏特征,总体以0～1000 kg·km^-2资源密度为主导;单样本Kolmogorov-Smirnov检验结果表明,对数正态、伽玛和韦伯分布是该区域资源密度的适宜分布类型;在海域平均资源密度估算方面,对数正态所得结果与另两个分布类型在统计学上无显著差异,而伽玛和韦伯分布的估计值有显著差异.与1960—1970年代相比,该海域渔业资源密度适宜概率分布型已从单一类型转变为多类型,这主要归于渔业资源结构、捕捞强度以及气候变化等引起的低渔获量比例变化.

雅鲁藏布江拉萨裸裂尻鱼种群资源状况及其渔业管理对策

邵俭, 马宝珊, 段友健, 谢从新, 林少卿, 周贤君, 霍斌

2019, 30(7): 2437-2446. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.030

摘要 ( 519 )

PDF (874KB) ( 327 )

拉萨裸裂尻鱼为我国特有种,由于过度捕捞和生物入侵,其种群生存受到极大威胁.2008年8月至2009年8月在西藏雅鲁藏布江谢通门至尼木江段共采集拉萨裸裂尻鱼694尾,利用单位补充量模型对其种群资源利用状况及渔业管理对策进行了研究.结果表明: 雌性和雄性拉萨裸裂尻鱼年总瞬时死亡率(Z)分别为0.81和0.78年^-1,雌雄种群自然死亡率(M)分别在0.17～0.27和0.21～0.33年^-1,雌雄鱼的当前捕捞死亡率(F_cur)分别在0.54～0.64和0.45～0.57年^-1.拉萨裸裂尻鱼雌鱼种群繁殖潜力比为10.1%～17.9%,全部显著低于下限参考点(F_25%),雄鱼种群繁殖潜力比为28.3%～43.6%,仅有22.3%的比例高于目标参考点(F_40%).表明在现有的渔业管理政策下,拉萨裸裂尻鱼资源已被过度开发.通过模拟14个不同的渔业管理政策,评估起捕年龄和禁渔期对拉萨裸裂尻鱼的保护效果,结果表明,将其起捕年龄设置为不小于10龄或禁渔期至少设置为2—6月,可实现对其资源的有效养护.

不同许氏平鮋与栉孔扇贝养殖系统水-气界面CO₂通量及其主要影响因子

张东旭, 田相利, 董双林, 王明阳, 刘龙镇

2019, 30(7): 2447-2456. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.035

摘要 ( 315 )

PDF (1031KB) ( 31 )

本试验建立了4组中型实验生态系统,即空白对照系统、许氏平鮋单养系统、栉孔扇贝单养系统和许氏平鮋-栉孔扇贝混养系统,利用静态箱-气相色谱法对各养殖系统水-气界面CO₂通量进行观测,并测定养殖水体物理、化学和生物指标.结果表明: 试验期间,空白对照系统表现为稳定的对大气CO₂的源,平均通量为12.42 mg·m^-2·h^-1.扇贝单养系统在试验前期和中期为CO₂的源,后期为CO₂的汇,试验期间整体为CO₂的源,平均通量为10.95 mg·m^-2·h^-1.许氏平鮋单养系统和许氏平鮋-栉孔扇贝混养系统在试验前期表现为CO₂源,实验中后期为CO₂的汇,试验期间平均通量分别为-3.53和-10.49 mg·m^-2·h^-1,整体上均为对大气CO₂的汇.回归分析结果显示,水体pH是水-气界面CO₂通量较好的预测因子,pH=8.25是系统水-气界面碳源/汇功能发生转变的临界值.线性混合模型分析结果显示,水体净初级生产力是影响各系统水-气界面CO₂通量的主要因子,表明浮游植物是调控系统水-气界面CO₂通量的主要生物内动力.在本试验混养密度条件下的栉孔扇贝能一定程度上促进浮游植物生物量和水体初级生产力,从而增强系统水-气界面CO₂的碳汇功能.

气候变化下大兴安岭地区鹤类潜在分布及优先保护区

蒋丽华, 高俊琴, 万基中

2019, 30(7): 2457-2469. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.040

摘要 ( 433 )

PDF (1936KB) ( 332 )

为了解气候变化对大兴安岭地区鹤类潜在分布的影响,促进其有效保护,本文以大兴安岭地区6种鹤为研究对象,基于Pearson相关性分析和Jackknife分析,筛选气候、地形和植被类型等关键环境因子,采用MaxEnt模型模拟了当前和未来两种气候变化情景(RCP4.5和8.5)下6种鹤的潜在分布区域,通过Zonation和ArcGIS软件确定了其优先保护区域并分析了目标优先保护区域.结果表明:当前气候条件下,6种鹤的潜在适宜生境集中分布于大兴安岭中部和西北部;RCP4.5和RCP8.5气候情景下,6种鹤的高适宜生境将缩减.白头鹤、丹顶鹤、白枕鹤、灰鹤和蓑羽鹤的潜在适宜生境整体呈缩减趋势,而白鹤的潜在适宜生境将比当前扩张5.4%～6.3%;当前及未来气候条件下,6种鹤的优先保护区域主要分布于大兴安岭的西北部、东南部以及中部偏西地区,目标优先保护区域的保护率达20.1%～23.8%,保护空缺主要分布于漠河县西部、额尔古纳市中部偏北地区、根河市中东部、牙克石市东北部和鄂伦春自治旗南部,建议适当增加保护地面积,为鹤类的有效保护提供保障.

长期施肥和增水对半干旱草地土壤性质和植物性状的影响

姜勇, 徐柱文, 王汝振, 李慧, 张玉革

2019, 30(7): 2470-2480. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.034

摘要 ( 492 )

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本文对内蒙古多伦退化草地2005年建立的长期野外控制试验中施肥和增水对土壤性质和植物群落特征的影响进行了总结和综合评述.结果表明:加氮导致了表土酸化并降低酸缓冲容量,提高了表土中碳氮磷硫有效性及DTPA-浸提态铁锰铜含量,导致盐基离子钙镁钾钠总量的消耗,降低了土壤微生物群落多样性,促进了优势植物物种叶片对氮磷硫钾及锰铜锌的吸收,抑制植物叶片对铁的吸收,而对钙镁吸收无显著影响,增加了植物地上净初级生产力(ANPP),降低了植物物种多样性和群落稳定性.单独加磷增加了表土全磷和Olsen-P含量及真菌丰度,促进了植物叶片对氮、磷、硫的吸收,但对其他土壤基本化学性质及ANPP、物种多样性无显著影响.增水提高了植物群落对干旱的抵抗力,但对ANPP增长的贡献受到土壤氮有效性的限制.增水对于加氮导致的土壤酸化、植物和微生物多样性降低等具有一定的缓冲作用;加氮增水和加磷增水下,土壤微生物多样性及功能受地上植物群落结构及功能变化的影响.长期野外控制试验对于深入理解草地生态系统结构和功能对环境变化的响应具有重要意义,但单点的研究结果仍需与不同区域多点控制试验的联网研究相结合,深入开展地上与地下生态过程的关联研究,才能深入理解草地生态系统生态学的相关机制.

中国湿地碳储量分布特征及其影响因素

刘亚男, 郗敏, 张希丽, 于政达, 孔范龙

2019, 30(7): 2481-2489. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.036

摘要 ( 991 )

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湿地巨大的碳储存能力使其在稳定全球气候变化中占有重要地位,并对全球土壤碳储量做出重要贡献.本文在阐明湿地碳储量估算方法的基础上,分析我国主要湿地区碳储量并讨论气候、植被、土壤性质、土地利用等因素对湿地碳储量的影响.结果表明: 东北湿地区和青藏高原湿地区是八大湿地区中碳储量最高的两大区域;泥炭湿地的高稳定性、低分解率及酚氧化酶的作用使其成为内陆地区碳储量最高的湿地类型;单一因素的双向干扰及多重因素的交互作用使得湿地碳储量的影响因素和作用机理更加复杂.注重多重因素的交互作用,并结合数据同化技术,有利于湿地碳储量及湿地生态系统价值预测与评估.

微藻废水生物处理技术研究进展

潘禹, 王华生, 刘祖文, 闫海

2019, 30(7): 2490-2500. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.038

摘要 ( 565 )

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微藻因生长速率快、细胞脂质含量高及具有生物隔离二氧化碳能力,已作为新一代生物质能源受到广泛关注.然而,投入大量淡水资源并需在生长期间持续提供营养物质已成为规模化培育微藻的主要障碍.将微藻培育系统与废水处理相结合是经济可行的污水资源化方案.基于微藻生长期间对氮磷等营养物质的利用机制,本文综述了微藻在各类废水生物处理过程中的应用情况,着重分析了其对废水中有机与无机化合物、重金属以及病原体的去除或抑制能力.同时,考察了废水初始营养物浓度、光照、温度、pH与盐度以及气体交换量等环境因素对微藻生长代谢的影响.此外,结合微藻规模化应用所面临的问题,对微藻废水处理技术的应用前景及发展方向进行了展望,旨在为水生态系统的建设与管理提供参考.

苔藓结皮在我国喀斯特石漠化治理中的应用潜力

程才, 李玉杰, 龙明忠, 李晓娜

2019, 30(7): 2501-2510. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.008

摘要 ( 500 )

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我国西南喀斯特地区面临着极为严峻的生态环境问题,其中最主要的是石漠化,迫切需要高效、可持续的石漠化治理方式.本文综述了喀斯特石漠化生态系统中苔藓植物的抗逆性和苔藓结皮在提高土层稳定性、增强土壤抗蚀性、提高土壤有机质含量、改善土壤养分状况、影响水分下渗及蒸发、改变降水的再分配格局、促进土壤生物的繁衍生存和植被演替以及增加生物多样性等方面的作用,表明其在石漠化地区土壤过程、水文过程及生物过程中发挥着不可替代的作用.人工培育苔藓结皮成本较低,与环境契合程度高,可作为现行石漠化综合治理手段的重要补充,有望在喀斯特石漠化治理中发挥重要作用.

农田景观格局对害虫天敌生态控害功能的调控作用

江婷, 付道猛, 张万娜, 邹怡, 肖海军

2019, 30(7): 2511-2520. doi:10.13287/j.1001-9332.201907.027

摘要 ( 509 )

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如何提升农田景观的生态服务功能是当前景观生态学和害虫防治学的前沿研究热点.基于区域农田景观格局可显著调节植物-植食性昆虫-天敌之间相互关系的理论基础,本文系统概括总结了农田景观格局及其变化对农田重要天敌多样性与生态控害功能的影响.从不同天敌类群的角度,分析了农田景观格局对捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的调控作用.同时,对优化农田景观作物布局、采取合理的植被生境管理策略进行了展望.本文可为应用植被生境管理提升农田景观中天敌的生态系统服务功能提供参考,进一步促进区域生态农业响应“化学农药减量施用”的战略目标提供理论支撑.

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