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2019年 第30卷 第11期    刊出日期：2019-11-15

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2019, 30(11):  3626-3626. 

摘要 ( 116 )   PDF (451KB) ( 265 )  

翅荚木人工林不同径阶间细根主要功能性状与根际土壤养分的关系

陈柳娟, 钟全林, 李宝银, 姚湘明, 徐朝斌, 程栋梁, 郑跃芳, 余华

2019, 30(11):  3627-3634.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.006

摘要 ( 369 )   PDF (607KB) ( 296 )  

细根能敏感地感知土壤环境变化,对植物生长发育具有重要影响.以6年生翅荚木人工林为对象,对其不同径阶的细根主要功能性状与根际土壤养分特征及两者间关系进行分析.结果表明:细根生物量、根长密度与根体积密度均随径阶增加而增加,比根长与比根面积则随径阶增加呈先升高再下降后升高的趋势,根组织密度则与径阶大小不相关.不同径阶翅荚木根际土壤的pH值及含水率、全碳、全磷、铵态氮、硝态氮和总有效氮含量均存在显著差异,大径阶林木的根际土壤全碳、全氮、硝态氮、总有效氮含量相对较高,小径阶林木的根际土壤含水率、土壤全磷、铵态氮含量相对较高.土壤全氮、全碳、硝态氮和总有效氮含量与林木细根的生物量、根长密度、根体积密度呈显著正相关;土壤全磷与林木细根的根组织密度呈显著正相关,与比根长、比根面积呈显著负相关;土壤含水率与林木细根的生物量和根体积密度均呈显著正相关;根际土壤pH和林木细根的比根长、比根面积呈显著正相关,与根组织密度则呈显著负相关.研究结果可为翅荚木优良种质资源选育提供科学依据.

退化天坑倒石坡林下优势物种生态位特征

郭平平, 税伟, 江聪, 简小枚, 朱粟锋, 张永永, 冯洁, 陈毅萍

2019, 30(11):  3635-3645.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.007

摘要 ( 360 )   PDF (998KB) ( 259 )  

以典型的中度退化天坑——巴家陷塘天坑为例,对其倒石坡生态交错带森林群落优势种种群进行生态位特征分析,以期为喀斯特天坑的生物多样性保护及天坑地表区域植被的生态修复提供科学参考.结果表明:土壤养分铵态氮、速效钾、有效磷相较于土壤水分和温度对天坑物种分布影响最显著,解释量分别为37.4%、32.8%、29.3%.随着天坑倒石坡坡位(坑口-上坡位-中坡位-下坡位-坑底)的变化,其林下植物生活型由常绿旱生向常绿湿中生变化,草本种群生态位重叠程度较灌木种群更大.灌木植物密花荚蒾、小雀花和草本植物一把伞南星、荩草有较宽的生态幅和抗逆性,占据天坑林下灌草层的上层.随着土壤碱性不断加强,灌木植物长圆叶梾木和草本植物尼泊尔老鹳草、黄龙尾失去竞争力.巴家陷塘林下优势种的生态位特征与针阔混交林的冠层结构、林下灌草的生态策略、天坑独特的生境、优势物种的重要值等密切相关.

黄土丘陵区刺槐群落林下物种分布对环境因子的响应

吴会峰, 任丽娜, 郝文芳, 李刚, 宋丽娟, 吴水娟

2019, 30(11):  3646-3652.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.002

摘要 ( 340 )   PDF (638KB) ( 241 )  

以吴起、安塞、米脂、宜川等地刺槐群落为对象,结合种群生态位宽度及土壤、海拔等环境因子探究刺槐林下物种分布特征及其影响因素,分析该地区刺槐林下物种分布对环境因子的响应机制,为黄土丘陵区刺槐林的管理提供科学依据.结果表明:在黄土丘陵区不同生长年限刺槐林中,分布较为广泛的物种有狗尾草、阿尔泰狗娃花、猪毛蒿、硬质早熟禾、茭蒿、苦荬菜、角蒿等.随刺槐生长年限的增加(10年至50年),林下物种优势种的分布更替依次为:茵陈蒿→硬质早熟禾→猪毛蒿→其他(茜草、悬钩子蔷薇等)→茭蒿→狗尾草.对刺槐林下物种分布影响较大的因子依次为土壤全磷含量(25.6%)>海拔(20.3%)>土壤全氮(19.3%).土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤含水量与刺槐林下物种的分布数量呈正相关,相关程度因种群不同而有所差异.坡向对刺槐林下物种的分布无明显影响.综上所述,地形与土壤因子在刺槐林下物种的分布中均占有重要地位,坡度越大,海拔越高,刺槐林下物种的分布种类越少.其次,土壤全磷含量和海拔是影响刺槐林下物种分布的重要环境因子.刺槐林下物种的分布是土壤养分状况的反映,对刺槐林的管理具有一定的指示作用.

江西常绿阔叶林木本植物不同冠层高度当年生小枝茎构型对叶生物量的影响

卢艺苗, 王满堂, 陈晓萍, 吕敏, 钟全林, 程栋梁

2019, 30(11):  3653-3661.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.001

摘要 ( 336 )   PDF (1076KB) ( 289 )  

以江西阳际峰自然保区69种木本植物为对象,采用标准化主轴回归(SMA)的方法,对不同冠层高度当年生小枝的构件生物量(叶生物量、茎生物量、小枝生物量)与茎构型特征(茎直径、茎长度、茎宽长比、茎体积和茎密度)进行了分析,研究当年生小枝茎构型对叶生物量的影响.结果表明:不同冠层高度及生活型间叶生物量、茎生物量、小枝生物量、茎直径、茎长度、茎宽长比及茎体积均无显著差异,而茎密度差异显著.不同冠层高度及生活型间,叶生物量与茎生物量及总生物量之间均呈显著等速生长关系.小枝叶生物量分别与茎直径、茎体积呈显著异速生长关系,且该异速生长指数在不同冠层高度无显著差异.茎长度、茎宽长比及茎密度对当年生小枝叶生物量变异的解释力较小(<24%).冠层高度和生活型对小枝叶-茎生物量的等速分配关系影响不显著.小枝茎构型中,相比于茎长度、茎宽长比以及茎密度,茎的直径与体积对当年生小枝叶生物量的影响更大,冠层高度对当年生小枝茎构型与叶生物量间的异速分配模式无显著影响.

采伐剩余物的处理方式对杉木幼林土壤磷组分及其有效性的影响

贾淑娴, 吴传敬, 刘小飞, 郭剑芬

2019, 30(11):  3662-3670.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.012

摘要 ( 359 )   PDF (962KB) ( 330 )  

森林采伐剩余物的不同处理方式改变了输入土壤的有机质数量和质量,从而影响森林土壤的养分含量和有效性.而磷(P)作为影响植物生长的关键因子,其含量及有效性对森林采伐剩余物不同处理方式的响应尚不明确.本研究对福建省三明市格氏栲自然保护区杉木成熟林采伐后产生的采伐剩余物进行保留、清除、火烧处理,4年后,对不同处理0～10及10～20 cm土层土壤中各组分P的变化及影响因子进行了研究.结果表明:0～10 cm土层保留处理极有效P、中等有效P、非有效P含量显著高于清除处理,而在10～20 cm土层保留处理中,中等有效P、非有效P含量显著高于火烧处理.各处理不同土层土壤有机碳与有机磷的比值(C∶Po)>200,并且保留处理在不同土层C∶Po均显著小于清除、火烧处理,表明保留处理可以缓解本地区P限制.冗余分析表明,土壤可溶性有机碳、游离型铁、无定形铁是影响土壤P组分的重要因素.土壤有机P和有效P主要来源于植物残体的降解,保留采伐剩余物可以增加土壤P含量,还可以提高土壤P的有效性,缓解地区P限制,为植被生长提供持续的P供应.

环剥和去叶对红松雌球果和枝生长及不同组织和器官中养分含量的影响

殷东生, 吴海波, 张建瑛, 葛文志, 周志军, 沈海龙

2019, 30(11):  3671-3680.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.011

摘要 ( 391 )   PDF (572KB) ( 230 )  

为探索红松雌球果发育和新枝生长的养分来源和供需关系,对生殖母枝进行环剥、去叶及两者相结合处理,研究不同处理对雌球果发育和枝生长及不同组织和器官中碳水化合物(NSC)、氮(N)和磷(P)含量的影响.结果表明:环剥处理对雌球果发育和新枝生长及不同组织和器官中NSC、N和P含量影响显著,去叶处理的影响较小.环剥后母枝木质部和韧皮部NSC含量显著低于对照(CK,不环剥+0%去叶),并随去叶程度的增加显著减少,尤其是环剥+100%去叶的木质部和韧皮部中NSC含量分别比CK减少59.0%和64.8%,NSC的不足导致母枝、新枝死亡和雌球果败育.环剥处理下,0%、50%和100%去叶处理的母枝木质部和韧皮部中N和P含量显著高于CK,其中木质部中N含量比CK分别高17.3%、18.2%和24.3%,P含量比CK分别高17.9%、7.1%和3.6%,韧皮部中N含量比CK分别高39.3%、35.2%和48.9%,P含量比CK分别高31.0%、28.2%和14.8%.红松雌球果发育和新枝生长消耗大量的碳水化合物、N和P,母枝本身制造或贮存的碳水化合物和矿质养分不能满足雌球果发育和新枝生长的需求,碳水化合物和矿质养分需要从母枝以外的其他组织输入.

高寒灌丛生长季根际和非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性对增温的响应

马志良, 赵文强, 刘美

2019, 30(11):  3681-3688.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.010

摘要 ( 420 )   PDF (692KB) ( 346 )  

研究青藏高原东部窄叶鲜卑花高寒灌丛生长季根际和非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性对增温(1.3 ℃)的响应,分析全球气候变暖对高寒灌丛根际土壤生态过程的影响.结果表明:生长季中期根际和非根际土壤多酚氧化酶活性显著高于生长季初期和末期;而土壤过氧化氢酶活性在非根际土壤中随生长季节逐步提高,在根际土壤中没有表现出明显的季节变化.在非根际土壤中,增温使生长季末期土壤多酚氧化酶活性和生长季中期土壤过氧化氢酶活性显著提高17.5%和2.2%,而在其他时期对2种土壤酶活性没有显著影响.而在根际土壤中,增温仅在生长季初期使土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性显著提高6.5%和1.3%.在整个生长季,土壤多酚氧化酶活性均表现为正根际效应,土壤过氧化氢酶活性的根际效应不明显,而增温仅在生长季末期使土壤多酚氧化酶活性的根际效应显著降低15.2%.这表明,未来气候变暖背景下青藏高原东部高寒灌丛生态系统根际与非根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性将发生不同的变化,进而影响高寒灌丛根际土壤生态过程.

青藏高原高寒草甸不同海拔土壤酶化学计量特征

黄海莉, 宗宁, 何念鹏, 田静

2019, 30(11):  3689-3696.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.013

摘要 ( 415 )   PDF (593KB) ( 229 )  

土壤酶在生态系统物质循环和能量流动中起着关键作用,研究土壤酶活性对于探讨生态系统功能有着重要意义.采用Biolog微平板技术,研究不同海拔(4300～5100 m)土壤酶活性和酶计量比的变化特征及影响机制.结果表明:与C循环密切相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、与N循环密切相关的β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、L-亮氨酸氨基肽酶(LAP)以及与P循环密切相关的酸性磷酸酶(AP)活性均随海拔升高呈现先上升后下降的单峰变化趋势,整体表现出4800 m>4950 m>4400 m>4650 m>5100 m>4300 m;土壤N∶P酶活性比呈现与土壤酶活性相同的先上升后下降单峰变化趋势,在4950 m处达到最高值;而土壤C∶N和C∶P酶活性比表现出沿海拔升高逐渐增加的趋势.有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、土壤含水量与4种酶活性均呈显著正相关;年均温度与NAG、AP呈显著正相关;年降水量与NAG、AP呈显著负相关;土壤C∶P酶活性比、土壤N∶P酶活性比与年均温度、年降水量、植被Shannon多样性指数、植被丰富度指数、植被盖度和TN呈显著正相关.年均温、年降水量、植被丰富度、植被覆盖度、土壤全氮和溶解性有机碳显著影响土壤C∶N酶活性比.青藏高原草甸不同海拔土壤酶活性和酶计量比呈现显著的海拔差异,且高海拔地区存在一定的N限制.土壤酶活性海拔差异主要受到土壤含水量、TN、SOC、年降水量和年均温度的影响.

黄土丘陵区草地植被群落优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应

杨全, 陈志飞, 周俊杰, 赖帅彬, 简春霞, 王智, 徐炳成

2019, 30(11):  3697-3706.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.005

摘要 ( 354 )   PDF (918KB) ( 244 )  

以黄土丘陵区草地植被群落3种优势种白羊草、长芒草和达乌里胡枝子为对象,采用裂区试验设计,设置0、50和100 kg N·hm^-2·a^-13个氮处理和0、40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1 3个磷处理,于生长旺盛期测定了各植物的叶长、叶宽、比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮、磷含量和氮磷比等指标,分析不同优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应差异.结果表明:与未施肥相比,50和100 kg N·hm^-2·a^-1处理下白羊草叶长和叶宽分别显著增加35.3%和64.4%,而长芒草仅有叶长显著增加58.8%,达乌里胡枝子仅有叶宽显著增加33.9%,但三者叶片干物质含量分别显著降低10.7%、15.3%和11.2%,白羊草和长芒草叶片氮含量分别显著增加23.0%和99.2%,氮磷比分别显著增加45.8%和96.9%;40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理下达乌里胡枝子叶长、叶宽和比叶面积分别显著增加56.9%、41.4%和19.6%,叶片干物质含量显著下降14.9%,三者叶片磷含量分别显著增加96.7%、110.9%和238.4%,氮磷比分别显著降低45.8%、42.8%和53.7%.50 kg N·hm^-2·a^-1处理下,与未施磷相比,40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理后仅达乌里胡枝子叶长和叶宽显著增大,3种植物叶片磷含量显著增加,白羊草和长芒草叶片氮含量显著降低;100 kg N·hm^-2·a^-1处理下,施磷后白羊草和长芒草叶长、达乌里胡枝子叶宽显著增大,三者叶片磷含量显著增加,白羊草叶片氮含量显著降低.综上表明,3个优势种植物叶片功能性状对短期氮磷添加的响应存在明显差异,这些差异与物种属性和施肥水平有关,不同优势种对氮磷添加响应的差异对维持草地群落多样性和稳定性具有重要作用.

人工恢复与自然恢复模式下苔草草丘生态特征比较

齐清, 刘晓伟, 佟守正, 张冬杰, 张洺也, 安雨, 王雪宏

2019, 30(11):  3707-3715.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.008

摘要 ( 423 )   PDF (1255KB) ( 212 )  

本研究以哈尔滨太阳岛草丘湿地为对象,对比了人工恢复与自然恢复下苔草草丘个体和种群的生态特征,并分析其与环境因子的关系.结果表明:苔草植株生长随时间呈现先增加后降低的变化趋势(5—8月),初期(5—6月)生长迅速,6月达到峰值.人工恢复和自然恢复模式下,苔草草丘个体和种群特征差异显著:自然恢复下苔草叶面积、叶宽、单株鲜重、单株干重、丘墩高度、直径、丘顶面积、丘墩表面积、丘墩体积等苔草草丘个体特征均显著高于人工恢复,人工恢复下苔草草丘密度、盖度、生物量等种群特征显著高于自然恢复,物种多样性无显著差异.土壤含水量、水深、草丘密度、丘间距离是导致2种恢复模式下苔草草丘生长差异的主要因素,自然恢复区土壤含水量、水深、间距均显著高于人工恢复区,对草丘个体的形成和发育具有促进作用,人工恢复区高移栽密度是导致草丘密度、盖度、生物量高于自然恢复区的主要因素.建议未来开展苔草草丘湿地恢复和保护时,应参考自然恢复湿地中草丘的分布特点,适当调整丘间距离(54.22～117.89 cm)和种群密度(1.9～3.1 墩·m^-2),同时采取干旱区春季适当补水措施,保持适宜的土壤含水量和水深,促进苔草草丘的生长发育和快速恢复,维持其种群长期健康稳定.

荒漠草原不同植被微斑块土壤粒径分布分形特征与养分的关系

杜雅仙, 樊瑾, 李诗瑶, 牛玉斌, 余海龙, 黄菊莹

2019, 30(11):  3716-3724.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.004

摘要 ( 430 )   PDF (656KB) ( 348 )  

采集宁夏中部干旱带荒漠草原4种植被(猪毛蒿、甘草、苦豆子、草木樨状黄芪)微斑块土壤剖面3个层次土壤,测定了各微斑块土壤颗粒粒级分布、有机质、pH值、土壤电导率(EC)、全氮、全磷和全钾等理化性质,探讨了不同植被微斑块土壤粒径分布的分形维数(D)特征及其与土壤理化性质的关系.结果表明:斑块化植被分布可影响土壤粒径分布,其影响作用以草木樨状黄芪微斑块最大(D=2.51),甘草微斑块最低(D=2.46);分形维数与黏粒、粉粒含量呈显著正相关,而与砂粒含量呈显著负相关;土壤粒径分布分形维数与pH和EC呈显著正相关,与有机质和全氮含量呈显著负相关,与全磷和全钾含量无显著相关关系.斑块化植被分布有潜在土地盐碱化和土地退化的趋势.

高浓度CO₂对稻穗不同位置籽粒结实和米质性状的影响

户少武, 张欣, 景立权, 赖上坤, 王云霞, 朱建国, 王余龙, 杨连新

2019, 30(11):  3725-3734.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.022

摘要 ( 369 )   PDF (790KB) ( 250 )  

不断升高的大气CO₂浓度影响水稻颖花发育、灌浆结实和品质形成,但这种影响是否与籽粒在稻穗上的着生部位有关尚不清楚.利用稻田FACE (Free-Air CO₂ Enrichment)平台,以优质丰产粳稻‘武运粳23’为材料,CO₂处理设背景CO₂浓度(Ambient)和高CO₂浓度(增200 μmol·mol^-1, FACE)两个水平,研究开放大田条件下高浓度CO₂对水稻颖花密度、籽粒结实能力、稻米外观和食味品质的影响及其与稻穗不同着生位置的关系.结果表明:FACE处理使武运粳23籽粒产量平均增加18.3%,从产量构成因素看,穗数和饱粒重分别增加21.4%、9.4%,每穗颖花数、饱粒率平均减少9.0%、2.2%.FACE水稻饱粒率下降主要与稻穗不同部位空粒率大幅增加有关.FACE水稻每穗颖花数减少主要与稻穗上部、中部二次枝梗现存颖花大幅减少有关,而其他位置颖花数均无显著变化;稻穗不同位置饱粒重和饱粒率对FACE的响应无显著差异.FACE处理使绿粒率下降,但糙米长度和宽度均增加,稻穗不同部位趋势一致.FACE使垩白粒率(增幅59%)、垩白度(增幅55%)均极显著增加,增幅表现为稻穗一次枝梗>二次枝梗、上部>中部>下部.FACE使稻穗不同位置稻米直链淀粉含量略增,使最高粘度、热浆粘度、崩解值、最终粘度和消减值略降,但多未达显著水平.FACE使稻米糊化温度显著下降,弱势粒的降幅大于强势粒.综上,高浓度CO₂环境下武运粳23产量增加主要与穗数增多和籽粒增重有关,而稻穗明显变小;高浓度CO₂使稻米绿粒率减少,垩白增多,而对蒸煮食味品质影响较少;颖花着生位置对高浓度CO₂环境下水稻颖花发育、结实和品质的影响因不同测定指标而异.

不同CO₂浓度升高水平对粳稻叶片荧光特性的影响

范佩佩, 冯芳, 刘超, 孙文娟, 于凌飞, 柯浩楠, 陈书涛, 胡正华

2019, 30(11):  3735-3744.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.030

摘要 ( 300 )   PDF (1364KB) ( 228 )  

为研究不同CO₂浓度升高水平对水稻叶片荧光特性的影响,利用开顶式气室组成CO₂浓度自动调控平台开展田间试验,使用便携式植物效率分析仪测定剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学曲线,分析不同CO₂浓度(CK:背景大气CO₂浓度;T₁:比CK的CO₂浓度高80 μmol·mol^-1;T₂:比CK的CO₂浓度高200 μmol·mol^-1)下水稻主要生育期剑叶快速叶绿素荧光诱导动力学参数的变化特征.结果表明:CO₂浓度升高80 μmol·mol^-1,用于电子传递的量子产额(φ_Eo)、最大光化学效率(F_v/F_m)、性能指数(PI_ABS)在扬花期、乳熟期、蜡熟期和完熟期均显著升高,用于热耗散的量子比率(φ_Do)显著降低,其中φ_Eo显著升高了7.3%～23.3%,F_v/F_m极显著升高了3.1%～7.1%,PI_ABS极显著升高了46.2%～93.0%,φ_Do则显著降低了10.3%～20.5%.CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1,在拔节期,φ_Eo、F_v/F_m、PI_ABS分别极显著降低了68.7%、41.4%和93.4%,φ_Do则极显著升高了78.4%;在扬花期、乳熟期、蜡熟期,T₂使φ_Eo显著升高了11.6%～19.8%,F_v/F_m显著升高了4.8%～6.8%,PI_ABS显著升高了53.0%～72.6%,φ_Do则显著降低了7.7%～19.4%.表明CO₂浓度升高(80、200 μmol·mol^-1)对水稻剑叶光系统Ⅱ的光合电子传递具有促进作用.

不同穗型小麦光能利用和旗叶¹³C同化物分配特性及对补灌水平的响应

卢小兰, 于振文, 张永丽, 石玉

2019, 30(11):  3745-3752.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.025

摘要 ( 317 )   PDF (564KB) ( 267 )  

为明确不同穗型小麦冠层光能利用和¹³C同化物分配特性的差异及对补灌水平的响应,以中穗型品种‘青农2号’和‘济麦22’、大穗型品种‘山农23’和‘山农30’为材料,设置3个水分处理:小麦全生育期不灌水(W₀)、节水灌溉(W₁,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%)和充分灌溉(W₂,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至85%和90%),研究了不同处理对两种穗型小麦冠层光能利用和旗叶¹³C同化物分配特性的影响.结果表明:W₁处理两种穗型小麦品种开花后2、11、20和31 d的叶面积指数、冠层PAR截获率和利用率均显著高于W₀处理,再增加灌水至W₂处理,上述各指标无显著变化.¹³C示踪表明,济麦22和山农23的W₁旗叶¹³C同化物在籽粒中的分配量比W₀分别高159.34和171.1 g·hm^-2,分配比例分别高6.5%和6.5%,与W₂无显著差异;两种穗型品种W₁的籽粒产量亦显著高于W₀,与W₂无显著差异.不同穗型品种比较,节水灌溉条件下中穗型品种在开花后2和11 d、大穗型品种在开花后20和31 d具有较高的冠层光合有效辐射(PAR)截获和利用能力;中穗型品种济麦22旗叶¹³C同化物在籽粒的分配量和分配比例比大穗型品种山农23分别低6.8%和2.7%.

外源6-BA对不同时期遮光下江汉平原稻茬小麦产量的影响

李刘龙, 卫茗梅, 李秀, 王小燕

2019, 30(11):  3753-3761.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.024

摘要 ( 386 )   PDF (683KB) ( 282 )  

针对江汉平原小麦生长季阴雨天气持续时间长、光照辐射少而形成的弱光环境,本试验以江汉平原大面积推广品种‘郑麦9023’和‘扬麦23’为材料,研究了孕穗期遮光处理(S₁)和开花期遮光处理(S₂)对两品种小麦产量的影响及其生理基础,并设置遮光前喷施6-BA处理(S₁+6-BA、S₂+6-BA),探究喷施6-BA对弱光胁迫的缓解作用.结果表明:孕穗期与开花期遮去自然光强的45%均显著降低了各处理籽粒产量,且开花期遮光处理籽粒产量下降幅度大于孕穗期遮光处理,遮光处理开花后14~21 d籽粒干物质积累量显著下降导致的粒重降低是造成籽粒产量下降的主要原因;两时期遮光均降低了成熟期干物质积累量,改变了营养器官干物质分配比例,使籽粒产量更多地依赖于开花前营养器官贮藏同化物,从而导致遮光处理籽粒产量下降.开花期遮光前喷施6-BA处理的籽粒产量显著大于开花期遮光处理,主要是由于喷施6-BA能够延缓遮光处理下旗叶的衰老进程,其灌浆速率和粒重亦显著大于遮光处理,同时提高了开花期遮光处理植株在成熟期的干物质积累量,且S₂+6-BA花后同化物的转运量及对籽粒的贡献量较S₂增大,最终提高了遮光处理的籽粒产量.总之,开花期遮光对小麦籽粒产量的影响大于孕穗期,开花期遮光前喷施外源6-BA对遮光造成的不利影响有一定的缓解效应,降低了开花期遮光造成的产量损失.

黄土高原旱地冬小麦不同生育期根系呼吸及其温度敏感性

张彦军, 党水纳, 郭胜利

2019, 30(11):  3762-3770.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.029

摘要 ( 393 )   PDF (1448KB) ( 402 )  

研究农作物生育期对根系呼吸(R_A)及其温度敏感性(Q₁₀)的影响对丰富农田生态系统的碳循环理论具有重要理论和现实意义.在黄土高原雨养农田生态系统,于2009—2014年生长季,利用土壤碳通量系统测量相邻裸地土壤微生物呼吸(R_H)和不施肥小麦地的土壤呼吸(R_S=R_A+R_H),研究生育期对冬小麦R_A和Q₁₀的影响.结果表明:冬小麦净光合速率在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别为5.9、14.4、12.0和4.4 μmol·m^-2·s^-1,根系活力依次为51.0、100.8、84.4和31.8 μg·g^-1·h^-1.冬小麦不同生育期的R_A差异显著,分别为0.26、0.67、0.91和0.56 μmol·m^-2·s^-1,且R_A的变异特征与冬小麦各生育期内土壤水分含量、土壤温度、净光合速率和根系活力密切相关,分别呈抛物线、指数、线性和线性关系模型.Q₁₀在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别为2.61、4.88、2.26和6.93,且Q₁₀的变异特征与冬小麦各生育期内的净光合速率、根系活力和土壤水分含量有关,这一变化的根系呼吸贡献率在各生育期分别为29%、53%、46%和31%.除了环境因素外,冬小麦生育期也是影响R_A和Q₁₀的重要因素.

施氮量对夏玉米籽粒灌浆特性和营养品质的影响

于宁宁, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺

2019, 30(11):  3771-3776.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.021

摘要 ( 391 )   PDF (561KB) ( 329 )  

合理施氮可显著提高夏玉米籽粒灌浆速率,增加产量,改善品质.本试验以登海518(DH518)和郑单958(ZD958)为供试材料,大田条件下设置不施氮(N₀)、少量施氮(N₁,129kg N·hm^-2)、适量施氮(N₂,184.5 kg N·hm^-2)和过量施氮(N₃,300 kg N·hm^-2)4个施氮量处理,研究施氮量对夏玉米籽粒灌浆特性和籽粒品质的影响.结果表明:不施氮处理玉米的籽粒灌浆受抑制,粒重减小,产量显著降低;随着施氮量增加,两品种的籽粒平均灌浆速率增加,粒重和产量显著增加,N₁处理较N₀增产16.4%～57.2%,N₂处理较N₀增产35.8%～65.1%.N₀处理的籽粒粗蛋白、可溶性糖和总淀粉含量及支链/直链淀粉(支/直)降低,粗脂肪含量增加;DH518品种N₂处理较N₀、N₁处理的粗蛋白、可溶性糖和总淀粉含量分别增加32.5%、6.5%,19.9%、9.5%和8.9%、5.2%,且支/直升高;ZD958品种N₂处理较N₀、N₁处理的粗蛋白、可溶性糖和总淀粉含量分别增加16.9%、7.8%,30.5%、14.8%和11.5%、5.7%,支/直升高;两品种N₂处理的粗脂肪含量较N₀和N₁降低4.8%～12.3%.但是,过量施氮(N₃)较N₂处理夏玉米产量降低,籽粒品质下降.可见,合理施氮可促进夏玉米籽粒灌浆,增加粒重,提高产量,改善品质.

马铃薯块茎膨大期不同程度干旱后复水的源库补偿效应

刘溢健, 任建宏, 殷俐娜, 邓西平, 可庆波, 王仕稳

2019, 30(11):  3777-3786.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.023

摘要 ( 334 )   PDF (1106KB) ( 218 )  

旱后复水的补偿效应在多种作物的不同生育时期都存在,是植物抵抗逆境胁迫和伤害的重要自我调节机制,也是对有限水分高效利用的体现.本研究在马铃薯块茎膨大期进行两轮干旱后复水处理,明确马铃薯补偿效应产生的干旱胁迫阈值,并从源-库角度探索马铃薯旱后复水补偿效应产生的缘由.试验选取‘大西洋’马铃薯脱毒组培苗为材料,设置充分供水(W)、轻度干旱后复水(D₁-W)、中度干旱后复水(D₂-W)和重度干旱后复水(D₃-W)4个水分处理并经过两个循环.结果表明:在经过两轮轻度干旱复水后,马铃薯产量表现出超补偿效应,水分利用效率和产量比充分供水分别提高了17.5%和6.3%;中度水分胁迫表现出近等量补偿效应,产量与充分供水差异不大,而水分利用效率提高了8.4%;而重度水分胁迫没有表现出产量补偿效应.不同程度的干旱胁迫均降低马铃薯叶片叶绿素含量、净光合速率、叶面积等源的大小和活性,而在复水后,轻度和中度胁迫出现了超补偿和补偿效应,增强了源的供应能力.同时,适度干旱后复水显著增强了块茎(库)中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性,提高了库活性,进而表现为块茎平均重量的增加.综上,马铃薯块茎膨大期适度的水分亏缺在复水后源-库均存在补偿和超补偿效应,以此来弥补干旱带来的损失,最终在产量上表现为补偿或者超补偿效应,并显著提高了水分利用效率.

芝麻与花生间作对芝麻功能叶光合荧光特性的影响

王飞, 孙增光, 焦念元, 许永辉, 陈玥, 平斐, 吕梦

2019, 30(11):  3787-3794.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.014

摘要 ( 411 )   PDF (691KB) ( 288 )  

为了明确芝麻与花生间作提高芝麻产量的光合机理,于2017—2018年设芝麻与花生3∶6间作(IC 3∶6)、2∶4间作(IC 2∶4)、芝麻单作(SS)、花生单作(SP) 4个处理,研究了间作对芝麻功能叶气体交换参数、光合-光强和光合-CO₂响应曲线、快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响.结果表明:间作芝麻产量的偏土地当量比大于1/3;与单作芝麻相比,芝麻与花生间作提高了芝麻功能叶的光饱和点(I_sat)、光饱和时的净光合速率(P_{n max})、最大电子传递速率(J_max)、磷酸丙糖利用率(TPU)、Rubisco最大羧化速率(V_{c max});提高了单位面积吸收(ABS/CS_o)、捕获(TR_o/CS_o)和电子传递(ET_o/CS_o)的能量、反应中心的数目(RC/CS_m)和传递到PSⅠ末端的量子产额(RE_o/CS_o);降低了可变荧光F_k占F_j-F_o振幅的比例(W_k)和可变荧光F_j占F_p-F_o振幅的比例(V_j),提高了PSⅡ反应中心捕获光能转化为电能的效率(Ψ_o)、PSⅡ将电子传递到PSⅠ受体侧末端的效率(Ψ_Ro)、电子传递链的电子传递效率(δ_R)、PSⅠ光化学活性(ΔI/I_o)和光系统间协调性(Φ_PSⅠ/PSⅡ).IC 3∶6下芝麻功能叶的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、P_{n max}、J_max、V_{c max}、TPU、Ψ_o、Ψ_Ro和δ_R均高于IC 2∶4,其中P_n、g_s和T_r差异显著.这说明间作芝麻具有明显产量间作优势关键在于间作能促进其功能叶对光能的吸收、传递与转化,提高电子传递链性能,增强PSⅠ、PSⅡ性能和两者间协调性及CO₂羧化固定能力,从而提高净光合速率,其中IC 3∶6优于IC 2∶4.

环境胁迫对不同水分管理措施下稻田土壤功能稳定性的影响

靳苗苗, 胡正锟, 朱柏菁, 刘满强, 焦加国, 李辉信, 陈小云, 胡锋

2019, 30(11):  3795-3803.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.028

摘要 ( 350 )   PDF (908KB) ( 225 )  

随着全球变化和人类活动干扰的加剧,维持和提高土壤生态功能具有重要意义.本研究以室内模拟干扰下土壤功能稳定性为核心,研究环境胁迫(干燥、高温和干燥高温)对常规淹水、裸地旱作、秸秆覆盖旱作3种水分管理措施下土壤功能稳定性(抵抗力和恢复力)的影响.结果表明:相对于单一的干燥或高温胁迫,复合胁迫虽然显著增加了土壤可溶性有机碳和铵态氮含量,但是降低了胁迫1 d后的土壤真菌和细菌生物量、土壤呼吸、土壤功能抵抗力,同时也显著降低了56 d后的土壤功能恢复力.相关性分析结果表明,细菌生物量和真菌生物量与土壤功能抵抗力和土壤功能恢复力均呈显著相关.不同水分管理措施能够调节环境胁迫对土壤功能稳定性的影响,无论是单一胁迫还是复合胁迫条件下,秸秆覆盖旱作均显著增加了可溶性有机碳、铵态氮含量和真菌、细菌生物量,其功能抵抗力和功能恢复力均高于常规淹水和裸地旱作.总之,在多种胁迫存在的条件下,秸秆覆盖旱作能够提高土壤生态系统在环境胁迫下的功能稳定性,是稻田节水旱作适宜的农业管理措施.

掺混氮肥配施抑制剂对土壤氮库的调控作用

白杨, 杨明, 陈松岭, 朱晓晴, 蒋一飞, 邹洪涛, 张玉龙

2019, 30(11):  3804-3810.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.027

摘要 ( 264 )   PDF (603KB) ( 252 )  

采用冬小麦盆栽试验,探讨掺混氮肥(缓释肥N∶普通尿素N=1∶1)配施氮肥抑制剂NAM对冬小麦土壤铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮和固定态铵含量及小麦产量、氮肥利用率的影响,分析不同处理土壤矿质氮库、微生物生物量氮库和固定态铵库的动态变化特征.试验共设6个处理,不施氮肥(CK)、普通尿素(U)、掺混氮肥(MU)、MU+2.5‰NAM(MUN₁)、MU+5‰NAM(MUN₂)和MU+7.5‰NAM(MUN₃).结果表明:与MU处理相比,MUN₂和MUN₃处理推迟了NH₄⁺-N峰值出现的时间;小麦整个生长季,添加NAM处理的土壤矿质氮平均含量比MU处理下降了5.3%～11.7%;分蘖期至抽穗期,MU处理的微生物生物量氮矿化量和矿化率分别为38.96 mg·kg^-1和91.5%,均高于U处理,而MUN₁、MUN₂和MUN₃处理分别为58.73 mg·kg^-1和83.3%、94.20 mg·kg^-1和94.6%、104.46 mg·kg^-1和96.3%,添加NAM处理固定态铵的释放量比MU处理提高了2.83~9.19 mg·kg^-1.通径分析结果显示,与MU处理相比,添加NAM减弱了土壤NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的直接影响,增强了固定态铵库通过影响NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的间接作用.同时,MUN₁、MUN₂和MUN₃处理的小麦籽粒产量较MU处理分别提高了31.6%、21.5%和22.9%,氮肥利用率分别提高了8.1%、13.5%和3.1%.综上,配施NAM通过对氮素释放及在土壤中转化的双重调控,延迟土壤NH₄⁺-N峰值出现的时间及后续向NO₃^--N的转化,提高微生物生物量氮和固定态铵的供氮作用,从而提高了作物产量和氮肥利用率.

帽儿山阔叶混交林天然更新幼苗幼树地径-树高模型

王佳慧, 董利虎, 李凤日

2019, 30(11):  3811-3823.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.003

摘要 ( 311 )   PDF (1362KB) ( 262 )  

基于黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场48块天然阔叶林幼苗幼树调查数据,在8个备选模型中为主要更新树种选择最佳地径(D₀)-树高(H)模型作为基本模型,通过再参数化在基础模型中引入林分因子,并建立样地水平混合效应模型,最后分别对基础模型和混合效应模型进行独立样本检验.结果表明:各树种幼苗幼树的地径-树高关系存在明显的正相关,幂函数或包含幂函数的模型能较好地拟合幼苗幼树地径和树高的关系;基础模型中引入林分因子[林分优势高(H_T)、林分平均胸径(D_g)、林分胸高断面积(BA)]能提高模型的拟合效果,各树种剩余均方根误差(RMSE)下降1.3%～7.4%(平均3.8%),但调整后的决定系数(R_a²)仅仅提高0.1%～1.1%(平均0.6%),赤池信息准则(AIC)下降3.2%～35.2%(平均下降11.4%).对春榆、椴树、水曲柳等10个树种建立混合效应模型,混合效应模型的R_a²比基础模型有所提高,增幅为0.5%～3.5%(平均增加2.2%);RMSE和AIC比基础模型的小,RMSE下降的幅度很大,为3.9%～20.3%,平均下降13.9%,AIC减少4.0%～44.4%(平均减少22.3%).模型检验结果显示,相对于基础模型,混合效应模型的平均绝对误差(MAE)减小0.0001～0.46 m,平均减小0.08 m;平均预测误差百分比(MPSE)降幅较大,为0.1%～6.2%,平均降幅2.0%.说明混合效应模型既能提高模型的拟合效果,又能提高模型的预测能力.本研究构建的阔叶混交林主要更新树种幼苗幼树地径-树高模型为天然阔叶林结构分析和林分生长预测提供了参考.

大兴安岭主要森林类型林分空间结构优化模拟

魏红洋, 董灵波, 刘兆刚

2019, 30(11):  3824-3832.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.019

摘要 ( 498 )   PDF (1487KB) ( 347 )  

以大兴安岭地区4种主要林型[天然落叶松纯林(LF)、天然白桦纯林(BF)、针阔混交林(CBMF)和针叶混交林(CMF)]的1 hm²固定样地调查数据为基础,选择常用林分空间[混交度(M)、大小比数(U)、角尺度(W)、竞争指数(CI)]和非空间结构参数[林分生长活力(DC)、林木稳定性(DH)],并结合熵值-AHP赋权法,构建单木综合抚育采伐指数(T),运用Excel VBA编制模拟抚育采伐过程;系统比较各林型不同抚育采伐强度(分别为10%、20%和30%)下T值,并确定各林型的最优抚育采伐强度.结果表明:初始状态下,各林型平均W均为0.57,属于典型聚集分布;各林分平均U在0.50～0.51,林木整体生长的优势程度处于典型的中庸状态;各林分平均M整体较低,其中,混交林明显大于纯林;林分内平均CI大于2.0,林木生长竞争压力较大;LF整体稳定性、活力均显著高于其他林分;整体来说,BF的经营迫切性程度显著高于其他林分.从同一林型内相邻抚育采伐强度间的T值增长率来看,LF的最佳抚育采伐强度为30%,其余3种林型的最佳抚育采伐强度均为10%,T值增长率分别为9.7%、7.9%、6.6%和3.9%;而从不同林型下T值大小和郁闭度来看,BF的最佳抚育采伐强度为20%,其余林型的最优抚育采伐强度均为30%,此时T值分别提高了28.9%、16.4%、17.5%和9.2%.抚育采伐后林分整体结构得到不同程度的改善,其中,林分M显著增大,林木水平空间分布格局趋向随机分布,优势树种优势程度增加,样地内林木竞争压力明显减小,DC略有降低,DH得到提升.

气候变化下千金榆在我国潜在分布区预测

赵儒楠, 何倩倩, 褚晓洁, 鲁志强, 祝遵凌

2019, 30(11):  3833-3843.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.020

摘要 ( 395 )   PDF (2586KB) ( 323 )  

气候变化严重影响植物的地理分布格局,植物分布对气候变化响应的区域差异性也将为引种和保存提供重要的指导.本研究基于ArcGIS与MaxEnt模型,利用176个千金榆地理信息和13个气候变量,对当前和未来的生态位进行重建.结果表明:模型模拟当代潜在分布区可信度极高,测试集与训练集AUC值分别为0.973和0.957.主要核心适宜区集中在秦岭、长白山及其各自的邻近区域,其他为零星的“岛屿”式分布.贵州、江西、云南、福建等地未发现千金榆的分布,但存在一定的适宜分布区.随着未来气候变暖,千金榆生态适宜区明显增加,主要表现为“向高海拔地区收缩”、“北扩”和“东扩”.但核心适宜区略有减少,具体表现为“南缩”、“中稳”和“北扩”.千金榆的分布对气候变暖的响应存在明显的区域性,在东部江苏、安徽等地,因其独特的地理位置与气候环境,该地区开始成为千金榆生态适宜区;在较低纬度的南方,原有的低海拔地区可能不再适宜千金榆生存;中部秦岭地区气候为南北的渐变区,有较强的缓冲能力,气候变暖对其分布区影响不大;较高纬度的长白山地区及其邻近区域愈发适宜千金榆生存.

北京城市绿地与周边道路空气CO₂浓度和δ¹³C值的差异及影响因素

孙守家, 雷帅, 仇兰芬, 李春友, 舒健骅

2019, 30(11):  3844-3854.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.026

摘要 ( 316 )   PDF (1423KB) ( 293 )  

采用离轴积分腔输出光谱技术测定了北京市4组绿地及其相邻道路上CO₂浓度和δ¹³C值的变化,分析城市绿地对近地层CO₂浓度空间分布的影响.结果表明:北京城市CO₂浓度和δ¹³C值存在时空差异,城区CO₂浓度最高,近郊次之,远郊最低,CO₂存在明显的穹顶式分布,但δ¹³C值变化分布恰好相反.在非生长季节中,绿地与相邻道路之间的ΔCO₂和Δ¹³C值较小,4个试验点之间差异不显著.然而,在生长季节中,城区的北京园林科学研究院绿地与4环路(BLA&4^th RR)、北京奥林匹克森林公园与5环路(BOP&5^th RR)的ΔCO₂和Δ¹³C值显著高于郊区的稻香园公园与苏家屯东路(DP&SR)、北京门头沟城郊森林站与站外道路(MTG&MR).在生长季节和非生长季节中,4个试验点的CO₂浓度与车流量呈显著正相关,表明车流量是影响市区CO₂浓度空间分布的重要因素之一.非生长季节中δ¹³C值与车流量呈显著负相关,但在生长季节,δ¹³C值与车流量相关性不显著.4块绿地内外的ΔCO₂浓度值均与叶面积指数(LAI)呈显著负相关,Δ¹³C值与LAI呈极显著的对数函数关系.逐步回归分析表明,生长季节中太阳辐射、温度和LAI对市区和近郊绿地内外ΔCO₂浓度具有显著影响,温度和太阳辐射是影响Δ¹³C值的主要因子.生长季节中,植物通过光合作用降低了绿地系统近地层的CO₂浓度,表明绿地系统在改善城市生态环境方面发挥积极作用.

南昌市中心城区绿地景观对PM_2.5的影响

李琪, 陈文波, 郑蕉, 谢涛, 卢陶捷

2019, 30(11):  3855-3862.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.018

摘要 ( 329 )   PDF (2104KB) ( 334 )  

随着我国城市化工业化的快速发展,大气环境质量问题越来越受到重视,PM_2.5作为重要的大气污染物,已经引起了公众的普遍关注.城市绿地作为一种半自然的地表景观能在一定程度上影响PM_2.5的浓度与分布,目前的研究主要集中在微观尺度上,在景观尺度上的研究还不多见.本研究采用土地利用回归模型进行监测点加密,基于普通克里格插值法实现PM_2.5浓度的空间分布高精度模拟.然后与通过遥感解译的城市绿地进行耦合,定量分析了城市绿地景观特征、质量等对PM_2.5浓度的影响.结果表明:研究区PM_2.5浓度由市中心向周边不断递减;绿地类型对PM_2.5浓度影响显著;绿地斑块形状对PM_2.5浓度没有显著影响;绿地斑块的面积、质量与PM_2.5浓度呈显著负相关.研究区绿地景观对PM_2.5消减作用距离小于100 m.在消减作用距离内,距离绿地斑块越近,PM_2.5浓度越低.其中,附属绿地和公园绿地对PM_2.5浓度的消减作用距离大于其他绿地类型.

1975—2015年玛纳斯河流域土地利用变化的地学信息图谱分析

杨爱民, 朱磊, 陈署晃, 靳含, 夏鑫鑫

2019, 30(11):  3863-3874.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.017

摘要 ( 361 )   PDF (2600KB) ( 349 )  

地学信息图谱分析可利用图形语言将复杂的地理现象进行简洁的表达,对开展多时空尺度土地利用变化空间格局与时间过程的集成研究具有重要意义.本研究以新疆玛纳斯河流域为例,基于7期遥感数据(1975、1990、1995、2000、2005、2010和2015年)构建土地利用/覆被变化(LUCC)图谱体系,定量分析流域LUCC过程及趋势.结果表明:1975—2015年,流域土地利用变化幅度逐渐减弱,土地利用结构由复杂趋向单一,后期趋于稳定.1975—1990年,流域内草地涨势最强,主要来源于未利用土地的转入.1990—2015年,耕地增幅最大,主要由未利用土地、林草地转换而来.土地利用变化模式图谱显示,前期变化型、后期变化型及持续变化型仅占流域面积的1.3%,图谱单元总体变化以未利用土地转向耕地、草地和水域占主导,土地利用变化过程较为稳定.土地利用变化频率图谱的稳定不变区域覆盖流域面积的61.2%,土地利用空间格局相对稳定.土地利用转变最频繁的方式为耕地的持续扩张,以沙湾县柳毛湾镇和玛纳斯县六户地镇为左右中心,呈“摊饼式”向两侧扩张,延伸至古尔班通古特沙漠.通过构建土地利用时空变化图谱,丰富了LUCC时空分析方法体系,为今后开展多时空尺度下的LUCC研究提供了有效手段.

千岛湖生态系统服务价值评估

相晨, 严力蛟, 韩轶才, 吴志旭, 杨文杰

2019, 30(11):  3875-3884.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.031

摘要 ( 417 )   PDF (561KB) ( 441 )  

本研究在湖泊尺度上对千岛湖水生生态系统服务功能价值开展了定量评估和趋势分析,建立了千岛湖生态系统服务功能评估的10类l6项指标体系,得出千岛湖2007和2017年水生态服务总价值分别为493和572 亿元.千岛湖生态系统服务功能价值主要体现在调节功能上,其调节功能在其生态系统服务功能中占有绝对主导地位.千岛湖生态系统服务价值依次为:洪水调蓄>地表水资源调蓄>固(减)碳>释氧>旅游>水质净化>渔业>湖水利用节能>水电用水>农林牧用水>城镇公共与生态用水>工业用水>货物周转>居民用水>冷源贯流水>旅客周转.2007和2017年千岛湖单位面积提供的生态系服务价值分别为8.6×l0⁷和9.98×l0⁷ 元·km^-2,分别为淳安县当年单位面积国民生产总值(GDP)的47.6和17.3倍.

深圳市基本生态控制线对景观生态风险的影响

陈弼锴, 赵宇豪, 吴健生

2019, 30(11):  3885-3893.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.015

摘要 ( 425 )   PDF (1371KB) ( 372 )  

深圳市基本生态控制线自2005年实施至今已超过10年,对生态空间具有显著的保护作用.景观生态风险指在自然或人为因素影响下景观格局与生态过程相互作用可能产生的不利后果,科学地管理生态风险是人类可持续发展的重要前提.探究政策实施以来控制线内外区域景观生态风险变化具有重要意义.本研究结合生态敏感性和景观脆弱性两种指标,对2005和2015年深圳市景观生态风险进行综合评估,并利用倍差法探究基本生态控制线政策的实施对控制线内区域景观生态风险的影响.结果表明:深圳市景观生态风险呈现西高东低的空间结构,2005—2015年间景观生态风险有所降低,降幅为13.5%;生态控制线线内和线外区域的降幅分别为0.7%和14.4%,除东部滨海分区之外,线外区域的景观生态风险比线内区域降幅更显著.控制其他变量的影响后,在市级尺度,相对于控制线外区域,控制线内区域景观生态风险高1.8%;在分区尺度,中心城区、西部滨海分区、中部分区、东部分区,控制线内区域景观生态风险比控制线外区域分别高1.6%、1.6%、1.4%、1.9%,而东部滨海分区控制线内外差异不显著.基本生态控制线政策的实施降低了控制线内的生境质量和景观脆弱性,但对归一化植被指数和人口密度影响不显著.

目录

榕树根际土壤广谱拮抗菌株的筛选、鉴定及特性

李健, 李肖鹤, 后文, 郑沈, 朱向东

2019, 30(11):  3894-3902.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.037

摘要 ( 325 )   PDF (1660KB) ( 298 )  

于江西省吉安市内一株明万历年间植下的古榕树下,采集根际土样并使用23种指示菌通过管碟法和菌丝生长速率法对土壤内放线菌进行拮抗筛选,最终得到一株传代稳定的广谱拮抗菌株AHF-20.根据对菌株的形态观察、生理生化特性以及分子生物学鉴定,将该拮抗菌株鉴定为链霉菌,并对该菌株的抑菌活性物质进行了研究.结果表明:链霉菌AHF-20的发酵产物对23种测试指示菌全部具有拮抗效果,且抑菌能力稳定性较好,对温度、光照、紫外线、酸碱都有一定的耐受性,于121 ℃下加热20 min后依然存在抑菌活性.根据活性物质的极性使用正丁醇萃取发酵产物,获得的正丁醇粗提物稀释至1 μg·mL^-1后,对大肠杆菌仍有抑制效果,可见具有较好的生防利用潜力和开发成新型微生物药物的可能性.

氮磷输入对过度放牧退化草原土壤线虫群落的影响

张志委, 胡艳宇, 魏海伟, 侯双利, 殷江霞, 吕晓涛

2019, 30(11):  3903-3910.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.038

摘要 ( 378 )   PDF (829KB) ( 231 )  

线虫是陆地生态系统中数量最多的一类无脊椎后生动物,在土壤碎屑食物网中占据多个营养级,并在能量流动和养分循环中发挥重要的生态功能.土壤线虫的群落结构和多样性水平可以反映生态系统功能的变化.多年来,过度放牧等不合理的开发利用导致我国大面积的草原处在不同程度的退化之中,外源性养分输入是维持其养分平衡进而恢复其生态和生产功能的重要措施.本研究以内蒙古锡林郭勒退化草原为对象,就氮磷输入对土壤线虫丰度和群落结构的单独效应和交互效应进行了研究.本研究获得线虫38属,其中垫咽属、滑刃属、索努斯属和盾垫属是该退化草原线虫群落优势属.氮输入降低了土壤线虫总丰度、捕食杂食线虫丰度以及植物寄生线虫丰度,而磷输入提高了土壤线虫总丰度、食真菌线虫丰度、捕食杂食类线虫丰度以及植物寄生线虫丰度,氮输入抑制了磷输入对线虫总丰度、捕食杂食线虫和植物寄生线虫丰度的促进作用.氮磷输入对线虫多样性无影响,可能与不同养分输入下稳定的植物群落多样性有关.氮输入显著提升了退化草原线虫成熟度指数,降低了植物寄生线虫成熟度指数(PPI),并且能缓解磷输入对PPI和瓦斯乐斯卡指数的负面作用,表明氮输入提高退化草地土壤健康程度,促进线虫群落和食物网的稳定性.上述研究结果有助于从土壤生物学角度理解氮磷输入对退化草地恢复的影响机理.

乐清湾主要游泳动物空间生态位及其分化

张琳琳, 蒋日进, 印瑞, 徐开达, 方芳, 徐义平, 柯爱英

2019, 30(11):  3911-3920.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.039

摘要 ( 300 )   PDF (852KB) ( 211 )  

基于2016年5月至2017年2月在乐清湾进行的4个航次渔业资源调查数据,计算乐清湾主要游泳动物的相对重要性指数(IRI)、生态位宽度及生态位重叠值(Q_ik).结果表明:乐清湾全年主要游泳动物(IRI>100)共27种,季节间更替率较高,生态位宽度值差异较大,相对重要性指数与生态位宽度值呈极显著正相关.全年游泳动物的生态位重叠值总体较低,秋季生态位重叠值最高,Q_ik>0.6的种对有14对,占总种对数的15.4%;春季最低,Q_ik>0.6的种对有5对,占总种对数的7.6%.冗余分析表明,温度、盐度和浑浊度是影响乐清湾主要游泳动物分布的重要因素,主要游泳动物在这些环境因子上存在生态分化现象.

有机污染土壤电动修复过程中微生物的分布特征及模型构建

鲁文杰, 郭书海, 程凤莲, 李玉华, 王卅, 吴波

2019, 30(11):  3921-3930.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.033

摘要 ( 328 )   PDF (936KB) ( 209 )  

外加电场下土壤微生物会发生快速繁殖和定向迁移.本研究在十四烷污染土壤中不同位置投加十四烷高效降解菌,并施加1 V·cm^-1的单向直流电场,考察目标菌群的迁移分布及降解特征.结果表明:微生物受电渗析和电泳作用分别向阴极和阳极迁移,电渗析迁移量是电泳的3.5倍.同时,施加电场还会使土壤环境在空间上存在差异进而影响微生物生长,施加电场的土壤中微生物数量平均值为1.16×10⁸ CFU·g^-1 (6 d),是不施加电场处理组的2.3倍;S₂～S₄区是微生物的高效生长区域,电动30 d后,区域平均数量是阴阳极的2.8～3.5倍,是对照处理组的2.1倍.十四烷降解率与微生物数量呈显著正相关关系(r=0.895, P<0.05),最佳降解区域在近阴极区(S₄),可达94.6%.基于试验结果模拟,建立了环境因子修正的电动区域微生物分布模型.该模型结合电动激活和电动运移作用对土壤微生物的叠加影响,实现了定点投加微生物在电动过程中数量的分布模拟.研究结果可为外源功能菌在电动-微生物修复有机污染土壤中的高效引入提供理论依据.

干旱风沙区灌丛林地地面节肢动物群落对放牧管理的响应

张安宁, 常海涛, 陈蔚, 刘任涛

2019, 30(11):  3931-3941.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.032

摘要 ( 232 )   PDF (956KB) ( 267 )  

在干旱风沙区宁夏盐池县,选择典型放牧柠条锦鸡儿灌丛林地为研究样地,以邻近长期围栏封育灌丛林地为对照,调查了春季、夏季和秋季放牧和封育2种类型样地的地表植被、土壤性状和地面节肢动物分布特征,分析了灌丛林地地面节肢动物群落组成及多样性对放牧管理的响应规律.结果表明:1)放牧导致植被高度、土壤细砂粒含量和土壤电导率显著降低,而土壤容重和粗砂粒含量显著升高.2)调查共获得地面节肢动物13目40科,其中优势类群为蚁科和拟步甲科,其个体数占总个体数的68.75%;常见类群4类,其个体数占总个体数的20.82%;其余34类为稀有类群,其个体数占总个体数的10.44%.在春季、夏季和秋季,放牧和封育样地间地面节肢动物群落组成均差别较大,反映了地面节肢动物对包括放牧管理和季节变化双重作用下环境变化的敏感性和适应性.3)放牧导致地面节肢动物多度显著升高.但放牧样地和封育样地间地面节肢动物类群数、Shannon指数、均匀度指数和优势度指数在3个季节中均无显著差异.4)相关分析表明,地面节肢动物多度、均匀度指数、优势度指数均与植被高度、植物多度、土壤水分、土壤pH值和电导率存在相关性,而地面节肢动物Shannon指数与植被高度、土壤水分和土壤细砂粒存在相关性.偏冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、植物多度、土壤含水量和温度是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子.研究表明,放牧管理条件下植被高度、土壤pH、土壤水分和土壤温度差异导致不同地面节肢动物类群表现出了不同的响应模式.灌丛对地面节肢动物多样性的保育效应能够削弱放牧干扰的负向影响.但放牧干扰下春季灌丛林地植食性地面节肢动物多度增加,需注重放牧易导致灌丛林病虫害发生和进行防控.

浙江南部近海主要虾类的时空生态位及种间联结性

丁朋朋, 高春霞, 彭欣, 田思泉, 苟鑫

2019, 30(11):  3942-3950.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.035

摘要 ( 359 )   PDF (670KB) ( 237 )  

根据2015年11月(秋季)、2016年2月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)在浙江南部近海的调查数据,运用生态位宽度、生态位重叠值、方差比率法、卡方检验、联结系数以及种对共同出现百分率对主要虾类间的关系进行研究.结果表明:1)在时间维度上,扁足异对虾的生态位宽度值最大;在空间维度上,中华管鞭虾的生态位宽度值最大;在时空二维上,扁足异对虾的生态位宽度值最大;2)在时间维度上,假长缝拟对虾和细巧仿对虾的生态位重叠值最高,拥有最大的时间生态位重叠值(>0.99);在空间维度上,凹管鞭虾、中国对虾、假长缝拟对虾和滑脊等腕虾的生态位重叠值最高(0.96);在时空二维上,中国对虾和凹管鞭虾的生态位重叠值最高;3)方差比率法分析表明,主要虾类总体呈显著正关联,其中有13个种对间的联结性达到显著水平(χ²≥3.841),联结系数(AC)和共同出现百分率(PC)表明种间联结性趋于正相关.本研究结果为探讨虾类的生态位分化、种间竞争及对环境的适应性研究提供了数据资料.

综合评述

根系分泌物收集技术研究进展

郭婉玑, 张子良, 刘庆, 尹华军

2019, 30(11):  3951-3962.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.040

摘要 ( 973 )   PDF (1667KB) ( 716 )  

根系分泌物在调控陆地生态系统根际微环境间的物质、能量和信息交流中具有重要作用.构建准确、适用的根系分泌物收集方法,对根系分泌物的种类、含量及其对环境变化的响应等信息的精准获取是理解植物根系-土壤界面生态过程与信息交流的关键环节和前提.目前,传统或新型的根系分泌物收集技术都致力于认知根系分泌物中化合物种类多样性和含量变化,但根系的生长高度依赖周围介质和生长环境,使根系分泌物的收集很难避开对根系本身的损伤、土壤颗粒对根系分泌物的吸附和释放,以及微生物代谢等因素的干扰,导致不同根系分泌物收集方法都存在各自的优缺点.本研究从室内收集和野外原位收集两方面系统综述了当前应用较广的一些传统和新型根系分泌物收集技术,并总结和比较了每种收集方法的优缺点;在此基础上,基于森林根际生态学过程野外原位研究的重要性和代表性,结合当前根系分泌物研究的不足,展望了未来森林根系分泌物野外原位收集技术构建中值得关注的3个重点方向,旨在为相关研究者开展根系分泌物收集与作用研究提供参考.

稻田水质模型研究和应用进展

贺文艳, 毛萌

2019, 30(11):  3963-3970.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.016

摘要 ( 423 )   PDF (966KB) ( 275 )  

水稻生产环境特殊、生产过程中病虫草害严重,导致农药使用品种多、频次高.部分农药会淋失到周围水体中,对水体的潜在污染风险较高.随着农药监测和田间试验成本的不断提高,数学模型已成为农药登记过程中不可或缺的一部分.稻田水质模型(RICEWQ模型)作为欧洲稻田农药暴露评估最可靠和应用最广泛的模型,主要用于预测淹水稻田土壤和积水中的农药浓度,在我国也得到了初步应用.本文简要介绍了RICEWQ模型的系统结构、农药归趋的主要过程、模型的输入输出,综述了国内外相关的研究进展,以期推进RICEWQ模型在我国的应用,并为相关研究提供参考.

陆地农业生态系统丛枝菌根真菌物种多样性研究进展

杨文莹, 孙露莹, 宋凤斌, 杨小琴, 张梦杰, 李书鑫, 朱先灿

2019, 30(11):  3971-3979.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.036

摘要 ( 397 )   PDF (661KB) ( 288 )  

丛枝菌根真菌(AMF)是一种古老的、在自然界中普遍存在的土壤微生物,能与大部分陆生植物形成互惠互利的菌根共生体.在这种共生关系中,AMF从植物获取自身生长所需碳源的同时,帮助宿主吸收氮、磷等营养物质.AMF在农业生态系统中具有重要作用,能够促进植物生长、改善作物品质、提高植物抗逆性、稳定土壤结构、维护生态平衡和维持农业可持续发展.本文总结了近几年来陆地农业生态系统AMF的研究进展,着重从我国陆地农业生态系统AMF物种多样性、AMF生物多样性时空分布特征及影响AMF多样性的因素等几个方面,综述了陆地农业生态系统AMF的物种多样性,并对以后的研究进行了展望.

石质文物的生物风化及其防治研究进展

张永, 武发思, 苏敏, 贺东鹏, 马文霞, 汪万福, 冯虎元

2019, 30(11):  3980-3990.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.034

摘要 ( 438 )   PDF (3140KB) ( 340 )  

石质文物的生物风化问题普遍存在,随着全球气候与环境变化加剧,其面临的生物风化挑战日趋严峻,防风化任务愈趋紧迫.本文综述了地衣类微生物介导的石材风化机理及其与气候环境因子间的关系,讨论了地衣的生物保护作用和地衣防治中生物杀灭剂的效力评价,并展望了该领域未来的研究方向.对地衣-岩石界面的大量研究表明,生物风化可主要归因于以菌丝穿透和草酸钙形成为代表的生物物理风化和生物化学风化;露天石质文物的生物风化与包括石材基质、周边环境及气候因素等在内的整个生态系统多种非生物条件息息相关;地衣对石材兼具生物风化作用和生物保护效应.在石质文物风化修复方面,应逐步改善文物赋存的环境条件,建立用于生物风化和杀灭效率评估的行业规范和国家标准等“通用语言”,推进石质文物的科学保护.

景观生态学在风景园林领域应用的研究进展

常青, 苏王新, 王宏

2019, 30(11):  3991-4002.  doi:10.13287/j.1001-9332.201911.009

摘要 ( 629 )   PDF (1663KB) ( 523 )  

作为我国风景园林学科的三大基础理论之一,景观生态学是风景园林师从经验规划/设计转向循证规划/设计的利器.本文根据国内外已有研究,挖掘景观生态学在风景园林领域的应用优势与必要性;基于文献分析法,从规划设计研究主体、科学基础以及景观性能与人类福祉三方面总结景观生态学在风景园林领域的研究热点与进展,并提出面向规划设计实践需求的景观生态学应用研究优先议题,包括服务多学科与多部门的景观内涵与分类体系研究、面向管理决策的景观性能评估与参数量化研究、应对人居环境与规划设计不确定性的景观格局-生态过程研究,以及提升人类福祉的景观格局-过程-服务耦合研究.开展景观生态学与风景园林领域的交叉融合研究,有利于深化并推动景观生态学综合研究成果向应用实践的转化,对于构建风景园林领域实践性科学研究体系具有重要参考价值.