Please wait a minute...
欢迎访问《应用生态学报》官方网站,今天是 分享到:

当期目录

    2020年 第31卷 第4期    刊出日期:2020-04-20
    目录
    目录
    2020, 31(4):  1053-1054. 
    摘要 ( 20 )   PDF (2974KB) ( 98 )  
    南亚热带红锥大径材培育林幼苗更新及其与母树的空间关联性
    徐浩成, 郑路, 王宏翔, 农友, 陈永康, 李萌, 蔡道雄, 尤业明
    2020, 31(4):  1055-1062.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.009
    摘要 ( 89 )   PDF (1933KB) ( 54 )  
    以南亚热带大径材培育的红锥林为对象,采用空间点格局方法中的双相关函数g(r)进行统计分析,研究红锥幼苗的更新特征和空间分布格局及其与母树的空间关联性。结果表明: 红锥大径材培育林的林下幼苗天然更新良好,广泛分布于整个林地;更新方式以根萌为主,占全部幼苗的73.6%。不同龄级幼苗的数量分布呈金字塔型,径级Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别占总幼苗数的64.3%、29.3%和6.4%。红锥幼苗主要在小尺度(<15 m)上呈聚集分布,但随着径级和空间尺度的增加,其聚集强度减弱,最终变为随机分布。幼苗与母树的空间关联性主要表现为随幼苗径级或空间尺度增大逐渐不明显。
    我国亚热带典型树种抗火性状随林龄和器官的变异
    曾素平, 刘发林, 赵梅芳, 艾瑶, 陈小伟
    2020, 31(4):  1063-1072.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.008
    摘要 ( 75 )   PDF (1224KB) ( 24 )  
    在湖南省炎陵县青石冈国有林场选择杨梅、木荷、山矾、润楠、甜槠、青冈6种亚热带典型树种,通过测定植物不同龄组(幼龄林、中龄林、成熟林)和器官(叶、枝、皮)等指示抗火性状的形态及物理和化学性质,探究同一树种不同器官、龄组间抗火性差异以及不同树种抗火性的综合排序。结果表明: 抗火性在不同器官和龄组间均呈现显著差异;相对于枝和皮,叶片具有较高的含水率(53.7%)、较高的粗灰分含量(4.5%)和较低的粗纤维含量(23.9%);随着林龄的增长,树木抗火性呈现先降后增的规律,中龄林的含水率、粗灰分和粗纤维含量最低。各器官的综合抗火性能在不同物种间差异显著。树叶的抗火性排序为:润楠>甜槠>山矾>杨梅>木荷>青冈;树枝的综合抗火性表现为润楠、甜槠最强,其次是杨梅、木荷;树皮表现为木荷和甜槠的抗火性较强,抗火性最弱的为润楠和青冈。各物种的综合抗火性能综合得分呈现分异特征,其中抗火性最强的为木荷(1.033)和杨梅(0.526),润楠(-0.405)和青冈(-1.151)的抗火性最弱。因此,木荷和杨梅是我国南方亚热带森林防火林带的首选树种。
    亚热带米槠林不同更新方式对土壤可溶性有机质降解性的影响
    孙颖, 高颖, 陈惠, 司友涛, 鲍勇, 焦宏哲
    2020, 31(4):  1073-1082.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.033
    摘要 ( 68 )   PDF (1166KB) ( 43 )  
    可溶性有机质(DOM)的生物降解性影响着土壤有机质的存留和释放,对深入认识森林土壤养分循环意义重大。为探究森林更新对土壤DOM降解特征的影响,选取亚热带地区米槠天然林(NF)、米槠次生林(SF)和米槠人工促进天然更新林(AR)土壤DOM溶液为研究对象,进行室内降解(42 d)试验。结果表明: 1)3种林分土壤可溶性有机碳(DOC)的降解率和易降解DOC的比例均为SF>AR>NF;可溶性有机氮(DON)和微生物生物量碳(MBC)是显著影响易降解DOC比例的因子;2)难降解组分占3种林分土壤DOC的大部分(72.3%~94.6%),其周转时间长,有利于稳定土壤有机质(SOC)的形成;3)土壤DOM最初的腐殖化指数(HIXem)会影响易降解DOC的周转时间。DOM光谱结构随降解过程呈现动态变化,说明DOM中易降解组分被消耗完后,微生物会转而降解芳香类和疏水性物质以获取碳源。综上,米槠天然林更新为次生林和人促林后增加了易降解DOC的比例,提高了土壤DOM生物可降解性,不利于SOC的积累。
    目录
    沙漠腹地天然绿洲胡杨和柽柳叶片δ13C值对不同地下水埋深的响应
    麦尔哈巴·尼加提, 戴岳, 师庆东, 李涛, 肖合来提·巴义, 安外尔·阿布杜热伊木
    2020, 31(4):  1083-1087.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.004
    摘要 ( 77 )   PDF (711KB) ( 24 )  
    干旱区植物的水分利用效率对植物的分布及水分利用状况具有重要意义。基于不同地下水埋深条件下沙漠腹地绿洲优势种胡杨和柽柳叶片δ13C值,分析了胡杨和柽柳的水分利用效率对不同地下水埋深的响应。结果表明: 随着地下水埋深由2.1 m增加到4.3 m,柽柳叶片的δ13C值先略有增加后处于较为稳定状态,柽柳采取较为稳定的水分利用效率适应干旱环境;胡杨叶片的δ13C值呈现先略有减小后增加的趋势,胡杨通过提高水分利用效率的策略适应干旱胁迫。同一地下水埋深条件下柽柳叶片的δ13C值高于胡杨叶片,表明柽柳的水分利用效率高于胡杨。
    杉木采伐迹地营造阔叶树对不同层次土壤磷组分和有效性的影响
    王涛, 万晓华, 王磊, 邹秉章, 王思荣, 黄志群
    2020, 31(4):  1088-1096.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.006
    摘要 ( 77 )   PDF (1352KB) ( 104 )  
    磷限制是亚热带人工林经营面临的主要问题之一,研究阔叶树代替针叶树造林对不同土壤层次磷组分和有效性的影响对维持亚热带地区森林生态系统的可持续发展具有重要意义。以1993 年春天在二代杉木林采伐迹地上同时营造的阔叶树米老排人工林和针叶树杉木人工林为对象,研究0~100 cm不同土层土壤理化性质、磷组分及其有效性的变化。结果表明: 两种林分下土壤有机磷含量均随土层加深而显著下降;与杉木林相比,米老排林0~10 和10~20 cm土层有效磷含量显著增加,分别增加35.7%和86.2%,易分解态磷和中等易分解态磷均随土层加深而显著降低,表层(0~20 cm)土壤易分解态磷和中等易分解态磷含量显著增加,80~100 cm土层难分解态磷含量显著降低,下降13.6%,20~80 cm土层游离态铁含量显著降低。冗余分析表明,可溶性有机碳和游离态铁是土壤磷组分变化的关键影响因子。在杉木采伐迹地上营造阔叶树改变了磷在土壤剖面上的分布格局,有利于提高磷的有效性。
    不同林型树倒林隙内微立地类型的土壤微团聚体组成及其分形特征
    兰航宇, 段文标, 陈立新, 曲美学, 王亚飞, 杨习锋, 孟思静, 陈佳
    2020, 31(4):  1097-1105.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.028
    摘要 ( 75 )   PDF (699KB) ( 62 )  
    采用野外调查和室内分析相结合的方法,分析小兴安岭地区阔叶红松林和云冷杉红松林两种林型下树倒林隙内丘坑微立地类型(丘顶和坑底)土壤微团聚体组成及其分形特征。结果表明: 两种林型的土壤微团聚体0.25~2 mm和0.05~0.25 mm粒级含量较高,分别为25.7%~50.7%和27.0%~42.8%,<0.002 mm粒级含量最小,为4.4%~8.9%。在两种林型的树倒林隙内,坑底和丘顶的土壤容重较大,且丘顶土壤养分含量均高于坑底。阔叶红松林树倒林隙内丘顶和坑底的土壤养分含量均高于云冷杉红松林。<0.002 mm土壤微团聚体与土壤物理和化学性质均无相关性,0.25~2 mm和0.002~0.02 mm土壤微团聚体分别与土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、通气度、有机质、全磷、全氮和有机碳之间呈极显著正相关和极显著负相关。整体来看,阔叶红松林的土壤分形维数(D)和土壤特征微团聚体组成比例(PCM)大于云冷杉红松林。两种林型下,丘顶和坑底的土壤特征微团聚体粒级比值(RMD)均增高。土壤D和PCM与各土壤理化性质均无显著相关性,土壤RMD与土壤毛管孔隙度、总孔隙度、土壤容重和通气度呈显著负相关。丘顶和坑底微立地的形成会导致土壤较大粒级微团聚体减少,土壤微团聚体稳定性降低,土壤D和PCM增加,RMD显著增加;土壤RMD可作为定量化描述不同林型下丘坑微立地内土壤理化性质的指标。
    外来入侵植物黄花刺茄与其近缘非入侵植物少花龙葵繁育系统的比较
    丁品夷, 毛凯琦, 李恒玉, 陆怡薇, 王立新, 郝建华
    2020, 31(4):  1106-1112.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.003
    摘要 ( 88 )   PDF (664KB) ( 30 )  
    黄花刺茄是一种具有严重危害性的外来入侵植物,本研究以分布于我国的4个黄花刺茄种群为材料,与其同属的外来非入侵植物少花龙葵为近缘种对照,在同质种植园内对其繁育系统进行了比较研究。黄花刺茄和少花龙葵在开放性授粉和补充授粉条件下的平均结籽率没有显著差异;套袋处理下,黄花刺茄的平均结籽率(29.5%)显著低于少花龙葵(47.0%);去雄套袋处理下两者均没有可育种子产出,表明黄花刺茄和少花龙葵均无自发无融合生殖特性。黄花刺茄的平均自交指数为0.38,低于少花龙葵(0.64);平均花粉限制指数(0.29)和平均传粉者的贡献指数(0.49)均大于少花龙葵(0.08和0.31)。目前黄花刺茄分布于中国的12个省份,在全球发生数量为3835次;少花龙葵分布于中国的18个省份,在全球发生数量为10897次。外来入侵植物黄花刺茄的自交亲和性低于外来非入侵植物少花龙葵,说明自交亲和性高低与两种植物的入侵性强弱无显著相关关系,但与其分布范围呈正相关。
    人工长白落叶松树干边材、心材和树皮密度预测模型
    彭雨欣, 李凤日, 刘福, 董利虎
    2020, 31(4):  1113-1120.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.007
    摘要 ( 104 )   PDF (614KB) ( 94 )  
    基于黑龙江省林口林业局、东京城林业局和东北林业大学帽儿山实验林场的35株人工长白落叶松的解析样木数据,构建长白落叶松的边材、心材和树皮密度的Beta回归模型,采用赤池信息准则、决定系数、平均绝对偏差、均方根误差和似然比检验对模型的拟合优度进行比较评价,进而选取边材、心材和树皮密度的最优模型,最后采用刀切法对选择出的最优模型进行检验,评价模型预测能力。结果表明: 边材、心材和树皮密度的最优模型的自变量不完全相同,其中,边材密度与树木年龄、树高、相对高度和相对高度的平方关系较好,而心材密度最优模型的自变量为年生长量、相对高度和相对高度的平方,树皮密度最优模型的自变量为树木年龄、年生长量、相对高度和相对高度的平方。对最优模型分析可知,从树干基部到树梢,边材密度逐渐减小,心材密度先减小后增加,树皮密度先增加后减小。本研究所建立的Beta回归模型可以预估该研究区域的人工林内长白落叶松的边材、心材和树皮任意位置的木材密度,为树干平均密度和生物量的研究奠定基础。
    硫化氢对低温胁迫下甜樱桃柱头和子房线粒体功能的影响
    魏国芹, 陶吉寒, 付全娟, 侯森, 杨兴华, 隋曙光, 余贤美, 孙玉刚
    2020, 31(4):  1121-1129.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.030
    摘要 ( 73 )   PDF (1891KB) ( 51 )  
    为探索低温胁迫下外源硫化氢(H2S)对甜樱桃花的柱头和子房线粒体功能的影响,本研究以甜樱桃品种‘早大果’花枝为试材,在-2 ℃低温下喷施0.05 mmol·L-1硫氢化钠(NaHS,H2S供体)和15 μmmol·L-1 次牛磺酸(HT、H2S清除剂),测定柱头和子房线粒体中活性氧、抗氧化酶和线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度、膜流动性、膜电位和细胞色素(Cyt c/a)比值变化。结果表明: 低温胁迫导致线粒体内过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量显著增加,线粒体MPTP明显增大,膜流动性降低,膜电位和线粒体Cyt c/a吸光度比值、膜H+-ATPase活性显著下降,线粒体结构受到损伤。低温胁迫下,外施0.05 mmol·L-1 NaHS可显著降低低温胁迫下柱头和子房线粒体H2O2和MDA含量,在较长时间内维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,减小线粒体MPTP开放程度,增强线粒体膜流动性,提高线粒体膜电位、Cyt c/a值和膜H+-ATPase活性;NaHS清除剂HT则抵消NaHS对上述参数的影响。综上所述,外源H2S可以提高低温胁迫下甜樱桃柱头和子房线粒体抗氧化酶活性,减少H2O2和MDA积累,提高膜H+-ATPase活性,稳定线粒体膜结构和功能,进而缓解低温胁迫对花器官的伤害。
    3种间作植物对薄皮甜瓜植株生长、营养吸收和果实品质的影响
    马迎杰, 邓海峰, 许传强
    2020, 31(4):  1130-1138.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.021
    摘要 ( 78 )   PDF (660KB) ( 42 )  
    为解决薄皮甜瓜生产中的连作障碍问题,设置薄皮甜瓜单作(MM)、茴香/薄皮甜瓜间作(FM)、分蘖洋葱/薄皮甜瓜间作(TM)、艾草/薄皮甜瓜间作(WM)4个处理,研究不同间作植物对薄皮甜瓜植株株高、茎粗、根系活力和矿质元素(N、P、K、Ca和Mg)含量,以及果实品质和产量的影响,以期筛选出具有间作优势的露地栽培薄皮甜瓜间作作物组合。结果表明: 随着间作栽培时间的延长,3个间作处理的薄皮甜瓜株高均显著高于单作对照;FM和TM处理的茎粗显著高于单作对照,WM处理的茎粗与单作对照差异不显著;在伸蔓期、坐果期和果实膨大期,FM处理的根系活力最高,显著高于单作对照和TM处理。3个间作处理薄皮甜瓜植株矿质元素含量均不同程度高于单作对照,且FM处理的矿质元素含量均较高。FM和TM间作处理单果重与单作对照差异不显著。FM处理果实品质指标不低于单作对照;WM和TM处理的部分果实品质指标(葡萄糖、果糖和蔗糖含量)低于单作对照。综上,小茴香较适合作为薄皮甜瓜的间作植物。
    施氮量对不同藜麦品种幼苗生长的影响
    翟凤强, 蔡志全, 鲁建美
    2020, 31(4):  1139-1145.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.010
    摘要 ( 89 )   PDF (2744KB) ( 86 )  
    通过盆栽试验,研究5个水平的施氮量(N0,0 g·kg-1;N1,0.05 g·kg-1;N2,0.1 g·kg-1;N3,0.15 g·kg-1;N4,0.2 g·kg-1)对8个不同藜麦品种幼苗生长的影响。结果表明: 1)不同施氮量处理下,藜麦品种GB22和OY的生物量最大,而品种B2的生物量最小。品种B2的花质量比最大,品种GB22的茎质量比最大,品种R1的根质量比最大,品种W23的叶质量比最大。2)施氮显著影响藜麦幼苗的生长。在较低施氮量(N1、N2)下,叶片最大净光合速率、植株生物量积累都比对照(N0)明显增加;在较高施氮量(N3、N4)下,藜麦叶片光合速率出现降低趋势,生物量积累减少。品种和施氮量对植株生物量有显著的交互作用,表明不同藜麦品种对施氮量的响应不同。品种R1、MY11、GB22、OY的最佳施氮量为0.05 g·kg-1,品种GB11、DB、B2的最佳施氮量为0.1 g·kg-1,品种W23的最佳施氮量小于0.05 g·kg-1。3)品种和施氮量之间的交互作用显著影响藜麦幼苗的生物量分配。在达到0.2 g·kg-1施氮量前,随着施氮量增加,藜麦将更多的生物量分配到花和叶。4)不同品种和施氮量下,幼苗生物量与最大净光合速率、苗高、地径、比叶面积呈显著正相关。本研究可为不同藜麦品种的养分管理提供参考。
    半干旱区周年全膜覆盖对玉米田土壤冻融特性和水热分布的影响
    王红丽, 张绪成, 于显枫, 侯慧芝, 方彦杰, 马一凡
    2020, 31(4):  1146-1154.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.027
    摘要 ( 67 )   PDF (2278KB) ( 35 )  
    依托3年大田定位试验(2015—2017),设置周年全膜覆盖(PM)和裸地(CK)2个处理,分析半干旱冷凉区土壤温湿度梯度和水热运动的关系。结果表明: PM和CK冻融过程均为单向冻结、双向融通。与CK相比,PM冻结期滞后,冻结速率减慢,冻结深度浅20 cm,但融化速率加快,融化期缩短6~7 d。冻结期PM和CK土壤温度梯度均为正值,热量向上层土壤传导,但PM传导强度大于CK;融化期PM温度梯度为正值,热量向上层传导,而CK则相反。土壤水分运移表现为:PM在整个冻结期向上运动,CK则表现为“向下-向上-向下”的运动方式;融化期PM水分向上层运移,而CK融化初期向上层运移,融化中后期则向下层运移。在冻结期PM和CK的土壤温度梯度与湿度梯度均呈正相关,但PM相关性大于CK,融化期PM土壤温度梯度与湿度梯度间呈正相关,土壤热量、水分同时向上层运动,CK呈负相关,土壤热量、水分同时向下层运动。在土壤温、湿度梯度驱动下,融通-播前PM 0~10、10~20和20~30 cm土壤温度分别较CK平均提高1.13~1.34、0.96~1.24和0.89~1.32 ℃,土壤含水量分别平均提高3.4%~5.6%、1.4%~2.2%和6.7%~7.8%。可见,PM可为半干旱冷凉区越冬作物返青和春播作物播种、出苗和保苗提供水热保障。
    东北黑土成土母质培肥过程中土壤肥力变化特征
    李娜, 韩晓增, 盛明, 龙静泓
    2020, 31(4):  1155-1162.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.026
    摘要 ( 97 )   PDF (1498KB) ( 82 )  
    利用已设置14年的黑土成土母质(表层以下2.0~3.0 m深)培肥定位试验,研究不同农艺措施培肥后土壤肥力指标的变化特征,结合小麦盆栽耗竭试验评估土壤供肥能力,综合评价不同农艺措施对黑土母质培肥的效应。与初始母质相比,黑土母质培肥14年后,土壤总有机碳、全氮、团聚结构稳定性和其他养分含量均不同程度提高,土壤肥力水平的高低直接影响盆栽试验中土壤对小麦的供肥能力。主成分分析发现,母质经过14年的培肥,碳投入量较大的农田秸秆还田处理和苜蓿培肥处理与表层(0~20 cm)黑土更接近,其次是农田有机肥和自然草地培肥处理,农田单施化肥和不施肥处理培肥效果最差。14年连续的外源碳输入通过改善土壤团聚结构和进入土壤的碳分解转化,影响土壤的物理和生物化学性质,促进母质土壤肥力发育。农田秸秆还田、施用有机肥和种植苜蓿对黑土母质肥力提升效果最好,是保证黑土肥力和土壤培肥的有效措施,研究结果可为东北黑土区退化土壤培肥提供理论依据和指导。
    江西省茶园土壤肥力特征及其影响因子
    林小兵, 孙永明, 江新凤, 黄尚书, 何绍浪, 余跑兰, 王永刚
    2020, 31(4):  1163-1174.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.022
    摘要 ( 100 )   PDF (1601KB) ( 47 )  
    为探明江西省典型茶园土壤养分状况和肥力特征,选取江西省21个地区372个典型茶园,分析茶园土壤养分的差异性、空间性、相关性及与地形、土壤类型、海拔和建园时间的关联性。结果表明: 江西省茶园土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷和全钾分别达到优质高效高产茶园土壤营养指标的53.9%、60.1%、56.1%、22.9%、38.5%、43.7%、11.1%和95.5%,其中速效磷为强变异;有效铜、锌、铁、锰和硼达到土壤微量元素含量分级一级标准的占比分别为76.3%、74.2%、96.8%、73.1%和0.0%。江西茶园土壤养分以赣中地区最高,其次是赣东北和赣西北地区,赣南地区最低。除全钾外,土壤pH与有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷均呈显著正相关。不同地形土壤养分以平地最高,高山次之,山地和丘陵最低;不同土壤类型土壤养分以水稻土、砂壤和山地黄棕壤较高,其次是黄壤、红黄壤和紫色土,红壤最低;土壤pH、有机质和全钾随海拔上升而递增,而速效磷随海拔上升而递减;土壤有机质、碱解氮、全氮、速效磷和全磷随建园时间的增加而递增,而土壤pH随建园时间的增加而递减。综上,江西省茶园土壤肥力总体水平良好,有机质、全钾、有效铜、锌、铁和锰均较丰富,但土壤偏酸,速效磷和全磷偏低,有效硼严重缺乏。赣中应提高土壤pH和钾肥,赣东北增加钾和氮肥,赣西北增加有机质和磷肥,赣南应增加氮磷钾肥并配施有机肥;高山茶园补充速效磷和钾肥,山地茶园提高氮和磷肥;红黄壤茶园提高土壤pH和全钾,红壤茶园应提高氮磷钾肥并配施有机肥,黄壤和山地黄棕壤茶园需要增施磷肥,紫色土茶园需提高土壤有机质;茶园需要逐年增加白云石粉、生理碱性肥料和有机肥等,防治茶园土壤酸化。
    江西省油茶综合生产潜力与资源利用效率评估
    王小军, 刘光旭, 相爱存, 肖彤
    2020, 31(4):  1175-1184.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.029
    摘要 ( 67 )   PDF (1234KB) ( 103 )  
    江西适合油茶生长,但开发利用程度不高,分析评估其生产潜力与资源利用效率,可为进一步优化油茶种植分区、提高产量、合理利用国土资源等提供依据。以江西省油茶综合生产潜力为研究对象,基于潜力衰减法逐级修订得到自然生产潜力,结合社会有效系数得到综合生产潜力,并进行资源利用效率评估。结果表明: 1)江西省油茶各级生产潜力平均值在10229~17724 kg·km-2,从赣南向赣西北递减,平均综合生产潜力为12550 kg·km-2,分级后具有较高潜力和高潜力类可利用土地面积达51656 km2,占全省面积的31.1%;市级生产潜力中,赣州最高。2)江西省油茶生产潜力变幅为2223~3857 kg·km-2,各级潜力变化量的区域差异较小;油茶资源满足率为69.3%~122.7%,各级资源满足率区域差异较小;油茶资源组合利用效率为49.1%~85%,各级生产潜力利用率的区域差异较大。3)综合生产潜力评估结果与江西油茶实际产量较符合,资源利用效率评估结果与江西自然和社会条件相符,可以作为相关研究与政策制定的参考。
    生物炭提高土壤磷素有效性的整合分析
    占亚楠, 王智, 孟亚利
    2020, 31(4):  1185-1193.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.024
    摘要 ( 108 )   PDF (1869KB) ( 99 )  
    生物炭改善土壤肥力和提高作物产量的作用与土壤磷素有效性的提高密切相关,但是关于生物炭添加对土壤磷素有效性影响的定量效应尚不明确。本研究对95篇符合条件的文献中的507组数据进行整合分析,以评估生物炭添加对土壤磷素有效性的定量影响。结果表明: 不论生物炭原料、制备温度、C/N、施用量、配施化肥与否,以及土壤质地、pH、有机碳含量如何变化,生物炭添加均使土壤有效磷含量显著提高,平均较不添加对照提高57.6%。同时,生物炭添加促进了作物对磷的利用,但植株含磷量对不同添加条件下生物炭的响应程度基本上均低于土壤有效磷,部分条件下未达到显著水平,平均响应比为30.6%。在砂质和壤质土壤中,添加拥有较多灰分的畜禽粪便生物炭,以及较低C/N、低温裂解的碱性生物炭、较大施用量对增加土壤有效磷和植株磷含量更有效。作为土壤磷素循环的主要酶,生物炭添加使碱性磷酸酶活性平均增加2.8%,而酸性磷酸酶活性则平均降低17.8%。总体上,生物炭对土壤有效磷和植株磷含量有显著的正向效应,但对土壤磷酸酶活性的影响较小,磷素有效性的提高可能主要源于生物炭自身携带较高含量的有效磷组分。
    2000—2018年西北砒砂岩区植被覆盖度与地形效应
    王瑞杰, 闫峰
    2020, 31(4):  1194-1202.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.005
    摘要 ( 97 )   PDF (2077KB) ( 86 )  
    利用2000—2018年的MODIS-EVI数据,基于像元二分模型计算植被覆盖度,利用数字高程模型(DEM)数据从高程、坡度和坡向等方面分析西北砒砂岩区植被覆盖度的地形效应。结果表明: 2000—2018年西北砒砂岩区植被覆盖度(FVC)相对较低,平均按2.43·a-1的速率递增,FVC正距平年主要有12年,其中以2018年和2013年相对最高,负距平年主要有7年,其中以2001年和2000年相对最低。砒砂岩区FVC空间分布由东南向西北逐渐降低,但不同类型砒砂岩区FVC存在较大差异,其中裸露砒砂岩区FVC相对最低,覆沙砒砂岩区次之,覆土砒砂岩区相对最高;2000—2018年砒砂岩区FVC的平均变化率为0.0031,植被生长状况趋于改善。高程-坡向效应表明,裸露砒砂岩和覆沙砒砂岩区坡向分别在高程≤1000 m和>1500 m处对FVC的影响较大,覆土砒砂岩区坡向对FVC的影响较小,但在高程1200~1300 m处影响较大。坡度-坡向效应表明,砒砂岩在坡度≤15°时,FVC的坡度坡向效应不明显,坡度>25°时裸露砒砂岩和覆沙砒砂岩的阴坡和半阴坡FVC大于阳坡和半阳坡;覆土砒砂岩坡度>15°时,半阴坡和半阳坡的FVC大于阴坡和阳坡。
    1998—2017年祁连山南坡不同海拔、坡度和坡向生长季NDVI变化及其与气象因子的关系
    付建新, 曹广超, 郭文炯
    2020, 31(4):  1203-1212.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.018
    摘要 ( 134 )   PDF (4841KB) ( 123 )  
    祁连山是我国西北地区重要的水源涵养保护区,是我国地形第一、二阶梯分界线,对气候变化极其敏感。基于气温、降水量和归一化植被指数(NDVI)数据,使用趋势分析、小波分析和相关分析方法,结合数字高程模型(DEM)数据,从海拔、坡度和坡向的角度探讨祁连山南坡NDVI变化及其与气温和降水的关系。结果表明: 1998—2017年,祁连山南坡生长季NDVI整体呈增长趋势,增长趋势为0.023·10 a-1。NDVI值在不同海拔、坡度和坡向上的变化存在差异性,NDVI值随海拔的升高呈先增后降趋势,海拔2700~3700 m区域的植被覆盖状况较好,>4700 m区域的植被出现退化现象;NDVI值随坡度增加呈降低态势;NDVI值在坡向上的差异较小,但阳坡的植被覆盖状况好于阴坡。生长季NDVI与气温、降水的关系密切,生长季NDVI、气温、降水均具有14年的变化周期,而不同海拔、坡度、坡向的植被受到气温和降水的影响不同,海拔<3700 m、>4700 m区域、坡度<25°区域和各坡向区域的植被均易受降水影响。
    2001—2018年长白山自然保护区生长季NDVI变化特征及其对气候变化的响应
    张园, 袁凤辉, 王安志, 关德新, 戴冠华, 吴家兵
    2020, 31(4):  1213-1222.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.020
    摘要 ( 141 )   PDF (3095KB) ( 101 )  
    为了解全球变化背景下东北亚温带森林的动态变化及其对气候变化的响应,基于MODIS 250 m分辨率遥感数据、1 km分辨率地表温度数据以及研究区内及周边气象站点数据,分析2001—2018年生长季长白山自然保护区的归一化植被指数(NDVI)变化情况及其与温度、降水的相关性。结果表明: 2001—2018年生长季,研究区NDVI均值为0.711,植被覆盖度较高,且呈逐年增加趋势(0.0025·a-1);气温极显著增加(0.032 ℃·a-1),增速高于全球平均;降水显著增加(5.54 mm·a-1),但年际间变异加大。空间上,NDVI呈现西北部略高且随着海拔升高而降低的格局;研究期间,NDVI增加的区域占46.2%,主要集中在北部以及中南部高海拔地区,53.8%的区域基本无变化或微弱减少。研究区NDVI主要受温度影响;在年尺度上,NDVI与地表温度主要表现为正相关,正相关区域占90.2%,且有43.6%的区域相关性显著;在月尺度上,气温对NDVI的影响在生长季初和末期更为显著。
    黑龙江省大豆生长季旱涝时序特征及其对产量的影响
    李秀芬, 郭昭滨, 朱海霞, 王萍, 宫丽娟, 姜丽霞, 赵慧颖
    2020, 31(4):  1223-1232.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.016
    摘要 ( 91 )   PDF (1997KB) ( 43 )  
    气候变化背景下黑龙江省降水时空分布不均,旱涝转换频繁,不利于黑龙江省的大豆安全生产。为研究黑龙江省大豆生长季旱涝对大豆产量的影响机制,基于黑龙江省60个气象站点1961—2018年逐日降水量数据和同期大豆单产数据,选取标准化降水指数(SPI)为旱涝判识指数,分析黑龙江省大豆生长季旱涝的时序特征,以及大豆不同生育阶段旱涝对其产量的影响。结果表明: 1961—2018年,大豆生长季干旱影响范围整体呈微弱的减小趋势,雨涝影响范围整体呈现弱的增加趋势;而同期干旱和雨涝强度总体均呈微弱的增加趋势,以雨涝强度稍强;干旱和雨涝同时发生的几率占比60.3%。大豆生长季或将进入一个较湿润阶段,2012—2018年间,雨涝的影响范围和发生强度均明显高于干旱,有6年均发生了全域性或区域性雨涝,其中,5年发生中度雨涝。不同区域大豆生长季旱涝对其产量影响程度有所差异,西北部、北部和东部地区雨涝的影响均明显大于干旱的影响,中部地区干旱和雨涝的影响程度相差不大,西南部、南部、东南部地区干旱的影响远大于雨涝的影响。在大豆开花-鼓粒期,旱涝与大豆产量的波动密切相关,西北部、西南部、中部、南部、东南部地区降水正常略偏多对大豆增产有利,但中度及以上雨涝仍会造成大豆减产;北部地区大豆产量波动主要受雨涝影响严重,东部地区干旱和雨涝对大豆产量波动造成的影响程度相似。
    天然草原净初级生产力变化监测与驱动力分析——以锡林郭勒草原为例
    乌尼图, 刘桂香, 刘爱军, 白海花, 朝鲁孟其其格
    2020, 31(4):  1233-1240.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.014
    摘要 ( 84 )   PDF (3003KB) ( 83 )  
    草地是陆地生态系统重要的组分,利用遥感技术在宏观尺度分析天然草原长势变化与其驱动力是了解草地生态状况的重要手段。本研究基于气候模型和光能利用率模型分别模拟2000—2018年锡林郭勒草原植被潜在植被净初级生产力(NPP)和实际NPP,以它们的差值作为由人类活动导致的NPP残损值,并利用最小二乘法在像元尺度分析锡林郭勒草原NPP时空变化规律以及气候和人类活动对NPP的驱动作用。结果表明: 2000—2018年间,锡林郭勒草地NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为271.54 g C·m-2·a-1,NPP上升(草地恢复)面积为3.65万km2,NPP下降(草地退化)面积为5.99万km2;潜在NPP在温度和降水的驱动下趋于上升趋势,年均上升6.5 g C·m-2·a-1,表明研究期间区域气候(降水和温度)对锡林郭勒草原NPP的提升具有积极作用,草地退化的驱动力主要来自人类活动;人类活动导致的研究区NPP残损值呈由东向西、由南向北递减分布,其中,乌珠穆沁草甸草原及南部典型草原残损值最高;采矿、开垦等人类活动对草地NPP的影响最明显。
    未来气候变化对海南橡胶树春季物候期的影响
    李宁, 白蕤, 伍露, 李玮, 陈淼, 陈歆, 范长华, 杨桂生
    2020, 31(4):  1241-1249.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.002
    摘要 ( 89 )   PDF (1846KB) ( 88 )  
    为研究未来气候变化对海南岛橡胶树春季物候期(第一蓬叶展叶期和春花期)的影响,以国内外关于橡胶树物候期量化研究和橡胶树观测试验数据为基础,结合作物生长钟模型,建立橡胶树春季物候期模型,开发成计算机软件RubberSP并进行适宜性评价。在此基础上,通过贝叶斯模型平均法(BMA)结合耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)多模式数据集中的5个大气环流模式(GCMs),分别在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下,以1986—2017年为基准时段,预估2020—2099年气候变化对橡胶树春季物候期的可能影响。结果表明:RubberSP的模拟精度较高,模拟值与实测值的决定系数R2为0.73~0.87,均方根误差RMSE为3.26~4.15 d,归一化均方根误差NRMSE为3.4%~7.4%。BMA方法可以有效地处理单一GCMs带来的不确定性问题,较好地反映出气温变化趋势;预估RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,海南岛至21世纪末较基准时段分别升温超过0.3、1.0和2.5 ℃。在未来气候情景下,春季物候期出现日序提前,产胶量提高的可能性变大。日序等值线均向西北方向移动,海南岛橡胶树种植最适宜区有向西北方向扩大的可能。第一蓬叶展叶期的空间差异性变大,春花期则略微变小。橡胶树春季物候期在未来3种情景下提前或推迟的变化幅度随RCP情景下升温的幅度而变化,RCP2.6最平缓,RCP8.5最剧烈。
    台湾青枣在福建主产区的气候适宜度
    李丽纯, 周广胜, 陈惠, 杨凯
    2020, 31(4):  1250-1258.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.017
    摘要 ( 96 )   PDF (1023KB) ( 74 )  
    台湾青枣属新兴果树品种,经济效益显著。为实现台湾青枣在福建的优质高产,本研究基于产量和气象数据,结合文献和物候观测资料以及农业气候适宜度模型,给出了台湾青枣在福建主产区的气候适宜度模型参数,分析了主产区气候适宜度特征及其变化趋势。结果表明: 基于等权重求和法构建的模型可靠性最高;台湾青枣在福建主产区的气候适宜度较高,多数年份为适宜或较适宜;1996—2013年,气候条件对台湾青枣生长的影响总体呈趋好态势,有利于发展青枣生产;主产区全生育期温度适宜度>综合气候适宜度>日照适宜度>降水适宜度,9—10月是水分管理的关键期。研究结果对福建省台湾青枣的生产管理和长期规划具有指导意义。
    理论雪期和滑雪气候适宜度评价——以长白山滑雪场为例
    王秀荣, 赵嵘, 于涵, 王立声, 王琼
    2020, 31(4):  1259-1266.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.013
    摘要 ( 99 )   PDF (1566KB) ( 73 )  
    为科学分析雪资源气候属性,定量评价滑雪运动气候适宜度概况,本研究基于天气学原理,从气候角度设定了理论雪期概念;设定与滑雪运动密切相关的气温、风速、雪期降雪量3个指标的不同适宜度等级阈值,对各指标进行归一化处理并设计其转换函数;运用灰色关联度理论,结合欧氏距离法,构建滑雪气候适宜度指数评价模型,并以长白山滑雪场为例进行评价。结果表明: 长白山地区雪资源丰富,1981—2018年,理论雪期内的平均降雪量为64.6 mm;气候变暖背景下,平均雪期日数及降雪量随年代呈略有减少趋势,雪期开始时间随年代变化呈现延后趋势,结束时间呈提前趋势,且前冬(当年雪期开始至12月底)雪期日数明显少于后冬(次年1月初至雪期结束)雪期日数;长白山滑雪场雪期内滑雪气候适宜性高,气温、风速和降雪条件的最适宜和较适宜日数累计分别占91.9%、91.8%和94.6%;滑雪综合气候适宜度日数累计占比达99.7%,绝大多数时间适宜滑雪运动的开展。理论雪期概念的提出弥补了因初、终雪气象观测资料缺乏对雪资源研究等造成的困扰;滑雪运动气候适宜度评价模型可为滑雪场地开发和经营提供管理决策,为滑雪爱好者提供出行的科学支撑。
    生境质量对城镇化的时空响应——以长春市为例
    白立敏, 冯兴华, 孙瑞丰, 高翯
    2020, 31(4):  1267-1277.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.012
    摘要 ( 63 )   PDF (4385KB) ( 142 )  
    生境质量是评价区域生态安全的重要指标,掌握其对城镇化发展的时空响应,有利于新型城镇化的深入推行。本研究基于土地利用数据,在综合利用空间分析及生态模型分析基础上,从网格尺度对长春市景观格局、生境质量及其样带进行时空特征分析,并进一步探讨生境质量在城镇化发展过程中的响应状况。结果表明: 长春市景观斑块密度、边缘密度及Shannon多样性指数低值多分布在西部平原地带,聚合度指数高值区则在市域东部及南部呈现片状格局。2000—2015年,长春市生境质量呈退化趋势且空间异质性显著,大致呈现出“东高西低”分布态势,建设用地扩张及交通基础设施建设对区域生境质量退化起到主导作用;不同样带内生境质量变化存在显著差异性,水域整体变化相对较小,而山脉、城市扩张及交通的变化频度及幅度处于较高水平。坡度及高程等自然因素基本塑造了长春市生境质量整体分布格局,而人口密度、国内生产总值、夜间灯光指数等城镇化要素与生境质量总体呈负相关关系。为缓解城镇化带来的生态压力、促进生境质量的回升,本研究提出防止大黑山脉林区滥砍乱伐、以生态手段修复生境退化地区,提升城镇建成区土地利用效率、促进城镇“精明增长”,设定丘陵地带耕地红线、加强生态基础设施建设等差异化发展策略。
    西部山区流域生态系统服务权衡与协同关系——以甘肃白龙江流域为例
    巩杰, 柳冬青, 高秉丽, 徐彩仙, 李焱
    2020, 31(4):  1278-1288.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.019
    摘要 ( 84 )   PDF (4917KB) ( 104 )  
    甘肃白龙江流域是长江上游重要水源涵养和生态屏障区,生态系统服务研究对该流域生态保护与经济发展的双赢具有重要意义。本研究基于InVEST模型进行4种典型生态系统服务(如土壤保持、水源涵养、食物供给、生境质量)评估,并通过相关性和均方根偏差(RMSD)开展服务间多尺度权衡及其成因分析。结果表明: 土壤保持、水源涵养和生境质量两两之间为显著协同关系,食物供给分别与生境质量、土壤保持和水源涵养间为显著权衡关系。3对协同服务和食物供给与生境质量的权衡强度高值主要集中于文县、迭部和舟曲的中高山阴陡坡林区;食物供给与土壤保持、食物供给与水源涵养间的权衡强度高值主要集中于宕昌和武都的中低山阳缓坡农牧区。人类活动驱使下的土地利用/覆被格局空间差异是影响服务权衡程度及其尺度效应的重要因素。
    滇中湖泊流域生态环境质量监测与评价
    朱泓, 王金亮, 程峰, 邓欢, 张恩伟, 李应鑫
    2020, 31(4):  1289-1297.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.011
    摘要 ( 86 )   PDF (1579KB) ( 69 )  
    九大高原湖泊流域在云南省经济发展中占有举足轻重的地位,其中,滇中五大湖泊流域(滇池、抚仙湖、星云湖、杞麓湖、阳宗海,下文称五湖流域)是云南工农业、旅游业等经济和社会发展最活跃的地区,与流域生态环境质量密切相关。本研究基于遥感生态指数(RSEI)对滇中五湖流域1988—2018年的生态环境质量进行监测和评价。结果表明: 尽管1988—2018年间研究区生态环境质量呈转好趋势,RSEI平均值由0.368增加到0.481,但流域整体生态环境质量欠佳;生态环境质量提高的面积占比57.6%,主要分布在湖泊之间的山地,下降区域主要为湖周的平地区;研究期间,滇池、抚仙湖、阳宗海的生态环境质量持续变好,但近10年,杞麓湖和星云湖的生态环境质量明显变差,各湖泊生态环境质量变化与湖泊水质变化存在一致性。未来生态环境质量的改善还需更多的社会关注和政府投入。
    丛枝菌根真菌对烟草香气相关物质代谢的影响
    赵方贵, 渠峰, 车永梅, 姚甲淋, 刘新
    2020, 31(4):  1298-1304.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.031
    摘要 ( 85 )   PDF (1138KB) ( 118 )  
    丛枝菌根(AM)真菌能够与植物共生,促进寄主植株营养元素的吸收,提高植株抗逆性,但鲜见其对香气物质代谢作用的报道。本试验研究了AM真菌摩西球囊霉对烟草叶片腺毛和香气相关物质代谢的影响。结果表明: 接种AM真菌能够增加烟草叶片腺毛的密度,并诱导烟草叶片腺体毛状体脂质分泌所必需的腺体特异性脂质转运蛋白基因(NtLTP1)表达量增加;提高香气相关物质绿原酸、茄尼醇和类胡萝卜素含量;同时促进了香气物质合成途径中关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性;诱导香气相关物质代谢关键酶苯丙酰胺转氨酶和多酚氧化酶基因NtPALNtPPOE,以及黄酮醇合酶和角鲨烯合酶基因NtFLSNtTSS表达上调。说明接种摩西球囊霉能够增加香气产生部位腺毛的数量和分泌活性,并促进烟草叶片香气物质的生物合成过程。
    干旱与盐胁迫对花生根际土壤细菌群落结构和花生产量的影响
    徐扬, 张冠初, 丁红, 慈敦伟, 秦斐斐, 张智猛, 戴良香
    2020, 31(4):  1305-1313.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.036
    摘要 ( 90 )   PDF (1877KB) ( 187 )  
    以花生品种花育25号为试验材料,采用盆栽试验研究了开花期干旱和盐分胁迫对花生生长发育和荚果产量的影响,并运用高通量测序技术分析干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下,花生根际土壤细菌群落结构的变化特征。结果表明: 不同胁迫处理花生根际土壤细菌群落均以变形菌门、放线菌门、Saccharibacteria、绿弯菌门、蓝藻菌门和酸杆菌门为主。干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫均不同程度降低了变形菌门和放线菌门的相对丰度,但显著提高了蓝藻菌门的含量,且旱盐双重胁迫较其单一胁迫引起的根际蓝藻菌门丰度变化更显著。土壤细菌功能预测分析显示,信号转导机制、防御机制及翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣等相关功能在旱盐双重胁迫的细菌中活性更强,可能对花生生长及胁迫应答具有重要影响。统计学分析显示,开花期干旱、盐胁迫和旱盐双重胁迫严重影响花生生长发育,并显著降低产量。研究结果可为通过改良土壤微生物环境来提高植物胁迫耐受性提供参考。
    三江平原小叶章湿地碳排放对雪被变化的短期响应
    张荣涛, 付晓宇, 王康, 刘赢男, 付晓玲, 倪红伟
    2020, 31(4):  1314-1322.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.035
    摘要 ( 73 )   PDF (1503KB) ( 95 )  
    为了解三江平原小叶章湿地碳排放对雪被变化的响应,利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内试验平台,采用静态箱-气相色谱法,分别对剔除雪被处理(0 cm)和添加雪被处理(50 cm)以及对照(20 cm)小叶章湿地进行了温室气体排放通量观测,并同步观测相关环境因子。结果表明:不同处理土壤温度、含水量及碳排放量均在覆雪期较低,并随时间呈逐渐升高趋势。随着时间推移和雪被厚度增加,土壤温度不断上升,处理间差异逐渐缩小;剔除雪被处理的土壤含水量始终低于对照和添加雪被处理;在融雪期和后融雪期,对照和添加雪被处理比剔除雪被处理更能促进土壤CO2排放;各时期土壤累积CH4排放量在不同处理间无显著性差异。土壤温度与累积CO2和CH4排放量均呈显著相关关系,随土壤温度的升高,土壤累积CO2排放量持续增加,土壤累积CH4排放量呈先减少后迅速增加趋势;土壤含水量与累积CO2和CH4排放量也呈显著相关关系,随土壤含水量的增加,土壤累积CO2排放量逐渐增多,达到一定值后趋于平缓,土壤累积CH4排放量则持续显著增加。
    黄河三角洲盐碱地不同植被模式的土壤改良效应
    孙佳, 夏江宝, 苏丽, 赵西梅, 陈印平, 岳喜元, 李传荣
    2020, 31(4):  1323-1332.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.032
    摘要 ( 113 )   PDF (992KB) ( 52 )  
    黄河三角洲是我国滨海盐碱地的重要分布区,种植植被是盐碱地绿色改良的主要生态修复措施。为探讨滨海盐碱地不同植被模式的土壤改良效应,探索适宜植被模式,选取黄河三角洲盐碱地竹柳+NyPa草、旱柳+NyPa草、柽柳+紫花苜蓿、白蜡+柽柳+紫花苜蓿4种林草措施为研究对象,以纯竹柳为对照,测定土壤水分物理参数、盐碱含量、土壤养分及微生物数量等20个指标,并利用主成分分析、聚类分析和模糊数学隶属函数等统计方法评价了不同植被模式的土壤改良效应。结果表明: 林草复合模式可显著改善滨海盐碱地的土壤理化性能,增加土壤孔隙度和贮水量,降低土壤密度,提高土壤有机质、速效养分含量和土壤微生物数量。其中,白蜡+柽柳+紫花苜蓿的乔灌草混交模式在压碱抑盐、增加土壤养分和微生物数量的效果最好,而旱柳+NyPa草的乔草混交模式改良土壤水分物理性能的效果最好。不同植被模式对黄河三角洲滨海盐碱地的综合改良效应表现为白蜡+柽柳+紫花苜蓿>旱柳+NyPa草>竹柳+NyPa草>柽柳+紫花苜蓿。
    黄河三角洲滨岸潮滩湿地碱蓬对水沙条件及氮输入的适应性
    宋红丽, 韩洪军, 郁万妮, 王立志
    2020, 31(4):  1333-1340.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.039
    摘要 ( 73 )   PDF (1595KB) ( 89 )  
    调水调沙工程的实施为黄河三角洲带来大量淡水恢复退化湿地的同时,也改变了湿地的水沙状况并带来大量的外源物质。本研究采用3因素4水平的正交试验,以黄河口滨岸潮滩湿地典型的先锋物种碱蓬为研究对象,探讨了其对淹水深度、泥沙埋深及外源氮输入的适应机制。结果表明: 泥沙埋深对碱蓬叶片蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响较大;氮输入对过氧化物酶(POD)活性的影响较大,而3种处理对过氧化氢酶(CAT)活性的影响无显著差异。淹水深度对叶、茎及总干重具有显著影响,且随淹水深度的增加呈现减小趋势,最大值(25.70、40.86、69.73 g)均出现在2 cm淹水处理;而氮输入及泥沙埋深对碱蓬干重的影响不显著。极差分析表明,淹水深度对碱蓬叶、茎、根及总干重的影响最为显著,其次为氮输入和泥沙埋深,2 cm淹水深度+12 cm埋深深度+9 g·m-2氮输入量最有利于碱蓬的生长。可见,淹水深度的变化对碱蓬的生长起到决定性的作用,在调水调沙等工程的实施过程中应注重淹水深度的把控。
    兰州市某交通干道土壤重金属分布特征及其对绿化植物的影响
    徐玉玲, 冯巩俐, 蒋晓煜, 刘娜, 李嘉敏, 黎桂英, 杨颖丽
    2020, 31(4):  1341-1348.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.040
    摘要 ( 69 )   PDF (546KB) ( 46 )  
    为研究交通运输造成的重金属污染特征及潜在生态风险,选取兰州市某交通干道,利用原子吸收分光光度计检测了金属元素的含量,并利用单因子指数法和潜在生态风险指数法评价了土壤污染程度和潜在生态风险,进而分析了土壤重金属污染对绿化植物叶绿素和Ca含量的影响。结果表明: 城市交通导致土壤重金属Cr、Mn、Zn、Cu和Ni的含量均显著增高,且Cr、Pb和Cu达到了中度污染,潜在生态风险排序为Cu>Pb>Cr>Ni>Zn>Mn;槐树、月季、紫叶李和冬青卫矛对交通源重金属Pb、Mn、Zn、Ni等表现出不同程度的积聚作用;落叶植物槐树、月季和紫叶李叶片中叶绿素含量表现为路侧采样点>对照点,而常绿植物冬青卫矛和侧柏的叶绿素含量为对照点>路侧采样点,所有绿化植物叶片中Ca含量表现为路侧采样点>对照点,高的叶绿素和Ca含量可能有利于绿化植物在土壤重金属污染环境中生存。交通运输导致研究区域土壤中重金属Cr、Mn、Zn、Cu和Ni等的积累;槐树、月季、紫叶李和冬青卫矛等对Pb、Mn、Zn和Ni具有不同程度的积聚作用,可推荐为相应重金属污染土壤绿化植物。
    不同物料配比对城市绿地土壤渗透性及污染物净化效果的影响
    郝珊, 王晨光, 张阿凤, 王旭东, 马笑, 马越
    2020, 31(4):  1349-1356.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.037
    摘要 ( 70 )   PDF (1048KB) ( 35 )  
    绿地土壤是城市的重要载体。为探讨不同物料配比对西咸新区土壤渗透性改良及污染物净化效果的影响,本试验将生物质炭、蛭石、珍珠岩、堆肥、聚丙烯酰胺(PAM)、椰糠等6种物料分别与体积比为4∶4的土沙混匀,室内培养30 d,分析了介质容重、饱和导水率、饱和含水量及污染物总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)浓度。结果表明: 体积比分别为0.5∶1.5(Ⅰ)和1∶1(Ⅱ)的生物质炭∶堆肥添加1%PAM配比对介质渗透性(包括容重、饱和导水率、饱和含水量)的改良效果最好;I添加0.5%PAM配比对TN、COD的净化效果优于添加1%PAM处理,但后者对Zn、Cd、Cu的吸附率分别达99.9%、99.7%、97.2%。综合考虑,体积比为0.5∶1.5的生物质炭∶堆肥添加1%PAM可作为西咸新区城市绿地土壤换填介质。
    应用Maxent建立沙筛贝潜在生境模型
    马鸿梅, 秦传新, 王兴强, 朱文涛, 尹程浩, 席世改, 左涛, 潘莞倪
    2020, 31(4):  1357-1364.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.038
    摘要 ( 115 )   PDF (2159KB) ( 103 )  
    外来入侵物种沙筛贝适应能力强、繁殖率高,一旦入侵,将严重危害潮间带生物多样性。我国广东省部分沿海地区的潮间带和牡蛎增养殖区已被沙筛贝入侵,且污损情况较严重。为了了解沙筛贝目前在我国的潜在生境情况,本研究选用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统相结合,建立了沙筛贝在我国和全球的潜在生境预测模型,并利用受试者工作特征曲线(ROC)和实地调查对结果进行验证。结果表明: 沙筛贝全球存在概率较高的地区分布于北美洲与南美洲之间、印度南部、斯里兰卡和我国长江以南沿海以及南半球的澳大利亚范迪门湾;沙筛贝在我国的适生区域主要分布在上海以南沿海省份。影响沙筛贝适生区域分布的主要环境变量包括水汽压、温度和太阳辐射,经ROC检测后训练集AUC值为0.996,预测结果达到优秀水平。研究结果可为沙筛贝入侵风险评估和治理提供理论依据, 补充我国外来入侵物种的潜在生境预测工作。
    黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿人工草地土壤微生物和线虫群落特征
    耿德洲, 黄菁华, 霍娜, 王楠, 杨盼盼, 赵世伟
    2020, 31(4):  1365-1377.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.034
    摘要 ( 86 )   PDF (1335KB) ( 57 )  
    建植紫花苜蓿人工草地是黄土高原植被恢复的重要措施之一。土壤微生物和线虫群落特征是评价和调控植被恢复的生态环境效应的重要依据。本研究在宁夏南部山区选取不同种植年限(1、2、6和12年)的紫花苜蓿人工草地为研究样地,以农田和天然草地作为对照,探索黄土高原人工草地植被恢复过程中土壤微生物和线虫群落的演变规律及其影响因素。结果表明: 1)种植苜蓿显著提高了土壤细菌群落的Chao1、ACE和Shannon多样性指数,并在种植苜蓿后第6年达到最高,但在种植6年和12年后真菌群落多样性降低;随着苜蓿种植年限的增加,真菌群落组成从农田逐渐向天然草地方向演变;2)土壤线虫数量与细菌群落多样性的变化趋势相同,在种植苜蓿后第6年出现峰值,该时期线虫群落结构组成与农田较相似,苜蓿12年样地则更接近天然草地;随着苜蓿种植年限的增加,食细菌线虫、植食性线虫比例总体呈上升趋势,食真菌线虫、杂食/捕食线虫比例呈下降趋势,土壤成熟度指数(MI)逐渐减小,植物寄生线虫指数(PPI)和线虫通路指数(NCR)则不断增大;3)在苜蓿人工草地植被恢复过程中,土壤有机碳、全氮和速效磷对土壤微生物群落结构影响较大,并进一步影响线虫群落结构;细菌和真菌群落优势类群和多样性与线虫的不同营养类群及生态指数之间存在密切联系,表明微生物群落结构与多样性对线虫群落具有显著影响;在不同种植年限苜蓿草地中,植物的生物量与多样性的变化可能通过影响土壤微生物与线虫食物资源状况从而引起其群落特征的改变。
    综合评述
    树木非结构性碳水化合物含量多时空尺度变化特征及其影响因素研究进展
    杜建会, 邵佳怡, 李升发, 秦晶
    2020, 31(4):  1378-1388.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.001
    摘要 ( 107 )   PDF (605KB) ( 161 )  
    非结构性碳水化合物(NSC)是树木生长和代谢的重要物质,对树木适应环境变化等具有重要作用。从时间尺度来看,受树木自身生长和碳储存策略影响,其NSC含量在年际尺度上变化不大。各个气候区树木NSC含量主控因素不同,其在季节尺度上差异明显。从空间尺度来看,在全球或大陆尺度上,受水热梯度影响,树木NSC含量随纬度降低总体下降,但变化不显著。而在地区尺度上,因水热梯度减小,采样频率低,树木NSC含量随纬度降低呈相反趋势。受树种特性及区域微生境影响,树木NSC含量随海拔升高的变化更加复杂。树木NSC含量在不同时空尺度的波动受多个生物和非生物因素影响。光合产物合成、呼吸作用消耗以及生长之间的权衡,决定了树木NSC含量的变化动态。不同研究方法各异,使得树木NSC含量在多时空尺度结论存在很大的不确定性。未来需要统一样品采集与分析标准,提高研究结果的可比性,并从整株入手,对不同树种及各个龄级的树木NSC含量在多时空尺度上进行测定,探讨NSC储存、转化与分配在树木生长和存活过程中的重要作用及其意义。
    绿肥在我国旱地农业生态系统中的服务功能及其应用
    樊志龙, 柴强, 曹卫东, 于爱忠, 赵财, 谢军红, 殷文, 胡发龙
    2020, 31(4):  1389-1402.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.023
    摘要 ( 125 )   PDF (760KB) ( 191 )  
    旱地农业分布面积广、增产潜力大,在保障我国粮食安全方面占有重要地位,但也面临着水资源短缺、土壤贫瘠、水土流失严重和不可再生资源利用效率低等问题。绿肥不仅具有提高土壤质量、调节土壤养分和增强土壤水分蓄纳能力,从而改善作物生长环境,促进作物持续高产稳产的作用,而且在增加农田生态系统生物多样性、提高地表覆盖度、减少养分向环境中的无效损失、增强农田系统气体调节功能、提高病虫草害的生物防控等方面也具有显著的生态效益。在全球气候变化加剧、生态环境恶化和农产品需求改变等新形势下,以肥用为主要目的的传统绿肥种植应用技术已不能满足当前农业发展的需求,需要加强旱地绿肥种质资源的选育工作,通过研制新的适应新形势的全国绿肥区划,构建适应不同区域的绿肥种植模式,优化和研发适应现代化生产水平的耕作栽培技术,探究绿肥综合效益评价体系,为旱地农业区改善生态环境、提高经济效益,构建资源节约、生态保育型的绿肥应用模式,充分挖掘绿肥效益提供科学依据和技术支撑。
    有机类肥料对土壤养分含量的影响
    龚雪蛟, 秦琳, 刘飞, 刘东娜, 马伟伟, 张厅, 刘晓, 罗凡
    2020, 31(4):  1403-1416.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.025
    摘要 ( 108 )   PDF (689KB) ( 77 )  
    绿色、可持续是我国发展现代农业的必然要求,肥料投入是关键之一。基于有机肥培肥土壤、生态友好的优势,发展和推广有机肥已经成为我国农业生产的一项基本国策。我国有机肥来源广泛、种类繁多,农业生产条件千差万别。本文分析了我国有机肥产品种类及标准现状、理化性质差异、碳氮矿化特性差异及影响因素,评述了施用有机肥对提高耕地基础地力的作用。因来源、制作工艺不同,不同有机肥的有机碳组分含量、全氮和活性氮含量、碳氮比等基本性质差异明显,这四者是影响有机肥碳氮矿化率、碳氮矿化量、碱解氮释放量等碳氮供应特性的主要内在因素;加之土壤环境等外界因素的影响,不同有机肥表现出不同的养分供应特性。总体上,有机肥一方面对提高土壤有机质含量,尤其是活性有机质含量和碳库管理指数效果明显,另一方面可增加土壤氮磷钾养分容量,减少作物生长消耗带来的土壤养分亏损,促进土壤质量良性发展。今后,应加强有机肥在耕地培肥中的应用,并加强有机肥肥效理论的基础研究和安全高效有机肥新产品的开发,促进有机肥资源的高效循环利用,使其成为重要的农业资源。
    稳定同位素方法评估“两个水世界”假设的研究现状与展望
    赵影, 王力
    2020, 31(4):  1417-1424.  doi:10.13287/j.1001-9332.202004.015
    摘要 ( 171 )   PDF (1053KB) ( 135 )  
    “两个水世界”的假设(two water worlds hypothesis,TWW)认为,土壤中存在两个相互独立且功能不同的水库,束缚水库用于植物生存生长,移动水库补给河川径流及地下水。该假设区别于传统水文模型中一个土壤水库的理论,对构建新的水文模型意义重大。目前,TWW假设的理论基础及形成条件仍不明确,尤其国内研究尚不多见。因此,本文总结了TWW假设的研究现状、判别方法、争议点以及未来的研究方向。目前,关于TWW假设的研究结果分为3种:支持、部分支持以及拒绝该假说,所有的评估方法都是基于氢、氧同位素(2H, 18O)方法实现的,如直接比较法、降水交结点法、降水残差法和降水偏移法等。束缚水与移动水同位素样品的代表性以及同位素技术的局限性可能是产生不同结果的重要原因,发展不同于稳定同位素手段的方法是未来研究的一个重要方向。另外,该假设的理论基础尚不清楚是当前面临的最关键的科学问题。TWW假设涉及到降水、土壤和植被三者耦合所形成的连续的生态水文过程,多学科融合、多尺度评估、多因素分析是深入研究该假设的有效途径,也将是水文学与生态学领域的重要研究方向。