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当期目录

    2010年 第21卷 第12期    刊出日期:2010-12-18
    研究报告
    黄土高原区不同植物凋落物可溶性有机碳含量及其降解
    王春阳,周建斌,夏志敏,陈兴丽
    2010, 21(12):  3001-3006. 
    摘要 ( 2616 )   PDF (481KB) ( 1072 )  
    以黄土高原区8种植物凋落物为对象,利用水和0.01 mol·L-1 CaCl2两种浸提剂提取了不同大小(2 mm和1 cm长)的凋落物,测定其可溶性有机碳含量,并利用室内培养试验评价其生物降解特性.结果表明:不同植物凋落物可溶性有机碳含量在18.20~156.82 g·kg-1,占其全碳比例的4.21%~32.84%.其中,灌木凋落物可溶性有机物含量及其占全碳的比例略高于乔木,草本最低.经过7 d的培养,不同凋落物可溶性有机碳的生物降解率在44.5%~80.6%,平均为62.9%;不同种类凋落物的生物降解率为灌木>乔木>草本.培养结束后,溶液中结构较复杂的可溶性有机物比例呈显著上升趋势,与其中易降解组分的降解有关.说明可溶性有机碳在黄土高原区退耕还林还草过程中的物质循环及能量转化方面具有重要作用.
    热带季节雨林生态系统净光合作用特征及其影响因子
    宋清海,张一平,谭正洪,张雷明,杨 振,赵双菊,孙晓敏
    2010, 21(12):  3007-3014. 
    摘要 ( 2208 )   PDF (2064KB) ( 1010 )  
    以西双版纳热带季节雨林生态系统为对象,利用涡度相关系统定量分析了2003—2006年该生态系统光合作用特征及其环境控制因子.结果表明: 2003—2006年西双版纳热带季节雨林生态系统净光合作用年际变化较小,其最大光合速率(Peco,opt)、昼间呼吸速率(Reco,d)和表观量子效率(α)平均值分别为-0.813 mg·m-2·s-1、0.238 mg·m-2·s-1和-0.0023 mg·μmol-1受气温(Ta)和饱和水汽压差(VPD)等环境因子的交互影响,不同季节生态系统光合作用特征有所差异.雨季的降水量大、气温较高,生态系统的光合能力最强;雾凉季的浓雾为植物提供了部分水分,其光合水平仍较高;干热季气温较高、降水少,TaVPD升高,Peco,optα下降.净生态系统CO2交换主要受>20 ℃的Ta和>1 kPa VPD的影响.
    积雪对长白山阔叶红松林土壤温度的影响
    于小舟,袁凤辉,王安志,吴家兵,关德新
    2010, 21(12):  3015-3020. 
    摘要 ( 2849 )   PDF (520KB) ( 824 )  
    2004—2007年对长白山阔叶红松林林地进行遮雪试验,观测了有雪、无雪覆盖的森林土壤温度和气温.结果表明:积雪对土壤温度变化有明显的缓冲作用,有雪覆盖减缓了土壤温度的变化; 积雪对浅层(0~20 cm)土壤有较好的保温作用,随雪深的增加,保温作用增大,雪深从10 cm 增至20 cm时保温作用的增幅最大,当雪深超过30 cm时,保温作用的增幅不明显; 融雪期土温经历0 ℃左右的恒温期后缓慢上升,恒温期的持续时间主要由冬季的雪深及其时间分布所决定.
    辽宁东部山区落叶松人工林林冠降雨截留观测及模拟
    盛雪娇,王曙光,关德新,金昌杰,王安志,吴家兵,袁凤辉
    2010, 21(12):  3021-3028. 
    摘要 ( 1853 )   PDF (824KB) ( 756 )  
    利用2005—2008年辽东山区落叶松人工林林冠降雨截留观测数据,并选取Gash解析模型模拟林冠截留过程.结果表明:落叶松人工林林内穿透雨量与林外降雨量呈显著正相关关系(R2=0.98),年均穿透雨量占总降雨量的77.64%;林冠截留量与降雨量和降雨强度之间呈正相关关系;除2007年由于降雨间隔时间短导致模拟截留量大于实测截留量外,模型模拟的林冠截留量均小于实测林冠截留量;模型模拟的绝对误差与林外降水量呈负指数相关,为1.26%~68.96%,平均值为29.09%;模拟值与实测值之间的相关系数为0.91,模型模拟结果与实测结果相吻合.
    黄土丘陵半干旱区土壤水资源利用限度
    郭忠升
    2010, 21(12):  3029-3035. 
    摘要 ( 2121 )   PDF (852KB) ( 785 )  
    以柠条为对象,采用中子水分仪对黄土丘陵半干旱区人工植被恢复过程中土壤水分与植物生长进行长期定位观测.结果表明:撂荒地播种后,随着时间推移,植物群落保持水能力增强,根系吸收利用水分的土层深度增加、土壤含水量下降.林地土壤出现干层,且干层土壤的深度和厚度逐年增加.植物对土壤水资源的利用限度为干层土壤深度等于最大补给深度时的土壤储水量.在黄土丘陵半干旱区人工柠条林地土壤水资源利用限度是0~290 cm土层的土壤储水量为249.4 mm.当人工林地土壤水资源接近或等于土壤水资源利用限度时,需要采取措施降低土壤水分消耗,或增加土壤水分补给,维持根系吸收利用水资源的相对稳定.
    杉木人工林生物量估算模型的选择
    李 燕,张建国,段爱国,相聪伟
    2010, 21(12):  3036-3046. 
    摘要 ( 1839 )   PDF (515KB) ( 767 )  
    采用11种形式的生物量模型,分别对杉木幼龄林(7年生)、中龄林(16年生)、成熟林(28年生)和不分林龄的单木各器官和全株生物量进行拟合,共得到生物量估算模型308个.结果表明: 11种生物量模型均能较好地模拟杉木单木生物量,其中幂函数模型的拟合效果最优,其次为指数模型,然后为多项式模型;共选出估算杉木幼龄林、中龄林和成熟林各器官和全株生物量的最优模型21个(包括18个器官模型、3个全株模型),不分林龄的杉木单木各生物量的最优模型7个(包括6个器官模型、1个全株模型),均为幂函数模型;不同林龄的杉木单木生物量最优模型的通用性较差,而不分龄林的杉木单木生物量最优模型具有一定的通用性,精度较高,可用于估算不同林龄的杉木单木生物量.应用福建邵武杉木单木生物量模型对江西28年生的杉木成熟林单木各生物量的预测结果显示,不分林龄的大样本生物量模型精度较高,可在较大范围内应用,而区域小样本模型仅限于在区域小范围内应用.
    干旱-复水处理对杠柳幼苗光合作用及活性氧代谢的影响
    安玉艳,郝文芳,龚春梅,韩蕊莲,梁宗锁
    2010, 21(12):  3047-3055. 
    摘要 ( 1989 )   PDF (1002KB) ( 794 )  
    采用人工控制土壤水分试验,以80%田间持水量处理为对照,研究了3次干旱-复水处理对2年生杠柳幼苗叶片光合作用,根、茎、叶膜脂过氧化和抗氧化系统的影响.结果表明: 在干旱条件下, 杠柳叶片相对含水量和光合速率(Pn)显著降低,光合色素含量升高. 干旱复水后,叶片相对含水量完全恢复,反映了杠柳较强的旱后修复能力;叶绿素含量和Pn均明显高于对照,表现出补偿效应,适度干旱诱导了杠柳的抗旱适应性.干旱胁迫使Pn下降,以气孔限制为主,但在中午发生了非气孔限制;幼叶、新茎和细根中的超氧阴离子产生速率升高,丙二醛含量则降低,说明这些幼嫩组织未受到氧化伤害.不同器官中SOD、CAT和POD活性及变化趋势不同,以细根的3种保护酶的反应最为灵敏,说明细根是杠柳适应干旱环境的重要器官.器官间的相互合作与协调使杠柳能有效地适应干湿交替的干旱环境.
    氮碳添加和丛枝菌根对外来入侵植物豚草的影响
    黄 栋,桑卫国,朱 丽,宋迎迎,王晋萍
    2010, 21(12):  3056-3062. 
    摘要 ( 2112 )   PDF (668KB) ( 709 )  
    通过温室控制试验,研究了氮碳素添加及丛枝菌根(AM)对外来入侵植物豚草生长的影响.结果表明: 氮素添加对豚草的形态指标、生物量及其分配特征和生长速率均没有显著影响,却使豚草地上器官和根的氮含量显著增加;碳素添加增加了土壤中的有效氮含量,促使豚草增加营养吸收器官的生物量分配以缓解养分(氮素)胁迫,导致分枝数、总叶面积、比叶面积和叶生物量比明显降低,总生物量显著减少.豚草与AM真菌共生增强了其适应土壤氮素变化的能力,增加了比叶面积,提高了豚草的资源获取能力,其作用在土壤有效氮含量低时更加明显.AM真菌对豚草适应低氮生境有着重要意义.
    采用生态位模型预测黄顶菊在中国的潜在适生区
    曹向锋,钱国良,胡白石,刘凤权
    2010, 21(12):  3063-3069. 
    摘要 ( 2051 )   PDF (1636KB) ( 1300 )  
    选取32个环境地理变量,结合黄顶菊在中国的分布记录,运用GARP、Maxent、ENFA、Bioclim和Domain 5种生态位模型,模拟黄顶菊在中国的潜在适生分布区域,并利用受试者工作特征曲线(ROC)比较不同模型模拟精度.结果表明: Maxent模型的模拟精度最好.采用Maxent模型进行模拟,黄顶菊在我国有7.5%的适生面积,河北中南部、北京、天津、河南、山东、安徽和江苏具有高度潜在入侵风险.
    压实对落叶松人工林夏季土壤呼吸日变化的影响
    何 娜,王立海,孟 春
    2010, 21(12):  3070-3076. 
    摘要 ( 1946 )   PDF (621KB) ( 667 )  
    在东北林业大学校区实验林场,利用Li-8100土壤CO2通量全自动测量仪测定不同程度人为压实落叶松人工林夏季土壤CO2的日排放速率,并建立土壤呼吸日变化的回归模型.结果表明:不同人为压实处理落叶松人工林土壤呼吸速率存在极显著性差异.对照地夏季土壤呼吸日变化速率的最大值出现在15:30—17:30,最小值出现在03:30—05:30,均滞后于压实地.压实主道和压实支道土壤呼吸速率最大值分别出现在09:30—11:30和11:30,最小值出现在23:30至次日01:30和01:30—03:30.各处理土壤呼吸速率与地表温度、相对湿度和10 cm土壤温度均存在极显著相关关系,但与5 cm土壤湿度的相关性随压实程度的增加而趋于不显著;压实改变了土壤表层物理结构,使土壤表面CO2释放速率降低.
    城市绿化植物叶片表面特征对滞尘能力的影响
    王会霞,石 辉,李秧秧
    2010, 21(12):  3077-3082. 
    摘要 ( 2493 )   PDF (700KB) ( 834 )  
    以西安市21种常见绿化植物为对象,采用人工降尘方法测定植物叶片的最大滞尘量,研究植物叶片表面绒毛、润湿性、表面自由能及其分量对滞尘能力的影响.结果表明: 21种供试植物叶片的最大滞尘量在0.8~38.6 g·m-2,不同树种最大滞尘量差异显著,物种间相差40倍以上.叶片表面绒毛数量及其形态、分布特征对滞尘能力具有重要影响,可能与绒毛和颗粒物间的作用方式有关.除叶片表面着生绒毛的悬铃木、国槐、榆叶梅和毛梾4个物种外,其他植物叶片接触角与最大滞尘量均呈显著负相关.接触角较小、易润湿的植物叶片最大滞尘量在2.0~8.0 g·m-2,而接触角较大的银杏、三叶草、紫叶小檗和鸡爪槭的最大滞尘量均<2.0 g·m-2.叶片表面自由能主要表现分子间色散力的作用,而极性分量对表面自由能的贡献低于20%,可能与叶片表面含有的非极性或弱极性物质有关.最大滞尘量与叶片表面自由能及其色散分量呈显著正相关,而与极性分量的相关关系不显著.
    基于多目标灰色局势决策的三峡库区防护林类型空间优化配置
    马 浩,周志翔,王鹏程,吴昌广,肖文发
    2010, 21(12):  3083-3090. 
    摘要 ( 1927 )   PDF (833KB) ( 631 )  
    基于2007年Landsat TM遥感影像和影响防护林的主导环境因子,对三峡库区的森林立地进行分类,并通过选取水源涵养量、生物量和林分生产力3个指标,利用多目标灰色局势决策模型对库区现有的针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林4种防护林类型进行空间优化配置.结果表明: 2007年,三峡库区森林立地可划分为40种类型;空间配置优化后,研究区针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林的面积比例分别为32.55%、29.43%、34.95%和3.07%.与优化前相比,优化后针叶林和灌木林的面积比例分别减少了8.79%和28.55%,阔叶林和针阔混交林分别增加了10.23%和27.11%.通过防护林类型的空间优化,三峡库区整体的水源涵养能力、生物量和林分生产力分别增加14.09×108 m3、0.35×108 t和1.08×106 t.
    纵向岭谷区植被景观多样性的空间格局
    潘 韬,绍洪,戴尔阜,赵东升,尹云鹤
    2010, 21(12):  3091-3098. 
    摘要 ( 1835 )   PDF (2102KB) ( 686 )  
    基于中国1∶100万植被类型数据,采用GIS空间分析方法,分析了纵向岭谷区主要植被景观多样性指数的空间格局及其与环境因子之间的关系.结果表明:研究纵向岭谷区植被景观多样性的理想粒度是2000 m;纵向岭谷区植被景观多样性指数的空间格局具有明显的区域分异特征,表现为南北方向延伸、东西方向分异的“通道-阻隔”空间格局;植被景观多样性与环境因子的相关性较好,环境因子在空间上的分异格局是影响植被景观多样性指数在空间格局上变化的主要因素.纵向岭谷特殊地形的“通道-阻隔”作用对该区的水热空间分布进行了再分配,是该区植被景观多样性的特殊空间格局的主要成因.
    基于环境辅助变量的拔山茶园土壤肥力空间预测
    邱乐丰,杨 超,林芬芳,杨 宁,郑辛煜,许红卫,王 珂
    2010, 21(12):  3099-3104. 
    摘要 ( 1842 )   PDF (883KB) ( 752 )  
    以地形因子、植被覆盖度等为辅助变量,利用回归克里格法预测低山丘陵区茶园土壤肥力,分析了富阳市拔山茶园土壤肥力的空间变异规律.结果表明:相对高程、平/纵向曲率等结构性因素是引起研究区土壤肥力空间变异的主要原因,研究区土壤肥力沿海拔高度呈垂直变化,随着海拔高度的降低土壤肥力水平也逐渐降低;拔山茶园土壤肥力总体较高,肥力较低的区域面积仅占研究区总面积的5%.回归克里格法所得土壤肥力的预测精度明显高于普通克里格,其平均预测误差和预测均方根误差分别为0.028和0.108.该方法能充分反映环境变量对土壤肥力的影响,提高土壤肥力的空间预测精度,可为茶园的精准管理提供依据.
    基于Barista的城市建筑景观动态变化——以沈阳市铁西区为例
    张培峰,胡远满,贺红士,熊在平,刘 淼
    2010, 21(12):  3105-3112. 
    摘要 ( 1776 )   PDF (2730KB) ( 647 )  
    基于Barista软件从高分辨率影像提取建筑物3D信息,结合ArcGIS软件,应用转移贡献率、建筑密度、建筑平均高度及建筑面积比例分析了沈阳市铁西区改造过程中建筑景观的动态变化.结果表明: 随着城市改造的进行,空地、居住、工业建筑与道路4种优势景观类型是景观变化的主体,空地、居住、商业建筑和道路面积增加,工业建筑面积减少.建筑密度降低,平均高度升高.建筑景观的区域差异明显,工业区建筑密度高于居住区,建筑平均高度低于居住区.离城市中心距离越远,建筑密度越小,建筑平均高度越低.
    中国耕地用途转移对耕地生产力影响的预测与分析
    姜群鸥,邓祥征,林英志,崔永
    2010, 21(12):  3113-3119. 
    摘要 ( 2025 )   PDF (1942KB) ( 714 )  
    依据DLS模型模拟了未来情景下中国耕地面积及其空间分布特征,在此基础上,应用ESLP估算了栅格尺度上的耕地生产力水平,分析了不同农业生态区耕地生产力的空间分异特征.基于以上两个模型的估算结果,分析了2000—2020中国耕地用途转移对耕地生产力的影响,提炼了影响耕地生产力变化的主要因素.结果表明: 在耕地生产力有较大增长空间的地域,提高单位面积耕地生产力比耕地用途转移对耕地生产力总量的影响显著;但对于耕地生产力增长空间较小的地域,耕地用途转移对耕地生产力总量的影响显著.要保障国家粮食安全,既要合理控制耕地转移,保证中国1.2×108 hm2耕地红线,又要增加投入、提高管理水平,增加单位面积的粮食产量.
    浙江省新近耕地动态及其驱动因素
    张海东,于东升史学正,刘应安,王世航,张广星,刘 杨
    2010, 21(12):  3120-3126. 
    摘要 ( 1845 )   PDF (735KB) ( 676 )  
    利用RS和GIS技术对2000、2005和2008年遥感影像数据进行人机交互解译,建立了2000—2008年浙江省耕地动态数据库,并运用岭回归分析法研究了耕地变化的驱动力及其特征.结果表明:2000—2008年间,浙江省耕地变化较剧烈,2000—2005、2005—2008年,研究区耕地年动态度分别为-1.42%和-1.46%,耕地主要流向城乡工矿居民用地.非农人口比例、房地产开发投资、城市绿化面积和果园面积构成了浙江省乃至我国东部发达地区耕地变化的主要驱动因素.
    典型黑土耕地土壤优先流环绕特征
    蒋小金,王恩姮,陈祥伟,夏祥友,史长婷
    2010, 21(12):  3127-3132. 
    摘要 ( 1901 )   PDF (1204KB) ( 592 )  
    以典型黑土耕地土壤为研究对象,采用双环入渗仪和染色示踪技术相结合的方法,通过对图片的判读,测定与分析了染色宽度、横纵剖面染色百分比和田间最大染色深度,以研究典型黑土耕地土壤的水分运移形式及其分布特征.结果表明: 在0~15 cm土层范围内,水分的运移以基质流为主;15~20 cm范围内,有侧向入渗发生,平均染色宽度和染色百分比均在此层达到最大值,分别为23 cm和20.73%;20~67 cm范围内,水分的运移则以大孔隙流为主,优先路径主要是裂缝和大孔隙,其中,20~35 cm范围内的大量裂缝使优先流表现出明显的环绕特征;而在40~67 cm范围内,优先路径的形成则以连通性良好的大孔隙为主.由于裂缝和大孔隙2种优先路径的存在,使水分在土壤中的运移速度增加了4.5倍,这不仅可能造成水分损失,而且可能加速农药迁移造成地下水污染.建议在黑土区土壤的耕作和经营过程中,应当减少和消除这些优先路径.
    碳源和淹水时间对水稻土微生物Fe(Ⅲ)还原能力的影响
    易维洁,曲 东,王 庆
    2010, 21(12):  3133-3140. 
    摘要 ( 1820 )   PDF (442KB) ( 650 )  
    以我国6个省的水稻土为供试样品,采用厌氧恒温培养方法,研究了分别以葡萄糖、丙酮酸盐、乳酸盐和乙酸盐为惟一碳源时不同淹水时间土壤微生物群落对Fe(Ⅲ)的还原能力.结果表明:不同淹水时间对Fe(Ⅲ)还原特征值Vmax的影响显著,表现为淹水20 d > 30 d > 12 d > 1 d > 5 d,不同淹水时间下水稻土微生物群落结构不同是导致Fe(Ⅲ)还原能力不同的主要原因.不同碳源对微生物铁还原过程有显著影响,葡萄糖和丙酮酸盐在不同淹水时间中始终为优势碳源,其Fe(Ⅲ)还原率分别为88.1%~99.9%和58.0%~97.9%;不同土壤铁还原微生物群落对乳酸盐的利用差距较大,湖南和浙江水稻土在整个淹水周期中Fe(Ⅲ)还原率达到87.1%~100%,而其他土壤则表现为淹水前5 d为5.0%~49.4%,12 d后增加到52.2%~99.9%;乙酸盐处理在不同淹水时间中都表现为随时间推移Fe(Ⅲ)还原率逐渐增大的趋势,其中浙江水稻土的变化最大,在5.3%~75.8%.
    弱光胁迫对不同生育期番茄光合特性的影响
    朱延姝,樊金娟,冯 辉
    2010, 21(12):  3141-3146. 
    摘要 ( 1902 )   PDF (743KB) ( 749 )  
    以耐弱光番茄品系02S02、02S32和不耐弱光番茄品系02S52、02S57为材料,以普通塑料大棚光照环境为对照(晴天9:00—11:00平均光强约为800 μmol·m-2·s-1),普通塑料大棚上覆盖一层黑色遮阳网模拟弱光环境(光强约为对照的50%),研究弱光对4个番茄品系苗期、开花座果期、果实膨大期光合特性的影响.结果表明:弱光环境下,4个番茄品系叶片光合速率在低光强下略有增加,超过此光强后大幅下降,不同品系在不同生育期的变化趋势一致,但变化幅度不同;叶片光补偿点和暗呼吸速率随发育进程逐渐降低,耐弱光品系的降幅均大于不耐弱光品系;叶片光饱和点、最大光合速率和表观量子效率在不同生育期均有所降低,但变化幅度不同,且与品系的弱光耐受性无一致性关系.
    控释肥料与普通氮肥混施对春白菜产量、品质和氮素损失的影响
    杨俊刚,徐 凯,佟二健,曹 兵,倪小会,许俊香
    2010, 21(12):  3147-3153. 
    摘要 ( 1861 )   PDF (723KB) ( 648 )  
    在京郊露地生产条件下,研究了控释肥料与速效化肥混配施用对春白菜产量、品质、氨挥发、土壤硝态氮累积和淋失的影响.结果表明:与习惯施肥处理(施N 300 kg·hm-2)相比,控释肥料与普通化肥按纯氮比2∶1混配施用(共施N 150 kg·hm-2)没有造成白菜减产,并显著降低了菜叶中硝酸盐和有机酸含量;与半量施肥处理(施N 150 kg·hm-2)相比,控释肥与化肥混施处理产量和叶片硝酸盐含量无显著差异.控释肥与化肥混施处理提高了白菜氮肥利用率,减少了N3-N淋失量和氨挥发总量.白菜收获后,控释肥与化肥混施处理在20~40、60~80、80~100 cm土层的NO3--N含量显著低于习惯施肥处理.
    根区水肥空间耦合对冬小麦生长及产量的影响
    李开峰,张富仓,祁有玲,邢英英,李志军
    2010, 21(12):  3154-3160. 
    摘要 ( 1850 )   PDF (412KB) ( 738 )  
    利用管栽试验研究了根区不同湿润方式(整体湿润、上湿下干、上干下湿)、施肥方式(整体施肥、上层施肥、下层施肥)及其耦合对冬小麦不同生育期生长及产量的影响.结果表明:下层施肥方式显著降低了分蘖期冬小麦的株高和叶面积,而不同湿润方式对分蘖期株高和叶面积的影响不显著,拔节期水肥同区方式的株高大于水肥异区方式,表现出协同耦合效应.上干下湿方式和下层施肥方式显著降低了根系干物质量、地上部干物质量和总干物质量,上层施肥方式有利于增加冬小麦生物量,而上湿下干方式与施肥处理对地上部干物质量和总干物质量的耦合效应明显.水肥同区处理的根冠比高于水肥异区处理;上干下湿方式的水分利用效率显著高于整体湿润和上湿下干方式,水肥同区处理的水分利用效率高于水肥异区处理,但下层施肥方式的水分利用效率较低.与上干下湿方式相比,上湿下干和整体湿润方式的冬小麦单穗粒数分别增加了41.7%和61.9%,上层施肥和整体施肥方式的单穗粒数高于下层施肥方式,上湿下干方式与施肥处理对小麦产量及产量构成因素(除千粒重外)的水肥耦合效应明显.不同水肥处理主要通过影响单穗粒数来影响冬小麦产量.
    河西内陆河流域参考作物蒸散量的时空特征
    吕晓东,王鹤龄,马忠明
    2010, 21(12):  3161-3167. 
    摘要 ( 1881 )   PDF (2734KB) ( 659 )  
    基于河西内陆河流域17个气象站1961—2008年逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式计算了逐日参考作物蒸散量(ET0),利用GIS空间分析功能,采用反距离空间插值方法研究了年和季节ET0的时空特征.结果表明:1961—2008年,河西内陆河流域年均ET0(700~1330 mm)由东南向西北逐渐增加;黑河流域和疏勒河流域年均ET0高值区呈显著下降趋势(P<0.05),其气候倾向率在-53~-10 mm·(10 a)-1,石羊河流域年均ET0低值区呈微弱增加趋势;研究区各流域ET0年际波动较大,并以临泽为较大的波中心,分别向西北和东南两个方向降低.春季和夏季是河西内陆河流域ET0的集中季节,且疏勒河流域一直是四季ET0值最高的地区.研究区ET0气候倾向率依次为夏季>春季>秋季>冬季.影响河西内陆河流域ET0变化的主要气候因子是风速和最高温度,其中风速是引起疏勒河和黑河流域ET0呈现减少趋势的主导因子,最高温度和日照时数是引起石羊河流域ET0呈现增加趋势的主导因子.
    黄土高原沟壑区粮食生产中的生态成本
    李 晓,谢永生,张应龙,李文卓
    2010, 21(12):  3168-3174. 
    摘要 ( 1854 )   PDF (695KB) ( 606 )  
    以黄土高原沟壑区的陕西省长武县为研究对象,应用生态学和经济学方法,对粮食生产生态成本进行了初步研究.结果表明: 2008年该区粮食生产生态损失总价值相当于当年种植业总产值的7.2%;小麦和玉米生态成本已分别达到2.42和2.12元·kg-1,而出售单价分别为1.70和1.28元·kg-1,高成本低收益的情况对该区域生态经济可持续发展产生不利影响;利用灰色关联对粮食生产生态成本中各因素进行分析,单位产量、播种面积和农业机械费用是影响生态成本的重要因素,化肥费用和有机肥费用对其影响不大;在当前生产力水平下,适当加大科学技术投入水平,提高粮食产量,扩大家庭种植规模,可以降低生产单位粮食的生态成本.
    基于减量精细采样法估算小麦叶片氮积累量的最佳归一化光谱指数
    姚 霞,刘小军,王 薇,田永超,曹卫星,朱 艳
    2010, 21(12):  3175-3182. 
    摘要 ( 1919 )   PDF (1361KB) ( 591 )  
    基于6个小麦品种、5个施氮水平、4年田间试验条件下不同生育时期的小麦叶片高光谱反射率和相应的氮含量及生物量,采用减量精细采样法,系统构建了350~2500 nm范围内所有两两波段组成的归一化光谱指数[NDSI(i, j)],综合分析了小麦叶片氮积累量(LNA, g N·m-2)与NDSI(i, j)的定量关系,确定了估算叶片氮积累量的新高光谱特征波段和光谱指数,进而建立了小麦叶片氮积累量监测模型.结果表明:估算小麦叶片氮积累量的敏感波段主要存在于可见光区和近红外区,最佳特征波段组合为720 nm和860 nm;基于NDSI(860,720)的叶片氮积累量监测模型为LNA=26.34×[NDSI(860,720)]1.887R2=0.900,SE=1.327).利用独立试验资料的检验结果表明,基于NDSI(860,720)建立的回归模型对小麦叶片氮积累量的估测精度为0.823,RMSE为0.991 g N·m-2,模型预测值与观察值之间的符合度较高.可利用新的归一化高光谱参数NDSI(860,720)来估算小麦叶片氮积累量.
    砷对玉米生长、抗氧化系统及离子分布的影响
    郝玉波,刘华琳,慈晓科,董树亭,张吉旺,刘 鹏
    2010, 21(12):  3183-3190. 
    摘要 ( 2027 )   PDF (1603KB) ( 753 )  
    采用温室砂培试验,研究了不同浓度砷(As)处理对玉米郑单958幼苗生物量积累、光合色素含量、抗氧化系统、As及矿质离子吸收、分布的影响.结果表明:低浓度(<2 mg·L-1)的As刺激了玉米幼苗的生长,植株株高、主根长和生物量积累均显著增加;高浓度(>4 mg·L-1)As严重抑制了玉米幼苗生长.2 mg·L-1As处理下,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均达到峰值;随As处理浓度增加,叶绿素含量逐渐下降;电镜观察发现,10 mg·L-1 As处理下,叶片叶绿体结构遭到破坏,类囊体膜溶解.根系3种抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均随As浓度增加而增大;叶片3种抗氧化酶活性在8 mg·L-1出现峰值,且对As处理的敏感性表现为POD>CAT>SOD.MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量与As浓度呈正相关.高浓度的As明显抑制了P、K、Ca、Fe等元素的吸收.根系对As胁迫的反应比地上部更为敏感,因此根系生长发育指标更适合作为植物As毒害的指示指标.
    不同冬季覆盖作物对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响
    唐海明,汤文光,帅细强,杨光立,汤海涛,肖小平
    2010, 21(12):  3191-3199. 
    摘要 ( 2014 )   PDF (797KB) ( 682 )  
    采用静态箱-气相色谱法对不同冬季覆盖作物处理[免耕直播黑麦草-双季稻(T1)、免耕直播紫云英双季稻(T2)、翻耕移栽油菜-双季稻(T3)、免耕直播油菜-双季稻(T4)和冬闲-双季稻(CK)]下稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放进行观测,分析了不同冬季覆盖作物对稻田CH4和N2O排放的影响.结果表明:在冬季作物生长期,不同冬季覆盖作物稻田CH4和N2O总排放量与对照(CK)的差异均达到极显著水平(P<0.01);T3T1处理的稻田CH4和N2O排放量最高,其CH4排放量分别为0.88 和0.60 g·m-2,N2O排放量分别为0.23 和0.20 g·m-2;冬季作物还田后,各处理早、晚稻田CH4排放量均明显高于对照.早稻田CH4排放量最高的为T1T2处理,分别达21.70和20.75 g·m-2;晚稻田CH4排放量最高的为T3T4处理,分别为58.90和54.51 g·m-2.各处理早、晚稻田N2O总排放量均显著高于对照,T1T2T3T4处理的早稻田N2O总排放量分别比对照增加53.7%、12.2%、46.3%和29.3%,晚稻田分别比对照增加28.6%、3.8%、34.3%和27.6%.
    日本长期不同施肥稻田N2O和CH4排放特征及其环境影响
    罗良国,近藤始彦,伊藤纯雄
    2010, 21(12):  3200-3206. 
    摘要 ( 1972 )   PDF (613KB) ( 694 )  
    观测了75年长期连续不施肥、施硫酸铵、施熟制水稻秸秆与豆饼混合堆肥、施绿肥苜蓿4种处理下日本单季稻田温室气体N2O和CH4的排放特征及其环境影响.结果表明: 在水稻生长季节,不同处理间N2O排放无显著差异,但CH4排放差异显著;长期连续施用有机肥虽然没有增加N2O排放却促进了CH4排放.各系统排放N2O和CH4所产生的累积全球增温潜势(GWP)以绿肥处理最大(310.7 g CO2e·m-2),熟制有机堆肥次之(151g CO2e·m-2),硫酸铵处理最小(60.6 g CO2e·m-2).稻田系统的GWP主要来自CH4排放,控制和减少稻田系统CH4排放是稻田温室气体减排的核心问题.长期连续施用熟制有机堆肥既能增加土壤有机质,改善地力,满足水稻高产,又能实现CH4减排,是实践中值得推荐的水稻生产模式.
    外源二甲基砷在土壤中的转化
    曾希柏,胡留杰,白玲玉,李莲芳,和秋红,苏世鸣
    2010, 21(12):  3207-3211. 
    摘要 ( 1769 )   PDF (563KB) ( 588 )  
    利用盆栽试验,研究了外源二甲基砷(DMA)进入土壤后的形态及其与土壤胶体结合态的变化.结果表明:土壤中的DMA主要转化为砷酸根[As(V)],并伴有少量的一甲基砷(MMA)生成;当外源DMA添加浓度为30 mg·kg-1时,DMA的转化率最高,其在培养时间为10、15、30、40 d时的转化率分别为6.71%、8.11%、11.33%、19.32%;随着外源DMA添加浓度的增加土壤中易溶性砷(AE-As)浓度呈逐渐增加的趋势,但随着培养时间的增加,AE-As浓度不断降低;与不加外源DMA的对照相比,添加不同量的DMA使土壤中铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)、钙型砷(Ca-As)浓度均有所增加,DMA及其转化产物与土壤中铝、铁、钙的氧化物或氢氧化物间的吸附或固定可能是其主要原因.
    好气条件下不同形态外源砷在土壤中的转化
    和秋红,曾希柏,李莲芳,白玲玉
    2010, 21(12):  3212-3216. 
    摘要 ( 1859 )   PDF (517KB) ( 555 )  
    在35%的田间持水量下,通过模拟试验研究了外源二甲基砷酸盐(DMA)、一甲基砷酸盐(MMA)、五价无机砷[As(V)]在土壤中的形态转化.结果表明: 外源砷进入土壤后,其含量均有随时间推延而逐渐下降的趋势,两种不同形态的有机砷DMA和MMA在土壤中主要发生脱甲基化过程,经150 d的恒温恒湿培养,其在土壤中主要转化为As(V),DMA处理仅在120 d时检测到少量MMA,而MMA处理则在7~60 d内均有少量的DMA生成.培养结束时土壤中DMA和MMA含量均显著降低(P<0.01),降幅分别为99.5%、94.3%,而两者的主要转化产物As(V)的含量则分别显著增加了4.61和5.15倍.表明外源有机态砷在土壤中基本上被转化为无机形态;与有机态外源砷相比,外源As(V)进入土壤后其形态基本上没有发生转化.
    铅锌矿渣场植被自然演替与基质的交互效应
    刘鸿雁,邢丹,肖玖军,刘方
    2010, 21(12):  3217-3224. 
    摘要 ( 1858 )   PDF (546KB) ( 759 )  
    矿业废弃地生态系统自然恢复的植被演替过程与机理是生态恢复研究的重要内容之一.以空间代替时间的方法,选择立地条件基本一致的4个不同自然恢复年限铅锌矿区为对象,研究黔西北土法炼锌渣场废弃地植被自然演替与矿渣基质理化性质的交互效应.结果表明: 随着堆置时间的增加,矿渣基质的营养条件明显得到改善,全氮、全磷和全钾含量极显著增加, pH上升,电导率下降,容重降低,有效铅和镉显著降低. 同时,随着恢复时间的增长,植物群落的物种丰富度、多样性指数和均匀度也相应提高.植物群落组成以多年生草本植物为主,植物群落演替在前20年较为缓慢,30年后植被群落盖度可达到53%,超过40年盖度可达87%.矿渣理化性质与物种多样性显著相关,典型变量分别是全氮、全磷和全钾;物种多样性指数与有效铅和镉呈显著负相关.土法炼锌渣场废弃地植被自然演替过程在30年后速度加快,植被生长的限制因子是营养供给不足和重金属的有效性高.
    高耐砷真菌的分离及其耐砷能力
    苏世鸣,曾希柏,蒋细良,白玲玉,李莲芳,张燕荣
    2010, 21(12):  3225-3230. 
    摘要 ( 1872 )   PDF (1250KB) ( 652 )  
    从湖南石门县及郴州市重金属矿周边地区采集的6个砷污染土壤样品中,初步分离得到13株具有较强耐砷能力的真菌菌株,其中3株真菌的耐砷能力最强,经形态与分子鉴定分别为微紫青霉(Penicillin janthinellum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和棘孢木霉(Trichoderma asperellum).培养试验表明:微紫青霉、尖孢镰刀菌和棘孢木霉分别在30000 mg·L-1、30000 mg·L-1和20000 mg·L-1的砷胁迫平板中表现出很好的菌落生长状况;在砷浓度分别为0~50、0~50和0~80 mg·L-1的液态培养基中培养2 d后,尖孢镰刀菌、棘孢木霉和微紫青霉的生物量均随砷浓度增加而增加,且在相应最高浓度(50、50、80 mg·L-1)下的生物量显著高于不加砷的对照.此外,高浓度砷对该3株真菌的产孢能力没有影响.
    磷高效水稻根系对低磷胁迫响应的差异蛋白分析
    郭玉春,徐惠龙,陈芳育,郭陞垚,梁义元,梁康迳,林文雄
    2010, 21(12):  3231-3238. 
    摘要 ( 1930 )   PDF (1638KB) ( 1732 )  
    以IR71331为材料,通过水培试验,采用双向电泳分离不同磷浓度下(低磷浓度为0.5 mg·L-1,对照为10 mg·L-1)水稻生长3 d和6 d根系差异蛋白.结果表明:与对照相比,低磷胁迫下共有29个蛋白,其中3 d时间点有17个蛋白上调、11个下调、1个新增,6 d时间点有8个上调、19个下调、1个抑制表达、1个无明显变化
    .经鉴定,其中的10个差异表达蛋白可归为信号转导相关蛋白、基因表达相关蛋白、代谢相关蛋白离子转运相关蛋白4个功能类群.信号转导相关蛋白分别为富含甘氨酸RNA结合蛋白和类似参与磷酸盐饥饿反应调控子;基因表达相关蛋白分别为推定的mRNA前体剪接因子SF2和推定的AAA蛋白酶家族FtsH;代谢相关蛋白分别为腺苷酸琥珀酸裂解酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂(serpin)、S-腺苷蛋氨酸合成酶(SAM)和类似MYB类转录因子;离子转运相关蛋白分别为阳离子转运ATP酶和肌浆网膜蛋白.这些蛋白分别参与了信号识别、信号调控、mRNA 的剪接、信号传递、蛋白质降解、细胞体内离子转运和平衡等生理过程.其中serpin、SAM和MYB类转录因子是水稻响应低磷胁迫的关键蛋白.水稻根系对低磷胁迫存在着一个复杂的抗逆信号应答和代谢调控网络,其作用机理可以通过差异表达的蛋白质得以体现.
    皖南与皖西南蚕区球孢白僵菌种群遗传结构的ISSR分析
    李佳丽,蔡悦,栾丰刚,王滨,李增智
    2010, 21(12):  3239-3247. 
    摘要 ( 1973 )   PDF (1171KB) ( 546 )  
    由球孢白僵菌引起的家蚕白僵病是影响蚕业生产的重要因素之一.本研究在皖南泾县和皖西南潜山县蚕区的病蚕、蚕室环境、蚕室周边桑园、松林及农田调查取样,共分离出124株球孢白僵菌;通过ISSR分子标记对它们及用于防治松毛虫的菌株进行种群遗传结构分析,追踪家蚕白僵病的来源及传播途径.结果表明: 两个地区的球孢白僵菌种群均为异质性明显的种群.潜山的蚕病亚种群是多源的,而泾县的蚕病亚种群是单源的;泾县蚕病亚种群和潜山的蚕病优势亚种群具有典型的地方性,只在蚕室内循环侵染家蚕,引起低频常在性的地方性白僵病;而潜山的非优势亚种群可以在蚕室外的少数转主寄主中传播.在两地松林的松毛虫种群中流行的类群、真菌杀虫剂生产菌株以及在潜山蚕室附近引起螳螂种群流行病的类群均与蚕病类群无关,表明其对蚕业是安全的.
    杭州湾滩涂湿地鱼类种类组成和多样性季节变化
    贾兴焕,张衡,蒋科毅,吴明
    2010, 21(12):  3248-3254. 
    摘要 ( 2639 )   PDF (595KB) ( 761 )  
    根据2009年3月(初春)、5月(春)、7月(夏)和10月(秋)在杭州湾南岸滩涂湿地的滩涂区、围垦区及养殖区等3种生境进行的36网次鱼类调查数据,分析了该水域不同生境下鱼类群落的种类组成和多样性的时空变化特征.结果表明:本次调查共采获鱼类41种,隶属9目16科,其中鲤科鱼类最多,有14种,占总种数的33.3%,虾虎鱼科次之,有8种,占19.1%.根据鱼类生活习性,杭州湾鱼类群落结构包括5种类型,其中,淡水种最多(21种),咸淡水种次之(16种),近海鱼类仅2种,溯河和降海产卵洄游鱼类分别只有刀鲚和日本鳗鲡.从丰度来看,夏季鱼类平均丰度最高,达每网54.5尾;春季和秋季次之;初春最低,为每网17.7尾.不同生境中,滩涂区和围垦区鱼类丰度季节变化较为类似,初春(3月)最低,随后逐渐增加,夏季达到最高,秋季又显著降低.不同季节,各区块的优势种仅为2~3种.滩涂区以鲻和棱鮻为优势种,而围垦区和养殖区以鲫、 、麦穗鱼为优势种.3月各区块的Margalef 物种丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)和Shannon多样性指数(H)值均低于其他月份,而5、7和10月无显著差异(P>0.05).H值变化范围为0.27~2.13,3月平均值最低,其次为7月,而5和10月较高(1.66和1.63).总体上杭州湾滩涂湿地鱼类种类丰度和多样性具有较为明显的季节变化.
    综合评述
    全球气候变化下植物水分利用效率研究进展
    王庆伟,于大炮,代力民,周莉,周旺明,齐光,齐麟,叶雨静
    2010, 21(12):  3255-3265. 
    摘要 ( 2365 )   PDF (593KB) ( 1304 )  
    气候变化是20世纪80年代以来全球最为关注的环境问题之一,显著影响着植物的生产力以及水分运移和利用格局,改变植物个体、群落及生态系统的水分利用效率(WUE),最终影响植被分布格局和群落结构.开展植物WUE的研究有助于理解和预测陆地植被对全球变化的响应和适应对策,从而为应对全球变化提供新的依据.本文从叶片、个体、群体或生态系统等不同尺度简要介绍了植物水分利用效率的概念及测定方法,着重综述了气候变暖、CO2浓度升高、降水变化和氮沉降等重要气候因子及其复合作用对植物WUE的影响研究进展,以及不同立地条件下植物WUE变化特征及生存适应策略,指出当前研究中存在的问题,并对全球气候变化下植物WUE的研究进行展望.
    微生物对砷的作用机理及利用真菌修复砷污染土壤的可行性
    苏世鸣,曾希柏,白玲玉,李莲芳
    2010, 21(12):  3266-3272. 
    摘要 ( 2265 )   PDF (555KB) ( 710 )  
    利用真菌修复砷污染土壤和水体具有很大的发展潜力,是环境科学领域研究的热点.环境中存在的砷虽然不能像有机污染物那样被微生物降解,但可以通过微生物对砷的氧化/还原、吸附/解吸、甲基化/去甲基化、沉淀/溶解等作用影响其生物有效性,从而达到降低环境中的砷毒害、修复砷污染环境的目的.本文阐述了微生物对砷的作用机理,综述了真菌对砷累积与挥发研究的最新进展,探讨了其在修复砷污染土壤方面的可行性,旨在为利用真菌来修复砷污染土壤提供理论依据.
    水体粪便污染的微生物溯源方法研究进展
    冯广达,邓名荣,朱红惠,郭俊,张曦,朱昌雄,梁浩亮
    2010, 21(12):  3273-3281. 
    摘要 ( 2489 )   PDF (1099KB) ( 777 )  
    畜禽粪便和生活污水是造成水体污染的主要因素之一,明确和区分水体污染的来源对污染控制和治理尤为重要.因此,利用微生物进行水体污染的溯源近年来成为国际上的研究热点.本文对两种类型微生物溯源方法的研究现状、优缺点以及应用中存在的问题进行了综述和展望.认为在培养建库微生物溯源方法中重复序列分型应用性最强,而在非培养建库方法中基于大肠杆菌特异性基因的PCR-DGGE具有广阔的应用前景.非培养建库微生物溯源是今后主要的研究方向,培养建库和非培养建库溯源方法相结合才能使溯源结果更加可信.
    研究简报
    低氧胁迫下外源硝态氮对樱桃根系功能及氮代谢相关酶活性的影响
    冯立国,生利霞,束怀瑞
    2010, 21(12):  3282-3286. 
    摘要 ( 1843 )   PDF (569KB) ( 778 )  
    以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’(Prunun cerasus × P. canescens)为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究了短期低氧胁迫下外源硝态氮对其根系功能及氮代谢相关酶活性的影响.结果表明:与对照(7.5 mmol NO3-·L-1)相比,低氧加氮处理(15和22.5 mmol NO3-·L-1)使樱桃体内代谢原料充足,保证了各类酶蛋白的合成,使植株根系活力升高,根系呼吸未受到明显抑制,与氮代谢相关的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性升高,从而为低氧逆境下樱桃根系的吸收作用提供了足够的能量,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,并及时同化了NO3-还原生成NH4+,避免了铵毒害,缓解了樱桃的低氧伤害,且22.5 mmol NO3-·L-1处理的缓解效果优于15 mmol·L-1处理;低氧缺氮处理(0 mmol NO3-·L-1)的樱桃植株根系活力下降,根系呼吸受到抑制,NR、GS及NADH-GDH活性降低.这说明低氧胁迫下,适当提高生长介质中的NO3-浓度可调控樱桃的根系功能及氮代谢,缓解低氧胁迫对樱桃根系的伤害.