应用生态学报

邱岭,祖元刚,王文杰,孙伟,苏冬雪,郑广宇

2011, 22(01): 1-8.

摘要 ( 1975 )

PDF (961KB) ( 877 )

2008年,采用涡度协方差法测定了黑龙江省尚志市帽儿山地区落叶松人工林的CO₂通量，并于生长季(5—10月)不同月份测定了落叶松叶片光合日变化.结果表明: 不同时间段环境因子变化对落叶松人工林净生态系统交换量的影响存在差异，下午(12:00—24:00) 的净生态系统交换量对其饱和蒸汽压亏缺的变化反应较上午(0:00—12:00)迟钝；上午光能利用效率为0.6284 mol·mol^-1，是下午的1.14倍；随温度上升，上午净生态系统交换量的增幅是下午的1.5倍(气温>15 ℃).这种差异使落叶松林净碳交换量的88%在上午完成，而下午仅完成净碳交换量的12％；上、下午生态系统生产力分别占全天的60%和40%，上午叶片的光合能力为下午的3倍.落叶松人工林全年净生态系统交换量在263～264 g C·m^-2，生态系统呼吸在718～725 g C·m^-2，总初级生产力在981～989 g C·m^-2.

天山云杉种群分布格局

刘贵峰,丁易,臧润国,郭仲军,张新平,成克武,白志强,巴哈尔古丽·阿尤甫

2011, 22(01): 9-13.

摘要 ( 2428 )

PDF (382KB) ( 845 )

选择新疆天山山脉不同经度的5个地点(昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉林进行垂直样带调查,应用理论分布模型和聚集强度指标对天山云杉种群分布格局进行研究.结果表明：天山云杉种群格局整体上呈集群分布,不同发育阶段和不同海拔高度对其分布格局和聚集度均有不同程度的影响.随着径级的增大或年龄的增加,天山云杉种群的聚集度降低；不同海拔高度天山云杉都呈现出在高海拔聚集度最大的分布趋势.

不同间伐强度对辽东栎林群落稳定性的影响

李荣,张文辉,何景峰,周建云

2011, 22(01): 14-20.

摘要 ( 2719 )

PDF (424KB) ( 919 )

对黄土高原地区近自然经营间伐强度为13.4%(弱度间伐)和30.0%(强度间伐)的辽东栎林进行样地调查,并以未间伐林为对照,研究间伐后第5年建群种的更新潜力、林地生产力、土壤肥力和物种多样性;应用模糊数学中的隶属函数方法对辽东栎林群落稳定性进行评价.结果表明：与对照相比,弱度和强度间伐使辽东栎林地的更新潜力分别提高了14.2%和20.2%;立木蓄积量分别减少了9.0%和23.8%,但灌木生物量分别增加7.3%和12.2%,草本生物量分别增加10.5%和31.6%.间伐样地的土壤肥力和物种多样性指数均高于未间伐样地.辽东栎林群落稳定性表现为：强度间伐＞弱度间伐＞未间伐.近自然经营采伐强度30.0%更适合黄
土高原地区辽东栎次生林的抚育管理.

地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区土壤水分动态模拟

席本野,贾黎明,王烨,李广德

2011, 22(01): 21-28.

摘要 ( 2354 )

PDF (1797KB) ( 692 )

在根系分布试验观测的基础上，提出了三倍体毛白杨一维根系吸水模型，在考虑根系吸水情况下利用HYDRUS模型模拟了地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区的土壤水分动态，通过田间试验对模型进行验证，并利用HYDRUS研究了不同灌水技术参数对土壤湿润模式的影响.结果表明：在灌溉结束和水分再分布24 h后，土壤含水量模拟结果的相对平均绝对误差(RMAE)分别为7.8%和6.0%，均方根误差(RMSE)分别为0.036和0.026 cm³·cm^-3，说明HYDRUS模型能很好地模拟地下滴灌条件下三倍体毛白杨根区的短期土壤水分动态，且所建根系吸水模型合理；与2、4 L·h^-1的滴头流速和连续性灌溉相比，流速1 L·h^-1和脉冲式灌溉(每隔30 min灌水30 min)能增大土壤湿润体体积，且可以减少水分深层渗漏量，因此，对试验地三倍体毛白杨根区进行地下滴灌应首选流速1 L·h^-1的脉冲式灌溉.

塔里木河下游生态输水后胡杨径向生长量的时空变化

安红燕,徐海量,叶茂,禹朴家,龚君君

2011, 22(01): 29-34.

摘要 ( 1989 )

PDF (599KB) ( 777 )

以塔里木河下游胡杨为对象，基于树木年轮水文学的方法，分析了生态输水后胡杨枝条径向生长量的时空变化.结果表明：生态输水前后胡杨平均径向生长量差异极显著，输水后，胡杨径向生长量明显增加，增幅达125%；生态输水期间，随着输水量的增加，胡杨径向生长量逐渐增加，二者呈正相关关系（R²=0.394），可以将胡杨径向生长量作为输水效益的一个重要量化指标；生态输水后,离河道不同距离处的胡杨径向生长量差异极显著（P=0.007），且随着与河道距离的增加，胡杨径向生长量逐渐减小；不同河段的胡杨径向生长量差异显著（P=0.017），离水源地大西海子水库越近的河段，胡杨径向生长量变化越大.目前输水的影响范围有限，不足以从根本上遏止本区生态环境的持续恶化.

气候变化对黄土高原达乌里胡枝子种群分布格局的影响

程杰,程积民,呼天明

2011, 22(01): 35-40.

摘要 ( 2009 )

PDF (957KB) ( 743 )

2000—2009年,采用野外样带调查与多点定位监测结合的方法,研究了区域气候变化对达乌里胡枝子种群分布和生长的影响.结果表明：受气温的影响,达乌里胡枝子种群的适宜生长范围由西北向东南呈明显的地带性分布,种群分布的适宜温度在7.4 ℃～10 ℃,平均密度为13.9株·m^-2,生殖枝数量平均为每丛11.4枝,生长稳定；受降水梯度的影响,达乌里胡枝子种群的水平分布已由典型草原地带的建群种或优势种扩展为森林草原地带的伴生种,并从伴生种上升为优势种.在荒漠草原地带的沟谷半阳坡及沙丘附近也常以偶见种出现,并从年降雨300～500 mm的适宜区,已逐渐扩大到降雨量较低的270 mm和较高的600 mm区域；达乌里胡枝子种群分布的海拔高度由1100～1700 m扩展到600～1950 m的范围.在全球气候变暖背景下,达乌里胡枝子种群生态幅在逐渐扩大.

1985—2030年江西泰和县森林植被碳储量的时空动态

吴丹,邵全琴,刘纪远,黄麟

2011, 22(01): 41-46.

摘要 ( 1980 )

PDF (2345KB) ( 943 )

根据第6次森林清查小班数据，运用生物量转换因子法和平均生物量法估算了2003年江西省泰和县森林植被的生物量和碳储量，采用空间替代时间的方法，利用Logistic方程拟合了泰和主要森林类型年龄与碳密度的曲线关系，并结合小班轮伐信息，估算了全县1985—2003年的植被生物量和碳储量，分析了期间的时空动态特征，并以2003年为基准年，假定到2020、2030年泰和县森林植被面积保持稳定、且不考虑轮伐期，推算了此情景下2020、2030年泰和县植被碳储量.结果表明：2003年，泰和县森林林分总面积15.74×10⁴ hm²，总生物量6.71 Tg，植被碳储量4.14 Tg C，平均碳密度26.31 t C·hm^{- 2}. 1985、1994、2003、2020、2030年泰和县森林植被碳储量分别为1.06、2.83、4.14、5.65和6.35Tg C，森林植被碳密度的空间分布由东西部向中部递减.人工造林使泰和县林分面积大幅增加，全县森林植被的固碳能力明显增强.

长白山林区森林生物量变化定量驱动分析

杨金明,范文义,李明泽,田利军,毛学刚,于颖

2011, 22(01): 47-52.

摘要 ( 2049 )

PDF (564KB) ( 813 )

根据研究区单木生物量模型及森林资源清查资料计算样地生物量,采用试验精度较高的遥感模型进行4期遥感数据的森林生物量估算,获得区域单位面积生物量变化值,并利用bootstrap方法对引起这种变化的气象因素、森林经营活动因素和社会经济因素等驱动因子进行变量筛选，利用偏最小二乘算法建立不同时间段的森林生物量变化驱动模型，计算变量投影重要性指标（VIP）定量刻画各因素对森林生物量变化的影响重要程度.结果表明：目前人为因素对长白山林区森林生物量变化的影响程度（VIP值）已经小于自然因素，说明国家对林区的森林保护政策已经起到了明显的效果.本文拓宽了森林生物量变化驱动分析的内容，引入了VIP值对森林生物量的变化驱动因子进行定量刻画，为定量分析森林生物量的变化提供了一条新的途径.

青藏高原强UV-B辐射对美丽风毛菊光合作用和色素含量的影响

师生波,尚艳霞,朱鹏锦,张德罡

2011, 22(01): 53-60.

摘要 ( 2159 )

PDF (782KB) ( 760 )

以青藏高原矮嵩草草甸的主要伴随种美丽风毛菊为材料，通过滤除太阳辐射光谱中UV-B成分的模拟试验，研究了强太阳UV-B辐射对高山植物光合作用、光合色素和紫外吸收物质的影响.结果表明：与对照相比，弱UV-B处理能促使美丽风毛菊叶片净光合速率增加和提高稳态PSⅡ光化学效率；对照中叶片厚度的相对增加能弥补单位叶面积光合色素的光氧化损失，是高山植物对强UVB辐射的一种适应方式.短期滤除UV-B辐射处理时紫外吸收物质含量几乎没有变化，说明高山植物叶表皮层中该类物质受环境波动的影响较小.强UV-B环境下光合色素的相对增加是一种表象，而青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊的光合生理过程仍具有潜在的负影响.

凋落物与单宁酸对森林土壤无机氮的影响

马红亮,刘维丽,高人,杨玉盛,孙杰

2011, 22(01): 61-65.

摘要 ( 1953 )

PDF (721KB) ( 996 )

采用室内培养试验，研究了不同凋落物和单宁酸对森林土壤硝态氮和铵态氮的影响.结果表明：凋落物和单宁酸加入均降低了土壤硝态氮和铵态氮含量.杉木凋落物使红壤硝态氮和铵态氮含量分别降低6.1%～25.9%和19.7%～68.6%.杉木凋落物中黄红壤无机氮含量的降幅大于毛竹，对铵态氮的影响极显著.与对照相比，单宁酸处理能显著降低黄红壤中铵态氮含量，单宁酸浓度越高，其降幅越大，至高浓度(HG)时，其降幅达31.9%～57.8%.随着培养时间的延长，低浓度单宁酸处理(HL)中硝态氮含量降幅逐渐增大，第84天达到4.5%；在HG处理下，第7～28天的硝态氮含量增加了10.3%～18.5%，而第56和85天分别降低
23.9%和42.3%.

开花期低温胁迫对水稻花粉性状及剑叶理化特性的影响

邓化冰,车芳璐,肖应辉,唐文帮,盘毅,刘志贤,陈立云

2011, 22(01): 66-72.

摘要 ( 1990 )

PDF (740KB) ( 940 )

以耐冷水稻品种996和冷敏感品种4628为材料，开花期在人工气候室进行7 d低温（06:00—8:00和19:00—23:00，19 ℃；08:00—10:00和16:00—19:00，21 ℃；10:00—16:00，23 ℃；23:00—06:00，17 ℃）和适温（06:00—8:00和19:00—23:00，24 ℃；08:00—10:00和16:00—19:00，26 ℃；10:00—16:00，30 ℃；23:00—06:00，22 ℃)处理，研究了低温胁迫对水稻花药开裂、花粉性状及剑叶叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量、膜透性等理化特性的影响.结果表明：开花期低温胁迫导致水稻花药开裂系数、花粉萌发率显著下降，中部和下部颖花的不育花粉率增加.996的花药开裂系数和花粉萌发率显著高于4628，表明耐冷品种996在开花期低温胁迫下能保持较好的花粉散落特性和花粉萌发特性.低温胁迫下，996的剑叶可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量及其增幅显著高于4628，而丙二醛含量和相对电导率及其增幅却显著低于4628，说明耐冷品种在低温胁迫下的保护性反应更迅速和强烈，其膜结构及功能更稳定.

保水剂用量对小麦不同生育期根系生理特性的影响

杨永辉,武继承,吴普特,黄占斌,赵西宁,管秀娟,何方

2011, 22(01): 73-78.

摘要 ( 1960 )

PDF (435KB) ( 972 )

在河南禹州试验基地进行田间试验，研究了保水剂不同施用量（0、30、60、90 kg·hm^-2）对两个冬小麦品种（郑麦9694和矮抗58）根系生理生化特征、生物量及产量的影响，以探明保水剂对不同生育阶段冬小麦根系的作用机理.结果表明：施用保水剂降低了冬小麦根系质膜透性和可溶性糖含量，提高了根系活力.在各生育期，郑麦9694根系质膜透性降低幅度均大于矮抗58；除90 kg·hm^-2处理外，矮抗58的根系活力均显著大于郑麦9694.在孕穗期和灌浆期，郑麦9694的可溶性糖含量降低幅度显著大于矮抗58.在各生育期内，60 kg·hm^-2处理的两品种质膜透性和可溶性糖含量均最小，90 kg·hm^-2与60 kg·hm^-2处理差异不显著.随保水剂用量的增加，郑麦9694的根系活力显著提高，而矮抗58 在60 kg·hm^-2处理下最高.施用保水剂还提高了小麦根系生物量，在拔节期和孕穗期，矮抗58的根系生物量大于郑麦9694；而在灌浆期，矮抗58在60 kg·hm^-2和90 kg·hm^-2处理下根系生物量显著低于郑麦9694.郑麦9694和矮抗58产量均以60 kg·hm^-2处理增幅最高.综上，保水剂对郑麦9694的作用效果较矮抗58显著，并以60 kg·hm^-2施用量为佳.

冬小麦光合特征及叶绿素含量对保水剂和氮肥的响应

杨永辉,吴普特,武继承,赵世伟,黄占斌,何方

2011, 22(01): 79-85.

摘要 ( 2107 )

PDF (478KB) ( 965 )

以不施保水剂和氮（N）肥为对照，测定了保水剂（60 kg·hm^-2）与不同N肥水平（0、225、450 kg·hm^-2）及其配施条件下大田小麦的光合特征、叶绿素含量和水分利用效率等指标，研究了冬小麦拔节期和灌浆期光合生理特征、叶绿素含量及水分利用对保水剂和N肥的响应.结果表明：灌浆期各处理的光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、叶片水分利用效率及叶绿素含量均大于拔节期.在拔节期，单施N肥条件下，随施N量的增加，单叶水分利用效率提高，光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率均先增后减；225 kg·hm^-2 N肥处理的叶绿素含量最高.施用保水剂后，随施N量的增加，胞间CO₂浓度降低，而光合速率等均提高；单施保水剂及其与N肥配施提高了叶绿素含量，而过多N肥效果不显著在灌浆期，单施N肥显著提高了小麦的光合速率及水分利用效率，降低了气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率；叶绿素含量随N肥用量的增加而增加.施用保水剂后，随N肥用量的增加，光合速率和叶片水分利用效率均先增后减，而胞间CO₂浓度和蒸腾速率先减后增，但均低于对照，气孔导度随施N量的增加而提高.单施保水剂的叶绿素含量显著提高，但其与N肥配施叶绿素含量有所降低.保水剂与N肥配合施用显著提高了小麦的千粒重、产量及水分生产效率.其中，保水剂与225 kg·hm^-2N肥配施处理的产量及水分生产效率均最高.

地面覆盖和保水剂对冬小麦生长和降水利用的影响

武继承,管秀娟,杨永辉

2011, 22(01): 86-92.

摘要 ( 1938 )

PDF (486KB) ( 800 )

在河南省西部丘陵旱耕地上，研究了保水剂（0、45、60 kg·hm^-2）、秸秆覆盖（3000和6000 kg·hm^-2）和地膜覆盖（＜0.005 mm）对冬小麦生长发育、土壤水分和降水利用的影响.结果表明：3种措施均能促进冬小麦生长，改善土壤水分和养分状况，提高冬小麦产量和降水利用效率，特别是保水剂与秸秆覆盖、保水剂与地膜覆盖相结合效果更显著.与对照相比，不同措施使冬小麦不同生育期土壤含水量提高0.1%～6.5%，拔节期前地膜覆盖处理保墒效果最佳，拔节期后保水剂处理保墒效果较佳，扬花期和灌浆期墒情最差.不同措施使冬小麦产量比对照提高2.6%～20.1%，并以秸秆覆盖+保水剂处理最佳，增产14.2%～20.1%；其次为地膜+保水剂处理，平均增产11.9%.不同措施降水利用效率存在相同趋势，比对照提高0.4～3.2 kg·mm^-1·hm^-2.表明地面覆盖和保水剂的应用改善了农田土壤水分状况和养分状况，提高了降水利用率，从而促进了冬小麦分蘖，提高了穗粒数和千粒重.

长期施用有机肥和过磷酸钙对潮土有效磷积累与淋溶的影响

黄绍敏,郭斗斗,张水清

2011, 22(01): 93-98.

摘要 ( 2533 )

PDF (674KB) ( 749 )

利用20年定位试验研究了施用化肥和有机肥对潮土耕层土壤有效磷（Olsen-P）含量与作物产量的关系及土壤Olsen-P积累和垂直移动规律的影响.结果表明：土壤Olsen-P含量在10～40 mg·kg^-1能保证小麦、玉米有较高的产量，土壤Olsen-P含量大于40 mg·kg^-1发生显著淋溶，轻壤质潮土Olsen-P发生淋溶的阈值为40 mg·kg^-1.连续施用化肥（NPK）和秸秆还田处理（SNPK）施磷量在77～90 kg·hm^-2，平均每100 kg P·hm^-2使耕层土壤Olsen-P提高0.63～0.72 mg·kg^-1，每年提高0.49～0.65 mg·kg^-1，达到淋失阈值需要45～60年.有机肥与化肥结合（MNPK、MNPK2和1.5 MNPK），年施磷量为210 kg·hm^-2时，土壤Olsen-P（Y）与施肥年度（x）的关系为：Y_{1.5 MNPK}=4.506x+6.4464 (R²=0.8862)，平均每年增加4.5 mg·kg^-1，连续施用8年可使耕层土壤Olsen-P达到淋失阈值；年施磷量为125和140 kg·hm^-2时，土壤Olsen-P与施肥年度的关系为：Y_MNPK2=2.4765x+13.563 (R²=0.9307)和Y_MNPK=3.1097x+6.9615 (R²=0.8562)，平均每年增加2.47和3.1 mg·kg^-1，连续施用11年可使耕层土壤Olsen-P达到淋失阈值.有机无机肥结合处理土壤Olsen-P积累速度是化肥处理的3.5倍，过量施用有机肥增加了土壤Olsen-P的积累和淋失.

免耕对北方旱作玉米土壤水分及物理性质的影响

余海英,彭文英,马秀,张科利

2011, 22(01): 99-104.

摘要 ( 2005 )

PDF (611KB) ( 1056 )

通过2006—2008年的田间试验，研究了北京地区免耕与传统翻耕条件下土壤水分的时空动态及其对土壤相关物理性质的影响.结果表明：研究期间，免耕和翻耕地0～100 cm土层的土壤贮水量随时间及降水变化的趋势一致，但免耕地的土壤贮水量在不同时刻以及不同降雨条件下均高于翻耕地，增幅在2.7%～30.3%，降雨相对充分条件下土壤贮水量的增量有所增加，但免耕在相对缺水的地区更值得推广；免耕地0～100 cm土层的平均土壤含水量明显高于传统翻耕，增幅在3.4%～12.8%，其中表层（0～20 cm）和底层（80～100 cm）的水分增量明显高于中间层次，最高增量可达22.2%；免耕覆盖的耕作方式可通过降低土壤容重、提高土壤孔隙度、促进土壤水稳性团聚体的形成等作用来提高土壤的保水能力和水分利用效率，进而促进作物增收.与对照相比，免耕3年后土壤水分利用率和春玉米产量分别较传统翻耕提高13.3%和16.4%.

黄土高原半干旱偏旱区草粮轮作田土壤水分恢复效应模拟

王学春,李军,方新宇,孙剑, Muhammad Naveed Tahir

2011, 22(01): 105-113.

摘要 ( 1998 )

PDF (1100KB) ( 661 )

采用实地调查和EPIC模型相结合的方法，模拟研究了黄土高原半干旱偏旱区不同草粮轮作模式的土壤水分恢复效应.结果表明：多年生苜蓿地和苜蓿翻耕后种植粮食作物农田0～10 m土层土壤湿度调查值与模拟值间的相关系数均超过0.9（P<0.01），相对均方根误差在0.05～0.16，相对误差均低于10%；模拟与实测的土壤湿度剖面分布变化趋势一致.在黄土高原半干旱偏旱区，苜蓿地深层土壤干层恢复难度较大，在种植苜蓿期间应避免8～10 m土层土壤湿度降到5.7%以下.苜蓿地适宜种植年限为4～6 a，最长不应超过8 a.苜蓿翻耕后适宜采用马铃薯→马铃薯→春小麦轮作模式进行土壤水分恢复，32～33 a后可以再次种植苜蓿.

黄河流域棉区转Bt基因棉种植对根际土壤微生物数量及细菌多样性的影响

娜日苏,红雨,杨殿林,赵建宁,李刚,娜布其,刘玲

2011, 22(01): 114-120.

摘要 ( 2103 )

PDF (1203KB) ( 750 )

采用传统培养与PCR-DGGE相结合的方法研究了黄河流域棉区4个省份种植的转Bt基因棉在4个生长时期（播种后第30天、第60天、第90天和第120天）的根际土壤微生物数量及细菌多样性.结果表明：同一省份同一生长时期转Bt基因棉根际土壤微生物数量与常规棉相比均无显著差异，其数量主要受不同生长时期影响，而不同省份间主要受地域条件的影响.4个省份转Bt基因棉根际土壤细菌多样性较丰富，同一省份同一生长时期内转Bt基因棉与常规棉根际土壤细菌多样性指数、均匀度和丰富度均无显著差异.不同省份间细菌多样性主要因地域条件而有所不同，但差异较小.

豫中褐土耕地土壤性质空间分异及质量评价

张学雷,冯婉婉,钟国敏

2011, 22(01): 121-128.

摘要 ( 2021 )

PDF (3891KB) ( 754 )

以河南省中部褐土集中分布区禹州县文殊镇为例，基于GIS对该镇进行500 m×500 m规则网格布点248个，将布点图层与土壤图进行叠加分析建立空间数据库，作为野外GPS定位精确采样的依据.野外实际共采集202个点的土壤样品（0～20 cm），其中随机均匀选取34个点进行容重环刀采样.获取有机质、速效K、速效P、pH值、全N、全P、质地、阳离子交换量(CEC)、缓效K和容重10项土壤指标作为耕地土壤质量评价的因素.对指标进行数据统计分析，运用层次分析法（AHP）计算排列出评价因子的权重，运用普通Kriging插值法得出研究区10项土壤理化性质空间分异及土壤质量等级分布和面积.结果表明：研究区褐土耕地土壤质量属于较好的水平，其中优、中等占95%以上，差等只有不到5%.

基于GIS的农田土壤肥力评价及其与土体构型的关系

李梅, 张学雷

2011, 22(01): 129-136.

摘要 ( 2228 )

PDF (1936KB) ( 842 )

以河南省延津县中低产田为例，选取土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、pH和阳离子交换量（CEC）等指标作为评价因子，利用ArcGIS 9.2软件和模糊数学方法对土壤肥力进行了综合评价，根据评价结果，分析不同土体构型土壤肥力状况差异.结果表明：该区土壤呈偏碱性状态，全氮、全磷、速效氮、CEC、有机质、速效钾含量偏低，速效磷、全钾含量中等，土壤肥力综合指数为0.14～0.63，整体水平偏低.除速效磷和全钾外，其他土壤肥力指标在不同土体构型间均表现出显著差异，土壤肥力与土体构型关系密切，上壤下粘型土壤的肥力等级相对较高，上壤下砂型次之，通体砂型最低.根据各指标在剖面上的分布状况判断，该区土体结构不良，保水保肥能力差，可针对此特征进行土壤改良.

小麦根系三维形态建模及可视化

谈峰,汤亮,胡军成,姜海燕,曹卫星,朱艳

2011, 22(01): 137-143.

摘要 ( 2263 )

PDF (1326KB) ( 842 )

作物三维形态建模和可视化技术是数字植物研究的重要组成部分，本文旨在构建基于形态特征参数的小麦根系三维形态模型，并实现小麦根系生长的可视化.基于小麦根系生长的可视化技术框架，首先构建了小麦根轴的三维显示模型，包括根轴生长模型、分枝几何模型和根轴曲线模型；然后结合根系拓扑结构，确定相应的图元，利用根系形态模型输出的形态特征参数，对整个小麦根系进行三维重构；最后基于OpenGL图形平台，综合纹理映射、光照渲染、碰撞检测等真实感处理手段，实现了小麦根系生长的三维可视化表达.结果表明：模型输出的根系真实感较强，能较好地实现不同品种、水分和氮素条件下小麦根系的三维可视化表达.研究结果为进一步建立完整的可视化小麦生长系统奠定了技术基础.

河套灌区干渠衬砌对地下水及生态环境的影响

杜军, 杨培岭,任树梅,李云开,王永忠,袁晓奇, 李仙岳,杜静

2011, 22(01): 144-150.

摘要 ( 2823 )

PDF (2481KB) ( 993 )

采用统计学方法、普通克里格法和ArcGIS 9.0等工具，分析了2001和2009年9月内蒙古河套灌区地下水位埋深和矿化度的时空分布，并实地调查了杨家河干渠衬砌对植被分布的影响.结果表明：节水灌溉工程实施多年后，河套灌区年均引水量降为44.5×10⁸m³（2009年）；浅层地下水埋深在2.5～3.0 m的区域面积由2001年9月的1.2×10⁴ hm²增至2009年9月的9.11×10⁴ hm²，浅层地下水埋深在2.0～2.5 m的区域面积（2009年9月）占灌区总面积的80%；灌区西北部的咸水带（2001年9月，矿化度>5000 mg·L^-1）变为半咸水带（2009年9月，矿化度在3000～5000 mg·L^-1）；乌拉特灌域的咸水带面积扩大，半咸水带呈扇形向灌区北部扩张；渠道衬砌后，两岸植物物种和多样性指数均降低，一些根系较浅的草本植物出现退化的迹象.灌区引水量的减少，并没有对保持乌梁素海现状水面面积产生负面影响.

三峡库区降雨侵蚀力时空分布特征

吴昌广,林德生,肖文发|王鹏程|马浩,周志翔

2011, 22(01): 151-158.

摘要 ( 2559 )

PDF (1646KB) ( 986 )

基于1976—2005年三峡库区及周边25个气象站点的日雨量资料，对三峡库区降雨侵蚀力（R）值的时空分布特征进行了研究，并重点分析了库区境内7个主要站点降雨侵蚀力的年内分配及年际变化规律.结果表明：1976—2005年，三峡库区年均R值在4389.0～8021.0 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1，从库区东北向西南方向，R值先是逐渐递增，至库区中部达最大值后又开始递减；三峡库区7个主要站点的年内降雨侵蚀力主要集中在4—10月，R值从4月开始逐步增大，一般在6、7月出现最大值后又逐渐减小，其中连续3个月的最大累计降雨侵蚀力值占年值的54.2%～60.7%；研究期间，三峡库区7个主要站点年降雨侵蚀力的变异系数在0.278～0.387，属中等程度变异，倾向率的变化范围在-431.1～263.5 MJ·mm·hm^-2·h^-1·(10 a)^-1，但趋势系数均没通过0.05显著水平的信度检验，年降雨侵蚀力变化存在一定随机波动性；月降雨侵蚀力的变异程度明显大于年降雨侵蚀力，但也仅是部分站点的少数月份存在显著气候趋势.

不同尺度流域日径流分形特征

赵辉,郭索彦,解明曙, 雷廷武

2011, 22(01): 159-164.

摘要 ( 1970 )

PDF (1063KB) ( 704 )

基于分形理论和实测流域日径流长序列资料，研究了中尺度流域（武水流域）和小尺度流域（贞福流域和双溪流域）日径流的分形特征.结果表明：相同时间尺度和不同日径流门限值条件下，相同空间尺度流域间和不同空间尺度流域间日径流均具有显著的分形特征，具有自相似性.随着门限值的增大，不同空间尺度流域间日径流的分形盒维数均逐步减小；当时间尺度在120～150 d时，不同空间尺度流域日径流的分形维数点集均逐渐趋向饱和，当时间尺度大于该值时，就有出现一定门限值径流的可能性.

基于RS的郑州市城市热岛效应时空演变

段金龙,宋轩,张学雷

2011, 22(01): 165-170.

摘要 ( 2282 )

PDF (3202KB) ( 911 )

采用郑州市1988年5月14日Landsat卫星TM传感器遥感影像和2001年5月10日ETM⁺传感器遥感影像以及当地相关气象资料，利用单窗算法反演计算了卫星图像的亮度温度并以此制作出相关专题图.结果表明：随着郑州市建成区的不断扩大，城市热岛效应不断加剧，与1988年相比，2001年市区高温区域向东北和西南方向存在明显偏移与扩张，这与低植被覆盖区域和城镇居民用地变化趋势基本相同.为缓解城市热岛效应的不断加剧，在城市化的同时应注重绿化工作并选用合理的绿化方式.

快速城市化地区景观格局梯度动态及其城乡融合区特征——以广州市番禺区为例

俞龙生,符以福,喻怀义,李志琴

2011, 22(01): 171-180.

摘要 ( 2954 )

PDF (3268KB) ( 864 )

以快速城市化的广州市番禺区为研究样区，通过解译1990—2008年4期Landsat TM影像得到研究区土地利用/覆被数据.选取景观类型水平和景观水平上的景观指数，采用景观格局与梯度分析相结合的方法，研究快速城市化地区景观格局的梯度变化及其城乡融合区特征.结果表明：研究区景观格局动态变化显著，在城市化缓冲带上具有典型的城乡融合区特征，城市景观逐年增加且向外围扩展，而农业景观破碎化严重.斑块密度、蔓延度、景观多样性等指数在城市化梯度上表现出明显的规律性，景观指数峰值出现在距离城市中心4～6 km的梯度带上.时间序列上的景观格局数据体现了不同梯度带上景观动态的差异，城乡融合区景观格局具有斑块形状复杂、景观多样性和破碎化程度高、景观动态变化剧烈的特点.景观指数的峰值逐年向外推移，城乡融合区有逐渐向外发展的趋势.探讨了城乡融合区景观格局时空演化的一般特征及其驱动因素，对区域土地利用政策和可持续发展规划具有指导意义.

辽宁省辽河水生态系统健康评价

惠秀娟,杨涛,李法云,胡成,王彤,徐成斌, 侯伟,马放

2011, 22(01): 181-188.

摘要 ( 2570 )

PDF (592KB) ( 1005 )

2009年6—8月，在对辽宁省辽河铁岭段、沈阳段、盘锦段20个断面水文、水质、着生藻类、栖息地状况实地调查的基础上，采用主成分分析方法，进行指标的筛选与指标权重的确定，构建了该河流水生态系统健康评价指标体系和健康评价标准体系，并用改进的灰色关联度法对辽河6个断面的水生态系统健康状况进行了评价.结果表明：辽宁省辽河3个评价断面的水生态系统健康程度一般，2个评价断面分别为较差和极差，仅有1个评价断面达到了亚健康程度，说明辽河河流水生态系统生态退化严重，需要进一步加强辽河水系的生态恢复及水环境污染综合治理.

基于DPSIR的吉林省白山市生态安全评价

张继权,伊坤朋,Hiroshi Tani,王秀峰,佟志军,刘兴朋

2011, 22(01): 189-195.

摘要 ( 2379 )

PDF (950KB) ( 1048 )

通过对白山市的生态安全现状和问题进行分析，探究其生态环境改变的主要驱动力因子和胁迫因子；基于DPSIR模型提出了白山市生态安全综合评价指标体系，并进一步构建了适于山地地区的生态安全评价模型；利用1989年、1999年和2006年的3期TM遥感影像，结合研究区的DEM数据和实地调查数据建立解译标志，对白山市土地覆被进行景观分类，借助Fragstats分析景观指数，提取重要的生态安全评价指标，对白山市所辖各区县进行生态安全综合评价.结果表明：白山市生态安全的空间差异显著，整体生态安全状况呈现出一种恶化趋势，人为活动对地表景观格局和物种栖息地分布产生了深刻的影响，已成为生态安全格局变化的主要驱动力因子.

施用有机肥对高砷红壤中小白菜砷吸收的影响

李莲芳,耿志席,曾希柏,白玲玉,苏世鸣

2011, 22(01): 196-200.

摘要 ( 1884 )

PDF (474KB) ( 671 )

通过盆栽试验,研究了施用猪粪和鸡粪条件下红壤中的砷对小白菜生长和吸收的影响及土壤有效态砷含量的变化.结果表明：向高砷红壤中施用猪粪和鸡粪两种有机肥均使小白菜的生物量有不同程度的增加,其中,施用猪粪处理的小白菜生物量显著高于对照处理(P<0.05);猪粪和鸡粪两种有机肥的施用可导致土壤有效砷含量明显提高,施用猪粪后土壤有效砷含量增幅达394.9%～1033.6%,而施用鸡粪的土壤有效砷含量增幅为30.4%～94.1%; 施用有机肥明显促进了小白菜对砷的吸收,其中猪粪处理下小白菜的砷吸收量比对照增加20.7%～53.9%. 根据本研究结果,对砷含量较高的高风险农田,施用猪粪、鸡粪等有机肥可能会在一定程度上提高土壤有效砷含量和作物对砷的吸收量,使农产品质量和环境风险增加.

山东寿光设施菜地土壤砷含量及形态

胡留杰,曾希柏,白玲玉,李莲芳

2011, 22(01): 201-205.

摘要 ( 1966 )

PDF (407KB) ( 895 )

通过典型区域采样调查,系统探讨了山东寿光市设施菜地中砷的含量及其形态特征.结果表明: 设施菜地表层(0～20 cm)和亚表层(20～40 cm)土壤中总砷含量分别为8.27、7.93 mg·kg^-1,是对照土壤的1.19和1.23倍,易溶性砷(AE-As)含量分别为0.13、0.06 mg·kg^-1,是对照土壤的1.63和3.00倍; 土壤中的砷主要以残渣态砷(O-As)存在,其含量占总砷的63.0%以上,其他形态砷含量依次为铁型砷(Fe-As)>钙型砷(Ca-As)>铝型砷(Al-As)>AE-As; 随着种植年限的延长,土壤中AE-As含量显著增加,Al-As含量也有不同程度提高,种植15 a设施菜地表层和亚表层土壤中的AE-As含量分别比对照提高了75.0%和150.0%,Al-As含量分别提高了51.6%和190.4%,而Fe-As和Ca-As含量则均有不同程度的下降.

设施农业景观下破碎化麦田麦蚜及寄生蜂种群的最小适生面积

赵紫华,贺达汉,杭佳,石云,赵映书,王颖

2011, 22(01): 206-214.

摘要 ( 2041 )

PDF (766KB) ( 736 )

最小适生面积(MASH)指在一定的时空范围内物种能稳定存在的最小生境面积，它是种群生存力分析(PVA)的重要方法之一.本文采用基于种群数量-面积关系原理的MASH模型模拟了银川平原设施农业景观下破碎化麦田麦蚜、初寄生蜂与重寄生蜂种群发生的MASH.研究表明：密度面积、增长速度-面积关系模型间存在反比例函数关系，不同物种存在的函数关系明显不同，尤其在不同营养级别的物种间，其函数关系差异更为明显.根据密度-面积关系，利用多项式回归模型计算了麦二叉蚜、麦长管蚜、燕麦蚜茧蜂、烟蚜茧蜂与蚜虫宽缘金小蜂的MASH，其营养级间的MASH差异显著.不同物种的MASH与营养级高低、体型大小、生境质量等有关.初寄生蜂最高的寄生率出现在800～1000 m²，可作为利用初寄生蜂自然控制麦蚜的依据，而不同营养级物种MASH差异可用于害虫的种群控制.

PFOS对蚯蚓急性毒性和回避行为的影响

徐冬梅,文岳中,李立,钟旭初

2011, 22(01): 215-220.

摘要 ( 2140 )

PDF (617KB) ( 968 )

全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)作为一种新型持久性有机污染物，已经成为环境科学和毒理学的研究热点，其对生态环境的影响值得深入研究.本文采用OECD标准滤纸接触法、人工土壤法及自然土壤法研究了PFOS对蚯蚓急性致死作用及回避行为的影响.结果表明： PFOS对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关，试验求得滤纸法48 h、人工土壤法14 d和自然土壤法14 d的LC₅₀值分别为13.64 μg·cm^-2、955.28 mg·kg^-1和542.08 mg·kg^-1；人工土壤和自然土壤中蚯蚓在PFOS的最大试验浓度组160 mg·kg^-1中均表现出显著的回避行为，表明蚯蚓可以明显感知较高浓度PFOS污染土壤并作出回避反应.与急性毒性试验的测试终点LC₅₀相比，蚯蚓行为测试终点对PFOS的反应更为敏感.自然土壤中PFOS对蚯蚓的急性毒性大于人工土壤，相同浓度PFOS作用下，蚯蚓于自然土壤中的回避行为较人工土壤明显.

引进花角蚜小蜂成虫的寿命和羽化节律

陈顺立,张飞萍,洪炳煌

2011, 22(01): 221-228.

摘要 ( 2034 )

PDF (805KB) ( 652 )

通过室内饲养和连续观察，研究了食物、温度对引进花角蚜小蜂成虫寿命的影响及其羽化的时间节律.结果表明：食物对该寄生蜂成虫寿命有极显著影响，喂食20％蜂蜜或20％蜂蜜＋新鲜松针可将雌虫寿命从不喂食的1.5 d延长到14.8 d和17.3 d，将雄虫寿命从不喂食的1.5 d延长到11.3 d和12.3 d.喂食20％蜂蜜条件下，温度也表现出极显著影响，23 ℃和26 ℃下雌、雄成虫的寿命均明显较长，32 ℃下均最短，相同温度下雌虫的寿命显著长于雄虫.日周期中，雌虫主要在11:00—15:00羽化，18:00以后基本不羽化；雄虫主要在9:00—12:00羽化，17:00以后基本不羽化.在花角蚜小蜂的主要羽化期7—9月，7月羽化量最大
，此后8、9月呈波浪式递减；单日羽化的成虫中，雌虫大多占80％以上，雄虫则长期在一个较低水平波动.对比试验发现，花角蚜小蜂在收蜂棚中的出蜂量比在收蜂箱中更大.花角蚜小蜂在羽化前积累的能量十分有限，人工放蜂前提供必要的营养补充将有助于提高生物防治效果.福建和广东夏季的高温、花角蚜小蜂雌成虫和松突圆蚧雌成蚧虫口高峰期不吻合、极高的雌性比例等是影响该寄生蜂种群稳定的潜在因素.收蜂棚有利于大量收集花角蚜小蜂，适合在生产上应用.

粗纹举腹蚁垄断蜜露对紫胶生产的影响

王思铭,陈又清,卢志兴,刘春菊,张威,郭祖学

2011, 22(01): 229-234.

摘要 ( 1969 )

PDF (828KB) ( 699 )

为了解粗纹举腹蚁垄断云南紫胶虫分泌的蜜露对紫胶生产的影响，于2008年10月至2
010年5月，在云南省墨江县雅邑乡调查了粗纹举腹蚁对蜜露的垄断方式，以及粗纹举腹蚁垄
断蜜露对云南紫胶虫的雌雄性比、死亡率、泌胶量和怀卵量的影响.结果表明：在云南紫胶
虫生活史周期内，被粗纹举腹蚁垄断的胶被上，该蚂蚁昼夜不停地取食云南紫胶虫分泌的蜜
露，每10 cm胶被上粗纹举腹蚁的平均数量在（168±23）～（393±100）头，并在
胶被
上建立保护膜，阻止其他动物访问云南紫胶虫.粗纹举腹蚁的垄断显著降低了云南紫胶虫个
体的泌胶量，但是垄断对云南紫胶虫的群体泌胶量没有显著影响；粗纹举腹蚁的垄断
显著降低了云南紫胶虫的死亡率，提高了云南紫胶虫的雌虫比例和个体怀卵量.粗纹举腹
蚁垄断紫胶虫分泌的蜜露有利于紫胶生产.

2009年春季长江口及其邻近水域浮游植物——物种组成与粒级叶绿素a

孙军,田伟

2011, 22(01): 235-242.

摘要 ( 2124 )

PDF (2131KB) ( 813 )

于2009年4月在长江口及其邻近水域采集浮游植物水样，用Utermöhl方法进行初步分析，同时进行叶绿素a粒级分离研究，并采用典范对应分析讨论了浮游植物优势物种与各环境因子的关系.本次调查共鉴定浮游植物3门46属64种（不包括未定名种），其中硅藻33属45种（不包括未定名种），甲藻12属18种（不包括未定名种），定鞭藻1属1种，硅藻在细胞丰度和物种丰富度上占有优势.浮游植物的生态类型主要以温带近岸种为主，优势物种为多尼骨条藻（Skeletonema dohrnii）、具槽帕拉藻（Paralia sulcata）、菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）、尖刺伪菱形藻（Pseudo-nitzschia pungens）、颗粒直链藻狭型变种（Melosira granulata var angustissima）、柔弱伪菱形藻（Pseudo-nitzschia delicatissima）和柔弱几内亚藻（Guinardia delicatula），同时调查区也出现少数的半咸水种和大洋种.调查区浮游植物细胞丰度介于0.3～13447.7 cells·ml^-1，平均为1142.385 cells·ml^-1，硅藻的细胞丰度显著高于甲藻.细胞丰度高值区位于调查区的中部偏北区域，以多尼骨条藻为主.垂向上在表层出现最大值，随着深度的增加丰度降低.调查区的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数的平面分布基本一致，并且与细胞丰度呈镶嵌分布，即在细胞丰度高的调查区中北部较低.表层叶绿素a浓度介于0.34～29 g·L^-1，平均为3.30 g·L^-1.叶绿素a的高值区主要位于调查区的中部偏北区域，其分布趋势与浮游植物和硅藻细胞丰度的分布基本一致.主要粒级组分为小型浮游植物（microphytoplankton）,而其他靠近外海一侧的站位则以微型浮游植物（2～20 μm, nanophytoplankton）和超微型浮游植物（<2 μm, picophytoplankton）为主.与环境因子的典范对应分析（CCA）表明，春季长江口影响最优势物种多尼骨条藻分布的主要因素为硝酸盐、pH和微型浮游动物，而包括甲藻在内的其他各物种则主要受盐度、磷酸盐和硅酸盐影响.本次调查浮游植物定量研究方法与以往不同，在长江口今后需要加强骨条藻的个体生态学研究.

干旱、半干旱环境降水脉动对生态系统的影响

赵文智,刘鹄

2011, 22(01): 243-249.

摘要 ( 2267 )

PDF (458KB) ( 1279 )

干旱、半干旱环境降水事件通常以脉动的形式发生，其发生时间、持续时间以及降水强度均具有较大变异性，降水事件的间断性和不可预知特征导致土壤水分与养分等关键资源的获得也呈不连续的脉动状态.资源脉动对生态系统的影响涉及个体、种群、甚至群落各个尺度.本文从干旱、半干旱环境资源脉动对生态系统的影响，以及生态系统对脉动事件的响应两方面系统综述了近年来的最新研究进展.指出国内外在资源脉动特征对生态系统的影响、不同生态系统资源脉动效应之间存在的差异、影响资源脉动持续时间的生态水文机制、资源可获得性对生态过程的影响等方面的研究尚处于尝试阶段，在全球气候变化、降水格局显著改变背景下，干旱区不同时空尺度资源脉动影响和生态系统响应是未来的研究重点.

植物叶片气孔性状变异的影响因素及研究方法

朱燕华,康宏樟,刘春江

2011, 22(01): 250-256.

摘要 ( 2246 )

PDF (443KB) ( 1521 )

气孔是陆生植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道，在全球水和碳循环中发挥着重要作用.植物的气孔性状包括气孔密度、气孔形状和大小、气孔指数等，是植物在进化过程中对外界环境因子长期适应的结果，并对环境因子变化表现出高度的敏感性.本文评述了国内外近30年来植物气孔性状与大气CO₂浓度、温度、水分、光照等环境因素的关系研究的主要方法和成果，展望了今后植物气孔性状对气候变化响应的主要研究方向.

种群生存力分析（PVA）的方法与应用

田瑜,邬建国,寇晓军,王天明,Andrew T. SMITH,葛剑平

2011, 22(01): 257-267.

摘要 ( 3786 )

PDF (1146KB) ( 1094 )

随着人们对资源的加速利用，生境丧失和破碎化导致物种濒危问题日益严重.以岛屿生物地理学为理论起源的种群生存力分析（PVA），通过分析和模拟种群动态过程并建立灭绝概率与种群数量之间的关系，为濒危物种保护提供了重要的理论依据和研究途径.在过去的几十年中，种群生存力分析已成为保护生物学中一项重要的研究内容.目前种群生存力分析发展稳定，但对其实际预测能力和准确性尚存质疑，应用方面也有待进一步发展.种群生存力分析的进一步完善还需要在理论和方法上的创新，特别是籍于景观生态学和可持续性科学的理念，将空间分析手段、经济社会因素纳入到物种和种群的预测和管理上，从而使其
具有更完整的理论基础和更高的实用价值.为此，本文对种群生存力分析的历史、基本概念、研究方法、模型应用和准确性进行了综述，并提出了有关的研究展望.

气象因素对陕西省苹果褐斑病流行的影响及预测模型

李娟,苟丽霞,胡小敏,任福平,卫军峰,安德荣

2011, 22(01): 268-272.

摘要 ( 1983 )

PDF (622KB) ( 814 )

基于对1999—2008年陕西省气温、相对湿度以及陕西省苹果主产区苹果褐斑病发生、流行的监测，对苹果褐斑病发生时间、发病规律及流行程度进行了分析，并构建了旬平均气温(T)和旬平均相对湿度(Hm)影响下苹果褐斑病一维和三维动态预测模型.结果表明：研究区苹果褐斑病受环境因素影响严重，7、8月在田间扩展迅速并引起大量落叶，危害可持续至9月，初霜后不再有新病斑扩展；构建模型所用的T和Hm与田间实际条件基本一致，苹果褐斑病三维动态预测模型为：f(T,Hm)=-0.0172T³+0.9497T²-16.2209T+88.9923-0.00001Hm³+0.00354Hm²-0.15554Hm+2.36578［f(T,Hm)为病情指数］.模型结果表明，田间引起苹果褐斑病发生的T为15 ℃，大流行条件为7、8月T为 23 ℃、Hm在90%以上.

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