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    2022年 第33卷 第3期    刊出日期:2022-03-15
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    2022, 33(3):  576-576. 
    摘要 ( 43 )   PDF (17015KB) ( 5 )  
    主编观点
    区域资源环境承载力科学概念及其生态学基础的讨论
    于贵瑞, 张雪梅, 赵东升, 邓思琪
    2022, 33(3):  577-590.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.020
    摘要 ( 180 )   PDF (3999KB) ( 33 )  
    资源环境承载力是生态学领域的一个重要概念,其理论和实践研究已成为衡量区域可持续发展的重要依据。但是有关生态学基础与资源环境承载力的科学联系仍未明确,其中有哪些生态学理论对资源环境承载力的发展起到了支撑作用还没被厘清,这使得资源环境承载力的科学概念十分模糊。本文在讨论资源环境、生态系统承载力科学概念及其发展的基础上,系统讨论了生物可占用的空间生态位容积,生态系统可承受环境胁迫压力的生态阈值,气候、水和营养等可持续供给的潜在资源容量(供给能力),以及缓冲和净化污染物质的环境容量等基本概念。进而从地基压强承载能力、空间容量承载力及生态阈值承载力的生物物理学角度,定义了自然资源供给承载力(NRSCC)、自然环境承载力(NECC)、生物种群发展承载力(CCBPD)、社会经济发展承载力(CCSED)和生态系统环境胁迫承载力(CCESE)的科学概念。并深入讨论了生态系统的生物种群增长及生态容量理论、生态系统多功能性及资源环境效应理论、生态系统多稳态及自适应自组织理论等3个核心生态学基础问题。期望能够通过探讨区域资源环境承载力评估的理论和方法,为区域资源环境利用、保护及社会经济可持续发展提供理论依据。
    全球变化对生态脆弱区资源环境承载力的影响专栏
    区域资源环境承载力的评价理论及方法讨论
    赵东升, 张雪梅, 邓思琪, 于贵瑞
    2022, 33(3):  591-602.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.024
    摘要 ( 0 )   PDF (1318KB) ( 0 )  
    人类对资源环境承载力的认知不断深化,并且受到人类需求和外界胁迫的综合影响。当人类的生存发展主要依靠本地资源供给、受本地环境条件限制时,资源环境承载力主要由主导限制因子决定。随着可持续发展和环境保护理念的引入,资源环境承载力逐渐由供给限制转为以需求支撑为主,并出现了以容量、阈值、强度和能力等来表征资源环境承载力的表达形式。气候变化和人类活动对资源环境系统的影响日益显现,导致了资源环境承载力的变化。但是,资源环境承载力、生态系统脆弱性和气候变化风险之间的相互联系和内在机制仍不清晰,制约了资源环境承载力理论和方法的发展。本文初步梳理和探讨了区域资源环境承载力研究的基础理论和方法体系,讨论了生物种群发展承载力、生态系统环境胁迫承载力、自然资源供给承载力、自然环境承载力、社会经济发展承载力及其级联关系,提出了多维度的资源环境承载力的计算方法或概念模式,为资源环境承载力的方法研究提供了新思路。
    全球变化对资源环境及生态系统影响的生态学理论基础
    李玉强, 陈云, 曹雯婕, 王旭洋, 牛亚毅
    2022, 33(3):  603-612.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.019
    摘要 ( 0 )   PDF (1237KB) ( 0 )  
    随着全球变化研究的深入,面向社会可持续发展的全球变化风险与应对、全球变化对资源环境要素时空配置与生态系统的影响评估等应用性问题正成为全球变化领域的新趋势。基于生态学范畴,本文重点梳理了资源环境的涵义及其构成要素:资源是自养生物利用无机物制造有机物及能量和物质在生物间传递过程中所消耗的一切实体,包括无机资源(太阳辐射、CO2、O2、水和矿质元素等)和有机资源(作为其他生物的食物资源)两类,而环境不能被生物有机体消耗或用竭。此外,阐述了全球变化组成及其引发的资源环境要素变化特征,以及当前关于生态系统对全球变化响应的研究进展,以期从生态学原理角度科学认知全球变化对资源环境及生态系统的影响过程与机制,为全球变化风险应对实践提供生态学理论基础。
    陆地生态系统临界转换理论及其生态学机制研究进展
    张添佑, 陈智, 温仲明, 于贵瑞
    2022, 33(3):  613-622.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.021
    摘要 ( 0 )   PDF (1057KB) ( 0 )  
    随着气候变化和人类活动对陆地生态系统双重扰动的不断加剧,越来越多的研究已经意识到生态系统结构和功能会发生难以预知的突变,并且恢复起来需要很长时间。开发判别典型生态系统临界转换的早期预警模型及理解其生态学机制成为生态学研究的热点。目前,基于跨越多个时空尺度的理论和实验研究,提出了多种预警陆地生态系统临界转换的理论框架和指标体系。为了更深入理解和构建预警生态系统临界转换的理论框架,本文从临界转换的理论方法及生态学过程机制两方面梳理了生态系统临界转换的研究进展。研究认为,突变理论和临界慢化理论是预测和预警生态系统状态转换的基础理论方法;自组织理论和反馈机制是塑造生态系统多稳态的核心生态学机制。理解生物与环境多要素之间的级联关系网络,明确生态系统关键参数的输入与输出变量之间的平衡关系及作用机制,是构建生态系统临界转换的理论框架和模型的基础。这些理论认知可为生态系统灾变预警、生态修复及环境治理等研究提供参考。
    基于生态系统演变机理的生态系统脆弱性、适应性与突变理论
    徐兴良, 于贵瑞
    2022, 33(3):  623-628.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.025
    摘要 ( 0 )   PDF (651KB) ( 0 )  
    随着气候变化影响广度与深度的增加,生态系统脆弱性、适应性与突变理论逐渐被广泛应用到生态学研究领域中,探讨和评估各类生态系统对气候变化的敏感性、脆弱性和适应性,可谋求更好的方式来应对气候变化对区域生态系统带来的深远影响,服务于国家生态系统可持续管理及生态安全建设。虽然相关研究已获取许多进展,区分了气候敏感区和某些生态系统的潜在转折点,但是学界对这些概念尚存在多种的理解和阐释,这一定程度上影响了相关理论的进一步发展与应用。针对此,本文梳理了相关概念的发展历程,并从生态系统生态学角度深入剖析了这些概念内涵,进一步提出了基于生态系统演变机理的生态系统脆弱性和适应性及突变理论框架和相应的计算方法,以期推动生态系统脆弱性、适应性与突变理论深入发展。
    全球变化影响下的生态系统风险的相关理论及联系
    侯国龙, 胡中民
    2022, 33(3):  629-637.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.022
    摘要 ( 0 )   PDF (2039KB) ( 0 )  
    全球变化深刻影响着全球生态系统,全球变化胁迫超过一定程度则会导致生态系统恢复力下降,极端事件频发,从而使生态系统服务功能退化甚至丧失。量化全球变化的风险,进而制定恰当的人为适应策略是目前应对全球变化的重要途径。全球变化可能降低生态系统的恢复力,从而导致生态系统脆弱性升高,引发生态系统退化风险。目前,相关研究多依托基于星球边界理论的安全运行空间评估方法来量化生态系统退化的风险。厘清生态系统恢复力、脆弱性、星球边界、安全运行空间等概念和它们之间的关系是应对全球变化风险的重要前提。本文通过总结生态系统脆弱性相关理论,将生态系统恢复力与脆弱性、全球变化风险、人为适应等相关概念结合起来,提出了基于生态系统脆弱性的全球变化影响与人为适应的概念框架。并基于该框架的逻辑关系,阐述了全球变化干扰对生态系统脆弱性的影响特征与机制,生态系统退化风险的评估理论与方法,如何采取人为适应措施缓解全球变化风险,以期为应对全球变化风险提供思路。
    生态脆弱区生态系统状态演变分析的若干数学方法
    孙国栋, 曾晓东, 崔明
    2022, 33(3):  638-647.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.026
    摘要 ( 0 )   PDF (1951KB) ( 0 )  
    生态脆弱区往往存在多个生态系统(草原、荒漠和灌木等)共存的现象。由于外部环境和人类活动等因素的影响,生态脆弱区会发生从一种生态系统转变为另一种生态系统的现象,即突变现象。分析生态脆弱区多生态系统共存情况下生态系统的稳定性对了解生态脆弱区生态系统的变化具有重要意义。本文回顾了目前能够描述生态脆弱区多生态系统的动力系统及其稳定性判别的若干数学方法。基于微分方程的动力系统不仅能够描述均一和非均一的生态系统,而且能够描述林、草和荒漠等多生态系统共存的状态。判别生态脆弱区生态系统稳定性的方法包含3类:第一类是代表人类活动等因素变化的初值扰动引起的生态系统稳定性的分析方法;第二类是代表环境因子(例如降水和温度)等因素变化的模式扰动引起的生态系统稳定性的分析方法;第三类是由初值扰动和模式扰动共同作用引起的生态系统稳定性的分析方法。最后,介绍了应用上述方法分析生态脆弱区多生态系统的稳定性。这些数学理论方法不仅有助于我们了解生态脆弱区生态系统的稳定性,而且也可为生态脆弱区生态系统的突变、预估和管理提供理论指导。
    全球变化联网控制实验的创新性设计:以我国草地生态系统水热要素联网控制实验为例
    朱军涛, 牛犇, 宗宁, 赵博, 郑周涛, 赵广, 庾强, 王常慧, 张扬建
    2022, 33(3):  648-654.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.023
    摘要 ( 0 )   PDF (1446KB) ( 0 )  
    全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提。联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段。科学的顶层设计有利于实现联网数据间融合、比对以及分析,进而支撑普适性生态学理论的发展。本文从全球变化联网控制实验的研究进展、发展需求、创新性设计及研究展望等几方面,综合阐述未来全球变化联网控制实验设计的理论基础、方法学原理以及全新的实验网络设计理念,并以我国草地生态系统为例,以空间基准点理念(水热均值点)为突破口,提出了我国草地生态系统联网实验创新设计技术体系,以期推动未来区域和全球尺度控制实验的联网研究发展。
    草地植物物种多样性测度方法及发展趋势
    孙义, 秦彧, 魏天锋, 常丽, 张仁平, 刘志有, 吕燕燕, 宜树华
    2022, 33(3):  655-663.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.010
    摘要 ( 0 )   PDF (1551KB) ( 0 )  
    植物物种多样性是维持陆地生态系统多功能性和稳定性的关键要素之一。本文梳理了传统草地植物物种多样性的测度方法,结合无人机技术介绍了目前应用于草地植物物种多样性测度的新理念和新方法。传统的草地植物物种多样性测度方法依赖地面观测,需要投入大量的人力、物力且耗时,仅适合小范围的观测;卫星遥感方法受制于分辨率,难以直接对群落结构复杂、植株矮小的草地植物进行物种识别和测度,更多的是通过反演和生境模拟进行推导。无人机技术因时空分辨率高、机动灵活、成本低廉而被视为搭建传统地面调查和遥感方法的桥梁,可能成为高精度、大尺度开展草地植物物种多样性监测的突破口。未来需要将传统方法与无人机、目标自动识别等新型技术相结合,以固定站点和无人机动态监测点为基础,结合遥感信息构建“空-天-地”一体化的观测网络。
    黑土地保护与农业可持续发展专栏
    不同秸秆还田量和氮肥配施对玉米田土壤CO2排放的影响
    武开阔, 张哲, 武志杰, 冯良山, 宫平, 白伟, 冯晨, 张丽莉
    2022, 33(3):  664-670.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.013
    摘要 ( 80 )   PDF (1091KB) ( 9 )  
    探讨不同秸秆还田量和氮肥量配施对辽西北半干旱区玉米田土壤CO2排放的影响,可为固碳减排和黑土地保护计划的实施提供理论支撑。本试验主区设置3个秸秆还田水平,分别为3000(S1)、6000(S2)和9000 kg·hm-2(S3,秸秆全量还田);副区设置3个氮肥施用水平,分别为105(N1)、210(N2,常规施氮量)和420 kg N·hm-2(N3),另设置不施氮肥不添加秸秆的对照处理(CK),共10个处理。采集定位试验4年后玉米田间土壤,通过培养试验,探究不同处理对玉米田土壤CO2排放的影响及CO2排放与土壤溶解性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明: 秸秆还田和氮肥施用均会促进玉米田土壤CO2排放,并随秸秆还田量和施氮量的增加而显著增加,其中氮肥施用是促进玉米田土壤CO2排放的最主要因素;秸秆还田与氮肥配施通过促进微生物生物量增加并加剧DOC消耗来促进玉米田土壤CO2排放;MBC和DOC含量显著刺激玉米田土壤CO2排放,且主要受两者培养前期含量的影响。从保障秸秆还田培肥地力同时减少CO2排放的角度考虑,210 kg N·hm-2常规施氮量与6000 kg·hm-2秸秆还田配合施用(N2S2)是本试验条件下辽西北半干旱区最有潜力的田间施肥模式。
    长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响
    徐欣, 王笑影, 鲍雪莲, 王影, 刘亚军, 霍海南, 何红波, 解宏图
    2022, 33(3):  671-676.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.015
    摘要 ( 97 )   PDF (1506KB) ( 23 )  
    阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑。本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33%秸秆覆盖(NT33)、免耕67%秸秆覆盖(NT67)和免耕100%秸秆覆盖(NT100)下2013—2019年玉米产量的年际变化、变异系数和稳定性指数。结果表明: 与传统垄作相比,长期免耕秸秆覆盖处理可提高玉米产量,其中,NT100处理增幅最明显,为11.4%,其次为NT67和NT0处理,增幅分别为11.0%和10.4%,可见玉米产量并不随秸秆覆盖量的增加而线性增加;多年免耕不同秸秆覆盖量处理玉米产量的变异系数表现为NT67<RT<NT100<NT33<NT0,产量可持续性指数表现为NT67>NT0>NT100>RT>NT33,说明NT67处理较传统垄作可明显减少玉米产量的年际波动,具有较好的产量可持续性;免耕秸秆覆盖明显提高了土壤全碳、全氮含量,且两者与玉米产量呈极显著正相关。综上,与传统垄作相比,免耕秸秆覆盖可以增加玉米产量,并能提升土壤碳、氮含量,适当的秸秆覆盖量(NT67处理)具有提高玉米产量稳定性和可持续性的潜力。
    化肥减量配施腐植酸生物肥对土壤生物学性质和玉米干物质量的影响
    孙海燕, 孙义卓, 周娈, 杜丹凤, 郭伟
    2022, 33(3):  677-684.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.014
    摘要 ( 79 )   PDF (2548KB) ( 4 )  
    降低化肥施用量、提高肥料利用率是稳定粮食产量、缓解黑土退化的有效途径。本研究以玉米为对象,采用2年室内盆栽试验,设置化肥减量配施腐植酸生物肥4个处理[T0:不施肥;T1:常规化肥用量;T2:化肥减量15%配施腐植酸生物肥(400 kg·hm-2);T3:化肥减量30%配施腐植酸生物肥(600 kg·hm-2)],研究腐植酸生物肥对土壤微生物数量、酶活性和养分含量的影响,以明确退化黑土对腐植酸生物肥的响应,为黑土土壤保护提供参考。结果表明: 与单施化肥相比,腐植酸生物肥的施用显著增加了土壤细菌和真菌数量,菌群数量随着腐植酸生物肥用量的增加而增加。与T1处理相比,T2处理可显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,玉米抽雄期以后脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别显著增加了11.4%~21.6%、34.9%~46.7%和6.5%~13.4%。T2、T3处理土壤碱解氮含量较T1处理升高了8.2%~18.1%,保障了抽雄期后土壤的供氮能力;土壤有效磷和速效钾含量分别较T1处理显著增加了17.1%~121.0%和9.6%~57.3%,随着腐植酸生物肥用量的增加,土壤磷素和钾素活化效果更显著。与T1处理相比,T2、T3处理玉米单株干物质量显著增加。可见,施用腐植酸生物肥增加了土壤细菌和真菌的数量,提高了过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性和土壤养分含量,增加了玉米单株干物质量。本试验条件下常规化肥减量15%配施400 kg·hm-2腐植酸生物肥是黑土玉米生产最适宜的养分管理策略。
    典型黑土区侵蚀-沉积对土壤微生物数量空间分布的影响
    莫帅豪, 郑粉莉, 冯志珍, 易祎
    2022, 33(3):  685-693.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.012
    摘要 ( 62 )   PDF (1658KB) ( 7 )  
    研究土壤微生物群落对土壤侵蚀-沉积的响应可为农业生态系统功能提升提供重要指导。选择黑龙江省典型薄层黑土区宾县宾州河流域为研究区,分析土壤微生物数量的空间分布特征,并结合137Cs示踪方法估算土壤侵蚀模数,进一步分析坡面和流域尺度土壤侵蚀-沉积对土壤微生物数量的影响。结果表明:季节变化对土壤微生物数量的影响非常明显,夏季土壤微生物数量显著高于秋季;其中,土壤细菌数量对季节变化反应最敏感,其在夏季坡面不同部位和流域不同位置较秋季分别增加1.4~2.6倍和1.4~2.2倍。土壤侵蚀强度的空间分布对土壤微生物群落空间分布有重要影响。土壤细菌数量在坡下部沉积区和流域下游轻度侵蚀区所占比例最高,分别为84.4%和85.4%。除土壤真菌数量外,土壤微生物数量、细菌和放线菌数量均与土壤侵蚀模数有显著负向线性关系,相关系数分别为-0.595、-0.554和-0.291。坡面和流域尺度土壤侵蚀-沉积使土壤理化性质产生空间差异,进而对土壤微生物群落数量的空间分布产生影响。
    基于地学信息图谱的东北黑土区种植模式分析
    杜国明, 张瑞, 于凤荣
    2022, 33(3):  694-702.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.017
    摘要 ( 62 )   PDF (2260KB) ( 4 )  
    不同种植模式具有不同的经济学和生态学意义,因地制宜确立合理的种植模式是保护黑土地的重要措施。目前,对东北黑土区的种植模式类型及其空间格局尚缺乏系统的认识。本研究基于东北黑土区2017—2019年作物分类数据,应用地学信息图谱理论和方法构建种植模式图谱,以揭示黑土区种植模式类型及其空间格局,并在此基础上使用分布指数模型和双变量空间自相关方法分析了种植模式的分布规律。结果表明: 1) 东北黑土区种植模式主要有玉米连作、水稻连作、大豆连作和米(玉米)豆(大豆)轮作,面积占比分别为38.3%、18.5%、10.3%、26.0%。其中,米豆轮作又包括米豆两年轮作、米米豆三年轮作、豆豆米三年轮作,分别占轮作面积的44.1%、34.5%、21.4%;2) 各类种植模式的水平地带性分异规律显著。其中,玉米连作在温度和湿度上的梯度分异特征均非常明显,水稻连作仅在湿度上的梯度分异特征非常明显,大豆连作和米豆轮作在温度和湿度上的梯度分异特征均不明显;3) 各类种植模式的空间集聚特征显著,种植模式间存在“大豆连作→豆豆米三年轮作→米豆两年轮作→米米豆三年轮作→玉米连作”的空间过渡特征。东北黑土区种植模式以连作为主,其分布规律可为今后轮作空间优化提供依据。
    基于SIMWE模型的典型水土保持措施侵蚀阻控路径分析——以通双小流域为例
    陈祖明, 王彬
    2022, 33(3):  703-710.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.016
    摘要 ( 73 )   PDF (3673KB) ( 5 )  
    针对东北黑土区长缓坡地形条件下坡面产汇流集中易加剧土壤侵蚀的问题,本研究基于GIS和SIMWE(SIMulated Water Erosion)模型,引入连通性指数和水深空间分布作为水文连通性与径流路径的衡量指标。通过量化不同典型水土保持措施对土壤入渗速率和地表曼宁糙率的影响,构建梯田数字高程模型(DEM)模拟表征地表微地形变化,以水文连通性和径流路径的空间响应为依据,分析不同典型水土保持措施的侵蚀阻控能力。结果表明: 1) 梯田措施能够有效降低坡面水文连通性并阻控径流路径;不同田坎形态下,水文连通性与径流路径的响应存在明显差异,径流路径的变化将改变坡面侵蚀-沉积空间分布特征,并导致局部侵蚀加剧;2) 植物缓冲带与等高耕作等措施对坡面径流路径的阻控作用有限,植物缓冲带措施的水土保持效益更多体现在对泥沙输移的调控上;3) 保护性耕作措施通过增大地表粗糙度,降低坡面水文连通性,从而改善坡面滞蓄径流的能力。本研究通过量化不同水土保持措施对水文连通性、径流路径及侵蚀-沉积空间分布的影响,可为黑土区水土保持措施优化配置提供理论参考。
    研究论文
    沈阳市区不同环境下银杏水力特征和非结构性碳水化合物含量
    郑悦, 王爱英, 苏立新, 郭晶晶, 段春旸, 殷笑寒, 龚雪伟, 郝广友
    2022, 33(3):  711-719.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.006
    摘要 ( 93 )   PDF (3075KB) ( 17 )  
    银杏为重要的城市绿化树种,但在城市环境中常出现生长不良和受害的现象,作为行道树时该树种衰退死亡现象尤为多发,相关生理机制还有待深入研究。本研究选取生长在沈阳市区行道和公园两个不同生境的银杏,对其受胁迫伤害程度、水力功能性状及非结构性碳水化合物含量(NSC)等进行了对比分析。结果表明: 行道银杏枝条及叶片相比公园中的银杏受害程度更严重,但两种生境下生长的银杏枝条都表现出较低的栓塞程度,且导水率脆弱性曲线无显著差异,平均P50均低于-2.8 MPa。行道银杏表现出比公园银杏显著降低的叶面积比导率、管胞直径、水力学直径、枝条可溶性糖和NSC含量等。水力失败不是行道银杏受害的直接原因,但该环境中生长的银杏枝条具有更小的管胞直径和较低的胡伯尔值,限制了整枝水平上的水分运输和光合碳同化能力。行道条件下银杏树为了应对更严重的干热等胁迫很可能需投入更多的NSC用于修复伤害,从而进一步导致该条件下枝条NSC含量降低,使得该条件下银杏树木碳失衡风险增加。在相同生境(街道或公园)下银杏的水力功能性状和NSC含量等表现出较大的样点间差异,反映出城市环境较大的异质性。
    荒漠草原优势种群油蒿空间分布格局对封育恢复的响应
    刘建康, 冯湘, 张克斌, 刘淑琴, 刘新月
    2022, 33(3):  720-726.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.005
    摘要 ( 64 )   PDF (1257KB) ( 4 )  
    灌木对维持草原生物多样性、稳定性及生态服务功能等具有重要作用,探究封育措施对优势灌木种群的影响,可为草原恢复和抚育管理提供科学指导。本研究对荒漠草原4个封育时间(封育0、5、15、25年)的优势种群油蒿个体特征及种群空间分布格局进行研究。结果表明: 油蒿种群密度随着封育时间延长先增加后降低,封育15年时最高,为未封育样地的3.7倍;冠幅和投影面积变化趋势与密度正好相反,封育15年后分别减少了31.7%和52.3%;封育5年后个体高度减小了25.3%,之后逐步增加;半方差函数分析表明,各样地油蒿种群分布均符合高斯模型,封育初期种群空间异质性逐渐降低,封育15年后又有所增加。各样地结构比均高于0.75,而块金值相对较小,表明油蒿种群空间自相关性较高,空间分布格局受结构性因素影响较大,受随机性因素影响较小。油蒿种群呈斑块状和条带状空间分布,封育可降低种群小尺度空间变异程度,但封育25年后随着斑块分离,种群空间异质性及尺度依赖性又有所增强。恢复时间是影响荒漠草原优势种群生长及分布的关键因子,长期封育导致优势种群空间异质性增强,建议在封育15年后对草地进行适度人为干预。
    蒙古栎次生林的生长更新与林下植被多样性对林分密度的响应
    胡延辰, 张晓林, 韩晓义, 万小亮, 梁泰铭, 陆秀君
    2022, 33(3):  727-732.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.003
    摘要 ( 91 )   PDF (945KB) ( 6 )  
    以辽宁省抚顺市清源县蒙古栎天然次生林为对象,在2018年对6块面积为0.1 hm2的蒙古栎样地进行疏伐,并于2020年调查样地内植被的生长情况,研究疏伐后形成的600(低密度)、720(中密度)、900株·hm-2(高密度)3种密度对林木生长、林下实生苗更新与林下植被多样性的影响。结果表明: 由于疏伐后间隔年份较短,不同密度下树高、胸径无显著差异。但低密度下林冠对称指数显著高于高密度,表明树冠生长对于林分密度的响应比树干生长更迅速。中密度下实生更新苗数量最多,且相同苗高的实生苗地径显著高于其他两个密度,中密度下实生苗更新与幼苗生长都好于高、低密度。林中共有植物70种,隶属于41科67属,其中木本植物蒙古栎、胡枝子与草本植物山罗花、三叶委陵菜占优势地位。灌木层与草本层的优势度指数、均匀度指数和多样性指数在中密度下表现最佳,表明该立地条件下林分密度保持在720株·hm-2时更有助于辽东山区蒙古栎次生林的可持续发展。
    地下水埋深对幼龄梭梭功能性状的影响
    刘深思, 徐贵青, 陈图强, 米晓军, 刘燕, 马健, 李彦
    2022, 33(3):  733-741.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.025
    摘要 ( 68 )   PDF (3020KB) ( 4 )  
    地下水是干旱荒漠区潜水灌丛植物的重要水分来源,为认识地下水埋深对潜水植物功能性状的影响,利用蒸渗仪群配备的全自动补水仪设置两组地下水埋深(2 和3.5 m),测定幼龄梭梭生长季同化枝水力性状、气体交换特征和根系形态参数。结果表明: 与地下水埋深2 m相比,地下水埋深3.5 m处理幼龄梭梭黎明前同化枝水势、饱和膨压渗透势和根长比分别显著降低48.2%、41.5%、56.7%,生长季后期最大净光合速率、根体积、细根比根长和细根比根面积分别显著增加75.7%、41.0%、273.7%、67.7%,正午同化枝水势和同化枝含水量先降低后升高。在两组地下水埋深下,幼龄梭梭根系在土壤剖面的分布特征均表现为根平均直径与土壤深度呈显著正相关,而细根表面积比例与土壤深度呈显著负相关。幼龄梭梭地上同化枝水力性状与光合能力和地下根系形态指标存在协同性。在地下水埋深增加的条件下,幼龄梭梭采取降低黎明前同化枝水势和饱和膨压渗透势,增大根系直径和长度的生态策略,以增强水分缺失的耐受性和扩大水分吸收的面积来维持其生存。
    矿区不同类型生态护坡工程植物多样性对环境因子的响应
    乔欧盟, 陈璋
    2022, 33(3):  742-748.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.004
    摘要 ( 82 )   PDF (1370KB) ( 5 )  
    以太原市西山矿区岩质边坡、土质边坡、岩土混合边坡3种类型生态护坡工程为对象,采用典范对应分析(CCA)排序研究不同类型边坡环境因子与物种分布的关系,并分析土壤和地形等环境因子对植物多样性的影响。结果表明: 岩土混合边坡植被组成较为丰富(8科17属19种),以菊科、禾本科、豆科、葡萄科、唇形科、苦木科为主;物种丰富度指数、Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数均为岩土混合边坡显著高于土质边坡和岩质边坡。3种类型边坡的人工土壤养分含量均显著高于自然裸地边坡,混合边坡的总氮(1.24 g·kg-1)、有机质(21.28 g·kg-1)、速效钾(0.21 g·kg-1)平均含量均分别高于岩质边坡(1.02、15.56和0.14 g·kg-1)和土质边坡(0.80、11.65和0.15 g·kg-1)。植物多样性指数与土壤因子呈显著相关,有机质和土壤含水量是主要的限制因子,且土壤因子对植被恢复的影响大于地形因子。结构方程模型表明,土壤因子对植被恢复的影响是直接的,而地形因子如坡度会通过影响土壤水分和养分等土壤因子来间接影响植被的恢复。
    有机物添加下太岳山油松林土壤微生物元素组成的稳态分析
    夏威, 周志勇, 沈颖, 孙美佳
    2022, 33(3):  749-756.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.002
    摘要 ( 68 )   PDF (1978KB) ( 2 )  
    在山西太岳山地区,向油松林土壤中分别添加生物炭、玉米秸秆、蒙古栎叶、油松叶、木屑等5种有机物,测定各处理的土壤养分、酶及微生物生物量等指标,研究外源有机物添加下土壤酶化学计量特征及微生物元素组成的内稳性。结果表明: 添加木屑显著增加了土壤N(17.1%)、P(37.6%)含量,显著增加了微生物生物量碳(118.0%)、氮(41.0%)、磷(176.6%)。C、N、P获取酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶)活性总体上随添加有机物C/N值(生物炭<蒙古栎叶<油松叶<玉米秸秆<木屑)的增加而增加,其化学计量变化受土壤养分状态及微生物生物量的调控。酶活性相对比例及矢量特性表明,研究区微生物生长受到P的限制,且添加有机物没有缓解P的制约作用。微生物生物量碳、氮及化学计量比C∶N、C:P、N∶P属于绝对稳态型,而微生物生物量磷处于非稳态。微生物通过改变酶的分配策略保持微生物体元素及比例的相对稳定,仅有微生物生物量磷对土壤养分变化表现出不稳定性,可能因为P是研究区微生物生长的限制性元素。
    大气CO2浓度和温度升高对木荷和杉木幼苗土壤卤代烃含量的影响
    刘桂珍, 孙浩钊, 赵琳, 马方园, 陈林怡, 黄幸然, 方熊, 易志刚
    2022, 33(3):  757-764.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.001
    摘要 ( 67 )   PDF (1299KB) ( 10 )  
    大气CO2浓度增加和温度升高引起的全球变化对土壤生态系统的生物地球化学过程产生了重要影响。挥发性卤代烃(VOXs)的合成与释放是土壤参与全球物质循环与能量流动的重要途径。本研究以南亚热带乔木幼苗木荷和杉木为对象,设置对照(CK)、CO2浓度升高(EC)、增温(ET)以及两者同时升高(EC+ET)4个处理,运用开顶箱及吹扫捕集-气质联用仪分析大气CO2浓度增加和温度升高对土壤VOXs的影响。结果表明: 木荷幼苗土壤VOXs含量高于杉木,分别为0.065~0.252和0.038~0.136 ng·g-1。EC、ET和EC+ET处理均导致木荷和杉木幼苗土壤VOXs含量降低,其中,ET处理效果最明显,下降率分别达到74.2%和72.1%,增温主要通过改变土壤水分和氮含量而影响土壤VOXs含量。不同处理木荷幼苗土壤VOXs含量下降幅度大于杉木。CK、EC、ET和EC+ET处理木荷幼苗土壤VOXs以溴二氯甲烷和四氯化碳为主,溴二氯甲烷分别占27.5%、36.7%、32.9%、32.6%,四氯化碳分别占9.0%、16.8%、22.7%、15.8%;而杉木幼苗土壤VOXs以溴二氯甲烷和二溴甲烷为主,其中,溴二氯甲烷分别占31.9%、38.2%、40.9%和37.2%,二溴甲烷含量分别占17.9%、16.5%、19.2%和16.0%。模拟大气CO2浓度增加和温度升高复合因子的研究,有利于更全面反映全球气候变化的生态效应,可为完善挥发性有机化合物(VOCs)通量模型提供数据支持。
    柴达木盆地尕海湖区白刺灌丛沙堆剖面土壤养分的分布和富集特征
    王湘, 焦菊英, 曹雪, 李建军, 白雷超, 孙晓晨
    2022, 33(3):  765-774.  doi:10.13287/j.1001-9332.202203.011
    摘要 ( 53 )   PDF (3107KB) ( 6 )  
    白刺沙堆作为柴达木沙漠地区一种特殊的生物地貌景观,在固定流沙、改良土壤和维持区域生态环境稳定等方面发挥着极为重要的作用。本研究以柴达木盆地尕海湖区的白刺沙堆为对象,选取了盖度分别约15%、25%、45%和60%的白刺沙堆分析其剖面及堆间地的土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量,探究白刺灌丛沙堆土壤养分垂直分布规律和富集特征。结果表明: 研究区SOM、TN、TP、TK、AN、AP、AK含量在4个沙堆中变化范围分别为1.67~10.22 g·kg-1、0.05~0.42 g·kg-1、0.31~0.54 g·kg-1、15.87~18.84 g·kg-1、2.26~11.68 mg·kg-1、0.80~15.00 mg·kg-1、45~161 mg·kg-1。垂直方向上,在盖度15%的白刺沙堆中,除TP无明显变化外,其余土壤养分指标均随土层深度的增加呈先减少后增加再减少趋势;在盖度25%、45%和60%的白刺沙堆中,SOM、TN、AN、TP、AP均表现为随土层深度的增加整体呈减少趋势,而TK、AK随土层变化不明显。在沙堆地平面以上,除TP未表现出富集效应外,SOM、TN、TK、AN、AP、AK均有富集,且基本在表层富集程度最大,其中AN富集率达5.19;在沙堆地平面以下,TN、TK、AN、AK、AP也均表现出富集效应。Pearson相关性分析和逐步回归分析表明,SOM、TN、AN、TP、AP、TK、AK均与土壤含水量呈显著正相关,与海拔呈极显著负相关;其中除TP外,其余养分指标均主要受海拔的影响。综上,白刺沙堆剖面土壤养分含量在表层最高,其富集效应不仅体现在沙堆内部,在沙堆地平面以下也有所体现。本研究结果可为柴达木盆地地区白刺沙堆科学利用和环境保护提供参考。
    基于APSIM模型的旱地春小麦产量对施氮量和施氮深度的响应模拟
    尹嘉德, 张俊英, 侯慧芝, 张绪成, 马明生, 郭宏娟, 方彦杰, 雷康宁
    2022, 33(3):  775-783.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.029
    摘要 ( 56 )   PDF (2361KB) ( 10 )  
    氮是限制黄土高原旱农区作物水分生产潜力提升的重要因素,而氮肥适度深施是旱地作物提效增产的有效措施。本研究利用甘肃省陇中地区1990—2020年气象观测数据,基于APSIM模型模拟了不同施氮量和施氮深度的春小麦产量,以期为优化陇中旱农区小麦施肥策略提供理论依据。结果表明: 模型模拟的春小麦产量、生物量和生育期0~200 cm土层土壤水分含量的相关性决定系数在0.8以上,归一化均方根误差均小于0.2,模型有效性检验高于0.5,表明APSIM模型在研究区域具有较好的适用性和模拟精度。在试验设计水平范围内,不同降水年型增加施氮量均能显著提高春小麦产量;增加施氮深度,可显著提高丰水年和平水年春小麦产量,对干旱年没有影响;施氮量和施氮深度对丰水年和平水年春小麦产量有显著交互效应,对干旱年没有影响。根据二元二次回归拟合方程可知,丰水年获得潜在最高产量(2749 kg·hm-2)时,施氮深度为22.7 cm、施氮量为245 kg·hm-2;平水年获得潜在最高产量(2596 kg·hm-2)时,施氮深度为20.6 cm、施氮量为235 kg·hm-2。综合考虑春小麦产量、生物量、氮肥农学利用效率和实际习惯施肥量,本研究推荐施氮深度为20~23 cm、施氮量为120~150 kg·hm-2,可进一步提升陇中春小麦水分生产力和氮肥利用效率。
    日光温室黄瓜长期连作自毒物质累积与土壤肥力因子的关系
    王爽, 郑世伟, 李笑, 张一迪, 吴桐, 富宏丹, 孙周平
    2022, 33(3):  784-792.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.030
    摘要 ( 60 )   PDF (2420KB) ( 1 )  
    以日光温室连作第2、6、10、14、18、20、24、26茬次的黄瓜根际土壤为研究材料,研究了长期连作对黄瓜根际土壤酚酸类物质的影响及其与土壤化学性质、酶活性、微生物活性的关系。结果表明: 随着连作茬次的增加,酚酸类物质含量显著增加,且茬次间的总酚增长量在连作前期(0~2茬)和后期(20~26茬)显著高于连作中期(10~14茬);土壤中养分含量富集,蔗糖酶活性和微生物活性降低。冗余分析结果表明,有机质、全磷、全氮、碱解氮、微生物生物量碳和微生物代谢熵是与酚酸物质累积相关的主要土壤肥力因子。结构方程模型分析发现,土壤中磷富集会直接导致酚酸物质的累积,氮富集通过影响微生物活性间接促进酚酸物质的累积。因此,生产中合理施用氮磷肥能减少酚酸物质累积,减缓黄瓜连作障碍。
    玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响
    王顶, 伊文博, 李欢, 陈林康, 赵平, 龙光强
    2022, 33(3):  793-800.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.038
    摘要 ( 85 )   PDF (2152KB) ( 9 )  
    微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用。本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N0,0 kg·hm-2;N125,125 kg·hm-2;N250,250 kg·hm-2;N375,375 kg·hm-2),采用Biolog-Eco微平板法,分析了间作与施氮量对土壤微生物代谢活性、多样性和6类碳源利用率的影响。结果表明: 施氮处理显著提高了间作和单作土壤的平均颜色变化率(AWCD)值、Simpson 指数和Shannon指数,并在N250处理时达到最大值。施氮提高了微生物对氨基酸、胺类和酚类碳源的利用率,但降低了对聚合物的利用。与同一氮水平的单作相比,间作提高了微生物的AWCD值、Simpson 指数和Shannon指数,并在N250处理下间作优势最大。间作和施氮均显著影响了6类碳源的代谢活性,且间作提高了微生物对氨基酸和碳水化合物类不稳定碳源的利用率。冗余分析和线性回归分析显示,土壤温度、含水率和土壤有机碳含量的升高是导致AWCD值增加的主要环境因素。因此,间作后土壤理化性状的改变是导致施氮调控下微生物代谢活性增强的主要原因。
    基于标准化土壤湿度指数的滦河流域农业干旱评价
    杨文静, 李建柱, 冯平
    2022, 33(3):  801-807.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.019
    摘要 ( 72 )   PDF (1876KB) ( 7 )  
    干旱是造成农业生产损失的主要灾害之一,及时、准确地监测农业干旱对于降低作物生产损失具有重要意义。本研究基于土壤含水量历史时间序列数据构建了标准化土壤湿度指数,分析了滦河流域2002—2019年干旱时空分布变化规律,并对农业干旱进行定量评价。结果表明: 研究期间,滦河流域内大部分栅格单元土壤含水量在时间上以正态分布为主,少部分栅格单元为广义极值分布。各栅格单元在时间上的旱涝变化具有良好的一致性,即呈现一致的变旱或变涝,且流域中部旱涝变化相对显著,农业干旱总体呈减轻趋势。滦河流域农业干旱严重程度的空间分布不明显,其中,流域中部和西北部各干旱特征值(干旱发生频率、干旱历时及干旱烈度)较高,东南部较低。本研究结果可为滦河流域农业干旱预测和防旱减灾措施的制定提供参考依据。
    模拟昆虫取食对牛膝菊防御特征的影响
    周颖, 刘杰, 闫晓慧, 胡世俊
    2022, 33(3):  808-812.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.036
    摘要 ( 58 )   PDF (717KB) ( 1 )  
    为了解入侵植物牛膝菊的入侵机理,研究其应对昆虫取食的响应,在开花前喷洒不同浓度(5、10、20 mmol·L-1)的茉莉酸甲酯(MeJA)来模拟不同程度的昆虫取食,试验结束时测定其株高、叶片数、花序数、生物量、比叶面积、叶上表皮毛密度,以及叶和花序中的缩合单宁、总酚、黄酮含量。结果表明: 5 mmol·L-1MeJA处理下牛膝菊生长繁殖指标(株高、叶片数、花序数、生物量)与对照差异不显著,10 mmol·L-1MeJA处理下其生长繁殖指标达到最大值,除株高外均显著高于对照;20 mmol·L-1MeJA处理下各生长繁殖指标开始下降。比叶面积随MeJA处理浓度的增加而减小,叶上表皮毛密度随MeJA处理浓度的增加而增加,均与对照差异显著;5 mmol·L-1MeJA处理下牛膝菊叶黄酮、总酚、缩合单宁含量与对照均无显著差异;叶、花序中的黄酮、总酚、缩合单宁含量在10 mmol·L-1MeJA处理组达到最大值,花序的黄酮、总酚含量高于叶,缩合单宁则相反;20 mmol·L-1MeJA处理下各防御物质含量开始下降。研究表明,牛膝菊可以耐受一定程度的昆虫取食,能采用补偿生长、物理防御、化学防御多种手段来调整防御策略,促进其成功入侵。
    种植黄连和重楼对小型土壤节肢动物群落的影响
    侯春雨, 魏雪, 吴鹏飞
    2022, 33(3):  813-820.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.035
    摘要 ( 56 )   PDF (984KB) ( 10 )  
    为了掌握中药材种植对土壤动物群落的影响,于2020年7月对成都市彭州境内种植期为3年和5年的黄连和重楼样地的小型土壤节肢动物进行了调查。共分离到小型土壤节肢动物526只,隶属于4纲17目69科98类或属,优势类群为等节跳属、平懒甲螨属、符跳属和副跳属。小型土壤节肢动物群落组成结构在不同中药材样地间差异明显,影响群落组成结构的主要是原等跳属、奥斯甲螨属和表刻螨科。黄连样地小型土壤节肢动物总类群数多于重楼样地,但两者间的小型土壤节肢动物群落平均密度及多样性指数差异均不显著。随种植年限增加,黄连样地小型土壤节肢动物群落密度显著下降,重楼样地的Shannon多样性则显著增加。冗余分析结果表明: 土壤碱解氮、pH、全钾、速效钾是影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要因子。研究发现,种植不同中药材对小型土壤节肢动物群落的影响存在差异,建议把黄连和重楼间作以维持土壤动物群落多样性稳定,促进其生态功能正常发挥。
    黄河流域鱼类食性同资源种团的时空变化
    王雨竹, 潘保柱, 巩政, 李典宝, 蒋小明, 陈越, 李可
    2022, 33(3):  821-828.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.037
    摘要 ( 97 )   PDF (1496KB) ( 7 )  
    鱼类资源保护是黄河流域生态保护和高质量发展的重要环节。通过历史资料整理和野外调查发现,1960—2019年,黄河流域共分布鱼类16目35科201种。其中,鲤形目物种数最多,占比60.7%;鲈形目次之,占比10.0%。1960—1980年分布鱼类15目28科182种;1980—2019年分布鱼类10目23科112种。源区、中游和下游鱼类物种总数显著降低,上游河段略有升高。两个时期间源区、上游、中游和下游的鱼类物种相似度指数分别为34.2%、46.0%、42.4%和35.7%。依据鱼类摄食偏好将黄河鱼类划分为8个食性同资源种团:着生藻类食性、草食性、浮游植物食性、浮游动物食性、杂食性、水生昆虫食性、软体动物食性和鱼食性。相较1960—1980年,1980—2019年间黄河流域水生昆虫食性鱼类占比显著降低;着生藻类食性、草食性、浮游植物食性、杂食性和鱼食性鱼类占比显著升高。1960—1980年,水生昆虫食性鱼类在源区和上游占比较高,于海拔2000~3000 m的河段开始沿河流连续统降低;而鱼食性鱼类在源区和上游占比较低,于海拔2000~3000 m的河段开始沿河流连续统升高。1980—2019年,水生昆虫食性鱼类占比自源区沿河流连续统呈线性降低趋势;鱼食性鱼类占比自源区至中游升高,在下游降低。梯级水电开发、水质污染、流量不足、酷鱼滥捕和外来鱼类入侵是造成黄河鱼类食性同资源种团时空变化的重要因素。
    基于Ecopath模型的三门湾生态系统结构与功能
    孔业富, 尹成杰, 王林龙, 刘杨, 林黎, 康斌
    2022, 33(3):  829-836.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.034
    摘要 ( 59 )   PDF (1346KB) ( 5 )  
    生态系统的结构决定生态系统的物质循环、能量流动和系统功能。本研究采用Ecopath模型,根据2017—2018年中国东海三门湾海洋生态实地调查数据,构建了三门湾生态系统的生态通道模型,描述了三门湾生态系统的能流结构,分析了其功能特征。结果显示: 三门湾生态系统营养级范围在1~3.80,能流渠道主要表现为牧食食物链,系统能流结构主要集中在前5个等级,系统平均能量传递效率为13.0%,系统初级生产者的能量传递效率为12.8%,系统碎屑的能量转换效率为14.5%。系统连接指数与系统杂食性指数分别为0.40和0.24,Finn循环指数为0.40,系统的Finn平均路径长度为2.06,总初级生产量与总呼吸量之比为13.59,表明当前三门湾生态系统处于不成熟阶段。本研究有助于理解中国近海港湾生态系统的结构特征和功能特点。
    种间作用对物种分布模拟的影响及建模方法
    王彦阁, 张博冉, 赵瑞
    2022, 33(3):  837-843.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.024
    摘要 ( 85 )   PDF (449KB) ( 8 )  
    物种分布模型(SDMs)通过量化物种分布和环境变量之间的关系,并将其外推到未知的景观单元,模拟、预测地理空间中生物的潜在分布,是生态学、生物地理学、保护生物学等研究领域的重要工具。然而,目前物种分布模型主要采用非生物因素作为预测变量,由于数据量化和建模表达困难,生物因素特别是种间作用在物种分布模型中常被忽略,将种间作用纳入物种分布模型被认为是当前物种分布建模面临的主要挑战。鉴于此,本文综述了种间作用对物种分布模拟的影响,明确了种间作用纳入物种分布模型的必要性,总结了目前物种分布模型纳入种间作用的4种主要途径及其优缺点,并论述了纳入种间作用的物种分布模型的未来发展方向。研究认为,将种间作用纳入物种分布模型的首要条件是要确保物种分布模拟的空间尺度和种间作用发生的空间尺度一致,且训练数据应涵盖较大的环境异质空间以确保种间作用在异质生境中的多样性;为了消除多重共线性对物种分布模型预测的影响,所有的非生物、生物因素都应充分考虑且准确量化;同时指出,描述种群/群落动态是将种间作用纳入物种分布模型的重要发展方向。
    综合评述
    组蛋白修饰调控植物对胁迫的记忆与警备抗性的研究进展
    郑月琴, 王琼丽, 陈道钳, 陈冬梅, 曾任森, 宋圆圆
    2022, 33(3):  844-854.  doi:10.13287/j.1001-9332.202202.039
    摘要 ( 64 )   PDF (854KB) ( 6 )  
    植物扎根土壤,面对不利的环境胁迫无法逃避。然而,植物已经进化出对环境胁迫的记忆(stress memory)与警备抗性(或防御警备defense priming)等机制适应环境。环境胁迫在短时间内无法改变植物的DNA碱基序列,因此表观遗传被认为是植物对环境胁迫产生记忆和产生防御警备的主要机制,而组蛋白修饰被认为是最重要的机制,为胁迫记忆提供了可能。本文综述了非生物和生物胁迫下植物分别以胁迫记忆和防御警备机制为主导的组蛋白修饰参与抵御不良环境的最新进展,并提出该研究领域存在的问题和今后研究的重点与方向。深入探究组蛋白修饰与植物适应环境胁迫的关系,可为提高植物抗性、植物表型塑造、器官再生和作物改良等方面提供理论和技术指导。
    轮虫生态毒理学测试指标的敏感性研究进展
    张根, 陈宝锐
    2022, 33(3):  855-864.  doi:10.13287/j.1001-9332.202206.028
    摘要 ( 67 )   PDF (579KB) ( 4 )  
    随着工业化的发展,人类活动对环境造成了严重污染。轮虫是常用于污染物毒性检测的模式生物之一。针对不同类型的污染物,轮虫各生态毒理学指标的敏感性不尽相同。因此,本文归纳了现有的轮虫生态毒理学测试指标,综述了各生态毒理学检测指标对不同污染物的敏感性:轮虫的生命表统计学参数和生理生化指标对重金属污染通常更敏感;在检测持久性有机污染物时,有性繁殖指标通常比无性繁殖指标更敏感;部分研究表明,相较于生命表和种群增长实验,轮虫游泳速度对多种类型的污染物表现出了更高的敏感性,建议纳入轮虫生态毒理学研究中,作为选测指标。这些结果将为后续轮虫生态毒理学研究提供指导。