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2023年 第34卷 第5期    刊出日期：2023-05-15

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第34卷第5期目录

2023, 34(5):  0-0. 

摘要 ( 178 )   PDF (16403KB) ( 325 )  

亚热带常绿阔叶林62种木本植物凋落叶碳氮磷化学计量特征

李澳归, 蔡世锋, 罗素珍, 王小红, 曹丽荣, 王雪, 林成芳, 陈光水

2023, 34(5):  1153-1160.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.005

摘要 ( 532 )   PDF (2137KB) ( 693 )  

为揭示亚热带常绿阔叶林凋落叶碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征,本研究测定了福建省三明格氏栲自然保护区天然林内62种主要木本植物凋落叶C、N和P含量,分析叶习性(常绿、落叶)、生活型(乔木、小乔木或灌木)以及主要科之间凋落叶化学计量的差异,通过Blomberg's K衡量系统发育信号,分析了科水平分化时间与凋落叶化学计量之间的相关性。结果表明: 62种木本植物凋落物C、N、P含量分别为405.97～512.16、4.45～27.11和0.21～2.53 g·kg^-1,C/N、C/P和N/P分别为18.6～106.2、195.9～2146.8和3.5～68.9。常绿树种凋落叶P含量显著低于落叶树种,C/P和N/P显著高于落叶树种,二者之间的C、N含量和C/N无显著差异;乔木与小乔木或灌木之间的化学计量均无显著性差异。系统发育对凋落叶C、N含量和C/N有显著影响,对P含量、C/P和N/P无显著影响。科水平分化时间与N含量呈显著负相关,与C/N呈显著正相关。壳斗科凋落叶倾向于高C、N含量、C/P和N/P,低P含量和C/N;无患子科则表现出相反的趋势。与全球尺度相比,亚热带地区凋落物具有高C、N含量和N/P,以及低P含量、C/N和C/P的特征;受系统发育的影响,进化较古老的树种凋落叶具有较低的N含量和较高的C/N;凋落叶之间的化学计量差异不受生活型的影响;不同叶习性树种之间的P含量、C/P和N/P差异显著,但整体表现出一定的趋同效应。

江西官山亚热带森林近地表和土壤温度的海拔梯度变化及其季节动态

王芳, 卢尧舜, 张昭臣, 陈琳, 杨永川, 张宏伟, 王潇然, 舒丽, 商晓凡, 刘鹏程, 杨清培, 张健

2023, 34(5):  1161-1168.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.019

摘要 ( 318 )   PDF (2233KB) ( 350 )  

温度直减率作为反映温度沿海拔变化程度的参数,是研究山地生态系统众多生态过程的重要指标。目前大多数研究集中于流层或近地表温度,而土壤温度作为影响生物生长发育、生态系统物质循环等过程的重要因子,其垂直变化研究比较缺乏。本研究基于江西官山国家级自然保护区300～1300 m海拔范围内的12个亚热带森林样点2018年9月—2021年8月林下近地表(地上15 cm)和土壤温度(地下8 cm)数据,利用线性回归模型计算近地表和土壤的均温、最高温、最低温直减率和积温递减率,并分析其季节动态。结果表明: 研究区近地表年均温、最高温、最低温的直减率分别为0.38、0.31、0.51 ℃·(100 m)^-1,三者差异较大,而土壤的三者变化较小,分别为0.40、0.38、0.42 ℃·(100 m)^-1;除最低温直减率,近地表和土壤的温度直减率均无显著季节差异。近地表最低温直减率在春、冬季节较大,而土壤最低温直减率在春、秋季节较大;近地表和土壤积温均与海拔呈显著负相关,≥5 ℃积温递减率分别为163和179 ℃·d·(100 m)^-1,且相同海拔的土壤≥5 ℃积温持续天数均较近地表长15 d左右。近地表和土壤温度沿海拔的变化呈现出不同的规律,与近地表温度相比,土壤较强的缓冲能力使得土壤温度及其直减率的季节差异较小。

间伐强度对华北落叶松天然更新的影响

冯泳翰, 闫珏, 郭钰, 赵怡, 董媛, 梁文俊, 魏曦, 毕华兴

2023, 34(5):  1169-1177.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.006

摘要 ( 183 )   PDF (1402KB) ( 227 )  

以山西庞泉沟自然保护区华北落叶松纯林为对象,设置5个间伐强度(5%、25%、45%、65%、85%),利用相关性分析,构建间伐强度-林下生境-天然更新的结构方程模型,分析间伐强度对华北落叶松天然更新的影响机制。结果表明: 中度间伐(45%)和强度间伐(85%)林地的更新指数明显大于其他间伐强度并且差异显著。构建的结构方程模型适配度良好,间伐强度对各因子的影响依次为:土壤碱解氮(-0.564)>更新指数(0.548)>土壤容重(-0.462)>母树平均高度(-0.348)>草本植物盖度(-0.343)>土壤有机质(0.173)>枯落物未分解层厚度(-0.146)>土壤全氮(0.110),间伐强度对更新指数有正向影响,这种影响主要通过调整母树高度、加速枯落物分解、改善土壤理化性质,间接促进华北落叶松天然更新。抚育间伐能够有效改善更新苗的生存环境,在后续森林经营中从华北落叶松天然更新的角度考虑,间伐强度选取中度间伐(45%)和强度间伐(85%)更为合理。

伏牛山南坡3种针叶树径向生长对气候变化的响应

李镇江, 于晨一, 刘升云, 闫瑞环, 黄心邓, 刘晓静, 陈志成, 王婷

2023, 34(5):  1178-1186.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.004

摘要 ( 203 )   PDF (3021KB) ( 217 )  

伏牛山地处暖温带北亚热带过渡区,多种植物交汇分布且对气候变化较为敏感,但对于不同针叶树生长对气候变化响应的异同还不完全清楚。本研究以伏牛山南坡油松、华山松和马尾松为对象,分别建立3种针叶树的胸高断面积增量(BAI)指数年表,分析其生长趋势和对气候变化的响应规律。结果表明: 油松、华山松和马尾松的径向生长有相似的变化趋势;不同BAI指数年表间较大的Gleichlufigkeit指数也表明,3种针叶树的生长变化有较强的相似性。Pearson相关分析表明,3种针叶树的径向生长对气候的响应存在一定的相似性,均与上一年12月和当年6月降水量呈显著正相关,与当年6月气温和9月降水量呈显著负相关。3种针叶树的生长对气候变化的响应还存在一定的差异性,其中,马尾松的生长与当年3月气温呈显著负相关,与当年3月降水量呈显著正相关,而华山松和马尾松的生长与当年8月平均最高温呈显著负相关。滑动相关分析表明,3种针叶树的生长与气候因子响应关系的稳定性也具有一定的相似性,3种针叶树的生长与上一年12月降水量的正相关关系均逐渐增强,而与当年9月降水量的负相关关系均逐渐增强。马尾松对气候因子的敏感性和稳定性相对较强,全球变暖背景下伏牛山南坡可能更适合其生长。

杉木林下植物氮磷重吸收对微尺度土壤养分异质性的响应

植可翔, 关欣, 李仁山, 王娇, 段萱, 陈波翰, 张伟东, 杨庆朋

2023, 34(5):  1187-1193.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.003

摘要 ( 170 )   PDF (1064KB) ( 181 )  

本研究以杉木人工林林下优势物种淡竹叶和求米草为对象,比较了2个物种间叶片养分重吸收过程的差异,分析了同一物种内养分重吸收效率与叶片和土壤养分性质之间的关系。结果表明: 杉木人工林土壤养分异质性较高,无机氮和有效磷含量的变化范围分别为8.58～65.29和2.43～15.20 mg·kg^-1。求米草群落中土壤无机氮含量为淡竹叶群落的2.4倍,但两者间土壤有效磷含量无显著差异。采用叶片重量、面积和叶片木质素含量作为测算基准,求米草的叶片氮磷重吸收效率均显著低于淡竹叶。对于淡竹叶,基于叶片重量的养分重吸收效率显著低于基于叶片面积和木质素含量的重吸收效率,而对于求米草,基于叶片面积的养分重吸收效率最低。同一物种的叶片氮磷重吸收效率与叶片氮磷含量呈显著正相关,而与土壤氮磷含量的相关性较弱,仅淡竹叶氮重吸收效率与土壤无机氮含量呈显著正相关。研究表明,杉木人工林林下不同植物间叶片养分重吸收效率差异显著,但土壤养分异质性对同一物种不同个体间的养分重吸收影响较弱,这可能归因于杉木人工林较高的土壤养分有效性以及冠层凋落物的潜在干扰。

施石灰对杉木人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响

田宁, 黄雪梅, 陈龙池, 黄苛, 陶晓

2023, 34(5):  1194-1202.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.011

摘要 ( 165 )   PDF (1564KB) ( 193 )  

我国酸沉降主要分布区域与杉木人工林主要分布区域重合,石灰添加是改良酸化土壤的有效措施。为探究酸沉降背景下施石灰对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,本研究以杉木人工林土壤为对象,在2018年6月一次性添加0、1和5 t·hm^-2的氧化钙,于2020年6月开始进行为期一年的原位土壤呼吸速率观测。结果表明: 与不施石灰相比,施石灰显著提高了土壤pH值和交换性Ca²⁺含量,不同石灰施用量之间无显著差异。杉木人工林土壤呼吸及其组分具有明显的季节差异,表现为夏季最高,冬季最低,施石灰未显著改变其季节动态特征。施石灰显著降低了土壤异养呼吸速率,提高了自养呼吸速率,最终导致施石灰对土壤呼吸无显著影响。土壤呼吸月动态变化与温度月动态变化基本保持一致,土壤呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,施石灰后土壤呼吸及自养呼吸的温度敏感性(Q₁₀)呈上升趋势,土壤异养呼吸的Q₁₀呈下降趋势。综上,施石灰提高了杉木人工林土壤自养呼吸,显著降低了土壤异养呼吸,这有利于杉木人工林土壤固碳。

青藏高原东缘松科植物叶脉性状的变异

朱荣, 杨雪, 龚浩鑫, 王志波, 陈爽, 王小春, 王瑞丽

2023, 34(5):  1203-1210.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.018

摘要 ( 162 )   PDF (1476KB) ( 119 )  

为探究松科单叶脉植物沿环境梯度的变异规律及适应策略,本研究在青藏高原东缘沿纬度梯度(26°58′—35°33′ N)获取了48个取样点内57个松科植物的叶片,包括冷杉属、落叶松属、松属和云杉属,测定叶脉密度、叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积等叶脉性状,分析叶脉性状之间的权衡及与环境变化的关系。结果表明: 叶脉密度在不同属间无显著差异,而叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积在不同属间差异显著;在不同属中,叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积之间均存在显著正相关关系,而叶脉密度与叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积之间相关关系不显著;叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积随纬度的增加而显著减小,而叶脉密度没有显著变化;年均温是影响松科植物叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积变异的主要因子,叶脉密度与环境因子的关系较弱。松科植物特殊的单叶脉结构,具有与网状脉等复杂叶脉结构不同的环境适应策略,其主要通过调整叶脉直径和单位叶片体积叶脉体积来适应外界环境的变化。

大兴安岭地区林下土壤酶活性对冻融交替的响应

王世佳, 郭亚芬, 崔晓阳

2023, 34(5):  1211-1217.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.002

摘要 ( 140 )   PDF (1468KB) ( 146 )  

以寒温带偃松林、杜鹃-白桦林、杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林4种典型林分下土壤为研究对象,采用室内冻融模拟培养方法,研究冻融循环次数(0、1、3、5、7、15次循环)对各林分不同土层脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性的影响,分析冻融过程中各林分下土壤酶活性与多元理化变量间的相关性。结果表明: 冻融对土壤脲酶活性呈先提高后抑制作用,冻融结束后其活性较未冻融均无显著变化;冻融对蔗糖酶活性呈先抑制后提高作用,冻融结束后蔗糖酶活性显著提高8.5%～40.3%;冻融对蛋白酶活性呈先提高后抑制作用,冻融结束后蛋白酶活性显著降低13.8%～68.9%。冻融结束后,杜香-落叶松林和偃松林下脲酶分别与铵态氮和含水量呈显著正相关,偃松林、杜鹃-白桦林和杜香-落叶松林下蛋白酶与无机氮化合物呈显著负相关。杜鹃-落叶松林和杜香-落叶松林下蔗糖酶与有机质呈显著正相关。

蚂蚁筑巢对热带次生林土壤N₂O排放季节动态的影响

张昆凤, 王邵军, 王平, 张路路, 樊宇翔, 解玲玲, 肖博, 王郑钧, 郭志鹏

2023, 34(5):  1218-1224.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.009

摘要 ( 127 )   PDF (1647KB) ( 108 )  

采用静态箱-气相色谱法,对西双版纳热带次生林崖豆藤群落中的蚁巢土壤N₂O排放通量的季节动态进行定位研究,分析蚂蚁筑巢引起土壤碳氮库及温湿度等土壤性质变化对N₂O排放的影响特征。结果表明: 蚂蚁筑巢显著影响热带森林土壤N₂O排放,蚁巢土壤N₂O排放通量(0.67 mg·m^-2·h^-1)显著高于非蚁巢土壤(0.48 mg·m^-2·h^-1),较非蚁巢土壤增加了40.2%;蚁巢与非蚁巢土壤N₂O排放通量具有显著的季节变化,6月分别为0.90 和0.83 mg·m^-2·h^-1,显著高于3月(分别为0.38 和0.19 mg·m^-2·h^-1);蚂蚁筑巢显著增加了土壤含水率、温度、有机碳、全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮和微生物生物量碳,相较于非蚁巢增加了7.1%～74.1%,蚁巢土壤pH相较于非蚁巢土壤降低了9.9%。结构方程结果表明,土壤氮库、碳库和温湿度均对N₂O排放通量具有显著促进作用,土壤pH则表现为显著的抑制作用;土壤氮库、碳库、温湿度和pH对N₂O排放通量变化的解释量分别为37.2%、27.7%、22.9%和9.4%。蚂蚁筑巢主要通过改变热带次生林土壤硝化与反硝化底物(硝态氮、铵态氮)、碳库含量及微生境(如温湿度)而调控N₂O排放动态。

包头市公园林下土壤外生菌根真菌的多样性与群落构建机制

王永龙, 张旋, 徐颖, 赵艳玲, 王嘉琦, 张煜佳, 杨颜慈

2023, 34(5):  1225-1234.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.007

摘要 ( 163 )   PDF (2971KB) ( 178 )  

外生菌根(EM)真菌在森林生态系统中起重要作用。然而,人们对受人类活动密切影响的城市森林公园中土壤EM真菌的多样性、群落组成及维持机制还知之甚少。本文基于Illumina高通量测序对包头市奥林匹克公园、劳动公园和阿尔丁植物园3个典型的森林公园土壤中的EM真菌群落进行研究。结果表明: 3个公园土壤EM真菌的丰富度指数大小为劳动公园(146.43±25.17)> 阿尔丁植物园(102.71±15.31)> 奥林匹克公园(68.86±6.83);红菇属、地孔菌属、丝盖伞属、棉革菌属、粘滑菇属、蜡壳耳属、鹅膏属、须腹菌属、阿太菌属和乳菇属是3个公园的优势属;3个公园间EM真菌群落组成存在显著差异,线性判别分析效应大小(LEfSe)结果表明,所有公园都具有多度差异显著的标志EM真菌;标准化随机率(NST)和基于系统发育结合的零模型推断群落构建机制(iCAMP)分析显示,城市森林土壤EM真菌群落的构建由随机性过程和确定性过程共同驱动,但随机性过程占主导地位。随机过程中的漂变、扩散限制以及确定性过程中的同质化选择是这3个城市公园林下土壤EM真菌群落构建的主要生态学过程。

亚热带树种的菌根和根外菌丝对土壤氮矿化及酶活性的影响

陈月鹏, 李石开, 安波, 朱勇, 邹汉鲁, 崔松祥, 付宏燕, 毛瑢, 张芸

2023, 34(5):  1235-1243.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.016

摘要 ( 134 )   PDF (1440KB) ( 114 )  

丛枝菌根(AM)真菌与植物共生促进土壤氮有效性,但菌根和根外菌丝对氮矿化的作用机制还不明确。本研究选择亚热带3种AM树种——杉木、木荷和枫香为对象,采用内生长芯法开展原位土壤培养试验,研究菌根(吸收根和菌丝)、菌丝(无吸收根)及对照(无吸收根和菌丝)处理下土壤理化性质、净氮矿化速率及与有机质分解相关的4种水解酶[亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和纤维素水解酶(CB)]和2种氧化酶[多酚氧化酶(POX)和过氧化物酶(PER)]活性的变化。结果表明: 菌根处理显著影响土壤总碳和pH,对氮矿化速率和所有酶活性均没有显著影响;树种显著影响净氨化速率、净氮矿化速率及NAG、βG、CB、POX和PER活性,其中杉木林的净氮矿化速率和酶活性显著高于2个阔叶树种;菌根处理和树种的交互作用对土壤理化性质、酶活性、净氮矿化速率均没有显著影响。相关性分析表明,pH与除LAP外的5个酶活性呈显著负相关,铵态氮含量、有效磷含量、βG、CB、POX和PER活性与净氮矿化速率存在显著相关性。总体来说,在一个生长季的培养周期内,3种亚热带树种根际和根外菌丝际的土壤酶活性和氮矿化速率没有显著差异。碳循环相关酶与土壤氮矿化速率密切相关,树种在凋落物质量和根系功能性状上的差异通过有机质输入及对林地环境的塑造等方式影响了土壤酶活性和氮矿化过程。

塔里木河下游胡杨木质部形成过程及其对水热因子的响应

贺清智, 叶茂, 潘晓婷, 赵凡凡, 张凯丽

2023, 34(5):  1244-1252.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.001

摘要 ( 110 )   PDF (4237KB) ( 98 )  

为深入了解水热因子对胡杨木质部形成的影响,本研究以塔里木河下游英苏断面胡杨为例,在距离塔里木河河道100 和1500 m的监测井F₂和F₁₀周围选取胡杨微树芯样本,采用木材解剖学方法,分析了胡杨木质部解剖特征及其对水热因子的响应。结果表明: 在整个生长季,两样地的胡杨木质部解剖总导管面积与导管数量动态变化趋势基本一致。胡杨导管数量随地下水埋深增加呈缓慢上升趋势,总导管面积随地下水埋深增加呈先增加后下降的趋势。胡杨木质部总导管面积、最小导管面积、平均导管面积和最大导管面积4个指标随生长季气温升高而显著增大。地下水位和气温对胡杨木质部不同生长阶段的贡献率不同。在生长季前期,气温对胡杨木质部导管数量和总导管面积影响贡献最大;在生长季中期,气温和地下水共同作用影响各导管参数;在生长季后期,地下水对导管数量和总导管面积影响贡献最大。敏感度分析得出,胡杨木质部导管数量变化的敏感地下水埋深为5.2 m,总导管面积变化的敏感地下水埋深为5.9 m;胡杨木质部总导管面积的敏感气温为22.0 ℃,平均导管面积的敏感气温为18.5 ℃。因此,影响木质部生长敏感的地下水位区间为5.2～5.9 m,敏感气温为18.5～22 ℃。本研究可以为塔里木河下游胡杨林恢复与保护提供科学依据。

煤矸石对矿区土壤特性与植物生长的影响

南益聪, 杨永刚, 王泽青, 周杨, 苏巧梅

2023, 34(5):  1253-1262.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.028

摘要 ( 174 )   PDF (3983KB) ( 147 )  

本文通过室内和室外试验,将不同含量(10%、20%、30%、40%和50%)、不同粒径(0～2、2～5、5～8和8～10 mm)的煤矸石与土壤进行复配,形成具有不同容重(1.3、1.35、1.4、1.45和1.5 g·cm^-3)的新构土壤,探究土壤重构方式对新构土壤水分、团聚体结构稳定性以及黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长特征的影响。结果表明: 土壤饱和含水量(SW)、毛管含水量(CW)和田间持水量(FC)随煤矸石含量、粒径和土壤容重增加而减小。>0.25 mm粒径土壤团聚体(R_0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随煤矸石粒径增加大体呈先增加后减少的变化趋势,在煤矸石粒径为2～5 mm达到峰值;R_0.25、MWD和GMD与煤矸石含量呈显著负相关。基于增强回归树(BRT)模型,煤矸石含量对SW、CW和FC的影响较大,对其变异贡献率分别为59.3%、67.0%和40.3%;煤矸石粒径对R_0.25、MWD和GMD的影响最大,对其变异贡献率分别为44.7%、32.3%和62.1%;煤矸石含量对黑麦草、紫苜蓿和白车轴草生长的影响较大,分别可解释其49.9%、17.4%和10.3%的变异。煤矸石含量为30%和粒径为5～8 mm的土壤重构方式下供试植物生长较好。表明煤矸石能够改变新构土壤水分和团聚体结构稳定性,矿区生态修复可优选煤矸石含量为30%和粒径为5～8 mm的土壤重构方式。

5-羟色胺在红树植物秋茄幼苗抗寒中的作用

张慧玉, 岳丹斐, 潘晓娇, 郝露露, 刘伟成, 郑春芳

2023, 34(5):  1263-1271.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.013

摘要 ( 112 )   PDF (1382KB) ( 58 )  

5-羟色胺(5-HT)不仅能参与植物的生长发育,还可以延缓衰老及应对非生物胁迫。为探明5-HT在调控红树林抗寒中的作用,以红树植物秋茄为试验材料,研究抗寒锻炼和喷施DL-4-氯苯丙氨酸(p-CPA, 5-HT合成抑制剂)对低温胁迫下秋茄幼苗叶片气体交换参数、CO₂响应曲线(A/Ca)和内源植物激素含量的影响。结果表明: 低温胁迫显著降低了秋茄幼苗叶片5-HT、叶绿素、内源生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量,减弱了其利用CO₂的能力,降低了净光合速率,抑制了初始羧化效率。低温胁迫下施用外源p-CPA降低了秋茄幼苗叶片光合色素、内源各激素和5-HT含量,加剧了低温胁迫对秋茄幼苗叶片光合功能的伤害。抗寒锻炼可有效降低低温胁迫下秋茄幼苗叶片内源IAA含量,促使植株产生更多的5-HT,提高了叶片光合色素、GA、ABA含量和初始羧化效率,提升了光合碳同化能力,最终提高了秋茄幼苗叶片的光合作用;抗寒锻炼下喷施p-CPA会显著抑制秋茄幼苗叶片5-HT合成,促进IAA产生,同时降低光合色素、GA、ABA含量和初始羧化效率,减弱抗寒锻炼对红树林抗寒性的提高作用。综上所述,抗寒锻炼通过调控光合碳同化能力和内源植物激素含量提高秋茄幼苗的抗寒性,5-HT的合成是提高红树林抗寒性的必要条件之一。

辽宁省入侵植物曼陀罗的生境适宜性评价——基于Biomod2组合模型

王子文, 尹进, 王星, 陈越, 毛子昆, 蔺菲, 巩宗强, 王绪高

2023, 34(5):  1272-1280.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.017

摘要 ( 239 )   PDF (2613KB) ( 182 )  

曼陀罗作为辽宁省一种主要的入侵植物,入侵成功后难以清除,对当地生态环境、生物多样性等形成较大的威胁。为了评价曼陀罗在辽宁省的生境适应性,我们通过实地调查、数据库查询等方式收集了曼陀罗在辽宁省的地理分布数据,利用Biomod2组合模型研究曼陀罗在当前和未来气候情景下的潜在适宜分布区及其主要环境影响变量。结果表明: 由广义线性模型(GLM)、广义增强回归模型(GBM)、随机森林模型(RF)、最大熵模型(MaxEnt)4个模型组成的组合模型的模拟效果良好。将曼陀罗的适生区分为高、中、低和不适生区,高适生区主要分布于辽宁省的西北部和南部,面积约为3.81万km²,占全省总面积的25.8%;中适生区主要分布于辽宁省的西北部和中部,面积约为4.19万km²,占全省总面积的28.3%。坡度和土壤表层(0～30 cm)黏土含量对曼陀罗生境适宜性的影响最大,曼陀罗的适宜性随着坡度和土壤表层黏土含量的增大呈现先上升后下降的趋势。在未来不同的气候变化情景下,曼陀罗的总适生区均呈现扩张趋势,在锦州、盘锦、葫芦岛、丹东等地适宜性明显增加。

CO₂浓度升高对干旱胁迫下谷子细胞结构和抗逆生理的影响

李君亮, 王士博, 李亚军, 郝兴宇, 宗毓铮, 张东升, 申洁, 史鑫蕊, 李萍

2023, 34(5):  1281-1289.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.015

摘要 ( 130 )   PDF (1723KB) ( 94 )  

在未来气候进一步变暖的背景下干旱发生的频率也将增加,而CO₂浓度升高和干旱均会对作物生长造成影响。本研究对不同CO₂浓度(环境大气CO₂浓度、环境大气CO₂浓度+200 μmol·mol^-1)和水分处理(土壤含水量为45%～55%和70%～80%的田间土壤最大持水量,分别为适宜土壤含水量和轻度干旱)下谷子叶片细胞结构、光合生理、抗氧化酶、渗透调节物质和产量的变化进行分析。结果表明: CO₂浓度升高增加了谷子叶肉细胞叶绿体内淀粉粒个数、单个淀粉粒面积和淀粉粒总面积。与仅轻度干旱处理相比,轻度干旱条件下CO₂浓度升高处理孕穗期谷子叶片净光合速率增加37.9%,但对该时期水分利用效率无显著影响,灌浆期谷子叶片净光合速率和水分利用效率分别增加15.0%和44.2%;孕穗期谷子叶片过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖含量分别增加39.3%和8.0%,脯氨酸含量下降31.5%,灌浆期谷子叶片POD活性增加26.5%,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量分别下降37.2%和39.3%。CO₂浓度升高处理下,轻度干旱条件使谷子穗粒数较正常水分条件两年平均显著增加44.7%,产量显著升高52.3%,且与环境大气CO₂浓度相比,CO₂浓度升高对谷子籽粒产量的增幅在轻度干旱条件下高于正常水分条件下。轻度干旱条件下大气CO₂浓度升高增加了谷子叶片厚度、维管束鞘截面积、净光合速率和水分利用效率,提高了叶片抗氧化酶活性,改变了叶片渗透调节物质含量,从而降低了干旱对谷子的负面影响,提高了谷子穗粒数和产量。本研究可为未来气候变化背景下谷子生产及干旱地区农业可持续发展提供理论依据。

腐熟玉米秸秆对设施土壤环境及黄瓜产量和品质的影响

张晓伟, 杨显贺, 车豪杰, 秦竞, 毕焕改, 艾希珍

2023, 34(5):  1290-1296.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.010

摘要 ( 128 )   PDF (2143KB) ( 169 )  

针对当前设施黄瓜生产中化肥用量过多造成的土壤环境变劣、黄瓜产量和品质下降等问题,本研究以‘津优35号'黄瓜为试材,研究腐熟玉米秸秆对日光温室黄瓜根区土壤环境及其产量和品质的影响。试验设3个处理,分别为腐熟玉米秸秆与化肥配施(T₁,总施氮量450 kg N·hm^-2,其中9000 kg·hm^-2腐熟玉米秸秆作基肥,其余部分用化肥补充)、单施化肥(T₂,总施氮量与T₁相同)和不施肥对照(CK)。结果表明:连续种植2茬后,T₁处理的土壤有机质含量显著增加,T₂与对照差异不显著;T₁和T₂处理的碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于对照。T₁处理黄瓜根区土壤容重显著低于T₂和对照,而孔隙度和呼吸速率显著高于T₂和对照,电导率虽然高于对照,但与T₂相比显著降低,pH与T₂和对照差异不显著。黄瓜根际土壤中的细菌和放线菌数量以T₁最多,对照最低,而真菌数量以T₂最多。T₁处理的根际土壤酶活性均显著高于对照,而T₂处理显著低于对照或与对照差异不显著。T₁处理的黄瓜根系干重和根系活力均显著高于对照,产量比对照增加10.1%,产品品质明显提高;T₂处理的根系活力也显著高于对照,但根系生长量和产量与对照差异不显著,与T₁相比产品品质有所下降。可见,腐熟玉米秸秆与化肥配施可改良设施土壤环境,促进黄瓜根系生长,增强根系活力,提高产量和品质,可在生产中推广应用。

滴灌频次对温室长季节栽培番茄产量和养分利用效率的影响

孟晴晴, 吴凤灵, 宋健丽, 魏珉, 孟伦, 李静, 杨凤娟

2023, 34(5):  1297-1304.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.014

摘要 ( 94 )   PDF (489KB) ( 124 )  

为提高日光温室长季节栽培番茄的养分和水分利用效率,明确其最佳滴灌施肥制度,本研究以番茄嫁接苗为试材,采用土壤栽培和水肥一体化膜下滴灌方式开展试验。为计算养分利用效率,以常规水溶肥(平衡肥N-P₂O₅-K₂O=20-20-20和高钾肥N-P₂O₅-K₂O=17-8-30)每12 d滴灌1次作为对照(CK),以每12 d滴灌1次清水作为CK₁,处理组(T₁～T₄)均滴灌日本山崎(1978)番茄配方营养液,在确保每12 d灌水施肥总量一致的前提下,分别采用每2 d(T₁)、4 d(T₂)、6 d(T₃)和12 d(T₄)滴灌1次的频次进行,研究滴灌频次对长季节栽培番茄产量和养分利用效率的影响。结果表明: 随滴灌频次减少,番茄的产量、干物质和氮磷钾积累量、肥料偏生产力和养分利用效率均呈先升高后降低趋势,在T₂处理达到峰值。与CK相比,T₂处理番茄植株干物质积累量、氮磷钾积累量分别显著提高4.9%、8.0%、8.0%和16.8%,肥料偏生产力和水分利用效率分别提高142.8%和12.2%,氮磷钾养分利用效率分别提高241.4%、466.6%和235.9%,增产12.2%。本试验条件下,每4 d滴灌1次日本山崎(1978)番茄配方营养液提高番茄养分、水分利用效率和产量的效果最佳,可达到长季节栽培番茄节水节肥的目的。本研究结果可为设施番茄长季节栽培水肥科学管理提供依据。

内蒙古自治区日光温室气候适宜性区划

武荣盛, 吴瑞芬, 金林雪, 王惠贞, 刘姝宁, 姜少杰, 刘霞霞, 郑诗然

2023, 34(5):  1305-1312.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.027

摘要 ( 108 )   PDF (1506KB) ( 118 )  

为解决内蒙古自治区不同蔬菜类型日光温室科学规划和合理布局,利用全区119个观测站1991—2020年的地面气象资料,基于内蒙古自治区日光温室叶菜和果菜的生长需求,结合生产季节关键气象要素分析及低温冷害、风灾、雪灾等气象灾害指标研究,筛选出冬季低温日数、日光温室生产季节的日照时数、阴天日数、极端最低气温、风灾日数、积雪日数作为气候区划指标,采用加权求和方法分析不同坡度(35°和40°)日光温室叶菜类和果菜类综合气候适宜性指标、等级和区划。结果表明: 35°叶菜、35°果菜、40°叶菜、40°果菜的气候适宜性区划等级具有较高的一致性,叶菜类较果菜类在同一地区的日光温室气候适宜性更高。坡度越大,风灾指标越低、雪灾指标越高。受风灾和雪灾影响程度不同的地区,气候适宜性也不同,研究区东北部主要受雪灾影响,40°坡度的气候适宜性更高;东南部受风灾影响更大,35°坡度的气候适宜性更高。阿拉善盟、河套灌区、土默川平原、鄂尔多斯市大部、燕山丘陵区东南部、西辽河平原南部等地区,光热资源匹配良好,风雪灾风险最低,为日光温室最适宜区,也是当前和未来设施农业重点发展区域;内蒙古东北部的大兴安岭沿麓地区,光温资源匮乏,温室生产能耗大,暴雪灾害频繁,为不适宜区。

微生物多样性损失对农田土壤CO₂和N₂O排放功能稳定性的影响

钱刘兵, 梁山峰, 魏占波, 张彬

2023, 34(5):  1313-1319.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.030

摘要 ( 103 )   PDF (1404KB) ( 83 )  

生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学领域的研究热点,然而已有研究主要关注地上植物系统,对地下土壤系统尚不够重视。本研究通过逐步稀释法获得3种微生物多样性不同的土壤悬液(10⁰、10^-2、10^-6),重新接种后考察农田黑土与红壤CO₂和N₂O排放功能在铜污染和热胁迫下的稳定性(用抵抗力和恢复力来表征)。结果表明:黑土CO₂排放的功能稳定性在不同微生物多样性处理下没有差异,N₂O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力均在10^-6多样性处理下发生明显下降;红壤N₂O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力在10^-2多样性处理下开始显著下降,而CO₂排放的功能稳定性在10^-6多样性处理下显著下降。说明微生物多样性损失对农田土壤功能稳定性的影响会因土壤类型和所选取的土壤功能而不同,当土壤养分含量较高、微生物群落中耐胁迫种类较多时,土壤CO₂和N₂O排放的功能稳定性相对较高;环境干扰后土壤的一般性或广谱性功能(如CO₂排放)的稳定性要显著高于特殊性或专一性功能(如N₂O排放)。

1990—2020年黑龙江省植被覆盖度的时空变化趋势及驱动力

赵楠, 赵颖慧, 邹海凤, 白晓红, 甄贞

2023, 34(5):  1320-1330.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.021

摘要 ( 193 )   PDF (3648KB) ( 242 )  

植被覆盖度(FVC)作为表征植被生长状况与生态系统变化的定量指标,其时空变化趋势及驱动力是全球及区域生态环境的重要研究内容。本研究基于GEE云计算平台,应用像元二分模型对黑龙江省1990—2020年FVC进行估测,并通过Mann-Kendall突变检验、Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、相关性分析及结构方程模型,分析FVC的时空变化趋势及驱动力。结果表明: 基于像元二分模型法计算研究区FVC具有较高精度(R²>0.7、均方根误差<0.1、相对均方根误差<14%)。1990—2020年,黑龙江省年均FVC为0.79,呈波动上升趋势(0.72～0.85),年均增长0.4%,市级行政区年均FVC也呈不同程度的增长。黑龙江省以极高FVC类型为主,其面积占比逐渐增加。FVC呈增加趋势的面积占比为67.4%,呈减小趋势的面积占比为26.2%,其余保持不变。人为活动因子对年均FVC的相关性高于生长季月平均气象因子对年均FVC的相关性。人为活动因子是黑龙江省FVC变化的主要驱动因子,其次为土地利用类型,而生长季月平均气象因子对FVC变化的总影响为负。本研究结果可为黑龙江省长时间植被覆盖监测与驱动力分析提供技术支撑,也为生态环境的恢复与保护、相关土地利用政策的制定提供了依据。

1971—2020年盘锦芦苇湿地净生态系统生产力及其影响因子

李成龙, 周广胜, 周梦子, 周莉, 刘杰

2023, 34(5):  1331-1340.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.008

摘要 ( 139 )   PDF (2704KB) ( 93 )  

滨海河口湿地生态系统具有很强的储碳和固碳能力,正确评估其固碳变化及其环境影响因子是滨海河口湿地科学保护与管理的基础。本研究以盘锦芦苇湿地为对象,采用陆地生态系统模型,结合Mann-Kendall突变检验法、统计分析方法和情景模拟试验,分析了1971—2020年芦苇湿地净生态系统生产力(NEP)的变化特征、稳定性、未来趋势以及环境影响因子对NEP的贡献率。结果表明: 1971—2020年盘锦芦苇湿地的年均NEP为415.51 g C·m^-2·a^-1,以1.7 g C·m^-2·a^-1的速率稳定增长,且未来仍呈持续增加趋势。NEP在春、夏、秋和冬季的多年均值分别为33.95、418.05、-18.71和-17.78 g C·m^-2·a^-1,增长速率分别为0.35、1.26、0.14和-0.06 g C·m^-2·a^-1。未来春季和夏季的NEP呈增加趋势,而秋季和冬季的NEP呈减少趋势。不同尺度下环境因子对盘锦芦苇湿地NEP的贡献率不同。年尺度下降水的贡献率最高,达37.1%,高于CO₂浓度(28.4%)、气温(25.1%)和光合有效辐射(9.4%)。春季和秋季的NEP主要受降水影响,贡献率分别达49.5%和38.8%,夏季的NEP主要受CO₂浓度影响(36.9%),冬季的NEP主要受气温影响(-86.7%)。

长白山自然保护区总初级生产力时空变化特征及其影响因素

李春波, 张园, 刘雅各, 吴家兵, 王安志

2023, 34(5):  1341-1348.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.026

摘要 ( 160 )   PDF (2355KB) ( 131 )  

长白山自然保护区是典型的温带原始森林生态系统,其植被总初级生产力(GPP)与地形和气候变化密切相关,开展长白山自然保护区GPP的时空变化特征以及影响因子研究,对于了解植被生长状况和生态环境质量具有重要意义。本研究采用光能利用率模型(VPM)对长白山自然保护区GPP进行估算,并分析坡度、海拔、气温、降水、总辐射对其的影响。结果表明: 2000—2020年,长白山自然保护区GPP多年平均值为63~1706 g C·m^-2·a^-1,GPP随海拔的增加而减小。气温是影响长白山自然保护区植被GPP空间分布差异的主要因素,其与GPP之间存在显著正相关性。研究期间,长白山自然保护区年GPP整体呈极显著增加趋势,年均增加值为13 g C·m^-2·a^-1。年GPP增加的区域占总区域的79.9%,且各植物功能型年GPP增加面积的比例存在差异。年降水与长白山自然保护区43.2%区域的GPP呈显著负相关,而年均温和年总辐射分别与长白山自然保护区47.2%和82.4%区域的GPP呈显著正相关。在未来全球气候变暖的背景下,长白山自然保护区GPP将会持续增加。

自然保护地政策对区域生态环境质量的影响——以三江源地区为例

王清韵, 周丁扬, 安萍莉, 姜广辉

2023, 34(5):  1349-1359.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.023

摘要 ( 132 )   PDF (2868KB) ( 142 )  

研究自然保护地政策的生态成效有助于未来更好地开展自然保护地保护和治理。以三江源地区为例,通过构建土地利用动态度和土地覆被转类指数考察了自然保护地的空间布局特征对生态环境质量的影响,刻画了自然保护地政策生态成效在自然保护地内外的空间差异性,结合最小二乘法和实地调研结果探究了保护地政策对生态环境质量的影响机制。结果表明: 自然保护地政策实施以来,三江源全域生态环境质量提升越来越明显,未利用地转化为生态地类是促进生态提升的最主要的用地变化类型。集中连片分布的大型保护地生态成效明显,而分布零散且靠近行政边界的小型保护地生态成效相对较小;尽管保护地生态成效优于非保护地,但保护地与周围地区的生态提升具有同步性。保护地政策通过在保护地内实施生态保护和修复项目显著促进了生态环境质量的提升,同时通过采取限牧禁牧、引导转业转产等措施减轻了农牧民活动对生态环境的压力。未来应推动以国家公园为核心的生态系统完整性保护网络体系建设,加强国家公园和周边区域的一体化保护和联动治理,帮助农牧民进一步拓宽生计方式。

基于最小数据集的青藏高原南北部不同土地利用方式土壤质量评价

苟国花, 樊军, 王茜, 周明星, 杨学亭

2023, 34(5):  1360-1366.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.020

摘要 ( 107 )   PDF (862KB) ( 63 )  

为了评估青藏高原南北部林地、草地和农地的土壤质量状况,明确3种土地利用方式下生产力水平的关键影响因子,在青藏高原南部和北部采集了101个(0～30 cm)土壤样品测定土壤理化性质,通过主成分分析选择3个指标作为最小数据集(MDS),综合评估青藏高原南北部土壤质量。结果表明: 3种土地利用方式下土壤理化特性在青藏高原南、北部差异显著。北部土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量均高于南部,且南北部的林地SOM、TN含量均显著高于农地和草地。土壤铵态氮(NH₄⁺-N)含量表现为农地>林地>草地,且在南部差异显著,而南北部硝态氮(NO₃^--N)含量均表现为林地最高。农地的土壤容重(BD)和电导率(EC)显著高于草地和林地,且北部农地和草地的BD和EC高于南部。南部草地pH显著高于林地和农地,北部林地pH最高。北部土壤质量选取指标为SOM、AP和pH,林地、草地和农地的土壤质量指数依次为0.56、0.53和0.47;南部选取指标为SOM、全磷(TP)和NH₄⁺-N,草地、林地和农地的土壤质量指数依次为0.52、0.51、0.48,采用全量数据集与最小数据集得到的土壤质量指数之间呈极显著相关,回归系数为0.69。青藏高原南北部土壤质量均为Ⅲ级,有机质是限制该区土壤质量的主要指标,结果可为评估青藏高原地区土壤质量和生态恢复提供科学依据。

1980s与2020s青藏高原南部土壤质量变化

白金珂, 李笑雨, 王力

2023, 34(5):  1367-1374.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.012

摘要 ( 91 )   PDF (1426KB) ( 67 )  

青藏高原地区气候变暖、冻土融化造成水土流失及土壤质量下降,明确青藏高原土壤质量年代际变化状况,是科学认识该地区土壤资源的基础,是植被恢复和生态重建的关键。本研究选取1980s和2020s青藏高原南部土壤有机质、全氮、全磷等8项指标,通过计算土壤质量指数(SQI)对山地针叶林地带(西藏自然地理分区Ⅱ区)和山地灌丛草原地带(Ⅳ区)土壤质量进行了评价,采用变差分解(VPA)明确造成土壤质量时空分布异质性的原因。结果表明: 近40年各自然带土壤质量均呈下降趋势,Ⅱ区SQI从0.505下降至0.484,Ⅳ区SQI从0.458下降至0.425。土壤养分和质量在空间分布上具有异质性,在不同时期,Ⅱ区土壤养分状况及质量均优于Ⅳ区。VPA结果表明,气候变化、土地退化和植被差异的相互作用是造成土壤质量时间变化的主要原因。气候和植被的不同可以较好地解释SQI的空间变化。

基于生态网络分析的厦漳泉地区土地碳代谢

李晶, 陈松林, 李晨欣, 周萍

2023, 34(5):  1375-1383.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.024

摘要 ( 114 )   PDF (5003KB) ( 105 )  

揭示人-自然耦合系统碳代谢与碳平衡的内在关系机理,对减少区域碳排放和推进低碳发展有重要的理论和实践意义。以2000—2020年厦漳泉地区为例,构建基于碳流的土地碳代谢空间网络模型框架,运用生态网络分析方法探讨了土地碳代谢系统的结构、功能和生态关系的时空异质性。结果表明: 2000—2020年,研究区主要的负碳转移均来自耕地转为工业及交通用地,负碳流高值区主要分布在厦漳泉地区中东部工业较发达的区域;生态关系以竞争关系为主且空间扩张明显,导致整体生态效用指数下降,影响区域碳代谢平衡;驱动权重生态层次由金字塔结构转变为相对更规则的结构,贡献最大是生产者层,牵引权重生态层次由金字塔结构变为倒金字塔结构,主要是工业及交通用地权重增长过大所致。低碳发展需注重伴随土地利用转换引起的负碳转移来源及对碳代谢平衡的综合影响,制定差异化的土地低碳利用模式和碳减排政策。

基于分数阶微分技术的土壤水盐信息高光谱反演

王怡婧, 陈睿华, 张俊华, 丁启东, 李小林

2023, 34(5):  1384-1394.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.025

摘要 ( 81 )   PDF (2710KB) ( 41 )  

准确高效获取土壤水盐信息是盐碱地改良和可持续利用的前提。本研究以地面野外高光谱反射率和实测土壤水盐含量为数据源,利用分数阶微分(FOD)技术对原始光谱反射率进行步长为0.25的处理,从光谱数据与土壤水盐信息相关性层面筛选FOD阶数,构建二维光谱指数,采用支持向量机回归(SVR)和地理加权回归(GWR)建立土壤水盐含量反演模型并进行验证。结果表明: FOD技术可以在一定程度上减弱高光谱噪声并挖掘潜在光谱信息,提高高光谱反射率与土壤含水量(SMC)、pH值和含盐量的相关性,相关系数最高分别提升0.98、1.35和0.33。与一维光谱相比,FOD结合二维光谱指数筛选的特征波段组合对SMC、pH值和含盐量的响应更敏感,分别以1.5、1.0和0.75阶为最优,其中,SMC最大相关系数绝对值的最佳组合波段为570、1000、1010、1020、1330和2140 nm;pH值为550、1000、1380和2180 nm;含盐量为600、990、1600和1710 nm。相较于原始光谱反射率,SMC、pH值和含盐量最优阶次估算模型验证决定系数(R_p²)最高分别提升1.87、0.94和0.56。所建模型中GWR精度整体优于SVR,其中GWR最优阶次估算模型R_p²分别为0.866、0.904和0.647,相对分析误差为3.54、4.25和1.86。研究区土壤含水量和含盐量总体呈西部低、东部高的空间分布特征,西北部土壤碱化问题较为严重,东北部较轻。研究结果可为引黄灌区土壤水盐高光谱反演提供科学依据,为盐碱地精准农业实施和管理提供新的策略。

芦芽山华北落叶松林不同深度土壤原生动物群落分布格局及驱动机制

任倩茹, 毛晓雅, 齐晓君, 刘晋仙, 贾彤, 吴铁航, 柴宝峰

2023, 34(5):  1395-1403.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.031

摘要 ( 107 )   PDF (3286KB) ( 65 )  

为揭示亚高山森林生态系统土壤原生动物群落的构建机制,本文利用Illumina Miseq高通量测序技术,以芦芽山亚高山华北落叶松林土壤剖面的6个分层(枯枝落叶层、腐殖质层、0～10、10～20、20～40和40～80 cm)原生动物群落为研究对象,分析了其组成和多样性及驱动因素。结果表明: 土壤剖面中原生动物分属于 8个界21个门57个纲114个目206个科335个属。主要的优势门有5个(相对丰度>1%),优势科有10个(相对丰度>5%)。α多样性沿土壤深度的增加显著降低。主坐标分析表明,原生动物群落空间结构在土壤不同深度梯度上存在显著差异。冗余分析表明,土壤pH和含水量是决定土壤剖面原生动物群落结构的重要因子。零模型分析证实,异质选择主导了原生动物群落构建过程。分子生态网络分析显示,土壤原生动物群落的复杂性随土壤深度的增加不断降低。研究结果可为亚高山森林生态系统土壤微生物群落的构建机制研究提供数据支持。

南昌城乡不同绿地中小型土壤动物群落多样性及其影响因素

金涛涛, 张佛熠, 郑伟斌, 薛华健, 罗天宇, 张渺, 刘玮, 王琼

2023, 34(5):  1404-1414.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.022

摘要 ( 102 )   PDF (1751KB) ( 121 )  

城市化是导致生物多样性下降及生境破碎的重要因素,土壤动物群落作为城市生态系统的重要组成部分,在改善土壤结构及肥力、促进生态系统物质循环等方面起着关键作用。为探究城市化进程中绿地中小型土壤动物群落分布特征及其对环境因子的响应机制,本研究沿南昌市城区-郊区-乡村梯度27个绿地样方为对象,调查样方内植物信息、土壤理化性质和中小型土壤动物群落分布特征。结果表明: 共捕获土壤动物1755头,隶属于2门11纲16目,其中,优势类群为弹尾纲、寄螨目和真螨目,个体数占比达81.9%;土壤动物密度、Shannon多样性指数和Simpson优势度指数均表现为郊区显著高于乡村。城乡梯度中绿地中小型土壤动物的不同营养级结构差异较大,植食者和大型捕食者在乡村占比最多,而在其他地区占比较小。冗余分析表明,冠幅、林分密度、土壤全磷是影响研究区绿地中小型土壤动物群落分布的主要环境因子,解释率分别为55.9%、14.0%、9.7%。非度量多维尺度分析说明,城乡梯度绿地中小型土壤动物群落特征呈现一定差异,地上植被因子是土壤动物群落特征差异的主导因素。本研究补充了南昌城市生态系统的研究体系,为维持土壤动物多样性和城市绿地建设规划提供决策依据。

综合评述

畜禽养殖环境中抗生素抗性基因污染的研究进展

王文洁, 于丽明, 邵梦莹, 贾延天, 刘柳青青, 马小涵, 郑宇, 刘一帆, 张瑛臻, 罗先香, 李锋民, 郑浩

2023, 34(5):  1415-1429.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.032

摘要 ( 139 )   PDF (3248KB) ( 137 )  

畜禽养殖中抗生素不当使用导致的抗生素抗性基因(ARGs)污染问题日益严重,引起了国际社会的广泛关注。养殖环境中的ARGs不但可通过吸附、解吸、迁移等途径发生跨介质扩散,也可通过水平基因转移(HGT)使耐药性跨菌属传播,甚至通过食物链传递给人类,对公众健康造成潜在威胁。然而,目前缺少以大健康视角总结分析畜禽养殖环境ARGs赋存特征、关键环境过程和阻控技术的研究,导致对ARGs传播风险的评估和污染阻控对策的制定难以有效开展。本文在分析不同国家、畜种、环境介质中ARGs污染水平差异的基础上,阐述了ARGs在畜禽养殖环境中的关键环境过程和主要影响因素,重点论述了当前畜禽养殖业ARGs的污染阻控技术,最后结合大健康的方法理念,指出了目前研究存在的不足和亟需加强的方面,尤其强调了明确ARGs时空演变规律和环境过程机制、开发绿色高效的污染阻控技术的重要性与紧迫性,以期为畜禽养殖环境中ARGs健康风险评估和污染阻控技术的开发提供理论依据。

昆虫敏感波长测定的研究进展

邱可睿, 李景功, 刘文, 王小平

2023, 34(5):  1430-1440.  doi:10.13287/j.1001-9332.202305.029

摘要 ( 118 )   PDF (1417KB) ( 83 )  

昆虫通过微妙复杂的视觉系统捕捉光谱信息,指导生命活动。昆虫光谱敏感性描述了昆虫对光刺激的反应阈限与波长之间的关系,是敏感波长产生的生理基础和必要条件。敏感波长是引起昆虫生理或行为水平强烈反应的光波,是光谱敏感性的特殊、具体的表现。明确昆虫光谱敏感性的生理学基础,能有效指导敏感波长测定。本文概述了昆虫光谱敏感性的生理学基础,分析了其感光过程各环节对光谱敏感性的内在影响,归纳与比对了不同昆虫种类敏感波长的测定方法和研究结果,基于关键影响因子分析了的敏感波长测定最优方案,可为研发和改进灯光诱控技术提供一定参考。建议在今后的相关研究中加强昆虫光谱敏感性的神经学研究。