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2016年 第27卷 第4期    刊出日期：2016-04-22

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中国生态学学会2015 年学术年会会议专栏

土壤增温与氮添加对杉木幼苗细根径级根长分布的影响

陈云玉,熊德成,邓飞,许辰森,冯建新,史顺增,钟波元,陈光水

2016, 27(4):  1009-1014.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.024

摘要 ( 425 )   PDF (555KB) ( 195 )  

通过在福建省三明市陈大林业国有林场内开展土壤增温(增温5 ℃、不增温)和氮添加(不添加、4、8 g N·m^-2·a^-1)的交互试验(共6个处理),研究土壤增温、氮添加及二者交互作用对杉木细根径级根长分布的影响,用扩展模型可很好地拟合6个处理的径级根长分布(R²=0.97).结果表明: 增温使杉木细根总根长变小,但对细根直径影响不显著;氮添加使杉木细根总根长和直径均变小;增温和氮添加的交互作用对细根总根长有显著影响,但对细根直径无显著影响.6个处理细根径级根长分布均能用极值函数模型较好地拟合(R²>0.98).相关分析显示,直径<1 mm细根的比根长与极值模型拟合参数c值呈显著负相关,实际总根长与极值模型拟合参数b呈显著正相关.增温和氮添加及其交互作用可以影响杉木细根形态特征;极值模型拟合各处理径级根长分布所得参数在一定程度上可以反映细根形态特征对环境条件变化的响应.

湘西南喀斯特地区灌丛生态系统植物和土壤养分特征

李艳琼,邓湘雯,易昌晏,邓东华,黄志宏,项文化,方晰,景宜然

2016, 27(4):  1015-1023.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.015

摘要 ( 392 )   PDF (719KB) ( 207 )  

以湖南省邵阳县轻度、中度(弃耕地)和重度石漠化的灌丛生态系统为研究对象,采集3种不同石漠化程度的灌丛植物样品以及0～15、15～30、30～45 cm 3个土层土壤,研究土壤、植被养分的分配格局及相互关系.结果表明:土壤有机碳、全N含量在不同土层中差异显著,且其含量均随土层深度增加而减少,而全P、全K、全Ca、全Mg含量在各土层间无显著差异;3种石漠化程度灌丛土壤全N、全P、全Ca、全Mg含量差异显著,且中度石漠化样地土壤有机碳、全N和全P含量相对较高.轻度和重度石漠化土壤各元素含量排序均为有机碳>全K>全Ca>全Mg>全N>全P,而中度石漠化样地土壤各元素含量排序为有机碳>全K>全Ca>全N>全Mg>全P;3种石漠化程度植物各养分含量由高到低依次为Ca>N>K>Mg>P,且植物N、P含量和土壤全N、全P含量均呈显著正相关.土壤养分状况与植物生长密切相关,根据不同石漠化程度土壤养分状况,应该采用封山育林与人工造林相结合以及针对性施肥的方法来治理石漠化.

古尔班通古特沙漠半固定沙丘植物群落物种组成和种群结构

石亚飞,张志山,黄磊,胡宜刚,李君,杨与广

2016, 27(4):  1024-1030.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.013

摘要 ( 464 )   PDF (662KB) ( 179 )  

通过野外调查,研究古尔班通古特沙漠半固定沙丘植物群落的物种组成,采用株高、冠幅、体积大小级代替年龄结构,分析了典型灌木种群的生长状态及发展趋势.结果表明:在古尔班通古特沙漠半固定沙丘共调查到23种植物,出现最多的是藜科,6属8种,其次是菊科,5属6种,该沙漠植被组成数目少,群落结构简单.白梭梭主要分布在丘顶,为稳定增长型种群,而梭梭数量少.油蒿是当地工程建设后进行植被恢复而引入的物种,主要分布在迎风坡和丘顶,为增长型年龄结构,有很大的增长潜力,已经影响到原有的物种组成.白皮沙拐枣和蛇麻黄幼苗缺失,幼龄个体少,形成衰退型年龄结构,且白皮沙拐枣的空间分布区域与油蒿重合,未来可能被油蒿替代.

亚热带典型林分对表层和深层土壤可溶性有机碳、氮的影响

肖好燕,刘宝,余再鹏,万晓华,桑昌鹏,周富伟,黄志群

2016, 27(4):  1031-1038.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.029

摘要 ( 432 )   PDF (362KB) ( 119 )  

林分类型是影响土壤可溶性有机碳、氮库大小的重要因素,但目前对其研究主要集中在表层土壤(0～10 cm).本研究以亚热带地区天然林、毛竹林、格式栲人工林和杉木人工林为对象,用3种不同的浸提方式(冷水、热水和KCl溶液)提取表层(0～10 cm)和深层(40～60 cm)土壤中可溶性有机碳(DOC)和有机氮(DON),研究林分类型对表层和深层土壤可溶性有机碳、氮库的影响.结果表明: 林分类型对表层土壤DOC及其占土壤总有机碳(TOC)的比重有显著影响,深层土壤受林分类型的影响不显著;不同林分土壤DON含量仅在表层土壤存在显著差异,在深层土壤差异不显著.林分间土壤微生物生物量碳的差异仅在表层土壤达到显著水平.DON占土壤总氮(TN)的比重在各林分表层和深层土壤间差异均不显著.3种浸提方法得到的DOC和DON库大小顺序为热水>KCl>冷水,不同浸提方法得到的DOC库及DON库的相关性均达到显著水平,表明冷水、热水和KCl溶液浸提得到的有机碳、氮库含有相似组分.冷水和热水浸提方法得到的表层土壤DOC和DON含量及DOC占TOC比重在天然林和毛竹林均显著大于格式栲和杉木人工林,表明天然林和毛竹林土壤可溶性有机碳、氮含量高于格式栲和杉木人工林,更有利于土壤肥力的恢复.

元谋干热河谷燥红土和变性土上植物叶片的元素含量及其重吸收效率

闫帮国,何光熊,史亮涛,樊博,李纪潮,潘志贤,纪中华

2016, 27(4):  1039-1045.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.002

摘要 ( 387 )   PDF (600KB) ( 203 )  

采用盆栽试验,研究元谋干热河谷燥红土和变性土上生长的植物叶片以及凋落叶营养元素含量,并分析养分重吸收效率对土壤类型与物种互作的响应.结果表明: 土壤类型对叶片N、P、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、N∶P以及凋落叶N、P、Mn、N∶P均有显著影响;燥红土植物叶片与凋落叶N、Mn含量和N∶P显著高于变性土,而燥红土植物叶片P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和凋落叶P含量显著低于变性土.燥红土植物叶片N含量较变性土高34.8%,而P含量低40.0%;在叶片凋落时,N、P、K表现为重吸收,而其他元素呈富集状态.燥红土凋落叶Ca、Mg、Mn富集系数显著高于变性土.物种仅对叶片N含量有显著影响,物种与土壤交互作用对植物叶片和凋落叶元素含量影响不显著,表明各土壤类型对不同物种元素含量的影响方式较为一致.土壤类型对植物元素含量的影响可进一步作用于干热河谷植物凋落物分解、植物-土壤的养分反馈以及生物地球化学循环.

保水剂-尿素凝胶对侧柏裸根苗细根生长和氮素利用率的影响

井大炜,邢尚军,刘方春,马海林,杜振宇,马丙尧,于学斗,朱亚萍

2016, 27(4):  1046-1052.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.001

摘要 ( 409 )   PDF (390KB) ( 218 )  

在盆栽试验条件下,研究不施肥和保水剂(CK)、单施尿素(U)、单施保水剂(S)、保水剂-尿素混施(SUM)和保水剂-尿素凝胶(SUG)处理对侧柏裸根苗细根的形态特征、吸收面积、氮代谢及氮素利用率的影响.结果表明:与U处理相比,SUG处理显著增加细根的生物量、长度、比根长、表面积和体积,并明显扩大细根的总吸收面积和根尖吸收面积;SUG处理比根长分别较CK、U、S和SUM处理显著增加34.7%、37.9%、41.1%和12.4%,细根的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性分别较U处理提高41.2%、76.6%、30.7%和125.8%,而GS/GDH(谷氨酰胺合成酶/谷氨酸脱氢酶)下降.SUG处理显著促进侧柏裸根苗地径、株高的生长以及地上部和地下部干物质积累,且氮素利用率达到40.7%,分别比U和SUM处理显著提高118.8%和44.5%.保水剂-尿素凝胶通过改善侧柏裸根苗细根的形态特征、提高吸收面积及氮代谢关键酶活性而提高氮素利用率,促进生长,并增强抵御干旱胁迫的能力.

基于较大降水事件的人工固沙植被区植物水分来源分析

王艳莉,刘立超,高艳红,李刚,赵杰才,谢敏

2016, 27(4):  1053-1060.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.005

摘要 ( 342 )   PDF (668KB) ( 472 )  

水分是干旱、半干旱地区植物生长最主要的限制因子.为了探究较大降水事件后两种常见人工固沙植物柠条与油蒿的水分来源差异,分析降水、土壤水、地下水和植物茎水的氢氧稳定同位素特征,并采用直接对比法和多元线性混合模型对植物水分来源进行分析.结果表明: 沙坡头地区大气降水线方程为δD=7.83δ¹⁸O+5.64(R²=0.91).降水δ¹⁸O值的变化范围较大,具有明显的季节变化规律;生长季前期与后期δ¹⁸O值相对较高,生长旺盛期δ¹⁸O处于较低水平.浅层土壤水δ¹⁸O值变化范围较大,随土层深度的增加,土壤水δ¹⁸O值变幅减小且呈减小趋势.在降水后第一天,柠条和油蒿分别对40～80与20～60 cm土层土壤水利用比例较高,利用比率分别为56.1%和56.4%.降水一周后,柠条与油蒿都不同程度地增加了对浅层土壤水的利用比例.柠条和油蒿对0～40和0～20 cm土层土壤水分利用率分别增加了12.5%和10%.表明在较大降水事件后,柠条和油蒿会通过调整水分利用策略来积极适应干旱环境.

高水位区暗管埋设下土壤盐分适时立体调控的生态效应

于淑会,韩立朴,高会,刘金铜

2016, 27(4):  1061-1068.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.009

摘要 ( 315 )   PDF (680KB) ( 21 )  

高水位地区作物生长关键期采用微咸水或咸水灌溉被证明在一定条件下可以起到增产正效应，但同时却存在着土体盐分积累及其对下茬或次年种植影响的生态负效应.为探讨消除或抑制微咸水或咸水灌溉对土壤盐分积累的生态负效应，保证作物种植增产的正效应，本文在河北近滨海高水位盐碱区开展了为期2年的试验研究，探讨了旱季微咸水或咸水灌溉带来的盐分异位积累与离子分布变化特征，分析了雨季关键期暗管适时排盐对土壤盐分的立体调控生态效应.结果表明：旱季咸水灌溉后土壤经历“积盐-脱盐-二次积盐”3个阶段；灌溉初期，1 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体脱盐，土壤含盐量随土壤深度增加而增加，HCO₃^-含量增加，其他离子含量降低；6与13 g·L^-1咸水灌溉处理下0～50 cm土体积盐，土壤含盐量随土壤深度增加而降低，HCO₃^-含量降低，其他离子含量增加；雨季暗管适时立体调控脱盐效果显著，土壤脱盐率达16.0%～45.7%，同降雨量下，降水分布越集中，脱盐效果越好；周年时间尺度上，咸水灌溉小区土壤积盐量小于对照区；咸水灌溉处理小区冬小麦产量显著高于对照处理，1 g·L^-1 处理高于6与13 g·L^-1处理.

城镇化过程中流域不透水面演变格局——以天津于桥水库流域为例

谢慧君,李崇巍,张亚娟,宋爱云

2016, 27(4):  1069-1076.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.004

摘要 ( 321 )   PDF (3648KB) ( 52 )  

不透水面是衡量流域城镇化发展状况的一个关键指标,其扩展对流域生态水文过程产生重要影响.本文以天津于桥水库流域为例,在ENVI 5.1软件支持下,利用遥感影像获取1984、1994、2004和2013年4个时相的不透水面信息,采用修正后的归一化水体指数剔除水体信息,排除水体对不透水面提取精度的影响,运用线性光谱混合分析法生成流域不透水表面指数(ISA),并对其时空演变格局进行分析.结果表明: 模型均方根误差(RMSE)为0.005,像元精度为85.4%,试验结果准确可靠.1984—2013年,流域内不透水面覆盖度ISA平均值从0.16线性增长到0.23,在全流域范围内的不透水面面积增加了4.9%,其总不透水面面积增加近1倍.不透水面沿城镇区域呈现辐射式增长,沿子流域路网呈现填充式增长.不透水面覆盖度为中等等级的斑块形状不规则,破碎化程度最高.整个流域景观破碎化程度和多样性均逐年增高,人为干扰强度不断增大.

江苏省土地利用变化的图谱特征

吕晓,史洋洋,黄贤金,孙晓芳,苗志伟

2016, 27(4):  1077-1084.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.006

摘要 ( 461 )   PDF (2193KB) ( 324 )  

基于地学信息图谱理论与方法,运用ArcGIS 10.0软件,以江苏省1990、2000和2010年3期遥感解译数据为空间数据源合成江苏省1990—2000和2000—2010年两个10年阶段的土地利用变化图谱以及耕地利用变化模式图谱,据此揭示江苏省土地利用变化时空特征及规律.结果表明: 1990—2000年,江苏省土地利用变化以耕地与城乡建设用地、耕地与水域以及耕地与林草地的图谱单元互换为主要特征,尤其是以“耕地→城乡建设用地”、“耕地→水域”最为显著,耕地数量减少、空间分布集中.2000—2010年,江苏省土地利用变化最显著的仍是“耕地→城乡建设用地”图谱单元;同时,“草地→水域”、“城乡建设用地→水域”图谱类型分布集中且扩大趋势明显;与1990—2000年相比,空间图谱变化总面积和空间分离度均有所增大.江苏省耕地利用变化模式以后期变化型为主,前期变化型次之,反复和持续变化型耕地所占比例较小.

基于生态系统服务理论的生态福祉内涵表征与评价

臧正,邹欣庆

2016, 27(4):  1085-1094.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.003

摘要 ( 365 )   PDF (1810KB) ( 247 )  

当前中国积极倡导生态文明建设,深入研究生态系统服务与人类福祉的关系具有理论和实践意义.本文界定了基于生态系统服务理论的生态福祉概念及其内涵,参考有关国民经济核算理论及相关研究成果构建了生态福祉供给与消费的评价指标,借鉴区位熵理论提出了区域生态福祉红线的刻画方法,在此基础上以2012年中国大陆省区生态福祉评价为例进行实证.结果表明: 2012年,中国大陆地区耕地、林地、牧草地、湿地、水域以及未利用地等6类生态系统生产净值分别为14819.25、81948.06、41762.77、42457.60、31770.84和1337.62亿元;省际生态系统生产净值的空间异质性明显;从供给水平来看,东部和中部省区林地、牧草地、湿地、耕地以及未利用地等5类人均生态福祉多在红线之下,整体低于全国平均水平;从消费水平来看,人均9种生态福祉的空间分布以“胡焕庸线”为界呈现“西北高-东南低”的分布格局.人口密度因素、土地资源禀赋共同导致中国大陆生态福祉的空间分布不均衡特征.

基于FLUXNET观测数据与VPM模型的森林生态系统光合作用关键参数优化及验证

贾文晓,刘敏,佘倩楠,尹才,朱希扬,象伟宁

2016, 27(4):  1095-1102.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.010

摘要 ( 496 )   PDF (535KB) ( 372 )  

生态系统总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环研究的重要组成部分.植被最大光能利用率(ε_max)是陆地生态系统GPP模拟的关键参数.本文基于植被光合模型(VPM)和全球通量网(FLUXNET)40个站点(179条站点年数据)的涡度相关通量观测数据,采用单因素轮换法对VPM模型进行参数敏感性分析,并利用交叉验证法对全球森林生态系统的光合作用关键参数进行优化和验证.结果表明:森林生态系统GPP模型受ε_max、光合最高温度(T_max)以及光合最适温度(T_opt)的影响最大;优化后的ε_max在不同植被类型之间存在明显差异,介于0.05～0.08 μmol CO₂·μmol^-1 PAR,常绿阔叶林>常绿针叶林>混交林>落叶阔叶林;优化后的森林生态系统T_max为38～48 ℃,T_opt为18～22 ℃;利用分植被类型优化后的模型关键参数,VPM模型可较好地模拟全球主要森林生态系统GPP的季节和年际变化.

基于碳氮稳定同位素技术研究辽东湾海蜇的食性和营养级

孙明,王彬,李玉龙,王爱勇,董婧,麻天宇,班艳丽

2016, 27(4):  1103-1108.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.007

摘要 ( 435 )   PDF (494KB) ( 158 )  

应用稳定同位素技术分析了渤海辽东湾海蜇及其可能摄食饵料生物的碳、氮稳定同位素比值，对其食物组成和营养级进行了研究.结果表明： 辽东湾海蜇的δ¹³C值范围是-20.27‰～-23.06‰，跨度为2.79‰，平均值为-21.33‰；δ¹⁵N值范围是6.82‰～10.03‰，跨度为3.21‰，平均值为8.25‰.海蜇的饵料生物主要包括悬浮物、浮游植物、鱼卵、≤1000 μm 浮游动物、1000～1500 μm 浮游动物和＞1500 μm 浮游动物，其中以≤1000 μm 浮游动物为主，贡献率高达71%～88%；其他饵料生物的重要性由高到低依次为>1500 μm浮游动物、1000～1500 μm浮游动物、悬浮物、浮游植物和鱼卵，其平均贡献率分别为6%～19%、0%～22%、0%～10%、0%～8%、0%～2%.经检验发现，海蜇伞径长与δ¹⁵N的相关性不显著(P >0.05)，而与δ¹³C呈显著负相关(P<0.05).以悬浮物为基准的辽东湾不同伞径组海蜇的营养级范围为2.79～3.88，平均营养级为3.28.本研究结果说明，海蜇作为大型浮游动物在辽东湾生态系统中对小型浮游动物的能量传递起着关键的调控作用，研究结果将为深入研究辽东湾生物群落的营养结构及整个生态系统的物质循环与能量流动提供基础资料.

镉胁迫对秋华柳根系活力及其Ca、Mg、Mn、Zn、Fe积累的影响

刘媛,马文超,张雯,曾成城,陈锦平,魏虹

2016, 27(4):  1109-1115.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.008

摘要 ( 389 )   PDF (567KB) ( 224 )  

以秋华柳为试验材料,采用水培试验方式,设置CK(0 mg·L^-1 Cd²⁺)、T₁(2 mg·L^-1 Cd²⁺)、T₂(10 mg·L^-1Cd²⁺)、T₃(20 mg·L^-1Cd²⁺)、T₄(50 mg·L^-1Cd²⁺)5种镉处理浓度,通过对秋华柳根系活力,叶、韧皮部、木质部和根部的镉含量,以及Ca、Mg、Mn、Zn、Fe 5种常规金属元素含量的测定,研究了不同浓度镉胁迫下秋华柳根系活力及Ca、Mg、Mn、Zn、Fe 等金属元素含量的变化.结果表明:1)秋华柳根系活力随着镉处理浓度的增加而逐渐下降,当镉浓度≥10 mg·L^-1时,根系活力与对照相比显著下降.2)随着镉处理浓度的增加,秋华柳叶中Fe的积累受到显著抑制;韧皮部Mg、Mn、Fe的积累受到显著抑制;木质部Ca、Mg、Mn、Zn、Fe 等5种常规金属元素的积累无显著性差异;根部5种常规金属元素的吸收和积累受到显著抑制,表现出镉对其他金属元素积累的拮抗作用.其中,50 mg·L^-1的镉胁迫下,根部Zn的积累量降幅最大,受Cd的抑制最明显.3)各处理组Fe的转移系数与对照相比均无显著性差异;Ca、Mg、Mn、Zn的转移系数均高于对照,且在一定的镉处理水平上差异显著.4)镉胁迫下,秋华柳根部镉的积累量与Ca的积累量呈显著负相关,与其他4种常规金属元素的积累量呈极显著负相关,说明根部常规金属元素的变化可作为秋华柳受镉毒害程度的指示之一.

研究报告

马尾松人工林林窗边缘效应对樟和红椿凋落叶难降解物质分解的影响

张艳,张丹桔,李勋,刘华,张明锦,杨万勤,张健

2016, 27(4):  1116-1124.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.025

摘要 ( 378 )   PDF (736KB) ( 235 )  

采用凋落物分解袋, 以四川低山丘陵区马尾松人工林人工砍伐形成的7个不同面积的林窗边缘(100、225、400、625、900、1225、1600 m²)为研究对象, 以林下为对照, 研究了2种乡土树种——樟和红椿凋落叶难降解物质(木质素、纤维素、总酚、缩合单宁)在不同大小林窗边缘的降解动态特征.结果表明:马尾松人工林林下与不同大小林窗边缘相比较,红椿凋落叶中除纤维素外,其余难降解物质的降解率以及樟凋落叶木质素降解率均显著高于林下.在全年分解过程中, 2种凋落叶4种难降解物质的降解率总体均呈现持续上升的趋势.其中,缩合单宁降解最快,其次是总酚和纤维素,而木质素降解最慢.随林窗面积的增大, 红椿凋落叶除纤维素外,其余难降解物质在中型林窗边缘(400、625 m²)具有相对较高的降解率,而樟凋落叶的木质素在625 m²林窗边缘时也表现出较高的降解率.在凋落叶分解过程中,难降解物质降解率与凋落叶袋内温度和凋落物质量均呈显著相关.中型林窗(400～625 m²)对凋落物分解过程中难降解物质的降解具有更显著的边缘效应, 而这种边缘效应与物种有一定关联.

不同林龄杉木人工林碳储量及其分配格局

兰斯安,杜虎,曾馥平,宋同清,彭晚霞,韩畅,陈莉,苏樑

2016, 27(4):  1125-1134.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.020

摘要 ( 455 )   PDF (645KB) ( 170 )  

基于广西北部杉木主产区45块1000 m²样地的调查,研究幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5种林龄杉木植被与土壤碳储量的分配格局.结果表明: 杉木人工林生态系统总碳储量表现为过熟林(345.59 t·hm^-2)>成熟林(331.14 t·hm^-2)>近熟林(299.11 t·hm^-2)>幼龄林(187.60 t·hm^-2)>中龄林(182.81 t·hm^-2).不同林龄碳储量分布格局均为土壤层>植被层>凋落物层,地下部分>地上部分.其中,植被层为34.80～134.55 t·hm^-2,占总碳储量的18.6%～38.9%,随林龄的增加而增加;凋落物层为1.26～2.07 t·hm^-2,占总碳储量的0.4%～1.1%;土壤层为149.24～206.02 t·hm^-2,占总碳储量的61.9%～80.0%.植被层碳储量以乔木层(33.51～133.7 t·hm^-2)最大,占92.8%～98.9%.其中,乔木层各器官碳储量以树干(20.98～95.68 t·hm^-2)最大,占乔木层碳储量的62.6%～72.6%,随林龄的增加而增加;枝、叶碳储量分别占4.8%～11.0%和11.1%～14.2%,随林龄的增加而减小,在过熟林阶段有所上升;根的碳储量占11.3%～12.3%,波动较小,比较稳定.

黄河口不同恢复阶段湿地土壤N₂O产生过程对氮输入的响应

孙志高,孙文广

2016, 27(4):  1135-1144.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.030

摘要 ( 367 )   PDF (626KB) ( 212 )  

以黄河口生态恢复前后未恢复区(R₀)、2007年恢复区(R₂₀₀₇)和2002年恢复区(R₂₀₀₂)的芦苇湿地为研究对象,研究了不同形态氮输入对湿地土壤N₂O产生过程的影响与贡献.结果表明: 硝态氮(NO₃^--N)输入对恢复区湿地土壤N₂O总产生量的影响远远大于铵态氮(NH₄⁺-N),但两者均抑制了R₀土壤的N₂O总产生量.尽管NO₃^--N输入对R₂₀₀₂表层土壤N₂O总产生量的影响明显大于R₂₀₀₇,但二者的N₂O产生量均随氮输入量的增加而增加.恢复区湿地土壤的反硝化作用和硝化细菌反硝化作用受NO₃^--N输入的影响明显,而R₀土壤产生N₂O的生物过程受其影响并不显著.尽管NH₄⁺-N输入对湿地土壤N₂O的总产生量影响不大,但其输入整体促进了R₀ 土壤的硝化细菌反硝化作用、R₂₀₀₇土壤的硝化作用和R₂₀₀₂土壤的非生物作用.比较而言,NO₃^--N输入对R₀、R₂₀₀₇和R₂₀₀₂湿地土壤N₂O产生的非生物作用主要表现为抑制,NH₄⁺-N输入则整体提高了R₀和R₂₀₀₂湿地土壤非生物作用的N₂O产生量,这与不同形态氮输入对土壤pH的调节作用密切相关.研究发现,NO₃^--N输入大大增加了湿地土壤的N₂O总产生量,改变了原有湿地土壤生物作用和非生物作用的贡献模式,故生态恢复工程导致的营养盐输入(NO₃^--N)应受到特别关注.

互花米草入侵对滩涂湿地甲烷排放的影响

潘小翠,管铭,张崇邦

2016, 27(4):  1145-1151.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.026

摘要 ( 367 )   PDF (830KB) ( 226 )  

在浙江省台州市附近滩涂湿地设置3个不同互花米草入侵密度梯度,即仅有本土植物样地、互花米草与本土植物混生样地和互花米草单优群落样地,研究互花米草入侵对滩涂湿地CH₄排放的影响.结果表明: 3个样地CH₄排放通量为0.68～5.88 mg·m^-2·h^-1,CH₄排放通量随着互花米草入侵梯度的增加而显著升高,互花米草单优群落样地CH₄排放通量分别为本土植物样地和混生样地的8.7和2.3倍.互花米草入侵显著提高了产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量、土壤有机碳含量和土壤pH,降低了土壤全氮含量.CH₄排放通量与土壤全氮呈显著负相关,与产甲烷菌数量、产甲烷潜力、甲烷氧化菌数量、甲烷氧化潜力、植物生物量和土壤pH呈显著正相关.互花米草的入侵提高了滩涂湿地植物群落生物量和土壤pH,促进了产甲烷菌数量和产甲烷潜力,从而提高了滩涂湿地的CH₄排放.

寒地不同熟性品种水稻产量对CO₂浓度和温度升高响应的模拟

张娜,姚凤梅,张佳华

2016, 27(4):  1152-1162.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.036

摘要 ( 272 )   PDF (771KB) ( 19 )  

选择黑龙江省作为研究区域,根据主栽水稻生育期内所需积温选取3个代表性品种,重点分析增温和大气CO₂肥效作用对不同熟性品种水稻产量的影响.采用2013年的逐日气象资料及开顶式气室(OTC)(3个CO₂浓度:390、450和550 μmol·mol^-1)试验资料对品种的遗传参数进行调试;然后采用经验证的CERES-Rice作物模型分别模拟了3个CO₂浓度水平下,伴随温度升高1、2、3和4 ℃时早、中、晚熟品种水稻产量.结果表明: 随CO₂浓度升高,不同品种水稻产量均上升;随温度升高,早熟品种产量持续下降,中、晚熟品种产量先上升再下降.若不考虑CO₂肥效作用,除了中熟和晚熟品种在增温1 ℃时会有3.1%和0.27%的小幅增产外,其余均表现为减产,其中早熟品种减产幅度最大,增温4 ℃时减产高达57.7%,而中熟和晚熟品种减产10%左右.若考虑CO₂肥效作用,450 μmol·mol^-1 CO₂浓度下,中熟和晚熟品种在增温2 ℃时仍增产0.75%和3.2%;550 μmol·mol^-1 CO₂浓度下,中熟品种在增温3 ℃时仍增产4.5%,晚熟品种在增温4 ℃时仍增产0.39%.而无论是否考虑CO₂肥效作用,早熟品种在增温作用下均表现大幅度减产.与不考虑CO₂肥效相比,大气CO₂肥效作用有效提高了水稻产量,但CO₂肥效对增产的贡献率在不同品种间差异不明显,且贡献率均小于10%.

不同氮肥喷涂吡啶对夏玉米田氮素利用及土壤N₂O排放的影响

魏珊珊,王艳群,李迎春,舒晓晓,彭正萍,石新丽,周亚鹏

2016, 27(4):  1163-1168.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.034

摘要 ( 446 )   PDF (528KB) ( 254 )  

为减少土壤N₂O排放,提高作物氮素利用,采用田间试验法研究了不同氮肥用量喷涂一定比例的吡啶(0、180、270、360 kg N·hm^-2)对夏玉米生育期内土壤N₂O排放和氮素表观损失、籽粒产量及氮素利用的影响.结果表明:不同氮肥用量下喷涂吡啶的土壤N₂O排放主要集中在播种-苗期和拔节-抽雄期,基肥和追肥后均会出现显著的土壤N₂O排放通量高峰.随氮肥用量增加,玉米产量不断增加,但270和360 kg N·hm^-2间无显著差异,2种施氮量下的玉米分别净增收5209和5426元·hm^-2.与不施氮肥比,各施氮处理下的玉米籽粒吸氮量提高幅度为109.6%～134.1%.各处理间的氮肥农学效率和氮肥利用率均以氮肥喷涂吡啶270 kg N·hm^-2较大,而土壤氮素表观损失较小.氮肥喷涂吡啶在270 kg N·hm^-2时玉米增产增收,氮肥利用效率较高,土壤N₂O排放和氮素表观损失较少,是一种较为合理的氮肥调控施用技术.

花期渍水逆境下氮素对油菜产量及氮肥利用效率的影响

邹小云,刘宝林,宋来强,官春云

2016, 27(4):  1169-1176.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.021

摘要 ( 300 )   PDF (375KB) ( 155 )  

温室盆栽试验条件下,设置渍水和对照2个水分处理,每个水分处理下设置3个施氮水平(0.05、0.2、0.3 g N·kg^-1土),研究了花后渍水逆境下氮素营养对两个氮高效基因型‘Monty’、‘湘油15’和两个氮低效基因型‘R210’、‘Bin270’油菜产量、产量性能及氮肥利用效率的影响.结果表明:与对照相比,花后渍水处理显著降低了油菜的单株角果数、千粒重、每角粒数和籽粒产量.在适宜水分条件下,增施氮肥显著增加了油菜籽粒产量,而在渍水逆境处理下,增施氮肥对油菜籽粒产量的形成贡献不大.氮高效基因型较氮低效基因型对花后渍水逆境下的籽粒灌浆充实具有一定的促进作用.在同一水分处理下,花后渍水明显降低了油菜氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮收获指数,渍水显著影响了不同基因型油菜的氮素吸收利用能力,而氮高效基因型在渍水逆境下较氮低效基因型更有利于将氮素转运、再分配到角果中,提高籽粒生产效率.油菜产量性能参数存在显著的水氮互作效应,水分、氮肥及水氮互作对油菜籽粒产量和产量性能参数的影响因基因型的不同而异.

不同光照强度下谢君魔芋的光合作用及能量分配特征

付忠,谢世清,徐文果,岩所,陈军文

2016, 27(4):  1177-1188.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.035

摘要 ( 578 )   PDF (976KB) ( 231 )  

为了探讨喜阴植物谢君魔芋(Amorphophallus xiei)对不同光强的适应策略,测量和分析了不同透光率(高光,透光率100%;中光,透光率32.6%;低光,透光率5.98%)下谢君魔芋对光、CO₂、光斑的响应特征及响应过程中叶绿素a荧光和能量分配特征.结果表明: 随着生长光强的增大,谢君魔芋最大净光合速率(P_max)、暗呼吸速率、表观量子产额、羧化效率显著降低,光补偿点、CO₂补偿点显著升高.中光处理的谢君魔芋对光合诱导的响应更迅速(P<0.05);随着生长光强的增加,暗适应初始气孔导度(g_s-i)显著升高;完成光合诱导中最大净光合速率30%(t_30%P)、50%(t_50%P)和90%(t_90%P)所需的时间与g_s-i呈负相关.高光处理的植株PSⅡ实际光化学效率(ΔF/F_m′)、光化学猝灭(q_P)和电子传递速率(ETR)较高,且在光合诱导过程中所对应的非光化学猝灭(NPQ)值相对较高,而低光处理具有较高的反应中心激发能捕获效率(F_v′/F_m′).高光处理非光化学耗散途径比例(Ф_NPQ)较低,而低光处理Ф_NPQ则相对较高.表明喜阴植物谢君魔芋在中低光下生长时受到高光胁迫能够启动快速耗散机制来保护自身光合机构,长期处于高光环境则采用增加热耗散成本和形成淬灭复合物的策略在一定程度上应对高光胁迫,这可能是其不能很好适应高光环境的原因之一.

两种酚酸类物质对花生根部土壤养分、酶活性和产量的影响

李庆凯,刘苹,唐朝辉,赵海军,王江涛,宋效宗,杨力,万书波

2016, 27(4):  1189-1195.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.039

摘要 ( 451 )   PDF (651KB) ( 225 )  

为探讨连作花生土壤中酚酸类物质的累积与花生连作障碍的关系,通过大田盆栽试验,研究了对羟基苯甲酸、肉桂酸对花生花针期(出苗后45 d)、结荚初期(出苗后75 d)、结荚末期(出苗后105 d)根部土壤养分、酶活性及产量的影响.结果表明: 经两种酚酸类物质处理后,花生根部土壤养分和酶活性均发生了明显的变化,以在花针期受到的影响最大,土壤碱解氮、有效磷、有效钾和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性均显著降低;到花生结荚初期和结荚末期,两种物质对土壤养分、酶活性的抑制作用有减弱趋势.初始含量相同时,肉桂酸的化感作用相对较强.高浓度(80 mg·kg^-1干土)对羟基苯甲酸、肉桂酸处理分别使每盆花生荚果产量降低了45.9%、52.8%,单株结果数降低了46.2%、48.9%.

秸秆还田配施中微量元素对农田土壤有机碳固持的影响

姜振辉,师江澜,贾舟,丁婷婷,田霄鸿

2016, 27(4):  1196-1202.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.022

摘要 ( 379 )   PDF (477KB) ( 180 )  

为研究秸秆还田配施中量元素(S)和微量元素(Fe和Zn)对粮田土壤有机碳固持的影响,进行了为期52 d的室内玉米秸秆腐解培养试验. 结果表明:秸秆腐解过程中分别添加S、Fe和Zn元素,均提高了微生物生物量碳(MBC)及土壤CO₂-C矿化速率,52 d腐解培养结束后,CO₂-C的累积矿化量显著提高,但土壤有机碳含量并未显著降低;3种元素中,添加Fe或Zn的处理提高了土壤惰性碳库、惰性碳库比例及土壤有机碳表观平衡,有利于土壤有机碳固持,而添加S的处理却降低了惰性有机碳比例及土壤有机碳表观平衡,不利于有机碳固持. 因此,在施N、P肥基础上,秸秆还田添加S、Fe或Zn均能促进土壤有机碳的矿化进程,但添加Fe或Zn可使更多有机碳固持于土壤中,添加S不利于土壤有机碳的固持.

2010—2012年北京植被光合有效辐射吸收比例的时空变化

谢军飞,郭佳

2016, 27(4):  1203-1210.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.016

摘要 ( 424 )   PDF (1261KB) ( 185 )  

利用MODIS产品中分辨率为1 km的光合有效辐射吸收比例(FPAR)数据,结合植被功能型分类,分析2010—2012年北京植被FPAR的空间分布特征,以及各种植被类型FPAR的多年变化,并进一步探讨了FPAR与叶面积指数(LAI)之间的相关性.结果表明: 研究期间,北京植被的FPAR空间分布均呈现出东北部、西南部高,并向中心城区逐渐递减的分布特征.通过FPAR的叠加分析还发现,各种植被类型FPAR年平均值的波动均较小,针叶树、阔叶树、草地、作物FPAR的年均值波动范围仅分别在0.42～0.44、0.38～0.39、0.32～0.33、0.21～0.22,但各种植被类型FPAR的年内变化范围均较大.各种植被类型的FPAR与LAI也具有较好的线性或对数关系.经过Timesat软件中的Savitzky-Golay平滑滤波后,各种植被类型FPAR的季节性变化特征更加明显.

基于GIS和地统计学的黄泛区土壤磷空间变异——以周口为例

贾振宇,张俊华,丁圣彦,冯舒,熊小波,梁国付

2016, 27(4):  1211-1220.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.012

摘要 ( 430 )   PDF (2167KB) ( 249 )  

土壤中的磷是衡量土壤肥力的重要指标,其含量的高低对土壤理化性质、植物生长以及微生物的活动等都有重要影响.本文以周口黄泛区土壤为例,通过土样采集和室内试验分析,运用地统计分析及GIS空间模拟等方法,分析土壤全磷和速效磷的空间分布特征.结果表明: 研究区土壤全磷和速效磷含量比较高,且表层(0～20 cm)含量均高于第二层含量(20～40 cm).两层土壤全磷和速效磷均属于中等程度变异,并且速效磷的变异程度高于全磷;两层土壤全磷为中等程度的各向异性,最适模型为高斯模型,表层具有较强的空间相关性,第二层则具有中等的空间相关性. 两层土壤速效磷的各向异性均较弱,最适模型为线性模型,两层均呈现较弱的空间相关性. 两层全磷含量从西南到东北方向呈现缓慢上升的变异趋势,而从西北到东南方向呈逐渐下降的变异趋势. 表层速效磷含量在西南到东北方向先升后降,在东南到西北方向呈先降后升的变异趋势;第二层速效磷含量在西南到东北方向上呈现先降后升的趋势,而在西北到东南方向则呈上升趋势.表层土壤全磷含量较高,第二层含量属于中等水平;表层速效磷含量较高,而第二层含量较低.土地利用方式、耕作制度和施肥等人为因素是影响该区土壤磷分布趋势和空间变异的主要因素.

甘肃永登县土地利用景观格局的空间尺度效应

刘媛媛,刘学录

2016, 27(4):  1221-1228.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.017

摘要 ( 317 )   PDF (734KB) ( 231 )  

依据“斑块-廊道-基质”模式,研究了甘肃省兰州市永登县景观格局的空间尺度效应.结果表明:草地为整个研究区景观结构的基质;廊道包括道路和河流;其余景观组分(耕地、林地、园地,住宅用地、工矿用地、公共管理与服务用地和其他土地)均为斑块.斑块类型水平指数与景观水平指数均表现出明显的空间幅度依赖性.不同景观组分的斑块类型指数的尺度效应在不同幅度区间存在差异性,景观水平指数的尺度效应在不同幅度区间也存在差异性.在1～20 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异最为明显;在21～90 km幅度区间,尺度效应的组分类型、指标类型之间差异较小;在>90 km幅度后,尺度效应消失.90 km×90 km为研究景观格局尺度依赖性的有效幅度.

不同地貌背景下民族村农户生计脆弱性及其影响因子

韩文文,刘小鹏,裴银宝,安琼,李永红

2016, 27(4):  1229-1240.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.031

摘要 ( 404 )   PDF (1838KB) ( 190 )  

基于2014年贫困户实地调查数据,运用集对分析和障碍度模型对宁夏海原县农户生计脆弱性及其胁迫因子进行实证分析.结果表明: 海原县农户生计脆弱性总体较高且呈现地貌和民族差异化,平原区、河谷川地山间洼地农户生计脆弱性低于土石山区、黄土梁区和中山地貌区;回汉混居村农户生计脆弱性高于纯回族与纯汉族村.农户自身必要资产的缺乏和外部地理环境敏感性的胁迫是海原县农户生计脆弱的深层原因.生计结构不合理与生计方式单一导致生计脆弱性长期积累;地理环境的不易改变使扶贫资源的地区可进入性降低.农户生计应对能力的提高需建立明确的村级水权分配制度,实施教育贫困户对口帮扶,加大生计方式多元化转型的成本投入,开发村域连锁综合商品市场.农户生计脆弱性的治理应把“公路村村通”建设放在“村村通工程”更突出的位置,坚持气象防灾和保险企业减灾相结合,开发农业生产保险系统.

未来气候变化对云南烤烟种植气候适宜性的影响

胡雪琼,徐梦莹,何雨芩,张明达,吉文娟,朱勇

2016, 27(4):  1241-1247.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.037

摘要 ( 388 )   PDF (3537KB) ( 170 )  

云南烤烟种植的气候适宜性分布将受到气候变化的深刻影响.根据云南烤烟种植气候适宜性的3个决定因子(7月平均气温、7—8月日照时数、4—9月降水量),利用1981—2060年的气候模拟数据及1986—2005年的气象台站实测数据,分析了1986—2005年及RCP 4.5和RCP8.5气候情景下2021—2040年、2041—2060年云南烤烟种植气候适宜性分布的变化.结果表明: 未来气候情景下,云南烤烟种植气候适宜分布呈现北抬东扩的趋势,未来云南烤烟可种植区域将呈逐渐增加的趋势,且2041—2060年增幅大于2021—2040年、RCP8.5情景的增幅大于RCP4.5情景,其中,烤烟的最适宜区域、次适宜区域增幅均较大,适宜区域则变化不大.未来云南中北部烟区的昆明、曲靖、大理、楚雄、丽江最适宜区面积与可种植面积增幅较大,文山、红河、普洱、西双版纳等南部烟区最适宜区面积与可种植面积减幅较大.

基于足迹家族的青海省资源环境压力定量评估

马彩虹,赵晶

2016, 27(4):  1248-1256.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.019

摘要 ( 394 )   PDF (1221KB) ( 184 )  

为了系统评估人类活动对环境的影响,基于足迹家族构建了资源环境压力评价体系,对青海省的生态足迹、碳足迹、水足迹及资源环境压力作了测评.结果表明: 1990—2013年,青海省人均生态足迹由1.32 hm²增为3.32 hm²,人均生物承载力由2.33 hm²降至2.07 hm²,2006年后出现生态赤字且不断增高,但1990年以来始终存在生物质盈余;人均碳足迹由5.82 t增至15.85 t,目前已超过应对气候变化目标的7.93倍;人均水足迹从967.67 m³降低到732.05 m³.1990年以来生态压力一直较低(Ⅰ_b),温室气体(GHG)排放压力由较低(Ⅰ_b)升高到中上(Ⅱ_b),水资源压力很低(Ⅰ_a),资源环境压力由很低(Ⅰ_a)升高为较低(Ⅰ_b).生态压力和水资源压力对资源环境压力的贡献率逐渐降低,GHG排放压力的影响明显增大.资源环境压力的空间差异较大,2013年西宁市很高(Ⅲ_b)、海东市中上(Ⅱ_b)、海西州中下(Ⅱ_a),其他各市州很低(Ⅰ_a),主要压力源也具有明显的空间异质性.今后发展中,各市州应采取差异化减压策略.

海拔对高山峡谷区土壤微生物生物量和酶活性的影响

曹瑞,吴福忠,杨万勤,徐振锋,谭波,王滨,李俊,常晨晖

2016, 27(4):  1257-1264.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.018

摘要 ( 496 )   PDF (540KB) ( 176 )  

为了解土壤微生物生物量和酶活性随海拔的变化特征,以川西海拔1563 m到3994 m的高山峡谷区的干旱河谷、干旱河谷-山地森林交错带、亚高山针叶林、高山森林和高山草甸土壤为研究对象,采用原位培养法研究了5种不同海拔生态系统中有机层(0～15 cm)和矿质层(15～30 cm)土壤微生物生物量碳氮、土壤蔗糖酶、脲酶及酸性磷酸酶活性的变化.结果表明:有机层土壤中微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性呈现出先增加后减少再增加的变化特征,从2158 m开始不断增加,到3028 m左右达到峰值后减少,在3593 m出现最小值后,逆势增加直到3994 m后再次减少;矿质层土壤的微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性表现为亚高山针叶林(3028 m)>高山草甸(3994 m)>干旱河谷-山地森林交错带(2158 m)>高山森林(3593 m)>干旱河谷(1563 m).各海拔梯度土壤有机层的微生物生物量和酶活性显著高于矿质层.高山峡谷区土壤微生物生物量与土壤酶活性呈极显著正相关.土壤微生物生物量和土壤酶与土壤含水量、有机碳和全氮呈极显著正相关,土壤蔗糖酶与土壤全磷含量呈极显著正相关,土壤酸性磷酸酶与土壤全磷和土壤温度呈极显著正相关.可见,高山峡谷区海拔变化引起的植被和其他环境因子的变化显著影响了土壤生化特性.

土地整理对土壤微生物群落多样性的影响

叶晶,何立平,李东宾,余敏芬,吴家森

2016, 27(4):  1265-1270.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.011

摘要 ( 463 )   PDF (439KB) ( 79 )  

土地整理保证了我国耕地总量的动态平衡和占补平衡,已成为实现国土资源集约利用的主要手段,但整治过程中的强度扰动会对土壤质量产生一定的影响.为了解土地整理对土壤微生物多样性的影响,采用PLFA法研究了土地整理1年(Z1a)、4年(Z4a)后土壤微生物群落多样性的变化.结果表明: 与未整理(Z0)相比,土地整理1年后,土壤pH值提高了14.6%,土壤有机碳质量分数降低了65.4%;各菌群磷脂脂肪酸PLFAs含量和相对丰度均显著下降(P<0.05),下降幅度达43.4%～63.7%和25.2%～53.9%;真菌/细菌(F/B)显著下降(P<0.05),降低了35.9%,而革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G⁺/G^-)升高明显,增加了56.1%,均与有机碳的降低和pH值的升高有显著相关关系;土壤微生物多样性Shannon指数和均匀度指数(E)均显著下降,Z0与Z1a、Z4a之间的差异达显著水平;土地整理4年后,表征土壤微生物群落多样性的各指标相比整理1年的样地有所提升,但与未整理样地仍有显著差异.综上,土地整理显著影响着土壤微生物群落的组成,降低了土壤生态系统的稳定性.

营养条件对噬藻体PP感染席藻动力学的影响

尚时雨,马慧,赵以军,程凯

2016, 27(4):  1271-1276.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.028

摘要 ( 400 )   PDF (582KB) ( 142 )  

本试验设计了从正常的AA培养基(CK组)到N和P含量只有正常AA培养基1/600的6种培养基.在25 ℃、2000 lx条件下将宿主席藻在6种培养基中培养8个月后,用显微直接计数法测定了席藻的生长曲线以及噬藻体PP感染宿主席藻的裂解周期与致死率,用离心法测定了噬藻体PP对宿主席藻的吸附率,用一步生长曲线法测定了噬藻体PP的释放量和裂解周期.结果表明: 提高N和P含量会促进宿主席藻的生长,统计分析也显示,在对数中期(第6天),高营养盐浓度中细胞密度显著高于低营养盐浓度中的密度;提高营养盐浓度噬藻体PP的吸附率会显著增高,主要表现为在AA中噬藻体PP的吸附率极显著高于其他组;同时6种培养基条件下噬藻体PP对席藻的致死率变化不大;随着营养水平的升高,噬藻体PP的潜伏期和裂解周期明显缩短,平均释放量显著增加,但裂解宿主的效率却没有显著变化.上述结果说明噬藻体PP对宿主藻的感染力会随着营养水平的提高而明显增强,并可能在水体富营养化进程中发挥着调控藻类种群更替的作用.

应用多个生态位模型预测福寿螺在中国的潜在适生区

张海涛,罗渡,牟希东,徐猛,韦慧,罗建仁,章家恩,胡隐昌

2016, 27(4):  1277-1284.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.027

摘要 ( 425 )   PDF (1402KB) ( 259 )  

高危性外来入侵种福寿螺严重危害我国的农业生产、生态系统完整性和人体健康.为制定有效的防控策略提供科学依据,本研究通过选取最适的生态位模型以预测福寿螺在我国的潜在适生区.结合福寿螺在我国的337条分布记录和年均温、年降水量等19个生物气候变量数据,本文采用MaxEnt、GARP、BIOCLIM和DOMAIN等4种生态位模型分别模拟预测了福寿螺在我国的潜在适生区,并利用受试者工作特征曲线(ROC)和Kappa统计量分析比较不同模型的预测效果.结果表明: 4种模型均能较好地模拟福寿螺在我国的分布,其中MaxEnt模型的模拟准确度最高(受试者工作特征曲线下的面积AUC=0.955±0.004,Kappa=0.845±0.017),其次是GARP和DOMAIN,准确度相对较小的是BIOCLIM,但其平均AUC也达0.898±0.017,平均Kappa值为0.771±0.025.MaxEnt模型的预测结果显示,福寿螺的潜在适生区主要分布在30° N以南地区,但其中也有部分地区地处30°N以北.适生区面积占国土面积的13.2%,广东、广西、湖南、重庆、浙江和福建沿海地区具有高度潜在入侵风险.本研究可以为福寿螺的科学防控提供参考,并且对大尺度上外来水生生物的适生区预测具有一定的借鉴意义.

三峡水库运行对长江荆南三口水文和生态的影响

李景保,罗中海,叶亚亚,杨波

2016, 27(4):  1285-1293.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.023

摘要 ( 382 )   PDF (839KB) ( 132 )  

基于1990—2014年荆南三口五站实测原型日流量水文序列,采用Mann-Kendall法、累积距平法检验分析其水文特征与变化趋势,并应用生态水文变化指标体系和变化范围法评估分析了三峡水库运行对荆南三口河流33项生态水文指标变化的影响.结果表明:1990—2014年,三口年平均流量呈现显著减少趋势(P<0.05),减小率为19%,拐点年份出现在2003年,2003年前荆南三口年平均流量为1981.1 m³·s^-1,2003年以后的年平均流量为1603.25m³·s^-1,前后相差377.85 m³·s^-1.1—4月的平均流量明显增加,偏离度分别为1.58、1.86、0.83、0.62 ;5月下旬至6月上旬明显增加;7、8月有较小程度的减少,偏离度分别为-0.12、-0.10;蓄水期(10月)显著减少,偏离度达-0.40.年极小值流量均有较高程度的改变,年极大值流量中仅1、3 d年均极大值流量有中等程度改变,其他年极大值流量改变程度低.低流量过程改变程度高,而高流量过程改变程度低.

综合评述

氮有效性增加对细根解剖、形态特征和菌根侵染的影响

王文娜,王燕,王韶仲,王政权,谷加存

2016, 27(4):  1294-1302.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.032

摘要 ( 370 )   PDF (411KB) ( 169 )  

氮(N)有效性增加对森林生态系统结构和功能有重要影响.细根作为树木地下最为活跃的组分,其对N有效性增加的响应已成为森林生态学研究的热点.本文对N有效性增加条件下细根解剖构造、形态和菌根侵染的响应趋势及潜在机制进行了综述.N有效性增加导致细根皮层厚度、皮层层数和皮层细胞直径下降,外皮层上通道细胞数量减少,而中柱和木质部横截面积,以及导管(或管胞)直径、数量和壁厚度均增加,根解剖构造的响应与植物激素浓度变化有关;N有效性增加后菌根侵染率下降,比根长(单位根干质量的长度)在外生菌根树种中普遍下降,而在内生菌根树种中增加;根直径和组织密度的变化趋势则表现出较大的种间差异.这些个体根和树种水平上的结果对于理解森林生态系统水平上的碳和养分循环具有重要意义.最后,根据目前研究中存在的不足提出了今后的研究方向与问题.

有机农业发展概述

刘晓梅,余宏军,李强,蒋卫杰

2016, 27(4):  1303-1313.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.040

摘要 ( 470 )   PDF (679KB) ( 279 )  

本文介绍了不同国际组织为有机农业下的定义、有机农业的起源及理论发展过程,以及我国有机农业的发展轨迹:我国有机农业较发达国家起步晚,但发展迅速.通过详细叙述国内外有机农业发展规模、种植作物种类、有机农业生产标准、投入品及有机种植技术,比较了我国有机农业发展与国外存在的差异.从有机农业标准、生产技术、产品市场、有机认证、企业信誉、自然环境污染、国家政策支持力度等方面详细分析了我国有机农业发展的制约因素,提出了我国有机农业健康发展的方向及对策.

北方旱作区沟垄二元覆盖技术研究进展

李荣,侯贤清,王晓敏,贾志宽,韩清芳

2016, 27(4):  1314-1322.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.038

摘要 ( 339 )   PDF (581KB) ( 188 )  

北方旱作区降水稀少,水分不足是限制作物生长的主要因素,沟垄二元覆盖技术可进一步提高降水的利用效率和作物生产水平,在国内外已备受关注.为深刻理解中国北方旱作区沟垄二元覆盖技术模式及研究进展,本文就沟垄二元覆盖技术的概念、研究现状、配套农机具、技术模式及其土壤生态与作物效应进行了综述;在总结现有研究的基础上,归纳了典型旱作区沟垄二元覆盖技术模式的类型、作业操作及应用效果;科学评价不同沟垄二元覆盖技术下土壤与作物的生态效应;指出了目前沟垄二元覆盖技术研究中所存在的问题,并提出相应的建议.综合国内外沟垄集雨栽培技术的研究进展,提出沟垄二元覆盖模式及技术体系今后的重点研究方向:1)建立适合北方不同旱作类型区及不同作物的垄沟比;2)重视土壤水分与温度、肥力等其他因子耦合性研究;3)探索最佳环保型覆盖材料;4)加强沟垄二元覆盖模式及体系的技术评价、技术推广与配套机具设计等方面的研究.

间作对旱地CO₂和N₂O排放影响的研究进展

唐艺玲,王建武,杨文亭

2016, 27(4):  1323-1330.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.033

摘要 ( 407 )   PDF (372KB) ( 189 )  

农田温室气体排放是近年来科学界的研究热点,采用合适的种植模式是减少农田温室气体排放的有效途径之一.本文综述了作物间作对旱地土壤CO₂和N₂O排放的影响及机理.合理间作能够提高土壤有机碳(SOC)含量、促进不同作物秸秆向SOC转化、降低SOC矿化速率,从而减少CO₂排放.禾本科与豆科作物间作能够在维持作物产量的情况下,减少化学氮肥投入、土壤有效氮残留及还田秸秆产生的无机氮,降低N₂O排放.间作作物的互作、田间小气候环境的改善也是影响土壤温室气体排放的重要因素.今后,要增加土壤温室气体监测时长并对影响因子进行综合、全面的分析,尤其是从分子水平探究间作模式下土壤微生物对温室气体产生过程的作用机理,为构建环境友好型农业模式提供科学依据.

城市黑臭水体形成机理与评价方法研究进展

王旭,王永刚,孙长虹,潘涛

2016, 27(4):  1331-1340.  doi:10.13287/j.1001-9332.201604.014

摘要 ( 448 )   PDF (1751KB) ( 209 )  

黑臭水体是水体污染的一种极端现象.造成黑臭水体的主要污染源包括有机污染物、底泥再悬浮以及水体热污染,城市水循环条件不足是引起黑臭水体的水动力学因素.从黑臭形成化学机理看,致黑物质主要包括悬浮物、Fe、S元素及其化合物FeS;致臭物质主要包括H₂S、NH₃等小分子气体以及硫醚类(VOSCs)、乔司脒和2-二甲基异莰醇等化合物.本文重点从黑臭评价指标、黑臭指数法、多元线性回归模型以及综合评价法4个方面对黑臭水体评价方法进行对比与总结,并对未来城市黑臭水体研究进行展望,旨在进一步明确城市黑臭水体判别技术,为城市水环境治理和水生态维护提供依据.