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2017年 第28卷 第9期    刊出日期：2017-09-18

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目次

氮添加对油松不同径级细根分解及其养分释放的影响

谷利茶, 王国梁, 景航, 姚旭

2017, 28(9):  2771-2777.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.018

摘要 ( 478 )   PDF (594KB) ( 127 )  

采用4个梯度的林地氮处理(N₀、N₃、N₆和 N₉依次为0、3、6 和9 g N·m^-2·a^-1),利用分解袋试验,研究了N添加对油松不同径级细根分解及养分释放过程的影响.结果表明: 细根分解过程分为快速分解(0～60 d)和慢速分解(60～300 d)两个阶段.0～0.4、0.4～1和1～2 mm细根分解的质量百分数在第60天分别为7.6%、10.4%和11.4%,在第300天分别为19.8%、23.5%和30.5%,说明较细的根系分解较慢.N添加显著降低了0～0.4 mm细根的分解速率,但对0.4～1和1～2 mm细根分解速率无显著影响,与对照(N₀)相比,N₃、N₆和N₉处理试验期间分解速率分别降低2.1%、4.5%和5.8%.N添加显著增加了0～0.4和0.4～1 mm细根C和N残留率,但对1～2 mm细根C和N残留率无显著影响,且对3个径级细根P残留率无显著影响.与对照相比,N₃、N₆和N₉处理分别增加了0～0.4 mm细根中8.1%、9.4%和4.5%的C残留率和5.3%、16.3%和16.7%的N残留率;同时增加了0.4～1 mm细根中2.5%、2.5%和0.9%的C残留率和0.9%、2.3%和3.9%的N残留率.0～0.4、0.4～1 mm细根C、N、P迁移模式总体表现为直接释放,而1～2 mm细根N为富集-释放模式.氮沉降可能主要通过影响0～0.4 mm细根(主要为1和2级细根)的分解过程,从而降低细根的分解速率.

三峡水库峡谷地貌区消落带土壤氮磷钾、有机质含量和pH值的时空动态

简尊吉, 裴顺祥, 郭泉水, 秦爱丽, 马凡强, 赵玉娟, 肖文发, 康义

2017, 28(9):  2778-2786.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.016

摘要 ( 466 )   PDF (715KB) ( 262 )  

基于三峡水库巫山段和秭归段消落带海拔155～172 m区段经历水库水位涨落前(2008年)和经历1次(2009年)、4次(2012年)、7次(2015年)水库水位涨落后土壤化学性质的长期定位监测,研究峡谷地貌区消落带土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)、有机质(OM)含量和pH值的时空动态变化规律,并对其养分状态进行评价.结果表明: 随着经历水库水位涨落次数的增多,消落带土壤全氮(TN)、速效氮(AN)、速效钾(AK)和OM含量减少,全磷(TP)、全钾(TK)、速效磷(AP)含量和pH值增加;经历水库水位涨落前和经历1次水库水位涨落后,消落带各土层的TP、TK和AP含量为巫山样地>秭归样地,经历4次和7次水库水位涨落后,变为秭归样地>巫山样地;随着经历水库水位涨落次数的增多,消落带大多数土壤化学指标含量在土层间的差异减小.对照全国第二次土壤普查养分分级标准,经历7次水库水位涨落后,秭归样地土壤TP和AP含量达到极高等级,巫山样地土壤AP含量为高等级,其他指标为中等及以下等级.三峡水库的水文特征、人为活动的干扰,以及不同土壤化学指标性质的差异,是峡谷地貌区消落带土壤N、P、K、OM含量和pH值时空变化的主要驱动因素.

黄土高原不同林龄刺槐林碳、氮、磷化学计量特征

马任甜, 安韶山, 黄懿梅

2017, 28(9):  2787-2793.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.020

摘要 ( 552 )   PDF (711KB) ( 73 )  

以黄土高原幼龄林、中龄林、成熟林(分别为5～10、11～15、21～30年生)刺槐人工林为对象,研究刺槐根、茎、叶、枯落物的碳、氮、磷化学计量学特征及其相互关系.结果表明: 不同林龄刺槐林各组分的碳、氮、磷含量分别为376.74～486.67、8.66～29.70和0.79～1.95g·kg^-1,刺槐各组分碳含量变异较小,磷含量变异较大.中龄林碳含量较高,成熟林氮、磷含量较高.不同组分间叶碳、氮、磷含量较高,茎的氮含量较低.不同林龄刺槐林各组分的C/N、C/P和N/P分别为15.74～53.40、242.47～606.39和8.10～20.57;中龄林和幼龄林中茎C/N、C/P和N/P显著高于成熟林,不同组分间茎C/N、C/P较高,叶C/N、C/P较低.刺槐叶片和根的碳氮磷含量间不存在相关关系,枯落物与茎的氮含量和磷含量间存在显著相关关系,反映出枯落物和茎的建成过程中对氮磷按比例投入的依赖.与全球尺度相比,黄土高原人工刺槐林具有较高的储碳能力,氮含量丰富,而磷相对缺乏,成为刺槐人工林生长的主要限制因子.

降雨量增减对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和芦苇光合特性的影响

陈亮, 孙宝玉, 韩广轩, 刘子亭, 贺文君, 王安东, 吴立新

2017, 28(9):  2794-2804.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.039

摘要 ( 382 )   PDF (915KB) ( 174 )  

滨海湿地地下水位浅,淡咸水垂直交互作用明显,全球气候变化背景下降水变异改变其土壤表层水盐状况,从而影响植物光合作用与土壤呼吸.为探究降雨量变化对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸和光合特性的影响,采用固定式遮雨顶棚和雨水输送管道相结合的方法设置增减雨处理小区,于2015年生长季测定土壤呼吸和光合作用光响应曲线,同时连续测定土壤温度、土壤含水量、土壤含盐量等土壤环境因子.结果表明: 根据土壤含水量波动情况可将生长季分为3个阶段:干旱期、湿润期、淹水期. 不同土壤水分阶段,土壤呼吸和芦苇光合特性对降雨量增减的响应不同. 在干旱期,增雨处理下土壤呼吸速率显著提高了31.8%,同时芦苇叶片气孔导度和光合能力显著增强;减雨处理下土壤呼吸速率降低41.1%,芦苇叶片气孔阻塞,光合能力降低. 在湿润期,增雨和减雨处理使土壤呼吸速率及其温度敏感性指数(Q₁₀)均出现下降,但二者未对芦苇各光合参数和净光合速率产生显著影响. 在淹水期,增减雨处理未对土壤呼吸产生显著影响,但芦苇对淹水胁迫较为敏感,增减雨分别加重和降低了淹水对芦苇植株的伤害,光合速率由高到低为减雨>对照>增雨.

滇西北海拔上限大果红杉径向生长对气候变化的响应

张贇, 尹定财, 田昆, 肖德荣, 孙梅, 王行, 张卫国

2017, 28(9):  2805-2812.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.011

摘要 ( 483 )   PDF (724KB) ( 156 )  

基于树轮年代学方法,利用玉龙雪山、哈巴雪山和普达措国家公园海拔上限大果红杉树轮宽度资料,分别建立3个样点大果红杉的差值年表(RES),研究其径向生长对气候响应的异同,探讨影响滇西北大果红杉生长的关键气候因子.结果表明: 生长季初期(5月和6月)温度是影响滇西北大果红杉生长的主要因子,与3个样点的径向生长表现出显著正相关关系,同时普达措国家公园大果红杉还受生长季以前温度的影响,分别与上年7月和11月温度呈显著负相关和显著正相关;3个样点大果红杉生长对降水的响应存在差异,随着纬度升高主要由负相关转为正相关,大果红杉径向生长与降水的关系在玉龙雪山(纬度梯度最南)主要表现为与生长季初期降水量呈显著负相关,在哈巴雪山(纬度梯度中部)表现为与9月降水量呈显著负相关,在普达措国家公园(纬度梯度最北)表现为与3月降水量呈显著正相关.另外,7月降水的增多有利于玉龙雪山大果红杉的生长.基于气候模型预测,综合大果红杉对温度和降水响应模式与响应程度分析,未来气候变化有利于滇西北高原大果红杉的径向生长.

大兴安岭新林林业局3种林分类型天然更新幼苗幼树的空间分布格局

贾炜玮, 解希涛, 姜生伟, 李凤日

2017, 28(9):  2813-2822.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.014

摘要 ( 493 )   PDF (601KB) ( 201 )  

基于大兴安岭新林林业局落叶松林、白桦林和混交林3种主要林分类型16块样地的调查数据,依照幼苗幼树的株高划分为3个等级: Ⅰ级, 株高≤60 cm; Ⅱ级, 60 cm＜株高≤200 cm; Ⅲ级, 株高＞200 cm且胸径＜5 cm.在4种取样尺度下,采用负二项指数等7种聚集度指数,判定幼苗幼树的分布格局及格局强度,分析格局变化和格局规模.结果表明: 除落叶松林的落叶松幼苗幼树Ⅱ级最多,且随等级升高幼苗幼树密度先升高后降低外,白桦林和混交林的落叶松以及3种林分的白桦幼苗幼树Ⅲ级最多,而Ⅰ级最少,随等级升高,幼苗幼树密度均升高.落叶松幼苗幼树在3种林分4种取样尺度下均呈聚集分布.白桦幼苗幼树在白桦林中除在10 m×20 m尺度为随机分布外,均呈聚集分布.除落叶松幼苗幼树在混交林中5 m×10 m尺度时聚集强度最大外,落叶松在其他林分以及白桦在3种林分均在5 m×5 m尺度下聚集强度最大.在落叶松林,落叶松和白桦幼苗幼树的聚集强度随等级增大而减小,其中白桦由聚集分布变为随机或均匀分布;在白桦林和混交林中,落叶松和白桦幼苗幼树的聚集强度随等级升高不断增大,由均匀分布变为聚集分布.在3种林分类型中,不同更新等级落叶松和白桦幼苗幼树种群的格局规模均为25 m².落叶松和白桦幼苗幼树种群格局强度在不同林分类型、不同更新等级中差异明显.

城市森林群落结构特征的降温效应

唐泽, 任志彬, 郑海峰, 何兴元

2017, 28(9):  2823-2830.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.012

摘要 ( 521 )   PDF (674KB) ( 97 )  

通过野外样方实测,研究长春城市森林群落结构特征对城市森林降温作用的影响.结果表明:不同郁闭度等级城市森林温度随时间呈现相同的波动上升趋势;群落郁闭度越高,城市森林温度越低;城市森林群落结构特征影响城市森林降温效应的大小,其中,郁闭度、叶面积指数、树高对降温效应的影响最显著,而胸径、密度、树干基部断面积与城市森林降温作用关系不显著;郁闭度及树高与降温强度呈线性正相关,郁闭度每增加10%,降温效应增加0.5 ℃,树高每增加10 cm,降温效应增加0.05 ℃;叶面积指数与降温强度呈非线性正相关,叶面积指数对降温调节功能存在作用阈值,为0.23～2.3,叶面积指数位于该阈值内时,降温强度随叶面积的增加而迅速提高.

基于混合效应的大别山地区杉木树高-胸径模型比较

樊伟, 许崇华, 崔珺, 王晶晶, 刘西军, 徐小牛

2017, 28(9):  2831-2839.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.036

摘要 ( 388 )   PDF (641KB) ( 148 )  

基于安徽省大别山区马鬃岭林场杉木人工林30块样地1087组数据,选用7个常用树高-胸径(H-D)模型(线性模型、Chapman-Richards模型、Logistic模型等),采用最小二乘法拟合并选出最优基础模型(式11,只含D变量的Chapman-Richards模型),然后基于该模型构建含林分变量优势木平均高度、密度的H-D模型(式12),同时考虑样地水平的随机效应,分别基于式11、12构建混合模型(式13、14),并用幂函数、指数函数消除误差异方差,利用决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均相对误差绝对值(MAPE)等指标来评价模型的拟合与预测能力,最终获取最优树高预测模型.结果表明:含林分变量的模型的拟合精度(式12,R²=0.863、RMSE=1.381、MAE=0.971)优于基础模型(式11,R²=0.827、RMSE=1.554、MAE=0.101).对于误差方差,幂函数、指数函数均能较好地消除异方差,但幂函数相对最好.混合模型的拟合与预测能力均优于式11、12,但混合模型(式13、14)之间的拟合与预测精度相差不大.基于混合效应的H-D模型(式13)能够较好地描述不同林分间H-D关系的差异,实际运用中可选用该模型来预测杉木树高,具有较高的预测精度.

高山林线土壤微生物群落结构对模拟增温的响应

郑海峰, 陈亚梅, 杨林, 李洪杰, 王利峰, 谌贤, 刘洋

2017, 28(9):  2840-2848.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.032

摘要 ( 394 )   PDF (1227KB) ( 154 )  

研究土壤微生物群落结构对模拟增温的响应,对预测全球气候变化背景下土壤碳氮磷循环具有重要意义.采用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究了土壤有机质层和矿质土壤层真菌(F)、细菌(B)、革兰氏阳性菌(G⁺)和革兰氏阴性菌(G^-)PLFAs微生物量,以及真菌/细菌(F/B)和革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌(G^-/G⁺)比值对模拟增温的响应.结果表明: OTC模拟增温使空气温度增加0.87 ℃,土壤有机质层温度增加0.5 ℃,矿质土壤层温度增加0.23 ℃.土壤有机质层微生物群落组成比矿质土壤层对模拟增温的响应更敏感.细菌比真菌对模拟增温的响应更加敏感,模拟增温显著影响了土壤有机质层的F/B和G^-/G⁺比值,对矿质土壤层的所有PLFAs含量或比值均没有显著影响.微生物的PLFAs含量及真菌/细菌和G^-/G⁺比值总体呈现非生长季低于生长季前期和生长季后期.冗余分析表明,土壤中的碳含量(可溶性有机碳DOC 12.1%、凋落物可溶性碳DC 9.5%和全碳TC 3%)是微生物群落结构的决定性因素,可溶性组分(DOC和DC)对微生物群落结构的影响大于全量养分(全碳和总氮).

大连市黑松树木水分利用效率的环境响应

阮亚男, 萧英男, 杨立新, 周永斌, 陈振举

2017, 28(9):  2849-2855.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.022

摘要 ( 407 )   PDF (663KB) ( 179 )  

以生长于大连城区的黑松为研究对象,建立了1951—2010年间的树木径向生长、树轮稳定碳同位素比率(δ¹³C)和水分利用效率的时间序列,研究了三者的变化特点及其与主要气候因子的关系.结果表明: 1980年以来,黑松树木径向生长有减缓趋势,δ¹³C值降低,但是水分利用效率显著增加(P<0.05).年轮宽度、稳定同位素比率和水分利用效率的变化均受气候因素的影响,并随季节波动:夏季温度与树木径向生长呈负相关,而冬季则呈正相关;6月降水和相对湿度的波动与年轮宽度变化基本呈正相关;3—9月各月温度与δ¹³C和水分利用效率呈弱正相关,其他月份基本呈弱负相关;全年降水和相对湿度分别与δ¹³C和水分利用效率基本呈负相关.快速暖干化的城市气候环境促进了树木水分利用效率的提高.

地形对典型阔叶红松林叶面积指数分布的影响

刘志理, 毕连柱, 宋国华, 王全波, 刘琪, 金光泽

2017, 28(9):  2856-2862.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.024

摘要 ( 400 )   PDF (584KB) ( 143 )  

基于小兴安岭丰林国家级自然保护区阔叶红松林30 hm²监测样地,利用叶面积指数(LAI)与胸高断面积间的经验模型计算样地内主要树种及所有树种的总LAI,研究海拔、坡度、坡向和曲率4种地形因子对LAI分布的影响,以及对LAI分布的综合作用. 结果表明: 4种地形因子对红松、冷杉、紫椴、裂叶榆和五角槭5种主要树种LAI的分布均存在显著影响,而坡向对枫桦LAI的分布存在显著影响;4种地形因子对所有树种总LAI的分布具有显著影响. 将样地划分为山脊、阳坡、山谷阳面、阴坡和山谷阴面5种生境类型.生境类型对所有树种总LAI的分布存在显著影响,其中山脊LAI显著高于其他生境类型,均值为8.85;阳坡的LAI次之,均值为7.62;山谷阳面和阴坡的LAI不存在显著差异;而山谷阴面的LAI最小,均值为4.42.

亚高寒草甸植物叶片生理指标对坡向的响应

刘旻霞, 赵瑞东, 张灿, 李瑞, 邵鹏

2017, 28(9):  2863-2869.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.030

摘要 ( 353 )   PDF (1214KB) ( 203 )  

研究了甘南亚高寒草甸不同坡向条件下矮嵩草、狼毒和棘豆叶片的叶绿素、游离脯氨酸和可溶性糖含量,以及稳定碳同位素(δ¹³C)的变化,分析干旱胁迫条件下,植物适应干旱胁迫的生理机制.结果表明: 随着坡向由北坡-西北坡-西坡-西南坡到南坡的变化,土壤含水量(北坡0.36 g·g^-1,南坡0.15 g·g^-1)呈降低趋势,土壤温度(北坡14.76 ℃,南坡24.85 ℃)和光照度(北坡540.34 lx,南坡744.12 lx)呈增加趋势;植物物种的组成也随之发生了变化,北坡主要有灌木金露梅及杂类草,而南坡主要有禾草类物种.3种植物叶片的脯氨酸、可溶性糖、叶绿素含量及稳定碳同位素(δ¹³C)随着坡向的变化均有不同程度的变化,且物种不同,各物种的生理指标变化幅度也有差异.在坡向梯度上,3种植物的脯氨酸、可溶性糖含量和稳定碳同位素与土壤含水量均呈显著负相关,与温度和光照强度呈显著正相关;植物叶片叶绿素与土壤含水量呈显著正相关,与温度和光照强度呈显著负相关.其中,土壤含水量是坡向梯度上影响植物生长的关键因子.植物叶片生理指标(脯氨酸、可溶性糖及叶绿素等)可以作为衡量植物抗逆性的因素,3种植物的抗性大小顺序为:矮嵩草>狼毒>棘豆.

黄土塬区苹果园降雨入渗机制

郑双科, 司炳成, 张志强, 李敏, 吴奇凡

2017, 28(9):  2870-2878.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.031

摘要 ( 344 )   PDF (1549KB) ( 238 )  

选取长武黄土塬区20年树龄苹果园,使用4 g·L^-1亮蓝溶液(Brilliant Blue FCF)进行染色示踪试验,分别采用喷洒、倾倒和树干径流模拟3种方式模拟雨量为50 mm的正常降雨入渗、雨量为50 mm的极端性暴雨入渗和树干径流方式的雨水入渗(18 L树干径流量).结果表明: 喷洒方式下染色平均深度为0.28 m,深度较浅,均匀入渗比平均值超过0.65,中位数超过0.7,说明水分入渗过程中均匀部分所占比重较大,活塞流是黄土塬区苹果园降雨入渗的主要机制;倾倒方式下染色平均深度为0.53 m,最大深度为0.59 m,深度较浅,表明在极端暴雨、激活大孔隙等优先路径的条件下,雨水很难短时间补给深层土壤水;树干径流模拟方式下染色最大深度为0.46 m,深度也较浅,表明雨水较难通过树干径流的方式沿着根系补给深层土壤水.活根系与腐烂根系染色比较分析发现,活根系(≥2 mm)不具有良好的导水能力,而腐烂根系(≥2 mm)形成的入渗通道则具有更好的导水能力.在土壤表层果树根系以水平根系为主,当表层根系腐烂时可能发生横向优先流,从而阻碍雨水对深层土壤水的补给.在黄土塬区苹果园,活塞流是深层土壤水降雨补给的主要机制,大孔隙和腐烂垂直根系等通道可能作为雨水补给深层土壤水的途径.

豫西山地传粉昆虫物种多样性对地貌和季节的响应

王美娜, 丁圣彦, 卢训令, 崔洋

2017, 28(9):  2879-2887.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.040

摘要 ( 442 )   PDF (1760KB) ( 196 )  

通过野外试验布设陷阱捕捉传粉昆虫,调查豫西山地春秋两季不同人为强度土地利用下的传粉昆虫多度、丰富度等,并结合实地的植被群落特征,研究传粉昆虫的多样性、群落相似性及物种重要度(重要值).结果表明: 春秋两季累计捕获传粉昆虫23275头,优势类群多为膜翅目、双翅目等.春季捕获传粉昆虫的数量约是秋季数量的1.8倍,且两个季节传粉昆虫的个体多度差异达到极显著水平.春秋季捕获的双翅目、膜翅目相对多度较高,且季节之间变化不大.鳞翅目、鞘翅目个体数量较少,其中春季捕获的鳞翅目数量极少,秋季的鞘翅目数量也偏低.丘陵的Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数要明显高于其他两种地貌类型;山地的优势度指数和物种的个体数均高于其他两种地貌类型.不同地貌传粉昆虫的多样性和优势度差异达到显著水平,丘陵传粉昆虫多样性与山地和平原均有显著差异,山地的优势度与丘陵有显著差异.季节变化对传粉昆虫群落影响较小,但群落内各物种组成之间存在一定差异.从Morisita-Horn和Sørensen相似系数来看,仅有膜翅目群落在山地和丘陵间有显著差异.春秋季的物种重要值也存在差异,春季中胡蜂科的重要值最高,寄蝇科、果蝇科次之;秋季中花蝇科重要值最高,胡蜂科次之.传粉昆虫与农作物密切相关,影响着作物生长和粮食产量.在种植作物过程中因地制宜,合理规划土地利用方式,根据不同地貌内的植被类型适当调整物种组成,保护其多样性,对维持农业可持续发展和提高生态系统服务意义重大.

温带森林不同海拔土壤有机碳及相关胞外酶活性特征

郭志明, 张心昱, 李丹丹, 董文亭, 李美玲

2017, 28(9):  2888-2896.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.027

摘要 ( 486 )   PDF (892KB) ( 297 )  

研究测定了老秃顶子温带森林生态系统7个海拔土壤不同形态碳和相关水解酶、氧化还原酶活性,分析了土壤有机碳及相关酶活性沿海拔梯度的影响因素.结果表明: 随海拔升高,土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和可溶性有机碳(DOC)含量显著增加,而在海拔825～1233 m之间没有显著变化,DOC/SOC则显著下降;土壤α葡萄糖苷酶、β葡萄糖苷酶、木糖苷酶和纤维二糖水解酶活性显著增加;土壤SOC、POC、DOC、全氮(TN)含量及土壤含水量(SMC)与土壤水解酶活性呈显著正相关;过氧化物酶(POD)活性在低海拔(675 m)落叶松人工林显著低于其他海拔,POD活性与土壤碳氮(SOC、TN、POC、DOC)含量及SMC呈显著正相关,而土壤多酚氧化酶(PPO)活性在海拔947 m落叶阔叶林带和海拔825 m红松林中较高,且仅与土壤pH呈显著正相关,表明土壤酸度是驱动PPO酶活性的主要因素.在温带森林生态系统中,土壤养分含量和含水量是影响土壤水解酶海拔分布的重要因素.

安徽茶区茶树丛枝菌根真菌多样性

刘辉, 陈梦, 黄引娣, 任嘉红, 范东芳, 赵娟

2017, 28(9):  2897-2906.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.037

摘要 ( 500 )   PDF (3109KB) ( 221 )  

调查了安徽茶区茶树丛枝菌根真菌(AMF)资源分布情况,为菌根生物技术在茶产业中的应用提供了具有应用价值的菌种资源.采用醋酸-墨水染色法观察茶树丛枝菌根(AM)的侵染率、侵染级数、侵染强度和菌根类型;采用湿筛法获得AMF孢子,进行形态学鉴定.结果表明: 在安徽茶区,AMF能够侵入茶树根系形成典型的共生体,侵染率在36%～95%,侵染级数均在3级以上,侵染强度大;从安徽茶树根际土中共鉴定出8属36种AMF,其中缩管柄囊霉是优势种,网状球囊霉、刺无梗囊霉、孔窝无梗囊霉、詹氏无梗囊霉、双网无梗囊霉和凹坑无梗囊霉是常见种,褐色管柄囊霉、疣突管柄囊霉、毛氏无梗囊霉、近明管柄囊霉、瑞氏无梗囊霉、空洞无梗囊霉、晕环球囊霉、细齿无梗囊霉、地管柄囊霉、幼套球囊霉、蜜色无梗囊霉、稀有内养囊霉是稀有种,其余17种为少见种;不同采样地茶树根际AMF群落相似性系数(0.14～0.55)较低,多属于低和中等水平;相关性分析表明,孢子密度与侵染率呈显著正相关,种的丰度与侵染率和总球囊霉素相关土壤蛋白呈显著正相关.安徽茶区茶树根系存在典型的AM结构,其根际AMF多样性丰富,为开发茶树专用AMF肥料提供了丰富的菌种资源.

城市绿化树种香樟不同器官对土壤重金属的富集特征

车继鲁, 余树全, 刘晖, 邱问心, 温雅婷

2017, 28(9):  2907-2916.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.010

摘要 ( 452 )   PDF (742KB) ( 173 )  

为了了解不同土壤重金属浓度梯度及污染梯度下香樟不同器官的富集特征,测定了香樟树叶、树枝、树干和根际土壤中6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni)的含量.结果表明: 香樟地上部分重金属含量因器官、元素种类、根际土壤重金属浓度的不同而存在差异.香樟树叶和树枝重金属含量的大小顺序均为:Mn＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni,树干重金属含量为:Mn＞Zn＞Cr＞Pb＞Ni＞Cu.树叶对Mn的富集系数较高,为2.409;树干对Ni的富集系数较高,分别为树叶、树枝的8.6和17倍,且在不同土壤重金属浓度梯度下,香樟树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的富集系数均明显高于其他器官.香樟地上部分器官对Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni 6种重金属元素的综合富集能力大小顺序为:树叶＞树干＞树枝.随着土壤重金属污染等级的增加,香樟地上部分各器官的富集系数均逐渐降低.研究区域平均胸径为22 cm的单株香樟对重金属元素富集效能的大小顺序为:树叶＞树干＞树枝,其中树干对Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的积累量均显著高于树叶和树枝.表明香樟对6种重金属元素均有一定的富集能力,并且树干对Pb和Ni的富集效能明显,分别占地上部分总积累量的82.7%和91.9%,能很好地富集并稳固土壤中的Pb和Ni,可作为修复治理土壤重金属污染的备选树种.

母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体碳含量的影响

刘俊霞, 黄张婷, 姜培坤, 黄程鹏, 冯晟斐, 陈晨, 尹帅

2017, 28(9):  2917-2922.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.023

摘要 ( 407 )   PDF (461KB) ( 302 )  

在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明: 母岩、竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体含量均有显著影响,不同母岩土壤毛竹竹叶中硅含量表现为花岗岩(33.19 g·kg^-1)>砂页岩(32.64 g·kg^-1)>凝灰岩(24.51 g·kg^-1),植硅体含量表现为花岗岩(105.81 g·kg^-1)>砂页岩(93.50 g·kg^-1)>凝灰岩(59.40 g·kg^-1);3年生毛竹竹叶中硅与植硅体含量均显著高于1年生.母岩与竹龄对竹叶植硅体碳含量均无显著影响,而对竹叶干物质植硅体碳含量存在显著影响.3种母岩发育土壤上毛竹叶中硅与植硅体含量间呈显著正相关;但1年生竹叶中两者之间无显著相关性.要准确估算全国不同地域、不同土壤类型毛竹竹叶的植硅体含量时,需要考虑母岩、植物株龄的影响.

紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性对PEG6000模拟渗透势的响应

陈士超, 王猛, 汪季, 高永, 刘宗奇, 王香

2017, 28(9):  2923-2931.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.025

摘要 ( 545 )   PDF (525KB) ( 196 )  

用不同质量浓度PEG6000(0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%,渗透势分别为0、-0.06、-0.17、-0.32、-0.53、-0.79、-1.10 MPa)控制渗透势,研究紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性对不同渗透势的响应.结果表明: 种子5项萌发指标均随渗透势降低呈先升后降趋势,-0.06 MPa时萌发指数和活力指数最高,-0.17 MPa时发芽率、发芽势和发芽指数最高;幼苗过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和叶绿素含量均随渗透势降低呈先升后降趋势,-0.17 MPa时各指标值最高;叶绿素a/b随渗透势降低呈先降后升趋势,-0.06 MPa时最低;游离脯氨酸、丙二醛含量和相对电导率随渗透势降低而持续升高.渗透势为-0.06～-0.17 MPa时,种子萌发和幼苗生理综合评价结果最优,是最适宜种子萌发的渗透势条件,而当渗透势低于-0.79 MPa时,对种子萌发产生抑制.

添加秸秆后黑土力学行为特征——秸秆含量的影响

林琳, 张程程, 王恩姮

2017, 28(9):  2932-2938.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.019

摘要 ( 320 )   PDF (707KB) ( 128 )  

为探明秸秆还田量对黑土力学特性的影响,以典型黑土区未经开垦(高有机质低黏粒含量)以及耕作40年(低有机质高黏粒含量)的土壤为研究对象,在秸秆长度为15 mm条件下,采用室内固结和三轴剪切相结合的方法,通过压缩指数、回弹指数、黏聚力及内摩擦角的测定与分析,模拟研究了黑土压缩-回弹及抗剪切行为对不同小麦秸秆还田比例(0%、25%、50%、75%、100%)的响应规律.结果表明: 添加秸秆后黑土力学性能明显改善,以开垦多年有机质含量低的黑土改善效果更为显著.秸秆全量还田时,最不易被压缩且压实后恢复能力最强;秸秆50%还田时,土体抗剪强度最大;当秸秆还田比例为50%～100%时,黑土抗压与抗蚀效果较好.

生物炭与氮肥配施对牡丹叶片氮素营养和籽粒品质的影响

姜天华, 温立柱, 郭芸珲, 于媛媛, 孙翠慧, 孙霞, 郑成淑

2017, 28(9):  2939-2946.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.026

摘要 ( 540 )   PDF (482KB) ( 154 )  

利用田间小区试验,设计生物炭用量为0(B₀)、1 kg·m^-2(B₁)、2 kg·m^-2(B₂)3个水平,氮肥用量为0(N₀)、40 g·m^-2(N₁)、60 g·m^-2(N₂)3个水平, 即B₀N₀、B₀N₁、B₀N₂、B₁N₀、B₁N₁、B₁N₂、B₂N₀、B₂N₁和B₂N₂共9个处理,研究了生物炭与氮肥配施对牡丹叶片的氮素积累、叶片氮素向籽粒转移、籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸含量,以及籽粒产量和品质的影响.结果表明: 生物炭与氮肥配施增加了牡丹不同发育时期叶片中蛋白氮和非蛋白氮含量,以及叶片氮素向籽粒的转移量和籽粒氮素积累量.与B₀N₀处理相比,B₁N₁处理叶片氮素转移量和籽粒氮素积累量分别增加27.6%和27.1%;B₁N₁和B₂N₁处理牡丹籽粒百粒重和籽粒产量分别增加13.6%和16.4%,其中籽粒产量在B₁N₁、B₁N₂、B₂N₁和B₂N₂处理间差异不显著;B₂N₁和B₁N₂处理牡丹籽粒蛋白氮和总氨基酸含量较高,分别增加29.3%和36.2%.生物炭与氮肥配施增加了牡丹籽粒中总脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量,其中,B₂N₁处理总脂肪酸含量较高, 比B₀N₀处理增加了17.4%.生物炭与氮肥配施能够增加牡丹叶片氮素积累量和叶片氮素向籽粒的转移量,增加籽粒产量,提高牡丹籽粒蛋白氮、氨基酸和脂肪酸的含量,其中以生物炭1 kg·m^-2与氮肥40 g·m^-2配施效果较好.

狭叶红景天引种驯化后抗氧化能力、主要活性物质含量及挥发性组分的变化

栗孟飞, 姚园园, 杨林贵, 葛莉, 王克鹏, 杨德龙, 幸华

2017, 28(9):  2947-2954.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.017

摘要 ( 366 )   PDF (698KB) ( 137 )  

以甘肃省甘南藏族自治州碌曲县栽培和野生狭叶红景天为材料,分别对根茎(主根和侧根)的抗氧化能力、可溶性糖、总黄酮、酚类和红景天苷含量,以及挥发性组分进行研究.结果表明: 狭叶红景天栽培根茎的自由基抑制率(I)、铁离子还原/氧化能力(FRAP),以及可溶性糖、总黄酮、酚类和红景天苷含量均显著大于野生根茎;栽培和野生根茎中均含有21种挥发性组分,相对含量较高的为苯乙酮、2-糠醛、棕榈酸等;与野生根茎相比,栽培根茎有15种组分的相对含量增加,主根中相对变化量较大的为3-羟基月桂酸、2,4-二叔丁基苯酚、亚麻酰氯等,侧根为2-乙酰呋喃、对羟苯基乙醇、丁子香酚等.栽培和野生侧根的I、FRAP值,以及总黄酮、酚类和红景天苷含量均显著大于主根.与主根相比,侧根有12种挥发性组分相对含量增加,变化量较大的为3-羟基月桂酸、10,13-十八碳二炔酸甲酯、对羟苯基乙醇等.栽培驯化后狭叶红景天根茎的抗氧化能力、主要活性物质含量及挥发性组分相对含量高于野生狭叶红景天,且侧根的品质更佳.

土耳其斯坦叶螨多重抗性品系选育及解毒酶活性的变化

王小军, 赵伊英, 赵倩, 包建红, 张燕娜

2017, 28(9):  2955-2960.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.003

摘要 ( 390 )   PDF (476KB) ( 156 )  

为探索土耳其斯坦叶螨的多重抗药性及其生化机理,在室内对敏感系(SS)土耳其斯坦叶螨分别用螺螨酯、甲氰菊酯和阿维菌素的混剂进行处理,选育出多重抗性品系(Mp-R).结果表明: 选育至15代,土耳其斯坦叶螨的抗性指数达35.74倍.对不同品系的解毒酶活性分析显示,Mp-R品系相对SS品系的羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)的比活力分别是SS品系的1.21、1.53、9.18倍.说明CarE、GSTs、MFO的活性升高可促进土耳其斯坦叶螨对3种杀虫剂多重抗性的形成;MFO的活性升高可能是土耳其斯坦叶螨对3种杀虫剂产生多重抗性的主要原因.测定Mp-R品系和单抗品系(Ip-R)的农药感性和解毒酶活力变化发现,3种杀虫剂的混合使用可能会延缓土耳其斯坦叶螨对甲氰菊酯的抗性形成,加快对阿维菌素的抗性形成.

哈茨木霉与绿色木霉对杉木种子萌发和幼苗生长的影响

李艳娟, 刘博, 庄正, 尚天赦, 刘青青, 朱晨曦, 王正宁

2017, 28(9):  2961-2966.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.028

摘要 ( 514 )   PDF (685KB) ( 189 )  

以杉木种子为材料,研究不同浓度(0.003、0.03、0.3、3、30、300 mg·L^-1)哈茨木霉和绿色木霉溶液对杉木种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明: 各浓度木霉溶液处理对杉木种子萌发和幼苗生长均有一定的促进作用,其促进效果随着处理浓度的增加均呈先升后降的趋势.与对照相比,0.03 mg·L^-1哈茨木霉和绿色木霉处理对提高杉木种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、苗高和鲜质量效果最佳,分别提高了57.6%、125.0%、51.0%、209.2%、114.3%、16.1%、24.6%和42.7%、76.7%、43.9%、185.4%、113.8%、8.6%、22.6%;0.3 mg·L^-1哈茨木霉和绿色木霉显著提高杉木幼苗超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,分别增加了157.6%、179.9%和127.5%、116.2%,而丙二醛含量降低了86.1%和72.4%. 0.03～0.3 mg·L^-1浓度的哈茨木霉和绿色木霉不仅能显著促进杉木种子的萌发和幼苗生长,而且能够提高其抗氧化酶活性,增强杉木幼苗的抗逆性.

牛角花齿蓟马为害对苜蓿无性系根茎叶及同化产物分配的影响

胡桂馨, 彭然, 景康康, 方强恩, 张晓燕

2017, 28(9):  2967-2974.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.008

摘要 ( 346 )   PDF (651KB) ( 174 )  

为探索同化产物分配利用与苜蓿耐蓟马的关系,本试验以扦插的抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系 I-1为材料,研究不同虫口牛角花齿蓟马为害对苜蓿的抗性、根、茎和叶生长特性及可溶性糖含量的影响.结果表明: 随着虫口压力的增大,R-1和I-1苜蓿的受害指数升高;在相同虫口压力下,R-1苜蓿的受害指数显著低于I-1.受蓟马为害后,R-1和I-1苜蓿株高降低、叶面积减少、茎秆变细、节间长变短、节间数增加,根颈和主根直径加粗、侧根增多.在低虫口密度下,随虫口压力增大,R-1和I-1苜蓿地上部生物量增加,根冠比下降,分配到茎的生物量比例升高;在高虫口密度下,地上部生物量随虫口压力增大而减少,根冠比增加,分配到根系的生物量比例升高;R-1根冠比和茎生物量比例随虫口压力变化曲线的拐点均为每枝条5头,I-1根冠比和茎生物量比例随虫口压力变化曲线的拐点均为每枝条3头.在低虫口压力下,R-1苜蓿茎和叶中的可溶性糖含量随虫口压力增加而升高;在高虫口压力下,茎和叶中的可溶性糖含量随虫口压力增加而下降;根中可溶性糖含量随虫口压力增加持续下降.I-1根、茎和叶中的可溶性糖含量均随虫口压力增加持续下降.牛角花齿蓟马为害后,R-1根、茎和叶的农艺性状及抗性比I-1好,对同化产物的分配利用率高.

外源茉莉酸诱导的菜豆叶片生化抗性及其对西花蓟马体内保护酶和解毒酶活性的影响

李顺欣, 郅军锐, 杨广明, 岳文波, 叶茂

2017, 28(9):  2975-2983.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.038

摘要 ( 457 )   PDF (535KB) ( 166 )  

为探讨外源茉莉酸诱导的菜豆叶片抗性及对西花蓟马体内酶活性的影响,在室内对菜豆植株分别喷施1、0.1、0.01和0.001 mmol·L^-1 4个浓度的茉莉酸,以健康植株为对照,分别于处理后1、5和10 d测定菜豆叶片营养物质及次生物质的含量.另在同样处理叶片上分别接西花蓟马2龄若虫,分析其体内保护酶和解毒酶活性的变化.结果表明: 不同浓度茉莉酸处理1 d后,菜豆叶片的蛋白质含量和健康植株没有明显差异,但在5和10 d时显著低于健康植株;菜豆叶片游离氨基酸含量在茉莉酸处理1 d后显著高于健康植株,之后逐渐降低;茉莉酸处理下菜豆叶片可溶性糖含量显著低于健康植株,并随着茉莉酸浓度的升高和处理时间的延长而进一步下降;叶绿素含量在处理1 d后显著降低,随着处理时间的增加逐渐升高.叶片单宁、黄酮和总酚的含量在不同浓度茉莉酸和处理时间下均显著高于对照.蓟马取食导致菜豆叶片生化物质含量的变化与外源茉莉酸诱导的相似.西花蓟马取食茉莉酸处理的菜豆植株24 h后,体内保护酶系(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)和解毒酶系(谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶)均明显高于健康植株,但茉莉酸浓度与处理时间对其影响程度不同.取食虫害菜豆叶片后西花蓟马体内酶活性的变化与取食外源茉莉酸诱导的叶片相似.说明外源茉莉酸处理可诱导菜豆植株的抗性,西花蓟马取食处理后的菜豆叶片可产生明显的反防御来适应寄主植物的变化.

内生细菌252和254对盐胁迫下小麦幼苗过氧化物酶和过氧化氢酶活性的影响

赵龙飞, 徐亚军, 赖心河, 常佳丽, 欧启凡, 孟嘉琦, 彭顶华

2017, 28(9):  2984-2992.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.034

摘要 ( 661 )   PDF (1211KB) ( 244 )  

以‘周麦18’为试验材料,采用盆栽法设置盐胁迫、盐胁迫下接菌和对照3组处理,研究不同盐浓度胁迫下接种内生菌对小麦幼苗生长的影响.结果表明: 内生菌252、254分别与死亡谷芽孢杆菌和根癌土壤杆菌具有最高相似率.盐胁迫下接种内生细菌252,在14 d时小麦幼苗随盐浓度升高过氧化物酶(POD)活性先升高后下降,其中盐浓度为100 mmol·L^-1时POD活性最高(13370 U·g^-1·min^-1);21 d时小麦幼苗POD和过氧化氢酶(CAT)活性较对照明显升高;28 d时盐浓度为150、250 mmol·L^-1的POD和CAT活性最高.盐胁迫下接种内生细菌254,在14 d时盐浓度为250 mmol·L^-1的小麦幼苗CAT活性最高;21 d时盐浓度在100～250 mmol·L^-1的POD和CAT活性较高,其中150 mmol·L^-1时CAT活性最高;28 d时盐浓度为200 mmol·L^-1的CAT活性最高.在盐胁迫下,接种内生菌对小麦幼苗不同培养时期发挥最佳作用的盐浓度不同.内生菌252和254可提高盐胁迫下小麦植株POD、CAT活性,对小麦幼苗生长有一定修复作用.

玉米-大豆间作和施氮对红壤地中小型土壤动物群落特征的影响

杨文亭, 王晓维, 徐健程, 缪建群, 王淑彬, 杨滨娟, 黄国勤

2017, 28(9):  2993-3002.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.004

摘要 ( 487 )   PDF (1026KB) ( 158 )  

通过2年田间定位试验(2013—2014),利用干漏斗法收集土壤中小型动物,探讨不同种植模式(玉米单作、玉米大豆间作、大豆单作)和施氮(0、150 kg·hm^-2)对红壤土壤动物数量和群落结构的影响.结果表明: 两年取样共捕获土壤中小型动物8349只,分属3门10纲29目,优势类群为蜱螨目和弹尾目.2013年间作和施氮均提高了玉米拔节期土壤动物的平均密度.2014年土壤动物类群数较2013年有明显的增加,施氮条件下的土壤动物平均密度较不施氮有所增加.两年多因素方差分析结果表明,种植模式和生育期对土壤动物平均密度、类群数和多样性指数都无显著影响.但在2014年,施氮显著影响了土壤动物类群数、Simpson指数和密度-类群指数;种植模式与玉米生育期的交互作用显著影响了土壤动物平均密度和类群数,同时对密度-类群和丰富度指数也有显著影响;施氮和生育期的交互作用显著影响了Simpson指数、密度-类群指数和Shannon指数.从两年的土壤动物群落去趋势分析结果来看,红壤地土壤动物群落在种植模式和施氮水平之间均没有明显的差异,群落组成的变化与玉米生育期相关.合理施氮条件下的玉米-大豆间作模式有利于提高红壤地土壤中小型动物平均密度和类群数,保持较好的多样性.

纳米Fe₃O₄对生菜生长及土壤细菌群落结构的影响

徐江兵, 王艳玲, 罗小三, 冯有智

2017, 28(9):  3003-3010.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.033

摘要 ( 445 )   PDF (785KB) ( 65 )  

纳米Fe₃O₄的广泛应用增加了其暴露到农田环境的可能性,因此亟待研究纳米Fe₃O₄对农业生态环境的影响.本研究采用盆栽试验方式,研究不同浓度纳米Fe₃O₄颗粒(1、10、100 mg·kg^-1)对生菜生长及土壤细菌群落的影响,并与相应浓度的普通Fe₃O₄处理进行对比.通过测定植物光合速率常数、植株Fe含量来评价植物生长;采用高通量测序技术研究土壤细菌群落结构及组成.结果表明: 不同浓度纳米Fe₃O₄的影响不同.低浓度纳米Fe₃O₄能提高植物生物量,增强植物叶片光合速率,增加土壤中黄单胞菌目的相对丰度,降低蓝细菌、鞘脂杆菌纲的相对丰度,但对群落多样性指数影响不显著.高浓度纳米Fe₃O₄抑制作物生长,提高植株中Fe积累及土壤电导率,降低细菌群落系统发育多样性,降低黄单胞菌目、鞘脂杆菌纲相对丰度,增加蓝细菌相对丰度.此外,一些土壤功能微生物对纳米Fe₃O₄及普通Fe₃O₄处理的响应也存在差异,说明不同粒径及浓度的Fe₃O₄均会对土壤微生物群落产生影响,并可能影响地上部分植物性状.因此,在评估纳米颗粒的生物学效应时需较多关注土壤微生物.

绿盲蝽趋避剂二甲基二硫醚的缓释体系及其田间效果

潘洪生, 修春丽, 陆宴辉

2017, 28(9):  3011-3015.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.005

摘要 ( 483 )   PDF (543KB) ( 137 )  

前期研究发现,二甲基二硫醚(DMDS)对绿盲蝽成虫具有明显的趋避效果,但田间喷施应用的持效期较短.本文从缓释材料、缓释剂、稀释浓度等方面构建DMDS的缓释体系,并在枣园检验其缓释效果.结果表明:以PE小瓶为缓释材料、液体石蜡为缓释剂、稀释浓度为1∶10构建的DMDS缓释体系在田间的持效期达15 d以上.上述DMDS缓释体系在枣园成直线挂置使用,30 d后距趋避带10 m范围内的绿盲蝽越冬卵数量降低了48.0%.本研究为田间应用DMDS趋避防控绿盲蝽成虫奠定了重要基础.

香茅精油对番茄早疫病菌的抑菌作用及抑菌机制

刘耀华, 马新耀, 程作慧, 赵瑞, 李锐, 李生才

2017, 28(9):  3016-3022.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.001

摘要 ( 616 )   PDF (607KB) ( 191 )  

为探明香茅精油的抑菌作用及其在植物病害生物防治中的应用价值,采用平板抑菌法和熏蒸法测定了香茅精油对番茄早疫病菌的抑菌活性,及其对菌丝体内电解质渗漏、可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、营养物质的吸收和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.结果表明: 香茅精油对番茄早疫病菌有较强的抑菌作用,且该作用具有时间-剂量依赖性,但无杀菌作用.采用熏蒸法处理的抑制效果较平板抑菌法更好,处理48 h后,半抑制浓度(IC₅₀)分别为13.40 μL·L^-1和103.23 mg·L^-1;处理144 h后,IC₅₀分别为33.81 μL·L^-1和145.16 mg·L^-1.125 mg·L^-1香茅精油处理12 h后,菌丝体的电导率和MDA含量分别为对照的2.7和2.2倍,SOD活性和可溶性蛋白质含量分别提高88.5%和21.9%,还原糖的吸收减少11.3%.香茅精油可通过破坏病原菌细胞膜完整性和抑制菌体对营养物质的吸收来抑制病原菌菌丝的生长.香茅精油在植物病害生物防治中有一定的开发潜力.

河流微生境异质性与大型底栖动物空间分布的关系

张海萍, 张宇航, 马凯, 余杨, 渠晓东

2017, 28(9):  3023-3031.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.007

摘要 ( 520 )   PDF (1069KB) ( 239 )  

大型底栖动物是河流生态系统较好的指示类群,越来越广泛地应用于河流生态状况评价.识别大型底栖动物空间分布的影响因素可以分为宏观尺度因子、中观尺度因子和微观尺度因子.前人的研究较多集中于中观尺度.本研究基于10 m河段微生境因子与大型底栖动物调查,采用地统计学方法,在微观尺度上分析了大型底栖动物空间分布特征及其与微生境的关系.结果表明:不同生境类型中底栖动物指标存在差异性,激流、深潭和急流的Shannon指数平均值分别为2、1.9、1.78;大型底栖动物密度、生物量、丰富度指数及Shannon指数具有空间自相关性,存在一定的扩散效应;微生境因子与大型底栖动物指标及物种的空间关系存在差异性,其中,水深和流速与大型底栖动物关系的拟合度较弱,底质组成与大型底栖动物的拟合关系相对较好,底栖动物密度与粒径<4 mm底质体积百分比呈现正空间自相关,生物量、丰富度指数、Shannon指数与粒径>32 mm底质体积百分比呈现正空间自相关.本研究结果可为底栖动物扩散机制研究、调查样方设置、物理生境修复等提供参考.

湖南张家界大鲵栖息地大型无脊椎动物组成及其与环境因子的关系

王崇瑞, 梁志强, 索纹纹, 伍远安, 何平, 伍骥, 危起伟, 刘训华

2017, 28(9):  3032-3040.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.035

摘要 ( 365 )   PDF (939KB) ( 129 )  

2013年1月和2014年1月对湖南张家界大鲵国家级自然保护区内5个大鲵栖息地河段进行了大型无脊椎动物采样调查.结果表明: 2次采样分别鉴定出大型无脊椎动物73和78个分类单元,隶属5门8纲16目,均以水生昆虫为优势类群,分别占总分类单元总数的90.4%和89.7%;2次采样大型无脊椎动物平均密度分别为1610.4和1671.4 ind·m^-2,平均生物量分别为11.22和12.34 g·m^-2. 2次调查各采样点大型无脊椎动物Shannon指数平均值分别为2.45和2.33,Margalef丰富度指数平均值分别为4.01和3.76,Pielou均匀度指数平均值分别为0.72和0.69,表明大鲵栖息地河段生境质量有所下降.张家界大鲵栖息地河段大型无脊椎动物丰度-生物量曲线分析表明,骡子塔和芭茅溪采样点河段生境受到中等扰动,七眼泉为受干扰最轻微的河段.基于大型无脊椎动物密度的Bray-Curtis相似性系数的NMDS分析结果显示,在40%的相似度下,2013年各样点都可以较好地聚在一起,2014年各样点较为离散. 对各采样点在NMDS第一轴和第二轴上的得分与环境因子的Spearman相关性分析表明,河宽、铵态氮、海拔、化学需氧量和五日生化需要量与大型无脊椎动物显著相关.保护区内大鲵栖息地生境整体上仍相对良好,可以满足大鲵的生态需求,但保护区的某些区域人为破坏较重.建议采取严格的管理制度和科学的保护措施来遏制人为破坏,并逐步恢复大鲵栖息生境.

辽河河口区湿地水体中石油类污染物净化能力优化与仿真

马玉, 吴波, 李凤梅, 郭书海

2017, 28(9):  3041-3049.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.029

摘要 ( 386 )   PDF (1042KB) ( 173 )  

采用现场调查与系统模拟的方法,以辽河油田曙光地区湿地为研究对象,全面分析了研究区湿地水体石油污染程度及净化能力现状,提出了基于Monte Carlo模拟的湿地对石油类污染物净化效率估算模型,并根据研究区的自然特征,利用水量及氮磷营养等因子调控,对湿地不同区块的净化能力进行优化设计.结果表明: 研究区各区块对石油类污染物的净化能力存在差异,主要是由于区块间湿地结构与内在特征不同所致.湿地自然条件下石油类污染物的净化效率为5.4%,平均残留浓度为1.05 mg·L^-1,通过优化设计,湿地对石油类污染物净化效率达到约20%.本文建立的湿地净化能力优化设计与仿真调控方法,为辽河口湿地水体中石油类污染物的去除提供了重要的技术手段.

农田生态系统碳足迹时空变化——以河南省为例

张鹏岩, 何坚坚, 庞博, 逯承鹏, 秦明周, 卢谦成

2017, 28(9):  3050-3060.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.015

摘要 ( 562 )   PDF (1719KB) ( 132 )  

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,起着碳源和碳汇的双重作用,对维持整个生态系统碳平衡具有重要意义.本文基于ArcGIS 10.1、SPSS 20.0、Sigmaplot 12.5等分析平台,以农田生态系统为研究对象,构建农田生态系统碳足迹模型,分析2005—2014年河南省农田生态系统碳排放、碳吸收和碳足迹及三者之间的关系.结果表明: 2005—2014年,研究区碳排放年平均增长率为2.7%,其中因化肥施用引起的碳排放量占总碳排放量的比例最高,占66.2%,且化肥的使用强度为890.38 kg·hm^-2,远高于发达国家公认的安全警戒线225 kg·hm^-2.河南省农田生态系统的碳总储量整体呈逐年上升趋势,其中,小麦的碳吸收比例最高,占总吸收量的60%,水稻的碳吸收增速最快,为7.9%.河南省农田生态系统存在碳生态盈余,且农田生态系统碳足迹总体呈现不断增加趋势,农田生态系统碳足迹占同期生产性土地面积(耕地)的平均比例为5.7%.研究区碳排放、碳吸收、碳足迹的空间变化较为一致,均呈现东南多、西北少的空间分布规律,且地区差异及变化幅度差异较大是三者的最主要外部特征.

基于不同利益相关者认知分析的生态移民安置区生态风险识别

韩晓佳, 王亚娟, 刘小鹏, 叶均艳, 温胜强

2017, 28(9):  3061-3070.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.021

摘要 ( 413 )   PDF (1343KB) ( 136 )  

生态移民安置区内,不同群体在生态环境保护方面存在复杂的利益冲突.基于安置区内利益群体对风险类别、干扰强度的识别,构建相应的决策模型,是生态移民安置区生态风险管理亟待解决的重要课题.本文依据利益相关者理论划分出生态移民安置区4类不同利益群体,并采用参与式半结构访谈法和定性聚合法,构建了3类一级变量和13个二级变量的生态风险因子体系,进一步运用模糊认知图模型(FCM)和人工神经网络(ANN)开展生态移民安置区生态风险识别.结果表明: 从利益相关者群体生态风险变量认知来看,其共同点是不同利益群体对垃圾污染风险变量提及数量最多,但整体上又存在显著差异,即管理者注重环境保护政策的制定和实施;居民则关注生活水平的提高,且直接关系到其环保意识和行为;经济活动者多追求经济利益;环境保护者专注于生态环境问题.不同利益相关者群体认知图论指数结果显示,管理者和环境保护者对安置区生态风险认知较为全面且清晰.从安置区4方利益相关者的整体风险认知结果来看,生态环境风险因子显著影响居民的人身安全及满意度;公共政策对安置区风险管理起关键作用;风险变量的中心度结果进一步表明,提高居民生活水平是防范生态风险的关键.从利益相关者群体生态风险感知与管理情景模拟结果来看,解决垃圾污染有助于生态环境整体改善,且关键是要完善和落实相关公共政策;建立健全社会保障制度,直接关系居民生活水平和环保行为;加强基础设施建设,影响景观生态格局、生物生境和多样性,同时可提高居民满意度和公众参与度.

2013年北太平洋公海渔场柔鱼体内典型放射性核素分析及风险评估

唐峰华, 张胜茂, 崔雪森, 王锦龙, 杜金洲

2017, 28(9):  3071-3077.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.006

摘要 ( 355 )   PDF (774KB) ( 170 )  

为了解福岛核泄漏放射性核素对北太平洋公海渔场的后续性污染影响情况,于2013年8—11月在北太平洋公海渔场(40°—44° N、145°—160° E)采集柔鱼样品,利用超低本底HPGe γ 谱仪分析5种放射性核素.结果表明: ¹³⁴Cs和^110mAg未检测出高于本底值的比活度,而²¹⁰Pb、¹³⁷Cs和⁴⁰K均有检出.其中²¹⁰Pb在柔鱼体的比活度范围为0.99～7.60 Bq·kg^-1,¹³⁷Cs的比活度范围为最低检测限～0.37 Bq·kg^-1,⁴⁰K的比活度范围为46.00～107.00 Bq·kg^-1.²¹⁰Pb核素含量在柔鱼250～300 mm胴长组分布最高;在200～250和>400 mm胴长组中最低.¹³⁷Cs含量在柔鱼200～250 mm胴长组中最高;在250～300和350～400 mm胴长组较低.⁴⁰K核素含量在柔鱼250～300 mm胴长组中最高,在150～200 mm胴长组最低,总体分布比较均匀.3种核素在柔鱼的不同组织中含量不同,但均在内脏中含量最高.通过风险评估发现,北太平洋公海渔场所有检测的海洋生物的放射性核素含量值与基准值的熵值均未超过1,说明目前核辐射对该海域渔业资源的影响暂无大风险.研究可为福岛核事故对海洋环境生态影响及公众健康危害评估提供理论依据.

基于椭圆傅里叶分析的次南极电灯鱼矢耳石形态多样性

魏联, 朱国平

2017, 28(9):  3078-3086.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.002

摘要 ( 476 )   PDF (816KB) ( 145 )  

次南极电灯鱼矢耳石形态特征具有多样性.为了深入研究其形态特征,利用南设得兰群岛外侧水域采集的456尾次南极电灯鱼(体长范围6.0～8.8 cm)样本,对其矢耳石形态进行分析和判别.根据形态特征将次南极电灯鱼耳石分为4种类型,并采用椭圆傅里叶分析法选取表征耳石类型的77个傅里叶特征系数进行了分析.结果表明: 对4种耳石类型两两比较后发现,具有显著性差异的傅里叶特征系数最多及最少分别占总体的61%和28.6%;对77个傅里叶系数进行主成分分析,前22个主成分解释了总变异的76.6%;选取了17个傅里叶特征系数进行判别分析,建立判别函数,总体判别率为87.2%;根据椭圆傅里叶分析重建的耳石轮廓反映了4种耳石类型间的差异.4种耳石类型在不同体长及体质量的次南极电灯鱼中皆有出现,表明耳石类型具有随机性,且左右耳石类型不一致,表明其左右耳石外形具有差异性.4种耳石类型中,Ⅰ型和Ⅱ型占总体的72.6%,为次南极电灯鱼耳石的主要形态;Ⅲ型和Ⅳ型占总体的27.4%,为次要形态.

综合评述

固体介质中的重金属源解析及其在中国近海沉积物中的应用

梁宪萌, 宋金明, 袁华茂, 李学刚, 李宁, 段丽琴

2017, 28(9):  3087-3098.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.009

摘要 ( 446 )   PDF (622KB) ( 182 )  

沉积物中重金属源解析对甄别人为活动与自然变化对近海生态系统演化的影响有重要作用.本文总结了近年来污染物源解析常用的多元统计分析、地球化学方法和地质统计分析3种主要研究方法,剖析了不同方法的优劣及适用性,提出正定矩阵因子分析、Pb同位素示踪在重金属来源定量化研究中具有良好应用前景.梳理了中国近海沉积物中重金属来源的主要研究结果,发现河口和海湾是沉积物重金属受人为来源影响剧烈的典型近海区域,不同定量解析方法(多元统计分析、背景值估算、Pb同位素分析)均表明中国近海沉积物重金属的人为来源贡献率接近或超过50%.当前中国近海沉积物中重金属源解析研究还存在源识别端元模糊、解析结果缺乏相应的可靠性评价等问题.据此提出近海沉积物重金属源解析研究应使用多种解析技术手段综合、集成与优化,提高源解析的准确性;建立完善指标体系,筛选代表特定人为活动和自然过程的指标;甄别人为源重金属入海方式及过程,为沉积物数据信息的解译提供理论基础.

微生物帮助烟草抗旱的机理及其应用

黄化刚, 吕立新, 张艳茗, 姜壮, 申燕, 安千里

2017, 28(9):  3099-3110.  doi:10.13287/j.1001-9332.201709.013

摘要 ( 479 )   PDF (625KB) ( 254 )  

干旱是中国烟草种植业面临的较为严重的非生物胁迫.很多与植物共生或联合的根际微生物能帮助植物避旱和耐旱.微生物能通过菌丝吸水并转运到植物,通过产生植物激素或改变植物内源激素的平衡来促进根发育和伸长,或诱导叶片关闭气孔,促进根吸水和减少叶片散失水分来避旱.微生物能通过调整不同激素介导的信号通路,诱导植物产生系统抗逆性,促进植物细胞产生渗透保护剂、抗氧化物和活性氧清除剂而耐旱.微生物还能帮助植物吸收营养,以支持植物在干旱胁迫下的代谢和生长.本文关注丛枝菌根真菌、模式内生真菌印度梨形孢和根际促植物生长细菌帮助烟草和番茄等植物抗旱的机理,探讨如何在烟草育苗和栽培中应用有益微生物来帮助烟草抗旱.