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2017年 第28卷 第10期    刊出日期：2017-10-18

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2017, 28(10):  3110-3110. 

摘要 ( 328 )   PDF (453KB) ( 122 )  

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大兴安岭中段森林土壤的黑碳含量及其在不同粒级中的分布

徐嘉晖,高雷,崔晓阳

2017, 28(10):  3111-3118.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.014

摘要 ( 622 )   PDF (758KB) ( 195 )  

土壤黑碳由于具有生物化学惰性被视为土壤稳定碳库的主要成分.本文量化了大兴安岭中段森林土壤黑碳,分析了黑碳在各粒级内的分布,并探讨了黑碳的稳定机制及其在土壤碳库中的重要性.结果表明: 土壤黑碳表聚现象明显,表层黑碳占总剖面(64 cm)的68.7%,随着土层加深黑碳含量显著降低,但黑碳占有机碳的比例却呈现上升趋势.气候条件影响大兴安岭地区土壤黑碳的分布,相对寒冷和湿润的气候条件提高了土壤固持黑碳的潜力;土壤黑碳在各粒级内所占比例表现为黏粒>粉粒>细砂>粗砂,尽管黏粒中黑碳含量最高,并随土层深度增加而升高,但黏粒中黑碳占有机碳的比例却无明显变化,黑碳/有机碳的升高主要源于细砂与粉粒中黑碳的增加;黑碳的生物化学惰性是表层黑碳的主要稳定机制,而深层的黑碳除了其自身抗性外,黏粒矿物的化学保护发挥着重要作用;黑碳不仅作为稳定碳库的主要成分,在颗粒有机碳组分中仍占相当大的比例,因此黑碳的存在提高了土壤稳定性碳储量与碳汇能力.

增温和隔离降雨对亚热带森林土壤N₂O通量的影响

唐偲頔,张政,蔡小真,郭剑芬,杨玉盛

2017, 28(10):  3119-3126.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.026

摘要 ( 575 )   PDF (780KB) ( 162 )  

设置对照(CT)、增温5 ℃(W)、隔离50%降雨(P)和增温5 ℃+隔离50%降雨(WP)4种处理,以相关功能基因作为标志物,研究增温和隔离降雨影响亚热带森林生态系统土壤N₂O通量变化的途径.结果表明: 隔离降雨显著降低了土壤铵态氮浓度;增温显著降低了土壤N₂O通量和土壤反硝化势.增温处理(W)和降雨处理(P)的土壤微生物生物量氮(MBN)均显著低于对照(CT),AOA amoA基因丰度与MBN和铵态氮含量之间呈显著负相关,但与土壤硝化势和土壤N₂O通量没有显著相关性.路径分析显示,反硝化势直接显著影响土壤N₂O通量,而微生物生物量磷(MBP)和增温则通过直接影响反硝化势来间接影响土壤N₂O通量.温度可能是影响亚热带森林土壤N₂O通量的主要驱动因素,全球变暖可能会减少亚热带森林土壤的N₂O排放.

西藏森林植被乔木层碳储量与碳密度估算

刘淑琴,夏朝宗,冯薇,张克斌,马莉,刘建康

2017, 28(10):  3127-3134.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.023

摘要 ( 716 )   PDF (562KB) ( 192 )  

利用第八次森林资源连续清查数据和不同树种的树干密度、含碳率等参数,运用生物量清单法,估算了西藏自治区森林乔木层植被碳储量和碳密度.结果表明: 西藏森林生态系统乔木层植被总碳储量为1.067×10⁹ t,平均碳密度为72.49 t·hm^-2.不同林分乔木层碳储量依次为:乔木林>散生木>疏林>四旁树.不同林种乔木层碳储量大小依次为:防护林>特殊用途林>用材林>薪炭林,其中前两者所占比例为88.5%;不同林种乔木层平均碳密度为88.09 t·hm^-2.不同林组乔木层碳储量与其分布面积排序一致,依次为:成熟林>过熟林>近熟林>中龄林>幼龄林.其中,成熟林乔木层碳储量占不同林组乔木层总碳储量的50%,并且不同林组乔木层碳储量随着林龄的增加呈先上升后下降的趋势.

帽儿山5种林型土壤碳氮磷化学计量关系的垂直变化

张泰东,王传宽,张全智

2017, 28(10):  3135-3143.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.025

摘要 ( 636 )   PDF (1017KB) ( 184 )  

采用土壤分层取样法测定了帽儿山地区相同气候条件、不同立地条件下林龄相近的2种人工针叶林(红松林和兴安落叶松林)和3种天然落叶阔叶林(蒙古栎林、杨桦林、硬阔叶林)的土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量,以及土壤容重、土壤厚度等,研究土壤C、N、P含量和密度及化学计量关系的垂直变化特征.结果表明: 不同林型间土壤C、N、P含量和密度差异显著,其中硬阔叶林土壤O层和A层的C、N含量和密度均显著高于其他林型.所有林型土壤的C、N含量均随土层加深而下降;落叶阔叶林土壤P含量随土层加深而显著下降,但针叶林各土层间P含量差异不显著.不同林型间A层土壤C/N、O层土壤N/P,以及A和B层土壤C/P均存在显著差异.不同林型间土壤C-N存在显著的线性关系,且其斜率和截距在林型间差异均不显著,但土壤N-P、C-P关系只在阔叶林中存在显著相关关系.这表明不同林型间土壤C-N耦联关系有趋同现象,而土壤N-P和C-P关系随林型而变.

西南林区森林火灾火行为模拟模型评价

赵璠,舒立福,周汝良,肖向明,王明玉,赵凤君,王秋华

2017, 28(10):  3144-3154.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.012

摘要 ( 564 )   PDF (3393KB) ( 143 )  

林火火行为特征是进行及时有效的林火预防和扑救的重要技术参考,国外普遍做法是借助火行为模拟模型进行获取.本文选用美国和加拿大行业普遍使用的Farsite和Prometheus火行为模拟模型对发生在中国西南林区的安宁“3·29”森林大火进行模拟,通过对比模拟结果和相关林火资料,定量评价模型的模拟精度.结果表明: 在蔓延范围模拟方面,Farsite在Scott可燃物模型下的模拟精度最高,Prometheus最差,但差距不大,Farsite与Prometheus火场范围的差异区主要集中在云南松分布区;在蔓延速度(ROS)模拟方面,Farsite在2种可燃物模型下的平均ROS模拟输出最接近实际情况,Prometheus则偏离实际情况较远,Farsite与Prometheus的ROS差异区主要集中在云南松分布区;在火线强度(FLI)模拟方面,Farsite在2种可燃物模型下的平均FLI模拟输出结果类似,Farsite与Prometheus的输出差异较大,差异区主要集中在栎类灌木分布区.

竹子扩张对阔叶林物种多样性的影响:两竹种的叠加效应

杨清培,郭英荣,兰文军,宋庆妮,杨光耀

2017, 28(10):  3155-3162.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.007

摘要 ( 553 )   PDF (727KB) ( 209 )  

研究了不同扩张强度下毛竹和肿节少穗竹对江西武夷山常绿阔叶林群落结构和物种多样性的影响.结果表明: 毛竹、肿节少穗竹扩张都会不同程度地改变阔叶林群落结构与物种组成,两者同时高强度扩张时(毛竹30～50 ind·100 m^-2,肿节少穗竹300～500 ind·100 m^-2),群落的乔∶灌(密度比)由2∶8变成1∶9,竹∶木(密度比)由0∶10变成9∶1.毛竹、肿节少穗竹扩张对阔叶林物种多样性影响的主效应显著,毛竹主要影响乔木层,肿节少穗竹主要影响灌木层,但两种竹子的交互作用不显著.两种竹子同时扩张对群落生物多样性的影响存在叠加效应,尤其是高强度扩张使群落Shannon指数下降91.3%.毛竹与肿节少穗竹同时低强度扩张时,两者相互影响不大,但当达到一定密度后两者会相互竞争排斥.这表明,当常绿阔叶林同时遭受毛竹、肿节少穗竹扩张时,虽然二者交互作用不明显,但会通过叠加效应影响木本植物,导致阔叶林群落简单化.

综合面向对象与决策树的毛竹林调查因子及碳储量遥感估算

杜华强,孙晓艳,,韩凝,毛方杰,

2017, 28(10):  3163-3173.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.019

摘要 ( 502 )   PDF (4220KB) ( 285 )  

综合面向对象和CART决策树方法,对浙江省安吉县山川乡毛竹林分布信息及胸径、树高、郁闭度等调查因子和地上部分碳储量进行遥感定量估算.结果表明: 综合基于多尺度分割的对象特征及决策树,能够充分利用不同尺度层次信息关联的优势,实现毛竹林专题信息高精度提取,其用户精度达到89.1%;基于对象特征构建的毛竹林调查因子回归树估算模型,其估算结果均能达到正常或较好水平,其中,郁闭度回归树模型的精度最高为67.9%,估算效果较好;而平均胸径和树高估算的总精度相对较低,这与采用光学遥感数据进行森林树高、胸径估算达不到理想结果的结论一致;毛竹林地上部分碳储量回归树模型的估算结果较好,高值区域估算精度达到80%以上.

坝下地区防护林不同树种生长特征

张杰铭,余新晓

2017, 28(10):  3174-3180.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.005

摘要 ( 493 )   PDF (572KB) ( 88 )  

采用标准样地调查法对防护林林分结构指标进行调查,研究河北坝下地区丰宁县小坝子乡不同防护林树种榆树、杨树及油松的动态变化规律.结果表明: 该区域榆树、杨树和油松纯林的平均年龄均为10年,杨树纯林的平均胸径和树高分别是榆树纯林的2.3和3.8倍,是油松纯林的2.3和3.0倍.杨树纯林的平均胸径、树高、叶面积指数(LAI)、活枝下高等指标显著大于榆树纯林和油松纯林.与杨树混交林相比,杨树纯林的林分密度高10.8%,纯林平均胸径则低5.2%,平均树高低11.3%;与榆树混交林相比,榆树纯林的林分密度高6.6%,纯林平均胸径、树高分别低7.8%和14.2%;与油松混交林相比,油松纯林的林分密度大4.9%,纯林平均胸径和树高分别低29.3%和31.8%.各林分类型的平均胸径、树高与密度呈显著负相关;平均LAI与密度和活枝下高呈显著正相关,与胸径、树高呈显著负相关;平均活枝下高与密度呈显著正相关.针阔混交林的胸径和树高生长显著优于针叶纯林.该区域防护林综合生长潜力呈上升趋势,而横向生长潜力总体上呈下降趋势.

林分结构对桂西南蚬木种群天然更新的影响

欧芷阳,庞世龙,谭长强,郑威,何琴飞,申文辉

2017, 28(10):  3181-3188.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.001

摘要 ( 546 )   PDF (482KB) ( 162 )  

研究垂直结构(树冠指数、大树比例、小树比例和树高)及密度因素(基面积、乔木密度、灌木密度、灌木盖度和蚬木比例)对桂西南喀斯特山地典型蚬木种群天然更新的影响.结果表明: 群落平均更新密度为1742～3861株·hm^-2,密度相对较低.垂直结构和密度因素对蚬木幼龄植株个体数影响不显著,对地径和株高生长有一定影响.在垂直结构变量中,树冠指数与蚬木幼苗株高呈显著负相关,与幼苗地径的相关性不显著;大树比例和树高与幼苗的地径和株高均呈显著负相关,小树比例与幼苗地径和株高呈显著正相关.在密度变量中,乔木密度与幼苗地径、株高呈显著正相关;蚬木比例与幼苗地径呈显著负相关.多元回归分析显示,林分结构因子与蚬木幼龄植株个体数的拟合较差(P>0.05),蚬木幼苗的数量分布在一定程度上受到垂直结构的综合影响;林分结构因子模型对蚬木幼苗地径和株高的拟合较好(P<0.01),幼苗地径生长主要受乔木密度影响,株高生长主要受乔木密度和基面积的共同影响.

天然云杉相容性生物量估算模型

王金池,邓华锋,黄国胜,王雪军,张璐

2017, 28(10):  3189-3196.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.018

摘要 ( 559 )   PDF (499KB) ( 152 )  

基于150株天然云杉实测材积和生物量数据,利用非线性度量误差方法,建立相容性立木材积与生物量方程,并采用总量直接控制方案和分级联合控制方案研建了地上总生物量与4个分项(干材、干皮、树枝、树叶)的相容性方程系统,其中又采取了独立估计和联合估计两种处理方法进行地上生物量的估计.结果表明: 所建一元、二元相容性立木材积和地上生物量模型的材积和生物量决定系数均在0.85以上,最高达0.99,在胸径基础上增加树高变量能显著提高材积的预估效果,但对生物量的预估效果改进不大.就总量与分量相容性模型而言,分级联合控制方案所建的一元模型好于总量直接控制所建的一元模型,两种方案所建的二元模型效果相当.对一元、二元相容性生物量模型的拟合效果进行对比,结果显示,解释变量的增加明显提高了树枝和树叶生物量的拟合效果,对其他几个分量的拟合效果改善不大.对独立估计和联合估计的对比分析显示,两种估计方法几乎没有差异.

白桦和水曲柳树干温度日变化的空间变异及其影响因子

李虞冉,王兴昌,王传宽,刘帆,张全智

2017, 28(10):  3197-3207.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.008

摘要 ( 500 )   PDF (1067KB) ( 157 )  

植物温度是森林生态系统能量平衡和植被呼吸估算的重要参数.采用T型热电偶监测树皮和木材特性各异的2个阔叶树种(白桦和水曲柳)不同深度、高度和方位的树干温度(T_s),探索T_s日变化的空间变异及其影响因素.结果表明: T_s月平均日变化格局与空气温度呈相似的正弦曲线,但T_s变化滞后于空气温度,时滞从树皮表面处的0 h增加到6 cm深度处的4 h.随测定深度的增加和高度的降低,T_s日变化的峰值和日较差均逐渐减小.T_s周向差异不大,休眠季节白天南向、西向T_s日峰值略高.两树种树皮和木材的热学特性(比热容和导热系数)的差异,会通过影响树干表面与外界的热交换和树干内部热扩散而造成T_s径向变化的种间差异.白桦树皮较高的反射率削弱了太阳辐射对T_s的影响.多元逐步回归分析表明,环境因子可以很好地估测T_s日动态(R²>0.85),影响程度依次为空气温度>水汽压>净辐射>风速.估算生物量热储和树干表面CO₂通量时应考虑T_s径向、纵向和种间差异.

基于离体测量估计长白落叶松原位最大净光合速率的方法

刘强,李凤日,彭娓

2017, 28(10):  3208-3216.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.020

摘要 ( 501 )   PDF (775KB) ( 168 )  

以黑龙江省帽儿山林场15年生长白落叶松人工林为研究对象,通过对针叶进行原位及离体测量获取其原位最大净光合速率(SP_{n max})及离体最大净光合速率(AP_{n max}),分析AP_{n max}随离体时间(t_a)的变化规律,建立SP_{n max}与AP_{n max} 和t_a的函数关系,并分析了林木大小及环境因子对AP_{n max}下降过程的影响,构建了长白落叶松SP_{n max}预估模型.结果表明: 在不恢复水分供应的条件下,针叶AP_{n max}随t_a的增加而降低,且水汽压亏缺(VPD)和叶片温度(T_leaf)越高,AP_{n max}的下降速度越快、幅度越大.以VPD和t_a为自变量的线性预估模型对SP_{n max}的拟合效果最好(R_a²为0.774,RMSE为20.73),模型的预估精度随着t_a的增加而降低,t_a超过 20 min后,模型预估精度稳定在97%左右.本文采用离体测量方法通过建立回归模型估计长白落叶松的SP_{n max},不仅具有较好的预估能力和相对稳定的估计精度,同时大大提高了SP_{n max}的测定效率,具有较高的应用价值.

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应

刘文娜,贾剑波,余新晓,贾国栋,侯贵荣

2017, 28(10):  3217-3226.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.027

摘要 ( 613 )   PDF (973KB) ( 262 )  

冠层气孔导度(g_s)是衡量冠层-大气界面水汽通量的重要生物学常数,研究其特征及对环境因子的响应,能为开展森林冠层水汽交换过程的机理性研究提供理论依据.于2014年利用SF-L热扩散式探针测定了侧柏的树干液流密度(J_s),同步监测光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)、气温(T)等环境因子,计算侧柏的冠层气孔导度特征并分析其对各环境因子的响应.结果表明: 侧柏液流密度的日变化总体呈双峰曲线,生长季高于非生长季,且胸径越大液流密度越大;冠层气孔导度日变化与单位叶面积冠层蒸腾(E_L)趋势相近,均呈双峰曲线,生长季的冠层气孔导度和蒸腾较非生长季略高.侧柏冠层气孔导度与空气温度呈抛物线关系,在10 ℃左右冠层气孔导度达到峰谷;光合有效辐射以400 μmol·m^-2·s^-1为界,小于该阈值两者呈正相关关系,大于该阈值则冠层气孔导度受其影响较小;与饱和水汽压差呈负对数函数关系,随饱和水汽压差增大而逐渐降低.较高的空气温度和光合有效辐射、较低的饱和水汽压差有利于侧柏形成较大的冠层气孔导度,进而促进冠层蒸腾.

踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响

石亚芳,赵允格,李晨辉,王闪闪,杨巧云,谢申琦,

2017, 28(10):  3227-3234.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.011

摘要 ( 542 )   PDF (790KB) ( 158 )  

采用人工模拟降雨试验,研究了踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响.结果表明:踩踏干扰显著增加了土壤表面粗糙度,增加幅度与干扰强度有关,50%干扰度下表面粗糙度指数较不干扰增加91%.踩踏干扰延长了坡面产流时间,20%～50%干扰度范围内,随着干扰强度的增加,初始产流时间呈线性增加趋势,50%干扰度的初始产流时间较不干扰增加了169.7%.踩踏干扰增加了土壤渗透性,降低径流系数.50%干扰度的土壤累积入渗量较不干扰增加12.6%;去除生物结皮,土壤渗透性降低,累积入渗量较不干扰降低30.2%.50%以下的干扰度未显著增加土壤侵蚀模数.去除生物结皮,土壤侵蚀模数较不干扰增加10倍.生物结皮破碎度低于50%的干扰在不明显增加土壤流失量的前提下,可增加降水入渗,减小径流风险,改善土壤水分状况.

放牧和刈割对内蒙古典型草原土壤可提取碳和氮的影响

顿沙沙,曹继容,贾秀,庞爽

2017, 28(10):  3235-3242.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.003

摘要 ( 521 )   PDF (918KB) ( 354 )  

依托内蒙古典型草原的长期野外放牧控制试验,探讨了放牧和刈割对土壤有机碳、全氮、可提取碳和氮、微生物生物量碳和氮的影响.结果表明: 放牧使可提取有机碳降低11.4%～37.1%,而刈割使可提取有机碳升高5.8%.放牧和刈割分别使可提取氮升高10%～340%和10%～240%.放牧强度不高于6.0 sheep·hm^-2的条件下有利于维持甚至增加微生物生物量碳,而重度放牧(7.5和9.0 sheep·hm^-2)则减少微生物生物量碳.刈割处理下微生物生物量碳和氮分别升高31.0%和9.8%.通径分析表明,放牧处理下微生物生物量碳的主要影响因素是有机碳、可提取全氮和全氮,其中直接影响因素是有机碳和可提取全氮;微生物生物量氮的主要影响因素是土壤pH、可提取有机碳、有机碳和可提取全氮,其中直接影响因素是有机碳和可提取全氮.刈割及轻度和中度放牧有利于维持或改善土壤功能,重度放牧将引起土壤退化.

宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤粒径分形特征

阎欣,安慧

2017, 28(10):  3243-3250.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.024

摘要 ( 598 )   PDF (721KB) ( 84 )  

研究宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤性状、土壤粒径分形维数的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明: 草地沙漠化对土壤分形维数(D)影响显著,D值为1.69～2.62.除在10～20 cm土层出现较小波动外,随着沙漠化程度加剧,0～30 cm土层D值整体呈减小趋势.在荒漠草原沙漠化过程中,荒漠草地D值最大,黏粒和粉粒体积百分含量最高,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最低;流动沙地D值最小,黏粒和粉粒体积百分含量最小,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最高.D与<50 μm和>50 μm粒径的土壤颗粒存在显著正相关和负相关,表明50 μm粒径是决定草地沙漠化过程中土壤分形维数与土壤粒径关系的临界粒径.随着荒漠草原沙漠化加剧,土壤有机质和全氮含量逐渐降低,土壤容重逐渐升高,固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的质变过程,其中土壤粘粒体积百分含量、粉粒体积百分含量、土壤有机质含量、土壤全氮含量骤减,极细砂粒体积百分含量、细砂粒体积百分含量和土壤容重骤增.分形维数与土壤有机质、土壤全氮和土壤容重显著相关,固定沙地与半固定沙地分形维数的临界值为2.58,因此分形维数2.58可作为荒漠草原沙漠化的退化指标.

短期CO₂浓度升高和干旱胁迫对白羊草土壤碳氮和微生物根际效应的影响

肖列,刘国彬,李鹏,薛萐

2017, 28(10):  3251-3259.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.009

摘要 ( 392 )   PDF (1713KB) ( 171 )  

采用人工气候室和盆栽控水试验研究黄土丘陵区典型草本植物白羊草在倍增CO₂浓度(800 μmol·mol^-1)下和充分供水(75%～80%的田间持水量)、轻度干旱胁迫(55%～60%的田间持水量)和重度干旱胁迫(35%～40%的田间持水量)下根际和非根际土壤碳氮含量和微生物群落结构及其根际效应.结果表明: CO₂浓度升高和干旱胁迫对白羊草根际和非根际土壤有机碳、全氮和水溶性有机碳(DOC)含量及其根际效应均无显著影响.轻度干旱胁迫下CO₂浓度升高显著促进了根际土壤水溶性有机氮(DON)的消耗,导致DOC/DON升高,提高了DON的负根际效应和DOC/DON的正根际效应.干旱胁迫和CO₂浓度升高对土壤总磷脂脂肪酸(总PLFA)和细菌PLFA的根际效应无显著影响.CO₂浓度升高条件下干旱胁迫显著提高了根际土壤G⁺/G^- PLFA,降低了非根际土壤G⁺/G^- PLFA,导致其根际效应显著提高,表明根际微生物群落由自养微生物群落向异养微生物群落的转变.

福建平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面老鼠艻叶水势日变化特征

杨显基,杜建会,秦晶,陈志华,杨林,宋爽

2017, 28(10):  3260-3266.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.010

摘要 ( 673 )   PDF (894KB) ( 196 )  

以福建省平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面典型沙生植物老鼠艻为对象,研究其叶水势日变化特征及其影响因素.结果表明: 老鼠艻叶水势日变化以“W”型为主,午间出现短暂升高现象.发育阶段沙堆表面老鼠艻叶水势日均值较稳定阶段高,且夜间水分恢复能力更强;老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关,但与不同深度土壤水势无显著相关性;发育阶段沙堆丘间地老鼠艻叶水势在10:00—16:00皆高于迎风坡和背风坡,迎风坡除10:00和12:00外皆低于背风坡.不同坡位叶水势日变异程度表现为背风坡>迎风坡>丘间地,但无显著差异.沙堆迎风坡老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关;沙堆背风坡和丘间地老鼠艻叶水势与气象因子有一定相关性,但不显著.

硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响

魏国芹,曹辉,孙玉刚,邓波,张玮玮,杨洪强

2017, 28(10):  3267-3273.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.006

摘要 ( 571 )   PDF (826KB) ( 174 )  

以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢(H₂S)释放剂硫氢化钠(NaHS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L^-1)水溶液,以及添加有次牛磺酸(HT;H₂S清除剂)的NaHS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明: 在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L^-1 NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子(O₂^-·)生成速率和过氧化氢(H₂O₂)含量,提高叶片光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、水分利用效率(WUE)和表观CO₂利用效率(CUE),还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L^-1 时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L^-1或在0.1 mmol·L^-1 NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H₂S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

马乐元,陈年来,韩国君,李良

2017, 28(10):  3274-3280.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.004

摘要 ( 585 )   PDF (824KB) ( 182 )  

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.

水稻低温冷害综合评估方法

杨霏云,张玉书,李文科,吕厚荃,罗蒋梅

2017, 28(10):  3281-3288.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.021

摘要 ( 500 )   PDF (886KB) ( 73 )  

基于灰色关联分析法,将水稻不同生育期的冷害致灾因子值和产量结构性状、水稻不同生育期的产量结构性状和最终产量分别视作两个灰色系统,通过寻找各个灰色系统的灰映射关系,建立基于多层次灰色关联分析法的水稻低温冷害综合评估模型;并构建了单站各生育期、全生育期的冷害综合评估指数和区域评估指数,对东北水稻主产区27个站1961—2015年水稻冷害进行分生育期评估.结果表明: 水稻冷害影响程度与各生育期产量丰歉能够较好对应.营养生长期、营养和生殖生长并进期、授粉结实期或满浆期受到冷害影响时,株穗数、平均穗粒数或千粒重有一定减少,空壳率有所增加.典型冷害年温度与单站或区域产量丰歉有较好的对应关系.

淹水胁迫下棉花叶片高光谱特征及叶绿素含量估算模型

徐道青,刘小玲,王维,陈敏,阚画春,李常凤,郑曙峰

2017, 28(10):  3289-3296.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.013

摘要 ( 654 )   PDF (757KB) ( 72 )  

为即时监测淹水胁迫下棉花功能叶叶绿素含量,确立叶绿素含量与单叶光谱特征参数的定量关系,本文以遮雨棚内蕾期淹水胁迫下的盆栽棉花为研究对象,淹水后每 3 d对棉花叶片进行测定、取样,综合分析叶绿素含量与高光谱特征参数的相关性,并构建和验证叶绿素含量的估算模型.结果表明: 随着淹水胁迫程度的加重,叶片叶绿素含量下降;叶片原始光谱反射率、一阶微分光谱反射率分别在580、697 nm波段附近与叶绿素含量呈显著负相关;利用差值指数和归一化指数建立的估算模型优于单波段线性模型,其中以植被指数(DR₆₉₇-DR₇₃₈)/(DR₆₉₇+DR₇₃₈)为自变量建立的模型棉花单叶叶绿素含量估算值与实测值拟合度最好,拟合系数为0.814,可用于淹水胁迫下棉花单叶叶绿素含量的估测.

减氮配施有机肥对滴灌棉田土壤生物学性状与团聚体特性的影响

李锐,陶瑞,王丹,褚贵新

2017, 28(10):  3297-3304.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.029

摘要 ( 490 )   PDF (814KB) ( 141 )  

本文通过新疆绿洲棉田连续4年定位施肥试验,研究了不同处理[对照CK、常规化肥CF、减氮配施普通有机肥OF(80%CF+OF和60%CF+OF)、减氮配施生物有机肥BF(80%CF+BF和60%CF+BF)]对土壤生物学性状和团聚体特性的影响,探讨了土壤生物学性状与有机碳及团聚体之间的关系.结果表明:与单施化肥(CF)相比,配施生物有机肥的80%CF+BF和60%CF+BF处理均可显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和芳基硫酸酯酶活性,其增幅分别为55.6%～84.0%、53.1%～74.0%、15.1%～38.0%、38.2%～68.0%、29.6%～52.0%和35.4%～58.9%,高量配施有机肥效果优于低量配施.各施肥处理明显提高了土壤基础呼吸,具体表现为BF>OF>CF>CK.与CF相比,60%CF+BF处理的土壤有机碳、微生物生物量碳分别增加22.3%和43.5%,但微生物生物量碳氮比显著下降.>0.25 mm的水稳性团聚体在配施普通有机肥的80%CF+OF、60%CF+OF处理比对照(CK)分别增加7.1%和8.0%.80%CF+BF处理较80%CF+OF处理机械稳定性团聚体的几何平均直径(GMD)增加了9.2%.冗余(RDA)分析和聚类分析均表明,减氮增碳可明显调控滴灌棉田土壤生物活性与团聚体结构.连续4年化肥减量配施有机肥或生物有机肥,提高了土壤有机碳含量,并对团聚体稳定性和生物学性状有协同改善效应,是维持与提升绿洲滴灌棉田土壤肥力的有效途径.

北疆地区棉花作物需水量时空演变及其气象影响因子

罗那那,巴特尔·巴克

2017, 28(10):  3305-3313.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.028

摘要 ( 475 )   PDF (4024KB) ( 56 )  

基于北疆25个气象站1961—2013年的气象资料和棉花生育期资料,利用 FAO 推荐的 Penman-Monteith 公式及作物系数法,对棉花各生育阶段的作物需水量和灌溉需水量进行估算.结果表明: 过去53年,北疆地区棉花需水量在各个生育期总体呈下降趋势,其中,花铃期作物需水量下降趋势最为显著,变化率为-0.15 mm·a^-1;各生育期内存在多尺度的周期变化,其中在30年左右的大周期尺度上,各生育期作物需水量大致呈现“偏高-偏低-偏高”的变化过程,在15～17年的中周期尺度上,经历了“偏低-偏高-偏低”的变化过程,而在较小年际尺度上,作物需水量无明显的周期特征;在空间分布上,作物需水量、灌溉需水量和水分盈亏指数多年均值总体上大致呈现自西向东递减的分布特征;突变结果显示作物需水量在各生育期均呈显著减少趋势,且在北疆西北和西南地区最为明显.各个生育期内,棉花需水量与平均风速、日照时数和平均气温都呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关.研究结果可为北疆棉花适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑.

新型木霉氨基酸有机肥研制及其对番茄的促生效果

刘秋梅,陈兴,孟晓慧,叶奇,李托,刘东阳,沈其荣

2017, 28(10):  3314-3322.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.039

摘要 ( 512 )   PDF (2824KB) ( 91 )  

为提高贵州木霉NJAU4742固体发酵产孢能力,本研究拟用稻草秸秆和氨基酸水解液为原料进行固体发酵获得高分生孢子含量的固体菌种,将该固体菌种添加到含有不同比例氨基酸水解液的有机肥中进行二次发酵研制新型生物有机肥,并利用盆栽试验研究该生物有机肥对番茄的促生作用.结果表明: 在利用稀释30倍的氨基酸水解液浸泡秸秆过夜后调节秸秆为初始pH 3.5、75%含水量、30%玉米粉添加量的条件下,贵州木霉NJAU4742所产分生孢子数量高达2.40×10¹⁰ CFU·g^-1.接种2%固体木霉菌种于含有20%氨基酸水解液的腐熟有机肥后,该处理中木霉活菌数和吲哚乙酸(IAA)含量均达到最高,分别为6.40×10⁹ CFU·g^-1和38.66 mg·kg^-1,与对照相比分别增加了1142.30和1.42倍.盆栽试验表明,木霉氨基酸生物有机肥(AT)与氨基酸有机肥(AA)处理跟对照(CK)相比株高分别增加了98.8%和23.8%,茎粗分别增加了58.9%和10.3%,叶绿素、叶长、叶宽等指标也显著增加.利用稻草秸秆和氨基酸水解液进行浅盘固体发酵生产木霉分生孢子,克服了工厂化生产固体木霉菌种的瓶颈,以此制备的新型木霉氨基酸有机肥(AT)与等养分的氨基酸有机肥(AA)和对照(CK)处理相比,对番茄的促生效果显著,在集约化农业生产中具有良好的应用前景.

基于4种光响应模型模拟不同砧木对夏黑葡萄耐弱光能力的影响

韩晓,王海波,王孝娣,史祥宾,王宝亮,郑晓翠,王志强,刘凤之

2017, 28(10):  3323-3330.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.030

摘要 ( 536 )   PDF (506KB) ( 143 )  

采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型4种光响应模型分别拟合夏黑/贝达、夏黑/1103P、夏黑/101-14、夏黑/3309C、夏黑/140Ru、夏黑/5C、夏黑/5BB、夏黑/420A、夏黑/SO4、夏黑/抗砧1号、夏黑/华葡1号11种砧穗组合的光响应曲线,通过拟合程度、光补偿点、光饱和点、初始量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率等6个参数分析比较其拟合效果.结果表明: 4种模型拟合系数都在0.98以上,在光补偿点上,4种模型拟合效果相差不大,但直角双曲线修正模型在光饱和点、初始量子效率、最大净光合速率和暗呼吸速率方面拟合程度最好,运用赤池信息量准则计算,直角双曲线修正模型赤池信息量准则(AIC)值也最小,因此,直角双曲线修正模型为最佳拟合模型.通过聚类分析发现,夏黑/SO4、夏黑/420A两砧穗组合的表观量子效率高、光补偿点低、暗呼吸速率低,说明两者对弱光的利用效率高,耐弱光能力强,呼吸消耗少.通过Topsis (Technique for Order Prefe-rence by Similarity to an Ideal Solution)方法综合排名发现,夏黑/SO4、夏黑/420A组合耐弱光能力分别为第1、2名,与聚类分析结果一致.因此,夏黑以SO4或420A作为砧木的耐弱光能力最突出,更适合设施栽培.

中国谷子潜在地理分布的多模型比较

高蓓,胡凝,郭彦龙,顾蔚,邹继业

2017, 28(10):  3331-3340.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.015

摘要 ( 633 )   PDF (2919KB) ( 133 )  

谷子是中国干旱和半干旱区主要的粮食作物之一.它耐旱、耐瘠薄、抗逆性强、适应性广,是未来应对干旱形势的重要战略储备作物.本文基于谷子的157个地理分布点数据,利用中国谷子产量与环境指标的相关性分析,选出10个气候指标、7个土壤指标和3个地形指标,采用MaxEnt、EMFA、RF和GAM共4个物种分布模型,分析中国谷子的潜在适宜性分布.结果表明: 4种模型均可成功模拟谷子的潜在地理分布,其中,MaxEnt模型的模拟效果最好.选用的环境指标中,水热条件对谷子生长最敏感.模型结果结合ArcGIS空间分析模块的结果表明,中国谷子的潜在适宜生长区(最适宜区和适宜区)总面积为55.68×10⁴ km²,远远大于当前谷子的实际种植面积,主要集中在东北地区的东北平原、长白山以南与牡丹江流域,华北地区的淮河以北,华中地区汉江以东与大别山以北,西北地区的黄土高原、鄂尔多斯高原南部、祁连山脉东部、天山山脉东部与阿尔泰山脉,西南地区的重庆以北和贵州西部局地区域.

黄土高原-青藏高原过渡带农户生产系统的碳平衡

吴超超,高小叶,侯扶江

2017, 28(10):  3341-3350.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.002

摘要 ( 556 )   PDF (865KB) ( 131 )  

黄土高原-青藏高原过渡带是我国农业生产方式变化最剧烈、碳平衡效应最敏感的区域之一.本文分析了海拔梯度上通渭-渭源-夏河样带农业系统的碳平衡.结果表明: 随海拔增加,单位面积作物的碳排放、碳固定和碳汇能力逐渐降低,户均家畜碳排放与碳固定、碳源能力递增,综合生产系统由碳汇渐变为碳源,户均碳排放上升,碳固定变化趋势与之相反.黄土高原-青藏高原过渡带的农户占比随碳平衡的变化可用Logistic方程拟合,随海拔升高,在通渭、渭源与夏河3个区域农户占比50.0%拐点处,作物系统的碳排放和碳固定分别为1491、857、376 kg CE·household^-1和6187、3872、778 kg CE·household^-1,家畜系统碳排放和碳固定分别为2218、3725、49511 kg CE·household^-1和138、230、2706 kg CE·household^-1,综合系统碳排放和碳固定分别为3615、4583、49918 kg CE·household^-1和6289、4113、3819 kg CE·household^-1,这些是区域碳平衡调控的关键点.

石灰碳铵熏蒸与施用生物有机肥对连作黄瓜和西瓜枯萎病及生物量的影响

沈宗专,孙莉,王东升,吕娜娜,薛超,李荣,沈其荣

2017, 28(10):  3351-3359.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.036

摘要 ( 404 )   PDF (886KB) ( 170 )  

采用稀释涂布平板计数法,研究了石灰碳铵及碳铵熏蒸对黄瓜和西瓜连作土壤尖孢镰刀菌数量的影响,以及熏蒸后施用生物有机肥对黄瓜和西瓜枯萎病的防控效果及植株生长的影响.结果表明:与对照相比,石灰碳铵及碳铵熏蒸后,连作土壤中黄瓜尖孢镰刀菌的数量分别下降95.4%及71.4%,西瓜尖孢镰刀菌的数量分别下降87.2%及64.2%;多因素方差分析表明,熏蒸、施用有机肥及作物种类均对土壤中尖孢菌数量、枯萎病发病率、防控率及生物量有显著影响;与未熏蒸施用普通有机肥对照相比,石灰碳铵熏蒸后施用生物有机肥能显著减少后茬黄瓜或西瓜土壤中尖孢镰刀菌的数量并显著降低枯萎病发病率,防控率高达91.9%及92.5%,同时显著增加了植株的株高、茎粗、SPAD值及干质量.表明石灰碳铵熏蒸及施用生物有机肥能够降低土壤中尖孢镰刀菌数量,有效防控黄瓜和西瓜枯萎病的发生并促进其植株生长.

川西亚高山/高山森林土壤线虫多样性

谌亚,杨万勤,吴福忠,杨帆,蓝丽英,刘育伟,郭彩虹,谭波

2017, 28(10):  3360-3368.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.037

摘要 ( 531 )   PDF (646KB) ( 193 )  

为了解青藏高原东缘亚高山/高山森林土壤线虫多样性,于2015年7月以该地区岷江冷杉原始林、混交林和次生林为研究对象,采用淘洗-过筛-蔗糖离心的方法分离土壤线虫,研究了3个海拔森林土壤线虫群落的组成与结构特征.结果表明: 共捕获线虫37950条,隶属于20科27属,平均为4217 条·100 g^-1干土,原始林以丝尾垫刃属为优势属,混交林和次生林以丝尾垫刃属和拟盘旋属为优势属,且优势属个体数量受林型的影响显著.原始林和次生林的优势营养类群为食真菌线虫,混交林则为食细菌线虫.土壤线虫c-p (colonizer-persister)类群c-p 1、c-p 2、 c-p 3和c-p 4数量分别占总数的6.1%、51.1%、30.0%和12.7%.3个海拔森林土壤线虫的自由生活线虫成熟度指数(MI)、总成熟度指数(∑MI)和植物寄生线虫成熟度指数(PPI)随海拔增加而逐渐降低.土壤线虫通路指数(NCR)在混交林高于0.5,在原始林和次生林低于0.5.林型显著影响了土壤线虫成熟度和NCR指数,但林型、土层及二者的交互作用对多样性指数影响不显著.川西亚高山/高山不同森林土壤线虫的组成、营养结构和能流通道存在明显差异,为深入理解土壤线虫在该区森林土壤生态过程中的作用提供了参考.

基于景观格局的太湖流域生态风险评估

谢小平,陈芝聪,王芳,白毛伟,徐文阳

2017, 28(10):  3369-3377.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.016

摘要 ( 561 )   PDF (3447KB) ( 184 )  

以太湖流域为例,采用2000、2005、2010、2015年4期景观类型数据,结合Markov和CLUE-S模型对2030年不同情景下景观类型进行模拟,构建景观生态风险指数,运用空间统计、重心迁移等方法,对太湖流域生态风险进行研究,揭示其景观生态风险时空演化特征及其规律.结果表明: 2000—2015年,太湖流域以中生态风险和较低生态风险为主,高生态风险区主要分布在太湖湖区,低生态风险由太湖西南部和南部向太湖北部发达地区转移.景观生态风险与自然因素呈负相关,且相关性减弱,与社会经济因素相关性越来越强,景观生态风险受人类干扰越来越显著.社会经济因素对景观生态风险的影响,在不同城市化发展阶段的区域表现出显著差异:欠发达地区随着经济开发,景观日益破碎化,生态风险相应增加;发达地区则随着经济的进一步发展,城市化扩展使景观集聚成片,破碎度和分离度指数降低,生态建设得到恢复,景观生态风险随着经济发展开始降低.CLUE-S模型模拟预测表明,未来太湖流域景观生态风险将总体降低,主要以低生态风险和较低生态风险为主.太湖湖区不论在历史和未来都是高生态风险区,需要人们对太湖区域加强管理保护.

基于综合承载力的吉林省适度人口分析

李秀霞,孟玫

2017, 28(10):  3378-3384.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.022

摘要 ( 625 )   PDF (452KB) ( 144 )  

运用状态空间法构建区域适度人口模型,利用主成分分析求取权重,对2005—2014年吉林省适度人口进行测算,并探讨其形成原因,提出解决对策.结果表明: 2005—2014年,吉林省适度人口一直处于赤字状态,说明吉林省人口、资源与环境处于一种不协调状态;吉林省资源承载人口显著高于经济承载人口和生态承载人口,说明吉林省经济发展是以牺牲环境为代价;吉林省土地资源承载人口远高于水资源承载人口和能源承载人口,处于赤字状态,说明吉林省经济发展是以耗竭自身能源和水资源为基础.今后应因地制宜,提高水资源承载力;开发新能源,提高能源利用效率;由粗放型、消耗型资源利用方式向集约型、低碳型转变;改变人类的生产方式和消费模式,注重保护生态环境.

不同形状城市湿地对周边环境温湿度的影响

纪鹏,朱春阳,盛云燕

2017, 28(10):  3385-3392.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.017

摘要 ( 597 )   PDF (676KB) ( 166 )  

2015年春、夏、秋季选择大庆市区5种不同形状特征的城市湿地及周边环境作为研究对象,利用小尺度定量测定的方法,分析城市湿地形状特征对周边环境温、湿效益的影响.结果表明: 不同形状特征的城市湿地均具有增湿降温效应.其中,夏季的增湿降温效应最强,春季其次,秋节最差.形状特征对湿地的降温增湿能力具有显著影响,不规则形状湿地>规则形状湿地(近圆形湿地、近矩形湿地)>长条形状湿地;增湿降温日变化受环境温度影响较大,即早晚弱、中午强,春、秋季增湿降温幅度最大的时段为12:00—14:00,夏季增湿降温幅度最大的时段为14:00—16:00.

三元(碱-表面活性剂-聚合物)复合驱油藏采出水微生物群落特征

郝钦钦,史荣久,郝金生,赵劲毅,李国桥,赵峰,韩斯琴,张颖

2017, 28(10):  3393-3402.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.038

摘要 ( 693 )   PDF (1420KB) ( 198 )  

与水驱技术相比,向油藏中注入碱、表面活性剂和聚合物(简称三元复合驱,ASP)能大幅提高石油采收率,但这些驱油剂对油藏中微生物多样性与群落结构的影响尚亟待阐明,这对油田水质管理与腐蚀控制均具有的重要意义. 本研究采用高通量测序技术解析了大庆油田ASP油藏4口油井采出水中的微生物多样性与群落结构. 结果表明: ASP油藏采出水的pH高达9.65. 采出水中微生物Shannon多样性指数为2.00～3.56,采出井间菌群多样性存在差异. 在门、纲、属分类水平上,变形菌门(85.5%～98.3%)、γ-变形菌纲(83.7%～97.8%)、栖碱菌属(51.8%～82.5%)是绝对优势菌群. 共检测到12个属的潜在硫化氢产生菌,以硫磺单胞菌属丰度最高(0.4%～7.4%). 与已发表的水驱油藏研究结果相比,三元复合驱油藏采出水微生物群落组成独特,呈嗜/耐碱趋势,其多样性偏低,群落结构更单一.

微小花蝽对小菜蛾捕食控制的能力

孙丽娟,衣维贤,郑长英

2017, 28(10):  3403-3408.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.032

摘要 ( 682 )   PDF (449KB) ( 160 )  

为了明确微小花蝽以小菜蛾卵做为饲料的适宜性及其对小菜蛾的控制能力,在室内以桃蚜作为参比猎物,研究捕食小菜蛾卵对微小花蝽生长发育、繁殖的影响,并结合捕食功能反应评价微小花蝽对小菜蛾的捕食能力.结果表明: 微小花蝽取食小菜蛾卵能够完成世代发育,并能够正常繁育后代.取食小菜蛾卵时,微小花蝽雌、雄若虫的历期(♀: 12.3 d,♂: 12.2 d)、成虫体长[♀: (2.13±0.01) mm,♂: (1.91±0.00) mm]、体宽[♀: (0.87±0.01) mm,♂: (0.71±0.01) mm]、单雌产卵量(12.7±1.1)、产卵前期[(5.1±0.6) d]和产卵期[(3.7±0.4) d]均与桃蚜处理组无显著差异;雌、雄成虫寿命[♀: (10.7±1.4) d,♂: (9.1±1.3) d]显著长于桃蚜处理组[♀: (8.5±0.5) d,♂: (6.4±0.3) d];若虫存活率[(65.0±6.8)%]不及桃蚜处理组[(80.0±8.2)%],且雌性比例偏低.微小花蝽对小菜蛾的捕食功能反应符合HollingⅡ型方程.微小花蝽1～5龄若虫对小菜蛾卵的日均最大捕食量(N_max)分别为7.5、16.3、23.3、29.1和38.7粒;雌、雄成虫的日均最大捕食量分别为39.0和26.9粒;5龄若虫对小菜蛾低龄幼虫的日均最大捕食量为41.3头;雌、雄成虫的日均最大捕食量分别为40.8和23.9头.单头雌、雄微小花蝽一生中最多可捕食小菜蛾卵(711.3±58.1)和(535.4±30.6)粒,小菜蛾低龄幼虫(371.9±52.0)和(253.9±32.3)头.微小花蝽以小菜蛾卵饲养可行,且对小菜蛾具有良好的控制作用.

基于空间自相关的东海带鱼聚集特征年代际变化

袁兴伟,刘尊雷,金艳,崔学森,周为峰,程家骅

2017, 28(10):  3409-3416.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.040

摘要 ( 570 )   PDF (1263KB) ( 225 )  

海洋鱼类通常以集群的形式分布在特定空间内,具有高度的空间异质性特征.基于1971—2011年中国机轮拖网渔业捕捞统计及底拖网科学调查获取的东海带鱼数据,并结合夏季研究水域内海表温度及黑潮区PN断面表层盐度数据,利用空间统计方法对东海带鱼资源的聚集特征进行年代际分析.全局自相关性分析显示,1971—2011年Moran I指数先减小再增大且均为正值,表明东海带鱼聚集性呈先减弱再增强的趋势;PN断面表层盐度均值变化趋势与之相反.局部自相关性分析显示,除1971年带鱼热点分布受作业水域范围限制而集中在中部外,1981—2011年带鱼分布热点区域呈现先向南部外海移动,随后逐步向北部外海移动的格局,且相应的热点分布范围亦呈现先集中后扩散的趋势.带鱼热点分布区域随海表温度第一模态变化做适应性移动,且均靠近黑潮北分支左侧水域.

施用生物质炭对采煤塌陷区土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

刘远,朱继荣,吴雨晨,束良佐

2017, 28(10):  3417-3423.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.034

摘要 ( 496 )   PDF (568KB) ( 149 )  

生物质炭作为一种新型土壤改良剂,施入土壤不仅能提高肥力,改善土壤结构,还能够影响土壤氮素的转化.本文利用培养试验研究施用生物质炭对采煤塌陷区土壤性质及氨氧化菌丰度和群落结构的影响.结果表明: 生物质炭显著提高土壤铵氮(NH4⁺-N)、全氮、有效磷和速效钾含量.生物质炭施用量对氨氧化古菌(AOA)丰度没有显著影响,但是增加施用量显著提高了氨氧化细菌(AOB)丰度.对T-RFLP数据进行分析发现,生物质炭提高了AOA和AOB多样性,并在一定程度上改变了AOA和AOB群落结构.施用生物质炭提高了采煤塌陷区土壤养分含量,并在一定程度上提高了氨氧化菌的丰度和多样性,表明生物质炭对塌陷区复垦土壤具有培肥改良的潜能.

海水中痕量铂族元素的赋存形态及螯合树脂富集研究进展

刘凯,高学鲁,李力

2017, 28(10):  3424-3432.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.031

摘要 ( 652 )   PDF (487KB) ( 45 )  

海水中铂族元素(PGEs)的含量和赋存形态与其生物地球化学行为及生态风险密切相关,但如何确定海水中PGEs的含量和形态一直是研究的难点.螯合树脂对特定元素和特定配体结构的识别特性为突破这一瓶颈提供了可能.因此,本文综述了海水中铂族元素赋存形态的研究现状,讨论了螯合树脂吸附铂族元素的机理,并对比了不同类型螯合树脂对铂族元素的富集.结果表明: 海水中PGEs的无机络合形态主要由[MCl₃OH^2-]/[MCl4^2-](M=Pt、Pd)及M(OH)₃^{3-n(n=3～6)(M=Rh)组成;螯合树脂对PGEs的不同络合形态有一定的识别性;氮-硫型螯合树脂是研究实际条件下海水中PGEs的理想树脂.}

城市黑臭水体遥感监测与筛查研究进展

申茜,朱利,曹红业

2017, 28(10):  3433-3439.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.033

摘要 ( 608 )   PDF (649KB) ( 87 )  

持续改善城市水环境,加强黑臭水体整治,不仅是“水污染防治行动计划(水十条)”的国家战略需求,也是人民群众的关注热点.国内外以往的研究侧重于黑臭水体的成因、评价方法和治理措施,而关于遥感手段监测黑臭水体的研究十分少见,很难满足国家的业务化监测需求.本文总结了黑臭水体遥感监测与筛查迫切需要解决的问题,包括完善城市黑臭水体的识别和分级标准,开展遥感监测黑臭水体的关键技术研究,构建城市黑臭水体遥感筛查体系.其中,重点归纳了核心关键技术,主要包括: 面向黑臭水体提取的高分影像预处理技术,城市水体提取技术,黑臭水体分类技术,基于星、空、地基遥感的黑臭水体识别与分级模型.本文总结基于高分遥感技术手段监测与筛查城市黑臭水体的研究进展、提出研究思路,将利于全面掌握黑臭水体的空间分布状况、治理进展情况,为城市黑臭水体整治提供有力的技术支撑.

非共生生物固氮微生物分子生态学研究进展

徐鹏霞,韩丽丽,贺纪正,罗锋,张丽梅

2017, 28(10):  3440-3450.  doi:10.13287/j.1001-9332.201710.035

摘要 ( 922 )   PDF (1623KB) ( 320 )  

氮是限制生态系统生产力的主要元素,生物固氮是自然生态系统中氮的主要来源.生物固氮包括共生、联合和自生固氮3种类型,其中联合固氮和自生固氮统称为非共生固氮.相对于共生固氮而言,非共生固氮速率虽然较低,但其不需要与其他生物形成共生体系就可以生存并进行固氮,在时空分布上更加广泛,因此对生态系统氮循环特别是素输入具有重要贡献.本文对近年有关非共生固氮微生物的多样性、土壤和叶际固氮微生物的分布特征及影响因素等研究进展进行了综述,并在此基础上阐述了现有研究中存在的问题和发展前景.