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2017年 第28卷 第12期    刊出日期：2017-12-18

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小五台山森林群落优势种的生态位分析

白晓航, 张金屯

2017, 28(12):  3815-3826.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.002

摘要 ( 812 )   PDF (956KB) ( 396 )  

研究河北小五台山森林群落优势种的生态位宽度和生态位重叠,运用广义可加模型拟合各个优势种对环境梯度变化的响应规律.结果表明: 在148个样方中,共记录到维管植物75科222属392种,分别从乔木层、灌木层、草本层中选取重要值较大的36个优势种进行分析.乔木层的红桦、白桦、华北落叶松、油松,灌木层的土庄绣线菊、六道木、美蔷薇、毛榛,草本层的青绿薹草、野青茅、地榆、宽叶薹草在森林群落中生态位宽度较大,竞争力及环境适应力较强.在同一片层中,生态位重叠指数高的物种喜好相似生境,各个优势种在共生或伴生的同时存在着一定的竞争关系.色木槭和辽东栎存在高度重叠,由于资源丰富,竞争并不强烈;白桦与色木槭、辽东栎、水榆花楸等多种杂木树种存在重叠,有限的资源导致该群落中竞争较为强烈.各物种对不同环境因子的适应能力存在差异.多数优势种对海拔的响应表现出单峰曲线,分布在一定海拔范围内;部分优势种对海拔的响应呈线性升高或降低,集中分布在高海拔或低海拔区,各个优势种对坡位的响应情况与海拔相似.各优势种沿坡向多呈线性变化,与土壤温度呈显著正相关,物种表现出喜阴或喜阳的特性.红桦、六道木、东陵绣球、青绿薹草、兴安升麻等优势种对凋落层厚度和土壤厚度的响应呈线性升高.华北落叶松、红桦、金露梅、野青茅等优势种对土壤湿度的响应呈线性升高,而对土壤导电率的响应呈线性降低.大多数优势种对土壤pH和干扰程度表现出单峰曲线,部分优势种呈线性降低.

三峡库区马尾松细根生产和周转及其影响因子

王娜, 沈雅飞, 程瑞梅, 肖文发, 杨邵, 郭燕

2017, 28(12):  3827-3832.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.010

摘要 ( 493 )   PDF (503KB) ( 239 )  

采用连续根钻法、分解袋法、分室通量模型法计算三峡库区马尾松细根的年生产量和周转率,分析细根生产量和周转率与各影响因子的关系.结果表明: 马尾松<0.5、0.5～1和1～2 mm细根年均生物量分别为0.29、0.59、0.76 t·hm^-2,细根年生产量分别为0.13、0.49、0.37 t·hm^-2,细根年周转率分别为1.49、1.01、0.40 a^-1.各影响因子对不同径级细根生产与周转的影响不同.土壤温度、土壤钙含量显著影响<0.5 mm细根生产量与细根周转,且土壤温度解释生产量和周转率32.8%和25.0%的变异,土壤钙含量解释65.6%和73.1%的变异;细根生物量与细根生产量呈显著正相关,细根生物量分别解释<0.5、0.5～1和1～2 mm细根生产量41.0%、41.1%和54.5%的变异;细根P、K含量与<0.5 mm细根生产量具有显著相关性,分别解释<0.5 mm细根生产量32.2%、39.2%的变异.<0.5 mm细根与各影响因子的关系最为密切,土壤温度、土壤钙含量是细根生物量的主要影响因子.

川滇柳与青杨属间嫁接幼苗对氮素缺乏的生理响应

韩清泉, 宋海凤, 唐铎腾, 张胜

2017, 28(12):  3833-3840.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.004

摘要 ( 534 )   PDF (971KB) ( 24 )  

同为杨柳科的柳属和杨属植物对氮素缺乏的形态和生理响应不同.本文通过川滇柳和青杨远缘嫁接,研究不同嫁接组合幼苗在氮缺乏条件下的成活率、生长状况、生物量累积与分配、气体交换参数及非结构性碳水化合物的差异响应,分析杨柳科植物远缘嫁接的可行性及嫁接对植物抗缺氮能力的影响.结果表明:川滇柳和青杨远缘嫁接的亲和性较好,川滇柳/青杨(S/P)和青杨/川滇柳(P/S)嫁接组合的成活率分别为74%和96%;缺氮显著降低了所有嫁接组合幼苗的成活率,其中S/P幼苗的成活率降低最明显,仅为53.3%,而P/S幼苗的成活率为86.7%.无论对照还是缺氮条件下,青杨做接穗的嫁接组合(P/P和P/S)的株高、基茎、生物量积累、净光合速率均大于川滇柳做接穗的嫁接组合(S/S和S/P);缺氮显著减少了所有嫁接组合的生长、生物量及净光合速率.川滇柳做砧木的嫁接组合(S/S和P/S)的根冠比显著高于青杨做砧木的嫁接组合(S/P和P/P),表明川滇柳可将更多的光合产物分配到地下部分,而青杨则将更多的光合产物投入到地上部分.各嫁接组合根中非结构性碳水化合物受缺氮胁迫最明显,除S/P嫁接组合外,P/P、S/S和P/S根中的淀粉、果糖、蔗糖和可溶性总糖浓度均显著升高,且表现为P/P和P/S显著高于S/S和S/P.

飞播马尾松林碳密度分配特征及其影响因素

潘萍, 韩天一, 欧阳勋志, 刘苑秋, 臧颢, 宁金魁, 杨阳

2017, 28(12):  3841-3847.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.001

摘要 ( 499 )   PDF (454KB) ( 211 )  

研究江西省赣州市飞播马尾松林碳密度的分配特征,选取有关立地、林分、林下植被及凋落物等方面的15个因子,建立林分碳密度与影响因子的关系模型,筛选出主要影响因子.结果表明: 林分平均碳密度为98.29 t·hm^-2,表现为土壤层(49.58 t·hm^-2)＞乔木层(45.25 t·hm^-2)＞林下植被层(2.23 t·hm^-2)＞凋落物层(1.23 t·hm^-2);乔木层、凋落物层、土壤层碳密度之间呈显著正相关,其他各层次碳密度之间的相关性均不显著.株数密度、平均胸径、土层厚度、坡位、林龄、郁闭度是影响飞播马尾松林林分碳密度的主要因子,各因子的偏相关系数为0.331～0.434,t 检验结果为显著;运用多元数量化模型I复相关系数为0.796,F 检验结果为显著(F=9.28).对于林分碳密度,株数密度以1500～2100株·hm^-2最好,而郁闭度以0.4～0.7最好,株数密度及郁闭度过高或过低对林分固碳能力均会产生不利影响;林龄及平均胸径越大、土层越厚,其林分碳密度越高,下坡位的林分碳密度高于其他坡位.

短期放牧干扰对黄土丘陵区生物结皮土壤氮素累积的影响

王闪闪, 赵允格, 石亚芳, 高丽倩, 杨巧云

2017, 28(12):  3848-3854.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.021

摘要 ( 536 )   PDF (941KB) ( 208 )  

通过野外调查结合室内分析,研究了黄土丘陵区模拟放牧干扰半年和一年后生物结皮土壤全氮、速效氮和微生物生物量氮累积的变化,以期揭示生物结皮土壤氮素对干扰响应的敏感性.结果表明: 生物结皮土壤氮素对干扰响应敏感,短期干扰可导致土壤全氮、速效氮和微生物生物量氮含量降低.干扰半年后,生物结皮层全氮和速效氮含量较不干扰分别下降0.17～0.39 g·kg^-1、1.78～5.65 mg·kg^-1;干扰一年后,分别下降0.13～0.40 g·kg^-1、11.45～32.68mg·kg^-1,生物结皮层微生物生物量氮下降69.99～330.97 mg·kg^-1,0～2 cm土壤微生物生物量氮增加25.51～352.17 mg·kg^-1.干扰对生物结皮土壤氮素累积的影响与干扰强度有关,20%和30%干扰强度下生物结皮层氮素累积变化不显著,40%和50%干扰强度下生物结皮层氮素累积显著降低.短期干扰降低了生物结皮层氮素累积,但表层5 cm土壤氮素含量变化不显著.

白皮松天然林外生菌根土壤繁殖体库

赵南星, 韩其晟, 黄建

2017, 28(12):  3855-3861.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.006

摘要 ( 545 )   PDF (1000KB) ( 175 )  

为更好地恢复和保存白皮松天然林,在陕西省白皮松残存林地采集根际土壤,采用幼苗检测法获取土壤外生菌根真菌繁殖体,用形态观察分类与ITS-PCR-sequencing相结合的方法进行菌根鉴定,研究白皮松林地外生菌根真菌土壤繁殖体库的组成.结果表明: 在白皮松幼苗菌根中共获得73个特异性序列;按照97%的相似度阈值,将序列划分为12个可操作分类单元(OTUs);稀疏曲线分析表明,本研究基本获得了白皮松土壤外生菌根繁殖体库的多样性.常见种有土生空团菌、Tomentella sp.、Tuber sp.等.出现频率最高的一个OTU(80%)与已知种类相似度较低(75%),说明其可能是一个新的菌根菌种类.白皮松残存天然林地的外生菌根繁殖体库中具有其他松科植物土壤繁殖体库常见的种类,但是频率最高的种类未能鉴定到已知属或科,说明白皮松菌根繁殖体库具有其宿主特异性.这种群落特异构成也说明研究和利用白皮松土壤外生菌根真菌繁殖体库具有特殊性和重要性.

臭氧浓度升高对坪用高羊茅生长、亚细胞结构及活性氧代谢的影响

平琴, 徐胜, 陈玮, 何兴元, 黄彦青, 吴娴

2017, 28(12):  3862-3870.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.009

摘要 ( 432 )   PDF (3884KB) ( 165 )  

通过开顶箱(OTCs)模拟,以环境臭氧(O₃)浓度约40 nmol·mol^-1为对照,研究大气O₃浓度升高(80和160 nmol·mol^-1O₃)对冷季型草坪草高羊茅生长、亚细胞结构及其活性氧代谢的影响.结果表明: 14 d的80 nmol·mol^-1O₃熏蒸使高羊茅株高和叶宽降低,总生物量降低43.7%,老叶变黄,而160 nmol·mol^-1O₃处理高羊茅叶出现大量枯死褐斑,叶尖坏死,新叶卷曲,总生物量降低46.2%,叶肉细胞膜卷曲,叶绿体和线粒体受损严重.与对照相比,80和160 nmol·mol^-1O₃熏蒸下高羊茅叶片超氧阴离子(O₂^-·)产生速率、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量显著增加,抗氧化酶活性显著升高,但叶片总酚含量和抗氧化能力随O₃浓度升高而先升高后降低.在明显O₃伤害症状出现之前,O₃已对高羊茅的生长和抗氧化代谢产生不利影响;高羊茅抗氧化系统虽对O₃浓度的升高存在一定的适应性反应,但其不能抵御过高浓度的长期胁迫和伤害.

库布齐沙漠不同人工固沙灌木林土壤微生物量与土壤养分特征

张立欣, 段玉玺, 王博, 王伟峰, 李晓晶, 刘矜杰

2017, 28(12):  3871-3880.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.003

摘要 ( 546 )   PDF (658KB) ( 245 )  

在库布齐沙漠东段选取人工油蒿+杨柴半灌木混交林、人工柠条锦鸡儿灌木林和人工沙柳灌木林3种人工固沙灌木林为对象,以流动沙地为对照,研究了不同人工固沙灌木林土壤微生物生物量碳和氮、土壤微生物数量、土壤养分变化特征及其相互间的关系,并运用综合指数法对不同人工固沙灌木林的土壤恢复效果进行评价.结果表明: 与流动沙地相比,3种人工固沙灌木林土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量均有不同程度的提高,表现为油蒿+杨柴林地＞柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地,且均随土层加深而依次降低;3种人工固沙灌木林土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮均较流动沙地有不同程度的提高,油蒿+杨柴林地土壤微生物生物量碳氮和细菌相对数量高于柠条锦鸡儿林地和沙柳林地,而真菌与放线菌相对数量则表现为柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地＞油蒿+杨柴林地;影响3种人工固沙灌木林土壤细菌相对数量、微生物生物量碳和氮的因素是土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量及C/N,而放线菌、真菌相对数量主要受土壤全磷、速效氮和速效磷含量的影响;不同人工固沙灌木林土壤质量排序为:油蒿+杨柴林地＞柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地＞流动沙地,表明不同人工固沙灌木林的建植均能提高沙漠土壤质量,其中营造油蒿+杨柴半灌木混交林对提高土壤综合质量效果最好.

退化高寒草甸土壤微生物及酶活性特征

尹亚丽, 王玉琴, 鲍根生, 王宏生, 李世雄, 宋梅玲, 邵宝莲, 温玉存

2017, 28(12):  3881-3890.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.040

摘要 ( 626 )   PDF (575KB) ( 291 )  

采用Biolog等方法,分析不同退化程度(未退化ND、轻度退化LD、中度退化MD、重度退化SD和黑土滩ED)高寒草甸0～10和10～20 cm土层土壤微生物量碳氮、碳代谢指纹和酶活性.结果表明: 所有草甸土壤微生物量、多样性指数和蔗糖酶活性在0～10 cm土层均显著高于10～20 cm土层,0～10 cm土层脲酶活性则显著低于10～20 cm土层.土壤微生物量C/N随草地退化程度加重显著降低.0～10 cm土层,ND和LD微生物量碳、氮均显著高于其他草地,MD、SD和ED微生物量碳无显著差异,MD微生物量氮显著低于其他草地;平均颜色变化率(AWCD)和McIntosh指数(U)随草地退化程度加重曲线下降,ND与MD间差异显著,其他草地间无显著差异;Shannon指数(H)和Simpson指数(D)在不同草地间均无显著差异;MD和SD脲酶活性最高,ED磷酸酶和蔗糖酶活性最低,与其他草地相比均差异显著.10～20 cm土层,ND和LD微生物量碳显著高于其他草地,MD、SD和ED间无显著差异,LD和ED微生物量氮显著高于其他草地,ND和SD间差异不显著;MD碳代谢指数最低,与LD和SD相比差异显著,ND和LD的AWCD和U指数均显著高于ED,H指数和D指数在ND、LD、SD和ED间差异不显著;ND和MD脲酶活性显著高于其他草地,LD、SD和ED间无显著差异;MD磷酸酶活性最高,与LD、SD和ED相比差异显著;MD蔗糖酶活性显著低于其他草地,ND、LD、SD和ED间差异不显著.不同退化程度高寒草地的地下生物量均与微生物量、碳代谢指数和磷酸酶呈显著正相关;脲酶与微生物量氮、H指数和D指数呈显著负相关.

放牧作用下高寒草甸群落物种分布与土壤因子的关系

牛钰杰, 杨思维, 王贵珍, 刘丽, 杜国祯, 花立民

2017, 28(12):  3891-3898.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.005

摘要 ( 465 )   PDF (629KB) ( 224 )  

以青藏高原东北缘高寒草甸为对象,研究不同放牧强度下植物群落和土壤因子的变化,以及群落物种分布与土壤物理结构和化学养分因子的定量关系.结果表明: 放牧导致优势种为垂穗披碱草和大针茅的原植物群落发生分异,高强度放牧样地优势种变为矮生嵩草和阴山扁蓿豆,低强度放牧样地变为垂穗披碱草和冷地早熟禾.随放牧强度增加,物种丰富度、重要值和生物量均显著降低.各放牧强度样地重要值的物种序列均可用对数模型进行拟合;随放牧强度增加,植物重要值累积到占整个群落重要值50%时,需要的物种数降低.土壤速效P、速效K、紧实度、含水量、稳定入渗速率和大团聚体指标随放牧强度显著变化,但变化规律不一致.CCA排序表明,土壤紧实度是放牧作用下影响群落物种分布格局的最关键因子.方差分解表明,土壤因子共解释群落物种分布变异的30.5%,其中土壤物理性状单独解释群落物种分布的22.8%,对群落物种分布的贡献率最高,主要影响放牧干扰下高寒草甸植物群落物种的分布格局.

基于地理加权泊松模型的天然次生林进界株数空间分布与预测

张凌宇, 刘兆刚

2017, 28(12):  3899-3907.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.008

摘要 ( 532 )   PDF (1086KB) ( 327 )  

基于帽儿山实验林场2004—2016年森林资源二类调查固定样地(共108块)数据,采用全局Poisson模型和4种空间尺度(2.5、5、10、15 km)下的地理加权泊松模型(geographically weighted Poisson regression, GWPR)对天然次生林进界株数的空间分布进行了研究,并对5种模型的拟合效果以及影响林分进界株数的因子进行了分析,利用莫兰指数描述了模型残差在全局和局域两种水平上的空间自相关性.结果表明: 本文所选的林分及地形因子都显著影响天然次生林进界株数的空间分布,林分平均胸径是最主要的影响因子;在小尺度(2.5 km)下GWPR模型拥有很高的拟合精度,产生了最大范围的模型参数估计值,得到了较好的模型参数局域化空间分布效果;在较小尺度(2.5和5 km)下GWPR模型产生了较小范围的模型残差,模型的稳定性得到提升;在小尺度(2.5 km)下GWPR模型残差的全局空间自相关性达到最低,局域空间自相关性显著减小,并形成了不同观测值少量聚类这一理想的空间分布模式;在对进界株数空间分布的模拟效果上,小尺度(2.5 km)下的局域模型明显好于全局模型.

28种禾本科植物种子形态学特征及其萌发对绵羊瘤胃消化的反应

王树林, 彭峰, 鲁为华, 陈乙实, 景鹏成

2017, 28(12):  3908-3916.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.007

摘要 ( 497 )   PDF (1518KB) ( 222 )  

采用瘘管羊瘤胃瘘管尼龙袋法,对北疆地区常见的28种禾本科植物种子进行不同时间段的瘤胃消化处理,对处理前后种子的长、宽、厚、形状指数、百粒重和萌发率进行了测量,研究种子对绵羊瘤胃消化的反应,以期丰富北疆地区植物种子消化道传播的内容.结果表明: 除臭草、剪股颖、鳞茎早熟禾、猫尾草和小麦以外,其余23种植物的种子均为椭圆或扁平状种子;小麦和燕麦种子百粒重分别为3.52和1.69 g,其余种子的百粒重均为0.01～1 g,属中等或偏小类型.种子经瘤胃消化后,颜色变深,种子结构被破坏,种子的芒、稃和颖等附属结构的长度随消化时间的延长逐渐减小;种子长、宽、厚、百粒重随消化时间的延长呈逐渐减小趋势,但变化不显著;种子经绵羊瘤胃消化后,萌发率显著降低,经瘤胃消化6 h后,除鹅观草和燕麦种子萌发率降为0外,其余26种植物仍有部分种子保持活力.

不同耕作方式对陇中旱农区春小麦和豌豆根系空间分布及产量的影响

张明君, 李玲玲, 谢军红, 彭正凯, 任金虎

2017, 28(12):  3917-3925.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.028

摘要 ( 624 )   PDF (1000KB) ( 241 )  

依托陇中旱农区长期的保护性耕作定位试验,对不同耕作方式下春小麦和豌豆根系空间分布特征及作物产量进行研究,以探索耕作措施影响作物产量的机制.结果表明: 随着生育期的推进,春小麦和豌豆的总根长、根表面积呈先增后减的趋势,开花期达到最大;春小麦根系苗期以0～10 cm最多,花期、成熟期10～30 cm最多;而豌豆根系苗期和成熟期均以0～10 cm最多,花期10～30 cm最多.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜增加了根长和根表面积,春小麦和豌豆各生育时期的根长较传统耕作增加了35.9%～92.6%,根表面积增加了43.2%～162.4%.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜优化了春小麦和豌豆根系分布,与传统耕作相比,增加了春小麦和豌豆苗期0～10 cm土层根长和根表面积分布比例,花期和成熟期深层次根系分布也显著增加,免耕秸秆覆盖在开花期30～80 cm土层根长和根表面积的分布比例分别比传统耕作提高了3.3%和9.7%.春小麦各生育期的总根长、根表面积与产量呈显著正相关,豌豆各生育期的总根长与豌豆产量呈极显著正相关.免耕秸秆覆盖和免耕覆膜较传统耕作春小麦和豌豆产量增加23.4%～38.7%,水分利用效率提高了13.7%～28.5%.在陇中旱农区,免耕秸秆覆盖和免耕覆膜可以增加作物根长和根表面积,优化了根系在土壤中的空间分布,增强作物根层吸收能力,从而提高作物产量和水分高效利用.

冬小麦高产高效群体的年际间稳产性能

马鑫, 代兴龙, 王晓婧, 董述鑫, 王月超, 徐海成, 朱元刚, 贺明荣

2017, 28(12):  3926-3934.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.025

摘要 ( 583 )   PDF (889KB) ( 187 )  

以冬小麦品种‘泰农18’为试验材料,设置传统农民管理习惯的农户模式(T₁)、不计肥水和人工等投入以获得高产的高产模式(T₂)和优化种植密度、播期、肥水管理运筹的高产高效模式(T₃)3种种植模式,于2012年10月—2016年7月连续4个小麦生育季,研究了不同种植模式小麦主茎与分蘖成穗特性、不同年份的光合有效辐射截获、利用、光合产物分配等光能利用特性和产量差异,结合年际间的光、温、水等生态因子分布差异,分析了高产高效群体的稳产性能.结果表明: 冬小麦不同生育时期内的光、温、降雨等生态因子的总量和各生育时期分布存在较大变异.T₁、T₂、T₃模式主茎穗的比例分别为38.9%、58.7%、66.9%,表明T₁、T₂、T₃模式在群体结构构建上分别是以分蘖穗为主、主茎穗和分蘖穗并重、主茎穗为主.T₂模式的生物量和产量最高,T₁最低,T₃模式自孕穗期之后,尤其是在开花14 d后仍能维持较高的叶面积指数、光能截获率和截获量、群体光合速率,并具有较高的干物质分配能力,使其在干物质积累相对偏低的情况下仍可获得高产.T₃模式花后的叶面积指数、光能截获率和截获量以及光合速率等的年际间极差、标准差、变异系数均小于T₁和T₂模式,由此也保证了T₃模式生物产量的稳定.相关分析表明,以主茎成穗为主的T₃种植模式能够有效应对年际间气候变化并实现稳产,关键是具有年际间稳定的生物产量.

抽穗扬花期不同灌水处理对晚稻抵御低温、产量和生理特性的影响

曹娜, 陈小荣, 贺浩华, 朱昌兰, 才硕, 徐涛, 谢亨旺, 刘方平

2017, 28(12):  3935-3944.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.030

摘要 ( 585 )   PDF (955KB) ( 212 )  

以超级杂交晚稻品种‘五丰优T025’为材料,设置日排夜灌,灌溉水深4～5 cm(H₁);日排夜灌,灌溉水深8～10 cm(H₂);深水灌溉,保持水深8～10 cm(H₃)等3个处理,以稻田湿润处理水层0～1 cm为对照,研究了抽穗扬花期遭遇低温条件下不同灌水方式和水层深度对双季晚稻生理特性及产量的影响.结果表明: 低温期间,不同灌水处理叶片、土层和冠层温度较对照均有所提高,其中H₂处理增温效果最好.低温胁迫下各处理稻株叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度均逐渐降低,其中H₂处理降低幅度最小;H₂处理叶片丙二醛、游离脯氨酸含量上升幅度最小,可溶性蛋白含量高于其余处理,超氧化物歧化酶和过氧化物酶增幅最小,过氧化氢酶下降幅度最小.灌水保温均可达到增产效果,以H₂处理效果最佳,遭遇低温的2014年和2015年第二播期H₂处理分别比对照增产12.9%和13.5%;从产量结构上看,各处理较对照在单株有效穗数、穗长、结实率、千粒重上均有一定的改善,日排夜灌8～10 cm水深处理是增强双季杂交晚稻抽穗扬花期低温抵御能力较为实用的农艺措施.

水氮供应对夏棉产量、水氮利用及土壤硝态氮累积的影响

司转运, 高阳, 申孝军, 刘浩, 龚雪文, 段爱旺

2017, 28(12):  3945-3954.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.022

摘要 ( 535 )   PDF (694KB) ( 236 )  

通过田间试验,研究了黄淮地区水氮供应对夏棉生长、产量及水氮利用效率的影响,探索在保证产量的同时提高水氮利用效率、减少农田水氮排放的管理模式.试验设置5个氮素水平(0、60、120、180、240 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄)和3个灌水水平(滴灌,灌水定额30、22.5、15 mm,分别记为I₁、I₂、I₃),使用裂区设计,主区为氮用量,裂区为灌水水平,共15个处理,3次重复.结果表明: 氮素和水分施用对夏棉生长和产量都有明显促进作用,但氮素影响更显著,是该地区调控夏棉生长和籽棉产量的主要因素.随着施氮量和灌水量的增加,花铃期生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量在开始阶段都逐步增加,当施氮量超过180 kg·hm^-2时,进一步增施氮肥会导致生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量减小.籽棉产量在N₃I₁处理达到最大,为4016 kg·hm^-2.增加施氮量能显著提高地上部总吸氮量和茎叶含氮量,但会降低氮肥偏生产力.灌溉水利用效率和田间水分利用效率分别在N₃I₃和N₃I₁处理最大,分别为5.40和1.24 kg·m^-3.随着施氮量的增加,土壤硝态氮含量明显增加,且硝态氮累积区域有下移趋势.综合考虑对地上部干物质积累、产量、水氮吸收利用及土壤硝态氮累积等的影响,N₃I₁处理可作为试验区夏季棉花生产的最优水氮管理方案.

覆膜与滴灌对河套灌区玉米花粒期叶片光合特征的影响

胡敏杰, 姜良超, 李守中, 周立峰, 仝川

2017, 28(12):  3955-3964.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.024

摘要 ( 471 )   PDF (1889KB) ( 264 )  

光合作用是作物生长发育和产量形成的基础,栽培方式和土壤含水量变化显著影响作物的光合作用.灌浆期和乳熟期是玉米花粒期2个重要阶段,是玉米籽粒形成和干物质积累的关键时期.通过大田试验研究了河套灌区不同覆膜方式与滴灌水平对不同生育时期玉米光合特征及产量的影响.结果表明: 灌浆期玉米叶片光合特征在不同处理下无显著差异,乳熟期净光合速率和蒸腾速率在半覆膜(B₂)和全覆膜(Q₂)滴灌水平2(350 mm)处理下均显著高于半覆膜(B₁)和全覆膜(Q₁)滴灌水平1(200 mm),并且B₁和Q₁处理下灌浆期叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度等显著高于乳熟期.不同处理下灌浆期和乳熟期叶片的净光合速率、蒸腾速率,灌浆期的气孔导度以及乳熟期的水分利用效率等在日变化上存在着同步关系,均呈现出倒“U”型的日变化特征,而胞间CO₂浓度则呈现相反的变化趋势.逐步回归分析显示,光合有效辐射、大气温度和空气相对湿度等气象因子是影响玉米叶片光合特征的主要环境因子.此外,B₂和Q₂处理下玉米产量显著高于B₁和Q₁处理(分别增加了29.3%和50.9%),但B₁和Q₁处理间并无显著差异.这表明与覆膜方式相比,滴灌水平对干旱地区玉米产量的影响更大.

基于黑土农田生物多样性监测样地的地表大型节肢动物群落特征

刘洁, 高梅香, 吴东辉

2017, 28(12):  3965-3975.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.037

摘要 ( 618 )   PDF (1451KB) ( 299 )  

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是全球生态与环境研究的关键区之一.为了研究农田生物群落构建过程,探索其多样性维持机理,本研究于2015年在东北典型黑土区建立了16 hm²的农田生物多样性监测样地,按照作物生长期,于玉米生长大喇叭口期(8月初)、抽穗期(9月初)和成熟期(10月初)对陷阱法获取的地表大型节肢动物进行了统计分析.结果表明: 3次调查共获得地表大型节肢动物5284只,隶属于节肢动物门3纲12目32科47种.调查中优势类群3类,常见类群11类.节肢动物营养功能群中植食性和杂食性节肢动物所占比重较大.地表大型节肢动物物种数量和个体数量随作物生长期有显著变化.9月初节肢动物的Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数相对较高,8月初Simpson优势度指数较高.从不同物种的变异系数(CV)及群落空间插值可以看出,节肢动物群落在水平方向上存在异质性.在与土壤环境因子关系上,双变量相关分析表明,不同月份地表大型节肢动物总个体数与土壤pH值、有机质、全氮、含水量的相关性均未达到显著性水平;典范对应分析(CCA)进一步表明,优势类群和常见类群对环境因子具有较强的适应能力,在研究区内分布广泛.农田生物多样性监测样地内地表节肢动物物种组成丰富,在作物不同生长时期地表节肢动物群落组成及空间分布格局具有明显的变化过程.农田生物多样性监测样地通过大尺度、长时间对样地内土壤动物空间过程进行监测,可以为解决群落生物多样性形成和维持机制提供重要手段.

基于PROSAIL模型的水稻田缨帽三角-叶面积指数模型及其应用

李亚妮, 鲁蕾, 刘勇

2017, 28(12):  3976-3984.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.016

摘要 ( 711 )   PDF (2075KB) ( 269 )  

缨帽三角(tasseled cap triangle,TCT)-叶面积指数(leaf area index,LAI)等值线模型是一种反映植被叶面积指数等值线在红光(Red)-近红外(NIR)波段反射率组成的光谱空间中分布规律的模型,在此基础上建立LAI遥感反演模型比常用的统计关系模型更加精确.本文利用水稻田实测数据,验证了PROSAIL模型对水稻冠层反射率模拟的适用性,并对模型的输入参数进行率定,最终确定了PROSAIL模型模拟水稻冠层反射率的输入参数的取值范围.在此基础上构建了水稻田TCT-LAI等值线模型,建立了LAI遥感反演所需的查找表,将其分别用于Landsat 8和WorldView 3数据进行水稻田LAI反演.结果表明: 利用基于TCT-LAI等值线模型建立查找表反演的LAI与实测LAI具有良好的线性相关关系,R²=0.76,RMSE=0.47;与Landsat 8的LAI反演结果相比,WorldView 3反演的LAI值域范围更大,数据分布更离散.将Landsat 8、WorldView 3反射率数据重采样至1 km后进行LAI反演, MODIS LAI 产品的反演结果存在明显低估现象.

小麦与蚕豆间作系统氮肥调控对小麦白粉病发生及氮素累积分配的影响

朱锦惠, 董艳, 肖靖秀, 郑毅, 汤利

2017, 28(12):  3985-3993.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.029

摘要 ( 532 )   PDF (488KB) ( 226 )  

通过田间小区试验,设N₀(0 kg·hm^-2)、N₁(112.5 kg·hm^-2)、N₂( 225 kg·hm^-2)、N₃( 337.5 kg·hm^-2) 4个施氮水平,研究不同施氮水平下小麦与蚕豆间作对小麦白粉病发生、植株氮含量和氮素累积分配的影响,探讨间作系统氮肥调控下小麦植株氮素含量、氮素累积分配与白粉病发生的关系.结果表明: 无论单作还是间作,施氮(N₁、N₂和N₃)均增加了小麦籽粒产量,以N₂水平下产量最高,单、间作分别为4146和4679 kg·hm^-2;施氮加重了小麦白粉病的发生与危害,N₁、N₂和N₃水平下病害进展曲线下的面积(AUDPC)分别平均增加39.6%～55.6%(基于发病率DI)和92.5%～217.0%(基于病情指数DSI),病情指数受氮素调控的影响较发病率大;施氮显著提高小麦植株氮含量(8.4%～51.6%)和氮素累积量(19.7%～133.7%),对氮素分配比例无显著影响.与单作相比,间作小麦产量平均增加12.0%;AUDPC(DI)和AUDPC(DSI)分别平均降低11.5%和30.7%,间作对病情指数的控制效果优于发病率.间作显著降低发病盛期小麦氮含量、阶段累积量和叶片中氮素分配比例(降幅6.6%～12.5%、1.4%～6.9%和9.0%～15.5%).在本研究条件下,兼顾控病效果和产量效应,小麦施氮量不应超过225 kg·hm^-2.

四川盆地冬繁区小麦条锈病气象等级预测模型

郭翔, 王明田, 张国芝

2017, 28(12):  3994-4000.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.018

摘要 ( 495 )   PDF (748KB) ( 189 )  

四川盆地冬繁区是常年受小麦条锈病危害最重的地区之一.本研究利用盆地冬繁区代表站点1999—2016年的气象资料和条锈病资料,根据发病面积比将小麦锈病发生的气象条件划分为5个等级,采用多种分析方法确定了影响小麦条锈病发生的具有明确生物学意义的气象因子,并建立了小麦条锈病气象等级预测模型.结果表明: 四川盆地小麦条锈病的发生与平均(最高、最低)气温、降水量及距平百分率、相对湿度及距平百分率、平均风速、日照时数等多种气象因子显著相关,其中,平均气温和相对湿度距平百分率起主导作用.历史回代检验中,区(县)级样本准确率64%,市级样本准确率89%.对2017年盆地冬繁区小麦锈病发生气象等级进行预报,预测结果完全正确的样本占总样本量的62.8%;误差1个等级的样本占27.9%,误差2个或2个以上等级的样本仅占9.3%,预测效果较好,能达到从气象角度对小麦锈病发生进行预报的目的.

使用大熊猫数据评估Biomod2和MaxEnt分布预测模型的表现

罗玫, 王昊, 吕植

2017, 28(12):  4001-4006.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.011

摘要 ( 2738 )   PDF (519KB) ( 1105 )  

物种分布模型是物种研究和保护者常用的工具.不同模型的预测结果可能相差很大,对研究者选择模型造成一定的难度.本研究使用大熊猫的实际分布数据评估了两种常见物种分布模型Biomod2和最大熵模型(MaxEnt)的表现,运用ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)、真实技巧统计值(true skill statistics,TSS)、KAPPA统计量3种指标综合评估了两种模型预测结果的准确度.结果表明: 当使用的物种分布数据和模拟重复次数足够多的时候,两者都能够给出相当准确的预测.相对于MaxEnt,Biomod2的预测准确度更高,尤其是在物种分布点稀少的情况下.然而,Biomod2使用难度较大,运行时间较长,数据处理能力有限.研究者应基于对预测结果的误差要求来选择模型.在误差要求明确且两个模型都能满足误差要求时,建议使用MaxEnt,否则应优先考虑使用Biomod2.

基于熵值法与变异系数的大熊猫分布区生态系统评价

闫志刚, 李俊清

2017, 28(12):  4007-4016.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.039

摘要 ( 592 )   PDF (550KB) ( 260 )  

近年来大熊猫栖息地、竹林的面积与野生种群数量均有较大增长,同时栖息地破碎化与局域种群隔离也有加剧趋势.正确认知当前大熊猫分布区生态系统的状态,对于大熊猫保护至关重要.以大熊猫分布区为研究区域,3次全国大熊猫调查为时间节点,依据等级系统理论对分布区及六大山系生态系统进行分解,联合应用熵值法、变异系数、相关性分析,基于全国大熊猫调查数据与相关文献数据,对分布区及六大山系生态系统演化规律进行了研究.发现在生态系统持续改善的背景下,不同山系生态系统的演化与现状存在差异性,六大山系可以分为3个组别,组内山系的生态系统具有较大共性,组间区别较大;同时,栖息地破碎化与局域种群隔离,造成生态系统质量的普遍下降.应因地制宜地制定差异化的生态保护措施,才能更好地实现各山系大熊猫生态系统的持续改善.

采煤沉陷区不同造林树种恢复土壤酚酸物质对土壤微生物的影响

及利, 杨立学

2017, 28(12):  4017-4024.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.019

摘要 ( 456 )   PDF (780KB) ( 177 )  

酚酸物质是影响微生物群落和结构的最重要因子之一,研究酚酸物质在不同造林树种土壤中的变化规律及其与微生物群落结构的关系,有助于更好地了解和揭示采煤沉陷区恢复造林条件下微生物群落变化的机制.本研究在双鸭山宝山采煤沉陷区的撂荒地基础上营造三针一阔(红松、落叶松、樟子松和杨树)人工林,测定这4种造林地土壤酚类物质、11种酚酸物质和微生物群落结构.结果表明: 复合态酚含量总体表现为人工林显著高于撂荒地,其中,落叶松人工林和杨树人工林的复合态酚含量较高,落叶松人工林和红松人工林的总酚含量显著高于撂荒地,红松人工林的水溶性酚含量显著高于撂荒地;在11种酚酸物质中,阿魏酸、松香酸、β-谷甾醇、齐墩果酸、莽草酸、亚油酸和硬脂酸的含量在人工林土壤中较高.土壤酚类物质与土壤微生物生物量不存在显著的相关关系,个别的酚酸物质与土壤微生物的相关关系显著,其中,阿魏酸、松香酸和β-谷甾醇对土壤微生物生物量有明显的促进作用,与真菌和真菌/细菌存在显著的正相关关系.杨树人工林的酚酸物质含量较高,说明营造杨树人工林对采煤沉陷区的土壤恢复有益.

土地利用变化对海南土壤水源涵养功能的影响

文志, 赵赫, 刘磊, 欧阳志云, 郑华, 米红旭, 李彦旻

2017, 28(12):  4025-4033.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.017

摘要 ( 601 )   PDF (1013KB) ( 257 )  

热带地区已有大量原始林转变为其他土地利用类型,影响了陆地生态系统的水源涵养功能.为了明确热带原始林转变为其他土地类型对土壤水源涵养功能的影响,在海南中部山区选择4种典型土地利用类型,包括林龄大于100年的原始林(VF)、10年生次生林(SF)、12年生槟榔林(AF)和35年生橡胶林(RF),评估土地利用变化对土壤持水性能和水源涵养功能指数(SWI)的影响.结果表明: 与原始林相比,表层土壤(0～10 cm)中,其他土地类型土壤持水性能指标均降低,12年槟榔林各土层指标均最低.土壤含水量和最大持水量与植被郁闭度、土壤有机质和土壤容重显著相关,表明郁闭度、土壤有机质和紧实度的改变是土壤持水性能变化的重要原因.与原始林相比,次生林、槟榔林和橡胶林土壤水源涵养功能分别减少27.7%、54.3%和11.5%,不同土层的差异各异,橡胶林仅表层土壤水源涵养功能显著降低.植被郁闭度、土壤有机质和土壤容重可解释土壤水源涵养功能变量的83.3%.土地利用转变显著改变了土壤持水性能和土壤水源涵养功能,相比12年槟榔林,35年橡胶林能更好地保持土壤水分,土地管理中增加土壤有机质和减少土壤紧实度可改善土壤持水性能及水源涵养功能.

干旱胁迫-复水与氮肥耦合对小粒咖啡生长和水氮生产力的影响

郝琨, 刘小刚, 张岩, 韩志慧, 余宁, 杨启良, 刘艳伟

2017, 28(12):  4034-4042.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.027

摘要 ( 509 )   PDF (671KB) ( 203 )  

以小粒咖啡(卡蒂姆P7963)为材料,研究连续2.5年不同施氮水平下周期性干旱胁迫后复水对小粒咖啡生长、产量、叶片光合特性和水氮生产力的影响.设灌水(周期性干旱胁迫后复水)和施氮2因素,4个灌水模式分别为充分灌水(I_F-F:100%ET₀+100%ET₀,ET₀为参考作物腾发量)、轻度干旱胁迫-复水(I_L-F:80%ET₀+100%ET₀)、中度干旱胁迫-复水(I_M-F:60%ET₀+100%ET₀)和重度干旱胁迫-复水(I_S-F:40%ET₀+100%ET₀),3个施氮水平分别为高氮(N_H:每次750 kg N·hm^-2)、中氮(N_M:每次500 kg N·hm^-2)和低氮(N_L:每次250 kg N·hm^-2),分4次等量施用.结果表明: 小粒咖啡株高、茎粗、产量、水氮生产力受灌水和施氮影响显著,株高和茎粗与日序数呈S型曲线关系,干旱胁迫时小粒咖啡叶片光合作用显著下降,复水后大部分光合作用指标能不同程度恢复.与I_F-F相比,I_L-F干豆产量增加6.9%,而I_M-F和I_S-F干豆产量分别减少15.2%和38.5%;I_L-F和I_M-F水分利用效率分别增加18.8%和6.0%,而I_S-F水分利用效率减少12.1%;I_L-F氮肥偏生产力增加6.1%,而I_M-F和I_S-F氮肥偏生产力分别减少14.0%和36.0%.与N_H相比,N_M干豆产量和水分利用效率分别增加20.9%和19.3%,而N_L分别减少42.4%和41.9%;N_M和N_L氮肥偏生产力分别增加81.4%和72.9%.与I_F-FN_H相比,I_L-FN_M干豆产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别增加37.6%、52.9%和106.4%.回归分析表明,灌水量为318 mm、施氮量为583 kg·hm^-2时,干豆产量(2362 kg·hm^-2)最大;灌水量为295 mm、施氮量为584 kg·hm^-2时,水分利用效率(0.78 kg·m^-3)最大,即产量和水分利用效率同时达到最大值时最接近I_L-FN_M水氮组合.因此,I_L-FN_M为小粒咖啡最佳的水氮组合模式.

基于时空数据挖掘技术的华东区域暴雨时空特征

娄宁

2017, 28(12):  4043-4050.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.012

摘要 ( 438 )   PDF (2935KB) ( 154 )  

基于TRMM 3B42降雨数据,构建5个年尺度的时间序列参数,结合数据挖掘和GIS空间分析技术,分析2003—2015年中国华东区域暴雨时空特征.结果表明: 2003—2015年,研究区年降水量与年暴雨降水量空间分布较为相似,年降水总量呈略微上升的趋势,年暴雨降水比例的时间波动较显著;暴雨降水空间分布在南北方向的差异性明显强于东西方向;年暴雨频次的时间波动较小但空间差异显著;年暴雨降水呈现向北偏移的趋势;5个变量的变化趋势均表现出较强的空间差异性,且大部分像元呈不显著的增加(或减少)趋势.

水生态功能区划流程:双关系树框架与概念模型

郭书海, 吴波

2017, 28(12):  4051-4056.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.015

摘要 ( 504 )   PDF (1155KB) ( 238 )  

水生态区划和水生态功能区划是流域水环境管理与水生态系统合理利用的重要基础,国内已经研究十年有余.本文针对该领域的一些共性问题,通过对水生态区划分与水生态功能类型划分的系统分析,探讨了水生态区划与水生态功能区划的关联性,提出了基于双树结构的RFCH流程和钻石概念模型;并以辽河流域为例,参照其他研究者的区划方案,开展了以水生态三级区为基础的水生态功能分类,为流域水生态功能区划提供了一种可借鉴的流程框架.

黑河中游土地利用转型过程及其对区域生态质量的影响

王福红, 赵锐锋, 张丽华, 李鸿伟

2017, 28(12):  4057-4066.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.020

摘要 ( 437 )   PDF (2941KB) ( 233 )  

干旱区土地利用转型作为影响区域生态系统变化的主要因素,直接关系人类福祉.本文以生态脆弱的黑河中游地区为研究对象,基于1987、2001、2016年的遥感影像数据,采用土地利用转型检测评估模型、生态响应模型系统研究了1987—2016年黑河中游地区土地利用转型的过程及其区域生态质量响应规律.结果表明: 1987—2016年,研究区土地利用转型变化显著,总变化量呈增加趋势,耕地和建设用地持续增加;在随机新增和减少状态下,未利用地向其他地类转型的倾向性不强,草地向耕地转型具有很强的倾向性;研究区生态质量总体呈下降趋势,生态用地呈缩减态势,净减少2.8%,对于生态环境退化影响最大的土地利用转型类型是草地向耕地和未利用地的转型.为促进区域土地资源的可持续利用以及改善区域生态质量状况,需根据区域水资源状况合理分配区域生产用地和生态用地的比例.

基于改进三维生态足迹的沈阳市自然资本动态

刘海燕, 程全国, 魏建兵, 黄骁

2017, 28(12):  4067-4074.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.014

摘要 ( 553 )   PDF (612KB) ( 37 )  

利用改进后的三维生态足迹模型,对沈阳市1995—2014年自然资本动态变化趋势进行分析.结果表明: 1995—2014年,沈阳市人均生态承载力整体呈小幅波动,人均生态足迹、人均生态赤字、人均足迹广度和足迹深度整体上呈波动式增加;足迹广度和足迹深度的变化率逐渐趋向稳定;耕地自然资本利用从2004年开始由资本流量过渡为资本存量,资本存量取代资本流量成为区域耕地自然资源需要的来源,且存量流量利用比逐渐增大;林地一直在利用资本流量,资本流量占用率基本保持不变;草地和水域一直在利用资本存量,且存量流量利用比逐渐增大;沈阳市的发展处于不可持续状态.协调好自然资本存量消耗与存量流量利用之间的关系是实现沈阳市可持续发展的关键途径之一.可通过开发新能源、合理规划土地和提高土地利用率来减少对自然资本的消耗,同时加强对生态环境的保护,以实现沈阳市的可持续发展.

进水碳氮比对CANON型人工湿地脱氮性能的影响

黄梦露, 李战朋, 王振

2017, 28(12):  4075-4082.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.038

摘要 ( 497 )   PDF (939KB) ( 240 )  

通过逐步提高进水中的有机碳源浓度,探讨进水碳氮比(C/N)对基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)型潮汐流人工湿地(TFCW)脱氮效能及其微生物特性的影响.结果表明: 进水C/N可显著影响CANON型TFCW中脱氮功能微生物的数量与活性,进而影响其氮素转化速率.当进水C/N由0.0增至6.0时,TFCW中反硝化功能基因的丰度随之增加,系统反硝化性能提高,TFCW中逐渐形成同步亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)耦合反应体系,其脱氮效果得以强化.当进水C/N＞6.0时,好氧氨氧化菌活性受到抑制,数量逐渐减少,TFCW中的厌氧氨氧化作用与反硝化作用受阻,系统脱氮性能恶化.当进水C/N为6.0时,TFCW中的SNAD作用可得到最大限度的强化,其总氮(TN)去除率和去除负荷分别达(93.3±2.3)%和(149.30±8.00) mg·L^-1·d^-1,高于CANON系统中TN去除率的理论值.

1990—2015年三江平原生态功能区水禽栖息地适宜性动态

满卫东, 刘明月, 王宗明, 毛德华, 田艳林, 贾明明, 李想, 任春颖, 欧阳玲

2017, 28(12):  4083-4091.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.036

摘要 ( 589 )   PDF (5528KB) ( 273 )  

作为国际重要湿地,三江平原生态功能区是重要的水禽栖息地.随着人类活动干扰、土地利用和全球气候变化,栖息地适宜性逐渐引起生态学家的重视.本文以Landsat TM/ETM+/OLI和HJ-1B为遥感信息源,采用面向对象分类方法提取土地覆被空间信息;采用综合熵值法和层次分析法确定水源状况(湖泊和河流密度)、干扰条件(居民地和道路密度)、遮蔽物(土地覆被类型和坡度)和食物丰富度(NDVI)等因子的权重;根据水禽栖息地适宜性评价系统获得三江平原生态功能区1990、2000、2010和2015年水禽栖息地适宜性结果,并分析其时空分布和变化特征及驱动因素.结果表明: 近25年间,三江平原生态功能区水禽栖息地适宜性最好区域面积减少3.2%,主要由于湿地开垦和退化;适宜性最好区域空间分布特征明显,主要分布于黑龙江、挠力河、乌苏里江、穆棱河以及兴凯湖等水补给充足的沿岸区域.适宜性良好的区域主要分布在饶河县,到2010和2015年,虎林县和抚远县也变为适宜性良好区域的重要分布区,主要由于该区水田面积大幅增加.适宜性一般区域分布较零散,其面积先增加后减少.适宜性差的区域面积在1990—2000年间增加6.7%,2000—2015年间减少3.1%.土地覆被变化是水禽栖息地适宜性等级变化的最重要影响因素;人口和经济增长以及气候的变干、变暖使水禽栖息地适宜性降低;保护区的建立使水禽栖息地得到有效保护.

海洋产业生态化关键因素识别

秦曼, 杜元伟

2017, 28(12):  4092-4100.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.034

摘要 ( 467 )   PDF (689KB) ( 80 )  

科学合理地识别海洋产业生态化的关键因素,判明各指标间相互影响程度和因果关系,对于现阶段海洋产业生态化转型至关重要.本研究以海洋产业生态化概念模型的提出为基础,从海洋产业结构生态化、海洋产业组织生态化、海洋产业生产方式生态化和海洋产业技术创新生态化4个方面构建区域海洋产业生态化的影响因素评价体系,应用DEMATEL方法分析各影响因素之间的关系,并绘制影响网络关系图.结果表明: 海洋产业生产方式生态化与海洋产业技术创新生态化处于评价的核心位置,是整个生态化水平评估维度的起因,影响着海洋产业组织生态化和海洋产业结构生态化.最后结合各个维度的具体指标,提出了改进和完善海洋产业生态化转型的相关对策和建议.

梯级水坝运行对漫湾库区底栖动物群落结构及分布格局的影响

李晋鹏, 董世魁, 彭明春, 吴宣, 周芳, 于音

2017, 28(12):  4101-4108.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.033

摘要 ( 567 )   PDF (861KB) ( 265 )  

底栖动物是对水生态系统退化和生境条件改变最为敏感的生物类群之一,同时也是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物.本研究以国际生物多样性保护及水电梯级开发生态影响研究的热点地区澜沧江中下游为例,以澜沧江干流兴建的第一座水坝漫湾库区为研究区域,分别于2011和2016年开展底栖动物定点采样,并结合其蓄水前(自然河段,1996年)和单级水坝蓄水初期(1997年)的历史调研数据,全面分析了梯级水坝运行前后漫湾库区底栖动物群落的结构、分布格局及演变趋势.结果表明: 漫湾库区底栖动物群落的优势种组成逐渐由寡毛纲和昆虫纲种类演变为软体动物门类占绝对优势;沿库区生境的纵向梯度变化,底栖动物密度和生物量均表现为升高的趋势,而静水区增加更为显著;对底栖动物功能摄食群的分析表明,静水区由掠食者和收集者占优势演变为滤食者类占绝对优势;梯级水坝运行后,采用生物指数评价结果表明,2016年库区综合水质指标明显优于2011年.漫湾库区底栖动物群落的演变与上游梯级小湾水坝的调度运行及库区的水文状况和泥沙淤积情况密切相关,并随着梯级水坝的运行处于动态变化之中.

综合评述

退耕区域发展碳汇产业的生态经济学思考

王继军, 王正淑, 成思敏, 顾文, 李玥, 李茂森

2017, 28(12):  4109-4116.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.013

摘要 ( 566 )   PDF (542KB) ( 325 )  

碳汇产业,即利用植物吸收二氧化碳的潜力及规律,在人工适度干预下获得清洁空气、满足人们生产和生活对生态环境需求的产业,为原有相对均衡或稳定的农业产业-资源系统的优化升级提供突破口和新的增长点.退耕区域生态系统服务中,固碳释氧功能的经济显化、碳汇潜力的迅速提高,以及国内外碳汇交易与碳汇市场的兴起等,为碳汇产业的发展奠定了理论和现实基础.随着碳汇产业的发展,生产经营者必然以提高碳汇产出为核心,形成对碳源的控制及对碳贮量增加路径的开发,重新布局农业产业-资源结构,因而为退耕区域可持续发展带来新的活力;同时,也隐含了下一步需要研发的重点,即碳汇产业融入后的农业产业-资源的配置结构及良性耦合机制.

气温、CO₂浓度和降水交互作用对作物生长和产量的影响

孟凡超, 郭军, 周莉, 熊明明, 张雷

2017, 28(12):  4117-4126.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.023

摘要 ( 573 )   PDF (614KB) ( 199 )  

气温、大气CO₂浓度和降水等气候因子是影响作物生长发育的关键因子,而不同的气候因子对作物的影响并非独立的,多气候因子交互作用对作物的影响目前已成为研究的焦点问题.研究不同气候因子交互作用的影响,其结果更接近作物生长的实际情况,有助于了解作物甚至作物生态系统对气候变化的真实响应.国内外关于不同气候因子对作物影响的报道较多,要全面总结不同气候因子交互作用对作物的影响是非常困难的.因此,本文只对近年来有关气温升高、大气CO₂浓度增加和降水变化交互作用对作物生长发育、光合生理及产量影响的研究进展做一简要评述,并提出目前研究的不足和需要解决的关键问题,以期为气候变化对作物生长发育及产量影响的研究提供参考.

非生物胁迫影响水稻颖花育性机理的研究进展

周晓冬, 周娟, 张雪松, 江晓东, 杨连新, 王余龙

2017, 28(12):  4127-4133.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.026

摘要 ( 423 )   PDF (577KB) ( 214 )  

本文从颖花发育的形态学和生理学角度,综述了水稻穗分化期至抽穗开花期非生物胁迫导致颖花不育的机理,旨在揭示非生物胁迫导致水稻颖花败育的关键过程及其内在联系.颖花是否可育主要与绒毡层细胞行为、花药开裂与散粉、花粉萌发、受精4个关键过程有关,胁迫通过影响这些关键过程,导致颖花不育.花药发育早期异常变化影响生殖细胞发育与授粉作用.可以通过喷施外源物质或增施硅肥等方法减缓非生物胁迫对颖花育性的伤害.今后需要加强交叉胁迫对颖花育性的影响、不同胁迫对花器官形态结构和生理特性的影响、不同水稻品种对胁迫的响应差异,以及胁迫影响花器官发育的分子生物学机制等方面的研究.

城市污泥农用对植物-土壤系统的影响

刘梦娇, 夏少攀, 王峻, 马庆旭, 王忠强, 吴良欢

2017, 28(12):  4134-4142.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.023

摘要 ( 311 )   PDF (544KB) ( 172 )  

城市污泥的合理处置是目前资源与环境科学研究领域中的重要课题之一.城市污泥因富含大量的有机质和有效营养成分,对农业土壤肥力、土壤物理结构和农业生产均有一定的积极促进作用,使得污泥农用成为可能.但城市污泥中含有的重金属、有机污染物等有害物质尤其是重金属,成为污泥农用处置的瓶颈.为提高我国城市污泥的农业资源化利用效率和减少污染物造成的负面效应,本文就国内外施用城市污泥对植物-土壤互作系统的影响及过程进行了综述,为进一步提高污泥利用效率提供理论依据和科学指导.

共生珊瑚异养营养研究进展

杨阳楚翘, 洪文霆, 王淑红,

2017, 28(12):  4143-4149.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.032

摘要 ( 2677 )   PDF (472KB) ( 214 )  

共生珊瑚的异养营养指有虫黄藻共生的珊瑚在同化作用过程中,除通过虫黄藻光合作用获取营养之外,还可以从外界环境中直接摄取现成的有机物,经消化吸收后转变为自身的组成物质或储存为能量.国内外异地养殖或繁育虫黄藻共生珊瑚的研究多集中在光照、水流、水质等条件对珊瑚生长的影响,对共生珊瑚异养营养需求与供应方面的关注较少.本文从共生珊瑚异养营养来源、影响共生珊瑚异养营养供应的因素以及研究手段等方面,对国内外研究进展进行了综述,探讨异养营养供应对共生珊瑚的意义.总的来说,目前共生珊瑚异养营养的研究尚处于起步阶段,不论是研究方法或者珊瑚选择摄食的内在机制,都需要深入探究.

生态创新的最新研究进展与述评

廖中举, 黄超

2017, 28(12):  4150-4156.  doi:10.13287/j.1001-9332.201712.031

摘要 ( 951 )   PDF (427KB) ( 499 )  

生态创新是实现可持续发展的重要方式.它具有“知识溢出”和“环保溢出”双重正外部性,受到了理论和实践界的广泛关注.为了系统把握生态创新的研究现状,本研究梳理了国外近10年生态创新的相关文献,对生态创新的内涵、特性与维度构成进行了系统的回顾,围绕制度理论、利益相关者理论、资源基础观理论等剖析了生态创新的驱动因素;重点探究了生态创新对企业财务绩效的正向和负向影响,以及生态创新影响财务绩效的中介和调节机理.最后,结合现有研究的不足,提出了未来研究展望.