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2019年 第30卷 第10期    刊出日期：2019-10-20

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2019, 30(10):  3264-3264. 

摘要 ( 213 )   PDF (455KB) ( 295 )  

第九届全国青年生态学工作者学术研讨会会议专栏

1997—2018年生态系统服务研究热点变化与动向

巩杰, 徐彩仙, 燕玲玲, 郭青海

2019, 30(10):  3265-3276.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.009

摘要 ( 733 )   PDF (1898KB) ( 210 )  

生态系统服务研究已成为生态学、地理学、环境经济学等学科的热点议题.基于Citespace与Carrot 2文献分析工具,以Web of Science为数据源,本文分析了1997—2018年生态系统服务研究热点与发展趋势.结果表明: 近20年来,生态系统服务研究文献数量、研究机构均明显增加,主要的发文国家有美国、英国、德国、中国、澳大利亚,其中,美国的发文量与影响力最大.综合来看,中国在生态系统服务研究方面起步较晚,近期发展势头迅猛,科研产出量显著增加;但与国际相比还存在一定差距,文献质量及影响力还有待提高,国际合作交流有待提升.生态系统服务的热点主要集中在评估方法与模型、气候变化、生物多样性、土地利用变化、权衡与协同关系、科学研究决策及管理6方面.未来亟需加强的研究方向主要包括:生态系统服务的形成机制、评估指标及方法与模型、权衡与协同关系的时空动态与影响因素、生态系统服务与人类福祉的耦合关系、面向可持续发展的生态系统服务科学研究与决策管理等.

放牧对草地土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展

王芳芳, 徐欢, 李婷, 伍星

2019, 30(10):  3277-3284.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.021

摘要 ( 661 )   PDF (483KB) ( 256 )  

放牧是人类管理利用草地生态系统的最主要途径之一.食草动物的采食、践踏、卧息和排泄物归还等干扰不仅会改变草地地上植物群落,也会对土壤养分循环产生显著的影响.随着人类活动的加剧,放牧强度和频率也在逐渐增加,从而对草地土壤氮素循环关键过程产生重要影响.放牧主要通过改变土壤的物理性质、土壤氮库以及微生物的组成和结构,进而影响氮素在土壤中的迁移与转化.适度放牧会促进土壤氮素的矿化过程和硝化过程,加快氮素的周转,有利于植物吸收可利用氮素,而对于反硝化的影响与草地的水热条件和土壤类型等密切相关.目前,关于放牧强度对土壤氮素循环关键过程影响的研究结果不一致,其影响机制尚不明晰,尤其对于不同类型的草原仍存在较大的差异.本研究在大量查阅国内外已有研究结果的基础上,论述了放牧对土壤氮素循环关键过程的影响效应,总结了放牧对土壤氮素循环的影响机制,指出了目前研究过程中存在的不足,并对未来研究中值得重点关注和深入研究的科学问题进行了探讨与展望,为进一步理解放牧对草地土壤氮素循环的影响提供参考.

氮添加对内蒙古温带典型草原土壤的酸化效应及水分的影响

郭群

2019, 30(10):  3285-3291.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.022

摘要 ( 451 )   PDF (782KB) ( 51 )  

氮(N)沉降增加带来的土壤酸化问题已经得到广泛的关注,然而土壤酸化是否受到未来降水格局改变的影响研究相对匮乏.本研究基于内蒙古温带典型草原5年(2013—2017年)的N添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)和增雨(增雨量80 mm,分2 mm×40次、5 mm×16次、10 mm×8次、20 mm×4次、40 mm×2次5种处理)控制试验分析了水分对N添加后土壤酸化的影响.结果表明: 40 g N·m^-2·a^-1 N添加在土壤酸化出现的时间、酸化程度以及酸化随时间的变化速率上均大于10 g N·m^-2·a^-1 N添加.40 g N·m^-2·a^-1 N添加一年后即在各层土壤中观测到了显著的土壤pH降低,而10 g N·m^-2·a^-1 N添加只有土壤表层(0～5 cm)在N添加一年后出现显著的土壤pH降低,5～10和10～20 cm土层显著的土壤pH降低分别出现在氮添加4年和5年后.氮添加后土壤pH的降低幅度随氮添加年限的延长而增加,40 g N·m^-2·a^-1 N添加土壤pH随时间的降低速率大于10 g N·m^-2·a^-1 N添加.增雨不改变氮添加后土壤pH降低的结果,但中小强度增雨方式(2～20 mm)在干旱年份有缓解10 g N·m^-2·a^-1 N添加处理土壤酸化的趋势,而所有增雨方式在湿润年份均有加剧氮添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)后土壤酸化的趋势,尤其是表层土壤,但缓解和加剧的程度均不显著.高强度增雨方式后(10～40 mm)土壤无机氮的淋溶可能是增雨加剧氮添加后土壤酸化的一个重要原因.本研究将为预测草原生态系统对未来氮沉降和降水格局改变的响应提供科学依据.

我国稻田氮磷流失现状及影响因素研究进展

张子璐, 刘峰, 侯庭钰

2019, 30(10):  3292-3302.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.029

摘要 ( 848 )   PDF (798KB) ( 178 )  

水稻是我国主要的粮食作物,分析现阶段我国稻田氮磷流失现状及影响因素,对明确不同区域水稻化肥减施潜力具有重要意义.本研究对我国主要稻区地表径流氮磷流失现状特征和降雨、种植模式、栽培技术、施肥管理、水分管理方式及其他影响因素进行了总结.六大稻区全氮(TN)、全磷(TP)径流损失量范围分别在5.09～21.32和0.70～3.22 kg·hm^-2,均以华南双季稻区最高,TN径流损失量以华北单季稻区最低,TP径流损失量以西南高原单双季稻区最低.各稻区农户习惯施肥的水稻田田面水TN、TP峰值普遍高于径流水.水稻施肥后一周内为氮磷流失高峰期.与优化施肥相比,农户习惯施肥仍具有20%左右的氮磷减施潜力.各因素中,降雨和施肥管理是影响稻田径流氮磷流失的主要因素,而施肥管理和水分管理则最具可控性,具体调控措施包括化肥减量、施用新型肥料、有机肥代替化肥和节水灌溉等.整体上我国稻田氮磷流失风险在南方更突出.应以资源高效利用模式进行水稻种植以降低养分流失风险.未来研究应侧重稻田面源污染监测、氮磷流失风险评估、氮磷流失特征和机理、化肥减施增效新技术等方向.

城市绿地格局与居民社会经济特征关系研究进展

曹雅琴, 陈樟昊, 黄甘霖, 陈力原, 姜亚琼, 张征恺, 屠星月, 华野毓

2019, 30(10):  3303-3315.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.010

摘要 ( 461 )   PDF (974KB) ( 365 )  

城市绿地为居民提供重要的生态系统服务,是居民接触自然、放松身心的重要场所.居民能否便捷地使用绿地,与其社会经济特征存在一定关联,该关联性是研究者和城市管理者关注的议题.以往的研究多针对单个城市,分析其绿地格局与居民特征的空间关系.本文对国内外相关的案例研究进行梳理,通过整合分析,归纳其主要研究结果,并探讨研究区、指标和分析方法的选择对研究结果的可能影响;其次,汇总以往研究所提出的城市绿地格局与居民特征间关系的主要影响因素,并结合案例进行分析.整合分析结果表明: 超过一半的案例(58.2%)认为绿地格局更有利于优势居民群体,但也有约四分之一的研究(25.4%)得到了相反的结果,发现弱势居民群体能够更便捷地使用绿地,余下(16.4%)的研究认为绿地格局与居民社会经济特征并不存在显著关联.研究者采用的分析单元、指标和分析方法多样,整体而言,没有发现研究方案的选择与研究结论存在明显联系.已有的案例以西方国家的城市为主,其研究地的发展历程和城市特点与我国城市存在很大差异.我国迫切需要依据自身城市的发展特点和时代需要开展本土研究,并分析影响我国城市绿地与居民特征间关系的主要因素.在城市化迅速发展时期,为建设人居和谐的可持续城市提供科学依据.

研究论文

阿拉善高原拟步甲空间分布格局及其与气象因子的关系

贾龙, 张建英, 任国栋

2019, 30(10):  3316-3326.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.038

摘要 ( 404 )   PDF (1679KB) ( 63 )  

为探究拟步甲在阿拉善高原的空间分布及其环境响应,在对阿拉善高原拟步甲分布调查的基础上,结合温度、降雨及太阳辐射数据,利用栅格分析法并采用OriginPro 9.0、Canoco 5.0等软件,对阿拉善高原拟步甲的空间分布格局及其与气象因子的关系进行研究.结果表明: 由南至北随纬度增加,阿拉善高原拟步甲物种的数量逐渐上升,至峰值后逐渐下降,拟合曲线呈抛物线型.由西至东随经度增加,阿拉善高原拟步甲物种数量逐渐上升,至峰值后逐渐下降,拟合曲线呈近似单峰型.随海拔上升,阿拉善高原拟步甲的物种数量逐渐上升,至峰值后逐渐下降,拟合曲线呈单峰型.降雨量、温度、太阳辐射对阿拉善高原拟步甲物种数量的纬向分布影响显著.随降雨量增加,物种数呈单峰型变化,峰值纬度带为38°—39° N;随月均温增加,物种数呈下降趋势,峰值纬度带为39°—40° N;随月均太阳辐射量增加,物种数呈单峰型变化,峰值出现在16100 kJ·m^-2·d^-1附近,其所对应的纬度范围在38°—39° N.太阳辐射、降雨量为影响拟步甲分布的主要气象因子.

长白山红松年轮碳同位素与净初级生产力的关系

刁浩宇, 王安志, 袁凤辉, 关德新, 吴家兵

2019, 30(10):  3327-3335.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.023

摘要 ( 424 )   PDF (1310KB) ( 60 )  

解析树木年轮碳同位素变化是揭示气候与环境变化的有效途径,然而少有研究分析年轮碳同位素对森林净初级生产力(NPP)的指示效应.基于生长季气象因子,分析了长白山红松年轮δ¹³C记录序列与阔叶红松林红松种群NPP变化趋势以及两者之间的相关关系.结果表明: 1970年以前,研究区红松年轮δ¹³C与红松种群NPP变化同步,且两者间呈极显著线性正相关关系,年轮δ¹³C记录了气候变化对红松种群NPP的影响;1970年以后,红松年轮δ¹³C与红松种群NPP变化出现分异,两者呈负相关关系但相关性不显著,表明干旱等其他环境因子的影响使年轮δ¹³C对气候变化的敏感性和对NPP指示性降低.这一相关关系在红松年轮δ¹³C与当年和下一年红松种群NPP之间都存在,表明当年环境状况对来年红松生长的重要意义.说明长白山红松年轮δ¹³C对红松种群NPP有良好的指示性,树木年轮δ¹³C有重建森林历史NPP长期变化的潜力.

民勤绿洲-荒漠过渡带梭梭人工林净碳交换及其影响因子

吴利禄, 高翔, 褚建民, 王鹤松, 袁祺, 段晓峰, 郭树江

2019, 30(10):  3336-3346.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.018

摘要 ( 482 )   PDF (2282KB) ( 141 )  

基于涡动相关系统观测的民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林生态系统通量资料,定量分析了2018年生长季(5—10月)碳通量变化特征及其影响因子,为民勤梭梭人工林生态系统碳源/汇的评估提供基础数据.结果表明: 生长季净碳交换量在日尺度上呈对称的“U”型曲线变化;在季节尺度上,呈双峰曲线变化规律,各月均为碳汇,总固碳量为34.38 g C·m^-2,且9月固碳量较高,为12.31 g C·m^-2,7月最低,为0.89 g C·m^-2.白天生态系统净碳交换随光合有效辐射的增加而增加,符合直角双曲线关系,但当饱和水汽压差大于2.5 kPa时,增加程度减弱.生态系统呼吸与气温呈较好的指数关系,其温度敏感性系数为1.7.整个生长季期间,白天和夜间的净碳交换量均与土壤温度呈显著相关

间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量及酶活性的影响

张文雯, 韩海荣, 程小琴, 商添雄, 吴然

2019, 30(10):  3347-3355.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.007

摘要 ( 385 )   PDF (1030KB) ( 76 )  

本研究以太岳山华北落叶松人工林为对象,研究间伐对土壤活性有机碳及相关土壤酶活性的影响.结果表明: 随着土壤深度的增加,土壤活性有机碳含量、土壤氮含量和酶活性降低;同一土层中,中度间伐下土壤碳、氮养分含量显著增加.在0～10 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和过氧化物酶活性显著增加,中度间伐处理下多酚氧化酶和脲酶活性显著增加;在10～50 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和脲酶活性降低,中度间伐处理下纤维素酶活性显著降低;冗余分析显示,溶解性有机碳在0～10和20～30 cm土层是影响土壤酶活性的主要因素;在10～20 cm土层中,土壤有机碳是影响多酚氧化酶和蔗糖酶的主要因素;在30～40 cm土层,微生物生物量氮主要影响多酚氧化酶、过氧化物酶和脲酶活性,土壤全磷和易氧化有机碳对40～50 cm土层土壤酶活性起着重要的作用.间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量和土壤酶活性有显著影响,中度间伐处理下土壤养分含量总体最高,土壤pH、含水率、有机质含量等化学性质优于其他几种处理,能较好地改善林下植被、枯落物及养分循环过程.因此,建议对落叶松人工林进行适度密度调整(1404～1422 trees·hm^-2),以促进碳、氮养分在土壤中的固存.

辽东山区次生林乔木优势树种幼苗更新动态

蔡军奇, 王品, 刘大鹏, 白雪娇, 张淑媛, 宗国, 刘佳

2019, 30(10):  3356-3366.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.005

摘要 ( 382 )   PDF (1625KB) ( 40 )  

以辽东山区次生林4 hm²动态监测样地为平台,2014—2016年连续3年对样地进行乔木优势树种幼苗调查和半球面影像拍摄,分析森林更新过程中林下乔木幼苗和冠层结构的动态,研究幼苗的天然更新规律及其对冠层结构变化(以叶面积指数LAI的变化来表示)的响应.结果表明: 调查期间冠层LAI先减少后增加,且存在显著的年际差异.12种乔木优势树种幼苗对冠层结构变化存在明显的响应,且不同树种幼苗的响应明显不同;中性树种幼苗的相对多度或频度一般会随着冠层LAI的减小而增大;阳性树种幼苗的相对多度或频度一般会随着冠层LAI的增大而减小.2014—2016年乔木优势树种幼苗的多响应置换过程分析表明,优势树种幼苗的数量组成和分布存在显著差异,且年际间的差异逐渐减少.调查期间优势树种幼苗指示种发生明显变化,也反映出其对冠层结构变化的响应.

长期模拟增雨对荒漠植物形态特征及空间分布格局的影响

张景波, 李新乐, 吴波, 刘明虎, 李永华, 辛智鸣, 董雪, 段瑞兵

2019, 30(10):  3367-3375.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.013

摘要 ( 396 )   PDF (1737KB) ( 52 )  

研究降雨变化对荒漠优势植物形态特征、空间点格局及空间关联性的影响有助于预测荒漠生态系统对全球气候变化的响应.以乌兰布和沙漠典型荒漠植物唐古特白刺和油蒿为研究对象,进行了连续10年的模拟增雨试验,运用Programita软件,采用Ripley K函数和Monte Carlo随机模拟方法,对长期模拟增雨条件下两种植物形态特征、空间格局及空间关联性进行研究.结果表明: 不同增雨处理下唐古特白刺和油蒿植株的数量、高度、平均冠幅和基径均存在显著差异,增雨处理的唐古特白刺和油蒿植株数量、高度、平均冠幅和基径均显著大于对照,并随着增雨量的增大而增大.当增雨量小于72 mm时,白刺枝条具有明显的聚集分布趋势;当增雨量大于72 mm后,随着增雨量的增大,白刺枝条表现出聚集强度明显降低的趋势.油蒿植株随着增雨量的增加空间分布格局表现为随机分布-聚集分布-随机分布.就空间关联性而言,对照处理下唐古特白刺枝条与油蒿之间表现为负关联,随着增雨量的增加两者呈现无关联或正关联,当增雨量达到144 mm时,空间关联由负关联向正关联转变.未来降雨增加条件下,土壤水分明显改善,两种荒漠植物对水分的竞争减弱,更有利于白刺和油蒿的共存生长.

盐胁迫对平欧杂种榛幼苗生长、光合荧光特性及根系构型的影响

罗达, 史彦江, 宋锋惠, 李嘉诚

2019, 30(10):  3376-3384.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.001

摘要 ( 430 )   PDF (907KB) ( 88 )  

以平欧杂种榛3个品种(新榛1号、新榛2号、新榛3号)幼苗为材料,研究不同盐胁迫程度(对照、轻度、中度、重度)对幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型的影响.结果表明: 3个品种幼苗的新稍长度、基径、叶面积,以及根、茎、叶、总生物量随着盐胁迫的增强而降低,根冠比则增加.中度、重度盐胁迫下3个品种幼苗的净光合速率较对照分别显著降低20.5%和43.2%.轻度、中度、重度盐胁迫下的蒸腾速率和气孔导度较对照分别降低2.0%、16.3%、32.0%和10.2%、35.7%、60.1%.随着盐胁迫的增强,胞间CO₂浓度缓慢上升,水分利用效率呈先上升后下降的趋势,并在轻度盐胁迫下达到最大值.3个品种幼苗的初始荧光随着盐胁迫的增强而升高.最大荧光、最大光化学效率、潜在光化学活性、实际光化学效率、电子传递速率、光化学淬灭系数随着盐胁迫的增强而下降,非光化学淬灭系数则随着盐胁迫的增强先升高后降低.根系构型分析表明,盐胁迫导致3个品种幼苗的根系生物量、长度、表面积和体积下降.同一盐胁迫下,新榛2号各径级根系构型参数的下降幅度低于其他2个品种.平欧杂种榛幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型参数受品种和盐胁迫程度的双重影响.盐胁迫下新榛2号表现出较强的生长与光合生理适应性,其耐盐性优于其他2个品种.

基于基准样地法和国产高分数据的湖南省森林植被碳储量估测

张沁雨, 王海宾, 彭道黎, 夏朝宗, 陈健, 柳文杰

2019, 30(10):  3385-3394.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.016

摘要 ( 360 )   PDF (2129KB) ( 252 )  

为推广国产高分数据在大尺度范围碳储量估测计量的应用,采用覆盖湖南省的206景高分辨率遥感影像,将估测的最小单元固定为由多个像元组合成的面积为0.06 hm²的正方格,通过解译标志的建立和提纯,在森林信息提取上,利用基于像元法和面向对象分类法进行比较;在乔木林碳储量估测上,利用稳健估计、偏最小二乘法和基准样地法(k-NN)估计进行比较,最后实现了对湖南省森林的碳储量估测,并生成了全省的碳密度等级分布图.结果表明: 基于样地自动提取的解译标志在经过提纯后,能进一步增加乔木林提取精度;对于大尺度范围森林植被碳储量估测,无论是在森林信息提取还是乔木林碳储量建模方面,k-NN算法都体现了较大优势,是最佳估测方法;206景影像的平均分类总精度为76.8%,平均均方根误差为8.95 t·hm^-2,平均相对均方根误差为19.1%,湖南省碳储量总量为22.28 Mt.本研究结果为省级及国家级尺度的森林植被碳储量估测计量与监测提供了有效参考.

太行山山地森林群落植物区系与地理格局——基于植物群落清查数据

张殷波, 孟庆欣, 秦浩, 唐志尧, 张峰

2019, 30(10):  3395-3402.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.031

摘要 ( 643 )   PDF (1349KB) ( 90 )  

太行山区位于黄土高原与华北平原之间,是我国生物多样性保护的重要优先区之一.本文以广义太行山涉及的108个行政县域为研究区域,基于太行山山地森林群落植物清查数据,系统分析了太行山山地森林群落的科属特征、区系组成、植物多样性地理格局及其丰富度热点地区.结果表明: 调查的778个样地得到太行山山地森林群落种子植物共计100科447属963种,其中,裸子植物3科7属12种,被子植物97科440属951种,生活型以草本植物占优势(71.1%);科的分布区类型以热带分布(38%)和温带分布(24%)为主,属的分布区类型以温带成分占主导(68.7%);太行山山地森林群落植物多样性的水平分布格局呈由西南向东北逐渐递增的趋势,群落物种多样性与经纬度均呈正相关关系,但不同生活型植物的多样性格局不相一致,草本植物多样性与经纬度呈正相关,而木本植物多样性与经纬度则无明显相关性;在垂直梯度上,太行山山地森林群落植物丰富度呈单峰分布,集中分布在400~1800 m的低中海拔地带,在1000~1200 m丰富度最高;基于群落清查数据绘制太行山山地森林群落植物丰富度分布图,鉴别出小五台山、云台山、太岳山、王屋山、中条山等山地为植物丰富度热点地区,应列入太行山优先保护的重点规划区域.

社会经济因素对上海市居住区植物多样性的影响

黄玥, 陈玉, 何宇娟, 王萌, 况胜剑, 陈国建, 李俊祥

2019, 30(10):  3403-3410.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.033

摘要 ( 362 )   PDF (1562KB) ( 104 )  

居住区是城市地区主要的土地利用类型之一,也是城市生物的重要生境之一,在生物多样性保护中发挥着重要作用.前人研究发现,国外城市居住区的植物多样性受到社会经济水平的影响,在中国的城市管理体制下,上述结论是否成立有待证明.本研究对上海市39个居住区进行植物多样性调查,选取人口密度、房价、房龄、绿化率4个社会经济指标,利用单因素分析和偏最小二乘回归分析方法,探讨社会经济因素对上海市居住区植物多样性的影响.结果表明: 社会经济因素会影响城市居住区的植物多样性,人口密度、房价、房龄和绿化率对不同分类群的物种多样性的影响各异.其中,房龄对大多数分类群的影响效果最大,其次是人口密度、绿化率和房价.本研究证明,“奢侈效应”和“遗产效应”假说在上海城市居住区只适用于一部分植物类群.研究结果可为上海的城市植物多样性的维持、保护、管理以及城市和景观规划提供参考.

大兴安岭棕色针叶林土壤的真菌多样性

杨立宾, 隋心, 魏丹, 崔福星, 朱道光, 倪红伟

2019, 30(10):  3411-3418.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.030

摘要 ( 450 )   PDF (881KB) ( 57 )  

为探究大兴安岭棕色针叶林土壤的真菌群落分布特征及其与土壤环境因子间的关系,采用高通量测序技术对大兴安岭呼中自然保护区兴安落叶松林的表浅棕色针叶林土、生草棕色针叶林土和典型棕色针叶林土的土壤真菌群落结构和多样性进行分析,运用R语言、SPSS 17.0等软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间进行冗余分析和相关性分析.结果表明: 3个亚类的棕色针叶林土壤的理化性质间存在显著性差异.测序共获得6门23纲46目74科88属111种的土壤真菌,其中,子囊菌门、担子菌门为优势菌门;门分类水平上各样地菌群的相对丰度存在显著性差异.土壤真菌Ace和Chao1多样性指数在各亚类土壤间无显著性差异, 浅棕色针叶林土壤样地的Shannon和Simpson指数与其他样地存在显著差异.典型关联分析和相关性分析发现,土壤真菌的α和β多样性与土壤含水率、pH值、有机质、全氮、全钾等显著相关.说明土壤环境因子是影响大兴安岭兴安落叶松棕色针叶林土壤真菌多样性的重要因素.

气候变化对寒兰分布的影响及其分布格局模拟

陈衍如, 谢慧敏, 罗火林, 杨柏云, 熊冬金

2019, 30(10):  3419-3425.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.011

摘要 ( 344 )   PDF (1522KB) ( 107 )  

通过实地调查及网上查阅得到寒兰分布数据共233个,并从世界气候网站下载19个气候因子数据,利用MaxEnt模型模拟寒兰潜在分布区,结合ArcGIS空间分析技术,模拟了寒兰不同时期分布格局,推测寒兰末次冰期和2070年分布格局.结果表明: 模型训练集的曲线下面积(AUC值)为0.957,验证集AUC值为0.953,模型预测的准确性较高.寒兰当前分布主要受最干季度降水量、年均降水量、最湿季度降水量和年均温度范围影响,其贡献率分别是50.3%、15.9%、8.4%、4.4%,总贡献率达79%.在末次冰期时代,寒兰分布区主要是武夷山、罗霄山、南岭、台湾五大山脉以及广西省北部一些丘陵.从当前到2070年,寒兰分布区域整体将缩小22.4%,其中,广西南部、云南中部及江西、福建、广东三省交界处等呈扩张趋势,而在江西东部、福建西部以及两省交界处的大部分区域呈收缩趋势.

全膜双垄沟播玉米耗水特性和籽粒产量对不同氮素形态配比的响应

崔政军, 郭丽琢, 高玉红, 李春春, 彭之东, 刘宏胜, 牛俊义

2019, 30(10):  3426-3434.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.025

摘要 ( 302 )   PDF (689KB) ( 31 )  

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹,提高玉米籽粒产量,通过大田试验,研究了不同氮素形态配比(NO₃^--N/NH₄⁺-N)[N₁(1∶0)、N₂(1∶1)、N₃(1∶3)、N₄(3∶1)]对旱地全膜双垄沟播玉米耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明: 不同氮素形态配比显著影响玉米0～200 cm土层的土壤贮水量,且N₄处理土壤贮水量最低.N₄处理农田总耗水量最高,较N₁、N₂、N₃分别显著增加了2.9%、1.9%、0.9%(2015)和2.3%、1.4%、2.2%(2017).玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)在3个生长季均表现为N₄处理最高,籽粒产量较其他处理分别高出3.3%～9.9%(2015)、3.5%～24.2%(2016)和8.3%～36.1%(2017),WUE则较其他处理分别高出1.6%～6.8%、4.9%～21.8%和6.6%～32.9%.N₄处理下玉米的氮肥偏生产力显著高于其他处理,然后依次为N₃、N₂和N₁.综合考虑,NO₃^--N/NH₄⁺-N=3∶1是适宜陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米增产的氮肥运筹措施.

海涂土壤结构改良对水稻叶绿素荧光参数和产量的影响

阿力木·阿布来提, 姚怀柱, 宋云飞, 费远航, 佘冬立

2019, 30(10):  3435-3442.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.026

摘要 ( 329 )   PDF (1234KB) ( 86 )  

为探索添加生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)改良海涂围垦区土壤结构对水稻叶片叶绿素荧光特性和产量的影响,开展测坑栽培试验.试验供试土壤分别设置3个水平生物炭(0%、2%、5%,分别表示为B₁、B₂和B₃,占表层0~20 cm土重比)和PAM(0‰、0.4‰、1‰,分别表示为P₁、P₂和P₃,占表层0~20 cm土重比)添加量处理.3年试验结果表明: 添加适宜生物炭和PAM有利于改善水稻叶片荧光特性,而高浓度生物碳和PAM对其影响不明显,甚至出现抑制现象.各生育期水稻叶片最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(q_P)和非光化学淬灭(NPQ)均在B₂P₂组合处理下达到峰值.生物炭添加量处理间水稻叶片叶绿素量(SPAD值)无明显差异,而PAM添加量不同导致水稻叶片SPAD值差异显著,添加0.4‰PAM(P₂)下水稻叶片SPAD值最高.添加生物炭和PAM改良盐渍土对水稻产量影响显著,在B₂P₂组合处理下产量最高,达到7236 kg·hm^-2;与对照组(B₁P₁)相比,产量提高了28.5%.添加生物炭和PAM改良海涂盐渍土对水稻产量的影响主要是通过对水稻千粒重、每穴穗数、每穗粒数和结实率的影响而实现的.添加适量生物炭和PAM改良滩涂围垦区土壤结构有利于提高水稻叶绿素荧光特性和产量.

播期播量对旱地小麦土壤水分消耗和植株氮素运转的影响

田欣, 孙敏, 高志强, 张娟, 林文, 薛建福, 杨珍平, 莫非

2019, 30(10):  3443-3451.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.028

摘要 ( 383 )   PDF (992KB) ( 48 )  

为解决旱地小麦等雨播种的生产现状,明确播量对土壤水分利用和产量形成的调控机制,于2015—2017年在山西闻喜试验基地开展大田试验,以早播(9月20日,EB)、晚播(10月10日,LB)两个播期为主区,以低密度(67.5 kg·hm^-2,LD)、中密度 (90 kg·hm^-2,MD)、高密度(112.5 kg·hm^-2,HD)3个播量为副区,研究播期播量对旱地小麦土壤水分消耗和植株氮素运转的影响.结果表明: 早播较晚播生育期土壤总耗水量增加11～22 mm;随播种密度的增加,生育期土壤总耗水量增加2～20 mm,且早播条件下,花前土壤耗水量增加,晚播条件下,花后土壤耗水量显著增加.早播较晚播在低、中密度条件下花前氮素运转量、花后氮素积累量增加,高密度条件下降低.早播条件下,花前氮素运转量,茎秆+叶鞘、穗轴+颖壳花前氮素运转量对籽粒的贡献率以及花后氮素积累量均以低密度条件下最高;晚播条件下,花前氮素运转量和花后氮素积累量随播种密度增加而增加.早播较晚播产量显著提高163～996 kg·hm^-2,提高幅度达5%～26%,水分利用效率提高幅度达2%～21%,氮素吸收效率提高幅度达3%～36%,氮素收获指数提高幅度最高达11%.早播条件下产量、水分利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数以低密度条件下最高;晚播条件下以高密度条件下最高.此外,花前氮素运转量与花前100～200 cm土壤耗水量显著相关,尤其是茎秆+叶鞘、穗轴+颖壳;花后植株氮素积累量与花后100～300 cm土壤耗水量呈显著相关.总之,旱地小麦9月20日配套播量67.5 kg·hm^-2、10月10日配套播量112.5 kg·hm^-2有利于增产增效.

间作对不同类型饲料作物光能利用特征及生产能力的影响

蔺芳, 刘晓静, 童长春, 吴勇

2019, 30(10):  3452-3462.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.006

摘要 ( 375 )   PDF (740KB) ( 61 )  

为探究豆-禾间作模式中的光能利用特征及产量效应,本研究以苜蓿、小黑麦、燕麦、玉米、甜高粱5种单作模式为参照,对苜蓿-小黑麦、苜蓿-燕麦、苜蓿-玉米和苜蓿-甜高粱4种间作模式开展田间试验,研究其光能利用特征和生产能力,并采用通径分析法探讨光能利用各指标对产量形成的贡献程度.结果表明: 光能利用各指标对产量的贡献由大到小依次是叶面积指数(LAI,1.236)、净光合速率(P_n,0.519)、冠层开度(DIFN,0.302)、胞间CO₂浓度(C_i,-0.026)、气孔导度(g_s,-0.116)、蒸腾速率(T_r,-0.188)、光合有效辐射(PAR)截获率(FIPAR,-1.708);光能利用率(LUE)作为光能利用各指标的综合体现,其数值最大(1.367).与单作相比,间作提高了4种禾本科牧草的LAI、P_n、g_s、T_r和FIPAR,降低了DIFN和C_i,而苜蓿则呈相反的变化趋势.4种禾本科牧草间作下LUE与单作相比均显著提高,其中,小黑麦和燕麦的平均增幅(35.2%和30.4%)高于玉米和甜高粱(28.7%和26.3%),且与小黑麦、燕麦间作的苜蓿其LUE的平均降幅(6.1%和8.3%)明显低于与玉米、甜高粱间作(21.8%和24.5%).4种间作模式的土地当量比(LER)均大于1,其中,苜蓿-小黑麦和苜蓿-燕麦的LER值显著大于苜蓿-玉米和苜蓿-甜高粱.LAI对产量的直接贡献最大,其次是P_n.4种间作模式中,苜蓿-小黑麦和苜蓿-燕麦的光能利用提升潜力和增产潜力更大.

耕作方式对甘肃引黄灌区灌耕灰钙土团聚体分布及稳定性的影响

霍琳, 杨思存, 王成宝, 姜万礼, 温美娟

2019, 30(10):  3463-3472.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.027

摘要 ( 354 )   PDF (621KB) ( 108 )  

2014—2017年在连续翻耕8年的玉米地上设置连续翻耕(CT)、旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)和翻耕-免耕(CT-NT)、深松-免耕(ST-NT)6个耕作处理,研究不同耕作方式对甘肃引黄灌区灌耕灰钙土团聚体分布及稳定性的影响.结果表明: NT和ST-NT处理促进了0～40 cm土层大团聚体形成,并提高了其稳定性;CT和RT处理由于对土壤的强烈扰动,耕层土壤团聚体大小分布和稳定性都显著降低.机械稳定性团聚体以NT处理最佳,＞0.25 mm团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别比RT处理增加5.8%、8.0%和13.0%,分形维数(D)降低3.6%.水稳性团聚体以ST-NT处理最佳,R_0.25、MWD、GMD分别增加55.3%、15.1%和8.7%,D值降低0.8%.NT、ST-NT处理的团聚体破坏率(PAD)和不稳定团粒指数(E_LT)也最低,PAD分别比RT处理降低了5.9%和7.7%,E_LT分别降低了5.8%和7.2%.综合分析认为,深松-免耕(ST-NT)的轮耕模式更有利于土壤团聚体含量和稳定性的增加,也符合当地农民的操作习惯,是比较理想的耕作方式,在该区域农业可持续发展中具有一定的应用价值.

禁牧对半干旱草地土壤氮循环功能基因丰度和氮储量的影响

廖李容, 王杰, 张超, 刘国彬, 宋籽霖

2019, 30(10):  3473-3481.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.002

摘要 ( 380 )   PDF (934KB) ( 91 )  

以黄土高原云雾山不同禁牧(0、7、18、27和35年)草地为对象,研究禁牧对不同土层(0～10、10～20、20～40和40～60 cm)土壤氮循环微生物功能基因(nifH、amoA-AOA、amoA-AOB、narG、nirK、nirS和nosZ)丰度的影响,并分析了土壤氮循环微生物功能基因与土壤氮储量之间的关系.结果表明: 与放牧相比,禁牧35年提高了nifH和amoA-AOB的基因丰度,分别增加了67.8%和17.6%;禁牧降低了nirK基因丰度.表层土壤(0～10 cm)nifH、narG和nirS基因丰度显著高于深层土壤(20～40和40～60 cm),表明nifH、narG和nirS基因具有表聚效应.禁牧提高了土壤氮储量,在27年时0～60 cm土层土壤氮储量最高(20.96 mg·hm^-2),说明27年可能为最适禁牧年限.nifH、amoA-AOA和amoA-AOB基因丰度与氮储量具有显著线性关系,表明含有这些基因的微生物对于提高土壤氮储量具有重要作用.土壤全氮、容重以及速效磷含量是影响土壤氮循环基因的主要因素.本研究结果为深入理解土壤氮循环过程及退化草地的恢复提供了科学参考.

不同生草处理对苹果园土壤微生物群落的影响

姜莉莉, 宫庆涛, 武海斌, 盛福敬, 孙瑞红

2019, 30(10):  3482-3490.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.039

摘要 ( 350 )   PDF (975KB) ( 88 )  

以自然生草为对照,采用高通量测序技术分析种植黑麦草、白三叶、鼠茅草和长柔毛野豌豆对山东省阳谷县苹果园土壤微生物群落的影响,并揭示其与土壤养分含量及理化性质的相关性.结果表明: 种植黑麦草可提高土壤中链格孢菌和曲霉的相对丰度,白三叶处理可提高土壤赤霉的相对丰度,鼠茅草处理可增加土壤短梗菌属和毛壳属真菌的相对丰度,长柔毛野豌豆处理可增加土壤亚硝化螺菌和绿僵菌等有益菌的相对丰度,而自然生草则会使土壤青枯菌等病原细菌数量增加.Spearman相关性分析发现,土壤芽孢杆菌与有机质呈极显著正相关;曲霉与速效磷、速效钾和阳离子交换量(CEC)、有机质呈显著负相关;绿僵菌与pH、CEC呈显著正相关.研究表明,苹果园行间种植长柔毛野豌豆,有助于在一定程度上提高土壤有机质及养分含量,改善土壤微生态环境.

日光温室黄瓜生长发育模拟模型

程陈, 冯利平, 薛庆禹, 李春, 宫志宏, 董朝阳, 伍露, 王春雷, 刘淑梅, 李奕卓, 黎贞发

2019, 30(10):  3491-3500.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.020

摘要 ( 551 )   PDF (1029KB) ( 148 )  

实现日光温室黄瓜生长发育动态模拟预测,可为日光温室黄瓜智慧生产管理提供技术支撑.本研究依据黄瓜生长发育的光温反应特性,以‘津优35’为试验品种,利用2年4茬分期播种试验观测数据建立基于钟模型的温室黄瓜发育模拟模型.依据温室黄瓜叶片生长与关键气象因子(温度和辐射)的关系,以辐热积(TEP)为自变量构建了黄瓜叶面积指数(LAI)模拟模型;依据单位叶面积光合作用对叶面积指数和日长的二重积分,结合黄瓜不同器官的呼吸消耗,构建了黄瓜干重生产分配模拟模型,结合器官含水量,构建了黄瓜器官鲜重模拟模块.基于各子模块构建了温室黄瓜生长发育模拟模型,确定了模型品种参数并进行检验.结果表明: 日光温室黄瓜移栽期-伸蔓期、移栽期-初花期、移栽期-采收初期和移栽期-拉秧期的模拟值与观测值的均方根误差(RMSE)在3.9～10.5 d,归一化均方根标准误差(nRMSE)在6.5%～28.6%,符合度指数(D)在0.79～0.97.LAI与TEP呈S型曲线变化关系,LAI模拟值与实际观测值的RMSE为0.19,nRMSE为17.2%,D值为0.90.根、茎、叶、花和果干重模拟值与实际观测值的RMSE在0.39～8.94 g·m^-2,nRMSE在10.9%～17.7%,D值均为0.98以上.表明模型能够较准确地模拟黄瓜关键发育期、叶面积和各器官干鲜重,定量化日光温室黄瓜生长发育过程.

干旱下接种根际促生细菌对苹果实生苗光合和生理生态特性的影响

徐雪东, 张超, 秦成, 苏芸芸, 周洁, 张海, 张立新

2019, 30(10):  3501-3508.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.024

摘要 ( 432 )   PDF (618KB) ( 115 )  

本试验研究了接种根际促生细菌(PGPR)对干旱条件下植物光合和生理生态特性的影响,以期为PGPR在植物抗旱中的应用提供理论依据.采用盆栽试验,以苹果实生幼苗为供试植物,以经过筛选得到的既具有1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性又具有较强溶磷能力的根际促生菌YX₂为供试菌株,设置正常水分(CK)、轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)和重度干旱(SD),其相应含水量分别为田间持水量的70%～80%、55%～65%、40%～50%、25%～35%,研究不同程度干旱胁迫条件下接种YX₂对苹果实生幼苗光合和生理生态特性的影响.结果表明: 与未接种处理相比,干旱环境下接种YX₂提高了苹果幼苗叶片的相对含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光值、气孔导度和光合性能,降低了相对电导率、渗透调节物质和丙二醛的积累,缓解了干旱胁迫对净光合速率的抑制,增强了抗氧化系统的防御能力,减少了细胞膜过氧化伤害,提高了植株抗旱性能.

地黄连作对叶际细菌群落结构及多样性的影响

吴林坤, 陈军, 杨波, 肖志刚, 路翠红, 王娟英, 林文雄

2019, 30(10):  3509-3517.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.035

摘要 ( 501 )   PDF (1663KB) ( 54 )  

地黄为玄参科多年生草本药用植物,以块根入药,是我国著名的大宗药材.但是地黄在农业生产过程中存在严重的连作障碍问题,造成产量和品质急剧下降.细菌作为叶际微生物中最为丰富的一类,对宿主植物的生长发育与健康至关重要.叶际细菌区系研究为探索连作障碍形成机制及其消减措施提供了一个全新视角,同时差异菌群也可作为连作障碍发生的指示菌.本研究采用16S rDNA基因高通量测序结合传统可培养法分析地黄连作下叶际细菌群落结构及多样性变化.结果表明: 地黄连作导致叶际细菌群落结构发生明显变化,重茬地黄和病株地黄的叶际细菌群落结构较为相似,聚为一类,并明显区别于头茬地黄.同时,重茬地黄和病株地黄叶际细菌群落的均匀度指数、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数均显著低于头茬地黄.物种注释分析显示,地黄叶际细菌主要由变形菌门(91.2%)、厚壁菌门(5.1%)和放线菌门(3.7%)组成.韦恩图分析发现,连作下地黄叶际细菌种类变化不大,但是结合相对含量来看,地黄连作导致叶际变形菌门含量增加,而厚壁菌门和放线菌门下降.在属水平上,头茬地黄叶际的微小杆菌属、芽孢杆菌属、节细菌属等潜在有益菌相对含量显著高于重茬地黄和病株地黄,而假单胞菌属呈现相反的变化趋势.传统可培养法结合致病性验证发现,在病株地黄叶片上广泛分离到的变形假单胞菌D9对地黄叶片表现出较强的侵染致病性.综上可见,地黄连作下叶际细菌群落结构发生偏移,导致有益菌含量下降而病原菌含量上升,造成连作地黄叶片病症频发,加剧了地黄再植病害的发生.

闽江河口互花米草海向入侵对湿地土壤无机硫赋存形态的影响

童晓雨, 孙志高, 曾阿莹, 陈冰冰, 王华

2019, 30(10):  3518-3526.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.004

摘要 ( 380 )   PDF (1108KB) ( 47 )  

选择闽江河口鳝鱼滩互花米草海向入侵前的光滩(BF)、入侵过程中(入侵1年)的互花米草湿地(SA′)以及入侵后(入侵3年)的互花米草湿地(SA)为研究对象,基于时空互代法,研究了互花米草海向入侵对湿地土壤无机硫赋存形态(水溶性硫H₂O-S;吸附性硫Adsorbed-S;盐酸可溶性硫HCl-Soluble-S;盐酸挥发性硫HCl-Volatile-S)的影响.结果表明: 互花米草海向入侵不同程度改变了湿地土壤中各形态无机硫的赋存状况及空间分布特征.相对于BF,SA土壤中的H₂O-S、Adsorbed-S和HCl-Volatile-S含量分别增加52.6%、78.2%和21.0%,而HCl-Soluble-S含量降低3.4%.SA′土壤中H₂O-S、Adsorbed-S和HCl-Soluble-S含量相较BF分别增加43.9%、70.6%和29.6%,而HCl-Volatile-S含量降低11.6%.总无机硫(TIS)含量在SA和SA′土壤中较BF分别增加40.7%和37.8%,而储量分别增加26.8%和31.4%.互花米草海向入侵导致影响湿地土壤中不同形态无机硫赋存的关键因素均发生了明显改变.尤其是H₂O-S含量,影响其变化的关键因素由BF的土壤颗粒组成及容重逐步转变为SA′和SA的土壤有机质.研究发现,互花米草海向入侵明显提高了湿地土壤TIS含量,而TIS含量的增加主要取决于H₂O-S和 Adsorbed-S含量的增加,说明互花米草海向入侵明显增加了湿地土壤中有效硫的供给能力,从而在一定程度上加速其海向入侵.

东北地区生态资本效率时空差异与影响因素

石健, 黄颖利

2019, 30(10):  3527-3534.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.012

摘要 ( 452 )   PDF (496KB) ( 48 )  

生态资本是生态文明建设的重要支点,测度生态资本效率的时空分异和影响因素,有助于了解生态资本效率现状进而提升生态文明水平实现绿色发展.选取东北地区作为研究区域,运用超效率数据包络分析法(DEA)模型和Malmquist指数测度东北地区生态资本效率的时空变化并对影响因素进行分析.结果表明: 东北地区生态资本效率总体良好,呈现先升后降的趋势,黑龙江生态资本效率较高,呈“U”型发展,吉林、辽宁生态资本效率相对较低.Malmquist指数分析显示,技术进步是生态资本效率提升的主要推动力量.Tobit回归分析结果表明,环境的规模效应、人口结构效应变量对生态资本效率具有显著的正向影响,科技投资效率低导致环境技术效应变量与生态资本效率呈负相关.提高东北地区生态资本效率,一方面要加快产业结构调整,发展生态经济;另一方面要提升科技资金的投入效率,依托技术进步实现东北地区经济的绿色发展.

基于长期能源替代规划模型的江苏省能源CO₂排放达峰时间及峰值水平

王春春, 王远, 朱晓东

2019, 30(10):  3535-3543.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.017

摘要 ( 358 )   PDF (1640KB) ( 61 )  

为了应对全球气候变暖,中国政府提出到2030年CO₂排放达到峰值(或峰值平台)的减排目标.为了探究中国能否实现该减排目标,本研究以江苏省为例,基于长期能源规划替代模型(LEAP),耦合对数平均迪氏分解模型,运用情景分析法科学设定快速、中速、慢速达峰3种发展情景,预测CO₂排放达峰时间及峰值水平.结果表明: 2000—2015年间,经济规模效应是CO₂排放总量增长的主要驱动因素,其贡献度高达147.4%;技术进步效应是最重要的缓解因素,贡献度为-60.4%,一次能源结构效应、产业结构效应、人均收入效应、人口规模效应的贡献度分别为-5.3%、9.7%、11.0%、0.6%.在快速、中速达峰情景下,江苏省分别在2025和2029年达到CO₂排放峰值,峰值分别为7.01、7.95亿t,慢速达峰情景下未能实现2030年的CO₂排放达峰目标.综合研究分析,江苏省有着较大的减排潜力,经过相应的努力能够实现CO₂减排目标.为实现2030年的CO₂减排目标可采取以下措施:主动适应经济新常态,稳定发展增速;积极发展第三产业,平衡经济结构;持续推进节能减排技术,降低能源消费强度;大力发展天然气及核电等清洁能源,优化一次能源消费结构.

西藏城乡居民点空间分异特征与影响因素

乔富伟, 白永平, 周亮, 车磊, 汪凡

2019, 30(10):  3544-3552.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.015

摘要 ( 599 )   PDF (2433KB) ( 58 )  

西藏地处青藏高原腹地,区内适宜人类生活的空间十分有限,居民点空间分布受多因素制约.为揭示西藏居民点的空间分布特征和主要影响因素,采用高分影像,基于目视与机器解译结合提取西藏城乡居民点斑块数据,运用核密度、空间热点探测、GeoDetector等方法探索其空间分异特征与影响因素,以期为今后高原地区宜居地选址、制定区域经济发展等相关政策提供参考.结果表明: 西藏城乡居民点呈聚集分布模式,整体密度分布差异较大;呈以拉萨市为高密度核心,昌都市、林芝市、阿里地区为低密度边缘的“核心-边缘”结构;高密度核心区拉萨市斑块密度多达220 ind·km^-2,而低密度边缘区密度最大仅为5.7 ind·km^-2,两个区域相差43倍.西藏城乡居民点规模高低值聚簇现象显著,大斑块高值数量稀少,小斑块低值数量绝对优势突出;大斑块高值占比仅为3.7%,集中分布于拉萨市和山南市,低值聚簇区占比达到67.2%,主要分布于羌塘高原的阿里地区和那曲市.西藏城乡居民点被划分成6种类型,形成了以“一江两河”地区和“三江流域”为中心的两个圈层结构,由内到外依次为大斑块主导型、中密度团簇型、高密度散点型、低密度散点型和高寒地无人型;拉萨市以中密度团簇型为主,占比为31%,山南市以低密度散点型为主,占比为38%,昌都市以低密度散点型为主,占比高达51%,阿里地区、那曲市和日喀则市均以高寒地无人型为主,其中,在阿里地区占比高达64%.不同影响因子对西藏城乡居民点空间分布的影响程度差异性显著;人口和GDP对城乡居民点的分布均具有很强的决定性;此外,城镇居民点表现出强烈的道路指向性,农村居民点更多地表现为河流指向性.

基于生态系统服务潜在损失的滑坡灾害生态风险评价

王慧芳, 林子雁, 肖燚, 卢慧婷, 章文, 詹云军, 严岩

2019, 30(10):  3553-3562.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.019

摘要 ( 613 )   PDF (6237KB) ( 87 )  

滑坡是山地常见的地质灾害,不仅对社会经济和人身安全造成严重威胁,而且也会对生态系统造成破坏,进而影响人类福祉.滑坡生态风险评价过程中用生态系统服务表征生态系统的潜在损失,可以为防灾减灾提供更系统全面的参考.西南五省区(四川、云南、贵州、广西、重庆)地貌类型多样、地层岩性复杂、地质构造运动活跃,是我国滑坡灾害最严重的地区之一.本研究从灾害危险性、生态系统脆弱性、生态系统潜在损失3个维度构建了滑坡灾害生态风险评价框架、模型和指标,其中,危险性基于地质、地形、地貌、降水等因素及相互组合关系进行综合分析所得,脆弱性用景观格局指数表征,潜在损失用生态系统服务来衡量,进而对西南五省区的滑坡灾害生态风险进行评估,结果表明: 生态系统潜在损失较高的地区主要分布在云南哀牢山以南、四川邛崃山、横断山脉、大渡河流域地区、广西北部及大瑶山以东地区.研究区滑坡高生态风险区主要分布在岷山、邛崃山、无量山、哀牢山、苗岭、雷公山及大渡河流域、三江并流等地区.从海拔分布来看,500～1500 m是高风险主要分布的区域,占高风险面积的37.9%;从生态系统类型看,高风险区主要为森林生态系统类型,占高风险区域面积的66.4%.应加强高生态风险区的滑坡监测与预警,重点加强该区域生态系统保护,提高生态系统的稳定性与抵抗力.

2012—2016年海淀区气传花粉物候特征及其与气象要素的关系

刘宜纲, 吕世华, 刘建忠, 刘文军, 黄开龙, 张嘉仪, 欧阳昱辉, 李瑛

2019, 30(10):  3563-3571.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.014

摘要 ( 405 )   PDF (1898KB) ( 121 )  

利用重力沉淀法对2012—2016年海淀区气传花粉种类及含量进行监测,分析海淀区的花粉种类、峰值分布特征和含量变化、以及花粉浓度的不连续变化特征,在此基础上采用集合经验模态分解法对花粉浓度进行多时间尺度分析,并分析了花粉浓度与气象要素之间的关系.结果表明: 研究期间,海淀区的主要气传花粉种类已经发生改变,柏科、杨柳科等木本植物代替草本植物成为含量最多的气传花粉类别;花粉浓度的年内峰值分布并无明显改变;近5年花粉浓度整体呈下降趋势,但橘科等草本植物花粉浓度呈上升趋势;统计时段内,花粉浓度在4月上旬、5月下旬及8月上旬共发生3次不连续变化;花粉浓度存在准2 d、准51 d、准128 d的变化周期;温度对于花粉浓度的影响在各气象要素中占有主导地位,16～18 ℃范围内花粉浓度明显升高;气温的变化对逐日花粉浓度的影响具有一定的滞后性和持续性,通常与滞后2～7 d的花粉浓度相关性较高,日照时数和风速对当天的花粉浓度影响最显著.

绥芬河大麻哈鱼增殖放流效果评估

王继隆, 刘伟, 杨文波, 李培伦, 王维坤

2019, 30(10):  3572-3578.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.037

摘要 ( 379 )   PDF (548KB) ( 65 )  

为评估绥芬河大麻哈鱼增殖放流效果,本研究于2012—2017年在绥芬河东宁段对大麻哈鱼溯河洄游群体进行跟踪监测.共采集样本462尾,其中,标记个体(剪脂鳍)41尾.根据调查数据,计算了大麻哈鱼增殖放流回捕率,评估了增殖放流效果.结果表明: 2010—2012年的大麻哈鱼增殖放流回捕率为0.295%,大麻哈鱼增殖放流数量效益为1∶2.87.标记组和非标记组群体年龄组均为1⁺～5⁺龄,平均年龄分别为3.93和3.63龄.采用Logistic 曲线方程计算标记组和非标记组大麻哈鱼的50%初次性成熟叉长(L₅₀)分别为53.13和49.89 cm.ARSS分析结果显示,大麻哈鱼两组群体的叉长生长差异不显著,但两组间的性成熟比例差异显著.本研究表明大麻哈鱼增殖放流对其资源增殖保护具有重要作用,为今后增殖放流工作提出了建议.

纳米银对果蝇化蛹、羽化、寿命及细胞凋亡和蛋白表达的影响

孟帅帅, 王博, 林欣大

2019, 30(10):  3579-3588.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.036

摘要 ( 373 )   PDF (2647KB) ( 45 )  

纳米银因具有强有效的抗菌作用而被广泛应用于医药领域,然而它存在潜在的生物毒性.本研究选取经典的模式生物黑腹果蝇,探究纳米银对生物体的毒性作用机理.测定不同浓度纳米银处理下的Oregon R、w1118、MTF突变体等品系的化蛹率、羽化时间、羽化率及寿命;用rpr-lacZ品系的lacZ活性测定不同纳米银浓度处理下翅成虫盘的细胞凋亡情况; 通过SDS-PAGE研究不同浓度纳米银浓度处理下MTF突变体中肠蛋白的表达差异,并利用质谱分析差异蛋白的氨基酸序列.结果显示: 纳米银处理浓度升高至200 μg·mL^-1及以上时,MTF突变体化蛹率和羽化率显著降低; 纳米银处理浓度升高至800 μg·mL^-1时,Oregon R和w1118化蛹率和羽化率显著降低,而化蛹时间和羽化时间与纳米银处理浓度无显著关系.不同浓度纳米银处理对Oregon R和w1118的寿命无影响,而200 μg·mL^-1纳米银显著降低MTF突变体平均寿命.随纳米银处理浓度升高,细胞凋亡也逐渐增多.SDS-PAGE及质谱分析表明,随纳米银浓度上升,质子泵ATP激酶、热激蛋白、糖代谢相关酶系等蛋白的表达量上升.本研究表明,高浓度的纳米银会促进细胞凋亡致使部分蛋白表达量发生改变,从而降低果蝇存活率,为后续进一步了解其毒性作用机理提供理论依据.

闽江口鱼类功能多样性

冯晨, 何雄波, 招春旭, 李军, 康斌

2019, 30(10):  3589-3595.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.040

摘要 ( 625 )   PDF (787KB) ( 92 )  

根据2016年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)和冬季(2月)在闽江口海域进行底拖网作业的渔业资源调查样品,应用鱼类形态功能特征点数据分析了福建闽江口海域的鱼类功能多样性现状及时空变异.结果表明: 功能多样性与物种丰度具有相同的变化趋势,各站位鱼类物种丰度分别为:春季(17.8±5.1);夏季(22.4±5.6);秋季(17.7±6.3);冬季(12.1±2.3).鱼类集群功能多样性指数夏季最高,为(33.94±28.70),冬季最低(9.93±8.83),春季为(11.30±7.55),秋季为(19.05±19.32).群落内功能种呈现显著的季节演替,春季为太的黄鲫(占比为26%),夏季为六指马鲅(26%),秋季为龙头鱼,占比高达69%,显著高于其他物种的总和,冬季为棘头梅童鱼(38%).鱼类功能的季节性变动主要受其生活史及与其他物种之间的种间关系影响.

综合评述

菌根真菌与植物共生营养交换机制研究进展

冯欢, 蒙盼盼, 豆青, 张收霞, 王海华, 王春燕

2019, 30(10):  3596-3604.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.034

摘要 ( 777 )   PDF (500KB) ( 260 )  

菌根是陆地生态系统普遍存在的、由土壤中的菌根真菌侵染宿主植物根系形成的联合共生体.菌根的建立是以共生体双方的营养交换为基础的:菌根真菌从土壤中吸收氮、磷等营养物质并转运给宿主植物,供其生长;作为交换,植物则以脂质或糖的形式向菌根真菌提供其生长所必需的碳水化合物.近年来,菌根真菌与宿主植物间的营养交换机制一直是研究的热点,国内外对菌根真菌介导的植物营养物质吸收和转运机制的研究也取得了巨大进展.本文综述了丛枝和外生两种菌根真菌与宿主植物间营养交换的最新研究进展,尤其是碳、氮、磷等几种重要营养物质的吸收与双向转运机制,以及营养交换在菌根形成中的潜在调控作用,并对目前存在的关键问题和未来研究方向进行了分析和展望,这对菌根模型的建立及菌根效益的优化具有重要意义.

大气氮沉降监测方法研究进展

吴玉凤, 高霄鹏, 桂东伟, 刘学军

2019, 30(10):  3605-3614.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.008

摘要 ( 702 )   PDF (799KB) ( 269 )  

大气氮沉降是全球氮素生物地球化学循环中的重要环节,指包括氧化态(NO_y)和还原态(NH_x)的活性氮通过干、湿沉降两种方式从大气中移除并降落到地表的过程,对陆地和水生生态系统的结构和功能有重要影响.日益增加的氮沉降对自然生态系统和人类健康构成潜在威胁,如何准确监测不同生态系统的干、湿氮沉降的组成和通量,建立统一的监测技术方法是近年来的研究热点和难点之一.本文详细综述了近年来国内外干、湿氮沉降的监测方法,包括微气象学法、推算法、模型法、替代面法、降水采集法和离子交换树脂法等.并结合其在区域、国家及全球尺度的应用对比总结了不同方法的优缺点,为建立全国性的氮沉降监测网络提供方法学的支持.

昆虫趋色性及诱虫色板的研究和应用进展

郭祖国, 王梦馨, 崔林, 韩宝瑜

2019, 30(10):  3615-3626.  doi:10.13287/j.1001-9332.201910.032

摘要 ( 770 )   PDF (1078KB) ( 320 )  

昆虫与植物之间色彩通讯是彼此信息交流的渠道之一,基于害虫趋色性研发的诱虫板作为一种绿色防控手段,已广泛用于农林害虫的虫情监测、预测预报、大量诱杀以及天敌诱集和指引,效果良好.本文概述了昆虫趋光趋色机理、诱虫板诱杀害虫机制和诱虫板色彩、形状、大小、高度、密度、方向、诱虫时长、植株形态和害虫生理状态等对于诱捕效果的影响,总结了诱虫板在茶园、菜地和大棚等作物环境中的多种实用技术,解析了诱虫板与昆虫性诱剂、植物源引诱剂等配合使用方法及其功效,评价了诱虫板治虫的优缺点并提出改进措施,讨论了诱虫板诱效的评价方法和成本核算.展望了新一代诱虫板研发方向、诱虫板与信息素等产品在有害生物综合治理(IPM)中的集成应用和诱虫板产业前景.