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2013年 第24卷 第3期    刊出日期：2013-03-18

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2013, 24(3):  0. 

摘要 ( 1014 )   PDF (472KB) ( 218 )  

研究报告

北京地区栓皮栎和油松人工林土壤团聚体稳定性及有机碳特征

刘艳1,查同刚1,2**,王伊琨1,王高敏1

2013, 24(3):  607-613. 

摘要 ( 1736 )   PDF (603KB) ( 687 )  

通过野外调查与室内分析，研究了北京地区栓皮栎和油松人工林土壤水稳性团聚体稳定性及有机碳分布特征.结果表明： 在两种人工林内，大团聚体含量均随土层加深呈减少的趋势.其中，油松人工林中大团聚体（>0.25 mm）含量占总团聚体的71%~77%；栓皮栎人工林中大团聚体含量（51%~58%）与微团聚体（≤0.25 mm）含量（42%~49%）差异不明显.油松人工林土壤平均质量直径和几何平均直径均显著高于栓皮栎人工林，分形维数D值小于栓皮栎人工林.在两种林分中，土壤各粒级团聚体有机碳含量均随土壤层次的加深呈现逐渐降低的趋势.油松人工林中水稳性大团聚体的有机碳对土壤有机碳的贡献率为58%~83%，高于栓皮栎人工林水稳性大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率(49%~66%).油松人工林比栓皮栎人工林更利于土壤水稳性团聚体的稳定和土壤有机碳的保护.

 

红松阔叶混交林林隙大小及光照对草本植物的影响

段文标,王丽霞,陈立新**,杜珊,魏全帅,赵健慧

2013, 24(3):  614-620. 

摘要 ( 1763 )   PDF (713KB) ( 507 )  

在小兴安岭红松阔叶混交林中选取的6个林隙内，以每个林隙中心为起点，沿东西和南北两个方向，每隔2 m平行布置1个1 m×1 m的固定样方.2011年6月和9月利用估测法测定样方内不同高度等级草本植物的覆盖度和多度，记载样方内基质特征.6—9月每月选择阴天,利用冠层分析仪拍摄鱼眼照片，用Gap Light Analyzer 2.0软件计算相对光强.分析不同林隙间相对光强、草本植物覆盖度和丰富度的差异，以及各物种覆盖度与直射光、漫射光和基质的关系.结果表明：开阔区和林冠下的大林隙相对光强均大于小林隙，而且从林隙中心到林隙边缘的漫射光、直射光变化范围也大于小林隙；不同区域大、小林隙到达地面的直射光大小顺序为北部大于南部；在Z₁～Z₄区域内，大林隙的草本植物覆盖度和丰富度均大于小林隙，其中大、小林隙物种丰富度之间的差异达到了显著水平.另外，大多数草本植物覆盖度与漫射光和基质之间显著相关，只有少数草本植物覆盖度与直射光呈相关关系.

 

天童常绿阔叶林林窗的地形分布格局

张志国1,2,马遵平1,2,刘何铭1,2,郑泽梅1,2,谢玉彬1,2,方晓峰1,2,王希华1,2**

2013, 24(3):  621-625. 

摘要 ( 1956 )   PDF (758KB) ( 613 )  

为探究多维地形因素对林窗分布的影响,以天童20 hm²常绿阔叶林动态监测样地内的林窗为对象,结合地理信息系统软件,分析了林窗空隙率、林窗密度以及林窗面积在海拔、坡度、坡向、坡形、坡位5种地形因子下的分布格局.结果表明: 该样地林窗空隙率为13.1%,林窗密度为9.5个·hm^-2,林窗平均面积为137.82 m²;因高海拔台风干扰的强度较大,高海拔段(≥500 m)林窗的空隙率和密度显著大于中低海拔段(<500 m);台风带来的强降雨极易引起小范围滑坡,使得沟谷的林窗空隙率和密度显著大于侧坡,林窗平均面积显著大于侧坡和山脊.台风及其带来的强降雨是造成林窗在海拔及坡位梯度上具有显著性差异的主要原因.

宁夏大罗山4种主要植被类型的细根生物量

苏纪帅1,程积民1,2**,高阳1,仇智虎3,曹怀清3

2013, 24(3):  626-632. 

摘要 ( 2051 )   PDF (560KB) ( 589 )  

采用根钻法,分析了宁夏大罗山4种主要植被类型(青海云杉纯林、油松纯林、落叶灌木和荒漠草原)0～40 cm土层的细根生物量、土壤含水量和土壤容重,并对50 a、70 a和100 a 3种树龄的青海云杉纯林细根生物量进行了研究.结果表明: 4种植被类型的细根生物量集中分布在0～20 cm土层,大小顺序为油松纯林>青海云杉纯林>落叶灌木>荒漠草原,其中油松纯林显著高于其他3种植被类型;不同树龄青海云杉纯林细根生物量表现为70 a > 100 a > 50 a,且其活细根和死细根生物量分配比例无显著性差异;4种植被类型下0～40 cm土壤含水量的大小表现为:青海云杉纯林>油松纯林>落叶灌木>荒漠草原;土壤容重则呈相反的规律,并与细根生物量呈极显著负相关.

 

红松阔叶混交林中坑和丘的微立地特征及其对植被更新的影响

杜珊1,段文标1**,王丽霞1,陈立新1,魏全帅1,李猛2,王利冬3

2013, 24(3):  633-638. 

摘要 ( 1510 )   PDF (759KB) ( 541 )  

2011年8月，在红松阔叶混交林2.55 hm²的样地内,调查了42株倒木及其形成的坑和丘复合体的微立地特征及其植被更新状况，测定了丘顶、丘面、坑壁、坑底、完整立地5个微立地的土壤含水量、土壤温度、空气相对湿度和光合有效辐射.结果表明: 在5个微立地中,丘顶的光合有效辐射最高(527.9 μmol·m^-2·s^-1),完整立地最低(58.7 μmol·m^-2·s^-1);丘顶的土壤温度最高(16.0 ℃),坑底最低(13.3 ℃);坑底的土壤含水量最高(34.6%),丘面最低(0.5%);完整立地的空气相对湿度最高(75.9%),丘顶最低(68.0%).形成坑和丘复合体的5个树种的频率大小依次是红松(42.9%)＞云杉(31.0%)＞白桦(16.7%)＞冷杉(7.1%)＞稠李(2.4%).42株掘根倒木中,有2/3偏向西北方向.倒木体积与坑深度、坑长度、丘高度、丘宽度均呈极显著正相关,与丘厚度呈负相关.坑的宽度和长度分别与倒木的胸径呈显著和极显著正相关.不同微立地之间物种丰富度的大小顺序为完整立地＞坑＞丘;所有树种盖度的大小顺序依次为完整立地＞坑＞丘.

 

马尾松菌根化苗木对干旱的生理响应及抗旱性评价

王艺1,2,丁贵杰1**

2013, 24(3):  639-645. 

摘要 ( 1867 )   PDF (901KB) ( 564 )  

采用温室盆栽方法,研究了持续干旱及复水处理后,接种褐环乳牛肝菌7、牛肝菌1、鸡油菌、彩色豆马勃和土生空团菌的马尾松苗木生理变化,并对菌根化苗木进行抗旱性评价.结果表明: 在持续干旱条件下,马尾松苗木的丙二醛和相对质膜透性随之增加,但菌根化苗木的丙二醛和相对质膜透性均显著低于未接种苗木(对照);复水后,菌根化苗木中丙二醛和质膜透性较对照迅速降低.在持续干旱胁迫前21 d,马尾松苗木超氧阴离子自由基产生速率增加,同时也诱导了菌根化苗木中过氧化物歧化酶、过氧化物酶和硝酸还原酶活性显著增加.随着胁迫时间的延长,苗木复水后的恢复能力各异.在胁迫14 d复水后,苗木过氧化物歧化酶、过氧化物酶和硝酸还原酶的活性均得以恢复.菌根化苗木抗旱性的强弱为牛肝菌7>牛肝菌1>鸡油菌>土生空团菌>彩色豆马勃.过氧化物歧化酶和丙二醛与马尾松菌根化苗木抗旱性关联度较大,可以作为抗旱鉴定的主要指标.

黑松与松材线虫互作早期NO应答信号与外在因子的关系

俞禄珍,吴小芹**,叶建仁,张赛男

2013, 24(3):  646-652. 

摘要 ( 1427 )   PDF (562KB) ( 450 )  

松树与松材线虫互作中,NO作为重要的信号分子参与调控寄主对松材线虫入侵的应答反应,但松材线虫入侵寄主后,是松材线虫还是其代谢产物激发寄主体内NO应答信号尚不明确.本研究用松材线虫活体、线虫分泌物、虫体研磨液等分别接种黑松,研究接种早期黑松体内NO合成酶(NOS)活性和NO含量变化与后期松树症状发展的关系.结果表明: 采用虫体研磨液、线虫分泌物处理后黑松体内NOS活性和NO含量均升高;各处理黑松外部均出现感病症状.说明在松树与松材线虫互作中,除线虫活体作用外,线虫体或分泌物中的物质也可激发松树体内NO应答信号的表达,诱导下游应答响应的发生,导致黑松感病.15～25 ℃条件下,随着温度升高,接种黑松体内NOS活性增强,NO含量升高,感病症状出现较早;随着干旱胁迫程度的增强,接种黑松体内NOS活性、NO含量大致呈逐步升高趋势,感病症状也较早出现.在一定范围内,温度升高和干旱程度加剧可诱发感病黑松体内NO相关信号途径表达增强,并加速病程发展.表明在一定条件下,高温干旱环境有利于松材线虫病的发生可能与寄主体内NO应答信号增强有关.

沙坡头地区吸湿凝结水对生物土壤结皮的生态作用

潘颜霞,王新平**,张亚峰,虎瑞

2013, 24(3):  653-658. 

摘要 ( 2080 )   PDF (850KB) ( 274 )  

以沙坡头植被固沙区为研究对象，采用野外试验与室内分析相结合的方法，探讨了吸湿凝结水对生物土壤结皮的生态作用.结果表明： 在沙坡头人工固沙植被区内，吸湿凝结水90%分布在表层3 cm以内，不影响土壤表层水分含量；夜间形成的吸湿凝结水在日间参与了地表水分与大气层水汽的交换过程，弥补了日间蒸发作用导致的土壤水分的散失，使表层土壤水分不会迅速降低.吸湿凝结水形成量与生物土壤结皮中的叶绿素含量呈正相关关系，能够提高该区生物土壤结皮的生长活性，有利于其生物量的积累.

 

黄土丘陵区不同演替阶段生物结皮对土壤CO₂通量的影响

王爱国1,2,赵允格2,许明祥1,2**,杨丽娜2,3,明姣2,3

2013, 24(3):  659-666. 

摘要 ( 1609 )   PDF (1124KB) ( 539 )  

生物结皮是土壤表面具有光合活性的致密复合层,是土气界面CO₂通量的影响因子之一.本文采用改进的Li-8100土壤碳通量测量系统,研究了黄土丘陵区退耕地上不同演替阶段生物结皮对土壤CO₂通量的影响.结果表明: 光照条件下,生物结皮土壤CO₂通量较除去生物结皮显著下降,其中藻结皮和藓结皮分别下降了92%和305%;生物结皮对土壤CO₂通量的降低程度与其生物组成和生物量有关,深色藻结皮和藓结皮土壤CO₂通量较裸地分别降低了141%和484%.生物结皮土壤CO₂通量的日变化呈降低-升高-降低的趋势,而裸地CO₂通量日变化趋势为单峰曲线,藻结皮、藓结皮的碳吸收峰值分别出现在8:00和9:00前后,其CO₂通量分别为0.13和-1.02 μmol CO₂·m^-2·s^-1;藻结皮24 h CO₂通量排放总量较裸地增加7.7%,而藓结皮减少了29.6%.生物结皮对土壤CO₂通量的影响显著,在评价退耕地土壤碳循环时,应考虑生物结皮的影响.

酚酸对杨树人工林土壤养分有效性及酶活性的影响

王延平1,2,王华田1,2**,许坛1,倪桂萍1,姜岳忠3

2013, 24(3):  667-674. 

摘要 ( 1800 )   PDF (1239KB) ( 551 )  

采用离子交换树脂膜作为根系模拟器,研究杨树人工林土壤在酚酸环境中养分有效性及酶活性的变化.结果表明: 酚酸能显著影响杨树人工林土壤养分有效性和土壤酶活性,且二者受酚酸的影响具有显著的浓度效应和时间效应.随酚酸浓度增大,土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N的提取量均显著下降.在高浓度酚酸环境中,PO₄^3-、Mn²⁺的有效性显著提高,而K⁺、Fe³⁺的有效性被显著抑制;脲酶和碱性磷酸酶活性显著降低,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则呈显著升高的趋势.随培养时间的延长,土壤中NH₄⁺-N、PO₄^3-、Mn²⁺的有效性逐渐增加,而NO₃^--N、K⁺、Fe³⁺、Zn²⁺的有效性显著降低.相关分析表明,脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶活性与NO₃^--N、K⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等的有效性相关性较高.

 

水淹对枫杨幼苗光合生理特征的影响

王朝英1,2,李昌晓1,2**,张晔1,2

2013, 24(3):  675-682. 

摘要 ( 1649 )   PDF (823KB) ( 504 )  

通过设置对照(CK)、连续性水淹(CF)和间歇性水淹(PF)3个水分处理,模拟三峡库区库岸带土壤水分变化,研究乡土树种枫杨当年实生幼苗的生理生态适应机制.结果表明: 不同水分处理均显著影响枫杨幼苗的光合作用、生物量积累和生长.与CK相比，CF和PF组枫杨幼苗除胞间CO₂浓度升高,净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)均显著降低.其变化趋势是枫杨幼苗的P_n、g_s在试验初期下降,然后逐渐恢复或趋于稳定.随着处理时间的延长,CF和PF组枫杨幼苗的总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、株高和地径均呈现上升趋势.CF和PF组的总生物量、根生物量、叶生物量和株高,以及PF组的茎生物量均显著低于CK,而CF组的茎生物量与CK无显著差异,其地径还高于CK.枫杨幼苗具有耐受水湿而不耐水淹-干旱交替的生理生态特征.

利用1∶5万土壤数据库估算浙江省土壤有机碳密度及储量

支俊俊1,荆长伟1,张操1,吴嘉平1**,倪治华2,陈红金2,徐进2

2013, 24(3):  683-689. 

摘要 ( 1747 )   PDF (1107KB) ( 480 )  

土壤有机碳库作为陆地生态系统中重要的碳库之一，对于温室效应和全球变化研究具有重要意义.利用浙江省1∶5万土壤数据库，对浙江省277个土种0～100 cm土层的有机碳密度进行估算，分析了全省土壤有机碳密度和储量,以及各主要土壤类型有机碳密度和分布.结果表明： 浙江省土壤有机碳密度值主要集中在5～10 kg·m^-2；山香灰土有机碳密度最高，为52.80 kg·m^-2，清水砂最低，为1.82 kg·m^-2；红壤和水稻土土类土壤有机碳储量最大，两者之和占浙江省土壤有机碳总储量的63.8%；浙江省土壤总面积为100784.19 km²，土壤有机碳储量为875.42×10⁶ t，土壤有机碳平均密度为8.69 kg·m^-2.通过叠加数字高程模型分析,发现土壤有机碳密度随高程、坡度和坡向的变化均呈现明显的变化趋势.

 

应用DNDC模型分析管理措施对稻麦轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应的影响

张啸林1,潘晓健1,熊正琴1**,王金阳1,杨波1,刘英烈1,刘平丽1,2

2013, 24(3):  690-696. 

摘要 ( 1691 )   PDF (765KB) ( 508 )  

以南京地区稻麦轮作体系为对象,研究了不同农业管理措施对CH₄和N₂O排放通量及年度动态变化的影响,用田间观测数据验证生物地球化学循环模型(DNDC)在该耕作制度下的适用性;利用DNDC模型模拟不同环境因子和管理措施对CH₄和N₂O综合温室效应(GWP)的影响.结果表明: 除了对照和麦季对CH₄排放的模拟偏差较大外,DNDC对其余各处理模拟的CH₄和N₂O累积排放量与田间观测结果基本吻合,相对偏差变幅7.1%~26.3%,可以直接应用DNDC模型模拟环境因子和主要管理措施对CH₄和N₂O累积排放量引起GWP的影响.模型灵敏度检验结果表明,年均温度、土壤容重、土壤有机碳、土壤质地、土壤pH等环境因子对GWP的影响显著;施用氮肥、秸秆还田量和烤田期长短等管理因子对GWP的影响明显.在估算我国稻麦轮作制度下温室气体的点或区域排放规律时,应考虑上述这些影响因子.

城市扩展影响下生态系统服务的多情景模拟和预测——以天津市滨海地区为例

黄焕春1,运迎霞1**,苗展堂1,郝翠2,李洪远2

2013, 24(3):  697-704. 

摘要 ( 1514 )   PDF (3389KB) ( 586 )  

基于改进的Logistic-CA模型,以天津市滨海地区为例,在历史外推、内生发展、外生发展3种情景中,模拟预测2011—2020年城市扩展影响下生态系统服务功能的空间演化规律特征.结果表明: 3种情境下,研究区最终的生态系统服务功能总量大体相当,生态系统服务功能最低的1级功能区空间格局基本一致,但3种生态系统服务功能的空间演化过程差异较大;低等级生态系统服务功能区呈组团状以十字型生长,十字型的中心片区位于塘沽城区,最终形成海河轴与沿海带的十字型片区.

基于景观结构的城乡结合部生态风险分析——以泰安市岱岳区为例

石浩朋,于开芹**,冯永军

2013, 24(3):  705-712. 

摘要 ( 1826 )   PDF (991KB) ( 334 )  

以2000、2005和2010年的遥感数据为基础,对泰安市岱岳区土地利用类型和景观格局变化进行分析,构建生态风险指数,对研究区域的生态风险指数进行重采样和空间差值,并分析了城乡结合部区域生态风险的时空变化规律.结果表明: 2000—2010年,研究区土地利用类型的主要转移方向是自然景观向人工景观转移;耕地、园地、林地的人为干扰强度较大,水域的人为干扰较小;耕地和水域的生态损失度指数有所下降,其他土地利用类型基本上呈上升趋势;2000和2010年,研究区各生态风险小区的生态风险值分布较分散,2005年最集中,2000—2005年,各生态风险小区的生态风险值以增加为主,2005—2010年则以降低为主;2000—2010年,研究区生态风险指数等级以中等程度为主,生态风险指数在空间分布上表现出明显的空间差异,大体上以林地为中心向周围区域呈扩散状递增;研究区域风险等级以中风险区和较高风险区为主,较低风险区面积动态变化明显,最低风险区和最高风险区的面积变化不大.

 

基于生理发育时间和生长度日的烤烟生育期预测模型

张明达1,朱勇1**,胡雪琼1,李蒙1,李晓燕2

2013, 24(3):  713-718. 

摘要 ( 2057 )   PDF (454KB) ( 579 )  

利用2010—2011年在云南具有代表性的植烟县开展烤烟种植试验数据，建立基于生理发育时间和生长度日的生育期模型，再利用农业气象观测资料进行模型验证.结果表明：在移栽期之前，两种预测模型都有很好的模拟效果，平均误差日数较低，移栽期之后，受移栽、打顶等农事活动的影响，误差日数增大；使用生理发育时间法进行模拟的预测值与实测值符合度较好，尤其是在移栽期之前，平均误差日仅为2 d，预测精度明显高于生长度日法；受光周期效应的影响，生理发育时间模型在较低纬度地区的模拟效果偏差，而在较高纬度地区模拟精度较高.

长期植稻年限序列水稻土团聚体有机碳分布特征

王欣欣1,2,符建荣2**,邹平2,陈维2,叶静2,俞巧钢2,姜丽娜2,王强2

2013, 24(3):  719-724. 

摘要 ( 1708 )   PDF (699KB) ( 582 )  

 通过开展有机质物理分组试验,研究了杭州湾南岸不同植稻年限序列水稻土有机碳含量的粒级分布变化特征.结果表明: 各植稻年限耕层水稻土中,土壤团聚体主要分布在微团聚体(<0.25 mm)中,其中大微团聚体(0.053～0.25 mm)随着植稻年限的增加而减少；在微团聚体(0.053~0.25 mm,<0.053 mm)中,有机碳含量随着植稻年限的增加而增加,在0.053～2 mm粒径范围内,各粒级有机碳占总有机碳比例随着粒级的减小而增加,有机碳主要集中在大微团聚体(0.053～0.25 mm)中；随着种植年限的增加,颗粒有机碳含量减少.栽培年限长的水稻土比栽培年限短的水稻土碳封存量大,早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力.

 

紫色土区坡耕地不同种植模式对土壤渗透性的影响

李建兴,何丙辉**,梅雪梅,梁艳玲,熊建

2013, 24(3):  725-731. 

摘要 ( 1972 )   PDF (588KB) ( 484 )  

以裸地为对照，研究紫色土区坡耕地不同种植模式对土壤渗透性的影响.结果表明：6种种植模式土壤渗透性表现为枇杷＞柠檬＞香根草植物篱+玉米＞新银合欢植物篱+玉米＞黄花＞玉米＞裸地；各种植模式土壤渗透性均随土壤深度的增加而降低，土壤入渗特征值均表现为初始入渗率＞平均渗透率＞稳定入渗率；土壤渗透性与土壤非毛管孔隙、总孔隙度、初始含水率、有机质含量和土壤持水量呈显著正相关，与土壤容重呈显著负相关；通用经验模型对各种植模式土壤入渗过程的拟合效果最好，而Kostiakov方程不适于描述该流域土壤水分的入渗过程.

长期施肥对双季稻种植下土壤有机碳库和固碳量的影响

孙玉桃1,2,廖育林1,2,郑圣先1,2**,聂军1,2,鲁艳红1,2,谢坚1,2

2013, 24(3):  732-740. 

摘要 ( 1868 )   PDF (536KB) ( 604 )  

研究了长期施用化肥和猪粪(PM)、稻草(RS)对双季稻集约化种植下30年期间(1981—2010年)土壤有机碳(SOC)及其组分的影响.结果表明：化肥平衡施用处理(NPK)的SOC、颗粒有机C(POC)和KMnO₄氧化C(KMnO₄C)组分高于化肥非平衡施用处理(NP和NK)；猪粪、稻草与化肥(NK+PM、NP+RS和NPK+RS)长期配合施用处理的SOC、POC和KMnO₄C组分显著增加.连续种植30年60季水稻后,猪粪与NK配施处理0～45 cm土层的SOC(84.71 t C·hm^-2)、POC(8.94 t C·hm^-2)和KMnO₄C(21.09 t C·hm^-2)数量最高,其次是NPK+RS处理；NK+PM处理(485 kg C·hm^-2·a^-1)的固C量最高,其次是NPK+RS处理(375 kg C·hm^-2·a^-1).化肥与猪粪、稻草配施处理SOC的固C效率(CSE)明显高于单施化肥处理；施肥处理POC的固C效率(0.4%～1.2%)低于KMnO₄C(3.0%～8.3%).采用腐殖化常数值(h)和Jenkinson方程的衰减常数(k)可以预测不同处理2010年的SOC储量,通过Jenkinson方程可以计算维持1981年的SOC储量水平所需要的C投入量(A_E).双季稻种植下，长期连续施用NK+PM、NP+RS和NPK+RS处理的SOC含量增加是由于年C输入量高于A_E所致.在南方亚热带双季稻种植区,化肥与猪粪、稻草长期配施将促进水稻土有机碳的固定.

 

土壤紧实胁迫对黄瓜根系呼吸代谢的影响

郑俊鶱,孙艳**,韩寿坤,张浩

2013, 24(3):  741-746. 

摘要 ( 1479 )   PDF (403KB) ( 488 )  

用容重分别为1.20和1.55 g·cm^-3的土壤进行盆栽试验,研究了土壤紧实胁迫对‘津春4号’黄瓜根系呼吸代谢的影响.结果表明: 土壤紧实胁迫条件下,黄瓜根系中丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶活性显著提高;无氧呼吸主要产物(乙醇、乙醛和乳酸)含量显著升高;参与有氧呼吸的苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活性显著下降,丙酮酸和琥珀酸含量显著提高,苹果酸含量显著下降.说明在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜根系的有氧呼吸受到显著抑制,无氧呼吸过程加强.

栽培方式对夏直播花生叶片光合特性及产量的影响

杨富军,赵长星,闫萌萌,王月福,王铭伦**

2013, 24(3):  747-752. 

摘要 ( 1609 )   PDF (520KB) ( 494 )  

在田间试验条件下,以青花7号花生品种为材料,研究了不同栽培方式对麦后夏直播花生叶片光合特性及产量的影响.结果表明: 与传统栽培方式相比,采用夏直播高产保护性栽培方式可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高和胞间CO₂浓度较低,光合效率显著提高.夏直播高产保护性栽培方式下花生单株生产力较高,荚果产量显著增加,经济系数明显提高.地膜覆盖和秸秆还田均可改善夏直播花生叶片光合特性,提高花生产量.夏直播高产保护性栽培方式能够有效缓解夏直播花生生育期较短、单株生产力低等不利因素,是一项实用的夏直播花生高产栽培方法.


 

外置式与内置式秸秆生物反应堆对番茄生长及光合性能的影响

卞中华1,2,3,王玉1,胡晓辉1,邹志荣1**,张静1,燕飞1

2013, 24(3):  753-758. 

摘要 ( 1703 )   PDF (813KB) ( 462 )  

以“魁冠108”番茄为试验材料,对比研究了外置式和内置式秸秆生物反应堆在秋延后番茄生产过程中对日光温室内CO₂浓度、空气相对湿度、空气饱和水汽压差以及番茄生长和光合性能的影响.结果表明:与对照相比,晴天9:30—11:30和14:30—15:00 外置式秸秆生物反应堆温室内CO₂浓度平均提高了207.3和103 μmol·mol^-1,差异显著；晴天9:30-11:30内置式秸秆生物反应堆温室内CO₂浓度平均提高了19.0 μmol·mol^-1；外置式和内置式秸秆生物反应堆促进了番茄株高生长,使植株提早开花,显著提高了番茄净光合速率、单株产量及单位面积产量,显著降低了营养生长期和结果期的蒸腾速率.与内置式相比,外置式秸秆生物反应堆更适合在日光温室秋延后生产中推广应用.

 

施钾时期对食用甘薯光合特性和块根淀粉积累的影响

陈晓光1,史春余2,李洪民1**,张爱君1,史新敏1,唐忠厚1,魏猛1

2013, 24(3):  759-763. 

摘要 ( 1685 )   PDF (563KB) ( 514 )  

在施钾240 kg·hm^-2水平下，研究施钾时期对甘薯叶片光合特性和块根淀粉积累的影响.结果表明：与一次性施钾（全部基施）相比，分期施钾（1/2基施+1/2栽后75 d追施）提高了甘薯叶片的光合速率及叶片中磷酸蔗糖合成酶和块根中腺苷二磷酸焦磷酸化酶活性，提高了块根中淀粉积累速率(生育期平均增幅为6.7%)，显著增加了块根产量(增幅为8.2%).与不施钾处理相比，两个施钾处理均提高了叶片中蔗糖的合成能力和蔗糖在块根中转化为淀粉的能力.

 

 

 

不同粒径红壤胶体颗粒对DNA的吸附特性

廖敏1,2,谢晓梅1,2**,方舒1,2,裘晓白1,2,陈娜1,2,徐雅倩1,2,姜春燕3,陈雪芳3

2013, 24(3):  764-770. 

摘要 ( 1621 )   PDF (717KB) ( 563 )  

采用平衡法研究了含有机质粗粘粒、去有机质粗粘粒、含有机质细粘粒和去有机质细粘粒4种红壤胶粒对DNA的吸附特征及其热力学特性.结果表明: 4种红壤胶粒对DNA的吸附是快反应过程,Langmuir吸附方程可较好地描述4种红壤胶体对DNA的等温吸附,相应拟合的相关系数r²分别为0.974、0.991、0.958和0.975.最大吸附量表现为含有机质细粘粒>去有机质细粘粒>含有机质粗粘粒>去有机质粗粘粒.电解质浓度和种类及吸附体系pH是影响红壤胶体对DNA吸附的重要因子,一定电解质浓度范围(NaCl<60 mmol·L^-1,CaCl₂<10 mmol·L^-1)内,DNA在红壤胶体表面的吸附量随电解质浓度的增大而显著增加,其中钙离子的促进作用大于钠离子,但随着吸附体系pH的上升而显著降低.含有机质胶粒对DNA的吸附过程是吸热反应,而去有机质胶粒对DNA的吸附过程是放热反应,红壤胶粒对DNA的吸附反应过程是一个熵增过程.

 

基于GGE双标图的棉花品种生态区划分

许乃银1,2,张国伟2,李健3,周治国1**

2013, 24(3):  771-776. 

摘要 ( 1675 )   PDF (510KB) ( 583 )  

采用遗传力校正的GGE双标图分析方法，对以安庆、南阳、黄冈、荆州、武汉、襄阳、常德、岳阳、南京、南通、盐城、九江、简阳、射洪和慈溪等15个试验点为代表的长江流域棉区,基于皮棉产量进行品种生态区划分，并对划分结果进行信息比（IR）校正，为长江流域棉区棉花品种的选择提供科学依据.结果表明： 长江流域棉区可以划分为3个棉花品种生态区，即以简阳和射洪为代表的“四川盆地棉花品种生态区”、以南阳和襄阳为代表的“南襄盆地棉花品种生态区”和涵盖其余试验点的“长江流域主体棉花品种生态区”.


 

内蒙古皇甫川流域不同水土治理措施对粪金龟子群落的影响

刘伟1,2,王润润3,刘新民3**

2013, 24(3):  777-787. 

摘要 ( 1786 )   PDF (574KB) ( 575 )  

2007年9月—2008年9月，采用诱捕法采集粪金龟子，以不同水土治理措施植被、耕作农田和天然草地为研究样地，分析了内蒙古皇甫川流域不同土地管理方式对粪金龟子群落的影响.共捕获粪金龟子6169头，隶属于2科5属15种，优势种为直蜉金龟和小驼嗡蜣螂，分别占总捕获量的66.54%和13.26%.缺少适宜林地环境生存的种类是研究地区粪金龟子群落的基本特征.与耕作农田和天然草地相比，几种水土治理措施均未导致粪金龟子群落多度、生物量和物种丰度显著提高.粪金龟子群落生物量和物种丰度以及功能群Ⅱ和Ⅲ的多度与树(草)高呈显著负相关.受长期农业耕作以及缺少大型食草动物的影响，皇甫川流域的粪金龟子群落组成以功能群Ⅱ和Ⅲ为主，功能群I的多度和物种丰度较低.研究地区居民点的人畜粪便为粪金龟子提供了充足的食物，导致附近耕作农田中的粪金龟子群落具有较高的多度和丰度.天然草地是该流域粪金龟子群落的适宜生境.在区域尺度推广水土流失综合治理成功经验的同时，保护天然草地和饲养适当数量家畜(特别是大型食草牲畜)是维护粪金龟子群落多样性和生态系统功能的有效措施.

 

3种假单胞菌CaCl₂法感受态细胞制备及转化条件

赵峰1,2,张颖1**,李慧1,史荣久1,韩斯琴1

2013, 24(3):  788-794. 

摘要 ( 2195 )   PDF (789KB) ( 678 )  

假单胞菌因其生境和代谢类型的多样性,在污染环境修复、生物转化、生物防治等领域具有广阔的应用潜力；外源基因的导入是假单胞菌遗传改造的重要环节,而感受态细胞的制备和转化方法的建立是导入外源基因的重要方法学基础.本研究以从石油污染土壤中分离筛选的假单胞菌属的3个菌株Pseudomonas putida TS11、P. stutzeri DNB、P. mendocina JJ12为对象,通过3因素4水平正交实验设计,研究了不同CaCl₂浓度、热激时间及复苏时间对不同假单胞菌感受态细胞制备及转化效率的影响.结果表明： CaCl₂浓度是影响假单胞菌转化效率的最主要因素(P<0.05),且在制备感受态细胞之前用无菌蒸馏水多次洗涤菌体细胞,转化率明显提高.3种假单胞菌的CaCl₂转化优化条件分别为：100 mmol·L^-1 CaCl₂,热激3 min,复苏1.5 h；50 mmol·L^-1 CaCl₂,热激6 min,复苏1.5 h；75 mmol·L^-1 CaCl₂,热激4.5 min,复苏0.5 h.在上述转化条件下,3种假单胞菌的外源质粒转化效率均达到10.5个转化子·μg^-1 DNA水平.

不同方法处理的家蝇蛹对蝇蛹金小蜂繁殖的影响

贺张,刘继兵,陈永玲,陈中正,段毕升,胡好远**

2013, 24(3):  795-800. 

摘要 ( 1767 )   PDF (453KB) ( 522 )  

通过适当方法处理寄主并长期保存,是大量繁殖寄生蜂的重要途径.蝇蛹金小蜂是多种有害蝇类的蛹期重要寄生蜂,在生物防治上具有重要价值.本文探讨了蝇蛹金小蜂对-20 ℃冷冻、6 ℃冷藏和二氧化碳窒息处理1、3和30 d的家蝇蛹以及热处死和热处死后冷藏保存30 d家蝇蛹的寄生能力.结果表明: 蝇蛹金小蜂可以利用上述蝇蛹,且其后代在胫节长度上均与源自新鲜蛹的寄生蜂胫节长度无显著差异;但除冷冻方法外,寄生蜂后代产量均随寄主保存时间的延长而降低.在保存30 d的前提下,冷冻方法保存的寄主上寄生蜂后代最多.表明在大量繁殖蝇蛹金小蜂时,可以利用冷冻等方法对寄主进行处理并保存.

 

丹江口水库消落带土壤种子库与地上植被和环境的关系

刘瑞雪,詹娟,史志华,陈龙清**

2013, 24(3):  801-808. 

摘要 ( 1774 )   PDF (620KB) ( 658 )  

以丹江口水库消落带为研究区域,利用层次聚类法将海拔140～145 m区域内37个样地的土壤种子库分为6个组,比较不同组间的种子库物种组成、密度及多样性指数之间的差异;利用相似性指数分析土壤种子库与地上植被的差异;运用主成分分析和多元回归分析土壤种子库密度与地上植被、环境因素的关系.结果表明: 在丹江口水库消落带同海拔区域内,土壤种子库在物种组成上呈明显的异质性,不同组间的种子库密度、多样性指数均存在显著差异;土壤种子库与地上植被的差异较大,而且土壤种子库中的物种数明显少于地上植被中的物种数;土壤种子库密度与地上植被盖度、地上物种数和土壤质地呈显著正相关,而与田间持水量和土壤孔隙度呈显著负相关.

三峡水库蓄水对洞庭湖湿地生态系统服务价值的影响

李景保**,代勇,殷日新,杨燕,李玉丹,王克英

2013, 24(3):  809-817. 

摘要 ( 1614 )   PDF (566KB) ( 688 )  

通过实地调查与测定,获取相关数据,运用货币方法分别估算三峡水库蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖湿地生态系统服务价值.结果表明: 三峡水库蓄水后,湿地生态系统服务总价值由1996年的156.69×10⁸元增加到2010年的177.11×10⁸元;1996年湿地主要服务价值量排位为:调蓄洪水＞蓄水供水＞大气调节＞科研教育,2010年湿地主要服务价值量排位变为旅游休闲＞交通航运＞大气调节＞蓄水供水;在洞庭湖湿地生态系统服务总价值量中,与水体关联的直接价值量由1996年的110.85×10⁸元减少到2010年的27.47×10⁸元,减少了75.2%;尽管物质产品生产与供给方面的直接价值比重有所增加,但生态环境调节与维护、文化社会方面的间接价值却保持在总价值量的80%左右;除气候因素外,三峡水库蓄水、长江入湖水沙减少也是导致洞庭湖湿地生态系统服务价值变化的症结所在.

 

浙江三门湾浮游动物优势种空间生态位

徐晓群1，2,曾江宁2,陈全震2,刘晶晶2,杜萍2,王桂忠1**

2013, 24(3):  818-824. 

摘要 ( 1797 )   PDF (549KB) ( 478 )  

生态位与种间竞争、资源利用密切联系，体现了物种在群落中利用资源的能力.为探明三门湾浮游动物分布格局的形成和影响因素，分别采用Shannon公式和Petrailis指数测定了浮游动物优势种生态位宽度和生态位重叠，并通过典范对应分析研究生态位分化状况.结果表明：百陶带箭虫、背针胸刺水蚤、短尾类幼虫等沿岸种的空间生态位较宽，而肥胖软箭虫、中华假磷虾等外海种的空间生态位较窄；具有捕食被捕食关系的不同类群物种（如箭虫、仔鱼和水母分别与桡足类）有较高的生态位重叠，而同一类群物种（如桡足类及箭虫）间的生态位重叠值较低；浮游动物分布受温度、盐度和叶绿素a的影响较大，受营养盐影响较小.浮游动物空间生态位与生活类型、种间竞争、摄食等多种因素相关.


 

基于不同生物指数的罗源湾生态环境质量状况评价

吴海燕**,陈克亮,张平,傅世锋,侯建平,陈庆辉

2013, 24(3):  825-831. 

摘要 ( 2432 )   PDF (537KB) ( 486 )  

将国外已经成功应用的两类生态环境质量状况评价指数：严格基于底栖生物敏感度分类的AZTI海洋生物指数(AZTI marine biotic index,AMBI)和BENTIX指数,以及包含AMBI、香农多样性指数(H′)和物种丰度的复合指数——多因子AZTI海洋生物指数(multivariateAMBI,M-AMBI)应用于罗源湾,并将这两类指数的评价结果与我国常用的基于群落结构的H′进行相互校准,探讨这些指数在罗源湾的适用性,以期为我国近岸海域生态环境质量状况评价指数的选择提供一定的参考.结果表明: AMBI和BENTIX、M-AMBI和H′ 的评价结果基本一致.这3类指数在大部分站位的评价结果是一致的(13/16),不一致的站位都是AMBI和BENTIX的评价等级(优或良)高于M-AMBI和H′ 的评价等级(中).综合考虑物种丰度、个体丰度以及生物群组组成等信息,M-AMBI和H′ 的评价等级梯度明显(从中到优),评价结果更为合理.对于富营养化程度较高、沉积物有机富集程度低以及底栖生物组成以敏感种为主的罗源湾,选择H′和M-AMBI指数能够合理地评价生态环境质量状况.

利用红麻复垦多金属污染酸化土壤

杨煜曦1,2,卢欢亮1,3,战树顺1,2,邓腾灏博1,2,林庆祺1,2,王诗忠1,2**,杨秀虹1,2,仇荣亮1,2

2013, 24(3):  832-838. 

摘要 ( 1837 )   PDF (617KB) ( 567 )  

对大宝山矿区周边酸性多金属污染农田土壤进行了5年的红麻原位种植试验,研究不同改良剂对土壤改良的持效性及其对红麻生长的影响,以探索具重金属耐性的经济作物红麻用于重金属污染土壤大田复垦的可行性和有效性.结果表明： 施加改良剂后,红麻能在重金属Pb、Zn、Cu、Cd和As含量分别为1600、440、640、7.6和850 mg·kg^-1的土壤上定植.其中,白云石和粉煤灰的改良效果优于石灰石和有机肥.施加白云石或粉煤灰后,红麻地上部产量(干质量)为14～15 t·hm^-2,达到一般农田产量水平,且红麻杆和红麻皮中重金属含量显著降低.红麻韧皮纤维(麻皮)含量达到32%～38%,韧皮纤维中可萃取重金属含量低于《生态纺织品技术要求》的标准,具有潜在的经济效益.白云石/粉煤灰改良红麻复垦的化学植物联合修复模式是复垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.

增施CO₂对植物修复土壤DEHP污染的影响

刁晓君1,2,王曙光2**,慕楠2

2013, 24(3):  839-846. 

摘要 ( 1525 )   PDF (834KB) ( 531 )  

修复效率低一直是植物修复技术需要解决的关键问题之一.基于我国的CO₂减排压力和CO₂对植物生长的必要性,选择C3植物绿豆和C4植物玉米作为修复植物,以DEHP为目标污染物,探索增施CO₂对植物修复土壤DEHP污染的影响.结果表明: DEHP对两种植物生长和根际微环境都产生了抑制性影响.增施CO₂后,两种植物地上干质量显著增加,叶片SOD酶活性明显下降,根际土壤碱性磷酸酶活性增加,根际微生物群落结构改变,根际耐DEHP胁迫微生物数量增加,表明增施CO₂对促进植物生长、增强植物抗DEHP胁迫能力、改善根际微环境有积极作用.增施CO₂还促进了两种植物对DEHP的吸收,特别是植物地下部分.这些共同作用导致增施CO₂后的两种植物根际DEHP残留浓度明显下降,土壤污染植物修复效率提高.整体上看,增施CO₂对C3植物绿豆的影响明显大于C4植物玉米.可以将增施CO₂ 作为强化植物修复过程的措施之一.

 

 

基于mt-16S rDNA和mt-COI基因的海月水母分子生物学鉴定方法和检测技术

王建艳1,甄毓2,王国善1,米铁柱2,于志刚3**

2013, 24(3):  847-852. 

摘要 ( 1821 )   PDF (781KB) ( 499 )  

以我国近海海域常见的海月水母为目标生物,提取其水母基因组DNA,PCR扩增mt-16S rDNA(650 bp)和mt-COI基因(709 bp)的部分序列,经纯化、克隆、测序后,将获得的序列进行BLASTn分析,筛选目的序列中与其他水母差异较大的区域,设计出8对分别针对海月水母mt-16S rDNA和mt-COI基因序列的特异性引物.经过实验室培养样品和模拟现场样品检测发现,针对mt-16S rDNA的引物AS3和mt-COI的引物AC3具有较好的特异性,可以从海蜇、沙海蜇、霞水母、端鞭水母和海月水母中快捷地检测出目标水母,从而初步建立了海月水母的分子生物学鉴定方法和检测技术.本技术摆脱了水母形态学鉴定方法存在的局限,可准确、快速地对样品进行定性分析.


 

综合评述

寒温带湿地火后植被恢复的影响因子

赵凤君1,王立中2,舒立福1**,陈鹏宇1,陈立光1

2013, 24(3):  853-860. 

摘要 ( 1733 )   PDF (511KB) ( 891 )  

寒温带湿地在维护区域生态平衡方面发挥着重要作用.火是湿地的重要干扰因子.重度火烧会导致湿地生态功能明显退化.火后植被恢复，特别是火后早期植被的恢复是生态系统功能恢复的前提和基础.本文对火后湿地植被恢复影响因子的国内外研究进展进行了综述.寒温带湿地火后植被恢复受到火强度、火面积、火前植被类型、物种更新特性、立地条件等多因子的制约.寒温带湿地火后恢复的长期监测、植被恢复的关键影响因子、冻土层在植被恢复过程中的作用、植被恢复的理论与技术将是今后研究的重要方向.

 

 

丛枝菌根共生体的氮代谢运输及其生态作用

李元敬,刘智蕾,何兴元,田春杰**

2013, 24(3):  861-868. 

摘要 ( 1761 )   PDF (549KB) ( 747 )  

丛枝菌根真菌能与80%的陆生维管植物形成互惠共生关系，共生体的存在对促进植物营养吸收和提高抗逆性具有重要意义.丛枝菌根真菌从宿主植物获取其光合产物碳水化合物的同时，通过外生菌丝吸收各种氮源，有效增强了宿主植物对氮素的吸收，以及氮在植物居群和群落水平上的交流，改善了植物营养代谢，增强了植物应对外界环境胁迫的能力.而共生体对氮的吸收、转运，以及氮从真菌到宿主植物的传输、代谢机制至今仍有许多问题亟待解决.本文综述了当前丛枝菌根共生体中氮传输代谢的主要机制，以及碳、磷对共生体氮传输代谢的影响；从群落和生态系统水平，简要阐述了丛枝菌根真菌在植物中氮分配的作用和对宿主植物的生态学意义，并提出共生体中氮代谢的一些需要深入研究的问题.


 

可吸入颗粒物和细颗粒物基本特征、监测方法及森林调控功能

王华,鲁绍伟**,李少宁,潘青华,张玉平

2013, 24(3):  869-877. 

摘要 ( 1796 )   PDF (692KB) ( 533 )  

可吸入颗粒物（PM₁₀）和细颗粒物（PM_2.5）既是造成空气污染的主要原因之一，也是大部分城市的首要污染物.本文在分析PM₁₀和PM_2.5对环境和人类健康影响的基础上，重点综述了PM₁₀和PM_2.5组成、来源、质量浓度变化规律及影响因素；介绍了PM₁₀和PM_2.5监测网络布局、分析方法的原理和特点；归纳了个体和区域尺度上森林去除PM₁₀和PM_2.5的研究方法、速率和影响机制.探讨了目前该领域研究中存在的问题：由于缺乏不同梯度和背景地区大气PM₁₀和PM_2.5比较观测研究，未能揭示各类因素对PM₁₀和PM_2.5的复合影响；合理布局PM₁₀和PM_2.5监测网络、正确选择监测方法，并以手工方法所获数据作为比对和校验，是保证监测数据有效性的基础；有关森林去除PM_2.5研究较少，未能在细胞、组织、器官和个体水平上阐明其去除PM₁₀和PM_2.5的生理过程和生态学机理.

胞外蛋白对微生物聚集体的形成及其特性的影响

吕梅乐1,朱亮1**,戴昕1,周佳恒1,徐向阳1,2

2013, 24(3):  878-884. 

摘要 ( 1492 )   PDF (488KB) ( 660 )  

胞外多聚物是微生物聚集体(污泥絮体、生物膜和颗粒污泥等)的主要成分,在微生物聚集体的形成及其结构稳定过程中起关键作用.胞外蛋白作为胞外多聚物的主要组分之一,在微生物絮凝和聚集过程中的作用日益受到关注.蛋白分析技术的发展和应用为胞外蛋白的深入研究提供了良好的平台.本文综述了胞外蛋白在微生物聚集体中的种类和分布，以及在絮凝、沉降、传质、吸附和脱水等性能方面的作用,并对胞外蛋白的研究和应用进行了展望.

 

金属型纳米颗粒对植物的生态毒理效应研究进展

张海,彭程,杨建军,施积炎**

2013, 24(3):  885-892. 

摘要 ( 1577 )   PDF (490KB) ( 687 )  

纳米技术的高速发展和人工纳米颗粒(NPs)的广泛应用带来的潜在环境风险已经引起国内外的广泛关注.金属型纳米颗粒(MB NPs)具有金属毒性和纳米毒性的双重效应,其生物毒性和生态风险已成为纳米毒理学的研究热点之一.植物作为生态系统中的重要组分,是NPs生物累积并进入食物链的潜在途径.本文论述了MB NPs在植物中的吸收、转运和累积过程,总结了MB NPs对植物的毒性效应及其机制,探讨了MB NPs植物毒性的影响因素,综合评述了近年来关于MB NPs对植物特别是农作物的生态毒理效应的研究进展,同时分析了目前研究中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望.