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2019年 第30卷 第12期    刊出日期：2019-12-15

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2019, 30(12):  4002-4002. 

摘要 ( 146 )   PDF (471KB) ( 379 )  

罗浮栲和米槠细根形态功能性状对短期氮添加的可塑性响应

贾林巧, 陈光水, 张礼宏, 陈廷廷, 姜琦, 陈宇辉, 范爱连, 王雪

2019, 30(12):  4003-4011.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.002

摘要 ( 504 )   PDF (914KB) ( 545 )  

氮沉降会影响细根的形态功能性状,进而影响细根对养分的吸收,导致陆地生态系统养分循环发生变化.为了解氮沉降对细根形态功能性状的影响,利用根袋法进行原位试验,研究中亚热带常绿阔叶林外生菌根树种罗浮栲和米槠细根形态对短期氮添加的可塑性响应.结果表明: 低序级根(1~3序级)的比根长和比表面积对氮添加的可塑性响应高于高序级根(4序级),细根组织密度对氮添加的可塑性响应从1序级到4序级逐渐加强,而各序级细根直径对氮添加则无显著的可塑性响应;低序级细根比根长、比表面积的可塑性响应与高序级细根组织密度的可塑性响应之间存在一定的协同变化.罗浮栲和米槠细根的比根长、比表面积、组织密度对氮添加表现出相反方向的可塑性响应,表明施氮后不同外生菌根树种采取了不同的养分觅食策略:施氮后罗浮栲在养分获取上采取的是增加比根长、比表面积和根长增殖速率的资源快速获取策略,而米槠则采取了增大细根组织密度的相对保守的资源获取策略.

祁连山不同海拔火绒草叶片生态化学计量特征及其与土壤养分的关系

张小芳, 刘贤德, 敬文茂, 曹建军

2019, 30(12):  4012-4020.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.009

摘要 ( 444 )   PDF (713KB) ( 388 )  

叶片生态化学计量反映植物生存环境的变化信息,研究不同海拔植物叶片化学计量特征有助于了解植物对环境变化的适应策略.通过对祁连山不同海拔(2400、2600、2800、3000和3200 m)火绒草叶片生态化学计量的研究,探讨了火绒草对环境变化(温度、降水和土壤养分)的响应,并分析其生长的限制性元素.结果表明: 在海拔梯度上,火绒草叶片碳(LC)、氮(LN)、磷(LP)含量分别为401.27、23.99和1.22 g·kg^-1,LC∶LN、LC∶LP、LN∶LP均值分别为16.8、352.5和20.7.LC含量、LC∶LN、LC∶LP和LN∶LP均随海拔升高呈先升后降再升的趋势,并在2600和3000 m处达到最大值和最小值,LP含量则呈相反趋势,而LN含量呈先降后升的趋势,并在2800 m处达到最小值.火绒草LC含量与LN含量不相关,与LP含量呈显著负相关;LN含量除与LP含量呈显著正相关外,与其他化学计量比均无相关关系;LP含量与各化学计量比均呈显著负相关;LC∶LN、LC∶LP和LN∶LP两两呈正相关.土壤总磷和土壤总氮是影响LC及LN的重要因素,而LP仅与土壤总磷呈显著负相关.该区火绒草生长主要受P限制.

火烧强度对兴安落叶松群落叶片功能性状及功能多样性的影响

栗马玲, 宋沼鹏, 刘艳红, 王洪林

2019, 30(12):  4021-4030.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.006

摘要 ( 597 )   PDF (788KB) ( 567 )  

林火是北方针叶林的重要生态因子,直接影响火烧迹地物种多样性及功能多样性,进而影响森林群落的演替.以牙克石地区火后自然恢复12年的兴安落叶松群落为研究对象,在群落尺度上分析火烧迹地土壤养分含量、叶片功能性状、物种多样性和功能多样性在不同火烧强度(轻、中和重度火烧)下的变化规律.结果表明: 火烧显著降低了土壤全氮含量,对土壤全磷含量无显著影响.轻、中度火烧有助于维持群落较高的物种多样性和功能多样性;中度火烧显著增加了群落的物种多样性,物种丰富度指数、Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数均在中度火烧时有最大值;火烧降低了群落的功能丰富度和功能离散度指数,二者分别在中、轻度火烧时最大(除未过火外),而群落的功能均匀度和二次熵指数在林火干扰后增加,轻度火烧后最大.随火烧强度增加,叶干物质含量、叶组织密度和叶磷含量总体呈显著增大趋势,而比叶面积、叶含水量、叶氮含量和叶N∶P则表现出未过火>中度火烧>轻度火烧>重度火烧的规律,叶片厚度呈先增大后减小的变化规律.火烧强度对森林群落的叶片功能性状和功能多样性均有显著影响,且适度的火干扰对森林群落的恢复具有促进作用.

基于GF-2的油松人工林地上生物量反演

苟睿坤, 陈佳琦, 段高辉, 杨瑞, 卜元坤, 赵君, 赵鹏祥

2019, 30(12):  4031-4040.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.003

摘要 ( 470 )   PDF (1474KB) ( 377 )  

油松是黄土高原地区重要的造林树种.快速准确地估测其地上生物量,对开展该地区森林资源动态监测等具有重要作用.本研究选取陕西省黄龙山林区石堡林场的油松人工林为对象,结合国产卫星高分二号(GF-2)的多光谱遥感影像与野外同时段实测样地数据,对其地上生物量进行了估算.提取了5种植被指数和8种纹理信息,基于普通回归、逐步回归、岭回归、拉索回归与主成分回归5种方法在4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7和9×9)下建模,使用留一法交叉验证测试了每个模型的估算精度.结果表明: 提取的遥感因子之间存在着较为严重的多重共线性关系,大部分遥感因子与油松人工林地上生物量有较为显著的相关性;GF-2数据在石堡林场油松人工林地上生物量的反演中可以实现较高精度,其中估算效果最好的是使用了9×9纹理窗口的主成分回归模型,估算效果最差的是使用了3×3纹理窗口的普通回归模型.利用国产高分辨率卫星影像对油松人工林地上生物量进行反演研究,可以为西北地区林业部门进行森林生物量监测、资源管理与可持续经营提供科学依据.

小兴安岭3种植物细根形态和解剖性状的变异

高彩龙, 金光泽, 刘志理

2019, 30(12):  4041-4048.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.007

摘要 ( 542 )   PDF (1247KB) ( 339 )  

以小兴安岭地区针叶树种红松、阔叶树种五角槭和灌木毛榛3种植物为对象,测定了1～5级细根的形态和解剖性状,研究根序及物种间的性状变异.结果表明: 3种植物除根直径和根长度无显著差异外,其他性状均存在显著的种间差异.红松的维管束直径(117.91～2392.05 μm)和维根比(0.31～1.87)均显著大于五角槭和毛榛,红松的比根长(0.72～18.26 m·g^-1)显著小于五角槭和毛榛,而五角槭的组织密度显著大于红松和毛榛.随根序增加,3种植物的根直径、根长度、组织密度、维管束直径和维根比整体呈增加趋势,而比根长呈下降趋势.形态和解剖性状间存在显著相关关系,如根直径与维管束直径呈显著相关,但其回归斜率在吸收根(1～3级)和运输根(4～5级)间存在显著差异.3种植物的根直径和维管束直径、皮层厚度均呈显著正相关,其回归斜率在不同物种间存在显著差异.

吉林省长白山区胡桃楸天然次生混交林立地指数模型

罗也, 杨雨春, 王君, 及利, 刘婷, 于海洋, 李焱龙, 王元兴

2019, 30(12):  4049-4058.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.008

摘要 ( 339 )   PDF (762KB) ( 294 )  

依据吉林省长白山胡桃楸天然次生混交林12个典型区域的坡向、坡位分布,结合胡桃楸龄级,布设样地109块,以年龄-树高数据为材料,编制了吉林省东部山区胡桃楸天然次生混交林立地指数表.结果表明: 应用3倍树高标准差法剔除异常数据,最终得到80块379对胡桃楸不同龄级的年龄与树高数据,运用7个数学模型进行比较,确定了单形立地指数导向曲线方程式: H=28.0181(1-e^-0.0341A)^1.0503,决定系数R²为0.85,残差平方和为0.89,基准年龄为50年,指数级距为2 m,得到了16～28 m的7条立地指数曲线.根据不同立地类型,建立了多形立地指数模型,幂函数拟合效果较好,即H=B₀t^B1,其中B₀=10^-9e^0.9213SI,B₁=-0.2139SI+5.6183,最终得到了多形立地指数模型方程式H=10^-9e^0.9213SIt^{-0.2139SI+5.6183}.指数级差法和落点检验法对2种立地指数模型的精度检验表明,多形立地指数的精确度较高,能够准确地反映胡桃楸不同立地类型间树高生长的差异,可用于吉林省长白山区胡桃楸天然次生混交林立地质量评价.

基于高分二号遥感影像树种分类的时相及方法选择

李哲, 张沁雨, 邱新彩, 彭道黎

2019, 30(12):  4059-4070.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.016

摘要 ( 457 )   PDF (1673KB) ( 364 )  

掌握森林内树木种类及其分布情况对研究森林生态系统具有重要意义.为推广国产高分数据在森林树种分类方面的应用,同时探究不同时相、分类特征及分类器的组合对树种分类结果的影响,本研究利用3景高分二号影像构建了3种单时相和4种多时相,通过多尺度分割、C5.0特征优选及支持向量机(SVM)和随机森林(RF)两种分类器分别实现了不同时相及特征维度下面向对象的8个树种的分类,最终取得了总体精度在63.5～83.5%、Kappa系数在0.57～0.81的良好结果.结果表明: 时相的选择会对分类结果产生较大的影响,其中,基于多时相的结果往往优于单时相,多时相下不同影像组合间以及单时相间亦存在明显的精度差异;特征优选会对分类精度的提升起到积极作用,应予以足够重视;SVM在不同时相及特征维度下的表现均较为稳定,在单时相及分类特征难以直接区分树种的情况下应优先使用SVM,但使用SVM时应注意其易发生过拟合;RF不易发生明显的过拟合,但其对分类特征的质量依赖较大,并倾向于在良好的影像组合下取得较为优异的结果.

喀斯特干旱环境对青冈栎叶片生长及叶绿素荧光动力学参数的影响

吴敏, 邓平, 赵英, 赵仕花, 陈金妮, 舒颖, 黄天凤

2019, 30(12):  4071-4081.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.001

摘要 ( 382 )   PDF (2096KB) ( 370 )  

为了探讨喀斯特植被恢复树种青冈栎对干旱环境的适应机制,以当年生青冈栎实生幼苗为材料进行盆栽控水试验,设置正常浇水(-0.1 MPa,对照)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)胁迫处理,研究持续干旱处理(15、30、45、60和90天)对其幼苗叶片生长及叶绿素荧光参数的影响.结果表明: 随着干旱胁迫强度的加剧, 叶片的单叶面积、健康叶片数量、叶片含水率、总叶绿素、类胡萝卜素、最大荧光、最大光化学量子产量和潜在光化学效率均显著下降,而枯叶数量和初始荧光显著增加.这些参数在轻度干旱胁迫处理和对照之间均无显著差异.在轻度干旱胁迫处理下,青冈栎幼苗叶片PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获用于还原q_A的能量(TR_o/RC)、单位面积内有活性的反应中心数目(RC/CS)、单位面积捕获的光能(TR_o/CS)和单位面积内用于电子传递的光能(ET_o/CS)均与对照无显著差异,其中RC/CS总是略高于对照,TR_o/CS和ET_o/CS均在第45天达到峰值,分别为606.12和440.78;而中度和重度干旱胁迫处理叶片的ABS/RC、TR_o/RC、ET_o/RC、DIR_o/RC、RC/CS、TR_o/CS和ET_o/CS均低于对照,且随干旱胁迫时间的延长,重度干旱胁迫处理下降更显著.随干旱胁迫的加剧和时间的延长,叶片最大量子效率、其他电子受体的概率和电子传递的量子比率均下降,而用于热耗散的量子比率增加.轻度干旱胁迫下青冈栎幼苗表现出较强的适应性,中度干旱胁迫引起部分叶绿素荧光参数和光合色素指标下降,导致幼苗生长缓慢,而重度干旱则对幼苗生长的影响较为严重,但幼苗未出现死亡现象.因此,青冈栎幼苗有较强的干旱忍受能力,适合在喀斯特地区植被恢复重建和造林工程中应用.

二元覆盖对苹果树低耗水生育期土壤水分的影响

贾如浩, 杨建利, 赵西宁, 高晓东, 宋小林, 张伟

2019, 30(12):  4082-4090.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.024

摘要 ( 381 )   PDF (1337KB) ( 263 )  

为探明间作油菜和果树覆膜组合措施对黄土高原旱作苹果园低耗水生育期土壤水分的影响,通过田间定位观测试验,对比分析了各处理土壤含水量、土壤储水量等参数.结果表明: 在果树萌芽期,苹果树覆膜+行间种植50%宽度油菜(PR₁)和苹果树覆膜+行间种植100%宽度油菜(PR₂)处理0～200 cm土层平均土壤含水量分别较对照(苹果树不覆膜+行间清耕)提高了7.9%、6.9%,在果树开花期分别较对照提高了3.5%、6.9%.两种处理在苹果树萌芽期均产生了土壤水分竞争,油菜边缘处是竞争最激烈的区域,这一时期PR₁处理竞争程度小于PR₂处理;在苹果树开花期PR₁处理竞争现象不明显,PR₂处理竞争现象明显;在这两个时期内PR₂处理均发现土壤水分低值区.与对照相比,两种处理均能提高果园0～80 cm土层土壤储水量,同时在0～200 cm土层不产生土壤水分亏缺现象.在黄土高原旱作苹果园,推行PR₁模式有利于改善低耗水生育期苹果园的土壤水分环境.

5种栎树幼苗对铅锌尾矿砂的耐性与植被恢复前景

施翔, 王树凤, 陈益泰, 徐琴娣, 孙海菁, 安然, 路晓宏, 路燕, 樊岁君

2019, 30(12):  4091-4098.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.039

摘要 ( 381 )   PDF (856KB) ( 242 )  

通过盆栽试验,评价栎属植物在铅锌尾矿中的生长响应及植被恢复前景.分析比较了覆瓦栎、猩红栎、樱皮栎、舒玛栎和白栎5种栎树幼苗在铅锌矿砂中生长30个月后的生物量、根系形态及其对营养元素和重金属的吸收及转移特征.结果表明: 5种栎树在矿砂中均能生长,其中,猩红栎和白栎的生物量较对照有下降趋势,其他3种栎树的生长与对照相比无显著差异;栎树根系生物量均较对照有不同程度增加(猩红栎除外),且仅猩红栎侧根形态学参数较对照有所减少.重金属胁迫下,栎树根系和茎中营养元素浓度较对照无显著变化.5种栎树体内重金属浓度均较低,且其生物富集系数和转移系数均小于1.但樱皮栎叶片和茎中Cd浓度分别为22.4和15.1 mg·kg^-1,转移系数为2.3,显著高于其他4种栎树.除猩红栎以外,其他参试栎树均可作为有潜力的污染土壤修复树种.其中舒玛栎的耐性较高、生物富集系数和转移系数较低,是适合在尾矿区造林和生态修复的优选树种.

中国北方草地植被物候变化及其对气候变化的响应

秦格霞, 吴静, 李纯斌, 秦安宁, 倪璐, 姚小强

2019, 30(12):  4099-4107.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.015

摘要 ( 536 )   PDF (3991KB) ( 439 )  

研究草地物候变化对揭示草地生态系统随全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义.本研究基于1983—2015年的GIMMS NDVI 3g、气候和数字高程模型(DEM)数据,采用动态阈值法提取北方草地的物候信息[生长季始期(SOS)、生长季末期(EOS)、生长季长度(LOS)],分析北方草地物候的时空变化及LOS对气候的响应.结果表明: 88.9%的像元SOS发生在3月下旬到5月下旬(日序第90～150天),其中,68.1%的像元表现为提前,速率为-1.5～0 d·(32 a)^-1;79.7%的像元EOS发生在10月上旬到10月下旬(日序第270～300天),其中,70.3％的像元表现为推迟,速率为0～1.5 d·(32 a)^-1;LOS持续在100～140 d,其中,LOS变长的像元占73.7%,速率为0～1.5 d·(32 a)^-1.LOS与气温呈显著正相关(R=0.628),与降水呈弱负相关(R=-0.091),并存在明显的空间差异.以海拔2000 m为分界线,低于2000 m时,LOS与海拔呈弱正相关(R=0.235),高于2000 m时,LOS与海拔呈显著负相关(R=-0.861);海拔高于3000 m时,海拔每升高1000 m, LOS缩短约10 d.

鄱阳湖区生态环境质量的空间分异特征及其影响因素

朱青, 国佳欣, 郭熙, 徐喆, 丁徽, 韩逸

2019, 30(12):  4108-4116.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.035

摘要 ( 587 )   PDF (2342KB) ( 278 )  

本文基于Landsat 8 OLI/TIRS遥感影像数据,从绿度、湿度、干度和热度4方面分别选取归一化植被指数、湿度分量、干度指数、地表温度指标,采用主成分分析构建遥感生态指数(RSEI),分析了鄱阳湖区2014年生态环境质量空间分布特征.从不同尺度划分空间单元,运用空间自相关、半方差函数、最大信息系数和因子探测等方法定量分析了原始遥感生态指数(RSEI₀)的空间异质性及其影响因素.结果表明: 鄱阳湖区2014年生态环境质量总体处于中等水平,在空间上呈现由西南向东北逐渐好转的分布格局;经探索性空间数据分析得出,RSEI₀在2 km网格单元采样下的空间集聚性较强,空间异质性明显.RSEI₀块金效应为25.8%,属于中等空间变异,主要受结构性因素的影响.坡度与RSEI₀的相关性最强,呈正相关关系.坡度、高程、曲率、年均降雨量、年均温、园林地面积比例、耕地面积比例、建设用地面积比例、年均人口密度和年均GDP对RSEI₀的影响程度均显著,但对RSEI₀的影响程度不一.其中,坡度的独立解释力为57.1%,是影响鄱阳湖区RSEI₀空间变异的主要因素.研究结果可为鄱阳湖区的生态环境保护与治理提供参考依据.

济南城市森林景观生态格局

鲁敏, 罗晓楠, 王永华, 高鑫, 刘国恒

2019, 30(12):  4117-4126.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.017

摘要 ( 492 )   PDF (1224KB) ( 455 )  

城市森林景观生态格局研究不仅是城市森林系统规划与城市生态建设的基础和前提,而且是优化城市空间结构、充分发挥城市森林生态功能以及创建生态宜居环境的重要途径和手段.本研究以RS和GIS技术为支撑,通过总体景观生态格局定量分析和梯度分析等研究方法,采用10个景观指数从斑块水平和景观水平两方面,对济南市建成区城市森林景观生态格局进行定量分析,并提出优化对策.结果表明: 济南市建成区城市森林覆盖率为15.8%;城市森林总体景观生态格局在景观水平上表现为城市森林景观斑块类型较齐全、景观破碎化程度较大、各类型城市森林所占面积存在差异、以大斑块为主且同种斑块高度连接,在斑块类型水平上表现为生态公益林以大斑块为主且占优势地位、风景游憩林形状较规则且以大中型斑块为主、道路林及附属林形状复杂且以小斑块为主、生产经营林缺乏;在斑块类型水平上,以风景游憩林为主导类型、生态公益林斑块面积最大、道路林及附属林破碎度大,在景观水平上,城市中心森林景观破碎度大、人为干扰严重、景观形状复杂;在城市森林景观生态格局分析基础上,提出“一环二网、三片四轴、多点棋布”的济南市城市森林生态网络构建方案,从而加强各类型城市森林的连接度,发挥大尺度生态系统的整体生态效益.

不同开垦年限坡地黑土耕层土壤有机碳库分配特征

翟国庆, 李永江, 韩明钊, 王恩姮

2019, 30(12):  4127-4134.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.030

摘要 ( 345 )   PDF (684KB) ( 306 )  

因耕作和侵蚀的共同作用,农田坡地景观多为坡上侵蚀、坡下沉积的空间格局,同时伴随侵蚀区和沉积区土壤有机碳(SOC)含量及稳定机制的差异.为探明长期耕作的农田黑土有机碳库积累-损耗特征,采用Stewart物理-化学联合分组方法,以典型黑土区不同开垦年限坡耕地为研究对象,探讨基于侵蚀-沉积作用的不同稳定机制碳库(游离未保护碳、物理保护碳、化学保护碳、生物化学保护碳)的分配特征.结果表明: 长期耕作与侵蚀导致坡下沉积区显著富积SOC,4种碳库含量整体表现为沉积区显著大于侵蚀区;黑土区坡耕地SOC以化学保护碳库和生物化学保护碳库为主(>90%),侵蚀区主要积累化学保护有机碳(84.6%),沉积区主要积累生物化学保护有机碳(51.4%);随着开垦年限的延长,4种碳库积累速率随着碳稳定程度的增加而增加,为生物化学保护碳库(48%)>化学保护碳库(42.2%)>物理保护碳库(6.4%)>游离未保护碳库(3.4%);游离未保护有机碳库占比和积累速率最小,但其对外界干扰最敏感,在黑土管理过程中应引起足够重视.

温度和施磷对石灰性潮土小麦苗期生长及磷形态的影响

王海龙, 张民, 刘之广, 于小晶, 赵洪猛

2019, 30(12):  4135-4142.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.027

摘要 ( 446 )   PDF (535KB) ( 295 )  

以石灰性潮土为对象,通过盆栽试验研究温度和磷肥对小麦苗期生长和土壤无机磷形态转化的影响.结果表明: 温度和磷肥是影响小麦生长的重要因子,但二者交互作用影响不显著.温度对小麦生长的影响大于施用磷肥,15 ℃是小麦苗期的适宜生长温度.与不施磷肥(-P)处理相比,5 ℃下,施磷肥(＋P)处理显著促进了小麦生长,小麦地上部、根部生物量分别提高18.2%、33.3%,地上部、根部磷素积累量分别提高30.6%、13.3%,根冠比、株高、分蘖、根系活力分别提高3.5%、10.0%、10.5%、70.3%;15 ℃下,施用磷肥对小麦生物量、分蘖影响不显著,但小麦地上部、根部磷素积累量分别提高32.3%、23.8%,根冠比、株高、根系活力分别提高15.6%、2.5%、32.8%;25 ℃下施用磷肥对小麦生长没有促进作用. 3种温度下,施磷能显著增加各处理土壤有效磷(Olsen-P)、二钙磷(Ca₂-P)、八钙磷(Ca₈-P)、铝磷(Al-P)和铁磷(Fe-P)含量.-P和+P处理下,温度对Ca₂-P含量影响不显著,对Olsen-P、Ca₈-P、Fe-P、Al-P含量影响显著.Ca₈-P、Fe-P含量表现为5 ℃>15 ℃>25 ℃;Al-P含量表现为25 ℃>15 ℃>5 ℃.小麦苗期可以吸收利用根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P,而Al-P、Fe-P对小麦的有效性明显低于Ca₂-P、Ca₈-P.各处理pH、闭蓄态磷(O-P)和十钙磷(Ca₁₀-P)差异不显著.总之,温度主要通过影响小麦生长来影响磷素吸收,低温下施用磷肥能显著促进小麦生长,高温能加速石灰性土壤有效磷的固定,施磷能缓解这一过程.

陕北黄土区深剖面不同土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素特征

姬王佳, 黄亚楠, 李冰冰, 李志

2019, 30(12):  4143-4149.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.020

摘要 ( 530 )   PDF (1340KB) ( 324 )  

研究不同利用方式下的土壤水分稳定同位素组成有助于理解土壤水分运动过程,且可以分析土地利用变化的水文效应.本研究采集陕北黄土区4种土地利用方式(农地、草地、沙柳和杨树)下>15 m深的土样,测定土壤水的氢氧稳定同位素组成,探究土壤水分运动机制并分析土地利用方式的影响.结果表明: 4种土地利用方式下土壤水氢氧稳定同位素组成特征具有显著差异.农地、草地、沙柳地和杨树地土壤水δD分别在-81.1‰～-60.1‰、-91.2‰～-61.0‰、-87.4‰～-63.6‰和-73.5‰～-62.2‰,δ¹⁸O分别在-11.2‰～-7.6‰、-12.6‰～-8.2‰、-11.5‰～-8.1‰和-9.9‰～-7.7‰.土壤水氢氧稳定同位素垂直分布均呈波动变化:浅层(活跃层,0～3 m)土壤水氢氧稳定同位素变化剧烈,δD值分别在-80.2‰～-61.8‰、-75.9‰～-65.5‰、-76.0‰～-63.6‰和-73.5‰～-62.2‰;中层(3～12 m)农地和草地氢氧稳定同位素剖面呈抛物线型,而沙柳地和杨树地相对稳定;但深层(12 m以下)土壤水氢氧稳定同位素值基本稳定,δD值分别在-80.8‰～-71.5‰、-83.0‰～-67.5‰、-87.4‰～-76.0‰和-67.5‰～-64.3‰.4个样地土壤水氢氧稳定同位素值在浅层和深层土壤均无明显差异,而在中层差异较大.土壤水分主要来自降水.活塞流可能是土壤水分运动的主导方式.不同样地土壤水可能接受不同强度降水的补给,农地和草地也可被强度小的降水事件补给,而沙柳地和杨树地可能主要接受夏秋季暴雨补给.

秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦耗水特征和产量的影响

常磊, 韩凡香, 柴雨葳, 包正育, 程宏波, 黄彩霞, 杨德龙, 柴守玺

2019, 30(12):  4150-4158.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.026

摘要 ( 433 )   PDF (1068KB) ( 207 )  

为探索半干旱雨养区小麦高产高效的覆盖种植技术新途径,于2013—2015年连续进行定位试验,设秸秆带状覆盖3行(覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁)、秸秆带状覆盖4行(覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂)、秸秆带状覆盖5行(覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM₃)、全膜覆土穴播(PMF)、不覆盖露地(CK)5个处理,研究不同覆盖方式对西北雨养区冬小麦的耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明: 覆盖能显著改善作物土壤墒情,秸秆带状覆盖处理的土壤墒情好于地膜覆盖处理,且SM₁＞SM₂＞SM₃,0～2 m土壤贮水量在小麦开花期分别平均比CK高15.4%～20.8%、11.2%～14.7%和10.1%～14.5%;秸秆带状覆盖显著提高了生育期耗水量,降低了播种至开花阶段耗水量,增加了开花至成熟阶段耗水量及其占总耗水量的比例;覆盖会提高小麦对120 cm以下深层贮水的调用比例.与CK相比,秸秆带状覆盖和地膜覆盖处理籽粒产量分别显著增加11.9%～19.5%和26.9%～27.1%,水分利用效率分别显著提高9.8%～13.9%和18.4%～22.0%.因此,秸秆带状覆盖种植模式有利于降低冬小麦前期耗水比例,改善土壤墒情,显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,是适宜于西北黄土高原半干旱区冬小麦的绿色种植技术.

滴灌频率和灌水量对榆林沙土马铃薯产量、品质和水分利用效率的影响

王英, 张富仓, 王海东, 毕丽霏, 程铭慧, 严富来, 范军亮, 向友珍

2019, 30(12):  4159-4168.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.021

摘要 ( 474 )   PDF (1122KB) ( 297 )  

针对陕北榆林沙土马铃薯农田灌溉不合理的问题,采用滴灌水肥一体化技术,设置4 d(D₁)、8 d(D₂)和10 d(D₃)3个滴灌频率及60%ET_c(W₁,ET_c为作物需水量)、80%ET_c(W₂)和100%ET_c(W₃) 3个灌水量水平,共9个处理,在生育期内对马铃薯生长、产量和品质等指标进行观测,分析马铃薯各指标对不同灌水处理的响应规律.结果表明: 同一滴灌频率下,W₃处理的株高、叶面积指数、干物质、产量和经济效益高于W₁和W₂处理;W₁处理的灌溉水利用效率(IWUE)最高,而水分利用效率受灌水量的影响不显著;W₃处理下产量达43442 kg·hm^-2,比W₁和W₂处理分别高23.3%和11.6%;W₃处理下纯收益达23492元·hm^-2,比W₁和W₂分别高40.4%和18.7%;W₃处理的块茎淀粉和维生素C含量最大,还原糖含量最小,分别为14.4%、18.54 mg·(100 g)^-1 FW和0.7%.相同灌水量下,低、中灌水水平下D₁处理的产量、IWUE、淀粉和维生素C含量最高,还原糖含量最低;高灌水水平下D₂处理的产量、IWUE、纯收益、淀粉和维生素C含量最高,还原糖含量最低,分别为46572 kg·hm^-2、23.04 kg·m^-3、26622元·hm^-2、14.6%、19.53 mg·(100 g)^-1 FW和0.7%.从滴灌频率和灌水量的交互作用来看,D₂W₃的产量和品质均达到最高;主成分分析法得出D₂W₃处理得分最高.因此,D₂W₃(8 d,100%ET_c)处理高产优质,且水分利用效率较高,为最佳滴灌频率和灌水量.研究结果可为陕北榆林沙土马铃薯高产高效优质生产中灌溉制度的制定提供依据.

新疆北部棉花冠层结构特征对滴灌定额的响应

王秀媛, 马卉, 高宏云, 李楠楠, 李军宏, 夏军, 罗宏海

2019, 30(12):  4169-4176.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.023

摘要 ( 465 )   PDF (586KB) ( 207 )  

在新疆北部地区自然生态条件下,采用棉花品种‘新陆早45号’为试验材料,设置5种滴灌定额处理(W₁:600 m³·hm^-2,W₂:540 m³·hm^-2,W₃:480 m³·hm^-2,W₄:420 m³·hm^-2,W₅:360 m³·hm^-2),研究了棉花叶面积指数、冠层开度、群体光吸收率、群体光合速率和产量对不同滴灌定额的响应.结果表明: 随着滴灌定额减少,棉花叶面积指数、群体光吸收率、群体光合速率均呈现降低趋势,其中W₁与W₂处理间的上述参数在盛蕾期至吐絮期均无显著差异;冠层开度则随滴灌定额减少呈增加的趋势.籽棉产量和皮棉产量均以W₁处理最高,分别为6549和2677 kg·hm^-2;W₂处理籽棉产量仅比W₁处理低6.5%,灌溉水利用效率较W₁处理高3.9%.相关分析表明,盛花期至盛铃期叶面积指数、群体光吸收率和群体光合速率均与籽棉产量呈显著或极显著正相关.因此,控制滴灌定额在540 m³·hm^-2有利于棉花在盛花至盛铃期保持较高的叶面积指数、增加冠层开度、保证光吸收率,进而增强群体光合速率,在不显著降低产量前提下提高灌溉水利用效率.

滴灌条件下秸秆还田配施氮肥对宁夏扬黄灌区春玉米产量和土壤理化性质的影响

吴鹏年, 王艳丽, 李培富, 王西娜, 侯贤清

2019, 30(12):  4177-4185.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.022

摘要 ( 419 )   PDF (1124KB) ( 339 )  

围绕宁夏扬黄灌区土壤质地黏重、养分匮乏等导致作物产量低的问题,于2017、2018年在秸秆全量粉碎还田(12000 kg·hm^-2)的同时配施4个氮肥施用水平(0、150、300、450 kg N·hm^-2),以秸秆不还田常规施氮(225 kg N·hm^-2)为对照,研究秸秆还田配施不同量氮肥对滴灌玉米田土壤理化性状和产量的影响.结果表明: 与秸秆不还田处理相比,秸秆还田配施氮肥300和450 kg·hm^-2处理0~20 cm土层平均土壤容重分别降低3.3%和5.4%,土壤孔隙度分别增加3.7%和7.1%;秸秆还田配施氮肥对土壤养分和玉米产量的提升效果显著,其中以秸秆还田配施氮肥300和450 kg·hm^-2表现最佳;秸秆还田配施氮肥可显著增加土壤贮水量和产量,秸秆还田配施氮肥300 kg·hm^-2处理在2017和2018年土壤贮水量最高可分别增加13.6%和22.1%,产量分别增加31.1%和46.0%.分析产量构成因素发现,秸秆还田配施氮肥处理主要是通过增加穗粒数和百粒重而达到高产.对玉米产量-配施纯氮量关系进行曲线拟合发现,该地区秸秆全量还田配施氮肥的最佳用量为260 kg·hm^-2.研究结果可为该地区土壤培肥和滴灌玉米生产提供重要依据.

广东省寒害极值变化及其对冬种生产的影响

王华, 唐力生, 张柳红, 李彩玲

2019, 30(12):  4186-4194.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.019

摘要 ( 353 )   PDF (1433KB) ( 200 )  

基于广东省86个气象观测站1961—2017年冬种生产季的逐日气温资料,采用数理统计方法分析冬种寒害极值的时空分布特征,并运用广义极值分布理论估算市县级的寒害重现期,旨在为当前冬种区域寒害风险评估、预警以及实时气象防灾减灾等提供技术支撑.结果表明: 冬种主产区积寒极值总体呈下降趋势,其中,湛江、梅州自20世纪80年代中期以来显著下降,茂名、韶关和广州自21世纪以来显著下降;极端最低气温总体呈先降后升的趋势,其中,韶关自20世纪80年代后期以来显著上升,但广州近5年开始出现下降趋势.冬种生产季极端积寒极值发生的站次数由多到少的顺序为70年代>21世纪>90年代>60年代>80年代,极端最低气温极值发生站次数由多到少的顺序为60年代>90年代>21世纪>70年代>80年代.2、5、10、20、50和100年一遇的寒害理论预测值呈明显的纬向分布特征,积寒表现为北多南少,极端最低气温表现为南高北低,与寒害实际发生过程中的积寒、极端最低气温分布趋势一致.典型个例表现为南部寒害重现期长、北部短.广东冬种主产区的湛江、茂名寒害重现期长,极端寒害发生的概率小但危害重,其冬种作物面积位居前列,生产上应引起重视.研究成果可为广东各级政府和有关部门指导冬种生产和制定应对气候变化对策提供科学参考.

冻融交替对黑土团聚体稳定性的影响

金万鹏, 范昊明, 刘博, 姜玉喆, 姜宇, 马仁明

2019, 30(12):  4195-4201.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.025

摘要 ( 513 )   PDF (863KB) ( 294 )  

应用Le Bissonnais法分析冻融循环(0、1、3、5和9)对3～5 mm黑龙江省黑土团聚体稳定性的影响,采用蜡封法分析黑土孔隙度的变化.结果表明: 不同粒径团聚体含量随冻融循环次数增加均呈波动状态,团聚体含量变化系数随冻融循环次数的增加逐渐趋于稳定;快速湿润、慢速湿润、预湿润震荡3种处理土壤中>0.25 mm团聚体含量有明显差异;孔隙度随冻融循环次数的增加而增大,变化范围在32.4%～41.4%.随冻融次数的增加,不同破碎方式下团聚体含量变化程度较低,团聚体平均重量直径与孔隙度呈负相关,表明冻融条件下孔隙度是影响团聚体稳定性的重要因素.

高温下喷施水杨酸和磷酸二氢钾对中稻生理特征和产量的影响

杨军, 蔡哲, 刘丹, 胡犁月, 曲文波, 张崇华, 王尚明, 田俊

2019, 30(12):  4202-4210.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.029

摘要 ( 581 )   PDF (743KB) ( 227 )  

为探寻减轻水稻抽穗开花期高温热害的技术途径,以3个籼型杂交稻品种为材料,于2017—2018年在江西省吉安县、余干县、南昌县进行田间试验.在抽穗开花期自然高温下,设置叶面喷施5个不同浓度的水杨酸(SA)处理(SA₁～SA₅分别为100、500、1000、1500、2000 μmol·L^-1)和5个不同浓度的磷酸二氢钾(KH₂PO₄)处理(K₁～K₅分别为7.35、14.70、22.05、29.40、36.75 mmol·L^-1),并以叶面喷施蒸馏水为对照(CK),分析中稻生理特征和产量.结果表明: 与对照相比,SA处理和KH₂PO₄处理分别降低了剑叶丙二醛含量,提高了叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性,其中SA₂和K₃处理效果最好.SA₂、SA₃和K₃、K₄处理提高了水稻穗粒数、结实率和产量,其中SA₂和K₃处理效果显著,与对照相比,SA₂处理分别使穗粒数、结实率和产量增加了7.0%、4.0%和11.9%,K₃处理增加了3.9%、4.7%和6.6%.抽穗开花期高温下,采取叶面喷施500 μmol·L^-1 SA或22.05 mmol·L^-1 KH₂PO₄的技术措施可显著提高中稻产量.

臭氧胁迫对稻穗不同部位糙米直链淀粉含量和RVA谱特征值的影响

章燕柳, 穆海蓉, 邵在胜, 王云霞, 景立权, 王余龙, 杨连新

2019, 30(12):  4211-4221.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.028

摘要 ( 336 )   PDF (731KB) ( 237 )  

近地层臭氧浓度升高使水稻产量下降,但臭氧胁迫对稻米品质的影响及其强弱势粒差异尚不清楚.本研究以8个不同类型水稻品种为供试材料,利用自然光气体熏蒸平台,设置对照(9 nL·L^-1)和高浓度臭氧(约100 nL·L^-1)处理,研究臭氧胁迫对稻穗不同部位糙米直链淀粉含量和RVA谱特征值的影响.结果表明: 与对照相比,臭氧处理使糙米直链淀粉含量、最高粘度、热浆粘度、崩解值和冷胶粘度分别下降5.9%、7.6%、5.9%、11.6%、2.9%,消减值和糊化温度分别增加24.9%和1.0%,均达显著水平.稻米直链淀粉含量和所有RVA特征参数的品种间差异均达极显著水平.稻穗不同部位稻米直链淀粉含量、最高粘度、热浆粘度、崩解值、冷胶粘度从大到小依次为强势粒>中势粒>弱势粒,消减值则表现相反.绝大多数情形下,臭氧与年度或臭氧与品种间的互作对稻米直链淀粉含量和RVA谱的影响达显著水平;尽管稻米RVA特征值对臭氧胁迫的响应多表现为稻穗上部略小于中部和下部,但臭氧与部位间的互作均未达显著水平.表明中等强度的臭氧胁迫使水稻食味品质明显变劣,变劣的程度因生长季和供试品种而异,籽粒着生位置受臭氧胁迫的影响较弱.

四川省猕猴桃溃疡病潜在分布预测及适生区域划分

王茹琳, 郭翔, 李庆, 王明田, 游超

2019, 30(12):  4222-4230.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.013

摘要 ( 366 )   PDF (915KB) ( 335 )  

为探明猕猴桃溃疡病在四川的适生性,选用MaxEnt模型,基于分布信息和环境变量,对该病在四川潜在分布区进行预测,分析主要环境变量对其分布的影响,并利用受试者工作特征曲线对模拟准确度进行评价.结果表明: 10次重复模拟的曲线下面积平均值为0.914,预测结果准确.猕猴桃溃疡病在四川的高适生区主要位于成都市、德阳市、绵阳市、广元市、巴中市、达州市和雅安市,中适生区在四川21地市州均有分布.刀切法筛选出影响猕猴桃溃疡病潜在分布的主要环境变量及其指标为:最冷月最低气温(-6.8～7.5 ℃)、最暖季度平均气温(15.6～32.3 ℃)、最干季度平均气温(-0.8～21 ℃)、年降水量(709～950.9 mm)和气温季节性变化标准差(4.7～9.6 ℃).本研究对制定猕猴桃溃疡病早期监测、预警及控制措施意义重大.

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤碳矿化动态的影响

曹乾斌, 王邵军, 任玉连, 张哲, 陈闽昆, 李少辉, 曹润, 王平, 左倩倩

2019, 30(12):  4231-4239.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.034

摘要 ( 422 )   PDF (1122KB) ( 290 )  

蚂蚁作为生态系统工程师,能够通过筑巢定居活动增加有机物的输入、改变理化环境及刺激微生物活动,进而影响土壤有机碳矿化动态.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为研究对象,比较了蚁巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率的动态特征,分析蚂蚁筑巢引起的土壤理化性质改变对土壤碳矿化速率的影响.结果表明: 蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳的矿化,相较于非巢地,蚁巢地平均土壤有机碳矿化速率提高19.2%;巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率均表现为6月>9月>3月>12月;蚁巢地土壤有机碳矿化速率最大值出现在10～15 cm土层,而非巢地土壤有机碳矿化速率0～5 cm土层最高;蚂蚁筑巢对土壤理化性质产生了显著影响,相较于非蚁巢地,蚁巢地土壤温度、水分、有机碳、微生物生物量碳、全氮、水解氮、硝态氮和铵态氮平均增加幅度分别为7.6%、5.4%、9.9%、14.8%、13.4%、9.9%、24.1%、6.6%和19.4%,而土壤容重和pH平均降幅分别为1.4%和2.5%.相关性分析及主成分分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳是影响土壤有机碳矿化速率的主控因子,土壤全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮、温度和土壤含水率对土壤有机碳矿化的贡献次之.蚂蚁筑巢主要显著改变有机碳矿化的底物组分(土壤有机碳和土壤微生物生物量碳),进而调控西双版纳热带森林土壤有机碳矿化速率的时空动态.

福建省主要海湾潮下带大型底栖无脊椎动物组成与分布特征

吴海燕, 傅世锋, 蔡晓琼, 陈庆辉

2019, 30(12):  4240-4248.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.036

摘要 ( 515 )   PDF (979KB) ( 295 )  

根据2010年8月对福建省12个主要海湾潮下带大型底栖无脊椎动物的调查资料,分析了大型底栖无脊椎动物的种类组成、生物多样性和群落结构分布特征及其与环境因子的关系.结果表明: 12个海湾共采集到大型底栖动物382种,包括环节动物170种、甲壳动物75种、软体动物78种、棘皮动物19种,以及其他类群40种.物种数、丰度、生物量和生物多样性指数空间差异较大: 罗源湾物种数最高,为92种,旧镇湾最低,为25种,所有海湾平均(55±21)种;所有海湾在物种组成上均为多毛类占优势,其平均物种数百分比为(51.8±5.5)%;诏安湾平均丰度最高,为(1330±1094) ind·m^-2,其次为福清湾、厦门湾、湄洲湾,泉州湾最低;兴化湾平均生物量最高,为(821.2±2387.7) g·m^-2,其次为福清湾、厦门湾,深沪湾最低;丰富度指数和Shannon多样性指数在罗源湾、湄洲湾、深沪湾、厦门湾和东山湾呈现较高值,而在福清湾和旧镇湾呈现较低值,两者的全域均值分别为(0.80±0.09)和(2.73±0.64).以相似度20%为界,可将研究区域的大型底栖无脊椎动物划分为14个群组,其中罗源湾内各站位间群落相似度最高,湾内差异最小,其次为三沙湾、福清湾、深沪湾和诏安湾,而其他海湾不同站位的群落组成差异较大.物种数、多样性指数和环境因子间的相关性分析和主成分分析显示,造成研究区大型底栖动物群落结构组成和分布差异的主要环境因子依次为沉积物铜、水深和底层水体活性磷酸盐.

南麂列岛东侧海域主要游泳动物生态位及种间联结性

戴冬旭, 俞存根, 刘惠, 颜文超, 孙蓓蓓, 菅康康, 辛艺, 张文俊

2019, 30(12):  4249-4258.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.033

摘要 ( 375 )   PDF (1654KB) ( 341 )  

根据2017年秋季和2018年春季在南麂列岛东侧海域进行的渔业资源调查所获数据,应用相对重要性指数、生态位宽度、聚类分析、生态位重叠值、基于2×2数据矩阵的χ²检验、方差比率、联结系数、共同出现百分率和点相关系数等,分析了主要游泳动物的种间关系和生态联系.结果表明: 在调查的30种主要游泳动物中,优势种有龙头鱼、三疣梭子蟹和口虾蛄3种,它们的生态位宽度较宽.采用生态位宽度聚类分析,可以将主要游泳动物划分为广生态位种、中生态位种和狭生态位种3个类型.生态位重叠值分布区间为[0, 0.98],说明物种对资源利用的相似性存在差异,生态位出现分化并伴随种间竞争现象.根据方差比率和W检验得出主要游泳动物间总体为显著正相关.χ²检验结果显示,联结性显著的有76个种对(χ²≥3.841),这与群落结构稳定性、物种共存现象存在一定关联.联结系数(AC)、共同出现百分率和点相关系数检验结果表明,物种间联结性较强,总体趋于正相关关系.

西北太平洋北方拟黵乌贼角质颚外部形态生长特性

宁欣, 陆化杰, 张旭, 任品, 刘凯, 陈子越, 陈新军

2019, 30(12):  4259-4266.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.037

摘要 ( 404 )   PDF (1345KB) ( 209 )  

角质颚是研究头足类渔业生态学的重要材料.基于2018年9—11月中国鱿钓船在西北太平洋生产调查期间采集的268尾北方拟黵乌贼样本,对其角质颚外部形态生长特性进行了研究.主成分分析表明: 北方拟黵乌贼角质颚的上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上喙长(URL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)和下喙长(LRL)可作为研究其角质颚外形变化的特征因子.协方差分析表明: 各特征因子与胴长和体重的生长关系在性别间均不存显著性差异.赤池信息准则分析显示: UHL、LHL与胴长生长的关系最适于用幂函数表示,UCL、URL、LCL与胴长生长的关系最适于用对数函数表示,而LRL与胴长生长的关系则最适于用线性函数表示;各特征参数与体重生长的关系,除LHL最适于用幂函数表示外,其余均最适于用对数函数表示.外形特征因子生长模型的确定,为北方拟黵乌贼的资源评估等研究打下科学基础.

基于高通量测序的缢蛏及其养殖池塘菌群结构的季节变化

王鑫毅, 谢骁, 金珊, 竺俊全, 赵青松, 周素明

2019, 30(12):  4267-4276.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.032

摘要 ( 425 )   PDF (1555KB) ( 561 )  

为探究缢蛏养殖过程中养殖环境和缢蛏体内的细菌群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关性,采用高通量测序技术对缢蛏养殖池塘的水体、沉积物及缢蛏内脏团细菌菌群进行了研究.结果表明: 水体中冬季的细菌菌群结构与其他3季差异显著,沉积物和缢蛏内脏团4季的细菌菌群结构均无显著差异.水体各季节细菌群落的Shannon多样性指数无明显差异,沉积物及缢蛏内脏团细菌群落Shannon多样性指数夏季最低,冬季最高.门水平上,蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门为水体的优势菌群;变形菌门、绿弯菌门和拟杆菌门为沉积物的优势菌群;柔膜菌门和变形菌门为缢蛏内脏团的优势菌群.属水平上,水体冬季的优势菌属为NS3a_marine_group,而其余3季为聚球藻属;沉积物优势菌属为厌氧绳菌科下的一类菌属norank_f_Anaerolineacea和硝化螺旋菌属;内脏团优势菌属为支原体属和弓形菌属.环境因子与菌群的相关性分析表明: 水体的优势菌属聚球藻属与水温、化学需氧量(COD)、PO₄^--P、NH₄⁺-N、pH和透明度呈正相关;沉积物的优势菌属厌氧绳菌科菌属norank_f_Anaerolineacea与COD、水温、总磷呈正相关;缢蛏内脏团的优势菌属支原体属与水温、pH、NH₄⁺-N、PO₄^--P和透明度呈正相关.这表明不同季节的缢蛏养殖池塘及缢蛏体内细菌群落结构及多样性差异较大,水体细菌菌群受养殖环境的影响明显,尤其是水温及氮磷含量.

卵孢金孢藻对不同磷化合物的利用及生长响应

尚光霞, 王振方, 尹思成, 王丽卿, 张瑞雷, 张玮

2019, 30(12):  4277-4285.  doi:10.13287/j.1001-9332.2019120.038

摘要 ( 422 )   PDF (1274KB) ( 221 )  

为了解水华蓝藻卵孢金孢藻对水体不同磷化合物的利用能力,试验以磷酸氢二钾为对照,通过室内模拟的方法探究不同磷基质条件下卵孢金孢藻的生长响应.结果表明: 卵孢金孢藻能直接利用三聚磷酸钠和十水焦磷酸钠,且对三聚磷酸钠有极高的利用率.15天后,三聚磷酸钠处理组的藻细胞生物量和叶绿素a浓度最高,分别达到(426.96±47.42) mg·L^-1和(1852.34±116.60) μg·L^-1.2-氨基乙基膦酸和五水β-甘油磷酸钠处理组生物量与对照无明显差异,可溶性无机磷变化特征响应了碱性磷酸酶活性大小,表明卵孢金孢藻能通过酶水解利用这两种有机磷.而整个培养过程中,草甘膦处理组可溶性无机磷浓度趋近于0 mg·L^-1,藻细胞生物量、比生长速率、叶绿素a浓度及光合活力均显著低于对照,表明草甘膦不仅不利于藻细胞摄取磷,还对其生长产生抑制作用.本研究结果为了解卵孢金孢藻向不同水生态系统的扩散机理提供了新的思路,对我国新型蓝藻水华的防治具有一定的理论参考价值.

泉州湾河口湿地生态系统服务价值的动态评价及驱动力分析

游惠明, 韩建亮, 潘德灼, 谢会成, 乐通潮, 马键斌, 黄思忠, 谭芳林

2019, 30(12):  4286-4292.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.040

摘要 ( 448 )   PDF (444KB) ( 335 )  

以泉州湾河口湿地为研究对象,结合服务指标分类和去重复计算,采用市场价值法、替代价值法及机会成本法等,对泉州湾河口湿地1997、2005、2013、2015年的生态系统服务价值进行了动态评价,并采用逐步回归分析法、通径分析方法探讨服务价值变化的主要驱动因子及其作用途径和强度.结果表明: 泉州湾河口湿地的主导服务为调蓄洪水、气候调节及食物供给服务;对泉州湾河口湿地生态系统主导服务价值变化直接影响最大的因子分别为供水量、海水养殖量和地区生产总值,其他驱动因子则通过间接影响作用于服务价值的变化.

海湾型城市生态系统服务权衡的情景模拟——以福建省泉州市为例

杜勇, 税伟, 孙晓瑞, 杨海峰, 郑佳瑜

2019, 30(12):  4293-4302.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.014

摘要 ( 547 )   PDF (2794KB) ( 422 )  

海湾型城市拥有丰富的海陆资源和较大的环境承载力,但人口和产业环绕海湾高密度聚集也让海湾型城市成为典型的生态环境脆弱区.本研究以典型的海湾型城市泉州市为例,基于土地利用数据、气象站点数据、地形数据和统计数据等多源数据,运用Logistic-CA-Markov耦合模型,设置自然情景、规划情景和保护情景,模拟了2030年3种不同情景下泉州市的土地利用及景观格局的变化,并进一步预测和估算了保水、保土、固碳(净初级生产力)和食物供给4种关键的生态系统服务功能及权衡关系.结果表明: 3种情景之下,2030年泉州市的耕地和建设用地面积增加,林地、草地和水体面积有不同程度减少,土地利用的破碎化程度加剧.与2015年相比,除保土服务功能外,泉州市2030年的保水、固碳和食物供给服务功能都出现了不同程度的下降;自然情景下生态系统服务功能的降幅更大,保护情景下的降幅低于规划情景.在保护情景和规划情景下,2030年的保水服务与保土服务、保水服务与固碳服务、保土服务与固碳服务的协同关系均增强,权衡关系减弱.

生态环境脆弱性与多维贫困的耦合关系——基于广西河池市1586个贫困村的实证分析

李响, 齐文平, 谭畅, 王白雪, 王艳慧

2019, 30(12):  4303-4312.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.011

摘要 ( 449 )   PDF (2121KB) ( 262 )  

探索精细尺度上生态环境与区域综合贫困之间的关联性以及两者互动机理,是实现精准脱贫和乡村振兴背景下资源环境与社会经济绿色可持续发展的重要前提和保障.本文通过分别建立生态脆弱性和多维贫困评价模型体系,并结合耦合协调度模型,系统全面地揭示了生态环境脆弱性与多维贫困之间的协调发展关系.对研究区1586个行政村的测试结果表明:研究区生态环境高脆弱区主要分布在东南部;多维贫困状况从西北向东南呈现递增趋势,空间分布上均呈现“整体分散、局部聚集”的格局.在协调发展区,生态环境脆弱度与多维贫困程度的耦合度较高,两者呈显著正相关关系;在衰退失调区,生态环境脆弱度与多维贫困程度的耦合度较低,两者呈显著的负相关关系,说明生态环境质量改善和多维减贫发展不同步.生态环境脆弱性与多维贫困之间存在密切的复杂关系,扶贫开发的同时应重视生态环境保护,防止陷入生态贫困陷阱.

煤炭资源型城市生态-经济-社会协调发展分析——以淮南市为例

张琪, 郑刘根, 刘辉, 程桦

2019, 30(12):  4313-4322.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.012

摘要 ( 382 )   PDF (1267KB) ( 258 )  

以典型的煤炭资源型城市淮南市为例,构建“经济-社会-生态”三维系统指标体系,通过熵权法、耦合协调发展模型和灰色关联系数研究了该系统2002—2016年间的发展,从宏观角度分析淮南市多维关系的协调发展.结果表明: 生态子系统所占权重最大,其发展水平整体呈U型(先减后增),并对综合发展水平造成显著影响;三维耦合系统总体呈上升态势,耦合绝对水平较低,生态系统压力在逐渐增大的过程中制约经济和社会的发展,并反作用于协调发展水平;经济发展和经济活力分别对社会和生态子系统发展产生积极影响,社会发展对生态子系统影响较大,环境现状的改善对经济和社会发展具有支撑作用;在淮南市转型过程中,需保持经济的稳定快速发展,增加对社会发展和环境污染治理方面的投入力度,同时注重生态的支撑能力,避免对社会经济发展产生限制作用.

综合评述

水分条件变化对土壤微生物的影响及其响应机制研究进展

朱义族, 李雅颖, 韩继刚, 姚槐应

2019, 30(12):  4323-4332.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.031

摘要 ( 1313 )   PDF (1148KB) ( 724 )  

土壤微生物在维持陆地生态系统服务中扮演着重要的角色.土壤水分条件是影响微生物活性与生态系统功能的重要因素之一,全球气候变化所引起的极端干旱与降雨必将加速土壤水分的剧烈变化.由于不同土壤微生物对干旱胁迫的耐受性不同及其对水分变化的响应差异,使得土壤水分条件变化直接改变了土壤微生物活性与群落结构,进而对微生物介导的关键过程与土壤生态系统功能造成深刻的影响.因此,全面深入地理解水分条件变化下土壤微生物群落的结构变化特征与响应机制具有重要意义.本文在总结土壤水分条件变化对土壤微生物活性(土壤呼吸与酶活性)和微生物群落结构的影响的基础上,进一步阐述了土壤微生物对干旱胁迫与水分条件变化的响应机制和生态学策略,包括: 1)积累胞内溶质、产生胞外聚合物、进入休眠状态等应对干旱胁迫的细胞生理策略;2)微生物之间、微生物与植物之间相关抗逆性基因的转移及土壤微生物群落的功能冗余等应对水分变化的微生物机制.研究水分条件变化下土壤微生物群落结构及生态系统功能之间的内在联系,不仅有助于进一步剖析微生物介导的土壤生态过程,而且能够为今后陆地生态系统对气候变化的响应研究和模型预测提供理论依据.

植物应对干旱胁迫的气孔调节

罗丹丹, 王传宽, 金鹰

2019, 30(12):  4333-4343.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.004

摘要 ( 1783 )   PDF (748KB) ( 666 )  

气孔是植物控制叶片与大气之间碳、水交换的重要门户,植物的生长和生存都依赖于叶片气孔对碳获取和水散失的调控.因此,气孔调节机理研究与气孔导度模型研发是精确模拟陆地生态系统碳、水循环过程不可或缺的内容.近年来,随着气候变化的加剧,干旱事件愈发频繁,对植物的存活、生长和分布产生深刻影响.为了深入理解植物碳-水耦合机理过程、预测全球变化下植物及群落的动态,开展植物应对干旱胁迫的气孔调节研究尤为重要.本文综述了植物在干旱胁迫条件下气孔调节机制和模型研究进展.首先阐述了植物气孔对干旱胁迫的主动调节与被动调节,讨论了气孔调节的演化过程,包括蕨类和石松类植物的被动水力调节、被子植物的主动调节和裸子植物的双重调节机制,认为裸子植物的气孔调节方式是植物进化过程中介于蕨类、石松类植物和被子植物之间的一种重要过渡类型.然后分析了气孔调节与水力调节的关系,讨论了“植物水势和气孔导度解耦”问题中存在的争议.之后介绍了基于水分利用效率假说和最大碳增益假说所建立的气孔导度优化模型的应用,并指出后者有更强的预测能力和应用前景.最后,为了有效减少植被对气候变化响应预测中的不确定性,提出了2个亟待开展的研究问题:将植物叶片的气孔调节功能研究由个体扩展到生态系统甚至更大尺度,改进陆地生态系统碳水循环机理模型;量化气孔调节的主动水力反馈过程,修正植物气孔功能水力模型.

南极磷虾行为与生理生态学研究进展

刘子俊, 许柳雄, 朱国平

2019, 30(12):  4344-4352.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.010

摘要 ( 396 )   PDF (528KB) ( 802 )  

行为生态学和生理生态学是生态学领域的两个重要研究范畴,开展相关研究可以更好地理解海洋生物的生活习性及其对环境的适应能力.南极磷虾是南大洋生态系统中的关键物种,探究其行为和生理生态学可以了解磷虾类等海洋生物应对极端环境的能力.本文从行为生态和生理生态两方面总结了南极磷虾的典型生态学特征.行为生态学包括其集群(规模、行为)及游泳(游泳角度、附肢摆动)等;生理生态学包括呼吸、排泄与代谢以及蜕皮与生长等.目前关于南极磷虾的生理生态学和行为生态学的研究仍较为有限,且多数研究结果基于陆基实验室的暂养.鉴于陆基实验室暂养与自然的南极磷虾栖息环境差异较大,开展南极磷虾的现场实验生态学研究迫在眉睫.

景观生态学三维格局研究进展

张楚宜, 胡远满, 刘淼, 李春林

2019, 30(12):  4353-4360.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.018

摘要 ( 411 )   PDF (502KB) ( 368 )  

非生物与生物的密切交互造就了多种多样的三维景观格局,景观生态学作为研究格局和生态学过程的学科,其在三维空间的探索随着激光雷达等三维数据提取技术的完善取得了快速进步.三维数据的引入使得研究更贴近真实地表景观,研究结果与相关生态学指标具有更明显的同向趋势.这改善了传统研究缺乏生态学意义的问题.但由于研究背景不同,研究方法和研究结论仍缺乏普适性.另一方面,研究结果对尺度变化的敏感度也因三维数据量的扩大而增加,如何选择并处理适宜尺度的数据使结论更加科学,是未来需要注意并探讨的问题.未来,随着数据获取更加便捷,研究将向长时间多尺度多源数据集成化发展,除动态监测及预测外,结合景观规划设计的可持续规划和生态恢复应用也是重要的研究方向之一.

美国林火管理概况及分析

郭新彬, 郑文霞, 曾爱聪, 马远帆, 郭林飞, 郭福涛

2019, 30(12):  4361-4368.  doi:10.13287/j.1001-9332.201912.005

摘要 ( 518 )   PDF (544KB) ( 362 )  

受气候变化和人为活动的影响,近年来全球重特大森林火灾频发,给生态系统、大气环境和人类健康带来重大影响.美国在林火管理方面积累了大量的实践经验.全面梳理美国林火管理的框架体系,可以为我国的森林防火工作提供有力借鉴.本文从美国林火政策的历史演变入手,系统介绍了政策演变的4个阶段及各阶段的特点,从可燃物管理、行政管理权责、火灾扑救和林火管理科研支撑4个方面对美国林火管理概况进行综合分析.同时,通过总结相关文献,提出美国未来可燃物管理、政策政治和火灾扑救3方面的改进策略.最后,通过对美国林火管理的综合分析,提出对我国林火管理的几点启示性意见,旨在推动建立健全具有我国特色的林火管理体系.