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2022年 第33卷 第9期    刊出日期：2022-09-15

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2022, 33(9):  0-0. 

摘要 ( 94 )   PDF (16976KB) ( 20 )  

密云水库上游油松人工水源涵养林林下植物多样性与土壤理化特性

高军, 杨建英, 史常青, 公博, 刘子敬

2022, 33(9):  2305-2313.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.001

摘要 ( 504 )   PDF (1370KB) ( 99 )  

以密云水库上游丰宁县4种油松人工水源涵养林(油松×落叶松混交林、油松×蒙古栎混交林、油松×山杏混交林、油松纯林)为对象,研究林下植物多样性与土壤理化性质特征,分析林下植物多样性与土壤因子的相关关系。结果表明: 4种人工水源涵养林林下植物群落组成结构差异显著,油松×山杏混交林林下植物群落物种组成最为丰富,绣线菊、虎榛子和披针薹草为主要优势种。从物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数来看,油松×山杏混交林林下整体植物多样性水平最高,灌木层和草本层植物多样性分别以油松×蒙古栎混交林和油松×山杏混交林最高。4种人工水源涵养林之间除全磷外其他各理化指标均差异显著,油松×山杏混交林土壤理化性质总体最优,油松×蒙古栎混交林最差。土壤毛管孔隙度、pH、有机质为灌木层植物多样性的主要影响因子,土壤pH、毛管持水量为草本层植物多样性的主要影响因子。营造油松×山杏混交林更有利于提高林下植物多样性并促进土壤改良,土壤pH、有机质、毛管孔隙度、毛管持水量为影响研究区林下植物多样性的主导土壤因子。

冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

马靖然, 王亚楠, 常璐, 邓娇娇, 周旺明, 于大炮, 王庆伟

2022, 33(9):  2314-2320.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.006

摘要 ( 281 )   PDF (1716KB) ( 62 )  

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。

基于线性分位数混合效应的辽东山区红松冠幅模型

佟艺玟, 陈东升, 冯健, 高慧淋

2022, 33(9):  2321-2330.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.002

摘要 ( 270 )   PDF (1728KB) ( 57 )  

冠幅是反映单木生长状态及构建林木生长收获模型的重要变量。本研究以辽东山区大边沟林场10～55年生红松人工林为对象,基于66块固定样地的2763株红松的每木检尺数据,选取冠幅基础模型,采用再参数化的方法引入单木竞争指标(R_d),利用哑变量的方法引入了林分密度、林层变量,构建不同分位点(0.50、0.90、0.93、0.95、0.96、0.99)的冠幅分位数回归模型,并与传统方法进行比较,选取模拟林分最大冠幅的最优分位点。为反映林分中单木冠幅在林木个体之间的差异,建立了基于样地水平的最优分位点的线性混合效应分位数回归冠幅模型,分析各变量对单木冠幅的影响。结果表明: 基于F统计检验,不同林分密度和林层的冠幅模型具有显著差异,在基础模型中引入林层、林分密度和竞争后,模型R_a²提高0.0104,均方根误差降低0.0115,均方误差降低为7.4%;与最小二乘法比较,分位数回归模型能够较好地模拟林分状态下的单木最大冠幅,并选出0.96分位点和0.93分位点作为上林层和下林层的分位数回归模型的最优分位点。引入混合效应的线性分位数回归模型的赤池信息准则、贝叶斯信息准则、HQ信息准则等评价指标优于传统分位数回归,参数标准误显著降低,混合效应的引入很好地解释了样地之间的差异。就上林层和下林层而言,林分密度越大,最大冠幅越小;相对直径越大,最大冠幅越大,其中林分密度对下林层的冠幅影响大于上林层,当林分密度足够大时,冠幅随着胸径的增大先增大后降低。本研究构建的基于混合效应的分位数回归模型能有效提高模型的拟合优度,今后可通过调控林分密度、适度抚育间伐等措施,实现对辽东山区红松人工林的科学营建和可持续发展。

遮阴和干旱对白桦幼苗光诱导的气孔动力学影响

赵霖玉, 李秧秧

2022, 33(9):  2331-2338.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.004

摘要 ( 268 )   PDF (935KB) ( 82 )  

以黄土丘陵区演替早期种白桦的幼龄实生苗为材料,采用全光照和遮阴(光照为全光照的30%)以及正常水分(田间持水量的75%～80%)和干旱(田间持水量的40%～45%)处理,研究了遮阴和干旱下白桦幼苗光诱导的气孔动力学参数、气孔解剖特征、整株植物生长和水分利用的变化。结果表明: 遮阴使气孔开放过程的滞后时间和响应时间显著增加0.8和1.8倍,气孔开放和关闭过程的响应速度显著降低82.2%和65.0%,气孔开放和关闭过程的响应幅度显著降低43.3%和56.9%;干旱使气孔开放过程的响应幅度显著降低43.9%、气孔关闭过程的响应速度显著降低33.0%;二者仅对气孔开放过程的滞后时间存在交互作用。白桦幼苗气孔关闭过程的响应速度与气孔密度和气孔指数呈显著正相关,其他气孔动力学参数与气孔解剖结构间无显著相关性。白桦气孔关闭过程中的响应速度与整株生物量、耗水量呈显著正相关,所有气孔动力学参数和整株水分利用效率间无显著相关性。遮阴和干旱对白桦光诱导的气孔动力学参数的影响与其对气孔解剖结构的影响有关,动态光下的气孔动力学参数可在一定程度上阐释白桦不同生境下生长的差异。

基于Landsat 8时间序列数据的翠岗林场森林类型划分

董灵波, 梁凯富, 张一帆, 刘兆刚

2022, 33(9):  2339-2346.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.007

摘要 ( 282 )   PDF (4358KB) ( 28 )  

探讨增强型植被指数(EVI)时间序列数据对提升森林类型识别精度的实际作用,可以促进光学遥感数据在森林资源调查和监测领域的深层次应用。以大兴安岭新林林业局翠岗林场为对象,以2014—2018年的20景Landsat 8 OLI时间序列数据、2017—2019年的56块固定样地数据和2016年二类调查数据为基础,运用随机森林算法,以光谱特征、纹理特征和EVI时间序列特征为基础构建6种不同的分类方案,实现翠岗林场森林类型的划分,并评估不同分类方案的精度。结果表明: 落叶松林、白桦林、针阔混交林、针叶混交林和阔叶混交林的EVI值在非生长季(36—111日和287—367日)间差异较大,其间针叶混交林EVI值显著高于其他4种森林类型,而阔叶混交林EVI值始终低于其他4种森林类型;在生长季早期(111—143日),白桦林EVI值高于落叶松EVI值,可有效区分白桦林和落叶松林;在6种分类方案中,光谱特征+纹理特征+EVI时间序列特征的分类精度最高,其Kappa达到0.82、分类精度86.1%。对比结果表明,加入植被指数时间序列特征的总体精度比光谱特征的总体精度提高了14.3%。因此,光谱特征、纹理特征及EVI时间序列特征组合下的随机森林算法能够对翠岗林场森林类型进行有效划分,具有良好的识别精度和可信度。

基于黄山松树轮重建华东天目山地区1809—2018年4—7月平均气温

徐嘉睿, 王慧, 赵明水, 史逝远, 张亚萍, 史江峰

2022, 33(9):  2347-2355.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.005

摘要 ( 208 )   PDF (4565KB) ( 42 )  

利用浙江北部西天目山高海拔黄山松树轮样品,建立了340年的整轮、早材和晚材宽度年表,根据子样本信号强度大于0.8的标准,确定年表的可靠时段为1810—2019年,通过对年表与气候要素进行相关分析,研究了树轮生长对气候的响应。结果表明: 黄山松径向生长对气温的响应远高于对降水的响应。综合考虑原始序列和一阶差序列相关分析结果,发现早材宽度与上年生长季前期平均气温、平均最高气温显著相关,晚材宽度与上年5月和当年9月平均气温、平均最高气温显著相关。整轮响应时段与早材较为一致,但相关性较低。最优相关组合为早材宽度与上年4—7月平均气温。基于这一关系,重建了华东天目山地区1809—2018年4—7月平均气温,方差解释量达61.5%,原始序列和一阶差序列均通过分段检验。重建气温序列中的偏冷时段为1834—1964年,偏暖时段为1809—1833和1965—2018年。20世纪60年代以来,气温进入快速上升阶段,从低频趋势上看,20世纪80年代之后气温达到过去210年来的最高水平。空间相关分析表明,重建序列较好地代表了华东地区气温的变化情况,与华东地区的区域重建序列对比也具有较好的一致性。黄山松在华东地区古气候重建方面具有较大潜力。

腾格里沙漠东南缘不同植被类型土壤种子库多样性

孙瑜硕, 常选选, 张雪, 王磊, 曲文杰, 秦伟春, 张波, 牛金帅

2022, 33(9):  2356-2362.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.009

摘要 ( 229 )   PDF (890KB) ( 86 )  

为探究荒漠地区不同植被类型土壤种子库动态与分布规律,揭示不同植被类型群落的植被演替趋势与多样性特征,以腾格里沙漠东南缘胡杨群落、柠条群落、赖草群落和沙蓬群落为对象,采集0～2、2～5、5～10、10～20 cm土层土样,研究土壤种子库特征及其与地上植被的关系。结果表明: 4个植被类型的土壤种子库中共发现13种植物,隶属于3科12属,1、2年生草本植物种子占多数,藜科植物较多;土壤种子库密度较低,呈现柠条群落＞赖草群落＞胡杨群落＞沙蓬群落;种子库密度和植物种类整体随土壤剖面的加深而降低;综合Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数和Patrick丰富度指数进行分析,土壤种子库物种多样性呈现胡杨群落＞赖草群落＞柠条群落＞沙蓬群落,柠条群落土壤种子库与地上植被相似性系数最高,沙蓬群落次之,胡杨群落和赖草群落最低。总体上,以胡杨群落为代表的乔木林较为稳定,以沙蓬群落为代表的沙地生态系统最为脆弱。

森林草原过渡带持久土壤种子库沿降水梯度的格局

卢正宽, 刘贺永, 蹇述莲, 徐丽, 肖路, 王汝振, 姜勇, 张红香

2022, 33(9):  2363-2370.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.008

摘要 ( 219 )   PDF (1155KB) ( 75 )  

为了解全球气候变化背景下森林草原过渡带持久土壤种子库对未来降水减少的响应,本研究以呼伦贝尔森林草原过渡带为研究区域,沿降水梯度采集0～10 cm土层的持久土壤种子库样本,研究种子库密度、物种组成、多样性及其与地上植被的关系,并利用结构方程模型研究年降水量对持久土壤种子库的直接影响及其通过地上植被和土壤有效氮、有效磷、土壤pH值产生的间接影响。结果表明: 随着降水量的降低,种子库密度和物种丰富度有增加趋势,森林草原过渡带草地土壤种子库物种多样性高于森林。土壤种子库与地上植被相似性整体较低。结构方程模型结果显示,年降水量对种子库的密度和物种丰富度的总效应为负效应,标准路径系数为-0.051和-0.122。年降水量对种子库的密度和物种丰富度的直接效应为正效应,降水量通过土壤全氮对种子库密度和物种丰富度产生显著的间接正效应,通过土壤pH和土壤有效磷对种子库物种丰富度产生显著的间接负效应,通过土壤pH对种子库密度产生显著的间接负效应。气候变化下降水减少会改变植物应对风险的策略,森林草原过渡带的持久土壤种子库对应对未来可能发生的降水减少具有一定的缓冲作用。

退化草地物种种内和种间功能性状变异对放牧的响应

季飞龙, 李雪华, 李晓兰, 贾美玉, 赵志勇

2022, 33(9):  2371-2378.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.003

摘要 ( 271 )   PDF (1241KB) ( 43 )  

研究草地植物功能性状变异对放牧干扰的响应机制,有助于解析草地生态系统群落构建和功能多样性维持机制及植物对环境的适应及权衡策略。以科尔沁沙地退化草地为对象,研究围封和放牧草地物种多种功能性状(植株高度、根系长度、叶面积、根面积、叶片干物质含量、地上干物质含量、根系干物质含量、比叶面积、比根长和根冠比)变异特征及其对放牧干扰的响应机制。结果表明: 退化草地物种种间性状变异明显高于种内变异,种间性状变异对总体变异的贡献率占比高达70.2%～95.1%,而种内变异仅为4.9%～29.8%,但群落构建中物种的种内变异仍不可忽视。放牧草地物种种间性状变异低于围封草地,且放牧草地种内变异增加而种间变异减小。放牧导致不耐牧的优良禾本科牧草叶面积和叶片干物质含量下降而比根长增加,但耐牧的杂类草则通过增加叶面积和叶片干物质含量并降低比根长来提高在群落中的优势地位。退化草地对放牧响应较为敏感的功能性状有叶面积、叶片干物质含量、比根长和比叶面积。植物叶片性状和根系性状自身及彼此间均呈显著正相关,但放牧会增强根系性状的协同效应而减弱叶片性状的协同效应。说明放牧会驱动植物个体和种群功能性状权衡策略发生改变,进而起到调控植物群落结构和功能的作用。

亏缺灌溉对干旱区两种乡土植物种子生产性能及其水分利用效率的影响

高福洁, 崔鸿娇, 韩丙芳, 贺彦玲, 彭文栋, 刘定鑫, 伏兵哲, 马红彬

2022, 33(9):  2379-2387.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.013

摘要 ( 215 )   PDF (1826KB) ( 43 )  

科学灌溉对植物种子生产具有重要意义。本研究以荒漠草原优良乡土植物沙芦草和牛枝子为对象,以充分灌溉为对照,探究不同生育时期亏缺灌溉对两种牧草种子生产和水分利用效率的影响。结果表明: 与对照相比,亏缺灌溉下两种植物土壤含水率下降,其中沙芦草土壤含水率下降主要发生在0～60 cm土层,牛枝子土壤水分下降未出现明显的分层现象。亏缺灌溉下沙芦草种子产量各构成因子差异均显著,开花期亏缺灌溉种子产量最高;牛枝子仅生殖枝数、小花数和荚果数差异显著,种子产量各处理差异不显著。相关分析显示,沙芦草种子产量与生殖枝数(r=0.776)、小穗数(r=0.717)呈显著正相关;牛枝子花序数与生殖枝数呈极显著负相关(r=-0.685),与小花数呈显著正相关(r=0.412)。与充分灌溉相比,亏缺灌溉下两种乡土植物种子生产耗水量减少,水分利用效率提高,其中,沙芦草开花期亏缺灌溉水分利用效率提高最多(32.9%);牛枝子分枝期亏缺灌溉提高最多(27.4%)。因此,适当亏缺灌溉可以提高两种植物水分利用效率。从水分利用效率和种子产量来看,干旱区沙芦草和牛枝子种子人工繁育时可采取亏缺灌溉,适宜亏缺的生育期分别为开花期和分枝期。

杉木人工林土壤微生物生物量和碳源利用能力对模拟氮沉降和干旱的响应

宋鸽, 李晓杰, 王全成, 吕茂奎, 谢锦升, 贺纪正, 郑勇

2022, 33(9):  2388-2396.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.016

摘要 ( 282 )   PDF (1537KB) ( 34 )  

杉木林是我国亚热带地区最主要的人工林和重要的碳汇。本研究以杉木人工林为对象,通过设置氮素添加(40 kg N·hm^-2·a^-1)和隔离降雨(-50%)试验分别模拟氮沉降和干旱,在夏季(7月)和冬季(1月)采集表层土壤,通过磷脂脂肪酸、平板计数、Biolog等方法综合分析土壤微生物生物量、数量及碳源利用能力。结果表明: 土壤微生物生物量及微生物组成在两季节间存在显著差异;氮添加和隔离降雨可在一定程度上减少可培养细菌和真菌的数量,细菌数量较真菌数量对氮添加和隔离降雨的响应更敏感。隔离降雨显著抑制了土壤中微生物的碳源利用能力,而氮添加无显著影响。土壤细菌数量与微生物碳源利用能力呈显著正相关,表明可培养细菌是介导微生物碳转化的关键组分。本研究强调了氮沉降和干旱对亚热带杉木人工林表层土壤微生物的影响,可为评估未来全球变化情景下亚热带森林生态系统的土壤微生物生态功能提供科学依据。

三峡库区马尾松林土壤真菌群落特征及影响因素

陈历睿, 林佳妮, 沈蓉, 朱广宇, 赖江山, 林敦梅

2022, 33(9):  2397-2404.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.032

摘要 ( 276 )   PDF (1097KB) ( 33 )  

土壤真菌是地下生物多样性的重要组成部分,在土壤碳和养分循环中发挥重要功能。本研究基于高通量测序技术对三峡库区22个马尾松林表层土壤(0～10 cm)真菌群落进行研究。结果表明: 子囊菌门与担子菌门为优势真菌类群,常见类群包括散囊菌目、红菇目和银耳目。真菌功能群以腐生真菌与外生菌根真菌为主,欧石南类菌根真菌也较常见。冗余分析表明,无论是对整个土壤真菌群落还是不同真菌功能群,环境变量对群落结构的影响均强于空间变量,说明在较小的空间尺度上生境过滤对土壤真菌群落结构的影响超过扩散限制。地上生物量、电导率、有效磷、容重、碳氮比、硝态氮、粉粒占比是影响真菌群落结构的主要环境因子,但影响不同真菌功能群的最关键环境因子存在差异。

长白山阔叶红松林优势树种叶际真菌群落结构

王星, 杨腾, 毛子昆, 蔺菲, 叶吉, 房帅, 戴冠华, 胡家瑞, 郝占庆, 王绪高, 原作强

2022, 33(9):  2405-2412.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.035

摘要 ( 293 )   PDF (1130KB) ( 111 )  

森林作为陆地生态系统的主体,其林冠承载了地球上大约40%的现存物种,叶际微生物作为冠层生物多样性的重要组成部分, 在维持植物健康、提高宿主抵御能力和参与全球生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,然而相对于根际微生物,目前关于冠层叶际微生物群落组成的研究还比较缺乏。本研究以吉林省长白山自然保护区内阔叶红松林为主要研究对象,使用高通量测序技术分析6种优势树种(红松、紫椴、蒙古栎、色木槭、水曲柳、春榆)的叶际真菌群落特征,并测定宿主的14种叶片功能性状,对比研究了不同优势树种叶际真菌群落组成与功能群异同,探讨真菌群落组成与叶片功能性状的关联性。结果表明:叶际真菌的优势门和纲分别为子囊菌门、担子菌门,座囊菌纲和外囊菌纲;不同树种林冠叶际真菌组成存在明显差异。LEfSe分析表明,除春榆和色木槭外,其余树种都有显著的差异指示种,如红松的圆孢多臂菌属和蒙古栎的柱隔孢属;对比FUNGuild数据库发现,叶际真菌主要功能群为病理寄生型;冗余分析和envfit分析结果表明,与植物养分获取和抵御病虫害相关的性状是影响林冠叶际真菌群落结构的主要因子。

碳中和目标下中国森林固碳量跨期分配及成本

张祥华, 秦会艳, 黄颖利, 黄亚楠, 乔振华

2022, 33(9):  2413-2421.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.027

摘要 ( 324 )   PDF (1086KB) ( 100 )  

我国实现碳中和路线图的“碳排放达峰”、“快速降低碳排放”、“深度脱碳实现碳中和”3阶段具有复杂且差异的减排形势。森林固碳作为我国实现碳中和目标的重要手段,其跨期分配是平衡产业减排与森林固碳关系、降低我国实现碳中和的成本代价、以最优成本分步实现碳中和目标的重要途径。本研究从成本优化分配理论出发,引入森林边际固碳成本理论,结合国内现有产业边际减排理论,对我国实现碳中和3个阶段的成本变化过程进行模拟。结果表明: 我国在“碳排放达峰”、“快速降低碳排放”、“深度脱碳实现碳中和”3个阶段,实现成本最优的森林年固碳量分别为0.20、7.75、19.82亿t,分别占当期总减排量的1.8%、17.5%、37.6%。相较于仅依赖产业减排,在成本最优设计下发挥森林固碳成本优势,使得碳中和3个阶段的总成本分别降低0.48、791.36、9092.53亿美元。在“碳排放达峰”阶段,森林固碳的成本优势十分有限,应当主要依靠产业减排;在“快速降低碳排放”阶段,森林固碳的成本优势逐渐凸显;在“深度脱碳实现碳中和”阶段,应当充分发挥森林固碳的成本优势实现“零碳”目标,否则将会面临十分高昂的成本代价,尤其对于脱碳成本十分高昂或永远无法完全脱碳的产业。最优成本设计下森林固碳可以节约9884.37亿美元的碳中和成本。

不同花生棉花间作模式对花生生育后期生理特性及产量的影响

钱必长, 赵晨, 赵继浩, 赖华江, 李向东, 刘兆新

2022, 33(9):  2422-2430.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.014

摘要 ( 259 )   PDF (2201KB) ( 85 )  

棉花花生间作是充分利用土地资源、缓解棉油争地矛盾的重要种植方式。在大田栽培条件下,以‘花育25’和‘聊棉19’为试验材料,设置花生和棉花种植比例分别为4∶4(H₄M₄)、6∶4(H₆M₄)和4∶2(H₄M₂)3种间作模式,以单作花生(DH)和单作棉花(DM)为对照,研究不同花生棉花间作比例对花生生育后期生理特性、产量及经济效益的影响。结果表明: 与花生单作相比,棉花花生间作促进了花生茎秆的生长,但降低了叶面积指数、主茎绿叶数和干物质积累总量,易造成花生的旺长和倒伏。不同间作模式相比,H₆M₄和H₆M₄的花生叶片叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和根系活力显著高于H₄M₄,并提高了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,降低了丙二醛含量。不同间作模式显著降低了花生产量和棉花产量,但经济总产值较单作棉花增加。各间作模式间相比,在H₆M₄间作模式中,花生减产幅度最小,经济总产值显著高于其他处理且土地当量比大于1,具有明显的间作优势。说明在花生棉花间作种植体系中,适当减小棉花在间作中所占的比例能够维持花生较高的光合能力,促进根系对养分的吸收,有利于延缓衰老,减弱对花生产量的影响。

睡莲叶脐着生胎芽与叶片不同部位碳水化合物代谢的关系

谢欢, 艾星梅, 李宇航, 赵财宝, 孙媛媛

2022, 33(9):  2431-2440.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.010

摘要 ( 194 )   PDF (4164KB) ( 39 )  

为了解睡莲叶脐胎芽的发育机理,以广热带亚属胎生睡莲‘玛格丽特’和‘鲁比’为材料,非胎生睡莲‘粉星’为对照,采用石蜡切片技术观察叶脐胎芽发育4个时期的形态变化,并比较胎生与非胎生睡莲叶片不同部位碳水化合物代谢的差异性。结果表明: 叶片展开后,胎生睡莲叶脐表皮以下细胞不断分裂和生长,形成排列紧密的细胞群,并逐渐向上凸起呈球形,非胎生睡莲叶脐则无任何变化。随着叶片的不断发育,除蔗糖和酶活性以外,各生理指标在胎生睡莲叶片中的含量均表现为先升后降,显著高于非胎生睡莲;从不同部位来看,碳水化合物含量总体表现为叶片>叶脐>叶柄(淀粉含量除外,其叶脐高于叶片和叶柄);不同品种蔗糖代谢酶活性表现为蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性高于蔗糖磷酸合成酶(SPS)和中性转化酶(NI)活性,胎生睡莲不同组织中的SPS和NI活性均显著高于非胎生睡莲,但SS和AI活性在胎生睡莲中并未表现出明显的品种优势;AI活性在品种间差异大,NI活性在品种间差异较小,且在不同组织中均处于较低水平。相关性分析表明,‘鲁比’叶片的蔗糖含量与SPS和AI呈极显著正相关,与NI呈显著正相关,且蔗糖含量的积累主要增加了睡莲叶片的SS和NI活性,有利于促进胎芽的形成。

大气CO₂浓度缓增对稻田硝酸盐型甲烷厌氧氧化过程的影响

黄翯宸, 金靖昊, 沈李东, 田茂辉, 刘心, 杨王挺, 胡正华

2022, 33(9):  2441-2449.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.012

摘要 ( 251 )   PDF (3259KB) ( 46 )  

硝酸盐型甲烷厌氧氧化(AOM)是控制稻田甲烷排放的一种新途径,大气CO₂浓度升高会对稻田甲烷排放产生重要影响,但有关其对硝酸盐型AOM过程的影响知之甚少。本研究依托开顶式气室组成的CO₂浓度自动调控平台,采用¹³CH₄稳定性同位素示踪技术,从甲烷氧化活性、相关功能微生物Candidatus Methanoperedens nitroreducens (M. nitroreducens)-like古菌丰度与群落组成等方面,系统研究了稻田土壤中硝酸盐型AOM过程对大气CO₂浓度缓增的响应。试验设置背景CO₂浓度和CO₂浓度缓增处理(背景CO₂浓度基础上每年增加40 μL·L^-1,直至增幅达160 μL·L^-1)。结果表明: 稻田土壤硝酸盐型AOM速率为0.7～11.3 nmol CO₂·g^-1·d^-1;定量PCR结果显示,M. nitroreducens-like古菌mcrA基因丰度为2.2×10⁶～8.5×10⁶ copies·g^-1。与对照相比,CO₂浓度缓增处理使土壤中硝酸盐型AOM速率和M. nitroreducens-like古菌mcrA基因丰度均有一定幅度提高,特别是在5～10 cm深度下两者均显著提高。CO₂浓度缓增处理未显著改变M. nitroreducens-like古菌群落结构,但使其多样性显著降低。相关性分析表明,土壤有机碳含量可能是影响硝酸盐型AOM过程的重要因子。综上,大气CO₂浓度缓增在一定程度上促进了硝酸盐型AOM反应,暗示在未来气候变化背景下其在控制稻田甲烷排放中具有积极作用。

长期不同施肥模式对南方双季稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的影响

石丽红, 唐海明, 文丽, 程凯凯, 李超, 李微艳, 肖小平

2022, 33(9):  2450-2456.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.011

摘要 ( 271 )   PDF (717KB) ( 62 )  

施肥措施与稻田生态系统净碳汇效应、经济收益的关系密切。本研究以长期(35年)定位施肥试验田为平台,分析了单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)4种不同施肥模式对我国南方双季稻田耕层土壤固碳速率、碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究表明: 不同施肥处理双季稻田耕层土壤碳库变化范围为216.02～866.74 kg·hm^-2·a^-1,OM处理土壤碳年变化量显著高于MF、RF和CK处理;双季稻田土壤固碳速率为51.5～650.7 kg·hm^-2·a^-1,表土碳密度为55.64～78.42 t·hm^-2,各施肥处理高低顺序均为OM>RF>MF>CK。各施肥处理双季稻田生态系统水稻的碳吸收为4.42～9.32 t C·hm^-2·a^-1,其高低顺序为OM>RF>MF>CK;与MF处理相比,OM和RF处理稻田土壤净碳汇量分别提高了27.6%和13.6%。各施肥处理双季稻田生态系统的碳成本物质投入变化范围为1.49～2.17 t C·hm^-2·a^-1,年经济收益变化范围为1.30×10³～7.83×10³元·hm^-2·a^-1,其高低顺序为RF>OM>MF>CK;OM、RF和MF处理双季稻田生态系统经济效益的净收益均显著高于CK处理。总之,长期施用有机肥、秸秆还田配施化肥措施均有利于增加双季稻田土壤固碳速率、碳汇效应和经济收益,是提高南方双季稻田土壤有机碳贮量的施肥模式。

基于GIS的四川盆周北部山区夏玉米农业气象灾害风险评估——以旺苍县为例

刘琰琰, 李佳星, 代逸冰, 金垚, 张玉芳, 邹雨伽

2022, 33(9):  2457-2465.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.036

摘要 ( 264 )   PDF (2474KB) ( 81 )  

气象灾害是制约我国农业发展的主要因素之一,明确夏玉米农业气象灾害风险对于防灾减灾具有重要意义。本研究基于自然灾害风险理论,以四川盆地北部山区的典型区域(旺苍县)1981—2018年气象数据和玉米产量数据为基础,确定影响夏玉米生产的主要致灾因子,并结合孕灾环境敏感性及承灾体脆弱性构建夏玉米综合农业气象灾害风险评估模型,对四川盆地北部山区夏玉米生产过程中的农业气象灾害风险进行评估。结果表明: 研究期间,成熟期高温、花期暴雨、成熟期暴雨、灌浆期连阴雨和孕穗期干旱是影响研究区夏玉米生长发育的主要农业气象灾害。旺苍县夏玉米农业气象灾害综合风险分布大致呈西南-东北走向,高风险和较高风险区分布区域约占旺苍县总面积的二分之一;灾害风险高值区主要位于研究区西南部,基本与致灾因子危险性高值区一致;灾害风险低值区多集中在西部边缘,此区域亦为成熟期高温、成熟期暴雨、花期暴雨气象灾害的低风险区。

生态安全格局视角下的生态保护红线评估——以浙江省为例

冯碧鸥, 岳文泽, 夏皓轩

2022, 33(9):  2466-2474.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.022

摘要 ( 282 )   PDF (2724KB) ( 68 )  

为评估浙江省陆域生态保护红线科学性,本研究从生态安全格局视角出发,基于生态系统全过程的理念评价其生态效应。在明确生态保护红线三重内涵的基础上,构建评价指标体系,应用InVEST模型、净初级生产力定量分析等方法识别生态源地,评估红线斑块重要性;应用最小阻力值模型、重力模型等方法构建生态廊道体系,评估红线连通性;此外,通过景观格局指数、叠置分析等方法评估红线破碎化与协调性。结果表明: 从生态保护重要性看,浙江省生态保护红线保护规模较大,但13.5%的红线区保护重要性不高,省级生态源地中约40%的斑块未被纳入生态保护红线保护区。从空间结构整体性看,生态保护红线连通性不足,核心生态廊道占有率低于15%,部分县市红线斑块较为破碎。从系统间协调性看,生态保护红线跨行政区衔接性较好,但仍需注意平原地区因供需矛盾而导致的划定不实与破碎化现象。借鉴生态安全格局提出红线优化调整的相关策略,可为生态空间管理提供科学参考。

基于生态系统服务供需匹配的深圳市生态安全格局构建

赵宇豪, 罗宇航, 易腾云, 王振宇, 王娜, 吴健生

2022, 33(9):  2475-2484.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.026

摘要 ( 371 )   PDF (6358KB) ( 113 )  

构建基于生态系统服务供需匹配的生态安全格局对于深圳市实现中国特色社会主义先行示范区中的可持续发展先锋和民生幸福标杆的战略定位具有重要意义。选取水源供给、碳固持和游憩服务,通过InVEST模型、生态供需比、手机信令数据分析以及电路理论等方法,识别深圳市生态系统服务综合供需状态,构建耦合生态系统服务供需的生态安全格局,并探讨了不同划定界限对生态源地面积和个数的影响。结果表明: 深圳市综合生态供需比大体呈现东部充裕、西部不足的分布状态,其中,水源供给服务在数量和空间分布上均基本满足需求,碳固持服务则相反,而游憩服务虽然数量上可以满足需求,但空间分布极度不均;识别出总面积为347.62 km²的25块生态源地以及总长度为346.06 km的34条生态廊道,其中,生态源地面积呈现东多西少的分布状态,廊道长度呈现相反的分布趋势;不同的划定界限对生态源地面积和个数的影响不同,一级、二级和三级生态源地面积分别为347.62、520.84和557.58 km²,呈逐步增加趋势,源地个数分别为25、35和32个,呈现出先增后减的变化趋势;深圳市存在未纳入生态管控的重要生态斑块且生态控制线内部分斑块生态可持续性较差,可据此制定针对性的保护和管理政策。研究结果可以为深圳市生态管控单元的划定提供空间指引。

西安市生态环境及城市发展质量评估

任堃, 罗漫雅, 赵永华, 韩玲, 张磊, 杨舒媛

2022, 33(9):  2485-2492.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.024

摘要 ( 249 )   PDF (2145KB) ( 56 )  

良好的生态环境是推动城市高质量发展的重要基础,决定了城市建设水平与人居环境质量。以西安市为研究区,计算遥感生态指数(RSEI)评估城市生态环境状况;构建城市高质量发展评价指标体系,使用全排列多边形图示法评估城市发展质量;再运用耦合协调度模型分析两者耦合协调度的时间变化趋势。结果表明: 西安市城市生态状况呈南高北低的格局,2010—2020年RSEI整体呈上升趋势,但城内六区的RSEI一直在降低,周边区县的RSEI基本保持不变或有所提升;西安市城市发展质量有所提升,城市发展质量等级为较低级别,城市发展3个子系统的质量提升具有不均衡性,提升幅度为生态子系统>经济子系统>社会子系统;西安市两类指数的耦合协调度提高,协调水平从勉强协调提升为初级协调。

基于多源数据的中新天津生态城微观尺度宜居性评价

姚晓婧, 郑伟, 王大成, 安脉, 王小燕, 陈伟, 王伟, 池天河

2022, 33(9):  2493-2500.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.023

摘要 ( 255 )   PDF (2314KB) ( 50 )  

定量评估城市内部宜居性便于发现城市问题从而针对性改善环境。现有研究多囿于单一时相的静态分析,难以在微观层面揭示城市动态发展状态。本研究以中新天津生态城为例,从环境健康性、交通便捷性、城市安全性、设施便利性和经济繁荣性5个维度创建生态城宜居性评估指标体系,利用研究区2016—2020年的遥感影像、兴趣点、控制性详细规划数据等多源数据,结合熵值法和优劣解距离法从居住地块尺度对生态城内部宜居情况进行长时间序列的动态监测。结果表明: 研究期间,生态城内不同片区宜居水平有较强的时空差异性。空间上,以生态城中新合作区南部为核心,宜居性整体呈现出中心高、边缘低的特点,设施便利性、交通便捷性和经济繁荣性呈现出中心高、边缘低的特点,而环境健康性和城市安全性则呈现出中心低、边缘高的特点。2016—2020年间,生态城宜居性提升速度逐步加快,中新合作区南部的宜居性整体提升最明显。

黄河上游兰州-西宁城市群资源环境承载力时空分异及障碍因子诊断

张韦萍, 石培基, 赵武生, 黄万状

2022, 33(9):  2501-2510.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.020

摘要 ( 195 )   PDF (3203KB) ( 25 )  

基于PSR模型构建资源环境承载力评价体系,利用熵权法、综合指数模型和GIS的空间分析功能对兰州-西宁(兰西)城市群资源环境承载力进行时空动态剖析,并运用障碍度模型识别其障碍因子。结果表明: 2005—2018年,兰西城市群资源环境承载力呈波动上升态势,资源环境承载力状况较好;资源环境承载力变异系数亦有波动上升趋势,区域差异逐步扩大。资源环境承载力空间上总体呈现以兰州与西宁主城区为中心的“双核”结构特征,高水平区主要集中于以兰州市和西宁市为中心的河湟谷地及其周边部分县区,低水平区集中于城市群中部、南部地区。其中,资源环境承载力子系统指数的时空分异特征显著,压力指数呈波动下降态势,空间上呈现以兰州与西宁市区为中心向外围地区递减的分布特征;状态指数呈波动上升态势,呈东西两翼高、中部低的空间演化特征;响应指数整体呈上升态势,空间上呈东高西低、中高外低的格局特征。城镇化率、人均工业废水排放量、生活垃圾无害化处理率、水耗指数和环保投资占GDP比重是制约兰西城市群资源环境承载能力提升的主要障碍因子。

基于InVEST模型的海南岛三大流域生境质量时空演变

雷金睿, 陈毅青, 陈宗铸, 陈小花, 吴庭天, 李苑菱

2022, 33(9):  2511-2520.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.019

摘要 ( 333 )   PDF (7359KB) ( 77 )  

基于1980—2020年5期土地利用数据,采用InVEST模型,综合应用土地利用转移、生境质量变化率和空间统计分析等方法,探究海南岛三大流域(南渡江、昌化江、万泉河)生境质量变化及其空间分布特征。结果表明: 海南岛三大流域土地利用类型以林地为主,占总面积的70%以上。1980—2020年间,海南岛三大流域建设用地面积增加量最大,达169.09 km²,主要来自耕地和林地。研究区生境质量整体呈现出上游源头区高、中下游区域低的空间分布格局,研究期间生境质量指数总体表现为先略微升高后显著降低的变化特征。在三大流域中,万泉河流域生境质量最高,昌化江流域次之,南渡江流域最低,且南渡江流域生境质量波动较大,受人为干扰较强。1980—2020年间,三大流域生境质量变化率总体降低0.5%,且在2010—2020年间退化明显。1980—2020年间,研究区生境质量在空间分布上具有较强的自相关性和显著的聚集性。三大流域生境质量的热点区主要集中在流域上游源头区域;冷点区主要分布在三大流域的入海口区域以及南渡江的中下游地区。研究结果可为海南岛三大流域生物多样性保护和生态修复提供数据支撑及科学参考。

辽中南城市群城市化及生态效应

张丹华, 王洋, 么宁

2022, 33(9):  2521-2529.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.025

摘要 ( 580 )   PDF (6898KB) ( 63 )  

20世纪90年代以来,我国进入快速城市化阶段,城市化引发的一系列环境问题不容忽视。本研究基于1995—2020年夜光遥感数据和土地利用数据,提取灯光指数测度辽中南城市群城市化水平,借助InVEST模型评价生境质量,并使用相关性分析方法和地理加权回归模型探讨辽中南城市群城市化水平与生境质量的关系。结果表明: 灯光指数在1995—2020年间增加了0.14,城市化水平不断提高,且呈现东低西高的格局;生境质量下降0.005,呈东高西低的格局,生态环境变差;辽中南城市群城市化水平与生境质量呈现显著的空间负相关关系,且城市化水平对生境质量的负面影响逐渐减少。为了缓解城市化带来的生境退化,实现区域社会经济协调可持续发展,迫切需要采取一系列措施,如:划定生态保护红线、提高土地集约利用度、划定城镇边界、促进区域一体化协调发展等。

松材线虫病发生点格局及影响因素

刘强, 吴志伟, 林世滔, 李顺, 方志斌

2022, 33(9):  2530-2538.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.030

摘要 ( 283 )   PDF (1693KB) ( 59 )  

松材线虫病在中国大陆造成了巨大的生态与经济价值损失,南方地区尤为严重,分析松材线虫病空间分布、量化环境因素对其发生的影响对于松材线虫病的防控整治具有重要意义。本研究以江西省赣州市南康区松材线虫病为研究对象,采用核平滑密度、Ripley’s K函数、点过程模拟等空间点格局分析方法,探讨了区域松材线虫病发生的空间格局及其对环境变量的响应。结果表明: 研究区松材线虫病的发生不是随机分布,而是存在显著的空间聚集区。地形因子、植被因子和人类活动因子是影响松材线虫病空间异质性分布的主要因素。空间点格局分析表明,海拔、坡度、距最近道路距离、道路密度、距最近居民点距离、郁闭度和植被类型对松材线虫病的发生具有重要影响。在森林病害管理中,除了加强因人类活动引起病害传播源的管控外,还应该考虑地形、植被类型等特征进行松材线虫病害的综合预警监测。

木霉对盐渍逆境下枸杞根系氮素吸收和氮素利用效率的影响

梅惠敏, 阮亚男, 张家欣, 崔金鑫, 颜坤, 董小燕, 边兰星, 孙艳虹

2022, 33(9):  2539-2546.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.015

摘要 ( 197 )   PDF (2031KB) ( 29 )  

本研究采集滨海盐渍土开展盆栽试验,分析施加有机肥、木霉菌剂及菌肥对枸杞氮素吸收、同化、积累和利用效率的影响,以揭示木霉对盐渍逆境下枸杞的促生机理。有机肥为木霉菌肥的灭菌物,不含木霉活菌,但两者氮、磷、钾等养分含量无显著差异。结果表明: 施加有机肥、木霉菌剂和菌肥处理较对照均显著提高了根系分生区NO₃^-、NH₄⁺内流速率和成熟区NO₃^-内流速率,且施加菌肥的提升幅度高于施加有机肥。与对照相比,盐渍土壤施加木霉菌剂及菌肥显著增加了根、茎、叶生物量和氮含量以及植株氮累积量,增强了枸杞根和叶中硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,提高了枸杞氮素吸收效率、光合速率、稳定碳同位素丰度值和光合氮素利用效率,而且施加菌肥的效果明显优于施加有机肥。综上,木霉能增强盐渍逆境下枸杞氮素吸收、同化和积累,提升光合固碳能力和氮素利用效率,最终促进植株生长。

嗜麦芽寡养单胞菌PX1的降解芘特性及定殖效能

王雪, 林超霸, 王丹琴, 朱雪竹, 赵海燕, 吕百韬

2022, 33(9):  2547-2556.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.033

摘要 ( 176 )   PDF (2408KB) ( 32 )  

为丰富多环芳烃降解菌菌种库、降低农作物的污染风险,本研究对一株可高效降解多环芳烃(PAHs)的植物内生菌进行筛选鉴定,并初步探究其降解途径以及定殖效能。结果表明: 菌株PX1为嗜麦芽寡养单胞菌。该菌株对多环芳烃的降解具有广谱性,7 d几乎可彻底降解PAH无机盐培养基中的萘,在分别含有50.0 mg·L^-1菲、20.0 mg·L^-1芘、20.0 mg·L^-1荧蒽和10.0 mg·L^-1苯并[a]芘的培养体系中,对菲、芘、荧蒽、苯并[a]芘的降解率分别为72.6%、50.7%、31.9%和12.9%。选取芘作为PAHs模型研究菌株PX1的降解特性。酶活性试验表明,芘可诱导菌株PX1体内邻苯二甲酸双加氧酶、邻苯二酚-1,2-双加氧酶和邻苯二酚-2,3-双加氧酶的活性。在芘降解过程中检测到4,5-环氧化芘、4,5-二羟基芘、龙胆酸/原茶儿酸、水杨酸、顺-己二烯二酸/2-羟粘糠酸半醛、顺-2′-羧基苯丙酮酸、1-羟基-2-萘甲酸、水杨醛等中间产物。浸种定殖试验表明,菌株PX1可高效定殖到空心菜和小麦体内,显著促进空心菜和小麦生长,并能够将空心菜、小麦体内及其生长基质中的芘浓度分别降低29.8%～50.7%、52.4%～67.1%和8.0%～15.3%。表明菌株PX1主要通过“水杨酸途径”和“邻苯二甲酸途径”降解芘,且可以定殖到植物体内,促进植物生长。

不同天气条件下青头潜鸭越冬期行为的响应模式

李浙, 张琦, 吴庆明, 高晓冬, Ngo Thi Kieu Trang, 徐卓

2022, 33(9):  2557-2562.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.017

摘要 ( 179 )   PDF (1061KB) ( 21 )  

2018年11—12月在河南民权国家湿地公园,采用定点观察法、扫描取样法对越冬青头潜鸭在不同天气条件下的行为响应模式进行研究。结果表明: 在晴天,静息、飞行、运动是青头潜鸭越冬期的优势行为(65.5%),觅食、修整是次要行为(31.9%);行为节律表现为上午觅食、中午静息、下午觅食修整;飞行通常发生在觅食高峰前,运动行为多与其他行为相伴,其时间分配与觅食呈正响应,与静息呈负响应。相较于晴天,阴雨天青头潜鸭增加了对静息和觅食的时间分配,静息、觅食和运动为阴雨天的主要行为(76.5%),修整、飞行为次要行为(20.3%);觅食和静息的高峰时段后移,傍晚时达到高峰,飞行和修整时间显著减少。与晴天相比,雾霭天青头潜鸭静息、觅食、运动和修整的时间分配增加,飞行行为减少;觅食高峰后移至中午和下午,静息高峰后移至下午;静息、运动和觅食为雾霭天的优势行为(70.6%),修整和飞行为次要行为(27.5%)。研究表明,不同天气条件下,民权湿地公园青头潜鸭的越冬期行为在时间分配、行为节律、优势行为方面存在一定的响应;阴雨天和雾霭天青头潜鸭会分配更多的静息和觅食时间,并通过增加能量摄入和减少耗能行为应对恶劣天气。

基于线性混合模型研究海州湾六丝钝尾虾虎鱼摄食生态

徐俊伟, 张波, 张崇良, 徐宾铎, 纪毓鹏, 任一平, 薛莹

2022, 33(9):  2563-2571.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.018

摘要 ( 239 )   PDF (1057KB) ( 67 )  

随着我国近海多种传统经济渔业资源的衰退,六丝钝尾虾虎鱼已成为海州湾等海域的优势鱼种之一,并在海洋食物网中发挥着重要作用。本研究根据2011年和2013—2016年春季和秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查,基于线性混合模型研究了海州湾六丝钝尾虾虎鱼的摄食习性以及影响其摄食的主要因素,并对其摄食策略进行分析。结果表明: 海州湾六丝钝尾虾虎鱼以虾类、双壳类、端足类等14个饵料生物类群为食,其中端足类、虾类、双壳类、蛇尾类是其主要的饵料类群。从饵料生物种类来看,六丝钝尾虾虎鱼摄食的饵料种类有37种,优势饵料生物有钩虾、细螯虾、独眼钩虾、彩虹明樱蛤和鲜明鼓虾等。线性混合模型分析表明,海州湾六丝钝尾虾虎鱼的摄食强度受体长、水深、季节、底层盐度的显著影响,其中,摄食强度与水深和底层盐度呈显著负相关关系,而与体长呈显著正相关关系,且春季的摄食强度显著高于秋季。聚类分析表明,以体长70 mm为界,可将六丝钝尾虾虎鱼划分为食性差异较大的两个体长组,其摄食随体长的变化主要与自身摄食能力与饵料生物丰度的变化有关。摄食策略分析表明,六丝钝尾虾虎鱼的营养生态位具有较高的表型间成分,对食物的种内竞争较低。本研究将有助于揭示六丝钝尾虾虎鱼的生活史特征,并为其资源的可持续利用和科学管理提供参考依据。

综合评述

珊瑚共生体中“细菌-虫黄藻-宿主”三角关系的通讯交流

王涛, 程珂珂, 蔡中华, 周进

2022, 33(9):  2572-2584.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.031

摘要 ( 336 )   PDF (1252KB) ( 71 )  

“细菌-虫黄藻-珊瑚”是生态系统中一对经典的三角关系,其中包含着复杂的物质流、信息流和能量流,三者的平衡与稳定是维护珊瑚礁生态系统健康的重要保障。过去20年里针对共生体交互关系进行了大量研究,并取得了一些重要成果,明确了“细菌-虫黄藻-宿主”三者之间的物质代谢、营养交换以及与环境的交互关系。然而,基于共生系统的复杂性,一些现象背后的机制仍然未被充分揭示,尤其是共生体之间的通讯交流。信号分子介导的相互作用是珊瑚共生体稳态维持和高效运转的内在驱动力。本文以珊瑚共生体系中化学信号为重点,尝试梳理最新的研究进展,包括细菌与细菌、细菌与珊瑚、细菌与虫黄藻以及虫黄藻与珊瑚之间的通讯方式,重点关注了群体感应信号(QS)、二甲基巯基丙酸盐(DMSP)、糖类信号、脂类信号以及非编码RNA。选择性例举了QS信号介导的微生物协作和竞争、DMSP调节下的细菌和宿主的相互作用,以及环境胁迫下珊瑚和虫黄藻对非编码RNA的响应过程,强调了它们在共生体中的作用模式和生态意义。并对今后的研究重点和可能方向进行了提炼,包括研究维度的扩充、新技术-新方法的应用以及生态模型的构建等,旨在提升对三角关系互作方式的认识,增进对珊瑚共生体的理解,探索基于通讯语言的操纵方式为珊瑚礁生态系统的恢复和保护提供新思路。

土壤跳虫对氮磷养分响应的研究进展

张燕, 张阿娟, 罗如熠, 庞学勇

2022, 33(9):  2585-2592.  doi:10.13287/j.1001-9332.202209.034

摘要 ( 226 )   PDF (1696KB) ( 67 )  

土壤跳虫是土壤分解者中最重要的类群之一,它们通过营养联系将基础食物资源中的物质和能量传递到更高营养级,在地下食物网中具有不可替代的作用。在全球氮磷沉降日趋严重的背景下,土壤跳虫群落如何响应氮(N)、磷(P)沉降的研究还十分有限,严重阻碍了我们对跳虫群落的生态功能、在地下食物网的物质循环和能量流动以及陆地碳(C)循环中作用的科学认识。跳虫功能群的分类标准不一导致相关研究结果可比性差。本文整理了跳虫功能群的3种分类方法,归纳了4种研究跳虫营养关系的方法,总结了N、P养分添加下土壤跳虫的响应机制。总体上,跳虫对N添加的响应多表现为负效应即种群密度降低,而对P添加的响应则多表现为正效应,N、P混施下,跳虫群落的变化更为复杂。未来土壤跳虫对N、P添加响应的研究应聚焦在跳虫功能群的科学划分、跳虫营养结构研究方法的完善和N、P交互对跳虫群落的作用机制上。