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2022年 第33卷 第12期    刊出日期：2022-12-15

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2022, 33(12):  0-0. 

摘要 ( 91 )   PDF (17709KB) ( 74 )  

产业生态学与社会生态系统管理专栏

数据驱动的社会-经济-自然复合生态系统研究:尺度、过程及其决策关联

薛冰, 李宏庆, 黄蓓佳, 王鹤鸣, 赵雪雁, 方恺, 陈成, 陈伟强, 石磊, 勾晓华

2022, 33(12):  3169-3176.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.039

摘要 ( 414 )   PDF (516KB) ( 256 )  

社会-经济-自然系统是人类赖以生存和发展的复合系统,而数据驱动下的系统研究为加强生态系统的认知提供了新的增值导向。在新的数据语境下,社会-经济-自然复合系统呈现出一些新的特征,研究对象逐渐从单一要素向多要素耦合的方向转变,使支撑量化研究的数据体系更多样化、数据来源更广泛化、数据表达更具可视化,并呈现出研究尺度逐渐扩大化、研究对象更精细化的特征。在对数据的识别、表达和可视化的过程中,既要加强对时间、空间、结构、数量和秩序的耦合,也要注重与决策制定和地方服务的结合。新时期复合生态系统的未来研究方向应该从关键科学问题及支撑技术、尺度作用和多要素耦合以及地方和全球治理的科技支撑等方面展开,在数据的不断革新下,加强对多源数据、长期监测和时间序列的认知仍是需要深入研究的课题。开展复合生态系统的数据驱动分析,不仅能为生态系统的服务及可持续发展提供技术支撑,增强数据的长效共享机制,同时可为实现决策制定和信息传播等方面提供更多的价值支持。

省级尺度生态经济发展规划编制方法及实证研究

韩彬, 唐呈瑞, 任婉侠, 刘淼, 方运霆, 薛冰

2022, 33(12):  3177-3185.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.023

摘要 ( 225 )   PDF (1959KB) ( 69 )  

发展生态经济是生态文明建设体系的核心内容之一,也是优化社会生态系统管理的重要手段,其关键抓手在于编制生态经济发展规划从而实现在行动上的具体落实。当前,面对发展生态经济的客观现实需求,提出生态经济规划编制方法并开展实证研究显得尤其迫切。本研究系统梳理了生态经济的发展内涵,面向省级尺度的生态经济发展规划需求,提出了“对象界定-本底评价-原则确立-目标制定-任务部署-机制支撑”的总体思路,以及“前期准备、内容编制、论证与审批”三大工作模块并依此构建了省级尺度生态经济规划编制技术体系。随后,以《辽宁省“十四五”生态经济发展规划》为例总结了工作经验,具体讨论了生态经济发展规划的内涵界定、指标体系建立等关键问题,以期为我国省级尺度生态经济发展规划编制的科学性和规范性提供思路借鉴。

社会经济代谢研究:内涵、发现和展望

陈伟强, 宋璐璐, 王鹤鸣, 石磊

2022, 33(12):  3186-3194.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.021

摘要 ( 231 )   PDF (1811KB) ( 161 )  

社会经济代谢是指由于人类活动导致的物质和能量在社会经济系统内部和边界上的迁移和转换。社会经济代谢研究已经成为产业生态学的核心领域。本文结合典型案例介绍了社会经济代谢研究的内涵和基本步骤,总结了社会经济代谢研究的主要发现:提供了追踪物质在社会经济系统的来源、去向和流动路径的方法与模型;揭示了物质材料及其社会经济代谢过程对现代化生产和生活方式的支撑作用;阐明了人类活动驱动与物质代谢相关的生态环境问题的机制;提供了评估资源利用效率、资源供需趋势和城市矿产开发潜力的模型与基础数据。最后指出了社会经济代谢研究的发展方向:增加研究对象并深化对每种对象的研究精度;拓展或细化研究系统的时空边界;引入并融合新的数据来源和研究方法;将社会经济代谢中的物质流对接到与其相关的生态环境影响;建立可共享、可拓展、可累积的数据平台。

基于演化博弈视角的环境正义下重工业区工业碳排放治理机制

王越, 曾先

2022, 33(12):  3195-3204.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.020

摘要 ( 207 )   PDF (2508KB) ( 41 )  

探寻生态文明建设背景下重工业区工业碳排放治理机制,对于实现“双碳”目标和环境正义具有重要意义。本研究以辽宁重工业区为例,构建地方政府、工业企业和第三方核查机构三方演化博弈模型,探讨影响工业碳排放策略选择的关键因素,对不同均衡点下三方利益主体的策略选择进行仿真,进而构建工业碳排放治理机制。结果表明: 不同均衡情景下,研究区工业碳排放利益主体策略选择分别符合现实和理想两种情景。在三方利益主体博弈的不同均衡情景中,地方政府和第三方核查机构在不同稳定性均衡情景碳排放策略选择中分别起主导作用。政策补贴、违规行为罚款、减排成本、核查成本和监管成本是研究区工业碳排放三方利益主体演化博弈的关键影响因素。结合工业碳排放的关键影响因素,从创新机制、约束机制、市场机制和倒逼机制4个方面构建研究区工业碳排放治理机制。完善研究区工业碳排放利益均衡分配,促进三方利益主体合作,可实现工业碳排放利益主体博弈下的环境正义。

农业可持续集约化评价的研究进展与展望

吕晓, 辛宗斐, 彭文龙, 牛善栋

2022, 33(12):  3205-3212.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.019

摘要 ( 254 )   PDF (1365KB) ( 305 )  

农业可持续集约化是保障全球粮食安全,应对饥荒、贫困和气候变化的现实路径。本文采用文献资料法、归纳演绎法等,探索性构建了农业可持续集约化的研究框架,并从概念源起、指标体系、研究尺度和评价方法4个方面系统回顾研究进展,进而探讨未来发展路径,以期为深化多学科交叉视角下的农业可持续集约化评价及其相关研究提供参考。国际上农业可持续集约化研究成果多样,基于生产力、经济、环境、社会等多个维度赋予了其丰富内涵。农业可持续集约化评价涉及生产力、经济、环境、人类和社会等多个方面,形成了包括物质投入、资源生产率、环境经济效率等多元指标的综合评价体系。评价方法主要包括要素综合评价法和指数模型评价法两类。国内相关研究相对较少,有待进一步丰富,未来应突破传统理论方法框架的约束,瞄准国际发展所带来的变革性科学议题,探索多学科交叉融合下的农业可持续集约化研究范式。

农业废弃物养分循环利用技术模式评估模型的研究进展

杨铮, 李宏庆, 翟家宁, 张丽华, 南琼

2022, 33(12):  3213-3219.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.022

摘要 ( 251 )   PDF (1165KB) ( 222 )  

农业废弃物的养分循环利用技术模式是实现农业循环经济的重要手段,其评估模型为优化养分循环利用技术提供了重要支撑。本文总结了农业废弃物养分循环技术模式评估框架、评估模型及评价指标、模型的数据源及其不确定性分析,以及模型应用尺度的研究进展。当前,常用于评估养分流动的模型主要是过程数学模型和产业生态学模型。过程数学模型和产业生态学模型在评估结果的可靠性和模拟尺度上存在较大差异,前者主要集中在实验室或中试规模,精度较高;后者可以实现从微观到宏观的多尺度模拟,数据的获取方式导致其具有较高的不确定性。最后,本文对农业废弃物养分循环利用技术评估模型的研究进行展望,提出为了在区域尺度上实现对农业生产系统废弃物资源化利用技术的准确评估,可以将过程数学模型与工业生态学模型相结合,建立可靠的模型框架和数据库,同时,在工厂、农场、村落、乡镇、区域等地理尺度进行模型拓展研究。

研究论文

增温、光照时间和氮添加对蒙古栎主要物候期的影响

马成祥, 周广胜, 宋兴阳, 吕晓敏

2022, 33(12):  3220-3228.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.005

摘要 ( 297 )   PDF (2155KB) ( 187 )  

利用大型人工气候室模拟研究增温(对照、增温1.5 ℃、增温2.0 ℃)、光照时间(10、14、18 h)和氮添加(0、5、10、20 g N·m^-2·a^-1)对东北地区蒙古栎主要物候期的影响。结果表明: 增温1.5和2.0 ℃使芽膨大期显著提前,完全变色期显著推迟,生长期延长,且延长天数随增温幅度的增大而增加。光照时间显著影响秋季物候(叶黄始期、叶黄普期、完全变色期),与光照14 h相比,短光照(10 h)使叶黄始期显著推迟7.0 d,生长盛期相对延长。氮添加使芽膨大期、芽开放期、展叶始期、展叶盛期均显著提前,完全变色期仅在高氮水平(20 g N·m^-2·a^-1)下显著推迟9.5 d,表明高氮添加使蒙古栎生长期延长。增温和高氮添加(20 g N·m^-2·a^-1)协同作用显著推迟完全变色期,导致叶黄期延长。增温和短光照协同作用、氮添加和短光照协同作用以及增温、氮添加和短光照协同作用均使叶黄始期显著推迟,生长盛期相对延长。

亚热带幼林树木功能性状与叶片氮磷重吸收率的关系

鞠雯, 黄志群, 傅彦榕, 王涛, 王振宇, 余再鹏

2022, 33(12):  3229-3236.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.007

摘要 ( 311 )   PDF (1135KB) ( 154 )  

本研究以亚热带29种3年生人工纯林为对象,研究了29个树种功能性状与氮磷重吸收效率的关系。结果表明: 29种幼林平均氮、磷重吸收效率分别为50.5%和57.3%。22种丛枝菌根树种的氮重吸收效率平均为52.7%,显著高于7种外生菌根树种(45.1%)。29个树种的细根组织密度与氮重吸收效率呈显著正相关,7种外生菌根树种细根直径与磷重吸收效率呈显著正相关,22种丛枝菌根树种的功能性状对氮重吸收效率和磷重吸收效率无显著影响。在29个树种中,菌根类型、比叶面积、细根组织密度、叶厚度及叶厚度与菌根类型的相互作用共同解释氮重吸收效率变异的27%,比根长、细根碳含量、细根碳氮比、菌根类型、叶片碳含量及叶片碳含量与菌根类型的相互作用共同解释磷重吸收效率变异的35%。因此,亚热带树种根系功能性状能较好地预测了氮、磷养分重吸收效率,综合多个功能性状可以更好地揭示不同生物因子对养分重吸收的相对重要性。

小兴安岭典型森林土壤中外源丙氨酸的潜在周转差异

郝静, 郭亚芬, 高雷

2022, 33(12):  3237-3244.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.004

摘要 ( 196 )   PDF (2417KB) ( 39 )  

以小兴安岭白桦林、蒙古栎林、白桦+红松+五角槭混交林、红松林和长白落叶松林5种典型森林为对象,研究林型(阔叶林、混交林、针叶林)和土层(0～10、10～20和20～30 cm)对土壤中外源丙氨酸周转的影响。结果表明: 外源丙氨酸在不同林型土壤中的周转存在时间差异和剖面异质性,总体表现为阔叶林周转较快,混交林次之,针叶林最慢,外源丙氨酸在3种林型的半衰期依次为2.6～4.2、3.6～5.5和4.3～7.0 h。随着土层的加深,各林型外源丙氨酸的潜在周转速度均变慢,半衰期变长,土壤对丙氨酸的吸附性变弱。加入外源丙氨酸后,阔叶林、混交林、针叶林的铵态氮和硝态氮含量显著增加,铵态氮分别增加了83.8%～95.3%、80.9%～94.6%和73.7%～93.2%,硝态氮分别增加了82.9%～94.7%、82.3%～93.8%和78.1%～92.5%。不同林型土壤净氨化作用速率和净硝化作用速率均呈先激增后缓慢降低的趋势,且均为正值。土层和林型及二者交互作用均显著影响外源丙氨酸的周转、半衰期、氨化作用、硝化作用。

荒漠短命植物地上和地下生产力对极端干旱和降水的响应

沙亚古丽·及格尔, 臧永新, 尹本丰, 张署军, 买买提明·苏来曼, 张元明

2022, 33(12):  3245-3252.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.006

摘要 ( 240 )   PDF (1744KB) ( 82 )  

在古尔班通古特沙漠南缘沙垄4个坡位和坡向,设置减少65%和增加65%生长季降水量以模拟极端干旱和极端降水事件,研究极端干旱和极端降水事件对沙垄不同坡位和坡向短命植物层片生产力的影响。结果表明: 极端干旱使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著降低48.8%和13.7%,极端降水使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著增加37.9%和23.2%。地上净初级生产力对极端干旱和极端降水的敏感性(0.26和0.21 g·m^-2·mm^-1)显著强于地下净初级生产力的敏感性(0.02和0.03 g·m^-2·mm^-1)。沙垄东坡地上净初级生产力(24.22 g·m^-2)和地下净初级生产力(5.77 g·m^-2)与西坡相比显著增大29.7%和71.7%,而地上净初级生产力和地下净初级生产力对降水变化的敏感性在不同坡位和坡向之间差异不显著。

近20年内蒙古鄂托克旗草地降水利用效率时空演变的驱动力量化

刘辉, 宋孝玉, 贾琼, 祝德名

2022, 33(12):  3253-3262.  doi:10.13287/j.1001-9332.202211.007

摘要 ( 213 )   PDF (4703KB) ( 36 )  

降水利用效率(PUE)是评价干旱半干旱地区草地生产力与降水关系的有效指标。为进一步探究气候变化和人类活动对草地PUE的驱动机理,本研究采用改进的CASA模型估算了2001—2020年鄂托克旗草地净初级生产力(NPP),结合同期降水量的空间插值数据获取了研究区草地PUE,利用简单线性回归和分段线性回归分析了PUE的时空演变特征及其空间格局对6类气候因子的响应,并引入基于偏导数的量化分析方法定量评估了气候变化和人类活动对PUE动态的相对贡献。结果表明: 鄂托克旗草地PUE多年均值为0.748 g C·m^-2·mm^-1,年际波动呈显著下降趋势,下降速率为0.014 g C·m^-2·mm^-1·a^-1;PUE在空间上西低东高,沿气温、降水、相对湿度、日照时数和ET₀的增长梯度呈显著的单峰分段线性模式,而沿风速梯度表现为先快后慢的持续显著增长模式;研究区94.3%的草地表现为PUE衰减态势,且有43.6%为严重衰减,这一突出问题是气候变化和人类活动共同作用导致的,二者的贡献分别为-1.162×10^-2和-0.240×10^-2 g C·m^-2·mm^-1·a^-1,而气候变化是首要驱动力,其中降水是关键气候驱动因子。

放牧对短花针茅荒漠草原土壤团聚体组成及稳定性的影响

张彬, 赵天启, 贺启珅, 郑佳华, 赵萌莉

2022, 33(12):  3263-3270.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.013

摘要 ( 208 )   PDF (1729KB) ( 75 )  

放牧作为草地的主要利用方式,对草地生态系统的结构和功能具有显著影响。目前长期放牧对草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响还知之甚少。本研究依托2004年建立的内蒙古短花针茅荒漠草原长期放牧试验平台,设置围封禁牧(对照)、轻度、中度和重度放牧强度,研究不同放牧强度下土壤团聚体组成和稳定性的变化,并结合相关土壤理化指标探究影响土壤团聚体稳定性的主要因素。结果表明: 放牧显著改变了不同粒径土壤团聚体的组成。与对照相比,大团聚体(0.25～2 mm)含量在轻度放牧下保持不变,而在中度和重度放牧下显著下降;重度放牧显著降低了小团聚体(0.053～0.25 mm)含量,而中度和重度放牧显著增加了微团聚体(<0.053 mm)含量。土壤团聚体稳定性在轻度放牧下维持较高水平,但在中度和重度放牧下显著降低。土壤团聚体稳定性与大团聚体含量呈显著正相关,与微团聚体含量呈显著负相关。土壤pH值、容重、有机碳及其他理化性质共同作用于土壤团聚体组成进而对其稳定性产生影响。综上,对于荒漠草原而言,适度放牧可以维持较高的土壤团聚体稳定性。

青藏高原草地退化特征及其与气候因子的关系

石明明, 王喆, 周秉荣, 杨鑫光, 孙玮婕

2022, 33(12):  3271-3278.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.002

摘要 ( 319 )   PDF (4489KB) ( 92 )  

了解草地退化的分布、特征、变化趋势及持续性,揭示草地退化机理,可为有效管理和保护草地提供重要的科学依据。本研究选择草地覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了草地退化遥感监测和评价指标体系,对青藏高原草地退化现状(2016—2020年)进行了评价,利用线性回归和Hurst指数分析了长时间序列尺度上(1982—2020年)草地覆盖度变化的趋势及持续性,并且基于草地覆盖度与气候因子的偏相关分析,研究了气候因子对草地退化的影响。结果表明: 2016—2020年,平均草地退化面积达24.3%,主要表现为轻度退化和中度退化,主要分布在低海拔和高植被覆盖地区。1982—2020年,草地覆盖度在青藏高原北部、西部和西南部地区呈增加趋势,在东部和中部地区呈减少趋势。98.1%的地区草地覆盖度的Hurst指数小于0.5,草地覆盖度变化表现出反持续性。草地覆盖度与降水量的偏相关系数(0.096)整体高于其与温度的偏相关系数(-0.033),温度占主导地位的面积占比为16.0%,主要分布在青藏高原的中部和东南部,降水量占主导地位的面积占比为12.2%,主要分布在青藏高原东北部和西部。

青藏高原东北缘不同土地利用类型土壤质量综合评价

蒋丛泽, 受娜, 高玮, 马仁诗, 沈禹颖, 杨宪龙

2022, 33(12):  3279-3286.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.016

摘要 ( 269 )   PDF (966KB) ( 552 )  

土壤质量评价是合理利用土壤资源的重要前提。通过采集青藏高原东北缘甘肃省天祝县境内林地(n=9)、草地(n=18)和耕地(n=38)土壤样品,并测定土壤容重、田间持水量和有机质等13项土壤理化性质指标,采用主成分分析和相关性分析构建最小数据集(MDS),建立土壤质量评价指标体系,对3个不同土地利用类型的土壤质量进行综合评价。结果表明: 林地的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量、饱和含水量、有机质、全氮和速效钾含量显著高于草地和耕地。林地土壤质量评价指标体系包括田间持水量、有机质、全氮、速效氮和速效钾,土壤质量指数(SQI)介于0.329～0.678,平均值为0.481;草地土壤质量评价指标体系包括田间持水量和速效氮,SQI介于0.302～0.703,平均值为0.469;耕地土壤质量评价指标体系包括毛管持水量、非毛管孔隙度、速效氮、速效磷和速效钾,SQI介于0.337～0.616,平均值为0.462。影响林地、草地和耕地土壤质量的最大障碍指标分别为速效钾、田间持水量和毛管持水量。基于MDS的土壤质量指数能够实现研究区不同土地利用类型土壤质量的准确评价,土壤质量整体上表现为林地>草地>耕地,评价结果对该区域土壤可持续管理具有重要参考价值。

西藏高寒区不同土地利用方式下土壤持水能力差异及其影响因素

王明慧, 黄来明, 陈翠柏

2022, 33(12):  3287-3293.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.012

摘要 ( 226 )   PDF (1106KB) ( 290 )  

研究高寒地区不同土地利用方式下土壤持水能力变化特征及其影响因素可为评估高寒生态系统水源涵养能力分异特征及其调控机制提供依据。本研究选取西藏高寒区3种土地利用方式(农、林、草地)下不同深度(0～10、10～20、20～30 cm)土壤为对象,测定土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量及土壤基本理化性质,并提取环境因子(年均降雨量、植被归一化指数、海拔、坡度和地表粗糙度),分析不同土地利用方式下土壤持水能力的变化特征及其影响因素。结果表明: 农、林、草地土壤持水能力(最大持水量、毛管持水量、田间持水量)均随土层深度增加而逐渐降低。草地0～30 cm土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量均值分别为379.79、329.57和194.39 g·kg^-1,显著高于农地(301.15、259.67和154.91 g·kg^-1)和林地(293.09、251.49和117.01 g·kg^-1)。冗余分析结果表明,不同土壤理化性质对土壤持水能力变异的解释量由大到小依次为总孔隙度(44.6%)、土壤有机质(42.7%)、毛管孔隙度(37.6%)和土壤容重(35.8%)。主成分分析结果显示,年均降雨量、植被归一化指数和地形因子(海拔、坡度和地表粗糙度)是影响土壤持水能力空间变异的主要环境因子,累积贡献率高达72.4%。西藏高寒区草地土壤具有更强的持水能力,能够有效防止水土流失。因此,在高寒地区实施退耕还草措施、对退化草地进行封育管理,有助于改善高寒地区土壤水源涵养能力。

中国滨海沼泽湿地芦苇种子功能性状的纬度梯度变异

王昊羽, 仝川, 黄佳芳, 张俪文, 邱广龙, 布仁仓, 梁嫦娥

2022, 33(12):  3294-3302.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.001

摘要 ( 296 )   PDF (1305KB) ( 93 )  

种子功能性状反映了植物适应环境变化的繁殖对策,这是植物在自然环境选择和遗传上的一种进化行为,对深入认识植物及种子对环境的长期适应性进化意义重大。本研究对中国滨海6个省市9个地区的滨海沼泽湿地(21°29′—40°57′ N)主要土著植物芦苇种子功能性状(包括种子大小、重量、结实率和产量)进行研究,分析其纬度变异规律。结果表明: 我国滨海湿地芦苇种子各功能性状在不同纬度差异显著,各功能性状间具有显著的相关性。芦苇种子大小(种长、种宽、种形指数、长宽比、种子表面积)和百粒重与纬度呈显著的二次函数关系,随着纬度升高先降后升,而种子结实率呈现先升后降的规律,芦苇种子数量与大小间存在着权衡关系。单位面积种子产量随着纬度升高显著增加。逐步回归分析显示,气候因素是影响不同纬度间芦苇种子功能性状差异的主要因素,土壤孔隙水的pH和盐度次之。

外生菌根真菌通过调节离子平衡提高蒙古栎耐盐性

郭伟, 郝汉, 张伟浩, 胡增辉, 冷平生

2022, 33(12):  3303-3311.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.003

摘要 ( 208 )   PDF (3764KB) ( 63 )  

为探究盐胁迫对蒙古栎生长的影响以及外生菌根真菌(ECMF)对蒙古栎离子平衡的调节作用,对蒙古栎幼苗接种4种ECMF(铆钉菇、褐环乳牛肝菌、厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌)后,以1年生非菌根化与菌根化幼苗为试验材料,进行36 d的NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol·L^-1)处理,分析幼苗的菌根特征、生长量、叶伤害症状、叶片电解质渗透率及含水量、根茎叶离子含量的变化特征。结果表明: 4种ECMF均能与蒙古栎建立共生体系,菌根化幼苗的根系较非菌根化幼苗粗壮。盐胁迫下,蒙古栎幼苗的生长受到抑制并出现焦叶症状,其叶片质膜损伤和失水程度随盐胁迫浓度升高而加重。低盐胁迫时(100 mmol·L^-1),蒙古栎优先将Na⁺积累在根和茎中,中高浓度盐胁迫下(200～300 mmol·L^-1),根成为积累Na⁺的首要器官。ECMF通过增加根部的Na⁺水平和减少茎、叶的Na⁺积累,加强对K⁺和Ca²⁺的吸收以提高K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,进而调节蒙古栎的离子平衡。4种ECMF对蒙古栎盐毒害的缓解作用存在差异,铆钉菇作用效果最好,褐环乳牛肝菌次之,厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌的作用相对较小。

科尔沁沙地不同土地利用类型土壤化学计量特征

曹雯婕, 李玉强, 陈银萍, 陈云, 王旭洋, 龚相文

2022, 33(12):  3312-3320.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.014

摘要 ( 267 )   PDF (2400KB) ( 100 )  

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量是衡量土壤质量及生态系统元素限制的重要指标,探讨土地利用和土层深度对土壤化学计量特征的影响有利于揭示科尔沁沙地土壤元素循环规律。本研究以科尔沁沙地5种土地利用类型(灌溉农田、旱作农田、沙质草地、固定沙丘、流动沙丘)土壤为对象,分析不同土地利用类型和不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量特征。结果表明: 1)科尔沁沙地0～10 cm SOC(3.23 g·kg^-1)、TN(0.37 g·kg^-1)、TP(0.15 g·kg^-1)含量及化学计量比(C:N、C:P、N:P分别为9.07、25.56、2.97)远低于中国陆地土壤。2)土地利用变化显著改变了SOC、TN、TP含量及其化学计量特征,0～100 cm SOC、TN、TP含量均表现为灌溉农田>沙质草地>旱作农田>固定沙丘>流动沙丘;沙质草地、灌溉农田、旱作农田C:N显著高于固定沙丘和流动沙丘,沙质草地、固定沙丘、灌溉农田、旱作农田C:P显著高于流动沙丘,5种土地利用类型N:P无显著差异。3)随土层深度增加,沙质草地、固定沙丘、灌溉农田、旱作农田SOC和TN含量显著降低,流动沙丘SOC、TN含量和C:P在各土层间无显著差异;总体上,各土地利用类型TP含量和C:N受土层影响较小;沙质草地、固定沙丘、灌溉农田、旱作农田C:P和沙质草地N:P随土层深度增加而降低。4)SOC、TN、TP、C:N与中砂粒、细砂粒、土壤容重呈显著负相关,与黏粉粒和极细砂粒呈显著正相关。沙漠化导致科尔沁沙地SOC和养分流失,加剧土壤N缺乏,水肥投入有助于耕地维持相对较高的土壤养分水平。

基于地理探测器的宁夏贺兰山植被覆盖度时空分异及驱动因子

林妍敏, 李文慧, 南雄雄, 张俊华, 胡志瑞, 倪细炉, 王芳

2022, 33(12):  3321-3327.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.025

摘要 ( 295 )   PDF (2261KB) ( 98 )  

监测区域植被覆盖变化并分析其驱动因子,有利于实现生态环境的可持续发展。本研究以1989—2021年Landsat 5/8遥感影像为数据源,利用像元二分模型获取宁夏贺兰山植被覆盖度,基于地理探测器量化了环境和人为等10个因子对其时空分布的影响。结果表明: 1989—2021年间,宁夏贺兰山平均植被覆盖度为35.8%,时间尺度上总体呈增加趋势,平均增幅为0.043·(10 a)^-1,空间尺度上呈现从西南向东北递减的分布特征;研究区58.1%的区域植被覆盖度未来将持续性改善,但仍有30.7%的植被存在退化的潜在风险。降水是影响植被分布的主要环境因子,与单因子相比,环境因子和人为因子的交互作用对植被覆盖度的解释力更强,降水与其他因子的交互作用处于主导作用。

小麦开花期灌水对土壤养分及根系分布的影响

张志勇, 秦步坛, 熊淑萍, 王浩哲, 徐赛俊, 田文仲, 王小纯, 马新明

2022, 33(12):  3328-3336.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.018

摘要 ( 249 )   PDF (1787KB) ( 74 )  

本研究通过分析开花期灌水对小麦产量、植株养分分配和土壤养分分布的影响及其与根系特性的关系,为小麦充分利用水肥资源提供理论支撑。以抗旱高产品种‘洛麦28'和高光效品种‘百农207'为材料,采用2 m深土柱栽培方法,设置开花期灌水(T₁)和开花期不灌水(T₂)两个水分处理,测定了不同组织器官、不同土层土壤氮、磷、钾含量及根系分布特性等指标。结果表明: 小麦收获期土壤中铵态氮、速效磷和速效钾主要分布在0～80 cm土层中,硝态氮主要分布在80 cm以下土层中,开花期灌水促进小麦吸收0～60 cm土层的铵态氮、速效磷、速效钾和80 cm以下土层的硝态氮,减少了硝态氮向深层土壤的淋溶;小麦根系主要集中在0～60 cm土层中,随土壤深度的增加而减少。成熟期干物质积累量、全氮和全磷主要分配在小麦籽粒中,而全钾主要分配在茎秆中;开花期灌水显著增加了小麦百粒重,提高了小麦产量;根系形态指标与土壤硝态氮在0～40 cm土层中呈显著负相关,与土壤铵态氮在80～100 cm土层中呈极显著正相关,与土壤速效磷在0～100 cm土层中呈显著正相关。开花期灌水促进了根系在小麦生育末期对土壤养分的充分吸收,延长了养分从营养器官向生殖器官的转运功能期,使营养器官中的养分充分地转运到籽粒中去,增加小麦粒重,进而提高产量。

秸秆覆盖与施磷对四川丘陵旱地土壤磷形态及有效性的影响

向晓玲, 陈松鹤, 杨洪坤, 贺鹏, 樊高琼

2022, 33(12):  3337-3344.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.015

摘要 ( 208 )   PDF (1966KB) ( 34 )  

为揭示秸秆覆盖配施磷肥下土壤无机磷形态变化规律及磷的有效性,本研究采用二因素裂区设计,主区为秸秆覆盖和不覆盖,副区为3个施磷量(0、75和120 kg·hm^-2),分析秸秆覆盖与施磷条件下四川丘陵旱地紫色土磷吸附-解吸特征、无机磷组分含量及其与有效磷的关系。结果表明: 2018—2020年两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理土壤磷最大吸附量分别显著降低7.7%和7.4%,磷吸附饱和度分别显著增加35.4%和18.6%,土壤易解吸磷分别显著提高21.6%和35.2%,磷最大缓冲容量无显著差异;施磷与不施磷相比,磷最大吸附量和最大缓冲容量显著降低,吸附饱和度显著增加,易解吸磷则随施磷量的增加而增加。两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理磷酸二钙(Ca₂-P)、磷酸八钙(Ca₈-P)和铁磷(Fe-P)含量显著增加,铝磷(Al-P)含量显著降低,闭蓄态磷(O-P)和磷灰石(Ca₁₀-P)含量有降低的趋势;与不施磷相比,施磷则提高了不同无机磷组分含量。与不覆盖处理相比,两个试验年度秸秆覆盖处理土壤有效磷含量分别显著增加23.2%和9.6%,磷活化系数分别显著提高21.3%和8.9%,且土壤有效磷含量和磷活化系数均随施磷量的增加而提高。回归分析表明,无机磷各组分对紫色土有效磷有效性的贡献为Ca₂-P>Fe-P>Al-P>Ca₈-P>Ca₁₀-P>O-P。因此,秸秆覆盖配施磷肥促进了土壤难溶性磷向中等活性或易于作物吸收的磷形态分解和转化,降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素的解吸,最终提高土壤磷素有效性。综合考虑经济效益,推荐四川丘陵旱地秸秆覆盖配施75 kg·hm^-2磷肥更有利于提高土壤磷素有效性。

长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸解有机氮组分的影响

石丽红, 唐海明, 孙耿, 孙梅, 龙泽东, 文丽, 程凯凯, 罗尊长

2022, 33(12):  3345-3351.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.011

摘要 ( 216 )   PDF (712KB) ( 106 )  

为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对稻田不同耕层(0～10和10～20 cm)土壤酸解有机氮组分及其含量的影响,本研究以长期(36年)定位施肥试验田为平台,系统分析了单独施用化肥(CF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和不施肥对照(CK)下双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮及其组分氨基酸氮、氨基糖氮、铵态氮和酸解未知氮含量的变化特征及其与土壤全氮、有机碳含量的关系。结果表明: 与CK相比,OM和RF处理均显著增加了双季稻田0～10和10～20 cm土壤全氮、碱解氮和有机碳含量。OM、RF和CF处理双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮含量均显著高于CK,分别比CK增加10.7%～42.6%和12.2%～51.5%。与CF和CK相比,OM和RF处理显著提高了双季稻田0～10和10～20 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、酸解未知氮和氨基糖氮含量。不同施肥处理稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮和非酸解性氮含量大小顺序均表现为OM>RF>CF>CK。各施肥处理稻田0～10 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、氨基糖氮和非酸解性氮含量均高于10～20 cm土壤。土壤酸解有机氮含量与土壤全氮、有机碳含量均存在极显著的正相关关系。综上,RF和OM处理有利于增加双季稻田0～10和10～20 cm土壤有机氮含量,增强稻田土壤供氮能力,提高土壤肥力。

宁南旱区耕作覆盖对马铃薯产量及土壤水热特征的影响

韩固, 苗芳芳, 王楠, 勉有明, 赵富贵, 张龙, 侯贤清

2022, 33(12):  3352-3362.  doi:10.13287/j.1001-9332.202211.011

摘要 ( 185 )   PDF (1269KB) ( 25 )  

为探究耕作覆盖对土壤水热及旱作马铃薯产量的影响,连续2年在宁南旱区不同耕作深度结合覆盖模式下开展了研究工作。结果表明: 耕作深度、覆盖材料对马铃薯播种期0～100 cm土层土壤贮水量有极显著影响,而二者交互作用无显著影响;2019年土壤贮水量以深松30 cm覆盖地膜处理最高,2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理较高,分别较翻耕15 cm不覆盖处理(对照)显著提高16.9%和33.4%;耕作深度、覆盖材料可显著影响马铃薯关键生育期土壤贮水量;同一耕作深度下土壤贮水量以秸秆、地膜覆盖处理效果较好,同一覆盖材料下以深松30～40 cm处理最佳。覆盖材料、耕作深度与覆盖材料二者交互作用对播种-现蕾期0～25 cm土层土壤有效积温影响显著;同一耕作深度下覆盖地膜处理土壤有效积温平均较不覆盖处理显著增加9.3%,而覆盖秸秆处理较不覆盖处理显著降低18.7%;2019和2020年各处理全生育期土壤有效积温分别以深松30 cm和深松40 cm覆盖地膜处理最高。2019年马铃薯总产量和经济效益以深松30 cm覆盖秸秆处理较高,分别较对照显著提高84.6%和107.9%;2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理最佳,分别较对照显著提高81.7%和105.7%。耕作深度、覆盖材料对作物水热利用效率均有显著影响,水分利用效率以深松30～40 cm覆盖秸秆处理较高,而积温利用效率不同耕作深度结合秸秆覆盖各处理均较翻对照显著提高。相关分析表明,块茎形成期的土壤水分和有效积温对马铃薯总产量的形成至关重要,而全生育期土壤水分对总产量的影响高于土壤有效积温。可见,深松30～40 cm覆盖秸秆处理可改善土壤水热状况,实现马铃薯增产增收和水热资源的高效利用,在宁南半干旱区马铃薯生产中有一定的应用推广价值。

黏土矿物对全氟辛酸在饱和多孔介质中运移行为的影响

陈一帆, 吕雪艳, 于志国, 孙媛媛, 吴吉春

2022, 33(12):  3363-3368.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.017

摘要 ( 178 )   PDF (2445KB) ( 17 )  

本研究以蒙脱石(M)和高岭土(K)为代表性黏土矿物,探究了饱和条件下黏土矿物对全氟辛酸(PFOA)运移行为的影响。结果表明: 较低量的M或K添加增强了石英砂中PFOA的运移阻滞,较高量添加则减弱其阻滞。随黏土矿物添加量的增加(0～50%,重量比),添加M的PFOA阻滞系数由1.03±0.00增至1.31±0.03后降至0.72±0.06;添加K的PFOA阻滞系数增至1.30±0.02后降至0.49±0.11。示踪试验结果显示,较低量的M或K添加未形成优先流,而较高量的M或K添加产生了明显的优先流,该条件下PFOA阻滞减弱。此外,受M或K改性石英砂电负性强及柱试验固液比等限制,试验条件下M或K改性石英砂对PFOA吸附量较低,几乎未影响PFOA滞留,但黏土矿物对PFOA的吸附和脱附作用仍可能是较低量的M或K添加增强PFOA运移阻滞的原因。本研究结果对准确评估土壤-地下水系统中PFOA的迁移过程和生态环境风险具有重要意义。

基于生态安全格局的上海国土空间生态修复关键区域识别与修复策略

闫玉玉, 孙彦伟, 刘敏

2022, 33(12):  3369-3378.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.024

摘要 ( 304 )   PDF (3029KB) ( 327 )  

新时期国土空间生态修复被赋予维护区域生态安全、提升区域生态系统质量和稳定性、提供优质生态产品的重任。从生态安全角度准确判定国土空间待修复关键区域,是其首要事项,也是科学开展生态修复的关键和难题。本研究基于主流生态安全格局构建理论和方法,以上海市为研究区域,集成运用形态学空间格局分析方法和InVEST模型识别生态源地,利用电路理论提取生态廊道、生态“夹点”和障碍点,综合判定待修复关键区域,并提出针对性修复策略。结果表明: 上海市生态源地主要分布在长江入海口、崇明岛、杭州湾沿岸及淀山湖区域,约占研究区面积的17.9%;源间关键廊道共计103条;待修复关键区域包括12处生态“夹点”和54处生态障碍点,主要分布在生态源地与生态廊道接壤处以及生态廊道与生态廊道的交点或拐点处;根据待修复关键区域典型问题及其土地利用状况,提出生态景观重塑、重要廊道贯通和生态岸线保护修复3类修复策略分区及其可能的工程措施建议。本研究结果可为上海市编制国土空间生态修复规划,以及全国其他地区构建相近尺度生态安全格局、开展系统性生态修复工作提供参考。

基于服务流的石羊河流域水供给服务关键区域识别

徐柏翠, 潘竟虎, 孙旭伟

2022, 33(12):  3379-3387.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.027

摘要 ( 225 )   PDF (4890KB) ( 58 )  

生态系统服务功能关键区识别对于区域生态系统服务功能提升和可持续发展精准高效施策有重要意义。以石羊河流域为研究单元,在探究2005、2010、2015和2020年水供给服务的供给与使用时空特征的基础上,利用水供给服务流模型模拟得到水供给服务空间流动情况,利用ZONATION模型识别出2020年石羊河流域水供给服务关键区域。结果表明: 2005—2020年,石羊河流域水供给服务的供给表现出南高北低的空间格局与逐步衰退的总体趋势,水资源使用呈现出耕地和工业用地为主导的空间格局和波动下降的变化趋势,流域每年有约10.8%的区域在得到上游水资源补给后需水缺口得以回补。2020年,石羊河流域水供给服务关键区域总面积为14455 km²。我们建议应从供给-流转-消耗的角度,有针对性地修复和提升关键区域保水、促流和节水能力。

表施和混施污泥对团花根系生长的影响

董晓全, 邢鹤严, 张书源, 陈佳倩, 谢子曦, 邓文琪, 于珊, 吴道铭

2022, 33(12):  3388-3394.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.010

摘要 ( 161 )   PDF (2377KB) ( 46 )  

林地利用被认为是污泥资源化利用的重要方式,但施用污泥对林木根系生长的影响报道较少。本研究通过根箱试验,分析表施和混施10%污泥对速生树种团花不同土层根系形态、土壤pH值和电导率动态变化及根系重金属含量的影响,并拟合土壤pH值、电导率和根系重金属含量与根长的关系。结果表明: 与不施污泥(对照)相比,混施污泥显著抑制了团花根长、根表面积和根体积增长,混施污泥120和240 d后,0～20 cm土层总根长分别为不施污泥的76.9%和67.4%;表施污泥对团花根长和根表面积的影响不显著,但显著提高了根体积。混施污泥显著提高了土壤pH值和电导率及根系重金属含量,混施污泥0～20和20～40 cm土层根系镉含量分别是不施污泥的11.5和10.0倍。线性回归拟合分析显示,不同处理0～20 cm土层的电导率与根长均呈显著负相关;表施和混施污泥根系镉含量与根长呈极显著负相关。上述结果表明,混施污泥抑制了团花根系生长,这可能是由于混施污泥提高了土壤电导率和根系镉含量所致,而表施污泥对团花根系生长的作用不明显。

厌氧微生物菌群XH-1对2,4,6-三氯苯酚的降解特性

孙百惠, 宋雪英, 严俊, 杨毅, 吕燕, 王晶晶, 宋玉芳, 李秀颖

2022, 33(12):  3395-3402.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.030

摘要 ( 229 )   PDF (1525KB) ( 59 )  

有机污染物2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)普遍存在于地下水和河流底泥等厌氧环境中。为了探究厌氧微生物菌群XH-1对2,4,6-TCP的降解能力,本研究以2,4,6-TCP为底物,接种XH-1建立微宇宙培养体系,并以中间产物4-氯苯酚(4-CP)和苯酚为底物分别进行分段富集培养,利用高效液相色谱分析底物的降解转化,同时基于16S rRNA基因高通量测序分析微生物群落结构变化。结果表明: 2,4,6-TCP(122 μmol·L^-1)以0.15 μmol·d^-1的速率在80 d内被完全降解转化,降解中间产物分别为2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚和苯酚,所有中间产物最终在325 d被完全降解。高通量测序结果表明,脱卤杆菌和脱卤球菌可能驱动2,4,6-TCP还原脱氯,其中,脱卤球菌可能在4-CP的脱氯转化中发挥重要作用,并与丁酸互营菌和产甲烷菌联合作用彻底降解2,4,6-TCP。

典型矿冶区周边土壤微生物功能特征及影响因素

霍彦慧, 王美娥, 姜瑢, 陈卫平

2022, 33(12):  3403-3409.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.031

摘要 ( 190 )   PDF (789KB) ( 45 )  

土壤微生物对重金属污染胁迫敏感,但在实际野外环境中,土壤微生物群落生态效应通常是污染胁迫和环境因素综合作用的结果。为探究重金属污染土壤中微生物群落生态效应发生变化的主控因素,本研究以湖南省某典型矿冶区周边不同土地利用类型土壤为研究对象,以土壤碳氮循环过程主要的微生物功能指标土壤微生物生物量碳(MBC)、基础呼吸(BR)、诱导呼吸(SIR)和硝化潜势(PNR)为生态效应终点,进行采样调查分析。结果表明: 土地利用类型对MBC、BR和SIR影响均不显著;研究区土壤微生物功能的主要影响因子包括CaCl₂提取态Pb(CaCl₂-Pb)含量与土壤有机质(SOM)含量。多元回归分析结果表明,在CaCl₂-Pb含量为0.004～13.14 mg·kg^-1及SOM含量为0.24%～4.34%的条件下,土壤CaCl₂-Pb和SOM含量可以共同解释土壤中BR、SIR和PNR总变异的39.8%～58.3%;中等含量下(SOM在1.70%～2.36%,CaCl₂-Pb在0.004～12.98 mg·kg^-1),土壤CaCl₂-Pb和SOM含量与BR、SIR和PNR的变化能够建立显著的暴露-效应关系,可以作为测定终点定量评价重金属污染对微生物群落功能的生态效应。

细尾高原鳅和东方高原鳅不同组织器官黑色素的分布和比较

朱振, 田娜娜, 杨瑞斌, 杨学芬

2022, 33(12):  3410-3418.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.040

摘要 ( 176 )   PDF (7084KB) ( 40 )  

采用组织学方法比较研究细尾高原鳅和东方高原鳅组织器官的黑色素分布特征。结果显示: 两种高原鳅头部皮肤、背部皮肤、体侧皮肤、腹膜肾脏层、脊髓腔壁层、腹膜壁层、围心腔壁层、脑颅腔壁层和眼睛均分布有黑色素;腹部皮肤、肝脏浆膜、脾脏被膜和性腺被膜未发现黑色素。皮肤中黑色素分布在真皮层和皮下组织,其他组织器官中黑色素分布在内膜层或壁层。黑色素主要分布在背侧,体侧则分布稀疏,呈现对称分布。背部和体侧皮肤有斑块处较无斑块处黑色素数量多,分布密集;无斑块处仅是部分聚集,或形成间断分布的黑色素块。同一种高原鳅不同组织器官黑色素分布不同,分布面积百分比和黑色素层厚度有显著性差异,但两种高原鳅同一组织器官黑色素分布特征相似。两种高原鳅组织器官中黑色素的分布与其接受的紫外辐射强度有关,是对高原强紫外辐射环境的适应。

西北印度洋海域鸢乌贼耳石微结构及生长特性

王洪浩, 陆化杰, 何静茹, 刘凯, 陈炫妤, 陈新军

2022, 33(12):  3419-3426.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.028

摘要 ( 175 )   PDF (2310KB) ( 78 )  

耳石是研究头足类年龄与生长、种群结构和生活史的重要硬组织之一。为研究西北印度洋鸢乌贼耳石微结构及生长特性,根据2019年2—5月我国灯光罩网渔船在西北印度洋调查生产期间采集的1009尾鸢乌贼样本,以耳石总长(TSL)、侧区长(LDL)、翼区长(WL)和最大宽度(MW)作为耳石的外形生长指标,结合日龄数据,对西北印度洋鸢乌贼耳石微结构及其生长特性进行了研究。结果表明: 根据生长纹间宽度,可将耳石微结构分为后核心区、暗区和外围区。协方差分析表明,TSL、LDL、WL和MW与日龄的关系均不存在显著的性别间差异,TSL、WL和MW与日龄的关系最适合用幂函数表示,而LDL与日龄的关系最适合用线性函数表示。总体而言,随着鸢乌贼日龄的增加,TSL、WL、LDL与MW的瞬时相对生长率与绝对生长率基本呈现下降的趋势, 140~180 d可能是西北印度洋鸢乌贼性成熟的日龄段。

水位变化影响蝌蚪存活、形态表型和植物血凝素反应

伍亮, 高歌, 史爽, 李龙萱, 彭秀娟, 李文慧, 王萍, 张志强

2022, 33(12):  3427-3432.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.037

摘要 ( 198 )   PDF (1391KB) ( 23 )  

为探究黑斑侧褶蛙蝌蚪形态和生理特征对水位变化的响应,对480只大小相似的蝌蚪进行快速、中速和慢速干涸处理,统计各发育时期时长和存活率,测定变态完成后幼蛙的身体和内脏器官大小,以及对植物血凝素(PHA-P)的反应。结果表明: 对照组蝌蚪的变态时长最长,显著长于快速、中速和慢速干涸组;不同处理变态存活率在72.5%～90.8%,其中对照组最高,快速干涸组最低。对照和慢速干涸组幼蛙的体重和体长均显著高于中速和快速干涸组,快速干涸组体宽、体重与体长的比值、胴体湿重以及肺和脂肪体的湿重系数均最低,但心、脾、肾和消化器官的湿重系数和消化道各段的长度系数均无明显的组间差异。不同处理幼蛙对PHA-P的最大反应值均出现于注射后3 h,且中速和慢速干涸组的最大反应值均显著高于对照组,而快速干涸组与各组均无显著差异。表明黑斑侧褶蛙蝌蚪可通过加速变态发育进程来应对干旱胁迫,但会出现个体变小、细胞介导的免疫能力下降,不利于其成功登陆。

永定河流域大型底栖动物功能摄食类群时空分布及生态评价

张宇航, 彭文启, 彭帅, 张敏, 张海萍, 解莹, 葛金金, 余杨, 渠晓东

2022, 33(12):  3433-3440.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.038

摘要 ( 229 )   PDF (698KB) ( 97 )  

2017年春季(4月)、夏季(7月)、秋季(11月)对永定河流域23个样点的大型底栖动物、水环境和水文因子进行了野外调查,分析了永定河流域大型底栖动物功能摄食类群的群落组成与时空分布特征及其对河流生境变化的响应情况。永定河流域3个季节共采集到大型底栖动物78种,隶属3门6纲39科,其中,春季52种、夏季50种、秋季53种,功能摄食类群以收集者占绝对优势,其次为捕食者,刮食者、滤食者、撕食者所占比例极低。3个季节优势种均属于收集者类群,春季优势种为直突摇蚊属、流水长跗摇蚊属、环足摇蚊属,夏季优势种为雕翅摇蚊属,秋季优势种为多足摇蚊属、摇蚊属、直突摇蚊属。冗余分析结果表明: 水温、流速、盐度以及总磷是影响春季大型底栖动物功能摄食类群的主要影响因子;总磷、溶解氧、电导率以及流量是夏季大型底栖动物功能摄食类群的主要影响因子;总磷和溶解氧是影响秋季大型底栖动物功能摄食类群的主要影响因子;总磷在春、夏、秋季均与收集者类群表现出正相关性,表明永定河流域大型底栖动物功能摄食类群受到了水质污染的影响。基于功能摄食类群参数的评价表明:1)物质循环方面,妫水河初级生产力显著高于其他区域,秋季大于其他季节;洋河次级生产力和分解能力显著高于其他区域,春季大于其他季节,但洋河自养/异养作用显著低于其他区域,春季小于其他季节;2)纵向输入能力方面,桑干河显著高于其他区域,秋季大于其他季节;3)沿岸物质的输入方面,妫水河显著高于其他区域,夏季大于其他季节。

综合评述

科尔沁沙地“山水林田湖草沙”一体化治理原理及实施重点

刘志民, 余海滨, 汪海洋

2022, 33(12):  3441-3447.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.026

摘要 ( 403 )   PDF (893KB) ( 269 )  

“山水林田湖草沙”一体化治理现已成为干旱区生态环境建设的重要理念,目前虽已有部分重大工程项目在沙区实施,但一体化治理的科学与技术原理尚不清晰,仍未在这些工程中充分体现。鉴于此,本文就科尔沁沙地一体化治理的挑战、科学原理、技术原理与实施重点进行了论述。在科尔沁沙地,林-田、林-林、林-水、田-水、林-草、沙-水、田-草等要素关系尚不很协调,导致资源失衡、服务功能低下。进行一体化治理应遵循风沙运动规律、草地界面理论、水资源平衡理论、生物多样性维持理论、景观生态学理论和生态系统服务功能等科学原理与规律。一体化治理技术层面应突出体现水-沙关系协调、景观设计优化、防治技术与模式多方位并重、自然与人为景观兼顾、“三生”空间布局均衡等原理。一体化治理的重点应置于沙丘和防护林功能提升、农田和草地增效、湖泊生态保育、人居环境绿化美化、工程项目生态修复上。本文可为科尔沁沙地以及整个三北地区的沙区一体化生态环境建设提供参考。

环境介质中铂族金属形态分析方法的研究进展

刘战明, 曾悦, 李云琴, 穆景利, 吴名秀, 曹文珍

2022, 33(12):  3448-3456.  doi:10.13287/j.1001-9332.202212.032

摘要 ( 201 )   PDF (573KB) ( 172 )  

环境中铂族金属(PGMs)的赋存形态多样,形态分析对识别其生态风险具有十分重要的意义。本文综述了环境中3种主要铂族金属(铂、钯、铑)的形态分析方法,包括化学顺序提取、仪器联用技术及计算机模拟等,概述了这些方法的类型、特点及应用,同时阐述了它们存在的不足,并对未来发展方向进行了展望。化学顺序提取法普遍用于固相样品形态分析,当前研究中提出的提取条件和步骤多样,但不能很好地标准化;仪器联用技术在溶液元素形态分析上具有显著优势,毛细管电泳联用系统能够分离具有相同电泳能力的相似物质,但在分离能力和检出限方面不如液相色谱联用系统;计算机模拟则进一步拓展了形态分析的途径,能够实现复杂的形态计算。建议今后将多个方法进行结合,通过相互补充与完善,不断提高分析技术准确性。