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2025年 第36卷 第1期    刊出日期：2025-01-18

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第36卷第1期目录

2025, 36(1):  0-0. 

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主编观点

宏观生态系统属性及状态定量表征体系

于贵瑞, 于宗绪, 于福波, 郝天象, 朱剑兴

2025, 36(1):  1-12.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.031

摘要 ( 12 )   PDF (11353KB) ( 0 )  

宏观生态系统科学致力于探索并理解生态系统的结构、功能和过程机制。精准度量和定量描述生态系统基本属性和状态变化,并建立相应的度量方法及量纲体系,是促进宏观生态系统研究发展的关键环节。因此,基于传统的生物、土壤等生态系统要素属性,以及植物器官、个体和物种等水平的生物性状研究成果,构建定量表征生态系统本征属性及状态变化的度量方法和量纲体系,并发展全新的宏观生态系统研究理论及应用体系,是宏观生态系统科学研究亟待解决的基础理论和方法学问题。本文从传统物理学的属性状态和量纲体系出发,系统论述了定量描述生态系统属性和状态的理论方法、测度变量及量纲体系,提出了生态系统性状(ESTs)和多维度性状网络(ETNs)概念,并将其扩展到宏观生态系统性状的测量和应用分析,期望能够加深对生态系统结构组成、运行机制、状态演变的监测和评估方面的认识,促进区域及全球生态环境保护、资源综合利用和经济社会的可持续发展。

研究报告

天目山不同演替阶段乔木林物种多样性及其影响因子

吴登瑜, 汤孟平

2025, 36(1):  13-20.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.003

摘要 ( 18 )   PDF (830KB) ( 0 )  

以天目山针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,分析不同演替阶段乔木林物种多样性指数及其与空间结构因子和土壤因子的关系。结果表明: 随着针阔混交林正向演替到常绿阔叶林,物种数从51种上升到62种,在重要值排名前10位的树种中,壳斗科树种的重要值从27.7%提高到42.3%;Simpson指数和Pielou均匀度指数均显著降低,分别从0.79下降到0.77,从0.91下降到0.86。在针阔混交林阶段,竞争指数与Shannon指数和物种丰富度呈显著正相关;全混交度与Simpson指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关;聚集指数与Simpson指数、Shannon指数和物种丰富度呈显著负相关;水解氮和速效钾与Pielou均匀度指数呈显著正相关,与物种丰富度呈显著负相关。在常绿阔叶林阶段,聚集指数与Shannon指数和物种丰富度呈显著负相关;全混交度与Simpson指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关;Shannon指数和物种丰富度与水解氮呈显著负相关,与速效磷呈显著正相关;Simpson指数、Shannon指数和物种丰富度与有机质含量呈显著正相关。空间结构在不同演替阶段对物种多样性的解释程度均高于土壤因子,聚集指数和全混交度是影响物种多样性的主要空间结构因子。综上,应以调控空间结构为主,并根据演替阶段调控土壤理化性质,以保护天目山不同演替阶段乔木林物种多样性。

滇中亚高山不同径级米槠树干液流昼夜特征及其影响因素

丘雪明, 王克勤, 和娴越, 李珠宇, 张广贺, 赵洋毅

2025, 36(1):  21-30.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.005

摘要 ( 12 )   PDF (3145KB) ( 0 )  

以滇中亚高山磨盘山森林公园内天然常绿阔叶树种米槠为研究对象,采用TDP-30热扩散探测器和小型自动气象站对米槠树干液流及林地环境因子进行连续原位监测,研究米槠树干液流昼夜变化特征及其影响因素。结果表明: 米槠大(35～45 cm)、中(25～35 cm)、小(15～25 cm)3个径级的树干液流速率日变化均呈明显的“昼高夜低”单峰曲线,且前半夜液流速率略高于后半夜。日尺度上液流速率变化均呈先上升后下降的趋势,整体变化幅度与径级大小呈正比,各径级液流速率大小依次为中径级＞大径级＞小径级。各径级整日液流量为19.21～72.27 mL·cm^-2·d^-1,夜间液流量为0.97～6.04 mL·cm^-2·d^-1,夜间液流对整日液流的贡献率为2.6%～21.5%,各径级夜间液流贡献率大小依次为小径级＞中径级＞大径级。米槠树干液流速率与太阳辐射、饱和水汽压亏缺、空气温度、相对湿度和风速显著相关,其中,昼间液流速率的主要影响因子是太阳辐射、饱和水汽压亏缺、空气温度、相对湿度和风速,夜间液流速率的主要影响因子是空气温度。在我国西南亚高山低温高湿生境下,米槠树干液流存在明显的昼夜变化规律,且昼间和夜间的树干液流影响因素存在明显差异;在估算米槠日总蒸腾耗水量时,不可忽视夜间液流的影响。

荒漠植物狭叶锦鸡儿不同地理居群叶片化学计量特征及其影响因子

陈文燕, 张雪, 王奕璇, 李静尧, 白小红, 王磊, 曲文杰

2025, 36(1):  31-38.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.002

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为探究荒漠植物叶片化学计量学特征及其影响因子,本研究以荒漠植物狭叶锦鸡儿16个不同地理分布居群为研究对象,分析其叶片化学计量特征与环境因子之间的关系。结果表明: 狭叶锦鸡儿各居群叶片C、N、P含量均值分别为407.72、34.21、1.98 g·kg^-1,变异系数分别为5.9%、24.2%、34.8%;C∶N、C∶P、N∶P均值分别为13.0、223.8、19.6,变异系数分别为37.1%、26.2%、38.8%,植物生长受P制约;狭叶锦鸡儿各居群土壤C、N、P含量均较低,分别为7.97、0.89、0.38 g·kg^-1,变异系数分别为71.3%、70.1%、39.9%;C∶N、C∶P、N∶P均值分别为9.0、22.7、2.5,变异系数分别为28.6%、77.8%、72.7%;土壤EC值、速效磷、pH值和P含量与叶片C含量、C∶N、P含量呈显著正相关,与叶片N含量、C∶P、N∶P呈显著负相关。荒漠植物狭叶锦鸡儿生长除主要受到自身叶片P含量的限制外,与其土壤EC值、速效磷、pH值和P含量也密切相关。

荒漠绿洲边缘不同种植年限人工梭梭林土壤和根系微生物群落特征

李昱达, 王国华, 赵丽娜, 缑倩倩

2025, 36(1):  39-49.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.009

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梭梭是中国西北干旱地区种植面积最大的固沙植物之一。在种植后期,梭梭林普遍出现土壤环境失衡、根腐病害严重、大面积衰退的现象。本研究以河西走廊荒漠绿洲边缘不同种植年限(0、10、30、50年)人工梭梭林为对象,研究梭梭林土壤和根系微生物群落结构与多样性变化特征。结果表明: 种植30年的梭梭林土壤pH、全氮、全磷和葡聚糖酶活性显著高于其他年限,土壤和根系真菌群落α多样性指数也显著高于其他年限;30年和50年梭梭林土壤真菌群落结构差异显著,而根系真菌群落结构在种植30年与0、10、50年差异显著。相较于10年,30年梭梭林担子菌门病原菌粉孢革菌属相对丰度在土壤和根系中均显著提高,分别增长9.4和12.3倍,成为优势真菌属;土壤中的优势细菌类群变形菌门假单胞菌属相对丰度在种植30和50年时显著降低。梭梭林土壤病原菌粉孢革菌属与土壤pH、土壤葡聚糖酶及全磷均呈显著正相关,而与假单胞菌属呈显著负相关。本研究发现,梭梭林种植30年时,土壤和根系中病原菌粉孢革菌属丰度的上升是引起梭梭衰退死亡的关键微生物因素,研究结果可为人工梭梭林的病害防治提供参考。

不同密度油松林地土壤水碳分布特征及其耦合关系

郭艳杰, 毕华兴, 赵丹阳, 刘泽晖, 林丹丹, 韩金丹, 黄浩博

2025, 36(1):  50-58.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.007

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本研究以晋西黄土区1000、1800、2700、3600和4500株·hm^-2 5个林分密度的油松人工林为对象,测定0～5 m土层土壤总碳、有机碳、无机碳和土壤水分含量,分析不同土壤层次土壤水、碳对林分密度的响应,并利用改进的耦合协调度模型,量化水碳权衡/协同强度对林分密度的响应。结果表明: 土壤有机碳含量呈现表聚性(0～20 cm),之后随着土壤深度而逐渐减少;土壤无机碳随土壤深度呈先增加后减少趋势,但整体变化不显著。随林分密度的增大,土壤有机碳含量逐渐增加,而土壤无机碳呈先增后减趋势,密度拐点为2549株·hm^-2。土壤水分随林分密度呈现先减少后增加的趋势,密度拐点为3268株·hm^-2。土壤总碳与水分以及有机碳与水分的耦合协调度均随林分密度增加而先降低后升高,在1000～1800株·hm^-2密度区间处于协同发展水平,在1800～3600株·hm^-2区间处于过渡调和水平,在3600～4500株·hm^-2处于协同发展水平,即呈“协同-权衡-协同”的变化。土壤无机碳与土壤水分的耦合协调度随林分密度增加而降低,在1000～2700株·hm^-2密度区间处于协同发展水平,在2700～4500株·hm^-2区间处于过渡调和水平,即呈“协同-权衡”的变化。油松林林分密度小于1800株·hm^-2时,可减少林木耗水量并增加碳汇,实现土壤固碳与水源涵养的协同发展。

亚热带天然次生林演替对土壤氮矿化的影响机制

孙嘉雯, 施秀珍, 邵雅琪, 冯鼎, 王建青, 刘宝, 邹秉章, 王思荣, 黄志群

2025, 36(1):  59-66.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.018

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为探究亚热带天然次生林演替过程中土壤氮矿化的变化规律及其影响机制,本研究利用空间替代时间的方法,以5个不同发育阶段的天然次生林(林龄分别为5、8、21、27、40年)为研究对象,并以>100年的原始天然林为对照。采用微宇宙培养法测定土壤净氮矿化速率,同时测定土壤理化性质、微生物生物量和林下植被多样性。结果表明: 土壤净氮矿化速率随天然次生林演替进程显著增加,不同林龄天然次生林土壤净氮矿化速率变化范围为(-0.04±0.01)～(0.39±0.04) mg·kg^-1·d^-1,原始天然林的净氮矿化速率(0.73±0.12 mg·kg^-1·d^-1)显著高于次生林。随机森林分析显示,土壤全氮和碳氮比是影响土壤净氮矿化速率的显著预测因子。回归分析结果表明,土壤微生物生物量碳与净氮矿化速率呈显著正相关;林下灌木层丰富度与土壤净氮矿化速率呈显著相关。结构方程模型显示,林龄通过降低土壤pH间接或直接促进土壤微生物生物量碳,土壤微生物生物量碳和碳氮比分别对净氮矿化速率有显著正影响和负影响。综上,土壤碳氮比和微生物生物量碳是调控天然次生林演替影响土壤氮矿化的重要因子。

短期氮添加下不同树种土壤可溶性有机质的变化及其与真菌群落的关联

柏欣宇, 元晓春, 曾泉鑫, 张晓晴, 孙浩, 张秋芳, 卢姣宏, 崔琚琰, 陈岳民

2025, 36(1):  67-76.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.016

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土壤可溶性有机质(DOM)是土壤碳库的重要组成部分,其与土壤真菌群落的相互作用对土壤碳循环至关重要。本研究在黄山松和罗浮栲林中分别设置3个氮添加水平,包括对照(0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(40 kg N·hm^-2·a^-1)、高氮(80 kg N·hm^-2·a^-1),并采用三维荧光与平行因子分析联用,结合高通量测序,探讨了氮添加对土壤DOM的数量和光学特性的影响及其与真菌群落的关联。结果表明: 在黄山松林中,氮添加下土壤DOM数量和光学特性以及土壤真菌Chao1指数均无显著变化;而在罗浮栲林中,氮添加下土壤可溶性有机碳含量、DOM的腐殖化指数和类腐殖质组分的相对含量降低,尤其在高氮处理下,土壤真菌群落中被孢霉门的相对丰度显著增加。冗余分析结果显示,黄山松林土壤DOM数量和光学特性主要受土壤真菌Chao1指数的影响,而罗浮栲林土壤DOM数量和光学特性的主要影响因子为真菌群落结构、β-葡糖苷酶活性和土壤pH。这说明短期氮添加下不同树种土壤DOM数量和光学特性的主要影响因子不同。网络分析发现,土壤真菌群落与DOM组分之间存在密切联系,而氮添加下土壤真菌群落与DOM组分的网络关联边减少,说明两者的相互作用被削弱。本研究可为氮沉降下森林土壤真菌群落与土壤可溶性碳库之间的联系提供新的见解。

红松营养枝和生殖枝不同叶龄针叶形态解剖结构和光合特性

王朋阳, 吴海波, 姚莉, 杨剑飞, 张鹏, 沈海龙

2025, 36(1):  77-85.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.006

摘要 ( 9 )   PDF (3307KB) ( 0 )  

本研究以全光下6、7和8月处于结实状态的40年生红松母树生殖枝和营养枝上的当年生和一年生针叶为研究对象,比较针叶形态解剖结构和光合性能指标的差异,分析不同枝型和叶龄针叶各指标间的相关性。结果表明: 除了气孔密度、叶宽和中柱面积外,当年生针叶其他形态指标、解剖结构指标和含水率在不同月份间差异显著,而一年生针叶在不同月份间差异不明显。当年生针叶在7和8月叶长分别比6月显著提高91.0%～110.1%和122.2%～131.5%,比叶面积分别显著减小32.8%～40.9%和44.8%～52.5%,木质部面积分别显著增大47.3%～70.8%和75.9%～105.7%,韧皮部面积分别显著增大29.2%～30.0%和64.3%～73.2%。当年生和一年生针叶净光合速率(P_n)在不同月份间的变化趋势相反,表现出当年生针叶在7月和8月的P_n比6月分别增高 17.1%～39.8%和40.3%～51.5%,而一年生针叶在7月和8月的P_n比6月分别降低40.1%～56.9%和45.2%～46.1%。生殖枝和营养枝之间的针叶叶长和P_n差异显著,表现在生殖枝6和7月当年生针叶叶长分别比营养枝显著减小16.4%和28.1%,生殖枝当年生和一年生针叶P_n分别比营养枝显著减小23.1%和20.4%。生殖枝和营养枝当年生针叶的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(F_v′/F_m′)和P_n以及营养枝当年生针叶胞间CO₂浓度与除了气孔密度之外的其他形态解剖结构指标紧密相关,而一年生针叶相关不紧密。叶龄是导致针叶形态解剖结构和光合性能指标产生差异的主要因素,枝条类型仅对叶长和P_n有显著影响。

不同气候区日本落叶松通用削度方程构建

王溢琨, 贾炜玮, 陈东升, 李丹丹, 李泽霖

2025, 36(1):  86-94.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.001

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本研究以辽宁、湖北和甘肃3个地区的78块样地234株日本落叶松为对象,在林业研究中常用的6种削度方程中选取最优的1种作为基础模型,将样地的气候因子通过指数形式添加到其中,构建适用于不同气候区的基础模型、气候响应模型和非线性混合效应模型,研究了不同地区日本落叶松的干形指标,分析干形对气候变量的响应差异,并对比3种模型的拟合精度,选出最优的通用方程。结果表明: 在6种常用的削度方程模型中,Kozak模型普适性最好,为最优基础模型;在最优基础模型中同时引入年平均温度和年平均降水量构建气候响应模型,因为综合考虑了不同气候因子对树木干形的影响,树干模型拟合精度有所提高。在气候响应模型中引入不同地区作为随机效应,构建非线性混合效应模型。根据各项模型评价指标和残差图,非线性混合效应模型在所构建的3种模型中拟合精度最高(R²=0.9874),AIC(6426.04)和BIC(6512.88)值最小,均方根误差(RMSE)较基础模型和气候响应模型分别降低了4.9%和4.0%。因此,非线性混合效应模型可作为描述3个地区日本落叶松树木干形最优的通用削度方程。

人工红松松籽和松仁的产量模型

李玉萌, 贾炜玮, 郭昊天

2025, 36(1):  95-103.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.004

摘要 ( 8 )   PDF (1311KB) ( 0 )  

以黑龙江省林口林业局红松人工林木的松塔为研究对象,获取果实和林木因子实测数据,将红松松塔根据鲜重分为3个等级,对松塔、松籽、松仁性状进行相关性分析,构建松籽重量、松仁数量、松仁重量的基础模型,在基础模型中引入松塔等级和样地随机效应,通过比较赤池信息准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)等评价指标选取最优混合效应模型。结果表明: 红松的松籽重量和松仁重量与空瘪数、松塔下直径呈极显著负相关,与其他性状呈极显著正相关。引入松塔等级和样地随机效应构建的混合效应模型均比基础模型拟合效果好,其中,在最优基础模型中引入样地效应的混合效应模型均比引入松塔等级效应的混合效应模型拟合效果更优。引入样地效应的松籽重量、松仁数量、松仁重量最优混合效应模型的R²相比于最优基础模型分别提高了20.8%、29.5%、32.8%。松籽重量、松仁数量、松仁重量最优混合效应模型精度F_P分别为98.3%、97.9%、97.8%,结果均大于最优基础模型的预估精度,说明混合效应模型能够对红松的结实量进行较好的预测。

短期围封对河北塞罕坝草甸草原植物功能多样性的影响

宋珊珊, 朱江玲, 唐志尧

2025, 36(1):  104-112.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.010

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本研究以河北塞罕坝的草甸草原为对象,研究3年期的短期围封对植物群落物种和功能多样性的影响。结果表明: 相比于放牧,围封显著改变了土壤化学性质和植物群落组成,优势种由车前变为地榆。围封没有改变植物群落的物种多样性。围封样地中叶片和根系的功能丰富度分别是放牧样地的16.9(1.18 vs. 0.07)和1460.2(3.57 vs. <0.01)倍,叶片性状的功能分离度和根系性状的功能均匀度相比于放牧分别降低了7.7%(0.72 vs. 0.78)和12.3% (0.57 vs. 0.65)。围封和放牧样地中,物种β-多样性主要由周转成分贡献(74.9%和62.4%),而功能β-多样性主要由嵌套成分贡献(叶片:82.6%和70.6%;根系:73.9%和79.5%)。围封样地总体的物种和功能β-多样性由土壤性质和空间因子共同驱动(物种:R²=0.53;叶片:R²=0.47;根系:R²=0.29);放牧样地总体的物种和功能β-多样性主要由空间因子驱动(物种:R²=0.31;叶片:R²=0.36;根系:R²=0.40)。综上所述,围封对物种多样性与功能多样性的影响存在差异,物种的更替并不一定导致性状的更替。因此,在评估草地修复效果时,应综合考虑物种多样性和功能多样性。探讨不同维度的群落β-多样性及其组成部分,有助于我们更深入理解群落的构建机制。

中国陆生植物群落多样性影响因素

付珊伊, 李琳琳, 胡海娟, 闫琰

2025, 36(1):  113-120.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.008

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生物多样性的形成和维持机制一直是生态学研究的重要议题。为揭示影响中国陆生植物多样性形成的生态学过程,本研究基于441篇有关中国陆生植物群落多样性研究的文献数据,结合气候、土壤和地形等因子,通过构建多元回归模型探究影响中国内陆不同气候区中不同生长型植物多样性的主导因素。结果表明: 在中国内陆地区,热带湿润区和高原气候区植物多样性最丰富,随后依次为亚热带湿润区、温带湿润半湿润区,而温带干旱半干旱区的植物多样性最低。除温带干旱半干旱区和热带湿润区以外,地形和土壤因素对其余气候区乔木植物多样性的总体影响最大;除温带干旱半干旱区的草本植物以外,其余气候区的灌木植物、草本植物多样性以及温带干旱半干旱区的灌木植物多样性均由地形和土壤因素主导。影响不同气候区不同生长型植物多样性的机制存在差异,但它们都受到气候、土壤和地形等因素的影响,且在较大区域尺度上,土壤和地形因素对植物多样性的形成和维持具有重要作用,证实了大区域尺度上生境异质性差异对植物多样性的影响。

中国红树林植被和土壤碳积累速率及其影响因素

胡凯杰, 王蔚, 钱威, 姜仲茂, 熊燕梅

2025, 36(1):  121-131.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.014

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红树林碳汇是蓝碳碳汇的重要组成部分,尚缺乏我国红树林分布区域尺度植被和土壤碳积累速率及其影响因素的系统梳理。本研究基于文献收集和数据挖掘,整合分析我国红树林植被、土壤以及整个生态系统的碳积累速率及其影响因素。结果表明: 红树林植被碳积累速率随林龄变化的趋势在不同群落存在差异,而土壤碳积累速率与林龄不相关。我国红树林碳积累速率研究较多的群落类型有白骨壤、秋茄、桐花树、红海榄、木榄、无瓣海桑、海桑,其中无瓣海桑和海桑群落的植被碳积累速率最高,但土壤碳积累速率在不同群落间无显著差异。我国红树林植被和土壤碳积累速率平均值分别为766.9和201.1 g·m^-2·a^-1,其中广东省的平均值最高。基于全国分布区域平均值看,林分起源(天然林或人工林)和测定方法对植被、土壤和生态系统碳积累速率的测定值没有显著影响。综上,在全国分布区域尺度上红树林植被碳积累速率主要受林龄和群落类型影响,在红树林修复中可通过树种选择和林龄管理进行调控,而土壤碳积累速率的影响因素有待进一步研究揭示;需要增加对浙江和海南的红树林碳积累速率测定。

黄土高原生物结皮覆盖下表层土壤有机碳组分对模拟气候暖湿化的响应

冼海英, 肖波, 姚小萌, 窦韦强

2025, 36(1):  132-140.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.012

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全球气候变化加剧可能会导致干旱半干旱区气温上升和降雨量增加。生物结皮作为干旱半干旱区重要的地表覆被物,其所覆盖土壤中有机碳组分与稳定性如何响应未来气候暖湿化尚不明确。本研究以黄土高原藓类生物结皮为对象,探究了土壤有机碳组分及其稳定性对持续两年增温(增加约3 ℃)、增温+增雨10%、增温+增雨30%和增温+增雨50%的响应。结果表明: 1)与不增温增雨的对照相比,单独增温和增温增雨均显著提高了藓类生物结皮覆盖土壤表层总有机碳及其组分含量,但降低了土壤有机碳稳定性。增温和增温增雨处理使土壤总有机碳、活性有机碳(易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳)和惰性有机碳含量分别平均增加了28%、51%和24%,同时使土壤有机碳活性指数平均提高了28%。与增温处理相比,增温增雨处理下土壤总有机碳、活性有机碳和惰性有机碳含量随增雨幅度的升高分别平均增加了25%、30%和22%,同时土壤有机碳活性指数平均提高了15%。2)模拟暖湿化气候条件下,土壤总有机碳、活性有机碳和惰性有机碳含量与生物结皮盖度、苔藓生物量和密度以及铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关;年降雨量平均解释了土壤有机碳组分变化的88%。综上,气候暖湿化改变了生物结皮的碳转化策略,提高了土壤有机碳组分含量及其活性,但其活性增强导致稳定性下降。因此,未来暖湿气候加剧背景下,黄土高原地区藓类生物结皮覆盖土壤中有机碳含量可能会增加,土壤碳库的动态变化可能更剧烈。

光叶苕子覆盖对土壤团聚体不同来源碳积累的影响

张萌, 程瑞梅, 沈雅飞, 陈天, 李璟, 曾立雄, 雷蕾, 肖文发

2025, 36(1):  141-151.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.017

摘要 ( 11 )   PDF (1794KB) ( 0 )  

微生物源碳和植物源碳的积累共同决定了土壤有机碳库的稳定。为探究绿肥覆盖下土壤团聚体不同来源有机碳的积累特征及其相对贡献,本研究在柑橘园中设置野外定位控制试验,以清耕处理为对照,分析光叶苕子覆盖对土壤大团聚体(2～8 mm)、小团聚体(0.25～2 mm)以及微团聚体(<0.25 mm)不同来源有机碳的影响,量化了不同来源有机碳对土壤团聚体总有机碳的贡献,明确了不同来源有机碳积累的驱动因素。结果表明: 1)光叶苕子覆盖增加了土壤团聚体真菌残体碳、微生物残体碳含量以及二者对土壤团聚体总有机碳的贡献,其中,微团聚体真菌残体碳、微生物残体碳含量增加幅度最大,分别为76.7%、70.2%;光叶苕子覆盖还提高了土壤团聚体真菌残体碳与细菌残体碳的比值,且比值的变化范围为4.58～4.66,说明真菌残体碳含量较高,主导了微生物残体碳的积累。2)光叶苕子覆盖降低了大团聚体的总木质素酚含量及其对总有机碳的贡献,但显著增加了微团聚体总木质素酚含量,而对微团聚体总木质素酚对总有机碳的贡献无显著影响。3)土壤有机碳和微生物生物量碳是微生物残体碳的重要影响因素,亮氨酸氨基肽酶和交换性钙离子含量的增加提高了微生物残体碳对总有机碳的贡献;络合态铁氧化物含量是提高微团聚体总木质素酚对总有机碳贡献的重要因子。综上所述,光叶苕子覆盖下真菌残体碳主导了土壤团聚体微生物残体碳的积累,大团聚体中植物源碳可能转化为微生物源碳储存在土壤中,微生物源碳将主导土壤团聚体有机碳的变化。

全国和区域尺度深耕对玉米产量影响的Meta分析

王雪, 佟丙辛, 孙梦宇, 李长青, 孙志梅

2025, 36(1):  152-160.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.013

摘要 ( 12 )   PDF (1148KB) ( 0 )  

为明确深耕在全国和区域尺度上对我国玉米产量及其构成的影响,本研究通过搜集1998—2023年间国内外公开发表的文献,以传统耕作(翻耕、旋耕、耙耕,深度<18 cm)为对照组,深耕(深松、深翻、深混,深度＞25 cm)为试验组,采用Meta分析方法,定量分析了深耕对玉米产量及其构成的总体和区域影响,并通过亚组分析探讨了年均温度、年均降雨量、土壤质地、pH、土壤有机碳含量(SOC)、全氮含量(TN)、种植方式、熟制、秸秆还田、耕作年限和施肥量对深耕玉米产量效应的影响。结果表明: 全国尺度上,与传统耕作相比,深耕玉米产量显著提高了8.1%;区域尺度上,深耕玉米产量在西北、东北和华北区分别显著提高了9.2%、8.1%和7.8%,但对东南区和西南区玉米产量影响不显著。深耕显著提高玉米产量归因于其对有效穗数、穗粒数和百粒重的共同提高。随机森林分析结果表明,耕作年限是影响深耕玉米产量变化最主要的因素,贡献度为13.3%。在年均温度＜10 ℃、年均降水量＜400 mm、土壤养分含量较低(SOC＜10 g·kg^-1、TN＜1 g·kg^-1)的西北区,一年一熟作物连作种植时,深耕有利于玉米产量的提升;在年均温度＜10 ℃、年均降水量400～800 mm的气候区,以及土壤养分含量中等(SOC为10～15 g·kg^-1、TN为1～1.5 g·kg^-1)的中性(pH 6.5～8)土壤上,一年一熟作物连作种植时,深耕有利于东北区玉米增产;在年均温度10～15 ℃、年均降水量400～800 mm、SOC＜10 g·kg^-1、TN为1～1.5 g·kg^-1的中性土壤上,一年两熟制作物轮作种植的华北区,深耕玉米增产显著;较高的年均温度可能是造成我国南方地区深耕玉米增产不显著的主要原因。随着耕作年限的延长,玉米增产率呈逐渐降低的趋势,深耕1～3年玉米增产效应最显著。秸秆还田和合理施肥更有利于发挥深耕的增产效果。在中国北方地区采取深耕有利于玉米增产,建议配合秸秆还田和适宜施肥量,持续深耕年限不宜超过3年。

娄彻氏链霉菌对温室草莓生长及根际土壤微生物群落结构的影响

周达仁, 郭俏, 李进, 孙晨瑜, 舒小龙, 薛泉宏, 来航线

2025, 36(1):  161-168.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.020

摘要 ( 11 )   PDF (1831KB) ( 0 )  

娄彻氏链霉菌(D74)在多种作物上表现出良好的促生效果。本研究在设施条件下分析了D74对草莓生长的作用及对根际微生态的影响。结果表明: 1)与不施菌剂的对照相比,施用D74处理使草莓开花期根系干重和鲜重分别显著增加了40.5%和51.8%;根系总长、总表面积和根尖数分别显著提高了120.9%、55.5%和57.1%,根系平均直径和总体积分别增加了36.5%和6.9%。2)草莓果实产量(盛果期))、可溶性蛋白和维生素C含量分别增加111.4%、32.0%和9.4%。3)草莓盛果期根区土壤全钾和铵态氮含量分别增加了0.5%和1.9%,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性分别显著提高了35.5%、163.8%、86.5%和32.8%。4)D74处理显著改变了草莓根际细菌微生物群落结构,显著增加了细菌和真菌群落的多样性;有益菌鞘氨醇单胞菌显著富集,而有害菌镰刀菌属和瓜织球壳菌属的相对丰度降低。Spearman相关性分析显示,施用D74后草莓根区土壤酶活性与有益菌属鞘氨醇单胞菌的相对丰度呈显著正相关。综上,D74处理改善了草莓土壤化学特性,提高了土壤酶活性,通过富集根际有益细菌、降低有害菌的相对丰度,促进了设施大棚草莓植株生长,提高了产量和品质。

有机物料对城市绿地土壤碳库管理指数的影响

牛玉慧, 马想, 梁晶

2025, 36(1):  169-177.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.011

摘要 ( 9 )   PDF (1873KB) ( 0 )  

采用尼龙网袋法开展为期475 d的有机物料填埋试验,结合¹³C-核磁共振波谱法,探究不同有机物料添加对城市绿地土壤有机碳组分及碳库管理指数(C_PMI)的影响及其与有机物料化学结构的关系。试验设7个处理:添加园林绿化废弃物(绿废,GW)、绿废堆肥(GWC)、沼渣(BR)、沼渣堆肥(BRC)、泥炭(PT)、生物炭(BC),以不添加有机物料为对照(CK)。结果表明: 与CK相比,6种有机物料添加均显著提高了土壤有机碳(增幅为34.1%～87.0%)及易氧化有机碳含量(增幅为11.1%～39.5%),其中,PT、BC和GWC处理的提升幅度显著大于BR和BRC处理;BR和GW处理显著提高了土壤微生物生物量碳和溶解性有机碳含量,PT和BC处理对微生物生物量碳和溶解性有机碳含量无影响。添加6种有机物料土壤C_PMI均大于100%,最大值出现在BC处理,最小值出现在BR处理。相关分析表明,土壤C_PMI与有机物料全氮含量呈显著负相关,与有机物料总有机碳含量无显著相关性。进一步回归分析表明,有机物料芳香度指数与有机物料源碳固定率及土壤C_PMI呈线性正相关关系。综上,有机物料添加显著增加了城市绿地土壤有机碳、易氧化有机碳含量及C_PMI,但C_PMI主要受有机物料源碳的结构而非数量的调控,添加含有较高芳香度指数的有机物料更有利于提升土壤碳库质量。

夏玉米高温热害的演变及其对环流指数的响应

黄进, 张方敏

2025, 36(1):  178-186.  doi:10.13287/j.1001-9332.202412.009

摘要 ( 10 )   PDF (2460KB) ( 0 )  

辨析高温热害与大尺度环流指数(LSCI)的可能联系有利于应对气候异常对夏玉米种植的影响。基于1980—2019年间河北、河南、山东、安徽、江苏的逐日最高气温数据及省级夏玉米单产记录,通过一阶差分处理、相关分析、回归分析评估了9种极端温度指数刻画生育期高温热害的适用性;基于主成分分析识别了关键致灾因子的时空模态,进一步通过时滞相关性分析了其对环流指数的响应特征。结果表明: 当高温阈值设置为32 ℃时,高温期的最大累积高温度日作为关键致灾因子能够更好地评估研究区高温热害的时空特征;高温热害的致灾强度呈现出明显的由南向北减少的空间分布格局;相比于其他子区域,研究区中部高温热害的增强趋势更显著;前期LSCI构建的线性回归模型对高温热害有一定模拟能力;太平洋暖池指数被识别为多个子区域高温热害的首要前兆信号。

基于双变量统计和多准则决策分析的小尺度森林火险区划

欧阳逸云, 李春辉, 倪荣雨, 赵平欣, 曾爱聪, 郭福涛

2025, 36(1):  187-196.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.030

摘要 ( 7 )   PDF (2615KB) ( 0 )  

森林火灾对人类生命、森林环境和生物多样性等造成严重威胁,小尺度区域的森林火灾风险制图对于林火管理至关重要。本研究将双变量统计(证据权重WOE,统计指数SI)与多准则决策分析(层次分析法AHP,网络层次分析法ANP)结合构建新的WOE-ANP和SI-ANP综合模型,分析贵州省望谟县的森林火险等级区划。结果表明: 望谟县南部大部分地区、西部和北部的部分地区极易发生森林火灾,4级及以上火险等级区域占比达39.2%,该县火险情况较为严峻。综合模型有效提高了单一双变量统计模型的预测能力,相比于AHP,ANP在林火风险因子权重评估上更可靠。WOE-ANP和SI-ANP综合模型评估的森林火险具有较高的准确性(84.3%和83.8%),可为林火管理提供更可靠的决策支持和参考依据。

基于高光谱和多光谱融合的喀斯特地区石灰土有机碳含量反演

谭咏诗, 韦真茜, 肖雁, 黄玉林, 黎宗鑫, 杨舒婷, 邹林, 杨岚惠, 邓羽松

2025, 36(1):  197-207.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.025

摘要 ( 12 )   PDF (2964KB) ( 0 )  

有机碳作为土壤的重要组成部分之一,评估其质量和稳定性具有重要意义。在喀斯特区,研究土壤有机碳含量分布特征可以识别潜在的土壤侵蚀风险区域,为优化土地利用、制定有效的水土保持措施提供科学依据。本研究以桂南喀斯特石灰土为研究对象,采集不同土地利用类型下土壤样品,利用5款智能手机拍摄获取土壤颜色图像,提取土壤颜色参数,使用光谱仪获取土壤光谱信息;并结合机器学习方法和线性算法,即人工神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF),以及线性算法偏最小二乘回归(PLSR),建立有机碳含量反演预测模型,使用决定系数、均方根误差、相对分析误差作为模型精度评价指标,筛选并明确适用于该地区土壤有机碳含量的智能手机及对应的预测模型和光谱仪方法下的预测模型。结果表明: 5款智能手机基于4种建模方法的建模结果呈现出不同效果,表现为:Redmi Note11T pro+>IQOO Neo7 SE>华为nova 5Z>realme X7 pro>iPhone X;采用5款智能手机采集的多光谱数据与光谱仪采集的高光谱数据综合建模效果表现一致,其中,SVM精度评估系数最好,建模效果最佳,其次是BPNN、RF和PLSR,相较于PLSR,机器学习算法展现出更好的预测效果;结合模型估算散点图,当土壤有机碳含量低于10 g·kg^-1时,模型预测结果较为分散,当土壤有机碳含量高于10 g·kg^-1时,模型预测结果更为集中。本研究为深入了解喀斯特地区土壤有机碳含量的空间特征提供了理论支持和实践基础,可为解决该地区水土流失问题和改善农业生产环境提供依据。

核温度植被干旱指数对东北地区城市化的响应

黎国庆, 张春亢, 张显云, 杨正, 雄峰, 文鹏帆, 杨庆骅

2025, 36(1):  208-218.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.027

摘要 ( 9 )   PDF (5266KB) ( 0 )  

明确东北地区不同城市化水平与干旱的响应关系,对东北地区的生态保护与城市化协调发展具有重要意义。本研究利用核归一化植被指数(kNDVI)代替归一化植被指数(NDVI)构建核温度植被干旱指数(kTVDI),采用Sen-MK方法、Moran指数分析2013—2022年东北地区kTVDI的时空变化和空间集聚特征,并分析不同程度城市化区域与乡村区域的kTVDI差值及其变化趋势。结果表明: 总体上,不同年份、不同时期的kTVDI与土壤湿度的相关性高于温度植被干旱指数(TVDI)与土壤湿度的相关性,且kTVDI在高值区的抗噪性优于TVDI,对表征东北地区西部旱情的适用性强。2013—2022年间,东北地区干旱强度自东北向西南加强;春、秋季干旱胁迫较强,夏季受旱程度较弱,春季旱情有加重趋势,夏、秋季旱情正不断缓解。小兴安岭、长白山脉以及黑龙江东部区域为kTVDI的低-低聚集区,高-高聚集区主要分布在辽西丘陵以及东北平原一带。高-高聚集区增加的区域与哈尔滨、长春、吉林所在的城市三角区基本重合,表明该城市群的人类活动对干旱有加强作用。不同程度的城市化均导致区域干旱加重,且中等水平城市化对区域干旱加重的影响强于高水平城市化。城市绿地能够一定程度削弱城市化对干旱的影响。

2002—2022年气候变化和人类活动对山西省植被恢复的贡献

赵瑜琦, 赵鹏云, 许泽海, 李志刚

2025, 36(1):  219-226.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.026

摘要 ( 15 )   PDF (3669KB) ( 0 )  

2002年以来山西省全面开展了生态保护与修复工作,动态评估山西省植被时空变化,对及时调整生态建设措施、保障工程实施效果具有重要意义。本研究基于2002—2022年归一化植被指数(NDVI)、气温、降水量数据,采用像元二分法、变化趋势分析和多元回归残差分析等方法,模拟山西省及其11个市域植被覆盖时空变化特征,通过比较潜在植被NDVI与实际植被NDVI确定气候变化和人类活动对其植被恢复的相对贡献。结果表明: 2002—2022年间,山西省各市的植被以中高和高覆盖度为主,其中,晋城市的植被覆盖度最高,朔州市最低。气候变化和人类活动共同促进山西省生长季植被NDVI快速增长(增速5.4×10^-3·a^-1),显著增长区域面积占比72.1%,市域范围内,吕梁市NDVI增长最快(增速7.3×10^-3·a^-1)。人类活动对山西省植被恢复起明显促进作用,气候变化以中度促进为主,相对贡献率分别为76.3%和23.7%。长治市、晋城市、运城市人类活动相对贡献率均在90%以上,气候变化明显促进了吕梁市植被恢复。受气候变化轻微抑制、人类活动中度抑制,太原市、吕梁市、晋中市交界处及少数城市中心NDVI明显下降。山西省植被NDVI显著增加,整体覆盖度已趋于较高水平,但北部地区植被覆盖度偏低。人类活动相对贡献率在南部地区最高,气候变化对中西部区域的植被恢复作用较明显。

基于空间滞后模型的粤北地区植被固碳变化的气候影响机制

潘森源, 周俏薇, 李景刚, 孙传谆

2025, 36(1):  227-237.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.022

摘要 ( 8 )   PDF (5967KB) ( 0 )  

开展植被固碳变化的影响机制研究,是实现区域“双碳”目标和高质量发展的科学支撑。然而,现有研究仍欠缺对影响因子时空自相关性的综合考虑,且未能准确反映因子的动态影响过程。基于此,本研究基于31个国家气象站点2001—2020年的气象数据及其周边10 km范围内植被净初级生产力(NPP)数据,准确识别粤北地区植被固碳量的时空变化特征;通过构建面板数据的空间滞后模型,结合偏相关分析和优势分析方法分析气候因子的动态影响机制,并进一步采用地理加权回归模型剖析影响因素的空间差异特征;采用残差趋势法分别测度气候因素和人类活动因素对植被固碳变化量的贡献度。结果表明: 2001—2020年,粤北地区平均固碳量为955.43 g C·m^-2,区域的植被固碳量呈波动下降趋势,变化的空间分布具有较强的异质性;年均相对湿度、年均日照时数和年均降水量是显著影响区域植被固碳变化的气候因子;上述显著影响因素的空间差异较大,且与海拔存在较强的相关关系;相较于气候因素,人类活动是粤北地区植被固碳变化的主要影响因素,人类因素和气候因素的平均贡献率分别为70.2%和29.8%。

基于荒野保护的浙江省生态保护红线动态优化

管嘉文, 杨国福, 陈昊, 王振国, 王锡钰, 徐斌

2025, 36(1):  238-248.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.023

摘要 ( 11 )   PDF (5760KB) ( 0 )  

人类活动干扰下荒野空间不断被压缩,导致生物多样性受到严重威胁。中国创新划定并严守的生态保护红线(ECR)在生态文明建设和生态环境保护方面发挥了巨大作用。然而,荒野地概念起源较晚,以往划定ECR时,几乎都未考虑荒野地保护这一因素。本研究以经济较为发达的浙江省为案例,基于改进的荒野识别模型将荒野地与现有ECR进行叠加分析,评估了ECR对荒野保护的贡献。同时,考虑荒野地经济效益与生态效益的平衡及空间分布差异,提出现有ECR的潜在优化路径。结果表明: 2010—2020年间,浙江省荒野地分布呈现西多东少的分布格局,荒野地面积减少20.8%,荒野地质量整体呈明显降低趋势;研究期间,红线内荒野地丧失较少,且27.2%的荒野地质量有所提升,红线外荒野地丧失严重且整体质量下降;现有ECR对荒野地保护覆盖率仅为29.8%,存在明显的保护空缺,整合优化后的ECR面积增加40.2%,受保护的荒野面积增加135.8%。本研究模式为提高ECR保护效率、制定关键荒野保护途径、促进城镇可持续发展与生物多样性的维持提供了理论依据。

中国不同生态区关键气候变量的时空分异与演变趋势

钟湧, 高磊, 彭新华, 张帅普, 甘磊

2025, 36(1):  249-258.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.024

摘要 ( 12 )   PDF (3425KB) ( 0 )  

在全球变化加剧背景下,气候的演变趋势备受关注,但关键气候变量在我国不同生态区的时间演变趋势缺乏深入分析。本研究基于1961—2021年中国大陆1525个站点的气象资料,利用Theil-Sen斜率法、Mann-Kendall趋势检验法和空间分析等方法,明确了中国4个生态区(东北部湿润半湿润生态大区Ⅰ、南部湿润生态大区Ⅱ、北部干旱半干旱生态大区Ⅲ和青藏高原生态大区Ⅳ)的关键气候变量的时空特征及演变趋势。结果表明: 气候变量在4个分区的空间异质性强于其时间上的异质性,前者多表现为中等变异,后者主要表现为弱变异;除相对湿度外,其余气候变量(降水量、空气温度、饱和水汽压差、地表净辐射和潜在蒸散发)的年内变化均表现为单峰曲线,峰值一般出现在5—8月,7月出现峰值的概率最高;1961—2021年,气候变量的时间演变趋势在不同区域之间差异显著,降水量在4个区均呈增加趋势,仅Ⅳ区显著增加(0.62 mm·a^-1),空气温度在4个区均显著升高,年升温0.02(Ⅱ区)～0.03 ℃(Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ区),相对湿度显著下降0.03%·a^-1(Ⅰ和Ⅳ区)～0.05%·a^-1(Ⅲ区),饱和水汽压差显著增加0.5(Ⅰ区)～0.8 Pa·a^-1(Ⅲ区),地表净辐射显著下降2.1(Ⅳ区)～4.4 MJ·m^-2·a^-1(Ⅰ区),潜在蒸散发在Ⅰ区显著下降0.99 mm·a^-1,Ⅳ区显著增加0.40 mm·a^-1。基于空气温度和相对湿度,我国气候呈现暖干化趋势,而从空气温度和降水量的变化看,我国气候整体呈现暖湿化趋势,特别是Ⅳ区。

西北干旱区自然保护地体系生态网络构建及优化: 以河西走廊为例

连虎刚, 刘春芳, 倪博文, 曲张明

2025, 36(1):  259-270.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.021

摘要 ( 9 )   PDF (4816KB) ( 0 )  

构建并优化自然保护地生态网络有利于缓解保护地孤岛化和维护生物多样性。以河西走廊为例,识别荒野地空间分布,将高质量荒野地和自然保护地作为生态源地,利用最小耗费距离模型和电路理论提取生态廊道和重要生态节点,构建自然保护地潜在生态网络,并设置修复障碍点(情景一)和增加踏脚石节点(情景二)2种优化情景进行网络优化,结合生境连通效果和网络稳定性综合评价最优方案。结果表明: 河西走廊自然保护地呈现“一主五次、两横多纵”的潜在生态网络格局。其中,祁连山国家公园对维持整个保护地网络连通性非常重要,位于边缘的保护区和自然公园对维持整个网络连通的功能较弱。识别出生态夹点65处,生态障碍点57处,二者均主要位于河西走廊西部及东部荒漠分布面积较大的区域。2种优化情景中,源地和廊道数量均有不同程度增加,网络闭合度、点线率、网络连接度均有提升。在蓄意和随机攻击模式下的鲁棒性均呈现不同程度的下降趋势,生态网络鲁棒性在情景一中表现出更好的缓冲功能和更强的稳定性,即修复障碍点以促进潜在廊道连通的优化方案对保护地网络连通性及稳定性提升最有效。构建自然保护地生态网络并提出优化策略,可解决自然保护地孤岛化等问题,为河西走廊维护生物多样性、促进可持续发展提供科学支撑,也为自然保护地规划和国土空间生态修复规划提供参考。

多尺度下人为干扰对长江中游城市群生态系统服务供需的影响

钟发明, 陈竹安

2025, 36(1):  271-283.  doi:10.13287/j.1001-9332.202412.022

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认识人类活动对生态系统服务供需的影响,可为减少生态价值区环境破坏奠定坚实基础,同时对区域可持续发展具有重要意义。本研究以长江中游城市群为研究区,对人口密度、国内生产总值(GDP)、土地利用类型、交通网络、电能消耗和建筑高度6个人类压力关键指标进行测算;同时,基于土地利用、气象和社会经济等多源数据,利用InVEST等多种生态模型,对碳存储、产水、土壤保持和粮食供给这4种生态系统服务供需进行量化和空间分布的刻画,并利用结构方程模型对人为干扰与不同生态系统服务供需之间进行建模,以探索不同空间尺度下不同人为干扰对生态系统服务供需的影响。结果表明: 不同人为干扰的空间分布特征各异,其中,人口密度、GDP和交通道路在人口聚集区域干扰程度高,土地利用、电能消耗和建筑高度则在城市群核心城市较高。生态系统服务在城市区域呈现供不应求的短缺状态,非城市区域则处于供过于求的过剩状态,这种失衡现象随空间尺度增大而加剧。不同尺度下人为干扰对生态系统服务的供需影响程度各异,栅格尺度体现局部土地利用、植被覆盖的直接驱动影响,县域及以上尺度则受社会经济、区域政策及气候变化等综合影响。人口密度、经济发展和土地利用是影响生态系统服务供需的主要因素。多种人为干扰之间的互馈机制和累积效应直接加剧了生态系统服务的退化。研究结果可为协调生态保护与人类活动的政策制定提供科学指引。

毛竹篼根和鞭根解磷细菌对磷添加的响应

张清, 项春铸, 田佳怡, 江明君, 房翠莲, 李全, 曹婷婷, 宋新章

2025, 36(1):  284-292.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.036

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毛竹林主要分布在缺磷的亚热带地区,具有天然的立竹年龄结构及独特的篼根和鞭根“双根系统”,挖掘根际解磷菌种资源并探明其对磷添加的响应,是提升毛竹生产力和生态功能的关键。本研究采用微孔板高通量筛选方法,分离3个磷添加水平(对照,CK,0 kg P·hm^-2·a^-1;低磷,LP,50 kg P·hm^-2·a^-1;高磷,HP,100 kg P·hm^-2·a^-1)样地的毛竹篼根(1龄和3龄)及相连鞭根根际解磷细菌,探究解磷菌数量与活性对磷添加的响应及其影响因素。毛竹根际共分离出125株解磷菌,其中96.8%为变形菌门,主要包括布鲁氏菌属和伯克霍尔德氏菌属。3龄竹篼根的解磷菌最多(52株),解磷活性为171.24 mg·L^-1,分别是1龄竹篼根和鞭根解磷菌解磷活性的1.5和1.4倍。与对照样地相比,LP样地1龄竹篼根解磷菌的数量和活性均降低,HP样地解磷菌的数量保持不变但活性增加;LP样地3龄竹篼根和鞭根的根际解磷菌的数量降低但解磷活性增加,HP样地解磷菌的数量和活性均增加。细菌的解磷活性与土壤总磷、pH和微生物生物量磷呈显著正相关。综上,3龄毛竹篼根解磷菌的数量和活性均高于1龄竹篼根和鞭根,并对磷添加有积极响应。建议在毛竹林集约化管理中优先施磷肥于3龄竹篼根,以更大限度地激活土壤微生物的解磷潜力。

稀有枝角类盾额隆背溞种群生态学特征

陈国柱

2025, 36(1):  293-302.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.032

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稀有种具有典型的狭域分布和生境利用专化等特点,可能携带着物种致危机制的重要信息,厘清其稀有成因将有力促进生态学理论的进一步发展。盾额隆背溞是一种罕见枝角类,国内仅记述过4个样品。除少量分类学形态描述外,其关键性生物学及生态学特征迄今尚未被揭示。本研究在滇池流域枝角类系统调查中首次采集得到盾额隆背溞活体,通过扩繁取得丰富研究材料,并围绕其种群结构、种群繁殖力、种群动态参数等关键种群生态学特征开展研究,以初步了解其种群稀有成因。2022—2023两年的研究结果显示,盾额隆背溞为微小型枝角类(体长0.30～1.15 mm),初次性成熟体长约为0.52 mm。未在种群中检出雄性个体。2022年室外种群夏卵繁殖力为(2.2±1.4) eggs·ind^-1(n=334, 最大值为8 eggs·ind^-1),2023年为(4.8±2.8) eggs·ind^-1 (n=94, 最大值为13 eggs·ind^-1)。产冬卵时,卵鞍含卵2个。在生命表试验中,以小球藻培养的种群子一代(F₁)、子二代(F₂)最大繁殖龄期数分别为8和7个,总生殖率分别为30.3和9.4 eggs·ind^-1,最长个体寿命分别为21和16 d,种群内禀增长率分别为0.37和0.36;以泥糜培养液培养的种群F₁、F₂最大繁殖龄期数均为8个,其总生殖率分别为40.3和36.1 eggs·ind^-1,最长个体寿命分别为28 和27 d,内禀增长率分别为0.31和0.30。在合适环境下盾额隆背溞种群增长迅速,其瞬时增长率为每天0.39,在第10天种群数量已达起始的50倍,相对密度达510 ind·L^-1,并进入平台期。在自然环境中其种群丰度极低,2022年在水体干枯期种群消失;在2023年的连续观察中,其种群在丰水期突然从观察区域完全消失。分析表明,盾额隆背溞具有相对较长寿命、较高繁殖力及较强的种群增长潜力,与众多常见种相比没有呈现明显的劣势,其在自然界中种群稀少可能并不是由其个体生物学及种群生态学基本特征受限所致,而是对环境选择压力应对具脆弱性所致。

利用eDNA技术分析马鞍列岛海藻场表层沉积物中大型海藻的组成

邹俏, 王凯, 王玉清

2025, 36(1):  303-310.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.035

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大型海藻死亡或脱落后通过碎屑的形式最终沉积进入海底,追踪它们的分布对于了解海藻对沉积物的贡献至关重要。为确定沉积物中大型海藻的种类组成和分布,本研究采用环境DNA技术分析了马鞍列岛海洋特别保护区4个典型岛礁海域东绿华(DLH)、西绿华(XLH)、鳗头山(MTS)和鳗对山(MDS)的表层沉积物。在沉积物样品中共检测出大型藻类18目,其中红藻门13目21科23属,褐藻门5目5科5属,在科分类水平上,以珊瑚藻科、混石藻科、网地藻科和马尾藻科占优势,大型藻类操作分类单元(OTU)序列数占沉积物样本OTU序列数的37.2%。非度量多维尺度排序(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)表明,不同站位沉积物中大型藻类的组成相似。研究表明,红藻是该海域沉积物中的优势藻类,沉积物中的大型藻类组成符合海藻场海藻分布特征,eDNA技术在分析沉积物中大型海藻的组成上具有一定的可行性,可以为大型海藻的多样性监测和藻场生态保护管理提供数据支持。

小须鲸季节分布和种群迁徙廊道预测

邢衍阔, 鹿志创, 杜静, 高祥刚, 王震, 田甲申

2025, 36(1):  311-317.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.034

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小须鲸作为我国一级保护动物,被列入IUCN目录和CITES附录中,广泛分布在全球各个海域,并在不同海域迁徙洄游。受环境变化和人类活动影响,小须鲸已成为世界上最濒危的分类群之一。为了进一步了解小须鲸的分布和洄游廊道,本研究使用小须鲸记录数据和7个环境变量数据,构建季节性物种组合分布模型来预测小须鲸的适宜栖息地,并通过电路连通理论和最小成本路径分析预测其季节性迁移廊道。结果表明: 小须鲸季节分布模型表现良好,其季节分布存在显著差异,整体上呈现为春夏季节向高纬度移动、秋冬季节向低纬度移动;温度和深度是影响小须鲸季节分布变化的重要因子;小须鲸迁徙廊道具有明显季节性,主要位于近岸浅水海域,不同季节存在多条迁徙廊道,连接各适宜栖息地。本研究表明,采用物种分布模型和连通性分析预测海洋动物迁徙廊道具有可行性,可对小须鲸的适应性保护和管理策略提供参考。

综合评述

嗅觉在绵羊母性识别中的作用及信号传导机制

王慧, 王悦尚, 韩成全, 胡希怡, 杨燕, 吕慎金

2025, 36(1):  318-326.  doi:10.13287/j.1001-9332.202501.033

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家畜母性行为是幼畜出生前后母畜所表现出的与分娩和育幼有关的行为,包括筑窝、分娩、清理仔畜、识别仔畜、授乳、养育和保护等行为,这些行为可为仔畜提供丰富的社交经验和生存技能,对物种的延续及种群的稳定具有重要意义。母性识别是决定母畜授乳、养育和保护等母性行为表达的前提。绵羊在分娩后能迅速且专一地识别自己的羔羊,并与之建立紧密的母子联系,分娩后的4～6 h是母羊识别羔羊的关键时期,且嗅觉是决定母性识别成功与否的重要途径。由嗅黏膜、主嗅球参与构成的主嗅觉系统以及犁鼻器、副嗅球构成的副嗅觉系统介导母羊对羔羊气味的识别和记忆,但其中所涉及的嗅觉信号传导机制尚缺乏系统性总结。生产中,因母性行为差异导致的哺乳期羔羊的高死亡率是困扰养殖业的难题,系统性回顾和总结嗅觉在绵羊母性识别中的作用对改善母性行为、提高羔羊成活率尤为重要。本文综述了嗅觉在绵羊母性识别中的作用、主嗅觉系统和副嗅觉系统参与母性识别的结构和功能,主嗅觉系统通过G蛋白(Golf)-AC3-cAMP介导的cAMP信号通路和催产素受体(OTR)-Gq-PLC-IP₃介导的IP₃信号途径参与嗅觉信号传导,而G_αi2/G_αo-PLC-IP₃/DAG途径介导副嗅觉系统的嗅觉信号传导。本文可为深入了解母性识别的嗅觉信号传导机制以及母性行为改善策略提供参考。