应用生态学报

第35卷第12期目录

2024, 35(12): 0-0.

摘要 ( 4 )

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基于微生物组学的有机污染土壤生物修复研究进展

高彦征, 吴一铭, 汤磊, 胡小婕, 王建

2024, 35(12): 3225-3234. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.029

摘要 ( 5 )

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污染土壤中往往存在一些毒性强、种类多且分布广泛的有毒有机物,严重危害着生态安全和人群健康。生物修复技术主要通过微生物的多种酶促反应来去除土壤污染物,但面对多种有机污染物共存的土壤其修复效果有时欠佳。如何将微生物组学技术与生物修复结合起来,已成为土壤修复领域研究的热点之一。近些年来,基于基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等的生物修复研究取得一些重要进展。借助基因组学可对土壤微生物进行分析鉴别、剔除杂菌,筛选并构建功能微生物组,同时针对有机污染物特点进行靶向优化。转录组学能够发现未知的功能基因,有助于探索并提出有机污染物降解的新思路。蛋白质组学和代谢组学的研究重点则是提升有机污染物的降解效率。本文综述了当前有机污染土壤生物修复遇到的瓶颈问题,分析了生物修复中的微生物组学方法,结合实际案例解析了微生物组学生物修复的作用原理和效能。目前组学技术在有机污染土壤生物修复领域仍处于初始阶段,相关数据仍需要大量积累。如何借助微生物组学方法来进行分子操作,创新有机污染土壤生物修复体系,破译修复机制,这是未来微生物组学生物修复研究的重点,也是实现生物修复技术高效应用的关键。

陕北黄土丘陵沟壑区人类活动和植被覆盖对关键生态系统服务的影响

员学锋, 施林童, 杨悦, 安骐岷

2024, 35(12): 3235-3246. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.019

摘要 ( 11 )

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明确人类活动和植被覆盖对关键生态系统服务的影响,对生态脆弱区推进生态治理、实现可持续发展具有重要意义。以陕北黄土丘陵沟壑区为研究区,量化4种关键生态系统服务(植被净初级生产力、产水服务、生境质量、土壤保持),使用夜间灯光指数、人口密度及土地利用数据表征人类活动,分析人类活动、植被覆盖和生态系统服务的时空演变,采用相关性分析和分段线性回归等方法揭示人类活动和植被覆盖对生态系统服务的影响。结果表明: 2000—2020年,研究区土壤保持量、产水量、生境质量和综合生态系统服务均呈波动上升趋势,净初级生产力呈显著上升趋势;人类活动指数先降后升,整体呈下降趋势,年均值下降17.1%,植被覆盖度先升后降,整体呈上升趋势,年均值上升9.2%;人类活动与生态系统服务整体呈负相关关系,除产水量以外,植被覆盖与各关键生态系统服务之间呈协同关系;人类活动指数对生态系统服务的影响先下降后上升;植被覆盖度对生态系统服务的影响不断上升,生态系统服务对植被变化的适应能力逐渐增强。本研究结果可为生态环境脆弱区生态修复策略的制定提供参考。

河北省生态系统碳储量的时空演变及多情景模拟

李林云, 陈璐, 韩梦娟, 侯捷

2024, 35(12): 3247-3256. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.020

摘要 ( 7 )

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土地利用变化在陆地生态系统碳储量变化过程中起重要作用,探明长时间序列下土地利用和生态系统碳储量的时空演变,对于提升区域生态系统碳汇能力与实现碳中和目标具有重要意义。本研究以河北省为例,耦合InVEST-PLUS模型,对2000—2020年土地利用和生态系统碳储量的时空变化进行评估,探究其响应关系,并预测2040年土地利用类型和碳储量变化。结果表明: 2000—2020年间,研究区以耕地、林地和草地为主,耕地面积减少7011.1 km²,建设用地面积增加7479.6 km²;耕地转为建设用地是主要的土地转移类型;研究区碳储量减少3.6×10⁷ t,耕地和草地转为建设用地是碳储量减少的主要原因;生态系统碳储量呈现西北部高、东南部低的空间分布特征。2020—2040年,河北省在自然发展情景、生态保护情景和经济发展情景下的碳储量将分别增加4.0×10⁷、5.1×10⁷和5.9×10⁷ t,耕地、林地和草地仍为主要碳库。未来应持续保护林地和草地等固碳资源,以减少碳排放为目标优化土地利用格局,同时,持续保护具有较高碳密度的区域,进一步增强其固碳能力。

黄土高原固碳增汇管理分区与优化策略

贾磊, 蓝菁, 刘震, 姚顺波, 丁振民, 王科新

2024, 35(12): 3257-3266. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.026

摘要 ( 14 )

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“双碳”目标是我国解决资源环境约束突出问题和实现人与自然和谐共生的重大战略决策,植被固碳提升则是实现“双碳”目标的重要路径,定量模拟区域植被固碳潜力是国土空间格局优化的前提,有助于保障“双碳”目标的顺利实现。基于此,本研究采用相似生境法模拟自然条件下黄土高原的植被固碳潜力,并按照潜力分级-需求分类-管理分区的思路划分黄土高原固碳管理分区,提出对策建议。结果表明: 2000—2020年,黄土高原植被年固碳总量由214.32百万t上升至354.92百万t,增长了65.6%;整体分布从西北到东南呈阶梯状增加,高值区集中在秦岭山系、吕梁山系、子午岭和中条山等山地,低值区主要包括城镇化程度较高的城区及周边区域。自然条件下黄土高原植被固碳潜力均值为832.71 g·m^-2,比2020年现状高52.3%,尚可增加的固碳量为185.76百万t。结合剩余固碳潜力与“三生空间”分布格局,将黄土高原划分为重要碳汇提升区、生态碳汇恢复区、生活绿地建设区、生态碳汇保育区、农业碳汇提升区、城镇碳汇巩固区、绿色农业发展区、经济发展控碳区9类,并针对不同分区提出差异化固碳增汇管理策略。研究结果可为“双碳”目标下的区域低碳发展和景观管理提供有效政策支持。

宁夏罗山草地生态系统服务价值的地形效应

朱青青, 刘超, 沈艳, 马红彬, 谭松伟, 王国会, 李燕, 李千飞, 李国强

2024, 35(12): 3267-3274. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.027

摘要 ( 8 )

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罗山是宁夏中部干旱带最重要的生态屏障和水源涵养地,为探究地形因素对罗山草地生态系统服务价值的影响,本研究基于2021年的遥感影像,采用修正后的生态系统服务价值当量,估算罗山草地生态系统服务价值(ESV)并分析其空间分布特征及地形梯度效应。结果表明: 2021年,罗山草地生态系统服务总价值为34.18×10⁷元,其中,荒漠草原ESV占比最高,为50.7%;在各类生态系统服务中,调节服务的ESV最大,为22.11×10⁷元。研究区草地ESV在空间上整体呈西高东低、南高北低的特点,形成两极聚集的空间格局。罗山草地ESV具有一定地形分异规律,表现为随海拔升高而先减后增;其与坡度和地形位指数呈线性增加的变异规律;在正北坡向最低,东北坡向最高。研究结果可为罗山草地生态系统格局优化和管控提供科学依据。

武夷山国家公园(福建区域)生态系统文化服务簇识别及影响因素

高扬仪, 朱里莹, 庄迎鑫, 张丽甜, 严敏珑, 郭铭煌, 龚晓玲, 廖凌云

2024, 35(12): 3275-3284. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.024

摘要 ( 8 )

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厘清不同类型生态系统文化服务(CES)在空间上的潜在关联特征,并探索其驱动机制是有效管理空间资源的先决条件。然而,CES量化和空间化一直是CES研究的难点。本研究以武夷山国家公园(福建区域)为例,构建PPGIS-MaxEnt-SOM模型,借助公众参与式地理信息系统识别并量化CES点位,利用最大熵模型将点状数据拓展为面状分区,通过自组织特征映射网络实现多类型CES组合的生态系统文化服务簇(CESB)识别,并探究其影响因素。结果表明: 研究区6类CES(美学、文化与教育、娱乐、康养、灵感、地方认同感服务)主要分布在东部景区,零星分布于中西部;CES热点区与东部景区游览路线上的游憩资源位置相似,呈一带二核的分布格局;CESB可划分为美学-康养服务簇、娱乐-美学服务簇、文化-灵感服务簇和多功能服务簇4类,呈现以多功能服务簇为中心向外分类发散的空间格局;景亭、水域景点等自然因素是影响美学、娱乐、地方认同感服务以及美学-康养服务簇、娱乐-美学服务簇和多功能服务簇的关键因素,而康养、灵感、文化与教育服务以及文化-灵感服务簇主要受历史文化遗址、距道路距离等因素的影响。PPGIS-MaxEnt-SOM模型可以将CES映射于地理空间,实现CESB的空间化识别,为量化CES空间问题提供新的视角和方法。

基于粮食供应服务流视角的江西省耕地生态补偿标准

文尹娇, 邹福, 丁明军, 张添真, 熊海棠

2024, 35(12): 3285-3294. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.021

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生态系统服务供需错配会影响区域公平,制约区域可持续发展,制订合理的生态补偿标准可以有效协调区域环境保护与经济发展。目前,耕地生态补偿探讨较少,处于概念分析阶段,缺乏定量评估。本研究基于2000—2020年江西省粮食供应服务供需格局,识别粮食供应服务供给区与需求区,引入比较生态辐射力模型量化粮食供应服务流,并定量评估江西省耕地生态补偿标准。结果表明: 研究期间,江西省粮食供应服务存在供需错配现象,区域供需关系由赤字转为盈余但差额减小,耦合协调度相对较低。粮食供应服务流量由快速上升转换为缓慢上升,流向表现为由江西省中部流向四周。耕地生态补偿总额不断上升,由2000年的22.14亿元增至2020年的126.38亿元。江西耕地生态补偿支付方向主要表征为由各地级市经济发达区县向周边耕地资源丰富地区进行耕地补偿。该研究不仅为区域可持续发展提供理论支持,也可为耕地生态补偿提供一定借鉴。

蓝绿基础设施生态系统服务城乡差异与尺度效应

孙苗苗, 吕江涛, 李晓文, 李鹏, 肖之炎, 郝嘉元, 智烈慧

2024, 35(12): 3295-3303. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.023

摘要 ( 8 )

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蓝绿基础设施是城市生态基础设施的主体和构建城市生态安全格局的要素,目前有关城市蓝绿基础设施研究主要集中于时空格局演变、驱动机制、连通性与规划管理等方面,针对快速城市化背景下蓝绿基础设施生态系统服务的时空动态变化、协同与权衡机制等方面研究相对薄弱。本研究以武汉市为例,基于InVEST模型、Getis-Ord Gi*空间热点分析及空间相关分析等方法探究了1980—2020年武汉市蓝绿基础设施6种生态系统服务量(气候调节、空气净化、洪水调蓄、生态固碳、景观文化和生境维持)的时空变化、城乡差异以及不同尺度上的权衡协同效应。结果表明: 研究期间,武汉市蓝绿基础设施生态系统服务在空间上总体呈现中心城区低、城区外围高的分布格局,冷点或不显著区域面积较大;蓝绿基础设施对不同类型生态系统服务的贡献率存在显著差异,蓝色基础设施的贡献较大,绿色基础设施的贡献较小;城乡梯度影响生态系统服务的波动,随着与城市中心距离的增加,波动幅度降低;生态系统服务之间的权衡与协同存在尺度效应,在流域单元尺度上,生态系统服务之间权衡与协同关系并存,而在乡镇和行政区尺度上,不同生态系统服务之间表现为协同关系。蓝绿基础设施尺度效应和城乡差异研究对城市化背景下蓝绿基础设施生态系统服务功能协同优化及分级、分类、分区管理具有一定指导意义。

交替光诱导下15种苏铁气孔特性及其对光合碳同化和水分利用效率的影响

刘小美, 朱俊杰, 杨泉光, 吴中华

2024, 35(12): 3304-3314. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.002

摘要 ( 9 )

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为分析动态光诱导过程中苏铁植物的气孔响应及其对光合碳同化和水分利用效率的影响,以南亚热带青秀山同质园15种苏铁为材料,研究它们的羽叶在持续弱-强-弱交替光诱导过程中的气孔动力学特征和结构性状。结果表明: 弱光诱导转强光诱导时,15种苏铁净光合速率(A)达95%最大值的时间(A_95t)为14～38 min,以肿茎苏铁最快,摩瑞大泽米铁最慢,气孔导度(g_s)上升速率略慢于A上升速率。随后持续强光诱导达稳态时,攀枝花苏铁A值最高,叉叶苏铁最低。由强光转弱光诱导阶段,多数苏铁植物A值先大幅下降至次低值,再缓慢降至最低值;此阶段绝大多数苏铁植物g_s下降速率比由弱光转强光阶段的上升速率小。气孔动力学参数中,稳态阶段的最大g_s与强光转弱光后g_s下降的速率(Sl_max,d)之间,以及弱光转强光时g_s随时间增加的常数与A_95t之间呈显著正相关。气孔打开的滞后时间(λ_i)与气孔关闭的滞后时间,以及g_s下降到稳态的时间常数与Sl_max,d呈显著负相关。气孔结构性状中,气孔长度与λ_i呈显著正相关。主成分分析表明,最大光合速率、A_95t、气孔限制值和气孔长度对苏铁群体性状显著性差异的贡献率最大。苏铁植物光合碳同化潜力较低,但对光资源的变化更敏感,通过高效的气孔调节优化CO₂获取,同时维持较高的水分利用效率,是适应林下生活的体现。

阔叶红松林下典型蕨类经济策略的季节变化

赵孟娟, 金光泽, 刘志理

2024, 35(12): 3315-3322. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.008

摘要 ( 6 )

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本研究以阔叶红松林常见的3种典型蕨类, 即粗茎鳞毛蕨、东北蹄盖蕨和荚果蕨为研究对象, 分别在春、夏、秋季测量3种蕨类的全株性状(叶、根共12种性状), 分析不同季节性状变异及经济策略的变化特征。结果表明: 种间差异是蕨类全株性状变异的主要影响因素, 解释率可达37.2%。其中,季节对叶性状(比叶面积、叶干物质含量、净光合速率、瞬时水分利用效率、叶氮含量、叶磷含量)变异的解释率为42.7%, 种间变异解释率为30.9%, 个体差异解释率为21.4%。个体差异对根性状(根直径、比根长、根干物质含量、根组织密度、根氮含量、根磷含量)变异的解释率为47.8%, 种间变异解释率为43.5%, 季节解释率仅为5.3%。3种蕨类相比,粗茎鳞毛蕨表现出更保守的资源利用策略, 荚果蕨的获取策略则更积极。除比根长独立于根经济谱外, 3种蕨类的叶性状、根性状和全株性状均满足一维经济谱。从春季到秋季, 植物整体由获取策略向保守策略转变。

物候变化对寒温带森林优势种叶片非结构性碳水化合物的影响

牛岳桐, 满秀玲

2024, 35(12): 3323-3328. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.005

摘要 ( 7 )

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为研究寒温带物候对叶片非结构性碳水化合物(NSC)及其组分的影响,选择兴安落叶松林、白桦林、山杨林的优势树种为研究对象,根据物候节律进行样品采集,探究物候变化对叶片NSC的影响规律。结果表明: 兴安落叶松、白桦、山杨3个树种的叶片可溶性糖、淀粉及NSC含量均具有显著的物候动态变化特征,且可溶性糖含量显著高于淀粉含量,占叶片NSC的73.7%～96.3%。随着物候节律的变化,3个树种叶片NSC和可溶性糖含量呈单峰曲线变化,淀粉含量则呈波动式变化。3个树种展叶初期叶片NSC含量最低,且山杨低于其他2树种。充分展叶期至变色期,白桦和山杨叶片NSC含量均高于兴安落叶松。变色期叶片NSC含量达到峰值,表现为山杨(151.36 g·kg^-1)>白桦(146.64 g·kg^-1)>兴安落叶松(132.20 g·kg^-1)。而叶片NSC含量在落叶期均不同程度地降低,其中山杨降幅增大,达61.8%。冗余分析表明,土壤温度和土壤速效氮含量对3个树种叶片NSC及其组分含量影响较大。寒温带主要森林类型优势种物候期存在一定的时间差异,物候变化对不同树种叶片NSC含量影响趋势相似,但对白桦和山杨的影响程度要大于兴安落叶松,这也表明寒温带不同树种对气候变化的响应程度存在差异。

长白山维管植物海拔梯度上种域格局及Rapoport法则的检验

李漫淑, 吴晓晴, 周银佳, 龙诗怡, 张美惠, 顾汉威, 斯幸峰, 阎恩荣, 张健

2024, 35(12): 3329-3338. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.001

摘要 ( 8 )

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物种种域宽度与其迁移扩散及适应环境变化的能力等密切相关。Rapoport法则指出,物种的种域宽度会随纬度或海拔增加而增大。目前关于该法则的检验存在许多不一致结论,且缺少在不同分类等级和科级水平的比较。本文以植被垂直带谱完整的长白山为研究对象,对1505种维管植物(木本249种、草本1168种和蕨类88种)物种种域的海拔格局进行分析,采用4种方法(Stevens方法、中点法、Pagel方法和逐种法)检验Rapoport法则在所有植物、2个生长型(木本和草本)、蕨类、19个科的适用性。结果表明: 2个生长型和蕨类的丰富度均具有沿海拔单调递减的格局,不同种域宽度的植物丰富度及其占比呈不同的海拔格局,狭域种在低海拔占比最高,中域种的占比在低海拔和高海拔各出现一次峰值,广域种比例沿海拔先上升后下降。对Rapoport法则的检验结果在不同方法间存在差异。除中点法外,维管植物总体上支持该法则,木本植物对法则支持较强,草本植物支持较弱。蕨类植物支持最弱且Stevens法的结果不支持。在物种数≥20的19个科中,8个科获得3~4种检验方法支持,4个科仅有1种方法支持。综上,长白山维管植物的种域格局以及对Rapoport法则的有效性在2个生长型、蕨类和19个科之间并不一致,反映了它们在生物演化历史以及响应适应环境变化方面的极大差异。

东北三省植被气候生产力的时空变化及对气候变化的响应

陈博, 李丽光, 陈振举

2024, 35(12): 3339-3348. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.035

摘要 ( 7 )

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气候生产力是反映植物群落碳交换的关键指标,明确气候生产力变化对于评估区域生态系统的碳汇功能有重要意义。本研究基于1971—2020年东北三省的气温和降水数据,利用Miami模型和Thornthwaite-Memorial模型模拟了东北三省温度、降水和蒸散生产力,采用趋势分析、小波分析、M-K检验以及回归分析等方法分析了气候生产力的时空变化特征,并模拟了未来气候变化情景下蒸散生产力的变化特征,同时结合东北三省11个样点樟子松树轮数据探讨了模拟气候生产力的准确性。结果表明: 1971—2020年,东北三省温度生产力(Y_T)、降水生产力(Y_P)和蒸散生产力(Y_E)年均值分别为777.84、946.08、930.40 g·m^-2·a^-1。3种气候生产力整体呈增加趋势。其中,Y_T增加趋势最显著,增加速率为1.91 g·m^-2·a^-1,存在6、10和22年的主周期,并在1988年发生突变。气候生产力空间分布有明显差异,Y_T由南向北递减,气候倾向率总体呈增加趋势。Y_P和Y_E由东南向西北递减,东部高于西部。二者的气候倾向率在大部分地区呈下降趋势,仅在黑龙江西部和吉林西北部呈增加趋势。东北三省气候生产力的水热配比总体呈带状分布,空间差异明显,Y_P/Y_T范围在0.58~2.42,由北向南可划分为受降水影响较大区域(Y_P/Y_T>1.2)、水热较均衡区域(Y_P/Y_T≈1)和受温度影响较大区域(Y_P/Y_T<0.8)。3种气候生产力与所对应的11个样点樟子松的平均年轮宽度指数变化基本一致,并呈正相关关系,说明模拟的气候生产力可靠。随着纬度升高,Y_T与樟子松年轮宽度的相关系数显著减小。研究结果有助于提升对东北三省气候生产力关联的植被固碳能力认识,为东北三省植被对气候变化的适应和未来植被动态预测提供科学依据。

黑龙江省植被碳-水利用效率时空演变及其驱动机制

李玉露, 吴雪晴, 袁野, 董灵波

2024, 35(12): 3349-3358. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.006

摘要 ( 6 )

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碳利用效率(CUE)能够反映生物碳同化能力与固碳潜力,水利用效率(WUE)反映植物生产过程中能量转化效率,这两个指标能够表征陆地生态系统碳水循环机制。本研究以MODIS数据产品为基础,逐年计算黑龙江省2001—2020年植被碳-水利用效率,采用Sen-MK方法、Hurst指数分析、偏相关分析法和残差分析法分析耕地、林地、灌木林地和草地的碳-水利用效率演变趋势及其驱动机制。结果表明: 黑龙江省20年间CUE和WUE均值分别为0.550和0.869 g C·m^-2·mm^-1,均呈现南北高、东西低;2001—2020年研究区54.8%的植被CUE呈现改善趋势,59.6%的植被WUE呈现改善趋势,植被CUE和WUE改善最多的植被类型都是林地,退化最多的都是耕地;植被CUE和WUE均与气温呈负相关,而与降水呈正相关;气候变化和人类活动对植被CUE的贡献率分别是46.6%和53.4%,对植被WUE的贡献率分别为42.3%和57.7%。

湖南壶瓶山国家级自然保护区表土孢粉与植被的关系

李永飞, 向建军, 李蓓蓓, 李欣怡, 夏仕榕, 廖博儒, 叶良涛

2024, 35(12): 3359-3368. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.004

摘要 ( 4 )

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壶瓶山国家级自然保护区生物多样性丰富,区系组成复杂,受人类活动干扰明显,植被次生性强,建群种优势度不高,其孢粉组合特征复杂多样。本文研究了壶瓶山34个样点表土孢粉组合特征及其与植被的关系。结果表明: 孢粉组合中木本植物含量(84.4%)占绝对优势,木本植物花粉与非木本植物花粉比值约为5.4,孢粉浓度为149157粒·g^-1。常绿阔叶林花粉组合难以反映母体植被植物组成特征;落叶阔叶林花粉组合只能部分反映母体植被特征;常绿落叶阔叶混交林、山顶灌丛草甸和玉米地花粉组合可以较好地反映母体植被植物组成规律,群落优势种和建群种在花粉组合中能够得到较好的体现。栲属/柯属、水青冈属、漆树属、鹅耳枥属/榛属、杜鹃花科和山矾属花粉具低代表性,松属、桦木属和青冈属花粉具超代表性。花粉百分含量的聚类分析和降趋势对应分析,能较好地区分山顶灌丛草甸、常绿阔叶林和落叶阔叶林,但常绿落叶阔叶混交林与常绿阔叶林和落叶阔叶林均存在部分重叠现象。孢粉组合对母体植被的指示性差异明显,这主要受孢粉代表性、植被斑块化特征、地形地势、地方小气候和人类活动等多重因素影响。

1898—2023年美国在华引种杜鹃花属植物历史调查

向宙兵, 吴仁武, 黄若之, 晏海, 廖帅, 包志毅

2024, 35(12): 3369-3376. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.007

摘要 ( 5 )

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自19世纪以来,美国在全球范围内展开了广泛的植物引种活动,杜鹃花属植物因具极高的观赏价值而备受关注。进入20世纪后,美国对中国杜鹃花属植物资源尤为关注。为了厘清美国在华引种杜鹃花属植物的历史脉络,本研究通过整理史料,梳理了1898—2023年美国在华引种杜鹃花属植物的历史,并对被引种植物学名、引种时间、引种地点和引种人进行校对。结果表明: 共整理出美国在华引种杜鹃花属植物记录1406份,其中标注学名的共计215种(包括27个变种12个亚种),占中国杜鹃花属植物种数的29.5%;引种区域涉及20个省级行政区;引种活动共计10位引种人,其中以威尔逊和洛克的引种工作最为突出。美国在华引种杜鹃花属植物丰富了美国的杜鹃花属植物种类,加强了杜鹃花属植物在美国园林中的应用。

沉水植物-附植生物膜对铜绿微囊藻的抑制作用

魏颖, 高云霓, 李龙飞, 赵建南, 曾大海, 张丽, 李明洁, 李学军

2024, 35(12): 3377-3385. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.003

摘要 ( 6 )

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为探究附植生物膜是否参与沉水植物对铜绿微囊藻的抑制作用,本研究比较保留和脱除附植生物膜的穗花狐尾藻浸提物对铜绿微囊藻生长和光合色素的影响。结果表明: 附植生物膜显著增强穗花狐尾藻浸提物对铜绿微囊藻的抑制作用,试验结束时相当于10.0 g·L^-1植物鲜重的浸提物对铜绿微囊藻的生长抑制率在生物膜保留组高达85.6%,而在脱除组仅为6.6%。非靶向代谢组学分析表明,保留和脱除生物膜的植物浸提物化学组成存在显著差异,保留组检出多种具有抑藻作用的代谢物。16S/18S rRNA测序鉴定出穗花狐尾藻附植生物膜中多种具有杀藻作用的细菌和真核生物,其分属于变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、壶菌门、纤毛门。综上,附植生物膜中含有多种杀藻微生物和抑藻活性物质,参与到宿主沉水植物对铜绿微囊藻的抑制作用。

台风“杜苏芮”对亚热带森林土壤呼吸的影响

宋佳雨, 陈相标, 陈仕东, 熊德成, 杨智杰

2024, 35(12): 3386-3392. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.014

摘要 ( 7 )

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台风等极端气候事件通过干扰森林结构与树木生长影响森林生态系统土壤呼吸,全球变暖将提高台风强度及其发生频率,但有关台风对森林土壤呼吸的影响还知之甚少。本研究基于亚热带常绿阔叶天然林野外原位增温(电缆增温4 ℃)试验平台,利用土壤呼吸高频自动监测系统,探讨2023年台风“杜苏芮”发生期间亚热带森林土壤呼吸的动态变化及其对增温的响应。结果表明: 台风没有显著影响不增温对照的土壤呼吸,但使增温处理的土壤呼吸显著降低25.7%,其中,在台风登陆时增温处理的土壤呼吸比台风登陆前显著降低了22.5%,台风过后增温处理的土壤呼吸没有恢复到台风登陆前的水平,且台风还提高了增温处理的土壤呼吸温度敏感性。同时,台风还改变了土壤呼吸的日动态特征,增温处理的土壤呼吸日最高值比对照推迟约12 h,日最低值比对照提前约9 h。台风不仅影响了增温后亚热带森林土壤呼吸的强度与恢复力,还改变了土壤呼吸的动态变化特征和土壤呼吸温度敏感性。本研究结果对理解气候变暖背景下的极端气候事件对森林土壤呼吸的影响过程具有重要意义。

漓江流域喀斯特森林碳氮磷湿沉降通量动态变化

李杰, 刘家齐, 柒冰宇, 黄平, 梁燕, 朱雨, 刘真熙, 李毓, 肖凡, 段敏

2024, 35(12): 3393-3400. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.032

摘要 ( 6 )

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监测漓江流域喀斯特森林碳氮磷湿沉降通量,有助于准确评估环境改变对该区域森林生态系统碳氮磷库的影响,为喀斯特森林养分资源管理提供科学参考。本研究以广西桂林漓江流域下游喀斯特森林为研究对象,从2022年3月至2024年2月根据降水情况收集雨水,测定雨水可溶性有机碳(DOC)、可溶性氮(DN)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)以及可溶性磷(DP)浓度,结合降水量估算碳氮磷湿沉降通量,分析其季节变化规律及相关性。结果表明: 2022年全年降水量(1860.0 mm)显著高于2023年(1469.3 mm);2022和2023年雨水DOC平均浓度分别为3.03和5.76 mg·L^-1,DN分别为2.34和3.52 mg·L^-1,DP分别为0.05和0.07 mg·L^-1,DN、NH₄⁺-N、NO₃^--N和DP浓度波动均较大;2022和2023年碳湿沉降总量分别为43.0和41.3 kg·hm^-2,氮湿沉降总量分别为33.89和39.98 kg·hm^-2,磷湿沉降总量分别为0.43和0.85 kg·hm^-2,碳和氮湿沉降总量两个年份之间没有显著差异,磷湿沉降总量差异显著;不同季节碳氮磷湿沉降通量总体上呈现出春季和夏季大于秋季和冬季的趋势;碳与氮湿沉降通量呈显著正相关,而碳与磷湿沉降通量之间以及氮与磷湿沉降通量之间均无显著相关关系。综上,漓江流域喀斯特森林碳和氮湿沉降通量相对较高且较稳定,而磷湿沉降通量相对较低且波动较大,较高的氮沉降有利于改善漓江流域喀斯特森林土壤氮库的匮乏,其中有机氮组分对氮湿沉降的贡献不容忽视。

荒漠草原乡土植物牛枝子种子生产的灌溉制度筛选

马婷婷, 高福洁, 韩丙芳, 彭文栋, 刘定鑫, 刘超, 沈艳, 马红彬

2024, 35(12): 3401-3408. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.011

摘要 ( 6 )

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建立适宜的灌溉制度对干旱区乡土植物牛枝子种子人工扩繁具有重要意义。本研究以宁夏荒漠草原野生优良牧草牛枝子为对象,设置2、3和4次3个灌水次数及150、250、350 m³·hm^-2 3个灌水定额,共9种灌溉制度,通过开展小区对比试验,研究了不同灌溉制度对牛枝子种子生产相关的农艺性状、种子产量和质量、水分利用效率的影响,并筛选最优灌溉制度。结果表明: 灌水次数和灌水定额对牛枝子株高、分枝数、生殖枝数、花序数、结荚数、荚果种子数和千粒重有显著影响。T₃(灌水2次,每次350 m³·hm^-2)处理牛枝子种子产量最高,比T₈(灌水4次,每次250 m³·hm^-2)处理高49.4%;T₄(灌水3次,每次150 m³·hm^-2)处理水分利用效率最高。T₃处理下种子发芽率和发芽势最高,分别达到88.0%和84.7%。通过熵权-TOPSIS法综合评价认为,T₃处理为牛枝子种子人工扩繁适宜的灌溉制度。

稻田土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征对大气CO₂浓度升高和增温的响应

范亚冉, 于冰冰, 夏少攀, 朱紫琪, 范豫川, 刘晓雨, 张旭辉, 郑聚锋

2024, 35(12): 3409-3418. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.013

摘要 ( 9 )

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研究大气CO₂浓度升高和增温对稻田土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)及其生态化学计量比的影响及机制,对理解气候变化下稻田生态系统功能具有重要意义。本研究以T-FACE气候变化平台为依托,共设置4个处理:正常环境条件(CK);CO₂浓度600 μmol·mol^-1;冠层升温2 ℃;CO₂浓度600 μmol·mol^-1和冠层升温2 ℃,测定了SOC、TN、TP、土壤有机碳组分、土壤容重、土壤含水量和粒径组成,运用方差分析和Pearson相关性分析方法探究气候和土壤理化性质对SOC、TN、TP含量及其生态化学计量特征的影响机制。结果表明: 与CK相比,大气CO₂浓度升高提高了SOC、TN和TP的积累量。增温导致SOC积累损失,促进了TN积累,对TP积累没有影响。大气CO₂浓度和气温协同增加对SOC、TN和TP的影响更接近单一增温的影响,表明增温对土壤碳氮磷的影响大于大气CO₂浓度升高。大气CO₂浓度升高和增温总体上导致0～100 cm剖面土壤C/N、C/P和C/N/P值下降,说明气候变化不利于土壤有机碳的稳定性和埋藏潜力。SOC、TN、TP及生态化学计量比与碳组分、土壤含水量呈正相关,与土壤容重呈负相关,与粒径组成没有相关性。0～30 cm土层土壤化学计量特征(SOC、TN和C/P)与CO₂浓度的关系较为密切,而30～100 cm土层土壤化学计量特征(SOC、TP、C/N和C/P)与增温的关系较为密切,表明稻田表层和底层土壤化学计量特征对气候变化的响应机制不尽相同。

秸秆还田条件下减施氮肥影响稻田土壤氧化亚氮排放的微生物机制

孟晗宇, 文杨, 艾力库提·艾沙, 魏占波, 张彬

2024, 35(12): 3419-3426. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.010

摘要 ( 8 )

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施用氮肥是引起农田土壤氧化亚氮(N₂O)排放的主要原因,秸秆还田可能会进一步加剧这种排放,然而关于两者的耦合作用对水稻土壤N₂O排放的影响及其微生物机制尚不明确。本研究采集典型水稻土进行盆栽试验,设置3个处理:水稻秸秆+不施氮(SF₀)、水稻秸秆+减量施氮(SF₇₀,常规氮肥用量的70%)、水稻秸秆+常规施氮(SF₁₀₀),分析水稻生长过程中的土壤N₂O排放通量和氨氧化古菌amoA、氨氧化细菌amoA以及参与反硝化过程关键酶的nirS、nirK、nosZ功能基因拷贝数,并测定水稻产量。结果表明:1)SF₀、SF₇₀和SF₁₀₀处理在水稻生育期的土壤N₂O累积排放量分别为67.77、92.91和130.43 mg·m^-2。2)不同处理对土壤N₂O累积排放量的影响在水稻不同生育期存在一定的差异,与SF₀相比,SF₇₀处理在分蘖期和抽穗期对土壤N₂O累积排放量无显著影响,在拔节期和成熟期显著提高了土壤N₂O累积排放量;SF₁₀₀处理在整个水稻生育期都显著提高了土壤N₂O累积排放量。3)在分蘖期和抽穗期,氨氧化细菌amoA、nirK和nosZ基因拷贝数在施用氮肥后均显著增加,且多数情况下增幅较为一致。在拔节期和成熟期,SF₇₀和SF₁₀₀处理的土壤氨氧化细菌amoA基因拷贝数同步增加,而氨氧化古菌amoA基因拷贝数随施氮量的增加显著上升;不同处理的nirK基因拷贝数无显著差异,SF₁₀₀处理的nirS基因拷贝数显著高于SF₀,SF₇₀和SF₁₀₀处理的nosZ基因拷贝数在拔节期显著高于SF₀。4)与SF₀相比,SF₇₀和SF₁₀₀处理水稻产量分别增加了49.2%和57.8%,但两者差异不显著。表明秸秆还田条件下,与常规施氮相比,减量施氮对水稻产量的影响较小,但能大幅降低土壤N₂O累积排放量,其中氨氧化古菌为主要贡献者。

绿肥覆盖对果园土壤团聚体及有机碳组分的影响

闫桂菀, 董文斌, 李忠义, 韦彩会, 唐红琴, 邓羽松, 张宇亭, 何铁光

2024, 35(12): 3427-3434. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.012

摘要 ( 7 )

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绿肥覆盖是果园可持续发展的土壤管理模式。本研究设置光叶苕子(T₁)、肥田萝卜(T₂)、平托花生(T₃)以及光叶苕子、肥田萝卜和宽叶雀稗混播(T₄)4个绿肥处理,以清耕为对照,测定不同绿肥覆盖对柑橘果园土壤团聚体及有机碳组分的影响。结果表明:1)与清耕相比,绿肥覆盖显著改善了果园土壤团聚体分布和稳定性,其中T₁～T₄处理＞2 mm粒径大团聚体分别提高了10.7%、6.6%、11.1%和9.3%,团聚体平均重量直径提高了1.1～1.3倍;2)绿肥覆盖显著提高了土壤总有机碳(TOC)含量及其组分,其中,TOC提高了2.5%～31.7%,溶解有机碳、颗粒有机碳、矿物结合有机碳、易氧化有机碳含量分别提高了23.7%～97.9%、38.2%～118.3%、2.8%～35.5%、8.6%～49.5%;3)相关性分析表明,各粒径团聚体占比与其有机碳组分含量贡献相关,＞2 mm粒径团聚体是TOC及其组分的主要载体,团聚体稳定性与TOC显著相关。综上,绿肥覆盖显著提高了柑橘果园土壤中大团聚体的含量,提升了土壤团聚体的稳定性,改善了土壤团粒结构,增加了土壤有机碳含量,不同类型绿肥覆盖的效果各异,其中以光叶苕子和平托花生的改良效果最佳。

减量施肥对玉米-大豆间作系统产量和氮素利用的影响

贾文静, 王晨瑜, 王仕杰, 邢雁捷, 赵亮茹, 任广鑫

2024, 35(12): 3435-3443. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.016

摘要 ( 11 )

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为探究玉米大豆间作系统在减量施肥条件下氮素高效利用特性。采用裂区设计,主区设玉米单作、大豆单作、玉米-大豆间作(玉米‖大豆),副区设不施肥、减量施肥(减肥20%)、常量施肥,研究不同种植模式和施肥水平对作物氮素积累、氮素转运、土壤氮含量及产量的影响。结果表明: 减量施肥下,间作玉米和大豆各生育期植株氮素积累量较相应单作均降低,但间作模式总氮素积累量高于各单作模式,氮肥利用率较单作分别显著提高13.6%和129.1%。玉米‖大豆体系下,与常规施肥相比,减量施肥处理玉米和大豆各生育期(大豆盛花期除外)的植株氮素积累量分别显著提高5.8%～42.7%和31.8%～35.4%,氮素转运量分别显著提高114.8%和40.7%,氮肥利用率分别显著提高38.0%和46.6%,0～40 cm土层硝态氮含量分别显著提高4.5%～20.1%和21.0%～52.7%,且未显著影响产量。间作土地当量比为1.14～1.50,具有产量优势。综上,减量施肥增强了玉米‖大豆系统作物氮素积累和转运,在保证作物产量的同时,实现了间作系统氮素的高效利用。

施磷和接种丛枝菌根真菌对钒胁迫下玉米生长的影响

裘浪, 王志刚, 俞龙生, 张云云, 余浩, 张延旭

2024, 35(12): 3444-3452. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.030

摘要 ( 7 )

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钒(V)与磷(P)具有类似的化学结构,而丛枝菌根真菌(AMF)对P元素具有高度的亲和性。为了解钒胁迫下接种AMF和施磷对玉米生长的影响,采用玉米盆栽试验,在钒处理(0、100、200和400 mg·kg^-1)下接种AMF和施P(0、20和50 mg·kg^-1),测定玉米生长、P与V吸收以及植株体内钒形态分布。结果表明: 与对照相比,钒胁迫(100、200和400 mg·kg^-1)显著降低了玉米根系AMF侵染率和生物量,其中200和400 mg·kg^-1 钒水平下的AMF侵染率分别显著降低14.9%～28.0%和29.5%～31.9%,生物量相应降低41.4%～42.2%和54.3%～55.3%;钒胁迫显著抑制玉米地上部对P的吸收,提高了地上部和根系V浓度和吸收量。接种AMF和施磷能够缓解钒胁迫对玉米生长的抑制作用,显著降低玉米V富集系数(23.3%～47.7%)和转运系数(13.1%～27.9%)以及玉米V吸收量,提高玉米地上部和根系生物量以及P吸收量。接种AMF与施磷对玉米根系AMF侵染率、地上部的生物量和P、V吸收量具有显著交互作用。分析玉米植株体内金属V形态发现,接种AMF可促进玉米将吸收的高毒性V还原为低毒性V。接种AMF主要通过促进玉米生长和P吸收、抑制V吸收来缓解钒胁迫,施磷则可进一步起到改善作用。

枸杞园土壤化学性质及微生物群落特征对种植年限的响应

邬佳伟, 郭皓, 郑杰, 张强, 罗珠珠, 何玉召, 路永莉

2024, 35(12): 3453-3460. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.018

摘要 ( 7 )

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随着枸杞种植年限的延长,根区土壤化学性质及微生物群落分布均发生显著改变,限制了枸杞树体可持续健康管理与生产。本研究采用高通量测序技术,分析了种植3、5和10年枸杞果园根区土壤的化学性质、细菌和真菌群落多样性指数和相对丰度变化,以探究枸杞果园土壤微生物群落分布特征随种植年限的变化规律及其与土壤化学性质的关系。结果表明: 随着种植年限的增加,土壤pH显著增加,土壤全氮、总有机碳、速效磷、速效钾、矿质态氮和电导率均呈先上升后下降的趋势,且种植5年显著高于种植3和10年。各种植年限枸杞根区土壤细菌群落α多样性无显著改变,但真菌群落多样性先显著降低后显著增加。主坐标分析显示,5年枸杞根区土壤细菌和真菌群落结构与3和10年显著不同,但各种植年限枸杞根区土壤的优势细菌门均为变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门和芽单胞菌门,占总丰度的76.0%～82.0%;优势真菌门为子囊菌门,占总丰度的75.3%～80.7%。与种植3年相比,种植5年根区芽单胞菌门的相对丰度显著下降40.6%,拟杆菌门相对丰度显著增加63.2%;与种植5年相比,种植10年根区细菌中的酸杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、RB41属、玫瑰弯菌属和真菌中的镰刀菌属相对丰度显著增加了48.7%、125.5%、28.2%、60.1%、84.6%和260.9%,厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度显著下降了56.3%和61.6%。Mantel检验结果表明,速效钾是影响枸杞根区细菌和真菌群落结构最主要的因素。综上,枸杞种植5年后根区土壤化学性质发生显著变化,土壤有益菌丰度下降、致病菌丰度增加,微生态环境变差,不利于研究区枸杞果园可持续健康管理与生产。

基于生态韧性评价的鄱阳湖流域自然保护地预测与空缺区识别

来洒洒, 陈文波, 危小建, 程钰颖

2024, 35(12): 3461-3468. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.025

摘要 ( 7 )

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自然保护地分布预测与空缺区识别近年来是生态学、特别是宏观生态学研究的热点。本研究以鄱阳湖流域为研究对象,从胁迫风险-生态系统连通性-恢复潜力3个维度构建生态韧性评价体系,分析鄱阳湖流域生态韧性时空演变特征;基于生态韧性评价结果,采用随机森林模型进行自然保护地分布概率预测,并结合流域内现有自然保护地分布情况,识别自然保护地空缺区,提出优化建议。结果表明: 2000—2020年,鄱阳湖流域生态韧性指数平均水平稳健上升,但生态韧性低值区呈扩大趋势。以3 km×3 km格网为评价单元,随机森林机器学习结果共识别出自然保护地适宜单元3599个,占总网格数的20.0%,现有自然保护地单元共覆盖自然保护地适宜单元的62.7%,仍存在较大空缺。保护空缺区域主要分布在5个区域,分别为九江-宜春空缺区、上饶-景德镇空缺区、上饶-鹰潭-抚州空缺区、吉安-赣州-抚州空缺区、赣州市南部空缺区。本研究结果可为完善自然保护地空间、优化自然保护地空间布局提供理论依据与实践参考。

宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区鹅喉羚活动节律和适宜生境分布

张宇, 张波, 常青, 马鑫, 高帅帅, 李佳

2024, 35(12): 3469-3476. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.028

摘要 ( 6 )

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掌握鹅喉羚活动规律和适宜生境分布,有助于理解鹅喉羚适应环境变化的生存策略,可为制定物种保护对策提供科学依据。本研究利用红外相机技术和物种分布模型开展了中卫沙坡头国家级自然保护区及周边鹅喉羚活动规律和适宜生境分布研究,评估了保护空缺。结果表明: 2022年10月—2024年5月,安装在沙坡头保护区的136台红外相机累计工作67456个相机日,共记录到5520张鹅喉羚独立照片。其中,春季1154张,夏季712张,秋季1343张,冬季2311张。沙坡头保护区鹅喉羚种群日活动呈现昼行性规律,活动高峰呈明显的晨昏双峰模式。在BIOMOD2平台的6种模型中,最大熵模型模拟效果最好,表面分布区分室模型评分最低;真实技巧统计值(TSS)和受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别为0.996和0.940,表明模型预测结果优秀。BIOMOD2模型结果表明,沙坡头地区鹅喉羚适宜生境总面积为47493 hm²,其中,高适宜生境面积为35751 hm²,中适宜生境面积为11742 hm²。当前沙坡头保护区保护了15.8%的鹅喉羚适宜生境,将长流水区域整合优化纳入保护区范围后,可提高保护比例至43.3%。本研究掌握了沙坡头地区鹅喉羚活动规律和适宜生境分布,丰富了对其行为生态学的认知,可为沙坡头保护区制定鹅喉羚保护对策提供科学依据。

高寒草甸表栖土壤节肢动物群落对季节非对称性增温的短期响应

张戍, 吴鹏飞, 马金豪, 王玉英, 任晓, 魏雪

2024, 35(12): 3477-3487. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.031

摘要 ( 11 )

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气候变暖对生态系统结构和功能的影响是当前全球变化研究的热点之一。土壤动物对维持生态系统的稳定具有重要意义,然而表栖土壤节肢动物群落对季节非对称性增温的响应机制尚不清楚。2022年4月在青藏高原高寒草甸采用OTC增温装置,随机设置对照、生长季增温、非生长季增温和全年增温4种处理,于2022年10月和2023年5月采用吸虫器法对各处理小区的表栖土壤节肢动物群落进行调查,共捕获表栖土壤节肢动物6654个,隶属于4纲21目96科144类。结果表明: 增温处理对表栖土壤节肢动物群落组成无显著影响,但改变了其优势类群和营养类群组成。生长季增温显著降低了节肢动物群落的多样性指数,但对其密度和类群数无显著影响;显著降低了跳虫(主要为食真菌跳虫)的类群数;导致螨类密度显著增加了128.2%(主要为捕食性螨,显著增加127.8%),但降低了其多样性指数。非生长季增温对节肢动物群落的密度和多样性均无显著影响。增温通过改变植物群落、土壤养分和土壤含水量间接影响跳虫和螨类密度和多样性。研究表明,表栖土壤节肢动物群落多样性对生长季气候变暖非常敏感,未来气候变暖尤其是生长季变暖引起的表栖土壤节肢动物群落变化将导致高寒草甸土壤食物网结构和功能发生变化。

鄱阳湖湿地剖面土壤铁结合态有机碳沿高程的分布特征

徐晨瀛, 胡启武, 张桂华, 梁金凤, 薛文婧, 叶雨欣, 陈珂, 吴菡, 尧波

2024, 35(12): 3488-3496. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.017

摘要 ( 7 )

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铁氧化物的矿物保护被认为是土壤有机碳长期稳定的关键机制之一。为探明湿地剖面尺度土壤铁结合态有机碳(Fe-OC)的分布规律及其调控机制,本研究选择在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,沿高程设置高滩、中滩、低滩和泥滩采集土壤样品,测定了不同高程0～100 cm剖面土壤基础理化性质、不同土壤铁组分及Fe-OC含量。结果表明: 不同高程0～100 cm剖面土壤Fe-OC平均含量为(0.9±0.1) g·kg^-1,其对土壤有机碳的贡献率(f_Fe-OC)为11.6%±1.4%。沿高程降低,0～10和50～100 cm深度的Fe-OC及0～100 cm深度的f_Fe_-OC均呈先增加后下降的趋势,而10～50 cm深度的Fe-OC在不同高程间无显著差异。不同高程0～100 cm剖面土壤碳铁摩尔比(OC/Fe)平均为0.1±0.0,所有土层的OC/Fe均<1,土壤铁-碳耦合关系以吸附方式为主。土壤Fe-OC分别与土壤亚铁、非晶质氧化铁、络合态铁、土壤有机碳、全氮、全磷、土壤水分、铵态氮、硝态氮、有效磷呈显著正相关,而与容重和pH呈显著负相关。结构方程模型表明,高程通过改变土壤水分、pH和土壤有机碳驱动土壤氧化还原状态的转变和不同类型铁氧化物之间的转化,从而调控土壤Fe-OC。

基于探索性因子分析的土壤生物健康评价

杜晓芳, 李英滨, 白杨, 刘笑彤, 张晓珂, 梁文举, 李琪

2024, 35(12): 3497-3506. doi:10.13287/j.1001-9332.202411.032

摘要 ( 4 )

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土壤生物健康评价是土壤健康评价的重要组成部分,对于我们从生物视角洞察土壤过程的变化至关重要。然而,目前的土壤健康评价大多数是基于土壤物理和化学指标进行的,如何利用土壤生物指标开展土壤健康评价尚没有统一的方法。本文梳理了土壤健康评价的发展历程,提出了基于探索性因子分析将土壤健康评价体系的“降维”和累积正态分布函数的“评分”纳入到土壤生物健康评价的方法,并利用该方法对黑土旱地田块尺度、区域尺度土壤生物健康状况进行分析。结果表明,探索性因子分析能够在多个维度上体现土壤生物健康状况,有利于因地制宜地制定土壤健康保育的政策或措施。研究结果体现了土壤生物及其互作网络在土壤健康评价中的重要作用,可为利用土壤生物指标开展土壤健康评价提供重要的技术支撑。

中国蔬菜生长模型研究进展

伍袁泉, 赵闯, 王若诗, 王茜, 丛佳慧, 杨晓光, 冯利平

2024, 35(12): 3507-3517. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.015

摘要 ( 6 )

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蔬菜生长模型作为在不同环境下预测作物生产力的重要工具,不仅能动态模拟蔬菜生长发育的基本过程,还能反映不同环境因子、管理措施对各个过程的影响。国外学者自20世纪80年代开始研究蔬菜生长模型,包括温室黄瓜、番茄、甜椒、洋葱等主要蔬菜作物,但国内蔬菜模型发展历史和进程尚不明确。本文综述了我国蔬菜模型研究发展历史,国内蔬菜模型的研究起步较晚,但近年来发展较快,从最初对国外现有模型进行验证和拓展到基本实现了蔬菜模型的本土化、过程化和综合化。目前,国内模型依然存在普适性差、设施环境模拟性能不足、模型开发缺乏统一标准、针对蔬菜栽培管理措施的模拟考虑较少、蔬菜的品质模拟机理性不强等问题,未来研究需要兼顾模型复杂性和较高的准确性、普适性及机理性。

探林拓土七十载,砥砺奋进新征程——中国科学院沈阳应用生态研究所发展历程与未来展望

朱教君, 金昌杰, 宗文君, 胡志斌

2024, 35(12): 3518-3522. doi:10.13287/j.1001-9332.202412.033

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