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2025年 第36卷 第5期    刊出日期：2025-05-18

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第36卷第5期目录

2025, 36(5):  0-0. 

摘要 ( 39 )   PDF (17259KB) ( 0 )  

干旱对白桦和水曲柳木质部形成过程和生长的影响

谢雨霜, 韩冰鑫, 柳荻, 雷怡婷, 王晓春

2025, 36(5):  1289-1297.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.004

摘要 ( 78 )   PDF (4576KB) ( 0 )  

为了解干旱对东北地区阔叶树木质部形成过程的影响,本研究以2年生盆栽白桦(散孔材)和水曲柳(环孔材)幼苗为材料,以正常水分处理为对照(田间持水量75%),分析了轻度干旱(田间持水量50%)和重度干旱(田间持水量30%)对其木质部解剖特征、茎内激素浓度及根系酶活性的影响。结果表明:与对照相比,轻度和重度干旱使白桦株高显著下降23.5%和27.0%,但对水曲柳株高和基径无显著影响。重度干旱导致白桦导管面积在处理中期(水分控制2个月)和末期(水分控制4个月)分别显著下降31.0%和33.5%,导管密度分别显著升高63.8%和47.8%,而水曲柳导管面积变化不显著,但导管密度分别显著升高66.1%和110.5%。轻度和重度干旱显著提高白桦(45.4%、35.3%)和水曲柳(26.2%、33.1%)的超氧化物歧化酶活性,但对过氧化氢酶活性的影响不显著。在轻度和重度干旱时,过氧化物酶活性在白桦中变化不显著,但在水曲柳中分别显著下降32.0%和25.0%。干旱使两树种茎内生长素下降。白桦赤霉素在干旱初期显著下降14.9%,后期趋于稳定;水曲柳赤霉素在轻度干旱时先升高后下降,重度干旱时无显著变化。干旱时,白桦脱落酸显著下降4.3%～14.1%,而水曲柳脱落酸显著上升7.4%～16.5%。综上,干旱通过调节激素浓度(如生长素)和抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)影响阔叶树木质部形成及生长,其效应受树种材性、干旱强度和持续时间调控。

基于层次贝叶斯似乎不相关回归的人工长白落叶松生物量模型构建

王鹏飞, 董利虎, 谢龙飞, 苗铮

2025, 36(5):  1298-1308.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.006

摘要 ( 42 )   PDF (2743KB) ( 0 )  

准确估算森林生物量对碳储量评估和森林资源管理具有重要意义,层次贝叶斯法作为一种可以有效提高参数稳定性的统计学方法,在森林生物量精准估算中展现出显著潜力。本研究基于黑龙江省孟家岗林场143株长白落叶松解析木数据,采用层次贝叶斯似乎不相关回归方法,构建了以胸径为自变量的一元似乎不相关混合效应模型(SURM1)和以胸径与树高为自变量的二元似乎不相关混合效应模型(SURM2),对比分析了限制最大似然估计(REML)与无先验信息(Br1)、基于数据自身先验信息(Br2)、基于历史先验信息(Br3)3种层次贝叶斯方法的拟合与预测效果。结果表明: SURM2模型在树干生物量和单木总生物量预测方面显著优于SURM1,平均绝对偏差百分比(MAPE)分别减少了7.8%和7.6%。基于数据自身先验信息的层次贝叶斯法(Br2)在参数估计稳定性方面(标准差为0.003～0.108)显著优于REML(标准差为0.052～0.540)、Br1(标准差为0.033～0.819)和Br3(标准差为0.038～0.771)。使用Br2进行预测时会产生更高的预测精度,SURM1模型在树干、树枝、树叶、树根和总生物量预测的MAPE分别为17.6%、45.1%、48.3%、25.2%、17.1%。与SURM1相比,SURM2模型在树干和总生物量的预测精度显著提升,MAPE分别减小7.3%和6.7%。在样本量较小(<60)时,有效的先验信息可以增加预测的稳定性。基于数据自身先验信息的贝叶斯方法在提高长白落叶松生物量模型预测精度与稳定性方面具有显著优势,为黑龙江地区长白落叶松生物量的精准估算提供了有效支持。

基于地基激光扫描量化间伐强度对长白落叶松人工林竞争关系的影响

王帆, 贾炜玮, 李凤日, 唐依人, 张颖

2025, 36(5):  1309-1318.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.009

摘要 ( 45 )   PDF (2821KB) ( 0 )  

基于孟家岗林场5块不同间伐强度[对照组(CK)、4次低强度间伐(T₁)、2次中强度加1次低强度间伐(T₂)、2次中强度间伐(T₃)和2次高强度间伐(T₄)]的长白落叶松人工林固定样地,获取地基激光扫描(TLS)点云数据,验证利用TLS量化人工林中单木Hegyi竞争指数的可行性,分析间伐强度对长白落叶松基于树干和树冠竞争的影响。结果表明: 抚育间伐处理降低了长白落叶松间的竞争,与对照样地相比,T₁、T₂、T₃和T₄样地的平均竞争指数分别下降0.5%～10.7%、15.1%～20.6%、28.6%～34.8%和39.2%～47.9%。基于树干的竞争指数(胸径、树高)在不同间伐处理间均存在显著差异;基于树冠体积和树冠表面积的竞争指数在不同间伐处理间存在显著差异;而基于最大树冠直径和树冠投影面积的竞争指数在对照和低强度间伐处理间的差异不显著,在其他处理间差异均显著。综上,基于TLS点云可以量化单木树干和树冠竞争,基于树冠体积和树冠表面积的竞争指数可以反映抚育间伐林分内的竞争关系。

基于EBKRP法优化GEDI数据的龙竹叶绿素含量估测

夏翠芬, 周文武, 舒清态, 王明星, 吴再昆, 付连进, 任承芳

2025, 36(5):  1319-1329.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.003

摘要 ( 28 )   PDF (3757KB) ( 0 )  

叶绿素含量是评价森林健康状况和植被生长状况的重要参数,利用遥感技术以低成本准确估测区域尺度叶绿素含量是当前亟待解决的问题。本研究以云南省玉溪市新平县为研究区,以GEDI数据为主要信息源,基于经验贝叶斯克里金回归预测(EBKRP)法准确获取研究区内光斑特征参数在未知空间的连续分布,结合52块样地实测数据,采用Pearson、随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)3种方法筛选最优组合参数,利用随机森林回归(RFR)模型和GBRT模型建立区域尺度龙竹叶绿素含量最佳估测模型。结果表明:EBKRP法预测精度高,结果可靠,R²值在0.34～0.99,RMSE值在0.012～3134.005,rRMSE值在0.011～0.854,CRPS在965.492～1626.887。参数选优方法不同,选出的最佳组合参数略有差异。遥感建模方法不同,构建的模型精度存在差异,利用GBRT模型构建的遥感估测模型(R²=0.94,RMSE=0.132,P=91.2%),其性能优于 RFR模型(R²=0.89,RMSE=0.192,P=89.3%);选用GBRT模型估测研究区龙竹叶绿素含量,其分布范围为0.22～2.32 g·m^-2,平均叶绿素含量为1.36 g·m^-2,此研究结果与研究区龙竹分布具有一致性,说明基于EBKRP法优化后的GEDI数据,选用GBRT模型进行森林生化参数估测具有可行性,结果可靠,可为森林健康监测提供有效支持与服务。

闽江河口秋茄异龄叶性状及其叶经济谱

陈瑞鑫, 简婷怡, 林勇明, 王英姿, 洪滔

2025, 36(5):  1330-1338.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.008

摘要 ( 32 )   PDF (930KB) ( 0 )  

为明晰秋茄群落异龄叶在资源受限环境中的适应性机制和策略,选取闽江河口湿地国家级自然保护区的秋茄异龄叶(当年生叶和往年生叶)的21个叶功能性状,比较当年生和往年生叶性状之间的差异,构建秋茄异龄叶的叶经济谱。结果表明: 秋茄往年生叶的鲜重与干重均是当年生叶的2.3倍,秋茄当年生叶和往年生叶的N含量差异显著,分别为20.59和15.88 mg·g^-1,P含量差异显著,分别为1.40和1.06 mg·g^-1,且N和P含量之间呈现显著正相关。当年生叶和往年生叶的净光合速率差异显著,分别为7.53和4.68 μmol·m^-2·s^-1,气孔导度差异显著,分别为0.16和0.15 mol·m^-2·s^-1。异龄叶经济谱显示,当年生叶具有叶片较薄、伸展速度快、光合效率高、叶片组织密度低、N和P含量高的特性,采取了快速投资-收益型的生长策略;往年生叶则表现出叶片较厚、伸展速度慢、光合效率低、叶片组织密度高、N和P含量低的特点,更倾向于采取缓慢投资-收益型的保守策略。秋茄通过调整叶片结构和理化性状,形成了2种不同的生长策略,在较为恶劣的生境中展现出更强的生存能力。

基于改进Biome-BGC模型的东南丘陵区茶园生态系统碳通量模拟

邵于洋, 李恒鹏, 耿建伟, 于江华, 石运杰, 艾柯代·艾斯凯尔

2025, 36(5):  1339-1349.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.001

摘要 ( 22 )   PDF (2934KB) ( 0 )  

中国东南丘陵地区茶园的快速扩张对地区碳循环产生显著影响。Biome-BGC模型常被用于碳通量定量研究,但其对人工管理过程刻画不足。本研究结合实测与遥感叶面积指数(LAI)数据,改进了Biome-BGC模型,以增强其对茶园人工管理过程的模拟能力。结果表明: LAI是Biome-BGC模型中关键的中间变量,对LAI的准确模拟是提升模型对茶园碳通量模拟精度的关键。改进后的模型显著提升了对总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(RE)的模拟精度,5年平均GPP和RE值分别为1.26、1.19 kg C·m^-2,日尺度R²分别达到0.55和0.80,较改进前分别提升44.5%和降低0.9%,均方根误差(RMSE)分别为0.887和1.030 g C·m^-2·d^-1,较改进前分别降低50.3%和68.4%,月尺度的模拟效果更佳,显著改善了原始模型因未充分刻画人工修剪导致的碳通量高估问题。改进后的模型能够动态刻画修剪引起的LAI 波动对碳循环的影响,并验证了其在不同时间尺度下的适用性,为存在高强度人工管理的茶园生态系统碳循环定量研究提供了技术支撑。

新疆柴窝堡湖滨荒漠区4种灌木生理生化特性的季节变化

郭伟, 董正武, 李光莹, 许延琴

2025, 36(5):  1350-1360.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.005

摘要 ( 26 )   PDF (3848KB) ( 0 )  

本研究以柴窝堡湖滨荒漠区泡果沙拐枣、霸王、白皮锦鸡儿和荒漠锦鸡儿4种灌木为对象,研究了其生理特性在春季(5月)、夏季(7月)、秋季(9月)的变化。结果表明: 从春季到秋季,4种灌木叶片含水量呈降低趋势,水分饱和亏缺呈升高趋势,超氧化物歧化酶活性、脯氨酸及可溶性蛋白含量均呈先升高后降低的趋势,表明4种灌木均可通过调节抗氧化和渗透调节系统以增强其对干旱环境的适应。夏季,白皮锦鸡儿的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性均显著高于其它3种灌木,且其可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅最高,分别为春季的2.1和3.7倍,反映出白皮锦鸡儿的抗氧化和渗透调节能力相对较强。从春季到夏季,4种灌木的脱落酸均显著增加,其中白皮锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的脱落酸增幅较大,分别为春季的4.0和5.9倍,表明其抗逆响应机制的激活较为明显。与春季相比,夏季白皮锦鸡儿和荒漠锦鸡儿非结构性碳水化合物含量显著增加,且总叶绿素含量较高,其碳同化能力较强;夏季泡果沙拐枣和霸王的总叶绿素含量分别上升了1.2和1.7倍,而可溶性糖、非结构性碳水化合物、淀粉含量显著下降,表明这2种灌木的碳收支受限,碳消耗大于碳供应。综上,研究区4种荒漠灌木可通过渗透调节系统和抗氧化调节系统响应并适应自然生境的变化,其抗旱性大小依次为白皮锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>泡果沙拐枣>霸王,2种锦鸡儿属植物(白皮锦鸡儿和荒漠锦鸡儿)可作为柴窝堡湖滨荒漠区生态修复的首选优势灌木。

贺兰山东麓不同海拔斑子麻黄群落土壤种子库特征及其影响因子

石文杰, 马琴, 杨君珑, 李小伟, 杨钧, 梁咏亮, 李静尧

2025, 36(5):  1361-1370.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.007

摘要 ( 24 )   PDF (1391KB) ( 0 )  

本研究以贺兰山东麓国家重点保护植物斑子麻黄群落为研究对象,在海拔1236、1350、1477和1603 m处设置样地,通过野外植被调查和室内种子库萌发试验,探究不同海拔斑子麻黄群落土壤种子库特征及其影响因子。结果表明: 在4个海拔的土壤种子库中,共萌发出13种植物,分属7科12属,其中以苋科和禾本科植物居多,生活型主要以一年生草本植物为主。Margalef丰富度和Shannon多样性指数在海拔1477 m样地最小,在海拔1603 m样地最大。土壤种子库平均密度为 1713～9127粒·m^-2,随海拔升高呈先上升后下降的趋势,海拔1350和1477 m样地土壤种子库密度显著高于海拔1236和1603 m样地;大部分种子分布在枯枝落叶层和0～5 cm土层,土壤种子库密度随土壤深度的增加逐渐降低。土壤种子库与地上植被物种组成的相似性为中等不相似。冗余分析表明,地上植被丰富度指数和优势度指数是影响土壤种子库的关键植被因子,解释量分别为19.5%和28.4%,贡献率分别为24.6%和35.9%;土壤容重是显著影响土壤种子库的土壤因子,但解释率较低,为8.9%,贡献率为11.3%。综上,中海拔适生区(1350和1477 m)斑子麻黄群落土壤种子库的再生潜力较高,可依赖土壤种子库实现群落的自然恢复,而边缘海拔的非适生区(1236和1603 m)需要人工干预的方式(围封＋补播)提升种子库物种丰富度和种子储量,促进群落的正向演替,进而增强生态系统的稳定性和恢复力。

湿润亚热带森林类型转换对土壤有机碳矿化的影响及其非生物调控因素

刘爱平, 王小红, 孙杰, 范爱连, 贾林巧, 姚晓东, 林成芳, 陈光水

2025, 36(5):  1371-1379.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.014

摘要 ( 31 )   PDF (2209KB) ( 0 )  

森林碳库是陆地生态系统最大的碳库,森林类型转换会引起土壤碳库及碳矿化的显著变化。本研究采用室内培养法分析了福建三明陈大站点和莘口站点的米槠天然林(NF)及由米槠天然林转换而来的米槠人工林(CC)和杉木人工林(CF)0～10 cm表层土壤有机碳矿化的差异,探究了土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、铁铝氧化物、团聚体平均重量直径(MWD)、颗粒组成等非生物因素变化对SOC矿化的影响。结果表明: 两处站点不同林分间SOC、TN含量和MWD均表现为NF>CC>CF,两两差异显著;CF的铁、铝氧化物含量均显著低于NF和CC;NF砂粒含量显著高于CC和CF,而粉粒含量显著低于CC和CF,CC的黏粒含量显著高于NF和CF。单位土壤累积碳矿化量(C_m-soil)受林分类型的显著影响,CC和CF林分的C_m-soil分别比NF林分降低11.3%和23.3%;单位有机碳的累积碳矿化量(C_m-SOC)受林分类型与站点交互作用的显著影响,陈大站点内NF林分的C_m-SOC比CF林分降低32.8%,而莘口站点内各林分间则无显著差异。相关分析表明,两处站点的C_m-soil均与SOC呈极显著正相关;陈大站点C_m-soil与MWD呈显著正相关,莘口站点C_m-soil与氧化铁呈显著正相关,但以SOC为控制变量的偏相关分析则显示,C_m-soil与MWD或氧化铁的相关性均不显著,表明SOC介导了不同站点MWD或氧化铁对C_m-soil的影响。综上,天然林转换为人工林会降低土壤碳矿化,主要受森林转换引起的SOC含量下降的影响,而团聚体稳定性和铁铝氧化物对土壤碳矿化的影响因站点而异。

亚热带米槠天然林土壤性质和真菌群落对降雨减少的响应

查满丽, 李帅军, 王翠娟, 林伟盛, 刘小飞, 钟羡芳, 郭剑芬

2025, 36(5):  1380-1386.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.013

摘要 ( 31 )   PDF (1223KB) ( 0 )  

水分是森林土壤环境的重要因子之一,其变化影响着土壤真菌群落组成及土壤生态系统功能。本研究以福建三明格氏栲自然保护区内的米槠天然林为研究对象,设置隔离30%降雨、隔离60%降雨和自然长期样地(对照),在隔离降雨后第6年对表层土壤(0～10 cm)取样,应用18S rRNA基因-高通量测序技术对土壤性质和真菌群落结构与多样性进行分析,探究土壤真菌群落对降雨减少的响应。结果表明:与对照相比,隔离60%降雨处理下土壤含水量和铵态氮含量分别显著降低16.4%和29.5%,而土壤总有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机氮、硝态氮含量和pH均未发生显著变化;隔离30%降雨处理的土壤可溶性有机氮含量显著降低13.8%,其他土壤理化指标未发生显著变化。各处理土壤担子菌门和子囊菌门相对丰度均占真菌群落的40%以上,是土壤中的优势真菌群落。土壤真菌群落ACE指数在隔离60%降雨处理下较对照显著降低,其他多样性指数在3个处理间差异均不显著,说明土壤真菌群落结构较为稳定。Mantel检验表明,子囊菌门和未分类的真菌门(norank_k_Fungi、unclassified_k_Fungi)与土壤含水量呈显著正相关,土壤含水量可能是驱动土壤真菌群落变化的关键因子。本研究可为深入理解气候变化下森林土壤生态系统功能的维持提供科学依据。

不同土地利用方式下土壤氮循环关键过程的差异及其驱动因素

闻鸣, 刘禹, 冯朝阳, 计伟, 李卓卿

2025, 36(5):  1387-1397.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.036

摘要 ( 27 )   PDF (3466KB) ( 0 )  

为探究不同土地利用方式下土壤微生物氮循环功能基因的响应特征及驱动因子,以黄河冲积平原5种典型土地利用方式(柽柳林、白蜡林、草地、湿地和农田)为对象,采用宏基因组学方法测定土壤氮循环6个关键过程的22个功能基因相对丰度及土壤理化性质。结果表明: 不同土地利用方式土壤氮循环功能基因相对丰度差异显著。湿地土壤的固氮(1.28×10^-5)、硝化(4.91×10^-4)和反硝化(7.03×10^-4)基因相对丰度最高,而同化硝酸盐还原基因相对丰度(1.84×10^-4)最低;农田的同化硝酸盐还原基因相对丰度(3.31×10^-4)最高;草地氨化基因相对丰度(2.35×10^-4)显著高于其他类型;柽柳林的硝化(2.77×10^-4)与反硝化基因(5.25×10^-4)相对丰度最低。冗余分析表明,土壤总氮、有机碳、全钾和电导率是驱动氮循环功能基因丰度变化的主要环境因子。土地利用方式通过改变土壤养分状况调控微生物氮循环功能基因丰度,进而影响土壤氮循环过程。

黄土高原木质残体分解的主场效应及其对干旱的响应

马璐璐, 左倩倩, 焦泽彬, 赵杼祺, 胡振宏

2025, 36(5):  1398-1406.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.002

摘要 ( 26 )   PDF (2084KB) ( 0 )  

了解木质残体分解的主场(HFA)效应对于准确估算木质残体的碳通量及其对森林生态系统碳平衡的贡献至关重要。本研究以黄土高原2种主要造林树种刺槐和油松为对象进行林分互置试验,设置3个降雨水平(无降雨隔离、40%降雨隔离、80%降雨隔离),对木质残体的微生物呼吸碳通量进行一年的监测,研究黄土高原木质残体分解的HFA效应及其对干旱的响应。结果表明:木质残体分解的HFA效应与树种基质质量呈显著负相关,基质质量较好的刺槐木质残体HFA效应不显著,而基质质量较差的油松木质残体表现出显著的HFA正效应。刺槐木质残体真菌群落结构在其分解主客场间无显著差异,而油松木质残体真菌群落结构在其分解主客场间差异显著(R²=0.22)。两树种木质残体真菌中的潜在关键物种丰度均在分解主场显著高于分解客场,且油松木质残体的微生物呼吸与潜在关键物种中的担子真菌丰度呈显著正相关(R²=0.23)。在水分较低的黄土高原地区,木质残体分解的HFA效应主要受到树种的调控,而对干旱导致的水分变化响应不明显。

荒漠生物土壤结皮关键细菌的筛选鉴定及生态应用潜力

赵丽娜, 陈笑含, 李明鑫, 李亚宁, 张依妮, 高源婧坤, 古绍彬

2025, 36(5):  1407-1412.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.011

摘要 ( 24 )   PDF (2937KB) ( 0 )  

为解决荒漠化地区土壤养分匮乏和植物生长受限的问题,本研究从生物土壤结皮(BSC)中筛选并鉴定出具有产胞外水解酶和溶磷解钾功能的关键菌株,并评估了它们在逆境条件下的生存能力。结果表明:从BSC中筛选到的13株菌株中,YD-7在淀粉酶和纤维素酶活性上表现最佳,水解圈直径分别为2.27和1.70 cm;YD-8和YD-5在蛋白酶活性上表现最佳,水解圈直径分别为2.79和2.15 cm。在溶磷解钾能力测试中,YD-5、YD-7和YD-8菌株表现出较高的活性,可溶性磷含量分别为43.66、37.23、35.61 mg·L^-1。胁迫条件下的生长试验表明,这些菌株在PEG-6000浓度低于10%、温度为28～36 ℃、pH值4～9以及NaCl浓度低于3%的条件下均能表现出良好的生长特性(存活率＞50%)。系统发育树分析发现,YD-5、YD-7和YD-8分别为溶血性不动杆菌、嗜麦芽寡养单胞菌和肺炎克雷伯菌,均具有荒漠土壤改良潜力。

土壤有机质对卡马西平迁移影响的模拟

韩梦园, 陈奉献, 石亚楠, 陈希娟

2025, 36(5):  1413-1421.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.015

摘要 ( 29 )   PDF (1653KB) ( 0 )  

卡马西平是药品和个人护理用品类污染物的典型代表,是环境中检测到最多的药物之一,易通过再生水灌溉、污泥土地利用等方式迁移至土壤和地下水。目前土壤有机质对卡马西平迁移影响的研究较少。本研究以卡马西平为对象,采用室内饱和土柱试验,结合Comsol Multiphysics软件对比分析了卡马西平在高有机质(22.7 g·kg^-1)和低有机质(8.0 g·kg^-1)土壤中迁移能力的差异,为预测和评估再生水灌溉引起的农田土壤和地下水污染风险提供理论依据。结果表明: 土壤有机质含量显著影响卡马西平的迁移能力。高有机质土壤中,卡马西平的迁移能力较弱,初始穿透时间较长(2.86 h);低有机质土壤中,卡马西平的迁移能力较强,初始穿透时间较短(1.67 h)。采用数值模拟的方法模拟卡马西平在土柱内的动态迁移过程,结果显示,100 h内,高有机质土壤对卡马西平具有更高的吸附率(5.54×10^-8 mol·m^-3·s^-1)和吸附量(6.85×10^-5 mol·kg^-1),这可能是因为高有机质土壤具有更大的表面积及更多的吸附位点;而低有机质土壤的吸附速率较低(3.03×10^-8 mol·m^-3·s^-1)、吸附量较小(5.44×10^-5 mol·kg^-1),使得卡马西平迁移更迅速。综上,有机质是影响卡马西平在土壤中迁移的关键因素,低有机质土壤中卡马西平的迁移扩散风险更高。Comsol Multiphysics软件模拟的动态迁移过程可作为传统试验数据的良好补充。本研究可为预测自然土壤中卡马西平的迁移风险提供理论依据。

施氮量对稻茬小麦弱筋生产性能的影响

佟汉文, 李朝苏, 刘易科, 付鹏浩, 邹娟, 吴波, 朱展望, 张平

2025, 36(5):  1422-1430.  doi:10.13287/j.1001-9332.202504.008

摘要 ( 32 )   PDF (1211KB) ( 0 )  

弱筋小麦生产以较低的蛋白质和湿面筋含量为优质目标,产量和品质对施氮量的需求存在矛盾。本试验在长江中游稻茬麦区连续两年研究了施氮量(0、45、90、135、180和225 kg·hm^-2)对4个小麦品种(川麦104、绵麦367、蜀麦1671和西科麦8号)弱筋生产性能的影响。结果表明:与年度和品种相比,施氮量对小麦单位面积穗数、穗粒数、倒二叶SPAD值、氮肥偏生产力、蛋白质和湿面筋含量的影响更显著。随施氮量的增加,平均籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数和上二叶SPAD值呈增加趋势,千粒重和氮肥偏生产力呈降低趋势,氮肥农学利用率先升后降,在90 kg·hm^-2施氮量达到最高值,而蛋白质和湿面筋含量先降后升,均在45 kg·hm^-2施氮量达到最低值。施氮量>180 kg·hm^-2后,4个品种籽粒产量两年度均无显著增加。施氮量≤135 kg·hm^-2时,绵麦367的蛋白质和湿面筋含量两年度均符合优质弱筋小麦标准,籽粒产量可达6030 kg·hm^-2;施氮量≤90 kg·hm^-2时,川麦104、蜀麦1671和西科麦8号的蛋白质和湿面筋含量两年度均符合优质弱筋小麦标准,籽粒产量分别达5550、5397和5066 kg·hm^-2。相关分析表明,籽粒产量与单位面积穗数和穗粒数,蛋白质含量与上二叶SPAD值均呈极显著正相关。综上,稻茬小麦弱筋生产中量质协同的适宜施氮量为90～135 kg·hm^-2,4个品种中绵麦367表现更优。提高单位面积穗数和穗粒数、降低上二叶SPAD值是长江中游稻茬小麦弱筋生产的品种选择和氮肥施用目标。

灌溉量与有机营养液配方耦合对设施番茄产量、品质及水分利用效率的影响

张佳丽, 路希, 李建明

2025, 36(5):  1431-1439.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.016

摘要 ( 27 )   PDF (696KB) ( 0 )  

灌溉量与有机营养液的科学耦合对提高基质栽培番茄品质与产量具有重要作用。本文以‘凯德雅丽’番茄为试材,在塑料大棚内采用有机基质栽培方式,依据超前决策灌溉模型计算出的灌溉量(ET),分别在开花坐果期和果实膨大期设置高、中、低3种灌溉量水平(I1:1.2ET+1.4ET,I2:1.0ET+1.2ET,I3:0.8ET+1.0ET)和3种有机营养液配方O1、O2、O3[N∶P∶K含量(mg·L^-1)分别为108∶20∶157、103∶20∶205、105∶20∶213],耦合形成9个处理,分析了灌溉量和有机营养液配方耦合对春、秋两茬番茄生长、光合、产量、品质及水分利用效率的影响,采用层次分析法和熵权法及基于博弈论的组合赋权法计算各指标权重,采用优劣解距离法(TOPSIS)和灰色关联度分析法(GRA)进行各处理的综合评价,筛选最适水肥方案。结果表明: 不同处理对植株形态及光合特性有显著影响,灌溉量的影响大于有机营养液配方,其中I1O2处理单株干物质积累量、单株产量春秋茬均最高,春茬分别为261、5177 g,秋茬分别为234、4742 g,并与其他处理差异显著;I3O2处理的水分利用效率最高,春、秋茬分别为35.66、35.42 g·kg^-1,较其他处理分别增加1.9%～13.8%、3.8%～26.5%;I3O3处理的番茄红素含量(0.73 mg kg^-1)和糖酸比(9.65)表现最优,而I1O2处理的可溶性蛋白(207.45 mg·g^-1)和Vc含量(152.14 mg·kg^-1)显著高于其他处理。综合评价各处理影响权重最大的因子为产量,其次是水分利用效率,I1O2处理的综合评价值最高,为番茄产量、品质和水分利用效率协同提升的最优水肥耦合方案。

1961—2023年宁夏枸杞产区高温的时空演变特征

徐蕊, 李阳, 杨建玲, 姜琳琳

2025, 36(5):  1440-1448.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.027

摘要 ( 40 )   PDF (5472KB) ( 0 )  

深入了解枸杞产区夏季高温天气长期演变趋势和区域特征,对枸杞种植、农事活动及产业高质量发展具有重要意义。本研究基于宁夏21个国家气象观测站1961—2023年6—8月的气象资料,评估了夏季平均最高气温、极端最高气温、高温日数、热浪次数和最高体感温度的长期演变趋势,分析了趋势突变以后高温天气的区域特征。结果表明: 1961—2023年,宁夏枸杞产区6、7、8月的平均最高气温分别为27.5、29.2和27.4 ℃,增温速率分别为0.39、0.36和0.25 ℃·(10 a )^-1,均在2000—2010年间发生趋势突变,突变后的高温区域主要集中在宁夏中北部产区。6、7、8月极端最高气温分别为32.3、33.7和32.5 ℃,以0.30、0.45和0.33 ℃·(10 a)^-1的速率显著上升,在2002—2010年发生突变,突变后宁夏中北部枸杞产区极端最高气温大部分达35 ℃以上。相应的高温日数和热浪次数也呈上升趋势,且均在7月出现频次最高,吴忠、中宁、贺兰等产区受影响较大。最高体感温度也显著上升,6、7、8月增加速率分别为0.45、0.41和0.31 ℃·(10 a) ^-1,均在2008年前后出现突变,突变后较之前分别增加了1.84、1.77和1.54 ℃。受风速和湿度影响,6、7、8月的平均最高体感温度较平均最高气温偏高1.10、2.42和2.29 ℃,其中,气温是决定体感温度的主要因子,风速是6—7月的次要影响因子,相对湿度是8月的次要影响因子。建议充分重视气候变暖背景下气温变化导致的枸杞高温胁迫影响,加强高温预警和防御能力。

长江流域农业韧性空间网络关联及驱动因素

秦会艳, 孔梦菲, 朱洪革

2025, 36(5):  1449-1460.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.025

摘要 ( 38 )   PDF (1817KB) ( 0 )  

农业韧性及农业稳定性研究是农业高质量发展的关键议题。本研究从干扰力、稳定性和革新力3个维度构建农业韧性测度指标,测度长江流域11省区2011—2021年的农业韧性,运用社会网络分析其农业韧性的空间网络关联特征,并利用二元指派程序模型进行驱动因素分析。结果表明: 2011—2021年间,长江流域不同省区间农业韧性存在一定差异,但总体均值呈现上升趋势,从2011年的0.28上升至2021年的0.38;长江流域省区间农业韧性整体网络关联并不密切,通过个体网络与块模型分析发现,湖北省溢出关系数和受益关系数分别高达4和10,表明其在整体网络中扮演重要角色;农业人力资本、市场规模和生态治理水平对区域农业韧性具有显著正向影响,且模型解释强度达94.2%。为有效提高长江流域农业韧性,应促进农业区域协调共享发展、加强农业教育建设、不断深化农业体制改革与农业供给侧结构改革和坚持生态治理工作。

基于遥感蒸散量数据的辽宁省彰武县水量平衡特征

周全来, 刘志民, 于航, 马群, 梁炜, 姜艳, 张家琪, 马瑛培

2025, 36(5):  1461-1468.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.023

摘要 ( 31 )   PDF (2204KB) ( 0 )  

明确辽宁省彰武县水量平衡特征对生态环境保护和水资源可持续管理具有关键意义。本研究基于2017、2020和2023年土地利用遥感卫片、MOD16A2遥感蒸散量产品和气象数据,利用土地利用动态度模型、遥感数据反演等方法,研究该县不同土地利用类型的时空动态、水分蒸散动态及降水动态特征,量化区域水分平衡年际和季节动态。结果表明: 彰武县具有农业为主、农牧交错特征,研究期间,彰武县耕地和草地面积占86.5%,是主要蒸散发源,而建设用地仅占9.0%,综合土地利用动态度降低,生态要素格局趋于稳定可持续态势。年均蒸散量388.2 mm,是主要水分损失途径,蒸散量显著增加的阈值温度是15.9 ℃,蒸散量呈现生长季高于非生长季、高降水量年份高于低降水量年份的特征。年水量收支平均盈余86.7 mm,土壤水分盈亏表现为稳定期(11月至次年2月)、消耗期(3—6月)和补充期(7—10月)循环交替。应在土壤水分消耗期和补充期制定耕地土壤水分的水量平衡管理策略,以满足彰武县的水量平衡,保障该地区水资源可持续性。

锡林郭勒草原总初级生产力对复合干热事件的响应

张媛, 郭恩亮, 王永芳, 康尧, 乌吉斯古冷

2025, 36(5):  1469-1477.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.029

摘要 ( 30 )   PDF (3396KB) ( 0 )  

为了探讨复合干热事件对锡林郭勒草原植被总初级生产力(GPP)的影响,本研究基于2000—2023年植被生长季(5—10月)MODIS GPP和TerraClimate潜在蒸散量、最高温度与降水量数据集,通过标准化温度指数(STI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)构建标准化复合干热指数(SCDHI)。在此基础上,运用Theil-Sen趋势分析及Mann-Kendall非参数检验法分析研究区SCDHI和GPP的时空演变特征,并采用偏相关分析和岭回归分析方法,定量揭示STI、SPEI和SCDHI与GPP的相关性及相对贡献。结果表明: 2000—2023年,研究区植被生长季GPP整体表现为非显著上升趋势(0.79 g C·m^-2·a^-1),SCDHI以0.005·a^-1的速率呈非显著下降趋势。研究区84.3%区域的SPEI与GPP之间呈正相关关系,显著负相关面积仅占比0.2%;69%地区的STI与GPP呈负相关,少数地区呈正相关,显著正相关区域占比1.8%;大部分地区的SCDHI与GPP呈负相关关系,显著负相关地区主要分布在中部和西部,面积占比为47%。SPEI在研究区东北部和南部地区对GPP具有显著的主导调控作用;STI在苏尼特左旗西北部和多伦县等地区对GPP的相对贡献较大;GPP在西部和南部地区受复合干热事件的影响较大。本研究对深入了解复合干热事件的形成机理及指导该地区制定防灾减灾策略具有重要意义。

基于InVEST-MGWR模型的黄河流域山西段生境质量变化及其影响因素

郝子萱, 马佳凯, 王傲, 王晋芳, 甄志磊

2025, 36(5):  1478-1486.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.021

摘要 ( 25 )   PDF (5899KB) ( 0 )  

山西省是黄河流域重要的生态屏障,也是黄河流域生态保护和高质量发展的重要区域。基于黄河流域山西段2000、2010、2020年的土地利用、高程和国内生产总值数据,利用InVEST模型、Fragstats和多尺度地理加权回归模型,探究黄河流域山西段生境质量的分布特征以及影响因素。结果表明: 耕地、林地和草地为研究区主要土地利用类型,其次是建设用地和水体,未利用地占比较小。2000—2020年间,黄河流域山西段的耕地面积减少,建设用地持续增加。黄河流域山西段的生境质量整体呈下降趋势,低生境区面积显著增加,高生境质量区变化不明显。生境质量在空间上呈现出东南和西北高、中心和西南低的特征。GDP和建设用地比例对研究区生境质量具有负向影响,在研究区南部中条山、东部太岳山和西部的吕梁山的负向影响明显;聚集度指数对生境质量具有正向影响,从中部向周边逐渐增加,并随时间变化逐渐减弱;蔓延度指数主要在生境质量低值区呈负向影响,斑块丰富度指数主要在生境质量高值区呈负向影响,Shannon均匀度指数主要在植被覆盖度高的地区对生境质量呈负向影响,指示了生态系统与人类活动之间的复杂互动关系。本研究将为制定有效的生态保护政策和生态系统的可持续发展提供理论依据。

西安市长安区“三生”交错空间潜在土地利用冲突的识别与测度

董清榕, 赵若男, 王蓓, 姚龙杰, 朱宗斌, 戴雯菁, 岳邦瑞

2025, 36(5):  1487-1495.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.024

摘要 ( 28 )   PDF (6060KB) ( 0 )  

在城镇化扩展、农业发展转型、生态文明建设稳步推进的多重背景下,识别及测度“三生”交错空间土地利用冲突对于国土空间协调发展至关重要。本研究整合“三生”功能表征和多情景模拟两种潜在土地利用冲突识别方法,引入生态风险理论,构建了基于情景模拟-潜在冲突识别-潜在冲突测度的研究框架,识别并测度2030年西安市长安区3种情景下的潜在土地利用冲突。结果表明: 2030年,长安区生态底线情景下土地利用变化幅度最小,区域生态安全水平较为稳定,潜在土地利用冲突面积最小,为198.91 km²;长安区3种情景下的生活-生态冲突面积均远大于生产-生态冲突面积;长安区综合潜在土地利用冲突总面积为332.93 km²,其中,严重冲突村集中在秦岭浅山区、沣河及潏河流域,涉及35个村庄。

基于CMIP6模式的未来气候情景下北半球多年冻土动态

田齐萱, 刘建朝, 曾凡超, 杨茗, 汤钦荣, 郑洁, 左云江, 王楠楠, 尧晓晨, 宋艳宇

2025, 36(5):  1496-1506.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.026

摘要 ( 35 )   PDF (6155KB) ( 0 )  

全球变暖对北半球多年冻土的影响日益显著,多年冻土退化是现代冰冻圈中与气候变化相关的最紧迫问题之一。本研究基于15种不同地球系统模式(ACCESS-CM2、ACCESS-ESM1-5、BCC-CSM2-MR、CanESM5、CESM2、CESM2-WACCM、EC-Earth3、FGOALS-f3-L、IPSL-CM6A-LR、MIROC6、MPI-ESM1-2-HR、MPI-ESM1-2-LR、MRI-ESM2-0、NorESM2-LM、NorESM2-MM)的CMIP6土壤温度数据,分析了未来不同排放情境(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)下北半球多年冻土面积和活动层厚度(ALT)的时空格局,重点解析了影响ALT变化的主要环境驱动因子。结果表明: 各地球系统模式(ESM)对ALT的模拟能力差异显著。基于性能最优的4个ESM(MPI-ESM1-2-LR、ACCESS-ESM1-5、MPI-ESM1-2-HR和BCC-CSM2-MR)分析发现,2015—2100年间,高排放情境(SSP370、SSP585)下多年冻土面积减少速率显著加快,SSP585情境下冻土面积消退速率为SSP126情境的8倍;SSP126情境下多年冻土面积增加,SSP245、SSP370和SSP585情境下则持续减少。ALT在未来所有情境下均显著增加,最高排放情境SSP585的年增速是最低排放情景SSP126的22倍。每年冻土融化结束时间将逐渐从9月推移至11月,导致冻土融化持续时间逐渐增加。作为关键影响因素,空气温度、空气湿度、植被叶面积指数、积雪和风速在研究区大部分区域对冻土退化表现为明显正效应,土壤水分表现为负效应。未来通过控制温室气体排放,可以明显延缓冻土退化过程,降低北半球多年冻土面临的快速消融风险。

森林公园七种声源对游客脑电生理的影响

回腾飞, 张洁, 杨智, 裴轩, 宋时屿, 祝爱昀, 高玮, 张春兰

2025, 36(5):  1507-1518.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.022

摘要 ( 22 )   PDF (2866KB) ( 0 )  

森林公园中的声源作为重要的环境因素之一,对人的游览体验有着重要影响。本研究以32名大学生为研究对象,应用脑电技术测定了其对森林公园7种声源的反应,分析声源对游客脑电生理的影响。结果表明: 森林公园不同声源对游客的安全感、愉悦感的提升与疲劳感的缓解具有一定效果。在提升游客的安全感方面,水流声、虫鸣、雨声等3种声源的效果最好;风声、交通声对游客的安全感产生了消极影响。游客在听取雨声时愉悦感最高,其次是水流声、虫鸣;在缓解游客疲劳感的效果上,雨声、鸟鸣、水流声、风声的效果最好;而交通声、人活动声这2种人工类声源,不能缓解人的疲劳感;在不同性别之间,女性的脑电反应大于男性,女性在听到流水时的安全感最高,而男性是雨声。本研究揭示了声源种类对人的脑电生理影响差异,未来森林公园设计可根据使用需求进行声景营建,充分发挥其正向效应。

1985—2023年中国滨海养殖池时空演变特征及其驱动因素

赵庆云, 王晓杰, 张清文, 龙祥, 宋洋, 路峰, 宋建彬, 张保华, 韩广轩

2025, 36(5):  1519-1530.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.028

摘要 ( 27 )   PDF (6828KB) ( 0 )  

中国作为全球最大的海水养殖国,占全球养殖总产量的60%以上,沿海水产养殖业的发展对保障我国乃至全球粮食安全具有重要意义,并对滨海湿地生态环境产生重要影响。本研究基于1985—2023年遥感影像和社会经济数据,按照《湿地公约》定义的滨海湿地范围,采用面向对象分类方法,探究中国(台湾省除外,下同)滨海养殖池时空演变特征及其驱动因素。结果表明: 1985—2023年,中国滨海养殖池面积总体呈增长趋势,1985—2010年增速为68.3 km²·a^-1,2010—2023年增速减小到17.1 km²·a^-1。1985—2023年,中国不同典型沿海区域养殖池呈现明显的空间差异性,其中,辽东湾、渤海湾、北部湾养殖池面积呈现明显扩张趋势,而黄河三角洲、珠江三角洲、长江三角洲则呈现先增加后减少趋势。养殖池扩张的主要来源分别是淤泥质海滩(38.8%)、近海水域(33.3%)和滨海湿地植被(14.1%)。研究期内,淤泥质海滩面积与养殖池的扩张呈现出显著的负相关性,建筑用地、人口数量、GDP与滨海养殖池具有显著正相关性。研究期间,滨海养殖池的扩张主要是占用了滨海湿地,需要协调滨海湿地开发和保护。

隐藻在象山港浮游植物群落中的重要性

王鹏, 江志兵, 朱元励, 孙振皓, 蒋雨露, 林华, 曾江宁

2025, 36(5):  1531-1539.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.035

摘要 ( 29 )   PDF (2346KB) ( 0 )  

隐藻是近岸海域重要的浮游植物类群,但在传统显微镜检中往往被忽视。本文利用2021年4季浮游植物与环境因子数据,探究象山港隐藻的时空分布格局及其在浮游植物群落中的重要性。结果表明: 象山港隐藻丰度存在显著的季节和空间差异。季节层面上,隐藻丰度(cells·mL^-1)呈夏季(3944)>冬季(2533)>春季(271)>秋季(199)的趋势。空间层面上,隐藻丰度呈港底(2179)>港中(1799)>港口(897)。春、秋季隐藻的优势度(61.7%、43.5%)均超过硅藻(5.7%、32.1%),冬、夏季隐藻是相对丰度(21.9%、22.3%)仅次于硅藻(76.3%、74.5%)的优势类群。相似性百分比分析显示,隐藻对浮游植物群落的季节和空间差异贡献较大(均>11.2%),在象山港浮游植物群落中占据重要地位。广义相加模型显示,隐藻丰度的季节变化主要受温度影响,空间分布主要受盐度和活性磷酸盐的影响,而相对丰度的时空变化主要受温度影响。研究表明,低温、低盐、高活性磷酸盐环境可能更有利于隐藻在象山港生长。

综合评论

植物化感作用和植物化学识别通讯: 问题与思考

孔垂华, 王朋

2025, 36(5):  1540-1552.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.031

摘要 ( 44 )   PDF (1630KB) ( 0 )  

植物化感作用和植物化学识别通讯均是植物对与其共存的同种或异种植物的化学响应策略,这样的植物种间和种内的化学作用积极地影响植物个体生存繁殖、种群和群落动态以及生态系统生产力。植物化感作用和植物化学识别通讯分别是由植物产生释放的化感物质和信号物质所介导,而信号物质介导的植物化学识别通讯可以启动相应的植物化感作用。近年还发现,植物种内亲属间也存在着化学识别,而亲缘识别导致的种内合作可以协调根系行为和开花繁殖以及种间化感作用。虽然植物化感作用和植物化学识别通讯研究不断取得重要进展,但它们在植物个体、种群、群落水平的时空动态以及在生态系统中的作用远比想象的复杂而重要,也蕴藏着许多值得探索的科学问题。鉴于此,本文从植物竞争与植物化感作用和亲缘识别、植物化感作用与植物邻居身份识别响应、植物间的正负相互作用及其利用策略、根系信号物质介导的植物地下和地上互作、化感物质和信号物质及其动态捕获鉴定等5个方面阐述植物化感作用和植物化学识别通讯研究中的一些问题和思考,以期推动同行从新的角度审视植物种间和种内的化学互作关系及其对植物群落和生态系统的作用。

植物有益微生物组的生态功能及其在可持续农业中的应用前景

王芷瑶, 钟玉君, 王永峰, 谢柠桧, 张颖, 江志阳, 史荣久, 梁小龙

2025, 36(5):  1553-1566.  doi:10.13287/j.1001-9332.202504.036

摘要 ( 43 )   PDF (1299KB) ( 0 )  

土壤中复杂而多样的微生物群落与植物之间形成了动态的相互作用网络,对植物的生长、发育、抗逆性及生态适应性具有重要的影响。近年来,有益微生物组(包括根际促生菌、菌根真菌和植物相关噬菌体等)在农业生态系统中的作用逐渐受到关注。有益微生物能与植物建立共生关系,通过促进土壤养分释放、分泌植物激素及调控信号网络,促进植物健康生长,并在增强植物抗盐碱、抗干旱、抗病虫害能力方面发挥关键作用。此外,噬菌体作为植物微生物组的重要组成部分,展现出调控宿主代谢、增强植物抗性以及调节微生物群落平衡的潜在生态功能。然而,当前对植物相关微生物组影响植物生理性状的机制认识不充分,外源微生物的应用在农业实践中也面临着本土微生物竞争、环境适应性及功能稳定性等多方面挑战。本文综述了植物有益微生物组(包括噬菌体)的生态功能在农业中的研究进展,探讨了它们在土壤健康维护、养分循环优化、生物多样性保护及化学品投入减量中的协同作用。同时,结合植物-微生物组-环境互作的复杂机制,提出基于微生物组功能优化的农业可持续发展策略,为实现粮食安全和生态系统平衡提供科学依据。

重金属吸收转运调控基因NRAMP的功能及其作用机理研究进展

马俊, 李珊, 吴亚胜, 贺超兴

2025, 36(5):  1567-1578.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.033

摘要 ( 41 )   PDF (1841KB) ( 0 )  

土壤中有害重金属会抑制植物生长,严重影响作物产量和品质。植物根、茎、叶等部位的质膜和液泡膜上广泛分布着天然抗性相关巨噬细胞转运蛋白(NRAMP),其氨基酸序列在各物种间高度保守并具有类似的二级结构。这些蛋白调控着土壤重金属的吸收及其在植物体内的隔离、分配和向地上部分运输。NRAMP基因在调控植物对土壤重金属的吸收和耐受性方面起重要作用,基于近年来对NRAMP的研究,本文综述了该家族成员的结构特征以及在不同植物中对多种重金属元素的吸收、转运、积累和解毒作用,探讨了植物NRAMP基因影响土壤重金属吸收作用机理及调控途径,为进一步揭示植物NRAMP家族基因的作用机理和推动土壤环境改善提供参考。

作物生长模型发展及应用中的问题探讨

郭建平

2025, 36(5):  1579-1589.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.012

摘要 ( 28 )   PDF (551KB) ( 0 )  

智慧农业是未来农业发展的方向,作物生长模型作为作物生产精确管理与智能决策的数字化工具,是智慧农业的核心技术之一,被称为智慧农业大脑。本文首先介绍了近几十年来作物生长模型的发展历程,包括萌芽阶段、起步阶段、快速研发阶段、深度发展阶段、完善和应用阶段,重点介绍了在世界上被广泛应用的几个典型模型(Wageningen系列模型、DSSAT模型、APSIM模型、STICS模型等)的特色和局限性。当前的作物生长模型在应用中仍存在许多不足,主要表现为: 作物生长模型的泛化能力弱、迁移性差,限制了模型在区域上的应用能力;作物生长发育对环境要素响应的机理过程认识不足,定量表达模型还需不断完善;极端气候事件、病虫害等不利因素影响的定量描述欠缺,影响模型的模拟精度;模型的复杂性和应用的便利性存在矛盾,难以平衡;作物生长模型的应用与当前新技术的结合不够;作物生长模型中遗传参数的可解释性不足影响模型预测能力等。

集合群落理论及其在线虫群落生态学中的应用

张思思, 管平婷, 杨菁婧, 吴东辉

2025, 36(5):  1590-1598.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.032

摘要 ( 25 )   PDF (2001KB) ( 0 )  

群落构建机制是生物地理学和群落生态学领域的核心内容,研究群落构建对于生物多样性保护具有重要的意义,其中,集合群落理论将空间动力学纳入群落生态学,阐明了局域和区域尺度下生态过程如何驱动群落构建。集合群落起源于植物群落生态学,在大型动植物群落中有广泛研究,近年来也开始应用于微小型动物群落。线虫是种类和数量最丰富的小型动物,能够在多尺度上预测环境变化,是集合群落理论研究的模式生物。本文概述了集合群落理论的主要内容,综述了海洋、淡水以及土壤生境中线虫集合群落的相关研究进展,并提出未来需优化线虫分类方法,丰富线虫集合群落研究尺度,以完善线虫集合群落研究内容,进一步促进生物群落生态学领域群落构建机制的研究和发展。

水生动物性信息素的研究进展

吴俊仪, 梁君, 李雪珽, 徐开达, 张涛, 史会来

2025, 36(5):  1599-1608.  doi:10.13287/j.1001-9332.202505.034

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性信息素作为生物间化学通讯的核心媒介,对调控物种行为与生态关系具有重要意义。尤其在繁殖阶段,这类物质可通过诱导同种异性个体的定向趋近与特定行为反应,直接作用于种群繁衍过程。当前水生动物性信息素研究仍面临显著技术瓶颈——受限于检测方法的灵敏度与特异性,多数物种的性信息素组成及其作用机制尚未明确。鉴于水生环境介质对化学信号的传输特性,深入解析性信息素与动物感知系统、繁殖策略的互作关系,将有助于揭示其适应机制。本文厘清了性信息素的概念,阐述了水生动物性信息素的来源与释放途径、化学成分及适用对象、在繁殖期的作用以及受非生物环境因子的影响,并展望了未来性信息素研究的潜在应用前景,以期从新的视角为水生动物多样性保护、生态修复和管理等提供参考。