应用生态学报

第36卷第7期目录

2025, 36(7): 0-0.

摘要 ( 17 )

PDF (18776KB) ( 0 )

景观生态学研究的多尺度性与尺度选择

陈利顶, 张艳杰, 马思克

2025, 36(7): 1933-1940. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.036

摘要 ( 21 )

PDF (2578KB) ( 0 )

景观生态学通常被归入宏观生态学研究范畴,研究尺度在分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学之上,而在区域生态学和全球生态学之下。实际的景观生态学研究并非局限于宏观尺度空间,而具有多尺度特征。本文从景观格局分析、景观格局与过程研究视角,系统阐述了景观生态学研究的多尺度性特征,讨论了景观生态学研究中尺度选择应遵循的基本原则和挑战。尺度选择时需要考虑研究目的的吻合性、研究对象的敏感性、研究单元的适宜性和研究数据的匹配性,但景观生态学研究中尺度的多维性、时空复杂性以及认知上的局限性,为正确选择尺度带来较大困难。因此如何权衡粒度与幅度的关系、时间与空间的关系、尺度与数据的关系成为尺度选择中面临的最大问题和挑战。本文分析了不同尺度上典型景观格局与过程研究的特点,旨在为景观生态学相关研究的尺度选择提供参考。

基于植物群落性状预测生态系统初级生产力:理论基础与研究进展

何念鹏, 闫镤, 郭泓伯

2025, 36(7): 1941-1951. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.019

摘要 ( 8 )

PDF (2921KB) ( 0 )

植物贡献了陆地生态系统绝大部分的初级生产力,是其物质循环和能量流动的基础。如何提升生态系统初级生产力的预测精度始终是生态学的热点问题。长期以来,研究者利用基于辐射的遥感模型或以大叶模式为核心的过程模型预测生产力的时空变异,但不同模型的模拟结果存在巨大差异,制约了对全球变化下生态系统固碳能力的认识。近年来,植物功能性状作为新一代生产力过程模型的核心参数而备受关注。然而,传统研究中个体水平的性状参数与群落水平的生产力之间存在明显的尺度不匹配性,成为模型误差的重要来源之一。为破解上述科学难题,本文引用了物理学经典的发动机功率输出模式,构建了以植物群落性状及其二维特征(数量性状和效率性状)为核心的生态系统初级生产力预测框架(TBP)。与传统过程模型不同,TBP框架的所有参数均为群落尺度;环境因子既直接影响生态系统生产力,也通过调控群落性状间接影响生产力。在此基础上,本文利用原位调查的中国植物群落性状数据库(涵盖叶绿素、叶面积、比叶面积、叶干质量、叶氮和叶磷浓度等),通过3个实证案例探讨了TBP理论的应用情景。TBP理论有效弥合了植物个体性状与生态系统初级生产力之间的尺度差异,并可兼容通量观测、高光谱观测、遥感观测和机器学习等技术生成的大量空间数据,具有很好的应用前景。目前该理论框架仍处于初期发展阶段,除需进一步的理论创新和方法拓展外,还需要大量地面观测及遥感数据的支撑及验证,从而为新一代机理过程模型的开发奠定基础,切实提升生态系统初级生产力的预测精度。

¹⁵N稳定同位素技术在陆地生态系统生物固氮研究中的应用

陈美凤, 高英志

2025, 36(7): 1952-1960. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.010

摘要 ( 8 )

PDF (1005KB) ( 0 )

生物固氮(BNF)是陆地生态系统氮素的重要来源,准确估算生物固氮速率对精确量化大气氮输入自然生态系统的总氮量至关重要。¹⁵N自然丰度法常用于测定野外共生和联合固氮植物的固氮速率,但高度依赖参考植物的选择。¹⁵N稳定同位素标记技术不仅能精确测定共生、自生和联合型3种类型的固氮速率,还有助于深入研究生物固氮策略、氮转移过程以及根瘤与宿主之间的碳氮交换关系。其中¹⁵N同位素稀释法主要用于植物固氮研究,而¹⁵N稳定同位素探针技术尽管操作繁琐且成本较高,但通过标记DNA或RNA能用于固氮微生物的功能研究以及有效测定非共生微生物固氮速率。¹⁵N稳定同位素技术的发展能为生物固氮研究提供强有力的技术保障。

喀斯特地区不同土地覆被下土壤水氢氧稳定同位素变化特征

赵露, 胡运迪, 周忠发, 赵敏, 黄正周, 张宇超, 张越青

2025, 36(7): 1961-1970. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.018

摘要 ( 8 )

PDF (3030KB) ( 0 )

研究喀斯特地区不同土地覆被下土壤水氢氧稳定同位素变化特征,有利于理解土壤水的入渗和运移过程,以及不同土地覆被对水文过程的影响,为区域水资源利用和生态环境建设提供理论依据。本研究通过定期野外采样和室内试验,获取了2021年5月—2022年4月贵州普定喀斯特生态站大气降水和大型水-碳通量模拟试验场4种不同土地覆被(裸土地、耕地、草地、灌木地)下0～50 cm剖面土壤水氢氧同位素数据,对比分析了降水和4种土地覆被下10、25和45 cm土壤水的氢氧稳定同位素变化特征。结果表明: 1)降水δ²H、δ¹⁸O和水线氘差(lc-excess)值变化特征相似,均为夏季低冬季高,季节变化特征明显。普定大气降水线方程为:δ²H=8.49δ¹⁸O+16.65(r²=0.98),其斜率和截距均大于全球大气降水线,表征了该地暖湿的季风气候特征。2)土壤水主要由降水补给,土壤水δ¹⁸O夏季低冬季高,且在10 cm处表现最明显。3)4种土地覆被下10 cm处土壤水受降水补给和蒸发的影响最大,稳定同位素变化范围最大,δ¹⁸O重同位素最富集,lc-excess值最小;其次是25 cm处土壤水,最后是45 cm处土壤水。4)4种土地覆被lc-excess值为:草地(-13.27‰)＞灌木地(-14.54‰)＞耕地(-15.67‰)＞裸地(-19.92‰),对应的土壤水蒸发程度为:裸土地＞耕地＞灌木地＞草地。因此,土地覆被对水循环有重要影响,而lc-excess值可以有效反映蒸发作用。

不同林龄中间锦鸡儿各器官碳氮稳定同位素组成

王子钰, 徐婷婷, 张隆安, 魏庐潞, 张静, 马飞

2025, 36(7): 1971-1979. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.014

摘要 ( 13 )

PDF (1991KB) ( 0 )

深入了解不同林龄中间锦鸡儿各器官碳氮稳定同位素自然丰度(δ¹³C和δ¹⁵N)及碳氮比(C/N)的变化特征,揭示其随年龄序列的变化规律,可为中间锦鸡儿衰退的生理生态机制和可持续利用提供科学依据。本研究以宁夏毛乌素沙漠南缘的荒漠草原区不同林龄(11、28、38、57年)中间锦鸡儿为研究对象,分析了不同器官(叶、枝、豆荚、种子)δ¹³C、δ¹⁵N和C/N的差异及影响因素。结果表明: 中间锦鸡儿δ¹³C、δ¹⁵N和C/N的变化范围分别为-27.54‰～-21.16‰、-2.39‰～3.02‰和7.02～45.16,且不同器官间δ¹³C、δ¹⁵N和C/N存在显著差异,δ¹³C表现为种子>枝条>豆荚>叶片,δ¹⁵N表现为叶片>种子>枝条>豆荚,C/N表现为豆荚>枝条>叶片>种子。随着林龄的增加,不同器官δ¹³C均呈显著降低趋势,而δ¹⁵N呈先上升后下降的变化趋势,C/N的变化趋势与δ¹⁵N相反。双因素方差分析表明,林龄和器官均显著影响中间锦鸡儿δ¹³C、δ¹⁵N和C/N。冗余分析显示,中间锦鸡儿δ¹³C主要受林龄影响,δ¹⁵N主要受单位叶面积氮含量(LN_area)和土壤pH的影响,C/N受LN_area和林龄的影响。中间锦鸡儿通过改变植物性状和资源利用效率之间的关系模式适应资源限制环境。

基于稳定同位素分析的高原鼠兔食性生态位

周睿, 王玉琴, 王宏生, 宋梅玲

2025, 36(7): 1980-1990. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.016

摘要 ( 11 )

PDF (3010KB) ( 0 )

了解不同种群密度高原鼠兔的食性生态位特征,对正确认识高原鼠兔在草地生态系统中的功能和位置以及科学界定其危害具有重要意义。本研究以青藏高原高寒草甸不同种群密度的高原鼠兔为研究对象,采用贝叶斯稳定同位素质量平衡混合模型,分析了不同种群密度高原鼠兔4种组织的食性及其生态位特征,其中,肝脏和肌肉代表短期食性,毛发和骨骼代表长期食性。结果表明: 在低密度区,高原鼠兔肝脏、肌肉和毛发代表的食性主要包括莓叶委陵菜和矮火绒草等植物的地上部分,而骨骼代表的食性中矮嵩草的比例最高;在中等密度区,高原鼠兔肝脏和肌肉代表的盛草期食性主要包括莓叶委陵菜和黄花棘豆等植物的地上部分,而毛发和骨骼等代表的食性主要包括矮火绒草和矮嵩草等植物的地上部分;在高密度区,高原鼠兔肝脏代表的盛草期食性主要包括黄花棘豆和莓叶委陵菜等植物的地上部分,而肌肉、毛发和骨骼代表的食性主要包括细叶亚菊等植物的地上部分。不同种群密度高原鼠兔的食物选择策略差异较大,随着高原鼠兔种群密度逐渐增大,其栖息地食物资源可获得性降低,导致其种群采食策略由营养优先逐渐向可获得性优先转变。

抚育间伐对辽东山区日本落叶松人工林碳储量及其组成的影响

曹正, 苏宝玲, 张岩松, 孙志虎, 周莉, 于大炮, 王庆伟

2025, 36(7): 1991-1999. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.003

摘要 ( 10 )

PDF (2102KB) ( 0 )

抚育间伐是森林经营管理的重要措施,其合理实施对于充分发挥森林生态系统碳汇功能具有重要意义。然而,间伐强度如何影响森林生态系统碳储量及其组成尚不明确。本研究以辽东山区的日本落叶松人工林为研究对象,分析不同间伐强度下(0、10%～30%、30%～50%和50%～70%)日本落叶松人工林碳储量及其组分差异,探讨影响林分生产力和土壤有机碳变化的关键因子。结果表明: 随着间伐强度的增加,日本落叶松人工林乔木生物量碳储量逐渐降低,从110.89 Mg C·hm^-2降到65.77 Mg C·hm^-2,各间伐强度下草本植物生物量碳储量显著低于对照林地,说明较高的间伐强度导致落叶松人工林碳储量严重损失。相较于对照林地,各间伐强度均提高了保留木单木生物量碳增量,而仅轻度间伐(25%)提高了保留木林分生物量碳增量,说明轻度间伐对日本落叶松人工林进行抚育较为合适,太阳散射辐射是影响保留木林分生物量增量的重要因子。在0～20 cm土层,不同间伐强度下土壤颗粒有机碳(POC)储量差异显著,POC储量与凋落物生物量和土壤碳氮比呈显著正相关;在20～40 cm土层,不同间伐强度下土壤有机碳(SOC)和POC储量差异显著,SOC储量与土壤碳氮比呈显著负相关,POC储量与凋落物生物量呈显著负相关。这说明不同土层SOC的形成与稳定机制存在明显差异。

云南太阳河省级自然保护区老龄林乔木层碳储量变化及其驱动因素

胡子涵, 王立凡, 尚瑞广, 刘万德

2025, 36(7): 2000-2008. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.001

摘要 ( 11 )

PDF (1353KB) ( 0 )

老龄林碳动态分析有助于我们对森林保护、恢复及区域碳功能的理解。老龄林为碳源还是碳汇,尚存在争议,研究老龄林碳储量和碳动态变化对于评价老龄林碳源和碳汇功能以及量化区域尺度森林碳固定具有重要意义。本研究基于云南太阳河省级自然保护区老龄林动态监测样地2014和2024年两期监测数据,利用主成分分析和随机森林模型,研究老龄林乔木层生物量和碳储量及其在不同径级和器官中的分布特征,分析碳储量动态变化及其影响因素。结果表明: 2014年和2024年乔木层总生物量分别为359.72和449.44 t·hm^-2,总碳储量分别为179.86和224.72 t·hm^-2,呈上升趋势,表现出较好的碳汇功能。大树(胸径≥22.5 cm)在2024年的碳储量(188.96 t·hm^-2)显著高于2014年(143.69 t·hm^-2),占乔木层总碳储量的比例从79.9%提升至84.1%。2次调查中,乔木层碳均主要分配在树干,而树枝和树根次之,树叶最低。乔木层物种多样性指数与乔木层碳储量之间存在正相关关系;大树生物量作为老龄林乔木层碳储量变化的主要驱动因素,其方差解释率在2014年和2024年分别为10.1%和13.6%。监测期间,老龄林乔木层碳储量驱动因子的相对重要性发生变化:大树胸径变异系数和海拔的解释率增强,而物种多样性的解释率由13.3%显著降至2.6%。综上,研究区老龄林乔木层为碳汇,大树在碳储量动态变化中占主导地位。

目标树经营对兴安落叶松林土壤胞外酶活性和真菌群落结构的影响

刘宁宁, 董慧, 王守涛, 郝景祥, 杨立学

2025, 36(7): 2009-2018. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.004

摘要 ( 9 )

PDF (2622KB) ( 0 )

目标树经营可以调整林分结构,缓解林木竞争,改善土壤质量。本研究采用高通量测序技术,以兴安落叶松天然林为对照,探究兴安落叶松人工林目标树经营和非目标树经营林地土壤真菌群落特征,分析土壤真菌群落结构与土壤理化性质、土壤胞外酶的关系。结果表明: 与天然林相比,目标树经营林分降低了林分密度,而土壤全碳、全氮、硝态氮含量分别显著增加33.2%、58.5%、38.4%;与非目标树经营林分相比,目标树经营林分的土壤全碳、全氮、硝态氮含量分别显著增加0.3%、14.8%、10.0%。与天然林和非目标树经营林分相比,目标树经营林分土壤β-葡萄糖苷酶活性分别显著增加13.6%和37.0%,酸性磷酸酶活性分别显著增加37.3%和39.5%。目标树经营林分提高了土壤真菌群落的α多样性,改善了土壤真菌群落物种组成和功能类群。与天然林和非目标树经营林分相比,目标树经营林分的土壤被孢霉门相对丰度分别显著增加200.0%和8.3%。冗余分析表明,土壤硝态氮含量、C∶N以及β-葡萄糖苷酶活性是影响土壤真菌群落的主要因子。目标树经营通过降低林分郁闭度,调整林内光照条件,进而提高土壤含水量、养分含量和胞外酶活性,最终改善土壤真菌群落结构。

亚热带岩溶区森林不同土壤氮水平下固氮植物对根际土壤磷含量的影响

朱雨, 李杰, 刘丽君, 韦柳红, 陈淑婷, 邓璐嫔, 朱同彬, 段敏

2025, 36(7): 2019-2027. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.040

摘要 ( 10 )

PDF (1690KB) ( 0 )

探究亚热带岩溶区森林固氮植物和非固氮植物根际土壤磷含量对不同土壤氮水平的响应差异,有助于深入认识固氮植物对土壤养分循环的影响,为该区域植被恢复过程中固氮植物的广泛种植提供科学参考。本研究以云南省建水县具有不同土壤氮水平的岩溶区森林为对象,采集基本处于同一年龄的3种优势固氮植物和非固氮植物根际土壤,测定全磷(TP)、有机磷(OP)、无机磷(IP)和有效磷(AP)含量及其他土壤理化性质,结合土壤微生物生物量和酶活性指标,分析不同土壤氮水平下固氮植物对根际土壤磷含量的影响及其主要影响因素。结果表明: 1)与非固氮植物相比,在土壤低氮(有效氮含量15.62 mg·kg^-1)水平下固氮植物根际土壤TP、OP和AP含量分别显著增加了16.0%、66.5%和139.5%,在高氮水平(有效氮含量37.15 mg·kg^-1)下分别显著增加了13.5%、25.7%和15.7%,但在两种土壤氮水平下IP含量在两种植物之间均没有显著差异;与低氮水平相比,在土壤高氮水平下固氮植物根际土壤TP和IP含量分别显著降低了21.3%和31.7%,非固氮植物分别显著降低了19.6%和39.1%,固氮和非固氮植物根际土壤AP含量分别显著提高了32.8%和174.8%,但OP含量没有显著影响。2)与非固氮植物相比,在低氮水平下,固氮植物显著提高了根际土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)及碱性磷酸酶(ALP)活性;在高氮水平下,固氮植物显著提高了MBP和ALP活性,但对MBC和MBN均没有显著影响;随着土壤氮水平的增加,固氮植物根际土壤MBC、MBN和MBP以及氮循环相关酶活性均显著降低,而ALP活性显著提高,非固氮植物根际土壤MBN和ALP活性显著提高,氮循环相关酶活性显著降低。Mantel分析发现,在低氮水平下根际土壤磷含量受土壤理化性质、微生物生物量和酶活性的共同调控,而在高氮水平下根际土壤磷含量主要受土壤理化性质调控。综上,与非固氮植物相比,亚热带岩溶区森林固氮植物能够显著提高土壤TP、OP和AP含量,但这种作用受到土壤氮水平的调控。因此,在亚热带岩溶区植被恢复初期土壤氮水平较低的情况下引种固氮植物可以在一定程度上缓解土壤磷限制,改善土壤养分状况,有利于岩溶区植被恢复。

不同生境下北京园林树木健康状况

赵小玉, 张梦园, 常家僡, 舒顺怡, 范舒欣, 董丽

2025, 36(7): 2028-2038. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.002

摘要 ( 10 )

PDF (8357KB) ( 0 )

城市树木健康受物种环境适应性差异及生境异质性的双重影响,其管理面临严峻挑战。本研究以北京园林树木为对象开展调查,建立包含14个指标的五级健康评价体系(健康、亚健康、不健康、明显衰弱、濒死),分析北京园林树木的健康现状,以及6类典型生境(密林、疏林、种植带、树池、近水体、建筑旁)对其影响。结果表明: 研究共调查到3654株树木,分属27科44属80种,其中,亚健康及以下等级树木占比达71.7%。样株数前10位树种(占总样本46.3%)健康差异显著,其中,银杏、二球悬铃木、臭椿、楸、油松为亚健康,槐、美国红梣、毛白杨、栾、紫叶李为不健康。银杏在枯枝率、冠型及树干损伤方面表现最佳,二球悬铃木在枝叶病虫害程度、树叶茂密程度、主干倾斜度及树势方面表现最佳,而紫叶李在枝叶病虫害程度、叶色异常及树势方面表现最差。6类生境下,树木健康差异显著,整体表现为疏林 > 密林 > 近水体 > 建筑旁 > 种植带 > 树池生境。疏林生境下植株健康状况整体良好,密林生境下冠型缺陷明显,近水体生境下枝叶病虫害严重,建筑旁生境下叶色异常程度高,树池生境下树势衰退显著。综上,北京园林树木面临较高的健康风险,银杏和二球悬铃木对城市环境的适应力较强,而紫叶李较敏感;疏林生境能为树木健康生长提供优良条件,而树池生境对其阻碍作用最显著。

伊犁河谷地区外来入侵植物的物种组成和分布格局

文田田, 赵晓林, 瞿宇阳, 徐文斌, 马占仓, 阎平

2025, 36(7): 2039-2045. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.005

摘要 ( 10 )

PDF (1113KB) ( 0 )

为掌握伊犁河谷地区外来入侵植物的物种组成和分布格局,于2022—2024年以路线踏查的方式对伊犁河谷地区进行野外调查和标本采集,结合数字标本馆数据及文献资料,明确该区外来入侵植物的物种组成,并对其区系地理成分、生活型、原产地、入侵途径、入侵等级及分布格局进行分析。结果表明: 该区外来入侵植物共有58种,隶属于18科38属,优势科为菊科(13种)、豆科(9种)、苋科(6种)。外来入侵植物38个属的地理区系成分可划分为7个类型2个变型,其中温带地理成分占主导地位(64.3%)。生活型以一年生草本植物为主(34种,占58.6%),多年生草本植物次之(14种,占24.1%)。外来入侵植物以原产美洲和欧洲为主,占比61.1%,其次为亚洲和非洲。从入侵途径来看,有39.7%的外来入侵植物属于有意引入,56.9%属于无意引入,仅有3.4%属于自然扩散。入侵等级分析结果显示,24种具有明显入侵性,占总入侵物种数的41.4%,其中1级(5种)和2级(14种)数量较多,表明外来植物入侵态势总体较为严峻。伊犁河谷地区外来入侵植物的地理分布不均匀,不同区域差异明显,其中新源县是入侵最严重的区域。

泥沙淤积和种间竞争对辣蓼生长及生态化学计量特征的影响

黄如, 李峰, 余炜诚, 李卓雅

2025, 36(7): 2046-2054. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.008

摘要 ( 12 )

PDF (2636KB) ( 0 )

本研究以短尖薹草为竞争植物,设置4种淤积厚度(0、3、6、12 cm)和4种竞争模式(无竞争、全部竞争、地上竞争、地下竞争),分析洞庭湖典型湿地植物辣蓼的生长及化学计量特征。结果表明: 淤积厚度和竞争模式均对辣蓼总生物量的积累产生显著影响。适度淤积(3～6 cm)可促进辣蓼生物量积累,过度淤积(12 cm)则抑制其生长;在竞争处理中,全部竞争模式下辣蓼的总生物量最低;在6 cm淤积且无竞争的条件下,辣蓼单株总生物量最高,为10.89 g。在各竞争模式下,辣蓼受到的竞争强度随淤积厚度增加呈现先升后降趋势。在有淤积条件下,竞争作用导致辣蓼的根冠比下降、比叶面积升高,表明其在竞争压力下资源分配向地上部分倾斜;在无淤积条件下,竞争显著抑制植株高度,反映辣蓼在资源受限时可能减少垂直生长投入,以维持稳态平衡,表现出一种保守型的生长策略。有竞争条件下,泥沙淤积显著提高了辣蓼地上部分的氮含量和地下部分的碳含量;在各淤积处理中,竞争导致辣蓼地上和地下部分的磷含量及C/N均呈上升趋势,而N/P和C/P显著下降。相关性分析表明,辣蓼总生物量与地上部分的氮含量呈显著正相关,而与地下部分的氮含量、磷含量和N/P呈显著负相关;比叶面积和株高则与地上部磷含量呈显著正相关。综上,辣蓼通过降低根冠比、增加比叶面积,以及C/N升高,C/P和N/P降低的元素化学调节机制,有效应对不同淤积厚度与竞争模式的复合胁迫。

祁连山浅山区荒漠草原蒸散发多方法估算与影响因素

王婧茹, 杨林山, 卢调雪, 夏鸿华, 邹星怡, 贺王含

2025, 36(7): 2055-2063. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.006

摘要 ( 9 )

PDF (4251KB) ( 0 )

为明晰荒漠草原蒸散发过程机理,本文运用涡度相关法、称重式蒸渗仪法以及Priestley-Taylor(P-T)、Penman-Monteith(P-M)和Shuttleworth-Wallace(S-W)模型5种方法,研究了祁连山浅山区荒漠草原蒸散发及其组分的多时间尺度特征,分析了蒸散发及其组分的影响因素。结果表明: 与称重式蒸渗仪法相比,涡度相关法测得的数据更准确。通过改进α系数可以显著提升P-T模型在干旱地区的适用性,但3种模型中S-W模型模拟精度最优,R²高达0.74。基于S-W模型模拟结果发现,土壤蒸发占蒸散发(E/ET)的55.1%,生长季期间E/ET主要受土壤含水量影响。日尺度上蒸散发和植物蒸腾主要受净辐射控制,土壤蒸发受土壤含水量调控。敏感性分析显示,蒸散发对冠层到参考高度间的空气动力学阻力敏感性最高,土壤蒸发受土壤表面阻力控制,植物蒸腾由冠层边界层阻力主导。

夏季覆盖种植对黄河三角洲盐碱耕地冬小麦耗水特性的影响

李振恺, 李洋, 董世德, 张丁文, 刘汉文, 于春晓, 崔光旭, 温樱, 王光美

2025, 36(7): 2064-2072. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.012

摘要 ( 10 )

PDF (1137KB) ( 0 )

覆盖种植是盐渍化耕地生物改良措施之一,但其对盐碱地后茬冬小麦耗水特性的影响研究相对缺乏。本研究于中国科学院烟台海岸带研究所黄河三角洲盐碱地农田生态系统观测站布设田间控制试验,设置轻度盐分(2‰)和中度盐分(4‰)两种盐化土壤,高丹草-冬小麦、田菁-冬小麦、夏玉米-冬小麦3种轮作处理,比较夏季种植高丹草、田菁以及夏玉米对后茬冬小麦水分利用效率及产量的影响。结果表明: 轻度盐分下,与传统夏玉米-冬小麦轮作相比,夏季种植高丹草和田菁处理的后茬冬小麦产量分别显著提高了63.4%和62.3%,耗水量分别减少了9.2%和18.5%,水分利用效率分别提高了80.3%和99.0%;中度盐分下,夏季种植田菁处理的后茬冬小麦产量无显著变化,耗水量显著降低20.9%,水分利用效率显著提高46.4%,而夏季种植高丹草处理的后茬冬小麦产量、耗水量、水分利用效率均无显著变化。整体上,从节水角度考虑,田菁-冬小麦和高丹草-冬小麦轮作模式在轻度盐分条件下冬小麦表现出较高的水分利用效率,田菁-冬小麦轮作模式在中度盐分条件下冬小麦也表现出较高的水分利用效率;从产量角度来看,田菁-冬小麦和高丹草-冬小麦轮作模式在轻度盐分条件下冬小麦具有优势,而在中度盐分条件下3种轮作方式差异不大。本研究结果可为黄河三角洲盐碱地农业水资源高效利用提供理论和技术支持。

羧甲基纤维素诱导农田土膜的土壤水热效应特征

杨世琦, 韩钰, 颜鑫, 王英, 刘汝亮, 刘根红

2025, 36(7): 2073-2082. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.017

摘要 ( 8 )

PDF (4336KB) ( 0 )

宁夏引黄灌区地处中温带干旱区,农田蒸发大,极大限制了两熟种植制度的发展。喷施改性羧甲基纤维素材料可以诱导表层土壤颗粒黏结形成土膜,实现覆盖效应,改善土壤水热环境。为揭示该土膜的农田土壤水热效应特征,设置羧甲基纤维素铵(CMC-NH₄)施用0(CK)、50(T₁)、100(T₂)、200(T₃)和300 kg·hm^-2(T₄)诱导土膜处理,分析其对春小麦-夏玉米轮作农田土壤20 cm深温度、土壤含水量及作物产量的影响。结果表明:与CK相比,土膜覆盖下的春小麦季和夏玉米季日平均最高土壤温度降低5.9%～7.2%和6.2%～15.4%,日平均最低土壤温度提高8.8%～22.1%和6.4%～12.3%,日平均土壤温差降低2.71～0.72 ℃和4.66～1.30 ℃;春小麦季和夏玉米季的日平均最高土壤含水量降低6.8%～23.4%和1.2%～7.9%,日平均最低土壤含水量提高10.4%～33.1%和3.9%～10.3%,日平均土壤含水量差值降低10.9%～1.8%和6.5%～1.8%,土壤水分的日变化较小;春小麦产量和夏玉米地上部生物量分别提高7.3%～18.7%和33.6%～49.0%。土壤温度、水分和作物产量随CMC-NH₄施用量的增加而增加。综上,土膜覆盖具有显著的土壤水热效应特性,在作物生长季能提升土壤温度和土壤水分,降低温差和水分差值变幅,表现出覆盖功能,并能促进作物增产。

江苏省稻田马唐对3种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂的抗性和靶标基因突变

杨倩, 卫甜, 朱锦磊, 刘怀阿, 吕敏

2025, 36(7): 2083-2091. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.015

摘要 ( 10 )

PDF (750KB) ( 0 )

为明确江苏省稻田马唐对乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂类除草剂的抗性及靶标基因突变,利用区分剂量法测定了采自江苏省马唐发生严重稻区的59个田间种群对噁唑酰草胺、氰氟草酯、精噁唑禾草灵3种ACCase抑制剂类除草剂的抗性,并对ACCase基因突变进行分析。结果表明: 在噁唑酰草胺90 g·hm^-2的区分剂量下,2个马唐种群被标记为高抗性种群,8个种群被标记为抗性种群,3个种群被标记为发展中抗性种群;在氰氟草酯105 g·hm^-2的区分剂量下,8个马唐种群被标记为高抗性种群,14个种群被标记为抗性种群,8个种群被标记为发展中抗性种群;在精噁唑禾草灵20.7 g·hm^-2的区分剂量下,2个马唐种群被标记为高抗性种群,7个种群被标记为抗性种群,8个种群被标记为发展中抗性种群。对30个抗性马唐种群的靶标基因ACCase进行测序发现,18个种群发生了3种基因突变类型,分别是ACCase基因2027位点色氨酸(TGG)突变为半胱氨酸(TGC/TGT)、2027位点色氨酸(TGG)突变为丝氨酸(TCG)、2041位点异亮氨酸(ATT)突变为天冬酰胺(AAT)。综上,江苏省北部稻区马唐对ACCase抑制剂类除草剂的抗性发生较为严重,ACCase基因突变是导致其抗性的主要原因。

微地貌对江西万年珠溪国家湿地公园土壤有机碳及其组分的影响

薛文婧, 朱安奕, 胡启武, 吴菡, 徐晨瀛, 梁金凤, 赵甜湉, 尧波

2025, 36(7): 2092-2102. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.013

摘要 ( 7 )

PDF (4458KB) ( 0 )

河流湿地系统内部异质性地貌对土壤有机碳影响的认知目前仍十分不足。本研究在江西万年珠溪国家湿地公园,针对珠溪河岸坡、边滩、漫滩、心滩4种主要微地貌类型进行了植物群落调查和土壤样品采集,测定了不同微地貌类型0～30 cm深度的土壤基本理化性质及土壤有机碳组分含量。结果表明: 湿地0～30 cm土壤有机碳(SOC)平均含量为(13.3±0.8) g·kg^-1,在不同微地貌类型间,0～10 cm SOC含量具有显著差异,表现为漫滩>边滩>心滩>岸坡,而10～30 cm SOC含量无显著差异。0～30 cm土壤可溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)平均含量分别为(0.2±0.0)、(1.9±0.1)和(9.2±0.5) g·kg^-1,微地貌类型对0～10 cm土壤有机碳组分含量的影响比10～30 cm土壤更显著,0～10 cm土壤DOC、POC和MAOC含量均表现为漫滩最高而岸坡最低。土壤有机碳及其组分含量与植物-土壤环境因子均具有显著的相关性,冗余分析显示,土壤有效氮、容重和水分是调控珠溪湿地土壤有机碳及其组分含量随不同微地貌类型变化的关键因子。综上,微地貌通过塑造土壤质地、水分等异质性环境和改变土壤养分的有效性来影响湿地土壤有机碳动态,建议今后河流湿地的碳汇功能评估与生态管理实践还需进一步考虑不同微地貌类型的影响。

成都龙泉山城市森林公园植被覆盖度变化特征及驱动因素

任雨航, 冯毅, 陈文凯, 虞超, 张兴华, 伍小刚, 潘开文, 张林

2025, 36(7): 2103-2113. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.027

摘要 ( 7 )

PDF (2755KB) ( 0 )

城市森林公园在城市生态安全维持中发挥着重要作用,植被覆盖度(FVC)的动态变化是评估其生态恢复成效和可持续管理的关键指标。本研究以成都龙泉山城市森林公园为研究对象,基于1993—2023年Landsat卫星的归一化植被指数数据,综合运用Theil-Sen-Median趋势检验法、加性季节和趋势断点检测以及最优地理探测器模型等方法,分析公园植被覆盖度线性与非线性时空变化特征及驱动因素。结果表明:1993—2023年间,公园FVC值由0.484波动上升至0.677,明显改善区域占比30.7%;植被覆盖等级转变以高覆盖度和中高覆盖度为主。公园FVC突变发生于1999—2020年间,以2005—2009年间频次最高;在FVC多种非线性突变类型中,先减后增模式的发生频率最高,占总像素面积的14.2%,主要分布在柏合、山泉、洛带和清泉等镇。年均蒸发量、年均降水量、坡度是影响公园FVC变化的主要因子;2010年前,年降雨量为主要影响因素,2010年之后坡度影响有所增强,而人为活动的影响力呈现持续减弱的趋势;年均降水量与坡度、蒸发量组合后的交互影响力最显著。研究期间,成都龙泉山城市森林公园FVC总体呈改善趋势,但其变化过程表现出复杂的非线性特征;在不同时段内,影响FVC的因素差异较大,水分的驱动作用最突出。

长江中下游干流安庆至芜湖河段洲滩湿地植被覆盖度变化

赵朵朵, 杨中华, 张鹏

2025, 36(7): 2114-2120. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.024

摘要 ( 7 )

PDF (1902KB) ( 0 )

长江中下游安庆至芜湖干流河段是多种生物的重要栖息地,洲滩湿地的生态质量直接影响整个生态系统的稳定性。本研究基于1994—2022年间Landsat系列30 m遥感影像数据,对长江中下游安庆至芜湖干流河段洲滩湿地植被覆盖度(FVC)进行分类,通过动态度及转移矩阵方法,量化不同等级植被覆盖度的转移状况,分析其时空格局。结果表明: 研究期间,洲滩植被覆盖度以高及中高等级FVC为主,研究区FVC年均值为0.6188,年均FVC呈现先上升后下降再上升的变化趋势。1994—2004年间,高FVC区域面积下降25.7 km²,中、中低FVC分别以3.0%·a^-1和2.7%·a^-1的增速扩张。三峡水库运行后(2004—2015年),洲滩湿地以水体的转出、高及中高FVC转入为主,FVC综合动态度及低FVC单一动态度达到最高水平。2015—2022年间,洲滩FVC逐渐增加,以中高FVC转为高FVC为主,占总转移面积的15%。引起研究区FVC变化的主要因素包括人为开垦利用、三峡调度、长江防浪林建设和长江大保护战略实施。

黄河源园区归一化植被指数的时空格局与预测模型

刘薇, 曹腾飞, 于福鑫, 黄可乐, 郑涵致, 牛百成

2025, 36(7): 2121-2130. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.026

摘要 ( 6 )

PDF (3960KB) ( 0 )

黄河源园区作为黄河流域生态安全的重要屏障,其生态功能对区域水源涵养、气候调节和生物多样性保护具有重要意义。本研究融合2000—2020年MODIS遥感影像、气象、水文和地形数据,运用Sen斜率法、偏相关性分析、方差膨胀因子分析、交互作用探测,以及随机森林及地理加权随机森林模型,全面剖析黄河源园区归一化植被指数(NDVI)的时空变化趋势、驱动机制并构建预测模型。结果表明: 2000—2020年,黄河源园区年NDVI以0.0028·a^-1的速率显著上升,从0.3301增至0.3924,整体增长率达18.9%,空间分布呈现从西北向东南递增的规律。通过偏相关分析、方差膨胀因子筛选及地理探测器交互作用探测,发现风速、降水和最低气温是NDVI变化的主要驱动因子,各因子间存在交互关系,共同影响植被生长。地理加权随机森林模型(决定系数R²=0.976,均方根误差RMSE=0.017,平均绝对误差MAE=0.013)相较于随机森林模型(R²=0.465,RMSE=0.082,MAE=0.063),在揭示NDVI变化的空间异质性与局部驱动机制上表现更优,能为不同区域分配合理特征权重,有效提升预测精度。

祁连山南坡植被物候对气候变化响应的地形效应

张燚, 曹广超, 赵美亮, 张倩

2025, 36(7): 2131-2138. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.022

摘要 ( 6 )

PDF (3534KB) ( 0 )

祁连山南坡属于典型山地生态系统,研究其复杂地形与气候变化交互作用下的植被物候响应机制对揭示生态适应性规律具有重要科学价值。本研究基于2002—2020年MODIS NDVI数据,结合地形因子和气象数据,利用相关分析和结构方程模型定量解析地形因子在植被物候响应气候变化中的作用。结果表明:2002—2020年间,研究区植被返青期、枯黄期和生长季长度分别以0.33、0.19和0.51 d·a^-1的速率显著提前、推迟和延长,且空间上呈西北-东南梯度分异;该区植被物候对气温和降水的响应具有空间异质性,与地形因子存在关联,受不同环境条件及水热组合模式的共同调控;海拔对植被物候影响最显著,坡向次之。海拔和坡向通过气象因子对植被物候的影响具有累积作用,而坡度通过气象因子对植被物候的影响相互间具有抵消作用。

基于复杂网络理论的武汉市复合蓝绿生态网络构建

符文欣, 高畅, 任冠尧, 刘殿锋

2025, 36(7): 2139-2149. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.021

摘要 ( 6 )

PDF (3664KB) ( 0 )

复合蓝绿生态网络建设是网络节点发挥多重功能的关键,对于提升区域生态功能、景观品质具有重要意义。本研究选取武汉市为研究区,基于复杂网络理论,提出了一个复合蓝绿生态网络构建框架,从结构复合和功能复合两个角度出发,将以鸟类、哺乳动物为目标物种的生态绿网与自然、半自然水生态蓝网进行整合,构建武汉市复合蓝绿生态网络,进而定量评价复合网络韧性。结果表明: 武汉市蓝网节点和绿网节点重合度高,复合潜力大;复合节点为生态保护核心,占蓝绿节点总面积的92.6%,常被单一的蓝网或绿网节点包围;复合蓝绿生态网络整体具有无标度特征,中心城区范围内的复合网络具有小世界特征;从网络结构韧性分析来看,武汉市复合蓝绿生态网络整体连接性一般,复合节点相互之间连接度低于单一网络节点连接度,需开展有针对性的保护。研究结果可从整体角度出发为城市规划者提供依据,以制定有效的复合网络优化策略,增强城市蓝绿资源协同供给能力。

基于生态网络的三峡库区湖北段土地碳代谢

周晓艳, 迪力阿热·塔依尔, 侯美玲, 何依依, 丁小飞

2025, 36(7): 2150-2158. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.028

摘要 ( 6 )

PDF (2335KB) ( 0 )

揭示人-自然耦合系统碳代谢与碳平衡的内在关系和机理,对“双碳”目标实现具有重要意义。本研究以土地利用类型为代谢主体,通过测度垂直碳排放、碳吸收和水平碳流来构建碳代谢空间网络模型,系统探究1995—2020年三峡库区湖北段土地碳代谢演变特征,运用生态网络分析方法解析碳代谢空间网络的生态关系、整体效用及节点贡献,综合评价土地利用对区域碳代谢的影响。结果表明: 1995—2020年间,在垂直方向上,碳排放量从1995年的101.43万t增至2010年的291.77万t后趋于稳定,主要为工矿及交通用地碳排放;碳吸收量稳定在530万t左右,林地为主要的碳汇。在水平方向上,净碳流持续为负。负碳流主要来自各县城区周边的工矿及交通用地占用林地和耕地;长江沿岸水域淹没林地、耕地,兴山县南部与秭归县交界处耕地占用林地也带来负碳流。正碳流主要来自退耕还林。代谢主体间,生态关系以工矿及交通用地带来的掠夺限制关系和自然代谢主体间的竞争关系为主。土地碳代谢空间网络的整体生态效用指数始终小于1,土地利用对库区碳代谢具有消极的综合作用。林地、水域等生产者对维持碳代谢网络平衡贡献最大,工矿及交通用地和城镇用地权重升高影响碳代谢网络规则结构,不利于库区的碳代谢平衡。

广州市生态系统健康评价与生态修复策略

王语尚, 王晓佳, 湛茜文, 熊咏梅, 董璇, 宋朗兮, 臧传富

2025, 36(7): 2159-2170. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.025

摘要 ( 6 )

PDF (6059KB) ( 0 )

广州作为粤港澳大湾区的中心城市,其生态系统的健康状况是城市未来可持续发展的基础。为准确评估和预测不同情景下生态系统未来的健康状况,本研究基于广州市2000—2020年土地利用和生态系统健康动态演变特征,通过耦合多项式模型、InVEST模型、PLUS模型和活力-组织力-弹性评价模型,在自然发展、城镇发展和生态保护情景下对广州市未来生态系统健康状况进行预测和评价,并基于现有政策进一步划分生态修复分区。结果表明: 2000—2020年,广州市生态系统健康平均值由0.581降低到0.546,空间上保持南北高、中部低的健康格局。在自然发展、生态保护和城镇发展的情景下,广州市2030年生态系统健康平均值分别为0.574、0.576和0.570,空间上均呈林地恶化、耕地稳定、水域和南部城镇改善的变化特征。针对预测结果与不同用地类型间健康变化的差异,本研究结合现有城市规划,设计了生态系统重塑区、提升区和稳定区3种生态修复分区,可为广州生态修复和城市规划提供参考。

机器学习视角下四川省水供给服务驱动要素识别

黄扬, 王多聪, 欧阳晗黎, 韩建勋, 庄春义

2025, 36(7): 2171-2182. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.023

摘要 ( 7 )

PDF (5030KB) ( 0 )

厘清水供给服务的时空变化及驱动机制对四川省水资源可持续管理和生态系统可持续发展具有重要的指导意义。利用InVEST模型产水模块描绘四川省2000、2005、2010、2015及2020年产水量的时空分布,选取年降水量、年度潜在蒸散发量、年均气温、土壤类型、土地利用类型、归一化植被指数、数字高程模型、坡度及国内生产总值共9个驱动因子,结合全局空间自相关和XGBoost-SHAP模型,对四川省产水量的时空变化及驱动要素进行识别。结果表明: 2000—2020年间,四川省年均产水量呈现出上升-下降-上升的“N”型动态变化趋势,在2020年达到峰值(5.75×10⁵ m³)。研究区产水量表现出明显的东高西低格局,高值区主要集中在成都西南部、雅安东部、眉山和乐山等地,且随时间变化,高值区逐渐覆盖四川省的东南部。年降水量对四川地区产水量变化具有最大贡献度;年降水量与年度潜在蒸散发量交互作用直接决定了产水量的产生和变化,是研究区最重要的交互主导因子。本研究证实了XGBoost-SHAP模型在揭示驱动因子对产水量的非线性影响方面的有效性,能够更直接、清晰地识别关键驱动因子。

北京典型生态系统森林体验指数的时间变化

罗涵, 孙艳丽, 田赟, 赵洪贤, 陈文婧, 李廷山, 张恒, 刘康龙, 李品静, 齐建东, 查天山

2025, 36(7): 2183-2191. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.029

摘要 ( 8 )

PDF (2414KB) ( 0 )

探究生态系统功能与人类之间的关系对于促进人类健康和福祉具有重要意义。目前,公众在不同生态系统中的绿色体验感缺乏系统的量化指标,尤其缺乏人在不同生态系统中绿色体验感受差异的量化指标,使得人对绿色游憩的科学选择有限。基于《森林体验指数评价技术规范(DB11/T 2029—2022)》,结合北京10个典型生态监测站点原位实时连续监测数据,通过舒适度、健康度和调节度3个维度,分析北京市典型森林、湿地和城市绿地生态系统的森林体验指数(FEI)在日、月和季节尺度的变化规律,探明不同生态系统类型间FEI不同时间尺度的异同。结果表明: 湿地生态系统的FEI值最高,其次是森林和城市绿地生态系统。在日尺度上,研究区FEI在7:00—9:00和16:00—19:00出现峰值,且从春季到冬季,上午时段FEI峰值的时间点向后位移,由春季7:00到冬季9:00,下午时段向前位移,由春夏季的18:00—19:00提前到秋冬季的16:00—17:00。在月尺度上,3—10月,湿地生态系统FEI的月均值最高,其他月份3种生态系统FEI值相差较小。舒适度和调节度在3—9月呈增大趋势,10月—次年2月减小;舒适度、调节度和健康度的最大月均值分别在9月、7月和7月,最小月均值分别在12月、12月和3月。不考虑气象预警的情况下,FEI的季节均值在夏季最高,其次是秋季和春季,冬季最低;舒适度、健康度和调节度在夏季和秋季一般高于春季和冬季。FEI在不同时间尺度的变化与生态系统的调节功能密切相关。研究结果可为公众绿色游憩提供科学参考,也可为提升北京花园城市建设和生态系统服务功能评价提供基础数据。

蚂蚁筑巢对高檐蒲桃热带次生林土壤甲烷氧化动态的影响

张烨, 王邵军, 殷铭, 郝鑫, 陆婵, 颜营林, 郭晓飞

2025, 36(7): 2192-2200. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.031

摘要 ( 7 )

PDF (1978KB) ( 0 )

为探明蚂蚁筑巢对热带森林土壤甲烷(CH₄)氧化动态影响的生物与非生物学机制,以西双版纳高檐蒲桃热带次生林群落为研究对象,运用室内甲烷氧化培养方法及气相-色谱法研究蚁巢和非蚁巢土壤甲烷氧化速率的动态特征,分析蚂蚁筑巢引起热带次生林土壤功能微生物群落组成、多样性及土壤理化环境的改变对甲烷氧化速率的影响。结果表明: 1)蚂蚁筑巢显著影响土壤甲烷氧化速率。蚁巢平均土壤甲烷氧化速率(0.32±0.13 pmol CH₄·g^-1·h^-1)相较于非蚁巢(0.24±0.12 pmol CH₄·g^-1·h^-1)提升了36.1%;蚁巢湿季和干季土壤甲烷氧化速率分别是非蚁巢的1.2和1.7倍;蚁巢和非蚁巢土壤甲烷氧化速率均沿土层加深而递减,蚁巢0～5、5～10、10～15 cm土层甲烷氧化速率较非蚁巢分别增加了39.8%、31.6%和36.2%。2)蚂蚁筑巢改变土壤功能微生物组成和多样性。相较于非蚁巢,甲烷氧化菌优势目(根瘤菌目)和优势属(甲基孢囊菌属)相对丰度增幅分别为7.3%和30.6%,甲烷氧化菌Ace、Chao1和Shannon指数提高了17.6%～29.1%。3)蚂蚁筑巢改变了土壤理化性质。相较于非蚁巢,蚁巢土壤微生物生物量碳、氮、有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、全氮、水解氮、铵态氮和硝态氮增幅达11.6%～77.6%,而土壤容重和pH降幅达6.8%～21.2%。4)方差分解分析表明,土壤理化因子、微生物生物量、微生物多样性和微生物功能菌分别解释了甲烷氧化速率57.5%、26.8%、18.2%和10.8%的变异。随机森林模型结果表明,土壤微生物生物量碳、氮是影响甲烷氧化速率的主控因子,其对土壤甲烷氧化速率的贡献率分别为16.1%和18.3%。因此,蚂蚁筑巢主要通过介导土壤微生物生物量碳、氮的变化,调控热带次生林土壤甲烷氧化速率。

宁夏盐碱区排水沟不同类型岸边带氨氧化过程及其影响因子

孙西燕, 祁若曈, 李宏旭, 郑兰香

2025, 36(7): 2201-2212. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.033

摘要 ( 8 )

PDF (2490KB) ( 0 )

氨氧化过程是岸边带氮循环的重要环节。为探究宁夏银北盐碱区排水沟不同类型岸边带土壤氨氧化过程,选取宁夏第三排水沟砾石芦苇混合带、芦苇带、高盐地肤带、马蔺护坡带和裸土带5种不同类型的岸边带,测定土壤潜在硝化速率(PNR)和环境因子,并基于宏基因测序和qPCR技术分析氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构和功能基因。结果表明: 岸边带总的潜在硝化速率(PNR_total)为0.47～1.37 μmol N·g^-1·d^-1,且AOA的潜在硝化速率(PNR_AOA)大于AOB的潜在硝化速率(PNR_AOB);AOA amoA基因拷贝数(2.63×10⁶～2.06×10⁷ copies·g^-1)显著高于AOB amoA(7.14×10⁵～9.55×10⁶ copies·g^-1)。芦苇带、砾石芦苇混合带以及马蔺护坡带的PNR和amoA基因拷贝数均高于高盐地肤带和裸土带,岸边带硝化过程由AOA主导。AOA均来源于亚硝化球菌门,优势属为未分类菌属unclassified_f__Nitrososphaeraceae和Candidatus Nitrosocosmicus。不同类型岸边带铵态氮、亚硝态氮、硝态氮、电导率、总有机碳和总氮等理化因子存在显著差异,PNR_AOA和PNR_total受到铵态氮、总氮、总有机碳和pH的显著影响,PNR_total与AOA amoA基因拷贝数呈极显著正相关。结构方程模型(SEM)表明,pH和总有机碳是岸边带硝化过程的主要影响因子,AOA amoA基因拷贝数对硝化速率有显著的正向影响。

黄河口海域表层沉积物重金属空间分布与来源解析

樊文政, 王娇, 姜少玉, 池建宇, 陈琳琳, 李宝泉, 陈静, 刘晓玲

2025, 36(7): 2213-2222. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.032

摘要 ( 8 )

PDF (2076KB) ( 0 )

为研究黄河口海域表层沉积物重金属的分布特征、生态风险与潜在来源,对10种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、V、Co、Mn与As)的含量进行测定分析。结果表明: 黄河口海域表层沉积物重金属含量符合海洋沉积物质量一类标准,其中Mn的平均含量最高(676.60 mg·kg^-1),Cd最低(0.17 mg·kg^-1)。As与Pb高值区集中分布在小清河口至黄河口西北部海域,其他重金属高值区多集中在黄河口及其西北部海域。Cu和Zn无富集,其他重金属均为轻度富集,其中Cd富集系数最高(1.76);Cd地累积指数亦最高(0.32),其他重金属地累积指数均小于零;黄河口海域表层沉积物重金属潜在生态风险指数依次为Cd＞As＞Pb＞Co＞Cu＞V＞Ni＞Cr＞Mn＞Zn,整体表现为中等潜在生态风险。自然来源(Ⅰ)、流域工农业-居民生活复合源(Ⅱ)与河口油田开采-农业复合源(Ⅲ)对该区域重金属的贡献率分别为40.1%、34.6%和25.3%,其中Cd主要来源于人类活动,源Ⅱ和Ⅲ对Cd的贡献率分别为36.6%和38.4%。综上,该区域需重点关注与管控Cd,人类活动是黄河口海域表层沉积物重金属的主要来源。

红树林不同深度沉积物的细菌群落组成

丁宏广, 杜思懿, 贾瀚文, 杨弦, 潘莹

2025, 36(7): 2223-2229. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.011

摘要 ( 9 )

PDF (1625KB) ( 0 )

红树林是潮间带生产力最高的生态系统之一,具有非常重要的生态功能。本研究使用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法,系统分析了香港米埔红树林不同深度沉积物中细菌群落组成及其与环境因子的相关性。结果表明: 不同深度沉积物中的PLFA含量差异显著,其总量从表层(0～5 cm)的37.25 μg·g^-1递减至深层(25～30 cm)的19.52 μg·g^-1;其中厌氧细菌(12.23～24.15 μg·g^-1)占比最高,其次为革兰氏阴性菌(3.19～6.45 μg·g^-1)、好氧细菌(1.99～4.34 μg·g^-1)和革兰氏阳性菌(1.62～4.47 μg·g^-1),各类群丰度均随深度增加显著降低。冗余分析(RDA)表明,红树林沉积物中PLFAs的组成受污染物多溴联苯醚(PBDEs)及总有机质(TOM)、总氮(TN)、氧化还原电位(Eh)、三价铁离子(Fe³⁺)、pH等基本理化因子的显著影响(校正R²=0.75)。方差分解显示,沉积物基本理化因子解释了PLFAs组成差异的26.0%,PBDEs单独解释了6.0%。TOM、TN、硫酸根(SO₄^2-)、Fe³⁺、pH和PBDEs均与革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、好氧菌、厌氧菌、嗜热解氢杆菌的丰度呈明显的相关性。本研究利用PLFAs方法系统解析了红树林沉积物中细菌的垂向分布特征及其驱动因素,为解析该生态系统的物质循环与能量流动提供了重要的微生物学依据。

黄河河南段浮游动物群落结构及影响因素

卢思泽, 李辰林, 周志国, 刘谦, 高云霓, 董静, 张景晓, 袁华涛, 李学军, 高肖飞

2025, 36(7): 2230-2238. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.034

摘要 ( 9 )

PDF (2030KB) ( 0 )

为分析黄河河南段浮游动物群落结构及关键影响因素,本研究于2021年7月对黄河流域河南段典型断面(干流、支流及水库)的浮游动物进行了采样调查。结果表明: 黄河河南段共鉴定出浮游动物32属47种,密度变化范围为0.4～612.8 ind·L^-1,萼花臂尾轮虫、螺形龟甲轮虫、前节晶囊轮虫是全河段主要优势种。干流具有较高的群落多样性和较低的丰度,支流多样性低、丰度高,浮游动物群落结构呈现明显的空间异质性。支流浮游动物资源利用率显著高于干流和水库,反映了支流浮游动物食物资源的丰富和高质量特征。电导率、铵氮和高锰酸盐指数是影响浮游动物群落结构的主要环境因子。

三江源国家公园唐北区藏原羚适宜生境的季节差异

桑珠扎西, 杨俊毅, 安峥旭, 吴佳忆, 路晓平, 王静, 耿硕, 朱印酒, 李宁, 盛岩, 拉琼, 孟秀祥

2025, 36(7): 2239-2245. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.035

摘要 ( 8 )

PDF (1709KB) ( 0 )

藏原羚是青藏高原的特有物种、关键种及保护旗舰物种。三江源国家公园唐古拉山以北区域(简称三江源国家公园唐北区)是藏原羚的主要分布区之一,但其种群数量和生存现状不容乐观,亟需有效保护。本研究基于2023年8月—2024年3月对三江源国家公园唐北区开展的样线调查及红外相机监测所采集到的66个藏原羚分布位点,借助MaxEnt生态位模型,结合生物气候因子、地形因子、人类活动环境因子,对三江源国家公园唐北区的藏原羚进行了生境适宜性分析。结果表明: 三江源国家公园唐北区的藏原羚年均适宜区面积为2.236×10⁴ km², 占三江源国家公园唐北区面积的33%,主导环境因子为距道路距离(26.8%)、等温性(24.5%)、最冷季降水量(15.9%)和年降水量(13.0%);藏原羚生境适宜性存在季节差异,冬季的适宜生境面积为1.875×10⁴ km²(占比27.7%),小于夏季的适宜生境2.063×10⁴ km²(占比30.5%)。藏原羚冬季适宜生境主要受平均温度日较差(41.1%)、距道路距离(25.3%)、最潮湿月份降水量(22.0%)和坡度(3.3%)的影响,而夏季适宜生境主要受等温性(28.2%)、年降水量(22.8%)、距道路距离(22.8%)和年平均气温(10.5%)的影响。研究明确了三江源国家公园唐北区域藏原羚的不同季节生境适宜分布和主导环境因子,为精准的藏原羚种群就地保护提供科学依据和参考。

红蓝光对植物光合碳同化和生长发育的影响研究进展

殷丛培, 石昭瑾, 田成, 陈聪聪, 李东晓, 董伟欣, 张月辰

2025, 36(7): 2246-2256. doi:10.13287/j.1001-9332.202507.007

摘要 ( 10 )

PDF (1239KB) ( 0 )

红光和蓝光是植物光合色素吸收的主要光谱,通过光敏色素(PHY)和隐花色素(CRY)/向光素(PHOT)介导的信号通路,协同调控植物的光合碳同化与生长发育。本文综述了红蓝光对植物光合特性及生长发育的调控机制。在光合特性方面,红光通过光敏色素B(PHYB)激活叶绿素合成基因(HEMA1、CHLH),提高叶绿素b含量,但抑制类胡萝卜素积累;蓝光通过隐花色素1/2(CRY1/2)上调PSY、PDS等基因,促进类胡萝卜素合成。红蓝光组合通过优化栅栏/海绵组织厚度及气孔导度,显著增强光合速率和电子传递效率,其中蓝光可缓解红光诱导的PSⅡ光抑制,提高PSⅡ 最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ 实际光化学效率(Φ_PSⅡ)。在生长发育方面,红光通过PHY-生长素途径促进茎伸长,但抑制根系活力;蓝光通过CRY-PIN3信号增强根系吸收面积并抑制下胚轴徒长。红蓝光协同调控开花时间,红光通过光敏色素 B-光敏色素互作因子样蛋白-CO蛋白复合体(PHYB-PHL-CO)延迟开花,而蓝光通过隐花色素 2/CO蛋白-FT蛋白通路(CRY2/CO-FT)促进开花,组合光可延长花期并提高花器官品质。本文还综述了红蓝光在植物工厂、育种加速、工厂化育苗和航天育种等多个领域的应用。当前仍需解析光受体交叉调控的分子网络,建立多因子耦合模型,并开发作物特异性光需求数据库。未来应结合基因编辑与智能光控技术,定向优化光合-形态协同机制,推动设施农业向高效化、智能化发展,为现代农业高光效、优质栽培以及高产育种实践提供理论支撑和技术参考。

当期目录