摘要:

摘要:为了解贵州高原水源红枫湖水库的浮游植物功能类群及其时空分布特征,于2012年至2013年枯水期(11月)、平水期(4月)、丰水期(7月)对红枫湖浮游植物与水体进行分层采样分析。研究结果表明,水库浮游植物可分为25个功能群,其中S1、F、J、B、D、S2、Y、L_M是红枫湖主要代表性功能群,而W1、A、W2、K、X3 出现频率较低,主要功能群生境特征都适应于中富营养水体,S1适应于透明度较低、混合程度较高的中富营养水体,F适应于深层混合的中至富营养湖泊,J适应于混合的高富营养浅水水体,B对分层敏感适应于中营养水体;各采样点主要浮游植物功能群季节变化大体相同,枯水期、平水期各采样点功能群较少,丰水期功能群最为丰富;水温是影响红枫湖浮游植物功能类群分布变化的主要因子;浮游植物生长策略变化规律为:枯水期CR/R/S策略藻种→平水期R/CR/CS策略藻种→丰水期R/CR/CRS/C策略藻种,水体浮游植物优势功能群在物质供给、能量输入均较理想的条件下能充分生长,随着能量限制程度的增加而较其他类群更具耐受性;通过浮游植物功能群与水体环境相互关系可以得出:红枫湖水体处于中富营养状态。

摘要:针对藻类生长具有高度非线性特征和实际采样样本间隔稀疏的问题,采用了混沌理论对采样序列的混沌特征量进行估计。采用C-C方法估计时间序列的嵌入维和延迟时间,采用G-P算法对关联维进行估计,并采用小数据量法估计最大Lyapunov指数,最终可实现对最长可预测时长的估计。以易北河为例,对易北河水体叶绿素a 1997年至2001年间各年的观测序列进行了混沌分析,分析结果表明,各年的叶绿素a观测序列均具有低维混沌特性,关联维D=2.75-4.02,各年的叶绿素a序列的最长预测时间变化范围为8.01-18.94 d,平均为13.98d(约2周)。采用同样方法对5a易北河连续日径流量时间序列分析表明,该径流量也具有低维混沌特性(最大Lyapunov指数λ₁=0.0125),径流量的最长预测时间估计约为80 d。气候因素的混沌特性对藻类生长表现出的混沌特征的影响可能要大于径流量等水文因素的影响。

摘要:采用水声学方法系统地对天目湖春夏秋冬四季鱼类水平和垂直空间分布进行了调查研究,同时对昼夜探测的差异性进行了比较,并对不同季节间鱼类聚群形态进行了探讨。研究结果表明,天目湖鱼类在不同季节间存在规律性水平迁移,从全湖角度分析,天目湖鱼类资源昼夜间的水平空间分布无明显差异特征,但在春末和夏季的局部区域里,昼夜间鱼类存在一定近岸-远岸的水平迁移;不同季节和昼夜间,鱼类垂直分布差异明显,且在存在温跃层的夏季7月昼间,鱼类密度垂直分布与水温的垂直分布关系密切,温跃层以下的鱼类密度基本为0;天目湖鱼类在四个季节都属于成群分布类型,但季节间鱼类聚群形态不同,在冬季的1月呈现出典型的聚集,相对于昼间,春夏季鱼类在夜间分布更为均匀、分散,且水平探测表明在夜间水体表层存在大量鱼类分布。

摘要:采用实验生态学的方法研究了不同温度和流速对两个年龄组洛氏鱥呼吸代谢的影响。结果表明,1龄和2龄洛氏鱥在4 ℃水体中基本不摄食生长十分缓慢,随着水体温度升高,鱼类摄食和生长情况出现好转。在温度4 ℃增高至28 ℃的过程中,除流速16 cm/s和18 cm/s条件下水温由24 ℃升28 ℃时耗氧率出现降低外,其余流速下洛氏鱥耗氧率均随着温度升高而增加,呈典型的指数增长趋势Y=ae^bx,R²值均高于0.90;在流速由8 cm/s增至18 cm/s的过程中, 虽然1龄组在低于20 ℃和2龄组低于24 ℃水体中耗氧率随流速增加而增加,但1龄组在温度24、28 ℃和2龄组在28 ℃的水体中当流速增至16 cm/s时耗氧率达到最大值,1龄组持续30 min和2龄组持续1 h后出现鱼体紧贴栏鱼网的现象。通过分析得出,洛氏鱥的呼吸代谢受到温度、水流和个体大小等因素的相互影响,个体较大的2龄洛氏鱥对水环境的适应范围明显强大于1龄鱼,流速为12-14 cm/s温度为16-24 ℃和流速为16 cm/s温度为16-20 ℃是1龄洛氏鱥理想养殖条件,流速12-16 cm/s温度8-24 ℃是2龄洛氏鱥理想养殖条件。

摘要:当生态学家探求在破碎化的栖息地中,群落物种的共存机制、多样性、局域尺度的性质和过程被放到更广阔的时空框架内时,就出现了"集合群落"这一概念。Leibold提出了集合群落概念,他们将一个集合群落定义为局域群落集,这些群落由各个潜在的相互作用的物种的扩散连接在一起。集合群落理论描述了那些发生在集合群落尺度上的过程,并且提出思考关于物种相互作用的新方法。集合群落概念为群落生态学提供了一个新的革命性的范式,集合群落研究的最基本问题是同一系统中多物种共存的机理、多样性的形成原因与维持机制。该范式强调区域范围内群落中的综合变异,强调环境特证和栖息地之间通过扩散调节的生物相互作用和空间变化。Leibold 等提出了解释集合群落结果理论上的4个生态范式,即(1)中性理论;(2)斑块动态理论;(3)物种分配理论;(4)集团效应理论。之后有大量有关检验这4种生态理论的研究,但是有关陆地脊椎动物系统的集合群落的研究较少。2010-2012年,通过在内蒙古阿拉善荒漠景观中的8个固定样地中,对啮齿动物、栖息地环境因子进行调查。利用冗余分析和偏冗余分析,评估环境特征和空间特征对物种组成的影响。结果表明,环境特征独自解释72.8%的啮齿动物物种组成变化,空间特征独自解释33.8%的物种组成变化,环境特征和空间特征共同解释86.5%的啮齿动物物种组成变化,结果显著(P= 0.032);去除环境特征之后,空间特征解释13.7%的变化(P= 0.246),结果不显著;去除空间特征之后,栖息地变化解释52.7%的变化(P= 0.016);环境特征和空间特征的交互作用解释20.1%的物种组成的变化,该区域啮齿动物群落构成集合群落,物种共存中环境特征起着主导作用,由物种分配理论解释该集合群落结构。

摘要:被毛在哺乳动物适应性进化过程中执行保温和保护两个重要功能,其形态结构上存在的功能适应性特征因所处的部位不同而表现出适应性分化现象,由动物体躯干至四肢末端呈显著的梯度变化。以黑龙江省通河林区黄鼬东北亚种(Mustela sibirica manchurica)冬季雌雄成体各10只完整毛皮对象,研究了背中部、腹中部和后肢下部3个部位的直针毛、披针毛、绒针毛、绒毛,以及后趾部硬毛的被毛性状因子,统计分析表明:通河林区黄鼬相同身体部位4种类型毛的长度和细度指标均为直针毛 > 披针毛 > 绒针毛 > 绒毛,相同部位4种类型毛长度的相关性极显著,直针毛细度与披针毛细度相关性极显著(P < 0.01),绒针毛细度与绒毛细度相关性极显著(P < 0.01),这种特征使得被毛在整体结构上为实施保温和保护功能奠定基础;同时,黄鼬被毛各性状的保温功能从背部向后趾部呈递减趋势,而保护功能则呈现递增趋势,被毛形态结构性状上的分化与动物机体异温性充分结合,对于黄鼬适应寒冷的森林生态环境具有重要意义。

摘要:2013年8至12月,对陕西省米仓山国家级自然保护区境内野生猕猴的种群数量及其社会结构进行调查,并估测该物种栖息环境的偏好性。通过在预先选取的样区域内采用"V"型路线调查法调查,发现该区域生活12群,共有460-500只野生猕猴。结合对其中5个猴群长时间的持续跟踪观察,统计得出成年个体占45.93%,未成年个体占34.45%,幼仔占19.61%,成年与未成年比例为1.33,成年雄雌的比例为0.36。并证实猕猴倾向于选择海拔700-1600 m裸露的悬崖峭壁、平缓山坡农田带上缘、灌丛-森林带和半山中部及以上区域的阔叶林带下缘活动。

摘要:凹耳臭蛙(Odorrana tormota)是一种小型山溪蛙类,由于叫声独特,种内具有超声通讯功能而引起国内外相关专家的广泛关注。首次针对皖南凹耳臭蛙地理分布、生境选择以及人为干扰强度对种群密度的影响进行了研究。共调查了9县1区32条不同的山溪,发现其中的16个有凹耳臭蛙分布,除黄山区的香溪和浮溪具文献记录外,其余14个分布点均为首次报道。基于现存凹耳臭蛙分布点的水系关系,推测该物种在皖南的分布呈现出以青弋江、新安江和水阳江三大水系为纽带、间断分布的格局。对其中10个分布点222只凹耳臭蛙生境选择的统计结果表明,在夜晚活动周期内,该物种对乔木、灌木丛、草本植物、岩石、沙滩和倒伏朽木等不同生境的选择具有显著差异(F_{5, 54}=25.75, P < 0.001),栖息在草本植物和灌丛中蛙的数量明显多于栖息在其它几种生境类型中的蛙类。暗示溪流沿岸的草本植物和灌丛对该物种的生存和繁衍具有重要意义,乔木对其非活动周期的隐蔽可能具有不可替代的作用。根据人类活动对其栖息地破坏程度,将人为干扰程度划分为强、中和弱3种不同强度,对不同干扰强度下种群相对密度进行单因素方差分析。结果表明,中等干扰强度下的种群密度显著高于其它两种强度下的种群密度(F_2,13= 8.155, P=0.005)。推测适度的人为干扰可能增加了栖息地内昆虫的种类和数量,对蛙类的生存和繁衍更为有利。但随着人为干扰强度的增强,对溪流沿岸植被的破坏更为剧烈,种群密度显著下降。

摘要:种子大小是影响鼠类对种子扩散和分散贮藏的一个重要因素,但有关种子大小对分散贮藏影响的研究结果尚存在一定争议。2012年9月,在小兴安岭南麓带岭区东方红林场利用微型无线电标记技术研究鼠类对大、小胡桃楸种子的多次分散贮藏,进一步探讨种子大小对种子扩散的影响。结果表明:1)胡桃楸种子大小并不影响鼠类对坚果的选择及分散贮藏偏好。胡桃楸大、小种子被扩散的比例分别为100%和95.6%,鼠类对两类种子的埋藏率也十分接近(χ²=0.045, df=1, P=0.831);2)鼠类对胡桃楸大、小种子的扩散次数无显著差异(F=2.710,df=1,P=0.103),大种子被鼠类扩散的平均次数为1.67±0.10,小种子为1.91±0.10。3)胡桃楸大种子的初次、次级扩散距离均显著高于小种子,种子大小也显著影响扩散的净距离和总距离,大种子比小种子扩散的较远。基于无线电标记技术,研究结果准确评价了种子大小对胡桃楸种子扩散距离的影响,进一步支持了大种子扩散较远的假说。

摘要:对黑河天涝池流域的5种典型植被类型(干草原、亚高山草原、亚高山灌丛、祁连圆柏林和青海云杉林)的土壤呼吸速率及其影响因子进行测定分析。结果表明:5种植被类型土壤呼吸速率具有典型的日变化和月变化模式;5种植被类型土壤呼吸速率大小表现为亚高山草原 > 干草原 > 亚高山灌丛 > 祁连圆柏林 > 青海云杉林,土壤呼吸速率的变化范围因植被类型的不同而有所差异;5种植被类型土壤呼吸速率与土壤温度、地表温度和大气温度呈显著的指数关系,且与地表温度和大气温度的相关性强于土壤温度;5种植被类型的土壤呼吸速率与湿度呈显著的线性负相关,R²为 0.55-0.93,与风速呈显著的线性正相关关系;通过主成分分析表明影响5种植被类型土壤呼吸速率的主要因素各不相同,整体表现为在整个生长季 0-60 cm土壤的水热状况是主要的影响因素,其次是土壤表层的环境因子,最后为太阳辐射。

摘要:土壤侵蚀环境直接影响土壤的特性,对土壤微生物的形成和稳定具有重要的影响。土壤微生物量推动着土壤的物质循环和能量流动,对土壤中各种环境的变化有很强的敏感性。土壤酶活性能表示土壤微生物功能的多样性,与土壤微生物量有着紧密的联系。为了探究不同侵蚀环境对土壤微生物量和酶活性的影响,以黄土丘陵区陈家坬小流域为研究区,选择5种不同侵蚀环境下0-10cm和10-20cm土层的土壤为研究对象,对土壤微生物量及其土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性进行了研究。结果表明:(1)土壤微生物量碳、氮、磷含量均表现为0-10cm大于10-20cm土层;土壤微生物量碳和磷在阴沟坡最大,在阳梁峁坡和峁顶较小,且阴沟坡和峁顶差异显著;土壤微生物量氮在阳沟坡最大,阴阳梁峁坡最小,差异性显著(P < 0.01)。(2)土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均表现为0-10cm大于10-20cm土层,且在不同侵蚀环境下均表现为阴梁峁坡最大,阳梁峁坡最小。(3)相关性分析表明,土壤微生物量碳、氮、磷与土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性之间均有极显著的正相关。

摘要:土壤分级组分是研究其碳氮动态的基础,次生杨桦林作为东北地区主要的天然林类型,目前相关数据的欠缺状态要求对此进行深入研究。为此,采集 0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm长白山次生杨桦林土壤,通过土壤颗粒组分物理化学分级方法,将土壤分成5种组分:沙和稳定团聚体土壤组分(SA)、酸不溶土壤组分(AI)、易氧化土壤组分(EO)、颗粒态土壤组分(P)和可溶性土壤组分(S),进而分析了不同组分的质量分数、碳氮含量、碳氮分配比例及红外光谱5类官能团相对含量,旨在探讨次生杨桦林土壤固碳、氮供应机制。结果显示,接近90%的土壤质量集中在稳定组分AI(66.21%)和SA(22.11%)上,导致稳定组分中碳截获量最大(占土壤总碳量的2/3),而且其C/N比活跃组分(P和EO)大2-9倍;与碳不同,由于活跃组分中N含量比稳定组分大4-80倍,致使活跃组分P和EO氮的分配比例最大,分别占土壤总氮的33.1%和26.0%;除了占土壤质量很少的P和S外,组分间以及组分内的碳氮间多具有显著相关关系。这种土壤碳、氮在不同组分间贮存方式的差异使得土壤碳储存稳定性更高、而N肥力供应更快速。伴随不同组分碳氮储存的变化,不同组分间红外官能团存在显著差异,AI组分中绝大多数官能团相对含量均最低,而P和S组分中绝大多数官能团相对含量均较高,绝大多数官能团相对含量与碳含量、氮含量呈现显著的正相关关系,反映了官能团具有维持土壤碳氮的功能。同时,官能团与土壤C/N具有显著相关关系,反映出组分官能团相对含量的高低具有指示组分化学活性高低的作用。研究发现对于林分土壤的碳截获与氮供应的机制阐明具有重要的科学意义,这为深入了解东北次生杨桦林碳氮动态及对未来气候的响应提供基础数据。

摘要:以甘肃秦王川引大灌区盐渍化土壤为背景,以当地5种耐盐植物为材料,采用根袋法盆栽试验动态研究了淋洗结合植物种植对盐渍化土壤改良的效应。结果表明:与种前相比,单纯的淋洗作用对土壤pH值影响不大,而淋洗结合植物种植明显降低了土壤pH值,且根际土壤pH值小于非根际土壤的,5种耐盐植物中霸王根际土壤pH值降低幅度最大,达0.6个单位。K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-和SO₄^2-在5种植物根际土壤中均有不同程度的富集,富集程度因物种的不同而不同,随培养时间的延长而呈波动状态。5种供试植物和对照组土壤中的6种主要的可溶性盐分离子随淋洗次数和培养时间的延长呈下降趋势。在培养120 d后,单纯淋洗的土壤中K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-和SO₄^2-的含量相比种前平均分别降低了33.3%、26.1%、35.6%、32.5%、35.5%和36.3%,植物吸收带走的上述各离子的含量平均分别占种前的46.2%、8.1%、30.2%、7.2%和21.6%,其中霸王吸收带走的盐分离子最多,而淋洗结合种植植物的土壤中上述各离子的含量与种前相比平均分别降低了67.25%、63.73%、83.8%、67.5%、81.55%和78.46%,由此可见,淋洗结合植物种植的脱盐效果优于单纯淋洗,且土壤中主要的盐分离子Na⁺、Cl^-和SO₄^2-的含量降低幅度最大,通过计算得出,在Cl^-、SO₄^2-和Na⁺减少的总量中还有37.73%的Na⁺、38.22%的Cl^-和35.14%的SO₄^2-的减少量是由植物根系的物理化学作用机制引起的。

摘要:为了探讨草地不同植物功能群土壤微生物碳源利用差异,利用Biolog-ECO微平板检测法,研究了松嫩放牧草地禾草 (Grass)、羊草(Leymus chinensis)、杂类草 (Forb) 和豆科牧草(Legume) 4种植物功能群土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征。结果表明,在培养的240 h内,4种不同植物功能群的土壤微生物对碳源的利用程度均随着时间的延长而升高,表明微生物代谢活性随着时间而增强;不同植物功能群土壤微生物总体活性(AWCD) (P < 0.001)、Shannon-Wiener指数(H)(P < 0.001)、物种丰富度(R) (P = 0.005)、Pielou均匀度指数(E) (P < 0.001)差异显著;其中禾草的各项指数明显高于其他3种(P < 0.01),杂类草的各指标均最低。禾草、羊草对糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类有较好的利用,豆科牧草除羧酸类外对其他碳源都有更好的利用,杂类草只对酚类碳源利用率最高,而对其他碳源利用率极低。总体得出4种功能群土壤微生物的碳源利用率顺序为:禾草 > 羊草 > 豆科牧草 > 杂类草。

摘要:针对污染胁迫下土壤微生物群落变化和代谢变异等问题,基于平板稀释法和Biolog微平板分析方法,研究了陕北黄土高原石油污染土壤微生物群落结构、代谢特征及其功能多样性。结果表明,不同类群的土壤微生物对石油污染胁迫的响应不同,污染土壤细菌和真菌数量高出清洁土壤1个数量级,而污染土壤的放线菌数量极显著减少(P < 0.01);污染土壤和清洁土壤微生物对糖类和多聚物类碳源较易利用,污染土壤微生物总体上代谢碳源的种类和活性均低于清洁土壤。微生物群落主成分分析(PCA)表明,石油污染土壤和清洁土壤的微生物群落存在显著差异(P < 0.01),起分异作用的碳源主要为糖类,其次是羧酸类和氨基酸类;随着土壤石油含量增加,典型变量值变异(离散)增大,土壤微生物群落结构稳定性降低。微生物群落多样性分析表明,Shannon丰富度指数(H)、McIntosh均一度指数(U)和Simpson优势度指数(1/D)均达到极显著差异(P < 0.01),污染土壤微生物群落H和U低于清洁土壤,但是一定浓度的石油污染可以刺激土壤微生物群落中优势种群的生长,1/D增高。研究结果为陕北黄土高原石油污染区土壤微生物修复提供理论基础。

摘要:选取我国中亚热带典型的常绿阔叶林米槠天然林(Castanopsis carlesii)为研究对象,采集林内米槠凋落物并通过挖剖面法分6个土层采集土样至1 m。通过浸提米槠凋落物得到可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)溶液并在室内模拟其在不同土层的淋溶过程,不仅分析了土壤性质对DOC淋溶的影响,还研究了淋溶前后DOC化学结构的变化,以阐明DOC在不同土层中的迁移特征及影响因素,探寻米槠天然林土壤的固碳潜力和DOC在土壤有机碳循环中的作用。结果表明:(1)下层土壤比上层土壤吸附DOC的能力更强,亲水性DOC与疏水性DOC间会争夺土壤颗粒表面的吸附位点,而且芳香化合物和大分子物质等疏水性DOC组分会被优先吸附;(2)红外光谱表明,芳香类和醚类等疏水性物质会优先被吸附,烷烃类物质却不易被吸附,土壤中原有的酚、醇类亲水性物质会被初始DOC中的疏水性物质置换出来;(3)土壤DOC的截留能力与粘粒、游离氧化铁含量呈极显著正相关,而与土壤有机碳和砂粒含量呈极显著负相关,其中土壤有机碳的含量是影响米槠天然林不同土层DOC截留量的关键因素。

摘要:蚁播植物种子上常附着有蚂蚁喜食的油质体,该物体可吸引蚂蚁取食或为蚂蚁提供钳着位点从而影响种子散布。为进一步揭示油质体在种子散布中的作用,在野外研究了4属5种典型蚁播植物包括小花宽瓣黄堇(Corydalis giraldii Fedde)、假刻叶紫堇(C. pseudoincisa C. Y. Wu)、白屈菜(Chelidonium majus L.)、紫花堇菜(Viola grypoceras A. Gray)和柔毛淫羊藿(Epimedium pubescens Maxim.)其相应的搬运蚂蚁即玉米毛蚁(Lasius alienus (Foerster))和尼特纳大头蚁(Pheidole nietneri Emery)对植物完整种子(SE)、去除油质体的种子(S)和粘有人工模拟油质体的种子(S+H)的搬运行为和搬运效率。结果显示,蚂蚁对相同植物3类种子的触碰和检查次数均无显著差异。蚂蚁对种子的尝试搬运次数除玉米毛蚁对小花宽瓣黄堇、假刻叶紫堇和白屈菜去除油质体的种子(S)显著高于完整种子(SE)和粘有人工模拟油质体的种子(S+H)外,其它的均无显著差异。玉米毛蚁对小花宽瓣黄堇、假刻叶紫堇、白屈菜和紫花堇菜以及尼特纳大头蚁对小花宽瓣黄堇、假刻叶紫堇和紫花堇菜完整种子(SE)的搬运效率显著高于粘有人工模拟油质体的种子(S+H)和去除油质体的种子(S),此外,玉米毛蚁对小花宽瓣黄堇粘有人工模拟油质体的种子(S+H)的搬运效率显著高于去除油质体的种子(S)。这说明玉米毛蚁在搬运小花宽瓣黄堇种子过程中油质体不仅起到吸引作用,而且起到钳着位点作用;玉米毛蚁在搬运假刻叶紫堇、白屈菜和紫花堇菜以及尼特纳大头蚁搬运小花宽瓣黄堇、假刻叶紫堇和紫花堇菜种子过程中油质体仅起到吸引作用。研究表明油质体可通过对蚂蚁起吸引作用,或同时起吸引和钳着位点的双重作用等影响种子散布,油质体的影响作用不但取决于植物种类,也与搬运蚂蚁的种类有关。

摘要:采用盆栽试验,利用开顶式气室(Open Top Chamber,OTC)研究了5个籼稻品种在高、低铜镉复合污染土壤上,CO₂浓度升高对水稻生长及吸收Cu、Cd和矿质元素Fe、Zn、Ca、Mn的影响,并对稻米中Cd的安全性进行了评价,了解Cd污染对人类健康的潜在风险。结果表明:CO₂浓度升高,显著降低了低复合污染土壤上稻米的生物量,而显著增加了高复合污染土壤上的稻米生物量。CO₂浓度升高降低了低污染土壤上稻米Cu含量,降低幅度为4.75%-24.49%,增加了高污染土壤上稻米Cu含量,增加幅度为6.60%-40.37%;而稻米Cu的总吸收量在低、高复合污染土壤上均是降低的。低、高复合污染土壤上,CO₂浓度升高显著降低了三香优974稻米的Cd含量和吸收量;增加了其他4个品种稻米Cd含量和吸收量。CO₂浓度升高对不同品种稻米中Fe、Zn、Ca、Mn含量影响存在显著差异。CO₂浓度正常、升高条件下,两种污染土壤上金优463稻米中Cd含量超过食品卫生标准(Cd≤0.2 mg/kg),三香优974在正常CO₂浓度条件下其稻米Cd含量超过食品卫生标准。在低、高复合污染土壤上,金优463和三香优974稻米中Cd的THQ值均大于1,说明对人体暴露接触的潜在风险比较严重。CO₂浓度升高显著降低了三香优974稻米中Cd对人体暴露接触的潜在风险,而对其他4个水稻品种稻米Cd的THQ值影响不明显。

摘要:大翅霸王是多年生早春开花草本植物,是准噶尔荒漠地区的建群种之一。对野生大翅霸王的生殖物候、果实形态、结实格局和种子萌发特性进行了研究。结果表明:(1)大翅霸王的营养期生长期为20-30 d,占整个生活周期的1/4,生殖生长期长约90-100 d,其中花期约占1/2,果熟期短;(2)大翅霸王种群能产生3种形态的果实,可将植株分为5翅型、4/5翅型和3/4/5翅型植株,它们分别占种群植株数的3.45%、83.15%和13.40%。(3)依据个体大小的变化,3种类型果实在植株上的比例发生了显著变化。随植株个体的增大,三翅果所占比例逐渐增多,由0增加到2.65%;四翅果所占比例也增多,但在二级个体上有最大比例17.01%;五翅果实所占比例最高(> 80%)且没有显著变化。(4)三翅果、四翅果和五翅果内种子形态无差异,萌发率均小于30%;划破种皮能不同程度的加速和促进种子的萌发。大翅霸王特有的生殖物候和果实的表型多样性是其对荒漠干旱地区恶劣多变环境长期适应的结果。

摘要:森林生态系统是陆地生态系统的重要碳库,森林生态系统的生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分,对全球碳循环与碳平衡产生重要作用。以大兴安岭5种典型林型为研究对象,结合森林资源清查资料,采用地理信息技术(GIS),将5种林型分龄组分别对乔木层、林下的灌木层、草本层和凋落物层各组分的单位面积生物量、含碳率和生物碳储量进行测定和计量估算,并从林分水平上,采用分龄组的方法,计量估算了生物碳储量。结果表明:大兴安岭5种典型林型不同龄组的生物碳储量分别为:兴安落叶松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为15.20、50.96、95.80t/hm²和109.33t/hm²;白桦幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为15.36、30.67、41.62t/hm²和64.35t/hm²;樟子松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为29.89、59.92、90.01t/hm²和117.08t/hm²;蒙古栎幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为11.17、11.90、34.94t/hm²和59.49t/hm²;山杨幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林的生物碳储量分别为21.81、28.58、42.84t/hm²和64.39t/hm²。研究发现:5种典型林型不同龄组的森林生物碳储量均随着林龄(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)的增长而增加,但不同林型的碳汇功能存在差异,同一种林型在不同林龄的生物碳储量增幅差异亦较大。尤其是大兴安岭目前林分质量比较差,幼龄林和中龄林所占的比重较大,若能对现有林分加以更好地抚育和管理,该区森林植被仍具有较大的碳汇潜力,碳汇功能将进一步增强,大兴安岭在国家的生态功能区建设中将发挥更重要的碳汇功能,对此提出了森林生态系统碳增汇管理策略与管理路径。研究结果为正确认识森林生物碳储量对区域碳平衡及生态环境的影响具有重要意义,以及在未来营林、造林活动中充分发挥人工林碳汇效应提供参考依据。

摘要:活血丹(Glechoma lonituba)是唇形科活血丹属的多年生克隆草本植物。采用简单重复序列区(ISSR)分子标记技术,比较分析了3个不同斑块活血丹的遗传多样性、克隆多样性以及小尺度空间遗传结构,并探讨其与生境异质性、繁殖体传播和人为干扰的相关性。结果表明:1)活血丹物种水平的遗传多样性很低,各斑块的遗传多样性较低,以水渠边斑块最高,平葛村斑块次之,竹林下斑块最低。2)活血丹物种水平的克隆多样性较高,各斑块活血丹的克隆多样性以水渠边斑块最大,平葛村斑块次之,竹林下斑块最低。3)遗传分化系数Gst为0.7129,表明活血丹的遗传变异大部分存在于斑块间;斑块间的基因流较小,仅为0.2004。4)空间自相关分析表明活血丹一定的空间距离下存在显著的空间遗传结构,竹林下斑块在100 cm 时存在显著性正相关,其X 轴截矩为205.994cm;平葛村斑块在200 cm 时存在显著性正相关,其X轴截矩为235. 388cm;水渠边斑块在150 cm时存在显著性正相关,其X轴截矩为240.336cm。应用软件SPAGeDi 1.2软件对各斑块的空间遗传结构进行量化,表明平葛村斑块具有最强的空间遗传结构,水渠边和竹林下斑块的空间遗传结构较弱。活血丹的遗传结构、克隆结构及空间分布格局受到其繁殖体传播特征、人为干扰和繁殖权衡的影响,是其对生境异质性的适应结果。

摘要:在湖南会同生态站的人工杉木林集水区,对比研究了不同间伐强度对地表径流影响。结果表明:降雨量大小是形成地表径流的主要原因,即地表径流随降雨量上升而增大。在不出现大暴雨及特大暴雨的情形下,间伐样地产生的地表径流比对照样地小,其中,30%的间伐强度更利于减小地表径流。通过对不同月份的降雨量与地表径流的关系研究,证明了单次降雨量,而非降雨总量,才是导致地表径流形成的主要原因。通过地表径流与林下植被、土壤特性的多元相关分析可知,地表径流与枯落物量、灌木草本层盖度、土壤非毛管孔隙、水稳性土壤团聚体粒径呈显著负相关,与土壤容重呈显著正相关。间伐正是通过改变上述因子而增强了水土保持能力,减小了地表径流的形成。在人工杉木林条件下和间伐强度范围内,30%的间伐强度下的影响更显著,更有助于减小地表径流。

摘要:土壤养分供给性大小是否影响植物氮和磷再吸收效率仍存在争议。调查了广西猫儿山不同海拔常绿和落叶树种成熟和衰老叶片的氮和磷含量,探讨营养再吸收是否受到叶片习性和海拔的影响。所有树种氮和磷再吸收效率的平均值分别为56.5%和52.1%。常绿树种比落叶树种有显著较高的氮再吸收效率(P < 0.001)和磷再吸收效率(P < 0.01),这与前者有较低的衰老叶片氮和磷含量密切相关。随着海拔的上升,氮再吸收效率显著下降(P < 0.01),磷再吸收效率显著提高 (P < 0.05)。氮再吸收效率与土壤氮:磷比(r=- 0.41, P < 0.05)和成熟叶片氮:磷比(r=- 0.37, P < 0.05)负相关,磷再吸收效率与土壤氮:磷比(r=0.44, P < 0.05)和成熟叶片氮:磷比(r=0.47, P < 0.01)正相关,表明了树种对低海拔氮限制的适应逐渐转变为对高海拔磷限制的适应。此外,氮再吸收效率与年均温正相关(r=0.43, P < 0.05)而磷再吸收效率与年均温负相关(r=- 0.45, P < 0.01),这表明气温也是调节树木营养再吸收格局的重要影响因素。不同海拔树种氮和磷再吸收模式的差异可能是引起广西猫儿山常绿树种沿海拔形成双峰分布的原因之一。

摘要:为了给林地覆盖经营雷竹(Phyllostachys violascens)林可持续经营提供理论参考,探讨了休养式覆盖经营(覆盖3 a后休养3 a)、长期覆盖经营(覆盖6 a)和不覆盖雷竹林(CK)2年生壮龄竹鞭及其1级、2级根N、P、K、Mg、Ca、Fe浓度和养分迁移、内循环率的差异。结果表明:不同覆盖经营年限雷竹林N、P、K、Mg、Ca和Fe浓度总体上1级根显著高于2级根。1级根和2级根中均存在N、P、K、Mg的养分内循环,且1级根养分内循环率大于2级根,Fe、Ca内循环不明显。N、P、K、Mg养分浓度与养分迁移速率随时间的推延,1级根为持续降低,2级根为先升高后降低。与不覆盖雷竹林相比,休养式林地覆盖经营总体上提高了1级、2级根的N、P、K、Ca的浓度和P、K、Mg的迁移速率、N、P、K的迁移量、P、K的养分内循环率以及1级根Mg的浓度和迁移量、2级根N的迁移速率和Mg的内循环率;长期林地覆盖经营虽提高了雷竹1级根N、K的浓度和N的迁移量及2级根N的浓度和内循环率,但总体上降低了1级根P、K、Mg和2级根N、P、Mg的迁移量与1级、2级根P、Mg的迁移速率及P、K、Mg的养分内循环率。研究表明:雷竹林鞭根中存在明显的养分内循环,且1级根对养分内循环的贡献较大。休养式林地覆盖经营利于雷竹林对养分的循环利用,而长期覆盖经营阻碍了根系对养分的平衡吸收,减弱了根系养分的内循环,不利于雷竹林的生长更新。

摘要:作为蚁播植物种子的重要传播者,蚂蚁不但取食种子上附着的油质体,也喜食其它富含蛋白质、脂类、糖和维生素等的食物,因此环境中其它可利用食物的存在可能会影响蚂蚁对种子的搬运进而影响种子散布,但目前对于这种影响是如何发生的仍不清楚。在野外研究了蚂蚁对小花宽瓣黄堇(Corydalis giraldii Fedde)种子、肉、蜂蜜、苹果、馒头等食物的趋性和偏好程度,以及添加食物后蚂蚁对种子的拜访频率和搬运效率,以揭示其它可利用食物如何影响蚂蚁觅食和取食偏好,进而影响小花宽瓣黄堇种子散布。结果显示,在所诱捕的8种蚂蚁中,玉米毛蚁(Lasius alienus (Foerster))和丝光蚁(Formica fusca Linnaeus)是小花宽瓣黄堇种子的主要搬运者,不同食物诱捕的玉米毛蚁数量无显著性差异(P > 0.05),但蜂蜜和苹果诱捕的丝光蚁数量均显著大于种子(P < 0.05)。玉米毛蚁和丝光蚁均为杂食性,在觅食中分别行使群体募集和简单协作性募集。在仅有种子的对照处理中,玉米毛蚁和丝光蚁对种子的拜访频率分别为(38.73±4.57)头和(30.8±2.87)头(40 min, n=15),两种蚂蚁对种子的拜访频率差异不显著(P > 0.05);玉米毛蚁和丝光蚁搬运种子的效率分别为(33.87±4.22)粒和(16.27±3.35)粒 (40 min, n=15),玉米毛蚁的搬运效率显著高于丝光蚁(P < 0.05)。与对照相比,添加馒头、苹果和蜂蜜后丝光蚁对种子的拜访频率显著降低(P < 0.05),分别为(15.6±3.61)头、(9.07±1.4)头和(7.67±1.58)头(40 min, n=15);添加苹果和蜂蜜后丝光蚁对种子的搬运效率显著降低(P < 0.05),分别为(3.47±1.17)粒和(2.87±0.9)粒(40 min, n=15);添加不同食物后玉米毛蚁对种子的拜访频率和搬运效率均无显著变化(P > 0.05)。研究结果表明行使群体募集的玉米毛蚁比行使简单协作募集的丝光蚁有更高的种子搬运效率,添加食物后影响丝光蚁对种子的拜访频率和搬运效率,这说明其它可利用食物对小花宽瓣黄堇种子散布的影响与搬运蚂蚁的种类及其觅食的募集方式有关。研究结果可为进一步研究蚂蚁与植物(种子)间的互利共生关系及其影响因素提供资料。

摘要:采用时空替代法,选择黄河口未恢复区(R₀)、恢复5a区(R₂₀₀₇)和恢复10a区(R₂₀₀₂)的芦苇湿地为研究对象,研究了建群种芦苇的株高、密度、立枯物量、地上生物量的动态变化趋势。结果表明,不同恢复阶段的芦苇株高整体均呈增加趋势,且R₂₀₀₂与其它两个恢复阶段差异显著(P < 0.01);不同恢复阶段的芦苇密度亦具有明显季节动态,R₀与其它两个恢复阶段差异显著。不同恢复阶段芦苇地上及不同器官生物量整体均表现为R₂₀₀₂ > R₂₀₀₇≈R₀,其季节动态符合抛物线模型(y=b₀+b₁t+b₂t², R²≥0.90, P < 0.01)。不同恢复阶段芦苇地上器官对地上生物量的平均贡献率均无显著差异,但均以茎的贡献率最高,且表现为R₂₀₀₂ > R₂₀₀₇ > R₀。不同恢复阶段芦苇的立枯物量随时间变化均符合指数增长模型(y=A₀e^bT+B₀, R² > 0.95, P < 0.01),整体表现为R₂₀₀₂ > R₂₀₀₇ > R₀,但其差异不显著。研究发现,不同恢复阶段的湿地水文情势(积水深度和水质)是导致芦苇种群生态特征和地上生物量差异的重要因素,故建议下一步湿地恢复工程蓄水应采取少量多次补水措施,并应避开水质较差时间。

摘要:选择福建省三明市中亚热带演替前期树种马尾松和演替后期树种米槠两种人工林为研究对象,采用土芯法研究两个树种细根(直径 < 2 mm)的生物量及其垂直分布、形态以及分支结构等细根性状特征。结果表明:(1) 0-80 cm 土层米槠的细根生物量密度(0.21±0.06) kg/m³、根表面积密度(3.15±1.25) m²/m³和根长密度(2202.84±517.03) m/m³分别为马尾松的1.6、1.2倍和2.2倍,并且3个指标均随土层深度增加而降低,但演替前期树种马尾松细根在土层间分布更均匀,而演替后期树种米槠细根更富集于表层。(2)马尾松细根的直径(0.86±0.04) mm、比表面积(191±32) cm²/g分别是米槠的1.4倍和1.3倍;米槠细根的比根长(10.73±0.46) m/g、组织密度(0.49±0.06) g/cm³分别是马尾松的1.4倍和2.0倍,马尾松细根的较大直径和低组织密度的形态结构能够迅速生长占领土壤空间和适应干旱环境,而米槠细根的较小直径、高比根长和较高的组织密度使其具有较强养分竞争能力和应对取食压力;(3) 米槠的比根尖密度(4288±63) 个/g、比分叉密度(1164±155) 个/g均为马尾松的2.2倍,米槠细根的高分支系统能够迅速利用富养斑块。结论表明处于不同演替阶段的树种细根性状具有明显差异,可能反映了不同的资源获取策略。

摘要:植被恢复是西南喀斯特石漠化治理和生态重建的关键步骤。通过总结已有的结果和分析中国科学院环江喀斯特试验站部分试验数据,研究了西南喀斯特植被演替过程中群落的动态特征,结果发现:西南喀斯特沿北、中、南亚热带至北热带的海拔递减、气温和降雨量升高的梯度格局下,群落的高度、盖度增加,密度、科属种数量和物种多样性呈递减趋势;不同区域沿草丛、灌丛、灌乔丛、乔丛的顺向演替方向上,群落的高度、盖度增加、密度减小,科属种数量及物种多样性除北亚热带持续增加外,其他3个区域的最大值均出现在灌乔丛,乔丛反而有所下降;西南喀斯特植被演替是生物驱动因素与环境阻力相互作用的结果,不同区域不同演替阶段植被演替的建群种和关键种不同,其植物群落的稳定性受多样性和结构性的共同控制,因地质和生态环境恶劣,植被退化容易恢复难,充分理解和认识植被演替规律对西南喀斯特植被恢复和生态重建意义重大。

摘要:不同退耕年限退耕地的环境差异以及不同生物间的相互作用导致各阶段植物功能型物种数量不同。研究退耕地植被自然恢复过程中不同植物功能型适应策略及功能型物种数量随退耕年限的变化,对于理解植物对环境的响应机制及植物的适应策略具有重要意义。采用空间序列代替时间序列的方法,以延河流域森林草原区不同退耕年限、自然恢复的植物群落为研究对象,调查了不同退耕年限的植物群落33 个,共44 种植物,涉及16 个科35 个属,分别测定了每个物种的叶厚度、比叶面积、叶组织密度、叶片氮含量、比根长、根组织密度、细根氮含量等7 项能够反映植物生存对策且易于测量的功能性状。依据这7 项植物功能性状,采用数量分类方法将全部物种划分为3 个功能型。结果表明:(1)根据C-S-R理论,功能型Ⅰ植物用于防御的投资较多,生长速率处于中间水平,偏向于"胁迫-干扰型",功能型Ⅱ植物能够通过维持体内的养分平衡的方式对抗资源贫瘠或干旱的环境,偏向于"胁迫-竞争型"对策,而功能型Ⅲ植物吸收大量的营养和资源用于生长,偏向于"竞争型";(2)功能型Ⅰ在整个植被恢复时间序列中占据优势地位(61%-80%),并呈增加趋势,功能型Ⅱ则由恢复初期的25%降低为恢复后期的15%,功能型Ⅲ从恢复初期的14%降低到恢复后期的5%。同时,在功能型Ⅰ内部,优势物种也发生着相应的相互替代。虽然土壤养分含量整体上随着植被自然恢复时间的延长而呈上升趋势,但是植物的生存环境并未改善到不存在干扰与胁迫的程度。因此,在植被恢复初期的四、五十年内,"胁迫-干扰型"策略的植物占据着绝对优势。随着植被恢复时间的延长,能够高效利用资源且抗胁迫能力强的物种代替了以快速生长和传播为适应策略的物种。

摘要:利用中国西北干旱区122个气象站点1961-2011年月降水量资料,运用线性趋势、Mann-Kendall 非参数趋势和突变检验法、Morlet小波分析等方法研究了西北干旱区降水量空间分布及多时间尺度下的变化规律和趋势。结果表明:近50年来西北干旱区降水量呈增加趋势,95.9%的站点有增湿特征,全区增湿趋势为9.31 mm/10a(P < 0.01),但增湿幅度存在区域差异性,其中祁连山亚区(38.67 mm/10a)增湿最明显;从季节来看,冬季增湿具有全区普遍性,但夏季增湿的区域差异性特征明显。全区及各亚区降水量在20世纪80年代至90年代初有明显的突变特征,除内蒙西部亚区外均通过了0.01的显著性水平检验,降水量序列存在4、8、12a和22a振荡周期,其中22a尺度振荡周期最强,其次是12a尺度。全区32%的年份降水量属正常范围,偏干年份为24%,异常偏干年份为12%,异常偏湿和偏湿年份均为16%。20世纪70年代之前降水量略低于标准降水均值,80年代开始有区域性增湿趋势,90年代之后全区增湿均较明显,正距平年数比例由70年代的10%上升至21世纪初的80%,西北干旱区整体处于相对湿润时段,且增湿趋势明显。

摘要:新疆艾比湖湿地内间歇性裸露的干涸湖底加重了周围区域的盐渍化程度,为盐尘暴的发生发展提供了粉尘物质来源。盐碱粉末在风力作用下以颗粒物的形式悬浮在空中并向周围扩散,严重危害周边区域的生态安全和社会经济发展。本文选择研究区三期遥感影像,结合同期野外实测大气降尘及地表土壤采样数据,剖析区域土壤盐渍化与盐尘暴发生作用机制,探讨艾比湖湿地退化引发的盐尘暴在传输、沉降过程中对源地及途经区域的生态环境的影响,进而对盐尘暴的运移路径进行模拟预测。有关成果对于揭示该区域独特的盐尘暴发生及作用机制问题具有重要作用。

摘要:火烧迹地信息是研究火灾的重要参数和基础数据,也是研究全球生态系统和碳循环扰动的重要依据之一。以受森林火灾影响较为严重的黑龙江流域为研究区,以MODIS时间序列数据为数据源建立了一个分为两阶段的火烧基地提取算法(即首先设定较为严格的提取条件对最有可能发生火灾的像元--核心像元进行提取,然后设定较为宽松的阈值提取距离核心像元一定范围内的火烧像元),对2000-2011年的火烧迹地信息进行了提取,生成了研究区长时间序列火烧迹地分布图,并对其时空分布特征进行了分析。选择黑龙江省为典型验证区对算法精度进行了验证,结果显示算法的整体精度较之以往的算法有了一定程度的提高。

摘要:协调城市扩张与生态敏感区保护之间的矛盾是当前我国新型城镇化建设中的一项重要任务,但基于传统供需平衡模式或历史惯性驱动模拟的城市规划布局可能导致一系列潜在的生态环境问题。根据城市发展具有历史惯性驱动和空间规划引导的双重特性,提出将地理模拟与优化(Geographical Simulation and Optimization Systems,简写为GeoSOS)等复杂GIS空间分析技术引入规划决策分析。通过利用最小累积阻力模型获取生态敏感区保护压力格局,并利用元胞自动机模型进行城市扩张模拟,分析城市惯性扩张模式对生态敏感区的潜在影响;然后根据生态敏感区保护和城市空间扩张的协调性发展目标进行生态适宜性评价,进而利用蚁群智能空间优化配置模型产生一种优化的城市空间布局方案。研究以我国珠江三角洲地区的广州市为案例,详细分析了基于GeoSOS的城市扩张与生态保护的协调决策过程。结果表明,整合了城市发展惯性与生态敏感区保护双重目标的空间优化布局方案,比单纯基于地理模拟进行规划布局更符合生态型城市建设需求,研究所提出的城市与生态二元空间协调分析框架可为城市规划提供可靠的定量决策支撑。

摘要:人类活动的加剧改变了陆地生态系统矿质元素(如氮、磷、钾等)循环的速度和方向,并且对生态系统的结构和功能也产生重要影响。如今,矿质元素输入量的改变及其产生的后续效应对陆地生态系统生物多样性的影响备受学者们的关注。从4个方面综述了全球氮沉降背景下主要矿质元素输入的改变对陆地植物多样性的影响及其机理:1)矿质营养元素限制的概念、确定方法以及与植物多样性的耦合关系;2)概述了氮、磷、钾等主要矿质元素输入对陆地植物多样性的影响:主要表现为负面效应;3)探讨了矿质元素输入影响植物多样性的可能机制,包括生态系统水平上的机制(如竞争排斥、酸化铝毒、物种入侵、同质性假说,间接诱导机制等)和植物个体水平上的机制(如元素失衡和环境敏感性增加等);4)根据目前研究现状,指出了已有研究的局限性,分析了未来可能的研究方向和重点。

摘要:土地利用变化对陆地生态系统碳循环有着重要的影响,既可能成为碳源,也可能是碳汇。在国内外相关研究的基础上,综述了土地利用变化对全球及区域尺度上森林、草地和农业生态系统碳循环的影响。全球范围内,森林砍伐后向草地和农田的转化发挥碳源的作用,在毁林碳排放中占主导地位,其中热带地区森林转变为农田和草场的碳排放均高于温带和北方森林。另一方面,土地利用变化可促进森林的碳贮存,如退耕还林、改善森林管理等。各区域森林生态系统通过土地利用变化贮存碳的潜力存在显著差别,热带湿润和半湿润地区具有较大的碳汇潜力,而干旱地区减少碳排放的空间相对较少。开垦活动是影响草地生态系统碳储存最主要的人类活动,草地转变为农田伴随着土壤碳的流失。森林或草场转变为农田的过程伴随着植被和土壤碳储量的减少,生态系统碳储量降低,因此它是一个碳排放的过程。伴随着城市的扩张,农田向建设用地的转化也是一个碳排放的过程。当前评估土地利用变化影响的研究方法主要有遥感观测和遥感模型、统计估算、生态系统模型以及土地利用与生态系统模型的耦合。研究方法得到不断地完善和改进的同时,还存在着一些不确定性,因此需要建立统一的观测统计方法,降低数据中的不确定性;完善土地利用与生态系统模型的耦合研究;建立多尺度土地利用变化及生态系统综合技术方法体系;开展碳减排目标下土地利用最优化布局研究。