2016年第36卷第11期文章目次

1 封面+目次

2016, 36(11):0-0.

[摘要](1179) [HTML](0) [PDF 1.90 M](1848)

摘要:

邹慧 , 高光耀 , 傅伯杰

2016, 36(11):3127-3136. DOI: 10.5846/stxb201506211251

[摘要](3038) [HTML](699) [PDF 931.98 K](3902)

摘要:
研究干旱半干旱草地生态系统与土壤水分关系和相互作用机理对于揭示草地生态系统稳定性及其水土关键要素的变化过程具有重要意义。从不同界面、不同尺度综述了草地生态系统对土壤水分的影响及草地生态系统的响应与适应机制,总结了草地生态系统与土壤水分关系模型研究的相关进展,并分析了气候变化对草地生态系统和土壤水分关系的影响。草地生态系统通过影响水文过程和生态过程来影响土壤水分,土壤水分在植物生长发育、形态、生理生态过程、种间关系、群落组成和结构以及草地生态系统功能等方面对草地生态系统产生影响;充分揭示草地生态系统-土壤水分相互作用机理是模型研究的关键;气候变化对草地生态系统植物与土壤水分关系具有重要影响。今后应加强以下研究:1)开展草地不同优势种和植物功能型与土壤水分关系的研究,找出能反映植物对土壤水分响应的性状指标,阈值响应点及适应机制;2)注重对不同时间和空间尺度上的转换和比较;3)加强个体、群体和生态系统尺度草地植物生长模型的研究及其与土壤-植被-大气水分传输模型的耦合;4)加强草地生态系统与土壤水分关系对气候变化响应的研究。

3 区域水安全格局构建:研究进展及概念框架

彭建 , 赵会娟 , 刘焱序 , 杜悦悦

2016, 36(11):3137-3145. DOI: 10.5846/stxb201503260580

[摘要](2733) [HTML](637) [PDF 1.18 M](2542)

摘要:
随着全球变化背景下生态安全问题的日益严峻,生态安全格局研究成为宏观生态学关注的热点领域;水作为重要的自然生态要素,其安全格局的构建也是区域生态安全格局优化的重要组成部分,但目前其基本内涵、构建理论与方法、指标体系等尚未受到足够重视,缺乏系统梳理。在对比分析资源、环境与灾害等多学科视角下水安全概念异同的基础上,明晰了区域水安全格局的概念内涵,将其定义为保障区域水安全目标的土地利用空间格局;系统探讨了水安全格局构建历程与方法研究进展,指出水安全研究正由定量评价向空间管控转型,水环境安全格局构建严重滞后,缺乏水安全格局与自然生态过程、社会经济过程的耦合关联分析;最后,基于景观生态学格局-过程互馈理论和地理学区域综合视角,以GIS空间分析、InVEST模型等为技术支撑,构建了水资源安全、水环境安全和水灾害规避安全3个单一维度的水安全格局,并提出基于空间多准则分析模型的区域综合水安全格局构建概念框架,以期有效提升中国城市化进程的水安全格局保障。

4 城市生态基础设施管理研究进展

徐翀崎 , 李锋 , 韩宝龙

2016, 36(11):3146-3155. DOI: 10.5846/stxb201508211749

[摘要](1963) [HTML](535) [PDF 916.44 K](2323)

摘要:
城市生态基础设施作为城市生态系统的重要组成部分,在维持自然生态过程稳定、促进社会经济发展、保障人居环境质量方面发挥着重要的作用。在快速城市化进程中,对城市生态基础设施进行科学的管理显得尤为重要。在重新明确城市生态基础设施管理概念和内涵的基础上,归纳提炼了4项管理原则,并对现有管理类型进行了梳理。对生态基础设施管理涉及的3个关键问题的常见解决方法进行了总结、分类,并对每类方法的优劣进行了分析讨论。针对此领域的工作做了展望。对于现有城市生态基础设施管理问题与方法的整合研究既有利于明确今后研究重点,也为城市生态基础设施管理提供了科学依据和案例参考。

5 玫瑰种群生物学研究进展

金飞宇 , 束华杰 , 刘建 , 管章楠 , 张淑萍

2016, 36(11):3156-3166. DOI: 10.5846/stxb201506231269

[摘要](2120) [HTML](716) [PDF 951.31 K](2113)

摘要:
玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)原产于我国东部沿海、日本、朝鲜半岛和俄罗斯远东地区,18世纪作为园艺种引入欧洲后逃逸并入侵至北海和波罗的海周边多个国家以及北美沙质海岸,而中国野生种群却在过去30年间持续萎缩,成为珍稀濒危物种。从玫瑰种群生物学角度,通过文献比较和综合,在阐明玫瑰生态学特性和野生分布变化的基础上,全面论述了玫瑰种群在我国的生境退化、种群动态、种子繁殖、遗传多样性、濒危机理、保育方面的成果和悬疑问题;并结合欧洲入侵种群分布范围和敏感生境、对本地群落和物种的影响、种子繁殖、遗传变异、种群扩张和模拟预测、管理和控制方面的研究进展,分析了濒危种群和入侵种群数量动态、群落组成、幼苗更新、遗传变异、管理策略方面的差异及其影响因素;进而提出未来的玫瑰研究可从濒危种群和入侵种群的比较研究、种群和灌丛的动态监测、适合度相关性状的变异及其遗传基础、基于种群生物学的保育或控制4个方面为切入点,集中探索玫瑰种群濒危和入侵动态的规律、遗传基础和主要驱动力,为玫瑰保育和管理提供理论依据,为相似物种的适应和进化机制研究提供例证。

6 景观生态学在海岸带地区的研究进展

索安宁 , 关道明 , 孙永光 , 林勇 , 张明慧

2016, 36(11):3167-3175. DOI: 10.5846/stxb201506171227

[摘要](2158) [HTML](557) [PDF 906.72 K](2305)

摘要:
海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。

7 中国东部森林土壤有机碳组分的纬度格局及其影响因子

王春燕 , 何念鹏 , 吕瑜良

2016, 36(11):3176-3188. DOI: 10.5846/stxb201503310630

[摘要](3300) [HTML](631) [PDF 2.88 M](2922)

摘要:
土壤有机碳是森林碳库的重要组成部分,其活性有机碳组分不仅是土壤碳周转过程的重要环节,还是气候变化最敏感的指标。以中国东部南北森林样带(NSTEC,North-South Transect of Eastern China)为对象,选择了9个典型森林生态系统(尖峰岭、鼎湖山、九连山、神农架、太岳山、东灵山、长白山、凉水和呼中),涵盖了我国热带森林、亚热带森林和温带森林的主要类型,测定其0-10cm土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量,结合气候、土壤质地、土壤微生物和植被生物量等因素,探讨了森林土壤有机碳组分的纬度格局及其主要影响因素。实验结果表明:SOC、EOC、MBC和DOC含量分别为23.12-77.00g/kg、4.62-17.24g/kg、41.92-329.39mg/kg和212.63-453.43mg/kg。SOC、EOC和MBC随纬度增加呈指数增长(P < 0.05),而DOC则随纬度增加呈指数降低(P < 0.05)。在不同气候带上,SOC和EOC含量表现为热带森林 < 亚热带森林 < 温带森林(P < 0.05),DOC含量表现为热带森林 > 亚热带森林 > 温带森林(P < 0.001)。气候、植被生物量、土壤质地和土壤微生物可解释土壤有机碳组分纬度格局的大部分空间变异(SOC74%;EOC65%;MBC51%和DOC76%)。其中,气候是土壤有机碳组分呈现纬度格局的主要影响因素,土壤质地是SOC和EOC的次要影响因素,而土壤微生物和植被生物量是MBC和DOC的次要影响因素。

8 三峡库区森林土壤大孔隙特征及对饱和导水率的影响

刘目兴 , 吴丹 , 吴四平 , 廖丽娟

2016, 36(11):3189-3196. DOI: 10.5846/stxb201504280880

[摘要](1683) [HTML](479) [PDF 1.23 M](2158)

摘要:
土壤大孔隙是土体内孔径较大能优先传导水分的根孔、洞穴或裂隙,大孔隙内优先流的产生是土壤水分运动研究由均衡走向非均衡的标志。利用原状土柱的水分穿透试验,对三峡库区山地不同林型覆盖下土壤的大孔隙结构进行了研究,分析了温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、暖性针叶林黄壤及弃耕草地剖面内大孔隙的剖面分布特征及其对土壤饱和导水率的影响。结果表明:研究区内森林土壤的大孔隙当量孔径在0.3-3mm之间,占土壤总体积的0.15%-4.72%。大孔隙中孔径0.3-0.6mm的大孔隙密度最大,占大孔隙总数量的72.2%-90.4%;而孔径 > 1mm的孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%-8.55%。土壤大孔隙密度和大孔隙面积比的顺序为:温性阔叶林棕壤 > 针阔混交林黄棕壤 > 针叶林黄壤 > 弃耕坡地。各孔径段的大孔隙密度在不同样点均呈现A层-B层-C层逐渐减小的趋势,大孔隙密度与有机质含量呈显著正相关关系。土壤饱和导水率与不同孔径大孔隙的密度、面积比均成显著正相关关系,孔径 > 1mm的大孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%-8.55%,但决定了饱和导水率84.7%的变异。此外,森林土壤饱和导水率与各土壤层的有机质含量成显著正相关关系,有机质的增多有利于改善土壤的入渗性能。

9 模拟氮沉降对不同类型生物土壤结皮生长和光合生理的影响

周晓兵 , 尹本丰 , 张元明

2016, 36(11):3197-3205. DOI: 10.5846/stxb201505281067

[摘要](1776) [HTML](441) [PDF 1.36 M](2120)

摘要:
生物土壤结皮是荒漠生态系统的重要组分,其如何响应氮沉降的增加还鲜见报道。以古尔班通古特沙漠中3种不同类型生物土壤结皮为研究对象,设置0(N0)、0.3(N0.3)、0.5(N0.5)、1.0(N1)、1.5(N1.5)和3.0(N3)gNm^-2a^-16个不同氮素处理浓度,研究氮素增加对生物土壤结皮生长和光合生理的影响。结果表明,经过3a的模拟增氮实验,藻类结皮、地衣结皮和苔藓结皮的总叶绿素、实际光化学效率YII、可溶性糖含量以及苔藓个体生物量随着氮素增加先增加后减少,但各指标的最大值位于不同的浓度处理。氮素增加对藻类和地衣结皮类胡萝卜素影响不显著,而低氮(N0.3-N0.5)对苔藓类胡萝卜素具有促进作用。高氮(N3)对3种类型结皮的最大光化学效率Fv/Fm均具有抑制作用。氮素增加对藻类结皮和地衣结皮的可溶性蛋白影响较小,但对苔藓结皮可溶性蛋白的影响表现为先增加后降低的趋势。3种结皮类型中,苔藓结皮对氮素增加的响应最为敏感,受影响最大,其次是藻类和地衣结皮。研究表明,低浓度氮沉降对3种类型结皮生长的影响较小,但是高浓度氮沉降则具有明显的负效应。

10 水盐梯度下荒漠植物多样性格局及其与土壤环境的关系

张雪妮 , 杨晓东 , 吕光辉

2016, 36(11):3206-3215. DOI: 10.5846/stxb201505291082

[摘要](1671) [HTML](450) [PDF 2.74 M](1915)

摘要:
植物多样性格局作为生物多样性维持的一个重要方面可揭示群落构建的信息,反映物种对环境的适应性。结合样带调查和实验分析的方法,研究新疆艾比湖湿地自然保护区内水盐梯度下荒漠植物多样性格局及其与土壤环境因子间关系。结果表明:(1)高、低水盐样地(SW1,SW2)土壤容积含水量(SVWC)和电导率(EC)分别为16.65%和12.02mS/cm及2.63%和1.91mS/cm,水盐变化主要影响草本和部分灌木群落的植物组成;(2)高水盐生境下植物群落无明显趋势性分布,低水盐生境下植物种依水盐和营养元素呈区域性分布。(3)高水盐生境下荒漠植物的多度分布呈对数正态模型,低水盐条件下符合Zipf模型,多度分布的变化反映了群落组成结构的水盐梯度响应;(4)SW1样地多样性总体显著高于SW2样地,土壤pH、SVWC和硫(S)对植物多样性有不同程度的极显著影响。综上可知,荒漠植物分布及多样性格局与土壤环境间关系呈一定的水盐梯度响应规律,本研究可为该地区植被恢复和土壤盐渍化治理提供科学依据。

11 陇中黄土区坡面整地和植被类型对土壤化学性状的影响

冯天骄 , 卫伟 , 陈利顶 , 于洋 , 杨磊 , 张涵丹

2016, 36(11):3216-3225. DOI: 10.5846/stxb201506091165

[摘要](1708) [HTML](455) [PDF 1.34 M](1846)

摘要:
合理的坡面整地和人工植被恢复能够改善土壤状况,进而促进植被生长和生境改善。在半干旱黄土高原地区,研究不同植被类型和整地方式下的土壤属性变化规律,对于揭示整地-植被-土壤之间的相互作用机制有重要意义。基于外业采样和室内测定的方法,测定了样品的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾、有效磷和酸碱度,对比和分析黄土高原小流域不同整地方式和植被类型下的土壤养分特征。结果表明:(1)土壤养分变化的总体规律是明显的表聚性,土壤养分含量随土层的增加而减少,0-1m养分平均含量只有表层含量的43.1%-86.8%,除此之外全磷、全钾养分含量还具有波动性、富集性等特点;(2)整地和植被类型对土壤养分的影响:整地方式下养分含量依次为:水平沟、水平阶>鱼鳞坑>反坡台,植被类型养分对比结果:柠条>油松>山杏>侧柏,同时发现整地方式对速效养分的影响较大,而植被恢复对全量养分的影响占主导优势;(3)植被对不同土壤养分的吸收利用响应:分析植被的养分利用特点,发现侧柏对磷素的消耗较大,柠条对钾素的消耗较大,并且发现有机质含量存在波动层、渐变层和稳定层等分布特征。

12 氮沉降对杉木和枫香土壤氮磷转化及碳矿化的影响

王方超 , 邹丽群 , 唐静 , 方向民 , 万松泽 , 吴南生 , 王辉民 , 陈伏生

2016, 36(11):3226-3234. DOI: 10.5846/stxb201506171222

[摘要](1861) [HTML](455) [PDF 2.54 M](1838)

摘要:
氮沉降是全球变化的重大环境问题,根际是地下生态过程研究的前沿,但目前氮沉降对亚热带地区不同树种土壤氮、磷供应和碳矿化根际过程的影响及其机制尚不清楚。选取典型红壤区15a针叶树杉木(Cunninghamia lanceolata)和阔叶树枫香(Liquidamba formosana)为对象,野外原位开展10gNm^-2a^-1氮沉降试验3a,于2014年8月收集杉木和枫香根际土壤和非根际土壤,测定其pH值、有效氮、速效磷、水溶性有机碳及其34d有机碳矿化动态,并计算根际效应。结果表明:氮沉降显著降低两个树种土壤pH值和杉木根际土壤速效磷(P < 0.05);提高枫香非根际土壤NO₃^--N和杉木非根际土壤水溶性有机碳含量。同时,氮沉降显著提高杉木土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的增幅分别为71.2%和41.2%,降低枫香土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的降幅分别为10.6%和44.1%。此外,氮沉降显著降低枫香土壤NO₃^--N和有机碳前期矿化速率的根际效应,增强后期矿化速率的根际效应,而杉木对氮沉降响应不显著。可见,氮沉降可显著改变树木土壤养分供应和有机碳稳定性,且丘陵红壤区针叶树和阔叶树根际过程对氮沉降的响应模式有别。率先报道了亚热带不同树种根际碳、氮、磷耦合过程对氮沉降的响应格局,并较好地揭示了针叶树和阔叶树对氮沉降响应的分异机制。

13 荒漠绿洲区不同种植年限人工梭梭林土壤化学计量特征

张珂 , 苏永中 , 王婷 , 刘婷娜

2016, 36(11):3235-3243. DOI: 10.5846/stxb201506301362

[摘要](1823) [HTML](426) [PDF 2.09 M](1768)

摘要:
为阐明梭梭建立对林下土壤养分化学计量特征的影响,分析了2、5、9、13、16、31、39a荒漠绿洲区梭梭林灌丛下和流沙区(0a)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳酸钙(CaCO₃)、速效磷(Available P)含量及其化学计量特征变化规律。结果显示:1)SOC和TN在9a后出现显著的成层化分布,而TP的这一特征相对滞后;不同土壤深度SOC、TN均随林龄增加而显著增加,而TP未表现出明显变化。2)C:P和N:P在9a后表现出明显的成层化分布且不同土层C:P和N:P随林龄增加显著增加,而C:N保持相对稳定。3)较低含量的Available P在2a后即表现出0-5cm含量大于5-20cm且表层Available P和CaCO₃随林龄增加而显著增加。而CaCO₃:Available P在不同林龄间并未发生显著变化。4)随林龄增加,土壤表层风蚀可蚀性极显著降低且与土壤表层养分含量呈显著的负相关关系。以上结果表明,梭梭的建立提高了土壤SOC和TN含量且随林龄增加变化更显著,而变化较小的C:N说明土壤氮的形成需要固定比例的碳。变化幅度较小的TP说明主要来源于岩石风化的磷素受时间作用的限制,而较低含量的Available P和变化幅度较小的CaCO₃:Available P则表明梭梭的生长受P的限制且有限的Available P易被CaCO₃固定。另外,土壤养分含量与土壤风蚀可蚀性显著的负相关关系,进一步说明梭梭的建立改善了土壤质地,增加了土壤养分含量,这对荒漠绿洲区土壤恢复和植被建设有极大的促进和指导作用。

14 重庆缙云山两种林分土壤呼吸对模拟氮沉降的季节响应差异性

曾清苹 , 何丙辉 , 毛巧芝 , 秦华军 , 李源 , 黄祺

2016, 36(11):3244-3252. DOI: 10.5846/stxb201506301367

[摘要](1666) [HTML](404) [PDF 3.51 M](1657)

摘要:
氮沉降对土壤呼吸的影响仍然存在着争论,需要进一步研究。选择重庆缙云山的马尾松林和柑橘林开展了氮添加实验,分别设置3个氮添加水平(低氮T₅:20gNm^-2a^-1,中氮T₁₀:40gNm^-2a^-1和高氮T₁₅:60gNm^-2a^-1)和对照(T₀:0gNm^-2a^-1)共4个水平的处理,各林分每个处理各9次重复,每个处理量分4次,在每个季度开始各施1次。采用ACE(AutomatedSoilCO₂ExchangeStation,UK)自动土壤呼吸监测系统测定两林分土壤表层(0-10cm)的呼吸、温度和湿度,分别在当年的7月、9月、11月、第2年的1月、2月、3月、5月、6月各连续测定4d,每天(8:00-18:00)4次,以揭示两种林分土壤呼吸对模拟氮沉降的季节动态响应及其差异性。结果表明:(1)柑橘林与马尾松林林下土壤表层呼吸表现出一致的季节变化动态趋势:夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,但柑橘林土壤呼吸显著高于马尾松林(P < 0.05)。(2)总体上氮沉降抑制了2种林分土壤表层呼吸,而N沉降量大抑制程度越高。只在冬季土壤湿度低的马尾松林下氮沉降促进了土壤呼吸。(3)土壤温度与土壤呼吸有极显著的正相关指数关系(P < 0.01),而土壤水分与土壤呼吸有显著的二次模型拟合关系,但均受到氮沉降量处理的影响。综合分析表明,在亚热带山区2类森林下的典型案例结果支持氮沉降抑制土壤呼吸的认识。

15 松嫩平原典型黑土耕作区中小型土壤动物时空分布特征

杨旭 , 林琳 , 张雪萍 , 张利敏 , 沙迪

2016, 36(11):3253-3260. DOI: 10.5846/stxb201506301363

[摘要](1813) [HTML](419) [PDF 1.32 M](1824)

摘要:
为了考察松嫩平原黑土耕作区中小型土壤动物时空分布特征,在松嫩平原东南至西北选取5个典型区域,于2009年5、8、10月进行调查研究,共获取土壤动物15058只,分别隶属于54个类群,其中甲螨亚目、前气门亚目和节跳虫科3类为优势类群,占总数的69.94%,常见类群为8类,占总数的25.20%。分析结果表明:(1)不同采样区域土壤动物差异明显(P < 0.01),海伦区域样地的土壤动物密度、多样性指数、均匀性指数、优势度指数最高。绥化地区土壤动物类群与丰富度指数最高。(2)月份变化对土壤动物群落结构影响明显,土壤动物多样性特征随着月份变化起伏较大,8月份的土壤动物特征显著区别其它取样月份。(3)垂直分布上,土壤动物的个体数和类群数总体上是随土壤随着深度增加而减少,但不同采样区域土不同采样月份土壤动物垂直分布规律有一定差异。(4)从土壤动物与土壤环境关系来看,土壤环境的pH、全氮与全磷与土壤动物群落结构显著相关(P < 0.05),土壤动物个数、均匀性指数、丰富度指数、密度与土壤理化性质关系显著相关(P < 0.05),土壤动物优势类群和常见类群的数量与土壤中全磷、碳氮比、总有机碳关系较为密切。

16 三峡库区消落带两种草本植被土壤细菌群落多样性

任庆水 , 马朋 , 李昌晓 , 秦红 , 杨予静

2016, 36(11):3261-3272. DOI: 10.5846/stxb201506181232

[摘要](1640) [HTML](417) [PDF 1.83 M](1787)

摘要:
在三峡库区消落带植被重建区域,选取两种人工草本植被-牛鞭草与狗牙根(处理组),并以裸地土壤为对照,研究植被修复与重建对土壤细菌群落多样性的影响。采用分子生物学T-RFLP技术,分别于2012年7月(T1)、2013年7月(T2)及2014年7月(T3)进行原位取样,对消落带人工植被牛鞭草、狗牙根及裸地土壤细菌群落多样性进行了研究。结果表明:(1)除HhaⅠ酶切结果中,物种因素对消落带土壤细菌Shannon-Wiener指数(H)、时间因素对土壤细菌Simpson指数(D)无显著影响外,采用两种酶切之后(HhaⅠ酶、MspⅠ),物种、时间、以及两者的交互作用均对三峡库区消落带土壤细菌群落多样性指数产生显著影响;(2)HhaⅠ酶切后人工植被土壤丰度与裸地相比显著升高,此外,两种酶切结果均表明,人工植被土壤细菌群落多样性指数与裸地相比更加稳定。(3)植被类型、取样时间不同,土壤中的优势片段种类与丰度均不相同;(4)CCA分析结果表明三峡库区消落带土壤细菌群落多样性与化学性质关系密切。研究表明牛鞭草与狗牙根栽植后土壤细菌群落多样性指数的更加稳定,三峡库区进行植被恢复与重建值得肯定。

17 腾格里沙漠人工植被区固沙灌木影响深层土壤水分的动态模拟研究

张定海 , 李新荣 , 陈永乐

2016, 36(11):3273-3279. DOI: 10.5846/stxb201506291332

[摘要](1665) [HTML](379) [PDF 1.09 M](1942)

摘要:
灌木是我国沙漠地区主要的优势植物类型,固沙灌木的存在有益于沙丘的固定进而有利于退化沙漠生态系统的生态恢复。基于腾格里沙漠沙坡头地区50多年的人工植被区长期观测研究,建立生态-水文模型模拟了该地区固沙灌木盖度和深层土壤水分的动态变化过程,结果表明,固沙灌木的建立改变了沙区原有的生态-水文过程,在固沙灌木建立40多年后,固沙灌木的盖度和深层土壤水分达到了新的平衡状态。灌木盖度逐渐稳定在(10±0.9)%左右,而深层土壤水分稳定在(2.58±0.2)%左右。因此,在年均降雨量为186mm的腾格里沙漠沙坡头地区,土壤水分的最大植被承载力为:灌木和生物土壤结皮的盖度分别维持在10%和60%,深层土壤水分维持在3%左右。

18 三江平原孤立湿地空间分布及其影响因素

刘吉平 , 董春月 , 刘家福 , 郑凯俊

2016, 36(11):3280-3291. DOI: 10.5846/stxb201506301355

[摘要](1952) [HTML](430) [PDF 10.15 M](1669)

摘要:
以遥感影像为数据源,结合GIS技术,利用空间分析与统计方法对三江平原孤立湿地空间分布特征及影响因素进行定量分析。研究结果表明:孤立湿地的质心偏向西南,其椭圆的长轴方向为东北-西南方向,椭圆周长面积比大于全部湿地(沼泽湿地、河流湿地和湖泊湿地)椭圆周长面积比,分散性明显;孤立湿地的热点地区主要有3个,主要分布在受人为干扰影响较大的三江平原的中部、西北部和西南部;在自然因素影响下,孤立湿地于海拔高度51-54m、坡度1-3度、距离河流12-16km、河流阶地地貌部位处达到最大值;受人为因素的影响,孤立湿地主要分布在居民点、道路和保护区附近,与排水沟渠之间的关系是随着距离的增加,孤立湿地数量呈先增加后减少的趋势。三江平原孤立湿地空间分布是自然因素和人为因素综合作用的结果,人类活动对孤立湿地和非孤立湿地空间分布格局具有不同的影响,应加强对孤立湿地的保护。

19 汾河中上游湿地植被β多样性

张淼淼 , 秦浩 , 王烨 , 张峰

2016, 36(11):3292-3299. DOI: 10.5846/stxb201506301348

[摘要](1526) [HTML](447) [PDF 2.71 M](1979)

摘要:
探讨和揭示群落构建机制(生态位理论和中性理论)是生态学和生物地理学研究的热点和难点之一。研究β多样性格局及其与空间距离和环境异质性的关系为解释群落构建机制提供了一定的理论依据,以往群落β多样性的研究主要集中于物种组成的差异性,对种间在进化关系和功能属性方面的差异则关注较少。在野外调查的基础上,分析了汾河中上游湿地植被Tβ(taxonβ-diversity)、Pβ(phylogeneticβ-diversity)和Fβ(functionalβ-diversity)多样性格局及其与空间距离和生境异质性的关系。结果表明:(1)随着样地间距离的增加,Tβ、Pβ和Fβ整体上表现出逐渐增加的趋势,即表现出群落的距离衰减效应。(2)土壤因子中,TP是影响样地间Tβ、Pβ和Fβ的主要因子(P < 0.05);pH、TOC和TN对Tβ、Pβ和Fβ的影响均未达到显著水平(P > 0.05)。(3)由于受到空间扩散限制和生境异质性的影响,样地间β多样性表现出较大的差异,Tβ(0.66-1)、Pβ(0.42-0.85)和Fβ(0.51-0.94)。(4)尽管Tβ、Pβ和Fβ反映了多样性的不同方面,但三者之相关性极显著(P < 0.01);(5)对Tβ、Pβ和Fβ多样性格局及其与空间距离和生境异质性的关系进行研究,表明环境因子和扩散限制共同决定着β多样性的格局,即群落的构建机制由生态位理论和中性理论共同主导。

20 中国大陆省际生态-经济效率的时空格局及其驱动因素

臧正 , 邹欣庆

2016, 36(11):3300-3311. DOI: 10.5846/stxb201506021108

[摘要](1583) [HTML](495) [PDF 6.85 M](1518)

摘要:
在参考和借鉴有关生态系统服务价值理论研究成果的基础上,提出生态-经济产出效率概念及其内涵、表征方法,结合有关统计数据计算了2001-2013年中国大陆31省区生态-经济产出效率并就其时空分布及重心移动方向、移动距离等进行分析,在此基础上应用探索性空间数据分析方法及偏最小二乘回归模型对其空间集聚特征和驱动因素进行实证分析。研究结果表明:考察时段内中国大陆省际生态-经济产出效率自西向东依次提高的三级梯度分布格局趋于形成;省区之间生态-经济产出效率具有全局空间依赖性和空间正相关特征,显著高-高集聚和显著低-高集聚表现相对稳定、高-低集聚区的生态效率溢出效应促使显著低-低集聚区逐步消失;人均国民生产总值、单位面积内的道路交通里程数、科研资金投入占GDP的比重等三因素显著驱动了中国大陆省际生态-经济产出效率溢出,但东、中、西部地区的制约因素不尽相同。

21 宁夏黄河流域景观破碎化时空变化特征

李帅 , 马文超 , 顾艳文 , 魏虹 , 彭月 , 李昌晓

2016, 36(11):3312-3320. DOI: 10.5846/stxb201506051136

[摘要](2078) [HTML](484) [PDF 7.10 M](1778)

摘要:
基于RS和GIS技术,以土地利用数据为基础,采用有效粒度尺寸对宁夏黄河流域1985年和2010年的景观破碎化进行时空变化分析。结果显示:流域整体的有效粒度尺寸(m_eff)从1985年的6326.62km²下降到2010年的2974.32km²,破碎化程度呈显著加剧变化;从流域内部来看,景观破碎化程度最大的是黄左区间,破碎化程度最小的是苦水河和红柳沟;除引黄区间外,其余分区景观破碎化程度在25年间均有所加剧。特征尺度分析结果显示研究区景观破碎化空间变异分析的合适尺度为4500m;景观破碎化指数的空间变异结果表明破碎化程度较大的区域面积明显多于破碎化程度弱的区域,景观破碎化空间异质性在25年间表现出明显的上升趋势。在海拔背景条件下,2400m以下区域的景观破碎化程度较高,2400m以上区域破碎化程度较低,且随海拔的升高有降低的趋势;流域景观破碎化受人为干扰影响强烈,在人为干扰较强的1000-1500m区段的景观破碎化程度最大;景观破碎化在时间上的变化受人为干扰影响产生的变化最为显著,由自然条件改变产生的影响有限。研究结果可为西北地区景观格局及景观破碎化的研究提供参考,并为区域景观格局优化和土地的有效管理提供依据。

22 基于CVM的山东海洋保护区生态系统多样性维持服务价值评估

肖怡 , 陈尚 , 曹志泉 , 夏涛 , 郝林华

2016, 36(11):3321-3328. DOI: 10.5846/stxb201507071443

[摘要](2043) [HTML](492) [PDF 957.80 K](1865)

摘要:
选取山东济南(代表内陆城市)和青岛(代表沿海城市),基于条件价值法(CVM),对两市城镇居民进行问卷调查,通过建立支付意愿多元线性回归方程用以评估山东省城镇居民对维持山东88个海洋保护区永续存在的支付意愿,进而估算山东海洋保护区的生态系统多样性维持服务价值。研究发现,人均年收入较高,支付意愿较大;文化程度较低,支付意愿较小;男性比女性的支付意愿高;内陆城镇居民对于海洋保护区的人均支付意愿为102.15元,比沿海城镇居民的支付意愿高23.05元。2014年,山东全部88个海洋保护区的生态系统多样性维持服务价值为43.7亿元,平均0.497亿元/个。其中,12个自然保护区的价值为16.14亿元,平均1.35亿元/个;30个海洋特别保护区的价值为14.47亿元,平均0.489亿元/个;46个水产种质资源保护区的价值为12.9亿元,平均0.28亿元/个。结果表明:海洋自然保护区的生态系统多样性维持服务价值比海洋特别保护区和水产种质资源保护区高。在修订我国各类保护区的选划标准和管理目标时,应增加生态系统多样性维持服务价值并作为关键的选划指标。具有最高生态系统多样性维持服务价值的海域,宜选划为自然保护区,实施最严格的管理措施,确保其生态系统多样性维持服务价值增加,至少不降低。具有较高生态系统多样性维持服务价值的海域,因地制宜选划为海洋特别保护区或者海洋水产种质资源保护区,实施较严格的管理措施,确保其生态系统多样性维持服务价值不降低。

23 干旱胁迫条件下AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗生长的机理研究

张亚敏 , 马克明 , 李芳兰 , 曲来叶

2016, 36(11):3329-3337. DOI: 10.5846/stxb201506291320

[摘要](1684) [HTML](421) [PDF 1.42 M](1806)

摘要:
采用温室水分控制试验,在干旱胁迫条件下,定量化研究优势丛枝菌根真菌(AMF)影响优势乡土植物小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗生长的机理,主要通过研究干旱胁迫条件下摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)与小马鞍羊蹄甲的共生关系,阐明AMF在植物生长初期的作用。结果表明,干旱胁迫条件下,摩西球囊霉菌能够很好地侵染幼苗,侵染率高达89%-97%,并且不受水分条件影响。接种的幼苗最大光合速率、水分利用效率随着干旱胁迫程度从重度到轻度(水分从低到高)逐渐增大,相反地,叶片脯氨酸含量逐渐减小。接种显著地促进幼苗株高、叶片数、叶面积、根长、根面积等生长指标,提高幼苗各部分生物量、地上地下磷(P)含量。当含水量为60%田间持水量时,AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗吸收P的效果最好。接种还显著影响幼苗的生物量分配,在重度干旱胁迫时影响P分配,水分条件也显著影响幼苗的生物量分配。此外,接种和水分的交互作用对叶生物量、总生物量、生长指标以及地上部氮(N)总量影响显著。结果表明干旱胁迫条件下菌根效应显著,并在干旱条件下显著促进了小马鞍羊蹄甲幼苗的生长,这为进一步干旱河谷植被恢复提供了理论依据。

24 祁连山排露沟流域典型植被类型的水源涵养功能差异

胡健 , 吕一河 , 张琨 , 陶蕴之 , 李婷 , 任艳娇

2016, 36(11):3338-3349. DOI: 10.5846/stxb201506241281

[摘要](2209) [HTML](572) [PDF 4.67 M](1594)

摘要:
土壤水分是"绿水"重要的储存,连接植被与水文系统的纽带。水源涵养功能是山地生态系统重要的生态系统服务,这种功能主要体现是生态系统将水分保持在系统内的过程和能力,并受多种因素的影响(如植被类型、土壤类型和地形)。通过对祁连山排露沟流域的土壤属性、土壤温湿度和降雨2个生长季的野外调查与观测,以及计算水源涵养功能指标来评估3种典型植被类型土壤水分涵养能力的差异。研究结果:(1)灌丛和青海云杉林下有机质、粉粒和砂粒含量、田间持水量、饱和持水量和孔隙度等土壤属性值高于草地,而土壤容重和粘粒含量低于草地;(2)青海云杉林的根区土壤累计入渗量高于灌丛和草地,草地土壤水分损失较灌丛和青海云杉林更快;(3)整个生长季内青海云杉林和灌丛土壤湿度明显高于草地湿度,青海云杉林的水源涵养功能指标值多大于1。这些结果表明青海云杉林较灌丛和草地具有更强的水源涵养能力。因此,研究结果能为国内干旱区山地生态系统的流域生态系统管理与可持续发展提供科学参考。

25 外来种粗毛牛膝菊在秦巴山区的种群发展动态

刘刚 , 张璐璐 , 孔彬彬 , 卫欣华 , 朱志红

2016, 36(11):3350-3361. DOI: 10.5846/stxb201506301371

[摘要](1664) [HTML](502) [PDF 3.80 M](1676)

摘要:
外来种能否成功入侵新生境取决于其自身入侵特性(快速生长、足够的繁殖体压力等)和环境因子的作用。原产于热带美洲的粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata Ruiz & pav.)在秦巴山区呈现快速爆发趋势,但其种群发展动态尚不明确。通过监测实验和野外调查,对粗毛牛膝菊种群动态和其对入侵地环境选择的偏好性规律进行了研究。在4块样地中开展的监测研究显示,粗毛牛膝菊种群密度最高可达300株/m²,单株平均种子产量达675粒,单位面积的种子产量达45619株/m²,说明其在研究地区已能够产生较大规模的稳定增长的种群,可为种群爆发提供较高的繁殖体压力;其种群密度随着时间呈逻辑斯蒂型下降趋势,且在向繁殖阶段过渡期间个体死亡率最高,暗示着种群可能存在负密度制约效应;对秦巴山区30个野外样地的调查研究显示,粗毛牛膝菊主要入侵农田、撂荒地、路边等受到过人为活动干扰的生境;其在群落中出现的频度与土壤紧实度显著正相关,而与坡度显著负相关,表现出对入侵地环境因子的偏好性。调查结果说明,在这些干扰生境中,粗毛牛膝菊种群更容易在土壤紧实度高、坡度小的地段建立,这将为进一步预测其入侵趋势提供依据。

26 羌塘高寒草地物种多样性与生态系统多功能关系格局

熊定鹏 , 赵广帅 , 武建双 , 石培礼 , 张宪洲

2016, 36(11):3362-3371. DOI: 10.5846/stxb201506301361

[摘要](1876) [HTML](491) [PDF 1.28 M](2113)

摘要:
传统的生物多样性-生态系统功能研究大多侧重于单一生态系统功能与物种多样性的关系,忽略了生态系统的重要价值在于其能够同时提供多种功能或服务,即生态系统的多功能性。基于藏北羌塘高寒草地样带调查数据,选取植被地上生物量、地下生物量、土壤全氮、硝态氮及铵态氮含量、土壤全磷含量、土壤有机碳储量等7个与植物生长、养分循环、土壤有机碳蓄积相关的参数来表征生态系统多功能性。采用上述参数转换为Z分数后的平均值计算多功能性指数(M)。分析了不同生物多样性指数与生态系统多功能指数的关系以及年降水量和年均温度对物种多样性和生态系统多功能性指数的影响。结果表明,物种丰富度指数与生态系统多功能性之间呈极显著的正相关关系,Shannon-wiener和Simpson物种多样性指数也与多功能性指数间呈显著的正相关,但多功能性指数与Pielou均匀度指数没有表现出明显的相关关系。物种丰富度与表征植物生长、养分循环以及土壤有机碳蓄积的生态系统功能指数间也均呈极显著的正相关关系。降水格局显著影响羌塘高原物种丰富度和生态系统多功能指数,二者均随年降雨量的增加而显著增加,但物种多样性指数并未与年降水量呈现显著相关关系。研究强调了群落物种丰富度即群落物种数量对维持生态系统多功能性的重要意义,这意味着由于人类活动导致的物种丧失可能会给藏北高寒草地生态系统多功能和生态服务带来更为严重的后果。就退化草地恢复或草地可持续管理而言,在藏北羌塘地区,本地植物种的物种丰富度恢复和维持应作为重要目标之一。

27 西南喀斯特地区两种草本对干湿交替和N添加的生长响应

李周 , 高凯敏 , 刘锦春 , 梁千慧 , 陶建平

2016, 36(11):3372-3380. DOI: 10.5846/stxb201506301360

[摘要](1576) [HTML](359) [PDF 1.44 M](1637)

摘要:
喀斯特地区的"岩溶干旱"和频繁的变水环境成为喀斯特地区植被生长和分布的重要选择压力,是该地区植被恢复重建的主要障碍因子。N沉降也会对喀斯特地区的生态系统造成难以预测的影响。为了探究喀斯特地区草本植物对干湿交替和N添加的生长响应,以苍耳(Xanthium sibiricum)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,通过盆栽水分受控实验,研究了5种不同水分处理[对照组(CK)、干旱组(D)、1周干湿交替处理组(DW-1)、2周干湿交替处理组(DW-2)和3周干湿交替处理组(DW-3)]与N添加(N+、N-)对两种草本植物生长和生物量的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了植物生长和生物量的积累,株高、叶面积、总根长和根体积等生长指标和地上生物量均显著降低,根冠比增大。不同程度的干湿交替对植物的生长和生物量的积累均表现出一定程度的补偿效应,但这种补偿效应的大小随着干旱持续时间的延长而减弱。N添加对植物的生长和生物量积累有显著地促进作用,株高、根表面积、根体积和根生物量较对照组显著增加,但这种促进作用随着干旱历时的增加而减弱,可能与土壤水分状况有关。同时,N添加还影响着植物生物量的分配,在促进两种植物地上和地下生长的同时,还促进了植物根冠比的增加。

28 兴安落叶松叶碳利用效率对环境变化的适应

全先奎 , 王传宽

2016, 36(11):3381-3390. DOI: 10.5846/stxb201506301346

[摘要](1597) [HTML](444) [PDF 1.57 M](1859)

摘要:
兴安落叶松(Larixgmelinii)作为北方森林的主要组成树种,具有广阔的分布范围和多样的生长环境,是研究树木对环境变化响应的理想树种。叶碳利用效率(CUE_L)不仅与树木的碳代谢及生长发育密切相关,而且能反映树木对环境变化的响应与适应。将来自不同地区(即环境条件)的6个兴安落叶松种源的种子播种培育在帽儿山森林生态系统研究站内,在其生长30a后采用研究站和种子来源地间干燥度(AI)的差值(ΔAI)来代表环境变化梯度,研究环境变化对CUE_L的影响。结果表明:CUE_L在不同环境变化梯度间存在显著差异(P < 0.05),且呈现随ΔAI的增大而减小的趋势。CUE_L与叶片氮含量、叶片磷含量、比叶重及叶绿素含量等均呈线性正相关关系,但较大ΔAI梯度下的CUE_L敏感性更高。CUE_L与种子来源地平均年降水量呈显著线性正相关关系(P=0.05),而与种子来源地AI则呈显著线性负相关关系(P < 0.01);随种子来源地年平均气温、平均年蒸发量的增加而下降,但其相关性不显著。以上结果表明,环境变化使兴安落叶松CUE_L产生了适应性变异,表现出树木对原生长环境的生态适应。

29 凋落物输入对中亚热带不同森林细根生物量及分布的影响

王微 , 伍小刚 , 胡凯 , 陶建平

2016, 36(11):3391-3401. DOI: 10.5846/stxb201506271308

[摘要](1647) [HTML](384) [PDF 1.22 M](1831)

摘要:
在全球变化背景下,植物凋落物输入的改变对森林生态系统地下生态过程具有重要的影响。中亚热带森林中,细根进入凋落物层生长是一种常见现象,然而凋落物量的改变对细根生长影响的研究较少。通过对中国中亚热带针叶林、针阔混交林及常绿阔叶林这3种典型森林进行地上凋落物添加和去除实验,研究不同凋落物处理水平下细根生物量、垂直分布及形态特征的变化。结果表明:与对照(CK)相比,地上凋落物去除(LR)分别导致针叶林和针阔混交林细根总生物量显著降低40.3%和37.5%,而凋落物添加(LA)使常绿阔叶林中的细根总生物量明显提高了19.4%。不同层次的细根生物量对凋落物处理的响应不同,从针叶林到常绿阔叶林,凋落物量的改变对细根的垂直分布的影响加剧。LA处理明显提高常绿阔叶林凋落物层的细根生物量百分比(相比对照提高了10.6%)以及降低7.5-15cm土层的细根生物量百分比(相比对照降低了10.4%)。凋落物层中生长的细根生物量和凋落物层厚度呈高度线性相关(R²=0.742,P < 0.01),并且和凋落物层生物量也呈显著线性相关(R²=0.521,P < 0.01)。3种森林类型细根的根长密度(RLD)和比根长(SRL)变化趋势与细根所处的层次紧密相关,而不同凋落物处理对它们的影响均不明显,说明细根对养分的获取策略表现为在养分丰富的凋落物层和表土层投资更多的生物量和更活跃的代谢,而不是改变细根形态的表型可塑性。

30 接种菌根真菌对青冈栎幼苗耐旱性的影响

张中峰 , 张金池 , 黄玉清 , 徐广平 , 张德楠 , 俞元春

2016, 36(11):3402-3410. DOI: 10.5846/stxb201506261301

[摘要](1775) [HTML](434) [PDF 4.47 M](1570)

摘要:
利用丛枝菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根内球囊霉(Glomus intraradices)和外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)对石漠化地区造林树种青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)幼苗进行接种试验。在大棚盆栽条件下模拟土壤干旱胁迫,研究菌根真菌对青冈栎生长和耐旱性的影响。结果表明:在土壤干旱条件下,接种菌根处理植株生物量显著高于未接种处理(P < 0.05),菌根依赖性随土壤水分含量降低而升高;未接种处理植株叶绿素含量在土壤干旱条件下显著降低(P < 0.05),除接种Pisolithus tinctorius处理外,其它接种处理叶绿素含量无显著变化。土壤干旱使植株体内脯氨酸和可溶性糖含量上升,在中度干旱条件下,接种处理可溶性糖含量均显著高于对照处理,接种Glomus intraradices、Pisolithus tinctorius处理脯氨酸含量显著低于对照(P < 0.05);在重度干旱条件下,接种Glomus mosseae和Glomus intraradices处理可溶性糖含量显著高于对照处理(P < 0.05),而相应的脯氨酸含量显著低于对照处理。当土壤水分含量在田间持水量55%-65%时,接种处理植株SOD、POD和CAT酶活性显著高于未接种处理(P < 0.05),在土壤水分含量降至35%-45%时,Glomus mosseae和Glomus intraradices处理SOD酶活性显著高于对照,并且所有接种处理POD酶活性均显著高于对照。此外,在水分干旱条件下,植株全磷和全钾含量也显著高于未接种处理(P < 0.05)。研究表明,丛枝菌根真菌和外生菌根真菌均能够侵染青冈栎幼苗根系;在干旱胁迫条件下,接种菌根真菌能够提高青冈栎植株生物量、抗氧化酶活性、增加植株可溶性糖含量和促进植株养分吸收,提高植株耐旱性,从而使青冈栎幼苗在岩溶干旱环境下更容易存活。

31 镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

马文超 , 刘媛 , 孙晓灿 , 陈锦平 , 魏虹

2016, 36(11):3411-3418. DOI: 10.5846/stxb201506261297

[摘要](1955) [HTML](475) [PDF 1.14 M](2179)

摘要:
以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90d时80mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42mg/kg和241.54mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。

32 羌塘高原降水梯度带紫花针茅叶片氮回收特征及影响因素

赵广帅 , 熊定鹏 , 石培礼 , 冯云飞 , 武建双 , 张宪洲 , 曾朝旭

2016, 36(11):3419-3428. DOI: 10.5846/stxb201506101173

[摘要](1799) [HTML](422) [PDF 5.67 M](1718)

摘要:
植物回收衰老叶片的氮是植物重要的养分保持和环境适应机制,在寒旱贫瘠的生境更是如此。为了理解降水梯度上植物对高寒贫瘠环境的养分适应特征,研究了羌塘高寒草原优势物种紫花针茅叶片氮回收策略及其与环境因子的关系。结果表明,降水梯度带上紫花针茅叶片具有较高的叶氮水平和氮回收能力。生长季盛期紫花针茅绿叶平均氮含量为(23.87±3.92)g/kg,高于中国草地平均水平(20.9g/kg)及全球平均值(20.1g/kg);绿叶氮含量与年降水量(MAP)呈显著负相关,干旱端(西部)绿叶中氮含量明显高于湿润端(东部)。枯叶养分回收后的氮水平(NRP)很低,平均为(6.76±1.42)g/kg,叶片平均氮回收效率(NRE)为(71.25±6.46)%,明显高于中国温带草原和全球的平均水平(46.9%-58.5%)。枯叶中氮回收水平对叶片氮回收效率起决定作用,是维持高养分回收效率的物质基础。NRE与MAP、土壤全氮(TN)和土壤无机氮呈显著负相关;NRP与TN相关性不显著,但与土壤无机氮显著负相关。尽管NRE与NRP呈显著负相关,但二者与绿叶氮含量均没有显著相关性。年均气温、海拔对NRE和NRP影响均不显著。因此,紫花针茅叶片极高的NRE和低NRP反映了它对极端干旱贫瘠环境的养分保持能力,通过内部氮循环来降低养分流失。土壤氮的有效性是影响紫花针茅叶片氮回收能力的关键因子,降水通过影响土壤氮的有效性以及绿叶中氮含量间接影响紫花针茅叶片氮回收效率。

33 干旱胁迫下广东石漠化地区造林树种光合和耗水特性

吴俊文 , 刘珊 , 李吉跃 , 何茜 , 苏艳 , 邱权 , 白晶晶 , 王燕 , 贾朋

2016, 36(11):3429-3440. DOI: 10.5846/stxb201505060937

[摘要](1944) [HTML](416) [PDF 2.91 M](1931)

摘要:
石漠化地区土层稀薄、干旱贫瘠、植被破坏、生态恶化等问题较为突出,人工恢复森林植被是一项快速有效的生态恢复途径。采用盆栽苗木称重法和Li-6400光合系统测定方法分别测定3个常见石漠化造林树种浙江润楠(Machilus leptophylla),枫香(Liquidambar formosana)和亮叶含笑(Michelia fulgens Dandy)苗木在不同土壤水分条件下耗水特性和光合特性,为进一步筛选和评价石漠化地区造林树种抗旱特性提供理论依据。研究结果表明:(1)整个干旱胁迫期间,3种幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO₂浓度(Ci)持续下降。重度干旱时,浙江润楠光合和水分利用效率分别是枫香的2.5倍、89.6倍和亮叶含笑的1.9倍、26.3倍。(2)干旱胁迫中期和后期,枫香和亮叶含笑净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)下降而胞间CO₂浓度(Ci)升高,说明Pn下降的主要原因已经由气孔因素转变为非气孔因素的限制。(3)3个石漠化树种在不同干旱胁迫下日耗水总量和日平均耗水速率均存在显著性差异(P < 0.05),白天耗水量占总耗水量74%-92%之间。浙江润楠在重度干旱时期还对水分要求还比较大,维持一个相对较高的耗水速率,是枫香和亮叶含笑的3.7倍和2.2倍。(4)不同干旱胁迫下,3个石漠化树种耗水速率日变化均表现出单峰曲线,不同干旱胁迫下峰值点会发生变化。(5)综合来看,浙江润楠和枫香是相对高光合和高水分利用效率树种。隶属函数结果表明,在正常、轻度和重度干旱下抗旱能力均为枫香 > 浙江润楠 > 亮叶含笑,重度干旱下为浙江润楠 > 枫香 > 亮叶含笑。

34 黄土丘陵区坡面整地和植被耦合下的土壤水分特征

于洋 , 卫伟 , 陈利顶 , 冯天骄 , 杨磊 , 张涵丹

2016, 36(11):3441-3449. DOI: 10.5846/stxb201505050911

[摘要](1922) [HTML](472) [PDF 1.28 M](2069)

摘要:
水分是干旱半干旱地区植被恢复的主要环境制约因子。在黄土高原小流域,合理整地能够有效截留降雨补给土壤水,进而促进植被恢复。选择地处甘肃定西的半干旱黄土小流域为研究区,基于野外实测数据,分析不同植被和整地方式(柠条水平阶、山杏水平沟、侧柏反坡台,油松反坡台)综合影响下的土壤水分特征。采用最优分割法将不同整地方式土壤水分垂直层次划分为活跃层,次活跃层和相对稳定层。结果表明:生长季不同整地方式土壤水分的变化与降水量的变化密切相关,不同月份以及不同深度各整地方式土壤水分之间差异显著(P < 0.05)。根据土壤水分垂直变化特征,山杏水平沟水分活跃层与次活跃层为0-80cm,其深度范围均大于其他3种整地方式,而柠条水平阶土壤水分均在30cm以下较为稳定,其深度范围均小于其他3种整地方式。不同整地方式土壤水分含量具体表现为:山杏水平沟 > 侧柏反坡台 > 柠条水平阶 > 油松反坡台。

35 UV-B辐射及光修复对真藓生理特性和细胞超微结构的影响

回嵘 , 赵锐明 , 李刚 , 朱瑞清 , 王艳莉

2016, 36(11):3450-3458. DOI: 10.5846/stxb201504180796

[摘要](1317) [HTML](467) [PDF 4.90 M](1741)

摘要:
研究了UV-B增强及可见光修复对真藓生理特性和细胞超微结构的影响。结果表明,增强UV-B会使真藓的光合色素、类黄酮含量及抗氧化酶活性下降,丙二醛(MDA)含量升高,细胞超微结构遭到破坏,表现为叶绿体结构变形,类囊体片层排列稀疏紊乱、膨胀甚至模糊不清,嗜锇颗粒增多,并且UV-B辐射强度越大,损伤越大;而可见光可以部分修复增强UV-B对真藓生理特性及细胞超微结构引起的损伤。研究探索了真藓对UV-B辐射的响应及自身修复能力,对于进一步理解真藓对UV-B辐射的耐受机理具有重要的理论意义。

36 水肥耦合效应对楸树苗期叶片净光合速率和SPAD值的影响

邱权 , 李吉跃 , 王军辉 , 何茜 , 苏艳 , 马建伟 , 董菊兰

2016, 36(11):3459-3468. DOI: 10.5846/stxb201504100733

[摘要](2096) [HTML](446) [PDF 2.14 M](2193)

摘要:
以楸树无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽试验测定不同处理下楸树苗木叶片净光合速率(Pn)和SPAD值,并建立其与土壤水分(W)、施氮量(N)和施磷量(P)回归模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子、单因素及耦合效应对楸树苗木叶片Pn和SPAD值的影响。研究结果表明:(1)W和N对楸树苗木叶片Pn和SPAD均有显著正效应,并且N主效应大于W,而施磷量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明,楸树苗木叶片Pn和SPAD值随着N的增加均呈现出先增大后减小的变化趋势,与N类似,叶片Pn和SPAD值对W的响应曲线也呈现出类似的"抛物线式"变化趋势;(3)W×N对楸树苗木Pn和SPAD值均存在显著耦合正效应,但Pn和SPAD值与W×N的响应曲面关系图有所不同:随着土壤水分和施氮量的同时增加,叶片Pn逐渐增加,而叶片SPAD值呈现出先增加后减小的变化趋势;(4)楸树苗木叶片Pn与SPAD值呈现出极显著正相关关系(P < 0.0001)。总体而言,与土壤水分和施磷量相比,楸树生长更容易受土壤施氮量限制,此外,通过合理水肥配施措施,能一定程度提高楸树苗木的光合生产力和叶片SPAD值。

37 沙地赤松光合及叶绿素a快相荧光动力学特性

孟鹏 , 安宇宁 , 白雪峰

2016, 36(11):3469-3478. DOI: 10.5846/stxb201503230552

[摘要](1676) [HTML](432) [PDF 1.77 M](1809)

摘要:
沙地赤松在科尔沁沙地南缘区已有50a的引种历史,但对其生长表现还知之甚少,对其光合生理还一无所知。为深入了解其光合生理特性及机理,以同龄樟子松为对照,对沙地赤松成熟林分生长指标以及光合和叶绿素a快相荧光动力学特性进行了研究。结果表明:与樟子松相比,成林阶段沙地赤松具有较大的生长量、生物量,这与其较强的光合作用密切相关。沙地赤松最大净光合速率P_max(10.376μmolCO₂m^-2s^-1)和平均净光合速率P_n(4.902μmolCO₂m^-2s^-1)均高于樟子松,且具有较高的光饱和点LSP和较低的光补偿点LCP。暗呼吸速率(R_d)较低,导致其光合效率(P_max/R_d)较高。JIP-测定揭示了沙地赤松较强光合作用的内在机制,在O相至P相范围内,其相对可变荧光值(V_t)总体较低,说明其在电子传递过程中耗散能量较低,而用于光化学的能量较高。比活性参数进一步表明沙地赤松单位激发态面积反应中心数目(RC/CSo、RC/CSm)、吸收的光量(ABS/CSo、ABS/CSm)、被反应中心捕获的光量(TRo/CSo)、用于电子传递的能量均较高(ETo/CSo),也因此具有较高的性能指数,其PI_{(ABS/CSo/CSm)}分别是樟子松的1.42、1.65和1.63倍。显然在沙地环境下沙地赤松生长表现和光合性能优于樟子松,研究结果为扩大该树种在沙地上的引种栽培提供了初步的理论依据。

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2016年第36卷第11期文章目次