• 2017年第37卷第19期文章目次
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      摘要:

    • >研究论文
    • 雄安新区地表覆盖变化及其新区规划的生态响应预测

      2017, 37(19):6289-6301. DOI: 10.5846/stxb201705210941

      摘要 (3118) HTML (370) PDF 14.37 M (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安新区是新近设立的国家级新区,如何在新区建设中坚持生态优先、绿色发展,是即将开展的新区规划必须考虑的问题。绿色生态规划离不开对规划区生态本底的清楚认识,离不开对规划结果的准确预判。因此基于2004、2015年的Landsat影像,采用遥感信息反演技术和RSEI遥感生态指数,评估了该区近11年来的地表不透水面、植被和水体三大覆盖类型的变化,并预测新区建设的生态效应及其对热环境的影响。结果表明,雄安新区近11年地表不透水面、植被和水体的面积虽互有增减,但变化强度都小于5%,总体开发强度不大,本底生态质量较好,稳中略升。定量分析表明,在该区的三大地表覆盖类型中,不透水面对区域生态和地表温度的影响最大。根据所获得的关系模型预测,新区的人口规划和面积方案将对区域生态质量和热环境产生影响,如果按新增不透水面面积占新区面积25%的比例来预测,它将使生态质量下降10%,地表温度上升1.1℃;但如果将不透水面比例控制在20%,则新区的生态质量反而上升3.6%,地表温度下降0.3℃。

    • 甘孜藏族自治州生态系统生产总值核算研究

      2017, 37(19):6302-6312. DOI: 10.5846/stxb201607011362

      摘要 (2295) HTML (367) PDF 10.59 M (1304) 评论 (0) 收藏

      摘要:甘孜藏族自治州(以下简称甘孜州)生态状况良好而经济相对滞后,评估甘孜州生态系统服务功能及其价值,对甘孜州社会经济的可持续发展具有一定的促进作用。通过核算甘孜州的生态系统生产总值(GEP),包括对甘孜州的产品提供服务、调节服务和文化服务进行价值评估,以期用直观的经济数据揭示甘孜州生态系统对人们的直接贡献。核算结果显示,甘孜州2010年全州生态系统生产总值(GEP)为7545.59亿元,人均71.18万元,是当年该州国内生产总值(GDP)和人均GDP的约61倍。其中,调节服务的价值最大,为6842.28亿元,占GEP总值的90.68%;产品提供服务和文化服务的价值分别为632.64亿元和70.67亿元,占GEP的8.38%和0.94%。研究认为甘孜州生态系统服务功能价值巨大,保护甘孜州生态系统就是保护人们的福祉,该结果可以为甘孜州的生态系统管理、生态保护和生态补偿提供重要依据。

    • 基于最小累积阻力模型的北京市生态用地规划研究

      2017, 37(19):6313-6321. DOI: 10.5846/stxb201606121121

      摘要 (3127) HTML (312) PDF 8.29 M (2057) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态用地规划强调对区域生态系统结构与功能的保护,增强社会经济发展的生态环境支撑能力。从保障首都基本生态安全、改善大气环境质量、建设宜居城市的角度出发,通过对北京市生态重要性进行综合评价,明确北京市重要生态用地空间分布特征。在此基础上,采用最小累积阻力模型(MCR),以重要生态用地为"源",以土地覆被类型、距道路距离和距居民点距离作为阻力因子生成阻力面,模拟重要生态用地空间扩张过程,进而设置生态用地规划情景,并从景观连通性、生态功能保障度及与现状建设用地冲突情况等3个方面对不同情景下的生态用地规划方案进行保护效能评价,最终提出北京市生态用地的适宜规模和优化布局方案。研究结果表明:北京市重要生态用地总面积为9879 km2,占市域总面积的60.20%;生态用地的适宜规模为12417 km2,占市域总面积的75.67%,其中,平原区生态用地的适宜规模为2944 km2,占平原区总面积的46.45%,主要分布于建成区的外围过渡地带;山区生态用地的适宜规模为9473 km2,占山区总面积的94.05%。

    • 曼谷城市扩张生态环境效应

      2017, 37(19):6322-6334. DOI: 10.5846/stxb201607191470

      摘要 (2336) HTML (559) PDF 11.36 M (1609) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1990、2000、2010和2015年4期Landsat数据和2000-2015年的MODIS NDVI数据,开展了泰国曼谷地区近25年来城市扩张分析,包括城市建设用地扩张时空变化和扩张模式分析、扩张的生态环境效应分析以及扩张驱动力分析。结果表明:(1)自1990年以来,曼谷城市建设用地面积持续增长,经历了先快后慢再快的增长过程。城市扩张主要沿东北方向,且在距离城市中心14-20km的范围内扩张最为明显,扩张模式以边缘式和填充式为主。(2)在城市化进程中,植被和热岛对城市扩张分别有不同的响应。植被绿度整体呈下降趋势,下降明显的地区位于距城市中心10-20km的范围内,即城市建设用地明显扩张的区域。热岛分布与城市建成区分布具有空间一致性,自1990s以来,热岛效应整体增强,但局部变异越来越不明显。(3)曼谷城市扩张受到自然地理条件、社会经济、城市布局等多重因素的影响。

    • 成都市人均生态足迹和人均生态承载力空间分布差异

      2017, 37(19):6335-6345. DOI: 10.5846/stxb201607121426

      摘要 (2452) HTML (325) PDF 10.32 M (1563) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态足迹方法是通过比较人类活动消耗的自然资源与自然生态系统所提供的生态承载力,定量的判断区域的可持续发展状态。采用生态足迹模型对2009-2014年成都市生态足迹、生态承载力状况进行了测算,并结合空间分析揭示了其空间演化规律。结果表明:(1)2009-2014年,各区市县人均生态足迹平均值有着逐年下降的趋势,由2009年的2.759hm2/人下降至2014年的1.937hm2/人,基本格局呈现出中间低,西南高,两翼居中的分布特征,高水平人均生态足迹集中分布在西南方向的蒲江县、大邑县,邛崃市;(2)2009-2014年成都市人均承载力呈现出较为稳定且有下降的趋势,由2009年的0.2314hm2/人下降至2014年的0.2215hm2/人,其空间分布特征与生态足迹呈现出较好的空间一致性;(3)人均生态亏盈,在时间上表现为逐渐向好,但其本质是趋势为生态赤字愈发严重,空间上呈现出与人均生态承载力情况"高-低,低-高"相反分布的特征,分布呈扩散型,即由中部的五城区向四周扩散,除五城区外,其余地区在研究期间内都为赤字,最严重区域集中在西南方向的蒲江县,最高达到-9.3189hm2/人,亟需建立有效的生态足迹调控和补充机制。

    • 应用自组织映射方法的北京市2005-2013年土地利用时空演变分析

      2017, 37(19):6346-6354. DOI: 10.5846/stxb201607221487

      摘要 (2011) HTML (426) PDF 15.56 M (971) 评论 (0) 收藏

      摘要:时间序列土地利用时空演变规律分析是当前的研究热点之一,通过应用自组织映射神经网络方法进行多时间序列土地利用变化时空一体化表达与演变规律分析,探索区域土地利用变化模式。基于北京市2005、2007、2009、2011、2013年5期土地利用遥感分类数据,构建自组织映射神经网络并利用其聚类和降维可视化功能对5个年份的土地利用数据同时进行训练输出,发现建设用地、耕地、林地、牧草地、园地的聚集模式,并通过对输出神经元进行二次聚类以及土地利用变化轨迹分析,获得北京市郊区5个监测时相土地利用变化的时空演变特征。结果揭示出北京市郊区2005-2013年土地利用变化具有明显的耕地型向建设用地型发展的平原区演变特征,以及向林地型发展的山区演变特征,且各区的发展具有时间上的顺序性;总体上形成6类土地利用演变轨迹。

    • 基于乡镇尺度的土地生态安全时空格局评价研究——以博尔塔拉蒙古自治州为例

      2017, 37(19):6355-6369. DOI: 10.5846/stxb201607081406

      摘要 (2061) HTML (300) PDF 6.80 M (1326) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,国内外学者已做了大量区域土地生态安全评价的研究,但大多针对流域或县级以上行政单元,乡镇尺度的土地生态安全评价研究甚少。因此,选择地处我国西北干旱生态脆弱区的博尔塔拉蒙古自治州为研究区,以"3S"技术和数学统计方法为支撑,结合研究区自然地理特征和社会经济状况,构建博尔塔拉蒙古自治州乡镇级压力-状态-响应(Pressure-State-Responses, P-S-R)土地生态安全评价模型,并对其土地生态安全空间格局特征及成因进行诊断性分析。结果表明:(1)2014年博州土地生态安全较2011年有所恶化,Ⅲ级向Ⅳ级转化的面积最大,高达2555.33 km2,主要在温泉县境内,其次是Ⅴ级区域向Ⅳ级转化1356.53 km2,主要发生在精河县的茫丁乡和托托乡;(2)博州大部分乡镇的土地生态安全状况处于Ⅲ级水平,区域生态结构不稳定,亟待调整;(3)博州土地生态安全状况具有明显地域性分布的特征,低值区多集中于博州东部荒漠地区,高值区多集中在博州中部绿洲区域和湖区。研究结果可为乡镇级土地生态安全评价提供参考,为区域生态保护协调推进与乡镇可持续发展提供理论指导。

    • 中国温带阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征

      2017, 37(19):6370-6378. DOI: 10.5846/stxb201607111415

      摘要 (1785) HTML (317) PDF 1.80 M (1384) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳矿化与陆地生态系统碳循环和全球气候变化关系密切,为准确评估中国温带小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化特征及变化规律。以年代序列法代替群落次生演替过程,采用室内恒温培养(碱液吸收法)测定阔叶红松林不同演替系列(中生演替系列、湿生演替系列、旱生演替系列)6种群落类型土壤有机碳矿化量和矿化速率。3个演替系列土壤有机碳含量均表现出一致的剖面变化特征,随着土层深度的加深有机碳矿化量逐渐降少。且不同演替系列土层间有机碳矿化量不同,中生演替系列原始阔叶红松林土壤有机碳累计矿化量最大,其次为旱生演替系列,湿生演替系列最小。3个演替系列土壤有机碳矿化速率随时间变化呈现基本一致的趋势,即培养前期快速下降、后期逐渐趋于平稳。3个演替系列6种群落类型土壤有机碳矿化差异显著,表现为原始阔叶红松林 > 白桦次生林 > 云冷杉红松林 > 红松枫桦次生林 > 蒙古栎红松林 > 蒙古栎、黑桦次生林。阔叶红松林不同演替系列土壤有机矿化采用非线性指数拟合效果较好。阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化与土壤全氮、凋落物量显著正相关,与土壤含水率、容重、土壤酸碱度显著负相关。不同演替系列群落的演替历史、土壤质地和养分状况等生态因子是导致阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳矿化差异的原因。

    • 长期定位施肥下黑土碳排放特征及其碳库组分与酶活性变化

      2017, 37(19):6379-6389. DOI: 10.5846/stxb201607111414

      摘要 (2010) HTML (326) PDF 1.77 M (1967) 评论 (0) 收藏

      摘要:黑土作为承担我国粮食安全与生态安全的重要土壤资源,其碳排放特征与碳库组分变化一直是生态学领域研究的热点。施肥是影响黑土有机碳输入、输出的重要因素,而这需要长时间尺度的探究。为明确长期不同施肥下的土壤碳排放特征及其影响机制,以始于1990年的国家土壤肥力与肥料效益监测网站黑土监测基地-公主岭为研究平台,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、无机肥配施低量有机肥(NPKM1)、1.5倍的无机肥配施低量有机肥(1.5(NPKM1))、无机肥配施高量有机肥(NPKM2)和无机肥配施秸秆(NPKS)6个处理,探讨了长期不同施肥下土壤碳排放量(CO2-C)与土壤碳库组分包括水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)及其β-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖酶(BXYL)、纤维素酶(CBH)和乙酰基β-葡萄糖胺酶(NAG)等酶活性变化。结果表明:与CK相比,各施肥处理均可以显著增加黑土土壤碳排放量(P < 0.05),其中,NPK处理土壤碳排放量约为2633.33 kg/hm2,显著高出CK处理37.36%;长期有机无机配施(NPKM1、1.5(NPKM1)、NPKM2)显著增加土壤碳排放量71.81%-88.51%,效果最为明显;NPKS显著增加土壤碳排放量56.32%,并且三种长期有机无机配施措施碳排放差异不显著。相对CK处理,有机无机配施的DOC、MBC、POC、ROC均有显著增加(P < 0.05),各指标分别高出CK处理16.07%-56.34%、128.84%-185.77 %、284.15%-497.45%和841.03%-1145.94%,其中1.5(NPKM1)处理效果最好。同时,有机无机配施相对CK处理的NAG、BG、BXYL和CBH活性分别提高了313.22%-452.65%、129.45%-250.74%、159.08%-273.32%和72.21%-193.53%,且以1.5(NPKM1)处理的效果最好。土壤碳排放量与土壤酶活性、土壤活性碳库组分之间的相关性分析结果表明,长期不同施肥措施的土壤碳排放量不但与土壤ROC、DOC、POC、MBC含量呈极显著相关(P < 0.001),也与土壤BG、NAG、CBH、BXYL酶活性呈极显著相关(P < 0.001),说明施肥可以通过改变土壤各活性碳库组分含量与土壤微生物活性影响土壤碳排放量。

    • 我国农村居民生活能源碳排放的时空特征分析

      2017, 37(19):6390-6401. DOI: 10.5846/stxb201607191466

      摘要 (2407) HTML (441) PDF 6.83 M (1460) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着生活质量的提高,我国农村居民生活能源消费呈现大幅增长的趋势,成为碳排放增长的新源泉。估算了我国30个省区2001-2013年的农村居民生活能源碳排放,采用碳基尼系数、ArcGIS技术分析了中国省级尺度农村居民生活能源碳排放的时空特征,并利用STIRPAT模型辨明了农村居民生活能源碳排放的主要影响因素。结果表明:(1)2001-2013年农村居民直接生活能源碳排放量和间接生活能源碳排放量分别增长了7.65%、9.16%。(2)东部、中部、西部地区的碳基尼系数呈下降趋势,说明各区域农村居民人均生活能源碳排放量的区域差异总体均呈缩小趋势。(3)2001-2013年间,处于我国农村居民人均直接生活能源碳排放高水平地区的空间格局分布相对较为稳定,而对于人均间接生活能源碳排放来说,处于低水平地区的空间格局分布较为稳定。(4)农村人口规模、农民人均纯收入、农村居民生活消费支出、青壮年人口比重对农村居民生活能源碳排放量具有促进作用,而农村居民能源消费结构对其具有减缓作用,且北方农村居民生活能源碳排放量明显高于南方。(5)从环境Kuznets曲线假说出发,经济发展是促使我国农村居民生活能源碳排放Kuznets曲线存在拐点的重要因素。

    • 长江三角洲地区极端气温事件变化特征及其与ENSO的关系

      2017, 37(19):6402-6414. DOI: 10.5846/stxb201607091409

      摘要 (1843) HTML (337) PDF 8.97 M (1139) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1960-2014年65个气象站点逐日最高、最低气温和平均气温资料,分析了长江三角洲地区极端气温事件的变化规律和ENSO事件强度对极端气温指数变化趋势的影响。结果表明:近55年长江三角洲地区夏季日数(SU)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90)、暖夜日数(TN90)、异常暖昼持续指数(WSDI)、生长期(GSL)均呈增加趋势,其中暖夜日数(TN90)增加幅度最大,增幅为8.55d/10a;极值指数也呈上升趋势,其中月最低气温极小值(TNn)上升幅度最大为(0.53℃/10a);冰冻日数(ID)、霜冻日数(FD)、冷昼日数(TX10)、冷夜日数(TN10)、异常冷昼持续指数(CSDI)均呈减少趋势,其中冷夜日数(TN10)减少幅度最大(-6.06d/10a);月平均日较差(DTR)以0.11℃/10a的速率呈下降趋势。空间上,所有站点SU、TXn、TNx呈增加趋势;TR、TX90、TN90、TNn、TXx、WSDI、GSL分别有97%、85%、98%、95%、78%、92%、94%的站点呈增加趋势;所有站点ID、FD、TX10、TN10呈减少趋势;CSDI、DTR分别有87%、77%的站点呈减少趋势。多数极端气温指数与纬度、经度、海拔显著相关。气候变暖突变后,极端暖指数明显增加,极端冷指数明显减少。总体上,厄尔尼诺对极端气温指数的影响大于拉尼娜的影响。

    • 青藏高原草地存在价值研究——以玛曲为例

      2017, 37(19):6415-6421. DOI: 10.5846/stxb201607071389

      摘要 (1876) HTML (294) PDF 1.26 M (1176) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地存在价值研究是强化人们环境保护意识的有力工具,也是制定资源利用战略的决策依据。运用条件价值评估方法中(Contingent Valuation Method,CVM)的最大意愿支付(Willingness to Pay,WTP)技术,对青藏高原东缘玛曲草地的存在价值进行了系统研究,结果显示:2005年,牧户的平均WTP为339元/a,总存在价值为0.03×108元/a;收入与WTP呈显著正相关关系。据此推断,2016年牧户的平均WTP为407元/a,总存在价值为0.033×108元/a。存在价值小,主要是因为当地人口基数小。如果考虑玛曲草地对全球生物多样性保育的贡献,以及对黄河水源所具有的涵养功能,则其总存在价值将倍增,其中2005年为636×108元/a,2016年为763×108元/a,增幅约为20%,与当地居民的收入增长相当。这一结果表明,与玛曲草地的保护成本相比,其存在价值极其显著,应纳入成本-效益分析之中;存在价值具有动态性,应根据收入变化状况进行连续评估,以反映其真实价值,从而确保政策制定者做出正确决策。

    • 江西高天岩自然保护区生态系统服务功能价值评估

      2017, 37(19):6422-6430. DOI: 10.5846/stxb201607091410

      摘要 (1815) HTML (255) PDF 1.29 M (1311) 评论 (0) 收藏

      摘要:高天岩自然保护区位于江西省莲花县,为当地人提供了多项生态服务功能。根据高天岩自然保护区生态与社会经济系统的特征,构建其生态系统服务功能价值评估指标体系,并以2014年数据为基础,综合运用成本替代、市场价值、影子工程、造林成本、成果参数和旅行费用等定量分析方法,评估其生态系统的经济价值。结果表明:2014年,高天岩自然保护区生态系统服务总经济价值为7.20×108 元,其中,土壤保持和固碳释氧的经济价值居前两位,分别为4.39×108 元和1.16×108 元,各占服务总经济价值的60.89%和16.11%。9项服务指标按评估的经济价值大小排序为:土壤保持 > 固碳释氧 > 产品供给 > 生物多样性保护 > 环境净化 > 气候调节 > 旅游休憩 > 调洪蓄水 > 社会保障。直观的经济数字反映了高天岩自然保护区生态系统对人类社会的重要贡献,一方面有利于强化管理者和公众保护高天岩自然保护区的意识,另一方面为政府制定高天岩自然保护区生态系统补偿标准提供数据支撑。

    • 甘肃省脆弱生态环境与贫困的耦合关系

      2017, 37(19):6431-6439. DOI: 10.5846/stxb201607191469

      摘要 (2247) HTML (332) PDF 1.87 M (1928) 评论 (0) 收藏

      摘要:保持生态环境与经济建设的协调发展是新阶段国家扶贫开发的重要策略之一。以甘肃省为例,运用系统耦合协调度理论,构建双系统发展多指标综合评价体系,对研究区2000-2014年脆弱生态环境与贫困评价得分、两者耦合协调度及时空分异进行测度和分析。结果表明:从时序角度看,甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度整体呈上升状态,受政策调整等因素的影响呈现低水平耦合协调、耦合协调度增长、高水平耦合协调生态环境滞后3个不同阶段;从空间分异角度看,甘肃省脆弱生态环境和贫困耦合协调度由东南向西北递增,耦合协调度空间分布不均衡,脆弱生态环境与贫困共生共存,需充分重视和保护贫困地区生态环境。

    • 海拔对岷山大熊猫主食竹营养成分和氨基酸含量的影响

      2017, 37(19):6440-6447. DOI: 10.5846/stxb201607221496

      摘要 (1873) HTML (417) PDF 1.57 M (1296) 评论 (0) 收藏

      摘要:缺苞箭竹(Fargesia denudata)是岷山山系大熊猫的主食竹,其可食性在大熊猫食物营养质量评价中具有重要意义。为揭示海拔梯度上温差对大熊猫主食竹营养成分及其含量的影响,以自然生长在岷山山系核心区四川王朗国家级自然保护区不同海拔(2600、2850、3100 m)的缺苞箭竹为对象,对其笋、秆和叶的营养成分和氨基酸含量进行了研究。结果表明:(1)同一海拔缺苞箭竹的粗蛋白和粗脂肪含量均表现为叶 > 笋 > 秆,且笋、秆和叶的营养成分含量有显著差异(P < 0.05);(2)粗蛋白和氨基酸总量随海拔升高而显著增加(P < 0.05),而对粗脂肪和粗纤维的影响不显著(P > 0.05);(3)除笋中苏氨酸、甘氨酸、半胱氨酸,秆中丝氨酸、蛋氨酸以及叶中半胱氨酸外,海拔对其余氨基酸含量均有显著影响(P < 0.05);(4)海拔对粗蛋白/粗脂肪、粗蛋白/粗纤维有显著影响(P < 0.05),在笋和秆中表现为海拔3100 m最高,而海拔对纤维素/粗纤维、粗脂肪/粗纤维的影响不显著(P > 0.05)。缺苞箭竹叶、笋的营养成分含量明显高于秆;高海拔有利于缺苞箭竹各器官粗蛋白和氨基酸的积累,不利于粗纤维的积累,这可能使大熊猫的取食选择发生改变,更倾向于取食高海拔的笋和叶。

    • 基于综合指数法的白龙江流域生物多样性空间分异特征研究

      2017, 37(19):6448-6456. DOI: 10.5846/stxb201607211486

      摘要 (1695) HTML (326) PDF 7.36 M (1241) 评论 (0) 收藏

      摘要:大中区域尺度上生物多样性空间分布格局识别是制定和实施区域生物多样性保护计划的前提条件,也是生物多样性保护确定优先区域研究工作迫切需要解决的关键问题之一。拟以甘肃白龙江流域为例,结合InVEST模型和遥感、GIS技术,以区域生境质量、植物净初级生产力和景观状态指数为评价指标,应用归一化处理方法,构建区域生物多样性空间格局综合评估方法,在栅格像元尺度上开展白龙江流域生物多样性评价及其空间分异特征分析。结果表明:白龙江流域生物多样性较为丰富,空间分异特征明显。生物多样性较高的区域(Ⅰ和Ⅱ级以上)面积约占39.80%,且主要集中在自然保护区和林业管护区。生物多样性较低的地区主要分布在舟曲-武都-文县的白龙江两岸及其以北区域、宕昌县岷江沿岸、高寒稀疏植被区和高山积雪-裸岩区。

    • 亚热带几种典型稻田与旱作土壤中外源输入秸秆的分解与转化差异

      2017, 37(19):6457-6465. DOI: 10.5846/stxb201607211481

      摘要 (1670) HTML (347) PDF 1.65 M (1272) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取亚热带四种典型母质(花岗岩风化物、第四纪红色粘土、板页岩风化物、近代河流沉积物)发育的稻田土壤,以毗邻的旱作土壤为对比,通过室内模拟培养试验研究45%田间持水量(WHC)条件下稻田和旱作土壤中外源输入秸秆矿化和转化的特征与差异。结果表明:在180 d的培养期内,所选4种稻田土壤中外源输入秸秆的累积矿化率(18%-21%)均显著低于对应的旱作土壤(21%-28%),外源秸秆的输入对土壤原有有机碳矿化的激发效应也是以稻田土壤(5%-30%)明显低于对应的旱作土壤(17%-65%)。外源秸秆在土壤中的分解产物主要向颗粒有机碳(POC)和铁铝结合态有机碳(Fe/Al-OC)分配,分配比例分别为9%-21%和12%-24%,其次为腐殖质碳(HMC)(11%-15%),而向微生物生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)分配的比例极小,分别仅为2%-7%和0.1%-0.7%。与旱作土壤相比,稻田土壤中外源秸秆的分解产物向POC、Fe/Al-OC和MBC分配的比例较高,分别为15%-21%、17%-24%和6%-7%,而旱作土壤为9%-17%、13%-18%和2%-4%。此外,外源秸秆分解产物向2000-250 μm水稳性粗团聚体分配的比例也以稻田土壤(10%-13%)高于旱作土壤(6%-7%),其它粒径中稻田与对应的旱作土壤之间并无显著差异。本研究结果说明,稻田土壤中外源输入秸秆的矿化率低于旱作土壤的现象在不同母质类型的土壤中可能普遍存在,这可能与稻田土壤中外源秸秆分解产物受水稳性团聚体的物理保护、与氧化铁铝的化学键合以及向有机碳稳定组分的分配作用较强有关,从而贡献于稻田土壤较高的有机碳积累。

    • 13C脉冲标记法:不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配

      2017, 37(19):6466-6471. DOI: 10.5846/stxb201607241506

      摘要 (1720) HTML (302) PDF 1.47 M (2473) 评论 (0) 收藏

      摘要:定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律,对于理解全球碳循环有着重要意义。采用13C-CO2脉冲标记结合室内培养,通过元素分析仪-稳定同位素联用(Flash HT-IRMS)分析植物各部分及土壤δ13C值,比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律,并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明:(1)水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势,不同的生育期表现为:分蘖期 > 拔节期 > 抽穗期 > 扬花期 > 成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2-0.4,分蘖期的根冠比最高,随着水稻生育期的增加而递减,到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。(2)脉冲标记6h后,水稻地上部和地下部(根系)的δ13 C值在-25.52‰——28.33‰,不同器官的δ13C值存在明显分馏效应,且趋势基本一致,即茎杆(籽粒) > 叶片(根系);这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象,可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。(3)不同生育期13C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同,生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高,具有较强的碳汇能力,而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势,但积累量不断增加。(4)不同生育期13C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库(10%),而到成熟期则向籽粒中分配较多,而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。

    • 珊瑚树(Viburnum odoratissinum)对污染土壤中镉的耐受和富集特征

      2017, 37(19):6472-6479. DOI: 10.5846/stxb201607191464

      摘要 (1883) HTML (338) PDF 1.91 M (1687) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过温室盆栽试验,研究珊瑚树对土壤中镉(Cd)的耐受和富集特征。研究结果表明,珊瑚树对污染土壤中Cd具有较强的耐受能力。培养56 d内,土壤中Cd含量对珊瑚树生物量影响不明显;随着培养时间的延长(105-203 d),珊瑚树的生长明显受到土壤中Cd的抑制作用。与对照处理(土壤中Cd含量为3.6 mg/kg)相比,培养154 d后,土壤中Cd含量为24.6 mg/kg处理下珊瑚树叶片中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和丙二醛(MDA)含量没有明显变化;培养203 d后,土壤中Cd含量为24.6 mg/kg处理下珊瑚树叶片中类胡萝卜素和MDA含量无明显变化,但叶片中叶绿素a和叶绿素b含量明显受到抑制,从而导致珊瑚树叶片的生长明显受到抑制(P < 0.05)。培养203 d后,珊瑚树对土壤中Cd的富集系数和转运系数均大于1,表明珊瑚树对土壤中Cd具有一定的富集和转运能力。上述结果表明,珊瑚树对Cd污染土壤具有一定的生态修复潜力。

    • 紫色土坡耕地土壤属性差异对耕层土壤质量的影响

      2017, 37(19):6480-6493. DOI: 10.5846/stxb201607181460

      摘要 (1792) HTML (389) PDF 6.09 M (1593) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡耕地是一个区域最易发生水土流失的土地利用类型,其严重的水土流失、面源污染和耕层退化现象直接威胁着坡耕地持续利用以及当地粮食安全、生态安全;耕层土壤质量对自然因素和人为耕作活动的影响较为敏感。以南方3个地点紫色土坡耕地耕层土壤质量为研究对象,从土壤属性角度,对比分析了重庆合川、江西兴国、云南楚雄不同耕层垂直深度土壤养分特征、土壤物理性质、土壤水库特征、耕作性能差异性及其形成原因。结果表明:(1)坡耕地耕层土壤有机质表现为云南楚雄(28.80 g/kg)>江西兴国(9.03 g/kg)>重庆合川(8.80 g/kg);除全钾含量外,土壤全量养分和速效养分的含量表现为云南楚雄 > 江西兴国 > 重庆合川;坡耕地耕层速效养分垂直分布变化规律基本一致,主要表现为土壤速效养分主要在0-20 cm土层富集,而20-40 cm和40-60 cm土层无显著差异。(2)不同地点紫色土坡耕地耕层土壤物理性质差异明显,以重庆合川坡耕地土壤物理质量最差,表现为土壤砂粒含量 > 60 %、土壤容重最大(1.43 g/cm3)、土壤总孔隙度(45.97%)和毛管孔隙度(34.36%)最小;从坡耕地耕层土壤物理性质垂直变化特征看,耕作层(0-20 cm)优于心土层(20-40 cm)和底土层(40-60 cm)。(3)紫色土坡耕地耕层土壤初始入渗率以江西兴国坡耕地耕层最大(0.32 mm/min),而以重庆合川坡耕地耕层最小(0.19 mm/min);土壤稳定入渗率和平均入渗率均表现为云南楚雄 > 重庆合川 > 江西兴国;坡耕地耕层土壤最大有效库容以云南楚雄最好(873.311 t/hm2),说明云南楚雄紫色土坡耕地耕层土壤具有较好的抵御季节性干旱能力;不同地点坡耕地耕层土壤总库容、死库容、兴利库容、滞洪库容、最大有效库容在垂直方向变化表现为耕作层(0-20 cm)大于心土层(20-40 cm)和底土层(40-60 cm)。(4)不同地点紫色土坡耕地耕层土壤抗剪强度和贯入阻力均呈现出相同变化规律,土壤抗剪强度表现为重庆合川(15.39 kg/cm2)>云南楚雄(14.74 kg/cm2)> 江西兴国(10.66 kg/cm2),而土壤贯入阻力值为重庆合川(424.83 kPa)> 云南楚雄(252.50 kPa)> 江西兴国(188.87 kPa),这种土壤力学性能的变化说明重庆合川紫色土坡耕地耕层土壤具有较好抵抗剪切破坏的能力和较大耕作阻力。上述研究结果可为不同地点紫色土坡耕地耕层土壤质量诊断、坡耕地合理耕层评价提供理论依据和数据支持。

    • 2004-2013年珠江流域植被变化及其胁迫分析

      2017, 37(19):6494-6503. DOI: 10.5846/stxb201607111416

      摘要 (1889) HTML (270) PDF 12.85 M (1168) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被对区域气候调节、水文循环等有着重要作用,在近年来中国南部地区极端气候频发的背景下,研究植被变化及胁迫意义重大。以珠江流域为研究区,利用MODIS EVI分析了植被的变化规律,并通过美国军事气象卫星DMSP灯光数据和气象数据探讨分析了人类活动和自然环境对植被变化的胁迫。结果显示:2004年到2013年期间珠江流域内年平均EVI介于0.33-0.38之间,EVI从高到底依次是常绿阔叶林 > 混交林 > 多树的草地 > 常绿针叶林 > 草地,不同植被类型的EVI变化趋势基本一致,同一植被类型EVI年际变化较小,其中混交林和草地年际最大变化量分别为0.07和0.04,而常绿阔叶林、常绿针叶林和多树的草地年际最大变化量均为0.06;在2004年至2013年年间,城市化水平增长了约71%,其年发展变化与EVI的年变化趋势相反;通过对比分析发现珠江流域人类活动对植被变化影响高于自然环境,即DMSP灯光变化与EVI变化的相关系数明显高于气温和降水。

    • 塔克拉玛干沙漠北缘柽柳灌丛沙堆对甲虫的庇护作用

      2017, 37(19):6504-6510. DOI: 10.5846/stxb201607091408

      摘要 (1491) HTML (267) PDF 1.36 M (1168) 评论 (0) 收藏

      摘要:以塔克拉玛干沙漠北缘典型荒漠区柽柳灌丛沙堆-柽柳包为研究对象,在2005-2006年期间调查了柽柳包及相邻沙漠裸地地表甲虫多样性。结果表明:2005年和2006年柳包上地表甲虫个体数量和物种数均高于沙漠裸地,柽柳包上的地表甲虫物种数分别为21种和16种,沙漠裸地中分别为10种和12种,柽柳包上物种丰富度明显高于沙漠裸地。选取优势种髋胫小土甲(Penthicicus koltzei Reitter)进行相对种群密度的估算,髋胫小土甲在柽柳包上分布数量较多,密度可达到每平方米在13头以上;但沙漠裸地仅有6头左右。柽柳包对甲虫多样性有明显的庇护所的作用,有利于维持甲虫物种多样性。2种不同生境条件下地表甲虫的数量存在明显的季节变动,其数量高峰分别出现在2005年6月和2006年7月,可能与不同季节环境的极端性(如气温峰值和洪水早晚)导致的食物丰富程度有关。

    • 气候变化对东北主要地带性植被类型分布的影响

      2017, 37(19):6511-6522. DOI: 10.5846/stxb201607071393

      摘要 (1928) HTML (366) PDF 10.22 M (1706) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确地划分地带性主要植被类型分布的适宜区域,可为区域植被恢复与重建、生物多样性保护等工作提供有益的理论参考。在检验1961-2013年东北地区气候变化突变点的基础上,基于东北地区主要植被类型热量指标,研究气候变化对该区域主要植被类型适宜分布区域的影响,并利用2000年和2013年土地类型覆盖数据(MCD12Q1),对推算的适宜分布区域进行验证,结果表明:大兴安岭气温突变点为1982年,其它地区为1988年,东北地区各生态地理区年降水量没有明显的突变点。气温突变点后适宜在东北地区生长的主要植被种类没有变化,但各植被类型的分布区域均有所改变,其中高山冻原、亚高山矮曲林、寒温带针叶林和温带针阔叶混交林适宜分布区域面积减小,暖温带落叶阔叶林和温带草原面积增大。气温突变点前后各植被类型适宜分布区的地理中心均发生了不同程度的移动,其中移动距离最大的是南部地区的亚高山矮曲林,向东北方向移动了135.44km。与主要植被类型实际分布相对比,证明气候变化对研究区植被类型分布可能已经产生了影响。

    • 阔叶红松林下6种早夏草本不同生长期生物量分配及模型构建

      2017, 37(19):6523-6533. DOI: 10.5846/stxb201607071391

      摘要 (1890) HTML (314) PDF 4.13 M (1449) 评论 (0) 收藏

      摘要:早夏草本植物作为阔叶红松林林下的一类优势物种,对整个生长季林下草本物种多样性和生物量具有重要影响,对其不同生长阶段生物量分配特征及生物量模型的研究有助于了解该类植物生存策略和碳汇储量。以吉林省蛟河地区阔叶红松林林下的白花碎米荠(Cardamine leucantha)、北重楼(Paris verticillata)、鹿药(Smilacina japonica)、美汉草(Meehania fargesii)、山茄子(Anisodus acutangulus)和紫花变豆菜(Sanicula rubriflora)6种早夏草本植物为研究对象,从4月初到8月底对其物候期进行观察记录,定期取样,从而对6种植物不同生长时期各组分生物量分配特征,地上与地下生物量相对生长关系进行分析研究,并以株高级为自变量建立5种形式(一元线性模型、一元二次模型、指数模型、幂函数模型、对数模型)的单种和混种生物量模型,选取最优模型进行验证。结果表明,6种早夏草本植物花期一般开始于4月底结束于6月中旬,果期开始于5月底结束于8月中旬,不同植物的花、果期持续时间差异较大。生长期内,随着植物生长,株高、生物量和根冠比(R/S)变化明显,但变化趋势不一致。不同物种各组分生物量分配存在差异,用于繁殖的生物量分配比例较小,通常不超过5%。所有物种AGB和BGB间均具有明显的相对生长关系(P < 0.0001),且均表现为异速生长(相关生长指数a≠1)。根据R2和SEE选取最优生物量模型,其中幂函数模型形式最常用,其次是一元二次和指数模型。所有最优模型的R2均较高且SEE较低,拟合效果较好,其中AGB和TB的最优模型要优于BGB,单种模型优于混种模型;通过验证,除混合模型BGB的RMA(30.679%)稍大于30%外,所有模型的RSEE和RMA均小于30%,P值均大于80%,说明所建立的最优模型能够用来对该地区阔叶红松林林下早夏草本植物生物量进行估算。

    • 神农架川金丝猴栖息地优势乔木树种遥感识别及其分布特征

      2017, 37(19):6534-6543. DOI: 10.5846/stxb201607031369

      摘要 (1792) HTML (284) PDF 24.66 M (1052) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对神农架川金丝猴生境基础研究中乔木树种大范围分布数据难以获取问题,尝试利用多源多时相遥感数据结合专家知识分层次实现树种识别。首先采用冬季Landsat8/OLI数据根据物侯特性分层提取常绿、落叶林的地域范围;进而依据夏季Worldview-2高分遥感影像的实地乔木样本的光谱特征分层次完成常绿树种(巴山冷杉、华山松、青杄、刺叶栎)和落叶树种(红桦、日本落叶松、米心水青冈、漆树、锐齿槲栎、椅杨)的识别;并通过实地植被样方及专家知识通过高程数据完成分类结果的修正;最后结合GIS对主要优势树种的地形及地域分布特征进行了空间分析。实验精度表明常绿林中巴山冷杉、华山松、刺叶栎、虫害华山松整体精度较高,落叶林中红桦、漆树等识别精度相对较高,部分树种如椅杨、锐齿槲栎识别精度较低;总体上常绿树种的精度要优于落叶树种。从植物地理学、遥感、GIS三者相结合的角度,将多源、多时相遥感数据与物种物候特性、专家知识进行有效整合,提出了一种乔木树种识别的方法(1)提供了复杂山地环境的主要乔木优势种识别途径,且具有通用性;(2)完成了物种物候特性与遥感数据特性的整合利用,有效降低数据成本费用;(3)配合地面样方及专家知识修正结果,避免了过分依赖光谱特征引起的误判。这将为神农架川金丝猴栖息地保护与恢复提供更精确的数据依据。

    • 不同邻居物种的基因型多样性对冷蒿生长的影响

      2017, 37(19):6544-6551. DOI: 10.5846/stxb201607031366

      摘要 (2129) HTML (332) PDF 2.41 M (1234) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物物种多样性与基因型多样性对群落的结构和功能具有重要的生态作用,近年来植物基因型多样性对植物间相互作用的影响已成为研究者关心的重要科学问题。实验选择退化草原优势种冷蒿(Artemisia frigida)为目标植物,稳定群落建群种羊草(Leymus chinensis)和群落伴生种洽草(Koeleria cristata)为邻居植物,来研究基因型多样性不同的邻居植物对冷蒿生长表现(株高、地上生物量、地下生物量和总生物量)的影响,并通过测量植物相对竞争强度及邻居植物性状变异来进一步探究邻居植物基因型多样性对目标植物影响的内在机制。结果表明:(1)邻居物种为羊草时,基因型多样性对冷蒿的生长表现影响显著,当邻居为6基因型时,冷蒿的株高、地上生物量以及总生物量显著低于单基因型和3基因型时的表现(P < 0.05),且相对竞争强度高于其他两种处理;而邻居物种为洽草时,基因型多样性对冷蒿所有观测指标以及相对竞争强度的影响均不显著(P > 0.05)。(2)利用主成分分析法来分析基因型多样性对自身性状变异的影响发现,邻居物种为羊草时,基因型多样性对性状变异响应显著,主要表现为3基因型时,羊草种群的株高、总生物量、地上生物量显著高于单基因型时的表现(P < 0.05);而邻居物种为洽草时,基因型多样性对性状变异影响不显著(P > 0.05)。(3)邻居物种为羊草时,羊草总生物量和比叶面积与冷蒿的地上生物量和总生物量呈显著负相关(P < 0.05);邻居物种为洽草时,洽草各性状与冷蒿性状间无显著相关性(P > 0.05)。实验结果揭示,基因型多样性对目标植物生长的效应受邻居植物种类的影响,稳定群落建群种羊草高基因型组合能显著抑制冷蒿的生长,这可能与羊草高基因型多样性种群性状变异大且对冷蒿有较高的相对竞争强度有关。所得结果为建群种基因型多样性影响种间相互作用提供了实验证据,为草原的合理利用和保护提供了理论指导。

    • 大兴安岭北坡多年冻土区植物生态特征及其对冻土退化的响应

      2017, 37(19):6552-6561. DOI: 10.5846/stxb201607021363

      摘要 (1970) HTML (348) PDF 1.62 M (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:多年冻土和植被是寒区生态系统的重要组成部分。随着全球气候变暖,多年冻土逐渐退化,导致土壤水分以及有机质含量降低,进而对地上植被产生影响。对大兴安岭北坡多年冻土区植物生态特征及其对冻土退化的响应进行了研究。结果表明,调查的30个多年冻土区共有85种植物,隶属于29个科,55个属。其中,蕨类植物1种,占种组成的1.2%;裸子植物1种,占种组成的1.2%;被子植物83种,占种组成的97.6%。在4种生活型中,以地面芽植物的种类最多,为51种,占植物种数的60%;地下芽和高位芽植物次之,分别为12和19种,分别占14.1%和22.4%;地上芽植物较少,为3种,占3.5%。在4种水分生态类型中,以中生植物种类最多,为50种,占植物种数的58.8%;湿生植物次之,为26种,占30.6%;沼生植物为7种,占8.2%;旱生植物最少,为2种,占2.4%。冻土活动层厚度50-150cm范围内,植物的科、属、种数最多,其次是大于150cm范围的冻土区,活动层厚度较小( < 50cm)时,植物科、属、种数最少。随着活动层厚度的增加,即多年冻土退化,地面芽植物的物种数显著增加(P < 0.05),高位芽植物的物种数显著减少(P < 0.05),地上芽和地下芽植物的物种数随活动层厚度的变化不显著。随着活动层厚度的增加,沼生植物的物种数显著降低(P < 0.05),中生植物的物种数显著增加(P < 0.05),湿生和旱生植物的物种数随活动层厚度的变化不显著,群落植物组成从湿生逐渐向中生转变。

    • 不同利用方式下内蒙古典型草原群落物种相互关系的年际变化

      2017, 37(19):6562-6570. DOI: 10.5846/stxb201607011355

      摘要 (1702) HTML (319) PDF 3.01 M (1484) 评论 (0) 收藏

      摘要:放牧和刈割作为内蒙古草原主要利用方式,对大针茅群落演替以及建群种更替有着重要影响。以内蒙古典型草原大针茅群落为研究对象,2013-2015年连续3年对放牧和刈割两种利用方式下大针茅群落小尺度格局进行定点观测,其中,2014年气候极端干旱且温度较高;运用Ecosim7.72软件计算C-score和V-ratio来反映群落物种间相互作用关系,并分析相互作用关系的年际变化以及影响因素。结果表明:(1)2013年和2015年温度和降水与该区域年均值比较接近,放牧和刈割两种利用方式下群落植物间相互作用关系均为竞争;(2)2014年为极端干旱和高温的年份,放牧和刈割两种利用方式下群落植物间相互作用的值或方向发生了很大变化,其中,放牧利用加剧植物间的竞争,而刈割利用方式下植物间相互作用为促进。(3)所得结果表明气候波动是影响群落物种间相互作用的主要因素,而在极端年份,利用方式会影响群落物种间相互作用的方向和大小,这不仅为胁迫梯度假说的完善提供了实验数据,而且可为该区域草原的合理利用和保护措施的制定提供理论指导。

    • 半干旱草地长期封育进程中针茅植物根系格局变化特征

      2017, 37(19):6571-6580. DOI: 10.5846/stxb201606261251

      摘要 (1990) HTML (333) PDF 1.64 M (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:以云雾山不同封育年限草地针茅植物根系和土壤为研究对象,对其根系特征、土壤特性及两者关系进行研究,以探讨分析封育对针茅根系格局的影响。结果表明:(1)针茅植物根系生物量、根长密度、根表面积和根体积在封育初期轻微下降,之后缓慢上升,并在封育30 a草地得到显著增加。(2)随封育年限增加,各根系指标在3种针茅物种间的组成格局具有类似变化规律,具体表现为:长芒草在放牧草地所占比例最高,之后逐渐降低,并在封育30 a草地消失;大针茅所占比例呈先升后降变化规律,并在封育22 a草地达到最大值;甘青针茅仅出现于封育30 a草地,且占据优势地位。(3)大针茅和甘青针茅0-0.6 mm径级根系比例高于大针茅,使其根系直径显著低于大针茅,比根长和比根面积显著高于大针茅;此外,长芒草根组织密度显著高于长芒草和甘青针茅。(4)长期封育在显著提高土壤水分、养分含量和土壤氮磷比的同时显著降低土壤碳氮比,但对微生物生物量碳、氮无明显影响。(5)针茅根系特征与土壤指标的关联性分析显示针茅根系受土壤氮资源的显著影响。

    • 热激对大兴安岭三种松科树种种子萌发的影响

      2017, 37(19):6581-6587. DOI: 10.5846/stxb201512282584

      摘要 (1634) HTML (302) PDF 1.26 M (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了热激对大兴安岭地区兴安落叶松、樟子松、红皮云杉种子萌发的影响,热激温度分别为80℃、100℃、120℃、150℃,每个温度下热激时间分别为1min、3min、5min、10min。研究结果表明:兴安落叶松种子在100℃热激10min,120℃热激5min,10min,150℃热激5min处理下萌发率较对照显著下降(P < 0.05),除80℃热激1min、3min、5min、120℃热激1min、150℃热激1min外,其他处理萌发速率指数较对照均显著下降(P < 0.05);樟子松种子在高于80℃的所有热激处理萌发率较对照均显著下降(P < 0.05),甚至没有萌发,除80℃热激1min外,所有处理下萌发速率指数较对照均显著下降;红皮云杉种子萌发率在80℃热激5min和100℃热激1min处理下较对照显著提高(P < 0.05),萌发速率指数在80℃热激1min、3min、5min,100℃热激1min处理下较对照显著提高(P < 0.05)。兴安落叶松种子可以在短时间高强度(150℃)热激下维持萌发率,但不能承受长时间热激;樟子松种子对高于80℃的热激反应敏感,热激降低了樟子松种子的萌发能力;热激可以提高红皮云杉种子的萌发能力,短时间(1min、3min、5min)低强度(80℃)热激(包括100℃热激1min)提高红皮云杉种子萌发率和萌发速率指数,红皮云杉种子也可以承受高强度(150℃)瞬时(1min)热激。

    • 北京西山不同海拔油松林PM2.5浓度及叶片吸附量变化规律

      2017, 37(19):6588-6596. DOI: 10.5846/stxb201511112283

      摘要 (1539) HTML (312) PDF 7.46 M (1425) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北京西山不同海拔梯度油松人工林为研究对象,对油松林PM2.5浓度变化和叶片PM2.5吸附量进行分析,并应用电子显微镜对不同海拔油松叶表面微形态特征进行观察,阐释叶片吸附PM2.5差异。结果表明:随着海拔升高PM2.5质量浓度逐渐降低,不同海拔油松林PM2.5质量浓度日变化均呈典型的双峰曲线,7:00和19:00是一天的两个峰值,最小值出现在13:00-15:00左右;从不同月份看,不同海拔油松林PM2.5质量浓度最高值出现在冬季的2月,最低值在8月;不同海拔油松林PM2.5质量浓度全年均值为84 m((102.28±18.44) μg/m3) > 110 m((94.18±18.34) μg/m3) > 160 m((81.53±19.23) μg/m3) > 230 m((75.39±15.71) μg/m3);随着海拔升高单位叶面积PM2.5吸附量逐渐减小,每升高50 m,单位叶面积PM2.5吸附量降低23.25%,每公顷PM2.5吸附量下降26.43%,不同海拔油松林每公顷PM2.5吸附量全年均值为84 m((8.61±1.08) kg/hm2) > 110 m((7.30±0.94) kg/hm2) > 160 m((6.35±0.99) kg/hm2) > 230 m((4.34±1.14) kg/hm2);处于低海拔的油松叶表面较粗糙,气孔内部和周围聚集大量颗粒物,在叶面形态上更有利于吸附PM2.5,高海拔则相反。高海拔空气质量优于低海拔,低海拔的植物吸附颗粒物多于高海拔。研究结果可为城市造林和森林净化大气提供数据支持。

    • 冲天湖底泥表层微囊藻休眠体复苏与菌群动态

      2017, 37(19):6597-6606. DOI: 10.5846/stxb201607101412

      摘要 (1428) HTML (409) PDF 4.01 M (1405) 评论 (0) 收藏

      摘要:对频繁暴发微囊藻水华的西洞庭冲天湖表层底泥和上覆水取样,检测和分析了底泥表层微囊藻休眠体丰度和菌浓度、上覆水中微囊藻细胞丰度和菌浓度以及部分理化性质,结合室内模拟试验。结果表明:2-6月份冲天湖底泥表层和上覆水中总菌浓度均显著上升(P < 0.05),底泥表层总菌浓度显著高于上覆水(P < 0.05),优势菌群均为微小杆菌属(Exiguobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus);4月份底泥表层微囊藻休眠体开始复苏且休眠体丰度下降,6月份休眠体丰度显著低于4-5月份(P < 0.05),而上覆水中微囊藻细胞丰度上升,6月份显著高于4-5月份(P < 0.05);复苏优势藻为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flos-aqua)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii);复苏期间促休眠体复苏优势菌群浓度显著上升、"底泥-上覆水"界面溶解氧浓度与TN/TP比显著下降(P < 0.05)。说明冲天湖底泥表层和上覆水优势菌群可能通过改变底泥表层理化环境影响微囊藻休眠体复苏。

    • 若尔盖高原湿地泥炭沼泽土亚硝酸盐还原酶(nirK)反硝化细菌群落结构分析

      2017, 37(19):6607-6615. DOI: 10.5846/stxb201607151442

      摘要 (1854) HTML (331) PDF 1.80 M (2047) 评论 (0) 收藏

      摘要:若尔盖泥炭湿地是世界少有的低纬度永久冻土湿地,具有高海拔、高紫外辐射、高有机质的特点。该区域N2O的排放量对全球气候变暖有重要影响。对若尔盖高原湿地泥炭沼泽土中的亚硝酸盐还原酶(nirK)反硝化细菌群落结构多样性进行分析,以期揭示该区域N2O释放的微生物调控机制。基于若尔盖高原湿地泥炭沼泽土的理化性质和反硝化活性(PDA),结合限制性酶切片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism, RFLP)技术、克隆文库及分子测序对该生态系统中的nirK反硝化细菌群落结构及多样性进行分析。反硝化活性测定结果显示:阿西地区>麦溪地区>分区地区,反硝化活性与土壤有机碳、总氮和丰富度呈显著正相关(P < 0.05)。Shannon-wiener多样性指数以阿西最高、分区最低。3个样品中共测序15条nirK基因代表序列,系统发育表明若尔盖高原湿地优势nirK反硝化菌群为变形门菌群。其中,阿西地区主要为α-变形菌门,麦溪地区主要为β-变形菌门,分区地区无法确定优势种群。冗余分析(Redundancy analysis, RDA)显示:有效钾和有效磷是影响nirK反硝化细菌群落结构的关键环境因子。本论文显示,若尔盖高原湿地存在着明显的反硝化作用,调控这些反硝化作用的nirK反硝化细菌多样性较高,且与土壤有效钾和有效磷密切相关。

    • 镉对苯并(a)芘在蚯蚓亚细胞组分中分配积累的影响

      2017, 37(19):6616-6623. DOI: 10.5846/stxb201607071390

      摘要 (1376) HTML (292) PDF 1.64 M (1294) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过外源添加不同浓度镉离子(Cd2+)来研究复合污染条件下镉(Cd)对苯并(a)芘(BaP)在蚯蚓体内不同亚细胞组分(组分C:细胞溶质组分;组分D:固体颗粒组分;组分E:细胞碎片组分)中的分配积累情况,并探究其内在机制。结果表明,BaP主要分布于蚯蚓的细胞碎片组分,其次为固体颗粒组分,在细胞溶质组分中的浓度最低。在Cd2+添加处理下,随着Cd2+浓度的增加,3个细胞组分中的BaP浓度呈先降低后升高的趋势。随着Cd2+浓度的增加,3个亚细胞组分中的蛋白含量与乙酰胆碱酯酶(AChE)活性均呈先升高后下降的趋势;而蚯蚓细胞溶质和细胞碎片组分中的谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性呈先下降后上升的趋势,但固体颗粒组分中逐渐增加。相关性分析表明,蚯蚓细胞溶质和细胞碎片组分中的蛋白含量与其对应组分中的BaP浓度呈显著负相关;细胞溶质组分中的AChE活性与该组分中的BaP浓度呈显著负相关;而GST的活性与BaP浓度没有显著相关性。综上所述,BaP主要分配积累在细胞碎片组分中,Cd2+可能通过影响蛋白含量及AChE的活性,从而影响BaP在细胞碎片和细胞溶质组分中的积累,使得BaP的浓度随着Cd2+浓度的增加呈现先降低后升高的趋势。

    • >专论与综述
    • 生态学中的点格局研究概况及其在国内的应用

      2017, 37(19):6624-6632. DOI: 10.5846/stxb201607081399

      摘要 (2300) HTML (328) PDF 1.51 M (2026) 评论 (0) 收藏

      摘要:点格局分析是研究生态学格局的工具之一,近年来在生态学中的应用越来越多。为深入了解点格局分析方法在国内的研究与应用情况,以所总结的研究进展、一般步骤和基本要点为背景,分析评述了1996-2015年期间以点格局为主题的国内中文核心期刊文献。结果表明,在国内生态学格局研究中,应用研究占据主导地位,研究对象广泛,包括以树木为主的乔、灌、草等不同生活型的植物,甚至包括景观;基础研究,包括概括性统计量、零模型与点过程模型等方面,以及专用软件工具包的开发等研究薄弱。在应用中存在一定问题,主要表现为:概括性统计量使用单一,且以Ripley的K-函数及其变形为主;零模型(或点过程模型)是科学问题的统计表达,但是有一半以上的研究未明确给出零模型。建议在未来应用研究中重视多种统计量的组合使用和原假设的建立,在探讨热带、亚热带森林等具有复杂空间结构系统的多样性格局时,考虑对象的不同世代和系统的不同垂直层次,并加强多变量或三维概括性统计量的开发、点格局分析方法与动态过程模型的结合研究等工作。

    • 基于FvCB模型的叶片光合生理对环境因子的响应研究进展

      2017, 37(19):6633-6645. DOI: 10.5846/stxb201607161450

      摘要 (1829) HTML (262) PDF 1.36 M (1778) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高叶片光合速率并更好地理解叶片光合生理对环境因子变化的响应机制,FvCB模型(C3植物光合生化模型)常用于分析不同环境条件下CO2响应曲线并预测叶片活体内光合系统的内在变化状况。系统介绍了FvCB模型的建立、发展过程和拟合方法等基本理论,综述了该模型在叶片光合生理对光、CO2、水、温度和N营养等环境因子变化的响应机制中的应用研究。为进一步完善FvCB模型并更好地理解叶片活体内光合系统对环境因子变化的响应机制,未来拟加强以下研究:1)羧化速率与光合电子传递速率之间的联系;2)叶肉导度的具体组分及其对FvCB模型参数估计的影响;3)叶片气孔导度和叶肉导度对环境因子变化的调控机制。

主编:傅伯杰

创刊:1981

国际标准刊号:ISSN 1000-0933

国内统一刊号:CN 11-2031/Q

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