• 2017年第37卷第24期文章目次
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      2017, 37(24):0-0.

      摘要 (912) HTML (0) PDF 12.81 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 海洋可持续发展目标与海洋和滨海生态系统管理

      2017, 37(24):8139-8147. DOI: 10.5846/stxb201702040211

      摘要 (1777) HTML (73) PDF 1.76 M (1148) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋和海岸带可以为人类提供多种生态系统服务,保护与持续利用海洋资源以促进海洋和海岸带可持续发展已被正式纳入联合国可持续发展目标。实施海洋可持续发展目标面临几大挑战,包括如何减小陆基人类活动的影响、加强海岸带的综合管理、提高海洋资源效率、适应气候变化和提高沿海居民的人类福祉等。为应对这些挑战,需要将海洋和海岸带融合为一个大型生态系统,利用基于生态系统的管理方法,综合考虑各个部门和多种胁迫因素的累积影响,通过建立综合的海洋观测体系,合理划分海洋功能区,按照海洋环境承载力限制陆基人类活动,合理配置并有效利用海洋资源,提升海洋和海岸带生态系统的整体服务功能,从而进一步推进实施海洋可持续发展目标。

    • 退化草地生态恢复研究案例综合分析:年限、效果和方法

      2017, 37(24):8148-8160. DOI: 10.5846/stxb201611212374

      摘要 (2179) HTML (81) PDF 1.70 M (1439) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地生态系统退化严重影响着全球生态安全、草原区域居民生计和草原文化多样性的发展。退化草地恢复工作依赖于对有效研究案例的借鉴,不同研究年限的案例对生态恢复实践的目标、恢复方案的制定有不同借鉴和参考作用,而获得有指导价值的研究案例通常是长期开展的研究工作。在调查国内外149个退化草地生态恢复案例基础上,该文综合分析了退化草地生态恢复的研究年限分布、恢复目标、恢复方法,效果及长期研究数据获取方法等,主要有以下几方面总结。(1)年限小于10a的案例数量较多,且更侧重于连续性研究;较长时间研究更多依赖于以前研究案例重访性研究。(2)相对而言,较长期的研究结果可靠性更高,其恢复技术的说服性更强,对于生产力的研究一般比生态功能研究的案例年限短些。(3)在退化草地生态恢复中,恢复目标排在前三位的分别是生物多样性,植被覆盖度和土壤碳库。(4)在调查的研究案例中关于动物群落的研究非常少。(5)退化草地恢复方法中应用最多是人工播种,围栏封育,放牧应用。(6)跨度时间较长的研究工作大多采用案例重访的方式,获取和以前可对比的数据资料。最后,建议特别应该重视案例重访方法的应用,尽可能更多的开展实地性数据获取再进行大数据综合,这样更可靠。

    • 植物表型可塑性研究进展

      2017, 37(24):8161-8169. DOI: 10.5846/stxb201611242412

      摘要 (1978) HTML (133) PDF 1.34 M (1854) 评论 (0) 收藏

      摘要:表型可塑性已成为生态进化发育生物学的核心概念,很大程度上由于植物可塑性研究的主要贡献,但人们仍远未完全了解表型可塑性的原因和结果。从整体角度理出表型可塑性研究发展的基本脉络,介绍研究内容、途径和简史,聚焦于几个主要方面的研究进展及发展方向。现代可塑性研究的兴盛始于关于可塑性的进化学重要性的一篇综述,从现象的描述、对其遗传基础和可塑性本身进化的讨论,发展到探索其背后的发育机制、植物生长与适应策略、生态学影响等。未来可塑性研究应在重新理解和评价表型可塑性及其适应性的基础上,更关注自然条件下环境因子和可塑响应的复杂性。表型可塑性的生态-进化学意义仍将是未来研究的重点。

    • 潮汐作用和干湿交替对盐沼湿地碳交换的影响机制研究进展

      2017, 37(24):8170-8178. DOI: 10.5846/stxb201611182347

      摘要 (2112) HTML (75) PDF 1.54 M (1507) 评论 (0) 收藏

      摘要:潮汐盐沼湿地具有高的碳积累速率和低的CH4排放量,是地球上最密集的碳汇之一。同时,气候变暖和海平面上升可能使得盐沼湿地更迅速的捕获和埋藏大气中的CO2,因此盐沼湿地的"蓝碳"在减缓气候变化方面扮演着重要角色。潮汐盐沼湿地与其他湿地类型最大的区别和最显著的特征是在周期性潮汐作用下出现淹没和暴露,同时伴随盐分表聚与淋洗的干湿交替,可能是控制盐沼湿地碳交换过程和碳收支平衡的关键因素。但是,当前潮汐水动力过程及其周期性干湿交替对盐沼湿地碳交换关键过程和碳汇形成机制的影响尚不十分清楚。另外,以往相关研究通常孤立地考虑垂直方向上CO2或CH4交换或横向方向上的可溶性有机碳(DOC)、可溶性无机碳(DIC)、颗粒有机碳(POC)交换通量对盐沼湿地碳平衡进行评估,显然不够准确。因此,为了精确评估和预测盐沼湿地蓝碳的吸存能力,必须系统研究潮汐不同阶段对盐沼湿地碳交换过程的影响;深入分析潮汐作用下盐沼湿地碳交换的微生物机制;关注潮汐水动力作用对盐沼湿地DOC、DIC和POC产生、释放以及向邻近水体输出的影响;阐明潮汐作用对盐沼湿地碳汇形成机制的影响;纳入潮汐水动力过程作为变量,建立盐沼湿地碳循环模型。

    • 生物文化多样性研究进展

      2017, 37(24):8179-8186. DOI: 10.5846/stxb201709191676

      摘要 (2903) HTML (92) PDF 1.30 M (1268) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物文化多样性包括生物多样性、文化多样性和二者之间的复杂联系,是保持自然界和人类社会健康的基础。由于其内涵丰富、涉及学科众多、研究内容广泛,在研究时把握研究对象及相应尺度尤为重要。生物多样性和文化多样性通过自然和社会的各种因素紧密连接在一起,表现为空间上的重合、共同的进化过程以及受到共同的威胁。对生物多样性和文化多样性进行共同保护是减缓生物多样性丧失和保护传统文化的有效途径。主要从生物多样性和文化多样性的关系、传统生态知识、文化景观等三大方面对相关研究进行了梳理,并指出了主要发展趋势。我国学者在生物文化多样性研究的一些领域做出了富有特色和价值的工作,但在保持我国优势和特色领域发展的同时,还需紧跟国际热点和趋势,在机制与系统分析、生物文化多样性的环境影响、生物文化多样性的保护与管理等方面加强研究。

    • 大型水母声学观测与评估技术研究进展

      2017, 37(24):8187-8196. DOI: 10.5846/stxb201611232388

      摘要 (1404) HTML (91) PDF 1.33 M (1266) 评论 (0) 收藏

      摘要:20世纪末以来,世界多个海域频繁出现大型水母暴发现象,对海洋生态系统、海洋渔业、沿海工业和滨海旅游业带来了巨大的灾难。为了研究大型水母生态习性,进而揭示其暴发机理并进行灾害的预警防治,近些年来国内外学者开展了大量的采用网具、目视、水下摄像、声学技术、航空影像等多种手段的大型水母监测调查工作,其中使用声学技术对大型水母进行资源评估和行为跟踪目前在欧美、日本、韩国等渔业发达国家已经开展了相关应用,在资源评估、运动学规律等研究中展现出较好的观测效果和应用潜力。目前我国在大型水母声学观测研究应用领域鲜有文献报道,通过介绍国际上利用声学技术对大型水母进行资源调查与评估、空间分布监测、运动规律等研究成果,为今后我国开展大型水母声学调查研究提供理论基础和科学依据。通过本文的分析,建议可以借鉴国际上采用科学鱼探仪、高分辨率成像声呐、声学信标等方法对大型水母进行监测调查和资源评估的研究成果,结合实际情况将声学技术逐步研究并应用到我国大型水母资源调查与评估、自然生态习性研究、重点水域大型水母动态监测预警中去,完善我国大型水母监测调查体系。

    • 生命周期评价方法在城市生活垃圾管理中的应用研究述评

      2017, 37(24):8197-8206. DOI: 10.5846/stxb201611102280

      摘要 (2332) HTML (90) PDF 1.33 M (1257) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合城市生活垃圾管理系统特征,系统归纳基于生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法的城市生活垃圾管理模型的发展现状,并对LCA方法在城市生活垃圾管理中的实践以及在我国开展城市生活垃圾管理LCA研究的应用前景进行评述。分析表明,LCA是城市生活垃圾管理领域的重要工具之一,基于LCA方法的城市生活垃圾管理模型在全生命周期环境影响评价与识别、处置工艺选择与改进、可持续生活垃圾管理决策支持等方面具有十分重要的应用价值。中国在本地化生活垃圾管理系统LCA模型开发、清单数据库和评价指标体系构建以及与其他研究方法集成等方面面临挑战。

    • >土壤生态学专题
    • 降雨和汇流对黑土区坡面土壤侵蚀的影响试验研究

      2017, 37(24):8207-8215. DOI: 10.5846/stxb201611032241

      摘要 (1730) HTML (84) PDF 2.23 M (911) 评论 (0) 收藏

      摘要:东北黑土区上坡汇流对坡面土壤侵蚀有重要影响,因此辨析降雨和汇流对黑土区坡面土壤侵蚀的影响对农田土壤侵蚀防治有重要意义。通过设计不同降雨强度和汇流速率以及二者组合的模拟降雨及上方汇流试验,分析了降雨和汇流对黑土坡面侵蚀的影响及其贡献。试验处理包括两个降雨强度(50 mm/h和100 mm/h)、两个汇流速率(50 mm/h和100 mm/h,即:10 L/min和20 L/min)、以及4种不同降雨强度和汇流速率的组合((50+50)mm/h、(50+100)mm/h、(100+50)mm/h和(100+100)mm/h)。结果表明,在50 mm/h和100 mm/h上方汇流引起的坡面侵蚀量仅分别是50 mm/h和100 mm/h降雨引起坡面侵蚀量的1.9%和0.6%;当降雨强度和坡上方汇流速率分别由50 mm/h增加至100 mm/h时,降雨试验处理下的坡面侵蚀量增加6.1倍,汇流试验处理下的坡面侵蚀量增加3.2倍,说明降雨对坡面土壤侵蚀的影响显著大于汇流的作用。在降雨和汇流组合试验中,总供水强度(降雨强度+汇流速率)为150 mm/h时,降雨强度为100 mm/h和汇流速率为50 mm/h组合试验的坡面侵蚀量是降雨强度为50 mm/h和汇流速率为100 mm/h组合试验坡面侵蚀量的7.9倍。在相同汇流条件下,降雨强度由50 mm/h增加到100 mm/h时,降雨强度的增加对坡面侵蚀量的贡献率为89.6%-99.5%;而在相同降雨条件下,坡面汇流速率由50 mm/h增加100 mm/h时,汇流速率的增加对坡面侵蚀量的贡献率为17.2%-78.7%,说明在东北黑土区防治坡面汇流对坡面土壤侵蚀影响也尤为重要。

    • 基于源汇景观单元的流域土壤侵蚀风险格局识别

      2017, 37(24):8216-8226. DOI: 10.5846/stxb201611022234

      摘要 (1905) HTML (84) PDF 13.56 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动影响下的土地利用及其景观格局会在一定程度上影响流域土壤侵蚀的发生发展。选取位于三峡库区的綦江流域作为研究区,利用2015年航空影像数据、数字高程模型和土壤数据库,进行水文响应单元的划分,以此作为研究区的源汇景观单元。综合景观类型、土壤和坡度对土壤侵蚀影响的贡献,构建源汇景观单元权重,在此基础上,对景观空间负荷对比指数进行修正并进行土壤侵蚀风险格局识别,最后利用修正的通用土壤侵蚀方程进行土壤侵蚀的模拟,以此验证风险格局的合理性,并综合分析了源汇景观空间特征:源汇景观单元组成结构、权重和土壤侵蚀风险。结果表明:(1)源汇景观单元权重大的地区主要分布在中低山区向低丘缓坡区过渡的地带,坡度较大、土壤可蚀性较高,以及水田、旱地和居民点的源汇景观单元也较为集中分布。(2)各子流域的景观空间负荷对比指数与平均土壤侵蚀模数具有显著正相关关系,因此基于源汇景观单元并赋予其权重的景观空间负荷对比指数能较好地反映流域内部土壤侵蚀规律,可作为流域土壤侵蚀风险评价的有效方法之一。(3)依据各子流域的景观空间负荷对比指数特征可将库区綦江流域划分为五大土壤侵蚀景观风险区:北部沿江地区各子流域耕地分布较为集中且相对水流路径较短,以及林草地较少,土壤侵蚀风险大;中部丘陵地区源景观单元分布较为分散,景观空间分布不均衡,存在一定的土壤侵蚀风险;南部中低山区以林地汇景观分布为主,源景观分布相对较小,土壤侵蚀风险较低。

    • 三峡库区生态敏感区土地生态安全预警测度与时空演变——以重庆市万州区为例

      2017, 37(24):8227-8240. DOI: 10.5846/stxb201610102043

      摘要 (1946) HTML (77) PDF 10.57 M (690) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三峡库区生态敏感区典型区万州区为研究对象,基于压力-状态-响应(P-S-R)框架构建土地生态安全预警指标体系,运用熵值法进行土地生态安全预警分析,并通过空间统计学方法对研究区土地生态安全警度的空间分布特征、变异规律及空间关联格局进行研究分析,旨在为区域土地资源利用的规划、管理及其生态保护提供决策参考。结果表明:①研究区2000-2014年土地生态安全警度呈连续上升趋势,土地生态安全警度较高区域由万州区中心城区不断向四周扩散,但2000-2009年期间研究区土地生态安全警度提升幅度比2009-2014年期间更为明显,2000-2009年期间是区域土地生态安全警度变化的关键时段。②研究区2000-2014年C0/(C0+C)呈不断上升趋势,表明非结构性因素对区域土地生态安全警度的影响程度在不断加大,这与研究区14年来经济高速发展、人类对土地资源利用强度加剧以及区域自然灾害频发的实际情况相符。③研究区2000年、2009年、2014年全局Moran's I值分别为0.7823、0.7772、0.775,表明土地生态安全预警指数在空间上存在较强的正相关关系,区域土地生态安全警度在空间上具有较强聚集性。④研究区"高-高"、"低-低"值区均呈现出2000-2009年范围逐渐增加,而2009-2014年范围逐渐缩小的趋势;且"高-高"值区主要集中分布在中心城区及其邻近区域,"低-低"值区则主要集中分布在研究区西北部和东南部等土地利用程度相对较弱、植被覆盖相对较好地区;中心城区周边的"低-高"值区将是城市发展中优先被占用的区域,在未来的土地利用中,尤其需加强对区域"低-高"值区的重点保护。

    • 基于生态重要性和敏感性的西南山地生态安全格局构建——以云南省大理白族自治州为例

      2017, 37(24):8241-8253. DOI: 10.5846/stxb201610112046

      摘要 (2360) HTML (89) PDF 19.41 M (907) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全格局构建是快速城市扩张背景下缓解生态保护和土地开发矛盾、保证区域生态安全的有效途径。源地和阻力面是生态安全格局构建的重要基础,当前阻力面构建多关注生态要素而忽视与区域典型生态问题相对应的生态过程表征。以西南山地地区——云南省大理白族自治州为研究区,选取生物资源保护、水资源安全和营养物质保持等生态系统服务评估生态重要性从而识别源地,基于地质灾害、土壤侵蚀、石漠化等生态敏感性构建生态阻力面,并运用最小累积阻力模型识别组团廊道和景观廊道,从而构建山地生态安全格局。研究表明,大理州生态安全源地总面积14416.64 km2,占全州土地总面积的50.93%;关键生态廊道分为组团廊道和景观廊道两类,分别长404.7 km和208.4 km,以"一轴三带"形式呈树状辐射分布。生态安全格局中的生态源地和廊道应成为低丘缓坡土地资源开发中的禁止开发区。生态重要性源地识别和生态敏感性阻力面分析方法可为生态安全格局构建提供新思路,研究结果对于大理州山地城镇建设的用地选择和空间扩张提供定量指引。

    • 氮沉降对温带森林土壤甲烷氧化菌的影响

      2017, 37(24):8254-8263. DOI: 10.5846/stxb201701080064

      摘要 (1397) HTML (76) PDF 2.81 M (860) 评论 (0) 收藏

      摘要:大量研究显示氮沉降影响森林甲烷吸收量,但其中的微生物驱动机制仍缺乏研究。基于长白山典型温带森林长期氮沉降模拟实验平台样地,采用定量PCR和克隆测序技术,研究了长期施加不同形态氮((NH42SO4、NH4Cl和KNO3)处理下森林土壤甲烷氧化菌的数量和群落组成随季节变化的特征。结果表明,夏季,森林土壤甲烷氧化菌pmoA基因丰度在不同施氮处理之间无显著性差异(每克干土1.54×106-3.20×106拷贝数);秋季,pmoA基因丰度在施加NH4Cl和(NH42SO4处理小区(每克干土1.93×105-7.6×105拷贝数)与对照(每克干土(4.03×106±1.2×106)拷贝数)相比有所降低,尤其在(NH42SO4处理小区(每克干土(4.61×105±2.61×105)拷贝数)显著降低;无论夏季还是秋季,施加不同形态氮处理土壤甲烷氧化菌均以Type I型为主(相对丰度在70.6%-85.4%之间),并以Methylobacter-group(Type I)为优势类群,占Type I型的55.1%-91.7%;Methylobacter-group(Type I)的相对丰度在夏季不同形态氮处理土壤样品中无显著差异,但秋季样品中在施加(NH42SO4(52.7%±6.5%)和NH4Cl(56.1%±8.9%)的处理显著低于对照土壤(77.0%±2.9%),Methylococcus-group(Type I)的相对丰度则在(NH42SO4和NH4Cl处理土壤呈增加的趋势。这些结果表明铵态氮肥添加对温带森林土壤甲烷氧化菌的生长具有抑制作用并导致其群落结构发生改变,受夏季温度和水分的影响,这种抑制作用在秋季表现更明显,而NO3--N添加对土壤甲烷氧化菌的群落组成和丰度无显著影响。这些结果解释了以往观测到的施铵态氮肥显著降低秋季温带林地土壤甲烷净吸收量,而在夏季无显著影响的观测结果,解释了长期氮沉降影响森林土壤甲烷吸收的微生物机制。

    • 基于PSR模型的凌河口湿地生态系统健康评价与预警研究

      2017, 37(24):8264-8274. DOI: 10.5846/stxb201611152317

      摘要 (1909) HTML (94) PDF 1.82 M (1174) 评论 (0) 收藏

      摘要:凌河口湿地自然保护区是辽河流域主要的湿地保护区域。选取1995年、2000年、2005年、2009年和2014年TM影像作为研究的数据源,在3S技术平台支撑下构建了凌河口湿地空间信息数据库,获取了5个时期的景观格局指数。运用PSR数学模型,从压力、状态、响应3个方面选取10个评价指数,构建了凌河口湿地生态系统健康评价指标体系;采用AHP方法确定各项指标权重指数,应用逻辑斯蒂增长模型(Logistic growth model)对各个单项指标进行单因子评价,最后用计算CEI的综合评价法对5个时期湿地的生态健康情况进行综合评价。结果表明:1995年、2000年生态系统健康指数为0.642、0.617,凌河口湿地生态系统状态为比较健康;2005年、2009年和2014年生态健康指数为0.524、0.436和0.405,凌河口湿地生态系统处于亚健康的状态,应及时采取措施对该研究区进行生态系统保护。最后通过选取基于灰色系统理论的预测模型,构建凌河口湿地生态健康预测模型GM(1,1),对模型进行精度检验,发现灰色绝对关联度、后验差比值和小误差概率的精度检验等级均为一级,预测模型精度较为理想,因此采用GM(1,1)模型对凌河口湿地进行生态系统健康预测研究。预测结果表明:未来20年的湿地生态健康值分别为:0.357、0.321、0.291、0.267,研究区处于一般病态,并有向病态发展的趋势,生态健康面临愈来愈严重的威胁,对湿地进行保护和管理刻不容缓。

    • 甘南高寒草甸植物元素含量与土壤因子对坡向梯度的响应

      2017, 37(24):8275-8284. DOI: 10.5846/stxb201611302456

      摘要 (1489) HTML (98) PDF 2.70 M (997) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过测定甘南高寒草甸不同坡向条件下25科86种植物叶片氮(N)、磷(P)、钾(K)含量、有机碳(C)含量、叶片含水量和相对叶绿素(SPAD)值,以及不同坡向的土壤含水量、有机碳、全氮、全磷含量等土壤指标,分析了不同坡向植物叶片元素含量与土壤环境因子之间的关系。研究结果表明,在南坡-北坡梯度上,随着土壤含水量的增加,植物叶片P含量、叶K含量和叶片含水量显著增加,而相对叶绿素显著降低。土壤养分含量与植物叶片P、叶K含量和叶含水量显著正相关,与叶片相对叶绿素显著负相关。说明不同坡向条件下叶片养分含量受土壤因子的影响显著,土壤的水分及养分状况对植物叶片元素含量的贡献不同。土壤含水量是坡向梯度上影响植物叶片特征的最主要因子。坡向梯度上土壤含水量对植物叶片各种元素含量的影响和植物叶片含水量对不同土壤因子的响应模式支持了生长在南坡的植物能以提高水分和养分利用效率而适应南坡较为干旱和贫瘠的生境。

    • 喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分空间异质性

      2017, 37(24):8285-8293. DOI: 10.5846/stxb201611182348

      摘要 (1685) HTML (98) PDF 3.73 M (855) 评论 (0) 收藏

      摘要:在木论国家级自然保护区内喀斯特常绿落叶阔叶混交林内建立500 m×500 m长期监测样地,采用经典统计学和地统计学方法研究喀斯特森林土壤磷钾养分含量及其空间变异特征。结果表明:研究区土壤全磷(TP)、全钾(TK)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别为(1.60±0.76)g/kg、(5.42±2.74)g/kg、(5.74±3.63)mg/kg、(5.20±2.96)mg/kg;磷钾养分含量均为中等变异,变异强度为AP > AK > TK > TP。研究区土壤TP、TK、AP、AK变异函数值的最佳拟合模型均为指数模型,决定系数均很高(0.671-0.995),TP、AP呈中等强度空间自相关,TK、AK呈弱空间自相关。TP、AP的变程较长,分别为336.00 m和373.50 m,空间连续性较好,TK、AK变程较短(33.30 m、64.50 m),空间依赖性较强。土壤TP表现为坡下(含洼地)含量高,坡上含量较低;AK表现为坡中含量高于洼地含量;AP、TK呈斑块破碎化分布。海拔、坡度和地面凹凸度是土壤磷钾养分空间异质性的主要影响因素。喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分存在不同空间异质性和空间关联性,这为小流域尺度上土壤养分管理、可持续利用策略、喀斯特退化生态系统生态恢复提供理论依据。

    • 樟子松固沙林更新迹地草本植物多样性及其对土壤理化性质的影响

      2017, 37(24):8294-8303. DOI: 10.5846/stxb201610162093

      摘要 (1617) HTML (100) PDF 2.39 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:以科尔沁沙地南缘的彰武县章古台万亩林为研究对象,野外取样调查和实验室检测分析相结合,以樟子松固沙林采伐迹地为对照,研究不同植被恢复类型下樟子松固沙林更新迹地生境的改良效果,探讨植被重建后植物多样性及土壤理化性质的响应。结果表明:1)樟子松(Pinus sylvestris)固沙林更新迹地植被重建后,草本植物物种多样性增加,林下植物偶见种数目增多,13种草本植物在8个样地中未重复出现;2)与采伐迹地相比,不同植被重建类型土壤理化性质均有所改善,土壤容重、田间持水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾在彰武小钻杨(Populus xiaozhuanica)、五角枫(Acer mono)林地改良效果较好,全钾在红刺榆林(Hemiptelea davidii)地含量明显提高、山杏(Armeniaca sibirica)林地的有效磷相比采伐迹地明显提高,且均表现为上层改良效果优于下层;3)不同植被恢复类型土壤理化性质间存在显著差异,随着物种多样性的增加,土壤理化性质逐渐改善,土壤容重、田间持水量、有机质、全磷与植物多样性具有显著的相关性,土壤理化性质的与植物多样性相互作用,共同促进生态系统正向演替。研究结果为控制科尔沁沙地土壤沙化,加速该区生态系统的恢复与重建提供理论依据。

    • 影响阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物数量特征的土壤驱动力分析

      2017, 37(24):8304-8313. DOI: 10.5846/stxb201610282199

      摘要 (1612) HTML (90) PDF 3.48 M (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:荒漠-绿洲过渡带是绿洲向沙漠系统的过渡地带,荒漠植物是绿洲扩展或荒漠化加速的缓冲器,土壤环境是影响植物演变的重要影响因素,土壤环境因素是整个过渡带演化的重要驱动力。通过对阜康荒漠-绿洲过渡带荒漠植物群落实地调查,利用通用植物数量分析软件CANOCO 5.0中冗余度分析(RDA),探讨过渡带影响荒漠植物群落数量特征指标的土壤驱动因子。结果表明:(1)土壤含水量、全N、全P和有机质是影响荒漠植物群落数量特征的主要驱动力因子,环境解释量累计达到69%,而总盐、pH和全K对荒漠植物群落数量特征影响较弱;(2)4个土壤主要驱动力对荒漠植物群落数量特征重要性大小顺序:土壤含水量 > 有机质 > 全N > 全P;(3)荒漠植物群落数量特征与土壤含水量、有机质和全P呈正相关,但与全N为负相关关系,揭示了土壤含水量、有机质和全P是利于荒漠植物群落稳定的正驱动力,而全N为抑制荒漠植物生长的负驱动力。综上所述,土壤各因子的驱动力作用不尽相同,存在正、负差异,协同维护荒漠植物群落数量特征的稳定和发展。

    • 基于地形因素的高寒草甸土壤温湿度和物种多样性与初级生产力关系研究

      2017, 37(24):8314-8325. DOI: 10.5846/stxb201612032487

      摘要 (1750) HTML (90) PDF 10.40 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:山地是高寒草甸的主要分布区,地形变化引起了土壤温湿度和物种的差异性分布,进而影响到草地生态系统生产功能。为明晰高寒草甸山地环境因子(土壤温湿度)和物种多样性(丰富度、多度、均匀度、优势度)与初级生产力的关系,本研究以青藏高原东北缘马牙雪山支脉的高寒草甸山体为研究对象,选择阶地、阴坡、山脊和阳坡与3个海拔梯度段,调查了189个样方的植物群落组成和土壤温湿度。采用线性回归法分析土壤温湿度和物种多样性与初级生产力之间的关系。结果表明:(1)以山地高寒草甸整体为研究单元,初级生产力只随物种多度的增加而显著增加(R2=0.07 P=0.01)。(2)坡向影响初级生产力的因素不同,阴坡初级生产力与物种丰富度正线性相关;山脊初级生产力与土壤湿度正线性相关,也随物种丰富度增加而显著增加;阳坡初级生产力与物种多度正线性相关;阶地初级生产力随均匀度增加而显著增加,随优势度增加而显著降低。(3)只有低海拔区(2860-2910 m)初级生产力随物种多度和丰富度的增加而显著增加。综上所述,山地高寒草甸土壤温湿度和物种多样性与初级生产力关系受坡向比海拔的影响更大,且物种多样性对初级生产力的影响大于土壤温湿度。建议山地高寒草甸生态系统生产和生态管理过程中要重点考虑坡向对植物多样性和初级生产力的影响。

    • 塔里木河上游荒漠区4种灌木植物叶片与土壤生态化学计量特征

      2017, 37(24):8326-8335. DOI: 10.5846/stxb201611222379

      摘要 (1994) HTML (88) PDF 1.61 M (1326) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了塔里木河上游荒漠区灌木植物叶片和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征以及二者之间的相关性,旨在阐明荒漠植被在极端环境下养分循环及限制状况,为塔里木河上游荒漠生态系统的恢复与保护提供理论依据。以塔里木河上游多枝柽柳(Tamarix ramosissma)、盐穗木(Halostachys caspica)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、铃铛刺(Halimodendron halodendron)4种荒漠灌木植物叶片和土壤为研究对象,分析植物叶片和土壤C、N、P生态化学计量特征及其相关性。结果表明:在4种不同荒漠灌木植物叶片中柽柳叶片的C含量为(484.77±59.74)mg/g,显著高于其他灌木植物(P < 0.05);铃铛刺的N含量是(14.20±1.58)mg/g,显著高于其他灌木植物(P < 0.05);柽柳叶片的P含量为(0.54±0.16)mg/g,显著低于其他灌木植物(P < 0.05)。4种灌木植物叶片C/N比值大小为黑果枸杞 > 柽柳 > 铃铛刺 > 盐穗木,且黑果枸杞的C/N比值显著最高为(37.83±7.74)(P < 0.05);C/P为柽柳 > 铃铛刺 > 盐穗木 > 黑果枸杞,盐穗木和黑果枸杞的C/P显著低于其他灌木(P < 0.05),其比值分别为(379.76±158.63)和(383.47±128.95);N/P为柽柳 > 铃铛刺 > 盐穗木 > 黑果枸杞,柽柳的N/P比值显著最高为(22.34±4.60)(P < 0.05)。4种不同荒漠灌木土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量比特征均未表现出显著的差异。由相关性分析可知柽柳叶片仅P含量与土壤TP含量呈现出显著正相关(P < 0.05);铃铛刺叶片C含量与土壤TN、叶片P含量与土壤TN/TP均呈显著负相关(P < 0.05),而叶片C含量与土壤TN/TP呈极显著负相关(P < 0.01);盐穗木和黑果枸杞叶片化学计量特征与土壤的化学计量特征均未表现出显著相关性(P > 0.05)。说明植物叶片化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,更多受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠灌木植物对极端生境的适应性。

    • 官厅水库消落带土壤有机质空间分布特征

      2017, 37(24):8336-8347. DOI: 10.5846/stxb201611182344

      摘要 (1456) HTML (94) PDF 6.23 M (806) 评论 (0) 收藏

      摘要:消落带土壤由于在水陆交替的特殊生境和复杂的地球化学共同作用下形成,具有独特的理化性质和生态功能。各营养盐含量在时间和空间上具有较高的变异性,土壤中有机质的分布及迁移和转化均受到复杂的影响。针对官厅水库流域上游妫水河段消落带,选择典型消落带落水区,对该区土壤有机质含量的时空分布特征进行研究。结果表明:1)研究区消落带土壤有机质含量较为贫瘠,变化范围在1.64-26g/kg之间,平均值仅为13.16g/kg,变异系数达50.59%。说明消落带由于季节性干湿交替的特殊水文条件的影响,土壤养分的分布具有较高的空间异质性。淹水频繁区有机质含量平均值为15.74g/kg,高于长期出露区的10.12g/kg,且变异系数为41.38%,小于长期出露区的54.98%。说明淹水频繁区对土壤养分的持留能力更强,且周期性的淹水条件使得研究区近岸具有相似的生境类型,不同采样点土壤有机质含量的差异相对较小。2)不同植物群落下,芦苇和香蒲群落土壤有机质含量最高,平均值为17.08g/kg;含量最低的是以小叶杨和白羊草为主的中旱生植物带,平均值为9.12g/kg;其次是酸模叶蓼、大刺儿菜为优势物种的湿生植物带,土壤有机质含量平均值为15.49g/kg。3)不同土壤层次有机质含量差异较大,总体变化趋势均由表层向下逐渐减少,各层之间体现出显著差异性(P < 0.05)。研究区土壤C/N变化范围在1.64-18.95,平均值为8.95。说明研究区土壤碳氮比相对较低,有机质的腐殖化程度较高,且长期出露区土壤有机质更容易发生分解,C的累积速度远小于N。土壤C/N垂直分布大致呈先增大后减小趋势,在30cm处达到最大值,而后随着土壤深度的增加逐渐减小。4)消落带土壤有机质分布的影响因素分析中,土壤有机质与全磷呈极显著正相关,相关系数为0.62(P < 0.01);与土壤全氮和C/N呈显著正相关(R=0.57,0.60;P < 0.05)。这说明研究区土壤全磷、全氮、C/N和有机质明显具有相同的变化趋势,和有机质存在相互影响。其次,土壤有机质和湿度在呈显著负相关(R=-0.51;P < 0.05),表明研究区土壤湿度对有机质含量具有显著的影响。气候因子中,温度对研究区土壤有机质的分布具有显著的影响,相关系数为-0.51(P < 0.05)。植被因子中,植被覆盖度和土壤有机质含量呈显著正相关,相关系数为0.64,表明植被因子也是影响土壤有机质分布的重要因素之一。

    • 黄土高原盆地土壤有机质与影响因子的空间多尺度关系

      2017, 37(24):8348-8360. DOI: 10.5846/stxb201610142084

      摘要 (1458) HTML (85) PDF 3.54 M (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同影响因子对土壤有机质含量的影响存在尺度依赖性。以太原盆地土壤有机质为研究对象,于盆地上、中、下部分别设置采样带,应用多元经验模态分解(multivariate empirical mode decomposition,MEMD),分析了盆地内不同部位土壤有机质与影响因子(高程、坡度、地形湿度指数、土壤容重、砂粒、壤粒、黏粒和光谱主份等)在表征尺度的相关性,并预测了采样尺度上土壤有机质含量,旨在研究黄土高原盆地区内土壤有机质与相关因子的空间多尺度关系。研究结果表明:(1)利用MEMD法可将盆地内不同部位处的土壤有机质空间序列分解为不同表征尺度,盆地上、中和下部的表征尺度分别为6、8和7个。研究区域内,尺度约1000 m处是土壤有机质的主要表征尺度,且盆地内垂直河流方向的有机质序列主要表征尺度沿河流方向表现分散。(2)土壤有机质和影响因子的空间多尺度关系表明,高程与土壤有机质的关系主要表现在大尺度,而坡度、地形湿度指数与盆地中、下部土壤有机质的关系较明显。土壤容重与有机质在不同位置的不同表征尺度存在显著差异。土壤质地中,壤粒含量与有机质的多尺度关系最为明显。光谱主份1在全部样带中所有表征尺度上均与有机质显著相关。(3)采用MEMD法对有机质的预测精度高于基于原始数据的逐步多元回归结果。综上,研究结果可为黄土高原盆地区内土壤数字制图、土壤田块的合理设计与有机质的精确预测提供理论依据。

    • 氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落特征的影响

      2017, 37(24):8361-8373. DOI: 10.5846/stxb201611012225

      摘要 (1621) HTML (95) PDF 3.31 M (962) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨氮磷添加对土壤微生物特点的影响,选择安徽省池州仙寓山常绿阔叶老龄林,设定了4个水平的氮磷添加试验,即对照(CK,0 kg N/hm2)、低氮(LN,50 kg N/hm2)、高氮(HN,100 kg N/hm2)、高氮+磷(HN+P,100 kg N/hm2+50 kg P/hm2)。利用氯仿熏蒸法和Biolog微平板技术,分析不同水平氮磷添加对不同土层(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)土壤微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和微生物群落功能多样性的影响。结果表明:MBC、MBN随土层加深而降低,且差异性极显著,MBC与MBC/MBN比在氮磷添加后均表现出显著性差异;土壤微生物群落的代谢活性随土层加深而降低,HN与LN处理的土壤微生物活性最高;McIntosh、Shannon和Simpson多样性指数在不同土层和不同N、P添加水平上都存在差异,表层土壤微生物多样性指数差异性较为显著。土壤微生物对羧酸类、氨基酸类和碳水类碳源利用率最高;主成分分析显示不同土层的土壤微生物碳源利用上有明显的变化,表层土壤微生物碳源利用在不同N、P添加水平上有明显的空间变异性,其他土层分布较为集中,空间差异性主要表现在对碳水类与羧酸类碳源的利用上。土层与氮、磷添加剂量对土壤微生物生物量C、N及功能多样性都有显著影响,其中高氮处理对表层土壤微生物影响最大。

    • 长白山土壤微生物群落结构及酶活性随海拔的分布特征与影响因子

      2017, 37(24):8374-8384. DOI: 10.5846/stxb201611252415

      摘要 (2052) HTML (96) PDF 1.94 M (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:长白山是由火山喷发形成的山地生态系统,是研究生态系统重建和演替过程的天然实验室。以长白山西坡垂直带中的亚高山针叶林带、亚高山岳桦林带、高山草甸带、高山苔原带土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)和微孔板法分别测定土壤微生物群落结构及酶活性,探讨(1)长白山西坡微生物群落结构及酶活性沿海拔的分布特征;(2)垂直带植被因子、土壤因子对微生物群落结构及酶活性的影响。结果表明:土壤有机碳、全氮、全磷含量均随海拔升高先增加再减少,有机碳和全氮最高值出现在岳桦林带;随海拔升高,土壤微生物总PLFA和各类群微生物PLFA呈现出先增加后减少的变化特征,表现为亚高山岳桦林带 > 亚高山针叶林带 > 高山草甸带 > 高山苔原带;在对土壤微生物总PLFA的贡献率上,表现为细菌 > 真菌 > 放线菌,G- > G+;微生物PLFA相关性方面,细菌、放线菌、G+、G-之间的关联性较大,真菌与这四者之间的关联性较小;土壤全氮含量与各微生物类群均表现为显著正相关,而C/N则与各微生物类群均表现为负相关,二者是调控土壤微生物沿海拔变化的主要因子;土壤水解酶βG和AP活性随海拔升高而逐渐增加,其中AP活性对高山苔原带生态系统表现出很好的响应;土壤含水量、C/N和土壤温度是调控土壤酶活性垂直变化的主要因子;高山苔原带草甸化过程对土壤含水量、全磷含量、水解酶AP活性产生重要影响,而对土壤微生物PLFA含量和其他酶活性影响不大。长白山垂直带土壤微生物群落结构和酶活性除了受到土壤环境因子和水热条件的影响,还与植被群落组成及凋落物性质具有紧密联系。

    • 新疆玛纳斯河流域土壤螨类群落多样性

      2017, 37(24):8385-8396. DOI: 10.5846/stxb201610112057

      摘要 (1530) HTML (90) PDF 1.52 M (784) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究玛纳斯河流域不同生境土壤螨类群落多样性及其时空特征,采用野外采样和改进的Tullgren法采集土壤螨类进行分类鉴定及比较分析。结果,共采集土壤螨类33208只,隶属4亚目86科140属。其中CeratozetesOribatula为优势类群。不同垂直带生境土壤螨类个体数量和类群数量之间差异显著(P < 0.05),个体数依次为Ⅵ > Ⅺ > Ⅷ > Ⅸ > Ⅰ > Ⅹ > Ⅶ > Ⅳ > Ⅴ > Ⅱ > Ⅲ > Ⅻ。垂直分布表明不同土层间的个体数差异极显著(P < 0.01),土壤螨类主要集中分布于表层土壤。不同生境土壤螨类在不同季节均有显著差异(P < 0.05),个体数依次为9月 > 4月 > 7月 > 11月。在12种不同生境之间土壤螨类群落多样性指标均有显著差异(P < 0.05),Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为Ⅰ > Ⅴ > Ⅳ > Ⅵ > Ⅲ > Ⅹ > Ⅱ > Ⅸ > Ⅷ > Ⅶ > Ⅺ > Ⅻ,而Margalef(M)丰富度指数依次为Ⅰ > Ⅵ > Ⅲ > Ⅹ > Ⅺ > Ⅷ > Ⅴ > Ⅳ > Ⅶ > Ⅱ > Ⅸ > Ⅻ。不同生境土壤螨类群落间的相似性处于中等不相似。结果表明研究流域不同垂直带生境土壤螨类群落多样性具有明显的生境和季节变化特征。

    • >研究论文
    • 三江源区干湿变化特征及其影响

      2017, 37(24):8397-8410. DOI: 10.5846/stxb201610102039

      摘要 (1690) HTML (158) PDF 5.77 M (998) 评论 (0) 收藏

      摘要:受全球气候变化影响,过去的几十年里,位于青藏高原东部的三江源区气象、水文特征发生了显著变化。干湿状况反映了区域水分和气候特征,研究气候变暖背景下的干湿变化特征,对揭示区域环境对气候变化的响应以及水文-生态演变问题有重要价值。利用近58 a的水文气象数据,采用霍尔德里奇(Holdridge)潜在蒸散率(Potential Evapotranspiration Rate,PER)代表干燥度,用累计距平、Pettitt突变点检测及逆距离加权法研究基于PER的三江源区干湿变化特征和分布,探讨气候变化背景下各气象要素变化对干湿变化带来的可能影响。结果表明:(1)时间序列上,三江源区整体PER值表现出上升趋势(P < 0.05),且在1997年发生突变(P < 0.1),干旱化有增加趋势;(2)空间分布上,PER呈现自东南向西北递增的变化格局,大部分站点的PER增加趋势显著;(3)通过相关性分析,PER与降水及相对湿度呈显著地负相关,与气温和日照显著正相关;气温是三江源暖干化的主要因素。

    • 鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值预测与驱动力

      2017, 37(24):8411-8421. DOI: 10.5846/stxb201612042489

      摘要 (2077) HTML (104) PDF 7.47 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄱阳湖生态经济区是我国第一个上升到国家战略的生态经济区。利用鄱阳湖生态经济区2004、2008、2012、2016年的MODIS数据,获得4个对应期的土地利用/覆盖数据,参照修订的单位面积生态系统服务价值当量表与灰色GM(1,1)模型,预测了2016-2024年(间隔2 a)的生态系统服务价值数据,并对引起生态服系统务价值变化的驱动力进行了分析。结果表明,鄱阳湖生态经济区在2004-2016年间,草地、建设用地和未利用地面积增加,耕地、林地、水域面积减少,但2016-2024年的预测值变化率仅为-0.17%,表明该研究区生态系统服务价值即将进入一个相对稳定的状态;驱动力分析表明,人为综合干扰在空间分布上以中等影响强度干扰为主,城镇化率是区域总生态系统服务价值降低的首要驱动力,其次分别为非农业人口、人口密度、第一产业GDP、第二产业GDP、固定资产投资额、总GDP及第三产业GDP。建议加强土地利用规划与调控,控制城镇化建设用地扩展,调整产业结构、降低污染,促进鄱阳湖生态经济区总生态系统服务价值的提升。

    • 1967-2014年科西河流域冰湖时空变化

      2017, 37(24):8422-8432. DOI: 10.5846/stxb201611012223

      摘要 (1626) HTML (77) PDF 5.68 M (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:冰湖是高山寒区气候变化的灵敏指示器和诱发山地溃决洪水或泥石流的灾害源。基于1960s-2010s多源遥感影像数据(Corona、Landsat MSS/TM/ETM+OLI)、地形图、冰川编目和气象数据,利用RS和GIS技术综合分析科西河流域近50年冰湖(≥ 0.05 km2)时空变化特征及其对冰川变化影响。研究结果表明:(1)近50年来科西河流域冰湖整体经历了"先平稳后扩张"的过程,其中1960s至1980s初期,科西河流域有37个冰湖消失,但总面积趋于平稳状态;1980s中期至2010s初期,流域内冰湖规模迅速扩张,且2000s之后冰湖扩张速率明显加快,至2010s初期增加为321个冰湖(88.43 km2)。(2)科西河流域冰湖集中分布于海拔5000-5500 m,面积小于0.25 km2的小规模冰湖占总数量的74.45%,而面积大于1 km2和介于0.05-0.25 km2的冰湖占总面积的64.18%。(3)除利库科拉(Likhu Khola)流域外,科西河流域其他5个子流域冰湖均呈扩张趋势,其中尤以阿润(Arun)流域冰湖扩张最为显著。(4)气候变暖及其引发的冰川退缩是科西河流域冰湖扩张的根本原因,当冰川末端伸入冰湖时,冰水物质与能量交换在一定程度上加速了冰川消融与退缩。

    • 三峡水库河流生境评价指标体系构建及应用

      2017, 37(24):8433-8444. DOI: 10.5846/stxb201610282197

      摘要 (2009) HTML (95) PDF 2.10 M (1676) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡水库建成蓄水后,库区支流因水位调度导致河流生境发生了剧烈的变化,消落带的形成使库区河流具有同自然河流截然不同的河流生境,新形势下库区河流生境评价十分必要。国内外现有的评价指标体系及评价方法不能够很好地适应这种特殊生境状况,急需建立或改进并形成新的评价指标体系和评价方法。基于此,分析了大量国内外河流生境评价方法,根据大型水库影响下的库区河流的生态环境特点,构建了包括水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的库区河流生境评价指标体系,并利用层次分析法(主观赋权法)和熵值法(客观赋权法)结合组合赋权法计算得到了各指标权重。使用新建立的指标体系和方法,以三峡库区支流东溪河、黄金河、汝溪河为例,进行河流生境质量评价发现,52.6%的样点河流生境质量处于优等或良好等级;42.1%为一般等级;5.3%为较差等级;没有最差等级的样点。结果表明,该评价指标体系适合库区支流河流生境状况的特殊性,得到的评价结果能较直观的反应河流生境状况,且操作便捷,数据易获得,具有较强的科学性和可操作性。

    • 基于陆地-水生态系统耦合的海河流域水生态功能分区

      2017, 37(24):8445-8455. DOI: 10.5846/stxb201705190925

      摘要 (1554) HTML (75) PDF 13.11 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:水生态功能分区是针对水生态系统特征的陆地生态系统划分,是为流域水生态管理提供生态背景和基本单元。陆地-水生态系统的耦合是水生态功能分区的核心,但多停留在个别小流域进行理论探讨,大型流域的实际案例较少。针对海河流域独特的气候、地貌、水文和人类活动特征,提出了水生态功能分区的三级指标体系。一级二级区针对气候、地貌、水文背景进行"自上而下"的分区,三级区针对人类活动对水资源、水环境、生境影响,采用"自下而上"的分区方法。最终,海河流域划分了6个一级区、16个二级区和73个三级区。研究充分体现了"以水定陆、以陆控水"的基本原则,以及"自下而上"和"自上而下"分区方法的优点,结果可为海河流域水生态管理提供科学依据,为水资源空间调配与合理利用、产业结构布局与区域协调等服务。

    • 不同树形龙安柚冠层特性

      2017, 37(24):8456-8466. DOI: 10.5846/stxb201611222386

      摘要 (1419) HTML (67) PDF 1.49 M (774) 评论 (0) 收藏

      摘要:以开心形、Y字形、双层分层形和自然圆头形的龙安柚为试验材料,比较不同树形的冠层特性、叶片结构和生理特征,以期为龙安柚果园小环境的调控提供理论基础。结果表明:(1)开心形间隙分数阈值最高,是自然圆头形的4.33倍。开心形与Y字形的冠层光合辐射与透射系数均显著高于其他树形,但二者无显著差异,表明开心形和Y字形的冠层通风透光特性较好。(2)开心形与Y字形叶片厚度增加,叶面积和气孔密度较大,栅栏/海绵组织厚度和组织紧密度较高,叶片组织疏密度较低,且二者无显著差异,表明开心形与Y字形利于提高叶片的光合作用,降低蒸腾作用。(3)Y字形和开心形净光合速率、水分利用率、最大表观电子传递速率、初始斜率和半饱和光强较高,而蒸腾速率较低,二者对强光的耐受能力较强;其中开心形蒸腾速率最低为2.43 mmol m-2 s-1,且其结果枝光抑制参数最小,为0.629。说明开心形为最佳的高光效树形。(4)冠层微环境因子、叶片结构及光合生理指标之间多呈极显著相关关系,但开心形叶片结构和生理的大部分指标与冠层环境因子之间相关性较低,说明开心形树形不同部位的营养枝和结果枝的叶片性状差异较小,其光渗透性好,整个冠层的光截获能力和有效光辐射的分布差异较小,笔者认为开心形是龙安柚栽培中的适宜高光效树形。

    • 雄全异株流苏树的花部特征及繁育系统研究

      2017, 37(24):8467-8476. DOI: 10.5846/stxb201611212365

      摘要 (2157) HTML (84) PDF 5.98 M (932) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄全异株是自然界罕见的繁育系统。通过野外观察和人工授粉实验对雄全异株植物流苏树传粉生物学特征及繁育系统进行研究。结果表明:流苏树的雄花与两性花的雄蕊发育过程基本一致,均能产生功能花粉粒。两性花的两个心皮原基愈合分化形成雌蕊,雄花的两个心皮原基愈合后形成一个空室并停止发育至整体退化。雌蕊先熟,柱头可授期长,花粉在花药开裂后具有活力,室温下,活力维持在10%以上约2周。流苏树靠风和昆虫(主要是蓟马和食蚜蝇)传粉。控制授粉30 d后,自然对照结实率为34.36%;两性花不存在无融合生殖现象,自交亲和,但自发自交的结实率仅10.70%;人工授粉下杂交结实率显著高于自交(同株异花);有性生殖受到传粉者限制;是混合交配系统。证实流苏树是木犀科又一功能性的雄全异株,其依靠雄株增加异交花粉的数量和质量,避免自交衰退;同时两性花的自交亲和保障生殖成功。流苏树雄花的雌蕊退化,从另一个角度证明木犀科的雄全异株是两性株向雌雄异株进化的过渡状态。

    • 丛枝菌根网络对不同喀斯特适生植物生长及氮摄取的影响

      2017, 37(24):8477-8485. DOI: 10.5846/stxb201610172111

      摘要 (1598) HTML (92) PDF 2.50 M (885) 评论 (0) 收藏

      摘要:丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够通过菌丝体在不同的植物个体间形成公用菌根网(Common mycorrhizal networks,CMN)。针对喀斯特生境中不同植物个体间通过CMN调控营养分配和生物性状的问题,本研究选择了喀斯特生境3种不同的适生植物作为研究对象,模拟自然环境构建微生态系。试验设置同位素供体室和受体室,供体隔室种植香樟并进行同位素15N标记,受体隔室种植不同生长型植物香樟、构树和鬼针草;利用20 μm(M+)和0.45 μm尼龙网(M-)对受体隔室进行处理,同位素15N标记供体植物香樟根系,测定受体植物幼苗叶片δ15N值、植株氮摄取量、生物量以及生长性状指标。试验结果表明:(1)M+处理的3种受体植物叶片δ15N值分别显著高于M-处理;同时M+处理显著提高了香樟幼苗地上、地下部分及植株总氮摄取量,构树和鬼针草的氮摄取量在不同处理间差异未达到显著水平。(2)M+处理显著提高了香樟地上、地下和总生物量,但对构树没有显著影响;M+处理下香樟幼苗株高、地径及叶面积和鬼针草幼苗株高、地径分别显著高于M-处理,但构树在M+和M-处理间没有显著差异。(3)M+处理的香樟幼苗根系平均直径、根长,根表面积和根体积分别显著高于M-处理,但M+处理的构树幼苗则显著降低。研究表明,微生态系中丛枝菌根网CMN非平衡性地影响了不同植物个体的氮摄取及植物生长性状,CMN更有利于提高与供体植株为同一物种的受体香樟叶片δ15N、植株N摄取量以及促进其生物量积累和苗木根系生长。

    • 花生幼苗对重复干旱胁迫的生理响应

      2017, 37(24):8486-8498. DOI: 10.5846/stxb201611112296

      摘要 (1576) HTML (90) PDF 2.22 M (908) 评论 (0) 收藏

      摘要:防雨棚内设盆栽试验,设置对照(Control,75%田间持水量)、干旱胁迫(D,35%)、重复干旱胁迫(DD,35%)3个处理,探讨花生幼苗对预干旱胁迫的适应和记忆响应,分析预干旱对缓解重复干旱胁迫危害的生理作用。结果表明,与干旱胁迫处理相比,重复干旱胁迫提高了叶片的相对含水量,减少脯氨酸的积累,降低MDA和O · -2含量;抗氧化酶SOD、CAT活性降低,其中POD活性降低最为明显,并在复水后恢复到与对照相同水平或低于对照。与正常水分的对照相比,干旱胁迫显著降低叶片光合速率(PN)、最大光合势能(PC)、最大光量子产量(YQ),但重复干旱处理在重复干旱胁迫时期和复水后PNPCYQ均高于干旱处理。预干旱胁迫导致光合和气孔导度滞后面积、滞后率(HPHg)增加,经过预干旱胁迫后,重复干旱显著降低光合和气孔导度滞后面积和滞后率。预干旱胁迫提高植株在重复干旱胁迫下叶片含水量,减轻重复干旱对植株造成的生理伤害,在光合作用上提高对重复干旱的抵御能力,并在复水后快速恢复到正常水分条件下植株生长水平,减少干旱对植株的不利影响。因此,预干旱胁迫促使花生幼苗具备适应或可记忆初始胁迫的能力,重复干旱胁迫时表现更为迅速和强烈的生理防御和快速的生理恢复机制。

    • 黄河口不同氮基质碱蓬种子萌发及幼苗生长对盐分及氮输入的响应

      2017, 37(24):8499-8510. DOI: 10.5846/stxb201611122307

      摘要 (1528) HTML (99) PDF 2.09 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:2014年4-11月,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验(N0,无额外氮输入;N1,低氮输入;N2,中氮输入;N3,高氮输入),获取相应的不同氮基质种子(S0,S1,S2和S3),以研究其发芽率以及幼苗生长状况对不同盐分胁迫和氮浓度交互作用的响应。结果表明,不同氮负荷影响下碱蓬成熟种子中的氮含量整体表现为S2 > S0 > S1 > S3,中氮输入更利于种子中氮养分的累积。盐分和氮交互作用下4种氮基质种子的发芽率总体表现为S2 > S1 > S0 > S3(P > 0.05),S2在不同盐分胁迫下的发芽率最高,幼苗的生长状况也最好。随着盐分的增加,4种氮基质种子的发芽率及幼苗生长状况均受到一定程度的抑制,但较低的盐分有助于其幼苗长度的增长,且随着氮输入量的增加这种抑制作用可得到一定程度缓解。盐分胁迫、氮浓度和种子类型作为单独因素出现时对碱蓬的发芽率、幼苗长度、鲜重和干重均产生显著影响,除幼苗长度受氮浓度和盐分胁迫交互作用的影响达到显著水平外(P < 0.05),其他因子交互作用对诸生态指标的影响并不明显。研究发现,不同氮输入处理不仅改变了原生环境碱蓬种子的氮含量,而且也使这些具备不同氮基质的种子对不同盐分胁迫与氮浓度环境具有不同的生态适应对策,中氮输入下的碱蓬种子(S2)无论在萌发率还是在幼苗生长状况上均优于其他氮基质的种子。未来,随着黄河口新生湿地氮养分供给的不断增加,当湿地氮养分达到中氮水平时,将更有利于碱蓬种子的萌发以及幼苗的生长,当氮养分达到更高水平时,碱蓬种子的萌发以及幼苗生长可能会受到一定程度的抑制。

    • 盐碱胁迫对柳树幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

      2017, 37(24):8511-8517. DOI: 10.5846/stxb201611082263

      摘要 (1775) HTML (75) PDF 2.20 M (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:以盐柳1号为试验材料,将2种中性盐NaCI、Na2SO4和2种碱性盐NaHCO3、Na2CO3,按不同比例混合成A(NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3=1:2:1:0)、B(NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3=1:9:9:1)、C(NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3=1:1:1:1)3种组合,设4个浓度梯度(50、100、150、200 mmol/L),模拟出12种盐度和碱度各不相同的盐碱条件,对盐柳1号幼苗进行处理,测定了株高生长量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量4项指标。结果表明:随着盐浓度的增大和碱性盐比例的增高,盐柳1号幼苗的株高生长量呈降低趋势,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量则有不同程度的升高。A、B、C处理组的株高生长量在盐浓度200 mmo/L时分别相对CK降低了61.32%、68.67%、73.02%,差异均达到显著水平(P < 0.05)。A处理组(pH值为8.04),随着盐浓度的增大,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量升高趋势不明显;B处理组(pH值为8.66),叶片MDA含量在盐浓度超过100 mmol/L时呈显著升高趋势,脯氨酸和可溶性糖含量在盐浓度超过150 mmol/L时急剧增加;C处理组(pH值为9.47),盐浓度大于150 mmol/L时,盐柳1号幼苗的叶片全部枯黄。综合分析结果表明,在混合盐碱胁迫下,盐柳1号幼苗的生长受到了不同程度的抑制;盐柳1号可以耐受不超过100 mmol/L的3种组分盐碱胁迫,且盐浓度 > 150 mmol/L、pH > 9.51的盐碱条件不适宜盐柳1号的生长。

    • 高寒退化草地星毛委陵菜根系分叉数和连接长度的关系

      2017, 37(24):8518-8525. DOI: 10.5846/stxb201610142082

      摘要 (1473) HTML (80) PDF 3.10 M (1187) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系分叉数和连接长度影响着植物根系的空间分布和资源获取,二者的权衡关系有助于深层次的理解植物根系构型的生态适应性。在祁连山北坡高寒退化草地,设置未退化(T1)、轻度退化(T2)、中度退化(T3)和重度退化(T4)4个退化梯度样地,采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪相结合的方法,研究了星毛委陵菜(Potentilla acaulis)根系分叉数和连接长度之间的关系。结果表明:随着天然草地退化程度的加剧,草地群落的密度、高度、盖度、地上生物量和土壤含水量逐渐减小,土壤紧实度不断增大,星毛委陵菜种群的密度、高度、盖度、地上和地下生物量、根冠比和根系连接长度逐渐增大,分叉数呈相反的变化趋势;不同退化草地星毛委陵菜根系分叉数与连接长度之间的相关性存在差异(P < 0.05),在未退化(T1)和重度退化(T4)草地星毛委陵菜根系分叉数和连接长度之间存在极显著的负相关关系(P < 0.01),在轻度退化(T2)和中度退化(T3)草地二者之间存在显著的负相关关系(P < 0.05)。随着天然草地的退化,星毛委陵菜选择减小根系分叉数和增大根系连接长度的构型构建模式,反映了植物不同功能性状间生物量分配的权衡机制。

    • 亚高寒草甸不同坡向植物光合生理和叶片形态差异

      2017, 37(24):8526-8536. DOI: 10.5846/stxb201610132072

      摘要 (1528) HTML (86) PDF 2.17 M (955) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿色植物叶片的功能性状能用来解释不同层次复杂的生态学过程,被认为对植物的生存、生长和繁殖具有重要的影响。该研究对甘南亚高寒草甸坡向梯度代表物种的叶片形态和光合特性进行测定,分析了各坡向的土壤因子,比较不同物种(矮嵩草、米口袋、蒲公英和金露梅)之间的性状差异,研究叶片光合及形态特征与土壤因子之间的相关性。结果表明:1)不同坡向的土壤因子有着显著差异,土壤含水量、土壤全磷、土壤全氮及有机碳含量总体表现为北坡 > 南坡,而土壤温度及光照度则是南坡 > 北坡。2)坡向上不同物种在比叶面积、净光合速率和叶δ13C值等方面有着显著的差异,比如物种在北坡具有较高的比叶面积和叶片含水量,而物种在南坡具有较高的净光合速率、相对叶绿素、叶干物质量及δ13C值。3)冗余分析结果显示,物种的叶片形态及光合特性与土壤因子之间都具有显著的相关关系,其中土壤含水量变化的响应最为敏感。该研究揭示了亚高寒草甸坡向梯度上植物物种在叶片功能性状上的显著分化,使得这些物种能在同一个草地群落中共存。

    • 基于植物区系的雷州半岛天然林群落树种特征研究

      2017, 37(24):8537-8548. DOI: 10.5846/stxb201611022236

      摘要 (1392) HTML (93) PDF 1.40 M (968) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统涉及植物区系和重要值的研究思路通常先分析该地区的植物区系组成,然后再分析该区域某个区系中某个优势种的重要值。该种思路存在未能完全同时反映不同区系不同植物物种参与群落构建和其在群落中的地位等缺陷。为了解决上述问题,构建物种群落指数,以雷州半岛天然季雨林的木本植物为对象开展研究。基于雷州半岛8个区域的80个20 m×20 m固定样地的实测数据,通过植物区系+重要值的方式构建物种群落指数开展研究。(1)湛江云脚村群落、湛江湖光岩、雷州鹰峰岭、雷州足荣村、徐闻双洋村、廉江高桥和廉江谢鞋山皆以热带区系分布为主导,数值皆大于0.8以上。廉江根竹嶂地理位置特殊,以9区系东亚和北美洲间断分布为主,数值接近0.5。(2)第2区系树种在雷州半岛群落树种组成和构建中处于优势地位,最高值为0.4261,朴树和鹅掌柴为优势种;第3区系树种和第6区系树种处于劣势地位;第4区系树种处于优势地位,最高值为0.3339,橄榄为优势种;第5区系树种处于优势地位,最高为0.3787,阴香和樟树为优势种;第7区系树种在雷州半岛地区群落内分布较为均衡,普遍适应各个样地。本研究表明,雷州半岛地区带有明显的热带性区系特征;物种群落指数能够较好的体现雷州半岛样地各个区系树种在植物群落组成的特征。

    • UV-B长期胁迫对麦长管蚜子代种群动态的影响

      2017, 37(24):8549-8555. DOI: 10.5846/stxb201611172338

      摘要 (1529) HTML (84) PDF 1.53 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明UV-B长期辐射亲代麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius后对其子代种群动态的影响。采用特定年龄生命表方法,设置不同强度(0,0.50,0.70 mW/cm2)UV-B连续多代处理麦长管蚜成虫,统计麦长管蚜分别经历UV-B辐射一代,六代,十一代,十五代后其子代麦长管蚜存活率和繁殖力、繁殖参数、种群参数的变化。结果表明:(1)经UV-B处理亲代麦长管蚜后,其子代种群的内禀增长率r与周限增长率λ在低强度处理组各世代之间无显著差异,在高强度处理组各世代之间呈先上升后下降的趋势。(2)处理组麦长管蚜种群繁殖力F、净增殖率R0、平均世代周期T、产卵天数和成蚜寿命均在G7代达到最大值,且与对照组无显著差异。(3)亲代麦长管蚜经UV-B胁迫处理后对子代种群的存活率影响显著。研究结论:亲代麦长管蚜经过不同代数的UV-B胁迫,可显著影响子代的生长发育与繁殖,且对处于不同世代的子代生态学指标产生不同影响。研究的创新点在于探究亲代麦长管蚜经历紫外胁迫后对其子代生长、发育与繁殖的影响,为逆境胁迫下蚜虫的生态遗传与进化机理提供理论依据。

    • 基于MaxEnt的西藏飞蝗在中国的适生区预测

      2017, 37(24):8556-8566. DOI: 10.5846/stxb201611152326

      摘要 (2122) HTML (121) PDF 4.02 M (1402) 评论 (0) 收藏

      摘要:西藏飞蝗是青藏高原本地特有物种,为青稞和牧草的重要害虫,近年来危害范围有扩大蔓延趋势。研究并明确西藏飞蝗在中国的适生区域,对制定该虫的早期监测、预警及控制措施意义重大。近年来最大熵理论在物种适生研究领域得到广泛应用,基于西藏飞蝗的分布信息和环境变量,采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS对其在中国的潜在分布区进行预测,用ROC曲线检测模型精度、刀切法(jackknife test)筛选主导环境变量及其适宜值。两次模拟的AUC值分别为0.996和0.993,预测结果与实际拟合度很高。西藏飞蝗在中国的高适生区主要位于四川的甘孜州,西藏的昌都地区、林芝地区、山南地区及拉萨市,中适生区则以高适生区为中心向外扩散,集中在青藏高原东部地区。海拔、8月份平均雨量、1月份平均雨量、等温性、12-2月份的平均温度是影响西藏飞蝗潜在分布的主要环境变量。

    • 深圳近海表层浮游细菌分布特征及其环境影响因素

      2017, 37(24):8567-8577. DOI: 10.5846/stxb201611122308

      摘要 (1671) HTML (87) PDF 2.93 M (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2015年3月、5月、8月和10月在深圳市近岸海域(珠江口、深圳湾和大亚湾)采集表层水样,利用流式细胞仪测定总浮游细菌、高DNA含量亚群细菌(HNA)、低DNA含量亚群细菌(LNA)的丰度,分析它们的时空分布特点,阐释环境因子对浮游细菌时空分布格局的影响。结果表明,珠江口、深圳湾和大亚湾海域表层浮游细菌的平均丰度依次降低,分别为3.82×106个/mL、7.67×106个/mL和3.38×106个/mL。珠江口海域浮游细菌丰度由远岸到近岸递增,深圳湾海域湾内各站位浮游细菌丰度差异较小,大亚湾海域浮游细菌丰度空间差异不显著(P > 0.05)。浮游细菌丰度时间差异主要受温度影响,空间差异主要受营养盐和叶绿素a影响。HNA亚群丰度时空差异性比LNA亚群的大,HNA亚群受温度影响显著(P < 0.01),而LNA亚群与温度相关性不显著(P > 0.05)。环境对HNA和LNA亚群丰度的影响有许多相似之处,但两者对某些环境因子有着不同的响应,说明它们在近海表层生态系统中可能扮演着部分重叠但略有不同的角色。

    • >学术信息与动态
    • 吕永龙研究员应邀在联合国环境大会上致辞

      2017, 37(24):8578-8578.

      摘要 (1080) HTML (76) PDF 1.28 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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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