• 2018年第38卷第1期文章目次
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      2018, 38(1):0-0.

      摘要 (1228) HTML (0) PDF 1.60 M (1643) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 中国人工林经营发展战略与对策:从追求木材产量的单一目标经营转向提升生态系统服务质量和效益的多目标经营

      2018, 38(1):1-10. DOI: 10.5846/stxb201712072201

      摘要 (3758) HTML (395) PDF 1.53 M (3727) 评论 (0) 收藏

      摘要:人工林是全球森林资源的重要组成部分,在木材生产、环境改善、景观建设和减缓气候变化等方面扮演着愈来愈重要的角色。尽管我国人工林面积和蓄积不断增长,但是,人工林存在质量较差、结构不尽合理、生产力不高、生态功能较弱和生态稳定性下降等问题。人工林生态系统服务功能难以满足经济社会日益增长和新时期人们对美好生活向往的多方面需求。面对未来人工林面积继续增加受到适宜发展空间的严重制约和气候变化带来的现实和潜在的影响,亟需改变和调整我国人工林经营的发展战略和对策,将从人工林面积扩张、蓄积增加转变为人工林生态系统服务的质量和效益提升。如何提高人工林生态系统服务的质量和效益,创建健康稳定、高生产力和高碳汇的人工林生态系统,既能提供高产优质木材,又能够发挥固碳减排、生物多样性保护、水源涵养和水土保持等多种生态功能,以满足经济社会发展对森林的多种新需求和林业应对气候变化的新任务,亟需探索适合我国新时期人工林生态系统可持续经营的理论和多目标经营范式。在深入分析国际和我国人工林发展历程、变化趋势、面临问题的基础上,充分汲取和借鉴国际人工林经营的理念、经验和实践成果,并结合我国现阶段人工林发展实际情况,探索人工林生态系统服务质量与效益提升的发展思路和实践途径,从多层次、多尺度定位面向生态系统服务的人工林经营对策,倡导并实施人工林生态系统适应性经营,实现人工林生态系统服务的多目标权衡与协同,为我国人工林经营的战略转变和对策创新提供决策参考与未来展望。

    • 全球变暖背景下土壤微生物呼吸的热适应性:证据、机理和争议

      2018, 38(1):11-19. DOI: 10.5846/stxb201612172607

      摘要 (2854) HTML (376) PDF 1.46 M (2281) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物呼吸的热适应性被认为是决定陆地生态系统对全球变暖反馈作用的潜在重要机制,可能显著改变未来的气候变化趋势,然而学术界对于这一机制是否真实存在尚有分歧。阐述了土壤微生物呼吸的热适应性概念,从证据、机理和争议3方面对已有研究进展进行了综述和分析。土壤微生物呼吸的热适应性是微生物在群落尺度上对温度变化的适应性,具有坚实的生物学与生态学理论基础,研究者们运用各类指标已在许多实验中证实土壤微生物物种及群落的呼吸过程能够在高温环境产生适应性变化。土壤微生物呼吸的热适应性机理涉及生物膜结构变化、酶活性变化、微生物碳分配比例变化和微生物群落结构变化等方面。关于土壤微生物呼吸热适应性的争议可能是由研究方法、微生物物种及环境条件的差异引起的。根据对已有研究的分析,认为土壤微生物呼吸的热适应性是真实存在的,未来的研究可进一步探索土壤微生物呼吸的热适应性机理,深入研究环境和全球变化对土壤微生物呼吸的热适应性影响,定量评估土壤微生物呼吸的热适应性对陆地生态系统反馈过程的影响。

    • 无人机遥感在生态学中的应用进展

      2018, 38(1):20-30. DOI: 10.5846/stxb201612092538

      摘要 (4395) HTML (518) PDF 16.84 M (2253) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机与遥感技术的结合,即无人机遥感。与传统的以卫星和有人机遥感相比,无人机遥感具有高时效、高时空分辨率、云下低空飞行、高机动性等优势,是传统卫星和有人机遥感手段所无法比拟的。这些优点使得无人机在生态学和保护生物学等领域获得迅速发展。首先对无人机遥感技术的发展历程、系统组成、分类与选型、应用优势等进行了介绍。在此基础上,对无人机在生态学中的应用案例进行了总结,内容涉及生境监测、植物物候调查、动物监测等方面。最后通过比较国内外相关领域的研究进展对无人机生态学存在的问题(技术门槛较高和法律法规不完善等)和潜在应用前景进行了探讨。

    • 生态系统生态学研究的关键问题及趋势——从“整体论与还原论的争论”看

      2018, 38(1):31-40. DOI: 10.5846/stxb201609271950

      摘要 (3446) HTML (543) PDF 1.47 M (3405) 评论 (0) 收藏

      摘要:在生态学领域中,存在着生态系统整体论与还原论的争论。Tansley A.G.提出,生态系统是"准有机体"。Odum兄弟提出的"生态系统能量说"被广泛接受,但也受到质疑,称其为"还原论者的整体论"。基于对上述质疑的回应以及对生态系统整体论的追求,Patten B.C.等提出"生态网络理论",运用"网络‘环境子’分析"方法,试图从物理层面分析解决生物层面的"涌现性"问题。不过,这一理论也受到批判,认为其在探究符号化的现象对生态系统的动态影响时,陷入了还原论困境。Jørgensen S.E.等更进一步,提出"系统论"的生态系统生态学,试图从系统科学的角度研究生态系统的"物质-能量-信息-网络"系统。这一理论受到生态学界高度重视,但是也存在着在具体研究过程中如何平衡能量视角和生物地球化学视角的问题。由上述争论可见,生态系统生态学研究的趋势是从"物质实体"到"能量流动",再到"网络信息",最后到"开放系统"层层递进。目前面临的关键问题是:如何在更好地定义生态系统整体性的基础上,采取相应的能够体现生态系统整体性的方法,去获得更多、更好的生态系统整体性的认识。

    • 大尺度森林碳循环过程模拟模型综述

      2018, 38(1):41-54. DOI: 10.5846/stxb201612122550

      摘要 (3013) HTML (502) PDF 1.58 M (2993) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林生态系统碳循环是全球陆地生态系统碳循环的重要组成部分,而碳循环模型已经成为研究森林碳循环的必要手段。森林碳循环模型可以分为统计模型和过程模型,其中过程模型以其完整的理论框架、严谨的结构分析和清晰的过程机理,逐渐占据了主导地位。从地球化学过程模型、陆面物理过程模型和生物过程模型等3个方面综述区域尺度到全球尺度(本文称为大尺度)森林碳循环过程模型研究进展,论述了各类模型的主要特征、优缺点以及应用现状,探讨了森林碳循环模拟研究中存在的问题,并讨论了森林碳循环过程模型的主流研究方向。可为不同空间尺度下森林生态系统碳循环模拟模型的选择提供参考,以及为森林碳循环研究提供借鉴。

    • >研究论文
    • 基于微粒群-马尔科夫复合模型的生态空间预测模拟——以长株潭城市群为例

      2018, 38(1):55-64. DOI: 10.5846/stxb201612082530

      摘要 (2493) HTML (335) PDF 2.42 M (1392) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态空间具有重要的生态功能,对生态空间进行科学预测模拟可为保护国土空间生态安全提供决策依据。利用ArcGIS及MATLAB软件,在生态空间风险评价的基础上构建了微粒群-马尔科夫复合模型,并以长株潭城市群为研究区,基于2013年土地利用现状数据,对2020年的生态空间进行了预测模拟,最后在此基础上提出了生态空间重构的基本思路。结果表明:1)微粒群-马尔科夫复合模型(PSO-Markov)构建的基本步骤为:第一步:粒子的选择与设计,以2000 m×2000 m的正方形单元作为基本粒子。第二步:粒子的初始化设定,根据生态空间风险由低到高的原则进行选择。第三步:适应度函数的建立,用生态空间的风险值来确定生态空间的空间格局。第四步:空间位置的更新,根据自身的历史最优值及粒子群的全局最优值进行速度和位置更新。2)微粒群-马尔科夫复合模型(PSO-Markov)是一种土地利用格局预测的新途径,生态空间的数量规模可以通过改进后的马尔科夫模型进行预测,生态空间的格局可以通过微粒群模型进行预测。3)微粒群-马尔科夫复合模型具有4个特点:第一、数量预测较为合理。第二、搜索范围大、较好地考虑到局部对全局的影响。第三、受问题维数变化影响小,在求解多目标问题时具有明显优势。第四、收敛时间短、运算速度快、易于实现。4)2020年,长株潭城市群的生态空间总体数量减少,其中林地和未利用地面积变化最明显,空间变化主要集中分布在西南部地区。生态空间总面积减小的主要原因是建设用地的扩张。因此,要控制城市群的人口密度,优化城市群生产-生活-生态的数量结构及空间布局,尤其要合理规划与利用城市建设用地,充分发挥水体与未利用地的生态价值,重点保护好生态源地、廊道及关键结点,构建结构合理、功能齐全的生态网络系统,提高系统的生态服务价值功能,要在规划的指导下合理调整城市群的城乡局部空间结构,保护生态环境,提高生境质量和景观多样性。这是今后一段时期面临的主要任务。

    • 基于景观生态学“源-汇”理论的市域尺度生态功能分区——以内蒙古通辽市为例

      2018, 38(1):65-72. DOI: 10.5846/stxb201611242403

      摘要 (2653) HTML (374) PDF 6.88 M (1948) 评论 (0) 收藏

      摘要:市域尺度的生态功能分区对于市域生态资源的有效保护和合理利用起着不可替代的指导作用。现阶段较为被动而静态的功能分区研究忽视了市域生态资源在城镇化发展中的剧烈变化。而景观生态学的"源-汇"概念和相关手段,将区域生态功能空间格局与不断变化的生态过程之间建立了联系,在生态功能分区科学理性的研究实践中运用前景广阔。运用景观生态学"源-汇"理论,以内蒙古通辽市为例,通过对于研究区域中"源"景观的划分,设定不同景观要素的阻力值,构建基于"源"动态特征的最小累计阻力模型,计算得出阻力面。并进一步通过寻找阻力面突变点来确定分区阈值,最终确定通辽市域尺度生态功能的5大分区,最后提出有针对性的分区管控措施与指引。研究将市域生态要素在城市化下的动态演变与生态安全格局进行有机关联并制定科学的分区策略,为市域生态空间的优化及管理提供了理论依据。

    • 基于生态网络效用的城市碳代谢空间分析——以杭州为例

      2018, 38(1):73-85. DOI: 10.5846/stxb201611272421

      摘要 (2601) HTML (395) PDF 6.45 M (1586) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市碳排放占全球碳排放总量的78%,通过模拟生物代谢来剖析城市碳代谢机理从而控制城市碳排放是缓解全球气候变暖危机的关键。为研究杭州城市化过程中土地利用变化对城市碳代谢的综合作用,以4个时间段(1995-2000,2000-2005,2005-2010,2010-2015)为例,建立了一个"碳流"模型来分析城市生态系统中自然和人工分室在城市碳代谢正负"碳流"产生中的作用,之后利用生态网络效用方法分析"碳流"产生的生态关系及其空间分布,同时利用互惠指数M综合评价土地利用变化对城市碳代谢的综合作用。结果显示(1)净"碳流"在研究期间持续呈现负值且在2000-2005年间达到峰值,负"碳流"主要源自耕地与工业用地之间的转换,正"碳流"主要源自工业用地与城市用地之间的转换。(2)1995-2000年互惠指数(M)呈现先增加后减少再增加的变化趋势,M平均值小于1,说明土地利用变化对城市碳代谢的综合作用是消极的。(3)竞争关系集聚在高负碳代谢密度分室,互惠共生关系主要集聚在高正碳代谢密度分室。(4)从1995-2000至2010-2015,以每5年为时间间隔,生态关系分布空间变化如下:掠夺限制生态关系呈现向西北、西南和南部方向蔓延-西北方向移动-东南方向移动的变化趋势,竞争生态关系呈现东南方向移动-南部和西北部方向蔓延-零星分布的变化趋势,互惠共生生态关系呈现向东南方向移动-暂时不存在-零星分布的变化趋势。研究结果为低碳城市发展提供了理论依据。

    • 纽约弹性城市建设经验及其对上海的启示

      2018, 38(1):86-95. DOI: 10.5846/stxb201612272681

      摘要 (1919) HTML (506) PDF 2.92 M (2449) 评论 (0) 收藏

      摘要:面临气候变化带来的全球性环境、社会、经济灾难,许多国家、地区都制定了应对方案并采取行动。与上海市有着同样区位优势的纽约市,作为全球城市在有关气候变化的城市治理方面一直处于国际领先地位,引领全球城市开展弹性城市建设。在总结纽约弹性城市建设发展历程基础上,分析纽约市弹性城市建设所面临的挑战和机遇,未来100年总目标及其包含4个分目标,以及实现这4个分目标的具体措施。最后,对比纽约市与上海市的相似性,从弹性城市项目建设、投融资、区域合作、政府治理这4个方面为上海市弹性城市建设带来启示。

    • 2000-2014年我国西北地区湖泊面积的时空变化

      2018, 38(1):96-104. DOI: 10.5846/stxb201612262677

      摘要 (2700) HTML (403) PDF 5.10 M (2206) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2000-2014年Landsat TM、ETM+以及OLI影像为基础,通过人工目视解译方法提取我国西北地区111个面积10.0 km2以上湖泊矢量数据,并对湖泊面积变化总体趋势、空间分异特征以及成因进行分析。结果表明:(1)2000-2014年期间,西北地区湖泊总面积呈整体增加的态势,由1.58×104 km2增加为1.74×104 km2。(2)在研究时段内,我国西北地区湖泊面积在整体增加的同时也表现出明显的空间差异。根据湖泊面积变化不同,研究区可以被划分为稳定、扩张、萎缩3种类型和5个区域:新疆维吾尔自治区北部与青海省南部为湖泊面积稳定区;塔里木盆地、昆仑山北麓、阿尔金山、柴达木盆地、可可西里地区、祁连山南麓至三江源北部大片区域为湖泊面积扩张区;由准噶尔盆地和吐鲁番盆地组成的北疆中部地区和喀喇昆仑山北坡山区为湖泊萎缩区。(3)受研究区复杂的自然人文环境影响,在不同区域引起湖泊面积变化的原因不尽相同:总体而言,降水增加、气温上升导致的冰川融水增加和冻土水分释放是湖泊面积呈现扩张趋势地区的最主要原因;在湖泊面积稳定区,湖泊所处的地形条件以及湖泊与河流间强烈的水量交换起着关键作用;日益增强的人类活动是湖泊萎缩区的主要影响要素,但在喀喇昆仑山北坡地区,冰川物质平衡状态的变化也可能发挥着重要作用。

    • 祁连山西段草地土壤温度、水分变化特征

      2018, 38(1):105-111. DOI: 10.5846/stxb201612292695

      摘要 (2439) HTML (406) PDF 2.23 M (1690) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究土壤水热要素对合理预测祁连山气候变化特征及建立气候预警系统有重要意义。采用18套土壤温、湿度自动记录仪(HOBOU30)对祁连山西段草地进行3a连续定位监测,旨在探索分析该区土壤水热变化特征,阐明土壤水热互作效应及耦合机制。表明:1)冷期(1-3、11-12月)占全年的42%,暖期(4-10月)占58%;7月前土壤均温随月份增大而增大,月份增大1月土壤均温增大3.53℃,水分增大3.23%;7月后随月份增大而减小,月份增大1月土壤均温降低4.73℃,水分下降2.55%。2)日变化16:00前土壤均温为7.45℃,水分为16.26%,16:00后均温为9.1℃,水分为16.79%,16:00后比前均温高1.65℃,水分高0.54%。3)土温、水分与海拔均呈线性正相关,前者差异显著(P < 0.05),后者不显著(P > 0.05)。4)土温逐层(0-120 cm)平均递增0.07℃,水分递减0.58%;土温与土层深度呈显著线性正相关(P < 0.05,R2=0.99),水分呈显著线性负相关(P < 0.05,R2=0.97)。5)该区土温与水分呈显著线性负相关。因此,祁连山西段草地土温变幅较小,水分变幅大,两者在空间上变化均呈二次函数,时间上均呈一次函数。

    • 城市不同地表覆盖类型下土壤有机碳矿化的差异

      2018, 38(1):112-121. DOI: 10.5846/stxb201612302718

      摘要 (2320) HTML (285) PDF 1.63 M (1423) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳(SOC)矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程。因受到强烈的人为干扰,城市土壤生态服务功能严重退化,进而对城市土壤地球化学循环尤其是碳循环产生深刻的影响。以北京市奥林匹克森林公园的5种典型地表覆盖类型(草坪、灌木、行道树、植草砖、硬化地表)下土壤为研究对象,研究了城市不同地表覆盖类型下土壤有机碳矿化过程及固碳能力的差异。结果表明,城市5种地表覆盖类型下的土壤有机碳矿化趋势与自然生态系统中的土壤基本一致,都表现为前期矿化较为快速,后期明显减慢并且趋于平稳;不同地表覆盖类型下土壤的有机碳矿化作用有显著差异,灌木、行道树、植草砖覆盖下土壤有机碳矿化能力较强,硬化地表和草坪较弱,与土壤有机碳含量特征类似;一级动力学方程对各土样有机碳矿化过程的模拟结果较好,结果显示草坪覆盖下土壤固碳能力较强,灌木覆盖下次之,行道树、植草砖和硬化地表覆盖下较弱;土壤固碳能力的高低并不对应着土壤有机碳含量的高低,城市人为干扰和外源有机碳的输入对土壤有机碳储量影响较大;硬化地表下不同土层有机碳矿化作用无明显差异,而其他地表覆盖类型下的土壤有机碳矿化作用随土层加深显著减弱,特别是植草砖和行道树特征最为明显;各地表覆盖类型下土壤固碳能力随土层深度变化的规律不显著。城市土壤有机碳矿化的最主要限制因子是土壤有机碳的含量,土壤pH值、养分含量、粘粒含量等性质也通过影响土壤有机碳含量及微生物活动等对土壤有机碳矿化过程产生影响。

    • 祁连山区典型草地生态系统土壤抗冲性影响因子

      2018, 38(1):122-131. DOI: 10.5846/stxb201612282691

      摘要 (1952) HTML (403) PDF 2.35 M (1677) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索祁连山区典型草地生态系统土壤抗冲性的影响因子及其效应,采用野外实地放水冲刷法,以一定体积的冲刷水流含沙量为指标,对土壤抗冲性进行了研究,并调查了海拔、坡度、植被高度、植被覆盖度、地上生物量、根系密度、生物多样性、土壤质地等因子,利用通径分析研究了各因子与土壤抗冲性的关系。结果表明:①土壤抗冲性与海拔、植被覆盖度、根系密度和土壤砂粒体积分数呈极显著正相关(P < 0.01),而与坡度和土壤粉粒体积分数呈极显著负相关(P < 0.01),与地上生物量和物种丰富度呈显著正相关(P < 0.05),与植被高度不具备显著相关性;②通径分析结果显示,植被覆盖度和根系密度是影响祁连山区典型草地生态系统土壤抗冲性的主导因素,植被覆盖度对土壤抗冲性的影响主要表现为强烈的直接作用(0.660),而根系密度对土壤抗冲性的直接作用相对较小(0.286),有较大一部分影响表现为间接作用(0.174);③径流含沙量随植被覆盖度和根系密度的增加明显减少,植被覆盖度与径流含沙量间的关系可用指数或对数形式表达,根系密度与径流含沙量间的关系可用指数形式表达。研究显示,在祁连山区典型草地生态系统,与海拔、坡度、地上生物量、植物多样性、土壤质地等因素相比,植被覆盖度和根系密度对土壤抗冲性的影响作用更突出,提高植被覆盖度与根系密度能够有效增强土壤抗冲性。该研究可为祁连山区的土壤侵蚀规律研究及效益评价提供依据。

    • 青藏高原植被退化对高原及周边地区大气环流的影响

      2018, 38(1):132-142. DOI: 10.5846/stxb201412222548

      摘要 (2064) HTML (363) PDF 11.47 M (1335) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用耦合了陆面模式的大气环流模式,结合青藏高原植被退化的范围和程度,通过在模式中修改高原地区(27°-40°N,75°-100°E)的叶面积指数的方法,探讨了植被退化以后对高原及其附近地区上空大气环流的影响。结果表明,该模式对高原地表温度场具有很强的模拟能力,并且能够很好地模拟出青藏高原及附近地区夏季位势高度场的平均特征及南亚高压的位置和强度,但南亚高压中心强度偏大且略微西退。在青藏高原植被出现退化以后,高原整体地表土壤温度和地表2 m空气温度升高,感热通量增加、潜热通量减小,进而改变了高原地区的波文比。地表感热增加导致高原及附近地区500 hPa高度场降低和200 hPa高度场升高,并在200 hPa上存在强大的反气旋性环流异常,导致南亚高压增强和北扩东伸。植被退化造成的青藏高原感热增加导致了高原南部上升运动增强和北部上升运动减弱,同时又引起高原以北地区下沉气流的影响范围扩大,而下沉气流的强度减弱,其结果有助于高原以北的干旱范围扩大,而干旱程度却得到缓解。

    • 柏木低效林不同改造模式优势草本植物多样性及其生态位

      2018, 38(1):143-155. DOI: 10.5846/stxb201610202152

      摘要 (2295) HTML (346) PDF 1.79 M (1750) 评论 (0) 收藏

      摘要:草本层对森林生态系统具有重要的作用,其对于环境的变化比乔木层和灌木层更为敏感,在较短的时间内更容易反映改造带来的影响。为了分析林分改造后草本植物多样性的变化和揭示草本群落间的关系,以川中丘陵区改造4 a后的11种模式:不同密度(株行距1.5 m×4 m与1.5 m×2 m)的桤木(Alnus cremastogyne)、香椿(Toona sinensis)、银木(Cinnamomum septentrionale)纯林模式和株行距为1.5 m×2 m的银木+桤木模式、香椿+银木模式、香椿+桤木模式、桤木+香椿+银木模式以及采伐迹地作为研究对象,柏木(Cupressus funebris)纯林为对照,对柏木低效林不同改造模式的优势草本植物多样性、生态位宽度及生态位重叠进行研究。结果表明:(1)除高低密度香椿模式、低密度银木模式和桤木+香椿+银木模式外,其他模式的草本植物多样性均优于柏木纯林,其中以香椿+银木模式(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度和丰富度指数分别为(1.82、0.83、0.94和1.30),与香椿+桤木模式(1.83、0.83、0.93和1.33)的生物多样性显著高于柏木纯林(1.48、0.69、0.82和1.27),为最优的改造模式。(2)改造前铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)生态位宽度最广为2.365,喜阴植物占有优势地位,改造后林下光照环境发生变化,喜阳植物五节芒(Miscanthus floridulus)在低密度的纯林模式中迅速占据林下生长空间,生态位宽度较大,随改造模式郁闭度的增加,薹草(Carex tristachya)、地果(Ficus tikoua)、竹叶草(Oplismenus compositus)等喜阴植物逐渐占据优势地位,喜阳植物逐渐被淘汰。生态位宽度的大小与重要值呈极显著正相关关系(r=0.916),但也与资源位呈极显著正相关关系(r=0.977)。(3)生态位宽度较大的物种间既有较大的生态位重叠,也有较小的生态位重叠,不能仅凭生态位宽度来判定生态位重叠值,而生态位宽度较小的鼠麴草(Gnaphalium affine)(0.647)与蛇莓(Duchesnea indica)(2.152)之间拥有最大的生态位重叠(0.123),可能是因为它们有相似的资源利用方式或相近的生态学特性。总体来说所有模式中草本植物物种间生态位重叠值都较低( < 0.2),生态位分化明显,种间竞争并不激烈,这可能与改造时间较短有关系。

    • RCP情景下长江中下游麦稻二熟制气候生产潜力变化特征研究

      2018, 38(1):156-166. DOI: 10.5846/stxb201611202362

      摘要 (2101) HTML (381) PDF 6.92 M (1571) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于BCC_CSM 1.1全球气候模式RCP气候情景输出的2021-2050年和基准年(1961-1990)逐日气候资料,采用机制法预估长江中下游地区稻麦气候生产潜力,并利用Theil-Sen斜率估计、MK检验和ArcGIS空间分析等方法对稻麦气候生产潜力的年际变化趋势和空间分布特征进行分析,旨在探明影响稻麦气候生产潜力变化的主要气候因子,对评价未来的作物潜在生产能力和制定气候变化的适应性策略具有重要意义。结果表明:基准气候时段下(1961-1990年),长江中下游地区稻麦气候生产潜力分别介于10000-12000 kg/hm2和8000-10500 kg/hm2之间,水稻气候生产潜力总体呈现上升趋势而小麦呈现下降趋势。水稻气候生产潜力在空间上表现为自研究区域中部向南北逐渐增加,冬小麦则呈现北高南低的分布特征;未来两种气候情景下(RCP 8.5和RCP 4.5),稻麦气候生产潜力总体均呈现显著线性增加趋势,表现为RCP 8.5情景大于RCP 4.5。水稻气候生产潜力的增加速率较冬小麦大两倍左右,且年际波动较小,稳定性强。RCP 4.5气候情景下,研究区域内稻麦气候生产潜力总体呈现明显的区域分异,与基准年相比分别增加了3500-5000 kg/hm2和5000-6500 kg/hm2。东部沿海地区、两湖平原地区和江西为稻麦气候生产潜力高值区域。冬小麦气候生产潜力与基准时段相反呈现出由南向北递减趋势,南昌和长江三角洲部分地区呈现出显著增加趋势( > 80 kg hm-2 a-1),水稻则表现为自中西部向东南部沿海逐渐增加。在RCP 8.5情景下,冬小麦气候生产潜力较基准年增加了4000-6000 kg/hm2;从地域分布特征看,呈现自东向西逐渐减少的趋势,长江三角洲、南阳盆地和两湖平原为高值区,庐山周边区域(近鄱湖阳湖)变化率高达80 kg hm-2 a-1P < 0.05)。水稻气候生产潜力空间分布与基准年相似,仅较基准年增加1000 kg/hm2左右,两湖平原和庐山周边地区和江苏中部大于11000 kg/hm2,较基准年高值区面积有所扩大。长江中下游地区稻麦气候生产潜力受气候变化和地理位置的双重影响。作物生育期内≥ 10℃积温为主导因子,其次为太阳总辐射,而降水量的影响较小。平原地区作物气候生产潜力较同一纬度地区大。区域农业气候资源在保证足够数量的同时相互协调更是获得高气候生产潜力重要条件。

    • 短期模拟增温对黄河三角洲滨海湿地芦苇光响应特征的影响

      2018, 38(1):167-176. DOI: 10.5846/stxb201611242401

      摘要 (2094) HTML (335) PDF 2.09 M (1496) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河三角洲滨海湿地地下水位浅,淡咸水交互作用明显,其土壤水盐状况成为影响该地区生态系统关键过程的主要因子。另外,随着气候变暖,黄河三角洲在过去50年(1961-2010年)进入显著升温阶段,温度升高直接或间接影响着植物的光合作用和光响应特征,从而影响黄河三角洲滨海湿地的演变。采用红外辐射加热器模拟增温,分析了增温对黄河三角洲滨海湿地生长季(2015年5月初-2015年10月底)芦苇光响应特征的影响。根据土壤含水量波动情况生长季可分为3个时期,即干旱期、淹水期和湿润期。结果表明,干旱期,10 cm土壤温度升高3.3℃,土壤水分含量升高了9.4%,土壤盐分含量升高了16.7%;盐分增加使芦苇叶片在强光下发生光抑制,并且显著降低最大光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)。淹水期,增温对10 cm土壤温度、湿度和盐分均无显著影响,过饱和的水分状况限制叶片光合速率,使得Pnmax达到最低。湿润期,10 cm土壤温度显著升高3.0℃,土壤含水量升高了2.9%,土壤盐分无显著差异;这一阶段,温度升高促进中强光下芦苇叶片的光合速率;同时叶片Pnmax、Rd和LSP分别增加27.7%、14.9%和23.3%。从整个生长季来看,增温使土壤温度显著升高2.9℃,土壤盐分含量升高7.0%,而对光合参数无显著影响。由此可见,在滨海湿地生态系统中,增温对光合作用的影响受土壤水盐状况的控制。

    • 夏玉米叶片水分变化与光合作用和土壤水分的关系

      2018, 38(1):177-185. DOI: 10.5846/stxb201612092534

      摘要 (2214) HTML (275) PDF 1.75 M (2083) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片是光合作用的重要器官,其含水量的变化必将影响光合作用,但关于叶片水分变化对光合作用的影响报道较少。以华北夏玉米为研究对象,利用三叶期不同水分梯度的持续干旱模拟试验资料,分析夏玉米叶片水分变化及其与叶片净光合速率和土壤水分的关系。结果表明:夏玉米叶片净光合速率对叶片水分变化的响应显著且呈二次曲线关系,叶片含水量约为70.30%时,叶片净光合速率为零;叶片含水量与土壤相对湿度呈非直角双曲线关系,叶片最大含水量约为85.14%。研究结果可为准确描述叶片水分变化对光合作用的影响及客观辨识夏玉米干旱的发生发展及监测预警提供参考。

    • 水淹条件下秋华柳亚细胞中镉的分配特征

      2018, 38(1):186-194. DOI: 10.5846/stxb201612092537

      摘要 (2037) HTML (317) PDF 1.72 M (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取秋华柳(Salix variegata)扦插苗为研究对象,通过设置0、0.5、2、10 mg/kg 4个镉胁迫浓度,研究了水淹条件下秋华柳根、枝、叶亚细胞中镉的分配特征。结果表明:(1)试验各处理组秋华柳存活率均为100%,表现出良好的镉和水淹耐受能力。(2)与对照相比,在水淹条件下,各处理组秋华柳根、枝和叶的细胞壁仍是镉最主要的富集部位。各处理组植株细胞壁中的镉含量显著高于其他组分,质体中镉含量次之,细胞核和线粒体组分中的镉含量始终处于较低水平。(3)水淹显著提高了秋华柳根细胞壁中的镉含量,显著降低了高浓度镉处理(10 mg/kg)下萌枝细胞壁中的镉含量,但对叶细胞壁中的镉含量没有显著影响。(4)水淹显著提高了秋华柳根细胞中质体中的镉含量,对萌枝、叶细胞质体中的镉含量没有显著影响。研究证明,水淹条件下,秋华柳根枝叶细胞壁仍然是镉积累富集的最主要部位,从而减少了重金属对植物细胞的伤害。秋华柳适用于三峡消落带镉污染区域的植物修复。

    • 贝加尔针茅草原土壤真菌群落结构对氮素和水分添加的响应

      2018, 38(1):195-205. DOI: 10.5846/stxb201612262668

      摘要 (2307) HTML (303) PDF 4.06 M (2024) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究氮沉降和降雨变化对土壤真菌群落结构的互作效应,对未来预测多个气候变化因子对草地生态系统的交互作用具有重要意义。以施氮和灌溉模拟氮沉降和降雨增加,采用裂区设计,应用高通量测序技术,研究8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N hm-2 a-1)和2个水分添加水平(不灌溉、模拟夏季增雨100 mm灌溉)对土壤真菌群落结构的影响。结果表明,氮素和水分添加后,土壤真菌群落中占优势的门类分别为接合菌门Zygomycota(22.0%-48.9%)、担子菌门Basidiomycota(7.8%-18.5%)、子囊菌门Ascomycota(9.4%-20.1%)、球囊菌门Glomeromycota(0.7%-3.1%)、壶菌门Chytridiomycota(0.1%-1.3%)。常规降雨条件下,随着氮添加水平升高,接合菌门相对丰度呈现出先升高后降低的趋势,N50处理最高;子囊菌门相对丰度在高氮添加时(N100-N300)呈升高趋势。而在氮素和水分同时添加条件下,随着氮添加水平升高,接合菌门相对丰度呈降低趋势,子囊菌门相对丰度变化则不明显。在相同的氮添加水平下,水分添加使接合菌门相对丰度增加,而担子菌门、子囊菌门、球囊菌门和壶菌门的相对丰度降低。在不同氮素和水分添加条件下,有5个土壤真菌门类11个真菌纲相对丰度变化显著。接合菌门的Mortierella属,担子菌门的Entolomataceae科和Geastrum属相对丰度变化极显著,可作为土壤真菌群落结构变化的指示种。PCoA分析结果也表明氮素和水分添加改变了土壤真菌群落结构。植物-土壤-微生物系统的结构方程模型结果表明,植物群落组成及植物物种丰富度的变化是土壤真菌群落结构发生变化的主要影响因素,土壤无机氮及pH的变化主要通过影响植物群落间接影响真菌群落,其对真菌群落的直接影响则较小。综上,氮素和水分添加改变了土壤真菌群落结构,且两者存在明显的互作效应,水分添加可改变氮添加对土壤真菌群落的影响。

    • 生境片段化对千岛湖马尾松林内土壤种子库的影响

      2018, 38(1):206-214. DOI: 10.5846/stxb201612102541

      摘要 (1855) HTML (289) PDF 3.36 M (1406) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤种子库是森林群落更新的主要来源之一,对森林的演替和恢复等具有重要意义。生境片段化现象正日益严重地影响着森林群落,并可影响森林土壤种子库。研究了千岛湖地区的大陆及岛屿次生马尾松林内土壤种子库的组成及其影响因素(e.g.,岛屿面积,形状指数,隔离度和距岛屿边缘距离等)。根据大陆和岛屿的面积及边缘梯度,采用大数量小样方法,分别在土壤种子库最大化(初冬,2015年12月)和最小化(晚春,2016年4月)时期对马尾松林内土壤进行了机械取样。对土壤样品进行萌发实验,检测了两个时期的土壤种子库上层(0-2 cm)和下层(2-5 cm)种子组成,并通过广义线性混合效应模型等手段分析其影响因素。结果显示:(1)所有316个土壤样本中,萌发出幼苗1422株,隶属于29科、40属、41种。其中,木本植物幼苗占13种1024株,草本占28种398株。(2)Jaccard指数和相关性分析均显示初冬、晚春时期的土壤种子库组成具有很高的相似性;土壤种子库上、下层组成的相似性也很高。(3)广义线性混合效应模型分析显示,在大陆和岛屿上,土壤种子库下层种子含量低于上层;而大陆样地土壤种子库中的木本植物种子数较岛屿样地高。岛屿上,土壤种子库中的种子数随土层的加深而降低;随边缘梯度升高也下降,尤其是草本植物的种子。对于岛屿上的木本植物,不耐阴种的种子数量远大于耐阴种,尤其是土壤下层。表明千岛湖地区马尾松林内土壤种子库组成受到生境片段化的影响,进而可能作用于该类型森林群落的演替。

    • 芦苇克隆整合对石油污染湿地土壤微生物群落结构和生物量的影响

      2018, 38(1):215-225. DOI: 10.5846/stxb201612162604

      摘要 (2351) HTML (374) PDF 1.91 M (1607) 评论 (0) 收藏

      摘要:克隆植物形体相连的无性个体(分株)之间可以进行水分、养分和光合产物的传递和共享,并且这种克隆整合可以显著提高分株对环境胁迫的耐受能力,从而可能进一步影响分株周围的土壤微生物群落结构和生物量。尽管国内外已经开展了大量有关克隆整合对分株耐受胁迫能力影响的研究,但克隆整合对土壤微生物群落结构和生物量影响的研究却十分缺乏。以黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地生态系统为研究对象,将直径60 cm的圆形样方进行三个水平的石油添加处理(不添加石油或每年添加5 mm或10 mm厚的石油),同时通过切断或不切断样方内外芦苇根状茎的连接来控制克隆整合的有无。实验连续开展了两年(2014-2015年),每年8月份在样方内进行土壤样品取样,在实验室内采用磷酸脂肪酸(PLFA)法测定土壤微生物总量及主要微生物类群含量,并测定土壤微生物生物量碳和氮含量。取样时间显著影响土壤微生物PLFA总量、微生物碳和氮含量,这3个变量在2015年均显著高于2014年。石油添加在2015年显著增加了土壤微生物PLFA总量,但在2014年却无显著效应;同时,石油添加在2014年降低了土壤微生物碳和氮含量,而在2015年却增加了其含量。然而,无论在2014年还是2015年,芦苇的克隆整合对土壤微生物PLFA含量、微生物碳和氮含量均没有显著影响。土壤微生物PLFA总量与土壤微生物碳和氮含量呈正相关关系。这些结果表明,石油污染可以显著影响湿地土壤微生物动态,但克隆整合却无显著效应。

    • 连作杨树人工林细根寿命的代际差异及其影响因素

      2018, 38(1):226-235. DOI: 10.5846/stxb201612202624

      摘要 (2177) HTML (431) PDF 4.95 M (1417) 评论 (0) 收藏

      摘要:细根寿命是调控森林生产力形成的关键。通过在连作Ⅰ、Ⅱ代杨树人工林固定样地内埋设微根管,对杨树不同根序细根年度生长动态开展连续观测并进行生存分析。结果表明,杨树不同根序细根累积生存率存在显著差异,高级根(3-5级)寿命较长,其累积生存率显著高于1级和2级细根。杨树细根寿命存在显著的代际差异,连作Ⅱ代人工林活根量、死根量和细根总量均高于Ⅰ代林。连作Ⅱ代人工林细根中位值寿命为(90±16)d,显著低于Ⅰ代人工林((102±22)d)。连作Ⅱ代林各根序细根数量、分布比例均高于Ⅰ代林,低级细根累积生存率低于Ⅰ代林而高级细根累积生存率显著高于Ⅰ代林。连作杨树人工林细根寿命显著受制于土壤环境,1级细根寿命与土壤速效氮相关性极显著(r=-0.861),2级细根寿命与土壤物理性状相关性较强且与土壤酚酸含量呈现极显著相关(r=0.870),高级根序细根寿命与土壤物理性质和养分状况等也具有一定相关性。连作杨树人工林土壤酚酸累积和养分有效性下降影响了细根寿命和周转,并进而造成净初级生产力损耗,相关结论为连作杨树人工林生产力衰退机理模型的建立提供了科学依据。

    • 山西忻州地区1900-2012年典型森林的健康历史

      2018, 38(1):236-243. DOI: 10.5846/stxb201612222650

      摘要 (1839) HTML (327) PDF 1.95 M (1429) 评论 (0) 收藏

      摘要:健康的森林对维持其区域生态系统服务起着至关重要的作用,了解树木的生长历史对评估气候变化背景下森林的健康状况具有促进作用。选择山西高原中北部忻州地区保存较好的4个森林为研究对象,利用树木年轮学方法分析其生长变化特征,获得了该地区森林健康的时间和空间特征。结果表明:该地区森林在过去1个世纪中,存在3次不健康事件(1910-1940、1970-1987和1990-2012年)且在空间上表现出明显的同步性,不同时期的不健康事件持续时间和强度不尽相同,1930s的不健康事件持续时间最长也最为显着。树木径向生长与气象观测资料的相关分析显示,该地区森林生长主要与当年5-6月份温度呈负相关,与7月份降水和5-9月PDSI指数显着正相关。生长季持续的高温或降水减少造成的极端干旱事件是不健康事件空间一致性的主要驱动力,各采样点树种以及林分组成差异是影响时间特征不一致的可能原因。研究结果提供的森林健康历史数据对评估极端气候条件对森林健康生长的影响及制定合理的森林保护措施具有积极的现实意义。

    • 模拟氮沉降和降雨变化对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

      2018, 38(1):244-253. DOI: 10.5846/stxb201612092539

      摘要 (2176) HTML (340) PDF 4.13 M (1436) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究氮沉降和降雨变化对土壤细菌群落结构的影响,对未来预测多个气候变化因子对草地生态系统影响的交互作用具有重要意义。以施氮和灌溉分别模拟氮沉降和降雨增加,采用高通量测序技术,研究8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300kg N hm-2a-1)和2个水分添加水平(不灌溉、模拟夏季增雨100 mm灌溉)对土壤细菌群落结构的影响。结果表明,氮素和水分输入增加后,土壤细菌群落组成、丰度均显著变化(P < 0.05)。在群落中占主导的细菌门类有疣微菌门Verrucomicrobia(30.61%-48.51%)、变形菌门Proteobacteria(21.37%-29.97%)、酸杆菌门Acidobacteria(9.54%-20.67%)和拟杆菌门Bacteroidetes(4.96%-9.74%)。在常规降雨和水分添加两种条件下,随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类(相对丰度 > 1%)表现出不同的变化趋势。疣微菌门相对丰度在常规降雨N100-N300条件下显著降低,但在氮素和水分同时添加条件下随氮添加水平升高而逐渐升高,在N200-N300时显著升高。变形菌门和拟杆菌门相对丰度在常规降雨高氮添加条件下呈升高趋势,但在水分添加时却无明显变化。酸杆菌门相对丰度在常规降雨高氮添加条件下升高,但在水分添加后呈明显下降趋势。放线菌门Actinobacteria相对丰度在常规降雨N100-N300条件下显著升高,但在水分添加后高氮添加时显著降低。厚壁菌门Firmicutes相对丰度在常规降雨条件下无显著变化,但在水分和高氮添加条件下降低。浮霉菌门Planctomycetes相对丰度在两种不同的水分添加条件下均呈先升高后降低的趋势。氮素和水分添加对土壤细菌群落结构的变化存在明显的互作效应(P < 0.0001)。在不同氮素和水分输入条件下共有19个土壤细菌门类相对丰度有显著差异。土壤细菌群落结构的变化主要来自于疣微菌门和酸杆菌门的相对丰度变化,两者可作为土壤细菌群落结构变化的指示种。综上,氮素和水分添加显著改变了土壤细菌群落结构,氮素和水分对土壤细菌不同门类相对丰度变化存在明显的互作效应。

    • 不同种源五角枫幼苗叶片N、P化学计量学特征对氮添加的响应

      2018, 38(1):254-262. DOI: 10.5846/stxb201612152596

      摘要 (2357) HTML (374) PDF 1.70 M (1749) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同土壤氮环境下植物对氮沉降的响应趋势不同,因此研究不同种源地的五角枫(Acer mono)对氮沉降的响应机理具有重要的意义。为了深入了解不同种源五角枫对氮沉降的适应和响应机制,主要通过3个种源的五角枫幼苗氮添加控制实验,分析不同种源的五角枫幼苗比叶面积(SLA)和叶片干物质含量(LMDC)以及叶片N、P含量和N:P对氮添加的响应规律。结果表明:(1)不同氮添加处理下,内蒙古种源五角枫幼苗(NW)和山西种源五角枫幼苗(SW)的LDMC均显著低于对照,NW和SW在N4条件下表现为显著的促进作用。随着氮添加浓度的增加,NW与北京种源的五角枫幼苗(BW)的SLA在N4条件下显著增加;SW的SLA在N2的水平下显著增加。(2)氮添加下,只有SW的Pmass在N1水平下显著增加,Nmass在N1和N3水平下表现为显著增加。说明在低氮水平下,能够促进SW对P的吸收,从而增加植物体内对P的积累。同时在低氮和中高氮条件下,能够促进SW对N的吸收,说明SW能较好的适应低氮和高氮环境,使其生存能力更强。(3)分析变异来源及各指标的相关性得出,氮添加条件下,五角枫的SLA、LDMC、Parea及N:P与氮添加处理呈显著的相关关系,而SLA、LDMC、Nmass、Pmass、Narea、Parea和N:P对氮添加处理和种源的交互作用均未表现出相关关系,说明引起五角枫各性状主要受氮添加处理影响。(4)综合各指标的变化,氮添加条件下,NW的LDMC显著降低,SLA显著增大,同时叶N含量、叶P含量以及N:P比较高;SW的LDMC显著降低,SLA增大,同时叶N含量、叶P含量表现为显著增大,结合叶经济谱理论分析得出,SW和NW属于"快速投资-收益"型,而BW倾向于"缓慢投资-收益"型。因此,不同种源的五角枫对于氮沉降的响应存在差异,并且持续的氮添加已经改变了五角枫的适应性。

    • 欧亚大陆高山林线温度的差异性分析

      2018, 38(1):263-272. DOI: 10.5846/stxb201511062253

      摘要 (2065) HTML (429) PDF 5.27 M (1419) 评论 (0) 收藏

      摘要:尽管全球高山林线的形成在理论上具有相似的温度条件,但是由于不同气候区林线生态环境的复杂性,林线位置的热量状况具有明显的差异。为了探索林线温度的差异性和复杂性,从公开发表的文献中收集了欧亚大陆410个林线数据,基于公用的WorldClim气候数据集计算了与林线存在有关的7个热量指标。结果表明:(1)欧亚大陆高山林线生长季温度变化较小,具有相对的稳定性;(2)不同气候区影响林线高度的主导气候因子变化较大,热带湿润气候区为年生物温度4.63℃、温暖指数21.72℃·月、年均温3.56℃,但在亚热带地中海气候区分别为年生物温度5.25℃、温暖指数29.37℃·月、年均温4.46℃;(3)通常认为的林线指示温度-最热月温度10℃仅存在温带海洋性气候区、亚寒带海洋性气候区和高原温带地区,年生物温度3℃仅存在亚寒带气候区,温暖指数15℃·月仅存在亚寒带大陆性气候区。这揭示了欧亚大陆及不同气候区林线温度的稳定性和变化性,有助于人们全面的认识林线的生态环境特征,深入探索复杂环境条件下林线高度变化的生态机理。

    • 武夷山不同海拔黄山松细根碳、氮、磷化学计量特征对土壤养分的适应

      2018, 38(1):273-281. DOI: 10.5846/stxb201701040034

      摘要 (2787) HTML (385) PDF 4.09 M (1937) 评论 (0) 收藏

      摘要:细根的生态化学计量特征承载着植物生存环境的变化信息,从而为探索全球变化对植物内在机制的影响提供理论依据。以江西武夷山国家级自然保护区内五个不同海拔梯度(1200、1400、1600、1800、2000 m)的黄山松为对象,运用挖掘法采样后测定细根C、N、P含量及化学计量比特征,研究不同的海拔下细根对土壤养分变化的适应规律。结果表明:(1)黄山松细根C含量年平均值为(486.27±64.32)mg/g,海拔对其没有显著的影响,与土壤养分之间不存在显著的相关关系。(2)细根N含量年平均值为(9.26±2.09)mg/g,海拔对其没有显著的影响,但与土壤C含量存在显著的正相关关系。(3)细根P含量年平均值为(0.39±0.13)mg/g,与海拔梯度及土壤P含量均存在极显著正相关关系,而与土壤碳氮比呈显著负相关关系。(4)细根氮磷比为26.94±12.51,与海拔梯度、土壤P含量及土壤碳氮比均显著负相关。因此,黄山松细根吸收N是以消耗C为代价;细根P主要受土壤P供应量的限制;武夷山地区N沉降将进一步增加植物的氮磷比,加剧黄山松生长的P限制。

    • 杨属物种多样性在中国的地理分布格局

      2018, 38(1):282-290. DOI: 10.5846/stxb201612222638

      摘要 (2431) HTML (424) PDF 12.53 M (1520) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用地理信息系统技术与空间统计相结合的方法,研究了杨属物种多样性在中国区域尺度上的空间分布格局,并且采用线性回归分析方法研究了杨属物种多样性与经纬度的关系。结果表明:(1)杨属物种在中国呈带状分布,东西分布幅度大于南北分布幅度;(2)纬度梯度上杨属物种集中分布区位于30-40°N,经度梯度上位于110-120°E,说明杨属物种多样性格局在经、纬度梯度上并非单调递增或递减,而是在某一最适区域具有最高的物种多样性;(3)中国杨属物种多样性的分布中心集中于东北-西南方向的黑河-腾冲线两侧,从黑腾线向西北和东南方向延伸过程中,物种多样性逐渐降低;沿黑腾线从东北向西南方向物种多样性呈增加趋势;(4)从分组、分种检索上看,白杨组和青杨组物种在中国分布范围最广,山杨、小叶杨、响叶杨和青杨4种物种分布范围最广,可见同一类群中不同分类等级的植物多样性地理分布格局存在差异。

    • Allee效应对具有生境恢复的集合种群的影响

      2018, 38(1):291-297. DOI: 10.5846/stxb201610082023

      摘要 (2042) HTML (349) PDF 7.02 M (1268) 评论 (0) 收藏

      摘要:Allee效应与种群的灭绝密切相关,其研究对生态保护和管理至关重要。Allee效应对物种续存是潜在的干扰因素,濒危物种更容易受其影响,可能会增加生存于生境破碎化斑块的濒危物种的死亡风险,因此研究Allee效应对种群的动态和续存的影响是必要的。从包含由生物有机体对环境的修复产生的Allee效应的集合种群模型出发,引入由其他机制形成的Allee效应,建立了常微分动力系统模型和基于网格模型的元胞自动机模型。通过理论分析和计算机模拟表明:(1)强Allee效应不利于具有生境恢复的集合种群的续存;(2)生境恢复有利于种群续存;(3)局部扩散影响了集合种群的空间结构、动态行为和稳定性,生境斑块之间的局部作用将会减缓或消除集合种群的Allee效应,有利于集合种群的续存。

    • 高寒森林溪流微生物群落结构的季节性变化

      2018, 38(1):298-308. DOI: 10.5846/stxb201612142570

      摘要 (1944) HTML (263) PDF 2.98 M (1431) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒森林溪流不仅是区域河流的源头,而且是联系陆地与水域的生态纽带。微生物活动可能成为控制溪流生态系统过程的关键因子,但其结构与动态过程缺乏必要关注。因此,结合同步温度动态监测,采用实时荧光定量PCR和DGGE技术,在2014年到2015年冻融季节和生长季节关键时期对比研究了川西高寒森林溪流和森林林下土壤中微生物群落的动态特征。研究结果发现,高寒森林溪流具有较低的真菌和细菌群落丰度;与森林土壤相同,溪流在冻融季节表现出相对生长季节更高的真菌/细菌比,而且从冻融季节到生长季节,溪流微生物丰度动态也表现出明显的季节性变化特征。与森林土壤不同的是,溪流中细菌和真菌的丰度及其Shannon-Wiener多样性指数的最高值均出现在生长季节而不是冬季冻融季节,并且溪流中细菌丰度在季节性变化的不同时期具有显著差异(P < 0.05)。此外,森林土壤细菌类群以芽孢杆菌属(Bacillus sp.)比例相对较高,真菌类群则以格孢菌属(Pleosporales sp.)、曲霉属(Aspergillus sp.)和其他一些子囊菌门(Ascomycota)的类群为优势;而溪流细菌类群以红球菌属(Rhodococcus sp.)为主,真菌类群则以曲霉属和空团菌属(Cenococcum sp.)为主。同时,季节性变化中温度、pH、水溶性有机碳和溶解氧等环境因子可显著影响溪流微生物群落结构及其组成,这些环境因子在高寒森林溪流微生物群落的季节性变化过程中具有重要的作用。

    • 青海省高寒灌丛物种多样性、生物量及其关系

      2018, 38(1):309-315. DOI: 10.5846/stxb201609231921

      摘要 (2452) HTML (479) PDF 2.21 M (1473) 评论 (0) 收藏

      摘要:物种多样性对生态系统功能的作用是生物多样性研究的核心领域之一,生物量水平是生态系统功能的重要表现形式,而植物群落的生物量则是生态系统生物量的基础,因此研究植物群落物种多样性与生物量的关系,对于阐明植物多样性对生态系统功能的作用具有重要意义。通过对青海省高寒灌丛生物量、灌丛物种多样性特征以及与生物量的关系调查,得到以下结果:(1)被调查灌木植被群落的40个样地中共出现了207种植物(其中灌木植物18种,草本植物189种),隶属于130属,43科,灌木以蔷薇科、杜鹃花科为主,而草本以菊科、龙胆科、毛茛科和莎草科占优势。(2)群落多样性指数偏低,植物群落结构简单,物种组成稀少。小叶金露梅群落的多样性指数最大,金露梅群落、细枝绣线菊群落和鲜卑花群落次之,百里香杜鹃+头花杜鹃群落最低。(3)不同高寒灌丛类型生物量介于1893.03-7585.41 g/m2之间,平均值为3775.9 g/m2,其中灌木生物量占灌丛总生物量的73.55%,草本为26.45%。(4)总生物量随草本物种多样性和群落物种多样性的增加而减小;草本生物量随其物种多样性的增加而减小,而灌木物种多样性与其生物量并无显著相关性。

    • 东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡遗传多样性及系统发育地位

      2018, 38(1):316-324. DOI: 10.5846/stxb201610182115

      摘要 (2065) HTML (350) PDF 1.98 M (1630) 评论 (0) 收藏

      摘要:东帕米尔高原作为生物多样性丰富的区域之一,喜马拉雅雪鸡和藏雪鸡在此混群分布。以东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡为研究对象,采用PCR和测序技术,研究了mtDNA D-loop区序列特征,下载GenBank已提交的雪鸡序列,利用最大似然法构建系统发育树和中介网络关系,以阐明东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡遗传多样性水平和系统进化地位。结果表明:东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡mtDNA D-loop序列富含A、T碱基,含量为59.8%,存在64个多态位点,占核苷酸总数的5.5%,其中单一多态位点29个,简约信息位点33个,两处插入或缺失,转换发生的频率远远高于颠换;25个个体存在23种单倍型,平均单倍型多样度(Hd)为0.92±0.0001,平均核苷酸多样度(π)为0.00958,平均核苷酸差异度(K)为11.067,说明东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡核苷酸多样性较低,单倍型多样性高,具有较为丰富的遗传多样性;系统发育分析显示喜马拉雅雪鸡与藏雪鸡分为明显的两大簇群,本研究涉及的东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡出现遗传分化,呈现明显的2个进化支;中介网络关系分析显示雪鸡具有明显的地理分布特征,本研究雪鸡84%的单倍型聚在以东帕米尔高原为中心的进化支上。因此,建议扩大塔什库尔干野生动物自然保护区(位于东帕米尔高原境内)范围,建立国家级自然保护区,恢复生态环境,以提高雪鸡栖息地的生存适宜性。

    • 高原鼢鼠(Eospalax baileyi)头骨形态的地理分化

      2018, 38(1):325-332. DOI: 10.5846/stxb201612092533

      摘要 (2284) HTML (340) PDF 1.57 M (1572) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用单因素方差分析、主成分分析、判别分析和聚类分析,对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)4个地区(临潭、天祝、玛曲和碌曲)8个地理群体的头骨形态特征进行综合分析,比较13个特征变量的地理分异,挖掘形态特征的主要变量,并探讨其形态变异与环境的关系。结果发现,群体间13个特征变量均存在显著差异,主成分分析表明13个头骨特征变量可用3个主成分来表述,其累计贡献率达96.981%。颅全长、上齿列长及齿隙长是高原鼢鼠头骨发生分化的主要变量。天祝种群与碌曲种群,及玛曲种群与临潭种群都有重叠,其中碌曲的两个种群相似性最高,玛曲种群和临潭种群与其他种群几乎无重叠,显示完全分化,聚类分析结果与判别分析结果一致。头骨形态与地理因子的相关性分析发现头骨形态大小与海拔成显著的正相关关系。综合分析认为地理隔离、栖息地海拔因子影响下的生态条件等是高原鼢鼠头骨分化的主要因素。

    • 转双抗虫基因107杨节肢动物群落特征及相对稳定性

      2018, 38(1):333-341. DOI: 10.5846/stxb201612202623

      摘要 (2127) HTML (274) PDF 1.67 M (1336) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2015年5-9月对唐山市滦南县苗圃场内的转双抗虫基因(BtCry1AcAPI基因)107杨(简称:转抗虫基因107杨)及未转基因107杨(简称:对照杨)进行了节肢动物群落调查,利用群落特征指数、群落相似性系数、群落相对稳定性和主成分分析法对转抗虫基因107杨节肢动物群落特征、相似性、相对稳定性及主成分进行对比分析。调查共获得节肢动物6818头,隶属于2纲,8目,43科,58种。研究结果表明:转抗虫基因107杨和对照杨节肢动物群落中以鳞翅目、鞘翅目、膜翅目、双翅目昆虫为主要类群,其中鳞翅目昆虫个体数量最多;鳞翅目和半翅目昆虫个体数量与对照杨差异显著;在功能类群上,转抗虫基因107杨食叶昆虫个体数量较对照杨显著减少,刺吸昆虫个体数量显著增加;转抗虫基因107杨节肢动物群落多样性指数、均匀度指数较高,优势度指数较低,节肢动物群落物种分布较均匀;相似性结果显示,物种组成与对照杨相似度较高;转抗虫基因107杨节肢动物群落物种间在数量上的制约作用较强;主成分分析表明食叶昆虫物种数量与个体数量、刺吸昆虫物种数量和其他植食性昆虫个体数量是影响转抗虫基因107杨与对照杨节肢动物群落变化的共同主导因子。

    • 亚热带城市河流底栖动物完整性评价——以流溪河为例

      2018, 38(1):342-357. DOI: 10.5846/stxb201612242660

      摘要 (2112) HTML (352) PDF 2.18 M (1683) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据2016年前、后汛期及枯水期流溪河14个断面底栖动物群落组成数据(4门8纲22目52科94属103种),采用底栖动物完整性指数(B-IBI),首次对亚热带地区河流进行健康评价。经筛选(32个候选指标),流溪河B-IBI体系由5个核心指标(总生物量,敏感类群个体%,EPT、摇蚊和耐污类群单元数)组成,评价标准为:健康 > 3.24,亚健康3.24-2.43,一般2.43-1.62,差1.62-0.81,极差 < 0.81,评价结果为:健康位点数占14.3%、亚健康50.0%、一般21.4%、差14.3%、无极差。总体上,B-IBI值反映流溪河上游健康状况较好,以EPT分类单元数和敏感类群个体%贡献最高,下游健康状况恶化,以耐污类群单元数贡献最高。此外,上游支流健康状况要优于上游干流,而下游则情况相反。相关性分析显示,B-IBI值与溶解氧呈极显著正相关(P < 0.01),与电导率、氨氮、总氮和总磷呈显著负相关(P < 0.05),反映流溪河当前健康水平受水体污染影响严重。核心指标与环境因子间CCA分析显示,前2主轴对环境因子解释度达68.1%,且对上、下游及干、支流有明显的梯度划分,说明所建B-IBI在流溪河有较高适用性。对比不同温度带研究结果发现,B-IBI体系受人为干扰和水体污染影响更加明显,体现其评价功能不受地理区域影响。

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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