• 2018年第38卷第20期文章目次
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      2018, 38(20):0-0.

      摘要 (1145) HTML (0) PDF 32.10 M (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 湖泊湿地生态系统服务研究进展

      2018, 38(20):7149-7158. DOI: 10.5846/stxb201804040768

      摘要 (2165) HTML (389) PDF 1.10 M (1704) 评论 (0) 收藏

      摘要:湖泊湿地生态系统服务可持续供给对维持区域、国家乃至全球生态安全格局具有重要意义。近20年,国内外学者在生态系统服务内涵、评估模型、影响机制、权衡与优化等领域的研究不断深入,但与管理决策和政策设计的结合仍面临多方面严峻挑战。系统分析湖泊湿地生态系统服务研究进展与存在的不足,对于今后一段时间内湖泊湿地生态系统服务研究的全方位拓展具有重要指导意义。以湖泊湿地生态系统服务概念与内涵为切入点,对湖泊湿地生态系统服务评估内容与方法、影响机理、生态系统服务权衡与优化等几个重要方面的研究进展进行了梳理,并结合管理决策和政策设计的需求,评述其研究中存在的不足。本研究以生态系统服务监测、模型不确定性、风险评估、优化与调控等四个重点研究方向为切入点,对湖泊湿地生态系统服务的研究方向进行了展望,以期深化湖泊湿地生态系统服务研究的理论与方法,并实现其与管理决策和政策设计的高度结合。

    • 生态系统服务与景观格局集成研究综述

      2018, 38(20):7159-7167. DOI: 10.5846/stxb201709251734

      摘要 (2299) HTML (326) PDF 1.54 M (1676) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务是综合科学和政策应用的有效工具,可用于应对人类干扰下的景观和生态系统服务的快速退化等复杂生态环境问题。综述生态系统服务与景观格局集成的学科发展、基础理论和模型开发的进展与存在的问题,建立可用的集成建模框架,并提出知识集成的概念框架:1)在要素层,"政策-决策-景观-生态系统服务-社会经济系统"的跨学科知识反馈环是集成理论基础;2)在模型层,结构化、多层次的集成模拟模型是核心方法;3)在数据层,多源数据集成是模拟模型的数据基础。集成生态系统服务与景观格局为区域生态环境治理实践提供了科学参考,能更好地应对生态系统服务科学与应用的挑战。

    • >研究论文
    • 海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响

      2018, 38(20):7168-7177. DOI: 10.5846/stxb201711302152

      摘要 (1887) HTML (347) PDF 1.28 M (1300) 评论 (0) 收藏

      摘要:以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象,按照青海云杉分布界限海拔2500-3300 m,采用梯度格局法,研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征,以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学依据。结果表明:(1)青海云杉林生物量平均值为115.83 t/hm2,碳密度平均值为60.23 t/hm2。生物量整体随海拔梯度增加表现为先增加后波动降低的趋势,在海拔2800 m处达到最高值(197.10 t/hm2),海拔3300 m处达到最低值(7.66 t/hm2),且不同海拔梯度间差异显著。林分各器官生物量分配格局在各海拔处均表现为干 > 根 > 枝 > 叶。(2)土壤有机碳含量平均值为54.80 g/kg,变化范围为31.49-76.96 g/kg。随着土壤层次的增加,除海拔3200 m和3300 m的土壤有机碳含量未表现出规律变化外,其他海拔梯度则均呈现出逐渐降低趋势。土壤有机碳密度在海拔2900 m最高,为245.40 t/hm2,在海拔2700 m处最低,为130.24 t/hm2;海拔2500-2700 m表现为平缓降低趋势,在2800 m处急剧上升,且海拔2800-3200 m呈现无显著性轻度波动变化,在海拔3300 m又急剧降低。(3)青海云杉林生态系统平均总碳密度为255.15 t/hm2,乔木层和土壤层占总碳密度的比例分别为23.61%和76.39%,且不同海拔梯度间存在极显著差异。土壤有机碳密度与海拔、年均降水量、土壤有机碳含量、土壤全氮呈显著正相关,与年夏季平均气温呈显著负相关;乔木层碳密度与年夏季气温、林分密度、胸高断面积呈显著正相关,与海拔和土壤全氮呈显著负相关。(4)祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度均随海拔梯度变化受水热条件组合的改变而呈现规律变化,以中部海拔区段2800-3200 m碳密度较高。

    • 长三角典型城郊土地利用变化及其土壤碳氮响应

      2018, 38(20):7178-7188. DOI: 10.5846/stxb201804210909

      摘要 (1663) HTML (331) PDF 4.99 M (1267) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市化在改变城市周边土地利用及其空间布局的同时,也改变了城郊土壤的碳氮循环等关键生物地球化学过程。明确城郊地区土地利用变化及其对土壤碳氮储量的影响,可有效揭示城郊地区土壤肥力提供等关键生态系统服务的演变特征。以长三角典型城郊宁波樟溪流域为例,分析了1974年至2015年其土地利用变化特征,并采用DNDC模型模拟了土地利用变化所引起的土壤碳、氮储量变化。研究表明该流域内农地和林地面积均在不断减小,而园地和城镇建设用地面积在不断增加。模拟表明农地单位面积有机碳、总氮含量逐年降低,而林地则不断增加,园地呈波动变化,不同土地利用类型的单位面积有机碳和总氮含量对温度和降雨的变化有不同程度的响应。随着城郊地区土地利用变化,流域内农地土壤有机碳和总氮储量逐年降低,园地和林地土壤有机碳和总氮储量逐年增加,土地利用变化决定了流域土壤有机碳和总氮的储量变化特征。

    • 樟子松人工林原产地与不同自然降水梯度引种地土壤和植物叶片生态化学计量特征

      2018, 38(20):7189-7197. DOI: 10.5846/stxb201709131649

      摘要 (1746) HTML (344) PDF 1.78 M (1016) 评论 (0) 收藏

      摘要:降水格局是影响陆地生态系统结构和过程的重要环境要素,尤其对于干旱/半干旱地区,降水变化是植物生长驱动的关键生态因子。目前,针对降水变化对陆地生态系统C、N、P等元素生物地球化学循环过程影响开展了大量研究。然而,关于沙地樟子松重要引种地科尔沁沙地自然降水梯度下沙地樟子松人工林土壤、植物生态化学计量特征的研究未见报道。因此,本研究以樟子松原产地红花尔基和引种地科尔沁沙地自然降水梯度下4个典型沙地樟子松人工林为对象,研究樟子松引种地降水变化对土壤(0-10,10-20 cm和20-40 cm)和植物(1年和2年生叶)生态化学计量特征的影响。研究结果发现:(1)与红花尔基原产地樟子松人工林相比,科尔沁沙地引种的樟子松人工林土壤C、N、P元素含量显著降低;(2)科尔沁沙地自西向东,随降水量增加,沙地樟子松人工林土壤C、N、P含量以及C∶P和N∶P表现为逐渐增加趋势,而土壤C∶N呈减少趋势;(3)随着降水量增加,樟子松叶C含量呈下降趋势,叶N含量和N∶P比值呈增加趋势,植物叶P含量无一致性规律;(4)樟子松叶片P含量与土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,而叶片C和N含量与土壤C、N、P含量无显著相关性。研究表明,沙地樟子松引种地科尔沁沙地土壤C、N、P养分比较缺乏,且随着降水增加土壤N养分限制降低,而土壤P养分限制增加。本研究从生态化学计量特征角度,为今后开展科尔沁沙地不同降水梯度条件下引种樟子松人工林提供理论依据。

    • 马尾松林采伐迹地火烧黑炭对土壤活性碳氮库的影响

      2018, 38(20):7198-7207. DOI: 10.5846/stxb201803050427

      摘要 (1484) HTML (287) PDF 2.11 M (1064) 评论 (0) 收藏

      摘要:黑炭是火烧过程中不完全燃烧的产物,在火烧迹地的分布具有异质性。为了解黑炭输入量对土壤活性碳氮库的影响,选取中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象,对比炼山1年后移除(B0)、单倍(B1)和双倍黑炭输入(B2)处理和未火烧对照土壤可溶性有机碳氮含量(DOC和DON)、矿质氮、土壤微生物量碳氮含量(MBC和MBN)之间的差异。结果表明:炼山对土壤DOC和DON含量的影响因土层而异,在0-10 cm土层,火烧土壤DOC和DON含量与对照土壤没有显著差异,而在10-20 cm土壤要显著低于对照土壤(P < 0.05)。火烧土壤矿质氮、土壤MBC和MBN含量均低于对照土壤,但差异未达到显著性水平(P > 0.05)。火烧土壤含水率、pH、全碳和全氮、铵态氮、土壤MBN含量均与黑炭输入量成正比,特别是在10-20 cm土层,B2处理土壤铵态氮含量显著高于B0和B1处理(P < 0.05)。对于土壤MBN,黑炭输入处理(B1和B2)火烧土壤MBN含量与对照土壤没有显著差异,而去除黑炭处理(B0)火烧土壤MBN含量则显著低于对照土壤(P < 0.05)。结果说明黑炭输入对火烧土壤的微生物群落恢复和N素保持具有积极意义,因此亚热带人工林管理过程中应重视黑炭的利用。

    • 两个放牧率下藏羊粪在高寒草甸的分解特征

      2018, 38(20):7208-7215. DOI: 10.5846/stxb201709221710

      摘要 (1516) HTML (360) PDF 1.69 M (945) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原拥有全球独特的放牧系统,国内外较少通过定量控制的放牧试验研究放牧率对畜粪分解的作用。用双层盆叠放法比较高寒草甸两个放牧率下藏羊粪的分解规律。8羊/hm2放牧率下的分解速率大于16羊/hm2。随着放牧率增加,羊粪C、N、P的归还量、草地残留和淋溶量及其所占比例上升,C、N的大气排放量增加。粪中P的分解与C/N比负相关,C的分解速率与N/P比正相关。用Olson的指数模型拟合,羊粪分解50%和95%所需时间,除了木质素,粪干物质、C、N、P、纤维素、半纤维素的分解时间16羊/hm2放牧率下均长于8羊/hm2放牧率。单位重量粪的分解速率,16羊/hm2放牧率下较快;单位面积草地上,畜粪的分解在16羊/hm2放牧率下较快。研究结果对于全球变暖背景下,调整高寒草甸放牧策略有指导作用。

    • 丰容对圈养雌性岩羊活动时间分配的影响

      2018, 38(20):7216-7222. DOI: 10.5846/stxb201710251908

      摘要 (1301) HTML (425) PDF 3.31 M (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究环境丰容和食物丰容对岩羊行为和活动节律的影响,于2017年3月-7月,以上海动物园的5只雌性岩羊(Pseudois nayaur)为研究对象,设计环境丰容和食物丰容试验,利用瞬时扫描法对岩羊进行行为学观察,分析岩羊丰容前后昼间行为的变化。结果表明:经过环境丰容,岩羊的运动行为和反刍行为显著增加,卧息行为和其他行为显著减少,取食行为无明显变化。在环境丰容基础上,开展食物丰容后,运动行为明显减少,取食行为明显增加。卧息行为有所减少、反刍行为和其他行为有所增加,但变化均不明显。丰容后岩羊的昼间活动节律也发生了变化。取食行为呈现2个高峰期(8:00-11:00和15:00-18:00),取食行为普遍提高;运动行为在13:30-17:30时段较丰容前提前一个小时左右发生;卧息行为有相似的波动规律,但丰容后其昼间发生频次在16:00之前均降低;反刍行为波动最大,呈现出明显的2个高峰期(6:00-9:00和10:00-15:00)。试验表明,在进行环境和食物丰容后,岩羊的活动增加,优化了时间分配,福利状况得到了有效改善。

    • 繁殖期高体鳑鲏对化学预警信息的行为响应及其与生理状态的关联

      2018, 38(20):7223-7230. DOI: 10.5846/stxb201709241723

      摘要 (1786) HTML (299) PDF 2.12 M (1194) 评论 (0) 收藏

      摘要:对化学预警信息(Chemical alarm cues,CAC)的识别与应答体现了鱼类在特定生理状态和特定环境下的生态策略,与动物的生存适合度密切相关。由于化学预警通讯和繁殖均为高能耗的生命活动,繁殖期鱼类的CAC通讯是否表现出基于能量代价-收益(Cost-benefit)的权衡成为值得关注的科学问题。本研究以具有特殊繁殖方式的高体鳑鲏(Rhodeus ocellatus)为实验对象,测定了繁殖IV期不同性别实验鱼对CAC的行为响应,并探究了实验鱼化学预警行为与其繁殖生理状态的关系。结果发现:(1)高体鳑鲏空间分布状态(底栖时间)和活跃状态(静止时间、运动距离、身体不重合度)均对CAC表现出明显的行为应答(P < 0.05),但逃逸行为(高速运动时间)不受CAC的影响(P > 0.05);(2)高体鳑鲏对CAC的响应无性别差异;(3)高体鳑鲏预警行为的变化与繁殖生理状态(性腺指数、产卵管长度、肥满度)无显著相关性(P > 0.05)。结果表明,繁殖期高体鳑鲏依然对CAC展现出一定程度的行为应答,然而其行为响应程度并不受繁殖生理状态以及性别的影响,这可能主要与该物种特殊的繁殖对策有关。

    • 三峡库区不同水文类型支流大型底栖动物对蓄水的响应

      2018, 38(20):7231-7241. DOI: 10.5846/stxb201709281753

      摘要 (1503) HTML (381) PDF 2.76 M (1046) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究三峡水库修建对库区不同水文类型支流大型底栖动物的影响,于2015年7月和2016年1月对三峡水库四条支流的大型底栖动物进行调研,分别对周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区和长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区大型底栖动物群落结构进行比较研究,结果表明:⑴7月份三峡水库145米低水位时期共采集到底栖动物655头计59种(属),在受蓄水影响河段采集到底栖动物4种共40头,优势种为日本沼虾(占受蓄水影响区域的57.5%);1月份三峡水库175米蓄水时期共采集到底栖动物1123头计69种(属),在受蓄水影响河段采集到16种238头,优势种为锯齿新米虾(占受蓄水影响区域的14.2%)。⑵周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区底栖动物密度、生物量和多样性指数无显著差异(P > 0.05);长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区之间底栖动物密度和Pielou均匀度指数无显著差异(P > 0.05),但非回水区底栖动物生物量显著高于回水区(P < 0.05),底栖动物多样性和丰富度极显著高于回水区(P < 0.01)。⑶7月份影响底栖动物分布的主要环境因子共6个,分别是水深、流速、硝态氮、溶解氧、水温和电导率;1月份影响底栖动物分布的主要环境因子共7个,分别是水温、溶解氧、总磷、流速、深度、电导率和透明度。

    • 耕作方式对玉-豆轮作地表节肢动物多样性及其营养结构的影响

      2018, 38(20):7242-7253. DOI: 10.5846/stxb201709221712

      摘要 (1473) HTML (316) PDF 9.55 M (853) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明长期不同耕作方式对轮作种植模式黑土农田地表节肢动物多样性及其营养结构的影响,2015年5月至9月间,利用陷阱法对连续13年玉米大豆轮作模式的定位试验站三种耕作方式(免耕、垄作、秋翻)的地表节肢动物群落进行了调查。共捕获动物1002只,隶属于3纲11目29科37个类群,凹唇蚁、玉米毛蚁和直角通缘步甲为优势类群。免耕(NT,no tillage)有利于增加蜘蛛类群密度,垄作(RT,ridge tillage)和秋翻(MP,mould board plough)显著增加了玉米毛蚁密度。耕作方式仅对群落密度有显著影响显著影响(P < 0.05),而大豆不同生育阶段显著或极显著的影响地表节肢动物群落组成特征(P < 0.05;P < 0.001)。长期玉米大豆轮作种植的地表节肢动物群落营养功能群在不同耕作方式中所占比例不同,保护性耕作方式(NT、RT)更有利于捕食性和植食性动物的生存和繁殖,常规耕作(MP)则是杂食性动物占据优势,明显呈现对不稳定环境的适应。大豆不同生育期,各功能群的个体数与类群数的动态变化不尽一致,不具有明显的规律性。研究结果表明,免耕轮作对维持地表节肢动物群落内部物种间的关系及其营养结构有着较为重要的作用,保护性耕作和轮作种植模式相结合可维持农田生态系统平衡。

    • 闽三角区域生态系统服务重要性评价及其空间分布

      2018, 38(20):7254-7268. DOI: 10.5846/stxb201710011772

      摘要 (1775) HTML (296) PDF 22.39 M (1107) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于GIS及RS技术,选取研究区内最重要的水源涵养服务、水土保持服务、生物多样性保护服务、生态系统综合服务为研究对象,采用NPP定量指标评价方法,对4种生态系统服务的重要性进行评价,试图揭示闽三角区域各类生态系统服务重要性分级情况及其空间分布规律。同时,从土地利用以及主控因子识别两方面对形成闽三角区域生态系统服务各重要性级别区域的深层次原因做出科学分析。以最终闽三角生态系统综合服务为例,研究结果表明:(1)极为重要和高度重要的区域面积共占研究区总面积的30.39%,总体分布在闽三角中部偏西南地区的南靖县、平和县以及长泰县境内,其在海拔300-600 m以及坡度10°-20°的环境中面积占比较高。(2)一般重要和较为重要区域总体分布在闽三角东北部沿海地区的泉州市及厦门市范围内,其在海拔900-1800 m以及坡度 > 40°的环境中面积占比较高。(3)随着重要性级别从一般重要到极为重要的提升,其相应重要性级别区域的地理中心由南安市境内出发,逐渐向西方向移动,后经由华安县境内转向西南方向,最终落在南靖县境内。(4)从一般重要区域到极为重要区域,林地和草地的面积占比显著增加,而城乡、工矿、居民用地、耕地以及水域的面积占比则出现明显降低。(5)一般重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、降水因子、土壤渗流能力因子,极为重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、海拔因子、降水因子。

    • 城市空间形态离散度指数NDIS构建与应用

      2018, 38(20):7269-7275. DOI: 10.5846/stxb201711031967

      摘要 (2118) HTML (319) PDF 1.43 M (2374) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国土地资源有限,需要可持续的、紧凑的城市空间形态与布局,因此,全面度量城市空间形态的紧凑性具有重要意义。通过6个情境分析了离散度指数DIS的优缺点,识别出DIS值在反映城市形态紧凑程度方面的不足,进而提出了一种新的城市空间形态紧凑度指数,即标准化离散度指数NDIS。NDIS不受城市面积规模的影响,且具有唯一性,利于城市紧凑度的横向和纵向比较,能更好地指示城市空间形态。NDIS值越大,城市越离散。进一步将NDIS与成熟使用的标准化紧凑度指数NCI结合,用于分析中国35座城市的空间形态紧凑性,研究结果表明:(1)NDIS最大值是兰州市的1.64,最小值是石家庄市的1.14,均值1.29±0.12(SE);NCI最大值是郑州市0.39,最小值是宁波市的0.1,均值0.24±0.07(SE);(2)NDIS与NCI虽然具有中等程度的相关性(r=-0.44,P < 0.01),但是NDIS把城市斑块间的距离关系表达得更为准确;(3)将NDIS与NCI结合,能够更加全面地指示城市空间形态的紧凑程度。准确、全面的衡量中国城市的空间形态,则需要与更多的景观格局指数结合使用。

    • 辽宁省潜在蒸散时空变化特征与成因

      2018, 38(20):7276-7287. DOI: 10.5846/stxb201711102013

      摘要 (1452) HTML (358) PDF 19.35 M (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜在蒸散量是衡量变化环境下区域水热资源演变的重要参数,探究其历史变化规律及制约因素对预测农业用水走势乃至合理制定相关决策都至关重要。基于辽宁省23个气象站点1966-2015年的逐日气象数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith模型与偏相关性检验法辨识辽宁省近50年潜在蒸散量的时空特征及其影响因素。结果表明:辽宁省各监测站年平均潜在蒸散量为453-1043 mm,多年变化趋势以1.43 mm/a的速度递减,并于2003年发生突变。此外,其时空差异性较为显著。在年代际尺度上表现为,辽西北至辽西南逐次降低;在季节尺度上表现为,夏季潜在蒸散量最高、春秋季节次之、冬季最低;日最高气温、日最低气温和日照时数的减少共同导致过去50年辽宁省潜在蒸散量在整体上表现出减少的趋势。该研究成果可以为水资源的优化配置,评价区域干湿程度等提供一定的理论支撑。

    • 呼伦贝尔草原区CO2源、汇及时空分布模拟研究

      2018, 38(20):7288-7299. DOI: 10.5846/stxb201709091623

      摘要 (1612) HTML (370) PDF 7.84 M (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着全球气候变化和人为影响加剧,半干旱草地生态系统的碳循环受到剧烈影响。半干旱草原区域CO2模拟研究主要集中于已有观测资料的地区,然而,观测资料缺乏的草原区CO2通量模拟却鲜少有人研究。因此选择缺通量资料的呼伦贝尔草原地区为主要研究对象,并将VPRM模型应用于缺资料地区,模拟了该区域内2016年的NEE时空分布。结果表明:(1)在特旱年的气候条件下2016年全年都表现为微弱的碳源(全年NEE值为47.27 g C/m2),且其变化趋势与降水和气温在年内变化趋势相近。(2)空间上,根据趋势来看NEE在空间分布由草原区向草甸区、森林区逐渐降低。基于植被分布情况,不同植被类型的区域碳排放顺序为:克氏针茅草原和大针茅草原 > 羊草草原 > 杂草草甸草原(以线叶菊等为主)。(3)干旱胁迫是该地区表现为碳源的主要原因之一,而且降水与NEE表现出极显著的二次函数关系(R2=0.938,P < 0.001),说明了干旱气候条件下,随着月降水量的增加,草原生态系统出现碳源向碳汇转移的趋势。(4)地上生物量(AGB)与GPP和Reco表现出了极显著的正相关关系(R2分别为0.89和0.9,P < 0.01),与NEE表现出了极显著的负相关关系(R2=0.68,P < 0.01),说明了草原的地上生物量增加能有效地降低二氧化碳排放。

    • 基于土地利用变化的黄土丘陵区生境质量时空演变特征——以榆中县为例

      2018, 38(20):7300-7311. DOI: 10.5846/stxb201710101800

      摘要 (1975) HTML (403) PDF 11.13 M (1166) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境质量是生态系统服务水平的重要表征,是区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节,评估土地利用变化引起的生境质量时空演变可为区域生态保护和土地管理提供科学依据。以典型黄土丘陵区县域——榆中县为例,基于ArcGIS平台和InVEST模型探讨了该县1995、2005和2015年生境质量空间格局及其演变特征。结论如下:①研究区土地类型和景观格局变化明显,主要土地利用变化是耕地转向建设用地和林地,以及草地和耕地之间的相互转变,这些变化导致景观异质性增强和破碎度上升。②生境质量空间格局一直表现为"南部高、中部居中、北部低"的态势。生境质量上升区域主要在北部,原因是"退耕还林"及"生态北山"工程的实施使得林地面积增加,下降区域主要在中部,主要是由建设用地扩张占用耕地造成的。③生境质量热点以及"H-H"型聚集区主要位于南部山区,而冷点和"L-L"聚集区主要位于北部黄土丘陵区,2015年生境质量空间集聚程度较1995年有所增强,"H-H"聚集区增加0.68%,"L-L"聚集区增加0.67%。对该类型区域生境质量优化提出了相应的政策建议。

    • 基于土地利用变化的江苏沿海地区生态风险格局

      2018, 38(20):7312-7325. DOI: 10.5846/stxb201709041596

      摘要 (1647) HTML (335) PDF 13.82 M (1287) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨经济快速发展地区土地利用变化对生态系统造成的风险,以江苏沿海地区1990、2000、2010和2015年的遥感解译土地利用数据为基础,基于景观格局指数和生态环境脆弱度构建了区域生态风险指数,在ArcGIS和Fragstats软件支持下,借助地统计分析和空间自相关分析方法,定量评价江苏沿海地区1990-2015年区域生态风险的时空分异特征。结果表明:1990-2015年,江苏沿海地区整体生态安全状况有所好转,研究区生态风险平均值从0.1563减少至0.1529,该区主要处于中等级生态风险。生态风险等级降低区在较高风险区、中风险区和较低风险区均有分布,而等级升高区域主要集中在较低风险区与中风险区,即东部草地和水域地区以及西南部耕地地区,其原因主要是临海产业和临海城镇的快速发展造成土地利用变化加剧,导致生态系统平衡遭到破坏,生态风险加强。区域生态风险整体空间分异性增加,局部呈现高-高聚集和低-低聚集,其中高值聚集区主要由研究区西部外围边界处向南聚集,低值聚集区主要分布在研究区东北部和东部沿海地区。耕地、水域和建设用地是整个研究区生态风险的主要来源。研究结果为该区实现土地可持续利用、促进土地利用与生态环境的协调发展以及制定生态风险管理政策提供科学依据与技术支持。

    • 北京市森林生态安全预警时空差异及其驱动机制

      2018, 38(20):7326-7335. DOI: 10.5846/stxb201711061982

      摘要 (1744) HTML (270) PDF 2.44 M (949) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要探讨森林生态安全预警指数演化的时空格局变化及其驱动力机制,以期为推进北京市森林生态安全决策提供理论参考。基于森林生态安全预警指标体系,运用SD模型从区县尺度对北京市2009-2015年森林生态安全预警的时空差异进行分析,并对2015-2030年森林生态安全演变趋势进行预测。结果表明:(1)2009-2030年,北京市森林生态安全整体呈改善态势。其中,2009-2015年,北京市森林生态安全预警指数呈略有下降态势,但下降速度有限;2016-2030年,预警指数呈上升趋势。(2)各区县内部差异显著,5个区县的森林生态安全预警指数有所下降,其中海淀区下降幅度最大。2016-2030年,各区县中除海淀区外,预警指数均小幅上升,森林生态安全状况有所改善;但石景山区仍为巨警,海淀和朝阳区为重警。(3)空间上,森林生态安全预警指数从功能拓展区到城市发展新区及生态涵养区,呈现出由低到高的变化趋势,其低值区随着城市化进程的加快而逐渐扩大。生态涵养区的森林生态安全状况明显优于其他地区,发展新区的森林生态安全改善显著,功能区个别地区则有退化迹象。(4)北京市森林生态安全预警指数时空演变特征主要受森林资源、社会经济、自然环境和林业政策等多种因素的综合影响,因而出现森林生态安全演进的阶段性及其区域性差异。

    • 城市扩张过程中不透水面空间格局演变及其对地表温度的影响——以乌鲁木齐市为例

      2018, 38(20):7336-7347. DOI: 10.5846/stxb201711122022

      摘要 (1634) HTML (323) PDF 18.43 M (1065) 评论 (0) 收藏

      摘要:伴随着城市热岛问题的日益显现,关于不透水面与地表温度的关系研究成为热点。在遥感技术的支持下,以乌鲁木齐市主城区为研究对象,从不透水面出发,分别对不透水面类型、变化强度进行研究,探讨不透水面的时空变化特征。引入景观生态学理论,分析不透水面景观类型的空间格局及规律。以反演的地表温度为基础,分析了不透水面相关变量与地表温度的关系。结论如下:(1)研究区不透水面指数主要集中在0.3-0.7之间,占总面积的90%以上;(2)2000年以来,15.89%的区域不透水面指数连年下降,分布在主城区,20.07%的区域不透水面指数连年上升,分布在城市的郊区,增长区域的幅度主要集中在10%以下;(3)不透水面的景观类型多样性减弱,以中、高覆盖区为主,其中高覆盖区的聚集指数最高,高达87.71,不透水面类型斑块形状由复杂向规则化推移;(4)研究区地表温度,增温明显,2000年地表温度均值25.94℃,2016年地表温度的平均值高达35.51℃;(5)不透水面对地表温度影响,存在阶段性、正负相关的交替性特征,整体表现为"M"形状;(6)不透水面类型面积百分比、不透水面类型景观指数对地表温度的影响相对复杂、差异明显,不能从单一的不透水面覆盖分析对地表温度的影响。

    • 卧龙自然保护区生态系统服务福祉贡献评估:当地居民的视角

      2018, 38(20):7348-7358. DOI: 10.5846/stxb201708241525

      摘要 (1814) HTML (308) PDF 1.32 M (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:福祉贡献是生态系统服务的核心,也是生态系统管理和恢复的目标之一。从当地居民的角度,以卧龙自然保护区为例,调查了生态系统服务的福祉贡献,研究了生态系统服务、福祉贡献和受益者之间的联系。研究表明,从福祉角度看,24种生态系统服务的福祉贡献存在差异,表现为社会福祉高于个人福祉。从生态系统服务类型来看,调节服务的福祉贡献高于文化服务和供应服务,特别是净化空气、预防自然灾害和淡水供应这3项生态系统服务的福祉贡献最高。从生态系统服务的变化趋势和福祉贡献来看,由于生物多样性保护和生态恢复政策的实施,采集、传统农作物、牲畜和土壤肥力等生态系统服务呈下降趋势,其中土壤肥力是下降趋势明显且对受访者福祉贡献较大的生态系统服务类型,可确定为关键的生态系统服务。多元方差分析和逻辑斯蒂回归分析表明,生态系统服务的福祉贡献与受访者的性别、年龄、职业、收入构成等因素显著相关。研究分析了影响生态系统服务福祉贡献差异性的原因并提出了相应的管理对策。

    • 江西武夷山中亚热带南方铁杉针阔混交林群落组成与结构

      2018, 38(20):7359-7372. DOI: 10.5846/stxb201709051597

      摘要 (1702) HTML (445) PDF 3.01 M (924) 评论 (0) 收藏

      摘要:长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Island大型森林固定样地的建设规范,于2014年在江西武夷山国家级自然保护区内海拔1800 m左右的南方铁杉(Tsuga chinensis var.tchekiangensis)天然种群分布区域建立中亚热带针阔混交林6.4 hm2固定样地。木本植物调查结果表明:(1)样地内胸径≥1 cm的木本植物共有29科53属89种,显著低于我国亚热带阔叶林样地平均水平,但显著高于温带针叶(阔叶混交)林样地平均水平;(2)在区系组成上,科以热带成分为主,而属以温带成分为主;(3)样地内独立个体数密度为2252株/hm2,与温带针叶(阔叶混交)林平均水平相当,但显著低于亚热带阔叶林平均水平;(4)胸高断面积为37.89 m2/hm2,与亚热带阔叶林样地平均水平相当,但显著低于温带针叶(阔叶混交)林平均水平;(5)群落成层现象显著,优势种明显,多度排名前4位的物种的个体数占总个体数的55%,而排名后40的物种仅占1%;(6)群落总径级结构呈倒"J"型分布,其中胸径≤10 cm的小径木占总个体数的76.9%,而胸径 > 30 cm的大径木仅占5.3%;(7)主要树种的径级结构有偏正态分布和"L"型分布等类型,但它们的种群在空间上均呈现显著的聚集分布特征;(8)南方铁杉虽然是群落现阶段最重要的优势种,但它的种群更新缓慢。研究结果充分显示该样地对中国森林多样性监测以及南方铁杉种群保育的重要意义。

    • 盐分胁迫对啤酒大麦幼苗生长、离子平衡和根际pH变化的影响

      2018, 38(20):7373-7380. DOI: 10.5846/stxb201709061604

      摘要 (1428) HTML (309) PDF 2.21 M (1023) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐分胁迫不仅影响植物的生长,而且会影响植物根际微域环境。根际pH的改变对土壤养分的有效性和微生物群落组成的变化有重要影响。为了探究啤酒大麦幼苗对不同类型盐分胁迫的生理生态响应机制和根际pH变化影响的生理机制,采用水培法,通过不同类型盐分(对照、混合Na盐、混合Cl盐和NaCl)胁迫处理啤酒大麦幼苗,对其生长、离子平衡和根际pH变化进行了研究。结果表明,1)在3种不同类型盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗地上部干重、含水量均有所降低,而根冠比增加,尤其在NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗地上部干重较对照显著降低了17.88%,而根干重和根冠比则分别增加了19.12%和43.86%。不同类型盐分胁迫抑制了啤酒大麦幼苗根长的生长,尤其在混合Na盐胁迫下根长降低明显(P < 0.05),但促进了根表面积和根体积的增加,尤其在混合Cl盐胁迫下,根表面积和根体积分别增加了41.76%和84.38%。2)不同类型盐分胁迫下啤酒大麦幼苗地上部离子平衡发生改变,在混合Na盐和NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗主要吸收Na+,地上部K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+显著降低;混合Cl盐和NaCl胁迫下则过量吸收Cl-,抑制了H2PO4-、NO3-和SO42-的吸收。3)在混合Na盐、混合Cl盐和NaCl盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗对阴离子的吸收总量高于对阳离子的吸收总量,离子平衡计算结果表明根际呈碱化现象,与原位显色结果一致,且在混合Cl盐胁迫下根际碱化程度最大。

    • 贵州赤水常绿阔叶林不同层次树木空间分布格局和竞争的关系

      2018, 38(20):7381-7390. DOI: 10.5846/stxb201709121640

      摘要 (1686) HTML (297) PDF 4.67 M (947) 评论 (0) 收藏

      摘要:在贵州赤水桫椤国家级自然保护区的亚热带常绿阔叶林中设置0.96 hm2的固定样地进行调查,将2299株乔木按树高分级(林木下层、中层、上层),进行空间定位并记录胸径和冠幅等个体指标。采用基于个体间距离的对数相关函数(Pair-correlation functions,PCF)和基于个体胸径、冠幅的标记点格局分析(Marked correlation functions,MCF)空间统计方法检测不同高度层内和层间的空间分布格局和潜在的竞争,结果表明:(1)样地内上层树种呈现随机分布,中下层树种在0-6 m的小尺度内呈聚集分布,在层间关系上表现为0-1 m尺度下显著的正相关关系。(2)在群落内上层个体中没有检测到显著的层内竞争,也未发现其与中、下层树种存在层间竞争关系。(3)群落中、下层树种的层内和层间竞争对两者间空间分布格局和个体大小均产生了一定影响,其相邻个体的胸径和冠幅呈现显著负相关关系。这说明在贵州赤水地区常绿阔叶林中群落中不同层次个体处于不同演替阶段,群落内层内和层间竞争对个体较大的林木上层物种的影响已经非常微弱,而主要发生在中、下层树种内,导致了个体较小的中下层更新树种在层间和层内都出现了小尺度下聚集分布格局,这解释了研究地内不同高度级别树种间竞争关系与共存策略,也验证了标记点格局分析方法在检测植物群落竞争中的敏感性。

    • 2011-2016年武夷山甜槠常绿阔叶林乔木层群落动态

      2018, 38(20):7391-7399. DOI: 10.5846/stxb201709171664

      摘要 (1504) HTML (328) PDF 1.10 M (878) 评论 (0) 收藏

      摘要:武夷山保存了典型的中亚热带原生性森林生态系统。加强武夷山常绿阔叶林研究,对支撑武夷山生态保护实践具有重要意义。2016年,对按照美国史密森热带研究所热带森林研究中心调查技术规范建立的甜槠常绿阔叶林样地进行了首轮复查,并从物种组成、群落多样性、重要值、死亡率、补员率、胸径等方面分析了其群落动态。结果表明:2016年的乔木个体为25科44属88种,较2011年增加了2科2属7种。群落的优势种组成及其优势程度变化不大,在重要值大于1的21个常见树种中,10个树种的重要值增高,11个降低。甜槠仍为建群种,其重要值略下降。乔木个体增加到3888个,年死亡率为1.31%,年补员率为2.98%。43个树种出现死亡,46个出现补员。4个常见树种的种群数量下降,16个上升。群落的平均胸径从4.82 cm增大为4.89 cm,5个常见树种的平均胸径下降,16个上升。死亡个体的平均胸径为4.47 cm,补员个体为1.67 cm。甜槠仍然将在乔木层,马银花和鹿角杜鹃在亚乔木层保持优势地位。在短期内群落结构不会出现较大的变化,但黄绒润楠、厚皮香等阴生树种和中性树种优势度的增加可能预示群落将向中生群落(顶级群落)演替。

    • 黑河流域高寒草甸生态系统水分收支及蒸散发拆分研究

      2018, 38(20):7400-7411. DOI: 10.5846/stxb201709251729

      摘要 (2169) HTML (350) PDF 1.96 M (1328) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收支动态,并结合双源模型对高寒草甸生态系统蒸散发(植被蒸腾和土壤蒸发)进行拆分及评价。研究结果表明(1)在生长季(5-9月)植被蒸腾是高寒草甸生态系统主要的耗水形式,2014和2015年生长季平均蒸散比(T/ET)分别为0.74和0.79;(2)土壤水分的剧烈变化主要发生在0-40 cm处,且受冻融过程影响显著;(3)在降水较多的年份(2014)高寒草甸生态系统水分收支基本平衡,且不受冻融影响的月份(6-9)有地表径流产生约42 mm;在正常年份(2015),生态系统呈现水分亏缺,亏缺量约为134 mm,6-9月约亏缺26 mm;(4)模型估算蒸散发(ET)与实测蒸散发具有很好的一致性,相关系数可达0.90,敏感性分析表明模型输入变量对蒸散发(ET)及蒸散比(T/ET)产生的误差较小,双源模型可以很好地实现对高寒草甸生态系统蒸散发(ET)的拆分。

    • 祁连山东部青杄年内径向生长动态对气候的响应

      2018, 38(20):7412-7420. DOI: 10.5846/stxb201709261737

      摘要 (1651) HTML (318) PDF 2.22 M (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:树木径向生长对气候因子的响应是树轮气候学的基础。在我国西北地区,虽然已有大量的树轮-气候响应研究,但是响应分析多基于数理统计结果,缺乏对树木生长过程的理解。基于此,于2013年到2015年在祁连山东部吐鲁沟国家森林公园内通过Dendrometer连续监测了树轮气候重建中常用树种青杄的径向生长,通过平均值法提取2013到2015年生长季内不同时间尺度(1天、7天、10天)的平均径向生长量及对应时间段的平均气候状况。不同时间尺度径向生长量和气候因子的相关分析结果表明,时间尺度的延长削弱了树干水分昼夜变化的干扰,但水分仍然是青杄径向生长的限制因子。为了进一步分析青杄径向生长与气候关系随时间的变化情况,以31天为窗口将日径向生长量与气候要素每隔一天进行滑动相关,结果显示:5、7月青杄的径向生长与降水的关系稳定,都呈显著正相关,但是6月降水的年际变率较大,导致树木可利用水分的变幅也较大,因而树木径向生长与6月水分的响应关系不稳定,存在较大的年际差异,而这可能是一些树轮-气候响应研究中轮宽与6月降水关系不显著的原因。

    • 海拔变化对高原湿地优势植物叶绿素荧光特性的影响

      2018, 38(20):7421-7434. DOI: 10.5846/stxb201710111820

      摘要 (1678) HTML (272) PDF 2.31 M (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用云南高原独特的立体地形和立体气候,选取滇西北代表性高原湿地纳帕海生长的世界广布植物水葱(Scirpus tabernaemontani)和茭草(Zizania caduciflora),分别将两种植物连同其生长的土壤单元原位移至海拔逐渐降低的两处高原湿地(拉市海湿地和昆明滇池流域),分析随海拔梯度下降的区域气候条件差异对两种植物生长周期的叶绿素荧光特性的影响。研究结果表明:与移出地纳帕海相比,移至拉市海和滇池后,植物萌芽期的水葱和茭草叶绿素在拉市海分别增加了22.54%和11.17%,在滇池分别增加了68.77%和29.2%;叶绿素荧光参数值也均随海拔的逐渐降低而升高或降低,滇池的这些数值较拉市海分别升高或降低约1.2-3.0倍。海拔的降低促使PSⅡ实际光化学量子效率的最大值(PhiPSⅡmax)和CO2同化速率相对应的量子产量的最大值(PhiCO2max)升高,拉市海分别增至13.96%和25.42%、89.87%和27.08%,滇池分别增至24.09%和46.48%、114.77%和84.33%。两种植物生长期和凋落期的这些参数变化与萌芽期相同,但生长期各项数值的增长率或下降幅度较萌芽期高且变化明显,而凋落期的增长率或下降幅度却比萌芽期低。说明两种广布植物的叶绿素荧光特性指标随着海拔的降低而升高,表明海拔下降有利于两种广布植物光合能力的提升,但光合同化的株高生长速度却远远超过茎粗生长,这种不利影响可能导致两种广布种最终衰亡。

    • 基于Biome-BGC模型及树木年轮的太白红杉林生态系统对气候变化的响应研究

      2018, 38(20):7435-7446. DOI: 10.5846/stxb201710161851

      摘要 (1592) HTML (319) PDF 5.24 M (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Biome-BGC模型模拟了1960-2013年太白山太白红杉林生态系统的净初级生产力(NPP),对其与太白红杉的径向生长关系进行了探讨,并分析了NPP值对气候变化的响应关系。结果表明:1960-2013年太白山太白红杉林北坡NPP年均值为305.33g C m-2 a-1,南坡为320.71g C m-2 a-1,南北坡的NPP值均呈现出一定的上升趋势,北坡的上升速率(0.47g C m-2 a-1)要小于南坡(1.29g C m-2 a-1),但是北坡太白红杉分布下限区NPP值波动浮动较大。且北坡太白红杉NPP值随着海拔高度的上升而逐渐下降,低海拔的变化振幅要大于高海拔地区,南坡无明显变化。多数采样点的模拟NPP值与树轮宽度指数年际变化趋势趋于一致,相关关系呈显著相关。太白红杉标准年表、模型模拟NPP值与气象因子的相关分析均表明太白红杉的生长与生长季气温的相关性显著高于降水,即生长季的气温是太白红杉生长的限制因子。气候的变化作为制约太白红杉生境的重要因素,影响了太白红杉树木的生长,进而对NPP的变化产生了影响。树木年轮很好的检验了Biome-BGC模型模拟结果。

    • 尕海-则岔地区紫果云杉种群结构与动态特征

      2018, 38(20):7447-7457. DOI: 10.5846/stxb201710201892

      摘要 (1622) HTML (296) PDF 1.33 M (958) 评论 (0) 收藏

      摘要:紫果云杉(Picea purpurea)为我国特有树种,为了解其种群生存现状及动态特征,以尕海-则岔自然保护区则岔沟的紫果云杉天然纯林为研究对象,通过样地调查和数据统计,绘制了种群结构图,编制了静态生命表,分析了存活曲线,运用生存分析理论与数量化分析法研究种群结构与动态,并运用时间序列模型对种群数量动态进行预测,以揭示本区域紫果云杉的种群结构与动态特征。结果表明,紫果云杉种群龄级结构、高度结构和冠幅结构总体均呈倒"J"型。种群自然更新能力强,幼苗、幼树储量丰富,前期有较高的死亡率,种群存活曲符合Deevey-Ⅲ型。生存分析也说明紫果云杉种群具有前期锐减,中、后期稳定的特点。竞争和自疏作用造成的幼苗、幼树存活率偏低是影响紫果云杉种群自然更新和结构的关键因素。种群动态指数Vpi > 0,表明种群属于增长型,V'pi趋近于0,表明该种群趋近于稳定型。时间序列预测分析表明,在未来2、4、6、8个龄级后,紫果云杉个体数均有所增加,种群呈一定的增长趋势。说明该保护区的成立使本区域紫果云杉种群得到了相对完整的保存,该种群适应当前的生存环境,能实现自然更新且仍有一定的增长潜力。紫果云杉种群更新主要受制于建成限制,幼苗、幼树存活率过低,可采取适当的人为干扰措施来促进种群更新与增长,而保护幼苗生存环境并提高幼苗质量和存活率才是种群更新和发展的关键。

    • 1964-2015年海南省八门湾红树林湿地及其周边土地景观动态分析

      2018, 38(20):7458-7468. DOI: 10.5846/stxb201710261922

      摘要 (1629) HTML (292) PDF 5.11 M (1100) 评论 (0) 收藏

      摘要:以海南省文昌市八门港红树林湿地及其周边土地为研究对象,采用6期遥感影像为主要的数据来源,建立起研究区域内1964、1972、1988、2000、2009、2015年50年的景观数据库,利用土地转移矩阵和表征景观破碎化过程的景观指数系统阐述了八门湾红树林湿地及其周边土地的土地利用/覆被变化以及景观破碎化的过程,探讨八门湾红树林湿地及其周边土地土地利用/覆被变化与景观破碎化过程之间的相互关系。结果表明:(1)1964-2015年间,研究区域内建筑用地、养殖水面面积持续增长面积比重分别上升了7.72%、12.55%,耕地、林地、红树林面积所占比重分别下降了7.01%、9.16%、9.74%。(2)1964-2015年间,研究区域内斑块数量增加了685个,平均斑块面积缩减了39.12%,聚合度下降了3.5%,最大斑块面积缩减了28.38%,蔓延度下降了9.26%,斑块平均形状破碎化指数和面积加权平均形状破碎化指数分别上升了0.0148、0.0207,斑块密度从1964年的0.0653个/hm2上升到2015年的0.1073个/hm2。(3)八门湾红树林湿地及其周边土地的土地利用/覆被变化与景观破碎化过程的相关关系主要体现在养殖水面、建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化指数的影响上。养殖水面、建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在聚合度、斑块数量、蔓延度的作用上。其中,养殖水面面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在其对红树林面积的侵占,使得红树林面积占研究区域总面积的比例由15%下降到5.25%,红树林由大面积连续集中分布趋向于小面积孤立分散分布。建筑用地面积变化对研究区域景观破碎化过程的影响主要体现在城市的快速发展、交通设施大量的建设。50年来,八门湾红树林湿地各地类之间的转化主要表现为红树林面积转化成养殖水面,林地和耕地面积转化为建筑用地,由此可见,人类活动能力的增强以及影响范围的不断扩大是引发八门湾红树林湿地景观破碎化的主要原因。

    • 我国大陆黄檗潜在分布区及分布适宜性评价

      2018, 38(20):7469-7476. DOI: 10.5846/stxb201711071997

      摘要 (1725) HTML (354) PDF 7.43 M (1164) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄檗为我国国家二级重点保护野生植物,多散生于阔叶林中,数量稀少,近年来,无论是从国家层面,还是地方政府层面都采取了一系列保护措施,人为破坏大大减少,然而其种群数量仍没有显著增加,拟从生态学的角度分析我国黄檗的潜在分布区,并进行了适宜性评价,为我国野生黄檗种群的就地保护和迁地保护提供技术支撑。通过实地调查和文献资料整理,获得69个包括准确经纬度信息的分布点,同时在世界气候数据库(World-Clim)中下载中国大陆的3个地形变量(alt、slo、asp),5个土壤变量(grav、pH、radi、rub、oc)和19个生物气候变量(bio1-bio19),利用多重共线性分析来检验环境因子之间的相关性,剔除出部分相关性高的环境因子,最终得到包括6个气候变量(bio1、bio3、bio4、bio12、bio15、prec1)、3个地形变量(alt、asp、slo)及5个土壤变量(grav、pH、radi、rub、oc)的14个环境因子作为环境变量,进而应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)的空间分析功能,预测了黄檗在我国的潜在分布区,并评价分布区的适宜等级;分析了影响黄檗分布和适生性的关键因子及其适生区间。1)黄檗潜在分布区主要集中在我国东北地区和京津冀大部分区域,以及河南北部、内蒙古东南部等区域,黄檗潜在分布区总面积为117.51万km2,占全国总面积的12.27%,其中高度适宜分布区面积为189400 km2,占全国总面积的1.97%,主要包括黑龙江中东部,吉林大部分区域,辽宁东南部和北京大部分区域。2)温度季节性变化的标准差(35.7%)、年均降水量(28%)、坡度(6.5%)、年均温(6.7%)和有机碳含量(5.8%)是影响黄檗分布的5个最主要的环境因子,总的贡献率为82.7%。温度季节性变化标准差在14000-16000范围内,年均降水量在600-800 mm范围内,坡度在2°-8°范围内,年均温在1-7℃范围内,土壤有机碳含量在25-65 g/kg范围内为黄檗适宜分布的环境因子区间。我国野生黄檗分布还远远没有达到其潜在的分布范围,山东、山西、河南、内蒙古等目前资料显示分布并不广泛的省份也是进行野生黄檗迁地保护和人工种植的可选区域。对影响黄檗分布和适生性的关键因子进行分析后表明,温度季节性变化标准差越大其适生程度越高(14000-16000),说明黄檗对于温度的承受范围较大;年均降水量处于700 mm左右其适生程度最高,说明黄檗对于水分要求为中等水平;坡度为2°-8°范围内野生黄檗的适生程度最高,说明黄檗多分布在缓坡地带,年均温在4℃其适生程度最高;土壤有机碳含量在50 g/kg左右其适生程度最高。

    • 杉木人工林凋落物生态化学计量与土壤有效养分对长期模拟氮沉降的响应

      2018, 38(20):7477-7487. DOI: 10.5846/stxb201711242095

      摘要 (1746) HTML (270) PDF 1.80 M (1018) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物分解的快慢和养分释放的速度决定了生态系统中土壤有效养分的供应。探讨全球变化条件下森林生态系统凋落物与土壤养分的变化规律,有利于深入认识凋落物-土壤相互作用的养分调控因素,从而揭示生态系统C、N、P循环。通过模拟氮沉降增加试验,分4个水平处理,分别为0、60、120、240 kg N hm-2 a-1。模拟氮沉降13年后,分析了杉木人工林凋落物中不同组分(落叶、落枝、落果)生态化学计量与土壤有效养分(有效氮、碱解氮、速效磷、速效钾)的关系。结果表明:氮沉降(N1、N2和N3)显著提高了落叶和落枝的N含量,平均增幅分别为35.27%和32.21%;高水平氮沉降(N3)处理显著降低了落叶和落枝的C/N,平均降幅分别为25.95%和22.32%,但N3增加了落枝和落果N/P,平均增幅分别为38.4%和31.7%;氮沉降对凋落物各组分的C、P和C/P均影响不显著。氮沉降处理显著增加了土壤NO3--N和NH4+-N含量,均表现为N3 > N2 > N1 > N0,其中NO3--N含量更容易受氮沉降处理的影响,表现为更大的增幅。N2显著增加0-20 cm土层的碱解氮含量,N1显著降低0-20 cm土层的速效钾,但氮沉降对速效磷含量没有影响。凋落物生态化学计量与土壤有效养分之间的Pearson相关和冗余分析(RDA)表明,凋落物生态化学计量与土壤有效养分之间关系紧密,凋落物P含量(蒙特卡罗检验,P=0.018)和C/P比值(P=0.037)对土壤有效养分影响显著。凋落物中C/N比值、C/P比值与土壤有效养分呈显著负相关,其比值越高越不利于土壤有效养分的累积。

    • 旱生芦苇对地下水位变化的生态响应及适应机制

      2018, 38(20):7488-7498. DOI: 10.5846/stxb201711242104

      摘要 (1773) HTML (381) PDF 2.07 M (917) 评论 (0) 收藏

      摘要:地下水作为干旱半干旱地区可利用水的主要存在形式,是影响植被生存的主要生态因子。通过人工模拟地下水位,探讨了旱生芦苇对不同地下水位的生态响应及适应机制。结果表明:(1)随地下水位的降低,旱生芦苇净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均呈先增后减的变化趋势,其生长季均呈单峰曲线,以7-8月为峰值;(2)旱生芦苇叶绿素(Chl)含量随地下水位的降低呈先增后减的动态变化;(3)旱生芦苇脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白质(SP)含量随地下水位及其生长季的变化规律不一致,但三者在抑制干旱胁迫过程中存在相互补偿的关系;(4)随地下水位的降低,丙二醛(MDA)含量呈先增后减的变化趋势,且随生长季变化增加显著;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加显著,且SOD比CAT对干旱胁迫反应更敏感,是适应干旱胁迫的主要抗氧化酶;(5)旱生芦苇生理因子对Pn的重要性大小顺序为Gs > SP > Chl > Tr > Ci > SS。

    • 五台山林线过渡带华北落叶松格局过程和尺度分析

      2018, 38(20):7499-7507. DOI: 10.5846/stxb201711272121

      摘要 (1460) HTML (328) PDF 2.06 M (1076) 评论 (0) 收藏

      摘要:林线过渡带作为气候变化的预警区,有很重要的研究意义,林线过渡带中人工林的生存与发展对自然保护区景观生态系统影响显著。选取五台山林线内占绝对分布优势的华北落叶松为研究对象。设置50m×50m样地,随机选取5个10m×10m样方进行群落物种信息收集,对乔木的胸径和位置信息进行调查,利用点格局方法和CSR(完全空间随机模型)、HP(空间异质性过程模型)、RL(随机标签模型)对华北落叶松的活立木和枯立木的格局过程进行0-25m尺度上的分析,结果发现:活的华北落叶松平均胸径在11.54cm,死的华北落叶松平均胸径是8.27cm,这个对于30年以上华北落叶松来说胸径值偏小,其生长慢的特点是和林线这个生境特点相适应的。华北落叶松枯立木的聚块很大,在0-15m上都是聚集分布;活立木聚块小出现在0-3m、和21m上。空间异质性过程模型模拟的格局与活立木实际格局差异检验不显著,说明空间异质性可以很好解释活立木格局的成因。随机标签模型模拟结果表明现有活立木和枯立木只在21m附近出现负相关,主要是负密度制约效应是导致的华北落叶松死亡的主要原因,而且对幼苗到幼树的影响最大。同时推测灌木和华北落叶松幼苗和幼树的种间相关作用与其死亡也有一定关系。

    • 干旱胁迫下胡杨实生幼苗氮素吸收分配与利用

      2018, 38(20):7508-7519. DOI: 10.5846/stxb201711282136

      摘要 (1500) HTML (316) PDF 7.69 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:胡杨(Populus euphratica)是塔里木河流域荒漠河岸林的建群种,水分和氮素是限制胡杨幼苗的存活及早期生长的主要因子。利用15N同位素示踪技术分析水和氮素的交互作用对胡杨幼苗不同生长阶段氮素的吸收分配利用及幼苗生长的影响,进一步探究氮素对胡杨实生苗早期形态建成的作用及对干旱胁迫的缓解效应,以期提高幼苗的存活率。实验以一年生胡杨实生幼苗为研究对象,采用温室内盆栽实验,设置4个干旱处理(D1、D2、D3、D4,土壤相对含水量为:20%-25%、40%-45%、60%-65%、80%-85%)和3种氮素水平(N0、N1、N2:0、3、6 g/盆)测定胡杨幼苗的生长指标和各部分的Ndff、分配率及利用率。结果表明:胡杨幼苗在土壤相对含水量60%-65%(D3)、氮素添加量3 g/盆(N1)时,其生长表现为最佳状态;干旱胁迫下,不同氮素添加量对胡杨幼苗各部分的Ndff值存在显著差异,N2低于N1;随干旱胁迫减弱(D3、D4),植株在生长早期(25 d)根部吸收的15N优先向地上部分转运,生长后期(75 d)植株Ndff最高,其中以根系中Ndff最高;不同生长期幼苗各部分的15N分配存在显著差异,根系15N分配率较高,但不同氮量处理间差异不显著;随生长期的推移,植株对15NH415NO3的利用率表现为粗根最大,各处理中D3N1处理均显著高于其他处理。结论:轻度干旱胁迫下添加适量的氮素能够增强植株对氮素的吸收征调能力,优化水资源获取以维持生存的重要机制。

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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