• 2018年第38卷第6期文章目次
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      2018, 38(6):0-0.

      摘要 (1074) HTML (0) PDF 50.69 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 近30年中国陆地生态系统NDVI时空变化特征

      2018, 38(6):1885-1896. DOI: 10.5846/stxb201701150122

      摘要 (2918) HTML (127) PDF 10.71 M (2282) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化已明显影响到陆地植被的活动,但在不同生态系统间存在差异,研究不同陆地生态系统归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征,不仅可揭示各生态系统植被活动对气候变化的响应规律,而且可为我国不同生态区制定应对气候变化的策略和生态文明建设提供科学依据。基于1982-2012年GIMMS NDVI3g和中国陆地生态系统类型数据,利用一元线性回归、集合经验模态分解和相关分析等方法,研究了近30年中国各陆地生态系统NDVI的时空变化特征,分析了其与气候事件的关系。结果表明,近30年中国植被活动显著上升,年平均归一化植被指数(ANDVI)的上升幅度为0.0029/10a(P < 0.05),年最大归一化植被指数(MNDVI)的上升幅度为0.0076/10a(P < 0.01);植被活动显著增强的区域主要是分布在东部季风区的农田和森林生态系统,显著下降的区域主要是分布于西北的荒漠生态系统和东北的森林生态系统;尽管ANDVI和MNDVI线性趋势的显著性有所差异,但农田、森林、草地和水体与湿地生态系统的NDVI总体呈非稳定的上升趋势,上升过程中伴随着较大波动,荒漠生态系统的NDVI呈下降趋势,植被退化显著;与线性趋势不同,各生态系统植被活动的残差趋势包含"上升-下降"两个阶段,并相继于20世纪90年代到21世纪初发生转折;上述5类生态系统的植被活动存在不同尺度的周期特征,年际周期波动特征(1.9-7.6a)比较显著,而年代际周期(10.7a和22.2a)的显著性相对较差;各生态系统的空间异质性在趋强过程中存在2.1-7.1a的年际周期节律;海洋与大气环流的短周期脉动与各生态系统植被活动的周期性节律有着明显关联,ENSO事件和太阳活动是推动植被活动周期性振荡的重要因素。

    • 不同天气水稻光合日变化对大气CO2浓度和温度升高的响应——FACE研究

      2018, 38(6):1897-1907. DOI: 10.5846/stxb201701230187

      摘要 (2232) HTML (91) PDF 5.91 M (1009) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动导致大气二氧化碳浓度(CO2)升高、全球气候变暖和光合有效辐射(PAR)降低,影响着绿色作物的光合作用。为了明确高CO2浓度、高温和低PAR对水稻光合日变化特征的影响,利用中国稻田开放空气CO2浓度升高系统(free air CO2 enrichment,FACE),以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO2和高CO2浓度(增200μmol/mol)、环境温度和增高温度(增1-2℃)交互的4个处理,从9:00到17:00每隔1h测定了阴天和晴天水稻的光合作用,研究了不同天气对水稻光合日变化对大气CO2浓度和温度升高的响应。观察到不同天气条件下水稻光合日变化的不同特征,晴天Pn为双峰曲线,发生了光合"午休",阴天未发生。结果表明,高CO2浓度显著提高了水稻Pn,温度升高有降低水稻Pn趋势,CO2浓度增加200μmol/mol对水稻光合作用的促进效应远大于增温1-2℃对其的抑制效应。高CO2浓度显著增加了水稻胞间CO2浓度(Ci),降低了水稻蒸腾速率(Tr),平均降幅为10.8%-22.0%。高温有降低Ci的趋势,增加了Tr,平均增幅达5.0%-13.5%。晴天比阴天增加了水稻Tr,平均增幅为9.8%-31.2%。CO2浓度和温度同时升高显著降低了水稻气孔导度(Gs)。这些结果说明CO2浓度、温度和PAR对水稻水分利用率(WUE)产生综合影响。阴天PAR比晴天平均低53.3%,阴天水稻Pn比晴天显著低,平均降幅达37.1%-72.0%。与对照比较,高CO2浓度处理,较高PAR(晴天)条件下水稻Pn的增幅(38.6%-58.4%)显著大于较低PAR(阴天)条件下水稻Pn的增幅(21.6%-38.8%),这一现象值得关注和深入探讨。研究结果表明,评估气候变化对水稻生产的影响,需同时考虑未来大气CO2浓度和温度升高以及PAR下降的因素及其相互作用。

    • 中国北方气候干湿变化及干旱演变特征

      2018, 38(6):1908-1919. DOI: 10.5846/stxb201702260315

      摘要 (2241) HTML (113) PDF 7.10 M (1013) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用中国北方15个省(区、市)320个气象站1960-2014年逐月降水量资料,运用标准化降水指数(SPI)、标准差和相关分析等方法,基于不同时间尺度,对近55年来中国北方及不同干湿区气候干湿时空变化特征进行分析,并从干旱站次比、干旱强度等方面分析了年际干旱的时空变化特征。结果表明:①1960-2014年中国北方地区整体呈变干趋势,年际干旱站次比和干旱强度在同步波动中均呈下降趋势。②1960-2014年北方地区春季和冬季呈湿润化趋势,冬季湿润化趋势最明显,夏季和秋季呈干旱化趋势,夏季干旱化趋势最显著,夏季降水对年干湿状况的变化起决定性作用。③湿润区和半湿润区有干旱化趋势,而干旱区和半干旱区均呈湿润化趋势发展;湿润区和半湿润区年际干旱站次比、干旱强度呈上升趋势,而干旱区和半干旱区则相反。④中国北方东部季风区的湿润区和半湿润区以及处于季风区和非季风区分界线两侧的半湿润区和半干旱区气候干湿变化均呈显著同步波动变化趋势,而中国北方东部季风区的湿润区和半湿润区与中国北方西部非季风区的干旱区气候干湿变化呈显著反向波动变化趋势,夏季具有同样的规律,而冬季和春季四大干湿区干湿变化具有较好的同步一致性。

    • 极端降水条件下延河水沙特征对比分析及其影响因素

      2018, 38(6):1920-1929. DOI: 10.5846/stxb201701170140

      摘要 (1818) HTML (78) PDF 8.16 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究延河流域在开展水土保持工程前后极端降水条件下水沙特征变化情况,采用统计学方法对比分析了延河流域1977年和2013年7月两次极端降水条件下的水沙特征变化情况。结果表明:1977年7月极端暴雨具有降雨强度大和降雨量峰值大、降雨强度空间分布极不均匀的特征;2013年7月极端暴雨具有降雨总量和时段降雨量大、暴雨频率高、降雨强度空间分布较均匀的特征。2013年7月洪水洪峰流量、洪水总径流量、洪峰含沙量等特征值较1977年7月显著减小,输沙量随径流量的减小而显著减小。1977年7月洪水表现为陡涨陡落,洪水历时较短;2013年7月洪水表现为缓涨缓落,洪水历时明显延长。与1977年相比,2013年泥沙颗粒明显细化。该研究表明1990年代以来水土保持高水平的规模化治理改变了流域产、汇流的下垫面条件,是导致1977年和2013年7月极端降水条件下的水沙特征表现迥异的主要原因。该研究为应对极端降水引发的洪灾和防治水土流失提供可靠的科学理论依据。

    • 基于投入产出分析的北京市虚拟水核算

      2018, 38(6):1930-1940. DOI: 10.5846/stxb201612112547

      摘要 (2128) HTML (94) PDF 10.06 M (1244) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市化进程的加快与工农业的迅速发展使城市水消耗量日趋增加。水资源短缺不仅会造成居民生活质量下降,还会制约社会经济的可持续发展。从贸易和消费的角度核算虚拟水可为研究城市水资源管理提供新的视角。通过投入产出分析了构建了城市系统虚拟水核算模型,利用虚拟水直接和完全用水系数、虚拟水消费量等指标分析城市虚拟水消耗和虚拟水进出口特征。以北京市为例,利用2012年北京市投入产出表和部门的水资源消耗数据核算不同部门的用水系数、最终消费虚拟水量、虚拟水进出口贸易量及部门间虚拟水流转量。结果表明:北京市为虚拟水净进口城市,净进口虚拟水量6.77×109 m3,相当于北京市虚拟水用水总量(8.25×109 m3)的82%,农业和制造业为主要虚拟水进口部门;北京市虚拟水出口结构存在不合理之处,经济投入产出表中各部门出口总额占最终消费的79.9%,但出口产品消耗的虚拟水占了最终消费隐含虚拟水的85.04%,其中农产品消耗6.7%虚拟水但经济收益仅占1%,说明北京市出口以较大的虚拟水消耗量换取了较少的经济收益,需要减少虚拟水含量较大但经济价值不高的产品出口(如农产品);识别出的主要虚拟水流出-流入关系部门包括农业-制造业,农业-服务业和制造业-建筑业等部门的关联关系,可成为减少间接水消耗的关键路径。

    • 密云水库上游径流变化趋势及影响因素

      2018, 38(6):1941-1951. DOI: 10.5846/stxb201609301980

      摘要 (2228) HTML (106) PDF 7.39 M (1379) 评论 (0) 收藏

      摘要:对径流演变规律的认识和研究是水资源得到有效利用的前提。密云水库是北京市唯一的地表水源地,水库的正常运行对北京市供水安全有重要的意义。2015年9月,南水北调的水开始进入密云水库,对密云水库上游径流量的研究可以使南水北调的水与其相互配合,有效补充密云水库的水资源,研究上游河流的径流变化趋势很有必要。以密云水库白河(张家坟站)和潮河(下会站)水文站1960-2014年的月径流数据为基础,采用年内径流不均匀系数、滑动平均法、Mann-Kendall突变检验法、小波分析方法、双累积径流曲线法分析了密云水库入库径流的年内分配特征和年际变化特征,径流变化周期趋势及降雨和人类活动对径流变化的影响。结果表明:密云水库入流径流量主要分布在7-9月之间,占全年径流量的70%;白河流域年内径流变化较为剧烈。50年来白河与潮河径流量有减少趋势,递减率分别为3.24m3 s-1(10a)-1和1.60m3 s-1(10a)-1。白河流域和潮河流域径流量存在周期为7a的变化特征。利用累积径流曲线分析降雨和人类活动对密云水库上游径流量的影响,结果表明人类活动是影响密云水库径流变化的主要原因,为71.36%-91.39%,其中白河流域受人类活动干扰更为剧烈。

    • 气候变化背景下中国未来森林生态系统服务价值的时空特征

      2018, 38(6):1952-1963. DOI: 10.5846/stxb201703210482

      摘要 (2445) HTML (67) PDF 15.39 M (887) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于用CEVSA模型计算的NPP及Costanza等提出的生态系统服务价值计算方法,分析了基准期(1971-2000年)及未来(2021-2050年)我国森林生态系统服务价值时空动态变化特征。结果表明,基准期及未来RCP4.5、RCP8.5两情景下,我国森林生态系统服务总价值均呈逐年增加趋势,年均值分别为12.80(4.55-20.72)万亿元、14.81(5.26-23.97)万亿元、15.13(5.38-24.49)万亿元。总价值在空间上均呈现出西部、东北低及南部高的格局。未来总价值除了在少数地区(新疆中部、内蒙古西部、甘肃西北部、西藏东南部以及我国东北和南方部分森林边缘地区)将降低外,在其他地区均增加,且增幅在东部大于西部,南部大于北部,其中华南增幅最大(RCP4.5、RCP8.5情景下年均增幅分别达1.87亿元、2.13亿元)。高增幅比例( > 45%)主要分布在我国东北北端。生态系统服务各功能构成项对总价值的贡献率依次为:土壤形成与保护(17.8%) > 气体调节(16.0%) > 生物多样性保护(14.9%) > 水源涵养(14.6%) > 气候调节(12.4%) > 原材料生产(11.9%) > 废物处理(6.0%) > 娱乐文化(5.9%) > 食物生产(0.5%),即物质产品产出价值(12.4%)远低于非物质价值(87.6%)。揭示了未来30年我国森林生态系统服务价值的时空格局动态演化及气候变化的影响,为气候变化背景下合理利用森林资源、促进生态环境保护及实施可持续发展战略提供科学量化的依据。

    • 基于复杂网络的长三角城市对外服务群落结构研究

      2018, 38(6):1964-1974. DOI: 10.5846/stxb201703080388

      摘要 (1691) HTML (98) PDF 7.92 M (772) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群已成为国家参与全球竞争与国际分工的重要空间载体,其空间组织形式正从个体城市集聚、等级性的中心地结构向多中心、嵌套式的群落结构演变。为刻画长三角地区城市在不同要素层面下形成的多层次群落结构及其状态,借助复杂网络分析工具,从城市群落的节点特征、垂直和水平结构、不同群落结构间的相互关联三方面实证分析长三角地区3类(生产性、生活性、公共性)对外服务流的网络结构特征。研究显示:1)长三角城市节点服务功能分化,节点层级性分异显著,生产和生活性服务网络的节点规模呈"长尾"分布,公共性服务网络的节点规模相对均衡;2)垂直结构上,3类对外服务网络的网络密度、网络效率、流量占比和空间分布各不相同;水平结构上,初步形成对外服务网络的专业化分工格局,部分城市突破区域界线,呈跨地域集聚组团的态势。3)较强的结构关联性存在于生产性和生活性对外服务网络之间,两者在中低度值的城市节点上具有一致性,呈联动发展格局;公共性对外服务网络与前两者的节点度值分异较大,促进了整体群落服务功能结构的丰富和完善。基于复杂网络的群落研究可以从多维结构的分析中寻求城市群落的分工协作和共生,为当前多核心、网络化的城市空间组织与规划提供科学参考。

    • 中国典型城市群城镇化碳排放驱动因子

      2018, 38(6):1975-1983. DOI: 10.5846/stxb201702220295

      摘要 (1861) HTML (134) PDF 4.52 M (1245) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群作为推进国家新型城镇化的战略举措,是国家参与全球竞争与国际分工的主要地域单元。以中国典型城市群6个代表性城市(北京、天津、上海、广州、武汉和重庆)为案例,采用因素分解法将碳排放的影响效应分解为4部分,包括人口规模效应、经济发展效应、能源强度效应和碳强度效应,研究2000-2014年城镇化过程中碳排放的驱动机制。主要结果:(1)各城市群的经济总量均有增长,能源效率逐渐提高,碳排放强度在北京、上海和重庆的是下降趋势,在天津呈上升趋势,而在广州和武汉则趋于平稳状态,各城市群能源消耗中各种能源的比重和碳排放量的变化存在着较显著的差异性;(2)天津和广州的4个碳排放影响效应整体上是逐渐增大,北京和上海是趋于平稳对称,武汉和重庆是先减小后增大。研究表明,经济和人口对碳排放具有正向作用,能源强度对碳排放具有负向作用。通过研究中国典型城市群碳排放的驱动因子,有助于城市群碳排放权交易的政策制定以及城市群发展模式规划。

    • 基于水鸟保护的长江流域湿地优先保护格局模拟

      2018, 38(6):1984-1993. DOI: 10.5846/stxb201703130422

      摘要 (1960) HTML (93) PDF 9.86 M (1159) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于系统保护规划的理论和方法,以长江流域湿地为研究区,构建了基于气候、地貌分异的湿地生态地理综合分类单元,并将其作为宏观尺度湿地生态系统保护目标,同时考虑以湿地鸟类为代表的物种保目标,依托Marxan系统保护规划工具,确定了长江流域湿地保护具有不可替代性的优先保护格局。该格局能以最小的社会经济和土地资源代价最大程度的保护湿地生物多样性,对比现有湿地保护格局,最终确定了游离于现有保护体系外的湿地保护空缺。研究结果表明:长江流域源区和长江三角洲地区的湿地保护体系完善,无需新建保护区;金沙江流域湿地保护空缺主要分布在现有保护区周围,可以适当扩充保护区外围或调整边界;嘉陵江流域和长江上游干流流域的保护空缺严重,大面积集中在重庆西北部,乌江流域的贵州省习水县北部湖泊湿地存在保护空缺,这些区域建议适当新建保护区或者保护小区;长江中下游湿地保护空缺主要分布在湖北、湖南、江西与安徽境内的沿江湖泊湿地,建议建立湿地公园及合理进行河流岸坡修复。研究结果可为长江流域湿地保护体系调整、保护规划制定提供参考依据,从宏观层面上为长江流域湿地统筹保护及合理开发利用提供科学依据。

    • 亚热带河口陆基养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量时空动态特征

      2018, 38(6):1994-2006. DOI: 10.5846/stxb201702210284

      摘要 (1741) HTML (69) PDF 7.85 M (740) 评论 (0) 收藏

      摘要:以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究。结果表明:时间变化上,养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量在闽江河口呈现8月中旬 > 10月中旬 > 6月中旬的特征,在九龙江河口表现为随养殖阶段推移而增加的趋势;空间变化上,闽江河口养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量显著高于九龙江河口;沉积物释放溶解性碳速率与水体溶解性碳浓度呈现显著正相关关系,沉积物碳释放过程是引起养虾塘水体溶解性碳浓度时空变化的重要因素。表明河口区水产养虾塘碳循环研究时需考虑不同形态碳生物地球化学循环的时空差异性。

    • 新薛河典型生境底栖动物功能性状及其多样性

      2018, 38(6):2007-2016. DOI: 10.5846/stxb201703050358

      摘要 (1991) HTML (69) PDF 8.69 M (2553) 评论 (0) 收藏

      摘要:功能性状对环境变化敏感,在生物多样性与生态系统功能关系的研究中扮演关键角色;基于生物性状的功能多样性与生态系统过程密切相关,是了解生态系统和群落功能的关键所在。基于新薛河底栖动物3个季度的调查数据,对功能性状和功能多样性时空动态及其对环境梯度的响应进行了研究。研究结果表明10个功能性状的等级性状间均存在显著差异。空间格局上,33个等级性状中有21个在河段间差异显著,涉及10个功能性状中的9个;而在时间序列上,仅有12个等级性状于各季节间差异显著,涉及10个功能性状中的6个。功能多样性于各河段间差异显著,表现为D ≥ E、A ≥ C > B;而于各季节间整体表现为差异不显著;底栖动物各功能性状之间存在一定的权衡关系;水文条件是影响研究区域底栖动物功能多样性的主要因素;功能性状及功能多样性对河流生境质量具有较好的响应性。

    • 富营养化对白洋淀底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响

      2018, 38(6):2017-2030. DOI: 10.5846/stxb201701060057

      摘要 (2228) HTML (108) PDF 11.18 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:国际湖沼学的长期研究发现,一个完整的湖泊生态系统应包括底栖食物网和浮游食物网,而营养条件变化会显著改变浅水湖泊中底栖-浮游食物网的结构和功能。为了明晰富营养化对浅水湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,以浅水草型湖泊——白洋淀为研究区,运用野外监测和ECOSIM与ECOPATH(EwE)模型相结合方法,构建白洋淀底栖-浮游耦合食物网的概念模型,模拟1982-2011年间富营养化对白洋淀底栖路径和浮游路径的结构和功能影响:(1)野外监测的结果表明,从1999年至今白洋淀一直处于富营养化状态;(2)EwE模型模拟结果表明1982-2006年,总生物量呈下降趋势,下降比例达66.38%;能流路径从以底栖路径为主转变为以浮游路径为主;(3)运用Pearson相关分析,结果表明:浮游植物与TN(r=0.67,P < 0.01)和TP(r=0.37,P < 0.05)呈显著正相关,而底栖藻类和大型沉水植物与TN(r=0.77,P < 0.01;r=0.67,P < 0.01)和TP(r=0.54,P < 0.01;r=0.36,P < 0.05)呈显著负相关。富营养化是白洋淀底栖初级和次级生产力向浮游初级和次级生产力转变的主要驱动力。采用科学的方法准确评估富营养化对湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,可为湖泊生态系统管理提供技术和方法支持。

    • 关于鼠尾藻群体数量分布的三种统计模型比较

      2018, 38(6):2031-2040. DOI: 10.5846/stxb201701190162

      摘要 (1868) HTML (72) PDF 7.38 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:鼠尾藻是潮间带海藻床的主要构建者,但何种统计模型更适合鼠尾藻的数量分布研究目前尚不清楚。选取山东荣成内遮岛15个25m2区域进行了调查和数量统计,比较了算数平均模型、反距离权重模型及普通克里金模型的精度差异,分析了群体密度、丛生指数及盖度等因素对模型统计精度的影响。结果表明,反距离权重模型表现较为稳定、平均误差最低(平均绝对误差39.1株,均方根误差53.3株,偏差率13.0%),而算术平均模型的精度波动最大、平均误差最高(平均绝对误差53.8株,均方根误差65.3株,偏差率14.6%)。群体密度和盖度因素对模型精度无明显影响(P > 0.05),但丛生指数能显著影响3种模型的平均绝对误差和均方根误差(P < 0.05)。研究表明,3种模型精度差异并不明显,模型精度在一些指标上受丛生指数影响。总体来看,反距离权重模型和普通克里金模型稳定性较好,误差均值较小,且均能够反映鼠尾藻群体的空间分布,因而在鼠尾藻群体数量分布计算中具有一定优势。

    • 干旱胁迫对日本荚蒾幼苗光合生理特性的影响

      2018, 38(6):2041-2047. DOI: 10.5846/stxb201702240306

      摘要 (2173) HTML (105) PDF 3.87 M (1135) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨极小种群野生植物日本荚蒾(Viburnum japonicum)对干旱胁迫的响应,以日本荚蒾二年实生苗为材料进行盆栽控水实验,设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个水分处理,研究持续干旱处理对日本荚蒾幼苗光合生理特性的影响。结果表明:在CK、LS、MS水分梯度下,日本荚蒾幼苗生长正常,但在SS胁迫下受影响明显,植株全部死亡。各胁迫阶段叶片净光合速率(Pn)、SPAD值、最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)表现出随水分梯度的降低而减小,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)则相反,各水分梯度下AQY随时间延长逐渐上升,SS处理幼苗在胁迫45d及以后Pn均为负值。最大光化学效率(Fv/Fm)在胁迫过程中变化范围较小;实际光量子效率(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)随土壤水分的减少而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)逐渐上升,LS、MS与CK间变化幅度较小,但SS与CK间差距逐渐增大。结果表明在轻度和中度干旱下日本荚蒾幼苗表现出一定的适应性和耐干旱能力,而长期重度干旱则对幼苗影响较为严重。

    • 塔里木河下游胡杨群落CO2通量特征与水分利用效率

      2018, 38(6):2048-2055. DOI: 10.5846/stxb201703310561

      摘要 (1630) HTML (67) PDF 4.95 M (738) 评论 (0) 收藏

      摘要:以极端干旱环境中的胡杨群落为研究对象,利用涡度相关通量观测系统,研究了胡杨群落CO2通量与水分利用效率在不同物候期的动态规律。结果表明:胡杨CO2通量在不同物候期日变化趋势基本一致,但存在明显的季节差异,其中果熟期CO2通量变化幅度最大,开花期最小,展叶期介于二者之间。相关分析表明,胡杨群落CO2通量均与显热通量、潜热通量、动量通量、土壤热通量、净辐射以及空气相对湿度呈极显著相关。其中,净辐射、潜热通量和显热通量与CO2通量的相关系数较大,其变化范围分别为-0.82--0.88、-0.64--0.66和-0.63--0.94,是影响群落CO2通量的最主要环境因子。胡杨群落水分利用效率(WUE)同样存在明显日变化规律。其时间动态表现为:群落水分利用效率在开花期、叶黄期和落叶期变化幅度大,开花期最高,在展叶期和果熟期WUE最稳定。净辐射和风速是影响群落水分利用效率的两个最关键要素。

    • 红河流域“通道-阻隔”作用下2000-2014年植被EVI变化趋势与驱动力

      2018, 38(6):2056-2064. DOI: 10.5846/stxb201703210483

      摘要 (1892) HTML (79) PDF 10.59 M (795) 评论 (0) 收藏

      摘要:红河流域地表生态、水热分布格局等受到"通道-阻隔"作用的显著影响,以MODIS EVI数据作为植被定量研究指标,结合全国1:100万植被类型图、红河流域内部以及周边气象数据和研究区的DEM数据,利用趋势分析和相关性分析法,探讨在"通道-阻隔"作用的影响下流域内2000-2014年植被EVI时空变化趋势及其驱动力,重点研究了植被EVI变化对气候因子的响应规律。结果表明:(1)2000-2014年间,红河流域生长季植被EVI整体上以-0.15%/a的年际变化率呈波动减少趋势,空间异质性明显。EVI呈减少趋势区域主要集中在绿春县中部和金平县西南部;EVI呈增加趋势区域集中分布在墨江县、文山县,麻栗坡中部、广南-富宁南部区域、红河-元江一带以及藤条江西南部地区。(2)通过对生长季EVI指数与四个不同时间序列的月平均气温和月累积降水量的相关分析可知,生长季EVI指数与同期气温相关性较好;与降水量呈现明显的滞后性,滞后时间约为1个月。(3)相关分析表明,整体上红河流域生长季植被EVI与气温呈负相关关系,与降水呈正相关关系。在0.05显著性检验水平下,红河流域生长季植被EVI变化受气候影响的区域占3.11%,气温以负向驱动型为主,面积约占1.26%,降水以正向驱动型为主,面积约占0.46%,气温降水联合驱动以弱驱动为主,面积约占1.39%;大部分地区表现为受非气候因子驱动。

    • 模拟CO2浓度升高和降雨量变化对红砂生物量分配及碳氮特征的影响

      2018, 38(6):2065-2073. DOI: 10.5846/stxb201703180460

      摘要 (1683) HTML (97) PDF 4.65 M (882) 评论 (0) 收藏

      摘要:以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用盆栽试验和开顶式CO2控制气室模拟CO2浓度变化(350μmol/mol和700μmol/mol)研究了红砂生物量分配及碳氮特征对降水变化减少30%、减少15%、自然降水、增加15%和增加30%(-30%、-15%、0、15%、30%)的响应。结果表明:(1)CO2浓度上升显著性的促进红砂地上茎叶和地下的根生物量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;CO2倍增时,红砂的地上生物量在降水增加30%时平均增加了61.28%(P < 0.05),而根生物量在降水增加或减少30%时均分别增加了84%(30%)和3.21%(-30%),这种响应导致红砂根冠比在降水减少时大于降雨量增加时,CO2倍增显著地抑制了这一作用。(2)CO2浓度上升显著性地促进了红砂根、茎、叶中的碳含量,显著性地抑制了红砂根、茎、叶中氮含量,降雨量增加或减少也显著性的促进或抑制了这一作用;这种响应导致红砂根、茎、叶的C/N在降雨减少30%时增加80.22%(根)、103.02%(茎)和199.88%(叶)(P < 0.05),在降雨增加30%时增加24.99%(根)、30.27%(茎0)和104.45%(叶)(P < 0.05),CO2浓度倍增显著性地促进了这一作用。(3)以上结果表明,未来全球CO2浓度升高时,在降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;在降雨减少的地区,CO2的升高对降雨减少造成的干旱胁迫有一定的补偿作用,红砂则以较高的根冠比来维持其在荒漠生态系统中地位。

    • 破碎化生境中粗柄独尾草种群大小对繁殖特性的影响

      2018, 38(6):2074-2081. DOI: 10.5846/stxb201703120417

      摘要 (1978) HTML (96) PDF 5.08 M (896) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观破碎化是目前存在的一种普遍现象,导致物种生存的原有生境总面积减小,产生许多大小不一的斑块种群。不同斑块生境中植物种群的大小直接反映植物对环境的响应特征和适应对策,与植物繁殖有关的开花结实特性、种子形态及萌发特性的研究将有助于深入了解植物在不同生境中的生存策略。以粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)为研究对象,以野外调查为基础,对比研究不同斑块粗柄独尾草种群的种群大小和生殖成功,揭示不同生境中粗柄独尾草的生态适应性。结果表明:(1)不同斑块生境中,种群大小差异较大,且较小的种群幼苗比例也较小,种群大小与种群幼苗比例呈显著相关;(2)较小的种群自然座果率、结籽率较低,种群间差异显著;(3)随着生境破碎化程度增加,种子千粒重,种子长、宽等形态特征呈减小趋势,但种翅占比增大;(4)在粗柄独尾草最适萌发温度下,随着生境破碎化程度增加,种子萌发率有下降趋势。针对人类干扰程度强的衰退型粗柄独尾草种群,亟需减少人为干扰,依据不同生境中的干扰因素及种群生存现状,制定科学与切实可行的保护和恢复策略。

    • 多效唑和干旱胁迫对毛竹实生苗活力、光合能力及非结构性碳水化合物的影响

      2018, 38(6):2082-2091. DOI: 10.5846/stxb201703080389

      摘要 (2043) HTML (100) PDF 5.37 M (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:以1年生毛竹实生苗为研究对象,研究多效唑对不同水分条件下毛竹实生苗的叶绿素含量、光合参数、非结构性碳水化合物(NSC)含量、碳氮比、根系活力的影响。设置3个水分梯度:W1(75%相对田间持水量,CK)、W2(50%相对田间持水量,中度干旱)和W3(35%相对田间持水量,重度干旱),以及2个多效唑浓度:P1(0mg/L)、P2(40mg/L)。结果表明:随干旱强度增加,P1W1、P1W2、P1W3处理叶色逐渐变淡。与对照P1W1相比,P1W2和P1W3处理下叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a/b和叶绿素总含量显著下降(P < 0.05),Pn、Tr、WUE显著下降(P < 0.05),Ls显著上升(P < 0.05),毛竹叶片及根系中非结构性碳水化合物(NSC)含量显著上升(P < 0.05),毛竹根系活力显著下降。多效唑处理后,P2W2和P2W3的叶片色素含量相对于P2W1显著提高,但P2W2与P2W3无显著差异。同时,施加多效唑使Pn显著提高,P2W3较P1W3增加了146.9%。此外,P2W3处理使可溶性糖大量积累,达最大值3.41mg/g;毛竹叶片及根系淀粉含量显著上升,根系活力显著提高。试验揭示了多效唑通过提高干旱水平下毛竹实生苗的根系活力、光合速率,增加光合色素、非结构性碳水化合物含量,并将养分从地上转移到地下部分,进而抵御干旱胁迫带来的伤害。

    • 不同微生境下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理生化特性对不同季节的响应

      2018, 38(6):2092-2100. DOI: 10.5846/stxb201703070387

      摘要 (2306) HTML (88) PDF 4.70 M (1071) 评论 (0) 收藏

      摘要:齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类,在古尔班通古特沙漠的藓类结皮中占优势地位。该沙漠的季节气候差异较大,冬季低温湿润,春季干旱,夏季高温且干旱。荒漠藓类植物叶片仅具单层细胞,对外界环境的变化十分敏感。而有关荒漠藓类植物在生理上如何适应这种剧烈环境变化还不得而知。研究测定了生长于两种不同微生境下的齿肋赤藓,经由低温湿润的冬季到干旱的春季再到高温干旱的夏季过程中生理生化变化特征,以探究不同微生境下齿肋赤藓在水热变化剧烈的不同季节的适应机制。研究发现:季节、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白及丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。夏季的高温干旱使齿肋赤藓的脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及3种抗氧化酶活性均显著高于冬季及春季,而可溶性蛋白含量却呈相反趋势。干旱的春季齿肋赤藓脯氨酸及可溶性糖显著高于冬季。而在低温湿润的冬季,齿肋赤藓丙二醛含量及过氧化氢酶活性均显著高于春季。表明夏季齿肋赤藓所受胁迫最大,脯氨酸、可溶性糖含量及抗氧化酶活性大幅度提高。同时,在具有积雪覆盖的冬季,两种微生境下的齿肋赤藓生理生化特性无显著差异;而在无积雪覆盖的春夏季节,灌丛的遮阴作用为齿肋赤藓提供了水含量相对较高的良好生活环境,其下齿肋赤藓的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性均显著低于裸露地。表明生长在裸露地的齿肋赤藓较活灌丛拥有更强的胁迫耐受性。

    • 藏香猪翻拱型放牧对不同类型高寒草甸植物特征的影响及土壤环境驱动力

      2018, 38(6):2101-2110. DOI: 10.5846/stxb201702210288

      摘要 (1774) HTML (113) PDF 13.13 M (823) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统脆弱的高寒草甸是生态学研究的热点。藏香猪翻拱土壤并取食地下草根层,是藏族自治区一种特有的放牧类型,关于该放牧类型对藏区高寒草甸的影响尚缺乏研究。以滇西北高原国际重要湿地——纳帕海流域的典型高寒草甸为对象,研究了不同高寒草甸类型(陆生草甸与沼泽化草甸)中的植物群落结构特征对藏香猪翻拱型放牧的响应。结果表明,翻拱型放牧显著降低了植被盖度(63.5%)、地上生物量(84.6%)与地下生物量(97.4%),并促进植物生物量向地上部分的再分配。翻拱型放牧下随着植被盖度与生物量降低,植物竞争强度减小,植株高度与空间利用率提高。然而,不同草甸类型中的植物群落结构对翻拱型放牧表现出差异响应。陆生草甸上的群落组成基本未变,而沼泽化草甸上的优势植物华扁穗草(Blysmus sinocompyessus)向1年生水生植物水蓼(Polygonum hydropiper)演替。土壤含水率是导致植物响应差异的关键驱动力。综上,藏香猪翻拱型放牧对植物生物量及盖度等特征均产生不利影响,导致高寒草甸生物量积累锐减,而植物群落结构的变化是放牧干扰与土壤水分、空间竞争协同作用的结果,反映出植物在不同环境中对放牧干扰的差异化响应。研究区域环境特征与放牧干扰的耦合关系,可以为藏香猪放牧作用下的高寒草地植物多样性保护及恢复提供理论依据。

    • 高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

      2018, 38(6):2111-2118. DOI: 10.5846/stxb201703020342

      摘要 (1783) HTML (69) PDF 4.03 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。

    • 亚热带杉木人工林土壤胞外酶活性对隔离降雨的季节响应

      2018, 38(6):2119-2127. DOI: 10.5846/stxb201703060370

      摘要 (1861) HTML (99) PDF 6.54 M (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤酶在养分矿化过程中起着至关重要的作用,是预测土壤向植物提供养分能力的特殊传感器。土壤酶的催化、生产和降解速率受水分调节,而全球气候变暖所引起的降水减少将对中亚热带地区森林生态系统造成深刻影响,但是关于中亚热带杉木人工林土壤酶活性对降水变化响应的研究还是相对匮乏。通过隔离降雨模拟实验减少50%的降水,探究干湿两季中亚热带杉木人工林表层土壤的理化性质、胞外酶活性和有效养分对降水减少的响应。研究的胞外酶有:参与碳循环的β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO)。冗余分析结果显示:干季时的土壤酶活性主要是受土壤含水量、硝态氮和可溶性有机碳(DOC)的影响,湿季则主要受微生物量碳、DOC和铵态氮的影响。湿季的土壤酶活性总体大于干季的土壤酶活性。除了干季的酚氧化酶外,无论干季或是湿季,几乎所有土壤酶活性在降水减少后均有所提高,其中βG活性变化最为显著。这可能是因为中亚热带地区降水丰富,尽管进行了隔离降雨处理,但水分仍然未达到限制水平;也可能是酶活性对降水减少这种不利的环境变化做出的响应或适应策略。本研究也为未来气候变化降水减少下对预测碳循环和养分循环提供了一定的科学依据。

    • 黄土高原植被覆盖与土壤湿度的时滞关联及时空特征分析

      2018, 38(6):2128-2138. DOI: 10.5846/stxb201703050361

      摘要 (2196) HTML (99) PDF 11.30 M (937) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2000-2014年的MODIS-NDVI与MODIS-LST数据,利用温度植被干旱指数对黄土高原土壤湿度进行了反演,采用时滞互相关法分析了土壤湿度与植被覆盖的年内变化特征及其时空相互关系。结果如下:(1)黄土高原植被生长对土壤湿度变化存在明显的时滞效应,植被生长以及植被物候与土壤湿度变化密切相关。(2)黄土高原土壤湿度对其植被覆盖变化影响强烈区,主要分布在农业与草原生态区北部的丘陵沟壑区,植被生长对土壤湿度响应迟缓;而植被覆盖对土壤湿度变化影响强烈区,分布于西部的高寒地带,响应时间相对最短,其次为农业与草原生态区内河流中上游流域,且土壤湿度对植被覆盖的响应较快,自东向西、自北向南响应逐渐加快。(3)从植被类型来看,Ⅰ类植被的植被覆盖与土壤湿度负相关性较强,植被生长对土壤湿度变化的响应程度依次减弱,响应速度较慢且依次加快。Ⅱ类植被的植被覆盖与土壤湿度的相关性很弱,滞后时间接近于0天,反映出植被覆盖与土壤湿度同步变化。土壤湿度变化滞后于Ⅲ类植被(旱生/沙生植被)的植被覆盖变化,植被覆盖正向影响土壤湿度变化的强度依次增加,但时间效应依次延长。Ⅳ类植被(高山/高寒植被)生长对土壤湿度变化的正向影响程度最强,而且响应速度较快。(4)黄土高原植被生长与土壤水分的年内变化具有密切的关系,土壤水分年内变化的峰值和谷值与植被物候期非常吻合,因此土壤水分的年内变化可作为植被物候特征提取的一种重要依据。

    • 新疆植被物候时空变化特征

      2018, 38(6):2139-2155. DOI: 10.5846/stxb201701140115

      摘要 (2271) HTML (107) PDF 15.12 M (994) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于MODIS-NDVI数据,提取新疆2001-2016年典型植被物候期,分析新疆不同生态分区的山地-绿洲系统植被物候期的时空演变趋势和空间分异特征,并结合同期气象数据,探讨植被物候与气候变化的响应关系。结论为:①新疆植被物候具有明显的纬向分布和垂直地带性分布特征,海拔在物候的地域分异中扮演着重要作用。新疆植被生长季开始时间(Start of season,SOS)集中于3月中旬至5月上旬,生长季结束时间(End of season,EOS)集中于10月中旬至12月下旬。②与全球大背景下典型植被物候特征变化趋势相反,新疆植被SOS呈推迟趋势,推迟幅度为1.9d/10a;EOS呈提前趋势,提前幅度为3.66d/10a;生长季长度(Length of season,LEN)呈缩短趋势,缩短幅度为5.6d/10a。除东疆地区外,全疆及不同分区均呈现出绿洲及平原SOS较早,山地区域较迟;全疆及不同分区均呈现出山地EOS结束较早,绿洲结束较迟;除东疆地区外,全疆及不同分区的LEN均为绿洲及平原区域 > 山地,同样显示出垂直地带性分布的特征。③通过冗余分析(Redundancy analysis,RDA)解释了物候特征与气象因子关系的绝大部分信息,生长季开始时间受春季气温、前一年冬季降水量和日照时数的显著影响。夏季和秋季降水量是新疆植被生长季结束时间的重要影响因素,在总体上受气温和日照时数的影响较小。

    • 二氧化硫增强拟南芥植株对干旱的适应性

      2018, 38(6):2156-2162. DOI: 10.5846/stxb201701110090

      摘要 (1439) HTML (99) PDF 4.83 M (707) 评论 (0) 收藏

      摘要:以模式植物拟南芥为材料,研究SO2对植物干旱适应性的影响。采用分光光度法检测植物干旱生理指标的变化,并用半定量RT-PCR技术分析了拟南芥热激基因和干旱响应基因的转录水平。研究发现:4周龄拟南芥植株暴露于30mg/m3的SO2后,6-72h间叶面气孔开度显著低于对照并逐渐减小,在暴露48h和72h时,热激转录因子HsfA2和热激基因Hsp17.7、Hsp17.6BHsp17.6C转录上调,干旱响应基因DREB2ADREB2BRD29A表达增强;在SO2熏气72h后进行干旱胁迫,干旱期间SO2预暴露植株的叶片相对含水量高于非熏气干旱处理组,植株萎蔫程度比后者明显减轻,且SO2预暴露植株的地上组织中可溶性糖和脯氨酸含量升高,超氧化物歧化酶活性提高,丙二醛含量降低。结果表明:SO2能降低气孔开度、提高抗氧化能力、上调热激基因和干旱响应基因转录,并能促进干旱期间植物细胞内渗透调节物质的合成和积累,促使抗氧化酶活性提高,从而降低干旱胁迫对植株造成的氧化损伤,增强拟南芥对干旱的适应性。植物通过基因转录应答、酶活性改变、渗透调节物质积累等,在适应环境高浓度SO2的同时,提高了对干旱的适应性。

    • 基于分层的典型中亚热带天然阔叶林分局部生物多样性

      2018, 38(6):2163-2169. DOI: 10.5846/stxb201612072520

      摘要 (1524) HTML (84) PDF 6.85 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择福建万木林保护区内两块典型中亚热带天然阔叶林样地为对象,按分层和不分层两种情形,研究了小尺度( < 20m)范围内各组成树种的单物种-面积关系(individual species-area relationship,ISAR),以探讨局部生物多样性格局及其维持机制。结果表明,两个群落的乔木层都可以划分出受光层和非受光层两个亚层。以受光层林木为圆心进行ISAR分析,发现在小尺度范围大多数受光层林木为局部生物多样性的中性种,只有个别树种在个别尺度上有显著的促进或排斥作用。研究途径避免了对非随机作用在维持局部生物多样性中的相对重要性的高估。不分层时,乔木层内同样以中性树种为主。研究结果支持小尺度范围内调查的典型中亚热带天然阔叶林的物种多样性由中性作用主导的结论。

    • 典型喀斯特峰丛洼地不同植被恢复对土壤养分含量和微生物多样性的影响

      2018, 38(6):2170-2179. DOI: 10.5846/stxb201703180458

      摘要 (1923) HTML (93) PDF 4.72 M (1174) 评论 (0) 收藏

      摘要:以桂西北典型喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中草丛、灌丛、次生林、原生林4个植被恢复阶段为研究对象,通过测定优势种的根际与非根际的土壤pH、养分含量及微生物多样性,探讨不同恢复阶段根际土壤养分的富集效应及土壤微生物多样性的变化特征。研究结果表明:(1)4个恢复阶段的根际与非根际土壤养分均呈现显著差异;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;大多数养分表现出明显的富集效应,AP和AK在原生林的富集率明显高于其他恢复阶段;(2)4个恢复阶段细菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)均高于真菌,根际土壤细菌与真菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)与Pielou均匀度(EH)都高于非根际土壤;(3)4个恢复阶段土壤TN分别与pH、SOC、AN呈极显著正相关(P < 0.01),磷素、钾素与土壤微生物多样性呈显著相关(P < 0.05)。可研究结果为西南喀斯特脆弱区土壤生态功能恢复与植被恢复重建提供科学依据。

    • 北京东灵山树线处土壤细菌的PICRUSt基因预测分析

      2018, 38(6):2180-2186. DOI: 10.5846/stxb201703130423

      摘要 (2008) HTML (108) PDF 4.54 M (1275) 评论 (0) 收藏

      摘要:树线变动会对生物多样性分布以及生态系统功能的维持造成深远影响,研究树线处土壤微生物群落及其功能,对预测高海拔生态系统响应气候变化具有重要价值。采用MiSeq高通量测序技术及PICRUSt基因预测分析方法,对北京东灵山辽东栎林及树线之上亚高山草甸的土壤细菌群落及功能进行对比研究,结果表明:土壤细菌物种多样性在树线处没有发生显著的变化,沿海拔也没有呈现出明显趋势,但细菌群落结构以及预测功能基因均发生了变化。在39个二级预测功能分类中有10个子功能的相对多度在森林和草甸中具有明显差异。其中,其他次生产物代谢的生物合成、转录、多糖生物合成和代谢、酶家族、信号分子及交互作用、环境适应、细胞生长和死亡等的功能基因在森林中明显高于草甸中;而维他命及辅因子代谢、膜运输、内分泌系统等的功能基因在草甸中偏高。

    • 盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响

      2018, 38(6):2187-2194. DOI: 10.5846/stxb201610192141

      摘要 (1913) HTML (101) PDF 3.86 M (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用盆栽控制试验研究了盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫显著降低了AM真菌的侵染率与侵染强度,且具有高pH的碱胁迫的抑制效应更强。接种AM真菌一定程度上提高了胁迫下羊草幼苗的生物量及光合色素(Chl a,Chl b和Car)含量。随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草幼苗积累了大量的Na+,并抑制了其对K+的吸收,接种AM真菌一定程度上降低了Na+的积累,并缓解了胁迫下K+含量的降低,提高NO3-含量从而改善羊草幼苗的离子平衡。在碱胁迫下,柠檬酸、苹果酸含量均显著提高,在盐胁迫下,仅苹果酸含量显著提高,而接种AM真菌使盐碱胁迫下有机酸含量一定程度降低。在盐碱胁迫条件下,接种AM使羊草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性明显提高,增强宿主植物体内氧自由基的清除能力。接种AM真菌明显提高羊草幼苗抗盐碱能力,因胁迫类型不同,抗逆机理有所差异。研究结果为利用羊草进行生物改良退化盐碱草地以及菌肥的应用提供了科学依据,也为探求羊草-丛枝菌根共生体对盐碱胁迫的响应和反馈提供了数据支持。

    • 上海大金山岛原尾虫的物种多样性及生态特征

      2018, 38(6):2195-2203. DOI: 10.5846/stxb201702030209

      摘要 (1727) HTML (91) PDF 11.13 M (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:原尾虫是土壤动物的重要类群之一,然而目前对其物种多样性及生态特征的了解仍然十分有限,岛屿生态系统中原尾虫的研究尤为欠缺。为深入探讨原尾虫的栖息地选择、空间分布、种群密度、繁殖策略及其与土壤真菌的相互作用等生态特征,于2015年秋季在大金山岛竹林、乔木林和灌木林等3种不同的植被中进行了定量采样研究。结果表明,大金山岛共发现8种原尾虫,隶属2科4属,这些物种在上海市陆域植被中均有分布,且均为东洋界种类;大金山岛秋季原尾虫的总密度为竹林(696头/m2) > 乔木林(479头/m2) > 灌木林(213头/m2);竹林中原尾虫的Shannon-Wiener多样性指数显著高于灌木林(P < 0.05),而不同植被类型中原尾虫的Pielou均匀度、Simpson优势度和Margalef丰富度等指数无显著差异;大金山岛的原尾虫在土壤中为隔离分布,具有在适宜的微生境中集中分布的特点;发现原尾虫在野外受到病原真菌感染的直接证据;通过对原尾虫的性比和幼虫比的分析,发现其繁殖可能采取介于k对策和r对策之间的生态策略。

    • 呼伦贝尔草原辉河湿地不同淹水状态的土壤碳氮磷特征比较

      2018, 38(6):2204-2212. DOI: 10.5846/stxb201701180157

      摘要 (1765) HTML (121) PDF 6.68 M (1379) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程及其功能的重要特征。为了比较不同淹水状态下草原区河岸湿地土壤生态化学计量特征差异,探讨用土壤生态化学计量特征来表征草原河岸湿地的退化状态,以呼伦贝尔草原辉河河岸湿地为研究对象,分别选择完全退化和未退化河岸湿地,从中选取常年淹水区域(W)、年际干湿交替区域(WD)以及河岸带边缘多年未曾淹没的干燥区域(D)为观测样地,对比研究退化与未退化草原河岸湿地土壤C、N、P化学计量比在不同淹水状态下的表征。结果表明:(1)随着淹水状态的改变,不论是退化河岸湿地还是未退化河岸湿地,不同淹水状态下的土壤C/N、C/P、N/P均差异显著(P < 0.05);(2)退化河岸湿地的C/N、C/P和N/P的平均值分别为9.05、273.08和28.25,与未退化河岸湿地相比(7.85、95.48、11.41)值显著升高;(3)相关性分析结果显示,土壤总磷与有机碳、全氮显著正相关,与C/N、C/P、N/P负相关,这可能是限制退化河岸湿地土壤养分元素循环的主要因素。研究结果表明:呼伦贝尔草原辉河河岸湿地不同淹水状态的土壤碳、氮、磷特征差异明显(P < 0.05),尤其是土壤C/P和N/P。与未退化河岸湿地相比,退化河岸湿地的C/N、C/P、N/P均明显高于未退化河岸湿地(P < 0.05),因此可以将土壤碳、氮、磷化学计量比特征作为草原区河岸湿地退化的评价指标。

    • 张掖国家湿地公园优势鸟类种群生态位研究

      2018, 38(6):2213-2220. DOI: 10.5846/stxb201701140116

      摘要 (2182) HTML (94) PDF 4.97 M (1295) 评论 (0) 收藏

      摘要:鸟类时空格局影响下鸟类种群生态位的变化是认识鸟类环境适应机制的理论基础。在张掖国家湿地公园保育区,采用样带法研究了冬春季节5种优势鸟类种群生态位宽度和生态位重叠的时间异质性。结果表明:随着月份的更替,5种优势鸟类种群的生态位宽度呈现出先增大后减小的变化趋势,赤麻鸭(Tadornaferruginea)、绿头鸭(Anasplatyrhynchos)、麻雀(Passer montanus)、白骨顶鸡(Fulicaatra)的最高值出现在1月分别为1.601、1.415、1.627、1.771,大白鹭(Ardea alba)的最高值出现在3月为0.556;不同月份间鸟类优势种群生态位重叠存在差异,3月、11月生态位的重叠值最大,1月份最小;优势鸟类种群的生态位宽度和重叠在时间尺度上表现出"此消彼长"的关系。湿地公园时间尺度上的鸟类生态位宽度和重叠的差异与湿地食物资源及隐蔽条件、鸟类群体迁徙规律、鸟类种间的竞争密切相关,反应了湿地鸟类适应生境变化的可塑性机制。

    • 基于电路理论的滇金丝猴生境景观连通性分析

      2018, 38(6):2221-2228. DOI: 10.5846/stxb201706031022

      摘要 (2098) HTML (97) PDF 7.01 M (899) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观连通性对生态系统服务、动植物基因交流的保护以及景观规划等都具有重要影响作用。以滇金丝猴活动区域为研究对象,基于电路理论建立滇金丝猴栖息地的连接度模型,分析滇金丝猴栖息地间的连通性,对于连通性较好的区域,识别出了重点保护与恢复区域;对于连通性较差的区域,通过电路理论连接度模型确定了影响今后廊道建设的重点保护与恢复区域。结果表明:各区域内部猴群栖息地连通性较好,其中中部地区最优,其次是北部,最差为南部。G3和G4栖息地斑块作为对连接各区域猴群生境斑块起到关键作用的"踏脚石"斑块是今后重点保护与恢复的区域,保护和恢复南部与中部猴群栖息地间"空白区域"的植被对于整个滇金丝猴活动区域的猴群基因交流也尤为重要。方法上,相较于图论得到的单一路径,电路理论得到的多路径更具有现势性。研究方法及研究成果可为濒危物种保护和区域生态廊道设计提供重要参考价值。

    • >专论与综述
    • 植被活动对气候变化的响应过程研究进展

      2018, 38(6):2229-2238. DOI: 10.5846/stxb201702240305

      摘要 (2454) HTML (117) PDF 9.30 M (1328) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被作为陆地生态系统的主体,在以增暖为主要特征的气候变化影响下,植被活动产生了动态的、非线性的响应规律,并体现出水热要素与植被活动多过程的交互作用和复杂影响机制,形成明显的区域分异特征。总结了温度升高和降水变动对植被活动影响研究进展,一定幅度的增温与增雨有利于植被活动增强,但许多研究认为升温超过3℃,或者降水变化50%,将会对植被活动造成不利影响,而其中的关键响应阈值与脆弱性机制仍不明晰;整合分析了气候多要素对植被活动的耦合效应,水、热、光等气候要素相互叠加共同影响植被活动过程,尤其是暖湿的气候组合对植被活动更为有利。综述了植被活动响应气候变化的区域差异性,及其对植被带分布产生的影响,如我国东北地区的植被活动对温度较为敏感,森林界线发生北移,而内蒙古西部地区则受到水分影响,草原有所退化。提出了今后应遵循"过程和格局耦合"思路,集成应用实验、统计和模型等多种方法,增强植被活动响应气候变化的空间分异规律研究。

    • >学术信息与动态
    • 公众科学在欧美生态环境研究和管理中的应用

      2018, 38(6):2239-2245. DOI: 10.5846/stxb201712012161

      摘要 (1721) HTML (103) PDF 3.63 M (1322) 评论 (0) 收藏

      摘要:近十年来以大量公众参与科学研究活动为特征的公众科学在生态环境研究和管理中得到了快速发展,根据公众和科学家之间的合作程度不同出现了以贡献型、协作型和共创型为主的应用模式,并在生物多样性调查、环境质量监测、生态环境管理中表现出了极大的潜在价值。通过对欧美公众科学在生态环境研究和管理中的典型案例进行介绍,分析了其概念内涵,概括了其项目的组成结构和应用模式,指出了面临的挑战和发展趋势。结论如下:(1)传感器技术的进步、便携式智能设备和移动网络普及使得公众获取周边生态环境信息的能力日益增强,种类也日益多样。(2)公众科学项目的运用不仅能够扩大数据获取范围,也能加深公众对科学问题的认识和提高管理部门科学决策水平。(3)公众提供的数据种类,数据质量,以及公众激励机制,都是该模式持续和高质量运行时所要面临的挑战。(4)欧美一些"科研单位-公众机构-公民团体"等纷纷联合起来形成公众科学协会,同时政府部门已制定了公众科学发展计划和法规,来规范和促进公众科学项目的应用。(5)我国相关研究和管理部门应建立统一协作平台,进一步引导公众科学参与和提高协作效率。

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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