• 2019年第39卷第10期文章目次
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      2019, 39(10):0-0.

      摘要 (1053) HTML (0) PDF 23.55 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 可持续生态学

      2019, 39(10):3401-3415. DOI: 10.5846/stxb201812052661

      摘要 (3673) HTML (166) PDF 1.15 M (1139) 评论 (0) 收藏

      摘要:可持续生态学系用生态学原理和方法解决自然与社会经济协调发展问题,或者说生态学不断将人类及其社会经济活动纳入研究范畴而形成的自然科学与社会科学的交叉学科。40年来,我国在可持续生态学研究和实践领域取得了丰硕的成果,一是提出了"社会-经济-自然"复合生态系统理论;二是构建了适应中国国情的可持续发展评价指标体系;三是推进实施了国家可持续发展战略,并在不同时空尺度进行了试点示范;四是将可持续发展的区域生态安全格局和生态风险管理理论与方法应用于城市与区域发展规划中,并利用生态补偿机制推进跨域的生态安全格局建设;五是为国家生态文明建设规划纲要的出台提供了重要的科学支撑,有力地推进了生态文明建设战略的实施;六是系统地研究了全球气候变化对中国生态系统的影响,科学评估了气候变化的现状、趋势及其影响,提出了气候变化的生态适应对策;七是不断推进国家和地方层面的生态省、生态市、生态县建设,创建了不同层次和规模的可持续发展实验区、国家可持续发展议程创新示范区、生态农业试点示范县、生态工业示范园区等。本文从宏观生态学与可持续发展、生态城市与可持续发展、生态产业与可持续发展三个方面评述可持续性生态学的研究进展。可持续生态学的重点研究内容随着时代发展而不断更新,生态文明建设、生态安全格局构建、落实联合国2030可持续发展目标、应对全球环境变化、新型城市化和工业化对生态系统的影响等是当前和未来一段时间的研究热点。

    • 海岛生态物联网建设:概念和模型

      2019, 39(10):3416-3425. DOI: 10.5846/stxb201812132718

      摘要 (1778) HTML (72) PDF 5.11 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岛是自然资源的重要组成部分,但由于受海洋影响强烈、海岛空间有限而生态脆弱性明显,应加强保护。保护的前提则需要掌握海岛生态本底现状及未来发展、变化趋势等信息,海岛生态物联网监测则能够为实现这一需求提供重要支撑。本文在前人相关研究的基础上,概述了海岛生态物联网的概念,即基于物联网技术对海岛生态系统开展自动、实时、长期监测并获取海岛生物、非生物、生态安全等信息以掌握海岛生态系统在自然和人为活动干扰下的变化规律与机制,评估海岛生态状况以作出相应决策和开展海岛生态学研究的基础网络体系;结合海岛特点构建了海岛生态物联网概念模型,形成了由生态要素监测层、数据采集层、存储层、网络传输层、能源保障层、保密层、应用层等7部分构成的监测体系;海岛生态物联网在前期构建、监测内容、数据管理、建设及维护、数据应用等方面具有区别于其他物联网的特征。以广东典型小海岛——三角岛为例展示了海岛生态物联网概念模型在具体海岛上的构建应用,为下一步开展三角岛生态物联网的实践应用及管理提供基础参考,为海岛生态监测和生态物联网建设提供理论和实践参考,并有助于未来海岛生态物联网建设的研究。

    • 动物的共生菌固氮

      2019, 39(10):3426-3442. DOI: 10.5846/stxb201803070456

      摘要 (1692) HTML (77) PDF 4.25 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了共生菌固氮涉及的动物和微生物类群、动物共生菌固氮的性质和机理。应用乙炔还原法和固氮酶基因检测等研究表明,所涉及的动物有7门13纲23目50科99属174种。动物肠道具有丰富的微生境,供不同生理需求的固氮菌生长发育,所蕴含的共生固氮菌类群也十分丰富,涵盖植物共生固氮菌、植物内生固氮菌、植物根际固氮菌、自生固氮菌等生态类型。一般认为动物共生固氮菌来源于环境,其性质属于联合共生固氮。动物共生固氮菌一般与其他共生生物形成复合体,以满足固氮过程中对电子和质子供体、能量供给、固氮酶活性保护以及氨阻遏解除等方面的需求。动物共生菌固氮产物氨的同化也需要多种共生物的协同作用,可能通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶等途径。总体上,食物氮、非蛋白氮和共生菌固氮相互协调,形成营养和解毒的代谢网络,共同维持动物体内氮素营养的动态平衡,并对未来研究提出展望。

    • >生态系统服务专题
    • 黄土高原生态系统服务权衡与协同时空变化及影响因素——以延安市为例

      2019, 39(10):3443-3454. DOI: 10.5846/stxb201808141730

      摘要 (2081) HTML (111) PDF 8.18 M (788) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确黄土高原生态系统服务权衡与协同的时空变化特征及影响因素,深刻理解能源开发和经济发展背景下黄土高原多种生态系统服务之间的相关关系,为实现经济与生态保护的协调发展提供理论依据。以黄土高原典型区延安市为例,探讨1993-2013年间生态服务价值(植被净初级生产力、土壤保持、水源涵养和食物供给)之间权衡与协同关系的时空变化特征,以及退耕还林政策和地形坡度对生态系统服务权衡与协同关系动态变化的影响。结果表明:①各类生态系统服务之间呈现不同的相关关系,食物供给与土壤保持、水源涵养以及NPP之间均为权衡关系,NPP与土壤保持、水源涵养之间为协同关系,土壤保持与水源涵养呈现协同关系;②20年来延安市生态系统服务整体表现为权衡加强协同减弱的趋势;③对比退耕还林区与非退耕还林区权衡与协同的动态变化,发现退耕还林区各类生态服务多呈协同关系且不断加强,而在非退耕还林区多表现为权衡关系;④坡度为15°-25°地区生态服务冲突最为显著,大于25°地区生态服务协同作用显著;⑤NPP与水源涵养的协同关系呈现北部高南部低的分布规律,NPP与食物供给权衡程度在延安市北部较强而东部较弱,水源涵养与食物供给的权衡关系在延安市西南部更为突出而北部最弱。

    • 基于生态系统服务价值重构的干旱内陆河流域生态安全格局优化——以张掖市甘州区为例

      2019, 39(10):3455-3467. DOI: 10.5846/stxb201803130495

      摘要 (1663) HTML (79) PDF 5.61 M (698) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱区内陆河流域的生态环境极为脆弱,生态系统的微小变化也可能给流域生态安全带来巨大影响。甘州区位于干旱内陆河流域,生态问题突出,重视生态系统自身安全、构建合理的生态安全格局是保障该地区生态安全的有效措施。通过当量因子法估算2000、2005、2010年甘州区生态系统服务的静态价值,在充分考虑各项生态系统服务功能变化率及空间集聚程度对功能发挥影响的基础上,采用生态系统服务优先指数和空间丰富度指数,对甘州区2010年生态系统服务静态价值的估算结果进行动态重构。利用重构后的生态系统服务价值构建了甘州区3种不同安全水平情景下的生态安全格局。结果表明:1)甘州区生态系统服务价值总量逐步上升,各项服务多年变化率差异不大。2)重构后生态系统服务价值量为1438.21-390993元/hm2,大部分地区为中低值。3)低、中、高安全水平生态安全格局中,生态源地面积分别为155.75 km2,191.25 km2和224.5 km2。基于生态系统服务价值构建的生态安全格局是立足于生态系统服务现状提出的规划策略,可为区域生态保护规划和生态文明建设提供重要依据。

    • 罗霄山区生态用地时空演变及其生态系统服务功能的响应——以井冈山为例

      2019, 39(10):3468-3481. DOI: 10.5846/stxb201806011223

      摘要 (1555) HTML (94) PDF 6.04 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态用地的可持续利用对人类生存至关重要,而山区生态用地变化及其引起的资源环境效应是山区地域人地关系变化的反映,认识和探讨山区生态用地时空分布和形成机理对维持区域生态平衡和引导经济社会可持续发展具有深远意义。运用土地利用空间分析模型和Meta分析方法,分析井冈山的生态用地变化空间格局及其生态服务价值损益;利用Logistic回归和地理探测器,诊断生态用地的空间指向特征和时间演化过程。结果表明:(1)1990-2015年,井冈山生态用地变化显著,呈不断减少趋势,其中近城区表现最明显;生态用地转移的主要对象为城乡建设用地。1990-2000年间,井冈山生态用地的总体转移速率远远大于2000-2015年间的转移速率;林地的转移面积及占比最大,转移部分大于新增部分,属于生态用地减少型地类,而草地和水域属于生态增加型用地,且转移速率较大,是井冈山市较"活跃"的生态用地类型。(2)生态用地的时间演化过程的主导驱动因素包括人口数量和产业结构,空间演变格局中的主导驱动因素为到河流的距离和到地域中心的距离。(3)1990-2015年,生态系统服务价值不断降低但减少速率逐渐放缓,1990-2000年的年均减少量大于2000-2015年的年均减少量。其中,林地对生态服务价值的贡献最大。山区乡村振兴应以生态系统服务价值目标导向,实现农民生计和生态安全的协同优化,利用山区地域资源优势,强化三产融合,推进山区"乡村振兴"。

    • 基于格网的伏牛山区土地利用变化对生态服务价值影响研究

      2019, 39(10):3482-3493. DOI: 10.5846/stxb201803210558

      摘要 (1643) HTML (107) PDF 8.28 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:以我国南水北调中线引水工程水源地所在的伏牛山区为例,测算、分析了1990-2015年土地利用变化和生态系统服务价值(ESV),在此基础上探究土地利用变化对ESV的影响。结果表明:(1)研究期间,伏牛山区建设用地大幅增加,耕地和草地大幅下降,耕地和建设用地相互均有较大规模转换。(2)林地是伏牛山区最主要的生态用地,调节服务和支持服务构成了伏牛山区ESV的主体;ESV高值区分布于伏牛山区中部高海拔林区,低值区分布于周围地势较平坦的耕地和建设用地区域;除林地、水域和未利用地ESV有小幅增加外,其他地类的ESV均快速减少,致使伏牛山区生态系统服务总价值减少。(3)ESV损失区域主要分布于各县的城镇边缘区以及栾川县的采矿区,可通过保护林地和水域、退耕还林、农居点整理、绿色矿山等土地调控政策提高生态服务价值。将土地利用变化图谱与ESV变化热点分析结合,可为从空间上研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响提供新的研究框架,为伏牛山区土地利用精准调控提供政策依据。

    • 南宁市湖库型饮用水源景观结构与涵养功能关系耦合优化

      2019, 39(10):3494-3506. DOI: 10.5846/stxb201801240193

      摘要 (1302) HTML (86) PDF 3.84 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明湖库型饮用水源景观结构与涵养功能间的内在机理,优化水源涵养林功能,保护水源安全,借助遥感解译技术得到各用地类型面积并计算水源涵养功能指数,依据取水量和水源涵养量间水量平衡模式计算所需最小森林面积,应用多元数量分析方法探究水源涵养功能指数、景观格局指数、水质指标之间的耦合关系。结果表明:(1)水源地3 km缓冲区较500 m缓冲区的水源涵养功能有所下降。(2)用最小面积法优化筛选出以软阔叶林、栎林、硬阔叶林、竹林为主的岸边带森林生态系统可有效提高水源涵养功能,最大限度的满足饮用水源保护区面积、集雨区面积和涵养区面积间的数量关系。(3)水源涵养功能与景观格局、水资源、水质和污染物排放间可建立起通过显著性检验的多元回归拟合模型方程。(4)多维尺度综合分析过程可诊断出南宁市湖库型饮用水源在生态系统稳定性、水资源量和水质方面存在的生态安全与风险隐患问题,建议南宁市开展饮用水源环境综合整治、生态系统保护与修复工作。

    • 泸沽湖生态系统格局变化及其驱动力

      2019, 39(10):3507-3516. DOI: 10.5846/stxb201803020415

      摘要 (1508) HTML (70) PDF 3.40 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用遥感影像与地理信息系统技术结合,采用生态系统信息分类提取方法和景观指数方法对1990年至2015年泸沽湖风景区生态系统构成与格局变化进行分析,并进一步探析引起各类生态系统变化的驱动力因素,为泸沽湖风景区进一步生态与环境规划提供科学和理论依据。25年间,泸沽湖风景区内主要生态系统类型可分为农田、森林、草地、水域和人居环境等五类生态系统,1990年至2005年,主要表现为农田、森林、草地3个生态系统之间相互转化;2005年至2015年,主要表现为森林、草地、水域生态系统整体流向农田、人居环境系统。总体上泸沽湖景观破碎化与复杂程度呈下降趋势,连通性和整体性逐渐增强,但各生态系统类型之间比例差异增大。农田生态系统变化的主要驱动力是政策导向;森林与草地生态系统变化的主要驱动力是退耕还林还草工程与人类活动;水域生态系统变化主要驱动因素是湿地造林与人类活动入侵;人居环境系统变化的主要驱动因素为人类用地需求的增涨。针对泸沽湖生态系统变化存在的问题提出了相应的规划建议。

    • >土壤生态专题
    • 模拟降水减少对中亚热带杉木人工林土壤甲烷吸收的影响

      2019, 39(10):3517-3525. DOI: 10.5846/stxb201807091488

      摘要 (1557) HTML (75) PDF 1.44 M (721) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林土壤是大气中甲烷重要的汇,降水变化是影响森林土壤甲烷吸收速率(VCH4)的重要因子。以中亚热带地区不同降水减少程度的杉木林土壤为研究对象,采用静态箱-气相色谱法来测定不同模拟降水减少处理样地的土壤甲烷吸收速率。结果表明:模拟降水减少后显著改变了土壤中的含水量,降水减少60%、降水减少20%和对照样地的年均土壤含水量分别为18.87%、23.89%和28.33%。杉木人工林土壤甲烷吸收速率在月变化上存在较大幅度的波动,其中土壤甲烷吸收速率在8月份达到一年中的最大值(对照75 μg m-2 h-1),2月份达到一年中的最小值(对照10.93 μg m-2 h-1)。3种处理样地的土壤全年均为甲烷汇,与对照样地的甲烷年通量(2.48 kg hm-2 a-1)相比,降水减少60%和20%样地的甲烷年通量分别增加44%和19%。在对照样地中,土壤甲烷吸收速率与土壤含水量呈现负相关(P=0.001),与温度相关性不显著(P > 0.05);而模拟降水减少后,土壤甲烷吸收速率与土壤温度呈正相关关系(P=0.006和P=0.034),与土壤含水量相关性不显著(P > 0.05)。总之,模拟降水减少后不仅提高了杉木人工林土壤甲烷吸收的能力,同时也可能改变影响土壤甲烷吸收的环境因子;在模拟降水减少前土壤甲烷吸收速率与土壤水分相关性更为密切,而模拟降水减少后土壤甲烷吸收速率可能主要受土壤温度的影响。

    • 杉木N、P代谢对模拟土壤增温及隔离降雨的响应

      2019, 39(10):3526-3536. DOI: 10.5846/stxb201803220570

      摘要 (1559) HTML (95) PDF 1.92 M (574) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变化改变了陆地生态系统植物的生理状态,使植物氮(N)、磷(P)代谢发生了变化。为揭示全球气候变暖及干旱环境下植物N、P代谢特征的变化,以典型的亚热带植物杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,按照两因素两水平试验设计设置对照、增温(+5℃)、隔离降雨(-50%)和增温×隔离降雨4个处理,根据"主干法"确定针叶龄级,采集一年生、二年生、三年生及四年生叶片,同时收集每个处理的凋落叶,分别测定鲜叶及凋落叶的生态化学计量学特征,并计算其N、P吸收率。结果表明:(1)增温及隔离降雨对凋落叶N浓度及C/N比值均无显著影响,隔离降雨使凋落叶P浓度显著增加23.32%,C/P比值显著下降18.57%(P < 0.05)。(2)增温、增温×隔离降雨处理使杉木二年生鲜叶N浓度较对照组均有显著差异(P < 0.05),三、四年生叶片N浓度在隔离降雨处理下分别极显著增加18.15%和25.33%(P < 0.01),增温及隔离降雨使P浓度均呈下降趋势但未造成显著差异。(3)N吸收率(NRE)在处理间及叶龄间均无显著差异;P吸收率(PRE)随叶龄增加呈下降趋势,其中仅隔离降雨处理下不同叶龄杉木叶PRE未有显著差异。(4)增温、隔离降雨及二者交互作用均增加鲜叶N浓度及NRE之间拟合关系,其中增温及增温×隔离降雨拟合度呈显著相关(P < 0.05),而增温、隔离降雨及二者共同作用均显著降低鲜叶P浓度及PRE的拟合关系(P < 0.05),其中隔离降雨处理对其影响最大。在中亚热带地区,杉木生长受P元素限制显著,土壤温度和水分都是叶片P素变化的重要因素,而杉木叶片N素对水分较为敏感,适当的水分亏缺能使叶片的N浓度增加,尤其对成熟叶片影响显著。

    • 沙化草地土壤碳氮磷化学计量特征及其对植被生产力和多样性的影响

      2019, 39(10):3537-3546. DOI: 10.5846/stxb201711242094

      摘要 (1758) HTML (106) PDF 3.07 M (666) 评论 (0) 收藏

      摘要:沙化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其对植被生产力与多样性的影响对于认识草地沙漠化过程中土壤与植被的互馈关系,以及沙漠化发展的生态学机理具有重要的意义。通过对科尔沁沙地75个沙化样地的野外调查,研究了科尔沁沙地不同程度沙化草地的表层土壤C、N、P化学计量特征及其与生产力和多样性的相关关系。结果表明:1)科尔沁沙地沙化草地表层土壤具有较低的有机C、全N、全P含量及C:N、N:P和C:P,平均值分别为1.39 mg/g、0.117 mg/g、0.079 mg/g和7.50、2.22、16.91;草地沙漠化过程中,土壤有机C、全N、全P含量显著降低的同时,C:N、N:P和C:P亦显著降低,表明土壤有机C、全N、全P在沙漠化过程中的损失是不同步的;2)科尔沁沙地沙化草地表层土壤有机C、全N、全P元素间均呈显著正相关,具有一定的耦合关系,且土壤有机C和全P间的耦合关系不随沙漠化的发展而发生改变;3)草地沙化过程中,土壤养分的损失限制着草地生产力,而土壤N:P较全N、全P含量更能反映土壤养分对生产力的限制作用;4)沙化草地土壤全N含量与物种丰富度间具有显著正相关关系,而土壤全P含量与其无显著相关性;多样性指数与全N、全P含量间均具有显著正相关关系;相对于土壤全N、全P含量,N:P能更好地反映养分平衡对物种多样性的影响作用。

    • 荒漠草原土壤相对湿度对猪毛蒿表型可塑性的影响

      2019, 39(10):3547-3556. DOI: 10.5846/stxb201803150512

      摘要 (1338) HTML (86) PDF 7.02 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:猪毛蒿(Artemisia scoparia)为菊科蒿属草本植物,是一种适应性较强的广幅种。研究荒漠草原不同土壤相对湿度条件下猪毛蒿的表型可塑性,对认识异质生境下猪毛蒿的生存适应策略具有重要的生态学意义。结果表明:株高、茎粗、根长、根重和单株生物量均表现出随土壤相对湿度的增大而增加的趋势,对异质生境具有较强的可塑性,而根冠比则表现出相对的稳定性。植株不同部位生物量大小排序为:上部 < 中部 < 下部,且植株下部显著大于上部生物量(P < 0.05)。土壤相对湿度 > 40%生境下的头状花序数量和重量显著高于土壤相对湿度 < 30%和30%-40%生境。繁殖器官绝对投入量(lg R)随着个体大小(lg V)的增大呈极显著的增加(P < 0.001),繁殖阈值介于1.868-2.006 g。随着土壤相对湿度的增加,繁殖分配比例极显著增大(P < 0.001)。营养器官和繁殖器官生物量、头状花序重量和数量、地下生物量和地上生物量均呈极显著线性正相关关系(P < 0.001),存在正向权衡。单个头状花序重量并不随个体大小和头状花序数量的增加而发生显著变化(P > 0.05),且在不同土壤相对湿度和不同部位间均无显著差异(P > 0.05)。由此可见,猪毛蒿在异质生境下产生的可塑性是其生存繁殖的重要反应机制之一。

    • 基于容器分区处理探究黑麦草生长对喀斯特不同土壤生境和水分的响应

      2019, 39(10):3557-3565. DOI: 10.5846/stxb201805121045

      摘要 (1151) HTML (62) PDF 1.41 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同水分条件下喀斯特地区分布不均、厚薄不一土壤小生境对禾本科草本植物生长的影响,用3种不同深度的容器(对照深度CK,深土D和浅土S)两两组合为6种复合容器(CK-CK、CK-S、CK-D、D-D、S-D和S-S)以实现容器分区,研究了黑麦草的根系生长、生物量积累及其分配特征。结果表明:1)在水分充足(W0)条件下,组合了浅土容器和深土容器的处理中,黑麦草的根系生长(根长、根直径、根表面积和根生物量)均低于对照容器(CK-CK),且有浅土容器的组合处理(S-S,S-D,CK-S)受抑制程度大于有深土容器的组合处理(CK-D,D-D);当水分含量降低后,即中水(W1)和低水(W2)条件下,有深土容器的组合[D-D和(或)CK-D]根系生长与对照相比显著增加,而有浅土容器的组合[S-S和(或)CK-S]根系生长与对照相比显著降低。2)对比同一处理不同容器分区中黑麦草生长指标发现,在水分充足情况下,深土容器和浅土容器均会抑制植物生长,而当水分减少,S区根系生长被严重抑制,但D区根系增长优势明显。3)水分充足条件下,根冠比未受到显著影响;当水分降低时,组合了深土容器的处理根冠比均有升高的趋势,组合了浅土容器的处理根冠比有降低趋势。由此可见,不同土壤生境带来的物理空间限制会影响植物根系生长和生物量积累与分配,但水分的减少会改变根系生长及生物量积累对不同土壤生境的响应:在水分充足时,土壤物理空间是影响根系生长和生物量积累与分配的主要因子,黑麦草主要发展浅层根系。而当水分减少时,黑麦草根系在浅层土壤中无法获取供给生长代谢活动的足量水分,更倾向于将有限的有机物分配给根,通过根系伸长、表面积和体积增大、直径增粗等策略加强水分吸收,从而增强对干旱的抗逆性,提高对土壤和水分异质性的适应。

    • 原始红松林退化演替后土壤氮矿化特征变化

      2019, 39(10):3566-3574. DOI: 10.5846/stxb201806281425

      摘要 (1333) HTML (80) PDF 3.24 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤氮矿化是氮素生物地理化学循环的重要环节,表征着土壤的供氮潜力,其变化过程会影响森林生态系统生产力。从小兴安岭典型的原始红松林及其退化形成的次生阔叶林样地采集土壤样品,采用好气室内培养法,研究在不同培养温度(4℃、12℃、20℃、28℃和36℃)和湿度(20%、40%、60%、80%和100%饱和持水量,WHC)下,2种林地土壤氮转化速率的变化。结果表明:与原始红松林相比,次生阔叶林表层土(0-20 cm)的有机质、全碳、全氮、硝态氮、碳/氮比、全磷、速效磷、速效钾、pH值均显著升高,铵态氮显著降低(P < 0.05)。采用方差分析结果表明:原始红松林表层土壤的净矿化速率、净硝化速率均显著低于次生阔叶林,但净氨化速率的变化则相反;培养温度和湿度及两者的交互作用均对土壤氮转化速率影响显著(P < 0.001)。原始红松林和次生阔叶林净矿化速率对温度和湿度变化的响应存在一定差异,最适温度和湿度分别为28℃-36℃和60%(WHC)。原始红松林土壤氮矿化温度敏感性指数(Q10)显著高于次生阔叶林(P < 0.05),均值分别为2.08和1.80,Q10与基质质量指数(A)呈负相关,与土壤有机质呈极显著负相关(P < 0.01)。

    • 硬化地表对不同树种土壤微生物群落结构和功能的影响

      2019, 39(10):3575-3585. DOI: 10.5846/stxb201805311209

      摘要 (1509) HTML (88) PDF 1.59 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市硬化地表可减少土壤有机物输入,并改变土壤理化性质,由此可能影响土壤微生物群落结构和功能,但目前国内外相关研究较少。为研究不同树种下土壤微生物群落对硬化地表的响应,设置透水硬化地表(Pervious pavement,P)、不透水硬化地表(Impervious pavement,IP)和自然地表(Control,C)3个处理水平的地表类型,并栽种北方常见的常绿针叶树油松(pine,Pinus tabulaeformis)和落叶阔叶树白蜡(ash,Fraxinus chinensis)。采用氯仿熏蒸浸提法、磷脂脂肪酸法(PLFA)及BIOLOG培养法分别测定了土壤微生物量、群落结构和功能多样性。结果表明:(1)与自然地表(C)相比,硬化地表下土壤微生物生物量碳、氮含量显著降低(P < 0.05),土壤微生物群落组成和群落功能多样性发生了改变。透水和不透水硬化地表下土壤微生物细菌、真菌数量降低,真菌/细菌(fungi/bacteria,F/B)、cy/pre(环丙基脂肪酸/前体结构cyclopropyl fatty acid/monoenoic precursors)和sat/mono(一般饱和脂肪酸/单不饱和脂肪酸normal saturated fatty acid/monounsaturated fatty acid)等环境压力指标均显著升高(P < 0.05),且土壤微生物cy/pre值在不透水硬化地表下显著高于透水硬化地表下,表明不透水硬化地表下土壤环境压力更大;不透水硬化地表下土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、胺类和聚合物的利用显著降低(P < 0.05),微生物群落功能丰富度及多样性指数显著降低(P < 0.05)。(2)土壤微生物群落结构和功能多样性在不同树种间存在一定差异。油松树下土壤微生物真菌、丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和F/B值在透水和不透水硬化地表下均显著降低(P < 0.05),而白蜡树下只在透水硬化地表下显著降低(P < 0.05);硬化地表使土壤微生物对糖类、氨基酸类和聚合物的利用强度在油松和白蜡树下表现出显著差异。硬化地表对土壤微生物的影响将进一步影响城市绿地的养分循环、树木生境和生态系统服务功能。

    • 呼和浩特市大青山白桦根际土壤细菌群落结构研究

      2019, 39(10):3586-3596. DOI: 10.5846/stxb201805221123

      摘要 (1509) HTML (90) PDF 5.05 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高通量测序技术对天然次生林生态系统演替过程中先锋树种白桦的根际土壤细菌多样性及群落结构进行了分析。研究结果表明:白桦根际土壤细菌隶属于28门、90纲、126目、213科、286属,在3个采样地中排名前8的优势细菌门的相对丰度均大于1%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。各样地中前3个门的相对丰度之和均在60%以上。对白桦根际土壤细菌的α多样性指数、门水平的聚类热图以及PCoA聚类结果的分析表明,3个采样地中,小井沟(B2)和哈达门森林公园(C2)白桦根际土壤细菌的物种组成更为接近,与井儿梁(A2)的物种组成有一定差异;且小井沟和哈达门森林公园的物种多样性及丰度(ACE指数)显著高于井儿梁,表明细菌对不同环境的适应能力有明显差异。对细菌群落结构与土壤理化性质的RDA分析及相关性分析表明,环境因子对白桦根际土壤细菌的影响顺序为:全氮TN > 酸碱度pH > 含水量WC > 速效钾AK > 硝态氮NN > 铵态氮AN > 有机质OM > 有效磷EP,其中,TN、pH和WC是白桦根际土壤优势细菌的主要影响因子。研究结果为深入认识森林生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因子提供了理论依据。

    • 不同土壤深度对宁夏石嘴山盐碱地细菌菌群多样性的影响

      2019, 39(10):3597-3606. DOI: 10.5846/stxb201805141055

      摘要 (1421) HTML (82) PDF 5.11 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:宁夏自治区是我国受到土壤次生盐渍化危害的重点区域,然而对该地区盐碱化形成机制及影响因素的研究资料较少。在宁夏石嘴山地区采集土壤样本,采用基于16S rRNA的PCR-DGGE技术对不同深度土壤的细菌群落多样性和优势种群进行分析,以期从土壤生态角度探索该地盐渍化成因及改良措施。带谱相似性和UPGMA聚类结果表明,表层(D < 20 cm)土壤和底层(D > 80 cm)土壤样本中细菌菌群相似程度较高;而中间层(20 cm < D < 80 cm)土壤样本中细菌菌群相似程度很低。多样性指数分析显示,随着地层深度的增加,菌落的丰富度和多样性均趋于下降;而均匀程度变化幅度不大。对其中5个优势条带进行测序比对的结果表明,该地区土壤可识别优势细菌菌群为变形细菌门Proteobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes,但大部分条带未可识别。结果表明该地区盐碱土壤中的细菌菌群多样性程度较高,且优势菌群不尽相同;土壤深度与细菌菌落多样性在一定程度上存在线性关系。为深入研究次生盐渍化土壤的形成机制以及影响因素提供理论参考。

    • 目标树经营初期对柏木人工林土壤线虫群落的影响

      2019, 39(10):3607-3621. DOI: 10.5846/stxb201806101296

      摘要 (1465) HTML (90) PDF 1.38 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究目标树经营初期对柏木人工林土壤线虫群落的影响,对遂宁市安居区处于竞争生长阶段的柏木林进行3种不同密度目标树经营,共计样地12个(目标树密度为6株/667 m2、9株/667 m2、12株/667 m2以及对照各3个)。在目标树经营1年后,采集春、夏、秋、冬4个季节样品共252个,采用改进的Baermann湿漏斗法分离土壤线虫,共鉴定出土壤线虫59科143属。其中Prionchulus为优势属,食细菌性线虫38属,食真菌性线虫12属,植食性线虫36属,杂食/捕食性线虫57属。土壤线虫生活史策略以c-p 4类群为主,占总数的44.33%,其中目标树密度为9株/667 m2整个样地(9N)的c-p 4占比最大。目标树经营增加了土壤线虫的数量,目标树密度为9株/667 m2的目标树单株(9C)线虫密度达到最大;目标树经营处理中均以杂食/捕食性线虫数量最多,其中9C杂食/捕食性线虫数量均高于其他处理;目标树经营提高了多样性指数(H')、均匀度指数(J)、线虫营养多样性指数(TD)、线虫成熟度指数(MI),目标树经营改善了土壤线虫群落结构,其中目标树密度为9株/667 m2样地的土壤线虫群落结构最优。研究结果表明,采用目标树经营有利于提升土壤线虫群落多样性,使柏木人工林生态系统向更稳定的方向发展,其中目标树密度为9株/667 m2的效果最为显著。

    • 黄土高原典型植被恢复过程土壤与叶片生态化学计量特征

      2019, 39(10):3622-3630. DOI: 10.5846/stxb201806031237

      摘要 (1539) HTML (79) PDF 2.89 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示黄土高原典型人工植被恢复过程中植物叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素变化特征及其交互作用,以延安庙咀沟流域恢复20-40a的刺槐(Robinia pseudoacacia)、柠条(Caragana korshinskii)、草地和坡耕地(对照)为研究对象,分析了各样地植物叶片和土壤C、N、P化学计量的变化特征及相互关系。结果表明:从20a到40a的恢复过程中,3种植被叶片C含量均显著增加,草地叶片P含量显著升高,而刺槐、柠条叶片N和P含量则显著降低。刺槐、柠条及草地土壤C、N、P含量随着恢复年限的延长而增加,比耕地分别增加了70%-349%、27%-202%、13%-62%(P < 0.05),其中刺槐的增幅最大。从增速来看,刺槐和柠条林土壤表层C、N增速表现为前期(0-20a)大于后期(20-40a),而草地则相反。在20-40a的恢复过程中,刺槐、柠条叶片C:N、C:P均显著增加,草地叶片C:P、N:P则显著降低。恢复过程中,土壤C:P在刺槐和草地中显著增加,而土壤N:P仅在草地中显著增加,土壤C:N则没有显著变化。相关性分析显示叶片C和土壤C、N、P显著正相关,叶片N、P和土壤N显著正相关,叶片和土壤N:P显著正相关,叶片P、C:P与土壤C、N增速显著相关,表明叶片P可以指示土壤C、N增速的变化,而N:P可以将植物和土壤联系起来。植被恢复过程中,叶片和土壤C、N、P含量及增速均发生显著变化,且存在密切的联系,这种变化的趋势在刺槐、柠条和草地中有所不同。

    • 闽江口互花米草淤积作用对其自身和短叶茳芏残体分解及硫养分释放的影响

      2019, 39(10):3631-3642. DOI: 10.5846/stxb201805141056

      摘要 (1293) HTML (70) PDF 1.46 M (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:2016-2017年,以闽江口鳝鱼滩西北部互花米草(SA)入侵初期与短叶茳芏(CM)形成的典型交错带植物残体为研究对象,基于野外原位分解试验,通过设定无淤积强度(S0,0 cm/a)、当前淤积强度(S5,5 cm/a)和未来淤积增强(S10,10 cm/a)3种处理,模拟互花米草入侵初期导致的淤积作用对其自身以及短叶茳芏残体分解及硫养分释放的影响。结果表明,随着互花米草入侵导致的淤积强度的增加,互花米草和短叶茳芏残体的分解速率均明显降低;与S0相比,二者在S5与S10处理下的分解速率分别降低49.09%(SA)、35.14%(CM)和56.36%(SA)、44.59%(CM)。随着淤积强度的增加,互花米草和短叶茳芏残体分解过程中的TS含量整体均呈增加趋势,且其对短叶茳芏TS含量变化的影响较为明显;互花米草和短叶茳芏残体在分解过程中均表现为不同程度的硫释放,但随淤积强度的增加,二者硫释放量均呈降低趋势,且在相同淤积强度下,前者的硫释放量要高于后者。不同淤积强度下残体分解速率及硫养分释放强度的差异不仅与分解环境中的EC密切相关,且与残体残留率、初始基质质量(C/N和C/S)以及淤积导致养分条件改变而对分解过程中残体基质质量的影响有关。研究发现,随着淤积强度的增加,两种残体的分解速率及硫释放强度均降低;但在相同淤积强度下,短叶茳芏残体的分解速率和硫释放量均大于互花米草。

    • 基于SPEI指数的淮河流域干旱时空演变特征及影响研究

      2019, 39(10):3643-3654. DOI: 10.5846/stxb201811052398

      摘要 (1441) HTML (83) PDF 16.19 M (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用淮河流域149个气象站1962-2016年逐日气温、降水资料以及历史旱情资料,基于SPEI、EOF和M-K等方法分析淮河流域的干旱时空特征,研究干旱的时空演变规律并揭示其对农业生产的影响。结果表明:(1)基于SPEI得到的干旱频次与受灾、成灾面积的相关性通过了0.1的显著性水平检验,表明SPEI在淮河流域具有较好的适用性;(2)淮河流域干旱发生时间差异明显,干旱次数呈现波动变化,发生重旱和特旱次数占总干旱的比重是20.0%,其中重旱和特旱在1960s比重最大(24.8%),其次是2010s(15.8%),在1980s比重最低(10.0%);(3)干旱的空间分布差异大,淮河流域干旱频率在27.76%-36.04%之间,西北部和东南部发生干旱强度较西南部、东北部及中部低;(4)淮河流域总体呈干旱化的趋势,从中部到四周呈现由高到低递减的趋势变化,且空间模态表现为全区一致型、南北相反型和东西相反型。

    • 青藏高原气候变化对农牧民开垦的影响

      2019, 39(10):3655-3669. DOI: 10.5846/stxb201806251395

      摘要 (1430) HTML (96) PDF 7.91 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:自1980年代后期以来,青藏高原持续变暖趋势明显,且增温幅度高于我国其他地区。基于遥感数据和种植适宜性模型的一些研究表明,该地区足够的农业热量资源增加了适宜耕种土地的面积,为农牧民的开垦行为创造了有利的条件。然而,对农牧民是否开垦以及开垦原因的实证研究,以及农牧民如何平衡气候变化带来的开垦机遇、风险和人口压力,仍然缺少认识。以青藏高原的3个典型产粮区域("一江两河"地区、河湟谷地、壤塘县)为研究区,利用605户农户家庭调研数据,分析了影响农牧民开垦行为的影响因素。计量结果表明,农牧民感知冬季持续时间的整体变化趋势、家庭总人口、抚养比与农牧民开垦行为呈显著正相关关系;农牧民感知降水的整体变化趋势、人均打工年收入、户主受教育水平、是否借贷、居住地距集镇距离与农牧民开垦行为呈显著负相关关系。随着城镇化的不断加快,农牧民对非农工作的认可度越来越高,加之政府的管制,使得开垦现象并不普遍。由于农牧民的开垦对青藏高原的生态环境极有可能造成不可逆的负面影响,应该提供更多的非农就业机会,促进农业集约化,加强监管,以降低开垦的可能性。

    • 尕海湿地不同密度下甘肃马先蒿根系分叉数与连接数、分支角度的关系

      2019, 39(10):3670-3676. DOI: 10.5846/stxb201711222084

      摘要 (1153) HTML (89) PDF 1.19 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系构型决定根系分布及其对养分和水分的吸收效率,是植物根系与胁迫生境相互适应的结果。采用标准化主轴估计(Standardized major axis estimation,SMA)法,并采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪相结合的方法,按照甘肃马先蒿种群密度设置I(10-31株/m2)、Ⅱ(32-53株/m2)、Ⅲ(54-75株/m2)3个样地,研究了尕海湿地不同密度下甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)根系分叉数与连接数及分支角度的关系。结果表明:随着种群密度由高到低转变,甘肃马先蒿的高度、盖度、地上生物量、根系分叉数及外部连接数逐渐减小,地下生物量、根系内部连接数、分支角度逐渐增大;甘肃马先蒿根系分叉数与内部连接数、外部连接数及分支角度均呈异速生长关系,随着种群密度由高到低转变,甘肃马先蒿根系内部连接数与分支角度增加的速度逐渐大于分叉数与外部连接数减小的速度,根系分叉数与内部连接数的异速斜率逐渐减小,与外部连接数、分支角度的异速斜率逐渐增大。甘肃马先蒿在高密度倾向于密集型根系构型构建模式,在低密度选择扩散型根系生长模式,体现了高寒湿地植物种群应对资源多重竞争的生态适应机制。

    • 青海省森林细根生物量及其影响因子

      2019, 39(10):3677-3686. DOI: 10.5846/stxb201803270612

      摘要 (1352) HTML (87) PDF 4.93 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:细根是植物吸收水分和养分的主要器官。全球变暖背景下,研究森林细根生物量及其环境因子的变化对生态系统碳平衡、碳收支及其贡献率具有重要意义。采用土钻法和室内分析法对青海省森林6个海拔梯度上5种林分类型的细根生物量和土壤理化性质进行测定,并分析了与环境因子之间的相互关系。结果表明:(1)青海省森林0-40 cm土层总细根生物量平均为8.50 t/hm2,随着海拔梯度的增加先降低后升高,不同海拔梯度细根生物量差异显著(P < 0.05),最大值出现在2100-2400 m处。(2)5种林分0-40 cm土层总细根生物量为:白桦 < 白杨 < 云杉 < 圆柏 < 山杨,不同林分间细根生物量差异不显著。(3)细根垂直分布随土层深度增加而减少,且70%的细根集中在表层(0-20 cm)。(4)土壤容重深层(20-40 cm)显著大于表层(P < 0.05),并随海拔梯度逐步增加,且林分间差异较大。(5)全碳(Total carbon,TC)、全氮(Total nitrogen,TN)、全磷(Total phosphorus,TP)含量表层显著高于深层。TC、TN随海拔升高先增后降低,TP则随海拔逐步降低。不同林分间土壤养分差异较明显。(6)结构方程模型分析得到海拔、土层、容重直接影响细根生物量,细根生物量直接影响土壤养分。林分类型通过土壤容重间接影响细根生物量。因此,林分和海拔通过影响土壤微环境而影响到细根生物量及其空间分布格局。

    • 沙地樟子松天然林南缘分布区林木竞争、空间格局及其更新特征

      2019, 39(10):3687-3699. DOI: 10.5846/stxb201804270955

      摘要 (1322) HTML (78) PDF 2.05 M (538) 评论 (0) 收藏

      摘要:以呼伦贝尔沙地樟子松地理分布南缘天然林为研究对象,采用Hegyi竞争指数与点格局等分析方法,研究了沙地樟子松天然林的种群结构、种内竞争、空间格局及幼树更新等特征。结果表明:1)所调查区域天然沙地樟子松纯林处于中幼龄阶段,属增长型种群;2)其竞争指数与对象木胸径服从幂函数关系CI=242.24D-1.12R2=0.91);3)幼树在小尺度上呈聚集分布,中树与大树在中大尺度上呈随机分布;幼树与中树在小尺度上呈正相关性,中树与大树在小尺度呈负相关性;4)竞争指数与更新幼树和存活更新幼树的密度均呈显著正相关性。在林分管理中需要充分考虑林木竞争、空间格局以及种群更新的关系,本研究可为沙地樟子松天然林的经营管理与保护提供重要的科学依据。

    • 唐古特白刺叶性状及叶片δ13C、δ15N沿降水梯度的变化特征

      2019, 39(10):3700-3709. DOI: 10.5846/stxb201804170873

      摘要 (1175) HTML (75) PDF 1.21 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片性状反映了植物对环境的适应能力及自我调控能力。以唐古特白刺天然种群为研究对象,沿300-40 mm年降水梯度,测定了7个样地的唐古特白刺叶片性状及叶片δ13C、δ15N。结果表明:(1)沿降水梯度变化,7个地区唐古特白刺叶宽、长宽比、叶厚、叶面积、比叶面积、叶氮含量、叶片δ13C和δ15N变异性显著(P < 0.05),而叶长差异不显著(P > 0.05)。唐古特白刺通过叶片各功能性状间的调节来适应环境的变化,并形成性状间的最佳功能组合。(2)唐古特白刺叶片δ13C与叶面积、比叶面积呈负相关关系,与叶氮含量呈正相关关系,但其相关性均未达到显著性水平(P > 0.05),仅与地下水埋深表现出了极显著的正相关关系(P < 0.01)。在降水量小于100 mm的区域,白刺主要利用地下水源,成为隐域植被,从而降低了对其他环境因子的响应。(3)叶片厚度和叶氮含量可以作为体现不同地区间唐古特白刺差异的叶功能性状。数据显示叶片厚度与年平均温度正相关(P < 0.05),尤其与年最高气温大于35℃日数关系更为密切(P < 0.01);在高温环境下,叶片增厚的同时叶氮含量显著降低(P < 0.05),而这一过程中叶片δ15N值却有增加趋势(R2=0.62,P < 0.05),因此叶厚度和叶氮含量对叶片δ15N的相对影响在干旱与半干旱区之间发生转变,这为进一步探究干旱区荒漠植被的水分限制阈值提供了新思路。

    • 1994-2016年和田绿洲植被覆盖时空变化分析

      2019, 39(10):3710-3719. DOI: 10.5846/stxb201805281167

      摘要 (1337) HTML (76) PDF 11.30 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:监测植被变化对评价区域生态环境质量及生态过程具有重要意义。基于Landsat数据影像,运用归一化植被指数、像元二分模型、重心迁移模型等方法分析和田绿洲植被覆盖时空变化。结果表明:(1)和田绿洲植被分布总体以玉龙喀什河和喀拉喀什河为轴线,从高到低向外展布,高覆被以大面积片状集中于绿洲中部,低、中覆被相对零散围绕高覆被分布;(2)过去23年,和田绿洲植被覆盖面积和植被覆盖度均呈升高趋势。2016年相比1994年,绿洲植被覆盖面积增加553 km2,增长了19.6%;(3)和田绿洲覆被变化存在阶段性和区域性差异。时段上,2000-2005年覆被面积增加最明显;区域上,西部覆被增加最显著;(4)气候变化对和田绿洲覆被变化存在一定影响,但人类活动影响最直接。其中耕地开垦、作物种植是和田绿洲覆被增加的最主要因素,而城市基建是引起绿洲覆被减少的最主要因素。同时,因农耕区水耗增加挤占天然覆被生态用水,引起天然覆被退化,威胁绿洲未来发展;(5)过去23年,绿洲覆被重心整体西移。

    • 半干旱黄土区苜蓿退化对坡面草本植物分布及多样性的影响

      2019, 39(10):3720-3729. DOI: 10.5846/stxb201805181099

      摘要 (1212) HTML (104) PDF 1.26 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:半干旱黄土丘陵区土壤水分亏缺引起人工苜蓿草地退化会显著影响其他草本植物的分布及多样性,然而地形驱动下的苜蓿草地退化及植被群落多样性响应还尚不清楚。以典型半干旱黄土丘陵区龙滩小流域为研究区,对不同地形条件下退化苜蓿草地地上生物量、草本多样性及生长季内0-200 cm土壤水分进行了定位监测,利用方差分析、相关分析和典范对应分析(CCA)明确坡面地形、苜蓿生长状况和土壤水分与其他草本植物分布及多样性之间的关系。结果表明:(1)地形显著影响植被群落特征,西坡、东坡和北坡样带苜蓿地上生物量明显不同,西坡和东坡样带中、下坡位苜蓿地上生物量明显高于上坡位,而其他草本的生物量、物种丰富度和多样性指数的变化趋势则与苜蓿相反;(2)苜蓿地上生物量与80-200 cm土壤水分显著正相关,而与0-20 cm和20-80 cm土壤水分的相关性较小;(3)地形特征、不同深度土壤水分和苜蓿地上生物量解释了退化苜蓿草地其他草本群落变异的87.8%,其中坡向、苜蓿地上生物量、0-20 cm和20-80 cm土壤水分4个因子解释了79.3%的群落变异。研究认为,半干旱黄土丘陵区不同地形条件引起坡面土壤水分变化,进而影响退化苜蓿草地地上生物量,使得苜蓿退化程度不同,而苜蓿退化程度和0-80 cm土壤水分决定了不同部位草本分布及多样性。

    • 天山雪岭云杉林粗木质残体储量特征

      2019, 39(10):3730-3739. DOI: 10.5846/stxb201808041660

      摘要 (1307) HTML (107) PDF 1.98 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:粗木质残体(coarse woody debris,CWD)在天山雪岭云杉林生态系统中起着重要的结构性和生物地球化学作用,解释其储量特征是研究CWD的基础,但尚未有大尺度研究见诸报道。以天山雪岭云杉8 hm2森林动态监测样地为研究对象,采用野外调查、室内试验以及数据分析相结合的方法,调查了样地内CWD的储量组成、径级以及分解等级分布格局等基本特征及其影响因子。结果表明:(1)天山雪岭云杉8 hm2森林动态监测样地内共有直径≥ 10 cm的CWD 936株,CWD的密度、体积、储量分别为117株/hm2,15.13 m3/hm2,4.52 t/hm2;其中倒木是CWD的主要贡献者,占CWD总储量的52.21%;(2)样地内各径级CWD的数量呈典型的倒"J"型结构,直径 < 30 cm的CWD个体占全部CWD的83%;(3)样地内CWD总体上处于以Ⅱ、Ⅲ分解等级为主的中度分解状态,CWD径级越大,分解程度越高;(4)林分密度、郁闭度和海拔是影响天山雪岭云杉林CWD储量特征的主要因素。研究可为天山雪岭云杉林的可持续发展与经营提供科学依据。

    • 两种不同保护模式下坡垒种群发育特征

      2019, 39(10):3740-3748. DOI: 10.5846/stxb201811012359

      摘要 (1309) HTML (112) PDF 1.20 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:自20世纪60年代以来,坡垒种群的保护与恢复一直是海南地方林业工作者关注的内容,采用的保护与恢复方式主要有原地保护和迁地保护,历经50多年,该种群在原生境发育状况一直得不到有效的改善,一直被列为国家Ⅰ级保护植物,IUCN的极危种群,2012年又列入国家种极小种群(全国120种)。因此,该种群的有效保护方式一直在探索中。通过野外调查和数据统计分析,比较研究了海南霸王岭自然保护区野生坡垒种群与枫木林场迁地保护后形成的坡垒种群的发育状况。结果表明,迁地保护与原地保护的种群均属于增长型,幼龄个体占优势,中龄和老龄个体相对较少,迁地保护的种群存活曲线趋于Deevey-Ⅰ型,原地保护的种群存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型;时间序列预测分析表明,枫木迁地保护种群具备一定的恢复潜能,霸王岭种群正常更新难以维持,种群面临衰退。据生命表分析其主要原因是种群第Ⅰ龄级幼苗死亡率高达99.5%,生境对第Ⅰ龄级个体的环境筛选作用强,幼苗阶段数量仅0.53%能过渡到幼树阶段,迁地保护形成的小种群第Ⅰ龄级幼苗死亡率为90.3%,但幼苗阶段数量的8.85%能过渡到幼树阶段,具有充足的幼树个体数量,能够维持坡垒种群的稳定性,枫木林场地区更适宜坡垒的生存。因此,在原地保护的自然保护区内模拟迁地保护的环境特点,创造出适合的海南坡垒种群发育的环境条件,或许能缓解野生坡垒濒危状态。

    • 海岛植物不同演替阶段植物功能性状与环境因子的变化规律

      2019, 39(10):3749-3758. DOI: 10.5846/stxb201807051468

      摘要 (1620) HTML (92) PDF 4.88 M (616) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物功能性状与环境之间的关系是功能性状研究的重点,环境因子驱使植物功能性状发生变化,进而推动群落发生演替。以平潭岛4个不同演替阶段的森林植被(灌草丛、针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群落结构,分析海岛不同演替阶段茎、叶功能性状的变化规律,以及功能性状与环境因子的关系。结果表明:(1)随着演替的进行,土壤养分和水分逐渐增加,土壤pH逐渐下降。比叶面积(SLA)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、茎氮含量(SNC)、茎磷含量(SPC)下降后上升,叶厚度(LT)、叶片碳含量(LCC)、茎碳含量(SCC)与之相反,叶干物质含量(LDMC)、茎组织密度(STD)逐渐上升。(2)冗余分析表明,演替早期植物主要分布在土壤pH、容重高的贫瘠环境,拥有较高SLA、SNC、SPC、LPC的性状组合;演替后期植物主要分布在土壤养分和水分高的肥沃环境,拥有较高的STD、LDMC、LCC、LNC的性状组合。其中,土壤有机质和全氮含量是影响海岛植物演替过程中功能性状变化的关键环境因子。研究海岛植物功能性状与环境之间的关系随演替的变化规律,探讨各演替阶段功能性状和环境特征,以及功能性状如何响应环境变化。旨在为今后选择合适的树种进行海岛植被修复和重建提供依据。

    • 基于因子分析的南湾水库水源地浮游植物生物完整性评价

      2019, 39(10):3759-3769. DOI: 10.5846/stxb201805171089

      摘要 (1297) HTML (106) PDF 2.04 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2016年在淮河流域饮用水源地水库-南湾水库,开展了3次浮游植物调查,在分析南湾水库浮游植物群落结构的基础上,依据生物完整性理论,采用因子分析方法对南湾水库开展了生态完整性评价。研究结果显示:3次调查中浮游植物种类数变化较小,但所属种类存在明显的季节差异;浮游植物密度9月份最高,3月密度最低,而生物量则正好相反,3月最高而9月最低。进一步采用因子分析对群落数据进行分析,筛选确定了4个公因子。其中,因子1反映了群落的耐污特征与能力;因子2表征了群落的多样性特征;因子3表征了群落丰富度状况;因子4表征了水体富营养状况。因子分析得分表明:从时间上来看,南湾水库9月水生态状况最差,从空间上看,则人口密度大的库湾区域水生态状况较差。因子得分较好地反映了水库不同时间与地点水生态状况的相对大小,表明基于因子分析生物完整性评价能够较地应用于南湾水库,也适合推广应用于其他水体的生态评价工作中。

    • 2000-2015年丹顶鹤重要繁殖地景观格局变化研究

      2019, 39(10):3770-3776. DOI: 10.5846/stxb201804280963

      摘要 (1606) HTML (100) PDF 1.54 M (647) 评论 (0) 收藏

      摘要:以18个自然保护区为研究对象,全面系统地研究了我国丹顶鹤大陆种群重要繁殖地景观格局变化,结果表明:2000-2015年丹顶鹤重要繁殖地土地利用变化明显,突出表现为沼泽湿地面积急剧减少了1400.5 km2,主要转化为耕地、水体和草地,耕地面积大幅增加了1085.4 km2,主要由沼泽湿地、草地和林地转化而来;丹顶鹤重要繁殖地2000-2015年景观连通性保持稳定,但吉林莫莫格、黑龙江七星河、挠力河等自然保护区景观破碎化程度明显增加;东部种群重要繁殖地沼泽湿地缩减面积和不适宜生境增加面积均大于西部种群,表明东部种群繁殖地的恶化程度更为严重,需引起高度关注。首次基于长时间序列对丹顶鹤大陆种群繁殖地的变化开展了较为全面的研究,为有针对性地开展栖息地保护管理工作、促进丹顶鹤野生种群健康可持续发展提供了依据。

    • 北京西山绿化树种PM2.5吸附量及叶表面AFM特征分析

      2019, 39(10):3777-3786. DOI: 10.5846/stxb201803020414

      摘要 (1249) HTML (72) PDF 8.46 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北京西山针阔叶树种(白皮松Pinus bungeana、油松Pinus tabulaeformis、柳树Salix babylonica、五角枫Acermono、银杏Ginkgo biloba、杨树Populus spp.)为研究对象,应用气溶胶再发生器测定植物叶片夏秋季PM2.5吸附量,同时用原子力显微镜(AFM)观察叶表面微形态特征,并分析叶表面粗糙度等参数,探讨树种叶表面特征与其PM2.5吸附能力间的相关性。结果表明:针叶树种年均单位叶面积PM2.5吸附量(1.70 μg/cm2) > 阔叶树种(0.48 μg/cm2);各树种年均单位叶面积PM2.5吸附量大小排序为白皮松(1.71 μg/cm2) > 油松(1.67 μg/cm2) > 柳树(0.54 μg/cm2) > 五角枫(0.51 μg/cm2) > 银杏(0.47 μg/cm2) > 杨树(0.39 μg/cm2)。针叶树种单位叶面积PM2.5吸附量季节变化趋势为冬(2.86 μg/cm2) > 春(1.39 μg/cm2) > 秋(1.13 μg/cm2) > 夏(0.96 μg/cm2);而阔叶树种则是秋(0.56 μg/cm2) > 夏(0.55 μg/cm2) > 春(0.015 μg/cm2)。叶片粗糙度与单位叶面积PM2.5吸附量呈显著线性正相关(P < 0.01),其中,针叶树种吸附PM2.5能力受粗糙度影响较明显。北京作为国际化大都市,大气环境PM2.5污染趋于严重。因此,分析了北京西山典型针阔叶树种PM2.5吸附量的季节差异及其影响因素,探讨各树种叶片吸附PM2.5机理,根据各树种吸附PM2.5特征及其与叶表面形态的关系,对针阔叶树种进行合理配置,充分发挥城市绿地系统的生态服务功能,为城市绿化树种的科学选择提供参考。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献网络分析的生态文明研究评述

      2019, 39(10):3787-3795. DOI: 10.5846/stxb201803210556

      摘要 (1592) HTML (77) PDF 3.57 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态文明是人类反思工业文明导致的生态危机后,提出的人与自然和谐共存的新文明范式。自提出以来相关研究成果丰富,但缺乏时间尺度上的系统分类和归纳。为此,借助文献分析常用软件——CiteSpace,分别对Web of Science核心数据库和中国知网近20年中文数据库中生态文明相关文献进行国家/地区合作网络及关键词演进网络分析,以明晰国内外该领域研究进展及前沿,并在梳理生态文明内涵演化趋势基础上,着重分析了生态文明建设评价指标体系及评估方法的现状及不足。研究表明:(1)作为生态文明研究国家/地区合作网络的关键节点,中国早在1983年就有学者指出生态文明的不可或缺性,其文献发表量占总数的93%,节点中介中心性为0.56,远高于其他各国,具有重要的领域影响力。尤其在2012年后,这种影响力呈增速扩大态势。(2)国外研究主要介绍中国生态文明理念,探讨生态文明与低碳经济和可持续发展的关系,以及生态文明理论与方法的应用等。(3)国内研究可分为生态文明的内涵、评价指标体系及评估方法三大主题。其中对内涵的界定和扩展主要集中在2010年以前,目前评价指标体系和评估方法成为研究热点。(4)已有文献中生态文明建设评价指标体系以国家、省、市为主,倾向于建设现状的静态评估;我国政府已颁布实施的相关指标体系部分兼顾了评价的长期性及动态性,主要适用于省、市,缺乏国家尺度的整体评估。在评价方法上还缺少系统性和规范化的研究。未来还应更加关注生态文明建设评价的时空分异以及相应的动态趋势评价方法,同时结合大数据等工具不断完善和丰富其理论方法体系。

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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