• 2019年第39卷第24期文章目次
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      2019, 39(24):0-0.

      摘要 (528) HTML (0) PDF 13.32 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 中国西北半干旱区净初级生产力驱动因子空间计算分析

      2019, 39(24):9023-9032. DOI: 10.5846/stxb201809252084

      摘要 (944) HTML (74) PDF 8.17 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)驱动因子分析对区域生态系统生产力监控与预测及生态承载力评估有重要意义。NPP驱动力系统研究近年成果已有很多,但前人研究中未能将因子空间属性在原数据和分析中得到体现。实际上,这不利于获得更科学的分析结果,甚至阻碍了数据本身空间信息的表达。在前人研究分析基础上,以新疆伊犁河谷为试验研究区,使用一种全新的数据预处理方法(C.V计算,C.V=SD/Mean),通过该方法使数据固有的空间属性或空间关系信息得以表达。将该数据集与原始数据集统计分析结果对比分析,得出结论:(1)半干旱区环境下NDVI、积温和海拔与NPP相关性相对较强。经自变量因子重要性排序分析,发现以上因子对因变量(NPP)有较高重要性(P<0.01);(2)C.V数据集较原数据集在模型建立中拥有更高的拟合度,r值平均高出0.1左右,结果更优(P<0.01),在环境因子建模分析中具有较好的应用前景;(3)原始数据仅能表达因子在空间中的数值分布,经C.V计算处理后,能直观的表达因子的空间变异性和数组单元的空间紊乱程度。(4)在半干旱区海拔因子对NPP的作用力相对较强,Duncan分析发现,各因子在海拔尺度下存在显著的分异特征(P<0.01),说明了海拔因子对NPP的作用力。综上,研究尝试使用C.V计算数据预处理,令原始数据集附带空间属性,使得研究分析结果不单纯依赖于数值关系,结果表达的关系更加全面。研究结果对生态环境因子分析及NPP驱动力分析研究都有重要的试验价值与科学意义。

    • 基于MaxEnt模型西南地区高山植被对气候变化的响应评估

      2019, 39(24):9033-9043. DOI: 10.5846/stxb201809262085

      摘要 (1283) HTML (97) PDF 12.78 M (738) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用1:100万的中国植被类型图以及19个气候环境变量数据,基于最大熵(MaxEnt)算法和ArcGIS空间分析模块构建西南地区高山植被地理分布的气候适宜性预测模型,模拟其在基准期(1960-2000年)和不同气候情景下(A2、A1B和B1)的气候适宜性分布格局,并评价其对气候变化的适应性。结果表明:MaxEnt模型分析研究区高山植被地理分布气候适宜性的适用性非常高(AUC=0.93);最暖月均温、最湿季均温、最冷月均温等温度变量是限制其地理分布的主要气候因子;研究区高山植被地理分布的气候适宜区主要集中在西藏自治区、青海省、四川省西部及云南省西北部的部分地区;完全适宜、中度适宜、轻度适宜、不适宜的面积所占总面积比例约为1:1:2:5;1960-2050年研究区高山植被潜在地理分布的气候适宜性面积有不同定程度的减少;未来3种气候变化情景下高山植被地理分布对气候变化的适应性分布格局基本一致,均为不适应区所占总面积比例较大;伴随气候变化,研究区高山植被的适应性减弱,体现在其潜在地理分布对气候变化的适应区分布范围减少;海拔5000-5500m适应性较强,适应区所占面积比例最大(53%左右);3500-4500m适应性最弱,适应区所占面积比例最小(5%左右)。

    • 青藏高原东北部二裂委陵菜叶片生态化学计量随海拔变化的特征

      2019, 39(24):9044-9051. DOI: 10.5846/stxb201805231128

      摘要 (860) HTML (81) PDF 1.14 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:海拔对陆地生物地球化学循环过程具有重要影响。研究植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量沿海拔的变化特征,有助于深入了解植物对环境的适应策略。通过对青藏高原东北缘不同海拔(2980-3280,3281-3580,4180-4480,4481-4780 m)二裂委陵菜(Potentilla bifurca)叶片C、N、P含量及其计量比的首次研究,对其生态适应性和限制元素进行了初步探讨,结果发现:(1)二裂委陵菜叶片C、N、P平均含量分别为411.58 g/kg、22.47 g/kg和1.35 g/kg;C:N、C:P、N:P的均值分别为18.51、321.81和17.33。(2)随着海拔升高,二裂委陵菜叶片C含量和N:P呈上升趋势,分别从400.40 g/kg增加到418.08 g/kg、12.73增加到18.81;N、P含量呈先降后增趋势,其最大和最小值分别为23.88 g/kg和20.48 g/kg、1.89 g/kg和1.12 g/kg;C:N、C:P呈先增后降趋势,分别从20.42减少到17.79、372.18减少到334.72。(3)二裂委陵菜叶片C与N、C:N不相关,与P显著负相关,而与C:P、N:P显著正相关;N与N:P不相关,与P显著正相关,而与C:N、C:P显著负相关;P与C:N、C:P、N:P显著负相关;C:N与C:P显著正相关,与N:P不相关;C:P与N:P显著正相关。(4)二裂委陵菜生长主要受P限制。

    • 氮素水平对茶树叶片氮代谢关键酶活性及非结构性碳水化合物的影响

      2019, 39(24):9052-9057. DOI: 10.5846/stxb201810112203

      摘要 (785) HTML (85) PDF 3.73 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:以福鼎大白茶(FD)、保靖黄金茶1号(HJ1)、白毫早(BHZ)为材料,设置不施氮N0(0 g)、低氮N1(11 g)、中氮N2(22 g)和高氮N3(33 g)4个氮素水平的盆栽实验,研究了铵态氮对3个品种茶树的根系活力、氮代谢关键酶及非结构性碳水化合物(NSC)的影响。结果表明:随着施氮水平的提高,N2、N3处理的茶树根系活力较对照N0显著增加(P<0.05),但二者间无显著差异;叶片谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性总体呈上升趋势;与对照比较,茶树叶片全氮和可溶性蛋白含量增加,其中HJ1在N2和N3处理后显著增加(P<0.05);在3个茶树品种中,非结构性碳水化合物中可溶性总糖含量均呈上升趋势,淀粉含量具有品种特异性,施氮处理后3个茶树品种氮代谢关键酶活性及NSC含量变化存在差异,以HJ1的氮同化关键酶GS、GOGAT酶活性较高、根系活力较强,氮代谢产物显著增加,表明其具有较高的氮同化速率。施氮后HJ1的总NSC的含量及碳氮比的变化幅度较另外2个品种小,能够更好的保持碳氮平衡,游离氨基酸含量增幅较高,品质更优。因此,通过茶树氮代谢关键酶活性及非结构性化合物的研究能为茶树品种的品质评价以及提高茶树的品质和氮素利用效率提供依据。

    • 基于无人机影像的草方格生态恢复区植被空间格局演化研究

      2019, 39(24):9058-9067. DOI: 10.5846/stxb201810172245

      摘要 (977) HTML (84) PDF 5.94 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:理解植物群落组成结构的演化对于阐明荒漠化的过程与驱动机制、制定有效的干旱区生态系统恢复措施具有重要价值。研究干旱区植物群落的空间格局的演化过程有助于深入理解荒漠化和生态恢复的过程与机理。目前大量研究关注于植被退化过程中的群落组成结构变化,而对于生态恢复过程中的植物群落空间格局演化的研究尚不多见。干旱区生态系统中植物通常较为稀疏且个体较小,准确提取植物的分布往往需要分辨率极高的遥感数据。近年来,低空无人机遥感技术的快速发展为精细尺度上植被空间格局的研究提供重要技术支持。利用2 cm空间分辨率的低空无人机遥感数据结合地面群落调查,在精细尺度上研究了宁夏沙坡头草方格生态恢复区内植物群落的空间格局变化。研究结果表明,沙坡头地区草方格生态恢复工程实验区域,相对于未实施生态恢复工程的裸露沙丘区域,植物物种多样性和植被盖度显著提高。恢复工程实施4年后,平均植被盖度增加3倍,物种丰富度增加1倍。在植被恢复过程中,随着植被盖度的增加,植被斑块表现出规模上升、破碎化程度下降、形状复杂化、空间自相关减弱等格局特征变化。这些空间格局特征的变化表明大型植被斑块趋于恢复,整体微环境的改善有利于单独生长的植物个体存活,整体上生态系统退化为裸地的风险降低。利用低空无人机遥感手段,对草方格生态恢复工程的植被恢复过程进行了详细、高分辨率的空间格局调查及分析,结合地面群落调查,从多个方面证明了草方格生态恢复措施的有效性。基于无人机的系统格局连续长期监测有助于深入理解干旱区生态恢复机理,对于科学开展荒漠化生态恢复措施也具有重要价值。

    • 宁夏陆地生态系统水分利用效率特征及其影响因子

      2019, 39(24):9068-9078. DOI: 10.5846/stxb201810272316

      摘要 (1058) HTML (96) PDF 6.34 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是表征生态系统碳水耦合程度的重要指标,能反映生态系统碳水循环规律及其相互作用关系。基于MODIS数据以及宁夏生态系统类型数据,分析2000-2017年宁夏不同生态系统WUE的变化特征,探讨了NPP和ET两种因子对WUE年际与年内变化的影响。结果表明:(1)全区陆地生态系统的年均WUE为1.03 g·C/kg·H2O,值域在0.55-2.98 g·C/kg·H2O之间,总体上呈现南北高、中部低的特征。(2)不同生态系统的WUE差异较大,由高到低为水体及湿地、森林、农田、草地、聚落、荒漠和其他生态系统,在同类生态系统中,植被生物量和盖度越高的亚类生态系统,其WUE也越高。(3)宁夏陆地生态系统WUE存在着每年0.0141 g·C/kg·H2O的下降趋势,年内WUE呈典型的单峰形态,变化范围在0.02-2.16 g·C/kg·H2O之间。(4)年际尺度上,宁夏陆地生态系统WUE与年蒸散(Evapotranspiration,ET)有极显著负相关性(P<0.01),而与净初级生产力(Net Primary Production,NPP)没有相关性;年内尺度上,WUE变化与ET呈显著正相关(P<0.05),与NPP呈极显著正相关(P<0.01),这与植被的年内季节性生长过程有关。(5)根据ET强弱和WUE高低,可将宁夏陆地生态系统水分利用效率特征划分为4类,即低ET低WUE区、低ET高WUE区、高ET低WUE区和高ET高WUE区。宁夏的生态恢复工程在增强植被生产力的同时,也增强了区域水分消耗,致使陆地生态系统整体水分利用效率下降,这为宁夏未来水资源调控和生态重建提供了科学依据。

    • 豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子萌发与入侵扩散关系

      2019, 39(24):9079-9088. DOI: 10.5846/stxb201810302337

      摘要 (1050) HTML (89) PDF 2.11 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:豚草(Ambrosia artemisiifolia Linn.)和三裂叶豚草(A.trifida Linn.)是我国恶性入侵物种,分布常呈高密度单一种群,且结实量庞大。探讨二者不同植株部位种子萌发(休眠)与扩散特点,对了解二者入侵机制具有重要意义。以新疆伊犁新源县发生的豚草和三裂叶豚草为材料,在种子成熟期,根据植株高度、枝条长度,按比例从上到下分为9个部位,对不同植株部位种子的形态特征、数量和萌发特性进行比较,分析这两种植物不同植株部位种子萌发与扩散的共性和差异性,研究二者种群密度调节和入侵的关系。结果表明:1)两个物种内不同植株部位间种子的长、宽、百粒重无显著差异,但三裂叶豚草种子的长度和宽度分别是豚草的2-3倍,百粒重高7倍。结合两个物种在伊犁地区分布差异,认为种子大小是两个物种分布区域性差异的原因之一。2)豚草和三裂叶豚草植株外部的上顶、中顶、上中部位种子数占植株总种子数量的50%,中中、下顶占比约23%,而下部的上基、中基、下中、下基的种子数占比约27%,表明当年生产的种子有近73%的比例具有远距离扩散的潜力。3)豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子的萌发率具有上端 > 中端 > 下端的趋势;初始萌发时间为下端 > 中端 > 上端;萌发持续时间为上端 > 中端 > 下端。这种萌发方式避免了同一生长季大批种子同时萌发有可能导致高密度死亡的风险。基于上述研究分析,认为豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子具有不同的适应功能。其中,上部所产生的种子具较强的扩散能力和低休眠性,有利于两物种快速占据新生境并扩大种群;而中、下部位的种子在母株周围就近扩散,翌年萌发率低,缓解了种群竞争。豚草和三裂叶豚草不同植株部位生产的种子特性和萌发差异是两个物种进行种群密度调节和扩散入侵的重要原因。

    • 遮光对香果树幼苗光合特性及叶片解剖结构的影响

      2019, 39(24):9089-9100. DOI: 10.5846/stxb201810312347

      摘要 (731) HTML (77) PDF 10.50 M (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:设置了全光照(L0)、透光率60%(L1)、透光率25%(L2)、透光率10%(L3)4种光环境,研究了不同遮光处理对香果树幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响。结果表明:(1)遮光对香果树幼苗净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸汽压亏缺(Vpdl)均产生了显著影响。全光和L1处理下PnTr日变化呈明显的双峰曲线,中午出现了明显的"午休",其余处理的变化相对缓和,双峰和"午休"现象不明显;Gs的日变化规律与Pn基本一致;Ci的日变化整体呈先期缓慢降低后期抬升的趋势,与对照相比遮光显著提高了叶片胞间CO2浓度;LsVpdl呈现出先升后降的弧形变化,并且遮光下LsVpdl日均值显著低于全光照。一天中PnTr的日均值大小排序为L1 > L0 > L2 > L3。(2)不同光环境下香果树幼苗的光合响应特征明显不同。全光下,香果树幼苗能够维持较高的净光合作用速率而未呈现明显的光抑制,表现出一定的光忍耐和喜光性。L1处理下的最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQY)显著增加,说明香果树对光强具有一定的可塑性,轻度遮光有利于光合效率提高;强度遮光(L2、L3)导致光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)显著降低,有利于充分利用弱光,但PmaxRd明显下降,光合效率受到抑制。(3)遮光显著影响了香果树叶片的气孔分布。遮光条件下香果树叶片的气孔密度显著减小,气孔器长度、宽度与单个气孔器面积也呈现类似的变化。(4)遮光条件下香果树叶片厚度减小,上表皮增厚,下表皮变薄。栅栏组织厚度(PT)变薄,海绵组织(ST)不发达,PT/ST增加;维管束内单列导管数目和导管直径均有明显增大,促进了叶片水分传导运输。(5)在育苗生产中,为了适应香果树幼苗生长发育的需求,建议有效辐射强度保持在自然光强的60%以上。

    • 增温对宁夏北部春小麦叶片光合作用的影响

      2019, 39(24):9101-9110. DOI: 10.5846/stxb201810302343

      摘要 (748) HTML (68) PDF 6.11 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索宁夏北部春小麦叶片光合作用应对未来气候变化的响应机制,进一步阐明气候变暖对干旱半干旱区春小麦生长的影响。采用自动控制红外线辐射器野外增温模拟气候变化的方法,以不做增温处理的春小麦冠层温度为基础温度,设置不同增温梯度(CK:0℃、T1:0.5℃、T2:1℃、T3:1.5℃、T4:2.0℃),开展气温升高对宁夏北部春小麦全生育期叶片叶面积、光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数、干物重、产量等指标的影响试验。结果表明:春小麦苗期-拔节期,温度增加0.5℃时叶片叶面积、叶绿素含量、Pn(净光合速率)、WUE(叶片水分利用效率)呈上升的趋势。温度增加1.0-2.0℃时以上指标呈下降趋势,同时Ls(气孔限制值)呈上升趋势,Ci(胞间CO2浓度)呈下降的趋势,说明此时叶片Pn的下降主要是叶绿素含量的下降和气孔限制导致的。春小麦拔节期之后,叶片叶面积、叶绿素含量、Pn、WUE、Ls随温度的增加呈下降的趋势,而Ci随温度的增加呈上升的趋势,说明此时叶片Pn的下降则主要是叶绿素含量的下降和非气孔因素导致。叶绿素荧光参数表明在苗期-拔节期,春小麦对温度升高具有一定的抗逆性,能应对增温胁迫以热耗散的形式做出自我保护。拔节期以后,春小麦叶片光系统Ⅱ反应中心受温度胁迫可逆性失活,光合机构受到破坏。另外,春小麦干物重的变化趋势与叶面积等指标的变化趋势基本一致,产量及产量构成因素小穗数、穗粒数、千粒重随温度的增加显著降低,说明春小麦拔节期之前增温0.5℃有利于提高叶片光系统Ⅱ的潜在活性,增加叶片抗逆性,促进光合作用的进行,最终使光合产物累积量增多。增温梯度过大或增温时间过长则会使春小麦受高温胁迫,导致叶片光系统Ⅱ原初光能捕获、电子传递等效率降低,光合机构受到破坏,致使叶片Pn、WUE等数值下降,光合产物累积量减少,产量减少。

    • 天山林区不同群落土壤水分入渗特性的对比分析与模拟

      2019, 39(24):9111-9118. DOI: 10.5846/stxb201810072160

      摘要 (730) HTML (84) PDF 1.12 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤入渗特性是影响森林生态水文过程的一个重要环节。为了比较不同群落类型土壤水分入渗特性的差异,在天山中段北坡林区利用环刀法测定天然林、人工林、林窗草地、草地、林缘灌木林、山前灌木林六种群落类型的森林土壤入渗过程,对比分析有机质含量、毛管孔隙度、容重、含水率等土壤理化性质对入渗过程的影响,用三种常用模型进行入渗过程模拟,分析比较这些模型在天山林区的适宜性。结果表明:(1)六种主要群落类型前60 min土壤初始入渗率介于2.63-9.00 mm/min之间,稳定入渗率介于0.85-5.12 mm/min之间,不同群落类型土壤平均入渗率从大到小的排序为:天然林 > 林缘灌木 > 林窗草地 > 草地 > 人工林 > 山前灌木;(2)六种群落类型土壤入渗性能均具有初渗速率 > 平均入渗速率 > 稳定入渗速率的相同趋势;(3)Kostiakov模型对试验六种群落类型土壤入渗过程的拟合精度比较高,适用于描述本研究区域水源涵养林地土壤入渗特征;(4)土壤有机质含量与土壤入渗速率呈正相关,且与初始入渗率达到显著水平;土壤的含水率、土壤毛管孔隙度和土壤容重与土壤入渗能力呈现显著的负相关。通过观测与模拟不同群落类型的土壤水分运动过程,本文可为天山林区生态水文长期定位观测提供有益借鉴。

    • 滇南喀斯特地区灌木群落和人工林土壤元素化学计量特征

      2019, 39(24):9119-9130. DOI: 10.5846/stxb201810072159

      摘要 (755) HTML (84) PDF 1.82 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:在云南喀斯特地区,为提升退化灌木群落的生态系统服务功能,营造了不同树种的人工林分。这些人工林分如何影响土壤化学性质还未得到充分认识。以云南泸西县灌木群落及三种常见人工林(云南松(Pinus yunnanensis)、赤杨(Alnus japonica)和侧柏(Platycladus orientalis))土壤为研究对象探讨喀斯特地区在人工林建造后土壤的13种元素全量、可利用性含量和化学计量学特征变异格局,为喀斯特石漠化治理提供理论依据。结果表明,1)基于判别分析,四种群落土壤化学计量特征可以显著区分。土壤Fe、P、K、Mn全量及交换性Ca、交换性Mg和NH4+-N对区分四种群落土壤贡献最大。2)四种群落之间相比,侧柏林土壤C、N、S、Na全量和NO3--N含量均低于其他三种群落,土壤肥力较低;赤杨林铵态氮含量最高;云南松林有效Fe、有效Cu含量最高。而且,四个群落土壤全量C/N、C/K比值存在显著差异性。3)根据四种群落13种土壤元素和pH值相关性分析,35对元素具有显著相关性,占所有元素对数的38.5%,说明该地土壤元素积累的相互依赖性。与灌木群落相比,人工林土壤元素全量和可利用性含量相关性比例均更高。这些研究结果对今后基于适地适树人工林营造、生态系统服务功能提升和经营利用,均具有重要指导意义。

    • 长三角平原区县域土壤磷素流失风险及其空间不确定性的快速评估

      2019, 39(24):9131-9142. DOI: 10.5846/stxb201810072156

      摘要 (838) HTML (98) PDF 7.06 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷素是水体富营养化的关键限制因子,其中从农田土壤中流失的磷往往是水体磷素的主要来源。然而,土壤磷素的流失风险不仅与土壤磷素水平直接相关,其他环境因子,如距受纳水体距离、磷肥施用量、地表径流潜力等也强烈影响其流失风险。同时,基于有限样本预测得到的流失风险必然具有一定的空间不确定性。以长三角典型县域金坛区为研究案例,首先结合多个环境因子构建快速磷指数(RPI)评估模型,再利用稳健地统计学方法识别土壤全磷的空间离群值,并利用序贯高斯模型(SGS)模拟土壤全磷可能的空间分布格局,最后将其多个可能的模拟结果及上述主要因子输入到RPI模型,用以快速评估土壤磷素流失风险及其空间不确定性。结果显示,金坛区土壤磷素流失的高风险区和土壤全磷高值区分布格局在研究区北部、中部具有一定的相似性,而在中西部的旱地区两者出现差异性。高风险区主要沿着河流呈现条带状及斑块状分布,较高及以上风险区(快速磷指数值大于0.93)的面积占金坛区面积的65.88%。概率阈值分别设定为0.50、0.75、0.85、0.95时,其超标面积占金坛区总面积分别达到16.71%、5.74%、2.84%、1.04%。引入多个相关环境因子并结合经稳健处理的SGS进行流失风险指数的空间模拟和不确定性评估,可以快速评估区域农田土壤磷素流失风险及不确定性,进而为区域土壤磷素调控提供必要的空间决策支持。

    • 小黑麦对石油污染盐碱土壤细菌群落与石油烃降解的影响

      2019, 39(24):9143-9151. DOI: 10.5846/stxb201809272101

      摘要 (753) HTML (78) PDF 2.02 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究小黑麦对石油污染盐碱土壤中的细菌群落与石油烃降解率的影响,采用高通量测序技术,设置0 g/kg,1 g/kg和5 g/kg三个石油浓度,以未种植小黑麦的土壤作为对照,对6组不同处理的盐碱土壤样品的细菌群落结构及其多样性进行测定,并分析土壤中的石油烃降解率。结果表明:在土壤石油浓度为1 g/kg和5 g/kg时,小黑麦根际土壤中的石油烃降解率相较对照组分别提高了36.67%和33.20%。从6个土壤样品中分别获得21398-27899条测序序列。在石油污染土壤中,小黑麦根际土壤的细菌群落多样性和丰度均大于对照组的土壤。同时,在"门","纲","属"的分类水平上,小黑麦根际土壤细菌群落中的一些根际细菌的相对丰度增加了,主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)、烷烃降解菌科-未命名菌属(Alcanivoracaceae_norank)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、亚硝化单胞菌-不可培养菌属(Nitrosomonadaceae_unculture)等。有一些相对丰度增加的根际细菌是以石油及石油分解物为碳源的微生物。本研究证明种植小黑麦改变了石油污染盐碱土壤根际土壤细菌群落结构组成和多样性,促进了降解石油微生物群落的构建,显著提高了盐碱土壤石油污染的降解效果。研究结果为石油污染盐碱土壤的植物修复奠定了理论基础。

    • 不同林龄油茶人工林土壤-叶片碳氮磷生态化学计量特征

      2019, 39(24):9152-9161. DOI: 10.5846/stxb201809202055

      摘要 (826) HTML (81) PDF 1.42 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:油茶是世界四大木本油料植物之一,在我国有着2000多年的栽培和利用历史。碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量元素是近年来研究的热点,通过C、N、P化学计量我们可以深入了解植物-土壤间元素相互关系,并能揭示土壤养分限制状况。为了解油茶人工林生态系统C、N、P化学计量特征及油茶人工林养分元素限制因素,以长江中下游油茶适宜栽培区湖南、江西和湖北三省油茶林为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,在区域尺度上随机选择32个典型油茶人工林并分为4个林龄组(<9年低龄林;9-20年高产林;21-60年低产林;>60年生产退化林)。测定油茶人工林土壤与油茶叶片中的C、N、P含量并分析其化学计量特征。研究结果表明:(1)随林龄增加,油茶人工林土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量增大,而土壤全磷(TP)和速效磷(Olsen-P)无显著变化且含量均位于较低水平(P含量均值分别为0.36 g/kg和5.43 mg/kg)。土壤化学计量C:N、C:P和N:P在一定的林龄(<60 a)内具有增加的趋势。(2)随林龄增加,油茶人工林叶片C含量无显著变化,N、P含量降低,叶片的C、N、P含量分别在498-506 g/kg、11.66-15.46 g/kg、0.66-0.95 g/kg之间。油茶叶片化学计量C:N、C:P和N:P随林龄增加而增大。此外,叶片N:P阈值分析发现,叶片N:P比在四个林龄段均>16。(3)相关分析结果表明,油茶人工林土壤SOC和TN具有显著正相关,油茶叶片N和P具有显著正相关。同时,叶片N含量与土壤TN无相关性,而油茶叶片P含量与土壤Olsen-P显著正相关。油茶人工林土壤化学计量C:N、C:P和N:P与叶片C:N、C:P呈显著正相关,以及叶片N:P与土壤C:P、N:P呈显著正相关(P < 0.05)。由以上可见,油茶人工林土壤主要受P养分限制,且随林龄增加,P限制增加。此外油茶叶片N、P吸收具有协同效应,且油茶叶片与土壤元素存在广泛的计量耦合关系。本研究综合分析油茶林叶片与土壤的C、N、P计量特征及其关系,有助于全面系统的揭示油茶人工林生态系统的养分状况,对油茶林高效培育、养分补充或退化林诊断等具有指导意义。

    • 氮磷添加与不同栽植密度交互对樟树幼苗土壤化学性质的短期影响

      2019, 39(24):9162-9170. DOI: 10.5846/stxb201809141987

      摘要 (740) HTML (78) PDF 1.72 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究氮磷添加对不同密度樟树(Cinnamomum camphora)幼苗土壤化学性质的影响,以期为全球化背景下樟树人工林生态系统的土壤养分管理提供依据。以1年生樟树幼苗为试验材料,选择氯化铵(NH4Cl)作为氮肥模拟大气氮沉降,以二水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)模拟磷添加。氮磷处理设置CK、施N、施P和施N+P 4个水平,其中N、P和N+P施肥量分别为40 g m-2 a-1(NH4Cl)、20 g m-2 a-1(NaH2PO4·2H2O)和40g m-2 a-1(NH4Cl)+20 g m-2 a-1(NaH2PO4·2H2O)。种植密度设置4个水平:10、20、40和80株/m2,试验时间为2017年6月至9月。研究结果表明,在各密度幼苗土壤中,N和N+P处理引起pH值的显著下降,N、P和N+P处理的土壤有机质和碱解N含量的变化规律不明显,P处理的幼苗土壤全P含量上升,P和N+P处理的土壤有效P含量增加,N+P处理的土壤全K含量以及N、P和N+P处理的土壤速效K含量均下降。在10、20和40株/m2幼苗的土壤中,P处理的土壤全N含量高于N和N+P处理的,而80株/m2幼苗的土壤全N含量低于其他密度幼苗。随着种植密度的增加,各施肥处理的土壤pH、全P、有效P、全K和速效K含量均呈现上升趋势,而施N和施P处理的土壤有机质呈现下降趋势,各施肥处理的土壤碱解N含量变化规律不明显。施肥和密度处理对樟树幼苗土壤有机质、碱解氮和速效钾含量有显著的交互作用。

    • 荒漠草原区土壤粒径组成对柠条根际土壤微生物数量及酶活性的影响

      2019, 39(24):9171-9178. DOI: 10.5846/stxb201810252309

      摘要 (788) HTML (86) PDF 1.23 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:柠条(Caragana korshinskii)是荒漠草原区主要的造林绿化树种,研究其根际土壤微生物和酶活性与不同土壤类型土壤粒径组成的关系有重要意义,然而土壤粒径对荒漠草原柠条根际土壤微生物数量和酶活性的影响知之甚少,探讨土壤颗粒组分与微生物数量、土壤酶活性之间的关系,以及土壤颗粒组成对荒漠草原区固沙灌木植物柠条根际土壤微生物数量及酶活性的影响,可为揭示荒漠草原土壤退化及生态修复提供参考。以宁夏荒漠草原区土壤粒径组成差异显著的灰钙土、红黏土、风沙土环境下栽植的柠条为研究对象,研究不同土壤颗粒组成对根际土壤微生物数量及酶活性的相互关系与影响。结果表明:土壤微生物的数量表现为细菌 > 放线菌 > 真菌。根际土壤中的细菌、真菌数量显著高于非根际,且在3种不同类型的土壤中随着细砂粒的增多,真菌和放线菌数量逐渐降低,而细菌数量呈先增大后减小的趋势;根际与非根际土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均呈现出灰钙土 > 红黏土 > 风沙土的趋势,红黏土根际土壤中的脲酶活性显著高于灰钙土与风沙土;除过氧化氢酶外,土壤酶活性表现为根际高于非根际,在3种不同类型的土壤中随着细砂含量的增加,土壤酶活性均呈递减趋势。土壤颗粒组成与微生物数量之间没有明显的相关性,而与土壤酶活性之间显著相关,土壤酶活性与黏粒、粉粒呈正相关,与细砂、中砂呈负相关关系,根际土壤中酶活性更高,能够为植物及微生物提供更多的营养。

    • 克隆整合和石油污染对芦苇湿地土壤理化性质的影响

      2019, 39(24):9179-9187. DOI: 10.5846/stxb201810102193

      摘要 (571) HTML (74) PDF 1.31 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:克隆整合是克隆植物重要的性状之一。它不仅能够提高分株对环境胁迫的耐受能力,而且可能影响分株周围的土壤属性。为检验克隆整合对土壤属性的影响,在黄河三角洲芦苇湿地开展克隆整合和石油污染的两因子的野外实验。每年将0、5或10 mm厚的原油添加到直径为60 cm的圆形芦苇群落样方内来模拟无污染、轻度或重度石油污染,并通过保留或切断样方内外芦苇根状茎的连接来实现克隆整合的有或无。实验开始于2014年,并于2016年10月采集样方内土壤样品,测定土壤团聚体组成、pH值、电导率、总碳、总氮、总磷和有机碳含量。石油污染显著增加了土壤粗大团聚体(粒径:>2 mm)、pH值、总氮和有机碳含量,降低了土壤微团聚体(粒径:0.053-0.25 mm)占比以及电导率。克隆整合显著降低了土壤pH值,提高了土壤电导率和氮磷比。克隆整合和石油污染的交互作用仅对电导率有显著效应。因此,石油污染和克隆整合都可以影响湿地土壤的理化性质,而克隆整合对分株周围土壤理化性质的影响可能进一步影响克隆植物的优势度。

    • 基于电磁感应成像植被斑块土壤水盐效应研究

      2019, 39(24):9188-9199. DOI: 10.5846/stxb201810102190

      摘要 (640) HTML (98) PDF 7.81 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水盐过程在植被斑块的形成与演变中起着十分关键的作用,但其与植被斑块间的相互作用关系因研究工具的限制而缺乏深入认识。以青海湖流域芨芨草斑块群落为研究对象,通过采用电磁感应(EMI)产生的表观电导率(ECa)成像解译土壤水分与盐分的时空动态变化,建立芨芨草斑块分布格局与土壤水盐变化过程之间的联系。结果表明:ECa分别与土壤水分、盐分间存在显著相关关系(P<0.01),多元回归模型指出,ECa变化的81%可由土壤水分与盐分变化来解释,因此可用ECa变化表征土壤水分与盐分的变化;此外,强降雨事件前后ECa动态变化图指出,芨芨草斑块处土壤水分增加量高于基质区,说明芨芨草斑块能够快速聚集水分;而不论干湿状态或不同季节,芨芨草斑块处土壤水盐含量总是高于基质区,表现出时间稳定性,说明芨芨草斑块是土壤水盐的聚集区。因此,EMI成像可揭示芨芨草斑块土壤水盐空间分布及动态变化过程,为植被斑块的水文过程研究提供快速可靠的方法。

    • 白洋淀流域湿地连通性研究

      2019, 39(24):9200-9210. DOI: 10.5846/stxb201809302127

      摘要 (916) HTML (90) PDF 7.04 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿地在流域防洪减灾、水资源调节、缓解环境污染、保护生物多样性和维持区域生态环境方面具有重要功能和价值。作为我国北方平原湿地系统之一,白洋淀流域湿地对于保障雄安新区的水资源安全和良好生态环境等方面具有关键性作用。了解目前白洋淀流域湿地生态系统的现状对于新区建设和未来科学规划也具有重要意义。以2017年9月欧空局提供的10米分辨率的Sentinel-2B影像为主要数据源,并结合谷歌地球高分辨率卫星影像(分辨率0.23m),通过人工目视解译和机器自动分类等多种方式,绘制了白洋淀流域最新的湿地生态系统网络分布图;在此基础上,利用地理信息系统分析了白洋淀流域湿地的连通性(包括水文连通性和景观连通性)。结果显示:(1)2017年白洋淀流域湿地面积为4596.6km2,包括沼泽、洪泛区、沟渠、湖泊、河流,主要分布在坡度为0°至2°,海拔在100m以下的平坦地区;而流域内非湿地面积约86%,以耕地和林地为主。(2)2017年白洋淀流域河道长度为2440km,面积为514 km2,其中山区河道177 km2,平原河道337 km2。河道内耕地面积比例达27%,建设用地比例约为8%,河道占用明显。河道两侧1km、2km和3km距离范围内耕地比例分别占61.77%、62.53%、62.63%。随着距离的扩大,湿地面积减少,非湿地面积增加。(3)由于人类活动的直接和间接影响,河道的水文连通性下降,与河道没有受到干扰时的连通性水平相比,减少了三分之一。(4)从景观格局指数SPLIT和DIVISION指示的流域湿地连通性看,景观级别上流域内自然湿地的景观连通性最差,人工湿地次之。在类型级别上沼泽类型的连通性最差,河流、沟渠与洪泛区湿地类型的连通性较好,湖泊的景观连通性最好。为保障白洋淀流域水安全,以流域湿地网络为整体,恢复和增强流域湿地网络连通性,将有效提高雄安新区水资源安全和生态环境保护的能力。

    • 城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

      2019, 39(24):9211-9221. DOI: 10.5846/stxb201810212273

      摘要 (1314) HTML (121) PDF 6.82 M (721) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。

    • 北京市居住区林木健康评价

      2019, 39(24):9222-9232. DOI: 10.5846/stxb201811122447

      摘要 (938) HTML (75) PDF 3.15 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示北京市居住区林木健康变化特征及影响因素,提供北京市居住区林木健康经营对策。对北京市85个居住区林木进行健康特征调查,在建立林木健康评价模型评价林木健康状况的基础上,采用方差分析法和多重比较法分析不同类型居住区林木健康差异。结果表明:不同类型居住区林木健康指标差异显著(P<0.05),各指标变化规律不完全一致;不同类型居住区地表覆盖情况、光污染程度、树干倾斜度、栽植截干、树势、冠形、干形等方面普遍较差。北京市居住区林木健康指数在0.60-0.80之间,健康等级呈现右偏正态分布特点,健康林木比例为3.65%,亚健康林木(56.07%)最多,其次是中等健康林木(36.68%),不健康林木有3.50%,濒死林木仅占0.10%。居住区林木健康指数在不同区域和不同来源间差异不显著(P>0.05),在不同时期间差异显著(P<0.05),健康指数大小分别为:三-四环=四-五环 > 五-六环 > 二环内=二-三环;福利房 > 商品房 > 保障房;2009-2013年 > 2003-2008年=1998-2002年=1991-1997年 > 1956-1990年。北京市居住区林木生长处于亚健康状态,潜在影响因子如地表覆盖情况、光污染程度、树干倾斜度等指标是限制北京市居住区林木生长的重要因子。适当减小夜间照明影响、增加有机地表覆盖、避免过度的修枝截干和加强林木养护管理是当前北京市居住区林木健康生长的保障。

    • SolVES模型价值转移方法对不同空间尺度的响应评估

      2019, 39(24):9233-9245. DOI: 10.5846/stxb201809212066

      摘要 (880) HTML (133) PDF 7.77 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人类对生态系统服务压力的不断增加,生态系统服务社会价值的评估变得至关重要。利用SolVES模型将太白山国家森林公园的社会价值转移到牛背梁国家森林公园和秦岭山地,评估两者的社会价值并探讨不同尺度下转移结果的差异。结果表明:1)牛背梁国家森林公园游憩价值指数与高程负相关,美学价值指数与高程正相关,羚牛谷山水观光游憩区的游憩价值较高,高山风光区的美学价值较高;2)秦岭山地的游憩价值与高程正相关,美学价值与高程负相关,森林公园的游憩价值较高,山地整体美学价值指数偏低;3)秦岭山地的社会价值集中于高程1000-2000m、坡度25°-35°处,而牛背梁国家森林公园的社会价值分布规律不明显;4)不同尺度下相同的转移模型输出的转移结果与环境变量的关系存在差异。SolVES模型的价值转移子模型是一个可以进行生态系统服务社会价值评估的快速有效的工具,但应根据需求精度选择合适的统计模型。

    • 以材料“创造”土地?——中国城市化进程的一个重要特征

      2019, 39(24):9246-9256. DOI: 10.5846/stxb201809131969

      摘要 (704) HTML (67) PDF 10.06 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国快速城市化进程的一个重要特征是以土地为载体,通过大量投入钢铁、水泥等建材大规模修建城市建筑和基础设施,创造出大量的城市生产和生活空间。利用1985-2010年中国省级行政单元城市建成区总面积、城市居住用地总面积、城市住宅总面积和城市住宅建筑材料总使用量等数据,识别城市扩张模式,揭示中国城市化进程中土地、建筑面积及其构筑材料三者间的关系。研究表明2000年是中国城市扩张的重要分界点,2000年之前中国各省份的城市建成区总面积、城市住宅总面积和城市住宅建筑材料总使用量均较小且省份间差异不大,2000年之后三者迅速增长且省份间差异逐渐扩大。在地区尺度上,三者均呈现东部地区最高、中部次之、西部最低的特点,地区内部差异则表现为东部地区最大、西部次之、中部最小的特征。大多数省份的城市住宅总面积及其构筑材料总量随着城市建成区的扩张而增长,表明城市在发展初期以扩大建成区和水平扩张为主。随着城市化水平的不断提高,城市内部空间重组和用地置换导致高层建筑逐步替代了原有的单层或低矮建筑,城市扩张的方向由依赖土地的水平扩张转向以大量使用建筑材料为基础的垂直扩张,使得许多省份的城市住宅总面积逐渐超过辖区内居住用地总面积。这种以建筑材料"创造"出更多"土地"的城市垂直扩张在满足人们对城市生产和生活空间需求的同时,有利于节约土地资源和保护生态空间,但需要以消耗更多的建筑材料并承担建筑材料在开采、制造、运输、使用和废弃过程中所造成的环境影响为代价。

    • 高寒民族地区居民的旅游支持度及影响因素——以甘南藏族自治州为例

      2019, 39(24):9257-9270. DOI: 10.5846/stxb201810312354

      摘要 (727) HTML (91) PDF 6.54 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:旅游业是当前高寒民族地区实现乡村振兴的重要举措,辨明居民的旅游支持度及其影响因素有利于精准制定旅游发展政策。以甘南藏族自治州为研究区,突出该区民族文化特征,建立了以文化整合、地方感、旅游机构信任、旅游事件依恋为自变量的居民旅游支持度模型,并分析了影响该区居民旅游支持度的关键因素。结果表明:(1)藏族居民旅游支持度最高,回族次之,汉族最低;牧民、僧侣、家庭主妇、学生、私营业主、公务员的旅游支持度呈递减趋势;"易地搬迁型"乡村社区居民旅游支持度最高,"民宿开发型"次之,"寺院景区门户型"社区居中,"寺院僧舍型"社区较低,"景区边缘型"社区最低。(2)旅游收益感知对居民旅游支持度产生积极影响,旅游成本感知对居民旅游支持度产生负向影响;居民对旅游机构的信任与居民对旅游事件依恋均对旅游收益感知产生积极影响、对旅游成本感知产生负向影响,从而影响居民旅游支持度;文化整合与居民对旅游事件依恋除对旅游支持度产生直接影响外,还通过增强旅游收益感知、降低旅游成本感知而对旅游支持度产生显著正向作用。

    • 国家重点生态功能区转移支付与生态环境保护的协同性分析

      2019, 39(24):9271-9280. DOI: 10.5846/stxb201901250193

      摘要 (1023) HTML (73) PDF 1.52 M (607) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对国家重点生态功能区转移支付在资金分配方面存在的不足,选择享受重点生态功能区转移支付的县(市、区)作为典型县域,利用方差分析法和耦合协调度模型,分析了重点生态功能区转移支付与生态环境保护的协同性。结果表明,2017年,不同省份、不同类型生态功能区之间典型县域的生态环境保护支出、环境污染治理支出、生态保护修复支出均存在显著差异(P<0.05),但是典型县域获得的重点生态功能区转移支付金额无显著性差异(P>0.05),典型县域重点生态功能区转移支付金额与其生态环境保护支出在地域差异和类型差异上不具备协同性;典型县域及其所属各省、各类生态功能区获得的重点生态功能区转移支付金额与生态环境保护支出、环境污染治理支出、生态保护修复支出的耦合协调度均小于0.4,典型县域及其所属各省、各类生态功能区的重点生态功能区转移支付金额与生态环境保护支出均处于失调状态。从典型县域看,当前重点生态功能区转移支付资金分配尚未体现重点生态功能区生态环境保护投入的地域差异和类型差异,也未体现与重点生态功能区生态环境保护投入的协同性,亟需完善重点生态功能区转移支付资金分配机制。

    • 区际农业生态补偿标准及“两横”财政跨区域转移机制——以虚拟耕地为载体

      2019, 39(24):9281-9294. DOI: 10.5846/stxb201810282324

      摘要 (1107) HTML (72) PDF 1.39 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨以虚拟耕地为载体的区际农业生态补偿原理,从两个层面(省际与省域内部市际)开展区际农业生态补偿支付/受偿面积和财政转移额度的测算,最后提出了以补偿管理平台为中介的"两横"财政转移路径。结果表明:①虚拟耕地调出地区付出了过多的经济、资源和生态代价,需要以虚拟耕地为载体对之进行生态补偿。可以根据虚拟耕地净流量进行支付/受偿区域划分和支付/受偿面积的确定。②在省际补偿方面,支付区域包括16个省份,其中支付虚拟耕地面积较大的省市主要分布在东部沿海地区和西南地区;受偿区域包括15个省份,其中受偿虚拟耕地面积较大的省市主要分布在东北地区、华北地区和西北地区。在省域内部市际补偿方面,支付虚拟耕地面积较大地市多为省域内经济发展水平相对较高的地市,受偿虚拟耕地面积较大的地市多为省域内经济发展水平相对较低、农业生产条件优越的地市。③无论是省际层面还是省域内部市际层面,受偿的额度和支付的额度均呈现集中分布的特点。在省际补偿方面,支付额度较大的广东、北京、浙江、上海、天津、江苏和湖北等省市在研究期内年均值超过25亿元;受偿额度较大的黑龙江、吉林、河南、内蒙古、安徽、山东、湖南和河北等省市在研究期内年均值超过40亿元。在省域内部市际补偿方面,江苏、河南和甘肃三省支付额度排名前二分之一地市的总额所占的比例都超过了80%,受偿额度排名前二分之一地市的总额所占的比例都超过70%。④"两横"支付网络通过两级支付管理平台的中介作用可以实现省际和省域内部市际两个层面的区际农业生态补偿跨区域转移。

    • 我国农业系统可持续发展协调度分析

      2019, 39(24):9295-9303. DOI: 10.5846/stxb201904020637

      摘要 (680) HTML (70) PDF 4.56 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业系统可持续协调发展作为一种发展理念已成为共识,受到我国政府高度重视。采用2004-2015年我国农业生产面板数据,运用熵值法、探索性空间数据分析等方法分析我国农业系统可持续发展协调度情况。研究结果表明:(1)2004-2015年我国各省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度处于不稳定变动态势,且其协调度值较低。(2)从协调度分布来看,协调度处于"比较协调"和"协调"的省(市、自治区)主要分布在我国的东部和东南部地区,其余大多数省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间的协调度处于"不协调"。(3)从空间自相关性来看,各省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度呈正的全局自相关性且相关程度逐渐增大,而大多数省(市、自治区)农业各子系统可持续能力之间协调度的局部自相关性不显著,且其农业各子系统可持续能力之间协调度空间极化不明显,处于较低水平均衡状态。从时空维度、空间相关性方面分析农业各子系统可持续能力之间协调度,为提高我国农业系统可持续发展水平提供政策建议。

    • 基于资源环境承载力的国家级新区空间开发管控研究

      2019, 39(24):9304-9313. DOI: 10.5846/stxb201809061901

      摘要 (765) HTML (72) PDF 13.25 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国城市工业化和城镇化的快速推进,由于不合理的空间开发导致生态空间被挤占、城市资源环境超载现象日益突出。以资源环境承载力为基础的空间开发管控制度是体现生态优先、绿色发展理念,从源头实现城市经济社会发展和环境协调发展的重要路径。选取国家级新区江北新区为案例地区,通过构建涵盖生态保护重要性、土地承载力、环境容量、环境压力4个要素层、10项具体指标的评价体系,基于GIS空间分析工具评估区域资源环境承载力。研究表明江北新区资源环境承载力呈现由沿江向内陆、平原地区向丘陵地区逐级递减趋势,根据要素层在空间分布差异性,将区域分为资源环境承载力饱和区域、资源承载力尚好但环境压力较大区域、资源承载力较好且环境压力较小区域、生态环境安全保障区域四个类型,并制定差异化的空间准入和管控措施。研究不仅为资源环境要素全面融入国家新一轮空间规划体系制定和实施全过程提供技术支撑,也可为长江经济带制造业发达地区探索可持续发展空间开发路径提供案例借鉴。

    • 不同管理模式对农田生态系统服务的影响模拟研究——以太湖流域为例

      2019, 39(24):9314-9324. DOI: 10.5846/stxb201809272092

      摘要 (657) HTML (86) PDF 4.97 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:高强度的农业生产给生态环境带来诸多负面影响,如何权衡农田生态系统服务是农业可持续发展面临的重要问题之一。本文以太湖流域稻麦轮作农田生态系统为研究对象,利用基于0-10cm土壤温度、10-20cm土壤温度、水稻生物量和小麦生物量等为目标函数的PEST软件校准APSIM模型,遴选三类重要生态系统服务——粮食供给(粮食产量)、水质调节(氮流失)和气候调节(N2O排放、固碳-土壤有机碳),针对不同秸秆还田(无秸秆还田、稻秆还田麦秆不还田、麦秆还田稻秆不还田、稻麦秆全还田)和施肥模式(0、-5%,-10%,-20%)等设定16种情景模拟1986-2015年太湖流域生态系统服务变化趋势,利用自组织映射法(SOM)分析其权衡协同关系变化,以期为农田生态系统管理提供科学依据。结果表明:(1)相对秸秆还田,粮食产量、N2O排放、氮流失和土壤有机碳受施肥影响更为显著,均随施肥量减少而下降;(2)不同管理模式对固碳影响较弱,对N2O排放和水质调节影响明显,稻麦秆全还田且减量施肥5%、10%或20%情景对N2O排放抑制最为有效,减排量均超过30%,氮流失量减量大于7%;(3)粮食供给与固碳、N2O排放均存在显著的协同关系,粮食供给与水质调节、固碳与水质调节、水质调节与N2O排放呈显著权衡关系,固碳与N2O排放呈弱权衡关系;(4)基于N2O排放量和氮流失量均低于基准模拟且粮食单位产量减少低于5%的情景下,无秸秆还田且减量施肥5%(S0_F1)和稻麦秆全还田且减量施肥5%(S3_F1)两种模式相对有利于整体提升太湖流域农田生态生态系统服务。此外,APSIM模型有待更多的野外监测数据进一步校准改进以提高模型率定精度,同时需扩展不同模式影响下太湖流域农田生态系统服务综合效应评估,以获取更加科学、合理的优化模式与途径。

    • 基于土地利用变化的贵州坝子土地利用功能演变研究

      2019, 39(24):9325-9338. DOI: 10.5846/stxb201810232294

      摘要 (738) HTML (85) PDF 11.63 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:贵州省为典型喀斯特山区,强烈的人类活动主要分布在坝地地区,研究坝子土地利用功能演变对土地可持续利用具有重要价值。基于土地利用变化,根据三生功能理论构建土地利用功能分类体系,以贵州省1990年、2000年、2010年和2016年四期遥感影像为数据源,借助ArcGIS10.2软件平台构建土地利用功能转移矩阵和坝子功能冷热点分布图。研究表明:(1)贵州省坝子土地利用功能已由以传统农业生产功能为主转为以传统农业生产功能-农村居住生活功能为主,坝子土地利用由单一功能向多功能转变;(2)1990-2016年,坝子的功能类型增加10种类型,其中8类是复合类型,坝子功能向多样性转变;(3)单一功能与复合功能坝子比例变化曲线呈"X"型,到2016年,复合功能坝子比例大于单一功能坝子;(4)1990-2000年,坝子土地利用功能变化缓慢,2000年以后坝子土地利用功能变化强烈;(5)传统农业生产功能转移最为强烈,主要转移为城镇居住生活功能、农村居住生活功能、工业生产功能及与之相关的复合功能和自然生态功能;(6)各种功能类型坝子冷热点的空间分布变化复杂,从总体上看各功能的空间分布由集聚变为分散。

    • 东南诸河流域1990-2015年土地利用时空变化特征及驱动机制

      2019, 39(24):9339-9350. DOI: 10.5846/stxb201810102187

      摘要 (1208) HTML (73) PDF 12.52 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用/覆被变化作为影响全球环境变化的重要因素,是人类活动最直接的反映,其驱动力分析能够很好地揭示人类活动对土地资源的影响机制。运用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,从整个东南诸河流域片区的尺度上,研究了包含中国台湾地区在内的1990-2015年间的土地利用时空变化特征,并探究其主要驱动机制。研究结果为:(1)全流域各土地类型面积占比为:林地 > 耕地 > 草地 > 城乡建设用地 > 水域 > 未利用土地,林地与耕地的空间分布特征均为"北聚南散,北多南少",城乡建设用地集中分布在经济较为发达的台湾海峡两岸沿海地区以及流域大陆北部靠近长江三角洲的地区。(2)全流域土地类型的面积变化量为:城乡建设用地 > 耕地 > 草地 > 林地 > 水域 > 未利用土地。流域土地利用综合动态度为0.68%,整体用地类型转化程度先降低再增加,并以城乡建设用地和耕地为主要变化类型。流域南部各市的土地利用变化较北部剧烈,台湾地区主要土地利用变化类型为耕地和城乡建设用地。(3)大陆地区城乡建设用地变化的主要驱动力为人口数量及结构、城市化和社会经济发展,台湾地区在此基础上增加了社会工农产业结构调整因素。大陆耕地变化的主要驱动力为人口数量及结构、城市化水平和社会工农产业结构,社会工农产业结构和农业生产水平是台湾地区耕地变化的主要驱动力。本研究为东南诸河流域土地资源规划管理提供科学依据,为自然流域尺度的土地利用变化及其驱动机制研究提供可靠实例。

    • 东亚夏季风进退对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟发生的影响

      2019, 39(24):9351-9364. DOI: 10.5846/stxb201809131970

      摘要 (591) HTML (84) PDF 22.66 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明东亚季风对我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的影响,为中短期预警提供科学依据,利用2000-2016年中国稻纵卷叶螟赶蛾量数据,结合NECP气象再分析资料,分析了东亚夏季风进退与我国南方水稻主产区稻纵卷叶螟迁飞的关系,结果表明:(1)稻纵卷叶螟的初始迁入与东亚夏季风的向北推进密切相关,除华南稻区稻纵卷叶螟迁入始期提前于东亚夏季风北界经过该区的时间外,在其他稻区两者基本同步;东亚夏季风北边界在不同稻区首次和二次出现的早晚对该稻区稻纵卷叶螟的向北迁入的始期具有一定的指示意义。(2)各稻区北迁的高峰期一般都发生在东亚夏季风控制范围内,其中6月中旬-8月上旬东亚夏季风活动范围到达30°N以北地区,此时是我国南方稻区稻纵卷叶螟北迁峰次最多、迁入量最集中的时期;东亚夏季风北界在本30°N以北地区持续时间的长短与稻纵卷叶螟年发生程度呈显著的正相关。(3)8月中下旬是东亚冬、夏季风的转换期,也是稻纵卷叶螟种群的"混合迁"发生期,此时,西南稻区和江淮稻区北部迎来初次南迁峰;9月后东亚夏季风开始南撤,东北冬季风快速南下,稻纵卷叶螟种群也随之不断向南迁飞。(4)2007年稻纵卷叶螟在江淮稻区特大爆发的大气背景是:6月末-7月的强西南季风使沿江稻区迁入虫量比常年显著增加,也为7月下旬至8月下旬稻纵卷叶螟大规模向江淮稻区迁入奠定了虫源基础;7月份江南、华南地区的降水异常偏少使喜湿的稻纵卷叶螟种群进一步向沿江和江淮地区聚集;8月份东亚夏季风的回撤偏晚以及9月份华北地区和江淮地区北部的相对偏暖,使江淮稻区稻纵卷叶螟种群在当地滞留时间偏长、南迁起始期和高峰期异常偏晚。

    • 基于红外相机技术的贺兰山同域分布阿拉善马鹿和岩羊活动规律研究

      2019, 39(24):9365-9372. DOI: 10.5846/stxb201810112200

      摘要 (912) HTML (93) PDF 2.14 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究同域分布的阿拉善马鹿(Cervur alashanicus)与岩羊(Pseudois nayaur)的日活动节律,及两者在时间生态位上的分化情况。于2014.10-2015.10,在贺兰山利用红外相机技术,对两者进行野外监测。相关监测数据,在R软件中利用"overlap"统计包,采取核密度估计(Kernel density estimation)、重叠指数(Coefficient of overlap):Δ进行分析。结果表明,马鹿日活动节律模式属于晨昏活动类型(日活动高峰期:5:00-10:00、16:00-21:00),存在季节性变化(冷暖季日活动节律重叠指数Δ=0.77),由暖季到冷季晨昏活动高峰期均向中午移动(暖季:4:00-8:00、16:00-22:00,冷季:6:00-11:00、15:00-20:00),昼间活动强度大于暖季,而夜间低于暖季。岩羊日活动节律为主要在昼间活动的模式,其活动高峰期在8:00-10:00、13:00-15:00两个时间段。由暖季到冷季存在季节性变化特征(Δ=0.74),昼间活动高峰期向后推迟(暖季7:00-9:00、12:00-14:00,冷季9:00-11:00、13:00-17:00),夜间活动降低。两者在日活动节律模式上的相似度较高(Δ=0.67),存在冷季(Δ=0.66)高于暖季(Δ=0.61)的季节变化。在日活动节律模式分离特征为:马鹿为晨昏活动模式,岩羊为昼间活动模式;前者昼间活动强度低于后者,而夜间强于后者;两者活动在高峰期上大体错开。本研究不仅提供了马鹿与岩羊的日活动节律模式,而且还分析了两者在时间生态位上的分化方式和共存机制,并为两者行为生态学研究的深入提供必要的科学依据。

    • 基于SURF指数识别海州湾食物网的关键饵料生物

      2019, 39(24):9373-9378. DOI: 10.5846/stxb201811012365

      摘要 (639) HTML (73) PDF 1.39 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:关键种(keystone species)在生态系统中发挥着不可替代的重要作用,对于群落结构的稳定与演替起着决定性的作用。基于2011年3-12月在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查资料以及胃含物分析数据和参考历史文献数据,以物种间的摄食关系作为基础,采用SURF(Supportive Role to Fishery ecosystems)指数识别海州湾食物网中的关键饵料生物。在矩阵中分析每个物种作为饵料生物为捕食者提供的摄食比例及捕食者数量,计算每个物种的关键指标(SURFi)的值,结果表明前五位数值较高的物种是细鳌虾(Leptochela gracilis)、毛虾(Acetes sp.)、疣背宽额虾(Latreutes planirostris)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)和鳀鱼(Engraulis japonicus),它们是海州湾的关键饵料生物,在整个食物网中起到关键的控制作用,它们的数量波动会对海州湾其他物种产生直接或间接的影响。加强关键饵料生物的保护,对于维持海州湾生态系统的健康和稳定至关重要。

    • >专论与综述
    • 昆虫分布南界的形成原因及影响因素

      2019, 39(24):9379-9386. DOI: 10.5846/stxb201810082171

      摘要 (832) HTML (71) PDF 1.06 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物都有一定的适生区,低温导致其分布北界的形成是不争的事实,然而一些种类还存在分布上的南界。昆虫的生长发育与环境的关系非常密切,研究其分布南界的形成原因对预测昆虫种群的扩散和暴发具有重要意义。从环境、寄主和人类活动等方面总结了北半球昆虫分布南界形成的机制及影响因素。低纬度地区夏季高温引起昆虫死亡率上升、生殖率下降、昆虫体内共生菌解体和冬季低温过高导致昆虫滞育节律被破坏等是昆虫分布南界形成的主要原因。此外,寄主的分布和人类活动也对昆虫分布南界存在一定影响。气候变暖对不同种类昆虫的分布南界影响不同,大部分昆虫的分布范围会扩大,但一些受环境限制的昆虫分布南界往往北移。建议今后对全球气候变暖背景下昆虫分布南界的变化、检疫性害虫在其原产地和入侵地分布南界的差异及其原因进行研究,以期为分析昆虫分布的变化提供依据,也为害虫防治提供新的可能途径。

    • 生态学中的植物记忆研究

      2019, 39(24):9387-9395. DOI: 10.5846/stxb201809121959

      摘要 (1060) HTML (92) PDF 1.15 M (612) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,植物记忆研究为深入理解种群分布格局、群落构建、群落演替等生态学过程提供了新的视角,因此备受生态学家的关注。在介绍生态胁迫记忆、表观遗传记忆、生态记忆、土壤记忆概念的基础上,综述了近几年来相关领域在生态学研究中的最新进展,并提出了植物记忆在生态学研究中值得关注的方向,以期为全面深入的理解生态学过程提供一个新的角度。

    • >学术信息与动态
    • 旅游生态学研究进展

      2019, 39(24):9396-9407. DOI: 10.5846/stxb201903070434

      摘要 (857) HTML (77) PDF 7.18 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为生态学和旅游学相交叉的一门新兴分支学科,旅游生态学关注旅游发展中的生态环境问题,以生态学原理指导旅游生态系统管理,是促进旅游业可持续发展的重要理论支撑。论文采用引文可视化分析软件CiteSpace5.3和文献阅读相结合的方法分析旅游生态学研究的国际进展。分析发现,文献数量在进入21世纪后快速增长,文献来源地集中在北美和欧洲国家,研究方法呈现多学科综合性和最新科学技术成果应用及时等特点,研究内容主要集中在旅游活动的生态环境影响、旅游生态系统管理和旅游可持续发展的测度及实现途径3个方面。基于国际进展的分析,论文最后提出我国旅游生态学研究应在学科的基础理论、旅游影响的系统性和持续性、旅游生态修复、旅游开发活动的生态环境影响、生态环境变化对旅游业发展的影响和本土性旅游生态系统管理方法等方面加强。

    • 中国资源环境与区域发展关系演化:脉络、局限与趋势

      2019, 39(24):9408-9415. DOI: 10.5846/stxb201810252301

      摘要 (681) HTML (78) PDF 1.22 M (650) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何实现资源环境与区域经济社会耦合协调发展已成为当前人类面临的重大挑战之一。对资源环境与区域发展相互关系的研究脉络与研究热点进行了系统梳理,认为相关研究经历了起步、快速发展和持续深化三个阶段,总体上呈现从传统的单一要素基础理论研究向动态化、智能化、模型化的综合性研究转变。同时,指出现有研究中的主要局限与难点在于:如何协调评价指标普适性与特异性,如何平衡关键阈值准确性与弹性,以及如何衔接实验模拟结果与实践应用平台。在此基础上,从资源环境与区域发展综合评估框架改进、多学科融合视角下的智能模拟决策平台构建、中国转型期特殊背景下协调发展模式探索、国家机构和行政体制改革的影响四个方面提出未来的研究展望。研究有助于深化对资源环境与区域发展内在联系的认识,为相关政策制定提供有益借鉴。

    • 应用CiteSpace对生态学科meta分析的文献计量学和可视化分析

      2019, 39(24):9416-9423. DOI: 10.5846/stxb201812082693

      摘要 (1378) HTML (88) PDF 3.28 M (698) 评论 (0) 收藏

      摘要:Meta分析是针对一系列独立研究结果进行定量综合分析的方法。从20世纪90年代初开始被应用于生态学的研究中,已经对这一学科的数据汇总方式产生重大影响。为了探究meta分析方法在生态学领域的研究现状及热点,以Web of Science论文核心合集为检索数据库,通过输入关键词检索了1992至2018年之间的论文,并利用Web of Science自带的文献分析工具和Histcite对检索的文献信息进行统计分析,分析了不同年份、国家、期刊、学科基础知识论文的发表和被引情况,用CiteSpace软件对其进行热点分析并绘制了知识图谱。研究发现,我国生态学研究在meta分析方法的改进和利用方面与美国、英国等国家相比尚有差距;使用meta分析方法开展研究越来越多,但研究方向上出现了一些转变,越来越多的研究关注全球变化背景下植物光合作用、物种入侵的机理以及模拟氮循环过程对物候和植被生产力的影响及价值评估的研究,并成为本领域的研究前沿。

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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