• 2019年第39卷第6期文章目次
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      2019, 39(6):0-0.

      摘要 (1017) HTML (0) PDF 27.94 M (808) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >南方低效人工林改造与特色生态产业技术研究专栏
    • 近25年长江中游地区土地利用时空变化格局与驱动因素

      2019, 39(6):1877-1886. DOI: 10.5846/stxb201809302138

      摘要 (2310) HTML (274) PDF 15.84 M (1404) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江中游地区(湖北省、湖南省和江西省)位于长江经济带中心,是我国"中三角城市群"所在地,也是国家"两屏三带"生态安全战略的重点区域,其土地利用变化受地理环境制约和社会经济发展的影响,也与未来区域可持续发展密切相关。根据1990、2000、2010和2015年Landsat TM遥感影像数据,采用景观格局分析、梯度分析及相关性分析方法,揭示近25年土地利用时空变化格局及其与社会经济因素的关系。研究表明:(1)研究区耕地与林地为主体景观,分别占30%、50%,建设用地占比 < 3%,具有重要生态功能的土地利用类型(林地、灌木、水体、草地、果园)占比达67%。(2)沿中心城区-边缘区梯度,各土地利用类型表现出明显的空间特征,建设用地和耕地面积占比显著减小,破碎化程度增加,而林地呈整体化趋势。(3)近25年来,该区耕地、林地分别减少1.06%、0.49%,建设用地增加1.08%,整体景观破碎化程度加重、景观多样性升高;除林地外,其它地类变化均与社会经济因素(人口、农业人口、非农业人口、GDP、人均GDP、城市化水平、三大产业产值)显著相关。这些结果表明,与沿海地区相比,近25年长江中游地区土地利用变化较小,还有着较好的基于提供生态系统服务的土地利用基础;但生态保护任务仍然艰巨,需划定生态保护红线,保护优质耕地,控制城市扩展规模,加强生态廊道、节点的建设,增强区域景观生态功能,以便满足未来长江经济带可持续发展的需要。

    • 不同林龄油茶人工林土壤酶化学计量及其影响因素

      2019, 39(6):1887-1896. DOI: 10.5846/stxb201809202059

      摘要 (1840) HTML (422) PDF 2.68 M (1339) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤酶化学计量比是揭示微生物生长代谢过程及评价土壤养分资源限制状况的重要指标。油茶是中国南方主要的木本油料作物,近年来愈来愈受关注,但鲜有从生态化学计量学的角度深入理解人工经济林的土壤微生物养分限制状况。本文以亚热带地区不同林龄油茶人工林土壤为研究对象,采用时空互代法在区域尺度上随机选取32个不同林龄油茶人工林并将其分为四个林龄组( < 9年幼龄林;9-20年近熟林;21-60年成熟林; > 60年过熟林),通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)转化酶活性(β-葡糖苷酶(BG)、α-纤维素酶(CBH)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP))及土壤理化因子,探讨不同林龄油茶人工林土壤C、N、P转化酶化学计量特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:五种C、N、P转化酶活性均有随林龄增大而增加的趋势,且AP活性显著高于其它四种酶活性。相关分析结果表明,五种土壤C、N、P转化酶活性均与土壤有机碳和总氮显著相关,与土壤总磷和速效磷含量不相关。土壤酶化学计量比ln(CBH+BG):ln(NAG+LAP)、ln(CBH+BG):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均随林龄增大而一定程度增加。亚热带区油茶人工林土壤酶C:N:P化学计量比为1:1:1.5,这与全球生态系统土壤酶C:N:P化学计量比1:1:1相偏离,表明亚热带地区油茶人工林土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示土壤有机碳含量是影响土壤酶活性和酶化学计量比的主要因子。因此,在油茶人工林经营管理中应考虑磷和外源碳的投入,提高土壤微生物酶活性,缓解油茶人工林生态系统的磷限制。研究结果可为亚热带区油茶人工林土壤养分管理和可持续利用提供基础理论支撑。

    • 杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

      2019, 39(6):1897-1907. DOI: 10.5846/stxb201809202054

      摘要 (1827) HTML (425) PDF 2.56 M (1101) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。

    • 湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交林林分空间结构特征分析

      2019, 39(6):1908-1916. DOI: 10.5846/stxb201810122215

      摘要 (1622) HTML (342) PDF 1.20 M (1300) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三种(杉木+少量栎类、杉木+栎类+光皮桦、杉木+栎类+光皮桦+马尾松)不同树种配置的杉阔混交林为研究对象,计算了角尺度、大小比数、混交度三个林分空间结构指标,全面分析了湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交防护林林分空间结构特征,结果表明:优势树种主要有杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)、栎类(Quercus L.)及光皮桦(Betula luminifera)三种,并有少量马尾松(Pinus massoniana)散生于林内,生长优势也较弱。不同树种配置所呈现的林分空间结构也不相同。树种配置Ⅰ(杉木+少量栎类)的角尺度平均值为0.42,大小比数平均值为0.31,混交度平均值为0.18,林木空间分布格局和生长优势度均较好,但混交程度较弱,近乎杉木纯林,对应的生物多样性也会较小。树种配置Ⅱ(杉木+栎类+光皮桦)的角尺度平均值为0.5,大小比数平均值0.32,混交度平均数0.48,空间分布格局整体呈现随机分布;林木主要处于亚优势生长状态,混交度以中度-强度混交为主;而树种配置Ⅲ(杉木+栎类+光皮桦+马尾松)的角尺度平均值为0.58,大小比数平均值0.51,混交度平均数0.54,林木空间格局呈现聚集分布,生长优势水平中庸,为中度混交。全面分析林分空间结构,可以明确林分空间结构中存在的不合理情况,为合理择伐以及近自然经营提供科学依据,使该地区的杉阔混交林的多种功能得到可持续发挥。

    • 模拟氮沉降对马尾松土壤微生物群落结构及温室气体释放的影响

      2019, 39(6):1917-1925. DOI: 10.5846/stxb201809262087

      摘要 (1856) HTML (297) PDF 1.21 M (1207) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2年生马尾松(Pinus massoniana)盆栽苗土壤为对象,通过施氮肥模拟氮沉降对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体释放的影响,探明氮沉降对森林土壤温室气体释放的驱动机制。结果表明,模拟氮沉降处理显著提高了土壤速效氮含量和苗木根系氮含量;土壤微生物碳(SMBC)含量比对照显著下降78%,而土壤微生物氮(SMBN)则提高2.6倍。模拟氮沉降处理显著降低土壤中微生物群落总含量。施氮肥对马尾松土壤N2O和CO2的释放速率均有显著影响,增施氮肥不仅显著提高了土壤N2O的释放速率,而且CO2释放速率短期内也显著提高,但伴随微生物群落的下降,施肥后期CO2释放速率表现下降趋势。相关分析表明,土壤CO2和N2O释放与土壤pH值、土壤温度、土壤湿度、土壤速效氮含量及SMBC、SMBN相关;逐步回归分析表明,土壤硝态氮含量的变化是驱动土壤温室气体释放的主导因子。3株种植单位土壤体积内根系生物量较高,增加了土壤水分的消耗速率和氮的吸收固定,因而减少N2O的释放速率。以上研究阐明了氮沉降或过量施肥对土壤氮含量、土壤pH值、根系生物量及氮含量、土壤微生物群落结构等因子的影响,这些因子直接或间接影响土壤温室气体释放速率。氮沉降及施用氮肥是加快土壤温室气体(CO2和N2O)排放进程的重要因素。

    • 不同林龄杉木人工林菌根侵染特征研究

      2019, 39(6):1926-1934. DOI: 10.5846/stxb201809202061

      摘要 (1658) HTML (302) PDF 7.86 M (1475) 评论 (0) 收藏

      摘要:丛枝菌根真菌是一种通过土壤侵染植物根系,与寄主植物互利共生的重要有益真菌。探究不同林龄杉木林中菌根侵染状况与土壤养分的变化规律,有利于深入认识丛枝菌根真菌-杉木相互作用的养分调控因素,从而为改善杉木人工林土壤肥力、促进杉木林可持续经营提供依据。分别选取10a、25a、45a杉木纯林,分析了不同林分菌根侵染率与孢子密度及部分土壤养分因子(全磷、速效磷、全钾、速效钾)的关系。结果表明:(1)菌根侵染率与孢子密度均呈现出随林龄增大而增大的趋势,pH随林龄增大而减少的趋势;(2)根际土中磷的含量总体偏低,而且受到土壤酸化流失和丛枝菌根真菌积累的双重影响呈现出先减少后增加的趋势;(3)虽然有效钾含量随林龄变化趋势不显著,但丛枝菌根真菌能促进土壤钾的积累。因此,丛枝菌根真菌能有效调控根际土的养分动力学特征,减缓土壤酸化造成的养分流失。

    • 披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

      2019, 39(6):1935-1944. DOI: 10.5846/stxb201809192044

      摘要 (1581) HTML (359) PDF 2.53 M (1115) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%-100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。

    • 油茶低产林养分需求和时间配置动态变化研究

      2019, 39(6):1945-1953. DOI: 10.5846/stxb201809192045

      摘要 (1369) HTML (307) PDF 2.20 M (1016) 评论 (0) 收藏

      摘要:以常宁油茶低产林为研究对象,分析了油茶低产林树体各器官及土壤养分时间动态变化。结果表明:油茶低产林树体在不同生长期需求的大量元素均为全N、Ca和全K最多,而需求的Mg和全P最少;需求的微量元素均为Mn和Fe最多,Cu和Cd最少;春梢期供应的土壤养分元素是速效N和Mg,夏梢期主要供应的土壤元素是速效K、全N、全P、Fe和有机质,果实成熟期主要供应的土壤养分元素是全K,开花期主要供应的土壤元素是速效P和Ca;不同时间油茶低产林养分需求为春梢期(28.36%) > 夏梢期(26.17%) > 果实成熟期(22.75%) > 开花期(22.73%);土壤养分供应为夏梢期(2999.83±87.04 mg/kg) > 果实成熟期(2703.93±292.26 mg/kg) > 开花期(2554.60±508.84 mg/kg) > 春梢期(2385.88±199.62 mg/kg);油茶低产林在不同生长期需要的养分和土壤供应的养分并不一一对应。研究结果可为油茶低产林的施肥时间配置和养分时间变化提供科学依据,在春梢期多施肥。

    • 桐-药复合经营模式下泡桐丛枝菌根真菌群落结构特征

      2019, 39(6):1954-1959. DOI: 10.5846/stxb201809202058

      摘要 (1448) HTML (329) PDF 1.06 M (1376) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Illumina MiSeq高通量测序技术,研究江西鄱阳湖周边平原岗地的泡桐纯林及桐-药复合经营模式(泡桐-玉竹、泡桐-麦冬和泡桐-射干)下泡桐丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizae fungi,AMF)群落结构特征。研究发现,泡桐AMF群落主要由球囊霉科、巨孢囊霉科、无梗囊霉科和多孢囊霉科组成,其中球囊霉科真菌占绝对优势,但不同科的相对丰度在不同经营模式下仍存在差异。与泡桐纯林相比,桐-药复合经营模式会降低泡桐菌根侵染率及AMF群落多样性。只有泡桐-射干经营模式中的泡桐含有多孢囊霉科真菌,且相对多度占2.73%。研究结果表明桐-药复合经营模式下中药材种类的差异会不同程度地改变泡桐AMF的群落结构。这为进一步研究桐-药复合经营模式下泡桐AMF的生态功能和资源利用提供了科学依据。

    • 湖北省马尾松精准适宜性空间分布

      2019, 39(6):1960-1968. DOI: 10.5846/stxb201810112206

      摘要 (1498) HTML (348) PDF 13.40 M (1180) 评论 (0) 收藏

      摘要:马尾松作为南方主要的造林树种,研究其适宜性精准空间分布对其退化评价、造林选地等具有生产指导价值。本研究采用多元线性回归克里金模型利用R语言对湖北省降雨量、气温等15个气象因子进行30×30m的空间插值,插值结果作为气象因子空间变量,插值的交叉检验结果≥ 90%。利用30m的DEM提取坡度、坡向、高程3个地形因子空间变量。首先利用年均温、最冷月最低温、年降水量、高程、土壤类型等限制性因子进行空间叠加排除不适宜的空间单元,然后在可能适宜的空间单元内,再基于18个空间变量和294个样方数据,利用最大熵模型(MAXENT)计算每个格网的适宜性指数,最后按照适宜指数进行适宜性分类。区别于以往大尺度区域研究,其结果是落实到地块尺度的精准计算。结果表明:ROC模型的评价效果达到较好水平(ROC=0.826),高程、土壤、降雨相对标准差、最湿季降雨量、坡度、年均温为湖北省马尾松的适宜性主要影响因子,马尾松中、强适宜区主要分布在湖北省东北部及中北部地区,主要分布在高程低于1200m、坡度在40°以下、年均温13-18℃的区域,中等及以上适生区面积共计4.65万km2,占湖北省总面积的25.01%。

    • >研究论文
    • 赣南地区土地利用格局及生态系统服务价值的时空演变

      2019, 39(6):1969-1978. DOI: 10.5846/stxb201801150117

      摘要 (2360) HTML (349) PDF 7.07 M (1186) 评论 (0) 收藏

      摘要:江西省的赣南地区是典型的南方山地丘陵区,属于赣江流域重要的生态屏障区,生态保护的意义重大。以赣南为研究区域,基于1990-2015年间的6期遥感影像,利用遥感、地理信息技术和空间统计的方法,计算了该区域土地利用动态度,对不同生态用地所提供的生态系统服务价值进行评估,分析了生态系统服务价值时空差异的驱动因素,并将人均GDP、人口密度和城市化率3个因素与生态系统服务价值进行空间相关性分析。结果表明:(1)1990-2015年间,赣南地区综合土地利用动态度持续上升,各用地类型的综合土地利用动态度从0.06上升到0.13。(2)1990-2015年间赣南地区共减少生态系统服务价值20.42×108元,处于下降趋势,其中森林的生态系统服务价值损失最大。研究区调节服务价值最高,其供给服务较低,该地区森林覆盖率高,耕地分散是造成该结果的主要原因。(3)人均GDP、人口密度和城市化率3个因素是生态系统服务价值变化的主要驱动因素且与生态系统服务价值的局部空间相关性高度一致。城市化率越高,生态系统服务价值越低,并形成局部低-高型和高-高型集聚分布。本研究为合理布局和保护我国南方丘陵地区的生态用地,发挥赣南地区的生态屏障作用提供了理论依据和决策支持。

    • 基于碳排放核算的中国区域旅游业生态效率测度及比较研究

      2019, 39(6):1979-1992. DOI: 10.5846/stxb201712212290

      摘要 (1468) HTML (322) PDF 1.48 M (1147) 评论 (0) 收藏

      摘要:旅游业作为国民经济发展的战略性支柱产业在区域发展中具有重要作用。借鉴生态效率的基本思想,考虑区域能源消费结构差异,使用自下而上的方法将旅游交通、旅游住宿与游憩活动碳排放进行加总估算出2000-2013年中国旅游业碳排放量;接着运用单一比值法计算出2000-2013年中国及各地区旅游业生态效率值,利用变异系数、莫兰指数对测度结果进行分析并与可持续发展生态效率值进行比较。研究结果表明:(1)2000-2013年,中国旅游业碳排放量不断增加,从2000年的1202.71万t增加到2013年的4151.57万t。旅游业部门之间碳排放量差异较大,尤其是旅游交通部门占到旅游业碳排放量的90%左右;(2)得益于2000-2013年旅游业发展的促进政策,中国及各地区旅游业生态效率总体上呈现不断改善的趋势,中国旅游业生态效率由2000年0.1193 kgCO2-e/$下降到0.0309 kgCO2-e/$。(3)时间维度上,中国旅游业生态效率的区域不平衡问题仍然存在,相比于2000年旅游业生态效率变异系数0.7114,2013年的变异系数反而增加到0.7483;空间维度上,各地区旅游业生态效率聚集模式发生了明显变化,莫兰指数由0.3036减少到0.0278。(4)通过将测度结果进行比较,中国旅游业自2000年开始进入可持续发展阶段,中国旅游业的整体可持续水平要优于其他产业,各地区的旅游业在2010年全部进入可持续发展状态。最后,对结果进行了讨论并提出旅游业生态效率的优化应从旅游收入增加与旅游业减排两方面进行。

    • 基于CA-Markov模型的石羊河流域生态承载力时空格局预测

      2019, 39(6):1993-2003. DOI: 10.5846/stxb201711302153

      摘要 (1717) HTML (310) PDF 6.62 M (2230) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态承载力是区域可持续发展的重要物质基础。为了探讨我国干旱区内陆河流域未来生态承载力的时空格局变化,以石羊河流域为研究区,基于该流域1992、2002年和2012年3期Landsat TM遥感影像,选取10个影响生态承载力变化的主要驱动因素,利用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov),以土地利用预测为切入点,对该流域2022年的生态承载力时空格局进行了模拟预测。首先基于1992-2002年数据预测了2012年石羊河流域土地利用状况,并与当年实际土地利用状况进行对比和验证,结果显示:Kappa系数为0.7956,说明本文所选用的预测方法预测结果可靠,可以用于该流域土地利用预测;其次,以2012年为起始年,模拟预测了2022年土地利用空间数据,并计算生态承载力时空格局,结果显示:2022年石羊河流域单位面积生态承载力与1992年、2002年和2012年相比整体空间分布格局变化不大,但区域内部变化却呈明显的空间分异特征;1992-2022年流域生态承载力总量以2002年为拐点呈先减少后增加的趋势,其中建设用地的生态承载力增加最为显著;预测可知,较2012年,2022年流域上游山区的林地、中游绿洲的建筑用地生态承载力均增加较快,且呈现较明显的斑块聚集,而中、下游绿洲区耕地、草地生态承载力增、减变化复杂,斑块分布较为离散和破碎;2012-2022年土地利用类型将发生频繁转换,导致流域生态承载力结构组成变化较大,其中未利用地的转出对2022年流域生态承载力的增加贡献突出。研究结果表明自2002年以后,该流域实施的退耕还林还草、关井压田等生态工程已经并将继续对该流域生态效益的提高起到积极的作用。

    • 增温对青藏高原高寒草原生态系统碳交换的影响

      2019, 39(6):2004-2012. DOI: 10.5846/stxb201804160865

      摘要 (1742) HTML (315) PDF 1.65 M (1166) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳交换是影响草地生态系统碳汇功能的关键过程,对气候变暖极为敏感。青藏高原分布着大面积的高寒草原,其碳汇功能对气候变暖的响应对区域碳循环过程具有重要的影响。为探究高寒草原生态系统碳交换过程对增温的响应,2012-2014年,在青藏高原班戈县进行了模拟增温对高寒草原生态系统碳交换过程影响的研究。结果表明,增温对高寒草原碳交换各组分的影响存在年际差异,但总体上对碳交换存在负面影响。3年平均结果显示,增温显著降低了高寒草原地上生物量、总生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(ER)和净生态系统碳交换量(NEE)(P < 0.05),平均降幅分别为15.1%、36.8%、19.2%和51.5%。增温条件下3年平均土壤呼吸(SR)较对照无显著变化(P > 0.05),但2013年增温显著降低了SR(P < 0.05),降幅达18.1%。增温对SR与ER的比值具有一定的促进作用,最高增幅达到40.0%。GEP、ER、SR和NEE与土壤温度和土壤水分无显著相关(P > 0.05),而GEP、ER和NEE与空气温度呈显著的负相关关系(P < 0.05)。增温引起的干旱胁迫以及地上生物量降低是导致高寒草原NEE降低的主要原因。研究表明,全球变暖会一定程度降低青藏高原高寒草原的碳汇功能。

    • 浑河流域大型底栖动物摄食功能群对栖息地环境的选择适应性

      2019, 39(6):2013-2020. DOI: 10.5846/stxb201804120838

      摘要 (1652) HTML (312) PDF 1.18 M (1308) 评论 (0) 收藏

      摘要:在生态系统中特定的环境变量组合对应着特定的物种群落结构。栖息地环境的不同,大型底栖动物的分布和所表现出的生物学特征也存在差异。在浑河流域选取22个点位进行调查研究,通过对大型底栖动物进行功能群分类并结合生物性状分析(BTA,Biological Traits Analysis)对浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群对栖息地生境的选择适应性进行研究。研究结果表明:捕食者功能群主要以毛翅目为主;直接收集者功能群主要以双翅目为主;刮食者功能群主要以基眼目为主;过滤收集者多为颤蚓目。浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群存在明显的空间差异,典范对应分析结果显示:影响捕食者功能群的驱动因子是流速,直接收集者功能群的驱动因子是IOS指数,刮者功能群的驱动因子是溶解氧;过滤收集者功能群的驱动因子是溶解氧和电导率。生物性状分析结果显示:捕食者功能群身体上附有一层硬壳保护,可在水体中自由活动,多分布流速较快,底质复杂的小鹅卵石、圆石的底质中;直接收集者只有头壳具有较厚的甲壳质壁,头部口器不能直接摄食,所以多以微粒有机颗粒为主,分布在石块、部分圆石以及部分粗砂中;刮食者多以藻类、菌类等为食,足腺多分泌粘液,多粘附在较深流速缓慢,底质多为细沙粗粒,食物来源充足的水体;过滤收集者喜栖于淤泥底质中,吸食淤泥或过滤有机碎屑,故多分布于淤泥与细沙底质中。

    • 厦门后溪水质与流域景观特征沿城乡梯度的变化分析

      2019, 39(6):2021-2033. DOI: 10.5846/stxb201803280625

      摘要 (1873) HTML (391) PDF 7.29 M (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于河流水质观测数据和Landsat 8影像数据,分析厦门后溪2013至2017年干季和湿季的水质时空变化特征,研究沿城乡梯度河流水质变化与流域景观特征的关系。结果表明:后溪上游(饮用水水源地水体)和下游(景观水体)溶解氧(DO)分别符合《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》Ⅱ类标准和Ⅴ类标准,但是总氮(TN)和总磷(TP)有不同程度的超标,其中TN的超标比例较高。后溪上游土地利用类型中70%以上为林地,具有涵养水源、保护水质的作用;下游建设用地和耕地比重增加,TN、TP和叶绿素a(Chl a)显著高于上游。耕地和建设用地是提高TN、TP和Chl a等水质参数的主要土地利用类型,斑块密度、香农多样性指数和源汇景观指数与各水质指标也显著相关。冗余分析表明,流域景观特征可解释70%以上水质变化,对TN和TP的影响在湿季更大,而对Chl a的影响在干季较大。土地利用组成、配置、距离、高程和坡度对流域水质均有较大影响,其中土地利用组成对Chl a的影响较大,而景观指数则对TN和TP的影响较大。因此,在流域尺度加强土地利用的规划与综合管理,通过减少和控制地表径流面源污染的途径在一定程度上可降低人类活动对水质的不良影响。

    • 长芒草(Stipa bungeana)种子萌发与出苗对关键环境因子的响应

      2019, 39(6):2034-2042. DOI: 10.5846/stxb201804050770

      摘要 (1676) HTML (356) PDF 1.28 M (1075) 评论 (0) 收藏

      摘要:种子萌发为植物生活史的关键阶段,对植物的定居、群落演替与动态起着决定作用。通过室内控制实验的方法,研究长芒草(Stipa bungeana)种子萌发对光照和温度,水势和温度,以及幼苗出土对沙埋深度和供水的响应。使用光照、温度和湿度自动控制的生长箱,设置光照、黑暗和持续黑暗3个光处理和5个变温处理(5℃:15℃、10℃:20℃、15℃:25℃、20℃:30℃和25℃:35℃)(夜:昼);设置11个水势处理(0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8、-1、-1.2、-1.4、-1.6、-1.8 MPa和-2 MPa)和5个恒温处理(10、15、20、25℃和30℃),研究长芒草种子萌发对光照和温度、水势和温度的响应。设置6个沙埋深度(0.5、1、1.5、2、3、5 cm)和10个供水处理(2.5、5、7.5、10、15、20 mm和30 mm 7个单次供水处理,2.5、5、7.5 mm/3d 3个多次供水处理),研究长芒草幼苗出土对沙埋和供水的响应。结果表明:光照对长芒草种子萌发具有促进作用,黑暗与持续黑暗条件下的最终萌发百分率无显著差异。在10:20℃-15:25℃温度范围内,长芒草种子萌发快速且集中,15:25℃为种子萌发最适温度,超过最适温度时,最终萌发百分率随温度升高而下降。水势低于-1 MPa时长芒草种子不能萌发,最终萌发百分率和萌发速率均随水势的降低而降低。当温度达到30℃时,种子基本不能萌发。单次供水条件下,长芒草的最终出苗百分率和出苗速率接近为零;5 mm/3d及7.5 mm/3d供水条件下,最终出苗百分率可达到50%。5 mm/3d及7.5 mm/3d的多次供水与单次供水及2.5 mm/3d的多次供水相比更有利于长芒草出苗。适宜出苗的沙埋深度为0.5-2 cm,沙埋深度超过3 cm时最终出苗百分率和出苗速率均率接近于零。长芒草种子出苗情况随沙埋深度增加而降低,在供水量为7.5 mm/3d,沙埋深度为0.5-2 cm时,出苗最好。降低人为干扰对表层土壤的破坏,提高表层土壤含水量,是促进长芒草种子萌发和幼苗出土的有效措施。

    • 广西主要森林植被碳储量及其影响因素

      2019, 39(6):2043-2053. DOI: 10.5846/stxb201803210557

      摘要 (1918) HTML (394) PDF 3.75 M (1627) 评论 (0) 收藏

      摘要:广西森林面积和覆盖率位居全国前列,在全国和区域碳平衡中起着至关重要的作用。正确评价广西森林植被碳储量、碳储量的时空格局及其影响因素对我国碳循环及碳汇研究具有十分重要的意义。为阐明广西森林植被碳储量分布格局及其主要影响因素,基于广西10类主要森林类型345个样地的调查,结合森林资源清查资料,估算广西主要森林植被碳储量,探讨广西不同森林类型、不同龄组、不同层次的碳储量组成与分配。采用地统计学方法描绘了植被碳密度空间分布,并采用主成分分析方法和回归分析方法分析了植被碳储量的影响因素。结果表明:广西主要森林植被总碳储量达到746.06 Tg(1Tg=1012 g),平均碳密度为55.37 t/hm2,松树、杉木、桉树、栎类、软阔、硬阔、石山林、竹林、八角和油茶林对广西植被碳储量的贡献比例分别为26.83%、12.28%、6.67%、3.03%、20.37%、16.32%、10.84%、0.88%、1.38%和1.39%。各森林类型植被碳密度介于20.77-108.28 t/hm2,大小顺序为硬阔 > 软阔 > 松树 > 杉木 > 栎类 > 石山林 > 桉树 > 八角 > 竹林 > 油茶。广西区森林植被碳密度在7.05-219.73 t/hm2之间,总体表现为广西北部、西南部和广西东部存在高值区,广西中部和东南部有明显的低值区。碳储量以乔木层占优势,且随林龄增大呈逐渐增加的趋势。影响广西植被碳储量的主控因子是平均胸径、林龄和林分密度,经度、碱解氮、全氮、有机碳是影响碳储量的关键因子。

    • 中国灌木生态系统的干旱化趋势及其对植被生长的影响

      2019, 39(6):2054-2062. DOI: 10.5846/stxb201803300699

      摘要 (1689) HTML (340) PDF 6.64 M (1070) 评论 (0) 收藏

      摘要:大量研究表明,21世纪全球气温将持续升高,干旱将不断加剧,具有超强抗旱能力的灌木在未来的区域乃至全球生态系统过程中将会发挥越来越重要的作用。灌木在我国有着广泛的分布,其总面积超过了我国陆地面积的20%。本研究旨在通过计算中国灌木生态系统的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)来分析其干旱变化趋势及其对灌木生态系统植被生长的影响。结果显示,中国灌木生态系统的SPEI在1961-2013年间总体上呈显著地下降趋势,但其趋势在1992年发生了显著变化,这表明中国灌木生态系统正在持续地干旱化,并且在最近二十几年干旱化加剧。我们还分析了不同灌木生态系统EVI(Enhanced Vegetation Index,EVI)对SPEI变化的响应,结果显示不同的灌木生态系统类型对SPEI变化的响应不同。夏季,高寒荒漠灌木半灌木、温带荒漠灌木半灌木和温带落叶灌木EVI与SPEI变化显著正相关,而亚高山常绿灌木和亚热带常绿灌木EVI则与SPEI的变化显著负相关。温带落叶灌木EVI与春季SPEI变化显著正相关,但却与秋季和冬季的SPEI显著负相关。此外,亚热带常绿灌木EVI还与春季SPEI变化显著正相关。从空间上来看,北方的灌木生态系统比南方的灌木生态系统对干旱的变化更加敏感,同时,南方湿润地区的灌木在生态系统尺度也体现了较强的抗旱能力。在全球持续干旱化的大背景下,研究灌木生态系统EVI对干旱变化的响应将有助于对区域生态系统过程变化的理解。

    • 践踏干扰对碧塔海高寒草甸植被茎叶性状、物种多样性和功能多样性的影响

      2019, 39(6):2063-2070. DOI: 10.5846/stxb201803300657

      摘要 (1595) HTML (341) PDF 1.23 M (1293) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒草甸具有重要的生态服务功能,然而固有脆弱性使其极易遭受气候变化和人为干扰等多重因素的影响。作为滇西北旅游资源中重要的组分之一,高寒草甸吸引了大批游客前往开展徒步旅行活动,但伴随着的践踏干扰作用会不可避免地对高寒草甸生态系统带来负面影响。然而,目前关注践踏干扰对滇西北高寒草甸植被的影响,特别是植被功能性状和功能多样性如何发生变化方面的研究还十分欠缺。以云南省香格里拉市碧塔海自然保护区内的典型高寒草甸生态系统为研究对象,采用实验践踏的方式(一共5种不同强度的践踏处理)来模拟旅游活动对草甸植被的干扰作用,并以草甸植被的茎叶性状特征为切入点,重点探讨践踏干扰对茎叶性状的平均大小和变异程度的影响,以及物种丰富度(以物种形态分类为基础)和功能丰富度(以功能性状为基础)之间的关系。研究结果显示,随着践踏强度的增加,植株高度和叶片大小的平均值,而不是茎叶性状的变异程度,出现明显下降趋势。此外,物种丰富度和功能丰富度均随践踏强度的增强而减小,且两者之间呈现显著正相关关系。然而,较之轻度践踏实验组,重度践踏实验组中的功能均匀度和功能分离度水平均有所增加,表明践踏干扰可能会在短期内打破优势种对资源的绝对占有格局和减少物种间的生态位重叠程度。尽管高寒草甸对人类践踏活动有一定的承受能力,但气候变化和人为干扰等多重因素势必会改变和影响高寒草甸群落的结构和功能可持续性,这也对高寒草甸的保护与管理工作提出了更加紧迫的要求。

    • 垂直方向磷素竞争对杉木根系生长及生物量分配的影响

      2019, 39(6):2071-2081. DOI: 10.5846/stxb201803230577

      摘要 (1459) HTML (351) PDF 1.53 M (1066) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对自然环境中有效磷养分主要分布于土壤表层而容易导致植物根系激烈竞争的问题,选择同一杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系幼苗为研究对象,采用水平方向空间狭小而垂直方向空间大的室内盆栽模拟装置,以单株种植为对照,构建双株种植的竞争处理,通过设置3个供磷水平:不供磷处理(0 mg/kg KH2PO4)、低磷处理(6 mg/kg KH2PO4)和正常供磷处理(12 mg/kg KH2PO4),采用破坏性试验方式收获,分别在试验的前期(50 d)、中期(100 d)和后期(150 d)测定不同处理条件下杉木幼苗根系生物量与根系形态的变化,研究邻株杉木根系在垂直方向上对有限磷素资源的竞争策略。结果表明:竞争处理和供磷水平对杉木幼苗根系长度、平均直径等形态指标的影响存在交互作用(P < 0.05),对杉木幼苗生物量分配、比根长等指标的影响均不存在明显的交互作用(P > 0.05)。竞争处理中杉木根系形态增量均明显高于非竞争处理的单株幼苗,且随着胁迫时间的增加,根系形态增量均呈现显著的上升趋势,其中在胁迫中期和后期的增量明显高于前期,且邻株竞争处理明显提高了杉木的比根长,提升了根系觅磷的能力;随着供磷水平的提高,根表面积和根体积增量大体上呈现先上升后下降的趋势。与非竞争处理相比,竞争条件下杉木地上部生物积累量差异不明显,而根系生物量、根冠比均低于非竞争处理的单株幼苗。

    • 长汀水土流失区侵蚀劣地马尾松种群动态

      2019, 39(6):2082-2089. DOI: 10.5846/stxb201801280222

      摘要 (1780) HTML (314) PDF 1.15 M (1283) 评论 (0) 收藏

      摘要:先锋树种马尾松种群的生存状态是南方红壤侵蚀退化区开展水土流失治理措施的关键前提。通过对长汀水土流失区侵蚀劣地"小老头松林"的样地调查,基于种群统计的方法,建立年龄结构图和静态生命表、绘制存活曲线和生存分析函数、应用时间序列模型,对侵蚀退化生境马尾松种群动态变化过程开展研究。结果表明:马尾松种群年龄结构呈基部极宽、顶部狭窄的金字塔型,幼龄个体数量丰富但续存率低,成年个体很少,种群增长性低;死亡在各个生活史阶段均有出现,个体存活曲线属于Deevey-Ⅱ型,种群处于动态稳定状态;种群在幼龄期和壮龄期的生存状况不稳定,新生苗和壮龄期个体死亡密度大;种群时间动态预测显示,未来成年个体数量将增多,种群呈增长趋势。今后的森林生态管理中,可针对幼龄个体和壮龄成年个体采取抚育措施,提高小老头松林的生态效益。

    • 黄土丘陵沟壑区植被恢复演替过程中根系行为特征

      2019, 39(6):2090-2100. DOI: 10.5846/stxb201801250197

      摘要 (1512) HTML (297) PDF 6.55 M (1104) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系的结构与生态功能特征称为根系行为特征,研究根系行为特征对黄土区植被恢复具有重要意义。采用非线性计算方法,采集黄土区4种典型退耕植被群落根系、土壤样品,分析根系形态特征、基于径级的根长分形维数、根系生态位指数与土壤有机碳的关系。结果显示:根长密度、根生物量、根系直径随着退耕演替的发展存在缓慢增大趋势。退耕演替发展的2-21年中,根系平均分维数由2.77显著减小至2.59(P < 0.05),生态位指数由3.75显著增大至9.37(P < 0.05)。根系的生态功能性对丰富土壤有机碳具有极显著的影响效果,根系分维数与生态位指数呈极显著负相关(P < 0.01),即根系的结构特征直接决定了根系综合生态功能,表现为结构越复杂,功能性越强。

    • 中亚热带常绿阔叶林凋落物分解过程中汞的动态变化及迁移机理

      2019, 39(6):2101-2108. DOI: 10.5846/stxb201801100078

      摘要 (1510) HTML (277) PDF 2.00 M (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林凋落物对于汞在林地土壤的生物地球化学循环中起到重要作用,为研究森林凋落物分解过程中汞的迁移转化特征,以重庆四面山风景名胜区典型林分(常绿阔叶林)作为研究对象。于2014年3月-2015年3月连续监测典型林分凋落物中各形态汞浓度和有机质变化量,同时监测周围土壤中汞浓度变化。结果表明:四面山典型林分凋落物分解过程中汞浓度整体上升,总汞浓度(初始浓度:78 ng/g)的增幅最高达53%,甲基汞浓度(初始浓度:0.32 ng/g)最高增幅达138%;在春季和夏季,水溶态和酸溶态两种活性态汞含量分别增加了851%和96%,在分解前期和末期,凋落物汞的中惰性汞比例最高,占比达75%。土壤腐殖质层中总汞和甲基汞浓度比较稳定。凋落物中活性态汞通过雨水淋洗进入土壤与有机质络合并发生甲基化/去甲基化过程,通过地表径流、地下径流进入水体。凋落物中C含量减少了22%,N含量增加了15%,总汞浓度与C/N比呈负相关,与N含量呈正相关。凋落物中微生物C、N含量整体增加,与汞浓度峰值同步,且夏季含量显著高于冬季含量(P < 0.05),说明微生物与凋落物固定汞和汞的甲基化过程密切相关。

    • 近10年青海湖东沙地人工植被群落特征

      2019, 39(6):2109-2121. DOI: 10.5846/stxb201712292353

      摘要 (1677) HTML (286) PDF 5.41 M (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物治沙是高寒沙地植被重建与生态恢复的重要措施,人工植被群落特征的研究揭示了植被对高寒沙地生态环境的适应性与改良性,有益于筛选高寒沙地治沙物种。2008-2017年,通过对青海湖湖东沙地人工治理沙丘上的11种人工植被(沙棘(Hippophae rhamnoides)、乌柳(Salix cheilophila)、樟子松(Pinus sylvestris)、小叶杨(Populus simonii)、柠条(Caragana korshinskii)、沙蒿(Artemisia desertorum)、花棒(Hedysarum scoparium)、沙地柏(Sabina vulgaris)、柽柳(Tamarix chinensis)、青海云杉(Picea crassifolia)和金露梅(Potentilla fruticosa))进行植被调查和群落特征分析,结果显示:(1)除柽柳、金露梅之外,各人工物种均能保持80%以上的当年成活率和50%以上的保存率,总盖度以每年6.4%-8.8%的速度增加,乌柳、小叶杨、柠条和花棒林地群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数相对较高,而沙棘和樟子松的群落优势度较高;(2)前3-5年通常为各物种成活与生长的关键期,也是群落形成与多样性增加的快速期;(3)沙棘、乌柳、樟子松、花棒和小叶杨的群落防风固沙效益和土壤水分与养分的改良效益显著,为高寒沙地典型优良的固沙物种。

    • CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

      2019, 39(6):2122-2130. DOI: 10.5846/stxb201712212296

      摘要 (1555) HTML (290) PDF 1.30 M (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO2浓度处理,设大气CO2浓度(≈400 μmol/mol)和CO2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、φPSⅡ、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSⅡ实际光化学效率;CO2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。

    • 遮光对杉木幼苗树干表面CO2通量的影响

      2019, 39(6):2131-2138. DOI: 10.5846/stxb201712202281

      摘要 (1262) HTML (309) PDF 1.16 M (890) 评论 (0) 收藏

      摘要:树干表面CO2通量是森林生态系统碳收支的重要组成部分,对全球碳平衡产生重要影响。近年来,全球变化导致植物光合产物供应发生改变,这将影响树干表面CO2通量。然而,关于光合产物供应如何影响树干表面CO2通量的机理仍不清楚。以盆栽杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,采用遮光方法减少光合产物供应,通过自制呼吸气室,使用Li-8100测定树干表面CO2通量,并结合树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳及树干温度等数据分析遮光对树干表面CO2通量的影响。结果表明:遮光后树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量分别显著下降了55.0%、78.9%和64.3%。遮光处理阶段树干表面CO2通量平均下降39.9%,且下降幅度随着遮光时间的延长而增加;此外,遮光降低了树干表面CO2通量的温度敏感性。恢复光照后,树干表面CO2通量、树干可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量以及树干温度均恢复至对照水平。可见,光合产物供应变化对树干表面CO2通量具有调控作用,而且能够通过调控树干表面CO2通量对温度变化的响应对全球碳循环产生重要影响。

    • 氮沉降和降雨变化对荒漠草原凋落物分解的影响

      2019, 39(6):2139-2146. DOI: 10.5846/stxb201712042175

      摘要 (1693) HTML (311) PDF 1.17 M (1061) 评论 (0) 收藏

      摘要:以荒漠草原凋落物为研究对象,通过设置自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3种水分处理和0(N0)、30(N30)、50(N50)和100 kg hm-2 a-1(N100)4种氮素(NH4NO3)水平处理,用分解袋法,研究内蒙古短花针茅荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和木地肤(Kochia prostrata)凋落物分解过程,旨在阐明荒漠草原凋落物分解过程及其对氮沉降和降雨变化的响应特征,为荒漠草原生态系统物质循环过程响应气候变化研究提供基础数据。结果表明:1)经过270 d分解后,短花针茅、冷蒿、木地肤和无芒隐子草干物质残留率分别为69.95%-78.67%、68.89%-79.89%、64.68%-79.23%、66.89%-79.38%,分解速率为木地肤 > 无芒隐子草 > 冷蒿 > 短花针茅。2)氮沉降和降雨对短花针茅和冷蒿凋落物分解速率产生显著影响(P < 0.05),其交互作用对这两种凋落物分解速率不显著(P > 0.05)。氮沉降和降雨以及交互作用均对无芒隐子草和木地肤凋落物分解速率产生显著影响(P < 0.05)。3)单一水分或氮素的添加均提高土壤微生物量碳氮含量,而水氮交互作用下更为显著。4)凋落物分解速率受生物及非生物因子的影响,相关分析表明:冷蒿、无芒隐子草、木地肤与土壤微生物量碳呈极显著正相关(P < 0.01);冷蒿、木地肤、短花针茅与土壤微生物量氮呈极显著正相关(P < 0.01);木地肤和短花针茅与土壤含水量呈极显著正相关(P < 0.01);冷蒿、木地肤、短花针茅与地上生物量呈极显著正相关(P < 0.01)。

    • 雷州半岛尾叶桉和湿加松人工林的蒸腾耗水规律

      2019, 39(6):2147-2155. DOI: 10.5846/stxb201711292145

      摘要 (1855) HTML (299) PDF 4.92 M (1000) 评论 (0) 收藏

      摘要:为正确认识大径材桉树及湿加松耗水规律,为地区人工林树种选择、栽培及抚育提供指导,应用TDP热扩散探针技术,对10年生尾叶桉和湿加松树干液流进行连续监测,并同步测定各气象因子,分析了雷州半岛地区尾叶桉和湿加松蒸腾耗水的日变化特征和季节变化规律,并与气象因子建立了相关模型。结果表明:尾叶桉和湿加松边材液流均表现出典型的昼高夜低的单峰型日变化特征,各月平均液流速率不同,且旱雨季差异显著;其中峰值尾叶桉雨季(0.127 cm/min)和旱季(0.096 cm/min)分别是湿加松雨季和旱季的1.30倍和1.57倍;日平均液流速率尾叶桉雨季(0.045 cm/min)和旱季(0.033 cm/min)分别是湿加松雨季和旱季的1.27倍和1.54倍;启动时间和迅速下降时间雨季两树种间差异不大,但旱季尾叶桉要提前湿加松约1-1.5 h启动,并晚0.5-1 h迅速下降。影响两树种边材液流速率的主要气象因子相同。尾叶桉人工林年平均单株日耗水量为12.79 L/d,是湿加松的1.33倍,林分蒸腾耗水量尾叶桉(582.16 mm)和湿加松(483.24 mm),分别占同期年降雨量的34.2%和28.4%,且两树种旱雨季蒸腾耗水量均雨季显著大于旱季。

    • 玉米叶片水分利用效率的保守性

      2019, 39(6):2156-2167. DOI: 10.5846/stxb201804020736

      摘要 (1574) HTML (348) PDF 10.77 M (1016) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分利用效率是植物个体或生态系统水分利用过程的重要特征参数,可表征不同时空尺度的植物碳-水耦合关系,对植物适应气候变化研究具有重要意义。以玉米为例,利用中国气象局固城农业气象野外科学试验基地2013-2014年玉米不同灌溉方案模拟试验资料,对不同叶位叶片的水分利用效率特征及其影响因素进行分析。结果表明:植株顶部第1片叶片水分利用效率在拔节期和乳熟期呈现明显的峰值,反映出明显的周期变化规律及其与叶片生理生态特征的紧密相关。在相同环境条件下,不同叶位叶片的水分利用效率不存在显著性差异,即玉米叶片水分利用效率具有空间稳定性与叶龄保守性。同时,研究指出叶片光合速率和蒸腾速率在叶位之间的协调变化是导致空间稳定性和叶龄保守性的主要原因。研究结果可为植物水分关系研究提供参考,也可为水分利用效率的尺度化研究提供依据。

    • 微地形对大西沟新疆野杏萌发层土壤因子的影响

      2019, 39(6):2168-2179. DOI: 10.5846/stxb201803060446

      摘要 (1601) HTML (293) PDF 1.48 M (1033) 评论 (0) 收藏

      摘要:野杏是新疆野果林的主要建群种和种质资源树种。野杏在种子萌发成苗期,幼苗的根系主要分布在0-15 cm土层中。为了阐明坡向、坡位、坡度和坡形等微地形因子对野杏种子萌发层土壤特征和养分分布的影响,在新疆伊犁州霍城县大西沟的封育野果林内(44°26'01.09"-44°26'17.12"N,80°46'27.49"-80°47'03.26"E)设置样地,测定0-15 cm土层的土壤砾石、酸碱值、有机质和全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量,分析各土壤因子和地形因子的关系。结果表明:(1)东北坡土壤养分含量较高,其土壤砾石含量、酸碱值、有机质、全磷、水解性氮和速效钾含量与东南坡、南坡皆存在显著差异(P < 0.05),阴坡的土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量都高于阳坡,不同坡向的土壤特征和养分分布存在显著差异(P < 0.05);(2)不同坡位的土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均表现为中坡位 > 下坡位 > 上坡位,土壤砾石、全钾和速效钾含量均呈现上坡位 > 中坡位 > 下坡位,全钾、全磷和有效磷含量在同坡位分布较均匀,不同坡位的土壤特征和土壤养分分布无显著差异(P > 0.05);(3)不同坡度下的土壤水解性氮和有效磷含量是缓坡 > 中坡 > 缓中坡 > 陡坡,土壤砾石、酸碱值、全氮、水解性氮、有效磷和速效钾含量有显著差异(P < 0.05),陡坡土壤有机质、全氮、水解性氮和有效磷含量均低于其他坡度,而土壤砾石、土壤酸碱值和全钾在陡坡土层中含量最高,缓坡与缓中坡的土壤养分含量丰富,陡坡较为贫瘠,坡度对土壤特征和土壤养分分布有显著影响(P < 0.05);(4)不同坡形下的土壤砾石、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量是凸形坡 > 凹形坡 > 直线坡,不同坡形下的土壤特征和土壤养分(除全钾和速效钾)均存在显著差异性(P < 0.05)。野果林地形因子对野杏萌发层土壤特征和土壤养分分布有显著影响,东北坡、中坡位、缓坡和凸形坡土壤养分含量较为丰富,是适宜野杏萌发的地形。研究结果可为探究影响野杏种子萌发和生长的气候与土壤水热等因子奠定良好基础。

    • 中亚热带植被恢复过程中崩岗土壤性质分异特征

      2019, 39(6):2180-2190. DOI: 10.5846/stxb201802100355

      摘要 (1282) HTML (259) PDF 2.69 M (969) 评论 (0) 收藏

      摘要:崩岗是我国南方红壤丘陵山区坡面沟道侵蚀后期发育而成的侵蚀地貌,探讨崩岗系统植被恢复过程中不同部位土壤性质分异特征,对揭示强度侵蚀环境下土壤环境效应以及指导崩岗区生态恢复具有重要借鉴意义。以闽西南长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%、20%和95%的3处毗邻崩岗为研究对象,研究各崩岗集水坡面、崩壁(顶部、中部及底部)、崩积体(上部和下部)和沟道出口等部位0-20 cm土壤理化性质的分异特征。结果表明:土壤容重、粉粒、pH、速效养分含量均表现为崩岗Ⅲ < 崩岗Ⅱ≈崩岗Ⅰ,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量表现为崩岗Ⅲ > 崩岗Ⅱ ≈ 崩岗Ⅰ。从集水坡面至沟道出口,土壤容重和砂粒含量呈增加→减少→增加趋势,粉粒和黏粒含量呈降低变化趋势,集水坡面和崩积体有机碳、全氮、全磷和全钾含量明显高于其他部位,在崩壁顶部及沟道出口最低。从集水坡面至沟道出口,铵态氮和硝态氮含量呈先增加后减少的态势,速效钾含量呈"V"型变化态势,最低值出现在崩壁底部,速效磷和pH呈增加态势。本研究表明,崩岗系统内土壤结构和土壤养分含量总体水平较差,不同侵蚀部位土壤性质存在明显空间差异,自然植被恢复过程对土壤特性有一定的改良效应。

    • 基于同化数据的标准化土壤湿度指数监测农业干旱的适宜性研究

      2019, 39(6):2191-2202. DOI: 10.5846/stxb201801190153

      摘要 (1797) HTML (381) PDF 9.52 M (1643) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业干旱是导致作物减产的主要灾害之一,及时、准确地监测农业干旱状况有助于制定区域减灾策略,降低灾害损失。标准化土壤湿度指数(SSMI)是基于历史土壤湿度时间序列构建的一种农业干旱指数,目前分析该指数监测农业干旱的适宜性研究十分缺乏。本文以黄淮海平原为研究区,利用数据同化的根区土壤湿度数据构建SSMI,并通过与标准化降水蒸散指数(SPEI)、农业干旱灾害记录数据的对比以及与冬小麦产量的关系分析,综合评价SSMI监测农业干旱的适宜性。结果表明,SSMI与SPEI具有良好的一致性,二者之间具有极显著相关关系(P < 0.001);利用SSMI识别的农业干旱与农气站点干旱灾害记录是基本一致的,SSMI能够有效反映干旱发生、发展直至减轻的演变过程;冬小麦生长季SSMI与减产率显著相关,利用SSMI识别的农业干旱发生区域与基于统计数据计算的减产区域基本相符,SSMI能够对农业干旱引起的冬小麦减产起到一定的指示作用。综上所述,基于同化数据构建的SSMI能够反映黄淮海平原的农业干旱状况,利用SSMI监测区域农业干旱状况是适宜的。研究可为基于土壤湿度的农业干旱监测业务化运行提供依据,为黄淮海平原的抗旱减灾提供科学参考。

    • 秸秆还田配施有机无机肥料对冬小麦土壤水氮变化及其微生物群落和活性的影响

      2019, 39(6):2203-2214. DOI: 10.5846/stxb201803190537

      摘要 (1539) HTML (412) PDF 3.34 M (1211) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验,研究秸秆还田配施不同肥料对冬小麦土壤的培肥效果以及对土壤水氮环境、酶活性及微生物群落结构的影响,为合理的秸秆还田方式与土壤可持续利用提供决策依据。试验于中国科学院禹城综合试验站进行,以冬小麦为研究对象,玉米秸秆全量还田为基础,设置五个处理,分别为(1)单施化肥(TF),(2)70%化肥+普通有机肥(TM),(3)70%化肥+微生物有机肥(TE),(4)70%化肥+微生物促腐菌剂(TJ),(5)70%化肥+微生物有机肥+微生物促腐菌剂(TEJ)。观测冬小麦生长中的水氮条件,分析小麦收获后土壤环境因子、酶活性以及磷脂脂肪酸(PLFA)变化特征;采用RDA冗余分析,识别环境因子、酶活性与土壤微生物群落结构之间的相关关系,研究秸秆还田与不同施肥方式组合对土壤的培肥效果。结果表明,相较施用化肥(TF),秸秆还田配施微生物有机肥(TE)显著提高了小麦生育后期的土壤含水率(13.3%-20.5%);施用普通有机肥(TM)能够提高小麦生育后期土壤硝态氮(NO3--N)与铵态氮(NH4+-N)含量;且两者均能提高土壤微生物氮(MBN)与可溶性氮(DON)含量以及β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)活性;但对土壤中酸性磷酸酶(AP)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性无显著影响。各施肥组合中,TE处理PLFA总量最高(4733.1 ng/g),且微生物群落多样性指数均显著高于TF处理。βG、CBH活性与土壤微生物群落多样性存在正相关关系,MBN与DON与土壤微生物群落多样性关系最为密切,环境因子对微生物群落多样性影响的重要性排序为Moisture > NH4+-N > Avail-P > Temp > NO3--N > pH > EC。秸秆还田配施有机肥与微生物有机肥能合理调节土壤水氮环境,显著提高土壤微生物的数量与活性,有利于土壤生态环境的改善,其中秸秆还田配施微生物有机肥(TE)效果最为显著。

    • 海拔梯度变化对中亚热带黄山松土壤微生物生物量和群落结构的影响

      2019, 39(6):2215-2225. DOI: 10.5846/stxb201804170877

      摘要 (1697) HTML (270) PDF 2.70 M (1302) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球变暖对陆地生态系统造成一系列生态问题,使这些问题将随着全球平均气温的升高而进一步加剧。海拔梯度变化是研究气候变暖对陆地生态系统影响的一种重要手段。目前为止利用海拔梯度对微生物影响的研究尚未定论,其主要原因是忽略了植被类型的影响。因此,以中亚热带戴云山的3个海拔(1300、1450、1600 m)的黄山松(Pinus taiwanensis)林为研究对象,探究沿海拔梯度的变化,森林土壤微生物生物量和微生物群落结构的响应变化。结果表明:土壤碳氮磷养分(SOC、TN、TP)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)和丛枝菌根真菌(AMF)、革兰氏阴性菌(GN)、真菌(Fungi)、总磷脂脂肪酸(TPLFA),细菌:真菌(F:B)均随海拔升高显著下降,而革兰氏阳性菌:革兰氏阴性菌(GP:GN)随海拔升高呈相反的趋势。冗余分析(RDA)表明,温度(T)和可溶性有机氮(DON)是影响微生物群落结构的最重要的环境因子。研究表明:与1600 m海拔相比,1300 m海拔温度较高,土壤有机质矿化作用较强,土壤速效养分及微生物生物量随之增加,从而提高(Fungi)、细菌(Bacteria)等。因此,未来气候变暖将通过改变土壤碳氮磷养分来影响本区域微生物群落组成结构。这对进一步深入了解气候变化对山地生态系统土壤养分循环过程具有重要意义。

    • 千岛湖片段化景观中蜘蛛群落物种多样性和功能群结构及其影响因素

      2019, 39(6):2226-2236. DOI: 10.5846/stxb201803190538

      摘要 (1432) HTML (324) PDF 6.07 M (1469) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境片段化对蜘蛛群落有着重要影响,目前这方面的研究较少,多集中于不同植被类型间蜘蛛群落的比较研究。在千岛湖片段化景观中选取16个陆桥岛屿,从2010年春季到2011年秋季,按季度(春、夏、秋季)6次采用Winkler法收集蜘蛛标本,分析其物种多度、多样性、季节动态和功能群差异,并对不同大小岛屿上蜘蛛的功能群的多度以及功能群比例差异进行单因素方差分析。结果表明:共收集到蜘蛛标本3503头,用于统计分析的成蛛1438头,归属于30科82种,其中幽灵蛛科(Spermophora)、管巢蛛科(Clubionidae)、螲蟷科(Ctenizidae)、蟹蛛科(Thomisidae)分别占总数的7.37%、6.61%、5.84%、5.29%,螲蟷科(Ctenizidae)在16个岛屿上均有分布。Shannon-Wiener指数在不同季节间差异显著(P < 0.05),物种丰富度在秋季最高。在功能群上,伏击型蜘蛛的多度最高,其次为游猎型蜘蛛,结圆网型蜘蛛多度最低,穴居型蜘蛛的多度与其他各功能群呈显著差异(P < 0.05);游猎型蜘蛛与伏击型蜘蛛的多度均显著高于结皿网型蜘蛛与结圆网型蜘蛛(P < 0.05);蜘蛛的各功能群数量在小岛与大岛这两种不同的岛屿类型上表现出显著差异,小岛上伏击型蜘蛛的物种数显著高于大岛上的物种数;比例上,结皿网型蜘蛛和伏击型蜘蛛在小岛上占功能群总体数目的比例显著低于大岛上的比例(P < 0.05),小岛上的游猎型蜘蛛占功能群总体数目的比例显著高于大岛上的比例(P < 0.05),结圆网型蜘蛛与穴居型蜘蛛在不同类型的岛屿间不存在显著差异。总体而言,秋季蜘蛛物种丰富度最高,蜘蛛的多样性与季节相关;生境片段化对蜘蛛功能群的分布产生了一定影响。

    • 模拟增温和丛枝菌根对门源草原毛虫幼虫生长发育的影响

      2019, 39(6):2237-2243. DOI: 10.5846/stxb201801300254

      摘要 (1465) HTML (372) PDF 932.78 K (995) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用开顶式生长室(Open top chamber,OTC)模拟增温和苯菌灵抑制丛枝菌根研究上述两种因素综合作用下门源草原毛虫幼虫的生长速率、蛹化时间和蛹重。结果表明,增温和丛枝菌根抑制及其交互作用均对门源草原毛虫幼虫生长速率产生了显著影响。相比对照组而言,增温使该指标升高了34%。丛枝菌根抑制未对上述指标产生显著影响。增温和丛枝菌根抑制的交互作用使门源草原毛虫幼虫生长速率较对照组升高了16%,而较增温组降低了13%。增温处理下雌、雄幼虫的蛹化时间分别为204、218 d,而不增温处理下分别为212、223 d。增温使得雌、雄幼虫的蛹化时间较不增温处理分别提前了2%和4%。增温和不增温处理下的雌、雄虫蛹化时间差分别为15、12 d。增温将上述时间差扩大了25%。此外,增温及其与丛枝菌根抑制的交互作用对门源草原毛虫雌虫蛹重的影响显著,而对于雄虫的蛹重来说,仅增温处理的影响显著。增温和增温丛枝菌根抑制处理,使得雌蛹重较对照组增大了22%和8%。增温使雄蛹重增大了18%。首次研究了增温和丛枝菌根对植食性昆虫的综合影响。

    • >专论与综述
    • 雾霾空气中细菌特征及对健康的潜在影响

      2019, 39(6):2244-2254. DOI: 10.5846/stxb201803130494

      摘要 (1777) HTML (270) PDF 917.58 K (1348) 评论 (0) 收藏

      摘要:论文从群落结构、浓度变化及粒径分布的角度论述了雾霾天气对空气细菌特征的影响,并结合了雾霾天气相关疾病的发病率,综合评价了雾霾天气空气病原菌导致的人群潜在健康风险的变化,最后提出了以前研究存在的不足及未来的发展趋势。综合研究结果,雾霾天气对空气细菌群落结构、浓度变化及粒径分布的影响,研究人员在不同城市得出的研究结果不同,可能由样点的时空环境、气象因素、雾霾程度及采集、检验、鉴定空气细菌方法等多种因素的差异引起。雾霾空气中已发现病原细菌均为条件致病菌,在空气中含量很低,但雾霾天气下部分病原菌的相对丰度增加,致病力会显著增强。此外,高浓度的细颗粒物和化学污染物可损伤皮肤黏膜屏障,打破呼吸道和皮肤的微生态平衡,为病原菌侵入创造较好的机会。两者的协同作用,显著增加了雾霾天气空气中病原菌的健康风险。

    • 海洋生态系统服务价值评估研究综述

      2019, 39(6):2255-2265. DOI: 10.5846/stxb201804120831

      摘要 (2391) HTML (351) PDF 907.63 K (1644) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋生态系统服务是通过海洋生态系统的功能结构和生态过程,以物品和服务等方式直接或间接地给人类提供的效益。海洋生态系统服务价值衡量了海洋生态系统对人类经济社会的贡献度,加快海洋强国建设,急需加强海洋生态系统服务价值评价。通过对市场价值法、替代市场法和假想市场法三大类海洋生态系统服务价值评估方法进行比较分析后可知,各类方法各有利弊,但是,存在不同方法耦合和方法优化选择的空间。通过海岸带、近海、远洋等典型海洋生态系统服务价值评估的研究案例展现了海洋生态系统服务价值评估在海洋资源开发与保护的政策选择、海洋生态补偿与环境损害赔偿的价格决定中的重要作用。海洋生态系统服务价值评估研究前景广阔,在内涵认知深入化、评估方法科学化、评估指标体系化、结果应用广泛化等方面仍有进一步拓展空间。

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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