• 2020年第40卷第1期文章目次
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      2020, 40(1):0-0.

      摘要 (612) HTML (0) PDF 29.53 M (532) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >主编寄语
    • 登高望远 不惑前行——《生态学报》创刊40周年主编寄语

      2020, 40(1):1-1.

      摘要 (1592) HTML (76) PDF 989.13 K (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:《生态学报》创刊于1981年,今年已入不惑之年。40年砥砺前行,40年硕果累累。40年来,《生态学报》始终贯彻产生于科学性、立足于学术性、着眼于实践性、服务于社会性的办刊理念,已经成长为颇具国内影响力的高水平学术期刊。在此,我代表编委会和编辑部,诚挚感谢全国生态学界及国内外相关领域广大作者、读者对我刊长期以来的支持。不忘初心,牢记使命,继承创刊理念的《生态学报》已在专业领域取得了巨大影响力。创刊主编马世骏先生1981年在《生态学报》的发刊词中提到:“大规模的经济建设、环境保护和恢复失调的自然生态平衡等工作需要系统生态学工作者提出科学对策,农、林、牧、渔业生产则要求我们为合理利用资源动物、植物及微生物提供生理生态学及种群生态学依据……,《生态学报》是生态学工作者的学术园地,相信一定会得到国内外同行积极支持,使这个新开辟的学术园地,得能较快地发展起来。”不负马世骏先生的期望,《生态学报》自2002年百种杰出期刊榜单推出以来至今,已连续18年获得“中国百种杰出学术期刊”称号。经过40年的创新发展,《生态学报》网络传播力强、出版规模大、出版时效高、学术影响力范围大、层次高,与国内中文期刊整体水平相比,《生态学报》刊发论文学科布局合理,具影响力论文占比高,有稳定、高影响力的作者群,发文机构分布广泛,编辑出版标准规范。据2019年版中国科技期刊引证报告,我刊总被引频次排名全国科技期刊第1名、影响因子位居生物学类期刊第1名。世界学术期刊学术影响力指数(WAJCI)年报显示,我刊是国内唯一进入生态学Q1区的期刊。在具有突出交叉性、综合性特征的生态系统服务研究领域,我刊相关主题发文量位居世界前3位,国际影响力逐年稳步上升。足以可见,我刊已经成为中国生态学工作者最大的学术交流和传播园地。坚守我国一流中文学术期刊的办刊理念,报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果,是我刊发行的重要科学使命。登高望远,不惑前行,《生态学报》将继续提升期刊质量、对标国际前沿。2019年在《Frontiers in Ecology and the Environment》杂志发表的《生态学趋势:过去四十年生态学研究主题的转变》一文指出,40年来国际生态学经典理论研究的相对频率明显下降,而微观和宏观尺度以及人类活动主题的数据密集型研究有所增加;微生物生态学、遗传学、生物地球化学、管理和政策等研究散布于不断扩大的研究主题,其相对频率也都有所增加。面临当前生态学领域知识的深化、数据的量化、学科的综合化和应用的广泛化,中国生态学也在蓬勃发展和革新。在2017年发布的全国第四轮学科评估中,生态学学科参评高校高达100多所;2018年中国生态学学会下设专业委员会已高达27个;2018年动物生态学、植物生态学、微生物生态学、生态系统生态学、景观生态学、修复生态学和可持续生态学等7个二级学科发布,中国生态学学科体系更加完整。在不断壮大的学科从业队伍、不断分化的学科专业领域、不断交叉的学科研究方向下,我刊在冲刺“世界一流科技期刊”目标中恰逢研究队伍扩大、学科欣欣向荣的时代机遇,同时也面临着国际品牌认可度不足、国际话语权有限的巨大挑战。探索更加前沿的生态学机理问题、使用更加科学精准的生态观测手段和模拟方法、将生态学与社会科学和其他自然科学更加紧密的交叉、逐步扩大国际化语言撰文的刊载量,这些都将成为我刊深度国际化的重要推动力。坚持百花齐放、鼓励百家争鸣,40年来我刊编委会、作者、读者和编者群体始终不忘办刊初心、牢记发行使命,聚焦前沿认知、服务社会发展,我刊编委会将协同广大生态学领域工作者不惑前行。面向未来,《生态学报》将继续秉承办刊理念,依靠和团结广大生态学科研工作者,为进一步推动生态学的发展而不懈努力。

    • >专论与综述
    • 黄土高原流域水沙变化研究进展

      2020, 40(1):2-9. DOI: 10.5846/stxb201909121903

      摘要 (1632) HTML (142) PDF 883.87 K (932) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动和气候变化是影响流域水文过程的两大驱动因素,径流输沙是流域水文过程的总体反映,变化环境下径流输沙的变化规律与成因分析是水文学和全球变化研究的热点问题。黄土高原是我国水土流失最严重的地区。20世纪50年代以来,黄土高原地区开展了大规模的生态环境建设和水土流失综合治理,显著改变了流域土地利用和植被覆盖。下垫面条件改变与气候变化综合作用,使得流域水沙情势发生剧变。围绕黄土高原流域水沙变化的时空尺度特征与驱动机制,总结了径流输沙和水沙关系变化特征的研究结果,归纳了径流输沙变化的归因分析方法与人类活动和气候变化影响的贡献分割结果,探讨了气候变化、植被恢复、水土保持工程措施以及流域景观格局对水沙变化的影响机制。未来应加强流域水沙演变的时空尺度特征特别是水沙关系非线性特征的定量研究,阐明极端事件对水沙动态的影响与贡献;开展水沙变化影响机制的多要素综合解析,发展耦合地表覆被动态特征和气候变化的降雨-径流-输沙模型,揭示生态恢复与水沙演变过程互馈机制;开展未来气候变化、社会经济发展和生态建设工程情景下水沙动态的趋势预测,为黄土高原生态综合治理和水资源管理与黄河水沙调控提供策略建议。

    • 全球气候治理新进展——区域碳排放权分配研究综述

      2020, 40(1):10-23. DOI: 10.5846/stxb201811122444

      摘要 (1208) HTML (132) PDF 2.68 M (1029) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳排放权作为稀缺的公共资源,其实质是一种新型发展权。科学合理分配有限的碳排放权对实现《巴黎协定》温控目标至关重要。从原则、方法、尺度与方案等维度对碳排放权分配的文献成果进行了系统梳理与归纳。研究表明,国内外学者大多基于公平性和效率性原则探索碳排放权分配;分配方法分为指标法、博弈论法、数据包络分析法和综合法等,各有利弊和适用条件;分配尺度大多涉及国际和区际两个层面,前者由于各国不同的利益诉求较难形成共识性方案,后者主要关注省际分配,更小尺度的研究相对较少。未来碳排放权分配研究趋向于多原则兼顾、多方法联用,涵盖国际、省际、市际及行业、企业等不同尺度。本研究可为制定科学合理的碳排放权分配方案提供理论依据,为我国更为积极有效地参与全球气候治理提供决策参考。

    • 生态产品价值实现研究进展

      2020, 40(1):24-33. DOI: 10.5846/stxb201807211563

      摘要 (2497) HTML (132) PDF 1.06 M (1677) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态产品价值实现是解决环境外部性、保护生态系统功能和完整性的重要机制。基于已有研究和试点案例,对生态产品的狭义及广义概念进行了界定;鉴于资金充足程度对试点项目的重要性,按照资金来源,将生态产品价值实现模式分为公众付费、公益组织付费、政府付费以及多元付费,且对其特点、适用范围、优点及局限进行对比分析,为筹集资金、落实受益者付费原则提供技术支撑;按照问题描述、识别生态产品/受益方(买方)/供给方(卖方)、交易条件、价值交易机制、监测与成效分析框架对试点案例的生态产品价值实现机理及路径进行剖析,提出选择适当的价值实现工具,并强化监测指标的选取及成效分析,以提升资金效率和生态保护效益。

    • 沙地云杉林研究述评

      2020, 40(1):34-42. DOI: 10.5846/stxb201806261404

      摘要 (985) HTML (101) PDF 884.53 K (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:沙地云杉(Picea mongolica)是我国特有的针叶林树种,主要分布于内蒙古白音敖包国家级自然保护区。在该地区的防风治沙、退化土壤的生态恢复,三北防护林体系建设等方面起着重要作用。从沙地云杉林的生长环境、个体生态、种群生态、群落生态等方面对国内外的研究现状和最新研究进展进行了综述,并从不同尺度上对沙地云杉林未来研究中应该重视的一些科学问题进行了展望。这些科学问题主要有:(1)沙地云杉个体生长、生殖和保护的结构和生理机理方面的研究。(2)沙地云杉种群与群落方面的研究包括:生命表与生育力表编制与统计;种内与种间的关系;化感作用;种群、群落发生、发展和衰亡的内在机制;自然干扰和人为干扰对沙地云杉更新的研究;全球气温变化对沙地云杉林天然更新的影响等。(3)沙地云杉林生态系统方面的研究包括:大量和微量营养元素在沙地云杉林的凋落物-微生物-土壤-沙地云杉的循环、利用规律及转化机理;凋落物分解规律及机理;水分循环;土壤理化性质和生化特性对沙地云杉生长和生物量的影响;沙地云杉林生态系统能量流动和信息传递研究等。(4)沙地云杉林生态经营研究;沙地云杉丰产林营造技术;沙地云杉种子园、母树林规划与创建;沙地云杉林杄插繁殖技术与无性系研究;幼树移栽技术;沙地云杉天然林和人工林施肥技术;沙地云杉林病虫害预测与防治研究等。

    • >研究论文
    • 用功能生态学方法揭示峨眉髭蟾蝌蚪和棘腹蛙蟾蝌蚪共存的原因

      2020, 40(1):43-50. DOI: 10.5846/stxb201811202512

      摘要 (1370) HTML (87) PDF 2.21 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用功能生态学的研究方法,选取了3个指标(功能丰富度、功能定位和功能生态位的重叠程度)对峨眉山清音阁黑龙江中峨眉髭蟾蝌蚪和棘腹蛙蝌蚪共存的原因进行了解析。结果表明,峨眉髭蟾蝌蚪功能丰富度的实测值远远小于棘腹蛙蝌蚪。采用自助法随机抽样15和51个个体时,峨眉髭蟾蝌蚪的功能丰富度值显著小于棘腹蛙蝌蚪。同时,非参数多元方差分析的结果显示二者的功能定位存在显著差异。此外,二者功能生态位重叠程度的实测值与采用自助法计算所得值均极低。以上结果表明二者的功能生态位存在明显分化,表现为峨眉髭蟾蝌蚪个体较大,开口较小,眼间距较大,尾部发达且多采用背腹弯曲的游泳模式;而棘腹蛙蝌蚪开口较大,眼睛间距较小,尾部较为短小且多采用脊椎弯曲的游泳模式。鉴于功能性状可以反映生物体对生长环境的响应,推测两种蝌蚪主要栖息地的微生境也存在分化。

    • 互利关系和植物多样性对节肢动物群落不同营养级的影响路径和强度

      2020, 40(1):51-59. DOI: 10.5846/stxb201811062407

      摘要 (1013) HTML (77) PDF 1.56 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:食物网中的上行效应和下行效应对于群落的动态和生态系统功能有十分重要的影响,旨在探讨互利关系和植物多样性对节肢动物群落中食物网不同营养级之间的影响。通过随机裂区试验方法,分别设置了3种蚂蚁-紫胶虫互利关系处理(有互利关系、无互利关系和自然对照)以及3种植物多样性处理(单一种植、2树种混植和3树种混植),于2016年8月和9月分两次用手捡法、网扫法和震落法采集试验地寄主植物上所有的节肢动物,并按照不同营养级将其分类。利用结构方程模型分析方法对不同营养级之间的相互作用的路径和强度进行了比较,结果显示:1)互利关系对捕食者和消费者均有显著的下行作用,有互利关系处理下蚂蚁对捕食者的路径强度要强于自然对照组,互利关系对捕食者的影响要强于对消费者的影响。2)植物多样性会通过影响植物的生物量而对消费者和捕食者产生显著的上行效应影响,这种影响会随着营养级的升高而显著减小。3)消费者主要受植物多样性的上行效应影响,而捕食者主要受互利关系的下行效应影响。有互利关系的食物网结构更加复杂,营养级之间的相互作用更为显著。探讨了以蚂蚁-紫胶虫互利关系为核心作用的紫胶林生态系统中互利关系和植物多样性对节肢动物食物网中各营养级的影响,揭示了上行效应和下行效应对各营养级的作用途径和强度,其结果有一定的理论参考价值。

    • 漓江大型底栖动物功能摄食类群时空分布及生态效应

      2020, 40(1):60-69. DOI: 10.5846/stxb201811262574

      摘要 (1010) HTML (83) PDF 1.88 M (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2009年9月至2012年8月期间对漓江上中下游3个河流区段的4次采样调查,分析了漓江大型底栖动物功能摄食类群的组成与时空分布状况及其对河流生境变化的响应情况。结果表明:漓江大型底栖动物以刮食者占据绝对优势,其次依次是滤食者、收集者、捕食者和撕食者。刮食者中优势种为中华园田螺和黑龙江短沟蜷,滤食者中优势种为河蚬和纹石蚕,收集者中优势种为小蜉和摇蚊幼虫,捕食者中优势种为扁舌蛭和蜻蜓幼虫,撕食者中优势种为泥甲。根据功能摄食类群参数对河流生境以及人类活动影响的评价表明,人类居住生活对生境稳定性的影响显著大于旅游观光带来的影响,环境因子中溶解氧(DO)、pH、电导率(EC)、温度(Temp)、浊度(Tur)、化学需氧量(COD)和总氮(TN)等环境因子与漓江大型底栖动物功能摄食类群的相关性均较强。

    • 东北地区北红尾鸲巢址选择及繁殖成效

      2020, 40(1):70-76. DOI: 10.5846/stxb201812062673

      摘要 (1380) HTML (126) PDF 835.25 K (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:北红尾鸲(Phoenicurus auroreus)是一种分布广泛的小型雀形目鸟类,主要分布于南亚东北部,东南亚北部、东亚及俄罗斯等地区,我国东北、华北、华中至西南等地也均有分布,是重要的食虫益鸟。为探究北红尾鸲巢址选择的影响因素,找到影响北红尾鸲繁殖成功率的主要巢址因子,于2017年4-7月,在辽宁仙人洞国家级自然保护区开展系统研究。共发现北红尾鸲自然巢44个,其中29巢繁殖成功,15巢繁殖失败。北红尾鸲主要筑巢于石墙缝、空心砖墙缝及废旧电表箱中。巢址参数的主成分分析结果表明:巢口因子(27.738%)、巢位因子(14.195%)、光照因子(12.145%)、人为干扰因子(10.440%)、安全因子(9.266%)和隐蔽因子(7.187%)是影响北红尾鸲巢址选择的重要因子。采用二元逻辑斯蒂回归分析繁殖成功巢与失败巢参数发现,成功巢的巢口最大高度显著小于失败巢(P=0.047),且其距顶的距离更近(P=0.043)。多元线性回归分析表明,巢上方盖度对繁殖成功率有极显著影响(t=2.883,P=0.009)。总的来说,北红尾鸲虽偏爱筑巢于人为干扰较大的村庄房屋附近,但较小的巢口能有效避免巢捕食者的捕食,更近的距顶距离和更大的巢上方盖度能有效降低巢上方的可视程度和降水等不利因素的影响,从而提高繁殖成功率。

    • 基于混合生命周期评价的生活垃圾处理系统生态效率分析

      2020, 40(1):77-88. DOI: 10.5846/stxb201810232287

      摘要 (1050) HTML (81) PDF 5.57 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于混合生命周期评价(Hybrid life cycle assessment,HLCA)提出一种改进生态效率模型,系统评价卫生填埋、卫生填埋-填埋气利用、焚烧发电、堆肥+卫生填埋和堆肥+焚烧发电5种我国典型生活垃圾处理情景的生态效率,并探究可持续性包含的环境、经济和社会多维权衡关系。结果表明,具有最大生态效率的生活垃圾处理情景因可持续性维度选取不同而异,如考虑人体健康损害影响,焚烧发电情景具有最大经济生态效率,而卫生填埋-填埋气利用情景具有最大社会生态效率。生活垃圾处理系统的可持续性评价维度之间具有显著的权衡关系,忽略某些影响类型可能带来问题转移。5种生活垃圾处理情景的环境影响各异,非焚烧情景气候变化影响和焚烧情景人体毒性影响突出。机器设备和燃料使用对资源消耗影响贡献最大,而生活垃圾处理过程对经济效益和其他环境影响贡献最大。本文提出的改进生态效率模型可以定量评价生活垃圾管理系统生态效率及权衡关系,为有效制定生活垃圾管理政策提供全面的信息支持。

    • 基于能值生态足迹的长山群岛人地关系分析

      2020, 40(1):89-99. DOI: 10.5846/stxb201812152736

      摘要 (908) HTML (91) PDF 1.78 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究长山群岛人地关系变化特征以及人类活动对海岛资源环境的影响,利用改进能值生态足迹模型,分析了1996-2016年长山群岛人地关系供需平衡变化情况,并利用脱钩效应模型探讨了海岛经济发展与能值生态足迹之间的关系。结果表明:(1)经济发展速度和海岛居民生活水平的提高使长山群岛能值生态足迹增长,经济发展和城镇扩张导致能值生态承载力不断下降;(2)长山群岛人地关系始终处于生态赤字状态并呈扩大趋势,但各账户生态赤字表征涵义不同,应区别对待;(3)长山群岛能值生态足迹与GDP之间经历了"扩张连接-弱脱钩-扩张连接-弱脱钩-强脱钩"的转变过程,经济发展速度、产业结构和增长方式是脱钩状态变化的重要因素。(4)随着产业重心的转移,长山群岛能值生态足迹的影响从海洋转向岛陆。

    • 基于Super-SBM模型的中国省域城市工业用地生态效率时空演变及影响因素研究

      2020, 40(1):100-111. DOI: 10.5846/stxb201811162490

      摘要 (1107) HTML (121) PDF 2.56 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究城市工业用地生态效率能够准确认识当前城市工业用地可持续发展水平,对节约和集约用地具有重要意义。以省域为单位,运用Super-SBM模型测算2000-2016年中国30个省(市、区)城市工业用地生态效率,分析其时空演变特征,并运用面板数据模型对其影响因素进行实证分析。结果表明:(1)2000-2016年中国城市工业用地生态效率总体呈下降趋势,总体下降5.81%,年均下降0.35%,其过程呈现"先下降后上升"两阶段变化特征;(2)工业用地生态效率均值相对无效率城市远多于相对有效率城市,生态效率均值最高的是海南,其次为北京和上海,排在最后三位的是四川、江西、山西;(3)生态效率有效的省(市、区)个数先大幅度减少后小幅度增多,有效区域由东部地区、西北、东北地区向东南地区、东北经济发达沿海地区、西北地区、华北地区转移;(4)2000-2016年城市工业用地生态效率均值按从大到小排序依次为华南地区、华北地区、华东地区、西北地区、东北地区、西南地区和华中地区,区域间城市工业用地生态效率存在较为显著的差异,且随着城市工业的发展区域差异呈增大趋势;(5)环境管制力度、工业行业集聚程度、工业对外开放水平对城市工业用地生态效率起显著正向促进作用,而经济发展水平、土地市场化水平、工业行业产权结构、土地使用成本对城市工业用地生态效率则起显著负向阻碍作用,工业能源消费结构、工业产业结构对城市工业用地生态效率影响不大。从研究数据与指标选取的局限性以及未来研究的重点方向等方面进行了探讨。

    • 延河流域水供给服务供需平衡与服务流研究

      2020, 40(1):112-122. DOI: 10.5846/stxb201811132456

      摘要 (949) HTML (81) PDF 6.94 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:水供给服务的供需定量评估与空间制图是当前研究的核心与前沿议题,然而耦合人类需求与自然过程进行供需时空关联分析和服务流模拟仍需进一步加强。以延河流域为研究区,基于GIS手段和SWAT模型,融合多源数据构建了水供给服务供需平衡与空间流动模型,从子流域尺度探究了延河流域水供给服务的供需空间匹配特征与流动规律,明确流域供给区和受益区的空间范围与流量。研究结果表明:1)2005-2015年延河流域水供给量先增多后减少,水需求量则逐年增多,供需平衡状况在逐年恶化。到2015年,流域的水资源安全指数(Freshwater Security Index,FSI)仅为0.095。2)延河流域水供给服务的供给与需求在空间分布上呈现显著的不匹配特征,尤其是位于延河中游的延安市区及周边地区,水资源供需矛盾突出。3)在水供给服务流研究的框架下,本文明确了流域内4个主要受益区的空间范围及其接受的相应上游子流域(供给区)提供的服务流量,分别为安塞城区、延安市区、青化砭镇、延长县城区及其附近城镇。本评估模型与研究结果不仅可以为实现延河流域水资源的合理配置和保障流域用水安全提供科学依据,也可以为其他流域的水资源管理提供参考。

    • 沼泽湿地恢复演替过程中朝天委陵菜间隔子性状与分枝强度的关系

      2020, 40(1):123-129. DOI: 10.5846/stxb201811082424

      摘要 (805) HTML (80) PDF 1.11 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:间隔子和分株影响克隆植物的空间分布和资源获取,二者之间关系的研究有助于理解克隆植物的生态适应机制。按照恢复时间设置I (5a)、II (15a)、III (25a)3个梯度,研究了永昌北海子国家湿地公园沼泽湿地恢复演替过程中朝天委陵菜(Potentilla supina)间隔子长度、直径与分枝强度之间的关系。结果表明:随着沼泽湿地恢复演替的进行,湿地群落的高度、盖度和生物量逐渐增大,土壤含水量、有机质逐渐增大,土壤容重逐渐降低;湿地群落的优势植物种群由朝天委陵菜转为黑麦草;朝天委陵菜间隔子长度和直径增大,分株数减小;间隔子长度、直径与分枝强度均呈显著负相关关系(P<0.05)。沼泽湿地恢复演替过程中,朝天委陵菜由选择垄断区域资源转向逃避或忍耐不利生境,体现了湿地克隆植物在异质性生境中独特的适应性。

    • 秦岭地区林地与草地景观格局变化及其驱动因素

      2020, 40(1):130-140. DOI: 10.5846/stxb201811072418

      摘要 (1154) HTML (110) PDF 8.90 M (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:以1980-2015年土地利用数据集为数据源,利用GIS空间分析、景观格局指数和主成分分析法,研究了秦岭地区林地与草地景观格局时空变化特征,并探讨其演化的驱动因素。结果表明:(1)林地和草地是秦岭地区主要景观类型,约占研究区总面积的72%,其中有林地为优势景观类型,其次为高覆盖度草地和中覆盖度草地,其他林地和低覆盖度草地分布面积相对较少。(2)35年来,林地和草地总面积整体呈减少趋势,净减少了309.44 km2,其中草地减少占主导地位;空间变化上,损失严重的区域主要分布于以西安市为中心的周边区域,主要向建设用地和耕地转移。(3)林地和草地景观破碎化程度逐渐增加,连通性降低,景观异质性增强且景观形状更为复杂,草地较林地变化明显;空间分布上,林地和草地景观格局指数空间分布特征明显,在地形因子作用下呈现一定的地形梯度性,尤其与海拔的相关性最好。(4)人为活动干扰是影响秦岭地区林地和草地景观格局变化的主要驱动因素,气候因素次之,同时国家宏观政策起着重要的导向作用。减缓人为活动对秦岭地区的过度影响,维护林地和草地的平衡性及完整性,是实现该区生态系统科学管理和资源的可持续利用的关键。

    • 芦芽山针叶林分布上下限土壤温度及含水量的季节差异

      2020, 40(1):141-150. DOI: 10.5846/stxb201811062406

      摘要 (1191) HTML (98) PDF 2.85 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:山地小气候特征对解释林线位置、形成机制以及生长-气候关系具有重要意义。由于高山气象数据匮乏,尤其是土壤水热数据的缺失,使以往对华北地区山地土壤的温湿度变化特征知之甚少。基于5个整年(2012-2016年)的连续监测,分析了华北芦芽山针叶林分布上下限土壤(10cm)温度和含水量的季节变化特征及差异。结果表明:(1)在芦芽山针叶林分布上限,北坡土壤10月末冻结,5月初解冻,南坡土壤冻结和解冻日均滞后于北坡,生长季内南北坡土壤均温、生长季长度无显著差异(122d,8.1℃和110d,7.6℃);(2)南北坡林线土壤含水量最低值都出现在冬季(1月),最高值则在秋季(10月和9月),并且南坡生长季土壤含水量(0.350 m3/m3)显著大于北坡(0.247 m3/m3);(3)与针叶森林的分布下限(2040 m a.s.l.)相比,林线土壤热量指标(年均温、生长季均温、最热月均温和生长季长度)均明显偏低,而土壤生长季内含水量显著偏大。研究结果揭示了亚高山区土壤冻融过程中温度和含水量的耦合关系,并进一步证实了芦芽山地区针叶树木径向生长在低海拔受干旱胁迫而在高海拔受低温限制。

    • 黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性

      2020, 40(1):151-160. DOI: 10.5846/stxb201809272104

      摘要 (841) HTML (66) PDF 2.10 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示黄土高寒区人工林土壤水分的时空变化特征,基于2018年植被生长期一处典型人工植被恢复坡面0-200cm剖面土壤含水率连续动态数据,运用经典统计和时间稳定性分析,研究不同深度土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明:在测定时段内,剖面各土层深度土壤含水率无显著差别,在空间上均表现为中等变异性,呈现随土层深度的增加而增大的趋势,在时间上表层表现为中等变异性,其余各层均表现为弱变异性,深层土壤水分的时间变异性小于浅层;随着测定时间变化,试验地0-200cm土壤含水率Spearman秩相关系数均达到0.8以上,且呈极显著相关,表现出一定的时间稳定性特征;土壤含水率的时间稳定性随土层深度的增加而增强,具有深度依赖性;基于相对差分分析可以选择代表性测点监测区域平均土壤含水率(决定系数R2为0.7138-0.8605),以期为合理布设土壤水分监测点提供理论依据,对于植被恢复与生态重建模式的选择具有指导意义。

    • 祁连山中部低海拔地区青海云杉径向生长的气候响应机制

      2020, 40(1):161-169. DOI: 10.5846/stxb201811022366

      摘要 (1038) HTML (82) PDF 1.97 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用生理模型开展树木径向生长的气候响应机制研究对理解树木生长的生理机制、预估气候变化情景下森林生态系统的变化、提供森林保护管理的建议有重要意义。以祁连山中部低海拔地区青海云杉树轮记录为依据,利用Vaganov-Shashkin模型模拟青海云杉(Picea crassifolia)的径向生长,探讨青海云杉径向生长的生理机制。结果表明:降水对祁连山中部低海拔地区青海云杉径向生长起着决定性作用,5-8月份的降水直接影响当年青海云杉的径向生长,9月份的降水量影响翌年青海云杉的径向生长。根据本研究结果,水分是限制青海云杉径向生长的主要因子,建议青海云杉人工林种植时,可在5-8月份对青海云杉增加灌溉量。

    • 基于生态单元制图的宝鸡市城区生物多样性保护规划研究

      2020, 40(1):170-180. DOI: 10.5846/stxb201811122445

      摘要 (1217) HTML (75) PDF 7.46 M (530) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探寻适合我国城乡生物多样性保护的有效措施和方法,以宝鸡城区为研究对象,通过实地调研和室内制图相结合的研究方法,创建一套融入植被结构因子(植被水平结构因子、植被优势种的年龄因子、植被垂直结构因子、林木类型因子)的生态单元分类系统,将研究区域内的城市绿地现状以图谱形式表示。通过对不同植被结构的绿地中维管束植物物种丰富度的对比,以检验此分类系统在城乡生物多样性信息采集中的有效性。基于制图信息和检验结果,分析研究区域内绿地空间结构存在的问题并针对宝鸡市城乡生物多样性保护提出相应策略,以期为今后我国城乡生物多样性保护提供理论依据和实践方法。

    • 峨眉山世界遗产地表土孢粉组合及其生态和古环境启示

      2020, 40(1):181-201. DOI: 10.5846/stxb201811092434

      摘要 (947) HTML (157) PDF 25.30 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过峨眉山40个样点表土孢粉组合及其与植物群落之间关系的分析,结果表明:(1)花粉组合中木本植物含量(83.3%)占绝对优势,松属、杉科、桤木属、蔷薇科、桦属、枫杨属、蒿属、毛茛科和水龙骨科为主要孢粉类型;(2)中山常绿阔叶林花粉组合未能反映植被的群落特征;低山常绿阔叶林间人工次生林和常绿落叶阔叶混交林花粉组合只能反映母体植被的部分组成;针叶林花粉组合基本可以指示母体植被的群落特征;灌丛草甸花粉组合能够较好地反映母体植被的群落组成;针阔混交林花粉组合不仅可以很好地指示群落特征,花粉高含量类型还可以与植物群落优势种很好地对应;(3)主要花粉类型冷杉属、杜鹃花科、蔷薇科、珙桐属、槭属和盐肤木属具低代表性;枫杨属、栲属/柯属、桤木属和杉科花粉具超代表性;(4) DCA表明,通过花粉百分含量,能较好地区分人类扰动植被、阔叶林和针叶林,但常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和针阔混交林之间,针叶林和灌丛草甸之间难以区分;(5)利用孢粉学恢复热带亚热带常绿阔叶代表类群樟科群落和第三纪孑遗落叶阔叶属种珙桐群落时,受其主体植物花粉外壁薄,易破碎影响,原生植被优势种缺失;因此,孢粉实验改良和保存环境研究,与其他生物学指标(植物大化石和气孔器)综合分析在重建古植物群落中具有重要意义;(6)植物(如冷杉)花粉含量一定程度上能够指示其林分结构。本研究可为热带亚热带山地及相似地区利用孢粉学进行地质时期气候与环境重建提供理论支持和基础资料,并对植被生态恢复提供实践和参考。

    • 河西走廊水生植物多样性格局、群落特征及影响因素

      2020, 40(1):202-212. DOI: 10.5846/stxb201810242298

      摘要 (1103) HTML (79) PDF 2.31 M (933) 评论 (0) 收藏

      摘要:水生植物是湿地生态系统重要组成部分,研究水生植物多样性分布格局及其影响因素对地区水生植物资源保护具有重要意义。通过野外调查并结合气候等环境因素,研究了河西走廊主要水生植物群落类型、数量特征、水生植物多样性分布格局及影响因素,并对中域效应假说进行了验证。研究结果表明:(1)河西走廊地区共有水生植物29科42属84种,群落的聚类分析可将河西走廊水生植物群落划分为15个主要群落类型;(2)河西走廊水生植物群落类型主要受到水温、海拔、经纬度等环境因子影响,群落物种多样性指数与盐度以及溶解性固体总量呈显著性相关;(3)河西走廊水生植物多样性空间格局呈现出"∩"型的单峰格局,中域效应模型能较好地解释该地区水生植物多样性水平的纬度格局及海拔垂直分布格局,对该区域水生植物物种丰富度在纬度和海拔梯度上的变异解释率分别为57.56%、63.5%。分析表明,河西走廊水生植物物种丰富度格局由几何(边界)限制和随机过程及其他未知因素共同控制,且几何(边界)限制和随机过程贡献率较大;同时本研究中未考虑的环境异质性、气候、人为干扰等因素也对河西走廊水生植物多样性空间分布产生重要影响。

    • 武汉市15种阔叶乔木滞尘能力与叶表微形态特征

      2020, 40(1):213-222. DOI: 10.5846/stxb201808241808

      摘要 (1064) HTML (74) PDF 5.34 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:以武汉市15种常见的阔叶乔木为研究对象,通过3级滤膜过滤法测定了各乔木单位叶面积滞留不同粒径颗粒物(TSP、PM>10、PM10、PM2.5)的质量,并通过扫描电镜观察比较了15种乔木的叶表面微形态结构,分析了微形态对植物滞尘能力的影响。结果表明:15种乔木单位叶面积的滞尘量存在显著差异(P<0.05),综合滞尘能力最强的植物为二球悬铃木、桂花和石楠,除以上3者外,女贞和广玉兰分别具有较强的滞留PM10和PM2.5的能力;加杨滞留TSP和PM>10的能力最弱,玉兰滞留PM10和PM2.5的能力最弱。各乔木单位叶面积滞留PM2.5和PM10的质量分别占总粉尘量的0.7%-8.9%和3.6%-33.9%。叶表面微结构观察表明,叶表面粗糙、褶皱较多,或被有蜡质层的植物有利于粉尘颗粒物的附着。相关性分析表明,植物单位叶面积的滞尘量与叶表面沟槽的宽度呈显著相关,上下表面沟槽宽度越小,越有利于细微颗粒物(PM2.5)的滞留,下表面沟槽宽度增加,有利于粉尘总颗粒物(TSP)的滞留。由此可见,叶表面粗糙度、蜡质含量和沟槽宽度等微形态结构是调控绿化树种叶片滞尘能力的重要因素,在武汉以治理大气粉尘污染为目标进行城市绿化时,可考虑选择二球悬铃木、桂花和石楠等滞尘能力强的树种。

    • 祁连山东段高寒植被群落特征及其与地形气候因子关系研究

      2020, 40(1):223-232. DOI: 10.5846/stxb201812192760

      摘要 (1005) HTML (97) PDF 4.93 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:地形气候因子与物种分布的关系影响着高寒植被群落的演替,同时对山地水源涵养林功能和结构的维持具有重要的意义。以祁连山东段水源涵养林为研究对象,基于野外植物群落物种组成及地形气候因子调查数据,运用数量分类与排序等方法,探究了高寒植物群落特征及其与地形气候因子的关系。结果表明:65个调查样方中出现181个植物种,隶属40科,124属。科的物种组成及占总物种数比例分别为菊科30个种,占16.57%;蔷薇科17个,占9.44%;禾本科13个种,占7.22%;豆科11个种,占6.11%。毛茛科10个种,占5.56%。单属种82个,占总属数的66.13%。群落层片由乔木层、灌木层和草本层组成,乔木8种,灌木25种,草本148种。乔木层优势种有青海云杉、祁连圆柏、红桦。灌木层优势种有金露梅、山生柳、匙叶小檗、高山绣线菊。草本层优势种有甘肃薹草、珠芽蓼、早熟禾、唐松草、甘青蒿。TWINSPAN将高寒植被群落划分为7个群丛类型:群丛I红桦-红花蔷薇-甘肃薹草B. albosinensis-Rosa moyesii-C.kansuensis,群丛II青海云杉-匙叶小檗-甘肃薹草P.crassifolia-B.vernae-C.kansuensis,群丛III祁连圆柏-高山绣线菊-珠芽蓼Sabina chinensis-Spiraea alpine-P.viviparum,群丛IV高山绣线菊+鬼箭锦鸡儿-珠芽蓼S.alpine+Caragana jubata-P.viviparum,群丛V沙棘+甘青蒿+鼠掌老鹳草Hippophae rhamnoides+A.tangutica+Geranium sibiricum,群丛VI沙棘+苦荬菜+苦荞麦H.rhamnoides+Ixeris polycephala+Fagopyrum tataricum,群丛VII沙棘-冰草+西北沼委陵菜H.rhamnoides-Agropyron cristatum+Comarum salesovianum。7个群丛在DCA排序图上聚集分布,反映了较好的环境梯度。CCA排序结果表明,海拔是祁连山高寒植被群落植物种分布的最重要环境因子,其次是降水、温度、坡向、坡度。

    • 火干扰强度对亚热带四种森林类型土壤理化性质的影响

      2020, 40(1):233-246. DOI: 10.5846/stxb201812052665

      摘要 (1029) HTML (70) PDF 9.43 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:火干扰是通过改变土壤理化性质而影响土壤生态系统功能的重要因素之一。探讨火干扰强度对不同森林类型下土壤理化性质的影响,为利用火干扰促进林分更新及经营提供理论指导。2014年在湖南省株洲市和湘潭市4种次生林(枫香次生林、马尾松-木荷混交林、杉木-木荷混交林及檫木-杉木混交林)内设置16块20 m×20 m样地进行试验,研究了火干扰强度(对照、低强度、中强度、高强度火烧)和林分类型对土壤容重(BD)、土壤斥水性(SWR)、有机质(SOM)、pH、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的影响。通过描述性统计分析、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究各土壤性质在同一林分不同火干扰间,以及同一火干扰下不同林分间的显著性差异和变化趋势(P<0.05)。研究发现BD、SWR、pH、TK都随火强度的增大呈上升的趋势,而SOM、TP随火强度增大而减少,TN则随火强度增大没有规律性变化。在同一林分内与对照组相比,低强度火烧对BD、SWR、pH和SOM的影响不显著,中强度有一定影响,而高强度火烧影响显著;而TN、TP、TK在火烧前后均无显著性差异。火干扰后,TN和TP在同一火强度下不同林分间均存在显著性差异(P<0.05),而BD、pH值和TP在同一林分内不同火强度间均存在显著性差异(P<0.05)。BD、SOM、pH、TK在枫香次生林内普遍显著大于其他林分。结果说明火干扰强度和林分类型在影响土壤理化性质方面起着重要作用。高强度火干扰对土壤性质影响最大,枫香次生林中土壤理化性质与其他混交林相比普遍存在显著性差异。BD、pH和TP受火强度影响显著,BD、SOM、pH、TN、TK和TP受林分类型影响显著。

    • 连栽杉木人工林参与土壤碳氮转化过程酶活性及其与土壤理化因子的相关性

      2020, 40(1):247-256. DOI: 10.5846/stxb201811252551

      摘要 (1042) HTML (85) PDF 1.20 M (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取福建三明不同连栽代数杉木人工林(一代、二代、三代)及格氏栲天然林为研究对象,运用冗余分析法研究不同林地土壤理化性质、养分含量与参与碳,氮转化过程酶活性之间的相互关系,以探究中亚热带连栽杉木人工林土壤酶的季节变化及其影响因素,为揭示杉木人工林养分循环特点和林地土壤质量评价提供依据。结果表明:连栽杉木人工林地土壤pH显著低于天然林,但一、二、三代杉木林间无显著差异。12月份土壤全碳、全氮含量在不同连栽代数杉木林中无显著差异,并且二代和三代林土壤全碳、全氮含量均显著高于天然林(P<0.05);6月份杉木三代林土壤全碳含量显著高于一代林(P<0.05),但与二代林和天然林无显著差异。12月份土壤铵态氮和硝态氮含量在一、二、三代杉木林间无显著差异。6月份杉木一代林土壤硝态氮含量显著高于二代林和天然林(P<0.05),但与三代林无显著差异。12月份天然林土壤脲酶活性显著高于连栽杉木人工林(P<0.05),而一、二、三代杉木林土壤脲酶活性无显著差异;杉木一代、二代林和天然林土壤天冬酰胺酶活性无显著差异,均显著高于三代林(P<0.05)。冗余分析表明,土壤含水量、NO3--N含量和pH对酶活性的影响较大,它们与土壤天冬酰胺酶、β-葡萄糖苷酶(BG)、和蛋白酶(protease)呈显著正相关,但与土壤N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)呈显著负相关。本研究说明杉木林进入成熟林-过熟林阶段后,不同连栽代数林地许多土壤理化指标及酶活性均有不同程度恢复,而且它们受季节因素影响很大,建议今后加强土壤酶活性对环境变化响应的长期综合监测。

    • 晋北地区土地利用覆被格局的演变与模拟

      2020, 40(1):257-265. DOI: 10.5846/stxb201812032636

      摘要 (1058) HTML (93) PDF 8.83 M (565) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域土地利用覆被变化及未来发展情景对区域土地管理和可持续发展具有重要意义。以地处农牧交错带、土地利用覆被变化剧烈的晋北地区为研究区,获取其2010、2015年的土地利用覆被(Land use/land cover,LULC)数据,选取高程、人口、经济、气温、降水等9种影响因素作为驱动因子,采用CLUE-S模型拟合研究区2015年的土地覆被格局并判断拟合精度,在此基础上,分别设置了3种社会经济发展情景,模拟这些情景下研究区2020年的土地利用覆被格局演变。结果表明:1)晋北地区土地利用覆被以耕地、林地和草地为主,各类型土地主要呈西北斜向的条带状分布;2) Logistic回归模型可以很好地提取LULC与驱动因子之间的关系,反映不同的驱动因素对不同的土地利用类型分布格局的影响效果及程度;3) CLUE-S模型在晋北地区土地利用覆被格局的拟合上有较好的精度,模拟Kappa系数值达0.89,表明该模型能够很好地模拟晋北地区的土地利用覆被;4)情景模拟结果表明,研究区生态保护情景(c)下的土地利用覆被格局明显优于维持现状情景(a)和经济优先情景(b),建议在未来土地开发利用过程中,应当减缓工矿用地增加速度,严格控制建设用地规模,优化土地利用格局。

    • 增温对青藏高原高寒草甸呼吸作用的影响

      2020, 40(1):266-273. DOI: 10.5846/stxb201811302609

      摘要 (999) HTML (83) PDF 1.20 M (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)是草地生态系统碳排放的关键环节,其对气候变化极为敏感。高寒草甸是青藏高原典型的草地生态系统,其呼吸作用对气候变化的响应对区域碳排放具有重要的影响。以高寒草甸生态系统为对象,于2012-2016年采用模拟增温的方法研究呼吸作用对增温的响应。结果表明:增温对高寒草甸ER的影响存在年际差异,2013年和2014年增温对ER无显著影响,其他年份显著增加ER (P<0.05),综合5年结果,平均增幅达22.3%。增温显著促进了高寒草甸SR (P<0.05),较对照处理5年平均增幅高达67.1%;增温总体上提高了SR在ER中的比例(P<0.05),最高增幅达到59.9%。ER和SR与土壤温度有显著的正相关关系(P<0.05),与土壤水分没有显著的相关关系(P>0.05)。对照样地中,土壤温度分别能解释33.0%和18.5%的ER和SR变化。在增温条件下,土壤温度可以解释20.5%和13.0%的ER和SR变化。在增温条件下,SR的温度敏感性显著增加,而ER的温度敏感性变化较小,导致SR的比重进一步增加。因此,在未来气候变暖条件下,青藏高原高寒草甸生态系统碳排放,尤其是土壤碳排放有可能进一步增加,土壤碳流失风险增加。

    • 拔节期干旱和复水对春玉米物候的影响及其生理生态机制

      2020, 40(1):274-283. DOI: 10.5846/stxb201811302608

      摘要 (1109) HTML (80) PDF 1.34 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:物候不仅是气候变化的指示指标,也是作物模型的关键参数。现有研究主要关注物候变化与气候环境因子的关系,关于植物物候变化的生理生态机制研究很少。基于春玉米拔节期干旱与不同时间(抽雄期和吐丝期)复水的田间模拟试验分析表明:(1)不同时间复水均使灌浆期延长,乳熟期推迟(9d),表明物候对前期水分胁迫存在记忆。(2)干旱条件下叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和相对叶绿素含量(SPAD)均随物候进程呈先降后升再降趋势,且均在抽雄期达到极小值;不同时间复水均使PnTrGs在吐丝期达到极大值,而SPAD则在灌浆期达到极大值;叶水势(LWP)随干旱进程整体呈下降趋势,不同时间复水均只是减缓了其下降速度,表明LWP可用于描述物候对前期水分胁迫的记忆。(3) 通径分析和决策系数分析表明,Pn是最主要的物候影响因子,而影响LWP的土壤相对湿度(RSWC)则是物候的主要控制因子,物候的变化是由Pn的累积变化引起,表明存在Pn的物候触发阈值。研究结果为春玉米物候变化的准确预测提供了依据。

    • 火烧迹地柽柳灌丛资源岛特征及植被的自然恢复

      2020, 40(1):284-294. DOI: 10.5846/stxb201811262572

      摘要 (809) HTML (69) PDF 2.17 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱半干旱地区灌丛资源岛特征及形成机制多有报道,但资源岛土壤对群落稳定性与火烧迹地植被的自然恢复作用尚不明确。以酒泉盐碱地柽柳灌丛地火烧3年后,自然恢复的柽柳(Tamarix ramosissima)及其冠下草本群落为研究对象,构建柽柳枯立株体量指数(SSI,Shrub Size Index)和恢复力综合指数,探讨了资源岛特征与植被恢复、冠下草本群落多样性的关系,量化不同大小柽柳灌丛的恢复力稳定性。结果表明:(1)在不同SSI的柽柳枯立株下土壤有机质和含水率明均显高于灌丛间地,形成了明显的资源岛特征。土壤有机质最大值出现在0-10 cm土层,中灌丛的肥力积聚效果最明显。(2)土壤主要以中性盐为主,在0-40 cm土层,灌丛区域土壤可溶性盐低于冠外,呈明显的盐谷特征,中灌丛的盐谷分布最为明显。(3)随着枯立株SSI的增大,柽柳新生枝条的数量及其高度均有所增大,冠下植物的高度、盖度、密度和地上植物量也明显高于灌丛间地,且灌丛越大恢复效果越明显。(4)灌下植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数随着枯立株SSI的增大均先降后升,多样性指数低,群落结构简单。(5)恢复力综合指数随着枯立株SSI的增大呈先升后降的趋势,当SSI=52.17时灌丛群落的稳定性最强。柽柳较小时主要是冠下草本植物的恢复维持群落稳定性,随着灌丛的增大逐渐以柽柳灌木的恢复来维持群落稳定性。柽柳灌丛形成的高养低盐的土壤环境对植物群落稳定性的维持和植被的恢复有促进作用,对荒漠生态系统火烧迹地植被恢复和生态保护具有重要意义。

    • 羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策

      2020, 40(1):295-309. DOI: 10.5846/stxb201811262562

      摘要 (983) HTML (96) PDF 1.89 M (928) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LNmass)和单位质量根氮含量(RNmass);单位面积叶氮含量(LNarea)和单位长度根氮含量(RNlength),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LNmassLNareaRNmass)。SLA-SRL、LNmass-RNmassLNarea-RNlength均表现为权衡关系,在干旱端(年降雨量MAP < 400 mm)的高寒草原、荒漠草原和极湿润端(MAP > 600 mm)的高寒草甸这种权衡关系更为明显,而中间区域(400 < MAP < 600 mm)的高寒草甸养分和水分限制不是很强烈,叶片和根系性状更多地表现出协同关系。从植物功能类群来看,苔草和禾草类植物叶片和根系成对性状之间具有更强烈的权衡关系。干旱端植物通过增加SRL和叶片、根系养分含量来提高水分和养分的吸收能力,同时通过叶片高的氮含量提高光合碳获取能力,保障了根系生长的物质来源,表现出地上和地下同时投入的策略。干旱端植物保持较高的养分含量是抵御和适应严酷的寒、旱和贫瘠的环境胁迫的重要策略。而在湿润端植物则采取增加SLA,维持地上光合生产力的生态策略。

    • 气候变化下西南地区植物功能型地理分布响应

      2020, 40(1):310-324. DOI: 10.5846/stxb201810302336

      摘要 (1040) HTML (86) PDF 20.20 M (667) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中国西南地区(云南、贵州、四川和重庆)为研究区,基于中国植被图划分植物功能型,筛选影响各植物功能型分布的主导环境因子,进而通过最大熵模型结合未来气候情景(2050年)预测西南地区植物功能型地理分布。结果表明:(1)根据植物冠层特征(针叶/阔叶、常绿/落叶)及对水分和温度的需求,结合研究区实际植被数据,筛选得到15类植物功能型,包含6类乔木、6类灌木和3类草本功能型;(2)影响西南地区热带乔木分布的主导因子为最冷月最低温度和年降水量(贡献率达90.3%),亚热带植物功能型分布主要受到温度变化影响(贡献率达41.7%),温带植物功能型则受降水因子的影响最大(贡献率约40.1%),高寒草甸草和高寒常绿阔叶灌木主要受温度和海拔因子影响,高寒落叶阔叶灌木受降水因子影响大;(3)随CO2排放量增加,未来西南各植物功能型分布呈现不同变化,其中,热带常绿阔叶乔木适宜区逐渐扩大;亚热带落叶木本类植物功能型的高适宜区面积2050年(RCP8.5)增至10.3%,呈东移趋势;亚热带常绿木本和草本类植物功能型适宜区广(占研究区总面积86.5%),未来气候下分布呈不规则波动;温带植物功能型(除温带灌木类外)适宜区面积减小至2050年(RCP8.5)的13.6%;温带常绿针叶灌木适宜区面积增大,2050年(RCP2.6)高适宜区向西移动且面积增至当前的8.25倍;高寒类植物功能型适宜区面积则呈缩小趋势,高适宜区东移。

    • 基于改进的双作物系数法估算辽河三角洲芦苇湿地蒸散量

      2020, 40(1):325-335. DOI: 10.5846/stxb201810272317

      摘要 (769) HTML (81) PDF 5.24 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:以辽河三角洲湿地芦苇群落为研究对象,利用涡动相关通量、小气候梯度要素、群落内水面蒸发量以及芦苇群落生长参数等数据,基于FAO-56模型的双作物系数法,分别计算作物系数Kc、基础作物系数Kcb和水面蒸发系数Kw,分析其日变化动态及主导影响因子,建立基于生物因子和环境因子的小时尺度双作物系数模型。结果如下:(1)芦苇生长初期,KcKcb的日变化呈现早晚高、中午略低的多峰波动曲线;在快速生长期和稳定生长期,KcKcb白天波动幅度较小,早晚波动幅度较大;生长末期,KcKcb夜晚波动幅度较大,白天呈现多峰波动曲线;Kw白天较小、夜晚较高,生长初期白天的数值显著高于其他时期。(2)相关分析表明,气温、相对湿度、风速、株高和叶面积指数是KcKcbKw的影响因子;基于生物因子和环境因子重新构建双作物系数模型,基于改进的双作物系数法模拟芦苇群落蒸散,决定系数R2达0.894。(3)利用改进的双作物系数模型和FAO-56模型,对辽河三角洲芦苇群落的蒸发与蒸腾过程进行模拟,实现芦苇群落蒸发过程与蒸腾过程的分离,解决了实际观测无法直接获取芦苇群落蒸腾量的问题,同时提高了芦苇群落蒸散的模拟精度。(4)调整了FAO推荐的芦苇单作物系数常数值,调整后的作物系数更适用于辽河三角洲芦苇湿地。

    • 黄土高原半干旱区典型草地生态系统CO2交换对刈割的响应

      2020, 40(1):336-344. DOI: 10.5846/stxb201810172244

      摘要 (895) HTML (93) PDF 3.03 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地生态系统碳循环在全球气候变化中扮演着重要的角色。刈割是实现草地资源合理利用的主要管理措施,但其对草地生态系统碳通量的影响过程和机理尚不清楚。以黄土高原半干旱区典型草地为研究对象,设计刈割和对照两种处理,于2013-2015年对生态系统碳通量各组分,土壤温度和水分进行了测定。结果表明:生态系统碳通量季节性变化均呈明显的单峰模式,以夏季最高,春秋季节最低,但不同组分峰值出现的时间有所不同。刈割使整个试验期土壤呼吸增加了17%,但对总初级生产力(GEP)、生态系统呼吸(Re)和净初级生产力(NEE)的影响不显著。GEPNEE在正常降水年(2014)高于干旱年(2015),而且其对刈割的响应与降水年型有关。在正常降水年,刈割后GEPNEE显著减低,而在干旱年显著增加。这些结果表明,降雨年际变化是造成半干旱草地生态系统碳通量变化的主导因素,而刈割增大了这一生态系统的土壤碳排放。

    • 镉胁迫对瘤突苍耳、苍耳及其杂合体种子萌发与幼苗生长的影响

      2020, 40(1):345-355. DOI: 10.5846/stxb201810092176

      摘要 (876) HTML (79) PDF 2.97 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:入侵种与本地种杂交可能会改变其某些性状,影响其生理生化过程,增强其对一些重金属的耐受性。镉是目前造成土壤污染的主要重金属元素之一,为探讨杂交是否能够增强植物对重金属镉的耐受性,采用培养皿滤纸法比较了不同浓度镉(0,10,40,80和120 mg/L)处理下瘤突苍耳(Xanthium strumarium)、苍耳(Xanthium sibiricum)及二者杂合体(X.strumarium♀×X.sibiricum♂,X.sibiricum♀×X.strumarium♂)种子萌发与幼苗生长情况。结果表明:1)入侵种瘤突苍耳与本地种苍耳之间存在杂交现象;2)镉促进了杂交瘤突苍耳(X.strumarium♀×X.sibiricum♂)种子的萌发,当镉浓度为80 mg/L时,其萌发率、发芽势、发芽指数最高;3)杂交瘤突苍耳在80、120 mg/L镉处理下根长和叶绿素含量低于瘤突苍耳,但子叶受到的氧化胁迫并未高于瘤突苍耳。研究结果显示,杂交有可能提高了瘤突苍耳在高浓度镉胁迫时对重金属镉的转运能力,幼苗根系吸收大量的镉并向上运输给子叶,导致根系生长受到抑制、子叶叶绿素含量下降,抗氧化酶系统可能在降低子叶氧化程度上发挥了作用。

    • 黑龙江不同玉米秸秆还田方式下土壤动物群落结构及其对秸秆降解的影响

      2020, 40(1):356-366. DOI: 10.5846/stxb201809031880

      摘要 (998) HTML (79) PDF 2.98 M (815) 评论 (0) 收藏

      摘要:以黑龙江省海伦市典型黑土耕地为试验样区,研究黑土区不同秸秆还田方式下土壤动物群落结构特征及其在秸秆降解中的作用。实验选取6目、30目、260目降解袋,设置5个处理:17kg玉米秸秆+2kg水还田+含微生物100%浓度催腐剂(样方A)、8.5kg玉米秸秆+1kg水还田+含微生物50%浓度催腐剂(样方B)、原始样方(样方C)、8.5kg玉米秸秆+1kg水还田(样方D)、17kg玉米秸秆+2kg水还田(样方E),并于2009-2011每年9月份测定不同样方的玉米秸秆降解率和微生物数量。结果表明:所有样方累积秸秆降解率都达55%以上,秸秆降解率从高到低排序依次为:样方A > 样方B > 样方C > 样方D > 样方E;对秸秆降解起主要作用的动物类群为中小型土壤动物中的甲螨亚目、中气门亚目和节跳虫科,约占土壤动物个体数的86.70%;不同处理样方中,土壤动物群落结构相似;相同处理样方中,不同规格的降解袋中土壤动物个数与类群差异显著(P<0.001);不同孔径降解袋中土壤动物的个数、类群数、多样性基本都与秸秆降解率呈正相关,进一步表明土壤动物对秸秆降解具有促进作用。

    • 大气CO2浓度及温度升高对高山灌木鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)生长及抗氧化系统的影响

      2020, 40(1):367-376. DOI: 10.5846/stxb201807101503

      摘要 (853) HTML (99) PDF 1.54 M (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:以CO2浓度及温度升高为主要标志的全球气候变化将对我国西北地区脆弱的生态系统产生重要影响。利用环境控制实验研究CO2浓度倍增(eCO2,C1:400 μmol/mol和C2:800 μmol/mol)和温度升高(eT,T1:20℃/10℃和T2:23℃/13℃)对高山灌木鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)生长及抗氧化系统的影响。结果表明:eCO2和eT表现出相反的生长和生理效应,eT对幼苗生长的影响要大于eCO2对其的影响。eT使幼苗的总生物量、净光合速率(NAR)和相对生长速率(RGR)降低;但可促进地上部分生长,叶生物量比及叶面积比增加。eCO2可减缓或补偿由eT引起的总生物量、NAR和RGR的降低,并促进地下部分生长。对抗氧化系统来说,eT使得超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性降低,还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(ASA)含量降低;eCO2只增加常温下SOD酶活性,并使GSH、ASA整体水平提高。结论:温度升高和CO2浓度倍增没有协同促进鬼箭锦鸡儿幼苗的生长和光合能力。温度升高将对幼苗生长和抗氧化系统产生不利影响,eCO2可促进生长并可能通过抗氧剂含量增加来缓解氧化胁迫。因此,未来气候变化,尤其是温度升高将会对高寒区植物产生较大影响,CO2浓度增加可缓解增温的不利影响。

    • >学术信息与动态
    • 生态脆弱区生态工程效益评价的比较研究

      2020, 40(1):377-383. DOI: 10.5846/stxb201812022621

      摘要 (1034) HTML (90) PDF 863.11 K (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:改革开放40年以来,我国经济快速发展,人民生活水平不断提高,但生态环境持续遭到破坏,已成为阻碍经济社会可持续发展的主要瓶颈。为了解决出现的生态环境问题,我国实施了一系列生态工程。国内外学者关注中国生态工程实施的效果,对工程效益进行了各自的评价研究。通过文献整理法和比较研究法,从评价指标、评价对象、评价理论方法3个方面对评价中国生态工程效益的国内外研究进行了比较分析。结果表明:1)国内研究存在"过定量化"和不评价效益可持续性的不足;2)国外研究有指标贴近实际、评价效益可持续性、借鉴多学科的优点;3)国内外研究的差异来源于其思维方式和关注重点的不同,即国内偏重理论评价,而国外关注实际效益;4)国内研究可以从以下方向来改进:定性定量相结合、评价效益可持续性、借鉴其他学科。以期有助于美丽中国的建设。

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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