• 2020年第40卷第17期文章目次
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      2020, 40(17):0-0.

      摘要 (515) HTML (0) PDF 7.33 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 生物多样性与生态系统服务情景模拟研究进展

      2020, 40(17):5863-5873. DOI: 10.5846/stxb201910282253

      摘要 (1490) HTML (104) PDF 1.21 M (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性和生态系统服务情景模拟是指对未来生物多样性和生态系统服务变化轨迹的定量估计,二者相互关联并为长期、稳定的保护和恢复生态系统提供了重要科学依据。梳理生物多样性以及生态系统服务预测情景的核心观点,讨论基于生物多样性和生态系统服务情景模拟的保护决策支持途径,以期服务于我国生物多样性与生态系统服务预测研究的发展和深化。研究凝练结果如下:物种分布模型需要进行更规范的评价以明晰其对具体对象的适用性,生态系统预测模型亟待在关系结构的基础上嵌入更多的生态系统过程和社会经济过程,生态系统服务评估模型有必要强化对生物多样性、生态系统服务、人类福祉级联特征的刻画;全球气候变化驱动了未来区域生物多样性的大幅改变;土地利用则是陆地生态系统服务预测中的核心驱动变量。生态区划与区域尺度情景模拟、景观尺度下的生态安全格局构建、基于社会生态网络的社区适应三点重要展望方向将对基于情景模拟的我国生态系统保护决策提供重要的理论和实践支持。

    • 可持续城市化发展对环境法庭建设的需求分析

      2020, 40(17):5874-5883. DOI: 10.5846/stxb201908051648

      摘要 (731) HTML (112) PDF 3.59 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国的"快速城市化"诱发了一系列生态环境问题,与之相伴的环境资源纠纷数量亦呈现较快的增长趋势,其中因重大环境污染等引发的群体性事件已越来越成为影响社会稳定的突出问题。由于环境案件具有很强的技术性,因此催生了各地环境法庭的产生。可持续城市化全球战略的发布为当下中国环境法庭的建设和发展提出了新需求,围绕建设"公正、安全、健康、方便、可担当、有抵御能力和可持续"的城市目标,分别从消除贫困、包容社会和有抵御灾害能力三方面对环境法庭建设提出新诉求。在可持续城市化时域下,确立环境权、扩大管辖权和成立环境资源审判专家咨询委员会是环境法庭建设的助力方向。

    • 中国内陆河流域城市景观过程对涉水生态系统服务的影响评价研究进展

      2020, 40(17):5884-5893. DOI: 10.5846/stxb201908101677

      摘要 (825) HTML (112) PDF 5.71 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:掌握我国内陆河流域城市景观过程对涉水生态系统服务的影响评价研究现状,对于提高内陆河流域人类福祉和促进区域城市可持续发展具有重要意义。系统综述了我国内陆河流域城市景观过程对涉水生态系统服务的影响评价。结果表明:相关中英文论文数量与被引频次整体呈上升趋势,研究对象侧重于水源涵养、水质净化和淡水供给服务,研究方法主要包括价值量评价法和物质量评价法,研究结果则表明城市景观过程已造成涉水生态系统服务总量下降和空间异质性增加,同时还加剧了服务间的权衡关系。相关研究为深入理解内陆河城市景观过程对涉水生态系统服务的影响奠定了良好基础,但在揭示影响机理、模拟未来影响、分析服务权衡、协同与供需流关系以及探索可持续的内陆河流域综合优化管理等方面还存在不足。因此,未来应基于"机理-过程-可持续性"的思路建立内陆河流域城市景观过程对涉水生态系统服务影响评价框架,开展综合评价研究,为我国内陆河流域城市与山水林田湖草综合优化管理提供帮助。

    • >研究论文
    • 我国典型城市空气质量演变及其调控——以深圳市2000-2017年为例

      2020, 40(17):5894-5903. DOI: 10.5846/stxb201904060671

      摘要 (986) HTML (98) PDF 5.25 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内外许多城市面临严重的空气污染问题,严重制约城市发展、影响人体健康。同时,部分城市(如深圳)空气质量已经达到并保持在良好的水平。探究这些城市空气质量演变过程及其调控,可为我国大量仍面临严重空气污染问题的城市提供参考和借鉴。以深圳市为案例,利用环境质量公报数据和统计年鉴数据,通过分析多个社会经济因子与典型污染物的相关关系,探究其空气质量演变特征与调控经验。结果表明,深圳市各类型空气污染物与城市社会经济发展均符合EKC模型假说,但不同污染物所处阶段不同。颗粒物、SO2和NO2均处于下降阶段,而O3目前处于高水平平稳阶段。总结深圳市空气质量改善历程及调控措施,发现主要有两大方面:宏观上严格把控;微观上精准治理。宏观上,重点放在产业结构和能源结构的快速调整上,对于空气质量的改善起到了非常明显的作用。而在微观精细化的管理上,对于空气污染的治理政策要具有持续性、精准性和及时性。当下,针对首要的O3污染问题,深圳市应重点关注城市人为排放VOCs和植物释放VOCs对O3生成的影响,以及城市热环境对O3浓度的影响。

    • 20世纪90年代以来中国生态空间演化的时空格局和梯度效应

      2020, 40(17):5904-5914. DOI: 10.5846/stxb201907291594

      摘要 (885) HTML (135) PDF 3.09 M (559) 评论 (0) 收藏

      摘要:改革开放以来中国经济和城市化的快速发展促使生产和生活空间挤占大量生态空间,系统认识和评估我国生态空间演化的宏观格局和过程对于生态文明建设具有重要的理论和现实意义。为揭示全国生态空间变化的时空过程,在对生态空间内涵进行界定的基础上,结合全国尺度时序土地利用数据构建生态空间分类体系,并评估1990-2015年中国生态空间演化特征。结果表明:1990-2015年中国生态用地面积持续减少,主要向半生态用地转变,发生在重要的粮食生产区域及周边;半生态用地面积波动明显,前期主要表现为不断扩张,后期大量转换为弱生态用地,发生在主要城市群地区;弱生态用地持续扩张,与城镇化进程不断加速相关。中国生态空间演变过程表现出一定的区域差异和梯度效应,不同区域生态空间变化发生的拐点时间有所不同,呈现"自东向西、由南到北"的3级梯度特征,区域生态空间状况与经济发展战略及生态空间管控具有较强的相关性。本研究对于国家生态空间管控近远期战略方案制订具有一定启示,建议处于不同梯度的各地区应基于区域生态空间演化所处阶段和不同驱动机制,确定分区域生态空间安全红线目标和生态空间管控方案。

    • 干旱内陆河流域生态安全格局的构建及优化——以石羊河流域为例

      2020, 40(17):5915-5927. DOI: 10.5846/stxb201908281782

      摘要 (799) HTML (89) PDF 16.74 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全格局识别及构建是保障干旱区生态安全、实现可持续发展的基本空间途径。石羊河流域是典型的干旱内陆河流域,其生态环境极为脆弱、敏感。基于石羊河流域生态本底特征,选取并定量评估水资源、生物多样性、水土保持和沙漠化4种生态系统服务,识别生态源地;以建筑物指数和植被净初级生产力为阻力因子,应用加权叠加法构建基本阻力面,并运用最小累积阻力模型及水文分析法识别生态廊道和生态功能节点,进行生态安全格局构建及优化。结果表明:(1)2005-2015年,石羊河流域生态源地增加,生态环境质量趋于好转,特别是下游民勤绿洲区及上游祁连山区源地面积增加明显。2005、2010、2015年生态源地面积占流域总面积的比重分别为16.7%、14.7%、19.8%;(2)2005-2015年,生态廊道明显增加,流域整体生态安全格局网络趋向复杂完善。2005年和2010年提取的生态节点都为36个,2015年的生态节点为35个,生态廊道从2005年的23条增加到2015年47条,部分潜在廊道发展演化为廊道;(3)基于2005-2015年生态安全格局分析,构建了以"二带区、三绿洲、五廊道、多中心"为核心的"绿洲廊道功能区"的优化格局模式,以期为石羊河流域生态环境治理与恢复以及区域可持续发展规划提供借鉴与决策依据。

    • 2004-2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征

      2020, 40(17):5928-5939. DOI: 10.5846/stxb201906251343

      摘要 (792) HTML (96) PDF 12.72 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:石漠化是制约我国西南地区社会、经济、生态发展的重要因素之一,及时监测评估其演变状况,对区域石漠化防治及生态环境建设具有重要科学意义。选取2004-2016年间4期TM影像,研究贵州省域尺度上、石漠化时空演变特征和未来发展趋势。结果显示:1)2004-2016年间,贵州省78.3%的区域植被覆盖度上升,平均增加了19.1%,达到63.4%,有55.4%的区域岩石裸露率下降;2)贵州省石漠化空间分布呈现从东北到西南渐次加重的特征,西部毕节市中、重度石漠化面积占该区域面积仍达62.0%-86.4%,而东部黔东南州约为18.4%-33.0%;3)2004-2016年间,贵州省石漠化状况呈现总体持续好转态势,以轻、中度石漠化转入为主体的无石漠化面积增加了1.1倍,轻度石漠化增加了20.0%左右,中度和重度石漠化面积分别减少了40.0%左右;4)截止到2016年,贵州省无石漠化、轻、中、重度石漠化区域分别占比约42.0%、24.1%、23.5%、10.4%;5)未来2020年及2024年,贵州省石漠化仍将持续改善,石漠化面积占比将分别减少8.9%和12.2%。过去十多年间,贵州省石漠化状况得到基本遏制,但局部区域仍存在高度的不稳定性,或趋于恶化的风险,未来在各类政策措施的支持下,贵州省石漠化状况仍将继续好转,但部分重度石漠化区域的治理将更为复杂而艰难。

    • 四川东南地区云豹(Neofelis nebulosa)分布区变化及其成因

      2020, 40(17):5940-5948. DOI: 10.5846/stxb201910152151

      摘要 (881) HTML (106) PDF 5.08 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:物种的分布变化是衡量生物多样性变化的一个重要层面,也是生物多样性变化研究领域备受关注的热点。根据对四川省东南地区6县14个乡镇的访问调查,分析了四川省东南部云豹(Neofelis nebulosa)分布区的变化趋势,并对近10年潜在有无云豹分布的区域在1988年和2017年的景观格局进行对比分析,探讨了四川东南地区云豹分布区变化的原因。结果显示:(1)40年前云豹曾在调查区域广泛分布,近40年来云豹分布范围呈现逐渐缩减的趋势,到近10年潜在有云豹分布的仅3个县3个乡镇;(2)天然阔叶林是云豹适宜的生境,潜在有云豹分布地区阔叶林在近30年里均是面积最大的景观类型,30年间增加了18.13%。潜在无云豹分布地区阔叶林在30年前占比为13.67%,30年间减少了39.29%,其主要景观类型在30年间由农业用地转换为竹林类型;(3)30年间,潜在有无云豹分布地区阔叶林破碎化程度均加剧,而潜在无云豹分布地区的破碎化程度较潜在有云豹分布地区严重;(4)潜在有无云豹分布区域居民野生动物保护意识均不强烈,在潜在无云豹分布区域的保护意识和意愿稍高;(5)本研究认为,早在40年前由于人为捕杀和土地开垦,就导致云豹种群在研究区域内衰退,近30年虽然农业用地大幅转换为竹林使森林总面积增加,但并未对云豹的保护起到积极作用,阔叶林的生境退变则使前期已经衰退的云豹种群分布区持续缩减,以致难觅踪迹。

    • 山西铁桥山省级自然保护区华北豹及其猎物的时空动态研究

      2020, 40(17):5949-5956. DOI: 10.5846/stxb202003040405

      摘要 (865) HTML (95) PDF 3.26 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态位分化使时空资源利用重叠的物种实现共存,并且生态位研究在野生动物管理、种间关系和群落结构等方面有广泛应用和深远影响。放牧作为最主要的人为干扰之一,通过资源(食物、时间、空间等)竞争改变野生动物资源利用特征,甚至影响同域分布物种的生存。华北豹(Panthera pardus japonesis)是我国特有的珍稀野生动物,而其野生猎物种群数量会因与家畜资源竞争而减少,甚至直接或间接地影响华北豹种群生存。因此掌握保护区内家畜与野生动物的空间、时间利用情况,得以评估野生动物的生存状态。于2018年10月-2019年5月,通过架设62台红外自动相机获取铁桥山自然保护区4种哺乳动物活动数据,采用双物种单季节模型(Two-species single season model)和核密度估计(kernel density estimation)分析华北豹与猎物及其家畜在圈养、散养期的空间互作关系和活动规律,并且通过重叠系数(Coefficient of overlap)计算两物种间日活动时间重叠。结果表明:(1)家畜放养期间,华北豹-狍,华北豹-野猪的空间回避作用均比无家畜存在时减弱,可能是时间重叠程度增大的补偿机制。华北豹-牛的空间回避作用最强。(2)华北豹-牛时空重叠程度不大,牛-狍时空重叠程度较大,牛-野猪空间上共存而时间重叠程度较小。(3)日活动节律的结果说明狍为昼行性,野猪为晨昏活动。因探测到华北豹的次数有限,故关于其的日活动节律仍待考究。研究表明,放牧将影响华北豹与猎物的时间、空间资源利用情况,并有可能导致人-豹冲突加剧。

    • 基于动态测算模型的跨界生态补偿标准——以新安江流域为例

      2020, 40(17):5957-5967. DOI: 10.5846/stxb201907101452

      摘要 (668) HTML (82) PDF 1.77 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前跨界生态补偿普遍存在的补偿标准单一、补偿内容不完善等问题,以新安江流域为例,构建基于机会成本法和生态系统服务价值法的动态测算模型,开展跨界生态补偿标准研究。根据目前新安江流域各阶段协议水质将生态补偿分为试行和修复两个测算阶段,补偿年限分别为2012-2014年和2015-2017年。试行阶段采用机会成本法,修复阶段采用生态系统服务价值法。结果表明:(1)试行阶段新安江流域生态补偿的直接成本和间接成本额度分别从2012年的18.49亿元和2.28亿元上升到2014年的32.47亿元和4.01亿元。其中,工业在间接成本中年均占比率高达55.10%,这说明黄山市从多方面逐渐加强对流域的生态管理和投入,尤其是对流域水生态环境起直接影响的污染企业采取了取缔关停等措施。(2)2015-2017年新安江流域生态补偿额度也呈现上涨态势。黄山市总供给和自身消耗的生态系统服务价值的年均增幅分别为5.08%和4.32%,生态系统服务价值总供给比自身消耗高0.76个百分点,反映出黄山市通过增加生态面积、改变土地利用类型等方式来提高流域水生态环境质量。(3)新安江流域2012-2014年试点阶段的生态补偿总额应为80.67亿元,2015-2017年修复阶段的生态补偿总额应为125.65亿元。而实际新安江流域试点以来累计投入36亿元的生态补偿额,远低于上游对环境整治的投入与损失额,因此建议为了新安江流域的生态环境保护,流域双方建立动态、长效的生态补偿机制,加大生态补偿额度。

    • 长江中下游平原区生态保护红线的划定——以江苏省为例

      2020, 40(17):5968-5979. DOI: 10.5846/stxb201910092099

      摘要 (1028) HTML (89) PDF 11.96 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学划定生态保护红线(Ecological Protection Red Line,EPRL)并严格保护是中国政府建设生态文明的重要战略举措,对国土空间可持续发展具有重要意义。通过解析生态保护红线制度的内涵、目标与划定标准提出生态保护红线的4项基础性问题。针对长江中下游平原面临的生物多样性减少、生境斑块破碎化以及农业与生态空间冲突等问题,考虑生态保护红线的区域差异性,以江苏省为研究区,结合区域特征利用生境维持、气候调节、水源涵养、粮食供给、土壤保持5项生态系统服务功能,基于生态安全格局研究框架探讨了相应的生态保护红线划定方法。研究结果表明:①江苏省生态源地主要由区域内河流、湖泊、滩涂与林地构成,各项生态系统服务功能空间格局差异化显著,限于农田覆盖范围广泛与水系网络结构发达,源地斑块破碎化现象严重。②江苏生态保护红线主要由湿地、林草地、农用地等地类构成,红线核心区以湿地为主,廊道与节点则以农用地为主。生态保护红线可根据源地景观规模分为3级,其中I级EPRL占比达72.87%,可基本代表核心红线图斑。③生态廊道与生态节点的设置有助于提高生境图斑的连通性,江苏省生态廊道共47条,包括33条关键生态廊道与14条潜在生态廊道,总长度分别为1296.27km、1726.33km。研究结果可为长江中下游平原的生态保护红线划定创新思路,并希冀对生态保护红线制度约束下的国土空间管控与管制制度改革具有借鉴价值。

    • 中国亚热带-暖温带过渡区锐齿栎林净生态系统碳交换特征

      2020, 40(17):5980-5991. DOI: 10.5846/stxb201911252548

      摘要 (679) HTML (89) PDF 2.75 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:在2017年1月1日-2017年12月31日期间,采用涡度相关法对位于亚热带-暖温带气候过渡区的河南宝天曼国家级自然保护区的65年生锐齿栎(Quercus aliena)天然次生林的碳通量进行了连续观测。结果表明:在观测期间,该森林生态系统在生长季5-10月份为碳汇,非生长季各月为碳源,净碳吸收量与释放量分别在7月和4月达到最大。净生态系统生产力为569.4 g C m-2a-1,生态系统呼吸为529.9 g C m-2a-1,总生态系统生产力为1099.3 g C m-2a-1。30min尺度上夜间净生态系统碳交换量与5cm深度土壤温度的关系可用指数方程表示(R2=0.21,P < 0.001),其温度敏感性系数(Temperature sensitivity coefficient,Q10)为2.2。如果排除夜间通量观测的误差,处在海拔较高地区的夜间低温和非生长季的低温抑制了生态系统呼吸排放,可能导致全年生态系统呼吸量较低。在生长季5-10月份,各月的白天净生态系统碳交换量对光合有效辐射的响应符合直角双曲线模型,初始光能利用效率、平均最大光合速率和白天平均生态系统呼吸强度呈明显的季节变化,范围分别是0.06-0.12 μmol CO2 μmol-1 photon、0.44-1.47 mg CO2 m-2s-1和0.07-0.19 mg CO2 m-2s-1。夏季7、8月份,较高的饱和水汽压差对白天锐齿栎林的碳吸收有明显的抑制作用;生长季末期9月份较高的土壤含水量对白天锐齿栎林的碳吸收也产生了抑制作用,表明生长末期降水过多影响森林的碳吸收。

    • 基于叶绿体DNA片段的槭属鸡爪槭组系统进化和生物地理学研究

      2020, 40(17):5992-6000. DOI: 10.5846/stxb201908151705

      摘要 (704) HTML (81) PDF 3.39 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:东亚地区经历过复杂的地质事件及气候变化,针对东亚地区进行专科专属的植物区系及地理演化研究具有重要的意义。基于3个叶绿体片段(psbA-trnH、rpl16和trnL-trnF),对主要分布于东亚地区的鸡爪槭组(section Palmata Pax)18个分类群的分化时间、祖先地理分布、物种扩散路径等进行了分析。叶绿体片段总长度为2,232bp,其中变异位点341个(15.2%),有效信息位点231个(10.3%);18个鸡爪槭组内物种(包含亚种)被高度支持为单系群(99/95/1.0),且组内物种间的支持度相对较高;鸡爪槭组内出现物种分化的时间多集中于中新世时期,组内物种的多样性速率保持相对稳定;根据BioGeoBears分析得出,东亚大陆局部地区是该组物种的祖先分布区,且现今分布于岛屿的物种分布在不同分支。通过讨论与分析得出:我国西南地区可能是鸡爪槭组植物的起源地;东海陆桥隐没与抬升,直接影响着鸡爪槭组物种的迁移与扩散;分布于亚热带亚洲大陆的鸡爪槭组物种,存在多次往同纬度高海拔地区扩散的现象。该研究有助于对东亚地区植物生物地理历史的进一步了解。

    • 阿拉善高原2种荒漠植物根系构型及生态适应性特征

      2020, 40(17):6001-6008. DOI: 10.5846/stxb201905030894

      摘要 (686) HTML (106) PDF 1.04 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系构型决定了植物对资源的吸收方式,根系构型的变化是植物对环境的生态适应和有效生存策略。在阿拉善高原西南缘红砂(Reaumuria soongarica)-珍珠猪毛菜(Salsola passerina)混生群落采用传统挖掘法收集两种植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学及分形理论分析了根系构型特征,探讨了该地区2种植物对干旱生境的生态适应策略。结果表明:红砂和珍珠猪毛菜根系均以水平分布占优,根系浅层化分布明显,混生的两种植物占据不同的生态位;2种荒漠植物均具有较大的比根长(SRL)和比表面积(SRA),红砂SRL=21.3 cm/g,SRA=7.6 cm2/g,珍珠SRL=22.4 cm/g,SRA=6.5 cm2/g,有利于水分和养分的获取;红砂根系拓扑指数(TI)、修正拓扑参数(qa和qb)分别为0.86、0.52、0.49,珍珠猪毛菜对应参数分别为0.93、0.76、0.73,表明2种植物根系均趋向于鱼尾形分支结构;根系分形维数值(FD=1.488、FD=1.422)较小,而分形丰度值(lgK=1.855、lgK=1.774)较大,表明2种植物分支相对简单,但空间拓展能力强,有利于对营养空间的占有。上述特征可能是阿拉善西南缘红砂-珍珠猪毛菜群落2种荒漠植物植物对干旱贫瘠生境的重要生态适应策略。

    • 黄土高原林下草地对模拟增温的短期响应

      2020, 40(17):6009-6024. DOI: 10.5846/stxb201810222285

      摘要 (694) HTML (120) PDF 15.00 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变暖在高海拔山地更为明显,山地植被对气候变暖响应的空间格局将成为山地研究新的热点。在黄土高原东部沿纬度梯度选择北段管涔山、中段关帝山和南段五鹿山,分别划分高、中、低3个海拔梯度,每一梯度用开顶式生长室设置对照(CK)、低度增温(LW)、高度增温(HW)3种模拟增温样地,于增温1年后植被生长季调查山地林下草本群落的生长特征及水热因子,探究黄土高原林下草地对气候变暖的短期响应及其随纬度、海拔的变化格局。结果表明:在LW和HW处理下,(1)空气温度增加0.47℃和1.00℃,空气湿度增加1.37%和1.94%,其中空气温度增幅随海拔增加显著增大(P=0.012);(2)土壤水分减小0.32%和0.64%,土壤温度减小0.07℃和增加0.06℃,其中土壤温度增幅随纬度增加显著减小(P=0.003);(3)植物密度增加41.27株/m2和78.53株/m2,植物高度增加0.04 m和0.03 m,植物频度增加5.47%和3.47%,而植物盖度显著增加5.32%和0.88%(P=0.042);(4)植被与温度关系的相关系数绝对值增加31.49%和56.82%,与水分关系的相关系数绝对值增加38.67%和62.89%。因此,山地温度对增温响应更大,且空气温度具正向海拔依赖性,土壤温度具负向纬度依赖性;增温加强植被与水分的关系,促进植物对水的依赖性,进而显著影响植物盖度。然而,增温的短期效应易受到降雨条件的影响,使结果出现误差,故在类似的研究中建议加强试验的时间尺度。

    • 高原河谷城镇化对植被覆盖度的影响

      2020, 40(17):6025-6036. DOI: 10.5846/stxb201907201536

      摘要 (752) HTML (97) PDF 17.09 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:以典型的高原河谷城市——西宁市为例,定量分析了2000-2015年研究区景观格局及植被覆盖度的时空演变,揭示了高原河谷地区的城镇建设对植被覆盖度的干扰过程及生态环境质量的影响。结果表明:(1)2000-2015年间,西宁市城镇面积增幅为25.99%,总体城镇化率为4.76%,各区县城镇化水平差异较大;(2)西宁市平均植被覆盖度呈增加趋势但不显著(P < 0.57)。植被覆盖度以中高和高植被覆盖度为主,空间上呈现"东西低-南北高"的分布特征,退耕(牧)还林(草)区的植被覆盖度显著增加(P < 0.01),说明生态恢复工程效果显著;(3)区县尺度上,城镇化速率与中高覆盖植被面积变化呈显著负相关(P < 0.01),区县内生态质量有所下降,城镇发展程度和区位条件的差异是影响中高覆盖度植被变化的主要因素;(4)格网尺度上,建成区及其周边区域的低覆盖植被面积呈显著增加趋势(P < 0.01),表明城镇内部区域生态质量有所改善。研究结果对保护和提高西宁市生态环境质量及合理推进城镇建设等方面具有重要意义。

    • 横断山区干旱河谷川滇蔷薇种子休眠与萌发的地理空间差异

      2020, 40(17):6037-6045. DOI: 10.5846/stxb201811072416

      摘要 (582) HTML (93) PDF 2.58 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过测定横断山区干旱河谷18个川滇蔷薇种群新采集种子以及低温层积8周种子的发芽率和发芽速度,分析发芽率和发芽速度与种子特征以及环境因子之间的关系,阐明川滇蔷薇种子休眠与萌发的地理空间差异及其影响因素。结果表明,18个川滇蔷薇种群种子具有不同程度的休眠,新采集种子发芽率变化幅度大,为15.8%±5.0%至82.7%±2.3%,发芽速度指数范围:2.3%±0.2%至5.3%±0.5%。不同种群种子发芽率和发芽速度差异显著。新采集种子的发芽率在流域间存在显著差异,表现为金沙江流域 > 雅砻江流域 > 大渡河流域和岷江流域。新采集种子的发芽率和发芽速度随着采集地点海拔的升高而显著增加,即种子休眠程度随着海拔的升高呈现降低趋势。低温层积8周显著提高了种子发芽率和发芽速度,但减弱了种子发芽率和发芽速度在流域以及海拔间的差异。偏相关分析表明:瘦果皮厚度与新采集种子萌发速度成显著负相关关系;环境因子中年蒸发量与发芽率以及发芽速度之间关系最为密切,成极显著正相关关系;其次为年降水量,与发芽率和发芽速度之间具有显著的负相关关系。综合分析表明,川滇蔷薇种子休眠与萌发在横断山区干旱河谷存在较强地理空间差异。环境因子中年蒸发量和年降水量以及植物自身特征瘦果皮厚度是引起种子休眠与萌发地理空间差异的主要因素。

    • 典型矿区植被覆盖度时空分布特征及影响因素

      2020, 40(17):6046-6056. DOI: 10.5846/stxb201901300220

      摘要 (755) HTML (90) PDF 5.46 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被状况可以直接或间接地反映采煤对生态环境的影响。以长河井工煤矿、离柳井工煤矿、平朔露天煤矿3个典型矿区为研究区域。以Landsat数据为数据源,基于地形调节植被指数的像元二分模型提取植被覆盖度;采用趋势分析、线性回归斜率、稳定性分析方法,分析了3个典型矿区2001-2016年植被覆盖度的时空变化特征;运用"以时间换空间"的方法,采用相关分析方法对植被覆盖度变化的自然影响因素进行了分析。结果表明:(1)近16年3个典型矿区植被覆盖度呈增加趋势,长河、离柳、平朔矿区的增长速率分别为0.09%/10 a、0.10%/10 a、0.08%/10 a(P > 0.05)。(2)空间上,长河、离柳、平朔矿区植被覆盖度变化不明显比例分别占到66.63%,59.90%,62.25%,呈增加趋势的比例仅分别占28.14%、32.55%、27.81%,而呈减少趋势的比例分别占到5.23%、7.55%、9.94%。长河矿区明显改善的区域位于自然植被和耕作区的北部和东北部,离柳矿区明显改善的区域位于以低植被覆盖度为主的北部,平朔矿区明显改善的区域位于复垦的中西部。(3)不区分植被类型时,3个矿区的植被覆盖度变化与高程、高程与温度的交互作用表现出显著相关性(P < 0.01),与各自然因素的相关性总体表现为长河 > 离柳 > 平朔矿区;区分植被类型时,草地与坡度的相关性不显著(P > 0.05),与降雨量、高程存在显著正相关(P < 0.05);灌木林与温度相关性不显著,与高程和降雨量的交互作用存在显著正相关;旱地与高程、高程与温度的交互作用存在显著相关性;疏林地与坡向、降雨量与坡向坡度的交互作用均没有表现出相关性;有林地与高程降雨量的交互作用表现出显著正相关性。探讨不同植被类型对自然因素的响应,可为矿区植被结构的选择,矿区复垦提供参考依据。

    • 缙云山细枝柃种群性比及空间分布

      2020, 40(17):6057-6066. DOI: 10.5846/stxb201903220547

      摘要 (614) HTML (100) PDF 3.84 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:缙云山细枝柃(Eurya loquaiana)种群包含一些性别变异个体,表现出"亚雌雄异株"的特点。为分析该种群的性别格局,了解柃木属植物性别系统的进化及其适应机制,在缙云山细枝柃分布的不同生境中设置8个20 m×20 m长期观测样地,分析性比变化及其与环境、年龄结构的关系,同时设置1个20 m×60 m样地,分析植株的空间分布格局及性别间在空间上的关联。结果显示:(1)缙云山细枝柃种群总体上性别偏雌,雌雄比为1.43,性别变异株比例达14.42%。(2)各样地中雌雄比和性别变异株比例差异较大,性别变异株比例与干扰强度呈较强正相关而与海拔高度和郁闭度呈较强负相关,显示变异株的出现可能与人为干扰有一定联系;雌雄比与样地中细枝柃平均基径显著正相关,可能随着林龄的增加,雌雄比有增加的趋势。(3)细枝柃个体在空间上整体呈聚集分布,雌株、雄株及性别变异株主要呈随机分布,在部分尺度偏向于聚集分布。(4)雌株和雄株对环境异质性的响应相似,在空间分布上有一定的正相关。上述结果反应了缙云山细枝柃种群的性别格局及其生态适应机制。

    • 丽江老君山海拔上限长苞冷杉(Abies georgei)和云南铁杉(Tsuga dumosa)径向生长对气候变化的响应

      2020, 40(17):6067-6076. DOI: 10.5846/stxb201905171019

      摘要 (686) HTML (90) PDF 3.66 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于树木年轮学方法,利用丽江老君山海拔上限长苞冷杉(Abies georgei)和云南铁杉(Tsuga dumosa)树轮宽度资料,构建差值年表,运用响应函数和滑动响应分析研究树木径向生长与气温和降水的相关关系及其稳定性,进而阐明影响该区域2个针叶树种径向生长的主要气候要素。结果表明:2个树种对降水累积效应的响应较为一致,对逐月气候因子的响应存在差异,相关关系较为稳定,具体表现为(1)上年11月平均温升高和当年生长季盛期(7-8月)降水增加有利于老君山海拔上限长苞冷杉生长;(2)云南铁杉径向生长与当年3月、树木休眠期(1-3月)、生长季盛期(7-8月)的降水表现为显著正相关关系,与上年7月与当年5月的气温及当年生长季末期(9-10月)降水呈显著负相关;(3)上述相关关系的稳定性较强,在全部或大部分分析时段(1951-2017)内达到显著相关,云南铁杉的稳定性更强。研究结果可为气候变化背景下滇西北高原树木生长的管理及森林生态系统的保护提供理论依据。

    • 基于MaxEnt模型的雅砻江冬麻豆生境适宜性评价

      2020, 40(17):6077-6085. DOI: 10.5846/stxb201906031167

      摘要 (782) HTML (99) PDF 7.22 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:雅砻江冬麻豆(Salweenia bouffordiana)是近年发现的西南特有冬麻豆属新濒危种,主要分布于四川新龙县的雅砻江河谷。开展其生境适宜性评价及其影响因素分析是对其有效保护的前提和基础。基于2015年8月在雅砻江河谷调查获得的55个分布点,结合24个环境变量数据,利用最大熵模型分析影响雅砻江冬麻豆生境的主要环境因子及其适宜生境预测。结果表明:(1)AUC(曲线下面积)值高于0.9,模型具有较高的准确度,适宜于雅砻江冬麻豆的生境适宜性预测和评估;(2)年均温、最湿月降水、昼夜温差月均值和距河流距离是影响雅砻江冬麻豆生境的最主要环境变量,其最适生境环境变量组合为年均温7.9℃、最湿月降水120-124 mm、昼夜温差月均值13.8℃以及距河流距离33 m;(3)雅砻江冬麻豆的潜在适宜和次适宜生境面积分别约为4.83×103 hm2和2.37×104 hm2,但仅约7.56×102 hm2的潜在适宜生境和3.28×103 hm2的潜在次适宜生境位于现有自然保护区管辖范围内。雅砻江冬麻豆的潜在适生区主要沿雅砻江河谷呈狭长的条带状分布,现存区受人类活动影响大,未有生物学地位定级,应尽快确定其生物学保护地位,建立保护小区或社区保护地进行就地保护。

    • 海南岛不同林龄短枝木麻黄凋落物内外真菌多样性分析

      2020, 40(17):6086-6095. DOI: 10.5846/stxb201906121244

      摘要 (690) HTML (81) PDF 13.95 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:以海南海口桂林洋滨海立地上幼龄林、中龄林和成熟林短枝木麻黄为研究对象,采集凋落物和林地土壤样品,利用IlluminaMiseq PE300测序平台对凋落物内外真菌ITS rDNA进行高通量测序,分析了凋落物内外真菌群落多样性及其与凋落物和林地土壤理化性质的关系。结果表明:(1)所有样品获得669476条有效序列,隶属6门23纲59目119科212属314种。3林龄木麻黄凋落物外生真菌多样性和丰富度高于内生真菌。(2)内外真菌群落结构有较大共性,子囊菌门和担子菌门为优势门,煤炱目、炭角菌目和木耳目为内外真菌共同优势目。Coniochaetales、Magnaporthales等4个目仅在凋落物内部分布,而蛙粪霉目、丝孢酵母目为外生真菌特有菌群。(3)木麻黄凋落物pH值和有机碳显著影响着凋落物内生真菌群落结构,而土壤容重和铵态氮显著影响着外生真菌群落结构。研究结果为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。

    • 基于4种生态位模型的金钱松潜在适生区预测

      2020, 40(17):6096-6104. DOI: 10.5846/stxb201907021390

      摘要 (822) HTML (117) PDF 8.31 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:金钱松(Pseudolarix amabilis)是我国特有孑遗植物,为国家II级保护植物。基于4种生态位模型(GARP、Bioclim、Domain和Maxent)预测金钱松潜在适生区,采用受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic,ROC)和Kappa统计量检验模型的预测效果。预测结果表明金钱松在浙江西北部、安徽南部、湖北南部、湖南北部以及江西北部表现为高度适生,并以这些地带为中心向外延伸至北纬24.43°-33.35°和东经106.41°-123.42°之间,4种模型预测结果的受试者工作特征曲线下面积(Area under recriver operating characteristic curve,AUC)平均值均大于0.9,Kappa平均值亦大于0.75,精度较高。通过"刀切法"分析得出年均温是预测金钱松潜在适生区的关键影响因子,可能为当前金钱松分布格局形成的决定因素。模拟金钱松在末次盛冰期和2070年气候条件下的分布,结果表明其分布格局随气候变化由"南扩北缩"变为"南缩北扩",未来分布面积将大幅减小,气候变化是导致其"南缩北扩"的主要驱动因子。建议在当前金钱松高适分布区域内(江西铜鼓县、湖南张家界和衡阳)建立自然保护区或种子园,并在未来气候条件下高适分布区域内(如安徽北部、河南南部、湖北东南部等地)通过人工引种辅助金钱松的北向迁移。

    • 不同气候条件下桫椤在中国的潜在适生区分布

      2020, 40(17):6105-6117. DOI: 10.5846/stxb201907241565

      摘要 (715) HTML (117) PDF 17.10 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:桫椤(Alsophila spinulosa)对研究物种形成和植物地理区系、重建侏罗纪古生态环境、研究地质变迁具有重要参考价值。依据现有189个桫椤分布样点和21个环境数据,应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)软件预测末次间冰期、末次冰盛期、中全新世、现今以及未来(2070年)气候条件下桫椤潜在适生区影响因素、空间分布和变化规律。结果表明:1)桫椤潜在适生概率(P)高于0.5的环境条件为:昼夜温差月均值低于7.6℃、最冷月最低温为3-10℃、年温变化在21.5-27.5℃范围,年降水量1200-2100 mm、最干月降水量16-46 mm、降雨量变化方差在57-76区间,海拔160-800 m,坡度12-28°之间;末次间冰期至末次冰盛期,桫椤潜在适生区主要受最冷月最低温(高于-3℃)和最干月降水量(高于10 mm)影响,中全新世至2070年,还同时受降雨量变化方差(大于50)影响;2)桫椤潜在适生区主要位于中国约32°20'N以南的热带亚热带山地,末次间冰期至末次冰盛期,桫椤潜在适生区中心由广东中部向西北方向移动至广西北部且距离最远,末次冰盛期至2070年则由广西北部向东北方向的湖南西部移动;末次间冰期至2070年,II(0.1 < P < 0.3)、III(0.3 < P < 0.5)级潜在适生区平均海拔总体升高,在现今气候下达到最大、之后降低,IV(0.5 < P < 0.7)、V(P > 0.7)级潜在适生区平均海拔先升高、随后呈波浪状升降趋势;3)末次间冰期至2070年,潜在适生区总面积、III、IV、V级潜在适生区面积均增多,在现今气候下达到最大,之后有所减少,II级潜在适生区面积在末次间冰期至中全新世增多,中全新世至现今减少、随后增多;各级潜在适生区面积在海拔约300-400 m处达最大值;约77%-98%的II-V级潜在适生区分布于海拔1200 m以下,约81%-97%的IV、V级潜在适生区分布于海拔800 m以下。本文研究结果可为保护桫椤应对气候变暖、引种栽培和保护区选址提供参考。

    • 模拟氮沉降对中亚热带杉木幼树根系生物量的影响

      2020, 40(17):6118-6125. DOI: 10.5846/stxb201907291593

      摘要 (677) HTML (96) PDF 1.14 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物根系是全球陆地生态系统碳储量的重要组成部分,在全球生态系统碳循环中起着重要作用,日益加剧的氮沉降会影响根系生物量在空间和不同径级的分配,进而影响森林生态系统的生产力和土壤养分循环。以杉木幼树为研究对象,通过野外氮沉降模拟实验,研究氮沉降四年后对不同土层、不同径级根系生物量的影响。结果发现:(1)低氮和高氮处理总细根生物量较对照均无显著差异(P > 0.05),高氮处理粗根生物量及总根系生物量较对照分别增加45%和40%(P < 0.05);(2)与对照相比,施氮处理显著增加20-40 cm与40-60 cm土层细根和粗根生物量,且在低氮处理下,20-40 cm土层细根、粗根在总土层细根与粗根生物量的占比显著提高。(3)与对照相比,高氮处理显著增加了2-5 mm、5-10 mm及10-20 mm径级的根系生物量,低氮处理显著增加2-5 mm、5-10 mm径级根系生物量,且显著降低20-50 mm径级根系生物量。综上所述表明:氮沉降后杉木幼树通过增加较粗径级根系来增加对养分及水分的输送,同时通过增加深层根系生物量及其比例的策略来维持杉木幼树的快速生长;而根系生物量的增加,在一定程度上会增加根系碳源的输入,影响土壤碳循环过程。

    • 桂林喀斯特石山50种常见植物叶片养分特征及其适应性差异

      2020, 40(17):6126-6134. DOI: 10.5846/stxb201907311623

      摘要 (622) HTML (148) PDF 1.75 M (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取漓江流域岩溶石山50种常见植物为研究对象,分别测定叶片中碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)及钙(Ca)含量。利用多元统计方法分析叶片养分组成特征,探讨不同生长型植物对岩溶石山生境的适应性差异,旨在为岩溶石山地区的植被恢复建设提供理论依据。方差分析表明,50种常见植物叶片中Cmass、Nmass、Pmass、Kmass、Camass、C/N、C/P和N/P等8个养分指标均存在显著差异,叶片中C、Ca含量较高,N、P含量较低,植物生长主要受P限制。相关性分析表明,C%与N%和C/N呈极显著相关,与K%和Ca%呈显著相关;N%与C/N、C/P、P%和K%极显著相关;P%与K%、C/N和N/P呈极显著相关,与C/P呈显著相关;K%和C/N呈极显著相关;C/N、N/P与C/P均呈极显著相关;其他指标之间的相关性不显著。基于叶片养分聚类分析表明,所研究的50种植物可划分为三类,即喜钙植物、高生产力植物和高抗旱植物。研究结果可为该石漠化地区植被的重建与恢复提供一定的参考依据。

    • 阿尔泰山萨彦岭4种优势树种径向生长对气候因子的响应

      2020, 40(17):6135-6146. DOI: 10.5846/stxb201908081665

      摘要 (611) HTML (81) PDF 8.52 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化深刻地影响森林树木的生长,而树种对气候变化敏感度的差异可能影响了气候变化下的森林生态系统响应。因此,研究优势树种间生长对气候变化的敏感度差异,对正确认识气候变化下林分生长动态及分布格局十分重要。基于树木年代学的方法,研究了阿尔泰山萨彦岭西伯利亚落叶松(Larix sibirica)、西伯利亚红松(Pinus sibirica)、西伯利亚冷杉(Abies sibirica)以及西伯利亚云杉(Picea obovata)4种优势树种的径向生长-气候关系。结果显示:(1)西伯利亚冷杉径向生长与上一年10-11月、当年1-9月的干旱指数、2-4月的降水显著正相关,与1月的平均温和最高温呈显著负相关关系,与当年4、6月份的水汽压正相关;(2)西伯利亚落叶松径向生长与上一年8月和当年8月的平均温、最高温以及当年8月的最低温显著负相关,而与当年6月的最低温则正相关,与8月份的水汽压显著负相关;(3)西伯利亚红松径向生长与3月降水、7月最低温、上一年10月的水汽压显著正相关;(4)西伯利亚云杉径向生长与6月平均温、最高温、水汽压正相关,与上一年10-11月、当年2-4月和9月的干旱指数正相关,同时与3、4月的降水量显著正相关。西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉、西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉和西伯利亚红松对于特定气候因子表现出相似的响应结果,与年表间相关性的结果一致。但差异也是明显的,西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉对区域水分变化敏感,而西伯利亚落叶松和西伯利亚红松主要对区域温度变化敏感。综上所述,气候变化下,该区域优势树种对气候变化响应的差异可能导致区域林分动态和格局的改变,因此,多树种径向生长-气候关系研究有助于正确反映森林动态。研究结果可以为区域森林管理与生态保护工作提供理论依据。

    • 光温耦合的中国温带地区旱柳花期时空格局模拟

      2020, 40(17):6147-6160. DOI: 10.5846/stxb201908091672

      摘要 (569) HTML (90) PDF 6.73 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立基于温度和光周期驱动的旱柳花期物候模型,旨在寻找影响旱柳花期时空变化的主要气象因子,揭示调控植物开花时间的生态机制,还可为改善柳絮造成的环境污染和花粉过敏等人类健康问题提供参考信息和依据。利用中国气象局农业气象观测网提供的中国温带地区1982-2011年49个站点的旱柳开花始期、盛期和末期观测资料及平行的逐日气象数据,分别对6种模型(简单积温模型、温度三基点模型、八时段温度模型、简单积温-日长模型、温度三基点-日长模型和八时段温度-日长模型)进行了参数率定和假设检验,根据外部检验结果,从中选出针对旱柳3个花期的最优物候模型,进而利用连续地理气象数据和最优物候模型重建了1982-2011年旱柳开花始期、盛期、末期和花期长度的时空变化特征。结果表明:光温耦合的物候模型对旱柳花期的模拟效果和外推效果优于仅基于温度的模型。旱柳开花始期和盛期最优模型均为八时段温度-日长模型,末期为温度三基点-日长模型,说明光周期和温度可能是影响旱柳花期开始、繁盛和结束时间的主要气象因子。同时,优选出的物候模型能够较准确地对不同年份和不同地区的旱柳花期进行模拟及预测。重建的1982-2011年旱柳平均开花始期、盛期和末期日期分别为4月24日、4月28日和5月3日,平均花期长度为9 d,始期、盛期和末期出现日期呈现出从海拔低到高、从南向北、从西向东逐渐推迟的空间格局。1982-2011年旱柳开花始期、盛期和末期在大部分地区呈提前趋势,呈显著提前趋势的面积分别占总面积的49.78%、50.01%和53.40%,花期长度变化差异不显著。

    • 基于InVEST模型的黄土高原丘陵区水源涵养功能空间特征分析

      2020, 40(17):6161-6170. DOI: 10.5846/stxb201910102108

      摘要 (894) HTML (100) PDF 5.64 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:水源涵养功能是黄土高原丘陵区生态服务的主导功能,对保障该区域生态与社会经济的可持续发展具有重要作用。以定西市安定区为例,基于InVEST模型评估了2017年的水源涵养功能及其空间分布特征,并利用空间统计方法计算了水源涵养功能的冷热点和重要性分布格局。结果表明,该区2017年在栅格单元的水源涵养量介于0-364.541 mm之间,流域单位面积平均年水源涵养量36.37 m3/hm2,水源涵养总量为11900×104 m3。其中,西河流域单位面积平均年水源涵养量最高,达54.64 m3/hm2,整个区域的水源涵养功能在空间分布上呈由西南向东北逐渐减少的特征。水源涵养功能的热点区域主要集中在南部地区,热点分布呈由西南至东北逐渐降低的分布格局;冷点区面积要高于热点区面积,非显著点面积占总面积的50%以上。水源涵养功能的高度重要区和极重要区面积占总面积的34.39%,主要分布在关川河流域;一般重要区和较重要区面积占总面积的40.59%,主要分布在海拔较低的称钩河和西河流域。通过对定西市安定区水源涵养功能及冷热点和重要性的空间分布特征分析,明确了生态保护与建设的重点区域,为黄土高原丘陵区的生态与社会经济发展提供决策依据。

    • 凋落物多样性及组成对凋落物分解及土壤微生物群落的影响——二氧化碳倍增条件下

      2020, 40(17):6171-6178. DOI: 10.5846/stxb201812162743

      摘要 (731) HTML (91) PDF 1.19 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:受全球变化的影响生物多样性的丧失日益严重,及时了解凋落物物种多样性及其组成如何直接或者通过调节微生物群落来间接影响凋落物分解已经成为生态学领域的热点问题之一。在呼伦贝尔典型草原区,羊草(Leymus chinensis)为原生群落建群种,茵陈蒿(Artemisia capillaris)、麻花头(Serratula centauroides)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)在退化及恢复群落中的多度均较大,本研究以此4种植物的凋落物为研究对象,在两倍于当前大气CO2浓度(800 μmol/mol)条件下,通过嵌套实验设计来研究凋落物多样性(凋落物组成)对凋落物质量、C、N残余率和残余C/N的影响,并深入分析凋落物初始性质以及土壤革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、细菌(B)、真菌(F)及土壤总微生物磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)含量和F/B对凋落物分解的影响。结果表明:(1)凋落物多样性及组成对凋落物质量、C、N残余率以及残余C/N均具有显著影响;凋落物组成对G+ PLFAs含量具有显著影响;(2)冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)结果表明凋落物组成对凋落物分解和土壤微生物群落相关指标的影响高于凋落物多样性;(3)结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)结果表明凋落物初始木质素含量和初始C/N均对凋落物分解具有显著影响,其中凋落物初始木质素含量起主导作用,其还可通过对土壤真菌PLFAs含量的影响来间接影响凋落物N残余率和残余C/N。所得结果可为大气CO2浓度升高条件下退化草原生态系统的物质循环特征的预测乃至草原生态系统功能的合理评估提供数据支持。

    • 三峡库区2种马尾松混交林土壤团聚体酶活性分布特征

      2020, 40(17):6179-6188. DOI: 10.5846/stxb201912252783

      摘要 (651) HTML (80) PDF 1.29 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取三峡库区典型马尾松杉木混交林和马尾松杉木栎类混交林为研究对象,对其表层土壤(0-10 cm)3种团聚体等级(大团聚体( > 2 mm),中团聚体(0.25-2 mm),微团聚体( < 0.25 mm))分布特征,团聚体5种水解酶活性(β-葡糖苷酶,酸性磷酸酶,N-乙酰-葡糖苷酶,纤维二糖水解酶,亮氨基酸氨基肽酶)和2种氧化还原酶活性(多酚氧化酶和过氧化物酶),以及团聚体酶活性与团聚体有机碳、全氮、全磷、碳氮比的关系进行了分析,旨在理解不同马尾松混交林类型下土壤团聚体及其酶活性的分布特征,为科学制定营林措施提供基础数据。结果表明:(1)各等级土壤团聚体分布随着粒径的增加而呈现显著增加的趋势,其中大团聚体所占比例最高,为60%左右;马尾松杉木混交林的中团聚体分布比例(39.53%±1.65%)显著高于马尾松杉木栎类混交林(32.24%±2.51%);(2)微团聚体5种水解酶活性、有机碳含量以及全氮含量最高,而大团聚体中2种氧化还原酶活性最高;(3)马尾松杉木栎类混交林大团聚体和微团聚体纤维二糖水解酶、亮氨基酸氨基肽酶、土壤酶活性几何平均数、土壤碳氮比均显著高于马尾松杉木混交林;团聚体全氮含量的差异是造成上述酶活性差异的主要原因。马尾松杉木栎类混交林中栎类阔叶树种的增加显著提高了土壤团聚体酶活性,有利于土壤养分质量的提高。

    • 不同母岩发育马尾松土壤固氮菌群落结构和丰度特征

      2020, 40(17):6189-6201. DOI: 10.5846/stxb201910082080

      摘要 (662) HTML (111) PDF 4.46 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物固氮是马尾松林地土壤氮素的重要来源,固氮微生物群落组成和数量的变化对土壤氮素供应和地力维持起重要作用。采用池栽试验,应用荧光定量PCR(聚合酶链式反应,Polymerase Chain Reaction)技术,借助Illumina Miseq高通量测序平台,以nifH基因为标靶,研究四类母岩(变余砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩和玄武岩)发育马尾松土壤固氮菌群落结构和丰度的差异及其与土壤化学性质之间的关系。结果表明:(1)玄武岩土壤的有机碳、全氮、碱解氮、微生物量氮、马尾松株高和地径均显著高于其他母岩(P < 0.05)。(2)四类母岩土壤nifH基因丰度差异显著,玄武岩土壤nifH基因丰度分别是变余砂岩、石英砂岩和长石石英砂岩的3.75倍、7.89倍和4.41倍。(3)四类母岩土壤固氮菌群落α多样性指数(丰富度和多样性)差异显著,且玄武岩显著高于其他母岩。四类母岩发育土壤共获得有效序列159231条,分属于6个门、14个纲、41个目、69个科和122个属。门水平上,变形菌门和蓝藻门为主要优势类群。属水平上,慢生根瘤菌属、眉藻属、根瘤菌属和固氮螺菌属为主要优势属。玄武岩土壤变形菌门、慢生根瘤菌属、根瘤菌属和固氮螺菌属相对丰度显著高于其他母岩。层次聚类和非度量多维尺度(NMDS)分析结果表明,石英砂岩和长石石英砂岩土壤固氮菌群落结构相似,玄武岩与其他母岩固氮菌群落结构差异较大。(4)土壤有机碳、全氮、碱解氮和微生物量氮是固氮菌丰度、α多样性及群落结构的主要影响因子。综上,玄武岩土壤肥力高,提高了土壤固氮菌数量和群落多样性,有利于马尾松生长。研究从微生物学角度为马尾松适地造林和氮素调控提供了科学依据。

    • 模拟增温对羊草生态系统土壤呼吸速率的影响

      2020, 40(17):6202-6214. DOI: 10.5846/stxb201908281786

      摘要 (673) HTML (101) PDF 1.65 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究草地系统土壤呼吸速率对全球气候变暖的响应,对预测全球碳循环具有重要作用。采用高度分别为0.5 m(T1)和1.85 m(T2)的开顶式增温箱(OTCs)对羊草生态系统进行模拟增温,仔细观察羊草的生育期,在每个生育期的同一天的晨间t1时段(9:00-11:00)、午间t2时段(13:30-15:30)和晚间t3时段(17:00-19:00)监测土壤呼吸速率。分析不同增温幅度下土壤呼吸速率的变化规律,明确影响土壤碳排放的主要因素,探讨土壤呼吸速率与影响因素间存在的关系。结果显示:1)相对于空白对照C,模拟增温T1和T2导致0-10 cm土壤温度分别显著提高1.18和2.37℃;导致0-10 cm土壤湿度降低2.27%和4.57%;2)在羊草生长阶段,土壤呼吸速率呈现明显的季节性变化特征,同一天的t1时段、t2时段和t3时段土壤呼吸速率峰值分别出现在结实期、抽穗期和开花期。非生长阶段土壤呼吸速率无显著差异;3)不同处理下土壤呼吸速率与近地表气温、0-10 cm土壤温度和地下生物量呈指数正相关关系,与0-10 cm的土壤湿度呈显著二次项负相关关系,与地上生物量表现为二次项正相关关系。研究结果明确了羊草生态系统中土壤碳排放对增温的响应,可为草原生态系统应对气候变化及可持续发展提供理论依据。

    • 武夷山不同海拔森林表层土壤轻组有机质特征

      2020, 40(17):6215-6222. DOI: 10.5846/stxb201906231325

      摘要 (766) HTML (115) PDF 892.07 K (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤轻组有机质是土壤有机质的重要组分,研究轻组有机质在不同森林生态系统土壤中的变化规律对理解土壤有机质形成与转换具有重要意义。以福建省武夷山国家级自然保护区不同海拔的常绿阔叶林(海拔600 m)、针阔混交林(海拔1000 m)和针叶林(海拔1400 m)为研究对象,利用密度分组方法分离了表层(0-5 cm和5-10 cm)土壤轻组有机质,研究了不同海拔森林土壤轻组有机质特征及其影响因素。结果表明:针阔混交林表层土壤的轻组有机质含量大于针叶林和常绿阔叶林(P < 0.05),并且轻组有机碳的含量变化亦是如此(P < 0.05),而轻组有机氮的含量无显著差异(P > 0.05)。表层土壤对应土层的轻组C:N大于土壤C:N,针阔混交林轻组C:N和土壤C:N均大于其他林分类型。0-5 cm与5-10 cm土层针阔混交林的轻组有机碳、氮储量均大于针叶林和常绿阔叶林(P < 0.05),并且针阔混交林的轻组有机碳、氮储量所占土壤有机碳与总氮的比重均大于其余两种林分。0-10 cm土层针叶林土壤有机碳与总氮含量与储量最高,并随海拔降低而减小,但差异不显著(P > 0.05)。相关分析结果表明,轻组有机碳、氮储量与SOC、DOC、MBC和细根生物量具有显著相关关系(P < 0.05),而与年凋落物量无关(P > 0.05),说明地下细根可能是土壤轻组有机质的重要来源。因此,在未来气候和植被变化共同作用下,地下细根对土壤轻组有机质的形成可能具有不可忽视的作用。

    • 哈尼梯田生态系统土壤微生物量碳的影响因素

      2020, 40(17):6223-6232. DOI: 10.5846/stxb201906151268

      摘要 (674) HTML (89) PDF 1.69 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物量碳(MBC,Microbial Biomass Carbon)是土壤微生物量的重要组成部分,也是土壤肥力变化的重要指标之一。哈尼梯田肥沃的土壤对哈尼梯田生态系统的维持与循环起到重要作用。以哈尼梯田水源区(乔木林、灌木林、荒草地)和梯田为研究对象,采用氯仿熏蒸法测定了4种不同土地利用类型0-20、20-40、40-60 cm 3个土层的土壤MBC,并分析了其与季节变化、地上植被及土壤理化性质之间的关系。结果表明:4种土地利用类型土壤MBC 3个土层皆以乔木林最高,其次是灌木林、荒草地、梯田,且4种土地利用类型土壤MBC含量都随土层深度的增加而减少,其中乔木林0-20 cm土层土壤MBC含量是40-60 cm土层的3.19倍。4种土地利用类型土壤MBC含量均具有明显的季节变化,总体呈"夏季偏高冬季偏低"的变化模式。相关分析表明,不同土地利用类型地上植被的多样性指数、盖度、优势种高度、枯落物层厚度与每一土层土壤MBC都具有很强的相互关系。土壤MBC与土壤有机碳和土壤孔隙度呈正相关性,与土壤容重呈负相关性。植被生长情况、土壤有机碳和孔隙度含量及季节变化是导致不同土地利用类型土壤微生物量碳差异的主要因素。

    • 南四湖沉水植物物种多样性和功能多样性对水深梯度的响应

      2020, 40(17):6233-6242. DOI: 10.5846/stxb201904100715

      摘要 (781) HTML (97) PDF 2.23 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:从物种多样性和功能多样性探讨沉水植物群落对水深的响应可深刻揭示水深对群落构建的影响机制。以南四湖不同水深沉水植物群落为研究对象,对比分析了群落的9个加权功能性状(株高、茎分支数、茎节数、茎直径、根长、根围直径、生物量分配比、比叶面积、植物体磷含量)、5个物种多样性指数(Berger-Parker生态优势度指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数)和5个功能多样性指数(功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数、功能分散度FDis指数和二次熵Rao指数)以及物种多样性和功能多样性关系对水深的响应规律。研究结果表明:(1)水深可显著改变群落株高、根长、根围直径、比叶面积、生物量分配比和植物体磷含量6个加权功能性状;群落茎分支数、茎节数和茎直径3个加权功能性状对水深变化无显著响应;(2)水深可显著影响群落物种多样性和功能多样性,中等水深处沉水植物群落具有较高的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Berger-Parker生态优势度指数、Pielou均匀度指数以及功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数;(3)水深可改变5个物种多样性指数与功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数3个功能多样性指数间的相关关系,但对5个物种多样性指数与功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数2个功能多样性指数间的相关关系无显著影响。研究结论为:群落不同测度的物种多样性和功能多样性指数及其相关关系对水深变化的响应迥异,在探讨水深对沉水植物群落构建的影响机制时应从多个方面综合考量。

    • 基于环境DNA技术的辽东湾真核微藻群落结构特征

      2020, 40(17):6243-6257. DOI: 10.5846/stxb201905030893

      摘要 (702) HTML (119) PDF 2.76 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:以18S rDNA V4区作为目标基因,利用自行设计的真核微藻鉴定引物V4(F/R),结合高通量测序技术,对辽东湾2014年四季海水中真核微藻多样性进行了检测。结果发现,辽东湾海域注释到种的真核微藻有136种,41%的种类在中国海域未见报道,其中自养型占60%、异养型占10%、混合营养型占30%。研究对丰富中国海域微藻名录和外来海洋微藻背景数据库具有较大意义。

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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