• 2021年第41卷第11期文章目次
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      2021, 41(11):0-0.

      摘要 (270) HTML (0) PDF 8.16 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >城市化的生态环境效应与生态安全专栏
    • 城市群生态安全格局构建:概念辨析与理论思考

      2021, 41(11):4251-4258. DOI: 10.5846/stxb202012253277

      摘要 (602) HTML (17) PDF 3.22 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群是城市发展到一定阶段通过城市间物流、人流和能流高度融合而形成的区域性复合生态系统,如何保障城市群生态安全与健康发展成为当前关注的热点问题。本研究系统分析了生态安全、城市生态安全与城市群生态安全的内涵。认为狭义上城市群生态安全侧重于城市群内部生态空间优化和生态系统服务功能提升,重点关注城市群地区生态用地空间优化与"三生空间"(生态、生活及生产空间)的合理布局。广义上的城市群生态安全不仅需要考虑城市群内部生态系统结构和功能协调及其生态系统服务的供需平衡,也需要从区域尺度考虑城市群与其他区域之间的协调关系。城市群生态安全格局构建的目的则是保障城市群内部区域一体化协调发展,满足人们日常生活的基本需求,实现城市群与区域之间物流、能流和人流的有序流通。在城市群生态安全格局构建时,除了遵循生态安全一般性原则外,还需要遵循以下原则:①生态系统服务供需平衡尺度效应;②生态安全保障的阈值效应;③生态安全格局的空间联动效应。最后文章提出了城市群生态安全格局构建的基本思路和技术路径。

    • 面向生态监管的多等级生态功能网格概念与框架

      2021, 41(11):4259-4270. DOI: 10.5846/stxb202101160168

      摘要 (330) HTML (5) PDF 10.73 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学有效的生态监管是落实我国生态文明建设、保障区域生态安全、实现城市可持续发展的必要途径和重要抓手。生态系统的监管涉及到社会、经济、自然等多个维度,水、土、气、生等多类要素,国家到局地等多个尺度。目前,已有生态监管常存在生态系统、生态要素、行政单元的割裂。如何整体考虑以上特征,开展科学的、系统的、空间显性的生态监管亟需理论技术的创新。通过整合等级斑块动态范式、复合生态系统理论、多功能景观理论,构建了多等级生态功能网格框架,以期为生态监管提供一个综合的概念与技术框架。等级斑块动态范式从等级作用的角度构建了多等级网格骨架,复合生态系统理论从多个维度丰富了多等级网格内涵,多功能景观理论明确了网格的功能。通过耦合多等级生态功能网格的划分、评价和监管,可实现系统、整体、差异化的生态监管,为生态文明建设提供有力支撑。

    • 基于陆海统筹的九龙江-厦门湾海岸生态过渡带综合监测体系构建

      2021, 41(11):4271-4277. DOI: 10.5846/stxb202101040026

      摘要 (2632) HTML (40) PDF 1.16 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带是陆地和海洋之间的生态过渡带,生态保护和开发利用矛盾突出。而生态与环境监测是海岸带环境污染治理与生态保护的重要基础,是海岸带可持续发展的关键。在分析目前海岸带监测存在的问题基础上,以九龙江-厦门湾为研究对象,通过遥感和生物监测、标准衔接、采样和分析仪器以及在线监测系统研发等技术集成,构建了从污染源、环境质量到生态系统以及景观层次的一体化综合生态监测体系。该体系基于常规监测,建立了基于生态系统的河流-河口(近海)生物、水体和沉积物的生态环境一体化监测;探索制定了适用于九龙江河口不同盐度区的营养盐基准/标准系列推荐值;基于营养盐污染入海总量控制目标,构建了河流入海污染物通量在线监测系统;通过遥感监测和实地调查相结合,实现了从关键生态系统到景观的海岸带综合生态监测。基于综合监测体系,构建了兼顾陆海的河口湾区域生态安全评价指标体系,实现区域生态系统可持续发展或生态安全的动态评价。因此,通过上述系统的集成,成功实现了从陆域(流域)到河口(近海)一体化综合生态监测,可为海岸带地区的生态质量改善、污染防治、主要污染物排放总量控制、生态安全评价、生态保护与修复等提供科学支撑。

    • 城市群空气污染综合评估范式与应用——以京津冀城市群PM2.5污染为例

      2021, 41(11):4278-4287. DOI: 10.5846/stxb202012313332

      摘要 (271) HTML (13) PDF 15.65 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群已成为中国城市发展的主要形式,城市化发展引发的一系列环境污染问题成为目前的研究重点之一,尤其是近年来明显的空气污染问题。由于传统的针对某一城市地区进行细致研究,难以解决在城市聚集的城市群下形成的区域性空气污染来源和影响机制等问题,使区域性空气污染造成的负面效应难以评估。通过构建综合评估模型范式,并运用空间分析,对京津冀168个区县2000年,2005年,2010年,2015年PM2.5人口暴露风险、人类活动对PM2.5的贡献、以及5种土地利用类型的"源汇"特征进行了实证研究。结果发现:(1)2000-2015年,京津冀城市群的人口暴露风险、空气污染分布、综合评估结果总体呈现北低南高的现象。(2)2000-2015年,各县域的人口暴露风险和空气污染的程度、范围呈上升趋势。不同的土地利用类型具有不同的源汇特征,且对污染的贡献不同。本研究通过综合评估模型范式对城市群或区域城市发展与空气质量的权衡关系模式开展量化解析,为城市的可持续发展提供了科学的范式和初步的实证示范。

    • 区域气候背景对城市热岛效应的影响规律

      2021, 41(11):4288-4299. DOI: 10.5846/stxb202011303061

      摘要 (341) HTML (6) PDF 3.96 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市热岛效应受到区域气候背景的影响而具有显著的时空差异性,尚缺少大尺度对比研究。利用1991-2019年的月均气象数据,量化了我国69个典型城市的大气城市热岛效应强度,从热带、干带、暖温带、冷温带和极地带五个气候带,分析城市热岛效应的时空特征规律。结果表明:(1)区域差异:干带热岛效应明显高于其他气候带,极地带最弱,且表现为较强的冷岛效应,热带、暖温带、冷温带热岛效应较弱,而冷温带的京津冀地区由于城市化程度较高,表现出较强的热岛效应,温暖带中西南地区较为明显;(2)季节性差异:不同季节城市热岛效应的强弱关系在不同气候带有所不同,秋季热岛效应较为稳定,热岛和冷岛效应均主要处于弱强度范围,春、冬热岛效应较为波动,易出现强热岛、强冷岛效应的极端现象,夏季热岛效应发生率最高;(3)时间演变规律:城市热岛效应的多年演变规律在相同气候带较为一致,2010年前后是各气候带各季节城市热岛效应的变化拐点,2010年后,干带、冷温带、暖温带热岛效应均有所下降,热带、极地带有所上升。

    • 城市绿地和建筑格局影响热环境的模拟研究

      2021, 41(11):4300-4309. DOI: 10.5846/stxb202101080084

      摘要 (298) HTML (10) PDF 8.68 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观类型和格局能够影响城市热环境,但是在不同小区域背景下,它们的贡献差异尚缺少定量研究。将实地监测与数值模拟技术相结合,对北京市典型景观的风速场与温度场进行模拟研究,分析天空开阔度、绿地面积与风速、地表温度之间的关系。在此基础上,探讨绿地形态与绿地温度及地表温度的关系,同时设计多种典型的城市绿地、建筑格局在计算机中进行模拟,揭示不同绿地、建筑景观配置下热环境的影响因素。结果表明:(1)天空开阔度和风速是影响城市小区域热环境的重要因素,天空开阔度与地表温度显著负相关,高风速会明显降低地表温度;(2)绿地面积和形态是影响区域地表温度与气温的重要因素,占比10%-50%的绿地降温强度为1.4-2.2℃,面积越大、形态越复杂,降温效应越明显,分散的绿地降温效应优于集中式绿地;(3)迎风向呈两端低中间高的建筑分布可显著改善热环境,较其它格局气温约低1.6℃。研究结果对于指导城市景观设计改善城市热环境具有一定的参考价值。

    • 漳江口红树植物群落周转对大型底栖动物群落结构的影响

      2021, 41(11):4310-4317. DOI: 10.5846/stxb202103060610

      摘要 (274) HTML (8) PDF 14.20 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:在城市化的背景下,探明不同大型底栖动物群落对植物群落变化的响应,对红树林生态系统的健康评价和退化生态系统的修复具有重要意义。以福建漳江口国家级红树林自然保护区为研究对象,揭示红树植物群落周转对不同大型底栖动物群落结构(蟹类和软体动物)的影响,并分析其与环境参数的关联性。结果表明:在1.6 km的地理尺度上,漳江口红树林湿地的环境变化较大,表现出7.19个环境梯度。在此地理尺度的环境梯度上,红树植物群落由5种红树植物组成,其平均周转率为76%;软体动物群落由12种软体动物以模块化和非随机的方式聚集,其平均周转率为83%,并随红树植物群落周转出现显著非线性增加,盐度和老鼠簕(Acanthus ilicifolius)周转是其主要影响因素;蟹类群落则由20种蟹类以更高的模块化和非随机的方式分散,平均周转率为89%,并随红树植物群落周转而呈线性增加,主要受pH和白骨壤(Avicennia marina)周转的影响。研究揭示了大型底栖动物与植物群落和环境之间的关系,为城市化背景下红树林生态系统的保护和恢复提供基础资料。

    • 京津冀城市群人-地、人-水与人-碳交互胁迫关系及其叠加效应

      2021, 41(11):4318-4329. DOI: 10.5846/stxb202012313344

      摘要 (266) HTML (9) PDF 4.86 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着社会、经济效益的不断增加及国际影响力的不断增大,京津冀正在向世界级城市群迈进。而快速的城市增长与资源环境的交互胁迫效应严重制约了京津冀地区的可持续发展,因此,明确城市增长与不同资源环境要素的相互作用机制并采用有效的措施,是实现京津冀地区发展和保护共生的关键。目前针对城镇化与单一种资源环境要素交互作用的研究较多,但对城镇化与不同资源环境要素相互作用的叠加效应的关注很少。针对土地、水资源与能源这三种明显限制京津冀地区发展的资源要素,综合考虑了供给侧与需求侧特征,分析了人-地、人-水与人-碳的相互作用关系,解析了京津冀地区城镇发展与不同资源环境要素交互胁迫作用及其叠加效应。结果表明:2002-2017年,1、城市群整体水平上,人-地、人-水和人-碳关系总体上均呈"强协调"或"弱协调"交替变化的状态;2、城市尺度上,不同城市的人-地、人-水和人-碳交互关系存在明显时空分异。多数城市都曾面临土地、水资源或能源的胁迫影响,尤其是河北的一些城市(石家庄、邯郸、承德、衡水、邢台、唐山及保定等)在有些年份面临土地、水资源或能源的"强胁迫"影响;3、从京津冀地区整体水平上看,不存在多种资源要素的叠加胁迫影响,但是,城市群内部多数城市在有的年份同时面临土地、水资源或能源两种以上资源要素的叠加胁迫影响。因此,要协同改善京津冀地区资源环境的胁迫,需要全面考虑不同空间尺度之间,不同城市之间,以及不同资源要素之间的叠加影响机制,有针对性的提出政策与措施。

    • 基于DPSIR-EES模型的旅游型城镇生态安全评价研究

      2021, 41(11):4330-4341. DOI: 10.5846/stxb202012253275

      摘要 (259) HTML (9) PDF 1.17 M (113) 评论 (0) 收藏

      摘要:保障生态安全是旅游型城镇实现环境、经济、社会系统健康发展的基础,二道白河镇作为典型的旅游型城镇,旅游业快速发展的同时生态环境保护面临着巨大压力。针对当前生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,基于DPSIR-EES模型构建生态安全评价指标体系,运用熵值法和均方差法确定权重,引入物元分析模型,实现2010-2019年二道白河镇生态安全评价与评价结果的可视化表达与分析。结果表明:(1)2010-2019年二道白河镇生态安全水平从不安全向安全水平不断转化,2016年后上升趋势尤为突出;(2)GDP增长率、社会保障建设水平、节能环保力度等三项指标以及影响层面、社会层面、经济压力层面等三个层面的影响最为突出,是二道白河镇生态安全水平健康发展的主要制约条件。多维度指标结合物元分析模型,既能得到综合质量信息以及反映评价对象的稳定状况,同时直观揭示各单项评价指标的分异情况,为二道白河镇下一阶段生态安全决策提供科学依据。下一阶段工作应以环境开发和保护为重点,积极采取对策,弥补生产、生活行为对生态环境系统的负面影响,从根本上减轻生态环境压力,实现二道白河镇经济、社会、环境协调发展。

    • 基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

      2021, 41(11):4342-4353. DOI: 10.5846/stxb202012043101

      摘要 (254) HTML (4) PDF 1.72 M (118) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明:(1)2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×1024 sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。(2)厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。(3)厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。(4)总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。

    • 内蒙古生态安全时空演变特征及驱动力

      2021, 41(11):4354-4366. DOI: 10.5846/stxb202101040030

      摘要 (353) HTML (6) PDF 14.75 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全是平衡社会经济与自然环境协调发展的重要保障,评价生态安全时空演变及驱动因素,对区域生态安全格局构建及可持续发展意义重大。基于本土化参数的生态足迹模型对1990-2018年内蒙古地区各盟市生态足迹、生态盈亏及生态压力指数进行测算,采用熵权法构建综合指标体系,计算生态安全指数,评价区域生态安全及可持续发展状况,结合空间分析揭示其时空演化规律,并解析驱动因素。结果表明:1)研究期间内蒙古总体上呈"供不应求"的生态赤字状态,但生态承载增速大于生态足迹增速,2018年较1990年人均生态足迹和人均生态承载力分别提高了0.9-5.8倍和1.5-10.8倍,生态安全指数由大于5.0的不安全状态转变为小于4.0的安全状态,生态系统总体呈向好趋势发展。2)研究期间内蒙古地区生态足迹呈"东高西低"分布,生态承载力呈"中间高,两翼低"分布,生态安全重心向东北方向转移。3)经济水平、消费支出、产业结构是内蒙古地区生态安全及可持续发展的驱动因素,地理位置和气候因素是导致其空间差异的主导因子。

    • 厦门市重点保护植物空间优先保护格局研究

      2021, 41(11):4367-4378. DOI: 10.5846/stxb202101110110

      摘要 (292) HTML (3) PDF 2.91 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义。以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级。根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17%区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8%区域划为一级保护区,保护等级在8%-17%范围内的区域划为二级保护区。利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域。将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护。为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系。

    • 快速城市化生态系统服务格局分析与空间管控——以厦门市为例

      2021, 41(11):4379-4392. DOI: 10.5846/stxb202012283297

      摘要 (318) HTML (7) PDF 17.04 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速城市化对生态系统服务产生消极影响,科学识别二者的空间规律并进行管控对国土空间资源可持续开发意义重大。基于土地利用、遥感影像、POI等多源数据,借助ArcGIS、InVEST平台分析厦门市六类生态系统服务的空间分布及权衡协同格局,并引入人工神经网络算法与土地利用程度指数模型定量识别城市化空间格局,通过决策矩阵提出空间管控策略。结果表明:①厦门生态系统服务分布在"陆-海"方向上分异显著,岛外地区综合生态系统服务指数总量占全域的91.78%,其中同安区的总量和均值都处于首位;②生态系统服务之间以协同作用为主,在全局关系中生境质量与雨涝调蓄以及与温度调节的协同水平最高,在局部空间关系中水源涵养与雨涝调蓄的协同水平最高,休闲游憩服务与其他服务的权衡效应最强;③翔安区开发潜力最大,同安区过度城市化问题突出,市域未开发单元中生境质量、水源涵养和雨涝调蓄服务较强,建成单元仅在休闲游憩服务具有优势;④叠加空间细分单元的城市化与生态系统服务特征,得到厦门市生态管控分区和决策矩阵,提出四类单元八种情景的具体管控策略。

    • 基于共生理论的兵团与地方城市“三生”功能跨界整合发展研究

      2021, 41(11):4393-4405. DOI: 10.5846/stxb202012253276

      摘要 (234) HTML (12) PDF 8.09 M (101) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于共生理论,选取乌鲁木齐市、五家渠市、昌吉市为研究案例区,构建"三生"空间评价指标体系及"三生"功能评价指标体系,探讨乌五昌地区"三生"空间时空分异格局,借助共生度模型,识别兵团城市与地方城市"三生"功能共生发展模式,并对兵地城市跨界融合发展提供理论建议。结果表明:(1)研究区生产和生活空间面积呈上升趋势,生态空间面积呈下降趋势。(2)在生产功能方面,五家渠市与乌鲁木齐市、昌吉市共生模式分别为正向非对称共生、反向非对称共生,生活功能与生态功能方面,均为正向非对称共生,各功能城市间影响程度不同。(3)基于"三生"空间格局及"三生"功能共生模式,提出兵地融合发展建议,生产方面建立四区,三轴,一基地,生活方面加强交通路网建设,生态方面兵地协同建立生态保护区。

    • 中国机动车总颗粒物排放时空演变特征及驱动因子

      2021, 41(11):4406-4417. DOI: 10.5846/stxb202012223254

      摘要 (312) HTML (4) PDF 10.85 M (108) 评论 (0) 收藏

      摘要:机动车尾气颗粒物排放已成为城市空气污染的主要来源,严重影响环境空气质量和人体健康。研究基于2011-2015年中国市级机动车总颗粒物(total particulate matter,TPM)排放量数据,运用空间分析方法从存量和增量角度探究中国机动车TPM排放的时空演变特征,进而利用地理探测器模型定量评价其主要驱动因素的影响强度。结果表明:中国机动车TPM排放量呈逐年降低趋势,省会和直辖市是中国机动车TPM排放量减少的主要贡献者。省会和直辖市的机动车TPM排放量和减排量最大,其各年均值均超全国市级年均值的2倍。中国机动车TPM排放量和减排量均呈东部沿海至西部内陆地区递减趋势,且呈"低排放,高增加;高排放、高减少"的空间分布特征。"低排放,高增加"区域主要集中在中西部地区,特别是西南各省市;"高排放、高减少"区域为以京津冀为核心的泛华北平原地区。机动车TPM排放量的空间集聚性下降,空间随机分布趋势加强,热点区破碎化的空间分布格局日趋显著。地理探测分析表明,机动车TPM排放量受机动车数量的驱动作用最强,其次是机动车的使用强度,受自然环境条件的驱动作用最弱。年平均气温和海拔等自然因素主要通过与人类活动的共同作用显著增强对机动车TPM排放量的解释力。探究机动车颗粒物排放的时空异质特征和驱动因素,对提高中国机动车尾气治理的精准性具有重大意义。

    • 青霉素钠对萼花臂尾轮虫适合度的促进作用及其与藻密度的关系

      2021, 41(11):4418-4427. DOI: 10.5846/stxb201907251568

      摘要 (210) HTML (25) PDF 1.06 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试动物,在1.0×106(较低)、2.0×106(中等)和4.0×106个细胞/mL (较高)的斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度下,研究了不同浓度(0、200、400、600、800和1000 μg/L)的青霉素钠对轮虫各生命表统计学参数的影响。结果表明,与各藻密度下的对照组相比,当藻密度为2.0×106个细胞/mL时,200-1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望和世代时间分别延长了40.67%-70.67%和34.04%-50.23%(P<0.05),净生殖率和内禀增长率分别提高了204.35%-358.70%和36.26%-62.09%(P<0.05);藻密度的降低或升高均显著降低青霉素钠对轮虫存活、生殖和种群增长的促进幅度。1.0×106 个细胞/mL的斜生栅藻密度下,400 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望延长了21%(P<0.05),200-400μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的世代时间延长了23.15%-33.13%(P<0.05),200-600和1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的净生殖率分别升高了40%-81.05%和41.05%(P<0.05);但4.0×106个细胞/mL的斜生栅藻密度下,各青霉素钠处理组中轮虫的所有生命表统计学参数均与对照组之间无显著性差异(P>0.05)。藻密度对轮虫的生命期望、净生殖率、内禀增长率和后代混交率均具有显著性影响(P<0.01),青霉素钠浓度对轮虫的世代时间、净生殖率和内禀增长率均具有显著性影响(P<0.05),藻密度和青霉素钠浓度的交互作用对轮虫的生命期望、净生殖率和内禀增长率也具有显著性影响(P<0.05)。在实验设置的青霉素钠浓度范围内,1.0×106个细胞/mL藻密度下轮虫的生命期望、世代时间和净生殖率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系(P<0.05);2.0×106个细胞/mL藻密度下,轮虫的生命期望、世代时间和内禀增长率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系(P<0.05)。本研究结果提示,环境相关浓度的青霉素钠不会对萼花臂尾轮虫的存活、生殖和种群增长产生显著性影响。

    • 食物丰度对宽鳍鱲的能量代谢、个性和集群行为的影响

      2021, 41(11):4428-4435. DOI: 10.5846/stxb201906171274

      摘要 (200) HTML (7) PDF 1.32 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:水生生境中的食物资源经常变化,鱼类的能量代谢和行为随食物丰度改变的可塑性调节具有重要的进化和生态意义。为考察食物丰度对机体行为和代谢的影响,以雌性宽鳍鱲(Zacco Platypus)为实验对象,分别测定实验鱼在高、低食物丰度组4周喂养期前后的标准代谢率(Standard metabolic rate,SMR)、个性及集群行为。研究发现:(1)经4周喂养,高食物丰度组的体重和SMR上升,而低食物丰度组维持不变,喂养期结束时高食物丰度组的体重和SMR均显著大于低食物丰度组;(2)食物丰度对个性没有显著影响,但集群时,低食物丰度组活跃性较高,凝聚力较低;(3)高食物丰度下SMR保持稳定,低食物丰度下SMR不稳定。研究表明:宽鳍鱲的个性不受食物丰度影响;但食物丰度减少导致能量代谢下降、鱼群活跃性上升和凝聚力下降,可能与食物丰度较低时代谢的适应性下调和食物资源竞争加剧导致的觅食活动需求上升相关。

    • 不同捕食者暴露对鲫幼鱼行为、运动和形态特征的影响

      2021, 41(11):4436-4446. DOI: 10.5846/stxb201907171517

      摘要 (193) HTML (5) PDF 1.29 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然界中鱼类的捕食者种类繁多,为验证猎物鱼针对不同捕食者是否会做出相异的反捕食策略选择,选取鲫(Carassius auratus)幼鱼为猎物鱼,乌鳢(Channa argus)和胡子鲶(Clarias fuscus)为捕食者,将鲫幼鱼分别暴露于空白(对照)、乌鳢、胡子鲶和双捕食者(同时存在乌鳢和胡子鲶)环境中持续2个月,随后考查不同组鲫幼鱼的生长、行为特征、形态和运动能力等指标之间的差异。结果表明:经过2个月的捕食胁迫处理,鲫幼鱼的自发运动、隐蔽场所利用率和勇敢性等行为指标在4个组之间均未表现出显著性差异。相比对照组,乌鳢、胡子鲶和双捕食者暴露组鲫幼鱼的快速启动反应时滞显著缩短(P<0.05);但所有处理组中仅乌鳢暴露组鲫幼鱼的快速启动120ms移动距离(S120ms)和体高(BD)显著高于对照组(P<0.05)。另外鲫幼鱼的临界游泳速度(Ucrit)和活跃代谢率(MO2active)在各组之间也未表现出显著差异。乌鳢暴露组鲫幼鱼快速启动能力的提升可能与形态上体高的提高有关;另外相比临界游泳能力,快速启动能力可能在鱼类逃避捕食者过程中更为关键;鲫幼鱼表现出对乌鳢的反应最为明显,可能与乌鳢口裂较大,给鲫幼鱼带来的威胁更大有关。整体而言,应对捕食胁迫时,鲫幼鱼仅表现出形态和快速启动能力的反捕食响应,其行为特征的保守性可能是对生长作出的妥协,这对于鱼类适应生境中长期存在的捕食胁迫十分关键。

    • 环境类型和代谢表型对中华倒刺鲃群体行为的影响

      2021, 41(11):4447-4459. DOI: 10.5846/stxb201907171513

      摘要 (187) HTML (2) PDF 1.53 M (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:鱼类个体因社会原因而聚集成群现象称作为鱼类群体行为,受到多种因素(如环境类型和能量代谢等)的影响。为考察代谢表型和环境类型对我国长江上游鲤科鱼类群体行为的影响,本研究以喜集群的中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)为实验对象,在(26.1±0.1)℃水温条件下对该种鱼进行4种代谢表型[低标准代谢率/低代谢空间(低SMR/低AS)、低标准代谢率/高代谢空间(低SMR/高AS)、高标准代谢率/低代谢空间(高SMR/低AS)、高标准代谢率/高代谢空间(高SMR/高AS)]的分型并且在不同生态环境(无食物隐蔽场所、食物、食物隐蔽场所)条件下拍摄实验鱼的群体行为。结果发现:(1)中华倒刺鲃群体中的个体空间位置不受环境类型和代谢表型的影响;(2)中华倒刺鲃在空白环境(无食物隐蔽场所)和食物环境中的个体(群体)游泳速度和移动距离低于食物隐蔽场所环境,但前两种环境的个体游泳速度同步性高于食物隐蔽场所环境。(3)低SMR/低AS表型的个体空间位置的变异系数显著低于其它3种代谢表型;高SMR/高AS表型的最近邻距离以及与群体中间距离均大于低SMR/高AS和低SMR/低AS的两种代谢表型。然而,每种代谢表型在不同环境之间的最近邻距离均无差异。研究表明:虽然中华倒刺鲃群体中的个体空间位置不受环境类型和代谢表型影响,但不同代谢表型间的最近邻距离存在显著差异,暗示个体间的相互吸引力具有代谢表型依赖性;环境复杂性的增加可能不影响中华倒刺鲃的群体协调性。

    • 唐家河国家级自然保护区川金丝猴生境适宜性评价

      2021, 41(11):4460-4468. DOI: 10.5846/stxb201910082078

      摘要 (253) HTML (19) PDF 3.06 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境适宜性评价是濒危物种保护的重要基础。川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)是栖息于温带森林的、中国特有的珍稀灵长类动物。位于岷山山系的四川唐家河国家级自然保护区是川金丝猴的重要分布地之一,但涉及该地区川金丝猴的生境信息却较缺乏。运用最大熵(Maximum entropy,MaxEnt)模型对四川唐家河国家级自然保护区川金丝猴不同季节的生境适宜性进行了研究,发现四个季节的训练集和验证集的受试者工作特征曲线下面积(Area under the receiver operator characteristic curve,AUC)值均超过0.8,说明模型预测结果较好。结果显示:(1)影响不同季节川金丝猴分布的主要因子是海拔、河流和道路。(2)川金丝猴的适宜生境面积存在季节性变化。其中,春季的适宜生境面积最大,为233.94 km2,占全区面积的58.48%;夏季的次之,为192.75 km2,占48.19%;秋冬季的适宜生境面积相对较低,分别为145.54 km2(占36.39%)和142.63 km2(占35.66%)。(3)川金丝猴的适宜生境分布具有明显的季节性垂直变化。研究揭示保护好完整的森林植被带对川金丝猴的生存具有重要意义,尤其要重视对人为干扰较强的低海拔生境的保护。

    • 长白山次生杨桦林优势更新幼苗空间分布及环境解释

      2021, 41(11):4469-4475. DOI: 10.5846/stxb201903110458

      摘要 (226) HTML (4) PDF 833.94 K (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解长白山次生杨桦林中优势更新幼苗的空间分布及其与环境因子之间的关系,以5.2 hm2(200 m×260 m)固定样地更新幼苗的全面定位调查和环境因子调查本底数据为基础,对样地内个体数量排序前5的优势更新幼苗进行分析。结果表明:在中小距离尺度上,水曲柳(Fraxinus mandshurica)(0-90 m)、色木槭(Acer mono)(0-60 m)、紫椴(Tilia amurensis)(0-60 m、90-150 m)和假色槭(Acer pseudo-sieboldianums)(0-90 m)更新幼苗的空间分布关系为显著正自相关,呈聚集性分布;群落水平上,环境变量和空间变量对5种优势更新幼苗的空间分布变异解释能力为61%,其中,纯粹空间变量的解释度为56%,而纯粹环境变量的解释度不足1%;种群水平上,环境因子对更新幼苗的空间分布有一定影响,其中,水曲柳幼苗的空间分布与土壤有机质、土壤全钾和土壤水分显著相关,色木槭幼苗的空间分布与土壤有机质和土壤全磷显著相关,紫椴幼苗的空间分布与土壤全磷显著相关,假色槭幼苗的空间分布与土壤水分显著相关;簇毛槭(Acer barbinerve)幼苗的空间分布与环境因子未表现出显著的相关性。长白山次生杨桦林中优势更新幼苗多为聚集性分布,环境因子对其分布有一定影响。

    • 小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状和光合特性对淹水的响应

      2021, 41(11):4476-4483. DOI: 10.5846/stxb201904250851

      摘要 (224) HTML (9) PDF 1.19 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶性状与光合生理特性对淹水的响应分析,有助于理解水淹生境中沼泽湿地植物叶片构建模型及其光合作用机理。按照小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短变化设置:I (轻度淹水区,静水持留60-90 d)、Ⅱ (中度淹水区,静水持留90-150 d)、Ⅲ (重度淹水区,静水持留150-210 d)3个梯度,研究了小苏干湖湿地典型泌盐植物海乳草叶性状与光合生理特性对不同淹水生境的响应变化。结果表明:随着静水持留时间变长,土壤含水量逐渐增大,含盐量和光合有效辐射逐渐减小,湿地群落的盖度、密度呈增加趋势,地上生物量呈先减小后增加趋势;海乳草叶片的叶面积呈增加趋势,叶厚度、净光合速率和气孔导度呈减小趋势,叶干重和蒸腾速率变化不明显;不同生境条件下的海乳草净光合速率、蒸腾速率与叶面积、叶厚度之间均存在着显著差异(P<0.05)。随着静水持留时间的延长,海乳草选择增大叶面积,减小叶厚度的生长策略,适时调整叶片的净光合速率,实现植物叶片对吸收光能的有效利用,体现了植物在异质性生境中叶性状间的资源分配策略和光合产物积累模式。

    • 桂林岩溶石山青冈群落植物功能多样性和环境因子与坡向的关联研究

      2021, 41(11):4484-4492. DOI: 10.5846/stxb201906031169

      摘要 (195) HTML (7) PDF 1.20 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究群落水平上的植物功能多样性和环境因子与不同坡向(阴坡、阳坡)的关联,有助于理解不同坡向上植物群落的形成过程及其构建机制。本研究以桂林岩溶石山不同坡向上的青冈群落为研究对象,分析阴坡、阳坡植物功能多样性指数和环境因子的变化规律及植物功能多样性指数与环境因子的相关性。研究结果表明:(1)不同坡向上的功能丰富度、功能均匀度、功能离散度和功能分离度指数均具有显著的差异,且均表现为阴坡大于阳坡。(2)不同坡向上的土壤全磷含量、岩石裸露率和土壤有效磷含量均具有显著的差异,土壤全磷含量表现为阴坡大于阳坡,而岩石裸露率和土壤有效磷含量表现为阳坡大于阴坡。(3)多元逐步回归分析结果表明,在阴坡上功能离散度和功能分离度分别与岩石裸露率呈显著的负相关,而在阳坡上其相关性不显著;在阳坡上功能均匀度与土壤全磷含量、功能分离度与土壤有效磷含量呈显著的正相关,而在阴坡上其相关性不显著。

    • 海拔和郁闭度对祁连山青海云杉林叶凋落物分解的影响

      2021, 41(11):4493-4502. DOI: 10.5846/stxb201906171275

      摘要 (289) HTML (10) PDF 1.94 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究海拔和郁闭度对青海云杉林叶凋落物分解的影响,本文选择海拔为2850 m,3050 m,3250 m和3450 m四个梯度和高、中、低三个林分郁闭度,采用分解网袋法,研究青海云杉叶凋落物分解速率及分解过程中N、P元素变化。结果表明,质量损失率随时间在波动增大。分解速率先减小后增大,不同海拔下分解速率为K3450 > K3050 > K3250 > K2850,不同郁闭度下分解速率为K > K > K,青海云杉叶枯落物分解50%和95%所需时间约为5.3 a和22.7 a。枯落物分解过程中,N、P含量和累积系数在不同海拔和郁闭度下的变化不同,与季节变化有关。研究结果为祁连山森林生态系统地球化学循环奠定基础。

    • 太白山栎属树种叶片生态化学计量特征沿海拔梯度的变化规律

      2021, 41(11):4503-4512. DOI: 10.5846/stxb201908141695

      摘要 (274) HTML (7) PDF 1.14 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学能够反映植物对环境的适应性以及环境变化对植物的影响,是生态化学计量学的热点之一。研究亲缘关系相近物种对环境变化的适应差异对于深入了解植物的化学计量策略具有重要意义,而目前对于亲缘关系相近物种沿海拔梯度各如何变化未获得一致性的结论。因此,本研究在秦岭太白山海拔约1100-2200 m范围内,对槲栎(Quercus aliena)、栓皮栎(Q.variabilis)、锐齿栎(Q.aliena var.acuteserrata)、辽东栎(Q.wutaishansea)这4种栎属树种的叶片C、N、P含量进行测定与分析,考察叶片化学计量特征随海拔的变化趋势,同时量化气候、土壤和地形3种影响因素对其变异规律的解释程度。结果表明:(1)总体来看,4树种叶片C含量随海拔升高先上升后降低,叶片N含量和N:P则表现出随海拔升高而降低的趋势,而叶片C:N随海拔升高而升高。(2)不同树种随海拔的变化趋势不同:槲栎与锐齿栎具有相似性,叶片N、P含量都随海拔升高显著降低,C:N都随海拔升高显著升高;栓皮栎的叶片N含量和C:N与前两者呈现相反趋势;辽东栎叶片C含量随海拔上升而下降,与栓皮栎相同,但其叶片P含量和N:P分别呈现先升高后降低、先降低后升高的曲线变化趋势。(3)叶片不同化学计量特征值受到不同因子的影响。其中,叶片N含量和C:N主要受气候因子影响(解释度为39.91%和36.59%);叶片C含量主要受土壤因子影响(解释度为25.22%);叶片P含量、N:P和C:P则主要受到土壤因子和坡度影响(解释度有23.70%-39.83%),且这两个因子的交互效应影响较大(交互效应解释度有16.24%-24.72%)。本研究结果说明:(1)亲缘关系较近的物种在应对环境变化时,也会有不同的变化格局及对应的养分策略,而且这能在一定程度上解释它们的地带性分布规律;(2)地形因子会与土壤因子共同影响植物的化学计量特征,在研究山地森林生态系统时,坡度也是需要考虑的重要影响因子。

    • 水淹胁迫诱导喜旱莲子草茎发生类环割效应

      2021, 41(11):4513-4520. DOI: 10.5846/stxb201812052659

      摘要 (173) HTML (7) PDF 1.26 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水淹环境中,喜旱莲子草水面上未受淹的茎段常表现出增粗膨大的现象。遭受水淹的植物被淹没的组织和器官会面临氧气缺乏和能量供应不足的问题。植物体内碳水化合物的运输需要消耗能量,当因水淹而使植株被部分淹没(即地下部分全部和地上部分的一部分被淹没)时,由于水淹缺氧导致能量供应不足,碳水化合物在植物被淹组织内的运输可能受限从而在水面上的未淹茎段中积累并对未淹茎段的径向形态产生影响。为探究水淹环境中喜旱莲子草未受淹茎段增粗膨大是否与碳水化合物积累有关,对茎被水淹和茎不受水淹的喜旱莲子草进行对比研究,结果发现:(1)水淹的喜旱莲子草位于水面上的未淹茎段节间平均直径显著大于水面下受淹茎段节间平均直径,未淹茎段与受淹茎段相比发生显著的膨大现象;未水淹的喜旱莲子草其茎的上部茎段节间平均直径与下部茎段节间平均直径相比并无显著差异,上部茎段也无明显膨大现象。(2)水淹的喜旱莲子草位于水面上的未淹茎段碳水化合物含量显著高于未水淹的喜旱莲子草对应茎段的碳水化合物含量。本研究表明,水淹胁迫下喜旱莲子草位于水面上的未受淹茎段中碳水化合物发生积累,导致植株位于水面上的未受淹茎段发生与物理环割后类似的茎膨大现象。

    • 林分密度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

      2021, 41(11):4521-4530. DOI: 10.5846/stxb201909231988

      摘要 (229) HTML (6) PDF 1.32 M (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:以杉木人工林为研究对象,探究4种林分密度(A:650株/hm2;B:1100株/hm2;C:1250株/hm2;CK:1650株/hm2)林下物种多样性、生物量以及土壤理化性质及其之间的相关性。结果表明:(1)灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数及草本层中Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Patrick丰富度指数随林分密度的增加均呈现出双峰型变化趋势,在密度A和C处均出现峰值;灌木层Simpson指数、Pielou均匀度指数随林分密度升高而降低,且灌、草层4种多样性指数最小值均出现在密度CK处。(2)草本层生物量比灌木层高。草本层总生物量(地上+地下)随密度的增大而减少,凋落物的量则随密度的增大而增大。(3)土壤养分含量和林下植物多样性指数随林分密度增大的变化趋势大致相同,且有机质含量在密度A取得最大值。(4)灌木层Shannon-Wiener指数、Patrick丰富度指数与全氮、水解氮、有效磷、有机质呈显著正相关;草本层植被物种多样性与土壤理化性质无显著相关性。(5)各指数与灌木层生物量的相关性较强。综上所述,密度A (650株/hm2)能够促进杉木林林下植被发育,增加林下植被物种多样性、生物量和有机质,可提升维持地力的能力,有利于杉木林稳定持续发展。

    • 滨海盐碱地根际溶磷细菌磷素转化特征

      2021, 41(11):4531-4540. DOI: 10.5846/stxb201906211315

      摘要 (221) HTML (4) PDF 1.52 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨溶磷细菌对土壤磷素的转化效果,提高黄河三角洲盐碱地土壤肥力。从黄河三角洲盐地碱蓬根际土壤中选取一株高效溶磷细菌RPB03,采用单因子实验,探究不同环境因子对RPB03菌株溶磷效果的影响。结果表明:RPB03菌株为Pantoea vagans,隶属泛菌属。在密闭培养方式下,溶磷菌RPB03菌株在较高的盐度、温度和碱性条件下,溶磷量皆达到300 mg/L以上,溶磷能力良好。盆栽实验结果表明,该菌可有效促进土壤中无效态磷向有效态磷的转化(有效磷含量从0.029 mg/kg提升至0.043 mg/kg)。研究表明,RPB03菌株是一株耐盐碱性较强的高效溶磷细菌,适合在黄河三角洲盐碱地中生存,且其存在对提升黄河三角洲盐碱土壤有效磷含量具有促进作用。

    • 黄河源区不同退化程度高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系研究

      2021, 41(11):4541-4551. DOI: 10.5846/stxb201908201735

      摘要 (225) HTML (1) PDF 2.35 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:近些年来,气候暖干化和过度放牧导致黄河源区高寒草原发生明显退化,严重影响了当地畜牧业和环境的可持续发展。退化后,植被群落生产力、物种多样性和土壤因子之间相互作用、相互影响,使生态系统持续恶化。以往的研究中研究人员对退化后群落生产力和物种多样性关系关注较多,但对退化过程中土壤要素变化的重视程度往往不够。因此,探究不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系对于认识高寒草地退化过程及退化草地恢复具有重要现实意义。在黄河源区采用空间分布代替时间演替的方法,根据植被和土壤特征选取了未退化到严重退化5个退化梯度,探讨不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系。结果表明:1)随着退化程度的加剧,群落地上和地下生物量均呈先稳定后降低的趋势,在轻度退化阶段达到最大值,重度和严重退化阶段显著降低;2)Shannon-Wiener多样性指数在轻度和中度退化阶段显著增加了20%和15%(P=0.025和P=0.039),均匀度指数从未退化到重度退化变化不明显,严重退化阶段物种多样性指数均显著降低;3)土壤水分、各深度土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮均呈先稳定后降低的变化规律,土壤容重随着退化程度的加剧而显著增加;4)群落生物量、物种多样性与土壤养分呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,冗余分析结果显示土壤容重、硝态氮、有机碳是退化过程中驱动植被因子变化的主要因素。因此,针对不同退化阶段采取不同的恢复治理措施,尤其是改善土壤养分和物理性质,同时对中度和重度退化两个关键阶段应该给予更多的关注。

    • 枯落物输入变化对云南松林地CO2释放的影响

      2021, 41(11):4552-4561. DOI: 10.5846/stxb201908151704

      摘要 (193) HTML (6) PDF 1.06 M (83) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究枯落物输入变化对云南松(Pinus yunnanensis)林地CO2释放的影响。本研究于2018年3月至2020年2月,应用枯落物添加和去除实验(DIRT),设置对照(CK)、双倍枯落物(DL)、去除枯落物(NL)、去除有机层和A层(O/A-Less)、去除根系(NR)和无输入(NI)6个处理水平,采用Li-6400便携式光合作用测量仪及TRIME-PICO 64/32土壤温度水分测定仪对不同处理样地每月的CO2通量(Rs)、土壤温度和土壤水分(15cm)进行了测定。结果表明:(1)不同处理样地CO2通量均呈现出明显的月变化,7至8月最高,1至4月最低,平均值表现为Rs (DL)=8.10 μmol m-2 s-1 > Rs (CK)=6.27 μmol m-2 s-1 > Rs (NL)=5.44 μmol m-2 s-1 > Rs (NR)=4.46 μmol m-2 s-1 > Rs (O/A-Less)=3.86 μmol m-2 s-1 > Rs (NI)=2.94 μmol m-2 s-1。(2)与CK相比,DL样地CO2通量升高了29.12%,而去除地上枯落物和地下根系样地CO2通量显著降低,CO2通量平均变幅分别为α(NR)=-28.85%,α(NI)=-53.14%,α(O/A-Less)=-38.46%,α(NL)=-13.29%。(3)不同处理土壤水分和土壤温度均存在显著的月变化(P<0.01),NL和O/A-Less的土壤水分显著低于CK,而其余处理与CK间无显著差异(P>0.05);不同处理间土壤温度表现为NR和NI均显著高于CK,其余处理与CK间无显著差异(P>0.05)。(4)不同处理样地CO2通量与土壤温度呈显著指数相关(P<0.01),与土壤水分在NI和O/A-Less处理中无显著相关(P>0.05);与CK相比,NI、O/A-Less和NL处理的Q10增加,而NR和DL处理的Q10则降低;不同处理林地CO2通量与土壤水热因子双因素模型能更好的解释林地CO2通量的变化。本研究表明枯落物不同处理通过改变土壤碳输入和土壤环境因子从而影响生态系统碳排放,研究结果可为未来气候变化和人为干扰下云南松林的碳循环提供基础数据。

    • 秸秆还田土壤改良培肥基质和复合菌剂配施对土壤生态的影响

      2021, 41(11):4562-4576. DOI: 10.5846/stxb201903040406

      摘要 (206) HTML (8) PDF 2.73 M (135) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验,研究水旱轮作(冬小麦-夏水稻)中水稻秸秆全量还田条件下土壤改良培肥基质和复合菌剂配施对小麦土壤养分、土壤物理结构和土壤生物学性质及土壤微生物区系的影响,为快速土壤培肥、提高中低产农田产量提供实践基础和技术支持。试验于江苏省盐城市滨海县黄河湾项目基地进行,共设置五个处理:①土壤改良培肥基质+复合菌剂+常规化肥(MOS+CMA+CF);②复合菌剂+常规化肥(CMA+CF);③土壤改良培肥基质+常规化肥(MOS+CF);④常规化肥(CF);⑤不施肥对照(CK)。对小麦返青期(S1)、拔节孕穗期(S2)和成熟期(S3)分别进行土壤理化性质、土壤酶活性、微生物量碳氮和微生物区系分析。结果表明,与CK相比,MOS+CMA+CF处理能够在短时期内提高土壤速效养分含量(其中速效氮提高了23.59%、速效磷提高了40.74%、速效钾提高了43.78%),降低土壤容重,提高土壤孔隙度,显著提高土壤微生物量氮含量和土壤脲酶活性;同时,该处理还能在小麦返青期和拔节孕穗期增加土壤细菌和真菌多样性,提高微生物丰度,最终提高了小麦产量(与CK和CF相比,产量分别提高了149.29%和24.93%)。CMA+CF能够显著提高土壤纤维素酶活及土壤微生物量碳含量,表现出有较好的秸秆降解能力;并且在提高土壤理化指标含量、提高脲酶酶活、提高微生物量氮含量和小麦产量方面仅次于联合处理。由于MOS富含有机质,MOS+CF处理能够维持并提高土壤有机质含量、改善土壤物理环境。总之,短期内,MOS+CMA+CF处理提升土壤肥力,提高小麦产量的效果是最显著的;但CMA+CF处理在加速秸秆养分还田、改善土壤理化状况,增强微生物活性和丰富以及提高小麦产量方面也表现出优势,且复合菌剂经济方便有效,具有很好的田间技术推广价值。

    • 施肥方式对干旱半干旱地区土壤氨氧化微生物数量和群落的影响

      2021, 41(11):4577-4585. DOI: 10.5846/stxb201907121469

      摘要 (237) HTML (22) PDF 2.88 M (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是评估土壤氮循环和提高氮肥利用效率的重要指标。以内蒙古农牧业科学院旱作实验站长期定位实验为基础,通过实时荧光定量PCR和末端限制性片段长度多态性分析,研究了5种施肥方式(单施氮肥、单施有机肥、氮磷钾配施、有机无机配施和不施肥)对土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落丰度、结构和活性的影响。结果表明:单施氮肥、氮磷钾肥配施以及有机无机肥配施均能显著提高AOB的丰度以及土壤硝化潜势。Nitrosospiria cluster 3a.1是不施肥土壤中主要的AOB种群,而施用氮肥后优势种群转变为Nitrosospiria cluster 3a.2。Nitrosospiria cluster 3b的比例在施用有机肥处理土壤中显著升高。在干旱半干旱地区,土壤pH和含水量是解释AOB群落结构变化的关键环境因子。AOA的丰度在单独施用氮肥处理中显著升高,但不同施肥方式对AOA的群落结构没有显著影响。

    • 寒地稻田不同灌溉模式下稻株生长与水分消耗利用

      2021, 41(11):4586-4595. DOI: 10.5846/stxb201906221322

      摘要 (199) HTML (6) PDF 1.56 M (113) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示不同灌溉模式下水稻植株生长与水分消耗利用,通过蒸渗仪与田间小区结合的方法,以常规淹灌模式作为对比,研究了三种灌溉模式的水稻植株生长与水分消耗利用。试验结果表明:水稻植株体通过水分的自我调解来适应稻田生态系统变化,灌溉模式对水稻植株各器官的湿基含水率产生显著影响(P<0.05),控制灌溉模式能够有效地延缓水稻生育后期的根系衰老;作为水分的载体,水稻植株干物质积累量直接影响水稻的耗水量,控制灌溉模式下稻田生态系统的水稻耗水量较间歇灌溉和常规淹灌都有大幅度的降低,而水分利用效率大幅度提高;控制灌溉模式可以通过生长补偿效应来增加后期干物质的积累,从而提高籽粒产量。根据各灌溉模式水稻的腾发量结合实际降雨量,来调控稻田灌溉水量,能够有效地维持SPAC稻田生态系统平衡,保证农业和生态系统的可持续发展。研究结果可为寒地黑土区稻田生态系统水分消耗利用研究提供理论依据和技术支撑。

    • 基于NPP分配的生产和生态功能协同提升模式——以西藏拉萨河谷半农半牧村为例

      2021, 41(11):4596-4605. DOI: 10.5846/stxb201908301801

      摘要 (198) HTML (2) PDF 8.96 M (97) 评论 (0) 收藏

      摘要:在人类占用净初级生产力(HANPP)等研究基础上,提出了净初级生产力(NPP)权衡假设,即生态系统供给、调节服务的权衡受到HANPP各组分分配比例的影响;基于NPP权衡假设构建了生产生态协同提升模式效果的分析框架。以西藏拉萨河流域白朗村为例,基于实地采样、监测数据,分析了生态修复前、协同提升及河谷种草模式下,白朗村的HANPP组分、空间格局,以及生产、生态功能(牲畜养殖数量、碳固定服务和空气净化服务)。结果表明:在实施生态修复前,白朗村共有牲畜15990羊单位,HANPP为35.0 g C/m2,占潜在NPP的13.8%,其中收获导致的HANPPharv占40.0%;生态系统空气净化服务为12.0 g SO2 m-2 a-1,碳固定服务为6245.4 g C m-2 a-1。协同提升后,HANPP总量基本保持不变,但结构发生了变化,其中HANPPharv提高了4.2%,土地利用导致的HANPPluc降低了1.8%。同时,养殖牲畜数量增加6.3%,生态系统调节服务基本保持同一水平。在河谷种草模式下,HANPP总量相比实施生态修复前降低了67.0%,结构变化更加剧烈。HANPPharv增加了84.2%,为25.8 g C/m2;HANPPluc降低了167.0%,为-14.2 g C/m2。牲畜数量大幅增加了2.2倍(35195.0羊单位);而空气净化服务也提高了15.1%(13.8 g SO2 m-2 a-1),碳固定服务提高了5.0%(6560.1 g C m-2 a-1)。研究表明,NPP权衡假设可以为定量分析区域尺度生态系统服务权衡提供一定的理论支持,促进生产生态功能协同提升的生态修复模式优化。

    • 内蒙古荒漠草原防风固沙服务变化及其驱动力

      2021, 41(11):4606-4617. DOI: 10.5846/stxb201905231065

      摘要 (221) HTML (3) PDF 8.65 M (135) 评论 (0) 收藏

      摘要:荒漠化是内蒙古荒漠草原面临的最严重的生态环境问题之一,而风蚀则是造成土地退化的主要因素。采用修正风蚀方程(Revised wind erosion equation,RWEQ)定量评估了内蒙古荒漠草原2000和2017年的固沙量,并结合土地利用、降水、风速、植被覆盖度数据分析了该区域防风固沙服务的影响因素。结果表明:内蒙古荒漠草原的防风固沙服务表现出明显的空间异质性,不同土地利用类型提供的防风固沙服务有所差异,其中高覆盖度草地的固沙量相对较高。总体来说,2000年固沙量与降水、风速、植被覆盖度均为正相关,2017年固沙量与降水为负相关,与风速和植被覆盖度为正相关。2000-2017年内蒙古荒漠草原固沙物质总量增幅为53.95%,其中9.65%来源于土地利用变化区域,土地利用方式发生变化的面积占研究区总面积的5.6%。2000-2017年土地利用变化以林地的恢复、建设用地的扩张以及不同覆盖度间草地的转换为主。2000-2017年,风力因子的分布模式对防风固沙服务的空间分布变化的影响较大。总的来说,土地利用变化对内蒙古荒漠草原的防风固沙服务有一定的增强作用,防风固沙服务的空间分布在时间上的变化主要受气候因子的影响。

    • 地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用

      2021, 41(11):4618-4631. DOI: 10.5846/stxb201910162169

      摘要 (220) HTML (3) PDF 7.79 M (118) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全球气候变暖和频繁的人类活动影响下,青藏高原草地生态系统发生了生产力下降、生物多样性减少及生态功能退化等一系列现象。与传统观测技术相比,遥感技术具有大范围、快速和连续监测等优点,因此被广泛用于区域尺度的草地植被长时间序列监测。以往对青藏高原草原植被影响因子的研究多集中在气温与降水,而相比较于气温和降水,地表温度和土壤湿度直接作用于植物的根部,对植物种子的萌芽和植株的生长也都有着重要影响,所以地表温度和土壤湿度与植被生长的关系更加紧密。基于遥感技术,利用青藏高原草地区域的MODIS和AVHRR数据,选择草地植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了青藏高原草地退化遥感监测和评价指标体系,并对青藏高原2001-2017年的草地退化状况进行了遥感监测和评价。同时,利用遥感数据获取青藏高原区域尺度的地表温度和温度植被干旱指数数据,用于指示地表水热状况,最后基于回归方法分析了地表水热要素在青藏高原草地退化中的作用。结果表明:从2001-2017年,青藏高原植被退化程度空间差异明显,柴达木盆地和青海湖附近退化较为严重,喜马拉雅山脉北部、昆仑山脉南部、冈底斯山脉北部交汇的地区退化也较严重。在2001-2017年间,青藏高原草地未退化面积从50.60%上升到59.00%,说明青藏高原草地整体上在朝着改善的方向发展。2001-2017年内,青藏高原草地整体上大部分时间处于轻度退化状态,但是2001年和2015年这两个年份青藏高原草地退化整体上达到中等退化水平。通过回归分析发现,土壤湿度主导的对青藏高原草地的影响面积达到14.04%。地表温度主导的影响面积达到草地总面积的约36.61%。但地表温度与植被之间相互影响,且主要呈现负相关关系。其中,在温性草甸地区,当植被覆盖度较低时,地表温度正向影响植被生长。

    • 基于斑块复合属性特征的城市生态安全格局构建——以杭州市为例

      2021, 41(11):4632-4640. DOI: 10.5846/stxb201906101220

      摘要 (263) HTML (6) PDF 5.77 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市生态安全格局构建是保障国家与区域生态安全的基础与核心,是实现城市可持续发展的重要途径。生态源地识别与空间阻力面判断一直是生态安全格局构建中的技术难点。以杭州市为例,从城市生态斑块的复合属性特征出发,提取生态源地并判别空间阻力关系,运用最小累积阻力模型构建综合生态安全格局,明确城市关键性生态廊道的空间分布。结果表明:杭州城市生态安全格局围绕生态源地向周围辐射递减,整体呈东部低、西部高态势。源间连接通道对城市生态斑块维护具有较大影响。根据生态安全格局的不同等级划分了城市生态保障空间、城市生态缓冲空间以及城市生态过滤空间,并提出相应的格局优化策略,为城市生态网络建设提供参考,从而有效引导城市空间发展与规划。

    • 贵州百里杜鹃风景区旅游干扰对杜鹃群落特征的影响

      2021, 41(11):4641-4649. DOI: 10.5846/stxb201907021387

      摘要 (264) HTML (7) PDF 1.08 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示旅游干扰对于百里杜鹃风景区杜鹃群落特征影响,选取杜鹃纯林和杜鹃混交林两种杜鹃群落,分析干扰对群落结构及物种多样性的影响。采用典型抽样的方法进行样地设置和调查,通过旅游影响系数分析样地旅游干扰等级,并分析对比了不同旅游干扰程度和干扰方式对群落特征的影响。研究表明:1)百里杜鹃景区共有植被67科102属130种,其中杜鹃纯林共有植被97种,以马缨杜鹃、箭竹和露珠杜鹃为优势物种,杜鹃混交林共有植被115种,以马缨杜鹃、露珠杜鹃和映山红为优势种;2)两种杜鹃群落均在中等干扰水平时具有最高的Berger-Parker丰富度指数和Shannon多样性指数,中度干扰一定程度上促进了杜鹃群落物种多样性增加,不同的是两种群落的Shannon指数变化趋势不同,在杜鹃纯林中表现为中度干扰>轻度干扰>重度干扰,而在杜鹃混交林中中度干扰>重度干扰>轻度干扰,相较于杜鹃纯林,杜鹃混交林物种更为丰富,在旅游干扰下生物多样性更为稳定,抗干扰能力更强,而杜鹃纯林受旅游干扰波动显著;3)垃圾指数、踩踏指数与杜鹃混交林物种多样性指数、群落生长结构无明显相关性,而垃圾指数与杜鹃纯林Shannon多样性指数、物种数以及草本均高呈显著负相关,踩踏指数与杜鹃纯林灌木层高度、盖度呈现极显著负相关,与草本均高呈显著正相关;4)各杜鹃群落对旅游干扰有不同响应,为保持杜鹃群落稳定性,应在花季适当分流,严格控制杜鹃纯林的重度干扰。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(11):4650-4650.

      摘要 (151) HTML (0) PDF 1.23 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:

主编:傅伯杰

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