• 2021年第41卷第15期文章目次
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      摘要 (200) HTML (0) PDF 5.56 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 2011和2019年生物多样性维护型国家重点生态功能区状态及变化评估

      2021, 41(15):5909-5918. DOI: 10.5846/stxb202011042818

      摘要 (605) HTML (90) PDF 3.44 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:适时掌握国家生物多样性维护型重点生态功能区的生境质量状况及其变化特征,是国家生物多样性保护战略规划及措施实施的重要科学依据。针对生物多样性维护型国家重点生态功能区,重点考虑生态系统结构与功能、人类活动的生态胁迫、人类社会响应3方面影响因素,构建生物多样性综合评估指标体系,评估了生物多样性维护型国家重点生态功能区2011和2019年的状况及变化。结果表明:(1)从2011到2019年,生物多样性维护国家重点生态功能区内人口以迁出为主,但路网密度显著上升,人类干扰指数和生态空间破碎度仍然呈增加趋势;(2)2011和2019年,各生物多样性维护型生态功能区综合评估指数BDI总体上均维持在0.4以上,生境质量总体上处于中、良等级范围内;(3)从2011年到2019年,各生态功能区BDI值平均从0.582上升到了0.606,中、良等级的功能区占比从61.5%提升到了76.9%;(4)从2011年到2019年,有2个生态功能区的BDI值出现下降,占比15.4%。近十多年内,生物多样性维护型国家重点生态功能区总体上呈现持续向好的变化趋势,但人口密度、路网建设、生态空间破碎度等因素,仍然是今后一定时期内国家生物多样性保护面临的关键压力,而加大保护区面积并严格控制,是缓解压力的有效途径。

    • “三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力——以甘肃省为例

      2021, 41(15):5919-5928. DOI: 10.5846/stxb201909201969

      摘要 (400) HTML (137) PDF 5.46 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国社会经济快速转型背景下土地利用变化所引发的环境问题被广泛关注。以土地利用现状遥感监测数据和统计资料为数据源,借助ArcGIS和SIMCA-P软件平台,基于"三生"空间视角,通过生态环境质量指数测度了1980-2018年甘肃省土地利用转型的生态环境效应,并运用偏最小二乘法揭示生态环境质量演变的驱动机制。研究发现:(1)"三生"空间结构演化和地域分异显著。生产、生活空间集中分布于河西走廊、陇中和陇东黄土高原并呈扩张态势;生态空间主要分布于陇南山地、甘南高原、祁连山地和河西走廊以北地带且整体呈缩减趋势;生产、生活空间的增长源于对生态空间的侵占。(2)生态环境质量改善和恶化趋势并存,整体上经历了先下降后上升的"U"形演化过程;空间上呈"东南高-西北低"的分布特征,空间格局演化具有明显的集聚性。(3)生态建设、科技进步等对生态环境改善具有明显的促进作用;而人口增加、社会消费水平提升在一定程度上加剧了生态环境压力;对外贸易对生态环境的影响具有双面性。

    • 基于增强回归树与区域增温敏感性指数的城市升温效应空间分异

      2021, 41(15):5929-5939. DOI: 10.5846/stxb202008272230

      摘要 (314) HTML (90) PDF 8.13 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:热岛效应已成为城市化进程中备受关注的城市生态环境问题。有关城市热岛效应的研究对区域在地表升温过程中的空间分异关注尚不足。通过设计区域增温敏感性指数,借助增强回归树(boosted regression tree,BRT)机器学习算法,量化城市不同区域在地表升温过程中的敏感性差异。结果表明:(1)上海市各辖区增温敏感性从高至低依次是:黄浦区、杨浦区、虹口区、静安区、普陀区、徐汇区、长宁区、宝山区、闵行区、浦东新区、嘉定区、奉贤区、松江区、青浦区、金山区、崇明区;(2)区域增温敏感性在不同的温度梯度下具有明显差异,在高温梯度下区域间指数值的差异最大;(3)地表覆被的增温敏感性存在明显的区域分异特性;(4)基于BRT的增温敏感性指数具有较好的指示意义和较高的灵敏度。在城市热环境持续恶化背景下,探讨城市异质空间中地表温度变化的敏感性可为城市热环境调控提供科学依据。

    • 赣南地区景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响

      2021, 41(15):5940-5949. DOI: 10.5846/stxb202006171584

      摘要 (321) HTML (101) PDF 7.02 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:赣南地区是我国南方丘陵山地带的重要组成部分,开展景观格局变化特征及其对生态系统服务能力的影响研究,对探索该区域生态系统服务能力提升途径具有重要的理论和现实意义。基于赣南地区2000、2010、2018年3期Landsat TM/ETM遥感影像及DEM数据,采用Fragstats 4.2软件,以生态系统服务当量因子表为基础,探讨2000-2018年期间赣南地区景观格局和生态系统服务价值变化,开展该区域景观格局指数与生态系统服务价值的相关性分析。结果表明:(1)2000-2018年期间,赣南地区受人为干扰比较大,景观破碎化程度增加,景观异质性增高,类型复杂程度增强,斑块分离度增大,景观中优势斑块类型形成了比较良好的连接性;(2)生态系统服务价值由2560.97亿元/a减少到2523.54亿元/a,林地对生态系统服务价值减少的贡献率达到83.13%以上,生态系统服务类别中食物生产价值先增加后减少,其他类别价值均降低;(3)生态系统服务价值与蔓延度指数呈正相关、与香农多样性指数呈负相关。因此,快速城镇化背景下人为活动引起的景观格局变化使赣南地区生态系统服务能力降低,优化调整区域或县市区景观格局,将提升该区域的生态系统服务能力。

    • 九寨沟自然保护区生态安全动态评价及障碍因子

      2021, 41(15):5950-5960. DOI: 10.5846/stxb202002130243

      摘要 (366) HTML (109) PDF 5.28 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全是国家安全体系的重要基石,自然保护区在涵养水源、维持生态平衡等方面发挥着重要作用,可有效缓解社会快速发展对自然环境的破坏,是维持区域生物多样性的重要安全屏障。九寨沟自然保护区地处生态脆弱敏感区,在自然灾害和人类活动叠加影响下的生态安全状况备受各界关注。基于此,采用PSR模型和障碍因子分析法,从资源环境、人类活动、社会经济等方面选取23项指标构建评价体系,综合评价九寨沟保护区20年来的生态安全动态变化,探明主要影响因素。研究表明:(1)2001-2019年九寨沟生态安全指数呈曲折上升趋势,从0.7933增加至0.8623,其中压力和状态安全指数呈波动下降趋势,响应指数呈逐年波动上升趋势。(2)总体而言,保护区处于"安全"状态,仅个别年份受地质灾害影响,降至"临界安全"水平,安全等级演变历程为"安全-临界安全-安全-临界安全-安全"。(3)保护区生态安全的障碍主要来自于响应层,主要障碍指标为保护区居民数年增长率(C2)、地质灾害发生次数(C6)和法律完善程度(C22),障碍度分别为12.63%、10.53%和9.47%。(4)随着灾害防治措施和管理体制的不断优化完善,最大障碍因子经历了由法律完善程度(C22)、污水处理设施完善程度(C20)和地质灾害防控措施完善程度(C17)到地质灾害发生次数(C6)、保护区居民数年增长率(C2)的变化。未来需加大环境保护投入力度、提升灾害防治技术和保护管理应对措施,进一步优化社区共管体制,探索自然保护与社区居民和谐可持续发展的科学路径,稳步提升九寨沟保护区生态安全水平。

    • 西南贫困山区路网扩张与生态环境压力的关系

      2021, 41(15):5961-5972. DOI: 10.5846/stxb202005251331

      摘要 (271) HTML (90) PDF 6.45 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通路网建设在促进贫困地区经济发展的同时给生态环境带来了诸多影响,处理好两者之间的关系对实现经济-生态的协同发展具有十分重要的意义。基于重庆市贫困区县奉节县和非贫困区县涪陵区2010年、2014年和2018年3年的道路网络数据和生态足迹数据,构建道路网络通达度与生态环境压力两个指标体系,其中道路网络通达度选用道路密度和道路连通度两个指标表征,生态环境压力使用生态足迹表征,并将生态足迹中对路网扩张影响最大的"建设用地"和"化石能源用地"进行加和组成"建-化足迹",通过计算增幅率指数比较道路密度、道路连通度及"建-化足迹"三者之间的变化趋势,以探究生态足迹内部与道路通达度之间的关系。结果显示:(1)西南山区贫困与非贫困区县道路连通度、道路密度、生态赤字、"建-化足迹"四项指标逐年增长,总体变化趋势一致,贫困区县在研究时段呈现更快速的增长趋势。(2)西南山区贫困与非贫困区县研究时段生态环境压力进一步扩大,表明经济-生态的发展整体处于不协调状态,且有持续恶化的趋势。(3)西南山区贫困区县"建-化足迹"与道路连通度两项指标研究时段内增幅率分别为0.40和0.42,故两者关系较为一致,表明其道路布局结构对生态环境压力更大;非贫困区县"建-化足迹"与道路密度两项指标研究时段内增幅率分别为0.34和0.33,故两者关系较为一致,表明其生态环境压力更多受到道路建设规模的影响。因此,研究结论对于制定山区贫困县交通基础设施建设、生态环境规划与区域发展战略等具有参考价值。

    • 武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例

      2021, 41(15):5973-5987. DOI: 10.5846/stxb202012183216

      摘要 (286) HTML (98) PDF 3.38 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系,其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中,建立了耦合协调度模型,并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了2010-2018年武陵山片区六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调度的时空分异。结果表明:(1)各中心城市的耦合协调基础较好,且呈现出良好的发展态势。(2)各中心城市的空间差异明显,2010年、2015年与2018年六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调发展内部差异性较大,东部大于西部,怀化市"单核"特征明显。(3)武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度没有实现突破性、跨越式的提升,且城镇化滞后的问题较为明显,影响了两者实现高耦合协调度的进程。研究认为须要坚持以绿色为底色,以生态为引领,加快提升武陵山片区城镇化发展水平,走出一条绿色生态的城镇化高质量发展新路。

    • 雄安新区河流健康评价

      2021, 41(15):5988-5997. DOI: 10.5846/stxb202004070817

      摘要 (281) HTML (93) PDF 4.82 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安新区地理环境敏感,生态环境较为脆弱,研究新区河流健康对维护区域水生态平衡,实施京津冀协同发展战略及疏解北京非首都功能具有重要意义。以雄安新区4条河流为研究对象,基于高分二号遥感影像、地理信息数据和实测数据,构建由水文水资源、河流水质、河流底泥、河流生物、河流生境和社会服务构成的河流健康评价指标体系,并用主客观赋值法得到各指标的综合权重,进而计算河流的综合健康指数,以此对河流健康情况进行评价。结果表明不同河流的准则层指标的健康指数和河流综合健康指数存在差异性,其中白沟引河综合健康指数为0.640,处于健康状态;府河的综合健康指数为0.484,处于亚健康状态;瀑河和孝义河均处于病态,综合健康指数为0.269和0.228。总体表现同一河流不同河段以及不同河流存在明显的空间异质性,府河和白沟引河的健康状态明显好于孝义河和瀑河,同时除孝义河不同采样点的健康情况没有差别,府河、瀑河和白沟引河三条河流不同采样点之间的健康状况存在一定的差别,河流入淀处健康状况普遍比中游健康状况好。这为后期生态需水及其整个新区的生态功能提升提供了参考依据。

    • 区县生态系统健康评价方法——以东莞市各镇区为例

      2021, 41(15):5998-6011. DOI: 10.5846/stxb202005211296

      摘要 (253) HTML (86) PDF 13.52 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有城市生态系统健康研究多集中在城市及城市群层面,未能深入探究城市内部特征。鉴于此,聚焦区县生态系统健康状况,进一步探究城市内部的健康分布特征;提出了"发展水平-服务功能-抵御干扰-自我维育"四维区县生态系统健康评价框架,并建立了相应的多层级指标体系,构建了区县生态系统健康评价模型;在分析区县生态系统健康变化过程及空间分异特征的基础上,识别区县生态系统健康的主要贡献因子。针对东莞各镇区的研究结果表明:1995-2015年间,各镇区生态系统健康状态总体趋于恶化,其中西南地区生态系统的退化比东南地区更为明显。自我维育对各镇区生态系统健康变化具有重要影响,主要瓶颈在于快速发展过程中土地资源的稀缺及较低的利用效率。对区县生态系统健康的研究可以帮助决策者了解城市生态系统复杂的内部特征,在此基础上更好地平衡区域发展、维护城市生态系统健康。

    • 基于承灾脆弱性与生态系统服务供需匹配的城市空间治理分区

      2021, 41(15):6012-6023. DOI: 10.5846/stxb202007301982

      摘要 (264) HTML (132) PDF 10.26 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市空间普遍面临抵御灾害能力不足的问题。构建承灾脆弱性视角下的城市生态系统服务供需分析框架对提升国土空间抵御灾害的能力具有重要意义。以珠海市为例,选择与提升区域抵御自然灾害能力高度相关的生态系统服务类型,运用InVEST模型及遥感信息模型评估生态系统服务供给,构建承灾脆弱性评价模型评估需求,利用供需匹配分析识别亟需治理的风险区。研究结果表明:(1)珠海市生态系统服务有高供给高需求、高供给低需求、低供给高需求和低供给低需求4种供需匹配类型,各项服务供需失衡程度为土壤保持服务>水源涵养服务>台风灾害防护服务;(2)基于供需匹配类型和主导风险类型划分了四大类风险区,高危、中危、低危风险区和安全区面积占比为29.23%、21.70%、33.06%、16.01%,风险区等级与建设用地面积占比之间存在较好的对应关系;(3)根据风险区类别提出了多项风险综合治理区、双项风险复合治理区、主导风险专项治理区3种治理策略分区。生态系统服务供需匹配分析通过识别承灾脆弱性与承灾能力不匹配的热点区域,为区域/城市国土空间治理和增强国土空间抵御灾害的能力提供参考。

    • 城市小型景观水体CO2与CH4排放特征及影响因素

      2021, 41(15):6024-6037. DOI: 10.5846/stxb202005141226

      摘要 (267) HTML (96) PDF 2.31 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:淡水生态系统被认为是大气温室气体排放的重要来源,尤其在人类活动影响下,其排放强度可能进一步增强。城市小型景观水体是城市生态系统的重要组成,具有面积小、数量大以及人类干扰强的特征,其温室气体排放特征及影响因素尚不清楚。选择重庆市大学城8个景观水体和周边2个自然水体为对象,于2019年1、4、7、10月,利用漂浮箱和顶空法分析了水体CO2与CH4的溶存浓度及排放通量,旨在揭示城市小型景观水体CO2与CH4排放强度、时空变异特征以及影响因素。结果表明,10个小型水体CO2、CH4的溶存浓度范围分别为10.75-116.25 μmol/L和0.09-3.61 μmol/L(均值分别为(47.6±29.3)μmol/L、(1.13±0.56)μmol/L),均为过饱和状态;漂浮箱法实测的8个景观水体CO2和CH4排放通量均值分别为(72.7±65.9)mmol m-2 d-1和(2.31±3.48)mmol m-2 d-1(顶空法估算值为(69.7±82.0)mmol m-2 d-1和(3.69±2.92)mmol m-2 d-1),是2个自然水体的3.5-6.1和2.0-4.5倍,呈较强的CO2、CH4排放源;居民区景观水体CO2和CH4排放略高于校园区,均显著高于对照的自然水体;CO2排放夏季最高,秋季次之,冬、春季最低,CH4呈夏季>秋季≈春季>冬季的季节模式,温度和水体初级生产共同影响CO2和CH4排放的季节模式;水生植物分布对景观水体CO2、CH4排放有显著影响,有植物分布的水域比无植物水域平均高1.97和2.94倍;漂浮箱法和顶空法测得气体通量线性关系较好,但顶空法测得CO2通量在春季明显偏低,而CH4则普遍偏高。相关分析表明,景观水体碳、氮浓度、pH值以及DO等对CO2排放具有较好的指示性,CH4排放通量主要与水体中碳、磷浓度有关。城市小型景观水体CO2、CH4排放通量远高于大部分已有自然水体的研究结果,呈一种较强的大气温室气体排放源,在区域淡水系统温室气体排放清单中具有重要贡献,未来研究中应给以更多关注。

    • 生态约束下闽三角城市群城镇发展特征与转型路径

      2021, 41(15):6038-6050. DOI: 10.5846/stxb202002190294

      摘要 (237) HTML (96) PDF 13.51 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国城市群快速发育与增长的同时也伴随着巨大的生态代价。基于生态约束视角提出城市群可持续发展的"供需-效率-结构"三维测度模型,以闽三角城市群为实证,综合运用生态足迹、生态承载力与信息熵模型,从资源供需关系、发展生态效率与生态本底结构三个方面评价其2018年区域城镇可持续发展空间分异规律,并进一步探究其影响因素与转型发展路径。研究发现:(1)闽三角区域城镇发展空间分异明显,具体表现为南北差异与海陆差异,空间集聚效应正在形成。(2)城镇可持续发展潜力与能源消耗和经济发展水平呈显著负相关,而人口、城镇化、经济、能源消耗等影响因素对资源供需关系、发展生态效率与生态本底结构三个子系统的影响机制存在差异。(3)鉴于影响机制差异,采用系统聚类法将闽三角城镇划分为赤字型、失衡型、粗放型与可持续型四类,针对不同类型城镇的主要发展制约因素提出相应的转型发展路径。研究希望为城市群可持续发展研究提供新的思路,为闽三角区域城镇转型发展提供参考与借鉴。

    • 北京市生态涵养区生态资产时空格局及驱动因素

      2021, 41(15):6051-6063. DOI: 10.5846/stxb202006171572

      摘要 (296) HTML (109) PDF 12.48 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态涵养区作为重要的生态屏障和水源保护地,是北京市实现绿色发展和生态保护的重要支撑。基于改进的生态资产估算模型,获得2000年、2005年、2010年和2015年4期北京市生态涵养区生态资产时空分布格局,基于栅格尺度数据进行面板固定效应回归和分位数回归,检验了生态资产时空格局的驱动因素。结果表明:(1)北京市生态涵养区4期生态资产呈先快速增长后缓慢降低的趋势,森林生态系统积累生态资产价值占比长期保持在70%以上,是生态涵养保护的重要支撑,但2015年其占比较2010年下降了3个百分点。(2)气候变化中年均降雨量对生态资产具有显著的促进作用,年均气温的升高对低分位水平下的生态资产具有显著的抑制作用,而对高分位水平的生态资产有正向推动作用;人为干扰度稳定在一定范围内时对生态资产具有显著的正向促进作用;像元单位空间人口的增加对生态资产有阻滞作用;像元单位空间GDP的增加对生态资产有显著的促进作用。(3)陡坡地和斜坡地的生态资产均在每年360亿元以上,远高于其他坡度的生态资产;南坡面积占比最大,其生态资产积累最高,东北坡次之;低山丘陵地带占比高达71.45%,生态资产的年均值远高于其他区域。

    • 基于多出行模式两步移动搜索法的广州多尺度绿地可达性与公平性研究

      2021, 41(15):6064-6074. DOI: 10.5846/stxb202004080829

      摘要 (302) HTML (137) PDF 24.42 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿地可达性与公平性是衡量城市居民接触和使用绿地便捷程度与机会的重要指标,也是评价和反映城市绿地资源空间配置科学性与合理性的重要体现,并与城市环境、生态、健康、社会和可持续发展密切相关。已有研究较少从多个尺度、多种出行模式测度绿地可达性与公平性。以广州为研究区域,结合出行O-D点智能查询系统(Travel O-D Point Intelligent Query System,TIQS)构建了多出行模式两步移动搜索法模型(Multi-mode Two-step Floating Catchment Area Method,M2SFCA)和绿地公平性模型,对广州绿地可达性和公平性空间格局与差异进行了研究。研究发现:(1)广州多尺度绿地可达性水平存在明显的"城郊两极化"空间差异,低绿地可达性区域集聚于人口密度较高的中心城区,而人口较少的外围城市区域绿地可达性值普遍较高。(2)广州市域绿地资源空间分布处于严重不公平状态(绿地公平性指数为0.58),且各行政区之间也存在较大差异,南沙区、天河区和花都区绿地公平性相对较好,其他区域绿地资源空间分配均有待提高与优化。(3)在镇街层面,有73.29%的镇街绿地资源空间分配处于高度平均水平(绿地公平性指数≤0.2);在社区层面,低可达性-公平类型的社区数量最多(占社区总量的39.85%),高可达性类型的社区分布最少:有15.91%的社区属于高可达性-公平类型,有12.94%的社区属于高可达性-不公平类型。研究结论将为优化城市区域绿地空间结构、保障绿地空间公平提供科学依据。

    • 基于卫星跟踪大天鹅春季迁徙时间及其影响因素

      2021, 41(15):6075-6082. DOI: 10.5846/stxb202004230974

      摘要 (377) HTML (90) PDF 1.39 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:候鸟春季迁徙时间与其能否顺利完成迁徙过程,以及对繁殖地的成功选择和繁殖成效密切相关,通过对大天鹅越冬地和停歇地的春季迁徙时间选择原因及其影响因素进行分析,有助于深入理解候鸟春季迁徙时间策略和栖息地保护状况。2015年2月和12月,在河南三门峡湿地捕捉了60只越冬大天鹅并佩戴卫星跟踪器,获取了详细的大天鹅在越冬地和停歇地的春季迁徙时间等信息,并进一步分析了春季迁徙时间与气候因子的相关性。结果表明,大天鹅主要在夜间22:00-0:00和0:00-1:59迁离越冬地。大天鹅迁离越冬地的日期与温度呈显著性正相关,迁离时多选择顺风且风速较小的天气。大天鹅迁离越冬地后主要是在夜间飞行,而迁离停歇地后主要是在日间飞行。越冬地的温度越高,越有利于植物的生长,大天鹅可以快速地积累能量,提前开始春季迁徙。野外调查表明,内蒙古黄河中上游作为迁徙的重要停歇地,春季两岸捕鱼、农耕和放牧等为活动较多,因此大天鹅多选择在夜间觅食补充能量,在日间迁离。最后,针对黄河流域大天鹅栖息地的保护现状,提出了禁止经济开发项目、建立保护区和开展宣传教育等保护建议。

    • 繁殖期4种淡水鱼类化学预警行为及其与性腺指数的关联

      2021, 41(15):6083-6090. DOI: 10.5846/stxb202002220304

      摘要 (196) HTML (94) PDF 1.47 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:化学预警信息(Chemical alarm cue,CAC)在鱼类捕食者-猎物关系中发挥重要作用,并与二者生存适合度密切关联。繁殖期鱼类的繁殖生理投入和化学预警响应均具有较高的能量需求,因而可能存在某种程度上的生存-繁殖的权衡(Trade-off)。选取高体鳑鲏(Rhodeus ocellatus,卵生,繁殖投入较低)、斑马鱼(Danio rerio,卵生,繁殖投入较高)、孔雀鱼(Poecilia reticulata,卵胎生,繁殖投入较高)和皮球鱼(Poecilia latipinna,卵胎生,繁殖投入很高)等繁殖方式各异、能量投入不同的4种淡水鱼类为实验对象,测定了繁殖IV期实验鱼对不同浓度的化学预警信息(Damage-released chemical alarm cues,DCAC)的行为响应模式,并探究了4种实验鱼的化学预警响应与其性腺指数(Gonadosomatic index,GSI)的关联。结果表明:(1)DCAC对4种实验鱼的空间分布、活跃状态、逃逸行为等大部分化学预警响应参数均有不同程度的影响(P<0.05);(2)4种实验鱼GSI与其化学预警响应参数的变化无显著相关性(P>0.05)(除高浓度DCAC处理组皮球鱼GSI与底栖时间的变化负相关外)。研究回答了长期以来有关繁殖期鱼类化学预警通讯是否缺失的问题,证实了繁殖期不同繁殖生理投入/繁殖对策的4种淡水鱼类均有显著的化学预警响应,提示鱼类GSI与其化学预警响应程度通常不相关(仅高风险环境下繁殖生理投入很高的物种中可能呈现负相关)。

    • 北方滨海人工湿地水生生物群落快速重建目标及适宜物种清单确定——以天津临港二期湿地为例

      2021, 41(15):6091-6102. DOI: 10.5846/stxb202005091158

      摘要 (231) HTML (95) PDF 7.80 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于滨海湿地的萎缩和退化对全球鸟类迁徙构成了严重威胁,开展自然湿地或人工构建湿地生态恢复已经成为滨海湿地保护与研究的重要内容。以天津临港二期湿地为例,研究北方滨海人工湿地生物群落快速重建目标及适宜物种清单的确定方法。临港二期湿地2019年共检出浮游植物110种、浮游动物28种,而大型底栖动物仅1种,鱼类未检出,水体生物种类结构单一,难以为迁徙侯鸟提供充足食源。选择与临港二期湿地相同(近)区域、同盐度水平的北大港湿地自然保护区以及临港一期湿地作为备选参照湿地(参考湿地)进行同步生物多样性调查分析,结果表明,北大港水库东区、北大港水库西区、临港一期湿地具有较好的浮游动植物、底栖动物多样性及鱼类资源,可以作为临港二期湿地修复的参照湿地。与参照湿地相比,临港二期湿地具有较好的浮游植物生物多样性,应重点恢复底栖动物与鱼类群落,考虑到后期鱼类恢复后的食物需求,可同步进行浮游动物的增殖放流。以参照湿地生物多样性调查结果与文献资料数据为依据,确定临港二期湿地底栖动物生态恢复目标为:Shannon-Wiener生物多样性指数远期(10年)达到3.00,近期(5年)达到1.58;生物密度远期(10年)恢复至600个/m2,近期(5年)恢复至300个/m2;同时确定了临港湿地生物群落快速重建的底栖动物清单(15种)与鱼类清单(14种),并提出了临港二期湿地生态系统恢复的食物网构建路线图。研究结果表明,选择同区域、类似的天然湿地作为参考湿地,通过生物调查与生物多样性比选,确定具体参照湿地,并依据参照湿地生态特征确定待修复湿地的生物群落快速重建目标与适宜物种清单,是合理可行的。

    • 黄河三角洲滨海湿地微生物多样性及其驱动因子

      2021, 41(15):6103-6114. DOI: 10.5846/stxb202006041445

      摘要 (337) HTML (77) PDF 6.60 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物在湿地的生物地球化学循环和生态功能调节中发挥着重要作用,对全球气候变化具有重大影响,对维持全球生态系统的健康至关重要。以黄河三角洲滨海湿地为研究对象,通过采集代表性植被群落的土壤表层和部分植物根系,探究土壤微生物群落组成、根际微生物、环境因子及其内在的关联性和影响机制。研究结果表明不同植被覆盖地区微生物多样性存在差异,芦苇区和柽柳区微生物丰度高于泥滩区、碱蓬区和棉田,海漫滩微生物丰度高于河漫滩地和泥滩。土壤微生物菌群结构和多样性显著高于根际:土壤细菌的香农指数约为4-5.5,根际微生物的香农指数约为0-4。土壤细菌主要为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,占样品总数的90%以上;而根际细菌主要是蓝藻门、变形菌门和放线菌门,二者在属水平上的菌群结构差异更加明显。环境因子的含量与生境类型有关,SO42-和NO3-的相关性最高,植被覆盖区土壤中Mn4+、Fe3+和水解氮的含量低于滩涂裸地。冗余分析(RDA)表明,pH值在小空间尺度上对湿地土壤中细菌群落的影响较小,环境因子在门和属水平的解释率分别为89.7%和86.8%,其中K(23.4%)、NO2-(11.8%)、Mn4+(9.8%)和Na(8.0%)是解释门水平微生物区系结构变化和组成的主要因子。研究为理解湿地微生物多样性与湿地生态系统功能之间的影响机制提供了一个生态学视角,有助于了解黄河三角洲滨海湿地土壤和植物根际的细菌分布特征,对黄河三角洲退化滨海湿地的生物修复具有重要的指导意义。

    • 皖北石灰岩山地植被对地表节肢动物组成及多样性的影响

      2021, 41(15):6115-6122. DOI: 10.5846/stxb202001150117

      摘要 (188) HTML (79) PDF 1.22 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:调查皖北石灰岩山地退化生态系统不同植被恢复类型地表节肢动物群落组成、类群多样性以及功能群组成,揭示退化生态系统植被恢复进程中土壤地表节肢动物群多样性变化规律及其影响因素,为石灰岩山地植被恢复成效评价提供科学依据。采用陷阱法对皖北石灰岩山地侧柏+构树混交林、酸枣+牡荆灌丛和荩草+牡荆草灌丛样地地表节肢动物群落组成、多样性以及功能群进行调查。共采节肢动物个体数11601,隶属8纲14目44科。酸枣+牡荆灌丛样地采集到节肢动物37科,占所有类群的84.1%,荩草+牡荆草灌丛和侧柏+构树混交林采集到土壤节肢动物类群为35和26科,分别占总科数的79.6%和59.1%。在目的分类单元下,直翅目、等足目和鞘翅目类群相对多度较高,而科的分类单元下,潮虫科、金龟甲科、蚁科和蟋蟀科为皖北石灰岩山地优势地表节肢动物类群。酸枣+牡荆灌丛节肢动物类群丰富度和荩草+牡荆草灌丛多样性指数最高,侧柏+构树混交林两者均最低。3个样地地表节肢动物营养功能群均以植食性为主。不同植被恢复类型间群落相似性也有变化,酸枣+牡荆灌丛和荩草+牡荆草灌丛间相似性较高,而侧柏+构树混交林与其他2种类型之间相似度均较低。研究结果表明石灰岩山地生境不同植被群落组成、数量和结构及其驱动形成的土壤理化特性、表层的凋落物数量、质量和微生境条件的变异,引起地表节肢动物群落组成、结构和多样性和营养功能群的不同。

    • 基于GIS和Maxent模型的赤水河地区濒危植物桫椤生境适宜性评价

      2021, 41(15):6123-6133. DOI: 10.5846/stxb202007211908

      摘要 (431) HTML (154) PDF 12.02 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:桫椤有"蕨类植物之王"赞誉,有"活化石"之称,曾是地球上最繁盛的植物,与恐龙同期。由于地质变迁和气候变化,目前只能在极少数的"避难所"才能寻其踪迹,而赤水河地区是当下桫椤种群较为集中分布的区域。所以,了解桫椤在赤水河地区的适生区分布,对于桫椤种质资源保护、桫椤种群的恢复重建具有重要意义。基于桫椤在赤水河流域的80个桫椤分布点位、20个样地信息和22个环境因子变量,借助ArcGIS运用Maxent模型软件预测了桫椤的潜在地理分布,综合环境因子变量贡献率、刀切法检验和土地利用现状变化对赤水河地区桫椤的生境适宜性进行评价分析,确定桫椤的生境适宜潜在地理分布区域和面积。研究表明:(1)Maxent模型的预测准确度极高,模型的预测结果为"极好";(2)最暖季的降水(39.65%)、温度日平均范围(18.21%)、温度季节性变化标准差(12.69%)和降水量季节性变异性系数(6.87%)是影响桫椤生长和分布的主导环境因子,累积贡献率达77.42%,可见桫椤在生长过程中对降水、温度的变化较为敏感;(3)模型预测高适生区主要集中在四川(泸州、宜宾、自贡)、重庆、贵州(遵义),在空间上存在明显连续性,从高适生区到不适生区呈辐射状由中心向外围逐渐递减;虽桫椤高适生区面积高达49842 km2,但现状生境破碎化,人为干扰,人工植被较多等的影响会对桫椤种群造成不利影响。综上,赤水河地区桫椤适生生境面积大、连通性好,为本地区的桫椤提供了优质的生存环境,森林的人工抚育可促进桫椤种群的延续。

    • 神农架林区人类活动与生境质量的空间关系

      2021, 41(15):6134-6145. DOI: 10.5846/stxb202006131538

      摘要 (281) HTML (96) PDF 11.44 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:近几十年来,全球范围内人类活动的加剧对于区域生态系统产生了深远影响,对区域可持续发展造成了严重威胁。科学测度人类活动与生境质量的关系,可为制定有效的生态系统保护政策提供科学依据。基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用变化数据,借助InVEST模型测度神农架林区生境质量的时空分布特征,并且结合多源数据测度其人类足迹指数的时空分布,综合运用双变量空间自相关和地理加权回归,对神农架林区人类活动与生境质量的空间关系以及人类活动对生境质量的影响进行分析。研究结果显示:(1)1995-2015年间,神农架林区生境质量水平基本保持稳定,无剧烈变化,超过60%的区域处于较高生境质量和高生境质量类;(2)1995-2015年间,神农架林区人类足迹指数呈现"西部低,东北高"的空间分布特征和"两极化"的发展趋势;(3)1995-2015年间,神农架林区人类活动与生境质量之间存在显著的空间依赖性,二者呈现显著的空间负相关,林区中部人类活动对生境质量的影响以负面效应为主且愈加显著,人类活动会导致生境质量的恶化。研究结果表明未来的人类活动管理以及生态系统保护政策制定需要充分考虑二者之间的空间依赖效应,科学合理划定保护范围,提高生态保护规划实施效果。

    • 增温对南亚热带常绿阔叶林4种幼树生长和碳氮磷化学计量特征的影响

      2021, 41(15):6146-6158. DOI: 10.5846/stxb202005261351

      摘要 (265) HTML (109) PDF 1.95 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解不同物种在气候变暖条件下的生长及养分利用策略,研究选取南亚热带常绿阔叶林4种具代表性的典型乔木树种幼苗(1年生)木荷(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)和海南红豆(Ormosia pinnata)为研究对象。采用红外-箱式增温的方法(2016年1月至2018年12月期间,年平均气温升高2.26℃,P<0.05),研究了4种幼苗生长以及各器官中C、N、P化学计量特征和非结构性碳水化合物(NSC)含量对增温的响应。结果表明:增温促进了红锥和海南红豆(除2017年6月)的生长,但降低了木荷(增温1年后)和红枝蒲桃的生长(P<0.05)。增温显著降低了木荷细根、红锥茎干和海南红豆枝的P含量(P<0.05),与对照相比,分别降低了1.91%、18.70%和46.07%。增温增加了固氮物种海南红豆细根N含量,但降低了其叶片N含量(P<0.05),增温对其它树种N含量无显著影响。木荷茎干N∶P和海南红豆的细根N∶P在增温下分别升高了30.42%和90.29%(P<0.05)。此外,增温显著升高了木荷和红枝蒲桃叶片的可溶性糖含量(P<0.05)。以上结果表明,增温对南亚热带常绿阔叶林植物的影响存在种间差异,木荷和红枝蒲桃在增温条件下生长受限,但促进了红锥和海南红豆的生长,未来气候变暖可能会改变该生态系统的养分竞争平衡,进而可能会改变群落组成。

    • 基于高光谱数据的互花米草叶片功能性状反演

      2021, 41(15):6159-6169. DOI: 10.5846/stxb202004020781

      摘要 (239) HTML (92) PDF 3.34 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:互花米草成功入侵的关键是其生长繁殖能力以及对环境的适应能力,叶片含水率、相对叶绿素含量、碳氮比、总氮、总磷以及比叶面积等叶片功能性状反应的是互花米草对资源的利用能力以及环境的适应能力。以江苏盐城滨海湿地为研究对象,进行互花米草叶片功能性状与高光谱数据的关系研究。通过对原始光谱数据以及一阶微分转换光谱数据进行主成分分析提取新的主成分变量作为自变量分别建立不同性状的逐步回归、BP神经网络、支持向量机、随机森林4种预测模型,通过比较构建模型的R2以及RMSE选择最优模型,进而基于相关性分析得到的敏感波段构建最优模型,验证其准确性和适用性。研究结果发现:(1)一阶微分数据的建模效果优于原始光谱数据;(2)通过对不同功能性状的预测建模,发现4种模型的预测效果排序为:随机森林>支持向量机>BP神经网络>逐步回归,其中随机森林模型的准确性高、稳定性强,明显优于其他3种模型,而逐步回归模型的效果最差,不适用于互花米草叶片功能性状的高光谱建模;(3)通过对相关性分析得到的敏感波段建立随机森林模型,建模R2均大于0.90,验证R2介于0.73-0.95之间,进一步证实了随机森林模型的准确性和稳定性。研究结果表明,高光谱数据可以作为快速监测互花米草生长状况的有力手段,而随机森林模型可以作为高精度模型实现对互花米草不同叶片功能性状的估测。

    • 北京市退耕还林生态效益评估

      2021, 41(15):6170-6181. DOI: 10.5846/stxb202004140883

      摘要 (245) HTML (91) PDF 1.20 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于北京市退耕还林工程区典型样地调查和北京市林业果树科学研究院多年以来对退耕还林生态系统服务功能的监测数据,依据中华人民共和国国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582-2020)和中华人民共和国林业行业标准《退耕还林工程生态效益监测与评估规范》(LY/T 2573-2016),分别从涵养水源、固碳释氧、保育土壤、林木积累营养物质、净化大气环境和保护生物多样性六项功能指标,对退耕还林生态效益物质量与价值量进行定量评估。结果表明,截至2018年,北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量为18.92亿元/a,其中以涵养水源(41.15%)、固碳释氧(26.73%)和净化大气环境(17.27%)分项指标的贡献作用较大。比较北京市退耕还林工程行政区间生态效益价值量大小,发现退耕面积和北京城市总体规划中各行政区功能定位为主要影响因素,其中以密云区价值量最大为4.48亿元/a,占北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量的25.56%。退耕工程区内板栗(29.51%)、仁用杏(13.54%)、核桃(12.57%)所贡献的生态系统服务功能价值量位列前三。不同林分类型单位面积价值量排序为生态林 > 生态经济兼用林 > 鲜果林。因此,建议遵循生态优先、适地适树、分类施策的原则,制定退耕还林成果保护政策,并根据各行政区生态价值评估结果确定生态补偿额度和补偿年限,为退耕还林分类补偿政策制定、低质低效林分改造和退耕还林生态系统监测网络体系奠定理论与实践基础。

    • 木论喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物萌生特征

      2021, 41(15):6182-6190. DOI: 10.5846/stxb202004291045

      摘要 (205) HTML (83) PDF 2.34 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:萌生更新是植物进行自我更新的重要方式之一。为了阐明喀斯特常绿落叶阔叶林植物的萌生特征,基于木论25 hm2动态监测样地的调查数据,分析了木本植物萌生更新数量特征、不同生活型植物萌生能力的差异、萌生能力与地形因子和萌生能力与物种多样性的关系。研究结果表明:样地具有萌生现象的木本植物共有197种,隶属59个科137个属,分别占样地植物科属种的86.8%、93.7%、91.3%。萌生现象在样地内各物种中普遍存在,滇丁香、长管越南茜、火棘、香叶树等物种的萌生能力较强。不同生活型的植物的萌生能力存在显著差异,常绿树种的萌生能力显著高于落叶树种(P<0.001)。萌生物种丰富度比例及萌生物种个体比例都与群落物种多样性呈显著正相关。萌生能力与土层厚度呈显著负相关,与凹凸度呈显著正相关,此外萌生物种丰富度比例还与海拔呈正相关关系,而萌生物种个体比例与岩石出露率和土壤坡度呈正相关关系。由此可见,作为喀斯特森林群落更新中一种占优势的更新方式,萌生更新在一定程度上能够增加群落物种多样性,萌生能力与地形因子存在一定关联。

    • 广西弄岗五桠果叶木姜子群落木质藤本空间格局及其与树种间的关系

      2021, 41(15):6191-6202. DOI: 10.5846/stxb202008022015

      摘要 (212) HTML (105) PDF 6.93 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:木质藤本是生物多样性的重要组成,木质藤本通过影响支持木进而影响群落的结构和功能,但在生物多样性丰富的北热带喀斯特森林中,木质藤本与支持木的关系鲜为人知。以喀斯特季节性雨林的五桠果叶木姜子(Litsea dilleniifolia)群落为研究对象,对木质藤本的密度、分布格局及其与主要树种的关系进行调查研究,分析木质藤本对树木的影响。结果显示:(1)五桠果叶木姜子群落内木质藤本平均密度为0.0913株/m2,木质藤本在0-20m空间尺度整体表现为聚集分布,且随着尺度增大,聚集强度逐渐减弱;不同径级木质藤本在不同尺度上的分布格局不同。(2)木质藤本对不同径级、不同种类、不同聚集强度的支持木选择表现以下体征:随着支持木径级增加,木质藤本攀附的比例和每木藤本数有增加趋势,且木质藤本胸径与支持木胸径呈极显著正相关;附藤率较高的支持木有紫葳科(Bignoniaceae)种类和东京桐(Deutzianthus tonkinensis),单木附藤数量多的是南方紫金牛(Ardisia thyrsiflora);物种的聚集强度与附藤率、附藤数量呈负相关。(3)木质藤本的密度与支持木死亡率关系不显著,而物种的附藤率与死亡率呈极显著负相关。以上结果表明,木质藤本密度在原生性喀斯特季节性雨林中并不高,且木质藤本对支持木具有选择性,但其对五桠果叶木姜子群落的死亡率并未产生显著影响。该研究可为喀斯特原生性季节性雨林的物种共存、极小植物种群保育提供理论依据,也可为石漠化区域的植被修复提供科学参考。

    • 喀斯特石漠化区典型生境下石生苔藓的固土持水作用

      2021, 41(15):6203-6214. DOI: 10.5846/stxb202006111520

      摘要 (278) HTML (143) PDF 3.16 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究喀斯特石漠化区典型生境下石生苔藓植物的固土持水能力及影响因素,在其石生苔藓分布和形态特征基础上,深入探讨了不同生境下石生苔藓的固土持水效应。结果表明:(1)生境对石生苔藓植物的固土持水能力影响显著。草地中的宽叶真藓(Bryum funkii)固土量最高,为8.85×103 kg/hm2,裸地中的美灰藓(Eurohypnum leptothallum)持水量最高,其最高持水量是自身干重的14倍。石生苔藓植物在裸地和草地中表现出较高的固土率,而在乔木林与草地下具有较好的持水率。(2)苔藓类型对固土持水能力存在显著性的影响。4种石生苔藓植物的固土率高低为宽叶真藓>尖叶对齿藓原变种(Didymodon constrictus var.constrictus)>卷叶湿地藓(Hyophila involuta)>美灰藓,且差异显著;4种苔藓植物的持水率强弱为美灰藓>宽叶真藓>卷叶湿地藓>尖叶对齿藓原变种。(3)石生苔藓植物的固土持水能力受自身功能性状和立地环境的综合影响,苔藓植物的固土率与干重存在显著的正相关关系,其持水量与干重和生物量间具有显著的正相关关系。综上,从固土持水和生态修复的角度出发,应加强裸地和草地两种生境的石漠化治理力度;可考虑将宽叶真藓和美灰藓作为喀斯特岩面生态恢复的先锋苔藓,其能有效解决喀斯特区石漠化大面积基岩裸露问题,提高喀斯特区水土保持效益。

    • 高寒沙地典型固沙植物在沙丘不同地貌部位的水分利用特征

      2021, 41(15):6215-6226. DOI: 10.5846/stxb202007131821

      摘要 (221) HTML (91) PDF 1.56 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:乌柳是高寒半干旱沙地植被恢复中常用的灌木树种,对乌柳水分利用来源的研究有助于理解沙地人工生态系统的稳定性维持及可持续发展。在青海湖湖东沙地,以沙丘不同地貌部位(迎风坡、丘顶和背风坡)生长的乌柳为研究对象,利用IsoSource模型分析植物生长季内的水分利用来源。研究结果表明:在生长季内,乌柳主要利用3个层次的土壤水,但不同地貌部位的乌柳在不同生长季利用不同层次的土壤水。生长季初期,迎风坡的乌柳以深层(60-150cm)土壤水为主要水源(50.28±18.11)%,而丘顶和背风坡的乌柳主要利用表层20cm的土壤水,利用比例分别为(79.96±7.59)%和(53.47±6.47)%。生长季中期,迎风坡的乌柳更多地利用中层20-60cm土壤水(45.52±26.91)%,丘顶的乌柳主要利用表层土壤水(45.17±20.14)%,而背风坡的乌柳以深层土壤水为主要水源(39.26±23.28)%。生长季末期,迎风坡的乌柳仍以(46.07±27.17)%的比例利用中层土壤水,丘顶的乌柳转而利用深层土壤水(44.25±26.23)%,而背风坡的乌柳却以表层土壤水作为主要水源(42.57±18.78)%。不同沙丘地貌部位乌柳对土壤水分的利用模式与其根系分布特征及其下方的土壤含水量具有相关性。

    • 寒地校园植物群落对大气细颗粒物浓度的消减作用

      2021, 41(15):6227-6233. DOI: 10.5846/stxb202007071757

      摘要 (194) HTML (104) PDF 1.68 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来随着我国城市的快速发展,空气污染作为城市生态环境破坏的首要问题日益严重。因此探究城市绿地中的植物群落是否能够消减大气细颗粒物浓度及其变化特征成为公众和学者广泛关注的焦点。选取位于寒地城市哈尔滨的东北林业大学作为研究对象,通过对校园PM2.5浓度进行测定和校园植物群落进行调查,定量地分析不同植物群落对PM2.5浓度的消减作用、PM2.5浓度的时间变化规律、PM2.5浓度与温度和空气相对湿度之间的关系。结果显示:(1)PM2.5浓度日变化呈"双峰单谷"型,早晚偏高;季节变化是夏季PM2.5浓度最低,秋季PM2.5浓度最高。(2)不同结构的植物群落对大气细颗粒物的削减效果略有差异,乔灌草配置型绿地的PM2.5消减率为30.30%,消减效果最佳;乔草和灌草的PM2.5消减率分别为14.30%和7.77%,消减效果较差。(3)PM2.5浓度与温度呈负相关关系,与空气相对湿度呈正相关关系。

    • 黄土高原草地根系生物量沿环境梯度变化规律

      2021, 41(15):6234-6244. DOI: 10.5846/stxb202005301404

      摘要 (258) HTML (84) PDF 2.10 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地是陆地生态系统的重要组成部分,根系生物量是研究草地生态系统的重要参数之一,研究草地根系生物量沿环境梯度的变化规律对当地的植被建设和恢复具有重要意义。以黄土高原3种不同草地类型(森林草原、典型草原和荒漠草原)为研究对象,沿环境梯度从东到西选择10个样地,每个样地内设置8个1 m×1 m样方进行根系生物量的调查,旨在分析不同草地类型根系生物量的垂直分布规律,并探讨了根系生物量沿环境梯度的变化规律及其影响因素。结果表明:(1)黄土高原3种草地类型根系生物量有显著差别(P<0.05),其中森林草原的根系生物量最大,典型草原最小;(2)3种不同草地类型根系生物量垂直分布均呈"T"型,土壤表层(0-10 cm)占55%以上的根系生物量,且荒漠草原根系有更多比例的生物量分布在土壤表层;(3)黄土高原草地根系生物量沿经度从东到西呈现先减少后缓慢增加的趋势,但浅层生物量与深层生物量比例(浅深比)没有表现出明显的经度格局;(4)总根系生物量的变化主要受年均温(MAT)影响(P<0.01),随MAT增大而增大;深层生物量同时受气候和土壤养分含量的影响(P<0.01);浅深比则与样点平均土壤全磷含量、深层土壤全磷含量有显著负相关性(P<0.05);(5)气候和土壤因素能解释根系生物量5.12%-39.36%的变异,独立作用中,气候因子对根生物量的解释度最大,可达到2.77%-9.12%的解释度。

    • 亚热带次级森林演替过程中模拟氮磷沉降对土壤微生物生物量及土壤养分的影响

      2021, 41(15):6245-6256. DOI: 10.5846/stxb202007241944

      摘要 (220) HTML (92) PDF 3.76 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮(N)沉降深刻影响着森林生态系统的生物多样性、生产力和稳定性。亚热带地区森林土壤磷(P)的有效性较低,N沉降将更突显P的限制作用。N、P输入对亚热带次级森林土壤的影响是否依赖于森林演替阶段知之甚少。选取两种不同演替年龄阶段(年轻林:<40 a;老年林:>85 a)的亚热带常绿阔叶林,设置模拟N和/或P沉降(10 g m-2 a-1)4个处理(Ctrl、N、P、NP),连续处理4.5年后采集表层、次表层和下底层(0-15、15-30、30-60 cm)土壤样品,综合分析了土壤微生物生物量碳(MBC)氮(MBN)和多种土壤养分含量。结果表明,MBC、MBN及土壤养分含量均随土壤深度增加而降低。N添加对两种演替阶段森林土壤中MBC和MBN均无显著影响。施P相关处理(P和NP)对年轻林表层土壤MBC和MBN无显著影响,但显著增加了老年林表层土壤MBC和MBN(P<0.05),表明老年林可能比年轻林更易受P限制。N添加显著增加了两种演替森林表层土壤可溶性有机氮(DON)、氨态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的含量(P<0.05);P相关处理(P和NP)显著增加两种演替阶段表层和次表层土壤速效磷(AP)以及表层土壤全磷(TP)的含量(P<0.05)。土壤MBC和MBN与土壤中各养分指标(可溶性有机碳DOC、DON、NH4+-N、NO3--N、AP、全碳TC、全氮TN和TP)呈显著正相关关系,土壤TC、TN和DOC是影响土壤微生物生物量的主要因子。研究可为评估和揭示未来全球环境变化背景下不同演替林龄亚热带森林的土肥潜力及土壤质量的演变提供一定的科学理论依据。

    • 放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性的影响

      2021, 41(15):6257-6266. DOI: 10.5846/stxb201909292043

      摘要 (260) HTML (95) PDF 2.88 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:放牧是内蒙古荒漠草原主要利用方式之一,研究不同放牧强度下土壤有机碳分布规律对退化草原恢复以及推广精准放牧技术具有重要的指导意义。基于不同放牧强度长期放牧样地(0、0.93、1.82、2.71羊单位hm-2(a/2)-1),采用高样本数量的取样设计并结合地统计学分析方法,研究荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性。结果表明:中度放牧会显著降低0-30 cm土层全氮含量(P<0.05),全磷含量随放牧强度增强出现先降低后升高趋势;放牧样地土壤有机碳含量均显著低于对照样地(P<0.05),不同放牧强度处理土壤有机碳含量没有显著差异;土壤有机碳密度受放牧影响在0-20 cm土层出现显著下降(P<0.05),变化趋势同有机碳含量相似,碳氮比在重度放牧区0-10 cm土层显著降低(P<0.05)。土壤有机碳空间异质性和异质性斑块的破碎程度随放牧强度增加而增大;土壤有机碳含量与海拔高度在对照、轻度放牧和中度放牧区均呈极显著负相关(P<0.01),在重度放牧区土壤有机碳含量和海拔无显著相关性;土壤有机碳含量与土壤全氮、全磷含量均呈极显著正相关(P<0.01)。综上所述,放牧降低土壤有机碳含量,提高土壤有机碳空间异质性,土壤有机碳含量的空间变异受海拔和土壤养分含量等因素的共同影响。

    • 冀北山地天然次生林土壤生态化学计量特征及影响因素

      2021, 41(15):6267-6279. DOI: 10.5846/stxb202002130242

      摘要 (226) HTML (131) PDF 4.06 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究天然次生林植被及立地因子对土壤养分含量的影响,量化植被与立地因子对土壤养分的影响比例,为合理抚育冀北山区次生林,提高次生林生产力提供依据,以冀北山地分布的天然次生林为研究对象,选取代表性的地段并设置面积为20 m×20 m的样地,以均匀布点与多点混合为原则,按照0-20、20-40、40-60 cm土层取样。测定土壤pH值、土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、全磷(Total phosphorus,TP)、全钾(Total potassium,TK)、速效磷(Available phosphorus,AP)、速效钾(Available potassium,AK)含量,并计算土壤碳、氮、磷计量比。结果表明:不同深度土层土壤TN与SOC之间保持显著相关(P<0.001),SOC、C∶N与AK之间呈显著正相关(P<0.01);研究区域冀北山地次生林3层不同深度土壤C∶N平均值(27.74、29.96、29.44)与C∶P平均值(158.86、128.63、119.20)明显高于全国土壤C∶N(11.90)与C∶P(60.00)平均值,N∶P平均值(6.45、4.59、4.70)与全国平均水平(3.56)基本相当,对各深度层土壤N∶P值与土壤TN、TP值进行相关性分析发现,TN值与N∶P的相关性更加显著,说明影响N∶P值的主要因素为氮素量的限制。环境因子对3层不同深度土壤的养分指标分别做出48.64%、53.45%及49.23%的解释比例(P<0.001),因子交互后的解释能力相较因子自身的解释能力更强,地形因子与其他因子相交互后,解释比率分别为其单独解释比例的6.45、8.06、3.21倍。从立地条件角度讲,地形因子能够对土壤养分空间分布产生一定的影响,抚育过程中对地形因子的作用应当予以重视。

    • 防除狼毒对狼毒斑块植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响

      2021, 41(15):6280-6288. DOI: 10.5846/stxb202004090851

      摘要 (227) HTML (75) PDF 1.39 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用化学除草剂防除狼毒能有效遏制狼毒种群的扩张,对于防除狼毒后狼毒斑块的植被和土壤生态化学计量特征的研究鲜有报道。基于此,本研究运用生态化学计量学的原理、方法,以分枝数相同的单株狼毒(Stellera chamaejasme)斑块为研究对象,通过化学药剂防除狼毒后,分析狼毒斑块内外植物-土壤C、N、P含量及其比值的变化,探讨植物和土壤化学计量特征的内在联系以及狼毒斑块的养分循环规律,为狼毒型退化草地的生态恢复及利用提供参考。结果表明:防除狼毒后禾本科生物量有所增加,豆科和杂类草地上生物量显著低于狼毒斑块内(P<0.05)。不同狼毒斑块的豆科植物N含量和杂类草P含量最高,防除狼毒后植物C、N含量高于其他斑块;禾本科P含量为狼毒斑块外显著高于狼毒斑块内(P<0.05);狼毒斑块内外莎草科C∶N显著高于防除狼毒(P<0.05);莎草科和豆科C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块内和狼毒斑块外(P<0.05),杂类草C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块外(P<0.05),禾本科C∶P为狼毒斑块内显著高于防除狼毒和狼毒斑块外(P<0.05)。不同狼毒斑块土壤C、P含量以及C∶P表现为狼毒斑块内>狼毒斑块外>防除狼毒,N含量和N∶P为防除狼毒>狼毒斑块内>狼毒斑块外,C∶N表现为狼毒斑块内和狼毒斑块外显著高于防除狼毒(P<0.05)。冗余分析(RDA)结果显示植物与土壤的C,C∶N,C∶P,N∶P两两显著正相关,N,P两两显著负相关,且防除狼毒后对植物和土壤的N含量,N∶P以及植物P含量影响较大。

    • >专论与综述
    • 黄河干流与河口湿地生态需水研究进展

      2021, 41(15):6289-6301. DOI: 10.5846/stxb202004110861

      摘要 (293) HTML (136) PDF 4.90 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过回顾黄河干流和河口湿地生态需水相关研究的发展历程及主要研究成果,从生态需水研究的研究对象及目标、研究内容、研究方法及应用等方面归纳总结了黄河干流和河口生态需水的研究现状和面临挑战。目前,有关黄河干流和河口湿地的生态需水方面的研究已取得一定的成果,对黄河流域生态需水基础理论基本规律的认识相对清晰,但对黄河干流和河口湿地生态系统认识的不足导致目前生态需水计算方法不统一,计算结果存在一定的误差,从而导致黄河生态需水在流域水资源配置与管理实践中难以达到预期结果。今后仍需在逐步积累的实测资料的基础上进行细化的生态需水研究,重点开展基于河流和湿地生态系统完整性的生态需水研究;基于生态-水文响应关系并综合其他保护目标的生态水文过程研究;还要考虑经济、社会、环境"三赢"的权衡以及未来水沙条件等因素的不确定性,寻求合理的能应用到实际水量配置方案中的生态需水量等。并将生态需水成果与黄河水量生态调度有效结合起来,在水量调度实践中予以论证。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(15):6302-6302.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 1.24 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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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