• 2021年第41卷第19期文章目次
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      2021, 41(19):0-0.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 24.67 M (270) 评论 (0) 收藏

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    • 基于多源地理数据精细尺度的武汉市人居环境新型冠状病毒肺炎疫情传播风险评估

      2021, 41(19):7493-7508. DOI: 10.5846/stxb202005081143

      摘要 (550) HTML (167) PDF 22.04 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型冠状病毒肺炎的迅速传播和扩散警示着疾病风险评估的重要性。但现有的风险评估方法受数据限制,缺少实时性和准确性。此外,多数研究以行政统计单元作为分析尺度,存在可变面元问题。为解决这些问题,耦合精细尺度下武汉市疫情数据及多源地理数据,基于随机森林算法构建社区尺度的市域疫情传播风险评估模型并进行了疫情风险制图。模型测试精度达到0.85,Kappa系数达到0.70。此外,本研究还建立基于随机森林算法的社区及场所尺度的"空间变量-感染风险"模型,评估了不同场所设施疫情传播的风险程度。研究表明,(1)武汉中心区域感染风险最高并呈现出向外围递减的趋势;(2)感染风险排名前五的一级场所类型分别为购物服务、医疗服务、金融服务、交通设施以及公共设施;(3)小学、中学的疫情传播风险较低,而高等院校传播风险较高;(4)社区尺度下的疫情风险程度,预测购物场所与交通场所是疫情传播风险最高的驱动因子。本研究基于精细尺度提出风险评估新方法,可为未来疾病风险评估提供新思路,为疫情防控提供决策支持,人民群众提供安全保障。

    • 城市居住区多功能绿地景观的景感生态学效应

      2021, 41(19):7509-7520. DOI: 10.5846/stxb202003170567

      摘要 (321) HTML (183) PDF 5.07 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为居住区绿地景观重要的组成要素,公共活动空间是居民最为频繁使用的空间,对提高绿地生态系统文化服务,改善人居环境与提高居民健康具有重要意义。基于居民休闲娱乐文化感知,探讨居住区绿地公共活动空间的景感生态学效应,揭示多功能绿地景观对生态系统文化服务和景感营造的影响,可为居住区绿地的景观规划与设计提供重要的参考依据。以郑州市26个居住小区80个公共活动空间为研究对象,结合景感生态学理念,基于小区绿地公共活动空间的景感特征(植被覆盖、基础设施、遮荫率、管理水平、公共活动空间面积与类型)以及内部居民休闲娱乐文化活动特征的调查分析,探讨了城市居住区绿地公共活动空间的景感效应对绿地生态系统文化服务的影响。结果表明:(1)小区绿地不同类型公共活动空间提供的景感效应存在显著差异,水体的自然属性使其景感效应更丰富,文化服务价值最高。(2)小区绿地公共活动空间面积越大,居民的心理感知越强,景感体验越丰富,文化服务价值越高,增加公共活动空间面积是构建多功能绿地景观的直接通道。(3)公共活动空间的植被覆盖营造的视感与遮荫率营造的风感生态学效应较为显著,而基础设施的触感与清洁度的视感并未存在显著影响。(4)结合小区社会经济数据的多元回归分析结果表明,由公共活动空间面积营造的多样化景感对居民活动量的贡献最大,其次为公共活动空间的类型与小区户数。运用景感生态学理论和景感营造原则,在有限的空间内通过景观设计实现了景感载体化,改善和增加了绿地生态系统服务,能够缓解城市绿地的不公平性。未来城市居住区特别是高密度居住区应尽可能设置大面积的具有多功能特征的公共活动空间,而低密度居住区在绿地面积充足的前提下,可设置大面积自然水体和增设多类型的公共活动空间,以提高景感效应。

    • 城市化背景下白洋淀入湖营养盐负荷模拟研究

      2021, 41(19):7521-7529. DOI: 10.5846/stxb202006061468

      摘要 (177) HTML (121) PDF 3.76 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:过量的营养盐输入导致白洋淀富营养化程度较高。雄安新区建设伴随着快速城镇化进程,将可能进一步增加入湖营养盐负荷。为摸清新区建设背景下白洋淀入湖营养盐负荷的变化趋势及削减量,基于入湖营养盐负荷模型计算了历史不同时期(1995-2015年)白洋淀入湖营养盐盐负荷,预测了土地利用、农业管理和污水处理系统变化下入湖营养盐负荷的变化趋势。结果表明,白洋淀历史时期入湖总氮和总磷年平均负荷分别为2018 t和313 t,主要来源分别是耕地和畜禽粪便排放。就土地利用变化而言,以2010年为基准,2050年白洋淀入湖总氮和总磷负荷在建设用地快速增长(RAP)情景下增长率最高,分别增长了56%和60%,主要原因在于城镇人口增加,从而增加了畜禽需求量和生活污水排放。就农业管理而言,削减化肥使用有利于降低入湖总氮负荷,控制畜禽粪便排放更有利于入湖总磷负荷的降低。2050年,生活污水将成为白洋淀入湖营养盐的重要来源,因此,在制定未来社会经济发展路径时,应重点提高农村地区生活污水收集率和处理效率。PCLake模型对不同入湖负荷下湖泊营养状态演变的模拟发现,削减入湖总磷负荷是白洋淀水质恢复的关键。白洋淀水质达到III类和IV类标准时,入湖总磷负荷阈值分别为2.1和2.6 mg P m-2 d-1。在建设用地快速增长情景下,若使白洋淀水质达到III类标准,入湖总磷负荷应减少131 t。

    • 京津风沙源治理工程区水源涵养功能时空变化分析

      2021, 41(19):7530-7541. DOI: 10.5846/stxb202005111181

      摘要 (195) HTML (122) PDF 11.44 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分是干旱、半干旱地区植物生长的主要限制因子,也是权衡生态修复工程措施的重要依据。基于区域水量平衡方程与GIS空间分析技术,评估了京津风沙源治理工程区水源涵养功能的时空变化,并分析了气象、地形、植被等因素对水源涵养功能的影响。结果表明:2000-2015年工程区的水源涵养量与涵养能力均有所增加,多年平均值分别为16.79亿m3和3.66mm。工程区水源涵养能力由西向东递增,高值区与较高区的面积占到工程区的32.45%;相比2000年,2015年有41.65%的地区水源涵养能力增大,其中22.01%的地区显著升高。但2000-2015年荒漠草原亚区水源涵养能力明显下降,农牧交错带草原亚区相对稳定,整体来看,典型草原亚区的水源涵养量最大,燕山丘陵山地水源保护亚区的涵养能力最高。主要原因在于工程区水源涵养能力易受降雨、气温以及植被覆盖度等因子影响,浑善达克沙地亚区与科尔沁沙地亚区的植被覆盖状况改善显著提升了其水源涵养能力,农牧交错带草原亚区和晋北山地丘陵亚区的水源涵养能力下降主要归因于降雨量减少,而荒漠草原亚区的涵养能力明显受到气候与植被的双重制约。

    • 格网尺度下典型旅游城市生态服务价值估算和时空分异特征——以三亚为例

      2021, 41(19):7542-7554. DOI: 10.5846/stxb202002280364

      摘要 (168) HTML (142) PDF 10.05 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:以典型旅游城市三亚市为案例地,利用2006-2018年4期Landsat遥感影像数据,借助ENVI、ArcGIS平台定量识别土地利用演变特征,在1km×1km格网尺度下估算旅游地生态系统服务价值,并结合空间探索性数据分析揭示生态系统服务价值时空分异特征及其与旅游地发展的时空耦合关系。结果表明:(1)2006-2018年间,三亚市生态系统服务价值总量呈逐年下降趋势,由6.73×109元降至5.76×109元,累计减少9.78×108元;(2)空间格局上,三亚市呈"南低北高"空间分异格局,2006-2018年增值区域连片分布于崖州区、天涯区、吉阳区南部区域,且呈逐年减少趋势,减值区域集聚于天涯区东北部、海棠区;(3)空间集聚上,生态系统服务价值截面各年份均呈显著空间正相关且相关性先降后增。高高集聚区位于天涯区北部区域,低低集聚区分布于沿海、海湾地区;(4)旅游发展与生态系统服务价值时空演化特征关联性较强。三亚市天涯区北部林地生态环境良好,生态系统服务价值略有下降但绝对数值稳定,是生态系统服务价值主要来源;旅游发展较为迅速的三亚湾、崖州湾以及海棠湾,相对增值区域较多,但绝对生态系统服务价值损失显著,严重滞后于其他区域。

    • 典型山区生态系统服务对居民福祉影响的空间差异及动态特征——以川西山区为例

      2021, 41(19):7555-7567. DOI: 10.5846/stxb202005261347

      摘要 (174) HTML (99) PDF 10.69 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确山区生态系统服务对居民福祉的局域空间影响是开展生态系统可持续管理决策的重要基础,对助推山区人地协调发展具有积极促进作用。基于2000、2005、2010和2015年4期土地利用数据和社会经济数据,以西部典型山区川西为案例,采用生态系统服务价值当量评估法和人类福祉框架构建指数评估模型,通过地理加权回归(GWR)探析生态系统服务对县域居民福祉的空间驱动特征与动态变化,识别影响福祉的主导生态系统服务因子。结果表明:(1)川西山区居民福祉呈同质集聚,空间依赖关系逐步减弱,"高-高"与"低-低"集聚在南北分异明显。(2)全域上生态系统服务因子对居民福祉具有显著负向影响,阻滞效应趋于减缓。(3)局域空间上影响系数具有方向和程度异性,西部减量效应明显,阿坝州和凉山州东北部增量效应显著,敏感程度从东南向西北梯次递减,负向敏感性强于正向敏感性,空间差异随时间变化趋于缩小。(4)供给与文化服务是影响川西山区居民福祉的关键生态系统服务,主控区域随时间变化在川西东北部和西部交替。山区生态资源红利释放应以新发展理念为导向,通过生态文明建设、生态经济提质、资源有偿使用和生态补偿制度设计助推生态资源价值创造与转换,实现山区可持续发展。

    • 淇河流域生态系统服务权衡及空间分异机制的地理探测

      2021, 41(19):7568-7578. DOI: 10.5846/stxb201905221052

      摘要 (198) HTML (129) PDF 8.81 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:复杂的地形地貌使小流域具有生产、水源供给和调节等多种生态系统服务功能和显著的区域差异性,然而对小流域生态系统服务权衡关系及外部驱动机制集成测度一直是地理学、生态学和经济学研究的难题。以太行山南段淇河流域为研究对象,利用气象数据、土地利用/覆被数据、植被NDVI等多源数据,使用CASA模型和InVEST模型分别估算固碳、土壤保持及水源供给服务,运用空间叠置法和相关性分析测度生态系统服务权衡关系,进一步利用地理探测器中因子探测和交互探测分析自然环境和人类活动影响对生态系统服务权衡关系的空间影响。结果表明:①2000-2015年,淇河流域多年平均固碳量为375.55 gC m-2 a-1,且多年递减速率为18.20 gC m-2 a-1;多年平均土壤保持量为396.72 t hm-2a-1,多年递减速率为1.2 t hm-2 a-1;多年平均水源供给量为67.26 mm/a,以0.16 mm/a的速率递减。②研究时段内,生态系统服务关系以强权衡和低协同为主导,且存在显著的空间分异特征,低协同分布区域减幅为16.21%,强权衡增幅最多(11.85%),表明流域生态系统服务能力呈升高趋势;生态系统服务两两关系中固碳与水源供给、水源供给与土壤保持表现为权衡关系,固碳与土壤保持呈协同态势。③地理探测器结果表明:固碳与土壤保持方面,植被NDVI(0.306) > 气温(0.241) > 土地利用程度(0.002);固碳与水源供给方面,植被NDVI因子解释力最强(0.381);水源供给与土壤保持方面,降水、气温和高程因子解释力均高于0.5;交互探测后各影响因子解释能力显著增强。

    • 基于景感生态学理念的乡村社会-生态系统供给服务研究

      2021, 41(19):7579-7588. DOI: 10.5846/stxb202004200942

      摘要 (126) HTML (112) PDF 6.16 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:乡村社会-生态系统的稳定和可持续发展为农业农村现代化的实现奠定着基础,在稳定社会经济发展、提高城乡居民福祉方面发挥着重要作用。服务性公共设施作为乡村社会-生态系统供给服务的重要组成部分,代表了乡村的发展水平与该地区居民生活质量水平。研究公共服务设施的空间分布特征和综合评价其供给服务可改善乡村社会-生态系统结构,为城乡居民提供高质量的社会生态系统服务。以厦门市岛外城市化乡村为研究对象,通过厦门市岛外POI数据和乡村社会经济统计数据,以公共服务设施为景感载体,分析其空间分布和测度其供给服务水平,采用核密度分析方法与熵值分析法,分析厦门市乡村社会-生态系统供给服务空间分布特征,结合人口、经济、距岛内核心区距离等指标对各村庄社会-生态系统供给服务能力进行皮尔逊相关性分析。研究发现厦门乡村公共设施供给服务能力表现为集美区 > 海沧区 > 同安区 > 翔安区;各村庄公共设施供给服务能力水平影响因素是多元且具有多样性的;提出从城乡居民的认知心理与物质需求出发对公共设施进行景感生态营造以提高村庄社会-生态系统供给服务能力,更好满足人们的需求。本文对公共服务设施的空间优化提出对策建议,研究结果可为乡村社会-生态系统供给服务提升和乡村可持续发展提供理论研究依据。

    • 基于Maxent模型的粤港澳大湾区水鸟多样性热点研究

      2021, 41(19):7589-7598. DOI: 10.5846/stxb202004301073

      摘要 (229) HTML (192) PDF 10.95 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:粤港澳大湾区拥有丰富的滨海湿地和水网湿地,是水鸟迁徙路线上的重要栖息地。基于55种水鸟的分布数据和15个环境变量数据,利用最大熵模型(Maximum Entropy model)分析了粤港澳大湾区水鸟多样性的空间分布格局及热点地区。研究表明:影响水鸟潜在分布的主要环境因子依次是降雨量季节变化、土地利用类型、距离水源的距离,水鸟丰富度最高出现在粤港澳大湾区的东南区域,呈现往内陆地区逐渐降低的趋势,与当地水资源空间分布一致。水鸟多样性热点地区分布在东南部沿海一带,集中在珠海、江门、深圳、中山等市。研究结果能为粤港澳大湾区水鸟多样性保护规划提供参考,对维持该区域生态系统安全和稳定具有重要意义。

    • 全球主要生态退化区和研究热点区的空间分布与演变

      2021, 41(19):7599-7613. DOI: 10.5846/stxb202002150260

      摘要 (172) HTML (117) PDF 13.11 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:掌握生态退化区和研究热点区的空间分布、退化区生态系统的演变态势是认识生态问题、开展生态治理的基础,但目前缺乏全球主要生态退化区空间分布图等基础数据和相关知识。应用多源数据集成融合、长时序卫星遥感分析、互联网文献大数据建模分析等方法,对以荒漠化、水土流失、石漠化为代表的全球主要生态退化类型区的空间分布、演变态势、研究关注热度等进行了研究。结果表明:(1)全球荒漠化区面积约15.4×106 km2,水土流失区面积约14.3×106 km2,石漠化区面积约1.1×106 km2;这些生态退化区主要分布在非洲撒哈拉沙漠南北边缘,欧洲西部、地中海沿岸、东欧平原南部,南亚印度河流域,中国西北地区、云贵高原,北美洲落基山脉以及南美洲阿根廷等地区。(2)2000年以来,上述退化区中约有3.9%的面积处于退化加重态势,73.3%的面积处于脆弱平衡状态,22.8%的区域出现好转趋势。(3)全球生态退化研究热点区的分布与全球生态退化区的分布总体呈现一致性。但在沙特阿拉伯中部、哈萨克斯坦北部,巴西大部,安哥拉、南非等生态退化区,存在生态系统继续恶化、缺乏研究界足够关注的情况。研究成果深化了对全球主要生态退化区分布格局的认识,对于防范全球发展和建设中出现加重的生态退化等具有参考价值。

    • 基于生境质量和生态安全格局的阿勒泰地区生态保护关键区域识别

      2021, 41(19):7614-7626. DOI: 10.5846/stxb202011202987

      摘要 (141) HTML (114) PDF 10.76 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着生态文明建设上升为国家战略,生态安全与保护修复格局的识别成为国土空间规划战略中关于生态空间保护的重要内容。为了促进区域生态系统的保护修复及有效管理,从空间尺度上对区域生态安全和修复区域的识别必不可少。利用InVEST模型的Habitat Quality模块分析了阿勒泰地区1995年、2005年和2018年的生境质量变化状况,从生态环境保护的角度出发构建区域生态安全格局,结果发现:(1)1995-2018年阿勒泰地区生境质量处于中等水平,总体呈下降趋势,说明当地生态系统有不断退化趋势;(2)以生态结构系统性和生态过程完整性为目标,通过MSPA分析结合景观连通性识别出15块生态源地,处于阿勒泰北部的山间林地和乌伦古湖区域;利用ArcGIS软件的Cost Distance工具识别出阿勒泰地区有效生态廊道38条,长约2466km,总面积约80.08km2,其中草地和林地是生态廊道穿越的重点区域;识别出最小阻力路径与生态廊道交叉处的生态节点52个,主要分布在草地和林地区域;(3)通过生境质量与最小累积阻力值识别出三类生态保护关键区域,分别为生态涵养区、生态维护区和生态保育区,结合各类生态保护关键区域的存在的生态问题提出不同的生态保护方向。研究结果为阿勒泰地区生态保护修复按照三类生态保护分区分别提出了不同的保护方向,可为阿勒泰地区国土空间生态保护修复关键区域识别和为保障区域生态系统整体保护及可持续发展政策制定提供参考。

    • 黄河流域生态环境质量时空格局与演变趋势

      2021, 41(19):7627-7636. DOI: 10.5846/stxb202012083131

      摘要 (243) HTML (124) PDF 5.61 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河流域是我国重要的生态功能区,在我国经济社会发展和生态安全方面的作用举足轻重。如何及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势,对黄河流域生态环境保护和建设具有重要意义。利用Google Earth Engine(GEE)平台,筛选目标年份及其前后各1年的夏季(6-9月)Landsat遥感影像,去除有云像元,掩膜水体信息,采取中值合成提取绿度、湿度、热度和干度4个生态指标,通过主成分分析快速构建遥感生态指数(RSEI)。结果表明:(1)绿度(NDVI)、湿度(Wet)、热度(LST)和干度(NDSI)4个指标在第1主成分(PC1)上的平均贡献率为89.60%,依据PC1构建遥感生态指数(RSEI)在黄河流域是可行的。(2)1990-2019年,黄河流域RSEI总体呈现出"快速变好→缓慢转好"2个阶段,1990-2000年增长趋势平均为0.005/a,增长率为11.69%,生态环境质量等级由差转为较差(10.18万km2)、较差转为中等(5.69万km2)、中等转为良(7.08万km2)贡献较大;2000-2019年增长趋势平均为0.001/a,增长率仅为3.86%,生态环境质量等级由较差转为差(6.10万km2)、良转为中等(4.09万km2)贡献较大。(3)1990-2019年,黄河流域生态环境质量提升的面积占黄河流域总面积的76.38%,其中显著提升的面积占26.14%;生态环境质量降低的面积占黄河流域总面积23.62%,其中显著降低的面积仅占1.46%。30年来黄河流域生态环境质量整体向好,实施生态工程的黄河上中游地区生态环境质量提升最快,而一些国家重点经济开发区生态环境质量有所恶化,使用GEE平台可以及时、准确的获取黄河流域生态环境质量的时空格局与演变趋势。

    • 国土空间生态修复国际经验借鉴与广东省实施路径

      2021, 41(19):7637-7647. DOI: 10.5846/stxb202006071478

      摘要 (163) HTML (119) PDF 3.04 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展国土空间生态修复是生态文明和美丽中国建设的要求,是关系国家生态安全和民生福祉的重大国家战略任务。梳理了近100年来以荒野、再野化、基于自然的解决方案、生态修复为核心的国际生态环境治理理念的发展语境,辨析概念之间的关系,阐明国际生态修复基本研究框架,并梳理国外生态修复的典型实践案例,总结国际经验。基于对广东省主要生态问题研判,从摸清家底、确定目标、谋划格局、布置行动、实施保障5个层面构建省域国土空间生态修复科学规划总体框架,并以实际问题和生态修复目标为导向,提出深入开展国土空间生态修复规划九项专题研究、生态修复技术研发、多元组织形式等策略。本文提出的广东省生态修复设计思路及实施路径,将为找准生态环境问题根源、实现靶向修复治理、促进生态文明建设提供决策支持。

    • 中国陆地生态系统碳源/汇整合分析

      2021, 41(19):7648-7658. DOI: 10.5846/stxb202004271012

      摘要 (280) HTML (142) PDF 1.49 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为(0.213±0.030)Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为(0.101±0.023)Pg C/a、(0.032±0.007)Pg C/a、(0.043±0.010)Pg C/a和(0.028±0.010)Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据(地面观测、激光雷达、卫星遥感等)、多尺度数据(样地尺度、站点尺度、区域尺度)以及多手段数据(联网观测、森林清查、模型模拟),有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。

    • 海拔和坡向对唐古拉山土壤胞外酶活性的影响

      2021, 41(19):7659-7668. DOI: 10.5846/stxb201909231984

      摘要 (150) HTML (86) PDF 2.63 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤胞外酶够将大分子有机质分解成可以被微生物利用的小分子化合物,在土壤有机质分解与转化过程中起着重要的作用。因此,土壤中酶促反应往往成为陆地生态系统中土壤有机质分解的限速步骤。然而,土壤酶活性的地理分布格局,尤其是其随着不同海拔和坡向的分布特征和驱动机制,仍不明确。为探讨土壤胞外酶的空间分布特征及影响因素,我们沿海拔梯度(2980-5120 m)在青藏高原唐古拉山的南北坡选取了6个样点,测定了参与碳、氮、磷循环的6种水解酶的活性和土壤理化性质,并结合植被和气象数据进行分析。结果显示,随海拔梯度的升高,年均温度(MAT)、土壤碳氮比(C:N)降低,年均降水量(MAP)、紫外线辐射(UV)、归一化植被指数(NDVI)、土壤碳含量(TC)、土壤氮含量(TN)升高;南坡的MAP、UV、NDVI、TC、TN显著高于北坡,而C:N显著低于北坡。不同类型的土壤胞外酶对海拔和坡向的响应不同,碳获取酶α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-木糖苷酶(BX),以及氮获取酶N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性均随海拔梯度的升高而升高,且都在南坡显著高于北坡;磷获取酶酸性磷酸酶(AP)和氮获取酶亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性在不同海拔和坡向的分布上并没有显著差异。模型平均和相对重要性分析表明,NDVI、RB和TC是驱动碳获取酶(AG、BG、BX)活性随海拔梯度和坡向分布格局的主要因子;NDVI是驱动参与氮获取酶(NAG)活性变化的主要因子。我们的研究结果表明,不同海拔和坡向上植被和土壤特征的差异驱动了土壤胞外酶活性的空间分布,从而可能对碳循环和养分循环产生不同的影响,为预测土壤胞外酶的空间地理格局提供了科学依据。

    • 宁夏典型天然草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征

      2021, 41(19):7669-7678. DOI: 10.5846/stxb202005061120

      摘要 (132) HTML (117) PDF 3.69 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤团聚体作为土壤结构的基本单元和土壤有机碳存在的重要场所,对维系土壤质量和生态环境可持续发展具有重要作用。为探究宁夏天然草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以宁夏4种典型的天然草地(草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原)为研究对象,系统开展研究。结果表明:草甸草原、温性草原和草原化荒漠各粒级机械团聚体和水稳性团聚体含量均呈现随粒径减小而先减小后增大趋势,荒漠草原机械团聚体含量呈现随粒径减小而先减小后增大的趋势,水稳性团聚体含量呈现随粒径减小逐渐增大的趋势;且草甸草原和温性草原机械稳定性和水稳性团聚体在0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm 3个土层均以>0.25 mm大团聚体为主,草原化荒漠和荒漠草原水稳性团聚体均以<0.25 mm的微团聚体为主。4种草地类型机械团聚体和水稳性团聚体MWD和GMD,以及各粒级土壤团聚体有机碳含量均表现为草甸草原和温性草原显著高于草原化荒漠和荒漠草原。草甸草原和温性草原在3个土层深度均以>0.25 mm的大团聚体对有机碳的贡献率最高,分别达到43.86%、59.26%、58.89%和58.02%、54.03%、57.15%;草原化荒漠和荒漠草原在3个土层深度,均以<0.25 mm的微团聚体贡献率高,分别达到了60.37%、55.86%、54.33%和75.61%、78.34%、78.74%。结果表明:草甸草原和温性草原较草原化荒漠和荒漠草原土壤团聚体稳定性更高,更有利于土壤有机碳累积。

    • 水土保持林恢复土壤可溶性碳氮组分动态与三维荧光特征分析

      2021, 41(19):7679-7688. DOI: 10.5846/stxb202006231635

      摘要 (88) HTML (90) PDF 6.77 M (144) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究水土保持林恢复过程中土壤可溶性碳氮含量变化及其有机组成特性,揭示水保林土壤固存可溶性有机质的效应及机制。选取了黄土丘陵区恢复12-45a的人工柠条、刺槐林以及撂荒地,分析了土壤可溶性碳氮含量及其三维荧光光谱特征与特性参数的动态变化。结果表明:随恢复年限的增加,3种植被土壤可溶性有机碳(DOC)、有机氮(DON)、无机氮(DIN)的含量均呈增加趋势,并且相同恢复年限下DOC、DON、DIN含量总体表现为撂荒 < 柠条 < 刺槐;但柠条和刺槐林土壤DOC:DON及二者占总有机碳、全氮比例并未持续增加,到恢复45a时DOC占总有机碳比例以及DOC:DON均以撂荒地最高,刺槐林最低,DON占全氮比例则表现相反。三维荧光结合平行因子分析得出所有样地土壤可溶性有机质(DOM)主要有大分子腐殖物质(C1)、低分子量类富里酸(C2)、类色氨酸(C3)及农业措施输入的腐殖物质(C4)4个组分,并且以C1组分占比最大,平均达37.4%。随恢复年限增加,3种植被土壤DOM中C3组分占比升高,C2和C4组分占比降低,C1组分占比在柠条和刺槐林中升高,在撂荒地中则降低。不同植被土壤可溶性有机质荧光指数(FI)、新鲜度指数(β:α)及自生源指数(BIX)差异不显著,分别为1.63、0.58、0.59;不同恢复年限撂荒地腐殖化指数(HIX)没有差异,但柠条和刺槐林显著高于撂荒且随恢复年限增加先增大后稳定。综上,水保林持续恢复可以显著提升土壤可溶性碳氮含量,也使土壤可溶有机质组成趋向复杂和相对稳定,利于累积固持,特别以刺槐林效应最明显。

    • 连栽桉树人工林土壤大孔隙特征及其对饱和导水率的影响

      2021, 41(19):7689-7699. DOI: 10.5846/stxb202007161867

      摘要 (84) HTML (107) PDF 2.09 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:速生人工林多代连栽容易导致土地水源涵养能力下降。土壤大孔隙以优先流的形式补充地下水,是定量研究土壤水分运动的重要指标。以连栽1-4代桉树人工纯林为研究对象(记录为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),采用水分穿透曲线法,绘制水分穿透曲线,结合Poiseulle方程计算出大孔隙数量、半径及饱和导水率等指标,对土壤大孔隙特征及其对饱和导水率的影响进行研究。结果表明:(1)桉树人工林土壤的出流速率总体表现先匀速增加后趋于稳定,稳定出流速率总体表现为I > II > III > IV。(2)大孔隙半径范围在0.3-1.5 mm,主要集中于0.4-0.6 mm,随土层深度增加显著减小(P<0.05)。大孔隙数量范围在3.56×104-4.81×105个/m2。随着连栽代次的增加,大孔隙孔径范围变小,同一孔径范围的大孔隙数量减少。土壤容重与大孔隙特征呈极显著负相关关系;有机质含量与大孔隙特征呈极显著正相关关系。(3)各样地土壤饱和导水率范围在0.41-4.50 mm/min,并随着连栽代次增加而降低。将大孔隙的总数量、平均体积与土壤饱和导水率进行线性拟合,拟合方程为:y=ax+b=,(R2>0.66)。综上,随着桉树人工林连栽代次的增加,土壤大孔隙孔径范围缩小、同等半径的大孔隙数量减少,饱和导水率降低,土壤入渗及导水性能减弱,容易造成水土流失。

    • 灌草凋落物混合添加对原油污染土壤修复效果的影响

      2021, 41(19):7700-7712. DOI: 10.5846/stxb202007191886

      摘要 (86) HTML (94) PDF 2.13 M (160) 评论 (0) 收藏

      摘要:以陕北地区常见的10种灌草植物凋落物组成9种混合物,分别将单种或混合凋落物以2%的比例(质量分数)混入15 g/kg原油污染土壤,在室温(20-25℃)恒湿条件下进行150 d的室内模拟修复试验,分析凋落物混合添加对其修复油污土壤能力的影响。结果表明:(1)较之自然衰减,单种凋落物处理普遍显著提高了污染物降解率(原油降解率提高35%-85%)以及土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量(提高0.36-56倍),且多数处理显著提高了污染土壤中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性(提高0.4-6.8倍)。(2)白羊草+杠柳+狼牙刺、胡枝子+铁杆蒿、胡枝子+狗娃花+黄蒿或铁杆蒿+杠柳凋落物混合在促进原油及其组分降解时呈协同作用,使其降解率较单种处理再提高5%-28%,或较基于单种处理结果的预测值提高5%-17%,但其同时拮抗削弱凋落物对土壤速效氮(特别是硝态氮)的补充作用(较预测值降低6%-78%)及(或)酶活性(特别是蔗糖酶和脱氢酶)的刺激作用(较预测值降低14%-67%)。在实际使用中可通过上述混合强化凋落物对污染物的降解能力,但需配合其他修复手段改善污染土壤生化性质。白羊草+狼牙刺、铁杆蒿+狼牙刺、杠柳+狼牙刺凋落物混合使各种污染物降解率较单种处理或预测值显著降低,在使用时应对不同凋落物进行分离,以避免削弱其修复效果。(3)总体而言,添加多酚、黄酮、有机酸和磷含量高,碳含量和碳磷比低且化学多样性更高的混合凋落物更有利于降解原油污染物,但同时其含有的上述次生代谢物可能不利于土壤养分状况和酶活性的恢复。

    • 黄河三角洲刺槐群落土壤优先流及养分分布特征

      2021, 41(19):7713-7724. DOI: 10.5846/stxb202007281968

      摘要 (132) HTML (106) PDF 7.66 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河三角洲湿地面临严重的水资源短缺、湿地退化、土壤盐碱化等问题,湿地土壤干旱缺水,土壤收缩产生裂隙等优先流路径,在小尺度上改变湿地内部以及湿地板块之间水文连通性,小尺度水文效应往往制约大尺度水文连通性,基于当前社会对湿地修复的迫切需求,从小尺度对水文连通研究有必要加以重视。然而,目前的研究多集中在大尺度水文连通的阐述,为进一步明确黄河三角洲湿地小尺度水文连通和养分随优先流路径运移分布情况,以此区域典型刺槐群落为研究对象,基于室外染色示踪实验和室内图像处理技术,分析土壤优先流形态和分布特征,并探究优先流和土壤养分含量之间的关系。结果表明:(1)刺槐群落染色面积比随土壤深度变化主要包括2个阶段,第一阶段:优先流和基质流相互影响作用显著,第二阶段:优先流和基质流相互作用不显著,优先流强度逐渐增强,明显存在指流现象,极少部分管流现象。(2)刺槐群落染色面积比、基质流深度和百分之五十染色深度的数值较大,优先流区染色面积比较小,基质流深度发生在土壤深10-15 cm区间,该类型植被群落水流均匀入渗深度较大,优先流和基质流相互作用程度大,水文连通性较高。(3)优先流区土壤有机碳、有机质、全氮、全磷和有效磷含量值均高于基质流区;(4)土壤优先流区染色面积比与5种养分指标均呈负相关关系,有机碳、有机质和有效磷含量受优先流路径影响显著。(5)土壤中有机碳、有机质和有效磷含量在一定程度上可以衡量土壤优先流发育水平。研究结果可为黄河三角洲湿地生态系统保护和管理提供参考。

    • 旱改水型农田整治对土壤碳排放的短期影响

      2021, 41(19):7725-7734. DOI: 10.5846/stxb202010282761

      摘要 (83) HTML (91) PDF 3.06 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:灌溉农业可提升粮食生产潜力,已成为全球农业重要的发展方向,但此类土地利用转换势必影响旱作农田土壤的稳定性,尤其是碳循环。然而,旱改水整治过程中土壤碳通量变化及其与环境因子间的互馈机制尚不清楚。为此,采用大田模拟实验,连续7 d监测土壤碳通量变化,评估旱改水整治对土壤碳库组成及环境驱动的短期效应。结果表明:①旱地、水田的土壤碳通量和温度均呈昼高夜低的单峰型曲线,且碳通量与温度峰值出现于每日13:00前后,但水田土壤碳通量稍高于旱地。②旱改水后短期内土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、惰性有机碳(ROC)、总有机碳(TOC)和土壤碳库管理指数均呈减少趋势,其中土壤微生物量碳、易氧化有机碳降幅分别达28.55%、29.09%。③土壤含水量、微生物OTU数、碳库含量是影响碳通量速率变化的关键因子(P<0.05),土壤温度、理化性状是制约土壤碳库的主控因子(P<0.05)。农业活动是重要的碳源之一,深入研究大范围旱改水诱发的碳排放问题可为低碳农业、气候减缓及其应对策略制定提供科学依据。

    • 干旱胁迫对不同根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌的影响

      2021, 41(19):7735-7742. DOI: 10.5846/stxb202011172959

      摘要 (126) HTML (128) PDF 3.76 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确干旱胁迫对根茎型清水紫花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿、根蘖型公农4号杂花苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落的影响,采用盆栽试验,运用16S rRNA基因测序技术,研究了幼苗期干旱胁迫下各根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明:干旱胁迫下各根型苜蓿的Chao1和ACE丰富度指数均在中度胁迫下最大,Simpson和Shannon-wiener多样性指数各处理间差异不显著;根际土壤细菌群落均以变形菌门、绿弯菌门、类杆菌门、放线菌门和厚壁菌门为主,干旱胁迫均显著增加了变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,显著降低了绿弯菌门的相对丰度,但类杆菌门和放线菌门先提高后下降。统计学分析显示,幼苗期干旱胁迫显著影响各根型苜蓿生长发育,随胁迫程度增加,其株高、地上生物量、地下生物量、根系活力、根体积、根系总长均显著降低,根冠比先增加后下降且在中度胁迫时达到最大值。重度胁迫下,清水苜蓿的株高、根系活力显著大于其他品种,而根冠比、根系干重显著小于其他品种;陇东苜蓿的根长、根尖数均显著大于其他品种;根系平均直径、根系总表面积各根型苜蓿间差异不显著。研究结果为植物的抗干旱胁迫以及提高各根型苜蓿在干旱胁迫下的水分利用提供参考。

    • 有机物料对喀斯特地区石灰土有效N、Fe、Zn含量的影响

      2021, 41(19):7743-7750. DOI: 10.5846/stxb201812182753

      摘要 (74) HTML (100) PDF 1.81 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同有机物料对喀斯特石灰土元素有效性的影响,采用40 d的室内培养实验,比较了单独添加不同比例(1%、3%、5%)的生物质炭、鸡粪肥、羊粪肥对喀斯特石灰土有效N、Fe、Zn含量的影响。结果表明:添加生物质炭提高了喀斯特石灰土的pH值,而添加鸡粪肥和羊粪肥降低了喀斯特石灰土的pH值;添加3种有机物料均增加了喀斯特石灰土的有机质含量,大小关系为:生物质炭 > 鸡粪肥 > 羊粪肥,但添加鸡粪肥和羊粪肥土壤有机质的化学活性和微生物活性更高。受pH、有机质活性、碳氮比等因素的影响,添加鸡粪肥和羊粪肥能增加土壤有效N含量,但两种有机肥对土壤有效N的提高效果相差不大,而添加生物质炭反而降低了土壤有效N的含量;3种有机物料均能提高土壤的有效Fe和有效Zn含量,其中鸡粪肥效果最佳,其次为羊粪肥和生物质炭。当3种有机物料的添加比例为5%时,生物质炭处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的0.92、1.13、1.21倍;鸡粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.22、1.63和3.39倍;羊粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.27、1.34和2.59倍。所以,相对于生物质炭,有机粪肥对喀斯特地区的石灰土有更好的改良效果。

    • 内陆干旱区典型旱生植物蒸腾耗水量模拟研究

      2021, 41(19):7751-7762. DOI: 10.5846/stxb202007301985

      摘要 (90) HTML (95) PDF 2.95 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:内陆干旱区植物耗水量是生态恢复和水资源管理的重要依据。参照甘肃省民勤县青土湖附近气象条件、干旱区典型植物生理特征以及土壤水力特征参数,采用Tardieu-Davies模型(气孔导度模型),计算在适宜和极限生态地下水埋深下7种典型植物生长季蒸腾耗水量,并与国内外研究成果对比,得出以下结论:适宜、极限生态地下水埋深下,7种植物生长季内平均蒸腾量分别为793、602 mm。不同植物蒸腾量差异大,适宜生态地下水位埋深下水生植物芦苇(Phragmites australis)、河岸带植被柽柳(Tamarix chinensis)蒸腾量最大,分别为1292、1147 mm;耐旱性强的荒漠植被梭梭(Haloxylon ammodendron)蒸腾量最小,为279 mm;其它植被盐节木(Halocnemum strobilaceum)(940 mm)、罗布麻(Poacynum hendersonii)(913 mm)、白刺(Nitraria tangutorum)(534 mm)、胡杨(Populus euphratica)(448 mm)蒸腾量依次减小。由适宜生态地下水埋深降低至极限生态地下水埋深时,植物蒸腾量平均减少24%。耐旱性强的梭梭、白刺减幅大,分别为53、35%;耐旱性弱的芦苇、柽柳减幅小,分别为19、13%。

    • 高浓度臭氧胁迫两种园林观赏草的逆境生理特征比较

      2021, 41(19):7763-7773. DOI: 10.5846/stxb202006101512

      摘要 (105) HTML (98) PDF 3.35 M (146) 评论 (0) 收藏

      摘要:以两种常见园林观赏草:白穗狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘White’)和拂子茅(Calamagrostis epigeios)作为试验材料,利用开顶箱(OTCs)模拟法,研究了不同高浓度臭氧(O3,EO):80 nmol/mol(EO-80)、120 nmol/mol(EO-120)和160 nmol/mol(EO-160)下两种观赏草叶片逆境生理特征的变化规律。结果表明:(1)短期(7 d)内随O3浓度增加,白穗狼尾草叶绿素和类胡萝卜素含量较对照呈下降趋势,拂子茅较对照无显著变化。(2)在EO-120、EO-160下处理7 d时,两种观赏草叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(gs)较对照显著下降,且白穗狼尾草下降的幅度均大于拂子茅。(3)不同高浓度O3胁迫下,两种观赏草叶片丙二醛(MDA)含量较对照均有所升高,其中在EO-160下处理21 d时白穗狼尾草和拂子茅叶片MDA含量分别增加30.2%(P<0.05)和13.5%(P>0.05),表明在EO-160浓度胁迫下白穗狼尾草受到的膜脂过氧化伤害大于拂子茅。(4)在EO-120和EO-160下处理21 d时,白穗狼尾草叶片可溶性蛋白含量较对照分别显著下降24.2%和43.1%,而拂子茅较对照分别下降19.0%和22.9%(P<0.05)。(5)与对照组相比,高浓度O3下两种观赏草叶片的过氧化物酶(POD)活性随胁迫时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升后降。(6)综合以上生理特征比较及主成成分分析表明,佛子茅比白穗狼尾草更耐O3,前者在O3高污染地区可能会有更高的应用价值。

    • 苏干湖湿地植被地上生物量空间格局及其对水盐的响应

      2021, 41(19):7774-7784. DOI: 10.5846/stxb201909161918

      摘要 (85) HTML (84) PDF 2.88 M (157) 评论 (0) 收藏

      摘要:地上生物量是反映湿地植物群落数量特征和生产能力的重要因子,内陆盐沼湿地植被地上生物量空间分布格局及其水盐响应机制,对湿地生态水文学研究具有重要的理论意义。采用湿地群落学调查和支持向量回归模型(SVR)相结合的方法,将苏干湖湿地划分为山洪区、泉水区等5个分区,研究了植被地上生物量的空间异质及其影响因素。结果表明:支持向量回归模型在内陆盐沼湿地植被地上生物量反演方面具有较高的拟合精度;苏干湖不同区域湿地植物群落地上生物量空间格局呈现出复杂的空间分异规律,对地下水埋深和土壤全盐量的响应也存在明显差异:河洪区的植被地上生物量随地下水埋深、土壤全盐量的增加呈先增大后减小的趋势,湖水区的植被地上生物量与地下水埋深呈显著正相关关系,而土壤全盐量则相反,山洪区的植被地上生物量随地下水埋深的增加呈先增大后减小的趋势,泉水区的植被地上生物量随地下水埋深的增加逐渐减小,台地区的植被地上生物量与地下水埋深和土壤全盐量均无显著相关性。苏干湖湿地不同等级植被地上生物量在空间上呈现出多斑块组成的镶嵌体结构形态,体现了湿地植物应对土壤水盐等环境因子变化的生态适应机制。

    • 2003-2019年山东省冬小麦关键物候期时空特征

      2021, 41(19):7785-7795. DOI: 10.5846/stxb202011132937

      摘要 (166) HTML (145) PDF 12.68 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:农作物物候的变化会直接影响农作物的生长过程,进而影响其质量和产量。基于MODIS EVI遥感数据,提取2003-2019年山东省冬小麦种植区以及主要物候期(返青期、拔节期、抽穗期、成熟期)信息,并分析各物候期的时空变化特征。结果表明:2003-2019年山东省冬小麦返青期、拔节期、抽穗期、成熟期分别集中在一年中的第45-70天、第75-100天、第103-125天、第135-155天;4个物候期的空间分布均呈鲁南早于鲁北、内陆早于沿海的格局特征。区域尺度上,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期年际变化率分别为1.56 d/10a、0.65 d/10a、-0.54 d/10a、2.51 d/10a,变化趋势均不显著。像元尺度上,返青期与拔节期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域分别占总面积的1.65%、3.05%,这些区域主要分布于鲁东沿海地区和鲁南内陆地区;抽穗期变化以提前趋势为主,呈显著提前趋势的区域占总面积的6.56%,集中分布于菏泽东北部地区;成熟期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域占总面积的10.23%,多出现在滨州、德州以及济宁等地区。研究结果可为山东省农田和冬小麦管理以及农业生态保护等提供数据支持和科学参考。

    • 基于MODIS NDVI的长江中游区域植被动态及与气候因子的关系

      2021, 41(19):7796-7807. DOI: 10.5846/stxb202007251953

      摘要 (159) HTML (149) PDF 20.04 M (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1999-2015年的MODIS NDVI时间序列遥感数据,应用趋势分析、变异系数、重标极差分析和偏相关分析等方法,分析了长江中游的植被时空变化特征及其与气象因子的关系。结果表明,长江中游地区NDVI均值总体上呈上升趋势(从0.72增加到0.80)。从空间分布来看,NDVI低值区域(0.1-0.5)占1.40%,高值区域(>0.7)占87.15%;NDVI空间格局呈"西高东低、北高南低"的分布特征,低值区域表现为以三省省会城市为中心向外辐射。Hurst指数显示,研究区大部分区域(60.54%)的NDVI变化趋势具有不确定性,持续性改善区域(34.78%)主要分布在西部山地区,持续性退化区域(3.26%)主要分布在人类活动频繁的较发达城市区域。在年际尺度上,研究区NDVI与各气象因子关系均不显著;月际尺度上,NDVI与降水、相对湿度和日照时数显著相关,降水和日照时数有明显的时滞性。区域内NDVI动态趋势以不确定性发展为主,城市群周边NDVI呈现持续退化的区域应该引起关注。

    • 油菜类型和品种对外来入侵杂草小子虉草的替代控制作用

      2021, 41(19):7808-7818. DOI: 10.5846/stxb202006171567

      摘要 (75) HTML (98) PDF 2.30 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:外来入侵植物小子虉草(Phalaris minor Retz.)是世界公认的冬季农田恶性杂草,掌握农作物对其替代控制作用具有重要的研究价值。前期研究表明,油菜是替代控制小子虉草的优良农作物,然而,目前尚不清楚油菜类型与品种对其控制能力的影响。为此选取与小子虉草同域发生的不同类型(白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜)油菜品种各3种,通过田间小区实验和室内化感作用测定,对比研究其对小子虉草的生长、繁殖、表型以及化感作用的影响。田间实验显示:竞争方式(种内或种间竞争)和油菜类型对小子虉草的地上生物量、种子数、株高、分枝数、叶面积和比叶面积存在极显著(P=0.0001)影响;而油菜品种对小子虉草的地上生物量(P=0.6064)、种子数(P=0.3577)、株高(P=0.4279)、分枝数(P=0.6357)、叶面积(P=0.8839)和比叶面积(P=0.3424)均无显著影响。3种类型油菜对小子虉草生长、繁殖以及表型的影响存在明显差异,其中芥菜型油菜对小子虉草的上述指标的影响最强,而白菜型油菜的影响最弱。室内生物测定显示,油菜对小子虉草具有化感抑制作用,当供试油菜叶片水提液浓度为0.1 g/mL时,小子虉草种子的萌发和幼苗的株高、根长、生物量均被显著抑制;研究也表明不同类型油菜对小子虉草的化感作用显著不同,同等条件下,芥菜型油菜对小子虉草的化感抑制作用最强。综上所述,油菜类型对外来入侵小子虉草的控制作用存在显著差异,其中芥菜型油菜对植物小子虉草的替代控制作用明显优于白菜型油菜和甘蓝型油菜,而其强的化感抑草特性或许是其强控草能力的原因之一。另外,本研究也为进一步利用油菜替代控制入侵植物小子虉草提供了参考。

    • 基于地理编码和突变分析的高寒草甸植物群落退化阈值识别

      2021, 41(19):7819-7829. DOI: 10.5846/stxb202005171253

      摘要 (92) HTML (93) PDF 4.66 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确植物群落退化阈值,进而划分草甸退化程度对指导高寒草甸退化修复有重要意义。为建立识别植物群落退化阈值的方法,并基于阈值划分草甸退化程度,于2018年在云南省香格里拉市选取受人类活动干扰严重的典型高寒草甸开展植物群落调查,然后在地理编码的基础上用Mann-Kendall突变检验识别植物群落的结构指标(物种丰富度,R;优良牧草综合优势度,PSDR)和功能指标(地上生物量,AGB)的突变点,这些突变点即植物群落结构指标和功能指标的变化阈值。据此划分高寒草甸植物群落的退化程度。结果表明:1)研究区内草甸植物群落R的变化阈值为10种、13种和17种;PSDR的变化阈值为0.25、0.30和0.39;植物群落AGB的变化阈值为31.98 g/m2和91.68 g/m2;2)研究区内高寒草甸植物群落退化等级可划分为"基本退化类型"和"过渡退化类型"两大类。其中,"基本退化类型"包括三类:I级退化,即13种≤ R<17种、0.30 ≤ PSDR<0.39、31.98 g/m2 ≤ AGB<91.68 g/m2;II级退化,即10种≤ R<13种、0.25 ≤ PSDR<0.30、31.98 g/m2 ≤ AGB<91.68 g/m2;III级退化,即R<10种、PSDR<0.25、AGB<31.98 g/m2;"过渡退化类型"为介于3个基本退化类型之间的类型,包括四类:1)I级正向过渡,即I级退化向健康草甸过渡阶段;2)I级反向过渡阶段,即I级退化向II级退化过渡阶段;3)II级反向过渡阶段,即II级退化向III级退化过渡阶段;4)III级正向过渡阶段,即III级退化向II级退化过渡阶段。本研究表明,可基于地理编码和突变分析识别高寒草甸植物群落结构和功能指标的退化阈值,进而客观、完整地划分高寒草甸植物群落的退化阶段,为其生态修复提供支撑。

    • 白云山国家森林公园不同人为干扰强度的群落冠层结构和光照特征

      2021, 41(19):7830-7837. DOI: 10.5846/stxb201912202746

      摘要 (132) HTML (114) PDF 7.06 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm2(100 m×100 m)的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现:1)随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2)择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照(直接辐射、散射辐射)与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3)处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。

    • 闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应

      2021, 41(19):7838-7847. DOI: 10.5846/stxb201911282584

      摘要 (91) HTML (96) PDF 3.64 M (143) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中(行道与植物园混交林)的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明:闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%-20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。

    • 基因型多样性对羊草种群年龄结构的影响

      2021, 41(19):7848-7857. DOI: 10.5846/stxb201910212207

      摘要 (89) HTML (127) PDF 1.30 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:基因型多样性作为遗传多样性的重要组成部分,不仅在群落水平,而且在种群水平均可以发挥重要生态作用。以羊草(Leymus chinensis)为研究对象,设置5种基因型多样性梯度试验控制小区,进行基因型多样性对羊草种群年龄结构的影响研究。结果表明:随基因型多样性梯度的逐步增加,2a分蘖株生物量和数量均显著增加(P<0.05);1-4龄级羊草根茎生物量、长度和干物质积累量多数呈极显著性增加的变化趋势(P<0.01)。在1、2、4、8和12种基因型多样性梯度时,分蘖株生物量及数量年龄结构均以1a或2a分蘖株所占比例为最高,年龄结构表现为增长型或稳定型;而羊草种群根茎生物量和长度也以2a根茎所占比例为最高,年龄结构表现为稳定型。随基因型多样性水平的增加,羊草种群分蘖株数量和生物量的年龄结构从增长型向稳定型过渡,但根茎长度和生物量的年龄结构均为稳定型。12基因型多样性水平的4龄级分蘖株和根茎的特征高于其他基因型多样性水平。因此,在不同基因型多样性水平羊草种群分蘖株和根茎具有增长型或稳定型的年龄结构,适当的基因型多样性数量显著促进了各龄级羊草分蘖株和根茎的生物量和数量特征的升高,但高度的基因型多样性水平会增加羊草种群中高龄级的分蘖株和根茎所占的比例,种群发展表现出衰退信号。

    • 积雪变化对高寒草甸钝苞雪莲(Saussurea nigrescens)繁殖分配及功能属性的影响

      2021, 41(19):7858-7869. DOI: 10.5846/stxb201907051414

      摘要 (92) HTML (96) PDF 1.81 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:季节性雪被对植物的生长繁殖具有深刻影响。为阐明不同积雪梯度下钝苞雪莲各器官生物量、养分含量、繁殖分配及功能属性的变化规律,在青藏高原东缘红原县,通过人工堆积的方法开展积雪梯度(CK、S0、S1、S2、S3)控制实验,测量了不同积雪梯度下钝苞雪莲茎、叶、花苞的养分含量及繁殖分配等特征。结果表明:1)积雪变化没有显著改变钝苞雪莲的繁殖分配,但去除积雪(S0)显著降低了营养器官生物量。2)不同积雪处理下,个体大小与繁殖器官生物量均呈正线性关系(P<0.01)。3)茎部磷(P)含量随积雪量的增加显著升高(P<0.05);叶部P含量随积雪量的增加先上升后下降,即:S2 > S1 > CK > S3 > S0,且存在显著差异(P<0.05);各处理下植物的不同器官在养分上主要受氮(N)元素的限制。4)去除积雪(S0)降低了茎干重、株高、茎高、茎分配和单株花苞量,过度积雪(S3)则降低了株高、茎高和花苞长度,中度积雪(S1、S2)则分别降低了花苞长度与单株叶片数。由此可见,不同积雪量并未显著改变钝苞雪莲的繁殖分配,但却改变了其不同器官的功能属性与养分含量,使磷元素成为植物响应积雪变化较为敏感的指标。

    • 盐城沿海海堤林带柳莺属(Phylloscopus)鸟类秋季迁徙规律

      2021, 41(19):7870-7878. DOI: 10.5846/stxb202006141545

      摘要 (93) HTML (102) PDF 2.37 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:江苏盐城沿海具有广阔的平原与湿地滩涂,但缺少自然林地。经过多年的防风林建设,沿海海堤逐渐形成了特有的、南北走向的条带林生境,为迁徙鸟类提供了通道和停歇地,是研究鸟类迁徙规律的理想地点。柳莺属鸟类个体小,野外种类识别难,其迁徙规律缺乏深入研究。分别于2018年和2019年两个秋季,采用雾网法对盐城沿海海堤林带柳莺属鸟类的迁徙规律进行研究。结果表明:两个秋季共捕获柳莺属鸟类8种608只,其中极北柳莺(Phylloscopus borealis)、冕柳莺(P. coronatus)、淡脚柳莺(P. tenellipes)和黄眉柳莺(P. inornatus)的捕获数量分别为245只、131只、107只和94只,占捕获总数量的95%,是秋季迁徙期的优势种。对优势种柳莺日捕获率进行比较:2019年极北柳莺的日捕获率显著高于淡脚柳莺和黄眉柳莺(U test,P<0.05)。对捕获数量随时间变化进行分析,4种柳莺都以集中在短时间内快速通过的迁徙策略穿越盐城沿海海堤林带,符合秋季小型雀形目鸟类迁徙采取时间最小化假说。不同种类的柳莺在通过盐城沿海海堤林带的时间顺序上存在显著差异(K-W test,P<0.05),2018年和2019年均以黄眉柳莺通过最晚。随着时间的推移,四种柳莺的脂肪度都逐渐下降。繁殖地纬度的差异可能是导致4种柳莺通过盐城沿海海堤林带时间差异的原因。盐城沿海海堤林带为柳莺属等雀形目小型鸟类的迁徙提供了非常理想的迁徙通道,应当加强海堤林带在鸟类迁徙和保护中的作用研究。

    • >学术信息与动态
    • 中国生物多样性研究文献计量分析

      2021, 41(19):7879-7892. DOI: 10.5846/stxb202003300750

      摘要 (229) HTML (139) PDF 9.57 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性是人类赖以生存的重要物质基础,中国在生物多样性研究领域做了大量的工作,发表了众多有价值的学术论文。通过文献计量方法,对2009-2018年中国生物多样性研究领域WOS(Web of Science)和CNKI(中国知网)数据库收录论文的数量及被引情况、载文期刊分布等进行统计;并借助CiteSpace文献可视化软件,分析论文的作者合作、合作机构、国家(地区)合作和研究热点等。结果表明:2009-2018年间,中国生物多样性研究领域共发表论文17035篇,其中CNKI收录文献13365篇,WOS收录文献3670篇;年度发文总量以及WOS年度发文量总体呈上升趋势;CNKI文献被引频次最高的论文是于2009年发表在《生物多样性》上的"植物群落清查的主要内容、方法和技术规范",WOS文献被引频次最高的论文是于2011年发表在Global Change Biology上的"TRY-a global database of plant traits";朴世龙教授、骆亦其教授和唐志尧教授等是基于WOS文献的生物多样性研究领域核心作者,王得祥教授、马克平研究员和张文辉教授等基于CNKI文献的生物多样性研究领域主要作者;WOS文献与CNKI文献发文量最多的机构均为中国科学院所属相关科研院所;与中国合作的国家或地区共有106个,包括美国、英国、澳大利亚等;《生态学报》和Global Change Biology分别是该领域中文和外文文献的重要期刊载体;基于WOS文献的研究热点为气候、土壤等环境因子变化对物种多样性的影响研究以及基于微卫星分子标记技术的物种遗传多样性研究,基于CNKI文献的研究热点为环境因子与群落结构的关系研究。上述研究结果从收录论文的角度,定量、客观、科学地描述了2009-2018年中国生物多样性研究状况及研究热点,以期促进中国生物多样性的深入研究,并为相关领域学者凝练研究动向和科学问题等提供参考信息。

    • 建立健全生态产品价值实现机制的路径探索

      2021, 41(19):7893-7899. DOI: 10.5846/stxb202107061808

      摘要 (198) HTML (114) PDF 1.04 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态文明是人类文明发展的一个新的阶段,即工业文明之后的文明形态,是中国在新发展阶段辩证反思人与自然关系的理论创举,生态产品价值实现是对生态文明理念的呼应,其路径的探索是生态文明理念落地的关键。2021年《关于建立健全生态产品价值实现机制的意见》的出台推动了生态产品价值实现有关理论与实践研究,提出建立生态产品调查监测机制、价值评价机制、经营开发机制、补偿机制、价值实现保障机制和价值实现推进机制。目前,生态产品价值实现的实践探索初具规模,但是学界关于生态产品的概念界定尚未达成共识,相应的学理基础研究相对迟滞,生态产品价值实现的模式与路径还不清晰。从界定生态产品概念、加强学理基础研究出发,梳理了政府主导、市场主导、通过制度设计促进全社会参与生态产品价值实现的实践探索及存在问题与障碍。政府主导面临财政资金缺口大、财政资金利用效率不高、"公地悲剧"愈演愈烈等经济、社会风险;市场主导面临法律法规或强制性政策缺位、市场活跃度不高、市场建立与交易规则不明确或市场监管失灵等问题;社会参与面临法规政策或制度设计不完善、吸引市场主体参与的激励措施不够、政府与市场合力发挥不够或资金使用效率低等问题。在此基础上,提出了持续深化落实自然资源产权制度改革、将用途管制制度拓展到整个国土空间、科学开展生态保护修复和利用基于自然的解决方案技术、工具保障优质生态产品供给、深入开展生态产品价值实现理论研究和价值核算研究等建议。研究为促进生态产品价值实现理论、实践发展和助推相关标准体系构建提供参考。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(19):7900-7900.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 1.24 M (130) 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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