• 2021年第41卷第6期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >封面目录
    • 封面+目次

      2021, 41(6):0-0.

      摘要 (354) HTML (0) PDF 76.23 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >南方低效人工林改造与特色生态产业技术研究专栏
    • 北亚热带3种森林群落对大气湿沉降重金属的调控

      2021, 41(6):2107-2117. DOI: 10.5846/stxb202008012003

      摘要 (822) HTML (94) PDF 2.01 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林群落截留消纳沉降重金属的能力影响着森林集水区溪水输出重金属的情况,决定着小流域的水质安全。为评价北亚热带地区典型森林生态系统对大气降水中主要重金属离子的截留能力和分配特征,以浙江庙山坞林场3种典型森林群落(毛竹林、杉木林、青冈阔叶林)和森林集水区-小溪为研究对象,于2018年7月-2019年6月监测了12次降水事件,分析、比较和讨论了大气降水、林内穿透雨、树干茎流、枯透水、地表径流和集水区溪水中7种重金属(铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、铜(Cu)、砷(As)、镍(Ni)和锰(Mn))的质量浓度和通量的动态变化。结果表明,大气降水中7种重金属,Pb、Cd、As、Cu、Zn、Mn和Ni的年均浓度分别为0.974、0.124、0.512、3.42、36.7、8.48和1.94 μg/L,3种森林群落林冠层截留的干沉降重金属中Zn和Mn的比例最高,林冠层降水对重金属Mn和Zn的淋溶量极高,超过大气降水沉降量的2.78倍和54.2倍,同时截留了降水中的As和Ni;枯落物层对Mn、Cd和Zn表现出截留作用,对Cu和Ni有淋溶或释放的作用;3种森林群落的地表径流中Pb、Mn、Cd和Zn浓度明显降低,As和Ni的浓度略高于枯透水,但由于地表径流量非常小,土壤表层对降水中重金属均表现出极强的截留作用。3种森林群落对大气降水中的重金属均表现出极高的截留率,森林群落之间没有显著差异,其中青冈阔叶林的截留能力最强,杉木林较弱。而地表径流及土壤渗透水等汇集到森林集水区后,溪水中重金属Mn、Ni、Cd和Zn的浓度和通量均有大幅的增加,仅对重金属As和Cu呈现截留的作用,这可能与森林土壤重金属本底值偏高以及森林长期接收的重金属沉降在降水淋溶下从酸性土壤中大量溶出有关。

    • 不同类型杉木人工林林下草本植物多样性特征

      2021, 41(6):2118-2128. DOI: 10.5846/stxb202007151845

      摘要 (686) HTML (118) PDF 6.10 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:林下草本多样性是衡量森林群落结构和功能的重要指标。以湖北九华山林场不同类型的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(杉木纯林(I)、杉木-檫木混交林(Ⅱ)、杉木-檫木-亮叶桦混交林(Ⅲ))为研究对象,通过分析林下草本层物种组成及其多样性特征,探讨林地类型与林下草本多样性的相互关系。结果表明:研究区林下草本层共有植物72种,分属于37科65属,其中以蔷薇科(Rosaceae)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)植物居多;林下草本植物以多年生草本为主,合计有67种,占全部草本植物的93.06%;物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou均匀度指数均表现为混交林样地(Ⅱ和Ⅲ)高于纯林样地(I),但差异性不显著;各样地林下草本层优势物种与林地树种组成密切相关,其中,I型样地以高粱泡(Rubus lambertianu)、金星蕨(Parathelypteris glanduligera)和鱼腥草(Houttuynia cordata)为优势种,其重要值分别为13.65%、8.79%和5.27%;Ⅱ型和Ⅲ型样地均以金星蕨、荩草(Arthraxon hispidus)和山马兰(Kalimeris lautureana)为优势种,重要值分别为10.75%、8.37%、7.47%和11.84%、6.16%、5.82%。此外,草本层的优势物种显著影响土壤理化性质:金星蕨与土壤含水量之间呈显著正相关(P<0.05),高粱泡与土壤磷含量显著正相关(P<0.05),而麦冬(Opiopogon japonicus)则与土壤磷含量呈负相关(P<0.05);并且,草本层各优势物种间存在一定的协同、竞争关系(P<0.05)。

    • 麻栎和闽楠幼苗叶功能性状及生物量对光照和施肥的响应

      2021, 41(6):2129-2139. DOI: 10.5846/stxb202007311998

      摘要 (524) HTML (92) PDF 1.30 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:光照和养分条件是影响植物生长的重要环境因子,不同生活型植物对环境异质性的响应机制不同。以落叶阔叶树种麻栎和常绿阔叶树种闽楠幼苗为研究对象,设置2个光照梯度(全光照和45%全光照)和4个施肥梯度(不施肥、氮磷供应比为5、15和45)共8种处理,研究光照和施肥及其交互作用对麻栎和闽楠生物量和叶形态、生理及化学性状的影响,并探讨了叶功能性状和生物量的关系。结果表明:(1)光照、施肥及其交互作用对光合气体交换参数(除水分利用效率外)、叶绿素荧光参数、叶形态指标(除比叶面积外)、单位质量叶氮含量和根冠比影响显著(P<0.05)。此外,光照和施肥对地上生物量和总生物量影响显著(P<0.05)。(2)全光照显著增加了麻栎和闽楠单株总叶面积和地上、地下生物量及总生物量(P<0.05),而遮荫降低了非光化学猝灭系数、光合氮利用率和根冠比,增加了单位质量叶氮含量。(3)在全光照处理中,施肥显著增加了麻栎和闽楠水分利用效率(P<0.05);在遮荫处理中,氮磷供应比45显著增加了麻栎和闽楠净光合速率和水分利用效率(P<0.05)。(4)麻栎和闽楠在全光照中倾向于资源获取策略,在遮荫中偏向于资源保守策略。在光照和施肥处理中,麻栎和闽楠单株总叶面积与地上生物量均显著正相关(P<0.05)。总之,单株总叶面积是预测麻栎和闽楠幼苗地上生物量变化的稳定指标,施肥有助于增加低光环境下麻栎和闽楠幼苗的生态适应能力。

    • 光照和氮磷供应比对木荷生长及化学计量特征的影响

      2021, 41(6):2140-2150. DOI: 10.5846/stxb202007301990

      摘要 (508) HTML (110) PDF 1.93 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷(Schima superba)实生幼苗为试验对象,研究了不同光照(全光照、遮阴即45%全光照)和N、P供应比例(5,15,45)对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明:(1)遮阴不仅严重抑制了木荷各器官和单株生物量积累,更加剧了P限制。尽管N、P添加对木荷生长没有显著促进作用,但N、P供应比例为5时的性状组合更有利于木荷后期生长,但高N、P供应比例可能导致P限制。(2)遮阴下叶N、P含量显著增加,但叶C/N和C/P比显著降低;不同光照处理组中各器官及总N含量均随N、P供应比例增大而显著增加,而C/N比逐渐降低;P的分配格局发生改变,全光照组各器官P含量为茎 > 叶 > 根,遮阴组各器官P含量为根 > 茎 > 叶。(3)随N、P供应比例增加或光照强度降低,木荷均趋向降低根冠比和根质比、增加叶质比或茎质比。(4)木荷生物量与各器官N、P含量、叶质比呈极显著负相关,而与C/N和C/P比及根冠比、茎质比、根质比呈极显著正相关。光强和N、P比例变化均显著影响了木荷幼苗的养分利用特征,因而木荷作为伴生树种优化林分环境对其早期生长具有重要意义。

    • 南方红壤典型水土流失区马尾松林地上林木碳储量的遥感监测——以长汀县河田镇为例

      2021, 41(6):2151-2160. DOI: 10.5846/stxb202001050035

      摘要 (511) HTML (112) PDF 3.80 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林碳储量动态变化对揭示区域水土流失治理成效具有重要指示意义。以长汀县河田镇为例,2017年随机设置34个马尾松林样本作为建模集,分别与同期Landsat影像的原始波段、植被指数及主成分因子进行回归分析,构建马尾松((Pinus massoniana))林地上林木碳储量的最佳反演模型,基于伪不变特征原理的线性归一化法实现该模型在2003、2010年影像上的适用性校正转换,实现研究区2003、2010、2017年马尾松林地上林木碳储量的反演及时空分异特征的研究。结果表明:研究区2017年马尾松林地上林木碳储量最佳遥感反演模型是以绿色植被指数(GNDVI)为自变量构建的指数模型:C2017=0.006e14.357GNDVI2017,该模型拟合的决定系数为0.57,平均相对精度为82.19%;2003年、2010年马尾松林地上林木碳储量遥感估测模型为:C2003=0.006e(16.4086GNDVI2003+1.1428)C2010=0.006e(15.1677GNDVI2010+1.5821),两期校正模型的决定系数均在0.85以上;2003、2010及2017年碳储量分别为8.24 t/hm2、11.34t/hm2、16.14 t/hm2,整体呈上升趋势;地上林木碳储量随海拔、坡度的升高而增加,向阳坡地上林木碳储量高于背阴坡;碳储量增长率随海拔、坡度的升高而降低,背阴坡碳储量增长率高于向阳坡。

    • 基于高分辨率遥感影像的北亚热带森林生物量反演

      2021, 41(6):2161-2169. DOI: 10.5846/stxb201910082086

      摘要 (519) HTML (104) PDF 5.71 M (371) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北亚热带湖北省太子山林场为研究对象,基于高空间分辨率GF-2与SPOT-6卫星影像,提取不同窗口大小下的纹理信息与光谱信息,利用随机森林回归算法,并结合野外实测106块样地的生物量数据,建立不同影像下的太子山林场森林生物量反演模型。结果显示:(1) GF-2和SPOT-6虽然空间分辨率有差异,但是从其不同波段反射率的相关系数(0.75、0.78、0.73、0.61)发现,两种影像的波段反射率具有较高的相关性,说明两者的辐射性能相近;(2)通过分析不同纹理特征对生物量模型的影响,发现均值和对比度纹理参数对生物量反演具有很好的效果。(3)高分辨率的遥感数据在生物量反演中具有较好的表现,且GF-2生物量模型精度(R2=0.88,RMSE=27.11 Mg/hm2)与SPOT-6生物量模型的精度(R2=0.89,RMSE=23.93 Mg/hm2)相近。(4)两种影像对不同森林类型的生物量预测值不存在显著差异,都适合对不同林分类型的生物量进行预测。

    • 基于绿视率的城市生态舒适度评价模型构建

      2021, 41(6):2170-2179. DOI: 10.5846/stxb202005121189

      摘要 (436) HTML (97) PDF 6.20 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市生态系统服务指人类从城市生态系统中获取的利益,城市绿色空间是提供城市生态系统服务的主要载体。而城市化进程的加快对城市绿色空间的存量造成威胁,城市生态系统服务难以达到居民需求。传统的城市绿色空间评价指标集中于对城市绿地面积的评价,指标偏向整体性和二维化,忽视了三维绿量,也鲜少关注生态系统服务质量。基于以上背景提出了一个城市生态系统服务功能评价指标——城市生态舒适度,通过人体的主观感受对城市生态系统服务功能做出质量反馈,并结合灰色关联分析法构建了该指标的评价模型。通过样本的条件对比分析得出,当绿视率水平低于30%时,城市生态舒适度的主要影响因子为绿视率;当绿视率水平高于30%时,则是湿度、PM2.5浓度和风力等级。将评价模型的模拟结果与实测值进行对比验证,结果显示二者的变化趋势基本相同,表明评价模型科学有效。

    • 街区尺度城市内部动态度的量化——以深圳市为例

      2021, 41(6):2180-2189. DOI: 10.5846/stxb202006051463

      摘要 (594) HTML (130) PDF 12.83 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市动态度反应城市土地利用/土地覆盖动态变化的剧烈程度,对其进行量化是理解城市景观变化和进行城市生态空间监管的基础。现有研究主要聚焦城市扩张引起的特定地类(如人工表面、植被等)的动态变化,缺乏对城市内部精细尺度上(如街区尺度)景观动态的研究。以深圳市为例,首先利用多等级道路数据划分街区,进而基于高分辨率卫星影像解译的土地覆盖数据,利用土地利用动态度和土地利用强度指数量化街区尺度城市内部动态度。研究结果表明:(1)深圳市城市内部动态度较高,2017-2018年期间,14.93%的街区发生了不同程度的变化,热点区域主要分布在南山区、宝安区、盐田区等。(2)街区的变化包括多种地类的转变,其中,林地转变为裸土最为常见,占比为12.59%。由城市更新引起的地类变化也较普遍,如其他不透水地表向裸土的转移和建筑到裸地的转变分别为6.20%、5.59%。此外,深圳市街区的土地利用强度也存在较大差异,表现为土地利用强度增加的街区多分布在城市外围,而土地利用强度降低的街区则多分布在城市内部。(3)街区动态度与街区大小之间呈现非线性关系,街区动态度随着街区面积的增大,先急剧下降,后趋于平缓。本研究揭示了深圳市城市内部街区尺度上土地覆盖的动态变化特征,可为城市规划和生态空间管理提供科学支撑。

    • 滨海湿地消浪服务空间分布特征——以上海市崇明岛为例

      2021, 41(6):2190-2200. DOI: 10.5846/stxb202005281384

      摘要 (395) HTML (97) PDF 5.67 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变化增加了滨海地区遭受侵蚀、风暴潮等灾害的风险,利用自然湿地的消浪功能增强海岸防护是当前研究的热点,但目前对消浪服务的空间分布评估研究相对匮乏。以上海市崇明岛环岛滨海湿地为例,结合GIS与Kobayashi指数形式波高衰减模型评估常规状态下湿地消浪服务的空间分布特征。结果显示,大、小潮升条件下,崇明环岛湿地消波的平均高度分别为0.94、0.54 m与效度分别为83.6%、60.4%,消波高度的空间分布表现为南岸小于北岸,消波效度的空间分布在小潮升时与消波高度相似,而大潮升时南岸的消波效度有明显提升。物理环境与生物因素空间分布及其相互作用的异质性,导致消浪服务的空间分布也具有空间异质性。实际参与消波的断面宽度与不同景观消波服务的评估结果表明,一个断面的所有景观并非都参与到消浪过程中,即使在大潮升时期,不同岸段景观的平均参与度不足71%。潮高与波高的增加并不会使参与消波的景观规模成对应比例的增加,说明消波服务在空间上具有明显的非线性特征。研究可为滨海湿地生态修复空间规划、基于生态系统的海岸带管理、自然资本核算提供科技支撑。

    • 乌兰布和沙漠生态系统服务价值时空动态

      2021, 41(6):2201-2211. DOI: 10.5846/stxb202005141228

      摘要 (426) HTML (90) PDF 13.44 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:以乌兰布和沙漠为研究区,基于1990-2018年4期土地利用类型数据,以"当量因子法"为基础,运用网格分析、热点分析、权衡协同分析等方法,探究乌兰布和沙漠近30年生态系统服务价值的时空动态特征。结果表明:(1)生态系统服务价值总量以2000年为拐点先下降后逐期上升,由1990年17.03亿元上升至2018年25.94亿元,其中调节服务价值贡献量最大,4期平均占71.34%,供给服务增幅最大,近30年间增加85.04%;(2)生态系统服务价值呈东部和东北部高、中部和西南部低的空间分布特征,1990-2010年空间格局基本不变,但2018年高值区有所扩展;(3)1990-2018年间生态系统服务冷点区面积占比由2.85%增至4.23%,热点区面积占比由0.22%增至10.45%,热点区分布在黄河沿岸及部分生态恢复区,但东南部冷点区逐渐增大,生态治理时应着重关注;(4)1990-2018年生态系统服务间以协同关系为主,权衡关系存在于初期供给服务与其他类型服务之间。

    • 基于STICS模型的黄土高原苹果园生态系统服务评估

      2021, 41(6):2212-2224. DOI: 10.5846/stxb202005101165

      摘要 (537) HTML (100) PDF 4.32 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:苹果园在确保最大生产力的同时应适当考虑环境和自然资源,如何权衡其生态系统服务是苹果园可持续发展面临的重要问题之一。利用大田试验和STICS模型相结合的方法研究农业管理措施和气候对黄土高原苹果园生态系统服务的影响,并在此基础上对黄土高原南部半湿润区和北部半干旱区土壤氮可利用性、气候调节、水循环调节和果实生产四种苹果园生态系统服务进行了系统的评估。结果表明:(1)STICS模型均能较好模拟白水和子洲试验果园的产量、单果重、土壤含水量和蒸散发等生态系统服务指标;(2)除固碳与产量、单果重及果树相关指标是协同关系以外,其他生态系统服务之间都是权衡关系;(3)对于各管理措施下的果园平均服务标准值,秸秆覆盖(0.67) > 地布覆盖(0.52) > 清耕(0.30),充分灌溉(0.56) > 轻度亏缺灌溉(0.44) > 重度亏缺灌溉(0.30),其中秸秆覆盖和充分灌溉的果园服务概况最佳,地布覆盖和轻度亏缺灌溉的果园服务概况较相似且最平衡;(4)地布覆盖和轻度亏缺灌溉管理措施缓和权衡作用的效果优于其他管理措施。综上所述,STICS模型能够较好的量化果园生态系统服务概况,农业管理措施是果园生态系统服务强有力的驱动因子。

    • 陇中黄土高原农村经济结构变化对退耕还林(草)的响应

      2021, 41(6):2225-2235. DOI: 10.5846/stxb202001030021

      摘要 (409) HTML (102) PDF 3.05 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原退耕还林(草)政策的实施有效改善了区域生态环境,然而其对社会经济的影响存在明显的地域差异。以甘肃省定西市安定区近郊凤翔镇和远郊鲁家沟镇为例,采用重复测定方差分析、主响应曲线分析和相关分析等解析2镇1998-2015年农村经济结构及收入变化对退耕还林(草)政策实施的响应特征,确定退耕还林(草)政策实施驱动的土地利用变化与农村收入之间的关系。研究发现:(1)退耕还林(草)政策实施解释了2镇70.4%的农业收入结构差异,因政策的实施推动了小麦等夏粮作物向玉米、马铃薯等秋粮作物的转变,进而影响了农业收入结构的变化;(2)退耕还林(草)政策对农村经济结构的影响弱于对农业收入结构的影响,它解释了2镇54.1%的农村经济结构差异,近郊凤翔镇农村经济收入明显高于远郊鲁家沟镇。退耕还林(草)政策对以农业为主导产业的远郊鲁家沟镇农村经济结构影响相对较小,近郊凤翔镇工业、服务业和商业餐饮业等非农产业占农村经济总收入的比重随着农业收入比重的降低而有所提高;(3)退耕还林(草)政策的实施带动了该区种植业结构的转变,这在一定程度上缩小了凤翔镇和鲁家沟镇农村集体收入之间的差距;(4)退耕还林(草)政策实施过程中,梯田面积、玉米和马铃薯等秋粮作物种植面积的增加提高了农村居民纯收入。研究认为退耕还林(草)在实施过程中需考虑地域差异,依据区域经济发展状况进行相应调整,在推动种植业发展的同时还应兼顾林业、牧业和一些非农产业发展,最终实现生态环境恢复与农村经济的协调发展。

    • 基于MCE的饶河流域国土空间生态质量综合评价及其空间分异

      2021, 41(6):2236-2247. DOI: 10.5846/stxb202006051458

      摘要 (360) HTML (115) PDF 14.27 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展国土空间生态调查与评价,摸清区域三类空间生态现状与问题所在,是进行区域国土空间生态修复、空间格局优化等工作的必要前提。基于城镇、农业和生态空间自身的结构、功能和效应,构建国土空间生态质量综合评价体系,以饶河流域所涉县市为研究区域,采用多目标综合评价法开展国土空间生态质量综合评价研究并进行分区,探究结果的空间分异特征。结果表明:(1)研究区国土空间生态质量整体水平良好,中等以上区域占比70.6%。(2)Ⅰ级和Ⅱ级分区主要分布于研究区东北部,该区域的生态环境、生态效益与社会经济呈协同发展态势。(3)研究区国土空间生态质量存在较强的空间相关性和聚集性特征,冷点和热点区域面积基本持平。(4)结合综合评估及障碍度诊断结果,建议依据研究区自然优势,调整社会经济结构,推进工业健康转型,改善城镇空间人居环境,整体提高生态效益水平。研究可为研究区国土空间规划、生态修复、生态-经济-社会可持续发展等提供科学依据和参考价值。

    • 汉江流域景观格局变化对土壤侵蚀的影响

      2021, 41(6):2248-2260. DOI: 10.5846/stxb201910232222

      摘要 (439) HTML (130) PDF 18.37 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:在流域尺度上,景观格局变化是决定土壤侵蚀程度的重要因素。以汉江流域为研究区域,基于2000-2015年四期土地利用类型数据及环境气象数据,运用中国土壤流失方程和逐步回归法,探究景观格局变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)在2000-2015年间,汉江流域土壤侵蚀量下降,高值区分布在流域中部草地区,低值区分布在流域东西两侧的林地和耕地区。不同坡度下各等级土壤侵蚀量不同,侵蚀量最大值出现在10-30°的坡度范围内。(2)研究期间,汉江流域的景观破碎化程度加强,斑块形状趋于简单,各斑块自身连通性增强,景观类型空间分布均匀。(3)汉江流域土壤侵蚀量与斑块密度和平均邻接度指数呈正相关,与蔓延度指数和香农均匀度指数呈负相关,即景观破碎度越高、连通性越差,土壤越容易遭受侵蚀,反之则不易受到侵蚀;研究表明景观格局变化对土壤侵蚀有显著影响,结果可为流域尺度景观管理与水土保持研究提供参考。

    • 南水北调中线水源区丹江口市域景观格局变化及氮磷净化能力

      2021, 41(6):2261-2271. DOI: 10.5846/stxb202004230973

      摘要 (455) HTML (102) PDF 10.56 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:丹江口库区是南水北调中线工程重要水源地,通过探究库区景观格局变化与氮磷净化能力,对未来景观规划和生态系统功能提升提供科学依据。在县域尺度上以丹江口市为研究区,运用景观格局指数和InVEST模型研究2003-2018年库区景观格局和氮磷净化能力,并利用Pearson相关分析和RDA分析法探讨二者之间的关系,分析引起氮磷净化能力变化的因素。结果表明:在斑块类型上,水域面积和林地面积不断增加,耕地和园地面积逐渐减少,建设用地面积整体上呈增长趋势;在景观水平上,景观形状指数不断减少,蔓延度指数和聚集度指数整体呈增长趋势,形状复杂程度降低,景观聚集程度提升,散布与并列指数增加了5.58,香农多样性指数变幅较小,各斑块类型趋于规则,呈均衡趋势分布。2003年、2008年、2013年和2018年氮磷净化能力呈持续增强趋势,其中TN输出总量分别为899.224、801.481、776.979、672.149 t,TP输出总量分别为77.308、69.921、68.163、60.802 t,15年间TN、TP的净化能力分别增强了25.3%和21.4%;对氮磷净化能力重要性等级划分表明,极重要、高度重要区主要分布于库区、河流两岸和林地区域。利用Pearson相关分析和RDA分析法表明,在斑块类型上林地与氮磷的输出呈显著负相关,耕地、园地和建设用地与氮磷输出量呈正相关;在景观水平上氮磷输出量与景观形状指数呈显著正相关,和散布与并列指数表现出显著负相关,与蔓延度指数、聚集度指数呈负相关。因此,可在库区氮磷输出量较高的地区种植喜氮喜磷植物,通过调节景观格局结构,合理规划土地利用,增加林地面积,建设河岸植被缓冲带充分滞缓径流等一系列措施,充分保障库区水源水质安全。

    • 粤港澳大湾区PM2.5时空分布特征及其与气象要素的关系

      2021, 41(6):2272-2281. DOI: 10.5846/stxb202001210157

      摘要 (489) HTML (203) PDF 5.62 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:细颗粒物(PM2.5)污染不仅是现代社会城市化进程中的痛点,也是城市大气环境研究不可忽略的重要焦点。粤港澳大湾区作为世界级城市群,既是城市区域经济社会文化发展的重要体现,更是国家区域发展战略的重要构成与政策实施落脚点,其生态环境的优劣尤其受瞩目。对1999-2016年大湾区地表PM2.5浓度栅格数据集进行了时空分布特征分析,其中空间自相关分析选取莫兰指数(Moran'I指数)作为度量;并利用多元线性回归模型探讨研究区内PM2.5与气象要素之间关系。结果表明:粤港澳大湾区1999-2016年历年PM2.5浓度呈先增加后减小的趋势,2008年为时间拐点,该时间节点之后空气质量显著提高,且1999、2009、2016三年,年平均PM2.5浓度相似值趋于聚集分布。冷热点分析结果表明:热点区域集中于湾区行政核心区域范围内;冷点集中于核心边缘区域,空气质量较优。利用皮尔森相关分析最终筛选出实际蒸散量(aet)、太阳辐射(srad)、最低温度(tmmn)、蒸汽压(vap)、饱和水汽压差(vpd)、风速(ws)等6个气象因子,利用回归分析判断影响PM2.5浓度时空分布的显著因子。结果表明:本研究区太阳辐射与PM2.5浓度关系呈负相关,该结果与其他城市相关研究有较大差异,最小温度与PM2.5浓度呈正相关,风速与PM2.5浓度呈负相关,饱和水气压差与PM2.5浓度呈正相关。

    • 苏干湖湿地土壤全盐含量空间异质性及影响因素

      2021, 41(6):2282-2291. DOI: 10.5846/stxb202004060813

      摘要 (386) HTML (81) PDF 5.59 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤盐分的空间异质性是影响湿地植被格局形成和演变的主要因素之一,对于认识内陆盐沼湿地盐分的空间分布及其对环境的响应机制具有重要意义。利用经典统计学、地统计学和Kriging插值等方法研究了苏干湖盐沼湿地浅层剖面0-50 cm土层全盐含量的空间异质性与地下水位埋深、植被覆盖度间的相互作用关系。结果表明:(1)苏干湖湿地0-10 cm、10-30 cm和30-50 cm土层的全盐含量均值分别为204.41、18.62、15.89 g/kg;(2)土壤全盐含量随着土层深度的增加变异性由强变弱,随机空间变异和总异质性程度由高变低,受结构性因素的影响具有强烈的空间相关性,且变程值介于5.2-8.49 km,0-10 cm、10-30 cm全盐含量具有各向异性特征,而30-50 cm的各向异性比接近于1,表现为各向同性;(3)各层土壤全盐含量具有较强的空间异质性,高、低值中心呈斑状镶嵌分布,土壤全盐含量与地下水埋深间呈正相关,与植被覆盖度间呈极显著负相关(P<0.01)。苏干湖内陆盐沼湿地土壤全盐含量空间异质性主要受植被覆盖度的影响,而地下水埋深的变化增加了其空间变异的复杂性,体现了内陆盐沼湿地土壤理化空间系统的复杂性和非均质性。

    • 香榧主产区林地土壤养分空间异质性及其肥力评价

      2021, 41(6):2292-2304. DOI: 10.5846/stxb202006051455

      摘要 (420) HTML (94) PDF 11.35 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取浙江省香榧(Torreya grandis cv.Merrillii)主产区为研究对象,系统采集表层土壤(0-20 cm)样品121个,基于地统计学及Moran's I等空间分析方法揭示土壤养分的空间异质性,估算了香榧林地土壤综合肥力并分析其影响因素。结果表明:研究区土壤pH较低,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较高,平均含量分别为4.91、30.60 g/kg、136.77 mg/kg、15.02 mg/kg、153.42 mg/kg;基于半方差函数分析得出,土壤pH和养分要素属于中等空间相关性,其中pH的变程最小为3.29 km,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的变程分别为8.52、5.84、8.82、6.49 km;克里格空间插值和局部Moran's I指数结果揭示土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾低值区主要分布在诸暨市和东阳市,高值区主要分布在柯桥区和嵊州市,而pH的空间分布格局与之相反;诸暨市和东阳市部分地区土壤综合肥力指数较低,而其他区域的土壤肥力水平较高。总体上,浙江省香榧主产区土壤酸化以及养分失衡现象较为严重,尤其是速效钾含量过高。从相关性分析结果来看,环境变量对香榧林地土壤养分的影响较小,而林龄对土壤pH和养分的影响较大。可见,研究区土壤养分受人为活动影响明显。因此,需根据实际情况,改善林农的施肥管理方式,调整施肥数量和结构并开展土壤酸性改良,因地制宜制定区域施肥规划。

    • 氮磷添加和栽植密度对大叶相思林土壤微生物群落功能多样性的影响

      2021, 41(6):2305-2314. DOI: 10.5846/stxb201907151487

      摘要 (452) HTML (102) PDF 2.05 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物群落是土壤质量潜在的生态指标,在维持生态系统功能和服务中起着关键的作用。采用Biolog-ECO微平板法,探讨氮磷添加与不同栽植密度交互对大叶相思林(Acacia auriculiformis)土壤微生物功能多样性的影响,以便为建立合理的林分密度和氮磷施肥模式,提高土壤质量提供理论参考。以大叶相思林为研究对象,选择氯化铵(NH4Cl)作为氮肥模拟大气氮沉降,用二水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)进行磷添加。氮磷处理设置4个水平,即CK、施N、施P和施N+P。种植密度设置4个水平,即1667、2500、4444、10000株/hm2(分别以低密度、中密度、较高密度、高密度表示)。研究结果表明,施P显著提高了4个密度大叶相思林土壤微生物的AWCD值、碳源利用丰富度指数、McIntosh指数、Shannon指数和Simpson指数,而施N和N+P则相反。随着林分密度的减小,各处理的土壤微生物AWCD值趋于减少。通常低密度林分的土壤微生物的丰富度指数、Shannon-Wiener指数、McIntosh指数和Simpson指数较小。

    • 土壤微生物群落对麻栎-刺槐混交林凋落物分解的影响

      2021, 41(6):2315-2325. DOI: 10.5846/stxb202004120866

      摘要 (450) HTML (95) PDF 2.51 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:以麻栎-刺槐混交林和麻栎纯林为研究对象,采用野外定点采样、室内分析与高通量测序的方法,对凋落物分解过程中土壤微生物菌群多样性特征及其对凋落物分解速率的影响进行了研究。结果表明:(1)麻栎-刺槐混交林凋落物的分解速率高于麻栎纯林。两种林分凋落物有机碳(TOC)、全氮(TN)发生释放,全磷(TP)发生积累-释放的过程。(2)两种林分土壤细菌优势类群为放线菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia),土壤真菌优势类群为担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉门(Moritierellomycota)。(3)凋落物分解过程中,麻栎-刺槐混交林土壤微生物菌群丰富度指数和菌群多样性指数变化范围小于麻栎纯林。(4)凋落物分解速率与土壤细菌菌群丰富度指数和菌群多样性指数呈显著正相关,与土壤真菌菌群丰富度指数呈显著正相关。土壤微生物群落对麻栎-刺槐混交林和麻栎纯林凋落物分解速率具有重要影响,研究结果为深入开展混交林土壤微生物多样性对凋落物分解的影响研究提供理论依据。

    • 武夷山不同林龄甜槠林土壤呼吸特征及影响因素

      2021, 41(6):2326-2338. DOI: 10.5846/stxb202005021087

      摘要 (400) HTML (97) PDF 1.58 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示中亚热带常绿阔叶林群落优势种一甜槠天然林不同林龄林下土壤呼吸(Soil respiration,RS)差异及影响因素,采用LI-8100开路式土壤碳通量系统对武夷山自然保护区不同林龄(18、36、54、72 a)天然甜槠林进行了1年的野外原位测定。结果表明:(1)不同林龄甜槠林RS季节动态呈现明显的单峰趋势,林龄对冬季RS影响并不显著(P>0.05),秋季18 a甜槠林RS与其他3种林龄差异显著(P<0.05),林龄对土壤含水率的季节变化没有显著影响(P>0.05);(2)不同林龄甜槠林5 cm深土壤温度与RS拟合R2明显高于土壤含水率与RS拟合R2,随着林龄增大,RS温度敏感性指数Q10值呈上升趋势,依次为1.551、1.589、1.640、1.664,且54、72 a甜槠林RS温度敏感性指数Q10值显著高于18、36 a(P<0.05);(3)土壤含水率与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的86%-90.3%;0-60 cm土层根系生物量与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的88.3%-91.8%,由此可见,生物因子与非生物因子双因素拟合可以更好地解释不同林龄RS差异。在对未来森林植被土壤呼吸及碳汇功能进行研究时,应在考虑林龄及季节差异的基础上,加强对生物因子的测定。

    • 腾格里沙漠东南缘固沙植被区生物土壤结皮及下层土壤有机碳矿化特征

      2021, 41(6):2339-2348. DOI: 10.5846/stxb202001040027

      摘要 (355) HTML (116) PDF 1.38 M (368) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被恢复与重建是沙区退化土地修复的有效途径,是生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)拓殖和发育的关键影响因素。采用室内恒温培养-碱液吸收法研究了腾格里沙漠东南缘不同恢复年限固沙植被区BSCs及其下层0-5 cm土壤的碳矿化特征,分析了其与水分及土壤理化性质的关系。结果表明:BSCs及其下层土壤有机碳的瞬时速率、最大和平均矿化速率以及累计释放量均随着恢复年限的延长而增大,同一植被区表现为BSCs大于下层0-5 cm土壤(P<0.001)。土壤含水量的增加显著促进了有机碳矿化过程(P<0.001),土壤水分含量从5%增加到20%时,BSCs有机碳的平均和最大矿化速率及累计释放量分别增加了1.48-2.08倍、1.60-2.00倍和1.48-2.08倍,下层土壤分别增大了1.36-2.08倍、1.21-2.00倍和1.36-2.08倍。土壤电导率、有机碳和黏粒含量是影响有机碳矿化的主要影响因素。结果表明沙区植被恢复与重建背景下BSCs的发生发展促进了土壤碳矿化过程,而BSCs参与的碳循环过程受其理化属性及水分等环境因子的共同影响。

    • 青藏高原东南缘陇蜀杜鹃当年生小枝茎叶性状对海拔变化的响应

      2021, 41(6):2349-2358. DOI: 10.5846/stxb202004230968

      摘要 (359) HTML (104) PDF 2.41 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在青藏高原东南缘的岷江源区三处高山林草交错带采集陇蜀杜鹃当年生小枝,测量小枝的茎长、茎粗与茎生物量,沿海拔梯度自然分布的空间变化对比其当年生小枝的茎结构与生物量及其相互关系,接着比较了总叶质量和比叶面积的变化,最后通过典范对应分析(CCA)探究小枝茎叶性状与土壤因子的相关关系,有助于理解陇蜀杜鹃适应异质环境的生态适应对策。结果表明:(1)除弓杠岭外,斗鸡台与卡卡山土壤因子在海拔间差异显著,相似海拔不同山地间土壤因子也存在显著差异。(2)除卡卡山高海拔比叶面积显著小于低海拔外,其他样地的小枝茎性状(茎长、茎粗、比茎长和茎生物量)和叶性状(总叶质量和比叶面积)在海拔间并无显著差异,相似海拔不同坡体间茎粗、茎生物量以及比茎长差异也未达到显著水平(P>0.05),但弓杠岭(3963 m)的茎长显著大于卡卡山(3921 m)(P<0.05)。(3)小枝茎长、茎粗与茎生物量之间均为异速生长关系,且茎生物量累积速率大于茎长和茎粗增加的速率,且茎长的增加速率约为茎粗的2.8倍。(4) CCA排序结果表明,11个土壤环境因子中,碳含量、碳氮比、有机碳含量、总磷和容重对植物性状有显著的影响,但在海拔及不同山体间影响小枝茎叶性状的土壤因子不同。由此可知,较小的海拔梯度变化对小枝茎叶性状影响较小,土壤因子是导致小枝茎叶性状差异的重要原因之一。

    • 荒漠草原植物群落结构及其稳定性对增水和增氮的响应

      2021, 41(6):2359-2371. DOI: 10.5846/stxb202005251334

      摘要 (392) HTML (99) PDF 1.51 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在荒漠草原开展增水和增氮野外控制试验,研究增水和增氮对荒漠草原植物群落结构、物种多样性及群落稳定性的影响。结果表明:(1)增水和增氮处理显著影响了荒漠草原植物群落结构和地上生物量,而对植物群落稳定性影响不显著(P>0.05)。增水处理显著增加了豆科和禾本科植物地上生物量(101.3%和57.9%)(P<0.05);增水+增氮处理显著增加了植物群落盖度(43.2%)和地上生物量(112.4%)及不同功能群(禾本科和杂类草)植物盖度(75.5%和47.3%)和地上生物量(139.3%和85.7%)(P<0.05)。与增氮处理相比,增水+增氮处理显著增加了植物群落和不同功能群(禾本科和杂类草)植物高度、盖度和地上生物量(P<0.05)。(2)增水、增氮和增水+增氮处理均显著降低了植物群落Pielou指数(11.7%、8.7%和10.2%)(P<0.05)。(3)增水和增水+增氮处理提高了荒漠草原植物群落稳定性,而增氮处理降低了荒漠草原植物群落稳定性。增水处理荒漠草原植物群落稳定性效应大于增水+增氮处理。研究表明,荒漠草原植物群落结构受到氮沉降和降水增加的共同影响。增加降水对荒漠草原植物群落稳定性的积极效应可能会抵消部分氮沉降的消极影响,荒漠草原植物群落地上生物量及群落稳定性可能有所增加。

    • 氮添加对中亚热带杜鹃灌丛凋落物生产和叶分解的影响

      2021, 41(6):2372-2383. DOI: 10.5846/stxb202005201279

      摘要 (385) HTML (119) PDF 1.32 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物的生产和分解是生态系统养分循环的重要过程,受到大气氮沉降的深刻影响。但目前相关研究主要集中于森林和草地生态系统,氮沉降对灌丛生态系统凋落物养分归还的影响规律尚不清楚。因此选择亚热带分布广泛的杜鹃灌丛为研究对象,进行了为期两年的模拟氮沉降试验。试验设置4个处理:对照(CK,0 g m-2 a-1)、低氮(LN,2 g m-2 a-1)、中氮(MN,5 g m-2 a-1)和高氮(HN,10 g m-2 a-1)。结果显示:CK、LN、MN和HN 4种处理下,群落年平均凋落物量分别为(1936.54±358.9)、(2541.89±112.5)、(2342.97±519.8)、(2087.22±391.8) kg/hm2,LN、MN和HN处理样地的凋落量分别比对照样地高出32.68%、21.16%和7.93%;凋落叶、花果、凋落枝和其他组分占总凋落量的比例分别为75.75%、15.09%、7.70%和1.45%,不同浓度氮处理下各组分的凋落量均高于对照样地;凋落物组分表现出明显的季节动态:凋落叶在10-11月份达到峰值,凋落枝在10月份达到峰值,花果凋落物则在5月份凋落量最高,不同氮处理下凋落物的季节动态基本一致;白檀凋落叶分解速率显著高于杜鹃,二者分解95%所需时间分别为5.08-11.11 a和7.69-17.65 a,施氮使白檀凋落叶分解周期比对照样地缩短18.18%-54.28%;凋落叶分解过程中,N元素表现为富集-释放模式,P元素表现为富集模式。研究表明,氮添加能够促进群落中白檀凋落叶分解及N、P元素的释放,说明施氮可以调节凋落叶养分释放模式,对灌丛生态系统的养分循环具有调控作用。

    • 地果花粉供应格局成因和适生区分析

      2021, 41(6):2384-2397. DOI: 10.5846/stxb202005181263

      摘要 (355) HTML (158) PDF 8.32 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:被子植物的性别表达与分配具有环境依赖性,使其性器官和雌雄功能在不同环境中趋于合理。地果雄果的花药胚珠比在不同地域间存在极大的变幅,同时呈现出不同的雄花分布格局,苞片口型(OS型)的花药胚珠比显著低于果腔散布型(SS型)。基于地果的339个实际分布点,使用最大熵模型模拟不同雄花分布类型地果的适生区,并对各适生区的环境贡献因子、区域间扩散的环境限制因子进行分析,探究地果雄花分布类型和花粉供应的地域分布格局成因。结果显示,OS型、SS型对应着不同的适生区,前者主要分布在四川盆地、后者主要分布在横断山区-云南高原、而贵州高原为多种类型的共存。各类型的环境条件有显著差异,OS型分布于低海拔、最冷月极端低温较低、温度季节变化明显的区域,而SS型分布于高海拔、强太阳辐射、温度季节变化较小的区域。环境条件的差异限制了地果在不同区域间的扩散,同时影响着地果的繁殖物候、传粉小蜂的种群动态等,这可能是地果性别分配策略变化的原因。

    • 青藏高原多年冻土区不同高寒草地类型地表形变特征

      2021, 41(6):2398-2407. DOI: 10.5846/stxb201907151489

      摘要 (383) HTML (91) PDF 12.87 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为气候变化"指示器"的青藏高原多年冻土,近几十年来受到越来越多学者关注。但是已有冻土区地表形变的研究,多单纯针对地表抬升和沉降量进行分析,鲜有针对不同高寒草地类型进行深入挖掘的。在位于青藏高原多年冻土区腹地的五道梁地区,利用ASAR数据和SBAS-InSAR方法反演了区域内2005年4月到2010年7月的地表形变状况。结果显示研究区地表形变速率基本位于±8 mm/a之间。其中,变形率为正、地表呈现抬升的区域占57.70%,地表形变为负、地表沉降的区域占42.30%。此外,高寒草地整体表现地表下沉的现象,而且高寒草原的地表沉降现象明显强于高寒草甸地区。计算获得3种生态遥感指数后,分析地表形变与生态遥感指数的相关性,发现针对不同草地类型,其地表形变的主导因子存在差异。高寒草甸的地表形变有可能更多的受限于温度变化,而高寒草原的地表形变则可能更多的由水分条件所影响。以上研究说明青藏高原多年冻土区植被类型条件越好,地表沉降量越小。因此今后的相关研究需要对植被类型条件差的区域增加更多的关注,因为这些地区易发生地表沉降,导致其生态系统稳定性较差。

    • 喀斯特森林不同演替阶段植物群落物种多样性、功能性状、化学计量及其关联

      2021, 41(6):2408-2417. DOI: 10.5846/stxb202005031089

      摘要 (456) HTML (99) PDF 1.22 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨森林植物群落物种多样性、功能性状与化学计量特征及其内在关联,有助于构建结构-性状-功能的研究脉络,深入理解生态系统的过程与功能,为群落结构优化配置和调控提供科学依据。以贵州喀斯特高原峡谷区森林草灌、灌木、灌乔和乔木4个演替阶段的植物群落为对象,通过群落学调查和植物功能性状、生态化学计量测度,研究其物种多样性、功能性状和化学计量特征及其互作关系。结果表明:(1)乔木阶段的Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数均为最高,依次达8.62、2.41,表明伴随着群落演替,物种分布的均匀程度增加。(2)植物群落物种多样性指数之间仅Margalef丰富度指数与Simpson优势度指数未呈显著相关(-0.644),其余均为显著或极显著相关关系,表明物种多样性指数之间存在较强的促进或抑制作用。(3)叶片厚度与其余指标,以及群落物种多样性指数与功能性状、化学计量之间均未呈显著相关,比叶面积(SLA)仅与土壤N ∶ P呈显著正相关(0.742),表明群落物种多样性、功能性状和生态化学计量特征之间的相关性较弱。(4) SLA为灌木阶段的272.13 cm2/g为最大,δ13C值在演替后期略高,草灌、灌木阶段倾向于受N、P共同限制,说明随演替进展,植物的适应策略和资源利用对策等均发生了一定的调整,表明植物和环境之间存在较强的协变关系。(5)该区森林培育时,应构建完整的乔木、灌木和草本层片,提高生态系统对养分矿化、转化和循环等的自调控能力。

    • 中国欧亚种酿酒葡萄种植分布的主要气候影响因子与气候适宜性

      2021, 41(6):2418-2427. DOI: 10.5846/stxb201903180507

      摘要 (371) HTML (105) PDF 6.85 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展酿酒葡萄气候适宜性研究对于优化酿酒葡萄布局、气候资源开发利用具有重要意义。基于欧亚种酿酒葡萄(Vitis vinifera L.)分布数据和影响其分布的气候因子,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS),研究影响欧亚种酿酒葡萄种植分布的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明:MaxEnt模型能够很好地模拟我国欧亚种酿酒葡萄的潜在分布,模拟效果达到"非常好"(AUC平均值0.936)的水平。基于气候因子对欧亚种酿酒葡萄地理分布影响的贡献确定了主导气候因子,即无霜期、干燥度、极端最低气温、年降水量、生长季日照时数、≥10℃活动积温。当前,我国欧亚种酿酒葡萄种植分布的气候高适宜区、适宜区、次适宜区分别占次适宜及以上区域总面积的2.9%、20.4%和76.7%。欧亚种酿酒葡萄气候高适宜区主要分布在宁夏、山西、陕西、内蒙古、山东、河北、新疆、甘肃等省,只考虑气候因子,陕西、山西、内蒙古具有较大的发展空间。

    • 庐山日本柳杉林下穿透雨时空分布特征

      2021, 41(6):2428-2438. DOI: 10.5846/stxb201906211312

      摘要 (337) HTML (81) PDF 2.03 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:林冠是降水到达地面前的第一个作用层,其对降水的再分配作用,导致穿透雨的数量和空间分布具有很大的变异性,这既阻碍了对其的精确评估,也常常被认为是水文模型中蒸发量化的不确定来源之一。在庐山自然保护区日本柳杉(Cryptomeria japonica)人工林内设置了面积30 m×30 m的样地,机械布置了37个截面面积为314.15 cm2穿透雨收集器,于2017年生长季(4-9月)共监测21次降雨事件下穿透雨量。分析林冠下穿透雨率及其时空分布特征和影响因素。日本柳杉林下穿透雨率变化范围为2%-222%,平均穿透雨率为80%,穿透雨率随着林外次降雨量的增加而逐渐增大,降雨量达到28 mm时穿透雨率趋于最大值,之后变化规律复杂未见稳定,二者之间最优拟合关系为二次多项式;与叶面积指数呈显著负相关,叶面积指数小于4.5时对穿透雨率的影响显著。不同叶面积指数下,穿透雨率达到最大时的林外降雨量不同。穿透雨率的空间变异系数的变化范围为15%-114%,随林外降雨量的增加而减小,并在林外次降雨量大于20 mm以后,逐渐趋于稳定,二者之间以对数函数关系式拟合。观测点位的时间变异系数随着叶面积指数的增加而增大。叶面积指数小于5,降雨量小于20 mm时,降雨量是影响穿透雨空间变异性的关键因素。

    • 再生水补水河道芦苇碳氮化学计量特征及其对环境的响应

      2021, 41(6):2439-2450. DOI: 10.5846/stxb201911142422

      摘要 (342) HTML (102) PDF 1.71 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:在再生水补水河道内,芦苇(Phragmites australis)受高氮再生水的长期影响,具有独特的碳(C)、氮(N)化学计量特征。为查明芦苇C、N化学计量特征及其对高氮环境的响应,在芦苇生长季节(5、7、9月份),分析了再生水补水的潮白河顺义段内河水、土壤及芦苇各器官(根、茎和叶)中C、N含量及碳氮比(C/N)。结果表明:河水中C、N含量和C/N比分别在22.20-37.25 mg/L、2.24-11.20 mg/L和3.33-9.92之间。土壤中C、N含量和C/N比的范围为5.69-35.17、0.28-2.63、8.77-25.39。在整个生长季节的所有采样点内,芦苇根、茎和叶中C含量的平均值分别为(170.84±63.56)、(369.02±39.12)、(431.80±96.70) mg/g;N含量的平均值分别为(8.20±3.96)、(14.11±6.22)和(30.73±8.66) mg/g;C/N比的平均值分别为23.89±12.84、32.65±18.48、15.21±5.60。方差分析表明,芦苇各器官中C、N计量特征具有显著的季节性差异(P<0.05),这主要与芦苇在生长过程中的生理作用有关。环境中C、N计量特征具有显著的空间差异(P<0.05),受环境变量的影响,芦苇叶中N含量和C/N比从上游到下游显著降低(P<0.05)。逐步回归分析的结果显示,土壤和河水中的C、N含量能够解释芦苇叶中71.0%的变量(P<0.05);土壤中C、N含量和河水中N含量能够解释芦苇叶C/N比82.6%的变量(P<0.05)。相关分析指出,河水中N含量与土壤中N含量显著正相关(P<0.05),说明土壤受到高氮再生水的影响而具有较强的供N能力。高氮环境下,芦苇叶中N含量较高;相较于芦苇茎和叶,根中C含量较小。研究证明在再生水补水河道中,芦苇对环境中的N有良好的吸收能力,其C、N计量特征对高氮环境表现出明显的响应。

    • 桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林群落结构与物种多样性

      2021, 41(6):2451-2459. DOI: 10.5846/stxb202002040192

      摘要 (426) HTML (120) PDF 1.20 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:常绿落叶阔叶混交林是亚热带岩溶石山典型的森林植被类型之一,为了掌握这类森林植被的群落结构和物种多样性的变化特征,在桂林市灵田镇小水村岩溶石山常绿落叶阔叶混交林内设置了1个320 m×60 m的样地,用于分析群落的垂直结构、径级结构和α多样性变化。结果表明:(1)组成群落的木本植物有37科75属96种,密度为6371株/hm2。其中,常绿树53种,落叶树43种。(2)垂直结构可以分为乔木上层、乔木下层和灌木层。其中,乔木上层分布34个物种(常绿18种,落叶16种),优势种为青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)和南酸枣(Ziziphus jujuba);乔木下层分布30个物种(常绿17种,落叶13种),优势种为粗糠柴(Mallotus philippensis)和菜豆树(Radermachera sinica);灌木层分布32个物种(常绿18种,落叶14种),优势种为狗牙花(Ervatamia divaricata)和刺叶冬青(Ilex bioritsensis)。(3)在个体水平上,整个样地内所有个体胸径(DBH)呈明显的倒"J"型分布,平均胸径为4.32 cm;以小径级植株数量最多,DBH≤5 cm的个体占总个体数92.36%,而DBH≥20 cm的个体数较少,仅占0.96%;在物种水平上,平均DBH≤5 cm的物种有79种,占总物种数的85.86%,平均DBH≥20 cm的物种数(6种)仅占总物种数的6.52%。(4)每个样方中个体数的均值为262±132,Shannon-Wiener指数均值为2.67±0.26,Simpson指数均值为0.89±0.03,Pielou均匀度指数均值为0.78±0.05。(5)人为干扰和海拔对物种分布影响极显著,土壤厚度、岩石裸露率和坡度对物种分布影响显著。

    • 兰州市南山和北山3种乔木叶片生态化学计量特征的对比研究

      2021, 41(6):2460-2470. DOI: 10.5846/stxb201909061861

      摘要 (417) HTML (110) PDF 2.59 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶片生态化学计量是了解生物地球化学循环的窗口,也是认识植物的生长状况及生态适应性的关键,研究人工林叶片生态化学计量特征对进一步优化生态工程建设具有重要意义。为揭示兰州市南北两山主要绿化树种侧柏、圆柏和云杉环境适应性的异同,对其叶片生态化学计量特征进行了对比研究。结果显示:云杉、圆柏叶片C含量(496.02、497.64 g/kg)显著高于侧柏叶片(484.12 g/kg),侧柏叶片N、P含量(17.70、1.66 g/kg)均显著高于圆柏(14.04、1.42 g/kg)和云杉(15.62、1.40 g/kg)。C、N、P的变异系数均为圆柏 < 侧柏 < 云杉;云杉、圆柏叶片C ∶ N (33.32、35.42)、C ∶ P (389.57、360.52)显著高于侧柏叶片(28.17、306.07),云杉叶片N ∶ P (11.88)显著高于圆柏叶片(10.20)和侧柏叶片(10.98)。C ∶ N、C ∶ P、N ∶ P的变异系数均为圆柏 < 侧柏 < 云杉;侧柏和云杉叶片N含量与P含量正相关、与C ∶ N、C ∶ P负相关,而3种乔木叶片P含量与C ∶ P、N ∶ P负相关(且C ∶ P与N ∶ P正相关)。圆柏叶片C含量与N含量正相关,侧柏叶片C含量与N含量负相关但与叶片C ∶ N、C ∶ P正相关,侧柏和云杉叶片C ∶ N与C ∶ P正相关。冗余分析表明,SOC ∶ STN是影响3种乔木叶片化学计量的主导因子,圆柏叶片C、侧柏叶片P与SOC正相关,3种乔木叶片N都与SOC、SOC ∶ STN和SOC ∶ STP正相关;云杉叶片N,侧柏、云杉叶片P和STP负相关,而STP与侧柏叶片C ∶ P、N ∶ P及云杉叶片C ∶ N正相关;3种乔木叶片C ∶ N与SOC ∶ STN、SOC ∶ STP负相关。研究结果表明:面对养分贫瘠的土壤环境,3种乔木叶片生态化学计量的适应策略有所不同,其中云杉和圆柏采取防御策略,而侧柏采取竞争倾向策略。虽然云杉是兰州市较适宜的造林树种,但其生长与其他两种乔木一样,都受N元素的限制。

    • 北京山区侧柏林冠层-大气蒸腾导度模拟及环境因子响应

      2021, 41(6):2471-2481. DOI: 10.5846/stxb201910202197

      摘要 (363) HTML (134) PDF 1.15 M (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸腾导度模型是衡量冠层-大气界面水汽输出的重要阻力模型,研究其特征及对环境因子的响应,为揭示森林冠层-大气界面水汽输出阻力机制提供理论依据。以首都圈森林生态系统定位观测研究站侧柏林为研究对象,采用TDP热探针法测定侧柏林树干液流密度,同步监测光合有效辐射、饱和水汽压差、气温、风速等主要环境因子,分析冠层导度和空气动力学导度的动态变化,构建冠层-大气蒸腾导度模型并模拟,明确冠层-大气蒸腾导度对各环境因子的响应关系。结果表明:蒸腾导度季节变化表现为非生长季与冠层导度趋势一致,生长季与空气动力学导度趋势一致,全年均为单峰趋势。冬季蒸腾导度与冠层导度保持较稳定差值(45 mol m-2 s-1左右),其他季节蒸腾导度与冠层导度、空气动力学导度的最大差值,均在各季节冠层导度、空气动力学导度的峰值水平。全年日均蒸腾导度冬季最大(86.92 mol m-2 s-1),其他季节较小且稳定(40-50 mol m-2 s-1之间)。在非生长季各环境因子对蒸腾导度的影响与对冠层导度的影响基本一致,温度为主要影响因子(r=-0.198),其他环境因子影响较小(r<0.1);在生长季中风速为主要影响因子(r=0.488),光合有效辐射(r=0.228)和饱和水汽压差(r=-0.299)的影响明显升高,温度的影响降低(r=0.114)。蒸腾导度模型较好的模拟了冠层-大气界面侧柏蒸腾不同季节的变化规律,阐明了各环境因子和冠层导度、空气动力学导度对蒸腾导度的影响机制,证实在生长季应重视空气动力学导度对蒸腾的影响。

    • 珠三角河网链状硅藻物种组成及生态特征

      2021, 41(6):2482-2495. DOI: 10.5846/stxb202005221306

      摘要 (384) HTML (104) PDF 7.86 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:珠三角河网水域是珠江之水流入南海的必经之地,于2012年和2015年对该水域的链状硅藻的时空特征及其影响因素进行了分析。共发现链状硅藻18种(包括变种和变型),颗粒沟链藻是该水域的绝对优势种,也是该区域水体富营养化的重要指示物种。总生物量的时间变化模式呈现枯水期差异较大,丰水期差异较小的特点,主要是受到径流量、透明度和水温差异的影响;空间特征主要表现为广州市周边站位的生物量明显偏高,主要受水体富营养化的影响。不同链状硅藻的相对百分组成显示,颗粒沟链藻是绝对优势种,变异直链藻易在枯水期与其形成竞争优势。沟链藻属的链长一般大于直链藻属,这主要得益于其形态结构较稳固的优势;此外,透明度、营养盐和pH值等也是影响链长的重要因素。

    • 温度对中华倒刺鲃不同生理生态性能的影响:驯化有益假说的验证

      2021, 41(6):2496-2504. DOI: 10.5846/stxb201906071208

      摘要 (390) HTML (100) PDF 1.12 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:驯化有益假说(Beneficial acclimation hypothesis)认为生物表型的适应性变化会增强其在诱导这些变化产生的环境中的生理机能或适合度。然而,由于动物不同生理生态性能对环境驯化的响应可能不一致,那么,测试表型性状的选择对驯化有益假说的验证就尤为关键。为此,整合表征动物生存适合度的不同生理生态性能并探究其对环境驯化的响应模式就十分必要。以我国长江中上游广泛分布的中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)为对象,考察了驯化温度(18℃、28℃)和测试温度(18℃、28℃)及其交互作用对该物种有氧运动能力和无氧运动能力的影响,为驯化有益假说等相关假说的验证提供参考。研究发现,中华倒刺鲃不同生理生态性能对温度驯化的响应存在差异:(1)驯化温度对表征中华倒刺鲃无氧运动能力的快速启动游泳无显著影响(除最大加速度外)(P>0.05),研究数据倾向于支持无益假说(No-advantage hypothesis);(2)驯化温度对表征中华倒刺鲃有氧运动能力的临界游泳速度(Critical swimming speed,Ucrit)和最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)影响显著(P<0.05),18℃驯化-18℃测试下的Ucrit和MMR均优于28℃驯化-18℃测试下的Ucrit和MMR,结果部分支持驯化有益假说和冷有益假说(Cooler is better hypothesis);(3)驯化温度、测试温度、游泳速度对中华倒刺鲃的运动代谢率(Active metabolic rate,MO2)和单位距离能量消耗(The energetic cost of transport,COT)影响显著(P<0.05)。值得关注的是,当游泳速度小于30 cm/s时,驯化温度对MO2和COT无影响,结果支持无益假说;而当游泳速度大于30 cm/s时,在特定的流速下经过28℃驯化的中华倒刺鲃无论在28℃还是18℃的测试环境下MO2和COT均较低,结果倾向于支持热有益假说(Warmer is better hypothesis)。研究结果提示:驯化有益假说并不具有普遍性,热驯化相关假说的验证不仅受表型性状选择的影响,而且还与测试的环境选择压力有关。

    • 温度和重复测定对秦岭细鳞鲑快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响

      2021, 41(6):2505-2514. DOI: 10.5846/stxb201907301604

      摘要 (410) HTML (148) PDF 1.20 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全球气候变暖背景下,冷水性鱼类的温度适应性备受关注。秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是目前世界上分布最南端的两种鲑科鱼类之一,为国家Ⅱ级重点保护水生野生动物。尽管温度是决定该物种生存与分布的关键因子,然而其热生物学相关研究至今鲜见报道。研究考察了驯化温度(6℃、12℃和18℃)和重复测定对秦岭细鳞鲑生态相关的重要指标如快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响。结果发现:(1)快速启动反应时滞(Latency time,Tlatency)随温度升高而变短(P<0.05),但温度和重复测定对反应率(Reaction rate,R)无显著影响(P>0.05);(2)温度对步法转换速度(Gait transition speed,Ugait)和匀加速游泳速度(Constant acceleration test speed,Ucat)影响显著(P<0.05),重复测定对UgaitUcat无显著影响(P>0.05);(3)温度对日常代谢率(Routine metabolic rate,RMR)和最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)影响显著(P<0.05)、对代谢空间(Metabolic scope,MS)无显著影响(P>0.05),重复测定对MMR和MS均无显著影响(P>0.05);(4)低温驯化方向(6-12℃)生理参数的Q10值较大,而高温驯化方向(12-18℃)生理参数的Q10值较小。研究结果提示:(1)高温下秦岭细鳞鲑快速启动反应更为迅速,但该物种对低强度机械刺激主要采用静息而非逃逸的策略;(2)秦岭细鳞鲑游泳性能对温度变化的敏感性较高,游泳性能的最适温度估计介于12-18℃之间;(3)秦岭细鳞鲑具备较好的代谢恢复与重复运动能力,但总体上游泳性能较弱,可能易受生境水温和水流环境变化的限制。

    • 基于深度神经网络算法的水体透明度反演方法

      2021, 41(6):2515-2524. DOI: 10.5846/stxb202005051106

      摘要 (441) HTML (116) PDF 6.33 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日-2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征。研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素。

    • >专论与综述
    • 类固醇雌激素在土壤-植物体系中的迁移转化及其毒理效应

      2021, 41(6):2525-2535. DOI: 10.5846/stxb201909031830

      摘要 (365) HTML (142) PDF 929.95 K (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:类固醇雌激素(steroidal estrogens,SEs)作为典型的内分泌干扰物,在环境介质中被广泛检出,其进入生物体后可模拟细胞内源性激素作用对生物体生长、发育、生殖等产生不利影响,因此越来越引起关注。目前关于SEs的研究报道多集中于粪便、土壤、水体等介质中的检出及环境行为,以及SEs在水生生物体内的迁移和转化,其累积效应及其机制研究较为系统和全面。相较而言,SEs在土壤-植物体系中的迁移累积报道较少,但是对于掌握农田系统中SEs迁移转化的需求更为迫切。结合现有的国内外相关研究,总结了SEs在土壤-植物体系中的吸收累积和迁移转化行为特征,概述了植物吸收代谢SEs的影响因素以及SEs对植物生长发育的毒理效应。目前针对SEs的植物体吸收大多数仍基于室内模拟实验,对于其在土壤-植物多相态体系中迁移转化机理尚不清楚。因此,对今后的研究方向提出以下几点建议:(1)除室内模拟实验外,对实际土壤-植物系统中的研究更具价值,特别是SEs土壤-土壤水-植物多相态体系中的迁移转化等过程;(2)应结合SEs的来源,探究畜禽粪便、城市污泥及污水等不同源SEs对植物吸收、累积污染物的影响及污染风险;(3)加强对农作物体内SEs残留的监测和风险评估,制定SEs农作物检出及人体摄入的相关标准。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(6):2536-2536.

      摘要 (249) HTML (0) PDF 1.23 M (178) 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

  • 浏览排行
  • 引用排行
  • 下载排行
按检索
检索词