• 2021年第41卷第7期文章目次
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      摘要 (290) HTML (0) PDF 60.34 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 2001-2018年中国-老挝交通走廊核心区植被稳定性对极端干旱的响应

      2021, 41(7):2537-2547. DOI: 10.5846/stxb202002190295

      摘要 (786) HTML (111) PDF 6.75 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国-老挝交通走廊核心区干旱事件的频繁发生威胁着该区域生态系统的稳定性。基于Palmer干旱指数(PDSI)和增强型植被指数(EVI)数据量化了中老交通走廊核心区不同植被类型的稳定性(年均EVI与其标准差之比)及其对干旱的抵抗力(干旱期间植被结构和功能保持其原始水平的能力)和恢复力(植被恢复到干旱前水平的速度)。结果表明:(1)2001-2018年间,中老交通走廊核心区共发生5次极端干旱事件,出现极端干旱的年份有2005年、2010年、2015年、2016年和2017年,以上年份极端干旱面积占总面积的比例分别为13.37%、47.46%、10.41%、12.00%和3.05%;(2)不同植被类型对极端干旱的响应不同,中老交通走廊核心区内常绿阔叶林的稳定性显著高于其他植被类型,和其他植被类型相比,常绿阔叶林虽然暴露在干旱环境中的时间更长,但其具有更高的稳定性,在维持中老交通走廊核心区的生态系统稳定性上发挥着重要作用;(3)常绿阔叶林和木本稀树草原对极端干旱的抵抗力和恢复力显著高于混交林、草地和农田,研究区内各植被类型对极端干旱的抵抗力与温度和降水呈显著正相关关系。

    • 玉龙雪山地区地表三维温度场时空变化分析

      2021, 41(7):2548-2556. DOI: 10.5846/stxb202002230310

      摘要 (529) HTML (125) PDF 7.65 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉龙雪山属于海洋型冰川,对全球气候变化敏感,具有重要的生态研究价值。为了获取玉龙雪山地区的地表温度变化情况,提出了一种基于地表三维温度场的定量分析方法。首先,采用高分辨率立体测绘卫星影像构建数字表面模型,作为三维底图参考,并利用多时序热红外卫星影像数据反演地表温度场模型,提供地表温度变化依据;然后,在统一参考坐标系下将数字表面模型和多时序地表温度场模型套合,准确地分析地表温度时空变化情况。试验利用1987年至2018年间同一季节的Landsat卫星遥感影像反演地表温度,结合资源三号卫星立体影像构建的数字表面模型,并采用四阶温度区间分析多时序范围内玉龙雪山地区的地表温度变化情况。试验结果表明玉龙雪山低温区和次低温区面积逐渐减小,减小速度分别为2.096 km2/a和2.662 km2/a,中温区和暖温区面积逐渐增大,增大速度分别为2.902 km2/a和1.703km2/a,玉龙雪山地区的地表温度呈现整体上升的趋势,为全球生态环境变化提供参考。

    • 黄土高原植被恢复与生态系统土壤保持服务价值增益研究——以延河流域为例

      2021, 41(7):2557-2570. DOI: 10.5846/stxb202006121531

      摘要 (605) HTML (114) PDF 8.36 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究黄土高原地区退耕还林(草)工程(1999)实施后植被恢复的生态效益,选择黄土高原延河流域为研究区,利用趋势线分析法、SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型和生态系统服务价值评价方法(市场价值法、机会成本法、恢复费用法和影子工程法等),重点分析2000-2015年该区域植被恢复状况及其对土壤保持的作用,并评估生态系统服务价值的提升效应。研究结果表明:(1)退耕还林(草)工程实施后,延河流域植被覆盖均呈增加趋势,植被恢复显著;(2)植被恢复对土壤侵蚀的抑制作用明显。在没有植被覆盖的条件下,土壤极易发生侵蚀,且侵蚀模数大;从该工程实施以来,2001-2014年土壤保持量具有不同程度的增幅,表明多年来流域治理取得一定的成效;(3)流域植被覆盖以中覆盖为主,土壤保持量以低保持为主。不同植被覆盖下土壤保持量存在差异。其中,中低、中、中高覆盖能有效保持土壤;(4)生态系统土壤保持服务价值时空分布特征明显。流域年均(2000-2015)土壤保持服务价值为3.64×108元,生长季月均土壤保持服务价值为6.06×107元,生态系统土壤保持服务价值显著提升。时间尺度上,生态系统土壤保持服务价值受降水因素影响;空间尺度上,流域生态系统土壤保持服务价值空间差异大,具体表现为下游残塬平梁沟壑区最高,上游山地区次之,中游梁峁丘陵沟壑区最低。通过研究延河流域植被恢复状况以及定量评估土壤保持服务价值,不仅阐明了退耕还林(草)工程带来的巨大生态效益,同时也为流域乃至黄土高原的水土流失治理工作提供一定的参考作用。

    • 面向湖泊生态系统健康维护的生态管控分区研究——以红枫湖流域为例

      2021, 41(7):2571-2581. DOI: 10.5846/stxb201907301603

      摘要 (556) HTML (98) PDF 14.42 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湖泊生态系统健康维护为目标的生态管控分区成为水环境保护与治理的重要手段,有助于全面掌握流域生态状况,对流域生态经济可持续发展具有重要参考价值。以红枫湖流域为例,从水文水资源、物理结构、水质、生物、社会服务功能5个方面对湖泊生态系统健康进行评价。运用ArcGIS空间分析工具,以200 m×200 m格网为评价单元辨析流域生态敏感性和生态服务功能空间分异特征,进而运用SOFM聚类方法优选聚类方案,划定生态管控分区。结果表明:1)红枫湖湖泊生态系统健康评分为68.4分,属健康状态,物理结构是当前威胁红枫湖湖泊生态系统健康的主要因子;2)红枫湖流域生态敏感性及生态服务功能空间差异明显,生态环境脆弱,生态服务功能较低;3)红枫湖流域生态管控分区划为优先控制区、重点控制区、缓冲控制区及一般控制区,应实施差异化管理,重点任务是调结构、转方式,逐步修复生态系统。

    • 基于CVOR和电路理论的讨赖河流域生态安全评价及生态格局优化

      2021, 41(7):2582-2595. DOI: 10.5846/stxb202005111183

      摘要 (538) HTML (104) PDF 17.45 M (659) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全格局优化是实现区域生态安全、维持区域可持续发展的重要途径。以生态系统服务与健康共同构建"贡献力-活力-组织力-恢复力"(CVOR)的生态安全评价体系,对2000和2015年讨赖河流域生态安全进行评估,识别生态源地,提取最小成本路径。基于电路理论连通度模型构建次优生态廊道,识别障碍点,基于生态源地、最小成本廊道、次优廊道、障碍点识别结果,构建并优化生态安全格局。结果表明:2000和2015年讨赖河流域低度安全等级区分别占流域总面积的63.68%、61.25%,高安全区和较高安全区仅占总面积的13.93%、15.80%。从空间分布来看,生态安全状况差异显著,呈现南高北低的分布格局。生态源地面积3165.41 km2,破碎度高,主要分布于流域南部山区及中部绿洲农业区。最小成本路径共1122条,共长3468.15 km,较大阻力廊道有242条。将流域生态格局优化分区划分为生态稳定区、生态发展区和重点保护区。提出流域生态安全格局的优化策略,为干旱区内陆河流域开发建设和生态保护提供参考。

    • 基于生态系统服务重要性和环境敏感性的喀斯特山区生态安全格局构建——以广西河池为例

      2021, 41(7):2596-2608. DOI: 10.5846/stxb202005071133

      摘要 (610) HTML (131) PDF 22.69 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全格局对保障区域生态安全、推动城市空间高质量发展及提升人类福祉具有重要意义。聚焦喀斯特山区基本自然地理特征与生态环境问题,探究生态脆弱的喀斯特山区的生态安全格局构建与优化。以河池市为例,根据生态系统服务重要性识别选取生态源地,基于生态环境敏感性评估结果修正基本阻力面,并利用最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,简称MCR模型)提取生态廊道,构建出河池市生态安全格局。结果表明:河池市生态源地总面积为5706.63 km2,占全市总面积的17.07%。生态廊道分为潜在廊道和关键廊道,分别为456.82 km和325.44 km。对所识别的源地和生态廊道进行总体规划,宏观上可以形成"四屏两区三带"的蛛网式辐射分布的生态安全格局。基于生态系统服务重要性的源地识别,以及利用生态敏感性结果修正基本阻力面的方法,综合考虑了生态安全格局构建中生态过程的重要性,研究结果为解决喀斯特山区的城市空间扩张和生态安全保障问题提供了现实路径和科学指引。

    • 基于适应性循环理论的区域生态风险时空演变评估——以长江三角洲城市群为例

      2021, 41(7):2609-2621. DOI: 10.5846/stxb202007191888

      摘要 (531) HTML (117) PDF 21.85 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:在城市扩张和气候变化背景下,三角洲社会与生态系统正遭受多方面风险威胁,适应性视角下的区域生态风险评估有助于理解复杂系统与风险影响之间的相互作用,为长江三角洲城市群适应性规划策略提供空间定量参考。以长江三角洲城市群社会-生态系统为研究对象,耦合适应性循环与区域生态风险评估理论,构建"潜力-连通度-韧性"适应性生态风险评估框架,从整体和动态的角度评估区域在当前与未来适应性生态风险的时空分布与各城市所处的适应性循环阶段。结果表明,适应性生态风险由沿海区-城市群-生态区域呈现由较高到高再到低的趋势,大城市外围现已出现较高风险。至2030年,风险整体呈上升趋势,高风险向中小城市和生态区域蔓延。从适应性循环阶段来看,杭州、宁波等14个城市处于生态风险较低的重组阶段。常州、南通等8个城市处于风险升高的开发阶段。上海、南京、无锡和苏州处于城市发展成熟风险开始降低的保护阶段。本研究通过评估长三角城市群适应性生态风险,得到高风险区分布与各个城市的适应性风险趋势,为长三角城市群动态变化下的适应性规划策略制定提供了科学的指导,以实现区域的可持续发展。

    • 上海市湿地景观格局时空演变与驱动机制的量化研究

      2021, 41(7):2622-2631. DOI: 10.5846/stxb202002150262

      摘要 (546) HTML (112) PDF 4.51 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1980-2018年上海市历史遥感数据,定量研究上海市湿地景观格局变化及其驱动机制。为此,采用Fragstats 4.2.1计算了景观格局指数,并在数据处理系统软件平台使用灰色关联系统分析了湿地景观格局与社会、经济以及自然环境之间的灰色关联度。结果表明:(1)自1980以来,上海市湿地面积持续缩减,尤其水田损失最多。截至到2018年,上海市共损失了21.06×104hm2的湿地,现存湿地面积为38.22×104hm2,其中人工湿地占85%,自然湿地占15%。人工湿地以水田为主,自然湿地以河流湿地为主。水田和河流斑块平均面积总体上呈波动缩小趋势。河流湿地的形状复杂性最高,其总面积在年际间缓慢缩减,平均分形维度指数年际间波动持平。水田平均分形维度指数年际间波动上升,景观形状向复杂化趋势发展。(2)1980-2010年间,湿地景观破碎化程度总体加剧,最大斑块指数呈波动下降趋势。2010年后,景观破碎化局势向好,最大斑块面积扩大。1980-2015年间,蔓延度指数呈波动下降趋势,香农多样性指数呈波动上升趋势。2015年是蔓延度指数和香农多样性指数变化的转折点。水库坑塘斑块形状较简单,年际间变化小,而且具有结构的自相似性。(3)湿地景观格局受自然、人为双重因素影响。城市扩张导致人工湿地面积减少。自然湿地的演变则主要受气温和降雨的影响。自然因素往往在较大的时空尺度上控制着湿地的景观格局变化。但随着经济的迅速发展,在较短的时间尺度上,国家政策等人为因素对景观格局的影响力逐渐增强。未来,国家对城市湿地保护政策的实施可以使湿地景观格局向好的方向演化。

    • 城市主城区立体模型的构建与风环境模拟——以广州主城区为例

      2021, 41(7):2632-2641. DOI: 10.5846/stxb202009302525

      摘要 (396) HTML (100) PDF 17.45 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:以22 km×21 km的广州主城区为例,以40 m建筑间距作为风道宽度低限、用容积高度对建筑高度赋值和垂向拔高为建模特色,概括构建了城市尺度的立体模型。在此基础上,分别模拟了广州主城区中性流条件下,弱风(2 m/s)和强风(5 m/s)、近地面10、25、50 m三个高度的风环境。模拟表明:来流5 m/s下主城区存在不同风速等级、不同平面形态以及不同高度面的风道;白云山、珠江新城等面积较大的地形或建筑高地形成了减速明显的背风区条带,并相互组合形成了重要的风口和具有较高基面的强风道;在不同高度上主城区风速均由周边向城市中心降低;风道风速强烈地依赖于风道走向,风道风速与走向夹角呈三次函数递减,两者拟合优度R2为0.512。模拟结果很好地呈现了城市尺度宏观地形白云山和建筑密集区相互间的作用,反映了城市尺度模型构建与模拟的优势。

    • 广州市主城区城市地形类型与风环境评价

      2021, 41(7):2642-2651. DOI: 10.5846/stxb202008182157

      摘要 (469) HTML (128) PDF 9.02 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:对城市地形组合类型及其地形对风场影响的研究,有助于城市风场机理的认识与生态环境的优化。以高层建筑密集的广州市主城区为例,在确定城市宏观地形类型的基础上,基于最小成本路径(LCP)辨识了风道,并对风环境质量进行评价。主要结论有:(1)将城市地形简要概括划分为4个一级地形、11个二级地形类型。(2)以LCP路径与盛行风交角不超过22.5°的标准,筛选确定通风路径作为风道。根据LCP格网的密度与频次,结合不同风向下风速与风频,评价分析了风环境类型与空间分布。(3)根据自然与城市地形的配置,北风风环境质量远高于西北风和东风;东风由于风频与风速最低,因此通风条件较差。(4)珠江航道在三种风向下都是尺度最宽贯穿城市最好的风道;区域性的风道与风环境较好的地段集中在与主风向平行的主干道上,但以近似南北走向的居多;由于广州城市地形高度以珠江新城峰林为中心向外递减,以低地地形为主的主城区外围通风优于中心区域,特别是珠江新城峰林与网络状台地为主的老城区,通风环境较差。基于LCP的评价结果需要同其他方法相互验证,才能使其不断完善优化。

    • 若尔盖高原沼泽湿地CO2排放时空变化特征

      2021, 41(7):2652-2662. DOI: 10.5846/stxb201908251761

      摘要 (449) HTML (99) PDF 1.33 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好理解若尔盖高原不同微生境下沼泽湿地生态系统CO2排放通量的变化特征,以若尔盖高原湿地自然保护区为研究对象,2013和2014年生长季期间,采用了静态箱和快速温室气体法原位观测了3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO2排放通量时空变化规律。结果表明:长期淹水微地貌草丘区湿地(PHK)和洼地区湿地(PHW) CO2排放通量变化范围分别为38.99-1731.74 mg m-2 h-1和46.69-335.22 mg m-2 h-1,季节性淹水区微地貌草丘区湿地(SHK)和洼地区湿地(SHW) CO2排放通量变化范围分别为193.90-2575.60 mg m-2 h-1和49.93-1467.45 mg m-2 h-1,而两者过渡区的无淹水区沼泽湿地(Lawn) CO2排放通量变化范围194.20-898.75 mg m-2 h-1。相关性分析表明5种微地貌区沼泽湿地CO2排放通量季节性变化与不同深度土壤温度均存在显著正相关,与水位存在显著负相关(PHW、SHW、SHK、Lawn)或不相关(PHK),并且水位和温度(5 cm)共同解释了CO2排放通量季节性变化的87%。3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO2排放通量存在空间变化规律,主要受水位影响,但植物也影响沼泽湿地CO2排放通量空间变化规律,并且表明沼泽湿地CO2排放通量与水位平均值存在显著负相关。

    • 若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落空间分布及其驱动机制

      2021, 41(7):2663-2675. DOI: 10.5846/stxb202002130241

      摘要 (435) HTML (95) PDF 9.10 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解高原泥炭沼泽湿地生态系统土壤微生物群落结构组成、多样性及空间分布特征对认识高原湿地生态特征及演化过程至关重要。利用高通量测序技术,在局域尺度上研究了四川若尔盖高原泥炭沼泽湿地土壤细菌群落结构与多样性特征。通过进一步测定土壤及植物基本理化指标,量化采样点之间的地理距离,比较了细菌群落不同成员(稀有种和丰富种)的空间周转差异,分析了土壤环境变量和空间因子对细菌群落结构的相对贡献。结果表明:若尔盖泥炭土壤细菌群落主要由绿弯菌门(Chloroflexi)(26.25%)、变形菌门(Proteobacteria)(23.21%)、厚壁菌门(Firmicutes)(10.56%)等优势物种门类组成;土壤细菌群落结构表现出较强的空间依赖关系,群落结构相似性随采样点地理距离增加而逐渐降低,细菌群落的周转速率表现为总细菌群落 > 丰富种 > 稀有种;Mantel检验结果显示,地上生物量与细菌群落呈极显著相关性(P<0.01),其中,影响稀有种空间分布特征的环境因子还包括土壤硫含量、活性磷、Mn和土壤pH值;方差分解分析表明,局域尺度上的土壤因子对若尔盖高原泥炭沼泽土壤细菌群落构建的相对贡献大于空间因子,土壤异质性是影响微生物空间分布特征的关键因素。研究为开展高原湿地泥炭土壤微生物多样性调查及揭示微生物群落构建机制提供了重要参考。

    • 北京山区侧柏林坡面土壤水分时空动态及其影响因素

      2021, 41(7):2676-2686. DOI: 10.5846/stxb202006271660

      摘要 (426) HTML (108) PDF 1.46 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究基于自然坡面土壤水分高密度观测方法,明确北京山区侧柏林自然坡面土壤水分动态变化特征、时间稳定性及其影响因素,提升对北京山区坡面土壤水分时空动态及其影响因素的认识,为华北土石山区生态恢复对水文水资源影响评估提供依据。研究以北京鹫峰国家森林公园人工侧柏林地坡面(40 m×50 m)为研究对象,用Diviner 2000测量该自然坡面中30个测点,于2014年8月至2016年3月对坡面观测砾石层以上的土壤含水量(SWC)进行了观测。结果表明:观测期间土壤蓄水量(SWS)具有明显的季节变化特征且与降水量的变化趋势基本保持一致;不同土层SWC均处于中等变异,SWC较高时,SWC的变异性较低;研究区的土壤水分在整个观测期间都具有较高的时间稳定性,位于上坡水平阶的2号测点最能代表研究区的平均土壤水分;随着离树距离的增加SWS逐渐增加,春、夏、秋季离树距离0.5 m与1.5 m处SWS差异显著(P<0.05);水平阶SWS显著大于陡坎(P<0.05),夏、秋季下坡位土壤SWS显著低于上坡位(P<0.05),水土保持工程措施对坡面SWC的分布格局有重要的影响。

    • 改变凋落物输入对川西亚高山天然次生林土壤呼吸的影响

      2021, 41(7):2687-2697. DOI: 10.5846/stxb202006051459

      摘要 (372) HTML (133) PDF 2.45 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:2019年5月-10月,采用LI-8100A土壤碳通量自动测量分析仪对川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的岷江冷杉(Abies faxoniana)次生针叶林(针叶林)、红桦(Betula albo-sinensis)+青榨槭(Acer davidii)+岷江冷杉次生针阔混交林(针阔混交林)和青榨槭+红桦+陕甘花楸(Sorbus koehneana Schneid)次生阔叶林(阔叶林)的土壤呼吸及土壤温湿度因子(对照、去除凋落物和加倍凋落物)进行观测。结果显示:去除和加倍凋落物对土壤温湿度的影响不显著,且3种林型之间的土壤呼吸速率差异不显著。与对照相比,去除凋落物使针叶林、针阔混交林、阔叶林的土壤呼吸速率分别降低了17.65%、21.01%和19.83%(P<0.05);加倍凋落物则分别增加6.76%、7.28%、8.16%(P>0.05)。3种林分土壤呼吸速率均与土壤温度极显著指数相关,与土壤湿度不相关。对照Q10值变幅为2.01-3.29,去除凋落物降低了3种林型的Q10值;加倍凋落物分别提高了针叶林和降低了针阔混交林和阔叶林的Q10值。土壤呼吸速率仅表现在天然次生林对照处理中受到土壤pH、有机质、可溶性有机氮和草本Pielou均匀度指数的显著影响。研究结果表明,天然次生阔叶林和针阔混交林凋落物对土壤呼吸的贡献及Q10值高于天然次生针叶林,说明在未来CO2浓度及温度升高背景下,地表凋落物增加并未引起天然次生林土壤呼吸速率成倍增加,更有利于该区域天然次生林尤其是针叶林的土壤碳吸存。

    • 川西亚高山三种森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响

      2021, 41(7):2698-2708. DOI: 10.5846/stxb202005271368

      摘要 (367) HTML (97) PDF 1.21 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤生物有效磷在提高森林生产力和生物地球化学循环中起着至关重要的作用,研究不同森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响对于退化森林的适应性恢复和可持续经营具有重要意义。选取川西亚高山不同恢复途径下形成的3种森林类型,即粗枝云杉人工林(人工种植,PF)、岷江冷杉-红桦天然次生林(自然更新,NF)和粗枝云杉阔叶混交林(人工种植后自然更新,MF),采用基于生物有效性的土壤磷分级方法测定土壤生物有效磷(CaCl2-P、Citrate-P、Enzyme-P和HCl-P),探究不同森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响。结果表明:不同森林恢复途径对土壤生物有效磷影响显著(P<0.05),NF和MF的土壤Citrate-P和Enzyme-P显著高于PF(P<0.05),而PF的土壤HCl-P显著高于NF(P<0.05)。自然更新是3种森林恢复途径中最能提高土壤生物有效磷的方式。3种森林恢复途径下的土壤生物有效磷组分与速效磷均呈现显著的正相关关系,且NF的土壤速效磷与生物有效磷的相关性更强(CaCl2-P除外)。显著影响NF土壤生物有效磷的土壤理化性质有全钾、铵态氮含量和pH值,且全钾对NF的土壤生物有效磷变异的解释程度最高(r2=0.63,P=0.001)。土壤pH值、钙和可溶性有机碳含量是显著影响MF土壤生物有效磷的主要土壤理化性质(P<0.05)。对PF的土壤生物有效磷具有显著影响的土壤理化性质是土壤有机碳、铁和可溶性有机碳含量。土壤理化性质对3种恢复途径下森林土壤生物有效磷的解释率均超过了80%,森林恢复途径对土壤生物有效磷的影响与土壤理化性质有关。

    • 凋落物对土壤有机碳与微生物功能多样性的影响

      2021, 41(7):2709-2718. DOI: 10.5846/stxb202005141233

      摘要 (555) HTML (135) PDF 1.04 M (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林凋落物是影响土壤微生物群落和有机碳含量的重要因素,但其作用的程度和机制尚不清楚,研究该问题对于分析森林生态系统碳循环和资源管理具有重要意义。研究凋落物去除与添加处理下土壤有机碳含量与土壤微生物对碳源利用的差异,明确凋落物去除与添加对土壤微生物群落代谢功能及其多样性的影响,探究不同处理下SOC含量变化的土壤微生物群落代谢机理。选取承德市雾灵山1405-1435 m海拔范围内核桃楸-蒙古栎混交林的表层土壤,采用室内培养结合Biolog-ECO方法,测定了培养第21天的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量及微生物群落的AWCD值、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、McIntosh均匀度指数、Pielou丰富度指数,分析培养期内凋落物的不同处理下SOC含量与微生物功能多样性的变化特征。结果表明:1)不同凋落物处理对SOC含量与土壤微生物群落多样性具有显著影响(P<0.05),DL > HL > NL > CK;2)不同凋落物处理下土壤微生物群落代谢活性和土壤微生物对碳源的利用程度具有显著差异(P<0.05),碳水化合物类和氨基酸类是土壤微生物的主要碳源;3)不同处理的SOC含量与土壤微生物多样性具有正相关关系。双倍凋落物添加在短期内对土壤微生物多样性影响难以达到显著水平且在一定程度上对土壤微生物的代谢活性具有抑制作用,土壤微生物群落功能多样性对SOC含量具有重要影响。

    • 控制降水梯度对荒漠草原优势植物叶功能性状及土壤养分的影响

      2021, 41(7):2719-2727. DOI: 10.5846/stxb202003140535

      摘要 (392) HTML (94) PDF 5.01 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究植物叶功能性状随降水梯度的变化规律,对揭示干旱区优势植物对环境变化的响应和适应策略至关重要。以盐池荒漠草原为研究对象,采用遮雨棚和喷灌系统控制降水梯度,分析了优势植物蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、短花针茅(Stipa breviflora)及达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)叶功能性状变异,以及土壤水分、养分和微生物特性与响应性状间的相关关系。结果表明:HW(增水50%)处理下3个植物LA(叶面积)、LDMC(干物质含量)显著增大,LW处理(减水50%)下短花针茅和达乌里胡枝子LA、LDMC显著减小,降水处理对短花针茅和达乌里胡枝子SLA(比叶面积)影响不显著,LW处理显著提高了蒙古冰草SLA;LW处理显著提高了蒙古冰草和短花针茅LNC(叶氮含量)和LPC(叶磷含量);HW显著降低了土壤C、N含量,LW和HW均显著减少了真菌数量,而放线菌数量、微生物生物量C、N显著增加;3种优势植物LA均与土壤水分显著正相关,蒙古冰草和短花针茅通过提高SLA、LNC及LNP来适应干旱生境,蒙古冰草和短花针茅LNC及LNP是表征土壤P、微生物生物量有效性的关键指标,达乌里胡枝子通过自我调节养分利用策略来适应C、N、P含量和微生物活性较低的生境,从而决定其在群落中的优势地位。

    • 新疆两种土地利用方式下土壤病毒的群落组成与功能特征

      2021, 41(7):2728-2737. DOI: 10.5846/stxb202002230312

      摘要 (474) HTML (137) PDF 1.93 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:病毒作为食物网的重要组成部分,在生态系统中发挥着重要的功能。病毒能够影响宿主的死亡率、群落结构和进化,以及营养元素循环。但由于技术方法的限制,对土壤病毒的群落组成和功能特征还知之甚少。为探索不同土地利用方式下土壤病毒组特征,采集了新疆棉花地和荒漠土壤样品。通过宏病毒组学分析发现,棉花地土壤和荒漠土壤分别注释到20个和15个病毒科,单链DNA(ssDNA)病毒占优势,其中微小噬菌体科(Microviridae)占比最高。仅在棉花地土壤中检测到花椰菜花叶病毒科(Caulimoviridae)、逆转录病毒科(Retroviridae)、裸露病毒科(Nudiviridae)、多分DNA病毒科(Polydnaviridae)、杆状病毒科(Baculoviridae)和囊泡病毒科(Ascoviridae),其中大部分病毒属于植物病毒和昆虫病毒。本研究推测与土地利用方式相关的人为活动、土壤理化性质以及动植物的差异可能影响土壤病毒的群落组成。通过Virsorter共注释到1824条病毒contigs,主要为微小噬菌体科。进一步利用SEED数据库对病毒功能进行注释,发现两个土壤病毒组注释到的主要功能类似;在SEED level 2水平上,均以"Phage capsid proteins"和"Phage packaging machinery"占比最高。本研究可为进一步探索土壤病毒生态功能和土壤食物网提供数据支持。

    • 喀斯特地区土壤温度变化特征及其与环境因子的关系

      2021, 41(7):2738-2749. DOI: 10.5846/stxb201911102370

      摘要 (384) HTML (98) PDF 2.25 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:喀斯特地区土壤温度变化特征对研究该区土壤活性及小气候变化具有重要意义。为探明喀斯特地区土壤温度变化特征及其与环境因子的关系,以喀斯特高原峡谷区四种典型土地类型(花椒地、金银花地、火龙果地、荒地)为研究对象,采用土壤含水量监测系统(ECH2O)对各样地土壤温度变化进行连续定点监测,分析土壤温度的动态变化特征及其与环境因子的关系。结果表明:10 cm处土壤温度日变幅最大,土层越深日变幅越小;土壤温度日变幅为夏季较大,秋、冬季较小。火龙果地、金银花地土壤温度日变幅明显大于花椒地、荒地;随着土层加深,土壤温度日变化出现滞后现象;不同季节土壤温度均为火龙果地 > 荒地 > 花椒地 > 金银花地。夏季土层越深,土壤温度越低;秋、冬季土层越深,土壤温度越高;土壤垂直温度变异系数表现为冬季大于夏季。相关分析表明,土壤温度与气温、太阳辐射及土壤含水量均呈显著正相关(P<0.05),土壤温度变化与容重、孔隙度、土壤质地、有机碳等土壤理化性质相关性显著。花椒地土壤温度日变幅最小,与其较高的土壤含水量和总孔隙度、容重小、土壤持水性强密切相关。综上,花椒地对土壤温度的调节效果较好,因此,在喀斯特地区生态恢复的过程中,种植花椒能在一定程度上改善土壤性质,提升土壤肥力。本研究为喀斯特地区的生态恢复提供了科学依据,为植被生态效益评价提供一定参考。

    • 覆盖模式对旱作农田土壤微生物多样性及群落结构的影响

      2021, 41(7):2750-2760. DOI: 10.5846/stxb201904130739

      摘要 (446) HTML (122) PDF 2.25 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物是表征土壤质量的敏感指标,采用Illumina HiSep技术分析不同覆盖方式对半湿润易旱区农田土壤微生物群落结构及多样性的影响,以期从微生物的角度评价农田不同覆盖措施对土壤质量的影响。设3种覆盖模式:平作塑料薄膜覆盖(P)、平作秸秆覆盖(S)和垄膜沟播覆盖(R),以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖模式下土壤微生物群落变化,分析各土壤理化因子与微生物群落之间的关系。研究结果表明各覆盖处理显著改变了土壤微生物的群落结构和多样性。所有土壤样品中,细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),丰度分别为29.69%、28.28%和20.76%,CK处理下较高的土壤pH和低NO3-N含量抑制了土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)的生长繁殖,而放线菌门(Actinobacteria)相对丰度为所有处理中最高。真菌群落的优势菌门是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),丰度分别为59.65%和20.96%,S处理下过低的土壤温度抑制了担子菌门(Basidiomycota)生长和繁殖,其相对丰度为所有处理中最低。与CK相比,P和R处理显著提高土壤细菌的多样性和丰富度;S和R处理下土壤真菌多样性和丰富度显著增加,而P处理的土壤真菌多样性和丰富度均无显著差异。斯皮尔曼相关分析表明土壤细菌多样性主要受土壤含水量(SM)和硝态氮含量(NO3-N)影响,而土壤真菌多样性主要受土壤温度(ST)、全氮(TN)和硝态氮含量(NO3-N)影响;RDA分析表明微生物群落结构的变化主要受SM、ST、NO3-N和TN含量的影响。总的来说,R处理下土壤细菌和真菌的多样性和丰富度较CK处理显著提高,该处理下土壤中担子菌门(Basidiomycota)和球囊菌(Glomeromycota)相对丰度为所有处理中最高,两者分别形成的外生菌根和从生菌根不但促进了根部养分的吸收,而且提高了作物的抗逆性,且结果证明该处理的作物产量为最高,因此在半湿润旱作区推荐采用垄膜沟播覆盖种植方式。

    • 有机肥和植被去除管理对人工林土壤节肢动物多样性的影响

      2021, 41(7):2761-2769. DOI: 10.5846/stxb201907141485

      摘要 (342) HTML (111) PDF 1.65 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:施用有机肥和林下抚育(植被去除)是人工林重要的管理措施;土壤节肢动物物种丰富,是土壤生态系统的重要组成成分,对环境变化敏感,可以作为森林管理的指示生物。人工林植被去除和施肥管理影响土壤性质、资源输入量及微生物多样性,从而影响土壤节肢动物多样性,但是相关研究还十分缺乏。以沿海地区杨树人工林为对象,研究了施用有机肥和林下植被去除对土壤节肢动物的数量和多样性的影响。结果表明,有机肥和植被去除管理对不同土壤层土壤节肢动物的数量和多样性指标影响不一致。有机肥增加0-10 cm深度土壤节肢动物总数量、蜱螨目数量,降低土壤节肢动物群落物种丰富度、均匀度和Shannon多样性指数;植被去除减少0-10 cm深度土壤节肢动物总数量和弹尾目数量,降低均匀度指数。两种处理对10-20 cm深度土壤节肢动物群落的数量和各多样性指标影响不显著。总体来说(0-20 cm),有机肥处理土壤节肢动物的数量显著增加,优势类群前气门亚目(Prostigmata)的数量增长为对照的4倍,但是土壤节肢动物群落的均匀度和Shannon多样性指数显著降低,这可能是土壤节肢动物优势类群前气门亚目密度急剧增加,而物种丰富度没有变化所导致;此外,施用有机肥增加了土壤有机质、总氮、有效磷的含量,降低土壤pH值,并且与前气门亚目密度显著相关。林下植被去除没有影响0-20 cm深度土壤节肢动物的数量和各多样性指标。

    • 亚热带森林凋落叶分解过程土壤节肢动物群落的变化特征

      2021, 41(7):2770-2782. DOI: 10.5846/stxb202004200949

      摘要 (341) HTML (106) PDF 4.35 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤动物群落结构和多样性可能随凋落物分解进程和基质质量的变化不断改变。为了解亚热带森林凋落叶分解过程中土壤节肢动物群落变化特征,以四川盆地亚热带森林麻栎(Quercus acutissima)和柳杉(Cryptomeria fortunei)凋落叶为对象,于2011-2015年采用分解袋法研究了2种凋落叶分解过程中土壤节肢动物组成、结构和多样性动态变化。整个研究期间,柳杉和麻栎凋落叶分解袋中共捕获土壤节肢动物3855只,分属于16目51科,且均以等节跳科和棘跳科为优势类群;麻栎凋落叶中土壤节肢动物的个体密度随分解进程呈现增加趋势,在分解的1079天达最高值后降低,而柳杉凋落叶则在分解的156天急剧增加后快速降低,2种凋落叶中土壤节肢动物类群数量具有相似的动态变化过程;2种凋落叶中土壤节肢动物总体以菌食性数量比例最高,腐食性最低,且随凋落叶分解进程,植食性土壤节肢动物占比明显下降,菌食性则上升;非度量多维尺度(NMDS)分析显示,2种凋落叶中土壤节肢动物群落组成具有显著差异,聚类分析表明,2种凋落叶土壤节肢动物群落结构相似性随分解进程不断降低。亚热带森林凋落叶分解过程中土壤节肢动物群落组成、结构和多样性受凋落叶类型影响。

    • 亚高山草地土壤原生生物群落结构和多样性海拔分布格局

      2021, 41(7):2783-2793. DOI: 10.5846/stxb202006021425

      摘要 (453) HTML (96) PDF 2.95 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性分布格局与维持机制即群落构建机制,是群落生态学研究的热点领域。微生物生态学中的一个关键问题是量化确定性过程和随机过程对微生物群落构建的相对贡献。尽管原生生物是土壤微生物群落中重要的组成部分,在微生物食物链中扮演着关键角色,但与细菌和真菌相比,目前对原生生物群落构建机制知之甚少。运用Illumina Miseq高通量测序技术,分析了五台山亚高山草地生态系统(海拔2000-3061 m范围内)土壤原生生物群落组成和多样性维持机制。结果表明,四个海拔梯度的土壤共获得有效序列520673条,分属于8个超群、24个门、65个纲、125个目、222个科和350个属。门水平上,丝足虫门(Cercozoa)、褐藻门(Ochrophyta)、纤毛门(Ciliophora)和顶复门(Apicomplexa)为主要优势类群。LEfSe分析显示,17个生物标志物对海拔梯度非常敏感,不同海拔梯度富集了不同的原生生物种群。尽管海拔对土壤原生生物群落的α多样性没有显著影响,但非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,原生生物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异(P<0.05)。冗余分析(RDA)显示海拔、土壤含水量、总氮和植物丰富度指数与原生生物群落结构存在显著相关性(P<0.05)。方差分解分析(VPA)和偏Mantel分析表明环境因子和空间变量对原生生物群落海拔分布格局均有显著影响,但是环境因子的相对作用(7.9%)明显大于空间变量(1.8%)。土壤原生生物群落之间的Bray-Curtis距离与海拔距离呈显著正相关关系(P<0.05),说明选择过程可能是亚高山草地土壤原生生物群落分布格局的主要驱动因素。零模型分析进一步证实了确定性过程在原生生物群落构建中的相对作用大于随机过程。总之,五台山亚高山草地土壤原生生物群落组成和结构沿海拔梯度具有显著的变化格局,群落构建主要由确定性过程和随机过程驱动,但确定性过程占主导地位。

    • 吉林蛟河针阔混交林功能性状分布格局及其对地形因素的响应

      2021, 41(7):2794-2802. DOI: 10.5846/stxb202006051462

      摘要 (367) HTML (99) PDF 5.05 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林群落的构建过程及其内在机制是生态学研究的热点问题。植物功能性状是指能够代表植物的生活史策略,反映植物对环境变化响应的一系列植物属性。通过植物功能性状的分布格局及其对环境因素的响应有助于推测群落的构建过程及其内在作用机制。以吉林蛟河21.12hm2温带针阔混交林样地为研究对象,采集并测量了样地内34种木本植物的6种不同的功能性状。以20m×20m的样方为研究单元,通过计算平均成对性状距离指数(mean pairwise trait distance;PW)和平均最近邻体性状距离指数(mean nearest neighbor trait distance;NN)来探讨群落中单个性状和综合性状的分布格局。同时结合地形因子采用回归分析探讨功能性状的分布格局对局域生境变化的响应。基于PW的结果显示:单个性状中除叶面积外,其余性状的分布格局均为聚集分布多于离散分布;基于NN的结果显示:除叶面积和最大树高外,其余性状的分布格局为聚集分布多于离散分布。此外,由6种单个性状组成的综合性状的分布格局同样为聚集分布多于离散分布。基于回归分析的结果显示:森林群落中功能性状的分布格局受到海拔、坡度和坡向等因素的显著影响,而凹凸度的影响则不显著。研究结果表明包括环境过滤和生物相互作用的非随机过程能够影响温带针阔混交林的群落构建过程,中性过程对该区域群落构建过程的影响不显著。

    • 生物炭对褐土旱地玉米季氮转化功能基因、丛枝菌根真菌及N2O释放的影响

      2021, 41(7):2803-2815. DOI: 10.5846/stxb202006041438

      摘要 (413) HTML (103) PDF 1.31 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:以豫西旱地玉米农田为研究对象,设置不同生物炭施用量处理(T0:不施用生物炭;T1:施用生物炭20 t/hm2;T2:施用生物炭40 t/hm2),采用密闭式静态箱法测定N2O排放通量和荧光定量PCR法分析丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌、氨单加氧酶(amoA)、亚硝酸盐还原酶(nirSnirK)以及氧化亚氮还原酶(nosZ)的基因丰度,同时测定土壤理化性状的变化。研究结果表明,随着生物炭施用量的增加,土壤pH和含水量呈增加趋势,土壤有机碳、全氮和铵态氮含量显著提高,土壤容重和硝态氮含量显著降低。T1和T2处理土壤有机碳含量分别较T0显著提高38.44%和71.01%;T1和T2处理土壤铵态氮含量分别较T0显著增加15.89%和30.46%;T2处理土壤全氮含量较T0处理显著提高14.87%;T1和T2处理土壤硝态氮含量分别较T0减少10.57%和21.40%。随着生物炭施用量的增加,AM真菌侵染率显著增加,T1和T2处理分别较T0处理提高71.88%和115.88%;AOA、AOB、nirKnirS基因丰度显著降低;nosZ基因丰度增加。施加生物炭处理的N2O排放通量和累积排放量均低于不施生物炭处理,具体表现为:T0 > T1 > T2。相关分析表明,生物炭施用量与AM真菌基因丰度呈显著正相关;与nosZ基因丰度呈正相关;与AOA、AOB、nirKnirS基因丰度呈极显著负相关。N2O排放通量与AOA、nirKnirS基因丰度呈极显著正相关;与土壤含水量和土壤硝态氮含量呈显著正相关;与AM真菌、nosZ基因丰度、易提取球囊霉素含量、铵态氮含量呈极显著负相关。集成推进树(ABT)分析表明,AOA对N2O排放的影响最大,其次是AM真菌和nirS。总之,生物炭处理改善土壤理化性质、提高土壤AM真菌侵染率、调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少N2O气体排放,为旱地农田合理施用生物炭减少N2O气体排放提供理论依据。

    • 温度和光周期协同作用对蒙古栎幼苗春季物候的影响

      2021, 41(7):2816-2825. DOI: 10.5846/stxb202004220962

      摘要 (348) HTML (94) PDF 2.75 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物物候对气候变化非常敏感,但关于物候对不同气候因子协同作用的响应机制仍不清楚。为此,以蒙古栎为研究对象,针对蒙古栎物候的主要影响因子温度和光周期,利用大型人工气候室,模拟研究了温度与光周期协同作用(对照、增温1.5℃、增温2.0℃,不同光周期(10 h、14 h、18 h)及其协同作用(对照处理、增温1.5℃×18 h、增温1.5℃×10 h、增温2.0℃×18 h、增温2.0℃×10 h))对蒙古栎春季物候的影响与机制。结果表明:(1)相同水分条件下,不同升温程度对蒙古栎幼苗春季物候的影响不同。温升1.5℃促进蒙古栎幼苗春季物候(芽膨大期、芽开放期、展叶始期和展叶盛期)提前;而温升2.0℃则对不同春季物候的影响不同,表现为促进芽休眠解除和芽开放,但抑制叶片展开。(2)相同水分条件下,不同光周期对蒙古栎幼苗不同春季物候的影响存在差异。长光周期对蒙古栎幼苗展叶盛期影响最大,短光周期对芽膨大期影响最大,但均表现为抑制作用。(3)相同水分条件下,温度升高与光周期增加协同作用有助于促进蒙古栎幼苗春季物候提前,但温度升高与光周期缩短协同作用则对春季物候有抑制作用。(4)蒙古栎幼苗春季物候变化与前期气候胁迫程度存在显著正相关,表明前期气候因子也是物候变化的重要影响因子。研究结果丰富了蒙古栎物候响应多气候因子协同作用的认知,有助于促进物候模型的完善。

    • 燕山山脉黄檗种群结构与动态特征

      2021, 41(7):2826-2834. DOI: 10.5846/stxb202003300743

      摘要 (381) HTML (100) PDF 2.20 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄檗(Phellodendron amurense)为我国珍稀濒危物种,具有较高的药用价值。以燕山地区野生黄檗种群为研究对象,采用典型抽样对8个保护区内的黄檗进行全面调查,通过编制静态生命表并绘制存活曲线,分析种群年龄结构和种群变化规律,并通过种群动态量化和时间序列预测分析种群未来数量变化。结果表明:(1)黄檗种群结构总体上呈倒"J"型,但存在外部干扰时,种群结构数量变化动态指数为1.017%,表明该种群趋于稳定型;(2)静态生命表及相关曲线分析显示,黄檗种群存活数量整体上随着径级增大,个体数量逐渐下降;黄檗种群的生存期望在不同径级间存在波动,而第Ⅶ径级的生存期望最高,种群存活曲线符合Deevey-Ⅱ型,黄檗种群具有前期减少、中期稳定、后期衰退的特点;(3)时间序列预测分析表明,在未来2、4、6、8个径级之后,黄檗中老龄个体数量将逐渐增加。黄檗种群濒危的主要因素是幼苗数量少,且呈现散生分布状态,建议加强幼苗抚育工作,提高幼苗的存活率,保护和改善生境,从而促进黄檗种群的自然更新和恢复。

    • 兴安落叶松(Larix gmelinii)火后种子萌发影响因子

      2021, 41(7):2835-2844. DOI: 10.5846/stxb201911252558

      摘要 (410) HTML (120) PDF 3.55 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:林火干扰是影响兴安落叶松林结构和功能的主要因子之一。兴安落叶松种群火后更新受多种因子的影响,并决定着该群落演替轨迹。通过在大兴安岭呼中自然保护区的火烧迹地内设置原位控制实验,利用增强回归树分析方法,量化研究了落叶松火后恢复初期不同影响因子(温度、有机质层厚度、覆盖度等)对种子萌发的相对重要性。研究结果表明:落叶松火后种子萌发的最主要影响因子为温度,第二影响因子为种源,第三影响因子为草本覆盖度,分别解释了幼苗数量变异的28.51%、22.40%、20.66%;各影响因子的相对重要性在不同地形条件下有明显差异:温度在山坡顶部和阳坡底部占有重要影响,种源在阳坡中部和阴坡中部最为重要,土壤含水量在阴坡底部占有重要地位。同时,去除土壤表面有机质可以显著提高种子萌发数量,去除地面杂草则会使种子萌发数量降低。从研究结果可知,落叶松火后种子萌发在不同地形(环境条件)下的限制因子不同,人工辅助需因地制宜采取相应措施,才能更有效地促进种子萌发与森林恢复。

    • 不同密度猪毛菜形态结构性状及生物量分配策略的异速关系

      2021, 41(7):2845-2854. DOI: 10.5846/stxb201908231752

      摘要 (365) HTML (143) PDF 2.06 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物的生长特性随环境条件的变化具有可塑性,而不同的环境因素对植物可塑性的影响也不尽相同。利用异速分析的方法,通过模拟退化草地恢复过程中猪毛菜(Salsola collina)的不同种群密度(16、44、100、400株/m2),研究其形态结构性状及生物量分配策略的异速关系在种群密度间的差异。结果表明,种群密度增大能抑制猪毛菜的生长,而且对猪毛菜的株高、根长、一级分枝数、二级分枝数、三级分枝数以及总分枝长均产生了极显著的影响,表明种群密度的变化使得植物的高生长和侧向生长发生了显著变化。种群密度的变化也引起了植物生物量的变化,其中植物根、茎、叶间的生物关系是一种表观可塑性,植物的生长策略未发生改变,只是植物个体大小发生改变引起的生物量分配的变化。植物株高、总分枝长、一级分枝数及繁殖分配的变化,是由种群密度变化引起的,植物的适应策略发生了改变,是真正的可塑性。种群密度改变了植物的繁殖分配策略,而未改变植物叶的分配策略,说明当环境发生变化时,植物调整了其繁殖策略以适应环境因素的改变,以保证种群的生存繁衍。

    • 闽楠叶片功能性状及表型可塑性对其与杉木混交的响应

      2021, 41(7):2855-2866. DOI: 10.5846/stxb201905080930

      摘要 (354) HTML (97) PDF 1.90 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:慢生(闽楠)与速生(杉木)树种混交后,植物是如何改变功能性状来适应环境,在资源获取与分配权衡中来实现共存?是人工林精准提质改造过程中的关键问题,研究了闽楠(Phoebe bournei)与杉木(Cunninghamia lanceolate)混交后,其叶厚(LT)、叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、碳含量(LC)、氮含量(LN)、磷含量(LP)和氮磷比(N:P)7项性状指标的差异,探讨其各性状间的变异大小及其相关关系。结果表明:(1)与闽楠纯林相比,混交林闽楠叶片叶面积、比叶面积、叶碳含量、叶氮含量和氮磷比分别增加了16.78%、8.50%、3.12%、21.38%和17.61%,而叶厚与叶磷含量减少了8.80%和25.87%,除叶碳含量差异不显著,其他6项功能性状差异性均达到显著(P<0.05)。(2)混交使闽楠叶LC、LN、LP含量与LT、LA、SLA相关性均发生明显的变化,对其叶厚、叶面积、比叶面积及其交互作用对叶片C:N、C:P、N:P产生一定的影响,表明混交闽楠叶功能性状间的相关关系发生了适应性调整;(3)闽楠主要叶片功能性状的表型可塑性指数分布在0.04-0.33之间,叶厚、叶面积、比叶面积和氮磷比的可塑性变化不敏感(PPI<0.20),叶氮含量、磷含量的可塑性变化较敏感(PPI>0.20),其大小排序为LP > LN > N:P > LA > SLA > LT > LC。以上结果表明了闽楠杉木混交造林模式对闽楠叶形态性状可塑性变化影响较小,没有受到生长空间和光资源的限制,混交是一种较好的造林模式。但闽楠叶氮、磷含量可塑性变化在混交模式中十分敏感,表明生长过程中可能会受到N、P的限制,在培育过程中应注意N肥和P肥的及时补充。这一研究结果,将为今后速生树种与珍贵树种混交造林模式研究提供理论与数据支撑。

    • 川金丝猴秦岭与岷山社群社会结构与空间分布差异性比较

      2021, 41(7):2867-2876. DOI: 10.5846/stxb202002270356

      摘要 (355) HTML (108) PDF 1.06 M (236) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同地区川金丝猴社会结构和空间分布的比较有助于了解其种群与环境的相互应答关系。在秦岭山脉和岷山山脉的不同地区选取3个观察群,对比它们之间社群结构和空间分布的差异。研究结果表明,尽管同属于仰鼻猴属川金丝猴种,由于栖息地环境的不同,导致社群结构和空间分布既存在相同点又存在一定的差异。对于社会结构,扎如沟群,大坪峪群与玉皇庙群表现出同样的最高进化水平的重层社会体系;但是构成这一社会体系的基本单位一雄多雌(One-male unit,OMU),其成员整体数量上没有差异,但是OMU内雌雄比例不仅在3个观察群间存在差异,而且与同属其他物种相比也存在差异;对于空间分布,由于食物竞争压力和天敌捕食压力在不同的栖息地内影响不同,导致3个观察群空间分布呈梯度变化关系。研究结果不仅为川金丝猴种群动态,种群与环境的相互应答关系以及种群进化提供基础资料,而且希望能藉此推进我国相关领域研究的开展,为灵长类社会与行为生态学研究者启发思路,并为保护这些濒危物种提供科学依据。

    • 松嫩平原苍鹭秋季栖息地选择及适宜性分布

      2021, 41(7):2877-2885. DOI: 10.5846/stxb202005121190

      摘要 (382) HTML (96) PDF 13.68 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:苍鹭(Ardea cinerea)是松嫩平原湿地的常见鸟种,松嫩平原也是苍鹭重要的栖息地。为了了解苍鹭潜在栖息地的适宜性分布,利用GPS/GSM卫星跟踪技术,结合遥感影像和地理信息系统,应用Maxent模型对松嫩平原苍鹭秋季潜在的栖息地进行了评价,并对其适宜性分布进行了分析。结果显示:水源距离和绿度指数是影响松嫩平原苍鹭秋季栖息地适宜性的重要环境变量;松嫩平原内苍鹭适宜栖息地面积为2761.06 km2(占研究区域的1.24%),主要分布在大庆(756.86 km2,占适宜栖息地面积的27.41%)、白城(537.14 km2,占适宜栖息地面积的19.45%)、齐齐哈尔(439.43 km2,占适宜栖息地面积的15.92%)等地市行政区,以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县(429.90 km2,占适宜栖息地面积的15.57%)、白城市镇赉县(334.92 km2,占适宜栖息地面积的12.13%)、大庆市肇源县(185.54 km2,占适宜栖息地面积的6.72%)等县级行政区为主;其中,15.79%的适宜栖息地依次受到莫莫格保护区(10.34%)、扎龙保护区(3.47%)、向海保护区(0.67%)、查干湖保护区(0.54%)、大布苏保护区(0.41%)、乌裕尔河保护区(0.36%)等国家级自然保护区的保护。建议对未受到保护的零星小面积栖息地给与更多关注。

    • 高阶相互作用对宿主-寄生群落动态的影响

      2021, 41(7):2886-2894. DOI: 10.5846/stxb202004120869

      摘要 (374) HTML (101) PDF 3.23 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:物种间相互作用是影响生物群落稳定性和多样性的重要因素。基于Lotka-Volterra竞争模型,通过构建多宿主种群的种内和种间高阶相互作用模型,研究宿主种群的间接竞争效应对寄生群落动态的影响机制。为有效地揭示高阶作用对种群动态的影响,通过对比宿主-寄生群落的现象模型以及机制模型,利用机制模型产生的合理数据集对现象模型中高阶项的参数进行拟合,进而探讨了高阶相互作用在群落动态中的作用。结果显示,完整的高阶相互作用模型在描述多宿主-寄生系统的群落动态中表现最优,而直接相互作用模型对群落动态的描述相对较差,即同时考虑种间和种内的高阶相互作用模型更加符合机制模型所描述的群落动态。此外,种内高阶作用和种间高阶作用产生不对称效应,宿主间的种间高阶作用对群落产生的影响较种内高阶作用更为显著。该研究结果在一定意义上丰富了宿主-寄生生物群落的稳定性研究,为理解物种间相互作用的多样性研究提供了依据。

    • 3种无脊椎动物对近江牡蛎Crassostrea ariakensis和熊本牡蛎C. sikamea的捕食研究

      2021, 41(7):2895-2901. DOI: 10.5846/stxb201910182187

      摘要 (403) HTML (87) PDF 917.71 K (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:捕食是影响牡蛎种群建立和牡蛎礁发育的重要生物因子之一。通过室内受控实验测定了日本蟳(Charybdis japonica)、脉红螺(Rapana venosa)和黄口荔枝螺(Thais luteostoma)对4组规格(W1:壳高10-20mm;W2:壳高20-30mm;W3:壳高30-40mm;W4:壳高>40mm)近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和熊本牡蛎(C.sikamea)的捕食偏好性和捕食效率。双因子方差分析结果表明,日本蟳对2种牡蛎的捕食效率没有显著性差异(P>0.05),但牡蛎规格大小显著影响着日本蟳的捕食效率(P<0.05),即日本蟳对W1组近江牡蛎的捕食效率显著高于W2和W4组(P<0.05),W3组的被捕食效率介于中间(P>0.05);日本蟳对W1组熊本牡蛎的捕食效率显著高于W2和W3组(P<0.05),W4组的被捕食效率与其他处理组均没有显著性差异(P>0.05)。牡蛎种类(P=0.590)和规格大小(P=0.357)对脉红螺的捕食效率均无显著性影响,不同规格的两种牡蛎均呈现较低的被捕食效率。黄口荔枝螺对2种牡蛎的捕食效率无显著性差异(P=0.917),但牡蛎规格大小显著影响其捕食效率(P=0.035),即对W1组熊本牡蛎捕食效率显著高于其他3个规格组(P<0.05),但其对不同规格近江牡蛎的捕食效率没有显著性差异(P>0.05)。2种牡蛎的壳厚与其壳高之间均存在极显著的正相关关系(P<0.001)。研究结果表明,3种无脊椎动物捕食者对近江牡蛎和熊本牡蛎并未表现出差异性的捕食偏好,但对不同规格牡蛎的捕食效率具有种间差异。

    • >专论与综述
    • 城市蓝绿基础设施降温效应研究综述

      2021, 41(7):2902-2917. DOI: 10.5846/stxb201903290607

      摘要 (763) HTML (158) PDF 7.22 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓝绿基础设施对于调节城市气候、应对未来气候变化和增强城市韧性极为重要。采用文献分析法系统梳理城市蓝绿基础设施降温效应研究特点,结合气候区特征从景观、类型和群落斑块尺度上分析蓝绿基础设施降温效应及其关键影响因素,并尝试运用Meta分析统计城市蓝绿基础设施降温效应的定量指标,最终面向规划设计实践需求提出未来城市蓝绿基础设施降温效应研究的三大挑战:(1)衔接城市和街区尺度上蓝绿基础设施降温效应研究,筛选关键的蓝绿基础设施热缓解参数,指导城市绿地系统规划定量指标的设定;(2)整合水平与垂直的多维度蓝绿基础设施降温效应研究,结合街区特征确定降温阈值,以指导控制性详细规划中的蓝绿基础设施布局;(3)探究影响不同单体植物降温效率的核心要素,筛选最优降温植物群落配置,指导场地尺度上植物降温的种植设计。

    • 气候变化、土地退化和粮食安全问题:关联机制与解决途径

      2021, 41(7):2918-2929. DOI: 10.5846/stxb201909221976

      摘要 (728) HTML (117) PDF 4.19 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化影响全球食物、水、能源生产和消费,并直接威胁国家和区域粮食安全和社会稳定,相关研究关系到国计民生与全球可持续发展。土地退化是近年来国际研究热点,IPCC、IPBES、UNCCD等都开展了土地退化的专题评估,高度关注土地退化的动态、趋势、影响及响应。尽管气候变化与土地退化具有密切关联,但对其复杂关联机制及解决途径缺乏系统的研究。IPCC于2017-2019年开展了第一次气候变化和土地退化评估,并于2019年8月发布了《气候变化与土地》特别报告(SRCCL)。基于此评估报告,对其中气候变化、土地退化与粮食安全之间的关联机制、未来的变化趋势、可能的影响及对策等进行了系统的论述。特别报告的重要贡献在于其厘清了气候变化与土地退化之间的复杂关联与反馈机制,进一步证实土地利用是导致气候变化的主要因素,指出日益增加的人口压力和粮食消费加剧了土地的退化和气候变化。尽管如此,特别报告也强调土地可为当前全球变暖、生物多样性减少等诸多环境问题提供解决方案,并重点指出改变人类饮食结构和消费习惯具有能够同时应对气候变化和土地退化的双赢效果。将全球升温幅度限制在1.5℃以内的窗口期正在迅速缩短,要解决当前日益凸显的气候变化和土地退化问题,需要推动食物消费的转型、降低碳排放、实施可持续土地管理,促进可同时减缓气候变化和土地退化的协同行动,科学合理的应用负排放和碳储存技术。

    • >封底
    • 封底

      2021, 41(7):2930-2930.

      摘要 (222) HTML (0) PDF 1.23 M (150) 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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