• 2022年第0卷第15期文章目次
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      2022, 42(15):0-0.

      摘要 (61) HTML (0) PDF 9.06 M (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • “保护兼容”理念源起、实践与发展

      2022, 42(15):6041-6053. DOI: 10.5846/stxb202104020854

      摘要 (95) HTML (16) PDF 1.01 M (77) 评论 (0) 收藏

      摘要:以国内外文献、报告、规划为原始材料,以"保护兼容"一词为核心,结合其使用语境,系统阐述在自然保护话语由"堡垒式"转向"社区保护"时,随着自然保护地功能与管理发生变化,人类活动的保护兼容性如何被重新发现并在自然保护实践中助力生物多样性保护。研究发现,"保护兼容"理念充分体现在景观尺度的土地利用连续体上;在生产性景观视角下乡村土地利用和传统农业系统进入自然保护领域;"保护兼容"理念以土地利用为基础下沉到乡村社区的资源管理、生计发展等多类型活动,以各种保护倡议和项目实现,并在发展中国家和发达国家呈现出不同特征。"保护兼容"理念既进行尺度扩展,探索区域内、跨行政区域乃至国家间多利益相关方参与、多类型土地利用贡献于自然保护扩展,也进行尺度下沉,倡导基于本土价值实现全球价值的保护理念。研究提出,全球在生物多样性保护中要进一步重视生产性景观和农业生物多样性保护,而发展中国家面对全球生物多样性保护紧迫目标时,需要坚持社区主体性和在保护实践中的主动性。

    • 稳态转换视角下生态系统服务变化过程与作用机制

      2022, 42(15):6054-6065. DOI: 10.5846/stxb202103280808

      摘要 (104) HTML (46) PDF 3.82 M (90) 评论 (0) 收藏

      摘要:优化生态系统服务供给是实现人类社会与自然生态系统和谐发展的必然途径。生态系统在平衡与非平衡之间复杂的转化模式使生态系统服务研究备受阻力,如何科学地解析生态系统服务内在调控机制是实现从自然资源利用到生态系统功能优化的关键。从论述生态系统稳态转换驱动机制入手,阐明扰动发生后稳态转换的路径、生态系统功能对扰动的响应模式;基于稳态转换视角深入诠释生态系统服务内涵及变化过程,以"结构-过程-功能-服务-人类福祉-可持续性"为核心架构来发展生态系统服务理论框架,并从生态系统敏感性和恢复力等内在属性探讨生态系统服务对结构和功能变化的响应情况;解析当土地利用变化超过生态系统阈值时,各项生态系统服务间的互馈作用。基于稳态转换视角评述生态系统服务变化过程与作用机制,以期为生态系统服务研究及生态系统管理提供新视角。

    • 干扰对生态系统多功能性的影响研究进展

      2022, 42(15):6066-6075. DOI: 10.5846/stxb202104231072

      摘要 (142) HTML (32) PDF 1.89 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:干扰作为生态系统中的一种固有属性,在部分生态系统中已严重影响到了该地区生态系统平衡。生态系统多功能性作为衡量生态系统的一个综合指标,能够同时反映生态系统的整体功能。随着干扰活动的不断变化,干扰对生态系统的影响也受到社会各界广泛关注,针对干扰对生态系统多功能性的研究也在不断增加,但由于对干扰对生态系统多功能性的影响还缺乏系统总结,因此本文从概念进展、量化指标、测度方法、影响因子四个方面论述生态系统多功能性的研究现状,结合干扰对生态系统多功能性的研究,对比分析其研究进展,以期为今后生态系统多功能性的研究提供参考。针对目前森林生态系统多功能性研究存在的问题,今后的相关研究应从以下三点实现突破:(1)生态系统多功能性的应用性研究;(2)评估各生态系统功能之间的相互作用对生态系统多功能性的影响研究;(3)干扰对生态系统多功能性影响的机制性研究。以期为进一步探索干扰对生态系统多功能性的影响机制研究提供借鉴,以推动该领域的发展。

    • 流域水文模型在面源污染模拟与管控中的应用研究进展

      2022, 42(15):6076-6091. DOI: 10.5846/stxb202109062508

      摘要 (67) HTML (67) PDF 1.63 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:面源污染是影响流域水环境和水安全的重要污染来源,对其进行有效防控需要对其负荷以及防控措施效果进行科学高效精准的预测。流域水文模型(Hydrological Simulation Program-FORTRAN,HSPF)具有突出的综合性和灵活性,是面源污染模型的典范。近年来,HSPF模型应用于我国流域面源污染相关的研究和实践有了飞速发展,但同样也面临着模型机理和参数本地化、模型构建精细化、模型结构不确定性较大等方面的挑战。围绕该模型在面源污染模拟与管控中的研究进展,对其在变化环境下的模拟方法和成果,以及应对参数识别、不确定性分析、措施效果评估和总量控制的思路和方法等方面进行了总结,并分析了现代化环境模拟形势下HSPF模型的延伸发展。结合模型相关研究的总结,强调了面向我国流域特色的本地化模型改进、服务河长制精细监管的大尺度精细化模拟、以及模型与大数据统计及人工智能耦合的互馈集合模拟等后续研究是需要重点关注的发展动向。

    • 树种多样性对土壤微生物群落结构和元素生物地球化学循环的影响研究进展

      2022, 42(15):6092-6102. DOI: 10.5846/stxb202101070073

      摘要 (99) HTML (20) PDF 3.64 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林是陆地生态系统的重要组成部分,其巨大的生产力和生态服务功能对人类的生存和发展至关重要。森林树种多样性增加能够显著提高森林生产力,关于树种多样性如何影响地下生物多样性及生态功能逐渐受到国内外学者的广泛关注。从土壤微生物及其介导的元素生物地球化学循环这一视角出发,综述了树种多样性对土壤细菌和真菌多样性、群落结构及功能的影响,提出需要进一步深入研究的方向。总体来说,树种多样性有利于增加土壤细菌生物量和多样性,是预测病原性真菌和菌根真菌多样性及群落结构的重要生物因子。树种多样性能增加土壤有机碳储量,增强森林土壤的甲烷氧化能力,并提高土壤磷周转速率及有效磷含量。关于树种多样性对森林土壤氮循环的影响需考虑多样性假说和质量比假说的相对贡献。今后应加强树种多样性对多个营养级之间相互作用的研究;关注树种多样性对生态系统多功能的影响;加强学科交叉,引入微生物种群动态模型和气候模型等模型预测方法,研究树种多样性对全球气候变化的应对机制,以期促进地上植物多样性与地下生态系统功能关系的研究,增强森林生态系统应对未来全球环境变化的能力。

    • >研究论文
    • 扎龙湿地不同生境芦苇分株的形态特征及生物量分配的异速关系

      2022, 42(15):6103-6110. DOI: 10.5846/stxb202108232349

      摘要 (60) HTML (32) PDF 891.98 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同环境条件下的植物个体可以表现出形态特征的分异和物质分配的权衡与调整。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地不同生境芦苇(Phragmites Australis)生殖株和营养株的形态特征以及生物量分配的异速关系。结果表明:在9月末,盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境芦苇分株的生长表现出较大的生态可塑性,株高和株重均以盐碱生境最小,水生生境最大,最大值与最小值的比值分别为1.3-3.3和1.8-5.1,分株生长在种群间的变异度高于种群内,与营养株相比,生殖株的变异度较低;分株的支持分配与生产分配的比值为1.8-4.2,生产分配以盐碱生境最高,以水生生境最低,而支持分配和生殖分配表现与生产分配相反的序位;生殖株的花序长和花序重与株高间呈直线函数形式增长,株高和株重低于种群平均值的20%和35%的分株不进行有性生殖;叶重、叶鞘和茎重以及分株重与株高间呈幂函数形式的异速生长关系。植物通过改变个体的形态特征以及调整构件间生物量分配适应不同环境,而受遗传因素控制的构件间生长关系却相对稳定。

    • 雅鲁藏布江中上游白草主要分布区植物群落特征

      2022, 42(15):6111-6124. DOI: 10.5846/stxb202107091853

      摘要 (62) HTML (28) PDF 4.56 M (78) 评论 (0) 收藏

      摘要:沿环境梯度揭示植物群落特征及其环境影响因子的研究是生态学研究的重点内容之一。雅鲁藏布江作为世界海拔最高的河流之一,目前尚未开展流域内白草(Pennisetum centrasiaticum)主要分布区植物群落研究。从雅鲁藏布江上游源头区仲巴县帕羊镇至中游米林县派镇白草主要分布区设置26个样地对植物群落特征进行调查。研究结果表明:(1)雅鲁藏布江中上游白草主要分布区有119个植物物种,属35科96属,主要有禾本科、菊科和豆科。各样点优势种有白草、砂生槐(Sophora moorcroftiana)、藏沙蒿(Artemisia wellbyi)、白莲蒿(Artemisia sacrorum)、固沙草(Orinus thoroldii),白草群落物种丰富度最大的是江孜县(S=37),最小的是桑日县(S=12),白草重要值最大的是拉孜县(67.52%),最小的是桑日县(11.88%);(2)26个样点的平均地下生物量为3374.23 g/m2,各白草主要分布区群落在0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的地下生物量占比分别为60.38%,26.36%和13.26%;(3)相关分析结果表明,白草高度与海拔(r=-0.60),白草高度与土壤pH(r=-0.53),白草生物量与土壤pH(r=-0.55)呈极显著负相关(P<0.01);(4)RDA分析表明:轴1和轴2共解释全部方差的40.60%,在环境-群落的解释中起主导作用。(5)通过聚类分析,将雅鲁藏布江中上游白草主要分布区划分为梯度Ⅰ(平均3008.67 m)、梯度Ⅱ(平均3824.75 m)和梯度Ⅲ(平均4419.29 m),禾本科功能群在不同海拔梯度均有最大的高度、盖度和重要值,4个功能群(禾本科、豆科、菊科和杂类草)的高度随海拔上升而下降,群落物种丰富度和群落地下生物量占比随海拔上升而增加。上述结果表明白草是雅鲁藏布江中上游广泛分布的乡土草种,其群落特征多样,与环境因子有较强的相关性。

    • 基于叶绿体基因组分析我国苜蓿属植物演化路径

      2022, 42(15):6125-6136. DOI: 10.5846/stxb202104241078

      摘要 (36) HTML (54) PDF 13.69 M (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球苜蓿属植物约87种,我国有15种,大多为广布种,可生活在不同的生境当中。该属植物由于荚果等形态变异复杂,繁育系统多样,其进化历史一直是本领域关注的热点问题之一。随着分子生态学的发展,利用基因组学的方法解决生态学问题不断报道,但目前我国苜蓿属物种的叶绿体基因组数据缺乏,有关其演化路径的研究尚少有开展。为此,选取了我国苜蓿属10个代表物种和胡卢巴属1种,测序比较其叶绿体基因组结构特征,基于叶绿体基因组和核ITS序列构建分析其系统发育关系,并结合物种地理分布生境特征探究我国苜蓿属植物的演化路径。结果显示,以上苜蓿属植物的叶绿体基因组大小为121-127 kb,均为非典型的"四区"结构,缺失反向重复区。在10个苜蓿属物种的叶绿体基因组中共检测到1,273个SSR位点,这些SSR位点可以作为潜在的分子标记用于我国苜蓿属植物资源的鉴定。供试苜蓿属物种的叶绿体基因组共发生6次基因倒位。天蓝苜蓿的2个倒位发生在基因atpBycf3ndhCtrnLUAA之间的区域;青海苜蓿和花苜蓿的叶绿体基因组共享4个倒位,分别位于基因psbMpsaAndhBtrnNGUUndhBrpoA以及clpPrpl20区间。天蓝苜蓿中还存在clpPrpoC1atpF基因内含子的丢失现象。基于叶绿体基因组及ITS序列构建的苜蓿属系统发育关系,支持传统上将苜蓿属划分为紫苜蓿组、南苜蓿组、阔荚苜蓿组和天蓝苜蓿组的分类处理。其中,直果胡卢巴、单花胡卢巴与毛荚苜蓿形成一支,位于系统树的基部,支持中国苜蓿属和胡卢巴属之间存在过渡类型"类苜蓿植物"的观点。分析我国苜蓿属植物的分化原因可能与这些物种的生境有关,特别是年平均温度可能是导致苜蓿物种分化的决定性因素。

    • 单叶蔷薇幼苗根系对不同潜水埋深的适应机制

      2022, 42(15):6137-6149. DOI: 10.5846/stxb202108202318

      摘要 (32) HTML (39) PDF 4.01 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:地下水是影响西北地区植被分布、生长和群落演替的重要因子,通过人工装置模拟30 cm(D30)、40 cm(D40)、50 cm(D50)、60 cm(D60)、70 cm(D70)5个潜水梯度,从生长发育、根系形态、拓扑结构与分形维数以及表型可塑性四个方面来分析不同潜水埋深对单叶蔷薇幼苗的影响,力求揭示单叶蔷薇幼苗对不同水分环境的适应性策略,这将对今后开展单叶蔷薇植被恢复和保育工作具有重要价值。研究结果表明:(1)单叶蔷薇幼苗可通过增加扎根深度、总根长、根表面积、根体积、根尖数量、分支数量、地上干物质和根系干物质来应对不同潜水埋深带来的干旱胁迫,D50、D60、D70和CK处理下的幼苗还可以通过提高根冠比来适应更长久的干旱环境。(2)不同潜水埋深处理下,单叶蔷薇幼苗根系的拓扑指数基本保持在0.8-0.9之间,说明该根系属于典型的人字形分支模式,受环境影响较小。其中,短而细的密集细根(0-2 mm)构成了单叶蔷薇幼苗根系的主体。从资源分配的角度来看,该种拓扑结构相对简单、内部竞争较小、碳消耗少,有利于根系扩大土壤资源获取效率,从而保障植株生长发育的物质供需平衡,这是单叶蔷薇对环境胁迫的适应性策略。(3)适度的干旱,如50-70 cm的潜水埋深,可以促进单叶蔷薇幼苗扎根深度;而在较浅的潜水埋深(30-40 cm)环境中,单叶蔷薇幼苗能快速解除干旱,转向地上器官的生长发育,同时它通过降低垂直根系长度、增加分支和根尖数量来获取更多氧气和适应水分充足的新环境,到第75天时生长旺盛,在株高、总根长、根表面积、根体积、根尖数量、分支数量、地上干物质、根系干物质、根组织密度和分形维数10个指标上与CK组具有显著差异,说明单叶蔷薇幼苗对水分充足和严重干旱的极端环境均有较好的适应能力,表型可塑性强。

    • 幼龄胡杨气孔行为对土壤质地和地下水埋深变化的响应

      2022, 42(15):6150-6159. DOI: 10.5846/stxb202108192303

      摘要 (23) HTML (12) PDF 3.06 M (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:气孔调节是植物适应水分条件变化的关键途径,研究多变生境中植物气孔行为对认识植物的适应具有重要意义。洪水漫溢新形成的河漫滩是胡杨更新的自然生境,其土壤质地和地下水埋深具高度时空异质性。已有研究主要集中于胡杨对地下水埋深变化的生理生态响应,而对土壤质地与地下水变化交互作用影响植物水分关系的认识不足。通过设置土壤质地(砂土(S1)、砂壤土(S2)、黏壤土(S3)与地下水埋深(W1(30 cm)、W2(60 cm)、W3(90 cm))交互试验模拟幼龄胡杨自然生境,观测分析了不同条件下胡杨气孔导度(Gs)、气孔导度斜率(g1)、光合的气孔限制(Ls)的变化。研究结果表明:(1) 胡杨气孔行为对地下水变化的响应受土壤质地影响;(2) 相同地下水埋深时不同土质间Gs具显著差异,W1时S2与S3Gs显著高于S1;W2时S1与S2明显低于S3;W3时S3最大,S2次之,S1最小;(3) 相同地下水埋深处理下,g1在S1最大,S3次之,S2最小;(4) 相同地下水埋深处理下,W1时S2与S3Ls显著高于S1,W2与W3Ls在S2最大,S3次之,S1最小。综上所述,幼龄胡杨气孔行为对地下水埋深变化的响应因土壤质地而异,这可能归因于土壤质地影响根系结构和土壤水的垂直分布,对胡杨早期植物水分关系具有重要影响。

    • 模拟干旱和磷添加对热带低地雨林叶凋落物分解的影响

      2022, 42(15):6160-6174. DOI: 10.5846/stxb202107021759

      摘要 (48) HTML (14) PDF 2.60 M (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物是植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物,是土壤有机质输入的重要途径,凋落物分解是生态系统养分循环的关键过程之一。在全球气候变化背景下,热带地区干旱事件发生的频率和强度均在增加,同时,普遍认为热带地区受磷(P)限制,所以探讨干旱胁迫和土壤磷可用性对热带地区叶凋落物分解的影响及两者是否存在交互效应十分必要,有助于了解干旱对该区叶凋落物分解的影响机制以及是否受土壤磷调控。依据植物多度、碳固持类型、叶质地,以海南三亚甘什岭热带低地雨林的4个树种叶凋落物(铁凌 Hopea exalata、白茶树 Koilodepas bainanense、黑叶谷木 Memecylon nigrescens、山油柑 Acronychia pedunculata)为实验材料,依托2019年在该区建成的热带低地雨林模拟穿透雨减少、磷(P)添加双因素交互控制实验平台,包括干旱(D -50%穿透雨)、P添加(P +50Kg P hm-2a-1)、模拟干旱×P添加(DP -50%穿透雨×+50Kg P hm-2a-1)、对照(CK)4个处理,且4种处理随机分布于3个区组,即设置了3个重复。使用常规的凋落物分解袋法探究实验处理对4个树种叶凋落物的分解系数、碳(C)、氮(N)元素动态变化的影响。结果表明:不同树种的叶凋落物因基质质量不同分解存在差异。模拟干旱处理对叶凋落物C、N损失产生抑制作用,但是对不同树种叶凋落物的抑制作用不同,原因是干旱处理通过抑制土壤分解者活动、减弱凋落物的物理破碎作用,间接抑制凋落物分解,并且由于高质量(含N量高)凋落物受微生物分解者影响较大,所以该凋落物分解受干旱抑制程度较大;P添加处理对叶凋落物C损失存在促进作用、N损失存在抑制作用,原因是土壤中P含量的升高,提高了微生物分解高C物质的能力,以及当土壤中P含量较高时,间接抑制微生物通过分解凋落物获取养分或者促进微生物优先完成自身生长代谢需要而不是合成分解凋落物所需要的酶,导致叶凋落物N损失下降;模拟干旱与P添加处理存在显著交互效应,P添加处理缓解或反转了干旱胁迫对叶凋落物分解的抑制作用。以上结果表明,不同基质质量的凋落物分解存在差异,对干旱胁迫的响应不同;在叶凋落物分解过程中,P添加促进C损失、抑制N损失;此外,在热带低地雨林,土壤中P可用性变化可调节干旱对凋落物分解的影响。

    • 内蒙古围封草原枯落物累积对大针茅和羊草生长发育的影响

      2022, 42(15):6175-6183. DOI: 10.5846/stxb202106111552

      摘要 (41) HTML (17) PDF 1.42 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:围封草原枯落物累积通过改变水分和热量的再分配影响植物的生长发育。为探究不同植物种群对枯落物累积的适应性,2015-2017年在内蒙古围封典型草原设置了枯落物去除实验,对土壤温度和水分进行了原位监测,也对群落优势物种大针茅(Stipa grandis)和亚优势物种羊草(Leymus chinensis)种群的生长发育过程及种群数量特征进行了测定。结果表明:枯落物累积显著降低生长季表层和深层土壤温度(1.3-4.6℃和1.5-3.2℃),并提高表层和深层土壤水分(1.4%-10.4%和1.0%-5.0%)。枯落物累积对大针茅种群返青时间的延迟(16.9-24.2 d)显著高于羊草种群的(5.2-6.7 d),但对大针茅和羊草种群的营养生长期无显著影响。枯落物累积显著提高大针茅种群的高度但显著降低其盖度和地上生物量,引起大针茅种群的重要值显著降低(0.38→0.22)。枯落物累积显著提高羊草种群的高度、盖度和地上生物量,进而显著提高其重要值(0.16→0.28)。大针茅和羊草种群重要值排序的更替驱动围封草原植物群落演替。本研究从植物种群的角度为阐明围封草原群落结构与功能改变提供新视角,也为科学合理制定围封政策提供理论依据。

    • 黄淮海玉米生产能源利用效率和净生态系统碳平衡时空特征

      2022, 42(15):6184-6195. DOI: 10.5846/stxb202106081522

      摘要 (30) HTML (22) PDF 2.18 M (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄淮海地区是我国重要的玉米产区之一,定量化该区域玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡对提高资源利用效率和实现碳中和具有重要意义。基于国家统计数据,利用生命周期评价(LCA)、能值分析和碳平衡等方法,定量化了2004-2018年黄淮海地区(包括河北、河南、山东、安徽和江苏5个省)玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡,并阐明其时空变化特征。结果表明:黄淮海地区玉米生产的平均能源利用效率、温室气体排放量、净生态系统碳平衡和可持续性指数分别为3.9、3.8 t CO2-eq/hm2、12.6 t C/hm2和6.8。不同年份间黄淮海地区玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡存在显著差异,能源利用效率在2012年最高,为4.3,在2005和2007年最低,为3.7;净生态系统碳平衡在2015年最高,为14.2 t C/hm2,在2005年最低,为10.1 t C/hm2。各省份中以河北省玉米生产的能源利用效率、净生态系统碳平衡和可持续性指数最高,分别高于区域平均15.3%、9.6%和26.4%,较最低的江苏省高45.5%、22.0%和88.8%。河北省、河南省和山东省的综合得分均为正值,具有较高的资源利用效率和生态环境效益。黄淮海地区玉米生产资源投入、能源利用效率、生态环境效益和净生态系统碳平衡在时空尺度上存在较大的差异,应制定区域特异性优化管理策略,减少化肥和农药的施用,施用增效肥料和高效生物农药等,采用秸秆还田等保护性耕作措施,积极推进规模化和机械化的发展,实现黄淮海地区玉米生产的绿色可持续发展。

    • 油蒿叶片资源利用效率变化及其影响因素

      2022, 42(15):6196-6208. DOI: 10.5846/stxb202106011440

      摘要 (22) HTML (11) PDF 1.83 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物资源(光、氮、水分)利用效率是反映生态功能适应气候变化的关键指示,然而鲜有研究综合考虑植物资源利用效率间的相对变化及其调控机制。选取宁夏盐池毛乌素沙地优势物种油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,于2017-2019年生长季对油蒿光合生理参数和环境因子进行原位监测,实验室测定叶片比叶面积(SLA)和叶氮含量(LNC),分析叶片光利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、氮利用效率(NUE)的相对变化特征及其生物和非生物影响因子,探讨油蒿叶片资源利用效率对环境的响应。结果显示:油蒿LUE和NUE的季节变化趋势基本一致,两者呈正相关(R2=0.17;P<0.01),且皆与WUE季节变化不同,无显著关系(P>0.05),WUE波动幅度最高(CV=48%),NUE最低(CV=39%);研究期间LUE、WUE和NUE月均值基本在夏季出现高峰值,分别为0.12 mol/mol,104.02 μmol/mol和11.49 μmol g-1 s-1。土壤含水量(SWC)>0.09 m3/m3,叶片资源利用效率不受其影响,而SWC<0.09 m3/m3,WUE和SWC关系为二次函数;SWC调节土壤氮含量(Nsoil)和光合有效辐射(PAR)对叶片资源利用效率的影响。叶片资源利用效率与LNC无显著相关性;SLA与LUE显著负相关(P<0.01),与NUE显著正相关(P<0.01),与WUE相关性不显著(P>0.05)。LUE主要受SLA和Nsoil影响,NUE主要受SLA和SWC影响,SWC和Nsoil还可通过SLA和LNC间接影响LUE和NUE。结果表明水分和土壤氮含量是限制油蒿叶片资源利用效率的主要非生物因子,比叶面积则是调控其资源利用效率的关键生物因子,是深入探究荒漠植物群落对环境响应策略的重要补充。

    • 川中丘陵区冬水田种植模式转旱作土壤呼吸组分特征及碳平衡

      2022, 42(15):6209-6219. DOI: 10.5846/stxb202105281410

      摘要 (23) HTML (17) PDF 1.32 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:冬水田-水稻是川中丘陵区传统的稻田种植模式,冬水田种植模式转变是实现多熟种植及机械化的重要途径。为探究冬水田-水稻种植模式转旱作过程中作物季及休闲期土壤呼吸速率及其组分构成,试验设置冬水田-水稻转旱作(FTD)、冬水田-水稻(FR)和冬闲田-玉米(FM)3种不同种植模式,采用根排除法和静态明箱-气相色谱法原位取样测定作物季及季后休闲期土壤呼吸及其组分,并通过测算净生态系统生产力(NEP)进而判断冬水田-水稻转旱作过程的农田系统碳汇强度。结果表明:(1)FTD显著提高了土壤总呼吸速率及其自养和异养呼吸速率,从而提高了其累积排放量(P<0.05)。与FR相比,FTD的土壤总呼吸及其自养和异养呼吸的累积排放量分别提高了13.14倍、11.32倍和15.56倍(P<0.05);与FM相比,FTD的土壤总呼吸及其自养和异养呼吸的累积排放量分别提高了70.56%、40.83%和115.47%(P<0.05)。(2)与FR和FM相比,FTD均降低了土壤呼吸及其组分的温度敏感性(Q10),且土壤总呼吸的温度敏感性介于异养呼吸和自养呼吸之间。(3)FR,FM和FTD的净生态系统生产力(NEP)均为正值,其数值分别为7911.66 kg/hm2,5667.89 kg/hm2和1583.46 kg/hm2,均表现为大气CO2的碳汇,但与FR与FM相比,FTD显著降低了其净生态系统生产力,呈现出较弱的碳汇。

    • 杭州午潮山天然次生林木本幼苗组成及其时空分布格局

      2022, 42(15):6220-6228. DOI: 10.5846/stxb202105191310

      摘要 (56) HTML (16) PDF 4.24 M (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:木本植物幼苗是森林生态系统的重要的组成部分,其定居、存活、生长的生态学过程对于森林植被的更新具有潜在指示和筛选作用。为探究浙江杭州午潮山亚热带常绿阔叶次生林群落更新和演替机制,基于样方法对150 m2样地内天然更新幼苗的物种组成、数量特征和基径结构进行统计,在此基础上采用最近邻分析和Ripley's K函数的点格局方法,分析其中主要优势树种的更新动态及其时空分布格局。结果表明:(1)样地内乔木幼苗树种组成丰富,共调查到幼苗811株,隶属12科20属27种,其中樟科Lauraceae、壳斗科Fagaceae、山茶科Theaceae和山矾科Symplocaceae为主要优势科。(2)红楠Machilus thunbergii、薄叶润楠M. leptophylla、毛柄连蕊茶Camellia fraterna和刨花润楠M. spauhoi在所有调查物种重要值排序前4,因而被确定为优势林下植物,绘制的基径结构小提琴图(violin plot)进一步显示它们的种群分属快速增长型、稳定增长型、缓慢增长型和稳定型。(3)红楠、薄叶润楠和刨花润楠在小径级和小尺度上多呈聚集分布,随生长发育和空间尺度的增加,聚集强度呈现先增高后降低趋势,最终向离散分布或随机分布转变,可视为群落演替的早期树种;同时,三者在聚集强度上有所差异,排序为红楠>薄叶润楠>刨花润楠。毛柄连蕊茶Camellia fraterna种群密度较低,在小径级和小尺度上呈随机分布,随生长发育和空间尺度的增加,聚集强度呈波动趋势,最终向离散分布转变,可视为演替的中期树种。本研究在小尺度上初步揭了午潮山木本幼苗种群的演替过程中的种群结构和分布格局,可以为亚热带森林管理与植被恢复提供理论依据。

    • 两种增温方式对杉木和木荷单萜烯通量及光合特性的影响

      2022, 42(15):6229-6238. DOI: 10.5846/stxb202105111230

      摘要 (29) HTML (9) PDF 3.09 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球增温对森林生态系统碳循环产生了重要影响,而生物源挥发性有机化合物(Biogenic volatile organic compounds,BVOCs)是生态系统中生物合成的重要次生碳代谢产物。作为BVOCs的主要组成成分,单萜烯(Monoterpenes,MTs)合成与释放在森林生态系统碳循环过程中有重要作用。以南亚热带常见树种杉木(Cunninghamia Lanceolata(Lamb.) Hook)和木荷(Schima superba Gardn.et Champ)2年生盆栽苗木为对象,设置未增温、电热线增温和红外辐射器增温3个处理,分析不同增温方式对植物MTs通量、光合作用及相关酶活性的影响。结果表明:杉木MTs通量显著高于木荷,分别为4027.634-16239.608 pmol m-2 s-1、49.228-130.512 pmol m-2 s-1。电热线增温导致杉木MTs通量增加约2倍,以柠檬烯和γ-松油烯为主,分别占73.3%和15.1%;红外辐射器增温处理下杉木MTs通量下降52.6%,以柠檬烯和α-松油烯为主,分别占71.3%和18.9%。不同处理间杉木气孔导度的变化趋势与其MTs通量结果类似,增温可能主要通过影响植物气孔导度从而影响MTs释放。增温处理后木荷净光合速率增加,其中电热线增温处理效果更显著(9.890 μmol CO2 m-2 s-1),且不同处理存在显著性差异(P<0.05)。因此,在进行全球增温模拟研究时需考虑增温方式差异,建议尽量设置多种增温方式,以便更全面反映增温的生态效应,为全球增温模型提供更可靠的数据支撑。

    • 干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征

      2022, 42(15):6239-6249. DOI: 10.5846/stxb202104271110

      摘要 (21) HTML (13) PDF 1.33 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解枸杞林地面节肢动物功能群结构季节分布特征,以宁夏绿洲枸杞林为研究对象,于2018年的春、夏、秋季节,采用陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物功能群季节分布特征及其与环境因子之间的关系。结果显示:(1)枸杞林地面节肢动物功能群包括植食性、捕食性、腐食性和杂食性动物,个体数分别占6.31%、86.75%、2.01%和4.89%,其中以捕食性动物为主。(2)植食性地面节肢动物个体数和生物量表现为春季显著高于秋季,夏季居中;类群数表现为夏季显著高于秋季,春季居中。捕食性地面节肢动物生物量表现为夏季和秋季显著高于春季;个体数和类群数在不同季节间均无显著差异。腐食性地面节肢动物个体数、生物量和类群数在不同季节间均无显著差异。杂食性地面节肢动物个体数和类群数表现为春季显著高于夏季,秋季居中;生物量在不同季节间均无显著差异。(3)相关分析表明,捕食性地面节肢动物个体数与土壤含水量呈正相关关系,腐食性地面节肢动物个体数与土壤全磷呈正相关关系,杂食性地面节肢动物与土壤全氮呈正相关关系。但植食性地面节肢动物个体数则与土壤含水量呈负相关关系,杂食性地面节肢动物个体数与土壤温度和土壤全碳呈负相关关系。(4)pRDA分析表明,土壤含水量是影响地面节肢动物功能群结构季节分布的主要环境因子。结论:随着季节更替,宁夏干旱绿洲区枸杞林地面节肢动物的功能群组成差异较大,功能多样性差异较小。说明每个功能群的个体数和类群数对季节变化敏感,但功能多样性较稳定。

    • 高寒草甸植物群落不同根序根系特征对降雨量变化的响应

      2022, 42(15):6250-6264. DOI: 10.5846/stxb202104261096

      摘要 (42) HTML (10) PDF 2.30 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系是草原生态系统中最重要的碳库之一,分析高寒草甸植物群落生物量和地下不同径级根系碳分配特征及根系的生长特征对降雨变化的响应,有利于了解全球变化背景下高寒草甸植物根系、土壤碳氮循环及其过程。采用微根管技术原位监测5种降雨处理下(增雨50%:1.5P、自然降雨:1.0P、减雨30%:0.7P、减雨50%:0.5P、减雨90%:0.1P)高寒草甸植物群落和根系属性(现存量、生产量、死亡量、根系寿命和周转速率)的变化特征,结果表明:(1)降雨变化对地上植物群落生物量无显著影响,但0.5P和0.1P显著增加禾本科生物量(P<0.05)。(2)总根系现存量在处理间无显著差异,但随着降雨量减少呈先增加后降低的趋势。土层间不同径级根系现存量差异显著,0-10 cm土层1.5P和0.7P1级根现存量显著增加,2级和3级根现存量显著降低;在10-20 cm土层,1.0P2级根系现存量显著高于其余处理(P<0.05)。(3)总根生产量与死亡量随降雨减少而降低,在0-10 cm土层,1.0P总根生产量和死亡量最高,0.1P显著降低了1级根生产量(P<0.05)。(4)0.1P显著增加10-20 cm土层1级根和总根寿命(P<0.05)。(5)根系周转随降雨量减少呈降低趋势,但无显著差异(P>0.05)。(6)结构方程模型进一步表明:根系现存量和生产量受土层和水分的直接影响,土层和养分对根系周转有负效应。综上所述,降雨量的变化并未显著改变地下总根系生物量,但少量降雨变化(0.7P、1.5P)会降低植物对2、3级根生物量的分配,投入更多资源以促进1级根的生长;而水分下降至轻度水分胁迫(0.1P),植物会减少地下各径级根系生物量的分配,保持低根系生物量消耗和低根系生长来维持其正常的生长状态,完成其正常的生态功能。

    • 哀牢山常绿阔叶林常见兼性附生植物的化学计量特征

      2022, 42(15):6265-6273. DOI: 10.5846/stxb202101040024

      摘要 (38) HTML (10) PDF 1.06 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为山地森林生态系统附生植物区系的重要组分,兼性附生植物是一类既能附生于树皮,又能根植于土壤的特殊植物类群,是同一物种在不同生长基质上的生态型。研究兼性附生植物在不同生境下的化学计量特征及其变化,有助于了解兼性附生植物对生境变化的响应与养分利用策略。以云南哀牢山亚热带山地湿性常绿阔叶林中常见的兼性附生植物长叶粗筒苣苔(Briggsia longifolia)为研究对象,通过对其地生、树干基部和1.3 m树高处不同生境的基质、植株叶片和根系中C、N、P含量及其化学计量比的测试与分析,探讨不同生境下兼性附生植物的化学计量特征及其养分利用策略。研究结果显示:长叶粗筒苣苔的生长基质以及各器官的化学计量特征在不同生境间存在差异。林地土壤C、N、P含量以及C∶N、C∶P和N∶P均低于树干附生基质,树干基部基质的C、N、P化学计量特征介于两者之间。与地生生境相比,在附生生境下长叶粗筒苣苔的N、P含量较高,而C∶N、C∶P和N∶P则较低,说明其养分利用效率较低。在3种生境下长叶粗筒苣苔叶片的N含量与N∶P均低于根系,而C∶N则高于根系。长叶粗筒苣苔叶片中N、P元素以及N∶P比的内稳性指数高于根系,叶片和根系的内稳性均表现为:HN∶P > HN > HP。根中较弱的化学计量内稳性,说明其通过调节根系的元素组成与养分吸收来维持叶片代谢活动的相对稳定。综上所述,兼性附生植物通过调整其在不同生境间的养分吸收与利用策略以及叶片和根系间的化学计量内稳性,以此来适应生境的变化。这些研究结果丰富了植物生态化学计量学理论,也为深入研究森林生态系统生物多样性形成及其维持机制、以及山地森林资源的保护与管理提供了科学依据。

    • 松材线虫侵染的马尾松人工林细根形态及生物量分异特征

      2022, 42(15):6274-6286. DOI: 10.5846/stxb202104150984

      摘要 (24) HTML (13) PDF 1.42 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:中龄林的马尾松受松材线虫侵染后,林木生长、生理生化指标、群落多样性等会发生异质性变化,但是,针对患病林木地下细根的响应尚不清楚。本研究以松材线虫疫区患病马尾松和健康马尾松为研究对象,采用土柱法,分0-15 cm和15-30 cm土层,对细根进行分级研究,定量分析1-5级细根的形态、生物量以及养分元素,探讨松材线虫侵染的马尾松人工林细根形态、生物量以及养分元素的分异特征。结果表明:(1)患病马尾松人工林细根的健康状态与根长密度、生物量呈极显著正相关(P<0.01),低级根(如1级根)患病后,响应会更加强烈。(2)马尾松人工林患病后,细根有效磷、速效钾浓度会显著降低(P<0.05),而全氮、钙浓度会显著升高(P<0.05)。(3)松材线虫病使林分的土壤有机质含量显著高于健康林分(P<0.05),而土壤速效钾含量会显著低于健康林分(P<0.05)。以上结果表明,松材线虫侵染的马尾松人工林会在细根形态、细根养分和土壤养分上会发生特异性响应,揭示了松材线虫病对马尾松人工林地下细根的影响,旨在为松材线虫病防治提供一定参考。

    • 南京地区蒸散发降尺度研究--基于增强型时空自适应反射融合模型

      2022, 42(15):6287-6297. DOI: 10.5846/stxb202104080914

      摘要 (29) HTML (15) PDF 12.85 M (116) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸散发是水文循环的重要组成部分,获取高时空分辨率的数据能够更加精细化蒸散发的时空变化规律,对于水资源管理、生态水文过程量化具有重要意义。由于单一传感器反演的蒸散发无法同时具有高空间和高时间分辨率,以南京地区为例,首先结合Landsat-8遥感影像数据和气象数据,采用基于能量平衡原理的SEBS模型估算日蒸散量。在此基础上,选取典型区域采用基于增强型时空自适应反射融合模型(ESTARFM)将估算的蒸散发结果与低空间分辨率的MOD16A2蒸散发产品数据进行时空融合降尺度研究,并评价模型的融合精度。结果表明:(1)SEBS模型估算的蒸散发结果与蒸发皿折算后的数据、MOD16A2产品数据的平均相对误差分别为0.14 mm/d和0.22 mm/d。(2)南京地区蒸散量季节差异明显,表现为夏季>秋季>冬季;各区在夏季的日平均蒸散量差异也较大,六合区蒸散量最大,秦淮区最小;另外,蒸散量分布受土地利用类型的影响,总体上表现为水域>林地>耕地>草地>其他,且植被覆盖度较高的区域蒸散量较大。(3)基于ESTARFM模型融合的蒸散发结果与基于Landsat-8遥感影像反演的蒸散发数据在空间分布上具有相似性,二者相关系数为0.74。在全球气候变化的背景下,本研究可为蒸散发数据集时空分辨率的提高提供参考,同时也能够为南京地区水循环过程和水资源管理研究提供数据支撑。

    • 不同地理种源杉木根叶功能性状与碳氮磷化学计量分析

      2022, 42(15):6298-6310. DOI: 10.5846/stxb202103230765

      摘要 (36) HTML (9) PDF 2.04 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:为认识地理环境因子对不同种源杉木的影响及其响应和适应特征,对生长在同质园的7个种源3年生杉木王幼树根、叶功能性状及碳氮磷化学计量与环境因子的关系进行了研究。结果表明:不同地理种源杉木功能性状种源间变异系数为7.3%-18.9%,化学计量种源间变异系数为1.6%-18.9%,均小于20%,叶、根C含量变异系数较小,说明C是植物体最稳定的元素。不同地理种源杉木幼树叶厚、比叶面积、叶组织密度、比叶重、叶干物质含量差异显著,表明杉木叶片形态具有较强的可塑性来适应不同种源地地理环境变化。不同地理种源杉木根N含量、根C∶N和根C∶P差异极显著,反映不同种源地气候与土壤养分对根系化学计量特征的潜在影响。江西文公山种源的杉木比叶面积最大,比根长、根干物质含量最小;安徽休宁种源的杉木叶片C含量、C∶P、根C∶N、N∶P最小,细根N、P含量最高;江西安福山种源的杉木细根C∶N最大,叶片N∶P、细根C、N、P含量、C∶N、C∶P最小。不同种源地经度与杉木叶组织密度、叶C∶P呈极显著正相关。随着降水梯度升高,不同种源杉木叶根N∶P、比叶面积、比叶重升高。随海拔升高和气温的降低,叶片厚度增加,叶组织密度密度减小,叶干物质含量减小,比叶面积减小。对不同地理种源杉木功能性状间的权衡关系分析表明,不同种源杉木根比表面积与比叶面积呈显著负相关且与比叶重呈极显著正相关,叶片及细根N含量与P含量均呈极显著正相关,说明杉木叶、根面积存在关联性,根长与根面积生长趋势相同,根叶对N、P元素含量的响应也相同。

    • 华南五针松濒危机制生态学研究

      2022, 42(15):6311-6319. DOI: 10.5846/stxb202103120670

      摘要 (37) HTML (44) PDF 1.20 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示珍稀濒危特有种华南五针松天然种群的生存状况,在全面调查广东南岭国家级自然保护区华南五针松分布的基础上,结合文献收集法,利用群落内不同乔木的胸径、树高、冠幅等指标,计算不同海拔梯度内华南五针松种群的平均生存压力,分析不同海拔梯度内华南五针松种群的空间格局。结果表明:1)、海拔高度和温度影响群落的空间格局,沿994m至1600m的海拔梯度上华南五针松种群空间格局以聚集为主,且随海拔的升高,种群聚集强度增加,当达到1600m时,聚集强度降低,种内和种间竞争减缓,生存压力变小;2)、华南五针松种群平均生存压力指数总体沿海拔梯度上升呈递减趋势(R2=0.31,P<0.05),中低海拔华南五针松种群生存压力较大,高海拔聚集强度降低,生存压力减小,华南五针松有向高海拔迁移的可能,当达到1710m以上时,最终会因分布区逐渐缩小、生存环境恶劣和不适应等因素造成最终灭绝;3)、群落种间结构的复杂性造成种间和种内竞争激烈,同一海拔梯度上华南五针松种群平均生存压力指数不同;4)、针对华南五针松人工林,种群平均生存压力指数为50,受到来自竞争树种的威胁大,需加以严格保护。华南五针松幼苗更新缓慢,属衰退型种群,且物种之间存在"竞争驱赶"的现象,这可能是导致华南五针松种群濒危的重要生态因素。

    • 城市基质对城市遗存自然山体植物群落物种多样性的影响--以贵阳市为例

      2022, 42(15):6320-6334. DOI: 10.5846/stxb202101070069

      摘要 (40) HTML (19) PDF 3.87 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:多山地区城市扩展过程中,建成区内遗存有大量自然山体,形成城市人工基质"海"中的遗存山体"岛屿生境",这些城市遗存山体长期受到来自城市人工环境的各种间接或直接的干扰。为探索城市基质与城市遗存自然山体植物群落多样性之间的关系,以黔中地区典型的喀斯特多山城市--贵阳为研究区域,按不同规模选择15座城市遗存山体,每座样山按坡向+坡位组合方式设置群落调查样地,共设置143个样地;以样山边界为基准,100 m为步长向外设置20个缓冲区,总宽度为2000 m,计算缓冲区总不透水表面积(PTIA)、植被覆盖度(VC)、破碎化指数(FI)、土地利用(LU)4个城市基质特征指标。运用Pearson相关分析和线性回归模型分析了城市基质特征指标与城市遗存山体植物群落物种多样性之间的相关关系。结果表明:①PTIA对不同规模城市遗存山体整体植物多样性的影响都存在明显空间尺度效应,在2000 m时相关性最高,呈显著正相关;不同规模城市遗存山体整体植物多样性与单个或多个LU类型存在显著相关性,但影响效应存在显著差异;VCFI与城市遗存山体整体植物多样性无显著相关关系;②不同规模城市遗存山体各层次植物多样性与城市基质特征 4个指标在不同的空间尺度上均存在显著相关性;③城市遗存山体植物多样性Shannon-Wiener指数(H')与每个城市基质特征指标一元线性回归拟合度高,而多元回归R2为0。探明城市基质特征对城市遗存山体植物多样性具有一定的影响,但影响规律不一致且存在空间尺度差异,说明城市人工环境对城市遗存山体植物多样性维持的影响非常复杂,需要从不同的角度开展深入的研究,才有可能揭示城市遗存山体植物多样性的城市化响应机制,进而指导城市遗存山体保护规划与管理。

    • 基于NDVI的云南省2009-2010年干旱遗产效应研究

      2022, 42(15):6335-6344. DOI: 10.5846/stxb202012283296

      摘要 (63) HTML (22) PDF 9.58 M (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化正导致干旱事件发生的强度、频度显著改变,极端气候事件发生的不确定性直接影响陆地生态系统关键生态过程。我国西南地区在2009-2010年发生百年一遇的极端干旱,目前关于植被生长在长时间尺度对此次干旱事件的响应尚不明确。以云南省为研究区,基于多年Normalized difference vegetation index(NDVI)影像数据以及长时间序列气象资料对此次极端事件的干旱遗产效应开展研究,分析了干旱遗产效应的持续时间以及不同植被类型的响应差异。结果表明:1)云南省植被生长在极端干旱事件发生后受到的抑制时间大约持续1-2年,受影响区域主要集中在遭遇降水严重减少的地区;2)海拔2000 m附近为植被对干旱响应最为敏感的区域,海拔高于4000 m的植被生长几乎未受到干旱影响;3)较之草地和农田,森林植被受到的抑制作用更为强烈。研究揭示了极端干旱对云南省植被生长造成的影响,为该地区未来应对极端干旱并有效开展植被恢复提供理论依据。

    • 马尾松幼苗根系和光合碳供应对土壤性质变化和温室气体排放的驱动作用

      2022, 42(15):6345-6355. DOI: 10.5846/stxb202008012004

      摘要 (21) HTML (16) PDF 1.23 M (41) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林植被受全球气候变化、森林经营活动及病虫害等多种干扰,导致林地光合碳供应水平及根系输入量发生变化。在此背景下,土壤性质及土壤温室气体排放的响应及其机理是预测森林碳汇功能变化及森林可持续经营的重要依据。以2年生马尾松盆栽苗为对象,通过单株/盆和3株/盆栽植密度控制根系输入量、通过环割和截干控制光合碳向地下的供应能力,模拟森林植被干扰导致的根系输入量及光合碳供应变化对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体排放的影响。结果表明,苗木根系非结构性碳水化合物(TNC)含量和氮含量比单株/盆低;3株/盆的土壤速效氮含量比单株/盆低,土壤革兰氏阳性菌、厌氧菌、放线菌及丛枝菌根真菌丰富度均比单株/盆显著增加,3株/盆的土壤二氧化碳(CO2)排放速率较高,但土壤氧化亚氮(N2O)排放速率差异不显著。无论是单株/盆还是3株/盆,环割和截干处理后,根系生物量、根系长度及表面积均比对照显著下降;根系TNC含量显著下降。土壤和根系氮含量都有增加趋势;土壤微生物生物量碳(SMBC)含量降低,而土壤微生物生物量氮(SMBN)则提高。环割和截干后,土壤中各种微生物组成丰富度均有下降趋势,土壤CO2排放速率显著下降,土壤N2O排放速率则显著提高。根系输入量及光合碳供应对土壤细菌和真菌含量均有显著影响,土壤细菌含量与根系生物量、SMBC和SMBN显著正相关;土壤真菌含量与土壤温度显著负相关,与根系生物量、SMBC和SMBN显著正相关。相关分析表明,土壤CO2排放通量与土壤温度、土壤湿度及根系生物量显著正相关,与土壤硝态氮显著负相关;土壤N2O排放通量与土壤温度和土壤湿度显著正相关。以上研究表明,根系输入量与地上光合碳供应共同作用,改变土壤理化性质及微生物环境,进而影响土壤温室气体排放。

    • 温度、盐度对海月水母碟状体生长及存活的影响

      2022, 42(15):6356-6367. DOI: 10.5846/stxb202011092876

      摘要 (22) HTML (13) PDF 6.68 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:海月水母为我国近海主要大型灾害水母种类之一,当自然环境适宜其生长与繁殖时,易出现暴发性的增殖现象,严重破坏了我国近岸海洋生态系统的稳点与平衡。采用实验生态学方法,研究了温度(2.5、5、7.5、10、15、20、25、27.5、30℃)和盐度(15、20、25、30、35、40)对海月水母碟状体存活与生长的影响,实验共进行30d。结果显示,在实验设置的温盐范围内,温度、盐度均显著影响碟状体的存活与生长。在盐度15-35条件下,海月水母碟状体可以在温度2.5-25℃存活,在15-25℃范围内可正常生长;在温度20-25℃和盐度20-30条件下适宜海月水母碟状体生长,其中温度20℃和盐度25条件下海月水母碟状体特定生长率达到最大。与盐度相比,温度对碟状体的影响较大,在盐度15-35条件下,随着温度的升高,碟状体的伞径逐渐增大,其碟状体形态向水母体形态的转变速度加快。在达到临界点25℃时,若继续升高温度,碟状体的生存率与生长率显著下降。温度与盐度对海月水母碟状体的生存与生长具有明显的交互效应,碟状体在实验过程中表现出在较低温度条件下提高了对较高盐度的适应性。研究表明,温度、盐度的变化显著影响碟状体的生长与存活,直接导致碟状体种群数量变动,进而影响成熟水母体种群数量。结论为进一步探索大型水母暴发的生态环境机理提供重要科学依据。

    • 三江平原粮食作物生产水足迹时空特征及影响因素

      2022, 42(15):6368-6380. DOI: 10.5846/stxb202106201637

      摘要 (31) HTML (13) PDF 4.29 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:水足迹是评价人类活动对水资源开采和水环境污染程度的重要方法,对农作物生长过程的绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹进行量化和分析,可以为农业用水综合评价和用水管理提供指导。以三江平原为研究区域量化粮食作物生产水足迹的时空特征,揭示粮食生产对区域水资源的占用情况,并分析水足迹的影响因素。结果表明:(1)三江平原粮食生产水足迹总量在2005-2018年间呈显著增加趋势,其中绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹在水足迹总量中的占比历年平均为28%、8%和64%;(2)粮食生产水足迹空间差异明显,在地市尺度,佳木斯市水足迹最高,占三江平原总量的47%,在县区尺度,富锦市、依兰县和桦南县是水足迹热点地区;(3)只考虑蓝水足迹,粮食生产给三江平原水资源造成轻度压力,而同时考虑蓝水和灰水足迹,粮食生产给三江平原水资源造成重度压力;各地市间水资源压力有较大差异,其中佳木斯市负担了该区域将近一半的粮食产量,水资源压力最高,鹤岗市则水资源压力最低;(4)降雨量、灌溉水利用效率、化肥施用量、粮食种植结构和作物单产水平等都会影响粮食作物生产水足迹,其中蓝水足迹响应种植结构的变化最敏感,灰水足迹响应化肥施用量的变化最敏感,而水足迹总量响应作物单产水平的变化最敏感。因此,建议减少化肥施用量、提高作物单产水平和优化作物种植结构纳入区域水资源可持续管理之中。

    • 珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调发展研究

      2022, 42(15):6381-6394. DOI: 10.5846/stxb202106051488

      摘要 (43) HTML (15) PDF 6.80 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究科技创新与生态环境之间的耦合协调关系,是当前我国高质量发展过程中亟待解决的关键问题。通过探讨科技创新与生态环境的耦合协调机制,构建两者的综合评价指标体系,借助物理学耦合协调度模型定量测算2007-2018年珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调度,并对其时空演化特征进行探讨分析。结果表明:珠三角各市的科技创新综合指数与生态环境综合指数均呈现不断上升的趋势,且两者耦合度、耦合协调度也呈现出由低水平向高水平的演进特征。在空间分布上,珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调度呈现出以珠江入海口城市"广深佛莞"为中心,向两侧递减的空间格局。在作用类型上,珠三角多数城市在2007年的科技创新能力起到明显地滞后作用,但随着时间的推移,城市创新能力不断增强,与生态环境之间达到基本协调,甚至高级协调水平;而肇庆市发展相对缓慢,仍处于"基本失调-科技创新受阻型"。以区域高质量发展为引领,通过加大创新要素投入、控制污染物排放、合理布局生态用地等方法提高生态创新,有助于未来珠三角实现科技创新与生态环境协调可持续发展。

    • 基于三生空间质量的哈长城市群城市脆弱性时空演变格局及驱动力研究

      2022, 42(15):6395-6405. DOI: 10.5846/stxb202106221662

      摘要 (49) HTML (19) PDF 5.70 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:高质量的三生空间是城市高品质空间布局、高效率功能体现的重要保障与载体。城市群作为城市三生空间矛盾的集中地,降低其城市脆弱性,是区域可持续发展的关键。因此,基于三生空间质量的哈长城市群城市脆弱性研究对国土空间协调与稳定发展具有重要意义。以哈长城市群11个地市为研究区域,基于生产空间质量、生活空间质量、生态空间质量构建城市脆弱性评价指标体系,运用熵权-TOPSIS评价模型、ArcGIS空间分析工具以及地理探测器对2010-2018年哈长城市群城市脆弱性的时空格局演变与驱动力进行分析。研究结果表明:①在时间变化上:整体来看,2010-2018年哈长城市群城市脆弱性呈下降的趋势,城市脆弱性空间上呈"先增强后减弱"的态势。城市脆弱性高等级地区数量呈现"先增强后减弱"的趋势,而城市脆弱性指数相似地区集中分布呈现"先减弱后增强"态势。②在空间布局上:形成了II、I级区"点状零散",V、IV级区的"边缘式"的空间分布格局。空间分布呈现"随机化",无明显集聚性。从其演化趋势类型特征上看,呈发散趋势的城市多于呈收敛趋势的城市,说明哈长城市群城市脆弱性空间差异呈逐渐增大态势。③基于三生空间质量哈长城市群城市脆弱性的空间分异主要是由城市生活空间质量脆弱性的差异引起,其次是城市生产空间质量脆弱性。其中,经济增长水平不高是城市生产空间质量脆弱性的首要因素;交通设施水平不完善、燃气资源供给力度不够、城乡差距偏大、教育水平程度偏低、信息化水平低下是城市生活空间质量脆弱性的关键因素;污水处理强度、城市绿化水平和生活垃圾无害化处理强度是影响哈长城市群城市生态空间质量脆弱性的基础要素。

    • 浙江省生境质量时空演变与生态红线评估

      2022, 42(15):6406-6417. DOI: 10.5846/stxb202104010847

      摘要 (65) HTML (23) PDF 21.51 M (94) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境质量是反映生物多样性状况与局地生态功能的重要指标,在高质量发展背景下研究区域生境质量的时空演变具有重要意义。以浙江省为研究区,基于InVEST模型、热点分析及地理探测器模型探究生境质量的时空演变与影响因素,并利用生境质量结果对浙江省生态红线开展了定量评估。结果表明:(1)2000-2015年,浙江省生境质量均值呈减速下降趋势,空间上形成了西北、西南、中东高和东北、中部低的分布格局;生境退化度呈现"中心-外围"的圈层辐射结构。(2)热点分析显示,生境质量与生境退化度在乡镇尺度上集聚特征相似、冷热点空间分布趋势相反。(3)地理探测分析发现,地形(高程、坡度)是影响浙江省生境质量的主要因素,植被因素(NPP、NDVI)的贡献度随时间推移逐渐增大;浙江省生境质量空间分异受到自然因子与社会经济因子的协同作用。(4)浙江省生态红线的生境质量整体较高且稳定,不同红线类型的生境质量存在差异;高生境质量区与生态红线的错位区域主要分布在浙西南、西北部山区,而北部、中部以及东部相对较少。基于此,对生态红线调整、区域生态功能区划提出对应的策略,以期提升浙江省生态空间管控。

    • 基于InVEST模型的疏勒河上游产水量时空变化特征分析

      2022, 42(15):6418-6429. DOI: 10.5846/stxb202105011149

      摘要 (70) HTML (70) PDF 10.61 M (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展山区流域产水量的定量评估研究,有利于区域水资源保护规划的制定、生态补偿机制的建立以及生态平衡的维系。然而,目前对我国西部高寒山区产水量的时空变化评估及其影响因素的研究依然较为缺乏。选取青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河上游为研究区,基于InVEST(Integrate Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs Tools)模型定量估算并分析了2001-2019年产水量的时空变化特征及影响因素。结果表明:(1)2001-2019年,研究区年均气温和年实际蒸散量呈增加趋势(P>0.05),年降水量和NDVI则显著增加(P<0.05);(2)年均总产水量为13.66×108 m3,空间分布呈现山地高海拔区较高,河谷低海拔区较低的特征;(3)19年来产水量以0.26×108 m3/a的速率显著增加(P<0.01)。其中,高海拔区的产水量显著增加,约占整个研究区的32.01%;然而,仅有8.39%的低海拔区产水量显著下降(P<0.05)且集中分布在西北部;(4)产水量与降水量显著正相关,同气温、实际蒸散量、归一化植被指数(NDVI, Normalized Difference Vegetation Index)和根系深度显著负相关(P<0.001);(5)产水功能一般重要级别区占研究区面积的47.26%,极重要和高度重要级别区占总面积的28.25%。研究为祁连山国家公园水资源的动态评估、有效管理和可持续发展提供了科学参考。

    • 国家公园体制背景下中国自然保护地体系变迁--基于多源流理论分析

      2022, 42(15):6430-6438. DOI: 10.5846/stxb202010162643

      摘要 (41) HTML (23) PDF 3.40 M (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着经济社会的发展,中国自然保护地体系经历了由以自然保护区为主体向以国家公园为主体的重要变迁。应用多源流理论分析了中国自然保护地体系变迁。从内在逻辑、民主化程度和变量控制三个方面分析了多源流理论在中国保护地变迁研究中的适用性;从问题源流、政治源流和政策源流三个方面分析了中国自然保护地体系变迁的主要影响因素,梳理了变迁的逻辑路线,总结了变迁的内容,变迁内容包括管理客体、管理主体和管理手段三个方面。结果表明:中国自然保护地体系变迁是问题源流、政治源流和政策源流共同作用的必然结果,表现在问题源流中的指标数据和问题反馈促进了政策源流中政策建议和方案的提出,而焦点事件与政治源流中执政理念的冲突对变迁起到了重要的催化作用;政策源流存在渐进式完善过程,尤其是国家公园体制试点对政策源流的发展起到关键作用。此次变迁的逻辑路径主要包含三股源流的相互作用,通过引入国家公园重塑中国自然保护地体系,促进其系统性、整体性和协同性发展。

    • >学术信息与动态
    • 气候变化背景下定量解析生态工程对植被动态的影响研究方法概述

      2022, 42(15):6439-6449. DOI: 10.5846/stxb202105111233

      摘要 (76) HTML (20) PDF 1.87 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被动态变化受气候和人类活动双重作用力的驱动。在气候变化的背景下,如何定量剖析人类活动在植被动态变化中的作用力,对增加植被生态系统碳储量和缓解气候变化具有重要意义。随着生态文明建设和环境保护意识的加强,就植被生态系统而言,生态工程作为一项巨大的人类活动,对植被影响的广度和深度日益加强。系统分析气候变化背景下生态工程对植被的生态效应影响,对后期生态恢复措施的制定和实施具有十分重要的理论指导意义。虽已有一些生态工程对植被影响的定量化研究方法,但不同方法之间的结果难以进行比较研究。比较探讨各定量研究方法的优缺点有利于推动植被驱动机制的研究,有助于恢复生态学和人类生态学的应用和发展。系统梳理了定量研究生态工程对植被动态的影响主要研究方法:回归分析、残差趋势分析、基于生物物理过程模型方法和阈值分割方法。对比发现,基于生物物理过程模型方法具有较高的应用潜力,趋势分析方法和阈值分割方法仍需进一步完善。目前,定量剖析生态工程对植被变化的影响研究主要侧重于模型模拟,野外实证研究和模型验证较为缺乏,是恢复生态学未来研究的重点和难点之一。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(15):6450-6450.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 1.25 M (52) 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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