• 2022年第42卷第1期文章目次
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      2022, 42(1):0-0.

      摘要 (141) HTML (0) PDF 12.39 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 麋鹿沧桑命运与未来保护展望

      2022, 42(1):1-10. DOI: 10.5846/stxb202105131250

      摘要 (233) HTML (160) PDF 1.30 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:麋鹿作为中国特有的鹿科动物,经历129年的保护努力,种群数量恢复到10000多头。因近亲繁殖严重,表面上看已无灭绝危险,但仍存在巨大隐忧。通过对麋鹿种群变迁、灭绝、重引入、恢复现状及四大种群(乌邦寺、南海子、大丰、石首野化种群)的发展趋势进行追踪分析,探究近千年来困扰麋鹿种群发展壮大的多重因素,提出种群保护与栖息地保护并重、强化疫病监测等保护对策,为麋鹿及其它大型陆生濒危哺乳动物突破种群发展瓶颈提供借鉴。

    • 生物多样性与生态系统多功能性的关系研究进展

      2022, 42(1):11-23. DOI: 10.5846/stxb202105141263

      摘要 (641) HTML (206) PDF 1.47 M (924) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性与生态系统功能关系是生态学研究的热点之一,以往研究多关注生物多样性与单一生态系统功能之间的关系,然而生态系统能够同时提供多种功能和服务即生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality,EMF),仅考虑单一生态系统功能会低估生物多样性的重要性。近年来,EMF研究的重要性受到更多重视,生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality,BEMF)关系成为生态学研究新的热点。梳理近15年的研究发现,不同维度、不同尺度的单一或多营养级生物多样性均会对EMF产生显著的影响,并且在全球变化的背景下,自然干扰与人为干扰均会影响生物多样性与生态系统多功能性从而改变BEMF关系,EMF测度方法的差异也可能导致BEMF关系的不一致。生物多样性维度(尺度)选择的局限、不同EMF测度方法的认知差异、BEMF时空数据库的缺乏以及BEMF关系研究方法的单一等问题阻碍了BEMF关系的深入探究。未来研究应对现有测度方法进行深入比较并发展通用的新方法,深入探究多维度、多尺度生物多样性对EMF影响的综合作用。此外,应结合野外观测、遥感监测等全方位调查手段建立多时空尺度的BEMF数据库,扩展BEMF关系研究方法,建立通用的分析框架,规范BEMF关系研究范式,深化BEMF关系的研究。

    • 竞争-耐胁迫-杂草型植物对策理论及其应用研究进展

      2022, 42(1):24-36. DOI: 10.5846/stxb202101060055

      摘要 (186) HTML (149) PDF 1.05 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:竞争-耐胁迫-杂草型植物(CSR)对策理论主要研究植物对环境胁迫和干扰的适应性特化。从功能生态学角度讲,CSR理论是通过解释各种功能性状协同变异的主导维度来反映植物的生态对策。而物种所采取的生态对策将决定其在群落中的生态位,并最终会影响生态系统过程与功能。自1974年Grime首次提出CSR对策的概念以来,CSR对策思想就受到了生态学家很大的关注,经过近半个世纪的发展,目前已经形成了比较完整的理论和研究方法体系。试图在回顾CSR理论及其研究方法发展的基础上,阐述其基本内涵,并重点从功能性状变异空间、植物适应性、群落过程和生态系统特性等4个方面概述CSR理论及其分析模型的验证及应用,梳理其最新研究进展。CSR理论已经得到了很多研究的广泛验证并应用于多种尺度上的植物生态学研究,但仍有一些方面值得进一步发展完善,如第四区缺失问题、功能性状变异主轴以外的变异、CSR对策与功能性状种内变异和谱系关系的联系等方面需要深入研究。

    • 动物个性研究进展

      2022, 42(1):37-44. DOI: 10.5846/stxb201912022608

      摘要 (149) HTML (150) PDF 914.88 K (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:“个性”是指不同时空条件下动物种群个体间行为的稳定差异。大量的理论和实验性研究表明,个性差异在动物界普遍存在,其是种群多度和分布、物种共存及群落构建的重要驱动因子。介绍了动物个性的概念、分类及衡量指标,将前人测量个性类型的方法加以总结;随后介绍了动物个性的生态学意义,尤其是个性对动物生活史策略、种群分布与多度、群落结构和动态、生态系统功能和过程以及疾病与信息传播等的影响。在此基础上,进一步分析了在人类活动增加等全球变化背景下,动物个性如何调控动物个体行为、种群和群落动态对这些环境变化的响应。阐述了动物个性的形成与维持机制,并对未来的研究方向进行了展望。

    • 牲畜排泄物返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N2O)排放的影响研究进展

      2022, 42(1):45-57. DOI: 10.5846/stxb202009102356

      摘要 (98) HTML (142) PDF 3.76 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:牲畜排泄物返还被认为是对草地的一种天然的施肥措施,也是草地养分归还的一种重要途径,对于维持土壤肥力和植被生产力具有十分重要的生态学意义。论述了放牧牲畜粪便和尿液自身降解及其氮素变化、粪尿返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N2O)排放的作用机制及影响效应,指出排泄物氮输入使粪尿斑块成为草地土壤氮转化和N2O排放的活跃点,且不同排泄物类型、土壤理化特性和气候条件等使土壤氮素矿化、固持、硝化及反硝化等关键过程具有复杂性和差异性,进而导致不同类型草地生态系统N2O排放对牲畜排泄物返还的响应不尽相同。建议未来在全球气候变化背景下,应加强草地牲畜排泄物-植被-土壤体系氮素生物地球化学循环过程的系统研究,进一步加深天然草地关键氮素转化过程和N2O排放的微生物作用机制方面的认识,从而有助于为优化放牧牲畜排泄物的管理模式、制定科学合理的草地土壤养分调控策略和维持草地生态系统可持续发展提供科学有效的理论指导。

    • >研究论文
    • 渭河源流域源汇景观演变对径流泥沙的影响

      2022, 42(1):58-66. DOI: 10.5846/stxb202011022806

      摘要 (200) HTML (134) PDF 7.04 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨源汇景观演变特征与径流泥沙的关系对定量识别源汇景观功能对生态过程的影响具有重要的科学意义。以位于黄土高原和西秦岭山地交错区域的渭河源为例,分析了流域源汇景观格局演变与降雨耦合驱动对径流和泥沙的影响,结果表明:(1)研究区1982-2017年汇景观比例逐渐增加并超过源景观,源汇景观功能演变主要发生在黄土丘陵区,源汇景观负荷比指数呈逐年下降趋势;(2)影响流域径流和泥沙的主要因素不同,洪峰流量与含沙量主要受源景观面积比例和源汇景观负荷比的影响,呈显著的下降趋势,而径流量仅与降水量存在相关性;(3)基于信息理论方法的相对重要性分析表明,降雨对流域径流量的相对重要性高于源汇景观负荷比,而源汇景观负荷比对洪峰流量和含沙量的相对重要性较高,传输距离和海拔分布对径流泥沙和洪峰流量具有重要影响。在长时间尺度上,源汇景观格局演变影响了径流及泥沙特征,并且对泥沙影响的相对重要性高于径流。源汇景观合理的时空分布可以有效调控水土流失过程,对黄土高原生态可持续发展具有重要意义。

    • 粤港澳大湾区城镇化对海岸线与海岸带的影响

      2022, 42(1):67-75. DOI: 10.5846/stxb202011032811

      摘要 (195) HTML (200) PDF 6.40 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带以丰富的自然资源与优越的地理位置成为城镇化的关键地带。基于Google Earth平台2001、2010、2018年高分影像识别分析了粤港澳大湾区快速城镇化过程中海岸线长度的变化,并分析了大湾区海岸带土地利用/土地覆被(land use/land cover,LULC)变化,以及定量解析了大湾区滨海城市城镇化与海岸带城镇用地的关联关系。结果表明:(1)2001-2018年,粤港澳大湾区海岸线总长度净增加32.24 km,但自然岸线人工化问题突出,自然岸线共减少187.67 km,人工岸线共增加219.91 km;(2)海岸带(海岸线向陆侧5 km缓冲区) LULC组成以耕地为主,但城镇用地对耕地的侵占问题突出,2001-2018年,耕地面积减少347.58 km2,城镇用地面积增加588.33 km2;(3)2001-2018年,滨海城市土地城镇化与海岸带城镇用地增长呈显著相关,并且滨海城市土地城镇化对海岸带城镇用地增加的影响在加强(2001-2010年和2010-2018年贡献率分别为43.7%和68.51%)。研究结果可对粤港澳大湾区海岸带保护、修复以及土地利用规划管理提供科学参考。

    • 基于动态当量的乐山市生态系统服务价值时空演变及驱动力研究

      2022, 42(1):76-90. DOI: 10.5846/stxb202012013075

      摘要 (161) HTML (146) PDF 37.68 M (5366) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务价值评估作为土地资源合理配置、生态环境保护和生态补偿标准制定的重要前提,是当前的研究热点之一。以乐山市为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,运用生态系统服务价值动态当量法、地理探测器模型等方法,定量分析乐山市2000-2015年间生态系统服务价值时空变化规律及驱动机制。结果表明:(1)2000-2015年乐山市生态系统服务价值整体呈下降趋势,仅在2005-2010年有所回升,总量共减少了23.22亿元,主要与林地大量减少和建设用地大量增加有关;(2)空间上呈现西南高、东北低的分布态势,且各区域变化不同,西南方向山地以下降为主,东部平原丘陵以上升为主,河流两侧上升明显;(3)影响生态系统服务价值时空分布的主导因素为土地利用、NPP、降水量和坡度,除此之外气温、高程、土壤类型也有较大决定力;(4)自然因子决定力大于社会经济因子,但社会经济因子的影响越来越突出。研究揭示了乐山市生态系统服务价值的时空变化规律及驱动因子,为该地区土地利用规划与生态环境保护机制的建立提供了科学参考。

    • 基于生态系统服务功能的新疆绿洲生态安全格局识别及优化策略——以拜城县为例

      2022, 42(1):91-104. DOI: 10.5846/stxb202011192979

      摘要 (178) HTML (166) PDF 13.56 M (757) 评论 (0) 收藏

      摘要:识别生态保护关键区域,优化新疆县域生态空间结构,对促进绿洲区域经济与生态环境和谐发展,提升人类福祉具有重要意义。以拜城县为研究区,通过生态系统服务价值综合评定结果确定生态保护的核心"源"区,利用最小阻力模型,结合GIS空间分析技术及CA-Markov模型,识别拜城县生态安全格局,分析其发展变化趋势,探究生态空间布局调整策略,完善县域生态空间网络体系,结果表明:(1)研究期内,拜城县生态系统服务价值总量逐年上升,其中水源涵养、废物处理价值量增长最高,不同服务类型增长率差异较小。(2)分析2009、2016、2019拜城县生态安全格局特征发现,县域生态安全布局整体存在"源"地分布不均、廊道结构破碎且网络化程度低、生态脆弱区面积较大的现状特征。(3)基于2009、2016、2019年生态保护格局,同时依据生态"源"地及生态保护重要性用地的变化趋势,模拟2029年生态"源"地及其重要性等级区域分布,结合县域自然地理特征及总体发展规划,提出构筑"两带、三功能、四区、多中心、十廊道"的拜城县生态空间布局体系,为绿洲地区生态安全及区域生态文明建设提供参考。

    • 乡村复合生态系统中村庄的社会经济生态位研究

      2022, 42(1):105-115. DOI: 10.5846/stxb202012153188

      摘要 (97) HTML (142) PDF 9.81 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,提出社会经济生态位的概念,并以生态位的"态""势"理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的"态"值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄"态"值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的"势"值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外"势"值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区 > 同安区=翔安区 > 海沧区。研究为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。

    • 城市生态韧性时空变化及情景模拟研究——以杭州市为例

      2022, 42(1):116-126. DOI: 10.5846/stxb202101030007

      摘要 (203) HTML (156) PDF 7.91 M (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:从韧性的特征角度研究城市生态韧性水平的变化机制,探究城市防范化解生态风险能力的时空差异,以此明确城市分区生态治理的重要任务,是实现韧性城市生态风险防控的有利途径。从抵抗力、适应力和恢复力3个方面构建了城市生态韧性评估模型,并以杭州为例,评估了其1995-2015年城市生态韧性时空变化格局,再者利用空间自相关模型对2015年杭州生态韧性分区管理模式进行了探究。最后,基于FLUS模型模拟了2035年基准和创新创业导向的两种情景下的城市土地利用空间格局,并评估了不同城市发展情景下的生态韧性水平空间分布情况。基于以上研究得到以下结论:(1)1995-2005年,生态韧性低值区域向东北和东南方向扩张,而生态韧性高值水平区域明显减少。2005-2015年,杭州西北部和西部原本存在的中等韧性水平区域也转为低等水平。(2)2015年,城市东北区域呈现低韧性水平-高排污企业密度的集聚分布,说明该区域环境生态风险防范化解能力比较低,需要加大环境监测和生态治理的资金投入,严防重大环境污染事件的发生。(3)创新创业导向的"创新天堂"城市发展情景比基准情景下2035年杭州整体生态韧性水平更高,主要影响因素在于前者的抵抗力水平和适应力水平明显高于基准情景。研究结果为韧性城市生态环境发展提供了理论依据。

    • 基于空间演变多元分析的市域生态空间优化研究——以宁波市为例

      2022, 42(1):127-137. DOI: 10.5846/stxb202012293306

      摘要 (83) HTML (108) PDF 16.42 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:市域生态空间是城乡发展的绿色基底和生态基础,其协同联系"山水林田湖草"各生态系统,是动植物和自然生态多种过程的空间载体,同时也是人类进行社会经济活动的场所,与城乡经济社会发展息息相关,良好的市域生态空间体系,是实现市域层面生态系统稳定,协调城市发展和自然保护的重要载体,同时也是实现城市健康良性发展的重要保障。现有的市域生态空间规划重视不够,其静态的、定性为主的规划方法严重滞后,存在一系列不足与缺陷:1)重城区,轻市域;2)重主观定性,轻客观定量;3)重被动落实,轻主动响应;4)重静态蓝图,轻动态模拟。其空间规划成果远不能达到预期,无法应对城市化对市域生态环境和资源所带来的影响和威胁。以宁波市域空间为对象,以市域生态空间演变为出发点,从生态空间的安全格局、结构特征和用地类型转移3个方面,通过对2000年、2010年和2018年3个时期的市域空间演变的定量化分析,揭示市域生态空间演变的特征与规律。并以此为基础探索新型市域生态空间重构的方法和内容,提出空间优化的策略:针对安全格局层面生态适宜性衰退、结构层面连通度下降、地类层面绿色空间减少的问题等,通过确定生态核心,构建绿色空间廊道,筛选关键节点,对其分别进行分级、保护,最终重新构建起良性的宁波市域生态空间体系,并针对优化结果进行评价与修正。从市域生态空间3种类型演变分析入手,以"演变-响应-重构"为逻辑指导市域生态空间规划,积极探索了应对城市化影响下市域生态空间优化的新方法,为市域山水林田湖草生命综合体的资源保护和科学利用提供了一定的理论。

    • 长江中游城市群生态系统健康时空演变特征分析

      2022, 42(1):138-149. DOI: 10.5846/stxb202012093142

      摘要 (124) HTML (127) PDF 20.15 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群地区生态系统健康状况关乎城市群的可持续发展,科学测度城市群地区生态系统健康水平对城市群地区生态系统健康宏观调控政策制定具有重要的实践意义,然而当前生态系统健康评价仍存在不足之处。生态系统服务是反映生态系统健康状况的重要组成部分,如何把生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,成为了当前研究讨论的热点话题。拟把基于InVEST模型评估的生态系统服务纳入生态系统健康评估框架中,构建了基于"生态系统活力-生态系统组织力-生态系统弹性-生态系统服务"的评估框架,结合多源数据对1995-2015年长江中游城市群生态系统健康水平时空特征进行测度。结果显示:(1)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康状况总体有所恶化,恶化区域主要分布在城市群的核心地区;(2)研究期间长江中游城市群地区生态系统健康存在显著的空间依赖性,生态系统健康高值区主要分布在周边山区以及中部的罗霄山脉,生态系统健康低值区主要分布在平原地区、大城市周边地区以及主要的交通线路沿线地区。本研究结果可以为其他地区生态系统健康评估以及长江中游城市群地区生态系统健康保护政策制定提供科学借鉴。

    • 基于层次分析-有序加权平均多准则评估的雄安新区生态安全格局模拟研究

      2022, 42(1):150-160. DOI: 10.5846/stxb202010162642

      摘要 (157) HTML (114) PDF 10.78 M (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:稳定、高效的生态安全格局对于"建设雄安新区"国家战略具有重大意义。然而,目前尚缺乏一套科学、弹性的规划方法,用于指导新区建设。采用层次分析(AHP)和有序加权平均(OWA)空间多准则评估方法,结合Google Earth Engine遥感云计算技术和InVEST模型,在量化生态系统服务和生态风险的基础上,模拟新区生态安全格局。首先,生态安全格局涉及众多专业领域,内涵较为丰富,决策过程应采用参与式方法,建立包含生态环境和社会经济因素在内的综合指标体系,奠定格局构建的决策基础;其次,AHP-OWA方法按不同决策情景(风险),提供了一整套"完全保护-中立-完全开发"的空间决策集,定量揭示"保护-开发"权衡关系,为格局构建提供充足决策支持;最后,白洋淀保护地以及启动和起步区建设,会对生态安全格局产生重要影响,所以构建工作应在科学规划启动和起步区建设的同时,围绕白洋淀开展。未来在"绿色生态宜居新城区"目标指引下,新区建设方案应以"保护优先"为基本原则,结合重要区域、现有规划和资金预算等要素共同确定,实现保护与开发的"双赢"。

    • 我国农业环境损害鉴定评估标准体系研究

      2022, 42(1):161-168. DOI: 10.5846/stxb202004210951

      摘要 (52) HTML (113) PDF 1.25 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:标准化是解决环境损害"鉴定难"问题的关键措施,更是环境损害鉴定评估走向独立化的重要标志。农业环境损害鉴定评估作为起步最早、需求量最大、成长较快的分支,已经具备标准体系的雏形。通过国内外标准比较与需求分析,提出了标准化建设的原则和定位,构建了标准体系框架。研究认为,我国农业环境损害鉴定评估标准体系应:(1)以损害受体和技术流程为纵向横向坐标;(2)围绕损害确认、因果关系判定以及损失评估,以规范农产品、农业环境要素以及生态系统的损害识别、症状诊断、损害溯源、监测检测方法、损失量化等技术要求为主要内容;(3)是一个由基础标准、技术导则、技术规范、技术指南组成的有机整体。

    • 草原生态系统损害鉴定评估体系及管理建议

      2022, 42(1):169-175. DOI: 10.5846/stxb202003100464

      摘要 (81) HTML (109) PDF 954.57 K (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何科学合理的确定生态系统是否受到损害、损害到什么程度、损害赔偿如何估算等问题已成为环境管理、环境司法工作所面临的紧迫的现实问题。以生态学、复合生态系统生态学、可持续发展的理论为指导,基于损害基线判定损害事件发生,借此鉴定草原生态系统损害状态及鉴定等级,并从受损生态系统的功能与结构角度提出草原生态环境损害鉴定评估体系,开展对草原生态系统损害的程度评估;最后针对草原生态系统的损害赔偿价值提出量化评估的方法,借此推动生态环境损害鉴定评估法的制定和完善生态环境损害鉴定评估技术体系两个方面提出管理建议。

    • 大兴安岭多布库尔国家级自然保护区植物多样性和群落结构特征

      2022, 42(1):176-185. DOI: 10.5846/stxb201812212775

      摘要 (151) HTML (125) PDF 1.91 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然林植物多样性保护对于其生态服务功能至关重要,大兴安岭是我国重要国有林区,现有国家级自然保护区保护区林分特征及其耦合关系揭示是天然林保护与生态服务综合提升的基础。于2017年8-9月对多布库尔国家级自然保护区的乔、灌、草和更新层个体大小特征、群落特征和植物多样性特征进行详细调查,冗余分析与方差分解分析解析植物多样性和群落结构特征的耦合关系。结果表明:1)多布库尔保护区主要树种为落叶松,相对多度为42%,其次是白桦和黑桦;灌木中榛所占比例最高,达到60%;草本共记录116种,其中莎草科的羊须草所占比例最大,超过10%;更新层主要树种为蒙古栎,相对多度达54%,其次为白桦。2)多布库尔保护区乔木胸径和树高仅相当于1970年代的55%,乔木和草本丰富度较大兴安岭核心地区(呼中保护区)高出50%-60%。3)冗余分析和方差分解分析结果表明林分个体大小特征的独立效应和乔木层特征对多样性变化贡献最大,乔木层树高与植物多样性变化具有最紧密关系。大兴安岭地区森林已经全部纳入国家天然林保护工程,上述国家自然保护区相关数据是当地本底数据(当地森林以幼龄林为主,尚需要更长时间保护),将为进一步保护区政策制定与天然林保护工程实施提供支持。

    • 不同生活型植物非光合部分反射光谱和盖度的关系

      2022, 42(1):186-195. DOI: 10.5846/stxb201909231992

      摘要 (68) HTML (114) PDF 8.37 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:非光合植被(Non-photosynthetic Vegetation,NPV)既是陆地生态系统重要组成部分,也是全球C、N平衡分析中关键节点,其盖度是判断我国北方沙尘源区风沙活动强弱的重要指征。基于ASD光谱仪(Analytical Spectral Devices)所测地面高光谱数据对鄂尔多斯沙地草场不同生活型植物(草本、半灌木和灌木) NPV光谱特征进行了分析,构建了干枯燃料指数(Dead Fuel Index,DFI)、纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)和NPV盖度(fNPV)应用模型,并使用MCD43A4数据在不同草原区进行了验证。结果表明:(1)草本、半灌木、灌木和总体混合NPV光谱反射率具有相似变化趋势,但反射值存在显著差异。(2) DFI和CAI、CAI和fNPV、DFI和fNPV均呈显著正相关关系(P<0.001),DFI可以代替CAI进行fNPV的估算。(3)不同草原区fNPV存在异质性,草甸草原、典型草原、沙地草场和荒漠草原分别为75.95%、50.61%、45.88%和32.77%。DFI在典型草原区估算fNPV效果最好(fNPV1fNPV2平均差值为3.11%,最小差值为0.03%)。在草原区进行fNPV估算时,不可将NPV作为均质体处理,还要剔除裸地干扰。

    • 海岸黑松和紫穗槐对间歇强净风和风沙流吹袭的生理响应机制

      2022, 42(1):196-208. DOI: 10.5846/stxb201912192740

      摘要 (49) HTML (105) PDF 1.42 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl)为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm-1 min-1)吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对自然阵风吹袭响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6%、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动式变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活力大幅增高和MDA含量下降。在风吹袭中,叶片抗氧化酶活力和渗透调节含量的变化与叶片含水量变化密切相关。在风吹袭处理后的恢复期,黑松叶片MDA、可溶性糖、脯氨酸含量和CAT活力下降,但叶片一直维持较高可溶性糖含量和SOD活力;而紫穗槐伴随叶片RWC回升,而MDA、可溶性糖、脯氨酸含量下降和POD、CAT、SOD活力的增高。研究表明,风吹袭引发叶片水分亏缺成为启动植物对缺水补偿机制的诱导因子(自愈修复)。在风吹袭中增高的渗透调节物通过提高细胞吸水力为自愈修复提供物质基础,而抗氧化酶通过抑制膜脂过氧化、维护膜的完整性和弹性为自愈修复提供生理保护。因此,渗透调节和抗氧化酶通过维护水分平衡和氧自由基代谢平衡而在抗风生长和自愈修复中起重要生理保护作用。

    • 中国蔷薇属植物物种丰富度分布格局及其与环境因子的关系

      2022, 42(1):209-219. DOI: 10.5846/stxb202002280363

      摘要 (158) HTML (138) PDF 5.72 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:物种丰富度的大尺度地理格局及其成因是宏观生态学及生物地理学的中心议题之一。蔷薇属(Rosa L.)植物具有很高的经济价值和生态价值,探讨中国蔷薇属植物的丰富度分布格局及其影响因素可为该属植物资源的保护和合理开发利用乃至其系统进化研究提供重要依据。基于蔷薇属植物在中国的15451条分布数据和11种地理、气候等环境因子进行了物种丰富度分析和相关性分析,研究结果显示:(1)蔷薇属植物在中国分布不均匀。在水平方向上,蔷薇属植物于26.19°-34.29°N带内有较高的物种丰富度,之后随着纬度的增加而降低,且随着经度的增加表现为先增加后减少,于99.10°-108.47°E间存在明显的峰值;在垂直方向上,蔷薇属植物的物种丰富度随海拔的增加表现为先增加后减少,956.46-3518.60m范围内的丰富度最高。西南横断山区为蔷薇属物种分布的中心地区,新疆北部及东北长白山周边地区为局部聚集区。(2)蔷薇属物种丰富度与各能量、水分和生境异质性因子均呈正相关关系,与气候稳定性因子呈负相关关系。表明中国蔷薇属植物在水分和热量条件好、气候季节性变化小且生境异质性程度高的地方,有着更高的物种丰富度。(3)蔷薇属植物丰富度与各因子的关系基本支持了生产力假说、环境稳定性假说和生境异质性假说。但蔷薇属的物种丰富度格局并非完全由这些假说解释,历史环境、地形、土壤、人类活动等其他因子可能也有一定的影响作用。(4)水分因子的单独解释率占34.6%(R2P<0.001),是影响蔷薇属物种丰富度格局的主导因子,这可能是由该类群的进化历史、生理适应等原因共同决定的。本研究可以为蔷薇属植物的分类、进化、以及野生资源的保护和开发利用提供参考。

    • 1998-2018年呼伦贝尔市植被覆盖度时空变化及驱动力分析

      2022, 42(1):220-235. DOI: 10.5846/stxb202003270710

      摘要 (162) HTML (138) PDF 7.46 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:呼伦贝尔市作为中国北方的重要生态屏障,其生态状况的变化及影响因素一直备受关注。基于1998-2018年SPOT/VEGETATION NDVI数据,结合地形、气候和社会经济数据利用像元二分模型、趋势分析法,并根据数据特点,综合多种统计方法,对呼伦贝尔市植被覆盖度(FVC)时空变化及驱动力进行定性与定量分析。结果表明:(1)21年间研究区FVC在低波动中缓慢增长,以4-5年为周期,周期内FVC先减少后增长,在空间上呈"西减东增"的变化格局;(2) FVC类型以极高和高为主,中、低、极低面积依次递减且总和仅占10%-15%,FVC增加、变化不显著及减少区域面积分别为135720.57 km2(53.56%)、107140.74 km2(42.28%)、10569.06 km2(4.17%);(3)地形因素奠定了FVC"西低东高"的空间分布格局,气候和人类活动因素影响FVC的年际变化。位于研究区西南部的新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗、陈巴尔虎旗和东南部的阿荣旗以气候因素为主导,位于中部大兴安岭上的牙克石市、额尔古纳市、根河市和扎兰屯以人类活动因素为主导,满洲里、海拉尔和鄂伦春自治旗则受气候因素与人类活动因素的综合影响。驱动力因素对FVC变化的影响具有差异性和双向性,在合理的政策和规划下,可以实现社会经济发展与生态环境可持续发展的双赢。

    • 桂西北喀斯特小流域降雨稳定氢氧同位素组成及影响因素

      2022, 42(1):236-245. DOI: 10.5846/stxb202009162420

      摘要 (77) HTML (141) PDF 4.50 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化背景下,降雨稳定氢氧同位素的变化对以快速的地表-地下水文过程为主要特征的喀斯特生态水文研究有重要意义。以桂西北典型喀斯特峰丛洼地小流域为研究对象,测定2013年至2018年日尺度及2019年至2020年8场大雨或特大暴雨的雨水稳定氢氧同位素组成,分析降雨稳定氢氧同位素变化特征及其影响因素。结果表明,研究区夏半年以海洋性水汽为主,冬半年以干燥的大陆性气团为主,导致夏半年降水δD、δ18O和氘盈余值显著(P<0.05)低于冬半年。降水的稳定氢氧同位素存在显著的反温度效应和雨量效应,即δ18O值与温度呈显著(P<0.001)负相关,与降雨量呈显著(P<0.001)正相关。次降雨过程中,持续时间较长(>9.5 h)的降雨存在显著的(P<0.05)雨量效应,特大暴雨则不存在雨量效应,与大气或地理因素有关。研究区水汽来源及降水强度存在明显的时间差异,因此在开展喀斯特小流域生态水文过程研究时,需要关注降水稳定氢氧同位素组成在不同时间尺度上的变化特征。

    • 人工灌丛化对荒漠草原生态系统碳储量的影响

      2022, 42(1):246-254. DOI: 10.5846/stxb202010112593

      摘要 (94) HTML (117) PDF 1.84 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:宁夏盐池县从20世纪70年代开始在荒漠草原上人工种植柠条灌木用以防风固沙和生态恢复,这一人为措施极大地改变了区域生态系统的植被结构和碳循环,而定量评估人工灌丛化对荒漠草原生态系统碳储量的影响,不仅能够揭示人类活动的碳循环反馈机制,而且可为地方政府生态治理提供理论指导。结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型模拟了1958-2017年间荒漠草原人工灌丛化前后的碳储量变化,定量分析了人工灌丛化对生态系统碳储量和组分的影响。结果表明:(1)结合Biome-BGC模型和Logistics生长模型可以较准确地模拟出荒漠草原人工灌丛化过程中生态系统碳储量的变化。(2)人工灌丛化会快速改变荒漠草原的碳储量累积特征,柠条灌木种植后的快速生长阶段极大增强了生态系统的总碳储量,导致生态系统的碳储量特征由草地型向灌木型转变。(3)人工灌丛化改变了生态系统各类型碳储量的组分结构,其对地上植被和枯落物碳储量的影响非常明显,灌丛化后生态系统的植被和枯落物碳分别增加了6倍和1.76倍;因植被碳向土壤碳转化过程较慢,故人工灌丛化对地下土壤碳储量的影响在短期内较为微弱。以上结果显示,荒漠草原人工灌丛化能显著增强生态系统的碳固持能力,为碳中和及应对气候变化提供可行路径。

    • 热带次生林不同林层植物叶片非结构性碳水化合物的季节变化及其对氮磷添加的响应

      2022, 42(1):255-265. DOI: 10.5846/stxb202010232705

      摘要 (93) HTML (97) PDF 6.83 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:非结构性碳水化合物(Non-structural Carbohydrates,NSCs)是植物生长代谢过程中重要的能量来源。通过在华南热带次生林进行氮磷添加试验,探究不同林层植物叶片NSCs的季节变化及其对氮磷添加的响应,取样时间为2019年1月、4月、7月和10月。结果表明:1)植物叶片NSCs存在显著的种间差异,磷(P)添加对叶片淀粉和NSCs含量具有显著影响,且物种与磷添加的交互作用显著影响叶片淀粉含量。2)黑嘴蒲桃和紫玉盘叶片NSCs含量对氮(N)添加的响应较为敏感,而白车和竹节叶片NSCs含量对P添加的响应较为敏感,氮磷同时添加(+NP)对植物叶片NSCs的增效作用最好。3)植物叶片NSCs存在显著的季节性变化,且季节与林层间的交互作用对叶片可溶性糖和NSCs含量具有显著影响。4)不同林层植物对氮磷添加的响应不同,氮磷添加使林下层植物叶片可溶性糖含量增高,林冠层降低,在干季,N添加会使林下层植物叶片淀粉含量增高,林冠层降低。P添加的影响恰好与之相反。在湿季,氮磷添加使林下层和林冠层植物叶片的淀粉含量增加。5)林冠层植物叶片NSCs含量高于林下层,且林下层植物叶片NSCs含量和可溶性糖与淀粉的比值均表现为干季高于湿季。因此,叶片NSCs之间的变化差异反映了不同植物的碳利用策略,NSCs含量对氮磷添加的响应变化可以反映出热带森林植物在生长发育过程中碳供给和消耗的动态变化情况,为探索热带次生林植物碳利用策略及共存机制提供科学依据。

    • 1996-2015年滇西北香格里拉植被净初级生产力变化

      2022, 42(1):266-276. DOI: 10.5846/stxb202011042819

      摘要 (204) HTML (103) PDF 3.20 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:地处青藏高原东南缘的滇西北香格里拉,其植被NPP的时空格局变化,对于深入了解青藏高原区域植被对气候变化的响应具有重要的科学意义。基于地面气象数据和MODIS-NDVI等遥感数据,运用改进的CASA模型,估算了1996-2015年香格里拉区域不同植被类型NPP,分析探讨了区域植被NPP的演变特征及其对气候变化的响应规律。研究显示:1)1995-2015年间,香格里拉区域6-8月平均气温总体呈上升趋势,增速为0.037℃/a;6-8月总降水量为373.1 mm,呈微弱下降趋势;20年间辐射量基本维持波动稳定状态;2)1996-2015年,香格里拉区域6-8月最大月植被NPP平均值为176.9 gC/m2,不同植被类型的变化范围为128.9-286.9 gC/m2;空间格局上,表现为"从西北、东南及金沙江沿岸向中部递减"的特征;3)香格里拉区域植被NPP显著地受到气温变化的调控(P<0.05),20年间随着气温的持续升高,区域NPP总体呈增加趋势;4)区域植被NPP未表现出受降水变化的显著影响(P>0.05),水分条件对区域植被NPP未形成限制性的影响作用。区域内植被NPP在2005年前后的变化特征,一定程度上也表明了人类活动干扰及生态保护修复等政策措施的影响。

    • 2000年来吕梁连片贫困区植被净初级生产力时空变化特征

      2022, 42(1):277-286. DOI: 10.5846/stxb202011283050

      摘要 (78) HTML (129) PDF 7.06 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:多年来吕梁连片贫困区实施的生态恢复措施对其生态环境产生了较大影响,为掌握该区域在生态恢复措施实施(2000年)以来植被净初级生产力的变化状况,利用2000-2018年时序的遥感数据和基于光能利用率的CASA模型对其进行了模拟,并分析了导致其变化的主要控制因素,结果显示:(1)2000年以来吕梁连片贫困区NPP整体上升,其中93.46%的区域NPP呈增长状态,6.54%的区域呈减少状态,2010-2015年区域NPP出现下降。(2)受人类活动影响,过去18年来区域土地利用类型变化较为显著,耕地面积缩减,草地面积基本保持稳定,林地与城镇面积增加且城镇面积扩张迅速,不同土地利用下的NPP特征差异显著,耕地NPP年均值增长最为迅速,为5.9 gC m-2 a-1,林地最为平稳,为1.32 gC m-2 a-1。(3)研究区降水量波动对区域NPP的变化影响显著,未来气候变化中降水量的变化可能对区域NPP产生直接影响。研究结果将为区域生态恢复、精准扶贫及黄河中游地区的经济发展提供重要的理论支撑。

    • 青藏高原两种高寒草地植被变化及其水温驱动因素分析

      2022, 42(1):287-300. DOI: 10.5846/stxb202012033093

      摘要 (94) HTML (117) PDF 9.44 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒草甸和高寒草原作为青藏高原两种重要植被类型,研究其植被变化与气候变化相关性,有助于为青藏高原两种高寒草地生态系统应对全球气候变化管理提供参考。以位于同纬度的三江源高寒草甸和阿里高寒草原为研究对象,基于植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)变化表征植被变化,利用NPP数据和气象数据,分别分析两地2000-2017年植被NPP、降水和气温时空变化差异;利用Sen+Mann-Kendall趋势检验,研究两种高寒草地气候与植被净初级生产力变化趋势;以县域统计年鉴牛羊肉产量表征放牧强度,研究放牧活动对高寒草地植被变化的影响;通过Pearson相关和偏相关分析方法,分别研究降水和气温对两种高寒草地植被NPP变化影响差异。研究结果表明:(1)2000-2017年三江源高寒草甸和阿里高寒草原区年平均气温以0.085℃/a和0.084℃/a的趋势上升,降水以平均每年3.87 mm和2.23 mm的趋势增加,高寒草甸区变暖变湿速率较高寒草原区快。(2)三江源高寒草甸和阿里高寒草原植被NPP均呈现由东南向西北逐渐降低空间格局;2000-2017年高寒草甸区57.7%植被NPP呈现上升趋势,而高寒草原区50.96%植被NPP呈现上升趋势,高寒草甸植被NPP增长趋势较高寒草原明显。(3)三江源高寒草甸和阿里高寒草原两种草地植被变化受放牧影响不大,受气候变化影响较大。(4)三江源高寒草甸大部分植被NPP增长与气温呈显著正相关而与降水呈显著负相关,高寒草甸植被NPP主要受温度调控,而阿里高寒草原植被NPP受降水和温度的双重调控。

    • 退耕还林和地理特征对土壤侵蚀的关联影响——以陕西省107个县区为例

      2022, 42(1):301-312. DOI: 10.5846/stxb202101060057

      摘要 (110) HTML (117) PDF 5.99 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:在自然要素和社会经济要素交互作用下,科学评估退耕还林工程对土壤侵蚀的影响,对生态修复政策的可持续性具有重要意义。在利用RUSLE模型评估陕西省土壤侵蚀强度时空演变特征的基础上,构建纳入社会经济因素的退耕还林防治土壤侵蚀效应研究框架,基于面板数据固定效应模型,探究地理特征对退耕还林工程防治土壤侵蚀的影响。结果表明:①2000-2015年陕西省土壤侵蚀强度显著降低,全省土壤侵蚀总量由2000年34166.42万t,下降至2015年28260.69万t,区域土壤侵蚀强度及其时空变化特征存在显著异质性,陕北地区土壤侵蚀水平最高,同时下降也最为显著。②退耕还林工程对防治土壤侵蚀有显著的正向影响,表现为投资金额每增加1万元,土壤侵蚀总量下降26.30t,且资金投入的生态效益存在显著滞后效应。③地理特征在退耕还林工程防治土壤侵蚀效应中存在显著调节作用,相较关中和陕南地区,陕北地区退耕还林工程防治土壤侵蚀效应更为显著。坡度和降雨对工程的防治土壤侵蚀效应存在显著负向调节作用,而日照时间则表现出正向调节作用。决策者应充分考虑自然地理因素和社会经济因素对生态系统服务的复合作用机理以实现生态修复政策的可持续性。

    • 岩溶地区不同石漠化程度下草地细根对土壤养分的贡献

      2022, 42(1):313-321. DOI: 10.5846/stxb202101050036

      摘要 (79) HTML (107) PDF 3.11 M (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:细根分解和周转是土壤有机质和养分的重要来源。为探明不同石漠化程度天然草地细根对土壤养分的贡献,于2017年3月至次年1月,采用土柱法和分解袋法,研究不同石漠化程度下天然草地的细根生物量、分解和养分释放动态及对石漠化的响应。结果表明:3种不同石漠化程度下草地的细根生物量随季节均呈现先增加后降低的趋势,随石漠化程度的加剧均呈现逐渐降低的趋势,潜在、中度和强度石漠化草地的细根生物量分别为3355.65、2944.02 g/m2和1806.80 g/m2。细根分解速率呈现先快后慢的趋势,分解300天后的残留率均低于50%。细根有机碳、全氮、全磷和全钾的释放过程具有显著不同,释放模式最终均表现为"释放",潜在、中度和强度石漠化草地细根的有机碳、全氮、全磷、全钾的年归还量分别为32.46-161.08、0.24-3.88、0.08-0.32、0.15-2.78 g/m2。随石漠化程度的加剧,细根生物量和分解率呈现逐渐降低趋势,土壤有机碳、全氮归还量呈现逐渐增加趋势。

    • 自然降雨下黄土丘陵区草灌植物垂直覆盖结构的减流减沙效应

      2022, 42(1):322-331. DOI: 10.5846/stxb202109172623

      摘要 (76) HTML (115) PDF 1.95 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原是我国水土流失和生态环境问题最为严重的地区之一,植被恢复是防治水土流失的重要措施。植物垂直覆盖结构包括地上冠层、地表枯落物和地下根系,各组分具有不同的水土保持作用,是研究植被与水土流失关系的基本单元。目前,关于植物垂直覆盖结构不同组分对土壤侵蚀影响的研究主要是基于人工模拟降雨,缺少自然降雨条件下不同植物的垂直覆盖结构对产流、产沙和入渗等多过程影响的系统研究。本研究以黄土丘陵区典型的草本(须芒草)、半灌木(铁杆蒿)和灌木(绣线菊)为研究对象,每种植物进行三种处理(自然状态、去除枯落物和仅留根系)以及裸地对照,观测2015-2016年降雨事件的产流产沙量和入渗量,分析植物不同垂直覆盖结构的减流减沙效益及其相对贡献。结果表明:三种植物均具有较好的减流(45.9%-73.2%)、减沙效益(87.5%-94.6%)和增加入渗作用(4.7%-10.8%),灌木的减流效果(73.2%)显著高于草本(45.9%)和半灌木(63.5%),但三种植物间的减沙效益没有显著性差异。冠层的减流作用最大,贡献率接近一半(48%-50%),草本枯落物的减流贡献率与根系基本一致,而半灌木和灌木枯落物的减流贡献率略高于根系。冠层、枯落物和根系的减沙贡献率基本一致(36%、30%和34%),相对而言,草本的根系对控制侵蚀具有更大作用,减沙贡献率达到39%,而半灌木和灌木的冠层减沙贡献率要略高于枯落物和根系。本研究表明,冠层是减流的重要因子,而冠层、枯落物和根系在减沙方面均发挥了重要作用,植物垂直覆盖结构各组分在不同植物间减流减沙能力的差异主要与植物功能性状有关。上述结果将为黄土丘陵区坡面植被恢复和水土流失治理提供科学依据。

    • 黄土丘陵区坡耕地与撂荒地土壤水分对降雨的响应特征

      2022, 42(1):332-339. DOI: 10.5846/stxb202011303064

      摘要 (107) HTML (148) PDF 1.04 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示黄土丘陵区不同土地覆被方式下土壤含水量对不同强度降雨的响应过程,选取山西省冯家沟小流域农耕地和撂荒地为研究对象,基于2019年4-10月降雨和土壤含水量以小时为单位的观测数据,分析了土壤含水量对不同强度降雨的响应规律。结果表明:(1)小雨、中雨、大雨和暴雨对土层的影响深度分别为20、20、60 cm和60 cm,研究区降雨最主要的形式-小雨对土壤水分的补给作用较小。(2)各强度降雨过程中,除0-10 cm土层外,农耕地土壤含水量均大于撂荒地,且大雨条件下农耕地各土层土壤含水量变化较显著,而撂荒地仅0-10 cm和10-20 cm土层土壤含水量有所增加。(3)不同土层土壤含水量对降雨的响应不同,表层响应相对明显而深层相对减弱;农耕地土壤平均含水量最大值出现在50-60 cm土层,而撂荒地出现在30-40 cm土层。(4)本地区农耕地土壤含水量高于撂荒地,表明在该地区适当的作物种植有较好的储存土壤水分的作用。本研究的结果对地区水资源的高效利用和水土流失防控提供了一定的科学依据。

    • 基于地表土壤动物与植物完整性指数评估若尔盖沼泽湿地受扰现状

      2022, 42(1):340-347. DOI: 10.5846/stxb202011192975

      摘要 (66) HTML (131) PDF 846.11 K (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用地表土壤动物与植物群落生物完整性指数评价若尔盖沼泽湿地受扰现状,为若尔盖沼泽湿地恢复提供依据。2018年7月与2019年7月对若尔盖10处典型湿地(参照区4个,受扰区6个)地表土壤动物与湿地植被群落进行调查。通过对74个候选指标的分布范围、判别能力及相关分析,确定中生性植物、一年生植物、龙胆科植物、一年生植物/多年生植物比4个植物核心指标,地表土壤动物总个体数量、中小型动物类群数量、蜘蛛目物种数量、菌食性土壤动物与腐食性土壤动物5个核心指标,构建若尔盖沼泽湿地地表土壤动物与植物完整性指数。以所有采样点95%分位数为最佳期望值,四分位法确定研究区域未受干扰、轻度干扰程度、中度干扰与重度干扰4个等级,作为判断若尔盖沼泽湿地受扰状况。结果显示,若尔盖沼泽湿地相对原始沼泽、花湖沼泽化草甸2、长期低强度排水疏干区、短期高强度排水疏干区分别处于未受干扰、轻度干扰、中度干扰与重度干扰状态。所调查的若尔盖典型湿地中,20%的湿地未受到干扰,30%的湿地受到轻度干扰,30%的湿地受到中度干扰,20%的湿地受到重度干扰。Pearson相关系数分析显示,地表土壤动物完整性指数与植物完整性指数存在显著正相关关系(r=0.722,P<0.05),表明地表土壤动物完整性指数与植物完整性指数评价结果具有一致性。

    • 冻融条件下生物结皮覆盖对土壤饱和导水率的影响

      2022, 42(1):348-358. DOI: 10.5846/stxb202011172967

      摘要 (47) HTML (98) PDF 3.65 M (124) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物结皮(BSC)是广泛分布的地被物,每逢冬春季节,受冻融交替作用影响,结皮土壤的理化性质和水文学特征明显改变且与裸土差异显著,从而影响该地区土壤可蚀性评估和土壤侵蚀防治。采用室内模拟实验,以蓝藻结皮土壤为对象,研究不同冻融交替次数和初始含水量下,土壤三相对温度变化的响应特征并定量分析结皮覆盖土壤在此条件下饱和导水率(Ks)的变化趋势和突变点。结果表明:初始含水量对Ks无显著影响(P>0.05),冻融交替次数对Ks有极显著影响(P<0.01),冻融条件下裸土的平均Ks为1.941 mm/min,结皮覆盖土壤平均Ks为0.325 mm/min,两者具有极显著差异(P<0.01),且随交替次数增加,Ks差异逐渐增大,并在10次时达到最大值为10.13倍。不同冻融含水量下的结皮土壤的Ks在冻融10-20次时趋近,平均值为0.219mm/min。冻融作用显著改变土壤结构,且在冻融7次时土壤结构变化较明显,冻融过程中<0.1 mm的土壤颗粒显著变化。试验条件下,Ks受因子影响程度大小为:冻融交替次数 > 土壤结构 > 结皮厚度 > 结皮容重 > 下层土壤容重 > 冻融初始含水量;冻融次数与结皮厚度、结皮容重、冻融初始含水量的交互效应对Ks有显著影响。

    • 自然增温对南亚热带森林土壤微生物群落与有机碳代谢功能基因的影响

      2022, 42(1):359-369. DOI: 10.5846/stxb202011102907

      摘要 (102) HTML (143) PDF 1.51 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于海拔高度下降气温上升的关系,将模拟的生态系统(含植物和土壤)从高海拔整体移位至低海拔地区,实现自然增温的效果。通过对自然增温条件下土壤环境因子及其相关理化性质的动态监测,结合磷脂脂肪酸分析与宏基因组学方法,测定土壤微生物群落结构以及与土壤有机碳分解相关基因丰度,探究自然增温对鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢的影响及其微生物学机制。结果表明:(1)增温处理显著改变了0-10 cm土壤温度与湿度:2016-2018年间土壤温度显著上升2.48℃,湿度显著下降23.93%。(2)增温处理下,干季土壤有机碳含量与湿季土壤硝态氮含量显著降低,其他土壤理化因子无显著变化。(3)增温处理下,干季和湿季土壤微生物群落结构发生改变,且湿季变化显著。土壤湿度是影响干季和湿季土壤微生物群落结构变化的主要因子,解释了干季50.2%的变异度与湿季79.2%的变异度。(4)宏基因组结果表示:增温抑制了干季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度,增强了湿季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度。以上结果表明,增温通过改变土壤微生物生物量和群落结构以及有机碳代谢相关功能基因的丰度,最终影响南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢过程。

    • 长期施肥黄土旱塬农田土壤-微生物-植物系统碳氮磷生态化学计量特征

      2022, 42(1):370-378. DOI: 10.5846/stxb202003050411

      摘要 (103) HTML (111) PDF 3.22 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨长期不同施肥制度对农田土壤、植物生态系统的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示该系统能量平衡和养分循环,实现农业生态系统元素平衡及可持续发展提供参考意义。以位于黄土高原半干旱地区的长武国家黄土高原农业生态实验站长期施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,分析了黄土旱塬典型农田土壤-微生物-植物生态系统中C、N、P含量及其生态化学计量变化规律。研究结果表明:1)长期单施有机肥和化肥配施有机肥处理可显著提高土壤和有机质C、N、P含量。2)氮、磷肥的输入显著降低了土壤和小麦C:N、N:P,施P显著降低了有机态C:P和小麦C:P;有机肥配施对微生物生物量和小麦C:N:P的影响更为明显。3)长期有机肥配施条件下土壤养分和小麦化学计量比存在较强的相关关系。微生物生物量碳与有机C、N、P呈显著正相关,土壤微生物生物量氮与土壤N、P总量呈显著正相关,微生物生物量磷与土壤C、N、P总量含量呈显著负相关;植株碳含量与微生物生物量氮呈显著正相关,植物磷含量与土壤有机磷呈显著正相关。黄土区农田生态系统土壤TC:TP与TC:TN,TN:TP呈正相关,土壤TN:TP与有机碳和有机磷比呈正相关,植物植株C:N与BC:BP、BN:BP呈正相关。长期施肥明显改变了土壤和植物C、N、P含量及化学计量比。氮肥配施有机肥可明显提高微生物对土壤碳素的转化分解,导致有机质和微生物量的化学计量比发生变化,进而提高作物对土壤碳素的固定能力,增强植株对外源养分的输入。

    • 4种蚯蚓肠道微生物对砷毒性的响应差异研究

      2022, 42(1):379-389. DOI: 10.5846/stxb202010132612

      摘要 (100) HTML (116) PDF 1.71 M (151) 评论 (0) 收藏

      摘要:蚯蚓肠道是微生物多样性的一个潜在存储库。砷对蚯蚓肠道微生物群落的影响已被证实,但砷在不同蚯蚓肠道菌群中生物转化的差异仍不清楚。为了进一步阐述土壤中广泛存在的低浓度砷(浓度为5,15,25 mg/kg)对不同种类蚯蚓肠道微生物影响的差异,将4种典型蚯蚓暴露于砷污染土壤后,测定其肠道微生物组成变化,并分析砷对不同蚯蚓肠道内砷富集、形态和砷生物转化基因的影响。结果显示,所有蚯蚓组织内均存在明显的砷富集,其富集系数由高到低依次为:安德爱胜蚓(1.93) > 加州腔蚓(0.80) > 通俗腔蚓(0.78) > 湖北远盲蚓(0.52),蚯蚓组织和肠道内砷形态主要以无机砷为主,其中As (III)含量比例> 80%,部分蚯蚓组织内还发现少量有机砷。4种蚯蚓肠道微生物群落在门水平上主要以变形菌、厚壁菌和放线菌为主,并与周围土壤细菌群落组成存在显著差异。同时,在土壤和肠道内共检测到17个砷转化基因,其中蚯蚓肠道内As (V)还原和砷转运相关基因相对丰度较高,而砷(去)甲基化基因丰度较低。此外,低浓度砷污染对蚯蚓生长无显著影响,却能引起蚯蚓肠道微生物群落的紊乱。蚯蚓种类和砷污染是引起蚯蚓肠道微生物群落组成变化的主要因素。综上,蚯蚓肠道是一个微生物介导的砷生物转化的重要热区,本研究拓展了我们对土壤动物肠道内砷生物地球化学行为的认知。

    • 鸭绿江口近岸海域水质环境对冬季浮游动物群落结构的影响

      2022, 42(1):390-399. DOI: 10.5846/stxb202003250677

      摘要 (86) HTML (114) PDF 6.33 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:定量分析滨海湿地近岸海域水质环境与浮游动物群落结构之间的关系对揭示海水水质环境健康状态具有重要意义。2019年12月在鸭绿江口湿地国家级自然保护区近岸海域开展了浮游动物和水环境因子调查,运用冗余分析和结构方程模型等方法探讨了水质环境对冬季浮游动物群落结构的影响。研究区共鉴定出浮游动物14种以及浮游幼虫5大类,桡足类最多占比52.63%;保护区不同功能分区间浮游动物群落结构总体差异不大,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均值分别为1.34、0.51和0.59;浮游动物的种群分布与海水化学需氧量、溶解性无机氮、浮游植物群落多样性指数和铜元素含量关系显著;结构方程模型模拟结果表明,海水富营养化水平对浮游动物丰富度的效应系数为-0.26,具有显著的直接影响(P=0.01),重金属污染水平通过影响浮游植物丰富度(效应系数为-0.41,P<0.001)间接对浮游动物丰富度产生作用(间接效应系数为-0.2)。研究结果将有助于深化对海水环境和浮游动物群落结构协同演变过程的认识,为滨海湿地近岸海洋生态系统科学管理提供理论支撑。

    • 芡实分区刈割试验对陈瑶湖后生浮游动物群落结构的影响

      2022, 42(1):400-409. DOI: 10.5846/stxb202101080079

      摘要 (46) HTML (144) PDF 3.12 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:陈瑶湖流域是长江中下游重要的水禽省级自然保护区,近年来随着农业的发展,湖区存在芡实种植过密,汛期影响行洪的隐患,对湖区的水生态系统结构与功能的稳定性造成严重影响。为研究芡实分区刈割试验对陈瑶湖后生浮游动物群落结构的影响,于2019年8月期间对陈瑶湖后生浮游动物进行调查。共鉴定出后生浮游动物15科22属40种,其中轮虫12属26种,枝角类8属11种,桡足类2属3种,群落结构主要以轮虫为主,后生浮游动物种类分布时空上无显著差异(P>0.05)。共发现优势种8属10种,分别为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、囊形单趾轮虫(Monostyla bulla)、蹄形腔轮虫(Lecane ungulata)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、迈氏三肢轮虫(Filinia maior)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)和广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)。后生浮游动物密度和生物量平均值分别为(1681.49±205.73)个/L和(7.8±1.52) mg/L,密度和生物量峰值均出现在初期的未刈割区,最低值均出现在后期的河道。后生浮游动物密度的空间分布呈现未刈割区 > 刈割区 > 河道的特征,时间变化呈现刈割初期 > 前期 > 中期 > 后期的趋势,生物量的时空变化趋势与密度一致。ShannonWiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数变化范围分别为1.67-3.42、1.64-3.57和0.41-1.13.统计分析结果表明TN、TP、NH4+-N、Chl.a、EC和SD是影响浮游动物群落结构的主要因子。综合生物和理化指标判别陈瑶湖水体已处于中污染状态;营养状态参数结果表明,陈瑶湖已处于中度富营养状态。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的海洋空间规划应用生态系统服务研究进展

      2022, 42(1):410-421. DOI: 10.5846/stxb202107151905

      摘要 (120) HTML (172) PDF 6.62 M (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用文献计量平台和知识图谱可视化手段,基于2000-2019年间Web of Science数据库中496篇文献样本,梳理国际海洋空间规划应用生态系统服务的整体概貌,把握热点主题和演化路径。结果表明,近20年,国际学界在该交叉领域聚焦于保护状况、海洋保护区、海洋空间规划、社会-生态系统、生态系统服务价值评估、生态系统服务权衡和近海渔业等7个热点主题。生态系统服务在海洋空间规划领域经历了由作为保护目标到技术工具再到治理路径的研究递进。相应地,国际学者应用生态系统服务的目的从追求技术上的最优解,拓展至对合理空间治理方案的探索。其中,以生态系统服务为核心的人海耦合机制及科学知识的实践转化是有待解决的难点,需要从多学科视角、宏微观分析和研究方法创新上加以突破。面向我国国土空间规划体系改革,应超越规划工具理性,走出应用海洋生态系统服务价值评估的局限。国内学者可从引导规划理念认知、增强空间治理精细化、提升规划公平与效率等现实需求入手,探索生态系统服务应用于我国海洋空间规划的可行路径,以此推动规划理论方法的完善,同时为提升人民海洋福祉提供切实保障。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(1):422-422.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 1.25 M (165) 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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