• 2022年第42卷第12期文章目次
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      2022, 42(12):0-0.

      摘要 (155) HTML (0) PDF 19.80 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >全球变化与可持续生态学专栏
    • 气候变化条件下全氟化合物对海岸带可持续发展的影响及管控策略

      2022, 42(12):4719-4728. DOI: 10.5846/stxb202108302446

      摘要 (221) HTML (239) PDF 3.74 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带生态系统为人类提供了食物、水等丰富的物质以及文化、休闲等生态系统服务。但由于全氟化合物等污染物的排放和气候变化的影响,海岸带地区环境日益恶化、资源枯竭、极端气候灾害加剧。这些问题直接导致了海岸带水质下降、近海生物多样性减少、生物群落结构变化,海岸带生态系统可持续发展受到影响。全氟化合物在自然环境中难以降解,会沿食物链在生物体内累积和放大进而对人类健康造成风险。随着氟化工产业在我国的快速发展、新型全氟化合物的不断更替以及气候变化的加剧,全氟化合物对海岸带生态的影响面临着极大的不确定性。为了更好地服务海岸带生态系统的可持续发展,目前仍需要加快完善立法保障,在全国范围内对全氟化合物进行监测;将海洋与陆地作为一个有机整体,统筹陆地影响和海岸带管控,严格控制污染物的排放。

    • 国家重点生态功能区生态-经济-社会系统耦合协调的动态演化——以新疆阿勒泰地区为例

      2022, 42(12):4729-4741. DOI: 10.5846/stxb202111213281

      摘要 (237) HTML (88) PDF 2.53 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究国家重点生态功能区生态-经济-社会系统耦合协调的演化特征,对实现可持续发展目标、建设美丽中国有重要意义。运用耦合协调模型、剪刀差方法、耦合度模型以及VAR模型对2007-2019年阿勒泰地区EES系统耦合协调度的动态演化进行分析。结果表明:(1)2007-2019年阿勒泰地区整体耦合协调度呈现不断上升趋势,由2007年的中度失调(0.271)向2019年的轻度失调(0.371)演进,生态系统与经济系统、社会系统的发展水平呈现"X"型变动趋势,经济系统与社会系统持续上升,而生态系统略微下降。(2)经济系统与社会系统、生态系统与社会系统演化速率的剪刀差在2014年以后出现较大幅度的波动,而生态系统与经济系统演化速率的剪刀差趋于稳定态势,生态系统与经济系统、经济系统与社会系统的耦合度呈现出由无序到有序的初始过渡。(3)由脉冲响应函数及方差分解可得,阿勒泰地区EES系统耦合协调水平的提升是三系统共同作用的结果,前期主要由社会系统、经济系统驱动,后期主要依赖生态系统的改善。研究表明:国家重点生态功能区应着重减轻经济系统对社会系统和生态系统的胁迫强度,进而实现三者的协同发展。

    • 亚洲半干旱区碳水通量时空格局及驱动因素

      2022, 42(12):4742-4757. DOI: 10.5846/stxb202106261702

      摘要 (175) HTML (158) PDF 24.41 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:亚洲半干旱区生态系统敏感,环境问题突出,作为全球近30年来碳水通量变化最大的区域,明确其碳水通量的时空分布格局和驱动因素对区域资源管理与可持续发展、全球气候变化等领域具有重要意义。基于植被与土壤湿度的联合同化产品(LPJ-Vegetation and soil moisture Joint Assimilation,LPJ-VSJA),结合研究区植被及气象数据,分析了亚洲半干旱区2010-2018年碳水通量植被总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)和水分利用效率(WUE)的时空变化、年际变化贡献率以及驱动因素。结果表明:(1)2010-2018年亚洲半干旱区年均GPP、ET、WUE空间格局总体呈"双夹型",中高纬度与低纬度地区的碳水通量值大于中纬度区域。(2)2010-2018年GPP、ET和WUE的年际变化总体都呈现增长趋势,但只有GPP呈现显著增长趋势(P<0.05),增速为7.82 g C m-2 a-1。(3) WUE的年际变化表现为总体先增加后减少,正值中农田对WUE年际变化贡献率最大(54.6%),森林生态系统在面积占比仅有草原五分之一的情况下仍有与草原相近的贡献率。(4)在亚洲半干旱区被植被所覆盖的40%区域中,WUE与温度、降水和光合有效辐射(PAR)显著相关(P<0.05),降水为亚洲半干旱区WUE的主导气象因素,降水和PAR共同影响了大部分区域植被的生长状况,对WUE多为负向影响;温度对WUE主要为正向影响。气象因子对WUE影响的区域差异性较明显。研究结果可为亚洲半干旱区制定植被和水资源管理策略、实现可持续发展提供参考。

    • 近60年秦岭山地旱涝变化规律

      2022, 42(12):4758-4769. DOI: 10.5846/stxb202107191951

      摘要 (120) HTML (97) PDF 10.34 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着极端气候变化,山地灾害频发。基于秦岭山地32个气象站点的实测数据,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为旱涝量化指标,研究了过去60年秦岭山地旱涝时空变化特征、频率、周期等变化规律,结果表明:(1)1960-2019年,秦岭山地年SPEI指数以0.124/10a的速度下降,其中,90.23%的面积呈显著下降趋势,1.96%的面积呈显著上升趋势,并在1990年发生干旱突变;秦岭北坡的干旱化趋势大于南坡,且高海拔地区干旱化更为明显。(2)突变前秦岭山地湿润比例平均值为36.94%,突变后下降为18.19%;干旱比例由突变前的17.64%急剧上升到突变后的38.19%;突变前30年秦岭山地极端干旱事件、严重干旱事件极少发生,发生频率几乎为0;突变后30年严重干旱和极端干旱事件发生频率增加,秦岭南北坡极端湿润和严重湿润事件近乎销声匿迹。(3)整体上,太阳黑子与秦岭山地旱涝变化以显著负相关关系为主;ENSO事件对秦岭山地的旱涝变化影响较大,在La Nina年易发生洪涝事件,在El Niño年易发生干旱事件;在不同时域范围内,海表温度距平(SSTA)对秦岭山地旱涝变化的影响不同:1990年以前,SPEI与SSTA存在显著的负相关关系;1990年后,SPEI与SSTA存在5-6年的强凝聚性共振周期,且SPEI滞后SSTA约1/4周期。

    • 近40年青藏高原植被动态变化对水热条件的响应

      2022, 42(12):4770-4783. DOI: 10.5846/stxb202107061801

      摘要 (217) HTML (82) PDF 26.16 M (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被对水热条件的响应因生态系统的空间异质性而具有显著的差异。基于GIMMS NDVI3g和MODIS NDVI逐旬数据集,通过数据融合构建的青藏高原1982-2020年的植被时间序列,利用Mann-Kendall趋势法分析近40年植被动态变化及其对温度、降水和辐射等水热条件的响应,并划定了植被动态的主要水热驱动因子分区。结果表明:(1)近40年青藏高原植被生长季平均NDVI呈现显著上升趋势,增速为0.006/10a,植被NDVI显著增加和减少的区域分别占青藏高原总面积的73.97%和18.38%;(2)青藏高原植被对水热条件的响应在静态上表现为高原腹地较高原边缘更加明显;在动态上表现为不同植被类型区对水热因子的响应关系、方向、程度均有所不同;整体上除森林和灌丛外,所有高寒植被类型与降水的响应程度要优于温度和辐射;(3)青藏高原植被生长受水热因子驱动的区域占高原总面积的55.95%,其中42.72%以上的区域气温、降水和太阳辐射的驱动作用是互补的,13.23%的区域由多个水热因子联合驱动;44.05%的区域为非气候驱动区。

    • 生态创新系统功能、过程和可持续评估

      2022, 42(12):4784-4794. DOI: 10.5846/stxb202108302442

      摘要 (109) HTML (108) PDF 1.03 M (160) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同国家生态创新水平有高低,生态创新系统有差异。生态创新系统是由一系列参与者通过相互作用形成的网络,目的是推动有助于生态环境和社会经济协调发展的知识和技术的生产、传播和应用。为比较不同国家生态创新系统的发展状况和可持续性,分析不同国家生态创新系统的优势和不足,提出生态创新系统两步评估法和整体分析框架。把生态创新系统的功能和过程结合起来,对生态创新系统的发展水平进行评价。重点关注系统的长期发展,即系统可持续性。基于资本的角度,包括知识、经济、人力和社会资本,建立生态创新系统可持续评估模型,考察相关资本存量、流量和风险因素。根据创新系统理论、文献回顾和国际研究比较,遴选出30个关键指标,构建涵盖2个指标矩阵的综合评价指标体系。采用主成分分析和综合评价方法,对不同国家生态创新系统的功能-过程和可持续性分别进行评价。研究表明,法国、德国、韩国、西班牙和挪威生态创新系统的功能-过程表现最强,韩国、德国、奥地利、挪威、捷克生态创新系统的可持续性表现最强。根据生态创新系统的现状和可持续性,主要生态创新国家可以分为四种类型,据此采用不同发展策略。如韩国系统现状水平和可持续性都较高,属于生态创新先进国。西班牙现状水平较高但可持续性较弱,需要加大对生态创新系统的投入。土耳其系统现状水平和可持续性都较弱,荷兰系统现状水平和可持续性较均衡。土耳其除加大资本投入外,还要加强创新系统功能的提升和创新过程的优化。研究在完善生态创新系统功能和过程一体化评价的同时,弥补当前生态创新系统可持续性研究缺乏的不足。同时,评估结果为各国生态创新系统的优化提升、相关生态创新政策的出台提供研究基础和数据支撑。

    • 海南岛生态环境质量时空变化及其对气候变化与人类活动的响应

      2022, 42(12):4795-4806. DOI: 10.5846/stxb202107272035

      摘要 (225) HTML (71) PDF 11.30 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:海南岛是气候变化敏感区以及生态环境脆弱区。近几十年气候变化和人类活动深刻地影响着海南岛的生态环境质量。然而,针对海南生态环境质量时空演变及其对气候变化与人类活动响应的规律还不清晰,理解这些规律对实现海南岛可持续发展目标具有重要意义。基于多源遥感数据,利用改进的遥感生态环境指数(MRSEI)探究了海南岛1992-2015年生态环境质量时空变化特征以及其对气候变化以及人类活动的响应,并利用像元尺度的多元回归法对比了气候变化与人类活动对生态环境质量变化的贡献。结果表明:(1) MRSEI指数适用于大区域,可用于本研究中的海南岛生态环境质量评价;(2)近24年,海南岛生态环境质量呈现波动上升的趋势,且在所有土地利用类型中,林地的MRSEI最高,多年平均值达到0.812;(3) MRSEI与气温、降雨呈现出显著正相关关系,与以夜间灯光表征的人类活动在沿海以及各市县的主城区呈现显著负相关关系;(4)气候变化在MRSEI演变中的贡献整体要高于人类活动影响。为海南中国特色自由贸易港建设中生态环境与经济社会协同发展研判提供科学的定量支撑,并为制定相应的政策提供依据。

    • 基于可持续发展目标的资源型城市可持续发展评价技术及应用——以湖南省郴州市为例

      2022, 42(12):4807-4822. DOI: 10.5846/stxb202108272419

      摘要 (117) HTML (92) PDF 6.53 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:资源型城市作为我国重要战略保障基地,面临较为突出的不可持续问题,定量化开展可持续发展水平监测评估是推动其绿色转型发展、激活再生动力的重要途径。基于联合国可持续发展目标体系(SDGs),结合行星边界理论,从资源型城市可持续发展特征出发,建立了由2个系统、4个支柱、12个领域和48项指标组成的资源型城市可持续发展评价指标体系。借鉴全球SDGs监测评估实践经验,考虑指标属性,综合确定各指标的阈值,并采用改进的离差标准化、障碍度分析及耦合协调度分析等方法建立综合评价技术体系。以拥有"有色金属之乡"称号的郴州市国家可持续发展议程创新示范区为评价对象,对其2005-2019年连续15年的可持续发展水平进行实证分析。结果表明:(1)郴州市可持续发展水平整体上呈现稳步上升趋势,得分由0.398上升到0.610。(2)4个支柱中,自然资源支柱的得分进步幅度最大,高达71.3%,说明郴州市已经逐步提高对资源利用效率的重视,同时意识到挖掘替代资源的重要性,资源保障与利用能力不断提升;而发展动力支柱得分始终处于较弱或中等水平,已成为制约郴州市可持续发展和绿色转型的主要因素,其中科技创新驱动是该支柱发展关键障碍因子。(3)15年间郴州市的人类发展系统和自然环境系统耦合向好发展,耦合协调度由0.631提高至0.780,但与同类型城市相比,郴州市人类发展系统的改善具有一定滞后性和不充分性,如何将郴州市自然环境优势转化以提高人类发展水平是郴州市进一步需要探索的。提高创新能力、挖掘并培育壮大接替产业、积极探索自然资源转化路径,协调平衡保护与发展的关系,正是以郴州市为代表的资源型城市实现可持续发展的有效途径。

    • 氮添加对中国陆地生态系统植物-土壤碳动态的影响

      2022, 42(12):4823-4833. DOI: 10.5846/stxb202108192313

      摘要 (109) HTML (67) PDF 4.27 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,中国大气氮沉降水平不断增加,过量的活性氮输入深刻影响了我国陆地生态系统碳循环。虽然已有大量的研究报道了模拟氮添加实验对我国陆地生态系统碳动态的影响,但是由于复杂的地理条件和不同的施氮措施,关于植物和土壤碳库对氮添加的一般响应特征和机制仍存在广泛争议。因此,采用整合分析方法,收集整理了172篇已发表的中国野外氮添加试验结果,在全国尺度上探究氮添加对我国陆地生态系统植物和土壤碳动态的影响及其潜在机制。结果表明,氮添加显著促进了植物的碳储存,地上和地下生物量均显著增加,且地上生物量比地下生物量增加得多。同时,氮添加显著增加了凋落物质量,但对细根生物量没有显著影响。氮添加显著降低了植物叶片、凋落物和细根的碳氮比。总体上,氮添加显著增加了土壤有机碳含量并降低了土壤pH值,但对可溶性有机碳、微生物生物量碳和土壤呼吸的影响并不显著。在不同的地理条件下,土壤有机碳含量对氮添加的响应呈现增加、减少或不变的不同趋势。回归分析表明,地上生物量与土壤有机碳含量之间,以及微生物生物量碳与土壤有机碳含量之间呈负相关关系。虽然氮添加通过增加凋落物质量显著促进了植物碳输入,但同时也会通过刺激微生物降解来增加土壤碳的分解,这可能是由于增加的氮输入显著降低了凋落物和细根的碳氮比来提供高质量的分解底物。土壤有机碳积累对氮添加的响应取决于植物碳输入和土壤碳输出之间的权衡。综上所述,氮添加会促进中国陆地生态系统的植物和土壤碳储存,但其响应程度取决于不同的生态系统类型和施氮措施。在氮沉降背景下,地上碳输入与土壤有机碳含量之间的负相关关系可能会影响对陆地土壤碳收支的预测,在未来的生态系统模型中应该充分考虑植物-土壤碳动态之间的平衡。

    • 气候变化对中国近海8种中上层鱼类潜在生境分布的影响

      2022, 42(12):4834-4846. DOI: 10.5846/stxb202107021767

      摘要 (143) HTML (92) PDF 10.15 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着底层和近底层渔业资源的衰退,海洋中上层鱼类在我国海洋捕捞业中逐渐占据重要的地位。预测气候变化情景下中上层经济鱼类的潜在生境分布及其变化规律,可为应对气候变化的鱼类栖息地保护和渔业生态系统管理提供重要科学依据。采用物种分布模型模拟并预测现状及2050年两种气候变化情景下8种中上层经济鱼类在中国近海的潜在分布,通过分布区的收缩-扩张情形和质心迁移距离定量分析气候变化对鱼类空间分布格局的影响。结果表明:(1)模型预测结果良好,各组模型的AUC值均高于0.85,影响目标鱼类潜在分布的主要驱动因子为海水表层温度和溶解氧;(2)8种中上层经济鱼类中,羽鳃鲐(Rastrelliger kanagurta)、鳓鱼(Ilisha elongata)等种类生境分布偏南,气候变化情景下分布北界可扩展至长江口,而鳀鱼(Engraulis japonicus)、青鳞小沙丁鱼(Sardinella zunasi)等种类主要分布在我国北方海域,气候变化情景下生境南缘边界退缩明显;(3)整体来看RCP8.5情景下的空间分布变化率大于RCP2.6情景,其中蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、青鳞小沙丁鱼等分布面积扩张,可能是潜在的受益者,而羽鳃鲐、鳀鱼等可能是潜在的受损者,鳀鱼的潜在分布面积缩减最多;(4)大部分鱼类的潜在生境呈现向北迁移的情形,仅有青鳞小沙丁鱼略微南移,RCP2.6情景下目标种类的分布质心平均北移距离为89.43km,RCP8.5情景下北移距离为182.95km。

    • 内蒙古不同气候带白桦外生菌根真菌群落结构及影响因素

      2022, 42(12):4847-4860. DOI: 10.5846/stxb202106151584

      摘要 (88) HTML (72) PDF 7.36 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:白桦是天然次生林生态系统演替过程中的先锋树种,是典型的外生菌根树种。基于Illumina Miseq高通量测序技术及生物信息学方法,分析了白桦外生菌根真菌多样性和群落结构及其驱动因素。结果表明,白桦根围土壤中共获得261个外生菌根真菌OTUs,隶属于2门、4纲、11目、29科、50属。在门水平上,担子菌门(Basidiomycota)真菌相对丰度占93.5%;其余为子囊菌门(Ascomycota)真菌,相对丰度占6.5%。在属水平上,相对丰度≥1%的优势属共有16个,其中红菇属(Russula,32.1%)、蜡壳耳属(Sebacina,19.9%)和丝膜菌属(Cortinarius,11.8%)的相对丰度最高,分布广泛,在所有样点均有出现。采用RDA和SPSS分析了外生菌根真菌群落组成差异的驱动因素,pH值、总氮、土壤含水量和速效钾对外生菌根真菌的分布均有极显著影响,其中,pH值对外生菌根真菌多样性及群落结构变化的解释度最高,为34.3%,其次为总氮、土壤含水量和速效钾,解释度分别为25.1%、16.8%和5.4%。研究结果阐明了跨气候带白桦外生菌根真菌的群落结构和影响因素,可为深入理解及预测全球气候变化对森林生态系统的影响提供理论依据。

    • 2008—2018年伊犁河流域植被净初级生产力时空分异特征

      2022, 42(12):4861-4871. DOI: 10.5846/stxb202104251084

      摘要 (182) HTML (73) PDF 11.34 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于MODIS数据和改进的光能利用率模型(CASA模型)对2008-2018年伊犁河流域植被净初级生产力(NPP)进行估算,通过一元线性回归趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法对其时空分异特征进行分析。结论如下:(1)时间特征上,伊犁河流域植被NPP呈现波动上升趋势,年内植被NPP呈现出"单峰型"特点,该流域四季植被NPP大小关系为:夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季;(2)空间特征上,伊犁河流域植被NPP呈现东北低西南高,沿天山山脉呈环状分布,各植被类型NPP的大小为:林地(624.13 g C m-2 a-1)>耕地(575.04 g C m-2 a-1) > 草地(270.57 g C m-2 a-1) > 裸地(114.26 g C m-2 a-1)。该流域植被NPP在海拔、经纬度方面均呈现不同的变化特征。(3)空间稳定性上,伊犁河流域植被NPP存在明显的空间差异性,各变异程度面积比例从大到小为:稳定(44.78%) > 不稳定(25.47%) > 比较稳定(16.46%) > 很不稳定(13.3%);(4)未来变化趋势上,伊犁河流域大部分地区植被NPP未来的变化趋势将以持续增加为主,未来变化趋势的面积比例大小为:持续增加(51.67%) > 由增加变为减少(31.75%) > 持续减少(9%) > 由减小变为增加(7.54%) > 无法预测(0.06%)。研究结果可为伊犁河流域的生态环境和社会、经济的可持续发展提供可靠的理论依据。

    • 两种互逆资源梯度影响下刺叶锦鸡儿的种子选择性败育格局

      2022, 42(12):4872-4881. DOI: 10.5846/stxb202103280812

      摘要 (50) HTML (79) PDF 5.71 M (101) 评论 (0) 收藏

      摘要:种子的选择性败育在被子植物中普遍存在,开展结籽格局及其影响因素的研究有助于深入了解种子的形成机制及多样化的生殖对策。以刺叶锦鸡儿Caragana acanthophylla为材料,通过传粉过程、胚珠发育动态和资源分配状况的研究,以探讨种子的选择性败育格局及相关影响因素。结果显示:(1)刺叶锦鸡儿具高度自交不亲和性,为泛化的传粉系统,蜂类是主要的传粉者。自然状态的结实率为(86.00±4.96)%,不存在传粉限制,但受精具明显的时间效应。(2)刺叶锦鸡儿单花期4-5d,每朵花有(14.00±0.14)粒胚珠。胚珠的发育从荚果顶部开始,其中,开花后第3天荚果顶部胚珠开始膨大;第11天绝大多数胚珠出现了膨大,此时,在荚果基部的胚珠开始败育,随后荚果顶端受精后的胚珠也出现败育,最终仅荚果中部形成2-3粒种子。其结籽格局为成熟荚果中部胚珠,而败育荚果顶部和基部胚珠的选择性败育类型。(3)受微地形影响,居群内开花植株具斑块分布,对较少开花植株通过添加水肥进行资源调控后,结籽率显著提高,说明在种子形成过程中存在资源限制。综上所述,受精顺序和资源限制两个互逆的资源梯度决定了刺叶锦鸡儿的结籽格局。其中,受精的时间梯度导致了基部胚珠的最先败育;而资源分配的位置效应又导致了顶部已受精胚珠的败育;中部为两种资源的交汇处,在受精时间和资源分配的位置效应方面是一个折中,胚珠得到了较好的发育。

    • 中亚热带13种树种幼苗叶片和细根可溶性有机碳的数量特征和结构特征

      2022, 42(12):4882-4891. DOI: 10.5846/stxb202106301742

      摘要 (71) HTML (77) PDF 1.35 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶片和细根输入的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)是森林生态系统最活跃的组成部分,对生态系统的碳循环有重要作用。以中亚热带13种典型树种为研究对象,测定其幼苗叶片和细根(0-1 mm和1-2 mm)的碳氮含量,淋溶产生的DOC浓度以及傅里叶红外光谱特征,分析不同树种和不同器官之间DOC的数量特征和结构特征。结果表明:(1)浙江桂在叶片和细根(0-1 mm和1-2 mm)的总碳含量上最高,竹柏在叶片和0-1 mm细根的总碳含量上最低,观光木在1-2 mm细根的总碳含量上最低。花榈木和罗汉松在叶片的总氮含量上分别为最高和最低,木荚红豆和观光木分别在0-1 mm和1-2 mm细根的总氮含量上最高,冬青在细根(0-1 mm和1-2 mm)的总氮含量上最低。(2)刨花楠、闽楠和浙江桂等樟科树种在叶片淋溶产生的DOC浓度上最高,而罗汉松和和竹柏等罗汉松科树种在叶片淋溶产生的DOC浓度上最低;花榈木和木荚红豆等红豆属树种在细根(0-1 mm和1-2 mm)淋溶产生的DOC浓度上最高;刨花楠、闽楠和浙江桂等樟科树种在细根(0-1 mm和1-2 mm)淋溶产生的DOC浓度上最低。(3)红外光谱显示,13种树种叶片和细根淋溶产生DOC的红外光谱特征具有一定的相似性,都有6个吸收峰和1个透射峰。浙江桂叶片淋溶产生的DOC在各个波段的吸收率上最高,冬青叶片最低;红豆杉细根(0-1 mm和1-2 mm)淋溶产生的DOC在各个波段的吸收率上最高,木荚红豆0-1 mm细根淋溶产生的DOC在各个波段吸收率上最低,丝栗栲1-2 mm细根淋溶产生的DOC在各个波段吸收率上最低。研究表明在植物生物多样性较高的亚热带常绿阔叶林,树种和器官类型在调节DOC的数量特征和结构特征上起重要作用,相关研究应充分考虑到不同材料之间的差异性。气候变化下树种分布、降雨强度与频率的改变,将强烈影响森林中可溶性有机碳的数量与组成,从而影响到亚热带森林土壤微生物活动与养分循环。因此,通过比较不同树种的叶片与细根产生的DOC数量与组成结构上的差异,为完善和补充气候变化下亚热带常绿天然林碳循环研究提供科学依据。

    • 大气气溶胶对北京杨树人工林生态系统生产力的影响

      2022, 42(12):4892-4902. DOI: 10.5846/stxb202005281383

      摘要 (118) HTML (84) PDF 1.55 M (108) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气气溶胶可以影响到达地面的太阳辐射,进而影响植物光合作用和生态系统生产力,乃至区域上的碳收支。为探究北京地区气溶胶对杨树人工林生态系统生产力的影响,利用2006-2009年北京大气气溶胶数据结合北京大兴杨树人工林涡度相关系统监测的辐射、碳通量等数据,分析了气溶胶对散射辐射、光能利用效率(LUE)、生态系统初级生产力(GPP)的影响,并利用通径分析方法探究了气溶胶和生态环境因子对GPP的直接和间接影响。结果表明,北京市气溶胶光学厚度(AOD)具有明显的季节变化特征:春、夏两季大于秋、冬季,夏季气溶胶光化学厚度最大。大气气溶胶显著影响了地表辐射组分以及温度、湿度环境因子,随着AOD从0增大到3,总辐射减小了43.63%,散射辐射增加132.26%,散射辐射比例增大了2.55倍,而相对湿度增大48.52%,日温差增大3℃左右。当生态系统受水分胁迫时,气溶胶对生态系统生产力无显著影响,当生态系统处于非水分胁迫时,杨树人工林生态系统光能利用效率和生产力随着气溶胶浓度增大先增大后减小,当AOD为1.0-1.6时,GPP维持在较高的水平,当AOD>2.5时,GPP显著减小且小于背景气溶胶(AOD<0.4)的GPP。通径分析表明,水分胁迫条件下,气溶胶对杨树人工林生态系统生产力的间接影响很小;非水分条件下,散射辐射对生态系统生产力影响最大,气溶胶可以通过增大散射光施肥效应来增大生态系统生产力。不同的水分条件下气溶胶对杨树人工林生态系统的影响不同,非水分胁迫条件下适宜的气溶胶增大杨树人工林生态系统的生产力,严重的气溶胶污染(AOD>1.5)则导致杨树生态系统生产力下降。

    • 重庆喀斯特生境中桢楠种群结构与动态特征

      2022, 42(12):4903-4911. DOI: 10.5846/stxb202106171607

      摘要 (78) HTML (72) PDF 983.53 K (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:桢楠是我国珍稀渐危树种,国家二级保护植物,野生多散生于海拔1500 m以下的亚热带常绿阔叶林中。而喀斯特生境岩石裸露、土壤浅薄贫瘠、岩溶干旱频发,理论上并不适合喜湿耐荫且喜酸性土壤的桢楠生长及幼苗更新。因此重庆市大足区和永川区喀斯特生境中的天然桢楠种群可能存在一定的更新困难。为明确这两个桢楠种群的生存现状及动态特征,采用野外调查法,从径级结构、静态生命表、存活曲线、结构动态及分布格局等方面分析桢楠种群结构及其数量动态规律,以期预测种群未来发展趋势,为喀斯特地区桢楠种群的保护、群落更新及植被恢复提供理论基础。结果表明:(1)大足区桢楠种群的年龄结构趋于稳定型,而永川区桢楠种群的年龄结构为增长型。两地区幼苗充足但死亡率高。(2)静态生命表及相关曲线分析显示,两个桢楠种群存活数量总体上随径级增大而减少;两个桢楠种群的生存期望值在不同径级间存在波动,大足区桢楠种群在第Ⅱ径级而永川区则是第Ⅳ径级期望值最高。(3)两个种群的存活曲线均为Deevey-Ⅲ型,即幼树死亡率较高,并且种群的增长速度较为缓慢。(4)大足区种群为随机分布,永川区种群为集群分布;种群各生长发育阶段均为集群分布,但聚集强度随着龄级的增加而减弱。桢楠种群在喀斯特地区生长周期长,天然更新能力较强但对外部干扰敏感。建议加强对幼苗的抚育工作,提高幼苗存活率,促进桢楠种群的自然更新和恢复。

    • 大兴安岭次生林区不同龄级落叶松(Larix gmelinii)生态位特征和竞争关系

      2022, 42(12):4912-4921. DOI: 10.5846/stxb202106231667

      摘要 (117) HTML (151) PDF 1.39 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态位能够反映物种在群落中的功能地位,通过生态位可以定量地研究种内、种间、生境三者之间的相互关系。以大兴安岭次生林区优势种群落叶松(Larix gmelinii)为研究对象,运用Levins公式、Pianka指数和Hegyi单木竞争指数模型分析了该优势种的生态位特征、生态位宽度与重叠度以及重叠程度与竞争作用之间的关系。研究结果表明:随落叶松个体的发育其生态位呈先增大后减小的规律性变化;生态位宽度较大的落叶松个体间重叠程度往往也较高,生态位宽度与重叠度呈显著的线性正相关;落叶松个体间的生态位重叠程度与彼此之间的竞争作用无明显相关性、种群内存在互利性生态位重叠现象;生物个体间的竞争作用与研究尺度有关。

    • 阴山北麓农牧交错区退耕地草地生态系统碳交换及水分利用效率

      2022, 42(12):4922-4932. DOI: 10.5846/stxb202011162955

      摘要 (59) HTML (69) PDF 8.73 M (133) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古阴山北麓农牧交错区由于长期不合理的开垦造成了荒漠草地生态系统碳交换等生态功能的显著丧失。我国20世纪末开始实施的退耕还林还草工程产生了大量退耕地,随着自然恢复演替,这些退耕地的生态功能得到了有效的修复,其巨大的碳汇潜力成为了荒漠草地生态系统碳循环研究的热点。研究通过空间代替时间的方法,对内蒙古阴山北麓典型区域--武川县周边无干扰的荒漠草原以及3个退耕恢复阶段草地的生态系统CO2交换(NEE、GEP和ER)、水分利用效率(WUE)以及生物量等指标进行了实地测量。结果表明:(1)随着退耕恢复演替时间的推移,生态系统CO2交换呈显著上升趋势,演替晚期植被NEE与未受干扰的荒漠草地无明显差异;(2)生态系统水分利用效率的变化趋势与生态系统CO2交换基本一致,但已退耕17年后的退耕地WUE仍没有恢复至未受干扰荒漠草地的水平;(3)导致以上结果的原因主要与退耕地地上植被生物量的恢复以及一、二年生植物和多年生植物比例的演替变化有关。结果表明荒漠草地退耕地恢复过程中生态系统功能的恢复可能并非是同时的,而是分阶段有选择进行的。

    • 基于带宽优选地理加权回归模型的深圳市植被碳储量反演

      2022, 42(12):4933-4945. DOI: 10.5846/stxb202102260545

      摘要 (116) HTML (78) PDF 6.18 M (132) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被碳储量估测是自然资源监测的重要内容,遥感技术结合地面样地进行反演可以获得区域范围内植被碳储量的空间连续分布,弥补了传统人工抽样调查估测的不足。然而,现有的参数和非参数遥感估测模型大多忽略了样地数据的变异与空间自相关关系。研究以Landsat 8 OLI影像为数据源提取遥感变量,结合植被碳储量实测调查数据,利用最小信息准则(AICc)、最大空间自相关距离(MSAD)和交叉验证(CV)分别确定最优带宽,组合Gaussian、Bi-square和Exponential核函数构建地理加权回归(GWR)模型估算深圳市植被碳储量,并与多元线性回归(MLR)进行比较,选择最优模型绘制深圳市植被碳储量空间分布图。研究结果表明,GWR模型整体精度优于MLR模型,GWR模型的决定系数(R2)均高于MLR模型,且均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)显著降低。带宽和核函数的选择对GWR模型估测结果产生了显著影响。以CV确定带宽、Exponential为核函数组合构建的GWR模型效果最佳,其R2为0.697,RMSE为10.437 Mg C/hm2,相比其它模型精度上升了13.87%-32.28%,且变量回归参数均存在显著空间非平稳性,能较好反映空间异质性。结合最优GWR模型和植被类型空间分布估算深圳市植被碳储量,得到其碳储量值在1.63-60.95 Mg C/hm2之间,其中高值和低值主要分布于森林和草地区域,与深圳市植被覆盖情况基本一致。GWR模型考虑了变量空间异质性,基于带宽优选的GWR模型一定程度上能获得更合理的碳储量空间分布,能为深圳市植被碳储量遥感估算提供方法与技术参考。

    • 景观格局视角下晋西三川河流域径流变化归因分析

      2022, 42(12):4946-4958. DOI: 10.5846/stxb202105131259

      摘要 (86) HTML (103) PDF 12.51 M (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原大规模人类活动造成下垫面剧烈变化,流域景观格局改变,影响产汇流过程。学科融合视角下,基于Budyko水热耦合方程、景观指数计算以及回归分析等多学科方法,以晋西黄土丘陵沟壑区三川河流域为例,分析不同尺度景观格局变化造成流域径流量变化的原因,判别地理景观空间对产汇流过程的影响。结果表明:(1)1980年至今是研究区径流锐减阶段,其中下垫面变化对径流贡献率为60.81%;(2)1980年至今的下垫面变化造成流域景观斑块破碎、形状趋于规整,景观格局分割度、蔓延度提高;(3)利用逐步线性回归模型可将径流减少的景观格局变化定位到具体地理空间,流域东部、北部主要支流上游与两条支流汇流处的林地核心斑块面积减少以及城市建设区域对于水体连通性的破坏。通过跨学科方法探究景观格局与径流变化之间的潜在空间关联,揭示径流对景观格局变化的响应,可为黄土高原水资源管理与生态规划提供决策依据。

    • 基于人地关系视角的鄱阳湖水陆交错带范围划分

      2022, 42(12):4959-4967. DOI: 10.5846/stxb202106211644

      摘要 (75) HTML (60) PDF 7.90 M (122) 评论 (0) 收藏

      摘要:水陆交错带是典型的过渡性地理空间,是地理学研究的关键样带,承载着特殊且复杂的人地关系。根据鄱阳湖过水性、吞吐型、季节性特点,考虑行政区划完整性与尺度效应,基于高分辨率遥感影像和长时间序列水位变化数据,利用非监督分类、目视解译、调查验证等方法,从自然和行政区划两个维度划分了鄱阳湖水陆交错带的地域范围,阐述了其自然、经济和社会等基本特征,分析了其理论基础、现实意义及科学内涵。研究表明:(1)鄱阳湖水陆交错带最大自然范围约为2508.08 km2,行政范围涉及11个县(市、区)78个乡镇单元,包含行政村974个;(2)其景观要素变化多样,经济发展主要以生态农业、生态旅游业为主,人口分布呈现带状特征,与交错带范围高度吻合;(3)自然基础、尺度效应和内涵特征是其范围划分的理论基础,探究其人与环境相互作用的过程、机理与规律是重要现实意义;(4)未来可以从景观格局变化、人地关系分解、社会生活变迁等方面开展进一步研究,以揭示该区域特殊人地关系变化。

    • 雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同度评价

      2022, 42(12):4968-4977. DOI: 10.5846/stxb202010192656

      摘要 (76) HTML (115) PDF 8.35 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安新区的建设目标是构建"绿色生态宜居新城区",将城市发展与生态宜居并行。生态基础设施作为城市中提供生态系统服务的条件与过程,对构建绿色生态宜居新城区起到主要支撑作用。构建了生态基础设施建设与城市发展的指标体系。在现状分析的基础上,根据雄安新区规划文件,采用地区类比法等方法对生态基础设施建设与城市发展情况进行预测,以形态学空间格局分析(MSPA)模型处理得到的7类景观类型作为生态基础设施指标,并从人口、经济、产业、城镇化4方面构建雄安新区城市发展指标;其次建立耦合协同模型,分析2010、2015、2017、2025、2035、2050年6个年度雄安新区生态基础设施建设与城市发展的协同度水平。研究结果表明,雄安新区生态基础设施建设与城市发展在早期处于濒临失调状态,后续经过政策引导,雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同程度逐渐提高,至2050年已达到良好协同状态。研究结果可为促进雄安新区生态基础设施建设与城市协同发展提供科学参考。

    • 土壤湿度对中国南部热带森林土壤甲烷吸收的影响

      2022, 42(12):4978-4987. DOI: 10.5846/stxb202106281706

      摘要 (76) HTML (124) PDF 2.99 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林土壤是一个重要的大气甲烷的汇。然而,相较于寒带和温带,在热带尤其是东南亚地区,森林土壤甲烷通量的观测较少,这限制了目前对热带森林土壤甲烷通量与环境因子之间关系的认识,也给热带森林土壤甲烷汇的估算带来了一定的不确定性。在中国海南省吊罗山国家森林公园的热带森林土壤,采用激光光谱法测量了2016年9月至2018年9月逐月的土壤甲烷通量,并分析了其与周围环境因子的关系。结果表明:研究区土壤是甲烷的汇,山顶样地的年平均吸收量为0.95 kg CH4-C hm-2 a-1,山脚样地的年平均吸收量为1.93 kg CH4-C hm-2 a-1。干季(11月-次年4月)的甲烷吸收通量明显高于湿季(5-10月),占到全年甲烷吸收的68%。山顶样地年平均土壤湿度为19.2%,年内的波动较小(2.8%)。而山脚样地的年平均湿度相对较低,为12.7%,且年内波动大(5.4%)。土壤湿度是控制甲烷吸收最主要的环境因子,可以解释月际甲烷吸收变化的76%,甲烷吸收通量与土壤温度的相关性则不显著。当土壤湿度高于20%(体积分数)时,研究区土壤开始从甲烷的汇转变为甲烷的源。综合研究及热带其他研究中甲烷吸收与土壤湿度的关系,推算出热带森林土壤的甲烷年吸收量为1.72 Tg CH4-C/a。结果对东南亚地区长时间甲烷通量观测及热带森林土壤甲烷汇的估算具有重要意义。

    • 毛竹林和阔叶林凋落物互置对土壤氮矿化的影响及微生物贡献

      2022, 42(12):4988-4997. DOI: 10.5846/stxb202012313329

      摘要 (85) HTML (62) PDF 1.24 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物输入方式的改变导致凋落物数量和质量发生变化,进而对森林土壤氮矿化产生影响。选择未被入侵的次生阔叶林和毛竹入侵后形成的毛竹纯林为对象,对地表凋落物进行保留、去除与置换处理,采用室内培养法同时添加抗生素(链霉素和放线菌酮)分析真菌和细菌在土壤氮素矿化中的贡献。结果表明:(1)去除凋落物处理使阔叶林土壤净氨化速率增加27.0%,净硝化速率降低11.4%;毛竹林土壤净氨化速率增加23.4%。(2)置换凋落物处理使阔叶林土壤净氨化速率增加43.8%,净硝化速率降低33.5%;毛竹林土壤净硝化速率增加73.1%。(3)添加抗生素后,凋落物置换处理与对照相比,置换凋落物后阔叶林土壤真菌和细菌在净氨化中发挥主要作用;真菌在两种林分土壤净硝化中发挥主要作用,细菌在阔叶林土壤净硝化中发挥主要作用。(4)结合测定的凋落物化学性质可知,置换凋落物后引起真菌和细菌在土壤氮素矿化中贡献发生变化,是由于输入凋落物中木质素和纤维素含量的变化。综上,凋落物去除和置换改变了土壤氮素矿化速率,置换凋落物后改变了真菌和细菌对土壤氮素矿化的贡献。解析凋落物质量在土壤氮素矿化中的作用及微生物群落的相对贡献,有助于阐明毛竹入侵阔叶林的地下生态机制。

    • 放牧和刈割对大针茅草原土壤微生物群落结构及多样性的影响

      2022, 42(12):4998-5008. DOI: 10.5846/stxb202103290818

      摘要 (98) HTML (104) PDF 2.26 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:放牧和刈割是内蒙古草原的两种主要利用方式,然而,长期放牧和刈割对大针茅草原土壤微生物群落的影响知之甚少,因此,以内蒙古大针茅草原为研究对象,设置放牧和刈割两种利用方式,以围封不利用为对照,基于高通量测序技术,研究大针茅草原在不同利用方式下土壤微生物组成及多样性的变化,并结合土壤理化因子进一步探究土壤微生物群落组成的主要影响因素。研究结果表明:不同利用方式下土壤细菌α多样性指数无显著差异,而刈割显著提高了土壤真菌Observed_species、Chao1和ACE指数;土壤细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),土壤真菌群落的优势菌门是子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota),不同利用方式下部分微生物类群的相对丰度差异显著,放牧显著提高了细菌群落的变形菌门、疣微菌门(Verrucomicrobia)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度,刈割显著提高了真菌群落的担子菌门(Basidiomycota)相对丰度,此外,放牧和刈割均显著降低了厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度;冗余分析表明,土壤细菌主要受硝态氮和铵态氮影响,二者均与酸杆菌门(Acidobacteria)呈正相关,与变形菌门(Proteobacteria)呈负相关,土壤真菌主要受有效磷和硝态氮影响。综上所述,草地利用方式的改变通过土壤理化因子改变了土壤微生群落组成及多样性,其中土壤铵态氮、硝态氮和有效磷是微生物群落形成和演化的主要驱动因素。研究揭示了不同利用方式下大针茅草原土壤微生物群落结构特征及多样性的变化及其与土壤理化性质的关系,可为大针茅草原合理利用提供理论依据。

    • 粉垄耕作对耕地土壤酶活性、微生物群落结构和功能多样性的影响

      2022, 42(12):5009-5021. DOI: 10.5846/stxb202106241676

      摘要 (72) HTML (194) PDF 6.27 M (113) 评论 (0) 收藏

      摘要:粉垄耕作是中国的一种新型耕作技术,对耕地质量和作物增产有重要影响。设置传统耕作深度20 cm (CK)、粉垄耕作深度35 cm (FL1)和粉垄耕作深度50 cm (FL2)对玉米耕地进行处理,重点研究了粉垄耕作技术对土壤微生态的影响,并阐明土壤微生物群落组成及功能对粉垄耕作的响应。结果表明,FL1、FL2和CK处理玉米产量分别为8.58、8.38和6.22 t/hm2,FL1和FL2处理增产率分别为34.7%-37.9%。在0-20、20-40 cm土层中,粉垄耕作两个处理的土壤酶活性、微生物群落多样性和功能多样性均显著高于CK处理。通过结构方程模型发现,粉垄耕作直接提高了土壤酶活性、细菌参与养分循环的功能基团和细菌的群落结构,并通过细菌群落间接影响了真菌群落,增加了真菌参与养分循环的功能基团和真菌群落多样性,使土壤微生物碳源利用的能力和功能多样性指数得到提升,以FL1效果更佳。总之,研究从微生物的角度解释了粉垄耕作对土壤微生态的影响机制,为粉垄耕作提升土壤耕地质量提供了理论依据。

    • 秸秆还田对玉米根际氨氧化微生物群落及红壤硝化潜势的影响

      2022, 42(12):5022-5033. DOI: 10.5846/stxb202104010853

      摘要 (76) HTML (114) PDF 7.65 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨酸性红壤根际氨氧化微生物群落以及硝化作用对不同秸秆还田处理的响应,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的秸秆还田长期试验平台(9年),采用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同秸秆还田处理(不施肥(CK);氮磷钾肥(NPK);氮磷钾肥+秸秆(NPKS);氮磷钾肥+秸秆猪粪配施(NPKSM);氮磷钾肥+秸秆生物炭(NPKB))下玉米根际土壤氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)丰度和群落结构的变化,揭示了秸秆还田对根际氨氧化微生物群落结构和硝化潜势(potential nitrification activity,PNA)的影响机制。结果发现:相比CK和NPK处理,秸秆还田显著提高了土壤养分含量和硝化潜势,其中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)含量显著增加,NPKSM处理对土壤肥力提升效果最佳。AOA的硝化潜势显著高于AOB,表明AOA主导了土壤硝化作用。秸秆还田显著提高了AOA和AOB丰度,改变了群落组成,Shannon和Chao1指数均高于未添加秸秆的处理。SOC、TN和NH4+-N以及AOA和AOB多样性指数分别与PNAAOA和PNAAOB呈显著正相关。结构方程模型表明,NH4+-N和TN通过AOA丰度和AOB多样性间接影响PNAtotal。研究结果表明,秸秆还田处理能够显著提高红壤肥力,增加红壤AOA和AOB数量和活性,从而促进红壤氮素转化过程,其中秸秆猪粪配施的提升效果最佳。

    • 蚯蚓对废纸屑再利用及养分贫瘠土壤综合质量的影响

      2022, 42(12):5034-5044. DOI: 10.5846/stxb202106281713

      摘要 (59) HTML (70) PDF 4.62 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:办公废纸屑作为常见有机废弃物,由于体积小且转化为再生纸成本高,因而再利用很难。但其含有大量有机碳(特别是纤维素)可能有助于退化土壤修复。蚯蚓对土壤有机质分解和其他土壤功能有重要影响,办公废纸屑和蚯蚓共同作用如何影响养分贫瘠土壤质量至今未知。研究以赤子爱胜蚓为接种蚯蚓,将办公废纸屑添加到养分贫瘠土壤中,分别设置纯土壤培养为对照组(S)、单独添加废纸屑(SP)、单独接种赤子爱胜蚓(SE)和添加废纸屑并接种赤子爱胜蚓的处理(SPE),比较培养90 d后各处理理化指标(pH、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性阳离子钾、钠、钙、镁等)、微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)总含量和微生物结构的差异,在此基础上综合评价土壤质量,阐明废纸屑和赤子爱胜蚓在养分贫瘠土壤改良修复中的作用。结果显示:SPE处理较SP处理显著提高废纸屑的分解率89.48%。与对照相比,SP处理能够显著提高土壤pH值2.94个单位,SPE处理能够使其维持在中性水平;前者显著提高土壤有机碳(SOC)125.76%,交换性钠钙镁(NaEx、CaEx、MgEx)154.00%、65.28%、55.25%,后者则明显增加SOC含量522.88%,全氮(TN)1365.29%,全磷(TP)36.26%,速效钾(AK)42.84%,交换性钾(KEx)、NaEx、CaEx、MgEx 42.69%、160.35%、386.00%、110.36%。与对照S相比,SP和SPE处理均能显著提高真菌、放线菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、一般细菌和总PLFAs含量以及真菌/细菌,显著降低了革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(P<0.05)。主成分分析中S、SP、SPE处理土壤综合质量差异显著(P<0.05),不同处理的质量指数呈现废纸屑+蚯蚓处理 > 废纸屑处理 > 对照,且土壤质量与微生物结构及生物量的关系更为密切。综上所述,在养分贫瘠土壤中赤子爱胜蚓堆肥废纸屑可以通过调节微生物群落结构,改变土壤pH和养分含量来提高土壤综合质量。这为废纸屑的资源化利用和养分贫瘠土壤的改良修复提供科学参考。

    • 贺兰山东坡不同海拔典型植被带土壤微生物磷酸脂肪酸分析

      2022, 42(12):5045-5058. DOI: 10.5846/stxb202104130959

      摘要 (75) HTML (84) PDF 7.39 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物在维持干旱区森林生态系统功能稳定方面具有重要作用,但有关干旱区微生物群落结构及多样性沿海拔分布规律研究较少,采用磷酸脂肪酸(PLFA)法定量分析贺兰山自然保护区东坡不同海拔典型植被带(荒漠草原HM、蒙古扁桃MG、油松林YS、混交林HJ、青海云杉林QH)土壤微生物群落结构特征及多样性。结果表明,不同海拔植被带土壤中共检测出59种PLFA生物标记,YS土壤中生物标记的含量明显高于其他植被类型,5个植被带共有且含量较高的PLFA生物标记为16:0、18:1ω9c、18:1ω7c、10Me 16:0和18:2ω6c,特征微生物的含量在不同植被带土壤中分布不同,细菌分布数量最大,其次是真菌、放线菌,原生动物分布数量最小。聚类分析发现,不同植被带土壤PLFA生物标记可分成不同的类群,16:0、18:1ω9c和18:1ω7c基本在每个植被带都会单独聚为一类。对不同植被带所共有的PLFA生物标记绘制热图,发现不同的PLFA生物标记在不同植被带分布不同,YS植被带PLFA生物标记分布最高。不同植被带土壤微生物群落多样性显示,HJ土壤中微生物多样性指数大于其他植被类型,HM土壤中微生物多样性指数最小,说明土壤微生物多样性与植被多样性密切相关。主成分分析表明,与土壤微生物群落相关的2个主成分解释量为78.01%和8.80%,对第1主成分起主要作用的微生物类群有非特异性细菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌、放线菌和原生动物等,对第2主成分起主要作用的微生物类群为厌氧细菌。土壤微生物与土壤因子相关性分析表明,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)与微生物类群及多样性指数正相关,pH、容重(BD)与微生物类群及多样性指数负相关,海拔引起土壤因子的改变是影响土壤微生物群落结构及多样性的重要因素。研究表明YS土壤中微生物含量最大,HJ土壤中微生物多样性最高,与山地生态系统中中部区域生物多样性高的其他研究结果相吻合,可为贺兰山自然保护区土壤微生物的研究及保护区的管理提供科学依据。

    • 澜沧江两条支流捕食线虫真菌水陆分布差异及关联性

      2022, 42(12):5059-5066. DOI: 10.5846/stxb202101220234

      摘要 (65) HTML (65) PDF 4.20 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究微生物在流域中的水、陆分布差异和相互关系,对澜沧江两条支流捕食线虫真菌多样性水陆分布进行了调查研究。在枯水期,以澜沧江一级支流沘江和黑惠江为研究区域,系统布设12个采样点(水流交汇点),每个采样点采集水、陆对称样品各5份,共采集土样120份。结合传统分离纯化、形态学及分子生物学方法筛选和鉴定菌株,按照《Nematode-Trapping Fungi》进行分类,共获得2属13种88株捕食线虫真菌;其中,陆地样品中共分离到2属11种45株,水体底泥中分离出1属10种43株,检出率分别为41.67%和53.33%。结果表明,澜沧江两条支流捕食线虫真菌在物种、属、群落结构3个层面上均存在水陆差异,也相互联系;陆地土壤可能是流域内捕食线虫真菌多样性的源,水流是其重要的传播因子。在流域生态系统内,水陆间的扩散限制和水流的连通性都是维持微生物物种多样性的重要机制。

    • 元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性评价——基于荟萃分析和遥感大数据分析

      2022, 42(12):5067-5078. DOI: 10.5846/stxb202106241680

      摘要 (74) HTML (150) PDF 12.74 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境适宜性评价是物种保护和生境管理与规划的基础。近几十年来,云南境内野生亚洲象数量剧增,外扩迁移事件频发,而新迁入区域生境适宜状况因物种出现点数据缺乏而难以评价,掣肘迁移亚洲象保护与风险防范应急。以亚洲象新近迁入的元江-李仙江流域为案例区,采用荟萃分析统计亚洲象生境评价因子,结合相关性分析和方差膨胀因子独立性检验,筛选出生境评价因子;基于开源遥感数据产品量化生境因子,综合主成分分析和层次分析计算生境评价因子权重,采用生境适宜性指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型评价元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性,并分析其景观格局。结果表明:(1)元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性空间格局主要表现为由下游至上游呈递减趋势,最适生境主要分布于流域下游段,而流域上游段适宜生境少;(2)元江流域生境适宜性低于李仙江流域,且其生境斑块连接度更低、破碎化更严重;(3)2021年"北移象群"北迁沿程生境适宜性由西南向东北呈下降趋势。基于亚洲象生境适宜性评价结果,科学引导野生亚洲象迁入适宜生境区,以规避人象冲突,保障外迁亚洲象群及其活动区居民生命财产安全,服务于区域生物多样性保护与乡村振兴。

    • 中华菊头蝠的栖息生态特征及种群保护

      2022, 42(12):5079-5088. DOI: 10.5846/stxb202011162947

      摘要 (66) HTML (189) PDF 4.31 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)主要分布于我国境内,属于典型的洞栖食虫性蝙蝠,具有重要的研究意义与保护价值。近年,在湘西州境内的16个溶洞中对其栖息生态特征进行了观察,共记录到其个体12942只次,数据分析结果显示:该蝠是该区域溶洞中的居留型优势蝠种,具有集群冬眠的习性。每年的9月中下旬开始逐步聚群冬眠,翌年的3月底开始苏醒,其夏季的繁育场所非常隐蔽,通常位于人无法进入的洞段或人迹罕至的洞穴。总体上,其栖点主要集中于距洞口150-200 m (91.60%)的洞段,离地高度6-10 m (91.75%),多以"双足悬挂"的栖姿将身体悬空倒挂于洞道的顶壁。其体温与栖点温度之间不存在显著性差异(P>0.05),但具有明显的线性正相关关系(R2=0.8886)。其栖点安全性春夏季高,秋冬季中等偏低。中华菊头蝠作为该区域洞栖性蝙蝠的优势种,在维持洞穴生态系统的稳定中发挥着至关重要的作用,加强对洞穴生态系统中蝙蝠伞护性的研究有助于洞穴生态保护教育及对蝙蝠种群的保护实践。

    • 喀斯特洞穴小型土壤节肢动物多样性

      2022, 42(12):5089-5102. DOI: 10.5846/stxb202008122104

      摘要 (66) HTML (84) PDF 4.10 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究洞穴土壤节肢动物,有助于了解土壤节肢动物对特殊环境的响应,对于深入认识喀斯特生态过程具有重要意义。以喀斯特洞穴生态系统小型土壤节肢动物为研究对象,采用主成分分析、重复测量方差分析、相关性分析和冗余分析等方法探讨了小型土壤节肢动物与环境因子的相互作用关系。调查共获得小型土壤节肢动物2399个,隶属7纲15目121科。其中,自然林优势类群为等节跳科(Isotomidae),洞穴优势类群为奥甲螨科(Oppiidae)。PCA分析显示,洞穴与自然林小型土壤节肢动物群落组成差异明显。洞穴小型土壤节肢动物类群数、密度和Shannon-Wiener指数(H')显著低于自然林(P<0.05),自然林小型土壤节肢动物类群数、密度和Shannon-Wiener指数(H')季节差异显著(P<0.05),洞穴类群数、密度和Shannon-Wiener指数(H')季节差异不明显。相关性分析结果表明,小型土壤节肢动物类群数和Shannon-Wiener指数(H')与pH值、全磷和光照强度显著相关(P<0.05),密度与pH值、全磷、有机质和光照强度显著相关(P<0.05)。RDA分析表明,土壤pH值是影响小型土壤节肢动物多样性的最主要因子。研究结果表明,小型土壤节肢动物多样性受生境类型的影响,洞穴生态系统生境脆弱,稳定性差,不利于小型土壤节肢动物的生存。因此,应该加强洞穴生物多样性保护,避免不合理的开发利用。

    • 滦河干流中上游浮游细菌群落多样性及其影响因素

      2022, 42(12):5103-5114. DOI: 10.5846/stxb202008272234

      摘要 (85) HTML (179) PDF 4.58 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:浮游细菌是河流生态系统中营养元素的转运者和能量流动的主要贡献者,其群落组成和多样性会受沿途河岸带环境的影响,但目前对开放流动水体中浮游细菌群落的研究还不足。研究使用高通量测序方法,获取了滦河中上游21个样点的浮游微生物群落数据,并结合遥感数据和水体理化指标进行分析,探讨浮游细菌群落结构与水环境因子的关系。结果表明:(1)变形菌门和放线菌门是滦河干流中占据优势地位的门类。(2)群落Chao1丰富度指数与Shannon's多样性指数均与采样点距河流源头距离存在显著负相关(P<0.05),其中Chao1丰富度指数在河流中段的反常升高暗示着外源性偶见种在该河段的大量涌入。(3)采样点距源头距离与细菌群落组成相关性最高;以距源头距离作为控制变量,只有总氮、硝酸盐氮、氨氮与细菌群落组成相关(P<0.05),表明距源头距离所代表的滞水时间和氮营养盐对细菌群落组成存在显著影响。(4)在4种土地利用因子中,无论是否以距源头距离作为控制变量,只有建设用地占比与细菌群落组成相关(P<0.05);若以硝酸盐氮、电导率作为控制变量,则建设用地占比与细菌群落组成在α=0.05的显著性水平下不再显著相关;若以总氮、氨氮、pH、叶绿素a和流速作为控制变量,则建设用地占比与细菌群落组成在α=0.1的显著性水平下不再显著相关。上述结果表明,建设用地对于浮游细菌群落的组成存在影响,包括通过改变硝酸盐氮的排放而造成的直接影响,以及通过改变河流的水文和理化条件而造成的间接影响。

    • >专论与综述
    • 荒漠生态系统磷循环及其驱动机制研究进展

      2022, 42(12):5115-5124. DOI: 10.5846/stxb202102250530

      摘要 (136) HTML (341) PDF 3.22 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷(P)循环在维持荒漠生态系统的生物多样性水平、结构和功能的稳定性、元素的动态平衡,以及荒漠自然资源的可持续利用方面有重要作用。通过查阅国内外有关P循环的文献资料,发现当前国内尚缺乏针对荒漠生态系统P循环的系统研究,特别是P循环的生物和非生物驱动机制。综述了荒漠生态系统P的输入-输出过程,植物对P的吸收转运机制以及对P循环的作用,生物土壤结皮(BSC)有机分泌物对P循环的贡献,以及荒漠生态系统P循环过程对气候变化的响应机制等。文末展望了荒漠生态系统P循环的一些重要研究方向和亟需解决的科学问题,包括(1) P在荒漠生态系统中的存在形态、分配及动态平衡;(2)土壤微生物对荒漠植物获取土壤有效P的驱动作用;(3)入侵植物对P循环的影响与潜在生态风险评估;(4)利用分子生物学和基因组学手段揭示真菌-荒漠植物根系系统P循环的基因调控机制;(5)微生物分泌物、土壤磷酸酶类(包括磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和三磷酸单酯水解酶)和作用于含磷酸酐和N-P键的酶对土壤P循环的调控;(6)气候变化(干旱、高温和降水节律变化等)如何影响P的生物和非生物转化过程;(7)基于同位素示踪和生态化学计量学理论解释荒漠生态系统P循环路径及其稳定性维持机制。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的中国生态修复研究进展

      2022, 42(12):5125-5135. DOI: 10.5846/stxb202107272041

      摘要 (231) HTML (81) PDF 2.24 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态修复是实现中国生态文明的有效途径。然而,我国生态修复研究发展态势尚不明晰。采用文献计量学,从年发文量、期刊分布、科研机构分布、合作研究及研究重点等方面对其进行系统性的分析。结果表明:我国生态修复研究虽起步较晚,但近年来发展速度迅速。我国相关科研成果全球占比呈指数式增长,但国际影响力有待提高。我国科研人员间已经建立了广泛的合作研究关系,国家间合作模式主要为双边合作,近年来机构间合作呈现出向多边合作发展趋势。我国生态修复研究重点关注"生物多样性"、"生态系统服务"和"生态修复理论与技术"等方面,但对生态修复与社会经济议题的结合研究尚显不足。黄土高原地区、喀斯特地貌区、土壤重金属污染地区以及江河湖泊和湿地是我国生态修复研究的重点。未来需进一步加强多类型生态系统协同修复的内在机理和规律、渐进式生态修复理论在实践中的应用、生态修复与社会经济议题的结合等方面的研究。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(12):5136-5136.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 1.25 M (648) 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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