• 2022年第42卷第19期文章目次
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      2022, 42(19):0-0.

      摘要 (161) HTML (0) PDF 10.29 M (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 河流景观生态服务供给与需求/消费的互馈机制

      2022, 42(19):7707-7716. DOI: 10.5846/stxb202110192952

      摘要 (411) HTML (299) PDF 6.44 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:河流景观系统孕育了人类文明,为人类社会提供类型多样的生态系统服务。其本身是一个自然景观过程和社会经济过程高度耦合的社会-生态系统,具有极高的空间异质性、时间动态和鲜明的组织尺度等级结构。当前,对河流景观系统这种特点所决定的生态系统服务供给与需求/消费互馈的机制研究不够深入,普遍缺乏从过程角度刻画生态服务供给与需求/消费互馈关系及其时空异质性和尺度特征。生态服务供给、需求和消费产生于社会-生态系统,是社会-生态耦合的纽带。阐述了河流景观生态服务供给和需求/消费的时空异质性,阐释了它们时空耦合机制和尺度特征,梳理了当前对生态服务供给、需求/消费互馈机理研究的不足。认为未来需要在社会-生态系统的框架下,从景观结构和生态过程出发,融合景观生态过程和社会过程来深入认识河流景观系统的生态服务供给与区内人类对生态服务的需求/消费之间的互馈机制。未来应重点关注:(1)河流景观结构和过程决定的生态服务供给和消费的空间分异及驱动机制;(2)河流生态服务传输的自然和人文载体及其耦合格局;(3)将生态服务需求/消费通过景观结构和生态过程对生态服务供给的反馈融入生态服务评估的方法框架,研发基于生态服务供给和需求/消费的社会-生态互馈过程模型。

    • 中国湿地生态站现状、发展趋势及空间布局

      2022, 42(19):7717-7728. DOI: 10.5846/stxb202104130960

      摘要 (442) HTML (755) PDF 4.43 M (1017) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿地调查与监测是全面了解和掌握湿地变化,开展湿地保护和修复的前提和基础。湿地生态站是开展湿地长期监测和野外试验的平台,对研究湿地生态系统过程与功能,揭示湿地变化机理具有重要作用。系统梳理了我国现有的湿地生态站,分析了当前湿地生态站建设中面临的问题,指出:与国际主要生态观测网络相比,我国综合性湿地生态站数量较少、比例偏低,导致在湿地生态系统监测和评估上存在较大空缺;现有生态站存在层级结构不合理、监测指标体系不规范等问题,制约了国家尺度湿地生态系统监测评估的需求。研究基于中国湿地生态站的现状,提出综合性湿地生态站布局原则,认为:应反映湿地生态系统类型代表性及湿地的空间分布特征,体现综合站-区域站-卫星站的层级结构特点,服务国家湿地保护和生态修复的战略需求。按照上述布局原则,对今后综合性湿地生态站的空间布局提出建议。同时,对湿地站发展定位、聚焦的前沿科学问题、湿地联网研究及国际合作方面提出了展望。

    • 水位影响泥炭沼泽土壤有机碳分解的生物化学机制研究进展

      2022, 42(19):7729-7739. DOI: 10.5846/stxb202103230766

      摘要 (410) HTML (334) PDF 1.77 M (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:在人类活动和气候变化影响下,泥炭沼泽生态系统急剧退化,其独特的氧化还原过程使得退化泥炭沼泽及其恢复过程中土壤有机碳(SOC)分解与存储机制成为研究的热点问题。泥炭沼泽排水/再湿过程会显著改变土壤的氧化还原条件,进而改变土壤微生物群落和酶活性,驱动铁氧化还原过程,影响SOC分解。已有研究对"缺氧是维持泥炭地碳存储的关键"的传统理论提出了质疑,而土壤酶及铁(Fe)在土壤SOC分解与存储过程中分别扮演着"酶锁"和"铁门"的作用,二者同时受到氧化还原条件的影响。然而,有关退化泥炭沼泽及其恢复过程中酶-土壤SOC-Fe相互作用及微生物驱动机制还有待深入。总结了干旱/排水/再湿对泥炭沼泽土壤SOC组分、分子结构、碳排放的影响,并从微生物、酶、Fe化学的角度归纳总结了泥炭沼泽土壤SOC分解的生物化学机制。未来研究中应将土壤水分与土壤SOC分解的生物地球化学机制联系起来,探寻水位变化过程中生物及非生物要素对土壤SOC分子结构变化的调控机制及土壤氧化酶-酚类物质/SOC分子结构-水解酶之间的作用机制。同时,关注Fe的氧化和还原过程,评估Fe-SOC在泥炭沼泽土壤有机碳中的地位,利用分子生物学手段探究水位变化过程中酶-SOC分解/碳排放-铁之间的权衡机制。

    • 煤矸石山生态恢复的主要路径

      2022, 42(19):7740-7751. DOI: 10.5846/stxb202003270722

      摘要 (301) HTML (389) PDF 1.22 M (982) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤矿开采过程伴随着大量煤矸石和废弃物的堆积,对当地生态环境造成巨大危害,恢复受损煤矿区煤矸石山生态系统成为近年来研究的热点。目前,许多研究者从煤矸石山土壤和植被恢复技术、监督管理等方面进行归纳总结,各有侧重地提出相应恢复措施,对于指导当地生态恢复实践发挥了重要作用。然而,绝大部分研究综述均未深入分析煤矸石山生态恢复过程中的关键问题,同时也未从生态系统的整体性和长期稳定性考虑设置恢复路径。基于此,通过梳理前人研究成果,归纳出煤矸石山恢复过程中的地质安全、土壤环境、植被恢复、种群繁衍、生态系统稳定等方面关键问题,从恢复前后逻辑关系和生态系统整体性考虑,设计出边坡稳定性处理及整形、土地复垦、物种选择、人工建植、土壤种子库形成、种群繁衍与更新、生态系统健康和稳定性评价、补充措施等一整套煤矸石山生态恢复的主要路径和方法,对煤矸石山生态系统恢复的基本途径从六个方面进行了总结,同时提出存在的问题和未来需要进一步研究的方向,为煤矸石山生态系统恢复实践提供重要理论指导。

    • >研究论文
    • 湿地生态单元定义及其在湿地恢复中的应用

      2022, 42(19):7752-7759. DOI: 10.5846/stxb202103080631

      摘要 (374) HTML (668) PDF 2.88 M (1050) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态单元的概念在生态系统的环境保护和生物保护中被广泛应用。通过阐述湿地生态单元的定义、内涵和外延,分析了湿地生态单元的特征,介绍了湿地生态系统的内部生态单元、湿地"外援"生态单元和人工重建湿地生态单元等在湿地恢复中的应用案例,并对湿地生态单元未来需要关注的研究方向进行了总结,以期为湿地保护与精细化管理提供理论基础和科学依据。

    • 江苏滨海湿地芦苇和互花米草光合特性对模拟增温的响应

      2022, 42(19):7760-7772. DOI: 10.5846/stxb202106011444

      摘要 (271) HTML (390) PDF 7.11 M (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:滨海湿地生态系统具有较高的初级生产力,是地球生态系统主要的碳库之一。然而,气候变暖和外来物种入侵通过改变植物光合特征性能使这一碳库的稳定性存在诸多的不确定性。利用在江苏盐城芦苇湿地和互花米草湿地建设的两个增温观测站,采用便携式光合荧光测量系统研究了本土植物芦苇(Phragmites australis)和入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)光合特性对模拟增温的响应特征和机制。光合作用日调查变化曲线显示,增温使芦苇的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)都发生了显著的下降,但互花米草的各同名参数却表现出相反的变化特征,表明增温使互花米草的生理机能增强,促进了光合作用;根据Pn和胞间CO2浓度(Ci)的变化趋势推断互花米草和芦苇光合速率变化均为非气孔限制因素驱动。利用直角双曲线修正模型拟合的光响应曲线结果显示,芦苇增温组的光响应曲线位于对照组下方,互花米草增温组的光响应曲线位于对照组上方;增温降低了所研究植物的光补偿点(LCP),表明增温可提高两种植物利用弱光的能力;增温增加了互花米草光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)间值域范围,从而揭示了增温可有效提高互花米草利用光合有效辐射的能力;增温降低了芦苇的暗呼吸速率(Rd),芦苇受到增温的胁迫,在减缓新陈代谢的同时也减弱了光合作用,而互花米草表现出相反特征。由此推测增温条件下入侵植物互花米草同化大气CO2的能力(即碳汇能力)优于本土植物芦苇,这也是互花米草成为入侵物种的主要原因之一。

    • 内蒙古高原湖滨湿地优势植物功能性状特征及其适应性

      2022, 42(19):7773-7784. DOI: 10.5846/stxb202110092802

      摘要 (392) HTML (383) PDF 10.02 M (1169) 评论 (0) 收藏

      摘要:受人类活动和气候变化的影响,湖泊湖滨带退化速度显著加快。植物功能性状的方法可以量化植物特征,预测植物对外界环境干扰的反应,有助于理解退化湖滨带湿地植物应对环境变化所表现出的适应机制,对湖泊湖滨湿地生态系统植被的恢复与重建具有重要意义。在内蒙古高原典型湖泊湖滨湿地选取芦苇(Phragmites australis)、赖草(Leymus secalinus)、毛茛(Ranunculus japonicus)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、碱蓬(Suaeda glauca)、盐角草(Salicornia europaea)和拂子茅(Calamagrostis epigeios)7种优势植物的叶片和根系作为研究对象,对不同湿地植物的11种功能性状变化规律及其与环境因子的关系进行研究。旨在探究环境变化影响下湖滨带湿地植物的物种分布和功能性状的差异,以及湿地植物在不同湖滨带湿地生境下的适应策略。在评估植物功能性状差异基础上,采用环境矩阵连接性状矩阵(RLQ)结合第四角分析(Fourth-Corner)的方法分析环境因子对植物功能性状的影响。结果表明,内蒙古湖滨带湿地中7种优势植物为了适应不同的环境的影响,植物的功能性状均产生不同程度的种间与种内变异,在湖滨带湿地中植物的植株高度、叶片碳含量、叶片氮含量、叶片碳氮比、比根长、根组织密度、根氮含量对环境变化的响应比较敏感,土壤pH与叶片干物质含量呈显著负相关;土壤盐分与植株高度、叶片碳含量和叶碳氮比显著负相关,与叶片氮含量、根组织密度显著正相关;土壤的总氮含量与植株高度显著正相关,与比根长显著负相关;土壤碳氮比与植株高度和叶片碳含量显著负相关,与植物比根长显著正相关;土壤容重与根氮含量显著负相关。研究表明内蒙古高原湖滨带湿地植物的功能性状受环境的作用强烈,植物采取了不同的性状策略来适应环境。

    • 植被修复初期对贵州高原喀斯特湿地湖滨带碳元素的影响

      2022, 42(19):7785-7795. DOI: 10.5846/stxb202108302443

      摘要 (210) HTML (273) PDF 3.82 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州草海保护区(海拔约为2171.7 m)为研究对象,采用时空互代法研究不同地貌环境(非喀斯特地貌、喀斯特地貌及植被修复地貌)下,保护区内土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量分布规律及其影响因素,以期为准确估算保护区内碳组分储量及其固碳效益评价提供科学依据。结果表明:(1)不同地貌下有机碳(SOC)含量、易氧化有机碳(ROC)和可溶性有机碳(DOC)与土层深度存在极显著负相关关系,即随土层深度增加而降低;(2)在0-50 cm土层中喀斯特地貌与非喀斯特地貌下土壤团聚体均以>0.2 mm粒级有机碳含量相对较高,<0.125 mm粒级含量最低。(3)植被恢复过程中,土壤碳组分含量显著增加,土壤固碳能力增强提高了土壤有机碳含量,促进了土壤团聚体的形成,同时也提高了土壤团聚体的稳定性。

    • 自然保护地自然教育资源分类与评价——以神农架国家公园为例

      2022, 42(19):7796-7806. DOI: 10.5846/stxb202107292064

      摘要 (294) HTML (377) PDF 2.09 M (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然教育是生态文明建设的有力抓手及重要内容。自然保护地具有良好的自然资源禀赋,为自然教育实践提供活动场地及教育资源基础。在界定分析自然教育相关概念及内涵基础上,提出自然保护地自然教育资源分类方案,包括自然事物、场地设施、自然文化3项主类,9个亚类、48种基本类型;综合运用层次分析法和德尔菲法构建包括教育价值、资源质量、开发条件3层要素、10项指标的自然教育资源评价体系;以神农架国家公园为例进行自然教育资源分类及评价的实证分析。结果表明,构建的自然教育资源分类方案及评价体系具有科学性、普适性与可操作性,可在自然保护地自然教育资源的调查、分类与评价中推广,为自然保护地的自然教育开发利用提供科学参考。

    • 基于动物适宜栖息地的北京市自然保护地保护成效评估

      2022, 42(19):7807-7817. DOI: 10.5846/stxb202109022475

      摘要 (353) HTML (377) PDF 15.02 M (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:栖息地是野生动物赖以生存的基础,明晰物种的适宜栖息地分布是切实加强野生动物保护、提高生物多样性保护成效的重要基础。北京市野生动植物资源丰富,也建立了一系列自然保护地以加强对野生动物的保护。当前亟需系统评估北京市现有自然保护地体系对野生动物适宜栖息地的保护成效,为未来北京市野生动物保护管理和自然保护地体系整合工作优化提供科学指导。研究选取了北京地区6个较为典型的野生动物为主要研究对象,包括黑鹳(Ciconia nigra)、褐马鸡(Crossoption mantchuricum)、大鸨(Otis tarda)、鸳鸯(Aix galericulata)、金雕(Aquila chrysaetos)和斑羚(Naemorhedus griseus),利用MaxEnt模型和ArcGIS的空间分析功能分析其适宜栖息地的分布;将自然保护地与适宜栖息地相叠加,识别其适宜栖息地的分布热点和保护空缺,进而评估了北京市现有自然保护地体系的保护成效。研究结果表明,6个研究物种在现有的自然保护地体系中均得到了不同程度的保护,其中褐马鸡的受保护率最高(92.82%),鸳鸯的受保护率最低(13.66%)。各类自然保护地的物种热点区覆盖率不同,风景名胜区类型覆盖率最高(14.74%)。6个物种适宜栖息地的热点区域总面积为280.01km2,保护空缺占热点区域总面积的49.45%,其中密云区、门头沟区和房山区的保护空缺面积最大。基于现有自然保护地体系对野生动物适宜栖息地的保护效率以及存在的空缺,建议因地制宜,采取扩大或合并现有自然保护地、增设新的自然保护地或营造微生境等方式来提升自然保护地的整体保护效率。研究结果可为北京市自然保护地的整合优化提供重要依据,为野生动物重要栖息地的识别与划定提供可行方案,并为加强野生动物的保护管理提供科学指导。

    • 陕北黄土高原贫困农户生计策略对生计资本的敏感性——以佳县为例

      2022, 42(19):7818-7829. DOI: 10.5846/stxb202102040374

      摘要 (152) HTML (323) PDF 2.47 M (625) 评论 (0) 收藏

      摘要:陕北黄土高原自然环境严峻,是我国农村生活最贫困的地区之一,不同地理地貌村庄的贫困农户生计策略对生计资本的敏感性还缺乏相关的实证检验。基于佳县的调研数据,将样本划分为风沙区、丘陵沟壑区和土石山区三类村庄,在贫困户和非贫困户生计资本与生计策略对比分析基础上,结合二元logistic模型对贫困农户生计策略由纯农型向非农型转变的关键因素进行分析,研究发现:人力资本、金融资本和社会资本的增加对贫困农户非农型生计策略的选择有正向作用,而自然资本、物质资本的增加对非农型生计策略的选择有负向作用。风沙区和丘陵沟壑区的结果与总样本相似,土石山区贫困农户自然资本越丰富反而越倾向于选择非农型生计策略。不同类型村庄生计策略存在显著差异,不调整生计策略的贫困农户未来仍有70%选择扩大农业、林业生产。在进行可持续生计策略调整时,个体经营和外地打工是他们主要选择的方式,自然灾害和红枣市场不景气是他们未来愿意选择生计多元化的主因。

    • 黄河流域中上游林草生态调节服务功能价值核算

      2022, 42(19):7830-7844. DOI: 10.5846/stxb202002220305

      摘要 (239) HTML (389) PDF 19.74 M (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学评估林草生态系统服务功能价值,对于掌握流域生态资产储量,推动高质量发展与生态保护具有重要基础性意义。基于多源数据开展林草生态服务功能价值的高分辨率核算及空间格局分析,结果表明:集成运用遥感产品、气象数据以及生态统计调查数据等多源数据,并参考已有生态服务价值评估规范和文献资料,构建的1km×1km像素尺度林草生态系统调节服务功能价值体系,克服了传统统计监测数据在准确度和研究粒度方面的局限,为系统、协同的区域生态治理提供依据;2015年黄河中上游流域林草生态调节服务功能价值为18997.69亿元,其中森林提供11833.11亿元,草地提供7164.58亿元;单位面积林草生态调节服务价值高值区域为青海-甘肃、陕西-山西境内水热条件较好的山地,低值连片区域广布在中部黄土高原,这与森林郁闭度、草地盖度以及区域降水、地形等自然条件有关;在黄河流域生态保护与高质量发展中,应注重以生态服务功能为基础,突破行政区边界限制,建立生态产品价值实现机制,提升区域高质量发展中生态效益的价值权重。

    • 柑橘园扩张对生态系统服务和景观格局的影响——以江西省信丰县为例

      2022, 42(19):7845-7857. DOI: 10.5846/stxb202108152249

      摘要 (251) HTML (257) PDF 8.51 M (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:柑橘园扩张是我国柑橘主产区较典型的土地利用/覆盖变化过程之一。但柑橘园扩张对区域生态系统服务和景观格局的影响尚不清楚,探明柑橘园种植的生态效应对柑橘主产区实现生态-经济协同发展具有重要的理论和现实意义。以江西省信丰县为研究区,基于第二次、第三次全国国土调查数据,借助InVEST模型、景观格局指数、图谱分析等方法,结合地形梯度和相关性分析,对柑橘园扩张所致的生态系统服务和景观格局变化及其权衡与关联进行分析。结果表明:①2010-2019年,柑橘园扩张方向以占用林地和耕地为主,柑橘园面积从9961.29 hm2增至12633.84 hm2,其中新增柑橘园7504.72 hm2,退出柑橘园4832.16 hm2,区域内柑橘园转换频繁。②柑橘园扩张导致信丰县景观格局总体呈现破碎化趋势,景观连通性降低,并对土壤保持服务和碳储量服务产生负向影响,对柑橘供给服务产生正向影响,对产水服务几乎无影响。③不同类型柑橘园在不同地形梯度上的扩张对生态系统服务的影响方向和程度存在差异。④在权衡与协同分析中,供给服务与支持服务呈权衡关系,碳储量-产水、碳储量-土壤保持等支持服务之间呈协同关系;景观破碎化与生态系统服务显著关联。研究结果可为经济作物大规模种植区的园地合理开发利用和生境保护提供科学依据。

    • 基于保护生态服务价值的县域城市扩展情景分析——以浙江省安吉县为例

      2022, 42(19):7858-7870. DOI: 10.5846/stxb202110152905

      摘要 (219) HTML (344) PDF 16.45 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:县域城市的可持续发展是推动生态文明建设、实现特色新型城镇化战略目标的重要基础,以保护生态服务价值为目标的县域城市扩展研究具有重要理论和现实意义。运用SLEUTH模型,以两山理论发源地安吉县为例,并与毗邻的广德市进行对比,预置了两县市现有发展模式和生态保护模式两种不同的发展情景,并基于生态服务价值进一步将生态保护情景分为保护调节服务、供给服务、支持服务和娱乐服务4种情景。对不同情景下的2030年建设用地扩展进行模拟和对比分析,以探究生态保护情景下的建设用地扩展对县域经济的影响。结果显示:(1)现有发展模式下,两县市仍围绕当前建设用地向周围蔓延,在明显的外延式增长下还伴随着内部填充,集中扩张区均围绕县城及各镇政府所在地并呈现集中连片趋势,这种模式势必对生态环境产生负面影响;(2)生态保护情景下,两县市均在一定程度上抑制了建设用地的扩张,安吉县扩张面积最低减少1.43%,广德市扩张面积最低减少7.57%。(3)相比于现有发展模式,两县市对林地的占用量显著降低,安吉县对林地的占用减少了1.79km2,广德市减少了2.44km2;(4)安吉县相较广德市的建设用地扩展更多依赖耕地转换,因安吉县最先走生态保护道路,故生态保护情景对建设用地扩展的影响已明显小于广德市。

    • 环京津城市群生态系统服务的时空演变与驱动因素

      2022, 42(19):7871-7883. DOI: 10.5846/stxb202111203270

      摘要 (335) HTML (272) PDF 17.80 M (1910) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群已成为全球经济竞争的新空间单元,在促进城镇化建设,实现资源优质配置和发挥辐射带动作用等方面发挥着重要的功能。但剧烈的社会经济活动必然会对城市群生态系统服务造成破坏,因此开展城市群生态系统服务的时空演变研究,进而探索不同驱动因子对其的作用机制具有重要意义。目前,在已有的研究中缺少对城市群尺度和长时间跨度下的生态系统服务水平演变与驱动因素探究。为此,选取京津及环京津地区为研究区域,通过总结区域生态问题,构建起研究区域生态系统服务评价体系,并对2000-2018年生态系统服务进行计算,分析时空演变特征。然后,通过最小二乘法模型(Ordinary Least Squares,OLS)筛选出潜在的驱动因子,并导入地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)进行地理加权回归计算。最后,通过对结果分析,探讨自然和社会因子对生态系统服务的作用机制。研究结果表明:1)2000-2018年,研究区域生态系统服务呈现出先上升后下降,在2015年达到最高值的发展特征。2)在空间上,研究区域生态系统服务内总体上呈现燕山山脉及太行山山脉北部区域为生态系统服务的高值区域,坝上区域为低值区的空间分异特征。同时,生态系统服务演变在空间上呈现以燕山和太行山为界,燕山和太行山区域呈现先减弱后提升的趋势,西北区域整体呈现减弱趋势,东南区域从2015年起逐渐降低的空间演化特征。3)在驱动因素方面,自然环境和社会经济因素对生态系统服务的驱动作用从强到弱排列依次是:降雨量 > 土壤含沙 > 人口密度 > 温度 > 基础设施密度。4)其中,人口密度、土壤含沙量、基础设施呈较为明显的负相关驱动特征,降雨量呈较为明显的正相关驱动特征,温度则呈南部负相关,北部正相关,由东南向西北影响增强的趋势。本研究通过评估环京津城市群生态系统服务,分析区域生态系统服务的分析演变特征,并探索区域自然、社会因子对生态系统服务的驱动作用,为环京津城市群未来的生态环境保护和规划策略制定提供了科学指导和决策依据。

    • 陕北长城沿线植被恢复与生态系统防风固沙服务模拟分析

      2022, 42(19):7884-7897. DOI: 10.5846/stxb202107272038

      摘要 (177) HTML (322) PDF 19.45 M (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究风沙边缘地区植被恢复与生态系统防风固沙服务能力之间的作用机制以及如何保证防风固沙服务的可持续发展,选择毛乌素沙漠边缘地区--陕北长城沿线为研究区。利用Theil-Sen斜率估算、M-K显著性检验、修正风蚀方程(Revised Wind Erosion Equation,RWEQ)和情景分析法,评估分析2000-2018年该地风沙治理工程效果和生态系统防风固沙服务的时空变化,并着重分析在风蚀因子改变的条件下,植被恢复对土壤风蚀和生态系统防风固沙服务能力的影响。结果表明:(1)在2000-2018年风沙治理工程中陕北长城沿线地区植被恢复状况显著改善,表明多年来在风蚀治理工作中取得显著的效果。(2)在实际情景中,随着植被不断的恢复,风蚀发生的危险程度总体在减小,而风蚀因子是导致实际风蚀量显著改变的主要原因。从生态系统防风固沙服务角度出发,在不同年份防风固沙总量变化显著,2005年和2010年防风固沙量达到最小、最大值,分别为4569.18万t和64164.44万t,差异明显,致使2005和2010年防风固沙服务能力也达到历史最低和最高值。(3)通过最小风蚀因子情景模拟间接表明:植被恢复能够遏制风蚀现象的发生。但在最大风蚀因子情景下,风蚀现象依旧明显,而植被所发挥的生态系统防风固沙服务能力越显著。(4)综合上述3种情景,每年潜在风蚀量 > 防风固沙量 > 实际风蚀量,说明在最大危害程度内生态系统防风固沙服务具有明显的效果。通过研究不仅证实植被是实现防风固沙服务功能可持续发展的必要条件,同时恢复植被对风沙区域进一步发展状况与趋势有着至关重要的作用。

    • 极端降雨下黄土高原草被沟坡浅层滑坡特征及其对产流产沙的影响

      2022, 42(19):7898-7909. DOI: 10.5846/stxb202110313052

      摘要 (262) HTML (548) PDF 5.05 M (1216) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被恢复作为黄土高原防治水土流失的重要措施,但极端降雨诱发的浅层滑坡在植被恢复的沟坡上频繁发生,影响流域的产流产沙过程。基于野外原位模拟降雨试验,在60 mm/h降雨强度下,研究草被沟坡浅层滑坡发生特征及其发生前后的产流产沙差异。结果表明:(1)极端降雨所诱发的草被沟坡上的浅层滑坡深度为14-36 cm,与自然强降雨所导致的浅层滑坡深度相贴合,均是低于50 cm。(2)植被根系与土壤容重、孔隙度等土壤性质显著相关(P<0.05),致使滑坡面上、下层土壤物理性质差异显著(P<0.05)。由于土壤性质的差异,在极端降雨下滑坡面上层土壤水分更快达到饱和(饱和度>90%),导致浅层滑坡的发生。(3)草被坡面浅层滑坡后的径流与产沙均显著增大(P<0.05)。三个小区的平均径流率在滑坡后增大了4.0-13.1倍,其平均含沙量和产沙率在滑坡后分别增大了9.9-54.9倍和70-841倍。研究结果有助于加深了解植被沟坡的侵蚀产沙机理,并为浅层滑坡防治提供科学依据。

    • 近20年来京津冀地区土壤风蚀扬尘颗粒物排放变化

      2022, 42(19):7910-7920. DOI: 10.5846/stxb202107151906

      摘要 (175) HTML (252) PDF 7.99 M (726) 评论 (0) 收藏

      摘要:京津冀地区是我国大气污染严重区域,土壤扬尘颗粒物排放变化研究对于改善京津冀地区空气质量具有重要意义。收集2000-2019年京津冀地区气候、土壤、植被覆盖数据,分析近20年来京津冀地区土壤扬尘颗粒物排放变化,揭示其变化的影响因素。结果显示2000-2019年京津冀地区土壤扬尘源总悬浮颗粒物(TSP)排放系数均值为1.79 t km-2 a-1,其中PM10占8.99%,PM2.5占0.25%。近20年土壤扬尘源TSP排放系数具有下降趋势,PM10和PM2.5排放系数变化过程与TSP一致。上述变化主要受气候因子变化影响,其次受植被覆盖度影响。分析发现近20年来京津冀地区土壤扬尘源TSP排放系数变化主要受年降水量影响。沧州市、天津市和石家庄市土壤扬尘源TSP、PM10和PM2.5排放系数均值较高,张家口市、保定市和沧州市土壤扬尘源TSP排放量占京津冀地区总量的19.18%、12.98%和11.63%。耕地土壤扬尘排放量最大占京津冀地区总量的59.83%,是抑制土壤扬尘源颗粒物排放的重点关注对象,其次为草地占15.66%。2019年邢台市土壤扬尘源PM10排放占观测值比例最高为12.66%,石家庄市和天津市占比也较高分别为11.09%和10.30%,沧州市和邯郸市占比分别为8.63%和8.02%。上述地区环境管理部门均应关注土壤扬尘源颗粒物排放对空气质量的影响。

    • 广东省水质现状及驱动因素

      2022, 42(19):7921-7931. DOI: 10.5846/stxb202101120115

      摘要 (273) HTML (369) PDF 3.83 M (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:水质现状评估及其驱动因素分析是实现水生态保护、水资源利用和水污染治理的关键,对于水生态系统的可持续发展具有重要意义。以广东省七大流域为研究区,基于2019-2020年间的溶解氧(DO)、透明度(SDD)、悬浮物(SPM)、叶绿素a (Chla)、氨氮(NH3N)、总氮(TN)、总磷(TP)7个指标的水质监测数据,综合运用单因子指数法(SI)和综合水质指数(WQI)评价方法,分丰水期(N=66)和枯水期(N=54)评估研究区的水质现状,并探讨水质参数与地形、气象、社会经济和土地覆被类型等驱动因素之间的相关关系。SI评估结果显示广东七大流域主要以工业污水、农业面源等造成的Chla和TN浓度超标、部分水体富营养化严重为主,同时伴有溶解氧浓度偏低的问题;WQI评估结果显示研究区有57%以上的采样点属于中等以下水质。Chla、SPM、NH3N和TP浓度具有显著的季节和驱动因素差异:丰水期的Chla和TP浓度低于枯水期,但SPM和NH3N浓度高于枯水期。枯水期DO、TN和WQI的显著性影响因子为丰水期的1/3左右;这种季节差异可能是流域内降雨、营养盐负荷和土地覆被类型导致的复杂地表径流及面源污染所致。珠江三角洲河网区、粤西诸河、韩江下游以及粤东诸河练江流域的水质问题突出。未来水生态系统的可持续发展研究可以借助长时间序列、多频次、高分辨率的遥感监测手段和多种数值模拟方法以及常规水质评估模型,探讨气候变化、河岸带产业结构和流域土地利用方式对面源污染的影响,以进一步厘清降雨强度、三产结构和土地利用方式转变对区域水质变化的影响。

    • 大气污染规制对城市空气污染的防治成效——基于准实验分析

      2022, 42(19):7932-7940. DOI: 10.5846/stxb202107262020

      摘要 (159) HTML (433) PDF 1.09 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2003年实施的大气污染防治重点城市政策为准自然实验,运用双重差分模型从区域层面分析了大气污染规制对城市空气污染治理的影响,研究发现:(1)大气污染规制在1%的显著性水平下降低了重点城市的工业二氧化硫排放强度,工业二氧化硫排放量以及城市PM2.5年均浓度值。(2)大气污染防治重点城市政策实施后的9年时间内有效减少了12215.8万t城市工业二氧化硫排放量,并且使得城市PM2.5年均浓度改善2.97μg/m3,下降比分别达到了36.2%和8.5%,平均每年减少了3.7%的城市工业二氧化硫排放量并降低0.944%的城市PM2.5浓度值。(3)大气污染防治重点城市政策对于城市空气污染治理主要是通过减少能源消耗量、增加城市污染治理力度、促进规制地区产业结构转型升级和提升生产技术水平等渠道予以实现。

    • 资源型城市土地利用转型及其对生境质量的影响——以乌海市为例

      2022, 42(19):7941-7951. DOI: 10.5846/stxb202105261372

      摘要 (287) HTML (235) PDF 7.83 M (655) 评论 (0) 收藏

      摘要:资源型城市前期发展导致了生境丧失或退化,实现高质量转型需要深入理解城市转型与生态环境质量之间的关系,土地利用转型特征及其对生境质量的影响规律研究为此提供依据与支撑。以资源型城市--乌海市为研究区,通过地学信息图谱和InVEST模型探究2005-2018年乌海市土地利用转型特征、生境质量时空变化及土地利用转型对生境质量的影响。结果表明:(1)2005-2018年乌海市土地利用变化趋势发生改变,土地利用转型明显,土地利用变化图谱单元数量逐渐增加78.14%,分布范围逐渐广泛。主要表现为草地与建设用地、采矿用地之间的相互转化,第一阶段(2005-2015年)草地大面积减少,建设用地和采矿用地大面积增加,第二阶段(2015-2018年)趋势相反。(2)乌海市生境质量变化呈现先强退化后弱提升趋势。2005-2015年乌海市18.75%的区域生境质量退化,提升面积较小;2015-2018年生境质量提升面积略大于退化面积。(3)2005-2015年草地向采矿用地、建设用地转化是区域生境质量降低的主要原因,2015-2018年区域生境质量提升的主导因素是采矿用地和建设用地向草地转化。研究结果揭示了资源型城市土地利用转型过程中生境质量的响应规律,可为资源型城市土地利用转型决策提供参考。

    • “多目标”需求下扬州市土地利用布局优化

      2022, 42(19):7952-7965. DOI: 10.5846/stxb202005091161

      摘要 (142) HTML (218) PDF 23.58 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:建模和情景分析是土地利用变化研究的核心内容,面对城市化进程中日益严峻的生态环境以及粮食安全问题,开展不同约束条件下的土地利用模拟研究对于科学规划和政策制定具有重要意义。以国家级生态示范市扬州市为例,构建耦合景观生态安全格局的CLUE-S模型,结合地类间转变速率调整,模拟预测规划目标年(2030年)不同情景下的用地结构和布局。研究发现:①研究区低、中、高安全水平下生态用地面积比例分别为20.68%、36.50%和48.81%;②现状发展情景下,城镇及工矿用地量增加明显,用地在原有基础上沿外围呈紧凑连续型扩散,耕地、园林地锐减且分布呈现更加破碎化的状态;③耕地保护情景下耕地和园林地分布趋于连片和集中,城镇及工矿用地和交通运输用地对于耕地和生态用地的侵占速率降低;④生态涵养情景下园林地面积略有增加,城镇及工矿用地在原有基础上扩张速度减缓,粮食安全和生态安全基本实现。

    • 中华蚊母树在干旱-水淹交叉胁迫下形态和活性氧代谢的适应机制

      2022, 42(19):7966-7977. DOI: 10.5846/stxb202008062050

      摘要 (173) HTML (280) PDF 3.27 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明中华蚊母树(Distylium chinense)在消落带干旱-水淹交叉胁迫下的形态和活性氧(ROS)代谢适应机制,通过控制实验模拟了三峡水库消落带的水文节律,研究了干旱-水淹交叉胁迫及恢复过程施加不同外源物质对中华蚊母树形态学和ROS清除的变化。结果表明:(1)前期干旱胁迫增强了中华蚊母树对后期水淹胁迫的适应,主要表现在叶片脱落、大量不定根的形成及茎基部膨大等形态学的变化;(2)干旱或水淹单一胁迫下,中华蚊母树·OH、O2·等ROS水平明显高于对照,表现出氧化应激反应,其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化系统酶活性及脯氨酸(Pro)等抗氧化系统小分子含量也均显著高于对照,表现出一定的抗氧化防御作用机制,且在复合胁迫下,SOD、CAT、APX酶活性及Pro含量显著高于单一胁迫;(3)恢复阶段,相关性分析表明,中华蚊母树清除ROS (·OH、O2·)的酶促(SOD、CAT、APX)及非酶促(Pro)系统具有一定的协同性。同时,恢复阶段施加脱落酸(ABA),内源Pro显著高于正常水平;施加Pro,SOD、CAT等抗氧化酶活性显著高于对照;施加可溶性糖(Glu),APX活性显著升高。表明外源添加ABA、Pro、Glu,均对ROS的清除产生显著影响,同时,SOD活性显著高于CAT和APX活性,因此SOD可能是中华蚊母树清除冗余ROS的主要因子。因此,中华蚊母树形态学的变化、较高的脯氨酸积累和对ROS有效的清除防御,可能是其适应干旱-水淹交叉胁迫的主要机制,ABA、Pro、Glu等外源物质的添加对中华蚊母树的胁迫恢复过程具有显著的促进作用,前期干旱可提高中华蚊母树植株对后期水淹的耐受能力。

    • 基于土地利用及植被覆盖变化的黄河源区生境质量时空变化特征

      2022, 42(19):7978-7988. DOI: 10.5846/stxb202105131254

      摘要 (375) HTML (259) PDF 7.44 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:位于青藏高原腹地的黄河源地区生态环境脆弱,面临生物多样性锐减、生态系统退化等问题,黄河源区生态系统保护及其高质量发展已成为国家的重点战略之一。土地利用与植被覆盖是影响生境质量的重要因素,定量化土地利用方式、强度及格局和植被覆盖格局对生态质量影响的研究越来越受到关注,但其对黄河源区生态质量的耦合效应尚不明确。基于2000年和2015年黄河源区土地利用类型及生长季归一化植被指数(NDVI),采用InVEST模型探究了不同时期黄河源区生境质量时空变化,并采用地理加权回归(GWR)模型揭示了生境质量对土地利用和植被覆盖变化的空间响应特征。结果表明,2000年与2015年土地利用类型变化主要为未利用土地向草地的转移。植被覆盖变化方面,源区生长季NDVI整体上升。从生境质量的空间分布来看,黄河源区生境质量总体呈现南高北低的空间格局,高值分布在南部及中部地区,低值分布在北部布青山、东北部高海拔区及黄河乡的黄河沿岸。相较于2000年,2015年黄河源区生境质量平均提高11.47%。草地面积和NDVI与生境质量均呈显著正相关关系,其中NDVI是提高黄河源区生境质量的重要驱动因子。研究结果突出了NDVI对提高黄河源区生境质量的主导作用,可为未来源区生态保护提供借鉴。

    • 气候变化和人为活动在宁夏草地变化中的相对作用

      2022, 42(19):7989-8001. DOI: 10.5846/stxb202105191307

      摘要 (232) HTML (510) PDF 14.60 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化和人为活动是草地生态系统退化或恢复过程中的两大驱动因素。选取植被净初级生产力(NPP)为衡量指标,利用改进的Carnegie-Ames-Stanford Approach (CASA)模型、Thornthwaite Memorial模型以及残差趋势法分别计算了宁夏草地实际净初级生产力(ANPP)、潜在净初级生产力(PNPP)和人为活动影响的生产力(HNPP)及其变化趋势,定量评估了2001-2019年气候变化和人为活动在宁夏4种类型草地(温性草甸、温性草原、温性荒漠草原和温性草原化荒漠)动态变化中的相对作用。结果表明,2001-2019年宁夏草地实际净初级生产力增加的面积占宁夏草地总面积的97.84%;全区草地潜在净初级生产力均表现为增加趋势,表明气候变化有利于植被恢复。草地恢复过程中,气候变化引起的草地恢复面积占草地恢复总面积的61.68%,气候变化和人为活动共同作用引起的草地恢复面积占38.32%;人为活动是导致草地退化的绝对主导因素。4种类型草地动态变化的驱动因素存在差异,气候变化是促进温性草甸(68.94%)和温性草原化荒漠(70.51%)恢复的主导因素,气候变化和人为活动共同作用是促进温性草原恢复的主导因素(62.30%),温性荒漠草原的恢复是气候变化和人为活动共同作用的结果(97.93%)。水热条件好转,尤其是降水增加是宁夏草地恢复的主导气候因子,生态保护政策的实施是促进草地恢复的主要人为因素,对草地的不合理利用是导致草地退化的主要人为因素。

    • 生物质发酵产热-小型温室棚联用对春冬季烟苗生长温度调控的数值研究

      2022, 42(19):8002-8014. DOI: 10.5846/stxb202106211652

      摘要 (111) HTML (233) PDF 18.26 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:小型温室棚作为农业生产的重要设施,可为农作物创造一个温度适宜的、受保护的生长空间,保证作物正常生长、促进作物早熟。以确保重庆地区春冬季烟苗正常发育、维持温室内适宜的土壤温度为导向,对温室棚内温度进行了试验和数值模拟,探究了温室棚内温度分布规律,并在此基础上分析生物质发酵产热对温室棚内土壤温度场的影响。结果表明:试验中埋设稻壳的温室棚内土壤温度平均提高3.5℃且温室棚中平均温度低于10℃的天数明显减少。埋设稻壳的温室棚中烟苗茎高和叶片数增长值最大,平均茎高从移栽时的7.8 cm增长到了12 cm,叶片数从平均5片增长到了11片,均大于未埋设稻壳试验组,这表明土壤中埋设稻壳有助于烟草的生长发育。数值研究表明温室棚内不同深度的土壤层温度变化状况一致,均呈现先降低后升高再降低的趋势。地温随土壤深度的增加而降低,地表下10 cm、20 cm的土壤层区域温度高于10.6℃、8℃,有利于烟苗在低温环境下正常生长。且土壤温度存在一定的昼夜温差,更利于烟苗发育。埋设稻壳的温室土壤层温度变化趋势与未埋设稻壳的温室一致,但其土壤层平均温度、最低温度至最高温度以及昼夜温差分别升高了2.3℃、1.1-5.5℃、4.8℃。试验和数值研究结果表明稻壳发酵产生的热量可以提高和维持温室内土壤温度,对土壤具有保温和热量补给的作用。

    • 鹞落坪国家级自然保护区草本植物多样性及空间分布

      2022, 42(19):8015-8030. DOI: 10.5846/stxb201912272809

      摘要 (271) HTML (260) PDF 15.07 M (542) 评论 (0) 收藏

      摘要:鹞落坪国家级自然保护区森林群落研究主要集中于乔木层生物多样性、群落组成与结构及其维持机制,但对保护区林下草本层植物多样性及空间结构缺乏研究。以鹞落坪国家级自然保护区内落叶阔叶林11.56 km2永久大样地(以下简称大样地)林下草本植物为研究对象,探讨草本层植物多样性、空间分布格局及优势种的种间联结性和相关性。结果表明:(1)大样地内的草本植物共有52科134属195种,其中百合科、唇形科、堇菜科、菊科与毛茛科草本植物占主导作用。(2)大样地内草本植物优势种明显,多样性指数较高且整体分布较为均匀,其中北部阳坡物种多样性较低,南部阴坡、中部半阳坡的物种多样性较高。(3)七种空间格局分析方法均表明大样地内草本植物优势种呈现聚集分布。(4)大样地内10个草本优势种45个优势种对的χ2检验、联结系数AC检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验结果显示,种对间正联结、正相关的数量多于负联结、负相关的数量;Spearman秩相关系数检验更具灵敏性;种间联结强度与相关度较弱,说明林下草本植物种间及与环境之间关系尚未达到相对稳定状态。对鹞落坪落叶阔叶林下草本植物调查与长期监测,为深入研究林下草本植物的生态功能、对林下草本植物资源的保护利用及自然保护区管理提供理论依据。

    • 马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层酶活性随雨旱季的变化

      2022, 42(19):8031-8040. DOI: 10.5846/stxb202003030396

      摘要 (236) HTML (214) PDF 7.10 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤酶活性随雨旱季的变化特征对于深入理解人工林土壤物质循环具有重要意义。2014年6月至2017年4月,采用原位土柱培养方法,研究了长江上游低山丘陵区的马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层转化酶、脲酶和酸性磷酸酶活性随关键时期(雨季初期;雨季中期;雨季末期;旱季初期;旱季末期)的变化特征。结果表明:土壤有机层和矿质土壤层酶活性随关键时期的变化显著,总体表现为雨季高于旱季。土壤有机层转化酶和脲酶活性呈现逐年降低的趋势;矿质土壤层酸性磷酸酶活性呈现逐年增加的趋势。土壤有机层转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于矿质土壤层。土壤有机层三种酶活性年际变化幅度及随关键时期的变化幅度均高于矿质土壤层。偏最小二乘分析(PLS)表明,土壤含水量、微生物量和底物含量对土壤酶活性具有显著影响,但其影响大小强烈取决于土壤层次和酶的种类。可见,马尾松人工林土壤有机层酶活性对环境因子变化的响应更敏感,而且驱动土壤有机层和矿质土壤层酶活性动态的主导因子也存在差异。

    • 不同水分条件下杨树-玉米复合系统凋落物分解特性

      2022, 42(19):8041-8049. DOI: 10.5846/stxb202104060884

      摘要 (116) HTML (252) PDF 1.21 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨水分变化对农林复合生态系统凋落物分解特性的影响,以河西走廊杨树(Populus)-玉米(Zea mays)凋落物为研究对象,设置正常水分(9200 m3/hm2,对照),轻度干旱胁迫(减少15%,7800 m3/hm2),中度干旱胁迫(减少30%,6400 m3/hm2)3种不同水分处理条件,采用分解袋法研究了不同水分条件下杨树叶和玉米秸秆的质量残留率、分解速率和养分含量变化特征。结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,两种凋落物的质量残留率均增加,而分解速率降低。经过164 d的分解后,杨树叶和玉米秸秆的质量残留率分别为70.43%-77.49%、63.55%-68.29%。分析表明:水分和时间对各类型凋落物的质量残留率均有极显著的影响(P<0.001),但二者的交互作用不显著(P>0.05);干旱胁迫显著降低了玉米秸秆的分解速率,但杨树叶的分解速率却只是在中度干旱胁迫下显著降低(P<0.05)。对于不同类型凋落物而言,分解速率表现为玉米秸秆>杨树叶。(2)两种类型凋落物的氮(N)残留率在分解过程中表现为降低的趋势,但随着干旱程度的加大,N的残留率增加,表明水分抑制了N的释放过程。分解164d后,同一类型凋落物不同水分条件下的N残留率均存在显著差异。对于同一水分条件下不同凋落物而言,玉米秸秆的N残留率最低,而杨树叶最高。总的来说,水分降低对干旱区农林复合系统内凋落物的分解和氮元素含量具有显著的抑制作用。

    • 喀斯特退化天坑不同坡向植物群落系统发育与功能性状结构

      2022, 42(19):8050-8060. DOI: 10.5846/stxb202107201965

      摘要 (328) HTML (322) PDF 5.73 M (1062) 评论 (0) 收藏

      摘要:喀斯特退化天坑地下森林主要分布在不同坡向的倒石坡上,探究环境过滤、竞争排斥和随机过程在天坑地下森林群落构建中的作用,有助于揭示天坑物种避难所价值,为天坑植物多样性的保护及坑外地表生态恢复提供科学的参考。以云南沾益深陷塘退化天坑为例,综合运用功能性状生态学和系统发育方法,研究不同坡向植物群落的土壤环境特征、功能性状变异、系统发育信号及系统发育多样性。研究表明:(1)不同坡向土壤环境差异较大,相对于南坡和北坡而言,东坡的土壤环境变异程度最大。(2)各坡向具有不同的优势种群,其中壳斗科植物种群多度较大,在北坡和东坡的黄背栎(Quercus pannosa)种群数量较大,在南坡则是青冈(Cyclobalanopsis glauca)多度最大。各优势物种功能性状在不同坡向存在差异,整体上变异程度中等,但南坡优势物种变异程度最大。(3)叶宽、长宽比、叶厚度、比叶面积具有较强且显著的系统发育信号(K>1,P<0.05),性状进化过程中受遗传因素影响较大;而叶长、叶面积、叶干重、叶干物质含量、最大树高系统发育信号弱(K<1),性状进化过程中受生境因素影响较大。(4)各坡向植物群落构建过程由生态位理论的环境过滤和竞争排斥作用主导,坡向从北坡-东坡-南坡的转变过程中,植物群落构建中环境过滤作用逐渐减小,竞争排斥作用逐渐增大。北坡可能较长时间内都是以旱生型植物为主要建群种,而南坡则可能最终演替成亚热带湿润气候型的顶极群落。

    • 荒漠草原向灌丛转变过程两种优势植物定植土壤水分阈值特征

      2022, 42(19):8061-8072. DOI: 10.5846/stxb202105311425

      摘要 (218) HTML (241) PDF 2.04 M (666) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究宁夏东部荒漠草原灌丛转变过程中两种优势种蒙古冰草(Agropyron mongolicum)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)植物更新土壤水分需求特征,在前期萌发土壤水势阈值研究的基础上,进一步通过野外观测和室内干旱胁迫试验分析确定转变过程中两种优势植物种的定植土壤水分阈值。结果表明:荒漠草原灌丛近30年人为转变过程中0-200 cm土壤水分呈降低趋势,灌丛地土壤水分含量较荒漠草地显著降低了52.43%(P<0.05),灌丛转变加速了土壤旱化;柠条锦鸡儿和蒙古冰草幼苗定植过程中叶绿素含量随干旱胁迫程度加深呈先增加后降低趋势,其死亡率逐渐上升。通过渗透势和死亡率的拟合函数以及其对应样地的土壤水势、土壤水分关系分析得出,随样地转变柠条锦鸡儿定植土壤水势、水分阈值均低于蒙古冰草,两者平均土壤水势阈值分别为-9.38—-9.95 kPa、-8.72—-9.28 kPa,平均土壤水分阈值分别为4.93%-5.23%、5.92%-6.50%。与蒙古冰草相比,柠条锦鸡儿更适应灌丛引入下或降雨减少引起的土壤旱化,其旱生条件下的定植成功更易发生。

    • 滇西北退化高寒草甸植物群落结构对刈割的响应

      2022, 42(19):8073-8081. DOI: 10.5846/stxb202108112210

      摘要 (182) HTML (270) PDF 8.94 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究滇西北不同退化级别高寒草甸植物群落结构对外界干扰的响应敏感性,以香格里拉市的典型高寒草甸为研究对象,于2018-2020年在三个退化梯度上(严重退化,S1;中度退化,S2;轻度退化,S3)开展控制刈割实验,进而分析草甸植物物种丰富度、群落组成相似性、群落复杂度和关键种的变化规律。结果表明:(1)刈割后,S1的物种丰富度显著增加(P<0.05),S2和S3的物种丰富度未发生显著变化(P>0.05);(2)相较于S2和S3,S1梯度的植物群落组成变化最大;(3) S1、S2和S3的植物群落复杂度在刈割后均呈先下降后增加的趋势,但S1的植物群落复杂度变化幅度高于S2和S3;(4)刈割导致各退化草甸植物群落的关键种发生了变化,2018、2019和2020年S1梯度的关键种在豆科(Leguminsae)和蔷薇科(Rosaceae)之间变化,S2梯度的关键种在禾本科(Gramineae)和菊科(Compositae)之间变化,S3梯度的关键种在蔷薇科(Rosaceae)、菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)之间转变。研究表明,滇西北高寒草甸植物物种丰富度、群落组成和群落复杂度对外界干扰响应的敏感性可能随退化加剧而上升,但群落关键种的响应过程较复杂。

    • 黄土高原草地植物叶脉性状沿环境梯度的变化规律

      2022, 42(19):8082-8093. DOI: 10.5846/stxb202110072768

      摘要 (286) HTML (383) PDF 2.62 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被带类型(森林草原、典型草原和荒漠草原),共获得519种植物叶片并测定其叶脉性状,包括叶脉密度(VLA,mm/mm2)、叶脉直径(VD,μm)和单位面积叶脉体积(VV,μm3/mm2),旨在探究不同脉型植物(包括网状脉、平行脉和单叶脉)叶脉性状的变异规律。结果表明:(1)黄土高原植物VD和VV沿经度增加减小,而VLA无明显变化(P>0.05)。(2)在不同脉型植物中VLA和VD的负相关关系只在网状脉和平行脉中存在,VLA和VV的正相关关系只在网状脉存在,VD和VV的正相关关系在不同脉型植物中均存在。(3)黄土高原自东向西随经度减小,网状脉植物的3种叶脉性状均显著增大(P<0.01),但变化趋势较弱(R2=0.02-0.07);平行脉VLA无显著变化,VD和VV显著减小(P<0.01);然而,单叶脉植物的3种叶脉性状均无显著变化(P>0.05)。(4)叶脉类型是影响叶脉性状变异的主要因素(解释度为27.84%-62.25%)。环境因子中,土壤因子(主要是土壤水分和养分含量)对3种叶脉性状的解释度(0.54%-2.91%)大于气候因子(0.02%-0.77%)。这些结果表明,不同脉型植物具有不同的适应策略,未来在研究叶脉对环境变化的响应和变异规律时要考虑到叶脉类型的影响。

    • 火烧强度对中亚热带人工造林初期土壤呼吸的影响

      2022, 42(19):8094-8104. DOI: 10.5846/stxb202111053107

      摘要 (169) HTML (252) PDF 1.46 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:在热带和亚热带森林中,火烧是一种清理采伐迹地的有效管理措施。尽管许多研究表明,火烧刺激了土壤的碳排放,但对亚热带火强度对土壤呼吸的影响还缺乏了解。在中亚热带米槠常绿阔叶次生林采伐迹地上,设置高火烧强度(HF)、低火烧强度(LF)炼山造林处理,利用LI-8100对造林初期(2012年3月-2012年12月)土壤呼吸进行测定,同时监测观测期土壤温度、含水量以及降雨量等气象因子,分析不同火烧强度对中亚热带造林初期土壤呼吸及排放量的影响,同时探讨影响土壤呼吸变化的主要因素。结果表明:(1)观测期间不同火烧强度对土壤呼吸的影响呈现出明显的时间变化特征:与对照(CT)相比,土壤呼吸在火烧后2个月以内显著增加(P<0.05),HF和LF分别增加76.3%和55.3%;在火烧后2-5个月内三种处理间没有显著差异(P>0.05);但之后,火烧处理土壤呼吸显著低于CT (P<0.05),HF和LF分别降低40%和32.6%;在观测期间火烧处理没有导致土壤CO2累计排放量的增加。(2)火烧处理下,仅HF处理中土壤呼吸与土壤温度显著相关(P<0.05),但拟合决定系数较低。(3)单次降水事件会导致火烧处理下土壤呼吸的增加,而对照无明显增加;但连续性降水事件中,降雨早期促进土壤呼吸,而后期呈现出抑制作用。

    • 红霉素对大型溞生殖、生长和基因表达的生态毒理效应

      2022, 42(19):8105-8113. DOI: 10.5846/stxb202108092183

      摘要 (167) HTML (401) PDF 1.77 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:红霉素(ERM)在水环境中广泛检出,并产生生态毒理风险。以大型溞为模式生物,研究了ERM在浮游动物繁殖、生长、抗氧化及神经系统方面的慢性毒理效应。结果表明ERM对大型溞的急性毒性为低毒(48 h-LC50为315.41 mg/L,96 h-LC50为163.08 mg/L)。在2 μg/L和200 μg/L浓度下暴露21 d,ERM会干扰大型溞的繁殖、生长、氧化应激防御及解毒相关基因的表达,诱导丙二醛含量上升,抑制抗氧化系统超氧化物歧化酶和谷胱甘肽转移酶及神经系统乙酰胆碱酯酶活性,引起细胞膜损伤和神经传导紊乱,造成大型溞前期产卵率升高,且对生长发育和游泳行为产生不利影响。解析了ERM在浮游动物繁殖、生长及在蛋白和基因水平上的毒理响应,为揭示抗生素对水生生物种群稳定和生态系统安全的影响提供基础数据支撑。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(19):8114-8114.

      摘要 (67) HTML (0) PDF 1.25 M (381) 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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