• 2022年第42卷第20期文章目次
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      摘要 (211) HTML (0) PDF 17.90 M (598) 评论 (0) 收藏

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    • >研究论文
    • 黄土高原典型退耕区生态系统服务权衡与协同关系研究——以延安市为例

      2022, 42(20):8115-8125. DOI: 10.5846/stxb202110102836

      摘要 (735) HTML (328) PDF 15.83 M (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:在退耕还林的背景下,从多尺度分析黄土高原生态系统服务的时空变化及权衡协同关系对促进该区经济发展和生态效益多赢具有重要意义。以黄土高原退耕还林典型区延安市为例,运用InVEST模型评估1988-2018年农作物生产、碳储量、生境质量、土壤保持、产水量5种关键生态系统服务物质量,采用偏相关分析法探讨生态系统服务间的权衡与协同关系及其时空变化特征。研究结果表明:(1)受土地利用变化影响,延安市农作物生产水平、土壤保持年际变化趋势波动较大,农作物生产水平呈波动增加的趋势,土壤保持退耕还林前呈减少,退耕还林后呈波动增加的趋势,碳储量和生境质量呈逐渐增加的趋势,产水量呈逐渐减弱的趋势。(2)生态系统服务与土地利用格局联系紧密。碳储量、生境质量的高值区域以及产水量的低值区域随林地分布格局变化而变化。(3)协同关系是延安市生态系统服务间相关关系的主体,主要发生在碳储量、生境质量、土壤保持、农作物生产之间,权衡关系主要存在于产水量和其他生态系统服务之间。(4)市、县域生态系统服务间关系的差异主要发生在生境质量和土壤保持之间。

    • 基于生态系统服务的山西黄河流域保护优先区识别

      2022, 42(20):8126-8137. DOI: 10.5846/stxb202110112843

      摘要 (446) HTML (366) PDF 16.75 M (925) 评论 (0) 收藏

      摘要:山西黄河流域当前面临生态环境快速退化问题,从生态系统服务视角进行保护优先区识别是自然保护和可持续发展的关键步骤。为给研究区生态平衡的维护及生态保护规划和决策提供信息来源和理论依据,基于2010-2020年多源数据,通过GIS空间分析和InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade offs)模型等方法模拟主要生态系统服务(生境质量、土壤保持、防风固沙、产水、碳固定、粮食供给)时空格局并采用热点分析和OWA (Ordered Weighted Averaged)多属性决策方法构建保护情景,评估保护效率筛选出最佳保护优先区。结果表明:(1)2010-2020年,土壤保持、防风固沙、产水、碳固定和粮食供给服务整体呈现出上升趋势,仅生境质量小幅度下降。空间上,研究区西部和东南部生境质量、土壤保持、产水和碳固定服务突出,防风固沙服务分布较破碎,中部及西南部平原地区粮食供给服务显著。(2)保护情景中,单项生态系统服务保护优先区主要位于三川河流域、昕水河流域和沁河流域,由单一服务主导呈现空间异质性。综合生态系统服务构建了11种保护优先区情景,受生态系统服务耦合机制影响,整体呈现西北连片东南破碎的空间态势。(3)综合考虑风险、权衡及保护效率,情景8为最佳保护优先区,保护面积1.85万km2,能高效保护多项生态系统服务,对生境质量、土壤保持、防风固沙、产水、碳固定和粮食供给服务保护效率分别为1.45、1.38、1.04、1.31、1.16和0.98。本文研究结果可为山西黄河流域生态保护工作和可持续发展提供决策支持。

    • “山地-绿洲-荒漠”复合系统土地利用变化的生态系统服务权衡与协同效应——以张掖市为例

      2022, 42(20):8138-8151. DOI: 10.5846/stxb202109122560

      摘要 (468) HTML (311) PDF 12.34 M (715) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展复合生态系统土地利用变化的生态服务效应研究可为优化国土空间格局和强化生态系统管理提供重要的基础依据。以干旱区"山地-绿洲-荒漠"复合系统的典型区域张掖市为例,基于1987年、2000年和2018年3期土地利用数据,以乡级行政区为基本单元,引入相对优势度指数划分山地、绿洲、荒漠子系统,研究复合系统的土地利用变化特征及生态系统服务权衡/协同效应。结果表明:(1)张掖市复合系统呈现地域分异特征,由南部山地系统,中部绿洲系统和北部荒漠系统构成;山地系统以林地和草地为主,绿洲系统以耕地和建设用地为主,荒漠系统以未利用地为主。(2)从时间上看,2000-2018年各系统的土地利用变化更强烈,其中,绿洲系统的耕地面积增加量最大,为363.08km2,荒漠系统的建设用地面积增加幅度最大,为78.23%。各系统土地利用转移模式为:山地系统以草地转耕地为主,绿洲系统和荒漠系统以未利用地转耕地为主。(3)张掖市复合系统的生态服务价值呈增加趋势,其中,荒漠系统生态服务价值量的增幅最大,各子系统的价值量之间的关系表现为山地系统 > 绿洲系统 > 荒漠系统,耕地对各系统生态服务价值贡献量最大。(4)张掖市土地利用变化的协同效应大于权衡效应,其中荒漠系统的生态服务之间均为协同关系,山地系统中供给服务与其他服务呈现权衡关系,占比32.73%,绿洲系统中调节服务与其他服务呈现权衡关系,占比18.18%。

    • 黄土丘陵沟壑区典型小流域生态系统服务权衡与协同关系研究

      2022, 42(20):8152-8168. DOI: 10.5846/stxb202108132243

      摘要 (413) HTML (320) PDF 17.12 M (761) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感影像,采用InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型对生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)进行评估,探究植被恢复过程中生态系统服务的协同效应和权衡关系。通过对比得知:随着植被的恢复,坊塌和纸坊沟各生态服务(碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量)均得到了大幅度的提升,其中2008-2018年增加幅度较小,而1998-2008年增加幅度较大,主要原因在于该阶段(1998-2008年)是退耕还林还草的初始10年,林地及草地面积增长较多,而后10年为退耕的延续阶段,退耕面积增长减缓。从1998-2018年,受自然因素和人为因素的影响,坊塌和纸坊沟流域生态系统服务表现出协同和权衡关系。对于坊塌流域,2008年生态系统服务主要表现为协同关系,1998、2018年以权衡关系为主;对于纸坊沟流域,1998年生态系统服务主要表现为协同关系,2008和2018年以权衡关系为主。相同生态系统服务在不同年份有所差别,土地利用类型相同生态系统服务也可能不同。综合来看,2个典型小流域的碳储量、产水量和土壤保持量均以协同关系为主,伴随区域的权衡关系;主要是由于在植被恢复过程中,生态系统服务在时空上增加的幅度不同;因此,在黄土丘陵沟壑区的植被恢复过程中,应综合考虑生态系统服务的协同与权衡,因地制宜的划分和制定合适的保护策略。

    • 基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

      2022, 42(20):8169-8183. DOI: 10.5846/stxb202010282764

      摘要 (285) HTML (317) PDF 17.45 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国城市化进程的加快,导致的生态问题日益严重,发展与保护的矛盾日渐突出,如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿,发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象,基于"省公顷"模型,对均衡因子及产量因子进行修正,计算生态足迹及生态承载力,利用GIS平台进行并对其进行空间分析;结合生态系统服务价值,建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型;对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算,并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明:(1)在2015-2017年,长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化,三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1,表明整个流域处于不安全状态,需要对其进行补偿。(2)对于长江流域整体而言,生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。(3)流域尺度上,上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势;城市群尺度上,成渝城市群最低,长江三角洲城市群最高;省级尺度上,上海最高,西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数,可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析,并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。

    • 生态产品价值实现关键问题解决路径

      2022, 42(20):8184-8192. DOI: 10.5846/stxb202110192951

      摘要 (525) HTML (340) PDF 1.09 M (1273) 评论 (0) 收藏

      摘要:量化、抵押、交易、变现是贯穿于生态产品价值实现全过程的重要环节,而难量化、难抵押、难交易、难变现(简称"四难")是生态产品价值实现、生态文明建设亟待解决的关键问题。研究深入分析了"四难"问题的具体表征,包括产权界定不清、方法学研究不足、软硬件条件缺失、机制之间缺少联动等。为加强生态产品价值实现工作的统领作用,打通"绿水青山"同"金山银山"的双向转化通道,从整体布局、系统谋划角度出发,研究提出解决"四难"问题的基本路径:(1)通过构建"1+2+N"的政策框架体系,加强顶层设计,为生态产品价值实现试点奠定制度基础;(2)加强农特产品、资产权益类产品两类平台搭建,规范交易流程,健全交易网络,实现供需精准对接;(3)依据产权界定、可验证、可转让、可执行、政策连续性5项准则科学设计生态产品市场,实现生态产品交易市场化。此外,研究提出基于产业链金融链数据链协同深化生态产品价值实现问题研究。

    • 牧民对草地可持续利用的生态认知水平及其影响因素——以黄河源区5个县为例

      2022, 42(20):8193-8201. DOI: 10.5846/stxb202105111235

      摘要 (256) HTML (360) PDF 2.35 M (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:牧民对草地可持续利用认知水平很大程度上影响了当地土地的利用状况,进而影响牧民保护草地行为的产生。基于黄河源区(玛多、玛沁、班玛、达日、甘德)的入户调查数据,在分析牧民生计方式和草地退化认知特征的基础上,运用Tobit模型探究影响牧民对草地退化生态认知的主要因素。研究结果表明:(1)黄河源区88%的牧民认为近5年草地出现了不同程度的退化,与学术界普遍认同的观点相一致;(2)联户放牧、子女受教育程度、新技术培训、牲畜养殖规模等对牧民关于草地退化的认知有正向引导作用;(3)户年均收入、国家草原奖补对牧民关于草地退化的认知有负向作用。为有效解决黄河源区牧民对草地的严重依赖性和源区内产业结构单一的问题,应(1)加强牧民专业技能培训、提升草原牧民整体文化水平;(2)鼓励中小牧民参与联户经营;(3)优化牧户生计方式,改善生计策略,减小牧民对草地的依赖程度,实现社会-生态系统的可持续发展。

    • 黄河流域旅游生态效率时空演变及空间溢出效应——基于73个城市数据的分析

      2022, 42(20):8202-8212. DOI: 10.5846/stxb202108232348

      摘要 (218) HTML (396) PDF 6.73 M (732) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河流域旅游生态效率时空演变及空间溢出效应研究,有利于优化旅游资源要素投入,推动黄河流域生态保护及高质量发展。基于超效率SBM模型测算2010-2019年黄河流域73个城市旅游生态效率,借助ArcGIS软件描绘时空演化轨迹,并构建空间杜宾模型揭示空间溢出效应。结果表明:(1)黄河流域旅游生态效率时序上呈现先上升后下降的阶段性特征,空间上呈现"下游-中游-上游"阶梯式递减的异质性特征;(2)旅游生态效率分布具有明显的空间集聚与依赖特征,低水平同质化现象显著;(3)空间溢出效应显著,政府干预、市场规模对邻近城市旅游生态效率具有正向溢出效应,经济发展、产业结构、交通可达性对邻近城市旅游生态效率具有负向溢出效应。基于实证分析结果,提出制定差异化、互补性旅游发展策略,加强区域旅游战略合作,发挥邻近区域辐射带动作用,优化城市空间溢出效应的建议。

    • 基于物种分布的北京平原生态网络构建

      2022, 42(20):8213-8222. DOI: 10.5846/stxb202110102816

      摘要 (319) HTML (342) PDF 19.80 M (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:高强度的城市化活动导致了生物栖息地破碎化、退化和消失,是生物多样性减少的主要原因。建立城市地区生态网络是保护生物多样性的重要途径。因其他物种数据可获得性差,以观测的典型鸟类群落为指示物种,探讨构建生态网络,可为城市生物多样性保护提供新思路。以北京市平原区为研究范围,重点基于86种鸟类分布大数据,通过Maxent模型掩膜生成栖息地源地并进行分级,在GIS技术的支撑下,以土地利用数据建立鸟类活动阻力面,采用最小累积阻力模型算法,模拟并形成了平原地区分级的生物多样性保护网络。研究结果表明,河湖湿地和城市公园组成了北京平原地区生态网络的优势景观类型,占平原区生态空间的81%。基于景观类型大小与物种数量的线性关系筛选出分级生物栖息地,其中一级生物栖息地58个,二级生物栖息地146个,通过模型模拟形成了平原地区生物多样性保护的一二级生态网络,共948条网络,长3760km。筛选出重要生态节点12处,关键生态廊道6条,是保护平原地区生物多样性的重要生态设施。该生态网络的实施对于提升首都平原区的生物多样性具有重要价值,研究结果可为国土生态空间优化提供重要科学依据和参考。

    • 城市群生态网络协同构建场景要素与路径分析——以粤港澳大湾区为例

      2022, 42(20):8223-8237. DOI: 10.5846/stxb202110102827

      摘要 (330) HTML (553) PDF 17.29 M (623) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市群生态网络构建是城市与区域协同发展面临的重要场景之一,合理的生态网络能加强生态源地间的连通性,提高生态系统的生态功能,有效缓解生态环境问题,对保障城市与区域生态安全,提升人类福祉具有重要意义。以粤港澳大湾区城市群为例,以场景为依托开展生态网络协同构建场景要素与协同路径分析,结合景观连通性和形态学空间格局分析方法(MSPA)获得生态源地,并基于最小累积阻力模型识别生态廊道与生态节点,构建大湾区生态网络总体格局,最后从跨区域协作角度探讨城市群生态网络协同构建的潜在路径。研究结果表明:(1)研究区生态网络由40个生态源地、780条潜在生态廊道与892个生态节点构成,生态源地面积1.88万km2,占湾区总面积比例为33%,所识别的生态源地及生态廊道与自然保护区、广东省万里碧道、珠江三角洲绿道网重合程度较高;(2)识别跨区域生态廊道552条,其中,跨越佛山与广州市的生态廊道较多,一半以上的廊道跨越三个及以上城市,跨陆海区域的生态廊道连接了湾区南部主要沿海城市,构成陆海生态网络的关键组成部分;(3)提出城市群生态网络协同构建的潜在模式,应结合生态源地、生态廊道、生态节点等构建主体,分析城市内、城市间生态网络构建过程涉及的协同需求、协同对象,探索差异化的协同路径;(4)以场景为依托识别城市群生态网络构建场景的主题、时空特征、对象、路径和价值,可为进一步开展生态网络协同构建与应用示范过程提供指导。本研究是对城市群生态网络协同建设的有益探索,基于跨区域生态廊道协同构建场景模式的探讨能够为今后进一步探索区域统筹协同机制、实现景观格局协同构建和优化、促进区域生态共建共享提供理论依据。

    • 福建省生态环境与高质量发展耦合关系及驱动机制

      2022, 42(20):8238-8253. DOI: 10.5846/stxb202110092793

      摘要 (263) HTML (303) PDF 25.41 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究生态环境与高质量发展耦合关系时空演变及驱动机制,对实现可持续发展、构建生态文明体系和建设美丽中国具有重要意义。综合构建了生态环境-高质量发展指标体系,运用耦合协调度模型、空间马尔科夫链和BP神经网络-地理加权回归组合模型,系统探讨2005-2020年福建省生态环境与高质量发展耦合关系的时空演变及驱动机制。结果表明:(1)研究期间,福建省生态环境指数整体稳定,而高质量发展指数呈现先降低后上升的变化趋势,二者在空间上的组合关系整体呈现错位特征。(2)福建省县域生态环境与高质量发展指标之间的耦合关系呈先降低后上升的趋势,且呈现明显的空间异质性。(3)协调发展和绿色发展是驱动生态环境质量提高的关键因素,其影响程度呈"圈层式"空间分布特征。

    • 近自然社区公园的生物多样性特征——以北京市中心城区为例

      2022, 42(20):8254-8264. DOI: 10.5846/stxb202110102839

      摘要 (370) HTML (288) PDF 4.41 M (1082) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿地为城市动植物提供了重要栖息地,对城市生物多样性保护具有重要意义。然而,传统社区公园绿地("传统绿地")主要围绕安全、景观和游憩功能,植物种类偏少,群落结构单一,为城市野生动物提供食源和栖息地的资源有限。北京市以2035规划"留白增绿"为政策背景,在中心城区建设一系列小型近自然社区公园绿地("近自然绿地"),在植物物种组成、群落结构和管理方式上有别于以往的传统绿地。一般认为生物多样性在一定范围内随面积的增大而提高,那么对于受到高度干扰的小型绿地,"近自然"特征是否能够显著提高其包括昆虫、鸟类在内的生物多样性?为探究这类近自然绿地的生物多样性特征,在2020年8月至2021年3月,综合采用样方法、样线法,对北京市西城区2个近自然绿地及4个传统绿地的植物、昆虫和鸟类进行调查,分析比较其多样性特征。结果表明,近自然绿地的灌木和草本层丰富度和多样性显著高于传统绿地,均匀度则无显著差异;近自然绿地的昆虫和鸟类的丰富度、多样性显著高于传统绿地,均匀度则无显著差异。与传统绿地相比,近自然绿地具有更丰富的鸟类食源、蜜源植物,以及更为复杂的植被垂直结构。根据以上结果,近自然绿地具有比传统绿地更为显著的生物多样性优势,建议在进行城市绿地建设时,应增加植被结构复杂的近自然绿地的比例,增加绿地的灌木和草本层多样性。研究成果不仅丰富了小面积绿地的生物多样性内涵,且可为大都市近自然绿地营建提供理论依据。本研究还将为今后公园设计、改造和管理提供新的思路,引导绿地向基于生物多样性保护的方向可持续发展。

    • 1991-2017年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变

      2022, 42(20):8265-8275. DOI: 10.5846/stxb202011072851

      摘要 (304) HTML (385) PDF 3.25 M (645) 评论 (0) 收藏

      摘要:冰川景观变化是全球环境和气候变化的共同"指示器"。随着全球气候变化加剧,干旱和半干旱地区的冰川景观将进一步变化。科学评估冰川景观格局时空演变特征,为应对冰川景观变化及其影响提供科学参考。基于1991-2017年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,采用监督分类方法获取叶尔羌河流域冰川景观时空格局及变化数据,利用景观格局指数、质心迁移模型、分形维数等方法分析近26年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变特征。结果表明:(1)1991-2017年叶尔羌河流域冰川斑块面积呈消减趋势,但有所减缓,共减少799.50 km2(-13.09%)。冰川斑块面积消减主要集中在海拔5400-5800 m之间,相较之下,海拔4400 m以下的区域冰川斑块面积消减率最高,达63.68%;不同坡度冰川景观消减率存在差异,陡坡冰川斑块面积消减率最高(15.98%),急陡坡消减率最低(2.87%);阴阳两坡冰川景观均呈消减趋势,阳坡冰川斑块面积消减速率显著高于阴坡。(2)近26年来,叶尔羌河流域冰川斑块数量、最大斑块指数均减小,而平均形状指数、平均周长面积比、分裂指数均增加,表明冰川景观不断消减,破碎化程度增加。(3)研究期间,叶尔羌河流域冰川景观质心发生迁移,整体呈现东北偏移趋势。(4)通过分形理论对叶尔羌河流域冰川景观空间结构特征进行分析表明,该流域冰川景观消减率略微降低,但仍然处于持续消融状态。

    • 基于“源-汇”景观的典型半城市化小流域非点源污染风险评价

      2022, 42(20):8276-8287. DOI: 10.5846/stxb202109162610

      摘要 (211) HTML (251) PDF 17.65 M (3399) 评论 (0) 收藏

      摘要:小流域的水质恶化主要由点源污染和非点源污染引起,随着点源污染控制水平达到一定程度后,非点源污染已成为首要污染源。当前对非点源污染的管控仍存在难监测和难治理的问题,明晰非点源污染发生风险以及背后的原因是亟需解决的问题,因此开展非点源污染风险分析和评价具有重要意义。采用高分辨率影像解译了2010年、2015年和2020年三期厦门市后溪流域土地利用数据;基于"源-汇"景观格局方法计算研究区网格单元的网格污染指数(GPI);结合土地利用变化数据分析非点源污染风险的时空变异,对风险区成因进行了分析。研究结果表明:当前,"汇"景观占流域面积的67.86%,非点源污染发生风险分布呈现北低南高;十年中,非点源污染风险呈现上升趋势,目前非点源污染发生风险处于低风险水平(GPI=0.27)。通过分析风险区的土地利用构成发现耕地面积的缩减(减少67.08%)和建设用地面积扩张(增加43.02%)是污染风险发生变动的主要原因。计算了风险区转移矩阵,发现非点源污染发生风险区呈现出中高风险区向低风险区和"汇"景观区域转移的趋势。基于"源-汇"景观格局理论计算的网格污染指数(GPI)可以有效地对流域非点源污染风险值进行表征,是评价和分析流域非点源污染发生风险的可用方法。

    • 林窗凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的影响

      2022, 42(20):8288-8299. DOI: 10.5846/stxb202011102908

      摘要 (238) HTML (303) PDF 6.62 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨林窗凋落物化感作用对幼苗更新的影响,通过模拟林窗与非林窗光照强度,以林窗和非林窗凋落物水浸提液(浓度1 : 10、1 : 30、1 : 50和1 : 100)为化感物质的主要来源,阐述林窗、凋落物化感作用及二者协同效应对格氏栲幼苗高度、叶绿素荧光参数和渗透调节物质的影响。结果表明:(1)非林窗幼苗的叶绿素相对含量、PSⅡ潜在活力(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和可溶性糖含量高于其它林窗,后期幼苗高度和叶片初始荧光(Fo)低于其它林窗。(2)与对照处理相比,不同浓度凋落物浸提液均抑制了幼苗Fv/Fo,而浓度1 : 50和1 : 100提高了幼苗后期高度、可溶性蛋白含量和叶绿素相对含量。(3)不同浓度凋落物浸提液中,林窗存在总体上提高了幼苗高度,且小林窗和非林窗幼苗叶绿素相对含量、Fv/FoFv/Fm值高于其它林窗。(4)熵值法结果表明,非林窗格氏栲幼苗生长的综合评价值高于其它林窗,凋落物浸提液浓度对幼苗生长的影响呈"低促高抑"效应,浓度1 : 50下幼苗生长的综合评价值高于其它浓度。高浓度(1 : 10和1 : 30)浸提液下,中林窗幼苗生长的综合评价值高于其它林窗。综上,林窗与凋落物化感作用共同影响格氏栲幼苗,且中林窗(50-100 m2)减弱了高浓度凋落物化感作用对格氏栲幼苗生长的毒害作用。未来,通过人为干扰方式调节林窗面积,适当清理森林凋落物以促进格氏栲幼苗天然更新。

    • 盐度及种间相互作用对海三棱藨草、互花米草萌发及生长的影响

      2022, 42(20):8300-8310. DOI: 10.5846/stxb202105071192

      摘要 (210) HTML (323) PDF 1.28 M (841) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐度和种间作用是影响湿地植物群落构建的关键因子。然而,已有研究主要集中于植物成体阶段,我们对生活史早期更新阶段的种间相互作用了解十分有限。崇明东滩国家级自然保护区是位于长江口的重要湿地,外来入侵植物互花米草对优势土著物种海三棱藨草的竞争排斥对当地生态系统造成了严重的负面影响。通过受控实验探讨了盐度及种间作用对海三棱藨草和互花米草种子萌发及生长的影响,以深入了解更新过程在盐沼湿地植物群落构建中的作用。结果表明,在培养皿中盐度对海三棱藨草的萌发有显著抑制作用,互花米草的萌发率受盐度影响不显著但萌发进程被延迟。混种处理对两者的萌发存在一定促进效应,且其作用强度受到盐度的调控。海三棱藨草与互花米草种子在萌发阶段的相互促进并非是通过化感作用实现的,可能是由于萌发过程对盐分的吸收减弱了盐胁迫的影响。盆栽条件下,两物种混种时的萌发及生长表现(高度、地上生物量)较单种时有所下降,但差异不显著。种间竞争受环境胁迫程度及生活史阶段的影响,竞争作用在胁迫较弱的淡水环境及生活史后期更强。盐沼湿地植物群落在形成早期受到盐度等环境因子的影响较大,不同植物对盐胁迫的响应是影响种群建成的主导因素,后期种间竞争的重要性不断增加,最终决定了植物群落的整体格局。

    • 模拟根系分泌物输入对高寒退化草地土壤微生物残体的影响

      2022, 42(20):8311-8321. DOI: 10.5846/stxb202108222343

      摘要 (233) HTML (278) PDF 1.94 M (714) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物残体是稳定土壤碳库的重要来源,对退化生境碳的固持和积累具有重要意义。植物根系分泌物作为植物-土壤-微生物"交流"的媒介,是调控土壤微生物残体迁移转化的关键。因此,以极度退化草地土壤为对象,以氨基糖为标志物,模拟研究了不同氮浓度(低氮-LN:0.1 gN/kg;高氮-HN:0.2 gN/kg)和多样性(3种化合物、9种化合物)根系分泌物输入对土壤微生物残体的影响。结果表明:(1)根系分泌物输入可显著增加高寒退化草地土壤微生物残体含量,且主要由真菌残体贡献。其中高氮和低多样性处理增加最明显,微生物残体和真菌残体分别增加了101.14%,125.16%,而低氮和高多样性处理微生物残体和真菌残体仅增加了35.79%,33.51%。(2)根系分泌物的输入可增加土壤β-葡萄糖苷酶、土壤磷酸酶和过氧化物酶活性,促进微生物的生长,而降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,减少微生物残体的分解。(3)回归分析结果显示,土壤微生物残体与土壤环境的C/N呈显著负相关,与微生物生物量C/N呈显著正相关。上述结果表明,在未来退化草地恢复中,可充分利用模拟根系分泌物输入的土壤固碳策略,即通过提高土壤氮的有效性,促进微生物的生长,加快代谢周转,进一步提高微生物残体含量。

    • 克氏针茅物候对气候变暖和水分变化的响应及其光合生理生态机制

      2022, 42(20):8322-8330. DOI: 10.5846/stxb202108242360

      摘要 (292) HTML (463) PDF 1.52 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:物候对气候变化具有重要指示作用,然而现有研究主要关注植物物候变化与环境因子的关系,对于物候变化的生理生态机制研究较为缺乏。基于内蒙古自治区克氏针茅草原红外线辐射增温与控水相结合的原位模拟试验资料,探究了克氏针茅物候变化的光合生理生态机制及其对水热环境因子的响应。研究结果表明:(1)增温使克氏针茅返青期和抽穗期提前2.8 d和7.8 d、枯黄期推迟6.8 d;水热协同作用主要影响抽穗期,增温增水(气候暖湿化)较增温减水(气候暖干化)提前7.4 d。(2)增温增水使得克氏针茅返青期和抽穗期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著高于增温减水,而对水分利用效率的影响则相反(P<0.05),增温增水与增温减水对克氏针茅枯黄期的光合生理生态特征影响无显著差异。(3)净光合速率是影响克氏针茅物候变化的决策因子,温度是影响克氏针茅植物返青期和枯黄期的限制因子,水分则是影响克氏针茅植物抽穗期的限制因子。研究发现克氏针茅物候与其光合生理生态特征和环境因子密切相关,研究结果可为植物物候模型发展和物候机理研究提供理论支撑。

    • 1982-2018年中国植被覆盖变化非线性趋势及其格局分析

      2022, 42(20):8331-8342. DOI: 10.5846/stxb202108252372

      摘要 (409) HTML (523) PDF 10.61 M (1127) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究植被覆盖变化是评估陆地生态系统环境变化的重要手段,但现有研究多采用线性趋势来表达植被覆盖的变化情况而忽略了趋势的非线性。本文使用GLASS FVC数据,利用BFAST方法和格局分析,探讨了1982-2018年我国植被覆盖变化的非线性趋势及其分布格局。结果表明:(1)与线性趋势方法的对比发现,BFAST的检测结果揭示了四川盆地、黄土高原等地的植被覆盖显著增加趋势其实存在中断,青海和东北等地植被覆盖经历了由退化到改善的过程而并非简单的线性增加,而青藏高原中东部等地则由原先的改善趋势变为了退化趋势。(2)将非线性趋势结果进行分类,其中单调型增加类型占比最多,达到33.58%,主要分布在内蒙古、陕西及河南等地;单调型减少占比1.82%,主要分布在东南沿海地区;中断型增加占比22.91%,主要分布在四川盆地东部和华北地区;中断型减少占比2.68%,主要分布在青藏高原东南部;由增到减占比4.20%,主要分布在青海等地;由减到增占比14.62%,主要分布在吉林等地。大范围的植被覆盖增加趋势充分反映了我国过去几十年植被的改善,但同时存在的减少趋势表明潜在的植被退化风险仍不可忽视。(3)不同趋势类型发生改变的时间有所差异,总体上1988-1999年间发生的改变较少,而2000-2011年间发生的改变较多,我国21世纪以来实施的大规模生态保护和恢复工程对植被的改善过程有重要影响。(4)分布格局上,植被覆盖改善趋势类型(单调型增加,中断型增加,由减到增)呈现大聚集,小分散的特点,具有复杂的形状;退化趋势类型(单调型减少,中断型减少,由增到减)的面积均较小,分布也相对离散。全国尺度上趋势空间格局呈现一定规律但分布的异质性较大,区域尺度上植被覆盖经受的干扰显著,变化过程实际也是较为复杂的。本研究表明,使用非线性趋势方法和格局分析,可以更准确地评估植被覆盖的时空变化,从而为生态环境相关工作的开展提供科学的参考。

    • 唐古特白刺叶功能性状沿气候梯度的变异特征

      2022, 42(20):8343-8351. DOI: 10.5846/stxb202108272405

      摘要 (139) HTML (249) PDF 1.69 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶功能性状与植物的生长对策及资源利用效率密切相关,研究叶功能性状沿气候梯度的变异特征能为理解植物对气候变化的响应机制提供一种简便可行的测定指标。以我国西北荒漠地区广泛分布的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)为研究对象,对其比叶面积(SLA)、单位质量和单位面积叶氮含量(Nmass、Narea)、单位质量和单位面积叶建成成本(CCmass、CCarea)进行测定,分析这些叶功能性状及性状相关关系沿气候梯度的变异特征。结果表明,唐古特白刺叶功能性状(CCarea除外)在气候梯度下存在显著差异,其中,温度是决定唐古特白刺SLA变化的主要因子,SLA随着温度的增加而增加;降水和温度对唐古特白刺Nmass、Narea和CCmass均有显著影响,Nmass和Narea随着降水和温度的增加而降低,而CCmass呈增加趋势。沿气候梯度,唐古特白刺SLA-Nmass、CCmass-Nmass和CCarea-Narea的线性正相关关系发生平移,导致在相同SLA、CCmass和CCarea下,降水和温度较低的地区具有更高的Nmass和Narea。这一结果表明唐古特白刺能通过调节叶功能性状之间的关系来适应气候的变化,并形成性状间的最佳功能组合。

    • 基于水量平衡原理的黄土高原林草植被覆盖度恢复潜力评估

      2022, 42(20):8352-8364. DOI: 10.5846/stxb202108302444

      摘要 (198) HTML (262) PDF 17.29 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了科学评价黄土高原林草措施的可持续性,基于林草生态系统蒸散发(ET)与降雨补给之间的水量平衡动态关系,开展林草植被覆盖度恢复潜力研究具有一定的现实意义。利用实测水文气象要素数据和PML_V2 ET、GRACE和MOD13 A1 EVI等遥感产品,阐明了增强型植被指数(EVI)与ET的时空变化特征,构建了ET和EVI的定量响应关系,定量估算了不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度恢复阈值与恢复潜力。研究结果表明:(1) PML产品基于通量站点观测值与水量平衡公式验证的误差分别为4.5 mm/8d、34.3 mm/a,产品精度优于MOD16 A2 GF。黄土高原2000-2018年多年平均ET为445.36 mm,多年平均EVI为0.17;黄土高原林草植被ET和EVI的增长速率分别为5.08 mm/a和0.0026/a。(2)利用多元逐步回归方法逐像元构建了ET与气象要素和EVI的最优响应关系模型,平均均方根误差(RMSE)为44.5 mm。(3)丰水年、平水年、枯水年不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度平均恢复阈值为(71.5±37.3)%、(55.6±35.9)%和(22.4±26.0)%;平均恢复潜力为(9.4±30.4)%、(-6.4±23.8)%和(-39.7±26.2)%,平均RMSE为5.7%。(4)林草植被覆盖度恢复潜力存在空间异质性。不同历史降雨情景对干旱指数2.5-4区间的林草植被恢复潜力影响最为剧烈。若未来黄土高原经历长时期平水或枯水年时段,林草植被将会存在不同程度的退化风险。

    • 干旱胁迫对不同根型苜蓿根系构型的影响

      2022, 42(20):8365-8373. DOI: 10.5846/stxb202109042504

      摘要 (228) HTML (341) PDF 982.82 K (798) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用盆栽试验,比较播种当年及生长第2年对照、中度、重度干旱胁迫下根茎型、直根型、根蘖型苜蓿根系平面、立体几何构型和分形特征差异,以探究不同根型苜蓿对干旱的适应策略。结果表明:随干旱胁迫增加,各根型苜蓿根系总长度、总表面积、总体积和平均直径均减小;各根型苜蓿的根系拓扑指数较小,根系分支模式为叉状分支结构;各根型苜蓿的根系具有较好的分形特征,其分形维数较小,而分形丰度和平均连接长度均较大,表明其根系分支相对简单,但空间拓展能力强,有利于对营养空间的占有;各根型苜蓿的总分支较小、逐级分支率较大,有助于资源的快速获取和促进主根的向下生长。对根系构型参数进行主成分分析,根系总表面积、分形丰度、根长、根体积、分形维数和比根长6个根系构型参数能较好反映不同根型苜蓿根系构型特征。重度胁迫下,根茎型、根蘖型苜蓿的根系总长度、总表面积、总体积、比根长、比表面积、平均连接长度均大于直根型苜蓿,表明根茎型、根蘖型苜蓿适应干旱环境的能力强于直根型苜蓿。

    • 大兴安岭森林草原过渡带典型植物群落动态变化特征

      2022, 42(20):8374-8384. DOI: 10.5846/stxb202109092545

      摘要 (375) HTML (370) PDF 12.60 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:大兴安岭森林草原过渡带是大兴安岭森林与呼伦贝尔草原接壤的关键区域。由于过渡带本身的脆弱性,气候变化和过度放牧等人为因素的干扰导致区域内植物群落结构和功能发生剧烈变化。然而,气候变化和放牧双重作用对森林草原过渡带草地植物群落动态影响的研究还鲜有报道。以内蒙古陈巴尔虎旗森林草原过渡带为研究对象,分别于2008、2009、2010和2019年沿着草甸草原-森林草原过渡区域-林间草地-森林的梯度进行野外调查,对比分析11年间受气候变化和过度放牧的双重干扰下,该区域植物物种丰富度、Raunkiear生活型功能群、牧草饲用价值以及群落生物量随时间的变化动态。结果表明:从总体上看,与2008-2010年均值相比,2019年植物物种数量明显下降,其中禾本科牧草减少10余种;植物Raunkiear生活型功能群组成发生显著变化,其中一、二年生植物物种数增加4%,地面芽植物降低8%;牧草饲用价值中优等牧草所占比例下降5%,劣等牧草比例增加7%;总地上生物量显著下降35%。在过渡带各区段中,草甸草原群落结构和功能受气候和过度放牧影响更加明显。与2008-2010年均值相比,2019年草甸草原群落物种丰富度降低12%,优等牧草比例降低4%,劣等牧草比例增加7%,植物地上生物量更是显著降低62%。对区域气候和放牧因素分析可得,年降水量和年均温与过渡带地上生物量均显著相关,其中降水是导致过渡带整体上生产力下降的主要因素;而过度放牧是导致草甸草原群落生产力下降的主要因素。

    • 不同杉木无性系叶片解剖结构对大气增温的响应

      2022, 42(20):8385-8397. DOI: 10.5846/stxb202109152590

      摘要 (143) HTML (237) PDF 8.85 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:以10个不同杉木无性系幼林叶片为研究对象,在对研究地气候因子进行分析基础上,采用微波石蜡快速切片法制作叶片解剖结构,通过观测比较叶片8项解剖结构指标的差异规律,研究不同杉木无性系叶片解剖结构在大气增温背景下的响应特征。结果表明:(1)研究地2020年度夏季气温呈先上升后下降的趋势,降水量变化与之相反,呈现出明显的高温干旱现象。(2)不同杉木无性系叶片解剖结构相似,叶肉组织分化为栅栏组织和海绵组织,为典型异面叶;解剖结构指标除下表皮厚度外,其余指标在无性系间呈现出不同程度的改变,表现出对大气增温响应的形态可塑性差异。(3)相关性分析结果表明,叶片解剖结构指标之间存在一定自相关关系;气候因子中,月平均气温与栅栏组织呈极显著正相关关系(P<0.01),月均降水量与栅栏组织、海绵组织、栅海比均呈极显著正相关关系(P<0.01)。(4)根据主成分分析结果,筛选出海绵组织、栅栏组织、叶片厚度、表皮组织和角质层为表征杉木叶片解剖结构的典型指标,反映出在大气增温背景下杉木叶片解剖结构变化特征以抵抗强烈光照和减少水分散发的特性。(5)不同杉木无性系叶片可塑性指数均值排序结果为W2 > P11 > S4 > P32 > P41 > P17 > P18 > S22 > S23 > 洋061,表明不同杉木无性系对大气增温的生态适应性与之相对应。综上可见,不同杉木无性系对环境的适应能力存在差异,叶片具有较强的形态可塑性变化,当气温改变时,杉木可通过叶片解剖结构调整以应对不断增加的大气温度带来的高温干旱复合逆境胁迫,未来应充分重视气候变化对杉木人工林生长发育的影响。

    • 普洱季风常绿阔叶林乔木物种多样性高分辨率遥感估测

      2022, 42(20):8398-8413. DOI: 10.5846/stxb202109152596

      摘要 (219) HTML (386) PDF 15.63 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:季风常绿阔叶林是我国南亚热带典型的地带性植被,也是云南省普洱地区重要森林类型。季风常绿阔叶林乔木物种多样性遥感估测对研究区域尺度生物多样性格局及其规律具有重要作用。根据光谱异质性假说和环境异质性假说,首先使用1m空间分辨率的机载高光谱数据和激光雷达数据提取了光谱多样性特征和垂直结构特征。然后利用基于随机森林算法的递归特征消除方法选择对研究区森林乔木物种多样性指数具有较好解释能力的遥感特征,并对Shannon-Winner物种多样性指数进行建模、制图。研究结果表明:(1)基于机载LiDAR数据提取的垂直结构特征和机载高光谱数据提取的光谱多样性特征均对研究区森林乔木物种多样性具有较好的解释能力,随机森林模型估测结果分别为R2=0.48,RMSE=0.46和R2=0.5,RMSE=0.45;两种数据源融合可以进一步提高遥感数据的森林乔木物种多样性估测精度,随机森林估测模型R2和RMSE分别为0.69和0.37。(2)机载激光雷达数据对研究区针阔混交林乔木物种多样性的估测能力优于机载高光谱数据。(3)机器学习方法有助于从高维遥感数据特征中选择适合于森林乔木物种多样性建模的少量特征。该研究在云南普洱开展对季风常绿阔叶林的遥感估测研究,可为森林生物多样性调查提供补充手段,有助于森林生物多样性大尺度、长期动态监测。

    • 混交对亚热带针叶树根际土壤氮矿化和微生物特性的影响

      2022, 42(20):8414-8424. DOI: 10.5846/stxb202110072766

      摘要 (249) HTML (291) PDF 1.86 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:混交阔叶树是退化红壤区针叶林改造的重要措施之一,土壤养分供应和转化是评价混交效应的重要参数,但混交后针叶树根际土壤氮矿化特征及其影响因素还不清楚。选取退化红壤区马尾松(Pinus massoniana Lamb.)纯林、湿地松(Pinus elliottii Engelmann)纯林及其补植木荷(Schima superba Gardn.et Champ.)形成的马-木混交林和湿-木混交林为研究对象,采集4种林分下针叶树根际土壤,测定速效养分含量、氮矿化速率、氮水解酶活性和微生物磷脂脂肪酸含量,探究混交对针叶树根际土壤氮供应及微生物特性的影响,分析土壤氮矿化和微生物特性间的相关性。结果表明:混交显著增加了针叶树根际土壤铵态氮,矿质氮和有效磷含量,而对硝态氮影响不显著。根际土壤氮矿化以硝化作用为主,混交后针叶树根际土壤氨化速率降低了27.0%,硝化速率增加了55.4%,而最终净氮矿化速率增加了24.1%。两个树种间,马尾松根际土壤矿质氮含量和净氮矿化速率显著高于湿地松。针叶树根际土壤真菌、丛枝菌根真菌,总微生物生物量及真菌/细菌比在混交后显著增加,且马尾松根际土壤总微生物和真菌生物量分别比湿地松高18.9%和27.0%。同时,针叶树根际土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性在混交后显著增强,且根际土壤硝化速率和净氮矿化速率与微生物指标和酶活性正相关。总的来说,混交阔叶树显著提高了针叶树根际土壤氮供应,以此应对阔叶树混交后带来的养分竞争压力,而马尾松倾向于积极性的应对策略,通过增加土壤氮矿化以适应外界环境改变。

    • 黄土区露天煤矿排土场不同微地貌土壤种子库特征

      2022, 42(20):8425-8434. DOI: 10.5846/stxb202110102825

      摘要 (154) HTML (244) PDF 7.64 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土区露天煤矿排土场边坡水力冲刷强烈,不同植被恢复模式与水力作用耦合形成的不同微地貌可通过对种子的不同拦截作用而影响植被的恢复及发展。为了探讨排土场不同微地貌对种子的拦截效益及不同植被恢复模式的恢复潜力,选取不同恢复模式下形成的细沟、丛岛和草带三种微地貌为研究对象,以邻近裸坡为对照,研究不同微地貌土壤种子库特征及其拦截力。结果表明:(1)在不同微地貌中土壤种子库均以一年生藜科和禾本科植物为主;丛岛微生境的土壤种子库中有较丰富的物种和较高的多样性指数。(2)各微地貌的土壤种子库均具有表层聚集现象;草带微地貌中的土壤种子库总储量最大,且草带的0-2 cm土层处的土壤种子库密度显著高于各微地貌的各个土层(P<0.05)。(3)细沟和丛岛在上坡位对种子的拦截效果更好,草带在下坡位对种子的拦截效果更好。综上所述,沙蒿恢复模式形成的丛岛有利于增加土壤种子库的物种多样性,草带有利于增加土壤种子库的储量,故在黄土区排土场进行植被恢复时可以利用不同微地貌对土壤种子库分布特征的优势构建适宜的复合植被恢复模式。

    • 种植模式和坡位对茶园土壤细菌群落结构及功能类群的影响

      2022, 42(20):8435-8452. DOI: 10.5846/stxb202110122879

      摘要 (218) HTML (340) PDF 21.66 M (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:茶树(Camellia sinensis L.)种植是亚热带丘陵山区主要的土地利用类型,茶园种植模式是影响土壤细菌群落结构的主要人为因素。为揭示种植模式和坡位对土壤细菌群落结构和功能的影响,选取两种不同种植模式(常规和有机种植模式)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0-20cm)为对象,采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序和PICRUSt2功能预测相结合的研究方法,研究不同种植模式和坡位下土壤细菌群落结构和功能特征,阐明土壤理化性质对土壤细菌群落结构的影响,预测土壤细菌功能特征。研究结果表明:(1)与常规种植模式相比,有机种植模式茶园土壤细菌Alpha多样性有所降低,其中中坡位常规茶园土壤细菌Sobs和Simpson指数显著高于有机茶园(P<0.05);从坡面尺度看,两种种植模式下土壤细菌Alpha多样性指标均以中坡位最高,其中常规茶园中坡位土壤细菌Ace和Simpson指数均显著高于下坡位(P<0.05)。(2)各样地茶园土壤细菌共获得29个门82个纲190个目316个科517个属929个种,主要细菌优势门为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacterita)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)。土壤细菌群落优势属以AD3、热酸菌属(Acidothermus)、norank_f__norank_o__Elsteralesnorank_f__Xanthobacteraceae为主。(3)主坐标分析(PCoA)显示,不同种植模式的茶园土壤细菌群落结构存在明显差异,常规种植模式下不同坡位之间的土壤细菌群落结构有显著差异(P<0.05),有机种植下不同坡位之间的土壤细菌群落结构无显著差异。置换多元方差分析(PERMANOVA)结果表明不同种植模式的土壤细菌群落结构差异显著(P<0.05),而不同坡位土壤细菌群落结构无显著差异(P>0.05),说明种植模式对茶园土壤细菌群落结构的影响更大。组间群落差异分析(LEfSe)表明,57个差异物种对种植模式非常敏感,不同种植模式富集了不同的细菌类群。(4) PICRUSt2功能预测共获得6个一级功能层和46个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和环境信息方面功能活跃。有机种植模式提高了土壤细菌碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、信号转导、脂质代谢及外源生物降解与代谢功能。(5)相关分析和冗余分析结果表明,土壤碱解氮、速效磷、全磷、全钾和pH是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要影响因子。总体而言,有机种植模式改变了茶园土壤细菌群落结构和代谢功能,增加土壤有益细菌的数量,有利于保持茶园土壤可持续的生态环境。

    • 土壤含水量驱动土壤病毒和细菌多度及其与土壤异养呼吸关系的变化

      2022, 42(20):8453-8460. DOI: 10.5846/stxb202110152917

      摘要 (240) HTML (378) PDF 1.00 M (1076) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物是维持陆地生态系统稳定性和功能的重要组成部分。病毒是地球上数量最多的生物实体,也是若干类型生境中微生物数量的重要调节者。因此,了解病毒与微生物的相互作用,对深入认识包括碳循环在内的生态系统过程具有重要意义。在实验室建立土壤微宇宙实验系统,跟踪调查恒定低含水量、恒定高含水量和波动含水量3种水分处理下土壤病毒和细菌多度的变化,以及土壤异养呼吸速率对土壤病毒-细菌相互作用的响应。相较于低水分处理,高水分处理显著增加了病毒多度(P<0.001)和病毒-细菌多度比(P=0.0026),波动水分处理显著增加了病毒多度(P<0.001)。在高水分处理的土壤微宇宙中,细菌和病毒多度呈现出随时间动荡的信号,即细菌多度表现出增加-降低-增加的趋势,而病毒多度则表现出增加-降低的趋势,且其变化滞后于细菌。土壤异养呼吸速率与土壤含水量(P<0.001)、细菌多度(P=0.0045)和病毒多度(P<0.001)都具有显著的正相关关系。这些结果说明:病毒导致的下行控制可能是细菌多度的重要影响因子,在水分增加情形下,病毒有可能通过加速细菌的更新速率进而加速土壤呼吸。因此,病毒与细菌的相互作用可能是碳循环的重要决定因素。

    • 克拉玛依油田高盐采油废水人工湿地环境及其生态效应

      2022, 42(20):8461-8470. DOI: 10.5846/stxb202204110954

      摘要 (222) HTML (230) PDF 2.18 M (710) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为生态系统中较为脆弱的一种,荒漠区生物种类具有显著的地域特征,高盐采油废水的排放会对荒漠生态系统造成一定的影响。以克拉玛依油田某外排水人工湿地为研究对象,采用等距离布点原则布设12个样方,通过地理探测器和聚类分析识别出湿地影响区域和背景区域,分析了两区域内土壤理化性质、植物多样性,并分析了盐分生态风险评估。结果表明:采油废水排放对周围土壤含水率影响较大,背景点位含水率在6.5%以下,湿地影响点位含水率在12%-30%;对土壤全盐量的影响不显著,土壤含盐量呈现从西北到东南方向递增的规律;在整个研究区域发现8个物种,其中4个物种在两区域内都存在,但是植物生长状况差异明显,受湿地影响区域的植被盖度变化范围更大,在1%-40%之间,未受影响区域的植被盖度均在20%以下;通过毒性效应分析得到盐分的预测无效应浓度为83.04 g/kg,实际浓度与其相比,风险熵小于1,盐分的暴露尚未引起生态风险。

    • 气候变化对柴胡与狭叶柴胡适生分布的影响

      2022, 42(20):8471-8482. DOI: 10.5846/stxb202108242369

      摘要 (281) HTML (441) PDF 18.57 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究气候变化下物种适生区的分布格局与变迁,对于物种的保护和资源的可持续利用具有重要的理论和实践意义。选取柴胡(Bupleurum chinense)与狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)在中国地域内的381个有效分布点和36个环境因子,利用MaxEnt模型模拟当前以及未来(2050和2070年)两种气候情景下(RCP4.5和RCP8.5)其适生区的分布格局,并分析了制约其适生区分布的主导环境因子。结果表明:(1)影响柴胡适生区分布的主导环境因子为最湿月份降水量、最干季度平均温度以及海拔。影响狭叶柴胡适生区分布的主导环境因子为最湿月份降水量、温度季节性变化标准差以及海拔;(2)当前气候条件下,柴胡适生区总面积为1.4755×106km2,约占我国国土面积的15.37%,中、高度适生区主要分布在陕西南部、山西东部、甘肃东南部、山东中部、河北中西部等地;狭叶柴胡适生区总面积为1.8034×106km2,约占我国国土面积的18.78%,中、高度适生区主要分布在黑龙江西部和东部、内蒙古中部和东北部、河北北部、陕西中部等地。(3)未来气候背景下,两种柴胡总适生区面积呈现增加趋势。柴胡适生区分布质心向东北方向的高纬度地区迁移,狭叶柴胡适生区分布质心向西部方向的高海拔地区迁移。

    • 蓝色长盾金小蜂对橡副珠蜡蚧的控制作用

      2022, 42(20):8483-8491. DOI: 10.5846/stxb202110092804

      摘要 (139) HTML (346) PDF 974.70 K (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓝色长盾金小蜂Scutellista caerulea Fonscolombe是橡胶树重要害虫橡副珠蜡蚧Parasaissetia nigra Nietner的一种外寄生性天敌。为了明确蓝色长盾金小蜂对橡副珠蜡蚧的控害潜能,为该寄生蜂的进一步利用提供数据支撑。在室内通过体视镜下解剖观察寄生蜂在寄主腹下是否产卵测定了不同温度、寄主发育阶段下蓝色长盾金小蜂的寄生功能反应、寻找效应和自身密度干扰效应。温度设置有21、24、27、30、33、36℃共6个处理,寄主发育阶段设初期成虫(1-2 d成虫)、褐色期成虫(体色褐色,产卵前3-4 d成虫)、黑色期成虫(体色黑色,产卵1-2 d成虫)三个处理。结果显示:蓝色长盾金小蜂对橡副珠蜡蚧的寄生功能反应符合Holling-Ⅱ型和Holling-Ⅲ型模型,在21-36℃范围内,33℃时该蜂寄生效能最大,为44.4201,21℃时最小,为9.2458;在橡副珠蜡蚧为初期成虫-黑色期成虫范围内,寄生效能由大到小为黑色期成虫>褐色期成虫>初期成虫,分别为18.9044、13.7410、7.2002。采用Hassell-Varley干扰模型对不同温度下蓝色长盾金小蜂受自身密度干扰的寄生作用率进行拟合,表明蓝色长盾金小蜂在寄生时存在种群内个体间自我干扰情况。温度会影响蓝色长盾金小蜂的搜寻和自我干扰,在21-33℃范围内,33℃搜寻常数和干扰常数达到最大值,分别为0.6116、0.7535。当温度为33℃,寄主发育阶段为黑色期成虫时,蓝色长盾金小蜂对橡副珠蜡蚧有较强的控制能力,自身干扰作用最强。

    • >专论与综述
    • 食物网稳定性机制研究进展:一个基于等级系统的框架

      2022, 42(20):8492-8507. DOI: 10.5846/stxb202108292427

      摘要 (500) HTML (745) PDF 1.52 M (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:食物网理论沟通了群落生态学和生态系统生态学,将生物多样性和生态系统功能的研究统一起来,是理解生态系统运作机制的关键。自从1973年Robert May的经典研究引发著名的"复杂性-稳定性"论辩之后,人们认识到食物网的稳定性是其结构维持、功能发挥和动态演化的一个重要前提,并开始了对食物网稳定性机制的探索。早期研究主要关注只包含拓扑关系的定性食物网,但后来人们逐渐认识到相互作用强度的重要性,并提出了诸如自限性、弱相互作用、适应性捕食等一系列机制。本文系统梳理了过往研究中模块层面的各类稳定性机制和全网层面对各模块的整合机制,从而清晰地展示了"模块-全网"双层框架的全貌。通过在其基础上的扩展,进而提出了一个基于等级系统的食物网稳定性框架,并从动力学和能量学角度,对各层级内部的稳定性机制以及层级之间的关系进行了探讨,以期为建立普适的食物网稳定性理论提供一些思路。未来的研究方向包括:①将稳定性机制的研究从食物网扩展到更一般的生态网络;②综合考虑生物物理要素、动力学稳定性、系统对能流功率的追求、环境的平稳程度、演化历史等影响因素,从而得到关于食物网结构和动态的更为深刻的认识。

    • 植物源和土壤有机质源土壤呼吸组分的拆分原理、方法与应用进展

      2022, 42(20):8508-8520. DOI: 10.5846/stxb202108312452

      摘要 (296) HTML (292) PDF 1.22 M (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:区分土壤呼吸组分并揭示其与环境因素的相关关系,对于准确评估土壤碳过程及其环境影响机制至关重要。根据底物来源和作用机制的差异,土壤呼吸主要包括根系呼吸、根际微生物呼吸、凋落物分解、自然条件下和激发效应下土壤有机质(SOM)分解。现有土壤呼吸组分拆分方法可以分为基于植物源CO2测定或土壤有机质源CO2测定的差分拆分方法,以及基于土壤呼吸组分同位素信号差异的拆分方法。土壤呼吸组分拆分研究可以解决不同土壤呼吸组分对环境变化的响应机制、植物光合碳输入与地下土壤呼吸组分的交互作用、土壤呼吸组分变化对土壤碳库周转的影响机制等科学问题,但其理论假设、观测技术方法、潜在的误差来源等仍需要继续关注并系统研究。

    • >学术信息与动态
    • 基于CiteSpace的国内生态补偿研究

      2022, 42(20):8521-8529. DOI: 10.5846/stxb202109082529

      摘要 (314) HTML (314) PDF 8.82 M (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面了解我国生态补偿研究的发展脉络及演变趋势,以CSSCI数据库检索到的期刊论文为主要数据源,借助可视化分析工具CiteSpace软件,对国内生态补偿研究的论文分布、研究力量、研究主题、热点演化等方面进行科学文献计量分析,并绘制系列知识图谱。结果显示:①国内生态补偿研究的年度发文数量经历了波动增长(2000-2016)-逐步下降(2016-2019)-缓慢增加(2019-)3个发展阶段;累计发文量表现出持续增加的趋势。②国内生态补偿领域研究文献主要来自少数核心作者群,核心作者的研究奠定了国内生态补偿研究的基础;非核心作者缺乏相互间的合作。③西安交通大学经济与金融学院、中国科学院地理科学与资源研究所、中国农业大学人文与发展学院和山东农业大学经济管理学院为主要研究机构,研究机构之间的合作以地缘联系为主,机构间跨区域的合作力度较弱。④国内生态补偿的研究热点指向流域生态补偿、生态补偿机制、生态文明建设及转移支付等方向;研究前沿指向生态系统服务、受偿意愿、绿色发展及生态产品等领域,是今后需重点关注的方面。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(20):8530-8530.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 1.25 M (373) 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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