• 2022年第42卷第4期文章目次
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      2022, 42(4):0-0.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 34.19 M (516) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 海洋生态修复:概念、类型与实施路径选择

      2022, 42(4):1241-1251. DOI: 10.5846/stxb202101290313

      摘要 (198) HTML (142) PDF 1.04 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态修复是我国生态文明建设的重要内容。在对生态修复相关概念梳理的基础上,从公共物品治理视角对海洋生态修复主体、修复标准、修复路径及修复措施保障等关键环节进行论述,研究表明:污染和破坏者作为赔偿型海洋生态修复的主体,可通过自行修复和委托修复等方式,将受损海洋生态修复到破坏前的基线水平;国家作为补偿型海洋生态修复的主体,依据边际成本收益分析法确定最优修复规模,通过政府市场采购和创建市场等经济激励型路径实施生态修复以增加公众福利。未来我国海洋生态修复应重点关注修复的资金保障、监督制度以及生态修复的技术研发和修复完成后的成本收益评估等。

    • 大气氮沉降影响草地植物物种多样性机制研究综述

      2022, 42(4):1252-1261. DOI: 10.5846/stxb202011072845

      摘要 (218) HTML (143) PDF 2.32 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点。大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策。系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫。氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献。同时,与欧洲酸性土壤草地和美国高草草原相比,我国草地土壤类型和植被属性具有明显差异。因此,应根据我国草地生态系统的特征、不同植物功能利用养分策略,从土壤养分变化、根系养分吸收转运、叶片生理过程等方面的整合研究思路,探讨氮沉降影响我国草地群落物种多样性的生物学机制,为我国草地生态系统的科学管理提供理论依据。

    • >研究论文
    • 中国红树林基准价值及其单株价值分配研究

      2022, 42(4):1262-1275. DOI: 10.5846/stxb202008192159

      摘要 (155) HTML (122) PDF 2.10 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理快速地评估红树林及其生态系统服务价值不仅是立法和管理的迫切需要,也是一个重要理论问题。迄今,89.19%的国内相关文献为个案研究,缺少国家层面的系统分析。经过文献梳理,形成了由24个指标组成的中国红树林价值评估指标体系。通过贴现折算各指标、定义红树林影响率函数,评估了中国红树林生态系统基准价值(BVE)和红树林基准价值(BVM)。结果表明,2019年BVE和BVM分别为98.74万元hm-2 a-1和216.79万元hm-2 a-1。在BVM中,红树林自身直接产生的价值占57.12%,红树林对林外湿地间接贡献的价值占42.88%。借助人均GDP比率,推算出中国东南沿海各省(区)的BVE介于59.84-149.90万元hm-2 a-1之间,BVM波动于131.39-329.12万元hm-2 a-1之间。2019年广西红树林单株林木的平均基准价值为103.78元/a。在此基础上,通过树种、高度、自然度及生长地权重修正,可以计算出红树林任何单株林木的价值。最后,讨论了理论模型特征、基准价值代表性、不同区域红树林基准价值及管理应用建议问题。

    • 中国陆地植被净初级生产力估算模型优化与分析——基于中国生态系统研究网络数据

      2022, 42(4):1276-1289. DOI: 10.5846/stxb202011263031

      摘要 (123) HTML (142) PDF 3.97 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究基于中国生态系统研究网络(CERN)数据对传统CASA模型进行优化,对比两叶模型与优化CASA模型在站点尺度和像元尺度对于8个典型生态站点的植被净初级生产力(NPP)估算精度,选择在像元尺度表现更好的优化CASA模型,结合中国土地覆被数据(ChinaCover)开展2000-2019年中国陆地植被NPP监测与分析。研究结果表明:(1)基于FY2D PAR的优化方案能够有效避免空间插值导致的不确定性问题,显著提高了PAR估算精度;(2)在站点尺度上,两叶模型用于估算典型森林、草地生态系统的NPP表现更好,而在像元尺度上优化CASA模型估算精度更高;(3)在全国尺度上,优化了最大光能利用率、水分胁迫系数以及光合有效辐射计算方法的CASA模型能够较好地模拟中国陆地植被NPP,近20年中国陆地植被NPP变化范围为2.703-2.882 PgC/a,在空间上呈西北低东南高的格局,在时间上呈现波动中缓慢增加的趋势。

    • 山水资源型城市景观生态风险评价及生态安全格局构建——以张家界市为例

      2022, 42(4):1290-1299. DOI: 10.5846/stxb202012313341

      摘要 (139) HTML (105) PDF 13.79 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域生态安全是现代城市健康发展的重要内容,科学认识与评价区域生态风险与构建生态安全格局,有利于综合提升区域生态安全水平。以张家界市2019年高分二号遥感解译数据为基础,使用GIS空间分析与Fragstats软件构建景观生态风险指数,对景观生态风险空间分布特征进行分析;利用最小累积阻力模型(MCR),以9个自然保护地为生态源地,以景观生态风险指数、植被覆盖度、高程、坡度、与道路距离、与水域距离构建阻力面,识别生态廊道与生态节点,构建生态安全格局并提出生态安全保护策略。结果表明:(1)研究区景观生态风险空间差异明显,生态风险呈现"中部、四周低,高值区总体沿澧水水系呈条带状延伸"的空间分布规律;(2)低、较低、中、较高、高生态风险分别占比21.59%、41.79%、22.57%、12.08%、1.98%,其中较低生态风险占比最高,高生态风险占比最低,各区县高生态风险压力排序为:永定区 > 慈利县 > 桑植县 > 武陵源区;(3)研究共识别出生态廊道24条,生态节点47个,生态廊道累积长达872.35km,生态廊道与生态节点分别呈现"三横四纵"、"中多西少,南多北少"的空间分布特征;(4)研究区形成了由9处生态源地、47处生态节点、24条生态廊道以及3个生态安全区构成的生态安全格局,在此基础上提出了生态安全保护策略,为张家界市生态环境建设提供科学指导。

    • 1986—2019年新疆湖泊变化时空特征及趋势分析

      2022, 42(4):1300-1314. DOI: 10.5846/stxb202101150156

      摘要 (172) HTML (129) PDF 20.28 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱区湖泊是区域水资源系统的重要组成部分,不仅在维系区域生态系统平衡上发挥重要支撑作用,而且也对区域气候变化和人类活动具有重要的指示意义。基于Google Earth Engine (GEE)遥感云计算平台,以Landsat 5/7/8卫星遥感影像为主要数据源,分析了1986-2019年新疆维吾尔自治区湖泊数量以及面积变化的时空特征,并从气候要素变化、人类活动干扰等方面初步探讨了新疆湖泊变化的主要原因。结果表明:1986-2019年间,气温升高使得冰川积雪融水增加,新疆湖泊整体上呈现出扩张趋势。然而受人类活动的干扰程度以及地形海拔等因素,这种趋势存在显著的空间差异。全球变暖背景下,由于受到丰富稳定的雪冰融水的补给,受人为干扰较小的青藏高原北部地区湖泊呈现显著扩张。相反由于环天山地区强烈的人类活动以及冰川加速退缩影响,该区域湖泊面积持续高位波动状态。

    • 综合模型法评估黄河三角洲湿地景观连通性

      2022, 42(4):1315-1326. DOI: 10.5846/stxb202102260535

      摘要 (70) HTML (102) PDF 12.49 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:景观连通性是区域生态系统功能完整的重要表征。连通性的评估对生态系统管理和保护规划有重要意义。综合常用的景观连通性评估模型,即最小耗费距离模型与电路理论模型,根据生态网络构建的一般范式,采取两种不同阻力面赋值方案,对黄河三角洲的湿地景观连通性进行评估,并对比分析了两种模型的基本原理、工作性能、分析尺度等。结果表明:最小耗费距离模型能够识别最优生态廊道,为景观连通性评估提供基本模式。电路理论则能扩展到潜在生态廊道和关键生态点的量化识别,能确定具有生态功能的"夹点"和障碍区的空间位置。综合两种模型,可以量化评估黄河三角洲湿地景观连通性,空间化三角洲湿地保护恢复的管理目标,即潜在廊道和关键生态节点,为区域生态系统功能评估和管理提供精准的数据支持。

    • 长白山风灾景观30年格局变化过程分析

      2022, 42(4):1327-1339. DOI: 10.5846/stxb202101290316

      摘要 (84) HTML (87) PDF 7.96 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:以长白山自然保护区内的由1986年台风形成的风灾景观为研究对象。选取1987年、1993年、1999年、2004年、2010年和2016年遥感影像进行解译。利用Fragstats 4.2软件对景观格局指数进行定量分析,并用主成分分析法与景观综合评价指数相结合的方法对景观格局变化做出综合评价,揭示风灾后30年景观格局变化过程。结果表明:(1)草本-灌木的优势度不断下降;阔叶林和针叶林在恢复过程中先以增加大斑块为主,后期面积增加主要是以小斑块为主;岳桦林恢复过程中先以增加小斑块为主,后期以大斑块连片生长。(2)小而分散的斑块在恢复过程中转换为大而集中的斑块,景观趋于均质化。(3)草本-灌木,阔叶林,针叶林,岳桦林四种斑块类型在恢复过程中呈现一种演替关系。(4)确定了分别与景观规模、形状和景观聚散度相关的两个主成分,作为表征景观恢复性的关键指标。(5)在30年的恢复期中,研究区整体景观格局质量得到提升,但恢复缓慢,与风灾前依然相差较大。(6)多次强风干扰可以形成长白山西、南坡非标准的垂直带谱。

    • 交通网络空间互动视角下生态足迹驱动机制

      2022, 42(4):1340-1353. DOI: 10.5846/stxb202101050032

      摘要 (52) HTML (87) PDF 24.13 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江中游城市群是中部崛起战略的重要区域,同时依托长江黄金水道面临发展和保护的困境。交通网络空间互动视角下的生态足迹驱动机制研究对统筹长江中游城市群经济社会高质量发展和生态文明高水平建设以实现可持续发展具有重要意义。基于生态足迹模型测度了长江中游城市群县域尺度的可持续发展状况,并在STIRPAT模型框架下基于交通网络空间互动关系挖掘生态足迹的驱动机制和空间效应,为交通网络扩张背景下的跨区域生态治理与可持续发展提供参考。研究结果显示:(1)2010-2017年,长江中游城市群县域生态足迹均值有所下降;(2)道路交通网络和铁路交通网络规模均有所扩大,但连通性略有下降;(3)在基于交通网络构建的空间互动媒介下,城镇化率和人均GDP对生态足迹具有显著的促进作用,而第三产业增加值占比对生态足迹产生抑制影响,且生态足迹表现出积极的空间外溢效应。基于以上研究结果,建议在基于交通网络加强区域生态协同发展的同时,建设产业互促、资源互通、技术互享的区域联动可持续发展新格局。

    • 西北地区三维生态足迹生态安全评价及驱动力分析

      2022, 42(4):1354-1367. DOI: 10.5846/stxb202101110109

      摘要 (85) HTML (102) PDF 10.86 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:西北地区生态脆弱,进行生态安全评估和驱动力分析具有重要意义。选取土地利用影像和植被净初级生产力产品叠加细化均衡因子和产量因子,利用三维生态足迹改进模型测算和空间刻画西北地区2009-2017年的足迹深度,足迹广度和区域三维生态足迹;然后基于上述结果计算生态压力指数、生态协调系数、生态足迹多样性指数、流量资本占用率和存量资本流量利用比描述生态安全变化;最后用STIRPAT扩展模型结合主成分回归模型分析三维生态足迹演变的主要驱动因素。结果表明:(1)2009-2017年研究区的区域足迹广度总体上呈现为先升后降的趋势,2009年最低为3.116 hm2/人,2016年达到最高为3.796 hm2/人;区域足迹深度研究期内一直上升,从2009年的11.550 hm2/人上涨为19.031 hm2/人;三维生态足迹研究期内也一直增加,由6.006 hm2/人增加为9.760 hm2/人。(2)研究区2009-2017年整体生态安全持续恶化,生态压力不断增大,其中宁夏生态安全形势严峻,新疆和陕西生态环境脆弱,甘肃生态安全程度相对较差,青海生态安全良好;不同地区地类的安全状况基本不同,但共同点为林地最为安全,化石能源用地最不安全。(3)驱动力分析模型表明,研究区经济、社会和技术发展对资本的占用有传导机制。人均GDP、城镇化率和人口是研究区增加生态资本占用的因素,万元GDP能耗是除新疆外共有的缓解资本亏损的因素,经济发展仍依靠消耗资本能源,需加大科技水平投入,提高能源利用效率;产业需要加速转型,完善经济体制,降低对资本的依赖性。

    • 长江中游城市群水-碳-生态足迹变化特征及其平衡性分析

      2022, 42(4):1368-1380. DOI: 10.5846/stxb202010182654

      摘要 (93) HTML (122) PDF 11.66 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:长江中游城市群是长江经济带三大跨区域城市群支撑之一,实现该区域高效协同发展对于打造全国重要增长极具有重要意义。基于水-碳-生态足迹评估长江中游城市群资源环境压力,引入基尼系数分析城市群水-碳-生态足迹与经济、人口、水资源的平衡性,并构建深度神经网络模型预测水-碳-生态足迹的未来变化趋势。结果表明:长江中游城市群2000-2015年的人均生态足迹由1.98hm2增至4.06hm2,人均碳足迹由0.27hm2增至0.56hm2,年平均增幅分别为6.56%和6.5%;人均水资源生态足迹整体呈先下降后上升,最后趋于平衡的变化趋势;大部分城市的水资源超载指数为正值,总体水资源状况良好,湖南和江西水资源状况优于湖北。长江中游城市群面临巨大资源环境压力,且大部分来自于碳排放压力。研究期内,江西省资源环境压力由中上等级升至较高等级;湖南省资源环境压力基本处于高等级;湖北省资源环境压力均处于很高等级。城市群人口分布、经济发展、水资源分布与水-碳-生态足迹的匹配关系较差。从生态足迹角度来看,综合基尼系数均值为0.456,处于"一般不匹配"范围,研究期内呈现缓慢下降趋势,表明区域间整体协调性增强;从碳足迹角度来看,人口、GDP和水资源基尼系数均有逐年增加的趋势;综合水资源生态足迹基尼系数达到了0.421,处于"一般不匹配"范围;从资源环境压力角度来看,水资源基尼系数年均值达到0.774,处于"严重不匹配"范围;综合基尼系数逐年上升,处于"严重不匹配"范围。而足迹预测结果显示长江中游城市群未来的人均水-碳-生态足迹变化幅度较小,均值分别为1.01、0.74、5.04hm2,湖北的整体生态环境仍不理想。通过分析区域水-碳-生态足迹变化特征和发展平衡性,以期为长江中游城市群经济、环境和资源之间的协调发展提供科学依据。

    • 黄土丘陵区典型小流域草地群落数量分类与结构特征及其影响因素

      2022, 42(4):1381-1392. DOI: 10.5846/stxb202010272753

      摘要 (71) HTML (104) PDF 4.26 M (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土丘陵区退耕还林(草)工程已实施20年,了解草地现状对该区草地生态系统保护与恢复调控措施选择具有重要意义。以安塞纸坊沟小流域内22个草地群落为研究对象,基于Ward聚类和非度量多维度排序(NMDS)方法,对草地类型、结构及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)流域内草地共出现23科83种植物,其中禾本科、豆科和菊科物种重要值占比达75%-85%。草地可划分为狗尾草群丛、茵陈蒿群丛、甘草群丛、铁杆蒿群丛和白羊草群丛5类群丛。群丛间结构存在显著差异,狗尾草群丛盖度、地上生物量(AGB)、地下生物量(BGB)和根冠比均显著最低,但Shannon-Wiener指数和Pielou优势度指数均显著高于白羊草和铁杆蒿群丛。茵陈蒿、甘草与铁杆蒿群丛间AGB、BGB及多样性指数无显著差异。(2)功能群对群落结构产生显著影响,豆科矮草对AGB和BGB产生显著正效应,禾本科高草对BGB产生显著正效应,而菊科矮草对群落盖度与BGB产生显著负效应。(3)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量偏低(分别为6.21,0.82、0.53 g/kg),其中SOC和TN含量显著影响群丛物种组成、功能群和结构特征。总体而言,纸坊沟流域内草地恢复良好,后续调控措施选择应考虑草地群丛类型与土壤碳氮含量差异。

    • 亚热带不同植被恢复阶段生态系统N、P储量的垂直分配格局

      2022, 42(4):1393-1409. DOI: 10.5846/stxb202102240504

      摘要 (66) HTML (89) PDF 5.45 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮(N)、磷(P)是影响生态系统生产力的主要养分因子,为科学评估植被恢复对生态系统N、P积累、分配及其耦合关系的影响,采用时空互代法,以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致,且处于不同恢复阶段的4个植物群落(4-5年灌草丛、10-12年灌木林、45-46年马尾松针阔混交林和>90年常绿阔叶林)作为一个恢复序列,设置固定样地,采用收获法和建立主要树种各器官生物量相对生长方程估算群落生物量,采集植被层(叶、枝、干、根)、凋落物层(未分解层、半分解层、已分解层)、土壤层(0-10、10-20、20-30、30-40 cm)样品,测定全N、全P含量,估算生态系统各组分(植被层、凋落物层、土壤层)全N、全P储量。结果表明:植被层全N、全P储量均随植被恢复增加,全N储量增长速率呈先慢后快的特征,而全P储量则呈慢-快-慢增长,地上(叶、枝、干)、地下(根)部分表现为异速增长;随植被恢复,凋落物层全N、全P储量先增加后下降,增长速率为先快后慢,4-5年灌草丛全N、全P储量最低;土壤层全N、全P储量随植被恢复显著增加(P<0.05),全N储量增长速率呈快-慢-快特征,而全P储量呈先慢后快特征;从4-5年灌草丛到>90年常绿阔叶林,生态系统全N、全P储量分别增加了6031.5、454.7 kg/hm2,增幅分别为231.5%、41.1%;不同恢复阶段生态系统全N、全P均主要存储于土壤中,分别占生态系统全N、全P储量的87.3%-99.0%、96.5%-99.9%;生态系统全N、全P储量的垂直分配格局随植被恢复而变化,植被层全N、全P储量贡献率增加,而土壤层全N、全P储量贡献率下降,凋落物层变化较小;植被层、凋落物层、土壤层全N、全P含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01),随植被恢复,植被层、凋落物层、土壤层N、P含量协同发展,P变化滞后于N。因此,可通过合理的经营管理措施促进植被恢复,提高植被层生物量以及N、P间的耦合协调性,以提高生态系统养分固持潜力和促进养分间的高效协调利用。

    • 华西雨屏区植被恢复对紫色土酸化的影响

      2022, 42(4):1410-1419. DOI: 10.5846/stxb202102220488

      摘要 (42) HTML (110) PDF 3.18 M (89) 评论 (0) 收藏

      摘要:退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20a后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明:玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0-50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10-50 cm土壤pH值(4.89-5.90)显著高于0-10 cm土壤pH值(4.72-5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程。通过对紫色土人工林酸化特征及其过程的揭示,可为华西雨屏区森林生态系统恢复及其管理提供科学依据。

    • 基于MaxEnt模型的中国沙棘潜在适宜分布区分析

      2022, 42(4):1420-1428. DOI: 10.5846/stxb202101260269

      摘要 (198) HTML (169) PDF 3.00 M (271) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国沙棘主要分布于我国华北、西北、西南等地森林-草原过渡地带,是我国北方地区退耕还林、生态修复等工程的重要造林树种,对维持干旱、半干旱地区的生态环境稳定具有重要意义。探讨限制中国沙棘分布的主导气候因子,模拟其潜在适宜分布区,以期为中国沙棘在林业生态工程和生态经济林建设中的合理种植和推广提供理论依据。基于中国沙棘自然分布的328个地理样点,利用最大熵(MaxEnt)模型对中国沙棘的潜在分布区的主导气候因子进行分析,并预测中国沙棘的潜在分布范围。结果表明,基于气候变量的MaxEnt模型训练集和测试集受试者工作特征曲线下面积(AUC值)分别为0.962±0.001和0.949±0.001,均大于0.9,表明MaxEnt模型对中国沙棘潜在分布区的预测具有极高的准确度,可信度好。基于环境变量贡献率和刀切法的结果表明年降雨情况、生长季的水热状况、最干季降雨和最冷月最低温等是限制中国沙棘分布的主要气候因素,其中年降雨是限制中国沙棘分布的主导气候因子。通过模拟得到现代中国沙棘潜在地理分布的总适生区面积为165.1万km2;其中高适生区和中适生区面积共93.3万km2,主要集中分布于河北西部、北部,山西全境,陕西北部及秦岭山区,宁夏南部,甘肃东部、南部及祁连山区,青海东部,四川西部和西藏东部及中部地区;在吉林东北部,内蒙古中部、南部,以及河南西北部地区也有少量分布。

    • 北京山区干旱胁迫下侧柏叶片水分吸收策略

      2022, 42(4):1429-1440. DOI: 10.5846/stxb202010072553

      摘要 (68) HTML (84) PDF 1.52 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱与半干旱地区,水分是限制树木生长的重要影响因子。由于降水稀缺且分配不均,叶片吸收水分是此地区树木吸收和利用小量级降水和凝结水的主要方式。北京山区处于易旱少雨的生态脆弱地带,森林植被经常遭受干旱胁迫,所以对该地区的森林系统而言,叶片直接吸收利用截留的降雨是干旱时期树木获得水分的重要途径。基于野外对比控制试验和室内盆栽模拟试验,选取北京山区的主要造林树种侧柏为研究对象,进行利用天然降雨与模拟降雨试验,研究降雨前后侧柏叶片吸水特征,探究侧柏在干旱环境下如何通过叶片吸水缓解干旱胁迫。结果表明:当侧柏长期处于干旱胁迫状态时,叶片可以利用降雨,从中获益用来缓解树木的干旱胁迫状态;叶片的吸水能力与降雨强度呈正相关关系,与土壤含水率呈负相关关系;重度干旱下侧柏植株在降雨强度为15 mm/h时叶片吸水现象最明显,叶水势变化最大为(1.18±0.17) MPa,叶片含水率变化最大为(8.47±1.00) mg/cm2;当土壤水率高于20.8%时,基本不发生叶片吸水现象。试验结果说明在干旱地区叶片吸水是树木除根系吸水外的重要水分来源方式,并且对干旱地区有效利用短缺水资源,减轻植物水分亏缺具有重要意义。

    • 长白山9种槭树的翅果扩散及种子萌发研究

      2022, 42(4):1441-1449. DOI: 10.5846/stxb202101060058

      摘要 (79) HTML (116) PDF 2.00 M (141) 评论 (0) 收藏

      摘要:翅果的风媒传播是槭属植物的主要扩散方式之一,且与种子萌发有着密切关联,但具体机理一直还并不明确。以分布于长白山的9种槭树为对象,探讨翅果的形态特征,测定它们在空气中的垂直沉降速度、不同风速下的水平扩散距离以及在扩散距离上的种子萌发率,进而比较并分析翅果的形态性状与沉降速度、水平扩散距离的相关性以及萌发率在不同扩散距离上的差异性。结果表明:(1)9种槭树的翅果长、宽和面积与沉降速度、水平扩散距离均呈负相关;尽管如此,翅果形态并不是风传播物种的最佳分类指标,而翅载力能较好地反应物种的风传播能力;(2)翅果垂直沉降速度和水平扩散距离间存在显著负相关,表明沉降速度越小,翅果在空气中停留的时间越长,水平方向上扩散距离越远,且强风有助于提高翅果的扩散能力;(3)沉降速度最慢的花楷槭在不同风速下的水平扩散距离均最远,而沉降速度最快的拧筋槭水平扩散距离最短;(4)种子萌发率随扩散距离的增加呈下降趋势。上述结果不仅为深入理解翅果的风力传播机制以及种子萌发对水平扩散距离的响应机制提供科学依据,还可为种群实生更新方面的理论研究提供参考。

    • 光强对4种鸭跖草科植物生长和光合特性的影响

      2022, 42(4):1450-1461. DOI: 10.5846/stxb202009202445

      摘要 (130) HTML (81) PDF 14.06 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究4种鸭跖草科植物对不同光环境的适应能力,以紫鸭跖草、花叶水竹草、吊竹梅、绿叶水竹草4种植物为试验材料,利用遮光网设置5种光强梯度(分别为自然光强的100%、75%、50%、25%、5%),研究不同光强对4种植物生长和光合特性的影响。结果表明:随光强的减弱,4种植物的叶面积、比叶面积、株高、叶片夹角显著增加,但紫鸭跖草在5%自然光强下叶面积显著降低,同时降低的光强显著降低了4种植物叶片的上下表皮厚度和叶片厚度,以及紫鸭跖草、花叶水竹草和绿叶水竹草的栅栏组织厚度、花叶水竹草和绿叶水竹草的海绵组织厚度,但4种植物的栅栏组织和海绵组织比未发生显著变化。紫鸭跖草和花叶水竹草的Chl a、Chl b和Chl (a+b)含量随光强的降低呈先升后降趋势,而吊竹梅和绿叶水竹草的Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量则显著升高。与100%自然光强和5%自然光强相比,4种植物在25%-75%自然光强下,能保持高的气孔开度、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率。研究表明,4种鸭跖草科植物具有较强的光适应性,可以通过调整植株形态、叶片解剖结构、光合色素含量、气孔开度和导度的方式在弱光环境中(25%-75%自然光强)增强对光的捕获和利用能力,保持较高的净光合速率,从而保证植株体在弱光环境中进行正常的生命活动。

    • 西安4种落叶乔木物候期对气候变化的响应

      2022, 42(4):1462-1473. DOI: 10.5846/stxb202011212992

      摘要 (75) HTML (76) PDF 1.92 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:以西安1979-2018年的气候资料和植物物候观测资料为基础,采用分段回归和趋势倾向率等方法,分析了毛白杨(Populus tomentosa)、杜梨(Pyrus betulifolia)、七叶树(Aesculus chinensis)和灯台树(Bothrocaryum controversum)4种落叶乔木展叶盛期和叶全变色期的生长趋势,使用偏相关分析探讨了气温、降水和日照时数与物候期的关系并通过偏最小二乘回归(Partial Least Squares,PLS)判断气候变量对物候期的综合影响。结果表明:①1979-2018年,4种乔木的生长季长度延长,整体表现为春季物候期提前,秋季物候期推迟;②展叶盛期物候指标与叶全变色期物候指标,转折均发生在1982年;转折后,物候特征变化显著,春季物候的提前速率和秋季物候的推迟速率加快,展叶盛期平均提前3.8d/10a,叶全变色期平均推迟4.7d/10a;③展叶盛期与春季气温表现为极显著负相关,叶变色期与秋季气温表现为显著正相关;降水对植物物候的影响不显著;春季物候与日照时数呈现极显著负相关关系,秋季物候期与日照时数呈不显著正相关关系;④展叶盛期与叶全变色期均受气温、日照时数、降水的综合影响,影响因子对物候期的解释能力排序为:气温 > 日照时数 > 降水,同期气温的升高对乔木展叶盛期提前及叶全变色期的推迟具有主导控制作用。

    • 秦岭中西部油松径向生长对气候因子的响应差异研究

      2022, 42(4):1474-1486. DOI: 10.5846/stxb202102060392

      摘要 (52) HTML (84) PDF 4.25 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:在气候变暖背景下,树木径向生长对气候因子的响应会随区域干湿变化而有所差异。秦岭属于气候敏感区和生态脆弱区,南北气候特征差异明显,分析气候变化背景下树木径向生长对气候因子及干旱事件的响应,对准确预测未来气候变化对树木生长的影响至关重要。为探究该地区不同干湿环境下油松对气候因子及干旱事件响应的特点及差异,共采集秦岭中西部南北坡共4个样点的油松树轮样芯,利用树木年轮生态学的方法,分析各地油松年表与气候因子之间的关系,通过计算抵抗力、恢复力、恢复弹力等指标探究树木径向生长对干旱事件的应对能力,结果表明:1)在西部和北坡的3个样点,油松径向生长主要与前一年7-9月、当年5-7月的气温呈显著负相关,与当年5月降水呈显著正相关,在中部南坡油松径向生长主要与当年2-4月、9月气温呈显著正相关,与当年4月降水呈显著负相关;2)生长季气温升高所引发的水分亏缺,是研究区西部和北坡油松径向生长受限制的主要原因,且中部南坡油松生长受气温和干旱因子的制约要明显弱于其它3个样点;3)西部北坡油松对干旱的抵抗能力、恢复能力及恢复弹力均弱于西部南坡及中部北坡油松。在未来对研究区树木的管理与保护工作中,应更加关注西部北坡树木生长状况,中部树木则无需进行过多的人工干预。

    • 基于最优性原理的普适性碳水通量耦合估算方法研究

      2022, 42(4):1487-1499. DOI: 10.5846/stxb20210101000

      摘要 (74) HTML (75) PDF 6.73 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:陆地生态系统碳、水通量估算是地球系统科学研究的基础和重要内容之一。当前部分碳、水通量模型在外推的过程中受到参数化结构和特征参数的限制,难以提升应用范围和结果精度。以生态水文最优性原理为理论工具,将基于该原理构建的C3植物普适性生产力模型P model推广至C4植物;在此基础上结合植物气孔行为的环境响应规律和水碳耦合原理,发展具有普适性的碳水通量耦合估算方法,协同计算我国总初级生产力(GPP,Gross Primary Production)和蒸散(ET,Evapotranspiration)。基于ChinaFLUX数据集的站点尺度验证结果表明,基于P model发展的的GPP和ET普适性估算方法精度表现良好:GPP估算结果与地面观测相比,相关系数R2=0.61,均方根误差RMSE=2.1gC/d,拟合斜率0.96;ET估算结果相关系数R2=0.66,RMSE=0.85mm/d,拟合斜率1.04。基于Google Earth Engine云平台实现了全国尺度GPP和ET计算,模拟结果与遥感太阳诱导叶绿素荧光观测、同类ET产品相比具有合理的空间分布,表明基于最优性原理构建的普适性碳水通量耦合估算模型在空间拓展的过程中稳定可靠。此外,与传统参数化导度模型的环境敏感性对比分析表明,采用的普适性通量计算方案能够在无法获取准确土地覆被信息或模型训练样本不足的情况下取得稳定的计算结果,具有良好的应用和发展前景。

    • 模拟地表火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮的影响

      2022, 42(4):1500-1511. DOI: 10.5846/stxb202009202446

      摘要 (33) HTML (82) PDF 3.60 M (77) 评论 (0) 收藏

      摘要:燃烧剩余物是火烧迹地土壤表面必然存在的残留物,可以通过降水过程以及地表径流释放其所含有的矿物质和有机质至土壤生态系统,从而在一定时间内持续地对火后生态系统恢复过程造成影响。但不同火行为下,相同的可燃物所产生的燃烧剩余物可能具有不同的生态学功能,为了认知火行为对燃烧剩余物的影响,进一步了解二者对火烧迹地生态恢复过程中养分循环和能量流动的潜在影响,探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。以红松人工林地表可燃物为实验材料,通过设置不同坡度和含水率为火行为的驱动因子,进行了森林可燃物床层地表上坡火和下坡火的室内模拟燃烧实验。用独立样本T检验、单因素方差分析、多因素方差分析探究了火环境对燃烧剩余物水溶性碳氮和火行为的影响,用基于距离的冗余分析(db-RDA)探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。上坡火实验组的燃烧剩余物水溶性碳氮含量明显高于下坡火实验组(P<0.01);5°实验组中,燃烧剩余物的水溶性碳含量随着可燃物预设含水率的升高而升高(P<0.05)。进一步的数据分析发现火行为与燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征关系密切,火焰宽度是影响燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征最显著的火行为因素,与水溶性碳氮及水溶性碳氮比的相关系数分别为-0.515,-0.317,-0.550(P<0.01)。火焰高度、燃烧效率与燃烧剩余物水溶性碳氮含量呈负相关,火线强度与燃烧剩余物水溶性碳氮比呈负相关,持续燃烧时间与燃烧剩余物水溶性碳氮含量呈正相关(P<0.05)。红松人工林地表可燃物燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征显著的受到火行为的直接影响和火环境的间接影响。火干扰可以通过影响燃烧剩余物特性对火烧迹地生态恢复过程造成持续性的潜在影响。

    • 有机肥连续施用对菜田重金属行为的影响——基于地球化学模型研究

      2022, 42(4):1512-1526. DOI: 10.5846/stxb202101080087

      摘要 (43) HTML (96) PDF 7.16 M (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:2017年起,农业部连续多年出台化肥减量增效行动工作方案,要求适当增加有机肥投入,发展循环农业。但连续施用的有机肥进入土壤后,会对土壤pH、有机质和重金属含量等产生影响,改变土壤重金属行为。科学评估有机肥料施用的影响至关重要。仅通过总含量评估重金属污染风险被认为是片面的,不同化学提取剂提取的重金属含量不能完全代表实际污染状况。地球化学模型具有良好的适用性,比传统的提取方法能够更全面地解释重金属的行为。在集约化农业种植区黄淮海平原,多次施用不同比例的粪源有机肥于旱地菜田,并引入地球化学模型,结合pH依赖性浸出试验,明确连续施肥对菜田土壤重金属行为的主要影响机制。研究发现,有机肥中的铜锌含量远高于土壤中的含量,施用后,它们在土壤中的淋溶浓度随着施用比例增加而显著增加,最多可超过十倍以上,并且活性大大增加,与施肥后溶解性有机物含量的升高呈正相关。不同处理条件下的土壤重金属浸出趋势相似:在中性pH下浸出浓度最低,然后逐渐向强酸和强碱增加,呈现出V型变化。地球化学模型LeachXS展示出较好的模拟结果,其模拟值与实测浓度具有良好的相关性(71.02%)。模拟结果显示,有机肥的施用不会明显改变重金属在土壤固相表面的主要吸附过程,但可以通过提高液相中溶解性有机物和重金属含量,增加重金属在土壤中的浸出,从而提升重金属的活性。有机物,铁铝(氢)氧化物,粘土矿物等决定了几乎所有重金属的浸出特性,其中土壤有机物(包括溶解性有机物和颗粒有机物)对重金属的吸附和络合作用大于其他物质,是影响重金属在土壤固液相间行为的最主要因素,随着有机肥添加比例提高,POM络合态重金属含量明显升高,并高于其他固相态,尤其是Cu、Zn、Cr,而DOM络合态重金属含量的升高直接导致了它们的活性增强。对于Ni、Pb,铁铝(氢)氧化物络合态与POM络合态含量接近或更高,但与施肥比例关系不明显。高DOM高铜锌含量的猪粪有机肥施用后会明显增加重金属在土壤和作物中的累积,连续施用和过量施用可能造成的土壤污染风险极高。在选择连续施用畜禽粪便有机肥时,必须减低其重金属含量并关注可能带来的污染,真正实现有机循环农业健康、可持续发展。

    • 雅鲁藏布江下游沿岸湿地建群种植物根际土壤细菌群落结构和多样性特征

      2022, 42(4):1527-1537. DOI: 10.5846/stxb202008112089

      摘要 (55) HTML (99) PDF 6.83 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解雅鲁藏布江大峡谷沿岸不同植被根际土壤细菌群落结构和多样性特征对于揭示该区植被与土壤的相互作用具有重要科学意义。采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究了雅鲁藏布江沿岸自然分布和生长的艾草Artemisia argyi H.Lév.&Vaniot、白刺花Sophora davidii(Franch)、八宝Hylotelephium erythrostictum(Miq.) H.Ohba、黄刺玫Rosa xanthina Lindl 4种典型植被根际土壤细菌群落结构和多样性,并结合植物根际土壤养分含量进行相关性分析。雅鲁藏布江沿岸4种植物根际土壤中共有28门、84纲、156目、262科、599属土壤细菌,其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门是雅鲁藏布江岸边植物根际土壤的优势菌群,相对丰度较高,其次为拟杆菌门、芽单胞菌门、疣微菌门。在门水平上,4种植物根际土壤细菌的群落结构组成表现为黄刺玫和艾草相似,而八宝和另外三种植物相差较大。土壤细菌OTUs (操作分类单元)数和Chaol均以艾草为最高,其值分别是6695和8000.02,以白刺花为最低,其值分别是4563和5113.66。根际土壤细菌多样性指数以黄刺玫为最高,而以白刺花为最低。雅鲁藏布江江岸植被根际土壤细菌物种组成丰富,4种典型植物根际土壤细菌在门水平和纲水平上结构相似,但部分菌群相对丰度差异明显。各植物根际土壤细菌共有的OTU比率较低,而各植物特有的OTU比率则以黄刺玫根际土壤为最高,其次是艾草根际土壤,而以八宝根际土壤为最低。土壤pH、土壤含水量、土壤有机质和总氮含量是影响建群种植物根际土壤优势细菌的主要因素。研究结果可为青藏高原高寒生态系统的稳定和保护提供理论依据。

    • 若尔盖退化高寒草甸土壤团聚体结合有机碳的变化

      2022, 42(4):1538-1548. DOI: 10.5846/stxb202011132940

      摘要 (47) HTML (93) PDF 1.46 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取若尔盖沼泽化草甸及其不同退化程度为研究对象,利用湿筛法进行团聚体分级,并测定各组分有机碳含量,研究了高寒草甸退化对土壤有机碳(SOC,Soil Organic Carbon)、团聚体以及团聚体结合有机碳(OC,Organic Carbon)的影响,旨在从土壤团聚体及其内部组成的角度去解析SOC的变化特征及机制。结果显示:1)退化使大团聚体比例降低且内部组成改变,团聚体稳定性降低。2)退化使各粒级团聚体及大团聚体内部组分结合OC含量均显著降低。3)大团聚体及其内部粗颗粒有机质中OC储量减少是退化中土壤有机碳流失的主要形式,微团聚体、闭蓄态微团聚体和闭蓄态黏粉粒中OC储量随退化增加。4)退化显著降低了高寒草甸SOC含量和储量,表层(0-10 cm) SOC含量变化主要决定于微团聚体和大团聚体OC含量,亚表层(10-20 cm) SOC含量主要受大团聚体OC含量和团聚体平均重量直径(MWD)影响;对于SOC储量,团聚体MWD是表层SOC储量的最重要影响因素,而亚表层SOC储量取决于团聚体组成、土壤理化性质和大团聚体OC含量的综合作用。研究结果表明,改善土壤团聚体组成和稳定性,增加大团聚体有机碳可能是提高土壤养分供应,提升土壤有机碳水平,从而恢复退化草地生产力和功能的重要途径。

    • 短期牦牛放牧强度对川西北高原高寒草甸土壤细菌群落的影响

      2022, 42(4):1549-1559. DOI: 10.5846/stxb202011273042

      摘要 (41) HTML (96) PDF 3.53 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化和人类干扰使青藏高原的草地退化日趋严重,特别是过度放牧导致的草地退化现象尤为突出;然而,牦牛作为青藏高原分布广且数量多的重要家畜,其不同放牧强度对高寒草甸土壤理化性质与细菌群落的影响仍不明晰。在川西北高原典型高寒草甸开展牦牛放牧强度试验,设置了对照组(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛/hm2)、中度放牧(2头牦牛/hm2)和重度放牧(3头牦牛/hm2)4个放牧强度,每个强度设置3个重复。两年放牧实验后的结果表明:短期的重度放牧导致土壤有效磷显著增加,而其它土壤性质在各放牧强度变化不显著;随着放牧强度的增加,土壤细菌α多样性呈先增加后减少的趋势,其主要原因是牦牛活动为细菌的生长繁殖提供了有利的营养条件,但由于放牧的持续时间较短,变化不显著;就优势菌而言,土壤绿弯菌门中存在光合自养细菌,在重度放牧下显著高于对照组,其它各菌门在不同放牧强度下无显著差异;土壤氮与硝化螺旋菌门呈正相关,速效磷与酸杆菌门也呈显著正相关,均说明放牧强度对土壤细菌类群的影响是通过土壤性质间接实现的。本实验通过研究不同牦牛放牧强度下的土壤细菌群落结构,为放牧策略的制定提供了基础数据支持,为草地退化的防治提供理论依据。

    • 武夷山不同海拔梯度黄山松土壤有机氮解聚酶活性及其影响因素

      2022, 42(4):1560-1570. DOI: 10.5846/stxb202101210224

      摘要 (47) HTML (96) PDF 4.74 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机氮(SON)解聚酶对土壤大分子有机氮的解聚是土壤氮循环的限速步骤,对土壤氮循环至关重要。然而,目前亚热带森林中、高海拔梯度下SON解聚酶活性的动态及其影响因素尚不明确。在武夷山自然保护区海拔1200-2000 m的黄山松林,通过测定5个海拔梯度的土壤环境因子、理化性质和8种SON解聚酶活性的变化,探究了不同海拔梯度下SON解聚酶活性的分布规律及其影响因素。结果表明,除土壤DON含量外,其他测量的土壤环境因子和理化性质在不同海拔梯度下均存在显著的差异。SON解聚酶活性随海拔梯度呈现不同的分布规律:碱性蛋白酶(ALPT)、中性蛋白酶(NPT)、漆酶(Lac)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)随海拔升高显著增加,酸性蛋白酶(ACPT)和几丁质酶(Chi)呈现先增后降的趋势,而锰过氧化物酶(Mnp)和谷氨酰胺酶(GLS)在海拔1800 m显著降低(P<0.05)。冗余分析表明,不同海拔梯度下SON解聚酶活性存在明显的聚类,土壤环境因子和理化性质对SON解聚酶活性的解释度高达88.18%。土壤温度(ST),含水率(SM),微生物生物量碳(MBC)和矿质氮(NH4+,NO3-)是不同海拔梯度下SON解聚酶活性变化的重要预测因子。相关分析表明,多数SON解聚酶活性与土壤ST呈显著负相关,与pH,SM,TN,MBC,NH4+和NO3-呈显著正相关。NH4+和NO3-含量动态随海拔梯度均呈现波浪式起伏变化,相比于上游的有机质底物,下游无机氮循环中的矿质氮对SON解聚酶活性产生更直接的影响。该研究有助于拓宽我们对亚热带森林中、高海拔土壤氮循环机理的认识,同时对土壤有效氮保持和生产力的维持具有重要意义。

    • 宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分和植被的空间特征

      2022, 42(4):1571-1581. DOI: 10.5846/stxb202101140146

      摘要 (76) HTML (85) PDF 10.27 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分作为土壤-植被-大气连续体的关键因子,对沙化草地的演化过程具有重要作用。为探讨宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分、物种丰富度指数及植被盖度的空间变异及其相互关系,以哈巴湖自然保护区沙化草地为对象,采用样线法自潜在沙化草地至重度沙化草地进行植被调查和土壤取样,通过经典统计学和地统计学分析,得出以下结果:0-100 m各土层土壤水分含量、植被盖度和物种丰富度指数的分布范围分别为0.82%-28.22%、41.00%-93.00%和0.82-2.80,变异系数范围为0.20-0.48,均属于中等变异。各土层土壤水分和物种丰富度指数表现为中等的空间自相关性,植被盖度则表现为强烈的空间自相关性。Kriging插值结果表明,0-100 cm各土层土壤水分和植被盖度的空间插值图呈条带状和斑块状的梯度变化,物种丰富度呈斑块分布,自潜在沙化草地至重度沙化草地,表现为逐渐降低的趋势。相关分析表明,植被盖度与0-40 cm各土层土壤水分呈显著正相关,与40-100 cm各土层土壤水分呈极显著正相关。宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分含量总体较低,由于结构因素和随机因素的共同作用,随草地沙化程度的加重,表现为逐渐降低的梯度变化过程中出现局部升高的斑块格局,受土壤水分的影响,草地植被呈现出类似的空间分布特征。研究结果可为草地沙化演变过程的定量化测度及干旱风沙区草地生态环境保护和建设提供理论依据。

    • 陇东雨养苹果覆膜对土壤团聚体结构稳定性与细根分布的影响

      2022, 42(4):1582-1593. DOI: 10.5846/stxb202102190468

      摘要 (36) HTML (88) PDF 979.27 K (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同的果园管理方式可影响果树根系生长、分布与土壤团聚体稳定性、有机碳固存,进而改变"根-土"复合体响应关系。对西北陇东旱塬不同覆膜年限(2 a、4 a和6 a)苹果园表层土壤(0-20 cm)细根生长进行调查,并采用干筛法和湿筛法相结合的方式对土壤团聚体进行分级(>2 mm,0.5-2 mm,0.25-0.5 mm和<0.25 mm)。计算团聚体稳定性参数[> 0.25 mm机械稳定性团聚体含量(DR0.25)、> 0.25 mm水稳性团聚体含量(WR0.25)、平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)、水稳系数(WSC)]和团聚体有机碳含量。分析细根生长与土壤物理结构对长期覆膜的响应,探明土壤团聚体稳定性与有机碳固持关系,揭示黄绵土物理结构稳定机制。结果表明:6 a处理通过增加表层土壤黏粒和物理性黏粒比例,改变孔隙结构,抑制细根生长,其根量、根长和根表面积仅为对照(CK)的20.97%、24.66%和41.25%;降低表层土壤团聚体力稳性,其DR0.25、机械稳定性团聚体MWD和GMD仅为CK的82.2%、74.02%和59.38%;对水稳性团聚体的保护作用低于短期覆膜(2 a),其PAD和WSC为2 a处理的121.17%和54.56%。2 a处理可提高土壤团聚体的力稳性、水稳性和土壤团聚程度,使土壤结构得到改善。同时对机械稳定性、水稳性团聚体有机碳提升效果优于6 a处理,为6 a处理的115.66%和116.6%。大团聚体固持有机碳能力高于微团聚体,但由于长期覆膜团聚体稳定性的下降,6 a处理的DR0.25为CK的82.2%,不利于对有机碳的保护,使土壤有机碳水平对团聚体稳定性变异决定性仅为29.55%。连续覆膜引发的频繁干湿交替增加了黏粒对土壤结构稳定性的影响权重,促使表土"隐形"退化,抑制苹果细根在表层土壤中的生长、分布。2 a处理对土壤团聚体结构有良好的保护作用,促进土壤有机碳累积。

    • 引种降香黄檀和顶果木对石漠化山区土壤磷素转化及其有效性的影响

      2022, 42(4):1594-1605. DOI: 10.5846/stxb202012223252

      摘要 (38) HTML (83) PDF 2.32 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国西南岩溶区石漠化严重,植被覆盖率低,土壤贫瘠。植被恢复作为一项重要的生态治理措施,在提高土壤养分有效性,增加生物多样性和改善生态环境等方面发挥着极其重要的作用。以广西马山县经过8年植被恢复的4种样地类型(降香黄檀纯林;顶果木纯林;降香黄檀/顶果木混交林;相邻的天然灌草丛作为对照组)为研究对象,探讨了引进固氮树种(降香黄檀和顶果木)及其种植模式对石漠化山区土壤磷素转化及其有效性的影响。研究结果表明:(1)降香黄檀/顶果木混交林土壤的有机质(SOM)、硝态氮(NO3--N)、有效磷(AP)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照(P<0.05);降香黄檀/顶果木混交林、顶果木纯林和降香黄檀纯林的全磷(TP)相比于对照组更易转化为AP,其中以降香黄檀/顶果木混交林的效果最佳。(2)相关分析结果表明,土壤NH4+-N、NO3--N和MBN与AP分别呈显著线性正相关(P<0.05),MBN与MBP呈极显著线性正相关(P<0.01)。(3)引种降香黄檀和顶果木后,各林分的土壤无机磷组分均发生变化,其中降香黄檀/顶果木混交林和顶果木纯林的各种无机磷含量显著增加(P<0.05)。(4)最后,冗余分析表明MBP、SOM和MBN可能是影响土壤无机磷组分变化的最主要因素(P<0.05)。研究表明降香黄檀和顶果木在一定程度上能改善石漠化山区土壤的养分状况和提高土壤磷的有效性,其中以二者混交种植模式的效果最显著,以期为珍贵固氮树种在石漠化生态恢复与重建中的推广应用提供理论依据和实践支持。

    • 长江口潮间带底栖生物生态及变化趋势

      2022, 42(4):1606-1618. DOI: 10.5846/stxb202009012276

      摘要 (66) HTML (90) PDF 2.48 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于长江口3个区域潮间带(崇明东滩、南汇边滩和嵊山岛)监测数据,对长江口区域潮间带底栖生物生态现状及变化趋势进行评价。结果表明,2019年长江口海域泥相和岩相潮间带共鉴定大型底栖生物9门57种,软体动物、甲壳类和多毛类构成主要类群。崇明东滩、南汇边滩两个泥相潮间带底栖生物平均栖息密度分别为96.4个/m2和160.4个/m2,平均生物量分别为68.42 g/m2和45.71 g/m2;嵊山岛岩相潮间带平均栖息密度和生物量分别为488.9个/m2和763.72 g/m2。各断面多样性、丰富度和均匀度指数分别位于1.36-3.24、0.75-2.88和0.48-0.77,泥相潮间带低潮区生物多样性优于中潮区和高潮区,岩相潮间带中潮区生物多样性最好。聚类分析可见长江口海域潮间带底栖生物分为泥相和岩相2个大组群,物种分布存在明显的分潮区现象,高潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,低潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,表明底质类型和潮汐是影响潮间带大型底栖生物群落结构的主要因子。近30年来,崇明东滩和南汇边滩底栖生物种类数存在一定波动,嵊山后陀湾断面生物种类数明显下降;3个区域潮间带底栖生物密度和生物量均呈波动下降的趋势,应与长江口海域湿地围垦、外来物种入侵、人类过度采捕和环境污染等相关。

    • 放牧管理模式对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)鼠丘形态特征的影响

      2022, 42(4):1619-1628. DOI: 10.5846/stxb202012253273

      摘要 (44) HTML (72) PDF 3.66 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明晰放牧对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)造丘活动的影响,于2019年5月、8月和10月分别对禁牧(No grazing,NG)、生长季休牧(Rest grazing in growing season,RG)、传统放牧(Traditional grazing,TG)和连续放牧(Continuous grazing,CG)4种放牧管理模式样地下高原鼢鼠的新鼠丘(2个月内形成)半径、高度、表面积和体积等进行测定,并分析其表面积、体积与土壤和植被生物量间的关系。结果发现:放牧管理模式显著影响了高原鼢鼠鼠丘形态特征,且具有季节性差异。NG下鼠丘的半径、表面积和体积最大,而CG下鼠丘的体积和表面积显著变小(P<0.05),在8月和10月,鼠丘半径在CG样地显著小于其他3种放牧模式样地(P<0.05);8月TG下鼠丘高度最高,而5月和10月NG下鼠丘高度最高,鼠丘高度在CG样地显著小于NG样地(P<0.05)。冗余分析2个排序轴几乎全部解释了土壤因子及地下生物量与鼠丘特征之间的关系,但各放牧管理模式下影响因子不同,NG样地的土壤容重(P<0.05)、土壤紧实度(P<0.01)和莎草科植物的地上生物量(P<0.01),RG样地的地下生物量(P<0.01)、土壤紧实度(P<0.01)和豆科植物的地上生物量(P<0.01),TG样地的禾本科和豆科植物的地上生物量(P<0.01),CG样地的土壤水分、地下生生物量、土壤紧实度(P<0.05)和莎草科植物的地上生物量(P<0.01)均显著影响了鼠丘的形态特征。可见,放牧会影响高原鼢鼠的鼠丘形态特征,进而对草地的演替产生不同的影响。

    • Cd2+和Pb2+对花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)幼虫生长发育的影响及富集效应

      2022, 42(4):1629-1638. DOI: 10.5846/stxb202101160174

      摘要 (31) HTML (79) PDF 5.28 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:河流、湖泊等水生环境中普遍存在的重金属污染破坏水生生态系统并间接威胁人类健康。为探究重金属胁迫下水生昆虫花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)生态毒理,测定了重金属Cd2+和Pb2+胁迫对花翅摇蚊化蛹率和羽化率的影响,检测了摇蚊的口器致畸与富集效应。研究结果表明,Cd2+和Pb2+影响摇蚊幼虫化蛹和羽化过程,单一重金属离子处理14 d Pb2+处理组的化蛹率和羽化率分别为22.22%和8.89%,低于Cd2+的化蛹率(25.56%)和羽化率(11.11%),表现出更强的抑制效应。混合离子1:2和2:1配比处理组化蛹率和羽化率均为11.11%和4.44%,显著低于单一重金属离子胁迫下的化蛹率和羽化率。单一重金属离子及混合离子处理均能导致花翅摇蚊幼虫口器致畸,表现为上颚前齿断裂,中齿和基齿磨损、缺失,下唇板齿部不规则,下唇板边缘齿与中央齿磨损、断裂、增生、缺失。不同重金属离子处理下幼虫口器致畸率不同,并与暴露时间呈正相关,其中1:2配比处理14 d致畸率达到40.61%。重金属离子在摇蚊幼虫体内产生生物富集效应,单一重金属离子处理下的Pb2+富集含量7 d至14 d由11.46 mg/kg上升至31.32 mg/kg,不同配比混合离子处理下Pb2+富集含量均呈增加趋势,其中1:2配比处理组由15.48 mg/kg上升至42.50 mg/kg,而Cd2+在单一重金属与1:1混合离子处理组7 d至14 d的富集含量无显著性变化,2:1配比处理组由14.20 mg/kg下降至9.52 mg/kg,1:2配比由5.85 mg/kg上升至20.99 mg/kg。这些研究结果表明Cd2+和Pb2+胁迫影响花翅摇蚊幼虫生长发育且口器出现畸型,与重金属在幼虫体内的富集密切相关,为研究重金属对水生生态系统多重效应提供了理论依据。

    • >问题讨论
    • 基于景感生态学对生态修复的再思考

      2022, 42(4):1639-1644. DOI: 10.5846/stxb202102070401

      摘要 (116) HTML (88) PDF 2.00 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:总结了生态修复工程的现状、我国在推进生态修复上的举措,指出未来生态修复的着重点是要找到更科学且高效的生态修复途径,以及将本地人福祉有机整合到生态修复当中以全面提高生态系统服务效果的方法。阐述了目前常见的生态修复方式,对其各自通常的适用情况及作用特征进行分析,并在此基础上得出一种生态修复的理想模式。阐述了景感生态学的定义,分析了景感生态学、景感营造以及其在稳定、提高生态系统服务及其价值方面的作用机制;讨论了如何基于景感生态学和景感营造分步实现生态修复的理想模式,其重点在于营造景感生态系统,使生态系统服务得到充分发挥,为本地谋取更大福祉。山水林田湖草生态修复工程的决策者、规划者和实施者要在观念、策略、方法以及评价四个方面做出转变。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的城市空间紧凑度研究知识图谱分析

      2022, 42(4):1645-1654. DOI: 10.5846/stxb202009012274

      摘要 (67) HTML (89) PDF 9.88 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市是地球上扩张速度最快的栖息地,城市的无序扩张被称为城市蔓延,城市蔓延带来了一系列社会和环境问题。为了应对城市蔓延所带来的问题,紧凑城市的相关理论逐渐得到重视。城市空间紧凑度量研究是紧凑城市的主要内容之一,以Web of Science数据库为数据源,运用文献计量法绘制城市空间紧凑性度量研究知识图谱,梳理城市空间紧凑性度量研究脉络,以期指导未来的紧凑城市研究。主要有以下发现:(1)城市紧凑性度量指标的研究基本遵循由粗略到详细,由外部到内部,由形态到功能,由静态到动态,由二维到三维的认知过程;(2)城市功能紧凑度研究相比形态紧凑度研究较为不足,中国的可持续发展应更加关注城市的功能效率;(3)新兴众源地理信息数据可以作为遥感数据的重要补充以丰富未来城市紧凑度度量的研究。未来城市紧凑度度量指标应统筹微观和总体,并兼顾公平和效率。

    • 基于文献计量的森林和草原可燃物含水率研究

      2022, 42(4):1655-1663. DOI: 10.5846/stxb202012103155

      摘要 (55) HTML (90) PDF 5.93 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:伴随着全球气候变化,世界范围内森林、草原火灾频发,在破坏自然生态系统的同时,也带来一系列的经济损失,甚至危及生命安全。探究森林和草原可燃物含水率能够预测火的发生和蔓延,从而规避火灾风险。以Web of Science数据库核心合集中相关文献为数据源,基于CiteSpace 5.7.R2对获取的题录信息进行计量分析。研究表明:(1)研究历程可分成3个阶段,缓慢发展阶段、快速发展阶段和波动增长阶段;这一方向是生态学、地理学、环境科学等多学科的交叉领域,具有一定的空间维度和实际应用性;美国的研究实力在世界各国中最强,我国则有较大的进步空间。(2)森林和草原可燃物含水率相关研究在研究方法上以遥感反演为主流研究方法,气候变化是最常见的研究视角,植被或枯落物的可燃性是研究的核心内容,美国西部是研究最多的区域,火灾科学是最主要的应用领域。(3)当前的研究前沿主要有3个方面,大尺度的全球火险预测研究、对可燃物可燃性的多维度分析、基于MODIS反演可燃物含水率。

    • >封底
    • 封底

      2022, 42(4):1664-1664.

      摘要 (32) HTML (0) PDF 1.25 M (68) 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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