• 2023年第43卷第16期文章目次
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      2023, 43(16):0-0.

      摘要 (171) HTML (0) PDF 13.57 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 根系去除改变了毛竹林土壤酶活性对氮磷添加的响应

      2023, 43(16):6515-6527. DOI: 10.5846/stxb202205111316

      摘要 (394) HTML (183) PDF 3.39 M (550) 评论 (0) 收藏

      摘要:亚热带是我国氮和磷沉降的热点地区,森林生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)循环对N和P沉降的响应受到广泛关注。根系作为森林土壤碳和养分持续供给的重要来源,其输入变化在N和P沉降下通过影响土壤酶活性进而调控土壤碳和养分循环过程。以毛竹林为研究对象,选择硝酸铵和磷酸二氢钠分别进行N和P添加,共设置4个处理:对照、N添加、P添加和N+P添加,并结合壕沟处理,探究毛竹林土壤C、N、P循环相关酶活性对氮磷添加和根系去除的响应,并分析它们与土壤和细根化学性质之间的关系。结果表明:土壤C、N循环相关酶活性整体上对根系去除的响应比氮磷添加更敏感,这主要是因为根系去除显著降低土壤全氮和铵态氮含量,但短期氮磷添加并未显著改变调控土壤酶活性分异的土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。与C、N循环相关酶活性不同,土壤P循环相关酶对根系去除和磷添加处理均呈现负响应,这可能是因为阻断根系P吸收和补充土壤P元素降低了微生物的P开采作用。但研究区土壤微生物仍受到P限制作用,这是因为在P缺乏毛竹林生态系统,根系比微生物具有更强的P吸收利用能力。研究结果强调了不同功能土壤酶活性对土壤养分添加和根系输入变化响应的敏感性差异,为预测低P毛竹林生态系统土壤C和养分循环提供依据。

    • 氮添加对马尾松人工林土壤团聚体氮矿化及土壤酶活性的影响

      2023, 43(16):6528-6538. DOI: 10.5846/stxb202206131685

      摘要 (311) HTML (181) PDF 4.13 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤氮库是生态系统氮素重要的源和汇。以三峡库区马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,从团聚体视角出发分析土壤养分和酶活性对氮添加的响应规律,以及相应的变化对氮矿化的影响,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下土壤氮动态提供参考。设置4种量的氮添加处理(N0:0 kg N hm-2 a-1;N30:30 kg N hm-2 a-1;N60:60 kg N hm-2 a-1;N90:90 kg N hm-2 a-1),将土壤按粒径分为>2000 μm (大团聚体)、250-2000 μm (小团聚体)和<250 μm (微团聚体)3个组分的团聚体,观察团聚体氮矿化特征。结果表明:(1)与对照相比,N30和N60处理提高了有机质(SOM)含量,但土壤SOM和全氮(TN)含量在N90下开始出现下降;氮添加降低了土壤速效磷(aP)含量,在小团聚体中表现最为显著。除微团聚体中的POD和NAG以外,其余3种酶的活性均在N30和N60处理之下被提高。(2)土壤平均净硝化速率整体高于土壤平均净氨化速率;大团聚体和小团聚体中净氨化速率在氮添加处理后显著降低,大团聚体净硝化速率低于其他两个粒径;土壤净氮转化速率在N90处理下最高。(3)土壤养分和无机氮含量与土壤酸性磷酸酶(AP)、N-乙酰-β-D-葡糖苷酶(NAG)、过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NR)和脲酶(UE)的活性呈显著相关,酶活性变化是多因子综合作用的结果;RDA分析显示,UE与土壤净氨化速率存在显著正相关,NAG和POD是与净氮转化速率分别存在显著正相关和显著负相关的关键土壤酶。综上所述,硝化作用是土壤净氮转化的主要贡献者,微团聚体在土壤氮矿化中发挥主要作用,NAG和POD是改变土壤净氮转化的主要生物酶。此外,氮添加会引起土壤氮素的流失,引起土壤的磷限制,并对土壤养分循环产生显著影响。

    • 半干旱草地土壤团聚体氮磷转化相关酶活性对氮添加的响应

      2023, 43(16):6539-6549. DOI: 10.5846/stxb202205121335

      摘要 (183) HTML (140) PDF 2.76 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:日益加剧的大气氮沉降对土壤养分循环过程产生了深刻影响,土壤养分转化相关酶是其关键调控途径,而土壤不同粒级团聚体结构和环境差异导致其中酶活性介导的养分转换过程可能不同。但目前对半干旱区土壤团聚体水平养分转化相关酶活性对氮沉降的响应还不清楚。基于黄土高原自然草地持续3年的野外氮添加控制试验,分析不同氮添加水平下土壤不同粒级团聚体中的基础理化性质、氮(亮氨酸氨基肽酶LAP和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶NAG)和磷转化相关的酶(磷酸单酯酶PME、磷酸二酯酶PDE和植酸酶phyA)活性及酶计量比,探索氮添加对团聚体酶活性的影响。结果表明:(1)氮添加导致了不同粒级团聚体中pH显著降低;高氮添加引起土壤团聚体有机碳、全氮、硝态氮、C : P和N : P升高;(2)随氮添加浓度增加,不同粒级团聚体中PME、PDE和phyA活性先降低后升高,而LAP、NAG和酶活性氮磷比均逐渐升高;团聚体酶活性总体表现为小团聚体(<0.25 mm)>中团聚体(0.25-2 mm)>大团聚体(>2 mm);(3)在中和大团聚体中氮添加通过影响土壤N相关养分调控P转化相关酶活性。总之,氮添加通过改变团聚体养分及其计量比、pH等影响氮、磷转化相关酶活性。

    • 氮添加对戴云山黄山松林土壤有机氮解聚酶活性的影响及其调控因素

      2023, 43(16):6550-6559. DOI: 10.5846/stxb202205091291

      摘要 (177) HTML (175) PDF 1.80 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:解聚作用是控制土壤有机氮矿化和氮素有效性供应的关键,然而氮沉降对亚热带森林土壤有机氮解聚作用的影响机制尚不明确。以福建戴云山黄山松林为研究对象,设置对照(CT)、低氮(LN)和高氮(HN)3个氮添加水平,进行为期2年的氮沉降模拟试验。通过分析土壤化学性质、微生物生物量和土壤8种有机氮解聚酶活性的变化,探究土壤有机氮解聚作用响应氮沉降的机理过程。结果表明:短期氮添加显著增加0-10 cm和10-20 cm土层矿质氮含量,并显著增加了10-20 cm土层微生物生物量碳(MBC)的含量。同时,0-10 cm土壤锰过氧化物酶活性随氮添加量增加而显著提高,HN处理下土壤漆酶活性显著高于LN和CT;10-20 cm土壤的酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶和漆酶活性均随氮添加量增加而显著提高,但是谷氨酰胺酶活性变化相反。冗余分析表明两个土层有机氮解聚酶活性影响因素不同,土壤硝态氮(NO3--N)是0-10 cm土层有机氮解聚酶活性的主要影响因素,而10-20 cm土层有机氮解聚酶活性由NO3--N和MBC共同影响。综上所述,亚热带黄山松林土壤不同有机氮解聚酶对氮添加的响应不一致,主要受土壤NO3--N和MBC调节。该研究有助于拓宽土壤氮循环对氮沉降的响应机理,同时对维持土壤有效氮含量和提高黄山松生态系统生产力具有重要意义。

    • 上海大金山岛植被功能组成对草本植物、土壤动物和细菌多样性的影响

      2023, 43(16):6560-6569. DOI: 10.5846/stxb202206091642

      摘要 (182) HTML (171) PDF 950.06 K (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:揭示植物群落对土壤动物和微生物多样性的上行调控效应有助于理解不同营养级生物多样性的维持机制。以往的研究主要集中在植物物种多样性对土壤动物和微生物多样性的影响,而关于植被功能组成自下而上的影响研究较少。以上海大金山岛13个植物群落为对象,在分析落叶木本植物占比与树木和草本物种多样性,以及土壤动物和细菌多样性的关系基础上,利用结构方程模型区分了落叶木本植物占比对土壤动物和细菌多样性的直接与间接影响效应。结果显示:落叶木本植物占比不仅分别对草本物种多样性和土壤动物多样性分别产生直接正效应和负效应(P<0.01;P<0.05),也会通过草本物种的级联效应间接的降低地下土壤细菌多样性(P<0.10)。然而,木本植物多样性仅与草本物种多样性显著正关联(P<0.10),与土壤动物和细菌多样性无显著关联(P>0.10)。该研究结果表明,相较于木本植物多样性,落叶植物占比在中亚热带北缘森林生态系统不同营养级生物多样性维持格局中扮演着更为重要的角色。

    • 黄土高原蓝藻和藓类生物结皮对草本植物多样性及生物量的影响

      2023, 43(16):6570-6580. DOI: 10.5846/stxb202204231112

      摘要 (182) HTML (139) PDF 1.72 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物结皮在干旱和半干旱气候区占据了广阔的生态位,深刻影响草本植物的空间格局,但其影响程度和作用途径目前仍存有争议。分别以黄土高原风沙土和黄绵土上的蓝藻结皮和藓结皮为对象,以无结皮为对照,通过样方法调查并测定了生物结皮与无结皮样地中草本植物的多样性和生物量,继而结合灰色关联分析和结构方程模型,对比分析了两类生物结皮对草本植物多样性和生物量的影响程度及作用途径。结果表明:(1)风沙土上,无结皮样地的优势科为禾本科和菊科,蓝藻结皮样地的优势科为藜科,藓结皮样地的优势科为禾本科,而黄绵土上无结皮样地的优势科为菊科、禾本科和豆科,蓝藻结皮样地的优势科与无结皮相似,藓结皮样地的优势科为禾本科和菊科;(2)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中多年生草本的株数分别增加了30%和16%,而黄绵土上两类生物结皮样地中多年生草本株数则分别增加了44%和减少了46%;(3)与无结皮相比,风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地中草本植物的Patrick和Shannon指数分别降低了1.0、0.2和3.4、0.5;而黄绵土上蓝藻结皮和藓结皮样地中两种多样性指数分别降低了4.8、0.2和4.2、0.4;(4)风沙土上蓝藻结皮和藓结皮样地的草本植物生物量比无结皮减少了111.5 g/m2和145.0 g/m2,而在黄绵土上则分别减少了127.8 g/m2和172.2 g/m2;(5)灰色关联分析显示,土壤穿透阻力对草本植物的多样性影响最大(关联系数分别为0.960和0.996),而NH4+-N和NO3--N含量对草本植物的生物量影响最大(两种土壤上关联系数分别为0.727和0.752)。综上,黄土高原生物结皮显著降低了草本植物的多样性和生物量,其途径为通过增加土壤穿透阻力以降低草本植物的种子萌发几率并限制幼苗根系伸展,同时通过土壤氮竞争限制了草本植物生长。

    • 干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响

      2023, 43(16):6581-6589. DOI: 10.5846/stxb202205121336

      摘要 (91) HTML (130) PDF 2.46 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响,以巴丹吉林沙漠南缘已发育不同类型生物土壤结皮并有红砂种群成功定居的区域为研究场所,通过野外监测与室内测定的方法对藻类-地衣、地衣、地衣-藓类结皮上的红砂(当年生、幼株、成株)形态特征及生物量进行了调查研究。结果表明:(1)藻类-地衣结皮演替到地衣-藓类结皮的过程中,当年生红砂形态差异不显著,但5 a以上植株基部分枝长、树冠/侧冠投影面积、主根长均显著减小;同时,地衣-藓类结皮的3-5 a植株基部分枝数明显减少,且5 a以上植株明显矮化。(2)生物土壤结皮发育不仅降低了红砂幼株或成株生物量积累能力,还减小了植株根冠比,且降低/减小程度随结皮演替或株龄的增大逐渐增大。(3)红砂形态、生物量指标与物理或藻类结皮面积百分比呈极显著正相关关系,与藓类结皮面积百分比呈极显著的负相关关系。因此认为,生物土壤结皮的演替导致土壤关键生态因子(如土壤水分)发生变化,进而影响红砂植株生长发育能力,从而使得不同发育阶段结皮上的同龄红砂形态特征及生物量存在差异性。

    • 基于优化的最大熵模型预测中国高山栎组植物的历史、现状与未来分布变化

      2023, 43(16):6590-6604. DOI: 10.5846/stxb202205141353

      摘要 (279) HTML (243) PDF 8.29 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化影响着植物物种的地理分布,预测物种潜在适生区对认识其地理分布特征及发挥其生态价值与经济价值具有重要意义。以高山栎组植物为研究对象,运用R语言ENMeval数据包调整调控倍频(RM)和特征组合(FC)优化的最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件,基于160条高山栎组植物分布点记录和22个环境因子进行潜在适生区预测,探讨影响其地理分布的主要环境因子,同时预测其在末次间冰期(Last interglacial,LIG)、末次盛冰期(Last glacial maximum,LGM)、全新世中期(Mid Holocene,MH)、当代(Current)、2041-2060年(2050年)和2061-2080年(2070年)3种不同CO2浓度排放路径下潜在适生区的空间分布格局及其质心变化趋势。结果表明:最优模型参数RM=2.5,FC=LQHPT时,MaxEnt模型复杂度和过拟合程度最低,模型预测准确性极高,AUC=0.960±0.15。综合刀切法贡献率、置换贡献率和单因子响应曲线可知影响其地理分布的主要环境因子是气温季节性变动系数(bio4)、高程(dem)、年降水量(bio12)和等温性(bio3),其适宜范围分别为435-625、1792-3978m、670-1050mm和41.5-50.3,累计贡献率高达81.6%,其中温度是影响高山栎组植物最重要的环境因子。当前气候条件下,高山栎组植物总适生区面积62.37×104km2,高适生区面积10.47×104km2,占总适生区面积的16.79%,集中分布于川滇横断山地区、滇中高原北部、藏东南以及黔西部分地区。各个时期间高山栎组植物的适生区面积差异较大,当代潜在适生区面积最小且破碎化最严重,可能由于气候变化及人类影响所致。未来各个时期潜在分布区面积均有增大的趋势,但RCP8.5情景下面积相较于其他情景有所降低,表明全球气候变暖背景下不利于高山栎组植物的长期生长。同时,质心分析表明未来气候条件下其分布有向低海拔和低纬度迁移的趋势。

    • 高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制

      2023, 43(16):6605-6616. DOI: 10.5846/stxb202207071944

      摘要 (255) HTML (136) PDF 2.77 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物对干旱胁迫的响应表现为各功能性状的差异化表达。全球气候变化下,青藏高原地区降水格局发生改变,高寒草甸群落功能性状及功能多样性在不同生长期干旱事件下的响应机制对加深高寒草甸适应气候变化认知具有重要意义。以藏北高寒草甸为研究对象,设置截雨棚模拟生长季前期(ED)、中期(MD)和非生长季时期(ND)干旱事件,通过观测群落物种功能性状,分析高寒草甸群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制。结果表明:(1)叶片功能性状对干旱存在差异响应,表现为叶片小而厚且寿命长,同化速率降低,并受氮元素限制加剧;(2)生长季前期干旱对高寒草甸群落功能性状的影响最强,生长季中期干旱次之,非生长季干旱的影响最弱;(3)生长季干旱处理显著改变了群落的功能多样性,ED处理下功能分散度指数(FDiv)和功能分异度指数(FDis)显著降低(P<0.05),而Rao二次熵指数(RaoQ)显著升高(P<0.05),MD处理下功能均匀度指数(FEve)显著降低(P<0.05);(4)相关性分析得出,群落功能性状与功能多样性对干旱的响应之间存在着联系。本研究发现高寒草甸植物功能性状与群落功能多样性对生长季前期和中期干旱存在差异化响应,指示着高寒草甸植物群落在响应不同时期干旱时可能采取不同的生存策略,即对生长季前期干旱采用耐旱策略、对生长季中期干旱采用避旱策略。探讨了高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长时期干旱胁迫的响应机制,为预测未来季节性干旱事件对青藏高原高寒草甸植物功能性状、群落特征和功能多样性的影响提供科学依据。

    • 气候变化情境下木荷潜在地理分布及生态适宜性分析

      2023, 43(16):6617-6626. DOI: 10.5846/stxb202201130121

      摘要 (235) HTML (156) PDF 3.25 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:木荷(Schima superba)是中国南方常见的速生阔叶耐火树种之一,在生态修复和维持环境稳定方面具有重要作用,因而预测其潜在适生区变化具有重要意义。基于Maxent模型,结合158条木荷在中国的有效分布记录和筛选后的8个生物气候变量,预测木荷现代和2041-2060年3种气候排放浓度情景下木荷的潜在分布区。Maxent模型的可靠性以受试者工作特征曲线来判断,综合气候因子的贡献率、置换重要值和刀切法检验,来分析并探讨制约木荷地理分布的重要气候因子。结果表明:(1) Maxent模型训练和测试数据的AUC值分别为0.936±0.001和0.943±0.008,表明模型的预测精度极高;(2)现代木荷潜在地理分布的总适生区面积198.87×104 km2,占中国国土面积的20.7%,主要位于在中国长江以南的大部分地区,包括福建、浙江、台湾、江西、湖南、广东、海南、广西、贵州、云南、重庆,以及四川、河南和安徽部分区域;(3)制约木荷潜在地理分布的重要生物气候因子为降水因子(最干月降水量26-214 mm、年降水量800-2500 mm和最湿季降水量590-1030 mm)和温度因子(气温年变化8.5-28℃);(4)使用Maxent模型模拟的木荷适生区面积大于其实际分布面积,暗示着木荷人工林在未来有较大的发展潜力。本研究结果可为木荷种质资源收集和人工林种植奠定理论基础,对维持区域性生态系统安全和稳定、缓解气候变化和2060年实现碳中和目标具有战略性意义。

    • 柠条锦鸡儿生物量分配规律与异速生长对氮、磷添加的响应

      2023, 43(16):6627-6636. DOI: 10.5846/stxb202202070303

      摘要 (182) HTML (165) PDF 3.24 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:氮(N)和磷(P)元素在生态系统的结构和功能、稳定性、服务价值和可持续发展中起着关键作用。但自工业革命以来,全球气候变化受人类活动影响愈加剧烈。气候变化不同程度的影响干旱和半干旱区的氮磷循环过程,进而改变植物个体生物量积累以及植被生产力。因此,探究荒漠植物的生物量积累与分配规律对氮、磷添加的响应机制,有助于深入理解干旱区植物应对大气氮磷沉降等气候变化的适应策略。以荒漠植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.,以下简称柠条)为研究对象,通过养分添加控制实验研究柠条地上/地下生物量的积累和分配,揭示其异速生长规律。实验包括3种形态的氮素添加(NH4+、NH4NO3、NO3-)和1种磷素添加(H2PO4-),分别对应4个浓度梯度(4 g/m2、8 g/m2、16 g/m2和32 g/m2)。结果表明,NO3-添加对柠条生物量有显著影响,但不同浓度对柠条生物量的影响无显著差异;单独的NH4+添加对柠条地上/地下部分生长都具有显著抑制作用,且抑制作用与添加浓度呈显著的正相关关系;NH4NO3添加初期对柠条地上/地下生物量均具有促进作用,但这种促进作用会随着柠条生长和后期NH4NO3添加浓度的增加而消失;高浓度NH4NO3添加量(32 g/m2)会抑制柠条的生长。低浓度(4 g/m2、8 g/m2)外源氮添加会使柠条的生物量主要优先配给地下部分;磷添加则会使柠条的生物量分配策略向地上部分倾斜。综上所述,研究结果表明柠条改变地上和地下的生物量分配策略以响应氮或/和磷沉降。这一结论不仅增强了我们对植物生长策略的认识,而且有助于我们揭示全球气候变化条件下干旱地区土壤与植物之间的氮、磷循环和转化。

    • 基于生长测量仪监测的亚热带地区马尾松多时间尺度径向变化及其与环境因子的关系

      2023, 43(16):6637-6648. DOI: 10.5846/stxb202204251148

      摘要 (120) HTML (157) PDF 1.61 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:树干径向变化的多尺度研究提供了树木生长及其和环境因子关系的详细信息,有助于准确评估全球气候变化背景下森林生态系统碳汇变异。以往树干径向变化研究主要集中在温带和热带地区,且大多数研究方法基于时间分辨率较粗的树木年轮法,然而缺少亚热带地区高时间分辨率树干径向变化的研究。利用树干径向变化记录仪连续监测亚热带地区马尾松13个月的树干径向变化动态,探索不同时间尺度树干径向变化规律及与环境因子的关系。结果表明:(1)在日尺度,马尾松径向变化模式为白天收缩夜晚膨胀,秋冬季节夜晚膨胀没有春夏季明显。(2)在季节尺度,马尾松树干径向变化可分为4个时期,其中3-8月是主要生长月份,4月是累计生长量最大的月份。(3)在日尺度上,相对湿度和饱和水汽压亏缺是调节马尾松径向变化主要环境因素;在季节尺度上,土壤温度对树干径向变化的影响大于空气温度,降水量与相对湿度等水分因素对树干径向生长的促进作用在生长季中后期更为明显。研究结果有助于深入理解亚热带季风气候区树干径向变化及其对环境变化的响应,为气候变化背景下亚热带地区的植树造林设计和森林可持续管理提供依据。

    • 三峡水库消落带植被高程梯度分异及其对生境胁迫的响应

      2023, 43(16):6649-6660. DOI: 10.5846/stxb202205061258

      摘要 (210) HTML (231) PDF 3.45 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡水库蓄水运行形成的极端生境胁迫深刻改变了消落带植被结构和功能。在消落带横向断面高程梯度上,植被生境具有典型的空间异质性。选取三峡水库典型自然恢复消落带,通过野外调查和室内分析,揭示了消落带自然演替植被的群落构成、物种多样性和生物量随高程梯度的分异特征,系统分析了极端淹水、侵蚀-沉积、土壤环境等生境胁迫类型对消落带植被高程梯度分异的影响。结果表明:①研究消落带适生植被以草本为主,共有15科25种23属,其中禾本科种类较多,但单属单种、单优群落现象明显;一年生和多年生草本分别占52%和48%,且一年生草本多在消落带上部定居,多年生草本主要在消落带下部聚集。②物种多样性指数与高程呈正相关趋势,在145-150m范围内较低,在160-170m范围内较高。③植被生物量为199.68-1211.2g/m2,总体呈现随高程增加而显著增加的趋势;受多种生境因子的复合胁迫影响,生物量随高程存在局部波动。④水库水位变动形成淹水时长、出露时令、淹水强度等是影响消落带植被生物量高程梯度分异的主导因子;侵蚀/沉积过程改变土层厚度、根层土壤持水能力和肥力条件,对植被生长产生重要影响;土壤水分和氮是植被生长的限制性因子。因此,优势生境适宜性物种选育、土壤基质保育和植被格局功能优化是三峡水库消落带植被恢复和生态功能重建的重要任务。

    • 毛乌素沙地降水格局变化对油蒿木质部解剖特征的影响

      2023, 43(16):6661-6669. DOI: 10.5846/stxb202205161377

      摘要 (139) HTML (123) PDF 1.65 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究不同降水处理对荒漠植物木质部解剖特征的影响,可以为理解未来降水格局变化下荒漠植物适应性和预测荒漠植被演替趋势提供理论依据。以毛乌素油蒿灌丛植被为对象,通过野外人工控制降水的方法,模拟半干旱气候区降水格局变化趋势,设置3个降水量梯度(减水30%、自然降水、增水30%)以及2个降水间隔梯度(降水间隔5d、降水间隔15d)开展双因素完全随机试验,监测油蒿木质部各个解剖特征参数对不同降水处理的响应。结果表明:(1)随着降水量减少,油蒿的导管数量显著增多,导管密度、导管壁厚度显著增大(P<0.05)。降水间隔时间延长将显著增加油蒿的导管数量、导管密度和平均导管直径(P<0.05)。降水量与降水间隔期对油蒿木质部解剖学特征影响的交互效应不显著。(2)降水量减少和降水间隔时间延长弱化了油蒿潜在最大导水率对导管直径的响应敏感度。(3)在降水量减少和延长降水间隔时间的背景下,油蒿可以通过调整木质部导管参数兼顾水分运输的安全与效率。本研究表明,通过改变木质部解剖学特征参数来适应降水格局改变是油蒿的重要耐旱策略,未来气候变化的大背景下,荒漠植物的水力特征变化需要综合考量降水量和降水间隔的双重影响。

    • 1982-2020年东北森林带植被绿度时空变化特征

      2023, 43(16):6670-6681. DOI: 10.5846/stxb202205191417

      摘要 (241) HTML (300) PDF 4.84 M (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被绿度变化(绿化或褐化)的时空格局研究有助于了解生态系统结构和功能的变化,制定适应气候变化的生态系统管理政策。在全球气候变化加剧的背景下,过去40a间东北森林带植被绿度如何变化仍不清楚。基于气象再分析数据分析了1982-2020年来东北森林带的气候变化趋势,以叶面积指数(LAI)作为植被绿度的衡量指标分析了东北森林带中大兴安岭、小兴安岭和长白山脉植被绿度的时空变化格局和影响因素。研究发现:1982-2020年东北森林带气候趋势呈现"暖干化"特征。研究区植被绿度总体呈绿化趋势,但2000年后植被绿度变化呈降低趋势的区域增加了7.23倍,主要位于大兴安岭西北部。影响因素分析表明,1982-2000年温度和土壤水分是植被绿度增加的主要驱动因素;而2000年之后,区域内植被绿化的主要驱动因素为土壤水分的增加,降雨和相对湿度降低引起的水分胁迫导致大兴安岭西北部植被褐化加剧。研究结果为揭示东北森林带固碳能力变化、制定适应气候变化的林业管理对策提供了科学参考。

    • 东北温带森林常见树种粗根分解过程及调控因子

      2023, 43(16):6682-6690. DOI: 10.5846/stxb202205201428

      摘要 (131) HTML (138) PDF 599.08 K (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:粗根是森林生态系统中重要的碳库和养分库,对生态系统的碳和养分循环起着重要的作用。但目前人们对于影响粗根分解的主要因素以及粗根分解模式的研究较少。采用埋袋法对东北温带森林常见的10个树种(黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎)的粗根(5-10 mm)进行了为期1年的分解实验研究,来探索粗根分解和养分释放的动态变化规律。研究结果表明:黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎粗根年分解系数分别为0.826、0.897、0.477、0.341、0.358、0.264、0.244、0.593、0.458、0.227。由此可见,胡桃楸分解速率最快,蒙古栎分解速率最慢。在粗根分解过程中,不同调控因子对根系分解的影响不同。研究结果表明,粗根的分解速率与根系的初始C/N比例呈显著负相关(P<0.0001),与初始木质素含量呈负相关(P<0.0001),与初始非结构性碳水化合物(NSC)含量呈正相关(P<0.0001)。初始C/N、木质素含量与非结构性碳水化合物含量分别可以解释所研究的10个树种粗根分解速率的68%、20%与65%。研究结论对于预测粗根参与的碳循环与养分释放具有重要意义。

    • 中国遥感干旱指数时空特征及其对气候和地表覆盖变化的响应

      2023, 43(16):6691-6705. DOI: 10.5846/stxb202205181415

      摘要 (397) HTML (229) PDF 9.58 M (970) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱严重影响植被生长,威胁粮食安全,基于遥感计算的植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI)、温度状态指数(Temperature Condition Index,TCI)和植被健康指数(Vegetation Health Index,VHI)是常用的干旱指数,被广泛应用于干旱监测。为了探究近年来我国干旱特征及其对气候和地表覆盖变化的响应,分析了2003-2016年期间VCI、TCI和VHI的时空变化特征;采用最小二乘(OLS)和偏相关分析方法分析了这些指数对气候和地表覆盖变化的响应。基于上述干旱指数计算的干旱频率表明,中温带中部和南温带等地区干旱发生频率高,干旱指数变化趋势表明在2003-2016年期间中国大部分地区干旱缓解,但在中温带、南温带和高原气候区等局部地区干旱加剧;总体而言,干旱指数随着年平均温度的上升和年降水量的降低而减小,VHI与温度和降水量的相关性在不同气候区的一致性优于VCI和TCI;裸土的减少和植被的增加导致干旱指数增大,树木转变为低矮植被干旱指数降低。

    • 基于改进遥感生态指数的宁夏沿黄平原区生态环境质量评价

      2023, 43(16):6706-6715. DOI: 10.5846/stxb202204221101

      摘要 (226) HTML (177) PDF 2.83 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域生态环境质量评价是国民经济建设与可持续性发展规划的基础,是生态学研究的主要方向之一。以土地利用/覆盖数据和Landsat OLI数据为基础,分别在ArcGIS和GEE平台上进行景观多样性指数(Landscape Diversity Index,LDI)与归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、湿度(Wet Index,WI)、归一化裸土和建筑指数(Normalized Difference Building-Soil Index,NDBSI)、遥感生态指数(Remote Sensing Based Ecological Index,RSEI)和改进遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecological Index,MRSEI)的计算。在LDI最佳尺度约束下分析表明,宁夏沿黄平原区景观多样性指数具有显著尺度依赖特征(P<0.001),阈值出现在3000 m×3000 m。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)解释了研究区改进遥感生态指数主要受到NDVI和LDI影响,其中NDVI是PC1(特征值贡献率68.98%)的决定因子,特征向量为0.8901;LDI为次要决定因子,特征向量为-0.4146,该分量在MRSEI计算中分值较高。LDI是PC2(特征值贡献率28.76%)的决定因子,特征向量为0.9100;NDVI为次要决定因子,特征向量为0.4056,该分量在MRSEI计算中分值较低。从MRSEI在应用中可信性来看,其在分析中采用LDI替代LST有效地避免了RSEI分析中NDBSI和LST之间存在的生态学意义重复表达和多因子向量投影中的高度聚集。研究区空间异质性主要以"差"和"较差"级别分布在不同土地利用/覆盖类型交错区且以环绕研究区为主要特点。在"差"到"好"梯度上,斑块密度为减少趋势由8.3个/km2减少到5.9个/km2,而平均斑块面积呈增加趋势由0.120 km2增加到0.169 km2。综合来看宁夏沿黄平原区生态环境质量总体MRSEI值为0.0117刚好超过"较好"水平下限。

    • 老爷岭多年冻土小流域春季冻融期径流溶解性有机碳变化特征

      2023, 43(16):6716-6727. DOI: 10.5846/stxb202205301521

      摘要 (122) HTML (157) PDF 3.62 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:溶解性有机碳(DOC)的输移过程是流域碳循环中重要的组成部分,对全球碳循环产生重要影响。以大兴安岭多年冻土区的典型森林小流域-老爷岭流域为研究对象,获得2021年4月9日到6月30日冻融期降雨量、气温、土温等气象数据及逐日径流量、径流DOC浓度,计算了冻融循环期(4月9日-28日)和融化期(4月29日-6月30日)流域径流DOC的输出通量,揭示了径流DOC浓度及输出通量的影响因素。结果表明:(1)研究时段内,老爷岭流域径流DOC浓度变化范围为3.88-33.75 mg/L,流域上游的径流DOC浓度变化趋势与下游基本一致,DOC浓度随着温度的升高呈现下降趋势,4月份平均径流DOC浓度明显高于5、6月份。(2)研究时段内流域径流DOC总输出通量为3215.48 kg/km2,其中5月径流DOC输出通量高于4、6月份。径流量与径流DOC输出通量存在显著正相关关系(P<0.05),是流域DOC输出通量的主导因素。(3)研究时段内流域DOC浓度与平均气温呈极显著负相关(R2=0.5048,P<0.001);降水样品中的DOC浓度变化范围为1.06-9.42 mg/L,显著低于径流DOC浓度;土壤中DOC含量变化趋势与径流DOC变化趋势一致,0-10 cm、10-20 cm土壤平均DOC浓度范围为77.57-133.99 mg/L。(4)冻融循环期平均日径流DOC浓度(24.02 mg/L)显著(P<0.05)高于融化期(14.64 mg/L),而融化期平均日DOC输出通量(48.02 kg/km2)是冻融循环期(9.52 kg/km2)的5倍。研究结果揭示了大兴安岭多年冻土小流域春季冻融期径流DOC的输移特征及其影响因素,对理解多年冻土区碳循环有重要意义。

    • 巢湖碳氮地球化学沉积记录揭示全新世以来的环境演化

      2023, 43(16):6728-6742. DOI: 10.5846/stxb202205021209

      摘要 (444) HTML (202) PDF 11.51 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对巢湖湖泊沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ13Corg)、氮同位素(δ15N)和粒度参数的研究,重建了全新世以来湖泊初级生产力的变化,从而揭示了巢湖地区全新世环境变化历史。早全新世时期(10100-8200 cal a BP),较高的TOC和TN、在波动中逐渐升高的δ13Corg值以及高δ15N值、高黏土(<4 μm)含量指示了较高的湖泊初级生产力,反映气候温暖较湿;中全新世时期(8200-4200 cal a BP),TOC、TN、δ13Corg值和黏土(<4 μm)含量总体上较高但呈波动降低趋势,粉砂(4-64 μm)含量升高,δ15N值总体较低但变化幅度较大,指示初级生产力由较高水平开始逐渐降低,气候由温暖湿润逐渐向凉干方向发展;7300-5800 cal a BP和4300-3800 cal a BP的低δ15N和高TN值可能受到固氮蓝藻的影响,分别对应着7500-7000 cal a BP和4200-4000 cal a BP气候事件时期夏季风强度的减弱;晚全新世前期(4200-2000 cal a BP),TOC、TN、δ13Corg值、黏土(<4 μm)含量的低值和较高的δ15N值、高粉砂(4-64 μm)含量代表初级生产力继续降低,气候环境进一步向冷干转变。全新世以来湖泊初级生产力的逐渐下降反映了季风的逐步减弱,而逐渐减少的30°N夏季太阳辐射是驱动季风减弱的主要因素。晚全新世后期(2000 cal a BP至今),各环境代用指标的变化表现出不同于全新世环境演化趋势的异常,说明湖泊环境及沉积物受人类活动的影响加剧。

    • 川渝地区NDVI动态特征及其对气候变化的响应

      2023, 43(16):6743-6757. DOI: 10.5846/stxb202205061254

      摘要 (257) HTML (225) PDF 12.03 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:四川、重庆位于我国西南、长江上游地区,地形条件复杂,区内生态环境对气候变化较为敏感,作为我国现代农业发展区和长江中上游重要生态屏障,探究区域植被覆盖与气候变化之间的关系对该地区生态文明建设与农业可持续发展具有重要意义。基于归一化差值植被指数(NDVI)和气象数据(气温、降水),采用Sen趋势分析、MK检验和偏相关分析法,以农业地貌分区视角分析1999-2018年川渝地区植被覆盖的时空变化特征,以及植被NDVI与气温和降水之间的时空响应。研究结果表明:(1)川渝地区及各农业地貌分区植被NDVI在近20年均呈显著上升趋势,增长速率为盆周山地区(0.0073/a)>四川盆地区(0.0063/a)>川西南山地区(0.0050/a)>川西高山高原区(0.0026/a),整体年际变化率为0.0047/a。(2)川渝地区91.51%的NDVI像元值变化为正,空间上呈现出东高西低的总体分布格局,其中盆周山地区NDVI值最高为0.60,川西高山高原区NDVI值最低为0.44。(3)川渝地区整体上NDVI与气温和降水呈正相关,且气温(r=0.707,P<0.01)强于降水(r=0.535,P<0.05),空间上植被NDVI与气温和降水呈显著正相关区域分别占39.31%、18.92%。(4)不同农业地貌区植被生长与气候变化的响应关系呈现出明显差异。在川西高山高原区NDVI与气温呈显著的正相关关系,但与降水的关系不明显,其中阿坝-若尔盖-红原等高平原地区及西北部石渠等丘状高原地区受气温的显著正效应驱动尤为明显;在四川盆地区和盆周山地区NDVI与气温和降水均呈正相关,特别是东北部平行岭谷及低山丘陵区受气温和降水的正效应影响显著。研究有助于进一步理解川渝地区植被与气候变化的响应机制,并为促进川渝地区生态建设及发展提供参考依据。

    • 基于贝叶斯网络的生态系统服务权衡协同关系及其驱动因子分析——以陕北黄土高原为例

      2023, 43(16):6758-6771. DOI: 10.5846/stxb202205041231

      摘要 (237) HTML (200) PDF 5.41 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解生态系统服务的权衡协同关系及其驱动因子效应是实现生态系统有效管理和改善人类福祉的基础。以陕北黄土高原为例,定量评估其2018年土壤保持、产水服务、粮食供给和固碳服务,在构建贝叶斯网络生态系统服务模型的基础上,通过节点的重要性分析识别影响生态系统服务的关键节点,利用联合概率分布、概率推理和情景模拟探讨生态系统服务权衡协同关系及其驱动因子效应。结果表明:(1)陕北黄土高原各类生态系统服务空间异质性较强。其中,土壤保持、产水服务和固碳服务的空间分布情况较为一致,高值区集中在东南部,低值区在西北部,呈"南高北低"的分布特征;粮食供给呈"中部高、南北低"的分布特征。(2)土壤保持、产水服务和固碳服务之间互为协同关系,粮食供给分别与土壤保持、产水服务、固碳服务为权衡关系。其中,产水服务与固碳服务的协同关系、产水服务与粮食供给的权衡关系较强。(3)土地利用、降水和NPP (Net primary production)是影响生态系统服务权衡协同关系的主要驱动因子,其中土地利用主要影响生态系统服务的协同关系,而降水和NPP在影响协同关系的同时对权衡关系也有一定的制约作用。研究发现:不同驱动因子在不同状态下产生相同的协同(或权衡)方式,相同驱动因子在不同状态则会造成协同(或权衡)方式的差异。研究对于认识多种生态系统服务间的复杂关系及其驱动因子差异,为后续提出改善生态系统管理和提高人类福祉的对策与措施,具有重要的理论和实践价值。

    • 城郊保护地“三生”空间变化对社会生态服务价值的影响——以邛海国家湿地公园为例

      2023, 43(16):6772-6784. DOI: 10.5846/stxb202205111325

      摘要 (153) HTML (129) PDF 5.56 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:“三生”空间的优化布局,有赖于对"三生"空间变化所产生的地域功能效应的认识,社会生态服务价值分析为这一效应评价提供了新的途径。以邛海国家湿地公园为例,采用参与式制图与半结构化访谈方法调查当地居民感知的社会生态服务价值变化类型,最终获取有效问卷与填图393份,提取空间数据点1830个。通过质性空间分析等方法研究湿地公园建设以来"三生"空间变化对社会生态服务价值的影响,探讨地域功能的尺度特征及其变化趋势与效应。研究表明:(1)湿地公园建设以来"三生"空间格局变化剧烈,主要表现为生产空间转换为生态空间与生活空间,前者占据主导地位,呈带状分布在邛海湿地周围,后者则呈斑块状分布在各村落周边;(2)利用Nvivo11软件进行质性分析,将归纳出的6种社会生态服务价值与区域性、地方性地域功能相联系,发现在城郊保护地"三生"空间变化中,区域性地域功能增益明显,而地方性地域功能表现出增益与贬损交织的复杂变化特征,不同尺度地域功能间存在协同与冲突的多重关系;(3)研究指出区域"三生"空间配置过程中,既要关注地域功能在地域间的水平综合均衡,也要兼顾不同尺度地域功能间的垂直综合均衡,才能实现区域效益的最优化。城郊保护地在受到外部结构化力量和社区内部适应能力的双重作用下发生地域功能转化,社区参与的质性空间评价则为认识地域功能转化过程、效应及调控策略提供了途径。

    • 基于CA-Markov和MSPA的绿色基础设施预测与时空演变分析——以京津冀城市群为例

      2023, 43(16):6785-6797. DOI: 10.5846/stxb202201050027

      摘要 (187) HTML (148) PDF 8.77 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿色基础设施(Green Infrastructure,GI)的合理布局有助于建立国土空间绿色发展新模式。在生态文明和高质量发展背景下,研究GI长时序时空双维度演变格局对提升生态环境质量、提高国土空间治理能力和实现"碳中和"目标具有重要意义。基于CA-Markov (Cellular Automata-Markov,CA-Markov)、MSPA (Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)和景观格局分析方法等构建GI研究模型框架,实现对GI过去-现在-未来的时空双维度分析。以京津冀城市群为研究区,分析了2000-2020年GI时空双维度演化特征,预测了未来2025和2030年的发展态势,讨论了协同发展过程与GI格局演变的对应关系,并总结GI优化启示。结果表明:(1)2000-2020年,GI面积占研究区总面积的比例呈现逐年下降趋势,由90.82%降为86.60%,空间上表现为西北部密集、东南部稀疏的分布态势。核心作为GI的主要组成部分,面积占比57.04%-65.93%不等,同样呈现逐年下降趋势,其主要分布在研究区北部、西部和西北部。(2)2020-2030年,研究区GI面积小幅度下降,但核心面积占比增长明显,2030年占比高达84.04%。连接桥、边缘和环等其他GI类型面积占比较小,其分散分布在各核心之间。(3)城市群协同发展进程提速直接导致GI的波动,主要体现在2015-2020年实质发展期和2020-2025年国土空间规划加速落实期。(4)未来,京津冀城市群GI生态网络稳定性的提升需重点关注各城市中心GI的面积占比和东南部的连通性问题。研究结果为快速实现GI检查、评估和治理提供技术支撑,也有助于实现京津冀城市群建立绿色、低碳、可持续发展新模式。

    • 河势特征分界下的黄河滩区周边城镇生境质量与景观格局演变

      2023, 43(16):6798-6809. DOI: 10.5846/stxb202204251147

      摘要 (132) HTML (132) PDF 5.97 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:在黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下,加强对黄河滩区生境质量及其驱动机制研究对区域生物多样性保护和生态韧性提升具有重要意义。以黄河滩区沿河城镇为研究区,依据河势特征将其划分为4个河段和14个子研究区,并基于InVEST模型与3类景观格局指数分析论证不同河势特征分界下生境质量与景观格局的时空演变规律。结果表明:(1)生境质量方面,2000-2020年研究区生境质量整体呈下降趋势,各河段生境质量平均值由大到小依次为河口段、弯曲段、游荡段、过渡段;(2)景观格局方面,各河段之间景观破碎度指数波动最小,并随城镇化发展破碎化程度逐渐减弱,连接度与复杂度波动明显,且因河势特征存在差异性变化;(3)生境质量与景观格局相关性方面,多数土地景观格局指数与生境质量显著相关,但关联程度有所下降。相同地类景观格局指数在不同河段内表现出不同甚至反向的互动关系。研究表明,河势特征是黄河滩区生境质量的全局性支撑或限制因素,其作用主要体现为对黄河滩区周边城镇土地空间发展的差异化影响,该影响直接作用于紧邻黄河地带的城镇组团,并间接影响其他区域,在一定程度上左右了城镇发展主向以及土地转化、空间格局的演变规律,最终影响区域生境质量的分布格局。研究结果对黄河滩区重要生态功能区的生境保护与生态系统功能调控具有一定的理论与实践价值。

    • 城市生态韧性水平空间评估及其驱动力——以北京市通州区为例

      2023, 43(16):6810-6823. DOI: 10.5846/stxb202205101304

      摘要 (244) HTML (169) PDF 4.44 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城镇化水平的提高、城镇化进程的发展,城市生态系统逐渐变得脆弱不堪,增强城市生态韧性水平对城市发展起关键性作用。以韧性的核心内涵为基础评估城市生态韧性水平,探究城市防范化解生态风险能力在空间上的差异,从而制定分区生态治理制度,是提升城市防范化解生态风险能力的有效办法。从抵抗力、适应力和恢复力三方面构建了城市生态韧性水平空间评估模型,以2020年北京市通州区行政边界、土地利用、重点排污单位、人口等数据为例,评估了2020年北京市通州区生态韧性空间格局,并利用空间自相关模型对其分区生态治理进行研究。最后利用地理加权回归分析模型(Geographical weighted regression,GWR)进行驱动力分析,探讨社会经济层面对城市生态韧性水平空间的影响,并提出建设性建议。主要得到以下结论:(1)在空间结构上,通州区生态韧性低值区域最多,占比为52.80%,主要分布于通州区北部、东北部、中部偏西及东南部;高值区域最少,占比0.83%,零星分布于偏西部地区和偏南部地区。通州区由于缺乏相对适宜的整体规划和统筹安排,使城市生态系统的循环体系受到了负面影响,从而导致东南地区抵抗力弱。同时,近年来降水点的南移使得大量水资源在城市热岛效应的作用下流失,通州区东南部及通州大运河沿线区域内恢复力呈现出大范围低值水平。(2)通州区中心偏西北地区为副中心的核心地带,呈现低韧性水平-高排污企业密度的集聚分布情况,且生态韧性低值区域主要集聚于新华街、中仓街、玉桥街等区域,说明这些区域的环境生态风险防范化解能力比较低,需要因地制宜地对生态危机做出可持续的分区生态治理,增强区域对生态风险的调节能力。(3)结合GWR模型的驱动力分析,城市生态韧性水平主要被城市功能多样性驱动,且城市功能多样性越强,城市生态韧性水平越低,在通州区西北部的城市副中心负向影响最为显著。研究结果为城市生态韧性水平发展优化提供了理论依据,为促进国土空间合理利用和有效保护发挥积极作用。

    • 人为干扰栖息地退化对潮间带中华鲎幼鲎种群数量的影响

      2023, 43(16):6824-6832. DOI: 10.5846/stxb202205111319

      摘要 (103) HTML (210) PDF 4.27 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:栖息地退化是中华鲎(Tachypleus tridentatus)面临的主要威胁因素。然而,人类活动和中华鲎栖息地退化之间的关系研究尚且不足。为了厘清人类活动对中华鲎幼鲎栖息地退化的影响,以北部湾潮间带为研究范围,于2014、2017和2020年对潮间带中华鲎幼鲎丰度进行随机样方法调查,并获取对应年份遥感影像(分辨率30m)作为数据源,借助GIS空间分析、景观格局分析和人为干扰度指数(human disturbance index,HDI)模型,量化评估人为干扰对北部湾潮间带中华鲎幼鲎栖息地景观格局及种群丰度的影响。结果表明:(1)2014-2020年,北部湾潮间带幼鲎栖息地退化严重,无干扰类型景观面积逐渐减少,大部分转化为养殖;(2)北部湾潮间带人为干扰逐渐加强,无干扰等级HDI指数面积不断减少,潮间带大部分面积HDI指数呈增强趋势;(3) HDI指数与幼鲎种群丰度呈显著负相关性,HDI指数高值斑块不适合幼鲎生存。依据HDI指数动态变化及空间分布,可为潮间带中华鲎幼鲎种群栖息地景观格局优化及鲎人工放流增殖选址等保护行动提供理论依据。

    • 雅砻江中游厚唇裸重唇鱼种群结构与生长特性

      2023, 43(16):6833-6850. DOI: 10.5846/stxb202205181416

      摘要 (137) HTML (174) PDF 2.31 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2020年10月至2021年3月在四川省甘孜藏族自治州雅砻江江段(雅江县至新龙县)采集厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)样本189尾,用以研究雅砻江中游厚唇裸重唇鱼的种群结构与生长特性,分析其野生资源现状、影响因素及保护对策。结果显示雅砻江中游厚唇裸重唇鱼调查种群由3-9龄组成,其中优势年龄组为4-6龄,占样本总数的87.83%;种群平均体长和体重分别为264.1 mm和250.5 g,雌雄性比为1.48:1,雌性和雄性最小性成熟个体年龄均为4龄,对应体长分别为202.0 mm和220.0 mm,对应体重分别为105.0 g和133.0 g;种群的平均肥满度为1.22,体长(L)与体重(W)关系式为W=5.00×10-6L3.146R2=0.948,n=189),属于匀速生长类型;种群体长和体重的Von Bertalanffy生长方程分别为Lt=727.5[1-e-0.097(t-0.508)],Wt=5224.9[1-e-0.097(t-0.508)]3.146;生长拐点年龄为12.4龄,对应的体长和体重分别为505.2 mm和1568.3 g。研究表明目前雅砻江中游厚唇裸重唇鱼表现出年龄结构趋于低龄化,体型趋于小型化的种群结构特点,且具有自然寿命较长、生长缓慢、渐近体长较大等生长特性,加之雅砻江饵料基础和水文条件较差等因素,推测雅砻江中游厚唇裸重唇鱼所具备的种群增长潜力较低,其野生资源的自然恢复面临挑战。因此,应尽快开展雅砻江流域厚唇裸重唇鱼野生资源的保护工作。

    • 基于林分昆虫多样性调查的传统灯诱法改进效果分析

      2023, 43(16):6851-6861. DOI: 10.5846/stxb202205131348

      摘要 (165) HTML (223) PDF 4.86 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:昆虫在生物多样性调查中具有不可替代的地位,灯诱法是效率最高的昆虫采集方法之一,然而传统的灯诱方法存在诱集范围无法界定、采样流程标准性不足等问题。为此,使用自制的聚光灯诱箱(Spotlight Box Trap,SBT)作为改进灯诱方法,并使用灯诱帐(Moth Collecting Tent,MCT)作为传统灯诱法进行对照;以北京杨(Populus×beijingensis)与油松(Pinus tabuliformis)人工林为样地,对两种灯诱装置采集的蛾类数量及物种组成、物种多样性指数与形态参数等多个指标进行评价。共采集蛾类24科164种6728号,其中北京杨林分SBT采集19科93种1164号,MCT采集22科125种2573号;油松林分SBT采集21科87种1044号,MCT采集22科117种1947号。分析显示:(1) MCT采集的个体数量与物种数量均高于SBT,总体上SBT在不同样地间的数据误差水平更低。(2)两种灯诱装置采集的蛾类优势种组成显著不同(P<0.05);SBT共有种的数量比例始终高于MCT,即后者的特有种占比例更高。(3)总体上SBT物种多样性指数的数据误差水平更低。(4) MCT采集的蛾类物种体型更大(体长约为SBT的1.20倍)、飞行能力更强(相关参数约为SBT的1.20倍至1.36倍)。结果表明,在林分昆虫多样性的调查中,传统灯诱法的数据稳定性较差,对林分的代表性不足。聚光灯诱箱因其对光域的可控性和采集昆虫的规范性,具备更高的稳定性,在森林昆虫多样性调查与监测中具有更好的适用性与应用前景。

    • 土壤动物知识图谱构建理论、方法与技术——以浙江天目山土壤螨类为例

      2023, 43(16):6862-6877. DOI: 10.5846/stxb202206091637

      摘要 (157) HTML (211) PDF 6.02 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤动物学面临以全新知识体系为科学研究框架的变革时期,其核心内容是以数据驱动为主要特征的人工智能技术方法。目前广泛应用的基于数据库的数据处理分析方法,面临着数据多源异构、快速增长和处理能力不足之间的矛盾。基于快速发展的大数据科学和人工智能技术的数据挖掘方法在解决前述矛盾中有突出优势,但需要依赖一个强大的领域知识库,然而土壤动物领域知识图谱的研究十分匮乏。土壤动物知识图谱是一个具有有向图结构的知识库,其中图的节点代表与土壤动物相关的实体或概念,图的边代表实体或概念之间的各种语义关系。提出了土壤动物知识图谱的定义、内涵、理论模型和构建方法,以浙江天目山土壤螨类多样性为例,分析了构建山地土壤动物知识图谱的技术方法;以土壤动物多样性研究关注的物种分布、物种共存、环境条件对物种的影响作用为例,探讨了基于山地土壤动物知识图谱可以解决的相关科学问题。研究表明,土壤动物知识图谱在解决生物多样性重要科学问题方面具有独特的潜力和优势,有力推动了土壤动物学、信息科学和数据科学交叉的土壤动物信息学的发展。

    • >专论与综述
    • 植被类型变化对土壤微生物碳利用效率的影响研究进展

      2023, 43(16):6878-6888. DOI: 10.5846/stxb202204161016

      摘要 (231) HTML (161) PDF 1.70 M (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被类型变化强烈影响着土壤碳循环。土壤微生物碳利用效率(CUE)是微生物将从环境中获取的碳分配给自身生长的比例,是土壤碳循环的综合指标。研究植被类型变化对CUE的影响有助于从微生物视角理解该过程中的土壤碳动态,可以为评估植被类型变化对土壤质量及生态系统碳循环的影响提供基础,具有重要的理论及实际价值。通过系统查阅相关文献,综述了植被类型变化导致的CUE变化情况,以及该过程中影响CUE的因子与机制。目前,相关研究主要涉及以林地、草地和农业用地为起点或终点的植被变化类型。天然林(原生林、次生林)变化为人工林、林地变化为草地后CUE普遍下降,随终点植被的发展CUE可能恢复至起点水平。植被成熟度越高,发生转变时CUE变化越剧烈。植被类型变化以农业用地为起点或终点时,CUE变化方向的不确定性及幅度的变异性均增加。植被类型变化导致的CUE变化主要受到植被、土壤、微生物因子及其交互作用的驱动,指示CUE的指标、采样季节和土层也会一定程度上影响CUE的变化。今后相关研究应采用直接的CUE测定方法,拓宽研究气候区及植被变化类型,关注植被变化过程中CUE变化的土层差异及动态监测,深入对植被类型变化导致的生态环境因子变化与CUE的关系及作用机制的研究。

    • 低空无人机遥感在草原监测评价中的应用进展

      2023, 43(16):6889-6901. DOI: 10.5846/stxb202206091639

      摘要 (206) HTML (212) PDF 1.16 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:低空域无人机遥感技术具有高时效性、高分辨率、低成本、易操控等优势,作为地面与高空遥感(航天与航空遥感)间测量尺度空缺的有益补充,低空无人机遥感扩展了样地样方空间尺度,提高了中、小尺度遥感观测信息的精细化程度,实现了草原生境信息的快速采集、处理与分析应用,是草原"星-空-地"一体化监测的重要组成。针对草原监测评价,总结了国内外低空无人机遥感在草原基况调查(草原草层高度监测、草原植被覆盖度监测与草原地上生物量估算)、草原动态监测(草原植被长势监测、草原产草量估测与草畜平衡监测)和草原应急管理(草原火灾、雪灾与生物灾害监测)中的应用。结合大数据、人工智能、云计算与物联网等新型技术,分析了低空无人机遥感在草原生态监测领域存在的不足和未来的发展方向,以期为低空无人机遥感关于草原监测评价与智慧草原的后续研究提供参考。

    • >问题讨论
    • 生态文明建设重点领域标准化现状、存在的问题及对策建议

      2023, 43(16):6902-6911. DOI: 10.5846/stxb202203140619

      摘要 (243) HTML (138) PDF 1.36 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:标准化是促进科技创新、推动产业发展的重要手段,是减轻环境污染、提高资源利用效率的有效途径,是推动生态文明建设先行示范区形成可借鉴、可复制、可推广样板的有效手段,分析生态文明建设重点领域的标准化现状和存在的问题并提出对策建议能够为生态文明建设的高质量实施提供参考。研究结合联合国17项可持续发展目标以及中央对生态文明建设的总体部署与要求,从国土空间规划、自然资源集约节约利用、生态环境监测、生态环境保护修复、绿色生活、生态产品价值实现、应对气候变化七大重点领域分析了生态文明建设标准化现状与问题。结果发现,截至2020年我国在生态文明建设七大重点领域制定的国家标准超过1000项,95%以上集中在自然资源集约节约利用、生态环境保护修复以及绿色生活领域。深入分析发现生态文明建设标准化工作目前仍存在较大问题,表现在:标准体系方面,尚未形成以生态安全为主体的标准体系,现有标准以政府主导制定为主,且在各领域分布不均衡,部分标准更新较慢,无法满足生态文明建设快速发展的技术要求;标准研制方面,顶层支撑较为薄弱,队伍建设有待加强;标准实施方面,不同领域之间标准实施不均衡,部分领域标准制定者权威性不高,标准实施效果较差。基于上述存在的问题,研究从标准体系优化、标准研制能力建设、标准实施路径创新等方面提出了生态文明建设重点领域标准化工作的对策与建议。

    • >学术信息与动态
    • 生物入侵研究国际进展与中国现状——基于CiteSpace的文献计量分析

      2023, 43(16):6912-6922. DOI: 10.5846/stxb202207252129

      摘要 (718) HTML (323) PDF 8.97 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物入侵是造成全球生物多样性降低和生境变化的重要因素,并在世界各地造成巨大的经济损失与生态灾害,然而系统研究生物入侵的研究进展与趋势的文章却较少。基于Web of Science核心库、Scopus以及中国知网,运用CiteSpace知识图谱可视化软件,分析生物入侵的国内外研究进展。结果表明:(1)美国对生物入侵的研究起步最早(1970年),国外的文章数量在1990年后呈指数增长。国外研究机构及作者间合作强度大,形成以美国各大高校为中心的合作网络。国外注重生物入侵的驱动因素、压力及入侵状态的研究。近年来国外研究热点涉及入侵物种的种群动态、扩散机制、生态模型、岛屿入侵、风险评估、气候变化及国际贸易等,并越来越重视气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵,但对外来微生物和无脊椎动物的研究较少。(2)我国相关研究始于20世纪90年代,文章数量在2000-2010年间增长迅速。但国内研究机构及作者间合作强度较低,呈现多核心的分散合作关系。国内注重生物入侵的危害及缓解措施研究。研究热点有入侵途径、机制、危害、防治策略、全球贸易、气候变化与风险评估等,并越来越关注"一带一路"下的生物入侵及人工智能等科学防治手段。但是近十年,不同聚类的关注度和热度都在降低,对入侵驱动机制及预警监测的研究较为薄弱。(3)未来我国应当突出研究重点,与国际研究保持同步,强化全球贸易、气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵研究,构建生物入侵的驱动-压力-状态-响应的综合评估体系。基于对生物入侵研究进展的系统认知,可为我国科学防治生物入侵提供理论支撑。

    • 基于文献计量分析的土壤微生物群落构建研究态势

      2023, 43(16):6923-6935. DOI: 10.5846/stxb202204010831

      摘要 (174) HTML (183) PDF 8.59 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物群落构建是当前的热点研究领域,中国学者对此开展了大量研究,发表了众多高水平论文。采用文献计量方法,对2003-2022年期间WOS (Web of Science)核心合集数据库收录的该研究领域论文的数量、被引频次、作者、国家(地区)、研究机构、期刊以及关键词进行统计。基于VOSviewer可视化软件分析贡献居前的作者、国家(地区)、研究机构、期刊以及重要关键词,借助Scimago Graphica软件将不同国家(地区)的发文数量可视化,利用bibliometrix包(R语言)分析研究热点的演变趋势。结果表明:在2003-2022年间,中国学者在本研究领域共发表论文374篇,排名世界第一;根据年度发文量,该领域的研究历程大体可分为三个阶段,分别为萌芽期(2003-2005年)、波动发展期(2006-2011年)和指数增长期(2012-2021年);Zhou JZ (周集中)、Li XZ (李香真)和Chu HY (褚海燕)是本研究领域的核心作者,中国科学院是核心研究机构,Frontiers in Microbiology为WOS数据库文献的主要来源期刊;本领域研究热点词的演变与测序技术的发展紧密关联,测序技术从454焦磷酸测序发展到高通量测序和宏基因组测序,推动了该领域从优先效应和中性理论等概念的引入发展到通过模型确定确定性过程和随机性过程相对贡献的定量研究。在系统描述2003-2022年土壤微生物群落构建领域的研究现状及研究热点的基础上,提出了未来可能的一些重要研究方向,有助于相关学者加深对该研究领域的理解,对进一步聚焦土壤微生物群落构建领域的研究方向具有重要参考价值。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(16):6936-6936.

      摘要 (75) HTML (0) PDF 1.25 M (283) 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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