• 2023年第43卷第17期文章目次
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      2023, 43(17):0-0.

      摘要 (166) HTML (0) PDF 12.45 M (679) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论与综述
    • 滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法及中国的研究现状和挑战

      2023, 43(17):6937-6950. DOI: 10.20103/j.stxb.202208162357

      摘要 (567) HTML (297) PDF 2.25 M (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:滨海盐沼、红树林和海草床蓝碳湿地生态系统具有高效的固碳-储碳能力,准确测定滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率,对于评估滨海湿地碳中和能力、生态恢复新增碳汇规模及碳贸易至关重要。深入思考滨海蓝碳湿地生态系统碳汇定义的内涵,提出狭义碳汇和广义碳汇的概念,介绍沉积物碳累积+植被净初级生产力法以及生态系统碳通量收支法2个目前国际上应用最多的滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法,特别是深入分析作为开放系统的滨海盐沼生态系统和海草床生态系统碳汇速率测定面临的诸多问题与挑战,梳理中国红树林、滨海盐沼和海草床生态系统碳汇速率的测定结果及国家尺度滨海蓝碳湿地生态系统碳汇规模,最后提出中国在滨海蓝碳湿地碳汇速率测定实践中急需加强的基础研究领域,以期为科学地计量中国滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率与碳汇规模提供方法参考和技术支撑。

    • 环境DNA技术在鱼类生态学中的应用研究进展

      2023, 43(17):6951-6967. DOI: 10.20103/j.stxb.202208172362

      摘要 (326) HTML (386) PDF 1.83 M (1155) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球渔业衰退是21世纪人类面临的重要挑战之一。为了有效地遏制鱼类资源的衰退,精确的鱼类生态调查是其首要任务。传统的鱼类监测以渔获物采集与形态学鉴定为主,往往耗时耗力且效果不佳,已无法满足现阶段大尺度上的精确调查。环境DNA (eDNA)技术作为一种近年来新兴的鱼类生态调查方法,其与传统方法相比具有灵敏度高、经济高效、采样受限小且对生态系统无干扰的优势,目前其已被广泛地应用于鱼类物种监测、多样性调查、生物量评估以及繁殖活动监测等方面的研究。然而,eDNA技术在鱼类生态学研究的具体应用中暴露出的一些问题将会影响其监测结果的精确性,诸如操作流程的不规范、基因数据库的不完善以及eDNA在环境中生态学过程的不明确等。鉴于上述原因,首先对eDNA技术的发展历程、分析流程以及eDNA技术在鱼类生态学研究领域中的研究进展进行了综述,而后着重分析了eDNA技术的发展当前所面临的困难与挑战,并提出了相应的解决方案,最后对eDNA技术未来在鱼类生态学研究领域中的发展趋势做出了展望。通过本研究,以期能够为eDNA技术在鱼类生态学领域中的准确应用提供理论基础。

    • >研究论文
    • 青藏高原生态系统服务供需变化及其驱动因素

      2023, 43(17):6968-6982. DOI: 10.20103/j.stxb.202208252435

      摘要 (395) HTML (229) PDF 9.47 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确识别生态系统服务供给与需求的空间特征和空间匹配,确定影响供需关系的因素,对指导区域生态系统管理和恢复具有重要意义。采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)、生态系统服务和权衡综合评估模型(InVEST)和卡内基-艾姆斯-斯坦福模型(CASA)等多种模型方法探讨青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给与需求的时空特征,并结合冗余分析,进一步识别青藏高原生态系统服务供给、需求与供需比的影响因素。结果表明:(1)2000-2018年青藏高原土壤保持、产水和碳固定服务的供给量,以及产水和碳固定服务的需求量均呈现增加趋势,供给量分别增加30.57t、63.61×104m3、33.81t,需求量分别增加153.42m3和5.09t,而土壤保持服务需求量呈减少趋势,减少16.39t。(2)青藏高原各项生态系统服务供需匹配状况不同,碳固定服务供需比呈下降趋势,产水服务供需比呈上升趋势,土壤保持服务供需比波动变化,总体呈上升趋势,局部呈下降趋势。(3)各项生态系统服务供需关系均以低低型空间匹配为主。(4)降水和坡度是影响生态系统服务供给的主要因素,生态系统服务需求主要受人口密度和国内生产总值的影响,降水和温度是影响生态系统服务供需比的关键因素。研究评估青藏高原生态系统服务供给与需求之间的关系,以及明确供需关系的空间显性驱动力,为区域的生态系统综合管理提供依据。

    • 青藏高原城市扩展过程的区位因素——基于随机森林的多尺度分析

      2023, 43(17):6983-6998. DOI: 10.20103/j.stxb.202209112590

      摘要 (260) HTML (282) PDF 8.35 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:过去几十年,青藏高原快速的城市扩展过程给生态环境带来了严重威胁。区位因素会影响城市扩展的空间格局,进而改变其对区域生态环境的影响。因此,认识青藏高原城市扩展过程的区位因素特征对于保护区域生态环境具有重要意义。在全区、生物群区和生态区3个尺度上分析了区位因素对青藏高原城市扩展过程的影响。基于长时间序列城市土地数据分析青藏高原城市扩展过程。利用随机森林模型分析青藏高原城市扩展区位因素特征。研究表明,青藏高原在1990-2020年期间经历了快速的城市扩展过程。全区城市土地面积从277.4 km2增加到974.9 km2,增长了2.5倍。对青藏高原城市扩展影响最大的区位因素高程对城市扩展的重要性不断下降。与之相对,铁路因素的重要性迅速上升,其重要性从2.15%增长到10.56%,增加了3.9倍。然而,铁路建设在促进青藏高原城市发展的同时,也会对区域内近三成的濒危物种产生影响。因此,在青藏高原未来城市发展过程中,既要重视铁路对城市扩展带动作用,也要注意减少铁路对区域生物多样性的影响,进而促进高原的可持续发展。

    • 东北三省“水-能源-碳”系统仿真模拟——基于系统动力学模型

      2023, 43(17):6999-7011. DOI: 10.20103/j.stxb.202208252434

      摘要 (254) HTML (286) PDF 4.76 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:水资源和能源消费量及碳排放制约区域发展水平,也影响区域生态环境质量,区域多要素资源耦合作用与协同管理成为近年来的研究热点。水资源、能源和碳排放三个系统通过不同的流程相互连接,探究"水-能源-碳"系统耦合关系,是区域探索绿色协调发展的重要基础。以东北三省为研究对象,采用系统动力学研究方法,从自然、社会、经济三个维度来探索水-能源-碳三者的关联模式。以2001-2019年东北三省的水资源、能源、碳排放现状为基础数据,梳理三个子系统的耦合关系,并对未来二十年其发展变化仿真模拟。结果表明:(1)水资源、能源、碳排放在未来二十年均呈现增长的趋势,水资源增长趋势最快,在仿真情景5下,与2020年相比2040年水资源、能源消费量和碳排放量分别增长230.4%、210.7%和36.9%;(2)决策变量对"水-能源-碳"系统的影响程度依次是清洁节能>产业调控>国内生产总值(GDP)增长率,随着GDP增长率升高,水资源和能源消耗量、碳排放量升增加,随着产业转型升级,居民意识提高及清洁能源增加,水资源和能源消耗量、碳排放量减少。在综合调控情景下,未来水资源消耗量高于基础情景,能源消耗量和碳排放量则得到了良好的控制;(3)2020-2040年,水资源、能源消费量和碳排放量呈现强相关性,纽带关系呈协同优化方向改善,供需缺口减小,有效的缓解了环境压力;(4)情景3的能源结构调整和居民意识的提高可有效降低碳排放量,情景4产业结构的调整对水资源和能源的影响较为明显。情景5权衡经济发展与节能节水以减少碳排放,严格按照"双碳"目标,将水资源、能源向较高质量发展的可持续发展方向推进,更具参考性。研究结果有利于东北三省"水-能源-碳"系统可持续发展,促进经济发展水平。

    • 我国生态产品价值实现政策的配置与优化——基于政策文本分析

      2023, 43(17):7012-7022. DOI: 10.20103/j.stxb.202209122600

      摘要 (214) HTML (190) PDF 2.47 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:为促进城乡区域协调发展,推动地区生态产业化和产业生态化,完善生态产品价值实现的多元化路径和政策制度体系,对当前中央和地方政府发布的生态产品价值实现相关政策文本展开分析,并提出优化建议,为后续相关政策配置与优化提供参考。通过选取2019年-2022年8月间36份生态产品价值实现政策文本作为研究对象,构建政策工具-政策目标二维分析框架,借助质性分析工具Nvivo12对其进行量化分析和综合评价。研究发现,政策文件以通知和实施方案为主;政策工具覆盖较为全面,但内部存在分配不太协调的现象。政策目标维度中生态环境优美化受关注度较高,而生态产业高效化较少。工具-目标配置上,存在多对多的关系,不同政策目标对应的政策工具也存在差异。为进一步优化生态产品价值实现的政策供给,从政策工具上应以战略、具体规划为重点,平衡政策工具内部结构比例;从政策目标上应强调从金融和技术方面助推生态产品价值实现的同时,也需要加强法规管制力度,推出更专业化和可操作性的具体举措,因地制宜凸显区域化特色和差异,真正将生态产品价值实现政策落到实处,确保成果看得见摸得着。

    • 生态系统生产总值核算制度及管理应用——以深圳为例

      2023, 43(17):7023-7034. DOI: 10.20103/j.stxb.202208122293

      摘要 (168) HTML (281) PDF 6.75 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:“两山”理念提升了我国各级各地政府对生态价值的认识和重视,自然资本核算在全球学界研究及应用已进入新的阶段。如何开展常态化的核算与应用,如何将科研分析转化为管理制度,成为该领域新的研究命题。深圳积极响应中央政府要求,开展生态系统服务价值核算,服务生态治理,在全国(乃至全球)率先制定了第一个政府生态系统生产总值(GEP)核算制度体系。介绍了深圳GEP核算制度体系的建设过程,描述了深圳GEP核算的主要特点,以及"十三五"期间(2016-2020年)深圳GEP试算的结果,讨论了深圳GEP在城市治理方面的应用路径。

    • 城市群地区城市高质量发展与生态环境的交互协同作用——以成渝城市群为例

      2023, 43(17):7035-7046. DOI: 10.20103/j.stxb.202207282159

      摘要 (258) HTML (224) PDF 7.42 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:高质量发展与生态环境交互作用的研究是实现可持续发展和建设美丽中国的关键议题。选取成渝地区36个市县为研究单元,以2005年、2010年、2015年和2018年为主要研究时间节点。基于可持续发展和美丽中国理念构建成渝城市群高质量发展评价指标体系,借鉴压力-状态-响应模型构建生态环境质量评价指标体系,应用熵权法测度城市高质量发展水平和生态环境质量水平;运用耦合协调度模型测度二者的耦合协调关系;利用地理探测器和社会网络分析法分析各因子交互作用类型及强度。结果表明:(1)成渝城市群城市高质量发展与生态环境耦合度高,交互影响作用显著;耦合协调水平较低,以低水平耦合协调为主,呈现明显的双核心空间结构。(2)城镇化与生态环境两系统间的因子交互作用强于各系统内部因子交互作用,系统间的因子交互作用呈现显著的非线性增强,系统内因子以双因子增强为主,系统间存在较强交互协同效应,各子系统交互作用存在明显的"涌现现象"和"蝴蝶效应"。(3)生态环境系统在与城镇系统的交互作用中发挥主导作用,生态环境水平、生态环境压力为关键交互因子;资源禀赋、生态保护、资源消耗、环境水平、创新力量、文化传承等为主要子因子。研究深刻解析成渝城市群城镇化与生态环境的交互协同模式,以期为成渝城市群的高质量发展提供科学参考。

    • 尼泊尔生态系统质量评估与时空格局变化——基于参照条件的评估方法

      2023, 43(17):7047-7059. DOI: 10.20103/j.stxb.202207051918

      摘要 (188) HTML (243) PDF 5.65 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:良好的生态系统质量是维持人类社会供给需求和可持续发展目标实现的重要保障。针对尼泊尔自然地理环境复杂多样,区域间气候差异明显的特点,结合基于参照条件的评估方法可以得到生态系统质量的相对水平值,其结果能够反映出不同的变化信息。植被是区域生态系统质量变化的重要指示器,利用尼泊尔五大地理区以及四种主要植被生态系统类型划分出20个生态评估区,从表征植被生态系统的水平结构、生产功能和垂直结构3个方面计算生态参数相对密度指标(RVI),结合主成分分析法构建植被生态系统质量指数(VEQI),并以其国家自然保护区为参照,构建基于参照条件的生态系统质量评估模型,计算了尼泊尔2016和2020年基于参照条件的植被生态系统质量指数(VEQI')并分析其生态系统质量的时空格局变化。结果表明:(1)2016至2020年,尼泊尔生态系统质量现实值VEQI的平均值增加了3.49%,总体上,在参照生态系统质量(VEQIref)提高(约1.41%)的背景下,生态系统质量相对水平值VEQI'增加了1.42%;(2)对于尼泊尔地区,评估区89%分位数的VEQI与其对应的国家自然保护区的参照值具有很强的相关性,总体差异较小,可以代替作为参照值;(3)从空间格局变化趋势来看,尼泊尔生态系统质量变好、基本稳定和变差的面积分别占植被生态系统总面积的74.16%、14.25%和11.59%。与数量不足、较难收集利用的野外观测台站数据相比,国家自然保护区更接近理想参照生态系统的假设,通过有限的自然保护区确定生态评估区的参照值,实现生态系统质量的快速评估,其结果具有更好的时空可比性,可以为区域生态质量变化评估及量化分析等方面提供参考。

    • 顾及石漠化敏感性的山地型城市生态网络构建——以云南省曲靖市为例

      2023, 43(17):7060-7071. DOI: 10.20103/j.stxb.202208162350

      摘要 (168) HTML (200) PDF 6.85 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展生态系统健康评价、构建生态安全网络是有效管理生态资本和保护生物多样性的重要举措,尤其对于石漠化广布、生态基底薄弱的滇东地区,其能够预防潜在生态风险和保障生态安全。将生态系统服务纳入到生态系统健康模型中,构建"活力-组织力-恢复力-生态系统服务"的生态安全评估体系,定量化地评估了曲靖市2000-2020年的生态系统健康状况,并据此识别生态源地,借助石漠化敏感性修正基于土地类型的基本阻力面,运用最小累积阻力模型和重力模型识别生态廊道,从而构建曲靖市生态安全网络。结果表明:(1)研究时段内,曲靖市的生态系统健康水平先上升后下降,整体呈下降趋势。除受人类活动影响较大的城镇建成区外,其余地区的健康状况总体稳定;(2)曲靖市生态源地共有8656.65 km2,占研究区总面积的29.92%,与自然保护区重合率达70.18%,由西北向东南呈不规则分布,集中分布于曲靖市北部及东南部地区;(3)潜在廊道143条,生态节点137处,生态断裂点82处,呈网状辐射分布,西南部未有源地和廊道分布,易形成生态孤岛,区域连通性亟待提升。顾及石漠化敏感性的生态网络能够更好地反映生物迁徙过程中受到的阻力,并可以通过生态廊道实现不同源地之间的连接。针对滇东喀斯特生态脆弱区的环境底质特征,构建顾及石漠化敏感性的山地生态网络格局,可为具有相似环境背景的中小型城市的生态网络优化提供新的思路。

    • 2022年冬奥会崇礼赛区多重压力下生态风险评价

      2023, 43(17):7072-7082. DOI: 10.20103/j.stxb.202209282753

      摘要 (135) HTML (158) PDF 4.46 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:冬奥会这类重大体育赛事对举办城市的经济转型、城市功能升级、竞争力提升等方面具有助推效应,而其带来的生态影响也不容小觑。近年随着赛事规模的不断扩大和户外场馆的建设,冬奥会导致的生态风险愈加突出。然而,对于规模大、历时长的冬奥会复杂生态风险目前还缺乏定量评价方法。研究旨在探讨一种区域生态风险评价方法,即相对风险模型,并基于地理信息系统(GIS)定量评价冬奥会赛前准备阶段多重压力下的生态风险。选择2022年冬奥会崇礼赛区为案例区,构建压力-生境-终点三大要素组成的相对风险模型,将整个崇礼划为6个风险分区,辨识了冬奥会赛前阶段包括各种人类生产、建设活动和自然因素的11类压力(威胁)、6类生境和4个评价终点,并确定了压力和生境的分级标准。压力分级评价结果显示,道路和交通活动的得分最高,得分最低的是火灾。生境相对等级评价表明,河流栖息地的得分最高,得分最低的是湿地与景区滑雪场。从不同生态终点得分看,生物多样性的风险最高,娱乐休闲风险最低。总体区域风险评价表明,VI区四台嘴乡冬奥场馆核心区的风险得分最高,而风险最低的为III区,包括石嘴子乡和驿马图乡。最后,对相对风险评价的不确定性进行分析,并讨论其优缺点。总之,尽管存在不确定性,相对方法模型仍被认为是评估和优先考虑多个资产的多重压力风险的稳健方法,也是决策者确定管理行动优先级的有用筛选工具。研究证明了相对风险模型方法评估2022年冬奥会主办地风险的可行性,研究结果明确了崇礼区恢复工作的重点区域和压力,对冬奥会的可持续管理和地方发展具有重要参考价值。

    • 岷江流域生态安全格局评价与优化——基于最小累积阻力模型和重力模型

      2023, 43(17):7083-7096. DOI: 10.20103/j.stxb.202209062546

      摘要 (292) HTML (159) PDF 10.58 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态安全格局评价是维护生物多样性、改善环境质量的重要途径,对维持区域持续发展具有重要意义。以岷江流域为研究区,综合运用土地利用和归一化植被指数(NDVI)等数据,基于生态系统服务对岷江流域进行生态重要性分析,将生态极重要区识别为生态源地,采用最小累积阻力(MCR)模型中成本路径法提取潜在廊道,结合重力模型提取重要廊道和重要节点,从而实现对研究区生态安全格局的刻画,进而对岷江流域生态安全格局评价并提出优化建议。研究结果表明:(1)岷江流域安全等级总体较好,较高生态安全和高生态安全的面积占研究区面积的55.02%。(2)从空间上看,研究区内重要生态源地面积为818.32km2,破碎化严重,集中分布在岷江流域上游林地区;廊道共190条,总长度为19633.96km,其中重要廊道41条,呈半环状分布于上游和下游段;生态节点共117个,集中分布在上游段南部-西南部。(3)参考生态阻力和廊道节点空间分布特征,划分岷江流域"四区两带"生态安全格局并提出分区管控措施和相关建议。以期研究结果和调控路径可对完善岷江流域生态安全格局、保护生物多样性和增强水土保持有一定的借鉴意义。

    • 氮负荷增强对闽江河口芦苇残体分解及其养分释放的影响

      2023, 43(17):7097-7108. DOI: 10.20103/j.stxb.202208032209

      摘要 (138) HTML (199) PDF 2.79 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择闽江河口鳝鱼滩西北部的纯芦苇湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强分解试验,探讨了氮负荷增强对芦苇残体分解及其养分释放的影响。试验设置了4个氮负荷水平,即NL0(无氮负荷处理,0 g N m-2 a-1)、NL1(低氮负荷处理,12.5 g N m-2 a-1)、NL2(中氮负荷处理,25.0 g N m-2 a-1)和NL3(高氮负荷处理,75.0 g N m-2 a-1)。结果表明,不同氮负荷处理下残体的分解速率整体表现为NL2(0.00284 d-1)>NL1(0.00263 d-1)>NL0(0.00257 d-1)>NL3(0.00250 d-1),低氮和中氮负荷总体促进了残体分解,而高氮负荷抑制了残体分解,原因主要与不同处理下残体分解过程中基质质量及pH的明显改变有关。不同氮负荷处理下,残体中的全碳(TC)含量在分解期间均呈不同波动变化特征;全氮(TN)和全磷(TP)含量均在分解初期(0-30 d)骤然降低,之后则呈不同波动变化,其中TN含量呈波动上升变化,而TP含量呈小幅波动变化。残留率是影响不同氮负荷处理下残体分解期间碳(C)、氮(N)和磷(P)净释放的共性因素,而氮负荷增强导致的残体基质质量(C/N、C/P、N/P)和主要环境因子(pH、电导率(EC))改变影响了其释放强度。研究发现,在氮负荷增强背景下残体养分的累积与释放发生了明显改变,闽江河口氮负荷水平的增加整体将抑制芦苇残体中C、N养分的释放,但其在分解中后期(90-240 d)可能对P养分释放具有较为明显的促进作用。

    • 病原体感染对物种间资源竞争的影响——基于资源竞争理论

      2023, 43(17):7109-7117. DOI: 10.20103/j.stxb.202208162351

      摘要 (148) HTML (176) PDF 2.38 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:病原体感染对种间竞争的影响可能是因为改变了宿主的资源利用过程,然而竞争模型(Lotka-Volterra)由于参数化竞争系数而忽略了资源的动态变化过程,因此基于此类模型的研究无法揭示病原体对宿主资源利用的影响。基于Tilman的资源竞争理论构建了病原体感染一个物种的资源竞争模型,通过分析宿主物种资源利用效率的变化探讨了病原体对种间竞争的影响。结果表明:(1)病原体降低了宿主对资源的消耗率(消费矢量变短),抬高了对资源的最低需求(零等倾线上移),这意味着宿主的竞争力减弱;(2)虽然感染影响了竞争物种的密度,但不会改变共存物种的共存状态;(3)病原体可以使宿主物种的竞争对手更容易入侵,形成共存局面,极大地扩大了竞争物种共存的参数范围,本质上促进了物种多样性维持;(4)病原体的传播率和毒性也复杂地影响了竞争物种共存,传播率越大越能促进物种共存,而中等强度毒性最能促进物种共存。研究结果明确了病原体对物种资源利用模式的潜在改变,强调了病原体在物种共存和生物多样性维持中的重要性。

    • 中国沙棘根尖功能特征对坡位和动物啃食枝叶的响应

      2023, 43(17):7118-7127. DOI: 10.20103/j.stxb.202208192382

      摘要 (150) HTML (183) PDF 2.17 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:揭示中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.sinensis Rousi)根尖在形态、水力结构和非结构性碳水化合物(NSC)浓度对环境条件及外界干扰的响应有利于全面了解中国沙棘对环境条件在水分利用和碳素分配上的适应能力和适应策略。以山西省交城县野生沙棘林为研究对象,选取坡下部正常、坡下部动物啃食、坡上部正常和坡上部动物啃食4种类型沙棘,分析沙棘根尖形态、水力结构、非结构性碳水化合物(NSC)的响应。结果显示:与坡下部相比,在坡上部相对缺水的环境下中国沙棘根尖比根长显著增加,根尖的平均长度、直径、皮层厚度和中柱直径没有显著性变化,根尖导管直径降低、导管密度增加;根尖的比导水率正常和动物啃食分别降低18.12%和20.6%,水力脆弱性指数分别降低45.40%和48.5%,NSC含量没有显著性变化。动物啃食导致根尖比根长降低、平均直径增加、皮层厚度和中柱直径增加,导管直径降低、导管密度增加,坡上和坡下动物啃食导致比导水率降低71.14%和70.25%,水力脆弱性指数降低23.95%和19.41%。以上结果表明:坡上部较差的水分条件使中国沙棘根尖有更大的吸收面积,水分输导效率小幅降低,水力安全性较大程度提升;动物啃食导致根尖增粗、导水率较大程度降低、水力安全性小幅提升。坡位和动物啃食均未导致根尖NSC含量降低,动物啃食在坡上部相对缺水的环境中根尖响应程度更大。这表明中国沙棘根尖对坡位和动物啃食的响应有助于对两种影响因素的适应,动物啃食对根尖吸收和运输功能的影响程度更大。

    • 大陈岛海域浮游动物群落季节变化及其影响因素

      2023, 43(17):7128-7139. DOI: 10.20103/j.stxb.202207091960

      摘要 (174) HTML (196) PDF 4.06 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究大陈岛海域浮游动物群落的季节变化,于2020年9月(夏季)、11月(秋季)和2021年1月(冬季)、4月(春季)分别对大陈岛海域的浮游动物及环境因子进行了4个航次的调查。结果共鉴定浮游动物90种,包括浮游幼体15类,其中夏季种类数最多(68种),冬季最少(20种),常见的优势种有:百陶箭虫(Sagitta bedoti)、微刺哲水蚤(Canthocalanus pauper)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)等12种(Y>0.02)。浮游动物的年平均丰度和生物量分别为(153.40±214.73)个/m3、(411.93±561.76) mg/m3,二者存在明显的季节变化,平均丰度为春季(380.17±296.14)个/m3>夏季(135.30±112.59)个/m3>秋季(67.88±90.52)个/m3>冬季(25.30±19.11)个/m3;平均生物量为夏季(895.01±802.54) mg/m3>春季(623.39±358.73) mg/m3>秋季(91.08±82.36) mg/m3>冬季(45.96±84.95) mg/m3。多样性指数(H')和均匀度指数(J')的年平均值分别为1.71±0.96和0.53±0.20,均表现出夏秋季较高、冬春季较低的特征。聚类分析结果表明调查海域的浮游动物可划分为夏季类群、秋季类群、冬季类群和春季类群4组类群。Pearson相关性分析和冗余分析(RDA)结果表明,海水温度、盐度、叶绿素a浓度是影响大陈岛海域浮游动物群落特征的重要环境因素。此外,夏季大陈岛海域水母类浮游动物暴发的现象值得关注。研究结果将为大陈岛海域的生物多样性保护及渔业资源可持续开发利用提供可参考的数据资料。

    • 大藤峡大坝蓄水对浔江鱼类群落的影响

      2023, 43(17):7140-7156. DOI: 10.20103/j.stxb.202209022499

      摘要 (167) HTML (192) PDF 2.45 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:2017年7月至2021年2月对浔江鱼类资源进行调查(每月调查一次),以定制刺网、虾笼和钓钩为主要作业网具,结合相对重要性指数、鱼类丰度生物量比较(ABC)曲线、相似性分析、非度量多维尺度分析、生态网络和零模型等分析方法,探讨广西大藤峡大坝蓄水对浔江鱼类群落的影响。调查期间共采集鱼类77种,隶属7目19科63属。卷口鱼(Ptychidio jordani)、赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)、鲤(Cyprinus carpio)、粗唇鮠(Leiocassis crassilabris)的相对重要性指数(IRI)值为850.59-2347.23,表明它们是浔江优势种。大藤峡大坝蓄水后浔江鱼类群落发生了一系列变化:(1)鱼类群落相似性聚类分析显示,各年度间鱼类群落相似度均大于59.73%,总体呈现出时间相隔越远群落相似性越低的趋势。此外,鱼类种类数由69种下降为51种;(2)浔江鱼类群落受干扰程度随着时间的推移而增加,鱼类丰度生物量比较曲线(ABC曲线) W值由0.052降至-0.004。此外,基于浔江鱼类所构建的生态网络集散节点数不断减少,结构趋向于简单化,生态网络稳定性减弱;(3)基于时间生态位研究结果表明鱼类种间竞争加剧,时间生态位重叠增幅最大的种对是罗非鱼sp-东方墨头鱼以及卷口鱼-鲫等生态习性相近鱼类。(4)基于时间生态位重叠指数构建的零模型结果揭示了浔江鱼类群落构建取决于环境因素,大坝蓄水后浔江鱼类群落向竞争主导的随机分布发展格局转变。综上所述,大藤峡大坝蓄水对浔江鱼类群落产生较大的影响,亟需采取相应的保护措施。研究为后续浔江鱼类资源的保护和恢复工作以及大藤峡大坝运行的建议提供理论基础。

    • 黄河三角洲自然保护区石油开采对水鸟多样性及分布的影响

      2023, 43(17):7157-7169. DOI: 10.20103/j.stxb.202208162361

      摘要 (233) HTML (203) PDF 4.16 M (606) 评论 (0) 收藏

      摘要:水鸟是湿地生态系统健康的重要指示物种,易受湿地退化和人为干扰的影响。目前我国渤海湾地区石油开采强度较大,占据了一定面积的水鸟栖息地,会对当地水鸟产生影响。以山东黄河三角洲国家级自然保护区为研究区域,在该保护区设置4块5 km×5 km样区,在2021年3月、5月、6月、7月和9月采用样线法调查样区内水鸟群落组成,结合深度学习和目视解译处理遥感影像量化区域内的油井密度和距离,使用广义线性模型分析水鸟多度与油井密度和距离的关系,使用Mantel分析检验水鸟群落组成的差异,采用双因素方差分析检验油井密度和距离对水鸟多样性指数的影响。调查期间共记录到水鸟约38994只,隶属于7目14科77种,其中优势类群为鸻鹬类、雁鸭类、鹭类和鸥类。结果表明:(1)随着油井密度增加,水鸟群落的Shannon-Wiener指数升高,而多度呈现先升高后下降的趋势。鸻鹬类在中低密度和中高密度区的多度显著高于低密度区,其他类群差异不显著。油井密度的差异与水鸟群落β多样性的差异呈显著正相关关系,即密度差异越大,水鸟群落组成越不同。(2)随着油井距离增加,水鸟群落的Shannon-Wiener指数出现下降趋势。雁鸭类距油井越远,多度越高,其他水鸟类群未表现出明显趋势。(3)油井距离和密度的交互作用对水鸟多样性指数影响均不显著。研究表明,在黄河三角洲自然保护区,油井密度影响了水鸟群落的多样性和群落组成,这与石油开采的特征和不同类群水鸟对人类活动的适应能力有关;油井距离也影响着水鸟群落的空间分布,这与不同物种对干扰的适应能力及栖息地偏好有关。

    • 穆棱林区野生东北马鹿种群冬季食物组成模式与植物代谢产物的关系

      2023, 43(17):7170-7180. DOI: 10.20103/j.stxb.202207111974

      摘要 (173) HTML (210) PDF 4.82 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:高纬度地带,在冬季食物资源有限的环境中,野生大型有蹄类动物满足营养需求的同时,需要对植物中次生代谢产物进行平衡,回避有害物质并选择对机体有益的成分,从而形成特定的食物组成模式。以东北马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)为研究对象,于2020年11月,在黑龙江穆棱东北红豆杉国家级自然保护区境内,采集东北马鹿粪便和植物样本。通过粪便显微分析法确定保护区内马鹿冬季食物组成,采用k-means聚类分析揭示马鹿冬季食物组成模式。应用广泛靶向代谢组技术对部分植物中次生代谢产物的含量进行全覆盖定性和相对定量检测,将食物组成与次生代谢产物数据整合,进行曼特尔检验(Mantel test)分析,以探究植物次生代谢产物对马鹿种群内食物组成模式的影响。结果表明,林区内马鹿种群冬季共采食30种植物,其中木本植物占92.48%;且种群内分别呈现出以东北红豆杉(Taxus cuspidata),簇毛槭(Acer barbinerve),毛榛子(Corylus mandshurica)为主要食物的不同食物组成模式。广泛靶向代谢组技术共检测出638种次生代谢产物,有25种代谢物与马鹿采食频率显著相关,其中多数萜类物质抑制马鹿采食,而鞣质类物质对马鹿的采食选择有一定的正向作用;Mantel test结果显示,上述25种物质中黄酮、鞣质、萜类化合物相对含量与不同马鹿个体食物组成显著相关,说明这些代谢物相对含量和性质的差异会造成种群内不同个体食物组成的差异,是种群内形成不同食物组成模式的原因之一。从植物次生代谢产物角度揭示了该地区东北马鹿种群冬季食物组成模式呈现差异的可能因素,为进一步研究大型有蹄类营养策略和植物化学防御关系提供基础依据。

    • 东北虎豹国家公园梅花鹿的空间遗传格局及其影响因素

      2023, 43(17):7181-7192. DOI: 10.20103/j.stxb.202207111975

      摘要 (179) HTML (359) PDF 3.17 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:东北梅花鹿是东北虎豹国家公园主要的大型食草动物之一,是东北虎豹的主要猎物,对针阔混交林群落的维持有关键的作用,探究其遗传多样性及空间遗传格局对东北梅花鹿的保护以及国家公园生态系统的健康至关重要。在国家公园珲春保护区内,通过非损伤方法获得遗传样本,利用微卫星标记,研究该梅花鹿种群的空间遗传格局及其影响因素。结果表明:本研究区梅花鹿种群平均期望杂合度为0.721,遗传多样性较为丰富。有限的扩散能力常常导致种群在遗传距离上具有显著的空间自相关模式,本研究区梅花鹿种群在0-1km距离等级内在遗传距离上具有显著的空间自相关现象,据此可推测,该地区梅花鹿扩散距离为1km左右。STRUCTURE分析表明,珲春地区梅花鹿种群不存在明显的遗传分化。各种空间变量可以显著影响物种的遗传分化。本研究选取海拔、坡度、坡向、地表起伏率、人类干扰5个变量,研究其对梅花鹿种群遗传结构的影响,这5个变量多被认为与大中型哺乳动物扩散阻碍相关。依据5个变量建立了336个阻力模型,并进行偏曼特尔检验。其中,依据海拔、坡向、地表起伏率、人类干扰假设建立的246个阻力模型与遗传距离之间的关系并不显著,综合所有变量的15个生境适宜性模型阻力模型与遗传距离的关系也都不显著。在依据坡度假设建构的75个阻力模型中,只有1个模型与遗传距离有显著的正相关关系,该模型同时也是在控制空间自相关影响后,在所有模型中与遗传距离相关性最高的模型。根据该模型推测,最适宜梅花鹿扩散的坡度为10°,梅花鹿可能倾向于利用缓坡进行扩散。结果对东北虎豹国家公园梅花鹿种群的保护具有重要意义。

    • 阿拉善荒漠区两种优势跳鼠种间营养生态位

      2023, 43(17):7193-7202. DOI: 10.20103/j.stxb.202208152323

      摘要 (143) HTML (202) PDF 2.21 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:营养生态位作为生态位理论的重要维度之一,不仅能够表现出物种的营养需求特征,而且可以反映物种在生态系统中的营养层级、功能地位以及物种间的营养关系。动物不同组织中的碳、氮稳定同位素比值可反映某一物种在不同时间段的食性信息,因而对探讨物种间摄食、栖息地资源利用和营养生态位的变化具有重要指示作用。以2017年在阿拉善荒漠实验区采用铗日法所捕获的三趾跳鼠(Dipus sagitta)和五趾跳鼠(Allactaga sibirica)为研究对象,测定其脱脂毛发与骨骼组织的δ13C和δ15N比值,分析探讨2种小型啮齿动物的营养级与营养生态位变化以及摄食策略与资源分配机制。结果表明:无论从长期时间尺度(一生)还是短期时间尺度(季节)分析,结果都一致表现出三趾跳鼠与五趾跳鼠种间营养生态位重叠面积(OA)值为0‰2,种间营养生态位发生分离;三趾跳鼠的营养级显著低于五趾跳鼠的营养级,但其营养生态位面积却大于五趾跳鼠;随着季节的变化,三趾跳鼠与五趾跳鼠的摄食范围和营养生态位面积均呈现出春季最大,夏季减小,秋季再增加的趋势。两种跳鼠的营养生态位变化与摄食策略符合生态位分化假说,二者通过种间营养生态位分化实现同域共存。

    • 重庆酸雨区不同林型对土壤酸化和真菌群落的影响

      2023, 43(17):7203-7215. DOI: 10.20103/j.stxb.202207071942

      摘要 (108) HTML (149) PDF 2.87 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同林型土壤的酸化缓冲能力不同,真菌在土壤系统中扮演着重要的角色,而对土壤真菌群落结构和组成与土壤酸化的关系缺乏深入研究。以重庆铁山坪林场的马尾松纯林(Pi)和经马尾松纯林改造后的香樟纯林(Ci)、木荷纯林(Sc)、马尾松-香樟混交林(Pi_Ci)以及马尾松-木荷混交林(Pi_Sc)为研究对象,每个林型分别设置4个20 m×20 m的样地,分别采集腐殖质层(O层)和淋溶层(A层)土壤进行土壤性质及真菌群落分析,以探讨酸雨区森林土壤真菌群落与缓解土壤酸化的关系。研究表明:(1)与Pi相比,Ci土壤酸化明显缓解(高pH低NH4 : NO3),且能有效提高土壤全磷(TP)含量;而Sc虽然土壤pH值与Pi没有显著差异,但显著(P<0.05)提高了NH4 : NO3,且显著降低土壤TP和全钾(TK)含量(P<0.05);(2)不同林型土壤真菌群落多样性以Ci最为丰富,且表征土壤酸化的指标pH值、阳离子交换量(CEC)与真菌多样性显著正相关(P<0.05),NH4 : NO3与多样性显著负相关(P<0.05);(3)林型和土层都对真菌群落结构有显著影响(P<0.001),且林型的影响大于土层的影响;而土壤酸化程度将五个林型的土壤真菌群落区分成两个大类:Ci和Pi_Ci;Pi,Sc以及Pi_Sc。(4) Ci中有益菌(如Mortierella)更多,Pi以外生菌根真菌占优势(Russulaceae、Russula、Tomentella以及Sebacina);Sc以及Pi_Sc则含有更多的植物病原菌(CladophialophoraPaecilomyces,Venturiales)、嗜酸菌及产酸菌(PaecilomycesPenicillium)。在酸雨区受损马尾松林地种植香樟促进土壤真菌多样性提高,且产酸真菌、嗜酸菌丰度降低,而有益真菌丰度增加,可有效缓解土壤酸化;而种植木荷后土壤中的病原菌、嗜酸菌和产酸菌相对丰度增加,导致土壤进一步酸化。因此,通过将受酸雨损害严重的马尾松纯林改造成香樟纯林或马尾松-香樟混交林,有助于缓解土壤的酸化,实现酸雨区森林生态系统的可持续发展。

    • 不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应

      2023, 43(17):7216-7225. DOI: 10.20103/j.stxb.202209182671

      摘要 (168) HTML (192) PDF 1.19 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:台风干扰可能显著影响我国东南沿海山地茶园土壤有机碳稳定性和矿化过程,而土壤微生物熵(qMB)是指示土壤有机碳稳定性和矿化潜力的敏感指标。因此,研究不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应,可为山地茶园土壤碳库管理提供重要科学依据。为此,以浙江省台州市天台县苍山顶传统化肥经营的纯茶园(M0)、林茶间作(M1)、茶园养鸡(M2)、施用微生物肥料的纯茶园(M3)四种经营模式茶园为研究对象,在2021年7月28日台风"烟花"(第6号台风)来临前一天(T1)、台风过境后一天(T2)和台风过境后7天(T3),按照表层土壤(0-10 cm)和亚表层土壤(10-30 cm)采集四种经营模式的茶园土样,同步测定土壤有机碳(SOC)含量、微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量。结果表明:(1)台风干扰对M2和M3的土壤有机碳影响更显著,而且不同经营模式茶园中表层和亚表层的土壤有机碳含量对台风干扰的响应存在差异;(2)台风干扰对M2的土壤微生物熵影响更显著,对表层土壤的微生物熵影响更显著,说明台风干扰对M2土壤有机碳稳定性和矿化影响显著,M2的土壤微生物熵对台风干扰的响应显著;(3)台风干扰对M2的土壤微生物生物量碳影响最显著,对M0和M1的影响最弱,且不同经营模式茶园中不同土层的土壤微生物生物量碳对台风干扰的响应存在差异;(4)台风干扰对M0的土壤可溶性有机碳含量影响更显著,M1和M3次之,对M2的影响最弱。而且不同经营模式茶园中表层和亚表层土壤的可溶性有机碳含量对台风干扰的响应存在差异。综上,台风干扰会对不同经营模式茶园土壤微生物熵影响程度不同,说明台风干扰对不同经营模式茶园土壤有机碳稳定性具有不同程度的影响,其中M2的土壤有机碳是响应台风干扰最敏感的经营模式茶园。

    • 围封对不同退化程度荒漠草原植物群落和土壤的影响

      2023, 43(17):7226-7236. DOI: 10.20103/j.stxb.202207011879

      摘要 (168) HTML (172) PDF 1.51 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:围封是退化草原生态系统恢复的有效措施之一,已在中国北方草原地区实施多年并取得良好的效果。由于不同退化草原生态系统具有完全不同的植被和土壤条件,围封对不同退化草原植物群落和土壤的恢复是否具有一致的影响,目前仍不清楚。对内蒙古地区轻度、中度和重度退化荒漠草原分别设置6年围封后,对植物群落特征和土壤理化性质进行了调查和测定。研究结果发现,围封显著提高了3种退化荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)种群以及群落的高度、盖度和地上生物量(P<0.05),表明围封从多组织层次使退化草原植物群落得到有效的恢复。围封总体提高了轻度和中度退化荒漠草原植物多样性,但降低重度退化荒漠草原的植物多样性。重度退化荒漠草原在围封后群落高度、盖度和地上生物量恢复效率显著高于轻度和中度退化的(P<0.05),表明围封对重度退化荒漠草原植被恢复更加有效。除轻度退化外,围封显著降低中度和重度退化荒漠草原土壤全碳、全氮、全磷、有效氮和速效磷含量(P<0.05),但对3种退化荒漠草原的土壤水分含量无显著影响,表明围封对不同退化荒漠草原土壤的影响具有滞后性。研究为荒漠草原围封成效评估提供理论指导和退化荒漠草原生态系统科学合理实施围封政策提供科学依据。

    • 1982-2020年安徽省净生态系统生产力时空格局变化及其成因

      2023, 43(17):7237-7251. DOI: 10.20103/j.stxb.202207051923

      摘要 (198) HTML (161) PDF 16.78 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:净生态系统生产力(NEP)是定量描述陆地生态系统与大气之间碳交换的重要指标。明确区域尺度NEP的时空格局及主导因子,有助于增强对区域碳循环变化机制的认知。基于BEPS (Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模型模拟结果,评估了安徽省1982-2020年NEP时空格局,分析了安徽省NEP对主要环境植被因子的敏感性,并借助通径分析和贡献率分析探究了影响安徽省NEP时空变化的驱动因子。结果表明:(1)1982-2020年,安徽省多年年均NEP为651.14 gC/m2,线性趋势变化率为1.10 gC m-2 a-1,总体呈显著增加趋势(P<0.01)。在空间上,NEP表现为"南北部较高、中部较低"的分布,显著增加(P<0.05)的区域占52.77%,主要分布在北部和南部,显著减小(P<0.05)的区域占7.11%,主要分布在西部和东南部。NEP重心有显著的北移趋势(P<0.01)。(2) NEP对大气CO2浓度变化最为敏感,对降水变化最不敏感。时间上,NEP对叶面积指数(LAI)(P<0.01)、CO2P<0.01)和饱和水汽压差(VPD)(P<0.05)的敏感性变化显著增强,对总辐射的敏感性变化显著减弱(P<0.01),对气温和降水的敏感性变化不显著(P>0.05)。空间上,NEP对各因子的敏感性有地区差异性。(3)所选环境植被因子综合解释了NEP 79%的时空变化。LAI与CO2是安徽省NEP时空变化的主导因子,为正贡献,气候因子为次主导因子,为负贡献。空间上,LAI为主导因子的地区主要分布在安徽省北部、中西部的大部分地区,占49.65%,CO2为主导因子的地区主要分布在安徽省西北部与东南部的大部分地区,占44.54%。

    • 濒危植物永瓣藤叶片功能性状对环境因子的响应

      2023, 43(17):7252-7262. DOI: 10.20103/j.stxb.202207021881

      摘要 (146) HTML (157) PDF 3.33 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物叶片功能性状能够响应环境条件的变化,反应了植物对环境的适应策略。当前,针对藤本植物叶片功能性状地理格局及其环境驱动力的研究较少。以国家重点保护植物永瓣藤(Monimopetalum chinense)为研究对象,对其分布区内11个种群的15个叶片功能性状进行测量,并结合气候、土壤因子来解释叶性状变异。比较叶片性状在局域和区域尺度上的种内变异程度,利用多元逐步回归分析环境因子对叶性状的影响。结果表明,在局域尺度上,永瓣藤叶功能性状变异系数介于3.0%-22.5%,其中,叶面积变异程度最大,叶片碳含量变异最小。永瓣藤叶片形状随纬度上升而变得宽且圆。叶片磷含量相对较低,永瓣藤的生长可能受到了磷限制。土壤与气候因子是叶片性状的重要驱动因素,解释了25%-97%的叶片性状变异。在温度和水分充足的情况下,永瓣藤叶片趋向于的慢速生长的保守策略。总体来说,永瓣藤叶片功能性状通过一定的种内变异和性状组合,并与气候、土壤因子相互作用,适应当前的环境条件。

    • 模拟氮沉降和接种外生菌根真菌对马尾松(Pinus massoniana)幼苗营养元素的影响

      2023, 43(17):7263-7273. DOI: 10.20103/j.stxb.202207011869

      摘要 (139) HTML (153) PDF 1.51 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:量化植物地上部和地下部元素含量对于理解和预测植物养分平衡如何响应大气氮沉降的变化至关重要。通过盆栽试验研究了氮沉降增加背景下外生菌根真菌对马尾松幼苗营养元素的影响。对马尾松幼苗进行了接种两种外生菌根真菌:(彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)与厚环乳牛肝菌(Suillus grevillei,Sg))以及4种氮素浓度添加:0 kg N hm-2a-1(N0)、正常氮沉降30 kg N hm-2a-1(N30)、中度氮沉降60 kg N hm-2a-1(N60)、重度氮沉降90 kg N hm-2a-1(N90),共12个处理,测定了马尾松地上部和地下部大量元素和微量元素的含量。结果表明:施氮改变了营养元素在马尾松幼苗地上部和地下部的含量,马尾松幼苗磷(P)、钙(Ca)、铁(Fe)、锰(Mn)等元素均在N60时达到临界值,而当输入的量超过了马尾松对氮的需求时,氮沉降会使马尾松营养元素含量较最适浓度时降低,地上部碳(C)随施氮浓度的升高先升高后降低,N随施氮浓度的升高而升高,根系和叶片钾(K)、Ca、镁(Mg)均随施氮浓度的升高而降低,施氮也降低了根系C及微量元素的含量。但在同一施氮浓度下,接种外生菌根真菌(EMF)后能够提高大多数元素的含量,N90时接种厚环乳牛肝菌(Sg)和彩色豆马勃(Pt)的叶片N含量与对照相比分别提高112.6%和138.6%,根系N含量分别提高73.1%、71.6%;N60时接种Sg和Pt的植株叶片P含量比不施氮未接种对照分别提高了166.3%、132.9%,根系P含量分别提高了40.8%、38.5%。EMF能够维持植物养分平衡,从而降低高施氮量对植物的影响效果。这为未来气候变化情景中氮沉降增加下接种EMF可以调节植物元素含量,从而达到更适应环境的元素平衡来促进生长提供理论依据。

    • 气候变化和人类活动对中国北方旱区植被变绿的定量贡献

      2023, 43(17):7274-7283. DOI: 10.20103/j.stxb.202209072560

      摘要 (295) HTML (268) PDF 5.24 M (660) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化和大规模的生态恢复使中国北方旱区植被发生了显著变化,量化气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献,对于旱区生态系统管理和应对未来气候变化具有重要意义。目前,中国北方旱区植被变化影响因素的时间动态(2000年大规模生态恢复工程实施前后)和空间异质性(沿干旱梯度)仍需进一步的定量研究。基于多源数据,采用趋势分析、偏相关分析和随机森林模型等方法,分析了1981-2018年中国北方旱区气候和植被的时空变化规律,量化了2000年前后气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献并分析其在干旱梯度上的空间差异性。结果表明:(1)1981-2018年期间,中国北方旱区的叶面积指数(LAI)平均增加速率为(0.0037±0.0443) a-1,且增加速率沿干旱梯度增大。2000年前仅10.46%(P<0.05)的地区显著变绿,而2000年后达到36.84%,且植被变绿主要归因于非树木植被。(2)2000年后降水对植被变绿的正效应在不同干旱梯度均增加,而在半干旱区和亚湿润干旱区,温度对植被变绿由正向促进转为负向抑制,而辐射在干旱区由负效应转向正效应。(3)2000年前后,气候变化均主导着植被的动态,贡献率分别为96.07%和73.72%,人类活动的贡献在2000年后进一步增强(从3.93%增加到26.28%),且沿着干旱梯度而增加,其中人类活动对植被变绿的贡献在半干旱地区增加最显著(+0.0289 m2 m-2 a-1P<0.05)。研究结果可为未来气候变化下中国北方旱区的植被恢复和可持续发展提供科学依据。

    • 8种盐生植物种子萌发特征与NaCl盐度的关系

      2023, 43(17):7284-7293. DOI: 10.20103/j.stxb.202209012488

      摘要 (201) HTML (242) PDF 5.02 M (519) 评论 (0) 收藏

      摘要:耐盐植物的选育是盐渍土地生物改良的关键。通过对13个NaCl盐度梯度下,真盐生植物囊果碱蓬、盐地碱蓬、高碱蓬、盐角草、盐爪爪,泌盐植物大叶补血草、耳叶补血草、黄花补血草8种盐生植物的萌发试验,测定其种子发芽率、发芽势、发芽指数和相对盐害率等指标,研究不同NaCl盐度胁迫对其萌发特性的影响。结果表明:低盐度(50 mmol/L)能促进8种盐生植物的萌发;随着盐度的上升,盐角草、盐地碱蓬、囊果碱蓬、高碱蓬表现出较强的萌发耐盐性,发芽势和发芽指数优于其他植物;盐角草的萌发耐盐性最佳,在1000 mmol/L盐度下萌发率仍能达到54.0%。进一步通过S型生长曲线和线性模型分析得出,8种植物为对抗逆境大致分为"快速型"和"缓慢型"两种萌发策略;随盐度的升高,初始萌发时间和萌发高峰时间均不同程度的向后推迟。盐度≤200 mmol/L时,囊果碱蓬的萌发占据优势,其萌发速率大于其他植物,且差异显著;中盐度400 mmol/L左右时,盐地碱蓬和盐角草萌发最快,二者无显著差异;盐度≥600 mmol/L时,盐角草萌发速率较快,相比其他植物差异显著。泌盐植物的萌发耐盐适宜浓度和耐盐极限浓度均低于真盐生植物。8种植物均有作为氯化物为主盐渍土地区生物改良材料的潜力。

    • 氮沉降和刈割条件下羊草光响应模型比较及响应特性

      2023, 43(17):7294-7306. DOI: 10.20103/j.stxb.202208062237

      摘要 (150) HTML (166) PDF 1.87 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地覆盖全球陆地面积的40%左右,在全球碳循环中发挥着重要作用。近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积。草地管理方式(如刈割)在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用。因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义。依托6种氮添加(NH4NO3)梯度和两种草原管理方式(刈割和不刈割)交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草(Leymus chinensis)的光合作用-光响应过程。采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性。结果表明:指数模型对表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好。在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力。适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、Pnmaxα和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力。综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m-2 a-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施。探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据。

    • 六种温带森林类型凋落物量长期动态及其环境驱动

      2023, 43(17):7307-7316. DOI: 10.20103/j.stxb.202208032214

      摘要 (167) HTML (260) PDF 1.56 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据。以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林(即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林)和2种人工林(落叶松人工林和红松人工林)为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了14年(2008-2021年)的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化(林型间和年际变异)及其环境驱动机制。结果表明:6种森林类型的凋落总量(TL)无显著差异,波动范围为500.5-556.1 g m-2 a-1;但其叶凋落量(LL)、繁殖组织凋落量(RT)和其他组织凋落量(OT)均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9-391.8 g m-2 a-1、8.43-69.93 g m-2 a-1和93.4-185.9 g m-2 a-1。6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著。除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度(Tsmin)和土壤5 cm含水量(Ms)均呈显著正相关。杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与Tsmin呈显著负相关。样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系。这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同。

    • 底栖分解类群对金佛山森林溪流凋落物混合分解的影响

      2023, 43(17):7317-7330. DOI: 10.20103/j.stxb.202207202082

      摘要 (124) HTML (170) PDF 2.34 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:凋落物分解对于维持源头溪流生态系统碳和养分平衡有重要意义。以亚热带典型源头溪流金佛山溪流为代表,选取3种河岸带常见凋落叶为分解对象,设计3个单种和4个混合物种的凋落物组合,在原位放置3种孔径的分解袋(0.05mm、0.25mm和2mm),探讨混合凋落物的性状与底栖分解类群对叶片质量损失和混合效应的影响。结果表明:(1)微生物在凋落物分解过程中相对贡献均大于50%,小型和大型底栖动物进一步加速了凋落物的分解过程。(2)单种凋落物分解速率存在显著差异:八角枫(Alangium chinense,质量损失率为53.05%)>缺萼枫香(Liquidambar acalycina,30.00%)>薄叶润楠(Machilus leptophylla,12.63%)。(3)混合凋落物中仅微生物参与的处理均表现为负的非加和效应,其中八角枫+缺萼枫香、八角枫+薄叶润楠、八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠三个处理的效应显著;小型底栖动物加入后均表现为正的非加和效应,但不显著;在微生物、小型和大型底栖动物的共同作用下,缺萼枫香+薄叶润楠和八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠的两个处理的正的非加和效应显著。亚热带源头溪流中凋落物分解功能与河岸植物和分解者类群的复杂性密切相关。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的居民食物消费碳排放研究进展及发展态势

      2023, 43(17):7331-7340. DOI: 10.20103/j.stxb.202207071936

      摘要 (252) HTML (270) PDF 7.16 M (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:食物是人类生存和发展的基础,然而城市化过程中食物消费产生的碳排放也影响着生态环境与人类福祉。双碳目标下,如何协调食物消费增长与低碳减排之间的矛盾,亟需从不同尺度制定绿色消费优化策略。基于此,从居民食物消费碳排放研究的发文态势、研究方法以及研究内容3个方面进行归纳和梳理。研究发现:①由居民食物消费引起的碳排放问题仍是未来学术界的研究热点之一;②从生产端、消费端及系统视角3个方面对居民食物消费碳排放概念和内涵进行理解,有助于界定碳排放核算边界;③目前居民食物消费碳排放核算的主流测算方法包括生命周期评价(LCA)、碳排放系数、投入产出分析(IOA)和物质流分析(MFA)方法这4种;④从碳排放分布特征看,国内外学者从不同尺度(全球、国家、地区、省域、城市)、不同方式(直接与间接)、不同环节(生产与消费等)、不同消费结构(植物型与动物型)等多角度对其进行探讨;⑤从影响机制来看,基于多尺度时空融合视角量化分析居民食物消费碳排放作用机理这一科学问题值得关注。因此,综合考虑人口、社会、经济等多要素,同时考虑空间异质性,识别居民食物消费碳排放关键机制,构建面向双碳目标的碳减排潜力情景并揭示不同情景下的碳减排贡献,将有助于提出最优的居民生活绿色消费模式。

    • 基于文献计量的21世纪以来我国生态系统服务研究现状及发展趋势

      2023, 43(17):7341-7351. DOI: 10.20103/j.stxb.202207031884

      摘要 (267) HTML (248) PDF 3.49 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务作为生态文明建设的核心内容,近年来一直受到国内外学者的广泛关注。为进一步探究我国生态系统服务领域的研究进展与发展趋势,基于文献计量法,运用Citespace软件对中国知网中以"生态系统服务"为主题的1349篇中文社会科学引文索引(CSSCI)期刊论文进行可视化分析。结果显示:①我国生态系统服务领域的研究在时间上呈现出明显的"萌芽-起步-快速发展"三阶段特征;②生态系统服务领域的研究学者和科研机构间均存在较为密切的合作关系;③目前国内关于生态系统服务领域的研究主要集中在"生态系统服务价值" "生态补偿" "土地利用""生态安全"等方面;④按照关键词突现时间顺序,生态领域研究前沿可分为理论探索(2000-2008年)、初步实践(2009-2016年)、全面开花(2017-年至今)三个阶段。最后详细总结了我国生态系统服务研究领域取得的成就、面临的挑战和未来的改进空间,并在此基础上提出加快完善生态系统服务价值核算、建立健全生态系统服务价值实现机制等政策建议。

    • 基于文献计量的城市空间结构与生态环境关联性研究

      2023, 43(17):7352-7365. DOI: 10.20103/j.stxb.202207182056

      摘要 (153) HTML (325) PDF 7.66 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Web of Science核心合集中1999-2020年期间发表的城市空间结构与生态环境关联性的文献为研究样本,运用文献计量的方法,主要借助VOSviewer和Citespace软件,厘清该领域研究的主要特征与进展。研究结果表明:城市空间结构与生态环境关联性研究的文献总量上呈现波动上升的趋势,尤其在近五年的波动骤增态势十分显著,成为地理学、城乡规划学、环境与生态学等学科交叉融合研究的重要方向之一;研究内容主要聚焦于城市空间结构与大气环境的关联性机理,具体涉及温室气体排放、空气污染和城市热岛效应,同时水环境、土壤环境以及生物多样性等方面也越来越受到重视而逐步成为研究热点。未来可围绕构建两者关联性框架和评估体系、面向生态环境问题的城市空间结构优化设计、两者发展变化的模拟和预测等核心问题展开研究。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(17):7366-7366.

      摘要 (64) HTML (0) PDF 1.26 M (321) 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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