• 2023年第43卷第18期文章目次
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      2023, 43(18):0-0.

      摘要 (162) HTML (0) PDF 3.07 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 乔木根系和凋落物对南亚热带3种人工林土壤线虫群落的差异化影响

      2023, 43(18):7367-7380. DOI: 10.20103/j.stxb.202210263045

      摘要 (350) HTML (179) PDF 2.61 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系分泌物和凋落物为土壤食物网提供了基础的养分资源。然而,不同树种纯林和混交林地下根系和地上凋落物对土壤线虫群落的影响机制尚不清楚。2019年9月在广西凭祥热带林业实验中心选取格木(Erythrophleum fordii Oliv.)纯林、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)纯林和格木×马尾松混交林3种林分类型,分别设置对照、阻断乔木根系、去除地上凋落物和阻断乔木根系并去除地上凋落物四组实验处理,于2021年3月对3种林分类型不同处理下的土壤线虫群落和土壤理化性质进行了调查。研究结果表明,无论哪种林分类型,阻断根系改变了土壤线虫群落的营养类群组成,显著降低了食真菌线虫相对多度,增加了植物寄生线虫相对多度;去除凋落物显著降低了土壤线虫密度、类群数、线虫通路比值和结构指数,增加了基础指数,表明去除凋落物降低了土壤食物网的稳定性。无论哪种林分类型,人工林中树木地下根系输入是构建土壤线虫群落营养类群组成的主要驱动因素,地上凋落物在维持土壤食物网稳定性方面发挥着重要的作用。此外,阻断根系和去除凋落物对混交林中土壤线虫群落没有显著的影响,表明含固氮树种的格木×马尾松混交林比人工针叶纯林土壤食物网的稳定性更高,因此建议采用引入固氮树种改造针叶纯林籍以增强人工林土壤生态系统的稳定性。

    • 东祁连山高寒草甸不同退化阶段植被/土壤磷素特征及其与生物量的关系

      2023, 43(18):7381-7389. DOI: 10.20103/j.stxb.202210122900

      摘要 (251) HTML (179) PDF 1.70 M (623) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷素是高寒草地生态系统的重要支持元素,高寒草甸退化导致较为严重的生态和生产问题,同时也引起了生态系统物质循环的变化。为揭示高寒草甸退化中土壤磷素特征及其对植被特征的效应,以东祁连山轻度(LD)、中度(MD)、重度退化(SD)高寒草甸退化阶段为研究对象,以多年围封高寒草甸(FG)为对照,在春季和夏季分别对不同高寒草甸阶段样地不同土层深度土壤全磷、有效磷、微生物量磷含量及碱性磷酸酶活性等磷素特征进行了研究,并对夏季植被地上生物量和磷素含量等植被特征进行了调查。结果表明:东祁连山高寒草甸退化导致植被地上生物量和磷含量急剧下降,重度退化高寒草甸地上生物量干重仅是围封草地的35.93%,退化高寒草甸地上部磷含量仅为围封草地的60%,且不同退化阶段地上部磷含量没有明显差异。退化导致高寒草甸表层土壤的全磷、有效磷含量升高,相比FG,土壤有效磷含量春季LD、MD和SD分别升高了16.67%、36.67%和3.33%,夏季分别升高了4.35%、26.09%和4.35%,且有效磷含量具有夏季低于春季的季节差异性。退化导致土壤微生物量磷含量明显降低,而对碱性磷酸酶活性影响没有明显的规律性,但围封草地夏季碱性磷酸酶活性高于春季。牧草干重与土壤全磷含量呈极显著正相关,与土壤碱性磷酸酶活性呈显著负相关,但牧草磷含量与土壤磷素特征指标未表现出显著相关性,表明土壤磷素特征并不是退化高寒草甸植被磷含量降低的原因。

    • 天山中段北坡森林土壤有机碳库稳定性组分沿海拔的分异规律

      2023, 43(18):7390-7402. DOI: 10.20103/j.stxb.202210112893

      摘要 (244) HTML (163) PDF 4.98 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高纬度高海拔区域气温增幅更大的背景下,高山亚高山森林土壤有机碳稳定性组分分配比关系以及由于此差异导致对增温的反馈效应均有待深入阐释。天山森林是以雪岭云杉(Picea Schrenkiana)为单优树种的温带针叶林,在天山北坡中山带(海拔约1760-2800 m)呈垂直落差超过1000 m的带状斑块分布,便于排除混交树种的影响,而量化土壤有机碳库稳定性组分分配比关系沿海拔的分异规律,及其对气候变化的响应情况。沿海拔梯度设置森林样地并分层采集土样,研究各土层土壤总有机碳库(CSOC)、活性碳库(Ca)、缓效性碳库(Cs)、惰性碳库(Cp)、微生物量碳(MBC)在海拔梯度上的变化特征,通过碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)、土壤碳密度(SOCD),探讨天山森林土壤有机碳稳定性组分沿海拔的分异特征。结果表明:(1)随着海拔的升高,天山中段北坡云杉森林土壤Ca占比逐步升高,Cs和Cp占比逐步降低,这意味着天山中段北坡云杉森林土壤碳的分解释放与区域气候变暖间将呈现出加速偏离平衡态的正反馈效应;(2)该区域森林土壤的MBC和微生物熵(qMB)虽均随海拔升高呈双峰曲线,但峰值有所差异,qMB在高海拔处(2600-2800 m)显著升高,这意味着在森林高海拔区域土壤微生物的活性更强;(3) CSOC、Ca、Cs、Cp表聚效应明显,且随海拔升高呈现出单峰曲线;(4)海拔2400-2600 m的AI、CPI最大,海拔2200-2400 m的A、CPI和SOCD处于较低水平。为深入了解天山森林土壤碳库对气候变暖的响应过程提供了科学参考,为天山森林土壤碳库管理提供了有益借鉴。

    • 荒漠植物不同功能群性状特征及其与土壤环境的关系

      2023, 43(18):7403-7411. DOI: 10.20103/j.stxb.202209292774

      摘要 (213) HTML (189) PDF 1.31 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同功能群植物性状差异及其与土壤环境关系对于充分掌握植物的环境适应策略至关重要。以艾比湖流域为研究区,利用荒漠植物的植物高度、叶片碳、氮、磷、硫、钾、钙、钠、镁含量等9个性状,将高、低土壤水盐环境下的植物划分为5个功能群,分析不同功能群的植物组成、性状差异及其与土壤环境的关系。结果表明:(1)不同土壤水盐环境下,其植物功能群组成不同;其中白刺、胡杨和罗布麻在两个土壤水盐环境下的功能群中均存在。(2)植物的功能性状在不同土壤水盐环境下也发生了适应性的变化。高土壤水盐环境下3个功能群的植物高度、叶片碳、氮、磷和钙含量显著高于低土壤水盐环境功能群(P<0.05);低土壤水盐环境下2个功能群的植物叶片硫、钠和镁含量高于高土壤水盐环境功能群。(3)土壤含水量(SVWC)、电导率(EC)、pH以及土壤磷含量对荒漠植物功能性状影响较大。在高土壤水盐环境下,EC、pH与植物高度,叶片钾、钙含量正相关,与叶片硫含量负相关;在低土壤水盐环境下,SVWC、EC与植物高度呈显著正相关(P<0.05)。研究有助于理解荒漠植物对极端环境的适应对策,为保护荒漠地区生物多样性提供理论依据。

    • 林火干扰对油松针叶林物种多样性与土壤理化性质的影响

      2023, 43(18):7412-7421. DOI: 10.20103/j.stxb.202111113168

      摘要 (182) HTML (205) PDF 1.32 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究不同程度林火干扰对油松(Pinus tabuliformis)针叶次生林植物物种多样性特征与土壤理化性质的影响以及二者之间的关系,对灾后油松针叶次生林的可持续经营具有重要意义。采用典型样地调查法对山西省药林寺森林公园不同程度林火干扰后的油松次生林群落进行物种多样性分析,并测定土壤理化性质。结果表明:(1)在调查研究样方中共记录到维管植物38种,在不同程度林火干扰下物种种类表现为对照(CK) > 重度 > 中度。(2)乔木层的Simpson指数、Margalef指数与灌木层的α多样性指数在重度林火干扰后与CK相比显著升高;草本层的变化规律与灌木层相反。(3)样地群落稳定性表现为:中度 > CK > 重度。(4)在重度林火干扰后0-10cm土层中的含水率、有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量与CK相比显著升高35.42%、102.89%、29.41%、21.67%、48.50%,10-20cm土层中的全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾含量与CK相比显著降低54.17%、28.94%、7.47%、1.74%、14.13%。(5)冗余分析结果表明:0-10cm土层中全氮、碱解氮、全磷及10-20cm土层中全氮、碱解氮、含水率能够更好的解释乔、灌、草本层物种多样性的差异。林火干扰后繁殖能力较强的物种占据优势种的地位;中度林火干扰使植被群落结构更具有稳定性;0-10cm土层与10-20cm土层中的含水率、有机质、碱解氮含量在林火干扰后显著增加,而全磷、全钾含量显著降低;在修复火灾迹地时,可通过调节对于物种多样性具有显著影响的土壤环境因子(如氮与磷)来促进林下植被群落的生长。

    • 川西亚高山三种天然次生林土壤微生物多样性变化特征

      2023, 43(18):7422-7434. DOI: 10.20103/j.stxb.202206221765

      摘要 (190) HTML (194) PDF 4.81 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展川西亚高山相似土壤母质背景下天然次生林土壤微生物群落结构及其多样性探究,可加深次生林更新过程中土壤微生物群落结构变化的认知。选取川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的3种天然次生林(槭-桦阔叶林,ABB;桦-槭-冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF),分析林下表层(0-20 cm)土壤微生物群落结构变化及其影响因素,结果显示:(1)3种林型土壤细菌Chao1和Shannon指数均极显著高于真菌,但仅真菌群落的Shannon指数差异显著,表现为BAA > ABB > AFF;(2)细菌群落优势门主要为变形杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,相对丰度占比超过82%;真菌群落则为子囊菌门和担子菌门,占比超过85%,AFF担子菌门相对丰度最高而子囊菌门最低。(3) RDA分析显示,土壤pH和乔木物种多样性(Shannon指数)是影响微生物群落结构变化的主导因子;土壤养分元素对细菌群落影响不显著,真菌群落主要受TN、TP含量显著影响。总体上,林型间乔木层物种多样性、土壤酸碱度及其氮磷含量是导致微生物群落结构变化的关键因素。

    • 基于分子生态学网络探究亚高山草甸退化对土壤微生物群落的影响

      2023, 43(18):7435-7447. DOI: 10.20103/j.stxb.202206241799

      摘要 (199) HTML (190) PDF 7.33 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微生物群落在草地生态系统功能中发挥着至关重要的作用,但目前尚不清楚微生物群落的分子生态网络如何响应亚高山草甸退化。以五台山4个不同退化阶段(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)亚高山草甸为研究对象,利用高通量测序和随机矩阵网络构建理论构建土壤微生物群落分子生态网络。探讨草地退化对亚高山草甸土壤微生物群落结构及网络的影响,不同退化程度下微生物网络结构中的关键微生物变化规律以及该过程中微生物之间的互作关系。研究结果表明,不同退化程度亚高山草甸土壤微生物(细菌、真菌和细菌-真菌)网络拓扑属性存在差异。总体上,退化增加了土壤细菌内部、真菌内部以及细菌-真菌群落间的相互作用,导致其网络结构更为复杂。未退化草甸土壤微生物网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比退化草甸更能抵抗外界环境的变化,在应对人为干扰或者气候变化时可能具有更高的稳定性。退化草甸中的网络关键物种(模块枢纽和连接器)与未退化草甸明显不同。土壤含水量和pH与亚高山草甸土壤细菌、真菌以及整个微生物网络连通度均显著相关(P<0.05),总氮和硝氨态氮含量与土壤真菌和微生物网络连通度呈显著相关(P<0.05)。亚高山草甸退化导致土壤微生物种间关系改变,进而改变土壤微生物整体生态网络。

    • 北方农牧交错带温性盐碱化草地土壤碳组分对模拟增温的响应机制

      2023, 43(18):7448-7461. DOI: 10.20103/j.stxb.202209132602

      摘要 (182) HTML (185) PDF 3.23 M (585) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国北方农牧交错带温性盐碱化草地土壤有机碳库对全球气候变暖的响应趋势存在较大不确定性。作为温性盐碱性草地的典型分布区,山西右玉农牧交错带是探索相关研究的理想生境。基于山西农业大学野外观测研究站开顶式气室模拟增温实验平台,通过采集生长旺季土壤样品,探索温性盐碱化草地不同土层有机碳、氮组分对模拟增温的响应与适应机制。结果表明:(1)不同增温处理对土壤有机碳(C)、总氮(N)、颗粒性有机碳(POM-C)和氮(POM-N)、矿物结合态有机碳(MAOM-C)和氮(MAOM-N)、可溶性有机碳(DOC)和氮(DON),以及微生物量碳(MBC)和氮(MBN)等组分无显著影响,但显著降低了MAOM-C/MBC的比值;(2)除土壤可溶性有机碳和微生物量碳外,土壤碳、氮各组分均随土层深度加深而呈现递减趋势,土壤碳、氮各组分之间的比值,除MAOM-N/N和MBC/C外,均随土层深度的增加而呈现显著上升趋势;(3)增温对POM-N/MBN和MAOM-N/MBN的影响与土层深度存在明显的交互效应;(4)不同土层氮组分比值对增温的响应与禾草丰度、杂类草丰度、凋落物量、土壤pH值及土壤含水量等因素有关。其中,凋落物量和土壤pH值主要影响POM-N/MBN和MAOM-N/MBN,禾草丰度与杂类草丰度则调控POM-N/N的变化,土壤pH值和土壤含水量与MAOM-N/N密切相关。综上所述,温性盐碱化草地土壤有机碳、氮组分对短期内气候变暖存在较强的适应性;同时,相较于土壤碳组分,不同土层氮组分比值对增温处理表现出更强的差异性响应。这些结果有助于理解温性盐碱化草地土壤碳库对未来气候变暖的响应与适应格局,为全球气候变暖背景下我国北方脆弱草地生态系统的保育和恢复提供重要的基础性数据。

    • 长白山东坡白桦-长白落叶松林优势种群结构与动态特征

      2023, 43(18):7462-7473. DOI: 10.20103/j.stxb.202209272747

      摘要 (189) HTML (215) PDF 1.86 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:白桦(Betula platyphylla)-长白落叶松(Larix olgensis)林是长白山东坡火山爆发后形成的次生林,也是暗针叶林演替系列的重要阶段,研究其优势种群的数量增长和消亡对揭示群落演替过程机理有重要意义。以长白山地区白桦-长白落叶松林优势种群为研究对象,于2020年进行标准地调查获取数据,采用径级代替龄级的方法,通过编制静态生命表,绘制存活曲线和生存分析函数曲线,计算数量动态指数,并引用谱分析和时间序列模型预测,研究了长白山东坡白桦和长白落叶松种群的年龄结构和数量动态特征。结果显示:1)白桦种群径级结构呈典型的倒"J"型分布,Ⅰ龄级个体数量占比高达52.56%;长白落叶松种群结构呈近似钟形。2)种群动态量化分析显示,白桦种群和长白落叶松种群的动态变化指数V'pi均大于0,说明种群均为增长型,但后者V'pi趋近于0,说明受外界干扰时,长白落叶松种群更倾向于稳定型。3)白桦和长白落叶松种群个体死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,存活曲线均为Deevey-II型。4)生存分析发现,白桦种群前期(Ⅰ-Ⅳ龄级)锐减,中期(Ⅳ-Ⅶ龄级)稳定;长白落叶松种群前期(Ⅰ-Ⅲ龄级)增长,中期(Ⅲ-Ⅸ龄级)稳定,后期(Ⅸ-XIII龄级)衰退。5)谱分析显示,白桦种群和长白落叶松种群基波均最大(1.63和0.85),表明种群天然更新受生物学特性控制。6)随着时间的推移,白桦种群个体数逐渐增多;长白落叶松种群个体数量波动较大但总体呈增加趋势。

    • 亚热带常绿阔叶林和杉木人工林有机碳流失动态特征对降雨的响应

      2023, 43(18):7474-7484. DOI: 10.20103/j.stxb.202201090079

      摘要 (118) HTML (163) PDF 1.77 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:揭示亚热带森林土壤有机碳流失规律是制定相应措施以巩固和维持森林生态系统碳汇的关键。然而已有研究存在的监测对象单一、频率过低、时间过短等问题,导致对这一规律的认识仍然不足。选择亚热带典型的常绿阔叶林和杉木人工林为研究对象,每次降雨过后监测其径流量、泥沙量,分析径流和泥沙中的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量以及颗粒有机碳(Particle organic carbon,POC)含量。旨在比较两种森林DOC和POC流失量的差异,并分析二者与降雨量、降雨强度、5 min最大雨强和降雨侵蚀力四个降雨特征值的关联。拟验证以下两个问题:(1)杉木人工林的DOC和POC流失量是否高于常绿阔叶林;(2)降雨侵蚀力对DOC和POC的解释是否优于降雨量、降雨强度和5 min最大雨强。研究结果发现常绿阔叶林径流量、泥沙量、径流水中DOC浓度和POC浓度、DOC和POC流失量均显著高于杉木人工林。回归分析表明常绿阔叶林和杉木人工林DOC和POC流失量与降雨量、降雨强度和降雨侵蚀力呈显著的线性或幂函数相关,其中降雨量与DOC和POC流失量之间的拟合关系最优。常绿阔叶林产流和产沙量高于杉木人工林可能与前者的林下植被生物量较低有关,前者径流水中DOC浓度和POC浓度较高可归因于其较高的总生物量和土壤有机碳含量。在未来森林经营过程中应合理管理林下植被,尽量减少和避免林下植被的抚育伐,从而能够降低有机碳的水土流失,达到巩固和维持森林碳汇的目的。在未来气候变暖导致降水变化背景下,利用降雨量作为预测指标能够较好评估我国亚热带森林有机碳流失的风险。

    • 玉米和花生间作根际细菌群落结构与PICRUSt的功能预测

      2023, 43(18):7485-7496. DOI: 10.20103/j.stxb.202201210203

      摘要 (195) HTML (192) PDF 8.11 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:禾本科/豆科作物间作能够促进作物生长与产量形成,而根际微生物组被认为与间作产量优势形成关系密切。将玉米和花生进行盆栽间作并设置以下三种根系分隔方式:塑料膜分隔(即全隔玉米与全隔花生)、尼龙网分隔(即网隔玉米与网隔花生)、无分隔处理(即无隔玉米与无隔花生),采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术及PICRUSt功能预测分析不同模式下二者根际细菌群落结构与功能类群的变化,以期从土壤微生物组角度阐明玉米/花生间作产量优势形成的内在机制。结果显示:玉米/花生间作明显改变了二者根际细菌群落结构,无隔、网隔玉米的根际细菌群落结构更为相似并区别于全隔玉米,而网隔花生根际细菌群落结构明显区别于无隔、全隔花生。而且,无隔、网隔玉米根际放线菌门的相对丰度显著高于全隔玉米,网隔花生根际放线菌门、厚壁菌门的相对丰度显著高于全隔、无隔花生,而芽单胞菌门呈现相反的变化趋势。在玉米和花生根际,无隔、网隔处理高于全隔处理的OTU也均主要注释为放线菌门。共存网络分析发现,作为玉米根际细菌网络重要节点的StreptomycesActinomaduraArthrobacterBacillus等菌属其丰度变化表现为无隔、网隔处理高于全隔处理;类似地,花生根际StreptomycesActinomaduraArthrobacter等重要节点也呈现网隔处理高于无隔、全隔处理的变化趋势。最后,PICRUSt功能预测分析发现,玉米/花生间作显著提高了膜转运、碳水化合物代谢等功能类的相对丰度而降低了复制与修复等功能类的相对丰度。综上可见,玉米/花生间作选择塑造了二者的根际细菌群落结构,增加了特定潜在有益菌群的丰度,改善了根际微生态环境与功能,进而促进间作下产量优势的形成。

    • 水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

      2023, 43(18):7497-7506. DOI: 10.20103/j.stxb.202205291510

      摘要 (175) HTML (181) PDF 3.53 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明:1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m;2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。

    • 深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

      2023, 43(18):7507-7522. DOI: 10.20103/j.stxb.202206201740

      摘要 (185) HTML (170) PDF 6.06 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示:①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关(P<0.05,0.5865 < R2 < 0.9356)。②功能丰富度指数(FRic)、功能均匀度指数(FEve)和Rao二次熵指数(FDQ)与入侵植物盖度有一定的相关关系(0.0000 < R2 < 0.2211)。③群落的特征加权平均株高(CWMH)与入侵植物盖度有一定的正相关关系(0.0716 < R2 < 0.2262)。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性(P<0.05),鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性(P<0.05),二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高(CWMH)(P<0.05)。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性(P<0.05),南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。

    • 马拉河流域植被生态需水特征及估算

      2023, 43(18):7523-7535. DOI: 10.20103/j.stxb.202209182672

      摘要 (172) HTML (162) PDF 9.14 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态需水是生态用水控制和区域生态环境恢复建设的基本依据。马拉河流域拥有世界著名的生态系统,植被生态需水占流域总需水量的很大一部分。基于1980-2020年ERA5气象数据、叶面积指数(LAI)与世界土壤数据库数据,采用Penman-Monteith法计算了马拉河流域四个季节(短旱季、长雨季、长旱季、短雨季)植被生态需水量的时空变化特征。在此基础上,使用支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和卷积神经网络(CNN)3种机器学习方法与7个环境因子(气温、降水、10 m风速、LAI、太阳辐射、相对湿度、地形)建立了回归模型,分别估算了2011-2020年逐年不同季节的植被生态需水量,并与Penman-Monteith法计算结果进行时间序列拟合度和空间相似性的比较。结果表明:马拉河流域植被生态需水量在过去40年所有季节都呈现为波动变化,植被生态需水量长雨季 > 长旱季 > 短雨季 > 短旱季,长雨季的植被生态需水量约为短旱季的1.5倍。不同季节均呈现出上下游高、中游低的植被生态需水量空间分布格局。LAI为最大的正影响因子,风速为最大的负影响因子。就不同方法估算的植被生态需水量准确性而言,RF表现最为优异,主要体现在最值估算误差最小,时间变化序列的拟合度最高,空间分布最为相似,相对误差最小,而SVM的预测结果相对最差。RF是相对最适用于马拉河流域植被生态需水量估算的算法。使用3种不同的机器学习方法估算马拉河流域不同季节植被生态需水量,并对结果进行比较,可为生态需水的估算提供技术参考。

    • 东北阔叶红松林地表葬甲群落多样性及其空间变异特征

      2023, 43(18):7536-7552. DOI: 10.20103/j.stxb.202209292768

      摘要 (89) HTML (190) PDF 4.58 M (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明我国东北阔叶红松(Pinus koraiensis)林地表葬甲多样性及其空间变异特征,在胜山、丰林、凉水和长白山的4个大型森林动态监测样地内,通过布置900个陷阱调查了36 hm2范围内的地表葬甲群落基本特征。基于群落物种数量、个体数量和总体长,分析了地表葬甲多样性及其空间变异性。结果表明:(1)东北阔叶红松林区域物种库包含12个葬甲物种,密度为0.018只/m2,总平均体长达0.32 mm/m2。北方花葬甲(Nicrophorus tenuipes)是东北阔叶红松林内的广布物种,黑葬甲(Nicrophorus concolor)等五个物种具有明显的生境偏好,仅存在于单个局域物种库内。(2)物种数量、个体数量和总体长在胜山、丰林、凉水和长白山样地存在明显差异,其中纬度较低的局域物种库(凉水、长白山)可维持更高的物种多样性,纬度最高的局域物种库(胜山)维持较低的物种多样性。(3)地表葬甲群落在胜山和丰林样地存在显著的空间自相关性,在凉水和长白山样地则不显著。(4)葬甲群落具有较明显的空间异质性,长白山样地的空间变异性与其他样地差异较大,这些空间变异性主要受确定性和/或非确定性过程调控,但二者的作用强度在4个样地表现不同。本研究表明东北阔叶红松林内,地表葬甲的多样性和空间变异性在不同纬度存在差异,该研究为地带性顶极植被-阔叶红松林内土壤动物多样性维持和保护提供了理论依据和数据支撑。

    • 东江下游流域突发性重金属复合污染生态风险评价

      2023, 43(18):7553-7565. DOI: 10.20103/j.stxb.202206171722

      摘要 (120) HTML (207) PDF 6.36 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:流域突发性重金属污染事件发生不确定性较高,难以预测和防控,严重威胁流域生态安全、人群健康乃至社会稳定。本研究以东江下游流域为研究区开展生态风险评价,基于"多风险源(危险性)-多胁迫因子(联合暴露)-多风险受体(脆弱性)-生态风险"的风险传递框架,运用贝叶斯网络,计算东江下游流域突发性Cr6+-Hg2+复合污染生态风险,概率化表征风险不确定性,进而提出流域风险防控与管理措施。结果表明:(1)东江下游深莞惠地区67家涉重金属风险源均会对其子流域造成生态风险,惠州市的生态风险明显高于深圳市和东莞市;(2)东江下游西枝江子流域的生态风险最为显著,其次是东江下游干流子流域和东江下游河网区子流域;(3)基于敏感性分析,"河流水体脆弱性"是造成东江下游流域生态风险的主导因子。研究结果可为东江下游流域生态风险防控与管理提供理论支持。

    • 区域综合生态风险评价框架——以雄安新区为例

      2023, 43(18):7566-7584. DOI: 10.20103/j.stxb.202206271828

      摘要 (212) HTML (463) PDF 10.07 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建区域生态风险评价框架有助于清晰地识别、评估、模拟、预测与管理区域生态风险,进而为区域生态安全网络构建和生态安全格局保障提供支撑。雄安新区的建设,使该区域面临巨大的土地利用变化,对区域生态系统的结构和功能产生不可忽视的影响,洪涝和干旱灾害对雄安新区及其周边区域生态系统具有显著的威胁。以雄安新区为例,构建包含暴露-响应关系、人为源和自然源相结合的区域综合生态风险评价框架,分别对城市化和气候变化背景下的雄安新区土地利用变化、洪涝灾害、干旱灾害三类胁迫引起的区域生态风险进行了评价和预测,确定其生态风险空间分布特征及变化趋势。结果表明:(1)从时间序列上来看,由于气候变化导致洪涝、干旱等自然灾害的影响,加上雄安新区的土地利用变化,雄安新区的生态风险在2025年后有所上升,但有序的规划和良好的地类配置使得雄安新区起步区在2025年后生态风险程度下降;(2)从空间上看,雄安新区风险高值区主要集中在白洋淀区以西和以南,以及新区东北部部分区域。最后,从土地利用管理、洪涝和干旱灾害预防等角度提出了生态风险防控对策:(1)雄安新区应坚持对土地利用的合理规划和严格管理,切实防止土地的无序利用,密切关注景观生态风险程度较高地区的土地利用变化趋势,必要时进行土地整理工作;(2)雄安新区未来应主要关注常规洪水造成的生态风险,加固新安北堤,构建起步区洪涝灾害安全区域,并充分利用湿地实现蓄滞洪水和排涝功能;(3)雄安新区应重点关注北部区域干旱灾害生态风险防治工作,同时尽量保证白洋淀及周边河流水体的水位,保持湿地生态系统健康。

    • 不同格网尺度下生态系统服务价值空间分异及其影响因素差异——以大南昌都市圈为例

      2023, 43(18):7585-7597. DOI: 10.20103/j.stxb.202203310811

      摘要 (247) HTML (182) PDF 6.62 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:在江西省持续推进生态文明建设的背景下,生态系统服务价值(ESV)空间分异及其影响因素的探析对生态环境保护与改善、促进区域性可持续发展等方面具有重要意义。以大南昌都市圈为例,利用当量因子法、空间自相关分析等方法,分析1 km×1 km、3 km×3 km、5 km×5 km及10 km×10 km各个格网尺度下地均生态系统服务价值的空间分布特征,并利用地理探测器和空间回归模型,研究不同尺度下ESV空间异质性的影响因素及其尺度差异性。研究结果表明:(1) ESV分布总体呈现西北部高,东南部低的特点,且各种格网尺度下均存在显著空间正相关性和空间集聚效应,但随着格网尺度增大其集聚效应减弱。(2) ESV空间异质性受自然、社会的协同作用,其中,人为影响指数的贡献最大,且任意双因子都比单一因子对ESV空间异质性的解释力高,但随着格网尺度增大,各因子及因子间的耦合协调作用对ESV的解释力都呈下降趋势。(3)随着格网尺度的增大,空间回归模型的拟合度下降,且不同格网尺度下影响ESV空间异质性的影响因素的作用强度不同,作用方向也有发生变化。

    • 中国北方农牧交错带生态系统服务空间格局及影响因子——以内蒙古中西部地区为例

      2023, 43(18):7598-7609. DOI: 10.20103/j.stxb.202209302783

      摘要 (184) HTML (173) PDF 4.06 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国北方农牧交错带是我国重要的生态安全屏障之一,面临经济发展与脆弱生态环境保护间的突出矛盾。生态系统服务的定量研究是生态可持续管理的重要科学依据,也是当前的研究热点之一。以北方农牧交错带的核心区域--内蒙古中西部地区为例,结合中高分辨率遥感数据和生物物理模型准确量化了2000-2018年关键生态系统服务,基于Getis-Ord G*方法分析了生态系统服务的空间格局,考虑地理数据的空间自相关性选取了空间回归模型探索其影响因子。结果表明:(1)净初级生产力(NPP,Net primary productivity)、土壤水蚀控制服务(SC,Soil conservation)、产水量(WY,Water yield)及三层土壤含水量(SM1,Soil moisture of top layer;SM2,Soil moisture of middle layer;SM3,Soil moisture of bottom layer)在东部较高,防风固沙服务(SF,Sand fixation)在南部和西部较高;(2)以上生态系统服务受气候变化、景观格局、地形和土壤条件等综合影响,不同影响因素对生态系统服务的作用存在差异。NPP受森林景观格局和归一化植被指数的影响最为显著;WYSM1、SM2、SM3及SC受降水量的影响较为显著;风速和表层土壤砂粒含量对SF影响最为显著。研究结果可以为优化景观格局和土地系统,缓解中国北方农牧交错带的社会-生态矛盾提供科学依据和案例参考。

    • 黄河流域城市群土地利用及生态效率时空演变分析

      2023, 43(18):7610-7622. DOI: 10.20103/j.stxb.202204231115

      摘要 (228) HTML (211) PDF 3.98 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河流域城市土地资源的合理高效利用和生态环境的治理可加强其生态保护和高质量发展进程,有效测度城市土地利用及生态效率至关重要。基于随机前沿分析(Stochastic Frontier Analysis,SFA)模型测算黄河流域7个城市群59个城市的土地利用效率(Land Use Efficiency,LUE)、生态绩效指数(Ecological Performance Index,EPI)和生态效率(Ecological Efficiency,EE),探究其时空变化规律并进行空间自相关分析。结果表明:对比分析非约束模型与约束模型的结果可知,加入生态变量后的LUE平均值增加4.43%。黄河流域城市群LUE年平均值为0.89,多数城市LUE呈增加趋势,空间上呈现出西低东高的分布特征;EPI大于0的城市占比90%以上,其对土地利用效率有正向贡献;城市群EE年平均值为0.62,在空间上呈现出西高东低的分布格局,并存在显著正向的空间聚集格局特征;EE与LUE呈U型关系变化,LUE随EE增大呈现出先降低后提升的变化趋势。未来黄河流域应提高资源利用强度,优化资源配置,深化城市群跨区域交流合作,注重城市生态效率提升,构建高质量发展大格局。

    • 江西省生境质量时空演化特征及预测

      2023, 43(18):7623-7636. DOI: 10.20103/j.stxb.202206171728

      摘要 (220) HTML (238) PDF 12.58 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:生境质量关乎区域可持续发展和人类福祉,评估其时空演化特征和预测未来变化对生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以江西省为研究区,利用InVEST模型和热点分析方法定量评估2000-2020年生境质量时空演化特征,结合PLUS模型模拟预测2020-2050年土地利用和生境质量变化。结果表明:(1)2000-2020年江西省有林地、灌木林地、疏林地、水田、旱地面积呈减少趋势,减少部分主要位于南昌市等城市边缘,转为城镇用地和其他建设用地。(2)江西省生境质量总体较好,均值呈微幅下降且加速下降的趋势,具有以南昌市等城市为中心、向外辐射提高和中部低、四周高、北部低、南部高的时空分异特点,20年内8.52%的区域生境质量得到改善,44.85%的区域发生退化,退化区域以生境质量低值区域为核心向外辐射。热点分析显示,在乡镇尺度上,生境质量与生境退化度在空间分布上具有相似的集聚特征,但高低值相反。(3)结合PLUS模型预测显示,2020-2050年江西省城镇用地、其他建设用地进一步急剧扩张,时空特征表现为环鄱阳湖扩张圈和萍乡市-宜春市-新余市-南昌市-抚州市-鹰潭市-上饶市东西向扩张带,生境质量均值保持下降趋势,退化区域呈现相似的"一环一带"时空特征。研究结果可为完善山水林田湖草系统治理制度和国土空间开发保护制度提供科学依据。

    • 三江源地区环境足迹及居民福祉的动态变化特征评价

      2023, 43(18):7637-7650. DOI: 10.20103/j.stxb.202109162613

      摘要 (323) HTML (155) PDF 1.64 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:环境足迹表征人类发展过程对环境的影响程度。环境足迹和居民福祉水平是衡量区域可持续发展能力的重要指标。计算了2000-2018年三江源地区的环境足迹与环境边界,构建了三江源地区居民福祉评价框架,评估了2000-2018年三江源地区环境足迹及居民福祉的耦合协调关系及动态变化特征,得到了2000-2018年三江源地区环境足迹与居民福祉间的定量关系,可为有关部门制定合理的区域发展策略提供科学支撑。结果表明:(1)2000-2018年三江源地区人均环境足迹呈一直超过环境边界限额的状态。(2)三江源地区居民福祉按重要性排序表现为社会文化福祉高于安全健康福祉和基本需求福祉。2000-2018年,三江源地区居民福祉总体呈波动式上升趋势,其中安全与健康福祉的波动最大且对居民福祉的贡献度最高。(3)三江源地区环境足迹与居民福祉的耦合度与耦合协调度呈现波动上升趋势,二者关联水平逐渐提高,逐步趋于协调发展。

    • 东北地区绿色发展水平时空动态演变与障碍因素

      2023, 43(18):7651-7659. DOI: 10.20103/j.stxb.202210112886

      摘要 (128) HTML (145) PDF 1.83 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:以"人地协调"发展理念和"过程+格局+机制"思维范式为切入点,构建了基于DPSIR模型的绿色发展水平指标体系,运用熵权TOPSIS模型、障碍度模型和GIS空间可视化等方法对2008-2017年东北地区各城市的绿色发展水平时空分异特征与障碍因素进行实证研究。结果表明:①研究期内东北地区各城市绿色发展水平总体呈现从"小差距低水平"逐渐向"大差距高水平"转变的时序特征,空间分布大致呈现自北向南阶梯式递减的格局特征,且空间集聚效应显著。②东北地区各城市经济发展水平与绿色发展水平之间并非完全呈正相关关系,即,经济发展水平越高的城市,绿色发展水平不一定越高;而经济发展水平较低的城市,绿色发展反而达到较高的水平。这可能与区域资源环境承载力的大小有关。③东北地区各城市绿色发展水平时空分异的作用机制不尽相同,其中,资源禀赋条件、经济发展状况、政府投资规模在绿色发展水平的变化中起着重要的作用,同时也是导致东北地区绿色发展水平不同阶段呈现不同进化特征的主要原因。

    • 基于景感生态学促进生态产品价值实现的方法

      2023, 43(18):7660-7669. DOI: 10.20103/j.stxb.202304140765

      摘要 (236) HTML (212) PDF 2.32 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立健全生态产品价值实现机制,迫切需要创新研究思路,突破思维束缚,深挖生态产品价值内涵。从景感生态学原理阐释生态产品属性,梳理生态产品供给特点,分析生态产品消费特征,进而理顺生态系统服务、生态产品、消费者感知与享用转化完整链条。研究发现,景感生态学关键原理与生态产品特征密切对接,景感生态方法能够显化生态产品普及和消费路径,景感指数能够有效度量生态产品数量、质量和溢价。研究认为,基于景感生态学的理论与方法将有助于引导人民群众认识生态产品的科学价值内涵、多样化表现形式,尤其是助力文化服务类生态产品价值转化。根据分析结果提出当前的生态产品价值转化工作具体建议:(1)在生态产品信息调查过程中,要注重与生态产品载体密切相关的光、热、水、土、地磁、放射性和地形地貌等环境信息获取,在基础测绘、自然资源调查基础上追加生态服务关键属性;(2)在制定生态产品目录清单中,应指明该类生态服务形式和对人的感官直接刺激的服务作用,并具体到对人们的视觉、嗅觉、听觉、味觉、光觉、触觉,以及身心健康的整体影响;(3)生态产品供给过程中要注重对人的心理感知,包括宗教、文化、愿景、隐喻、安全等属性的综合考量,保障自然属性与社会经济内涵相匹配。最后,向全社会倡导多渠道丰富生态产品的消费形式、注重生态产品价值增值点、促进生态产品的价值实现。

    • 基于不同网格尺度福州主城区鸟类多样性与景观特征的关系研究

      2023, 43(18):7670-7681. DOI: 10.20103/j.stxb.202306071214

      摘要 (257) HTML (218) PDF 5.47 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:理解城市鸟类多样性与景观特征的关系对城市生物多样性保护和可持续发展具有重要意义。通过爬取中国观鸟记录中心网站2020年福州主城区436份观鸟报告数据计算鸟类丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson多样性指数(D);基于谷歌地球引擎和高分辨率Worldview影像量化景观特征因子;在此基础上,采用Mann-Whitney U检验了两个网格尺度(300 m和1000 m)下SHD指数的差异性;运用广义线性模型探究了两个尺度下影响鸟类多样性指数的关键景观因子及其重要性。结果表明:(1)2020年研究区内共观测到242种鸟类,隶属19目59科,雀形目鸟类为优势种;数量占比从高到低依次为留鸟、冬候鸟、旅鸟和夏候鸟,分别为63.53%、25.83%、6.71%和3.93%;(2)两个尺度下鸟类多样性指数差异明显,1000 m尺度下SH指数均显著高于300 m尺度(0.05 < P < 0.1);(3)两个尺度中仅在1000 m尺度上检测到显著影响鸟类多样性的景观因子的作用(P < 0.05)。城市道路面积占比RD (负效应)、建筑高度HT (负效应)、城市绿地总面积占比GA (正效应)和建筑体积BV (正效应)等二维和三维结构特征共同影响鸟类多样性;其中GA是唯一对3个多样性指数均起促进作用的因子。(4)城市鸟类多样性与景观特征关系分析具有尺度依赖性,1000 m网格尺度适合开展此类研究。保留城市较大绿地空间且更加紧凑的城市结构的生态功能值得关注。

    • 松嫩平原不同生境蝴蝶群落多样性及其保护建议

      2023, 43(18):7682-7692. DOI: 10.20103/j.stxb.202108212327

      摘要 (155) HTML (265) PDF 2.44 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着气候变化加剧和人类活动影响,生物多样性变化及其保护逐渐受到广泛关注。蝴蝶作为开花植物的传粉媒介和生态环境监测及评价的关键指示者,其多样性变化能够在一定程度上反映生境状况,因此,有必要清晰认识不同生境中的蝴蝶多样性变化。为明确松嫩平原蝴蝶资源和不同生境的群落多样性差异,采用样线法于2016年5月-2018年8月对松嫩平原的割草草地、湿地、农田、放牧利用草地及恢复草地共五种生境类型进行调查研究。结果发现,调查共记录蝴蝶5108头,隶属于6科21属26种,其中牧女珍眼蝶(Coenonympha amaryllis)和红珠灰蝶(Plebejus argyrognomon)为优势种类,分别占蝴蝶个体总数的25.61%和31.66%,且在五种生境类型中均有分布。不同生境类型中,蝴蝶群落的物种丰富度指数和均匀度指数无明显差异,而恢复草地生境的蝴蝶群落Shannon-Wiener多样性指数较高,优势度指数较低。农田生境中的蝴蝶个体数量较少,且群落组成与其他四种生境之间均具有显著差异。五种生境类型中的蝴蝶数量和多样性均呈现一定的月动态和年动态变化趋势。除湿地和农田外,其余三种生境中蝴蝶物种和个体数量从5月到8月均持续升高。四种生境的蝴蝶物种数量、个体数量(除农田外)在2018年均出现明显下降趋势。物种丰富度指数等指标的月动态和年动态在不同生境类型间存在较大差异。这些结果表明,生境类型和人类活动与蝴蝶多样性变化关系密切,表现为单一生境中蝴蝶多样性较低,复杂生境有利于保护蝴蝶多样性。本研究有助于厘清松嫩平原蝴蝶资源的基础数据,并为该地区蝴蝶多样性保护和利用及评估该区域生态环境提供一定理论支撑。

    • 无人机调查白鹤种群数量和越冬分布

      2023, 43(18):7693-7700. DOI: 10.20103/j.stxb.202205041234

      摘要 (237) HTML (196) PDF 4.69 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:白鹤(Leucogeranus Leucogeranus)是国家Ⅰ级重点保护野生动物,唯一一种极度濒危(CR)鹤类,分布和种群数量是评估其濒危程度的重要参数。无人机调查作为目前生态学研究的一个重要调查方法,为查明白鹤的越冬分布、种群数量及幼鸟比例,于2022年1月使用地面监测结合无人机调查的方法在江西、山东、安徽、湖南、湖北等地的湖泊和农田中开展越冬白鹤调查。野外调查共记录白鹤5607只,网络信息检索在调查区域外的8个地点记录白鹤9只,合计记录越冬白鹤5616只。其中江西鄱阳湖记录到越冬白鹤4813只,占总数的85.7%,主要分布在康山垦殖场、五星垦殖场和成新垦殖场;山东黄河三角洲记录到越冬白鹤625只,占总数的11.1%。安徽、湖南、湖北分别记录到越冬白鹤34,63和72只。对部分群体的白鹤幼鸟数量进行统计,4680只白鹤中,记录到幼鸟674只,幼鸟比例为14.4%,其中湖南越冬白鹤幼鸟比例最高,达28.6%,山东越冬白鹤幼鸟比例最低,为11.5%。调查刷新了白鹤种群数量,证实了山东黄河三角洲是目前除江西鄱阳湖外最重要的白鹤越冬地,缓解了白鹤越冬期过度集中的压力。基于本研究结果,我们推测目前白鹤的种群数量已超过5500只,成年个体数量已超过3000只。未来,其受胁程度需要更细致的评估。研究为无人机调查在水鸟监测研究中的应用提供了案例。

    • 景观基质对雅江中游河谷黑颈鹤冬季觅食地选择的影响

      2023, 43(18):7701-7714. DOI: 10.20103/j.stxb.202205201429

      摘要 (165) HTML (168) PDF 5.34 M (514) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统中生境斑块并非孤立存在,而是嵌于周边景观基质中。生境内种群赖以生存的资源和环境条件不仅取决于生境本身,更与景观基质组成与结构紧密关联。黑颈鹤是青藏高原的旗舰物种,雅鲁藏布江中游河谷高寒湿地是全球最大的黑颈鹤越冬地,为其提供了良好的觅食生境。厘清该区域黑颈鹤觅食生境选择如何受景观基质组成结构的影响,对于青藏高原旗舰物种保护以及流域生态系统综合治理具有重要意义。运用景观生态学原理,以遥感影像和实地黑颈鹤种群调查数据为基础,结合景观基质多尺度缓冲区构建、相关分析以及Maxent模型,分析2000-2020年雅江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区(日喀则片区)景观格局时空变化和觅食地生境特征及其与黑颈鹤种群的关系,探究景观基质对黑颈鹤觅食地选择的影响,并利用关键生境因子模拟黑颈鹤生境适宜性分布。通过分析发现:(1)时间尺度上,雅江中游河谷耕地面积先增加后下降,滩地持续减少;空间尺度上,觅食黑颈鹤种群呈东多西少的集群分布特征,其分布范围与河谷内耕地分布基本吻合;(2)景观基质对黑颈鹤觅食地选择影响显著。景观结构上,黑颈鹤偏好连通性好、优势度高的景观基质;景观组成上,偏好基质中耕地和水域类型,这与黑颈鹤的觅食习性及对环境安全的生态位需求有关;(3)景观基质结构组成对黑颈鹤觅食地选择的影响具有显著的尺度效应。景观基质结构影响最显著的空间尺度为1500-2000m。但基质中耕地、草地和水域等景观组成要素对黑颈鹤的影响具有不同空间尺度效应,分别为1500m、3000m和4000m;(4)通过模型模拟,揭示出黑颈鹤适宜生境面积先增后减,但总体较2000年呈上升趋势,且基质中觅食地与耕地的距离、水域斑块密度和偏好景观组成的优势度始终是生境适宜性解释率最高的景观因子。本研究揭示出,该区域乡村规划应该统筹优化黑颈鹤栖息生境及其景观基质中的作物生产以及居民生活,形成以黑颈鹤旗舰物种保护为核心的高寒湿地生态系统综合管理模式,从而增强青藏高原高寒生态系统的稳定性和可持续性,同时也为深入研究物种生境选择机制提供了思路。

    • 迁地麋鹿对野鸭湖植被的保护性生物控制

      2023, 43(18):7715-7730. DOI: 10.20103/j.stxb.202209142625

      摘要 (154) HTML (216) PDF 13.27 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用食草动物来管理自然保护地的植被平衡具有很大的应用潜力,一方面可提升动物的生态价值,另一方面通过控制取食规模,改变植被的生物多样性,达到对自然保护地生态平衡管理的目的。基于此于2021年6月5日引入4头麋鹿(2雄2雌),对野鸭湖自然保护区的"芦苇优势群落"采取保护性的生物控制研究,从项目的实施来看:1)单纯收割不能控制芦苇的生长扩张;对芦苇区系植物多样性的影响有限,未改变芦苇区系结构;2)麋鹿引入该区域后,通过取食、游泳、躺卧和踩踏等活动有效控制了芦苇和香蒲的过度扩张;1年后芦苇和香蒲面积下降了21.96%,为三棱水葱、水蓼等提供了生长空间,逐渐形成了仍以芦苇和香蒲为主且更多样的湿地环境;3)增加滩涂和开阔水面等景观,使多样性指数进一步提升,未改变周边区系湿地生态结构;4)麋鹿迁入可降低野鸭湖"脆弱物种"芦苇区系的丰富度,由引入前的(r=3.67)下降到引入后的(r=1.97);麋鹿迁入提升了野鸭湖植被区系物种多样性,芦苇区系的多样性指数由引进前的(r=0.90)上升到引进后的(r=2.11);麋鹿引入的第一年结果显示,整个引入区域的植被多样性指数由r=0.51上升到r=0.91。麋鹿迁入造成野鸭湖芦苇区系植被均匀度显著下降,由引入前的(r=0.68)下降到引入后的(r=0.36)。麋鹿迁入造成野鸭湖芦苇区系优势度下降:由引入前的(r=0.22)下降到引入后的(r=0.07)。麋鹿迁入造成野鸭湖地上植物生物量下降:单位面积的地上生物量由引入前的(2334.78±841.36) g/m2下降到引入后的(732.16±245.10) g/m2;单位面积的地上可摄入干物质量由引入前的(201.87±73.11) g/m2下降到引入后的(57.65±18.62) g/m2。引入前共记录到野生植物64种27科56属,引入后该区域共记录到野生植物76种29科64属,相比引入前植物种类数量略微上升。引入区植物区系分化强度有所变化,未表现出差异。引入前植物多样性保护价值指数为8.25;引入后为9.06,有所提升。

    • 极端洪水作用下升金湖消落带生境变化对越冬水鸟群落结构的影响

      2023, 43(18):7731-7745. DOI: 10.20103/j.stxb.202206161714

      摘要 (193) HTML (163) PDF 3.45 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:水鸟是湿地生境质量的重要指示性动物类群,可敏感地反映湿地环境变化。浅水通江湖泊消落带具有复杂多样的生境和丰富的食物资源,是水鸟特别是越冬水鸟的重要聚集区,其食物资源的丰富度和可获得性受水文节律影响。在极端洪水作用下,消落带生境变化对越冬水鸟群落结构及其多样性的影响是一个值得关注的水鸟及湿地生态学问题。选择了具有典型消落带生境的升金湖作为研究区域,对2019年(正常水位)和2020年(异常水位)两个越冬季水鸟的数量、种类进行调查统计,分析了消落带的生境变化情况对越冬水鸟群落结构的影响。2019年越冬期,记录到水鸟(50984.20±9595.71)只(n=5),隶属7目13科51种;2020年越冬期,记录到水鸟(27923.00±13808.47)只(n=5),隶属7目12科53种。整个越冬季消落带的水鸟种类略增但数量减少,2019年游禽中的优势种为豆雁,2020年游禽中的优势种增加为豆雁和斑嘴鸭,但涉禽中的优势种由白琵鹭、反嘴鹬、凤头麦鸡转变为苍鹭、大白鹭和反嘴鹬。洪水导致的草滩-水域混合区生境面积减小使湿生植物退化,可能是导致以豆雁为主的食苔草水鸟数量大幅度减少的重要原因;因湖水延迟消退,裸露的泥滩面积大幅度下降,可能致使食底栖动物水鸟数量减少;湖泊水位上升和消落带水域面积的增加,加大了食鱼水鸟的捕食难度,导致数量锐减;提供植物种子的生境缺少,使觅食种子的斑嘴鸭和绿翅鸭数量明显下降;沉水植物的适宜生境面积下降直接影响到食地下茎的水鸟分布,并致其数量减少。研究结果有利于理解升金湖消落带生态系统的健康状况,为越冬水鸟的保护和湿地的管理提供基础资料。

    • 雅鲁藏布江中游浮游植物群落优势种时空生态位

      2023, 43(18):7746-7760. DOI: 10.20103/j.stxb.202211083206

      摘要 (200) HTML (161) PDF 9.13 M (623) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究雅鲁藏布江中游浮游植物群落分布格局及其优势种时空生态位特征,于2021年7月、10月对该水域进行浮游植物样品的采集和水体理化因子的测定,鉴定浮游植物物种,计算浮游植物优势种生态位宽度、生态位重叠值、生态响应速率及相对资源占有率,运用共现网络模型分析群落的种间关联性,并对浮游植物优势种与环境因子进行Pearson相关性分析。结果表明:该水域共鉴定到浮游植物644种,隶属于8门12纲25目49科152属,其中,优势种22种,优势种中硅藻占90.9%,在群落中占绝对优势;丰水期的肘状针杆藻丰度最大(74.193×104细胞/L)且出现频率最高(0.867),是丰水期绝对优势种;整体上优势种生态位宽度时间(0.833)>空间(0.254),优势种时空生态位宽度主要受空间生态位宽度的影响,空间异质性是影响该水域浮游植物优势种分布的主要因素;优势种时空二维生态位无意义重叠的种对占40.69%,优势种时空二维的生态位重叠以中、低等级为主,优势种间对时空资源需求异质性高,种间潜在竞争关系较弱;该水域枯水期浮游植物群落的网络结构紧密,群落连通性、群落复杂度和物种间生态位重叠度较丰水期高,两个水文期群落共现网络以正关联为主,种间的协同作用强于竞争作用;该水域水环境因子能驱动群落中优势类群的生态位分化,NO3-N、WT是影响雅鲁藏布江中游浮游植物群落优势种生态位分化的主要驱动因子。

    • >专论与综述
    • 动物生殖抑制研究进展:理论模型、方式和机制

      2023, 43(18):7761-7770. DOI: 10.20103/j.stxb.202210162934

      摘要 (113) HTML (235) PDF 1.07 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:生殖抑制指原本具有生育能力的动物个体因特定外界环境或生理条件而减少或丧失生殖能力的现象,有时是受环境变化的主动调控,更多的是出现在其他个体影响下的被动抑制,极端情况发生在社会性动物的永久性抑制,即永久无法生殖或无法生殖成熟。研究发现非社会性动物也有生殖的推迟及可恢复性的生殖抑制,生殖抑制影响着动物种群数量动态、维持和进化。随着多学科的发展,生殖抑制机理研究取得了诸多进展。从阐述生殖抑制的概念出发,解析生殖抑制的形态、激素和分子生理特征,总结了生殖抑制的原因、作用,终述现有的理论模型以及不同物种方面的最新进展,并就生殖抑制在生物资源管理方面的应用价值进行了展望,旨在丰富生殖抑制的理论,扩展应用实践,为后续的生物资源管理提供理论参考。

    • >学术信息与动态
    • 中国高寒草甸研究进展——基于文献计量分析

      2023, 43(18):7771-7781. DOI: 10.20103/j.stxb.202210082847

      摘要 (230) HTML (173) PDF 6.25 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:高寒草甸作为我国草原的重要组成部分,发挥着极其重要的气候调节和水源涵养等生态功能,是我国重要的战略资源储备要地和生态安全屏障。为了解高寒草甸的研究态势,本文从文献计量学的角度,基于36年间国内外发表的8505篇论文,分析了有关高寒草甸的论文发表数量、发文来源、被引频次、主要作者、研究机构和研究热点等。结果表明:(1)1999年后关于高寒草甸的论文数量增长较快,年均发表355.09篇,且英文论文的增幅最大,但发文的质量还有待进一步提高;(2)李英年,周华坤,杜国祯、赵新全等人是高寒草甸研究的主要贡献人,中国科学院西北高原生物研究所、兰州大学、甘肃农业大学等单位在研究机构合作方面发挥了重要作用,但相关学者和研究机构间的合作较少,以同一单位或同一课题组的研究团队为主,与国内外不同单位、不同团队间的交流合作较少;(3)研究的热点主要聚焦于高寒草甸植被群落特征及其构建机制、高寒草甸植被退化机理与管理利用、高寒草甸植被-土壤-微生物对气候变化的响应等聚类方面。今后应重视原创性、突破性的论文,提升和扩大高寒草甸方面研究成果的国际影响力,同时,应加强不同研究机构、不同学科交叉、理论创新-实际应用等方面的多元合作,从而为高寒草甸的研究注入新生力量。期望本文能为拓展高寒草甸研究的广度与深度提供借鉴。

    • 生物多样性-生产力关系研究进展——基于文献计量分析

      2023, 43(18):7782-7795. DOI: 10.20103/j.stxb.202211303461

      摘要 (312) HTML (299) PDF 5.28 M (788) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统的结构和功能是生态学研究的核心内容。早期基于野外调查的生态学研究强调生产力表征的环境梯度对生态系统结构的影响,而基于控制试验的生态学研究则强调生态系统结构变化对生态系统功能的影响。围绕这两类研究所支持理论间的争论是当前生态学的前沿、热点和难点,其中最具代表性的科学问题是生物多样性与以生产力为代表的生态系统功能间是否存在一般性关系。为深入了解生物多样性-生产力关系研究脉络,分析其对生态学研究范式与理论发展的影响以及对未来研究方向的启示,以Web of Science核心合集数据库中的相关文献为数据源,结合文献计量分析和文献综述,系统总结了多样性-生产力关系研究进展。结果表明:(1)生物多样性-生产力关系研究推动了生态学研究范式由以样带调查为主的观察性研究向以控制试验为主的实验性研究的转变,促进了全球联网控制试验研究的发展。(2)研究聚焦的生态系统类型由最初的北美普列利草原逐渐向其它草地、灌丛、森林等多样的生态系统过渡,研究结论及其生态学理论的普适性逐渐增强。(3)该研究推动了对生物多样性不同维度(如功能多样性和系统发育多样性)在生态系统中作用的认识,促进了学界对除生产功能外的生态系统多功能性的关注。(4)不同学术团体在研究方法和理论认识上均存在差异,特别是在以北欧与美国为主的合作网络间,阻碍了生态学理论间的交流与融合,是导致生物多样性-生产力关系长期存在争议的潜在原因。建议未来探索不同机制的适用边界以及影响其作用强度的外界因素,在统一框架下整合不同理论,进而理解生态系统结构与功能间的一般性关系。

    • 热带气旋对红树林的影响研究进展——基于文献计量分析

      2023, 43(18):7796-7806. DOI: 10.20103/j.stxb.202210283060

      摘要 (173) HTML (245) PDF 4.97 M (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:红树林在防风消浪、促淤保滩、固岸护堤等方面发挥重要的作用,是抵御台风、风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害的重要天然屏障。热带气旋是红树林面临的最主要自然威胁之一,削弱了红树林对自然灾害的抵御及生物多性维持等功能发挥。然而,尽管热带气旋对红树林的影响日益受到全球的广泛关注,但缺乏对该领域研究进展的系统分析和总结。以Web of science核心集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对1995—2021年间热带气旋对红树林影响研究进行文献计量分析和可视化图谱绘制,以厘清该领域研究的现状、趋势和热点,并揭示未来的发展方向。研究表明:(1)该领域研究年发文量随时间处于波动上升的趋势,尤其2013年后迅速增加,表明该领域的研究日益受到重视;(2)美国、澳大利亚和印度等国家在该领域的研究走在前列,美国的中介中心性最高,其次是德国,美国广泛地与德国、法国、日本等许多国家有密切合作;(3)美国佛罗里达、加勒比地区、澳大利亚北部和印度南部等是当前研究的热点区域;(4)研究热点随时间推移而不断发展,从红树林植被的干扰损害逐渐发展到固碳储碳、海岸防护等功能的影响。全球变化背景下热带气旋对红树林的影响、红树林对热带气旋干扰的弹性、基于遥感和大数据处理的模型模拟等日益受到关注,量化热带气旋对红树林功能的影响、探明热带气旋与海平面上升的关系及对红树林影响、构建完善的观测体系数据集等将是未来研究的重要方向。研究对长期关于热带气旋对红树林影响的研究进展进行定量和可视化分析,可为预测热带气旋对红树林的影响和风险、及减缓和应对其风险等研究提供借鉴参考。

    • 天山北坡经济带城镇化与资源环境系统的关系研究进展——基于文献计量分析

      2023, 43(18):7807-7819. DOI: 10.20103/j.stxb.202210212996

      摘要 (187) HTML (212) PDF 8.80 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:天山北坡经济带长期面临城镇化进程与资源环境系统的系列问题,区域城镇化与资源环境系统的关系备受关注。运用文献计量分析工具对1995—2022年的相关中英文文献进行全面分析,并对天山北坡经济带城镇化与资源环境系统关系研究的几个重点问题进行评述。研究发现,中文研究整体关注城镇化背景下的生态环境问题与对策探讨,英文研究侧重气候变化背景下城镇化进程中的水土资源利用与驱动因素,而中英文均普遍关注城镇化过程中的水资源问题,且近期不断加强城镇化与资源环境系统的协调关系及影响因素研究。相关研究存在共识,认为天山北坡经济带的城镇化与资源环境系统存在互动互馈关系,资源环境系统对城镇化发展的约束效应具有倒U型趋势,城镇化发展对资源环境系统的影响效应呈现U型趋势,而当下二者的耦合协调水平总体偏低,应坚持走可持续发展、绿色发展与高质量发展的城镇化道路。未来研究可从区域多尺度空间嵌套关系、多源数据库构建、多元化方法创新、格局-过程-机理剖析等方面开展。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(18):7820-7820.

      摘要 (59) HTML (0) PDF 1.26 M (262) 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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