• 2023年第43卷第23期文章目次
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      2023, 43(23):0-0.

      摘要 (170) HTML (0) PDF 8.54 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 大陈岛礁海域甲壳类群落结构时空格局及其环境驱动

      2023, 43(23):9577-9596. DOI: 10.20103/j.stxb.202209052531

      摘要 (286) HTML (147) PDF 7.08 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究局地尺度下近岸岛礁海域之多变水体环境、极高空间异质性对生物群落的影响,于2020-2021年4个季度在大陈岛礁海域底拖网采样,利用等级聚类(cluster)、非度量多维标度(NMDS)等多元统计方法分析甲壳类群落结构的时空格局,并整合温度、盐度、深度等环境因子进行冗余分析(RDA)以解析影响因素,同时利用丰度生物量曲线(ABC)及W统计量评估群落稳态。结果显示:全年共采集甲壳类53种,隶属2目13科29属,虾类占总种类数的56.60%,种类数秋季(43种)>冬季(41种)>春季(31种)>夏季(26种)。优势种的季节更替明显,夏秋季以哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)、中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)为代表的中大型经济种为主,冬春季则以双斑蟳(Charybdis bimaculata)和细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)为代表的小个体饵料种为主,口虾蛄(Oratosquilla oratotria)在各个季节皆为优势种。甲壳类资源密度季节间变化明显,空间分布不均,呈现秋季最高,春季最低,夏秋两季极显著高于冬春季(P<0.001),且近岩礁区资源密度最大,河口侧浅水区最小的特点。受洄游物种的季节性迁移和选择性分布,以及岛礁系统内水文环境的区域分化等因素影响,甲壳类群落结构具有显著的季节和空间差异,形成夏秋季异质性高,冬春季相似性大,河口侧浅水区与外侧深水区分化程度突出的格局。底层水温、底层盐度、底层溶氧和水深等环境因子与群落异质性存在显著关系。ABC曲线表明甲壳类群落状态稳定,具有较强的抗干扰能力。研究表明,大陈岛礁海域优势甲壳类季节变动强烈,且在局地尺度上一定程度表现出区域化的群落结构,但皆保持着较高的资源水平,对当地渔业资源的维系发挥着积极作用,也为当地海洋牧场的功能设计提供了资源基础。

    • 中国大中型陆栖哺乳动物地理区边界探测及其驱动因素

      2023, 43(23):9597-9620. DOI: 10.20103/j.stxb.202207011866

      摘要 (184) HTML (135) PDF 12.45 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:地理隔离是驱动物种空间分布格局形成的主要原因之一。利用我国大中型陆栖哺乳动物的地理分布数据,基于信息地图生物区(Infomap Bioregions)方法探测生物地理区域,提取对大中型陆栖哺乳动物类群的分布扩散产生阻隔效应的主要界线。从温度、降水和地形的梯度变化角度入手,应用空间自回归模型确定与生物地理区边界相关的主要驱动因子,构建地理加权逻辑回归(GWLR)模型分析各驱动因子重要性的空间非平稳性特征。结果表明,研究区域划分为3个主要的生物地理区,除年降水量变异系数与边界联系不明显外,其余变量均在10%及以下的显著性水平与生物地理区边界呈正相关,反映出生物地理区边界与气候突变、地形障碍和人类活动的协同作用有关。生物地理区1与生物地理区3的边界线的主导影响因子是人类足迹指数,生物地理区1和生物地理区2的边界线的主导影响因子是气温季节性变动系数变异系数,生物地理区2和生物地理区3边界线在祁连山脉一带的主导影响因子主要是气温季节性变动系数变异系数,其余地区为地形障碍。多类群物种对隔离屏障的响应模式难以统一,研究从大中型动物入手,通过识别以不同物种组合为特征的生物地理区域,揭示物种在空间上的分组方式,为探讨各动物类群的隔离机制提供空间模式和框架。

    • 黑龙江省老爷岭南部黄喉貂栖息地适宜性评价与廊道构建

      2023, 43(23):9621-9629. DOI: 10.20103/j.stxb.202211013120

      摘要 (163) HTML (105) PDF 3.93 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄喉貂(Martes flavigula aterrima)为典型的林栖兽类,对栖息地干扰和破碎化极为敏感,被视为森林生态系统的指示物种。为了科学有效保护该物种,于2020-2021年在黑龙江省老爷岭南部区域布设红外相机642台收集黄喉貂活动位点信息,利用最大熵(MaxEnt)建模方法开展黄喉貂栖息地适宜性研究,探究影响种群生存的关键环境因素,并利用最小成本路径方法构建潜在的种群扩散生态廊道,探讨研究区域黄喉貂种群的栖息地连通性。研究结果表明:(1)MaxEnt模型的受试者工作特征曲线(ROC曲线)评价结果的平均曲线下面积(AUC)值为0.861,能够较好的反映研究区域黄喉貂栖息地适宜性的实际分布情况;(2)本研究利用的13个变量中,距东北虎(Panthera tigris altaica)、东北豹(Panthera pardus orientalis)距离12 km黄喉貂出现概率最高,且贡献率达20.6%,是影响黄喉貂栖息地选择的关键变量,其次坡向(9.9%)、农田(9.5%)、草地(9.0%)、常绿针叶林(8.9%)、道路(7.0%)、河流(6.6%)、居民点(6.1%)和海拔(5.9%)是影响黄喉貂栖息地质量的次要变量;(3)研究区域黄喉貂适宜栖息地面积为793.54 km2,占研究区域总面积的21.4%,主要分布在黑龙江省绥阳林业有限公司的柳桥沟、青山和万宝湾林场。黄喉貂栖息地破碎化严重,因此通过栖息地适宜性分布图获得15块总面积为401.61 km2的核心栖息地,并构建14条生态廊道利于黄喉貂栖息地生态恢复管理。研究综合分析了黑龙江省老爷岭南部黄喉貂栖息地现状及连通性,促进黄喉貂扩散、栖息地的连通性和适宜性。

    • 大陈岛礁海域甲壳类生物多样性特征

      2023, 43(23):9630-9642. DOI: 10.20103/j.stxb.202209052529

      摘要 (114) HTML (96) PDF 4.88 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大陈岛礁海域甲壳类为研究对象,多维度分析其多样性时空格局,探索指数间关系,并检验不同层面多样性对局地尺度环境因素的响应。旨在全面多尺度探究大陈岛礁海域甲壳动物群落生态现状,从物种多样性、谱系多样性和功能多样性等不同视角展示该海域生物多样性特征。结果显示:甲壳类群落多样性具有季节异质性,Shannon-Wiener指数(H')、分类多样性指数(Delta)和分类差异指数(Delta*)在秋、春季显著较高,而功能丰富度指数(FRic)在夏、冬季显著较高,功能分异指数(FDiv)和功能分散指数(FDis)在夏季明显低于其它季节。同一维度内,指数间表现出不同程度相关性,物种多样性指数间相关性相对较强。不同维度间,物种丰富度指数(S)与功能丰富度指数(FRic)中度正相关,分类多样性指数(Delta)和分类差异指数(Delta*)与功能分散指数(FDis)中到高度相关。对于局地尺度环境因子变化的响应,功能多样性最为强烈,谱系多样性次之,而物种多样性的关键生态驱动可能为较大尺度的空间因素。研究表明,不同层面多样性的形成受到不同尺度生态因子驱动,因此综合各维度多样性特征及对应受控因子分析,在生物多样性评估中可揭示指数背后更为全面和完整的生态过程。

    • 小型水坝梯级开发对永宁河流域鱼类多样性的影响

      2023, 43(23):9643-9661. DOI: 10.20103/j.stxb.202210263042

      摘要 (169) HTML (104) PDF 1.57 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:永宁河是长江上游右岸的一级支流,其干、支流上共建有20余座小型水坝。为探究梯级水电站对鱼类多样性的影响,在永宁河流域设置共42个采样点,覆盖干支流及各个水坝,分别于2018年7月、10月和2019年1月、4月进行了四次鱼类资源调查。调查期间通过刺网、地笼、电捕等方法共采集到鱼类69种7332尾,隶属于4目13科54属,其中有长江上游特有鱼类13种,列入《中国脊椎动物红色名录》濒危和易危鱼类3种,国家二级重点保护鱼类岩原鲤(Procypris rabaudi)1种。Pinkas相对重要性指数(IRI)值较大主要为宽鳍鱲(Zacco platypus)、鲫(Carassius auratus)乐山小鳔鮈(Microphysogobio kiatingensis)等小型鱼类,29种鱼类的IRI值小于10;平均全长<10cm的鱼类有24种3620尾,平均体重<50g的鱼类有47种6493尾,鱼类规格较小,小型化严重。永宁河干流下游种类最多,多样性最高,干流中游鱼类数量最多。受自然环境以及水坝等的影响,永宁河的鱼类分布具有明显的空间差异。水坝类型对鱼类多样性有显著影响;而季节对鱼类多样性影响不显著。无水坝阻隔河段鱼类多样性著高于低头坝和高头坝阻隔河段;夏季的短距离洄游鱼类种数显著高于冬季和春季,但由于数量较少对鱼类多样性的季节性变化影响不明显。各种结果表明水坝阻隔对永宁河鱼类多样性和时空分布存在明显影响,为保护受小型水电站影响河流的鱼类多样性,有必要修复重要鱼类栖息地,适当拆除部分小型水坝,并科学开展增殖放流。

    • 黄土高原水蚀风蚀交错区固氮微生物群落多样性在生物结皮中的演变规律

      2023, 43(23):9662-9673. DOI: 10.20103/j.stxb.202210072842

      摘要 (156) HTML (111) PDF 1.70 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物土壤结皮在黄土高原的水土保持、养分补给等方面发挥着重要生态功能。固氮微生物是固氮过程的关键功能群,影响着土壤氮素平衡,然而黄土高原水蚀风蚀交错区严重的水土流失导致土壤养分大量损失,尤其是氮素。该区域生物结皮广泛发育,它们在干旱半干旱区土壤氮素积累过程中起着重要作用。但是该区域生物结皮不同发育阶段中的固氮潜力、固氮微生物群落多样性及其关键环境控制因子尚不清楚。以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,三种生物结皮类型和裸地对照为研究对象,采用Illumina HiSeq平台对nifH基因扩增产物进行生物信息学分析,揭示了固氮潜力及微生物群落多样性的分布规律。结果表明,生物结皮演替显著影响固氮酶活性、nifH基因丰度和固氮微生物α-多样性,各值均在苔藓结皮最高,显著高于其它演替阶段,且生物结皮层高于结皮下层土壤。在固氮微生物群落组成上,裸地以变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目为主;而在藻结皮、地衣结皮和藓结皮阶段,均表现为蓝藻门的念珠藻目占绝对优势,是固氮微生物的关键类群,其中Trichormus、念珠藻属是优势固氮物种;与藻结皮、地衣结皮相比,藓结皮中念珠藻目的相对丰度显著降低,而变形菌门的红螺菌目、酸硫杆菌目和根瘤菌目的丰度明显上升。除此之外,蓝杆藻属、鱼腥藻属、斯克尔曼氏菌属、瘤胃梭菌属在藻结皮、地衣结皮、藓结皮也占明显优势。念珠藻目以及Trichormus的丰度与固氮酶活性、nifH基因丰度呈显著正相关关系,而与红螺菌目、酸硫杆菌目、梭菌目、根瘤菌目呈显著负相关;Trichormus相关的物种在黄土高原生物结皮氮输入过程中可能发挥着关键作用。生物结皮演替通过改变土壤pH值、有机质、全氮、含水量等理化特征而影响了微生境,通过环境筛选和物种重排作用对固氮微生物群落进行综合调控,其中pH与土壤全氮(TN)发挥着关键作用。

    • 秸秆覆盖与施磷对西南冬小麦叶肉导度和CO2同化效率的影响

      2023, 43(23):9674-9685. DOI: 10.20103/j.stxb.202301090057

      摘要 (98) HTML (96) PDF 1.87 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究西南麦区冬小麦旗叶叶肉导度(gm)与CO2同化对土壤速效磷缺乏的响应。试验于2020-2022年在四川仁寿试验站进行秸秆覆盖和磷素水平的二因素裂区试验,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;三个磷水平0(P0)kg/hm2、75(P75)kg/hm2和120(P120)kg/hm2为裂区,分析小麦旗叶光响应曲线、叶肉导度和CO2同化对旗叶磷素水平的响应。结果表明:与NSM相比,SM下旗叶比叶重(LMA)、单位面积磷含量(PA)、单位质量磷含量(PM)和净光合速率(Pn)分别提高4.1%、16.9%、12.2%和6.9%,且随着施磷量的增加,旗叶的LMA、PAPMPn呈增加趋势。秸秆覆盖与施磷显著提高旗叶最大净光合速率(Pnmax)和表观量子效率(AQY),增加旗叶的光合潜能。施磷显著提高旗叶光系统II实际光化学效率(ΦPSII),最大羧化效率(Vcmax)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活力、胞间CO2浓度(Cc)、叶绿体CO2浓度(Cc)、气孔导度(gs)和gm,P75和P120较P0分别提高16.8%-23.8%、27.9%-35.3%、30.9%-61.7%、1.4%-3.6%、4.8%-13.1%、9.0%-10.2%和16.0%-16.9%,P75和P120无显著差异。秸秆覆盖与施磷降低旗叶的气孔限制(Ls)和叶肉限制(Lm),生化限制(Lb)是光合速率的主要限制因子。综上所述,秸秆覆盖配施75kg/hm2磷肥可提高西南冬小麦旗叶磷素含量、光系统II实际光化学效率、叶肉导度和CO2同化效率,降低气孔限制和叶肉限制,从而提高旗叶净光合速率。

    • 气候变化对落叶松人工林在中国适生区分布的影响

      2023, 43(23):9686-9698. DOI: 10.20103/j.stxb.202205101305

      摘要 (191) HTML (191) PDF 7.11 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:落叶松(Larix)是我国的主要造林树种,其适生区的分布在很大程度上受气象要素等环境因子的影响。研究落叶松人工林适生区分布在气候变化下的变迁,可为应对气候变化的林业管理策略提供技术指导和科学依据。选取华北落叶松、日本落叶松、长白落叶松和兴安落叶松为研究对象,搜集整理了它们在中国地区的308条有效分布记录和22个环境因子变量,运用最大熵(MaxEnt)模型探测了制约落叶松人工林分布的主要环境因子及其适生区范围,模拟并分析了1931-2020年落叶松人工林适生区受气候变化影响的空间分布变化。结果表明:(1)研究选取的MaxEnt模型对落叶松适生区的模拟效果都达到了"极准确"的程度,受试者工作特征曲线面积(AUC值)在0.92-0.977之间。影响落叶松人工林分布的主要环境变量为最湿月降水量、海拔、最湿季度平均温度和温度季节变化方差,累计贡献率达到了73.8%。(2)当前(1991-2020年)气候条件下落叶松人工林适生区面积为182.34×104km2。其中,高适生区面积为53.57×104km2,占总适生面积的29.38%。高适生区集中分布在长白山脉、大兴安岭、燕山、小陇山、太行山脉以及秦岭-大巴山等地区。(3)1931-1960年期间落叶松的高适生区面积为28.33×104km2,1961-1990年期间为33.10×104km2,当前气候条件下进一步增至53.57×104km2。落叶松适生区的范围在过去90年间整体呈现向北移动的趋势。其中,华北落叶松分布在整体上向北大约移动了3°,且分布面积显著增加。日本落叶松位于辽宁东部的高适生区向北移动,位于秦岭-大巴山地区的高适生区则没有明显的偏移,但是分布范围却向高海拔地区集中。长白落叶松的适生区范围向北移动了5°,且分布面积先减少后增加,增加的主要区域是长白山北部。兴安落叶松的适生区范围同样是向北移动,有部分适生区移出了我国北界, 这是其适生区面积在近些年减小的主要原因。

    • 三峡库区消落带草本植物根际细菌群落季节变化特征及功能预测

      2023, 43(23):9699-9709. DOI: 10.20103/j.stxb.202111233297

      摘要 (126) HTML (81) PDF 2.23 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究三峡库区消落带人工修复植被下不同季节根际细菌群落特征,选取位于三峡库区核心地带的忠县石宝镇汝溪河流域消落带生态修复示范基地内两种适生草本狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthria altissima)根际土壤进行16S rDNA高通量测序。研究结果显示:在消落带退水后的春季、夏季、秋季3个季节共检测到细菌60门、151纲、403属,主要优势门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门;放线菌门和芽单胞菌门的相对丰度在季节水平上存在差异,夏季芽单胞菌门丰度较高,秋季放线菌门相对丰度显著减少。适生草本的根际土壤细菌α多样性表现出一定的季节变化规律,即秋季>夏季>春季;通过冗余分析发现,影响细菌群落结构的环境因子主要有土壤全磷(TP)、速效钾(AK)、含水量(SWC)、有机质(OM)。基于未观测状态重建的群落系统发育研究(PICRUSt2)功能预测共发现6个一级功能层和45个二级功能层;代谢功能在一级功能层中占比最高,其有利于提高消落带适生草本植物抑制病原菌的能力,促进植物的生长;一级功能层中有两个功能基因表现出季节差异,二级功能层中有14个子功能的相对丰度在不同季节存在显著差异。由此可见,根际细菌群落对狗牙根、牛鞭草两种草本植物能够广泛分布且适生于三峡库区消落带的土壤环境起到了重要的促进作用。

    • 2000-2020年祁连山植被净初级生产力时空变化及其驱动因素

      2023, 43(23):9710-9720. DOI: 10.20103/j.stxb.202208272444

      摘要 (221) HTML (144) PDF 6.23 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被净初级生产力(NPP)是评价植被生长的重要参数,也是评估陆地生态系统质量与功能的重要指标。基于MODIS NPP、数字高程模型(DEM)、气象水文及人类活动数据,采用空间分析、趋势分析,分别从像元尺度和县域尺度识别了2000-2020年以来祁连山NPP时空变化特征,采用偏相关分析研究了NPP对年均温和年降水的响应,并借助地理探测器模型揭示了NPP变化的驱动因素,最后采用Hurst指数预测了NPP未来变化趋势。结果表明:2000-2020年祁连山平均NPP呈波动增加趋势,年均增加2.38 g C/m2,其中栽培植被和阔叶林增长最为明显。近20年,像元尺度上有75.37%的区域NPP增加,主要位于东南部;县域尺度上,古浪、平安、化隆和永登县NPP增速较快,而祁连、海西、德令哈和门源县增速较慢。祁连山NPP空间分布具有明显的集聚性,高值集聚区主要位于东南部,而低值集聚区主要位于西北部。年均温和降水量的增加均促进了NPP的增加,但不同区域NPP对气温和降水的响应有明显差异。降水量、饱和水气压差和蒸散发是NPP变化的主要驱动因子,驱动因子之间对植被NPP变化存在交互作用,分为双因子增强和非线性增强效应。未来祁连山NPP变化以增加非持续性为主,说明植被变化面临较大不确定性。研究结果有助于揭示全球气候变化背景下区域植被NPP对气候变化及人类活动的非线性响应机制,亦可为祁连山生态保护与可持续发展提供理论依据。

    • 基于山地蜂蜜花粉组成的中华蜜蜂传粉多样性研究

      2023, 43(23):9721-9732. DOI: 10.20103/j.stxb.202209092584

      摘要 (99) HTML (362) PDF 3.53 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:中华蜜蜂为多种植物传粉,具有重要的生态服务价值。为进一步了解中华蜜蜂选择蜜粉源植物的多样性与特征,采用聚合酶链式反应(PCR)、DNA条形码、高通量测序等技术,研究了源自陕西宝鸡、贵州望谟和广西凤山蜂巢蜜中的花粉来源。通过对样品花粉rbcL基因片段扩增及测序、分析,发现各样本间可操作分类单元(OTU)水平上蜜粉源植物Alpha多样性指数无显著差异,同一地点样品不同重复间存在较高的相关性,而不同地区样本相关性较低。三地共鉴定出27目46科71属82种蜜粉源植物,其中宝鸡市、望谟县、凤山县样本中分别鉴定出57种、30种和40种,各地蜜粉源植物的物种组成存在较大差异。这些蜜粉源植物中,菊目植物种类最多,其次为毛茛目,分别有12种和7种。其中草本植物和木本植物(含乔木、灌木和木质藤本等)分别有44种和38种。研究对蜜粉源植物花序特点进行了分析,但并未发现相关性状对中华蜜蜂选择具有的影响。从属的区系成分分析,总体上温带分布区类型的植物属多于热带分布区类型的属,所占比例分别为46.5%和36.6%,但在凤山县样本中出现热带分布区类型多于温带分布区类型的情况。在不同样品中,红足蒿(Artemisia rubripes)、向日葵(Helianthus annuus)、芜青(Brassica rapa)、粗糠柴(Mallotus philippensis)、枇杷(Eriobotrya japonica)等分别占有一定优势,其与中华蜜蜂的关系值得进一步研究。根据蜜粉源植物的系统进化关系,中华蜜蜂访问的蜜粉源植物处于不同进化地位的分支,其中在菊类分支和蔷薇类分支比较集中。研究揭示了中华蜜蜂传粉植物组成特点,为进一步认知中华蜜蜂传粉服务功能的重要性提供依据。

    • 退耕还草对锡林郭勒草原总初级生产力变化的影响

      2023, 43(23):9733-9744. DOI: 10.20103/j.stxb.202207081948

      摘要 (104) HTML (171) PDF 3.28 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古草原是我国重要的生态保护屏障,部分区域是农牧交错带的重要组成部分。锡林郭勒草原位于内蒙古东中部,属典型温性草原,深入开展退耕还草对其植被总初级生产力(GPP)的影响、探究相关环境因子,对深入了解退耕还草过程中区域植被生长状况变化和生物固碳潜力时空分布以及制定更加科学精准的退耕政策具有重要意义。基于遥感、气象观测和土地利用数据,采用残差分析和相关性分析方法,系统研究了2010-2015年间锡林郭勒草原退耕还草区域的植被GPP变化特征,并探讨了不同环境因子对GPP变化量的影响,揭示了退耕还草活动造成的GPP变化特征及其受环境因子影响的作用机制。结果发现:(1)锡林郭勒盟退耕还草区域5年内GPP平均变化量为0.47 g C/m2,其中GPP增加面积占退耕还草总面积的67.2%,退耕还草初期GPP变化不显著;(2)退耕还草区域内,土壤含水量和土壤有机碳与GPP变化量显著负相关,而气温、降水、高程和坡度均与GPP变化量显著正相关;(3)坡度和土壤含水量与GPP变化量的相关程度最强,对退耕还草后GPP变化的影响程度较高。

    • 干旱对中亚草地总初级生产力时滞和累积效应的影响评估

      2023, 43(23):9745-9757. DOI: 10.20103/j.stxb.202209162644

      摘要 (137) HTML (88) PDF 8.27 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着全球气候变化加剧,干旱对草原生态系统碳循环的影响更加复杂。作为全球陆地生态系统碳通量的最大组成部分,总初级生产力(GPP)对整个陆地碳循环具有深远影响,因此,探讨干旱对草地GPP的影响,对于理解区域碳循环机制,维护草地生态系统稳定发展具有重要意义。以中亚为研究区,基于NIRv-GPP和SPEI base v.2.7数据集,利用Theil-Sen Median斜率估计结合Mann-Kendall显著性检验、M-K突变检验和相关分析方法,探究1982-2018年干旱对草地GPP的时滞和累积效应。结果表明:(1)中亚地区草地GPP年平均值随时间变化整体上呈下降趋势,标准化降水蒸散指数(SPEI)年平均值呈降低趋势;(2)干旱对中亚绝大多数草地(95.6%)产生了时滞效应,滞后时间尺度集中在2-3个月;随着干旱状况的加重,滞后时间变长,滞后效应对草地GPP影响减弱;(3)中亚绝大多数草地(95.8%)对干旱存在累积响应,累积时间尺度以4、5、10月为主;随着干旱状况的加重,累积时间变短,累积效应对草地GPP影响增强;(4)通过对比研究时滞效应和累积效应发现:中亚超过四分之三(76.84%)的草地区域,干旱对草地GPP的时滞效应大于累积效应。研究结果可为理解气候变化背景下中亚生态环境动态变化特征及区域碳循环机制提供参考。

    • 典型城乡绿化树种土壤微生物组成和多样性的环境响应差异

      2023, 43(23):9758-9769. DOI: 10.20103/j.stxb.202211063176

      摘要 (116) HTML (92) PDF 1.66 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市化带来经济繁荣的同时引起了环境问题。城市树木作为城市生态环境的绿化景观的同时还具有缓解环境问题的功能。土壤环境作为城市树木的生长环境,其健康状况直接影响到城市树木的生长状况,而土壤微生物作为土壤生态系统中重要的生物群落,在土壤环境中充当养分和储存的作用,与城市树木共同维系城市生态功能。在土壤微生物中,土壤表层的土壤细菌与真菌群落能对环境变化迅速反应,因此可作为测定城市化等环境变化对于土壤生态系统的指标。为探究土壤细菌和真菌群落沿城乡环境梯度的响应差异,沿北京市的城区-近郊-远郊梯度上共选取7个公园中的国槐林作为研究样地,挖取其根际土壤用于土壤微生物测定,进而探讨国槐根际土壤细菌与真菌群落在城市化影响下的群落组成与物种多样性的响应差异,并找出影响其分布的环境因子。结果表明:(1)土壤微生物的群落分布与组成会受到城市化的影响,具体表现为土壤细菌与真菌群落在城乡环境梯度上均存在显著差异。其中土壤细菌群落共检测出41大类,其中放线菌、γ变形菌、拟杆菌、粘球菌以及厚壁菌在城乡梯度上存在显著差异。而土壤真菌群落共检测出16大类,其中担子菌与罗泽真菌在城乡梯度上存在显著差异。(2)影响土壤微生物群落分布的环境因子包括土壤理化性质和气候因子两方面,其中土壤细菌群落分布的环境因子包括土壤pH、土壤有机碳、土壤全氮以及年均温,而影响土壤真菌群落分布的环境因子包括土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷以及年降水。(3)在城市化的影响区域中,近郊是受城市化影响程度最大的区域,其中土壤细菌群落在近郊区域的群落组成有一定重合度,而土壤真菌群落在整个城乡梯度上均可完全分开。(4)土壤细菌群落相比土壤真菌群落在城乡梯度上更容易受到环境因子的影响,其环境敏感度较高。

    • 黄土高原不同气候区刺槐林恢复年限对水、碳及植物多样性的影响

      2023, 43(23):9770-9783. DOI: 10.20103/j.stxb.202209252730

      摘要 (128) HTML (105) PDF 2.32 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析植被恢复对黄土高原人工林生态系统服务的影响,对黄土高原新一轮植被恢复和可持续发展有重要意义。通过文献搜索对已发表的92篇文献中的241组对照试验结果运用整合分析方法,以黄土高原不同气候区内不同恢复年限的刺槐林为代表,选取土壤水分、碳和植物多样性三个指标评价黄土高原刺槐林的生态系统服务变化。结果表明:与对照相比,种植刺槐林后整体上显著提高了土壤碳储量和植物多样性,相对增长率分别为81.30%和32.60%(P<0.05),而土壤储水量显著下降,相对变化率为-35.58%(P<0.05);半湿润地区土壤储水量相对变化率(-22.98%)(P<0.05)和植物多样性相对增长率(149.1%)(P<0.05)显著高于半干旱地区,土壤碳储量相对增长率(57.21%)(P<0.05)低于半干旱地区;刺槐林土壤储水量、碳储量和植物多样性的相对变化率随恢复年限增加依次为-27.57%、-41.80%、35.92%,16.84%、78.58%、156.27%和51.38%、26.37%、27.56%。

    • 土壤微食物网生物和土壤微生物对小星穗薹草生长和土壤养分的影响差异

      2023, 43(23):9784-9793. DOI: 10.20103/j.stxb.202210012797

      摘要 (86) HTML (159) PDF 3.53 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤微食物网生物是影响土壤养分循环的重要驱动因素,其对植物生长和土壤养分的影响大于广受关注的土壤微生物。通过土壤生物添加实验,对比分析了在土壤微食物网生物添加、土壤微生物添加和灭菌土壤三种处理条件下,湿生草本植物小星穗薹草的生物量、形态和生理性状以及土壤养分含量等指标,以探究土壤微食物网生物和土壤微生物对植物生长和土壤养分的差异性影响。结果表明,土壤微食物网生物对植物的促进作用显著大于土壤微生物的作用。土壤微食物网生物未改变植物的根系性状,而土壤微生物使植物的根系形态发生明显改变。不同土壤生物添加处理的土壤有效养分含量也存在显著差异。该研究证明了土壤微食物网生物更有利于植物生长。研究结果为深入认识土壤微食物网生物对植物生长和土壤养分周转的重要性、推动植物与土壤生物相互作用过程和影响机制研究提供了新视角和可靠数据。

    • 1982-2015年黄土高原植被变化特征及归因

      2023, 43(23):9794-9804. DOI: 10.20103/j.stxb.202210233017

      摘要 (202) HTML (174) PDF 9.28 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原植被对于黄河中下游泥沙量减少以及区域生态安全维持发挥着重要作用。气候变化和人类活动是驱动黄土高原植被覆盖度变化的两大因素,然而先前研究多基于统计方法建立植被覆盖度与气候变化的线性关系,忽略了植被覆盖度与气候变化之间复杂的非线性关系,限制了对黄土高原植被变化驱动机制的理解。基于1982-2015年黄土高原植被覆盖度(GIMMS NDVI)数据,以1999年退耕还林工程开始实施为界限,采用随机森林和残差阈值法等手段量化并分析了1982-2015年植被变化特征及气候变化和人类活动对植被变化的影响。结果表明:(1)1982-2015年黄土高原植被覆盖度整体上呈现增长趋势,1999年之后植被覆盖度增加的面积大于1999年之前, 1999年以前显著增长的区域只占总面积的54.68%,1999年以后显著增长的区域面积占比增长至85.11%;(2)在考虑时滞效应的基础上,1982-1998年黄土高原超过80%的区域的逐月温度、降水、日照时数与植被覆盖度存在显著的正相关关系,表明1999年以前植被覆盖度变化主要与气候变化有关。随机森林算法能较好地模拟植被覆盖度与气候因子之间的关系,99.71%的区域拟合的决定系数R2达到0.5以上;(3)2000-2015年,气候因素和人类活动对植被覆盖度的影响具有空间异质性。人类活动对植被覆盖度产生积极影响的面积增加了55.94%,气候消极影响的面积减少了42.58%,气候积极影响的面积减少了12.86%。研究提出的量化气候变化与人类活动对植被覆盖度影响的方法能够更好的区分黄土高原植被覆盖度变化的驱动因素,为黄土高原生态建设以及黄河流域的生态安全和高质量发展提供数据支撑。

    • 亚热带森林根系和菌根真菌调控凋落叶分解和主场效应

      2023, 43(23):9805-9813. DOI: 10.20103/j.stxb.202210192964

      摘要 (155) HTML (111) PDF 2.07 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系向凋落物层生长是森林生态系统中存在的普遍现象,研究根系和菌根真菌如何调控凋落物分解对理解森林生态系统的养分循环具有重要意义。通过在亚热带楠木(丛枝菌根树种)和格氏栲(外生菌根树种)人工林中进行了2年的凋落物互换和菌根排除实验,研究根系及其共生菌根真菌如何影响森林凋落物的分解速率和主场效应。结果发现:经过720 d的分解,在楠木人工林中,根系的存在促使楠木和格氏栲凋落物的分解速度分别提高了29%和47%,而在格氏栲人工林中,根系存在对格氏栲凋落物分解无显著影响,但增加了楠木凋落物的分解速率。此外,楠木人工林中,有根和无根处理下凋落物分解均无主场效应,而格氏栲人工林凋落物仅在根系存在的情况下显示出负的主场效应。进一步发现格氏栲凋落物的负主场效应归因于楠木人工林凋落物层更大的腐生真菌丰度和更强的磷降解酶活性。结果表明,在亚热带不同菌根类型树种中,菌根真菌与腐生真菌的相互作用(拮抗或促进),很有可能通过影响磷降解酶的活性,进而影响凋落物的分解率和主场效应。

    • 岷江源区两种优势针叶树当年生小枝性状与生物量分配随海拔的分异规律

      2023, 43(23):9814-9826. DOI: 10.20103/j.stxb.202210283066

      摘要 (100) HTML (75) PDF 5.95 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:当年生小枝具有较少的次生组织,同时是植物分支系统中最具活力的部分,木本植物当年生小枝性状与生物量分配的海拔变化是理解物种对不同生境适应策略的重要内容。通过分析青藏高原东缘岷江源区两种优势亚高山针叶乔木(紫果云杉和岷江冷杉)当年生小枝性状(茎长、茎粗、比茎长)与不同部位器官(茎、叶)的生物量随天然生境的海拔(3500-3550 m、3650-3700 m和3800-3850 m)变化,尝试揭示两物种当年生小枝在不同海拔下的生物量权衡及其生长策略。结果表明:(1)不同海拔下茎生物量种间差异大于种内差异,3650-3700 m处的茎生物量变异最大(128.4%)。(2)云杉的茎生物量、总叶生物量与海拔间存在显著的负相关关系(P<0.05),比茎长与海拔呈显著正相关(P<0.05);冷杉的总叶生物量与海拔间为显著负相关关系(P<0.05)。(3)随着海拔的升高,云杉茎生物量分配比逐渐从33.0%降低到27.0%;而冷杉的茎生物量分配比则从23.0%渐增至28.0%。(4)3500-3550 m和3650-3700 m两处的云杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗呈异速生长关系;3500-3550 m、3650-3700 m和3800-3850 m三处的冷杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗一直呈现异速生长关系。两种针叶树的茎生物量分配比及相关性状随海拔的变化差异表明冷杉更适应高海拔的胁迫环境。

    • 宁德三都澳海岛马尾松林群落特征及物种多样性

      2023, 43(23):9827-9843. DOI: 10.20103/j.stxb.202211153300

      摘要 (105) HTML (126) PDF 2.56 M (371) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岛人工林建设有利于减弱和消除海岛生态脆弱性,但目前单一的人工林群落结构存在较多的缺点,选用的植被也存在不适应海岛环境的问题。通过样方法对宁德三都澳6个海岛的马尾松(Pinus massoniana)半自然林的植被类型、物种组成、植物功能性状、物种多样性进行分析,并利用冗余分析法分析物种多样性与环境因子的相关性,旨在了解其演替状况,群落结构特征和物种组成,及其物种多样性与环境因子的相关关系,丰富当地植被基础资料,同时为海岛人工林建设、植被修复选择及当地马尾松林的合理经营和管理提供理论基础。结果表明:(1) 40个样方共记录维管束植物86科168属255种(含5变种),在生活型谱上,以乔木(37.25%)和灌木(30.20%)植物种类最多,高位芽植物(83.92%)占比显著,对光耐受性以中性植物(69.02%)为主。(2) 通过组平均聚类法将研究区植被划分为5类群系33类群丛,分属于常绿针阔混交林和常绿针叶林2种植被型。(3) 常绿针阔混交林的多样性指数显著(P<0.05)高于常绿针叶林,但受林分郁闭度的影响,马尾松+杨桐(Adinandra millettii)林灌木层多样性指数明显偏低。(4) 灌木层是马尾松林中的绝对优势层片,多样性指数(除Pielou指数外)均显著(P<0.05)高于乔木层和草本层。草本层受芒萁化感作用的影响,多样性指数明显偏低。(5) 冗余分析法(RDA)分析结果表明,土壤pH和速效钾显著(P<0.05)影响群落的物种多样性指数,两者对物种多样性的总解释量为27.6%。(6) 灌木层鹅掌柴重要值与群落郁闭度之间存在显著(P<0.05)的二次函数关系。

    • 1990-2020年三江源水源涵养能力时空变化及影响因素

      2023, 43(23):9844-9855. DOI: 10.20103/j.stxb.202212093547

      摘要 (198) HTML (173) PDF 6.96 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:三江源是我国重要的水源涵养功能区,也是我国乃至东南亚地区的生态屏障,具有重要的生态战略地位。揭示三江源水源涵养能力的空间分布、变化趋势及影响因素,对于推进生态保护与修复工程,提高区域水资源供给能力和维持生态系统健康稳定具有重要意义。基于InVEST模型,定量分析了三江源区水源涵养能力的时空变化及影响因素。结果表明:草地生态系统为三江源水源涵养功能主体,年平均水源涵养量为120.04亿m3。1990-2020年三江源水源涵养量呈显著上升趋势,变化速率为1.80亿m3/a(P<0.05),年平均水源涵养量为163.84亿m3。生态治理前(1990-2005年)水源涵养量增长速率高于生态治理后(2005-2020年)。三江源区水源涵养能力空间分布上表现出东南高、西北低的特点,显著增长面积为22.07万km2,占全区总面积的60.79%。生态治理前,降水量增加、实际蒸散量增加和实际蒸散比降低等气候变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素;生态治理后,林、草地面积增加等土地利用/覆被变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素。

    • 寒温带针叶林优势树种倒木分解真菌群落多样性及功能差异

      2023, 43(23):9856-9866. DOI: 10.20103/j.stxb.202212203624

      摘要 (88) HTML (81) PDF 2.34 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示寒温带针叶林不同树种倒木分解中真菌群落的分布格局,探讨影响倒木真菌群落分布的养分驱动因子。采用Illumina MiSeq高通量测序技术和R语言等分析方法对微生物多样性数据进行信息挖掘,解析白桦(Betula platyphylla Suk.)、兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen)、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica Litv.)倒木分解初期真菌群落的多样性及功能差异。研究发现,寒温带针叶林中白桦、樟子松倒木优势菌群为Basidiomycota(担子菌门)、Trichaptum(附毛菌属),兴安落叶松倒木优势菌群为Ascomycota(子囊菌门)、Acidea菌属。多样性分析表明,不同树种倒木真菌群落的Alpha多样性由高到低依次为兴安落叶松、白桦、樟子松,树种的差异极显著的改变了操作分类单元(OTU)、属水平上倒木真菌群落的Beta多样性。菌群生态分析表明,腐生型是3种倒木上优势真菌的主要生态类型,木质腐生为白桦、樟子松倒木上真菌的主要生活方式,土壤腐生为兴安落叶松真菌类群的主要生活方式。养分关联分析表明,pH、全碳(TC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)、半纤维素、木质素等养分指标在3种倒木间存在显著性差异,其中含水率(MC)、TC、TN、纤维素、半纤维素是影响倒木优势真菌群落分布的主要养分因素。不同树种对倒木真菌群落的富集具有差异性,这种差异带来的微生物多样性及功能变化对寒温带森林生态系统的物质循环具有重要的科学意义。

    • 土壤增温和秸秆还田对土壤养分和胞外酶活性的影响

      2023, 43(23):9867-9876. DOI: 10.20103/j.stxb.202211193352

      摘要 (122) HTML (175) PDF 1.53 M (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变暖和秸秆还田是影响农田生态系统碳氮循环和土壤养分周转的重要因子,然而两者的交互作用尚缺乏系统研究。通过大田模拟试验,设置土壤正常温度+秸秆不还田、土壤正常温度+秸秆还田、土壤增温+秸秆不还田和土壤增温+秸秆还田四个处理,探讨土壤增温与秸秆还田对土壤养分循环及胞外酶活性的影响。结果显示,土壤增温使硝态氮含量、土壤可溶性有机碳含量和氧化酶活性分别增加了40.4%,25.8%和6.0%,但也使土壤水分、铵态氮含量与土壤微生物量碳分别损失了10.6%,33.4%和29.9%。秸秆还田则使土壤含水量、全氮、铵态氮、有效磷与可溶性有机碳的含量分别增加了7.5%,7.2%,44.1%,32.3%和18.4%,同时也使土壤碳氮磷循环酶的活性分别增加了46.2%,22.9%和20.6%。因此研究表明,土壤增温提高了氧化酶的活性,加速了土壤碳的转化,也使土壤氮矿化与硝化反应速率提高。秸秆还田通过增加外源有机物质,丰富了土壤的碳、氮源,使土壤养分含量提高,一定程度上弥补了增温带来的养分损失。

    • 土壤碳库积累与分配对热带森林恢复的响应

      2023, 43(23):9877-9890. DOI: 10.20103/j.stxb.202211213370

      摘要 (99) HTML (89) PDF 4.19 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明土壤有机碳沉积对热带森林恢复的响应过程与机理,选取西双版纳处于不同恢复阶段的热带森林类型(前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落、后期的高檐蒲桃群落)为研究对象,探讨土壤有机碳库各组分积累与分配(微生物量碳储量/总有机碳储量、易氧化有机碳储量/总有机碳储量、惰性有机碳储量/总有机碳储量)的时空变化规律,分析乔木与林下物种的丰富度和多样性、土壤温湿度、容重、pH及氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)对土壤有机碳库组分积累与分配的影响。结果表明:(1)热带森林恢复显著促进土壤碳库各组分的蓄积(P<0.05),相较于恢复前期,恢复中后期土壤总有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳储量增幅达9.25%-50.84%;恢复促进了土壤微生物量碳和易氧化有机碳的分配(8.98%-25.36%)(P<0.05),但对惰性有机碳分配无显著影响;(2)不同恢复阶段热带森林土壤碳组分积累与分配的时空变化存在一定的差异。其中上述4种碳组分积累最大值均出现在6月、垂直变化均沿土层递减;土壤易氧化有机碳和微生物量碳分配最大值出现在6月、惰性有机碳分配则在12月最大,易氧化有机碳和微生物量碳分配沿土层递减、惰性有机碳分配无显著垂直变化;(3)土壤微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳的储量在土壤碳库储量的分配占比分别维持在2.40%-5.00%、18.22%-39.34%、18.50%-26.55%,土壤有机碳组分对总有机碳储量变化的解释率表现为:微生物量碳(83.71%)>惰性有机碳(82.17%)>易氧化有机碳(78.54%);(4)相较于恢复初期,恢复后期乔木与林下物种丰富度和Shannon多样性提升了42.78%-490.82%,氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)含量仅提升了12.73%-25.51%;(5)冗余分析表明,林下物种丰富度、温湿度、水解氮是影响土壤有机碳组分积累的主要驱动因子,而乔木香农多样性、湿度、容重则是影响土壤有机碳库组分分配的主控因子。因此,西双版纳热带森林恢复进程显著促进了土壤有机碳库组分积累与分配,影响程度取决于样地林下物种丰富度、乔木香农多样性、土壤温湿度、容重与水解氮的状况。

    • 祁连山排露沟流域青海云杉天然更新与土壤水热的关系

      2023, 43(23):9891-9899. DOI: 10.20103/j.stxb.202209132611

      摘要 (79) HTML (74) PDF 1.11 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:青海云杉是祁连山区森林生态系统的建群种,其天然更新对维持祁连山森林生态系统功能具有重要意义。以祁连山排露沟流域青海云杉林天然更新为研究对象,于2021年6-9月测定海拔2700-3300m的0-40cm土层土壤温度和水分数据,并于7月中旬对样地天然更新进行每木检尺,将天然更新划分为幼苗(第一龄级)阶段和幼树(第二龄级)阶段,通过方差分析探究不同海拔更新苗胸径、株高的差异,再进一步建立回归模型拟合更新苗胸径、株高与各层土壤水热的关系,探讨更新苗胸径、株高对土壤水热的响应。结果表明:(1)更新苗胸径、株高随海拔升高而降低,海拔2700m幼苗胸径与3300m幼苗胸径存在显著性差异(P<0.05),海拔2700m、2800m幼苗、幼树株高与3300m幼苗、幼树株高存在显著性差异(P<0.05),幼树胸径在各海拔均不存在显著性差异,表明更新苗胸径对海拔的敏感性要低于更新苗株高。(2)更新苗胸径、株高与土壤温度呈正相关,与土壤水分呈负相关,幼苗胸径与20cm土壤温度和土壤水分的相关系数最大,幼树胸径与40cm土壤温度和土壤水分相关系数最大,幼树株高与40cm土壤温度及20cm土壤水分相关系数最大。(3)回归模型显示幼苗胸径和株高对土壤水热的利用模式相同,而幼树胸径和株高对土壤水热的利用模式存在差异。(4)青海云杉天然更新随着龄级的增加,影响生长的主要因素由土壤温度逐渐变为土壤水分,更新苗胸径对土壤水热的响应也随着龄级的增加在逐渐减弱。

    • 轮作模式对冬小麦土壤氨氧化微生物群落多样性和组成的影响

      2023, 43(23):9900-9911. DOI: 10.20103/j.stxb.202206241801

      摘要 (91) HTML (72) PDF 2.69 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:农田温室气体减排已成为农业绿色发展的重要内容,驱动温室气体氧化亚氮(N2O)产生的氨氧化微生物受到了研究者们的广泛关注。为探究轮作模式对土壤氨氧化微生物群落的影响,基于田间定位试验,研究了夏红小豆-冬小麦、夏绿豆-冬小麦、夏花生-冬小麦、夏大豆-冬小麦和夏玉米-冬小麦5种轮作模式中冬小麦根际和非根际土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落组成和多样性变化特征。结果表明:与夏玉米-冬小麦模式相比,豆禾轮作模式增加了根际土中有机碳和硝态氮含量,以及非根际土中全氮和铵态氮含量。豆禾轮作模式降低了非根际土壤中AOA群落的ACE指数和Chao1指数,并显著降低根际土中AOB群落的ACE指数和Chao1指数(P<0.05)。豆禾轮作显著增加AOA群落中泉古菌门(Crenarchaeota)和AOB群落中变形菌门(Proteobacteria)某些类群的相对丰度(P<0.05)。根际土中豆禾轮作模式与麦玉模式的AOA群落结构发生明显分离,而非根际土中豆禾轮作模式与麦玉模式的AOB群落发生分离(P<0.05)。研究结果表明:豆禾轮作种植改变了AOA和AOB的群落结构和多样性,土壤pH值和速效氮含量是驱动AOA和AOB群落结构变化的重要因子,且根际与非根际土壤中氨氧化微生物存在生态位分离。

    • 科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌共现网络及其与土壤因子的关系

      2023, 43(23):9912-9924. DOI: 10.20103/j.stxb.202206231784

      摘要 (103) HTML (99) PDF 9.42 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林土壤真菌间相互作用,以不同林龄(中龄、近熟和成熟)、不同土层(0-10和10-20 cm)樟子松人工林土壤为研究对象,以未造林地为对照样地,采用分子生态网络分析法,基于随机矩阵理比较分析樟子松人工林土壤真菌网络特征及其影响因素。研究结果表明:(1)中龄林到近熟林阶段,科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌网络平均连通度增大,平均路径长减小,网络愈加复杂,而近熟林到成熟林阶段则相反,网络愈加简单;不同土层间,10-20 cm土层土壤真菌平均路径长度小于0-10 cm土层,平均连通度和聚类系数大于0-10 cm土层,10-20 cm较0-10 cm土壤真菌间相互联系更为密切;与樟子松人工林相比,未造林地土壤真菌网络中的平均连通度略低于近熟林,平均路径长低于樟子松人工林,未造林地土壤真菌群落更不稳定。(2)中龄、近熟和成熟樟子松人工林土壤真菌关键菌种分别为Guehomyces sp.、Oidiodendron sp.和Pseudeurotium sp.,未造林地关键菌种为Alphamyces sp.。在0-10 cm土层樟子松人工林和未造林地土壤关键菌种为红菇属真菌(Russula sp.),在10-20 cm土层土壤关键菌种为Guehomyces sp.。(3)樟子松人工林土壤真菌网络组成与土壤含水量显著相关,土壤全氮与土壤真菌网络呈显著负相关(P<0.05),土壤pH值和速效磷与土壤真菌网络呈显著正相关(P<0.05)。在樟子松人工林中,近熟林土壤真菌群落更复杂;随土壤深度增加,土壤真菌群落联系愈加紧密;种植樟子松后土壤真菌群落更复杂。土壤真菌关键菌种组成在不同林龄和土层间均存在差异,土壤真菌网络组成受土壤含水量影响,中介中心性前50的操作分类单元(OTU)主要受土壤全氮、pH和速效磷等理化性质影响。研究结果有助于深入理解科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌群落结构,并为科尔沁沙地樟子松人工林可持续经营提供理论依据和科技支撑。

    • 土地退化零增长评估——以蒙古高原为例

      2023, 43(23):9925-9937. DOI: 10.20103/j.stxb.202212223645

      摘要 (127) HTML (260) PDF 4.42 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于全球气候变化以及人类活动对生态系统的影响加剧,干旱半干旱区的土地退化愈发严重。为了防止土地退化,联合国防治荒漠化公约(UNCCD)提出了土地退化零增长(LDN)的目标。首先介绍LDN的概念与评估方法,接下来以蒙古高原为例,采用土地覆盖、土地生产力和土壤有机碳3个核心指标,评估2001-2020年蒙古高原LDN目标的实现情况。研究结果表明,相对于基线期(2001-2010年)的生态系统状态,评估期内(2011-2020年)新增恢复区域的面积(10.83×104km2)大于新增退化区域的面积(7.77×104km2),蒙古高原在2020年已实现土地退化零增长目标。两个十年中,恢复面积比退化面积分别超出6.87×105km2(2001-2010年)和9.44×105km2(2011-2020)。但是现有的LDN评估方法存在指标和方法不完善以及数据源不确定等问题,未来研究需进一步优化和发展评估指标与方法。此外,目前以LDN为概念框架的实证性研究还比较少,区域评估有助于评判区域土地退化状况和识别关键区域,从而制订空间明晰的生态恢复策略。

    • 权衡生态保护与经济发展的土地利用多情景模拟

      2023, 43(23):9938-9951. DOI: 10.20103/j.stxb.202205161375

      摘要 (147) HTML (86) PDF 15.16 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:从土地利用视角切入,首先对龙门山过渡带的生态服务功能重要性与生态脆弱性进行了综合评价,采用自然断点法将生态服务功能重要性与脆弱性计算值进行分级,以此为基础结合研究区现状已划定生态保护区,划分生态综合评价等级为Ⅴ级的区域为规划约束情景下土地利用限制转换区,划分生态综合评价等级为Ⅳ级、Ⅴ级的区域为生态保护情景下土地利用限制转换区。设置自然发展情景研究区土地利用规律保持2010-2015年不变,规划约束情景在自然发展情景基础上将耕地、林地与水域、草地向建设用地转化的概率分别降低30%、20%与10%,生态保护情景在自然发展情景基础上将耕地向建设用地转化概率降低30%并补充于耕地向林地转化之上,将林地、草地向建设用地转化的概率降低50%。基于多情景土地利用模拟结果,提取待权衡用地斑块,划定生态综合评价结果Ⅴ级、坡度25°、地方林线海拔3500m为判定阈值,结合现状地类、主体功能区划定等因素进行多重逻辑判定,将多情景模拟结果进行集成,权衡判定后的集成方案既能很好地保护生态环境,又能较好兼顾研究区经济发展。

    • 沿海防护林体系建设工程区生态系统服务权衡/协同及驱动力

      2023, 43(23):9952-9966. DOI: 10.20103/j.stxb.202211123265

      摘要 (110) HTML (85) PDF 9.56 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究沿海地区的生态系统服务、权衡协同关系及其驱动机制是区域自然资源科学管理及生态合理规划的基础,对有效提升地区生态、经济、社会效益和人类福祉具有重要理论意义。以海防林工程区为研究区,多角度探究区域内固碳、土壤保持、产水量的生态系统服务、关系特征、驱动机制,从而为沿海地区制定合理生态建设规划提供参考。研究结果表明:(1)沿海防护林体系建设工程区在2000-2020年期间生态系统服务水平整体提升,生态建设效果第二期最佳。(2)2000-2020年区域内各生态系统服务间以协同关系为主,土壤保持和产水量协同显著。(3)建设分区、建设分亚区生态系统服务间关系尺度效应主要存在于土壤保持和产水量。(4)权衡协同关系北方主要受气象因子影响,南方受植被、地形地貌因子影响,人类活动对权衡协同关系的影响以负效应为主,驱动因子存在空间异质性。

    • 呼包鄂榆城市群生态系统服务价值驱动因素及其交互效应

      2023, 43(23):9967-9980. DOI: 10.20103/j.stxb.202207222100

      摘要 (124) HTML (138) PDF 10.45 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:增强呼包鄂榆城市群生态系统服务功能,对于推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于研究区1990-2020年土地利用类型评价了生态系统服务价值(ESV),耦合随机森林模型与沙普利加性解释(SHAP)方法分析ESV驱动因素的重要程度、变化响应特征及其交互效应,采用偏最小二乘路径模型识别驱动因素的交互路径。结果表明:(1)研究期内耕地、草地和水域面积整体呈先增后减趋势,建设用地面积持续增加;ESV呈先减后增趋势且总体增加了62.28亿元,ESV的增长主要是林地向耕地和草地扩张的结果。(2)最主要的ESV驱动因素为土地利用类型,其贡献度达到61.24%,其次是地形和气象,贡献度分别为17.59%和17.05%,社会经济的贡献度最低,仅为1.73%;ESV对驱动因素的响应呈非线性变化特征。(3)水域比例是最重要的交互项,交互作用在因素处于不同范围内表现出不同的交互效应。土地利用直接影响ESV,而地形、气象、土壤和社会经济因素主要通过影响土地利用进而间接影响ESV,社会经济因素对ESV的直接和间接影响分别是负和正效应。研究建议通过完善城市群国土空间规划,重点加强草地、林地和水域等生态空间保护并协调好与城镇建设、矿产资源开发的关系,以提升生态系统服务功能为导向实施区域生态系统多因素协同管控。

    • 生态安全格局构建及景观生态风险预测——以赛罕乌拉国家级自然保护区为例

      2023, 43(23):9981-9993. DOI: 10.20103/j.stxb.202211213360

      摘要 (170) HTML (91) PDF 2.79 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然保护区生态风险评价与预测对区域自然资源保护及规划管理具有重要意义。研究以赛罕乌拉国家级自然保护区为例,利用2000、2010、2020年三期土地利用数据,基于景观生态风险指数(ERI)评价研究区景观生态风险,结合最小累积阻力模型(MCR)构建生态安全格局,并借助斑块生成土地利用变化模拟模型(PLUS)模拟2030-2050年土地利用及景观生态风险演变状况,对研究区的风险管控与格局优化提出相应策略与措施。结果表明:(1)研究区景观生态风险呈北低南高的空间分布特征,以较低风险区为主,2000-2020年景观生态风险整体呈先下降后上升趋势; (2)重要生态功能"点"——56处生态源地、49个生态节点,"轴"——144条生态廊道,"面"——生态保育区、生态过渡区、合理利用区等3个生态功能区,共同构成了研究区的生态安全格局;(3)2030-2050年研究区主要以较低风险区为主,呈现北低南高的空间分布特征。从时空演变上看,2020-2050年赛罕乌拉国家级自然保护区景观生态风险呈下降趋势。研究成果可为自然保护区生态保护与治理提供决策参考。

    • >学术信息与动态
    • 基于文献计量的草地生态补偿效益与影响因素研究进展

      2023, 43(23):9994-10005. DOI: 10.20103/j.stxb.202211223380

      摘要 (116) HTML (73) PDF 1.95 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:草地生态补偿致力于保护草地生态系统服务数量和质量,同时提高畜牧业的经济可行性,是实现草地生态系统可持续管理的重要政策之一。梳理世界范围内草地生态补偿研究,综述生态补偿是否解决草地生态系统已有问题以及归纳其影响因素,对探寻未来草地生态补偿的发展方向具有重要意义。以草地生态补偿为主题,利用Web of Science数据库收集了2007年至2022年共69个案例,已有研究以公共产品、生态系统服务价值和社会生态系统3个理论为基础,重点关注草地补偿的生态效益、社会经济效益和影响因素,发文量占比分别为34.78%、17.39%、43.48%。主要结果如下:草地生态补偿的生态效益以恢复草地面积与质量、保护物种多样性和提升草地多种生态系统服务为主;社会经济效益重点包括增加牧户经济收入和改善以传统畜牧业为主的生计结构;影响因素以牧民主观认知、牧户客观条件、牧区生态环境、社会政策背景及补偿支付方式为主。建议未来草地生态补偿研究可从不同类型生态系统服务效益间的权衡、牧民为重要利益相关者行为的影响、生态目标和牧民需求导向的支付方式多样性3个方面重点探索。

    • 凋落物硫初始含量特征及其影响因素整合分析

      2023, 43(23):10006-10012. DOI: 10.20103/j.stxb.202211283434

      摘要 (97) HTML (228) PDF 1.98 M (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:硫(S)是植物生长发育不可或缺的营养元素之一,且在凋落物分解过程中起着重要作用,但凋落物硫的初始含量(新鲜凋落物S含量)特征仍不清楚。基于收集自83篇公开发表文献的310个观测值,整合分析了凋落物硫的初始含量特征,同时评估了菌根类型(丛枝菌根、外生菌根与两者都有,即同时含有丛枝菌根和外生菌根)、系统分类(裸子植物与被子植物)、生活型(乔木、灌木与草本植物)、叶型(阔叶与针叶)、土壤性质及气候等因子对其的影响。结果表明:(1)不同类型凋落物初始硫含量差异显著,叶、枝、根、茎、果、树皮和倒木硫含量分别为:2.22 g/kg、0.801 g/kg、0.691 g/kg、1.57 g/kg、1.31 g/kg、0.468 g/kg和0.110 g/kg;(2)灌木植物叶凋落物初始硫含量低于草本植物和禾本植物,而外生菌根植物根凋落物的初始硫含量低于丛枝菌根和同时具有两种菌根的植物;(3)被子植物的叶、枝、根凋落物硫初始含量均高于裸子植物,阔叶树种的叶、枝、根凋落物初始硫含量显著高于针叶树种;(4)最湿月降水量、最暖月最高温以及年均温是枝凋落物初始硫含量的主要调控因子,而最冷月最低温、年均温、土壤总氮是根凋落物的主要驱动因子。研究结果为深入认识硫在凋落物分解及其伴随的物质循环过程中的作用提供了基础数据。

    • 城市绿地暴露与人群健康效应研究

      2023, 43(23):10013-10021. DOI: 10.20103/j.stxb.202211283429

      摘要 (248) HTML (187) PDF 1.88 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市绿地是城市绿色基础设施和基于自然解决方案的主要载体,为人群提供了多种生态系统服务,关注人群健康和绿地布局的城市绿地暴露研究已经成为城市生态学、城市可持续发展等学科的前沿热点。目前国内外城市绿地暴露与人群健康研究仍处在兴起的初步发展状态,缺乏有效和公认的研究范式。尝试通过暴露科学的视角,研究城市绿地暴露及其人群健康效应的研究的热点领域:(1)从城市人群的绿地暴露特征来看,绿地暴露研究与现有旨在预防和减少环境污染暴露风险的传统环境健康研究的视角有显著不同,其目标是充分理解人群的绿地暴露特征及其产生健康效应的机制,鼓励和提高人群与绿地的有效和有益接触,服务于城市绿地和健康社区营造的科学规划和决策。(2)从城市绿地暴露的量化表征来看,现有的多种绿地暴露评价指标包括绿地可得性、绿地可及性和绿地可视性等多是表征了绿地的供给状况,并非直接的绿地暴露过程描述,未来可以结合城市人群的绿地暴露时空动态模式,参照总暴露数学方程来综合量化不同途径、访问周期、暴露时长等因素。(3)从城市绿地暴露的人群健康效应机制来看,现有绿地暴露的健康效应机制研究获得的通用理论性成果还不多,面临的挑战主要是:不同绿地健康效应研究采用的暴露特征指标不同,绿地暴露特征影响人群健康存在显著的尺度性,以及缺乏统一的绿地暴露健康效应调查方法。绿地在城市规划和建设中的作用尤其突出,但绿地的人群健康促进功能在我国城市规划和建设中还鲜有应用,作为城市生态学与环境风险、公共健康以及可持续发展的交叉前沿领域,相关成果将为指导健康导向的可持续城市/社区规划与建设提供直接的科学依据与理论支撑。

    • >封底
    • 封底

      2023, 43(23):20022-20022.

      摘要 (48) HTML (0) PDF 1.26 M (217) 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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