• 2024年第44卷第5期文章目次
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      2024, 44(5):0-0.

      摘要 (116) HTML (0) PDF 16.01 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >研究论文
    • 基于生态系统服务供需平衡的粤港澳大湾区生态安全格局构建

      2024, 44(5):1765-1779. DOI: 10.20103/j.stxb.202305221071

      摘要 (360) HTML (94) PDF 15.09 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建生态安全格局是控制城市蔓延、实现区域生态安全和促进社会可持续发展的重要途经。维持生态系统服务供需平衡是生态安全健康发展的保障和关键。现有相关研究在生态源地的识别过程中缺乏对生态系统服务供需平衡,以及生态系统服务的人类活动效应的考量。因此,如何顾及生态系统服务供需平衡和人类活动识别生态源地,是构建区域生态安全格局需要解决的重要问题。以粤港澳大湾区为研究对象,基于生态系统服务供需平衡识别初始生态源地,并根据生态系统服务随土地开发程度的梯度效应进一步确定最终生态源地,而后结合生态廊道、生态战略点的识别,最终确定粤港澳大湾区生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态系统服务供需空间匹配程度较弱,表现为四周高供给-低需求,中部高需求-低供给的空间分布特征;(2)研究区生态系统服务综合供给具有随土地开发程度增加而呈显著下降的特征,且存在显著的突变点(阈值)。即在土地开发程度超过28.27%时的生态系统服务综合供给迅速下降;(3)研究区共有100块生态源地,总面积为7344.24km2,整体呈"东西部多-中部空"的外围环绕式分布结构;(4)研究区共有175条生态廊道,总长度为1568.48km,廊道整体呈环状分布特征;(5)研究区存在40处生态夹点和19处障碍点,这些点的分布主要受廊道的长度以及耕地和建设用地的分布的影响。上述关键生态要素共同构成了环绕粤港澳大湾区的环形生态屏障。

    • 长时间序列生态系统服务权衡与协同驱动因素——以芜湖市生态系统服务功能极重要区为例

      2024, 44(5):1780-1790. DOI: 10.20103/j.stxb.202304130759

      摘要 (246) HTML (99) PDF 5.62 M (296) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类对生态系统的管理和干预促使生态系统服务权衡向协同转化,有助于生态系统服务综合效益提升。但当前缺乏对长时间序列分析背景下生态系统服务权衡协同驱动因素及其非线性影响的理解与把握。以芜湖市"生态系统服务功能极重要区"为研究案例,考虑生境质量、碳固定和土壤保持三种关键生态系统服务,基于多源数据,运用逐像元趋势叠加分析法评估1990-2020年间研究区生态系统服务变化趋势及其权衡协同空间分布规律,采用随机森林模型探索该区域生态系统服务权衡协同形成的关键驱动因素及其非线性影响效应。研究结果表明:(1)31年间芜湖市域生境质量显著下降区域面积约为提升面积的两倍,存在进一步衰退的风险。同时,城市扩张导致市郊边缘地带碳固定、土壤保持显著下降。(2)研究区生态系统服务供给能力受权衡协同影响显著,受影响区域总面积占比达64.48%。受权衡影响区域与协同影响区域存在显著空间差异。(3)土地利用强度是管理生态系统服务权衡向协同转化的主导因素。土地利用强度对权衡协同的影响表现出非线性特征并且存在影响阈值。当强度等级介于弱与中且偏向弱强度时对不同服务协同增益具有积极作用。

    • 退耕区域生态系统服务作用关系尺度效应及分异机制——以安塞区为例

      2024, 44(5):1791-1807. DOI: 10.20103/j.stxb.202304280894

      摘要 (145) HTML (46) PDF 12.14 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评估了6项重要的生态系统服务,采用相关系数法、双变量空间自相关以及地理探测器揭示了不同空间尺度上生态系统服务作用关系的尺度效应及分异机制。研究结果显示:(1)退耕区域内,生态系统服务之间以协同关系为主,其中调节服务与支持服务的协同关系最强(|r|≥0.5),而权衡关系发生在文化服务与其他服务之间。从时间序列来看,调节服务与支持服务的作用关系较为稳定,在研究期间保持为协同关系,且协同度在退耕还林后有所提升;(2)生态系统服务作用关系的空间尺度效应主要表现在作用关系的方向变化与空间显著性的差异。在网格尺度中,生态系统服务之间的关系较为稳健,作用方向的变化主要发生在网格尺度与行政单元之间,且随研究尺度的加大,服务之间作用关系的空间显著性降低;(3)生态系统服务的权衡与协同是自然因子和社会因子共同作用的结果。退耕区人类活动干扰较小,自然因子的解释力(q均值0.1507)高于社会因子(q均值0.0148),且影响某类生态系统服务的关键因子对生态系统服务的作用关系起到重要作用。其中,土地利用程度和地形因子的共同作用是进行生态系统服务管理的主要关注点。

    • 青藏高原生态资产空间差异及其价值化潜力

      2024, 44(5):1808-1821. DOI: 10.20103/j.stxb.202211253411

      摘要 (137) HTML (63) PDF 7.55 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学合理地开发生态资产、促进其价值转化,是发展生态经济、推动生态文明建设的重要举措,对于促进生态敏感地区人与自然和谐共生、保障高质量可持续发展具有现实意义。以青藏高原为研究区,基于土地利用类型及其质量,从资源实物和生态服务两个类别开展生态资产评估和空间分布研究,融合生态产品供给-需求理论评价生态资产价值化潜力,进而解析生态资产及其价值化潜力的空间匹配关系,提出促进生态资产价值化的科学建议。结果表明:青藏高原生态资产类型多样,空间集聚特征明显,生态资产综合指数热点区主要分布在中部的羌塘、青南和川西藏东等地区,冷点区则分布在南部的山地灌丛及周边地区;生态服务类资产指数与生态资产综合指数呈现类似的空间分布格局,资源实物类资产指数的格局随地形地貌和气候气象的不同而有所差异;生态资产价值化潜力受到区位交通、资源禀赋、经济社会发展条件等多重因素影响,川西藏东、青东祁连的东部边缘地带价值化潜力更高、热点区更为集聚。基于生态资产禀赋及其价值化潜力划分为高资产-高潜力、高资产-低潜力、低资产-高潜力、低资产-低潜力四种分区类型,针对性提出了加大生态保护力度、合理开发生态资源、完善交通和服务设施、差异化开发生态产品等政策建议。

    • 县域耕地非农化、非粮化与乡村人口空心化的耦合协调关系——以长江经济带为例

      2024, 44(5):1822-1836. DOI: 10.20103/j.stxb.202304010643

      摘要 (103) HTML (57) PDF 9.36 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:耕地非农化、非粮化的不断扩大严重影响了我国的粮食安全,亟需研究其演变机制和管控措施。基于1990、2000、2010和2020年四期土地覆盖数据和农业劳动力数据,利用耦合协调度模型和探索性时空数据分析(ESTDA)方法,分析了长江经济带县域耕地非农化、非粮化和乡村人口空心化的时空演化特征及其耦合协调关系。结果表明:①非农化呈现东高西低的格局,且存在围绕中心城市高值集聚的态势。非粮化则大致呈现出西高东低的倾向,远离大城市的边远县域非粮化程度较高。研究期内非农化和非粮化呈整体加剧趋势,乡村人口空心化程度显著提升。②非农化、非粮化和乡村人口空心化之间呈现较强耦合作用,失调区域逐渐扩大。③非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度存在明显的空间集聚现象并逐渐增强。高值集聚区主要分布在上游地区且数量逐渐减少,低值集聚区分布相对分散。④非农化、非粮化和乡村人口空心化耦合协调度具有较强时空动态特征,但县域及其邻域协同变动的比例较高,表明具有较强的局域整合性。

    • 海峡两岸生态环境质量差异性评价及港口发展对其的影响

      2024, 44(5):1837-1853. DOI: 10.20103/j.stxb.202303110455

      摘要 (106) HTML (65) PDF 13.18 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:21世纪以来,中国城市化进程不断加快,大量人口涌入沿海地区,海峡两岸经贸活动也越来越频繁,导致脆弱的沿海地区面临较大的生态风险,因此动态监测并评价两岸生态质量对推动两岸城市生态文明建设及促进两岸和谐统一发展具有重要意义。利用谷歌地球引擎(GEE)平台调用2000-2022年Landsat及MODIS数据集,采用主成分分析法构建遥感生态指数的基础上,运用差值分析、空间自相关分析评价两岸生态环境质量的差异性,并在建立两岸主要港口多环缓冲区的基础上探讨港口规模及其周边城市建设对生态环境质量的影响。结果表明:(1)2000-2010年海峡两岸生态环境质量呈"西升东降"的特征,2010-2022年海峡两岸生态环境质量均呈波动上升趋势,新冠疫情期间呈先增后减的趋势,两岸生态环境质量差距逐渐缩小。(2)东岸生态环境质量优于西岸,生态环境质量优良等级区域主要分布在太姥山、玉山山脉等山地区域,较差等级区域主要分布在湖里区和晋江市等城市工业聚集区,2000-2010年生态环境质量等级显著退化的区域主要为东岸的山地区域,2010-2020年等级显著退化的区域主要为西岸的沿海区域。(3)两岸生态环境质量具有较强的空间自相关性,处于山地区域的城市呈高值聚集,西岸的厦漳泉、福州市和莆田市以及东岸近海岸城市呈低值聚集。(4)海峡两岸港口规模及其周边城市建设对生态环境质量的影响具有相似性,离港口距离越远,城市建设用地面积占比越小,生态环境质量越好,班轮运输阶段港口规模越大其周边生态环境质量也越差;直航运输阶段港口规模对生态环境质量的影响减弱并逐步改善。(5)受新冠疫情影响,港口周边生态环境质量稍有转好,且西岸港口规模较大的厦门港和福州港较东岸港口更注重生态建设。研究可为海峡两岸城市生态文明建设提供基础数据支撑,也为生态港口规划提供科学决策依据,同时为促进两岸和谐发展提供助力。

    • 长江流域生态退捕渔民生计脆弱性评价及生计风险预测

      2024, 44(5):1854-1867. DOI: 10.20103/j.stxb.202206041572

      摘要 (85) HTML (45) PDF 2.40 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:渔民作为长江十年禁渔的参与主体,其后续生计发展将直接决定此生态保护政策的实施成效。在重构非自愿生态移民生计脆弱性评价体系的基础上,结合长江流域重点禁渔水域典型退捕渔民的抽样数据,测度渔民生计脆弱性指数(LVI)并找出影响后续生计恢复的主要障碍因子,最后跨领域的引入支持向量回归(SVR)预测模型动态分析了不同区域渔户生计脆弱性的演变趋势。结果表明:(1)渔民弃船上岸后呈现出生计脆弱性的比例较高,但不同类型区域间存在明显差异,其中内湖保护区最高,干流非保护区次之而干流保护区最低;(2)敏感性维度在诱发渔民生计脆弱性上起着主导作用,即个体禀赋比安置区条件更为重要,特别是成员年龄大但无基本社保兜底,受教育程度低且"双转"难的渔民家庭更易陷入生计困境;(3)自然和金融资本是推动渔民生计恢复的主要生计资本,而阻碍渔民生计脆弱性降低的共性因子主要有上岸后的收支失衡,社会支持不足及过分依赖原有生计方式等,同时各区域在脆弱性各维度上还有特殊的障碍因子;(4)推动安置区经济社会发展和家庭转产增收后,并不一定能确保缓解未来五年中的渔户生计脆弱性程度,上岸后完成社会融入并有效降低生产生活成本也至关重要,而干流保护区则还需加强人力资本建设,否则后续将面临极高的返贫风险;(5)长江临近区域的同类渔民生计脆弱性现状、面临的生计风险、后续生计恢复的进程具有一定的相似性和规律性,生计监测和帮扶政策可进行协同统筹。

    • 稳定性视角下黄土高原生态系统与生计系统的冲突与耦合——以陕西省佳县为例

      2024, 44(5):1868-1880. DOI: 10.20103/j.stxb.202304280898

      摘要 (98) HTML (106) PDF 4.63 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原地区是我国生态脆弱和深度贫困的高度耦合区,长期面临生态治理和生计保障的双重压力,如何协调乡村生态系统与农户生计系统之间的平衡成为区域人地系统稳定和可持续发展的关键。基于稳定性概念内涵,以黄土高原佳县为例,采用地理空间数据和问卷调查数据,定量评价生态系统和生计系统现状,利用耦合协调度和相对发展度模型,梳理两个系统之间的相互作用关系并划分冲突与耦合类型区,在此基础上分析冲突关系的成因并提出分类治理建议,以期为区域人地矛盾缓解和可持续治理提供参考。结果表明:(1)佳县生态系统稳定性整体较高,但空间分异特征明显。县域生态稳定性格局呈"北部低值成片,南部低值分散"的特征,以道路交通用地和建设用地为表征的人为因素对生态稳定性的影响显著;(2)佳县生计系统稳定性整体处于中等级,农户生计方式已趋于多元,但生计资本仍较为匮乏。多样化的生计在一定程度上能够弥补生计资本的欠缺,而地理区位和自然条件对生计系统稳定性的维持作用仍不容忽视;(3)佳县生态系统与生计系统的相互关系以冲突为主,中度冲突、轻度冲突、濒临冲突和勉强平衡四种类型同时存在,勉强平衡区属于生态系统和生计系统稳定性双低的假性平衡,人地矛盾较为尖锐的冲突型区域内村庄多为生计滞后型,人地冲突的主要成因在于生态治理对生计空间的剥夺。建议通过结合决策者自上而下的管理和行为者自下而上的提升措施来逐步化解县域人地矛盾,实现生态-生计系统内部协调稳定。

    • 互花米草防治和麋鹿保护的系统耦合作用——基于自然的解决方案

      2024, 44(5):1881-1891. DOI: 10.20103/j.stxb.202304270880

      摘要 (139) HTML (54) PDF 2.89 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:互花米草(Spartina alterniflora)是典型的外来入侵物种,因其繁殖力和适应力强难以防治,直接威胁我国滨海滩涂湿地生物多样性,改变了该生态系统的结构和功能;麋鹿(Elaphurus davidianus)是我国I级保护动物,是野生动物迁地保护和回归自然的典范,但仍面临野生种群稳定性低、与保护区环境承载力矛盾尖锐的问题。麋鹿喜食互花米草,其牧食行为可有效调控互花米草的时空分布格局,提升滨海滩涂湿地生态系统功能和稳定性,并为其自身野化回归提供良好的环境。目前针对互花米草防治和麋鹿保护的研究较多,但少有二者耦合作用的探讨。尝试借助草地农业系统理论阐释互花米草防治和麋鹿保护(互花米草&麋鹿)耦合发展的范式和潜在机制,即寻求基于自然的克服系统相悖的解决方案。以期打破珍稀物种保护和入侵物种防控各自为战的范式,探索二者耦合发展思路和陆海农业实践。同时,探讨了利用无人机等技术搭建滨海滩涂湿地互花米草&麋鹿耦合系统的空-天-地一体化监测、分析和管理体系。

    • 森林生态效益补偿优先级机制研究及应用——基于碳汇总量与变化量视角

      2024, 44(5):1892-1903. DOI: 10.20103/j.stxb.202303120461

      摘要 (135) HTML (78) PDF 12.55 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:森林生态效益补偿制度对于提高森林建设者积极性、促进森林生态效益提升具有重要意义。然而,我国森林生态效益补偿实践中依然存在仅以森林面积为补偿依据导致激励错位的问题。基于此,结合国家"双碳"目标,提出一种基于碳汇总量与变化量双向视角的综合森林生态效益补偿优先级机制,选取我国重要生态功能区秦巴山区为案例,分别从森林碳汇总量与变化量视角量化各区县生态补偿优先级,并构建二者结合的综合优先级模型,以促进在生态补偿实践中的资金分配公平性与激励性。研究发现,(1)在研究期内大多区县森林碳汇总量增长,但存在个别区县森林碳汇功能降低的现象,具体原因存在差异;(2)碳汇总量优先级与碳汇变化量优先级清单存在差异。总量优先级高的区县,变化量优先级较低,因此,生态补偿应综合考虑各区县森林碳汇在两个维度的表现;(3)综合优先级排名结果呈现"高值-中值-低值"的不同区间特征,该补偿机制在综合优先级高值区激励区县扩建森林、新增森林碳汇,在中值区激励区县保育森林,在低值区鼓励区县结合森林现状从扩建与保育两个方向提升森林碳汇功能。以森林碳汇保育与增汇成果为导向,有效探索碳汇功能在生态补偿中的实践价值,为我国区域森林生态效益补偿实践的公平性与科学性提供研究基础。

    • 7年穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳及生物量碳储量的影响

      2024, 44(5):1904-1917. DOI: 10.20103/j.stxb.202304120738

      摘要 (100) HTML (68) PDF 4.11 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化背景下不断加剧的干旱事件对树木的生长及碳积累产生显著影响。然而,树木光合固碳能力及生物量碳储量对相对长期干旱的连续响应机制的研究仍然有限。选择70年生的天然锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)林,探究长期模拟穿透雨减少对锐齿槲栎光合固碳潜力和生物量碳储量的影响。研究结果表明,连续7年的穿透雨减少处理显著降低了锐齿槲栎的光合固碳能力,其叶片净光合速率(A)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、最大光化学效率(Fv/Fm)均明显降低,且穿透雨减少处理增强了A与气孔导度(gs)、JmaxFv/Fm之间的相关性。在适应长期干旱过程中,锐齿槲栎通过增加比叶面积(SLA)、叶片栅栏组织与海绵组织的比值、气孔密度等叶片形态及结构特性变化,降低冠层叶面积(LAI)指数和蒸腾水分散失及提高水分利用效率(WUE)缓解和适应干旱胁迫的不利影响。但是,长期穿透雨减少仍然降低了锐齿槲栎的生物量碳储量。穿透雨减少处理7年后,叶生物量碳下降30.6%、茎生物量碳下降34.3%、地下生物量碳下降26.4%,总生物量碳下降32.8%。同时,地下/地上生物量碳比值显著提高,表明锐齿槲栎通过增加地下碳投入和生长适应干旱胁迫。在未来降雨格局变化下,锐齿槲栎生长及叶性状的适应性调整是该树种能够长期生存的重要策略。研究为评价全球气候干化背景下暖温带锐齿槲栎林光合固碳能力和碳储量的变化提供了科学依据。

    • 大兴安岭多年冻土区两种水体温室气体浓度动态与冬季储存特征

      2024, 44(5):1918-1927. DOI: 10.20103/j.stxb.202304280900

      摘要 (84) HTML (85) PDF 1.38 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:北方内陆水体是温室气体排放的热点,对量化区域碳收支起重要作用,但其排放的季节变化尚不清楚。观测了大兴安岭多年冻土区府库奇河及其改道形成的牛轭湖(演替晚期)冻结期冰层中储存的二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)浓度,并比较了两种水体中CO2和CH4浓度在三个不同时期(冻结期、非冻结期、春季融化)的差异。结果表明:两种水体CO2和CH4浓度季节变化存在差异。牛轭湖在冻结期水体中CO2和CH4浓度最高,有明显的冰下积累现象,其中CH4浓度平均值为(2.21±0.54) μmo/L,分别是非冻结期和春季融化期水体CH4浓度的5倍和14倍。河流水体中CO2和CH4浓度最高出现在春季融化期,显著高于非冻结期和冻结期(P<0.05)。水中CO2和CH4浓度受多种环境因子的影响,与可溶性有机碳(DOC)正相关(P<0.05),与溶解氧(DO)、水温为负相关(P<0.05)。冻结期冰层形成后,温室气体会以冰气泡的形式存储在冰层中,气泡的主要成分是CO2和CH4,其中CO2占90%以上。由于冰气泡中CO2和CH4浓度约为冰下水体浓度的1%-30%,忽略冰层中储存的温室气体将会增加北方水体碳排放的不确定性。研究明确了大兴安岭多年冻土区两种水体溶解性CO2和CH4的季节变化特征与冬季温室气体储存能力,为深入认知该区域水体碳循环过程提供重要数据支持。

    • 陆地生态系统土壤CO2排放对模拟增温的响应特征及影响因素

      2024, 44(5):1928-1939. DOI: 10.20103/j.stxb.202305070949

      摘要 (115) HTML (50) PDF 2.71 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO2排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO2排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO2排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO2排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO2排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO2排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9% (P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO2排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO2排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO2排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

    • 黄土高原次生林演替对团聚体有机碳含量及化学稳定性的影响

      2024, 44(5):1940-1950. DOI: 10.20103/j.stxb.202304240850

      摘要 (111) HTML (74) PDF 2.08 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳的积累机制和化学稳定性研究较少。为探明次生林演替对土壤团聚体有机碳含量及其化学组成稳定性的影响,选取黄土高原次生白桦林(演替初期),山杨辽东栎混交林(演替中期)和辽东栎林(演替后期)为研究对象,分析演替过程中不同粒径土壤团聚体有机碳含量变化特征。采用傅里叶红外光谱技术(FTRI)测定活性(AC)和非活性(IC)有机碳化学组成,以(IC/AC)作为有机碳化学组成稳定性指标,并分析其影响因素。结果表明:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳含量表现出逐渐增加的趋势且各群落间差异显著(P<0.05),以演替后期的中等粒径团聚体为最高(37.63 g/kg)。土壤团聚体AC中多糖体有机碳含量最高(55.87%),而IC中芳香族有机碳含量最高(94.45%),演替过程中IC与AC总体变化趋势均呈现先降后增。IC/AC随着演替的进行呈先降低后升高的趋势,其中演替后期微团聚体有机碳化学组成稳定性最强达到了3.95。微团聚体含量(WM)与土壤全氮、全磷、全钾一起,显著促进了团聚体有机碳化学组成稳定性(P<0.05)。综上,次生林演替有利于促进土壤团聚体有机碳的积累以及有机碳化学稳定,其中微团聚体起到了关键性作用。

    • 温带荒漠灌丛和藓类结皮对土壤养分的贡献

      2024, 44(5):1951-1961. DOI: 10.20103/j.stxb.202305080959

      摘要 (75) HTML (76) PDF 1.80 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:灌丛与生物土壤结皮镶嵌分布是温带荒漠常见的地表景观之一,二者的发育均显著影响了地表土壤养分的空间分布特征及循环过程。然而,灌丛和生物土壤结皮对荒漠土壤表层养分的影响存在怎样的差异,二者对养分变化的贡献度如何尚不清楚。因此,选择中国北方典型温带荒漠古尔班通古特沙漠为研究区,以荒漠中的优势灌丛膜果麻黄(Ephedra przewalskii)灌丛和生物土壤结皮发育高级阶段的藓类结皮的结皮层及结皮下层土壤为研究对象,采集不同微生境(裸露地、灌丛下)的裸沙与藓类结皮的土壤样品。为探究不同微生境下不同土层碳、氮、磷和钾养分变化特征,测定了不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量。结果表明:(1)相较于裸露地,灌丛显著提高了藓类结皮不同土层有机碳、全氮和全钾的含量和裸沙全磷的含量,降低了灌丛下藓类结皮土壤全磷的含量。(2)对于速效养分而言,与裸沙相比,裸露地藓类结皮覆盖降低了土壤速效氮含量,增加了速效磷和速效钾含量;而灌丛下藓类结皮覆盖提高了土壤速效氮和速效钾的含量,但降低了速效磷的含量。 (3) 相关性分析显示,在0-2 cm土壤中速效磷与速效氮呈现显著负相关,而在2-6 cm速效磷与速效氮呈现显著正相关(P<0.01)。(4)贡献度分析表明,土壤中灌丛效应对养分的贡献(42.54%)要远大于藓类结皮的贡献(2.43%),但二者交互作用却降低了除速效氮以外的其他土壤养分含量。综上,灌丛、藓类结皮覆盖和土层深度变化对土壤碳、氮、磷和钾养分均具有显著影响(P<0.05),但三者间的交互效应对养分的影响不显著(P>0.05)。相对于裸露地,灌丛与藓类结皮的覆盖均对表层土壤碳、氮、磷和钾养分具有促进作用,且随着土层深度的下降,土壤养分含量呈现显著的下降趋势(P<0.05)。因此,在荒漠生态系统中耐旱灌丛与生物土壤结皮这两个最重要的斑块单元联合调控了微尺度土壤养分的空间异质性变化。

    • 氮磷添加对黄土旱塬农田土壤线虫群落及能量结构的影响

      2024, 44(5):1962-1971. DOI: 10.20103/j.stxb.202304210825

      摘要 (70) HTML (59) PDF 1.91 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究氮磷添加对黄土旱塬农田土壤线虫群落结构和微食物网中能量流动的影响,以中国科学院长武农业生态实验站长期施用氮磷肥农田土壤作为研究对象,选取6个处理,分别为:不施肥(CK),氮添加(N12、N24),磷添加(P12、P24),氮磷添加(N12P12),测定土壤理化性质,采用浅盘法分离线虫,分析线虫营养类群结构和生活史征,并计算线虫生态学指数,代谢足迹和食物网内部能量流动数值。结果表明:不同处理土壤的植物寄生线虫(Pp)比例显著高于其他类群(50.7%-66.4%),生活史为低营养级r策略者(cp2)的线虫类群比例也显著高于其他类群(68.1%-84.0%)。P12处理的线虫丰度最高,为1147条/100 g干土,其次是P24处理,为1100条/100 g干土。与CK相比,两种磷添加处理显著增加了香农多样性指数(H),提升了食真菌和捕食杂食线虫的代谢足迹,微食物网中拥有更高的能量通量,其余处理对线虫丰度和代谢足迹没有产生影响。与N24处理相比,N12处理显著增加了线虫群落的H,均匀度指数(J)和丰富度指数(SR)。N12P12处理增加了高营养级k策略者(cp4-5)的线虫数量,显著提高了结构指数(SI)。冗余分析表明,土壤中全磷和速效磷含量是影响线虫丰度和代谢足迹的主要环境因子。综上所述,适量氮添加提升了土壤线虫群落多样性和结构稳定性,过量氮添加会抵消这种积极影响。磷添加对线虫群落和代谢足迹产生积极影响并提高了土壤微食物网的能量通量,氮磷添加则为土壤线虫创造了适宜的生存环境。这一结果为黄土区农田土壤的施肥措施提供了科学依据。

    • 丛枝菌根真菌对褐土玉米氮素吸收和土壤N2O排放的影响

      2024, 44(5):1972-1984. DOI: 10.20103/j.stxb.202304190811

      摘要 (86) HTML (48) PDF 1.57 M (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究不同氮肥水平下丛枝菌根(AM)真菌对褐土玉米土壤N2O排放和氮转化功能基因的影响,为阐明AM真菌在褐土N2O排放中的作用和效应提供理论依据。设置氮肥用量(NⅠ:105 mg/kg;NⅡ:210 mg/kg)、AM真菌(M0:不接种AM真菌;M1:接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices);M2:接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae);M3:接种Rhizophagus intraradices + Funneliformis mosseae等比例混合)双因素盆栽试验。测定植株地上部全氮含量、土壤铵态氮、硝态氮含量和N2O排放量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)法分析土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)和反硝化功能基因(nirSnirKnosZ)的丰度。结果表明,两种施氮水平下,接种AM真菌均可显著降低土壤N2O排放通量和累积排放量,不同AM真菌处理下N2O累积排放量表现为:M0>M2>M1>M3。相同AM真菌处理的土壤N2O排放通量和累积排放量在NⅡ施氮水平高于NⅠ施氮水平;相同AM真菌处理的玉米菌根侵染率在NⅡ施氮水平低于NⅠ施氮水平。与M0相比,NⅠ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低24.5%、20.8%和45.3%,硝态氮含量分别降低19.7%、14.9%和30.2%,植株地上部全氮含量分别增加16.3%、35.2%和59.6%;与M0相比,NⅡ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低20.9%、24.8%和40.0%,硝态氮含量分别降低36.3%、25.6%和45.2%,植株地上部全氮含量分别增加33.2%、43.9%和95.4%。两种施氮水平下,AM真菌可显著降低土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)丰度,增加反硝化功能基因(nirSnirKnosZ)丰度。AM真菌与N2O排放通量呈极显著负相关。本盆栽试验条件下,接种AM真菌均可增强两种氮肥用量玉米植株氮素吸收能力,调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少土壤N2O气体的排放,且两种AM真菌混合处理的N2O减排效应强于单一AM真菌接种。

    • 沉水植物性状对不同氨氮脉冲的响应差异

      2024, 44(5):1985-1995. DOI: 10.20103/j.stxb.202304060690

      摘要 (63) HTML (37) PDF 1.61 M (161) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球气候变化背景下,未来降水强度和频率发生改变,极端降水事件可使水体中的氨氮含量在短时间内显著增加,对沉水植物的生长造成影响。然而,沉水植物对氨氮脉冲式变化(浓度与频率)的形态和生理响应机制仍不明确。选取两种常见的沉水植物苦草(Vallisneria natans)和黑藻(Hydrilla verticillata),设置不同底质(黏土和砂土)、不同氨氮脉冲模式(CK:对照组,即不加氨氮;P1:低浓度×高频率;P2:高浓度×低频率)和处理阶段(氨氮脉冲阶段和解除脉冲阶段),测定植株形态和生理性状,研究不同脉冲模式的影响差异和脉冲解除后的潜在影响。研究结果表明,(1)氨氮脉冲改变沉水植物的形态和生理性状,其中高浓度低频率氨氮脉冲对沉水植物的生长抑制作用最大。(2)氨氮脉冲解除一个月后,两种沉水植物的生物量较对照组无显著差异,而生理性状(如游离氨基酸和可溶性碳水化合物含量)较对照组差异较为明显,表明形态性状基本得到恢复,而氨氮脉冲对沉水植物生理性状的影响更为强烈而持久。(3)在解除脉冲阶段,苦草游离氨基酸含量仍显著高于对照组,而黑藻游离氨基酸含量较对照组差异较小,表明黑藻对氮的利用周转效率更高。(4)底质类型影响了苦草生理性状对氨氮脉冲的响应,即砂土中游离氨基酸和可溶性碳水化合物含量的变化幅度较黏土中更大。因此,氨氮脉冲效应与脉冲浓度和频率、底质类型、植物种类及其形态和生理性状密切相关。研究结果说明了沉水植物生理性状作为评估植物环境适应性的重要性,可为全球气候变化背景下湖泊生态系统沉水植被的管理提供科学参考。

    • 西藏高寒草原湿润度梯度下植物群落特征空间格局及其驱动因子

      2024, 44(5):1996-2007. DOI: 10.20103/j.stxb.202212093546

      摘要 (99) HTML (54) PDF 3.48 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:西藏高原是中国高寒生态系统类型和生物多样性均聚集的区域之一,其中以高寒典型草原和高寒草甸草原为主生态系统类型,但其系统活力、组织力和恢复力均较弱,容易受到全球气候变化的影响,表现出极强的脆弱性。目前青藏高原草地生态系统植物群落分布状况与其变化规律以及对各种环境因子的反应研究多集中于站点尺度或样带尺度,但研究结果尚有较大的不确定性。研究于西藏地区沿着不同的湿润度梯度选择14处高寒草原区样地,通过植物群落调查、土壤理化性质分析,探索草本植被群落空间格局对气候因子响应特征及其主要驱动因子,其结果为青藏高原天然草地保护和可持续利用提供基础科学数据支撑。结果表明: (1)研究区内依据湿润度分区可分为干旱区、微干区、微润区和湿润区4类;研究区1971-2021年的气候数据分析发现,北部的干旱程度在逐渐减轻,而南部在1991-2010阶段干旱化趋势逐渐加强,整个研究区的湿润度指数均在下降;(2)植物群落调查发现不同植物功能群的变化各有差异,莎草科地上生物量随湿润度增加而增加,杂类草地上生物量呈现单峰趋势,而其他植物功能群无明显规律;湿润度较高的微润区间植物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、均匀度指数均高于其他湿润度区间;(3)土壤理化性质分析发现高湿润度区域的土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量均为最高;对各环境因子与植物群落特征指标进行相关性、主成分分析后构建结构方程模型,发现直接影响西藏高寒草原植物群落特征变化因子为湿润度,土壤含水量和土壤pH,且都表现为显著的负效应(P<0.05),同时湿润度对土壤含水量和土壤全量养分产生了显著的正向影响(P<0.05),进而影响着西藏高原高寒草原不同植物功能群的分布、多样性、地上生物量。

    • 钱江源国家公园森林物种组成和群落结构

      2024, 44(5):2008-2018. DOI: 10.20103/j.stxb.202305151014

      摘要 (138) HTML (57) PDF 1.71 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:全面了解以国家公园为主体的自然保护地体系木本植物物种组成,特别是珍稀濒危物种,分析其区系特征及不同植被类型群落结构现状,对国家公园物种保护和不同植被类型恢复具有重要指导意义。基于对钱江源国家公园全域的木本植物调查,详细分析了不同胸径大小级森林植被类型的物种组成、区系特征、种-个体曲线分析和结构特征。调查涵盖313个木本物种,温带分布的科多于热带分布的科(22/35),热带分布的属略少于温带分布的属(28/31);中国特有属7个,特有种101个,中国珍稀保护物种10个,世界自然保护联盟(IUCN)红色名录的近危、易危和濒危物种17个。在同等取样水平下,物种多样性在常绿阔叶林最高,天然针叶林次之,杉木林最低;全域所有个体及各林型的径级分布总体呈现明显的倒"J"形,群落总体上更新良好。研究发现钱江源国家公园物种丰富,但由于包含较多次生林等植被类型,整体温带多于热带区系成分,亟待采取措施恢复至典型中亚热带常绿阔叶林植被;研究对钱江源国家公园木本植物物种的多样性及其更新情况等科学和保护实践急需解决的基本问题做出了回答,也为未来钱江源国家公园生物多样性保护和恢复提供了科学依据。

    • 阔叶红松林林木与林分生长对采伐干扰的响应

      2024, 44(5):2019-2028. DOI: 10.20103/j.stxb.202305151018

      摘要 (72) HTML (42) PDF 2.56 M (154) 评论 (0) 收藏

      摘要:提升森林质量、修复生态功能是东北阔叶红松林生态修复的核心,而阐明林木与林分生长对采伐干扰的响应机理是其中的关键。森林对采伐干扰的响应会受到空间尺度、时间尺度以及干扰程度等因素的综合影响。以往的研究侧重于比较不同采伐处理下林木生长的相对大小,而忽视了不同恢复时间下,林木和林分生长随干扰程度的变化。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,基于连续四次样地调查数据(2011、2013、2015、2018年),分别探讨了林木和林分生长在不同恢复阶段对不同程度采伐干扰的响应,并通过构建分段模型确定采伐干扰阈值。结果显示:林木和林分生长对采伐干扰的响应并不一致,采伐促进了林木生长,并且林木生长量随采伐强度的升高而升高;采伐降低了林分生产力,林分生产力随采伐强度的升高而降低。林木和林分生长对采伐干扰的响应存在时滞效应:林木和林分生长在采伐后两年内并无显著变化,而在采伐三年后才发生明显变化。此外,分段模型的结果显示:当保留木断面积为21.6 m2/hm2时,林分生产力最高,表明通过密度调整使阔叶红松林胸高断面积维持在21.6 m2/hm2附近,可使林分处于较高的生产力水平、促进森林恢复。研究结果能够为制定科学的阔叶红松林生态修复策略提供技术支撑。

    • 秦巴山地植被冠层降雨截留时空分异特征及驱动因素

      2024, 44(5):2029-2042. DOI: 10.20103/j.stxb.202305070948

      摘要 (95) HTML (45) PDF 9.75 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:冠层截留研究对于了解区域水资源分配和评估生态水文功能至关重要,山地复杂多样的环境使其存在较大的不确定性,遥感的发展为揭示山地系统冠层截留的特征提供了机遇。以秦巴山地为研究区,基于降雨数据和叶面积指数遥感数据,耦合植被冠层降雨截留模型,定量模拟和分析秦巴山地2003-2020年植被冠层降雨截留能力及其时空变化特征,并验证其精确性;采用地理探测器、相关分析和约束线法探究冠层截留的驱动因素。结果表明:(1) 与PML_V2数据集和实测数据相比,3.5以下的均方根误差和0.75以上的有效系数证实了A.P.J.DE ROO模型模拟的可靠性。(2) 近18年截留量和截留率整体呈上升趋势,截留率在2015年发生逆转,由增(0.08%/a)向减(-0.15%/a)转变。(3) 秦巴山地冠层截留总体上呈西部高山区和东北部边缘低,秦岭和大巴山区高的空间格局,其随海拔上升呈现"上升-稳定-下降"的分布特征;空间变化以上升趋势为主,显著下降的区域主要分布在汉江河谷的中心;低海拔区域变化差异较大,中海拔区域以显著增加为主,高海拔区域无显著变化。(4) 叶面积指数和降雨量是影响冠层截留的主要因子,约束关系分别为正线型和正凸型;阔叶林截留率与小降雨事件的相关性高,针叶林、灌丛截留率与强降雨事件相关性较强,气候因子对冠层截留的影响在类别和解释程度上存在空间差异。研究可为区域尺度冠层截留的估测提供思路,且有助于评估气候变化背景下生态系统对水循环的影响。

    • 气候因子和人类活动对松辽流域植被叶面积指数动态的影响

      2024, 44(5):2043-2056. DOI: 10.20103/j.stxb.202305060947

      摘要 (117) HTML (59) PDF 12.55 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:了解气候变化和人类活动对植被的影响对陆地生态系统可持续发展具有重要意义。基于月尺度MODIS LAI、气象等数据,采用基于像元的趋势及偏相关分析、时滞与累积效应分析和改进的残差分析等方法,评估松辽流域2001-2021年生长季植被叶面积指数(LAI)动态,在顾及时滞与累积效应的情况下探究气候与人为驱动因素对植被的影响。结果表明:(1)松辽流域LAI总体呈"平原低,山地高"的空间分布格局。近21年植被LAI在波动中呈上升趋势,未来植被变化以持续改善为主,但内蒙古西部草原及大、小兴安岭局部地区仍存在退化风险。(2)LAI总体上与气温、降水呈正相关,相较气温植被生长对降水更敏感。LAI变化的时间效应随气候因子、覆被类型及植被分区的不同而发生变化。LAI对气温的主要时间效应为2个月滞后和0-1个月累积,而对降水主要为无显著滞后和1个月累积。(3)气候变化和人类活动的联合作用是影响松辽流域植被LAI动态的主要原因,两者对植被变化的贡献分别占41.7%和58.3%,同时考虑时滞和累积效应时,提升了气候因子对植被生长的解释度。

    • 基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争指数

      2024, 44(5):2057-2068. DOI: 10.20103/j.stxb.202304130753

      摘要 (73) HTML (40) PDF 3.88 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争(CIM)指数进行验证,并选取Spearman系数,对CIM竞争指数和传统竞争指数进行相关性分析。结果表明,采用树冠投影重叠和考虑树高关系确定竞争木的方法能有效避免竞争木多选或漏选; CIM1、CIM2、CIM3能够表达出混交林竞争压力变化,表现出竞争压力越大林木蓄积生长量越小的趋势,将树种混交因子引入竞争指数能够提高蓄积生长量与竞争指数的相关性,更加客观的描述林分中竞争状况。竞争指数与蓄积生长量相关性由大到小排序为CIM2>CIM3>CIM1>Bella竞争指数(CIO)>简单竞争指数(CI)>CIO2>CIO1,表明竞争指数 CIM2对混交林竞争表达更具参考意义。林分中主要树种锐齿槲栎由于相邻木中同树种相邻木增加,导致竞争压力增大。天然混交林中树种组成复杂多样,林木分布不均匀,在竞争指数中引入树种混交因子能够较为真实的反映林木竞争状况。

    • 黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

      2024, 44(5):2069-2080. DOI: 10.20103/j.stxb.202304170785

      摘要 (63) HTML (40) PDF 5.16 M (123) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理, 包括:0(N0)、25(N25)、50(N50) 和100(N100) kg N hm-2 a-1;以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40) 和80(P80) kg P2O5 hm-2 a-1,测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。

    • 斑块面积对干燥-复水条件下藓类植物生理活性的影响

      2024, 44(5):2081-2088. DOI: 10.20103/j.stxb.202304160775

      摘要 (47) HTML (41) PDF 1.12 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:干扰会导致生物结皮斑块破碎并退化。为明确生物结皮斑块破碎诱发生物结皮退化机理,以黄土丘陵区土生对齿藓(Didymodon vinealis)结皮为研究对象,研究了干燥-复水条件下,单株和直径1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的藓结皮斑块内土生对齿藓的干燥速率、渗透调节物质、丙二醛和光合色素含量等的变化,以期揭示干扰后生物结皮退化的生物学机理。结果表明(1)除单株外,干燥速率随斑块面积减小而增加,直径1 cm斑块内藓的干燥速率是直径5 cm的2倍。(2)反复干燥-复水25天后,直径小于5 cm的斑块内藓的可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量低于直径5 cm斑块内藓的含量,丙二醛含量随斑块面积变化无明显规律。(3)干燥速率与斑块面积、可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量均呈极显著负相关。以上结果表明,藓结皮斑块面积通过影响斑块内藓类植物干燥速率进而影响其渗透调节和光合作用能力。藓结皮斑块面积减小,藓类植物干燥速率增大,生理活性降低,是藓结皮斑块破碎诱发其退化的原因。研究从藓类植物生理的角度,阐明了干扰后藓类植物衰亡的生理学原因,为生物结皮的保护和管理提供了科学依据。

    • 祁连山东部森林林分结构和环境因素对草本物种多样性的影响

      2024, 44(5):2089-2099. DOI: 10.20103/j.stxb.202303220551

      摘要 (81) HTML (46) PDF 1.44 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:林下草本物种多样性在维持西北干旱与半干旱地区的生态系统服务功能方面起着重要作用,探究其相关影响因素,可为祁连山东部地区的人工生态公益林的可持续经营提供理论基础。选取位于祁连山东部地区的针叶纯林、阔叶纯林、针叶混交林、针阔混交林(人工林)为研究对象,在相关性分析的基础上构建草本物种多样性的多因素参数预测模型和结构方程非参效应模型,探究多重因素(林分空间结构、林分非空间结构、环境因子)间的关系以及对林下草本物种多样性的影响程度。结果表明:(1)针阔混交林中林下草本的科、属、种数量最多。(2)平均胸径、平均树高、角尺度、混交度、大小比、坡度与草本物种多样性呈显著性相关(P<0.05)。(3)平均胸径是影响林下草本Simpson多样性指数的关键因子;坡度是影响林下草本Shannon-Wiener多样性指数的关键因子;角尺度、混交度是影响Pielou均匀性指数的关键因子;平均胸径、平均树高是影响物种丰富度的关键因子。(4)结构方程非参效应模型显示林分结构是影响草本物种多样性的关键因子(P<0.001),环境因子是影响草本物种多样性的重要因子(P<0.05)。因此,在后续森林植被恢复措施中,应当着重考虑林分的空间结构,形成随机分布的异龄复层混交林,以增加光合利用效率并遵循生态位互补理论,从而提高草本多样性。

    • 不同干旱处理刺槐、侧柏光合特性与内源脱落酸含量的相关关系

      2024, 44(5):2100-2114. DOI: 10.20103/j.stxb.202302280364

      摘要 (73) HTML (41) PDF 1.67 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示干旱介导植物光合同化能力的内源脱落酸(ABA)调控机制,以北京地区典型树种刺槐和侧柏为研究对象,探讨土壤快速干旱-复水(T1)和慢速干旱-复水(T2)处理下,树木碳同化与ABA器官分配模式间相关关系。结果表明:(1)刺槐与侧柏在T1和T2干旱处理阶段的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均随土壤体积含水量(SWC)下降显著降低(P<0.05)。T1两树种Pn降幅(99.18%和57.30%)大于T2(91.97%和36.69%),且T1、T2刺槐PnGs降幅均大于侧柏。T1和T2旱后复水阶段,T1两树种PnGs恢复程度大于T2,刺槐光合能力恢复至胁迫处理前水平,而侧柏仅部分恢复。(2)T1和T2两树种叶片、小枝、粗根、细根ABA均随SWC下降显著上升(P<0.05),且T2两树种全株ABA上升幅度(21.21%和26.01%)均大于T1(13.71%和8.91%)。T1和T2两树种粗根在旱后复水阶段ABA显著低于干旱阶段,其它器官ABA均维持干旱阶段水平。(3)探究两树种光合特性与ABA相关关系随土壤水分变化的规律发现,T1和T2处理下两树种光合参数与ABA含量呈显著负相关(P<0.05)。SWC下降速度越慢,两树种光合参数与器官ABA协同变化程度越高,且刺槐光合、ABA两者相关系数高于侧柏。综上所述,光合参数、器官ABA含量变幅及其二者相互关系程度均显著受到土壤干旱节律的影响作用,且存在种间特异性。研究旨在揭示植物应对不同干旱胁迫的碳同化与内源激素调控响应机制,为区域城市园林耐旱林木的选培与管理提供理论参考。

    • 青藏高原草本沼泽植被净初级生产力时空变化及其对气候变化的响应

      2024, 44(5):2115-2126. DOI: 10.20103/j.stxb.202301110075

      摘要 (96) HTML (53) PDF 5.85 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原是我国重要的草本沼泽分布区,该地区草本沼泽对于东亚生态安全及碳循环具有重要的意义。植被净初级生产力(NPP)是反映生态系统固碳能力的重要指标,气候变化能够显著影响植被NPP。在全球气候变化背景下,青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及对气候响应机理尚不明确。利用2000―2020年NPP数据和气象数据,对青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及其对气候变化的响应进行分析。研究表明:青藏高原草本沼泽植被NPP多年平均值为122.80 g C/m2,在2000-2020年青藏高原草本沼泽植被年NPP总体呈现显著增加趋势(0.79 g C m-2 a-1),其中增加趋势最为显著的地区集中于研究区北部。研究发现青藏高原草本沼泽植被NPP主要受年均气温影响,年均降水对青藏高原草本沼泽植被NPP的影响并不显著。在不同季节,夏季和秋季升温均能够显著增加沼泽植被NPP,其中夏季夜晚最低温升高对青藏高原草本沼泽植被生长的促进作用比白天最高温升高更显著。在全球昼夜不对称增温背景下,未来模拟青藏高原草本沼泽植被NPP时,需重点关注白天和夜晚温度变化对草本沼泽植被生长的不同影响。研究结果有助于评估青藏高原草本沼泽植被固碳潜力,并为青藏高原沼泽生态保护提供科学依据。

    • 端黑萤和边褐端黑萤两性异形和雌性个体生育力

      2024, 44(5):2127-2135. DOI: 10.20103/j.stxb.202303040399

      摘要 (57) HTML (79) PDF 1.32 M (123) 评论 (0) 收藏

      摘要:检测了端黑萤(Abscondita chinensis)和边褐端黑萤(Abscondita terminalis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。两因素方差分析表明,端黑萤的全长显著小于边褐端黑萤的全长,雌性个体显著大于雄性个体。以全长为协变量的两因素协方差分析显示,端黑萤的前胸背板宽、鞘翅长、复眼宽、胸长、腹宽、发光器面积及体重均显著小于边褐端黑萤,而腹长显著大于边褐端黑萤,触角长物种间差异不显著;雌性的前胸背板宽、腹长、腹宽及体重均显著大于雄性,而鞘翅长、复眼宽、胸长、触角长、发光器面积均显著小于雄性;物种和性别的交互作用对前胸背板宽、复眼宽、腹长、触角长及发光器面积影响显著,对其余的鞘翅长、胸长、腹宽及体重影响不显著。端黑萤和边褐端黑萤的两性异形指数分别为0.144和0.091。9个形态特征变量的主成分分析(Eigenvalue ≥ 1)发现,前2个主成分共解释56.8%的变异;复眼宽和发光器面积在第一主成分有较高的负负载系数,腹长有较高的正负载系数(解释31.3%变异);前胸背板宽和鞘翅长在第二主成分有较高的负负载系数(解释25.5%变异)。端黑萤和边褐端黑萤的平均窝卵数分别为28.9粒和18粒。线性回归显示,端黑萤和边褐端黑萤的窝卵数均与母体的全长及体重呈显著的正相关。单因素方差分析表明,特定全长的端黑萤的窝卵数显著大于边褐端黑萤。端黑萤和边褐端黑萤均属于雌性偏大的两性异形,是生育力选择、能量分配和运动综合影响的结果。雌萤腹腔容量等关键局部特征的增大是对生育力选择的适应,且生育力大小与两性异形差异程度成正相关。

    • >专论与综述
    • 旱区连作砂田土壤质量和土地生产力演变与调控研究进展

      2024, 44(5):2136-2148. DOI: 10.20103/j.stxb.202304050686

      摘要 (118) HTML (114) PDF 4.50 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:砾石覆盖在改变旱区水文循环和物质转化方面有着至关重要的作用。然而,长期连作给砂田土壤质量及土地生产力带来危机和不确定性。以连作砂田为研究对象,归纳总结了连作年限对砂层质地结构、土壤物理结构、土壤水盐热效应、土壤养分状况、土壤酶活性、土壤微生物特性、作物生长发育以及产量品质的影响效应和可能机制,发现砂田土壤生态环境和土地生产力在人类活动及自然侵蚀的扰动和破坏下整体呈现退化态势,但对不同覆盖条件、施肥水平和种植结构等农田管理措施的响应过程表现出差异性。继而,基于土壤质量和土地生产力的协同和互作效应深入揭示了砂田性能逐年退化机理,并简述了生物、农业及工程调控措施在砂田退化阻控和修复方面的应用进展。在此基础上,提出了砂田退化进程中急需解决的关键科学问题和未来发展方向,主要包括土壤质量演变的基本过程及其发生机制、"砾石-土壤-微生物-植物"系统的叠加和互作效应及其分子机理、土壤改良与生物防治措施的定量化及其调控机制三个方面。在气候变化、植被演替和土地退化背景下,废弃风化砾石的劣化增肥机制及其环境效应将是今后研究的重点。

    • 植物克隆整合生态效应及潜在应用

      2024, 44(5):2149-2158. DOI: 10.20103/j.stxb.202301170118

      摘要 (97) HTML (69) PDF 2.74 M (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:克隆植物因特殊的克隆整合和空间拓展特性,在异质生境下展示出较高的生态适应性及适合度,这是其广泛存在于各类生态系统的一个重要原因。目前对克隆整合在个体或种群水平的生态学效应已有较深认识,而对群落及生态系统的影响及作用机制则明显关注不足。前期研究表明,克隆整合对土壤理化性质、根际微生物及个体竞争力均有显著影响,从而有利于克隆植物的成功入侵、生境修复及植被重建等。对群落及生态系统水平的克隆整合生态学效应的研究进行归纳和总结,分析了克隆整合对植物群落结构和生产力、根际微生物和土壤动物、生态系统碳固持、养分循环等的影响;阐释了克隆整合及空间拓展特性对退化生态系统的修复及作用机制,并指出今后克隆整合的研究应同时考虑微观(根际过程)和宏观(群落及生态系统)层次的效应以及短期与长期的效应。可将克隆整合与植物-土壤反馈等其他生态过程相联系,综合探究克隆整合的生态学意义。

    • >学术信息与动态
    • 近30年来三峡库区土地利用与生态环境效应研究热点演变及展望——基于Citespace的文献可视化分析

      2024, 44(5):2159-2172. DOI: 10.20103/j.stxb.202305100978

      摘要 (154) HTML (59) PDF 8.48 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡库区作为三峡工程建设后形成的独特地理单元,梳理探讨其土地利用与生态环境效应已有研究成果,对于库区土地利用、生态可持续发展具有重要意义。基于Citespace软件及传统文献归纳方法对文献总体特征、热点演变、主要内容、存在问题与不足等分析发现:(1)土地利用与生态环境效应相关的中英文发文量持续增长,领域影响力增强,研究具有多学科、交叉性等特点;(2)研究经历了1990-2005、2006-2014、2015-2022年三个时段的演变:一阶段重点关注土地整理、土地生态保护等问题;二阶段重点关注消落带、土地利用变化的地形梯度效应等问题;三阶段重点关注景观格局变化的社会-经济生态耦合、生态系统服务等问题,与库区发展及区域政策相吻合;(3)库首、库腹、库尾关注的主要内容有所差异:库首研究以生态风险评价及生态系统服务为主;库腹侧重对坡耕地变化的社会生态经济耦合研究;库尾因建设用地较多,在土地整治及区域规划背景下进行研究;(4)土地利用变化从注重单一要素转向多要素、多功能研究,驱动因子研究从定性分析转向定性与定量相结合分析;退耕还林等生态政策实施以来区域生态系统服务总体呈上升趋势、生态风险指数明显下降;土地利用的生态环境效应研究内容更加多元化;(5)当下的研究面临着数据、方法、指标体系构建等问题,未来需要从理论构建、方法创新、实践应用等多方面进行探索。

    • 适应气候变化的海岸带韧性研究综述——基于文献计量分析

      2024, 44(5):2173-2186. DOI: 10.20103/j.stxb.202304270881

      摘要 (167) HTML (324) PDF 5.82 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带是人口经济高度集聚且生态敏感区域,提升其适应气候变化扰动的韧性能力是促进沿海地区可持续治理的重要手段。研究从适应气候变化风险出发,在辨析海岸带韧性概念、内涵及特征的基础上,运用软件分析法和归纳总结法梳理海岸带韧性相关研究的热点结构分布、演进脉络特征和热词主题类别,指出当前海岸带韧性研究聚焦于韧性作用机制解析、韧性表征测度、韧性提升路径和韧性管理策略4大方面。研究表明灾害影响范围界定、多灾耦合的链式演变、复杂系统时空韧性测度和人-地-海弹性匹配尚存薄弱之处,提出我国海岸带气候韧性未来研究需关注理论体系建构、空间规划实践和多学科交叉融合。依据"原则-目标-路径"逻辑从治理对象、治理主体、治理空间和治理机制4个维度展望海岸带气候韧性治理框架,即辨识治理对象,以风险链评估为韧性治理起点;协同治理主体,探索跨权益治理的韧性平衡;统筹治理空间,建构韧性空间优化治理模式;创新治理机制,完善韧性治理能级长效路径。

    • 基于声景的生物多样性评估方法研究进展——基于文献计量分析

      2024, 44(5):2187-2197. DOI: 10.20103/j.stxb.202303210534

      摘要 (124) HTML (80) PDF 2.38 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,人工智能技术的迅速发展,为构建完备的生物多样性监测体系提供了技术支持,从声音角度拓展生物多样性监测体系成为新的发展趋势。在声景生态学中,声景是由生物声、人类声和地理声共同构成的景观,声学生态位假说和声学适应性假说为声景评估生物多样性提供了主要的理论基础。总结了人工识别法、声学指数法和自动识别法三种常用评估方法,梳理方法的概念、评估原理、差异和局限性。归纳声景在评估生物多样性中造成偏差的影响因素,如生物学因素、环境因素、噪声干扰和数据采集方式。因物种遗传、行为和环境导致的鸣声复杂性,增加了物种识别和分类的不确定性,使得仅依靠声学特征来评估多样性存在一定的局限性。为此,需深入研究声学生态位假说和声学适应性假说的作用机理,并整合多学科专业知识和技术,以建立更全面的理论框架和应用模型。同时,开展数据采集和处理的标准化、融合和创新评估方法并建立声景特征数据库共享平台,为生物多样性快速评估和保护提供更有效的工具和方法。

    • >封底
    • 封底

      2024, 44(5):2198-2198.

      摘要 (36) HTML (0) PDF 1.25 M (96) 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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