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主        编:傅伯杰

创  刊  年:1981

出版频次:半月刊

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国生态学学会;中国科学院生态环境研究中心

出版单位:《生态学报》编辑部;科学出版社

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    2022年第42卷第2期
      封面目录
    • 专论与综述
    • 焦乐,孙涛,杨薇,邵冬冬

      2022,42(2):423-432, DOI: 10.5846/stxb202011253027

      Abstract:

      Allee效应是指生物个体适应度与种群规模或密度之间呈正向关联的现象, 因与植物种群动态和种群灭绝密切相关而受到生态学家的普遍重视。阐释多重胁迫下滨海湿地植物种群响应机制, 从保护生物多样性和维持生态系统稳定性层面发展系统性生态修复措施成为相关研究关注的重点。本研究分别从遗传过程、花粉扩散过程和生物互作关系不同层面, 总结分析了植物种群Allee效应驱动机制的研究进展。一方面, 植物因遗传过程中近交衰退、遗传变异丧失、有害突变累积等遗传结构改变造成繁殖失败而引发Allee效应;另一方面, 植物花粉扩散过程和动植物互作关系影响下的花粉限制也通过影响植物种群繁殖力成为驱动Allee效应的关键因素。滨海湿地水盐梯度变异及格局破碎化影响下, 植物种群遭受Allee效应的风险需引起关注, 维持滨海湿地植物种群适宜分布格局和生物连通过程成为缓解Allee效应的重要手段。结合生理学与化学生态学研究手段和长时间尺度动态监测技术, 有助于进一步阐释环境及生物等多重胁迫下Allee效应的非线性驱动机制。

    • 王晓杰,谢金玲,袁一鑫

      2022,42(2):433-441, DOI: 10.5846/stxb202006081486

      Abstract:

      自工业革命以来, 空气中人为排放CO2量增加, 引起温室效应, 导致地球表面温度升高和海水升温;同时, 由于海-气界面气体交换, 大气中CO2部分溶解于海洋, 引起海洋酸化。海洋升温加快鱼体内生化反应和代谢速率, 并通过影响生长、觅食和繁殖等生命过程中能量供给, 间接影响到鱼类种群分布、群落结构及生态系统的功能。而海水酸化会干扰海洋鱼类仔稚鱼的感觉和行为, 增加其被捕食率, 并削弱其野外生存能力, 可能威胁自然种群补给量。综述了海洋升温、海洋酸化及其两者共同作用对海洋鱼类的影响, 为预测鱼类响应全球海洋环境变化的响应趋势提供相关依据。

    • 黄璐,邬建国,王珂,张微

      2022,42(2):442-449, DOI: 10.5846/stxb202006271659

      Abstract:

      人类活动对景观的影响遍及世界各个角落, 其广度、强度、频度不断增大。为了改变生态环境在人类社会经济增长压力下的不可持续状态, 景观需要科学合理的设计与管理。可持续景观规划是在景观尺度上, 在可持续性科学的指导下, 平衡生态系统服务的供需关系, 将生态、社会、经济活动过程反映到空间优化上, 不断提高人类福祉的规划过程。为了能够实践该规划思路, 在景观可持续性研究与地理设计融合的概念框架基础上, 提出可持续景观规划的八个步骤, 在问题诊断与目标设定、多源数据组织与管理、尺度匹配与多尺度分析、景观格局过程分析和可持续性评估、生态系统服务与景观格局关系模拟、情景分析与方案评估、地理设计平台搭建、可视化与人机互动等关键步骤中, 融入了强-弱可持续性、多尺度分析、生态系统服务、可持续性指标、大数据应用, 以及文化和地方感。研究提出的可持续性景观规划步骤与实现路径体现了多学科交叉、实时评估反馈、信息技术应用、利益相关者参与的特点, 可被用于旨在提高人类福祉的多尺度空间优化和可持续景观设计。

    • 研究论文
    • 王秀明,赵鹏,龙颖贤,宋巍巍,刘谞承

      2022,42(2):450-461, DOI: 10.5846/stxb202011072848

      Abstract:

      区域和景观尺度的生态保护修复应以保障生态安全、促进生态过程实现为目标。将生态安全格局构建、生态连通性修复方法引入国土空间生态修复识别领域, 以粤港澳大湾区外延范围——粤港澳地区为研究区, 基于生态系统服务重要性和敏感性评价、最小阻力模型、电路理论模型, 识别了生态源地、生态廊道及障碍点、生态夹点、生态敏感区, 提供了一种中尺度的国土空间生态保护修复重点区域识别研究案例。结果表示:(1)研究区生态源地总面积5.27万km2, 潜在生态廊道138条, 共同构成了环绕粤港澳大湾区的环形生态屏障, 但局部区域仍存在一定的保护空缺。(2)研究区生态障碍点、生态夹点面积分别为442.7、9.1 km2, 对其进行针对性修复可显著改善生态连通性。(3)研究区生态敏感区共4302.48 km2, 青云山、九连山、起微山等重要生态源地内存在部分生态退化区域, 对其进行修复可防范生态风险、提升生态功能。未来应通过空间规划途径对重要源地和生态廊道加强保护监管, 对生态节点、生态敏感区、生态退化区进行分区分类修复。研究结果可为未来粤港澳地区生态保护修复工作提供科学参考。

    • 胡凯群,林美霞,吝涛,叶红,张国钦,睢晋玲,陈天翼,姚霞,卢新

      2022,42(2):462-473, DOI: 10.5846/stxb202102070402

      Abstract:

      如何解决社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾是实现区域和城市可持续发展的首要问题, 表现在空间上就是城市无序蔓延与生态环境保护用地的冲突, 本质上是建成区与非建成区的生态系统之间的冲突。以长三角生态绿色一体化发展示范区为例, 基于自然环境因子和社会经济因子构建城市蔓延风险空间量化评估模型, 得到城市蔓延风险空间分布并提取城市蔓延严重风险区;利用生态侵蚀度指数识别评估生态保护压力空间并提取生态保护压力高值区。根据城市蔓延严重风险区与生态保护压力高值区的重合空间, 对城市无序蔓延与生态保护的冲突程度进行分析, 进而探讨快速城镇化发展过程中二者的协调关系, 为城市国土空间规划与区域生态保护决策提供科技支撑。长三角生态绿色一体化发展示范区案例研究结果表明:(1)城市蔓延的严重风险区与生态保护压力高值区的重合面积达到583.83km2;其中较高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为311.73km2, 冲突度为53.39%;高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为47.70 km2, 冲突度为8.17%。(2)示范区内各类生态系统中, 耕地生态系统受城市蔓延冲突程度均为最高, 其在较高和高风险区的占比分别为91.58%、8.42%;其次是草地生态系统。为协调城市蔓延与生态保护空间的关系, 保障示范区生态绿色一体化发展。进一步识别了示范区内生态预警区和城市蔓延重点关注区, 其中生态预警区内需要充分的生态修复, 降低生态保护压力;城市蔓延重点关注区在建设时要注意保护原有生态保护压力大的区域, 加强生态工程建设, 管控建设用地规模, 保障蓝绿空间占比。

    • 李妍,张国钦,吝涛,叶红,刘玉琴,陈天翼,刘文惠

      2022,42(2):474-486, DOI: 10.5846/stxb202101270292

      Abstract:

      进行乡镇生态环境质量评价和其空间分异性的影响因子分析, 探讨其自身发展及对环境影响的机理, 有助于相关部门有针对性地进行政策调整, 对实现乡村生产生活与生态环境协调发展, 实现乡村振兴的生态文明建设目标有重要意义。本文以天津市蓟州区乡镇为评估单元, 利用遥感数据、统计数据和社会调查数据相结合的方法, 使用遥感生态指数(RSEI)对其2000—2020年的生态环境质量进行评价, 并选取四大类型共九个影响因子, 通过地理探测器对蓟州区2020年乡镇生态环境质量的空间分异性影响因素进行了分析。结果表明, 蓟州区2000年到2020年乡镇生态环境质量整体有所提升, 生态环境质量等级为差和极差的区域明显减少, 生态环境质量等级为好的区域面积增加;其变化趋势可分为持续上升型、波动上升型和波动下降型, 除礼明庄镇外, 其他评估单元生态环境质量都在向好的方向发展。在单因子探测中, 地形因子的影响力大于社会因子和经济因子, 即蓟州区乡镇生态环境质量的空间分布受海拔影响要大于其他社会经济因素的影响;在交互作用探测中, 任意两个影响因子交互之后的作用强度都要大于单一影响因子, 其中干度指数与绿度指数的交互作用解释力最高;说明土地利用变化和城市建设是乡镇生态环境质量的主要影响因素和关键影响因子。根据以上分析结果, 蓟州区在未来乡镇生态环境保护与规划中应更注意城镇化过程中农业及其他生态用地与建设用地的平衡, 科学地进行乡镇发展空间格局规划, 实现乡镇生产生活与生态的协调发展。

    • 贺小荣,彭坤杰,许春晓

      2022,42(2):487-499, DOI: 10.5846/stxb202012173208

      Abstract:

      基于2004—2018年的面板数据, 借助脆弱性研究方法、冷热点分析法、空间变差模型和灰色预测模型探索长江经济带旅游-经济-生态系统的时空演变特征及趋势预测。研究表明:(1)2004—2018年长江经济带总体脆弱性指数在波动中上涨, 各省市脆弱性指数洼地集中于东部地区且呈平稳发展态势;峰值集中于西部地区但下降趋势显著;总体可持续发展水平呈现“东部>中部>西部”的空间分布格局, 但西部地区可持续发展水平可能将在未来超越中部地区。(2)长江经济带脆弱性指数集聚性在扩张, 冷热点时空分布变化显著, 冷点区域减少, 热点区域增多, 印证了总体区域的脆弱性数值在不断提升。(3)长江经济带脆弱性指数空间分异特征呈阶段性变化, “东散西集”的分异特征逐渐被打破, 总体指数呈均衡化发展态势。(4)通过预测计算2019—2023年长江经济带各区域脆弱性指数, 发现2019—2023年的脆弱性指数基本形成了对2014—2018年的全包围态势, 长江经济带三系统脆弱性指数较高的发展隐患逐步成为现实问题。

    • 辛儒鸿,曾坚,李凯,王倩雯,丁锶湲

      2022,42(2):500-512, DOI: 10.5846/stxb202012163199

      Abstract:

      在全球气候变化和城市化背景下, 城市内涝灾害频发, 严重危及城市居民的人身安全、财产安全及公共安全。如何精准施策, 针对关键区域进行城市内涝调节治理已成为社会各界关注并亟需解决的重要问题。基于生态系统服务供需视角, 以径流调节率表征城市内涝调节的供给水平, 以胁迫性、暴露性和脆弱性指标表征城市内涝调节的需求水平, 构建了完整的技术路线和指标体系, 从而识别城市内涝调节供需失衡的关键区, 并确定规划干预的优先级。基于此, 以岛屿型城市厦门岛为例, 使用遥感数据和人口、社会、经济数据, 运用ArcMap10.8、ENVI5.3和GeoDA平台, 模拟评估了城市街区尺度下城市内涝调节服务的供需水平及空间分布特征。通过供需匹配将研究单元划分为:高供-高需, 低供-高需, 低供-低需和高供-低需4种类型, 并识别出114个供需严重失衡的关键区, 该类关键区面临城市内涝调节服务供给短缺的严峻挑战, 是未来城市规划过程中需要重点优化的对象。在此基础上, 使用优先级指数将关键区划分为5个规划干预优先级, 明确了城市内涝治理的优先次序。研究结果为开展具有针对性的城市内涝调节治理实践提供了新的科学依据, 同时在解决城市内涝灾害问题, 推进以人为核心的新型城镇化方面具有重要理论与现实意义。

    • 江文甲,林满红,翁佩莹,庞孜钦,林文雄,魏道智,苏凯

      2022,42(2):513-527, DOI: 10.5846/stxb202010062547

      Abstract:

      以福建省安溪县为研究边界, 选取了1999—2019年该县及所属乡镇的耕地、林地、草地、园地、水域、建设用地和未利用地等7个土地利用类型作为物种变量, 与其相关性较大的社会经济指标为环境变量, 采用典范对应分析和空间自相关等方法进行分析, 以明确安溪县和所属乡镇的土地利用时空演变特征及其关键驱动因素。研究结果表明:安溪县1999—2019年间土地利用类型变化总体上呈“三减四增”态势, 并在全局空间分布格局上呈明显的聚焦状态。全县耕地、草地和水域面积分别减少36.82%、22.91%和8.18%, 而林地、园地(主要是茶园)、建设用地和未利用地面积则分别增加了10.37%、56.39%、206.08%和90.14%。就林地面积而言, 近10年来安溪县24个乡镇中有1/3的乡镇林地呈下降趋势。其中, 祥华、大坪、虎邱、参内、福田和城厢6个乡镇林地面积减少明显。研究表明:在县域水平上, 主要土地利用类型变化, 除了受地理因素的制约外, 主要受社会经济指标和宏观政策的驱动因素调控。排位最大的前3个因素分别是社会消费品零售总额、地区生产总值和茶叶产量。在镇域水平上, 不同乡镇由于地理条件, 特别是城镇化水平和经济发展状况不同, 其土地利用策略和发展驱动力也不同, 但茶产业发展驱动仍是关键因素。根据土地利用现状与存在问题, 提出应强化土地利用科学规划与有效整治, 方可保证区域生态经济协调可持续发展。

    • 刘丹丹,黄安民,杨德伟,林剑艺,崔一付

      2022,42(2):528-538, DOI: 10.5846/stxb202012093136

      Abstract:

      作为社会复合生态系统的重要理论, 城市生态位一直是研究重点, 但缺少尺度效应的深入观察。以浙江省为例, 首次将地市-区县-乡镇三个尺度进行横向对比, 构建了多个尺度适用的城市生态位评价模型。研究通过生态位宽度、生态位重叠度、生态位分异指数和引力模型方法, 对825个乡镇, 71个区县和11个地市的3个尺度的生态位进行了探讨。研究结果表明: 从生态位宽度来看, 浙江省的生态位发展不均衡, 地市尺度呈现反"C"结构, 衢州市和丽水市生态位宽度最小, 杭州市、湖州市和宁波市生态位宽度最大。且研究尺度越大、生态位宽度越大, 则尺度效应作用越大。从生态位分异程度来看, 随着尺度的缩小, 分异程度逐渐增大, 其中社会生态位分异程度最大。表明尺度效应在发展越不平衡的生态位维度中作用力越大。从生态位重叠度和引力模型来看, 生态位宽度小的区域往往面临竞争难以摆脱困境, 而生态位宽度大的区域更容易将竞争转化为合作。出现强者越强, 弱者越弱的两极分化现象, 丽水市和衢州市竞争最激烈而杭州市和宁波市合作更为便利。浙江省各地市可以通过资源再造、协同发展和借力帮扶策略优化区域发展。

    • 王飞儿,郑思远,杨泓蕊,俞洁,王一旭,王浙明

      2022,42(2):539-548, DOI: 10.5846/stxb202009292518

      Abstract:

      水环境综合管理被普遍认为是促进流域可持续发展的基本手段。生态系统服务是生态系统对人类福祉和生存的直接和间接贡献, 是维持与影响流域水生态环境的重要因素。随着流域空间管控日益受到重视, 基于生态特征的"分区分类"管控已成为流域精细化管理的重要内容。论文基于生态系统服务功能与水质关联性, 采用典型对应分析(CCA)选取了土壤类型、土地利用、归一化植被指数和人口密度等4种生态特征作为水生态功能分区指标。结合流域生态特征、汇水区域和行政管理单元的空间分布, 通过聚类分析及空间叠置法, 将浙江省划分了10个水生态功能区和510个水环境控制单元。采用当量因子法对各控制单元的生态系统服务价值进行系统评估。结果表明2015年浙江省生态系统服务总价值为5123.7亿元, 其中控制单元的生态系统服务价值范围为59.8-136.5亿元。利用K-means聚类方法得到了4类生态服务簇, 并探讨了各类生态服务簇的服务类型、空间分布特征以及与各单元水质的关系。研究结果表明, Ⅰ类簇主要分布在西部及西南部的山地丘陵区, 其面积占了全省面积的52.68%;Ⅱ类簇的占地面积最小但水域面积相对较高, 主要覆盖千岛湖和钱塘江河口; Ⅲ类簇分布相对分散, 主要分布在丘陵平原地区; 而Ⅳ类簇主要分布在城镇较集中的平原地区。不同生态服务簇的主要生态服务类型存在明显差异, 如Ⅰ类簇以原料生产、水土保持、生物多样性保护、气体调节和气候调节为主; Ⅱ类簇的主要生态服务类型为调节功能, 包括气体调节、水文调节和废物处理; Ⅲ类簇和Ⅳ类簇以食物生产为主要的生态服务类型。水质特征与生态服务功能密切相关, 生态服务价值越高, 水体水质越好。因此根据各个生态服务簇的水质特征, 将各类生态服务簇划分为保护、维持、改善、整治4种类型, 并提出了不同生态服务簇内水环境控制单元的差异化管控措施, 以推进浙江省水生态环境的差异化管理。

    • 梁陈涛,杨艳波,田盼立,肖路,王慧梅,王文杰

      2022,42(2):549-560, DOI: 10.5846/stxb202011243011

      Abstract:

      行道树作为城市绿地系统的网络和骨架, 在城市居民生活中发挥着无可替代的作用。快速准确的掌握城市行道树的结构特征和健康状况, 有利于城市森林建设与管理, 进而提升其生态服务功能。基于百度街景平台, 通过街景测树法对南昌市的963个样方, 共计26727株行道树展开调查。测量内容包括行道树大小指标(树高、胸径、冠下高和冠幅)、健康状况(支架比例、枯稍比例、叶色不健康比例和死亡比例)和植被垂直结构配置情况; 并且探究了不同行政区和不同城市化强度(环城道路发展下的城乡梯度)下行道树的空间分布特征。结果表明: (1)南昌市行道树小树比例较高: 胸径在10-20 cm的占65%, 冠下高在1.5-2.5 m间的占76%, 树高在4-8 m间的占71%, 冠幅在2-6 m间的占76%;行道树生长整体表现为健康, 各指标所占比例较小, 但是叶片健康较差; 35%的样地无叶色不健康, 77%的样地无支架, 76%的样地无枯梢, 93%的样地无死亡; 植被垂直结构配置状况良好, 以乔-灌-草复合结构为主(比重为75%); (2)在空间分布上, 不同行政区行道树大小指标和垂直结构配置上差异显著、健康状况(支架比例和叶色不健康比例)均表现显著性差异(P < 0.05);不同环路行道树大小指标存在显著差异, 表现为1环>2环>3环, 垂直结构从内环到外环更为复杂, 配置等级为1环 < 2环 < 3环, 不同环路行道树健康状况(支架比例和叶色不健康比例)表现显著性差异(P < 0.05)。综上所述, 南昌市行道树整体健康状况良好, 行道树个体较小, 而且以复层结构为主, 本研究基于百度街景对南昌市行道树结构特征和健康状况进行比较全面的评价, 为南昌市今后城市行道树的规划和管理提供了基础数据支持。

    • 郑天晨,严岩,章文,朱捷缘,王辰星,荣月静,卢慧婷

      2022,42(2):561-568, DOI: 10.5846/stxb202004210953

      Abstract:

      城市公园是城市居民与自然生态系统互动的主要场所, 为居民提供重要的生态系统服务。从景感生态角度和方法对城市公园文化服务进行评价, 需要掌握大量居民个体对城市公园的感知、感受信息。随着现代信息技术和人们生活方式的发展, 社交媒体成为大众获取信息、发布观点的主要方式之一。社交媒体数据具有数据易于获取、时间跨度长、数据量大等优势, 同时, 通过对社交媒体信息进一步进行文本提取与分析, 还可以获取用户对特定活动场所更为具体的感知和感受, 因此, 社交媒体数据为城市公园景感评价提供了有价值的新的数据来源和手段。构建了基于社交媒体数据的城市公园景感评价框架和流程、评价指标以及信息提取方法, 包括对获取数据进行预处理; 构建感官感知及公园要素词库; 通过情感分类, 形成积极和消极情感文本, 表征用户对文本关联景感要素的满意度; 将各类情感文本分别进行要素及其对应感知感官的统计, 以频率衡量景感要素对用户感知的重要性; 在此基础上, 基于重要性-绩效分析(IPA)方法构建了感知评价模型。最后, 以北京玉渊潭公园为例, 进行了实证研究。结果表明: 视觉在居民对城市公园的感知体验中占据主导地位, 触觉感知次之, 听觉感知普遍不被重视, 而嗅觉感知评价相对缺失; 植物、周边人群、景观可识别性以及水体的视觉感知是最重要的景感要素; 基于感知评价模型, 玉渊潭公园不存在亟待改进的方面, 次要改进的景感要素包括人群干扰、路面接触、食品售卖、感知风、观赏动物、人声、植物声、观赏道路景观。

    • 张艳春,毛旭锋,魏晓燕,张志法,唐文家,周华坤,马建海,尹心安,佟玲玲

      2022,42(2):569-580, DOI: 10.5846/stxb202101180188

      Abstract:

      评估湿地价值量并分析价值的空间分布情况, 对湿地保护管理和区域规划利用具有重要的指导意义。以青海西宁湟水湿地公园为研究区, 构建一套适合高原城市湿地的生态系统服务评价体系, 采用功能价值法和断裂点模型法, 分析公园的湿地价值及其辐射格局特征。结果表明: (1)2020年湟水国家湿地公园的15项生态系统服务的总价值为6.18亿元, 四大服务价值量按照价值高低排序依次为文化服务、调节服务、支持服务和供给服务; (2)5个评价区中, 湟水主河道的价值最高, 其次为北川湿地和海湖湿地, 最后是火烧沟公园和宁湖湿地; (3)5大湿地区生态系统服务的辐射范围由大到小依次为: 宁湖湿地>北川湿地>湟水主河道>海湖湿地>火烧沟公园; 对湿地服务辐射范围叠加处理后, 形成1个核心区和5个次核心区域; (4)湟水国家湿地公园的生态系统服务存在空间溢出情况, 湟水主河道的生态系统服务向周边湿地公园溢出, 其他四个湿地区之间生态系统服务存在相互溢出和叠加的现象。

    • 曹晨晨,苏芳莉,李海福,魏超,孙迪

      2022,42(2):581-589, DOI: 10.5846/stxb202008122107

      Abstract:

      湿地景观破碎化的加剧严重影响了湿地生物多样性保护和湿地生态系统服务功能的维持, 本研究以辽河口盐地碱蓬(Suaeda salsa)湿地为研究对象, 基于GIS平台构建1985-2019年间湿地景观数据库, 定量分析湿地景观破碎化特征及其驱动因素。结果表明: 1985-2019年间, 辽河口盐地碱蓬湿地呈退化趋势, 具体表现为湿地面积萎缩, 湿地景观破碎化加剧。盐地碱蓬湿地面积在1988年达到最大值4158.81 hm2, 景观聚集度较高, 此后, 湿地景观破碎度出现先增大后减小再增大的波动变化, 2003年和2019年盐地碱蓬湿地景观破碎化最为严重, 破碎度分别达到5.90和7.89;影响辽河口盐地碱蓬湿地景观破碎化主要驱动因素为人为开发活动和水文过程; 景观破碎化的整体上升趋势与道路修建、农田开发、水产养殖、径流量和输沙量有较好的空间对应关系, 道路修建、农田开发和水产养殖面积的增加以及年径流量的减少是导致盐地碱蓬湿地景观破碎化的主导因素。

    • 胡建成,宋志斌,周佳诚,谭路,唐涛

      2022,42(2):590-599, DOI: 10.5846/stxb202102080409

      Abstract:

      比较河流浮游藻类和着生藻类群落的时空格局及其与环境因子关系的差异, 有助于了解两类藻的区别与联系。然而, 目前这方面的研究还不多。基于2019年秋季和2020年夏季金沙江上段干流17个样点藻类及水体理化指标的调查数据, 分析了不同季节浮游藻类和着生藻类群落结构及其主要环境驱动因子, 比较了两类藻的多样性格局及其与环境关系的异同。结果发现, 调查河段的浮游藻类和着生藻类均以硅藻为主, 其中浮游藻类以极小曲壳藻(Achnanthes minutissima)、钝脆杆藻(Fragilaria capucina)、适中舟形藻(Navicula accomoda)为主要优势种, 着生藻类以极小曲壳藻(Achnanthes minutissima)、扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)、橄榄绿色异极藻(Gomphonema olivaceum)为主要优势种。浮游藻类和着生藻类秋季平均密度分别为: 2.41×105个/L、9.43×103个/cm2, 均明显高于夏季的平均密度(4.84×104个/L、4.84×103个/cm2)。两类藻的群落格局表现出明显的季节变化, 但只有着生藻分类单元数存在显著季节差异。影响两个季节浮游藻类群落的环境因子主要均为总氮、氨态氮和海拔; 而影响着生藻类群落的环境因子则表现出明显的季节差异: 秋季为海拔和硅酸盐, 夏季为总氮、pH和化学需氧量, 且无论是秋季还是夏季, 着生藻类与环境因子的相关性均更高。此外, 地理距离也对藻类群落空间格局有影响, 当排除地理距离与环境因子的协同作用后, 浮游藻类和着生藻类群落与环境距离的相关性均只在夏季显著。发现着生藻类表现出更明显的季节变化, 且对环境变化的敏感性更高, 因此建议宜将着生藻类作为河流生态状况调查、研究的主要的指示类群。

    • 张辉,莫康乐,李婷,曾晨军,陈求稳,许承双,汤新武,吴焱

      2022,42(2):600-610, DOI: 10.5846/stxb202009112368

      Abstract:

      鄱阳湖是长江四大家鱼索饵、育肥的重要场所, 近年来鄱阳湖出现了枯水季水位严重降低、枯水期延长、湿地面积缩小的现象。为解决鄱阳湖水资源、水文、水生态等问题, 建议在鄱阳湖入江水道兴建控制闸水利枢纽。然而, 拟建的水利枢纽工程将打破鄱阳湖与长江的天然连通性, 可能会对四大鱼类洄游过程产生影响。通过构建二维和三维水动力模型, 分析鄱阳湖水利枢纽建设后入江水道与枢纽洄游通道的水动力学特征, 结合实验和文献获得的草鱼幼鱼和成鱼游泳能力参数, 阐明了枢纽建设对草鱼洄游的影响。结果表明: 在设计调度模式下, 草鱼幼鱼入湖期间, 湖口段适宜通过天数达到83.74%以上, 说明湖口及入江水道的水动力条件对洄游的影响较小, 同时, 枢纽工程处在过鱼高峰期仍能保持较高的过闸效率; 草鱼成鱼出湖期间, 丰、平水年闸前水动力条件对洄游的影响较小, 仅在枯水年闸前流速几乎静止, 草鱼适宜出湖天数偏低。在该调度模式下, 水利枢纽建设运行后鄱阳湖整体水动力条件能够满足草鱼洄游需求。目前设计的鱼道在高、低水位时期均出现局部流速过大的现象, 不满足过鱼条件。从四大家鱼江湖洄游的角度为鄱阳湖水利枢纽工程设计和运行提供科学参考。

    • 王晨,陶孟,李爱民,施鹏,杨江华,王志浩,张效伟

      2022,42(2):611-624, DOI: 10.5846/stxb202007221920

      Abstract:

      秦淮河是南京的母亲河, 其生物多样性受城市化进程影响面临严重威胁, 而物种资源调研是生物多样性保护的基础。环境DNA宏条形码技术较形态学监测是一种简单高效、灵敏度高的新型监测技术。为探究秦淮河浮游生物、底栖动物及鱼类的生物多样性, 于2019年7月, 采用环境DNA宏条形码技术对其进行了探究, 并分析了秦淮河上下游间的差异及环境因子对其群落结构的影响。结果表明: 秦淮河共监测到浮游动物13属22种407个操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs), 浮游植物85属60种4445个OTUs, 底栖动物16属17种212个OTUs, 鱼类53属44种1663个OTUs。其中浮游动物以游泳轮虫目(Ploima)和双甲目(Diplostraca)为主, 共占浮游动物63.37%, 浮游植物以隐藻门(Cryptomonas)和褐藻门(Ochrophyta)为主, 共占浮游植物88.11%, 底栖动物中节肢动物门(Arthropoda)占比最高, 达91.67%, 鱼类中鲤形目(Cypriniformes)占比最高, 达69.99%。与秦淮河历史形态学监测数据相比, 环境DNA宏条形码技术在物种丰度鉴定方面显著高于传统形态学鉴定的物种丰度。通过主坐标分析和PERMANOVA检验, 发现秦淮河下游、上游南支和上游北支间有极显著差异(P < 0.001)。其中浮游动物、浮游植物和底栖动物受分组影响更大, 分组对鱼类的影响相对较小。下游α多样性较上游更为贫乏, 上游南支(南京)α多样性较上游北支(句容)更丰富。浮游生物和底栖动物均表现出了明显的随距离增加而衰减的趋势。冗余分析表明, 较低营养级的生物对环境因子的变化更为敏感, 浮游生物和底栖动物的主要影响因子为总氮、总有机碳、总磷、氨氮、化学需氧量和溶解氧。鱼类的影响因子为溶解氧、总有机碳、总氮、总磷和化学需氧量。研究通过对秦淮河生物多样性的调研, 可为秦淮河的生物多样性保护提供理论参考。

    • 曾嘉,陈槐,刘建亮,杨随庄,严飞,曹芹,杨刚

      2022,42(2):625-634, DOI: 10.5846/stxb202012103149

      Abstract:

      酚类物质作为泥炭地重要的碳分解抑制剂, 植被作为泥炭地关键的碳输入来源, 它们在土壤碳(可溶性有机碳(DOC)等)周转过程中都发挥着重要作用。然而, 目前关于植被群落结构、酚类物质以及DOC含量对水位波动的响应存在较大争议。因此, 为明确泥炭地水位下降对植被群落结构、酚类物质以及DOC含量的影响并探明三者间的潜在联系, 以若尔盖高原泥炭地作为研究对象, 选取红原县日干乔地区3处不同地下水位泥炭地(水位由高到低依次为S1(-1.9 cm)、S2(-10 cm)、S3(-19 cm)样地), 调查不同水位条件下植被群落结构特征, 并探究酚类物质及土壤碳含量对水位波动的响应。结果表明:(1)从S1到S3样地水位下降促进土壤DOC显著增加(P < 0.05), 土壤总碳从S1到S2显著增加(P < 0.05), 而从S2到S3无显著差异;(2)泥炭地水位下降促使禾本科(发草Deschampsia cespitosa)、莎草科(木里薹草Carex muliensis、乌拉草Carex meyeriana)植物大量出现, 植被群落高度显著增加(P < 0.05)。植被群落地上生物量由153.67 g/m2增加至649.22 g/m2, 地下生物量由1067.52 g/m2增加至3424.78 g/m2, 植物体地上地下部总酚分别增加34.58%和13.17%(P < 0.05)。这将有可能促进植物输入更多碳进入土壤系统;(3)随水位下降, 土壤总酚、水溶性酚以及多元酚分别增加29.06%、542.87%和110.56%(P < 0.05)。一元酚呈先增加后减少, 但总体仍表现为增加, 二元酚无明显变化;(4)结构方程模型分析发现, 一元酚和多元酚能显著促进DOC和总碳积累(P < 0.05), 二元酚对DOC和总碳的积累影响不显著。以往的研究认为水位下降会加速碳流失, 但本研究发现这样的流失似乎被植物以及酚酸的作用所抵消。故此, 对泥炭地碳循环的研究应关注土壤-植物整个系统并考虑土壤中酚类物质的影响。

    • 周凤艳,张欣月,赵志浩,吴叶礼,雷泽勇

      2022,42(2):635-645, DOI: 10.5846/stxb202011172958

      Abstract:

      磷是森林生态系统重要养分元素之一, 是干旱半干旱地区植物生长的限制性因子。然而沙质草地转化为人工林生态系统后, 林分的生长对沙地土壤磷素的变化及其影响机理还不清晰, 为沙地合理经营和管理人工林带来了不确定性。以辽宁省章古台地区各生长阶段(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林阶段)的20块樟子松固沙林样地(在各生长阶段林分附近寻找1块天然草地作为对照样地)为研究对象, 取样并测定样地各土层(0-10、10-20、20-40、40-60、60-80、80-100 cm)的土壤磷(全磷和速效磷)、土壤氮(全氮和速效氮)、土壤钾(全钾及速效钾)、土壤有机碳等含量以及土壤含水率、土壤pH值、土壤质地、土壤容重等因子值, 并进行统计分析。结果表明:沙质草地营造樟子松人工林后, 土壤全磷含量随林龄的增加而逐渐递增, 成熟林时期达到最高, 过熟林地全磷降低,且土壤全磷对土层深度不敏感。成熟林地的速效磷含量略高于幼林和中龄林;虽然与幼林、中龄林没有显著差异, 但过熟林的土壤速效磷含量是所有林分中最低的。除了林分生长影响外, 草地营造樟子松林后, 土壤全磷的变化还受土壤容重和土壤速效氮含量的影响, 而土壤速效磷的变化受土壤有机碳和pH值影响。综上所述, 沙质草地营造樟子松人工林后, 林分生长促进了土壤全磷含量的增加, 但导致土壤速效磷轻微的降低, 而樟子松过熟林的生存与生长导致了土壤速效磷的过渡消耗, 使得土壤速效磷低于草地, 经营中应引起重视, 以确保樟子松人工林经营的健康发展。

    • 曹蕾,唐琪,郭俨辉,汤逸帆,韩建刚,朱咏莉

      2022,42(2):646-655, DOI: 10.5846/stxb202012033088

      Abstract:

      土壤节肢动物群落结构是反映土壤动物多样性及土壤质量的重要指标。沼液施用对土壤结构与肥力的改变, 可能对土壤节肢动物群落的特征产生显著影响。以江苏东台海岸带连续施用沼液5年的围垦麦田为例, 研究沼液不同用量(0、100、200、300 m3/hm2)及沼液替代(0%、33%、66%、100%)化肥对土壤中小型节肢动物群落结构的影响。结果表明:各施肥管理下麦田土壤中小型节肢动物的优势类群均为前气门亚目、甲螨亚目和弹尾目, 平均分别占总捕获量的52.09%-53.33%、22.42%-23.86%和13.14%-16.51%。当沼液用量从0增加到300 m3/hm2时, 土壤动物密度增加了94%, 类群数增加约2个, 优势度指数增加9.4%(P < 0.05)。沼液66%替代化肥时, 土壤动物密度、类群数和优势度指数最高。因此, 施用沼液显著增加了土壤中小型节肢动物的密度、类群数与优势度指数。当沼液替代化肥的比例为66%时, 促进效应最佳。主成分分析表明, 无论单施沼液还是沼液替代化肥, 弹尾目、前气门亚目与甲螨亚目的响应最为敏感, 可将其作为土壤中小型节肢动物对施肥响应的指示指标。

    • 张磊,贾淑娴,李啸灵,陆宇明,林伟盛,郭剑芬

      2022,42(2):656-666, DOI: 10.5846/stxb202101240250

      Abstract:

      植物残体添加和去除试验(The Detritus Input and Removal Treatments, DIRT)是研究地上凋落物以及植物根系对土壤营养物质循环过程及机制探究的一种试验设计。于2012年6月选择福建省三明森林生态系统与全球变化研究站的米槠常绿阔叶天然林, 设置5种处理:对照(CT)、去除凋落物(NL)、去除根系(NR)、去除凋落物与根系(NI)、添加双倍凋落物(DL), 在2018年12月对各处理不同土层(0-10cm、10-20cm)土壤磷组分及其影响因子进行研究, 结果表明:(1)在0-10cm土层中DL处理总磷含量显著大于NL处理, NI处理无机磷含量最低, 在10-20cm中DL处理有机磷含量显著大于其他处理;(2)DL处理活性磷(Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)含量在0-10cm土层中显著大于其他处理。在10-20cm土层中NR处理活性磷以及中等活性磷显著大于NL处理。残留态磷(Residual-P)含量最高, 但在各处理与土层之间并没有明显差异;(3)酸性磷酸酶在0-10 cm土层不同处理间的变化趋势明显, CT处理活性最高, NI处理活性最低。NR与NL处理在10-20cm土层的差异并不明显。冗余分析表明, 土壤磷组分的变化主要受酸性磷酸酶、土壤含水率、可溶性有机氮以及总氮的影响。凋落物的输入对促进土壤磷素增加, 改善土壤质量具有重要意义;植物根系则对土壤磷的活化与稳定具有关键作用。

    • 马进鹏,庞丹波,陈林,万红云,陈高路,李学斌

      2022,42(2):667-676, DOI: 10.5846/stxb202101150162

      Abstract:

      为明确海拔变化对干旱区山地森林土壤微生物群落的影响, 揭示环境因子改变后土壤微生物群落结构特征及影响因素。对贺兰山5个海拔梯度土壤理化性质进行测定, 同时采用磷酸脂肪酸(PLFA)图谱法分析土壤微生物群落组成, 通过主成分分析、冗余分析(RDA)探究土壤理化性质与土壤微生物群落相对丰度之间的相关关系。结果表明:土壤养分含量在不同海拔之间差异性显著(P < 0.05), 土壤有机碳和全氮含量随海拔的升高而升高, 全磷含量随海拔升高先升高再降低再升高;土壤微生物量随海拔升高先升高后降低, 土壤微生物的相对丰度在不同海拔之间存在差异(P < 0.05);主成分分析表明, 与第1主成分相关性较强的微生物类群为革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G-)和真菌;与第2主成分相关性较强的微生物类群为放线菌、原生动物和非特异性细菌。非特异性细菌和真菌与各土壤因子之间均有显著相关关系, 而放线菌、G+和G-与各土壤因子相关性较弱, 原生动物与土壤全磷含量的关系密切。海拔是影响特征微生物分布的重要因素, 特征微生物的含量和相对丰度随海拔的升高先升高后降低, 符合山地生态学中的“中部膨胀”理论。探明了贺兰山不同海拔土壤微生物结构特征及与土壤理化性质之间的相关关系, 对维持干旱区山地森林生态系统功能稳定及养分循环具有重要意义。

    • 吴静,盛茂银,肖海龙,郭超,王霖娇

      2022,42(2):677-687, DOI: 10.5846/stxb202102060384

      Abstract:

      以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树(Broussonetia papyrifera)、花椒(Zanthoxylum bungeanum)、刺梨(Rosa roxburghii)、火棘(Pyracantha fortuneana)为研究对象, 采用挖掘法采集完整的细根根系, 分析细根构型特征及其与细根和根际土壤C、N、P养分元素化学计量特征之间的相关性, 探讨细根构型特征对石漠化贫瘠土壤生境的响应。结果表明:构树、花椒、刺梨、火棘细根构型均趋向于鱼尾形分支模式, 细根拓扑指数分别为0.93、0.95、0.95和0.94。4种适生植物的细根连接长度较长, 但细根根系分支率较小。构树、刺梨细根分支前后横截面积比不存在显著差异且分别为1.04、1.03, 基本符合Leonardo da Vinci法则。细根构型与细根和根际土壤养分有一定的相关性。主成分分析结果表明, 细根N含量及细根、根际土壤中与P相关的计量比均是影响细根构型的主要因子。进一步分析表明, 4种适生植物通过减少细根次级分支、根系间的重叠、延长细根连接长度以获得充足的养分来应对环境的变化, 提高对养分的吸收效率以及对喀斯特环境的生态适应性。研究结果对揭示适生植物细根对喀斯特石漠化生境的适应策略具有一定的科学意义, 对西南喀斯特石漠化植被修复具有明显的实践参考。

    • 陈功,李晓玲,黄杰,向玲,孙雷,杨进,胥焘,黄应平

      2022,42(2):688-699, DOI: 10.5846/stxb202008272233

      Abstract:

      消落带植被群落特征及物种多样性的研究一直是植物生态学和恢复生态学研究的热点。三峡水库的运行对消落带生态系统造成了极大的影响, 如引起绝大部分河岸带土著植物消失、生物多样性降低以及土壤侵蚀严重等一系列生态学问题。研究消落带植物群落特征及其影响机制, 旨在丰富消落带新生湿地生态学研究内容, 为消落带植被的恢复、湿地保护和管理提供科学依据。通过对三峡水库秭归段香溪河与童庄河陡坡消落带植物群落及其环境因子的实地调查, 并结合双向聚类分析及典范对应分析(CCA), 研究了三峡水库消落带植物群落特征、物种多样性及其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)在三峡水库秭归段消落带共发现维管植物34种, 隶属于15科32属, 其中菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)种类数较多, 为优势物种, 植物群落组成以草本植物为主, 一年生和多年生草本植物为23种和11种, 分别占67.65% 和32.35%, 一年生植物占绝对优势;(2)随海拔升高, 物种数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度从低海拔到高海拔随着海拔的增加而升高, 而Simpson优势度指数指数从低海拔到高海拔呈下降趋势;(3)双向聚类显示消落带主要包括3种植物群落:狗牙根群落、狗尾草+马唐群落以及鬼针草群落, 中低海拔以狗牙根单优群落为主, 高海拔为狗尾草、马唐、鬼针草及苍耳等为主的共优群落。CCA结果表明海拔与水淹时间是影响消落带植被群落物种组成的主要因子, TN与TK是影响群落物种分布格局的次要因子, 同时消落带土壤贫瘠, 受N、K的限制。库区植物群落物种多样性仍在下降, 需对植物群落和环境因子进行长期的监测与研究。

    • 张丹,刘凯军,马松梅,魏博,王春成,闫涵

      2022,42(2):700-709, DOI: 10.5846/stxb202008282244

      Abstract:

      气候变化是影响物种分布的决定性因素之一, 研究高山植物天山花楸的适宜分布及其对未来气候变化的可能响应, 为了解西北地区高山植物类群的生态适宜性及其对未来气候情景的响应提供参考案例。利用天山花楸51个自然分布点和10个环境因子, 整合GIS空间分析和MAXENT模型, 分析基准气候(1970-2000)及未来气候下(2050时段, 基于RPC4.5情景)其在西北地区的适宜分布范围与空间分布特征。利用多元环境相似度面和最不相似变量分析研究区未来气候相比基准气候的波动情况, 利用环境变量贡献值、置换重要性值及刀切法明晰影响天山花楸分布的关键环境因子。利用GIS工具和R软件ggplot2程序包分析基准和未来气候下天山花楸适宜分布区内关键因子变化的数值范围。研究结果表明:(1)基准气候下, 天山花楸的适宜面积占研究区总面积的13%, 主要集中在阿尔泰山西段、准噶尔西部山地、天山西段及祁连山中段的高海拔山地等区域;(2)加入归一化植被指数显著提高了天山花楸模型模拟的准确性, 最干月降水量(0-18mm)、最湿月降水量(6-127mm)和平均气温日较差(8.2-16.3℃)主要限制了天山花楸的适宜分布;(3)相对基准气候, 2050时段下受降水因子影响, 天山花楸的适宜分布在阿尔泰山、准噶尔西部山地、天山及祁连山区域略有扩增, 适宜分布区的质心将向北迁移。本研究的结果表明天山花楸在西北地区的适宜生境面积较小而且破碎, 在未来气候情景下仅在局部适宜山地呈破碎化扩张, 而且将预测的该植物的适宜分布区与其适宜的海拔数值范围叠合分析后, 仅占研究区面积的4%, 但对该植物尚未建立自然保护区, 本研究结果建议将阿尔泰山西段、准噶尔西部山地、天山西段及祁连山中段作为天山花楸中风险保护区域, 将河西走廊东部、青海南山作为高风险保护区域。

    • 代林利,周丽丽,伍丽华,刘丽,黄樱,彭婷婷,邱静雯,何宗明,曹光球

      2022,42(2):710-719, DOI: 10.5846/stxb202011172960

      Abstract:

      以不同林分密度(1800、3000、4500株/hm2)杉木林为研究对象, 通过野外调查、样品采集和室内分析, 研究不同林分密度杉木林生态系统碳密度及其分配特征。结果表明:1)三种林分密度杉木林生态系统碳密度分别为131.54、161.42、172.69 t/hm2, 随林分密度增大而升高, 且具有显著差异(P < 0.05)。杉木林碳密度表现为土壤层>乔木层>林下地被物层。土壤有机碳储量占总碳储量的比例最大(53.11%-67.37%), 其次是树干、树根、树皮(25.89%-35.74%), 高密度杉木林分有利于树干、树皮、树根碳密度分配比例的增加。2)乔木层, 树干、树皮、宿留枯枝及宿留枯叶碳密度随林分密度增大而升高, 鲜枝及鲜叶碳密度随林分密度增大先升高后降低, 且均具显著差异(P < 0.05);树干、树皮碳密度随树体高度的升高而降低, 鲜枝鲜叶碳密度集中于树体中上部(8 m≤h≤10 m), 宿留枯枝枯叶碳密度集中分布于树体中部(4 m≤h≤8 m)。3)随着林分密度的增大, 不同径级根碳密度呈上升趋势, 且不同径级根碳密度随林分密度变化差异达显著水平(P < 0.05);不同径级间碳密度:根头>粗根>大根>中根>小根>细根, 根头和粗根占比最大(57.38%-70.84%)。4)林下植被碳密度随林分密度增大不断降低, 而林下凋落物碳密度随林分密度增大呈逐渐上升趋势, 且具显著差异(P < 0.05)。5)土壤层碳密度随土壤深度增加逐渐降低, 不同林分密度土壤层碳密度没有显著差异(P>0.05)。综上所述, 适当增加林分密度有利于提高杉木林生态系统的碳密度。

    • 张林林,梁传壮,马海云,陈鑫,蔡江涛,郭仁杰,陈铁喜

      2022,42(2):720-731, DOI: 10.5846/stxb202011192977

      Abstract:

      植被变绿现象一般指绿度指标统计上呈现年际增加趋势。大尺度植被变绿现象及其归因与影响研究广泛开展中。其中, 量化各种驱动因素的贡献仍然十分困难, 特别是土地管理影响的研究尚显不足。选择了中国农业分布最广泛的东北农业区, 尝试从植被变绿的年际变化和季节特征对土地管理因素的潜在贡献进行了推断分析, 并选择增强植被指数EVI作为指标。在2000—2019年期间, EVI在农田和自然植被(林地和草地)的变化趋势分别为2.19×10-3/a(P < 0.05)和1.86×10-3/a(P < 0.05)(1.83×10-3/a(P < 0.05)和1.94×10-3/a(P < 0.05)), 即处于相同量级。但是, 农田EVI的增长主要集中在6—9月, 增长率为4.99×10-3/a(P < 0.05), 而同期自然植被的增长速率仅为2.30×10-3/a(P < 0.05)(林地和草地分别为1.79×10-3/a(P < 0.05)和3.71×10-3/a(P < 0.05)), 气候驱动因素很难解释这种季节性的不对称变化。土地管理选取种植类型变迁、农药与化肥施用量以及农业机械化等指标, 结果表明该地区农田的土地管理强度变化较大(数据范围2000—2018年)。其中, 小麦种植面积呈现下降(-85.61%), 同期玉米和水稻种植面积显著扩张, 增长率分别为144.64%和90.68%。化肥和农药施用量分别增加了112.61%和80.24%, 农业机械总功率与大中型拖拉机数量增长量分别为185.04%和1192.30%。这些农田土地管理活动对农作物生长起到显著促进作用, 能够较好解释农田植被在6—9月份相比自然植被具有更高的变绿速度。为了进一步量化相关机制, 模式需要优化土地管理过程, 完善其对变绿贡献的模拟。

    • 于江珊,宋沼鹏,侯继华

      2022,42(2):732-741, DOI: 10.5846/stxb202012083132

      Abstract:

      作为植物重要器官, 叶、茎、根对环境变化的响应策略一直是生态学研究的重要课题。然而, 植物不同器官的氮-磷(Nitrogen-Phosphorus)分配策略对氮沉降的响应规律仍不清楚。为了揭示不同器官的养分对氮添加的响应规律, 本研究以山西太岳山天然油松林为研究对象, 设置4个人工氮添加水平, 分别为对照(CK, 0 kg hm-2 a-1)、低氮(LN, 50 kg hm-2 a-1)、中氮(MN, 100 kg hm-2 a-1)和高氮(HN, 150 kg hm-2 a-1), 模拟氮沉降对油松不同器官N-P分配策略的影响。实验结果表明:1)随着氮添加浓度的增加, 茎N含量显著降低(P < 0.05), 根N含量显著增加(P < 0.05);茎P含量在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著降低(P < 0.05);叶N∶P在低氮条件下与其他氮添加水平相比显著增加(P < 0.05), 茎N∶P在高氮条件下与其他氮添加水平相比显著降低(P < 0.05)。2)叶片的N含量和P含量在不同氮添加浓度下表现出显著的异速生长关系, 高氮条件下会导致植物分配给叶和茎基于单位磷含量分配的氮含量显著降低, 根在N、P养分关系中的变化速率具有一致性。3)氮添加处理下, 根比茎和叶在分配单位含量的P素时会分配更多的N素。低氮条件下是油松生长的最佳环境, 根、茎、叶三个器官氮磷分配的异速生长关系存在显著差异, 其生长表现为对P的快速分配。以上结果表明, 油松不同器官对氮沉降的响应存在差异, 并且持续的氮添加会导致油松适应性的改变。

    • 张忠华,胡刚,刘立斌,程安云,胡聪,吴洋洋,倪健

      2022,42(2):742-754, DOI: 10.5846/stxb202012143173

      Abstract:

      多年来强烈的人为干扰导致我国西南喀斯特原生森林丧失殆尽并呈现植被灌丛化, 甚至石漠化现象。贵州普定县残存的片段化喀斯特次生林是黔中地区北亚热带森林植被的典型代表, 可作为监测该区域植被结构和动态的样本。在普定县天龙山建立2 hm2(200 m×100 m)森林固定样地, 对样地内胸径≥ 1 cm的所有木本植物进行了每木调查, 分析了木本植物的物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明, 样地内有木本植物独立个体14, 025株, 隶属于34科55属66种。重要值最大的前3个科依次是壳斗科、胡桃科和樟科。在区系成分上, 温带区系成分占总属数的52.7%, 而热带区系成分占40.0%, 温带成分多于热带成分。稀有种有21种, 占总种数的31.82%。重要值≥ 1的物种共有13种, 贡献了88.81%的重要值, 重要值排名前三的物种分别是窄叶石栎(Lithocarpus confinis)、化香树(Platycarya strobilacea)和云南鼠刺(Itea yunnanensis)。样地内所有个体的平均胸径仅为5.12 cm, 整体径级分布呈倒“J”, 表明群落更新良好。部分优势种的空间分布表现出较明显的聚集性, 这可能与喀斯特生境的高度异质性有关。对北亚热带喀斯特次生林开展长期监测研究, 将有助于掌握亚热带喀斯特植被恢复过程中生物多样性维持和群落构建的机制。

    • 田悦,赵正武,刘艳

      2022,42(2):755-765, DOI: 10.5846/stxb202012183215

      Abstract:

      为探讨高寒草甸苔藓植物群落分布格局及其与环境因子之间的关系, 按网格法在西藏东部的林芝市和昌都市设置了28个高寒草甸样地, 采用双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势对应分析(DCA)和典范对应分析(CCA)的方法对群落进行数量分类和排序。结果显示, 共记录有苔藓植物19科30属60种, 均为藓类植物;其中, 丛藓科和真藓科的物种数占总种数的55%。群落优势种为北地对齿藓(Didymodon fallax)、垂枝藓(Rhytidium rugosum)、山羽藓(Abietinella abietina)、厚角绢藓(Entodon concinnus)、尖叶对齿藓芒尖变种(Didymodon constrictus var. flexicuspis)和短叶对齿藓(Didymodon tectorus)。根据TWINSPAN分析结果可将西藏东部高寒草甸苔藓植物群落划分为9个群丛, 分别为沙氏真藓(Bryum sauteri)群丛、细枝羽藓(Thuidium delicatulum)+狭网真藓(Bryum algovicum)+羽枝青藓(Brachythecium plumosum)群丛、尖叶对齿藓芒尖变种群丛、山羽藓+厚角绢藓+垂枝藓群丛、扭口藓(Barbula unguiculata)+垂枝藓+山羽藓群丛、垂枝藓+曲尾藓(Dicranum scoparium)群丛、厚角绢藓群丛、北地对齿藓群丛、短叶对齿藓群丛, 分类结果反映了群丛类型与环境之间的关系。CCA分析结果表明, 影响西藏东部高寒草甸苔藓植物群落分布的首要环境因子是纬度, 其次是归一化植被指数(NDVI), 再次是黏土比例, 海拔和太阳辐射也有一定影响。

    • 何玉杰,孔泽,户晓,张江,王猛,彭长辉,朱求安

      2022,42(2):766-777, DOI: 10.5846/stxb202101130143

      Abstract:

      温带草地区是我国植被对气候变化响应的敏感区和陆地生态系统的生态脆弱区, 是组成草地资源的重要部分。由于全球变暖, 气候变化带来的极端气候影响越来越大, 探究我国温带草地植被覆盖时空变化规律和水热条件变化对其生长的影响, 对区域生态的环境保护, 实现畜牧业的可持续发展和更加合理有效地利用草地资源具有重要的现实意义。基于1982—2015年长时间序列的气象(降水、温度、太阳辐射)数据和GIMMS NDVI 3g数据, 采用去趋势分析法和相关性分析法, 探究近34年中国温带地区生长季草地归一化植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)和气候因子变化格局, 以及水热条件对NDVI的同步影响和滞后影响。研究结果表明:(1)1982—2015年中国温带草地生长季平均温度和月平均太阳辐射呈增长趋势, 降水量为下降趋势, 温带草地气候逐渐呈现“暖干化”;(2)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI的年际变化由降水因子主导, 特别是在1999年之后, 降水的对于中国温带草地生长季NDVI年际变化的影响更为显著; (3)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI为增长趋势, 生长季热条件(温度和太阳辐射)的显著上升控制着NDVI的增长趋势; (4)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI对水热因子在年际变化上存在明显的滞后响应, 生长季前期NDVI对温度滞后响应最明显, 生长季中后期降水则成为植被生长滞后影响的主要控制因子。

    • 田盼盼,桑翀,马徐发,沈建忠,周琼

      2022,42(2):778-790, DOI: 10.5846/stxb202101090091

      Abstract:

      周丛藻类对水环境变化较为敏感, 可迅速而灵敏的反映水质健康状况。本研究于2019年对额尔齐斯河周丛藻类群落结构和水环境特征进行了系统调查, 并运用周丛藻类生物完整性指数(Periphytic algae index of biotic integrity, P-IBI)对生态健康进行了评价。结果表明:额尔齐斯河周丛藻类有6门41属102种, 以硅藻门为主。周丛藻类密度和生物量的时间变化趋势为:9月>7月>5月, 空间分布趋势为中下游>上游、支流>干流。主成分分析(PCA)与典范对应分析(CCA)显示, 影响周丛藻类群落结构的主要环境因子有水温、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、pH、悬浮物, 不同月份的环境影响因素有所差异。额尔齐斯河周丛藻类多样性指数(H')、丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)的平均值分别为3.52、3.02、0.75, 显示额尔齐斯河流域整体水质为寡污或无污。P-IBI分析结果显示:5个采样点为健康状态, 1个采样点为亚健康状态, 3个采样点为一般状况, 1个采样点极差, 表明额尔齐斯河整体生态健康状况趋于良好。本研究可为额尔齐斯河的水环境监测提供一种有效手段, 并为该流域的水生态保护提供基础资料及理论依据。

    • 周维,刘国华,段兴武,苏旭坤

      2022,42(2):791-803, DOI: 10.5846/stxb202101200210

      Abstract:

      森林生态系统是滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)的主要生境, 森林面积变化会直接影响滇金丝猴的生存。本研究基于全球森林变化(Global Forest Change)数据, 采用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验、热点分析与地理探测器模型等方法, 探讨了滇金丝猴分布区2001—2019年森林面积变化的时空特征及其影响因素。结果表明:(1)近20年间, 滇金丝猴分布区森林面积变化总量为3.81×104 hm2, 约占研究区森林面积的2.44%, 逐年森林面积变化呈现较大的年际波动, 其中5个保护地森林面积变化总量达5456 hm2, 约占研究区森林面积变化总量的14.3%, 老君山风景区和云岭保护区森林面积变化的比例较高;(2)滇金丝猴分布区森林面积变化趋于缓和, 其中森林面积减少呈现显著增加的区域面积为1.03×105 hm2, 占整个研究区面积的2.9%;森林面积减少呈现显著减少的区域面积为3.05×105 hm2, 占整个研究区面积的7.9%;同时森林面积变化的热点区域面积呈不断下降的趋势;(3)滇金丝猴分布区森林面积变化呈现向低海拔、高坡度转移的趋势;(4)过火面积和人口密度是滇金丝猴分布区森林面积变化的主要影响因素, 其次是降水、海拔、气温。本研究对滇金丝猴分布区森林生态系统管理与滇金丝猴保护具有现实意义。

    • 赵文玥,吉喜斌,金博文,焦丹丹,张靖琳,郭飞,赵丽雯

      2022,42(2):804-817, DOI: 10.5846/stxb202101220229

      Abstract:

      定量分析植被冠层对降雨再分配过程的影响, 是认识陆地生态系统水文循环的重要环节。然而, 由于干旱区天然植被分布稀疏、形态结构特殊, 其降雨再分配过程的测算较为困难, 相关研究较少, 特别是关于荒漠低矮灌丛的降雨再分配研究鲜有报道。本文以河西走廊中段临泽绿洲—荒漠过渡带的天然建群种泡泡刺灌丛(Nitraria sphaerocarpa)为研究对象, 基于3年逐个单次降雨事件的观测数据分析了生长季泡泡刺灌丛的降雨再分配特征及主要影响因素, 量化了泡泡刺灌丛覆盖下实际进入土壤的有效降雨量及其空间分布特征。结果表明:(1)生长季泡泡刺灌丛的平均穿透率、树干茎流率和冠层截留损失率分别为87.89%、1.61%和10.50%;(2)降雨量是影响泡泡刺灌丛降雨再分配特征的关键气象因素, 其与穿透雨量、树干茎流量、冠层截留损失量之间具有显著的统计关系(P < 0.001);(3)与干旱区其他稀疏植被相比, 泡泡刺灌丛的穿透率和集流率较高, 冠层截留损失率较低, 与其特殊的植被形态特征有关, 相关分析的结果表明, 泡泡刺灌丛的穿透雨量与植被面积指数和株高呈显著的负相关关系(P < 0.001), 树干茎流量与树干倾角呈显著的正相关关系(P < 0.01)。这些研究结果增进了我们对于绿洲—荒漠过渡带植被对局地水文过程影响的认识, 为合理估算干旱区稀疏植被覆盖下的冠层截留损失提供了方法参考。

    • 何胜利,谷从璟,马丹炜,张红

      2022,42(2):818-827, DOI: 10.5846/stxb202102060381

      Abstract:

      为了探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)化感作用如何干扰受体植物的防御功能, 以蚕豆(Vicia faba L.)为受体, 研究了土荆芥挥发油及其主要成分ρ-对伞花素和α-萜品烯对根边缘细胞活性及其胞外诱捕网厚度的影响, 并测定了细胞内信号分子活性氧(Reactive oxygen species, ROS)和NO水平的变化。结果表明:在土荆芥挥发油、ρ-对伞花素和α-萜品烯作用下, 蚕豆根边缘细胞粘胶层厚度增加, 细胞活性下降, 而ROS和NO水平升高, 且表现为浓度依赖效应, 细胞死亡率、ROS水平和NO水平三者之间存在着显著的正相关(P<0.05)。ROS清除剂抗坏血酸(AsA)、硝酸还原酶抑制剂(NaN3)和泛Caspase抑制剂Z-VAD-FMK均可有效缓解挥发性物质的细胞致死效应, 表明ROS和NO诱导根边缘细胞发生了Caspase依赖性细胞凋亡。上述结果表明土荆芥挥发性化感物质诱导蚕豆根边缘细胞内NO和ROS的水平上升, 二者协同作用导致细胞凋亡, 引起受体防御功能障碍, 从而抑制了植物根系的生长。

    • 封底
    • 2022,42(2):828-828, DOI:

      Abstract:

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      研究论文
    • 肖婉秋, 买买提艾力.买买提依明, 刘永强, 王豫, 高佳程, 阿吉古丽.沙依提, 古丽妮萨罕.麦提库尔班

      DOI: 10.5846/stxb202104241079

      Abstract:

      地表辐射对研究地表能量平衡及气候形成机制具有重要意义。利用中天山乌拉斯台地区陆气相互作用观测站2018年5月至2019年4月地表辐射数据,分析了中天山草地不同时间尺度和不同天气条件下的地表辐射与反照率变化特征。结果表明:(1)地表辐射月平均日变化除大气长波辐射较弱外,其余分量均呈单峰型,极值大小及时间存在差异,太阳总辐射与净辐射最大日峰值均出现在6月,为920.9与603.3 W/m2,大气与地表长波辐射分别出现在7月和8月,为327.5 W/m2与471.7 W/m2,而反射短波辐射则出现在2月,为520.6 W/m2。(2)太阳总辐射、反射短波辐射、大气与地表长波辐射年曝辐量分别为6860.62、2101.72、7171.25、10089.69 MJ/m2;就季节变化而言,反射短波辐射曝辐量在冬季明显高于其它季节,其它分量则均表现为夏季>春季>秋季>冬季。(3)不同月份地表反照率日变化均呈“U”型曲线,年均值为0.393,最大与最小月均值分别出现在12月与8月,为0.760与0.217。这种变化体现在季节上则为冬季>秋季>春季>夏季。(4)晴天地表辐射各分量日变化均较为光滑,多云、降水天则不如晴天平滑。太阳总辐射和地表长波辐射对降水的响应均为减弱,而大气长波辐射则为增强。反射短波辐射对降水的响应与地表反照率一致,即在雨天和降雪后分别为减弱和增强。

    • 专论与综述
    • 白晓航, 赵文武, 尹彩春

      DOI: 10.5846/stxb202103280808

      Abstract:

      优化生态系统服务供给是实现人类社会与自然生态系统和谐发展的必然途径。生态系统在平衡与非平衡之间复杂的转化模式使生态系统服务研究备受阻力,如何科学地解析生态系统服务内在调控机制是实现从自然资源利用到生态系统功能优化的关键。从论述生态系统稳态转换驱动机制入手,阐明扰动发生后稳态转换的路径、生态系统功能对扰动的响应模式;基于稳态转换视角深入诠释生态系统服务内涵及变化过程,以“结构-过程-功能-服务-人类福祉-可持续性”为核心架构来发展生态系统服务理论框架,并从生态系统敏感性和恢复力等内在属性探讨生态系统服务对结构和功能变化的响应情况;解析当土地利用变化超过生态系统阈值时,各项生态系统服务间的互馈作用。本文基于稳态转换视角评述生态系统服务变化过程与作用机制,以期为生态系统服务研究及生态系统管理提供新视角。

    • 研究论文
    • 王菲, 范帅邦, 曹永强

      DOI: 10.5846/stxb202109222653

      Abstract:

      构建区域资源-经济投入产出模型,以2017年为基准年对东北三省水资源消耗和能源消耗进行测算,并通过展布虚拟水足迹与虚拟能源足迹的空间转移变化,分析16部门的流通状况。结果显示:(1)2017年东北三省水资源消费总量为571.59亿m3,能源隐含水总量为30.48亿m3,水资源隐含能消费量为768.55tce;能源消费量为40579.95tce;(2)部门虚拟水足迹省际转移变化为:辽宁省最大输入路径为食品制造及烟草加工业-农业,吉林省和黑龙江省输入路径则相反。国际转移中:辽宁省主要进口金属冶炼及制品业产品,出口食品制造及烟草加工业产品;吉林省第三产业为最大虚拟水净输出部门,食品制造及烟草加工业和建筑业为最大虚拟水净输入部门;黑龙江省主要出口采选业和木材加工及家具制造业;(3)部门虚拟能源省际转移变化中最大流通部门分别为:建筑业-第三产业、建筑业-金属冶炼及制品业、采选业-化学工业。国际转移变化量辽宁省最大,吉林次之,黑龙江省最少。

    • 第十九届中国生态学大会专辑
    • 邓悦, 郑一琛, 常剑波

      DOI: 10.5846/stxb202011102906

      Abstract:

      “保水渔业”是中国控制“水华”暴发等生态灾变的措施之一,其结果存在较大的不确定性。在浙江省的新安江水库(千岛湖),“保水渔业”的实施带来了水质改善和渔业增产的双重效果。但在生态系统自组织层面,这种人工干预手段引起的生态系统结构化效应的研究,尚未真正展开。基于2008—2010年千岛湖的生态和渔业资源调查数据,应用EwE(V6.6)构建了2010年千岛湖生态系统的Ecopath模型,并将其与2004和2016年的模型进行对照,分析了千岛湖生态系统在鲢、鳙鱼放养下的变化。千岛湖生态系统在3个年份均为4个整合营养级,营养能流分布成典型的金字塔型,且营养流总量中流向碎屑的占比很大,营养级Ⅰ、Ⅱ的能量被利用得不够充分;除鲢、鳙鱼外大部分鱼类的生物量逐渐下降,浮游植物和碎屑的生物量增多;系统的初级生产力和规模得到了一定提升,但总体的能量转换效率有所降低。在一些和系统成熟度、复原力和稳定性密切相关的参数方面,总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)增加,Finn氏循环指数(FCI)和Finn氏平均路径长度(FMPL)逐渐降低,3个年份的连接指数(CI)分别为0.223、0.219、0.263,系统杂食指数(SOI)分别为0.087、0.102和0.131。研究分析表明,长期的鲢、鳙鱼放养使千岛湖的食物网结构发生了较大的变动,生态系统的营养交互关系不够复杂,成熟度和稳定性有所下降。千岛湖作为一个由水库发展而来的淡水水体,食物网关系本身就较为简单。因此,未来需要避免过多的人为干扰,并基于生态学原理更系统地进行修复工作。

    • 学术信息与动态
    • 苗震, 芦欣怡, 周学红, 张伟

      DOI: 10.5846/stxb202109032498

      Abstract:

      摘要: 在中国,野猪(Sus scrofa)与人冲突问题亟需采取有效、科学的对策进行防控。本研究通过了解野猪与人冲突防控对策的文献数量、研究范围、防控对策的种类及有效性等方面,对国内外野猪与人冲突防控对策进行系统分析与评价,以期为我国防控野猪与人冲突提供理论依据。检索中英文数据库建库至2021年5月31日的文献,提取文献的研究起始年份、研究所在地理单元、使用的防控措施种类、措施是否有效、措施的具体内容评价等。共搜集文献446篇,最终纳入77篇,分别来自欧洲、亚洲、北美洲、大洋洲、南美洲五大洲,研究时间主要在1981年后。防控对策类型主要分为致死性防控(药物、猎捕)及非致死性防控(干扰技术、设置障碍物、补充喂养、生育控制、生物防控)两大类;死性防控对策的有效性(81.5%)高于非致死性防控对策的有效性(68.4%)。相比于非致死性防控对策,致死性防控对策是目前有效性较高的防控策略,而猎捕是现阶段调控野猪种群可行性较高的主要致死性防控对策。国外在猎捕方面的经验可为我国开展野猪防控工作提供参考。

    • 生态系统服务专题
    • 赵雨晴, 游巍斌, 林雪儿, 何东进, 文惠

      DOI: 10.5846/stxb202105171286

      Abstract:

      生态系统文化服务(CES)的核心是人与自然之间的情感连接,利益相关者视角下的参与式制图是感知与保护热点文化服务地区的有效方法。采用参与式制图与访谈、问卷相结合的方式调查了游客和居民2类群体对武夷山市CES的感知情况;利用空间分析、热点分析和相关性分析比较分析了游客和居民CES的感知差异特征、影响因素及其空间分布格局。结果表明:(1)除了居民月收入对感知有影响外,游客和居民对武夷山市CES认知基本不受人口学特征(性别、年龄、职业和文化程度)的影响(P>0.05);(2)居民的CES价值人均支付保护意愿较游客高。文化遗产、游憩与生态旅游、教育、美学价值是游客和居民都重视的4类子文化服务。游客对文化遗产价值服务的支付意愿最高,而居民则对教育价值服务支付意愿最高。(3)居民对CES价值感知分布空间范围较广,几乎涵盖了武夷山市大部分乡镇;而游客则相对集中,主要位于旅游点密集区域,对其他地区的感知程度较低。CES价值冷热感知程度与旅游点分布呈现相同的空间分布格局,游客和居民对CES价值热点区的感知强度从南向北逐渐降低。(4)从不同文化服务类型权衡/协同关系上看,除了“精神与宗教价值”和“游憩与生态旅游价值”之间不相关外,其它各子文化服务之间均有高相关性。游客中的美学价值和灵感价值相关性最强,居民中的美学价值与地方认同感价值相关性最强。可见,充分辨识并考虑居民和游客不同群体在CES感知差异特征对提升研究区区域规划与景观服务功能具有重要意义。

    • 研究论文
    • 赵家豪, 叶钰倩, 孙晓丹, 兰文军, 方毅, 陈斌, 关庆伟

      DOI: 10.5846/stxb202011052827

      Abstract:

      明晰江西武夷山国家级自然保护区内180年生的珍稀濒危植物南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)的种群特征,并提出针对性的保护策略,对南方铁杉种群的就地保护具有现实意义。通过分析保护区内6.4hm2动态监测固定样地的南方铁杉种群数据,编制了静态生命表,绘制了存活曲线、死亡率和消失率曲线、生存函数曲线,采用了时间序列模型对种群数量特征进行未来预测;同时,运用点格局分析Ripley’s K函数中的成对相关函数g(r)判断不同生长阶段的南方铁杉种群在不同尺度下的空间分布格局。结果表明:(1)南方铁杉种群的年龄结构呈“金字塔”型,属于衰退型种群;各龄级间的数量变化动态关系显示该种群在当前阶段呈增长型,但是种群的天然更新能力较差;(2)南方铁杉种群的存活曲线表现为Deevey-I型,种群个体在进入生理死亡阶段后产生一定的波动;(3)南方铁杉种群的生存率随龄级增加而逐渐下降,累积死亡率逐渐递增;死亡密度整体偏低,在第1—2龄级较高,总体波动幅度较小;危险率曲线总体呈现上升的趋势;(4)在经过不同龄级的时间后,南方铁杉幼龄树数量降低,中龄树和老龄树数量持平或增加;在未来的演替过程中,南方铁杉幼龄树的不足导致个体数出现波动;(5)总体上,南方铁杉幼龄树和中龄树在样地中主要呈聚集分布。老龄树在0—80m的尺度下呈随机分布。种群所有个体g(r)值趋势与幼龄树类似,皆呈聚集分布。综上,要进一步加强保护南方铁杉以维持其种群数量,则需采取除灌、清理病腐木等良性干扰措施以改善林内南方铁杉幼苗生长环境,为该地区的南方铁杉种群续存创造有利的生境条件。

    • 土壤生态专栏
    • 赵芳, 张明伟, 王春雯, 梅续芳, 解李娜, 马成仓

      DOI: 10.5846/stxb202106081517

      Abstract:

      摘要:调查了内蒙古草原化荒漠区3种锦鸡儿[垫状锦鸡儿(Caragana tibetica)、荒漠锦鸡儿(C. roborovskyi)和狭叶锦鸡儿(C. stenophylla)] 灌丛内、外土壤线虫群落多样性、组成和代谢足迹,以及相关的土壤理化性质和植物群落特征,旨在探讨锦鸡儿属灌丛对土壤线虫群落的影响,并分析这种影响是否具有灌木种间差异,同时从线虫功能团水平上探究灌丛如何通过非生物因素和生物因素影响线虫群落组成。结果表明:锦鸡儿属灌丛对土壤线虫多度、丰富度和多样性无显著影响,但却显著影响土壤线虫群落组成。原因是灌丛对土壤线虫群落具有物种选择性;灌丛可能主要是通过根系分泌物、凋落物质量等因素,而不是通过土壤理化性质和林下植物影响线虫群落组成。土壤线虫组成的变化引起线虫代谢足迹发生明显变化。灌丛内土壤线虫功能代谢足迹大于灌丛外(除狭叶锦鸡儿外),说明灌丛内土壤线虫群落对碳的利用率更高。3种锦鸡儿属灌木中,狭叶锦鸡儿的结构代谢足迹最大,表明狭叶锦鸡儿对捕食杂食类线虫代谢活性的促进作用更强。土壤线虫组成的变化通过线虫代谢足迹导致土壤食物网结构发生显著性变化。狭叶锦鸡儿灌丛土壤干扰程度低,营养富集状况好,食物网结构更成熟稳定;垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿灌丛土壤环境干扰程度高,营养富集较好,食物网有退化倾向。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 张佑铭, 郎梦凡, 刘梦云, 谢宝妮, 常庆瑞

      DOI: 10.5846/stxb202106211643

      Abstract:

      全球固碳释碳问题一直是近年来关乎民生的热点话题,区域碳源/碳汇对生态环境的重要性不言而喻。本文基于CASA模型估算黄土高原1990~2015年植被净初级生产力的年际变化,并分析土地利用变化、海拔高度及两者协同作用对其综合影响,结果表明:(1)黄土高原1990~2015年植被NPP与植被固碳总体呈增加趋势,年均NPP增速2.74 gC m-2 a-1,年均固碳增速1.13 T gC a-1,研究区林地年均NPP(619.5 gC m-2 a-1)远超其他用地类型,固碳效果理想;(2)黄土高原年均NPP随高程的增加先降低后升高,年总NPP和固碳量随高程增加变化趋势相反;(3)研究区土地利用转变类型中退耕还林的植被固碳效果最好;而林地变为耕地或草地均不能达到固碳目的,此外,更推荐在研究区海拔低于1500 m变草为耕,海拔高于1500 m退耕还草,海拔高于3000 m变耕、草为林。本研究以期为区域尺度的生态环境建设提供一定的参考和科学依据。

    • 专论与综述
    • 张晓龙, 吴梦迪, 吴秋堂, 王立东, 张树岩, 黎 磊, 韩广轩, 管 博

      DOI: 10.5846/stxb202009212451

      Abstract:

      生境异质性是自然生态系统的基本特征,植物生长的必需资源和环境胁迫因子均存在着复杂的时间和空间异质性。克隆植物是指在自然条件下具有克隆特性的植物,即可通过与母株相连的芽、根茎、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物,这些繁殖体一旦定居便可成为潜在的独立个体。克隆植物具有独特的生境适应策略(如形态可塑性、克隆整合、克隆分工、觅食行为、风险分摊等),面对异质性的生境条件,它可以通过调整自身的生理和形态结构来适应异质生境。目前,对于克隆植物在异质生境适应行为的研究已有很多报道,然而系统性的归纳和总结尚有欠缺。本文综述了克隆植物在不同资源异质生境(光照、养分、水分)和不同胁迫生境(盐碱胁迫、风沙胁迫、重金属胁迫)下独特的适应对策。最后,针对克隆植物对异质生境的适应对策,进行了总结并对未来的重点研究方向提出建议:(1)时间异质性尺度上的考量;(2)异质性生境中生物因子的调控作用;(3)克隆植物入侵机制;(4)克隆植物在生态修复中的应用潜力。

    • 学术信息与动态
    • 杨文越, 杨如玉, 李晖

      DOI: 10.5846/stxb202103070623

      Abstract:

      已有研究表明,绿地与周边人群超重和肥胖风险存在潜在关联,然而其具体效应有待测定。本文采用荟萃分析(meta-analysis)方法对69篇绿地与居民超重肥胖关系的研究结果进行统计分析,并探究了不同研究设计、绿地指标、样本年龄和不同尺度地理分析单元等亚组的研究结果差异,发现:①总体上,绿地与居民超重或肥胖风险、身体质量指数(body mass index, BMI)和腰围呈负相关关系,但不同研究设计类型(横截面研究和队列研究)之间的研究结果具有较大差异。②对于不同的绿地指标,其与居民超重肥胖的关系也存在一定差异。③相较于儿童和青少年,绿地与成年人超重肥胖的关联性更显著。④两者之间的关系具有明显的尺度效应。荟萃分析结果显示,绿地与居民超重肥胖关系在各亚组中存在混杂,意味着它们的关系可能更加复杂,这对未来研究起到一定启示作用:应增加纵向研究以更深入探讨两者之间的因果关系和作用机理;构建完善的绿地测度指标体系,考虑多尺度地理分析单元的影响差异;同时,不应忽视来自参与者多方面混杂因素的影响,从而使未来相关领域研究得出更明晰的结论,为城市绿地系统规划及相关政策制定提供科学依据。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 杨强强, 徐光来, 章翩, 池建宇

      DOI: 10.5846/stxb202101240247

      Abstract:

      摘要:研究河流大型底栖动物群落结构特征及水环境质量对水生态的保护与修复具有重要意义。以青弋江流域为研究对象,于2020年9月进行了大型底栖动物及水体理化因子的调查,采用相对重要性指数、生物多样性指数及Jaccard相似性系数分析了大型底栖动物群落结构特征,运用丰度/生物量比较曲线法及冗余分析法探究了底栖动物群落受到的干扰程度及其主要影响环境因子,最后利用水生态环境质量综合指数对河流水质进行评价。研究结果表明:(1)共采集鉴定大型底栖动物61种,隶属于3门6纲17目,平均丰度为265.9 个/m2,平均生物量41.6 g/m2。相对重要性指数分析显示,日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)、中国圆田螺(Cipangopaludina chinensis)、羽摇蚊(Chironomus plumosus)及扁蜉(Ecdyrus)为群落中的主要优势种。(2)由群落相似性分析知,Jaccard相似性系数较低,调查点位之间存在较强的空间异质性。(3)冗余分析表明,电导率、氨氮浓度及流速是影响底栖动物群落结构的主要环境因子。(4)生物指数分析结果显示该流域水质为轻度污染或中度污染,与水质理化因子评价存在较大差异。综合考虑生物及非生物因子的水生态环境质量综合指数模型计算结果显示,流域整体水环境质量偏好,但部分采样点已受到干扰或处于污染状态,与ABC曲线分析及优势种分析基本一致,评价结果更具科学性及可靠性。

    • 研究论文
    • 谢建冲, 孟德怀, 李宗智, 张致荣, 刘振生, 滕丽微

      DOI: 10.5846/stxb202102060387

      Abstract:

      为了解宁夏贺兰山岩羊的种群现状,2020-2021年的8月和12-1月,在宁夏贺兰山国家级自然保护区运用样线法对岩羊(Pseudois nayaur)进行种群数量调查,利用R 4.0.1中的Distance 1.0.2对样线观测数据进行分析,估测保护区内岩羊的种群数量及密度,分析其种群结构。结果显示,夏季岩羊种群数量为5 176(2 554-10 490)只,种群密度为2.674(1.320-5.420)只/km2;冬季岩羊种群数量为15 752(7 294-34 017)只,种群密度为8.139(3.769-17.58)只/km2;多数观测距离样线垂直距离在0-200 m之内。岩羊主要集群形式:夏季为雌幼群(52.17%);冬季为混合群(26.60%)。岩羊平均群大小:夏季为(6.261±8.023)只,冬季为(4.064±4.229)只,群大小在不同季节的差异显著(P=0.010),集群大小多集中于1-5只之间,最大为47只。夏季调查中,雄性个体占比11.27%,雌性个体占比56.74%,幼体/亚成体占比31.99%;冬季调查中,雄性个体占比29.61%,雌性个体占比50.15%,幼体/亚成体占比20.24%;夏季和冬季岩羊组成成分之间差异极显著(P<0.001)。

    • 中国重点脆弱生态区生态恢复模式及效益评估专栏
    • 吴 旭, 牛耀彬, 荀梦瑶, 金俊逸, 李娜艳, 唐亚坤, 陈云明

      DOI: 10.5846/stxb202106221657

      Abstract:

      黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H. rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(HrPt,HrRp)及沙棘(Hr)、油松(Pt)和刺槐(Rp)纯林为对象,测定其茎秆水、土壤水和降水稳定同位素组成,采用IsoSource模型量化水分来源,相似性比例指数(PS)定量分析共生植物间水分利用关系。结果表明:(1)旱季,同一树种纯林和混交林间吸水层位存在差异,纯林中主要利用0—100 cm土层土壤水,其中Hr和Rp对40—100 cm的利用率为46.8%和43.8%,Pt对0—40 cm为83.9%;混交林中则更倾向于利用40—200 cm,其中HrPt(沙棘)对100—200 cm为58.8%,HrPt(油松)对40—100 cm为47.4%;HrRp(沙棘)对100—200 cm为58.2%,HrRp(刺槐)对100—200 cm为65.3%。(2)湿润季,纯林和混交林中各树种主要利用0—100 cm土层土壤水,利用率均在70%以上。(3)旱季PS指数显著大于湿润季,且HrRp的PS指数最大,表明沙棘和刺槐之间存在水源竞争现象。综上,相比HrRp,HrPt中共生植物间主要通过水分利用空间上的差异应对季节性干旱,使其组成的生态系统更好地适应区域脆弱的生态环境。研究结果可为区域退化生态恢复与重建及干旱适应性措施体系构建等提供依据。

    • 研究论文
    • 邬志龙, 杨济瑜, 谢花林

      DOI: 10.5846/stxb202106061490

      Abstract:

      构建科学合理的生态安全格局、落实生态保护修复与空间优化是促进区域生态系统健康运行和社会经济可持续发展的重要途径。本文以南方丘陵山区瑞金市为例,综合生态敏感性评价与最小阻力模型,解构瑞金市生态安全格局及其自然生态与社会经济特点,并提出生态保护修复与空间优化方案。结果显示:(1)瑞金市生态源地共有123.22km2,占总国土面积5%,主要为重要山林地和水域,环绕中部盆地呈卫星状分布;(2)潜在廊道119条,生态节点72个,在周边山地呈闭合网络状,但中部盆地廊道单一、节点密集,网络连通性较低;(3)瑞金市是典型的高原型阻力面,中部盆地城镇发展区、沟域经济延伸带、西部工矿挖采点生态阻力高、源地辐射弱,应生态预警与重点修复。瑞金市生态保护修复与空间优化应宏观统筹、分区推进、精细落实,划分生态修复核心区、生态监测预警区、生态保护缓冲区和生态保护重点区,明确空间管控原则、分区推进生态保护,围绕“源地-廊道-节点”落实生态修复。

    • 刘依飞, 甘畅

      DOI: 10.5846/stxb202105091211

      Abstract:

      在碳中和、碳达峰的时代背景下,提高旅游业碳排放效率对实现旅游产业高质量发展具有重要的实践价值。基于2001—2018年中国省际(自治区、直辖市)面板数据,首先利用区位熵和Super-SBM模型分别测算中国省际旅游产业集聚水平和旅游业碳排放效率,并探究二者空间演变趋势和关联特征;其次,运用空间杜宾模型分析旅游产业集聚对旅游业碳排放效率的影响及其空间溢出效应。结果表明:(1)研究期内,中西部地区的旅游产业集聚水平明显提高,东部地区则无明显变化;除河北省、山西省、内蒙古自治区等地区外,其他省份的旅游业碳排放效率均无显著变化。整体上看,二者高水平地区的空间分布变化大致均呈现出以现有集聚区为中心向周边扩散的趋势。(2)旅游产业集聚能显著提高旅游业碳排放效率,并且具有正向空间溢出效应,而旅游业碳排放效率的负向空间溢出效应则会抑制其他地区旅游业碳排放效率的提高。(3)经济发展、产业结构、城镇化、对外开放、技术进步和环境规制均能不同程度促进旅游业碳排放效率,但城镇化作用效果不显著,旅游业产权结构则显著抑制旅游业碳排放效率,经济发展和城镇化均具有正向空间溢出效应,产业结构呈现出较强的负向空间溢出作用,技术进步和对外开放的正向空间溢出效应并不显著。

    • 朱 静, 刘金福, 邢 聪, 江 蓝, 王雪琳, 何中声, 施友文, 沈彩霞

      DOI: 10.5846/stxb202102060385

      Abstract:

      种子从母株掉落于地面萌发后,其根系在不同散布位置(凋落物上层、土壤表层和凋落物下层)下的生长形态影响幼苗定居及建成,而目前对其根系形态及生长特征的了解并不充分,限制了对幼苗根系在不同散布下适应策略的理解。为此,以格氏栲(Castanopsis kawakamii)为研究对象,通过模拟种子在凋落物中位置,设置凋落物上层(种子下层铺垫2 cm和4 cm凋落物,U2和U4处理)、土壤表层与凋落物下层(种子上层覆盖0、2、4、6 cm和8 cm凋落物,CK、D2、D4、D6和D8处理)等3种散布,探讨不同散布位置对格氏栲幼苗根系9个生长指标的影响。结果表明:(1)种子散布位置对幼苗根干物质质量具有显著影响,D2处理达最大值。(2)D2处理幼苗根长、根表面积、根尖数、分枝数和比根长高于其它处理;根系平均直径在D6处理达最大值。(3)相关分析表明根长、根表面积、根尖数、分枝数和比根长与根系平均直径呈显著负相关关系。(4)对根系9个生长指标提取主成分后聚类为4个类群,D2与D4处理各划分一类;U2与U4处理划分一类,其余三个处理划分一类。综上所述,凋落物浅层覆盖(D2处理)适宜格氏栲根系生长;凋落物上层(U2和U4处理)种子萌生根根系受凋落物阻隔作用阻止其与土壤接触,而一旦根系与土壤接触,生长速度加快;土壤表层(CK处理)受地表光照及水分条件限制及凋落物深层覆盖(D6和D8处理)的幼苗受深层凋落物产生的机械阻碍力影响,通过调整对根干物质质量的投入和根系形态可塑性来适应种子散布。因此,在幼苗根系快速生长阶段,通过人为干扰方式,适当调节森林凋落物厚度,以促进格氏栲幼苗在林内更新。

    • 王春晓, 何建华, 刘殿峰, 于秀波, 石青青

      DOI: 10.5846/stxb201912252795

      Abstract:

      土地利用变化是造成栖息地破碎、缺失与退化的重要原因。生态网络能保护重要栖息地,促进栖息地之间的物质与能量流动,对区域土地利用规划和生物多样性保护具有重要意义。以鄂州市为研究区,基于CLUE-S模型预测现状延续、生态保护和城市扩张3种土地利用情景,将生境质量作为遴选生境斑块的依据之一,以鸟类最大迁徙距离为阈值构建生态网络,从连通概率指数PC和斑块重要性指数dPC两方面,探讨土地利用变化对鸟类栖息地连通性的影响。结果表明:(1)不同情景的地类数量和空间结构均有差异,与生态保护相比,城市扩张情景的建设用地增加11603.52 hm2,林地、耕地和水体减少5041.8 hm2、2540.16 hm2、3385.8 hm2,新城区、山地风景区与水体周边是主要变化区域;(2)现状延续和城市扩张情景的生境斑块降至235块和216块,网络出现破碎化,生态保护情景增至367块,网络结构完整但空间位置改变;(3)2004—2024年PC表现为先上升后下降再上升的趋势,生态保护的PC高于现状延续和城市扩张,且利于保护短距离迁徙鸟类;(4)生态保护情景边缘型和关键小型斑块得到保护,第一等级斑块增加,城市扩张情景第二等级斑块增加,现状延续情景部分斑块的重要性提高。在新一轮发展规划中,鄂州市要协调城市发展与生态保护的关系,优先保护受到土地利用变化威胁的大型与关键小型栖息地,重点保护短迁徙鸟类的栖息地连通性。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 田慧敏, 刘彦春, 刘世荣

      DOI: 10.5846/stxb202105141266

      Abstract:

      凋落物既是森林生态系统养分循环的重要构件,又是森林土壤环境和功能的关键调节因子。降雨脉冲导致的土壤碳排放变异是陆地生态系统碳汇能力评价的不确定性来源之一。凋落物在调节土壤碳排放对降雨脉冲的响应中的作用仍缺乏科学的评价。通过在暖温带栎类落叶阔叶林中设置不同凋落物处理(对照、去除凋落物和加倍凋落物)和降雨模拟实验以阐明凋落物数量变化对土壤呼吸脉冲的影响。结果表明:模拟降雨脉冲之前,不同凋落物处理下的土壤呼吸存在显著差异;与对照相比,加倍凋落物导致土壤呼吸速率显著增加57.6%,然而,去除凋落物则对土壤呼吸无显著影响。模拟降雨后52小时内,对照、去除凋落物和加倍凋落物样方的土壤累积碳排放量分别为251.69 gC/m2,250.93 gC/m2和409.01 gC/m2,加倍凋落物处理下的土壤碳排放量显著高于对照和去除凋落物处理;然而,去除凋落物与对照之间无显著差异。此外,不同凋落物处理下土壤呼吸的脉冲持续时间存在显著差异;加倍凋落物显著提高降雨后土壤呼吸脉冲的持续时间,分别比对照和去除凋落物高出262%和158%。多元逐步回归分析表明,土壤总碳排放通量和土壤呼吸的脉冲持续时间与土壤理化特征密切相关;土壤微生物量氮含量可解释土壤总碳排放通量变异的30.3%,而土壤硝态氮和有机碳含量则共同解释了呼吸脉冲持续时间变异的69.5%。该研究表明森林凋落物的数量及其对降雨的滞留作用是调控土壤碳排放通量的重要因素,凋落物对森林生态系统碳循环过程的影响须考量凋落物对土壤微环境的间接作用。

    • 研究论文
    • 孙善磊, 王嘉志, 周舒佳, 王洁, 闫桂霞, 王宏宙, 毕早莹

      DOI: 10.5846/stxb202102220493

      Abstract:

      定量认识和理解气候与流域特征变化对淮河流域地表水文过程的影响,可以为科学管理淮河流域水资源提供重要的理论参考和技术支撑。本研究评估了多控制因子联立求解归因方法的适用性,以此量化了淮河流域气候和Budyko参数n对不同年代蒸散发(ET)、径流变化(较基准期1961年—1980年)的贡献,并且进行了归因分析,结果表明:1)多控制因子联立求解法可以准确有效地分离气候和参数n对ET和径流变化的贡献。2)在气候和参数n变化的共同影响下,20世纪80年代、90年代的ET和径流在沂沭泗河各水文分区均呈减小趋势,而在上游和中游各水文分区的变化则表现出明显的时空差异性。3)就各年代控制ET变化的主要因子,多数水文分区为参数n,其次为降水和潜在蒸散发(PET),分别集中在沂沭泗河地区和淮河上游。20世纪80年代,中游水文分区径流变化的主控因子为PET,其他水文分区则多为降水;而20世纪90年代和21世纪初多数水文分区的主控因子为参数n,其次为降水。总之,控制淮河流域ET和径流变化的物理机制具有明显的空间差异和年代际变化特征。

    • 施栋涛, 赵冲, 尹东红, 陈阳, 常亚青

      DOI: 10.5846/stxb202006101508

      Abstract:

      海胆在海藻床生态系统结构和功能调控中发挥重要作用。深入理解流速对海胆摄食和生长的影响具有重要的生态学研究价值。我们研究了长时间(49天)不同流速(2 cm/s,10 cm/s和20 cm/s)对光棘球海胆幼胆(Mesocentrotus nudus,壳径:~ 20 mm)摄食行为、摄食量和生长的影响,以评估不同流速下,海胆摄食行为和生长的差异。实验结果表明,流速对光棘球海胆的存活无显著影响,但显著影响其生长。2 cm/s下海胆的壳径和体重要显著大于10和20 cm/s。在实验开始后的第2周和第3周,2 cm/s下海胆的体重和壳径已显著高于20 cm/s。流速显著影响光棘球海胆的摄食量(P < 0.0001)和觅食行为(10 cm/s,P = 0.05;20 cm/s,P = 0.004),但口器咬合行为未受显著影响(P = 0.113)。管足附着时间在流速为10 cm/s和20 cm/s(P < 0.001和P < 0.001)下显著长于其在2 cm/s。同样的,相较于2 cm/s(P = 0.02)和10 cm/s(P = 0.03),20 cm/s的流速可显著削弱光棘球海胆的翻正行为。综上,高流速(20 cm/s)通过影响海胆管足活动削弱其觅食行为(而非摄食行为),进而降低其摄食量和生长;流速为2–10 cm/s的海区更适合光棘球海胆的野外生存和底播增殖。本研究对了解光棘球海胆的生态习性和优化其底播增殖技术提供了可参考的流速信息。

    • 潘少安, 李旭华, 冯秋红, 刘兴良, 孙建新

      DOI: 10.5846/stxb202012313336

      Abstract:

      四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。本研究基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候下岷江冷杉潜在分布区并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明:(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是:降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温年变化幅度29.3 ℃-32.5 ℃,降水季节性变异系数76.5-85.4,年降水量694.1 mm-791.7 mm,以及海拔2310 m-3757 m。本研究预测了岷江冷杉潜在分布区在不同气候变化条件下的变化格局,能够为岷江冷杉未来的更新与恢复以及大熊猫栖息地的迁移与保护提供指引。

    • 土壤生态专栏
    • 刘立玲, 周光益, 党鹏, 陈洁, 尚海, 邱丽琼, 朱宁华

      DOI: 10.5846/stxb202008072061

      Abstract:

      湘西石漠化地区是我国生态系统脆弱而又敏感的区域,土壤微生物在维持石漠化区森林生态系统结构和功能稳定中发挥重要作用。选取石漠化地区立地条件相同的32年生的马尾松纯林、光皮桦纯林及马尾松-光皮桦混交林为研究对象,以立地条件相似的未造林荒地演变成的灌草群落作为对照,比较分析石漠化地区不同造林模式对土壤真菌群落结构和多样性的影响及其主要驱动因素。采用Illumina HiSeq第二代高通量测序技术,分析了3种森林土壤真菌群落组成及多样性。结果表明,不同造林模式下土壤真菌优势类群不同,光皮桦、马尾松-光皮桦混交林以及石漠化灌草地土壤真菌优势门均为子囊菌门(Ascomycota),且在石漠化灌草地相对丰度最大,为64.0%;马尾松则以担子菌门(Basidiomycota)为优势类群,其相对丰度占57.9%。混交林土壤真菌物种总数和Shannon指数显著高于马尾松和光皮桦林地,整体上真菌群落多样性表现为:未造林灌草地>混交林>马尾松林>光皮桦林。与未造林灌草地相比,马尾松-光皮桦混交林和光皮桦纯林显著提升了土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量。Mantel test检验结果显示,真菌群落结构与全磷(TP) 、有机碳(SOC)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、全氮(TN)、pH和含水量(SWC)具有显著相关性(P<0.05),其中土壤SOC、TN、pH值对真菌群落结构影响最大。冗余分析(RDA)结果发现,子囊菌(Ascomycota)与pH、TP、SOC、TN、AP、NO3--N含量均呈正相关;担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)主要与NH4+-N成正相关,与pH、TP、SOC、TN、AP、NO3--N呈负相,而罗氏菌门(Rozellomycota)与SWC呈正相关 (P<0.05)。综上,相比针叶纯林,石漠化地区针阔混交林能通过增加土壤SOC 、TN而显著提高真菌群落多样性,促进土壤肥力状况的提升。此研究结果可以为石漠化区人工植被恢复以及土壤肥力管理提供依据。

    • 研究论文
    • 刘学琴, 白明, 贺达汉, 王新谱

      DOI: 10.5846/stxb202106111551

      Abstract:

      步甲(Carabid beetle)是草原生态系统重要的昆虫类群之一,对草原生态系统环境监测及维护生物多样性起着重要的作用。基于步甲属 (雕步甲和长叶步甲) 在宁夏草原131个有效调查记录和19个环境因子,利用最大熵模型(Maximum Entropy Model, 简称MaxEnt)预测步甲属潜在空间地理分布,运用受试者工作特征曲线 (ROC曲线) 检测预测模型精度,刀切法 (Jackknife) 筛选影响步甲属潜在地理分布的主要生态因子。结果表明:(1) Maxent 模型预测结果 ROC曲线AUC 值分别为0.981、0.914,模型预测结果的可信度较高;(2) 19个环境因子中,对步甲属的潜在空间分布预测贡献率较高的环境因子为最冷月份最低气温 、年均降水量、最干季均温、年平均气温; (3) 雕步甲主要分布在温性荒漠草原及温性草甸草原的北部,长叶步甲主要分布在温性草甸草原。以上研究为步甲调查和保护提供参考依据。

    • 专论与综述
    • 吕兴菊, 任婧, 高登成, 窦嘉顺, 李航, 解明丽, 潘瑛

      DOI: 10.5846/stxb202012243261

      Abstract:

      随着全球气候变化加剧及水利工程的快速发展,湖泊水动力状况发生了显著变化。通过影响湖泊水体和沉积物理化性质,水动力变化可以作用于沉水植物生存、生长与分布等方面。在长期适应进化过程中,沉水植物演化出了一系列有效的适应策略,能一定程度上克服水动力变化的负面影响。但当前湖泊水动力变化程度远超沉水植物适应上限,湖泊沉水植物消退已成为全球普遍现象。了解沉水植物适应水动力条件的过程有助于揭示湖泊沉水植被退化机制,为未来沉水植物的保护和恢复提供借鉴。因此,本文系统综述当前湖泊水动力变化成因,水动力变化对沉水植物的不利影响及沉水植物适应策略,包括:繁殖对策、形态学对策、生理对策等。同时,综述当前研究进展,今后还需大力强加沉水植物解剖学及物种忍耐力差异方面的研究。

    • 研究论文
    • 刘红彩, 赵纳勋, 庄钰琪, 杨梅玲, 赵惠茹, 叶新平

      DOI: 10.5846/stxb202009062314

      Abstract:

      生境适宜性评价对野生动物的保护与管理具有重要意义。为了解陕西秦岭地区斑羚(Naemorhedus griseus)的生境状况,利用2011—2013 年间在秦岭地区采集的斑羚分布点数据,通过MaxEnt模型对陕西秦岭地区的斑羚生境进行适宜性评价。结果表明,陕西秦岭地区的斑羚适宜生境面积约为9800 km2,占秦岭山地面积的17%,主要位于秦岭中西部区域;次适宜生境面积约为6940 km2,占秦岭面积的12%,主要位于适宜生境的周边区域。海拔、月均昼夜温差和年降雨量是影响陕西秦岭地区斑羚生境适宜性的主要环境变量,而人类干扰对生境适宜性的影响较小。陕西秦岭地区的斑羚偏好于选择1800—3000 m的中高海拔区间、年降水量为750—850 mm、月均昼夜温差8℃左右的环境。本研究明确了斑羚适宜生境在秦岭的分布状况及关键环境影响因子,可为下一步制定濒危动物保护和生境管理提供理论依据。

    • 李营, 赵小蓉, 李贵桐, 林启美

      DOI: 10.5846/stxb202102200477

      Abstract:

      土壤微生物量磷和磷酸酶在土壤磷的有效化过程中起着极为重要的作用。过度放牧干扰微生物主导的草原土壤磷的有效化过程,地形也会驱动土壤磷的形态转化和积累。然而,地形与放牧强度的交互作用对土壤微生物参与磷活化过程的影响尚不明确,它们对不同地形单元放牧强度的响应可能存在差异。本研究基于十年定位不同地形单元(坡地和平地)放牧试验,研究不同地形单元放牧对土壤磷酸酶活性和微生物量磷(SMBP)的影响。结果表明,地形而不是放牧显著影响土壤全磷(TP)、有机磷(PO)、有效磷(Olsen-P)含量。坡地SMBP含量显著低于平地,平地重牧(G7.5 - G9.0)显著提高了SMBP含量,而坡地放牧则对其没有显著影响。土壤碱性磷酸酶(ALP)和磷酸二酯酶(PD)活性的变化只受放牧影响,而酸性磷酸酶活性(ACP)受地形驱动。平地土壤PD、ALP活性与土壤理化性质间存在复杂的联系,且与放牧强度呈负相关关系,而坡地则只保留了土壤PD活性与磷、全氮(TN)的联系。平地和坡地的土壤ACP活性与土壤化学性质无关。土壤含水量(WC)驱动了平地和坡地SMBP和磷酸酶活性的差异,其中WC、PO、TP、TN驱动平地土壤变化,而坡地土壤则受到WC、PO、TOC的影响。综上,地形驱动SMBP和土壤磷酸酶活性对放牧的响应。本研究表明在平地放牧和坡地放牧是通过不同的方式影响的微生物活化磷的过程,并且土壤含水量起到关键作用。

    • 李晓辰, 贡璐, 魏博, 丁肇龙, 朱海强, 李岳峰, 张涵, 马勇刚

      DOI: 10.5846/stxb202105111226

      Abstract:

      探究气候变化对天山森林植物潜在空间分布的影响及其模拟预测有助于揭示中尺度下植物分布格局对气候变化的适应对策和反馈机制,对促进干旱区山地森林生态系统的生物多样性保育和森林资源可持续管理有着重要的科学和实践意义。基于雪岭云杉的分布点数据和环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型、GIS工具及R软件估计其在基准气候(1970—2000年)及2050(2041—2060年)和2070(2061—2080年)时段基于RCPs气候情景下的潜在分布范围、空间格局变化及生态位分化。结果表明:(1)雪岭云杉在基准气候下的潜在分布与2019年秋季的NDVI植被覆盖变化基本保持一致,高适生分布区主要分布在东疆的哈密、巴里坤和伊吾,北疆主要分布在天山北坡、博格达山、北塔山和伊犁河谷,南疆主要分布在天山南坡。另外,在阿尔泰山南坡、塔城、裕民、托里、西昆仑山和小帕米尔山地也有分布。(2)限制雪岭云杉潜在分布的关键因子为降水(最干月降水量、最冷季降水量和降水季节性)和温度(最干季平均温度、年均温、等温性和气温年较差)、土壤剖面有效含水量、土壤碳密度及海拔,其累计贡献率之和达到87.28%。(3)2050和2070时段,雪岭云杉的适宜分布范围均呈不显著的增加趋势,但RCP6.0情景比RCP2.6较显著,分别扩增了3.33%和3.47%;低、中、高适生区均保持相对稳定的变化,从RCP2.6到RCP6.0情景下增幅分别在1.78%、1.26%和0.98%左右;适生分布区的重心总体上呈现出向高纬度、向东北迁移的趋势,但变化幅度不显著。(4)PCA分析表明雪岭云杉在南疆的气候生态位最广泛、北疆次之、东疆最窄,生态位分化检测表明北疆、南疆和东疆未发生明显分化。

    • 典型高寒生态系统演变规律及机制
    • 李帅, 刘琪源, 董世魁, 肖建南, 武胜男, 周秉荣, 李甫

      DOI: 10.5846/stxb202103200741

      Abstract:

      受全球气候变化的影响,青藏高原在过去的几十年间整体上呈现暖湿化的趋势,相比于年际之间温度和降水的变化外,生长季和非生长季气候变化模式的差异可能会对生态系统产生更重要的影响,但相关的研究尚不充分。本文以青藏高原东部的高寒草甸为研究对象,基于2001年至2017年17年的野外观测数据,包括优势植物紫花针茅的高度、多度以及生物量、次优势物种洽草的生物量,结合生长季和非生长季平均温度和降水量的变化,通过线型回归以及结构方程模型,探究生长季/非生长季不对称气候变化对于青藏高原高寒草甸优势物种生物量稳定性的影响。研究结果表明:1)青藏高原东部年均温和年降水在过去的17年间显著增加,呈现暖湿化的趋势,但是非生长的降水却变化不明显;2)紫花针茅的高度、多度以及生物量在过去17年没有显著的趋势,但是洽草的生物量稳定性显著减少;3)非生长降水结合紫花针茅的高度、多度以及洽草的生物量稳定性促进了紫花针茅的生物量稳定性。研究结果可以为青藏高原高寒草甸在未来气候变化的背景下合理保护与利用提供科学依据。

    • 研究论文
    • 李晴晴, 曹艳萍, 苗书玲

      DOI: 10.5846/stxb202012223253

      Abstract:

      在气候变化和人类活动的双重作用下,黄河流域生态环境不断发生变化。探讨植被生长动态对于实施生态保护政策至关重要。利用Advanced Very High Resolution Radiometer(AVHRR) Leaf Area Index(LAI)遥感资料,结合气候要素数据,分析1981—2017年黄河流域植被覆盖的时空分布特征,探讨气候要素对其变化的影响及贡献率。研究结果表明:(1)时序上,黄河流域植被覆盖呈显著增长趋势,夏季植被覆盖的增长幅度和年际波动最大,冬季植被覆盖呈缓慢平稳增长,波动最小。(2)空间上,植被覆盖显著提高的区域占整个区域的52.1%,主要分布在中东部平原;显著降低的区域占4%,主要分布在北部和西部高原山地;生态脆弱的区域植被覆盖率大多有不同程度的提高,但生态环境良好的部分区域植被覆盖率降低。(3)时序上,黄河流域植被覆盖与气温具有显著的正相关关系。春夏冬三季的植被覆盖与气温呈显著正相关,与降水呈不显著关系;秋季的植被覆盖与气温和降水量均呈显著正相关;春秋冬三季的植被覆盖与太阳辐射呈不显著负相关,夏季的植被覆盖与太阳辐射呈不显著正相关。春夏秋冬四季的气温对植被覆盖的贡献率均大于降水和太阳辐射。春季和秋季气温对植被覆盖的贡献率大于夏季和冬季气温;秋季降水对植被覆盖的贡献率较春夏冬降水贡献率大;春季太阳辐射对植被覆盖贡献率在四季中最高。(4)空间上,黄河流域77.0%区域的植被覆盖变化滞后气温7个月,且与气温呈负相关关系;流域内96.1%区域的植被覆盖变化与降水呈正相关关系,且植被覆盖变化与降水同期或滞后1个月;流域内超过72.2%区域的植被覆盖与太阳辐射呈负相关关系,且植被覆盖变化滞后太阳辐射8个月。

    • 姜明鑫, 钟文玉, 陈李林

      DOI: 10.5846/stxb202107021766

      Abstract:

      白斑猎蛛是茶园重要的捕食性天敌,对茶园害虫生物防治起着重要作用。研究白斑猎蛛的潜在分布范围以及气候变暖对其分布潜在的影响,对保护和利用白斑猎蛛,充分发挥其对茶园害虫的生态调控作用具有重要意义。基于白斑猎蛛当前在中国的163个分布点和6个环境变量,利用MaxEnt模型预测当前及未来(2050年)2种气候情景(SSP2_4.5、SSP5_8.5)下白斑猎蛛在中国的潜在适生区。结果显示,MaxEnt模型对白斑猎蛛潜在适生区分布预测具有较好的准确度,平均受试者工作特征曲线下面积(AUC)值为0.852;测试样本遗漏率与预测遗漏率基本吻合,模型构建效果很好。白斑猎蛛在中国大部分省份均有分布,当前适宜分布区总面积约为429.93万km2,占全国总面积的44.78%;高适生区主要分布在山东、河南、江苏、安徽、湖北、重庆、浙江、江西、湖南、贵州、福建。未来气候情景下,白斑猎蛛潜在适生区面积呈扩大趋势,主要体现在新疆、吉林、辽宁、内蒙古、陕西、广东、广西、海南的适生区范围扩张。在SSP5_8.5气候情景下,总适生区面积变化最大,由当前的429.93万km2增加到562.22万km2,增幅达30.77%。未来两种气候情景下,白斑猎蛛的潜在适生区范围相对当前均有不同程度的扩大和北移。利用Jackknife刀切法计算得到影响白斑猎蛛潜在分布的主要环境变量为最冷月份最低温(bio6)、最湿月份降水量(bio13)、最干月份降水量(bio14)和最暖季平均温度(bio10)。白斑猎蛛广泛分布于中国大部分地区,未来气候条件有利于其生存和繁殖。应加强白斑猎蛛的保护和利用,充分挖掘并发挥其对茶园害虫的控害作用,减少茶园化学农药使用,保障茶叶安全优质生产和茶产业的可持续发展。

    • 江 原, 郝媛媛

      DOI: 10.5846/stxb202005141227

      Abstract:

      开展针对黄河上游甘青宁地区城市建成区空间发展模式及其植被变化特征的研究,可为构建科学合理的城市发展体系、维护区域生态安全屏障提供重要的参考依据。本文以DMSP/OLS和统计数据为基础,运用统计数据比较法提取了甘青宁地区21座地级市(州)的城市建成区边界,并从城市空间扩展特征、扩展速度、动态度、紧凑度和重心迁移5个方面对城市扩展特征进行分析;在此基础上,引入SPOT/VEGETATION NDVI数据,以年均NDVI作为表征城市建成区植被状况的指标,从NDVI总和、均值、比值及其变化量、年际变化率及其变化百分率和稳定性5个方面对研究区2002-2013年城市建成区的植被变化进行研究。结果表明:1)采用统计数据比较法提取获得的研究区城市建成区精度较高,误差率在6.7%以内;2)城市用地围绕河西走廊及黄河上游地区形成不连续的“几”字型空间形态,并具有点状、线状和面状3种不同的分布模式;3)城市扩展年均速及动态度大体呈上升趋势,且2010-2013年的城市扩展速度(4.53 km2/a)是2006-2010年的2倍;4)除酒泉、海西、白银、天水、石嘴山和兰州外,其他城市建成区紧凑度指数均较高;5)城市重心在第一(2002-2006)和第二阶段(2006-2010)均向北发生迁移,在第三阶段(2010-2013)则向南发生迁移;6)城市建成区NDVI总和随建成区面积的增加呈上升趋势;7)城市建成区植被整体呈向好趋势,从NDVI均值看, 2002-2006年植被状况变差,而2006-2013年又有所改善,且NDVI均值分布具有明显的空间差异,中西部地区普遍小于东部;从NDVI年际变化率和变化百分率来看,各城市建成区均大于外围背景区;8)城市建成区植被状况普遍较背景区差,且2002-2013年近4/7的城市建成区NDVI比值及其变化量均呈下降趋势;9)城市建成区植被稳定性普遍较差,半数以上城市的变异系数在12年间均有不同程度的增加。

    • 黄孟勤, 李阳兵, 李明珍, 陈爽, 曾晨岑, 张冰, 夏春华

      DOI: 10.5846/stxb202106161597

      Abstract:

      人类活动和景观格局是人地系统中两大要素的重要表征,探析人类活动强度与景观格局的耦合变化特征对揭示区域人地关系的演变意义重大。为弥补当前对人类活动强度与景观格局耦合响应研究的不足,构建了山区人类活动强度与景观格局耦合演变模型,提出了综合显性—隐性人类活动强度指数,定量评价了三峡库区腹地奉节县2000—2020年的人类活动强度,并通过双变量空间自相关模型探讨了综合人类活动强度与景观格局的空间耦合特征。研究表明:(1)奉节县的综合人类活动强度在时间上由2000年的11.59%增加为2020年的12.48%,在空间上表现为整体收缩,局部增强的特点,另外人类活动强度和景观格局的空间分布与奉节县的地形梯度密切相关;(2)奉节县的人类活动强度与景观格局空间耦合变化表现出协调型、拮抗型、逐渐协调型和逐渐拮抗型四种类型;(3)影响奉节县综合人类活动强度与景观格局的耦合变化的重要因子为距聚落距离、距县行政中心距离、高程等,社会经济因素逐渐成为区域社会生态系统演变主导因素;(4)三峡库区腹地人类活动强度与景观格局存在耦合响应,且其耦合响应具有一定的多样性和特殊性。三峡库区腹地通过沟谷土地集约化来换取山区的生态恢复,以局部的不协调换取整体的协调,整体达到了生态经济的双赢,这揭示了近年来中国山区景观格局对人类活动耦合响应的独特性。

    • 大江大河流域生态环境保护与修复专辑
    • 陈理庭, 蔡海生, 张婷, 张学玲, 曾珩

      DOI: 10.5846/stxb202106271705

      Abstract:

      针对流域在不同发展目标定位下的土地利用需求有所不同,科学合理调控土地利用变化是实现流域土地资源高效利用、生态—社会—经济协调发展的重要基石。以饶河流域为例,基于Markov-FLUS耦合模型综合考虑自然人为两方面,选取12类驱动因子,以2005年土地利用数据为初始值,利用2010、2015年实际土地利用类型数据进行验证改正模型,结合惯性发展、耕地保护、生态优先等情景设置,对2035年饶河流域土地利用进行模拟分析,以满足流域不同发展目标导向下的国土空间优化配置。研究结果表明:○1该模型在饶河流域的适用性较强,模型总体精度达到98.01%,Kappa系数为0.9627,大于0.80,为今后该区域的土地利用模拟提供了方法借鉴。○2三种情景设置基本满足饶河流域不同发展诉求,针对不同发展目标流域土地利用结构变化明显,其中耕地、建设用地变化显著。○3惯性发展情景、耕地保护情景、生态优先情景下,建设用地扩张趋势分别为39%、16%、12%,表明落实耕地保护、生态优先政策需要加强约束建设用地扩张,进一步调整用地结构以提高土地利用效率。综上所述,基于Markov-FLUS模型对饶河流域土地利用进行多情景模拟,可以为流域未来国土空间规划及社会经济发展决策提供基础支撑和多重视角,对土地资源高效利用和生态环境保护具有重要意义。

    • 研究论文
    • 陈俊达, 姚志诚, 石锐, 高惠, 刘振生

      DOI: 10.5846/stxb202103050603

      Abstract:

      贺兰山因其拥有独特的植物垂直分布带而十分适宜啮齿动物生存,但自保护区生态恢复以来并未见有研究评价啮齿动物在贺兰山的生境适宜性,使得其分布现状未知。本研究使用GIS技术和MAXENT模型对内蒙古贺兰山国家级自然保护区6种主要啮齿动物进行生境适宜性状况评价及预测,探究啮齿动物在贺兰山的分布现状。结果表明:影响六种啮齿动物的主要环境因子为海拔、坡度和距矿区距离,海拔越高、坡度越大及距矿区距离越近均使啮齿动物生存适宜性降低;两两鼠种生境适宜面积叠加发现,大林姬鼠和阿拉善黄鼠适宜生境重叠面积最大(261.37 km2),短尾仓鼠和子午沙鼠的适宜生境重叠面积最小(19.00 km2);6种主要鼠种均适宜的生境面积交集仅有17.14 km2,占贺兰山总面积的0.47%,6种主要鼠种均不适宜的生境面积有2985.23 km2,占贺兰山总面积的81.21%。研究表明,啮齿动物栖息地距矿区距离仍是影响其适宜生境的重要因素之一,建议相关部门加强对废弃矿区采取措施,改善保护区啮齿动物生境质量。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 王佳雪, 刘春芳, 张世虎

      DOI: 10.5846/stxb202103280813

      Abstract:

      生态安全格局构建是生态安全屏障建设和防风固沙能力提升的关键。北方防沙带是我国主要的风沙策源区,也是防治沙化的核心区,具有干燥少雨、植被稀疏、沙漠广布等生态特征,如何在北方防沙带构建适宜的生态安全格局,目前尚没有成熟的理论和方法,本文对此做了一些初步探讨。文章以位于北方防沙带中部的民勤县为研究案例,基于“基质脆弱、廊道稀疏、斑块零碎”的景观基底和风沙源扩散机制,提出面向北方防沙带防风固沙能力提升的“控风源-堵风口-筑风廊-优网络”风沙阻隔型生态安全格局构建逻辑范式。结果表明该范式有助于深入了解北方防沙带生态安全问题与生态安全维持机制,可为其他干旱区生态安全格局构建提供新思路。

    • 生物多样性调查与保护研究
    • 张亚芬, 郑子洪, 陈旭波, 骆争荣

      DOI: 10.5846/stxb202104060881

      Abstract:

      基于传统生态位理论的生物入侵机制假说都认为外来种和土著种生态位的差异是决定入侵成功与否和危害程度的关键。藿香蓟(Ageratum conyzoides L.)是一种在我国南方快速蔓延的恶性入侵种。为了了解藿香蓟与其他杂草在群落中的生态关系,探究造成藿香蓟成功入侵的可能机制及危害,在浙西南的丽水市开展了杂草群落调查,计算了藿香蓟和16种常见本地杂草的生态位宽度、生态位重叠和种间相关系数,并对主要物种进行典范对应分析(CCA)排序。结果表明(1)藿香蓟与常见本地杂草间的生态位重叠度显著高于本地杂草间的生态位重叠度,这与藿香蓟具有最大的生态位宽度有关;(2)藿香蓟与常见本地杂草的Pianka生态位重叠指数介于0.04~0.296之间,重叠度处于中下水平;(3)常见本地杂草对于藿香蓟的n-维超体积生态位重叠值显著高于藿香蓟对于常见本地杂草的n-维超体积生态位重叠值;(4)藿香蓟在CCA排序图上处于较中心的位置,说明其具有较高的中生性;不仅如此,外来杂草和本地杂草在排序图上充分混杂,说明外来种相对于本地种并无明显特化;(5)群落中大多数常见杂草间未出现显著种间负相关,仅7个种对显著正相关,大多数种对不相关。总的来说,丽水农村的杂草群落稳定较差,资源相对充足,种间生态位重叠较低,本地植物对于藿香蓟的竞争阻抗较小,加上藿香蓟本身较大的生态位宽度,导致了藿香蓟在本地区广泛而严重的入侵。

    • 研究论文
    • 张进如, 闫晓俊, 贾林巧, 范爱连, 王雪, 陈廷廷, 陈光水

      DOI: 10.5846/stxb202104231074

      Abstract:

      摘要: 林下灌木是亚热带常绿阔叶林重要的构成部分,但林下灌木细根功能性状变异规律及地下生态策略仍不清楚。本研究以福建建瓯万木林自然保护区内9种灌木为研究对象,对细根直径、根长、比根长、组织密度、碳浓度和氮浓度6个细根性状进行研究,采用序级划分法,分析不同树种细根性状序级间的变化特征、常绿和落叶灌木细根性状之间的差异,不同序级细根性状之间的关系以及细根性状变异维度。结果表明:树种和序级对9种灌木细根形态和化学性质有显著影响。直径、根长、组织密度随着序级的增加而逐渐增加,比根长和氮浓度逐渐减小,碳浓度在序级间的变化趋势不一,未表现出明显的规律。落叶灌木细根直径、根长和氮浓度均显著高于常绿灌木,碳浓度和组织密度显著低于常绿灌木,表明与常绿灌木相比落叶灌木更偏向于资源获取型生态策略,常绿灌木则更偏向于保守型策略。本研究中灌木细根在不同序级间的直径与比根长、组织密度,氮浓度与组织密度有较强的相关性,细根其他性状间的关系并不密切或因序级而异。主成分分析结果表明灌木细根性状变异沿一个主成分轴发生变异,该轴表示灌木细根的资源获取和保守的权衡策略。

    • 兴 安, 王 也, 石岩生, 戴和民, 杨雨龙, 张广宇, 贾举杰

      DOI: 10.5846/stxb202104140970

      Abstract:

      为检验施用炔雌醚对农牧交错带长爪沙鼠家群大小与巢域行为的影响,于2006年5月至9月对内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市农牧交错区域分布的长爪沙鼠家群使用炔雌醚进行种群不育控制实验。本次实验分设投药区和对照区两个组别,分别于5月、7月与9月份采用1/4样圆面积有效洞口计数法,随机选取24个长爪沙鼠家群,调查对照区域和投药区内沙鼠的家群洞口数量以及家群大小。另在对照区和投药区,随机测定了30个沙鼠的家群活动范围,对比使用炔雌醚前后长爪沙鼠巢域平均半径和活动面积的影响。结果为:对照区家群平均洞口数58个,投药区仅23个,在炔雌醚投药区长爪沙鼠家群受炔雌醚影响,洞口数仅为23个,表明其对长爪沙鼠家群大小控制效果显著。投药区内长爪沙鼠家群密度在投药后连续下降,最大下降幅度较对照区家群密度低70%,表明炔雌醚对长爪沙鼠的家群密度影响较大,可显著降低长爪沙鼠家群密度(p< 0.05)。炔雌醚对长爪沙鼠家群平均半径和活动面积的研究结果显示,施用炔雌醚后家群巢域半径与活动面积均显著缩小(p< 0.05),与对照区巢域平均面积相比缩小15%、平均活动半径缩小30%。通过以上结果可得出:单独施用炔雌醚对控制野外长爪沙鼠家群以及降低长爪沙鼠巢域、活动面积效果显著。炔雌醚可有效降低农牧交错带长爪沙鼠种群数量和有效活动范围,这对于农牧交错带的鼠害防控,同时降低鼠源性疾病,包括鼠疫的传播都有一定的意义。

    • 吴义远, 董文渊, 浦婵, 谢泽轩, 钟欢, 李吉, 张炜

      DOI: 10.5846/stxb202103290815

      Abstract:

      以大关县3种土层深度0?~ 40 cm、0?~ 80 cm 和 0?~ 120 cm的天然筇竹林为研究对象,在个体水平上研究了竹子构件生物量分配特征及其与土壤物理性质的相关关系,以期为筇竹林适宜立地条件选择、适地适竹及定向培育提供的理论指导。结果表明:(1)同一土层深度,土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均呈现出随土层增加而增加的趋势,而土壤容重和非毛管孔隙度则呈现出随土层增加而减少的趋势,且薄土层和厚土层各土壤物理因子差异显著(P<0.05)。(2)随着土层厚度的增加,筇竹总生物量以及构件秆、枝、叶、蔸、鞭和根生物量表现出增加的趋势,且不同土层厚度差异显著(P<0.05)。(3)随着土层厚度的增加,筇竹构件枝、叶、蔸、鞭、根生物量分配相应增加,秆生物量分配则相应减少,但各处理间差异并不显著(P>0.05)。(4)土壤物理因子对筇竹构件生物量分配有着显著影响(P<0.05),单一土壤物理因子对筇竹构件生物量分配特征的重要性大小排序为土壤含水量>总孔隙度>最大持水量>容重>毛管孔隙度>毛管持水量>非毛管孔隙度。结论:土壤物理因子沿土层厚度的变化对筇竹构件生物量分配产生了重要影响,在土壤物理性质较差的生境中,筇竹会优先将生物量分配给秆,并通过减少叶生物量来响应水分缺失的不利环境,这对筇竹林立地条件选择有指导意义,即筇竹宜选择较深厚土层经营,以促进生物量积累和种群生长。

    • 王悟敏, 匡雪韶, 胡佳瑶, 刘文胜

      DOI: 10.5846/stxb202104261101

      Abstract:

      为揭示植物适应锰胁迫的生理机制,通过在不同Mn2+浓度(0、1、5、10、15、20 mmol/L)下开展盐肤木(Rhus chinensis)种子萌发以及幼苗生长实验,检测锰胁迫处理7、15、30 d后幼苗生理生化特性的变化。结果表明:(1)随着Mn2+浓度的升高,盐肤木种子发芽率变化不显著,在80.0% — 81.6%之间,发芽势、发芽指数和活力指数则呈先升后降的趋势;其幼苗生物量也呈现先升后降的趋势;(2)随着Mn2+浓度的升高与胁迫时间的延长,盐肤木幼苗叶绿素a、叶绿素b含量均呈现先增加后降低的趋势,类胡萝卜素含量呈现下降的趋势;(3)胁迫7 d时,随着Mn2+浓度的升高,盐肤木幼苗SOD、POD、CAT活性均显著上升;胁迫15、30 d时,高Mn2+浓度(15 — 20 mmol/L)下POD、CAT活性则均降低;(4)胁迫7 d时,随着Mn2+浓度的升高,可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量升高;胁迫15、30 d时,在Mn2+浓度为20 mmol/L时可溶性蛋白与游离脯氨酸含量显著降低;(5)随着Mn2+浓度的升高与胁迫时间的延长,MDA含量均升高。该研究说明盐肤木具有较强的耐受锰胁迫能力,它可通过增强抗氧化酶活性、积累渗透调节物质含量来应对锰胁迫。

    • 于莹, 王宇, 张博伦, 王硕, 徐晓甫, 张武昌

      DOI: 10.5846/stxb202101210222

      Abstract:

      为了解渤海湾浮游纤毛虫丰度、生物量和种类组成的周年变化,于2019年7月到2020年6月在渤海湾一个站位进行每月1次共12个航次浮游纤毛虫样品的采集。样品按照Uterm?hl方法进行分析,通过倒置显微镜镜检,计算纤毛虫的丰度和生物量。无壳纤毛虫和砂壳纤毛虫出现峰值的时间不同,无壳纤毛虫丰度和生物量均在4月和8月呈现双峰值,砂壳纤毛虫丰度和生物量均在7月出现单峰值。周年砂壳纤毛虫丰度占纤毛虫总丰度的比例平均为28.6%±32.6%,5—7月较高,均超过50%。共鉴定砂壳纤毛虫6属21种,其中拟铃虫属(Tintinnopsis)种类最多,6—8月砂壳纤毛虫种类数最高。砂壳纤毛虫种类组成呈现明显的周年变化,温度是驱动砂壳纤毛虫群落周年变化的主要环境因子。砂壳纤毛虫群落Shannon指数的平均值为0.95±0.78,Pielou指数的平均值为0.52±0.34,均在6—8月较高。除无壳纤毛虫外,砂壳纤毛虫丰度、纤毛虫总丰度和砂壳纤毛虫丰度占纤毛虫总丰度的比例均与温度、Chl a浓度呈显著的正相关,与盐度呈显著的负相关。

    • 谢致敬, 常亮, Scheu Stefan, 吴东辉, 孙新

      DOI: 10.5846/stxb202104221060

      Abstract:

      山脉是生物多样性研究的热点地区,以往关于山脉的研究多集中于地上植物和脊椎动物,无脊椎动物相关的研究明显滞后。跳虫(Collembola)是土壤无脊椎动物的主要类群之一,在分解有机质、疏松和活化土壤过程中发挥着重要的作用。本文以跳虫为研究对象,采用梯度格局法,在长白山北坡自海拔800 m至1700 m,每隔150 m进行凋落物层和土壤层样品的采集,对比分析了土壤层和凋落物层的群落组成与群落结构,采用4个物种多样性指数(丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Simpson多样性指数)和4个功能多样性指数(功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、二次熵Rao"s Q指数和功能离散FEiv指数),探讨了多样性沿海拔梯度的分布格局。本研究共获得跳虫5542头,隶属于12科42属83种,其中等节跳科为绝对优势类群(相对密度>50%)。非度量多维尺度分析结果表明,凋落物层和土壤层的跳虫群落结构差异显著,长角跳科、鳞跳科和疣跳科物种多分布于凋落物层,而棘跳科物种多分布于土壤层。线性或二次回归模型结果表明,在凋落物层跳虫的丰富度指数,Shannon-Weiner多样性指数和Simpson多样性指数沿海拔梯度的变化呈增加格局;但在土壤层跳虫物种多样性指数沿海拔梯度的变化无明显趋势。在凋落物层,跳虫的功能丰富度指数和功能离散度RaoQ指数随海拔梯度的变化呈现单峰分布格局;在土壤层,跳虫的功能丰富度指数随海拔梯度的变化也呈现单峰分布格局,但其他功能多样性指数沿海拔梯度的变化无明显趋势。本研究表明凋落物层和土壤层跳虫的群落组成,群落结构及多样性存在显著差异,跳虫的物种多样性指数和功能多样性指数对海拔梯度变化的响应不同,未来在探讨土壤动物沿海拔梯度的分布格局及其物种共存机制时,应综合考量垂直分层(凋落物层和土壤层)和多个度量维度(物种多样性和功能多样性)。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 孙成, 秦富仓, 李龙, 杨振奇, 董晓宇, 李艳

      DOI: 10.5846/stxb202104120937

      Abstract:

      黄土高原砒砂岩区是我国水土流失最为严重的地区之一,油松(Pinus tabuliformis)是该区水土保持与水源涵养的优势乔木。以几种不同立地类型人工油松林为对象,应用Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和冗余度分析(RDA),研究林下草本群落生态位特征及其与环境的相互响应。结果表明:所调查的150个油松林下草本样方中,共发现31种草本植物,隶属于11科24属,阳性旱生植物居多。不同立地类型人工油松林下草本群落生态位特征不同,生态位宽度指数及生态位重叠指数均表现阳坡大于阴坡,平坡好于斜缓坡,但整体指数均较小,表明物种对环境资源利用程度较低,种间竞争度不大,群落处于相对稳定状态。通过对比典范对应分析(CCA)及冗余度分析(RDA),RDA排序更能较好揭示生态位特征与环境因素的关系,得出乔灌层郁闭度、土壤有机质、土壤含水率和坡度是林下草本群落生态位特征各异的主导环境因子。

    • 研究论文
    • 杨冰慧, 陈烨

      DOI: 10.5846/stxb202104060883

      Abstract:

      高密度城区绿地已成为老年人群主要的活动场所,而雾霾对暴露其中的老年人有健康隐患。出发点是在健康老龄化的国家战略背景下,基于绿地暴露与雾霾暴露之间的正负关系,在雾霾暴露和老年人群之间搭建技术路径。通过实测循证实验、结构性问卷访谈探索绿地中雾霾对老年人出行决策及身心健康的影响。运用相关性和中介效应分析发现老年人对雾霾存在认知局限,多元的内在驱动力导致去公园绿地的决策感性多于理性。综合舒适度在雾霾与活动人数之间存在显著的部分中介效应。绿地PM2.5 浓度对老年人身心状态自评有负面影响,存在决策导致的健康隐患。研究成果凸显了提升健康老龄化举措的紧迫性以及积极推动景观环境适老性优化的重要意义,对当下人居环境建设有一定的借鉴价值。

    • 典型高寒生态系统演变规律及机制
    • 王壮壮, 朱时应, 张秋涵, 何梦萨, 普布

      DOI: 10.5846/stxb202104221058

      Abstract:

      为深入了解拉萨河流域亏祖山不同海拔梯度秋季土壤纤毛虫优势种生态位及其与环境因子的关系,于2015年10月在亏祖山共设置11个样点,用土壤采样器采用梅花五点式采集土样,同时记录相应的理化因子,土样在实验室自然风干后,采用“非淹没培养法”和“活体观察法”进行培养和形态学鉴定。亏祖山11个样点中,共鉴定到土壤纤毛虫132种,隶属3纲14目48科66属,其中14个优势种(Y>0.02)。土壤纤毛虫优势种生态位宽度最大的是明显长颈虫(Dileptus conspicuus),生态位宽度最小的是卵圆前管虫(Prorodon ovum)和似肾形虫(Colpoda simulans)。土壤纤毛虫优势种生态位重叠值位于0.02—0.99之间,生态位重叠值最低的为似肾形虫(Colpoda simulans)和卵圆前管虫(Prorodon ovum),而生态位重叠值最高的为念珠角毛虫(Keronopsis monilata)和膨胀肾形虫(Colpoda inflata)。亏祖山14个优势种生态响应速率之和为负值,表明土壤纤毛虫优势种处于衰退阶段。土壤纤毛虫优势种与环境因子的典范对应分析(CCA)结果显示,轴1和轴2累计解释物种变异的37.8%,表明轴1和轴2能较好地反映优势种与环境因子的关系;总氮是显著解释变量,对优势种变异的解释率为17.6%。综上分析得出,明显长颈虫(Dileptus conspicuus)、点滴半眉虫(Hemiophrys pectinata)和前口瞬目虫(Glaucoma frontata)对土壤环境适应能力较强,具有广泛的生态适应幅度;土壤纤毛虫优势种生态位重叠值低,种间竞争比较弱;土壤纤毛虫优势种之间以及优势种和环境之间尚未达到相对的动态平衡,优势种正处衰退阶段;总氮 是影响拉萨河流域土壤纤毛虫优势种分布和生态位的主要环境因子。

    • 研究论文
    • 涂洪润, 农娟丽, 朱军, 赵佳佳, 杨婉琳, 朱琪琪, 谢彦军, 刘润红

      DOI: 10.5846/stxb202105061175

      Abstract:

      研究群落内主要物种的种间关联及群落稳定性,有助于正确地认识种间关系和物种共存机制,进而能为植被的恢复与重建以及生物多样性保护等提供理论依据。然而桂林岩溶石山密花树群落主要物种的种间关联及群落稳定性仍不明确。基于群落调查数据,采用方差比率法(VR)、χ2检验、Pearson相关检验、Spearman秩相关检验和M. Godron稳定性等方法,对该群落主要物种的种间关联及群落稳定性进行研究。结果表明:(1)该群落乔木层、灌木层和草本层主要物种间的总体关联性均呈显著负关联;(2)χ2检验结果显示,各层次绝大部分种对均无显著关联,种间关联较松散,各物种间呈独立分布格局;(3)Pearson相关检验和Spearman秩相关检验发现,各层次绝大部分种对均呈不显著相关,种间相关性较弱;(4)M. Godron稳定性结果表明,整个群落及其各垂直层次的稳定性测定结果均远离20/80,皆处于不稳定状态。研究显示桂林岩溶石山密花树群落种间关联较松散,各物种呈相对独立分布格局,群落处于不稳定的演替早期阶段。因此,在岩溶地区植被恢复与重建过程中,应将资源利用方式、生物学特征和生态学习性相近,对生境要求相似的优势乡土物种搭配在一起。此外,可采取适当的抚育措施,调节种间关系,提高群落稳定性。

    • 赵红蕊, 刘欣桐, 王超军

      DOI: 10.5846/stxb202102250527

      Abstract:

      视流域为一个有生命力的不可分割的有机整体,为表征其生态可持续性,从熵的视角出发,提出结合空间信息熵和时间信息熵的时空信息熵方法。其中空间信息熵用于表征生态系统格局在空间分布的有序程度,时间信息熵用于度量生态系统的动态演变是否有序,时空信息熵方法将格局和动态有机结合,定量分析流域生态系统的可持续性。以延河流域为研究区,基于土地利用数据和归一化植被指数数据,利用时空信息熵方法分析2000—2018年延河流域生态可持续性。结果表明:1)延河流域生态系统格局朝着有序的方向变化,此间整体处于生长期或恢复期;2)时间信息熵结果呈现空间异质性,耕地、中低覆盖度草地和其他林地的时间信息熵值较高,生态弹性能力更强;3)研究区生态可持续性以“强”和“较强”为主(61%),广泛分布在其中部和北部地区,表明流域的生态弹性能力总体增强,生态可持续状况明显改善。对基于熵视角研究生态可持续问题的有益探索,为延河流域及黄土高原其他类似流域的生态保护和修复提供借鉴和参考。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 王成武, 崔彪, 汪宙峰, 谢亮, 陈雅靓

      DOI: 10.5846/stxb202105061173

      Abstract:

      自然保护区是为保护具有代表性的生态系统和濒危动植物而划分的特定区域,在涵养水土,防风固沙、净化空气、保护生物多样性等方面发挥着重要作用。四川省有自然保护区166处,类型丰富多样,是中国自然保护地体系的重要组成部分,其保护对象涵盖珍稀动植物,保护功能涉及物种、水源和生态环境,与国家地质公园、湿地公园、森林公园等共同维系着中国西南地区,乃至青藏高原东缘的生态系统。因此,研究四川省自然保护区的空间分布格局及其影响因素具有重要的价值和意义。本文运用地理空间分析方法对1963—2018年间四川省自然保护区的空间分布和影响因素进行了研究。研究发现:①四川省自然保护区空间分布的总体特征以集聚为主,呈现集聚—随机—集聚的变化特征,且前期变化幅度大,后期变化幅度小,总体发展明显分为1963—1998年的单核形成与发展阶段和1998—2018年的双核阶段;②四川省自然保护区主要分布在成都平原向川西高原的过渡区域,其均衡度类型在时间上表现出由“差距悬殊”到“差距较大”的演变特征;;③四川省自然保护区的重心活动范围相对较小,基本稳定在阿坝州南部。标准差椭圆的长短半轴和面积均变化强烈,总体呈现出大幅度的增长,空间分布由南—北向演变为东北—西南向;④自然保护区受到自然因素和社会因素的双重影响,高密度区域分布在地势适中、气候温和、河流众多、土壤肥沃、人口稀少的阿坝州南部与东部地区。未来,四川省生态功能建设应该立足国家公园、自然保护区和自然公园的特点、分布状况,对自然保护区分布较少的川西北、川东北和川南部分地区进行优化布局,以加强这些地区的生态功能建设。同时,探索自然保护区的发展模式,实现自然保护区与周边区域社会经济的协调发展。

    • 研究论文
    • 双升普, 张金燕, 寸竹, 武洪敏, 孟珍贵, 李龙根, 陈军文

      DOI: 10.5846/stxb202104090918

      Abstract:

      为探究阴生植物三七(Panax notoginseng)对不同光照强度的生理生态响应特征,本文研究了5种透光率[46.5%(Full sunlight, FL)、21.8% FL、9.70% FL、5.10% FL和2.80% FL]下三七生理、形态和生长等各项指标的变化特征,并对其相关指标进行相关性、可塑性和主成分分析。结果表明:三七在高光(46.5% FL和21.8% FL)和低光(5.10% FL和2.80% FL)条件下各形态特征(株高、茎粗、单株叶面积)、生物量及相对生长速率(RGR)均有所降低;随着光照强度的降低,根生物量比(RMR)、最大净光合速率(Pn-max)、气孔导度(Gs)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)都随之下降,而叶面积比(LAR)、比叶面积(SLA)、茎生物量比(SMR)和叶生物量比(LMR)却呈现升高的趋势。这些变化能够减少三七在高光下的光能捕获及消耗,而低光下的光能捕获和消耗则会得到加强。此外,阴生植物三七的形态特征表型可塑性指数均小于0.5,而光合生理(Pn-max、Gs、LCP、Rd)、LAR和根部生物量的表型可塑性指数则大于0.5,其可塑性较强,且Pn-max、Gs、LCP与RGR的相关系数分别高达0.581、0.558、0.574,这些结果表明光照强度驱动三七的响应特征主要为光合生理特性、LAR和根部生物量的变化。研究还发现三七在10% FL左右的透光率下生长发育较好。而在低光条件下,三七主要采取保守策略进行缓慢的碳获取和碳消耗,高光条件下则主要采取快速碳获取和碳消耗的冒险策略。本研究阐明了三七对不同光照环境的响应策略,为三七的优质高效种植提供理论依据。

    • 史娜娜, 郭宁宁, 刘高慧, 王琦, 韩煜, 肖能文

      DOI: 10.5846/stxb202102260534

      Abstract:

      基于遥感和野外调查数据,研究北京市两栖爬行动物空间分布格局及其影响因素。结果显示,北京记录两栖爬行动物2纲3目10科17属22种,其中,保护物种15种,占物种总数的68.19%。物种分布整体呈现由西北向东南递减的空间特征,西北部山区丰富度和相对多度较大,门头沟和延庆物种丰富度最大(14种),占调查物种总数的66.67%,优势种为中国林蛙、黑斑侧褶蛙、中华蟾蜍和山地麻蜥;门头沟、怀柔、房山分布了全市71.56%的种群数量;200~500m海拔的丰富度最高(18种),主要生境为森林灌丛;物种数在6种以上的网格有11个,包括大滩、怀九河、百花山、拒马河、密云水库等。总体来看,物种种类和数量相较之前呈现减少趋势,而土地用途转换具有重要影响。1980-2018年,建设用地表现出以东西城为核心向外围扩张的趋势,侵占的农田占生态系统总转换面积的42.85%,城六区和平原区的主要物种为黑斑侧褶蛙和中华蟾蜍,少有中国林蛙分布;进一步分析两栖动物1500m的迁徙距离内,森林灌丛和农田为主要的生境类型,城市扩张侵占了部分农田;同时,大量污染物的排放引起水体水质下降,特别是北运河水系,造成两栖动物的繁殖率降低和栖息地破坏。目前,北京市各类保护地虽覆盖两栖爬行动物种类的90.91%和数量的60.45%,但在怀柔宝山镇白河上段、密云水库来水的潮河上段辛庄桥、平谷洳河大兴庄镇-峪口镇等地,仍然存在较大的保护空缺。对此,建议开展长期定位观测,构建生物多样性观测网络,并探索建立高强度土地利用下的生物多样性保护机制,从而实现生物资源可持续利用。

    • 专论与综述
    • 沈李东, 金靖昊, 刘心

      DOI: 10.5846/stxb202101160171

      Abstract:

      内陆湿地与水体(如湖泊、河流、水库等)是温室气体甲烷的重要排放源。微生物介导的甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)反应在控制内陆湿地与水体甲烷排放中起着不可忽视的作用,对缓解全球温室效应具有重要意义。内陆湿地与水体易形成缺氧环境,且电子受体的种类和数量繁多,是发生AOM反应的理想生境。近年来,不断有研究表明,内陆湿地与水体中存在多种电子受体(NO2-、NO3-、SO42-、Fe (III) 等)驱动的AOM途径。NC10门细菌和甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea, ANME)的一新分支ANME-2d主导了湿地和水体环境中的AOM反应,其中ANME-2d具有根据环境条件选择不同电子受体的潜力。本文系统综述了内陆湿地与水体中不同电子受体驱动的AOM途径及其参与的主要功能微生物类群;分析了AOM反应在控制温室气体甲烷排放中的作用及其环境影响因素;总结了相关功能微生物的分子生物学检测方法及甲烷厌氧氧化活性测定的同位素示踪技术。最后,对未来相关研究方向进行了展望。

    • 研究论文
    • 马晓武, 徐昔保, 李景宜

      DOI: 10.5846/stxb202011263035

      Abstract:

      生态系统完整性是维持生态服务功能和生态系统稳定的重要因素,已成为生态系统管理的目标和衡量生态系统价值的重要指标。我国尚未形成统一的陆地生态系统完整性评估体系和综合指数,本文基于耗散结构理论从生态系统结构、功能和弹性三方面遴选5个一级指标和6个二级指标,构建了一套适用于景观尺度,易于量化评估、动态监测的陆地生态系统完整性指标体系(terrestrial ecosystem integrity index, TEII);并以长三角区域为例,分析了2000-2018年陆地生态系统完整性动态变化及驱动力因素,结果表明:(1)长三角陆地生态系统完整性(TEII)均值整体呈下降趋势,19%的面积显著降低,15%的面积显著增加;(2)完整性(TEII)显著降低区域呈两带两圈多点分布格局,显著增加区域主要分布在长三角西北部,在空间上聚集分布;(3)耕地转建设用地、草地转建设用地、林地转耕地和林地转建设用地为完整性(TEII)下降的主要驱动力之一;(4)完整性(TEII)与GDP呈显著负相关,人口总数与完整性在2000-2005年无显著相关性,2010-2018年呈显著负相关,且负相关紧密程度不断增加,说明长三角区域经济发展和人口增长对完整性形成了日趋严重的胁迫。

    • 罗巧玉, 陈志, 马永贵, 王彦龙, 拉毛叶, 马玉寿

      DOI: 10.5846/stxb202011253021

      Abstract:

      以发草(Deschampsia caespitosa)为供试材料,通过盆栽模拟水分胁迫,研究重度干旱、中度干旱、轻度干旱、植物正常需水量(对照)、轻度水涝、中度水涝、重度水涝处理下发草叶片脯氨酸(Pro)积累状况及其代谢途径中底物、中间产物和关键酶的动态变化,以期从脯氨酸代谢途径对发草抗旱/涝机理进行初步探讨。结果显示,干旱和水涝胁迫前期发草叶片Pro含量显著升高,谷氨酸(Glu)和鸟氨酸(Orn)含量显著下降,Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)活性、Δ1-吡咯琳-5-羧酸还原酶(P5CR)活性均显著增强,而脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性显著降低,表明干旱和水涝胁迫前期发草叶片通过脯氨酸合成代谢的加强和分解代谢的抑制共同积累脯氨酸,以缓解干旱和水涝胁迫产生的危害,Glu途径和Orn途径协同作用于叶片脯氨酸合成代谢过程。中度、轻度干旱和轻度水涝处理21天后Pro含量趋于稳定,持续21天的重度干旱处理和持续28天的重度水涝处理时发草死亡,共同显示了发草对水涝和干旱具有较强的耐受性。该结论为高寒沼泽湿地旱涝“共耐性”植物的研究提供理论基础,同时为利用发草开展退化高寒沼泽湿地植被恢复提供科学依据。

    • 专论与综述
    • 罗怀良

      DOI: 10.5846/stxb202012093135

      Abstract:

      结构复杂、自然生态与社会经济过程交织、地域特征显著的农业碳源/汇效应存在基于内部结构、双重属性、区域尺度等多种研究视角。国内基于内部结构视角的农业碳源/汇效应研究多局限于种植业,且多以单一的碳源或碳汇研究为主;农业组分细化与组分关联的系统综合研究明显不足。在基于双重属性视角的研究中,自然生态视角侧重于碳吸收和直接碳排放,社会经济视角则聚焦于间接碳排放;由自然与经济相互割裂到相互融合的二元农业碳源/汇综合方法尚需深化。基于区域尺度视角的研究多集中在大中尺度和样地尺度,小尺度县域研究比较薄弱;农产品供应链关联的区域间碳流及减排值得关注。针对中国小规模家庭农场和种养关联的多种经营特征,农业碳源/汇效应研究应将农业产业组分、农产品碳源/汇构成解析与种养关联碳源/汇综合并重,发展和完善评估模型、提高参数本土化程度,追踪农产品生产、流通与消费等区域间碳流全过程。论文综述国内基于内部结构、双重属性和区域尺度等视角的农业碳源/汇效应研究进展,并提出基于我国农业经营特征的碳源/汇效应改进研究。

    • 土壤生态专栏
    • 刘月, 张利敏, 徐胜楠, 王瑶, 于鸿淼, 王思琪

      DOI: 10.5846/stxb202104221047

      Abstract:

      植物碳源输入途径变化对土壤生物群落的影响研究是目前学术界关注的热点问题。为探究温带森林生态系统碳源输入方式对土壤线虫群落的影响,本研究通过Illumina MiSeq技术分析了不同碳源输入方式下土壤线虫群落组成和多样性的变化。研究结果显示:所有处理(凋落物和根系同时输入:CK;仅根系输入:NL;仅凋落物输入:NR;无碳源输入:NLR)中共发现土壤线虫68属,其中食细菌线虫的相对丰度最大;各碳源输入方式中仅凋落物输入处理对线虫群落组成的影响最为明显,表现为:与凋落物和根系同时输入处理相比,仅凋落物输入处理中食细菌线虫的相对丰度明显增加,食真菌线虫的相对丰度显著降低以及捕食杂食线虫的相对丰度显著增加。从线虫群落的多样性指数角度看,无碳源输入处理中土壤线虫群落的多样性指数(H")下降,优势度指数(Dom)增高;仅凋落物输入处理中均匀度指数(J)最高。从线虫群落的生态指数角度看,仅凋落物输入处理的线虫群落成熟度指数(MI)指数最高;各碳源输入处理的分解过程均以细菌分解通道为主。研究表明,土壤线虫群落受到碳源输入变化的调节,仅凋落物输入处理比仅根系输入处理对土壤线虫群落的影响更大。无碳源输入处理的物种多样性明显下降,仅凋落物输入处理的土壤食物网更加稳定。研究结果丰富了森林土壤线虫多样性的研究内容,并为高通量测序技术在土壤线虫方面的研究提供方法和数据的支持。

    • 研究论文
    • 梁胜, 陈存友, 胡希军, 张伟, 刘路云

      DOI: 10.5846/stxb202104120950

      Abstract:

      城市湖泊对于缓解调节城市热岛效应具有重要意义,目前湖滨建筑空间形态对城市湖泊的降温潜力影响作用仍不明晰。以长沙市梅溪湖及周边区域为研究对象,采用实测与CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟相结合的方式验证了湖泊的热缓释效应规律,重点探讨了建筑后退湖岸距离、环湖建筑围合程度、临湖建筑高度对高密度建成区湖泊热缓释效应的影响。结果表明:(1)研究所用CFD计算模型对再现高密度建成区湖泊缓释效应的强度和影响范围具有较强的拟合优度,可以有效地作为湖泊水体降温潜力的评价工具,梅溪湖对其下风向550 m范围内的热缓释作用显著。(2)优化湖滨建筑空间形态对于湖泊下风向区域的热缓释作用影响最为明显,最大降温幅度达1.86℃,对湖泊下风向的最大缓释距离可达622 m范围内。(3)不同湖滨建筑空间形态下的湖泊热缓释效能存在差异,其中降低建筑高度和缩小环湖建筑围合程度对湖泊热缓释的积极影响强于增大建筑后退湖岸距离。该结论能够加深对城市湖泊水体热缓释效应的认识,有助于规划设计者从整体热环境感知的角度规划建设城市湖滨空间,使得城市湖泊水体的生态效益得到最大优化。

    • 西南生态的现状、影响及变化研究专辑
    • 蒋爱萍, 靳甜甜, 张丽萍, 李倩雯, 朱博然, 张迪

      DOI: 10.5846/stxb202104130952

      Abstract:

      摘要:道路建设促进区域社会经济发展的同时,通过直接改变原有生态系统、间接增强人类活动进而改变原有生态系统的途径对周围生态系统产生影响。定量评估道路建设对植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响对掌握线性工程生态环境影响,进行社会经济发展与生态安全权衡具有一定现实意义。本研究基于西南地区2016年道路和2015年NPP数据,利用核密度(Kernel Density,KD)表征道路影响域和影响强度,借助ArcGIS平台,分析不同土地覆被和经济发展强度下道路建设与NPP的关系。结果表明:(1)搜索半径为0.5km时,道路KD范围为[0.0, 47.3],其中道路KD为零的区域约占研究区总面积的79.8%,这些未受道路干扰区域大部分位于西藏、青海、四川西部、贵州和云南的西北部;道路KD为(0.0, 5.0]的区域约占道路KD非零区域面积的88.4%,除成都、重庆、贵阳、南宁、昆明等城市外,区域大部分地区道路密度仍处于较低水平。(2)从不同土地覆被下道路KD与NPP的关系来看,中低道路干扰条件下,林地、耕地和人工表面稳定性更强,道路KD小于4.1时NPP相对稳定,而草地、湿地和其他土地覆被在道路KD大于2.1后,NPP出现急剧变化。随道路KD增大NPP趋于发散,这可能是由道路密度增加后其两侧人类干扰类型多样化引起。(3)以县级行政区划为单位,按单位面积道路KD由小到大的顺序,将研究区分成5个部分:分区1—分区5。在分区1,NPP随道路KD增大呈先波动升高,相对稳定变化后降低再发散;在分区2—分区5,NPP随道路KD增大总体呈降低趋势,且变异性逐渐增加,经历了相对稳定阶段、线性变化阶段、发散阶段。根据本研究结果,道路建设需重点关注生态敏感脆弱区的植被保护,如草地和湿地,应尽量避免较高密度道路建设带来的生态系统退化问题,同时应根据不同的地区制定适宜的保护方案。

    • 天然林保护修复专栏
    • 何中声, 陈佳嘉, 朱静, 王紫薇, 谷新光, 江蓝, 陈博, 徐道炜, 吴则焰, 刘金福

      DOI: 10.5846/stxb202101210217

      Abstract:

      土壤微生物作为森林生态系统的主要分解者,参与土壤养分循环,在维持土壤生态系统功能和服务中发挥着重要作用。探讨不同海拔土壤微生物群落结构和功能多样性的季节变化,对维持土壤生态系统稳定具有重要研究价值。以戴云山南坡不同海拔土壤为研究对象(900—1500 m),采用Biolog-ECO微平板法,研究不同海拔土壤微生物群落结构和功能多样性的季节变化(夏季与冬季),揭示驱动戴云山不同海拔土壤微生物季节变化的主要因素。结果表明:(1)夏季海拔1400 m区域土壤微生物的碳源利用最强,微生物活性最高。冬季表现为海拔900 m处土壤微生物对碳源利用最强,活性最高。(2)土壤微生物群落对碳源利用特征的研究表明,夏季与冬季中氨基酸类和羧酸类碳源是7个海拔土壤微生物利用的主要碳源,且夏季碳源利用程度高于冬季。(3)冗余分析表明夏季和冬季戴云山南坡7个海拔土壤微生物群落功能多样性均受土壤环境因子驱动,解释量分别为72.63%和44.12%,均高于地形因子的解释量。(4)土壤温度和全钾含量等因子是驱动夏季土壤微生物群落功能多样性变化的主要因素;土壤全钾含量、全磷含量、有效磷含量和坡向是驱动冬季土壤微生物群落功能多样性变化的主要因素。海拔和季节变化通过调节土壤理化性质和土壤酶活性,进而影响森林土壤微生物群落结构和功能多样性。

    • 研究论文
    • 耿庆玲, 陈晓青, 赫晓慧, 田智慧

      DOI: 10.5846/stxb202012313335

      Abstract:

      不同植被类型对外界干扰和环境变化的敏感性不同。为厘清中国不同类型植被的动态变化特征及其对外界环境变化的响应,综合利用趋势分析、残差分析和情景模拟方法,在明确2000—2015年间我国不同植被类型NDVI时空变化基础上,对气候变化和人类活动两大驱动要素在不同植被类型NDVI变化中的相对贡献进行了定量评估和归因。研究结果表明:(1)2000—2015年,我国植被NDVI整体呈增加趋势,且其空间占比高达84.1%。其中,森林植被的改善状况最佳,显著增加的面积占到了森林总面积的82.4%;而荒漠植被的改善状况相对较差,仅有22.3%的区域呈显著增加趋势。(2)人类活动在我国植被变化中占主导地位。植被改善区和植被退化区人类活动的相对贡献分别为76.4%和60.0%,且人类活动对植被的影响更多与管理方式而非土地利用类型转变有关。(3)不同类型植被对气候变化和人类活动的响应差异显著。对于植被改善区,除沼泽外,人类活动对各类型植被NDVI变化的贡献率均在70%以上,尤其是对农作物的贡献率最高,达到80.7%;对于植被退化区,人类活动影响较大的植被类型为沼泽和农作物,表明2000—2015年间我国沼泽受到了更强烈人类活动的负面影响。该研究有助于增强对不同植被类型对全球变化响应机制的理解,并为促进生态建设和植被恢复工作的有效实施提供科学参考。

    • 丁一, 仲启铖, 张桂莲, 王开运, 郑思俊, 王小玲, 何晶, 李德志

      DOI: 10.5846/stxb202101180192

      Abstract:

      全球变暖对滨海湿地植物细根的影响目前尚不十分清楚。本文以长江口崇明东滩芦苇(Phragmites australis) 湿地为对象,利用开顶式生长箱法进行模拟升温。于2019年5—10月,结合微根管法和根钻法,对0—40 cm土层细根(直径 ≤2 mm芦苇须根)的总根长、总表面积、比根长、比表面积、平均直径和生物量等指标开展连续观测,并计算其净生长速率和周转速率,分析气温升高对芦苇湿地细根形态特征和生长动态的影响。结果表明:在整个生长季,升温显著提高了0—40 cm土层细根的总根长、总表面积和总生物量,且主要表现在0—20 cm土层,而对比根长、比表面积无显著影响。升温显著增强了0—40 cm土层细根的净生长速率,且使其季节变异性加大。升温显著提高了10—40 cm土层细根的周转速率,但在0—10 cm土层影响不显著。总之,升温显著提高了芦苇湿地细根的总量和生长速率,改变其在土壤中的垂直分布格局,但对其水分和养分吸收效率无显著影响。升温使细根周转速率加快,同时使参与周转的细根总量增加,导致各土层特别是0—20 cm土层根源有机碳输入显著增加,这可能会深刻影响芦苇湿地的土壤碳平衡。

    • 曹小玉, 赵文菲, 李际平, 闫文德

      DOI: 10.5846/stxb202101130130

      Abstract:

      分析及综合评价不同森林植被对土壤养分因子的影响,对揭示森林植被与土壤养分的相互关系,全面衡量森林土壤养分水平具有重要的意义。以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林、木荷( Schima superb)纯林、木荷+楠木(Phoebe ahenre)混交林、木荷+杉木混交林 、青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)天然次生林 、毛竹(Phyllostachys edulis)林 6种森林类型为研究对象,在分析不同森林类型土壤养分特征状况差异的基础上,采用结构方程模型确定土壤养分因子权重,对其土壤养分水平进行综合评价。结果表明:1)6种森林类型0— 60 cm土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷的含量分别为8.24— 28.17 g/kg、0.67—1.31 g/kg、44.88—89.31mg/kg和1.24—6.50mg/kg,其含量最高的都是青冈栎天然次生林,土壤有机质和碱解氮含量最低的是毛竹林,土壤全氮和有效磷的含量最低的分别为杉木纯林和木荷纯林,0—60 cm土壤全磷和速效钾的含量分别为0.15—0.21 g/kg和35.54—54.32mg/kg,其含量最高的都是木荷+楠木混交林,含量最低的分别为木荷纯林和毛竹林;2)土壤有机质、全氮、全磷和有效磷的含量在6种森林类型中都一致表现出随土层加深而逐渐减小的规律,而碱解氮和速效钾含量在土壤垂直剖面的变化却因森林类型而异,没呈现出具体的变化规律;3)栎类天然次生林的土壤养分等级综合评分值为3.47,评价等级属于中上水平,杉木纯林、木荷纯林、木荷+楠木混交林、木荷+杉木混交林的土壤养分等级综合评分值分别为2.45、2.76、2.83、2.68,评价等级均属于中下水平,而毛竹林的土壤养分等级综合评分值仅为1.95,评价等级属于土壤养分缺乏。

    • 生物多样性调查与保护研究
    • 赵云峰, 赵彩云, 朱金方, 李飞飞, 杨秀清, 郭朝丹

      DOI: 10.5846/stxb202104140971

      Abstract:

      近年来城市发展迅速,生境破碎化加剧,生物入侵的风险大大增加。本文研究北京市四个不同功能区公园入侵植物组成和分布格局,共调查19个北京市典型公园265个样方,记录入侵植物41种,隶属于12科29属,菊科为优势科,一年生草本居多,其中牛膝菊(Galinsoga parviflora)和小蓬草(Erigeron canadensis)的频次和生态位宽度较大,大狼杷草(Bidens frondose)和凹头苋(Amaranthus blitum)的优势度最大。入侵植物在拓展区公园丰富度最高,核心区最低,四个区对比分析表明:1)入侵植物Shannon-Weinner指数、丰富度和Pielou指数在拓展区都显著高于核心区和远郊区(P<0.05),而入侵植物Simpson指数在远郊区显著高于拓展区和近郊区(P<0.05),本地植物则正好相反;2)拓展区公园的入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index, III)最高且显著高于核心区(P=0.008),其他区没有显著差异;3)群落结构比较结果显示只有核心区公园与其他三个区群落组成不同,其余三个区皆较为相似。研究表明北京市公园入侵植物的丰富度除核心区以外整体上与城市化梯度呈正相关,核心区公园植物群落抵御入侵能力弱,拓展区公园植物群落中入侵植物丰富度高、分布均匀、处于优势地位,需及时治理。

    • 专论与综述
    • 胡健, 曹全恒, 刘小龙, 陈雪玲, 孙梅玲, 周青平, 吕一河

      DOI: 10.5846/stxb202106011441

      Abstract:

      气候变暖和过度放牧的共同作用使全球草地出现明显的灌丛化现象,灌木去除是草地灌丛化控制的重要方式,识别这些草灌植被转变对生态系统、生态水文、土壤侵蚀和侵蚀碳流失的影响对草地可持续管理具有重要意义。本文综述了草地灌木入侵及其控制对植物群落和土壤功能(如土壤有机碳)的影响,以及这些草灌植被变化对生态水文、土壤侵蚀和土壤侵蚀碳流失等水碳耦合过程的影响机制。针对目前草地灌木入侵和去除对植物群落、植被格局、水土过程和功能影响研究的薄弱环节,对未来相关研究提出以下建议:(1)需深化草灌植被转变对碳、氮等生物地球化学循环的影响机制研究,(2)需重视核磁共振谱、生物标志物、同位素等新技术和植被格局的指数与连通性等新方法在草灌植被转变的水、碳等生态效应研究中的应用,(3)需加强草灌植被格局和生态水文、土壤侵蚀与土壤侵蚀碳等水碳过程的多要素、多过程和多尺度的综合研究。本文旨在为灌丛化草地科学有效的生态恢复与多目标的土地利用管理提供理论支撑。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 周侃, 陈妤凡, 徐勇

      DOI: 10.5846/stxb202102230498

      Abstract:

      揭示城市扩张与水污染物排放之间的伴生效应与空间交互机理是城市化水环境效应研究的重要议题。本文以长三角地区为例,选取COD和NH3-N两项特征污染物指标,在2011-2015年快速城市化时期的水污染物排放格局分析基础上,优选空间杜宾模型估计城市扩张与水污染物排放的伴生效应,采用直接效应和间接效应分解定量测度二者的空间交互机理。研究结果表明:2011-2015年长三角地区水污染物排放规模显著下降,县域排放强度等级整体降低,高强度排放格局由连片式分布收缩为零散式分布;城市扩张与水污染物排放的伴生效应显著而稳定,高扩张—高排放型县域在上海及其周边、苏北地区集中分布,沿海和沿江区位是城市扩张通常会选择的布局指向,在排污距离成本和环境规制强度双重作用下,距海岸线和长江干流距离越远,水污染物排放强度越呈对数曲线式降低;城市扩张与水污染物排放的空间交互作用具有两面性,城市扩张规模每提升1%,使本地COD、NH3-N排放分别增加0.274%、0.368%的同时,还会造成邻近县域排放降低1.017%、0.650%。因此,为缓解城市扩张与水污染物排放的伴生效应和交互作用,既要划定城市扩张边界、严格抑制扩张规模,还需注重城市水污染物处理设施配套及管网建设,通过区域环境承载力提升缓解城市化造成的环境胁迫过程。

    • 研究论文
    • 章程, 汪进良, 肖琼, 苗迎, Mitja Prelovsek

      DOI: 10.5846/stxb202103200738

      Abstract:

      土壤CO2是岩溶作用的重要驱动力,也是陆地生态系统碳循环与岩溶碳循环的纽带。选择斯洛文尼亚典型岩溶区草地生态系统土壤剖面,开展大气与土壤CO2、土壤水分与土壤温度等指标高分辨率监测,分析不同指标动态变化、分层效应及相互关系。结果表明,土壤温度、水分和CO2含量变幅分别为3.8—12.9°C、26.9%—34.7%和682—6760×10-6。土壤温度变化趋势与气温变化一致,上部土壤层随气温出现昼夜变化,响应敏感,下部土壤层则表现为多日变化;土壤水分变化主要受降雨控制,对降雨过程响应及时,不同深度分层效应显著,上部与下部含量较高,暗示草地根系有利于土壤水分保持,土岩界面的存在可能是下部保持较高水分的原因。土壤CO2含量总体上受土温控制,随着深度增加逐渐升高。降雨过程中,不同深度土壤CO2含量均有不同程度且较快速的升降现象,暗示雨水入渗土壤层后产生的活塞效应和随后的向下迁移是导致土壤CO2含量陡升陡降的主要原因。从降雨过程大气CO2含量有较大幅度降低的现象看,说明来自大气与土壤CO2均参与了下伏碳酸盐岩的溶蚀过程,揭示在湿冷的地中海气候岩溶区,受生态系统控制的CO2可为下伏碳酸盐岩溶蚀提供驱动力,其产生的碳汇可能是整个生态系统碳汇的重要组成部分。

    • 张世喆, 朱秀芳, 刘婷婷, 徐昆, 郭锐

      DOI: 10.5846/stxb202010232707

      Abstract:

      干旱变化具有明显的空间分异,不同植被类型对干旱的响应亦有差别。开展气候变化下不同植被覆盖类型对干旱响应的差异分析,厘清温升干旱化进程对植被的影响,对了解植被发展动态及预测未来格局有着非常重要的意义。本文基于1982-2017年的总初级生产力(GPP)数据和同时期东安格利亚大学气候研究中心(CRU)时间序列(TS)气候数据,分析了中国8个植被区GPP和干旱的变化趋势,通过对比标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)的趋势差异识别了典型的温升干旱化区域,在此基础上研究气温上升如何影响GPP对干旱的响应,并进一步讨论不同植被类型对干旱的敏感性差异。结果表明:(1) 36年来8个植被区除青藏高原高寒植被区呈湿润化,其他植被区均呈现变干趋势;(2)气温上升大面积加剧了温带荒漠区和温带草原区的变干趋势;(3)亚热带常绿阔叶林区和热带季风雨林?雨林区的GPP受温度和干旱影响相当,青藏高原高寒植被区和针叶、落叶林混交林区的GPP受温度主导,其他植被区GPP均受干旱主导。

    • 专论与综述
    • 张建民, 付 晓, 李全生, 吴 钢, 李晶, 郭俊廷, 白璐, 张轶群

      DOI: 10.5846/stxb202101150155

      Abstract:

      大型煤电基地(CEBs)是我国煤基能源和材料集中开发区域和国家能源战略安全重要支撑,合理评价CEBs开发生态影响是CEBs可持续协调开发、科学管理中的难点问题。本文将CEBs开发视为系统工程,与自然生态系统(NES)相关联,深入研究大型煤电基地生态系统(CEBES)的驱动行为、内在结构及主要关系、生态影响途径、生态累积过程和生态累积效应及阈值分析方法。研究基于CEBs空间和功能定位提出CEBs的概念、内涵和特点, 融合构建的CEBES涵盖到自然资源、能源开发行为(煤、电等)、其他人类活动(农、牧、城)和大气、水、土壤及生物域;研究表明CEBES的生态累积状态受三种行为驱动和影响(自然行为、能源开发行为和其他人类活动),通过融合、传导和辐射耦合作用,表现为生态要素损伤、系统结构变化和系统状态失衡三级状态,生态累积具有影响多态性、空间多尺度和过程渐变性特点;明确了生态累积过程、累积效应和阈值及其相互关系,引入反映生态影响累积程度的生态损伤系数,提出四类生态阈值(生态要素、内部结构、系统状态和行为调控);基于系统性和实用性筛选反映生态累积相对状态的60项指标,构建具有“三力”驱动、分区要素耦合和系统评价的生态累积状态指标体系和生态综合影响指数;建立基于单位空间体的生态累积状态核心函数、生态要素、子系统及系统的生态累积函数,提出生态损伤程度、生态效应阈值的分析模型和基于多层次生态损伤耦合关系的CEBs开发生态累积影响分析方法。该方法可为我国CEBs开发区域生态影响评价、区域生态安全调控和“碳中和”发展提供理论支撑。

    • 研究论文
    • 张弘杰, 徐慧敏, 过梓栩, 何斐, 曾巾, 赵大勇

      DOI: 10.5846/stxb202103190734

      Abstract:

      为探究水产养殖中养殖不同物种对水体和沉积物中细菌群落的影响,本文以养殖克氏原螯虾(Procambarus clarkii, PC)和中华鳖(Pelodiscus sinensis, PS)的水体和沉积物样品为研究对象,利用基于16S rRNA基因的高通量测序技术,对细菌群落多样性和群落组成进行分析,并结合环境因子,探究水产养殖对细菌群落的影响。结果显示,水体和沉积物中细菌群落的α多样性均呈现PS > PC的显著差异(P < 0.05)。非度量多维尺度分析的结果显示,PC和PS区的水体和沉积物细菌群落结构均呈现明显差异。冗余分析(RDA)的结果表明,水体氨氮(NH4+-N)和硝酸盐氮(NO3--N)是影响水体细菌群落结构的最主要环境因子,沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和有机碳(OC)均对沉积物细菌群落结构有显著影响(P < 0.05)。PC和PS区中的细菌隶属于34门、114纲、258目、504科和955属,水体中共筛选出了11个优势菌门(相对丰度 > 0.5 %),沉积物中筛选出了13个。2个养殖区域的水体样品中共筛选出了15个优势(相对丰度 > 1 %)操作分类单元(Operational Taxonomic Unit, OTU),其中有9个具有脱氮除磷或去除有机质的作用,它们分别属于丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、腐螺旋菌科(Saprospiraceae)、嗜甲基菌属(Methylophilus)、放线菌目(Actinomycetales)和沉积杆菌属(Sediminibacterium)。整体上,这9个优势OTUs在PC区中的相对丰度更高,并且与氨氮(NH4+-N)和硝酸盐氮(NO3--N)的相关性较强。同时,在沉积物样品中筛选出了7个优势OTUs,其中有3个主要参与氮循环,它们分别属于Dechloromonas属、Prolixibacteraceae科和厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)。此外,在水体样品中发现了3个优势OTUs为致病菌,分别属于黄杆菌属(Flavobacterium)和多核杆菌属(Polynucleobacter)。综合以上分析,养殖不同物种会对水体和沉积物中细菌群落多样性和结构产生不同影响。

    • 喻阳华, 李一彤, 王俊贤, 宋燕平

      DOI: 10.5846/stxb202107141888

      Abstract:

      剖析天然次生林生态化学计量与C、N同位素丰度的关系,能够阐明元素平衡对同位素分馏的影响规律,深刻揭示生态系统资源分配机制与利用策略。以贵州白云岩地区马尾松林(Pinus massoniana forest)、山胡椒林(Lindera glauca forest)、烟管荚蒾林(Viburnum utile forest)、化香林(Platycarya strobilacea forest)和白栎林(Quercus fabri forest)为对象,厘清叶片-凋落物-土壤连续体的生态化学计量特征与C、N同位素丰度及其内在关联。结果表明:(1)不同群落叶片、凋落物、土壤C、N、P含量存在差异,总体为叶片>凋落物>土壤,N在连续体间的继承性较强,C则较弱。(2)不同植物群落连续体间C:N、C:P、N:P差异显著,5种群落均受到N元素限制,化香林和白栎林还受P限制;烟管荚蒾林C:N、C:P与化香林N:P显著性较高,植物通过协调化学计量平衡以满足自身生长发育和适应环境的需求。(3)叶片、凋落物、土壤δ13C分别为-32.45‰—-29.22‰、-30.11‰—-28.85‰、-26.06‰—-6.83‰,δ15N依次为-8.36‰—-1.17‰、-6.79‰—-2.22‰、3.22‰—7.12‰,总体上元素迁移转化存在一致性。(4)叶片-凋落物-土壤连续体中,化学计量与δ15N的相关性高于δ13C,土壤化学计量与δ13C、δ15N具有更强的耦合效应。结果可为贵州白云岩地区生态系统养分科学管理提供理论依据。

    • 第十九届中国生态学大会专辑
    • 尹洪洋, 朱文涛, 马文刚, 章翔, 夏景全, 许强, 李建龙, 何法庆, 李秀保

      DOI: 10.5846/stxb202011082861

      Abstract:

      三亚蜈支洲岛海洋牧场在针对珊瑚礁修复工作、热带海洋牧场建设等方面取得了不错的效果,但海洋牧场区域的营养结构仍需要长期的监测评估。于2020年7月海洋生物调查共采集52种主要消费者,以碳(δ13C)、氮(δ15N)稳定同位素技术为基础,首次构建三亚蜈支洲岛海洋牧场区域食物网并进行研究。结果表明:(1)主要消费者的δ13C值范围在-19.10‰—-12.74‰之间,平均值为-16.99‰±1.52‰;δ15N值范围为6.43‰—14.03‰,平均值11.24‰±1.70‰。单因素方差分析结果显示,各物种之间碳氮稳定同位素均有显著性差异(P < 0.01)。(2)大型海藻和底栖微藻对主要消费者的贡献率最大为41.50%,沉积有机物(SOM)和浮游植物也是消费者的重要碳源(贡献率分别为20.05%、19.97%),悬浮颗粒有机物(POM)对消费者的碳源贡献率最低,为18.48%。(3)三亚蜈支洲岛牧场区域主要消费者的营养级范围为1.53—3.76,主要消费者营养层次分布两端少,中间多。通过系统聚类分析发现,三亚蜈支洲岛牧场区域生态系统可以分为4种营养类群:第一类群主要由混合食性的底栖性鱼类以及头足类组成;第二类群主要是以底栖微藻为主,SOM为辅的虾蟹类构成;第三类群的食源以大型海藻为主,主要为肉食性鱼类;第四类群为SOM、底栖藻类食性的初级消费者(棘皮类和腹足类)。(4)应用SIBER模型分析三亚蜈支洲岛牧场区域生态系统的营养结构指标,与邻近海域的研究结果比较发现,牧场区域生态系统的摄食来源多样性水平(CR)、营养级长度 (NR)、生态位总空间(TA)和平均营养级多样性程度(CD)相对较高;且研究海域食物网的营养冗余程度(MNND、SDNND)偏高。本研究初步构建了三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统食物网,为了解该生态系统营养结构提供了基础资料和参考数据。

    • 西南生态的现状、影响及变化研究专辑
    • 杨欣兰, 巴桑

      DOI: 10.5846/stxb202101050044

      Abstract:

      摘要:为揭示我国西藏高原湖泊原生动物群落结构特征及垂直分布机制,于2017年11月、2018年5月和9月,在巴松措(湖)中心分7层设置采样点,利用25号浮游网采集原生动物。采用活体观察和固定染色相结合的方法,共鉴定到原生动物195种(其中春季86种,夏季93种,秋季80种),隶属于2门11纲24目43科59属。其中以肉鞭门种类较丰富,砂壳类纤毛虫占优势。三个季节群落结构的复杂程度表现为:春季>夏季>秋季;群落结构垂直分布呈表层>中层>底层;总体呈现出物种多样性较低、均匀度较高,具有明显的时空异质性,优势物种和群落结构都会随水深的增加而减少。

    • 面源污染模型研究
    • 吴 锋, 曾麟岚, 刘桂君

      DOI: 10.5846/stxb202104090921

      Abstract:

      农业面源污染因其分散性、滞后性和不确定性而成为环境治理的难点。面源污染物迁移转化过程的模拟模型发展迅速,而农业面源污染管理政策仿真评估模型研究相对较为滞后。本文系统梳理与分析了自上而下宏观目标约束、自下而上微观行为传导及宏观与微观上下耦合三类政策仿真模型研究进展,总结了当前模型的基础理论与方法的优势与不足。本文提出了融合流域水系统过程规律认知,构建宏观政策目标自上而下约束与微观主体行为自下而上传导耦合的农业面源污染政策仿真模型,实现政策仿真模拟在国家、区域、流域与栅格跨尺度上的嵌套传导、参数互验与系统预测,以解决因农业面源污染防治主体的多元性与防治对象的广泛性特征所导致的复杂性系统难题,使得政策效应模拟仿真结果空间显性化,进而实现农业面源污染控制的政策管理由粗放型向精准化方向迈进。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 王颖慧, 丁建丽, 李晓航, 张钧泳, 马国林

      DOI: 10.5846/stxb202011202980

      Abstract:

      人类活动引起的土地利用/土地覆被变化(Land Use/Cover Change, LUCC)和景观格局的改变会对生态系统服务价值(Ecosystem Service Value ,ESV)产生影响,但大多数对LUCC的分析方法都缺乏对各土地利用类型内部转换过程的深入信息挖掘。因此,利用强度分析模型在由浅入深的三个层次(时间间隔、地物类型、转换)上系统地,定量地分析新疆伊犁河流域1980-2015年土地利用变化强度时空分布的动态特征,同时对流域景观格局的演变和生态系统服务价值进行评估研究,探讨ESV对土地利用变化强度的响应特征。结果表明:(1)伊犁河流域土地利用强度呈现先增强后减弱的变化趋势(2)在1980-2015年期间,流域内景观格局斑块聚集性减弱、破碎化加剧、景观多样性增加、各地类景观均衡化发展,生态系统服务总价值增加了0.49亿元,其中水域和林地占流域总生态系统服务价值的47.94%。(3)伊犁河流域优势景观斑块面积的增加、形状多样化、各斑块聚集化发展会促使流域生态系统服务价值的增加,土地利用变化强度与ESV存在明显的正相关关系。通过系统地分析多个层次下的土地利用景观变化,以及生态系统服务价值对其的响应关系,可以对流域的生态发展科学决策提供数据基础和工作参考。

    • 研究论文
    • 王一帆, 谌小勇, 邹东军, 雷俊杰, 吴小红, 王钧, 闫文德, 梁小翠

      DOI: 10.5846/stxb202009262498

      Abstract:

      对九龙江森林公园次生常绿阔叶林粗木质残体(CWD)进行量化研究,了解亚热带典型次生林CWD的本底数据。以九龙江森林公园典型天然次生林中的6个20m×20m的标准样地为对象,调查并分析样地内不同分解等级 CWD的生物量、碳储量和养分特征变化。九龙江森林公园亚热带典型次生林的CWD储量在2.8— 30.4t/hm2之间,碳储量在6.10—6.75t/hm2之间,大量营养元素(N、P、K、 Ca、 Mg)含量相对稳定,化学计量变化不显著,微量营养元素中Pb与Cd元素含量随着分解等级的增加而增加。九龙江森林公园亚热带典型次生林的CWD储量在亚热带常绿阔叶林中处于中等水平,CWD主要以分解中后期的倒木为主,反映出该次生林处于中幼龄林阶段,具有较高的碳储量,养分含量相对稳定,并表现出Pb与Cd在CWD中积累的现象,在中度分解和重度分解的CWD中Pb含量分别增加了62.65%和69.88%,Cd含量则分别增加了33.33%和100%,其内在机理有待进一步深入研究。研究结果有助于进一步了解CWD如何参与森林生态系统养分循环、重金属积累等生态过程,比较不同林分干扰历史下CWD储量、分布及养分特征的异质性,补充CWD参与碳循环和碳平衡过程的本底数据,为亚热带典型次生林的保护与可持续经营提供了科学依据。

    • 土壤生态专栏
    • 王福慧, 周林燕, 胡汗, 王俊, 郭垚鑫, 任成杰, 白红英, 孙昊田, 赵发珠

      DOI: 10.5846/stxb202104020857

      Abstract:

      森林土壤碳库对全球变暖的响应是气候变暖下预测CO2不确定性的潜在主要来源。然而,不同植被带上各粒径团聚体的SOC矿化的温度敏感性(Q10)及机理尚不明确。本研究收集了中国太白山4个不同海拔的植被带的土壤,将土壤按粒径大小筛分为大、中、小3类团聚体,并进行了100天的土壤培养实验,以监测在三个恒定温度(5℃、15℃和25℃)下土壤呼吸速率、微生物量碳和胞外酶活性等指标。研究表明(1)团聚体占全土比例随粒径增大而增大,而有机碳含量随粒径的增大而减小。(2)随着海拔的升高,大团聚体、中团聚体、小团聚体的惰性碳库比例分别从45.11%、36.37%、64.72%升高到45.71%、38.11%、67.12%,缓效碳库比例分别从28.81%、37.20%、14.54%下降到28.41%、36.16%、13.78%,活性碳库比例从26.06%、26.42%、20.73%下降到25.35%、25.72%、19.09%。(3)各团聚体温度敏感性(Q10)表现出随海拔升高而增加,随温度升高而降低(T1Q10>T2Q10),并且具有惰性碳库Q10>缓效碳库Q10>活性碳库Q10的规律。(4)团聚体的MBC随着培养时间,各海拔、各温度下均呈现先升高后下降的趋势。(5)影响碳库和Q10的环境因素包括植被类型、土壤特性、土壤环境、土壤底物,其中植被表现较其他更强。

    • 研究论文
    • 王晨杨, 闫铁柱, 翟丽梅, 华玲玲

      DOI: 10.5846/stxb202103140682

      Abstract:

      基流是水文过程的一个重要组成部分,选择科学合理的基流分割方法,研究明确影响基流变化的驱动因素,对于保证河湖的生态水量至关重要。本研究以北京密云水库的白河流域为例,根据白河流域张家坟水文站1967-2012年的实测径流数据和相关气象数据,对比分析了局部最小值法、单参数数字滤波法和递归数字滤波法三种方法的基流分割结果,并从气候变化和人类活动两方面分析影响基流变化的驱动因素。结果表明,相比局部最小值法和单参数数字滤波法,递归数字滤波法在白河流域有着更好的应用稳定性;在密云水库白河流域,基流对河川径流有着相当高的贡献比例(BFI>0.65);1967-2012年白河流域年基流量存在极显著的减少趋势(P<0.01),而年基流指数值基本保持不变。白河流域基流序列分别在1980年和1999年发生了突变,其中1999年的突变主要受到降雨过程(气候变化)的影响,而1980年的突变点主要受到其他因素(如人类活动)的影响。

    • 土壤生态专栏
    • 孙乐妮, 吴兵兵, 徐志豪, 李泽龙, 张胜全, 杨恩东, 周佳慧

      DOI: 10.5846/stxb202104170997

      Abstract:

      为探究不同积累型小麦品种对根际微生物群落结构及功能多样性的影响,以镉低积累型小麦济麦22和镉高积累型小麦冀5265为研究材料,采用分离培养法和Biolog-Eco微平板法分析根际细菌数量、可培养优势群落结构以及微生物群落功能多样性。结果表明:污染土壤济麦22根际总细菌数量和抗Cd细菌数量均显著高于冀5265,而非污染土壤中两品种间无差异。污染土济麦22根际发现较多产脲酶和高镉抗性菌株(200 mg/L)。污染土济麦22根际优势菌多为Arthrobacter sp.和Bacillus sp.,冀5265根际优势菌主要为Streptomyces sp.;非污染土济麦22与冀5265 根际优势菌群相似,均以Bacillus sp.为主。Biolog试验结果表明,两个小麦品种根际微生物群落对碳源的利用能力存在差异,济麦22根际微生物AWCD值、Mc Intosh 指数、Shannon-Wiener 指数、Simpson指数在污染土和无污染土中均显著高于冀5265。因此,污染土壤中不同积累型小麦品种根际微生物群落结构及功能多样性均存在差异,该研究结果对于揭示高低积累型小麦根际微生物机制提供了重要参考依据。

    • 研究论文
    • 庞久帅, 原阳晨, 周苗苗, 任俊杰, 高鹏, 成克武

      DOI: 10.5846/stxb202009142401

      Abstract:

      槭叶铁线莲(Clematis acerifolia)为太行山特有植物,但数量稀少且分布零散,其生存状况受到学者和政府部门的高度关注。本文通过对河北省易县葫芦峪沟谷新发现的槭叶铁线莲群落的典型样地调查,以物种重要值作为生态位计量指标,对各物种生态位宽度、生态位重叠和生态位相似性进行了定量分析,对槭叶铁线莲的生存安全状况进行了评估。结果表明:在调查样地中共记录到14科15属17种植物,群落物种组成较为简单,槭叶铁线莲在大部分调查样地中的重要值最大,占据优势地位,其他物种重要值相对较低;群落内所有物种中,槭叶铁线莲的生态位宽度最大(Bi=6.264),绒毛绣线菊(Spiraea dasyantha)次之(Bi=5.144),其他种类较小;所有物种组成的136个种对中,生态位完全重叠(Qik=1)、重叠程度较高(0.5≤Qik<1)和重叠程度较低(Qik<0.5)的种对比例分别为8.09%、16.91%和75.00%,生态位完全相似(Cik=1)、相似程度较高(0.5≤Cik<1)和相似程度较低(Cik<0.5)的种对比例分别为8.09%、5.88%和86.03%,大部分物种之间生态位重叠程度和相似性都处于较低水平;槭叶铁线莲与其他物种构成的16个种对中,62.50%的种对生态位重叠程度较低(Qik<0.5),81.25%的种对生态位相似性程度较低(Cik<0.5),反映出群落内各物种间对资源和空间的竞争较为温和,群落较为稳定,槭叶铁线莲在其分布生境中生存状况相对安全;本文研究表明,利用生态位分析方法可以作为珍稀濒危物种生存状态和安全风险评估的一种方法。

    • 专论与综述
    • 马奔, 温亚利

      DOI: 10.5846/stxb202010142621

      Abstract:

      人与野生动物冲突是人与自然耦合系统不可避免的负向产物,对冲突的治理是实现保护与发展协调的重要路径。国内外学者对此展开了大量的研究。本文从冲突生成、影响、成本和治理四个方面对现有研究进行梳理,结果表明人与野生动物冲突对保护与发展都造成负面影响,包括社区直接经济损失、人身安全受威胁、福祉降低以及野生动物被伤害、栖息地被挤占。现有研究还存在缺乏跨学科系统研究框架、忽视冲突隐性成本以及对冲突影响研究不深入等不足,未来在科学测度冲突成本、从生态和社会经济视角对冲突影响进行评估以及冲突治理措施多元化方面研究需要深入。在此基础上,从建立中央政府为主、地方政府为辅的野生动物冲突补偿专项基金;政府为主导,企业、社区、国际组织和高校多方利益群体参与机制;人与野生动物冲突分区管理制度;冲突损失核算和申报管理系统;多元化冲突治理模式;冲突减缓土地利用规划体系方面提出现有研究对治理我国人与野生动物冲突的启示。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 林雅莉, 范少贞, 廖凌云, 兰思仁

      DOI: 10.5846/stxb202012273288

      Abstract:

      在自然保护地管理体制改革之际,对保护地开展管理有效性评价可以识别保护地面临的威胁与压力,确定保护地管理工作的优先性。研究以保护地快速评估和优先性确定方法(Rapid Assessment and Prioritization of Protected Areas Management, RAPPAM)为基础,结合福建省省情优化管理评价指标体系,对福建省9个地级市的53处自然保护地开展管理有效性评估,识别自然保护地面临的主要压力与威胁,分析保护地管理上的优劣势,并选用斯皮尔曼相关性分析,识别有利于减轻保护地威胁的相关管理环节,为福建省保护地管理工作的优先性调整提供参考。结果表明:(1)福建省自然保护地面临的主要威胁和压力依次为火灾、种养殖、虫害、环境污染和旅游,其中,环境污染与旅游对保护地的影响严重。(2)福建省自然保护地体系管理水平总体一般,存在地域性差异。自然保护地普遍存在多头管理、管理投入不足、管理实施计划缺失等问题。(3)由斯皮尔曼关联性分析可知,保护地管理过程与投入的提升有助于降低火灾、虫害、种养殖的威胁。环境污染和旅游威胁,受宏观经济发展、保护地规划及周边用地规划影响显著。

    • 研究论文
    • 李炎龙, 季荣博, 吴云, 秦泽峰, 彭懿, 冯固, 盖京苹

      DOI: 10.5846/stxb202010122597

      Abstract:

      土壤微生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus,MBP)是土壤磷组分中最为活跃的形态,在土壤磷素的形态转化与生物地球化学循环过程中起着关键作用,是植物可利用磷的重要来源。研究土壤MBP库容的大小对于充分认识微生物的固磷潜力和掌握土壤磷素循环与转化能力意义重大。本研究以我国北方农田3种典型的土壤-作物体系为研究对象,基于定点采样,通过分析测定采集的362个表层(0—30 cm)土壤样品来量化不同土壤-作物体系MBP库容的大小。结果表明:黑土-春玉米、潮土-冬小麦/夏玉米、灰漠土-棉花体系表层土壤MBP平均含量分别为17.36、14.45、8.75 mg/kg,且不同土壤-作物体系间MBP含量存在显著差异;3种土壤-作物体系表层土壤(0—30 cm)MBP库容的大小分别为83.60、54.26、39.80 kg P/hm2,其储存的磷在数量上相当于当季作物需磷量的1.10—2.73倍,表明土壤MBP库是农田生态系统中一个不容忽视的巨大有效养分磷储库。其库容的大小受土壤性质和气候因素的共同影响,土壤pH、有机碳、年均气温和年均降雨量是我国北方农田土壤MBP库容大小的主要影响因素,它们能够解释3种典型土壤-作物体系MBP的57%变异。研究结果有助于深入理解土壤MBP库潜在供磷能力,可为磷肥的减施增效提供理论参考。

    • 南方丘陵山地屏障带生态系统服务提升研究
    • 李雪琴, 卢艺苗, 黄爱梅, 袁荣斌, 李锦隆, 胡丹丹, 钟全林, 程栋梁

      DOI: 10.5846/stxb202104181006

      Abstract:

      通过合适的光响应模型来准确计算植物光合参数是研究植物光合特性的重要手段。为深入了解亚热带蕨类植物的光合特性,本研究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等4种常用光响应模型分别对10种亚热带蕨类植物进行光响应曲线拟合。通过分析决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(P n max)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQE)等9种参数,探讨亚热带蕨类植物的光响应模型拟合效果及其光合特性。结果表明:直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型对本研究10种亚热带蕨类植物的拟合效果较好,其中直角双曲线修正模型的LSP拟合效果最好,非直角双曲线模型的拟合精度最高。光合参数的聚类分析和TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)综合评价法表明,10种亚热带蕨类植物的光合特性既具有相似性又存在物种特异性。黑鳞耳蕨(Polystichum makinoi (Tagawa) Tagawa)的耐阴性能力最强,金星蕨(Parathelypteris glanduligera (Kunze) Ching)的耐强光能力最强,乌蕨(Stenoloma chusanum Ching)的光合潜能最大。综上所述,非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型较适用于亚热带蕨类植物的光响应曲线拟合,10种亚热带蕨类植物在耐阴性能力、耐强光能力和光合潜能等3种光合特性方面表现出了相似性和物种特异性。

    • 研究论文
    • 洪迎新, 刘东升, 马宏海, 陈宇琛, 陈求稳, 施文卿, 朱昊彧

      DOI: 10.5846/stxb202009042303

      Abstract:

      作为干流高坝水电开发导致鱼类生境丧失的一种补偿措施,支流替代生境近年来被广泛应用于受工程影响河段的土著鱼类保护,但替代支流发挥怎样的保护效果及干流对其的影响仍不清楚。以实施了澜沧江梯级生境替代的支流基独河与罗梭江为研究对象,并选择了邻近的对照支流,通过对鱼类调查数据的分析对比,揭示了各支流鱼类种类组成与群落结构的差异特征,初步阐明了梯级开发下鱼类支流生境替代效果以及干流工程建设对其的影响。结果表明:澜沧江支流替代生境对干流鱼类具有明显的保护作用,支流生境修复后鱼类物种丰富度明显提高,罗梭江土著鱼类、特有鱼类物种数分别增加了12种、7种,基独河则是7种、2种,替代生境能为澜沧江土著鱼类、部分濒危特有鱼类和洄游鱼类提供完成生活史的关键栖息地。干流对支流生境替代保护有着重要影响,罗梭江、基独河与邻近干流鱼类群落的Bray-Curtis相似性分别为21.76%、10.73%,支流河口段保持“河相”是支流生境替代保护效果可持续的关键。综合考虑生境替代保护的效益与投入,建议今后开展此类保护措施时优先选择库尾河相区的支流。

    • 湿地生态系统定位研究
    • 何玉实, 何彤慧, 冯艳琼, 崔乔, 陈向全, 邱文静, 赵明涛

      DOI: 10.5846/stxb202012313339

      Abstract:

      依据植被分类法将鄂尔多斯高原盐沼滩涂湿地划分为肉质耐盐草甸(B)、苔草草甸(C)、禾草草甸(D)和杂类草草甸(E)等4个植被亚型,并以盐沼裸地(A)为对照样地,共计5种盐沼滩涂湿地景观类型。运用高通量测序技术分别研究其土壤细菌群落结构特征、分布情况,以及土壤盐分与土壤细菌之间的关系。结果表明:(1)5种盐沼滩涂湿地的土壤细菌样品共12213条 OTUs ,属于45个门,122个纲,365个目,663个科,1375个属,2882个种。(2)变形菌门(26.19%)是盐沼滩涂湿地平均相对丰度最高的门,其次为放线菌门 (17.15%) ,绿弯菌门 (12.62%),芽单胞菌门 (Gemmatimonadetes,11.23%) ,拟杆菌门 (Bacteroidetes,9.38%) ,酸杆菌门(Acidobacteria,8.83%)厚壁菌门(Firmicutes,2.96%);芽单胞菌纲中的未定细菌(norank_c_ Gemmatimonadetes)是丰度最高的属,平均丰度为5.75%。(3)鄂尔多斯盐沼滩涂湿地自西南向东北,空间位置相近的土壤细菌群落结构具有更大的相似性,随着土壤盐分变化,变形菌门相对丰度存在先增大后减小的趋势,与异常球菌-栖热门菌的变化趋势相反,绿弯菌门、 酸杆菌门相对丰度大致呈不断增大的趋势,拟杆菌门和厚壁菌门大体呈逐渐减少的趋势,芽单胞菌门和(Rokubacteria)的变化趋势上下波动,不稳定(4)不同盐沼滩涂湿地土壤细菌群落丰度与多样性的结果均表现为: 苔草草甸>杂类草草甸>禾草草甸>肉质耐盐草甸>盐沼裸地。(5)在土壤盐分指标中,与鄂尔多斯盐沼滩涂湿地细菌群落相关性依次为TS> CO32-> Na+> Cl-> pH > SO42- >K+> Mg2+> Ca2+> HCO3-。此研究结果不仅可为揭示鄂尔多斯高原盐沼滩涂湿地土壤细菌区系组成及其对应的环境特征的变化规律提供理论依据,而且进一步探讨了土壤盐分与土壤微生物之间的关系,为高原盐沼地区的土壤修复及生境演替提供了参考。

    • 研究论文
    • 王梓晗, 王忠武, 吕世杰, 闫宝龙, 王占文, 门欣洋, 宝音贺西格

      DOI: 10.5846/stxb202102060390

      Abstract:

      载畜率是衡量草原生产能力的指标之一,研究荒漠草原冷蒿(Artemisia frigida)植物种群在不同载畜率下的耐牧程度和空间分布特征,对退化草原的恢复具有重要的指导意义。本试验以短花针茅荒漠草原优势种冷蒿为研究对象,在4个不同载畜率放牧试验设计(对照区CK(0只/hm2)、轻度放牧区LG(0.93只/hm2)、中度放牧区MG(1.82只/hm2)和重度放牧区HG(2.71只/hm2))小区中选择代表性样地(面积为40m×40m),采用机械取样法进行取样,记录冷蒿植物种群的密度,使用SAS 9.4软件对其进行描述性统计和方差分析,并用地统计学软件GS+9.0进行空间异质性统计分析。结果表明:荒漠草原优势种冷蒿密度、出现频率和单位均值上的变异值随载畜率增大都明显下降,其植物种群空间分布的决定性因素随载畜率增大由结构性因素转变为随机性因素。LG和HG处理区的空间自相关距离较大,但这两者表现结果的影响因素存在差异。在CK和HG区,冷蒿空间分布斑块化较为明显,LG区的冷蒿空间分布的特征表现为带状分布,MG区冷蒿空间分布形成了一处大的条带和零星的几块斑块。基于上述研究结果可以得出,随着载畜率增加,荒漠草原冷蒿种群密度下降,空间分布趋于单一化,导致冷蒿的生产力下降,进而影响草地的可持续利用。

    • 付翔, 付成, 肖玲韬, 樊捷, 付世建

      DOI: 10.5846/stxb202106021452

      Abstract:

      为考察群体中不同的个性组成对鱼类集群行为的影响及其内在机制,选取中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象,依次测定其活跃性和社会性,随后分别根据活跃性和社会性的高低分为高、低和混合活跃性(或社会性)鱼群,考察鱼群中不同个性组成对集群时的整体运动特征以及每尾鱼的个体运动特征的影响。研究发现:(1)中华倒刺鲃的个性特征稳定且个体间变异较大;(2)高活跃性鱼群的运动时间比和速度同步性均大于低活跃性鱼群,而混合鱼群位于二者之间且与两个同质性鱼群均无显著差异;高社会性鱼群速度同步性显著小于低社会性和混合社会性鱼群,而后两者之间没有显著差异。(3)活跃性特征与集群运动时每尾鱼的运动特征(速度及其同步性等)相关,社会性特征不仅与上述运动特征关联,还与凝聚力大小(距鱼群质心距离)相关。研究表明:(1)鱼群的活跃性和社会性组成均对集群行为产生重要影响,但其内在机制截然不同。主要表现为:就活跃性而言,群体的运动状态是由群体中所有成员共同决定(平均决定机制);就社会性而言,少数低社会性成员对鱼群的运动水平表现有着主导作用(少数决定机制);(2)实验鱼的活跃性在集群行为中得到了较大程度的保留,可能是其平均决定机制的基础;实验鱼的社会性和集群时凝聚力的关联可能是其少数决定机制的原因。中华倒刺鲃稳定的个性变异、个性组成与鱼群运动特征的密切关联及其内在机制的复杂性可能有利于该物种在多变的环境条件下完成不同的生理活动,具有重要的生态意义。

    • 专论与综述
    • 方治国

      DOI: 10.5846/stxb202104140966

      Abstract:

      植物修复因投资成本低、环境扰动少、二次污染易控制、美化环境等优点成为重金属污染土壤修复重要的治理技术。植物内源细胞分裂素调控植物生理活动,外源细胞分裂素对植物生理生态特征产生显著影响,且在植物修复中逐渐受到研究人员的关注。细胞分裂素能够调控植物根茎发育、叶片衰老、激素传递等过程,同时在重金属胁迫下也参与蒸腾、光合、抗性、解毒等系统的运转。论文以细胞分裂素对植物生理活动的调控作用研究为基础,阐述了细胞分裂素在植物修复中的作用机制。主要包括:增强光合作用,延缓叶片衰老,提升植物抗性能力;调控根茎叶发育,增加植物生物量,强化植物富集效果;增强转运蛋白表达,提高叶面蒸腾作用,促进植物重金属吸收;参与解毒过程,降低重金属毒性,调控重金属体内转化。最后提出了细胞分裂素在重金属污染土壤植物修复中的研究方向,这对促进细胞分裂素在植物修复中的实际应用具有重要意义。

    • 研究论文
    • 范小利, 罗涛, 张雪葳, 吴良龙

      DOI: 10.5846/stxb202103280807

      Abstract:

      居住建筑能耗受建筑周边空间形态的直接影响,确定空间形态低碳效应及其最佳尺度将有助于实现县域城镇低碳转型。以浙江省长兴县、福建省连江县为例,共计选取49个具有代表性居住建筑样本,采用GIS分析与数理统计相结合的方式,在居住建筑1800m半径范围内,以200m为间隔建立缓冲区,开展全年、最冷月份能耗期及最热月份能耗期建筑能耗与周边空间形态关联性的连续尺度研究。结果表明:①道路密度、开发密度、容积率均与建筑能耗呈正相关,但各指标对应的能耗时期、尺度范围有较大差异。②水面率、土地利用混合度是与建筑能耗相关的共性指标,但在不同地区的正负效应及尺度范围不同;③影响浙闽地区县域城镇最热月份能耗期能耗的关键形态因子为1000m-道路密度、800m-水面率、1600m-开放空间率;影响连江最冷月份能耗期能耗的关键形态因子为800m-水面率。④就控碳单元设置而言,长兴县可重点关注1000—1200m半径范围,连江县可重点关注800—1000m、1400m半径范围。⑤浙闽地区县域城镇特性指标为开放空间率,与最热月份能耗期建筑能呈负相关;长兴县特性指标为容积率、水岸密度,分别与全年、最冷月份能耗期及最热月份能耗期建筑能耗呈正、负相关。据此提出3个低碳城镇规划建议,为实现我国浙闽地区县域城镇低碳转型、居住建筑节能减排提供理论依据。

    • 樊 怡, 史兴民, 冯 晓, 宋 臻

      DOI: 10.5846/stxb202105261378

      Abstract:

      黄河流域生态保护和高质量发展成为事关中华民族伟大复兴的千秋大计。人地系统协调与农业农村高质量发展是黄河流域高质量发展的重要内容,也是实施城乡融合与乡村振兴战略的内涵所在。而在气候多变、水旱灾害异常的背景下,依赖农业为生的黄河流域旱塬区农户生计面临着不可持续的威胁。当前亟需评估基于等级差异的农户生计脆弱性影响因素,建立农户的可持续生计,为巩固脱贫攻坚成果、解决相对贫困提供借鉴。因此本文以黄河流域旱塬区的渭北旱塬为例,在综合评价农户生计脆弱性指数的基础上对农户的生计脆弱性等级进行排序,使用有序logistic回归分析了影响农户生计脆弱性的关键因素,并进一步使用夏普利值进行分解。结果发现:(1)非农户和一兼户占了研究样本的大多数,从脆弱性的三个维度来看,纯农户的暴露水平最高,敏感性最低,非农户的适应能力最高;(2)回归结果表明,耕地数量、耕地质量、房屋结构、家庭固定资产数量、村民信任、整体健康状况影响显著;(3)夏普利值分解发现,生计资本的排序为:物质资本>人力资本>社会资本>自然资本,各类资本的组成成分中,家庭固定资产数量的贡献度最高,整体健康状况次之,村民信任、耕地质量、房屋结构、耕地数量的贡献度依次递减。建议通过加强技术培训和普及现代化农耕技术,完善社会保障体系和基础设施保障,开展政府助农项目或鼓励农民建立农业合作组织来降低农户的生计脆弱性。

    • 窦飞越, 张欢, 林木青, 吴智宏, 束祖飞, 李红英, 寇若玫, 黄敦元, 周泽扬, 肖治术

      DOI: 10.5846/stxb202012303317

      Abstract:

      黄缘蜾蠃(Anterhynchium flavomarginatum)是一种以鳞翅目幼虫为食的独栖性捕食昆虫,在生态系统中提供了重要的生物防治功能。2018—2019年,本研究在广东车八岭国家级自然保护区通过人工巢穴收集了不同海拔梯度下(332—1007 m)该蜂的筑巢巢管,系统研究了黄缘蜾蠃的筑巢特征(巢管内径、巢室长度、巢室数量)以及该蜂的子代雌雄数和体型大小随海拔梯度的变化趋势。结果表明:海拔主要影响的是黄缘蜾蠃对巢管内径大小的选择,以及对前庭长度的分配,同时,黄缘蜾蠃对巢管内径的选择可以影响到后代性别比,这种策略主要体现在亲本对雌性子代的投资,而不是雄性子代。研究结果表明黄缘蜾蠃在不同海拔梯度下可根据外界环境压力调整其营巢和生殖策略,以提高种群对环境的适应性。

    • 邓钰婧, 李小雁, 胡 霞, 吴秀臣, 王 佩

      DOI: 10.5846/stxb202010312791

      Abstract:

      以青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,基于LI-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统及实验设计,对不同深度的土壤碳释放进行了连续原位观测,分析了晴天和5次持续性降水条件下不同深度土壤碳释放特征,结合土壤温湿度的观测,解析了降雨对不同深度土壤碳释放的影响及机理。结果表明:(1)在0 cm、20 cm、40 cm、70 cm深度处,土壤碳释放均呈现明显的单峰曲线变化特征,其日均值(±标准差)分别为(3.96±0.89)μmol m-2 s-1、(5.09±1.79)μmol m-2 s-1、(7.83±1.95)μmol m-2 s-1和(4.43±1.6)μmol m-2 s-1。(2)降雨提高了土壤含水量,显著抑制了土壤碳释放,且对深层的抑制作用显著大于表层。其中,第5次持续性降水事件对土壤水分的补充作用最明显(增量最大),其对土壤碳释放的抑制作用也更显著,并出现负通量(即碳吸收)。随着土壤深度的增加,观测到碳吸收现象愈加显著。(3)不同深度土壤碳释放与土壤温度、水分呈指数或二次曲线相关关系。晴天条件下,土壤含水量较稳定,土壤温度是影响各层土壤碳释放的主导因子;而降雨条件下,土壤含水量变化显著,土壤水分成为主导土壤碳释放的关键因子,并对其可能产生的机理进行了讨论。

    • 天然林保护修复专栏
    • 程占红, 程锦红, 朱紫翎, 王峥

      DOI: 10.5846/stxb202105231336

      Abstract:

      植被旅游承载力的研究对于加强山地型景区生态管理,促进可持续发展具有重要意义。文章构建了群落旅游承载力的指标体系,并对五台山景区森林植被的旅游承载力进行了测算。结果表明:①五台山森林群落可分为有灌木—多幼苗型、有灌木—少幼苗型、无灌木—多幼苗型、无灌木—少幼苗型、有灌木—有萌枝型、无灌木—有萌枝型、有幼苗—极少萌枝型以及无幼苗—无萌枝型,各组类型逐渐由生态环境良好区到生态环境较差区递变。②群落旅游承载力的测算结果显示,有37个样方处于超载状态,且主要受到寺庙与村落周边的旅游干扰影响。③群落旅游承载力也受到各类地理因子的影响。其中,坡形与群落旅游承载力呈显著正相关,坡向与群落旅游承载力呈显著负相关,其余地理因子与群落旅游承载力呈正相关关系。

    • 研究论文
    • 陈淑甜, 胡一鸣, 周智鑫, 丁志锋, 梁健超, 孙 雯, 胡慧建, 戎 可

      DOI: 10.5846/stxb202009302530

      Abstract:

      物种多度与分布幅之间的正相关被认为是一种普遍的规律。但近年在热带山地和岛屿的研究发现多度-分布幅关系会出现不相关或负相关的现象;该现象可能是由于当地多度高且分布幅小的特有种比例较高所导致。本研究在喜马拉雅山东段的勒布沟沿海拔2350-4950 m开展:1)记录了当地鸟类多度垂直分布格局;2)验证了该区繁殖鸟总体多度-垂直分布幅关系,并对比了特有种和非特有种分组子集多度-垂直分布幅关系、平均多度和垂直分布中心的差异。研究发现勒布沟鸟类多度垂直分布格局为驼峰格局。该区繁殖鸟类与非特有种的多度-垂直分布幅关系均为正相关,但特有种的多度-垂直分布幅关系为不相关。特有种的多度及海拔分布中心位置均高于非特有种。我们的结果表明区域的鸟类特有性对多度-垂直分布幅关系存在着重要的影响;地理隔离导致的区域物种组成差异,是造成多度-分布幅关系模式变化的重要原因之一。

    • 专论与综述
    • 郝操, Chen Ting-Wen, 吴东辉

      DOI: 10.5846/stxb202009182433

      Abstract:

      随着分子生物学技术方法的快速发展,动物肠道微生物已成为医学、动物生理学与微生物生态学等研究领域热点。土壤动物种类繁多,分布广泛,其作为陆地生态系统重要组分,是驱动生态系统功能的关键因子。土壤动物体内的微生物由于与宿主长期共存,在与宿主协同进化中形成了丰富多样的群落结构,能够影响土壤动物本身的健康,进而介导土壤动物生态功能的实现。近些年,土壤动物肠道微生物工作方兴未艾,日渐得到重视。本文总结了四个部分内容:1)首先总结了土壤动物肠道微生物多样性领域的研究现状,该领域年发文量逐年增长,且近十年增长快速。土壤模式生物肠道微生物多样性研究较多且更为深入。土壤动物肠道微生物多样性组成与驱动机制、共存机制及群落构建的理论研究是该领域前沿;2)进而展示了土壤动物肠道微生物多样性组成和研究方法,土壤动物肠道菌群组成以变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为主。早期工作基于传统分离培养,近年来新一代测序技术推动了该领域发展;3)接着关注了土壤动物肠道微生物的生态学功能,总体上体现在肠道微生物能帮助宿主分解食物基质、参与营养利用、影响寿命和繁殖及提高宿主免疫能力,且其能够影响土壤动物的气体排放及介导其对生态系统的元素转化循环;4)最后重点阐述了影响土壤动物肠道微生物的主要因素(包含宿主和环境因素),土壤动物肠道微生物群落与宿主肠道形态、系统发生、食性、发育阶段及栖息生境和环境污染物息息相关。本文可增加我们对土壤动物肠道微生物的组成和多样性的认识,并帮助深入思考肠道微生物及其同宿主互作机制对土壤生物多样性及生态系统功能的影响。

    • 生物多样性调查与保护研究
    • 赵彩云, 柳晓燕, 李飞飞, 朱金方, 郭朝丹, 李俊生

      DOI: 10.5846/stxb202107282055

      Abstract:

      自然保护区在生物多样性保护中起着关键作用,然而也面临外来物种入侵等诸多压力。本文基于72个已调查国家级自然保护区外来入侵植物数据,重点分析生态环境部发布的四批外来入侵物种名单中已有分布的35种外来入侵植物分布格局及其影响因素。研究发现72个国家级自然保护区平均记录有(7.78±0.47)种外来入侵植物,MaxEnt模型预测结果表明98.69%的国家级自然保护区面临外来植物入侵风险。低纬度地区(8.07±0.73)和中纬度地区(9.64±0.56)国家级自然保护区外来入侵植物数量显著高于高纬度地区(4.53±0.88),且不同类型国家级自然保护区外来入侵植物差异不显著。温度和降雨量是影响外来入侵植物在自然保护区分布的关键因素,且影响不同生活型外来入侵植物分布格局的关键因素不同:温度对一年生草本、藤本和灌木的分布解释量极为显著,保护区建立时间、温度、降雨量和海拔共同影响多年生草本植物在国家级自然保护区的分布。研究结果表明国家级自然保护区外来入侵植物调查与监测还存在很大的空白,未来需要进一步加强自然保护区外来入侵植物研究,并提升外来入侵植物的监管能力。

    • 研究论文
    • 张铁, 于存, 戚玉娇

      DOI: 10.5846/stxb202101280295

      Abstract:

      倒木是森林生态系统的重要组分,其分解调控着土壤的养分循环,同时也影响着土壤微生物群落结构。但目前鲜见关于倒木分解对土壤微生物群落影响方面的报道。选取贵州茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林中处于轻、中和重度腐烂等级的狭叶润楠(Machilus rehderi Allen)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、青冈栎(Cyclobalanopsis glauca (Thunb.) Oerst.)和圆果化香(Platycarya longipes Wu)4种常见树种倒木为研究对象,以距倒木外围的3个不同水平距离(10cm、30cm和50cm)的土壤样品为实验材料,分析倒木树种、腐烂等级和距离对土壤真菌种类及多样性的影响。结果表明:1)喀斯特森林4种树种倒木所影响土壤真菌群落在门级分类上主要为子囊菌门、担子菌门和毛霉门,优势属有Mortierella spp.、Phlebia spp.、Pluteus spp.和Chaetomium spp.等;2)倒木的树种对土壤真菌群落相对丰度的影响有差异,圆果化香倒木下的土壤真菌丰富度Chao1指数显著高于青冈栎;3)随腐烂程度加深,4种树种倒木下的土壤真菌群落多样性呈显著增加趋势;4)土壤真菌群落丰度随着距倒木距离的增大(10—50cm)变化明显,如狭叶润楠影响的Pluteus spp.、Mortierella spp.和Ganoderma spp.,枫香的Chaetomium spp.,圆果化香的Mortierella spp.和青冈栎的Phlebia spp.和Oliveonia spp.等。本研究量化了喀斯特森林倒木所影响的土壤真菌群落组成及分布规律,在一定程度上为倒木分解与土壤微生物群落之间的作用机制的深入探索提供了科学依据。

    • 张昊楠, 周大庆, 钱者东, 陈皓, 曹晓, 梁盛, 刘邦友, 高军

      DOI: 10.5846/stxb202010192657

      Abstract:

      竞争关系的对称性是塑造植物物种空间分布格局和影响物种共存重要机制之一,对其开展研究不仅对于揭示植物群落构建机制具有重要意义,也有助于解析群落演替的驱动力。在贵州赤水湿热河谷内的芭蕉群落中建设固定样地,对1989棵植物个体进行空间定位和物种识别并记录胸径等个体属性。采用对数相关函数和标记变异系数分析(marked variogram)等空间统计方法检测优势种的空间分布格局和竞争对称性,结果如下:(1)芭蕉(Musa sp.),粗糠柴(M. philippensis),粗叶木(L. chinensis),川钓樟(L. pulcherrima),红果黄肉楠(A. cupularis)等5种优势种均表现为小尺度下的种内聚集分布,其中芭蕉主要采用克隆繁殖,其重要值达33.6%,且种内聚集度最大。(2)芭蕉种群在5 m尺度下呈现出显著的种内对称性竞争,这一竞争过程减少了种群自疏作用并推动种内聚集分布格局的形成,增加了该种群在森林中的生存力。(3)芭蕉与其余4种优势种之间的不对称竞争过程导致了种间负关联。结果表明,不同优势种在种间竞争对称性上的差异说明了植物种群繁殖和扩散方式是群落构建的重要影响因素之一,相比于有性繁殖过程,采用无性克隆繁殖的植物个体可通过种内对称竞争机制来减少自疏以增加种群生存力,并通过与相邻异种个体的不对称竞争过程来提升种群获取有限资源的能力,进而成为演替中的优势个体。研究结果可为今后制定植物物种多样性保护政策提供科学参考。

    • 叶贺, 红梅, 梁志伟, 图纳热, 武振丹, 王力群, 包明哲, 赵巴音那木拉

      DOI: 10.5846/stxb202103230769

      Abstract:

      凋落物分解是陆地生态系统养分循环的重要过程,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。全球变化是影响凋落物分解的重要因子,其对生态系统养分循环的影响存在诸多不确定性。研究荒漠草原凋落物分解对氮沉降和降水变化及其二者交互作用的响应,是揭示这些不确定性、保护草原生态系统结构和功能的科学基础。本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,选取建群种短花针茅和优势种无芒隐子草两种植物凋落物,开展为期4年的长期分解实验,探究两种植物凋落物分解特征及养分释放规律。实验采用裂区设计,主区为自然降水(C)、增雨30 %(W)和减雨30 %(R)三个水分梯度,副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)和100(N100) kg?hm-2?a-1 四个氮素梯度。结果表明:(1)增雨和氮沉降促进荒漠草原凋落物分解,减雨反之,降水对两种凋落物影响具有差异,而氮沉降的作用不依赖于物种;(2)氮沉降缩短凋落物分解周期5.12 % ~ 14.82 %,增雨与氮沉降交互缩短凋落物分解周期3.69 % ~ 28.75 %;(3)降水始终有利于凋落物中碳、纤维素和木质素释放,而分解后期氮沉降对其影响不显著,凋落物分解后期主要受木质素分解速率控制。综上所述,影响荒漠草原凋落物分解的主要因素为降水,其次是氮素,二者对凋落物分解具有协同作用。

    • 杨巧, 朱润军, 杨畅宇, 李仕杰, 程希平

      DOI: 10.5846/stxb202006031431

      Abstract:

      叶功能性状不仅反应植物对资源的利用能力,还涉及植物对自身结构和环境的生存适应策略。以不同生长阶段的木棉为研究对象,于2019年12月实地测量树高、冠幅等5个主要树形因子和采样测定叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶片含水量等14个叶功能性状,分析其在不同生长阶段的变化规律和相互关系,探讨叶功能性状对树形结构的响应。结果表明:不同生长阶段的木棉叶功能性状之间存在差异(P<0.05),且表现出一定的相关性(P<0.05,P<0.01);木棉叶片的面积、长度、宽度、周长、鲜重、饱和重、干重、比叶质量和干物质含量等功能性状是随生长阶段变化的主要指标。影响木棉叶片各性状的树形因子也不相同,其中叶面积主要受到冠幅的影响,叶片鲜重和饱和重主要受到枝下高的影响,叶片干重和相对含水量主要受到树高的影响,比叶面积、叶片含水量和干物质含量主要受到树高、尖削度的影响,比叶质量主要受到胸径、尖削度、树高的影响。随着木棉的生长,叶功能性状表现出受树形结构的影响而具有较强的表型可塑性,有利于其适应内外环境的变化。因此,叶功能性状之间的变化差异和相关组合,反映了不同生长阶段的木棉对树形结构的适应性调整和对资源的利用策略,在一定程度上为探索西双版纳热带雨林区的生态保护和可持续发展提供相关科学依据。

    • 杨波, 曹晓栋, 程洁婕, 余登利, 李光荣, 魏鲁明, 白新祥

      DOI: 10.5846/stxb202101080083

      Abstract:

      以贵州省宽阔水国家级自然保护区亮叶水青冈(Fagus lucida)群落为研究对象,基于野外实地调查,应用数量生态学的方法,对保护区内亮叶水青冈群落特征及物种多样性进行了研究,对保护区内植物群落动态变化监测以及对亮叶水青冈群落的保护和管理都具有一定的理论指导意义。结果表明:设置样地共11700m2,调查样地内维管束植物62科,111属,165种,其中蕨类植物4科,6属,6种,种子植物58科,105属,159种。其中以单种科和寡种科(2-5种)占优势,两者的比例之和超过总科数的85%,蔷薇科共有植物6属15种,为所有科中最多,其他属数较多的科有樟科和壳斗科。属的结构中以单种属占据绝对优势,达到70.27%,山矾属和悬钩子属种数最多,各有6种。亮叶水青冈在群落中虽占优势,但龄级结构出现双峰值的异常趋势,种群呈衰退趋势。从总体趋势上来看,群落物种多样性指数均为乔木层>灌木层>草本层;物种丰富度指数灌木层>乔木层>草本层;均匀度指数乔木层>草本层>灌木层。亮叶水青冈幼苗和幼树除在局部区域较集中分布外,其余大部分区域数量均少,且受林下金佛山方竹(Chimonobambusa utilis)干扰较强,大径级植株比重大,年龄结构总体呈衰退型,在未来种群稳定性维持较为困难。应加强对保护区亮叶水青冈的保护,建议合理抚育管理亮叶水青冈幼苗,在森林的经营和管理上,对亮叶水青冈林可在其生长到一定阶段时适度进行人为干扰,会更有利于亮叶水青冈林的更新和生长发育。

    • 王亚露, 赵建宁, 许彦骁, 张 乐, 杨殿林, 李 洁

      DOI: 10.5846/stxb202103020568

      Abstract:

      为了探究种间竞争对香蒲(Typha domingensis)与芦苇(Phragmites australis)生长的影响,利用根系分隔盆栽试验研究了3种不同分隔方式条件下香蒲与芦苇的种间竞争特性,包括塑料膜分隔(根系完全分隔,无相互作用,无物质交换)、尼龙网分隔(根系部分分隔,无相互作用,有物质交换)和不分隔(根系完全相互作用,有物质交换),分析了香蒲与芦苇根系形态和地上部生长的变化,探究香蒲与芦苇种间竞争的差异。结果发现(1)在尼龙网分隔和不分隔处理中芦苇具有明显的劣势。与塑料膜分隔处理相比,芦苇的总生物量、植株密度在尼龙网分隔和不分隔处理中分别减少了39.14%、49.41%和82.08%、79.22%,总根长、总根表面积、总根体积分别减少了 40.53%、44.84%、62.52%和85.7%、82.45%、89.67%,且均具有极显著差异(P<0.01);根系分隔方式也影响芦苇的株高、茎粗和叶片数,表现为不分隔>塑料膜分隔>尼龙网分隔。(2)与塑料膜分隔处理相比,香蒲总生物量在尼龙网分隔和不分隔中虽有增加,但差异不显著(P>0.05),植株密度和株高在尼龙网分隔和不分隔处理中都有增加且具有显著差异(P<0.05),其总根长、总根表面积、总根体积在尼龙网分隔中分别增加了57.93%、26.5%、8.04%,但在不分隔处理中分别减少了11.57%、14.92%、11.39%(P<0.05),虽然根系的相互作用对香蒲根系的生长具有促进作用,但植物种间根系相互作用越强,对两者的生长越不利。(3)在不同的分隔方式中,芦苇与香蒲间也存在明显变化。在不分隔处理中,香蒲的生物量和植株密度是芦苇的1.7倍和6.74倍,与塑料膜分隔处理相比增加了6倍,表明芦苇与香蒲根系的完全相互作用,显著削减了芦苇的繁殖生长,增加了香蒲的根系分蘖。(4)通过种间相互作用强度(RII值)分析也表明,尼龙网分隔和不分隔处理下芦苇表现为抑制作用(RII值为负值),香蒲表现为促进作用(RII值为正值)。香蒲与芦苇互作对芦苇具有抑制作用,说明种间相互作用是能改变植物的适应性和植物群落的繁殖,同时也表明植物根系不仅在吸收土壤中的水和养分中起着关键作用,在种间关系中也起着重要作用。因此利用种间竞争控制植物生长,可以为保护生物多样性和生态系统的功能提供有效的技术支撑。

    • 土壤生态专栏
    • 孙嘉鸿, 郭彤, 董彦民, 王升忠, 徐志伟, 汪祖丞

      DOI: 10.5846/stxb202101290314

      Abstract:

      冻融作用显著改变土壤微生物活性及碳氮循环过程。本文以长白山金川泥炭沼泽0-15 cm和15-30 cm土壤为研究对象,进行室内冻融交替模拟实验。实验设置两个冻融幅度(-10-10℃和-5-5℃)。经过0/1/3/5/7/15次冻融循环后,分别采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸法测定泥炭沼泽土壤微生物量及磷脂脂肪酸含量,并与未进行冻融处理的FTC(0)对比。实验结果表明:冻融作用对土壤微生物量碳、氮及微生物磷脂脂肪酸含量有显著影响(P<0.001)。15次冻融交替作用后,土壤微生物碳(MBC)含量均显著增加,土壤微生物量氮(MBN)含量显著降低。两种冻融模式下,各类型微生物磷脂脂肪酸含量均显著降低。冻融作用显著改变了泥炭沼泽土壤微生物群落结构。冻融作用降低了土壤真菌/细菌比值(-5-5℃,0-15 cm土壤除外),增加了革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值。-5-5℃冻融作用下,各土壤微生物磷脂脂肪酸含量变幅大于-10-10℃,土壤MBC的变化则与其相反,在-10-10℃变化幅度更大。两种冻融幅度下MBC与大部分微生物群落在15-30 cm土壤的变幅更大,这说明冻融作用对不同深度土壤微生物量和微生物群落结构的影响存在差异。冻融次数对土壤微生物量和各类型磷脂脂肪酸含量有显著影响(P<0.01)。相关性分析结果表明多种微生物磷脂脂肪酸含量与MBN含量呈正相关关系(P<0.01),与DOC含量呈负相关关系(P<0.05)。综上,冻结作用促进了微生物的死亡,为融化期微生物生存提供更多碳源与营养物质,改变了土壤微生物群落结构。冻融期间各类型微生物磷脂脂肪酸含量降低,可能会降低泥炭沼泽土壤碳汇能力。

    • 研究论文
    • 孙佳琦, 王光华, 任应党, 陈琴, 白耀宇

      DOI: 10.5846/stxb202104231073

      Abstract:

      为评估冬水田休耕季节长达6?8个月温度变化对稻田主要捕食性天敌通过觅食策略维持其种群发生的影响,在室内测定了两种代表性温度下青翅蚁形隐翅甲Paederus fuscipes成虫、拟水狼蛛Pirata subpiraticus和拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata成蛛、亚成蛛对天台刺齿?Homidia tiantaiensis和白翅叶蝉Thaia rubiginosa成虫的捕食功能反应、搜寻效应、自身密度干扰效应以及捕食偏好性;测定了这些捕食者在这两种温度诱导下的过冷却点(Supercooling point, SCP)和结冰点(Freezing point, FP)。结果表明,温度变化显著影响了捕食性天敌的捕食功能反应、对猎物的搜寻效应以及自身密度的干扰反应。在22 °C和12 °C下,捕食者对刺齿?和叶蝉的捕食功能反应均符合Holling II模型。由捕食功能反应可知,22 °C下捕食者对两种猎物的捕食量均高于12 °C下的捕食量,两种温度下捕食者对刺齿?的捕食量要显著高于对叶蝉的捕食量。22 °C下捕食者对两种猎物的瞬时攻击率、最大捕食量和a/Th值均相应地高于12 °C下的值,而22 °C下它们对两种猎物的处理时间则相应地小于12 °C下的处理时间。在同一猎物相同温度下,狼蛛和豹蛛亚成蛛的瞬时攻击率、最大捕食量和a/Th值均相应地高于狼蛛和豹蛛成蛛的值,它们的处理时间则明显小于其成蛛的处理时间。隐翅甲的最大捕食量和a/Th值在12 °C叶蝉试验中均最大,而其处理时间则最小;其它条件下的隐翅甲参数值通常介于狼蛛和豹蛛成蛛、亚成蛛各参数值之间。捕食者对两种猎物的搜寻效应与猎物密度呈负相关;温度变化对捕食者搜寻效应的影响程度与捕食者和猎物的种类有关;22 °C下的搜寻效应值均高于12 °C下的搜寻效应值。捕食者对两种猎物的捕食作用均随自身密度升高而下降,22 °C下对两种猎物和12 °C下对刺齿?的搜寻常数和干扰系数值均以狼蛛和豹蛛亚成蛛的为最高,而12 °C下对叶蝉的这2个值以豹蛛亚成蛛和隐翅甲的为最高。两种温度下捕食者对这两种猎物存在选择偏好性,更嗜食刺齿?,但温度变化没有对捕食者的这种猎物偏好性产生影响。这两种温度快速冷驯化下,这些捕食者间的SCP和FP均差异显著,通常温度降低能诱导亚成蛛的SCP和FP下降,而成蛛的升高,隐翅甲的变化很小或下降,说明捕食者适应温度降低的耐冷特性与其捕食作用间存在一定相关性。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 阮宇, 胡景涛, 肖国生, 李俊清, 任凭

      DOI: 10.5846/stxb202104090919

      Abstract:

      植物功能性状研究是生态学的热点,它能够很好地解释植被对环境变化的适应机制。中山杉(Taxodium ‘Zhongshanshan’)能够在三峡库区不同水位高度的消落带上生长,但对它在消落带上的适应性研究较少。本研究按水位高度不同,将消落带171—175 m划分为浅水区(SS)、168—171 m为中度水淹区(MS)、165—168 m为深度水淹区(DS)3个样带及对照组(LS),每个样带内随机选取25—30株中山杉,通过测定树高、叶表宽度、叶厚度、非结构型碳水化合物含量、有机酸含量等功能性状,研究中山杉功能性状特征及变化规律。结果表明,深度水淹区(DS)叶片表现出旱生性状,气孔孔径变小,栅栏组织变厚。消落带171 m以上中山杉的生长状况显著优于171 m以下。中度水淹区(MS)根系中的非结构型碳水化合物、可溶性糖、淀粉、酒石酸、苹果酸及柠檬酸含量高,而深度水淹区(DS)却相反,但草酸含量最高。从功能性状比较看,浅水区(SS),水淹期恰好是中山杉生长缓慢的时期,中山杉的生长周期未受到影响,与对照组相比,功能性状差异不显著。中度水淹区(MS),中山杉代谢活跃,水淹胁迫引发的功能性水平上的变化和反应是可逆的,中山杉能够自我恢复,胁迫在中山杉的自身调节能力极限范围内,植株能保持正常的生长发育,具有较强的生活力。与浅水区(SS)相比,中度水淹区(MS)的植株生长状况明显劣于浅水区,但它们的存活率相似,都较高。而深度水淹区(DS)水淹期6个月,高温期2—3个月,胁迫已造成植株受到慢性或不可逆地伤害,退水后,根系不能较快恢复正常代谢,植株生长周期短,生命力变脆弱,随着水淹次数增加,植株易死亡。植株的高度和大小与中度水淹区(MS)差异不显著,但植株存活率低。

    • 研究论文
    • 孙泽兴, 李汶怡, 刘嘉敏, 曹淑慧, 王浩, 张伟娟

      DOI: 10.5846/stxb202101290312

      Abstract:

      开展区域内生态恢复综合效益评估工作,将为地区生态恢复成果梳理及生态系统管理提供决策支持,为未来生态恢复工作的开展提供理论依据。本研究以陕西省为研究区,基于空间遥感数据和生态模型模拟,从生态系统结构、质量和服务3个方面综合评估区域内2000—2015年生态恢复效益。研究结果表明:1)近16年间陕西省土地利用类型呈现林地增加,耕地减少的态势,同时关中地区建设用地大量增加。陕西省87.95%和72.72%的区域分别呈现植被覆盖和生态系统服务总值增加的趋势,尽管区域内人类活动占地增加,但整体生态恢复效果明显。2)陕南地区植被覆盖及生态系统服务总值相对较高,特别是秦岭地区,生态环境较为优越。陕北地区植被覆盖及生态系统服务均值虽相对较低,但均呈现显著增加趋势,未来区域范围内生态环境有着较大的发展潜力。3)尽管不同生态工程基本覆盖了陕西省全境,但受气象因素影响,生态系统服务总值在关中及陕南地区仍呈现出了一定的下降趋势。在未来相关区域的生态恢复资源投入中,应注意干旱环境对生态恢复效果的影响,因地制宜的选取适宜生态工程措施,以保证生态恢复的有效性和持续性,将生态恢复资源的成效最大化。

    • 茆 杨, 蒋勇军, 张彩云, 乔伊娜, 吕同汝, 邱菊

      DOI: 10.5846/stxb202101260270

      Abstract:

      植被净初级生产力(NPP)是研究陆地生态系统中物质和能量转换的重要指标,NPP的空间分布与区域气候、植被生长以及人类活动等因素息息相关,其变化能反映植被群落的生产能力,是生态系统功能和结构变化的重要表征。近二十年来,中国西南地区植被NPP呈现增长趋势。然而,目前对NPP时空变化格局及潜在原因尚不清楚。因此,本文利用2001-2018年间MODIS-NPP、岩性、气候、土地利用、造林面积和石漠化治理情况等数据,对西南地区植被NPP的时空变化趋势及其成因进行了分析。结果发现:(1) 2001-2018年间,中国西南地区植被NPP总体呈增长趋势,突变分析结果显示,2012-2018年间NPP的增长速度(5.13 gC m-2a-1)比2001-2011年更快(1.78 gC m-2a-1),在两个时段,岩溶区NPP增长速度都高于非岩溶区;(2)对西南地区植被NPP变化与气候因子的相关分析结果显示,2001-2011年与2012-2018年两个时间段内NPP与温度的平均相关性(R=0.19,0.26)要高于NPP与降水的平均相关性(R=0.07,0.05),表明西南地区植被NPP更容易受到温度的影响;(3)对两个时期土地利用变化下NPP总量的变化情况的研究结果显示,2001-2011年期间城市用地面积增加使得NPP总量下降,而2012-2018年未利用地面积增长造成了NPP总量下降;(4)2001-2018年西南地区累计造林面积与NPP存在显著正相关性(R=0.7,p<0.05),说明“退耕还林”工程实施促进了西南地区NPP增长。对石漠化面积统计结果表明,2011年后石漠化面积显著减少,这与NPP的突变点一致,表明石漠化治理对西南地区NPP增长有重要作用。

    • 生态系统服务专题
    • 吕彦莹, 王晓婷, 于新洋, 孔祥斌, 齐伟

      DOI: 10.5846/stxb202101070063

      Abstract:

      在城市化背景下,生态系统受到来自人类社会日益严重的威胁,自然生态空间遭到破坏。对自然生态空间进行识别与管控可以更好地建设和保护国土空间生态资源,促进生态保护与社会经济耦合协同发展,保障区域的生态安全。融合多源数据及方法,从生态服务重要性和生态环境敏感性两方面评价和识别生态源地的空间范围;基于最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,MCR)提取关键和优化生态廊道,系统化识别山东省自然生态空间并进行差异化管控。研究结果表明:山东省生态源地集中分布在鲁中山区和胶东半岛地区,总面积为 21165.10 km2关键生态廊道和优化生态廊道长度分别为1078.32、511.25 km,土地利用类型以耕地和林地为主,主要分布在鲁中山区和鲁北平原区,可形成联系紧密的生态网络。本研究将自然生态空间划分为生态源地、生态保育区、其它生态用地三种类型,根据不同空间类型提出具有针对性的分类管控措施,为自然生态空间的系统化识别与管控提供理论参考和方法保障,能够更好地实现省级国土空间规划的战略性、协调性目标。

    • 吕富成, 马建勇, 曹 云, 延晓冬

      DOI: 10.5846/stxb202102070399

      Abstract:

      森林生态系统是陆地碳循环的重要组成部分,其固碳能力显著高于其他陆地生态系统,研究森林生态系统碳通量是认识和理解全球变化对碳循环影响的关键。碳循环模型是研究森林生态系统碳通量有效工具。本文以长白山温带落叶阔叶林、千烟洲亚热带常绿针叶林、鼎湖山亚热带常绿阔叶林和西双版纳热带雨林等4种中国典型森林生态系统为研究对象,利用涡度相关2003-2012年观测数据,评估FORCCHN模型对生态系统总呼吸(ER),总初级生产力(GPP),净生态系统生产力(NEP)的模型效果。结果表明:(1)FORCCHN模型能够较好的模拟中国四种典型森林生态系统不同时间尺度的碳通量,模型对碳通量逐日变化和季节动态模拟效果优于年际通量。落叶阔叶林和常绿针叶林的逐日变化ER和GPP模拟效果较好(ER的相关系数分别为0.94和0.92,GPP的相关系数分别为0.86和0.74);(2)四种森林生态系统碳通量季节动态模拟值和观测值显著相关(P<0.01),ER、GPP、NEP的观测值和模拟值的R2分别为0.77—0.93、0.54—0.88和0.15—0.38;模型可以很好地模拟森林生态系统不同季节碳汇(NEP>0),碳源(NEP<0)的变化规律;(3)四种森林生态系统碳通量模拟值与观测值的年际变化有很好的吻合度,但在数值大小上存在差异,模型高估了常绿阔叶林的ER和GPP,略微低估了其他三种森林生态系统ER和GPP。

    • 研究论文
    • 李轩, 彭剑峰

      DOI: 10.5846/stxb202101070076

      Abstract:

      树龄是森林结构、成分变化的重要诱导因素,它极大地影响着森林的生长动态乃至分布格局,因此不同年龄尺度的树木径向生长对气候变化的响应研究,对全球气候变化背景下的森林保护和管理有着十分重要的科学意义。油松是我国的特有树种,在我国北方地区广泛分布,河南西部伏牛山地处南北气候过渡的敏感地带,是油松分布的南界。本文以伏牛山地区龙池墁原始森林南坡的油松树轮为研究对象,依据系统聚类分析将样芯宽度序列分为两个年龄组,最终建立了整体及不同树龄的树轮宽度标准年表(STD)。研究结果表明:(1)树轮标准年表的信噪比SNR和样本总解释量EPS值都较高,说明年表含有较丰富的环境信息;(2)当年5月的水热因子是龙池墁油松径向生长的主要限制因子;(3)老龄油松和幼龄油松的树轮宽度生长变化均呈下降趋势,但是幼龄树的树轮宽度下降幅度远大于老龄树;(4)建立了不同分组油松的生长模型,并基于模型确定了树轮生长的最显著因子,同时也发现幼龄油松对气象因子响应敏感,受到的抑制作用也较为强烈。因此随着全球气候变暖趋势增大,龙池墁低海拔地区将更加不利于幼龄油松的生长,这将影响油松的抚育更新及油松种群在低海拔地区生态群落中的地位,甚至造成油松将向更高海拔地区迁移,这一研究结果也为伏牛山地区的森林管理和抚育更新提供了科学依据。

    • 李群, 赵辉, 赵成章, 马敏, 唐玉瑞, 赵婷婷

      DOI: 10.5846/stxb202101090098

      Abstract:

      内陆河湿地原生植被群落多样性对土壤环境因子的响应分析,有助于深入理解河岸带原生植物群落的生态适应策略。采用双向指示种分析(two-way indicator species analysis, TWINSPAN)和典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)方法对研究区27个样方的原生植物群落进行分析,研究河岸带植物群落多样性与土壤因子之间的关系。结果表明:研究区主要原生植物有8种生活型,群落类型可分为女贞(Ligustrum lucidum)+野蔷薇(Rosa multiflora)群落、杠柳(Periploca sepium)群落、艾蒿(Artemisia argyi)+狗娃花(Heteropappus hispidus)群落、旋覆花(Inula japonica)+败酱(Patrinia scabiosaefolia)群落、沙棘(Hippophae rhamnoides)+小檗(Berberis thunbergii)群落和沙棘+红花岩黄耆(Hedysarum multijugum)群落6类。群落的Shannon-Wiener多样性指数(H")整体呈下降趋势,Pielou均匀度指数(J)呈现增减交替的趋势,Simpson优势度指数(C)整体呈增加趋势,土壤粉粒含量与Simpson优势度指数(C)呈显著正相关关系(P<0.05),其他土壤因子与多样性指数无显著相关关系(P>0.05),表明土壤中粉粒含量是影响河流湿地原生植物群落分布和多样性的关键因子之一。内陆河流湿地土壤质地类型的差异性一定程度上决定河岸带湿地生态系统原生植物群落的种类组成和分布格局。

    • 南方低效人工林改造与特色生态产业技术研究专栏
    • 李德会, 李相君, 吴庆贵, 尹海峰, 李贤伟

      DOI: 10.5846/stxb202101210225

      Abstract:

      为进一步了解林窗位置对香椿细根分解及土壤真菌群落多样性的影响,以川中丘陵区30a生柏木人工林为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术探讨200m2人工林窗中心位置(GC)、边缘位置(GB)、郁闭林(CC)对香椿细根2a自然分解后土壤真菌群落结构、多样性的影响。结果表明,林窗内不同位置之间微环境差异显著(p<0.05),土壤理化性质对林窗位置变化的响应较细根养分元素更积极,GB位置细根分解速率显著高于GC和CC。门水平层次土壤真菌类群在三个位置间无显著差异,子囊菌门、担子菌门是优势类群;腐生营养型真菌在三个位置上有显著差异,散囊菌目、粪壳菌目、肉座菌目、刺盾炱目、伞菌目是三个位置上相对丰度值>1%的优势类群,刺盾炱目、伞菌目相对丰度在GB和CC之间有显著差异(p<0.05);青霉属、曲霉属、是真菌在属水平层次的优势类群,其相对丰度在三个位置间有极显著差异(p<0.01)。林窗位置未对真菌群落α多样性产生显著影响,但群落β多样性对位置变化的响应较为积极。GB位置群落β多样性显著高于GC和CC(p<0.05),共有种数量最多,GC位置特有种数量最多。冗余分析发现较多环境因子对真菌群落的影响程度达到极显著水平(p<0.01),Mantel test(partial Mantel test)显示土壤pH值、土壤含水量、土壤温度、土壤速效磷、土壤全氮是真菌群落多样性的重要影响因子。综上,林窗内位置对土壤真菌类群构成、群落β多样性产生差异性影响,在柏木人工林内实施林窗式干扰有助于调节细根分解等地下生态进程。

    • 生态系统服务专题
    • 景海超, 刘颖慧, 贺佩, 张家琦, 董婧怡, 汪怡

      DOI: 10.5846/stxb202104140965

      Abstract:

      那曲市位于青藏高原生态屏障区的中心,其提供的多项生态系统服务对维持高原乃至周边地区的生态安全与可持续发展具有重要意义。借助InVEST模型与CASA模型模拟那曲市2000、2010、2018年的产水、土壤保持、固碳以及生境质量四项生态系统服务,分析它们的时空格局及相互关系,在此基础上用地理探测器揭示那曲市生态系统服务空间异质性的主要影响因子。结果表明:1)2000—2018年间,那曲市产水服务与土壤保持服务分别下降了35.1%和4.8%,生境质量趋于稳定,固碳服务增长了5.6%。2)2000—2018年间,那曲市产水、土壤保持、固碳的空间分布均呈现东南高西北低的趋势,生境质量高值区分布在湖泊河流以及植被覆盖率高的地区。那曲市生态系统服务极重要与高度重要区域占比保持在5.3%—5.4%和12.3%—13.8%之间,主要分布在那曲中部与东部水热与植被条件好的区域。3)2000—2018年间那曲市各生态系统服务之间主要为协同关系,其中土壤保持服务和产水服务间的协同性最强。4)因子探测结果表明,降水量、土壤类型、归一化植被指数因子(NDVI)对产水服务和固碳服务的空间异质性有最强的解释力,土壤保持服务的空间异质性主要受坡度因子影响,生境质量受土地利用类型因子的影响最大。交互探测结果凸显了土地利用因子的重要性,土地利用类型与NDVI以及土地利用类型与降水交互后分别对固碳服务、生境质量以及产水服务的解释力最强。研究结果可为那曲市生态保护与生态文明建设提供理论依据。

    • 研究论文
    • 靳川, 李鑫豪, 蒋燕, 徐铭泽, 刘鹏, 田赟, 贾昕, 查天山

      DOI: 10.5846/stxb202103210750

      Abstract:

      生态系统生产力(GEP)在全球碳循环中具有重要意义,但其准确估算仍然是一个挑战。近年来,叶绿素荧光和冠层GEP的关联成为生态学的研究热点,关系尚不清楚且存在广泛争议。本研究于2015 年对宁夏盐池毛乌素沙地荒漠灌木油蒿(Artemisia ordosica)灌丛生态系统碳交换(NEE)特征进行连续观测,使用多通道荧光监测仪对通量贡献区内油蒿叶片的实时荧光(Fs)和光下荧光(Fm")进行原位连续监测,叶面积指数(LAI)、归一化植被指数(NDVI)以及环境因子进行同步观测。利用PAR、LAI和实际光化学效率(ΦPSII)等参数构建基于叶绿素荧光的生态系统生产力(GEPChlF)模型,探究叶片和冠层尺度不同参数对环境因子波动的响应,比较并分析GEPChlF和基于涡度相关法监测生态系统生产力(GEPEC)相关性及GEPChlF的适用性。研究发现,ΦPSII和NEE日变化规律一致,ΦPSII、GEPChlF和GEPEC由光合有效辐射(PAR)控制,受空气温度(Ta)和饱和水汽压差(VPD)调控,土壤含水量(SWC)和ΦPSII呈显著正相关(p<0.01)。PAR处于400-800μmol·m-2·s-1时,GEPChlF与GEPEC线性关系最优,斜率为0.627(R2=0.67, p<0.01);弱光GEPChlF产生低估,可能是由于冠层实际光能拦截率高造成;强光条件下GEPChlF显著高于GEPEC,呈非线性关系,可能是GEPEC基于夜间温度敏感性所拟合的生态系统呼吸(Re)无法预测光呼吸部分所导致。GEPChlF具有荧光参数特性,对环境波动更加敏感,和环境因子相关性优于GEPEC。研究表明,高辐射、极端温度、高蒸腾和干旱是限制叶片和冠层尺度下油蒿光合过程的主要胁迫因素。本研究构建的荒漠生态系统光合过程模型GEPChlF能够替代GEPEC作为一个良好的冠层尺度生态参数,所提出的空间尺度上推方法可为促进区域可持续发展提供数据支撑和决策参考。

    • 黄豪奔, 徐海量

      DOI: 10.5846/stxb202107021768

      Abstract:

      气候变化是干旱区植被变化的重要驱动因素,探究干旱区气候与植被关系的时空变化,有助于理解生态系统演化特征。基于MODIS-NDVI与CRU数据集中气候数据(降水、平均气温、最高气温、最低气温、水汽压及潜在蒸散),采用Sen+Mann-kendall、Hurst指数及相关分析法,在不同时间尺度评价了阿勒泰地区NDVI的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)在年尺度上,植被NDVI整体呈上升趋势,但存在弱反持续特征。区域内植被退化现象严重(12.11%),植被改善区域与退化区域呈破碎化分布。(2)月尺度与季尺度上,NDVI与降水、气温、极端气温、水汽压和潜在蒸散呈正相关,其中降水因素在季尺度上的相关性高于月尺度。(3)不同土地利用方式下NDVI与气候因子的滞后效应表现为短期正效应与长期负效应。

    • 谷宣, 陈国贵, 王文卿, 王瑁

      DOI: 10.5846/stxb202102080404

      Abstract:

      潮间带大型底栖动物调查是滨海湿地生物多样性监测的重要环节。目前普遍应用的传统侵入性调查方法(挖掘法、手捕法和陷阱诱捕法)存在干扰强、耗时久和劳动密集等问题,无法客观反映活动性较强的蟹类等重要功能类群的群落结构和物种多样性。对陆地野生动物研究中常用的相机陷阱法进行了符合潮间带应用条件的便携式设计,并以红树林蟹类为例,通过与三种传统侵入性调查方法进行对比,探讨相机陷阱法在潮间带底栖蟹类群落生态学研究中的应用。结果表明:(1)相机陷阱法在种群密度测定方面比挖掘法提高2.1倍,比手捕法提高10.3倍,比陷阱诱捕法提高16.3倍;(2)相机陷阱法在调查物种数方面均高于3种传统侵入性调查方法,适用于沙蟹科(Ocypodidae)和方蟹科(Grapsidae)蟹类调查;(3)相机陷阱法对个体大小选择性弱,采样更加全面;(4)相机陷阱法在群落alpha多样性(Shannon-Wiener指数)、beta多样性(样方-多度矩阵总方差Var(Y))和功能多样性(Rao二次熵和功能离散度)调查方面整体不弱于侵入性调查方法。此外,相较于侵入性调查方法,相机陷阱法对沉积物结构破坏小、不干扰蟹类群落结构,在兼顾数据丰富性的同时又具有高效性。然而,由于相机陷阱法基于蟹类底表活动性,无法适用于冬季调查、夜行性蟹类和游泳型蟹类调查。未来,相机陷阱法的发展将与基于深度学习的图像处理技术结合以满足数据处理需求。研究揭示了相机陷阱法在潮间带底栖蟹类群落中的应用优越性与局限性,为潮间带大型底栖动物群落生态学的研究提供技术支撑。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 冯彦

      DOI: 10.5846/stxb202105241352

      Abstract:

      森林关系国家生态安全,城镇化已经成为中国的一个重要发展战略规划。中国既要推进城镇化,也要提高森林生态系统的安全性。中国城镇化是提高森林生态系统安全性还是恶化森林生态环境,存在争议。本文借鉴PSR模型、EKC曲线,采用1999—2018年中国省际面板数据,研究中国不同时期、不同区域城镇化对森林生态安全的影响,得出以下结论:①1999—2018年,中国森林生态安全指数均值从0.4683上升至0.5038,森林生态安全水平得到了提升。②总体样本上,城镇化与森林生态安全指数之间存在倒“U”型。③城镇化对森林生态安全的影响存在时间差异性,1999—2010年,城镇化与森林生态安全显著正相关,而2010-2018年,二者负相关。④城镇化对森林生态安全的影响存在区域差异性。东部地区城镇化与森林生态安全显著负相关,而中西部地区二者正相关。基于以上分析,本文建议:①城镇化水平较低的地区,加快农村劳动力向城市转移,而城镇化水平较高的地区,加强森林生态安全红线控制。②用生态文明理念引领产业结构实现绿色转型,推进循环经济。

    • 研究论文
    • 冯发运, 王亚, 岳远浩, 李俊霞, 孙星, 程金金, 葛静, 余向阳

      DOI: 10.5846/stxb202104271106

      Abstract:

      内生降解菌定殖可促进水稻中农药等有机污染物的降解代谢,研究功能内生菌对农药暴露下水稻根际微生态的影响,可为利用植物-微生物互作调控农作物农药残留及修复农田生态环境污染提供科学依据。以水稻根际土壤中的蚯蚓、土壤酶和微生物群落为研究对象,分析接种内生菌Stenotrophomonas pavanii DJL-M3对水稻根际微生态响应多菌灵胁迫的影响。结果表明:多菌灵暴露导致水稻根际土壤过氧化氢酶活性增强,脲酶和蔗糖酶活性被抑制;多菌灵污染可对水稻根际周围的蚯蚓造成氧化损伤,致使其体内丙二醛累积并诱导超氧化物歧化酶和乙酰胆碱酯酶过表达;多菌灵残留显著降低水稻根际土壤微生物群落的多样性与碳源代谢活性。接种内生降解菌S. pavanii DJL-M3促进了水稻根际残留多菌灵的降解,缓解根际土壤微生物与蚯蚓所受胁迫压力,显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶活力以及蚯蚓的存活率,并有效提升了水稻根际微生物群落的代谢活性与多样性。因此,接种内生降解菌S. pavanii DJL-M3有助于多菌灵残留污染下稻田土壤生态环境的恢复。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 封清

      DOI: 10.5846/stxb202103260798

      Abstract:

      易地扶贫搬迁是针对生活在“一方水土养不好一方人”地区贫困人口实施的一项专项扶贫工程,在助力贫困人口实现脱贫的同时,对改善生态脆弱区生态环境具有积极的促进意义。“十三五”期间贵州省易地扶贫搬迁人口约占全国总搬迁人口的1/5,是全国易地扶贫搬迁人口最多的省份,因此,研究选择贵州省县域搬迁人口最多的册亨县为研究区域。基于2009年、2015年、2020年三期土地利用和易地扶贫搬迁人口数据,研究选用修正当量因子法及耦合协调模型分析易地扶贫搬迁实施前后的生态系统服务价值(ESV)时空演变规律,并探讨了易地扶贫搬迁生态修复成效。结果表明:(1)搬迁后2015—2020年,册亨县ESV增长8.32亿元,增长幅度达到17.97%,比较搬迁前2010—2015年(增幅4.13%)有显著提高。(2)坡妹、冗渡、巧马、丫他、八渡、百口6个乡镇ESV增量占册亨县总增量的82.89%,ESV增量贡献最大。(3)册亨县搬迁力度越大的乡镇其ESV增加越明显,对应的耦合协调水平越高,易地扶贫搬迁与ESV增长有明显的空间相关关系。研究从生态系统服务的角度量化易地扶贫搬迁所产生的生态修复成效,有助于提高易地扶贫搬迁后续工作的科学性和空间针对性。

    • 研究论文
    • 丁彰琦, 徐国瑞, 张霜, 张育新, 马克明

      DOI: 10.5846/stxb202103290814

      Abstract:

      土壤动物可能会与植物形成复杂的互作网络,有关其对海拔梯度做出响应的研究还相对较少,了解不同生境下的生态网络为理解和预测系统的稳定性及其动态变化机制提供了新途径。本研究于北京东灵山地区调查了沿海拔梯度凋落物层与土壤层中的土壤动物以及木本和草本植物的多样性,并通过零模型的方法对比了土壤动物-植物互作网络特征参数的标准化效应值在高-中-低三个海拔段的差异。结果显示:土壤动物的稀有类群在中海拔段多样性较高,木本植物多样性随海拔降低,而草本植物多样性则随海拔升高。各生物类群组成都随海拔距离而增加,存在明显的聚集性分布格局。植物与土壤动物之间的互作网络特征参数不仅随海拔改变,且在凋落物与土壤层之间、木本与草本植物之间存在差异。总体而言,土壤动物与木本植物互作网络的海拔变化主要与土壤动物多样性有关,而与草本的互作网络则与草本植物多样性有关。沿海拔梯度,存在土壤动物-木本植物向土壤动物-草本植物网络的适应性转变。本研究在同一海拔梯度上探讨了不同层土壤动物与植物的互作关系,对深入理解山地生态系统中各生物类群的共存机制具有重要意义。

    • 党雪薇, 周亮, 胡凤宁, 袁博, 唐建军

      DOI: 10.5846/stxb202105151272

      Abstract:

      城市扩张与生态空间保护的矛盾是中国新型城镇化和国土空间规划过程中急需解决的问题之一。作为黄河流域生态保护与高质量发展的核心区域,关中平原城市群面临更加严峻的生态和资源胁迫。但相关研究主要对研究区整体的生态环境变化进行测度,少有研究分析城市群发展对生态用地的多尺度影响,且忽略了城市群中土地变化最剧烈,生态受胁迫最严重的城市边缘区。因此,基于土地利用数据,结合土地利用转移矩阵、景观指数、估算城市扩张间接影响的生态用地面积等方法,研究从城市群、重点城市和主要城市边缘区三个尺度分析1990—2018年城镇扩张对生态用地的直接和间接影响。结果表明:(1)关中平原城市群土地利用类型以半生态用地(耕地)为主,面积占比超过40%。而城市边缘区主要以半生态用地和建设用地为主。1990—2018年城市群建设用地面积比例由3.67%增长至5.93%,耕地面积共计减少3032.11 km2,自然生态用地的面积增加628.03 km2。受耕地占补、退耕还林等多重政策的影响,半生态用地和自然生态用地的变化呈现为“拉锯式”发展特征。(2)城市扩张对半生态用地的直接影响大于对自然生态用地的直接影响,各尺度土地利用转移变化大同小异,新增建设用地的主要来源均为耕地,其中城市边缘区的耕地受城镇扩张的挤占最为突出。(3)城市扩张对自然生态用地的间接影响大于直接影响,且不同城市建设用地对自然生态用地的间接影响因耕地补偿机制的不同而有所差异。因此,对关中平原城市群实施“一刀切”的耕地补偿政策实际上并不合理,应当因地制宜,考虑地区土地资源条件,适当调整发展和约束政策,更有利于城市群的可持续发展。

    • 自然保护地体系与国家公园建设
    • 陈哲璐, 程煜, 周美玲, 徐玲琳, 祁新华

      DOI: 10.5846/stxb202103170719

      Abstract:

      国家公园原住民对野生动物肇事的态度直接影响野生动物保护政策有效实施以及人与野生动物共存机制。迄今,学术界鲜有从原住民认知与意愿角度探讨野生动物肇事的成果,基于自然保护地国家公园的相关研究尚未见报道。根据449份有效调查问卷及深度访谈数据,论文采用有序多分类Logistic回归方法,探讨武夷山国家公园原住民对野生动物肇事的认知、意愿及其影响因素。结果表明:(1) 多数原住民经历过野生动物肇事,其农作物及牲畜受到严重损害,野猪(Sus scrofa)为研究区域主要的肇事动物。(2) 种群数量增加、食物短缺和生存空间受限是野生动物肇事的主要原因。(3) 学历、经历及认可政府应对肇事的方式对原住民防范野生动物肇事意愿的影响显著。在此基础上,提出遵循生态规律、保护栖息地、提升认知与意愿、实行社区共管、建立野生动物致害补偿机制以及引入野生动物致害赔偿保险等对策,希望能够深化对野生动物肇事特征及机理的科学认识,为有效缓解人与野生动物冲突、推进国家公园人与野生动物和谐提供政策参考。

    • 专论与综述
    • 陈晓宇, 姚蒙, 李晟

      DOI: 10.5846/stxb202106191631

      Abstract:

      山地生态系统是生物多样性分布与保护的热点。山地景观遗传学(Mountain Landscape Genetics)研究山地景观尺度上野生生物的种群遗传格局及其驱动机制和影响因素,是景观遗传学(Landscape Genetics)的重要分支。山地景观遗传学研究对于深入理解物种的空间遗传结构、形成过程、物种形成与分化机制具有重要意义与价值,同时可以为珍稀濒危物种和山地生物多样性的有效保护与管理提供科学指导。为了更好地掌握目前山地景观遗传学的发展趋势与重点研究问题,为未来生物多样性与山地生态系统的保护管理提供科学参考,基于对Web of Science核心数据库和中国知网数据库的系统检索,全面汇总分析了1999—2020年山地景观遗传学领域发表的192篇英文文献与31篇中文文献。结果显示,该领域自2008年起迅速发展,截至2020年共有46个国家的研究机构发表了山地景观遗传相关研究,研究热点地区包括北美洲的落基山脉、内华达山脉、阿巴拉契亚山脉,欧洲的阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉,以及亚洲的喜马拉雅-横断山脉。研究对象类群涵盖真菌、植物、节肢动物、脊椎动物,其中脊椎动物是研究发表最多的类群,占发表文献总数的62.0%;脊椎动物中,又以对哺乳类(占脊椎动物发表文献总数的52.9%)与两栖类(23.5%)的研究最多。目前主要的研究方向包括:(1)识别山地景观中的基因流路径或阻碍;(2)量化山地景观特征对种群遗传结构时空变化的影响。中国是发表山地景观遗传学文章数量最多的亚洲国家,近十年来相关研究发展迅速,研究类群以植物(占在中国发表文献总数的62.3%)与脊椎动物(35.8%)为主,对脊椎动物的研究中以两栖动物为最多(占所有脊椎动物发文数量的52.6%),研究区域主要集中在喜马拉雅-横断山脉与秦岭。本文进一步对目前山地景观遗传学研究中存在的空缺及未来重点关注问题提出建议。

    • 生物多样性调查与保护研究
    • 赵梓伊, 肖能文, 刘高慧, 李俊生

      DOI: 10.5846/stxb202103020572

      Abstract:

      由于栖息地质量下降,近年来齿突蟾属物种种群数量急剧减少,明确齿突蟾属物种空间分布,是监测、管理、保护齿突蟾属物种的基础。横断山区可能是齿突蟾属的起源中心和分化中心,但齿突蟾属在横断山区的地理分布格局尚不明确。本研究利用优化后Maxent模型,首次预测西藏齿突蟾Scutiger boulengeri、刺胸齿突蟾Scutiger mammatus、胸腺齿突蟾Scutiger glandulatus、圆疣齿突蟾Scutiger tuberculatus、贡山齿突蟾Scutiger gongshanensis五种高海拔齿突蟾属物种在横断山南生物多样性保护优先区域的潜在地理分布,并分析其与环境因子的关系。结果显示,五种齿突蟾属物种在横断山南的潜在地理分布格局存在差异,西藏齿突蟾主要分布在横断山南的北部,圆疣齿突蟾主要分布在横断山南东北部的四川省境内,贡山齿突蟾主要分布在横断山南的西南部,刺胸齿突蟾和胸腺齿突蟾的潜在分布格局较为相似,在横断山南的中部、西北部地区都有较多分布,但胸腺齿突蟾潜在分布区更为碎片化。另外,横断山南北部地区的齿突蟾属丰富度明显高于南部地区。环境变量贡献率和刀切法结果显示温度因子和降水因子是决定横断山南齿突蟾属潜在分布的主要因素,最冷季降水量对西藏齿突蟾、贡山齿突蟾、圆疣齿突蟾潜在分布有重要影响,但它们对最冷季降水量的偏好存在差异。此外,本研究也显示,通过评估潜在的Maxent参数组合,选择最佳的Maxent模型是有效且必要的。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 赵银兵, 陈利顶, 孙然好, 倪忠云, 蒲梦馨, 周国李, 罗宇豪

      DOI: 10.5846/stxb202103070621

      Abstract:

      环境地质敏感性是区域生态功能的本底,也是构建生态安全格局和开展生态保护与修复的重要基础。因环境地质敏感性涉及因素众多、且多源异构数据较难融合,当前基于环境地质敏感性的大尺度区划研究较少。通过集成地质、地理和专题数据,在土地沙化、土壤盐渍化、崩塌-滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、地下水地质环境功能、浅层地下水质量、地下水调蓄和地下水可持续利用11个单项环境地质敏感性评价的基础上,进一步将其归并为土地环境、地质灾害和地下水环境3个环境地质子系统并构建评价指标体系,完成综合环境地质敏感性评价。以地质地貌分区为主要依据,将研究区划分为3个一级环境地质敏感区和16个环境地质敏感性亚区。研究结果表明:环境地质区划与地质构造及分区、地质地貌和人类活动等自然与人为因素存在较强的空间重合;综合环境地质敏感性呈现出西北低、东南高的宏观格局;华北平原区主要受地面沉降和地下水环境敏感性影响,人类活动影响显著;华北山区主要受重力型地质灾害影响,内蒙古高原区主要受沙化和局地泥石流灾害影响,区域尺度以自然因素驱动为主,局部人类活动影响显著。针对综合环境地质敏感性区划结果,需要统筹全域国土空间规划,加强地貌过渡带及城乡关键区域的环境地质问题治理,提升关键生态源地、廊道和节点所在区域的环境韧性,全面实现城乡协同、生态协同和环境协同。

    • 研究论文
    • 赵家豪, 孙晓丹, 叶钰倩, 祝于红, 雷平, 陈斌, 关庆伟

      DOI: 10.5846/stxb202012173207

      Abstract:

      为探讨江西武夷山南方铁杉针阔混交林内不同微地形中幼树更新特征的差异,明晰不同微地形生境对幼树天然更新的影响。以江西武夷山国家级自然保护区内海拔约1800m的南方铁杉针阔混交原始林为研究对象,基于在其中建立的中亚热带南方铁杉针阔混交林动态监测固定样地首次调查数据,将固定样地中160个20m×20m的样方根据其海拔、凹凸度和坡度3种地形参数通过C-均值模糊聚类划分成不同的微地形生境,比较这不同微地形下的更新幼树种类组成及幼树更新特征,包括幼树密度,幼树平均胸径、平均高、平均冠幅,空间分布格局,分析不同微地形下幼树更新特征与地形因子、林分因子之间的关系。结果显示:(1)通过聚类分析,最终将固定样地的微地形生境划分成4类,分别为陡坡、凹地、凸地、缓坡。(2)4类微地形更新幼树优势种组成类似,但优势程度存在差异。闽皖八角幼树在4类微地形中的重要值皆为第一,均大于43%。建群种南方铁杉的幼树在凸地的重要值为9.09%,具有一定优势;在陡坡的重要值为0.62%,优势程度较差。(3)陡坡的更新幼树密度最高,为399株/hm2,高于凹地,凸地和缓坡;幼树平均胸径和平均高的大小表现为:缓坡>凸地>凹地>陡坡,幼树平均冠幅表现为凸地>缓坡>凹地>陡坡。缓坡的幼树生长情况最优,凸地次之,陡坡的幼树生长情况最差。部分幼树更新特征指标在4类不同微地形中存在显著性差异(P<0.05)。(4)更新幼树在不同微地形中的分布类型均为聚集分布,聚集强度依次为缓坡>凸地>凹地>陡坡。幼树优势种闽皖八角多数聚集于样地的右下坡区域,南方铁杉幼树偏好地势较高的地形。(5)相关分析结果表明,地形因子中仅海拔与幼树更新存在关联,4类微地形下部分林分因子与幼树更新具有显著相关性(P<0.05)。微地形对南方铁杉针阔混交林幼树的天然更新具有影响,林分密度是影响不同微地形中幼树更新的主要因素。更新幼树适宜定居和生长在陡坡微地形中,南方铁杉幼树更多分布在光照最为充足的微地形中。本研究可为森林生态系统稳定性的维持和珍稀物种南方铁杉的保育提供科学依据。

    • 张永永, 税伟, 孙晓瑞, 孙祥

      DOI: 10.5846/stxb202011253023

      Abstract:

      摘要:对云南省植被水分利用效率(WUE)的时空特征及影响因素进行研究可以更加全面的了解全球气候变化在区域上的响应。本文基于MODIS数据定量估算了2000—2014年云南省植被水分利用效率,利用趋势分析法和相关分析来对其时空格局和影响因素进行研究。研究结果表明:(1)云南省植被WUE整体呈现显著上升的趋势,增速为0.0078gC mm-1 m-2 a-1,年内表现为“M”型的变化趋势。2009—2013年的干旱对该地区植被WUE产生了滞后的正效应。不同土地利用类型下的植被WUE从高到低依次为森林,灌木地,草地和耕地。(2)在空间分布上植被WUE呈现西部高于东部的分布特征;在时间尺度上呈现北增南减的趋势。云贵高原与青藏高原的连接区域——丽江市的植被WUE最高,整体上大于2.5gC mm-1 m-2。澜沧江上游的三江并流区植被WUE随着山脉的走势呈现条状变化分布,不仅是植被WUE的低值集中区,同时也是植被WUE增加10%以上的集中区,另外滇东北和滇东南也是植被WUE的低值区。总的来看,除丽江以外,其他WUE高值区从2000—2014年呈下降的趋势,WUE低值区呈上升的趋势。(3)随着海拔的上升,植被WUE呈先上升后下降的变化趋势,并且海拔越高植被WUE增加越明显,变化率为0.01%。在低海拔区植被ET和GPP都较高,随着海拔的上升ET骤降,GPP波动下降,直至海拔3000m左右植被WUE达到峰值。高于海拔3000m后,GPP直线下降,ET波动变化,直至海拔5000m左右植被WUE几乎为0。(4)相较于降水因子,植被WUE受气温影响更大,特别是在三江并流区,其他地区则受非气候因素影响较大。在全球气候变化的背景下,这些发现展现了全球碳水循环变化在区域上的响应;云南省作为中国低纬高原的主体,本研究也可为全球低纬高原区域生态建设提供参考。

    • 生态系统服务专题
    • 张晓瑶, 张潇, 陆林, 李冬花

      DOI: 10.5846/stxb202102270546

      Abstract:

      深圳市作为粤港澳大湾区城市化水平最高、经济最为发达区域,其快速变化的土地利用方式对生态系统服务价值产生了深刻影响。基于1995-2015年深圳市土地利用和ESV变化规律,运用FLUS模型与ESV算法,设定自然发展、城市发展、耕地保护和生态保护4种情景,模拟不同情景下土地利用变化对ESV的影响。结果表明:(1) 1995-2015年转出量最高的地类是草地,草地与林地间存在密切相互转化关系,除建设用地外,其余地类均呈“入不敷出”态势;(2) 1995-2015年ESV总价值的下降趋势由迅猛变化为和缓,,调节服务是深圳市最主要的生态系统服务功能,其次则是支持服务功能;(3)秉持粤港澳大湾区建设基本原则,以2035年为目标年,设定了自然发展、城市发展、耕地保护和生态保护四种情景,发现自然发展和城市发展的ESV总价值损失量较高,建筑面积的增加和草地面积的大规模减少成为两情景下生态系统服务价值减少的关键。生态保护情景下,虽然ESV总价值减少趋势并未有效遏制,但减少量明显少于其余三种情景,成为未来深圳市土地利用优化的最优情景。

    • 研究论文
    • 张斌, 李璐, 夏秋月, 董捷

      DOI: 10.5846/stxb202101070075

      Abstract:

      摘要:陆地生态系统碳储量作为全球碳循环研究的基础,与土地利用变化密切相关。生态保护-永久基本农田-城镇开发边界红线(简称“三线”)是国土空间规划的核心,能较好地约束土地利用,进而对碳储量造成影响。本文以武汉城市圈为例,采用Markov-FLUS耦合模型模拟“三线”约束下的土地利用变化情景,并运用InVEST模型定量研究不同情景下土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:①2000-2015年武汉城市圈耕地、林地、草地和未利用分别减少了1267.582km2、112.703km2、24.896km2和42.14km2,建设用地和水域分别增加了1092.282km2和355.039km2。2035年“三线”约束情景下耕地减少面积小于自然发展情景,林地实现了增长,新增建设用地被引导至城镇开发边界红线内聚集。②2000-2015年武汉城市圈总碳储量呈连续递减势态,其中武汉市碳储量减少量最大。“三线”约束情景下碳储量和地均碳密度下降幅度明显变小,武汉市碳储量减少量仅为自然发展情景的44.89%。③耕地-建设用地之间的转换是引起碳储量剧烈变化的主要原因,土地利用强度与碳储量呈显著负相关,较低强度带的碳储量最高。因此,“三线”约束下的武汉城市圈土地利用能合理统筹布局生态-农业-城镇等功能空间,减缓碳储量的损失,对区域国土空间优化具有重要意义。

    • 西南生态的现状、影响及变化研究专辑
    • 岳伟鹏, 陈 峰, 袁玉江, 喻树龙, 高志鸿, 赵晓恩

      DOI: 10.5846/stxb202011303065

      Abstract:

      气候变化背景下森林生态系统的内部结构和功能发生转变,并影响了其固碳能力减弱,评估与预测森林生态系统对气候变化响应势在必行。基于采自云南西北部的大果红杉树木年轮样本,建立树轮宽度标准化年表,运用相关分析、空间相关、波谱分析等方法,探讨了滇西北大果红杉径向生长的主控因子及其对气候变化的响应。结果表明:(1) 温度是限制滇西北大果红杉树轮径向生长的主要因素,季节性高低温变化交替影响大果红杉树轮径向生长。(2)相对湿度变化与滇西北大果红杉树轮的径向生长紧密关联,对滇西北大果红杉树轮的径向生长起促进作用。(3)波谱分析结果显示滇西北大果红杉径向生长呈周期性变化,受ENSO等外强迫影响显著。(4) 气候变暖背景下滇西北大果红杉的径向生长出现衰退趋势。该研究结果为加强云南西北部天然林保护和构建西南绿色生态屏障提供了基础性资料。

    • 研究论文
    • 于晓松, 王晓红, 李林, 刘智, 杨宁线, 张明生

      DOI: 10.5846/stxb202102250522

      Abstract:

      石漠化生境土层浅薄、干旱贫瘠,许多植物难以生存。三叶木通作为石漠化生境适生物种之一,探究其对石漠化生境的应答机制对综合治理石漠化生境具有一定的理论和实际意义。在贵州省贵阳市花溪区和安顺市关岭县两地分别选取石漠化生境和普通生境(对照)种植三叶木通,并进行为期一年的观察,探究石漠化生境对三叶木通根、茎、叶等不同器官的生长和生理特性的影响,并利用主成分分析出三叶木通在石漠化生境的主要响应指标。结果显示,与对照相比,石漠化生境下的三叶木通表现出如下特征:(1)植株较矮、茎较细、叶片数较少等生物量的减少,使其适应石漠化生境;(2)叶片叶绿素a/b(Chla/b)和相对含水量(RWC)呈现降低趋势,从而使叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)均呈下降趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈升高趋势,利于适应石漠化生境;(3)丙二醛(MDA)含量和叶片相对电导率(RC)呈现升高趋势,说明石漠化生境对三叶木通细胞膜系统造成损伤(氧化损伤和渗透损伤),而通过其根中过氧化氢酶(CAT)、茎中过氧化物酶(POD)和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性升高来防御氧化造成的伤害;通过增加可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)等渗透性调节物质含量,防御渗透压造成的伤害;(4)主成分分析表明,MDA、POD和SP在三叶木通对石漠化应答中起着主要作用。本研究揭示了三叶木通响应石漠化生境的生长及生理调节机制,为三叶木通用于石漠化综合治理提供理论基础的同时,也为进一步阐明三叶木通抵抗石漠化逆境的分子机理、提高三叶木通抗逆性提供参考依据。

    • 专论与综述
    • 吴志丰, 邱月, 任引, 蒋梧州, 杨磊

      DOI: 10.5846/stxb202101040013

      Abstract:

      城市化进程将原有自然生态系统改造为以不透水面为主的人工景观,这种变化影响了空气微生物群落的生存环境及其时空异质性。空气微生物受城市化的影响程度与其生态功能的发挥关系密切,微生物群落特征的改变会在一定程度上影响当地生态环境质量并给人群健康带来潜在威胁。城市化进程和空气微生物群落动态分属两个时空尺度差异巨大的生态过程,二者的联合分析已成为目前生态安全与环境健康领域的研究热点。本文从空气微生物的来源及其组成特征、空气微生物群落的时空异质性及其影响因素以及空气微生物的生态环境效应三个方面系统梳理和总结了近年来探索城市化和空气微生物群落动态之间关系的研究,从宏观视角探讨了当前空气微生物研究的不足,并提出引入社会-经济-自然复合生态系统、景观格局与过程等相关理论和方法来分析城市化对空气微生物群落特征的影响,旨在明确城市景观格局作用下的空气微生物群落对人群健康的潜在威胁程度,为快速城市化过程中的人居环境健康改善提供参考。

    • 学术信息与动态
    • 王永衡, 李春林, 王 昊, 梁碧苗, 吕建树

      DOI: 10.5846/stxb202102110429

      Abstract:

      绿色基础设施作为自然生命支持系统,是解决快速城市化下生态问题的重要途径。目前缺乏从定量角度对绿色基础设施在生态环境领域研究内容和成果的总结和归纳,亟需梳理整体的发展脉络,追踪最新研究热点和趋势。以WOS核心合集和CNKI中采用2000—2020文献为基础,运用CiteSpace软件对发文量、地理分布、期刊共被引、作者共被引、研究热点、研究趋势等进行对比分析绿色基础设施在生态环境领域的研究现状及热点。结果表明:国内对绿色基础设施的研究起步晚,发文量少于国外。国外绿色基础设施研究逐步向多元化、体系化方向纵深发展,而国内的研究较为单一,学科交叉融合不足。国内作者较国外合作性较差,存在“单打独斗”的现象,国内外都未形成高产及高影响力的作者和团队。国外绿色基础设施研究热点及趋势在尺度和维度上不断发展,聚焦于生物多样性、人类健康福祉、气候变化等热点问题,国内研究集中于城市规划、生态系统服务等传统角度,并逐渐关注“乡村振兴”、“人居环境”等主题的中国国情下的特色研究。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 王文静, 逯 非, 欧阳志云

      DOI: 10.5846/stxb202103150692

      Abstract:

      构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。本研究构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明:① 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km2。② 建议北京生态保护区6391 km2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。

    • 生态管理
    • 王思, 张路路, 林伟彪, 黄秋森, 宋亦心, 叶脉

      DOI: 10.5846/stxb202104261100

      Abstract:

      基于MODIS-NDVI遥感植被指数,利用像元二分模型进行植被覆盖度提取,结合趋势分析和显著性检验等方法,对2000—2020年间广东省的植被覆盖时空变化特征进行分析,并结合土地利用变化图谱,探究土地利用类型对植被覆盖时空变化的驱动作用。结果表明:(1)2000—2020年,广东省植被覆盖度整体以0.23%/a的变化率呈波动增长趋势,但空间异质性显著,呈现出以珠三角地区为中心向外辐射递增的趋势;(2)广东省多年平均植被覆盖度介于0.7—0.76,以中高和高植被覆盖度为主,低植被覆盖区约占研究区总面积的4.37%。全省以植被改善为主(78.18%),显著和极显著退化区域占全区面积的5.84%,主要集中分布在珠三角、粤东沿海以及粤西沿海等地区;(3)研究区以耕地与林地的图谱单元互换为主要土地利用变化特征,而城乡、工矿、居民用地在耕地和林地的占用和补充过程中起了重要的作用,反映出城乡建设过程中对耕地和林地的大量占用;植被覆盖变化与土地利用变化存在响应联系,且各土地利用类型对植被覆盖度的贡献各异;向城乡、工矿、居民用地转化的图谱与植被显著和极显著退化区高度重合,说明耕地和林地向城乡、工矿、居民用地转化是造成植被覆盖退化的主要原因,其中以珠三角地区最为显著。

    • 研究论文
    • 韦宝婧, 苏杰, 胡希军, 徐凯恒, 朱满乐, 刘路云

      DOI: 10.5846/stxb202101240248

      Abstract:

      传统的生态网络或生态安全格局构建研究中,多基于最小累积阻力模型(MCR)提取最小费用路径作为生态廊道,并人工判别生态节点,这种方式缺少对生态过程中能量流、信息流等交换过程的考虑,导致生态网络在结构、功能上存在一定的缺失。本文以福建省上杭县为例,以上杭县森林公园、湿地保护区、自然保护区等为主要生态源地,从陆生动物迁移特征出发选取土地覆被类型、距道路距离、地形起伏度、坡度、距水域距离、NDVI植被指数等因素为阻力因子,利用熵权法获得权重加权叠加生成综合阻力面,运用水文分析原理Hydrology(HY)和Linkage Mapper工具箱(LM)中电路理论等方法综合识别生态廊道和生态节点,运用重力模型对生态廊道重要性进行评价并对生态廊道和生态节点划分等级。研究结果如下:(1)基于LM方法共提取187条生态廊道,生态夹点52个,生态障碍点55个,基于HY方法共提取生态廊道240条,生态节点133个;(2)LM和HY提取的生态廊道和生态节点进行叠加,共提取生态廊道197条,辐射道30条,生态节点283个;(3)运用重力模型提取关键生态廊道103条(含辐射道30条),一般生态廊道124条,同时判别关键生态节点97个,一般生态节点186个,关键生态廊道和关键生态节点主要集中在高阻力和较高阻力值集中的区域,关键生态节点多分布在生态源地周围;(4)对关键生态廊道、关键生态节点缓冲区所在区域土地覆被类型构成进行分析,森林、耕地和草地等土地覆被类型占比具有绝对优势,并从生态连通性和生境质量角度针对各土地覆被类型提出了优化及生态建设策略。研究结果可为区域生态网络安全格局构建、国体空间规划与生态系统修复等研究提供参考,同时也为生物多样性保护与生态文明建设提供科学依据。

    • 聂宇, 杨彦敏、王一航, 刘志锋, 何春阳, 陈歆

      DOI: 10.5846/stxb202102100423

      Abstract:

      拉萨市城关区建设用地紧邻拉鲁湿地国家级自然保护区,导致城市发展与自然生境保护间的矛盾十分突出。全面揭示该地区城市扩展过程对自然生境质量的影响对于优化城市景观格局、保护生物多样性具有重要意义。为此,本研究定量评价了该地区1968-2019年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响。首先,基于锁眼卫星遥感数据、Landsat系列遥感影像和Google Earth遥感数据获取了该地区土地利用/覆盖变化信息。然后,结合空间叠加和模型模拟量化了城市扩展过程对自然生境质量的影响。结果表明,拉萨市城关区近50年城市扩展过程不断加快,城镇建设用地面积从9.82 km2增加到67.71 km2,增加了近6倍。城市扩展过程导致自然生境质量加速下降,近50年下降了8.14%。自然生境质量同时受到城市扩展过程的直接影响和间接影响。在各类自然生境中,林地和湿地的生境质量下降尤为明显,分别下降了80.20%和41.03%。其中,林地主要被城镇建设用地直接占用,湿地则主要受城市扩展过程的间接影响。因此,需要同时关注城市扩展过程对自然生境的直接占用和间接影响,采取有效措施协调城市建设与生物多样性保护,促进区域可持续发展。

    • 罗文霞, 钟康正, 周晓娟, 吕晨阳, 谢跟踪, 邱彭华, 张金萍

      DOI: 10.5846/stxb202012313342

      Abstract:

      基于GIS和RS技术,在最小累积阻力模型(MCR)基础上引入不同源地等级的相对阻力因子构建城市扩展生态阻力面模型(UEER),并结合水文分析模型(Hydrology)利用多时相的研究方法对海口市江东新区五个时期(1988年、2001年、2009年、2017年和2019年)的建设用地扩展格局进行动态模拟分析,从生态安全的视角探讨海口市江东新区海岸带城市扩展与生态格局演变趋势。研究结果表明:(1)2018年前研究区重点建设区表现出“摊大饼”式蔓延格局,但在研究时域内重点建设区的面积从49.48 km2增加到61.57km2,建设用地总体上是逐渐集聚的,表现出以重要交通枢纽、现有居民区和商业区为中心向外扩展的趋势。(2)城市扩展是沿着建设用地适宜扩展路径进行的,因受制于生态隔离带并不与相邻建设用地直接相连,由“适宜扩展路径”引导建设用地优化开发,避免建设用地盲目的向外扩展。另外,生态隔离带有逐渐向建设用地渗入,打破了建设用地适宜性区域集中连片的扩展态势。(3)东寨港自然保护区的存在,使得江东新区东海岸以东寨港红树林自然保护区为中心形成的片状区域是生态安全核心区域,虽在相关政策的支持下,研究区的生态风险在一定程度上有所减小,但仍应予以重视及保护。(4)结合研究区实际发展情况,研究区建设用地扩展现象受政策因素影响较大,现有建设用地在禁止建设区和生态恢复区内面积占研究区总建设面积的比重由0.30%增长到15.65%,说明海岸带及其附近的建设用地虽有向生态用地演变的趋势,整体上也逐渐规范化,但生态格局依旧需要优化。

    • 刘伟宁, 石垚, 张晨牧, 刘朗明, 李会泉, 庄才备, 孙天友, 胡应燕, 曹春, 李强

      DOI: 10.5846/stxb202103140683

      Abstract:

      我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展的关键因素。本研究以长江经济带典型铜铅锌综合冶炼基地为例,设置直接处理(情景一)、内部循环(情景二)和协同利用(情景三)三种锌冶炼固废处置情景模式,结合物质投入产出法、层次分析法与熵值法,构建资源能耗、环境风险、物质循环与经济效益的多维生态效率指标核算方法体系,对三种情景模式开展生态效率综合评估分析。结果表明,情景三因加强了锌冶炼固废在铜、铅冶炼系统间的协同转化,其生态效率综合评价指数最高,为0.2246,较情景一和情景二分别高出313.6%和25.5%;从资源能耗角度来看,情景二单位产品能耗最高,达0.3086;而从物质循环和经济效益角度来看,情景三固废综合利用率最高,达97.6%,铜铅锌三种有价金属回收率达97.2%,利润总额达48131.3万元;但在环境风险方面,尽管情景三固废中重金属污染排放减少1470.4 t/a,但废气中铅砷镉汞等重金属污染排放却比情景一增加了3倍以上,达1.59 t/a。综上所述,情景三在固废二次资源综合利用和经济效益方面优势显著,因此,加强铜-铅-锌产业链间固废的协同利用,不仅可大幅减少固废冗余量,提高有价金属资源的回收效率,增加经济效益,还能有效降低水、土环境污染风险,但大气中重金属污染排放问题仍亟需关注。

    • 山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专刊
    • 刘 鹏, 毕江涛, 李文兵, 惠治兵, 肖国举, 孙 权, 王 静

      DOI: 10.5846/stxb202012103153

      Abstract:

      改良修复盐碱地对保障粮食安全和守护耕地红线具有重要意义,种植水稻配施生物有机肥是修复改良盐碱地的一项有效措施。基于生物有机肥肥料效应,测定水稻灌浆期农艺性状,开展叶片转录组测序,通过Gene Ontology (GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)数据库分析差异基因的生物学功能和代谢通路,以期揭示生物有机肥对盐碱地水稻的潜在促生机制。试验共设置4个处理,生物有机肥+化肥(T1)、生物有机肥灭活+化肥(T2)、化肥(T3)和空白对照(T4),结果表明,施用生物有机肥能够显著提高水稻叶面积和叶绿素、植株分蘖数和干物质量(P<0.05);T2vsT1、T3vsT1、T4vsT1、T4vsT3差异基因数量分别为6593、4796、6976和1866条,生物有机肥配施化肥引起差异基因表达数量最高,其次为灭活生物有机肥,单施化肥最小;GO分析显示,生物有机肥主要影响水稻叶片肽和酰胺的生物合成与代谢、翻译过程、细胞器及细胞器膜等,化肥对水稻叶片生物学过程影响的差异基因无显著富集(P>0.05);KEGG分析表明,施用生物有机肥差异显著基因主要富集在核糖体和能量代谢相关途径,核糖体相关基因差异表达较多,可能存在水稻响应生物有机肥的重要调节基因,能量代谢途径涉及光合作用和光合作用-天线蛋白,光合作用-天线蛋白代谢通路相关基因显著上调,T4vsT1光合作用及光合作用-天线蛋白上调基因数量大于T3vsT1,T3vsT1大于T4vsT3,表明施用生物有机肥能够提高叶片捕光能力,增强光合作用,并且生物有机肥配施化肥效果优于单施生物有机肥或化肥,T2vsT1、T3vsT1、T4vsT1处理比较表明植物激素信号传导中类胡萝卜素合成基因上调,水稻抗逆性增强,植物-病原体相互作用代谢通路基因在T3vsT1和T4vsT1中上调数量大于下调数量,表明生物有机肥及生物有机肥配施化肥对提高水稻抗病性具有一定的促进作用;耐盐基因转录因子分析显示,微生物引起水稻叶片响应盐胁迫的转录因子有111条,生物有机肥93条,生物有机肥配施化肥97条,化肥40条,表明施用生物有机肥能有效促进植物响应盐胁迫基因表达,增强水稻耐盐性。因此,盐碱地施用生物有机肥能够显著影响水稻核糖体和光合作用基因上调表达,抗逆基因上调趋势明显,这对揭示生物有机肥促进盐碱地水稻生长潜在机制具有一定的理论价值。

    • 雄安新区生态安全格局构建与保障
    • 刘礼群, 江坤, 胡智, 冯徽徽

      DOI: 10.5846/stxb202101080080

      Abstract:

      雄安新区国土空间开发导致土地利用产生显著变化,从而对区域生态系统产生重要影响。本文基于2014—2020年多期遥感影像,系统分析了雄安新区土地利用动态变化过程,进而定量估算了国土空间开发对区域生态系统服务价值的影响。最后,根据新区发展规划对新区未来(2035年和2050年)土地利用格局以及生态系统服务价值变化进行了预测和展望。结果表明:(1)2014—2020年,新区土地利用变化过程主要体现在建设用地(+79.85 km2)、林地(+72.59 km2)与水域(+54.01 km2)的持续增加,耕地(-208.76 km2)明显减少,新增建设用地与林地主要来自耕地转化,水域的增加主要来自白洋淀周边耕地的退化;(2)新区生态系统服务功能整体呈增强趋势,总生态系统服务价值(Ecosystem Service Values,ESV)增长4.51亿元,增幅最大的为美学景观(39.41%)、水文调节(32.77%)和原材料生产(25.78%)功能,但食物生产服务功能价值下降明显(-10.78%);(3)ESV时空变化与土地利用呈现显著相关性,增加部分主要来自白洋淀区域建设用地向水域和耕地转变而产生的价值增益,减少部分主要为白洋淀区域以外建设用地快速扩张所导致的水文调节与废物处理功能退化;(4)基于发展规划的预测结果表明,2035年和2050年新区土地利用状况表现为北部建设用地的扩张,林地全区范围的扩散,白洋淀水域面积的增长,进而带动ESV总值的大幅增加(63.91亿元和68.31亿元),新区生态系统质量进一步持续提升。研究结果对于准确把握土地利用变化过程中的生态系统服务价值动态特征具有重要意义,可为面向生态可持续发展的雄安新区国土空间规划提供科学的辅助依据。

    • 生态系统服务专题
    • 廖雨辰, 史雪威, 刘俊雁, 廖建, 谢 雨, 朱忠福, 吴 彦, Anđelka Plenković-Moraj

      DOI: 10.5846/stxb202102270547

      Abstract:

      九寨沟县为“中国旅游强县”,区域社会经济发展与九寨沟自然保护区生态系统服务价值联系紧密。2017年,九寨沟保护区发生7.0级地震,当地生态环境和社会经济发展遭受极大创伤。基于此,本文分别以2016、2018年为地震前后基准年,从供给服务、调节与维持服务、文化服务3个方面选取7项指标,构建九寨沟自然保护区生态系统服务价值评价体系,探明地震前后生态系统服务价值变化。研究表明:(1)地震前后九寨沟保护区生态系统服务总价值分别为1.96×1010元/a、1.52×1010元/a,单位面积价值量达3.05×1051元 hm-2 a-1、2.36×105元 hm-2 a-1,总降幅达22.68%。(2)地震前后三类服务价值均有所下降但价值占比序列未改变,依次为供给服务、调节与维护服务和文化服务,降幅分别为-24.61%、-12.25%和-86.02%。(3)地震前,7项服务指标的经济价值按其大小排序依次为:木材供给>水源涵养>保育土壤>森林游憩>固碳释氧>大熊猫存在>科研教育,前三项服务价值累计占比达92.80%。地震后,价值排序变化为:木材供给>水源涵养>保育土壤>固碳释氧>大熊猫存在>科研教育>森林游憩,前三项服务价值累计占比达96.93%。(4)三类服务中文化服务受地震影响较大,总价值占比由4.54%下降至0.82%,7项服务中仅科研教育和保育土壤价值有所增加,其余5项服务均不同程度下降,降幅依次为森林游憩、固碳释氧、木材供给、大熊猫存在和水源涵养。由于景区关闭,以旅游收入测算的森林游憩价值变化最大,其价值降幅达97.74%,说明地质灾害导致旅游收入呈断崖式下降,短期内对当地社会经济发展具较大影响。

    • 研究论文
    • 廖佩琳, 高全洲, 杨茜茜, 李琦, 孙渝雯

      DOI: 10.5846/stxb202012103156

      Abstract:

      为了解酸沉降背景下湿热流域源区不同径流的水化学组成特征,选取鼎湖山林区溪流水、土壤水、地下水作为研究对象,在2019—2020年以季节为周期对水化学组成进行了观测分析。结果表明:鼎湖山林区溪流水、土壤水和地下水pH值和酸中和容量(ANC)较低,分别介于3.45—6.77和-545.51—302.09 ?mol H+/L之间,水体均呈弱酸性。林区土壤、植被和扬尘颗粒缓冲酸沉降物质的能力较低,对减缓水体酸化的作用较小。不同径流水体化学组成含量存在差异。土壤水K+、Ca2+、NO3-和SO42-浓度显著高于地下水和溪流水,地下水和溪流水之间除NO3-浓度存在显著性差异外,其余3个指标浓度没有显著性差异;地下水Na+、Mg2+、Cl-、DSi浓度显著高于土壤水和溪流水,土壤水和溪流水之间除Cl-浓度没有显著性差异外,其余3个指标浓度存在显著性差异;这与土壤硝化、吸附、矿物化学风化等作用有关。溪流水水化学组成类型为NO3-?SO42--Ca2+?Mg2+型,土壤水和地下水水化学组成类型为NO3--Ca2+?Mg2+型。溪流水阳离子主要来源于硅酸盐矿物化学风化和大气沉降,二者的贡献分别为85.76%和14.24%。溪流水SO42 -含量与雨水相差不大,NO3-含量远高于雨水,说明林区森林生态系统淋出了较多的硝态氮。研究成果可以为酸沉降对流域源区径流水化学组成的影响研究提供基础资料,同时为鼎湖山林区的管理提供参考依据。

    • 李 桢, 胡聃, 赵艳华

      DOI: 10.5846/stxb202104130953

      Abstract:

      建筑对城市能量分配和微气候起着重要作用,探讨建筑三维空间形态与地气能量/微气候关系对气候适应性城市建设具有重大意义。基于ENVI-met的多情景模拟结果和增强回归树量化了建筑三维分形维数和三维形状指数对地气能量指标(净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量和潜热通量)、空气温度和空气相对湿度的影响。研究结果表明,建筑三维分形维数、三维形状指数与地气能量动态、空气温度和空气相对湿度存在非线性关系。白天,当三维分形维数高于2.4,或三维形状指数低于2.0时,随着三维分形维数或三维形状指数的增加,三维分形维数和三维形状指数与净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度呈现统计负相关。夜间,当三维分形维数高于2.4,三维分形维数与感热通量和空气温度呈现负相关;与土壤热通量和潜热通量呈现正相关。夜间,当三维形状指数小于2.0时,三维形状指数与空气温度、空气相对湿度呈现负相关。当三维形状指数在2.0—2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量呈现负相关;当三维形状指数高于2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量不存在统计关系。白天,建筑三维分形维数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度分别下降1.0 W/m2,7.0 W/m2,15.0 W/m2,20.0 W/m2,10.0 W/m2,0.2℃。三维形状指数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度分别下降0.5 W/m2,3.0 W/m2,10.0 W/m2,10.0 W/m2,10.0 W/m2,0.05℃。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 李耀华, 玉米提.哈力克, 木尼拉.阿不都木太力甫, 陈 晖, 阿丽亚.拜都热拉

      DOI: 10.5846/stxb202103080635

      Abstract:

      园林植物叶面微结构会影响其截留大气颗粒物的能力。本文选取乌鲁木齐市主干道10种常见落叶阔叶树种,采用水洗滤膜法测定不同树种单位叶面积对空气总悬浮颗粒物(TSP)、大颗粒物(PM>10)、粗颗粒物(PM3-10)和细颗粒物(PM1-3)的滞纳量,探究不同粒级颗粒物含量及其占总颗粒物含量的百分比;用高倍电子显微镜观察叶表面微形态特征(绒毛长度、气孔半径、凹槽宽度等),分析叶表面在微观结构下各形态特征与其不同粒级颗粒物吸附能力间的相关性。结果表明:10个树种单位叶面积颗粒物滞纳量表现出较大差异,其中榆树总颗粒物滞纳量最高(53.38±0.71)μg,是红瑞木总颗粒物滞纳量(4.90±0.64)ug的10倍;PM>10颗粒物平均含量占TSP约80%。榆树的PM3-10、PM1-3滞纳量最高,达(9.14±1.08)μg和(7.75±0.05)μg,是其它树种的3—5倍。气孔数量与TSP、PM>10颗粒物含量呈显著正相关性,相关系数均为0.51(P<0.05);绒毛长度与PM1-3含量具有显著负相关关系,相关系数为-0.57(P<0.05)。试验树种滞尘主要以大颗粒物为主,且叶面微结构与大颗粒物滞尘量关系密切;叶面凹槽与TSP、PM>10、PM1-3颗粒物含量呈负相关关系,其中叶背面凹槽宽度与PM>10含量呈显著负相关-0.32(P<0.05)。通过测定10种树木叶片滞纳颗粒物含量发现,榆树、山楂等树木的叶面微结构特征具有较强的颗粒物滞纳能力,在乌鲁木齐市街道绿化工作中可作为优选物种应用。

    • 面源污染模型研究
    • 李思思, 张亮, 刘宏斌, 冯青郁, 庄艳华, 李文超, 杜耘, 杜新忠

      DOI: 10.5846/stxb202103100655

      Abstract:

      精准刻画地表径流的路径及其所携带的面源污染物随径流的输移过程是准确估算面源污染入水体量、污染关键源区辨识和高效防控的关键,在我国以小农户种植为主、景观特征复杂的地理条件下尤为重要。鉴于目前常用的面源污染模型大都起源于国外,往往对径流路径的空间差异性及污染物陆面输移过程进行概化,本文介绍了一个基于径流路径的分布式面源污染模型(STEM-NPS)及其研发与应用进展。首先阐述了该模型的研发背景、模型原理和结构,说明了STEM-NPS模型对地表径流汇流及其所携带的污染物输移过程的精细化表达方法;然后介绍了该模型在不同地理环境及尺度的应用进展,展示了其在地块尺度的面源污染关键源区辨识,关键过程和关键影响因素解析及面源污染监管决策支持等方面的功能;最后探讨了STEM-NPS模型与其他常用模型的异同,并结合生态学研究和面源污染精准防控的需求,提出模型的应用前景及进一步发展的方向。

    • 研究论文
    • 李茂萍, 缪宁, 刘世荣

      DOI: 10.5846/stxb202101120121

      Abstract:

      固氮树种对退化土壤和森林的结构与功能修复和改良具有重要价值,但是,固氮树种的混交配置、林龄变化和人工与天然起源林分对土壤修复和林下植被重建方面的生态驱动效应与影响机制的认识尚不够深入。因此,本研究在金沙江上游选择退耕地上不同混交配置模式、不同林龄旱冬瓜(Alnus nepalensis)人工林和旱冬瓜天然次生林,对比分析了土壤养分、林下植被生长、林下植被多样性和旱冬瓜材积等指标的差异,以期阐明固氮树种旱冬瓜对土壤养分状况及林下植被重建的生态驱动效应。结果表明:(1)不同旱冬瓜人工林配置模式中,旱冬瓜纯林的土壤养分综合指标显著高于旱冬瓜+云南松混交林和云南松纯林(P < 0.05);(2)不同林龄旱冬瓜人工林中土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标呈现8a生林均显著大于5a生林(P < 0.05);(3)土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标均为旱冬瓜天然林 > 旱冬瓜和云南松人工混交林 > 云南松天然林(P < 0.05);(4)SEM模型分析发现,旱冬瓜材积与土壤养分综合指标呈极显著的正相关关系(R = 0.473,P < 0.001);(5)在不同旱冬瓜人工配置模式和不同优势种的天然林中,灌木生长状况均与旱冬瓜材积呈显著正相关(R = 0.496,P = 0.014;R = 0.610,P = 0.002),且灌木生长状况与土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标显著正相关(P < 0.05)。本研究揭示了固氮树种旱冬瓜作为退化土壤修复和植被重建的生态演替驱动种,显著提升了退化土壤的养分(有机质、总氮及土壤养分综合指标)并促进了林下灌木的生长,对加速金沙江上游退化土壤功能修复和林下植被重建具有积极生态驱动效应。

    • 潘玉梅, 唐赛春, 韦春强, 李象钦, 吕仕洪

      DOI: 10.5846/stxb202102240509

      Abstract:

      为筛选替代控制紫茎泽兰的本地植物及探讨提高替代控制效率的方法,通过盆栽实验并利用相对产量(RY)和竞争攻击力系数(A)衡量了3种本地植物与紫茎泽兰的竞争关系,同时评估了活性炭(AC)、杀真菌剂(FC)和二者联合(AC+FC)对它们竞争的影响。结果表明:1)紫茎泽兰与南酸枣混种时,紫茎泽兰的生物量明显高于单种(P<0.05),其RY和A分别显著大于1和0(P<0.05);紫茎泽兰分别与假地豆和狗尾草混种时,紫茎泽兰的株高和生物量均明显低于单种(P<0.05),其RY和A均分别显著小于1和0(P<0.05)。说明紫茎泽兰的竞争力强于南酸枣而弱于假地豆和狗尾草,假地豆和狗尾草可以在一定区域作为替代控制紫茎泽兰的潜在目标植物。2)紫茎泽兰与南酸枣混种时,与不添加任何物质相比,AC、FC及AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比,降低了其地上生物量比,也降低了南酸枣的生物量(P<0.05);紫茎泽兰与假地豆混种时,AC和AC+FC处理增加了假地豆的株高和生物量, FC处理增加了紫茎泽兰的株高(P<0.05);紫茎泽兰与狗尾草混种时,AC和AC+FC处理增加了紫茎泽兰的根冠比、降低了其地上生物量比(P<0.05),FC处理对两种植物的各生长变量均无明显影响(P>0.05)。说明在紫茎泽兰与不同植物竞争时,添加活性炭和杀真菌剂对每种植物的影响作用不同。可见,添加活性炭或杀真菌剂是否能提高本地植物替代控制紫茎泽兰的效率还需要根据具体的目标物种来确定。

    • 纪秋磊, 梁伟, 傅伯杰, 吕一河, 严建武, 张为彬, 金朝, 兰志洋

      DOI: 10.5846/stxb202011132938

      Abstract:

      黄河流域在中国社会经济发展和生态安全方面的地位十分重要,过去几十年的自然演变和人类活动对其造成了深远影响,系统科学地认识黄河流域的环境格局变化是实现黄河流域高质量发展的重要前提。基于Google Earth Engine平台和复杂网络分析方法,解译并分析了1986年至2018年黄河流域的连续年度土地利用/覆被变化(LUCC)。基于1000个独立验证点进行的评估显示解译的覆盖黄河流域33年的年度土地利用/覆被数据集的7个一级类的总体准确率为82.6%,15个二级类的总体准确率为74.7%。分析结果显示黄河流域的土地系统在整个研究期间呈现出复杂的时空变化,主要的LUCC模式包括:不变或很小的变化、伴随耕地流失的城市扩张、草地恢复、果园和梯田扩张和森林增加。基于复杂网络方法对黄河流域土地系统的分析表明,土地利用/覆被转移网络中的高覆盖草地、低植被覆盖地表和落叶常绿混交林与其他地类的转移较频繁,地类节点的中介中心性和度值较高,是黄河流域土地系统中的关键地类。另外与人类活动关系密切的果园和梯田、谷物耕地和城市及建设用地节点组成了较为活跃的网络社区结构,它们都有较高的结构多样性、接近中心性,这些地类之间的转移是土地系统中重要的地类转移类型。时间序列的转移网络分析表明黄河流域的土地系统在1993-1998年、2001-2007年、2011-2014年存在三个不稳定时期,这三个不稳定时期的出现可能分别由大量的农业土地开发、退耕还林还草工程和果园梯田的大量增加导致。对黄河流域的长时间土地利用/覆被动态的系统性分析提供了关于环境政策和社会经济活动对土地系统造成何种影响的见解,表明黄河流域正朝着实现农民生计安全,区域经济增长和生态环境保护的可持续发展的目标迈进,并为LUCC研究提供了新的数据处理方式和新的系统科学视角,有助于实现区域的高质量可持续发展和理解人与自然系统之间的相互作用关系。

    • 大江大河流域生态环境保护与修复专辑
    • 霍童, 张序, 陈伟

      DOI: 10.5846/stxb202012213238

      Abstract:

      为了及时掌握运河流域生态系统脆弱性的真实状况,以中国大运河苏州段区域为例,基于VSD模型建立生态脆弱评价指标体系,结合层次分析法—熵权法以及遥感—地理信息系统技术,以栅格为基础评价单元,运用空间叠置分析计算生态脆弱度,揭示其生态脆弱性时空分布格局及演变趋势。通过生态环境脆弱性综合评价及相关分析,其结果表明:①2008—2018十年间研究区生态脆弱度以“潜在脆弱”和“轻微脆弱”为主,合计占比从62.63%增长到68.79%,非常脆弱区与极度脆弱区占比较小,合计占比从22.45%下降到15.61%;②研究区生态恢复情况良好,根据时空演变趋势将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区,生态修复率为37.09%,生态持平率为37.93%,生态退化率为24.89%;③对生态修复区与生态退化区进行划分,各包含四种等级区,其中生态修复区以Ⅰ级修复区为主,占比为13.31%;生态退化区以Ⅰ级和Ⅱ级退化区为主,合计占比为18.80%,Ⅳ级退化区占比仅有1.50%。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 贺钰蕊, 张鹏, 刘瑶瑶, 李世峰

      DOI: 10.5846/stxb202012303316

      Abstract:

      矿区村庄搬迁成为煤炭产业发展极为重要的一环,弄清“谁要搬、搬去哪”,对煤矿区的产业发展和生态建设工作尤为重要。选取位于鲁西基地巨野矿区的山东省郓城县作为研究区域,从生态状况和发展状况两角度,基于VSD模型选取表现矿区特点的12个指标构建矿区生态脆弱性评价体系,并以建设水平、经济发展水平和人居环境为准则层选取13个指标构成村庄发展潜力评价体系,结合两者构建矿区搬迁村庄识别体系。结果标明:平原矿区的生态脆弱性受塌陷及煤炭资源储量分类的影响较大,村庄发展潜力整体受交通以及与镇区、中心城区辐射的影响较大;矿区290个村庄划分为优先搬迁、暂缓搬迁、原址保留及安置点选区4个等级,每级分别有72、80、91和47个村庄,占比24.82%、27.59%、31.38%和16.21%。该体系能较细致地识别村庄间差别,为郓城县矿区村庄合理搬迁安置提供借鉴,并具有较好的适用性,为平原煤矿区村庄的搬迁理论发展提供科学有效的参考。

    • 研究论文
    • 何雅琴, 史晓洁, 陈国杰, 赖敏英, 曾纪毅, 魏凯, 邓传远

      DOI: 10.5846/stxb202101180189

      Abstract:

      植物叶功能性状能反映植物对不同环境的响应及适应策略。以福建省福州市平潭海坛岛、大练岛、大怀屿的滨柃(Eurya emarginata)为研究对象,通过测定滨柃16项叶功能性状及14项环境因子,分析了环境因子对滨柃叶功能性状的影响。结果表明:(1)滨柃叶功能性状变异系数介于2.26%~25.78%,其中叶体积(LV)变异程度最大(25.78%),叶含水量(LWC)变异程度最小(2.26%)。不同海岛滨柃大部分叶功能性状存在显著的差异性(P<0.05),说明滨柃叶片功能性状多样性丰富,其对异化环境表现出较强的适应性;(2)不同海岛的土壤因子指标间差异显著(P<0.05);(3)通过系统聚类可将30份滨柃聚为两类,海坛岛和大练岛为一类,大怀屿为一类,结果与海岛类型和地理分布相吻合;(4)冗余分析表明,滨柃的叶功能性状主要受郁闭度(CD)、土壤全钾(T-K)、土壤有效磷(A-P)、海拔(E)、速效钾(A-K)及碱解氮(A-N)等环境因子的影响。研究结果表明滨柃叶片功能性状可通过一定的性状变异和性状组合,以及与环境因子间的相互作用弥补生境的不足,较好地适应海岛恶劣环境,研究结果有助于理解滨柃对不同海岛生境的响应特征及其在海岛的生态策略,对探究滨柃的资源利用策略、揭示其对环境异质性的适应机制具有重要意义。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 郝庆丽, 任卓菲, 刘 刚, 王立雄, 于娟, 郁泽君

      DOI: 10.5846/stxb202102220491

      Abstract:

      为应对城市生态斑块光污染、噪声污染范围快速扩张和强度增加对鸟类带来的生态风险,本文探讨了将微观鸟类风险阈值与宏观光污染、噪声污染分布数据结合进行生态风险评价的全链条研究方法,具体包括:探究微观层面光、声污染胁迫下鸟类生态风险阈值,分别获得光污染对黄雀和栗鹀寤寐节律及声污染对画眉鸟退避行为的生态风险阈值,并提出由实验室环境中获得的鸟类光污染强度风险阈值推算室外夜间混合光环境中鸟类光污染强度风险阈值的方法;同时获取宏观光、声环境分布数据,其中光环境分布数据基于Luojia 1-01和Jilin 1-7B夜光遥感影像获得,声环境分布数据通过软件模拟、实测校核、ArcGIS属性赋予等系列操作获得;结合微观鸟类风险阈值和宏观光、声环境分布数据开展生态风险评价,以典型城市生态斑块为实例分析光污染和噪声污染胁迫下鸟类生态风险分布特征;搭建生态风险评价平台并进行鸟类生态风险可视化展现。本文提出的生态风险评价方法可为城市宏观区域光、声污染生态风险的快速评价提供科学规范的研究和技术范例。

    • 研究论文
    • 郭馨, 黄成, 林晓晴, 郑欣怡, 刘强, 黄凌风

      DOI: 10.5846/stxb202103010554

      Abstract:

      海洋微型鞭毛虫 (Microbial flagellates) 是海洋原生生物中一类高度异质化的类群,物种多样性高,具有多种营养方式,在全球海洋生态系统中占据广阔的生态位,在生物地球化学循环中发挥着关键作用。然而关于其生物多样性和群落结构的认识十分有限,特别是有关环境因子与其生物地理分布关系的研究更为罕见。为了探究微型鞭毛虫群落多样性、群落结构以及影响其生物地理分布格局的环境因素,本研究将高通量测序技术与传统的显微镜观测方法相结合,全面调查了中国东海春季和秋季微型鞭毛虫的群落特征,并深入探讨了与环境因子之间的关系。结果表明:东海微型鞭毛虫的丰度平均为2.27 × 103 个/mL,表现为近岸处较高、随离岸距离的增加而下降的趋势;Shannon多样性指数呈现表层低于底层、近岸区低于陆架区的特征,反映了生物群落的稳定程度以及对环境条件的适应程度;不同类群的鞭毛虫具有各自独特的营养模式和相对固定的粒级,表现出对温度、盐度、溶解氧等环境因素的不同响应,从而使群落的物种组成和分布模式呈现明显的季节变化和生境差异。研究结果可为深入认识东海海洋微型鞭毛虫的群落结构、分布格局以及环境影响因素提供理论依据。

    • 杨俊, 耿树丰, 任嘉义, 国安东, 席建超

      DOI: 10.5846/stxb202105181297

      Abstract:

      城市化发展带来热岛效应,影响区域气候变化,地表温度可以反映地表增温程度,更能直接影响人类居住舒适度。运用Landsat8 TIRS热红外遥感数据和气象数据反演地表温度,以建筑数据、遥感影像为基础,通过GIS空间分析、决策树分类等方法划分局地气候区,从区域角度定量分析不同类型气候区地表温度分异规律。结果表明:(1) 北京、天津、石家庄密集型建筑分别占比27.54%、21.95%、25.09%,且以中低层为主,城市公园包含了主要的绿地和水体。(2) 在空间分布上,市中心地表温度高于郊区,热岛效应显著,森林、河流是主要低温区。(3) 不同气候区的地表温度存在差异,建成区总体高于自然地表;其中建筑区域内表现为LCZ3(紧密型低层)平均地表温度最高,LCZ4(稀疏型高层)地表温度最低,北京、天津、石家庄分别相差1.53℃、2.30℃、2.22℃;植被和水体能够降低地表温度,裸土和铺设路面的地表温度始终较高。因此应充分考虑建筑布局,合理利用植被和水域分布,减少热量聚集,以改善城市生态环境。

    • 城市化的生态环境效应与生态安全
    • 董菁, 左进, 吝涛, 刘君涛, 王宁

      DOI: 10.5846/stxb202012163197

      Abstract:

      屋顶绿化的降雨径流调控效益对城市水安全与可持续发展具有重要作用,尤其是在土地资源紧缺与环境问题突出的高度城市化地区,然而目前针对城市尺度进行屋顶绿化降雨径流调控效益的研究较少。以厦门岛142 km2的典型高度城市化地区为研究对象,采用ArcGIS与SCS-CN水文模型,研究了四种屋顶绿化实施场景在四种不同重现期(2、5、10、20年)降雨事件下各汇水区屋顶绿化的降雨径流调控效益,并依其空间分异特征制定差异化生态建设策略。结果显示,1)平均地表径流减少率随城市屋顶绿化量的增加而从0.91%增加至4.51%,随降雨强度的增加而从2.86%下降到2.01%。屋顶绿化对南部城市核心区中山路商圈汇水区的地表径流削减作用最为显著,在2年重现期降雨事件和100%屋顶绿化实施场景下地表径流减少了8.84%。2)厦门岛易积水区域主要分布在高崎机场、西北部港口、筼筜湖、五缘湾和环岛路;在四种屋顶绿化实施场景下,平均积水深度降低1.68、4.68、6.45、14.43 cm,平均积水面积减少6.11、16.89、23.29、52.06 hm2,而随着降雨强度的增加,积水面积减少率幅度降低,屋顶绿化对中低强度降雨的积水缓解效果显著。本研究表明,未来厦门岛大规模屋顶绿化的实施具有显著的降雨径流调控效益,可以有效应对高度城市化地区的的水安全问题。此外,屋顶绿化降雨径流调控效益的空间分异特征分析,可以为城市生态化治理提供科学指引。

    • 研究论文
    • 崔旺来, 蔡莉, 奚恒辉, 杨帆, 陈梦圆

      DOI: 10.5846/stxb202104150978

      Abstract:

      土地利用/覆盖变化(LUCC)在生态系统问题中起着决定性的作用。中国改革开放四十多年来,土地资源得到了最大限度的开发利用,经济社会取得了巨大的发展,但也面临着严重的生态安全问题。人类活动导致土地利用的迅速变化已经威胁到生态安全(ES),通过预测土地利用的变化并模拟ES模式,将LUCC和生态安全评价结合起来对区域生态环境评价和保护具有重要作用。以浙江大湾区为研究区域,采用CA-Markov模型预测土地利用/覆盖变化,模拟2030年3种不同情景下的生态安全格局。基于压力-状态-响应(PSR)模型,对2005年、2010年、2015年和2018年浙江大湾区的生态安全进行了评估,处于一般安全等级及以上面积占比从58.83%先提高至60.02%,后下降至59.42%。同时,通过改变不同土地利用/覆盖变化的转移概率矩阵,设置了惯性发展、过度扩张和生态保护3种情景,结果显示3种情景下生态安全处于一般安全等级及以上面积占比分别为58.61%、57.60%和58.46%。浙江大湾区生态安全的空间分布格局与人口密度、GDP等社会经济数据的空间分布格局相反,平原地区耕地利用率高、生态安全等级较低,多丘陵地区生态资源开发程度低、生态安全等级较高,表明城市化程度高的地区生态安全等级相对较低,生态良好的地区具有较高的生态安全等级。

    • 土壤生态专栏
    • 姜霓雯, 童根平, 叶正钱, 程樟峰, 吕永强, 傅伟军

      DOI: 10.5846/stxb202103310832

      Abstract:

      摘要:为了探究清凉峰自然保护区内华南野生梅花鹿主要栖息地千顷塘的土壤肥力指标的空间变异规律及其相关影响因子,采用经典统计法和地统计法对千顷塘土壤的酸碱性(pH)、有机质(OM)、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)含量进行系统分析。结果显示:千顷塘保护区土壤整体呈酸性,区域内有机质、全磷、全氮、全钾含量均值分别为72.44 g/kg、0.45 g/kg、1.91 g/kg、23.16 g/kg,所有指标均呈现中等程度变异。半方差分析结果表明,指数模型为pH、全磷、全氮、全钾的最佳拟合模型,球状模型为有机质最佳拟合模型,pH、全磷、全钾空间自相关强烈,显示其空间变异主要受结构性因素影响,有机质和全氮空间自相关程度中等,说明随机因素存在一定影响。所有指标的空间分布较为连贯,条带状分布特征显著;相关性分析显示,土壤有机质、全磷、全氮、全钾与海拔、容重和植被类型呈显著相关性;回归分析表明,容重对各类元素的方差解释最大,是影响千顷塘土壤肥力因子空间异质性的主控因素。本研究可为南方丘陵地区人为扰动较小的林地土壤肥力特征及影响因子解译提供重要科学意义。

    • 区域生态学学术研讨会专题
    • 仲原, 王春梅, 庞国伟, 杨勤科, 郭紫甜, 刘欣, 苏建华

      DOI: 10.5846/stxb202103150690

      Abstract:

      浅沟侵蚀是黄土高原重要的侵蚀类型之一,在区域尺度回答浅沟空间分布特征是浅沟治理的关键。基于系统抽样方法在黄土高原选取137个调查单元,综合运用亚米级影像目视解译方法和GNSS RTK野外高精度实测,并通过GIS空间分析方法,获取浅沟(特指瓦背状地形底部,下同)长度、密度、临界坡长、所在坡面土地利用等信息,阐明了目前黄土高原浅沟空间分布,分析了仍分布在耕地上的浅沟空间格局。结果表明:(1)基于亚米级影像目视解译的浅沟调查方法与野外实测方法得到的浅沟长度无显著性差异,前者可以用于区域尺度浅沟的快速调查;(2)黄土高原33.6%的调查单元存在浅沟,平均浅沟密度为3.41 km/km2,最大为21.92 km/km2,平均沟数密度约为65条/km2;平均沟长63.31 m;发生浅沟的坡面临界坡长主要为40—60 m,平均为56.20 m;延安市西北部吴起、志丹、榆林市靖边一带浅沟密度最大;在不同治理分区内,黄土丘陵沟壑区平均浅沟密度最大,为5.32 km/km2,浅沟侵蚀强度极强烈;黄土高塬沟壑区平均浅沟密度为2.07 km/km2,浅沟侵蚀强度为中度。(3)目前38.3%的浅沟分布在耕地,35.3%分布在草地,22.8%分布在林地。退耕还林(草)工程后,仍位于耕地坡面上的浅沟值得重点关注,在北洛河中上游陕西延安市中部与西北部,甘肃定西市、白银市会宁县交界处,无定河下游黄河两岸陕西绥德县、山西吕梁市一带耕地浅沟问题仍较突出。本研究可为目前形势下黄土高原浅沟进一步治理策略提供科学支撑。

    • 研究论文
    • 赵阳, 曹家豪, 齐瑞, 李波

      DOI: 10.5846/stxb202102070395

      Abstract:

      摘要:基于群落调查数据,以样地代表多种资源的综合状态,物种重要值作为生态位的计测指标,利用Levins和Shannon生态位宽度,Schoener生态位相似和Pianka生态位重叠对洮河自然保护区大峪沟林区的紫果云杉群落木本植物种群生态位进行定量研究。结果表明:紫果云杉群落乔木层共有树种8种,隶属于4科6属,紫果云杉占绝对优势,岷江冷杉为次优势种;灌木层共有植物50种,隶属于16科25属,忍冬科的蓝靛果、葱皮忍冬和唐古特忍冬等以及蔷薇科的峨眉蔷薇和银露梅等构成了灌木层的主体,紫果云杉幼苗优势不明显,但生态位宽度最大。本研究表明,生态位宽度受物种生态特性及其分布和生境共同影响,重要值大的物种生态位宽度一般较大,生态位宽度大的物种之间生态位相似性和重叠性一般较大,并与其它物种重叠的概率高、重叠程度大,生态位宽度小的物种集中出现时也会出现较大的生态位重叠,同科或同属的物种间常有较大生态位相似和重叠。生态位宽度反映着种群的扩散潜力,生态位相似反映着群落的稳定性,生态位重叠反映着物种间存在或潜在的竞争程度。紫果云杉在乔、灌木层均有最大的生态位宽度,生态适应性最强,群落结构稳定,具有进一步扩散的可能。

    • 张玉林, 陆永兴, 尹本丰, 李永刚, 周晓兵, 张元明

      DOI: 10.5846/stxb202102170450

      Abstract:

      土壤酶参与土壤系统的养分循环过程,是联系植物和土壤养分的关键纽带。土壤酶活性对降水格局变化响应敏感,这种响应对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统显得尤为重要。然而,早春积雪完全融化后首次降雨时间及降雨量如何影响土壤养分及土壤酶活性还鲜见相关报道。本研究以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,在早春积雪完全融化后,设置3个首次降雨时间(积雪完全融化后第10 d、20 d和30 d)和3个降雨梯度(5 mm、10 mm和15 mm),于植物生长旺季采集土壤样品,研究土壤养分含量和土壤酶活性的响应特征。结果表明:积雪完全融化后不同首次降雨时间下5mm降雨处理以及积雪完全融化后第30 d下各降雨量处理对土壤养分和酶活性影响不显著。积雪完全融化后第10 d,随降雨量增加,土壤全碳呈显著先下降后增加趋势,全钾呈显著增加趋势,而土壤微生物量碳呈显著降低趋势;积雪完全融化后第20 d,随降雨量增加,速效氮、土壤蔗糖酶活性、土壤微生物量碳氮呈先下降后增加趋势,土壤全碳和多酚氧化酶活性显著下降,土壤全钾和碱性磷酸酶活性显著增加。模拟10 mm降雨,随首次降雨时间推迟,土壤全氮、速效氮、速效磷、土壤蔗糖酶活性和土壤微生物量碳呈增加趋势;模拟15 mm降雨,随首次降雨时间推迟,土壤全磷、土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶活性和土壤微生物量碳氮呈先增加后下降趋势,而土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著增加。积雪完全融化后第10 d和20 d后,15 mm处理下对土壤大部分指标促进效应最大。研究表明,早春积雪完全融化后,延迟首次降雨时间,添加大降雨量(15 mm)显著提高土壤微生物活性及不同养分之间的转化,能够补偿一段时间的干旱对养分转化的抑制效应,从而提高早春短命植物生长期土壤养分供给能力。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 张晋磊, 袁琳, 曹浩冰, 李阳, 赵志远, 王宪业, 张利权

      DOI: 10.5846/stxb202010232706

      Abstract:

      盐沼是分布在海陆过渡区域,以大型草本植物为优势种的潮间带生态系统。在潮间带生态系统中,盐沼植物的种子和实生苗在潮流作用下的漂浮起动是盐沼植物自然扩散的重要前提,决定了盐沼植物能否实现有效扩散和长距离传播。然而,目前缺乏有关盐沼植物繁殖体在复杂潮滩环境下漂浮起动扩散过程的定量研究。本研究以长江口典型盐沼先锋物种海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为研究对象,应用U-GEMS微观侵蚀系统,测定了在不同沉积物底质条件下,海三棱藨草种子及不同萌发阶段实生苗漂浮起动时的临界剪切应力,定量分析不同萌发阶段和沉积物底质对海三棱藨草种子和实生苗漂浮起动的影响。研究结果表明:(1)不同种子萌发阶段和沉积物底质对海三棱藨草种子和实生苗漂浮起动的临界剪切应力均有极显著影响(P<0.01);(2)随着萌发阶段的进展,海三棱藨草实生苗漂浮起动所需的临界剪切应力逐渐减小,因而随潮流漂浮起动进而扩散的机会也相应增大;(3)相比于淤泥质潮滩底质,海三棱藨草种子和实生苗在粉砂质潮滩更易于漂浮起动。研究结果丰富了盐沼植物在潮间带自然扩散过程和机理的研究,也为今后长江口及其他区域开展高效、低成本、以种子为修复材料的大规模盐沼修复提供了科学依据,具有重要的理论意义和实践应用前景。

    • 专论与综述
    • 应凌霄, 孔令桥, 肖燚, 欧阳志云

      DOI: 10.5846/stxb202104171002

      Abstract:

      生态安全是国家安全的重要支撑与组成部分,具有不受生态退化问题影响、且生态系统服务能有效支撑经济社会发展和保障人类福祉的意义。但长期以来,不同学者和决策者对生态安全概念内涵的理解有所差异,生态安全评价关注点和方法体系也不统一且存在局限,不利于相关研究与实践活动的科学开展。鉴于此,通过梳理生态安全概念内涵及其发展脉络,提出以生态系统之整体系统特征为核心基础、并紧密联系人类福祉的生态安全,明确其具有生态系统物质基础层面与人类社会发展层面两方面的涵义。在此基础上,本文总结了当前生态安全评价的案例研究。相关评价研究中普遍使用“压力-状态-响应”或者类似气候-生态环境-社会经济维度的指标体系及赋权加和的综合方法,这样的基于不同要素的评价,没能突出关系到生态安全的关键系统性特征,没有反映生态安全的动态性,同时也偏离了不同维度特征的实际意义。因此,本文阐述了以体现生态安全核心内涵的生态退化问题与生态系统服务为关注对象、构建具有相对性和动态性的指标体系、选择恰当的指标综合方法以进行生态安全评价的策略。根据此评价方法提出一些具体的研究展望,包括合理构建与发展生态安全评价的指标体系及综合方法,深入探讨生态系统与人类福祉层面生态安全的联系,重点关注典型生态脆弱区的生态安全及其评价研究,以及科学开展气候变化情景下的生态安全相关预测等方面,以期为区域生态安全评价、生态文明建设与国家安全的研究与实践提供参考。

    • 研究论文
    • 杨帆, 袁隆湖, 黎一夫, 何丹丹, 刘旭冉, 王冬波

      DOI: 10.5846/stxb202008112087

      Abstract:

      为全面了解湖南省主要水系底泥中重金属含量及其潜在生态风险,在湖南省内的湘、资、沅、澧以及洞庭湖5个主要水系共采集了75个位点的底泥样品,分析了重金属元素含量和来源分布特征,并采用地累积指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法对其污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明,As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn的平均含量分别为32.87、7.59、78.09、70.69、1182.60、85.64 mg/kg和482.44 mg/kg。湘江和洞庭湖的污染相对严重,底泥中重金属含量明显高于资江、沅江和澧水;相关性分析表明多种重金属具有相同污染来源;地累积指数评价结果显示,湖南省主要水系底泥中Cd为重污染水平,Zn为中度污染,Cu、Mn和Pb均为轻度污染,而As和Cr污染程度为清洁;内梅罗指数法评价结果表明,除Cr为轻度污染外,湖南省主要水系底泥中其他6种重金属污染均为重污染级别;潜在生态风险评价结果显示,湖南省总体潜在生态风险属于中等级别,各水系潜在生态风险大小顺序为洞庭湖>资江>湘江>澧水>沅江,重金属Cd的潜在生态风险级别为很强,其他重金属元素都属于轻微级别。

    • 喀斯特槽谷区生态退化与修复
    • 颜哲豪, 谌芸, 刘枭宏, 何丙辉, 唐菡, 强娇娇

      DOI: 10.5846/stxb202010292774

      Abstract:

      分析喀斯特地区不同地埂篱根系的形态和力学特性,量化其根-土复合体抗剪和抗冲性能的强弱,探寻该地区地埂篱根系固土抗蚀性能的评价因子,为喀斯特坡地水土流失治理中植被恢复措施的科学应用提供参考。选取重庆酉阳龙潭槽谷为研究区,分上、中、下坡分别布设拉巴豆和光叶苕子2种地埂篱,采用根系扫描仪和电子万能试验机测定其根系形态和力学参数,应变控制式直剪仪测定复合体抗剪强度,原状土冲刷水槽法测定复合体抗冲指数。结果表明:(1)抗剪复合体中,拉巴豆平均根长密度和根表面积密度分别高出光叶苕子59.32%和16.86%;抗冲复合体中,拉巴豆平均根长密度、根表面积密度和根体积密度较之光叶苕子高出30.48%、57.78%、92.98%;拉巴豆根系极限抗拉力和抗拉强度均显著高于光叶苕子。(2)2种地埂篱根系均能增强土壤的抗剪和抗冲性能,其中拉巴豆和光叶苕子复合体粘聚力较之对照土体分别增强了113.06%-124.37%和51.56%-87.12%,抗冲指数最高达到对照土体的2.81倍和2.45倍。(3)不同坡位,下坡2种植物的根长密度显著高于上、中坡;拉巴豆根系抗拉特性在下坡表现最优,光叶苕子在上坡表现更好;拉巴豆复合体粘聚力和抗冲指数均表现为下坡﹥中坡﹥上坡。(4)主成分分析显示,2种地埂篱下坡的根-土复合体抗剪和抗冲性能综合评分最高,根表面积密度、根系抗拉强度、根系木质素含量对根-土复合体抗剪和抗冲性能的贡献度最高,可作为表征复合体抗剪和抗冲性能的重要参数。

    • 研究论文
    • 文欢欢, 郑新宇, 肖清铁, 汪敦飞, 律其鑫, 韩博伦, 王玉洁, 樊荣荣, 游武, 郭尤睿, 钱鑫, 林瑞余

      DOI: 10.5846/stxb202007231938

      Abstract:

      微生物在修复重金属污染土壤中发挥重要作用。为阐明假单胞菌TCd-1降低水稻镉吸收的机理,通过加镉土培盆栽试验,在10 mg/kg镉处理下,对比研究了接种菌株对2种镉耐性不同水稻品种(特优671、百香139)镉含量、根系活力、光合作用、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响。结果表明:与10 mg/kg镉处理相比,接种假单胞菌TCd-1后水稻“特优671”和“百香139”的根、茎、叶、糙米的镉含量分别依次降低了30.4%、39.1%、40.7%、29.2%和52.2%、51.7%、18.4%、38.8%;提高了2种水稻的根系活力、光合作用,促进了水稻的生长;“特优671”、“百香139”叶片的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性分别提高了7.3%、138.5%,过氧化物酶(Peroxidase, POD)活性提高了82.0%、106.2%,过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性提高了58.8%、172.7%;叶片的类黄酮含量提高了139.4%、73.6%,总酚含量提高了27.2%、23.1%;超氧阴离子含量降低了44.2%、29.0%,丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量降低了38.5%、28.9%。因此,接种假单胞菌TCd-1提高了水稻抗氧化能力,减轻了氧化胁迫,促进了水稻的生长。

    • 学术信息与动态
    • 王占义, 张雅楠, 刘鹏博, 王成杰

      DOI: 10.5846/stxb202105311430

      Abstract:

      2021年5月24日~28日第十一届国际根系研究大会和第九届根系发育研讨会(Rooting2021)联席会议由美国密苏里州州立大学和英国汉诺丁大学共同组织并在线举办。本次大会主题为“探索根系:发现新前沿”,参加会议的有来自世界51个国家,主要包括:美国、英国,澳大利亚、中国以及来自南美、欧洲和非洲的部分国家,共计693人参会。本届根系大会研讨领域广泛,涉及根的宏观到微观不同尺度的研究。预计未来根系领域研究热点主要集中在:根系表型研究技术的研究、根系的生态系统的服务功能、根系的逆境生理学的研究、根系与土壤交互作用、根系与微生物互作的研究以及根和根系发育等。

    • 研究论文
    • 王雪然, 万荣荣, 潘佩佩

      DOI: 10.5846/stxb202103020571

      Abstract:

      摘要:构建生态安全网络是在快速城镇化和生态环境恶化的背景下保护生物多样性的重要举措。以典型跨界的太湖流域为地理研究单元,使用多源空间数据,采用空间形态学方法(Morphological spatial pattern analysis,MSPA)和最小累积阻力模型(Minimal cumulative resistance,MCR)以及地理学统计方法建立“生态源地-活动廊道-保护网络-阻力特征-分区调控”的生态安全模式。研究结果显示:(1)太湖流域20个具有保护生物多样性功能的生态源地主要分布在浙西区和湖西区,包括大型湖体和丘陵森林等;(2)流域内重要性廊道贯穿太湖连接大型湖体和森林,一般性廊道集中分布在浙西-湖西区,将生态源地两两相连;(3)根据节点-廊道-源地网络分布,参考生态阻力和生境质量的空间性特征,构建流域“四区一带”生态安全格局并提出分区管控措施,为经济发展快速但生境脆弱的太湖流域生态体系建设与生物多样性保护提供参考。

    • 汪勇政, 李久林, 顾康康, 陆林

      DOI: 10.5846/stxb202007301988

      Abstract:

      绿色基础设施格局对于城市环境的改善、经济社会的发展、城市形象的提升等有着重要的作用。以合肥市域为研究范围,基于MSPA提取UGI要素与生态源地,使用夜间灯光数据与坡度数据校正InVEST模型中生境质量模块生成的阻力面,进而结合电路理论运用Circuitscape软件与Linkage Mapper工具模拟构建UGI网络并识别生态走廊中的关键节点,最后基于斑块、廊道、障碍点的空间特征,提出合肥市城市绿色基础设施网络格局的优化策略。结果表明:(1)合肥市UGI网络由120个生态源地斑块、4442.4km2的廊道、62处障碍点构成,生态斑块大部分面积较小且分散,生态斑块集中度南部优于北部。生态走廊在主城区以外环状蔓延分布,分别集中在市域东部、北部与南部,网络整体连接性较低。障碍点多数分布在生态源地边缘或生态走廊内,主要为建设用地与道路用地,低于平均阻力值的障碍点面积占障碍点总面积的71.1%,相对容易修复;(2)合肥市现有重要生态走廊集中分布于巢湖东北、巢湖西北、市域南部,各区域内的廊道连接自成体系,未形成整体的网络连接。依据廊道分析提出保护72条重要生态走廊,恢复11条潜在生态走廊的廊道优化策略;(3)根据障碍点分析划分了615.6km2的一级改善区、1818.3km2的二级改善区与保护区范围。研究基于MSPA——CIRCUIT的模型构建为合肥未来的城市绿色基础设施建设及其优化路径提供了重要的方法支撑,同时也为其他地区UGI网络构建与优化提供了借鉴意义。新发展理念引领下,城市绿色基础设施将在科学识别基础上,更加凸显人类福祉提升导向下的价值复合和可持续利用。

    • 西藏退化高寒生态系统恢复与重建
    • 宛倩, 王杰, 王向涛, 刘国彬, 张超

      DOI: 10.5846/stxb202012043096

      Abstract:

      研究青藏高原草地土壤粒径结构分形特征,为该地区土壤质量评价和生态恢复提供科学依据。以青藏高原四种高寒草地(放牧、围栏禁牧、围栏禁牧+补植、未干扰)为对象,采用分形理论,研究不同利用方式对高寒草地土壤颗粒组成及分形特征的影响,明确土壤粒径分形特征的影响因素。结果表明:与放牧和围栏禁牧+补植相比,围栏禁牧草地中黏粒和粉粒体积分数分别增加了60%—91.1%、43.5%—80.1%,禁牧能够促进土壤砂粒向黏粒和粉粒转变。不同草地利用方式对分形维数有显著影响,单重分形维数D值依次为放牧草地<围栏禁牧+补植草地<未干扰草地=围栏禁牧草地,多重分形维数,包括信息维数D1、信息维数/容量维数比值D1/D0和关联维数D2依次为放牧草地<围栏禁牧+补植草地<围栏禁牧草地<未干扰草地。单重分形维数D与土壤黏粒、粉粒呈极显著正相关(P<0.01);砂粒、黏粒、粉粒、有机碳和全氮是多重分形维数的限制因素。信息维数D1、信息维数/容量维数比值D1/D0与关联维数D2和土壤有机碳、全氮、全磷和硝态氮呈显著正相关。综上,多重分形维数可以作为衡量土壤质量特征的指标,青藏高原禁牧封育能够改良土壤质地。

    • 研究论文
    • 孙 俊, 王满堂, 袁景西, 程 林, 吕 敏, 陈晓萍, 钟全林, 程栋梁

      DOI: 10.5846/stxb202007131831

      Abstract:

      探究竹子化学计量特征对生长阶段和海拔的响应对于了解其生理生态特征及生长适应策略至关重要。本文对武夷山沿海拔分布的五种典型竹子叶、枝、秆的碳 (C)、氮 (N)、磷 (P)含量及化学计量内稳态指数 (H) 进行两个生长阶段的测定。结果显示不论生长阶段的变化,各器官N、P含量的变异系数均显著大于C含量,且秆的N、P含量变异系数要显著大于叶片和竹枝,但不同生长阶段并未改变秆的N:P (12:1)。毛竹4月份枝和8月份叶的N、P含量均随海拔增加而降低,而箬竹叶的N、P含量均随海拔增加而增加。海拔和生长阶段的交互作用显著提高了竹秆N含量对生长阶段变化的响应。竹叶N和秆的N、P含量在不同生长阶段具有明显的内稳性调控机制,但竹枝N、P的内稳性特征表现不明显。总而言之,这些结果一方面反映了武夷山五种竹子偏向于选择维持叶N含量的内稳态机制,另一方面调节秆N、P含量的协变来应对海拔和生长阶段变化中养分的利用策略。

    • 土壤生态专栏
    • 孙厚云, 卫晓锋, 贾凤超, 李多杰, 陈自然, 李健, 李霞

      DOI: 10.5846/stxb202102210483

      Abstract:

      土壤生源要素生态化学计量和空间分异特征对指导土地利用优化具有重要意义。以京津冀生态屏障区组成部分的承德市为研究区,采集1597件土剖面样品,运用地统计学、全局Moran"s I指数、克里金插值和冗余分析等方法对承德全域主要土壤生源要素的空间分异特征及其影响因素进行了系统分析。结果表明,承德市表层土壤生源要素全钾(STK)、有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)和全硫(STS)平均含量分别为21.962g/kg、18.826 g/kg、1.168 g/kg、0.587 g/kg和0.193 g/kg。垂向分布上STN、SOC和STS含量总体随深度增加而降低,STK和STP垂向分异受成土母质控制,高地质背景区STK和STP含量随深度增加逐渐升高。SOC和STN含量显著相关,空间耦合程度高,C:S与SOC含量显著正相关,C:N和C:S空间分布稳定,土壤生源要素的化学计量比主要受SOC含量控制。SOC空间自相关极显著,空间分异受结构性因素控制;STK空间自相关程度较高,分布稳定;STP空间自相关较显著,分布异质性较大;STS空间自相关相对最弱,受人为活动影响较明显。SOC和STN空间分异主要受土地利用和归一化差分植被指数(NDVI)影响,植被覆盖度较高的林地SOC和STN含量相对最高。STK、STP和STS空间分异受成土母质类型、岩石风化和工矿活动、农业生产等因素共同影响,火成岩成土母质区STK含量较高,角闪-闪长岩和片麻岩区STP含量较高,角闪-闪长岩、片麻岩和碳酸盐岩区STS含量较高。工矿活动和农业活动是土壤磷和硫矿化的重要驱动因子,土壤生源要素的生态化学计量对水土保护、水源涵养水环境保护和合理施肥具有重要指示意义。

    • 研究论文
    • 阮欧, 刘绥华, 陈芳, 罗 杰, 胡海涛

      DOI: 10.5846/stxb202010282765

      Abstract:

      生境适宜性评价是保护和管理濒危物种的重要途径。已有研究中用于物种生境适宜性评价的环境变量数据多存在分辨率低精度不高的问题,在研究小尺度物种生境适宜性时误差较大。为解决这一问题,本文根据黑颈鹤的出现点数据与光学、雷达遥感数据及地形辅助数据得出栖息地与觅食地特征,利用最大熵(MaxEnt)模型对草海越冬黑颈鹤的细尺度的生境适宜性进行评价。结果显示:(1)运用多源遥感和地形辅助数据生成的环境变量结合MaxEnt预测黑颈鹤的栖息地与觅食地效果都较为优秀,两者受使用者工作特征曲线下的面积值(AUC)值均大于0.94;(2)距耕地距离、距水域距离、水深及距建筑距离是影响黑颈鹤栖息地主要环境因子,而影响觅食地分布的主要环境因子则是距耕地距离、优势植被、距建筑物距离和水深。(3)草海自然保护区黑颈鹤栖息地与觅食地的最适宜区和次适宜区面积较小,栖息地与觅食地最、次适宜区总和分别为6.404km2与12.644 km2,占比仅为研究区的6.43%和12.69%。通过调查发现,当前自然保护区的人为干扰源主要是游客和当地的居民,潜在地威胁着黑颈鹤的栖息地和觅食地。因此,为了避免保护区黑颈鹤栖息地与觅食地的退化,提出在保护区划定指定的观鸟和拍摄地,增强游客和当地居民保护意识,禁止游客私自进入栖息地等建议,以期促进自然保护区黑颈鹤栖息地、觅食地和湿地的保护。

    • 生态系统服务专题
    • 孟庆香, 张莉坤, 位贺杰, 蔡恩香, 董孝斌

      DOI: 10.5846/stxb202102280551

      Abstract:

      生态系统服务的供需矛盾造成土地利用方式不合理,引发各种生态环境问题,制约和影响流域可持续发展和居民福祉提升,加强生态系统服务供需关系的研究具有重大意义。以具有“山地—丘陵—平原”景观的河南省伊河流域为研究区,首先利用基于土地利用的生态系统服务矩阵对生态系统服务的供给与需求进行制图,分析生态系统服务供需的时空变化;其次,结合供给动态趋势、需求动态趋势、供需比及供需比趋势比4个指标对伊河流域生态系统服务供需风险时空演变特征分析。结果表明:(1)1980-2018年伊河流域生态系统服务需求水平持续增加,供给水平持续降低,上游调节服务供给水平较强,中下游的供给服务提供水平较高,下游生态系统服务需求远大于上游。(2)栅格尺度下,1980-2018年流域生态系统服务供需高、低风险区占比分别为3.57%、96.43%,2000-2018年高风险等级面积较1980-2000年有所增加。(3)1980-2018年伊河流域7.69%的子流域高风险等级面积大于10%,7号和26号子流域风险等级相对本流域而言处于较高风险程度,2000-2018年的子流域这一比例达15.38%,且都分布于下游,整体上看,近20年各个子流域面临的生态系统服务风险略有上升。结合专家知识的生态系统服务供需评价矩阵可以快速的评估生态系统服务供需风险状况,为流域生态系统服务管理提供科学支撑。

    • 研究论文
    • 罗达, 吴正保, 史彦江, 宋锋惠

      DOI: 10.5846/stxb202102260542

      Abstract:

      研究盐胁迫下3个品种平欧杂种榛幼苗叶片解剖结构和离子代谢特征,以揭示盐胁迫响应与适应机制及不同品种的耐盐性差异。以‘达维’、‘辽榛7号’、‘玉坠’2年生压条苗为材料,在盆栽条件下经轻度、中度、重度(分别为50、100、200 mmol/L NaCl)盐胁迫处理,设对照为0,研究幼苗叶片显微解剖结构参数和Na+、K+、Cl?、Ca2+含量的变化及其在根、茎、叶中的吸收、运输和分配特征。不同品种平欧杂种榛叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织和海绵组织厚度随着盐胁迫程度的增强呈现出先增加后降低的特点,轻度和中度胁迫下各参数显著高于对照。中度盐胁迫显著提高了各品种叶片结构紧密度。盐胁迫导致平欧杂种榛根、茎、叶Na+和Cl?含量明显高于对照。盐胁迫下,Na+和Cl?在叶中的绝对含量明显高于茎和根,但二者的增幅以根中最大,叶中最小,表明平欧杂种榛根系首先会吸收并截留一定数量的Na+和Cl?,然后将其运输至茎和叶中。与对照相比,轻度和中度盐胁迫下根、茎对K+和Ca2+的吸收保持稳定或减少,叶对K+和Ca2+的吸收则有所增加,重度胁迫下根、茎、叶K+含量以及茎、叶中Ca2+含量显著减少。盐胁迫导致不同品种平欧杂种榛根、茎、叶K+/Na+比和Ca2+/Na+比显著降低。随着盐胁迫程度的增强,不同品种平欧杂种榛从根到叶以及从茎到叶的SK+, Na+和SCa2+, Na+均表现为先升高后降低的趋势,盐胁迫对‘辽榛7号’和‘玉坠’从根到茎的SK+, Na+影响不显著。盐胁迫下,平欧杂种榛叶片通过一系列形态结构的调整来适应盐渍化生境,在积累盐离子的同时,通过加强对K+和Ca2+的选择性吸收和运输能力来维持体内的离子平衡以及较高的K+/Na+和Ca2+/Na+比,进而维持盐胁迫下机体正常的生理代谢活动。盐胁迫下‘辽榛7号’表现出更强的形态与生理适应性,其耐盐性强于‘达维’和‘玉坠’。

    • 刘亚玲, 信忠保, 李宗善, 买尔当·克依木, 闫腾飞

      DOI: 10.5846/stxb202010272750

      Abstract:

      本研究利用树木年轮学方法测定了河北坝上地区樟子松逐年树轮宽度和胸高断面积增量,建立了樟子松树轮宽度差值年表并分析其对气候因素的响应以及生态弹性,为河北坝上地区利用樟子松开展退化杨树防护林更新建设的适宜性提供理论参考。研究结果表明,河北坝上地区樟子松树龄在28 a左右,其生长阶段可划分为快速生长期(0—10 a),生长下降期(11—20 a)和生长平稳期(21—28 a);樟子松树轮宽度在1992—2000年期间为快速增长期((4.49 1.15)mm/a),在2001—2010年期间呈现下降趋势((3.62 1.39)mm/a),而在2011—2019年期间樟子松生长呈平稳特征((2.21 0.68)mm/a),约为快速增长期增长速度的一半;樟子松BAI在1992—2000年间一直呈上升趋势((5.09 2.26)cm2/a),2001—2019年期间呈平稳特征((10.46 0.67)cm2/a),表现出稳定且持续的生长能力。樟子松差值年表与气候因素的相关性显示:樟子松径向生长主要与上一年生长季末期(9、10月)、休眠期(12月)及当年生长季(7月)平均温度和最高温度呈显著负相关,其中最高温度对其影响最显著;樟子松径向生长主要与上一年生长季末期(9月)及当年生长季(5、7月)的降水和相对湿度呈显著正相关。樟子松与多月份(上一年9月—当年10月)的帕默尔干旱指数呈显著正相关,干旱胁迫会明显抑制樟子松的径向生长。随树龄增加,樟子松应对干旱事件的抵抗力下降,而恢复力表现出增强的趋势。综上所述,河北坝上地区樟子松生长主要受上年生长季末期、休眠期和当年生长季月最高温度的限制,当年生长季降水促进樟子松的生长,同时樟子松易遭受夏季干旱胁迫。从约30 a时间尺度来看,河北坝上地区樟子松生长良好,年径向生长呈现稳定状态,尚未出现明显的衰退现象。随着该地区暖干化趋势加重以及樟子松树龄增加,对干旱事件抵抗力下降,樟子松健康生长将面临着更大的风险。

    • 生态管理
    • 梁加乐, 陈万旭, 李江风, 董孟君

      DOI: 10.5846/stxb202102100426

      Abstract:

      黄河流域快速的人口增长和城市扩张加剧了土地利用转型和生态景观破碎化,引发了诸如生态系统功能退化、生物多样性功能减弱以及生境破碎化等一系列严重问题。探明黄河流域景观破碎化时空特征及其成因对维护流域生态系统稳定和生态修复具有重要指导意义。但是以往研究缺乏对黄河流域景观破碎化时空特征及其归因分析的相关研究,难以为黄河流域生态环境治理以及景观格局优化提供科学指导。本研究基于FRAGSTATS4.2软件测度了2000—2018年黄河流域县域单元景观破碎化时空格局特征,并借助地理探测器模型探讨了黄河流域景观破碎化时空分异的成因。研究表明:①研究期间黄河流域斑块密度(PD)无显著变化,边缘密度(ED)、景观形状指数(LSI)、平均斑块面积(Area_AM)均呈先增后减的变化趋势,聚集度指数(AI)呈先减后增的趋势;蔓延度指数(CONTAG)持续降低,分离度(DIVISION)、香农多样性指数(SHDI)逐年增高。②研究期间黄河流域景观破碎化程度总体逐渐加剧,流域中下游各省破碎化程度变化剧烈,上游各省破碎化程度变化趋于平稳。③地理探测器结果显示,黄河流域景观破碎化受到自然、社会等多重因素影响,因子间存在显著交互增强效应,不同分区主要影响因子明显不同,人类活动强度是最主要的影响因子。本研究结果可为探明流域景观破碎化形成机理提供思路,对黄河流域的生态环境治理、生态系统保护和土地利用规划制定具有重要借鉴意义。

    • 研究论文
    • 姜虹, 张子墨, 徐子涵, 丹宇卓, 叶玉瑶, 彭建

      DOI: 10.5846/stxb202103220753

      Abstract:

      构建生态安全格局是缓解生态保护与经济发展之间的突出矛盾、保障可持续发展的有效空间途径。但目前生态安全格局的构建过于强调综合,简单叠加多种生态系统服务的方法忽视了不同服务间的权衡与协同关系,难以直接支撑不同目标下的生态保护决策。以广东省为例,重点关注生境维持、水源涵养、水质净化、粮食生产、土壤保持、洪水调节、沿海灾害缓解七种重要的生态系统服务,面向生物多样性保育、水资源利用、粮食生产、自然灾害防范等单一生态保护目标分别构建生态安全格局。研究结果表明,面向生物多样性保育目标的生态安全格局呈“双屏障带”式分布,生态源地主要分布在粤北生态发展区;面向水资源利用目标的水安全格局呈“五江一带”式分布,重点保护区主要位于河湖水库及周边绿地;面向粮食生产目标的生态源地主要分布在广东省东西两翼;面向自然灾害防范目标的生态源地在珠三角、湛江市、汕头市少有分布,集中在粤北生态发展区。基于多种生态系统服务综合重要性判定生态源地,并整合单一生态保护目标下的多重源地,识别综合生态源地共49536.10 km2,主要分布在珠三角外围和粤北生态发展区。基于最小累积阻力模型和电路模型,识别了总长度2268.07 km的生态廊道;夹点共32处,主要分布在中山市、珠海市、江门市、惠州市廊道中电流值较大的12处狭窄区;障碍点共44处,主要分布在广州市、中山市、珠海市、江门市、惠州市的19处,覆盖了廊道的大部分面积。整合多重生态保护目标,广东省生态保护修复策略的制定需要高度关注粤北生态发展区的生境质量提升,河湖水库及河岸带、库滨带的水生态安全,湛江市、汕头市的耕地保护和国土综合整治,沿海地区的自然灾害防范,同时积极开展珠三角的生态夹点保护和障碍点修复,重点提升生态廊道的连通性。

    • 面源污染模型研究
    • 黄靖雯, 孟钊, 冯青郁, 马伟伟, 万修全, 周巍, 李佳俊, 冯洋

      DOI: 10.5846/stxb202103130681

      Abstract:

      近十年来,随着我国粤港澳大湾区的建设,珠江流域人口增长十分迅速,食品和能源需求急剧增加,导致流域上游省份农业用地面积增加,下游省份城市化进程加速,随之导致含农业化肥的农田灌溉用水和生活污水排放大幅度增加。流域的面源污染物进入珠江河口,导致河口海域赤潮发生频率明显增高。此外,全球暖化加剧了南海和西太台风等极端天气事件的发生频率,大量的台风在珠江口附近登陆, 对人类活动产生的营养盐在海水中再分布产生较大影响。现场及卫星观测表明,台风等极端天气影响浮游植物时空分布的4个主要影响因子为: 海水的垂直混合、流域的降水增加、河流淡水及营养盐的大量输入及风场变化。但是,尚未对这些因子如何影响叶绿素分布进行过清晰阐释。本研究构建了粤港澳大湾区陆海气集成模拟系统,一方面通过控制实验来对模式敏感性进行测试,另一方面以台风“天鸽”过境珠江口为例,来对台风过境期间海表叶绿素时空变化机理进行探究。结果表明,陆地模式径流分辨率的提高对模拟结果有很大影响,台风“天鸽”过境时,向岸的风抑制了珠江冲淡水排出,促进外海水涌入,提高海表盐度,降低叶绿素浓度。而台风所致的陆地降水在过境后四天(8月27日)通过径流输出至河口,此次剧烈的增水向珠江口输入大量的营养盐,促进浮游植物持续生长,使叶绿素浓度在台风过境两周(9月1日)后仍在增加。本研究所构建的集成模拟系统可适于其它受河口面源污染影响的海湾及近海系统。为未来实现赤潮、缺氧等生态灾害预报提供可能性。

    • 研究论文
    • 吴福忠, 吴秋霞, 康自佳, 倪祥银, 杨玉盛

      DOI: 10.5846/stxb202103050606

      Abstract:

      非结构性碳水化合物(NSC)是凋落物中的易分解组分,在凋落物分解早期快速释放进入土壤并被微生物利用,参与森林土壤生物地球化学循环,因此新鲜凋落物中NSC变化规律是认识森林土壤碳和养分循环的关键之一。选取亚热带常绿阔叶林优势树种米槠(Castanopsis carlesii)和主要造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)为研究对象,分析其新鲜凋落叶和凋落枝中NSC(可溶性糖和淀粉)含量的动态变化规律。结果表明:凋落物中NSC含量在不同月份表现出明显的时间动态,米槠、杉木和马尾松凋落叶和凋落枝中NSC含量总体上在11—12月呈上升趋势,而在2—6月呈缓慢下降趋势。不同类型的凋落物NSC含量存在显著差异,米槠、杉木和马尾松凋落叶中NSC含量分别为3.03%—3.56%、2.18%—4.37%、3.38%—4.89%,凋落枝中NSC含量分别为1.87%—4.22%、2.88%—4.28%、2.75%—5.27%,米槠和马尾松凋落叶中NSC含量高于凋落枝,而杉木凋落枝中NSC含量高于凋落叶。不同树种凋落物NSC含量差异显著,米槠和马尾松凋落叶中NSC含量显著高于杉木,而马尾松凋落枝中NSC含量显著高于米槠。这些结果表明,凋落物中NSC含量受凋落物类型、树种和凋落物生产节律的影响,且亚热带常绿阔叶林转换为杉木和马尾松人工林将改变凋落物中NSC等易分解组分归还,进而影响森林地表生物地球化学过程。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 侯芳, 程金花, 王通簙

      DOI: 10.5846/stxb202103260800

      Abstract:

      滨河带是河流生态系统和森林生态系统的过渡带,该区域林分的土壤优先流特征对流域的地表水文过程会产生重要影响。探究土壤异质性与优先流的关系,为当地地下水安全和河流上下游水生态安全提供参考。本研究以永定河滨河带的藤本和次生乔木林两种植被为研究对象,结合传统亮蓝(Brilliant Blue FCF)染色示踪法,利用探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)技术进行测线扫描。提取探地雷达图像的单道波形图,对反射波各参数与染色面积比进行拟合,并结合优先流染色特征进行分析。染色形态特征表明,藤本样地土壤染色形态呈现断离式零散分布,优先流发育带为土壤表层以下5—30 cm的土层深度,而次生乔木林土壤呈现大面积斑块状分布,优先流发育较为迟缓,其发育带为土壤表层以下10—25 cm的土层深度,且平均染色面积比藤本小1.68%。探地雷达测线表明,土层深度为0—15 cm时,最大振幅和总振幅面积均随土层的深度增加而下降,土层深度为15—35 cm时,两参数开始波动变化,且藤本样地的最大振幅和总振幅面积大于次生乔木林样地。经拟合发现,染色面积比与最大振幅y=25.104lnx+25.137(R2=0.8697)的对数关系,染色面积比与总振幅面积呈y=23.874lnx-26.862(R2=0.6173)的对数关系。以上分析可知,次生乔木林地土壤比藤本覆盖下的土壤紧实度更好,其电磁波在经历物理过程中损失的电磁信号较少,而藤本样地的电磁信号波动较大,可见藤本覆盖下土壤层次间结构差异变化比次生乔木林更明显,从而导致藤本覆盖下的土壤优先流程度更高。为保护地下水安全,对于滨河床地带和丘前的低洼地这类排水不良的区域,可对藤本植被茂盛的地带采取适当适量的伐藤措施来抑制藤本覆盖下的优先流过度发育,同时也可通过避免强降雨前施肥降低藤本植被覆盖下的地下水污染。

    • 研究论文
    • 顾慧洁, 汪浩, 上官子健, 石慧瑾, 朱剑霄, 贺金生

      DOI: 10.5846/stxb202103270802

      Abstract:

      近几十年以来,中国陆地生态系统的大气氮沉降持续增加。这种外源氮输入会影响植物多样性和生产力,进而影响植食性昆虫的种群动态。门源草原毛虫(Gynaephora menyuanensis)是青藏高原东北部高寒草地的主要植食性昆虫,种群数量爆发时会造成巨大的生态经济损失。为了探明草原毛虫种群密度如何响应氮沉降加剧,本研究依托青海海北高寒草地“外源氮添加梯度”控制实验平台(0、25、50、100 kg N hm-2 a-1),详细调查了门源草原毛虫的种群密度及其相关的食物数量、质量和栖息地环境变化。结果表明:(1)外源氮添加显著影响门源草原毛虫的虫口密度(ANOVA: F=3.29, P=0.04),且草原毛虫虫口密度随氮添加量的增加呈线性增加趋势(R2=0.31, P=0.005)。(2)外源氮添加梯度下,食物质量(叶片氮含量),而非食物数量(植物地上生物量和禾草地上生物量)和栖息地环境(土壤温度、湿度和光照条件),是草原毛虫虫口密度变化的关键影响因素。基于上述结果,可以预测:未来氮沉降的加剧可能促进青藏高原高寒草地门源草原毛虫的虫害爆发。本研究将为全球变化背景下高寒草地的适应性管理和虫害防控提供科学依据。

    • 学术信息与动态
    • 冯思远, 赵文武, 韩逸

      DOI: 10.5846/stxb202103240777

      Abstract:

      2021年1月11日,由联合国、世界银行和法国共同发起的第四届“一个星球”峰会通过线上线下相结合的方式在巴黎举行,本次峰会主题为生物多样性保护。峰会针对4个议题展开,分别是:(1)保护陆地和海洋生态系统;(2)促进生态农业;(3)生物多样性与资金筹措;(4)保护人类健康、物种和热带森林。对变化背景下的生物多样性保护主要有以下几个方面的启示:(1)识别优先保护区域,提高保护区有效性;(2)开展变化背景下的生态修复规划,提高自然-社会生态系统抗风险能力;(3)加强模型预测与情景分析,发展生物多样性与生态系统服务集成模型;(4)发展基于自然的解决方案,可持续利用自然资源;(5)加强后疫情时代国际间交流合作,开展生物多样性保护资金筹措工作。

    • 研究论文
    • 窦韦强, 田乐乐, 肖 波, 姚小萌, 李胜龙

      DOI: 10.5846/stxb202011112919

      Abstract:

      全球气候变化加剧背景下,干旱和半干旱地区的降雨模式将进一步改变,其造成的土壤水分波动是引起土壤呼吸动态变化的重要因素。但生物结皮土壤呼吸响应降雨模式变化继而影响陆地生态系统碳源/汇功能的机制尚不明确。针对黄土高原风沙土发育的藓结皮,以自然降雨量为对照,分别进行幅度为10%、30%、50%的模拟增雨和减雨处理,并利用便携式土壤碳通量分析仪(LI-8100A)测定了模拟增减雨后的藓结皮土壤呼吸速率,对比分析了其对降雨量变化的响应及机制。结果表明:(1)整个实验周期(2018和2019)增雨和减雨分别显著提高(增幅分别为17.9%—48.2%和27.1%—54.2%)和降低了(降幅分别为1.8%—26.8%和5.2%—20.8%)土壤含水量,但对土壤温度的影响不显著;(2)增雨抑制了藓结皮土壤呼吸速率(降幅分别为7.8%—31.7%和14.7%—39.4%),且随梯度增大抑制作用越明显;减雨则取决于减雨梯度,减雨10%和30%会促进土壤呼吸速率(增幅分别为27.5%、9.6%和23.6%、9.7%)而减雨50%具有抑制作用(降幅分别为15.6%和18.5%)。不同实验周期和不同降雨处理间藓结皮土壤呼吸速率大多差异显著;(3)增雨和减雨下藓结皮土壤呼吸速率与土壤温度均成显著指数正相关关系,同时,低含水量时(小于约15%)与土壤含水量均成显著线性正相关关系,而高含水量(大于约15%)时增雨下成显著线性负相关关系。综上,黄土高原藓结皮土壤呼吸速率对降雨量变化具有明显响应,降雨量整体波动减小时其可能成为一潜在碳源。因此,未来黄土高原土壤碳源/汇功能研究中应考虑降雨模式改变对生物结皮土壤呼吸的影响。

    • 土壤生态专栏
    • 崔瑶, 辜夕容, 严宁珍, 李杰, 胡佳, 杨莉荟, 李得霞, 罗平

      DOI: 10.5846/stxb202101090092

      Abstract:

      为探索不同林分对土壤中无机磷与活性铝的含量及分布的影响,以及无机磷与活性铝之间的相互关系,以在我国西南地区酸性土壤上的农林经营管理提供理论和实践依据。研究以缙云山广泛分布的4种林分类型:山莓、马尾松、楠竹和柑橘林土壤为对象,采用酸性土壤无机磷分级方法和铝试剂比色法测定了土壤剖面A、B和C层中各形态的无机磷与活性铝的含量,分析了不同林分土壤中无机磷和活性铝的含量和分布特征。结果表明,林分类型显著影响土壤中无机磷与活性铝的含量与分布,且铁磷(Fe-P)、交换态铝(Ex-Al)和羟基铝(Hy-Al)的含量和比例还受到土壤层次的影响。4种林分相比,山莓林能促进闭蓄态磷(O-P)的形成,而马尾松、楠竹和柑橘林则有利于Al-P、Fe-P和Ca-P的形成;柑橘林有利于低活性的腐殖酸铝(Al-AH)形成,而山莓、马尾松和楠竹林促进高活性的Ex-Al或Hy-Al溶出;Ex-Al、Al-P和Fe-P在土层的分布上有表层富集现象,而Hy-Al集中分布于B层。此外,土壤Ex-Al和Al-P与Fe-P之间,Hy-Al和Ca-P之间均呈显著(P<0.05)正相关。因此,林分类型显著影响土壤无机磷与活性铝的含量与分布,高活性铝的溶出显著影响Al-P、Fe-P和Ca-P含量。

    • 陈立新, 哈雪梅, 段文标, 韩冬荟, 李常准, 刘玉萍, 沈海龙, 张鹏.

      DOI: 10.5846/stxb202008312265

      Abstract:

      在温带湿润气候区东段不同立地条件下红松人工林内,设置面积为600 m2(20 m×30 m)的70块矩形固定样地,矩形固定。在每个样地内,选取5颗最高且长势较好的优势木作为本次研究的对象木,用Voronoi图确定优势木相应的竞争木,测定每一样地优势木与竞争木之间距离。采用Hegyi单木竞争指数模型,分析优势木在不同样地水平上的种内竞争强度,并探讨林分生长因子、地形因子、土壤养分因子对优势木竞争指数的影响,并对林分生长因子、地形因子、土壤养分因子与优势木竞争指数进行相应的拟合和相关性分析。结果表明:红松人工林林木竞争强度随着优势木胸径的增大而变小,并且两者之间的关系服从幂函数;而且红松优势木的竞争指数与其树高、胸径、冠幅呈极显著的相关关系(P<0.01));坡向、坡位、海拔对竞争指数影响极显著(P<0.01);红松人工林优势木竞争指数的大小与土壤氮磷钾含量均呈显著的相关关系(P<0.01);pH值对优势木竞争指数的影响不显著。当红松人工林优势木平均胸径达到45cm后,优势木平均树高和冠幅均大于周围竞争木时,其对周围资源的利用程度增大,林木会发生自然稀疏现象,其所受的竞争压力减小。红松喜光性强,导致其在阴坡的竞争指数无论上坡还是下坡都较大,红松人工林的生长从上坡到下坡逐渐转好。综上,阴坡或半阴半阳坡的中坡或下坡因其土壤肥沃和通透性良好是适于培育红松人工林大径材的立地。

    • 研究论文
    • 陈娟, 张小晶, 李巧玉, 陶建平

      DOI: 10.5846/stxb202009172425

      Abstract:

      表型可塑性是植物生长响应外界环境变化的重要表现形式,体现了植物个体在环境胁迫下的适合度。但是关于植物表型可塑性的驱动机制仍然存在很多争议。为了探讨植物表型可塑性的影响因素,本文以四川省阿坝藏族羌族自治州位于同一海拔梯度但坡向相反的天然次生林为研究对象,分析了不同坡向竞争强度与10种树木叶片功能性状表型可塑性的关系的差异。研究发现:(1) 研究样地中阴坡水分和养分资源优于阳坡;(2) 阴坡上林木平均种内和种间竞争强度高于阳坡,阴坡上林木种内竞争强度随着树木个体大小的增加而显著性减少,阳坡上林木种内竞争强度却随着个体大小的增加而增加;(3) 阴坡上叶片表型可塑性高于阳坡,表型可塑性随着个体大小的增加而增加,在阳坡上却随着个体大小增加而降低。这些结果表明阴坡上水分等资源环境条件优于阳坡,林木生长受到环境资源限制较少。在林木生长过程中,较高的竞争强度引起的资源重叠加剧,尤其是种内竞争强度的变化,从而导致了阴坡上较高的叶片表型可塑性。因为较高的竞争强度,随着林木个体大小的增加,树木需要更高的可塑性赢得竞争优势来获取更多的资源支持生长。但是在阳坡上,资源相对缺乏,环境资源对树木生长的限制降低了叶片表型的可塑性,因为环境资源的限制,随着树木个体大小的增加越容易受到资源限制的影响,因此阳坡上表型可塑性随着个体大小的增加而降低。研究说明,阴坡上叶片表型可塑性主要受到竞争强度的影响,而阳坡上则主要受环境资源的限制。

    • 面源污染模型研究
    • 冯青郁, 陈利顶, 杨磊

      DOI: 10.5846/stxb202103120678

      Abstract:

      我国的面源污染问题逐渐受到政府和科学界的重视,然而面源污染是一个复杂的系统过程,涉及多种因素和多个过程。面源污染模型作为解决面源污染相关问题的研究和管理工具,在进行面源污染总量估算和严重程度评价、污染物流失路径和影响因素分析、治理策略制定等方面都有重要的作用。在我国,虽然针对面源污染模型进行了大量相关研究,既包含对基于国外模型的应用与验证,也包含基于观测数据自主研发的模型,但仍然存在模型应用和验证案例不足、已有的模型应用同中国面源污染特征结合不足、面模型发展中对面源污染机理的结合不足等问题,而APEX模型在应对这些问题上具有一定的优势。本文结合我国面源污染模型相关研究存在的问题、APEX模型模块和研究进展进行了介绍,对APEX模型在我国面源污染相关问题的研究中涉及的畜禽养殖、复杂耕作系统、特定BMP和水稻田的模拟等相关问题的应用前景进行了探讨,以期能够促进我国农业面源污染模型的发展。

    • 研究论文
    • 韦慧, 邓羽松, 林立文, 黄娟, 王金悦, 黄海梅, 黄智刚

      DOI: 10.5846/stxb202103200736

      Abstract:

      为探究喀斯特小生境类型对土壤团聚体稳定性影响,揭示小生境土壤团聚体主要失稳机制,本文选取研究区内石缝、石沟、石槽、石土面和土面5种典型小生境为研究对象,采用干筛法、Elliott湿筛法和Le Bissonnais法测定土壤团聚体稳定性。结果表明:湿筛后,团聚体分布以水稳性团聚体(WR>0.25)为主,含量在81.26%以上,团聚体破坏率(PAD)介于8.93%~17.39%之间,平均重量直径(MWD)在1.94~2.85 mm间,均小于干筛,团聚体稳定性表现为石槽最好,土面最差,石土面次之。LB法处理后,MWD值变化趋势为慢速湿润(SW)>预湿润后扰动(WS)>快速湿润(FW),即小生境土壤团聚体最大破坏机制为大雨或暴雨时快速湿润FW产生的消散作用,团聚体稳定性同样以石槽最好,土面最差,石土面次之。相关性分析显示,LB法测定的MWD均与湿筛法的WR>0.25呈显著正相关,与PAD呈显著负相关,即LB法和湿筛法具有良好的相关性,LB法用于测定喀斯特地区土壤团聚体稳定性是可行的(P<0.05)。LB法FW处理的MWD值与有机质呈显著正相关,即有机质对团聚体稳定性有重要影响;全氮、全磷、全钾与WR>0.25、SW处理的MWD值呈显著正相关,与PAD呈显著负相关,即稳定的团粒结构对养分蓄积有正向效应(P<0.05)。综合不同测定方法的结果表明,土面、石土面易造成土壤流失,应加强雨季对喀斯特生态脆弱区土面、石土面小生境的防护。

    • 白羽萍, 王佳斌, 刘 恋, 杜昱东, 邓祥征, 陈建成

      DOI: 10.5846/stxb202109012471

      Abstract:

      土地利用变化将改变区域生态系统服务的稳定供给能力,进而对区域生态稳定和可持续发展构成威胁。中国西部地区快速城镇化背景下,扩张的经济发展需求对土地利用变化产生了重大影响。本文以丝绸之路经济带规划的重要节点城市张掖市为例,基于土地利用变化均衡分析(CGELUC)模型及土地利用动态模拟(DLS)模型,模拟了多情景下张掖市 2010—2030 年的土地利用变化时空分异特征,并通过生态系统服务价值(ESV)估算、空间自相关分析等方法分析并预测了ESV及其时空演变特征,集中分析了多情景下 2030 年张掖市ESV各项服务间的权衡与协同关系。结果表明:(1)2010—2030 年张掖市土地利用格局变化显著,建设开发情景下城镇建设用地扩张最为剧烈,建设用地增长 7.41%,耕地面积减少 11.05%;生态保护情景下城镇扩张最为和缓,同时未利用地减少明显,面积降低 1088km2,主要向林地、草地、水域等生态用地发生转化。(2)2010—2030年张掖市ESV在基准情景和生态保护情景下分别增长6.43、13.16亿元,建设开发情景则整体仅增加1.53亿元。(3)供给、调节、支持与文化4种单项ESV,基准和生态保护情景下均呈现显著上升趋势;建设开发情景下有3项呈现缓慢的增长趋势,且该情景下供给服务则始终呈现下降趋势。(4)各单项生态系统服务协同关系明显,东南—西北轴线南北两侧区域表现为协同关系,仅有少数区域表现为权衡关系,且供给—文化服务的权衡关系较为明显。本文可为西部城镇化快速发展地区统筹经济发展与生态保护提供科学方案。

    • 专论与综述
    • 王白雪, 程维明, 宋珂钰, 李浩

      DOI: 10.5846/stxb202107091849

      Abstract:

      生态地貌学作为一个“新兴”的跨学科的概念,受到地貌学家、生态学家及政策制定者的日益关注。地貌在控制许多生态系统过程中起着基础性的作用,而生态系统又可以对许多地貌形态和地貌过程产生深远的影响。过去几十年,在地貌学和生态系统生态学的交叉点上开展了大量的研究。本文通过梳理地貌学和生态系统生态学相似的发展历程,讨论了两个学科相结合的必要性;归纳了两者相结合的研究现状;总结了两个学科融合研究过程中存在的问题;提出未来需要进一步加强对地貌过程与生态过程相互作用的研究,并将生态地貌学与现行生态保护与生态修复建设及相关政策有机结合,促进生态地貌学的有序和可持续发展。正确认识地球的地貌形态与生态系统之间的关系,有助于拓展地貌学与生态系统生态学的研究尺度,促进学科体系发展;深入研究生态地貌学,对于维持生态平衡,保护生态多样性及增强未来对生态系统的管理和恢复都有重要意义。

    • 研究论文
    • 张乐满, 兰 波, 张东升, 刘英杰, 张丽红, 许文锋, 段晨辉, 敦静怡, 刘正学

      DOI: 10.5846/stxb202011162953

      Abstract:

      参照相邻格子法对三峡水库中段(重庆市涪陵—奉节段消落带)地上植被进行调查,并运用生态位宽度、生态位重叠度、检验等手段对优势草本植物生态位与种间联结性进行分析,能在一定程度上揭示三峡水库消落带优势草本植物的生态学特性、进而推测植被群落的演替趋势,以期为三峡水库消落带植被生态修复提供理论基础或参考建议。结果表明:(1)本次调查发现共有优势植物57种、隶属22科44属,其中狗牙根的生态位宽度最大、占绝对竞争优势。(2)在105个种对中,生态位相似比(Cih)≥0.50的种对有4个,生态位重叠值(Lih)≥0.50的种对有7个,种间相似性较小、竞争关系较弱。(3)检验结果显示,优势植物种间正负联结比为1.33,正联结优势不明显;而Pearson与Spearman秩相关检验结果显示,种间正负联结比分别为0.54、0.75,负联结占优势。三种检验方式均表明,优势植物种间联结性较弱、稳定性相对较差、独立性相对较强。(4)种间联结系数(AC)≥0.60的种对数为7种,共同出现百分率(PC)≥0.7的种对数仅为1种。种间总体正联结性不强,物种趋于独立分布。(5)种间Pearson、Spearman秩相关检验与相应的Cih和Lih之间均呈显著正相关,表明种间正(负)关联越强、Cih和Lih越大(小)。(6)本文研究结果在一定程度上反映了三峡水库消落带植被退化生态系统现状,为最大程度提高消落带植物群落结构稳定性和物种多样性,针对小流域植被恢复与重建有如下参考建议:在整体上,可以采用以狗牙根(Cynodon dactylon (Linn.)Pers)、苍耳(Xanthium sibiricum)、鬼针草(Bidens pilosa L.)等为先锋植物,以狗尾草(Setaria viridis)、稗(Echinochloa crusgalli)、牛鞭草(Hemarthria altissima)等为伴生种的群落配置模式进行宏观布局;在局部上,可以采用稗(Echinochloa crusgalli)+苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)、狗尾草(Setaria viridis)+黄花草木樨(Melilotus officinalis L.)、马唐(Digitaria sanguinalis)+水蓼(Polygonum hydropiper L.)等种对配置模式进行实地配置。

    • 生态系统服务专题
    • 张世虎, 张 悦, 马晓玉, 马 群, 杨雪纯, 徐婷, 马越, 郑智

      DOI: 10.5846/stxb202011072845

      Abstract:

      大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点。大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策。本文系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫。氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献。同时,与欧洲酸性土壤草地和美国高草草原相比,我国草地土壤类型和植被属性具有明显差异。因此,应根据我国草地生态系统的特征、不同植物功能利用养分策略,从土壤养分变化、根系养分吸收转运、叶片生理过程等方面的整合研究思路,探讨氮沉降影响我国草地群落物种多样性的生物学机制,为我国草地生态系统的科学管理提供理论依据。

    • 研究论文
    • 张金峰, 葛树森, 李玉堂, 李俊清

      DOI: 10.5846/stxb202101060058

      Abstract:

      翅果的风媒传播是槭属植物的主要扩散方式之一,且与种子萌发有着密切关联,但具体机理一直还并不明确。本研究以分布于长白山的9种槭树为对象,探讨翅果的形态特征,测定它们在空气中的垂直沉降速度、不同风速下的水平扩散距离以及在扩散距离上的种子萌发率,进而比较并分析翅果的形态性状与沉降速度、水平扩散距离的相关性以及萌发率在不同扩散距离上的差异性。结果表明:(1) 9种槭树的翅果长、宽和面积与沉降速度、水平扩散距离均呈负相关;尽管如此,翅果形态并不是风传播物种的最佳分类指标,而翅载力能较好地反应物种的风传播能力;(2) 翅果垂直沉降速度和水平扩散距离间存在显著负相关,表明沉降速度越小,翅果在空气中停留的时间越长,水平方向上扩散距离越远,且强风有助于提高翅果的扩散能力;(3) 沉降速度最慢的花楷槭在不同风速下的水平扩散距离均最远,而沉降速度最快的拧筋槭水平扩散距离最短;(4) 种子萌发率随扩散距离的增加呈下降趋势。上述结果不仅为深入理解翅果的风力传播机制以及种子萌发对水平扩散距离的响应机制提供科学依据,还可为种群实生更新方面的理论研究提供参考。

    • 土壤生态专栏
    • 元晓春, 林惠瑛, 曾泉鑫, 陈文伟, 陈俊明, 许敬华, 陈岳民, 林开淼

      DOI: 10.5846/stxb202101210224

      Abstract:

      土壤有机氮(SON)解聚酶对土壤大分子有机氮的解聚是土壤氮循环的限速步骤,对土壤氮循环至关重要。然而,目前亚热带森林中、高海拔梯度下SON解聚酶活性的动态及其影响因素尚不明确。在武夷山自然保护区海拔1200—2000 m的黄山松林,通过测定5个海拔梯度的土壤环境因子、理化性质和8种SON解聚酶活性的变化,探究了不同海拔梯度下SON解聚酶活性的分布规律及其影响因素。结果表明,除土壤DON含量外,其他测量的土壤环境因子和理化性质在不同海拔梯度下均存在显著的差异。SON解聚酶活性随海拔梯度呈现不同的分布规律:碱性蛋白酶(ALPT)、中性蛋白酶(NPT)、漆酶(Lac)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)随海拔升高显著增加,酸性蛋白酶(ACPT)和几丁质酶(Chi)呈现先增后降的趋势,而锰过氧化物酶(Mnp)和谷氨酰胺酶(GLS)在海拔1800 m显著降低(P<0.05)。冗余分析表明,不同海拔梯度下SON解聚酶活性存在明显的聚类,土壤环境因子和理化性质对SON解聚酶活性的解释度高达88.18%。土壤温度(ST),含水率(SM),微生物生物量碳(MBC)和矿质氮(NH4+, NO3-)是不同海拔梯度下SON解聚酶活性变化的重要预测因子。相关分析表明,多数SON解聚酶活性与土壤ST呈显著负相关,与pH,SM,TN,MBC,NH4+和NO3-呈显著正相关。NH4+和NO3-含量动态随海拔梯度均呈现波浪式起伏变化,相比于上游的有机质底物,下游无机氮循环中的矿质氮对SON解聚酶活性产生更直接的影响。该研究有助于拓宽我们对亚热带森林中、高海拔土壤氮循环机理的认识,同时对土壤有效氮保持和生产力的维持具有重要意义。

    • 湿地生态系统定位研究
    • 杨颖, 陈思思, 周红宏, 夏利花, 刘鹏霞

      DOI: 10.5846/stxb202009012276

      Abstract:

      基于长江口3个区域潮间带(崇明东滩、南汇边滩和嵊山岛)监测数据,对长江口区域潮间带底栖生物生态现状及变化趋势进行评价。结果表明,2019年长江口海域泥相和岩相潮间带共鉴定大型底栖生物9门57种,软体动物、甲壳类和多毛类构成主要类群。崇明东滩、南汇边滩两个泥相潮间带底栖生物平均栖息密度分别为96.4个/m2和160.4个/m2,平均生物量分别为68.42 g/m2和45.71 g/m2;嵊山岛岩相潮间带平均栖息密度和生物量分别为488.9个/m2763.72 g/m2。各断面多样性、丰富度和均匀度指数分别位于1.36—3.24、0.75—2.88和0.48—0.77,泥相潮间带低潮区生物多样性优于中潮区和高潮区,岩相潮间带中潮区生物多样性最好。聚类分析可见长江口海域潮间带底栖生物分为泥相和岩相2个大组群,物种分布存在明显的分潮区现象,高潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,低潮区站位成群或与个别中潮区站位成群,表明底质类型和潮汐是影响潮间带大型底栖生物群落结构的主要因子。近30年来,崇明东滩和南汇边滩底栖生物种类数存在一定波动,嵊山后陀湾断面生物种类数明显下降;3个区域潮间带底栖生物密度和生物量均呈波动下降的趋势,应与长江口海域湿地围垦、外来物种入侵、人类过度采捕和环境污染等相关。

    • 研究论文
    • 张茗珊, 张凌楠, 路强强, 洪艺雪, 刘晓宏

      DOI: 10.5846/stxb202102060392

      Abstract:

      在气候变暖背景下,树木径向生长对气候因子的响应会随区域干湿变化而有所差异。秦岭属于气候敏感区和生态脆弱区,南北气候特征差异明显,分析气候变化背景下树木径向生长对气候因子及干旱事件的响应,对准确预测未来气候变化对树木生长的影响至关重要。为探究该地区不同干湿环境下油松对气候因子及干旱事件响应的特点及差异,本研究共采集秦岭中西部南北坡共四个样点的油松树轮样芯,利用树木年轮生态学的方法,分析各地油松年表与气候因子之间的关系,通过计算抵抗力、恢复力、恢复弹力等指标探究树木径向生长对干旱事件的应对能力,结果表明:1)在西部和北坡的三个样点,油松径向生长主要与前一年7~9月、当年5~7月的气温呈显著负相关,与当年5月降水呈显著正相关,在中部南坡油松径向生长主要与当年2~4月、9月气温呈显著正相关,与当年4月降水呈显著负相关;2)生长季气温升高所引发的水分亏缺,是研究区西部和北坡油松径向生长受限制的主要原因,且中部南坡油松生长受气温和干旱因子的制约要明显弱于其它三个样点;3)西部北坡油松对干旱的抵抗能力、恢复能力及恢复弹力均弱于西部南坡及中部北坡油松。在未来对研究区树木的管理与保护工作中,应更加关注西部北坡树木生长状况,中部树木则无需进行过多的人工干预。

    • 城市化与区域生态耦合及调控机制专栏
    • 杨琪, 李书恒, 李家豪, 杜建峰, 王嘉川

      DOI: 10.5846/stxb202011212992

      Abstract:

      以西安1979—2018年的气候资料和植物物候观测资料为基础,采用分段回归和趋势倾向率等方法,分析了毛白杨(Populus tomentosa)、杜梨(Pyrus betulifolia)、七叶树(Aesculus chinensis)和灯台树(Bothrocaryum controversum)4种落叶乔木展叶盛期和叶全变色期的生长趋势,使用偏相关分析探讨了气温、降水和日照时数与物候期的关系并通过偏最小二乘回归(Partial Least Squares, PLS)判断气候变量对物候期的综合影响。结果表明:①1979—2018年,4种乔木的生长季长度延长,整体表现为春季物候期提前,秋季物候期推迟;②展叶盛期物候指标与叶全变色期物候指标,转折均发生在1982年;转折后,物候特征变化显著,春季物候的提前速率和秋季物候的推迟速率加快,展叶盛期平均提前3.8d/10a,叶全变色期平均推迟4.7d/10a;③展叶盛期与春季气温表现为极显著负相关,叶变色期与秋季气温表现为显著正相关;降水对植物物候的影响不显著;春季物候与日照时数呈现极显著负相关关系,秋季物候期与日照时数呈不显著正相关关系;④展叶盛期与叶全变色期均受气温、日照时数、降水的综合影响,影响因子对物候期的解释能力排序为:气温>日照时数>降水,同期气温的升高对乔木展叶盛期提前及叶全变色期的推迟具有主导控制作用。

    • 土壤生态专栏
    • 杨帆, 郝梓君, 黄来明, 芦园园, 杨峰, 韩光中

      DOI: 10.5846/stxb202102220488

      Abstract:

      退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。本研究以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20年后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明:玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0-50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10-50 cm土壤pH值(4.89~5.90)显著高于0-10 cm土壤pH值(4.72~5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程。本研究通过对紫色土人工林酸化特征及其过程的揭示,可为华西雨屏区森林生态系统恢复及其管理提供科学依据。

    • 研究论文
    • 许力山, 王剑南, 哈斯巴根, 孙丽丽, 曹传旺

      DOI: 10.5846/stxb202101160174

      Abstract:

      河流、湖泊等水生环境中普遍存在的重金属污染破坏水生生态系统并间接威胁人类健康。为探究重金属胁迫下水生昆虫花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)生态毒理,本文测定了重金属Cd2+和Pb2+胁迫对花翅摇蚊化蛹率和羽化率的影响,检测了摇蚊的口器致畸与富集效应。研究结果表明,Cd2+和Pb2+影响摇蚊幼虫化蛹和羽化过程,单一重金属离子处理14 d Pb2+处理组的化蛹率和羽化率分别为22.22%和8.89%,低于Cd2+的化蛹率(25.56%)和羽化率(11.11%),表现出更强的抑制效应。混合离子1:2和2:1配比处理组化蛹率和羽化率均为11.11%和4.44%,显著低于单一重金属离子胁迫下的化蛹率和羽化率。单一重金属离子及混合离子处理均能导致花翅摇蚊幼虫口器致畸,表现为上颚前齿断裂,中齿和基齿磨损、缺失,下唇板齿部不规则,下唇板边缘齿与中央齿磨损、断裂、增生、缺失。不同重金属离子处理下幼虫口器致畸率不同,并与暴露时间呈正相关,其中1:2配比处理14 d致畸率达到40.61%。重金属离子在摇蚊幼虫体内产生生物富集效应,单一重金属离子处理下的Pb2+富集含量7 d至14 d由11.46 mg/kg上升至31.32 mg/kg,不同配比混合离子处理下Pb2+富集含量均呈增加趋势,其中1:2配比处理组由15.48 mg/kg上升至42.50 mg/kg,而Cd2+在单一重金属与1:1混合离子处理组7 d至14 d的富集含量无显著性变化,2:1配比处理组由14.20 mg/kg下降至9.52 mg/kg,1:2配比由5.85 mg/kg上升至20.99 mg/kg。这些研究结果表明Cd2+和Pb2+胁迫影响花翅摇蚊幼虫生长发育且口器出现畸型,与重金属在幼虫体内的富集密切相关,为研究重金属对水生生态系统多重效应提供了理论依据。

    • 徐岩, 李静, 方文

      DOI: 10.5846/stxb202101080087

      Abstract:

      2017年起,农业部连续多年出台化肥减量增效行动工作方案,要求适当增加有机肥投入,发展循环农业。但连续施用的有机肥进入土壤后,会对土壤pH、有机质和重金属含量等产生影响,改变土壤重金属行为。科学评估有机肥料施用的影响至关重要。仅通过总含量评估重金属污染风险被认为是片面的,不同化学提取剂提取的重金属含量不能完全代表实际污染状况。地球化学模型具有良好的适用性,比传统的提取方法能够更全面地解释重金属的行为。在集约化农业种植区黄淮海平原,多次施用不同比例的粪源有机肥于旱地菜田,并引入地球化学模型,结合pH依赖性浸出试验,明确连续施肥对菜田土壤重金属行为的主要影响机制。研究发现,有机肥中的铜锌含量远高于土壤中的含量,施用后,它们在土壤中的淋溶浓度随着施用比例增加而显著增加,最多可超过十倍以上,并且活性大大增加,与施肥后溶解性有机物(DOM, Dissolved Organic Matter)含量的升高呈正相关。不同处理条件下的土壤重金属浸出趋势相似:在中性pH下浸出浓度最低,然后逐渐向强酸和强碱增加,呈现出V型变化。地球化学模型LeachXS展示出较好的模拟结果,其模拟值与实测浓度具有良好的相关性(71.02%)。模拟结果显示,有机肥的施用不会明显改变重金属在土壤固相表面的主要吸附过程,但可以通过提高液相中溶解性有机物和重金属含量,增加重金属在土壤中的浸出,从而提升重金属的活性。有机物,铁铝(氢)氧化物,粘土矿物等决定了几乎所有重金属的浸出特性,其中土壤有机物(SOM, Soil Organic Matter)(包括溶解性有机物和颗粒有机物(POM, Particulate Organic Matter))对重金属的吸附和络合作用大于其他物质,是影响重金属在土壤固液相间行为的最主要因素,随着有机肥添加比例提高,POM络合态重金属含量明显升高,并高于其他固相态,尤其是Cu、Zn、Cr,而DOM络合态重金属含量的升高直接导致了它们的活性增强。对于Ni、Pb,铁铝(氢)氧化物络合态与POM络合态含量接近或更高,但与施肥比例关系不明显。高DOM高铜锌含量的猪粪有机肥施用后会明显增加重金属在土壤和作物中的累积,连续施用和过量施用可能造成的土壤污染风险极高。在选择连续施用畜禽粪便有机肥时,必须减低其重金属含量并关注可能带来的污染,真正实现有机循环农业健康、可持续发展。

    • 生态管理
    • 吴钰茹, 吴晶晶, 毕晓丽, 栗云召, 肖鲁湘

      DOI: 10.5846/stxb202102260535

      Abstract:

      景观连通性是区域生态系统功能完整的重要表征。连通性的评估对生态系统管理和保护规划有重要意义。综合常用的景观连通性评估模型,即最小耗费距离模型与电路理论模型,根据生态网络构建的一般范式,采取两种不同阻力面赋值方案,对黄河三角洲的湿地景观连通性进行评估,并对比分析了两种模型的基本原理、工作性能、分析尺度等。结果表明:最小耗费距离模型能够识别最优生态廊道,为景观连通性评估提供基本模式。电路理论则能扩展到潜在生态廊道和关键生态点的量化识别,能确定具有生态功能的“夹点”和障碍区的空间位置。综合两种模型,可以量化评估黄河三角洲湿地景观连通性,空间化三角洲湿地保护恢复的管理目标,即潜在廊道和关键生态节点,为区域生态系统功能评估和管理提供精准的数据支持。

    • 研究论文
    • 王永宏, 田黎明, 艾鷖, 陈仕勇, 泽让东科

      DOI: 10.5846/stxb202011273042

      Abstract:

      气候变化和人类干扰使青藏高原的草地退化日趋严重,特别是过度放牧导致的草地退化现象尤为突出;然而,牦牛作为青藏高原分布广且数量多的重要家畜,其不同放牧强度对高寒草甸土壤理化性质与细菌群落的影响仍不明晰。本研究在川西北高原典型高寒草甸开展牦牛放牧强度试验,设置了对照组(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛/hm2)、中度放牧(2头牦牛/hm2)和重度放牧(3头牦牛/hm2)4个放牧强度,每个强度设置3个重复。两年放牧实验后的结果表明:短期的重度放牧导致土壤有效磷显著增加,而其它土壤性质在各放牧强度变化不显著;随着放牧强度的增加,土壤细菌α多样性呈先增加后减少的趋势,其主要原因是牦牛活动为细菌的生长繁殖提供了有利的营养条件,但由于放牧的持续时间较短,变化不显著;就优势菌而言,土壤绿弯菌门中存在光合自养细菌,在重度放牧下显著高于对照组,其它各菌门在不同放牧强度下无显著差异;土壤氮与硝化螺旋菌门呈正相关,速效磷与酸杆菌门也呈显著正相关,均说明放牧强度对土壤细菌类群的影响是通过土壤性质间接实现的。本实验通过研究不同牦牛放牧强度下的土壤细菌群落结构,为放牧策略的制定提供了基础数据支持,为草地退化的防治提供理论依据。

    • 王伟, 阿里木.赛买提, 马龙, 葛拥晓, 吉力力.阿不都外力

      DOI: 10.5846/stxb202101150156

      Abstract:

      干旱区湖泊是区域水资源系统的重要组成部分,不仅在维系区域生态系统平衡上发挥重要支撑作用,而且也对区域气候变化和人类活动具有重要的指示意义。基于Google Earth Engine(GEE)遥感云计算平台,以Landsat 5/7/8卫星遥感影像为主要数据源,分析了1986—2019年新疆维吾尔自治区湖泊数量以及面积变化的时空特征,并从气候要素变化、人类活动干扰等方面初步探讨了新疆湖泊变化的主要原因。结果表明:1986—2019年间,气温升高使得冰川积雪融水增加,新疆湖泊整体上呈现出扩张趋势。然而受人类活动的干扰程度以及地形海拔等因素,这种趋势存在显著的空间差异。全球变暖背景下,由于受到丰富稳定的雪冰融水的补给,受人为干扰较小的青藏高原北部地区湖泊呈现显著扩张。相反由于环天山地区强烈的人类活动以及冰川加速退缩影响,该区域湖泊面积持续高位波动状态。

    • 山水林田湖草生命共同体生态系统保护修复技术与模式研究 专刊
    • 唐立娜, 欧阳静怡, 徐烨, 王豪伟, 王璐妍

      DOI: 10.5846/stxb202102070401

      Abstract:

      简要总结了生态修复工程的现状、我国在推进生态修复上的举措,指出未来生态修复的着重点是要找到更科学且高效的生态修复途径,以及将本地人福祉有机整合到生态修复当中以全面提高生态系统服务效果的方法。阐述了目前常见的生态修复方式,对其各自通常的适用情况及作用特征进行分析,并在此基础上得出一种生态修复的理想模式。阐述了景感生态学的定义,分析了景感生态学、景感营造以及其在稳定、提高生态系统服务及其价值方面的作用机制;讨论了如何基于景感生态学和景感营造分步实现生态修复的理想模式,其重点在于营造景感生态系统,使生态系统服务得到充分发挥,为本地谋取更大福祉。山水林田湖草生态修复工程的决策者、规划者和实施者要在观念、策略、方法以及评价四个方面做出转变。

    • 研究论文
    • 孙文泰, 马明, 董铁, 牛军强, 尹晓宁, 刘兴禄

      DOI: 10.5846/stxb202102190468

      Abstract:

      不同的果园管理方式可影响果树根系生长、分布与土壤团聚体稳定性、有机碳固存,进而改变“根-土”复合体响应关系。对西北陇东旱塬不同覆膜年限(2y、4y和6y)苹果园表层土壤(0—20cm)细根生长进行调查,并采用干筛法和湿筛法相结合的方式对土壤团聚体进行分级(>2 mm,0.5—2 mm,0.25—0.5 mm和<0.25 mm )。计算团聚体稳定性参数[> 0.25 mm机械稳定性团聚体含量(DR0.25)、> 0.25 mm水稳性团聚体含量(WR0.25)、平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)、水稳系数(WSC)]和团聚体有机碳含量。分析细根生长与土壤物理结构对长期覆膜的响应,探明土壤团聚体稳定性与有机碳固持关系,揭示黄绵土物理结构稳定机制。结果表明:6y处理通过增加表层土壤黏粒和物理性黏粒比例,改变孔隙结构,抑制细根生长,其根量、根长和根表面积仅为对照(CK)的20.97%、24.66%和41.25%;降低表层土壤团聚体力稳性,其DR0.25、机械稳定性团聚体MWD和GMD仅为CK的82.2%、74.02%和59.38%;对水稳性团聚体的保护作用低于短期覆膜(2y),其PAD和WSC为2Y处理的121.17%和54.56%。2y处理可提高土壤团聚体的力稳性、水稳性和土壤团聚程度,使土壤结构得到改善。同时对机械稳定性、水稳性团聚体有机碳提升效果优于6y处理,为6y处理的115.66%和116.6%。大团聚体固持有机碳能力高于微团聚体,但由于长期覆膜团聚体稳定性的下降,6y处理的DR0.25为CK的82.2%,不利于对有机碳的保护,使土壤有机碳水平对团聚体稳定性变异决定性仅为29.55%。连续覆膜引发的频繁干湿交替增加了黏粒对土壤结构稳定性的影响权重,促使表土“隐形”退化,抑制苹果细根在表层土壤中的生长、分布。2Y处理对土壤团聚体结构有良好的保护作用,促进土壤有机碳累积。

    • 苏胜涛, 曾源, 赵旦, 郑朝菊

      DOI: 10.5846/stxb202011263031

      Abstract:

      该研究基于中国生态系统研究网络(CERN)数据对传统CASA模型进行优化,对比两叶模型与优化CASA模型在站点尺度和像元尺度对于8个典型CERN站点的植被净初级生产力(NPP)估算精度,选择在像元尺度表现更好的优化CASA模型,结合中国土地覆被数据(ChinaCover)开展2000-2019年中国陆地植被NPP监测与分析。研究结果表明:(1)基于FY2D PAR的优化方案能够有效避免空间插值导致的不确定性问题,显著提高了PAR估算精度;(2)在站点尺度上,两叶模型用于估算典型森林、草地、农田生态系统的NPP表现更好,而在像元尺度上优化CASA模型估算精度更高;(3)在全国尺度上,优化了最大光能利用率、水分胁迫系数以及光合有效辐射计算方法的CASA模型能够较好地模拟中国陆地植被NPP,近20年中国陆地植被NPP变化范围为2.703-2.882 PgC a-1,在空间上呈西北低东南高的格局,在时间上呈现波动中缓慢增加的趋势。

    • 宋小艳, 王长庭, 胡雷, 刘丹, 陈科宇, 唐国

      DOI: 10.5846/stxb202011132940

      Abstract:

      选取若尔盖沼泽化草甸及其不同退化程度为研究对象,利用湿筛法进行团聚体分级,并测定各组分有机碳含量,研究了高寒草甸退化对土壤有机碳(SOC,Soil Organic Carbon)、团聚体以及团聚体结合有机碳(OC,Organic Carbon)的影响,旨在从土壤团聚体及其内部组成的角度去解析SOC的变化特征及机制。结果显示:1)退化使大团聚体比例降低且内部组成改变,团聚体稳定性降低。2)退化使各粒级团聚体及大团聚体内部组分结合OC含量均显著降低。3)大团聚体及其内部粗颗粒有机质中OC储量减少是退化中土壤有机碳流失的主要形式,微团聚体、闭蓄态微团聚体和闭蓄态黏粉粒中OC储量随退化增加。4)退化显著降低了高寒草甸SOC含量和储量,表层(0—10 cm)SOC含量变化主要决定于微团聚体和大团聚体OC含量,亚表层(10—20 cm)SOC含量主要受大团聚体OC含量和团聚体平均重量直径(MWD)影响;对于SOC储量,团聚体MWD是表层SOC储量的最重要影响因素,而亚表层SOC储量取决于团聚体组成、土壤理化性质和大团聚体OC含量的综合作用。研究结果表明,改善土壤团聚体组成和稳定性,增加大团聚体有机碳可能是提高土壤养分供应,提升土壤有机碳水平,从而恢复退化草地生产力和功能的重要途径。

    • 吕天宇, 曾晨

      DOI: 10.5846/stxb202101050032

      Abstract:

      长江中游城市群是中部崛起战略的重要区域,同时依托长江黄金水道面临发展和保护的困境。交通网络空间互动视角下的生态足迹驱动机制研究对统筹长江中游城市群经济社会高质量发展和生态文明高水平建设以实现可持续发展具有重要意义。本文基于生态足迹模型测度了长江中游城市群县域尺度的可持续发展状况,并在STIRPAT模型框架下基于交通网络空间互动关系挖掘生态足迹的驱动机制和空间效应,为交通网络扩张背景下的跨区域生态治理与可持续发展提供参考。研究结果显示:(1)2010~2017年,长江中游城市群县域生态足迹均值有所下降;(2)道路交通网络和铁路交通网络规模均有所扩大,但连通性略有下降;(3)在基于交通网络构建的空间互动媒介下,城镇化率和人均GDP对生态足迹具有显著的促进作用,而第三产业增加值占比对生态足迹产生抑制影响,且生态足迹表现出积极的空间外溢效应。基于以上研究结果,建议在基于交通网络加强区域生态协同发展的同时,建设产业互促、资源互通、技术互享的区域联动可持续发展新格局。

    • 鲁 钰, 赵银娣, 董霁红

      DOI: 10.5846/stxb202101110109

      Abstract:

      西北地区生态脆弱,进行生态安全评估和驱动力分析具有重要意义。选取土地利用影像和植被净初级生产力产品叠加细化均衡因子和产量因子,利用三维生态足迹改进模型测算和空间刻画西北地区2009-2017年的足迹深度,足迹广度和区域三维生态足迹;然后基于上述结果计算生态压力指数、生态协调系数、生态足迹多样性指数、流量资本占用率和存量资本流量利用比描述生态安全变化;最后用STIRPAT扩展模型结合主成分回归模型分析三维生态足迹演变的主要驱动因素。结果表明:(1)2009-2017年研究区的区域足迹广度总体上呈现为先升后降的趋势,2009年最低为3.116 hm2/人,2016年达到最高为3.796 hm2/人;区域足迹深度研究期内一直上升,从2009年的11.550 hm2/人上涨为19.031 hm2/人;三维生态足迹研究期内也一直增加,由6.006 hm2/人增加为9.760 hm2/人。(2)研究区2009-2017年整体生态安全持续恶化,生态压力不断增大,其中宁夏生态安全形势严峻,新疆和陕西生态环境脆弱,甘肃生态安全程度相对较差,青海生态安全良好;不同地区地类的安全状况基本不同,但共同点为林地最为安全,化石能源用地最不安全。(3)驱动力分析模型表明,研究区经济、社会和技术发展对资本的占用有传导机制。人均GDP、城镇化率和人口是研究区增加生态资本占用的因素,万元GDP能耗是除新疆外共有的缓解资本亏损的因素,经济发展仍依靠消耗资本能源,需加大科技水平投入,提高能源利用效率;产业需要加速转型,完善经济体制,降低对资本的依赖性。

    • 李兆国, 瓮岳太, 耿道通, 宁吉彬, 于宏洲, 邸雪颖, 杨光

      DOI: 10.5846/stxb202009202446

      Abstract:

      燃烧剩余物是火烧迹地土壤表面必然存在的残留物,可以通过降水过程以及地表径流释放其所含有的矿物质和有机质至土壤生态系统,从而在一定时间内持续地对火后生态系统恢复过程造成影响。但不同火行为下,相同的可燃物所产生的燃烧剩余物可能具有不同的生态学功能,为了认知火行为对燃烧剩余物的影响,进一步了解二者对火烧迹地生态恢复过程中养分循环和能量流动的潜在影响,探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。以红松人工林地表可燃物为实验材料,通过设置不同坡度和含水率为火行为的驱动因子,进行了森林可燃物床层地表上坡火和下坡火的室内模拟燃烧实验。用独立样本T检验、单因素方差分析、多因素方差分析探究了火环境对燃烧剩余物水溶性碳氮和火行为的影响,用基于距离的冗余分析(db-RDA)探究了火行为对燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征的影响。 上坡火实验组的燃烧剩余物水溶性碳氮含量明显高于下坡火实验组(P<0.01);5°实验组中,燃烧剩余物的水溶性碳含量随着可燃物预设含水率的升高而升高(P<0.05)。进一步的数据分析发现火行为与燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征关系密切,火焰宽度是影响燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征最显著的火行为因素,与水溶性碳氮及水溶性碳氮比的相关系数分别为-0.515,-0.317,-0.550(P<0.01)。火焰高度、燃烧效率与燃烧剩余物水溶性碳氮含量呈负相关,火线强度与燃烧剩余物水溶性碳氮比呈负相关,持续燃烧时间与燃烧剩余物水溶性碳氮含量呈正相关(P<0.05)。红松人工林地表可燃物燃烧剩余物水溶性碳氮化学计量特征显著的受到火行为的直接影响和火环境的间接影响。火干扰可以通过影响燃烧剩余物特性对火烧迹地生态恢复过程造成持续性的潜在影响。

    • 重点脆弱生态区生态恢复
    • 李萌, 谭许脉, 肖纳, 徐浩成, 莫雪青, 张文, 尤业明, 黄雪蔓

      DOI: 10.5846/stxb202012223252

      Abstract:

      我国西南岩溶区石漠化严重,植被覆盖率低,土壤贫瘠。植被恢复作为一项重要的生态治理措施,在提高土壤养分有效性,增加生物多样性和改善生态环境等方面发挥着极其重要的作用。以广西马山县经过8年植被恢复的4种样地类型(降香黄檀纯林;顶果木纯林;降香黄檀/顶果木混交林;相邻的天然灌草丛作为对照组)为研究对象,探讨了引进固氮树种(降香黄檀和顶果木)及其种植模式对石漠化山区土壤磷素转化及其有效性的影响。研究结果表明:(1)降香黄檀/顶果木混交林土壤的有机质(SOM)、硝态氮(NO3--N)、有效磷(AP)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照(P<0.05);降香黄檀/顶果木混交林、顶果木纯林和降香黄檀纯林的全磷(TP)相比于对照组更易转化为AP,其中以降香黄檀/顶果木混交林的效果最佳。(2)相关分析结果表明,土壤NH4+-N、NO3--N和MBN与AP分别呈显著线性正相关(P<0.05),MBN与MBP呈极显著线性正相关(P<0.01)。(3)引种降香黄檀和顶果木后,各林分的土壤无机磷组分均发生变化,其中降香黄檀/顶果木混交林和顶果木纯林的各种无机磷含量显著增加(P<0.05)。(4)最后,冗余分析表明MBP、SOM和MBN可能是影响土壤无机磷组分变化的最主要因素(P<0.05)。本研究表明降香黄檀和顶果木在一定程度上能改善石漠化山区土壤的养分状况和提高土壤磷的有效性,其中以二者混交种植模式的效果最显著,以期为珍贵固氮树种在石漠化生态恢复与重建中的推广应用提供理论依据和实践支持。

    • 山水林田湖生态保护修复
    • 李京梅, 刘 娟

      DOI: 10.5846/stxb202101290313

      Abstract:

      生态修复是我国生态文明建设的重要内容。在对生态修复相关概念梳理的基础上,从公共物品治理视角对海洋生态修复主体、修复标准、修复路径及修复措施保障等关键环节进行论述,研究表明:污染和破坏者作为赔偿型海洋生态修复的主体,可通过自行修复和委托修复等方式,将受损海洋生态修复到破坏前的基线水平;国家作为补偿型海洋生态修复的主体,依据边际成本收益分析法确定最优修复规模,通过政府市场采购和创建市场等经济激励型路径实施生态修复以增加公众福利。未来我国海洋生态修复应重点关注修复的资金保障、监督制度以及生态修复的技术研发和修复完成后的成本收益评估等。

    • 学术信息与动态
    • 蓝 婷, 唐立娜, 徐智邦, 贾玉秋

      DOI: 10.5846/stxb202009012274

      Abstract:

      城市是地球上扩张速度最快的栖息地,城市的无序扩张被称为城市蔓延,城市蔓延带来了一系列社会和环境问题。为了应对城市蔓延所带来的问题,紧凑城市的相关理论逐渐得到重视。城市空间紧凑性度量研究是紧凑城市的主要内容之一,本文以Web of Science数据库为数据源,运用文献计量法绘制城市空间紧凑性度量研究知识图谱,梳理城市空间紧凑性度量研究脉络,以期指导未来的紧凑城市研究。主要有以下发现:(1)城市紧凑性度量指标的研究基本遵循由粗略到详细,由外部到内部,由形态到功能,由静态到动态,由二维到三维的认知过程;(2)城市功能紧凑性研究相比形态紧凑性研究较为不足,中国的可持续发展应更加关注城市的功能效率;(3)新兴众源地理信息数据可以作为遥感数据的重要补充以丰富未来城市紧凑度度量的研究。未来城市紧凑度度量指标应统筹微观和总体,并兼顾公平和效率。

    • 研究论文
    • 蒋涛, 郑文革, 余新晓, 贾国栋, 孜尔蝶.巴合提, 张欢, 王渝淞, 王玥璞, 丁兵兵

      DOI: 10.5846/stxb202010072553

      Abstract:

      干旱与半干旱地区,水分是限制树木生长的重要影响因子。由于降水稀缺且分配不均,叶片吸收水分是此地区树木吸收和利用小量级降水和凝结水的主要方式。北京山区处于易旱少雨的生态脆弱地带,森林植被经常遭受干旱胁迫,所以对该地区的森林系统而言,叶片直接吸收利用截留的降雨是干旱时期树木获得水分的重要途径。基于野外对比控制试验和室内盆栽模拟试验,选取北京山区的主要造林树种侧柏为研究对象,进行利用天然降雨与模拟降雨试验,研究降雨前后侧柏叶片吸水特征,探究侧柏在干旱环境下如何通过叶片吸水缓解干旱胁迫。结果表明:当侧柏长期处于干旱胁迫状态时,叶片可以利用降雨,从中获益用来缓解树木的干旱胁迫状态;叶片的吸水能力与降雨强度呈正相关关系,与土壤含水率呈负相关关系;重度干旱下侧柏植株在降雨强度为15 mm/h时叶片吸水现象最明显,叶水势变化最大为(1.18±0.17) MPa,叶片含水率变化最大为(8.47±1.00)mg/cm2;当土壤水率高于20.8%时,基本不发生叶片吸水现象。试验结果说明在干旱地区叶片吸水是树木除根系吸水外的重要水分来源方式,并且对干旱地区有效利用短缺水资源,减轻植物水分亏缺具有重要意义。

    • 简春霞, 赖帅彬, 周俊杰, 陈志飞, 杨 全, 陈 阳, 徐炳成

      DOI: 10.5846/stxb202010272753

      Abstract:

      黄土丘陵区退耕还林(草)工程已实施20年,了解草地现状对该区草地生态系统保护与恢复调控措施选择具有重要意义。以安塞纸坊沟小流域内22个草地群落为研究对象,基于Ward聚类和非度量多维度排序(NMDS)方法,对草地类型、结构及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)流域内草地共出现23科83种植物,其中禾本科、豆科和菊科物种重要值占比达75%—85%。草地可划分为狗尾草群丛、茵陈蒿群丛、甘草群丛、铁杆蒿群丛和白羊草群丛5类群丛。群丛间结构存在显著差异,狗尾草群丛盖度、地上生物量(AGB)、地下生物量(BGB)和根冠比均显著最低,但Shannon-Wiener指数和Pielou优势度指数均显著高于白羊草和铁杆蒿群丛。茵陈蒿、甘草与铁杆蒿群丛间AGB、BGB及多样性指数无显著差异。(2)功能群对群落结构产生显著影响,豆科矮草对AGB和BGB产生显著正效应,禾本科高草对BGB产生显著正效应,而菊科矮草对群落盖度与BGB产生显著负效应。(3)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量偏低(分别为6.21,0.82和0.53 g/kg),其中SOC和TN含量显著影响群丛物种组成、功能群和结构特征。总体而言,纸坊沟流域内草地恢复良好,后续调控措施选择应考虑草地群丛类型与土壤碳氮含量差异。

    • 郭艳菊, 马晓静, 许爱云, 史佳梅, 刘万龙, 许冬梅

      DOI: 10.5846/stxb202101140146

      Abstract:

      土壤水分作为土壤-植被-大气连续体的关键因子,对沙化草地的演化过程具有重要作用。为探讨宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分、物种丰富度指数及植被盖度的空间变异及其相互关系,以哈巴湖自然保护区沙化草地为对象,采用样线法自潜在沙化草地至重度沙化草地进行植被调查和土壤取样,通过经典统计学和地统计学分析,得出以下结果:0~100 cm各土层土壤水分含量、植被盖度和物种丰富度指数的分布范围分别为0.82%~28.22%、41.00%~93.00%和0.82~2.80,变异系数范围为0.20~0.48,均属于中等变异。各土层土壤水分和物种丰富度指数表现为中等的空间自相关性,植被盖度则表现为强烈的空间自相关性。Kriging插值结果表明,0~100 cm各土层土壤水分和植被盖度的空间插值图呈条带状和斑块状的梯度变化,物种丰富度呈斑块分布,自潜在沙化草地至重度沙化草地,表现为逐渐降低的趋势。相关分析表明,植被盖度与0~40cm各土层土壤水分呈显著正相关,与40~100 cm各土层土壤水分呈极显著正相关。宁夏东部风沙区沙化草地土壤水分含量总体较低,由于结构因素和随机因素的共同作用,随草地沙化程度的加重,表现为逐渐降低的梯度变化过程中出现局部升高的斑块格局,受土壤水分的影响,草地植被呈现出类似的空间分布特征。本研究结果可为草地沙化演变过程的定量化测度及干旱风沙区草地生态环境保护和建设提供理论依据。

    • 方青慧, 杨晶, 张彩军, 张倩, 苏军虎

      DOI: 10.5846/stxb202012253273

      Abstract:

      为明晰放牧对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)造丘活动的影响,于2019年5月、8月和10月分别对禁牧(No grazing,NG)、生长季休牧(Rest grazing in growing season,RG)、传统放牧(Traditional grazing,TG)和连续放牧(Continuous grazing,CG)4种放牧管理模式样地下高原鼢鼠的新鼠丘(2个月内形成)半径、高度、表面积和体积等进行测定,并分析其表面积、体积与土壤和植被生物量间的关系。结果发现:放牧管理模式显著影响了高原鼢鼠鼠丘形态特征,且具有季节性差异。NG下鼠丘的半径、表面积和体积最大,而CG下鼠丘的体积和表面积显著变小(P<0.05),在8月和10月,鼠丘半径在CG样地显著小于其他3种放牧模式样地(P<0.05);8月TG下鼠丘高度最高,而5月和10月NG下鼠丘高度最高,鼠丘高度在CG样地显著小于NG样地(P<0.05)。冗余分析2个排序轴几乎全部解释了土壤因子及地下生物量与鼠丘特征之间的关系,但各放牧管理模式下影响因子不同,NG样地的土壤容重(P<0.05)、土壤紧实度(P<0.01)和莎草科植物的地上生物量(P<0.01),RG样地的地下生物量(P<0.01)、土壤紧实度(P<0.01)和豆科植物的地上生物量(P<0.01),TG样地的禾本科和豆科植物的地上生物量(P<0.01),CG样地的土壤水分、地下生生物量、土壤紧实度(P<0.05)和莎草科植物的地上生物量(P<0.01)均显著影响了鼠丘的形态特征。可见,放牧会影响高原鼢鼠的鼠丘形态特征,进而对草地的演替产生不同的影响。

    • 生态系统服务专题
    • 张云兰, 邹绿柳, 潘良浩

      DOI: 10.5846/stxb202008192159

      Abstract:

      合理快速地评估红树林及其生态系统服务价值不仅是立法和管理的迫切需要,也是一个重要理论问题。迄今,89.19%的国内相关文献为个案研究,缺少国家层面的系统分析。经过文献梳理,形成了由24个指标组成的中国红树林价值评估指标体系。通过贴现折算各指标、定义红树林影响率函数,首次评估了中国红树林生态系统基准价值( )和红树林基准价值( )。结果表明,2019年 和 分别为98.74万元hm-2.a-1和216.79万元hm-2.a-1。在 中,红树林自身直接产生的价值占57.12%,红树林对林外湿地间接贡献的价值占42.88%。借助人均 比率,推算出中国东南沿海各省(区)的 介于59.84~149.90万元hm-2.a-1之间, 波动于131.39~329.12万元hm-2.a-1之间。2019年广西红树林单株林木的平均基准价值为103.78元a-1。在此基础上,通过树种、高度、自然度及生长地权重修正,可以计算出红树林任何单株林木的价值。最后,讨论了理论模型特征、基准价值代表性、不同区域红树林基准价值及管理应用建议问题。

    • 生态补偿与生态效益评估
    • 陈义忠, 乔友凤, 卢宏玮, 夏军

      DOI: 10.5846/stxb202010182654

      Abstract:

      长江中游城市群是长江经济带三大跨区域城市群支撑之一,实现该区域高效协同发展对于打造全国重要增长极具有重要意义。本文基于水-碳-生态足迹评估长江中游城市群资源环境压力,引入基尼系数分析城市群水-碳-生态足迹与经济、人口、水资源的平衡性,并构建深度神经网络模型预测水-碳-生态足迹的未来变化趋势。结果表明:长江中游城市群2000—2015年的人均生态足迹由1.98hm2增至4.06hm2,人均碳足迹由0.27hm2增至0.56hm2,年平均增幅分别为6.56%和6.5%;人均水资源生态足迹整体呈先下降后上升,最后趋于平衡的变化趋势;大部分城市的水资源超载指数为正值,总体水资源状况良好,湖南和江西水资源状况优于湖北。长江中游城市群面临巨大资源环境压力,且大部分来自于碳排放压力。研究期内,江西省资源环境压力由中上等级升至较高等级;湖南省资源环境压力基本处于高等级;湖北省资源环境压力均处于很高等级。城市群人口分布、经济发展、水资源分布与水-碳-生态足迹的匹配关系较差。从生态足迹角度来看,综合基尼系数均值为0.456,处于“一般不匹配”范围,研究期内呈现缓慢下降趋势,表明区域间整体协调性增强;从碳足迹角度来看,人口、GDP和水资源基尼系数均有逐年增加的趋势;综合水资源生态足迹基尼系数达到了0.421,处于“一般不匹配”范围;从资源环境压力角度来看,水资源基尼系数年均值达到0.774,处于“严重不匹配”范围;综合基尼系数逐年上升,处于“严重不匹配”范围。而足迹预测结果显示长江中游城市群未来的人均水-碳-生态足迹变化幅度较小,均值分别为1.01、0.74和5.04hm2,湖北的整体生态环境仍不理想。通过分析区域水-碳-生态足迹变化特征和发展平衡性,以期为长江中游城市群经济、环境和资源之间的协调发展提供科学依据。

    • 西藏退化高寒生态系统恢复与重建
    • 陈海生, 刘守平, 杨万勤, 梁国钱

      DOI: 10.5846/stxb202008112089

      Abstract:

      了解雅鲁藏布江大峡谷沿岸不同植被根际土壤细菌群落结构和多样性特征对于揭示该区植被与土壤的相互作用具有重要科学意义。本研究采用 Illumina Miseq 高通量测序技术,研究了雅鲁藏布江沿岸自然分布和生长的艾草 Artemisia argyi H. Lév. & Vaniot、白刺花 Sophora davidii (Franch)、八宝 Hylotelephium erythrostictum(Miq.)H. Ohba、黄刺玫 Rosa xanthina Lindl 等 4 种典型植被根际土壤细菌群落结构和多样性,并结合植物根际土壤养分含量进行相关性分析。雅鲁藏布江沿岸4种植物根际土壤中共有 28 门、84 纲、156 目、262 科、599 属土壤细菌,其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门是雅鲁藏布江岸边植物根际土壤的优势菌群,相对丰度较高,其次为拟杆菌门、芽单胞菌门、疣微菌门。在门水平上,4 种植物根际土壤细菌的群落结构组成表现为黄刺玫和艾草相似,而八宝和另外三种植物相差较大。土壤细菌 OTUs(操作分类单元)数和 Chaol 均以艾草为最高,其值分别是 6695 和 8000.02,而以白刺花为最低,其值分别是 4563 和 5113.66。根际土壤细菌多样性指数以黄刺玫为最高,而以白刺花为最低。雅鲁藏布江江岸植被根际土壤细菌物种组成丰富,所选的4种植物根际土壤细菌在门水平和纲水平上结构相似,但部分细菌相对丰度差异明显。各植物根际土壤细菌共有的 OTU 比率较低,而各植物特有的 OTU 比率则以黄刺玫根际土壤为最高,其次是艾草根际土壤,而以八宝根际土壤为最低。土壤 pH、土壤含水量、土壤有机质和总氮含量是影响建群种植物根际土壤优势细菌的主要因素。研究结果可为青藏高原高寒生态系统的稳定和保护提供理论依据。

    • 研究论文
    • 陈 斌, 刘筱玮, 贾 琳, 杨扬, 何 淼

      DOI: 10.5846/stxb202009202445

      Abstract:

      为探究4种鸭跖草科植物对不同光环境的适应能力,以紫鸭跖草、花叶水竹草、吊竹梅、绿叶水竹草4种植物为试验材料,利用遮光网设置5种光强梯度(分别为自然光强的100%、75%、50%、25%、5%),研究不同光强对4种植物生长和光合特性的影响。结果表明:随光强的减弱,4种植物的叶面积、比叶