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2024年 第43卷 第7期    刊出日期：2024-08-10

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2024, 43(7):  0. 

摘要 ( 18 )   PDF (509KB) ( 24 )  

种子生态学专栏

半干旱区沙生植物繁殖对策

刘志民

2024, 43(7):  1937-1940.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.021

摘要 ( 58 )   PDF (368KB) ( 67 )  

沙丘生态系统受到强烈的沙埋和风蚀干扰。虽然多数生态学家认为植物更倾向于借助繁殖对策适应干扰，但是沙生植物具备何种繁殖对策以适应风沙干扰鲜为人知。鉴于此，作者以生长在半干旱科尔沁沙地的典型沙生植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、乌丹蒿(Artemisia wudanica)、芦苇(Phragmites communis)、黄柳(Salix gordejevii)为研究对象，通过开展系统研究，阐释了沙生植物2种提高繁殖体可获得性机制（抗远距离传播和繁殖体持续供应）、2种无性繁殖适应机制（“固守型”机制和“游走型”机制）、4种风蚀适应机制（流动沙丘上的有性繁殖机制、丘间低地的有性繁殖机制、沙丘上的有性+无性繁殖机制、丘间低地的无性繁殖机制）、4种繁殖与风沙活动互馈机制（风蚀和沙埋促进沙丘植物有性繁殖机制、风蚀和沙埋促进丘间低地植物有性繁殖机制、风蚀和沙埋促进沙丘植物无性繁殖机制、风蚀和沙埋调整丘间低地植物无性繁殖机制）。本文对生长在半干旱区的沙生植物的适沙繁殖对策进行了概念化和体系化总结。








烟促种子萌发研究新进展

许宏力, 田亮, 杨晓菲, 聂强, 曹德昌

2024, 43(7):  1941-1950.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.022

摘要 ( 42 )   PDF (5349KB) ( 37 )  

野火是全球陆地生态系统植被更新的重要驱动力，野火伴生的烟气含有多种活性化合物，可以促进火后植物的种子萌发。传统观点认为，烟气中普遍含有纤维素热解产生的Karrikin类物质，是促进火后种子萌发的主要烟信号化合物。最新研究发现，木质素热解产生的丁香醛也可以促进火后植物的种子萌发。本文综述了烟信号化合物的发现历程，阐释了烟信号化合物与植物火后更新的生态相关性，并对植物烟信号适应性的演化进行了探讨。在此基础上，本文提出了烟促种子萌发研究领域仍待解答的一些科学问题，并对本领域的未来研究方向进行了展望。





捐赠土壤种子库在植被恢复中的应用研究进展

苏宇航, 王永翠, 阿拉木萨

2024, 43(7):  1951-1958.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.020

摘要 ( 28 )   PDF (1393KB) ( 36 )  

随着社会和经济的发展，受损生态系统的修复逐渐成为生态学研究的热点。捐赠土壤种子库的方法不仅利用了土壤种子库是潜在的植被群落的特性，同时还可以将土壤以及土壤原生生物群落引入受损生态系统中，以促进受损生态系统的恢复。本文总结了捐赠土壤种子库方法在植被恢复领域的应用进展，分析了捐赠土壤种子库方法相较于其他植被恢复技术的优点，梳理了捐赠土壤种子库方法的发展、实施捐赠土壤种子库的关键影响因素、捐赠土壤种子库方法存在的局限和难点，评述了现阶段捐赠土壤种子库方法实施上存在的问题。在此基础上，提出今后捐赠土壤种子库研究和应用的侧重点：应着重开展捐赠土壤种子库方法与其他植被恢复方法相结合的研究、开展捐赠源地土壤取土后的保护工作、开展捐赠土壤种子库方法应用后的保育措施开发以及对受捐赠区域开展长期动态监测等。





种子内生菌与植物互馈的生物学功能研究进展

李善家, 孙梦格, 雷雨昕, 王兴敏, 刘海锋

2024, 43(7):  1959-1965.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.028

摘要 ( 21 )   PDF (473KB) ( 24 )  

内生菌与宿主植物之间存在着互馈共生的关系。在种子萌发过程中，内生菌能够单独或者协作发挥各种生物学功能，并进一步参与宿主植物的生长过程。当种子内生菌适应宿主的共生环境后，它们会通过垂直传播的方式传递有益内生菌。本文以种子内生菌作为切入点，重点阐述其在合成植物激素、形成铁载体、溶解磷酸盐、产生ACC脱氨酶、固氮功能、对植物病原体的拮抗作用、合成次级代谢产物、产生活性氧等方面的重要研究进展，归纳总结了种子内生菌与植物互相获益的潜在机理，指出了未来植物-内生菌相互作用机制研究的重要方向。





土壤种子库与植被的关系：种子在生态系统恢复中的作用

李雪华, 季飞龙, 刘志民, 李晓兰

2024, 43(7):  1966-1972.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.035

摘要 ( 27 )   PDF (523KB) ( 35 )  

作为种子生活史过程的关键环节之一，土壤种子库能够有效链接过去植被的基因记忆和未来植被的发展趋势，具有追源植被演化机制、维持群落物种多样性和恢复生态系统等重要生态功能。本文基于种子生态学的发展现状，总结了全球陆域范围内多种生态系统土壤种子库的研究进展，剖析了土壤种子库与地上植被的物种相似性关系，以阐明群落构建机理、把握群落演替方向及科学指导生态恢复工程。研究区域或生态系统差异对土壤种子库与植被间关系特征影响不大，总体研究结果以低相似性为主，高相似性的研究案例相对较少。二者之间相似性关系可以用非生物过滤器、地点历史和种子生产的种间差异来解释。土壤种子库与植被间较低的相似性结果表明，土壤种子库对稳定生态系统目标物种的自然生态恢复作用可能较小。但土壤种子库作为自然恢复的种源基础，能够有效弥补人工生态恢复措施中存在的单一且不稳定的问题。如何基于土壤种子库特征并辅以相适配的人工措施才是退化生态系统恢复工程实施中亟需思考的关键问题。





种子扩散与休眠关系研究文献计量与进展综述

程生媛, 沈泽昊, 玉米提·哈力克, 田奥磊, 苏比努尔·沙吾尔丁

2024, 43(7):  1973-1980.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.023

摘要 ( 20 )   PDF (1094KB) ( 14 )  

在植物生活史中，种子扩散和种子休眠是物种为提高种子萌发率而进化出的生存策略，在时间和空间上规避从种子萌发到幼苗建成所遇到的风险，种子扩散与休眠之间的关系对于理解物种响应不同环境胁迫的进化选择具有重要理论意义。本研究从Web of Science核心合集中检索到1017篇1999—2022年期间发表的关于种子扩散与休眠等生活史策略的文献，运用文献计量学工具CiteSpace 6.2.R1和R软件的“bibliometrix”程序包提取样本文献数据，利用可视化手段展示了该领域年度发文量、发文国家、发文作者、关键词趋势等信息。根据对样本文献的统计分析发现：1）种子扩散与种子休眠之间显著负相关，显著性程度随环境和组织层次的变化表现出差异；2）某些荒漠植物为适应极端环境，进化出两种或两种以上形态的种子，不同形态的种子分别对应不同的扩散能力和休眠水平的组合，以提高种子扩散后的成活率，扩大种群范围；3）休眠使种子在扩散过程中保持活性，所以最佳扩散距离与休眠水平的权衡是物种繁殖策略领域探究的重要问题之一；4）种子的休眠和扩散特性及其他生活史策略具有协同进化特征，种子扩散与休眠之间的关系还受到环境温度、降雨量、种子数量和大小等因子的影响。种子休眠和扩散策略的进化目标均在于帮助物种应对生存环境的不可预测性，提高适合度，保持物种的更新繁衍能力。理解植物种子休眠与扩散的关系有赖于对植物生活史对策的联合探究。





外来植物种子特征对其入侵过程的影响

汪海洋, 周全来, 于航, 马瑛培, 曹伟, 张悦, 王永翠, 陈辉, 崔雪

2024, 43(7):  1981-1987.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.024

摘要 ( 26 )   PDF (886KB) ( 17 )  

外来植物经历引入、定植、归化和入侵阶段，成为入侵植物，严重威胁本地生态系统，造成重大的经济损失。外来植物种子对其入侵过程至关重要。本文通过综述利于外来植物引入、定植、归化和入侵过程的种子生活史、传播、生理和繁殖特征，发现：（1）外来植物的引入过程依靠种子的自体传播、风力传播、水力传播、动物传播、人为传播和多媒传播方式完成；（2）定植过程依赖种子的多种萌发、休眠和活力维持策略等生理特征；（3）归化过程依赖土壤种子库密度和持久性，利于在新生境逐渐建立稳定群落；（4）入侵过程依赖种子的传播、生理和种子库综合特征，提高植物入侵成功率。虽然入侵植物的种子特性对入侵植物的检疫、预测和防治具有重要意义，但基于种子特性的防控技术尚不成熟。因此，需要集中科研力量，研发阻止外来植物引入、定植、归化和入侵的技术，为外来入侵植物防除提供技术基础。





薇甘菊种群在海南扩张过程中种子大小和萌发性状的进化

朱彬, 黄乔乔

2024, 43(7):  1988-1994.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.029

摘要 ( 19 )   PDF (1858KB) ( 14 )  

入侵植物经常在新区域扩散，相对于入侵中心，入侵前沿的种群可能进化出不同的性状，如小种子、高萌发率、快速发芽等。本研究以海南扩散的26个薇甘菊(Mikania micrantha)种群为材料，研究其种子大小和萌发性状的进化模式。结果显示，薇甘菊种子萌发率均较高(70%以上)。薇甘菊种群盖度、频度和距入侵中心距离与野外采集和同质园实验收获种子的质量均无显著相关关系。种群盖度与野外采集种子的萌发率、萌发指数呈正相关关系，但与同质园实验收获种子的萌发率、萌发指数无显著相关关系；频度、距入侵中心距离与种子萌发率、萌发指数无显著相关关系。种群盖度、频度、距入侵中心距离与种子萌发速度均无显著相关关系。总体而言，薇甘菊种群在海南岛扩张过程中种子大小和萌发性状的进化规律不明显。





不同萌发阶段的羊草种子对干旱-复水的响应

李祎, 亓雯雯, 李绍阳, 李亚晓, 马红媛

2024, 43(7):  1995-2000.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.034

摘要 ( 25 )   PDF (708KB) ( 19 )  

干旱胁迫对不同萌发阶段种子的作用直接影响到植物的定植和生长发育。本研究对萌动、发芽和生长阶段的羊草种子进行不同时间的干旱胁迫后复水，分析了不同萌发阶段种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果表明：复水后，干旱胁迫发生在萌动阶段的羊草种子萌发率为30%～56%，发生在发芽阶段为7%～33%；生长阶段进行干旱胁迫前萌发率为31%～62%，但干旱胁迫会造成羊草幼苗死亡，导致最终存活率为2%～41%，因此相同干旱胁迫强度对不同萌发阶段种子萌发率的影响程度为：生长阶段＞发芽阶段＞萌动阶段。此外，随着萌发期干旱胁迫时间的延长，种子萌发率呈下降趋势，超出种子所能承受的范围时，已萌动的种子也会死亡，且死亡率随干旱胁迫天数的增加呈上升趋势。萌动阶段的羊草种子干旱6 d后复水发芽率与对照没有显著差异，而发芽阶段干旱2 d发芽率显著降低，生长阶段羊草幼苗耐干旱天数阈值为6 d。本研究揭示了干旱胁迫对不同萌发阶段羊草种子的不利影响，需要制定有效的管理策略来减轻干旱对植物生长和生存的影响。





植物-土壤反馈对西南亚高山森林4种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响

刘露, 赵文强, 梁婷, 夏瑞雪, 刘庆

2024, 43(7):  2001-2009.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.019

摘要 ( 21 )   PDF (2184KB) ( 22 )  

种子萌发和初生幼苗生长存活对于植物能否成功定居至关重要，其常受到生物、非生物环境的影响。植物-土壤反馈是植物通过有机质周转、根际效应等影响土壤性质，而土壤性质的变化反过来影响该物种或其他物种的生长、定居以及植物群落组成的一种新的研究概念，对理解物种定居、植被恢复具有重要作用。本研究以西南亚高山森林恢复演替早期常见4种草本优势种为对象，采用室内盆栽实验，从植物-土壤反馈角度探究植物在不同演替阶段土壤中的种子萌发、幼苗生长特征，为科学指导恢复初期群落物种搭配、提高草地生产力提供理论依据。结果表明：小花草玉梅（Anemone rivularis）种子发芽率在自土中显著高于波伐早熟禾（Poa poophagorum）土壤，可能与该物种对土壤硝态氮的较高的利用率和伯克氏菌科细菌相对丰度较大有关。波伐早熟禾幼苗和溚草（Koeleria macrantha）幼苗在小花草玉梅、莓叶委陵菜（Potentilla fragarioides）土壤中的生长为负反馈，小花草玉梅、莓叶委陵菜土壤中存在较多的被孢霉科真菌，可通过加速凋落物分解、调节根际细菌群落来促进植物生长。溚草、小花草玉梅、莓叶委陵菜幼苗在波伐早熟禾调节土壤中的生长均为负反馈，土壤有机碳、硝态氮可间接调控细菌、真菌群落从而对幼苗生物量产生促进作用。结果显示，草本幼苗比种子更容易出现负反馈，土壤有机碳、有效氮和土壤微生物能直接或间接调控草本植物定居。





不同苜蓿品种种子发芽对温度和模拟干旱的响应：基于积温和水势模型的分析

郑艳, 赵明, 张红香

2024, 43(7):  2010-2017.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.025

摘要 ( 27 )   PDF (3031KB) ( 13 )  

积温模型用于研究种子在低于和高于最适温度下的发芽响应，水势模型用于描述发芽速度与水势之间的关系。为了研究和比较不同苜蓿品种的发芽对温度和模拟干旱的响应，本研究以北方育成的6个苜蓿品种——敖汉苜蓿、东苜1号、甘农3号、公农1号、龙牧803号紫花苜蓿和草原3号杂花苜蓿为对象，以聚乙二醇（PEG 6000）模拟干旱条件，设置8个温度（5、10、15、20、25、30、35和40 ℃）和6个水势（0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8和-1.0 MPa），开展发芽试验。结果显示：不同苜蓿品种对温度和干旱的响应不同。6个苜蓿品种的萌发最低温在-2.3～6.2 ℃，草原3号最低，龙牧803号最高。所有苜蓿品种在20 ℃或35 ℃萌发最快，40 ℃高温显著抑制苜蓿发芽。萌发最低水势在-0.91～-0.68 MPa，敖汉苜蓿萌发最低水势最低，甘农3号萌发最低水势最高，-0.8和-1.0 MPa显著抑制了所有苜蓿品种的发芽。从种子发芽响应的角度，草原3号和公农1号的抗寒性较高；敖汉苜蓿和龙牧803号的抗旱性较强。这些结果为苜蓿栽培和选育提供了重要信息。





外源钙对镉胁迫下荻种子萌发和幼苗生长的影响

梁晓宁, 梁爽, 梁宇鹏, 张杰

2024, 43(7):  2018-2025.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.001

摘要 ( 19 )   PDF (2065KB) ( 10 )  

钙作为一种必需元素，对植物根系发育、茎叶生长、细胞壁的合成等具有重要作用。本研究以能源植物荻（Miscanthus sacchariflorus）作为对象，通过种子萌发实验，比较250 μmol·L^-1 Cd胁迫下外源Ca的加入对植物种子萌发、生长参数、抗氧化酶活性、膜损伤程度、光合色素和渗透调节物质含量等的影响，探讨外源Ca对Cd胁迫诱导的种子萌发受阻和幼苗氧化损伤的缓解作用。结果表明：250 μmol·L^-1 CdCl₂胁迫导致植物体内的ROS含量增加，细胞的氧化损伤程度加重，致使荻的萌发指标显著下降，幼苗生长受到明显抑制；外源Ca的加入则能够通过增强脂肪酶和蛋白酶活性，将荻种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数提高至单独Cd胁迫的1.22、1.33、1.32和1.96倍；通过减少植物对Cd的摄入、增加游离脯氨酸含量、维持膜稳定性等途径减弱Cd诱导的氧化损伤，缓解Cd诱导的植物根长、鲜重、光合色素含量减少的情况，降低荻幼苗体内的SOD、POD、CAT活性；其缓解作用随外源Ca浓度增加表现出先增强后减弱的变化趋势，5 mmol·L^-1 CaCl₂处理时缓解Cd胁迫的效果最好。这为今后利用Ca化合物修复Cd污染土壤提供了一定的科学依据。





赤霉素对珍稀濒危植物银缕梅种子萌发及幼苗生长的影响

阳艳芳, 罗来开, 丁聪, 尹明月, 翟伟, 赵凯

2024, 43(7):  2026-2032.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.002

摘要 ( 28 )   PDF (1012KB) ( 16 )  

银缕梅（Parrotia subaequalis）现为中国Ⅰ级保护植物，其自然条件下种子萌发率较低。为提高种子利用率，探究赤霉素对银缕梅种子萌发及幼苗生长的影响，本研究通过对野外采集的银缕梅种子进行不同浓度赤霉素（GA₃）浸种实验。实验分别采用浓度为0、600、800、1000和1200 mg·L^-1的GA₃浸泡48 h，而后测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数、成苗率以及不同时期幼苗的茎长、胚根长、侧根数、叶片数、鲜重等指标。结果表明：适宜浓度GA₃浸种后银缕梅种子发芽率、发芽势、发芽指数和成苗率均有提高；GA₃浓度为800 mg·L^-1时，银缕梅种子萌发率最高，达81.1%，成苗率为92.67%，发芽势和发芽指数分别为36.67%、24.94；幼苗在GA₃浓度为800 mg·L^-1的浸种条件下长势最佳，90 d后平均茎长为65.92 mm，胚根长44.84 mm，根数11.6，叶片数4.2片，鲜重0.444 g，与对照组相比差异显著（P<0.05）；在银缕梅的人工繁育过程中，可以使用适宜浓度的GA₃处理，提高种子的萌发率，缩短萌发时间。





不同种类大黄萌发及幼苗内源激素与非结构性碳水化合物对温度与渗透胁迫交互的响应

李媛媛, 王多一, 高静, 张岗, 杜弢, 郭柳, 宋忠兴, 唐志书, 王楠

2024, 43(7):  2033-2045.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.003

摘要 ( 23 )   PDF (6346KB) ( 5 )  

为探讨不同温度下干旱与盐胁迫对3种大黄种子萌发和幼苗生长的影响，以聚乙二醇6000和NaCl分别模拟不同强度的干旱和盐胁迫，纯水处理为对照组(CK)，分别置于3种温度(10、20、30 ℃)的人工气候箱内培养。结果表明：20 ℃各处理下3种大黄的最终发芽率和发芽势均较高，30 ℃与干旱或盐的交互胁迫会抑制大黄种子萌发且不成苗；10 ℃时，随盐胁迫的加剧掌叶大黄地上和地下部分的脱落酸(ABA)含量呈升高趋势；20 ℃时，随干旱、盐胁迫的加重掌叶大黄地上和地下部分赤霉素(GA)、生长素(IAA)含量均呈降低趋势，且随干旱加剧3种大黄地上/地下非结构性碳水化合物（NSC）呈先降低后升高的趋势；10 ℃和20 ℃下，随盐胁迫加剧药用大黄地上GA/地下GA呈先升后降的趋势，地上IAA/地下IAA为先降后升的趋势，而随干旱加剧掌叶大黄和唐古特大黄的地上和地下部分NSC含量呈先增后减的趋势；不同处理下药用大黄的萌发指标低于其他2种大黄，表现为更易受到温度和干旱胁迫的影响；20 ℃为3种大黄萌发适宜温度，高温会加剧渗透胁迫对大黄种子萌发和幼苗生长的危害而适宜的温度能对渗透胁迫起到一定的缓解作用；大黄通过调节不同部位的可溶性糖和淀粉含量及其比例以保持细胞渗透平衡，通过调整激素含量与分配模式维持生理与代谢活动以缓解逆境危害。





研究论文

华北落叶松人工林不同林隙径高比下冠层特征及其对幼苗幼树生长的影响

张宇, 冯泳翰, 赵怡, 闫珏, 朱景康, 常晨隆, 梁文俊, 魏曦

2024, 43(7):  2046-2054.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.042

摘要 ( 17 )   PDF (2143KB) ( 16 )  

为明确关帝山华北落叶松人工林林隙径高比现状，探究不同等级林隙径高比的冠层结构、光照因子及其对林隙下更新的幼苗幼树生长的影响，本研究划分I（0.1～0.4）、II（0.4～0.7）、III（0.7～1.0）、IV（1.0～1.3）和V（1.3～1.6）5个林隙等级，分析不同林隙等级下冠层结构和光照因子的变化规律、冠层结构与光照因子之间的相关性、对幼苗幼树更新密度和生长指标的影响以及冠层结构和光照因子对幼苗幼树的相关性。结果表明：华北落叶松林隙径高比结构范围大致分布在0.17～1.52，在0.4～0.7范围内林隙数量最多；林冠开阔度（CO）、直接辐射（T_tdr）、散射辐射（T_tdf）和总辐射（T_tot）随林隙径高比等级的增大呈现逐渐升高的趋势，而叶面积指数（LAI）随林隙等级增大呈现逐渐下降的趋势，在相同径高比等级下服从总辐射＞散射辐射＞直接辐射的规律；华北落叶松幼苗在I级生长指标最大（平均地径为2.40 cm、平均高为2.69 m），幼树在林内（CK）时生长指标最大（平均地径为4.15 cm、平均树高为5.04 m），在V级时次之（平均地径为3.41 cm、平均高为3.34 m）；云杉幼苗幼树在IV级生长指标最大（幼苗平均地径为1.31 cm、平均高为0.47 m；幼树平均地径为4.03 cm、平均高为2.89 m）。研究表明，林隙径高比结构处于V级时冠层结构及光照环境条件最好，处于I、V和IV级能够为华北落叶松林隙下幼苗幼树的建立营造良好的生存环境。





南盘江流域次生林中枯倒木的数量和结构特征

李杰, 李远发, 韦丽婷, 刘通

2024, 43(7):  2055-2065.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.041

摘要 ( 21 )   PDF (4002KB) ( 13 )  

枯倒木是森林演替过程中的必然产物，在维持森林生态系统的稳定、平衡和生物多样性中扮演重要角色。其形成原因和分解过程已有不少研究，但很少涉及数量和结构。本研究在中国西南地区南盘江流域的松栎混交林中建立3块面积分别为80 m×80 m、100 m×60 m和80 m×70 m的固定样地，依据现存状况将枯倒木分为DCs-Ⅰ、DCs-Ⅱ、DCs-Ⅲ、DCs-Ⅳ和DCs-Ⅴ 5个分解等级，统计了每个分解等级的物种丰富度、株数和蓄积，并用林分空间结构参数(角尺度，uniform angle index，W；混交度，mingling，M；大小比数，dominance，U)分析它们的空间结构特征。结果表明：乔木的丰富度高，但株数少，对蓄积量的贡献大。灌木的丰富度低，但株数多，对蓄积量的贡献少；随着分解等级的增加，枯倒木的株数和蓄积呈增加或先增后减的趋势。种间的分解状况差异很大；枯倒木以中小径阶个体为主，大径阶个体较少；枯倒木的大小分化均衡(U=0.49～0.50)，整体处于中低度混交(M=0.38～0.62)和轻微聚集(W=0.55～0.58)状态；随着分解等级的增加，枯倒木大小分化加剧。这些结果展示了南盘江流域次生林中枯倒木的组分、数量和空间结构特征，并暗示其分解程度与树种、个体大小以及空间属性相关，为粗木质残体的科学管理提供依据。





放牧强度对宁夏盐池荒漠草地土壤与植被恢复的影响

贾继宝, 代惠萍, 刘恒青, 田超, 孙权, 魏树和, LIDIA Skuza

2024, 43(7):  2066-2074.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.039

摘要 ( 23 )   PDF (3417KB) ( 12 )  

以宁夏盐池县荒漠草原为研究对象，设置3个放牧强度：围栏封育（NG，no grazing）、中度放牧（MG，moderate grazing）、重度放牧（HG，heavy grazing），运用主成分分析与路径分析对草地质量进行综合评价，比较不同放牧条件下草地植被和土壤理化性质的差异，以期为退化草地生态系统恢复与重建提供理论指导。结果表明：NG处理下草地植被生物量较MG和HG处理分别提高10.78%和74.85%，植被高度与盖度显著提高31.21%～131.27%和26.03%～93.29%。NG处理的土壤机械稳性团聚体以粒径>0.25 mm的大团聚体为主，HG处理以<0.25 mm的微团聚体为主，不同放牧处理的土壤水稳性团聚体粒径>0.25 mm的大团聚体占比、表层土壤水稳性团聚体的平均质量直径和几何平均直径大小依次为：NG>MG>HG；NG处理下的土壤供肥潜力、土壤供肥强度和土壤综合质量显著高于HG。综上所述，围栏封育下的草场植被、土壤结构和肥力恢复效果更好，对土壤的综合质量有明显的改善作用，是适合的草地生态恢复措施。



天山西段北麓主要草地类型的地上生物量时空分布格局

杨永强, 张青青, 徐海量, 林涛, 管廷贤, 刘兴义

2024, 43(7):  2075-2082.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.014

摘要 ( 20 )   PDF (3544KB) ( 10 )  

以天山西段北麓草地生态系统为研究对象，通过2012—2021年实际调查并结合遥感影像数据对不同类型草地的地上生物量时空变化进行分析。结果表明：温性草原、温性荒漠草原、温性草原化荒漠和温性荒漠草地地上年均生物量分别为114.65±18.04、58.67±8.49、46.56±7.34、57.74±8.57 g·m^-2。空间上，随纬度自北向南方向生物量呈现高低高的分布模式，随着经度的增加，生物量由西向东方向呈显著降低的趋势（P<0.05）；草地地上生物量在空间上随着海拔升高而增加，时间上随时间推移整体呈下降趋势，其中山地草甸类下降最为显著（P<0.05）。分析该区域草地生物量时空变化可为天山西段北麓草场资源的可持续利用和畜牧业的发展提供指导。





山西黎城野生萱草群落特征及稳定性

李志娟, 李素清

2024, 43(7):  2083-2092.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.013

摘要 ( 20 )   PDF (3247KB) ( 15 )  

为了解野生萱草群落组成与多样性的变化，本研究在进行野生萱草群落样方调查的基础上，整合TWINSPAN分类和DCA排序、α与β多样性、Godron群落稳定性等方法，分析了山西黎城野生萱草群落特征及稳定性。结果表明：（1）TWINSPAN分类将该区野生萱草群落72个样方划分为两大类12个野生萱草群丛类型。（2）样方的DCA第一、二排序轴显示了不同野生萱草群丛优势种和物种多样性的梯度变化，沿DCA第一轴从左至右，共有优势种由以北萱草为主的群丛（Ⅷ-Ⅺ）逐渐转变为以黄花菜为主的群丛（Ⅰ-Ⅶ、Ⅻ）；沿第二轴从上到下，群丛物种多样性呈递减趋势。72种植物DCA排序和样方DCA排序的变化趋势基本一致。（3）12个群丛的Shannon和Simpson多样性指数、Patrick和Margalef丰富度指数差异明显，且其变化趋势基本一致；群丛相似性的S-rensen系数与Jaccard系数变化趋势基本一致，12个群丛的物种组成和生境条件均存在一定程度的差异。（4）12个群丛不稳定，且群丛多样性与稳定性关系不一致。综上，黎城野生萱草群落不稳定，受生境条件和人为干扰（旅游、放牧等）影响较大，未来应加强其种质资源的科学保护。





稀土尾矿王草产量和根系生长对施肥的响应

邱静芸, 雷小文, 连海, 郭海宁, 陈荣强, 欧翔, 钟云平, 张强, 吴丽娟

2024, 43(7):  2093-2101.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.044

摘要 ( 22 )   PDF (1408KB) ( 15 )  

研究施肥处理对稀土尾矿植物生长的影响，可为尾矿废弃地的生态治理和饲草生产提供理论支撑。本研究以王草为试验材料，设置6组施肥处理，分别为对照组（CK）、沼液组（T1）、牛粪组（T2）、牛粪+沼液组（T3）、蚯蚓粪组（T4）和蚯蚓粪+沼液组（T5），测定不同施肥处理下王草的农艺性状、产量、根系生长指标，分析不同施肥处理对王草地上和地下的影响。结果表明：与CK组相比，施用有机肥后，王草年鲜草产量提高4.57%～1066.11%，其中T5组鲜草产量最高，种植第二年达83.26 t·hm^-2，T2、T3、T4、T5四组株高、分蘖数和茎粗均较对照组显著增加（P<0.05）；同时，施用有机肥后，王草根长、根尖数、交叉数均显著增加（P<0.05），其中T5组根长最长且交叉数最多，分别为CK组的1.79倍和2.55倍；T5组根系生物量显著增加（P<0.05），为2.52 g；施用有机肥后，王草细根（0～0.5 mm径级）根长和根尖数显著增加（P<0.05），根系构型趋向于鱼尾状结构。相关性分析发现，鲜草产量与根系长、根系生物量和0～0.5 mm径级根长呈极显著相关（P<0.01），与0～0.5 mm径级根根尖数和拓扑指数呈显著相关（P<0.05）。综上，有机肥可提高王草鲜草产量，促进根系生长，蚯蚓粪沼液组合效果更优，是王草植物修复稀土尾矿的最佳施肥处理。





氮添加加剧了海南岛尖峰岭热带山地雨林次生林植物生长的磷限制

游慧敏, 查苏娜, 吴桂林, 陈德祥, 张涛, 旷远文, 吴建辉, 周璋

2024, 43(7):  2102-2108.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.040 〖JB)〗〖MM)〗

摘要 ( 21 )   PDF (1156KB) ( 9 )  

人类活动改变了生态系统中氮（N）和磷（P）的有效性，正深刻影响着生态系统的养分循环。本研究以海南尖峰岭热带山地雨林原始林和次生林为对象，通过11年野外氮（N）、磷（P）和氮+磷（NP）添加实验，量化氮、磷添加对土壤和植物叶片N、P含量的影响，探讨热带森林的养分限制格局。结果表明：N添加对原始林和次生林土壤和叶片N、P含量均无显著影响；P和NP添加显著提高了原始林和次生林土壤有效P含量，而对叶片N、P含量无显著影响；自然条件下原始林和次生林叶片N∶P均超过16，P与NP添加均显著降低了两种林型叶片N∶P；N添加显著增加了次生林叶片N∶P，而对原始林叶片N∶P影响不显著；次生林中土壤有效N和土壤有效P呈显著负相关，原始林中两者关系不显著，而两种林型中叶片N∶P均与土壤有效P呈显著负相关。上述研究结果表明：尖峰岭热带山地雨林原始林和次生林植物生长均受P限制，P添加可以有效缓解P限制；N添加加剧了热带山地雨林次生林的P限制作用。该研究为增进全球变化背景下的生态系统养分限制格局的了解提供重要的参考依据。





模拟氮沉降对毛竹根际土壤丛枝菌根真菌群落组成和多样性的影响

孙继磊, 施曼, 赵明水, 李全, 宋新章

2024, 43(7):  2109-2117.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.033

摘要 ( 19 )   PDF (1512KB) ( 18 )  

毛竹(Phyllostachys edulis)作为国内经济价值最高的竹种，其主要分布区是我国氮(N)沉降较为严重的地区。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)作为毛竹根系和土壤之间的重要纽带，其对氮沉降的响应机制还不清楚。为揭示毛竹根际土壤AMF群落组成和多样性对氮沉降的响应规律与潜在驱动因子，本研究模拟不同氮沉降水平(低氮(N30)、中氮(N60)、高氮(N90)和对照(N0))，测定不同氮沉降水平下毛竹根际土壤理化性质，提取根际土壤微生物总DNA并采用AMF特异性引物对(AMV4.5NF和AMDGR)对真菌18S rRNA基因进行扩增子测序。结果表明：N60处理下土壤全磷、全氮、碱解氮以及有机质含量显著高于其他处理，N30处理显著提高了土壤有效磷含量；与对照相比，氮沉降处理显著降低了土壤含水量，且土壤pH随氮沉降水平的增加逐渐降低。氮沉降改变了毛竹根际土壤AMF群落组成，在属水平上，AMF以球囊霉属为主(96.20%～99.70%)；在种水平上，氮沉降显著增加了虚拟种(Virtual taxa, VT)—sp. VTX00219的相对丰度，其相对丰度随氮沉降水平的增加从4.32%分别增加至38.00%、36.64%和33.93%；sp. VTX0089的相对丰度随氮沉降水平的增加从41.78%分别降低至1.56%、2.39%和0；sp. VTX00370的相对丰度随氮沉降水平的增加从12.86%分别降低至0.39%、1.31%和1.25%。毛竹根际土壤碱解氮、pH和含水量是影响总AMF群落组成的主要环境因子。此外，氮沉降改变了毛竹根际土壤AMF群落的α多样性，N60处理显著提高了AMF群落的α多样性，而N90处理显著降低了AMF丰富度，其关键驱动因子随着氮沉降水平的增加从土壤碱解氮和有效N∶P转变为土壤pH。本研究有助于我们更好地认识氮沉降对毛竹根际土壤AMF群落特征的影响，为探索毛竹林可持续经营提供科学参考。





淹水对丹江口库区新增消落区土壤养分的影响

王恺丽, 李潜, 李林洋, 葛乐, 陈鹏, 袁晓良, 张小全, 李志国, 刘毅

2024, 43(7):  2118-2126.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.032

摘要 ( 21 )   PDF (2373KB) ( 13 )  

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，水库大坝加高引起的水位变化深刻影响库区消落区湿地生态系统功能。以丹江口库区新增消落区为研究对象，采集淹水前后消落区不同土地利用方式的土壤，探讨淹水对丹江口库区新增消落区土壤养分的影响。结果表明，淹水影响新增消落区不同土地利用方式和不同高程的土壤养分含量。淹水前，不同土地利用方式土壤综合养分指数处于Ⅰ～Ⅱ级水平，顺序依次为弃耕区>自然恢复区>乔木区>灌木区>农田区；淹水后，土壤综合养分指数提升到Ⅱ～Ⅲ级水平，其中，乔木区综合养分指数最高，依次为灌木区、农田区、自然恢复区和弃耕区。土壤综合养分指数的空间分布表明，高程和土地利用方式共同影响新增消落区土壤质量，基于自然的人工植被恢复有利于新增消落区生态功能的快速恢复，保证库区水质的安全。





顶坛花椒衰退对生长、结实和养分储存的影响

陈翠萍, 周美玉, 周朝彬, 王景燕, 龚伟

2024, 43(7):  2127-2133.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.011

摘要 ( 20 )   PDF (794KB) ( 10 )  

在黔西南喀斯特石漠化地区，顶坛花椒出现大量雄花分化，表明无融合生殖为主的顶坛花椒人工林出现了衰退现象，然而其生长、结实以及养分特征尚不清楚。本研究以贵州省关岭县顶坛花椒为对象，测定了正常开雌花植株（Np）与衰退雄花植株（Dp）新梢生长、各器官生物量以及养分含量特征，分析了衰退对资源在生长、养分储存和生殖间分配的影响。结果表明，Np的果实生物量显著高于Dp（P<0.05），一年生枝和叶片生物量显著低于Dp（P<0.05）。雄花芽中氮、磷、钙及可溶性蛋白含量显著低于雌花芽（P<0.05），花芽中钙含量与氮、磷、钾和镁含量呈显著负相关（P<0.01）。雌花序长度显著高于雄花序（P<0.05），Np的新梢长度及单位多年生结果母枝上新梢抽生数量显著低于Dp（P<0.05），尽管Np根系和枝干养分含量显著高于Dp（P<0.05），但种子粗蛋白却显著低于Dp（P<0.05）。本研究表明，开雄花的顶坛花椒显著改变资源在生长、结实和养分储存间的分配，反映该植物对石漠化区域养分胁迫环境的适应。





不同滴灌方式下生物炭对采煤沉陷区花生根系形态及土壤无机氮的影响

陈东, 周欣, 姜浩, 郑俊林

2024, 43(7):  2134-2142.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.005

摘要 ( 18 )   PDF (1474KB) ( 10 )  

采煤沉陷区复垦是采煤区难点问题之一。为探究采煤沉陷区不同滴灌方式和生物炭用量对花生增产的影响，于2021年和2022年开展田间试验，采用裂区试验设计，主区为灌溉方式，分别设置膜下滴灌（M）和浅埋滴灌（Q）两种方式，副区为生物炭施用量，分别设置0（B₀）、10（B₁₀）和20（B₂₀） t·hm^-2三个水平，研究了不同灌水方式和生物炭施用量对花生根系生长、干物质及氮素积累量、产量及土壤无机氮含量的影响。结果表明：与浅埋滴灌相比，膜下滴灌显著提高了花生根长、根体积、根表面积、饱果期干物质积累量、百仁质量、百果质量及产量，但显著降低了土壤铵态氮和硝态氮含量；膜下滴灌处理下花生产量、百仁质量和百果质量较浅埋滴灌分别提高了14.9%、8.9%和6.3%。随着生物炭用量的增加，花生根长（苗期除外）、根体积（苗期和结荚期除外）、根表面积（苗期除外）、饱果期干物质积累量、百果质量、百仁质量及产量均呈先增后减的趋势，生物炭施用量为10 t·hm^-2时达到最大值，B₁₀处理花生产量较B₀处理提高了19.8%。土壤铵态氮含量随生物炭用量的增加逐渐降低（花针期除外），而硝态氮（花针期除外）和植株氮素积累量则随生物炭用量的增加逐渐增加；MB₁₀处理下花生根长、根体积（结荚期除外）、根表面积（苗期除外）、饱果期干物质积累量、百果质量、百仁质量及产量均为最优，产量较QB₀处理提高了38.8%。花生产量、百仁质量及百果质量与根长、根表面积呈显著正相关，百果质量与土壤铵态氮和硝态氮含量亦呈显著正相关。综上，膜下滴灌条件下，施用10 t·hm^-2生物炭处理促进花生根系生长，提高植株对土壤无机氮素的吸收，进而增加干物质积累并最终提高产量。研究结果可为采煤沉陷区土地复垦提供技术支撑和理论参考。





不同马铃薯品种对桃蚜发育和繁殖的影响

孔利利, 张克信, 张强艳, 陶妍, 刘慧萍, 刘长仲

2024, 43(7):  2143-2149.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.006

摘要 ( 28 )   PDF (2096KB) ( 13 )  

为探索不同马铃薯品种对桃蚜生命表参数的影响，为马铃薯品种抗蚜性评价及桃蚜预测预报与综合防治提供依据，在室内观察了桃蚜在“荷兰15号”、“陇薯10号”及“陇薯14号”三个马铃薯品种上的生长发育参数；通过建立特定年龄阶段两性生命表，分析了不同马铃薯品种对桃蚜生长发育、存活率、繁殖力、寿命期望值(e_xj)、繁殖值(v_xj)及种群参数的影响。结果表明：与桃蚜取食“陇薯14号”相比，取食“荷兰15号”后的发育历期较长、寿命较短、繁殖力较低、寿命期望值较短、繁殖值较低；取食“荷兰15号”的蚜虫净增殖率、内禀增长率与周限增长率均低于取食“陇薯10号”和“陇薯14号”，平均世代周期和种群加倍时间则长于取食“陇薯10号”、“陇薯14号”；桃蚜对不同马铃薯品种适应能力不同，“荷兰15号”对桃蚜的抗性显著强于“陇薯10号”和“陇薯14号”。





化肥减量配施不同有机肥的植烟土壤-微生物碳氮磷生态化学计量特征

余顺平, 熊于斌, 杨娅, 俞海冰, 胡良松, 黄琳, 汤利

2024, 43(7):  2150-2157.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.010

摘要 ( 30 )   PDF (1484KB) ( 19 )  

探明化肥减量合理配施不同有机肥的土壤微生物生物量碳氮磷及其生态化学计量特征，明确农田生态系统生产力与养分供应之间的平衡效应，对促进云南高原特色农业产业的高效绿色发展具有重要意义。本研究以连续9年的植烟土壤为对象，进行长期定位施肥试验。试验设不施肥（CK）、当地常规推荐施肥（100%化肥，CF₁）、化肥减量20%（CF₂）、化肥减量20%配施有机肥（OF）和化肥减量20%配施生物有机肥（BF）处理。分析比较植烟土壤微生物生物量碳氮磷及生态化学计量比，探讨其化学计量内稳性指数。结果表明，与常规推荐施肥处理相比（CF₁），化肥减量20%配施有机肥处理（OF）和配施生物有机肥处理（BF）均显著提高土壤碳氮磷含量及微生物生物量碳氮磷，且土壤C∶N、C∶P、N∶P和微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P呈降低趋势。回归分析表明，微生物生物量C、N、P、C∶N和N∶P的内稳性指数1/H均≥0.75，具有敏感型特征。冗余分析表明，植烟土壤微生物生物量C、N、P与土壤C、N、P含量呈显著或极显著正相关，微生物生物量C∶N、C∶P与土壤C、N、P含量呈极显著或显著负相关，表明化肥减量配施不同有机肥对植烟土壤C、N、P的改变直接导致微生物生物量C、N、P化学计量比的改变。综上所述，连续化肥减量20%配施不同有机肥能不同程度提高植烟土壤养分含量，对于维持土壤碳氮磷及微生物生物量碳氮磷化学计量平衡、提高土壤肥力具有重要作用。





园林废弃物生物炭对镉胁迫下油菜生理及光合荧光特性的影响

霍瑞朋, 张召娣, 徐雪芹, 王子铭, 刘曰华, 绳易坤, 宋香媛, 王子越, 王巨媛

2024, 43(7):  2158-2165.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.015

摘要 ( 21 )   PDF (1373KB) ( 15 )  

为探究改性园林废弃物梧桐生物炭对镉污染土壤下油菜生理特性影响的作用机制，本研究采用盆栽试验，设置5个不同处理：CK、Cd、壳聚糖+Cd（K+Cd）、生物炭+Cd（C+Cd）、壳聚糖改性生物炭+Cd（Kc+Cd），测定油菜的生理、光合荧光特性。结果表明，壳聚糖、生物炭、壳聚糖改性生物炭的应用均对镉胁迫下油菜抗氧化系统（过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD））及渗透调节物质（丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖、可溶性蛋白）有积极作用。改性生物炭处理后对比镉处理油菜SOD活性下降28.1%；可溶性糖、可溶性蛋白含量分别增加187.7%、32.7%（P<0.05）；有效提高叶绿素合成，光饱和点（L_SP）、表观量子效率（A_QY）、最大净光合速率（P_max）和暗呼吸速率（R_d）等光合指标上升；最大荧光（F_m）、可变荧光（F_v）、PSⅡ最大光化学效率F_v/F_m、电子传递效率（ETR）、实际光化学效率产量（YⅡ）、光化学猝灭系数（qP）等荧光参数上升。壳聚糖、生物炭、改性生物炭均可减轻重金属诱导油菜的氧化应激，对镉胁迫下油菜光合特征、荧光特性有着促进作用，改性生物炭效果最好。





铜绿微囊藻产毒株及非产毒株生理生化特性对UV辐射的响应

吴晓栋, 臧纱纱, 张春霞, 左进城, 阮祚禧, 徐智广, 吴红艳

2024, 43(7):  2166-2174.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.038

摘要 ( 20 )   PDF (2336KB) ( 12 )  

以铜绿微囊藻产毒株和非产毒株为材料，将其置于可见光PAR（400~700 nm）和全波长辐射PAR+UVR（295~700 nm）两种辐射处理下，设定辐射强度为PAR=40.8 W·m^-2和UVR=5.0 W·m^-2，每天辐射处理2 h（12:00—14:00）持续7 d，研究其对UV辐射的适应性。结果表明：铜绿微囊藻产毒株与非产毒株的最大光化学效率F_v/F_m在接受UV辐射的初期均受到抑制，后期逐渐恢复；UV辐射存在条件下藻胆蛋白（APC/Chl-a与PC/Chl-a）及类胡萝卜素（Car/Chl-a）相对含量均高于可见光条件下，并随辐射时间延长表现升高趋势；产毒株中光合色素含量的增加程度要显著低于非产毒株，而抗氧化酶活性在产毒株中被快速诱导且活性较高；UV辐射下胞外多糖EPS含量上升，同时产毒株中微囊藻毒素含量显著诱导增加；在PAR和PAR+UVR两种辐射处理下，产毒株相较于非产毒株具有较高的生长速率，表现出较强的适应性。





瓜实蝇和南亚实蝇幼虫取食阶段的种间竞争

李星星, 闫振华, 刘娜, 陈思蓉, 陈国华, 陶玫, 张金龙, 张晓明

2024, 43(7):  2175-2181.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.037

摘要 ( 20 )   PDF (1057KB) ( 9 )  

探明瓜实蝇(Zeugodacus cucurbitae)和南亚实蝇(Z. tau)在南瓜上的幼虫取食阶段的种间竞争，可以为田间两种实蝇的种群动态、发展演替提供参考。在实验室条件下，选用南瓜为寄主，接种不同密度的瓜实蝇和南亚实蝇，测定蛹历期等生长发育参数，并进行各参数间的相关性分析。结果表明：瓜实蝇和南亚实蝇的种间竞争导致的密度效应具有相似性，主要表现为随着种群密度的上升，两种实蝇蛹历期延长、蛹重下降和羽化率降低；在各60头·10 g^-1饲料时瓜实蝇和南亚实蝇的蛹历期分别从7.83 d和8.01 d延长至9.14 d和9.31 d，而羽化率则分别从67.50%和19.91%降低至8.33%和5.40%；瓜实蝇和南亚实蝇各自的生长参数间存在相关性：蛹历期和其余生长参数呈负相关，蛹重、羽化率、性比3种生长参数间均为正相关。随着竞争强度的升高，两种实蝇的性比均下降。南亚实蝇的性比与蛹重呈显著正相关，而瓜实蝇的性比与蛹重无显著相关性。瓜实蝇和南亚实蝇在南瓜上同时发生时，瓜实蝇的抗拥挤能力更强，在种间竞争中更占优势。





2022年南方高温干旱特点及其对植被净初级生产力的影响

张蕾, 钱拴, 曹云, 何亮, 赵晓凤, 赵运成

2024, 43(7):  2182-2188.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.043

摘要 ( 30 )   PDF (4902KB) ( 11 )  

基于2000—2022年南方地区气象观测、植被和土壤资料，结合高温干旱指数和植被净初级生产力（NPP）估算模型，量化了2022年长江流域高温干旱特点及其对植被NPP的影响。结果表明：2022年高温干旱具有持续时间长、强度大的特点，属历史罕见；6月21日—8月25日，长江流域平均高温日数为42.4 d；6月21日—11月20日流域平均降水量较2000—2021年同期少38.9%。6月21日—8月31日、6月21日—9月30日和6月21日—11月20日，长江流域平均植被水分亏缺距平百分率分别为-163.1%、-176.7%、-192.6%；浙江、江西、湖南、重庆、福建、贵州植被水分亏缺严重，6月21日—8月31日、6月21日—9月30日和6月21日—11月20日植被水分亏缺量分别为62.2～216.5、86.6～307.3和149.3～400.2 mm，植被水分亏缺距平百分率分别为-306.3%～-134.3%、-525.4%～-140.6%和-447.8%～-158.4%。NPP受高温干旱影响出现明显下降；至8月31日、9月30日和11月20日，长江流域平均NPP较2000—2021年同期均值分别低3.3%、11.1%和10.2%，均为21世纪以来同期最低。高温干旱较严重的浙江、江西、湖南、重庆和福建11月20日植被NPP较2000—2021年同期分别低14.1%、16.8%、14.9%、11.5%和18.9%。





辽西北地区1998—2020年气候变化对生长季NDVI影响的量化分析

李雪华, 季飞龙, 李晓东, 温日红, 王笑影, 苏宝玲, 蓝慧慧

2024, 43(7):  2189-2197.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.031

摘要 ( 38 )   PDF (4304KB) ( 14 )  

精准量化气候变化对NDVI的影响趋势和确定关键驱动气象要素，对于生态脆弱区的植被管理具有重要意义。基于辽西北地区23个气象站点1998—2020年生长季气象数据和MODIS NDVI遥感影像数据，利用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall趋势分析法，分析了NDVI、气温、降水、日照时数和蒸散发的变化趋势。运用空间插值、相关分析、多元回归和波段运算，探讨了NDVI与气象要素的相关性及关键气候驱动力的时空格局。结果表明：辽西北地区1998—2020年NDVI以倾向率0.03 10 a^-1呈显著增加趋势(P<0.01)，但气候变化趋势不显著。1998—2008年和2009—2020年气温、蒸散发、日照时数和降水变化趋势相反。辽西北地区NDVI与气温、蒸散发和日照时数主要呈负相关而与降水呈正相关，2009—2020年NDVI与气候相关性明显弱于1998—2008年。1998—2008年日照时数和蒸散发相对重要值比例分别为54.52%和22.93%，分别是中西部和东部植被变化的主要驱动因子。2009—2020年蒸散发和气温相对重要值比例分别为38.18%和26.89%，蒸散发主要影响中部和西北部，而气温主要驱动的局域分布较分散。辽西北地区植被变化受降水影响相对较小。研究明确了区域植被变化及局域关键气候驱动要素，可为辽西北生态脆弱区修复提供科学依据。





综合评述

DNDC模型在稻田水肥管理中的应用研究进展

万佳静, 景元书, 吉梦宇, 孙琪娜

2024, 43(7):  2198-2207.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.012

摘要 ( 20 )   PDF (563KB) ( 10 )  

稻田生态系统是重要的碳库，它具有碳源和碳汇双重功能。充分发挥稻田碳汇功能对推进低碳绿色农业生产方式和保障农业可持续发展具有重要意义。稻田水肥管理模式很大程度上影响了温室气体的排放和稻田碳固存能力。本文综述了近年来DNDC模型在稻田水肥管理中的应用研究进展。从稻田生态系统固碳减排角度出发，总结了稻田水肥管理措施对温室气体CH₄和N₂O排放、土壤碳库和作物生产固碳的影响，评价了不同稻田轮作模式的固碳减排效应，并展望了DNDC模型在未来稻田生态系统的应用前景。研究结果将为未来稻作生产固碳减排，实现农业生产可持续发展提供理论参考。



不同菌根类型树种土壤氮、磷有效性特征及影响因素研究进展

苏颖佳, 杨凯, 张乾, 徐爽, 于立忠, 张金鑫

2024, 43(7):  2208-2221.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.026

摘要 ( 31 )   PDF (640KB) ( 43 )  

不同菌根类型树种在氮、磷循环中起着重要作用，主要通过微生物、凋落物分解、根系分泌等作用影响土壤氮、磷循环和有效性。为深入了解菌根树种——丛枝菌根树种和外生菌根树种之间氮、磷循环的差异，本文对近30年研究进行综述，明确不同菌根树种土壤氮、磷有效性特征，分析菌根类型树种对土壤氮、磷有效性影响的非生物因素和生物因素。结果表明，树种菌根类型对土壤氮、磷有效性影响明显不同，丛枝菌根树种土壤氮有效性高于外生菌根树种，而酸性土壤中外生菌根树种土壤磷有效性高于丛枝菌根树种。丛枝菌根树种凋落物质量高（低碳氮比、低木质素），与能快速矿化有机物的微生物（腐生真菌）相适应，引起快速的养分循环速率，因此使土壤无机氮有效性提高；而外生菌根树种酶促能力强、根系分泌能力强，促进土壤无机磷有效性的提高。在今后的研究中，需结合树种的功能性状和系统发育史，分析树种菌根类型对土壤氮、磷有效性的影响。





干旱半干旱区土地利用/覆被类型变化对土壤有机碳动态影响的研究进展

张蕊, 赵学勇, 王瑞雄, 胡晋瑜, 赵思腾

2024, 43(7):  2222-2230.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.026

摘要 ( 18 )   PDF (562KB) ( 1 )  

土壤碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分，其小幅度变化即可影响植被的养分供应和碳素在土壤与大气之间的交换，进而响应和反馈全球变化。土地利用/覆被类型变化是影响土壤碳储量和土壤碳排放的重要因素，研究不同土地利用/覆被的土壤碳效应对于提高区域土壤碳储量，改善生态环境具有重要意义。本文概述了我国干旱半干旱区不同土地利用/覆被类型下的土壤有机碳动态研究进展，系统阐述了土地利用/覆被类型变化对土壤碳库和土壤碳排放的影响，明确了土地利用/覆被类型变化下土壤有机碳动态的主要影响因素。然而，关于城市建设和城市扩张导致的土地利用/覆被类型变化对土壤有机碳动态影响的研究还十分薄弱。这限制了我们对土地利用/覆被类型变化引起的土壤碳效应的全面理解。因此，在气候变化背景下，应加强城市建设和城市扩张过程中土地利用/覆被类型变化对土壤有机碳动态影响的研究，特别是在干旱、半干旱区土地利用变化的热点区域。这些问题的深入研究将有助于提高我们对干旱、半干旱区不同土地利用/覆被类型下土壤有机碳动态变化的科学认知水平，为科学利用和保护有限的土壤资源，制定可持续的土地利用方案，增加土壤碳固存潜力和减缓土壤碳排放提供理论依据。








技术与方法

基于深度学习算法的鸟类及其栖息地识别——以北京翠湖国家城市湿地公园为例

王洪昌, 夏舫, 张渊媛, 刘颖杰, 刘松, 宋飞, 鉴海防

2024, 43(7):  2231-2238.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.045

摘要 ( 23 )   PDF (1913KB) ( 17 )  

获取鸟类的种类、数量及生境信息是鸟类生态学研究的基础。近些年基于深度学习算法的人工智能技术发展迅速，弥补了传统野外调查方法的缺陷，为鸟类生态学研究提供了智慧化手段。本文选取北京翠湖国家城市湿地公园4处观测点，通过搭建具有自适应损失函数的ResNet34双任务网络模型，实现同时识别鸟种及其栖息地类型。结果表明：基于模型共记录鸟类10种，以鸿雁、苍鹭、普通鸬鹚和绿头鸭为主，其中，夜鹭和苍鹭以树木作为主要栖息地，鸿雁和绿头鸭以水面作为主要栖息地，普通鸬鹚、斑嘴鸭和小白鹭以水中立木等人工生境作为主要栖息地，喜鹊则主要以地面作为栖息地，赤麻鸭和鸳鸯的栖息地较为广泛，在地面、人工生境、水面区域均有栖息；识别模型的鸟种识别准确率达95.62%，栖息地识别准确率达97.20%；识别方案采用基于深度学习技术的鸟类图像采集方法代替人工数据采集手段，并首次使用“物种+栖息地”的双任务分支结构，对物种及其栖息地两类信息同时进行识别；模型提高了数据采集效率，保证了数据采集的客观性和准确性，实现了鸟类生态学研究与人工智能技术的有效结合，对生态学研究方法的演进具有参考意义。





湖南大围山鸟兽物种多样性红外相机监测

罗堯, 潘丹, 李佳琦, 张冰, 任静, 杨道德

2024, 43(7):  2239-2246.  doi:10.13292/j.1000-4890.202407.004

摘要 ( 38 )   PDF (1138KB) ( 22 )  

红外相机技术已成为野生动物资源监测、行为模式分析等方面的重要研究方法。湖南浏阳大围山省级自然保护区作为长沙市唯一的省级自然保护区，同时又是国家森林公园，拥有丰富的生物多样性资源，是重要的科研和教学实习基地。2017年3月—2018年12月，利用公里网格抽样调查法，在位于罗霄山脉支脉的湖南大围山(湖南浏阳大围山省级自然保护区和相邻的浏阳市张坊镇)共设立3个面积均为20 km²的样地，每个样地安装20台红外相机，对大中型兽类和林下鸟类物种多样性进行了监测，累计获得33375个相机工作日，鸟类和兽类的独立有效照片分别为5269张、4863张。共监测到兽类4目10科15种，鸟类7目23科54种。其中，白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti)为国家一级重点保护野生动物；白鹇(Lophura nycthemera)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)、豹猫(Prionailurus bengalensis)和斑林狸(Prionodon pardicolor)等10种为国家二级重点保护野生动物；斑林狸为罗霄山脉首次记录。物种相对多度指数(RAI)分析表明：RAI排在前三位的兽类分别是小麂(Muntiacus reevesi)、野猪(Sus scrofa)和猪獾(Arctonyx collaris)；排在前三位的鸟类分别是白鹇、红嘴相思鸟(Leiothrix lutea)和灰胸竹鸡(Bambusicola thoracicus)。通过红外相机监测，初步掌握了湖南大围山鸟兽资源现状，为自然保护区的科研与管理工作提供了可靠依据。