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当期目录

    2011年 第30卷 第02期    刊出日期:2011-02-08
    研究报告
    南亚热带三种主要森林降雨及其再分配过程中的养分差异规律
    张 娜,刘兴诏,李 坤,褚国伟,
    2011, 30(02):  193-200. 
    摘要 ( 1368 )   PDF (627KB) ( 719 )  

    马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林是南亚热带鼎湖山地区由演替初期到成熟森林过程的典型代表,对3种林地的降雨量及其再分配过程进行观测,并测定该过程中养分(N、P、K、Ca、Mg)浓度。结果表明,大气降雨经过冠层再分配后,除Ca外,各养分浓度在穿透雨和树干流中都有所增加,树干流增加的幅度更大。穿透雨中Ca元素浓度低于大气降水,这一现象在3种林型均有表现。穿透雨和树干流中养分浓度在演替系列上没有显示出一致的规律,但比较不同演替阶段的输入量可以看出,树干流养分输入量随演替进行呈增加趋势。经过冠层作用后,雨水带来的养分输入量大于凋落物分解输入量,这种现象在马尾松林和混交林尤为明显。表明大气降雨不仅促使养分元素从冠层向地表迁移,而且提供了演替初期植物生长所需的重要养分。

    桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物量及其降解
    曾昭霞,刘孝利,宋希娟,王克林,曾馥平,宋同清
    2011, 30(02):  201-207. 
    摘要 ( 1707 )   PDF (702KB) ( 586 )  

    凋落物量及其降解速率在养分循环尤其碳循环中起着至关重要的作用。本文比较了桂西北喀斯特区3种原生林(圆果化香、大叶蚊母树和青檀)与3种次生林(圆叶乌桕、八角枫和黄荆)凋落物量及其降解特征。结果发现,在所有原生林与次生林中,叶凋落量占总凋落物量的80%左右,且与降雨量呈负相关,降雨量最少的旱期凋落物量最大。除大叶蚊母树外,次生林的总凋落物量及养分归还量大于原生林。凋落物降解90 d后,大叶蚊母树的质量损失最小,有87.6%未分解。经过1年的降解,质量损失最大的为圆果化香,仅剩余49.5%未降解。圆叶乌桕凋落物含N量最高,降解最快;大叶蚊母树凋落物量最高,降解最慢;而圆叶乌桕凋落物养分含量高,降解速率快。因此,圆叶乌桕是喀斯特区退化土地植被重建与土壤养分修复较好的选择。

    青海高原植被净初级生产力变化规律及其未来变化趋势
    李红梅,周秉荣,李 林,王振宇
    2011, 30(02):  215-220. 
    摘要 ( 993 )   PDF (2939KB) ( 693 )  

    利用青海省43个气象台站1961—2009年的气象资料、22个样点生物量资料以及未来SRES A1B情景下的气象数据,验证了周广胜模型在青海地区的适用性,并根据此模型,计算了青海省1961—2009年及2020年、2050年和2080年NPP变化趋势。结果表明:周广胜模型所计算出的NPP值与实测值具有很好的相关性,此模型在青海高原具有一定的适用性;1961—2009年青海省平均NPP呈增加的趋势,趋势系数为0.067 t·hm-2·10 a-1,各地NPP变化趋势不尽相同,趋势系数为0.006~0.147 t·hm-2·10 a-1,其中柴达木盆地东部NPP增加趋势最明显,趋势系数为0.077~0.147 t·hm-2·10 a-1,果洛大部分地区NPP增加较小,趋势系数为0.006~0.030 t·hm-2·10 a-1;在气候变暖背景下,降水量和温度均与NPP存在较高的相关性,但降水量对NPP的影响效应大于温度;未来100年NPP变化趋势系数大致呈由东向西逐渐减小的趋势,青海东部地区NPP增加最为明显,为1.35~1.49 t·hm-2·100 a-1,青海西北部尤其是柴达木盆地和三江源区的部分地区NPP变化系数较小,为0.59~0.73 t·hm-2·100 a-1;2020年青海省NPP为2.5~7.0 t·hm-2·a-1,2050年NPP为2.7~7.5 t·hm-2·a-1,2080年NPP为2.9~7.8 t·hm-2·a-1

    闽江口琅岐岛朴树种群结构与空间分布格局
    闫淑君,洪 伟,吴承祯
    2011, 30(02):  221-226. 
    摘要 ( 1787 )   PDF (497KB) ( 731 )  

    为了揭示琅岐岛朴树种群的维持机制,结合径级结构、聚集度指标,对朴树种群的结构与空间格局进行了研究。结果表明:(1)琅岐朴树种群结构稳定。幼苗充足,具有较强的自我更新能力,朴树萌枝更新突出,萌枝幼苗占总幼苗数的78%,萌枝作为对实生幼苗库的补偿,对于种群的维持和延续具有重要作用;从幼苗阶段到小树阶段存在较高的死亡率,有一定量的成年个体;不同样地朴树种群结构呈现稳定型和衰退型2种类型。(2)在调查的12个样地中,不同样地朴树个体空间格局有所不同,样地2、样地4朴树呈随机分布型,样地11为均匀分布,其他的则是聚集分布。(3)不同发育阶段的空间分布格局有所变化,表现出随着朴树幼苗的生长,其格局逐渐从聚集格局过渡到随机格局,呈扩散趋势。

    科尔沁沙地四种固沙植物群落土壤微生物生物量及酶活性的季节动态
    曹成有,陈家模,邵建飞,崔振波
    2011, 30(02):  227-233. 
    摘要 ( 4182 )   PDF (881KB) ( 732 )  

    为探讨科尔沁沙地不同人工固沙植物群落土壤微生物生物量、土壤酶活性的季节动态规律,选取25年生小叶锦鸡儿、山竹岩黄蓍、差巴嘎蒿、樟子松群落为对象,研究了固沙植物群落0~30 cm土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶、脱氢酶7种酶活性和微生物生物量C、N、P不同季节的变化特征。结果表明,4种人工植物群落土壤7种酶活性有明显的季节性变化,均表现为春季开始逐渐升高,到夏季植物旺盛时逐渐达到最大值,秋冬季达到最低值。微生物生物量C、N的动态变化与土壤酶活性的变化规律相同,而土壤微生物量P的季节变化则表现为春季>夏季>秋季,这些变化在0~10 cm土层更为显著。7种土壤酶活性和微生物生物量最高值均出现在土壤表层(0~10 cm),随着土层的加深生物活性逐渐降低。小叶锦鸡儿群落土壤微生物生物量和7种酶活性均高于其他3种植物群落。

    耕作措施和施肥方式对麦田杂草密度和生物量的影响
    戴晓琴,欧阳竹,李运生
    2011, 30(02):  234-240. 
    摘要 ( 1594 )   PDF (715KB) ( 483 )  

    为明确我国华北地区麦玉轮作系统小麦免耕的推广和施肥方式的改变对麦季杂草生长的影响,在免耕实施5年后,调查了麦田杂草密度、单株质量和生物量。结果表明:华北地区小麦生长早期,免耕有降低麦田杂草总密度和优势种播娘蒿密度趋势,但差异并不显著;相对于传统耕作,免耕秸秆覆盖和不覆盖处理总杂草生物量显著降低,其中播娘蒿生物量分别降低了57%和73%;免耕也使播娘蒿单株质量降低了27%~53%;免耕秸秆覆盖和不覆盖处理播娘蒿的株高分别比传统耕作降低了25%和19%;但一般情况耕作方式并没有显著影响离子草和麦家公生长;相对于分次施肥,集中施肥杂草生物量降低了21%~68%,播娘蒿生物量降低了58%~65%,麦家公降低91%;免耕在一定程度上抑制了某些杂草的生长,但追肥促进了杂草的快速生长。

    石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替与土壤养分相关性分析
    李昌龙,肖 斌,王多泽,魏林源,郭树江
    2011, 30(02):  241-247. 
    摘要 ( 1450 )   PDF (587KB) ( 582 )  

    以石羊河下游不同年代盐渍化弃耕地自然群落为对象,利用优势种群的消长和土壤养分的动态变化进行相关性分析,研究退耕地群落演替与土壤养分之间的动态变化以及相互关系。结果表明:1)植被类型一般经历3个阶段:田间杂草→荒漠草本→荒漠灌木,但群落演替可分为4个阶段:藜+田旋花群落(1~2年)→骆驼蒿群落(3~10年)→苏枸杞+黄毛头群落(10~40年)→黄毛头群落(顶极群落);2)土壤养分在整个植被演替过程中一般经历消耗-积累-消耗3个阶段,但速效钾不存在初期消耗阶段,演替后期土壤养分处于消耗状态,并逐渐接近本区域自然植被土壤养分;3)由于前期土壤养分处于消耗阶段,骆驼蒿种群对土壤养分的贡献不明显,其中与速效磷之间呈显著负相关,与速效钾呈显著正相关;苏枸杞种群与土壤养分呈正相关,其中与有机质、全氮、30~60 cm速效钾相关性显著;而黄毛头种群与土壤养分之间呈显著负相关。黄毛头具有较强的适应性,可作为盐渍化弃耕地上的适宜引种物种,以调控和加速植物群落演替。

    芦苇、互花米草的生长和繁殖对盐分胁迫的响应
    肖 燕,汤俊兵,安树青
    2011, 30(02):  267-272. 
    摘要 ( 1913 )   PDF (615KB) ( 474 )  

    对2种海滨植物——土著种芦苇(Phragmites australis)和外来种互花米草(Spartina alterniflora)在淡水、中盐度(15‰)和高盐度(30‰)环境下生长和有性繁殖特征及其年际动态进行了研究,以期探索海滨植物对盐分胁迫的适应机制。结果表明:2年中各盐度处理下互花米草地上部分生物量均高于芦苇,芦苇和互花米草地上部分生物量、株高和分蘖数均随着盐度的升高而显著下降。芦苇第1年没有开花;第2年,只有淡水和中盐度处理下的芦苇开花。各盐分梯度下,第1年互花米草的开花株数没有显著差异,但花序重量在高盐度条件下显著下降;第2年高盐胁迫仍然抑制了互花米草的繁殖。第1年各处理下的芦苇株高均低于互花米草,但第2年淡水和中盐环境中的芦苇株高高于互花米草。除了高盐处理下的芦苇,第2年这2种植物地上部分生物量、株高、开花株数、花序重量显著高于第1年。与芦苇相比,互花米草表现出较高的生长能力和耐盐能力;2种植物的生长和繁殖的能力随着定居时间的增加而提高,但高盐胁迫抑制了芦苇第2年的增长;芦苇第2年在淡水和中盐度条件下表现出株高上的优势。

    不同蜂在温室草莓园的访花行为和传粉生态学比较
    陈文锋,安建东,董 捷,丁克法,高 山
    2011, 30(02):  290-296. 
    摘要 ( 1462 )   PDF (629KB) ( 583 )  

    应用意大利蜜蜂、本土小峰熊蜂和引自欧洲的地熊蜂3种蜂在北京为温室草莓传粉,对其传粉行为和生态特性进行研究。结果表明:意大利蜜蜂的出巢温度、工作起点温度、平均单花停留时间和访花间隔时间均显著高于小峰熊蜂和地熊蜂(P<0.01),而这些行为在2种熊蜂之间差异不显著(P>0.05);3种蜂携带花粉回巢的比例依次为意大利蜜蜂>小峰熊蜂>地熊蜂,而其携带的花粉活性依次为意大利蜜蜂>小峰熊蜂=地熊蜂;2种熊蜂开始活动的时间比意大利蜜蜂早,日活动时间比意大利蜜蜂长;地熊蜂在一天中的活动频率最高(P<0.01);经3种蜂授粉的草莓果实营养品质差异不显著(P>0.05),与对照相比也无差异,而经过3种蜂授粉的草莓果实畸形率降低、单果质量增大;经2种熊蜂授粉的草莓果实畸形率低于意大利蜜蜂(P>0.05)。本土小峰熊蜂能够有效替代意大利蜜蜂或地熊蜂为温室草莓授粉。

    玉米秸秆还田配施生防放线菌S024对麦田土壤微生物及小麦纹枯病的影响
    王振跃,施 艳,李洪连
    2011, 30(02):  311-314. 
    摘要 ( 1611 )   PDF (371KB) ( 423 )  

    采用大田人工接种的方法,研究了玉米秸秆不同还田量以及玉米秸秆还田与生防放线菌S024同时施用对麦田土壤微生物、小麦纹枯病和小麦产量的影响。结果表明:玉米秸秆还田能够显著增加土壤细菌和放线菌数量;秸秆还田同时施用生防菌,拔节期土壤放线菌数量与不还田(对照)相比,平均增加50%,土壤中小麦纹枯病菌的数量与对照相比减少了20%。秸秆还田处理在拔节期对小麦纹枯病有较好的防病效果,其中生防菌+秸秆加倍还田(9000 kg·hm-2)处理的防病效果最好,病情指数减退率达57.4%。玉米秸秆还田对小麦有一定增产作用,其中生防菌+秸秆加倍还田处理增产幅度最大,增产23.1%。

    多环芳烃降解菌的筛选与降解能力测定
    袁 爽,梁成华,李凤梅,郭书海
    2011, 30(02):  315-319. 
    摘要 ( 1479 )   PDF (551KB) ( 431 )  

    从本溪多环芳烃(PAHs)污染土壤中经富集培养筛选出8株PAHs降解菌,研究了8株菌及其等比例混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解能力。结果表明,在28 ℃,培养基中菲、芘和苯并[a]芘的浓度分别为50、50和5 mg·L-1的复合底物条件下,培养28 d后,菌株B3的降解效果最好,对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为88.4%、54.0%和68.4%,8株菌的混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为87.7%、35.3%和42.0%;经生理生化实验和16S rRNA序列比对,初步鉴定B3菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。

    苏南典型乡镇景观梯度变化
    周 锐,李月辉,胡远满,贺红士,隋 珍
    2011, 30(02):  320-326. 
    摘要 ( 1214 )   PDF (1710KB) ( 589 )  

    基于2009年Quickbird卫星影像和GIS空间分析技术,采用土地利用程度综合指数和景观格局指数,结合梯度分析方法,研究了苏南典型乡镇(辛庄镇)土地利用强度和景观结构的城乡梯度变化,并分析了土地利用强度与景观格局的关系。结果表明:水田是辛庄地区的优势景观类型,村镇建设用地、鱼塘和水体也是当地的主要景观类型。镇区的土地利用强度明显大于农村地区,随着与镇中心距离的增加,土地利用程度综合指数逐渐降低。镇区景观空间聚集度大,景观结构较为规则,破碎化程度较低;农村地区景观空间离散度大,形状复杂,破碎化现象严重,景观格局有待优化。土地利用强度与斑块密度、景观形状指数呈显著的负相关(P<0.05),与香农多样性、均匀度指数呈极显著正相关(P<0.01),与聚集度指数呈显著相关,说明随着土地开发强度的增加,城镇景观向着多样化和均匀化的方向发展,建设用地成为优势景观,空间聚集度不断加大。

    铁西区建筑景观时空变化特征及影响因素
    张培峰,胡远满,熊在平,刘 淼
    2011, 30(02):  335-342. 
    摘要 ( 914 )   PDF (2496KB) ( 560 )  

    城市建筑景观的时空演变特征对城市改造与规划的合理调整有重要的指导作用。本文基于Barista软件、GIS、RS等技术,提取了建筑物的3D信息,并采用建筑占地面积比重、建筑平均高度、建筑密度、建筑形状指数与空间质心模型等指标,分析了沈阳市铁西区建筑景观的时空变化特征与影响因素。结果显示:从1997—2008年,居住与商业建筑占地面积比重增加,工业建筑占地面积比重下降,建筑形状越来越规则,建筑密度降低,建筑在垂直方向上扩展;3个时段内,建筑景观变化的质心先由居住区向工业区转移,再由城市中心向外围移动;经济发展、人口增长与建筑平均高度呈正相关,与建筑密度呈负相关。城市改造政策对城市建筑景观的变化有重要的影响。随着离道路距离的增加,建筑平均高度降低,建筑密度先增高后降低。

    天祝县生态经济系统的能值分析
    汤萃文,苏研科,陈银萍,杨国靖,王 谦
    2011, 30(02):  343-348. 
    摘要 ( 1208 )   PDF (460KB) ( 508 )  

    能值理论为生态经济系统结构和功能的研究提供了一种新的理论和分析方法。本文对甘肃省天祝县生态经济系统进行了能值分析,通过计算天祝县总的能值用量、能值货币比率、能值自给率、人均能值用量、能值密度等指标,定量描述了天祝县生态经济格局和发展状况的总体特征,并与其他国家和地区进行了比较。结果表明:天祝县2008年总的能值用量为2.38×1021 sej,人均能值用量只有1.03×1015 sej,远远低于其他国家或地区;能值自给率达88.87%,而能值货币比率为3.41×1013 sej·$-1,二者均高国内沿海经济发达的省份。说明天祝县的经济发展是建立在本地资源过度依赖和高强度的利用基础之上,生态经济系统是一封闭的、不具活力的、不可持续的系统。据此提出了一系列促进区域可持续发展措施和建议。

    综述与专论
    独脚金内酯调控侧枝发育的研究进展
    冯 丹,陈贵林
    2011, 30(02):  349-356. 
    摘要 ( 1517 )   PDF (773KB) ( 2144 )  

    植物通过内源激素或环境信号调控叶腋内腋芽的形成和发育,从而控制其分枝特性。独脚金内酯(strigolactones,SLs),一种产生于植物根部的类胡萝卜素衍生物,具有刺激寄生植物种子的萌发和促进丛枝菌根真菌菌丝分枝的作用,最近的研究表明,它还可以沿茎干向上运输,与生长素和细胞分裂素一起直接或间接抑制植物分枝,目前已经作为一种新的植物激素受到广泛认可。本文综述了独脚金内酯的结构、合成途径和生物活性,以及调控植物分枝的分子机理,并展望了其在抑制杂草或新型除草剂的研发、促进植物和有益真菌的共生,以及调控作物的分枝和株型等方面的应用前景。

    沙生植物构型及其与抗风蚀能力关系研究综述
    屈志强,刘连友,吕艳丽
    2011, 30(02):  357-362. 
    摘要 ( 1366 )   PDF (473KB) ( 677 )  

    沙生植物在风蚀防治中起着至关重要的作用,长期的适应结果使其形成了特定的构型特征。构型特征不同,其抗风蚀的作用也不尽相同。过去的研究主要着眼于个体或群体组合,探讨沙生植物对近地面流场的影响和固阻沙作用。对于构型特征,主要从构件水平上探讨不同构型特征的沙生植物对环境的适应对策,而其抗风蚀作用的差异,还缺乏量化研究和系统探讨。本文评述了沙生植物构型及其与抗风蚀效果关系的研究进展,指出了今后需要优先深入研究的重点问题,从而为完善沙生植物抗风蚀机理提供科学依据。

    运用分子生物学技术监测水环境中产毒蓝藻
    朱 鹏,严小军
    2011, 30(02):  363-368. 
    摘要 ( 1228 )   PDF (567KB) ( 755 )  

    有毒蓝藻在形成“水华”破坏水体环境的同时,也对人畜产生危害。运用分子生物学技术对水环境中产毒蓝藻进行监测,由于其简单、快速和经济等优点,逐渐成为各国学者关注的热点。本文从以下3个方面对其进行了综述:1)早期分子生物学技术在产毒蓝藻诊断中的运用;2)以产毒基因为靶标进行的产毒蓝藻诊断;3)运用基因芯片技术对产毒蓝藻进行检测。与传统的分子生物学技术相比,生物芯片技术具有体积小、重量轻、便于携带、分析自动快速、高通量等许多传统方法所不能比拟的优势。因此,该技术在蓝藻毒素检测中的运用必将给目前的产毒蓝藻的检测带来一场新的革命。

    生态能质(eco-exergy)在水生生态系统建模和评价中的应用
    李晴新,冯剑丰,朱 琳
    2011, 30(02):  376-383. 
    摘要 ( 1432 )   PDF (530KB) ( 540 )  

    生态能质(eco-exergy)是指系统从给定状态达到热力学平衡状态所做的功,可以度量生态系统的复杂生物化学组分及生态结构。系统具有的能质越大,有序化程度越高,稳定性也越强。生态能质和比生态能质(specific eco-exergy)指标能够评价水生生态系统健康状况,对水生生态系统演替阶段具有指示作用。本文阐述了生态能质的定义、生态学意义以及生态能质值和权重因子fi值的计算方法。对生态能质作为功能函数在水生生态系统结构动力学模型(structural dynamic models, SDMs)中以及作为生态指标在生态系统健康评价、生态恢复研究中的实际应用进行了总结。最后探讨了生态能质指标的局限性以及未来的发展。此外,文中建议将“eco-exergy”和“specific eco-exergy”统一翻译为“生态能质”和“比生态能质”。

    方法与技术
    基于土壤水分模拟的干旱动态监测指标及其适用性
    王春林,郭 晶,陈慧华,刘 霞
    2011, 30(02):  401-407. 
    摘要 ( 1495 )   PDF (691KB) ( 667 )  

    根据土壤水分平衡原理,采用Penman-Monteith公式计算可能蒸散,逐日滚动模拟土壤有效水分,提出基于土壤水分(SM)的逐日干旱动态监测指标。通过与《气象干旱等级》国家标准中标准化降水指数(SPI)、相对湿润度指数(MI)和综合气象干旱指数(CI)相比较,分析了SM干旱动态监测指标在广东的适用性特征。结果表明:(1)基于SM统计的干旱频发时段(11月—翌年4月)比少雨时段(10月—翌年3月)滞后1个月,SM指标能够刻画干旱相对于降水年变化的滞后效应和逐渐发展的特征,客观反映广东干旱频率季节变化特征;(2)SM干旱指标自动隐含了降水-蒸发过程的时间累积效应,物理意义清晰,能够刻画干旱发生、发展和结束过程的丰富细节,在对干旱过程发展渐进性、降水敏感性和过程完整性方面,具有较好的应用价值。

    利用模拟退火算法优化Biome-BGC模型参数
    张廷龙,孙 睿,胡 波,冯丽超
    2011, 30(02):  408-414. 
    摘要 ( 1254 )   PDF (1058KB) ( 670 )  

    生态过程模型建立在明确的机理之上,能够较好地模拟陆地生态系统的行为和特征,但模型众多的参数,成为模型具体应用的瓶颈。本文以Biome-BGC模型为例,采用模拟退火算法,对其生理、生态参数进行优化。在优化过程中,先对待优化参数进行了选择,然后采取逐步优化的方法进行优化。结果表明,使用优化后的参数,模型模拟结果与实际观测更为接近,参数优化能有效地降低模型模拟的不确定性。文中参数优化的过程和方法,可为生态模型的参数识别和优化提供一种实例和思路,有助于生态模型应用区域的扩展。