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当期目录

    2011年 第30卷 第10期    刊出日期:2011-10-08
    研究报告
    华北落叶松冠层平均气孔导度模拟及其对环境因子的响应
    孙林,管伟,王彦辉,徐丽宏,熊伟
    2011, 30(10):  2122-2128. 
    摘要 ( 2011 )   PDF (684KB) ( 603 )  
    冠层气孔导度是生态水文学研究中的一个重要参数,研究其对环境因子的响应,能为建立机理性的森林蒸腾模型提供理论依据。本文利用热扩散探针,于2005年5—9月,测定了六盘山叠叠沟小流域华北落叶松人工林树干液流及其同步的环境因子,计算了林分冠层平均气孔导度(gc)并构建了Jarvis形式的冠层平均气孔导度模型,分析了gc对光合有效辐射(PAR)、空气水汽压亏缺(DVP)和土壤相对有效含水率(REW)的响应。结果表明:该模型能有效地计算gc的日变化特征,计算与观测的gc决定系数R2为0.76 (n= 952)。gc对各环境因子有不同响应关系,并表现为非线性特征。其中PARgc的驱动因子,当PAR<0.35mmol·m-2·s-1时驱动作用明显,大于此值则驱动作用变小;DVPgc的限制因子,随着DVP的增加gc降低;REW=41%是gc对土壤水分响应的一个关键阈值,当REW>41%时,土壤水分对gc的影响较小,当REW<41%时,土壤水分则成为gc的限制因子。
    西双版纳山地橡胶林凋落物的生态水文效应
    卢洪健,刘文杰,罗亲普
    2011, 30(10):  2129-2136. 
    摘要 ( 2343 )   PDF (710KB) ( 547 )  
    森林凋落物具有阻滞径流、拦截泥沙和均衡土壤水热状况等功效。以西双版纳地区20年生橡胶林为对象,采用径流微小区法和剔除-对照凋落物等实验,测定了其凋落物的生态水文效应,结果表明:橡胶林坡地剔除凋落物径流微小区(2009年10月—2010年9月)径流量为625.7 ± 18.5 mm,显著高于对照的185.1 ± 72.7 mm;剔除凋落物径流泥沙浓度与最大1 h降雨强度呈显著正相关。剔除凋落物使橡胶林坡地(6、7月除外)和台地(8月除外)表层土壤(0~10 cm)湿度均显著降低;剔除凋落物表土平均温度在雾凉季(11月—翌年2月)显著低于对照,而在干热季(3—4月)显著高于对照,且剔除凋落物表土温度整年都比对照具有更大日变化幅度。可见橡胶林凋落物具有较好的生态水文功效,然而,受频繁人为割胶活动等的影响,台地凋落物的分解速率在雨季中、后期加快,不利于其生态水文效应的发挥,故在营林活动和生态恢复中应加强对凋落物的管理与保护。
    坡位对北京东灵山辽东栎林物种多度分布的影响
    冯云,马克明,张育新,郭起荣
    2011, 30(10):  2137-2144. 
    摘要 ( 2654 )   PDF (518KB) ( 557 )  
    海拔与坡位是气象因子和立地因子的综合表现。坡位影响环境因子在空间上的分布状况,与海拔共同营造物种生存的小生境,形成群落多度格局。本文选用5个描述种-多度关系的生态位模型(断棍模型BSM、生态位优先占领模型NPM、生态位重叠模型ONM、随机分配模型RAM、优势优先模型DPM),对北京东灵山辽东栎林的乔、灌、草3个层沿海拔梯度分别在上、中、下坡位进行群落多度格局调查。结果表明:在乔木层,从低海拔到高海拔、从下坡位到上坡位,能很好地反应群落多度格局变异的模型有由RAM、NPM向DPM过渡的趋势;能很好地拟合灌木层群落多度格局的生态位模型依次是NPM、BSM、RAM,DPM在高海拔地段拟合的效果也很好;BSM在草本层的拟合效果最好,其次是NPM和ONM。协方差分析表明,海拔和坡位都没有对辽东栎林的群落多度格局产生显著影响。
    外源水杨酸对镉胁迫下两种菊芋品系幼苗的缓解作用
    陈良隆小华,晋利,金善钊,郑晓涛,刘兆普
    2011, 30(10):  2155-2164. 
    摘要 ( 1988 )   PDF (726KB) ( 537 )  
    研究了不同浓度Cd(0、50、100 μmol·L-1)及水杨酸(SA)(0、10、100和1000 μmol·L-1)处理下2种菊芋(南芋5号和南芋2号)的生物量变化情况,测定了叶片色素(叶绿素和类胡萝卜素)含量及光合作用参数,并比较了2种菊芋对Cd的吸收转运差异性。结果表明:外源SA处理不同程度地缓解了Cd对菊芋幼苗生长的毒害效应,提高了色素含量,改善了光合作用参数,增大了Cd的生物富集系数(BCF)和转运系数(TF),与此同时减少了植株不同器官对Cd的累积量,但最佳SA浓度因品种及器官不同而有所区别。研究表明,适当浓度的SA处理可以有效增强2种菊芋对Cd的耐性。
    模拟潮汐淹浸对红树植物老鼠簕种子萌发及幼苗生长的影响
    张留恩,廖宝文,管伟
    2011, 30(10):  2165-2172. 
    摘要 ( 2104 )   PDF (568KB) ( 485 )  
    在温室内用自动控制装置模拟正规半日潮淹浸作用对老鼠簕种子发芽与幼苗生长的影响,设淹水0、3、6、9、12、15、18、21和24 h·d-1共9个淹水时间梯度,人工海水盐度为2‰,测定不同淹水时间下老鼠簕种子萌发、幼苗株高、叶面积、生物量以及幼苗叶脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,长时间淹水(≥15 h·d-1)会推迟老鼠簕种子萌发的时间,并使发芽率和成苗率降低,淹水<15 h·d-1适宜老鼠簕种子的萌发。随着淹水时间的增长,脯氨酸含量、MDA含量和SOD活性均先下降后上升,叶绿素含量则逐渐降低。淹水≥3 h·d-1,幼苗生物量、单株叶面积、高生长和叶绿素含量与淹水时间均呈负相关。淹水0~3 h·d-1,老鼠簕总叶绿素含量、根、茎、地上部分和总生物量积累均显著大于其他处理,淹水≥18 h·d-1,老鼠簕幼苗总生物量、叶面积、叶绿素含量显著降低,根冠比开始上升。在上述人工培养条件下,淹水0~3 h·d-1是老鼠簕幼苗生长的最佳淹水时间,18 h·d-1是老鼠簕幼苗生长的一个临界淹水时间,淹水≥18 h·d-1老鼠簕幼苗生长显著受到抑制。
    外源一氧化氮供体硝普钠对黑麦草幼苗耐碱性的影响
    刘建新,王鑫,王瑞娟,贾海燕
    2011, 30(10):  2173-2178. 
    摘要 ( 2094 )   PDF (641KB) ( 640 )  
    采用营养液砂培方法,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaHCO3胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明:60 μmol·L-1 SNP能够缓解100 mmol·L-1NaHCO3 迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用,减缓NaHCO3胁迫导致的叶片O2产生速率、H2O2和丙二醛(MDA)含量的增加,提高NaHCO3胁迫下幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、质膜H+-ATP酶的活性和谷胱甘肽(GSH)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量及K+/Na+比,降低过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸(AsA)含量,对游离氨基酸含量影响不大。上述结果表明,NO可能通过激活抗氧化系统活性、促进渗透溶质积累和改善Na+、K+平衡等缓解碱胁迫对幼苗的伤害,从而提高黑麦草的耐碱性。
    毛竹和四季竹对臭氧胁迫的耐受力差异
    庄明浩,李迎春,陈双林
    2011, 30(10):  2191-2196. 
    摘要 ( 1662 )   PDF (580KB) ( 449 )  
    为了解竹子对大气O3浓度升高的生理响应规律及耐受O3胁迫能力的种间差异性,为气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50、100和150 nl·L-1)对毛竹(Phyllostachys edulis)和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究。结果表明:处理90 d后,随着O3浓度的升高,毛竹和四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均呈下降趋势,但毛竹的降幅大于四季竹。MDA含量、POD活性呈升高趋势,毛竹的升幅大于四季竹。SOD活性毛竹呈下降趋势,而四季竹表现出先升高后降低的规律。可溶性蛋白含量毛竹和四季竹分别呈升高、降低趋势;与CF相比,低O3浓度处理(≤50 nl·L-1)并未对毛竹和四季竹造成明显伤害,而高O3浓度处理(≥100 nl·L-1)下毛竹和四季竹叶片光合色素含量和SOD活性极显著降低,MDA含量和POD活性极显著提高,导致毛竹和四季竹叶片光合色素合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏;主成分分析表明,四季竹对O3胁迫的耐受能力明显强于毛竹。
    外源亚精胺对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素代谢的影响
    田婧,郭世荣,孙锦,王丽萍,阳燕娟,李斌
    2011, 30(10):  2197-2202. 
    摘要 ( 1977 )   PDF (641KB) ( 478 )  
    以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培加营养液浇灌的栽培方式,研究了外源亚精胺(Spd)对高温胁迫(42 ℃)下黄瓜幼苗氮素代谢的影响。结果表明:短期高温胁迫处理,尤其是4 h内,植株硝态氮含量降低而铵态氮含量升高;外源Spd预处理使幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且硝酸还原酶(NR)活性增强。较长期高温胁迫处理下,幼苗根系中硝态氮含量升高但向地上部运输受阻,根系NR钝化,根系和叶片中铵态氮含量均显著升高;高温胁迫下喷施Spd,除进一步促进根系吸收硝态氮且向地上部运输外,根系和叶片NR活性亦有所升高,从较长期的效果看,外源Spd还具有防止铵态氮过度积累、促进幼苗体内氮素代谢趋于正常的作用。
    低氧胁迫下钙对樱桃根系功能及氮代谢的影响
    生利霞,冯立国,束怀瑞
    2011, 30(10):  2209-2213. 
    摘要 ( 1777 )   PDF (506KB) ( 422 )  
    以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究短期低氧胁迫下钙对其根系功能及氮代谢的影响。结果表明:与对照相比,低氧加钙处理的樱桃植株根系活力显著升高,根系呼吸速率抑制作用明显减轻,与氮代谢相关的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性也显著升高,从而为低氧逆境下樱桃根系的吸收作用提供足够的能量,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,缓解了樱桃的低氧伤害,且10 mmol·L-1 Ca2+处理的缓解效果优于5mmol·L-1 处理;低氧缺钙处理的樱桃植株根系活力显著下降,根系呼吸速率抑制作用明显加重,NR、GS及NADH-GDH活性显著降低;表明适当提高生长介质中的Ca2+浓度可缓解低氧胁迫对樱桃根系的伤害。
    道路和放牧对锡林郭勒草原布氏田鼠种群时空分布的影响
    任修涛, 沈果,王振龙,路纪琪
    2011, 30(10):  2245-2249. 
    摘要 ( 1719 )   PDF (530KB) ( 445 )  
    于2010年5—9月,在内蒙古锡林浩特市毛登牧场,调查了道路和放牧2种因素对布氏田鼠(Microtus brandti)分布与密度的影响及其随时间的动态特征。结果表明:在鼠类低密度期(<60只·hm-2)和垂直于道路方向上,随着与道路距离的增加,布氏田鼠相对密度逐渐降低;草场放牧活动使布氏田鼠密度增加。可见,道路、放牧等人类干扰影响鼠类的相对密度及其时空分布,而鼠类也对人类干扰产生了一定程度的适应。
    无机氮磷添加对太湖来源浮游植物和附着生物生物量的影响
    王小冬,秦伯强,高光,朱广伟,刘兴国
    2011, 30(10):  2257-2261. 
    摘要 ( 1933 )   PDF (505KB) ( 504 )  
    为了探讨富营养对太湖来源水体浮游植物的影响,对来源于太湖梅梁湾的水体进行氮磷营养盐添加实验。实验共3个处理(T0、T1和T2),T0不进行营养盐添加,处理T1和T2添加无机氮磷,T1中总氮、总磷净增加分别为10 和0.5 mg·L-1,T2添加的量为T1的2倍。结果表明:T0的浮游植物叶绿素a含量明显低于添加营养盐的2个处理,而添加营养盐的2个处理之间没有显著差异,说明氮磷营养盐的添加在一定程度上能够促进浮游植物的生长,但并非营养盐添加越高浮游植物生物量就越高;添加处理与对照中附着生物叶绿素a含量的比较结果与浮游植物生物量的相同;T2中浮游植物的生长可能受到除氮磷之外的因素的限制;T1和T2中均没有出现期望的蓝藻水华,表明蓝藻水华的形成不只是与充足的氮磷供应有关。
    饥饿胁迫对曼氏无针乌贼幼体的影响
    范帆,尹飞, 彭士明,王建钢,孙鹏,施兆鸿
    2011, 30(10):  2262-2268. 
    摘要 ( 1779 )   PDF (519KB) ( 421 )  
    以曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)初孵幼体为材料,分析了饥饿胁迫对幼体存活、行为变化,消化酶活力,脂肪酸组成,以及饥饿后再投喂对幼体生长及成活率的影响。结果表明:饥饿对曼氏无针乌贼幼体存活、体态和游动行为的影响较大,至第7天全部死亡。初孵幼体的胃蛋白酶活力在饥饿5 d时出现最低值0.23±0.04 U·mg-1·prot-1;胰蛋白酶活力在饥饿5 d时最高为737.30±26.26 U·mg-1·prot-1;淀粉酶活力在饥饿5 d时降至最低13.93±2.00 U·g-1·prot-1;脂肪酶活力在饥饿2 d时最低17.46±0.79 U·g-1·prot-1。饥饿状态下,机体消耗利用自身脂肪酸成分的顺序依次为:饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸中的低不饱和脂肪酸,最后是高不饱和脂肪酸。曼氏无针乌贼的不可逆点(PNR)为第5天。实验结果有助于合理制定曼氏无针乌贼育苗前期饵料的投喂策略。
    辽河河口区河流中石油类污染物归宿
    吴波,郭书海,张玲妍,张艳红
    2011, 30(10):  2277-2282. 
    摘要 ( 1753 )   PDF (660KB) ( 377 )  
    以辽河油田某采油废水处理厂外排水中石油类污染物为对象,对比分析了不同季节条件下河流中石油类污染物的迁移特征,估算了石油类污染物不同归宿途径的贡献率。结果表明,不同季节条件下,河流中石油类污染物浓度的减少与迁移距离呈显著负相关,但各族组成(烷烃组分、芳烃组分、极性物质)的浓度与比例变化的季节差异显著;冬季河流中石油类污染物的主要归宿途径为沉淀作用(39.5%)与迁移输出(60.5%);以冬季沉淀作用为参考,夏季河流中石油类污染物的主要归宿途径贡献率分别为39.5%(沉淀作用)、42.4%(降解作用)18.1%(迁移输出),且污染物族组成的各归宿途径贡献率差别明显。
    太湖水体典型重金属镉和铬含量及其生态风险
    陈璐璐,周北海,徐冰冰,吴丰昌,符志友
    2011, 30(10):  2290-2296. 
    摘要 ( 5065 )   PDF (3488KB) ( 631 )  
    2010年9月使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对太湖水体中典型重金属镉和铬的暴露水平进行监测,在分析重金属暴露特征及其对太湖水生生物慢性毒性效应的基础上,采用安全阈值法进行生态风险评估。结果表明:镉和铬在太湖水体中均有检出,它们的平均暴露浓度分别为0.85和40.04 μg·L-1;与铬相比,太湖水生生物对镉更敏感;铬的安全阈值>1,镉的安全阈值略<1,表明铬已对太湖水生生物造成一定的生态风险,而镉尚未对太湖造成明显生态风险。镉和铬的生态风险评估结果表明,毒性相对较低的铬,在高浓度环境暴露下会对生态环境造成较大风险,应给予足够重视。
    淮北不同地力水平麦茬田上施氮量对超级稻产量形成的影响
    张军,张洪程,戴其根,段祥茂,杨波,郭保卫,杜斌,缪瑞林
    2011, 30(10):  2297-2305. 
    摘要 ( 1613 )   PDF (544KB) ( 405 )  
    以江苏淮北稻区稻麦两熟的单季稻为对象,研究了不同地力上的施氮量对超级稻产量及物质生产的影响,为不同地力土壤合理施氮肥提供依据。以该区有代表性的超级稻中熟中粳徐稻3号为供试材料,研究了麦茬田高、中、低3种地力水平上不同施氮量对水稻产量及其构成因素、以及对水稻群体质量的影响。结果表明:施氮量与水稻产量之间呈极显著的二次曲线关系(r=0.959**,r=0.971**,r=0.981**),且高地力土壤水稻产量显著高于中地力土壤,中地力土壤的水稻产量显著高于低地力土壤;不同地力水平上的最高产处理在各个生育期都有相对应较好的群体质量,包括适宜的叶面积指数、合理的茎蘖动态、较高的群体颖花量及花后干物质的积累;在不同地力水平上出现的最高产量,其对应的适宜施氮量分别为260.3、290.7、345.8 kg·hm-2。可为该区不同地力下超级稻制定高产适宜施氮量提供依据,3种施氮量在该稻区不同地力示范后分别获得高产,达到了节氮的效果。
    浑河上游不同类型农户氮负荷特征
    梁雷,刘峰,何丽,张建丽,庄晓虹,汤淳
    2011, 30(10):  2315-2322. 
    摘要 ( 1486 )   PDF (653KB) ( 431 )  
    选取浑河上游大伙房水库上游的小流域为研究区域,对农户氮素非点源污染特征进行了分析。根据氮素流动的特点,将农户分为养殖型农户、蔬菜种植户、传统种植户3种类型。氮素污染负荷顺序为:养殖型农户(348±76 kg·hm-2·a-1)>蔬菜种植户(307±127 kg·hm-2·a-1)>传统种植户(213±126 kg·hm-2·a-1)。不同农户农田氮损失量的大小顺序为:蔬菜种植户(256±21 kg·hm-2·a-1)>养殖型农户(188±52 kg·hm-2·a-1)>传统种植户(168±65 kg·hm-2·a-1)。表明,该地区的蔬菜种植户、养殖型农户对水体质量影响较大,是氮素非点源污染重点防治对象。在农户氮排放中,居民生活排放的氮素占28%,农田氮损失占72%,说明农田是主要的氮污染源,但居民生活的氮素污染也不可忽视。该研究范〖JP2〗围内最佳氮循环的临界值为395.5 kg·hm-2·a-1,此时的总流动量是1883.3 kg·hm-2·a-1,氮素输出是376.7 kg·hm-2·a-1
    综述与专论
    湿地沉积物对磷的吸附-解吸动力学模型概述
    张岩,崔丽娟,赵欣胜,李伟
    2011, 30(10):  2359-2364. 
    摘要 ( 3298 )   PDF (415KB) ( 504 )  
    介绍了常用的吸附-解吸动力学模型(Freundlich方程、Langmuir方程及Temkin模型),分析比较了不同模型之间的相互关系,对目前国内外关于磷吸附-解吸动力学模型研究进行了简要概述,介绍了不同模型的统一表达形式,并提出应加强对不同类型湿地中沉积物对磷的吸附-解吸过程及其动力学模型、对吸附-解吸过程的长期监测和不同环境因子间的交叉效应研究等建议,以深化对动力学模型的认识,从净化机理层面充分理解湿地生态系统的运行机制。
    中国城市污泥土地利用关注的典型有机污染物
    余杰,陈同斌,高定,郑国砥
    2011, 30(10):  2365-2369. 
    摘要 ( 2076 )   PDF (407KB) ( 564 )  
    污泥土地利用是国内外城市污泥主要的处置方式之一,而污泥中的有机污染物是污泥土地利用的限制性因素之一。本文分析了国内外城市污泥中有机污染物的浓度和研究现状,针对我国国情,认为多环芳烃(PAHs)是城市污泥中一种常见的有机污染物,总含量一般在1~10 mg·kg-1,有的因污水来源复杂而超过了100 mg·kg-1;壬基苯酚(NP/NPE)在我国污水处理厂污泥样品中均有检出,浓度在1~128 mg·kg-1。污泥园林绿化、林地利用、土壤改良等将是今后主要的利用方向,要实现污泥安全、环保的土地利用,多环芳烃(PAHs)和壬基苯酚(NP/NPE)将是主要考虑的典型有机污染物。
    方法与技术
    中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险评估
    温泉沛,霍治国,马振峰,肖晶晶
    2011, 30(10):  2370-2380. 
    摘要 ( 1747 )   PDF (2193KB) ( 479 )  
    利用中国中东部292个站点1961—2008年的暴雨气候资料和各省的农业灾情资料,采用主成分分析、软直方图估计、灰色关联法、正态信息扩散等方法,分别构建了暴雨气候指数、农业相对灾情指数及其风险估算模型,对中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险进行了研究。结果表明:中国中东部地区的暴雨气候风险,由南向北逐渐减少,高值区位于海南和广东、广西的沿海地区,其次是广西和广东的中北部,江淮地区的湖北、安徽、江西以及湘赣地区的湖南,低值区主要位于除辽宁沿海区域外的东北地区以及华北北部的河北和山西;农业相对灾情风险的高值区位于江淮地区的安徽、湖北,湘赣地区的湖南,东南沿海的广东,低值区是华北地区的河北、河南,东北地区的辽宁;除广东省外,各代表省的暴雨气候指数与农业相对灾情指数的相关系数均达到0.6以上(P<0.01)。经多年实际农业灾情验证,暴雨气候指数和农业相对灾情指数能较好地评估实际暴雨的强度及其对农业的影响。
    森林经营决策支持系统的设计与实现及在采伐中的应用
    谢小魁,苏东凯,代力民,周莉,于大炮,欧阳锴
    2011, 30(10):  2381-2388. 
    摘要 ( 1568 )   PDF (1188KB) ( 760 )  
    我国传统的森林经营方式比较落后,数字化水平不高,决策过程比较盲目。在地理信息系统平台中集成森林动态模型,建立森林经营决策支持系统,可以充分发挥地理信息系统的可视化、空间分析以及模型模拟预测功能,加强处理森林在较大时空尺度上的动态变化的能力。本文设计并实现了森林生长率模型、景观采伐模型和矩阵模型,开发了森林经营决策支持系统,回答森林采伐经营中“采多少,采哪里,怎么采”的三个主要问题,在长白山区的露水河林业局和三岔子林业局进行应用,为提高我国森林可持续经营管理的数字化水平提供了技术支持。