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当期目录

    2013年 第32卷 第8期    刊出日期:2013-08-10
    研究报告
    施氮和降水格局改变对土壤CH4和CO2通量的影响
    李伟1,2,白娥1**,李善龙1,2,孙建飞1,2,彭勃1,2,姜萍1
    2013, 32(8):  1947-1958. 
    摘要 ( 2271 )   PDF (839KB) ( 382 )  
    氮沉降增加和降水格局改变是全球变化的两项重要内容,但是同时考虑上述两因素对温室气体CH4和CO2通量影响的原位双因子模拟研究还相当有限。本研究以长白山温带阔叶红松林土壤为研究对象,采用静态箱法研究了外施氮源(50 kg N·hm-2·a-1)和增减30%降水对土壤CH4和CO2通量的影响。结果表明:施氮能抑制土壤CH4吸收,有时甚至能将土壤对CH4的吸收转为释放,但这种抑制效应只能维持5 d左右,且能在一定程度上改变CH4通量和环境因子(温度、土壤pH、粘粒含量)的相关关系。降水改变未能显著影响土壤CH4通量。对CO2通量而言,施氮能降低土壤CO2排放,长白山阔叶红松林连续施氮第4年的平均抑制效应为27.4%。长期连续施氮的平均抑制效应随施氮时间延长而逐渐增大,一定年限后达到最大值。单次施氮的抑制效应随时间延长逐渐减弱,并在1个月的施氮周期末期基本消失。施氮的抑制效应和土壤充水孔隙度(WFPS)呈显著负相关关系,且升温能增强施氮对CO2释放的抑制效应并延长抑制时间。施氮、降水有可能改变土壤呼吸的温度敏感性。本研究表明,长白山森林土壤氮素尚未达到一定阈值,未来氮沉降增加将抑制CO2的释放和CH4的吸收,因此总体来看施氮抑制土壤碳排放。
     
    元谋干热河谷实生印楝人工林产量和品质与叶片养分含量之间的关系
    郑益兴,吴疆翀,彭兴民,张燕平**
    2013, 32(8):  1959-1966. 
    摘要 ( 1678 )   PDF (533KB) ( 283 )  
    应用临界值浓度法、DRIS图解法和指数法等叶片营养诊断分析方法,研究了元谋干热河谷地区的实生印楝人工林产量和品质与叶片养分含量之间的关系。结果表明:6月份所采集的印楝叶片其养分含量与印楝产量之间存在显著线性相关;获得印楝高产的叶片全N、全P和全K的临界值分别为15.09、1.22和7.68 g·kg-1,相应的最适范围分别为15.09~22.68、1.22~1.59和7.68~9.17 g·kg-1;低产印楝人工林的叶片养分的DRIS图解法和DRIS指数法诊断结果基本一致,它们对N、P、K的需求次序均为P>N>K,并且这一结果与当地土壤本底肥分检测结果相印证。此外,叶片养分含量与印楝素含量之间不存在相关性,可能与印楝素本身的遗传因素有关,故不能在印楝实生群体中采用叶片营养诊断技术来进行种仁印楝素含量的诊断分析。
     
    科尔沁沙地小叶锦鸡儿地上-地下生物量分配格局
    牛存洋1,2,阿拉木萨1**,宗芹2,骆永明1,押田敏雄3,孙贵凡4,刘谦4
    2013, 32(8):  1980-1986. 
    摘要 ( 2391 )   PDF (702KB) ( 358 )  

    以科尔沁沙地18年生(成龄)和4年生(幼龄)人工小叶锦鸡儿以及天然小叶锦鸡儿灌丛为研究对象,采用分层挖取根系法调查不同植被区小叶锦鸡儿的根系分布特点,研究其在生物量分配、根冠比、根系分布等方面对干旱环境的响应。结果表明:1)小叶锦鸡儿倾向于把更多的生物量分配于地下,其中天然植被地下生物量比重最大,4年生植被地下生物量比重最小。2)小叶锦鸡儿灌丛根系生物量随着土层深度的增加而逐渐减少,其根系主要分布在0~100 cm土层中。3)4年生小叶锦鸡儿吸收根呈现浅层分布特性,在地下0~50 cm吸收根生物量显著高于18年生和天然植被(P<0.05);18年生和天然植被吸收根更多分布于50~100 cm土层中。天然小叶锦鸡儿输导根生物量在50~100 cm土层中显著高于4年生和18年生植被(P<0.05)。4)小叶锦鸡儿灌丛地上-地下生物量符合异速生长模型的幂函数。

    北京周边山地苔草属和委陵菜属植物功能性状
    李丹**
    2013, 32(8):  2023-2028. 
    摘要 ( 1554 )   PDF (1092KB) ( 286 )  

    植物功能性状可有效反映植物代谢活动、生物化学组成以及养分吸收等特征。本研究通过分析北京周边山地苔草属和委陵菜属植物的功能性状数据,得出结论如下:(1)植株高度、叶长度、叶宽度、花长度、比叶面积和叶片氮、磷含量之间具有正相关的关系,叶厚度、叶干重与其他性状呈负相关。(2)系统进化因素是导致植株高度、叶长度和叶片总氮含量产生差异性的内在因素。(3)随着海拔升高,植株变矮小,花朵变小,叶片变窄,比叶面积更小,叶片总氮、总磷也变少,叶片变得更厚更重。综合来看,海拔和系统进化对苔草属和委陵菜属功能性状的影响基本相同,只有比叶面积与系统进化的关系在两属中出现差异。

    东北地区玉米出苗速度与水热条件的关系及出苗期气象评估
    马树庆1,王琪2,于海3,徐丽萍3,张铁林3,纪玲玲1**
    2013, 32(8):  2049-2055. 
    摘要 ( 1769 )   PDF (726KB) ( 224 )  
    2010—2011年,开展了田间水分胁迫和分期播种双因子组合试验,以揭示土壤水分和气温对东北地区春玉米(Zea mays)出苗速度的影响,建立基于土壤水分和气温的玉米出苗期评估指标和模式。结果表明:玉米出苗速度与土壤水分和气温的关系密切,在土壤水分较充足和气温偏高条件下,玉米出苗快,干旱和低温均推迟出苗期;播种出苗期间0~20 cm厚度的土壤湿度为(S)21%~25%、土壤有效水量为(H)50~70 mm、平均气温为(T)18~20℃玉米出苗快,播种后10 d左右出苗;0~20 cm厚度的土壤湿度为18%~21%、土壤有效水量为30~50 mm、平均气温为16.5~18 ℃,出苗速度下降,播种后18 d左右出苗;0~20 cm厚度的土壤湿度<18%、土壤有效水量<30 mm、平均气温 <16.5 ℃出苗缓慢,播种后25 d左右出苗,甚至不出苗;玉米播种至出苗间隔日数(D)与S/HT的关系方程为D=78.017-1.746S-1.642TD=60.776-0.288H-1.937T。这些上指标和模式可评估和预测出苗期,指导抗旱生产活动和气象服务。
     
    椒江口海域春秋季虾类资源分布与环境的关系
    齐海明1,2,徐兆礼1**
    2013, 32(8):  2062-2069. 
    摘要 ( 2262 )   PDF (890KB) ( 267 )  
    利用2010年春季(4月)和秋季(10月)椒江口海域渔业资源调查资料,分析了椒江口虾类资源密度的分布,优势种和水团、水深等环境因子对虾类数量和分布的影响。结果表明:椒江口海域春季和秋季虾类平均重量密度分别为7.89和86.20 kg·km-2,尾数密度均值分别为11.04×103和34.41×103 ind·km-2;虾类密度平面分布特征,在春季,调查海域虾类密度西部高于东部,高密度区出现在椒江河口沿岸区域,尤其是受椒江径流影响明显的北部沿海海域;在秋季,东部明显高于西部,尤其是大陈岛东南部受台湾暖流和浙江上升流影响的海域。逐步回归分析表明:椒江口表层温度与虾类重量密度和尾数密度均呈显著的相关关系(PW=0.004,PN=0.01),但水深与资源密度相关关系不显著;春季,中国毛虾(Acetes chinensis)对虾类尾数密度贡献率最大,对重量密度贡献率也较大,为春季最重要的优势种;秋季,中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)对尾数和重量密度贡献率均最大,为秋季最重要的优势种。
     
    香溪河流域梯级水库大型底栖动物群落变化及其与环境的关系
    李斌1,2,申恒伦1,2,张敏3,蔡庆华1**,邵美玲4
    2013, 32(8):  2070-2076. 
    摘要 ( 1789 )   PDF (1041KB) ( 319 )  

    分别于2005年10月和2011年10月对香溪河流域3个梯级水库的大型底栖动物群落进行了调查,探讨了大型底栖动物群落变化及其与环境的关系。结果表明:与2005年相比,2011年古洞口一级水库仍以寡毛类占优势,大型底栖动物总密度升高;古洞口二级水库中,摇蚊的优势度降低,前突摇蚊相对丰度由94.5%降低至35.5%,霍甫水丝蚓的相对丰度升至36.0%,总密度增加;香溪河库湾大型底栖动物群落发生很大变化,前突摇蚊取代颤蚓科种类成为绝对优势类群,相对丰度达到89.0%,而总密度降低,三峡水库水位剧烈波动对这一变化有推动作用。各水库大型底栖动物群落与环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,浊度较大的水体,前突摇蚊容易占优势,而颤蚓科的霍甫水丝蚓和正颤蚓则在水柱稳定性较高、底层水温较低的水体中更易占优势。

     
     
    广西两种能源植物种植对土壤动物多样性的影响
    胡理乐1,娄雪冬1,2,刘文慧1,康冰2,李俊生1**
    2013, 32(8):  2090-2096. 
    摘要 ( 1487 )   PDF (652KB) ( 401 )  

    在广西武鸣地区以木薯(Manihot esculenta)平地为参照,于2012年7月从能源植物种类筛选(甘蔗(Saccharum officinarum)与木薯)、种植模式(套作与单作)和地形选择(坡地与平地)等方面,对主要能源植物甘蔗和木薯种植地进行了土壤动物和土壤环境质量的调查。结果表明:在甘蔗种植地,土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现了显著下降,特别是生物学质量下降幅度达53%(P=0.032);在木薯平地上套种花生(Arachis hypogaea)对土壤动物的数量、群落组成及生物学质量无明显影响,但生物多样性显著上升;地形选择对土壤动物的效果明显,坡地的土壤动物数量、生物多样性及生物学质量均出现普遍下降。这些结果表明,木薯比甘蔗更适合长期种植,且通过优化种植模式,选择适当地形还可以缓冲木薯种植过程对土壤生物多样性和土壤质量的负面影响,因此可初步断定在广西可以优先选择木薯作为一种长期发展的能源植物。

    悬浮物对四角蛤蜊生存和抗氧化酶活性的影响
    杨国军1,宋伦2,王年斌2**,刘庆明3,陈伟强4,陈之桥1
    2013, 32(8):  2097-2103. 
    摘要 ( 1455 )   PDF (515KB) ( 747 )  

    为了了解悬浮物对四角蛤蜊的生存、生长和生理状况的影响,在实验模拟条件下,设置100 mg·L-1(B组)、1000 mg·L-1(C组)和10000 mg·L-1(D组)3个悬浮物梯度作为实验组,以不添加悬浮物的处理作为对照组(A组),采用酶试剂盒方法,研究了不同悬浮物浓度对四角蛤蜊鳃丝、内脏团超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力的影响。结果表明:悬浮物胁迫条件下四角蛤蜊会出现慢性毒性效应,对其生存和生长产生一定影响;100和1000 mg·L-1鳃丝SOD活力会产生适应性诱导反应,而10000 mg·L-1鳃丝SOD活力先被显著抑制后又被显著诱导;内脏团SOD活力未随时间和悬浮物浓度发生明显变化(P>0.05),悬浮物胁迫没有对内脏团SOD活力产生显著影响;1000和10000 mg·L-1鳃丝CAT活力呈现诱导-正常-诱导的变化趋势,100 mg·L-1鳃丝CAT活力在实验后期才被显著诱导(P<0.05);内脏团CAT活力未随时间和悬浮物浓度发生明显的变化;悬浮物胁迫对内脏团抗氧化酶系统没有产生显著诱导和影响,鳃丝抗氧化酶活力会对悬浮物胁迫做出快速应激诱导反应,其对悬浮物胁迫反应更加灵敏。

    基于mtCoI基因序列分析秦岭地区耶屁步甲(鞘翅目:步甲科)的谱系地理结构
    阴环**
    2013, 32(8):  2113-2119. 
    摘要 ( 2340 )   PDF (668KB) ( 194 )  

    为揭示秦岭地区耶屁步甲(Pheropsophus jessoensis Morawitz)种群的谱系地理结构,对秦岭2个地理区内25个耶屁步甲地理种群的184个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mtCoI)基因部分序列进行了分析。在879 bp个碱基中,共检测到55个变异位点,定义了67个单倍型。单倍型多样性(Hd=0.9550)较高,核苷酸多样性(Pi=0.0049)较低。东、西秦岭地区间和25个地理种群间的平均Kimura 2-parameter(K2P)遗传距离都很小,介于0.0026~0.0072。分子变异(AMOVA)和嵌套进化枝谱系地理学分析(NCPA)表明,耶屁步甲的分子变异主要来源于种群内个体间,而东、西两个地区间没有明显的谱系地理结构。错配分布和中性检验分析表明,单倍型之间存在一定的地理关联,距离隔离的限制性基因流以及快速或持续的种群扩张是造成该种目前遗传特征的主要因素。对秦岭地区的耶屁步甲进行种群动态推断,最近一次扩张时间发生0.05~0.23 Ma,处于更新世晚期,认为可能是第四纪冰期气候的反复变化导致了耶屁步甲现今的遗传格局。

    牧鸡密度与取样时间对沙质草地土壤氮素有效性的影响
    史胜南1,2,于占源1,3**,曾德慧1,3,韩兴国1
    2013, 32(8):  2120-2125. 
    摘要 ( 1730 )   PDF (661KB) ( 225 )  

    以科尔沁沙质草地为对象,设置5个牧鸡密度D1(10羽·200 m-2)、D2(10羽·400 m-2)、D3(10羽·600 m-2)、D4(10羽·800 m-2)、CK(0羽·200 m-2),研究牧鸡密度与取样时间对土壤无机氮、氮矿化与硝化、微生物生物量等的影响。结果表明:与对照相比,高牧鸡密度(D1、D2)显著增加了8月、10月土壤潜在净氮矿化、硝化速率,而低牧鸡密度(D3、D4)对土壤潜在净氮矿化、硝化速率的影响均不显著;牧鸡显著提高了土壤硝态氮含量、土壤潜在净氮矿化、硝化速率,对土壤铵态氮含量影响不显著;土壤无机氮含量、潜在净氮矿化、硝化速率对取样时间的响应均达到显著水平,对牧鸡密度与取样时间交互作用的响应不显著。牧鸡对土壤微生物生物量碳、氮及微生物生物量碳/氮的影响均不显著。研究认为,牧鸡可以增加土壤的供氮能力,且随牧鸡密度的增加呈上升趋势,最适牧鸡密度为250~500羽·hm-2

    贵州重点地区土壤和水体中汞的生态风险
    李强1,2,张瑞卿3,郭飞2,莫测辉1,廖海清2**
    2013, 32(8):  2140-2147. 
    摘要 ( 1719 )   PDF (794KB) ( 260 )  

    分析了贵州省土壤和地表水体中汞含量空间分布状况,分别采用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了土壤中的汞污染程度和潜在生态风险;采用单因子法表征了水体总汞污染程度,应用安全阈值法对水体活性汞和甲基汞进行生态风险评价。结果表明:贵州省汞矿区及涉汞行业毗邻区域土壤中总汞污染程度较高,涉汞区23个点位中严重污染、重污染和偏重污染水平分别占78.26%、13.04%和8.70%,且均为极度生态危害。非涉汞区除青山坡土壤中汞的生态风险极强外,其他区域土壤中汞的污染程度不高,生态风险属于可接受水平。贵州省汞开采与冶炼、铅锌冶炼、有机化工等行业已造成毗邻水体出现较严重的汞污染,且污染范围有扩大和延伸的趋势,但对水生生物有直接影响的活性汞和甲基汞的生态风险较小。

    北京市南沙河沉积物重金属污染特征及风险评价
    朱光旭1,2,郭庆军1**,陈同斌1,Marc Peters1,杨俊兴1,张晗芝1,2,魏荣菲1,2,王春雨1,2
    2013, 32(8):  2148-2153. 
    摘要 ( 2746 )   PDF (591KB) ( 241 )  
    北京南沙河是海淀北部地区的重要排水和风景观赏性河道,为全面了解南沙河底泥沉积物中重金属的污染特征,采集了表层沉积物样品,分析了重金属元素的含量和形态,并利用单因子指数法、Hakanson综合污染指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属进行了生态风险评价。结果表明:南沙河表层沉积物各种重金属元素存在较好的同源性,污染程度为:Cr>Cd>Zn>Cu>Pb>Ni。基于单项潜在生态风险指数的评价表明,该区域重金属生态风险等级由强至弱依次为:Cd>Pb>Cu≈Cr>Ni≈Zn,其中,仅Cd具有较高的潜在生态风险,综合潜在生态风险指数表明,除了京藏高速桥河段危害等级较高外,南沙河总体处于轻微的生态风险等级。形态分析表明,Cd的酸提取态含量高,迁移性最强,最容易对生物造成直接危害,其次是Pb和Zn,Cu和Ni具有一定程度的潜在环境危害,Cr产生环境危害的可能性较小。
     
    1962—2011年来宁夏不同等级降水的变化特征
    李菲,张明军**,李小飞,汪宝龙,王圣杰,王琼
    2013, 32(8):  2154-2162. 
    摘要 ( 1578 )   PDF (1512KB) ( 217 )  

    为了了解宁夏地区不同等级降水的结构特征,以1962—2011年宁夏地区9个气象台站逐日降水资料为基础,运用线性趋势法、相关分析法、Hurst趋势分析法及IDW空间插值法,分析了宁夏地区不同等级降水量、降水日数和降水强度的变化特征。结果表明:年降水量、降水日数整体呈减少趋势,而年降水强度则表现为微弱增加,未来的年降水量将呈反持续性,而年降水日数、降水强度则表现为持续性;从空间变化来看,受不同因素影响,年降水量、降水日数及降水强度均表现为由南至北的减少趋势,且降水量、降水日数的空间分布具有一致性;从时间变化来看,夏季降水量丰、降水日数多、降水强度大,其中暴雨的降水强度最大,冬季则降水量枯、日数少、强度小;年、季不同等级降水事件气候趋势分析表明,年降水量和降水日数呈减小趋势,而受冬、夏、秋小雨及暴雨的影响,年降水强度呈微弱增加之势。

    基于多种方法的景观格局动态变化综合分析——以辽宁省铁岭市为例
    孙凤云1,2,刘淼1**,胡远满1,李俊英3,李春林1,2,陈探1,2
    2013, 32(8):  2163-2171. 
    摘要 ( 1665 )   PDF (1848KB) ( 317 )  
    景观格局变化一直是景观生态学研究的核心问题之一,也是相关生态和环境过程研究的基础。本文应用3S技术,综合传统的空间统计分析、转移矩阵、景观指数和景观动态指数、Kappa指数系列,并引入模糊Kappa指数方法,以铁岭市2002—2011年间景观格局变化为例进行了综合研究。结果表明:铁岭市景观空间格局在研究时段内发生一定程度的变化。旱地面积大幅增加,水田面积明显减少,各景观类型之间均有相互转化。景观格局总体的变化趋势是形状趋于复杂、异质性增加、破碎化加剧,人为干扰的影响较明显。研究区域2002—2007年综合景观动态度指数明显高于2007—2011年,景观动态总体呈现放缓趋势。通过Kappa指数系列可知,研究时段内研究区景观变化由景观类型之间变化为主逐渐转变为各类斑块位置上的变化为主。应用多种方法进行综合分析更能全面有效地反映景观格局变化。
     
    综述与专论
    海洋外来物种入侵对南海生态系统的影响及防控对策
    陆琴燕1,2,刘永1,李纯厚1**,魏小岚1,3,刘勇1,4
    2013, 32(8):  2186-2193. 
    摘要 ( 2168 )   PDF (558KB) ( 393 )  

    外来海洋物种入侵已成为继海洋栖息地破坏之后世界海洋生态环境面临的第二个重大威胁。为了全面了解我国南海外来物种的状况,本文阐述了南海主要外来物种的生物学和生态学特征及其对生态系统的影响,并提出相应的防控对策。结果表明:(1)在我国南海最主要分布和已经报道的外来物种共有35种,多为无意引进。其中,海洋外来藻类最多,为16种,占总种类数的45.7%;其次是海洋污损动物,为11种,占31.4%;外来微生物,为5种,占14.3%;潮间带滩涂植物主要有3种,占8.6%。(2)外来入侵物种主要通过4个方面危害海洋生态系统:弱化海洋生态系统群落结构,降低其物种多样性;改变海洋生态系统遗传多样性,降低其遗传变异性;影响海洋生态系统稳定性,造成外源病害肆虐;加剧海洋生态灾害。本文对南海不同种类外来物种生物学特征分析可为南海外来物种入侵的进一步研究提供基础资料,防控对策的提出可为管理部门制定海洋外来物种入侵管理策略提供参考,以期更好地保护南海海洋生态系统。

    基于SPAC系统干旱区水分循环和水分来源研究方法综述
    寿文凯1,2,飞龙1,2,拉木萨1,志民1**
    2013, 32(8):  2194-2202. 
    摘要 ( 1971 )   PDF (536KB) ( 536 )  

    土壤-植物-大气连续体(SPAC)是研究植物水分利用与循环的核心,研究其水分传输过程对干旱区植被恢复具有重要指导意义。本文从土壤水分和植物蒸腾两个方面进行阐述,对土壤水分的研究主要涉及热惯量法、中子仪法和时域反射仪法,植物蒸腾则从枝叶尺度、单木尺度、林分尺度和区域尺度4个层面分类总结;并重点介绍了稳定同位素方法在研究植物不同水分来源中的应用。

    自然保护区体系构建方法研究进展
    郭子良1,李霄宇2,崔国发1**
    2013, 32(8):  2220-2228. 
    摘要 ( 1675 )   PDF (509KB) ( 488 )  

    面对越来越严重的野生生物的生境丧失和生境破碎化威胁,如何构建科学的自然保护区体系成为自然保护区学领域研究的热点问题。本文在对国内外自然保护区体系构建文献分类整理的情况下,具体介绍了保护空缺分析、保护优先区分析和生态区保护规划分析等自然保护区合理布局方法,以及生境廊道规划设计方法。对各种方法的优缺点和适用条件进行了分析,提出了目前自然保护区体系构建方法研究中存在的问题,并探讨了未来的研究方向,以期对自然保护区体系构建的研究和实践提供一定的参考,促进自然保护区事业的发展。

    森林生态系统服务功能价值评估研究进展与趋势
    赵金龙,王泺鑫,韩海荣**,康峰峰,张彦雷
    2013, 32(8):  2229-2237. 
    摘要 ( 3281 )   PDF (603KB) ( 735 )  
    森林生态系统作为陆地生态系统的主体,在全球生态系统中发挥着极为重要的作用。森林生态系统服务功能价值评估涉及到多个学科领域,是当前生态经济学和环境经济学的研究热点。如何对其服务功能价值进行评估,建立一套全球统一、具有可操作性的评估标准和指标体系,已成为当前迫切需要解决的问题。由于生态系统本身的复杂性和评估的局限性,目前尚难准确评估生态系统服务功能价值。首先,本文阐述了森林生态系统服务功能的概念,回顾了近年来国内外森林生态系统服务功能价值评估的研究进展,列举了评估历史上一些重要的研究工作者及事件。其次,详细介绍了森林生态系统服务功能价值基于市场理论的实际市场法、替代市场法和虚拟市场法3类评估方法及具体计算方法,重点分析了能有效解决生态服务功能动态评估问题的InVEST、MIMES、CITYgreen、SoIVES、GUMBO等国外一些生态模型的优缺点。最后,在总结当前评估方法研究的基础上,提出了未来森林生态系统服务功能价值评估的方向是模型化、精准化、服务功能过程及形成机制的研究、服务功能向服务的转化率。