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    2015年 第34卷 第11期    刊出日期:2015-11-10
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    2015, 34(11):  0. 
    摘要 ( 295 )   PDF (477KB) ( 257 )  
    研究报告
    晋中盆地不同土地利用类型的植物多样性
    王应刚**,梁炜,张婷,苏尚军,祝振华,刘斌
    2015, 34(11):  2995-3001. 
    摘要 ( 495 )   PDF (1568KB) ( 288 )  

    区域土地开发利用明显影响植物多样性,因此探讨和分析其影响机理和规律显得非常重要。本文以晋中盆地为研究对象,选取林地、内陆滩涂、果园、墓地、田坎及公路用地共6种土地利用类型(简称地类)随机抽取样地,然后在样地上设置调查样方,采用Jaccard相似性指数、Gleason丰富度指数对调查数据进行处理,分析了地类对植物多样性的影响。结果表明:墓地与田坎的群落植物物种组成相似性最高,Jaccard相似性指数值为0.552;果园与公路群落植物物种组成相似性最低,Jaccard相似性指数为0.216;各种地类上植物的Gleason丰富度指数算术平均值大小依次为墓地>田坎>内陆滩涂>林地>果园>公路用地;t检验结果显示,林地与内陆滩涂、林地与果园、林地与墓地、内陆滩涂与果园、墓地与田坎之间的植物物种丰富度差异未达到显著水平,而其他地类两两之间的差异均达到了显著水平。人为干扰强度不同是造成不同地类植物多样性差异的主要原因,研究结果为今后合理利用土地、采取有效措施保护生物多样性提供了参考依据。

    山西历山国家级自然保护区猕猴栖息地森林群落物种多样性
    铁军1,2**,李燕芬3,王霞3,白凤麟1,崔方天1,金山1,2
    2015, 34(11):  3009-3015. 
    摘要 ( 584 )   PDF (550KB) ( 274 )  

    在对山西历山国家级自然保护区猕猴栖息地森林群落进行数量分类的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数方法对该地区森林群落的物种多样性进行了研究,并分析了森林群落各层片之间的物种多样性的相关性。结果表明:(1)栖息地森林12个群丛的丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数能够较好地反映各群落多样性变化规律。(2)栖息地森林群落的Patrick丰富度指数(R)与Shannon多样性指数(H)、Hill多样性指数(N1N2)、Alatalo均匀度指数(E)和Pielou均匀度指数(Jsw)变化趋势基本一致,而Simpson多样性指数(λ)与H的变化呈相反趋势。(3)栖息地森林群落内乔、灌和草3层的丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数表现出多样化的趋势。各层片的丰富度指数和物种多样性指数总体上呈现草本层>乔木层>灌木层,但各片层的均匀度指数存在差异,其中灌木层的均匀度指数差异较大,而乔木层和草本层均匀度在各群落间差异较小。

    高山草地植物群落数量特征沿海拔梯度变化及其影响因素
    崔海军,王根绪**,杨燕,杨阳
    2015, 34(11):  3016-3023. 
    摘要 ( 619 )   PDF (677KB) ( 307 )  

    为了探索青藏高原湿润地区草地的演变规律和未来对气候变化的响应,以雅家埂高山带不同海拔草地为对象,研究了草地群落特征沿海拔梯度的变化,并分析了气候因子和土壤因子对群落特征的影响。结果表明: (1)沿海拔梯度草地群落特征具有明显分异,地上生物量随海拔升高呈现显著降低,而地下生物量和群落的根冠比呈现显著增加。群落多样性指数在较低海拔间呈现显著变化,而在较高海拔间变化不明显。总体而言,随海拔升高群落多样性增大,均匀度增大。(2)不同海拔群落特征差异主要由气候因子控制,且温度起主导作用,土壤因子的解释度可忽略。(3)整个海拔梯度上群落多样性指数与生物量呈负相关关系,支持根竞争和光竞争假说。

    广西石山人工林灌草多样性与环境因子的关系
    黄小荣**,何峰,庞世龙,侯远瑞,陆国导
    2015, 34(11):  3024-3033. 
    摘要 ( 548 )   PDF (773KB) ( 308 )  
    以广西石山人工林群落调查数据为材料,采用双向指示种分类(TWINSPAN)、冗余分析(RDA)和典范对应分析(CCA)研究了9个生境变量、1林分类型因子与石山人工林多样性、草本和灌木植物组成的关系。结果表明,坡位是影响石山人工林物种组成多样性的最主要因子,露石率和坡度对石山人工林林下有害物种分布影响最大。石山人工林林下植被组成的主要决定因素是生境因子(解释率23%~55%),而树种选择是次要因素(解释率11%~17%)。石山梯地人工林的有害草本种类多于坡地,梯地的有害灌木种类少于坡地。石山人工林的有害植物种类少于封山育林地。
     
    湖南大围山杜鹃灌丛木本植物种群空间格局
    张旭1,李家湘1,2**,喻勋林1,谢宗强2,寻院3
    2015, 34(11):  3034-3039. 
    摘要 ( 487 )   PDF (472KB) ( 283 )  
    以大围山山顶杜鹃灌丛为研究对象,设置了6个15 m×15 m的样地。采用方差/均值比率法的t检验对杜鹃灌丛的空间格局进行了分析,同时采用负二项式参数、丛生指数、平均拥挤度指数、聚块性指数、扩散指数、格林指数和Cassic指数分析了群落内木本植物的聚集强度。结果表明:14种常见木本植物(如杜鹃Rhododendron simsii、湖南白檀Symplocos hunanensis、四川冬青Ilex szechwanensis)中,有85.7%的物种表现为聚集分布格局;聚集强度随种群密度的增大而减小;非优势种群直角荚蒾(Viburnum foetidum var. rectangulatum)、水马桑(Weigela japonica var. sinica)、鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)的聚集强度大于优势种群杜鹃、湖南白檀等;植物对山顶温凉湿润气候条件的适应能力,种子扩散方式、萌生能力和耐荫特性等生物学特性,以及干扰是决定杜鹃灌丛木本植物空间格局的主要驱动因子。
     
    北京地区黄檗种群数量结构及空间分布特征
    宋超1,余琦殷1,于梦凡1,邢韶华1**,刘润泽2,曲宏2,黄三祥2
    2015, 34(11):  3040-3049. 
    摘要 ( 575 )   PDF (613KB) ( 251 )  

    黄檗(Phellodendron amurense)为我国二级国家重点保护野生植物,在北京地区黄檗多散生于阔叶林中,数量稀少,为了解北京地区黄檗种群的年龄结构和空间分布特征,促进种群扩繁,在北京百花山、松山和雾灵山自然保护区共设置了12个20 m×20 m的样地,从种群的径级结构、静态生命表、空间分布格局等3个方面分析了黄檗种群的数量特征与空间分布格局。结果表明:1)黄檗幼龄期个体数较多,中龄期个体数相对稳定,老龄期个体数量稀少,倒“J”的径级结构表明黄檗种群总体属于增长型种群;但局部小种群的径级结构组成比例差异很大。2)在整个黄檗种群的静态生命表中有3个死亡率高峰,第一个是从幼树阶段至小树阶段,第二个是从小树阶段至大树阶段,第二阶段死亡率最高,第三个是大树阶段的末期;3)黄檗空间分布格局总体为集群分布,在不同发育阶段的分布格局受其生物学、生态学特性以及种群发展过程中种内、种间关系的影响呈现出不同的分布格局。因此,调整局部种群的径级结构,采取促进黄檗小树集群分布的措施是促进其种群扩大的重要环节。

    琵琶柴不同分支序级根系生物量分配格局的坡向差异
    郑慧玲,赵成章**,冯威,韩玲,徐婷,段贝贝
    2015, 34(11):  3065-3071. 
    摘要 ( 457 )   PDF (691KB) ( 267 )  

    生物量分配模式影响植物获取资源以及竞争能力,不同序级根系分支生物量分配格局对理解植物的表型可塑性有重要意义。本研究利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型,采用全根系挖掘法,研究了祁连山北坡荒漠草原不同坡向琵琶柴(Reaumuria soongorica)1~3级根系的生物量分配格局。结果表明:不同坡向草地群落的盖度、密度、高度、物种丰富度、地上生物量和土壤含水量呈不同的变化趋势(P<0.05),琵琶柴种群的密度、高度和根冠比等生物学特征的变化规律存在差异(P<0.05);随着坡向由南坡转向西坡、东坡和北坡,琵琶柴1级根生物量比例呈逐渐增加趋势(P<0.05),2级和3级根生物量比例呈逐渐减小趋势(P<0.05);琵琶柴1级根生物量的增加速度大于2级和3级根的增加速度,2级与3级根生物量近等速增长。不同坡向琵琶柴根系合理权衡各级根系资源配置模式,反映了异质生境中植物种群应对资源多重竞争的环境适应机制。

    广西药用野生稻内生细菌多样性及促生作用
    阳洁,秦莹溪,王晓甜,尹坤,江院,袁涛,谭志远**
    2015, 34(11):  3094-3100. 
    摘要 ( 493 )   PDF (608KB) ( 241 )  

    以广西药用野生稻为材料,采用两种选择性的无氮培养基进行内生细菌的分离,应用ISPCR指纹图谱方法对所分离到的内生细菌进行聚类分析。选取每个类群的代表菌株进行16S rRNA基因序列测定及生理生化鉴定,通过菌株接种水稻对所分离的内生固氮菌进行促生作用的分析。结果表明,从药用野生稻中分离纯化69株内生细菌,其中有26株内生固氮菌,其固氮酶活性在0.60~46.71 μmol C2H4·mL-1·h-1。通过ISPCR指纹图谱分析将所有供试菌株聚为11个类群及1个单菌株。16S rRNA基因序列分析及生理生化鉴定表明,所分离的内生固氮菌属于艾德昂菌属(Ideonella spp.)、阿氏肠杆菌(Enterobacter asburiae)及固氮螺菌(Azospirillum largimobile),植物内生细菌有短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、大田根瘤菌(Rhizobium daejeonense)、沙芬西芽孢杆菌(Bacillus safensis)、纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)、过氧微杆菌(Microbacterium paraoxydans)、类芽孢杆菌(Paenibacillus barcinonensis)及粘质沙雷菌(Serratia marcescens)等,表明广西药用野生稻内生细菌具有多样性。各内生细菌的代表菌株均具有溶磷解钾能力,其中yy34具有很强的溶磷能力,yy19、yy26及yy29具有较强的解钾能力。此外,yy05、yy16、yy19、yy25、yy29、yy34及yy49共7株菌能分泌生长素。将各内生固氮菌的代表菌株接种水稻后对水稻有着明显的促生作用,其中叶长增加了23.0%~45.2%,根长增加了19.8%~36.2%,分蘖数增加了59.9%~119.8%,全株鲜重增加了101.4%~257.0%,全株干重增加了68.4%~101.7%,根重增加了122.2%~188.9%。

    夏玉米叶片含水率及光合特性对不同强度持续干旱的响应
    王秋玲1,周广胜1**,麻雪艳1,2
    2015, 34(11):  3111-3117. 
    摘要 ( 458 )   PDF (689KB) ( 284 )  

    基于七叶期开始的夏玉米全生育期不同强度的干旱发生发展模拟试验资料,分析了不同强度的干旱发生发展对夏玉米叶片含水率及光合特性的影响。结果表明: 夏玉米生育期内叶片含水率随干旱发生发展呈线性下降趋势,并与土壤相对湿度通过0.005水平的显著性检验,可表征玉米的受旱程度。玉米全生育期内叶片的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随干旱的发生发展呈显著下降趋势,且不同强度干旱的影响差异随时间推移而减小;而叶片水分利用效率则随干旱发生发展呈升高趋势,且随着干旱的发展不同强度干旱间的差异呈增加趋势。玉米全生育期内均出现了光合作用由气孔限制向非气孔限制的转换,转换时间分别为46、38、30和35 d,与干旱强度及持续时间呈反比。

    乌兰布和沙漠中国沙棘果实成熟期茎干液流规律及其与环境因子的关系
    黄雅茹1,2,辛智鸣1,2,罗红梅1,罗凤敏1,2,马迎宾1,2,葛根巴图1,2,李新乐1,2,孙非1,郝玉光1,2**
    2015, 34(11):  3125-3131. 
    摘要 ( 443 )   PDF (717KB) ( 218 )  

    利用TDP液流测量系统和自动气象站对乌兰布和沙漠中国沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi)的液流变化及其环境因子进行观测。结果表明:沙棘的茎干液流速率呈“几”字宽峰曲线,昼夜变化明显,夜间仍有低值液流;液流启动时间为8:00,在10:00左右达到峰值,峰值大小为227.94~307.86 g·h-1,至21:30基本下降到了极低值(11.04~26.29 g·h-1)。沙棘液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合。晴天液流速率较大,变化幅度也大,变幅在300 g·h-1以上;阴雨天液流速率变化小。相关性分析表明,影响沙棘液流速率的主要因子为太阳总辐射、空气相对湿度、空气温度以及风速。另外,沙棘液流与蒸腾速率日变化曲线均为单峰曲线,但叶片蒸腾速率峰值出现时间滞后液流峰值出现时间3 h。

    国际重要湿地濒危物种丰富度的影响因子
    史沛文1,刘茂松1**,池婷2,盛晟3,徐驰1
    2015, 34(11):  3151-3157. 
    摘要 ( 565 )   PDF (1602KB) ( 259 )  

    拉姆萨尔国际重要湿地作为野生濒危动物的栖息、繁衍或越冬场所,承载着湿地生物多样性保护的重要功能。本文在300、600和1200 km 3个尺度上,利用空间自回归模型,对国际重要湿地濒危物种丰富度的影响因素进行了研究。结果表明,在解释拉姆萨尔国际重要湿地濒危物种丰富度的若干假说中,人类干扰假说具有最高的解释率,其次为能量假说和生境异质性假说。国际重要湿地濒危物种丰富度的主要影响因子是气温年较差、生境规模以及人均国内生产总值(GDP),气温年较差和生境规模与国际重要湿地濒危物种丰富度显著正相关,人均GDP与其呈显著负相关。本研究有助于在全球尺度上深入理解湿地濒危物种丰富度的成因,对于湿地濒危物种的保护具有现实意义。

    滨海湿地水鸟飞行阻力格局及空间管制策略——以深圳市深圳湾为例
    林永红1,徐鹏1,廖星2,王勇军3,栾胜基1**
    2015, 34(11):  3182-3190. 
    摘要 ( 726 )   PDF (2434KB) ( 256 )  

    深圳市滨海湿地是国际水鸟赖以生存的环境,同时也是经济发展快速和土地利用结构变化较大的区域,然而建筑密集的城市区域已极大影响到水鸟飞行过程。本文以深圳湾为例,从水鸟觅食飞行过程出发,选取指示物种(小白鹭和琵嘴鸭),结合水鸟回避行为特征,应用最小累积阻力模型建立描述水鸟真实飞行运动的阻力表面,分析了城市区域对水鸟飞行过程的影响机制以及不同城市结构对水鸟飞行过程的影响程度,最终建立包含低、中、高3种阻力飞行区的综合水鸟飞行阻力格局,并制定相应的空间管制策略,以维持水鸟在城市内的飞行过程,由此阐明城市化对生物过程的作用机制对于解决可持续城市建设问题具有很强的现实意义。

    南太平洋长鳍金枪鱼渔场CPUE时空分布及其与关键海洋环境因子的关系
    闫敏1,2,张衡1**,樊伟1,靳少非1,3,杨胜龙1
    2015, 34(11):  3191-3197. 
    摘要 ( 645 )   PDF (1235KB) ( 242 )  

    根据2009—2012年南太平洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)延绳钓生产统计数据及遥感获取的海表温度(sea surface temperature, SST)、叶绿素a浓度(chlorophyll a concentration, Chl-a)和海面高度距平(sea surface height anomaly, SSHA)等环境数据,分析了长鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of fishing effort, CPUE)的时空分布及其与环境因子的相关性。结果表明:长鳍金枪鱼作业渔场主要集中在4° S—28° S、158° E—176° E附近海域;长鳍金枪鱼渔场CPUE呈明显的季节性变化,1—3月CPUE值较低(<12.5尾·千钩-1),随后逐渐增加,至7月达到最大值为18.1尾·千钩-1,而8—12月基本呈逐渐降低趋势;1月渔场重心位于16° S、168° E附近海域,2—3月向西北偏移,而在3—7月逐渐向东南方向转移,8月以后开始逐渐回撤至西北方向,在9—12月渔场重心变化幅度相对较小,主要位于15° S—16° S、168° E—169° E海域;总体来说,长鳍金枪鱼中心渔场最适SST为27.0~30.5 ℃,次适SST为20~24 ℃;最适叶绿素a浓度为0.02~0.08 mg·m-3,最适海面高度距平为3~23 cm。

    单一与复合砷锑处理对波士顿蕨富集与转化砷和锑的作用
    王晓丽1,2,杨芬1,3,韦朝阳1**,涂书新2,刘金鑫1,3
    2015, 34(11):  3198-3204. 
    摘要 ( 493 )   PDF (733KB) ( 225 )  

    通过水培试验,研究了单一和复合砷锑处理对波士顿蕨(Nephrolepis exaltata L.)植株各部位及其亚细胞砷锑富集和形态转化的影响,以期查明植物体内砷与锑之间可能的相互作用。结果表明,与对照组相比,单一和复合处理条件下,波士顿蕨各部位砷锑含量均有显著的增加,砷含量表现为根>叶柄>羽叶,锑含量表现为根>羽叶>叶柄。与20 mg·L-1单一Sb(III)处理相比,复合处理条件下,随着砷的同时加入(10 mg·L-1 As)植株各部位锑含量出现下降,同时根部细胞器中的锑出现向细胞壁与胞液转移、而羽叶与叶柄出现由细胞壁向其他两个亚细胞组分转化的现象;与10 mg·L-1单一As(III)处理相比,复合处理条件下,锑的加入(20 mg·L-1 Sb)显著降低了波士顿蕨各部位砷的含量,同时促进了根部细胞壁中的砷向胞液与细胞器转移,以及羽叶与叶柄胞液处砷向细胞壁与细胞器的转移。因此,波士顿蕨体内,砷锑之间具有拮抗作用。单一As(III)处理下,波士顿蕨根部以As(V)为主、羽叶主要以DMA为主,而Sb(III)的同时加入则能够促进As(III)更多地向As(V)和DMA转化;单一Sb(III)处理下,波士顿蕨体内以Sb(III)为主导形态,随着As(III)的同时加入,在波士顿蕨根与叶柄处,As(III)强烈地抑制Sb(III)向Sb(V)转化,相反在羽叶处却会促进Sb(III)向Sb(V)转化。

    综述与专论
    重金属污染土壤超积累植物修复关键技术的发展
    安婧,宫晓双,魏树和**
    2015, 34(11):  3261-3270. 
    摘要 ( 534 )   PDF (605KB) ( 370 )  
    我国土壤重金属污染问题日益突出,严重影响食品安全和人类健康,同时也制约了社会经济的可持续发展。在众多土壤重金属修复技术中,超富集植物修复技术以廉价高效、操作简单、安全可靠、环境友好等优点,被认为是最具发展潜力的绿色修复技术之一。本文回顾了该技术在国内外的发展历程,并对超积累植物的筛选鉴定、对重金属的吸收转运机制、强化修复措施及植物安全处置与利用等几个关键技术进行了阐述,对该技术今后的发展方向和突破点进行了展望。