Please wait a minute...
欢迎访问《生态学杂志》官方网站,今天是 分享到:

当期目录

    2017年 第36卷 第3期    刊出日期:2017-03-10
    目录
    目录
    2017, 36(3):  0. 
    摘要 ( 100 )   PDF (466KB) ( 6 )  
    研究报告
    沼泽交错带白桦个体生长动态及径级结构与种内种间竞争
    巢林1,3,刘艳艳1,3,张伟东1,2,杨庆朋1,2,汪思龙1,2*
    2017, 36(3):  577-583. 
    摘要 ( 284 )   PDF (693KB) ( 16 )  
    根据野外调查数据,对长白山沼泽交错带白桦个体生长动态、径级结构以及种内和种间竞争强度进行研究,并探讨竞争强度与径级之间的关系。结果表明:白桦植株胸高断面积与树高之间存在显著的Sigmoid函数关系,胸径和树高分别为18.3 cm和19.4 m,是白桦由高生长向径生长过渡阶段;白桦种群更新幼苗稀少,径级结构呈纺锤形,径级株数密度分布规律可以用Lognormal函数很好地表征;白桦种内和种间竞争强度分别为48.80%和51.20%;白桦种内和种间竞争强度的顺序为:白桦种内>长白落叶松>辽东桤木>山杨>蒙古栎>稠李>水曲柳>色木槭>茶条槭>春榆;竞争强度随对象木胸径的增加而降低,当对象木胸径在20 cm以内时,竞争强度较大,当胸径达20 cm以上时,竞争强度变化很小,竞争强度与对象木胸径较好地服从幂函数关系(CI=AD-B),该模型能够较好地预测沼泽交错带白桦种内和种间竞争强度。
    氮沉降对毛竹非结构性碳组成与分配的影响
    吕茹冰,杜莹,鲍永新,裘子炎,宋超,宋新章*
    2017, 36(3):  584-591. 
    摘要 ( 433 )   PDF (685KB) ( 19 )  
    植物组织中非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)的浓度反映了植物整体的碳供应状况,但其对氮沉降的响应人们仍知之甚少。毛竹是我国分布最广、产值最大的禾本科竹类植物,在亚热带地区生态环境建设和山区经济发展中发挥着重要作用。本文以粗放经营的毛竹林为研究对象,设计4个模拟氮沉降处理水平:低氮(L,30 kg·hm-2·a-1)、中氮(M,60 kg·hm-2·a-1)、高氮(H,90 kg·hm-2·a-1)和对照(CK,0 kg·hm-2·a-1),处理时间32个月。结果表明:(1)毛竹中可溶性糖是NSC的主要组分;(2)毛竹中NSC浓度表现为秆(4.1%)>叶(3.6%)>枝(3.3%);(3)4龄竹竹叶的NSC浓度显著低于2龄竹(P<0.05),竹龄对竹秆NSC浓度的影响显著(P<0.05),对竹枝NSC浓度的影响不显著(P>0.05);(4)氮沉降对毛竹竹枝和竹秆的NSC浓度影响显著(P<0.05),竹枝的NSC浓度随着氮沉降量的增加呈现先上升后下降的趋势,竹秆的NSC浓度随着氮沉降量的增加呈现先下降后上升的趋势,对竹叶的NSC浓度影响不显著(P>0.05);(5)氮沉降和竹龄的交互作用对毛竹竹叶、竹枝和竹秆的NSC浓度均有显著影响(P<0.05)。适当的氮沉降会促进该区域粗放经营毛竹林的生长,利于积累更多的生物量碳。
    广西不同林龄软阔林碳储量及其分配格局
    陈莉1,2,3,宋敏2,3,4,宋同清2,3,王华1,2*,曾馥平2,3,彭晚霞2,3,杜虎2,3,韩畅1,2,3,苏樑1,2,3
    2017, 36(3):  592-600. 
    摘要 ( 232 )   PDF (665KB) ( 25 )  
    在生物量调查的基础上,对广西软阔林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个不同林龄阶段的42个1000 m2样地进行调查,研究各林龄阶段碳储量及其分配格局。结果表明:软阔林生态系统总碳储量表现为成熟林(421.98 t·hm-2)>过熟林(405.23 t·hm-2)>近熟林(218.74 t·hm-2)>中龄林(172.94 t·hm-2)>幼龄林(164.20 t·hm-2)。不同林龄碳储量分布除过熟林阶段植被层>土壤层外,均为土壤层>植被层>凋落物;除成熟林阶段地上部分>地下部分,其余阶段均为地下部分>地上部分;其中植被层为32.03~222.43 t·hm-2,占总碳储量的30.03%~55.28%,随林龄的增长不断增加。凋落物层为1.51~3.58 t·hm-2,占总碳储量的0.69%~1.56%,随林龄的增长呈“M”型变化趋势。土壤层为117.33~294.54 t·hm-2,占总碳储量的44.06%~75.69%,随林龄的增长总体上呈上升的趋势。植被层碳储量以乔木层最大(27.53~220.50 t·hm-2),占植被层碳储量的16.77%~54.41%,随林龄的增长而增加,其中乔木层碳储量以树干为最大,为16.99~167.91 t·hm-2,占乔木层碳储量的61.70%~76.15%,随林龄的增长而增加;根、叶所占比例分别为9.07%~18.60%、1.59%~6.62%,随林龄的增长而减少;枝的碳储量占3.08%~13.41%,随林龄的增长呈缓慢增加的趋势,在过熟林阶段有小幅度的下降。
    模拟增温对东北黑土农田作物生长季土壤呼吸的影响
    付微1,张兴义1*,赵军1,杜书立1,侯美亭2
    2017, 36(3):  601-608. 
    摘要 ( 262 )   PDF (960KB) ( 18 )  
    东北地区是我国乃至全球对气候变化响应比较敏感的地区之一,土壤呼吸的温度敏感性对该地区农田生态系统碳循环与全球气候变化之间的反馈关系产生重要影响。本文采用红外辐射加热装置模拟土壤增温,研究了模拟增温对黑土农田大豆生长季土壤呼吸作用的影响。结果表明:1)模拟增温导致10 cm深处平均土壤温度显著提高了2.76 ℃。2)在大豆生长期间,土壤呼吸速率呈现显著的季节性变化规律,峰值出现在开花结荚期。3)模拟增温后,黑土农田大豆生长季的土壤呼吸速率(3.20 μmol·m-2·s-1)略高于对照处理(2.96 μmol·m-2·s-1),但差异未达到显著水平,并且增温未显著影响大豆各生育期的土壤呼吸水平。4)虽然增温处理显著增加了大豆地上生物量,但未显著改变根系生物量和土壤含水量,说明根系生物量和土壤含水量是调控土壤呼吸对增温响应的主导因子。连续两年增温对黑土农田大豆生长季土壤呼吸没有明显的促进作用,表明土壤呼吸作用对增温环境产生了一定的适应性。
    间伐对马尾松人工林土壤活性有机碳的影响
    翟凯燕1,2,马婷瑶1,2,金雪梅1,2,袁在翔1,2,陈斌1,2,关庆伟1,2*
    2017, 36(3):  609-615. 
    摘要 ( 272 )   PDF (607KB) ( 33 )  
    以南京市溧水区林场间伐9年后的29年生马尾松人工林为研究对象,探讨了不同间伐强度(对照:0%;弱度间伐:25%;中度间伐:45%;强度间伐:65%)对土壤3种活性有机碳含量及其在总有机碳中比例的影响。结果表明:与对照样地相比,中度间伐显著提高了土壤总有机碳含量,强度间伐显著降低了土壤总有机碳含量;土壤颗粒有机碳与易氧化有机碳含量对间伐的响应与总有机碳规律一致,土壤轻组有机碳含量在3种间伐强度下显著降低,表现为强度间伐<弱度间伐<中度间伐<对照;土壤颗粒有机碳、轻组有机碳及易氧化有机碳在总有机碳中的比例分别为30.83%~64.59%、10.40%~26.92%、3.61%~4.62%。3种间伐强度显著降低了土壤轻组有机碳在总有机碳中的比例,对土壤易氧化有机碳在总有机碳中的比例无显著影响,中度间伐显著降低了土壤颗粒有机碳在总有机碳中的比例。中度间伐利于土壤总有机碳的积累,且土壤有机碳稳定性高。
    短期增温对藏北高寒草甸植物群落特征的影响
    姜炎彬1,2,范苗1,张扬建2*
    2017, 36(3):  616-622. 
    摘要 ( 458 )   PDF (974KB) ( 21 )  
    青藏高原是全球变化的敏感区域,过去几十年以来,在全球气候变暖的背景下,藏北高原增温明显。本研究在藏北典型高寒草甸区采用开顶式生长室(OTC)模拟增温的方法,根据OTC的不同高度设置了4个增温梯度(40、60、80和100 cm),分析了植物群落的生长、结构和组成以及生物量对增温的响应。结果表明:不同高度的OTC作用使得年平均空气温度增加了1.13~2.72 ℃,且OTC的高度越高,其增温效果越明显;伴随着温度的升高,空气湿度以及土壤湿度均有所降低;高山嵩草在所有群落中占有绝对优势,梯度增温作用使得其重要值不断下降;随着温度的升高,莎草类植物的盖度逐渐下降;对整个群落而言,增温幅度较低时,增温对群落的生长和生物量的积累以及多样性都会有明显的促进作用,当温度升高超过一定值,这种促进作用会逐渐减弱甚至变成抑制作用。本研究表明,藏北高寒草甸对增温作用具有敏感而迅速的响应,温度升高使该地区的气候朝着暖干化趋势发展,而一定程度的升温会促进植物群落的生长,但温度升高超过一定幅度时,会导致草地生产力下降,草地退化加剧。
    新疆木垒胡杨林区三种林分土壤真菌群落特征
    梁雪,李永春*,陈相君,李永夫,陈俊辉,徐秋芳
    2017, 36(3):  623-630. 
    摘要 ( 425 )   PDF (675KB) ( 14 )  
    采用T-RFLP、荧光定量PCR以及平板分离与鉴定等技术,分析了新疆木垒胡杨林区内胡杨过熟林、胡杨衰亡林及柽柳等植被下土壤真菌群落特征及其影响因素。结果表明:真菌群落结构差异在胡杨过熟林与柽柳之间最为明显,其次是胡杨过熟林与胡杨衰亡林;胡杨衰亡林、胡杨过熟林、柽柳分别具有最高的真菌丰富度指数、优势度指数和均匀度指数。3种林分土壤真菌数量在6.07×105~1.87×106 copies·g-1干土,胡杨过熟林土壤真菌数量显著高于胡杨衰亡林和柽柳。真菌丰富度、均匀度指数与pH呈正相关,优势度指数和真菌数量则与pH呈负相关。土壤pH显著影响了真菌的群落结构,其中胡杨衰亡林主要受pH和碳氮比的影响,而柽柳林受全氮的影响较大。上述结果表明:土壤真菌群落结构、多样性指数及数量在不同林分类型间存在明显差异,pH是影响真菌群落特征的关键因子。
    增加降水及施氮对弃耕草地土壤线虫和小型节肢动物的影响
    宋敏*
    2017, 36(3):  631-639. 
    摘要 ( 231 )   PDF (973KB) ( 12 )  
    降水格局变化及大气氮沉降对诸多生态过程及功能均有重要影响。然而,目前对于土壤动物对以上两种全球变化趋动因子的响应模式及机制仍缺乏充分认识。本研究利用野外控制试验技术,在中国北方平原弃耕草地生态系统模拟增加降水及大气氮沉降对土壤动物群落的影响。结果表明,增加降水及氮素添加对土壤螨类及跳虫的种群密度均无影响。增加降水使土壤线虫的数量显著增加了14.9%,氮沉降对土壤线虫的数量无影响,但显著增加了群落中食细菌性线虫的数量(45.8%)。本研究表明,土壤线虫对资源有效性及生境微环境变化响应的敏感性强于土壤小节肢动物,且增加降水与氮沉降之间不存在交互作用。
    基于地形因子的长白山高山苔原土理化性质空间差异
    刘羽霞,许嘉巍*,靳英华,朱瑞帅,牛莉平,王嫒林,张英洁
    2017, 36(3):  640-648. 
    摘要 ( 255 )   PDF (1279KB) ( 22 )  
    为说明长白山高山苔原土壤理化性质的空间差异,并为反演长白山高山苔原变化过程提供基础数据,在长白山苔原带选取132个土壤采样点,提取海拔、坡度、坡向、坡位4个地形维度;测定13项土壤理化指标,对其进行变异分析、相关分析及因子分析;对土壤理化指标与地形维度进行回归分析和冗余分析。结果表明:(1)长白山高山苔原土的有机质和速效养分含量均较高,有机质含量为22.96%;土壤偏酸性,pH平均值为4.86;去除砾石后土壤颗粒组成中,粉粒含量最高,沙粒次之,黏粒再次。各理化性质指标之间存在较高的相关性,经过因子分析,将13个理化性质转化为无机养分供应因子、颗粒组成因子、有机养分供应因子。(2)海拔主要影响土壤的养分供应因子,包括无机养分和有机养分,在研究区海拔范围内(2049~2239 m),与养分含量呈正相关;坡度主要影响土壤的有机养分供应因子,与养分含量呈负相关;坡位主要影响颗粒组成因子。(3)冗余分析结果表明,海拔、坡度、坡向、坡位4个地形因子能解释42.8%的土壤理化性质变化,第一轴解释了28.2%的变化信息,第二轴解释了14.6%的变化信息。在长白山苔原带,影响土壤理化性质空间分异的主要地形因子是海拔和坡度。
     
    泥沙掩埋和干旱对三峡库区消落带双穗稗草生长的影响
    李强*,王书敏,丁武泉,朱启红
    2017, 36(3):  649-654. 
    摘要 ( 186 )   PDF (625KB) ( 11 )  
    三峡库区消落带植物恢复不仅面临长期淹水逆境,还面临泥沙掩埋、干旱等环境因素的胁迫。蓄水期后引种三峡库区消落带双穗稗草,掩埋于不同粒径和埋深的沉降泥沙,探讨泥沙掩埋、干旱对反季节淹水后双穗稗草出苗和生长的影响。结果表明:在埋深≥8 cm和粒径≤2 mm条件下消落带双穗稗草萌发苗不能穿透覆盖层出苗,且随着泥沙粒径减小出苗率迅速下降。在埋深4 cm条件下处理组植株叶片形成和发育显著被促进,且随着泥沙粒径增大叶片数、叶长、叶宽呈显著增加趋势。但干旱和泥沙掩埋复合胁迫显著抑制双穗稗草幼苗的生长发育,处理组株高、叶片数、叶长和叶宽显著被抑制,随着泥沙粒径减小幼苗电子传递速率和热耗散能力显著降低,死亡率显著增大。因此,在泥沙掩埋及干旱复合胁迫下消落带双穗稗草的生长能力随粒径减小和埋深增加呈显著降低趋势,导致库区消落带双穗稗草种群衰退演替加快。
    伐桩储水下毛竹光合蒸腾特性
    张磊1,谢锦忠1*,张玮1,冀琳珂1,丁中文2,陈胜1
    2017, 36(3):  655-663. 
    摘要 ( 319 )   PDF (742KB) ( 9 )  
    以伐桩储水毛竹(Phyllostachys edulis)林为研究对象,设置CK(0个伐桩储水)、T1(12个伐桩储水)和T2(18个伐桩储水)3个灌水量处理(样地大小:10 m×20 m),测定2年生毛竹叶片光合色素含量、光合蒸腾生理指标及主要环境因子,研究不同数量储水伐桩下毛竹叶片光合色素含量、光合蒸腾特性差异及其与环境因子间的关系。试验表明:(1)不同处理间各光合色素含量均表现为T2>T1>CK,Chla、Chlb、Car和Chla+Chlb含量的最大增幅分别为17.05%、14.49%、25.93%和17.19%。(2)不同处理下毛竹净光合速率与蒸腾速率日变化均为单峰曲线,均未出现“光合午休”现象,各处理间毛竹净光速率与蒸腾速率日变化均表现为T2>T1>CK。(3)增加储水伐桩后,12:00—14:00间引起毛竹净光合速率降低的因素由非气孔限制变为气孔限制。(4)增加储水伐桩后,毛竹净光合速率与各环境因子关联度大小的顺序发生了变化;不同处理下毛竹蒸腾速率与各环境因子关联度大小的顺序均不完全相同。研究表明,增加储水伐桩数量在一定范围内可使毛竹各光合色素含量增加,光合与蒸腾能力提高,光合产物积累增加,改善了毛竹的生长状况,且各光合色素含量、光合蒸腾能力与储水伐桩数量正相关。本研究为毛竹林节水灌溉措施的制定和培育生产提供了理论依据。
    不同营养元素缺乏对火力楠幼苗生长的影响
    李清莹,文珊娜,姜清彬*,仲崇禄*,陈羽,张勇,魏永成
    2017, 36(3):  664-669. 
    摘要 ( 218 )   PDF (553KB) ( 17 )  
    采用温室营养液培养法,设置全素、缺氮、缺磷、缺钾、缺钙、缺镁、缺硫、缺铁、缺微量元素9个处理,通过观察幼苗症状,并对生长状况、叶面积、叶绿素、根活力和生物量等进行测定,研究不同营养元素缺乏对火力楠(Michelia macclurei)幼苗生长的影响。结果表明:火力楠幼苗缺氮时症状出现最早,表现最为明显,各缺素症状主要为植株矮小,长势较弱,叶片偏小且呈淡黄色;缺氮对上述各项指标均与对照存在显著差异,对火力楠幼苗的苗高、地径影响最大且均显著低于全素对照,其他缺素对火力楠幼苗在苗高、地径、根活力与叶绿素等差异不显著,但叶面积、生物量和根冠比等存在显著差异。可见,氮素是限制火力楠幼苗生长的主要影响因子。本研究结果可为火力楠幼苗的缺素诊断和合理施肥提供技术参考。
    模拟酸沉降下汞胁迫对香樟幼苗生理生态特性的影响
    刘星宇,王艳红*,许益燃
    2017, 36(3):  670-675. 
    摘要 ( 255 )   PDF (669KB) ( 4 )  
    以浙江省典型树种——香樟(Cinnamomum camphora)为研究对象,通过大棚控制实验,研究在酸沉降(pH 4.0和5.6)和汞胁迫(0、0.5和10 mg·kg-1)的复合作用下香樟幼苗生理生态特性的响应。结果表明:酸沉降和汞胁迫均显著提高了香樟幼苗的叶绿素b/a;对于叶鲜重,在低pH值下,与低浓度的汞处理相比,高浓度汞处理对叶鲜重有显著的促进作用,而在高pH值下,各汞处理浓度间差异不显著;虽然酸沉降和汞胁迫的交互作用对总干重没有影响,但其显著降低了香樟幼苗的根冠比。另外,随着时间的延长,各处理组合下,株高、基径和叶片数呈增加趋势,但在重度汞处理下三指标增加较为缓慢且初期差异不大,后期差异较大。显然,汞处理效应不仅受酸沉降的影响且受处理时间的影响。总之,在酸沉降下,虽然汞胁迫对香樟幼苗产生了一定的伤害症状,但香樟幼苗适合度并没有显著改变,说明香樟幼苗通过适应性策略能很好地适应环境的变化并可作为生态恢复的优良树种。
     
    Leukamenin E调节拟南芥幼苗生长发育的模式及其机制
    程蔚玲,丁兰*,李金平,刘国安,杨宁
    2017, 36(3):  676-686. 
    摘要 ( 329 )   PDF (1783KB) ( 65 )  
    研究对映贝壳杉烷型二萜化合物Leukamenin E对拟南芥种子萌发、下胚轴伸长以及根生长发育的作用模式,并探讨植物激素生长素和乙烯可能介导Leukamenin E影响拟南芥主根生长、侧根和根毛发育的初步机制。结果表明:Leukamenin E浓度在10~160 μmol·L-1范围对拟南芥种子的萌发率无显著影响,但高浓度Leukamenin E(80~160 μmol·L-1)显著抑制种子的萌发速率。Leukamenin E对拟南芥幼苗根生长的抑制作用明显高于对下胚轴的抑制效应。进一步研究表明,Leukamenin E通过阻滞根尖细胞有丝分裂和细胞伸长进而抑制主根的生长,并能促进侧根提前发生并影响其形成数量,同时减少根毛密度及降低根毛长度。Leukamenin E联合乙烯利(乙烯释放剂)处理可阻止乙烯利单独使用对拟南芥幼苗根毛生长的促进作用,与Ag+(乙烯竞争抑制剂)联合乙烯利的作用效果相一致,表明Leukamenin E可能通过干扰根细胞乙烯途径而抑制根毛发育。流动注射化学发光分析和酶联免疫检测的结果发现,Leukamenin E显著上调拟南芥幼苗根组织中生长素(IAA)水平,表明生长素可能作为主要因子介导了Leukamenin E对拟南芥幼苗根生长发育的调节作用。
    盐度对海菖蒲和泰来草凋落叶源CDOM光降解的影响
    吴云超1,2,江志坚1,刘松林1,2,张景平1,连忠廉1,2,3,黄小平1*
    2017, 36(3):  687-694. 
    摘要 ( 267 )   PDF (801KB) ( 9 )  
    海草凋落叶分解释放是海草床有色溶解有机物(CDOM)的主要来源,且海草凋落叶的分解释放受盐度的影响较为明显。本文以夏季海南新村湾不同区域海水盐度分布为背景,结合湾内盐度变化范围设计了4个盐度水平(0、11、22和33),研究盐度对不同海草凋落叶分解释放的CDOM光降解的影响。结果表明:各盐度条件下,两种海草源CDOM均发生了明显的光降解,且极低盐度明显加速了海菖蒲源CDOM的光降解速率,延缓了DOC的光降解,但各个盐度对海草凋落叶源CDOM光降解过程中有机物质组分(类蛋白质和类腐殖质)的影响并无明显差异。盐度为0时,海菖蒲凋落叶源溶解性有机氮(DON)的光矿化过程显著加速,26.44%的海菖蒲源DON发生了光矿化,转变为DIN,其中94.32%转变为NH4+,而极低盐度对泰来草源DON光矿化的影响不明显。因此,极低盐度会影响不同海草种类来源CDOM的光降解,加快海菖蒲源DON光矿化过程,加速海草床CDOM和DON的转化过程。
    玉米秸秆浸出液对大型溞生长繁殖的影响
    唐雅丽*,杨小琴
    2017, 36(3):  695-701. 
    摘要 ( 306 )   PDF (688KB) ( 37 )  
    陆源溶解性有机碳(t-DOC)是湖泊碳库的恒定组分,对湖泊食物网产生重要的影响。以往的野外调查结果显示,陆源有机碳占浮游动物食物总碳量的均值为53%,能显著贴补浮游动物。然而陆源有机碳直接作为食物时,并不能支持浮游动物的生长和繁殖。那这个贴补从何而来?针对该问题,本文提出假设:t-DOC能经由异养微食物网的转化,形成浮游动物的优质食物,最终贴补浮游动物。为验证假设,本文采用稳定同位素示踪,以玉米秸秆浸出液代表t-DOC,进行黑暗腐烂实验,并设置5种食谱(栅藻、未腐烂和腐烂的t-DOC、以及腐烂实验中分离的细菌、纤毛虫、鞭毛虫)喂养大型溞。结果表明:大型溞存活率、最大体长和累积繁殖量表现为t-DOC腐烂组和栅藻组最高,鞭毛虫组和纤毛虫组次之,细菌组和t-DOC组最低,且腐烂t-DOC喂养的大型溞δ13C与t-DOC基本一致。由此我们提出t-DOC贴补浮游动物的一条可能途径:细菌、鞭毛虫和纤毛虫共同完成了t-DOC食物质量提升,并最终贴补浮游动物。本研究结果可为揭示陆生生态系统对水生态系统的影响和完善水生态系统的保护与管理提供理论依据。
     
    长江口脊尾白虾繁殖生物学
    裴倩倩1,2,张涛2,杨刚2,赵峰2,宋超2,庄平2*
    2017, 36(3):  702-706. 
    摘要 ( 308 )   PDF (498KB) ( 11 )  
    2014年11月至2015年10月对长江口脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)繁殖生物学进行了研究。结果表明:长江口脊尾白虾体长在25~75 mm,优势体长范围为35~55 mm,平均体长(48±9) mm;周年间月性比变化介于0.89~1.63,年平均性比为1.12±0.22,卡方检验雌雄数量差异不显著;长江口脊尾白虾繁殖期在3—10月,繁殖高峰期在5—8月;5—6月繁殖群体以越年虾为主,7月繁殖群体以当年虾为主;个体绝对生殖力(F)在660~8000粒,与体长(L)呈直线相关,F=68.86L-2072(R2=0.498);个体绝对生殖力与体重(W)也呈直线相关,F=318.5W+267.0(R2=0.504)。
    造纸废水灌溉下芦苇叶片重金属含量对叶绿素荧光参数的影响
    王历瑶,苏芳莉*,李海福
    2017, 36(3):  707-712. 
    摘要 ( 369 )   PDF (811KB) ( 9 )  
    以辽河口建群种芦苇(Phragmites australis)为供试材料,采用小试装置研究在化学需氧量(CODCr)浓度分别为50、175和300 mg·L-1的造纸废水灌溉条件下芦苇叶片中重金属Cr6+、Zn2+和Cu2+含量和叶绿素荧光参数(Fv/FmFv/Fo)的变化特征,探讨芦苇荧光参数对废水灌溉的响应机制。结果表明,造纸废水灌溉对芦苇叶片中Cr6+、Cu2+、Zn2+含量影响显著(P<0.05),最大累计值分别是对照组相应重金属离子的2.80、3.66和3.86倍,且CODCr浓度越大重金属含量越高。3种重金属在不同生育期芦苇叶片中的积累存在差异,Cr6+和Zn2+主要在成熟期积累,Cu2+主要在快速生长期积累。CODCr为50和175 mg·L-1的造纸废水灌溉提高了芦苇叶片光系统Ⅱ反应中心转换效率(Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo),而CODCr为300 mg·L-1的造纸废水灌溉下,相应叶绿素荧光参数分别降低了8.19%和24.94%,表明光系统Ⅱ功能受到抑制。叶绿素荧光参数对3种重金属表现出不同响应机制,Fv/FoFv/Fm值随Cr6+和Zn2+含量升高而减小,随Cu2+含量升高而增大,其中Fv/Fm与重金属Cr6+含量呈显著性负相关,Fv/Fo与Cu2+含量呈显著性正相关。
    太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响
    刘红江,郭智,郑建初*,陈留根,张岳芳,童红玉
    2017, 36(3):  713-718. 
    摘要 ( 194 )   PDF (511KB) ( 23 )  
    为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm-2(N1)以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻产量和农田地表径流养分流失量的影响。结果表明:N2处理水稻产量与N1处理大致相当;N2处理水稻产量高的主要原因是由于其经济系数较高;N2处理较N1处理地表径流总氮流失量减少9.2%;从N1到N4处理,减少氮肥施用量,减少了农田总氮流失率,但N2和N1处理差异不显著;从水稻氮素偏流失率来看,每生产百千克稻谷,N2处理的氮素流失量最少。认为通过基肥机械深施和秸秆还田,在太湖地区习惯施氮水平的基础上减氮10%,在保证水稻产量的同时,减少了农田地表径流总氮流失量和水稻氮素偏流失率,并使稻田氮素流失率保持在较低水平。
    东北地区单季稻温度适宜性及其变化特征
    谭方颖1*,王建林2,程路1
    2017, 36(3):  719-724. 
    摘要 ( 331 )   PDF (722KB) ( 8 )  
    利用温度适宜度模型计算了1961—2015年东北地区单季稻各生育阶段温度适宜度,并对其平均值、变异系数及时空分布和变化特征进行了分析。结果表明:东北地区单季稻分蘖、孕穗和抽穗期温度适宜度高且变异系数小,而播种和出苗期则相反;根据各站点55年平均适宜度大小,将东北单季稻主产区划为适宜度高、中、低3个区,且适宜度高低在空间上存在较明显的南北差异,总体随纬度的增加而减小;1961—2015年单季稻各生育阶段温度适宜度均表现为先下降后上升、总体升高的趋势,播种-出苗、乳熟-成熟阶段升高趋势最为明显(尤其在20世纪90年代中期以后);根据东北地区各站点温度适宜度变化倾向率,将东北地区单季稻主产区分为适宜度强增长、次增长和弱增长区,强增长区主要位于温度低适宜区,未来东北地区单季稻温度适宜度的地域性差异将减小,种植环境将趋于平均和优化。
    湖北省三峡库区畜禽养殖污染现状评价
    黄美玲1,2,夏颖1,3*,范先鹏1,3,黄敏2,吴茂前1,3,刘冬碧1,3,张富林1,3
    2017, 36(3):  725-733. 
    摘要 ( 233 )   PDF (881KB) ( 20 )  
    采用畜禽产排污系数估算出湖北省三峡库区2001—2014年畜禽粪便总量及COD、TN、TP的产生量,分析畜禽粪便对环境污染的情况,并对湖北省三峡库区的畜禽养殖的环境容量和污染风险进行评估。结果表明:(1)湖北省三峡库区的畜禽粪便主要来源于生猪。(2)2001—2014年湖北省三峡库区的畜禽粪便的猪粪当量和COD产生量均呈增长趋势,至2014年分别为316.2万t和28.0万t。(3)2001—2014年畜禽粪便TN和TP产生量均呈缓慢上升趋势,2014年的TN、TP耕地负荷分别为281.2、44.1 kg·hm-2·a-1,远高于欧盟的限量标准。(4)2001—2014各年湖北省三峡库区的实际养殖量均超过当年其环境容量的50%。2014年巴东县、夷陵区、兴山县和秭归县的实际养殖猪当量远超出其环境容量的50%,这些地区应严格控制畜禽养殖数量。
    阜阳机场草丛动物群落特征与食虫鸟类相关性
    李永民1*,李东伟1,聂传朋1,姜双林1,赵志华2
    2017, 36(3):  734-739. 
    摘要 ( 297 )   PDF (422KB) ( 14 )  
    2015年5—10月,对阜阳机场3种典型生境草丛动物及食虫鸟类多样性进行了研究。结果表明:调查共捕获草丛动物12个目,从个体数量来看,优势类群是直翅目,占草丛动物总数量的49.5%;常见类群是双翅目、鞘翅目、同翅目、鳞翅目、蜘蛛目,共占草丛动物总数量的39.8%;从总重量来看,优势类群同样是直翅目,占草丛动物总重量的80.1%;草地生境草丛动物重量和多样性水平最高,是草丛动物防治的重点区域;将草丛动物群落与食虫性鸟类进行相关性分析表明,食虫鸟类数量与直翅目总重量呈显著正相关(r=0.881, P=0.021),直翅目昆虫是主要防范类群;药物灭虫的最佳时间是每年5月;草丛动物总重量和食虫鸟类数量最大的时期是8月,也是鸟害防治的重点月份。
    天津滨海国际机场鸟类群落结构及多样性特征
    柳毅1,2,徐焕然3,袁红3,何宾3,赵树兰1,2,多立安1,2*
    2017, 36(3):  740-746. 
    摘要 ( 346 )   PDF (524KB) ( 42 )  
    于2015年3月—2016年2月,采用固定半径样点法和样带法,对天津滨海国际机场飞行区内的鸟类群落结构及多样性特征进行了调查。结果表明:天津滨海国际机场分布鸟类12目31科52种,其中留鸟7种(13.46%),夏候鸟17种(32.69%),冬候鸟5种(9.62%),旅鸟23种(44.23%);广性分布鸟类8种,优势种6种;综合鸟类的飞行高度、体重、数量、遇见频率及生境利用率等因素对飞机飞行安全的影响,对鸟类危险等级进行了评估,严重危险鸟类有红隼(Falco tinnunculus)、喜鹊(Pica pica)和麻雀(Passer montanus)3种;秋季鸟类多样性指数最高,春季优势度最高,湿地苇丛的多样性指数和均匀度指数最高,场内建筑区的优势度指数最高,机场围界区与场内建筑区的鸟类群落相似度最高。通过对不同季节、不同生境鸟类多样性的对比分析,搞清机场飞行区内被鸟类利用的生境特征及鸟类分布与活动规律,进而为机场开展鸟撞防范工作提供依据。
    江淮地区夏玉米涝渍灾害时空分布特征和风险分析
    张桂香1,霍治国1,2*,杨建莹1,张蕾3,吴立1,汪天颖2,杨宏毅1
    2017, 36(3):  747-756. 
    摘要 ( 261 )   PDF (7413KB) ( 15 )  
    为了定量评估江淮地区夏玉米涝渍灾害和揭示其时空分布特征,基于1961—2013年91个观测站点的日雨量数据,耦合夏玉米生育期和涝渍灾情数据,统计夏玉米不同生育时段、不同涝渍等级的灾害样本,采用偏相关分析、多元线性回归、正态性检验、区间估计等方法,构建了基于有效降雨量的夏玉米分生育时段涝渍灾害的等级指标,并验证了指标的合理性;分析了区域1961—2010年夏玉米涝渍灾害的时空分布和风险分布。结果表明:夏玉米涝渍灾害等级与当前涝渍过程降雨量和前2旬逐旬降雨量呈显著正相关;同一等级涝渍灾害,拔节抽雄期指标阈值最高,抽雄成熟期的次之,出苗拔节期的最低;20世纪70年代涝渍灾害的发生有所减少,80年代后又逐渐增多;涝渍灾害的多发区主要分布在沿江、沿淮、沿湖和沿海地区,且随着生育进程的增加,多发区总体随雨带北移;近50年来出苗至抽雄阶段涝渍灾害的发生总体上呈增加趋势,抽雄至成熟阶段则以减少趋势为主;随着生育进程的增加,涝渍灾害风险指数的高值区逐渐由西南向东北移动。
    基于APSIM模型识别气象因子对内蒙春小麦潜在产量的影响
    赵俊芳1*,蒲菲堉2,闫伟兄3,徐精文2,李宁2,潘志华4,张祎1,郭建平1
    2017, 36(3):  757-765. 
    摘要 ( 347 )   PDF (650KB) ( 26 )  
    基于内蒙农业气象试验站春小麦多年田间试验数据和逐日气象数据,分析了农业生产系统模型APSIM在内蒙春小麦产区的适应性,运用灰色关联法提取影响春小麦产量的优势因子,确定影响春小麦潜在产量的最优气象因子,探讨潜在产量对气候变化的响应规律。结果表明:1961—2014年内蒙春小麦潜在产量总体呈降低的变化趋势,平均值为3560.84 kg·hm-2,其中20世纪80年代潜在产量最高为3681.33 kg·hm-2,21世纪初最低,为3432.82 kg·hm-2;区域间差异明显,近54年内蒙春小麦潜在产量分布由中间向东部和西部呈条带状逐渐增加,且3个区域中西部麦区潜在产量最大;影响内蒙古不同区域春小麦潜在产量的最优气象因子不同,其中,影响内蒙古东部麦区春小麦潜在产量的气象因子主要为生育期内平均最低温度和平均土壤表层温度,其次为平均温度、总辐射量和平均最高温度;影响西部春小麦潜在产量形成的因子为平均土壤表层温度、平均温度和平均最高温度,平均最低温度、总潜在蒸散量和空气湿度次之,而由总降水量和风速引起的内蒙古春小麦产量的变化不明显;中部麦区春小麦潜在产量形成对太阳总辐射和土壤表层温度最敏感,其次是平均最低温度、平均温度和平均最高温度,对平均风速和总降水量最不敏感。以上结果为今后在气候变化背景下开展解析内蒙小麦产区春小麦生长发育进程及产量形成的限制因素等研究提供了技术支撑。
    青海布哈河丰水期水化学特征
    李宗杰,宋玲玲,田青*
    2017, 36(3):  766-773. 
    摘要 ( 182 )   PDF (1144KB) ( 24 )  
    运用相关分析、因子分析和富集因子等对布哈河流域2014年丰水期河水样品主要离子浓度特征及来源进行了分析。结果表明:布哈河流域河水pH值的变化范围为7.91~9.21,平均值为8.43;EC的变化范围为133~871 μS·cm-1,平均值为383 μS·cm-1;河水中SO42-、Ca2+、Cl-、Na+、Mg2+、NO3-、K+和NH4+的平均离子浓度分别为60.2、33.1、31.1、14.8、12.8、8.1、1.5和0.3 μeq·L-1;阳离子浓度的大小顺序为Ca2+>Na+>Mg2+>K+>NH4+,而主要阴离子浓度的大小顺序SO42->Cl->NO3-;Mg2+、Ca2+和SO42-的离子浓度随着海拔的增加呈增加的趋势,Na+、Cl-和NO3-随着海拔的增加表现出减小的趋势,但K+和NH4+不随海拔梯度的改变而变化;布哈河全流域的水化学类型为SO42--Ca2+-Cl--Mg2+;布哈河流域的水化学主要受控于蒸发岩和碳酸盐岩风化产物的影响。
     
    密云水库沉积物磷形态分布特征
    秦丽欢1,2,曾庆慧1,2,李叙勇2*,程鹏1,2
    2017, 36(3):  774-781. 
    摘要 ( 380 )   PDF (687KB) ( 8 )  
    沉积物中磷的形态是影响沉积物-水界面磷交换过程重要的因素。本文采用连续提取法对密云水库白河库区沉积物基本特性和磷形态特征进行了分析。结果表明:密云水库白河库区总磷含量为505.11~829.56 mg·kg-1,各形态磷含量从高到低排序为HCl-P>BD-P>NaOH-P>NH4-Cl-P;HCl-P和BD-P是密云水库沉积物磷的主要形态,两者在沉积物磷中所占比例为53%~80%;在空间分布上,总体表现为深水区及白河与潮河之间的过渡区域总磷含量较高,可能与该区域沉积物粒径较小有关;根据上覆水与间隙水之间的总磷浓度梯度,可判断出,入库(套里)及过渡区(库北)沉积物表现为源,释放总磷到水体中,而其他地方则表现为汇,这是由沉积物磷形态组成和上覆水溶解氧和温度共同作用的结果;2013年沉积物各形态磷形态含量比2002年均有所下降,表明密云水库上游综合整治措施初显成效。
    三峡沿库城镇生态网络构建与优化——以重庆开州新城为例
    贾振毅1,2,陈春娣2*,童笑笑2,吴胜军2,周文佐1
    2017, 36(3):  782-791. 
    摘要 ( 372 )   PDF (10123KB) ( 8 )  
    生境破碎化是城市生物多样性保护和生态系统完整性面临的主要威胁。构建生态网络,提高生境斑块间的连接水平,可以有效缓解城市生态环境问题。在当前三峡库区快速城镇化、栖息地破碎与部分生境消失不可避免的背景下,本文以库区开州新城为例,从有利于乡土树种扩散定居过程为切入点,以GIS技术为支撑,应用最小费用模型模拟潜在路径,构建城市生态网络;并结合图论功能连接度指数验证网络连接的最优阈值,评价并划分斑块/连接的重要等级,从而确定新城栖息地/廊道保护、恢复的优先顺序。本研究筛选得到75个生境源斑块;乡土树枫杨种子传播的最远距离300 m是网络模拟、评价的适宜阈值。在该距离条件下,识别出98条路径连接,其中重要性高的路径主要分布在澎溪河汉丰湖沿岸,包括规划院附属绿地与湖滨公园连接,跨江高速大桥两侧的湖滨绿地连接;若这两条连接被移除,网络整体连接度将下降19.1%。此外,研究发现,网络路径连接的重要性与其两端的斑块重要性不存在显著相关,但与斑块所处的空间位置及其自身形状特征有关。针对网络现状与模拟空白区存在的问题,本文提出了相应的网络优化对策。研究结果可为三峡库区城市/镇开展生态网络规划提供参考依据。
    广州市热岛强度的空间格局及其分异特征
    陈康林,龚建周*,陈晓越
    2017, 36(3):  792-799. 
    摘要 ( 372 )   PDF (3565KB) ( 40 )  
    伴随城市化飞跃式发展,城市人口膨胀、不透水面剧增,城市热岛现象日益凸显并对社会经济发展产生严重的负面影响。以2014年Landsat8_OLI遥感影像数据为数据源,利用单窗算法反演地表温度,同时运用GS+软件和GIS空间分析技术,分析广州市热环境强度等级格局及其空间结构分异特征。结果表明:热岛强度等级所占面积大小完全符合正态分布规律(R2=0.971),其中,第Ⅴ、Ⅵ强度等级占据主导格局效应;热岛强度等级中心呈现“单一中心”、“单一中心主导,多个次中心环绕”以及“多中心”的形式,具有一定的演替秩序;而冷岛强度等级中心也呈现“连片冷岛中心”、“单一冷岛中心”及“异常冷岛中心”的形式,但演替秩序不明显。变异函数的结果表明,热岛强度的空间可预测性较高,区域差异较明显并可能存在等级结构。研究结果有助于理解城市化与区域生态环境效应,促进城市可持续发展。
    甘肃省潜在生态承载力估算
    潘竟虎*,冯娅娅
    2017, 36(3):  800-808. 
    摘要 ( 425 )   PDF (1590KB) ( 23 )  
    甘肃省是我国重要的生态屏障,研究其潜在植被生产力的空间格局是生态环境保护和建设的基础性工作。本文在对甘肃省气候要素进行空间化的基础上,利用分类回归树模型计算甘肃省的潜在归一化植被指数(NDVI),采用光能利用率模型(CASA)和潜在NDVI数据对甘肃省的潜在植被净初级生产力(NPP)进行模拟,在此基础上,利用改进的生态足迹法估算了全省14个市州的潜在人均生态承载力。结果表明,甘肃省潜在NDVI和潜在NPP呈现从东南向西北递减的趋势,全省潜在NDVI和潜在NPP的平均值分别为0.277和272.315 g C·m-2。各市州的潜在人均生态承载力呈现南北两头大、中间小的分布格局,甘南州的潜在人均生态承载力最大,为11.616 hm2·人-1,嘉峪关市的潜在人均生态承载力最小,仅为0.228 hm2·人-1
    综述与专论
    遥感在生态系统生态学上应用的机遇与挑战
    张扬建1,2,4*,范春捆3*,黄珂1,4,刘瑶杰1,4,俎佳星1,4,朱军涛1
    2017, 36(3):  809-823. 
    摘要 ( 634 )   PDF (710KB) ( 186 )  
    生态学正朝着区域和宏观尺度及定量化方向发展,社会经济发展对生态学研究也提出了新的要求。遥感作为有效技术手段在生态学研究的应用上得到了越来越多的重视。研究遥感的功能与生态学研究中存在的问题,寻求遥感技术与生态学结合切入点,不仅是遥感应用发展的需要,更是解决生态学问题的有益途径。对于非遥感专业的生态学研究人员及从事专业遥感的科研人员来说,生态学和遥感的结合还缺少相关的背景知识介绍。本文从生态学研究的发展趋势、遥感技术的特点,综合论述遥感在生态学研究中的特点、历史发展及未来趋势。本综述主要针对于生态系统尺度以上生态学的研究,具体包括遥感在生态系统环境、生态系统生物组成、生态系统结构、生态系统物质循环和流动及生态系统功能等方面的应用。结合遥感技术的发展,论述了遥感与生态学研究有效结合的组分,同时论述了各套遥感数据在不同方面应用的优缺点,提出了遥感在生态学研究上应用的相关建议。
    生态环境大数据平台架构和技术初探
    赵芬1,2,张丽云1,2,赵苗苗1,2,邵蕊1,2,刘丽香1,赵海凤1,徐明1,3*
    2017, 36(3):  824-832. 
    摘要 ( 431 )   PDF (743KB) ( 109 )  
    大数据技术的产生给海量生态环境数据的处理以及全球生态环境问题的监测和分析提供了新的思路。本文通过分析大数据的基本特征,对生态环境大数据的概念以及特征进行了简要阐述,并参考一般大数据的系统结构,从4个方面设计了生态环境大数据综合平台的总体构架:数据平台、基础设施平台、技术平台及应用服务平台。从数据获取、数据存储与管理、数据计算模式与系统和数据分析共4个模块详细阐述了生态环境大数据技术平台构建的关键技术。最后,针对生态环境大数据未来的发展,提出了的一些思考和建议。
    我国自然源汞排放研究进展
    谭清友1,付学吾2*,何天容1
    2017, 36(3):  833-845. 
    摘要 ( 293 )   PDF (825KB) ( 103 )  
    由于特殊的物理化学性质,汞是唯一主要以气态单质形式存在于大气的重金属污染物,可通过大气环流进行全球性的传输。大气汞主要来自于人为活动和自然过程的汞排放。建立和优化全球和区域大气汞排放清单对研究全球大气汞的迁移转化规律及其环境健康效应具有重要意义。由于影响因素较为复杂,目前国内外自然源清单研究与人为源清单研究相比较为滞后。我国约十分之一的国土面积位于环太平洋汞矿化带上,且我国主要自然源汞排放通量与欧洲和北美同类型地区相比偏高。近些年来,国内研究人员在自然源汞排放研究领域开展了大量的研究工作,为建议和优化我国的自然源汞排放清单提供了重要的科学依据。本文总结了近年来我国自然源汞排放的研究进展,分析水体、土壤和植被等自然源汞排放通量分布规律、内在机理和影响因素;同时对我国自然源汞排放存在的不足及未来需要开展的工作进行了展望。
    地表臭氧和土壤水分亏缺对植物的交互效应研究进展
    吴荣军1,2*
    2017, 36(3):  846-853. 
    摘要 ( 305 )   PDF (587KB) ( 30 )  
    全球气候变暖背景下,地表臭氧浓度上升,干旱化趋势明显。本文简要介绍了地表臭氧和土壤水分亏缺对地表植被和农作物的胁迫效应,重点评述了其交互作用下自然植被和农作物的气孔响应及抗氧化响应特征,理清了土壤水分亏缺条件下臭氧对植物的伤害效应,因植物种类和小麦品种的不同而得出两种相反的结论:一种观点认为,干旱导致脱落酸增加,从而诱导气孔关闭,减轻臭氧伤害效应;而另一种观点认为,臭氧促进乙烯合成,出现气孔呆滞行为,干旱保护作用缺失。同时,综述了土壤水分亏缺条件下臭氧胁迫效应评估方法的发展,理清了开展土壤水分亏缺与臭氧交互效应评估方法的研究思路。最后,提出了加强交互效应研究的可能研究方向和途径。
    方法与技术
    一种在直径线方向拟合多项式的树干解析方法
    辛洪录1,2,吴保国1,2*
    2017, 36(3):  854-861. 
    摘要 ( 413 )   PDF (1430KB) ( 20 )  
    本文介绍了一种操作简便、精度较高的圆盘解析测量方法:先在圆盘上放置刻度尺,利用数码相机拍摄圆盘以获得数字影像,通过计算机软件对数字影像校正,并进行每圈年轮半径的测量;然后,依次点选直径线与每圈年轮的交点,算出交点和髓心之间的坐标距离,并代入拟合方程,即可得到年轮的径向尺寸。分析结果显示,此方法测量半径的最大误差为0.007650 cm,最小误差为0.000040 cm,平均误差为0.002477 cm,而常规的毫米刻度尺测量方法的精度仅达到毫米与亚毫米级,大型专业的树木年轮分析仪器精度一般精度范围在0.0005~0.0010 cm。此方法具有成本低、方便快捷、操作简单、精度较高等优点,是一种有推广价值的树木年轮半径测量方法,对分析树木生长过程具有重要意义。
    集合种群竞争机制在庐山森林演替模拟中的应用
    陈洁,周年兴*,李灿,徐庆颖
    2017, 36(3):  862-868. 
    摘要 ( 227 )   PDF (1800KB) ( 12 )  
    通过对森林植被群落的动态模拟,可以揭示森林植被的恢复过程和演替规律。本文将动物集合种群竞争模型引入森林演替模拟中,以庐山为研究区域选取10个优势乔木种进行了森林演替模拟。在MATLAB中分别对当前生境条件、生境破坏条件和生境恢复条件进行模拟,结合庐山森林演替动态曲线和各优势种对外界条件响应规律,总结了对不同物种续存的保护机制。结果表明:(1)庐山森林种群整体向常绿阔叶林方向演替,混生林中阔叶树占优势;(2)森林群落中的优势物种可分为3个等级:第一等级优势种对恶劣生态环境适应性强,但在生态环境得到保护时容易被低优势度物种侵占,应防止人工引进的外来物种对原有优势种造成过度侵占;第二等级优势种对生境变化敏感,生境严重破坏会造成这类物种灭绝,生境恢复能使之续存;第三等级优势种在生境恢复条件下也难以续存,应采取人工育林等措施进行保护。
    Biome-BGC模型参数的敏感性和时间异质性
    刘秋雨1,张廷龙1,2*,孙睿3,4,王博闻1,叶欣欣1,李一哲1
    2017, 36(3):  869-877. 
    摘要 ( 450 )   PDF (966KB) ( 18 )  
    生态过程模型为研究陆表生态系统水、碳、氮等物质的循环提供了一种有效的手段。模型与数据同化结合可建立模拟与观测之间的桥梁,同时提高模型与观测两种方法揭示地表真实状况的有效性。但模型参数的特性,将直接影响到模型模拟及数据同化的精度。传统观念认为,生态过程模型参数在相同植被类型条件下是固定不变的,但近期研究已开始关注其时空异质性。本文以Biome-BGC模型为例,利用美国哈佛森林Environmental Monitoring Site (EMS)通量观测站的相关数据,对哈佛森林地区水、碳通量进行模拟。首先对模型参数进行敏感性分析;然后应用模拟退火算法,构造目标函数,使待优化的敏感参数在合理阈值范围内不断变动反复迭代,获取逐月的最优参数值;通过引入变异系数,对敏感参数的时间异质性进行分析。结果表明:生态过程模型参数最优值并非常量,而会随时间表现出异质性,而且各参数时间异质性大小差异显著。文中对Biome-BGC模型的敏感参数按时间异质性大小划分了相应的等级。研究结果有助于加深对生态过程模型参数特性的认识,为参数的合理取值及动态优化提供思路与依据,有助于进一步提高模型模拟和数据同化的精度与效率。
    铁皮石斛种植技术体系
    崔之益1,肖玉2,杨曾奖1*,徐大平1,张宁南1,刘小金1,洪舟1
    2017, 36(3):  878-884. 
    摘要 ( 296 )   PDF (669KB) ( 14 )  
    铁皮石斛是我国濒临灭绝的珍贵中草药,关于种植铁皮石斛的系统技术研究还鲜见报道。本文研究了铁皮石斛苗期栽培基质的筛选、不同附主树种和种植高度、不同林分郁闭度对林下铁皮石斛附生生长的影响以及林下种植石斛对附主树种生长的影响等。结果表明:(1)综合瓶苗移栽成活率、株高、茎长、茎粗以及生物量等生长指标,铁皮石斛的苗期栽培的理想基质为等体积混合基质(松树皮+花生壳+马占相思树皮);(2)不同树种和附生部位对铁皮石斛的株高生长、茎粗、生物量等影响差异显著,但两者没有交互作用。附生60 d时,郁闭度大的杨桃最优,120 d开始,檀香迅速表现出绝对优势,各树种均为中部(1.2~1.5 m)最适附生,马占相思附生的石斛生物量最大。檀香、马占相思和降香黄檀的综合评价显著优于龙眼和杨桃;(3)铁皮石斛附树种植在林分郁闭度为30%~50%,光照入射强度为空地的62.5%左右对其生长最为有利;(4)附树种植铁皮石斛可以显著增加附主胸径。综合认为,在华南地区种植铁皮石斛,选择混合基质(松树皮+花生壳+马占相思树皮)为筛苗基质,附生林分郁闭度为30%~50%的檀香或降香黄檀树干中部是值得推广“以林养林”的复合经营模式。