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    2017年 第36卷 第9期    刊出日期:2017-09-10
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    2017, 36(9):  0. 
    摘要 ( 177 )   PDF (474KB) ( 149 )  
    研究报告
    湖南省森林生态系统碳储量、碳密度及其空间分
    刘曦乔1,4,梁萌杰5,陈龙池1,3,汪思龙1,3*,郑文辉1,4,余鑫1,4,李仁山1,4,张广杰1,4,王福生2,杨海军2
    2017, 36(9):  2385-2393. 
    摘要 ( 660 )   PDF (1168KB) ( 71 )  
    本研究在湖南省野外样地调查的基础上,结合湖南省2014年森林资源二类调查结果,计算出湖南省森林生态系统碳储量的空间分布格局。结果表明:湖南省森林生态系统的平均碳密度为130.69 t·hm-2。其中,乔木层、灌木层、草本层、凋落物层和土壤的碳密度分别为28.36、1.77、0.90、1.36和98.30 t·hm-2。植被碳密度与土壤碳密度呈显著正相关关系。土壤碳密度与凋落物层碳密度呈显著正相关关系。阔叶林碳密度最大(175.26 t·hm-2),其后依次为杉木林(136.81 t·hm-2)、马尾松林(133.84 t·hm-2)、柏木林(124.88 t·hm-2)、竹林(117.29 t·hm-2)、杨树林(95.08 t·hm-2)、经济林(80.94 t·hm-2)、湿地松林(64.71 t·hm-2)、灌木林(63.73 t·hm-2)。湖南省森林生态系统总碳储量为1572.02 Tg C,其中,乔木层、灌木层、草本层、凋落物层和土壤的碳储量分别为341.18、21.29、10.78、16.36、1182.38 Tg C。阔叶林碳储量最大(545.77 Tg C),依次为杉木林(419.91 Tg C)、马尾松林(275.58 Tg C),竹林(127.76 Tg C)、灌木林(74.44 Tg C)、经济林(71.25 Tg C)、柏木林(25.81 Tg C)、湿地松林(22.39 Tg C)、杨树林(9.11 Tg C)。在各市州中,怀化市森林生态系统碳储量最大,为267.43 Tg C;湘潭市最少,为28.12 Tg C。湖南省森林生态系统碳储量分布不均,表现为湘西南>湘南>湘北>湘中。阔叶林、杉木林和马尾松林是湖南省森林生态系统碳储量的主要贡献者,分别占34.72%、26.71%、17.53%。
    长三角地区不同纬度带城市森林群落结构
    张龙1,严靖2,毛佳园1,史久西1*
    2017, 36(9):  2394-2402. 
    摘要 ( 353 )   PDF (938KB) ( 131 )  
    城市森林群落结构研究可为绿色城市、森林城市的建设和发展提供理论依据。通过机械取样和典型抽样相结合的方法对长三角地区城市森林主要群落进行了调查,分析了长三角地区城市森林的植物组成、群落结构以及群落特征的纬度地带性。结果表明:长三角地区城市森林群落样方调查共记录乔木244种,隶属于63科154属;长三角地区城市森林树种分布较集中,城市周边森林和城区森林重要值排名前30位的树种分别占各自重要值总和的70.1%、76.66%;不同纬度带城市森林的物种多样性排序为34°N<32°N<30°N<28°N,常绿落叶比随着纬度的递减从北到南总体呈递增趋势,相同纬度带上针阔叶树种比例从西到东呈逐渐增大的趋势;城市森林的群落结构较为单一,34°N和32°N纬度带城区森林以二球悬铃木(Platanus × acerifolia)和加杨(Populus × canadensis)为基调,而30°N和28°N纬度带主要以香樟(Cinnamomum camphora)为基调;城市周边森林群落遵循自然分布规律,各地树种差异较大,而城区森林群落同质化倾向较明显,地方差异相对较小。
    冷杉-铁杉林各层盖度在冷箭竹更新恢复中的变化
    周世强1*,李忠1,黄金燕1,Alan H. Taylor2,刘巅1,张明春1,周小平1,张和民1
    2017, 36(9):  2403-2411. 
    摘要 ( 276 )   PDF (1170KB) ( 160 )  
    本研究的目的是通过分析不同时期林分各层植物覆盖度的变化,了解冷箭竹(Bashania faberi)的自然恢复进程以及各层植物之间的相互作用。为此,在四川卧龙国家级自然保护区的冷杉铁杉林内设置固定样地(n=7),1984—2013年分3~4次调查了样地中各层植物的覆盖度。结果表明,更新竹林的竹子盖度逐年增加,2013年达到60%以上;残存竹林的竹子盖度变化呈单峰模式,表现出先增长、到达峰值后下降的趋势;草本植物层和地被层相似,随着竹子的更新恢复,盖度低于开花枯死期;乔木林冠层的覆盖度,虽然1984年和2013年之间的显著性检验差异明显,但两年的绝对值相差较小,大约0.60%~18.89%;样地(或斑块)间的不同变化趋势主要与其所处林分的立地条件差异有关。本文还初步尝试了不同时期竹子盖度空间分布的可视化,有利于人们更为直观地洞察竹子恢复过程中的空间动态格局。
    模拟N沉降和埋土对黄顶菊凋落物分解及养分释放的影响
    魏子上1,2,李慧燕2,李科利2,杨殿林2,皇甫超河1,2*
    2017, 36(9):  2412-2422. 
    摘要 ( 365 )   PDF (983KB) ( 53 )  
    生物入侵和氮沉降加剧作为两种全球变化因子,可能共同影响入侵植物凋落物分解过程。了解入侵植物和氮沉降单独或二者对凋落物分解的复合影响,有助于揭示全球变化背景下的植物入侵机理,并为降低入侵植物危害提供理论依据。本试验以入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)和共生本地植物狗尾草(Setaria viridis)叶片凋落物为对象,采用凋落袋法研究了氮添加和埋土处理对其残留率,C、N含量和C/N的影响,本试验共有4个处理,分别是:模拟N沉降处理、埋土处理、模拟N沉降和施氮共同处理以及对照。结果显示,模拟N沉降明显降低了黄顶菊叶凋落物分解速率,分解常数k值为1.68,显著小于对照的2.26,而对狗尾草叶片凋落物分解无显著影响。埋土以及埋土和模拟N沉降共同处理对两种植物凋落物分解均具有显著促进作用。特别地,单一倍增氮沉降因素并未影响黄顶菊叶片凋落物N释放,而埋土和二者综合作用显著促进其N释放。未来氮素沉降水平倍增情形下,以及凋落物不同管理方式(埋土或土表)均可影响入侵种凋落物的分解速率和养分动态,但存在物种差异,这种差异主要由于凋落物质量的差别。
    沙质草地生长季生态系统碳净交换量特征及土壤呼吸贡献率
    牛亚毅1,2,李玉强1*,龚相文1,2,王旭洋1,2,罗永清1,张建鹏1,2
    2017, 36(9):  2423-2430. 
    摘要 ( 349 )   PDF (698KB) ( 88 )  
    以科尔沁沙质草地为研究对象,利用开路涡度相关系统和LI-8150土壤呼吸自动观测系统,分析了生长季生态系统二氧化碳(CO2)净交换量(NEE)的变化特征,土壤呼吸(Rs)对生态系统呼吸(Reco)的贡献率,以及生态系统总初级生产力(GPP)的大小。结果表明:生长季NEE存在明显的月均日变化特征,总体呈单峰型,其中7月的日变化最为明显,NEE月均日最大吸收速率(-5.62 μmol·m-2·s-1)和最大释放速率(3.14 μmol·m-2·s-1)均出现在7月份;生长季内生态系统总体表现为碳汇,固碳量为25.85 g C·m-2;RsReco的贡献率为78.39%,Reco对GPP的贡献率为90.62%,生长季内GPP总累积量为275.51 g C·m-2。
     
    短期施肥对羊草草甸割草场土壤微生物的影响
    代景忠1,闫瑞瑞2,卫智军1*,白玉婷1,张爽1,王天乐1,孙世贤3
    2017, 36(9):  2431-2437. 
    摘要 ( 236 )   PDF (589KB) ( 109 )  
    以呼伦贝尔羊草草甸天然割草场为研究对象,从土壤微生物数量、微生物生物量和酶活性等指标,探讨土壤微生物对短期施肥的响应及指标间的关系。结果表明,施肥显著地增加了土壤真菌数量,随着施肥水平增加,真菌和放线菌数量均有增大的趋势,而细菌数量逐渐减小。施肥显著增加了土壤微生物生物量碳和微生物熵,而对微生物生物量氮、土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶无显著性影响。施肥后土壤真菌数量与微生物生物量碳呈极显著正相关,细菌与放线菌呈显著正相关。低水平处理(N 3.5 g·m-2+P 1.7 g·m-2)比较适合土壤微生物的繁殖。施肥后草地土壤微生物之间关系密切。微生物数量对短期施肥的响应最为敏感,其次为酶活性和微生物生物量;其中,真菌的响应程度最高。
     
    马尾松林经不同强度采伐后与肉桂混交对土壤微生物功能多样性的影响
    喻素芳1,2,佘光辉1,李远发2,陈立金3,李丽娟2,叶绍明2*
    2017, 36(9):  2438-2446. 
    摘要 ( 268 )   PDF (607KB) ( 70 )  
    混交林可以形成层次多或冠层厚的林分结构,对提高防护效能和稳定性具有重要作用。本研究先对20年林龄的马尾松(Pinus massoniana)人工林进行5种不同强度的采伐(皆伐、强度、中强度、中弱度和弱度,伐后郁闭度分别为0、0.4、0.5、0.6和0.7),然后在林下等量种植肉桂(Cinnamomum cassia)。7年后,应用BIOLOG-ECO技术探讨不同混交模式、林分类型对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,混交林的土壤理化性质、AWCD(average well color development)值和微生物功能多样性指数均优于马尾松和肉桂纯林,其中肉桂纯林最低、基于中弱度采伐而建的混交林最高(与马尾松纯林差异显著),且土壤微生物功能多样性随土层深度增加而降低。主成分分析结果显示,不同混交模式之间土壤微生物碳源利用特征分异不明显;而不同林分类型之间存在明显分异,主要起分异作用的是微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用特征,且不同林分类型对土壤微生物碳源利用的差异显著受土壤含水率与有机质含量影响;含水率、有机质、全氮、全磷、全钾含量和土壤碳氮比对土壤微生物群落功能多样性也有着重要影响。可见,马尾松林种植肉桂能提高微生物活性和功能多样性,本研究结果可为改造马尾松纯林为混交林提供参考。
    植被类型和地形对黄土区退耕地土壤有机碳垂直分布的影响
    孟国欣,查同刚*,张晓霞,张志强,朱聿申,周娅,刘怡函,林珠
    2017, 36(9):  2447-2454. 
    摘要 ( 268 )   PDF (755KB) ( 56 )  
    区域范围内植被类型和地形是土壤有机碳(SOC)垂直分布的主要影响因素。本文以晋西黄土区蔡家川流域4种退耕地(乔木林、灌木林、乔灌混交林、草地)为对象,通过调查采样和室内分析,研究植被类型和地形对SOC垂直分布的影响。结果表明:1)研究区0~200 cm土层SOC含量随土壤深度增加而降低,各土层SOC含量变异系数为30%~52%。2)植被类型对SOC含量影响显著的深度达到120 cm,整个剖面(0~200 cm)SOC含量表现为乔灌混交林>乔木林>灌木林>草地。3)地形因素对SOC垂直分布影响显著:海拔、坡度、坡位、坡向对SOC垂直分布显著影响深度分别达到60、40、80、60 cm。整个剖面(0~200 cm)SOC含量随坡度增大逐渐减小,随坡位上升逐渐降低,阴坡大于阳坡,在海拔1100~1200 m和1000~1100 m处较高,>1200 m和<1000 m处较低。4)方差成分分析表明,0~200 cm土壤剖面SOC含量主要受植被类型的影响,可解释66.10%的变异性;地形和土层可分别解释22.02%和11.88%的变异性。研究结果为黄土区退耕还林的固碳效益评价提供了科学依据。
    敦煌阳关湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素
    张剑1,王利平1,谢建平2,赵庭伟2,曹建军1*
    2017, 36(9):  2455-2464. 
    摘要 ( 301 )   PDF (1156KB) ( 52 )  
    湿地生态系统土壤碳储量在全球碳平衡中起着重要作用。以敦煌阳关国家级自然保护区渥洼池草本沼泽湿地为研究对象,选取53个样地,采用分层采样方法(0~20、20~40和40~60 cm)对其中高盖度、中盖度、低盖度3种植被类型的土壤有机碳含量、分布特征及其影响因素进行了研究。结果表明:(1)高盖度、中盖度、低盖度植被0~60 cm土壤的有机碳含量分别为4.94~25.89、4.77~13.89和3.56~11.42 g·kg-1,高盖度、中盖度植被20~40、40~60 cm的土壤有机碳含量与低盖度的差异显著(P<0.05);高盖度植被土壤有机碳的空间变异最大,低盖度植被居中,中盖度植被最小;(2)土壤有机碳含量与土壤水分、全氮、全磷和N/P均呈显著正相关(P<0.01),与土壤盐分、容重均呈显著负相关(P<0.01)。通过多元线性回归分析,土壤水分是影响土壤有机碳积累的关键主导因素。上述研究结果可为干旱区湿地保护、管理以及生态恢复措施的制定提供科学依据。
    甘南亚高寒草甸冷暖季土壤纤毛虫群落对坡向的响应
    张灿,刘旻霞*,李瑞,赵瑞东,邵鹏
    2017, 36(9):  2465-2472. 
    摘要 ( 220 )   PDF (786KB) ( 125 )  
    为了揭示坡向变化对土壤纤毛虫群落的影响,于2015年4月和7月,对甘南亚高寒草甸不同坡向的土壤纤毛虫群落及环境因子进行了研究。结果表明:春季鉴定出土壤纤毛虫97种,隶属于9纲、17目、32科、50属,夏季鉴定出土壤纤毛虫141种,隶属于9纲、18目、32科、55属;随着土层深度变化,土壤纤毛虫群落有明显的表聚性;春季土壤纤毛虫密度和类群数明显低于夏季,不同坡向则是春季的阳坡和夏季的西坡土壤纤毛虫密度最高;从5个坡向的土壤环境因子来看,阴坡的土壤含水量和养分含量较高、pH和温度较低,阳坡则与其相反,西坡环境因子较适中;RDA分析结果表明,甘南亚高寒草甸不同类群的土壤纤毛虫对环境因子的响应不同,大多数类群适宜西坡水热和营养适中的生境状况,篮口科(Nassulidae)、篮环科(Cyrtolophosidae)适宜全磷丰富的半阳坡,康纤科(Cohnilemebidae)则适应含水量高、营养丰富的阴坡。
    甘南高寒草甸微地形上植物叶片特征与环境因子的冗余分析
    刘旻霞*,车应弟,李俐蓉,焦娇,肖卫
    2017, 36(9):  2473-2480. 
    摘要 ( 394 )   PDF (874KB) ( 98 )  
    了解植物叶片性状的生态学含义,对于阐明不同自然环境下的群落构建途径,进一步揭示生态系统维持机制具有重要的理论意义。本研究通过测定甘南高寒草甸坡向梯度25科86种植物叶片稳定碳同位素、比叶面积、叶干物质量及叶片营养元素含量等叶片组成特征,分析不同坡向条件下植物叶片特征与环境因子之间的关系。结果表明,北坡南坡梯度上,随着土壤含水量、土壤全磷、土壤有机碳、土壤速效氮、速效磷含量等养分的不同程度降低,土壤温度、光照度及pH值的增加,植物叶片相对含水量、叶片磷含量、比叶面积、叶片钾含量显著减少,而叶片干物质量、相对叶绿素含量及稳定碳同位素值显著升高。冗余分析结果表明,坡向梯度上土壤含水量、土壤全磷、有机碳及速效磷含量与植物叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著正相关,与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著负相关。而土壤温度、光照度及pH值与植物叶片稳定碳同位素值、叶片干物质量及相对叶绿素含量显著正相关,与叶片含水量、叶片磷含量、比叶面积及叶片钾含量显著负相关。说明不同环境因子对植物叶片特征的贡献显著不同。其中土壤含水量、土壤全磷含量、土壤温度及pH值等是关键的限制因子。植物叶片性状特征对不同坡向条件下环境因子的这种响应模式反映了高寒草甸微地形生态系统的环境状况和稳定程度。
    蒙古沙冬青光合作用特征及其影响因素
    李征珍1,杨琼2,石莎1,冯金朝1*
    2017, 36(9):  2481-2488. 
    摘要 ( 300 )   PDF (792KB) ( 54 )  
    通过测定不同季节蒙古沙冬青的气体交换参数,探讨其光合作用的日变化和季节变化特征,旨在为蒙古沙冬青天然种群的保护和恢复工作提供理论依据和参考。结果表明:蒙古沙冬青光合作用具有显著的季节变化特征,总体呈春夏高、秋冬低的趋势;3—9月期间,蒙古沙冬青净光合速率(Pn)在10:00—13:00时均显著下降,但其机制具有季节差异;多元线性回归结果表明,影响蒙古沙冬青Pn的主要生理因子是气孔导度、胞间CO2浓度和气孔限制值,主要环境因子是空气湿度、大气CO2浓度和光照强度。本研究认为,蒙古沙冬青生长关键季节是春夏两季,干旱引起的气孔关闭是其光合作用的主要限制因子;建议利用春夏两季进行蒙古沙冬青种群的恢复和重建工作,重点关注其旱季和冬季的保护工作。
    基因型数目对溚草生长表现的影响
    许译天,何梦婷,杨敬一,黎冰芷,王宇坤,赵念席*,高玉葆
    2017, 36(9):  2489-2493. 
    摘要 ( 212 )   PDF (487KB) ( 69 )  
    物种内基因型多样性是否具有类似物种多样性的生态功能是恢复生态学与保护生态学研究的热点问题。在一些群落建群种的研究中,基因型多样性被证明确实具有与物种多样性类似的生态功能,然而群落伴生种是否也具有类似的生态功能并没有实验证据。本研究以中国北方草原群落伴生种溚草为研究对象,采用单因素实验设计,构建溚草基因型单种和4基因型混种2种处理,通过2次收获分别得到溚草地上部绿叶干重、地上部枯叶干重、地上部干重(绿叶+枯叶)、地下部干重以及分蘖数5个指标对基因型数目的响应。结果表明:(1)尽管所得结果均表明4基因型组合种群的表现优于基因型单种,但仅第一次收获时地下部干重这一指标在两种处理之间差异显著(P<0.05);(2)仅第一次收获时地下部干重的基因型多样性净效应为显著正效应(P<0.05);(3)将所得多样性净效应分解为互补效应和选择效应,发现9/10的互补效应值为正值但与0之间差异不显著(P>0.05),而7/10的选择效应为负值,且第二次收获时地上部枯叶干重的选择效应显著小于0(P<0.05)。这些结果表明,群落伴生种溚草混种时选择效应不对基因型多样性正效应起正面作用,而基因型间并不能发挥类似物种多样性间的功能互补,因此仅在1/10指标中得到基因型多样性效应的正效应,显著低于已有的关于物种多样性以及建群种基因型多样性所得结果,这些结果为合理评价退化草原的生态功能提供了新的视角。
    秦王川湿地盐角草和盐地碱蓬种群的空间格局及其关联性
    王建良,赵成章*,张伟涛,姚文秀,李群
    2017, 36(9):  2494-2500. 
    摘要 ( 354 )   PDF (606KB) ( 61 )  
    植物种群的空间格局及关联性是植物种群生态学特性对环境条件长期适应和选择的结果。在秦王川国家湿地公园盐沼湿地,利用群落学调查法和点格局分析法,按照盐角草(Salicornia europaea)植株密度依次设置高密度Ⅰ(>800株·m-2)、中密度Ⅱ(400~800株·m-2)和低密度Ⅲ(<400株·m-2)3个密度梯度样地,分析了盐角草和盐地碱蓬(Suaeda salsa)种群的空间格局及其关联性。结果表明:随着盐角草植株密度的减小,其植株高度和地上生物量呈逐渐减小的趋势(P<0.05),盐地碱蓬的植株高度和地上生物量呈逐渐增大的趋势(P<0.05);盐角草在样地Ⅰ和Ⅲ中呈不同尺度的聚集分布,聚集尺度由较小尺度向小尺度过渡,在样地Ⅱ中所有尺度上呈聚集分布;盐地碱蓬在样地Ⅰ所有尺度上呈聚集分布,在样地Ⅱ和Ⅲ的聚集分布由较小尺度向中尺度过渡;在样地Ⅰ中,盐角草和盐地碱蓬之间表现为负相关和不相关(P<0.05),在样地Ⅲ中表现为不相关,在样地Ⅱ中从负相关过渡到正相关(P<0.05)。湿地植物密度调控机制影响下的非对称竞争关系,引起群落优势物种发生更替,反映了植物适应环境变化的生活史策略。
    贵州草海氮磷分布特征及沉积物释放通量估算
    韩志伟1,张水1,吴攀1*,曹星星1,2,涂汉1
    2017, 36(9):  2501-2506. 
    摘要 ( 361 )   PDF (1790KB) ( 81 )  
    通过对草海丰水期和枯水期水体、表层沉积物及周边河流水体系统的样品采集与测试分析,阐明丰水期和枯水期氮磷在草海水体的空间分布特征,分析表层沉积物中氮磷的释放通量的空间分布特征,识别沉积物的“源”和“汇”特征。结果表明,两个水文期大部分入湖河流的总氮和总磷浓度高于出湖河流,湖水氮磷浓度受外源输入影响较明显;丰、枯两期挺水植物区水中氮磷浓度高于沉水植物区,且沿主要水流方向逐渐降低;丰水期水沉积物界面水中氮磷浓度高于表层水体,枯水期该特征不明显。枯水期沉积物中总氮的释放通量范围为5.244~362.506 mg·m-2·d-1,呈现出“源”的特征;沉积物中总磷释放通量范围为-3.081~3.009 mg·m-2·d-1,在挺水植物区表现为“汇”,在沉水植物区表现为“源”,内源释放也不可忽视。
     
    不同树种叶片微观结构对其滞纳空气颗粒物功能的影响
    张维康1,2,王兵1,3,牛香1,3*
    2017, 36(9):  2507-2513. 
    摘要 ( 474 )   PDF (5845KB) ( 101 )  
    空气颗粒物能够危害人体健康,而植被可以有效减少空气中颗粒物的浓度,提高环境质量。本文利用原子力显微镜、扫描电镜检测不同树种叶片表面微特征(气孔密度、蜡质层、油脂、绒毛、纹理等)、粗糙度和湿润性,研究了城市中不同树种叶片微结构对滞纳空气颗粒物功能的影响。结果表明:不同树种之间滞尘能力存在差异,针叶树种滞尘能力要高于阔叶树种;叶片表面结构对于树种滞尘能力的影响非常显著(P<0.05),其中测试树种中油松、白皮松叶片滞尘主要受气孔密度、蜡质层厚度、油脂、纹理的影响,而旱柳、五角枫、银杏和杨树叶片滞尘能力主要受叶片表面粗糙度的影响;叶片表面湿润性与叶片的滞尘能力存在显著负相关(P<0.05)。
     
    辽西半干旱区浅埋式滴灌对春玉米耗水特性及产量的影响
    郭金路1,2,谷健1,尹光华1*,李雪1,2
    2017, 36(9):  2514-2520. 
    摘要 ( 261 )   PDF (550KB) ( 75 )  
    通过在辽西半干旱区开展遮雨棚微区控制灌溉试验,分析了浅埋式滴灌不同灌溉定额对春玉米耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明:浅埋式滴灌玉米生育期耗水量呈波动变化趋势,在拔节抽穗和灌浆收获期阶段耗水量较大,阶段耗水强度较大值出现在拔节抽穗和抽穗灌浆期;随着灌溉定额的增加,不同处理间籽粒产量显著提高,产量构成要素中百粒重和穗粒数的显著增加是籽粒产量提高的主要原因;与常规沟灌对照相比,浅埋式滴灌灌溉定额为2908.0 m3·hm-2时,较常规沟灌节水30%,籽粒产量仅下降了3.4%,而水分利用效率和灌溉水利用效率显著提高,分别提高了22.1%和27.5%;籽粒产量与灌溉定额之间呈二次型抛物线关系,当灌溉定额小于3816.4 m3·hm-2时,籽粒产量随灌溉定额的增加而显著增加,直至达到最大产量12161.9 kg·hm-2;当大于3816.4 m3·hm-2后,随着灌溉定额的增加籽粒产量有所降低。综合考虑产量、水分利用效率及灌溉水利用效率等因素,推荐辽西半干旱地区浅埋式滴灌适宜的灌溉定额范围为2908.0~3816.4 m3·hm-2
    东北风沙半干旱区仁用杏作物间作对作物产量和土地生产力的影响
    白伟,孙占祥*,郑家明,杜桂娟,蔡倩,冯良山,杨宁
    2017, 36(9):  2521-2528. 
    摘要 ( 326 )   PDF (597KB) ( 55 )  
    2012—2014年在大田试验条件下设置仁用杏花生间作、仁用杏谷子间作、仁用杏甘薯间作、仁用杏单作、花生单作、谷子单作、甘薯单作7个种植模式,探讨了仁用杏作物间作对作物产量和土地生产力的影响。结果表明:间作作物与单作产量差异显著(P<0.05),3年间作花生、谷子、甘薯产量比单作平均减少62.90%、54.88%、64.32%,间作仁用杏与单作产量差异不显著(P>0.05);通过产量构成因素分析表明,仁用杏作物间作影响间作花生产量降低的因素为百粒重、荚果干重和仁干重,影响间作谷子产量降低的因素为穗长、穗粗和穗重,影响间作甘薯产量降低的因素为鲜重和干重;仁用杏谷子间作边3行叶片光合速率与单作差异不显著(P<0.05),这也是间作谷子产量降低较少的原因之一;仁用杏作物间作的土地当量比均大于1.00,说明3种间作模式均具有明显的间作优势,其中仁用杏谷子间作模式要优于其他模式,仁用杏谷子间作的土地生产力比仁用杏花生间作、仁用杏甘薯间作分别高5.15%、5.93%;相关分析发现,土地当量比与作物偏土地当量比呈极显著正相关(r=0.930**),与收获指数呈负相关(r=-0.299);仁用杏谷子间作模式的经济效益分别比仁用杏花生、甘薯间作高5.20%、7.88%。综合分析认为,仁用杏谷子间作最能够适宜当地生态环境,在东北风沙半干旱区持续雨养农业发展中具有很好的应用价值。
    金花茶气体交换参数对光强的响应
    崔之益1,张宁南1,杨曾奖1*,徐大平1,刘小金1,洪舟1,肖玉2
    2017, 36(9):  2529-2534. 
    摘要 ( 315 )   PDF (589KB) ( 66 )  
    为林下推广种植金花茶(Camellia nitidissima)选择适宜的林分郁闭度和光强,以降香黄檀(Dalbergia odorifera)不同种植密度下套种的金花茶幼树与不同孔径遮阴网下金花茶幼苗为研究材料,分析其光合生理特性。结果表明:光强在小于700 μmol·m-2·s-1时,金花茶幼树净光合速率随着光强的降低而降低,气孔导度随着光强的降低呈现先升高后降低的变化趋势,胞间二氧化碳浓度随着光强的降低逐渐升高,蒸腾速率随着光强的降低而降低,水分利用效率随光强的逐渐降低其变动趋势不明显;金花茶气体交换参数间的相关性在幼苗和幼树之间表现出差异,而幼苗与幼树在净光合速率与气孔导度关系上则没有表现出明显差异;不同光强下的金花茶幼树气体交换参数表型可塑性较高,均在0.8以上。本研究结果表明,金花茶幼树在700 μmol·m-2·s-1光强下会发生光抑制,因此金花茶的林下推广种植,应选择郁闭度30%以上的林分,避免强光胁迫,影响生长。
    大豆叶片光呼吸对光强和CO2浓度的响应
    叶子飘1,王怡娟2,王令俐2,康华靖2*
    2017, 36(9):  2535-2541. 
    摘要 ( 372 )   PDF (607KB) ( 94 )  
    利用低氧法(2% O2)研究了大豆叶片光呼吸速率(Rp)对光强和CO2浓度的响应。结果表明:当光合有效辐射强度(PAR)小于600 μmol·m-2·s-1时,大豆叶片的Rp随光强的升高而几乎直线增加;当PAR约为1200 μmol·m-2·s-1时,Rp达到最大值(12.69  μmol CO2·m-2·s-1),随后RpPAR的升高呈下降趋势;构建的光呼吸速率与光强的方程式拟合结果表明,大豆叶片最大光呼吸速率为13.42 μmol CO2·m-2·s-1,其对应的光强为1207.74 μmol·m-2·s-1,该拟合值与实际测量值极为吻合(P<0.05);当PAP一定(2000 μmol·m-2·s-1)时,随着CO2浓度的增加(0~1200 μmol·mol-1),大豆叶片的Rp呈先升高后下降变化,在600 μmol·mol-1时达到最大值(9.97 μmol CO2·m-2·s-1);构建的光呼吸速率与CO2浓度的方程式拟合结果表明,大豆叶片最大光呼吸速率为10.21 μmol CO2·m-2·s-1,其对应的外界CO2浓度为625.74 μmol·mol-1。该拟合值也与实际测量值极为吻合(P<0.05)。本文所构建的方程式可较好地拟合光呼吸速率对不同光强和不同CO2浓度的响应,这对定量研究光呼吸提供了强有力的手段。
    变态期花背蟾蜍蝌蚪对植物血凝素的反应模式及其生态学意义
    高慧清,张琼文,孙思琪,连丽燕,王红,张志强
    2017, 36(9):  2542-2548. 
    摘要 ( 323 )   PDF (578KB) ( 56 )  
    以戈斯纳(Gosner 1960)分期表为标准,以花背蟾蜍(Pseudepidalea raddei)蝌蚪为研究对象,在46期蝌蚪小腿部位注射20 μL不同浓度(1、2.5和5 mg·mL-1)的植物血凝素(phytohemagglutinin-P, PHA-P)溶液,对侧同部位注射等量的生理盐水溶液,测定了注射前(0 h)及注射后3、6、9和12 h被注射部位组织厚度的变化情况,确定了蝌蚪对PHA-P反应的最适浓度;在最适浓度条件下,比较了37、42、44和46期蝌蚪对PHAP的反应强度和持续时间。结果表明:46期蝌蚪对3种不同浓度的PHA-P溶液的反应无显著性差异,但反应峰值有先后,2.5 mg·mL-1为最适注射浓度;42期蝌蚪在注射后3 h达反应峰值,而37、44和46期分别在注射后3~6、3~9及3~12 h出现反应峰值;37期蝌蚪对PHA-P的反应峰值高于46期,但与42和44期的蝌蚪无显著性差异;花背蟾蜍蝌蚪对PHA-P的反应模式随不同发育阶段而变化,42期为反应迅速、持续时间短的单峰值,其他水生阶段反应峰值有后延现象,且在登陆后反应峰值强度下降、持续时间延长,这可能与陆地多变的环境条件有关。
     
    亚硝酸氮对中华小长臂虾的急性毒性及非特异性免疫指标的影响
    包杰1,姜宏波1,程慧1,佘秋新1,于业辉1,李晓东1, 2*
    2017, 36(9):  2549-2555. 
    摘要 ( 332 )   PDF (734KB) ( 153 )  
    采用生物毒性实验方法研究了亚硝酸氮(NO2--N)对体重为(0.28±0.05)g的中华小长臂虾(Palaemonetes sinensis)的急性毒性作用。结果表明:在温度为18 ± 1 ℃、pH 7.3 ± 0.1条件下,NO2--N对中华小长臂虾24、48、72和96 h的半致死浓度(LC50)分别为37.9、27.3、24.9和23.2 mg·L-1,安全浓度为2.32 mg·L-1;根据96 h LC50和安全浓度按照等差数列设置5个NO2--N浓度梯度,分别为6.0、9.5、13.0、16.5和20 mg·L-1,研究了NO2--N胁迫对中华小长臂虾非特异性免疫指标的影响;在24 h时,除20 mg·L-1处理组肌肉的超氧化物歧化酶(SOD)活性外,各NO2--N处理组的中华小长臂虾肝胰腺和肌肉SOD活性与对照组均无显著性差异(P>0.05);到96 h时,13、16.5和20 mg·L-1处理组肝胰腺SOD活性下降,显著低于对照组(P<0.05),但肌肉组织则未出现显著性下降,而6和9.5 mg·L-1处理组显著性高于对照组;24 h时,只有最高浓度20 mg·L-1组的肝胰腺酸性磷酸酶(ACP)活性以及6 mg·L-1组的碱性磷酸酶(AKP)活性显著高于对照组,其他处理组与对照组均无显著性差异;随着处理时间的延长,到达96 h时,出现了与SOD相同的趋势,即13、16.5和20 mg·L-1处理组酶活性显著低于对照组(P<0.05);与肝胰腺不同的是,24 h时肌肉组织ACP和AKP活性出现了明显的“毒物兴奋效应”,除了13和20 mg·L-1的AKP外,其他处理组均出现了显著性升高(P<0.05);到96 h时,除9.5 mg·L-1处理组外,其他处理组的ACP和AKP活性均与对照组无显著性差异(P>0.05)。本研究发现,中华小长臂虾可耐受较高浓度NO2--N,而长时间的NO2--N胁迫则对中华小长臂虾的免疫酶活性存在抑制作用,研究结果可为中华小长臂虾健康养殖提供科学依据。
     
    菲对摇蚊幼虫的急、慢性毒性效应
    邓万蓉1,2,刘志红3,孙梨宗1,2,李晓军1*,巩宗强1,贾春云1
    2017, 36(9):  2556-2563. 
    摘要 ( 384 )   PDF (706KB) ( 59 )  
    依照OECD 235和218指导准则,选用溪流摇蚊(Chironomus riparius)幼虫为受试生物,以存活率、羽化时间为评价指标,通过暴露于加标水中(48 h)和加标沉积物中(28 d)两种方式研究菲对摇蚊幼虫的急、慢性毒性。结果表明:对于急性毒性实验,在加标水中菲对摇蚊幼虫的LC50为1.1 mg·L-1(24 h)和337.2 μg·L-1(48 h)。对于慢性毒性实验,在加标沉积物中菲对摇蚊幼虫的28 dLC50为24.9 mg·kg-1;孔隙水中菲对摇蚊幼虫的28 dLC50为10.4 μg·L-1;另外,随沉积物中菲浓度增加,幼虫的平均羽化时间提前,当沉积物中菲浓度达到5 mg·kg-1及以上时,受试幼虫的平均羽化时间比对照组及低浓度组显著提前(P<0.05),在菲浓度为10 mg·kg-1时比对照组提前了3.8 d,而提前时间在大于5 mg·kg-1的各浓度处理之间无显著差异(3.7~4.2 d)。
    温度胁迫对日本鳗草(Zostera japonica)叶际可培养细菌的影响
    韩秋影1, 2,张泽玉3,刘红霞4,刘伟妍5,张晓黎2*
    2017, 36(9):  2564-2571. 
    摘要 ( 330 )   PDF (1205KB) ( 92 )  
    叶际微生物对海草的生理代谢和生态功能具有重要意义,目前全球温度升高对日本鳗草叶际微生物的影响还不明确。本研究在实验室条件下通过梯度升温(26、28、30和32 ℃)胁迫实验,利用培养分离、RFLP分型、测序和系统发育分析等手段,研究了温度升高对日本鳗草叶际可培养细菌的影响。随着温度的升高,叶际可培养细菌的数量先增加后降低,32 ℃数量最多。共分类获得363株菌株,分为24个OTU,均来自α和γ变形菌纲,未发现所有温度梯度共有的OTU。海单胞菌(Marinomonas)为最优势的类群,其在28 ℃相对丰度最高,达到86.8%;假单胞菌(Pseudomonas)和Thalassospira属细菌随温度升高锐减;海杆菌属(Marinobacter)和弧菌(Vibrio)在30 ℃被富集;而32 ℃时,红螺菌科(Rhodobacteraceae)和玫瑰杆菌(Ruegeria)激增。26和32 ℃细菌的多样性和均匀度较高,28 ℃最低。
    不同共代谢基质对活性黑5脱色菌群脱色性能及群落结构的影响
    张庆云1,2,谢学辉1,2*,俞承志1,2,陈潆1,2,柳建设1,2*
    2017, 36(9):  2572-2580. 
    摘要 ( 463 )   PDF (810KB) ( 55 )  
    选择7种不同类别的共代谢基质,以功能菌群DDMZ1为初始菌群,以偶氮染料活性黑5为目标污染物,采用静置培养方式(兼氧培养)进行一系列静态批次实验,研究脱色功能菌群DDMZ1在不同共代谢基质(蔗糖、葡萄糖、果糖、葡萄糖+果糖、牛肉膏、蛋白胨、碳酸钠)作用下脱色性能及菌群群落结构的变化情况。脱色结果表明,添加果糖共基质能促进菌群脱色性能,对浓度为500 mg·L-1的活性黑5作用72 h后,脱色率达到88.96%。高通量测序分析结果表明,活性黑5脱色菌群群落结构因添加的共代谢基质不同而明显不同。在微生物分类属水平上,Acinetobacter菌属在经蛋白胨、牛肉膏和碳酸钠作用后的样品中占据主导地位,而Lactococcus菌属和Burkholderia菌属则在经蔗糖、葡萄糖、果糖、葡萄糖+果糖作用后的样品中含量偏高。其中,乳球菌属Lactococcus在以果糖为共代谢基质样品中达到其最大比例,结合脱色结果推测乳球菌属Lactococcus是重要的优势功能菌属。综上可知,相对于初始菌群DDMZ1,有机氮源和无机碳源共基质对菌群的群落结构影响较小,糖类共基质对菌群的群落结构影响较大,其中果糖能更好地富集乳球菌属Lactococcus类脱色功能菌群,从而优化脱色功能菌群群落结构比例,促进菌群脱色效果。
     
    广西生物多样性优先保护区的气候变化风险评估
    何洁琳*,黄卓,谢敏,周美丽
    2017, 36(9):  2581-2591. 
    摘要 ( 346 )   PDF (9260KB) ( 89 )  
    利用位于广西生物多样性优先保护区内的48个国家气象观测站的1961—2014年历史气候观测资料,应用线性趋势分析和气候变化指数方法,对优先保护区的气候变化特征及风险进行分析,结果表明,优先保护区气候总体朝暖干化发展:气温明显升高,降水日数、相对湿度和日照减少。年气温平均升高速率为0.155 ℃·(10 a)-1,年降水日数平均减少速率为4.0 d·(10 a)-1,年平均相对湿度的平均减少速率为0.7%·(10 a)-1,年日照时数的平均减少速率为4.3 h·a-1。部分地区发生了低温日数减少,高温日数增多的变化:低温日数减少主要集中在九万山区、桂北南岭地区和桂西山原区;高温日数变化主要分布在桂西山原区、桂西岩溶山区、大明山区、九万山区和沿海地区。秋、冬季强降水日数的增多变化和重旱日数的增多变化,主要集中分布在桂西岩溶山区、大明山区和沿海地区。广西3类生物多样性典型生境地中,岩溶地区气候变化影响程度最大,气候变化风险最高,沿海和海岛地区次之,桂北南岭山地等原始森林地区气候保持最稳定,风险最低。广西生物多样性优先保护区中95%以上地区处于中等及以下等级的风险区内,西林是保护区中唯一的高风险等级区。
    天然石墨矿及球形石墨价值的能值核算
    杨青1,2,耿涌3*,孙露4,5,刘哲6,董会娟3,于晓曼7,吕晓蓉2,8
    2017, 36(9):  2592-2604. 
    摘要 ( 330 )   PDF (754KB) ( 107 )  
    目前资源匮乏是全世界面临的问题,资源性产品价格偏低,导致经济发展中对其消耗巨大和开发过度。首先,本文主要运用能值分析方法,核算了天然石墨和球形石墨的能值价值。结果显示,2015年天然石墨和2010年球形石墨能值分别为1.73E+17、2.18E+17 sej·t-1,按照当年美元兑换人民币汇率的能值货币价格分别约为130000和160000元·t-1,而其2015年天然石墨和2010年球形石墨出厂价分别为4500和14000~18000元·t-1,因此,二者的市场价格远低于其能值价值。其次,本文定量评估了球形石墨生产过程中生态环境贡献和损失及对人体健康的危害。结果显示,生态环境贡献较小为1.74E+13 sej·t-1,而生态服务功能损失很大,为2.06E+15 sej·t-1,烟尘对人体健康的危害最大。本研究能为石墨产品等资源性产品的科学定价,石墨贸易市场秩序的完善,石墨产业的可持续发展提供科学依据。
    综述与专论
    中国生境片段化对生物多样性影响研究进展
    吴倩倩1,梁宗锁1,刘佳佳2,于明坚2,胡广3*
    2017, 36(9):  2605-2614. 
    摘要 ( 430 )   PDF (1379KB) ( 94 )  
    生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一。中国是生境片段化极为严重的国家之一,其高生物多样性受到了严重的威胁,然而却缺乏系统的总结研究。本文从生物类群、生境类型和空间尺度3个角度来探讨中国境内的生境片段化研究现状,以及生境片段化对当地生物多样性的影响,为生物多样性的管理和保护提供必要的研究基础。同时,对于目前生境片段化研究的不足,建议关注多尺度,多学科融合的研究,并且通过控制性实验深入研究生境片段化的机制。
    植物群体表观遗传学研究进展
    刘乐乐,杜宁,裴翠萍,郭卫华*
    2017, 36(9):  2615-2622. 
    摘要 ( 655 )   PDF (501KB) ( 84 )  
    植物表观遗传多样性是对生物多样性的遗传多样性层面的补充,也是植物表型多样性的重要来源,研究表观遗传多样性的群体表观遗传学应运而生。在植物自然种群的研究中,群体表观遗传学弥补了群体遗传学对不符合孟德尔遗传定律的表型遗传的认识,是对现代综合进化论的重要补充。分子生物学技术的发展,为研究表观遗传变异提供了甲基化敏感的扩增片段长度多样(MSAFLP)、结合二代测序的亚硫酸氢钠测序法等有力的技术手段。在生态和进化领域,自然种群中表观遗传变异与遗传变异、表型可塑性、生境分化、物种形成的关系成为研究的热点。表观遗传机制在生态系统和生物进化中的作用也逐渐得到揭示,本综述回顾近年来植物群体表观遗传学的实验研究和理论观点,展望了植物群体表观遗传学在研究方法和研究主题上的前景。
    北方农牧交错带间套作资源利用的研究进展
    张悦1,2,邸万通1, 2,5,王晶晶1,2,董宛麟1, 2,3,于洋1,2,4,苟芳1,2,4,王旗1,张东升1,顾生浩1,张立祯1,2*
    2017, 36(9):  2623-2632. 
    摘要 ( 422 )   PDF (601KB) ( 171 )  
    中国北方农牧交错带土壤风蚀沙化面积大、农田自然资源利用效率低,气候变化对农业生产的影响较大,粮食安全面临威胁。本文以该地区农业生产中出现的生产和科学问题入手,探讨了间套作种植模式应用于北方农牧交错带地区的旱作农作系统,对于有效增加地表覆盖度和粗糙度以减少风蚀,减少水肥淋溶且加快有机物质分解以改善土壤可持续性,形成独特的冠层和根系结构的时空分布及不同作物组合的相互作用以提高资源利用效率及农田生产力的作用;分析了间套作系统生产力的限制因子和种间相互作用提高生产力的机理。在今后研究中应重点探明气候变化对当地间套作系统潜在产量、产量差及土壤可持续性的影响,并将田间试验、基本过程的作物模型和结构与功能模型有机结合,利用大田试验结果和结构与功能模型在器官尺度上阐明资源高效利用的机理,并在区域尺度定量评估间套作在减缓农业气候风险中的作用。
    岩溶区土地利用变化对土壤有机碳与岩溶碳汇的影响研究进展
    蓝家程1,肖时珍1,2*
    2017, 36(9):  2633-2640. 
    摘要 ( 392 )   PDF (587KB) ( 72 )  
    土地利用变化对陆地生态系统碳循环的影响是当今全球碳循环和气候变化研究的热点。土地利用变化对土壤有机碳含量、组分及稳定性产生影响,从而影响土壤CO2,进而控制岩溶地质过程的碳汇效应。本文综述了岩溶区土地利用变化对土壤有机碳与岩溶地质过程的影响,阐明了岩溶区土地利用变化对土壤有机碳及其组分影响的过程与机理,土地利用变化对岩溶地质过程影响的土壤CO2浓度调控机制、水循环影响及无机酸干扰等影响机制。提出了土壤固碳的团聚体归宿和分配,团聚体物理保护机制及钙的化学稳定机制是当前岩溶土壤有机碳深化的方向;土壤CO2、水循环和无机酸在土地利用变化过程中以何种关系共同影响岩溶碳汇强度;水生光合作用利用DIC形成的稳定有机质与DIC、AOC通量的关系及其对土地利用变化的响应机理是岩溶碳循环前沿领域;而石漠化治理对岩溶碳循环的影响及相关固碳增汇技术的研究是需要重视的工作。
    森林火灾对土壤及水体重金属浓度水平的潜在影响研究进展
    朱文舟1,王俊坚2,曾辉1*
    2017, 36(9):  2641-2649. 
    摘要 ( 302 )   PDF (510KB) ( 64 )  
    森林火灾(林火)指在林地上自由蔓延的火,是一种自然界中的常见干扰。林火通过消耗凋落物层、燃烧植被、分解土壤有机质和改变粘土矿物等方式,释放出存在于植被与土壤中的金属成分,从而对土壤及水体重金属水平产生一定影响。多数研究结果表明,林火过后土壤中Mn、Cr、Ni、Pb等金属元素浓度短期内存在上升趋势,但不同案例中元素上升程度不同。随着时间的推移,土壤中大多数金属元素浓度可恢复至火灾前的背景值水平。但不同金属元素类型随时间变化的情况也有所不同。形态方面,林火过后多数元素主要以氧化态和有机结合态存在于土壤中。土壤pH和电导率作为土壤火烧严重度的潜在指标,它们的变化与土壤重金属浓度变化是否具有相关性在不同研究中存在较大差异。林火过后,径流水体中大多数重金属浓度水平上升,表明林火增加水体中重金属的潜在生态风险。今后还应开展更多室内与野外控制实验,进一步揭示林火对土壤及水体重金属变化的影响机制,为林业管理和灾害应急管理方面提供更多数据支持。
    两栖动物的性别决定和分化
    唐韵1,胡英超2,郑乐舟1,丁国骅1*,林植华1
    2017, 36(9):  2650-2657. 
    摘要 ( 471 )   PDF (508KB) ( 111 )  
    性别发育是进化生物学领域备受关注的研究热点之一。性别发育主要包括性别决定和性别分化,脊椎动物的性别决定主要分为基因性别决定和环境性别决定两种模式。两栖动物的性别决定属于基因型性别决定模式,其基因型性别由受精时两性配子的性染色体决定,但性腺分化所产生的表型性别还会受环境温度和性激素的修饰。在两栖动物中性别逆转的现象普遍存在,其相关的生理和分子机制也有一定的研究。本文从性别相关基因对性别决定的影响、温度对两栖动物性别分化的影响、性激素对两栖动物性别分化的影响、温度和性激素对性别相关基因表达的影响等四方面对两栖动物性别决定和性别分化的生理和分子机制进行一定的概述,并提出了未来两栖动物性别发育研究的重点。
    方法与技术
    基于FORET模型的北亚热带次生林抚育效果
    杨文宇1,康昕1,栾夏丽1,陈斌2,郑阿宝3,侯嫦英3,刘茂松1,徐驰1*
    2017, 36(9):  2658-2664. 
    摘要 ( 240 )   PDF (2722KB) ( 74 )  
    提升森林的生态服务功能已经成为当前生态文明建设中森林经营的重要目标。本文以江苏省溧水林场4种典型北亚热带次生森林群落为研究对象,利用FORET模型分别对自然状态下与人工抚育条件下的森林动态过程开展模拟研究。通过比较实施抚育措施前后物种重要值和群落生物量的变化,对不同森林抚育措施的效果进行评价。模型模拟结果显示,对于组成接近地带性植被的麻栎(Quercus acutissima)+栓皮栎(Q. variabilis)群落,常用抚育措施下森林群落组成结构的变化与其自然演替相比并无明显差异;而对于处于演替早期阶段的马尾松(Pinus massoniana)+白栎(Q. fabri)群落、冬青(Ilex chinensis)+马尾松群落和麻栎+马尾松群落,综合实施透光伐、补植和除伐等抚育措施有利于其向地带性植物群落的快速演替,同时可促进群落的生物量累积。本研究表明,林隙模型在森林经营辅助决策方面具有潜在的应用价值,可成为森林抚育效果定量评估的有用工具。
    基于多元统计方法的冬小麦叶面积指数光谱估测
    武改红1,王超1,赵佳佳2,冯美臣1,杨武德1*,孙慧1,贾学勤1,张雪茹1
    2017, 36(9):  2665-2670. 
    摘要 ( 247 )   PDF (574KB) ( 49 )  
    Leaf area index (LAI) is one of the most important indices for evaluating crop’s growth. The rapid, realtime and nondestructive technology of hyperspectrum is widely applied on monitoring LAI. In this study, the effect of nitrogen addition level on LAI and the canopy spectral reflectance of winter wheat during 2012-2014 were determined. The sensitive wavelengths were determined and LAI monitoring models were constructed by using multivariate statistical analysis methods (partial least square, PLS; stepwise multiple liner regression, SMLR). The results showed that the characteristic bands of 765, 775 and 1060 nm which were input into LAI spectrum monitoring model had an important relationship with LAI of winter wheat. This relation was confirmed by using the parameter of the variable importance for projection (VIP) and Bcoefficient. Moreover, the R2, RMSE and RE of the predictive LAI model were 0.699, 1.447 and 0.275, respectively, which were determined following the method of PLSSMLR. The validated model also had good prediction with  R2=0.689, RMSE=1.323, RE=0.285. It was concluded that the multivariate methods had potential applications on extracting the important wavelengths of LAI and constructing the predictive models. This study provides a basis for rapidly assessing the situation of LAI of winter wheat.
    基于地形分析的黄土侵蚀沟综合治理模式
    王晓军,郭妙玲*,王兵
    2017, 36(9):  2671-2677. 
    摘要 ( 285 )   PDF (6990KB) ( 101 )  
    黄土侵蚀沟水土流失严重,采取何种综合治理模式直接影响黄土侵蚀沟的可持续发展。本文基于复杂开放系统观点,采用地形分析的制图方法,以山西省寿阳县三眼井小流域的两条典型黄土侵蚀沟为例,探索风化层雨洪调蓄规律,依此提出黄土侵蚀沟生态治理模式。实验表明,黄土侵蚀沟的蓄水场所主要是在风化层,治理黄土侵蚀沟的核心是将生境层和风化层有机结合;采用高分辨率影像叠加大比例尺地形图进行地形分析的方法,可以准确识别由不同尺度的蓄水盆地岬组成的最小生态单元;依此风化层蓄水规律,通过合理配置植物材料,可以有效改善地表生境,从根本上治理黄土侵蚀沟。这一途径符合自然生态规律,从而实现生态健康的黄土侵蚀沟复合生态系统。
    应用于鱼道设计的马口鱼(Opsariichthys bidens)游泳能力
    金志军,陈小龙,王从锋,李卫明,涂志英,柯森繁,高柱,石小涛*
    2017, 36(9):  2678-2684. 
    摘要 ( 381 )   PDF (825KB) ( 44 )  
    马口鱼(Opsariichthys bidens)广泛存在于长江流域,是体型较小的重要经济鱼种。游泳耐力、临界游泳速度、冲刺游泳速度是鱼类重要的游泳能力参数。本文利用鱼类游泳能力测试环形水槽,在实验水温21.4±0.3 ℃条件下,用固定流速法对128尾(全长TL:9.60~15.10 cm)测试鱼进行游泳耐力测试,用流速递增法分别对31尾(TL:9.16~15.91 cm)、56尾(TL:8.78~16.81 cm)测试鱼进行临界游泳速度、冲刺游泳速度测试。结果表明:在游泳耐力测试中,84%以上测试鱼持续游泳时间集中分布在0~10 min和>200 min的范围内;疲劳时间(E)、游泳速度(V)、全长(TL)之间的关系可拟合为lgE=1.603-0.025V+0.146TLR2=0.562,P<0.001),根据拟合关系式预测全长为9.60 cm(最小长度)测试鱼可连续通过的鱼道长度与允许最大鱼道内平均水流速度的关系曲线为Vfmax=223.3973-17.3609ln(d-0.0130);测试鱼的临界游泳速度值为61.07~120.03 cm·s-1(相对临界游泳速度6.57~12.65 BL·s-1);冲刺游泳速度范围为65.03~155.07 cm·s-1(相对冲刺游泳速度5.31~17.95 BL·s-1),78%的实验鱼其冲刺游泳速度大于1 m·s-1,平均冲刺游泳速度约为平均临界游泳速度的1.23倍。本试验方法和结果可为鱼道设计提供相关依据。