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    2018年 第37卷 第11期    刊出日期:2018-11-10
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    2018, 37(11):  0. 
    摘要 ( 155 )   PDF (492KB) ( 63 )  
    研究报告
    套种益智对橡胶林土壤水源涵养功能的影响
    文志,赵赫,刘磊,李彦旻,米红旭,欧阳志云,郑华
    2018, 37(11):  3179-3185. 
    摘要 ( 312 )   PDF (661KB) ( 36 )  
    橡胶(Hevea brasiliensis)农林复合系统被认为可有效改善生态系统功能,但目前关于橡胶农林复合系统对土壤水源涵养功能影响的研究极少。本研究以海南中部山区橡胶益智(Alpinia oxyphylla)复合系统为对象,采用结构方程模型分析橡胶林中套种益智对土壤水源涵养功能的直接和间接影响因素。结果表明:与纯橡胶林相比,橡胶益智复合系统土壤水源涵养功能指数增加了1.09倍,土壤水源涵养功能增加明显(P<0.05)。益智套种后凋落物量和细根生物量增加是橡胶林土壤容重和团聚体稳定性变化的重要原因。土壤容重、土壤团聚体稳定性和凋落物量可解释土壤水源涵养功能变量的91%,三者均可直接影响土壤水源涵养,土壤容重和凋落物量还可间接影响土壤入渗而改变土壤水源涵养功能。橡胶林套种细根生物量和凋落物丰富的农作物可以改善橡胶林土壤水源涵养,增强橡胶林的水土保持效应。
    吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成及其生境解释
    秦江环,姚杰,孟令君,陈桂莲,赵秀海
    2018, 37(11):  3186-3193. 
    摘要 ( 236 )   PDF (647KB) ( 74 )  
    为了解生物因素与非生物因素对吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成、数量特征及其空间分布的影响,以吉林蛟河21.12 hm2针阔混交林监测样地为基础,在样地内按照机械布点的方式设置了128个5 m×5 m多年生幼苗监测样方,以乔木树种多年生幼苗(高度H≥30 cm,胸径DBH<1 cm)为对象,分析多年生幼苗的物种组成与数量特征。以重要值排名前三的主要树种幼苗为对象,分析生物因素与非生物因素对其物种组成及多度的影响。结果表明:(1)本次共调查到871株实生幼苗,分属13科16属25种,均为样地内主要树种的幼苗,Simpson多样性指数为0.91,重要值排名前三的幼苗为色木槭(Acer mono)、白牛槭(Acer mandshuricum)和红松(Pinus koaiensis)。(2)生物成体因素对幼苗数量影响的尺度效应(10和20 m)在物种间存在差异。白牛槭幼苗数量在两个尺度都与其成体数量呈显著正相关。红松幼苗数量在两个尺度都与其成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积在20 m尺度呈显著负相关。色木槭幼苗数量在20 m尺度上与成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积则呈显著负相关,在10 m尺度上与成体数量呈显著正相关。同种成体对3种幼苗的数量没有表现出显著的密度制约效应。(3)回归结果表明:全部物种幼苗数量与胸高断面积之和、叶面积指数及土壤酸碱度呈显著正相关,与土壤湿度呈显著负相关。白牛槭、红松及色木槭幼苗数量与10个因子的相关性有较大差异,表明不同树种对不同的生境选择性存在较大差异。
    南亚热带典型针叶林改造成乡土阔叶林后林下植物功能群的变化及其环境解释
    尤业明,吴溪玭,明安刚,刘通,陈永康,朱宏光,温远光,廖树寿,黄雪蔓
    2018, 37(11):  3194-3201. 
    摘要 ( 216 )   PDF (649KB) ( 37 )  
    把针叶林改造成珍贵乡土阔叶林,是近年来亚热带人工林常见的营林措施之一。为了探究这种营林措施对林下植物功能群的影响,通过调查该地区典型针叶林和珍贵乡土阔叶林的林下植被,对比了针叶林和阔叶林之间的林下植物物种丰富度和物种组成的差异,并和环境因子进行多元分析。结果表明:(1)阔叶林林下木本、禾草、蕨类和藤本功能群的物种丰富度相对针叶林有所减少,其中红椎(Castanopsis hystrix)和米老排(Mytilaria laosensis)林的木本和禾草功能群物种丰富度的下降达到显著水平(P<0.05);(2)主成分分析(PCA)结果表明,针叶林阔叶化后其林下植物功能群发生了明显的变化;(3)冗余分析(RDA)结果揭示了叶面积指数、平均叶倾角、土壤碳氮比、土壤全磷、凋落物碳氮比和透射系数是驱动林下植物功能群变化的主要因子,分别解释了林下植被功能群变异的33%、13%、6%、5%、2%和2%。(4)针叶阔叶化引起的冠层结构变化是导致林下植物功能群变异的主因,而土壤理化性质的变化对其影响较小。
    氮添加对南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落结构的影响
    倪壮,聂彦霞,欧阳胜男,申卫军
    2018, 37(11):  3202-3209. 
    摘要 ( 267 )   PDF (722KB) ( 58 )  
    土壤微生物是生态系统元素循环的重要驱动者,但目前对我国南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落结构如何响应本区域迅速增加的氮(N)沉降的认识还比较薄弱。为此,在中国南亚热带鼎湖山自然保护区布设了一个野外模拟氮沉降实验,研究4种不同施氮水平(0(CK)、35(LN)、70(MN)、105(HN)kg-1·hm-2·a-1)下土壤微生物群落结构的响应及其影响因素。持续施氮3年后,分干、湿季(1、7月)采表层(0~10 cm)土壤样品,运用磷酯脂肪酸(PLFA)方法对土壤微生物群落结构进行了测定。结果发现:(1)施氮显著增加了微生物生物量。随施氮水平升高,主要微生物类群(细菌、放线菌、真菌)的生物量都增加,但细菌仍然是土壤微生物中的优势类群。(2)施氮对微生物的促进作用具有明显的季节差异。干季MN的促进作用最显著,而湿季HN下微生物生物量达到最大值。干季所有土壤微生物的生物量始终显著高于湿季。(3)施氮和季节均改变了土壤微生物的群落组成。干季土壤微生物的群落组成主要受可溶性有机碳和土壤含水量的影响,而湿季主要受pH和有效氮、磷含量的影响。以上结果表明,南亚热带地区氮添加增加会改变土壤微生物的群落组成,且施氮的影响具有明显的季节差异,进而可能影响这些微生物驱动的关键生态过程。因此,探究氮沉降对南亚热带常绿阔叶林的影响,需要综合考虑氮沉降水平、季节和微生物的响应等多种因素。
    增温和降雨减少对杉木幼林土壤酶活性的影响
    江淼华,倪梦颖,周嘉聪,陈岳民,杨玉盛
    2018, 37(11):  3210-3219. 
    摘要 ( 268 )   PDF (1749KB) ( 56 )  
    土壤酶在土壤过程中扮演着一个重要的角色,其通过参与凋落物和土壤有机质的分解过程从而驱动着土壤养分循环和碳循环,而影响这个过程的因素很多,主要包括温度和土壤含水量。本研究在中亚热带杉木人工幼林进行对照、增温、隔离降雨以及增温+隔离降雨联合处理实验,探究温度和水分变化对土壤胞外酶活性的影响,包括参与碳循环的β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、酚氧化酶(PHO)、过氧化物酶(PEO),和参与氮循环的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)以及参与磷循环的酸性磷酸酶(AP)。结果表明:增温和隔离降雨以及两者的交互作用使土壤含水量、微生物生物量氮、可溶性有机氮和可溶性有机碳(DOC)显著下降(P<0.05)。此外,增温显著增加了铵态氮(NH4+-N)和硝态氮含量(P<0.05),以及βG、CBH和NAG酶活性(P<0.05);隔离降雨在一定程度上对βG、CBH和NAG(P<0.05)酶活性起到促进作用;而增温+隔离降雨处理下,βG、CBH、NAG、PHO、PEO酶活性都略微上升(P>0.05);AP酶活性在各个处理后均剧烈下降(P<0.05)。冗余分析结果显示,全氮、NH4+-N和DOC是驱动土壤酶活性变化的主要影响因子。研究表明,参与碳、氮循环的土壤酶在温度升高和降水减少下响应较为积极,酶活性有所上升,从而加速了土壤碳分解,但参与磷循环的土壤酶活性却显著下降,未来该地区的磷限制情况将进一步加剧。本研究将为未来气候变暖和降水减少下对预测养分循环和碳循环提供一定的科学依据。
    辽东山地不同森林类型土壤有机碳季节动态及其驱动因子
    范志平,王琼,李法云
    2018, 37(11):  3220-3230. 
    摘要 ( 234 )   PDF (1824KB) ( 18 )  
    为探讨辽东山地不同森林类型土壤有机碳季节变化特征及其驱动因子,选取落叶松人工林、蒙古栎核桃楸次生林和槭树次生林为对象,测定不同土壤层次的土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量及其季节动态,分析土壤理化因子、生物量因子和气候因子对不同森林类型土壤SOC、DOC和MBC的影响。结果表明:不同森林类型土壤SOC、DOC、MBC含量均表现出明显的垂直分布特征,即0~10 cm>10~20 cm>20~30 cm,且蒙古栎核桃楸林显著大于落叶松林和槭树林;不同森林类型土壤SOC、DOC、MBC含量均有显著的季节变化,表现为夏季较高,DOC和MBC最高值出现的月份不同步;土壤SOC和MBC与土壤含水率、pH、温度呈正相关,与容重和降水呈负相关;土壤DOC与含水率、pH和降水呈正相关,与容重呈负相关;土壤SOC、DOC、MBC多与乔木干、根和凋落物未分解层生物量呈负相关,与灌草层地下生物量和凋落物半分解层生物量呈正相关;不同森林类型土壤SOC、DOC、MBC与其驱动因子的相关程度不同,说明森林类型与气候变化共同作用使不同森林类型形成了其独特的微环境,影响土壤SOC、DOC和MBC含量及其动态变化;蒙古栎核桃楸次生林土壤SOC、DOC和MBC储量在各土层均显著高于其他森林类型,反映其更有利于养分的累积,是适合辽东山地森林结构调整与土壤恢复的森林构建与改造模式。
    热带森林土壤气态氮损失及其对水分添加的响应
    汤文广,周璋,林明献,李意德,骆土寿,陈德祥
    2018, 37(11):  3231-3236. 
    摘要 ( 250 )   PDF (499KB) ( 29 )  
    量化土壤气态氮(N)损失对于森林生态系统N循环的研究具有重要作用。然而,关于气态N(特别是N2)损失及其影响因子的研究相对较少。本文通过室内培养实验,研究了海南尖峰岭热带山地雨林土壤气态N损失及其对水分添加的响应。结果显示:在自然水分条件下,土壤气态N的损失速率相对较小,N2O和N2损失速率分别为-0.004~0.03和0~0.022 nmol N·h-1·g-1;水分添加后,N2O和N2的损失速率分别剧增70倍和40倍以上。土壤气态N的损失也受森林类型及季节变化的影响,次生林土壤气态N损失速率大于原始林,雨季土壤气态N的损失速率大于旱季,但均不存在显著性差异。本研究结果表明,热带森林土壤气态N损失主要受土壤水分含量影响,为了准确估算热带森林土壤气态N损失,应该考虑由全球气候变化导致的强降水事件对土壤气态N损失的影响。
    大兴安岭南段山杨径向生长和死亡对区域气候变化的响应
    贺敏,魏江生,石亮,周梅,赵鹏武
    2018, 37(11):  3237-3244. 
    摘要 ( 181 )   PDF (741KB) ( 35 )  
    为探究气候变化是否影响半干旱区树木的生长和死亡,应用年轮气候学及相关分析方法,对内蒙古大兴安岭南段赛罕乌拉地区山杨的生长和死亡对气候变化的响应进行了研究。结果表明:1954—2012年间,研究区内的山杨径向生长与平均气温及最低气温呈负相关(P<0.05),1993年以后气温显著上升,树木径向生长出现了下降的趋势;山杨径向生长只与当年5月的降水量呈极显著正相关(P<0.01),与其他月份降水量呈正相关但相关性均不显著(P>0.05);气温升高是导致山杨径向生长量降低和死亡率增加的主导因素。
    千烟洲人工针叶林对温湿环境的调节作用
    徐明洁,张涛,孙怡,李庆康,杨风亭,王辉民
    2018, 37(11):  3245-3254. 
    摘要 ( 236 )   PDF (1097KB) ( 17 )  
    森林对气候有调节作用是森林生态服务功能的体现之一。森林小气候研究有助于深入了解森林生态系统对气候调节的特征及其机制,进而为农林生产提供理论指导。本研究以千烟洲亚热带人工针叶林为对象,以2005—2014年林外与林内平行观测数据为基础,通过对比林内外的温度、湿度差异,研究中亚热带人工林对小气候中的温度、湿度要素的调节作用,并进一步研究了10年时间尺度上森林对温湿环境调节作用的时间动态特征。结果表明,该人工林对温湿环境表现出了显著的调节作用。林内气温多年平均值低于林外0.5 ℃,林内月最高气温低于林外2.0 ℃,月最低气温高于林外0.4 ℃。随着林龄从20年增长到30年,夏季的降温效应显著增强,对最高气温和最低气温的调节作用显著增强。该人工林林内水汽压高于林外,表现出明显的增湿效应。从2005—2014年,林内水汽压呈显著升高趋势。森林对土壤温度的调节作用大于对气温的调节作用,林内5 cm深土壤温度多年均值比林外低3.6 ℃。炎热的夏季表现为极显著的降温作用,冬季表现出极显著的保温作用;对土壤温度的调节作用没有随着林龄的增长呈现出明显的变化趋势,而是受到土壤含水量的影响。
    辽东大伙房水库库区天然针阔次生林林分空间结构
    弓文艳,陈丽华,余新晓,郑学良,张雪琪
    2018, 37(11):  3255-3261. 
    摘要 ( 179 )   PDF (479KB) ( 42 )  
    为了解辽东大伙房水库库区天然针阔次生林内林分空间结构的优劣,本研究以角尺度、大小比数、混交度和林分空间结构指数这4个结构参数作为切入点,对天然针阔次生林上坡位和下坡位的林分空间结构特征进行了调查。结果表明:上坡位的林木水平分布格局表现为随机分布,下坡位表现为轻微的聚集分布,从两种坡位中林木的大小分化程度来看,下坡位偏亚优势状态,上坡位偏中庸状态;上坡位混交度为0.29,下坡位混交度为0.56,上坡位林分呈弱度混交,下坡位为中度混交,下坡位混交程度较上坡位好;下坡位林分的林分空间结构指数为68.04,上坡位为54.81,林分整体结构较上坡位更稳定。通过4种林分空间结构参数的分析,得出天然针阔次生林下坡位的林分空间结构较上坡位稳定,本研究结果可为该区林分空间结构调整提供一定的依据。
    柠条种子萌发对不同光照强度和沙埋深度的响应
    张金峰,闫兴富,孙毅,罗永红
    2018, 37(11):  3262-3269. 
    摘要 ( 234 )   PDF (561KB) ( 52 )  
    为揭示柠条(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发对光照强度和沙埋深度的响应,在不同光强(55.4%自然全光照(natural sunlight, NS)、18.9% NS、5.5% NS和2.2% NS)和沙埋深度(0、0.5、1.0、2.0和4.5 cm)下,研究了柠条种子的萌发特征。结果表明:光强对柠条种子的萌发率、萌发速率、萌发指数和活力指数均影响显著;沙埋深度显著影响萌发指数和活力指数;光强与沙埋深度的交互作用显著影响萌发率、萌发指数和活力指数。柠条种子的萌发率、萌发速率和萌发指数在除0 cm外的其他沙埋深度均随着光强的减弱逐渐减小;活力指数在0 cm沙埋深度随着光强的减弱表现为增大趋势,而在其他沙埋深度随着光强的减弱持续减小或波动性减小。在55.4% NS、18.9% NS和5.5% NS光强下,萌发率在1.0 cm沙埋深度最大(分别为45.0%、30.6%和27.5%),0 cm沙埋深度最小(分别为22.2%、22.1%和20.0%),萌发速率、萌发指数和活力指数均随着沙埋深度的增加先增大后减小,且均在0.5~2.0 cm沙埋深度最大;在2.2% NS光强下,所有萌发参数均随沙埋深度的增大逐渐减小,其中萌发率、萌发速率和萌发指数在1.0、2.0和4.5 cm沙埋深度均显著小于0 cm沙埋深度(P<0.05),而活力指数在0 cm沙埋深度与其他沙埋深度间的差异均达显著水平(P<0.05)。研究表明,光照和沙埋是影响柠条种子萌发的重要环境因子,沙埋可增大种子萌发对光照的依赖;适度沙埋在强光下促进柠条种子萌发,但在弱光下则抑制种子萌发。
    干旱胁迫对喀斯特生境蚬木幼苗光合特性及抗性生理的影响
    欧芷阳,曹艳云,谭长强,郑威,庞世龙,申文辉
    2018, 37(11):  3270-3276. 
    摘要 ( 172 )   PDF (540KB) ( 16 )  
    为了解蚬木(Excentrodendron hsienmu)幼苗对喀斯特干旱生境的生理适应,基于构建的模拟喀斯特生境装置,以2年生蚬木幼苗为供试材料,研究岩溶水分和土壤水分两个因素对蚬木幼苗叶片光合及抗性生理的影响。结果表明:蚬木的光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线函数模型,岩溶水层2种处理下的光响应曲线变化基本一致。土壤水分显著影响叶片最大净光合速率和暗呼吸速率,2个因素及其交互作用极显著影响叶片相对叶绿素含量。最大净光合速率和暗呼吸速率随土壤干旱胁迫加剧而下降,相对叶绿素含量则表现为增加趋势。土壤水分极显著影响游离脯氨酸、显著影响丙二醛和过氧化物酶,干旱胁迫组的游离脯氨酸含量显著高于对照,重度干旱胁迫下丙二醛含量显著高于对照。过氧化物酶活性均随干旱加剧先升后降,峰值出现在中度胁迫。研究表明,蚬木具有较强的耐旱潜力,渗透调节物质的主动适应是其耐旱的主要原因。
    不同氮素形态及其配比对盐胁迫下紫苏生理特性的影响
    隋利,易家宁,王康才,李羽青
    2018, 37(11):  3277-3283. 
    摘要 ( 178 )   PDF (567KB) ( 52 )  
    以60 mmol·L-1 NaCl处理紫苏幼苗为对象,研究不同氮素形态配比对盐胁迫下紫苏生长、叶绿素含量、可溶性蛋白质、抗氧化酶和氮素代谢相关酶活性的影响,为进一步研究盐胁迫环境下紫苏生产中氮肥的合理调控提供理论依据。结果表明:非盐胁迫下,当NH4+-N/NO3--N=25∶75时,紫苏地上部分的鲜重和干重、总叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性都显著高于其他氮素处理;在盐胁迫下,紫苏生长受到抑制,叶绿素含量降低,可溶性蛋白和MDA含量增加,抗氧化酶活性升高,氮代谢相关酶NR和GS活性也升高;NaCl胁迫下,当NH4+-N/NO3--N=25∶75时,紫苏叶片的叶绿素含量、SOD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量最高,MDA含量最低;当NH4+-N/NO3--N=50∶50时,POD活性最高;叶片中NR和GS活性都随着硝态氮比例的增加不断升高,并在NH4+-N/NO3--N=0∶100达到最大值,酰胺态氮处理组的NR和GS活性均低于全硝处理,但高于全铵处理组;不同氮素形态及配比对盐胁迫下紫苏叶绿素含量、氮素代谢和抗逆调节指标、产量影响显著;研究发现,在盐胁迫下,铵硝混合配施比单独施用全硝、全铵和酰胺态氮效果好,并且NH4+-N/NO3--N=25∶75处理更有利于维持抗氧化酶、氮代谢酶活性,缓解盐胁迫对紫苏幼苗生长的抑制,促进鲜重和干重的增加,从而维持较高的耐盐性。
    稻田水旱复种轮作对作物产量及土壤养分的影响
    王兰,黄国勤,孙丹平,王淑彬
    2018, 37(11):  3284-3290. 
    摘要 ( 274 )   PDF (451KB) ( 38 )  
    为了筛选具有可持续性、适合南方稻田的水旱复种轮作种植模式,以“冬闲-早稻-晚稻”模式连作为对照处理A,设计了4种稻田水旱复种轮作模式(马铃薯-玉米‖大豆晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻(B),蔬菜花生‖玉米晚稻→紫云英早稻晚稻→油菜花生晚稻(C),绿肥早稻晚稻→油菜花生晚稻→马铃薯玉米‖大豆晚稻(D),油菜花生晚稻→马铃薯玉米‖大豆晚稻→蔬菜花生‖玉米晚稻(E))。通过2014—2016年连续3年的田间定位试验,分析了不同种植模式下的作物产量,主要是晚稻产量,以及土壤养分变化情况。结果表明:水旱复种轮作模式更具有产量优势,晚稻产量均高于冬闲连作模式;与冬闲连作对照相比,其他模式的土壤有机质含量、速效养分含量均有所提高,同时更加有利于固定有机碳;稻田水旱复种轮作模式是一种增产、改善土壤肥力的种植模式;处理C和处理E表现较好。
    根系深度对旱后复水玉米补偿性生长的影响
    秦荣荣,王晓凌
    2018, 37(11):  3291-3297. 
    摘要 ( 172 )   PDF (496KB) ( 53 )  
    基于根系诱导的细胞分裂素对玉米生长的影响,本研究探讨了根系深度与旱后复水玉米(Zea mays)补偿性生长的关系。以苗期玉米为试验材料,从4月20日—6月3日,设置充分供水、充分供水且断根、旱后复水、旱后复水且断根4个处理。在玉米干旱胁迫结束时,即出苗后第28天对其进行断根处理,用薄背刀在盆纵向的中间位置水平横切,使根系完全断为两半以得到浅根系。结果表明:与充分供水相比,干旱抑制玉米生长,使其地上生物量、根系生物量与总生物量大幅下降;未断根条件下,复水后,根系能感知水分刺激产生细胞分裂素,且细胞分裂素会经由伤流液转运至玉米叶片;叶片中细胞分裂素含量水平的增加能促进其净光合速率的提高,并可使玉米地上生物量、根系生物量与总生物量增加,进而促进玉米复水后的较快生长;而断根条件下,深根被去除,复水后,浅根虽能感受水分刺激,但并不能产生大量细胞分裂素,进而导致叶片中细胞分裂素含量不能明显升高,净光合速率也不能明显增加,各部分生物量增加亦不明显,玉米不能够快速生长。总之,根系诱导的叶片细胞分裂素是旱后复水玉米补偿性生长的核心因素;而断根使得深根大量丧失,复水后玉米浅根系不易产生细胞分裂素,从而不能引起补偿性生长,即深根对玉米的旱后复水玉米补偿性生长起着关键性作用。
    黄渤海滨海湿地植被类型、生物量及其与土壤环境因子的关系
    常雄凯,曾辉,刘淼
    2018, 37(11):  3298-3304. 
    摘要 ( 305 )   PDF (1213KB) ( 33 )  
    理解湿地植被类型、生物量与环境因素间的关系,是湿地植被恢复的基础。本文在野外调查的基础上,采用TWINSPAN对黄渤海滨海湿地进行类型划分,利用冗余度分析来确定影响研究区湿地类型分布和生物量差异的环境因素,以期为湿地的恢复提供科学依据。结果表明:黄渤海滨海湿地可以划分为11种类型;土壤电导率和土壤总碳对黄渤海滨海湿地类型的分布有显著影响;湿地具有较高的生物量,其中,互花米草(Spartina alterniflora)群落的生物量最高(48512 kg·hm-2),盐地碱蓬(Suaeda salsa)、芦苇(Phragmites australis)和柽柳(Tamarix chinensis)群落的生物量较高,均超过5000 kg·hm-2,其他类型的生物量较低,小于5000 kg·hm-2;影响研究区湿地类型生物量的主要因素为土壤有机碳和总氮含量。在气候变暖、氮沉降增加情况下,滨海湿地生物量将进一步增加,滨海湿地具有很大的固碳潜力。因此,加强研究区湿地的保护和退化湿地的生态恢复,是增加滨海湿地碳汇和应对气候变化的有效途径。
    滨海湿地植被-土壤相互作用及其对沉积环境分异的响应格局
    厉成伟,赵萌,陶燕东,钟胜财,于克锋,方淑波
    2018, 37(11):  3305-3314. 
    摘要 ( 208 )   PDF (1445KB) ( 76 )  
    开展滨海湿地植被与土壤之间相互作用机制的研究对湿地植被修复工程的实践具有重要的指导意义。本文旨在解析海三棱藨草(Scirpus mariqueter)如何响应湿地土壤沉积环境的改变,并建立植被指数与土壤环境因子之间的统计关系模型。选择南汇东滩滩涂,采集了2015—2017年32个采样点的土壤理化参数数据及高程数据,以及7个采样点的海三菱藨草光谱反射率数据。采用相关分析、回归分析、ArcGIS空间分析等方法,探讨了植被指数、土壤理化参数及滩涂高程变化之间的相互作用。研究将高程变化与NDVI变化的幅度分为12个级别,取中值6作为分析的阈值。结果表明,高程变化值与NDVI变化值同时不低于6的区域占总区域面积的51.45%,主要集中在研究区东部,西部有小范围分布。80.45%的NDVI变化值为级别6及以上区域包含在滩涂高程变化值为级别6以上的区域里,同时,围垦后南汇东滩高程逐年增加,NDVI值也呈增加趋势。这表明,在一定范围里,滩涂高程与植被NDVI变化在空间动态里具有同步性。滩涂高程与土壤理化因子地统计分析表明,高程与土壤盐度、含水率具有统计显著性的空间相关性,土壤盐度、含水率是显著影响海三棱藨草群落空间分布的主导土壤因子。研究表明,沉积环境分异所导致的高程变化是海三棱藨草空间分布的主要控制因素,而基于NDVI的植被指数研究有利于从宏观上把握植被群落的变化及扩散的整体格局动态。
    夏季石灰土CO2昼夜动态及其影响因素
    付玉聪,郎赟超,王忠军,李思亮,丁虎
    2018, 37(11):  3315-3322. 
    摘要 ( 200 )   PDF (592KB) ( 19 )  
    土壤呼吸是土壤释放CO2的过程,土壤CO2动态及其控制因素的研究对于陆地生态系统碳收支核算和气候变化研究具有重要意义。本研究以喀斯特地区石灰土为对象,利用红外传感器(Vaisala GMP252)和自动装置高频次观测手段,测定了夏季土壤CO2浓度和表观土壤呼吸速率(即土壤表面CO2通量)的昼夜动态变化及其对集中降雨的响应特征,并分析了土壤CO2浓度、表观土壤呼吸速率与土壤温度和湿度之间的关系。结果表明,土壤CO2浓度的昼夜变化总体上呈现单峰变化趋势,峰值出现在正午(12:00—13:00)。此外,土壤CO2浓度在集中降雨过程中呈“V”字型快速响应特征。土壤CO2浓度与土壤温度呈正相关,而与土壤湿度呈负相关,石灰土偏碱性的环境使降雨时充填于土壤孔隙的水体中HCO3-、CO32-及CO2的平衡对土壤CO2浓度变化具有重要影响。表观土壤呼吸速率的整体变化趋势与土壤温度和CO2浓度变化一致,但前二者的变化与CO2浓度相比略为滞后。表观土壤呼吸速率与土壤温度呈显著相关,而与土壤CO2浓度的相关性不明显。土壤温度和湿度可以解释45%的表观土壤呼吸速率变化。因此,集中降雨影响下的石灰土表观土壤呼吸在短时间尺度上的变化主要受降雨、温湿度等环境因子影响下的土壤CO2与空气交换过程的控制。
     
    连续深松对黑土水热酶特性及细菌群落的影响
    张博文,杨彦明,李金龙,陈新宇,张兴隆,徐忠山,刘景辉
    2018, 37(11):  3323-3332. 
    摘要 ( 192 )   PDF (1291KB) ( 46 )  
    为阐明连续深松措施对黑土水热酶活性动态变化及细菌群落多样性的影响,于2016—2017年设置旋耕(CK)、浅松1年(QS1)、浅松2年(QS2)、深松1年(SS1)、深松2年(SS2)、超深松1年(CS1)、超深松2年(CS2)7个处理,研究土壤水分、温度、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性及细菌群落结构变化。结果表明:深松可显著降低0~20 cm土壤含水量,以SS1、SS2降幅最小,提高各处理20~40 cm土壤含水量,以QS2效果最佳,深松2年土壤含水量高于深松1年;各深松处理开花期土壤温度显著低于CK,而小喇叭口期、抽雄期、成熟期则显著高于CK。随着深松深度增加,0~20 cm土壤温度显著降低;深松可维持0~20 cm土壤酶活性长效性,提高20~40 cm土壤酶活性;深松较CK提高0~20 cm土层玉米根际土壤细菌群落丰富度与多样性,深松2年各处理细菌群落丰富度高于深松1年,各深松处理以SS2效果最优。深松可提高酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门、奇古菌门等相对丰度,降低放线菌门、厚壁菌门等具有致病菌种菌门相对丰度。深松可优化土壤水热环境,维持土壤酶活性高效、稳定,协调细菌群落结构构建,促进黑土地可持续利用。
    气候变化背景下湖北川金丝猴种群生存力分析
    张宇,李佳,薛亚东,李丽,李迪强
    2018, 37(11):  3333-3341. 
    摘要 ( 250 )   PDF (1381KB) ( 50 )  
    气候变化预计将改变野生动物的潜在适宜生境面积、分布与格局,从而加剧濒危物种的灭绝风险。湖北川金丝猴种群(Rhinopithecus roxellana)相对较低的遗传多样性、孤立的遗传状态和较小的种群数量,使得该种群面对环境变化具有更高的脆弱性。研究该种群在气候变化下的生境变化及种群动态,可为今后制定气候变化下的适应性对策提供参考。本文基于湖北川金丝猴分布点、生物气候变量及环境变量,建立川金丝猴物种分布模型,评估气候变化对川金丝猴未来(2050s)生境及环境容纳量的影响;结合川金丝猴种群参数,利用漩涡模型预测100年内,川金丝猴受到气候变化及极端天气灾害影响下的种群生存力状况。结果显示,在气候变化下,2050s川金丝猴适宜生境相比当前减少64.45%,大龙潭亚群、金猴岭亚群和千家坪亚群的环境容纳量相比当前分别下降93.48%、72.86%和13.96%;当前情景下,湖北川金丝猴在100年内种群数量能够保持逐渐增长,说明该种群是一个具有一定繁殖力的种群;极端天气灾害和气候变化均能造成湖北川金丝猴种群数量不同程度下降,二者共同作用时影响最大;不同亚群对极端天气灾害和气候变化的敏感性不同。因此,保护适宜生境、保证生境间连通性及提供极端天气灾害的干预保护是湖北川金丝猴种群保护的重要途径。
    3种不同类型口器的昆虫取食对菜豆叶片PPO和PAL活性的影响
    岳文波,郅军锐,张涛,叶茂,侯晓琳
    2018, 37(11):  3342-3350. 
    摘要 ( 217 )   PDF (506KB) ( 40 )  
    为研究不同口器昆虫取食对菜豆植株系统防御的影响,以斜纹夜蛾(Spodoptera litura)咀嚼取食、二斑叶螨(Tetranychus urticae)刺吸取食和西花蓟马(Frankliniella occidentalis)锉吸取食分别处理菜豆中部叶片6、24、48、72和96 h后,测定菜豆受处理的中部叶片及未处理的上部及下部位叶片多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。结果表明:危害方式、处理时间和叶片部位对菜豆叶片PPO和PAL活性有极显著影响(P<0.01),且三者间有极显著的交互作用。不同危害方式诱导后中部处理叶片的PPO活性均是在6 h明显升高(P<0.05),但随时间的延长PPO活性在不同处理下变化不同;中部叶片PAL活性在机械损伤处理48 h后才被显著激活,而斜纹夜蛾、二斑叶螨和西花蓟马取食后,PAL活性分别在6、6和24 h明显升高,且达到最大值,分别是对照的2.66、1.75和2.79倍;处理菜豆的上部和下部未受害叶片的PPO和PAL活性对虫害的响应明显比机械损伤迅速;二斑叶螨取食后PAL活性响应最快,上部和下部叶片均在6 h达到最大值,分别为对照的2.72和5.07倍。以上结果说明,害虫取食能引起菜豆植株产生系统防御反应,并且防御的时空效应与害虫的为害方式有关。
     
    中华小长臂虾对盐度的耐受性及盐度对其呼吸代谢的影响
    包杰,姜宏波,付佩佩,蒋秋月,于业辉,李晓东
    2018, 37(11):  3351-3356. 
    摘要 ( 173 )   PDF (533KB) ( 26 )  
    为探明中华小长臂虾对盐度的耐受性以及在不同盐度条件下的呼吸代谢,本实验在获得中华小长臂虾24~96 h的半致死盐度基础上,采用静水密闭式方法,从淡水直接突变到不同盐度(0、5、10、15、20、25、30)和放入不同盐度适应3天后(分别记为0 d组和3 d组),检验了盐度对中华小长臂虾耗氧率、排氨率和窒息点的影响。结果表明:中华小长臂虾对盐度的耐受能力较强,在24、48、72和96 h的半致死盐度分别为37.07、35.86、35.04和34.31,安全盐度为10.07;盐度对中华小长臂虾的耗氧率、排氨率、窒息点和O/N均具有显著影响(P<0.05);在盐度为0~30范围内,不论0 d组还是3 d组,耗氧率均随着盐度的增加出现先下降再增加再下降的变化趋势,0 d组的耗氧率在盐度为5时最低,盐度为10时最高,3 d组则在盐度10、25和30时最低,盐度为0时最高;排氨率在0 d组以盐度为30时最低,在盐度为10和15时最高,3 d组的排氨率则在盐度25和30时最低,盐度为10时最高;盐度对0 d组和3 d组的窒息点均没有显著影响;0 d组的O/N最低值出现在盐度为5时,而3 d组则在盐度为10时,不同处理组的O/N最高值均是出现在盐度为30时;从相同盐度不同的处理方式来看,在盐度为10、15和25时,3 d组的耗氧率要显著低于0 d组(P<0.05);在盐度为25时,3 d组的中华小长臂虾排氨率显著低于0 d组,在盐度为30时,3 d组的中华小长臂虾O/N显著低于0 d组,其他处理组之间并没有显著性差异;中华小长臂虾对盐度具有较高的耐受性,能够在一定盐度的水体进行养殖,但不同的盐度和处理方式均会改变其呼吸代谢和能量利用的方式。
    江苏潮间带大型底栖动物群落组成及次级生产力
    袁健美,张虎,汤晓鸿,于雯雯,贲成恺,高继先,刘培廷,胡海生,肖悦悦,许海华
    2018, 37(11):  3357-3363. 
    摘要 ( 177 )   PDF (819KB) ( 30 )  
    为研究江苏潮间带大型底栖动物资源变动状况,于2014年5月、8月、10月和2015年3月在江苏潮间带布设9条断面开展了4个航次的调查。结果表明:共采集潮间带大型底栖动物78种,其中环节动物39种,软体动物为23种,甲壳动物12种,其他类群4种;年平均丰度78.64 ind·m-2,年平均生物量13.01 g (AFDM)·m-2,年平均次级生产力和P/B值分别为8.57 g (AFDM)·m-2·a-1和0.66;与20世纪80年代江苏滩涂调查和“908”专项调查相比,江苏潮间带大型底栖动物主要类群未发生变化,均以环节动物、软体动物和甲壳动物为主,种类数量有所下降;江苏潮间带大型底栖动物平均次级生产力中潮区与高、低潮区间差异显著(P<0.05),季节间无显著差异(P> 0.05)。
    基于MaxEnt模型的细足捷蚁在我国的适生区分析
    张彦静,马方舟,徐海根,范靖宇,孙红英,丁晖
    2018, 37(11):  3364-3370. 
    摘要 ( 235 )   PDF (3125KB) ( 105 )  
    细足捷蚁(Anoplolepis gracilipes)是新发现入侵我国南方地区的外来物种,对入侵地的生物多样性造成了严重威胁。为探究细足捷蚁的潜在扩散风险及其野生种群在我国的适生区范围,本文将细足捷蚁的分布点分为本土分布点和全球分布点,并分别构建了本土预测模型和全球预测模型,采用对细足捷蚁生存影响比较大的7个环境变量,通过调用ENMeval数据包调整MaxEnt模型参数,分别采用默认参数和优化参数并基于上述两种模型,对细足捷蚁在我国的适生区范围进行了预测,最后采用pROC方案对模型结果进行可信度检验。研究发现,在相同参数条件下,基于全球模型和本土模型的细足捷蚁适生区分布范围预测差异较大,而模型参数对模型预测的影响较小。综合4种情况的模型预测结果,发现细足捷蚁在我国云南、广西、广东、福建、海南和台湾均表现为高度适生,在湖南、贵州、江西和四川的部分地区表现为中度适生。此外,在世界范围内细足捷蚁于非洲中部和美洲中北部表现出高适生性。因此,作者认为,入侵昆虫细足捷蚁本土分布范围的界定对其在入侵地的预测结果有较大影响,也是影响模型预测结果准确性的重要因素。
    基于生态景观格局的松材线虫病分析及风险预测——以宜昌市为例
    洪承昊,张子一,蔡三山,陈京元,宋德文,理永霞,张星耀
    2018, 37(11):  3371-3380. 
    摘要 ( 219 )   PDF (2100KB) ( 37 )  
    三峡库区周边县市松材线虫病疫情严重,给生态环境造成极大压力,传统的疫情处治方式需耗费大量的物力人力且效果小。利用景观生态学基本理论,以松材线虫病年均发生面积为统计基础,研究其与景观斑块和景观格局之间的关系,并据此进行疫情风险分析。通过宜昌全市和夷陵区、宜都市、市辖区两个尺度下斑块面积、斑块密度、形状指数、景观丰富度指数和Shannon多样性指数等斑块和景观格局指数评价景观现状,建立其与疫情之间的Pearson相关性,再据此对宜昌市辖区、宜都市和夷陵区进行插值风险分析。结果表明,夷陵区和宜都市疫情较为严重。研究区寄主斑块的面积和形状复杂程度和疫情有显著正相关性,相关系数为0.826和0.818;人为活动斑块和疫情间没有显著相关性;基于寄主斑块的插值风险分析表明,各区域需要对点状的大面积寄主斑块和形状复杂程度高的斑块进行重点清理,减小物力和财力的支出。
    不同情景下河谷型城市建设用地扩张的景观生态格局响应——以兰州市为例
    陈喜东,石培基,王川,岳晓新,刘骁啸,张文敏
    2018, 37(11):  3381-3389. 
    摘要 ( 260 )   PDF (2025KB) ( 74 )  
    以河谷盆地发育的兰州市主城区为例,利用研究区1995年、2005年和2015年3期的土地利用现状数据,分析建设用地扩张的时空特征并提取相应知识规则,集成Markov模型与CLUES模型,模拟2025年3种不同情景下建设用地增长与空间布局,并通过景观学原理分析其景观生态格局响应特征。结果表明:1995—2015年,建设用地扩张以城区各组团的内部填充为主、外部扩展为辅,受地形与政策影响明显;2015—2025年,建设用地需求量仍持续增长,增长率基准情景>综合发展情景>生态保护情景,扩张范围主要在城关的黄河北部沿岸、安宁的城区北部和七里河的城区南部边缘;基准与综合发展情景景观斑块形状简单、脆弱性加强、格局不稳定,生态保护情景下建设用地扩张速度得到有效控制,形成斑块组分合理、多样性好且分布均匀的景观格局。
    河南省花生连阴雨灾害气象指数保险设计
    王新伟,杜明哲,王丽,李梦夏,徐岩岩,刘晓迎,李宁
    2018, 37(11):  3390-3395. 
    摘要 ( 198 )   PDF (959KB) ( 28 )  
    为了促进农业保险公司客观、快捷地提供气象灾害的经济补偿,本文基于长序列的历史气象资料和花生种植面积、总产量和单产量数据,确定不同减产率范围下对应的连阴雨灾害指数临界值,建立连阴雨天气指数保险模型,设计出适用于研究区域的连阴雨天气指数保险产品。结果表明:依据连阴雨灾害指数,确定兰考县、虞城县、通许县的免赔额为0,开封县、民权县等6个县的免赔额为10%,睢县、郸城等4个县的免赔额为15%,淮阳、柘城等6个县的免赔额为20%,确定了不同区域的纯保险费率及保费,设计了农业气象保险指数合同。该天气指数保险产品采用客观的气象数据定损,操作性强,可有效转移花生生长气象灾害风险,促进农业保险的可持续发展。
    1966—2015年辽宁省玉米气候生产潜力的时空特征
    刘江,潘宇弘,王平华,李一鸣,金磊,温永菁,高淑新
    2018, 37(11):  3396-3406. 
    摘要 ( 179 )   PDF (2277KB) ( 33 )  
    基于1966—2015年辽宁省46站逐日气象观测数据,分析辽宁省玉米生育期内各气候要素的年际变化趋势,通过机制法估算玉米生育期内光合、光温和气候生产潜力,利用EOF和REOF分解方法分析辽宁省玉米气候生产潜力时空分布特征。结果表明:1966—2015年辽宁省玉米生育期内的平均气温呈波动上升趋势,太阳辐射呈减少趋势,总降水的年际变化较大,呈波动下降趋势;在气候变化驱动下,光合生产潜力呈阶段性下降趋势,光温生产潜力和气候生产潜力呈波动上升趋势,但变化趋势都不显著;21世纪以来相对于20世纪70—80年代,辽宁省玉米气候生产潜力有大幅度的增加;辽宁省玉米光合生产潜力从西南向东北逐渐降低,光温生产潜力呈带状分布特征;EOF分析获得的前2个模态解释了总方差的86.47%,结果基本揭示了辽宁省玉米气候生产潜力以中部地区为中心、空间分布变化趋势呈整体一致性的特征,其中辽宁南部沿海地区与辽宁东部地区呈反向变化趋势;REOF分析结果表明,辽宁省玉米气候生产潜力可以分为4个典型分布类型,高值区位于辽宁中部和南部沿海地区,低值区位于辽宁东部和辽西半干旱地区。
    β-FeOOH改性蒙脱土对模拟酸性矿山废水中铜离子的吸附
    周华锋,张肖肖,李响
    2018, 37(11):  3407-3412. 
    摘要 ( 196 )   PDF (813KB) ( 27 )  
    用β-羟基氧化铁对蒙脱土进行改性制备β羟基氧化铁改性蒙脱土(β-FeOOH-Mt)。用氮吸附程序升温脱附对β-FeOOH-Mt的结构进行了表征,并研究了β-FeOOH-Mt(3.5)对模拟酸性矿山废水中铜离子的吸附。结果发现:蒙脱土经改性后比表面积增加、孔容增大;β-FeOOH-Mt(3.5)对废水中Cu2+有很强的吸附能力。在初始浓度为5~25 mg·L-1范围内,β-FeOOH-Mt(3.5)用量为2~9 g·L-1,吸附20 min后Cu2+的浓度均低于0.5 mg·L-1。Langmuir等温方程能更好地描述吸附过程,吸附过程符合单分子吸附模型;动力学研究表明,吸附遵循拟二级吸附动力学方程,相关性很好。
    哈尼梯田湿地景观水体富营养化及截留效应评价
    查智琴,角媛梅,刘志林,刘澄静,高璇,丁银平,赵冬梅
    2018, 37(11):  3413-3421. 
    摘要 ( 188 )   PDF (972KB) ( 25 )  
    农业非点源污染是导致地表水富营养化的主要因素,而湿地景观对污染物/营养物质有截留功能。以哈尼梯田区大鱼塘村梯田湿地景观类型中的4类地表水为研究对象,于2017年6月(雨季)、12月(旱季)采集36个水样,测定其总氮(TN)、总磷(TP)浓度并分析其时空特征,以富营养化综合指数(PI)和截留量评价其富营养化水平及截留功能。结果表明:雨季所有水样的TN、TP浓度平均值高于旱季,而4类湿地中沟渠水的浓度最高,景观类型上,村寨与梯田区水样的浓度高于森林和河流;富营养化评价显示,所有水样的PI值在雨季大于旱季,4类水体中沟渠水为中度富营养化(PI为2.01),景观类型上村寨区水体为重度富营养化(PI为5.09);TN、TP截留量评价表明,沟渠(1.38 mg·L-1、0.07 mg·L-1)、梯田(0.25 mg·L-1、0.08 mg·L-1)、梯田区(2.04 mg·L-1、0.17 mg·L-1)与河流(0.05mg·L-1、0.00 mg·L-1)的截留量高,未造成下游河流水体的富营养化,整个景观表现出明显的截留效应。研究结果为哈尼梯田的生态保护提供了依据。
    喀斯特洼地湿沉降氮形态及硝酸盐同位素组成的垂向分布特征
    曾杰,王忠军,岳甫均,李思亮,吴起鑫,刘涛泽,司霞莉
    2018, 37(11):  3422-3429. 
    摘要 ( 186 )   PDF (910KB) ( 35 )  
    为探明喀斯特洼地湿沉降中氮形态及硝酸盐同位素组成的垂向分布特征,于2015年雨季(5—8月)采集了贵州省普定县的典型喀斯特农业洼地湿沉降样品,对样品中各形态氮的浓度和硝酸盐同位素组成进行了分析。结果表明,湿沉降对洼地排放的铵态氮具有较强的捕获效应,湿沉降中有机氮的来源与农业活动密切相关。湿沉降中硝态氮浓度垂向差异性不大,但其同位组成表明较多土壤释放氮氧化物的贡献。雨季喀斯特洼地湿沉降的氮主要形态为NH4+-N,各形态氮浓度的垂向差异表现为洼地的NH4+-N和DTN的浓度普遍高于山顶,5—7月洼地的DON浓度高于山顶,8月洼地的DON浓度低于山顶。山顶降雨中δ15N-NO3-值为-4.8‰±2.3‰,δ18O-NO3-为58.1‰±7.6‰;洼地降雨中δ15N-NO3-值为-7.3‰±3.3‰,δ18O-NO3-值为57.3‰±6.6‰。山顶的硝酸盐同位素组成较洼地偏正,这与农田释放的NOx贡献及其扩散过程中可能发生的分馏作用有关。δ15N-NO3-值的月际变化特征表明,在不同月份各NOX源对雨水硝酸盐的贡献存在差异。
    综述与专论
    北半球树线波动及其驱动因素研究进展
    张雨,芦晓明,王亚锋
    2018, 37(11):  3430-3439. 
    摘要 ( 214 )   PDF (703KB) ( 80 )  
    树线是监测森林生态系统对气候变化响应的理想区域。树线如何响应和适应气候变化是高寒区森林生态系统与气候关系研究的重点内容之一。本文综述了北半球树线位置和更新对气候变化响应的研究进展。自20世纪以来,北半球不同空间尺度上树线生态过程对气候变化的响应并不一致。变暖导致全球大部分地区的树线树木更新呈现增加趋势。同时,变暖引发的干旱也触发了部分地区树线树木的生长衰退甚至死亡。欧洲和北美洲树线位置上移的比例大致相同,均为56%,其余44%保持稳定。亚洲地区的树线位置上移的比例高达64%,而36%的树线位置保持相对稳定状态。本文讨论了造成树线波动空间差异的主要驱动因素。研究揭示,不同地区的树线波动受到不同气候因素和非气候因素的调控。这一认识对了解树线演化、预测树线在未来气候变化条件下的时空变化趋势具有一定意义。
    氮肥运筹对水稻氮代谢及稻田土壤氮素迁移转化的影响
    白志刚,张均华,黄洁,朱练峰,曹小闯,朱春权,钟楚,金千瑜
    2018, 37(11):  3440-3448. 
    摘要 ( 197 )   PDF (572KB) ( 10 )  
    稻田氮肥管理是水稻高产栽培的重要环节。解析氮肥运筹对水稻植株氮代谢生理生化特征及稻田氮素迁移转化特性的影响,对提高水稻氮肥利用效率及增加水稻种植效益有重要意义。本文综述了不同氮肥运筹模式对水稻植株氮代谢过程中相关转运蛋白的表达及氮同化关键酶活性的影响,分析了氮代谢与碳代谢相互影响的作用机制,并对施氮模式与施用方法影响稻田土壤各形态氮素的循环转化和稻田氮素损失的影响机制及可能的调控途径作了总结。我们认为,当前的研究对氮肥运筹对水稻氮代谢影响的生理层面已经有了较明确的认识,但在分子及基因层面的研究尚显缺乏;田间氮肥管理的改善对提高稻田氮素利用率起到了明显的促进作用,但在实际应用时仍存在较多问题,需进一步改进。未来的研究应着重于继续深入挖掘水稻的氮代谢潜力,采取更高效的田间氮肥管理措施,从而进一步提高稻田氮素利用效率。
    微生物降解磺酰脲类除草剂的研究进展
    王新,孙诗雨,张惠文
    2018, 37(11):  3449-3457. 
    摘要 ( 262 )   PDF (659KB) ( 84 )  
    磺酰脲类除草剂是一种高效、广谱、高选择性的除草剂,但其长期广泛使用对生态环境造成了严重破坏,因此对于如何科学合理使用磺酰脲类除草剂、有效防治作物药害和降低对人类的危害等问题成为近年来的研究热点。磺酰脲除草剂在土壤中以化学降解和生物降解方式为主,生物降解是自然界本身具有的一种降解污染物的方式,是一种可行性高、副作用小的方法。近年来,很多学者已经开始研究并利用真菌、细菌等微生物来降解磺酰脲类除草剂,取得了许多重要结果。本文总结了磺酰脲类除草剂的性质、结构以及降解机理、可降解该类除草剂的微生物种类和影响微生物降解效率的因素;最后指出了现阶段存在的问题并对磺酰脲类除草剂的未来发展趋势进行展望。
    过鱼设施设计中的鱼类行为研究与问题
    蔡露,金瑶,潘磊,赵萍,贺达,侯轶群,陈小娟,张鹏
    2018, 37(11):  3458-3466. 
    摘要 ( 278 )   PDF (604KB) ( 25 )  
    水利水电工程对鱼类的洄游和基因交流产生了一定影响,过鱼设施是一项重要的缓解措施,而鱼类游泳特性和趋向特征等行为学研究是过鱼设施设计的重要依据。本文阐释了鱼类游泳特性和趋向特征的基本概念,分析了鱼类行为研究方法的优缺点及影响因素(水流速度、水流形态、水温等),探讨了鱼类行为研究在过鱼设施应用中存在的4个问题,并提出了相应建议:(1)实际过鱼设施内流场十分复杂,因而需要加强复杂流场条件下鱼类行为学研究;(2)运动训练可能提高鱼类游泳能力,因而可以利用其规律提高鱼类通过过鱼设施的成功率;(3)不同目标鱼类游泳能力有差异,因而需要提出新的设计使单个过鱼设施满足所有目标鱼类的过鱼需求;(4)各研究单位使用着不同的鱼类行为数据处理方法,造成各研究结果之间难以直接用于比较分析,因而亟需政府有关部门和业内人士尽快深入研究并以行业内规范、导则或其他方式将鱼类行为研究数据处理方法标准化。
    方法与技术
    基于Landsat时间序列的湖南省会同县杉木人工林干扰历史重建与林龄估算
    张文秋,房磊,杨健,张伟东,闫妍,闫巧玲
    2018, 37(11):  3467-3479. 
    摘要 ( 237 )   PDF (8658KB) ( 18 )  
    本研究以湖南省会同县杉木人工林为例,利用1986—2016年Landsat历史存档数据构建了年度时间序列数据集,通过计算综合森林特征指数与时间序列分析逐像元检测森林变化动态,并获取相关干扰历史的时相信息;通过与树芯年轮信息对比分析与建模,最终实现了当前林龄空间分布制图。结果表明:1)会同县现存杉木林面积约为7.67×104 hm2,主要分布于坡度小于25°山地; 2)现存杉木林干扰历史多早于1996年,其中1987—1992年的杉木林面积减少量占现存总量的17.54%,2000年以后杉木林面积减少量逐渐降低且恢复面积快速增长,约42%的现存杉木林是在近15年内恢复成林,且多分布于主要交通路线及河流沿线; 3)成熟林与中龄林分布面积较广,分别占杉木林总面积的47%与29%,幼龄林、近熟林与过熟林分别约占15%、3%和6%。研究表明,遥感时间序列数据分析可以有效获取人工林的林龄分布,为人工林区域尺度的林龄估计提供了方法借鉴,所得的结果可以为当地的林业资源经营与管理提供重要的参数指标。
    基于线性混合模型和NDVI阈值法的MODIS影像黄海浒苔监测
    丁一,曹丛华,程良晓,王宁,温连杰
    2018, 37(11):  3480-3486. 
    摘要 ( 200 )   PDF (5040KB) ( 36 )  
    水体富营养化等原因,导致浒苔(Enteromorpha prolifera)灾害自2007年在中国黄海海域频发,成为黄海最严重的生态灾害。卫星遥感具有大范围监测、瞬时优势,成为浒苔灾害最重要的监测手段之一。中分辨率成像光谱仪(moderateresolution imaging spectroradiometer, MODIS)影像因其幅宽大、时间分辨率高、免费分发,成为浒苔业务化监测的主要数据源。由于空间分辨率(250 m)较低,混合像元的存在导致传统阈值法获取的浒苔面积误差较大。本文结合线性混合模型(linear mixing model, LMM)和归一化差值植被指数(normalized different vegetation index, NDVI)阈值法对250 m空间分辨率的MODIS影像进行浒苔面积提取。选择1个大区及其内部3个小区,以准同步5.8 m空间分辨率资源三号(ZY-3)卫星影像提取浒苔结果为准进行精度评价。发现NDVI阈值为0.04提取的浒苔像元对线性混合模型分解结果掩膜所得浒苔面积误差最小,大区及其3个小区的误差分别是7.86%、14.59%、-7.65%、-0.15%。应用本文提供方法可有效排除浒苔混合像元和非浒苔像元对浒苔面积信息提取的干扰,与阈值法相比大幅提高了反演精度,且在不同区域精度较稳定,可为浒苔生态灾害的处置决策和评估提供支撑。
    土壤物理性状检测的取样方法和数量——以祁连山东段高寒草甸为例
    楚彬,张振粉,周建伟,王婷,花立民
    2018, 37(11):  3487-3492. 
    摘要 ( 178 )   PDF (710KB) ( 23 )  
    土壤异质性是导致植物空间异质性分布以及土壤动物和啮齿动物栖息地选择的主要因素之一。选择合理的土壤取样点数量和分布对反映研究区土壤信息尤为重要。本研究以祁连山东段高寒草甸土壤为例,以土壤紧实度、容重和水分为调查指标,在110 m×110 m的样地中,以每个样点相互间隔10 m设置了121个取样点,运用地统计学和经典统计学方法,比较不同取样数量(3~36个)和3种取样方法(随机法、网格法和对角线法)与整体取样(121个样点)所获得的结果。研究发现:(1)土壤物理性状的取样误差均随着取样数量的增加而呈下降趋势;(2)最优的取样方法是随机法,且取样数量大于18个,即能达到最小误差以及满足90%和95%置信水平的取样精度。建议研究者根据研究目的和草地类型,关注草地取样方法对研究结果的影响。
    基于高通量测序的3种竹子小枝真菌群落
    耿显胜,舒金平,彭瀚,张威
    2018, 37(11):  3493-3498. 
    摘要 ( 205 )   PDF (825KB) ( 41 )  
    为了解感染丛枝病时竹子真菌群落的特征,以丛枝病侵染的斑竹(Phyllostachys bambusoides f.lacrimadeae)、毛竹(Ph. edulis)和早竹(Ph. praecox)小枝为研究材料,运用高通量测序技术、DNA条码技术和生物信息学技术,分析了感染丛枝病的斑竹、毛竹、早竹真菌群落的物种组成和多样性,探讨了竹子丛枝病病原菌与其他竹子真菌之间的相关性。结果表明:(1)3种竹子小枝共鉴定到706个最终的OTUs,所有样品中均存在的有48个;3种感病竹子真菌群落中相对丰度较高的菌群包括:针孢麦角菌属(Aciculosporium)、竹黄属(Shiraia)、漆斑菌属(Myrothecium)、棘壳孢属(Pyrenochaeta)、刺盘孢/炭疽菌属(Colletotrichum)、镰刀菌属(Fusarium)、弯梗孢属(Camptophora)和假酵母状菌属(Pseudozyma)。(2)3种感病竹子真菌群落间的Chao1指数和Shannon指数差异不显著(P>0.05)。(3)3种感病竹子的病原菌为竹针孢座囊菌(Aciculosporium take),该菌与13种竹子真菌之间存在负相关,其中9种的相关性达到显著水平(P<0.05);该菌与2种竹子真菌之间存在较弱的正相关。(4)鉴定的竹子真菌中存在绿色木霉(Trichoderma virens)、枝孢霉属真菌(Cladosporium sp.)、竹黄属真菌(Shiraia sp.)、弯孢霉属真菌(Curvularia sp.)、青霉属真菌(Penicillium sp.)和枝顶孢属真菌(Acremonium sp.),这些真菌是竹子病害潜在的生防菌。