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    2019年 第38卷 第9期    刊出日期:2019-09-10
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    2019, 38(9):  0. 
    摘要 ( 106 )   PDF (497KB) ( 79 )  
    研究报告
    藏北高原自东向西样带典型植物群落中矮嵩草与紫花针茅小尺度空间格局变化
    李新娥,孟凡栋,姜丽丽,张立荣,贾书刚,汪诗平,崔霞,吕汪汪
    2019, 38(9):  2577-2584. 
    摘要 ( 222 )   PDF (995KB) ( 95 )  
    植物群落中物种的小尺度空间格局,如聚集、随机和扩散分布,因环境条件而改变,反映了植物在不同环境条件下的生态适应策略。藏北高原区自东向西逐渐由亚寒带半湿润区向温带干旱区过渡,群落内物种多样性和物种组成发生了极大的改变。2012年7—8月份,在藏北高原自东向西选择了8个不同地区的典型草原植物群落进行样方调查,分析了植物群落物种组成、物种多样性以及矮嵩草(Kobresia humilis)和紫花针茅(Shtipa purpurea)两个种群的小尺度空间格局。结果显示:物种丰富度和矮嵩草的相对盖度均与年均降水量呈显著正相关;自东向西,矮嵩草种群则由扩散向随机格局转变,而紫花针茅种群由随机向扩散转变;在年均降水量最低的地区两个种群之间呈空间隔离关系。矮嵩草和紫花针茅种内及种间小尺度空间格局变化是在藏北高原自东向西样带梯度上影响两者共存的重要机制。
    黄河上游高寒草地土壤全氮含量分布特征及其影响因素
    苟照君,李英年,刘峰贵,陈锐杰
    2019, 38(9):  2585-2594. 
    摘要 ( 218 )   PDF (840KB) ( 57 )  
    高寒草地是青藏高原独特的生态系统,其全氮含量分布特征对草地质量有着决定性的影响。基于样点监测数据,分析了黄河源区高寒草地全氮含量与地理环境因子的相关性,并利用地理探测器探讨了地理环境单因子及其复合因子对全氮空间异质性分布的影响。结果表明:(1)不同类型植被土壤全氮含量存在明显的差异,表现出线叶嵩草(Kobresia capillifolia)草甸>小嵩草(K. pygmaea)草甸>紫花针茅(Stipa purpurea)草原>西藏嵩草(K. tibetica)+薹草(Carex cinerascens)草甸>青海固沙草(Orinus kokonorica)草原>异针茅(S. aliena)草原>小嵩草+矮嵩草(K. humilis)草甸,对应的土壤为草甸土、黑钙土、黑毡土、草毡土、栗钙土。(2)区域土壤全氮含量与海拔、坡度、坡向、地形起伏度和植被类型呈正相关,与年降水量、≥0 ℃积温、年平均气温、土壤类型呈显著负相关;其中海拔、坡度、年降水量对土壤全氮含量的贡献率最高,均为1,≥0 ℃积温、年均气温、地形起伏度、植被类型、土壤类型对土壤全氮含量的贡献率分别为0.72、0.74、0.59、0.88、0.17。(3)年均气温与土壤类型、地形起伏度、植被类型,地形起伏度与植被类型、土壤类型,植被类型与土壤类型相互间对土壤全氮含量的作用为非线性增强,而其余因子之间对全氮含量的作用为非线性减弱,说明土壤全氮含量的空间变异性是各环境因子共同作用的结果,揭示了土壤全氮含量空间异质性分布影响因子的多样性和复杂性。
    重度放牧对荒漠草原主要植物种间关系及群落稳定性的影响
    刘菊红,王忠武,韩国栋
    2019, 38(9):  2595-2602. 
    摘要 ( 180 )   PDF (642KB) ( 73 )  
    种间关系是群落演替的表征之一,常由种间联结体现。本文采用方差比率法计算主要物种的总体联结性,以χ2统计量检验为基础,结合使用联结系数、共同出现百分率、Ochiai指数、Dice指数,计算了群落的时间稳定性与物种异步性,研究了无放牧与重度放牧时内蒙古短花针茅荒漠草原群落7个主要物种之间的种间联结性,探讨了重牧对种间关系及群落稳定性的影响。结果表明:(1)对照区主要物种总体呈不显著的负联结,负联结种对占比最大,为33.3%,而重牧区呈显著的正联结,正联结种对占比最大,为57.1%,表明重牧使群落物种间的关系由竞争为主转变为互利为主;(2)重牧区种对间的共同出现百分率、Ochiai指数、Dice指数均下降,表明重牧使主要物种间的关系更加松散;(3)重牧区群落的时间稳定性与物种异步性下降,表明重牧使群落处于相对不稳定状态。重牧对群落稳定性的影响与种间关系的改变密切相关,种间关系越紧密的群落稳定性越强。
    新疆45种荒漠植物粗根碳、氮、磷计量特征及其与环境的关系
    何茂松,罗艳,彭庆文,严正兵,杨思琪,李凯辉,韩文轩
    2019, 38(9):  2603-2614. 
    摘要 ( 220 )   PDF (1657KB) ( 73 )  
    通过测定新疆44个样地45种荒漠植物的粗根碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量,探索荒漠植物化学计量特征与环境因子的关系。结果表明:荒漠植物粗根C、N和P含量为440±73、9.86±3.84和0.82±0.48 mg·g-1,C∶N、C∶P和N∶P为51±21、707±388和15±10。不同生活型植物的粗根C含量存在显著差异,其中乔木最高、灌木次之、草本最低,而粗根P含量表现为相反的趋势;此外,灌木的粗根N含量显著高于乔木和草本。C与P、N与P呈异速生长关系,其幂指数分别为-0.460、0.699。C、N、P化学计量特征与经纬度、年平均温度、年平均降水量存在非线性关系。荒漠植物粗根C、N、P计量特征主要受气候因子的影响,生活型差异和土壤养分影响次之,反映了荒漠植物生长主要受水分限制。
    天山北坡野生无芒雀麦的表型性状
    宫珂,靳瑰丽,李陈建,岳永寰,王惠宁,韩万强
    2019, 38(9):  2615-2621. 
    摘要 ( 160 )   PDF (533KB) ( 135 )  
    为揭示新疆野生无芒雀麦的表型变异规律,采用变异系数、相关性、主成分分析等方法对采自天山北坡5个典型地区450株无芒雀麦的13个表型性状指标进行分析。结果表明:(1)天山北坡野生无芒雀麦存在变异,但变异系数较小,仅为0.294。(2)地区间无芒雀麦表型性状变异水平大于地区内变异水平,且天山北坡中段的变异程度与东段、西段相比差异较大;中段的变异程度随海拔的升高而增大,东段和西段则相反。(3)13个性状指标在地区间变异范围广,最大的为分蘖数;性状指标与经度、纬度呈正相关,年均温度、年均降水量仅与穗长、根长等性状呈显著相关。(4)地区间表型性状的差异主要来源于生殖枝高度、穗长、叶长、叶宽等。(5)天山北坡中段的无芒雀麦株型较大,且大株型主要来自低海拔。综上所述,天山北坡中段气候更适宜野生无芒雀麦的生长,且低海拔的无芒雀麦生长情况优于其他两个海拔。
    不同林龄红锥人工林细根垂直分布和衰老生理特征
    吴敏,邓平,赵英,钟道发,曾令鑫
    2019, 38(9):  2622-2629. 
    摘要 ( 131 )   PDF (733KB) ( 71 )  
    以广西桂东和桂南地区3种林龄(7、14和25 a)红锥人工林细根为对象,在红锥生长旺季,采用根钻法,分表层(0~20 cm)和亚表层土壤(20~40 cm)获取细根,研究不同林龄红锥人工林细根在不同土层的形态、生物量以及衰老生理生化指标变化特征,以期深入认识红锥生长发育机制及林分生产力,为红锥人工林可持续经营提供依据。结果表明:在相同土层中,随林龄增加,红锥细根根长密度、根表面积密度、生物量、比表面积、细根活力、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著增加,而比根长、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量显著减少;在相同林龄下,随土壤深度增加,红椎细根比根长、比表面积、细根活力、各渗透调节物质含量均显著增加,而根长密度、表面积密度、生物量、MDA含量显著减少;林龄和土层的交互作用对细根生物量、可溶性糖、可溶性蛋白和MDA含量有显著影响。细根根长密度、根表面积密度和生物量与各土壤因子间呈显著正相关;细根游离脯氨酸含量与各土壤因子间呈显著负相关;细根活力、可溶性糖和可溶性蛋白仅与土壤含水率、速效氮呈显著正相关。因此,7 a红锥细根易衰老,更新快,14 a林次之,25 a林细根更新慢;表层土(0~20 cm)的红锥细根代谢旺盛,周转速率快,寿命较短。
    紫茎泽兰入侵滇中不同森林群落的特征
    宋紫玲,彭明俊,王崇云,彭明春,李子刚,朱守引,彭晓昶,刘鹏举
    2019, 38(9):  2630-2637. 
    摘要 ( 179 )   PDF (1732KB) ( 64 )  
    外来种紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵森林群落,会对其物种多样性造成极大的影响。本文以云南省昆明市海口林场为例,对比分析不同森林群落的物种多样性差异与紫茎泽兰的相关性,探究群落类型及其特征与紫茎泽兰入侵的关系。结果表明,乔木层盖度和物种丰度与紫茎泽兰的株高和盖度呈极显著的负相关,灌木层、草本层盖度和物种丰度与紫茎泽兰的入侵无显著相关性,说明乔木层对紫茎泽兰的入侵影响更大。根据CCA排序,林区内森林群落可划分为两种类型:原生性较强的天然林和人工林;林区内道路距离是影响紫茎泽兰分布的重要因素。两种森林类型间,紫茎泽兰的重要值无显著性差异,紫茎泽兰的重要值与被入侵群落的Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数、Alatatlo均匀度指数存在显著或极显著的负相关关系,与Shannon指数存在负相关关系但不显著,说明紫茎泽兰的入侵对森林群落的物种多样性有显著影响。原生林对紫茎泽兰有相对较高的抗性,但也与群落环境综合特征、距道路距离、人为干扰程度等有关。
    新疆野苹果群落表层土壤化学计量特征
    玛孜依热阿·努尔海拉提,陶冶,周晓兵,张元明
    2019, 38(9):  2638-2647. 
    摘要 ( 160 )   PDF (1013KB) ( 92 )  
    新疆野苹果是第三纪孑遗物种,是宝贵的野生果树资源。近年来,新疆野苹果群落出现了严重的退化现象,而植物群落退化是否会导致土壤化学计量特征的改变尚不得而知。为探究新疆野苹果群落表层土壤养分的空间分布特征,阐明土壤生态化学计量学特征对海拔梯度等环境因子的响应规律,以伊犁河谷及塔城山地为研究区域,在县级尺度上(6个县)采集了新疆野苹果群落土壤样品,研究了表层土壤(0~10 cm)有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、速效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的化学计量特征及其影响因素。结果表明:伊犁地区野苹果群落表层土壤C、N、P、K含量分别为68.66、6.64、1.14、20.92 g·kg-1;AN、AP、AK含量分别为562.10、10.02、474.50 mg·kg-1,C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K、AN∶AP、AN∶AK和AP∶AK分别为10.22、59.83、3.32、5.80、0.32、0.05、62.00、1.31和0.02;除K、AP、AK含量和N∶P外,伊犁地区土壤化学计量值均高于塔城地区,但后者具有较低的变异系数。各县之间新疆野苹果群落土壤养分含量及化学计量比均有显著差异。C-N、C-P、N-P、AP-AK之间具有显著的线性和非线性相关关系,其余的元素含量之间相关性不显著,多数土壤养分含量与其化学计量比之间具有显著的线性相关关系。CCA分析表明,纬度、坡向、海拔及年降水量是新疆野苹果群落土壤化学计量特征的主要影响因子。
    模拟喀斯特不同土壤生境胁迫对刺槐幼苗光合特性及干物质分配的影响
    杭红涛,吴沿友,张开艳,谭代军,陆娜娜,闵小莹,郭涛,陈磊
    2019, 38(9):  2648-2654. 
    摘要 ( 138 )   PDF (490KB) ( 38 )  
    为探讨刺槐对不同喀斯特环境的适应能力及其在生态系统构建的配置方式,通过室内水培实验,人工模拟干旱、高重碳酸盐、低营养、缺磷4种喀斯特土壤生境胁迫,研究刺槐幼苗的光合特性、碳酸酐酶活力、δ13C值和干物质分配对不同喀斯特生境胁迫的响应及适应策略。结果表明:在干旱环境下,刺槐幼苗短期内(10天)最为敏感且受抑制最强,虽增加根冠比和水分利用效率,长期内(20天)能够维持生存;在高重碳酸盐环境下,因气孔导度降低,其通过骤增碳酸酐酶活力来增加溶液中HCO3-利用能力,以此提高茎叶干物质分配,长期保持较好生长力;在低营养环境下,短期内(10天)限制刺槐生长的主要因素为气孔限制,长期内(20天)通过上调碳酸酐酶活力增加对HCO3-的利用能力,提高根部干物质分配,但其生长仍受溶液无机元素的浓度限制;在缺磷环境下,刺槐通过上调碳酸酐酶活力来增加HCO3-利用能力,提高根部干物质分配,维持较高的生长能力。刺槐幼苗在不同喀斯特环境下表现出不同的适应机制,刺槐对4种模拟的喀斯特土壤环境胁迫适应性综合评价为:重碳酸盐>缺磷>低营养>干旱。
    氮素形态及配比对毛竹和青冈实生苗生长特性的影响
    王兴萌,陈志豪,李永春,吴家森,李永夫,钟斌,梁辰飞,徐秋芳
    2019, 38(9):  2655-2661. 
    摘要 ( 141 )   PDF (674KB) ( 29 )  
    为探明毛竹及青冈对铵态氮和硝态氮的偏好吸收特征,通过对毛竹及青冈实生苗的水培试验,设置5种铵硝比(100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100)的营养液处理,测定上述两种植物的叶片SPAD值、根系发育参数、根系中硝酸还原酶活性(NRA)。毛竹实生苗在铵硝比75∶25处理下,其SPAD值、根长、根表面积、NRA显著高于其他处理(P<0.05)。青冈实生苗在铵硝比25∶75处理下,其根长、根表面积显著高于其他处理(P<0.05);SPAD值在铵硝比0∶100处理下显著高于其他处理(P<0.01)。青冈根系中NRA随营养液中硝态氮浓度增加呈线型上升趋势,但毛竹苗培养过程中则无此相关关系。综上,不同氮素形态及配比处理下,毛竹苗在铵态氮为主要氮源时生长优势更明显,青冈苗则对硝态氮同化利用能力更强。
    辽东低山区5种典型水源涵养林枯落物持水特性
    杨霞,陈丽华,康影丽,弓文艳,郑学良
    2019, 38(9):  2662-2670. 
    摘要 ( 133 )   PDF (605KB) ( 109 )  
    对辽东低山区5种水源涵养林枯落物持水特性进行研究,可以为该区水源涵养林的营造、科学经营提供理论依据。2018年6月在辽宁省抚顺县国有温道林场选取纯林(落叶松林(Larix olgensis)、油松林(Pinus tabuliformis)、红松林(Pinus koraiensis)、刺槐林(Robinia pseudoacacia)和杂木林为研究对象,调查各林分枯落物厚度、蓄积量等,并用浸泡法测定最大持水量、最大持水率,建立持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系。结果表明:(1)5种林分枯落物厚度3.6~7.8 cm,平均厚度6.2 cm;蓄积量15.40~50.38 t·hm-2,平均值30.42 t·hm-2。(2)枯落物最大持水量13.61~27.21 t·hm-2,大小排序为杂木林>落叶松林>刺槐林>红松林>油松林;最大持水率变化稍有不同,依次为刺槐林>落叶松林>杂木林>红松林>油松林。(3)枯落物有效拦蓄量19.60~142.67 t·hm-2,大小排序为落叶松林>红松林>杂木林>刺槐林>油松林。(4)回归分析表明,枯落物持水量与浸水时间符合关系式Q=alnt+b,相关系数R2均大于0.80;吸水速率与浸水时间符合关系式V=ctn,相关系数R2均大于0.99。综上,落叶松林、红松林枯落物蓄积量最大、持水能力和有效拦蓄能力均较强,刺槐林、杂木林次之,油松林较差。
    土壤动物对茂兰喀斯特森林凋落物分解过程中元素释放的作用
    龙健,张明江,赵畅,吴求生,吴劲楠,黄博聪,张菊梅
    2019, 38(9):  2671-2682. 
    摘要 ( 197 )   PDF (984KB) ( 156 )  
    为探究喀斯特地区土壤动物对凋落物分解过程中的质量损失贡献率和元素释放作用,选取茂兰喀斯特原生林中两个典型常绿树种青冈(Cyclobalanopsis glauca)与单性木兰(Kmeria septentrionalis)凋落物为研究对象,采用3种不同孔径(5、2、0.03 mm)网袋进行为期1年的野外分解实验,分析凋落物的质量损失和元素含量的变化及其与土壤动物群落的关系。结果表明,土壤动物对茂兰喀斯特森林凋落物的质量损失贡献率为42.0%~45.9%,大型土壤动物对混合凋落物(1∶1混合)的质量损失作用最大,中小型土壤动物对单性木兰凋落物的质量损失作用最大。土壤动物对单性木兰凋落物中N元素的释放有促进作用或抑制作用,对青冈+单性木兰混合凋落物N元素的释放表现为促进作用;对Ca元素的释放在单性木兰凋落物主要表现为促进作用;对P、K元素释放作用规律较为复杂,且与凋落物种类有关;对C、Mg元素的释放作用不明显。总之,土壤动物对高质量(低C/N)凋落物单性木兰的质量损失和元素释放作用较为显著,为理解茂兰喀斯特地区森林凋落物的分解机制提供了参考依据。
    北艾和辽东蒿抗蚜性及挥发物成分
    刘陈玮,张凯鸽,薛欢欢,姜一凡,王海滨,房伟民,管志勇,陈发棣,陈素梅,郑丽
    2019, 38(9):  2683-2692. 
    摘要 ( 104 )   PDF (659KB) ( 42 )  
    鉴定北艾(Artemisia vulgaris L.)和辽东蒿(Artemisia verbenacea (Komar.) Kitagawa)对蚜虫的趋避和毒杀效果,并对其挥发物成分进行分析,旨在挖掘菊花近缘种属抗蚜性种质。本研究通过Y型嗅觉仪行为趋向测试和室内蚜虫接种鉴定试验检测北艾、辽东蒿对菊姬长管蚜的抗性,并利用有机提取和GCMS对其挥发物成分进行鉴定分析。结果表明:北艾和辽东蒿的挥发物对菊姬长管蚜表现出强烈的驱避性;室内蚜虫接种鉴定试验表明北艾和辽东蒿对菊姬长管蚜的繁殖均具有明显的抑制作用;GCMS分析发现,不同植物部位挥发物成分差异明显,叶中的特有成分明显多于茎和根,大多数共有成分在叶片中的含量较高;北艾和辽东蒿的叶和茎中存在桉树脑、叶绿醇、β-可巴烯、香豆素等抗虫成分,根中的主要成分是(Z)-3,7-二甲基-2,6-亚辛基-1-醇丙酸酯;北艾、辽东蒿对蚜虫具有明显的趋避和毒杀效果,且其叶和茎中含有大量抗虫挥发物成分,为抗蚜性种质。
    赤霉素浸种时长和施用浓度对重度干旱和盐胁迫下黄芪幼苗发育的影响
    王楠,高静,黄文静,李铂,何懿菡,唐志书,宋忠兴
    2019, 38(9):  2693-2701. 
    摘要 ( 108 )   PDF (1532KB) ( 30 )  
    为研究赤霉素(GA3)浸种时长和施用浓度对重度干旱(PEG)和盐(NaCl)胁迫下膜荚黄芪(Astragalus membranaceus)种子幼苗生长的影响,使用5个浓度(0、50、100、200和400 mg·L-1)的GA3将种子浸泡5个时长(6、12、24、36和48 h)后置入渗透势为-0.6 MPa的PEG和-0.9 MPa的NaCl溶液中进行发芽试验,测定最终发芽率(TGP)、平均发芽时间(MGT)、根/芽抑制指数(R/SII)、芽长(SL)、根长(RL)、芽干重(SDW)和根干重(RDW)等数据。结果表明:随着延长浸种时间和增加GA3浓度,TGP和MGT在两种胁迫下分别呈现上升和缩短的趋势;NaCl胁迫下,400 mg·L-1 GA3浸种超过36 h对SL起到显著抑制作用,而对RL的显著抑制则在200 mg·L-1 GA3及以上浓度浸种36 h和400 mg·L-1 GA3浸种24 h开始出现(P<0.05);PEG胁迫下,对SL和RL的显著抑制均是在200 mg·L-1 GA3及以上浓度浸种36 h开始出现(P<0.05);NaCl胁迫下,对SDW和RDW的显著抑制均是在200 mg·L-1 GA3及以上浓度浸种36 h开始出现,而PEG胁迫下对SDW和RDW的显著抑制均是在200 mg·L-1 GA3及以上浓度浸种48 h开始出现(P<0.05);TGP、MGT、SL、RL、SDW和RDW之间存在显著的相关性(P<0.05)。利用Design Expert软件预测分析得出:施用103 mg·L-1 GA3浸种40 h和51 mg·L-1 GA3浸种48 h分别是在NaCl和PEG胁迫下能够有助于黄芪萌发和苗期发育的最优化处理组合方式。
    烯效唑对淹水胁迫下大豆光合生理及表型的影响
    左官强,王诗雅,冯乃杰,王新欣,牟保民,郑殿峰
    2019, 38(9):  2702-2708. 
    摘要 ( 164 )   PDF (549KB) ( 49 )  
    以大豆“垦丰14”为试验材料,采用盆栽方法研究叶面喷施烯效唑对淹水胁迫下大豆叶片光合速率、内禀特性、荧光参数以及表型的影响,探讨烯效唑作为植物生长调节剂对逆境的缓解效应。结果表明:始花期(R1期)淹水显著降低了鼓粒期(R6期)大豆的最大净光合速率(Pnmax),但对叶绿素含量(Chl)、最大电子传递速率(Jmax)、本征光能吸收截面(σik)、捕光色素分子处于激发态的最小平均寿命(τmin)等参数无显著影响;喷施烯效唑显著提高大豆叶片叶绿素含量,增加叶片有效光能吸收截面(σik),降低捕光色素分子处于激发态的最小平均寿命,使得捕光色素分子更多处于基态;而且应用烯效唑可增加淹水胁迫下大豆叶片电子利用效率、最大净光合速率以及电子传递速率,并分别较淹水处理高35.3%、79.0%和39.2%;淹水胁迫会降低PSⅡ的潜在光化学效率Fv/Fo以及PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm,喷施烯效唑可提高光化学效率;淹水和烯效唑处理均会降低株高、叶面积以及数字生物量,喷施烯效唑可以提高大豆叶片色调值以及归一化植被指数,改善淹水胁迫下大豆的生长状况。综上所述,烯效唑可以有效缓解淹水对大豆的不利影响,提高其耐涝性。
    外源褪黑素对干旱胁迫下大豆结荚期光合及生理的影响
    邹京南,曹亮,王梦雪,金喜军,任春元,王明瑶,于奇,张玉先
    2019, 38(9):  2709-2718. 
    摘要 ( 213 )   PDF (856KB) ( 58 )  
    以“绥农26”为供试大豆品种,采用盆栽方式,研究外施100 μmol·L-1褪黑素对干旱胁迫下大豆结荚期光合及生理的影响。结果表明:与正常供水相比,随时间延长,干旱胁迫处理大豆植株生长受到抑制,结荚数量减少,并最终造成产量降低,光合作用和叶绿素荧光不断降低,抗氧化酶活性和渗透调节物质则呈先上升后下降趋势,而膜脂过氧化水平则不断升高;外源褪黑素提高了干旱胁迫下大豆结荚期地上部和地下部鲜干重、株高、叶面积和结荚数量并提高产量,缓解光合及叶绿素荧光下降,增加大豆叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)含量,调节膜脂过氧化平衡(MDA、H2O2和相对电导率);褪黑素处理提高了干旱胁迫下大豆叶片PnTrGs,分别提高14.1%~30.0%、7.3%~19.6%、12.4%~20.3%,Fv/FoFv/FmΦPSⅡETR分别提高3.5%~15.5%、5.4%~9.4%、2.6%~5.9%、3.0~18.2%;褪黑素处理籽粒鲜重、籽粒干重、籽粒数量、结荚数量和株高较干旱胁迫处理分别提高37.5%~51.4%、35.2%~150.0%、23.4%~42.1%、6.6%~28.7%、2.6%~9.6%,褪黑素处理单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重较干旱胁迫处理分别提高8.6%、7.1%、10.5%和6.5%。综上所述,外源褪黑素可以提高干旱胁迫条件下光合和抗氧化酶活性并能缓解生长抑制,增强了大豆抵御干旱的能力并提高其产量。
    高温对马铃薯块茎形成期光合及抗氧化特性的影响
    冯朋博,慕宇,孙建波,吴佳瑞,王月宁,柳强娟,吴娜,康建宏
    2019, 38(9):  2719-2726. 
    摘要 ( 203 )   PDF (848KB) ( 221 )  
    块茎形成期高温是影响宁南山区马铃薯产量和品质的重要因素。本研究通过连续2年试验,选用当地主栽品种“青薯9号”,设置自然温度(对照)、低温、高温3个处理,研究马铃薯块茎形成初期、中期、后期、块茎膨大期及主要淀粉积累期的光合特性和抗氧化酶活性。结果表明:高温降低了马铃薯功能叶片的净光合速率(Pn)、荧光综合指标(PI)、光能供应化学反应的最大效率(Fv/Fm)及潜在光化学活性(Fv/Fo);Pn在马铃薯块茎形成后期高温较自然温度降低34.55%,较低温处理降低53.15%,PI在块茎形成后期高温较低温降低了42.22%;高温处理的根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性也有所降低,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和过氧化氢酶(CAT)均有不同程度的升高;相关性分析表明,除抗氧化系统中的CAT活性、MDA和Pro含量与产量呈负相关外,其余指标与产量呈正相关,与根系活力的相关性最为显著;马铃薯块茎形成中期高温天气不利于马铃薯功能叶片的光合作用,降低了PnPI等光合指标,使功能叶片的抗氧化系统遭到一定的破坏,导致产量下降。
    铵态氮和浮游植物对穗花狐尾藻的生理影响
    代亮亮,李莉杰,郭亮亮,李根保
    2019, 38(9):  2727-2733. 
    摘要 ( 127 )   PDF (675KB) ( 38 )  
    为探讨铵态氮浮游植物沉水植物三者之间关系,在滇池岸边开展室外模拟实验。在初始叶绿素a为100 μg·L-1的浮游植物密度下,研究不同浓度(0、0.05、0.15、0.50、1.50、5.00 mg·L-1)铵态氮和浮游植物对穗花狐尾藻的生长和生理状况的影响。结果表明:各处理组穗花狐尾藻的各项生长和生理指标在实验期间存在明显差异;当铵态氮浓度为1.50 mg·L-1时,穗花狐尾藻的株高和生物量明显大于其他处理组;穗花狐尾藻叶片的总叶绿素含量、光合活性和可溶性蛋白在铵态氮浓度为1.50 mg·L-1时,实验期间能维持原来的水平,其余铵态氮浓度下,呈现下降的趋势;在铵态氮与浮游植物的复合作用下,适宜穗花狐尾藻生长的铵态氮浓度为1.50 mg·L-1,高浓度的铵态氮(5.00 mg·L-1)和氮缺乏(NH4+-N≤0.50 mg·L-1)都不利于穗花狐尾藻的生长;铵态氮浓度达到5.00 mg·L-1时,浮游植物大量生长带来的相关效应,如水体浊度上升,水下光强降低等,导致穗花狐尾藻耐受铵态氮的阈值较单一铵态氮胁迫下的耐受阈值低,此时,沉水植物对藻类的抑制效应也将解除,水华大量发生,叶绿素a的浓度可达(948.1±313.0) μg·L-1
    纳米硫酸铅对小球藻的毒性
    孙红羽,张思玉,赵冰,杨晨,赵青,张雪娇,李海波
    2019, 38(9):  2734-2740. 
    摘要 ( 112 )   PDF (804KB) ( 17 )  
    纳米铅颗粒是大气细颗粒物的重要组分之一,目前对其植物毒性机制所知甚少。本研究以纳米硫酸铅(nano-PbSO4)为例,以普通小球藻作为受试生物,通过比较nano-PbSO4和铅离子(Pb2+)对小球藻形貌及生长率的影响,阐明二者毒性效应差异;通过测定nano-PbSO4在培养基中的Pb2+溶出率,探讨其毒性效应机制。结果表明:nano-PbSO4附着于小球藻表面,使其表面明显凹陷;nano-PbSO4对普通小球藻生长的抑制率随浓度增大而升高,符合两参数非线性函数Logit模型。相同浓度nano-PbSO4对小球藻生长的抑制明显低于Pb2+,半数效应浓度为后者的4.2倍。Nano-PbSO4 (0.01~1 mmol·L-1)在培养基中的Pb2+溶出率仅为0.31%~0.81%,说明nano-PbSO4对小球藻毒性效应主要由纳米颗粒的毒性效应导致,溶出的Pb2+对毒性的贡献较小。本研究可为纳米Pb污染物的生态风险评价提供参考。
    贵州百花水库微囊藻毒素的时空分布特征
    齐继清,李秋华,陈文生,马欣洋,陈倩,熊梅君,韩孟书,孙荣国
    2019, 38(9):  2741-2748. 
    摘要 ( 170 )   PDF (901KB) ( 77 )  
    为了解水库中微囊藻毒素(microcystin, MC)浓度的时空分布特征,于2017年6月—2018年5月对贵州高原水库的百花水库进行每月一次的样品采集,分析水中MC的两种异构体,包括MCRR和MC-LR,以及藻类总丰度、蓝藻丰度、叶绿素a(Chla)、营养盐、水温和透明度等水环境因子的变化特征。结果表明:百花水库MCRR浓度为0.048~0.681 μg·L-1,MC-LR浓度为0.046~0.964 μg·L-1;在温度较高时出现MC-RR,温度偏低时出现MC-LR;花桥采样点检测出MC的次数最多并且浓度最高,达0.964 μg·L-1,没有超过限量值1.0 μg·L-1,大坝采样点检测出MC的次数最少;MC-RR与水温、铵态氮(NH4+-N)浓度呈正相关,MC-LR与NH4+-N浓度、亚硝态氮(NO2--N)浓度、pH呈正相关;MC-R与湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)和卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis)丰度呈显著正相关,与色球藻(Chroococcussp.)丰度呈正相关,MC-LR与浮游植物丰度的相关性不明显。
    外源激素对中华鳖胚胎期性别决定及仔稚鳖第一性征的影响
    龚巧,唐瑶,刁晓明,翟旭亮
    2019, 38(9):  2749-2755. 
    摘要 ( 146 )   PDF (1806KB) ( 37 )  
    中华鳖(Trionyx sinensis)属于温度依赖型性别决定。为研究外源性17α甲基睾酮(17α-methyltestosterone,MT)和雌二醇(estradiol,E2)对中华鳖胚胎敏感期的性别决定及仔稚鳖第一性征的影响,本实验通过激素注入法,在胚胎性别决定敏感期,进行MT和E2处理。结果表明:激素处理显著影响胚胎存活率;E2组平均孵化时间比对照组提前5.5 d,MT组平均孵化时间稍晚于对照组;E2组全为雌鳖,MT组全为雄鳖,对照组的雌雄比例为3∶11;给驯养20 d后的稚鳖投喂40 d拌有不同浓度MT和E2的饲料,设置25、50和100 mg·kg-1三个处理组和对照组;激素处理对仔稚鳖的存活率无显著影响,对其形态发育具有一定的促进作用;投喂40 d后,50 mg·kg-1处理E2组的性别比例(雄性只数∶性别待定只数∶雌性只数)由19∶6∶15变为19∶0∶4,最终雌性比例(17.39%)与对照组(16.67%)无显著差异,25 mg·kg-1处理E2组与100 mg·kg-1处理E2组的雌性比例为0,MT各处理组性别比例(雄性只数∶性别待定只数∶雌性只数)分别为9∶0∶0、19∶0∶0和8∶0∶0,全为雄性群体,第一性征较E2组和对照组更加明显。
    不同温度下刺参肠道菌群结构与功能
    全紫娇,高萍萍,张杨,王荦,丁君常亚青
    2019, 38(9):  2756-2764. 
    摘要 ( 254 )   PDF (2418KB) ( 75 )  
    采用MiSeq高通量测序技术,研究了温度为10、16、21、26 ℃条件下,养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道菌落结构。结果表明:刺参肠道内优势菌门主要为拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、变形菌门(Proteobacteria);优势菌属主要为RubritaleaLutibacter和弧菌属(Vibrio);Lutibacter与弧菌属在10 ℃组的比例最大,Rubritalea在26 ℃时所占比例最大,这些优势菌群在不同温度下占刺参肠道菌群的比例互不相同,说明刺参的肠道菌群与其生长温度之间有一定联系;不同温度下刺参的肠道菌群存在特殊菌属,10 ℃组的特别菌属为LuteolibacterColwellia,21 ℃组特有的菌属为珊瑚微球菌(Coraliomargarita),26 ℃组特别菌属为发光杆菌属(Photobacterium),夏眠组的特有菌属最多,包括鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、气单胞菌属(Aeromonas)和苯基杆菌属(Phenylobacterium);鞘脂单胞菌属是动物病原体且气单胞菌属对刺参有一定毒力,是刺参高温下存活率低的原因之一;各样品中菌群经COG及KEGG数据库分析,共注释到24组COG功能分类,主要分布在氨基酸转运与代谢、转录、细胞壁/膜/包膜生物发生;41条KEGG信号通路,集中分布在氨基酸转运与代谢、碳水化合物代谢、膜转运、复制和修复;刺参肠道微生物基因功能大多集中在氨基酸代谢、碳水化合物代谢、能量代谢与物质转运、复制和修复方面,这些功能与刺参正常生长密切相关,在10 ℃组功能丰度最低。
    鄱阳湖三个垦殖场的水鸟多样性
    何文韵,邵明勤,植毅进,戴年华,卢萍,涂小云
    2019, 38(9):  2765-2771. 
    摘要 ( 195 )   PDF (563KB) ( 99 )  
    2017年11月至2018年4月,采用样点法对鄱阳湖3个垦殖场(五星、恒湖和康山)的水鸟多样性进行调查,共记录水鸟7目12科51种。国家I级重点保护鸟类有东方白鹳(Ciconia boyciana)和白鹤(Grus leucogeranus),国家II级重点保护鸟类5种。居留型方面,冬候鸟占绝对优势(35种,68.63%),区系方面,以古北界(33种,64.71%)为主。3个垦殖场自然生境水鸟多样性指数、均匀度指数均高于人工生境,这是因为自然生境连续大面积的草洲与浅水给大量水鸟提供了适宜的环境。自然生境中,康山垦殖场的水鸟多样性指数最高(3.417),五星最低(2.646);人工生境中,康山垦殖场水鸟多样性指数最高(2.986),恒湖最低(1.229),这与微生境多样化有关。研究表明,鄱阳湖垦殖场人工生境为灰鹤(Grus grus)、鸿雁(Anser cygnoid)等水鸟提供了良好的临时觅食地,在一定程度上缓解了鸟类对自然生境资源的竞争,是自然生境鸟类资源的重要补充,对鸟类多样性的维持和珍稀水鸟的保护有重要作用。鄱阳湖区自然生境仍然发挥着最重要的作用,应得到保护。
    城市绿地中鹊鸲繁殖期和非繁殖期夜栖地选择
    潘扬,高吉喜,周可新,安树青,原宝东
    2019, 38(9):  2772-2779. 
    摘要 ( 197 )   PDF (538KB) ( 118 )  
    夜栖地是昼行性鸟类夜间重要的栖息场所,鸟类对夜栖地的选择有明显偏好性。随着城市化加剧,城市绿地逐步成为城市鸟类生存的庇护所,如何适应城市环境的干扰并安全夜栖于城市绿地中是鸟类在不同生活史阶段均需面临的问题。为探讨城市绿地中鸟类的夜栖地选择,本研究于2014年3月至2015年2月在广西宜州市区龙江河畔,采用系统调查法对鹊鸲(Copsychus saularis)繁殖期和非繁殖期的夜栖树种、夜栖地特征的17个生态因子进行了比较。结果显示:鹊鸲共选择15种夜栖树,繁殖期和非繁殖期的树种选择差异极显著,2个时期均选择5种夜栖树,其中利用频次较高的是桂花(Osmanthus fragrans)、杧果(Mangifera indica)和佛肚竹(Bambusa ventricosa)。主成分分析发现,繁殖期和非繁殖期夜栖地选择的主要因素均是栖树、栖枝隐蔽性以及周围安全性因素,其他栖枝、水源和食物因素次之,最后为干扰因素;其中,栖树和栖枝高度、乔木、草本和栖枝下方盖度等9个生态因子在2个时期间具有差异性。城市鹊鸲在生活史不同阶段选择最适夜栖地,体现出对强干扰城市生境的适应性。在未来城市绿化配置和建设中需增加具不同栖枝、树高和盖度特征的乔木树种,提高灌木和草本植被多样性,以满足不同鸟类对城市绿地中夜栖地的需求。
    城市化梯度带绿地土壤碳氮的空间分布特征
    安吉,李婷,傅翔,张世熔,李智平,魏巍
    2019, 38(9):  2780-2787. 
    摘要 ( 197 )   PDF (890KB) ( 182 )  
    城市化导致自然用地和农业用地向城市用地转变,频繁而持续的人为干扰导致城市绿地土壤有机碳和全氮含量分布发生空间分异。本文以成都温江这一典型的“中心城-郊区-卫星城”梯度带为研究区,采用滑动窗口分析法,根据建筑密度、道路密度和距城市中心距离等指标,探究城市发展对绿地土壤有机碳、全氮空间分布的影响。结果表明:土壤有机碳、全氮平均含量以及碳氮比均值分别为15.80 g·kg-1、1.24 g·kg-1和13.04;土壤有机碳、全氮含量在“中心城-郊区-卫星城”样带呈先降低后增加趋势;不同绿地类型土壤有机碳、全氮含量无显著性差异(P>0.05),但公园绿地土壤的碳氮比显著高于交通绿地(P<0.05);土壤有机碳、全氮含量随距城市中心距离增加呈显著指数降低趋势(P<0.05);样带内土壤有机碳含量随建筑密度和道路密度增加呈显著线性增加趋势(P<0.05);全氮含量与建筑密度无显著相关关系,但随道路密度增加呈显著线性增加趋势(P<0.05);碳氮比与距城市中心距离、建筑密度和道路密度均无显著相关性。该研究结果揭示了城市发展有利于土壤有机碳和全氮的累积,距城市中心距离、建筑密度和道路密度不同程度上影响土壤有机碳和全氮的空间分布。
    不同种植模式对稻田土壤活性有机碳组分及产量的短期影响
    曹培,徐莹,朱杰,田玉聪,冯香诏,刘章勇
    2019, 38(9):  2788-2798. 
    摘要 ( 177 )   PDF (937KB) ( 44 )  
    近年来,随着长江中游玉米和再生稻的快速发展,该地区出现了春玉米-晚稻和再生稻等新型的一年两熟制种植模式,为探明其对稻田不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)和作物产量的短期影响,于2017年在湖北省荆州市江陵县三湖农场,采用随机区组设计,设置了早稻晚稻(DR,对照)、春玉米晚稻(MR)和再生稻(Rr)3种种植模式。结果表明:与DR处理相比,MR处理不同程度地降低了稻田不同层次的土壤总有机碳(TOC)含量。对于第一季作物收获后,在不同土层,MR处理较DR和Rr处理显著降低了土壤水溶性有机碳(DOC)含量;而土壤微生物生物量碳(MBC)为MR>DR>Rr,土壤易氧化有机碳(ROC)含量为DR>MR>Rr。对于第二季作物收获后,各个模式对稻田不同层次的土壤DOC含量和MBC均没有显著影响;但在10~20 cm土层,与MR处理相比,DR和Rr处理的土壤ROC含量分别提高了28.22%和47.37%,Rr处理显著高于MR处理。MR处理利于两季作物收获后各个土层碳库活度(CPA)和碳库活度指数(CPAI)的提高;而Rr处理则利于土壤稳态碳和碳库指数(CPI)的提高。从整个稻田不同种植模式系统周年来看,各处理的不同土层土壤C/N差异趋势一致,均是Rr>DR>MR;且不同种植模式的周年产量无显著差异。从农业可持续发展的角度来看,在长江中游平原区,Rr模式是一项优异的稻田两熟制种植模式。
    典型小流域农田土壤Cd形态分布及纳米羟基磷灰石阻控效果
    蔡彤,刘静,刘孝利,魏祥东,杜辉辉,铁柏清
    2019, 38(9):  2799-2804. 
    摘要 ( 131 )   PDF (762KB) ( 34 )  
    沿浏阳铁山河流域采集6个土壤样品(S1~S6),分析其Cd含量及形态空间差异特征,并结合室内淹水模拟实验,研究淹水条件下纳米羟基磷灰石添加量对不同样品Cd有效性与形态转化的影响。结果表明,从流域上游到下游,土壤总镉含量分别为1.14、1.37、1.98、7.44、7.45、6.99 mg·kg-1,有效态Cd所占百分比依次为51.75%、40.15%、39.39%、16.40%、28.86%、29.76%,总量与有效态Cd的空间差异均非常明显,而有效态Cd所占百分比与土壤pH呈显著负相关。淹水可降低土壤Cd的有效性,且随着淹水时间延长,土壤有效态Cd逐渐向残渣态转化。添加纳米羟基磷灰石可明显降低土壤有效Cd含量,且随着添加量增加,阻控效果越好。当添加量为5%时,阻控效果最佳;与对照相比,S1~S6有效Cd含量分别降低了77.97%、83.64%、82.05%、77.87%、74.88%、73.56%。研究结果可为矿区小流域农业安全生产的分区管理和重金属污染治理提供数据支持与科学参考。
    河口湿地不同土层有机质的水平异质性与自相关性
    陈思明,王宁,秦艳芳,邹小兴
    2019, 38(9):  2805-2812. 
    摘要 ( 153 )   PDF (940KB) ( 36 )  
    以闽江河口湿地土壤有机质为研究对象,采用变异函数、多重分形分析和空间自相关法,从空间异质性和空间自相关性角度研究不同土层有机质的空间分布规律。结果表明:3个土层有机质含量均为中等变异程度,块金效应均小于25%,结构性因素对空间异质性起着主导作用。随着土层深度的增加,各土层有机质空间分形结构表现出差异性,0~20 cm空间分布最不均匀,分形程度较高,空间变异性较大;3个土层有机质的Moran I均大于1.96,呈现出显著的空间正相关,其中20~40 cm的土层有机质空间正相关最显著,空间聚集程度较高。联合变异函数、多重分形分析和空间自相关法能够较好地反映河口湿地不同土层有机质在水平上空间分布特征,为同类区域的土壤有机质空间分布研究提供方法支撑。
    1980—2016年辽宁省主要粮食作物生产水足迹时空演变特征
    薛冰,董书恒,黄裕普,任婉侠,逯承鹏
    2019, 38(9):  2813-2820. 
    摘要 ( 150 )   PDF (1271KB) ( 70 )  
    基于水足迹理论,结合CROPWAT 8.0和GIS等工具,定量分析了1980—2016年辽宁省玉米、水稻和小麦三种主要粮食作物生产水足迹结构及其动态变化特征,并选取2000、2005、2010和2015年数据,阐明了辽宁省14个地级市主要粮食作物生产水足迹空间格局演变特征。结果表明:(1)研究期间,辽宁省玉米、水稻和小麦三种主要粮食作物生产年均水足迹约为132×108 m3,总体上呈现出波动上升趋势,其中年均绿水足迹占主导地位;而同种粮食作物的生产水足迹结构比例和总量存在明显的空间差异,沈阳市最高,本溪市最低;(2)从年际变化特征来看,玉米和水稻生产水足迹均呈现稳步上升趋势,而小麦生产水足迹呈现倒“U”形变化态势。从水足迹结构来看,绿水足迹所占比重较高,蓝水足迹和灰水足迹所占比重相对较低;(3)从空间格局演变特征来看,整体而言,北部主要粮食作物生产水足迹高于南部,南部高于中部,呈现由东北向西南降低的趋势。因此,合理搭配作物种植结构可有效提高水资源利用效率并改善水体污染情况,绿水资源的合理利用是实现水资源可持续利用的关键。
    我国东北地区自然植被保护现状及保护优先区分析
    蒲真,张芳玲,古元阳,梁晓玉,邢韶华
    2019, 38(9):  2821-2832. 
    摘要 ( 202 )   PDF (5897KB) ( 79 )  
    以我国东北地区陆域国家级自然保护区、植被类型和海拔信息作为基础数据,采用叠加分析的方法,分析了自然保护区分布和植被分布与海拔的关系,以期对我国东北地区自然植被从水平空间和垂直空间两个维度上提出保护指导。结果表明:(1)森林生态系统、内陆湿地和野生动物类型的国家级自然保护区是我国东北地区国家级自然保护区的主体。随着海拔的升高,保护区的面积和数量都呈现下降趋势,在中海拔段(600~1000 m)出现了内陆湿地类型向森林生态系统类型自然保护区过渡的现象。(2)高海拔段(>1000 m)的自然植被得到了较好的保护,但中、低海拔段(<1000 m)的自然植被未受到较好的保护,仍然存在保护空缺。(3)一级保护优化区集中在长白山中部和东北部林区、辽河口、通辽东北部和呼伦贝尔高原,二级保护优先区分布在东北山区(大、小兴安岭和长白山地区),特别是大、小兴安岭交接地带,以及大兴安岭南段森林草原过渡区和辽东丘陵地区。(4)栽培作物作为保护区内植被的主要人为干扰来源,未得到足够重视,严重威胁到了东北平原地区内陆湿地类型和野生动物类型的国家级自然保护区。因此,建议在长白山中部林区的一级保护优化区内,设立以国家公园为主体的自然保护地体系进行保护,其余一级保护优化区可考虑扩大现有保护区或增设新的保护区;而低海拔段受栽培作物干扰严重的地区,应加强管理监督,对于破坏后需恢复的植被地带,可对其破坏后形成的次生天然植被进行保护,以实现区域内生物多样性的保护目标。
    绿洲防护林缓减冰雹灾害的动力学机制
    刘明虎,张建平,苏智,高君亮,赵英铭,马迎宾,满达,陆占东,王志刚
    2019, 38(9):  2833-2839. 
    摘要 ( 180 )   PDF (1231KB) ( 32 )  
    对2016年6月13日内蒙古磴口县发生的冰雹灾害进行了实地调查,旨在从动力学机制上解释防护林的减雹机理。选取典型样地林网内、外农作物雹灾后保存率和产量进行调查,反映林网缓减雹灾的作用;利用建筑物直立外墙保温层破损随高度的变化估计雹块下落到地面附近(H=0~40 m)水平速度的变化规律;利用不同高度沙尘水平通量仪顶盖破损程度差异估计雹块下落到地面附近(H=0.5~50 m)竖直速度的变化规律。结果表明:林网内、外玉米灾后植株保存率分别为87%、24%。雹块近地面水平速度和竖直速度均随高度降低而减小,与风速廓线形态和下沉气流在近地面的截止趋势一致。防护林缓减雹灾作用的动力学机理是:防护林与雹块间存在以空气为介质的动力作用,林带阻碍近地面气流运动,遏制近地面含雹气流的下沉和辐散,雹块进入林网低风速区后接受比无林区更大的空气阻力,竖直和水平速度均显著降低,致灾能力降低。本研究为防护林的营建与减灾效益评估提供了科学依据。
    综述与专论
    一氧化氮调控植物缺铁响应的研究进展
    叶义全,洪凯,张家君,罗红艳,曹光球,林思祖,许珊珊
    2019, 38(9):  2840-2849. 
    摘要 ( 158 )   PDF (712KB) ( 55 )  
    一氧化氮(nitric oxide, NO)是植物体内一种重要的信号分子,不仅对植物的生长发育具有重要的调控作用,而且在植物应答缺铁胁迫中同样扮演着关键角色。近年来,有关NO介导的植物缺铁响应调控机制研究取得了一系列重要进展。本文重点针对植物体内NO的合成及其信号转导途径在缺铁胁迫应答中的作用和NO与其他信号分子互作介导植物缺铁响应调控研究进行系统综述与展望,以加深NO在植物缺铁响应调控功能的认识。
    氮输入与其他营养因子交互作用对滨海湿地生态系统影响的研究进展
    郝婧,李洪远
    2019, 38(9):  2850-2857. 
    摘要 ( 176 )   PDF (595KB) ( 82 )  
    外源性氮(N)输入对滨海湿地生态系统的影响并非是单一、独立的,而是与其他环境因子共同对生态系统产生作用。以往研究多集中于单一N输入对滨海湿地生态系统要素的影响,缺乏对多因子交互作用的理解,在N输入与其他营养因子交互作用对滨海湿地生态系统的影响及其机制等方面的研究尚不系统深入。本文以外源N输入与盐、碳(C)、磷(P)、硫(S)的交互作用为主线,综述了各类交互作用对滨海湿地生态系统要素的影响,指出了单一营养因子与多因子交互作用对滨海湿地生态系统影响的异质性,归纳出显著促进、显著抑制和无显著交互作用3大类10小类交互类型,并从时间、空间、方法与内容维度上,提出了未来需重点关注的4个方面:1)开展控制试验的长期定位观测;2)探索小尺度控制试验与大尺度应用的转换方式;3)综合考虑滨海湿地营养元素饱和阈值与预测输入最大值,科学设定外源营养元素添加上限;4)构建多环境因子交互作用与植物微生物土壤系统的耦合模型。
    土壤动物对森林凋落物分解的影响:机制和模拟
    徐璇,王维枫,阮宏华
    2019, 38(9):  2858-2865. 
    摘要 ( 306 )   PDF (584KB) ( 163 )  
    土壤动物是森林生态系统的重要组成部分。本文综述了土壤动物在不同森林生态系统中对凋落物分解过程的贡献大小及影响因素、土壤动物影响凋落物分解的作用机制以及凋落物分解模型的研究进展,以期为更好地理解森林生态系统中土壤动物在地上、地下生态过程中的作用。我们试图建立一个概念模型来模拟土壤动物在凋落物分解过程中的贡献。土壤动物可以通过直接作用于凋落物(包括移动、破碎、取食等),或间接作用于土壤(穿梭、掘穴等影响凋落物分解微环境)和微生物(影响定殖于凋落物中的微生物群落种类、数量和活性)影响凋落物的分解过程。温度和水分条件是影响土壤动物活动的重要因素,普遍认为热带森林中的土壤动物作用要大于亚热带森林、温带森林和高山/亚高山森林。未来该领域的研究应注重如何在凋落物分解模型中体现土壤动物的作用机制以及利用野外实验数据量化土壤动物对凋落物分解过程的贡献等。
    堆肥过程中优势功能微生物菌群多样性及其影响因素
    陆晓林,戴传超,贾永
    2019, 38(9):  2866-2874. 
    摘要 ( 237 )   PDF (535KB) ( 57 )  
    堆肥是一个由多因子所介导的复杂系统。功能微生物在堆肥中扮演着至关重要的因素,其在降解可利用废弃物的同时,也受到其他环境因子的调控,在不同堆肥时期有着明显的菌群差异。近年来,研究人员阐明了不同堆肥时期(嗜温期、嗜热期、降温期和腐熟期)优势微生物菌群多样性、功能以及堆体环境因子(温度、氧气、pH、EC和养分状况)对优势菌群的影响及其机理,这二者之间的相互作用促进了堆肥发酵进程。本文就堆肥不同时期优势微生物菌群多样性、生态学功能及其影响因素进行介绍,并提出堆肥研究所面临的问题,为今后堆肥过程中功能微生物的研究方向及合理利用提供新的视角。
    方法与技术
    容器规格和添加生物炭的基质配方对西南桦幼苗生长的影响
    刘士玲,贾宏炎,陈琳,杨保国,雷丽群,庞圣江,张培
    2019, 38(9):  2875-2882. 
    摘要 ( 148 )   PDF (498KB) ( 38 )  
    为了揭示容器规格和添加生物炭的基质配方对西南桦(Betula alnoides)无性系幼苗生长的影响,以3个西南桦优良无性系(FB4、FB4+和FB01)作为研究对象,选用3种容器规格(4.5 cm×8.0 cm,6.0 cm×9.0 cm,8.0 cm×12.0 cm,直径×高)和6种基质配方(黄心土、沤制树皮、锯末、炭化树皮和竹炭不同比例)开展育苗试验,通过比较不同处理幼苗生长和根系形态等指标,结合育苗效果综合评价,确定适宜的容器规格和基质配方。结果表明:基质配方、容器规格、无性系均显著影响西南桦幼苗的地径、苗高、叶面积、叶片数、生物量和根系形态,且存在显著的交互效应。比较所有无性系在相同基质种类下不同基质比例之间的生长表现后发现:6个基质配方中,基质4表现出明显的生长优势,其地径、苗高、生物量、分枝数、叶面积、叶片数、根长、根表面积、根体积和根平均直径分别是其他基质配方的1.01~1.36、1.11~1.62、1.13~2.94、1.05~3.94、1.05~2.86、1.03~2.44、1.29~2.17、1.29~2.20、1.32~2.44和1.00~1.60倍。所有无性系幼苗的地径、苗高、叶面积、叶片数、生物量和根系形态特征均随着容器规格的增大而增加,表明容器规格越大对幼苗生长的促进作用越明显。对西南桦幼苗的生长指标和根系形态指标进行主成分分析,筛选出叶面积、根表面积、根平均直径和存活率作为苗木质量综合评价指标,进一步计算综合评价指数发现,无性系FB4+、容器规格3(8.0 cm×12.0 cm)和基质4(74.625%黄心土+24.875%沤制树皮+0.5%竹炭)的综合评价指数最大(1.566),其育苗效果最好。
    基于FLUXNET的CLM模型总初级生产力模拟评价与误差分析
    李睿,张黎,景元书,李攀,任小丽,何洪林,吕妍
    2019, 38(9):  2883-2895. 
    摘要 ( 262 )   PDF (2291KB) ( 67 )  
    总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的准确估计是陆地生态系统碳循环研究以及未来气候变化预测的基础。本文利用全球通量网的通量观测数据评估了CLM4.5的GPP模拟效果,结合叶面积指数(leaf area index,LAI)观测数据分析了CLM4.5模型GPP模拟误差的主要原因,并对CLM4.5模型主要的光合参数进行敏感性分析,探讨改善光合作用模拟精度的可能途径。结果表明:CLM4.5对GPP的模拟效果优于CLM4,月尺度和年尺度GPP模拟值的平均绝对偏差分别降低15%和29%。但与观测值相比,CLM4.5模拟的GPP年总量仍然具有较大偏差,平均偏差为366.06 g C·m-2·a-1。不同植被功能型GPP模拟误差具有不同的季节变化特征,误差主要发生在春季和夏季。冠层顶部比叶面积、叶片碳氮比和叶片氮含量中Rubisco氮含量所占比例是GPP模拟的3个敏感参数。未来应主要从物候期及LAI模拟的改进、磷循环过程的影响、生态系统水平光合参数集的构建等方面实现对GPP模拟精度的提高。
    基于MaxEnt模型的中国马尾松分布格局及未来变化
    闫宇航,岑云峰,张鹏岩
    2019, 38(9):  2896-2901. 
    摘要 ( 287 )   PDF (1901KB) ( 280 )  
    气候因素是影响物种分布的决定性因素之一。根据现有的马尾松分布数据和19个全球气候因子变量数据,依托QGIS 2.18.3和ArcGIS 10.1等软件,运用MaxEnt模型,模拟了马尾松的现分布区,并对其未来分布进行预测,同时对影响马尾松的气候变量进行了分析。结果表明:(1)影响马尾松分布的19个气候变量中,最干燥月的降水量(bio14)和最冷季度的平均温度(bio11)对马尾松分布的影响贡献率超过70%;(2)依托气候数据,对马尾松未来分布进行预测,其未来的分布面积增加,增比为35.82%;(3)使用QGIS 2.18.3软件对未来的气候因子变化进行预测,结果显示,气候变化情况与马尾松未来分布格局相吻合。研究表明,马尾松适应能力较强,未来的气候变化对其分布呈正向影响。
    基于SSR技术的古银杏群体遗传结构分析
    祁铭,周琦,倪州献,吴雅琼,韩炘, 徐立安
    2019, 38(9):  2902-2910. 
    摘要 ( 172 )   PDF (1085KB) ( 52 )  
    银杏(Ginkgo biloba L.)作为裸子植物银杏纲中现存的唯一树种,素有“活化石”之称,同时又集叶、果、材、观赏用于一身,具有较高的经济和科研价值。为探究分布在我国5个省市7个地区的银杏古树的遗传多样性水平和群体遗传结构,本研究利用21个多态性SSR标记对7个古树群体共计214个古树样本进行了研究,共扩增出137个等位基因。结果表明,银杏表现出较高的遗传多样性水平(He=0.764),其中,湖北省境内的安陆(AL)、京山(JS)和随州(SZ)银杏古树群体的遗传多样性水平高于其他地区。银杏的变异主要存在于群体内,群体间的分化系数为9.4%(Fst=0.094),这可能与群体间较多的基因流有关(Nm=2.405)。通过对7个银杏古树群体的STRUCTURE、PCA和系统进化分析,结果均显示7个群体可明显区分为3类,其中,诸暨(ZJ)群体与其他群体表现出了明显的遗传分化。21个SSR位点在群体中均显著偏离HardyWeinberg平衡,人为干扰导致雌雄比例失衡可能是其重要原因。古银杏资源丰富的遗传多样性为今后利用提供了物质基础,应充分给予保护,尤其应重视雄银杏古树的保护。