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

    2019年 第38卷 第12期    刊出日期:2019-12-10
    目录
    目录
    2019, 38(12):  0. 
    摘要 ( 148 )   PDF (487KB) ( 51 )  
    研究报告
    未来气候变化情景下三峡库区马尾松林生物量固碳动态与空间分异
    冯源,肖文发,黄志霖,朱建华,鄢徐欣
    2019, 38(12):  3567-3576. 
    摘要 ( 386 )   PDF (2237KB) ( 507 )  
    为了解气候变化对三峡库区主导森林类型的固碳动态与空间格局的影响,本文基于森林资源规划设计调查数据、生态过程模型(3-PG)和探索性空间分析,预估了2009—2050年3种气候情景(BS、RCP4.5和RCP8.5)下三峡库区马尾松林生物量固碳速率变化及其空间分异。3种气候情景下马尾松林生物量固碳速率变化趋势一致,均由2009年的4.59 Mg C·hm-2·a-1迅速降低并在2026年由正值变为负值后趋于平稳。2050年BS、RCP4.5和RCP8.5这3种情景的固碳速率分别为-0.14、-0.15和-0.15 Mg C·hm-2·a-1。模拟期间气候变化将使三峡库区马尾松林固碳速率增加8.31%~9.71%。三峡库区马尾松林固碳速率具有随海拔升高而增加的趋势,在全局尺度上不存在显著的空间集聚特征,但在局部尺度上却显示出库区中部(开州区、万州区)和东部(秭归县)存在“高—高”集聚模式、库区南部(丰都县、巴南区)存在“低—低”集聚模式;渝北区、万州区、巫山县和秭归县为热点,而巴南区及奉节县为冷点。未来需要根据固碳速率的时空动态加强对三峡库区马尾松林的管理,以促进林业的可持续发展,保障区域生态安全。
    中国省域人工造林成效动态综合评价及影响因素分析
    梅浩
    2019, 38(12):  3577-3584. 
    摘要 ( 199 )   PDF (847KB) ( 179 )  
    随着生态文明建设的不断推进,人工造林作为国土绿化的重要手段发挥着越来越重要的作用,造林成效的好坏直接影响到生态文明建设的成效。基于全国营造林综合核查数据,运用“纵横向拉开档次法”,计算了中国30个省2004—2011年度人工造林成效综合指数,并对人工造林成效影响因素进行分析。结果表明:在30个省中,有9个省人工造林成效较好,有8个省人工造林成效较差;从地理分区上看,华南、华东、华中地区人工造林成效较好,东北、华北、西北地区人工造林成效较差;对人工造林当年合格情况而言,影响最大的是气象灾害,其次为立地条件,均为客观影响因素;对人工造林3年后保存情况而言,影响最大的是气象灾害和人为有害干扰,其次为管理问题和立地条件的影响。人为有害干扰和管理问题等主观影响因素呈上升趋势。
    南亚热带细叶云南松林大径木择伐后的空间格局
    李远发,何吉安,喻素芳,廖良宁,王宏翔,叶绍明
    2019, 38(12):  3585-3592. 
    摘要 ( 263 )   PDF (2706KB) ( 153 )  
    择伐是实现异龄林可持续经营的重要途径。它在改变物种组分与比例的同时,也改变了物种的分布及其关联。然而,很少有人关注在较长时间尺度上大径木择伐后森林群落结构的恢复状况。本研究采用双相关函数g(r)和标记相关函数kmm(r)分析了中国西南地区南盘江流域老龄林遭受大径木(DBH≥20 cm)择伐46年后形成松杉混交林的空间格局。结果表明:1)该群落生境异质性不明显,整体上呈随机分布;2)小树在很小尺度上(r=0~1 m)聚生在一起,同时种内聚集程度较高。3)6个优势种(n≥30)的空间分布随尺度的增加而趋向随机分布。其中,细叶云南松(Pinus yunnanensis var.tenuifolia)、栓皮栎(Quercus variabilis)、铁坚油杉(Keteleeria davidiana)在中小尺度上(r=0~8 m)呈轻度的聚集分布,而西南桦(Betula alnoides)呈强列的聚集分布。珍珠花(Spiraea thunbergii)和盐肤木(Rhus chinensis)几乎在所有尺度上(r=0~20 m)都是聚集分布;4)种间无明显排斥或竞争作用。据此,我们认为,大径木择伐林经过较长时间恢复后,能够形成相对稳定的结构,种内竞争已成为推动群落演替的主要驱动力。
    干旱化对樟子松固沙林氮磷循环的影响
    谢尧,赵琼,李炎真,于占源,林贵刚,曾德慧
    2019, 38(12):  3593-3600. 
    摘要 ( 275 )   PDF (660KB) ( 96 )  
    为研究半干旱区进一步干旱化对森林生态系统氮磷循环的影响,以科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工固沙林为对象,分析了3种不同降雨量条件下(天然降雨、降雨量减少30%、降雨量减少50%)氮磷养分在一个生长季内的吸收、归还和分解释放3组流通量及其对应的流通率。结果发现,降雨减少30%处理下,樟子松对氮的归还量与归还率显著下降27.3%和37.3%,其余流通量与流通率变化不显著。降雨减少50%处理下,氮的吸收、归还与分解释放量显著下降59.9%、36.0%和50.3%,磷的归还量显著下降38.1%,氮归还与分解释放率显著下降39.9%和32.7%,而地表枯落物层中的磷含量则显著上升27.4%,磷的吸收量和氮磷吸收率变化不显著。降雨减少引起氮磷归还与分解释放率的下降,预示着干旱化导致沙地樟子松固沙林存在养分循环失衡的风险。
    新疆伊犁河谷镰叶锦鸡儿(Caragana aurantiaca)幼株种群年龄结构
    韩大勇,赵玉,贾娜尔·阿汗,张维,杨允菲
    2019, 38(12):  3601-3608. 
    摘要 ( 374 )   PDF (886KB) ( 103 )  
    镰叶锦鸡儿(Caragana auruntiaca)为豆科矮小灌木,我国仅分布于伊犁河谷特克斯河河岸带,目前对镰叶锦鸡儿幼株种群年龄结构的研究尚无报道。本研究在特克斯河沿岸镰叶锦鸡儿的集中分布地段,选择围封禁牧的解放桥和放牧干扰的76团作为样地,每个样地选择河岸、河漫滩和阶地3种生境,每种生境设置3个20 m×20 m的样方,采用芽鳞痕辨别年龄的方法,对比研究了两种管理方式下镰叶锦鸡儿幼株种群的年龄结构,并分析了土壤因子对幼株年龄结构的影响。结果表明,围封样地无1~3 a实生幼株,幼株株数集中在5~10 a,3种生境种群及总体均属于衰退型年龄结构。而在放牧样地,阶地和河岸实生幼株种群为衰退型年龄结构,河漫滩和总体为增长型年龄结构。低龄级实生幼株(1~5 a)与土壤速效氮含量密切相关,高龄级实生幼株(6~11 a)与土壤速效磷含量密切相关。灌丛分株种群总体以1~5 a最多,占69.9%,为增长型年龄结构。在未来镰叶锦鸡儿灌丛生态系统管理中,可进行适度的放牧利用,增加土壤速效氮含量,降低灌丛间杂草盖度,有利于镰叶锦鸡儿种群的种子萌发和实生幼株生长,促进种群的补充更新。镰叶锦鸡儿通过营养繁殖方式弥补了实生幼株种群衰退所引起的负面影响,维持种群数量的优势与建群地位。
    江苏南通古银杏的种群结构与动态
    朱伟,张光富,昝振宇
    2019, 38(12):  3609-3616. 
    摘要 ( 248 )   PDF (715KB) ( 92 )  
    古银杏(≥100年)是苏中地区大型古树的主要组分之一,能够为人类提供重要的生态系统服务功能。对一个地区古银杏的调查分析有助于揭示其种群的数量特征。以种群生命表和生存分析理论为基础,采用空间代替时间法和匀滑技术,编制江苏南通古银杏(DBH≥50 cm)种群特定时间生命表,绘制其死亡率曲线、消失率曲线、存活曲线和生存函数曲线,分析其种群数量动态变化。结果表明:该区古银杏有282株,雌雄比为1.37,总体上偏雌性;它们主要分布于南通的西南部。古银杏的种群结构呈倒“J”形,种群的存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型。古银杏种群的生命期望在不同龄级间存在波动,第Ⅱ龄级的生命期望较低。古银杏种群的死亡率曲线与消失率曲线变化趋势一致,均在第Ⅱ、Ⅳ龄级出现小的峰值。由于古银杏寿命长,呈片段化分布,因此建议对该区分布相对集中的区域,尤其是Ⅴ龄级以后的个体,改善其生境并加强保护。
    温度调控外源氮添加对毛竹细根分解及其养分释放的影响
    刘仁,张宇飞,金志芳,毛瑢,张扬,李晓东,陈伏生
    2019, 38(12):  3617-3625. 
    摘要 ( 336 )   PDF (790KB) ( 164 )  
    细根分解是毛竹(Phyllostachys edulis)林碳和养分归还的重要组成部分,但外源氮添加和温度如何共同影响毛竹细根分解及养分动态尚不清楚。本文通过360 d的微宇宙室内培养试验研究施氮(0和5 mg N·g-1细根)和温度(18和28 ℃)对细根分解过程中CO2累积释放量、重量损失、养分(N、P、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu)浓度和残留量以及酶(酸性磷酸酶AP、葡萄糖苷酶BG、半纤维素酶CB、亮氨酸氨基肽酶LAP和乙酰氨基葡萄糖苷酶NAG)活性的影响。结果表明:CO2累积释放量、重量损失和酶活性均随着培养温度的增加而增加,而细根N、P浓度和残留量、P/Mn则呈现相反的趋势;施氮对毛竹细根分解及酶活性的影响随着培养温度的变化而存在差异,在28 ℃时施氮显著降低CO2累积释放量、重量损失、N/P、N/Mn、AP和BG活性,而在18 ℃时,施氮显著降低细根Mn浓度及残留量、N/Mn、BG和NAG活性。施氮和温度交互作用显著地影响0~180与0~360 d细根分解过程中CO2累积释放量、重量损失、AP和NAG活性。细根分解过程N浓度、N/Mn、P/Mn与AP、BG、NAG活性均呈显著负相关,而Mn浓度与BG、NAG活性呈显著正相关。可见,外源氮添加和温度通过共同影响酶活性调控毛竹细根分解速率及其养分归还量,研究结果为准确评估和预测全球变化背景下毛竹林碳和养分循环提供科学依据。
    长江重庆段消落区植物群落分布格局与多样性
    程莅登,邓洪平,何松,顾梨,瞿欢欢
    2019, 38(12):  3626-3634. 
    摘要 ( 417 )   PDF (992KB) ( 91 )  
    以长江重庆段消落区为研究区域,通过样方调查,使用Ward最小方差法对植物群落类型进行划分,结合典范对应分析(CCA)探讨了9种环境因子对群落分布格局的影响,并对群落的物种多样性进行了分析。结果表明:调查共记录维管植物103科286属419种,其中菊科、禾本科等为优势科;消落区共分为18种群落类型,其中灌草丛2个,草丛16个,狗牙根+雀稗+鳢肠群落出现频率最高;海拔与土壤含水量、土壤有机质及有效磷含量呈极显著负相关,与底质类型呈显著负相关,与多样性指数呈极显著正相关;CCA排序第一轴对植物群落空间分布的解释量为8.91%,占总解释量的41.21%,较好解释了群落与生境的关系;植物群落分布受到多种环境因子的综合影响,海拔与土壤含水量在环境因子中起主导作用;消落区中Shannon多样性指数、Pielou均匀度、Gleason物种丰富度随高程上升呈增加趋势;Simpson优势度则相反;相异性指数和Cody指数随高程上升呈增大趋势。消落区群落总体上尚处演替的初级阶段,生态系统不稳定,其中不同高程区段植物群落分布及多样性具有差异,水淹是造成差异的主要原因。研究结果可为长江重庆段消落区的监测、保护以及生态修复奠定理论基础和实践依据。
    围封和放牧草地植物多样性对氮添加的响应差异
    刘思洋,李雪华,骆永明,徐锰瑶,马晓彤
    2019, 38(12):  3635-3641. 
    摘要 ( 365 )   PDF (671KB) ( 303 )  
    针对科尔沁沙地持续放牧草地和围封草地,探讨利用方式(围封和放牧)和短期氮添加(0、5、10和20 g·m-2)对草地植物多样性的影响。随施氮量增加,围封草地植被高度、密度、盖度和生物量显著增加,而物种丰富度和优势度却显著下降。围封草地根系性状指数随施氮量增加而显著下降,功能多样性指数变化不明显,但20 g·m-2氮添加处理显著降低了功能离散度。放牧草地植被状况和植物多样性受放牧影响高于氮处理,但比根长群落权重均值(CWM)随施氮量增加而显著增加。围封和低氮交互作用会促进植被恢复和提高植物多样性,但高氮会降低植物多样性和系统稳定性。生物量与植物多样性呈显著负相关,植被状况和物种多样性对草原短期管理措施的响应敏感度高于功能性状和功能多样性。植物根系性状对干扰具有较强烈的响应,因此建议草原长期管理要加强植物功能多样性的研究。
    环境因子对青云山自然保护区森林群落物种分布的影响
    陈晓熹,杨新东,曾献兴,陈流保,谢冲林,黄久香,吴建辉,李意德,许涵
    2019, 38(12):  3642-3650. 
    摘要 ( 359 )   PDF (632KB) ( 165 )  
    阐明物种分布与环境因子间的相互关系是深入研究森林群落的基础与前提。本文基于青云山自然保护区14个固定样地的调查数据,通过双向指示种分析(TWINSPAN)、冗余分析(RDA)、蒙特卡洛检验(Monte Carlo)、变差分解等方法探讨该区物种分布与环境因子的相互关系。结果表明:(1)TWINSPAN将14个固定样地划分为黧蒴锥+米槠群落、苦竹+硬壳桂群落、广东杜鹃+水仙柯群落、木荷+毛棉杜鹃花群落和杉木+毛竹群落5个群落类型;(2)RDA排序和Monte Carlo检验表明,海拔、土壤全钙、土壤含水量、pH、土壤阳离子交换量和速效磷是影响群落物种分布的主要环境因子;(3)变差分解结果显示,10个环境因子总解释量为85.2%,其中地形因子对物种分布的解释部分为16.2%,土壤因子对物种分布的解释部分为62.3%,地形因子和土壤因子对物种分布共同解释的部分为6.7%,未能解释的部分为14.8%,反映了群落物种分布主要受环境因素的影响,生物间的相互作用及随机因素的影响较小。
    不同海拔露蕊乌头种子内源激素和萌发随储藏条件和时间的变化
    赵迪,卜海燕,王素玉,张雁明,刘坤,齐威,徐当会,王顺霞
    2019, 38(12):  3651-3659. 
    摘要 ( 337 )   PDF (708KB) ( 48 )  
    种子休眠与萌发直接关系到种质资源保存、种群更新和群落组建,而作为调控种子萌发与休眠的内源激素一直备受关注,但一直未形成普遍接受的理论或假说,更缺乏其对环境条件适应性的研究。本研究以青藏高原东部高寒草甸退化草地常见植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)种子为对象,分析不同海拔种子在常温和低温储藏下内源激素(ZT、GA、IAA、ABA)含量的动态变化及其对种子萌发的影响。结果表明:露蕊乌头种子处于较深休眠状态(最高萌发率仅为37.33%),且低温有利于维持其休眠;高海拔露蕊乌头种子萌发率显著高于低海拔种子,高海拔种子中较高的促进类激素含量(ZT、GA)及较低的ABA含量可能是其具有较浅休眠深度的原因;种子萌发或休眠释放不是促进类激素含量的升高或抑制类激素含量的降低引起的;IAA对露蕊乌头种子萌发具有正向调节作用。
    氮肥减半配施有机肥对燕麦田土壤微生物群落功能多样性的影响
    路花,张美俊,冯美臣,王超,王晓雪,杨武德
    2019, 38(12):  3660-3666. 
    摘要 ( 423 )   PDF (629KB) ( 84 )  
    研究氮肥减半配施有机肥燕麦田土壤微生物群落碳源代谢特征,从土壤微生物群落功能多样性变化角度探讨燕麦田有机肥替代部分氮肥的可行性。设置不施肥CK、常规施氮N1(含纯N 90 kg·hm-2)、氮肥减半N2(含纯N 45 kg·hm-2)、氮肥减半配施有机肥N2O1(O1含总N量为90 kg·hm-2)和N2O2(O2含总N量为45 kg·hm-2)的5个处理。采用BiologECO法,研究不同施肥处理燕麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、胺类、羧酸类、聚合物类和其他类碳源的代谢利用特征。结果表明:氮肥减半配施有机肥改变了燕麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类的代谢偏好;随有机肥配施量增加,对六类碳源的利用得到显著提高;主成分分析显示,氨基酸类和胺类是引起不同施肥处理燕麦田土壤微生物群落代谢特征差异的主要碳源;氮肥减半后随配施有机肥量增加,燕麦田土壤微生物群落的丰富度和均匀度显著提高;氮肥减半后,配施有机肥量增加到总N量90 kg·hm-2时,能通过影响土壤微生物群落功能多样性提高燕麦产量。因此,减氮配施一定量有机肥是提高燕麦田土壤微生物群落功能多样性和增加产量的有效途径。
    棘孢曲霉对多年生黑麦草牧草品质和产量的影响
    张婷,赵春程,傅金民,刘林德,李晓宁
    2019, 38(12):  3667-3672. 
    摘要 ( 227 )   PDF (519KB) ( 200 )  
    多年生黑麦草(Lolium perenne)作为一种优良牧草,在畜牧业中被广泛应用。研究表明,棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)能够提高多年生黑麦草的抗逆性,促进其生长。本实验在田间条件下,研究了棘孢曲霉对多年生黑麦草生长量、产量、干草产量、牧草品质、矿质元素、生长激素以及代谢产物的影响。结果表明:外源添加棘孢曲霉显著提高多年生黑麦草的生长量、产量和干草产量以及叶片中N、P、K、Ca和Mn的含量。此外,接种棘孢曲霉的多年生黑麦草叶片含有较多的粗蛋白和粗脂肪,同时对多年生黑麦草的生长激素和代谢产物有显著影响。这些研究结果为棘孢曲霉在多年生黑麦草上进一步应用提供了科学依据。
    不同水氮管理措施下复播大豆农田碳平衡
    李玲,李亚杰,张永杰,符小文,杜孝敬,徐文修
    2019, 38(12):  3673-3679. 
    摘要 ( 227 )   PDF (503KB) ( 124 )  
    为探究北疆伊犁河谷地区不同水氮管理措施对复播大豆农田生态系统碳平衡的影响,提出有利于北疆复播大豆高产固碳减排的水氮措施,于2013年在伊宁县进行复播大豆水、氮二因素裂区试验,设置3000(W1)、3600(W2)、4200(W3)、4800(W4)m3·hm-2 4个灌水水平,0(N0)、150(N1)、300(N2)kg·hm-2 3个施氮水平,研究了不同水氮组合对大豆固碳量及产量、农田生产资料碳排放量、土壤呼吸碳排放量和农田生态系统净碳吸收的影响。结果表明:在W2、W3、W4灌水水平下,大豆总固碳量均随施氮量的增加呈先上升后下降的变化趋势,大豆总固碳量以W3N1处理最高,为13902.53 kg CO2·hm-2,分别比低水低肥(W1N0)、高水高肥(W4N2)处理高出16.4%和6.5%;灌溉用电的碳排放量是农业投入碳排放量的主要来源,占生产资料总排碳量的58.0%~77.1%,其次为化肥,占生产资料总排碳量的6.0%~21.6%,且农田生产资料投入越多,生产资料总排碳量也越高;各处理复播大豆农田生态系统净碳吸收量均为正值,表现为固碳,且以W3灌水量下的平均净碳吸收值最高。综合考虑认为,灌水量为4200 m3·hm-2、施氮量为150 kg·hm-2的水氮管理组合有利于大豆获得高产和高固碳量,提高农田净碳吸收量。
    白术内生细菌分离与促生活性
    阳湖荣,陈飘雪,戴传超
    2019, 38(12):  3680-3688. 
    摘要 ( 280 )   PDF (1110KB) ( 343 )  
    为筛选促进药用植物活性成分积累的内生细菌,本研究采用纯培养分离白术可培养内生细菌,通过16S rDNA鉴定,并检测其促生活性。结果表明:从白术体内分离出49株内生细菌,包含11个属,芽孢杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)是白术体内的优势菌属;分离株中,分别有10、25、19株具有固氮、溶磷和解钾的能力,35株能够合成吲哚乙酸;其中,Bacillus endophyticus AMR83同时具有固氮、溶磷、解钾和合成吲哚乙酸的潜力,且该菌株能促进白术组培苗根部生长并促进根部挥发油含量提高100.55%,调节白术活性成分的配比。综上,AMR83可作为一株提高白术挥发油产量、改善药材品质的优良菌株。
    配施有机物料对华北小麦-玉米轮作体系土壤节肢动物的影响
    吴宪,张婷,孔云,李刚,赵建宁,杨殿林,张贵龙,王丽丽,修伟明
    2019, 38(12):  3689-3696. 
    摘要 ( 286 )   PDF (494KB) ( 89 )  
    为研究有机物料与化肥配合施用对华北潮土区小麦-玉米轮作体系下中小型土壤节肢动物群落结构的影响,在天津市宁河区试验基地设置5个不同施肥处理大田试验,分别为:单施化肥处理(A1),单施生物有机肥处理(A2),化肥与生物有机肥配施处理(A3),化肥与秸秆配施处理(A4),化肥-生物有机肥与秸秆配施处理(A5)。结果表明:整个调查期共获得各类中小型土壤节肢动物1237头,隶属4纲7目36科,真螨目和弹尾目在各处理中均为优势类群,其中真螨目全罗甲螨科(Perlohmanniidae)和弹尾目等节跳科(Isotomidae)为小麦季优势科,真螨目全罗甲螨科和杆棱甲螨科(Mochlozetidae)为玉米季优势科。小麦季,化肥-生物有机肥与秸秆还田(A5)处理的中小型土壤节肢动物总数和多样性指数(H)显著高于其他处理(P<0.05)。玉米季,各处理中小型土壤节肢动物总数变化为A5=A4>A2>A3>A1,A4处理的多样性指数、均匀度指数和丰富度指数与A1处理具有明显差异(P<0.05)。群落相似性指数分析表明,不同作物季不同施肥处理间土壤动物群落组成异质性较高,相似性系数较低。这表明施肥方式显著影响不同作物田中小型土壤节肢动物群落组成和结构,生物有机肥与秸秆的添加对其数量、多样性指数和丰富度指数的影响效果显著,其中化肥-生物有机肥与秸秆配施方式更有利于土壤动物群落结构的稳定。
    滇东北地区的蚂蚁物种多样性
    黄钊,徐正会,刘霞,李丽梅,王亚丽,史生慧,石云,陈志峰
    2019, 38(12):  3697-3705. 
    摘要 ( 387 )   PDF (518KB) ( 105 )  
    采用样地调查法研究了滇东北地区的蚂蚁物种多样性。结果表明:在滇东北地区合计记录蚂蚁6亚科、41属、120种,蚂蚁群落中发现优势种2个(沃森大头蚁Pheidole watsoni Forel和樱花帕拉蚁Paraparatrechina sakurae Ito),常见种6个,较常见种14个,较稀有种33个,稀有种65个;5个垂直带的物种丰富度顺序为大雪槽北坡(70种)>药山西坡(50种)>镇雄北坡(47种)>大雪槽南坡(39种)>小草坝北坡(36种);各样地蚂蚁群落主要指标物种数目1~26种(平均11.8种),个体密度0.2~1136.0头·m-2(平均224.5头·m-2),多样性指数0.0000~2.1759(平均1.2763),均匀度指数0.3426~0.8422(平均0.5657),优势度指数为0.1702~1.0000(平均0.4010);5个垂直带蚂蚁群落间相似性系数0.1622~0.4821(平均0.3141);蚂蚁群落物种数目、个体密度、多样性指数总体随海拔升高而降低,海拔和气温对蚂蚁群落主要指标起决定作用;蚂蚁群落主要指标普遍表现出多域效应现象,由气候因素和人为干扰共同促成,主要成因是人为干扰;滇东北地区5个垂直带受到人类不同程度的干扰,以大雪槽为核心的乌蒙山自然保护区、以药山为核心的药山自然保护区依然保存了面积较大的天然林,加之该地区多雾和高湿度的气候特点,其蚂蚁区系和多样性处于云南省的中等水平,不同垂直带蚂蚁群落间差异明显,具有不同的生态功能和保护价值。
    冻融循环和长期放置对西南喀斯特地区土壤中多环芳烃解吸行为的影响
    安显金,李维
    2019, 38(12):  3706-3716. 
    摘要 ( 270 )   PDF (998KB) ( 91 )  
    土壤是多环芳烃(PAHs)的主要环境汇集库,而PAHs的解吸和生物有效性主要受土壤与PAHs相互作用以及自身理化特性等的影响。自然界冻融循环和长期自然作用过程对西南喀斯特地区土壤中PAHs的解吸行为的影响仍不清楚。本研究选取西南喀斯特地区两种典型土壤(黄壤和石灰土),选取菲和芘为代表性PAHs化合物,在实验室中模拟冻融循环和长期放置两种环境过程对土壤中PAHs解吸过程的影响。结果表明:冻融循环和长期放置显著影响土壤对PAHs的解吸行为,在这两个过程中土壤颗粒结构和孔隙等发生变化,可能改变土壤颗粒与污染物的作用方式和作用强度,导致深入土壤吸附态PAHs分子与水溶液隔离,致使其解吸能力下降甚至被锁定;冻融循环和长期放置下,西南喀斯特地区土壤中PAHs的解吸速率与其疏水性呈显著负相关。
    煤矸山复垦林、草地土壤有机碳差异及其影响因素
    王蕾,张宇婕,于亚军
    2019, 38(12):  3717-3722. 
    摘要 ( 285 )   PDF (537KB) ( 87 )  
    土壤有机碳及其活性组分既能表征土壤肥力状况,又可反映土壤质量变化。因此,研究煤矸山不同植被复垦地土壤有机碳含量差异及其影响因素,有助于查明不同植被复垦方式下土壤肥力和质量状况的差异及其原因,对于指导煤矸山植被恢复具有重要意义。以山西省霍州曹村煤矸山复垦后9年的草地和林地为对象,分析了2种植被类型复垦地0~10和10~20 cm土层总有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的差异,研究了土壤有机碳组分含量与土壤环境因子间的关系。结果表明:(1)复垦草地SOC和HFOC含量分别较复垦林地高26.1%和70.5%(P<0.05),LFOC含量则低53.1%(P<0.05),但2种样地中DOC、WSOC和MBC含量相当。表明复垦草地土壤总有机碳含量高于复垦林地,且主要增加了重组有机碳含量,但其活性组分并无明显差异。(2)土壤TN、TP、AN、C/N、黏粒含量和pH值均对土壤SOC及其组分产生影响,其中TN、AN、TP和pH值是造成2种复垦样地有机碳及其组分含量差异的主要因子。因此,提高土壤氮、磷含量,降低pH值可能会促进煤矸山复垦地土壤有机碳的积累。
    54种木本植物对土壤Cu、Pb、Zn的提取能力
    商侃侃,张国威,蒋云
    2019, 38(12):  3723-3730. 
    摘要 ( 235 )   PDF (682KB) ( 42 )  
    发挥木本植物在土壤重金属污染修复方面的特殊作用是当前城市绿化发展的重要方向。本研究通过盆栽试验的方法,分析了54种木本植物对土壤Cu、Pb、Zn的提取能力。结果表明,木本植物根系Cu、Pb、Zn含量分别为22.91~370.96、0.21~27.00和25.03~539.02 mg·kg-1,显著高于地上部分。地上部分Cu含量超过30 mg·kg-1、Zn含量超过150 mg·kg-1的种类分别有11种和15种,Pb含量在10 mg·kg-1以上的仅有刺槐(Robinia pseudoacacia)1种。对Zn具有修复能力的木本植物有16种,而对Cu或Pb具有修复能力的种类较少。综合评价表明,白蜡树(Fraxinus chinensis)、白棠子树(Callicarpa dichotoma)、紫薇(Lagerstroemia indica)、盐肤木(Rhus chinensis)、接骨木(Sambucus williamsii)、刺槐、枫香树(Liquidambar formosana)、构树(Broussonetia papyrifera)、山桐子(Idesia polycarpa)和珊瑚树(Viburnum odoratissimum)具有较强的综合提取能力。其中,白蜡树具有很强的重金属提取能力,是修复城市Cu、Pb、Zn污染土壤的理想树种。
    古树广玉兰和臭椿年轮Pb元素积累的动态比较
    张前进,刘华,苏守香,王嘉楠,吴泽民
    2019, 38(12):  3731-3737. 
    摘要 ( 226 )   PDF (891KB) ( 296 )  
    Pb污染是城市环境污染的一个重要方面,不仅影响城市环境质量,还直接或间接影响人体的健康,因此被高度关注。本研究以合肥城市两种常见园林树木——广玉兰和臭椿为对象,测定其树木年轮内Pb元素的积累情况,来反映城市Pb污染历史动态,并分析这种动态产生的原因。结果表明:广玉兰110年的年轮中平均Pb浓度为(1.114±0.055) mg·kg-1,臭椿60年的年轮中平均Pb浓度为(0.667±0.037) mg·kg-1;两种树木年轮中的Pb浓度动态变化呈现出显著的波动性和很大的相似性,大部分的年轮Pb浓度都处于较低水平,在同一时间段内两个树种均出现高于平均线的峰值;两种树木年轮中Pb浓度与树龄、年轮宽度的相关性不明显,与年轮段相对应的年平均降水量则呈现较好的相关性,相关系数分别为0.89和0.84;两个树种Pb浓度变化格局较好反映了城市环境受Pb污染的历史情况,在年轮中Pb浓度高于平均值的年份中,一般表现为战争、城市经济增长、城市规模发展。研究时段内Pb在年轮中积累的总趋势则呈下降态势,而且臭椿下降趋势明显大于广玉兰。
     
    拟南芥miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p靶向MSH6基因参与Cd应激响应
    成智博,王鹤潼,赵强,张延召,贾春云,何蕾,崔伟娜,台培东,刘宛
    2019, 38(12):  3738-3746. 
    摘要 ( 264 )   PDF (836KB) ( 65 )  
    MSH6在激活细胞周期阻滞和修复镉诱导的DNA损伤等方面具有重要功能。本研究以拟南芥为实验材料,通过生物信息学分析发现,MSH6具有miRNA172b-5p、miRNA172e-5p、miRNA472-3p等microRNAs (miRNAs) 的作用靶点。利用烟草双荧光素酶报告系统体外验证检测发现,与阴性对照组相比,miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p均可显著抑制荧光素酶的相对活性,其比值分别下降了25.5%、47.2%和49.5%。采用拟南芥植株瞬时侵染体内验证结果显示,miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA4723p分别上升了178.9%、123.6%和37.6%;同时,qRT-PCR(real time quantitative reverse transcript polymerase chain reaction)结果表明,拟南芥幼苗在1.25、2.5、4.0 mg·L-1 Cd胁迫7 d后,与对照组相比,MSH6表达显著降低,分别下降了20.3%、22.7%和38.2%。而miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p表达显著增加,二者呈显著的负相关关系(r=-0.997,P<0.01;r=-0.997,P<0.01;r=-0.952,P<0.05),表明miRNA172b-5p、miRNA172e-5p和miRNA472-3p是拟南芥Cd胁迫响应的miRNAs,并且靶向MSH6基因。本研究为DNA mismatch repair (MMR)对Cd毒理调控机制的研究提供miRNA理论基础。
    喀斯特地区清虚洞组地层风化对土壤重金属累积的影响
    陈拙,吴攀,孟伟,曾祥颖
    2019, 38(12):  3747-3753. 
    摘要 ( 231 )   PDF (858KB) ( 70 )  
    选择喀斯特地区寒武系清虚洞组地层,研究地层上覆土壤及其剖面中的重金属元素分布特征及来源。采集开阳、松桃、碧江、镇远、台江、凯里、都匀等地的清虚洞组地层上覆土壤样品,利用等离子质谱(ICPMS)等对土壤的微量元素的含量进行测试分析,以期揭示该地层上覆土壤中的重金属元素分布特征及来源。结果表明:研究区表层土壤样品中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为3.46、77.98、34.83、48.66、90.18、562.78 mg·kg-1,表现出明显的重金属累积特征,累积程度为Cd>Pb>Zn>Ni>Cu>Cr。土壤剖面中重金属元素呈现底部明显累积Cd、Pb和Zn的特征。研究区土壤中主要累积元素Cd、Pb和Zn的来源与清虚洞组的铅锌矿化密切相关。
    水环境中三氯生残留对轮叶黑藻的生态毒性效应
    张立娜,王芷茵,安婧,李茹
    2019, 38(12):  3754-3761. 
    摘要 ( 298 )   PDF (788KB) ( 71 )  
    随着三氯生(TCS)在水体环境样品中不断被检出,其对水生生态系统的毒害效应引起了日益广泛关注。采用毒理学实验方法,研究了TCS低浓度长期暴露对轮叶黑藻的生态毒性效应。结果表明,0.05~0.5 mg·L-1 TCS暴露下,轮叶黑藻体内均有不同程度的TCS残留,其中0.1 mg·L-1 TCS处理组中植株体内TCS含量最大。与对照相比,轮叶黑藻叶片中叶绿素含量在整个暴露周期内呈现出抑制-促进-抑制的变化趋势,茎部叶绿素含量在暴露初期被显著抑制随后逐渐回升。植株叶片内可溶性蛋白含量呈现促进抑制促进的趋势,而茎部可溶性蛋白含量的影响则呈现出先促进后抑制的趋势。此外,TCS暴露对植株体内抗氧化防御系统具有破坏作用,且TCS对植株叶片和茎部抗氧化酶活性的影响具有差异性。上述结果为有效评估水体环境中TCS的生态风险提供了毒理学数据和理论依据。
    大麻哈鱼产卵场适宜性指数构建及权重分析
    崔康成,刘伟,高文燕,李培伦,王继隆,唐富江
    2019, 38(12):  3762-3770. 
    摘要 ( 231 )   PDF (571KB) ( 173 )  
    产卵场是水生生物生存和繁衍的重要场所,在不同的生活史阶段,大麻哈鱼(Oncorhynchus keta)对产卵场环境因子的需求有所不同。本研究基于2017年秋季—2018年春季呼玛河下游大麻哈鱼繁殖期、孵化期及降河洄游期的水质、水文和水生生物调查数据,采用构建模糊隶属函数和层次分析法,对不同季节的产卵场环境指标进行标准化计算和权重赋值,建立大麻哈鱼产卵场评估模型,对不同季节的产卵场适宜性进行分析。结果表明:呼玛河下游水域水质、水文因素能较好地满足大麻哈鱼产卵场所需的环境要求;无论秋、冬或春季,对呼玛河下游大麻哈鱼产卵场适宜性影响最大的因子是水温、溶解氧和底质,其次是氨氮、pH值和水深等,影响最小的因子是电导率和浮游动物生物量等;呼玛河下游秋、冬、春三个季节的大麻哈鱼产卵场适宜性指数分别为0.839、0.652和0.743,该区域大麻哈鱼产卵场生态环境适宜性良好,秋季最佳,其次为春季,冬季略差。
    鲫鱼在圆柱绕流尾迹中的卡门步态
    王凯辉,纪茹萱,刘哲恒,王思莹
    2019, 38(12):  3771-3778. 
    摘要 ( 362 )   PDF (1420KB) ( 136 )  
    鱼类对周围水流环境的运动行为响应机制对鱼类的生态保护和仿生应用都有重要的意义。本文以鲫鱼为研究对象,利用高速摄影实验技术和ANSYS FLUENT数值模拟软件,研究了鱼类在圆柱绕流形成的卡门涡街流场中的游泳行为,并与其在均匀流场中的运动行为进行了对比分析。通过分析鱼游过程中身体形态的变化,得到鱼摆尾频率、转角、振幅和身体变形波长、波速等特征参数,并分析了各参数随来流速度和流场结构等因素的变化规律。结果表明:鲫鱼在卡门涡街流场中可能采用卡门步态运动模式来保持位置,该模式的呈现与否与涡街的强度和频率相关;以卡门步态行进时,鱼与涡街流场相互耦合作用,其摆动频率与卡门涡街的脱涡频率保持一致;与鲫鱼在均匀流场中游动时的变形和运动状态相比,卡门涡街中的鲫鱼头部摆角和整个鱼体的摆动幅度都明显增大,摆尾频率变低,身体变形波长和波速变大。本研究结果可加深我们对鲫鱼游动机理的认识和理解,为鱼类仿生应用和生态保护提供基础支撑。
    祁连山东部冰沟河流域景观格局与河流水化学特征关系
    周俊菊,向鹃,王兰英,种国双,朱国锋,魏伟,冯炜,黄美华
    2019, 38(12):  3779-3788. 
    摘要 ( 334 )   PDF (1560KB) ( 64 )  
    以2016年9月冰沟河流域的土地利用数据和河流水化学数据为基础,以河水采样点为中心分别建立三种尺度的缓冲区,运用Fragstats 4.2软件计算景观指数,再采用冗余分析方法分析不同尺度下的景观格局与水化学特征关系。结果表明:流域内不同土地利用/覆被类型对河流水化学特征的影响存在差异,耕地和建设用地的增加会在一定程度上促使主要水化学元素向河水中汇集,草地对水化学元素起到固持作用,水域和荒漠具有稀释作用,上游地区林地与水化学特征主要表现为正相关关系;该流域内,斑块密度、景观分离度和斑块连通性指数在200 m和600 m尺度下对水化学特征具有较好的指示意义;1000 m缓冲区尺度下的面积加权平均斑块分维数及600 m尺度下的景观形状指数与水化学特征关系更符合客观规律;香农多样性指数在中下游600 m缓冲区尺度下对水化学特征具有更高的解释度。本研究结果揭示了祁连山区生态水文过程,为土地的合理利用和景观格局的优化提供了科学依据。
    基于InVEST模型的石羊河上游产水量驱动因素识别
    赵亚茹,周俊菊,雷莉,向鹃,黄美华,冯炜,朱国锋,魏伟,王静爱
    2019, 38(12):  3789-3799. 
    摘要 ( 652 )   PDF (2028KB) ( 214 )  
    石羊河流域地处中国西北内陆,水资源匮乏,环境问题突出,是典型生态脆弱区,对其上游产水过程的研究将为区域生态系统服务可持续发展提供科学依据。基于InVEST模型,以1986、2000、2010和2015年土壤、气象及土地利用数据作为输入,对石羊河上游近30年产水量进行评估,并应用情景模拟法探讨其对气候和土地利用变化的响应。结果表明:石羊河上游产水高值区集中在西部和西南部,八大水系中,西营河的产水深度(220.97 mm)最大且产水能力(46.05%)最强;各土地利用类型中产水能力最强的是未利用地(55.49%),其次分别为草地(34.52%)、耕地(33.27%)和林地(31.59%)。1986—2015年石羊河上游产水量呈现先增后减再缓升的变化特征,八大水系变化特征差异显著。气候变化是影响产水量变化的主要因素,降水对其影响最为明显;土地利用变化主要通过改变下垫面状况影响实际蒸发量,从而影响产水量。
    2000—2017年甘肃省生态环境质量时空演变格局及其影响因素
    宋媛,石惠春,谢敏慧,赵鹏霞
    2019, 38(12):  3800-3808. 
    摘要 ( 422 )   PDF (1558KB) ( 206 )  
    以生态环境较为脆弱的甘肃省为研究区,基于RS和GIS,从自然因素和人为因素两个方面,选取11个指标,运用空间主成分分析法构建生态环境质量指数,对甘肃省生态环境质量时空分布特征及其影响因素进行了分析。结果表明:从甘肃省生态环境质量空间分布特征来看,2000和2017年的生态环境质量在空间分布上存在一定的两极分化现象,生态环境质量等级为差、较差等级主要集中在甘肃省西北地区,而生态环境质量等级为良、优等级主要集中在甘肃省东南地区;从甘肃省生态环境质量时间演变格局来看,17年间生态环境质量整体上呈现有所好转的趋势;从甘肃省生态环境质量影响因素来看,总体上气候条件、植被覆盖、土地利用方式和土壤基质等因素的影响作用占据主导地位,而人口经济、地形地貌和水文环境等因素的影响作用较弱。
    农村地类及其地表热环境演变——以徐州典型农村为例
    夏嘉南,金慧霞,李效顺
    2019, 38(12):  3809-3819. 
    摘要 ( 352 )   PDF (3778KB) ( 107 )  
    伴随着工业化、城镇化加速推进,农村建设用地逐年挤压生态空间,改变原地表热环境,生态安全问题日益凸显。本文以徐州市S271省道、S252省道、连霍高速与S323省道所围农村地区为例,在揭示农村地类与地表温度时空规律的基础上,通过构建地类热效应预测函数,阐释研究区地类及其地表热环境演变特征。结果表明:农村地表热环境特征中,研究区地类地表温度动态差异明显,当邳州市历史气温<10 ℃时,耕地地表温度最高,居民点最低;10~24 ℃时,各类用地平均地表温度值差异较小(<1 ℃);>24 ℃时,居民点平均地表温度最高,林地最低;农村土地利用演变特征中,研究区地类演变主要表现为居民点和耕地挤压林地空间,且演变主要集中于交通用地临近地块;从农村空间演变下地表热环境演化特征来看,以居民点扩张为主因的地类演变明显加强了研究区温度变化敏感性与季节性变化幅度。增大林地为主的地表植被覆盖比例将有效削弱农村空间演变造成的地表热环境变化。
    黔东南侗族传统村落景观美景度
    冯微微,黄宗胜,张元博,刘逸夫,庞敏
    2019, 38(12):  3820-3830. 
    摘要 ( 295 )   PDF (2031KB) ( 167 )  
    为促进传统村落保护与发展,采用景观美学评价法(scenic beauty estimation procedures,SBE)和语义差异法(semantic differential,SD)研究黔东南侗族传统村落美景度。结果表明:SBE值从高到低为整体、农田、植被、建筑、水体、道路;整体景观与建筑、水体、道路差异显著(P<0.05),与农田、植被差异不显著,建筑、水体与道路之间无显著差异,农田与植被也无显著差异;村落美景度主要影响要素为环境质量、景观层次、地形地貌、建筑特色(建筑肌理、质量、外观、色彩、造型等)、水质、水岸线形态、农田规模、农作物生长状况、植物群落空间构成、植物群落形态、植物生长状况、植物色彩、道路铺装、道路弯曲程度、道路给人带来的心理感受;侗族村落美学特征主要体现为村落自然环境生态和谐美、人文要素(建筑、道路、水体)空间形态美、功能实用美、民族文化韵味美;结合景观规划保护技术方法,美景度阈值法可作为传统村落景观保护规划定量化研究的辅助手段;基于此,提出传统村落景观保护要从关键影响要素出发,按照分类采取保护措施的原则进行有针对性保护。本研究成果可用来完善传统村落景观保护规划、优化村落空间格局、保护古村落风貌和田园风光以维系其景观美学价值,为以后定量化研究传统村落景观美学特征、传统村落的保护开发利用、营建具有侗族特色的现代村落景观提供参考依据。
    综述与专论
    福寿螺的全方位综合防控技术体系构建与开发利用
    章家恩,郭靖,赵本良,秦钟
    2019, 38(12):  3831-3838. 
    摘要 ( 360 )   PDF (619KB) ( 150 )  
    福寿螺(Pomacea canaliculata)入侵我国近40年,对长江以南地区的水稻生产已造成严重危害。针对当前大多数地区对福寿螺采取的“局部地区防治”、“部分时期防治”、“单一手段防治”、“农户各自防治”等而出现“治标不治本”、“屡控不止”的现实问题,本文提出了“全流域、全过程、全天候、全手段”等全方位的福寿螺综合防控体系的构建思路;同时,围绕水稻生产过程中的产前、产中、产后等环节,系统总结了福寿螺的全程防控关键技术。在此基础上,对福寿螺发生危害的预测、预警与应急防控技术、环境友好型防控技术及资源化利用关键技术创新领域进行了展望。
    地理信息技术在陆生哺乳动物栖息地研究中的应用: 回顾与展望
    张文涵,迟瑶,钱天陆,席唱白,王结臣
    2019, 38(12):  3839-3846. 
    摘要 ( 278 )   PDF (527KB) ( 125 )  
    蓬勃发展的地理信息技术以其强大的空间数据处理能力为陆生哺乳动物栖息地研究提供了有力的技术支持,并在相关研究领域中得到了广泛的应用。本文回顾了近几十年来国内外陆生哺乳动物栖息地研究工作,从生境数据获取管理、时空数据处理分析、栖息地规划评价等方面对现有应用进行了总结。最后,本文针对数据采集、数据管理、分析方法和信息表达4个环节,对地理信息技术在陆生哺乳动物栖息地研究中的应用前景进行展望。
    森林生态系统植硅体及其封存有机碳研究进展
    李双,盛茂银
    2019, 38(12):  3847-3853. 
    摘要 ( 1488 )   PDF (481KB) ( 606 )  
    森林生态系统作为陆地生态系统主体,是一个可再生循环系统,其在演变发育过程中,存储了大量环境变化的信息,在全球生态系统碳汇中占据重要地位。植硅体碳封存被认为是一种森林生态系统长期碳封存的途径,开展对森林生态系统植硅体及其封存有机碳的研究将对估算森林生态系统长期碳封存潜力,应对全球气候变暖有重要意义。本文综述了植硅体及其封存有机碳在植物凋落物土壤各个环节含量及存在形式的差异,探讨了其迁移变化规律。植硅体及其封存有机碳在不同环节之间的周转和含量受内、外部因素综合影响,具有不稳定性。由于对植硅体及其封存有机碳的量化研究较为缺乏,尤其是针对生态脆弱区,今后应加强植硅体及植硅体碳形成机理研究,估测植物不同器官碳封存量,增加研究的时空尺度,加强在生态脆弱区开展植硅体碳汇研究,为准确估算森林生态系统植硅体碳汇提供依据。
    二氧化碳矿物封存技术研究进展
    马铭婧,郗凤明,凌江华,王娇月,全师渺
    2019, 38(12):  3854-3863. 
    摘要 ( 691 )   PDF (845KB) ( 342 )  
    碳捕集与封存技术是应对全球气候变化、减少大气中CO2的重要手段。CO2矿物封存是其中一种最安全、永久且环保的封存方式。本文从矿物封存原理、反应原料、工艺路线及影响因素等方面进行综述。研究表明,CO2矿物封存受压力、温度、pH值、粒径以及原料等因素影响较大;不同工艺的碳封存能力及运行成本不同,其中湿法碳化工艺最具工业化应用前景;众多碳封存原料中,工业碱性废弃物反应活性高、成本低、易获取,是较理想的碳封存原料;矿物封存虽然前景广阔,但目前仍处于实验阶段。本文为应对气候变化技术的选取提供了参考。今后的研究应从以下几个方面加强:提升CO2分离提纯技术,改进碳化封存工艺,加快矿物碳化速率,降低碳捕捉与封存成本,推动矿物封存技术实现大规模商业化应用。
    方法与技术
    基于傅里叶中红外光谱预测东北次生林叶片全氮含量
    苗晨,徐爽,张金鑫,杨凯
    2019, 38(12):  3864-3869. 
    摘要 ( 285 )   PDF (1679KB) ( 77 )  
    以我国东北地区次生林生态系统10种主要树种:枫桦(Betula costata)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)、裂叶榆(Ulmus laciniata)、蒙古栎(Quercus mongolica)、色木槭(Acer mono)、山杨(Populus davidiana)、水曲柳(Fraxinus mandschurica)、紫椴(Tilia amurensis)、椴树(Tilia tuan)的叶片为研究对象,分析了主要树种叶片氮含量及其在4000~400 cm-1范围的傅里叶中红外光谱,利用傅里叶中红外光谱对植物叶片全氮含量进行半定量预测。通过对3430~3350、2930~2910、2860~2850、1740~1720、1660~1610、1460~1420、1380~1310、1270~1230、1170~1140和1080~1030(均以cm-1计)出峰明显的波段进行分析,结果表明,叶片全氮含量变化范围为11.9~72.6 g·kg-1,叶片全氮含量实测值与3430~3350 cm-1波段的相对峰高显著相关,相关系数为0.690(P<0.01)。上述结果说明,用傅里叶中红外光谱3430~3350 cm-1波段的相对峰高可以快速预测东北地区次生林主要树种植物叶片全氮含量,本研究区叶片氮含量可能与3430~3350 cm-1波段的N-H有关,因此,在今后研究中,可以选择傅里叶中红外光谱预测植物叶片全氮含量。
    基于鸟类生境需求的植被景观覆盖度多样性——以江苏盐城滨海湿地为例
    任武阳,王成,刘红玉,李玉凤,周奕,徐嘉仪,陈浩
    2019, 38(12):  3870-3877. 
    摘要 ( 313 )   PDF (2428KB) ( 80 )  
    湿地景观覆盖度的多样性,为鸟类提供了多层次的生境选择,这对维护湿地鸟类多样性具有十分重要的意义。运用高分二号遥感影像,采用面向对象的分类方法,提取湿地植被生境类型。依据像元二分模型,计算湿地植被覆盖度,并结合覆盖度波动区间,划分五大覆盖度类型区,最后对不同植被的覆盖度进行统计分析。结果表明:相较于传统的监督分类方法,面向对象分类结果总体精度更高,达91.21%。遥感解译的湿地植被呈现明显的带状分布,且主要生境为芦苇、互花米草和碱蓬。湿地植被覆盖度呈中间低四周高的分布格局,不同植被优势覆盖度类型存在较大差异。其中,芦苇主要集中在较高覆被区域和高覆被区域,占植被总面积45%以上;互花米草主要集中在高覆被区域,占植被总面积的25%;碱蓬主要集中在较高覆被区域,占总面积的7.72%。
    基于阈值模型的河南省化肥施用生态经济合理性及减量潜力
    刘钦普,濮励杰,孙景荣
    2019, 38(12):  3878-3886. 
    摘要 ( 309 )   PDF (786KB) ( 106 )  
    利用1980—2017年相关数据,通过构建数学模型,计算河南省及其地市氮磷钾化肥施用的环境安全阈值,评价化肥施用的生态经济合理性,为其化肥减量增效、防治面源污染、促进农业可持续发展提供参考。结果表明:1980—2017年,河南省化肥施用环境安全阈值从104 kg·hm-2增加到266 kg·hm-2,化肥施用合理指数从1980年的0.72上升到1988年的1.00后降低到2017年的0.16,化肥施用生态经济合理性经历了施肥不足不合理到施肥合理,又到施肥过量不合理和很不合理的变化过程;2017年,河南省18个地级市中只有鹤壁的化肥施用较为合理,化肥施用量没有超出环境安全阈值的30%,为生态经济合理性二级水平;另除开封和信阳外,其他15个地市的化肥施用都超出了环境安全阈值的50%,化肥施用不合理,为生态经济合理性四级水平;全省磷肥施用生态经济合理性最差,氮肥次之,钾肥较轻;按照化肥施用环境安全阈值施肥,全省可节约化肥约310×107 kg,其中氮磷钾单质肥料分别为128.4×107、115.7×107、65.9×107 kg。总之,河南省化肥施用不合理,区域差异明显,化肥减量潜力很大,实现化肥施用负增长、粮食安全生态友好双赢发展任务艰巨。
    膨润土腐殖酸型改良剂对沙质土壤氮素气态损失、氮肥利用率和玉米产量的影响
    郑毅,周磊,刘景辉
    2019, 38(12):  3887-3894. 
    摘要 ( 300 )   PDF (626KB) ( 73 )  
    为明确膨润土腐殖酸型改良剂对西辽河平原灌区沙质土壤NH3挥发和N2O排放、玉米氮肥利用率和产量的影响,设置了不施氮肥且不施改良剂(CK)、只施改良剂(30 t·hm-2,B0)、只施纯氮(160 kg·hm-2,N0)、改良剂与纯氮配施(30 t·hm-2,160 kg·hm-2,NB)和改良剂与纯氮配施(60 t·hm-2,160 kg·hm-2,NB2)5个处理。结果表明:西辽河平原沙质土壤氮素的气态损失主要以NH3挥发为主,N2O排放次之。土壤NH3和N2O排放在玉米生育时期的变化为:CK和B0整个生育期内变化平稳;而施用氮肥的各处理的变化表现为先迅速升高,后降低,最后趋于平稳。较CK而言,处理B0对土壤氮素的气态损失无影响,但显著提高了玉米籽粒产量(P≤0.05)。氮肥与改良剂配施降低了土壤氮素的气态损失,提高了氮素利用率,增加了玉米产量和蛋白质含量。处理NB2对氮素气态损失的抑制效果最佳,但氮素利用率和玉米籽粒产量显著低于处理N0;处理NB的氮素利用率、玉米籽粒产量和籽粒蛋白质含量最大,分别较处理N0提高了21.31%、8.66%和40.03%。因此,在沙质土壤上施用膨润土腐殖酸型改良剂可减少土壤氮素气态损失,提高玉米氮肥利用率、籽粒产量和品质。该研究为提高沙质土壤氮素利用及土壤改良提供了一条新途径。