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当期目录

    2020年 第39卷 第1期    刊出日期:2020-01-10
    研究报告
    退耕还林后陕西省植被覆盖度变化及其对气候的响应
    李登科,王钊
    2020, 39(1):  1-10. 
    摘要 ( 65 )   PDF (2772KB) ( 18 )  

    1999年起,陕西省实施了大规模的退耕还林、封山禁牧等生态建设和保护工程,使植被覆盖得到迅速恢复和增加。为了进一步跟踪评估植被覆盖变化,为生态建设和规划提供依据,本文基于2000—2017年MOD13Q1数据、气象数据,利用像元二分法估算陕西省18年间的植被覆盖度,通过空间插值方法、空间相关分析、统计学方法分区对其时空变化特征和对气候变化的响应进行了分析。结果表明:2000—2017年陕西省植被覆盖度呈现波动增加趋势,但增速逐年减少,2012年达到最大值后在高位波动;全省植被覆盖度增加区域面积占国土面积的82.4%,降低的区域仅占17.6%;陕北地区植被覆盖度显著增加,部分地区植被覆盖度达到最大值后出现下降趋势;植被覆盖度变异系数大的区域主要分布陕北长城沿线风沙区和丘陵沟壑区以及城市周边;陕西省植被覆盖度与降水量、气温在年尺度上相关系数均呈不显著的正相关;占全省98.4%的区域植覆盖度与降水、气温的复相关空间也未通过0.05显著水平检验;说明退耕还林等生态建设工程的实施,对植被恢复和生长具有重要的促进作用,一定程度上降低了植被生长对气候因子的敏感性;未来陕西省随着退耕还林等生态建设工程的环境资源的限制、土地利用程度的提高和城市用地的扩展,陕西省植被覆盖度将出现下降趋势。如何减缓这种下降趋势,是未来陕西省生态建设和保护的重大问题。

    喀斯特断陷盆地区不同恢复阶段群落物种组成与多样性特征
    哈文秀,肖桂英,曹建华,刘玉国,崔明,周金星
    2020, 39(1):  36-45. 
    摘要 ( 55 )   PDF (2525KB) ( 15 )  

    研究自然植被恢复过程中的物种组成、群落结构及生物多样性的变化,能够为人工促进植被恢复的树种选择与群落结构的优化配置提供重要依据。本研究以空间代替时间对喀斯特断陷盆地典型区云南省建水县不同天然植被(草丛、灌丛、乔木林)进行群落学调查,对不同恢复阶段的植物群落按乔木、灌木、草本进行分层,分析各恢复阶段植物群落的物种组成、水平和垂直结构、生物多样性。结果表明:在总面积为3200 m2的12个样地中,共记录43科72属94种维管束植物,优势种以壳斗科(Fagaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、紫金牛科(Myrsinaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、木犀科(Oleaceae)等科的植物为主;在草丛→灌丛→乔木林的恢复过程中,群落物种组成中的科数、属数、种数逐渐增加,低矮和小径级植物个体数所占比例逐渐减少,但整体仍以低矮的小径级植物为主。草本植物的丰富度和Shannon指数在植被恢复的初期即草丛阶段最大,而均匀度指数则以灌丛阶段最大;木本植物的丰富度和Shannon指数随着植被的恢复逐渐增大,但均匀度指数随着植被的恢复逐渐下降;随着植被的恢复,草本层和乔木层的生态优势度逐渐增大,灌木层的生态优势度逐渐减小;草本植物由早期一年或多年生的喜阳、耐旱、耐贫瘠的草本向抗逆性强的多年生草本过渡,并逐渐向中性和阴性转变,其中刺芒野古草(Arundinella setosa)能够很好地适应该地区的环境;薄叶鼠李(Rhamnus leptophylla)、铁仔(Myrsine africana)、假虎刺(Carissa spinarum)、小石积(Osteomeles anthyllidifolia)等阳性树种为该地区植被恢复的先锋种,其早期的出现为其他植物的恢复创造条件,后期又逐渐被喜阴的植物替代,在植被恢复初期可利用这些物种;在植被恢复后期,壳斗科的铁橡栎(Quercus cocciferoides)成为建群种,可在灌丛阶段植被恢复时利用该物种,也可以选择使用该物种植树造林;在整个植被恢复过程中,优势度从以矮小植物为主朝着高大植物发展、优势种寿命越来越长的趋势十分明显。

    岷江上游4个栽培树种细根功能性状垂直分布的差异性
    胡慧,包维楷,李芳兰
    2020, 39(1):  46-56. 
    摘要 ( 61 )   PDF (1439KB) ( 22 )  

    细根(直径≤2 mm)功能性状及垂直分布格局是反映植物对土壤资源吸收策略和影响森林地下生态过程的关键。本研究以岷江上游4个人工林树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)、白桦(Betula platyphylla)、华山松(Pinus armandii)和油松(P. tabuliformis)为对象,调查不同海拔树木细根功能性状及其在不同土层间的垂直分布格局,并分析细根功能性状分布与构型之间的相关关系。结果表明:阔叶树种比针叶树种有更大的根长密度、生物量、比根长和比表面积,而直径反之;4个树种细根集中在0~20 cm土层,根长密度和生物量在较高海拔地段均显著大于较低海拔,且均随土壤深度增加而减少,但比根长、比表面积和直径无显著的海拔差异,随土层加深也无明显的垂直变化规律;针阔树种间的细根构型差异显著,但不受海拔差异的影响,阔叶树的细根分支强度与一级根数量显著大于针叶树种;一级根数和根尖密度与比根长以及分根比与根长密度和生物量均呈显著正相关,而分叉与几个细根功能参数均呈负相关;随着土层深度增加,细根总生长量明显减少,但细根资源利用效率和策略不变;5个细根功能性状的垂直分布格局差异明显,且受树种特性影响显著,细根分支构型对其垂直分布及资源获取策略具有显著影响。

    庐山不同海拔日本柳杉年轮宽度对气候因子的响应
    白天军,邓文平,旷远文,刘苑秋,叶清,牛杰慧,温林生,黄榕
    2020, 39(1):  57-66. 
    摘要 ( 45 )   PDF (1479KB) ( 58 )  

    以庐山自然保护区3个不同海拔样地采集的138根日本柳杉样芯为研究材料,利用树木年轮学方法分析其径向生长与季节和月气候因子的响应关系。结果表明:低海拔处日本柳杉径向生长对气候因子的响应相比于中、高海拔更敏感;中、低海拔径向生长与春季相对湿度呈显著正相关(P<0.05),低海拔径向生长与春季日照时数、夏季均温呈显著负相关(P<0.05),而中海拔径向生长与夏、秋季均温呈显著负相关(P<0.05);高海拔径向生长与各个季节气候因子表现出一定的相关性,但相关性不显著;3个海拔径向生长均与当年1月均温呈显著正相关(P<0.05),中、低海拔径向生长与上年7月及当年7月均温呈显著负相关(P<0.05),高温会抑制树木的生长,低海拔径向生长与当年4月空气相对湿度、降水量呈显著正相关(P<0.05),与当年4月日照时数呈显著负相关(P<0.05),随海拔的升高相关性降低;庐山日本柳杉径向生长与主要气候要素之间的相关性呈现出明显的季节性,日本柳杉径向生长主要受上年7及7月均温和4月空气相对湿度的影响,海拔是影响日本柳杉径向生长对气候因子响应的重要因素,最终建立的标准年轮宽度年表适合进行树木年轮气候学的研究。

    极小种群海南假韶子叶片光合特性和叶绿素荧光参数的动态变化
    洪文君,罗金环,何书奋,麦志通,刘俊
    2020, 39(1):  67-72. 
    摘要 ( 44 )   PDF (686KB) ( 13 )  

    探讨海南省极小种群物种海南假韶子(Paranephelium hainanensis)的光合生理特性,以期为该物种的保护和利用提供科学依据。应用Li-COR便携式光合仪和FC1000-H便携式植物荧光成像系统测定海南假韶子的光合特性、叶绿素荧光参数的动态变化。结果表明:海南假韶子成年树和林下幼苗在7月和11月时净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日变化均呈明显“双峰”曲线,成年树的最大Pn达9.24 μmol·m-2·s-1,最大Tr为3.34 μmol·m-2·s-1,其光合能力显著强于幼苗;海南假韶子成年树初始荧光值(F0)在7月和11月最大值分别为323.04和135.87,Fm在7月和11月最大值分别为502.78和307.76,但幼苗的F0Fm均低于成年树;成年树Fv/Fm在7月呈单谷型,在11月时呈先降后升再降的日变化趋势;相关性分析结果表明,在7月,成年树的PnTrFv/Fm呈极显著正相关,幼苗PnF0呈极显著正相关;在11月,成年树的PnTrFm呈极显著正相关,与Fv/Fm呈显著负相关;幼苗的PnFm呈显著正相关。以上结果表明,海南假韶子为阳性树种,在7月和11月表现出不同的光合特性和叶绿素荧光参数来适应环境,水分可能是引起海南假韶子光合速率和叶绿素荧光参数动态变化的关键因子。

    氮素减施对茶树光合作用和氮肥利用率的影响
    李维,向芬,周凌云,刘红艳,曾泽萱
    2020, 39(1):  93-98. 
    摘要 ( 50 )   PDF (614KB) ( 61 )  

    为探讨当前茶园施肥水平下氮素减施对茶树的生长与氮肥利用率的影响,在大田条件下设置不施氮(空白对照CK),纯氮16 kg·667 m-2(减氮55.6%,处理A)、纯氮26 kg·667 m-2(减氮27.8%,处理B)、纯氮36 kg·667 m-2(常规施氮CF)4个施氮处理,研究氮素用量减施对茶树光合作用、产量、氮素吸收及其利用效率的影响。结果表明:与CF比较,处理B能提高茶树的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),降低胞间CO2浓度(Ci)和水分利用率(WUE);各施氮肥处理中以处理B的产量最高,氮肥农学效率最高,土壤养分剩余较少,氮素的利用效率较高;CF产量较处理B增加不显著,氮肥农学效率降低,土壤未利用养分较多。因此,减氮27.8%的施肥能保证与常规施肥的茶叶产量,氮素利用率明显提升,有利于茶业的可持续发展。

    α萘乙酸对低温胁迫下油菜幼苗抗寒性的影响
    罗丹瑜,张小花,李巧丽,王娟,郑晟,张腾国
    2020, 39(1):  99-109. 
    摘要 ( 46 )   PDF (1590KB) ( 20 )  

    为探究α-萘乙酸(NAA)对植物抗寒性的影响,以白菜型冬油菜‘陇油6号’为试验材料,经4 ℃、NAA+4 ℃、NAA+4 ℃+DPI(NADPH氧化酶抑制剂)、NAA+4 ℃+DMTU(H2O2清除剂)、NAA+4 ℃+U0126(MAPK抑制剂)和NAA+4 ℃+Tungstate(NO生成抑制剂)处理后,研究其对‘陇油6号’油菜的活性氧(H2O2和O2-·)含量,抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量,抗氧化酶基因(APXCATGRSOD)、RbohA-FMAPK3/4/6、CBFICE1基因表达量的影响。结果表明:与4 ℃低温处理相比,NAA+4 ℃处理下油菜根系中的细胞活性、H2O2和O2-·含量以及叶片中的MDA含量均降低;根系中的抗氧化酶(CAT、SOD、APX和POD)活性、叶片中的可溶性糖及脯氨酸含量、叶绿素含量、上述相关基因的表达量均升高,说明α萘乙酸处理油菜可显著提高低温胁迫下油菜幼苗的抗氧化能力、光合能力和相关基因的表达,增强油菜幼苗的抗寒性。与NAA+4 ℃处理相比,NAA+4 ℃+抑制剂(DPI、DMTU、U0126和Tungstate)处理下油菜幼苗中叶绿素含量、抗氧化酶基因表达量、RbohA-FMAPK3/4/6、CBFICE1基因表达量均呈不同程度降低,说明H2O2和NO信号分子、NADPH氧化酶和MAP激酶级联途径均参与了α-萘乙酸增强油菜幼苗耐寒性过程的调控。

    海三棱藨草对极端高温的生长与生理响应
    刘晓彤,李秀珍,闫中正,谢作轮,林世伟
    2020, 39(1):  110-119. 
    摘要 ( 48 )   PDF (1079KB) ( 14 )  

    在全球气候变化大背景下,极端气候事件频发,但目前关于盐沼植物对极端天气响应方面的研究极少。本研究以典型的河口盐沼植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为对象,在温室内对其进行一周的不同高温(40、45、50 ℃)胁迫处理,研究其生长、生理及光合等参数的响应。结果表明:在受到45、50 ℃高温胁迫时,海三棱藨草的根冠比显著增高,生物量趋于向地下转移;叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量随着温度的升高有下降的趋势,说明极端高温在一定程度上抑制了海三棱藨草体内叶绿素的合成;高温胁迫也对海三棱藨草生理上产生显著影响,其叶片和根中丙二醛含量均在受到45 ℃以上高温胁迫时显著降低,可能昭示着海三棱藨草有一定的耐热性;而脯氨酸含量在高温处理组(40~50 ℃)显著高于对照组(室温),可溶性糖含量表现为高温处理时(40~50 ℃)在叶中显著下降,在根中升高,表明海三棱藨草在高温胁迫时产生渗透调节物质积极抵抗逆境;海三棱藨草净光合速率在40 ℃处理时较对照组有所上升,而在45 ℃以上高温处理时显著下降,且伴随着气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、羧化效率的下降,水分利用效率的升高,说明极端高温在一定范围内可促进光合作用,但超过一定程度会对海三棱藨草的光合作用产生抑制作用,也表明海三棱藨草高温胁迫下净光合速率的下降以气孔限制因素为主。本研究结果可为理解气候变化背景下盐沼植物对极端高温的适应机制提供参考依据。

    云南松形态和叶片碳氮磷化学计量及其海拔变化特征
    刘俊雁,董廷发
    2020, 39(1):  139-145. 
    摘要 ( 41 )   PDF (1096KB) ( 11 )  

    云南松(Pinus yunnanensis Franch.)是我国西南地区特有的物种,在当地的经济、生态和水土保持功能方面占有重要地位。本研究以云南东北部不同海拔的云南松天然次生林为对象,测定了成年植株的胸径、株高、叶片长度、干重、比叶长及叶片碳、氮、磷含量,分析了不同海拔下叶片碳氮磷化学计量特征。结果表明:随海拔升高,胸径、株高、叶P含量和叶C∶N呈现“中间高,两头低”的趋势,而叶C∶P和N∶P呈现的趋势与叶P和叶C∶N的相反;云南松叶片单束松针长、比叶长、叶C、N随海拔升高呈明显降低的趋势,而单束松针重呈增加的趋势;各海拔的N∶P值(平均值为5.82±0.10)均小于14,且与植株胸径、株高呈显著负相关;该地区云南松对海拔具有较强的适应性,植株生长主要受N元素的营养限制,该结果支持生长速率假说。本研究揭示了云南松化学计量特征的空间格局变化规律,为云南松林的经营管理提供科学依据。

    江苏省不同种植年限的西/甜瓜农田土壤线虫群落特征
    高飞,赵贺,周峰,倪玮,李辉信,焦加国,孙兴祥
    2020, 39(1):  155-163. 
    摘要 ( 36 )   PDF (561KB) ( 10 )  

    在江苏省主要西/甜瓜产区,采集不同种植年限的西/甜瓜农田土壤,采用线虫形态学的鉴定方法,分析了不同种植年限西/甜瓜农田土壤线虫的数量、群落结构及相关生态指数的变化。结果表明:所有调查样点中,共发现土壤线虫54属,平均682条·100 g-1干土,其中原杆属线虫、拟丽突属线虫和矮化属线虫在不同种植年限的西/甜瓜农田土壤中均为优势属;随着种植年限的增加,土壤线虫的总数量虽无显著变化,但其中食细菌类线虫和杂食捕食类线虫数量显著减少,而植物寄生类线虫数量显著增加;植物寄生类线虫中的矮化属、根结属线虫数量不断增加;随着种植年限的增加,土壤线虫的多样性指数(H)、瓦斯乐斯卡指数(WI)、自由生活线虫成熟度指数(MI)显著降低,线虫通道指数(NCR)、植物寄生线虫成熟度指数(PPI)、PPI/MI显著升高,其他指数无显著变化;相关性分析结果显示,土壤线虫数量与土壤pH、速效磷、有效锌和有效硼均呈显著正相关;土壤pH、有机质、全氮、速效钾、有效硼和有效锌对土壤优势属线虫的影响较大;连续种植西/甜瓜会增加土壤植物寄生类线虫数量,进而可能造成西/甜瓜连作障碍的发生;连续种植6~10年,土壤线虫的多样性最低、稳定性最差,土壤环境已趋于恶化。

    北戴河湿地朱鹮野化训练
    谢鹏,赵海彤,刘冬平,周亮,赵国利
    2020, 39(1):  180-185. 
    摘要 ( 54 )   PDF (701KB) ( 13 )  

    朱鹮(Nipponia nippon)是世界濒危物种,中国Ⅰ级重点保护动物。为了进一步扩大其种群分布范围,2018年7月将20只朱鹮从陕西洋县朱鹮救护饲养中心引入到北戴河国家湿地公园开展野化饲养。为了解朱鹮对该地模拟自然环境的野化适应效果,于2018年7—10月对朱鹮在大网笼中的行为和栖息地利用进行了观察。野化训练过程中,朱鹮在训练笼中快速获得良好的飞行技巧,飞行中能够避免碰撞野化网笼软网。持续飞行时间从观察初期的(106.8±93.4) s,增长至后期的(145.8±118.1) s。野化训练第1天,有70%个体在树上夜宿,其他个体在地面及栖杠上夜宿;30 d时间内,朱鹮全部获得树上夜宿能力。野化训练后期和前期相比,觅食时间从55.4%提高至58.3%,并显著提高了对浅水觅食地的利用率。后期显著提高了警戒行为的时间比例,并表现出对猛禽等天敌的防御反应。通过87 d的野化训练,试验个体的行为和生境利用发生较大变化并趋于稳定,表明其已基本适应了当地的新环境。为了进一步适应放飞后的野外环境多样性,建议在今后的野化训练中改变朱鹮的投食策略,增加觅食难度,并开展当地特有食物的投喂试验。

    盐城滨海海堤林中黑尾蜡嘴雀和黑卷尾的巢址选择与生态位
    刘彬,许鹏,薛丹丹,安玉亭,鲁长虎
    2020, 39(1):  186-193. 
    摘要 ( 37 )   PDF (606KB) ( 11 )  

    繁殖期鸟类的巢址选择受到很多因素的影响。许多雀形目鸟类选择在树上营巢,但开阔的沿海地区通常缺乏成片的自然林地,人工种植的廊道状海堤林则成为多种雀形目鸟类的营巢地。2018年4—8月在江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区境内的海堤林中,对繁殖鸟类巢的分布及两种优势繁殖鸟类——黑尾蜡嘴雀(Eophona migratoria)和黑卷尾(Dicrurus macrocercus)的巢址选择进行了研究,分析了两种鸟类的生态位重叠情况。结果表明:海堤林生境中共发现10种繁殖鸟的127个巢,鸟巢多数位于5 m以上的空间;影响黑尾蜡嘴雀巢址选择的主要因素是巢树和灌木等,巢位置、乔木和安全等因素是次要因素(前5主分量累计贡献率为71.9%);影响黑卷尾巢址选择的主要是巢树因素和灌木因素,巢向、乔木因子是次要因素(前5主分量累计贡献率78.0%);在巢址生态位分化上:两种鸟类的巢向(Utest,Z=-3.013,P<0.01)、巢高(Utest, Z=-6.718,P<0.01)、巢位置(Utest,Z=-5.402,P<0.01)、隐蔽性(Utest, Z=-4.081,P<0.01)选择上存在极显著的差异,两者在这些因子存在生态位分化;两种鸟类在12个巢址因子选择上的生态位重叠值都较大(最小值为0.500,最大值为0.998),存在激烈的种间竞争;在滨海地区,海堤林是依赖树木筑巢繁殖鸟类的重要栖息地,需要加强保护与管理。

    基于MaxEnt模型的渤海湾沿岸鸻鹬类栖息地适宜性评价
    赵宁,夏少霞,于秀波,段后浪,李瑾璞,陈亚恒
    2020, 39(1):  194-205. 
    摘要 ( 73 )   PDF (2703KB) ( 21 )  

    渤海湾沿岸是鸻鹬类迁徙路线的重要栖息地。由于自然和人为原因,栖息地面积减少,质量恶化。因此,开展渤海湾沿岸鸻鹬类栖息地适宜性评价,对湿地生物多样性保护有重要意义。基于鸻鹬类点位信息和环境因子数据,利用MaxEnt模型对渤海湾沿岸2000年和2015年鸻鹬类栖息地适宜性进行评价。结果表明:土地利用/覆被、NDVI、年均气温、坡向是影响鸻鹬类分布的主要因子;鸻鹬类适宜栖息地主要分布在河北唐山南部和天津滨海地区。研究时段内渤海湾沿岸适宜栖息地面积总体有所下降,河北适宜栖息地面积下降,天津和山东增加;栖息地适宜性增加地区主要集中于天津南部、山东东南部,下降地区主要分布在河北丰南、黄骅及天津宁河县。该研究可识别渤海湾沿岸鸻鹬类适宜栖息地的分布范围及变化趋势,对该区域鸻鹬类保护及栖息地管理具有重要参考意义。

    天津盐碱化沼泽湿地开垦对土壤团聚体有机与无机碳含量的影响
    朱源山,王义东,郭长城,尚云涛,薛冬梅,李军,王中良
    2020, 39(1):  206-216. 
    摘要 ( 43 )   PDF (1834KB) ( 9 )  

    目前,开垦对沼泽湿地土壤有机碳的影响已有较多研究,但针对滨海盐碱化沼泽的研究较为薄弱,特别是对无机碳的影响尚不清晰,从而导致无法全面评估开垦对总碳的影响。本研究选取天津七里海盐碱化沼泽湿地和对应长期开垦(约60年)后的农田作为研究对象,采集0~15和15~30 cm两层土样,采用湿筛法得到>2、0.25~2、0.053~0.25和<0.053 mm 4个粒级水稳性团聚体。结果表明:湿地长期开垦后,表层(0~15 cm)和下层(15~30 cm)土壤大团聚体(>2 mm)比例均显著降低(-48.1%、-58.1%),微团聚体(0.053~0.25 mm)比例均显著增加(+166.1%、+70.0%);各粒级团聚体有机碳含量均显著降低(31.2%~56.8%);表层土壤(0~15 cm)中等团聚体(0.25~2 mm)和矿质颗粒组分(<0.053 mm)无机碳含量显著增加(+85.4%、+75.4%);而下层土壤(15~30 cm)各级团聚体无机碳含量均显著增加(182.3%~448.2%);表层土壤大团聚体(>2 mm)、中等团聚体(0.25~2 mm)总碳含量显著降低(-12.9%、-21.9%),而总碳含量在表层土壤微团聚体(0.053~0.25 mm)、矿质颗粒组分、下层土壤各级团聚体均无显著变化。可见,滨海盐碱化沼泽湿地开垦虽导致有机碳含量降低,但无机碳含量却具有显著反补作用,从而减缓或抑制了碳库流失。因此,在滨海盐碱化地区,今后应更加重视开垦过程中土壤无机碳动态变化及其对总碳的影响。

    大汶河水生态环境健康状况与土地利用的相关性
    申祺,魏杰,武玮,申晨晨,王天艺,王丽
    2020, 39(1):  224-233. 
    摘要 ( 46 )   PDF (1667KB) ( 17 )  

    为了解大汶河水生态环境现状及河岸带土地利用类型对其影响,基于2017年4月大汶河流域水生态调查数据,采用主成分分析和相关分析方法对流域地形、水文、水环境因子、主要水生生物因子和栖息地质量5个方面共19个候选指标进行筛选和优化,构建了大汶河生态系统健康评价多指标体系并用于大汶河水生态健康评价。结果表明:水环境因子和水生生物类型指标在健康评价指标体系中所占权重较大;大汶河水生态系统健康状况评价结果主要以一般和较差为主,分别占总采样点的58.33%和20.83%,仅瀛汶河上段、大汶河南支上段和大汶河干流下段部分断面处于健康或亚健康水平;城镇村及工矿用地、耕地和交通用地与大汶河生态健康综合指数呈负相关,是该流域水生态系统受到破坏的主要因素。

    水稻幼苗根对羧基化多壁碳纳米管复合镉胁迫的生长生理响应
    刘玲,戴慧芳,唐凤雪,张进,许婷婷,刘海燕
    2020, 39(1):  252-259. 
    摘要 ( 38 )   PDF (1507KB) ( 34 )  

    为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合镉(Cd)胁迫对植物生长生理的影响,采用液体培养方法,以水稻(Oryza sativa L.)为受试作物,测定了0~12.0 mg·L-1 MWCNTs-COOH、10 μmol·L-1 Cd单一和复合处理水稻幼苗21天后根生长、氧化损伤、抗氧化酶活性及根中Cd含量的变化。结果表明:(1)MWCNTs-COOH单一处理,根长、根鲜重均低于对照,并表现出先升高后降低的趋势,当其浓度达到12.0 mg·L-1时,较对照分别下降了9.3%和15.2%,且低于10 μmol·L-1 Cd单一处理;而复合处理组水稻幼苗根长、根鲜重、干重皆低于对应的单一处理;(2)MWCNTs-COOH单一胁迫下,水稻根的超氧自由基(O2-·)明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性升高,3.0和6.0 mg·L-1 MWCNTs-COOH处理下,SOD、POD活性最高;(3)MWCNTs-COOH复合Cd胁迫下,水稻根的SOD、POD活性大均低于单一处理组,而丙二醛(MDA)及羰基化蛋白含量均显著高于单一处理;(4)MWCNTs-COOH复合Cd后,水稻幼苗根尖细胞死亡加剧,其中,10 μmol·L-1 Cd与12.0 mg·L-1 MWCNTs-COOH复合处理的根尖根冠区细胞伊文斯蓝染色最深;(5)1.5~6.0 mg·L-1 MWCNTs-COOH复合Cd处理水稻幼苗后,其根中Cd含量呈上升趋势,且在6.0 mg·L-1浓度处理时达到最大值303.30 μg·g-1;高浓度MWCNTs-COOH及其与Cd的复合均对水稻根产生毒性效应。

    综述与专论
    植物群落向土壤有机碳输入及其对气候变暖的响应研究进展
    马志良,赵文强
    2020, 39(1):  270-281. 
    摘要 ( 68 )   PDF (623KB) ( 24 )  

    植物群落作为陆地生态系统土壤有机碳的主要来源,可通过地表凋落物分解、细根周转和根系分泌物等方式将光合作用同化的碳输入到土壤中。全球气候变暖正深刻地影响植物群落的分布、结构与功能,改变森林地上和地下凋落物产量与分解速率和根系分泌过程,从而改变植物群落向土壤输入有机碳数量。本文综述了植物群落向土壤有机碳输入过程及其对气候变暖的响应研究进展。研究表明,气候变暖可通过影响植物群落生产直接影响凋落物产量和根系分泌过程,还可通过改变凋落物分解环境条件、凋落物基质质量和分解者群落结构与活性等非生物与生物因子而间接作用于凋落物向土壤有机碳输入过程。气候变暖还可通过影响植物根系性状、根系分泌物化学组成等间接影响植物根系向土壤输入的碳量,但其具体机制还需深入探讨。未来的研究应该关注气候变暖导致植物群落结构改变进而影响土壤有机碳输入的具体机制以及粗木质残体对土壤有机碳输入的贡献,同时还应注重植物凋落物与根系分泌过程的整合研究,以期更全面地认识气候变暖背景下植物群落对土壤碳库及碳循环过程的贡献。

    外来入侵植物反枝苋的研究进展
    魏莹,李倩,李阳,毛祝新,王宇超,岳明
    2020, 39(1):  282-291. 
    摘要 ( 44 )   PDF (679KB) ( 12 )  

    本文对反枝苋生物学特性、入侵过程及可能分布区域与影响其分布的相关因子、除防、应用的相关研究进行了综述。结果发现:反枝苋种子能够适应较广的萌发条件,特别是在高温条件下具有高萌发率;反枝苋能够调整生物量及生理生化过程来应对环境变化,具有很强的可塑性;随着气候环境的变化,反枝苋的入侵持续进行,下一步将会向中国西南地区入侵;研制、筛选新型除草剂及探索除草剂的施用方法是目前针对反枝苋产生抗药性的解决途径;反枝苋具有较高的营养价值及药用价值,且在植物修复方面具有潜在前景。目前对反枝苋的研究还存在不足,应在以下方面进行加强:(1)在环境压力下的适应性进化机制及快速适应性的分子基础;(2)对入侵地土壤微生物群落、植物群落及动物的影响及其机制的研究;(3)平衡应用与防御之间的矛盾。

    方法与技术
    水分驱动下茵陈蒿(Artemisia capillaris  Thunb.)地上生物量模型与异速生长特征
    李浪,李义博,马全会,于鸿莹,刘晓迪,戚妙,许振柱
    2020, 39(1):  337-348. 
    摘要 ( 63 )   PDF (1299KB) ( 11 )  

    构建生物量预估模型,探究生物量在各器官中的分配策略和异速生长关系及其对环境因子的响应,对理解植物群落结构、功能、碳储存和分配机制具有重要意义。本研究以内蒙古荒漠草原常见种茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)为对象,在不同水分处理下,利用易测指标,如株高、基径、分枝数、冠幅和生物量等参数建立生物量模型,采用标准化主轴分析法分析其异速生长关系。结果表明:在不同水分处理下,茵陈蒿的最佳生物量预估模型的变量选择不同;不同水分处理下茵陈蒿各器官间、各器官与地上生物量间的异速生长关系不同,但相对于自然降水量,增水和减水50%下均为等速生长,这说明在不同水分条件下茵陈蒿对各器官间的资源配置存在权衡策略,符合最优分配假说;而在极端气候条件下,各器官对资源的竞争会变弱;在荒漠草原中,对草本植物进行生物量模拟,选择预测变量和方程模型时,应考虑生长季降水量。本研究可为荒漠草原草本植物生物量预估模型的建立和异速生长关系对环境因子适应的理解等提供方法支持及理论依据。