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    2020年 第39卷 第5期    刊出日期:2020-05-10
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    2020, 39(5):  0. 
    摘要 ( 50 )   PDF (486KB) ( 76 )  
    研究报告
    近40年科尔沁沙地植被时空变化及其驱动力
    吕家欣,李秀芬,郑晓,聂哲,刘思嫱
    2020, 39(5):  1399-1408. 
    摘要 ( 177 )   PDF (3440KB) ( 175 )  
    科尔沁沙地是我国沙漠化土地防治的重点工程区。近些年来,受气候变化、生态工程建设和人类活动的影响,该区的植被生长发生了一定的变化。研究区域植被的动态变化,可为后期沙地的综合治理和工程的合理建设提供科学依据。基于此,以1981—2015年NOAA-NDVI、MODIS-NDVI数据及同期气象和社会经济数据为依托,采用一元线性回归和相关分析的方法,对科尔沁沙地NDVI的时空变化及驱动因素进行了研究。结果表明:(1)1981—2015年NDVI整体呈波动的增长趋势(增速为0.00114 a-1);空间上NDVI呈增长趋势的区域(面积占68.8%)主要位于东南缘及中部部分地区,而研究区的西北缘呈降低趋势。(2)不同程度沙漠化区的NDVI均表现为先降低(1981—2000年)后上升(2001—2015年)的变化过程,说明前期遭受破坏的植被在后期得以恢复。(3)驱动力分析表明,降水和温度是驱动科尔沁沙地部分区域NDVI变化的影响因素;人口变化和生态工程的实施均驱动了区域内植被的时空变化;而经济的发展并不是该区植被变化的主要驱动因素。
    高寒草原不同植物群落地上-地下生物量碳分布格局
    刘立,胡飞龙,闫妍,卢晓强,李雪华,刘志民
    2020, 39(5):  1409-1416. 
    摘要 ( 100 )   PDF (1418KB) ( 40 )  
    高寒草原具有独特的自然生境和生物资源,对高寒草原开展系统研究对于减缓气候变化与草原恢复具有重要实践意义。以往研究主要针对高寒草原生物量碳开展整体评估,缺乏对不同群落类型间的定量比较。本文分析了高寒草原10种主要典型植物群落地上-地下生物量碳分布格局以及对总生物量碳的贡献差异。结果表明:高寒草原面积为167.33×106 hm2,总生物量碳为1.53 Pg(1 Pg=1015 g),其中地上生物量碳0.19 Pg,地下生物量碳1.34 Pg;紫花针茅、青藏苔草和紫花针茅-小蒿草群落面积大,生物量碳密度高,为高寒草原贡献了69.3%的生物量碳。高寒草原平均生物量碳密度为690.80 g C·m-2,其中紫花针茅群落(196.14 g C·m-2)和蔷薇群落(177.93 g C·m-2)具有最高的地上生物量碳密度(AGC);蔷薇(1491.18 g C·m-2)和紫花针茅-小蒿草群落(1306.51 g C·m-2)则具有最高的地下生物量碳密度(BGC),且显著高于其他群落类型(P<0.05)。不同群落的BGC在土壤中的垂直分布格局存在较大差异,驼绒藜、盐爪爪、金露梅、紫花针茅、青藏苔草、紫花针茅-小蒿草、蔷薇、固沙草、砂生槐等群落的BGC主要集中在表层土壤(0~10 cm),分布曲线呈指数函数,而华扁穗草群落的BGC则集中在40~60 cm土壤层,分布曲线呈二次函数关系。对草原植物群落的地上地下生物量碳开展评估,可以提高生物量碳的估算精度,为草原生态管理提供更有力的数据支持。
    大兴安岭泥炭地不同菌根类型木本植物叶片凋落物分解及其温度敏感性差异
    刘姗姗,石福习,徐佳文,吴盼盼,毛瑢
    2020, 39(5):  1417-1725. 
    摘要 ( 138 )   PDF (1584KB) ( 93 )  
    以我国大兴安岭多年冻土区泥炭地常见的3种外生菌根木本植物(细叶沼柳Salix rosmarinifolia、白桦Betula platyphylla和柴桦B. fruticosa)和4种欧石楠菌根木本植物(笃斯越桔Vaccinium uliginosum、狭叶杜香Ledum palustre、甸杜Chamaedaphne calyculata和小叶杜鹃Rhododendron parrifolum)为研究对象,通过315天培养试验测定10和20 ℃叶片凋落物分解过程中的碳(C)累积矿化量和重量损失,并分析其温度敏感性。结果表明:外生菌根植物叶片凋落物的C矿化量和重量损失在10和20 ℃均高于欧石楠菌根植物;外生菌根植物凋落物分解过程中C矿化量的温度敏感性系数高于欧石楠菌根植物,但重量损失的温度敏感性系数低于欧石楠菌根植物;在每一培养温度下,C矿化量和重量损失均与凋落物全氮(N)和全磷(P)浓度呈正相关,与C/N和C/P呈负相关;尽管C矿化量的温度敏感性系数与凋落物初始化学组成无显著相关性,但重量损失的温度敏感性系数与凋落物全N和全P浓度呈负相关,与C/N和C/P呈正相关。本研究结果为认识和预测气候变暖及其引起的物种组成变化对北方泥炭地植物凋落物分解的影响提供理论依据。
     
    四川红杉-岷江冷杉原始林凋落物K和Na的归还动态
    曾欣,付长坤,杨佳萍,朱亮,吴福忠,张丽
    2020, 39(5):  1426-1435. 
    摘要 ( 135 )   PDF (1511KB) ( 90 )  
    以凋落物为载体的养分归还是生态系统物质循环的主要过程,也是林木生长所需养分的重要来源。相对于其他元素,钾(K)和钠(Na)在调节渗透压方面有着极其重要的作用,且淋溶作用强烈,极易流失,但缺乏必要关注。因此,以海拔3589 m高山峡谷区典型的四川红杉(Larix mastersiana)岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,在2015年9月到2016年8月期间调查了不同类型凋落物中K和Na元素在不同时期的归还特征。结果表明:1)凋落物K和Na元素年归还量分别为25.34和4.44 kg·hm-2,表现为:凋落叶>凋落枝>其他凋落物>凋落皮>附生植物>繁殖器官。其中,凋落叶和枝占总凋落物K和Na元素归还的85%以上;2)总凋落物、凋落叶和枝的K、Na元素归还动态呈现“双峰型”,最大值出现在5月和10月;凋落皮和繁殖器官K、Na元素归还动态呈现“单峰型”,最大值出现在5月;3)乔木层树种凋落物的K和Na元素呈现“双峰型”的归还模式,最大值在5月和10月,灌木树种凋落物的K和Na元素呈现“单峰型”归还模式,最大值在9—10月。这些结果说明了高山峡谷区典型针叶林不同类型凋落物元素归还的季节性特征,为进一步认识区域森林物质循环及相关的生态学过程提供了基础数据。
     
    增温对亚热带森林土壤可浸提有机碳的影响
    白皓宇,杨智杰,郑永,熊德成,周嘉聪
    2020, 39(5):  1436-1444. 
    摘要 ( 133 )   PDF (1179KB) ( 69 )  
    土壤可浸提有机碳(WEOC)在森林碳循环中起到重要作用,对气候变化有着高度的敏感性。本研究利用土壤增温(+5 ℃)技术,通过3种不同浸提方式研究增温对亚热带森林土壤可浸提有机碳的影响。结果表明:增温并没有改变不同土壤深度冷水(CWEOC)与盐浸提(SWEOC)的WEOC浓度,但增温减少了0~10 cm土层的热水浸提可浸提有机碳(HWEOC)的浓度(-51.2%),而增加了10~20、20~40和40~60 cm土层的HWEOC浓度,分别增加67.1%、781.7%和501.6%。与对照相比,增温分别增加了20~40和40~60 cm土层的微生物生物量碳(MBC)98.2%和163.1%,但对0~10和10~20 cm土层MBC没有影响。不同方法浸提的WEOC浓度存在显著差异,总体上以CWEOC浓度最低,HWEOCSWEOC分别在土壤表层与底层最高。因此,在气候变暖条件下,增温促进根系向深层土壤生长,提高深层土壤根系碳输入和微生物活性,从而导致土壤WEOC的变化。同时,不同浸提方法的结合,可以更有效反映土壤中WEOC的来源与变化。本研究结果为深入了解亚热带土壤碳循环对气候变化的响应机制提供依据。
    沙地樟子松人工林土壤理化性质与微生物生物量的动态变化
    林雅超,高广磊,丁国栋,王学林,魏晓帅,王陇
    2020, 39(5):  1445-1454. 
    摘要 ( 129 )   PDF (1522KB) ( 92 )  
    为揭示不同林龄沙地樟子松人工林土壤理化性质和微生物生物量的动态和相互关系,以毛乌素沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地不同林龄樟子松人工林为对象,分析土壤理化性质、土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮变化规律。结果表明:樟子松人工林土壤理化性质随林龄增加在不同沙地中表现不同,毛乌素沙地土壤容重和养分含量明显降低,科尔沁沙地土壤孔隙度和养分含量明显升高,呼伦贝尔沙地土壤养分则呈现先增加后降低趋势。与土壤理化性质变化趋势类似,毛乌素沙地樟子松人工林土壤微生物生物量氮随着林龄的增加而降低,科尔沁沙地土壤微生物生物量氮随着林龄的增加而升高,呼伦贝尔沙地土壤微生物生物量氮随着林龄的增加呈先增加而后降低趋势。影响毛乌素沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地土壤微生物生物量碳、氮的主要因子分别是硝态氮、铵态氮和有机质含量。毛乌素与科尔沁沙地樟子松人工林主要限制因子为土壤氮,而呼伦贝尔沙地樟子松受土壤有机碳限制较强。
    森林次生演替和土壤层次对微生物群落结构的影响
    邵鹏帅,解宏图,鲍雪莲,梁超
    2020, 39(5):  1455-1463. 
    摘要 ( 220 )   PDF (1169KB) ( 107 )  
    森林次生演替与生态系统结构和功能的动态变化密切相关。大多数研究主要关注植物群落以及土壤有机碳(SOC)的变化,然而土壤微生物群落如何响应森林次生演替还需要进一步探究。本研究以长白山森林次生演替序列(20、80、120、200和≥300年)和两个土壤层次为对象,采用磷脂脂肪酸微生物标志物,探究温带森林次生演替过程中地下微生物群落结构变化。森林次生演替改变了土壤微生物群落结构,主要归因于某些特定微生物类群的变化,演替前期革兰氏阴性菌和腐生真菌占主导,而在演替后期革兰氏阳性菌和丛枝菌根真菌占主导。另外,土壤有机质数量和质量差异是影响微生物群落结构和生物量的主要环境因素。森林演替前期和中期增加的SOC含量促进了微生物生物量,而演替后期增加的难分解芳香族有机组分抑制了微生物生物量合成。土壤层次间理化性质的差异导致微生物群落变化,有机质层高的SOC以及氮含量导致更多微生物生物量的合成。微生物群落在时间和空间尺度的变化及其驱动因素反映了生态系统结构和功能对环境变化的响应。
    多年冻土退化地区湿地土壤温室气体排放及其影响因子
    徐丽,李成旭,张军辉,冯月,张蕾,韩士杰
    2020, 39(5):  1464-1473. 
    摘要 ( 118 )   PDF (1617KB) ( 87 )  
    采用野外原位实验静态箱气相色谱法,研究了兴安岭多年冻土不同程度退化地区生长季湿地土壤温室气体CH4、CO2和N2O的排放通量特征,同时分析了环境因子对土壤温室气体排放的影响。结果表明:1)3种类型冻土区(季节性冻土区、岛状多年冻土区、连续多年冻土区,分别用D1、D2、D3表示)土壤在生长季时期表现为CO2和N2O的源;D1和D3为CH4的源,D2为CH4的汇。D1、D2、D3土壤在生长季中平均CH4排放通量分别为(0.127±0.021)、(-0.020±0.006)、(0.082±0.019) mg·m-2·h-1;CO2排放通量分别为(371.50±66.73)、(318.43±55.67)、(213.19±37.05) mg·m-2·h-1;N2O排放通量分别为(24.05±2.62)、(8.07±2.42)、(2.17±0.25) μg·m-2·h-1。土壤CO2和N2O排放通量随多年冻土退化程度的加剧呈现出升高的趋势。2)细根生物量、凋落物生物量、全碳、全氮、可溶性有机碳、总可溶性氮、土壤容重、土壤温度、土壤含水量等均影响温室气体排放,3种不同类型冻土区土壤CH4、CO2和N2O的排放差异是诸多影响因子综合作用的结果。
    不同CO2浓度和N肥水平对粳稻茎鞘非结构性碳水化合物含量与积累的影响
    曹培培,杨凯,吕春华,黄耀,于凌飞,胡正华,孙文娟
    2020, 39(5):  1474-1483. 
    摘要 ( 98 )   PDF (1450KB) ( 70 )  
    为了解CO2浓度升高和N肥水平对水稻茎鞘内非结构性碳水化合物(NSC)含量和积累量的影响,利用开顶式气室(OTC),以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,设置3个CO2浓度水平:对照T0(背景大气)、T0+120 μmol·mol-1(T1)和T0+200 μmol·mol-1(T2)。在OTC内采用盆栽方式,设置3个氮(N)肥水平:10 g N·m-2(N1)、20 g N·m-2(N2)和30 g N·m-2(N3)。分别于水稻抽穗期、灌浆期(抽穗后20 d)和成熟期对地上部分各器官生物量、茎鞘NSC含量以及顶部四张叶片的N含量进行分析。结果表明:CO2浓度升高对抽穗期叶N含量总体无显著影响,但显著降低灌浆期N2和N3水平的叶N含量;CO2浓度升高对抽穗期茎鞘NSC含量和积累量无显著影响,抽穗期置换到高CO2浓度环境使灌浆期茎鞘NSC积累显著增加,置换到低CO2浓度环境使NSC积累显著减少。同一CO2浓度条件下,NSC含量和积累量均为N1>N2>N3,且N1处理均显著高于N3处理,CO2浓度升高和N水平的交互作用对灌浆期茎鞘NSC含量影响显著。水稻产量在不同CO2浓度水平间无显著差异,但随施氮水平的提高而增加。抽穗期与灌浆期水稻茎鞘NSC含量和积累量与茎鞘干重呈极显著正相关,与叶N含量呈极显著负相关;叶N衰减越慢,灌浆期水稻茎鞘NSC残留比(RNSC)越低;结实率和产量与RNSC呈显著负相关,RNSC越大,茎鞘NSC转移的越少,结实率和产量越低。
    淹水和盐胁迫对湿地植物菰生长的影响
    陈方圆,古勇波,白江珊,娄彦景
    2020, 39(5):  1484-1491. 
    摘要 ( 106 )   PDF (1559KB) ( 27 )  
    气候变化不断加剧盐碱湿地的水盐胁迫,进而加速盐碱湿地植被的退化。本研究以莫莫格自然保护区的菰(Zizania latifolia)为实验材料,利用温室控制开展了淹水与盐度的双因素交互盆栽实验,设置4个淹水深度(5、15、30和60 cm)和4个盐度(0、15、50和100 mmol·L-1),探究菰对于淹水和盐胁迫的耐受程度及适应策略,为松嫩平原西部盐碱湿地的保护与恢复提供科学依据。结果表明:(1)淹水显著影响了菰的生长和生物量分配(P<0.05),随着淹水深度的增加,菰的株高和地上生物量增大,而根茎长、根长、总生物量、地下生物量及根冠比均显著减小,叶面积则先增加后减小;(2)盐度影响了除根冠比外的其他所有指标,随着盐度的增加,菰的株高、叶面积、根茎长、根长、总生物量及地上、地下生物量均受到抑制(P<0.05);(3)淹水深度和盐胁迫具有一定的协同效应,二者的交互作用对株高和地上、地下生物量的影响达到显著水平(P<0.05)。总体来看,菰在实验设定的60 cm淹水深度及100 mmol·L-1盐度下均可以生存,不同胁迫条件下其生长情况表现出明显差异。可见,菰对淹水具有很强的耐受性,可以通过地上部分的伸长和地上生物量分配的增加来抵抗淹水的胁迫;而对盐度的耐受性则较弱,在盐胁迫下其形态发育和物质积累均受到明显的抑制。
    黑、吉、辽、蒙归化植物分布格局及其影响因素
    罗莉,李龙沁,许光耀,杨皓璐,贺梦璇,李洪远
    2020, 39(5):  1492-1500. 
    摘要 ( 115 )   PDF (2636KB) ( 34 )  
    为了解黑、吉、辽、蒙归化植物分布格局及其驱动因素,本研究基于实地调查和资料收集,对黑、吉、辽、蒙4省(区)48个地级市(盟)归化植物物种组成及时空分布进行了分析。结果表明:当前四省(区)共有归化植物70科239属370种,菊科、禾本科和豆科最多,约七成为人为有意引入,欧洲是最大原产地。不同地级城市归化植物多样性差异较大,整体呈东高西低趋势,省内存在“强省会”现象。沈阳、哈尔滨、呼和浩特等省会城市及大连等沿海发达城市归化植物分布较多。通辽市、松原市和鄂尔多斯市等平原或草原地区分布较少。GDP、土地利用程度和年均气温是造成该分布格局的主要因素。Logistic拟合显示,目前黑、吉、辽、蒙归化植物种数已趋于稳定,但随着“东北振兴”,四省(区)经济必将出现新局面,归化植物累积速度很可能加快,相关部门仍需保持警惕。
    海珠国家湿地公园浮游植物群落结构时空变化
    朱明明,范存祥,吴中奎,邱小常,黄业辉,荣玉琴,赵建刚,钟文,张修峰
    2020, 39(5):  1501-1508. 
    摘要 ( 173 )   PDF (1596KB) ( 74 )  
    浮游植物是湿地生态系统的重要组成成分,其数量及群落结构变化会对湿地生态系统的结构和功能产生重要影响。为了解海珠国家湿地公园浮游植物群落结构及时空动态变化特征,于2017年冬、2018年夏两季分别进行了调查。结果表明:海珠国家湿地公园共检到浮游植物171种,隶属7门64属,其中绿藻门、硅藻门和蓝藻门种类分别占总种类的44%、26%和13%;广州平裂藻(Merismopedia cantonensis)和细小平裂藻(Merismopedia minima)在两季均为优势种,冬季啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)也较多;浮游植物群落结构、丰度与生物多样性指数具有明显季节变化,冬季硅藻和绿藻占优,分别占藻类总丰度的32%和29%;夏季蓝藻占绝对优势,占68%;夏季浮游植物平均丰度达(25.58±18.47)×106 cells·L-1,约为冬季的3倍;Shannon物种多样性指数和Pielou均匀度指数冬季分别为4.38和0.77,夏季分别为2.92和0.51;从空间上看,海珠湖浮游植物种类、多样性指数均较低,而丰度较高;塘涌和西江涌硅藻丰度最大,其他位点均以蓝藻占优;水体总氮和温度是影响浮游植物群落结构变化的重要因素。本研究可为海珠国家湿地公园的管理和保护提供参考。
     
    大相岭自然保护区珙桐群落植物区系、结构及动态
    张潇月,周润惠,余飞燕,叶鑫,王敏,齐锦秋,郝建锋
    2020, 39(5):  1509-1517. 
    摘要 ( 128 )   PDF (1187KB) ( 136 )  
    在多次调查的基础上,对四川大相岭自然保护区珙桐(Davidia involucrata)群落的植物区系组成、群落结构、更新现状以及群落演替进行了探究。结果表明:(1)大相岭自然保护区的植被为亚热带向温带过渡的区系类型,大量古老孑遗属的存在反映出珙桐群落植物区系的孑遗性和古老性。(2)群落整体径级结构呈偏正态分布型,高度级结构呈倒J型,群落结构发展趋势较为稳定。(3)大相岭自然保护区珙桐种群整体年龄结构近似呈金字塔型,为增长型种群。总体来说,珙桐纯林(C类型群落)搭配优势度最优,处于后期稳定型演替阶段,是大相岭自然保护区珙桐群落中的顶极群落。研究认为,设立专门的珙桐保护区开展就地保护是针对此类珙桐原生群落有效的保护方法。
    目录
    兰州市典型绿化树种叶性状间的权衡关系
    杨克彤,陈国鹏,李广,俞筱押,张凯,汤东,张文祥,郭英杰
    2020, 39(5):  1518-1526. 
    摘要 ( 123 )   PDF (1138KB) ( 40 )  
    植物叶性状的权衡关系反映了植物对环境的高度适应性及其在复杂生境下的自我调控能力,了解半干旱区城市绿化树种叶性状间的权衡关系,比较不同生长型(针叶和阔叶)树种异速生长的差异有助于进一步认识植物的进化机制。以兰州市典型绿化树种(13种针叶树和47种阔叶树)为对象,测量部分叶性状,采用标准化主轴估计和系统独立比较分析的方法比较不同性状间的权衡关系。结果表明:不同生长型树种叶面积、叶体积与叶片干重之间均为等速生长关系,针叶和阔叶树种间并无显著差异;叶厚与叶面积间为“此消彼长”的权衡关系,但并不显著;阔叶叶长与叶宽间异速生长斜率为0.764。兰州市典型绿化树种叶性状间的权衡可能是长期适应黄土高原特殊生境的自适应过程,也说明部分性状间存在协变关系,阔叶绿化树种的权衡表明其符合“快速投资收益”特征。
    研究报告
    缺苞箭竹(Fargesia denudata)和拐棍竹(F. robusta)的饲用品质差异
    张全建,赖长鸿,龚旭,张远彬
    2020, 39(5):  1527-1537. 
    摘要 ( 91 )   PDF (1327KB) ( 34 )  
    缺苞箭竹(Fargesia denudata)和拐棍竹(F. robusta)分别是岷山和邛崃山山系野生大熊猫取食频率最高的竹种。本文以四川王朗自然保护区的缺苞箭竹和卧龙自然保护区的拐棍竹为研究对象,通过比较其营养成分、单宁和总酚含量,明确二者的饲用品质差异,以期为野生大熊猫潜在栖息地、廊道以及人工纯林等建设的竹种选择提供依据。结果表明:(1)缺苞箭竹的粗蛋白和粗纤维含量显著优于拐棍竹(P<0.05);(2)拐棍竹的笋、茎的钙和笋、叶磷含量显著优于缺苞箭竹(P<0.05);(3)氨基酸总量、单宁和总酚含量,拐棍竹的叶均更优(P<0.05),但缺苞箭竹的笋、茎单宁含量更优(P<0.05),且缺苞箭竹的笋总酚含量、茎氨基酸总量含量均更优(P<0.05);(4)粗脂肪含量,缺苞箭竹的茎、拐棍竹的笋和叶的含量稍优,但不显著(P>0.05)。两竹种在营养成分、单宁和总酚含量上的饲用价值各有优劣,配合食用,粗蛋白、氨基酸总量、钙和磷可形成互补,并减少单宁、总酚的摄入。鉴于两竹为大熊猫喜食竹种,可作为野生大熊猫潜在栖息地、廊道和人工纯林建设的竹种,在岷山和邛崃山山系的相关区域混合栽种。
    不同遮阴环境下木奶果幼苗生长与生理生化的响应
    黄河腾,黄剑坚,陈杰,陈玉娟,管东生
    2020, 39(5):  1538-1547. 
    摘要 ( 115 )   PDF (1389KB) ( 39 )  
    木奶果是一种在幼苗期和成熟期对光适应性不同的热带乔木树种。研究不同遮阴环境下木奶果幼苗的生长及生理响应机制,以明确木奶果幼苗生长的适宜光照环境范围,对木奶果的苗木栽培及生态应用意义重大。本试验设置了5个处理,即CK(无遮阴),S3(遮光率45.3%)、S4(遮光率69.2%)、S6(遮光率80.0%)和S8(遮光率90.2%),观测停扣山和谢鞋山种源的木奶果幼苗4个月后的生长生理变化情况。结果显示:随着遮阴强度的加大,木奶果幼苗的叶面积与光合色素含量一直上升;叶绿素a/b值和过氧化氢酶(CAT)活性一直下降;丙二醛含量在S6前先呈下降趋势,而后稍有上升;株高和地径增长量先升后降,相对电导率、脯氨酸(Pro)与可溶性糖(Ss)含量则表现为先降后升。强光环境下,木奶果幼苗通过增加类胡萝卜素相对含量与CAT活性,以减缓膜脂过氧化损害;弱光环境下,木奶果幼苗通过增加叶面积与光合色素含量提高光能利用率。Pro与Ss则作为综合调节物,调节渗透压,以减轻强光与弱光带来的细胞膜胁迫压力。其中,停扣山与谢鞋山种源分别在S6与S4处理下Pro与Ss含量达最低值且株高与地径增长量达最高值。表明幼苗期的木奶果具有阴生植物的特性,强光或重度遮阴都会在一定程度上抑制其生长。停扣山种源木奶果幼苗比谢鞋山种源更耐阴,反映了其种源地长期光强环境差异的影响。
    区域气温和降水对关帝山不同海拔华北落叶松径向生长的耦合效应
    任旭明,宫渊奇,王平安,薄夫京,张芸香,郭晋平
    2020, 39(5):  1548-1557. 
    摘要 ( 151 )   PDF (1898KB) ( 59 )  
    为揭示区域气温和降水在不同海拔对山地林区林木径向生长的耦合效应,在关帝山林区孝文林场和庞泉沟国家自然保护区外围4个不同海拔选取立地条件相似的华北落叶松(Larix principisrupprechtii Mayr.)人工林设置调查样地,采集典型样木样芯,采用建立年表的方法,获取年轮宽度指数,结合区域气温和降水进行相关性分析和单年分析。结果表明:在研究地区4个海拔上华北落叶松的径向生长均与区域气温和降水量有密切关系,但不同海拔响应机制不同;在1600 m海拔处,年轮宽度指数与当年4月气温极显著负相关,与当年9月降水量显著正相关;在1800 m海拔处,年轮宽度指数与上年6月气温显著负相关,降水量显著正相关;在2000 m海拔处,年轮宽度指数与当年9月气温和当年3月降水量显著负相关;在海拔2200 m处,年轮宽度指数与上年8月气温显著正相关,降水量显著负相关;随着海拔的升高,气温逐渐降低,降水量增加,两者对华北落叶松径向生长的耦合效应也发生变化,当海拔到达2000 m时,生长季降水量的增加使耦合效应关系发生转换。
    猪场废水施用对直播稻磷素吸收利用与氮磷生态化学计量的影响
    田怀凤,马军,叶迎,赵考诚,高威,黄丽芬,庄恒扬
    2020, 39(5):  1558-1565. 
    摘要 ( 102 )   PDF (504KB) ( 41 )  
    以直播稻为对象,在上海农场进行了猪场处理废水基肥和穗肥不同用量组合的田间试验,研究猪场废水对水稻磷养分吸收利用与氮磷生态化学计量的影响。结果表明:施用猪场处理废水对直播水稻干物质积累、植株磷含量有显著影响。水稻拔节期、齐穗期和成熟期干物质积累量以及产量随废水施用量增加而增加;拔节期、齐穗期和成熟期植株、秸秆及籽粒含磷量与废水用量皆呈显著正相关;不同施肥处理在整个生育期水稻植株N∶P为3.13~5.10,在拔节期、齐穗期、成熟期分别为3.13~4.83、3.42~4.35、3.98~5.10,总体上以齐穗期N∶P值较低;成熟期秸秆N∶P值变动较大(4.30~6.57),而籽粒变化较小(3.85~4.37);齐穗期植株、成熟期秸秆、籽粒和植株的N∶P值与废水施用总量皆呈显著正相关,表明废水施用对直播稻氮素吸收的促进作用大于磷素。
    秸秆还田对旱作马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性及基因表达的影响
    苏旺,谢蕊蕊,王舰
    2020, 39(5):  1566-1574. 
    摘要 ( 123 )   PDF (534KB) ( 38 )  
    为探讨秸秆还田下旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性及基因表达特性,以马铃薯栽培品种“青薯9号”为材料,以露地栽培为对照,设置秸秆还田处理,研究了马铃薯块茎形成过程中淀粉合成关键酶活性、基因表达、淀粉糊化及累积指标。结果表明:秸秆还田显著提高了旱作马铃薯SSS酶活性,降低了AGPP、GBSS酶活性,而对SBE酶活性没有显著影响;显著提高了SSIISSIII基因表达量,降低了AGPaseGBSSISBEISBEII基因表达量;显著增加了淀粉崩解值,减少了淀粉各阶段粘度、回生值,而对淀粉糊化温度没有显著影响;显著增加了直链淀粉含量及直/支链淀粉比,减少了总淀粉含量;GBSS酶活性与AGPaseSBEI基因表达量呈显著正相关,与直链淀粉含量、直/支链淀粉比呈显著负相关;SBE酶活性与SSII基因表达量、峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、总淀粉含量呈显著正相关,与崩解值、糊化温度呈显著负相关;AGPase基因表达量与直链淀粉含量呈显著负相关;GBSSI基因表达量与最终粘度、回生值呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关;淀粉糊化与累积无显著相关性。
    退化设施蔬菜地修复过程中土壤可溶性有机碳与无机氮动态
    吉春阳,冯竞仙,何云华,孙小飞,李守中,尹云锋
    2020, 39(5):  1575-1582. 
    摘要 ( 111 )   PDF (1764KB) ( 71 )  
    土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)可以有效修复退化设施蔬菜地土壤,但实施过程中亦会存在可溶性有机碳(DOC)与无机氮(NO3--N和NH4+-N)的淋溶风险。本研究选用水稻秸秆及其制备的生物质炭(biochar,BC)作为修复材料,采用BC、RSD以及RSD+BC三种方法修复退化蔬菜地土壤,探究修复过程中土壤基本性质、DOC与无机氮的动态变化。结果表明,与对照土壤相比,BC处理显著提高了土壤pH、EC和DOC含量(P<0.05),但对土壤NO3--N和NH4+-N无显著影响。对于RSD和RSD+BC处理,土壤NO3--N含量在1~3 d内快速下降,之后维持在较低水平;土壤DOC含量呈先上升后下降趋势,在整个培养时段均显著高于对照处理(P<0.05)。方差分析表明,BC与RSD处理对土壤DOC、全碳(TC)、全氮(TN)和C/N存在交互作用。可见,RSD和RSD+BC处理能有效去除NO3--N,但DOC含量大幅度增加,存在淋溶风险。
    亚热带浅水湖泊中两种裸腹溞生活史特征的比较
    张菲云,王梓燕,李军,曹雅芹,戚惠颖,孙雨琛,张婷婷,邓道贵
    2020, 39(5):  1583-1589. 
    摘要 ( 86 )   PDF (972KB) ( 32 )  
    以来自武汉南湖的远东裸腹溞和江苏太湖的微型裸腹溞为对象,在温度为(25±1) ℃、食物条件为2×105 cells·mL-1斜生栅藻下,研究了两种裸腹溞的体长、成熟时间、存活率、寿命和产幼溞数等生活史参数。结果表明:两种裸腹溞的体长均随着龄数增加呈现递增的趋势;远东裸腹溞的成熟时间(P=0.008)和首次产幼溞时间(P=0.022)均显著小于微型裸腹溞,而其成熟体长(P<0.001)、寿命(P=0.003)和首次产幼溞数(P<0.001)均显著大于微型裸腹溞;远东裸腹溞和微型裸腹溞的内禀增长率分别为0.73和0.49 ind·d-1;Pearson相关性分析显示,远东裸腹溞(r=0.659, P=0.008)和微型裸腹溞(r=0.649,P=0.009)的首次产幼溞数与成熟体长间均呈极显著相关;江苏太湖的微型裸腹溞的成熟时间长,而武汉南湖的远东裸腹溞的生殖能力更强,这可能与两种裸腹溞的遗传结构及它们对环境适应等差异有关。
    基于东北虎潜在栖息地保护的自然保护地整合
    古元阳,张芳玲,梁晓玉,刘昌,邢韶华,王清春
    2020, 39(5):  1590-1599. 
    摘要 ( 151 )   PDF (3651KB) ( 77 )  
    东北虎(Panthera tigris altaica)是我国国家一级重点保护野生动物,现主要分布在张广才岭、老爷岭和完达山等地的几个自然保护区内。在这些自然保护区周边还分布有大量的森林公园、风景名胜区、湿地公园等不同类型的自然保护地,这些自然保护地在一定程度上也可为东北虎提供栖息场所,但管理目标、管理体制等原因造成了人为的范围隔离、空间重叠等各种乱象。为响应我国建立以国家公园为主体的自然保护地体系,为东北虎豹国家公园建设提供支撑,本文基于44个东北虎分布点信息和11个相关环境因子,利用MaxEnt模型对东北虎的潜在栖息地进行了预测。基于东北虎栖息地范围内的国家级自然保护区、国家森林公园,国家湿地公园等自然保护地与东北虎栖息地的适宜性等级分布格局,利用成本距离法对东北虎栖息地范围内的自然保护地进行了整合研究。结果发现:(1)东北虎在我国的潜在适宜分布区主要集中在穆棱市、珲春市、敦化市、宁安市、延吉市、海林市、东宁县、汪清县、饶河县、宝清县,共约10000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的1.5%;(2)东北虎潜在扩散区共约51000 km2,占黑龙江、吉林二省总面积的8%;(3)以成本距离图中等值线值为0.5作为边界,将30个自然保护区及周边47个其他类型的自然保护地划分为9个自然保护地群,总面积为77818.7 km2,以供未来东北虎的保护和自然保护地整合中参考。
    中国南海西沙群岛海域鸢乌贼角质颚色素沉积变化
    陆化杰,陈子越,宁欣,陈新军
    2020, 39(5):  1600-1608. 
    摘要 ( 100 )   PDF (3206KB) ( 46 )  
    角质颚是头足类的主要摄食器官,蕴藏着大量的渔业生物学及生态学信息。根据2017年5—8月中国灯光罩网渔船于中国南海西沙群岛海域采集的860尾鸢乌贼样本,对其角质颚色素沉积等级进行了划分和判定,研究了鸢乌贼角质颚色素沉积等级变化与胴长、体质量、净重、性腺成熟度和角质颚外部形态参数等因子的关系。结果表明:鸢乌贼的角质颚色素沉积变化存在性别间显著性差异(P<0.05),雌性个体角质颚色素沉积速度快于雄性;色素沉积等级与胴长、体质量和净重均呈正相关,并随着性腺成熟度的增加而增加;雄性个体角质颚下颚除翼长外,其余各部色素沉积的速度均快于上颚各部;雌性个体上颚各部色素沉积速度均快于下颚。本研究为后续利用角质颚研究鸢乌贼渔业生物学和对该资源的有效开发及科学管理提供了基础。
    海水酸化及升温对刺参稚参生长和变色的影响
    宋铭山,杨晓龙,张安国,刘永健,杨大佐,赵欢,袁秀堂
    2020, 39(5):  1609-1616. 
    摘要 ( 137 )   PDF (1506KB) ( 49 )  
    海洋酸化和海洋变暖是当下及未来海洋生物及其依存生态系统面临的主要环境压力和生态问题。当前,海洋生物早期发育气候变化生物学的研究主要集中于海洋酸化的影响,为了更好地探究海洋气候变化对海洋生物的影响,有必要研究海洋酸化和变暖联合作用下海洋生物的生态响应。以受精后24天的刺参稚参为研究对象,通过模拟当前和本世纪末海洋环境,观察海水酸化和升温对刺参稚参在体色发育关键时期生长、发育及体色变化的影响。实验设置对照组(大连近海水温,pCO2 400 mg·kg-1)、升温组(对照组水温+2 ℃,pCO2 400 mg·kg-1)、酸化组(对照组水温,pCO2 1000 mg·kg-1)、酸化升温组(对照组水温+2 ℃,pCO2 1000 mg·kg-1)。结果表明:温度升高2 ℃能够显著提高稚参发育速率,体色变化加快;pH值降低0.23个单位显著延迟稚参生长,体色变化减缓,个体间体重差异变大;升温2 ℃能抵消pH降低0.23个单位对稚参生长和发育的负面影响;较长时间的海水酸化和升温胁迫能够使稚参逐渐适应,稚参表现出一定的耐受性。
    滆湖入湖河流春季大型底栖动物群落结构及水质生物学评价
    邵勇,王洪杨,徐蛟,杭丹,陆永军陆彦,吴攀,朱明成
    2020, 39(5):  1617-1628. 
    摘要 ( 110 )   PDF (1946KB) ( 26 )  
    分别于2018年4月和2019年4月对滆湖入湖河流底栖动物开展调查,并利用生物指数对水质进行生物学评价。结果表明:共鉴定滆湖入湖河流底栖动物28种,以重度耐污种霍甫水丝蚓(优势度为0.46)和中等耐污种铜锈环棱螺(优势度为0.11)占据绝对优势。生物多样性方面以鹤溪河最高,湟里河、扁担河次之,夏溪河及入湖河口最低,水生植物分布是影响各区域底栖动物多样性的重要因素。卡尔森营养状态指数(TSI)与水质污染等级生物评价结果基本一致,以新孟河延伸拓浚工程沿线为界,鹤溪河、夏溪河、湟里河中上游河段处于中度富营养化水平,水体为轻中污染状态,而下游河段、扁担河及入湖河口处于重度富营养化水平,水体为中重污染状态。
    五种淡水鱼类幼鱼游泳能力的比较
    付翔,付成,付世建
    2020, 39(5):  1629-1635. 
    摘要 ( 87 )   PDF (1387KB) ( 37 )  
    为了探讨栖息于不同生境中鱼类的游泳能力和偏好游泳速度及其生理机制,本研究以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)、岩原鲤(Procypris rabaudi)、青鱼(Mylopharyngodon piceus)和胭脂鱼(Myxocryprinus asiaticus)5种鱼的幼鱼为对象,在(25±1) ℃条件下测定了5种鱼类的标准代谢率(SMR)、最大代谢率(MMR)、有氧代谢范围(MS)、临界游泳速度(Ucrit)、最大匀加速游泳速度(Ucat)和偏好游泳速度(Upref)。结果发现:5种实验鱼中,中华倒刺鲃的游泳能力最强,游泳能力较差的为青鱼和胭脂鱼;5种鱼之间的代谢和游泳能力差异显著,其偏好游泳速度主要集中在(10~24.5 cm·s-1)区域。研究表明,鱼类游泳能力的种间差异可能主要由心鳃系统相关的呼吸能力和体型相关的游泳效率所决定。本研究提供的有关鱼类游泳能力、偏好游泳速度等资料对于鱼道设计等有一定的参考价值。
    亚热带常绿林型遥感识别及尺度效应
    张悦楠,房磊,乔泽宇,陈龙池,张伟东,郑晓,江涛
    2020, 39(5):  1636-1650. 
    摘要 ( 134 )   PDF (4801KB) ( 104 )  
    光学遥感是获取宏观地表植被覆盖信息的重要手段,但常绿树种之间物候差异小,关于亚热带地区常绿林型的遥感识别研究相对较少。遥感林型识别存在尺度效应,从实际应用视角出发,常绿林型遥感识别的最优空间分辨率仍然不清楚。本研究以湖南省会同县为例,利用Pléiades(2 m)、RapidEye (5 m)、Landsat-8 (15、30 m)4种光学遥感影像,结合光谱、纹理、植被覆盖度等特征变量与随机森林模型,探讨了3种典型亚热带常绿林型:杉木林(Chinese fir forest,CFF)、马尾松林(Masson pine forest,MPF)、常绿阔叶林(evergreen broadleaved forest,EBF)的最优遥感识别分辨率以及尺度效应问题。结果表明:研究区地表覆盖分类精度随影像空间分辨率的降低呈现先降低后上升的变化趋势,在2 m时具有最佳分类精度(Kappa=0.70,总精度=0.77)。3种林型的识别精度随空间分辨率的上升均表现出先降低后上升的变化规律,识别率(rate of identification,RI)范围分别为:RICFF=68%~87%、RIMPF=55%~84%、RIEBF=29%~74%。杉木林与马尾松林的漏分误差(omission error,OE)与错分误差(commission error,CE)低于常绿阔叶林(OECFF=0.26~0.46, CECFF=0.32~0.53; OEMPF=0.31~0.50, CEMPF=0.31~0.46; OEEBF=0.47~0.71, CEEBF=0.39~0.66)。本研究证实了亚热带常绿林型的遥感识别存在明显的尺度效应,30 m分辨率的Landsat-8影像相比高分辨率遥感影像因具备更丰富的光谱信息而具有更高的识别精度。本研究表明,常绿林型的遥感识别不宜盲目追求高空间分辨率,需要综合考虑遥感传感器光谱配置与空间分辨率之间的内在权衡。
    三江平原植被水分利用效率时空变化及其对气象因子变化的响应
    史晓亮,吴梦月*,张娜,丁皓
    2020, 39(5):  1651-1663. 
    摘要 ( 106 )   PDF (4175KB) ( 13 )  
    水分利用效率(water use efficiency,WUE)是陆地生态系统响应全球变化的重要参数,分析区域生态系统WUE的变化特征及其与气象因子之间的响应关系,对于区域生态系统碳水循环研究以及水资源的科学管理具有重要意义。本文以三江平原为研究区,基于MODIS GPP和ET遥感数据、气象数据以及2000年、2014年土地覆盖数据,分析2000—2014年间植被WUE的时空变化特征以及植被WUE与关键气象因子之间的响应关系,并分析了土地覆盖变化下各植被类型WUE的变化特征。结果表明:三江平原WUE年均值变化呈波动式减少趋势,多年平均植被WUE为1.44 g C·kg-1 H2O;WUE年内变化均近似呈“单峰型”曲线,1—3月及11、12月,WUE均处于最低值,在植被生长季(5—9月)期间,WUE均较高;季节WUE均值由高到低依次为夏季>秋季>春季>冬季;各植被类型WUE年内变化呈“双峰型”曲线,峰值主要分布在4—6月和9月;不同植被类型的年均WUE值从大到小依次为:混交林>针叶林>阔叶林>草地>耕地>永久湿地;三江平原植被WUE与降水、相对湿度、水气压呈正相关,与气温、日照时数呈负相关;随着耕地面积的减少,耕地WUE增加了11.1%,随着落叶阔叶林、草地面积的增加,其植被WUE分别增加了12.8%、15.9%。
    1982—2015年黄土高原NDVI时空演变及其对气候变化的季节响应
    范倩倩,赵安周,王金杰,张安兵,裴韬
    2020, 39(5):  1664-1675. 
    摘要 ( 191 )   PDF (4666KB) ( 77 )  
    基于GIMMS NDVI、温度和降水数据,利用集合经验模态分解(EEMD)、线性回归分析、偏相关分析等方法分析了1982—2015年黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候变化的季节响应。结果表明:年际变化趋势上,1982—2015年黄土高原生长季、春、夏、秋季NDVI均呈显著增长趋势,且各个季节NDVI增加速率逐年升高,尤其以夏季增加速率的变化最为明显;空间上,生长季、春、夏、秋季NDVI均呈由西北向东南递增的趋势,且在大部分地区呈显著上升趋势;线性回归表明,生长季、春、夏、秋季温度均呈显著上升趋势;生长季、秋季降水呈增加趋势,春、夏季降水呈减少趋势。EEMD分析进一步表明,生长季、春、夏、秋季温度均先升高后降低,降水均呈先减少后增加的趋势;空间变化趋势上,温度在生长季、春、夏、秋季大部分地区呈显著上升趋势,降水仅秋季有部分区域呈显著上升趋势;NDVI与温度在黄土高原东北部及西南部地区呈显著正相关,与降水在黄土高原北部及西北部地区呈显著正相关。
    1965—2018年广西西江流域参考作物蒸散量时空演变及其影响因子
    闫妍,黄凯燕,胡宝清,王升,黄玉清
    2020, 39(5):  1676-1684. 
    摘要 ( 137 )   PDF (2598KB) ( 31 )  
    估算参考作物蒸散量(ET0)有助于揭示流域的水热平衡和水循环过程,为合理利用与开发流域水资源提供基础。本研究通过重新拟合研究区的净短波辐射系数,使用改进后的Penman-Monteith模型,计算1965—2018年广西西江流域的ET0,使用Mann-Kendall法对ET0进行趋势分析与突变点检测,用反距离权重法插值后分析ET0时空演变特征,根据气候因子的贡献率判断ET0的影响因子。结果表明:在空间上,ET0呈现随海拔降低而增加的趋势,其高值主要位于流域中部地区,而低值位于西北侧的云贵高原边缘及斜坡带,春季ET0呈现出经度梯度性,夏季ET0与年际的空间格局类似;在时间上,流域年均ET0为637.2 mm,增长率为-0.018 mm·a-1,整体呈微弱的下降趋势。除春季(0.053 mm·a-1)呈上升趋势外,夏季(-0.053 mm·a-1)、秋季(-0.011 mm·a-1)和冬季(-0.007 mm·a-1)ET0均呈现出下降趋势,ET0的下降主要体现在夏季;影响流域ET0的主导因子是相对湿度(贡献率为39.0%)、平均风速(贡献率为27.2%)、日照时数和平均气温;平均相对湿度对ET0是负贡献(r=-0.673),日照时数、平均风速和平均气温均是正贡献;影响ET0的因子组合和贡献率在流域的不同区域有一定差异。
    南极磷虾渔场(48渔区)CPUE的年、月变化及其与海表温度、叶绿素浓度的关系
    张瑛瑛,徐博,张衡,程田飞,杨胜龙
    2020, 39(5):  1685-1694. 
    摘要 ( 127 )   PDF (4377KB) ( 37 )  
    根据2010—2015年南极磷虾渔汛期(1—6月)的渔获量和海洋遥感数据,利用数理统计方法、产量重心法等对南极磷虾单位捕捞努力渔获量(catch per unit effort,CPUE)、渔场时空变动特征作了分析。结果表明:南极磷虾年平均CPUE总体呈上升趋势,2014年南极磷虾CPUE达到峰值(18.6 t·h-1);从月变化来看,1月南极磷虾CPUE较低(9.2 t·h-1),5月CPUE最高(20.9 t·h-1),近60%的捕捞作业频次位于南设得兰群岛的夏季时段(1—3月);南极磷虾渔场集中在60°S—64°S、46°W—62°W范围内的海域;从渔场重心变动来看,每年1—6月渔场重心从南设得兰群岛附近海域向东北方向偏移,大部分重心主要集中在南设得兰群岛附近海域;南极磷虾作业渔场48.1、48.2、48.3亚区渔场适宜海表温度(sea surface temperature,SST)分别为-1.8~1.9、-1.8~0.8、1.1~1.4 ℃,1—3月CPUE高值区的适宜SST为-0.8~1.2 ℃,4—6月CPUE高值区的适宜SST为-1.8~-0.4 ℃;48.1、48.2、48.3亚区叶绿素浓度适宜范围分别为0.09~1.21、0.14~0.52、0.32~0.39 mg·m-3,CPUE高值区(>20 t·h-1)海域的叶绿素浓度为0.13~0.83 mg·m-3;总体来说,南极磷虾渔场年平均CPUE值呈逐渐增长趋势,主捕区位于南设得兰群岛附近海域,中心渔场最适SST为-1.8~1.2 ℃,叶绿素浓度为0.13~0.83 mg·m-3
    镉对不同品种苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响
    保琼莉,唐一然,保万魁,宋正国,黄益宗
    2020, 39(5):  1695-1705. 
    摘要 ( 104 )   PDF (612KB) ( 39 )  
    通过培养皿滤纸萌发实验,研究了不同Cd2+浓度(0、5、10、20、50、100、200 mg·L-1)对7种苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,5~20 mg·L-1的Cd2+处理对不同品种苜蓿的萌发指标有不同程度的促进效应,10 mg·L-1的处理显著增加了甘农1号和阿尔冈金的鲜重。Cd2+对不同品种苜蓿萌发指标的抑制效应差异较大:Cd2+浓度5~200、20~200、50~200和200 mg·L-1的处理分别显著降低了皇后、牧歌、中兰1号和中兰2号的发芽势;50~200、100~200和200 mg·L-1的处理分别显著降低了中兰1号、牧歌(阿尔冈金)及中兰2号(皇后)的发芽率;50~200、100~200和200 mg·L-1的处理分别显著降低了中兰1号、牧歌(阿尔冈金)和中兰2号(皇后)的发芽指数;20~200 mg·L-1的处理均显著降低了所有品种苜蓿的活力指数;50~200 mg·L-1的处理均显著降低所有品种的鲜重,不同Cd2+浓度对7种苜蓿的根长和/或芽长均有显著抑制效应。所有萌发指标中,发芽率、发芽指数和鲜重与Cd2+浓度之间的Pearson相关性达到极显著水平,Cd浓度的变化对这些指标变化的解释量均超过83%。利用隶属函数值综合评价7种苜蓿对Cd2+的耐受性,皇后以其高的发芽率及Cd2+耐受性,可作为修复重金属污染土壤的优推品种。
    河流汞污染对青鳉鱼早期发育的毒性影响
    林晶,闫海鱼,荆敏,杨光红
    2020, 39(5):  1706-1717. 
    摘要 ( 120 )   PDF (1888KB) ( 61 )  
    清镇市化工厂是贵州省东门桥河汞污染的重要来源。为了评估这条河流的汞污染程度,本研究调查了东门桥河环境样品中的汞含量和分布情况。河流水体总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的平均含量分别为(135.79±47.40)和(0.64±0.58) ng·L-1;生物膜中THg和MeHg的平均含量分别为(3.38±1.91) mg·kg-1和(10.47±0.40) μg·kg-1;沉积物中THg和MeHg的平均含量分别为(23.21±20.22) mg·kg-1和(32.74±10.96) μg·kg-1。为了进一步了解这条河流中汞对水生生物的风险,将青鳉鱼胚胎和仔鱼分别暴露于从河中收集的被汞污染的河水、生物膜和沉积物中。青鳉鱼胚胎经15 d暴露后,孵化时间延长、孵化率显著降低,死亡率显著升高,实验暴露还导致胚胎无法破膜、卵黄囊水肿等畸形效应,以及初孵仔鱼不同程度的畸形。青鳉鱼仔鱼经24、48、96 h和21 d暴露后,各暴露组的死亡率和畸形率随着暴露时间的延长而显著升高,且表现出一系列以脊柱弯曲为主的畸形效应。研究表明,东门桥河的汞污染会严重影响青鳉鱼的早期生长发育。
    综述与专论
    秸秆还田的效果、问题与对策
    宋佳,曾希柏,王亚男,白玲玉
    2020, 39(5):  1715-1722. 
    摘要 ( 150 )   PDF (562KB) ( 86 )  
    农作物秸秆还田是改善土壤理化性质、增加微生物和酶活性、促进作物增产的有效措施,也是农作物秸秆资源化利用的一种重要方式,但秸秆还田也可能会导致作物出苗率降低、加重作物病虫害发生、引起土壤重金属等有毒有害物质积累等负面影响。目前秸秆以直接还田为主,亦有少量通过堆沤、垫圈等方式间接还田。秸秆在土壤中的腐解速度及还田效果主要取决于秸秆的化学组成特别是C/N、土壤微生物状况、土壤温度及水分含量等。下一步,必须强化秸秆还田方法、快速腐解条件及制剂、对下季作物病害影响及防控、农机农艺配套、缓解全球变化能力等研究,完善相关技术与方法,促进秸秆还田快速推广应用。
    森林溶解性有机碳淋溶驱动机制及模拟研究进展
    郭利娜,贾羽旋,李彤,刘衎,张智博,谢军飞,石生伟
    2020, 39(5):  1723-1733. 
    摘要 ( 128 )   PDF (1273KB) ( 33 )  
    溶解性有机碳(DOC)淋溶是陆地生态系统碳循环中一个关键环节。森林生态系统是陆地生态系统DOC的主要来源之一。DOC通过淋溶作用进入底层土壤,引起底层土壤有机碳变化。森林生态系统DOC通过地表径流汇集和地下水渗漏进入水体,最终参与海洋碳循环。因此,探索森林生态系统DOC淋溶驱动机制对理解全球碳循环关键过程具有重要意义。本文阐述了森林生态系统DOC来源和去向,总结了DOC淋溶的几种重要驱动机制,包括土地利用、气候变化、酸沉降、大气CO2增加和土壤铁铝氧化物等影响因素,并归纳了模拟DOC淋溶及输出通量的经验统计模型和过程机理模型的优缺点。结合目前中国森林生态系统DOC研究现状和不足,我们建议建立中国森林生态系统DOC淋溶观测网络,为模型预测DOC变化提供准确和可靠的观测数据。此外,在未来研究中,需要将野外观测-室内实验-模型模拟相结合,深入研究森林生态系统DOC淋溶驱动机制,尤其要加强环境变化情境下典型区域或国家尺度DOC淋溶的模拟研究。
    方法与技术
    基于机器学习估算青藏高原多年冻土区草地净初级生产力
    李传华,孙皓,王玉涛,曹红娟,殷欢欢,周敏,朱同斌
    2020, 39(5):  1734-1744. 
    摘要 ( 146 )   PDF (4517KB) ( 56 )  
    净初级生产力(NPP)的估算还存在很大的不确定性。本文利用机器学习算法(RF和RBF-ANN)估算了2002—2018年青藏高原多年冻土区草地NPP,分析了青藏高原多年冻土区草地NPP的时空格局、变化特征及其对气候因子的响应。结果表明:(1)机器学习估算结果可靠,简单易行。(2)青藏高原多年冻土区草地NPP表现为东南向西北逐渐递减的趋势;NPP总量为175.39 Tg C·a-1,单位面积均值为164.10 g C·m-2·a-1,呈波动上升的趋势。(3)青藏高原多年冻土区草地NPP增加的面积占20.49%;各草地类型的NPP增长幅度不一致,表现为高寒沼泽草甸>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。(4)温度是青藏高原多年冻土区草地NPP变化的主导因子,降水的影响沿东南向西北逐渐减弱。
    高灵敏度湿度传感器在植物水分生理测定中的应用
    康云鹏,张萍,胡德昌,朱建军
    2020, 39(5):  1745-1752. 
    摘要 ( 92 )   PDF (1441KB) ( 44 )  
    本研究评估了新型湿度传感器在植物生理生态学研究中的适用性,对传感器的性能参数、配套设备、标定和使用方法进行了分析,并以野外自然生长的植物——托里阿魏(Ferula krylovii)为例,给出了实际应用的解决方案。实验表明,新型湿度传感器具有灵敏度高,反应速度快、线性关系好、长时间的高稳定性、温度依赖性低、费用低、可连续记录等优点,能够为科研人员和不易接触到昂贵的光合仪的学生从事实验或研究探索提供光合仪以外的另一种测定湿度和蒸腾速率的选择。
    番茄枯萎病生防细菌的筛选及对植株防御酶活性的影响
    周东兴,王恩泽,刘多,金聪敏,李欣,姜姗,白皓天
    2020, 39(5):  1753-1760. 
    摘要 ( 88 )   PDF (1596KB) ( 52 )  
    为筛选防治番茄枯萎病的生防细菌,本研究利用梯度稀释涂板法和平板对峙生长法,从蚯蚓粪中筛选对番茄枯萎病有良好生防作用的细菌,对其中表现最好的菌株进行种属鉴定,并通过盆栽试验测定该菌株对番茄枯萎病的防治效果及对番茄体内防御酶活性的影响。结果表明,生防菌DX-5对番茄枯萎病菌的抑菌率达66.09%,初步鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,盆栽防治效果达59.25%±0.43%。盆栽试验共设计CK、接种枯萎病菌(KW)、接种生防菌DX-5(DX),以及接种病原菌+生防菌DX-5(D+K)4个处理,以超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)、几丁质酶(CHT)和β-1,3-葡聚糖酶(GLU)8种酶作为番茄抗病性反应指标,探究接种生防菌后对番茄植株防御酶活的影响。试验表明,各处理均能使番茄茎部的8种测定酶酶活显著高于对照;D+K处理在诱导PPO和GLU酶活方面表现出协同增效的作用,两者共同处理诱导的PPO、GLU达到显著水平的时间较单接种枯萎病菌和DX-25提前了48和24 h,说明DX-25与病原菌互作的情况下可以更快地引起植株的抗性反应。