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    2020年 第39卷 第8期    刊出日期:2020-08-10
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    2020, 39(8):  0. 
    摘要 ( 34 )   PDF (485KB) ( 10 )  
    全新世中国典型地区孢粉记录的生态环境与新石器文化关系
    王凯, 马玉贞, 李丹丹, 蒙红卫, 郭超
    2020, 39(8):  2467-2477. 
    摘要 ( 121 )   PDF (4363KB) ( 33 )  
    新石器文化与全新世生态环境变化的关系是学术界关注的热点问题。通过对筛选出的中国典型地区孢粉记录的生态环境和具有年代数据考古遗址的综合分析,初步认为:1)典型地区全新世生态环境变化与新石器文化之间具有较密切的关系,中全新世温暖湿润期的生态环境宜于这一时期的文化发展;2)东亚季风是影响典型地区新石器文化发展的重要因素之一;不同地区的地形和水位在一定程度上也影响了区域文化的发展;3)约4.3~4.2 ka BP的全球事件在典型地区表现明显,太阳辐射减少和东亚冬夏季风的变化可能是影响典型地区生态环境变化和新石器文化衰退乃至消失的主要因素;4)高分辨率孢粉记录的生态环境、考古遗址的系统测年、生态环境与文化发展的耦合机制等是未来需要深入研究的方向。
    异龙湖近百年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义
    吴汉, 常凤琴, 张虎才, 段立曾, 张晓楠, 彭卫, 张云, 刘琪, 刘峰文
    2020, 39(8):  2478-2487. 
    摘要 ( 125 )   PDF (1068KB) ( 24 )  
    通过对异龙湖沉积物岩芯(YLH-1)样品有机碳、氮及其稳定同位素、C/N值测定,结合人类活动的阶段性特征,分析了近百年来异龙湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程。结果表明:异龙湖沉积物中有机质的碳、氮稳定同位素分别为-25.9‰~-22.5‰和0.5‰~4.7‰,C/N值16.4~20.4,表明异龙湖有机质主要受大型水生植物影响,而藻类和陆源有机质贡献较小。δ13C逐渐偏负的过程反映了异龙湖富营养化加剧的过程,可能与藻类吸收有机质降解产生的CO2有关,而δ15N的变化则与流域内工业污染物、农业化肥和大气氮沉降有关。异龙湖的生态环境变化可以分为3个阶段:19世纪80年代至20世纪60年代初期,湖泊初级生产力较低,水质好,受人类活动干扰较小;20世纪60年代中后期至20世纪90年代,随着人类活动的加强,湖泊生产力迅速提高,富营养化程度加剧,水质恶化,藻类大量繁殖;20世纪90年代之后,湖泊处于高生产力水平,湖泊富营养化严重。因此,未来管理部门要重视人类活动对湖泊生态环境影响,加强湖泊生态环境治理,改善湖泊生态环境。
    陇中黄土高原末次冰盛期以来的植被演替及其气候响应
    仵慧宁, 张彩霞, 赵海阔, 张垒垒, 赵莉
    2020, 39(8):  2488-2500. 
    摘要 ( 122 )   PDF (2969KB) ( 27 )  
    末次冰盛期以来,地球系统经历了一次从冷到暖完整的气候旋回,是过去全球变化研究的一个重要时段。本文基于陇中黄土高原会宁硝沟剖面河湖相水下黄土沉积序列的高分辨率地层孢粉记录,探讨该区末次冰盛期以来的植被演替及其气候响应模式,旨在为黄土高原生态环境建设的战略部署提供科学依据,且对进一步探讨区域气候演化机制、预测未来气候环境变化趋势具有重要意义。硝沟剖面的孢粉记录揭示,末次冰盛期以来该区的植被演替过程为:荒漠草原(寒冷的盛冰期)→针叶疏林/森林草原(逐渐增温的冰消期)→针阔叶混交林为主的森林草原→针阔叶混交林(温暖的盛间冰期)→针叶疏林草原→干草原/荒漠草原;相应的气候变化模式为:冷干→较温湿→较暖湿→暖湿→温凉偏干→较冷干。总体来看,末次冰盛期以来,研究区植被对气候环境变化的响应非常敏感,随着气候的冷暖干湿变化,森林/疏林草原带自东南西北发生多次进退;区域顶极植物群落为中全新世气候最适宜期发育的针阔叶混交林,研究区早中全新世较长时期都有较大面积的针阔叶混交林发育;晚全新世植被退化为干草原/荒漠草原,一方面可能是气候持续变干的自然响应,另一方面可能也与此时强烈的人类活动对自然森林/草原植被的破坏导致的恶性循环有关。
    六盘山朝那湫湖泊沉积物磁化率的环境指示意义
    郁科科, 王乐, 盛恩国, 刘斌, 刘星星, 蓝江湖
    2020, 39(8):  2501-2508. 
    摘要 ( 107 )   PDF (2977KB) ( 27 )  
    在古环境研究中,湖泊沉积物磁化率的环境指示意义通常被解释为:磁化率升高指示流域内侵蚀和径流搬运能力增强,间接反映降水较多,气候湿润;磁化率降低指示流域内侵蚀和径流搬运能力减弱,间接反映降水较少,气候干旱。本文结合多代用指标(粒度、TOC、C/N等)指示的环境变化信息,对六盘山朝那湫湖泊沉积物磁化率的环境指示意义进行综合判别。结果显示:朝那湫湖泊沉积物磁化率能够指示流域降水变化历史,且与邻近地区树轮等高分辨率气候记录有良好的对比关系,表明本文重建的结果可靠。同时,本文也揭示了湖泊沉积物磁化率不同以往研究的特殊环境指示意义:磁化率升高指示流域内侵蚀和径流搬运能力减弱,反映降水较多,气候湿润;磁化率降低指示流域内侵蚀和径流搬运能力增强,反映降水较少,气候干旱。这主要是由流域基岩成分、植被覆盖和雨型决定的。由于湖泊沉积环境和过程的复杂性,沉积物磁化率的环境指示意义具有多解性。因此,在不同的湖泊沉积研究中,应充分考虑影响磁化率的各种因素,并结合其他多种代用指标进行综合辨识,方可得出可靠结论。
    内蒙古西部地区蒺藜科花粉光学显微特征与分类学意义
    侯钰儿, 雍紫娟, 王维, 陈东雪, 马玉贞, 何江
    2020, 39(8):  2509-2517. 
    摘要 ( 85 )   PDF (2777KB) ( 18 )  
    为定量分析蒺藜科属间花粉形态差异,采集了内蒙古西部地区蒺藜、唐古特白刺、霸王、骆驼蓬、四合木、蝎虎驼蹄瓣等植物的现代植物花粉,研究其光学显微镜下花粉特征,并将主要特征量化进行回归树分析(classification and regression tree, CART),对比探讨了花粉形态分类与《中国植物志》分类间的关系。结果表明,蒺藜科花粉形态以小粒为主,形状为球形、近球形、长球形,萌发孔为三孔沟、三拟孔沟、散孔,表面纹饰有网状、条纹状,多数具沟膜;四合木和蝎虎驼蹄瓣花粉趋向近球形化;基于量化花粉形态特征参数的CART分类树结果与《中国植物志》分类结果差异较大,表明受外界环境影响进化变异较小的植物花粉形态可能更多地揭示了物种间的亲缘关系。
    新疆中天山山间盆地表土花粉谱特征
    郎青, 姚付龙, 杨海军
    2020, 39(8):  2518-2527. 
    摘要 ( 85 )   PDF (2441KB) ( 12 )  
    基于中天山山间盆地58个表土样品花粉谱特征,结合植物群落样方物种调查结果,分析了该区域表土花粉与现代植被分布的对应关系。结果表明:(1)中天山山间盆地表土花粉组合与现代植被分布相一致,聚类分析结果将研究区分为5个植被带,按海拔由低到高的顺序分别对应荒漠草原带、山地草原带、山地森林带、亚高山草甸带、高山流石坡植被带。主成分分析第1轴揭示,湿度是植被带形成的重要影响因素。植被带之间花粉组合差异显著,荒漠草原带藜科-蒿属花粉组合优势明显,山地草原带则表现为蒿属-禾本科-藜科花粉组合,云杉属-蒿属-禾本科-藜科花粉组合及云杉属含量>25%共同指示山地森林带的存在,亚高山草甸带花粉组合表现为莎草科-斗篷草属-蒿属-禾本科-藜科,高山流石坡植被带以蒿属-藜科-莎草科-斗篷草属-禾本科花粉组合为主。(2)蒿属、藜科、禾本科、云杉属、莎草科、斗篷草属是中天山山间盆地的代表物种,可作为古环境重建的重要参考。蒿属、藜科表现出超代表性,禾本科则相反。(3)中天山山间盆地植被带表土花粉分布及含量影响因素复杂,云杉属花粉受西风环流影响较大,蒿属、藜科花粉受人类活动影响显著。
    研究报告
    中亚热带杉木人工幼林林下植被生物量对短期增温和隔离降雨交互作用的响应
    李超, 林伟盛, 杨智杰, 刘小飞, 陈仕东, 郑蔚, 纪宇皝
    2020, 39(8):  2528-2537. 
    摘要 ( 97 )   PDF (1082KB) ( 28 )  
    通过在野外条件下设置对照(CT)、土壤增温(W,+5 ℃)、隔离降雨(P,隔离50%降雨量)以及增温与隔离降雨协同作用(WP)4种处理,研究增温与隔离降雨及其交互作用对中亚热带杉木人工林林下植被生物量的影响,结果表明:增温和隔离降雨及其交互作用显著影响杉木人工林林下植被生物量。W和WP处理显著提高地上、地下和总生物量,其中W处理地上、地下和总生物量增加比例均高于WP处理;隔离降雨导致地下部分生物量显著减少;增温、隔离降雨及其交互作用均导致林下植被根冠比值下降。土壤温度升高是导致植被地上、地下和总生物量以及根冠比值变化的根本原因,而土壤溶液中可溶性碳氮及矿质元素浓度的变化可能是导致植被地上、地下和总生物量变化的直接原因。其中,Al3+、Fe3+、Ca2+浓度的降低可能是导致增温后杉木林林下植被地上、地下和总生物量显著增加的原因;Al3+、Na+浓度的增加可能是导致隔离降雨后林下植被地下部分生物量下降的原因。本研究从土壤溶液养分组成变化的角度,探讨增温、隔离降雨及其交互作用对中亚热带杉木幼林林下植被生物量的影响,研究结果可为全球气候变化背景下森林生态系统碳循环研究与森林经营提供重要理论依据。
    南亚热带针阔叶混交林生态系统水分利用效率
    黄健强, 邓永红, 曾小平, 孟泽, 张倩媚, 李跃林
    2020, 39(8):  2538-2545. 
    摘要 ( 119 )   PDF (1346KB) ( 170 )  
    针阔叶混交林是我国南亚热带针叶林向地带性常绿阔叶林演替的中间林分类型,研究其生态系统水分利用效率有利于预测环境变化对生态系统碳水过程的影响。基于我国南亚热带鼎湖山站2005—2010年涡度相关法通量数据及相应气象观测数据,分析了演替中期针阔叶混交林的生态系统水分利用效率的变化特征和主要环境因子对其影响作用。结果表明:(1)年尺度上,鼎湖山针阔叶混交林生态系统年平均水分利用效率为(2.85±0.22) g C·kg-1 H2O,季节尺度上呈单峰变化,夏季低,春冬高,秋季次之,最低月均水分利用效率出现于2009年7月,为1.45 g C·kg-1 H2O,最高月2006年1月平均水分利用效率为4.75 g C·kg-1 H2O,研究期间,系统水分利用效率呈现出降低的波动趋势。(2)与环境因子的相关分析表明,年尺度上,生态系统水分利用效率变化的主要驱动因子为光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)及气温。气温、VPD对干季的典型月份(11月—翌年1月)WUE影响显著(P<0.001),PAR对湿季的典型月份(6—9月)影响显著(P<0.001)。研究结果有助于明晰南亚热带地区森林生态系统碳水耦合程度,为气候变化下生态系统的管理提供服务。
    青藏高原东缘主要针叶树种叶片N、P回收效率
    蔡琴, 丁俊祥, 肖娟, 尹华军
    2020, 39(8):  2546-2555. 
    摘要 ( 105 )   PDF (1823KB) ( 84 )  
    理解叶片养分回收效率特征对认识森林生态系统养分循环过程和植物养分利用策略具有重要意义。本研究采集了青藏高原东缘24种优势针叶树种叶片和凋落物样品,结合土壤N、P含量和气候数据(年均温、年降水),分析了该区域针叶树种叶片N、P回收效率特征与分布规律。结果表明:(1)亚高山森林针叶树种叶片N回收效率略高于P回收效率,表明该区域针叶树种生长更多地受N限制;(2)不同属针叶植物叶片N、P回收效率具有明显差异,其中,以松属叶片N、P回收效率最高;(3)叶片N、P回收效率沿环境梯度表现出相似的变化规律,二者随海拔增加而显著下降,而随年均温增加而显著增加;(4)叶片N、P回收效率随土壤N、P含量增加而显著下降,表明植物可通过提高叶片养分回收效率以降低植物生长对土壤养分限制依赖性。本研究从养分回收效率这一视角,丰富和提升了对多变环境下高寒植物生态适应策略和养分储存机制的认知水平。
    恢复年限、林下植被及季节对马尾松林土壤氮转化的影响
    黄桥明, 黄俊, 吕茂奎, 熊小玲, 张世良, 谢锦升
    2020, 39(8):  2556-2564. 
    摘要 ( 116 )   PDF (961KB) ( 77 )  
    侵蚀红壤区植被恢复能有效防治土壤侵蚀,改善生态环境。提高侵蚀退化地土壤氮矿化潜力、增加氮有效性是改善贫瘠土壤植被生长发育的关键途径,对恢复侵蚀地生态系统具有重要意义。采用顶盖埋管培养法研究了不同恢复年限(Y0、Y16、Y34))不同芒萁处理的马尾松林土壤净氮矿化量和净氮矿化速率的季节变化特征,分析了植被恢复年限、林下植被覆盖及季节变化对土壤氮矿化的交互影响。结果表明,植被恢复能使侵蚀退化地土壤养分条件得到改善。不同恢复年限马尾松林净氮矿化最高值出现在夏秋季,而在春季为负值。植被恢复能使土壤净氮矿化量显著增加,且净氮矿化过程以氨化作用为主。净氨化速率与净矿化速率具有相似的季节变化,硝化速率随着恢复年限增加季节变化减小。林下裸露地净氮矿化量及速率低于芒萁覆盖地,且去除芒萁可以降低净氮矿化量及速率。方差分析表明,恢复年限、季节变化及其交互作用能显著影响土壤净氮矿化量及矿化速率(P<0.001),而芒萁处理未能达到显著水平(P>0.05)。马尾松林土壤氮转化过程季节变化明显,林分管理应按季节变化进行,林下芒萁覆盖对侵蚀退化地马尾松林土壤氮恢复具有重要作用。
    青藏高原中东部表土轻组碳氮含量分布及其影响因素
    杨雪梅, 杨安, 邢文聪, 王小霞, 刘小龙, Khan M.G. Mostofa, 李军
    2020, 39(8):  2565-2573. 
    摘要 ( 99 )   PDF (1141KB) ( 57 )  
    土壤轻组(LF)能够反映因人为活动或环境变化引起的土壤微弱改变。为探究青藏高原土壤LF含量分布及其影响因素,分析了青藏高原中东部不同植被类型下表土LF、重组(HF)及其碳氮含量和碳氮比(C/N),讨论了LF碳氮含量及C/N与环境因子的相互关系。结果表明:青藏高原中东部表土LF占土壤总有机质的比例很小(2.11%),不同植被类型表土LF含量排序为:林地>高寒草甸>高山草原>荒漠。表土轻组有机碳(LFOC)、重组有机碳(HFOC)平均含量分别为27.23%和2.39%,以林地最高(31.73%,2.64%),荒漠LFOC和高寒草甸HFOC含量最低,分别为24.63%和2.30%。轻组总氮(LFTN)、重组总氮(HFTN)平均含量分别为1.22%和0.12%,以高寒草甸最高(1.28%,0.12%),林地最低(1.14%,0.10%)。轻重组C/N均值分别为27.67和11.59,以林地最高(36.95, 15.15),高寒草甸轻组C/N和高山草原重组C/N最低,分别为25.45和10.03,表明林地腐殖化程度较高,有效氮含量较低,而高寒草甸和高山草地与之相反。青藏高原中东部表土LF含量及分布受植被类型影响明显,土壤pH值是影响LF碳氮含量最重要的环境因子。
    土壤元素失衡是导致高寒草甸退化的重要诱因
    刘敏, 孙经国, 徐兴良
    2020, 39(8):  2574-2580. 
    摘要 ( 118 )   PDF (896KB) ( 62 )  
    土壤元素失衡是造成高寒草甸退化的关键诱因,明晰其过程与机制是高寒草甸生态系统可持续利用和退化草地恢复的重要内容。以我国典型青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象,选取围封1年样地作为短期恢复、围封6年样地作为中期恢复及围封15年样地作为长期恢复阶段,分析了这些样地的土壤基本理化性质。研究发现,退化高寒草甸的恢复未改变土壤pH,但增大了土壤保水能力和电导率。土壤有机碳和全氮含量随恢复进程变化敏感,而磷含量的变化并不明显,随着恢复时间的增加土壤C∶N,C∶P和N∶P显著升高,土壤可利用氮素特别是铵态氮的供应能力得到显著提升,长期恢复阶段的土壤铵态氮含量为短期恢复阶段的3.1倍。退化草地的恢复大幅度增加了高寒草甸生态系统地上生物量,这进一步增加了植物对土壤中的碳和氮输入,使土壤中的碳氮周转变快,诱发了植物-土壤之间的正反馈,形成良性循环,使退化草甸得以改善。本研究从退化高寒草甸恢复角度初步证实,土壤碳氮与磷元素比例失衡是造成高寒草地退化的重要诱因,研究结果对高寒草地的养护管理以及退化高寒草地的恢复工作具有重要意义。
    退化草地瑞香狼毒对小尺度群落组成及土壤理化性质的影响
    崔雪, 潘瑶, 王亚楠, 郑小娜, 高莹
    2020, 39(8):  2581-2592. 
    摘要 ( 112 )   PDF (1093KB) ( 57 )  
    过度放牧导致草原生态系统呈现明显的退化趋势,草原优良牧草减少,逐渐转变成以有毒植物为优势种的退化草原。作为草地退化的指示种,有毒植物对邻近植物及土壤环境的影响一直是生态学研究的重要科学问题之一。为了更好地探究有毒植物在退化草地生态系统恢复过程中的影响,本研究以海拉尔自然保护区内封育恢复中的羊草草原为研究对象,依据群落中瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)枝条数将植物群落划分为3个水平:高密度瑞香狼毒植物群落、低密度瑞香狼毒植物群落、无瑞香狼毒植物群落,调查群落物种组成并测定了土壤理化指标。结果显示:(1)高密度瑞香狼毒小尺度范围内改变了群落物种组成,提高Shannon指数和Patrick指数,说明在退化草地恢复过程中瑞香狼毒的存在能够改变群落物种丰富度进而改变其物种多样性。(2)随着瑞香狼毒密度的增加,部分禾本科植物与瑞香狼毒的联结性质也发生了变化。早熟禾(Poa annua)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)与瑞香狼毒的联结性质由正联结变为负联结;洽草(Koeleria litvinowii)由无联结变为负联结;羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、羽茅(Achnatherum sibiricum)未发生改变。(3)瑞香狼毒能够改变群落中各科相对重要性。随着瑞香狼毒密度增加,豆科、蔷薇科重要值增大,菊科重要值降低,禾本科无明显变化。(4)瑞香狼毒对土壤全氮、pH有一定的影响。其中,低密度瑞香狼毒群落的土壤全氮含量显著高于其他两组,其土壤pH也显著高于无瑞香狼毒存在的对照组。土壤全碳、速效态的氮和磷在不同密度瑞香狼毒群落之间无明显差异。土壤理化性质小尺度的变化可能是推动退化草地植物恢复的基础。
    宁夏枸杞叶不同生长时期内生细菌群落动态及其影响因素
    苟琪, 吕燕, 张涛, 李靖宇, 赵会君, 刘建利
    2020, 39(8):  2593-2601. 
    摘要 ( 105 )   PDF (3212KB) ( 91 )  
    为探究宁夏枸杞叶内生细菌群落随生长变化动态及其影响因素,利用高通量测序技术分析宁夏枸杞幼叶、成熟叶和老叶3个典型生长时期叶内生细菌群落,并通过典范对应分析和方差分解分析探究气候因子代表的宿主植物生活环境、叶光合参数代表的宿主器官生理状态、叶内微生物生长可利用营养物质代表的植物体内内生菌生存微环境等三类环境因子对叶内生菌群落动态变化的影响。结果表明:3个宁夏枸杞叶生长时期内生细菌共28个门、52个纲、118个目、249个科、503个属、738个种、978个OTUs,α多样性及丰富度以幼叶中最多,随着叶片生长而减少,至叶片成熟老化,保持在较低的水平;变形菌门γ变形菌纲是3个生长时期枸杞叶片中的优势类群,但幼叶内生细菌中优势科属为黄单胞菌科食单胞菌属,成熟叶内生细菌优势科属为假单胞菌科假单胞菌属,老叶内生细菌优势科属为肠杆菌科泛菌属;成熟叶和老叶内生细菌OTU以继承前一个生长时期内生细菌OTU为主;叶内生细菌功能随叶片生长时期改变发生细微变化;不同生长时期影响叶内生细菌群落组成的环境因子不同,以叶内微生物生长可利用营养物质对宁夏枸杞叶内生细菌群落组成影响最大;宁夏枸杞叶内生细菌从各群落特征对不同叶生长时期内外环境变化做出响应,植物体内内生菌生存微环境是影响宁夏枸杞内生菌群落动态变化主要因素。
    水分胁迫对春大豆出苗和幼苗长势的影响
    李秀芬, 马树庆, 李云峰, 于海, 徐丽萍, 陈凤涛, 张洪伟, 翟墨
    2020, 39(8):  2602-2609. 
    摘要 ( 150 )   PDF (1295KB) ( 73 )  
    为探究春大豆播种至幼苗期干旱对大豆出苗速度、出苗率和幼苗长势的影响及春旱指标,以指导春旱评估和抗旱灌溉,于2017和2018年在吉林省中部开展田间土壤水分控制试验。通过防雨棚和人工喷水控制土壤水分,设置7个土壤水分处理和1个自然雨养处理,观测土壤湿度、出苗期、出苗率、株高、叶龄和生物量等。采用回归方法分析土壤湿度对出苗期、出苗率及幼苗长势的影响,据此建立大豆春旱评估指标。结果表明:大豆出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量与播耕层土壤水分关系密切,在试验处理范围内(土壤湿度24%以下),土壤湿度每下降1%,出苗期延迟1~2 d,出苗率下降1.6%,相对叶龄、株高和地上生物量分别下降6.1%、5.4%、10.2%;土壤湿度20%~23%适宜大豆出苗,21%~24%适宜幼苗生长;大豆轻旱、中旱、重旱和特旱的土壤湿度指标依次为0~10 cm土壤湿度16%~17%、14%~15%、12%~13%和12%以下,0~20 cm土壤湿度依次在17%~18%、15%~16%、13%~14%和13%以下。
    基于根系分泌物研究混合型邻群环境对小麦幼苗亲缘识别的调控作用
    魏嘉禾, 陈斌
    2020, 39(8):  2610-2615. 
    摘要 ( 100 )   PDF (710KB) ( 58 )  
    采取根系分泌物替代邻居植物的方法,设置近缘(品种内)、种内远缘(品种间)和种间远缘(物种间)3个亲缘关系处理,单一和混合亲缘型两个水平邻群复杂性处理以及两个小麦(Triticum aestivum)品种处理的交互实验,探究混合型邻群环境对小麦幼苗在亲缘识别中形态性状表达的影响。结果表明:亲缘关系和邻群复杂性对小麦幼苗的比叶面积和比根长具有显著影响,它们的交互作用对比叶面积、总根长、比根长和根系平均直径亦具有显著影响;与单一型近缘及单一型种内(或种间)远缘邻群处理相比,混合型种内(或种间)远缘邻群中小麦的比叶面积等形态性状或是处于更高(或更低)水平,或是无显著差异;小麦对亲缘识别的响应存在品种差异性;混合亲缘型邻群中小麦响应亲缘识别的形态性状表达并不处于由单一型近缘邻群向单一型远缘邻群过渡的中间水平。
    露蕊乌头花性状的表型选择
    路宁娜, 马妍, 孟秀祥
    2020, 39(8):  2616-2621. 
    摘要 ( 106 )   PDF (545KB) ( 60 )  
    为解释植物的花性状的进化机制,分析选择作用的强度和方向是必须的方法之一。采取表型操控实验和表型选择分析,通过人为增加露蕊乌头侧萼片开度,本文揭示了露蕊乌头花性状与适合度的关系,探究了花性状的表型选择作用。结果发现,增加侧萼片开度后,传粉者首访的频率及访花的总次数降低,但对单花种子产量没有影响;露蕊乌头的株高、花数目、盔高及侧萼片宽度均受到总选择作用,而花数目和株高的选择梯度显著,受到了直接选择作用;而花数目则受到稳定选择,即中等开花数目具有更高的种子产量。以上结果表明,侧萼片宽度是露蕊乌头吸引传粉者的主要特征,而花序越高、花数目适中的植株,种子产量也越多。
    入侵植物少花蒺藜草种子异型性及种群维持策略
    曲婷, 田迅, 周立业
    2020, 39(8):  2622-2628. 
    摘要 ( 110 )   PDF (1353KB) ( 97 )  
    少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus Benth.)是科尔沁沙地入侵最为严重的杂草之一。以少花蒺藜草的异型性种子为对象,通过分析其生物学特征、萌发特性以及人工去除对P型种子萌发的影响,探究少花蒺藜草在科尔沁沙地的种子异型性和种群维持策略。结果表明,少花蒺藜草一个刺苞内有两粒或以上种子(以两个种子为多);同一刺苞内相对较大、外形似芒果的种子(M型种子)大于另一个相对较小、外形似李子的种子(P型种子),两异型种子在长、宽、高及百粒重上存在较大差异,P型种子各特征的变异系数均略高于M型种子;自然生境下,一个刺苞内萌发一粒种子(M型)的概率可达到93%,萌发2粒种子(M型、P型)的概率仅为7%,萌发3粒种子的概率为0;室内实验显示,同一刺苞内萌发一粒种子的概率为69.3%,萌发2粒种子的概率为22.2%,萌发3粒种子的概率为8.5%;野外早期去除少花蒺藜草植株地上部分对当年种群数量的影响不大,晚期去除会导致少花蒺藜草种群数量减少;室内去除刺苞内已萌发的M型种子的胚根和胚芽后,P型种子的萌发率仅为20.15%,P型种子可能对少花蒺藜草种群的维持起独特的作用,并受环境条件制约且有一定的阈值。

     

    新疆天山北坡不同地区的野生无芒雀麦构件生物量
    宫珂, 靳瑰丽, 王玉祥, 刘文昊, 马建
    2020, 39(8):  2629-2635. 
    摘要 ( 91 )   PDF (777KB) ( 46 )  
    构件生物量分配是植物响应异质环境做出的资源分配策略。以天山北坡5个典型地区的野生无芒雀麦为研究对象,采用野外调查和室内测量相结合的手段,分析不同地区无芒雀麦构件生物量的差异,探究构件生物量的变化规律。结果表明,不同生境下构件生物量及其分配存在不同程度的差异,其中茎生物量及其分配差异最大。营养构件生物量分配大于生殖构件,地上构件生物量大于地下构件,且营养分配和地上分配在地区间存在显著差异(P<0.05),构件生物量分配与环境因子的关系密切,地上生物量更能反映茎生物量的积累情况。综上所述,无芒雀麦构件生物量在不同地区草地中不具有稳定的分配模式,对环境的适应性较强。
    贵州疣螈栖息地水质评价
    李林芝, 陈浒, 王存璐, 陈静, 张红梅, 杨乙未, 郭城
    2020, 39(8):  2636-2645. 
    摘要 ( 112 )   PDF (1396KB) ( 58 )  
    为探明贵州疣螈(Tylototriton kweichowensis)栖息地的水质状况及影响其栖息地选择的环境因子,于2019年5月、8月和10月分别对毕节市撒拉溪石漠化综合治理区7个分布点、2个对照点的水温、pH、DO、TN、TP、NH3-N和CODMn、Cu、Hg、Pb、Cr、Cd、Mn、Zn、As等理化指标进行了测定,并运用单因子评价法和内梅罗综合污染指数评价法对水质进行评价。结果表明:9个采样点中3个样点的水质类别为Ⅲ类,污染程度为警戒水平;1个样点为Ⅳ类,受到轻度污染;5个样点为劣Ⅴ类,受到重度污染;超标指标有pH、DO、TN、TP、NH3-H、CODMn和Mn,其中TN和NH3-N是造成水环境水质差的主要指标;通过两组对照点环境因子对比,在被测指标中,水温和pH值是影响贵州疣螈栖息地选择较大的环境因子,水温低于13 ℃或pH<6的水体不适于贵州疣螈生存。
    鲥鯸淀鱼类群落特征与生物完整性评价
    石磊, 朱浩, 叶少文, 王普泽, 刘家寿, 刘兴国, 李钟杰
    2020, 39(8):  2646-2656. 
    摘要 ( 142 )   PDF (826KB) ( 68 )  
    鱼类生物完整性指数(F-IBI, fish-index of biotic integrity)被广泛应用于河湖健康评价,可为水域生态修复和保护提供重要科学依据。于2018年10月—2019年7月在白洋淀区的典型湖泊鲥鯸淀开展鱼类群落采样,结合鱼类生物完整性指数评价体系和ABC曲线(abundance biomass comparison curves),综合评价鱼类群落组成特征和水域健康状况。共发现鱼类30种,隶属4目10科,其中鲤科鱼类物种数最多,共21种,占鱼类总物种数目的70%。FIBI评价结果表明,在鲥鯸淀的采样站点中,鱼类生物完整性评为“好~优”等级共有3个点;评价为“好”等级共有3个点;评价为“一般~好”等级共有4个点;评价为“一般”等级共有5个点;评价为“差~一般”等级共有8个点;评价为“差”等级共有3个点;没有点位评价为“优”和“极差”等级。总体上,春季和秋季呈现“一般~好”,夏季呈现“差~一般”。ABC曲线结果显示,季度性汇总、春季和夏季所得的ABC曲线展现出明显的交叉趋势,表明总体状态、春季和夏季均呈现中度干扰状态;秋季的数量优势度曲线位于生物量优势度曲线之上,表明该季节呈现严重干扰状态。与20世纪50—70年代相比,白洋淀区域鱼类生物完整性整体呈下降趋势。过度捕捞、水质污染和极端气候等是白洋淀鱼类群落变化的重要因素,建议在湖泊生态修复的同时,通过划定禁渔区和延长禁渔期等方式,加强对鱼类资源保护和可持续利用。
    福建梅花山自然保护区南方红豆杉母树特征对访问鸟类多样性的影响
    张帅, 范月峥, 王征
    2020, 39(8):  2657-2662. 
    摘要 ( 136 )   PDF (691KB) ( 60 )  
    在破碎化生境斑块中,植物特征影响着鸟类多样性格局,进而影响斑块的生态功能维系。南方红豆杉(Taxus chinensis)为国家Ⅰ级保护植物,在我国南方地区多集群分布在破碎化生境斑块中。为了解斑块生境中南方红豆杉母树特征对访问鸟类多样性的影响,于2018和2019年果期在福建梅花山保护区红豆杉生态园采用样线法和样点法结合,研究南方红豆杉结实量、郁闭度和高度等特征对访问鸟类多样性的影响。结果表明:在红豆杉生态园中,共有67种鸟类,其中45种鸟类为食果鸟类。不同年份间和不同斑块(竹林斑块和常绿阔叶林斑块)的鸟类群落组成和优势鸟类存在一定的差异。共有21种鸟类访问南方红豆杉母树,其多样性特点受母树特征的影响。一元线性回归模型表明,南方红豆杉母树结实量与访问母树的鸟类数量和种数呈正相关;母树郁闭度与访问母树的鸟类数量呈正相关。可见,斑块生境中南方红豆杉母树特征是影响鸟类多样性的主要因素之一,进而影响植物的种子更新。
    野花带对京郊农田地表蜘蛛多样性的影响
    郭炳茹, 付道猛, 齐绍帆, 宇振荣, 聂紫瑾, 朱莉
    2020, 39(8):  2663-2670. 
    摘要 ( 120 )   PDF (862KB) ( 60 )  
    蜘蛛作为农田生态系统中重要的天敌类群,其分布易受田块尺度因素的影响。在农田边种植野花带可以增加景观美感,而对于蜘蛛多样性的影响在国内研究不足。在北京市选取8对农业管理和周边景观组成相似的农田,每对中一块田地毗邻野花带,另一块周围无开花植物生境。通过对农田中的蜘蛛进行监测,探讨野花带对蜘蛛多样性的影响。结果表明:毗邻野花带的农田中蜘蛛多样性高于无野花带的农田,且这种差异在农田内部更为明显;蜘蛛优势种群落分布与野花带性状无统计学显著性相关关系,却与野花带物种多样性和野花带宽度呈一定的正相关。研究表明,构建农田边界野花带有助于增加蜘蛛多样性,进而有助于虫害的生物控制。
    粤港澳大湾区城市热岛时空特征及驱动因素
    邓玉娇, 杜尧东, 王捷纯, 徐杰, 谢维斯
    2020, 39(8):  2671-2677. 
    摘要 ( 122 )   PDF (2231KB) ( 69 )  
    城市热岛是粤港澳大湾区建设过程中的热点社会问题,其驱动因素研究更是学者们关注的重要科学问题。本文基于多种卫星遥感资料,定量分析粤港澳大湾区城市热岛的时空分布特征,利用多元回归方法,综合探讨城市热岛的驱动因素。结果表明:2003—2018年粤港澳大湾区城市热岛效应显著增强,热岛强度年增长0.05 ℃,热岛区面积年增长0.18%;城市热岛具有明显的季节变化规律,夏季热岛强度最强且热岛区面积最大,冬季热岛强度最弱但热岛区面积仅次于夏季;热岛区主要分布在东莞大部、深圳大部、广州与佛山交界处、中山北部及惠州中部。多元回归分析表明,海拔对城市热岛影响最为显著,其次是灯光指数、归一化植被指数,再次是气溶胶光学厚度,其中灯光指数为正向驱动因素,其余均为负向驱动因素。
    城市扩张背景下道路树冠覆盖量变特征——以北京市为例
    张文, 李晓婷, 马杰, 贾宝全
    2020, 39(8):  2678-2690. 
    摘要 ( 98 )   PDF (1481KB) ( 73 )  
    道路树冠覆盖(RTC)是城市树冠覆盖(UTC)的最重要组成部分。本文从RTC量变及其与城市扩张的关系出发,构建了RTC量变评价体系,为城市生态规划及道路绿地系统管理提供依据。基于RTC与道路(R)、不透水地表(I)、UTC、潜在UTC(PUTC)变化的量比关系建立了5项评价指数,并以北京市主城区为研究区域分环路区间进行空间分布特征分析及评价。结果表明:2002—2013年间北京市主城区道路树冠覆盖面积增长显著,RTC面积变化指数为2.142,覆盖率从21.62%提高到35.00%;整体RTC增长相对城市不透水地表变化及道路加权变化呈现明显的优势响应特征;整体I响应指数为1.879,R响应指数为1.736;RTC相对整体UTC增长及PUTC面积减少呈微弱的优势响应特征,整体U(UTC)响应指数为1.055,P(PUTC)利用指数为1.06;RTC面积变化指数、I响应指数、R响应指数、P利用指数在由内向外的城市扩张梯度上具有递增趋势;在各环路区域间,U响应指数基本均衡,其余指标具有较明显的差异性;RTC面积变化指数在各环路区域间的差异性最大;RTC面积变化指数与R响应指数的相关性最为显著,越往外围,RTC的面积变化越为显著,其对道路和城市不透水地表变化的响应优势也越为显著;新增道路和不透水地表具有明显更高的RTC覆盖率;U响应指数和RTC的增长率不显著相关;北京主城区RTC环向区间差异性显著,内城提升需求高,特别是2环内区域的滞后性需要引起关注;RTC在整体城市树冠覆盖中的地位和倾向性优势仍待加强,3环内区域尤为迫切;RTC提升空间压缩,建成区不透水地表潜力开发是RTC后续增长的重要途径。
    基于MaxEnt模型预测白琵鹭在中国东北地区的适宜分布区
    李敏, 李秀明, 徐家慧, 薛琳, 武爱明, 盘凯筠, 闵晓明, 李玉太, 钱法文
    2020, 39(8):  2691-2703. 
    摘要 ( 139 )   PDF (2359KB) ( 78 )  
    白琵鹭(Platalea leucorodia)为我国国家Ⅱ级保护野生动物,目前已知的白琵鹭繁殖生境分布较为破碎。近年来,在全球气候变化的背景下,人类对地下水超采、湿地开垦等致使作为白琵鹭主要繁殖地的我国东北地区湿地面积缩减,因此有必要制定科学的保护计划去减轻东北地区环境变化导致的白琵鹭生境破碎化。本研究的主要目的是运用MaxEnt模型与GIS空间技术对东北地区白琵鹭的生境适宜性及其主要影响因子进行分析。受试者工作特征曲线下面积(训练AUC和测试AUC)分别为0.918和0.945,显示了模型预测能力较高,适合白琵鹭的潜在生境预测。研究发现:影响白琵鹭繁殖生境分布的主要环境因子是海拔(36.8%)和植被覆盖度(32.6%),其次是等温性(11.5%)、距湖泊距离(8.6%)和最干季降水量(4.0%),影响较少的是距道路距离(2.7%)、最湿月降水量(2.4%)、距居民地距离(0.8%)、土地利用类型(0.4%)和距河流距离(0.2%)。白琵鹭在东北地区的适宜栖息地集中在低海拔、气候适宜和离水源较近的地方。获得了适宜白琵鹭生境的自然保护地(自然保护区、湿地公园)分布。本研究为白琵鹭的保护提供了科学信息,并为其栖息地管理提出了相关建议。
    中国连香树(Cercidiphyllum japonicum)生态适宜区及种群特征
    曾超越, 钟乾娟, 王崇云, 胡艳萍, 吴明慧, 蒙薇, 彭明春
    2020, 39(8):  2704-2712. 
    摘要 ( 148 )   PDF (1389KB) ( 66 )  
    连香树为国家二级保护植物,其种群自然更新困难且分布不连续。预测其潜在适生区可为划定不同区域连香树的保护和管理单元提供科学依据。本文根据连香树在中国的地理分布数据,结合22个环境因子,应用最大熵模型(MaxEnt)预测连香树在中国的潜在适生区,同时对比分析不同区域的连香树种群结构特征,探讨影响连香树现状分布及种群特征的生态因子。结果表明:连香树的潜在适生区主要集中于四川盆地西部边缘地区、神农架地区、秦巴山脉地区以及华东孤立的山地;气候因子和地形因子共同影响着连香树的分布,年均降水量、最冷月最低温、坡度和海拔对连香树潜在适生区影响最大;经主成分排序分析,11个调查地点的种群大致可划分为3组,即秦岭-大巴山脉种群、四川盆地西部边缘种群、中国东部地区种群;种群密度和存活率与环境因子的关系随连香树的不同生长阶段发生变化,连香树种群特征在生长前期与气候因子的相关性较强。
    若尔盖高原生态系统水源涵养功能时空变化特征
    苑跃, 张亮, 崔林林
    2020, 39(8):  2713-2723. 
    摘要 ( 144 )   PDF (4869KB) ( 67 )  
    若尔盖高原具有重要的水源涵养功能。基于气象和遥感数据,利用水量平衡法,模拟研究2001—2017年若尔盖高原水源涵养量的时空变化特征,探究土地利用和气象因子变化的影响。结果表明:若尔盖高原水源涵养量的空间差异性较大,整体上呈从北向南逐渐增加趋势,研究区2000—2017年平均单位面积水源涵养量<100、100~200、200~300、300~400、400~500和>500 mm的面积比例分别为15.43%、63.66%、18.66%、2.22%、0.03%和0;17年平均水源涵养总量为阿坝藏族羌族自治州>红原县>若尔盖县>玛曲县>碌曲县;研究区2001—2017年单位面积平均水源涵养量总体表现出微弱的上升趋势,水源涵养量显著减少、中等减少、轻微减少、几乎不变、轻微增加、中等增加和显著增加区域所占的面积比例分别为50.64%、16.81%、11.64%、5.20%、4.52%、7.31%和3.88%;阿坝藏族羌族自治州和若尔盖县呈增加趋势,其他三县(玛曲、碌曲和红原县)呈减少趋势;降雨量和高程是影响研究区水源涵养量时空变化特征的主要因子。
    基于DPSIR的湖南省土地生态安全时空变化
    王文萱, 李明孝
    2020, 39(8):  2724-2736. 
    摘要 ( 129 )   PDF (3513KB) ( 44 )  
    根据DPSIR模型从自然、经济、社会、环境和景观格局方面构建指标体系,利用综合权重物元分析模型对湖南省土地生态安全进行评价,并对空间格局变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:湖南省2000年土地生态不安全和较不安全等级的地区主要集中在中部和西部,较安全等级地区集中在东北部,2016年向西和向南上升至较安全等级,中北部地区为临界安全等级,空间差异缩小;湖南省土地生态安全总体呈现较不安全到较安全发展趋势,但等级状态不稳定;驱动力、压力、状态和响应系统生态安全等级均有提升,影响系统为临界安全等级且小幅下降,说明承载干扰的能力仍较弱;湖南省土地生态安全因经济密度、农村居民人均收入、人均GDP、城市人均公共绿地面积、农业机械化程度和污水处理率因素水平的提升保障其稳步发展,主要受人口自然增长率、城镇化率,农业面源污染、土地利用景观格局和科技投资比例因素制约。地形和土地利用景观格局因素是形成空间分异的根本原因。
    峡谷型水库温度分层期关键界面N2O的产生和释放机理
    高蝶, 陈赛男, 李思亮, 刘小龙, 李军, 白莉, 杨静, 王中良
    2020, 39(8):  2737-2747. 
    摘要 ( 106 )   PDF (1484KB) ( 58 )  
    温度分层期峡谷型水库不同界面上氮的动态转化过程对准确评价水体N2O产生机理和释放通量具有重要的影响。通过采集乌江中上游梯级开发的洪家渡水库、东风水库和乌江渡水库的温度分层期水体样品,分析了氮形态和N2O的含量。结果发现,洪家渡水库、东风水库和乌江渡水库剖面水体N2O含量分别为14.3~64.4、16.5~35.7与17.0~70.8 nmol·L-1,均表现为大气N2O的释放源。东风水库全剖面和乌江渡水库均温层以上(0~58 m)的ΔN2O与表观氧利用(AOU)之间具有显著相关关系,说明其N2O的产生主要受控于硝化作用。乌江渡水库和洪家渡水库均温层的DO、NO3--N和N2O剖面变化规律表明,乌江渡水库均温层主要为利用原位NO3-进行的反硝化作用,而洪家渡水库均温层反硝化作用则主要利用上层水体传输的NO3-。洪家渡、东风和乌江渡水库的水-气界面N2O释放通量分别为0.4、0.5与0.4 μmol·m-2·h-1,均显著高于10年前同期的释放水平,说明随着水库库龄增大和水库自身蓄水调节方式的改变,水库N2O释放潜能有逐渐增大的趋势。洪家渡、东风和乌江渡水库在7月份以下泄水方式释放的N2O量分别为0.19×104、1.6×104与6.7×104 mol,在梯级开发的河流-水库体系中,下泄水体排放的N2O量受水库间的联合调度和蓄水调节方式的影响。
    新疆库尔勒市地表灰尘重金属污染及潜在生态风险
    阿地拉·艾来提, 麦麦提吐尔逊·艾则孜, 娜斯曼·那斯尔丁, 靳万贵
    2020, 39(8):  2747-2758. 
    摘要 ( 143 )   PDF (2116KB) ( 44 )  
    从库尔勒市采集54个地表灰尘样品,测定其中Hg、Cd、As、Pb、Cr与Cu共6种重金属元素含量,采用内梅罗综合污染指数(NPI)、潜在生态风险指数(HRI)和生态风险预警指数(IER),评价了地表灰尘重金属污染及潜在生态风险。结果表明,库尔勒市地表灰尘中Hg、Cd、Pb、Cr和Cu等元素含量平均值分别为新疆土壤背景值的3.71、1.87、1.96、1.14和1.29倍。其中,Hg呈现重度污染,Cd、Pb、Cr、Cu呈现轻度污染,As呈现轻微污染,NPI平均值呈现重度污染。潜在生态风险评价结果表明,地表灰尘中Hg呈现较强生态风险,Cd呈现中等生态风险,As、Pb、Cr和Cu呈现轻微生态风险,HRI平均值为232.23,呈现中等生态风险。根据生态风险预警分级标准,地表灰尘中Hg污染处于轻警态势,Cd、Pb、Cu和Cr污染处于预警态势,As污染处于无警态势,IER平均值为4.91,处于中警态势。从空间分布格局来看,地表灰尘重金属污染及生态风险高值区分布于研究区北部。总体上,库尔勒市地表灰尘重金属污染风险相对较低。
    大伙房水库3种邻苯二甲酸酯分布特征与风险评价
    牛明芬, 王争妍, 马建, 陈欣, 李娜
    2020, 39(8):  2759-2767. 
    摘要 ( 124 )   PDF (1616KB) ( 80 )  
    大伙房水库作为辽宁省重要饮用水源地,库区水质安全具有举足轻重的作用。本研究对不同季节大伙房水库库区及主要入库河流中3种主要邻苯二甲酸酯(PAEs)的空间分布及季节变化特征进行了分析,并利用风险暴露模型对库区水体PAEs的风险特征进行了评估。结果表明,大伙房水库库区及入库河流流域中的PAEs含量均处于较低水平,在空间分布上库区中PAEs分布呈自东向西先增大后减小的趋势,在季节上具有夏季>春季>秋季的变化特点;主要入库河流中PAEs浓度呈自河流上游至下游逐渐增高的趋势,秋季河流水体中PAEs含量最少。在PAEs组分上,邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)在所有采样点均有检出,DBP和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)具有一定的同源性且与水中总氮、总磷浓度呈负相关。风险暴露模型结果表明,大伙房水库中DBP的非致癌风险指数均远小于1,不会对人体产生健康危害。
    污泥改良沙化土壤水分入渗及再分布模拟
    黄殿男, 赵超越, 张羽鑫, 李琳, 焦美怡, 陈明明, 侯文涛, 傅金祥
    2020, 39(8):  2768-2775. 
    摘要 ( 118 )   PDF (1357KB) ( 50 )  
    污泥和沙土掺混是改良沙化土壤的一种方法,了解泥沙复合土壤中水分入渗及再分布规律有利于工程改良的进行。为了明确模拟软件在实际工程应用中的适用性,将污泥和沙土以1∶4的比例掺混,模拟降雨过程,分析其水分入渗及再分布规律,并采用Hydrus-1D土壤水分模拟软件对该实验过程进行模拟,将模拟数据与实测数据进行比较,验证Hydrus1D软件以模拟泥沙复合土壤水分入渗的适用性,从而为其选择合适的水分入渗模型。结果表明:Hydrus-1D软件可以预测出泥沙复合土壤水分特征曲线,得出复合土壤残余含水率(θr)、饱和含水率(θs)、进气值倒数(α)、孔径分布指数(n)、水力传导度(Ks)等土壤基本性质参数;在整个水分入渗模拟过程中,泥沙复合土壤的含水率由初始含水率开始逐渐升高,直到接近饱和含水率时趋于稳定,但最终不能到达饱和含水率;0~30 min内水分入渗模拟实验中,实测曲线与模拟曲线相差不大;60 min后各土层水分再分布模拟实验中实测曲线与模拟曲线相差较大。说明该软件能够较好地模拟出水分入渗规律,而不适用于水分再分布模拟。
    综合评述
    福寿螺应对天敌的响应策略与机制研究进展
    郭靖, 章家恩
    2020, 39(8):  2776-2784. 
    摘要 ( 136 )   PDF (569KB) ( 74 )  
    福寿螺(Pomacea canaliculata)作为一种世界性入侵生物,1981年引入我国大陆,严重危害水生作物生产和生态系统功能。福寿螺在入侵过程中,其表型可塑性可能在增强其环境适应性和耐受性方面扮演着重要角色。猎物对天敌诱导的防御响应是其表型可塑性中的一种表现形式。本文从福寿螺的行为(防御、生长、繁殖、后天性学习)、形态(壳形状、壳强度)和生理生化(卵、抗氧化系统)等3个方面对福寿螺应对天敌胁迫的响应策略与机制进行了总结和归纳,强调了福寿螺应对天敌胁迫的响应多样性和性别差异性,并讨论了天敌诱导下福寿螺的能量分配与权衡机制。在此基础上,对福寿螺与天敌互作机制、生物防治技术开发和效果评估等方面进行了展望。
    稻蟹共作对田间生态环境与水稻生长的影响研究进展
    苗微, 刘佳敏, 张佳, 唐亮, 张文忠, 徐正进
    2020, 39(8):  2785-2791. 
    摘要 ( 141 )   PDF (520KB) ( 47 )  
    稻蟹共作模式是我国较成熟的稻田综合种养模式。由于“蟹”的加入,稻蟹共作带来较高经济价值的同时,对田间生态环境和水稻生长也带来显著影响,但对其影响结果及原因缺少系统总结与分析。基于此,本文结合近年国内外稻蟹共作相关研究,总结了稻蟹共作对田间气体排放、养分循环及生态效益的影响,进一步探讨稻蟹共作对水稻品种选择、田间水肥管理及水稻产量品质的影响。提出未来研究应更关注整体生态环境效应,研究方法应加强大范围田间实验与小规模模拟实验结合,研究内容应加强机理研究,深入稻蟹共作整体效应,研究周期应加强长期定位研究,研究方向应关注协同、优质、高效等问题。以期深入了解稻蟹共作对田间生态环境及水稻生长的影响,进而为稻蟹共作理论创新与技术突破提供理论支撑。
    技术与方法
    基于iTRAQ技术筛选水稻根尖甲基汞胁迫响应差异蛋白及其生物信息学分析
    龙水庭, 韦艳, 徐晓航, 刘琳, 仇广乐
    2020, 39(8):  2792-2801. 
    摘要 ( 121 )   PDF (2360KB) ( 44 )  
    为了解水稻(Oryza sativa L.)对甲基汞胁迫响应的分子机制,采用两优302为实验材料,利用同位素相对标记与绝对定量技术(iTRAQ),联合液相色谱串联质谱技术(LC-MS/MS),筛选水稻甲基汞胁迫下的根尖蛋白组差异表达蛋白,并结合生物信息学对差异蛋白进行分析。结果表明,对照组与处理组共定量了3508个蛋白质,在差异倍数(fold change)≥1.20或≤0.83,且P<0.05条件下,筛选出88个差异蛋白,其中32个蛋白表达上调,56个蛋白表达下调,其中15个差异蛋白(包括类萌发素蛋白和脂氧合酶等12个已知蛋白和3个未知蛋白)具有与金属离子结合相关属性。基因本体(gene ontology, GO)分子功能提示,差异性蛋白主要涉及催化活性、结合和转运活性等生物学过程,京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析显示,差异蛋白显著富集于内质网蛋白加工、氧化磷酸化、淀粉与蔗糖代谢和苯丙素生物合成等代谢通路。研究结果为今后调控水稻中MeHg的吸收提供依据。
    半双工PIT遥测技术的监测效果
    张健, 王义川, 柯森繁, 白艳勤, 谭均军, 刘志雄, 成必新, 石小涛
    2020, 39(8):  2802-2809. 
    摘要 ( 120 )   PDF (1017KB) ( 63 )  
    PIT遥测技术作为鱼道过鱼效果监测的一种重要方法,其设备本身具有高可靠性、高精度、高自动化等优势,得到广泛应用。在野外过鱼效果监测中,受外界环境干扰下如何维持高精度的监测是保证数据准确性的难点之一。本文以鱼类通过PIT天线的视频数据为基础,验证半双工PIT遥测系统的监测效果,分析过鱼数量和运动方向对半双工PIT遥测系统准确率的影响。结果表明:半双工PIT遥测系统的监测效果较好,试验鱼通过大小天线(Ⅱ、Ⅰ)的误差时间为(0.40±0.46) s(Mean±SD),最大误差2.53 s;过鱼数量对大小天线的检测效率具有显著影响,当一尾鱼通过天线时,大小天线的检测效率分别高达97.3%和93.9%;当过鱼数量增加至8尾时,大小天线的检测效率分别降低至7.5%和3.1%;运动方向对天线Ⅰ的检测效率存在显著影响,对天线Ⅱ的检测效率不存在显著影响。提出了一些在实际监测中的可行性措施,以提高PIT遥测系统在鱼道过鱼效果监测中数据的准确性。

     

    基于Sentinel-2时序数据的山区积雪识别与面积变化
    张彦丽, 张丽萍
    2020, 39(8):  2810-2820. 
    摘要 ( 255 )   PDF (6479KB) ( 96 )  
    积雪是全球气候变化的重要指示器,也是中国西北干旱地区重要的淡水资源。卫星遥感由于具有大面积短周期重复观测等特点,已经成为积雪识别与面积变化监测的重要手段。与Landsat TM相比,Sentinel-2影像具有更高的辐射分辨率、光谱分辨率和空间分辨率以及更高的时间分辨率,成为积雪研究的重要数据源。然而,在中小尺度,高分辨率卫星辐射亮度值不仅受大气水汽、气溶胶等大气衰减,受地形遮蔽、坡度、坡向等地形因素的影响,同时也受地表二向反射分布函数(BRDF)影响,从而使得地表信息失真。本文以中国天山中段为研究区,选择2017年5月—2018年4月共20时相Sentinel-2影像,基于数字高程模型(DEM),利用山地辐射传输模型考虑地表BRDF特性基础上对其同步进行大气校正与地形校正预处理,然后综合利用归一化差值积雪指数(NDSI)以及积雪在绿波段、近红外波段的反射率阈值法精确提取积雪覆盖信息,有效剔除了水体、浓密植被、阴影和辐射亮度较低像元对积雪识别的影响。同时,结合历史天气资料,重点分析了1年内研究区积雪面积变化特征。本研究对积雪消融引起的地表反射率和能量平衡变化以及陆地生态环境等研究具有重要意义。