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    2020年 第39卷 第11期    刊出日期:2020-11-11
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    2020, 39(11):  0. 
    摘要 ( 48 )   PDF (13256KB) ( 45 )  
    研究报告
    孑遗濒危植物四合木群落组成、物种多样性及土壤养分含量
    杜忠毓, 贺一鸣, 房朋朋, 段义忠, 鲁客
    2020, 39(11):  3537-3548.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.016
    摘要 ( 157 )   PDF (873KB) ( 100 )  
    四合木(Tetraena mongolicaMaxim.)是我国单种属的古地中海孑遗濒危物种,属于我国二级濒危保护植物。四合木作为我国西北干旱、半干旱地区植物群落的主要建群种之一,不仅对于维持我国西北干旱区生态系统结构和功能具有十分重要的作用,同时也是珍稀的植物资源。本研究对西北干旱区四合木自然植物群落进行了实地调查,并分析了四合木植物群落物种组成、物种多样性及其与土壤理化性质的相互关系。结果表明:(1)四合木植物群落结构简单,物种多样性较低。四合木群落植物共有15科42属64种,主要为菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)和藜科(Chenopodiaceae),且群落中多为半灌木和多年生草本植物。不同四合木植物群落样点间物种多样性差异显著(P<0.05)。其中,千里沟样点植物群落物种丰富度、Shannon指数和Simpson指数最高(分别为24、2.92和0.93)。Pielou指数变化情况略有不同,千里山样点最大(0.98);(2)不同样点四合木植物群落土壤养分含量差异极显著(P<0.01)。总体而言,海勃湾区和海南区样点的土壤速效养分(速效氮、速效磷和速效钾)含量高,千里山样点的土壤有机质含量最高,千里沟样点的土壤水分含量最多。四合木植物群落物种多样性与土壤速效磷呈显著正相关(P<0.05)。本研究结果为认识四合木植物群落提供了一定的数据支撑,同时也为四合木种质资源的保护提供了科学依据。
    毛竹林采伐林窗近地层温度时空分布特征
    申景昕, 范少辉, 刘广路, 陈本学, 吴昌明, 曹碧凤
    2020, 39(11):  3549-3557.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.024
    摘要 ( 86 )   PDF (3279KB) ( 37 )  
    为探讨采伐毛竹林林窗在不同坡向近地表温度和气温时空分布特征,本研究以福建永安竹林生态定位观测研究站采伐毛竹林为对象,在林窗中心和通过中心的南、北、东、西4个方位设置9个温度观测点,采用Kestrel 3000便携式气象监测仪进行测定每个点位地表温度和1.5 m高度处气温。结果表明:不同坡向采伐林窗区域内温度的空间分布具有明显差异,即温度空间分布的不对称性;同一时间不同坡向高温区域分布在林窗的一侧,2个坡向高温区域的分布方位也具有差异;林窗内地表温度与1.5 m高度气温的差值,促进了林窗内热量传输,进一步增强了林窗内温度分布的空间异质性;2个坡向林窗内温度日变化均为“单峰型”,最高气温发生在中午;同一时间段2个坡向林窗内平均温度差异极显著(P<0.01),总体表现为西坡气温大于北坡。研究表明,采伐毛竹林形成的林窗内,地表温度及1.5 m高度处气温分布具有明显异质性,进而影响竹林林窗内竹笋的出笋规律。该结果为研究采伐毛竹林恢复特征提供了数据资料。
    四川夹金山灌丛群落根系特征对土壤抗冲性的影响
    张荣, 董洪君, 周润惠, 余飞燕, 王敏, 陈聪琳, 喻静, 郝建锋
    2020, 39(11):  3558-3566.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.012
    摘要 ( 73 )   PDF (1577KB) ( 30 )  
    为探明高山峡谷区灌丛群落根系对土壤抗冲性的影响,以四川夹金山高山灌丛植被为研究对象,采用Ward聚类分析方法划分群落类型,在此基础上,采用野外采样和原状土冲刷试验相结合的方法,分析夹金山不同类型群落根系属性特征及其对土壤抗冲性的影响。结果表明:(1)夹金山灌丛群落被划分为4个类型,根长密度和根表面积密度表现为高山栎(Quercus semicarpifolia)+皂柳(Salix wallichiana)野草莓(Fragaria vesca)群落(类型Ⅳ)>亮叶杜鹃(Rhododendron vernicosum)蹄叶橐吾(Ligularia fischeri)群落(类型Ⅰ)>硬叶杜鹃(Rhododendron tatsienense)+高山栒子(Cotoneaster subadpressus)蕨(Pteridium aquilinumvar. latiusculum)群落(类型Ⅱ)>高山栎+高山栒子蕨群落(类型Ⅲ);(2)每个类型的根系主要以<1 mm径级为主,Ⅳ群落根系分布最多;(3)在原状土冲刷试验过程中,各群落类型含沙量随时间延长先降低后趋于平缓,抗冲系数总体随冲刷时间的延长呈波动性增强的趋势,Ⅳ群落土壤抗冲性更强;(4)相关性分析表明,根径0.5~1 mm的根系、总根重密度和总根体积是影响夹金山高山灌丛土壤抗冲系数的主要因素。研究结果为高山峡谷区灌丛群落的土壤侵蚀规律研究提供依据。
    三北防护林体系建设工程对科尔沁沙地社会经济影响的定量分析
    武金洲, 郑晓, 高添, 宋立宁, 张婷
    2020, 39(11):  3567-3575.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.018
    摘要 ( 80 )   PDF (2912KB) ( 47 )  
    三北防护林体系建设工程(“三北工程”)是我国最早启动的林业生态工程,旨在改善三北地区的生态环境,促进区域社会经济发展。然而,以往研究主要集中于生态工程对生态环境影响的定量研究,有关生态工程对社会经济影响的定量研究相对较少。因此,本研究以三北工程的核心建设区——科尔沁沙地东部8个旗(县)为研究区,利用结构方程模型,定量分析了2000—2016年三北工程对该地区社会与经济发展的影响。结果表明:(1)2000—2016年,三北工程显著增加了研究区的森林面积3.70×105 hm2,提高了研究区森林覆被率8.52%;工程累计投资金额为9.87×104万元。(2)17年间三北工程对研究区社会发展产生了正向效应,直接贡献率为55%,表现为改变人口就业结构和增加农村用电量;同时,三北工程推动了研究区的经济增长,直接贡献率为4%,间接贡献率为52%,表现为增加农民收入和通过改变就业或产业结构进而影响经济;此外,三北工程对区域脱贫也有一定积极影响。本研究为三北工程的后续建设提供科学指导,也为生态工程对社会与经济影响的定量研究提供参考。
    改变凋落物输入对不同林龄油松林土壤呼吸的影响
    韩尚君, 韩海荣, 程小琴, 董玲玲, 蔡锰柯, 商添雄
    2020, 39(11):  3576-3587.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202011.037
    摘要 ( 41 )   PDF (1848KB) ( 33 )  
    为了解不同林龄油松林凋落物输入与土壤呼吸的关系以及不同呼吸组分的贡献,本研究以辽河源地区3种不同林龄(中龄林、近熟林、成熟林)的油松天然林为对象,利用LI-8100土壤碳通量测量系统对4种不同凋落物输入(加倍地上部分凋落物(DL)、去除地上部分凋落物(NL)、地上部分凋落物和根系去除(NI)以及对照(CK))处理生长季的土壤呼吸速率进行连续观测。结果表明:改变凋落物输入对中龄林的土壤温湿度均产生显著影响。NL处理显著增加了中龄林和成熟林土壤温度,显著降低了中龄林和近熟林的土壤湿度,但改变凋落物输入对近熟林土壤温度和成熟林土壤湿度没有显著影响。DL处理显著提高土壤呼吸速率,NL处理显著降低土壤呼吸速率,DL处理土壤呼吸增加的幅度大于NL处理土壤呼吸降低的幅度。中龄林和近熟林不同呼吸组分对总呼吸的贡献表现为:矿质土壤呼吸>凋落物呼吸>根系呼吸,而成熟林根系呼吸贡献大于凋落物呼吸。随林龄的增加,矿质土壤呼吸贡献逐渐降低,而根系呼吸贡献逐渐增加,两种呼吸组分贡献在中龄林和成熟林间有显著差异。去除凋落物显著改变不同林龄土壤温湿度中主要限制因子并提高主要限制因子对土壤呼吸的影响,加倍凋落物处理土壤呼吸主要受土壤温度的影响,温度和湿度共同解释了不同林龄油松林土壤呼吸季节变化的60.2%~77.5%,不同处理土壤呼吸速率与细根生物量呈显著正相关。不同林龄油松林土壤呼吸对凋落物输入改变的响应特征存在差异。在预测未来气候变化对土壤呼吸影响时,应考虑凋落物输入改变对土壤呼吸的影响。
    不同类型油松混交林土壤物理特性
    杜满义, 张连金, 裴顺祥, 法蕾, 封焕英, 郭嘉, 吴迪, 辛学兵
    2020, 39(11):  3588-3595.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.021
    摘要 ( 77 )   PDF (988KB) ( 57 )  
    长期大面积栽植油松人工纯林会产生较多生态问题,选择具有和谐种间关系的树种是纯林混交改造成功的关键所在。本研究以晋南油松辽东栎针阔混交林、油松纯林、油松华山松针叶混交林为对象,探讨不同混交类型对土壤物理特性的影响,为区域树种合理配置和森林可持续经营提供科学依据。结果表明:(1)树种混交能够改变土壤密度和土壤孔隙度。油松辽东栎针阔混交显著降低土壤密度,增加土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙;而油松华山松针叶混交对以上指标的影响甚微。(2)树种混交能够改变土壤持水特性。油松辽东栎针阔混交显著增加土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量等;而油松华山松针叶混交对以上指标的影响甚微。(3)树种混交对表层土壤密度、孔隙度和持水特性等物理性质的影响更为强烈,对0~10 cm表层土壤的影响超过10~20和20~40 cm更深层次的土壤。(4)树种混交未改变土壤属性垂直分异的基本规律。随土层深度的增加,不同混交林分土壤密度不断增大,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量以及田间持水量等均不断降低。
    鄂西桑寄生植物多样性的海拔格局
    合展, 周友兵, 高瑞如
    2020, 39(11):  3596-3604.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.029
    摘要 ( 108 )   PDF (1380KB) ( 21 )  
    桑寄生植物(桑寄生科)的分布与寄主选择性和生境相关。本研究沿海拔梯度(175~3106 m)设置3条样带共292个样方(20 m×20 m),调查了鄂西亚热带森林群落中桑寄生的分布,记录桑寄生植物多样性。结果表明:在研究区内共调查到7种桑寄生科植物,40种寄主植物;桑寄生植物分布的最低海拔是194 m,最高海拔是2011 m;物种多样性在海拔梯度上先上升后下降,相对集中分布在海拔600~1000 m范围内,呈现单峰分布格局;不同桑寄生科植物在不同寄主植物上的寄生强度不同,更偏好选择高大的落叶乔木作为寄主;桑寄生科植物在鄂西地区海拔梯度上呈“中度膨胀”(mid-elevation peak)的分布格局,可能与寄生植物偏好性及寄主多样性有关。
    疏勒河中游河岸林地下水埋深对胡杨幼苗生物量分配与生长的影响
    白雪, 赵成章, 康满萍
    2020, 39(11):  3605-3612.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.017
    摘要 ( 75 )   PDF (780KB) ( 30 )  
    植物生物量分配格局对植物的生态适应策略、功能性状构建和繁殖更新模式具有重要的生态学和进化意义。以疏勒河中游荒漠河岸林的天然胡杨幼苗为研究对象,河岸为起点沿平行河岸线的方向依次设置近水区(I)、中水区(II)和远水区(III)样地,采用标准主轴分析法,分析了不同水分下胡杨幼苗生物量分配特征及异速生长关系。结果表明,随着地下水埋深的降低,胡杨群落的高度显著增加(P<0.05),密度显著减小(P<0.05),盖度呈先减小后增加的趋势;样地I和样地II胡杨幼苗根冠比大于1,地上生物量的增加速度小于地下生物量的生长速度,样地III胡杨幼苗根冠比接近1,地上生物量与地下生物量生长速度接近等速关系;胡杨幼苗叶质比和根质比呈减小的趋势(P<0.05),枝质比呈逐渐增加的趋势(P<0.05);胡杨地上植株枝叶数、冠幅、地下根系总根长、平均直径、分形维数和根系表面积均显著增加(P<0.05)。疏勒河河岸林胡杨幼苗地上与地下、枝叶、根系的生物量配置模式和生长特征,体现了异质生境中植物功能性状的环境可塑性机制,为理解荒漠河岸林植物的生境适应规律提供了理论依据。
    黄金河国家湿地公园外来植物种类组成、区系与入侵危害
    谢勇, 徐永福, 游健荣, 李家湘, 熊磊, 李畅
    2020, 39(11):  3613-3622.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.005
    摘要 ( 81 )   PDF (1350KB) ( 25 )  
    外来植物入侵对湿地生态系统的影响是生态学研究的重要议题,而关于库塘型湿地生态系统的研究却鲜有报道。本研究以湖南省平江市黄金河国家湿地公园为对象,基于5种土地利用类型共10条样线调查资料,对公园内外来植物的种类组成、区系特征和危害程度进行了研究。结果表明:(1)公园内外来植物共17科37属46种,菊科(9种)和禾本科(7种)植物最为丰富,分别占总种数的19.57%和15.22%;生长型以一、二年生草本为主(33种),占总种数的71.74%。(2)原产地以南美洲和北美洲为主,说明美洲大陆起源的外来植物在公园内具备更好的适应能力。(3)区系组成上热带科属比例显著高于温带科属,表现出强烈的热带区系性质。(4)公园内共有42种外来植物形成入侵危害,前3级危害种(32种)占总种数的69.57%,其中大狼杷草、凤眼莲等5种植物已造成恶性入侵危害。(5)公园与同纬度范围内其他湿地(洞庭湖、南矶山和漩门湾)外来植物的主要原产地均为美洲,并以菊科植物和一年生草本最为优势;相互间种类组成相似性系数随距离增大而减小,与洞庭湖的相似性最高,并有32.61%(15种)的外来植物种类仅见于黄金河。悠久的人类干扰历史、多样的土地利用类型和复杂的生境特征是库塘型湿地外来植物组成和入侵危害的主要原因,建议采取严控人为引入途径和根据不同生境类型及时治理相结合的措施予以防控。
    盐城滩涂湿地典型植物群落土壤活性有机碳组分分布特征
    习盼, 董倩, 张亚楠, 李想, 夏雯雯, 徐驰, 刘茂松
    2020, 39(11):  3623-3632.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.010
    摘要 ( 82 )   PDF (1805KB) ( 27 )  
    土壤活性有机碳是土壤有机碳动态的敏感性指标,可以及时反映土壤有机碳库的周转和动态变化过程。为探究盐城滩涂湿地土壤活性有机碳组分的分布特征及其影响因素,本研究以江苏盐城滩涂湿地4种典型植物群落为对象,分析了0~10 cm(表层)、10~30 cm(中层)、30~60 cm(深层)3个层次土壤总有机碳(TOC)、易氧化碳(EOC)、水溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等与土壤因子、地上生物量等之间的相关性。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤TOC含量差异较大,但土壤EOC和DOC含量差异相对较小。不同土层间,互花米草群落深层TOC含量略高,其他群落随深度增加呈下降趋势,POC含量随土壤深度增加逐渐下降。(2)冗余分析表明,地上生物量(AGB)和土壤pH对3个土层土壤有机碳组分含量的单独解释率均为最高,土壤还原性物质总量(RS)的解释率随土壤深度的增加呈上升趋势。土壤含水量(SWC)在表、中层土壤的单独解释率均为最低,其对土壤有机碳组分含量影响较小。(3)EOC在表层土壤中与总磷(TP)、总氮(TN)呈显著正相关,与pH呈显著负相关,在中、深层与土壤因子无显著相关。DOC在表层土壤中与AGB、TP、RS呈显著正相关,在中层土壤中与TN、TP、SWC呈显著正相关,在深层土壤中与pH呈显著负相关。POC在表、中层土壤中与AGB、TP、RS呈显著正相关,在深层中无显著相关性。本研究表明,地上生物量、土壤pH在3个土壤层次对土壤有机碳组分含量的影响均较显著,而土壤氧化还原状况的影响则随土壤深度的增加而更显著。土壤活性有机碳的相对含量及其影响因素,因群落类型、土壤层次、有机碳组分类型等而存在较大差异。
    大气水分亏缺对中国两种典型草地生态系统总初级生产力的影响
    孟莹, 姜鹏, 方缘
    2020, 39(11):  3633-3642.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.011
    摘要 ( 95 )   PDF (1759KB) ( 37 )  
    土壤水分供给(SWC)和大气水分亏缺(VPD)是影响植物光合作用的重要变量。在生态系统初级生产力(GPP)方面,与SWC相比,关于VPD如何调控GPP变异的研究相对缺乏。本研究选取了水分限制的内蒙古温带草原(内蒙古站)和温度限制的青藏高原高寒灌丛草甸(海北站)作为研究对象,分析了VPD如何调控这两个生态系统GPP变异。按照研究时间段SWC与多年同时间段SWC均值的比值(RSWC)由小到大将两个站点的长时间序列数据划分为3个SWC水平:干旱25%(RSWC前25%区间)、中间50%(RSWC中间50%区间)和湿润25%区间(RSWC后25%区间)。结果发现,海北站不同SWC水平下VPD和GPP均表现出显著的正相关关系(P<0.05),相同SWC水平下VPD和GPP之间的关系无显著性差异(P>0.05)。与之不同,在低SWC中,内蒙古站的VPD和GPP表现出显著的负相关,但随着SWC的提高,这种负相关转化为正相关,二者关系在不同SWC水平间差异显著(P<0.05)。在仅考虑VPD和SWC对GPP影响的情境下,水分亏缺时内蒙古站的SWC可以解释超过60%的GPP变异,而海北站GPP变异的90%是由VPD所解释。本研究表明,在未来大气干旱日益增强的背景下,相对于低温、潮湿的生态系统,水分受限制的草地生态系统生产力可能更容易受到大气干旱的负向效应影响,并且该效应更加依赖土壤水分的变异。这为植被生产力模型如何将大气干旱效应耦合到模型中提供了重要的机理支持和参考,同时也有助于预测未来不同类型生态系统植被生产力对大气干旱的响应与适应。
    富硒营养液喷施量对春小麦产量和品质的影响
    李文栓, 李晓军, 李培军, 张海荣
    2020, 39(11):  3643-3650.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.007
    摘要 ( 85 )   PDF (570KB) ( 26 )  
    为避免过量施硒产生叶片损伤,实现籽实富硒并降低成本,必须选择合适的富硒营养液喷施量。本研究在内蒙古春小麦产区开展富硒营养液叶面喷施量对“宁春4号”小麦产量和面粉品质影响的田间试验,结果发现:朵日纳营养液最佳喷施量为7500 mL·hm-2(硒施用量61.5 g·hm-2),相比对照,“宁春4号”产量显著提高11.8%(达600 kg·hm-2);面粉中的硒含量上升6.6倍,达0.66 mg·kg-1,同时,面粉中锌和蛋白质含量分别提高5.4%和12.4%。研究结果确定了朵日纳营养液应用于小麦的合适喷施量,对其推广应用和支撑地区富硒产业发展具有重要意义。
    外源茉莉酸甲酯诱导番茄对烟粉虱的抗虫性
    张晓霞, 洪波, 景亮亮, 曹爽, 贾彦霞
    2020, 39(11):  3651-3657.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.026
    摘要 ( 81 )   PDF (1266KB) ( 16 )  
    采用盆栽法研究茉莉酸甲酯(MeJA)处理后番茄叶片营养物质含量、次生代谢物含量和防御酶活性,以及MeJA处理对烟粉虱成虫的防治效果。结果表明:外源MeJA可以诱导番茄叶内营养物质含量的降低,用0.0225 mmol·L-1的MeJA处理5 d后,番茄叶片中可溶性糖和蛋白质含量最低,诱导效应最强;外源MeJA可诱导番茄叶内次生代谢产物含量的升高,用0.0225 mmol·L-1的MeJA处理5 d后,番茄叶中单宁和黄酮含量最高,诱导效应最强;外源MeJA能够诱导番茄叶内防御性酶(POD和PPO)活性升高,随着时间的延长(0~14 d),不同浓度MeJA处理后防御酶活性呈现出先上升后下降再上升的变化趋势,且用0.0225 mmol·L-1的MeJA处理5 d后,番茄叶中POD和PPO活性最大,诱导效应最强;不同浓度的外源MeJA对烟粉虱的防效不同,用0.0225 mmol·L-1 MeJA处理5 d后,对烟粉虱的防治效果最好,防效可达86.96%;外源茉莉酸甲酯处理可以通过降低营养物质含量、提高次生代谢产物含量以及蛋白防御酶活性来增加番茄对烟粉虱的抗性,研究结果为防治烟粉虱提供科学依据。
    长期施肥对黄土旱塬农田土壤氮素生理菌群和解磷菌的影响
    李春越, 薛英龙, 王益, 党廷辉, 宋怡
    2020, 39(11):  3658-3667.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.025
    摘要 ( 104 )   PDF (1061KB) ( 43 )  
    土壤功能微生物能促进农田生态系统养分转化和维持土壤生态环境系统稳定性。本研究基于国家黄土高原长武农业生态试验站长期定位施肥试验区,研究不施肥(CK)、施用中量氮肥(N12)、施用高量氮肥(N24)、施用中量磷肥(P12)、施用高量磷肥(P24)、施用中量氮磷肥(N12P12)6种处理下土壤可培养功能微生物氮素生理菌群和解磷菌丰度,探讨长期施肥对黄土旱塬农田土壤功能微生物活性影响及其对环境指标的响应。结果表明:长期施肥对各氮素生理菌群数量影响较大,其丰度好氧自生固氮菌>氨化细菌>亚硝化细菌>反硝化细菌;单施肥处理的氨化细菌和亚硝化细菌的变化规律相同,均随氮、磷肥施用量的增加而减少,而好氧自生固氮菌变化与之相反;无机磷细菌对氮肥的响应程度较高,磷肥对无机磷细菌丰度影响不明显;施加磷肥可降低土壤中有机磷细菌丰度,促进有机磷矿化;相关性分析表明,土壤氮素生理菌群、解磷菌丰度与各土壤理化指标存在一定程度的相关性,氨化细菌与硝态氮呈显著负相关,而与pH、田间持水量呈显著正相关;好氧自生固氮菌与全磷、速效磷、田间持水量呈极显著正相关;亚硝化细菌与全氮呈显著正相关;反硝化细菌与含水率呈显著正相关;无机磷细菌与全氮呈显著正相关,与含水率呈极显著负相关;有机磷细菌与总有机碳呈显著正相关;冗余分析显示,土壤全磷含量对土壤氮磷转化细菌作用最明显,解释了相关土壤细菌数量变化的33.2%(F=13.9, P=0.002),长期施肥对黄土区农田土壤氮素生理群和解磷菌群落丰度产生了显著影响,且氮素生理群和解磷菌在农田生态系统协同作用密切。
    地膜厚度对花生生长发育和氮素积累的影响
    张俊, 郝西, 臧秀旺, 刘娟, 张曼, 汤丰收, 董文召, 刘华
    2020, 39(11):  3668-3675.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.028
    摘要 ( 58 )   PDF (1043KB) ( 17 )  
    选用不同厚度地膜为试验对象,通过田间试验,研究不同厚度地膜覆盖对地温、花生养分吸收、生殖生长及产量品质的影响。结果表明:新标准厚度地膜(0.01 mm)可有效提高地温,与生产上常用的0.004和0.006 mm厚度地膜相比,日平均地温可提高2.24和1.44 ℃,积温可提高196.90和305.05 ℃,与露地播种相比,日平均地温及积温可提高4.03、547.97 ℃;地膜厚度的增加,还有助于加快花生生育进程,0.01 mm厚度地膜比不覆膜可使花生提前顶土2天,提前3天进入盛花期,提前2天现针;随地膜厚度的增加,果针数、结果数、荚果体积、产量均有所增加,其中0.01 mm地膜处理较不覆膜可增加果针数54.44%、增加荚果体积121.65%,提高产量31.09%;厚地膜有利于植株氮素的积累,对提高养分利用有较好的促进作用,但在一定程度上增加成本,且对播种质量要求更高。
    间作模式对黄连生理生长性状及根际土壤理化性质的影响
    段媛媛, 刘晓洪, 吴佳奇, 周武先, 郭晓亮, 游景茂, 唐涛, 王帆帆
    2020, 39(11):  3676-3685.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.034
    摘要 ( 88 )   PDF (1472KB) ( 28 )  
    以厚朴林下黄连单作(CC)、林下湖北贝母-黄连间作(FH-CC)及玄参黄连间作(SN-CC)3种种植模式为研究对象,分析间作模式对黄连生理生长特性及根际土壤理化性质的影响。结果表明:相比于CC模式,SN-CC模式及FH-CC模式下黄连的株高、植株鲜重、叶面积、过氧化物酶活性的增幅分别为(19.56%、14.70%)、(91.38%、4.86%)、(28.86%、16.63%)和(47.10%、37.46%);SN-CC和FH-CC间作模式下黄连生理生长综合指数分别为0.413和0.007;林下间作模式黄连的生长性状优于单作模式,间作模式有利于黄连的生长,且玄参黄连间作模式效果更佳;林下间作模式改善了土壤理化性质,进而促进了黄连的生长;土壤理化性质显著影响黄连的生理生长性状,且黄连根际土壤酶活性显著影响其根际土壤养分含量;蔗糖酶活性、速效钾含量及碱性磷酸酶活性(相关系数分别为0.9999、0.9639、0.9094)是影响黄连生长的主要土壤因子。
    双季稻系统周年内早稻光合碳对土壤有机碳的贡献
    方雪东, 秦明广, 展茗, 刘志辉, 韩玉玲, 唐岚岚
    2020, 39(11):  3686-3693.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.004
    摘要 ( 67 )   PDF (936KB) ( 12 )  
    研究周年尺度的早稻光合碳对双季稻系统土壤有机碳的影响,对于理解农田碳循环及土壤固碳机制具有重要意义。通过盆栽试验,利用13C脉冲标记方法分别在孕穗期与灌浆期进行了2次标记处理,研究了年周期内不同时期早稻光合碳在双季稻系统中的分配和对土壤有机碳贡献的差异。研究发现,早稻植株标记1 d后,光合13C已向地上与地下部分转移分配。至早稻成熟期,孕穗期标记光合13C在“作物-土壤”系统中的回收率为74%,而灌浆期标记处理光合13C回收率仅为59%,且孕穗期标记碳在地下部分的分配比例要高于灌浆期标记碳。在当季及后续晚稻季,早稻孕穗期光合碳对可溶性土壤有机碳(DOC)的贡献率均显著高于早稻灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,来自于早稻孕穗期标记碳、灌浆期标记碳在DOC中的贡献率分别为9.4%和2.6%。早稻孕穗期光合碳对土壤总有机碳(TOC)的贡献率在两季水稻收获时均显著高于灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,早稻孕穗期光合碳对TOC的贡献率可达22%,是灌浆期光合碳贡献率的20.7倍。总体而言,相对于早稻灌浆期,早稻孕穗期光合碳在土壤中的积累相对稳定,对土壤有机碳的贡献更大。
    厄尔尼诺发生期冬春季西北印度洋鸢乌贼耳石外形生长特性
    陆化杰, 王洪浩, 刘凯, 陈炫妤, 何静茹, 陈新军
    2020, 39(11):  3694-3703.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.036
    摘要 ( 76 )   PDF (2697KB) ( 16 )  
    耳石是头足类重要的硬组织器官之一,是研究头足类年龄与生长、种群结构和生活史等重要材料。根据2019年厄尔尼诺发生期冬春季(2—5月)我国灯光罩网渔船在西北印度洋海域调查生产期间采集的1009尾鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本,对厄尔尼诺发生期耳石的外形生长特性进行了研究。结果表明,西北印度洋海域鸢乌贼耳石具有宽大的翼区,较小的背区与吻区。主成分分析表明,耳石总长(TSL)、翼区长(WL)、侧区长(LDL)和最大宽度(MW)可以作为研究鸢乌贼耳石外形生长的特征参数。协方差分析表明,耳石的各特征参数与胴长(ML)、体质量(BW)间的生长关系均存在性别间显著性差异。赤池信息准则(AIC)表明,雄性TSL、WL与ML的生长最适用对数函数表示,LDL、MW与ML的生长最适用线性函数表示,雌性TSL、WL、LDL和MW与ML的生长最适用对数函数表示;雄性TSL、WL与BW的生长最适用对数函数表示,LDL、MW与BW的生长最适用幂函数表示,而雌性TSL、WL、LDL、MW与BW的生长均最适用对数函数表示。随着鸢乌贼个体的增大,其耳石各参数的绝对尺寸逐渐变大,但相对尺寸逐渐减小。本研究结果为后续利用耳石研究鸢乌贼种群鉴定、生活史提供了科学依据,也为研究极端天气变化对头足类硬组织生长的影响提供了参考。
    江苏河蟹高温热害时空变化特征及影响
    任义方, 张旭晖, 陈焕根, 时冬头, 陈翔, 钱钰林, 潘云生
    2020, 39(11):  3704-3714.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.027
    摘要 ( 69 )   PDF (4048KB) ( 22 )  
    河蟹是江苏省特种水产养殖最为突出的产业之一,有效规避其生产养殖中主要气象灾害至关重要。本文利用气象资料、河蟹观测和产量数据,从日尺度出发,提出高温热害过程中对河蟹生长影响的关键气象因子,基于隶属度模型构建河蟹逐日高温热害指数;从年尺度出发,构建河蟹综合高温热害指数;分析高温热害与河蟹产量损失之间的关系,划分高温热害等级来指示河蟹受害程度,分析高温热害年代际发生特征;分析2018年典型高温热害特征与河蟹减产率关系。结果表明:1981—2018年不同等级河蟹热害发生频次和强度存在时空差异性;从综合指标来看,中度及以上热害发生频次空间上呈“南多北少”分布,随时间呈上升趋势,2001—2010年出现最大提幅;热害发生强度空间上呈“南重北轻”分布,随时间呈加重态势,高值区在2011—2018年由苏南零星分布显著延伸至淮河以南地区;从逐日指标来看,不同等级热害强度年代际变化不大,发生次数随时间呈上升趋势,且发生高峰时段呈后移态势;不同时间尺度高温热害指数从两个角度较好地体现灾害对河蟹生产过程及产量的影响。
    镉对齐口裂腹鱼抗氧化性能的影响
    石艳平, 李彦红, 廖茂雯, 张飞飞, 黄丽娟, 邬应龙
    2020, 39(11):  3715-3721.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.032
    摘要 ( 92 )   PDF (493KB) ( 24 )  
    为探究镉对齐口裂腹鱼抗氧化性能的影响,将受试鱼随机分为4组,即对照组(水体Cd浓度为0 mg·L-1)、Cd处理低浓度组(0.05 mg·L-1 Cd)、中浓度组(0.1 mg·L-1 Cd)、高浓度组(0.25 mg·L-1 Cd),并饲喂14 d,测定各组受试鱼肝胰脏、血清中抗氧化指标和生化指标。结果表明:在肝胰脏中,与对照组相比,各浓度Cd处理组丙二醛(MDA)含量显著增加,而碱性磷酸酶(ALP)活性显著下降(P<0.05),低浓度组超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性和谷胱甘肽(GSH)、甘油三酯(TG)的含量显著下降(P<0.05),中浓度组SOD、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、酸性磷酸酶(ACP)的活性和TG、一氧化氮(NO)、总胆固醇(TC)的含量显著增加,GSHPx的活性显著下降(P<0.05),高浓度组ALT、ACP的活性和NO、TC的含量显著增加,SOD、AST的活性和GSH的含量显著下降(P<0.05)。在血清中,与对照组相比,各浓度Cd处理组MDA、NO含量均显著增加,而GSH含量显著下降(P<0.05);GSH-Px活性在中、高浓度组处理时显著下降,而SOD活性在低浓度组处理时显著增加,高浓度组处理时活性被抑制 (P<0.05);不同浓度Cd处理会引起齐口裂腹鱼产生应激反应,使抗氧化指标和生化指标发生改变。
    深圳市陆域野生保护动植物热点分布区辨识及保护对策
    董笑语, 黄涛, 潘雪莲, 孙芳芳
    2020, 39(11):  3722-3737.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.003
    摘要 ( 90 )   PDF (2721KB) ( 36 )  
    随着城市化进程的快速推进,城市生物多样性遭受严重威胁。为有效开展城市生物多样性保护工作,辨识重要物种在城市中的热点分布区是首要任务。本文以高密度超大城市深圳市为例,运用最大熵模型辨识野生保护动植物的热点分布区,运用刀切法检验及绘制单一环境因子响应曲线分析城市野生保护物种分布与环境因子的关系,探讨城市野生保护物种的退化机制;采用ArcGIS将热点区与现有自然保护地叠加,分析当前生物多样性保护措施的有效性;并提出城市野生保护动植物的保护对策。结果显示,热点分布区面积占全市陆域面积的12.43%,分布在远离建成区的山地区域,与现有自然保护地重叠度较高。刀切法检验表明,影响野生保护动植物分布的主要环境因子是土地覆盖类型、到建成区距离、植被类型、最热月最高温度和平均气温日较差。因此,在城市中,可以通过维持热点分布区生境、恢复潜在分布区生境、构建多层次的生态空间管理体系来保护城市生物多样性。
    宁夏甲虫物种多样性分布格局及其与环境因子的关系
    王源, 时项锋, 杨贵军, 贾龙
    2020, 39(11):  3738-3747.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.013
    摘要 ( 97 )   PDF (2081KB) ( 27 )  
    基于宁夏已知甲虫物种分布信息,结合相关气候与生境数据,采用广义可加模型和方差分解方法探讨了甲虫物种多样性分布格局及其与环境因子的关系。结果表明,宁夏甲虫物种丰富度及科属区系分化强度呈现南、北部高,中部低,西部略高于东部的变化趋势。聚类分析表明,宁夏甲虫地理分布可分为六盘山山地甲虫地理群、黄土高原甲虫地理群、荒漠绿洲甲虫地理群和贺兰山-罗山山地甲虫地理群。GAM分析表明,最冷季平均温度、最湿月平均降雨量和植物物种丰富度分别是影响甲虫物种分布最显著的因子。方差分解结果显示,水分、能量与生境异质性三者共同解释了物种丰富度82.4%的变异;能量与水分因子共同解释了甲虫物种丰富度79.6%的空间变异,单独解释率分别为19.9%和14.0%;生境异质性解释了甲虫物种丰富度26.3%的变异,单独解释率仅为2.8%。宁夏地区甲虫物种丰富度空间分布格局由能量和水分因子共同决定,生境异质性有助于提高甲虫物种丰富度。
    海水氮浓度和盐度对孔石莼(Ulva pertusa)生物量和碳氮含量的耦合影响
    叶嘉晖, 张璐璐, 韩秋影, 史云峰, 赵牧秋
    2020, 39(11):  3748-3755.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.035
    摘要 ( 70 )   PDF (1388KB) ( 13 )  
    全球气候变化和人类活动已经对近岸海域海水氮营养盐和盐度产生了显著影响。孔石莼(Ulva pertusa)作为温带近岸海域的优势种,在富营养条件下会爆发性生长,对海洋生态系统造成显著的负面影响。本研究采用室内模拟实验,分析了海水中氮营养盐和盐度对孔石莼的耦合影响。结果表明:海水氮营养盐和盐度对孔石莼的生物量有显著的协同影响,在较高的盐度(40)条件下,孔石莼生物量较高,并且氮营养盐升高会使其生物量降低;孔石莼组织碳(C)含量、氮(N)含量以及碳氮比值(C/N)与氮营养盐浓度无显著相关性,与海水盐度有显著相关性。研究结果可为明确全球气候变化背景下富营养化海域大型海藻爆发的机制和科学管理提供依据。
    清江上游利川段浮游细菌群落结构特征及其影响因素
    李亚莉, 杨正健, 许尤, 马骏, 田盼
    2020, 39(11):  3756-3765.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.031
    摘要 ( 71 )   PDF (1690KB) ( 13 )  
    为探索无大坝影响的自然河流细菌群落结构特征和空间分布,在湖北省清江上游利川市境内设置了5个采样点,对细菌群落结构和环境因子特征进行了分析。结果表明:在清江水样中共检测出细菌35门,其中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),在属水平上,检测出447属,清江源(1号点)的优势菌属为不动杆菌属(Acinetobacter),而其余区域的优势菌属为Limnohabitans;清江源细菌群落的ACE和Shannon值最大,独有的OTU数目最多,即细菌群落的多样性和丰富度都最大;影响浮游细菌群落结构的主要环境因子是总磷、溶解氧和水温,其中变形菌门(Proteobacteria)与总磷和水温呈显著正相关,与溶解氧呈显著负相关;拟杆菌门(Bacteroidetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)与溶解氧呈显著正相关;在属水平上,水温是造成优势菌属空间差异的主要原因。
    全球气候变化背景下秦艽生态适宜性预测
    檀逸虹, 张喜娟, 原树生, 于景华
    2020, 39(11):  3766-3773.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.023
    摘要 ( 78 )   PDF (901KB) ( 22 )  
    本文利用地理信息技术(GIS)和最大熵模型(MaxEnt),选用2050s和2070s时期下不同代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5),模拟三级珍稀濒危药用植物秦艽(Gentiana macrophylla Pall.)当前和全球气候变化背景下生态适宜性变化,发现影响秦艽分布的主要环境因子为年降水量、最干旱月份降水量、海拔和最冷月份的最低温度,这与秦艽喜湿耐寒、怕涝等生长习性相关。当前适生区面积约为143万km2;未来气候变化下,随着RCP浓度升高,适生区面积明显减少,仅为现有的17.3%~41.5%,生态适宜性等级变化明显。适生区的重心位置也由原来的山西省和甘肃省等中国西北部向东北部大兴安岭地区和呼伦贝尔市等地区偏移,未来气候干旱条件加剧,使得一些原适生区不适宜秦艽生长。为此,提出关于秦艽保护的2点建议:(1)使用就地保护策略,对现适生区建立自然保护区或植物公园,或在原生境利用种子和苗开展人工补植;(2)利用迁地保护思想,进行选种育苗工作,将秦艽基因入库,并考虑在现秦艽适生区重心和未来气候下同属适生区的地区大力发展秦艽种植产业。
    气候变化下毛榛在中国的潜在适生区预测
    王绮, 樊保国, 赵光华
    2020, 39(11):  3774-3784.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.014
    摘要 ( 118 )   PDF (4297KB) ( 37 )  
    气候变化影响着植物物种的地理分布,研究气候变化对物种地理分布格局的影响对物种的保护和合理利用具有重要意义。本研究通过ENMeval数据包调整特征组合和调控倍率参数来优化MaxEnt模型,利用221条毛榛有效分布点数据和16个环境因子,模拟预测毛榛在当前气候和未来(2050s、2070s)气候条件下的潜在分布区,并分析影响毛榛地理分布的主导环境因子。结果表明:当特征组合为LQPH、调控倍率为1.5时,模型复杂度和过拟合程度较低,预测结果准确性较高。当前气候条件下,毛榛高度适生区主要集中于长白山、太行山、秦巴山区及甘肃南部等地区;未来不同气候情景下,陕西中北部、中国西南地区、甘肃南部等地区毛榛的适生区逐渐减少,内蒙古东部与黑龙江等地区开始出现较多的毛榛高度适生区,毛榛适生区的质心有向东北方向迁移的趋势;影响毛榛地理分布的主导环境因子为年降水量、最干季均温、海拔和年均温,累计贡献率达78.8%,其适宜范围分别为430~970 mm、-21~3 ℃、40~2800 m和0.8~13  ℃。
    基于MaxEnt模型的广东省红树林潜在适生区和保护空缺分析
    晁碧霄, 胡文佳, 陈彬, 张典, 陈光程, 俞炜炜, 马志远, 雷光春, 王玉玉
    2020, 39(11):  3785-3794.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.009
    摘要 ( 122 )   PDF (1984KB) ( 52 )  
    红树林是分布在热带、亚热带海岸潮间带的木本群落,具有重要的生态功能。广东省是中国红树林分布面积最大的省份,在红树林保护方面具有重要地位。最大熵(MaxEnt)模型是以生态位理论为基础的物种分布模型,目前被广泛应用于物种潜在适生区预测。本研究应用MaxEnt模型,根据广东省红树林分布数据和环境变量数据,预测了该省红树林的潜在适生区分布,分析了影响红树林分布的关键环境变量及其适生区间,识别了广东省红树林保护与修复空缺区域。结果表明,在气候、地形、底质类型、海表盐度、海表温度5组变量中,影响广东省红树林分布的最主要环境变量为气温、海表温度和降水。关键环境变量的最佳适生区间为年平均温度22.37~23.58 ℃、最冷季平均海表温度23.15~23.34 ℃、年平均降水量1647.14~1809.61 mm、最干月降水量23.6~27.2 mm。广东省红树林的高适生区域主要集中于珠江口大亚湾沿岸和雷州半岛阳江沿岸,保护空缺主要出现在阳江港、镇海湾、珠江口、红海湾等地。本研究结果可为今后广东省红树林保护和修复行动与规划的空间布局提供科学依据。
    成都市中心城区城市公园景观连通性
    罗言云, 李春容, 谢于松, 王倩娜
    2020, 39(11):  3795-3807.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.022
    摘要 ( 99 )   PDF (4022KB) ( 37 )  
    城市公园作为城市绿地系统的重要组成部分,是公园城市建设的空间载体,在高密度中心城区中发挥着重要的生态及社会效益。然而,景观连通性作为评价生态系统功能和生态格局的核心指标之一,在城市公园的研究中却鲜有论述。为进一步优化城市整体生态格局、改善城市人居环境,提高成都市公园城市建设质量和水平,以成都市中心城区内的32个主要城市公园为研究对象,采用2015年遥感影像数据,基于形态学空间格局分析(MSPA)及景观连通性指数分析,对公园的结构连通性与功能连通性进行了评价。结果表明:成都市中心城区内城市公园整体景观基底较好,网络结构要素占比均值前三位分别是大型核心(48.15%)、边缘(23.36%)、连接桥(10.83%),各公园呈现多样化的构成特点;与廊道相比,城市公园在斑块要素上优势明显;基于dIIC值分级结果,各城市公园在景观连通性重要程度上存在较为明显的空间分布差异;城市公园的结构连通性与功能连通性间存在互相支撑、互相影响的关系。建议未来加强三环路与四环路之间重要斑块及公园的保护,重视城市公园内大中小型核心的过渡及衔接,并结合相关战略行动提升城市公园景观连通性。
    石油污染条件下河口湿地土壤铁的分布特征
    燕国辉, 朱彬, 赵文斌, 迟光宇, 陈欣
    2020, 39(11):  3808-3816.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.002
    摘要 ( 71 )   PDF (1364KB) ( 9 )  
    河口湿地铁的分布、转化对湿地营养元素循环、有机污染物降解等具有重要的调控作用,探究石油污染条件下河口湿地铁的分布特征,可为河口湿地养分管理与污染防控提供参考。在辽河口湿地油田开采区不同开采年限(0~10、10~20、20~30 a)的油井周围和无油井湿地对照区采集0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60 cm深度土壤样品,测定土壤总石油烃(TPH)含量、土壤总有机质(TOC)、Eh、pH、土壤全铁(Fet)、酸溶性Fe2+、Fe3+、游离氧化铁(Fed)和无定型铁(Feo)。结果表明:(1)开采10 a以内油井周围土壤表层TPH显著高于其他土层,开采10 a以上油井在20~30 cm土层TPH积累较多;石油污染对土壤中TOC和pH的增加有促进作用;(2)土壤TPH与TOC呈极显著正相关(P<0.01),TOC与Fe2+呈显著正相关(P<0.05);(3)在无油井湿地中,土壤Fe2+含量随土层深度增加呈上升趋势,而在受到石油污染的土壤中,上层(0~30 cm)Fe2+含量则相对更高,无油井湿地中土壤的氧化性随土层加深而逐渐减弱;土壤Fed的分布受到Fet的影响,石油烃的入侵对Fed的生成也有促进作用,TPH含量较多的土壤中Fed的含量也相对较高;不同开采年限的土壤Feo分布无显著差异。
    城市幼龄秋茄人工林滩涂汞释放通量及其影响因素
    叶玉婷, 孙鲁闽, 周亮, 卢昌义, 姚艺, 陈微佳
    2020, 39(11):  3817-3828.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.006
    摘要 ( 61 )   PDF (1567KB) ( 16 )  
    滨海滩涂是沿海城市重要的生态资源,它的保护与修复对充分发挥其生态功能有重要意义。本研究以福建厦门海沧湾修复的秋茄人工林滩涂为对象,采用改进的动力通量箱系统与Tekran2537B汞分析仪,于2018—2019年夏冬两季的日低平潮期,对林地与林缘光滩(下称光滩)的汞释放通量进行监测。结果表明,样地的大气汞与表层沉积物中的汞含量均处于较低水平,滩涂/大气汞通量总体上为正值。其中白天的释放更为显著,沉降过程多见于夜间,夏季的释放强度大于冬季。相较于光滩,林地显示出对滩涂表面汞向大气释放明显的抑制作用。相关性分析显示,气温、光照、风速、表土温度和大气汞浓度均与汞通量之间存在不同程度的正相关。经因子分析将汞通量的影响因素归聚为大气因子和地表因子两类,并通过回归分析分别得到林地和光滩的汞通量预测模型。比较两者模型中的回归系数发现,林地植被显著抑制了大气因子对汞通量的影响能力。本研究考察了秋茄人工林地与林缘光滩汞通量的差异,实证了红树林对滩涂汞向大气释放的抑制能力和控制因素,研究结果将为评估海岸带光滩红树林复植在汞蓄纳方面的生态价值提供科学依据。
    综合评述
    森林土壤有机质研究的现状与挑战
    王清奎, 田鹏, 孙兆林, 赵学超
    2020, 39(11):  3829-3843.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.033
    摘要 ( 151 )   PDF (735KB) ( 45 )  
    有机质是土壤中最重要的有机组分,维系着土壤肥力、粮食安全、气候变化等关乎人类生存发展的诸多要素。在国内外科研工作者长期不懈的努力下,加之新技术、新方法的应用,土壤有机质循环研究(尤其是土壤有机质的形成和分解)取得了巨大进展,但仍面临诸多难题与挑战,特别是在全球环境变化背景下。本文重点综述了森林土壤微生物残体、凋落物对土壤有机质循环的影响、土壤有机质分解的激发效应和温度敏感性,以及深层土壤有机质和环境变化背景下土壤有机质循环过程等。在现有基础上,研究方法亟需取得实质性突破以能更真实地反映自然界实际环境状况下的土壤有机质循环过程;而作为土壤有机质循环的关键驱动者,土壤微生物具有有机质的形成和分解的双重作用,未来研究需在复杂的土壤环境中将土壤微生物过程与有机质循环过程联系起来,明确微生物是如何参与土壤有机质循环和发挥作用的;在全球环境变化研究中需加强多因子的耦合作用研究;从生态系统的角度深入开展地上与地下生态过程、多元素耦联关系的研究,尤其是多学科、多领域的交叉融合。期望本文能为森林、农田、草地、湿地等生态系统碳循环领域的科技工作者提供帮助。
    以橡胶为主的农林复合生态系统对调控资源利用和生态服务功能的影响
    祁栋灵, 杨小波, 谢贵水, 吴志祥
    2020, 39(11):  3844-3852.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.030
    摘要 ( 71 )   PDF (588KB) ( 24 )  
    人工林是森林生态系统的重要组成部分,其在全球森林资源中扮演着重要角色,在物质产品供给、生态环境的服务与改善、生态景观构建和应对全球变化等方面发挥着积极贡献。本文分析了人工林生态系统功能与稳定性,介绍了以橡胶为主的农林复合生态系统在光热资源、水分资源、养分资源、土地和空间资源调控利用,以及以橡胶为主的农林复合生态系统对涵养水源、增强系统稳定性、改善微气象环境、提高土壤质量和增强生物多样性等生态服务功能影响方面的作用及其发生机理。在此基础上,提出未来应重点围绕以橡胶为主的农林复合生态系统生产力形成机理与调控、橡胶农林生态系统维持机制、橡胶农林生态系统多功能服务及其调控、橡胶农林生态系统对全球气候变化的响应等开展研究。
    表型可塑性与外来植物的成功入侵
    熊韫琦, 赵彩云
    2020, 39(11):  3853-2864.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.019
    摘要 ( 111 )   PDF (622KB) ( 34 )  
    生物入侵是导致生物多样性丧失的第二大因素,掌握入侵机制可提高外来入侵物种防控管理能力。表型可塑性被认为是外来植物成功入侵的重要机制之一,具有确定的遗传基础。近30年来表型可塑性的研究发展迅猛,野外调查与移植实验相结合,宏观生态与分子生态交叉等多种方法被用来探索外来植物成功入侵的表型可塑性机制。本文从表型可塑性概念、研究发展历程及其在外来植物入侵中的作用等方面进行了综述,并对今后外来入侵植物表型可塑性的研究方向进行了展望。表型可塑性的生态作用是目前研究的关注重点,表型可塑性增强了外来入侵植物的适应性和入侵能力,与遗传分化一起共同促进了外来植物的成功入侵。未来多学科相结合的综合研究方法将成为表型可塑性研究发展趋势,气候变化、土地利用等因素与入侵植物表型可塑性相结合,以及运用基因组学和分子生物学等方法,定量分析比较个体、种群或物种间的表型可塑性是未来研究外来植物入侵机制的方向之一。
    湿地植物残体分解及其影响因素研究进展
    许策, 赵玮, 于秀波
    2020, 39(11):  3865-3872.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.008
    摘要 ( 78 )   PDF (480KB) ( 21 )  
    湿地植物残体分解在湿地生态系统物质循环过程中起着重要作用,其过程受到多种生物因素和非生物因素的共同影响。本文综述了近些年关于湿地植物残体分解过程及影响湿地植物残体分解的生物因素和非生物因素的研究进展,并就水位对湿地植物残体分解产生的影响进行了重点阐述。水位变化是水位波动明显的湖泊湿地的关键环境过程,水文节律对植物残体分解起着不可忽视的作用,使得湿地植物残体的分解更为复杂。就植物残体的光分解过程、关键影响因子贡献量化以及关键环境因子对植物残体影响的直接和间接作用等方面提出建议和展望。
    干湿交替灌溉对水稻生产和温室气体减排影响研究进展  
    张鲜鲜, 周胜, 孙会峰, 张继宁, 王从
    2020, 39(11):  3873-3880.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.001
    摘要 ( 67 )   PDF (950KB) ( 41 )  
    水稻生产消耗了大量淡水资源,同时也是温室气体的重要排放源。水分管理是影响稻田温室气体排放的关键因子,干湿交替灌溉(AWD)作为一种重要的稻田节水减排管理模式,在中国、菲律宾、越南和印度等一些亚洲国家广为应用。本文综述了AWD管理模式对稻田温室气体减排和其他生态效益(节水潜力、水稻产量等)影响的研究进展。总体而言,AWD可显著降低甲烷(CH4)排放,但较大幅度增加了氧化亚氮(N2O)排放,因此,其综合温室气体减排效果取决于N2O增加幅度。水分管理耦合肥料管理,如优化肥料施入种类和方式等,有利于CH4和N2O同时减排。另一方面,AWD设定的土壤水分胁迫阈值影响水稻产量,轻度水分胁迫(土壤水势阈值-15±5 kPa)可在降低灌溉水量的同时保持水稻稳产,而重度水分胁迫(土壤水势阈值-30±5 kPa)时水稻产量显著降低。AWD稻田土壤通气性较好,利于微生物活动,一定程度上促进了土壤有机物质的分解。科学合理地发展节水高效的水稻生产模式,有利于降低生产成本,增加农民经济收益。
    技术与方法
    多源土地覆被数据类别一致性及景观格局差异性——以京津冀区域为例
    邵明超, 宋宏利, 尚明, 何洪涛, 史宜梦
    2020, 39(11):  3881-3889.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.020
    摘要 ( 54 )   PDF (3227KB) ( 33 )  
    土地覆被遥感数据是大尺度景观格局研究的基础信息。然而不同的土地覆被数据来自于不同的科研团队,采用不同的数据源及分类方法,导致其对于景观格局研究结果具有差异性,因此定量分析土地覆被数据一致性及其对景观格局研究的影响具有重要意义。本研究以当前2套全球尺度30 m分辨率的土地覆被遥感数据GlobeLand30和FROM-GLC为对象,从土地覆被类别及景观格局指数两个角度对比分析了二者在京津冀不同水土保持区的差异。结果表明:(1)在太行山东部山地丘陵水源涵养保土区,二者的面积一致性最大,一致性值为96.8%,在太行山西北部山地丘陵防沙水源涵养区二者的面积一致性最低,其数值仅为3.6%;(2)两数据集在津冀鲁渤海湾生态维护区空间的一致性最高,其空间一致性值为73.6%,在太行山西北部山地丘陵防沙水源涵养区空间的一致性最低,其值为25.17%;(3)在景观格局上,GlobeLand30数据集在京津冀6个生态功能区的复杂程度均小于FROM-GLC数据集,说明GlobeLand30数据景观多样性较低,地表景观类别均质性较强,而FROM-GLC数据的地表景观异质性较强,破碎化程度较高。
    绿洲灌区不同耕作模式对土壤性质的影响
    何如, 张双羽, 杨彩红, 王立
    2020, 39(11):  3890-3902.  doi:10.13292/j.1000-4890.202011.015
    摘要 ( 59 )   PDF (2354KB) ( 12 )  
    为提出有利于绿洲灌区发展的保护性耕作种植模式,本试验设置免耕留茬覆盖(NT)和传统耕作(CT)两种耕作方式,小麦/玉米(W//M)、小麦玉米轮作(W-M)、麦后插种冬油菜轮作玉米(W-G-M)3种种植模式,测定不同时期土壤酶活性和理化性质的变化。结果表明:不同处理下土壤蔗糖酶与淀粉酶活性呈先升后降的趋势,脲酶与蛋白酶则逐渐升高,NTW土壤酶活性较NTM、NTW-G-M和NTSM高13.00%、7.50%、30.61%。土壤全氮、全磷在玉米成熟期最低,较小麦播期降低了59.52%~87.14%、20.00%~66.67%,土壤容重在播期为最低,较玉米成熟期降低了3.47%~11.03%,土壤孔隙度与土壤容重呈负相关。连续4年不同轮作后,各处理玉米产量差异不显著(P>0.05),NTW//M土壤结构与养分状况最佳。因此,在绿洲农业灌区,玉米/小麦间作免耕秸秆还田处理是值得推广的一项耕作模式。