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    2020年 第39卷 第12期    刊出日期:2020-12-10
    目录
    2020, 39(12):  0. 
    摘要 ( 36 )   PDF (13465KB) ( 230 )  
    研究报告
    青藏高原川西云杉林生物量对气候变化的响应
    姜思慧, 梁宇, 常瑞英, 黄超, 马天啸, 刘波, 吴苗苗, 张鹏翼
    2020, 39(12):  3903-3912.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.015
    摘要 ( 333 )   PDF (1815KB) ( 41 )  
    近几十年来,剧烈的气候变化已严重影响到青藏高原森林生态系统的结构和功能,青藏高原逐渐成为研究森林对气候变化响应的热点地区。本研究以分布于青藏高原地区的川西云杉(Picea likiangensisvar.rubescens)为例,应用森林生态系统过程模型,设置4种气候变化预案,模拟不同气候变化情景下不同海拔和不同林分年龄阶段的川西云杉林生物量动态变化,通过比较不同气候变化情景下生物量的变化率来量化川西云杉林生物量对气候变化响应的强烈程度。结果表明:气候变暖会促进川西云杉林生物量增加,且生物量增幅与气候变暖的程度呈正相关(P<0.05);随着海拔升高,川西云杉林生物量对气候变化的响应程度增强;从短期和中期来看,川西云杉幼龄林生物量表现出对气候变化的响应强烈,但从长期来看,川西云杉中龄林生物量对气候变化的响应强烈。
    兴安落叶松火烧迹地林褥层可溶性有机质的时间变化特征
    王立轩, 杨光, 高佳琪, 瓮岳太, 邸雪颖, 于宏洲
    2020, 39(12):  3913-3923.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.021
    摘要 ( 153 )   PDF (1523KB) ( 14 )  
    探索林褥层可溶性有机质在火后随恢复时间的变化特征,能够更全面地认知林褥层在火顶极生态系统中的作用,有助于我们认知火干扰对陆地生态系统产生持久影响的机制。以不同过火年份兴安落叶松火烧迹地和未过火样地的林褥层(未分解凋落物层、半分解凋落物层和苔藓层)为对象,使用水浸提法提取其可溶性有机质(DOM),测定其在未过火和火后各时期可溶性有机碳(DOC)含量、可溶性有机质的紫外可见光光谱参数和荧光光谱参数等指标,分析比较林褥层在各时期相同指标间的差异。火干扰导致未分解层DOC含量、半分解层和苔藓层的紫外可见吸光度、HIXb、苔藓层a(355)在恢复初期和恢复中期持续下降,在恢复后期回升。未分解层a(355)、紫外-可见吸光度、SUVA254、HIXb、半分解层DOC含量在恢复初期下降,在恢复中期和后期持续回升。苔藓层DOC含量在恢复中期下降,在恢复后期回升。半分解层SUVA254在恢复初期显著升高,在恢复中期回落。未分解层SUVA280在恢复初期和中期持续升高,在恢复后期回落,半分解层和苔藓层SUVA280、苔藓层SUVA254在火后持续降低,降幅逐渐减缓。过火前后各层FI以及半分解层a(355)无明显变化。火烧迹地林褥层未分解层分解速率高于半分解层,其随恢复时长的变化趋势均为先降低再升高。火干扰对兴安落叶松林褥层DOM多种特征产生显著影响。随恢复时间的增加,兴安落叶松火烧迹地林褥层DOC含量、腐殖化程度、芳香化程度、不饱和共轭双键数目、半分解层和苔藓层DOM平均相对分子量均表现出先降低再升高的趋势,未分解层DOM平均相对分子量表现出先升高再降低的趋势。未分解层DOC含量、a(355)、HIXb、FI、SUVA254和SUVA280随生态恢复变化趋势与半分解层不同,其中,未分解层SUVA254和SUVA280变化趋势与半分解层相反。本研究未发现火干扰对兴安落叶松林褥层DOM来源及自生源特征有明显影响。未分解层受恢复时长影响较大,半分解层受恢复时长影响适中,苔藓层受恢复时长影响较小。
    不同种源白栎幼苗叶片对干旱胁迫的响应及抗旱性评价
    熊仕发, 吴立文, 陈益存, 高暝, 江先桂, 李清源, 黄述河, 汪阳东
    2020, 39(12):  3924-3933.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.022
    摘要 ( 134 )   PDF (4331KB) ( 40 )  
    为了解不同种源白栎苗期抗旱性差异,以期为白栎栽培及耐旱品种选育提供依据,采用PEG-6000溶液模拟干旱环境,测定不同程度干旱胁迫对8个不同种源白栎生理生化指标的影响,并通过主成分分析和隶属函数法综合评价8个种源白栎的抗旱性强弱。结果表明:随着干旱胁迫程度加深,不同种源白栎幼苗叶片的相对含水量和水势均呈下降趋势;MDA含量呈显著增长趋势,而SOD、POD和CAT活性均呈现先升高后降低趋势;可溶性糖、蛋白质和游离脯氨酸含量均呈现先升高再降低的趋势,而甜菜碱含量则呈现持续升高趋势;利用主成分分析和隶属函数对10个抗旱性指标进行综合分析,得出8个白栎种源抗旱性强弱顺序为:福建武夷山>贵州黄平>江西宜春>广西全州>湖北利川>湖北黄石>广西柳州>浙江西湖。
    施氮通过改变微生物生物量磷驱动杉木人工林土壤磷组分转化
    谢欢, 张秋芳, 曾泉鑫, 李宇轩, 马亚培, 林惠瑛, 刘苑苑
    2020, 39(12):  3934-3942.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.010
    摘要 ( 142 )   PDF (750KB) ( 17 )  
    磷(P)素是限制植物生产力的重要养分,对维持森林生态系统平衡起着重要作用。中国南方已成为继欧美之后的第三大氮(N)沉降区,了解N沉降加剧对南方土壤中不同P组分转化的影响对维持植物生长具有重要意义。杉木是中国南方重要的人工林,本研究以杉木为对象,设置对照(0 kg N·hm-2·a-1)、低N(40 kg N·hm-2·a-1)和高N(80 kg N·hm-2·a-1)3个处理,测定不同处理土壤基本理化性质、P组分的含量、微生物生物量以及磷酸酶活性。结果表明,施N促进了有机P和无机P之间的转化,增加了NaHCO3-Pi含量和土壤有效P含量,进而满足植物生长需要。施N还显著提高了微生物生物量磷和酸性磷酸酶活性。冗余分析显示,微生物生物量磷与土壤无机P呈显著正相关,说明土壤无机P主要受微生物生物量磷调控。本研究为未来N沉降加剧背景下,受P素限制的亚热带地区土壤P转化的生物地球化学模型参数提供了参考依据。
    亚高山森林类型转换对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响
    朱亮, 郭可馨, 蓝丽英, 杨帆, 王华, 李晗, 张丽, 徐振锋, 谭波
    2020, 39(12):  3943-3951.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.004
    摘要 ( 130 )   PDF (1185KB) ( 16 )  
    丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)在森林植物养分吸收和土壤养分转化过程中具有十分重要的作用,其群落结构对森林植被更新和演替敏感响应。为了解亚高山森林转换对AMF多样性的影响,以川西亚高山岷江冷杉(Abies faxoniana)采伐后形成的次生林和粗枝云杉(Picea asperate)人工林为对象,采用高通量测序法研究了2种森林土壤有机层(半分解层和分解层)和矿质层AMF组成和多样性的特征。结果表明:2种森林共有923个真菌OTUs,分属于9科10属36种,以球囊霉属(Glomus)为AMF优势类群,且2种森林分解层AMF丰富度和多样性均大于其他土壤层次。森林转换改变了土壤中AMF的丰富度和多样性。与次生林相比,人工林土壤中球囊霉属AMF相对丰度增加,多孢囊霉属和无梗囊霉属AMF的相对丰度降低,且AMF的Shannon指数、Ace指数和Chao指数均降低;非度量多维度(NMDS)分析显示,森林转换显著影响AMF的β多样性;冗余分析(RDA)表明,土壤pH和全磷含量是影响AMF多样性和相对丰度的主要因子。这些结果表明,森林转换会改变亚高山森林土壤中AMF的多样性,次生林能够为AMF提供更适宜的生存条件,提高AMF的多样性。
    五台山臭冷杉林土壤呼吸时空变化特征
    田志杰, 刘晓莹, 陈春兰, 胡砚秋, 郑庆荣, 高永平
    2020, 39(12):  3952-3960.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.018
    摘要 ( 107 )   PDF (872KB) ( 15 )  
    土壤呼吸是气候变化背景下森林生态系统稳定性的重要评价指标。本研究以五台山臭冷杉森林群落为对象,对不同海拔(2100、2200、2300 m)典型群落土壤理化性质及主要生长季土壤呼吸速率、土壤水热条件变化进行分析,并建立回归模型解析土壤温度、湿度与土壤呼吸速率变化的关系。结果表明:臭冷杉森林土壤为中性偏酸性,随海拔上升,土壤pH、有机碳、总氮、总磷、速效磷含量和土壤湿度增加,土壤温度和土壤呼吸速率降低;7—10月,臭冷杉森林土壤温度和土壤呼吸速率逐渐降低,降幅分别为49.0%和64.9%,土壤湿度增加11.7%;土壤温度平均解释土壤呼吸速率变化的76.9%(P<0.001),且随海拔升高相关系数(R2)减小、温度敏感性增加(Q10),土壤湿度平均解释土壤呼吸速率变化的25.8%(P<0.001),二者共同解释土壤呼吸速率变化的71.2%(P<0.001)。本实验中,季节和海拔造成的土壤温度改变是影响土壤呼吸的主要因素,土壤湿度对土壤呼吸的影响较小。此外,土壤养分与土壤呼吸速率的RDA分析结果表明,土壤有机碳、总氮、总磷和速效磷含量是影响土壤呼吸速率的主要养分因子
    遮荫和土壤类型对青桐幼苗生长和养分含量的影响
    智西民, 何靖雯, 王梦颖, 蒋梦琳, 杨瑶, 李嘉鑫, 陈良华, 高顺
    2020, 39(12):  3961-3970.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.036
    摘要 ( 102 )   PDF (2680KB) ( 9 )  
    为探究遮荫和土壤类型对青桐(Firmiana platanifolia)幼苗的生长和养分含量的影响,以青桐幼苗为试验材料,采用二裂式裂区试验设计,设置全光(A1,遮光率0%)、50%遮荫(A2,遮光率28%)、75%遮荫(A3,遮光率45%)、95%遮荫(A4,遮光率68%)等4个遮荫处理,结合酸性紫色土(B1)、碱性紫色土(B2)、红壤(B3)、黄壤(B4)等4种土壤类型,分析遮荫、土壤及两者交互作用对青桐苗期生长和养分积累与分配特征的影响。结果表明:遮荫、土壤和两者交互作用显著影响了青桐的生长和养分积累(P<0.05)。随着遮荫强度增加,青桐幼苗苗高逐渐增加,在A4B2处理下苗高最大,但地径最小,其中A3B2处理下青桐幼苗地径和总生物量最大;同样,K、Ca、Mg、Na总积累量在A3B2处理下均达到最大值,遮荫处理增加K、Ca、Mg向叶的分配比例,减少向根的分配比例。同时,A3B2处理下青桐幼苗对K、Ca、Mg、Na利用效率也较大。综合分析认为,75%遮荫和碱性紫色土可提高青桐幼苗生长和生物量及养分的积累量,但过度遮荫对幼苗生长有一定的抑制作用。研究结果有助于筛选出青桐苗期适宜的关键栽培管理条件,为养分管理提供基础数据。
    模拟氮沉降对恶性入侵植物刺苍耳幼苗生长特征的影响
    陶媛媛, 赵玉, 胡云霞, 尚天翠, 张宗艳, 郎青, 刘影
    2020, 39(12):  3971-3978.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.019
    摘要 ( 102 )   PDF (1330KB) ( 5 )  
    刺苍耳(Xanthium spinosum)为伊犁河谷地区常见的恶性入侵植物,研究其幼苗在氮沉降下的生长、分配特征,将有助于了解该物种对氮沉降的响应规律。实验设置4个氮沉降水平(0、0.18、0.72、2.88 g N·m-2·week-1),探索刺苍耳幼苗的形态特征、构件的生物量及生物量分配的响应特征。结果表明:(1)相对于对照组和低沉降组,中等水平的氮沉降(0.72 g N·m-2·week-1)下幼苗的主根伸长、株高增高、叶片数增多、基径加粗、刺增多;高氮沉降(2.88 g N·m-2·week-1)下,除主根长显著伸长外,幼苗的株高、叶片数、基径和刺数均显著降低;(2)在高氮环境中,根、茎和叶的生物量均显著下降,但根生物量比和根冠比则显著增高;(3)幼苗的生长对不同氮沉降水平具有时间响应特征,中氮条件下的幼苗在取样中期表现为生长缓慢,在末期则迅速生长,而高氮条件下则恰好相反。这些结果表明,中等水平的氮沉降能在一定程度上促进刺苍耳幼苗的生长,提高其潜在的入侵危害性,但高氮沉降下则不利于入侵。
    光、氮及其互作对设施绿竹叶片碳氮代谢的影响
    尹子旭, 卢玉生, 张美曼, 姜小雨, 严欣荣, 黄兰鹰, 官凤英
    2020, 39(12):  3979-3988.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.023
    摘要 ( 100 )   PDF (902KB) ( 11 )  
    本试验以日光温室南、北两列绿竹为研究对象,南、北两列绿竹冠层光照强度分别为强光(Ls)和弱光(Ln),每列绿竹分别设置不施氮(N0)、低氮(N1: 325 g·丛-1)、高氮(N2: 650 g·丛-1)3个氮肥水平,探究不同光照强度和氮素水平对设施绿竹新叶、老叶碳氮代谢的调控效应,探明设施绿竹生长的适宜光氮条件。结果表明,未施氮时,Ls处理下绿竹新叶叶绿素含量、荧光参数ABS/CSo、φPo显著小于Ln,碳氮代谢相关酶活性、有机碳和全氮含量显著大于Ln,PIABS和C/N无显著差异;氮肥添加后,Ln和Ls处理下新叶叶绿素含量达最大的氮肥水平分别为N1/N2和N2,ABS/CSo最大均为N0,φPoPIABS最大均分别为N2和N2,谷氨酰胺合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)、淀粉酶(AMY)和蔗糖合成酶(SS)活性最大均为N2和N2,有机碳含量最大分别为N1/N2和N1,全氮含量最大分别为N1/N2和N2,C/N最大分别为N0和N0/N1。此外,绿竹叶片叶绿素荧光参数和碳氮代谢相关酶活性对不同氮肥水平响应程度低于不同光强,尤其在老叶中更明显。相比新叶,老叶PIABS在强光下小于弱光,互作效应对其NR、SS酶活性影响未达显著,C/N也在未施氮时达到最小值。因此,本试验中光强因素是绿竹叶片碳氮代谢变化的主导因素,南列绿竹因其较强光照会抑制其叶片功能,短期内可通过自身防御系统保护叶片整体功能,北列绿竹因较弱光照生长速率和吸收氮素能力较慢使叶片对氮素敏感性较差。氮肥添加可增大设施绿竹叶片碳氮代谢活性,但二者并未呈正比,新叶对氮的响应较老叶敏感,高氮处理(N2)使叶片碳氮代谢功能包括叶绿素含量、碳氮代谢相关酶活性、全氮积累量增大,并加快生长速率。
    外源H2S对盐碱胁迫下裸燕麦幼苗叶片渗透胁迫的调节作用
    刘建新, 刘瑞瑞, 贾海燕, 卜婷, 李娜
    2020, 39(12):  3989-3997.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.029
    摘要 ( 67 )   PDF (2708KB) ( 9 )  
    硫化氢(H2S)作为气体信号在植物抵抗盐碱胁迫中扮演着重要角色。为探讨H2S对盐碱胁迫下植物渗透胁迫的调节作用,以裸燕麦幼苗为材料,采用根部浇灌盐碱混合溶液(NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=12∶8∶9∶1)的同时叶面喷施H2S供体NaHS的方法,研究了H2S对盐碱混合胁迫下幼苗叶片细胞膜透性和渗透调节物质的影响。结果表明:在25、50和75 mmol·L-1盐碱混合胁迫下,随着胁迫时间延长,裸燕麦幼苗叶片中膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量和细胞膜相对透性增大;喷施10、25和50 μmol·L-1 NaHS均可使50 mmol·L-1盐碱混合胁迫引起的裸燕麦叶片MDA含量和细胞膜相对透性增幅显著下降,其中25 μmol·L-1 NaHS的作用最明显;用25 μmol·L-1 NaHS喷施可降低50 mmol·L-1盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片Na+含量升高和K+含量下降的幅度并提高K+/Na+;促进裸燕麦幼苗叶片在盐碱胁迫前期(12~48 h)可溶性糖和胁迫后期(60~72 h)可溶性蛋白质及整个胁迫期间(12~72 h)甜菜碱的积累;而对游离氨基酸、脯氨酸和有机酸含量总体上无明显改变或降低趋势。表明外源H2S可通过提高叶片K+/Na+和渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白质和甜菜碱的积累来缓解盐碱胁迫诱导的氧化伤害,从而增强裸燕麦对盐碱胁迫的耐性。
    生物炭添加对麦田土壤微生物群落代谢的影响
    高文翠, 杨卫君, 贺佳琪, 贾永红, 徐万里, 马海刚
    2020, 39(12):  3998-4004.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.026
    摘要 ( 108 )   PDF (1024KB) ( 15 )  
    研究生物炭和氮肥配施对麦田土壤微生物群落代谢特征的影响,从土壤微生物群落功能多样性变化角度分析麦田生物炭配施氮肥的可行性。试验设置6个处理:不施肥CK、单施生物炭B(生物炭用量30 t·hm-2)、低氮N1(氮肥用量150 kg·hm-2)、高氮N2(氮肥用量300 kg·hm-2)、低氮配施生物炭BN1(生物炭用量30 t·hm-2,氮肥用量150 kg·hm-2)和高氮配施生物炭BN2(生物炭用量30 t·hm-2,氮肥用量300 kg·hm-2),探讨不同施肥处理麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、醇类、酯类、酸类、胺类六大碳源的代谢特征。结果表明:与CK相比,各处理碳源代谢活性分别提高,表现为N1>N2>B>BN1>BN2>CK,氮肥、低氮配施生物炭可以改变麦田土壤微生物群落对糖类、酯类的代谢偏好;各施肥处理均可提高土壤微生物群落的丰富度和均匀度;糖类、氨基酸类和酸类是引起不同施肥处理麦田土壤微生物群落代谢特征差异的主要碳源;低氮配施生物炭处理(BN1)是提高麦田土壤微生物群落功能多样性和增加产量的有效途径。
    生物可降解膜覆盖对机插水稻氮肥利用率及产量的影响  
    胡国辉, 王亚梁, 王军可, 朱德峰, 陈惠哲, 向镜, 张义凯, 张玉屏
    2020, 39(12):  4005-4014.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.032
    摘要 ( 90 )   PDF (1510KB) ( 15 )  
    明确生物可降解膜覆盖对机插水稻氮肥利用率和产量的影响,以期为水稻稳产高产和绿色高效提供一种新的种植模式。2018年和2019年开展大田试验,在机插种植下设置3个氮肥水平,分别是0、195、240 kg·hm-2;在生物可降解膜覆盖机插种植下设置3个氮肥水平,分别是158.4、195、240 kg·hm-2,研究生物可降解膜覆盖对机插水稻氮肥利用率和产量的影响。结果表明:同一种植模式下,水稻产量随施氮量的增加而增加;相同施氮量下,与对照相比,覆膜水稻产量均有显著提高,2018和2019年分别增产4.1%和6.1%。覆膜种植能够提高各生育期干物质积累量和氮素积累量,相同施氮量下,成熟期覆膜水稻氮素积累量在2018年和2019年分别增加2.5%和5.8%。氮肥农学利用率(NAE)、氮肥偏生产力(NPP)、氮素生产效率(NPE)和氮收获指数(NHI)会随施氮量的增加而降低,两年结果表现一致,相同施氮量下,覆膜处理与对照相比,能显著提高氮肥农学利用率(NAE)、氮肥回收利用率(NRE)、氮肥偏生产力(NPP)和氮肥干物质生产效率(NMPE)。覆膜种植能够提高功能叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)的活性,特别是在生育后期能有效延缓其活性的下降。光合速率在齐穗期后10 d显著增加6.5%,维持了后期较好的光合生产能力。在减氮18.8%条件下,覆膜种植也能显著提高水稻氮肥利用率和产量,而且生物可降解膜能够避免塑料薄膜对环境的污染,为水稻绿色生产和减氮增效提供新的技术途径。
    球穗扁莎种子的休眠与萌发特性
    李欣勇, 黄迎, 罗小燕, 刘国道
    2020, 39(12):  4015-4021.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.020
    摘要 ( 99 )   PDF (1081KB) ( 8 )  
    球穗扁莎(Pycreus globosus)为稻田等农田危害较重的杂草之一。本研究以球穗扁莎种子为材料,调查了温度、光照、植物生长调节剂、水分、低温层积及人工老化处理对其休眠与萌发特性的影响,揭示其休眠机制、破除方法及萌发关键环境因子,以期为球穗扁莎的综合防治提供参考。结果表明:(1)球穗扁莎为萌发喜光性植物,最佳萌发温度为15/30 ℃或20/35 ℃。(2)球穗扁莎存在浅度生理休眠,赤霉素(GA3)、褪黑素(MLT)、低温层积2个月均可破除其休眠,显著提高种子萌发率。(3)球穗扁莎种子萌发率只在20% PEG浓度下显著降低,仍有49%,所以水分不是限制其萌发的主要因素。(4)球穗扁莎在老化168 h后,其萌发率才低于50%,表明球穗扁莎种子有较强的抗老化能力。播种前深耕或播种早播作物品种是田间防控球穗扁莎的有效方法。
    温度和CO2浓度升高对甜椒光合生理和虫害发生的影响
    王璐, 张小琴, 李萍, 张东升, 宗毓铮, 郝兴宇
    2020, 39(12):  4022-4030.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.028
    摘要 ( 71 )   PDF (1147KB) ( 10 )  
    全球温度和CO2浓度持续性升高对农业活动产生了显著影响。研究甜椒光合生理对气候变化的响应,可为甜椒等茄科蔬菜在应对未来气候变化的栽培管理措施及果实加工提供科学依据。本研究利用控制气室,采用盆栽试验研究模拟温度升高(常温+2 ℃)和CO2浓度升高(600 μmol·mol-1)下甜椒品种‘甜椒115’光合生理及虫害发生的响应。结果表明:温度和CO2浓度升高均可使甜椒净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)极显著增加,温度升高后胞间二氧化碳浓度(Ci)降低;升温可显著增加叶绿素a、叶绿素b的含量,而CO2浓度升高导致甜椒光合色素含量降低,温度和CO2浓度对甜椒果实Vc含量交互作用显著;温度与CO2浓度升高对甜椒产量(鲜重)无显著影响,但会影响其产量构成因素;温度和CO2浓度升高后甜椒蚜虫及其他虫害加重;温度和CO2浓度升高后,甜椒光合作用和水分利用率升高,促进其生长发育;同时后期虫害发生加剧,导致产量及地上部生物量无显著变化。
    海拔对新疆野苹果种群遗传特征的影响
    张宏祥, 郑田勇
    2020, 39(12):  4031-4037.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.024
    摘要 ( 104 )   PDF (783KB) ( 6 )  
    新疆野苹果(Malus sieversii)是残遗于亚洲中部山地阔叶野果林的重要建群树种,常分布于海拔1000~1700 m的山麓地带。为了探究其种群遗传特征对海拔变化的响应,本研究选取面积较大、海拔落差大且分布连续的额敏种群作为对象,利用微卫星标记手段对采自6个海拔的123个植株样品的基因型进行分型。通过分析不同海拔样品间的遗传多样性差异与遗传谱系关系,并对样品等位基因的地理分布进行遗传景观分析,来探究海拔对新疆野苹果种群遗传特征的影响。结果表明:不同海拔间存在显著的遗传多样性差异,且呈现了低高低的单峰分布格局;低、中、高海拔地带之间的植株样品出现了显著的遗传分化。这表明,海拔对新疆野苹果种群遗传多样性和遗传结构产生了重要的影响。在未来的种质保育工作中,应当充分考虑不同海拔的种质资源。
    南充市“城-郊-乡”梯度绿地土壤碳氮磷生态化学计量特征
    傅裕, 杨霞, 王建
    2020, 39(12):  4038-4047.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.025
    摘要 ( 106 )   PDF (1301KB) ( 6 )  
    城市化进程中强烈的人为干扰活动导致城市绿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量平衡特征在空间上发生分异。本研究选取南充市主城区“城-郊-乡”梯度下7个不同距离区域(以五星花园为中心)的绿地土壤为对象,采集0~10 cm和10~20 cm土层的土壤样品,测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)的含量并分析其生态化学计量特征。结果表明:南充市主城三区绿地土壤SOC、TP含量在沿“城-郊-乡”梯度下总体随距城市中心距离增加呈显著降低趋势,而TN在“城-郊-乡”梯度下变化不明显;随着土层加深,各距离区域绿地土壤SOC、TN和TP含量均减少,其中以SOC和TN降低幅度最大。沿“城-郊-乡”梯度,绿地土壤C∶N和C∶P在南充主城区呈现降低趋势,且均明显低于国内平均水平;而绿地土壤N∶P在“城-郊-乡”梯度下有增加的趋势,但仍低于国内平均水平。与中国非城市土壤的平均水平相比,南充城市土壤C、N、P比例严重失衡。
    低温胁迫后红树植物秋茄幼苗光合特性及蔗糖代谢的恢复机制
    郑春芳, 陈威, 刘伟成, 王海东, 万寒, 陈继浓, 仇建标
    2020, 39(12):  4048-4056.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.003
    摘要 ( 93 )   PDF (1750KB) ( 9 )  
    为明确低温胁迫后红树植物光合恢复机制,以3种伤害程度的秋茄(Kandelia obovata)幼苗为材料,研究低温胁迫后秋茄幼苗叶片冷害指数(CII)、光合荧光参数、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及蔗糖代谢等变化特征。结果表明,随着低温胁迫伤害程度的增大,植株幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量(CHL)、叶绿素a/b(Chla/Chl/b)值、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)以及APX活性均逐渐降低,而CII、非光化学猝灭系数(NPQ)、相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量均逐渐增加。另外,植株幼苗叶片蔗糖合成酶SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和可溶性总糖(TSS)、蔗糖含量却随着伤害程度加大而先增后降。低温胁迫后恢复15天,轻度伤害(LLS)和中度冻害(MLS)的植株均未出现明显伤害症状,而严重冻害(SLS)的植株大部分叶片出现叶焦、芽枯现象。低温胁迫恢复3天后,LLS和MLS植株均能通过改善自身抗氧化系统和蔗糖代谢,减轻叶片PSII光抑制的伤害,减缓光合能力下降,而SLS植株因低温伤害严重而导致光合生理功能短期内无法恢复。下列生理指标可以用于评价低温胁迫后红树植物恢复能力的强弱:PnGsFv/FmФPSIIqPNPQ、Chla/Chlb、MDA、APX、POD、REC。
    紫云英还田耦合稻鱼共生对双季水稻群体生长特性及产量的影响
    吕广动, 黄璜, 王忍, 梁玉刚, 张印, 马微微, 陈璐, 周晶, 高静
    2020, 39(12):  4057-4067.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.005
    摘要 ( 65 )   PDF (785KB) ( 6 )  
    为探究“紫云英还田+稻鱼共生”对水稻群体生长特性和产量的影响,试验以冬闲田双季稻(CK)为对照,设置紫云英双季稻(ZD)、冬闲田双季稻+鱼(YD)、紫云英双季稻+鱼(ZY)共4个处理,调查水稻叶面积指数、干物质积累量、物质积累与转运、水稻产量和产量构成指数。结果表明:1)双季稻栽培期间,ZY处理较CK处理抽穗期的水稻叶面积指数分别增加了11.33%和50.26%,ZY处理较CK处理从分蘖期至抽穗期的光合势分别增加了12.30%~28.96%和24.00%~48.46%,ZY处理较CK处理从幼穗分化期至抽穗期的净同化率分别增加了25.46%和11.62%。2)YD、ZD、ZY处理均有效提高了双季稻地上部生物量,双季稻栽培期间,ZY处理的地上部生物量最高,为1607.70和1526.60 g·m-2,早稻较CK、YD、ZD处理增加11.22%、8.81%、0.90%,晚稻较CK、YD、ZD处理增加14.34%、5.42%、5.78%。ZY处理在提高地上部生物量的同时,促进物质向穗部转移,各处理的双季稻收获指数以ZY处理最高,分别为0.58、0.59。3)ZY处理双季稻产量分别为6.68、7.15t·hm-2,较CK、YD、ZD处理增产幅度达12.79%~17.99%、2.23%~11.72%、0.44%~14.95%,水稻的穗粒数是影响水稻产量形成的主要因素。综上,YD、ZD、ZY处理可以有效提高和优化双季稻群体生长特性表现,进而促进双季稻水稻产量的增加,其中ZY处理效果优于YD、ZD处理,是一种绿色高效的耕作方式。
    纳米二氧化钛驱动的人工湿地基质微生物群落差异  
    李可心, 吴英海, 宛立, 杨静, 荣馨宇, 慕欣廷, 刘峰, 韩蕊
    2020, 39(12):  4068-4077.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.011
    摘要 ( 80 )   PDF (2800KB) ( 7 )  
    纳米二氧化钛颗粒(TiO2-NPs)已越来越多出现在污水处理系统中。为探究TiO2-NPs对以火山石为基质的人工湿地(CW)系统中微生物群落的影响,利用16S rDNA高通量测序技术,分析不同TiO2-NPs浓度(0、60、110和160 mg·L-1)短期(18 d)暴露后的微生物群落差异。结果显示,短期暴露下,CW中Y变形菌纲(Gammaproteobacteria)和类杆菌纲(Bacteroidia)的相对丰度受影响不显著(P>0.05),但α变形菌纲(Alphaproteobacteria)和硝化螺旋菌纲(Nitrospira)等优势菌种对TiO2-NPs较敏感而相对丰度显著降低(P<0.05)。3种浓度处理的TiO2-NPs对CW中微生物产生不同程度的生态毒性,60 mg·L-1的TiO2-NPs在暴露18 d后对Nitrospira抑制程度最大,110和160 mg·L-1浓度下Nitrospira相对丰度略有回升。Alpha多样性指数表明,110 mg·L-1时菌群多样性最低,此浓度对菌群抑制最大;Beta多样性也证实此浓度处理中菌群多样性与对照差异最大,其次是60 mg·L-1Ttest进一步表明,110 mg·L-1 TiO2-NPs处理中的5个纲,例如δ变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Nitrospira等是变化显著的类群(P<0.05);13个科,例如黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、硝化螺菌科(Nitrospiraceae)和不明α变形菌科(unidentified_Alphaproteobacteria)是变化显著的科(P<0.05)。表明TiO2-NPs可能会严重降低CW系统的硝化效率。3个浓度的TiO2-NPs均影响CW基质中细菌群落组成和多样性,且对各物种的影响存在差异,将影响CW中污染物降解和转化。研究结果为揭示纳米材料对微生物的潜在危害和CW技术的应用提供参考。
    大理西湖湿地景观中水体富营养化及截留功能的季节变化
    彭园睿, 何兴华, 杨春灿, 孙秋雁, 刘志林, 赵冬梅, 角媛梅
    2020, 39(12):  4078-4089.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.001
    摘要 ( 89 )   PDF (2241KB) ( 8 )  
    科学评估湖泊型湿地水体富营养化及截留功能在季节及空间的变化规律对评价湖泊水环境质量、分析污染来源、改善湖泊水体富营养化和湿地/流域生态可持续具有重要意义。以大理洱海流域源区的西湖湿地4种景观分区下的水体为对象,分别于2019年4月(旱季末期)和10月(雨季末期)各采集32个水样,测定其总磷(TP)、总氮(TN)浓度,以截留量和水体富营养化综合指数(PI)评价大理西湖湿地的水体富营养化水平和截留功能。结果表明:农田水样TP、TN浓度均高于其他各类水样。富营养化评价表明:大理西湖湿地水体富营养化表现为旱季高于雨季,其中湿地类型中以农田水为最高(PI=3.45);景观分区中以农田区最高(PI=3.35);农业种植是导致该区域水体富营养化的主要原因。TP、TN截留量评价显示,湖滨湿地截留量(0.04、1.38 mg·L-1)最高,具有明显的截留功能。由于研究区磷、氮外源输入大且海拔高差较小,大理西湖湿地对于水体中TP、TN的截留效应不明显,造成西湖水体的富营养化。研究结果为大理西湖湿地的水体富营养化控制和洱海生态保护提供了参考依据。
    盐城滨海湿地不同植被类型土壤呼吸
    程寅瑞, 查勇, 陈丽娟, 韦耿
    2020, 39(12):  4090-4097.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.012
    摘要 ( 120 )   PDF (1947KB) ( 10 )  
    天然湿地在全球碳循环中起重要作用,研究滨海湿地碳循环过程对评估沿海地区碳收支有重要意义。为了探索江苏盐城滨海湿地碳循环过程,利用静态箱法测定了该地互花米草(Spartina alterniflora)、芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)湿地土壤呼吸,采用去除根系法分离了土壤异养呼吸与自养呼吸。结果表明,各植被类型土壤呼吸均有明显月际变化,夏季较高,冬季较低。不同植被类型土壤呼吸差异显著,互花米草湿地年均土壤呼吸最高,盐地碱蓬湿地最低。互花米草、芦苇、盐地碱蓬湿地年均土壤呼吸依次为210.7、174.7、115.3 mg CO2·m-2·h-1。其中,异养呼吸的贡献率分别为38.8%、35.9%、52.0%,自养呼吸的贡献率分别为61.2%、64.1%、48.0%。不同植被类型间植物生物量、土壤可溶性有机碳(DOC)含量和微生物生物量碳(MBC)均存在显著差异。相关分析与多元逐步回归结果进一步显示,地下生物量、土壤DOC含量与MBC是引起不同植被类型土壤呼吸差异的重要原因。对湿地大气碳平衡的估算结果表明,互花米草、芦苇、盐地碱蓬湿地均为大气的碳汇,固碳能力分别为811.1、760.0、145.9 g C·m-2·a-1,互花米草湿地的固碳能力最强。
    黄土高原中部三种典型绿化植物光合特性的季节变化
    刘旻霞, 夏素娟, 穆若兰, 南笑宁, 李全弟, 蒋晓轩
    2020, 39(12):  4098-4109.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.013
    摘要 ( 72 )   PDF (4339KB) ( 9 )  
    为探讨黄土高原中部绿化植物的光合生理特性,了解不同季节植物的光合生理适应机制,运用Li-6400XT便携式光合仪,对兰州北山3种典型绿化树种山杏(Prunus sibirica)、刺槐(Robinia pseudoacacia)及新疆杨(Populus alba)在不同季节的光合响应曲线及光合日变化进行了测定。结果表明:(1)山杏和刺槐净光合速率(Pn)日变化呈“单峰”曲线,新疆杨Pn日变化呈不对称的“双峰”曲线。(2)山杏、刺槐及新疆杨均在夏季有较高的最大净光合速率(8.29、8.79、12.94 μmol·m-2·s-1),秋季有较高的表观量子效率(0.058、0.032、0.073 μmol·μmol-1)和较低的光补偿点(8.69、3.44、4.72 μmol·m-2·s-1)及暗呼吸速率(0.48、0.11、0.33 μmol·m-2·s-1),光饱和点在季节间有显著性差异。(3)水分利用效率整体表现为山杏和刺槐在秋季较高(1.97、4.66 μmol·mmol-1),新疆杨夏季较高(7.29 μmol·mmol-1)。(4)新疆杨净光合速率及水分利用效率较高,对光的适应范围较广,刺槐利用强光的能力较强,水分利用效率居中,山杏耐荫性较高,水分利用效率较低。(5)通径分析表明,在春季大气湿度(RH)、土壤温度(Ts)、大气温度(Ta)均对3种植物Pn起抑制作用;夏季中山杏和刺槐与春季相同,所研究的4种环境因子均对新疆杨Pn起促进作用;在秋季3种植物Pn均表现为受到Ts正促进影响,受到PARRHTa抑制作用。综上,3种绿化树种随季节变化表现出积极的生长模式,其中新疆杨对生境的适应性强于山杏和刺槐。本研究结果可为半干旱区造林绿化树种的引种栽培和应用推广提供依据。
    胶州湾大型底栖动物群落结构季节变化及其与环境因子的关系
    全秋梅, 肖雅元, 徐姗楠, 符芳菲, 李纯厚, 刘永
    2020, 39(12):  4110-4120.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.027
    摘要 ( 88 )   PDF (3453KB) ( 9 )  
    根据2016—2017年4个航次的调查资料,分析了胶州湾海域大型底栖动物物种组成、栖息密度和生物量等群落结构特征,并研究了生物多样性指数的季节变化及其与环境因子的关系。结果表明:共采集大型底栖动物117种,环节动物(56种)、节肢动物(31种)、软体动物(14种)、棘皮动物(6种)和脊索动物(6种)为主要类群,其他类群共4种;冬季大型底栖动物种类数最多,为66种,春季(47种)与秋季(44种)种类数相当,夏季仅有30种;总栖息密度呈现冬季>春季>秋季>夏季的变化趋势,生物量则呈现春季>冬季>秋季>夏季的变化趋势;群落优势种以丝异须虫(Heteromastus filiformis)的贡献率较高,且为春、秋和冬季共同优势种;Spearman相关性分析表明,Shannon指数和Margalef丰富度指数均与温度和无机氮呈显著负相关(P<0.05),而Pielou均匀度指数与环境因子相关性均不显著(P>0.05);基于栖息密度进行典范对应分析(CCA)的结果显示,温度、有机质和中值粒径是影响大型底栖动物分布特征的主要因子,根据大型底栖动物对生态环境的需求可知大部分物种分布在低温、低营养物质和粒径较小的浅水区域。
    南海中西部海域春季三种金枪鱼类的营养生态位比较
    银利强, 孔业富, 吴忠鑫, 颜云榕, 田涛, 高东奎, 杨军, 吴英超
    2020, 39(12):  4121-4130.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.030
    摘要 ( 102 )   PDF (1446KB) ( 12 )  
    以2018年春季于南海中西部渔场作业的灯光罩网渔业生产船采集的33尾鲔(Euthynnus affinis)、34尾鲣(Katsuwonus pelamis)和40尾黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)为对象,采用碳氮稳定同位素技术以及多元统计分析,研究了3种金枪鱼类碳氮稳定同位素的基本特征和个体发育的食性转换规律,并比较了3种金枪鱼类的营养生态位宽度和重叠度。结果表明:鲔、鲣和黄鳍金枪鱼的δ13C均值分别为(-17.83±0.15)‰、(-17.68±0.18)‰和(-18.05±0.24)‰;δ15N均值分别为(10.78±0.47)‰、(10.26±0.82)‰和(8.72±0.88)‰。Mann-Whitney U非参数检验表明,鲔与鲣之间的δ13C(P<0.01)和δ15N(P<0.05)差异显著,黄鳍金枪鱼与鲔或鲣之间的δ13C(P<0.01)和δ15N(P<0.01)间均存在极显著性差异。Pearson相关分析表明,鲔、鲣和黄鳍金枪鱼的叉长与δ15N值均存在极显著的正相关关系(P<0.01),表明随着3种金枪鱼的个体发育,食性发生转化,其摄食的饵料趋向于高营养级生物。营养生态位多度量指标均表明,黄鳍金枪鱼的营养生态位宽度最大,其次为鲣和鲔,表明黄鳍金枪鱼比鲔和鲣的营养多样性更高。鲔和鲣与黄鳍金枪鱼无营养生态位重叠,而鲣和鲔之间的营养生态位重叠度为0.19,表明两者存在一定的食性竞争。
    我国五大淡水湖泊湿地土壤细菌和古菌群落的地理分布及共现性特征
    张杰, 尚妍萌, 谢钧宇, 孟会生, 郝鲜俊, 孙大生, 洪坚平
    2020, 39(12):  4131-4139.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.038
    摘要 ( 122 )   PDF (3519KB) ( 18 )  
    淡水湖泊湿地生态系统中,微生物在生物地球化学循环和能量流动方面具有重要作用,是湿地行使其生态功能的重要参与者。以我国五大淡水湖泊湿地为研究对象,基于16S rRNA基因测序数据的分析,利用距离衰减关系模型、冗余分析、Mantel检验、方差分解分析和共发生网络分析探究了土壤细菌和古菌群落构建在不同湖泊湿地之间的差异及其共现性特征。结果发现:在地理气候因子(样点经纬度、海拔和年均降水)与土壤理化因子(pH, TOC, NH4+-N和NO3--N)的共同驱动下,五大淡水湖泊湿地细菌和古菌群落存在显著的生物地理分布特征;各湿地共有的优势类群和具有共发生网络模块化结构的微生物类群,是参与湿地生态系统中产甲烷、甲烷氧化、硫酸盐还原、硝化等一系列核心生物地球化学过程并相互依存或竞争的类群。虽然五大淡水湖泊在微生物群落组成上存在一定的生物地理学差异,但微生物群落在湿地生态系统中所发挥的功能方面联系紧密,更具整体性。
    合肥老城区土壤重金属分布格局及树木富集重金属潜力
    张前进, 刘华, 陈永生, 王嘉楠
    2020, 39(12):  4140-4147.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.008
    摘要 ( 70 )   PDF (1509KB) ( 5 )  
    为了解合肥老城区土壤重金属分布以及4种主要绿化树种广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Osmanthus fragrans)、香樟(Cinnamomum camphora)和悬铃木(Platanus acerifolia)重金属富集潜力,在城区不同绿地类型中共设36个取样点,分别收集土壤和树木二年生枝条样品,用电感耦合等离子体发射光谱法(ICPAES)测定样品中Pb、Cd、Hg、Cr 4种重金属元素含量。结果表明:合肥老城区绿地土壤Cd、Pb、Hg 3种元素含量明显高于土壤背景值,分别是背景值的66.2倍、3.6倍和3.4倍,Cr含量稍低于背景值,说明老城区Cd污染最为严重;4种树木富集重金属的能力不同,Hg元素被植物富集的程度最高,其次是Pb和Cd,Cr被植物富集的程度最低;对Pb和Cd的富集能力大小顺序为桂花>广玉兰>香樟>悬铃木,对Hg的富集能力大小顺序为广玉兰>桂花>香樟>悬铃木,对Cr的富集能力大小顺序为香樟>悬铃木>桂花>广玉兰;研究的4种树木对重金属综合富集能力大小顺序为桂花>香樟>悬铃木>广玉兰;4种树木对Pb、Cd、Hg和Cr的富集量分别在4.0、0.2、0.45和0.6 mg·kg-1以下,4种树木对重金属富集储存均有很大的潜力。
    研究报告
    有机质和团聚体对双酚A迁移行为的影响
    李仁杰, 杨立琼, 庄杰, 石亚楠, 陈希娟
    2020, 39(12):  4148-4156.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.009
    摘要 ( 65 )   PDF (2567KB) ( 4 )  
    土壤有机质和团聚体会影响有机污染物在土壤中的吸附和迁移。本研究以双酚A(BPA)为目标污染物,用采自吉林省朝阳坡、公主岭、榆树三地的农田表层土壤,采用等温吸附实验和室内土柱迁移实验探究土壤有机质和孔隙结构对双酚A吸附和迁移的影响,为评估类似于双酚A等有机污染物对土壤及地下水的污染风险提供科学依据。结果表明:(1)双酚A在土壤中的吸附量随着土壤有机质含量的增加而增加,迁移能力与土壤有机质含量呈显著负相关(P<0.05),在有机质含量较高的榆树土壤中,双酚A的穿透率为22.5%,最大穿出相对浓度(C/C0)为0.3,而在去有机质土壤中,双酚A的穿透率为82.5%,最大穿出相对浓度(C/C0)为0.94。(2)同一土壤全土、大团聚体和微团聚体有机质差异较小,双酚A的吸附量表现为微团聚体>大团聚体>全土。双酚A在微团聚体中的迁移能力明显弱于全土和大团聚体,说明微孔结构会增加双酚A在土壤中的滞留。(3)低表面张力溶液能够从背景溶液洗脱后的土壤中再次洗脱出部分双酚A,说明疏水作用是土壤吸附双酚A的机制之一。
    井工煤矿区生态环境系统受损评价
    张佳宁, 王金满, 张敏, 王进
    2020, 39(12):  4157-4164.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.002
    摘要 ( 82 )   PDF (1512KB) ( 7 )  
    以内蒙古乌海市某井工煤矿区作为研究对象,选取代表性的评价指标,利用层次分析法计算指标权重值,采用综合指数法确定评价等级,最后利用ArcGIS 10.3对研究区生态环境系统受损的程度进行分区。本研究综合考虑了针对矿山地质环境影响与土地复垦适宜性的有效评价因素,提出了更为全面的矿区生态环境系统评价体系,将研究区生态环境按受影响程度的不同分为影响严重区、影响较严重区和影响较轻区,并提出针对性防治措施。研究结果为矿山后续治理和实现矿山生态环境保护提供了科学指导。
    秦皇岛雀形目鸟类环志数量变化及其影响因素
    杨金光, 陈丽霞, 刘树光, 吴伯军, 陆军, 张国钢
    2020, 39(12):  4165-4171.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.017
    摘要 ( 86 )   PDF (940KB) ( 16 )  
    鸟类种群数量变动及其机制是种群生态学研究的重要内容。本文分析了2005—2019年河北秦皇岛雀形目鸟类环志数量的变化,并探讨了数量变化的影响因素,以期为当地鸟类及其栖息地的保护提供基础资料。我们选择了环志数量较多的食虫鸟柳莺科、鹟科、绣眼鸟科、山雀科以及食谷鸟鹀科和燕雀科等雀形目鸟类,研究其环志数量变动趋势。结果表明,除鹀科外,其余5个科的鸟类,以及黄眉柳莺(Phylloscopus inornatus)、燕雀(Fringilla montifringilla)和黄胸鹀(Emberiza aureola)的环志数量呈下降的趋势。雀形目鸟类环志数量的下降与当地的虫害防治导致的食物缺少、非法猎捕和当地经济开发等人为活动干扰有关。最后,从虫害防治、人为活动和公众教育等方面提出了针对性的保护建议。
    甘肃庄浪圈养马麝的社群性及其影响因素
    褚梦真, 曾凡刚, 邓益娟, 王静, 黎勇, 周密, 汉尚春, 白守林, 盛岩, 孟秀祥
    2020, 39(12):  4172-4177.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.016
    摘要 ( 87 )   PDF (873KB) ( 4 )  
    社群性是动物的最基本个性之一,可表征动物个体间的亲和度及独居性差异。2019年9月16日—10月15日和12月4日—26日期间,采用焦点取样和特定行为记录法,对甘肃庄浪麝场92头圈养马麝进行了行为取样,计算了马麝的社群性水平,并分析了其社群性与性别、年龄、圈群密度和繁殖季节的关系。结果表明,马麝社群性与年龄显著相关(r=0.223,P=0.033),成体麝的社群性(16.39%±2.65%,n=83)显著高于亚成体麝(2.78%±1.42%,n=9)(P=0.033);高密度群的马麝个体社群性(18.85%±2.95%,n=72)显著高于低密度麝群个体(1.41%±0.66%,n=20)(P<0.01);马麝在非交配季节(19.63%±11.30%,n=7)和交配季节(17.79%±7.64%,n=7)间的社群性无显著差异(P=0.917),雌麝社群性(15.88%±3.52%,n=39)与雄麝(13.94%±3.20%,n=53)差异不显著(P=0.556)。建议麝类驯养中采用群居驯养,适当增加圈群密度以提高圈养马麝的社群性和驯化度,并选择社群性较高的马麝进行品系培育。
    综合评述
    树木萌蘖更新研究进展与展望
    卢德亮, 朱教君, 王高峰
    2020, 39(12):  4178-4184.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.014
    摘要 ( 116 )   PDF (506KB) ( 15 )  
    萌蘖更新是树木应对采伐等干扰后恢复的主要方式之一,对退化森林生态系统正向演替具有重要作用。本文在广泛查阅国内外相关文献基础上,综述了萌蘖更新的基本特征,萌蘖更新的发生、存活与生长机制,以及萌蘖更新在林业生产、森林植被恢复与重建中的作用。当前,萌蘖更新的研究多限于定性描述和比较树种萌芽数量、萌条存活与生长差异等基本特征,很少系统研究萌蘖更新的过程与机制;关于萌蘖更新的许多最基本问题均没有回答,严重影响了萌蘖更新在林业生产、森林植被恢复与重建中的应用。基于此,本文提出了未来亟需重点研究的科学问题,特别关注了温带次生林生态系统萌蘖更新的研究进展。期望对萌蘖更新未来研究及温带次生林生态系统更新与恢复具有一定的参考价值。
    若尔盖高寒泥炭地修复技术进展与展望
    朱耀军, 马牧源, 赵娜娜
    2020, 39(12):  4185-4192.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.006
    摘要 ( 126 )   PDF (533KB) ( 16 )  
    泥炭地是重要的沼泽湿地类型,提供固碳、水文调节、生物多样性维护等多种生态系统服务功能。受侵蚀、火灾等自然灾害以及排水、开垦、过牧和基础建设等强烈的人为干扰,全球泥炭地面积缩减、功能不断退化,成为气候变化背景下的碳源。位于青藏高原东北部的若尔盖高原拥有全球面积最大的高原泥炭地,在全球气候变化和区域生态安全中具有特殊地位。近年来若尔盖高原也出现湿地减少、功能衰退等生态问题,由于其区位特殊,修复技术缺乏可以直接借鉴的经验,现有技术储备不能满足自然资源保护管理的要求。本文在综述若尔盖高原退化湿地生态修复技术基础上,参考国际上泥炭地修复经验,结合高寒湿地的特点,提出构建包括可修复性诊断、修复技术集成、生态监测和修复效果评价等内容的退化高原泥炭地修复技术体系,并对体系构建的科技需求进行了探讨,旨在为我国退化高原泥炭地生态修复提供参考。
    南极特别保护区体系:现状、问题与建议
    李学峰, 陈吉祥, 岳奇, 周启星, 张祥国
    2020, 39(12):  4193-4205.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.034
    摘要 ( 161 )   PDF (652KB) ( 9 )  
    随着南极变暖、海冰融化、生态系统变化,以及人类对自然资源的需求增加,南极生态环境保护正面临巨大挑战。在国际社会积极推动下,南极特别保护区已经从单一保护区发展为多类型保护区体系。目前,已有16个国家选划72个保护区,其中美国、英国、新西兰、澳大利亚与智利占主导地位,主要覆盖南极半岛与罗斯海维多利亚地地区,并通过发展南极保护生物地理区技术作为保护区的重要识别工具。然而,南极特别保护区体系仍然存在着总体发展进度减缓、保护区信息管理混乱、覆盖率偏低、代表性不足等一系列问题。针对以上问题,本文提出以履行南极环境保护职责为重要前提,加强南极环境保护科学合作为有效途径,积极应对南极气候变化为科学挑战,开展基于生态系统的南极海洋空间规划为发展方向的综合建议,期望推动南极特别保护区体系的进一步优化,以实现南极环境与生态系统的有效保护。
    不同介质中四环素类抗生素的检出水平与污染扩散
    展海银, 周启星
    2020, 39(12):  4206-4215.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.007
    摘要 ( 75 )   PDF (596KB) ( 5 )  
    四环素类抗生素由于其抗菌效率高、应用范围广、价格低廉等特点,被广泛应用于临床医学、畜牧业和养殖业等领域。特别是超量使用以及不当处理,使其在水体、土壤和大气等环境介质中残留、富集并发生迁移转化,进而污染环境,危及生态系统甚至人类健康。因此,了解其在环境中的检出水平以及污染扩散情况尤为重要。虽然这类抗生素在污染介质中的检出水平多为痕量,但在不同的介质中检出频率较高。四环素类抗生素在各种环境介质中的污染扩散均表现出迁移率高、扩散易发生且范围广等特点。文章对不同介质中抗生素的痕量检测、多污染物的复合污染以及抗生素的抗药性等方面的研究进行了展望。
    水杨酸缓解农作物镉毒害的作用机制研究进展
    潘九月, 屠王满措, 关美艳, 杨永杰, 许萍, 陈铭学, 曹珍珍
    2020, 39(12):  4216-4223.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.031
    摘要 ( 73 )   PDF (517KB) ( 9 )  
    镉是我国农产品的主要重金属污染物之一,缓解农作物镉污染是农业环境领域关注的热点。水杨酸作为一种重要的植物内源激素,在响应植物的生物或非生物胁迫中起重要作用。近年来研究表明,水杨酸能够有效缓解镉对农作物的毒害作用,为解决作物镉污染问题开辟了一条新途径。本文综述了水杨酸在缓解农作物镉毒害机理的相关研究进展,从细胞壁固定、液泡区室化、改善叶片光合作用、维持矿质元素平衡、诱导抗氧化防御系统以及激素信号互作等方面,系统阐述了水杨酸缓解农作物镉毒害的生理生态机制。针对水杨酸调控镉毒害的具体信号转导机制以及水杨酸与其他信号分子在作物镉毒害防御的互作机制等问题提出了展望,以期为农作物镉污染的生理阻控提供理论基础。
    技术与方法
    响应面法优化复合益生菌固体发酵麸皮工艺
    胡瑞萍, 丁贤, 李俊伟, 伍文超, 徐宁, 陈妙珊
    2020, 39(12):  4224-4232.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.037
    摘要 ( 51 )   PDF (1208KB) ( 6 )  
    利用响应面法对复合益生菌发酵小麦麸皮生产多酚的工艺进行优化,为小麦麸皮发酵工业化生产提供参考。本试验采用PlackettBurman设计法对影响麸皮发酵产生多酚的8个影响因子重要性进行考察,筛选出具有显著性影响的主效应因素,再通过最陡爬坡试验确定试验中心点,利用响应面分析法确定各显著影响因子的最佳水平。最终确定优化后的发酵工艺为:豆粕添加量为1%,糖蜜添加量为1%,NHS05接种量为7.5%,NHS03接种量为1%,NHS01接种量为1%,含水量为35.5%,培养温度为25 ℃,发酵时间为105.8 h。优化后复合益生菌发酵麸皮产生多酚产量从2.43 mg·g-1增至4.54 mg·g-1,提高了1.88倍。
    基于生态价值评价的北京自然保护地保护空缺分析  
    冯达, 胡理乐, 陈建成
    2020, 39(12):  4233-4240.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.035
    摘要 ( 127 )   PDF (4978KB) ( 10 )  
    整合优化是我国自然保护地体系构建的关键一步。生态价值是自然保护地整合优化的重要依据,也是保护空缺分析的重要指标之一。本文使用影子工程法、碳税法等方法核算了2019年北京全市生态系统水源涵养、土壤保持、防风固沙和固碳能力4个重要的生态价值,分析了北京市各类自然保护地生态价值空间分布格局,并基于生态价值进行北京市保护空缺分析。结果表明,全市土壤保持价值最高(10665元·hm-2),其次是防风固沙价值(8417元·hm-2),水源涵养价值为负值(-21702元·hm-2),表示北京市水源涵养为亏损状态。自然保护地的水源涵养价值最高(100972元·hm-2),其次是土壤保持价值(17738元·hm-2)、防风固沙价值(8422元·hm-2)、固碳价值最低为1051元·hm-2。国家级自然保护区水源涵养和土壤保持的生态价值均值高于其他类型自然保护地,地质公园的4类生态系统服务价值的均值总体偏低。基于生态价值的保护空缺分析显示,高生态价值区域位于北京市西部和北部山区,其中与现有保护地边界临近的保护空缺区域面积为1249.82 km2。本研究表明,基于生态系统服务价值评价结果,能够较合理地分析出北京自然保护地的保护空缺。
    基于改进作物水分亏缺指数的玉米干旱致灾过程识别与动态定量评估
    张淑杰, 张玉书, 陈鹏狮, 梁淑娥, 刘东明, 米娜, 纪瑞鹏, 王阳, 王笑影, 李广霞
    2020, 39(12):  4241-4252.  doi:10.13292/j.1000-4890.202012.033
    摘要 ( 74 )   PDF (5368KB) ( 14 )  
    干旱的发生是一个累积渐进的过程,其对农作物的影响机理非常复杂,准确识别干旱的发生发展演变过程并做出动态定量评估非常重要。本文从作物、气象、土壤三个方面综合考虑,优化和改进了作物水分亏缺指数模型中供需水项的计算方法,实现了从出苗开始逐日模拟玉米的水分亏缺状况,进而能够动态定量描述玉米干旱发生发展致灾演变过程。基于辽宁地区1981—2018年气象、玉米发育期、土壤水分和产量数据,利用改进后的作物水分亏缺指数(CWDIwp)结合春季、秋季、春夏季典型干旱年代表站点减产率与干旱强度的关系,确定了持续时间和CWDIwp的双因子干旱致灾动态阈值指标,在此基础上对辽宁地区典型时段干旱致灾过程进行评估。结果表明:CWDIwp与土壤相对湿度呈显著负相关,与改进前相比,CWDIwp能够更精确地识别干旱的起止时间、干旱历时和干旱程度,更准确地刻画干旱的发生、发展、持续、缓解和解除的演变过程。区域应用显示,该方法可以逐日滚动评估干旱的发生发展,且与实际发生情况一致性较好,不同程度干旱面积对比误差约为9%。