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    2021年 第40卷 第1期    刊出日期:2021-01-10
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    2021, 40(1):  0. 
    摘要 ( 56 )   PDF (472KB) ( 19 )  
    研究报告
    百山祖国家公园公益林碳储量及分配特征
    刘伟, 潘永柱, 徐肇友, 张丽宏
    2021, 40(1):  1-10.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.013
    摘要 ( 26 )   PDF (1333KB) ( 64 )  
    探讨区域尺度的碳储量及其空间分布特征,评估优势树种(组)的固碳能力,可为生态系统保护措施的制定提供数据参考。百山祖国家公园保存了我国东南沿海最为典型完整的中亚热带森林生态系统,但百山祖公园碳密度和碳储量的特征还不清楚。本研究以百山祖国家公园公益林为对象,利用森林资源一类清查数据,基于浙江省各优势树种(组)的相容性生物量方程,研究了不同优势树种(组)的碳密度、碳储量及其在不同区域的空间分布特征。结果表明:百山祖国家公园公益林乔木层的平均碳密度为58.12 t·hm-2,碳储量为2088250.4 t;在优势树种(组)中,黄山松林、阔叶混交林和针阔混交林的碳密度分别为65.36、60.64和67.27 t·hm-2,而软阔叶林和竹林的碳密度仅为29.23和16.12 t·hm-2;幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的碳储量占总碳储量的比例分别为17.42%、16.10%、19.41%、39.10%和7.97%;就碳密度分布特征而言,庆元县的碳密度为62.16 t·hm-2,比龙泉市和景宁县的碳密度高7.02%和125.87%;在空间上表现为北部、中部和西南部较高,而东部相对较低;总体来看,在百山祖公国家公园中,中幼林的碳储量占总碳储量的33.52%,在生态系统保护措施中应加强中幼林抚育,提高森林固碳能力。
    38个榛种质资源叶功能性状与光合特征变异及其相关性
    罗达, 史彦江, 宋锋惠, 李嘉诚
    2021, 40(1):  11-22.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.022
    摘要 ( 25 )   PDF (1369KB) ( 51 )  
    研究了38个榛种质资源叶功能性状与光合特征参数的变异特征及其相关关系,为优良种质资源的选择以及进一步理解叶功能性状对光合特征的影响机制提供科学依据。结果表明:38个种质资源的叶面积(LA)、叶形指数(LI)、叶干重(LDW)、比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)平均值分别为78.39 cm2、1.24、0.73 g、109.95 cm2·g-1和38.31%,LDW变异最大,其次为LASLALILDMC变异最小;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)平均值分别为9.92 μmol·m-2·s-1、3.88 mmol·m-2·s-1、153.04 μmol·m-2·s-1、238.73 μmol·mol-1、0.41和2.54 μmol·mmol-1gs变异最大(27.89%),PnCiLsWUE次之(10.37%~15.14%),Tr最小(9.99%)。不同种质资源叶功能性状与光合特征参数之间均存在极显著差异。Pearson相关分析表明:PnLALDWLDMC均呈显著正相关,与SLA则呈显著负相关;TrLA呈显著正相关;gsCiLDMC分别呈显著负相关和正相关;WUELDWLDMC均呈显著正相关,与SLA则呈显著负相关。冗余分析表明:第1、2排序轴共同解释了叶片光合特征总变异的88.6%,其中,对光合特征产生显著影响的叶功能性状因子为SLALDMC。平欧210号、F-03、平欧11号、平欧88号、平欧119号、85-162、平欧48号、玉坠、平欧110号表现出较高的水分和光能利用效率。
    三亚河外来红树植物无瓣海桑种群动态与扩散特征
    彭宗波, 王冰鑫, 赵怀宝
    2021, 40(1):  23-30.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.006
    摘要 ( 18 )   PDF (985KB) ( 9 )  
    无瓣海桑具有耐贫瘠、生长快等特点,已成为我国东南沿海滩涂主要造林先锋种。然而,作为典型外来物种,无瓣海桑是否具有入侵性也一度引起各界广泛关注。三亚河是我国无瓣海桑引种的最南区域,但目前尚未有对该区无瓣海桑入侵性的报道。本研究利用全面踏查与样地调查相结合的方法,分析了三亚河外来红树植物无瓣海桑的种群动态及扩散特征。结果表明:无瓣海桑在样地群落上层平均密度为4 ind·100 m-2,重要值为41.2%,具有较明显优势,而在群落中下层无其小树和幼苗分布,无瓣海桑种群更新难以维持;群落中、下层红树植物的Shannon指数分别为1.68和1.09,Simpson指数分别为0.78和0.57,物种多样性较高,本地红树植物长势良好,生存空间未受到明显挤占;三亚河亦未见无瓣海桑种群的自然扩散,较高的盐度可能是抑制无瓣海桑种群扩散的关键。鉴于无瓣海桑优良的生长适应能力,可在无淡水汇入的滨海湿地红树林生态工程中作为先锋种进行合理利用,同时对其做好长期监测与定位研究。

     

    黄土丘陵区植物群落多样性及生物量随土壤水分梯度变化特征
    何欣月, 王宁, 刘均阳, 李秋嘉
    2021, 40(1):  31-40.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.018
    摘要 ( 26 )   PDF (2460KB) ( 32 )  
    了解土壤水分与物种多样性及生物量的关系对探究植物群落特征与分布具有重要意义。以陕北黄土丘陵区吴起、米脂、府谷、定边4个典型区域为研究对象,对比分析降水量影响下的土壤水分梯度对自然恢复植物群落多样性、生物量的影响,为黄土丘陵区植被恢复和生物多样性管理提供科学依据。结果表明:随降水量自东南向西北逐渐减少土壤水分呈降低趋势,吴起、米脂、府谷和定边平均土壤含水量分别为9.77%、9.40%、7.91%和6.40%;4个区域调查统计到植物24科56属71种,其中禾本科、菊科、豆科植物占多数且以草本植物为主;随着土壤含水量降低,4个典型区域植物群落物种组成具有较低的相似性,说明物种组成随土壤水分变化而更替;同时,群落生物量、Margalef指数、Shannon指数以及Pielou指数均表现出逐渐降低趋势,且群落生物量、Margalef指数、Shannon指数与浅层土壤含水量呈显著正相关。研究表明,土壤水分变化对群落物种组成、植物群落多样性及生物量有重要的影响,研究区植被恢复建设必须要考虑土壤水分承载力。
    去叶对青杨雌雄植株生长和非结构性碳水化合物的影响
    文小梅, 鲜婷, 刘俊雁, 胥晓, 董廷发
    2021, 40(1):  41-48.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.019
    摘要 ( 28 )   PDF (710KB) ( 9 )  
    近年来,森林食叶害虫在全世界呈爆发趋势。树木的非结构性碳水化合物(NSC)如何响应叶片损失对其生长和生存至关重要。雌雄异株植物在维持森林生态系统稳定性方面扮演着重要角色。然而,目前对该类植物性别之间如何响应去叶的研究还比较少。本文以我国重要的经济和生态恢复树种青杨(Populus cathayana)为研究材料,比较了雌雄青杨幼苗的生长、NSC含量和储量对去叶(0, 50%和100%叶片去除)的响应差异。结果表明:随去叶强度的增加,植物的生物量和植株NSC呈降低趋势,且根系(尤其是粗根)的生物量和NSC比地上部分受去叶的影响更大;雌株叶、粗根、细根和植株NSC储量总是高于雄株;随去叶强度增加,雄株的生物量积累和NSC含量和储量降低得比雌株更多。这些结果表明,青杨雌雄植株生长和NSC对不同去叶强度的响应存在性别差异,且去叶对青杨雄株的影响更大。这暗示了雌性青杨对去叶的耐性比雄性强。这些结果有助于理解雌雄异株植株性别水平上的碳平衡机理,也可为杨树人工林的选育提供支撑。
    马尾松-木荷不同比例混交林种内和种间竞争强度
    汪清, 潘萍, 欧阳勋志, 臧颢, 宁金魁, 冯瑞琦, 徐丽
    2021, 40(1):  49-57.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.016
    摘要 ( 37 )   PDF (2540KB) ( 12 )  
    分析不同比例组成的马尾松(Pinus massoniana)木荷(Schima superba)混交林树木间的竞争关系,可为营造种间关系协调的马尾松混交林提供参考依据。以马尾松-木荷混交林为研究对象,根据其混交比例分别类型Ⅰ(对照,10马)、类型Ⅱ(8马2木)、类型Ⅲ(7马3木)、类型Ⅳ(6马4木)4种类型设置标准地进行调查,运用Hegyi单木竞争指数对马尾松种内、种间竞争强度和总竞争强度进行分析。结果表明:马尾松种内平均竞争指数大小排序为类型Ⅰ>类型Ⅱ>类型Ⅲ>类型Ⅳ,且在所有径级中类型Ⅰ与类型Ⅱ、类型Ⅲ及类型Ⅳ均有显著性差异(P<0.05),而类型Ⅱ、类型Ⅲ、类型Ⅳ之间差异不显著(P>0.05);种间平均竞争指数则为类型Ⅱ、类型Ⅲ均与类型Ⅳ差异显著(P<0.05),而类型Ⅱ与类型Ⅲ之间差异性不显著(P>0.05);马尾松的总竞争指数、种内及种间竞争指数与其胸径拟合效果较好的模型均为幂函数或指数函数,其竞争压力与胸径大小呈负相关。马尾松-木荷混交林中,马尾松的竞争压力主要来自种内,胸径大于20 cm时受到的竞争压力变化较小且维持在较低水平。
    沙地樟子松人工林生长对非降雨季节土壤水分的影响
    徐畅, 雷泽勇, 周凤艳, 毛禹
    2021, 40(1):  58-66.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.015
    摘要 ( 20 )   PDF (729KB) ( 14 )  
    以13、25~27、42、56年生沙地樟子松人工林为研究对象,以相邻草地为对照,在非降雨季节取样,测定0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm土层土壤水分及其他土壤理化因子,分析不同年龄樟子松人工林非降雨季节土壤水分的变化规律。结果表明:沙地营建樟子松人工林后,幼龄林0~100 cm层土壤水分高于草地;中龄林、成熟林土壤含水量在土壤剖面逐层递减,但中龄林20~100 cm层低于草地,成熟林高于草地;过熟林土壤含水量随土层的变化呈“S”型曲线;随着林分年龄的增加,土壤水分在0~10 cm层与林龄无显著关系,10~20 cm层与林分林龄呈显著负线性关系,20~100 cm层随林龄的增加呈先下降后升高趋势,尤其是过熟林,土壤含水量高于中龄林、成熟林;土壤含水量在10~40 cm层与碱解氮呈极显著正相关,在40~60 cm和80~100 cm层与有效钾呈显著正相关;而0~10和60~80 cm层土壤含水量与其他理化因子无明显关系。
    安徽三座通江湖泊秋季浮游植物群落结构特征及其影响因子
    赵秀侠, 卢文轩, 梁阳阳, 李静, 方婷, 杨坤, 高娜
    2021, 40(1):  67-75.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.029
    摘要 ( 24 )   PDF (1680KB) ( 20 )  
    为揭示长江中下游通江湖泊浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系,于2017年9月(秋季),对安徽3座典型通江湖泊龙感湖、大官湖、黄湖浮游植物种类组成、细胞丰度、生物量等进行调查。结果表明:共检出浮游植物7门50属共107种(包括变种),主要隶属于绿藻门(Chlorophyta)和硅藻门(Bacillariophyta),分别占物种数的50.47%和23.36%;主要优势种为四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulate var.angustissima)、细小平裂藻(Merismopedia minima)、近旋颤藻(Oscillatoria subcontorta)、水华束丝藻(Aphanizomenon flosaquae);龙感湖中蓝藻门(Cyanophyta)、硅藻门类群优势度较高,大官湖与黄湖优势种以绿藻门、硅藻门与蓝藻门类群为主;通江湖泊秋季浮游植物丰度为2.37×104~44.99×104 cells·L-1,生物量为0.017~0.432 mg·L-1,蓝藻门在细胞丰度上占优势,绿藻门与硅藻门在生物量上占优势;3座通江湖泊秋季浮游植物丰度、Shannon指数水平分布差异显著,湖泊连通性、人为活动干扰对群落结构组成具有一定影响。冗余分析表明:影响通江湖泊浮游植物群落结构的主要环境因子不同,龙感湖浮游植物群落结构主要与水深、透明度因素相关;大官湖浮游植物主要受到水深、水温因子影响最大;黄湖浮游植物主要与水体电导率、溶解氧、pH关系密切。
    底栖铜藻和漂浮铜藻生长与光合生理的比较
    刘正一, 孙平, 秦松, 李晶晶, 庄龙传, 宋宛霖, 毕远新, 钟志海
    2021, 40(1):  76-83.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.028
    摘要 ( 22 )   PDF (1963KB) ( 7 )  
    铜藻是构成“金潮”的关键种。为了探索“金潮”的爆发原因,采集同一位点的底栖和漂浮铜藻,在温度15 ℃、光照强度5000 lx条件下,经过7天培养后,比较了两类铜藻生长速率和各组织部位(新生叶、老叶、气囊、枝干)生长以及光合生理的差异。结果表明:漂浮铜藻的生长速率(RGR)为8.25%·d-1,而底栖铜藻的RGR仅为5.79%·d-1;底栖铜藻叶片(老叶和新生叶)的光合色素含量显著高于漂浮铜藻的叶片;而漂浮铜藻的非光化学淬灭(NPQ)和调节性能量耗散的量子产量\[Y(NPQ)\]值显著高于底栖铜藻;相较于其他组织部位(老叶、气囊、枝干),新生叶在强光下拥有更高的最大相对电子传递速率(rETRmax)和饱和光强(Ik);底栖和漂浮铜藻的生理特性存在明显的差异,漂浮铜藻具有更高的生长能力,热耗散能力更强,新生叶片在强光下耐受能力更强,表明漂浮铜藻更适宜在海面环境生活。
    象山港典型生境沉积物反硝化细菌群落丰度与结构多样性
    修玉娜, 陈松泽, 李雪英, 姜亚洲, 唐保军, 平仙隐, 范瑞良, 李楠楠, 全为民
    2021, 40(1):  84-92.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.010
    摘要 ( 27 )   PDF (2291KB) ( 14 )  
    通过高通量测序和qPCR技术对象山港4种典型生境(牡蛎养殖区OA、海带养殖区SA、自然岛礁区NR、人工鱼礁区AR)和对照区CK的沉积物反硝化细菌丰度和群落结构进行了测定分析,并探讨了反硝化细菌群落与环境因子之间的相关关系。结果表明:沉积物nirK型反硝化细菌丰度在5种生境间没有显著性差异,而沉积物nirS型反硝化细菌丰度排序为AR<OA=SA=NR=CK;在每种生境中,沉积物nirS型反硝化细菌丰度和多样性指数均显著高于nirK型。非度量多维排序(NMDS)结果显示:AR中沉积物nirK型反硝化细菌群落与其他4种生境显著不同,而AR中沉积物nirS型反硝化细菌群落结构与OA、NR和CK显著不同,与SA无显著差异。RDA分析结果显示:沉积物nirK型反硝化细菌群落与TOC具有显著相关性,而沉积物nirS型反硝化细菌群落与各个理化因子的相关性均不显著。总体而言,象山港5种生境中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性均较高;而5种生境中,AR中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性相对较低,且群落结构与其他4种生境显著不同。

     

    贵州草海岩溶湿地水体不同形态氮的时空分布特征
    杨诗笛, 曹星星, 吴攀, 刘闪, 廖家豪
    2021, 40(1):  93-102.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.007
    摘要 ( 31 )   PDF (2364KB) ( 22 )   PDF(mobile) (2376KB) ( 2 )  
    为揭示贵州草海岩溶湿地水体中不同形态氮时空分布特征及其变化规律,通过网格布点法采集了该湿地丰、枯水期表层水,并对其不同形态溶解性氮含量进行了测定,运用ArcGIS统计模块分析了草海不同形态氮的时空分布特征,并分析了各形态氮与环境因子之间的相关性。结果表明:草海水体丰、枯水期TN的平均含量分别为(0.96±0.52)、(0.90±0.71) mg·L-1,总体表现呈丰水期高于枯水期;丰水期氮形态以无机氮为主,NH4+-N与NO3--N之和占比总氮的54%,二者平均含量分别为(0.14±0.08)、(0.38±0.56) mg·L-1,这两种形态氮的高值区均分布在西侧区域,主要受外源输入影响;而枯水期氮形态以有机氮为主,DON占比TN的49%,平均含量为(0.44±0.26) mg·L-1,高值区出现在南侧区域,枯水期草海补给水量减少,加之水生生物的衰亡以及沉积物中氮的释放,使得该时期水体氮素主要通过湖泊内源进行释放转化。草海水体氮形态分布的季节性差异主要受水环境变化、外源氮输入以及内源氮释放的共同影响,丰水期应加强草海西部地区3条入湖河流的污染控制,而枯水期应主要控制湖内沉积物氮素的释放,进而有效降低草海水体中氮含量。
    亚热带河口养殖塘沉积物有机碳矿化及其影响因子
    谭季, 杨洋, 孙一萍, 黄佳芳
    2021, 40(1):  103-114.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.011
    摘要 ( 32 )   PDF (1867KB) ( 9 )  
    亚热带河口的养殖塘是温室气体二氧化碳(CO2)的重要排放源,但其沉积物有机碳矿化动力学特征目前尚未厘清。以我国东南沿海亚热带闽江、木兰溪以及九龙江河口区的6个凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)养殖塘为研究对象,对沉积物取样,并进行为期60 d的室内厌氧培养,对养殖塘沉积物CO2累积产量曲线利用一阶动力学模型进行拟合和分析。结果表明:养殖塘沉积物CO2产生期主要发生在培养初期的0~2天,随后迅速降低;潜在碳矿化量(C0)为190.12~480.94 μg·g-1,矿化速率常数(k)为0.17~0.42 d-1;不同盐度养殖塘沉积物有机碳矿化存在显著性差异,表现为低盐养殖塘C0更高而k更低;孔隙水Cl-、SO42-、DOC和NH4+是影响养殖塘沉积物有机碳矿化的主要环境因子;高盐的凡纳滨对虾养殖塘Cl-、SO42-浓度高于低盐养殖塘,而DOC和NH4+浓度低于低盐养殖塘,因此高盐条件养殖凡纳滨对虾能够有效抑制沉积物的有机碳矿化。
    生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水肥热及产量的影响
    苏旭, 栾策, 吴奇, 姜展博, 祝晓妍, 王丽学
    2021, 40(1):  115-122.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.034
    摘要 ( 26 )   PDF (2573KB) ( 24 )  
    于2019年5—9月在沈阳农业大学水利学院科研试验基地进行田间试验,设置2种种植模式MS、MP(玉米/大豆间作、玉米/花生间作)和3个生物炭施用量T0T1T2(0、15和30 t·hm-2)的田间小区试验,研究施入生物炭对玉米/大豆、玉米/花生间作系统土壤水热、养分吸收和产量的影响。结果表明:施入生物炭对作物生育初期0~30 cm土壤储水量影响不显著,随着生育期的推进,由于受降雨等因素的影响,生物炭处理显著提高了0~30 cm土壤储水量,其中在抽雄期MPT2处理的增幅最大,达15.49%;在苗期与拔节期,由于降雨少,生物炭对30~60 cm土壤储水量的影响并不显著,从抽雄期开始至生育末期表现出显著性差异,但提升效果不如0~30 cm土层。生物炭可以显著提高苗期与拔节期土壤有效积温,在苗期MPT2处理下提升效果最为显著,增幅达20.97%,而在作物生育中后期,生物炭对土壤有效积温的影响减弱,在抽雄期和灌浆期的影响最小。生物炭施入土壤后虽然显著降低了作物生育前期土壤的矿质氮含量,但显著提高了作物生长发育中后期的矿质氮含量(25.19%~48.82%),因而增加了MS总产量(12.79%~13.71%)和MP总产量(15.86%~18.01%)。因此,生物炭有效调控了作物生长发育关键期土壤的水肥热状况,改善了间作系统的作物生长环境,使得间作这一本来就有着产量优势的种植模式产生了更大的增产效应。
    东北稻田有机肥替代部分氮肥措施下土壤酶群分析
    袁梦, 邢稳, 罗美玲, 王玉峰, 谷学佳, 宋吉青, 娄翼来
    2021, 40(1):  123-130.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.032b
    摘要 ( 22 )   PDF (1628KB) ( 16 )  
    针对东北稻田长期过度依赖化肥的问题,通过田间定位试验研究有机肥替代部分氮肥对土壤酶活性及酶群生态指数的影响,以期为氮肥减施技术途径提供理论依据。试验设常规施肥(对照,CF)和有机肥替代(MS)两个处理,采用微孔板荧光法测定7种土壤碳、氮、磷转化有关酶活性。结果表明:有机肥替代处理较对照显著增加了有机碳(SOC)和速效磷(AP)含量、团聚体稳定性以及土壤C∶N;显著提高了与碳转化有关的α-葡糖苷酶(AG)、β葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖酶(CBH)、木糖苷酶(XYL)活性和氮转化有关的乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性。酶群生态指数分析结果显示,有机肥替代降低了BG/(NAG+LAP)(LAP:亮氨酸氨基肽酶),表明土壤氮素有效性的相对不足;提高了NAG/LAP,说明有机肥替代促进底物的分解可能相对以真菌通道为主;酶活性均匀度指数没有明显变化,说明其在指示微生物多样性方面可能存在一定的局限性。本研究表明,东北稻田有机肥替代部分化肥在维持水稻高产的同时,有利于改善土壤理化性质和提高土壤酶活性,是实现氮肥减施和培肥地力的有效技术措施。
    间作作物种间相互作用对马铃薯根际土壤丛枝菌根真菌的影响  
    伏云珍, 马琨, 崔慧珍, 李光文
    2021, 40(1):  131-139.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.030
    摘要 ( 23 )   PDF (1243KB) ( 14 )  
    为揭示间作作物种间相互作用对土壤丛枝菌根(AM)真菌的影响,以马铃薯单作(T0)为对照,基于高通量测序平台的方法,研究了连续3年马铃薯‖玉米(T1)、马铃薯‖蚕豆(T2)下马铃薯根际土壤AM真菌群落组成、多样性与土壤环境因子间的相互关系。结果表明:共获得2893个AM真菌操作分类单元(OTUs),分属1门、3纲、4目、8科、11属、104种;幼套近明囊霉(Claroideoglomus)、球囊霉属(Glomus)、类球囊霉属(Paraglomus)为AM真菌优势属。玉米、蚕豆与马铃薯间作均改变了马铃薯根际土壤AM真菌属水平上的相对丰度;与T0相比,T1处理下幼套近明囊霉相对丰度降低,球囊霉属和类球囊霉属相对丰度增加;T2处理下幼套近明囊霉相对丰度增加,但球囊霉属和类球囊霉属相对丰度却降低。Metastats检验表明:T1和T2处理下,马铃薯根际土壤类球囊霉属AM真菌相对丰度存在显著差异(P=0.024),耳孢囊霉属(Otospora)在T0和T2处理间存在极显著差异(P=0.005);土壤AM真菌香农指数在T1与T2间有显著差异(P<0.05)。主成分分析表明:T0和T1处理下,马铃薯根际土壤AM真菌群落组成较为接近;土壤碱解氮与AM真菌香农多样性指数呈显著负相关(P=0.043),基于属水平上的AM真菌幼套近明囊霉相对丰度与碱解氮呈极显著正相关(P=0.006),原囊霉属(Archaeospora)的相对丰度与速效磷呈显著正相关(P=0.046)。马铃薯间作玉米、蚕豆为主的种植模式具有间作优势,种间相互作用能改变马铃薯根际土壤AM真菌群落组成,这对于合理间作作物选择,稳定农业生态系统具有重要意义。
    嫁接诱导大豆低镉富集性状及遗传稳定性
    高天晗, 孙梨宗, 台培东, 郭橙
    2021, 40(1):  140-147.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.004
    摘要 ( 23 )   PDF (1393KB) ( 6 )  
    通过野外小区实验,从8个大豆品种中筛选出2个低镉富集品种作为砧木,2个高镉富集品种作为接穗植物,研究嫁接当代以及接穗子代镉富集性状的变化,探明嫁接诱导镉富集性状变异的机制及其遗传稳定性。结果表明:大豆的镉富集性状表现出显著的品种间差异,以低镉富集品种(铁丰29和东鲜1号)作砧木,可以使接穗大豆植株(青仁黑1号和中黄38)地上部分镉含量降低50%~70%;高通量测序和qRT-PCR分析显示,嫁接诱导了相关硫代谢基因的差异表达,与自根植株相比,嫁接植株的APX2PAPRaSAM1aATPs基因表达水平均显著下调,分别达72.53%、67.62%、42.37%和75.78%,APK4表达量则显著上调2.83倍;以阻控效果最好的青仁黑1号东鲜1号为例,接穗子代遗传了接穗当代的低镉富集性状,对照亲本,子代籽粒镉含量的降低率仍有30%~50%。研究证明:嫁接可以通过调控含硫化合物的合成与代谢,影响作物地上部分的Cd富集性状,且这种性状可以在子代中稳定遗传。
    鸟类迁徙与滨海旅游项目关系——以碧海银沙为例
    钟稚昉, 倪红宇, 曹海琳, 杨仕雄, 芦昱
    2021, 40(1):  148-154.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.017
    摘要 ( 42 )   PDF (1296KB) ( 11 )  
    2018年7月—2019年5月,采用样线法和样点法对启东长江口(北支)自然保护区恒大海上威尼斯碧海银沙海水浴场内鸟类多样性进行了调查,共记录到鸟类9目23科51种,其中鸻形目、雁形目、鹳形目、目等水鸟为鸟类群落的构成主体。不同季节鸟类多样性指数(H)依次为秋季迁徙期>春季迁徙期>夏季繁殖期>越冬期,鸟种由多至少依次为越冬期>秋季迁徙期>春季迁徙期>夏季繁殖期,鸟类数量由多至少依次为越冬期>春季迁徙期>秋季迁徙期>夏季繁殖期。从客流季节集中指数R值来看,碧海银沙旅游区客流量受季节影响变动明显,春、秋、冬三季客流量占比过低。对客流量与鸟类多样性相关指标进行相关性分析,发现二者整体呈负相关,月客流量与鸟类种数相关性较高。本研究探讨了滨海旅游与鸟类迁徙之间的关系,为滨海旅游景区在协调旅游与鸟类迁徙的时空错峰管理提供决策依据。
    温州地区冬季北红尾鸲的代谢特征及体温调节
    王虹铭, 王咏, 章熹妮, 郑桑榆, 高璐瑶, 郑蔚虹
    2021, 40(1):  155-162.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.027
    摘要 ( 32 )   PDF (993KB) ( 6 )  
    为探讨北方迁徙性鸟类北红尾鸲(Phoenicurus auroreus)在越冬环境的代谢特征及体温调节,本文采用开放式氧气分析仪和数字式温度测量仪测定了在环境温度(Ta)5、10、15、20、25、27.5、30、32.5、35、37.5、40 ℃条件下的代谢率(MR)和体温(Tb),并计算不同温度的热传导(C)。结果表明:在Ta为5~35 ℃范围内,北红尾鸲的Tb基本维持恒定,平均为40.3±0.1 ℃;热中性区(TNZ)为25~35 ℃;基础代谢率(BMR)为50.25±1.35 mL O2·h-1,是Londo-o等(2015)体重预期值的151%;在Ta为5~25 ℃范围内,MRTa的降低而显著增加,回归方程为:MR (mL O2·h-1) =99.65-1.93Tar=-0.707,P<0.001);高于35 ℃时,MRTa升高增加;当Ta为40 ℃时,MR达到59.78±1.31 mL O2·h-1;在Ta为5~25 ℃范围内,北红尾鸲的C最低且基本保持恒定,为0.17±0.01 mL O2·g-1·h-1·℃-1,是Aschoff(1981)体重预测值的111%;北红尾鸲的基本热生物学特征为较高的Tb、BMR和C以及较宽的TNZ,具有北方地区小型鸟类的代谢特点。

     

    不同邻作作物对番茄田间烟粉虱种群动态的影响
    羊绍武, 吕建文, 窦文珺, 李明江, 刘予涵, 陈国华, 张晓明
    2021, 40(1):  163-170.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.008
    摘要 ( 24 )   PDF (1530KB) ( 10 )  
    为明确不同邻作模式下番茄田间烟粉虱的种群动态与空间分布格局,于云南省昆明市选取与西葫芦、黄瓜、玫瑰等作物邻作的番茄田及单作番茄田为研究样地,通过五点取样法进行调查,采用四分位法对不同作物邻作的番茄田间烟粉虱种群动态进行分析。结果表明:在烟粉虱的主要发生期,番茄单作田间烟粉虱种群数量最高,雌成虫达26.69头·叶-1,雄成虫达6.74头·叶-1,若虫达16.47头·叶-1,与西葫芦、黄瓜、玫瑰邻作的番茄田间烟粉虱种群数量均较低,且与黄瓜邻作的番茄田间烟粉虱主要发生时期较短,发生高峰期最晚。在整个调查期内,所有邻作模式的番茄田间烟粉虱雌虫数量均高于雄虫;在烟粉虱的主要发生期,与西葫芦邻作的番茄田间烟粉虱性比最高,达8.20。不同邻作模式番茄田间烟粉虱成虫数量均在番茄植株上部叶片最多,下部叶片最少;烟粉虱若虫数量均在番茄植株中部叶片最多,上部叶片最少。在番茄植株不同部位,烟粉虱成虫和若虫数量均在番茄单作田间最大,在邻作玫瑰的番茄田最少。可考虑在烟粉虱严重为害的番茄种植区附近种植玫瑰等花卉,以降低烟粉虱的种群数量。
    新疆南部绿洲农田牧草盲蝽季节性寄主转移规律及迁移能力
    张仁福, 王伟, 刘海洋, 姚举
    2021, 40(1):  171-179.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.031
    摘要 ( 20 )   PDF (1122KB) ( 8 )  
    为了解牧草盲蝽在新疆南部绿洲农田区的季节性寄主转移规律和迁移能力,本研究测定了2000 mg·L-1 RbCl溶液喷施不同次数后铷元素(Rb)在苜蓿植株内和取食喷施处理的苜蓿后在牧草盲蝽体内的滞留时间及含量变化趋势。通过春季在主要虫源地(苜蓿田)喷施,标记牧草盲蝽由春季虫源地向棉田转移的规律和迁移距离及春季和秋季的寄主转移规律。结果表明:喷施2次Rb溶液可以有效增加其在苜蓿植株及牧草盲蝽体内的Rb含量,有效滞留时间可达10 d以上;在苜蓿棉花邻作模式下,牧草盲蝽成虫由春季主要虫源地(苜蓿田)向棉田迁移的最大距离达750 m,且虫口密度越大向棉田的迁移距离越长;春季牧草盲蝽由苜蓿田主要转移至灰绿藜、红花、向日葵和棉花等寄主上,秋季由棉田迁出主要转移至藜科杂草上。研究结果有助于理解牧草盲蝽在绿洲农田的转移和扩散规律,为不同季节牧草盲蝽的种群动态监测和迁移提供直接依据,为棉田牧草盲蝽综合防治和生态调控提供重要指导。
    圈养林麝社会等级与粪样类固醇激素水平的关系
    邓益娟, 王静, 曾凡刚, 蔡永华, 程建国, 付文龙, 黎勇, 周密, 盛岩, 孟秀祥
    2021, 40(1):  180-186.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.020
    摘要 ( 30 )   PDF (568KB) ( 5 )  
    动物社群的社会等级可对个体的资源分配、社群稳定及个体的行为对策产生重要影响,圈养动物的类固醇激素水平与饲养管理有关,可反映动物的社群紧张水平。深入理解圈养动物的社会等级与其类固醇激素水平的关系是进行濒危动物迁地保育和成功驯养的基础。2018年6月15日—8月15日,用焦点取样法对四川马尔康林麝繁育场的25头林麝进行了冲突行为取样及社会等级计算,采用放射免疫分析法检测了同期粪样的类固醇激素水平,分析了林麝社会等级与粪样皮质醇、睾酮及雌二醇水平的关系。结果表明:低等级雌麝的雌二醇水平(289.037±59.710 pg·g-1n=11)显著高于高等级雌麝(45.670±27.283 pg·g-1n=6)(P<0.05),低等级雄麝的睾酮水平(3.863±1.538 ng·g-1, n=3)和高等级雄麝(8.017±1.295 ng·g-1,n=5)无显著差异(P>0.05);低等级雄麝(37.891±7.564 ng·g-1,n=3)和雌麝(37.262±1.544 ng·g-1,n=11)的皮质醇水平与高等级雄麝(29.947±2.441 ng·g-1,n=5)及雌麝(37.478±4.628 ng·g-1,n=6)间的差异不显著(P>0.05)。不区分性别,低等级林麝的皮质醇水平(37.397±1.826 ng·g-1, n=14)和高等级个体(34.055±2.886 ng·g-1,n=11)间无显著差异(P>0.05)。研究结果表明,圈养林麝雌体的社会等级与其粪样雌二醇水平呈负相关,低等级雌麝的粪样雌二醇水平显著高于高等级雌麝。在麝类驯养实践中,可监测雌麝的社会等级和粪样雌二醇水平变化,预测雌麝的行为健康及繁殖成效。

     

    晋北大型露天矿区景观生态风险时空异质性
    杨庚, 张振佳, 曹银贵, 庄亦宁, 杨凯, 白中科
    2021, 40(1):  187-198.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.003
    摘要 ( 30 )   PDF (7899KB) ( 39 )  
    矿产资源开采对生态环境产生了剧烈扰动,加剧了矿区生态环境的风险性,严重威胁区域的可持续发展。从景观生态学角度将景观格局与生态风险相结合对矿区生态环境进行评估,从而揭示矿区景观生态风险的时空异质性,促进土地资源的可持续利用。以1990—2018年7期Landsat TM影像解译后的土地利用现状数据为数据源,构建景观生态风险指数,结合空间统计学及地统计学理论,探究1990—2018年平朔矿区景观生态风险的时空异质性。结果表明:1990—2018年平朔矿区景观生态风险的空间分布呈集聚分布模式,Moran’s I指数处于0.53~0.68,Z得分远高于检验阈值1.96,风险的空间集聚效应明显。1990—2018年平朔矿区的景观生态风险等级以中低、中、中高水平为主,占全区总面积的70%~90%,低风险区域主要分布于井坪镇以及白堂乡与向阳堡乡的大片林地,耕地是中等风险的主要分布区域,高风险区域逐渐向矿界内的矿业核心区收缩。1990—2018年平朔矿区景观生态风险空间异质性中的随机变异均小于空间自相关变异,由空间自相关部分引起的空间异质性占据主导地位。研究表明,在0.50 km×0.50 km的研究尺度下,1990—2018年平朔矿区景观生态风险具有很强的时空异质性,时间上呈现先增加后降低的趋势,空间相关性显著,空间分异特征明显。
    河西走廊城镇化与资源环境承载力的动态耦合及空间格局
    赵连春, 赵成章, 文军
    2021, 40(1):  199-208.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.009
    摘要 ( 33 )   PDF (3184KB) ( 16 )  
    城镇化和资源环境承载力耦合的时空演化是生态、地理、经济社会学等研究的重要内容之一,对促进城镇的可持续发展具有重要意义。为研究县域尺度上河西走廊城镇化与资源环境承载力协调度的空间分布格局,基于核密度分析、探索性分析、时空数据模型等方法,对该区域城镇化和资源环境承载力协调度的空间异质性及其动态演进过程进行了研究。结果表明:2000—2018年,河西走廊城镇化与资源环境承载力的协调度呈先递减后升高趋势,协调度峰值在0.35~0.42,现阶段仍以不协调为主;区域城镇化与资源环境承载力协调度的空间分布不均衡,西北高东南低,存在空间集聚和空间自相关现象,热点主要分布在酒泉嘉峪关等传统工业区,冷点主要分布在东南部的武威区域;区域城镇化与资源环境承载力协调度主要受环保治理投入、产业结构和开发效率等因素的影响。河西走廊城镇化与资源环境承载力协调发展格局及其演化机制的研究对促进该地区城镇化与生态环境协调发展、实现丝绸之路经济带城镇可持续发展具有重要意义。
    北京市生态系统服务时空变化与权衡分析
    刘华妍, 肖文发, 李奇, 田宇, 张倩如, 朱建华
    2021, 40(1):  209-219.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.033
    摘要 ( 37 )   PDF (9732KB) ( 30 )  
    了解城市生态系统服务的时空变化与权衡关系对区域可持续发展具有重要意义。本研究以北京市为对象,基于InVEST模型与RUSLE模型定量评估了北京市1984、1995、2005和2018年碳贮存、产水量与土壤保持3项生态系统服务的时空变化特征,并分析了不同生态系统服务间的权衡关系。结果表明:1984—2018年,北京市土地利用类型发生了剧烈变化,其中城镇建设用地、水体与林地面积分别增加181.7%、42.7%和10%,草地、未利用地与耕地面积分别减少63.4%、31.8%和31.6%;1984—2018年,北京市碳贮存量、产水量与土壤保持量分别增加0.06×108 t、10.1×108 m3和0.82×108 t;碳贮存、产水量与土壤保持服务在3个时期的生态系统服务变化指数差异较大,在空间分布上,碳贮存的亏损区与土壤保持的增益区增加最为明显;北京市碳贮存与土壤保持间存在明显的协同关系,产水量与碳贮存、产水量与土壤保持间有明显的权衡关系。
    包容性理念下中国城镇化质量与资源利用协调发展的关系
    马亚兄, 张志斌, 董建红, 郑岚
    2021, 40(1):  220-232.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.014
    摘要 ( 38 )   PDF (2751KB) ( 8 )  
    明晰包容性发展理念下城镇化质量与资源利用的协调发展关系及其限制因素,可为相关部门制定城镇化健康发展路径提供参考。利用基尼系数、探索性空间数据分析和协调度模型,对2000—2016年中国省域城镇化质量与资源利用的协调性进行分析,并采用障碍度模型探索其障碍因子。结果表明:中国城镇化质量与资源利用水平协调性波动上升,呈现“自东向西、由南向北”递减趋势,各地区协调性水平偏低,非同步性特征明显;中国城镇化质量与资源利用水平协调类型以城镇化质量滞后型为主;协调性呈现“东南高、西北低”的空间分布特征,热点区向东南方向偏移,冷点区在西北地区收缩;单项指标障碍度的省际差异较大。主要障碍因子包括人均财政科技支出、城镇基本医疗保险覆盖率、万人拥有医生数、城镇基本养老保险覆盖率、失业保险覆盖率、年末金融机构各项存款余额、百人公共图书馆藏书量、第三产业产值比重和建设用地面积比重等。
    综合评述
    生态系统服务价值评估:研究进展与展望
    殷楠, 王帅, 刘焱序
    2021, 40(1):  233-244.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.025
    摘要 ( 60 )   PDF (1088KB) ( 60 )  
    生态系统服务作为连接生态系统结构、过程与人类福祉之间的桥梁,对其进行价值评估可以为评估生态系统质量变化、制定生态系统服务付费政策提供可靠依据,促进生态系统保护和生态文明建设。本文通过对生态系统服务分类体系的梳理和价值评估案例的归纳,重点对调节服务和文化服务的价值评估方法进行了总结。本研究将生态系统服务价值评估研究历程划分为定性描述、快速发展、多元化发展和综合应用四个阶段;比较了四种主要生态系统服务分类系统及其异同,总结了生态系统主要调节服务价值化评估公式及参数,以及文化服务价值评估新方法与趋势。针对生态系统服务价值化的研究在数据的科学性、规范性和科学研究与实践政策的衔接等方面存在的问题,未来研究中应注重根据用途确定价值评估的数据精度和时空尺度,继续发展标准化的价值评估指标体系,深入理解生态系统服务价值评估与人类福祉及可持续发展之间关系。
    红树植物生活史过程的能量利用策略
    严雪婷, 顾肖璇, 陈鹭真
    2021, 40(1):  245-254.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.001
    摘要 ( 48 )   PDF (940KB) ( 16 )  
    红树林是潮间带区域的高生产力植物群落。由于生长在淹水、高盐及潮水冲击的潮间带生境,红树植物具有高效利用有限能量以维持生活史的能力。权衡其在繁殖、生存、抵抗胁迫、竞争等过程中的能量需求,是红树植物成功定居的关键。红树植物从幼苗到成熟植株的生长过程,其能量投资对象也从根系转移到茎干。随着植株生长,叶片生物量占比逐渐下降;但叶片始终具有较高的热值。植物抵抗胁迫需额外耗损能量,因此缓慢收益型投资的能量利用策略在植物中更为常见:其叶片投资减少,新增能量集中于根系与茎干以保证植株的存活。胎生的红树植物对繁殖体的能量投入较高,而非胎生物种的比叶面积较高、氮含量高、建成成本低,投资回报更快。植物的能量利用策略与叶经济型谱联系紧密,可揭示胁迫生境下红树植物的适应策略和入侵性。
    海洋鱼类肠道微生物研究进展及应用前景
    冯丹, 高小迪, 李云凯
    2021, 40(1):  255-265.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.026
    摘要 ( 73 )   PDF (630KB) ( 21 )  
    肠道微生物在动物体内数量庞大、结构复杂,在宿主生长发育过程中发挥着重要作用。淡水鱼类肠道微生物的研究主要集中于其对鱼类生长代谢、营养吸收及免疫调节等方面的影响,海洋鱼类则研究相对较少,且多集中于肠道微生物多样性及其变动影响因素分析。本文在归纳总结鱼类肠道微生物功能及其研究方法的基础上,着重分析肠道微生物在海洋鱼类生长发育调控、食性、环境适应性及污染物指示等研究中的应用现状和发展前景,以期为今后利用海洋鱼类肠道微生物开展多学科交叉研究提供启发和参考。
    我国养殖水体N2O排放特征及其影响因素研究进展
    安桐彤, 许潇方, 高强, 刘彦琪, 胡蓓蓓
    2021, 40(1):  266-277.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.002
    摘要 ( 44 )   PDF (1193KB) ( 10 )  
    养殖水体作为不可忽视的温室气体排放源,已引起社会广泛关注。本文通过文献综述分析了国内养殖水体N2O溶存浓度、饱和度及排放通量的时空分布特征,并结合N2O产生机制探讨了养殖水体N2O排放的影响因素。我国养殖水体N2O介于饱和与过饱和状态,水-气界面排放通量范围为-9.82×10-3~143.25×10-3 mg·m-2·h-1,养殖水体成为N2O的重要排放源;空间变异特征表现为南方地区的排放通量显著高于北方地区,北方地区养殖水体N2O排放通量整体高于本区自然水体,而南方地区相反;从时间变化特征看,各养殖塘排放通量变化规律较为相似,大致表现为养殖中期排放量最高,养殖末期和养殖初期较低;季节变化上,夏季最高、冬春季较低。养殖水体N2O的产生机制与其他水生生态系统相似,主要为硝化和反硝化作用,影响养殖水体N2O在排放的因素除温度、pH、营养盐、盐度、叶绿素a等环境因素外,还与曝气活动、饵料投放、排水活动和养殖种类等人为因素有关。
    技术与方法
    盐沼湿地大规模恢复的概念生态模型——以盐城为例
    刘红玉, 周奕, 郭紫茹, 戴凌骏, 王成, 王刚, 李玉凤
    2021, 40(1):  278-291. 
    摘要 ( 122 )   PDF (4097KB) ( 31 )  
    大规模湿地生态恢复是一项耗资巨大、复杂的系统工程,需要以整个区域湿地结构和功能恢复作为基本目标,将时间和空间上分散的研究成果进行系统梳理,形成对区域湿地生态变化及其驱动因素的规律性认识。本研究以盐城盐沼湿地为案例,以1987年作为未干扰或干扰较少的状态,从结构-过程-功能耦合作用角度,确定区域湿地恢复的关键生态特征,包括:健康与动态潮间带湿地系统、碱蓬生态系统生产力与弹性、复杂景观镶嵌与相互作用、潮间带底栖动物丰富与鸟类觅食基地,以及濒危与关键水鸟种群保护。在此基础上,将围垦与土地利用、水管理、全球变化与海平面上升作为驱动区域湿地生态变化的三大外部因素;海岸侵蚀与沉积、区域水格局变化、地形地貌变化、湿地空间变化与连通性丧失,以及互花米草入侵等是影响湿地生态系统变化的内在压力因子;基于这些压力因子与湿地生态系统变化之间复杂作用关系分析,形成了外部驱动力-内在压力源-生态影响-生态特征之间联合作用下的区域湿地恢复概念生态模型。此模型以复杂因果关系研究为基础,直观展示了湿地恢复需要去除或减缓各种压力因子的一般路径,有利于指导大规模盐沼湿地恢复规划与实践。
    FY-4A太阳短波辐射产品在黑河流域的精度分析
    陈蔺鸿, 张彦丽, 宋雨钰
    2021, 40(1):  292-300.  doi:: 10.13292/j.1000-4890.202101.021
    摘要 ( 44 )   PDF (2232KB) ( 9 )  
    FY-4A是我国自主研发的新一代静止气象卫星,其太阳短波辐射(downward surface shortwave radiation,DSSR)产品在水文、生态研究和能源开发利用等方面具有广阔的应用前景。基于祁连山综合观测网2018年4—12月的12个辐射站点观测数据,对黑河流域FY-4A DSSR产品进行精度验证和误差分析。结果表明:FY-4A DSSR产品与地面测量值具有较好的一致性。在晴空条件下,FY-4A DSSR与地面辐射站点观测数据的相关性(相关系数r=0.95)较高,平均偏差(MBE)为11.74 W·m-2,均方根误差(RMSE)为59.43 W·m-2;在全天空条件下,r为0.82,MBE和RMSE分别为75.99和163.80 W·m-2,精度比晴空条件下低;FY-4A DSSR产品在不同的月份存在一致高估现象。此外,随高程升高,FY-4A DSSR与地面测量值的相关性总体降低。本文对FY-4A DSSR产品精度进行了定量分析,为了解其质量及其应用提供科学参考。