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    2021年 第40卷 第11期    刊出日期:2021-11-10
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    2021, 40(11):  0. 
    摘要 ( 40 )   PDF (473KB) ( 6 )  
    生态屏障格局优化专栏
    东北森林屏障带生态系统服务权衡与协同关系
    齐麟, 张月, 许东, 朱琪, 周旺明, 周莉, 王庆伟, 于大炮
    2021, 40(11):  3401-3411.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.020
    摘要 ( 44 )   PDF (4068KB) ( 27 )  
    东北森林带是我国重要的生态屏障,生态系统服务权衡研究对协调该区生态环境保护和社会经济发展至关重要。本研究利用全局空间自相关分析、双变量空间相关分析、空间聚类分析等方法,探明了东北森林带水源涵养等6种生态系统服务的空间格局以及它们之间权衡、协同关系的作用机制和空间分异。结果表明:研究所选取的6种生态系统服务均呈现出显著的聚集性分布;整体看来,水源涵养、生物多样性维持、土壤保持和固碳释氧4项生态服务呈现出协同关系,防风固沙、粮食供给与其他服务呈现出权衡关系。由于生态系统可以提供多种生态系统服务,且不同生态系统所提供的生态系统服务类型和数量具有明显差异,不同生态系统服务之间权衡/协同关系因此而存在明显的空间分异。本研究通过生态系统服务簇将研究区划分为生态系统服务平衡区、生态系统服务协调区、防风固沙区和粮食供给区4个区域,以期为研究区生态系统服务管理提供科学依据,促进资源与生态环境的全面协调和可持续发展。
    北方防沙带东部区生态安全格局构建及优化
    刘江, 谢遵博, 王千慧, 王婷婷, 郑晓, 宋立宁, 李秀芬
    2021, 40(11):  3412-3423.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.018
    摘要 ( 4 )   PDF (4391KB) ( 10 )  
    构建生态安全格局、优化生态空间结构是保障区域生态安全、维护地区生态系统稳定的重要途径,对于缓解生态保护与经济发展之间的矛盾具有积极意义。本文以北方防沙带东部为研究区域,通过生态脆弱性生态服务功能重要性的生态评估方法识别生态源地,借助电路理论提取生态廊道和生态节点,构建了研究区2000和2015年生态安全格局并提出优化对策。结果表明:(1)2000—2015年间,研究区强烈脆弱区面积减少,不脆弱面积增加;生境质量整体好转,水源涵养量显著增加,实际风蚀强度减弱,说明该阶段区域生态环境趋于好转,风沙治理成效较为显著。(2)生态源地面积、生态廊道和节点分别从2000年的3837.3 km2、38条和4个增加到2015年的11619.5 km2、96条和28个,表明15年间研究区生态安全格局网络体系趋于复杂完善,保障生态安全的能力得到提升。基于上述研究结果,提出增加生态源地空间分布数量和范围,加强人工绿地的建设和保护来设置缓冲区,避免人为活动切断生态廊道,加强原有节点生态功能保护和优化的建议和策略,保障生态廊道网络的完整性,以期促进区域社会经济与生态环境的协同互惠关系,实现可持续发展。
    黄河流域2000—2020年生态用地格局变化与分异趋势
    卫新东, 张健, 王筛妮, 蔺康莉, 王宁, 刘永鹏
    2021, 40(11):  3424-3435.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.019
    摘要 ( 14 )   PDF (5155KB) ( 16 )  
    分析人类活动与自然环境相互作用下的生态用地格局变化和分异趋势对推动黄河流域的生态保护和高质量发展具有重要意义。基于黄河流域2000、2010、2020年3期土地利用数据,运用空间动态度模型、转移矩阵模型、生态状况指数模型等方法,探讨了近20年黄河流域生态用地的数量、结构、空间分布特征及生态质量的变化。结果表明:黄河流域不同生态用地类型数量及空间分布差异明显,基础性生态用地占比最大(60.98%),保全性生态用地占比最少(4.77%),基础性和保全性生态用地主要分布在黄河流域上中游地区,辅助性生态用地主要集中在下游地区;生态用地之间的转化呈明显的分异趋势,上中游以生态用地的内部转化为主,下游则以生态用地与非生态用地的相互转化为主,非生态用地扩张主要来源于耕地;生态用地的空间稳定性相对较高,但有下降趋势,整体上生态用地朝规模减小的趋势变化;黄河流域3个年份生态状况指数分别为60.98、61.66、60.29,生态质量呈波动式下降且有明显的梯度分异特征,上游地区生态质量最好,下游地区生态质量最差。研究结果对黄河流域各省制定生态用地管护措施和推动生态文明建设具有参考意义。
    近15年内蒙古防沙带防风固沙功能时空变化特征
    刘利民, 王婷婷, 李秀芬, 谢遵博, 武金洲, 宋立宁
    2021, 40(11):  3436-3447.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.007
    摘要 ( 46 )   PDF (5824KB) ( 17 )  
    防风固沙是我国北方防沙带主要生态功能,对于筑牢我国北方生态安全屏障至关重要。本文以北方防沙带东部的内蒙古防沙带为研究区域,利用修正风蚀模型(RWEQ)量化了2000和2015年内蒙古防沙带土壤风蚀物质量和防风固沙量,明确了内蒙古防沙带防风固沙功能时空演变规律,并探讨了土地利用变化对防风固沙功能的影响,以期为提升我国北方防沙带生态服务功能提供参考。结果表明:1)2000年,研究区风蚀物质量介于0.007~48.9 kg·m-2,风蚀物质总量为29418.3×108 kg;2015年研究区风蚀物质量介于0.002~48.2 kg·m-2,风蚀物质总量为28727.3×108 kg,较2000年减少了691.1×108 kg。2000年,土壤风蚀强度以中度、强烈和剧烈为主,占研究区总面积的71.6%;2015年,土壤风蚀强度以轻度、中度和剧烈为主,占研究区总面积的78.7%,其中土壤风蚀强度为强烈、极强烈和剧烈区域面积减少了101079 km2,而土壤风蚀强度轻度和中度区域面积增加了100572 km2。2)2000年,研究区防风固沙量介于0~42.4 kg·m-2,2015年的防风固沙量介于0~45.4 kg·m-2,防风固沙量最高的地区为赤峰市,其次为通辽和鄂尔多斯市,防风固沙量最低的地区为乌海市和石嘴山市。研究区总固沙量较2000年增加了646.0×108 kg。研究区防风固沙功能以“低”、“较低”和“中”为主,占研究区总面积的75%以上。2000—2015年,防风固沙功能“较高”、“高”的区域面积增加1979 km2。3)2000—2015年,沙漠的总面积减少,主要转换为草地、耕地类型,转换草地面积为6460.7 km2,转换耕地面积为439.2 km2。上述结果表明,近15年来,内蒙古防沙带的防风固沙功能得到明显提升,得益于人工植被建设,但不同地区防风固沙功能差异较大。因此,未来应加强分区施策治理与研究区西部防风固沙功能的提升。
    基于GeoSOS-FLUS平台的东北森林屏障带生态格局优化
    齐麟, 许东, 朱琪, 周旺明, 周莉, 王庆伟, 邓娇娇, 于大炮
    2021, 40(11):  3448-3462.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.011
    摘要 ( 25 )   PDF (6822KB) ( 16 )  
    东北森林带作为我国两屏三带生态安全战略格局的重要载体之一,其生态格局的优化对提升区域生态系统功能、质量及稳定性具有重要意义。本研究通过分析该区土地利用和生态系统服务时空格局,明确其主要驱动因子,以提升其主导生态功能为目标,并耦合生态服务演变驱动机制,利用元胞自动机模型对其土地利用格局进行了优化模拟。结果显示:不同类型驱动因子对各生态系统服务的作用存在明显差异:生境质量与土地利用的相关性最高(R=-0.420,P<0.05),水源供给则受到年降水量的显著影响(R=0.602,P<0.05),土壤保持受到高程的显著影响(R=0.358,P<0.05),水源涵养与降水密切相关(R=0.760,P<0.05),而粮食供给则受到高程(R=-0.418,P<0.05)、坡度(R=-0.225,P<0.05)和温度(R=0.306,P<0.05)的共同影响。本研究还发现,针阔混交林对水源涵养能力和生境质量服务重要性最高;相对于旱地,水田对粮食生产的重要性更高。结合上述结果进行的土地利用优化模拟结果显示,虽然生态用地(包括林地、草地、湿地)、生产用地(水田、旱地)和生活用地(建设用地)的比例与优化前没有明显差异,但长白山和小兴安岭地区的林地,应从现有以落叶阔叶林为主转变为以针阔混交林为主,以提高这两个地区的水源涵养和生境质量;大兴安岭地区应将部分落叶阔叶林转化为湿地以提高该区的水源涵养功能。在控制耕地总量不发生明显变化的条件下,提高小兴安岭和长白山地区与三江平原交汇区耕地中水田的比例,可以提高粮食供给服务。由此可见,本研究在不进一步激化生态用地和其他用地类型空间矛盾的基础上,优化了研究区生态格局,为促进东北森林带主导生态功能提升及屏障作用的充分发挥提供了科学依据。
    基于电路理论的东北森林带生态安全网络构建
    朱琪, 袁泉, 于大炮, 周旺明, 周莉, 韩艳刚, 齐麟
    2021, 40(11):  3463-3473.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.012
    摘要 ( 8 )   PDF (4021KB) ( 9 )  
    东北森林带是全国生态功能区划“两屏三带”的重要组成部分,对保障区域乃至全国的生态安全具有重要意义。构建该区域的生态安全网络是对其进行生态格局优化、功能提升的重要基础。本研究基于东北森林带生态系统服务重要性,应用InVEST模型中生境质量分析模块以及电路理论,对研究区生态源地、生态廊道、障碍点和夹点进行了识别,并构建了研究区的生态系统服务安全网络。结果显示:研究区内共识别出生态系统服务源地30处,总面积为16.40×104 km2,占总面积的27.3%,以林地、湿地等生态用地为主。关键生态廊道42条,总长度2475.55 km,潜在生态廊道20条,平均长度为420.55 km。研究区内生态改善区的面积为56.45×104 km2,根据累计电流值的提升程度,将生态修复区域分为3个优先级,其中一、二级改善区的面积分别占12.8%和24.3%。本研究根据区域内生态源地、生态廊道、生态夹点、生态障碍点以及改善区空间分布格局构建了该区的生态系统服务安全网络,并根据其特征给出了修复和改善的建议,为东北森林带生态格局优化及功能提升提供科学依据。
    东北森林带生态脆弱性时空变化及其驱动因素
    朱琪, 王亚楠, 周旺明, 周莉, 于大炮, 齐麟
    2021, 40(11):  3472-3482.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.021
    摘要 ( 10 )   PDF (2688KB) ( 8 )  
    评估大尺度森林生态系统的脆弱状况对于维持区域生态安全及保证人类可持续发展具有重要意义。本研究以东北森林带为对象,从自然和人为干扰两个角度出发选择13个指标构建生态脆弱性指标体系,结合空间主成分分析法评估2005年和2015年两个时期生态脆弱性时空分布及其变化,并分析其背后的主要驱动因素。结果表明:东北森林带生态脆弱性等级以潜在脆弱性、微度脆弱性和轻度脆弱性为主;生态脆弱性空间聚集效应明显,脆弱性空间聚集以高高聚集为主,主要分布于东北森林带边界区域;2005年和2015年区域生态脆弱性指数分别为2.339和2.450。生态脆弱状况呈现略微下降的趋势;两个时期东北森林带生态脆弱性主要驱动因子依次为净第一性生产力、土地利用类型和生境质量。本研究为大尺度的森林生态系统保护及治理提供一定的理论基础和决策依据。
    研究报告
    长白山自然保护区高海拔云冷杉林净初级生产力时空格局及其驱动因子
    张月, 袁泉, 房磊, 韩艳刚, 朱琪, 齐麟, 周旺明, 周莉, 于大炮
    2021, 40(11):  3483-3492.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.013
    摘要 ( 5 )   PDF (3624KB) ( 8 )  
    长白山自然保护区高海拔(1400 m以上)分布的云冷杉林出现生长衰退和大量枯死现象,但衰退格局的驱动机制尚不明确。本研究基于Landsat数据,利用CASA模型计算了长白山自然保护区高海拔云冷杉林1994—2019年的净初级生产力(NPP),分析了其时空变化特征。结果表明:(1)长白山保护区内云冷杉林NPP在111.96~182.19 g C·m-2·a-1,平均为141.85(g C·m-2·a-1。云冷杉林NPP的最大值和最小值分别出现在1996年(182.19 g C·m-2·a-1)和2018年(111.96 g C·m-2·a-1)。研究期间,3.08%的区域云冷林NPP显著增加,3.36%的区域显著减少;(2)云冷杉林NPP与海拔、坡度呈负相关,不同坡向上分布差异不大。在海拔1600~1650 m范围内NPP变化率接近于0,较低和较高海拔区域NPP变化呈减小趋势;在坡度0~10°时云冷杉NPP减小最明显,随坡度增加NPP变化趋势变小,在阴坡和半阴坡NPP生长呈下降趋势,而在阳坡和半阳坡趋于稳定。(3)云冷杉林NPP与降水呈显著正相关,而与温度相关性不显著;NPP减少与保护区内的旅游活动有一定的关系。本研究表明,高海拔云冷杉林不存在一致的、大面积的衰退,其NPP的变化主要受立地因子、降水变化及人类活动的影响。
    长白山苔原典型植物的N、P含量对短期氮输入的可塑性响应
    袁泉, 张月, 陈红, 周莉, 于大炮, 王庆伟, 周旺明
    2021, 40(11):  3493-3500.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.014
    摘要 ( 10 )   PDF (1184KB) ( 6 )  
    氮素是苔原生态系统植物生长和净初级生产力的主要限制元素,但外源氮输入对长白山苔原生态系统养分影响的相关研究还较少。本研究以长白山苔原带优势物种笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)和牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)为对象,通过野外原位实验,以NH4NO3作为外源氮,设置4个施氮水平:对照处理(N0, 0 kg·hm-2)、低氮处理(N1, 25 kg·hm-2)、中氮处理(N2, 50 kg·hm-2)和高氮处理(N3, 100 kg·hm-2),研究短期氮输入对笃斯越桔和牛皮杜鹃叶片N、P含量影响。结果表明:低氮输入提高了牛皮杜鹃叶片N含量,对笃斯越桔叶片N、P含量无显著影响,而较高水平氮输入会促进笃斯越桔的生长,增加其获取N、P的能力;随着氮输入量的增大,落叶灌木笃斯越桔的N、P含量可塑性指数(PI)呈现先减小后增大的趋势,而常绿灌木牛皮杜鹃的PI整体呈减小的趋势,但具有更高的抗逆性。未来氮沉降增加的背景下,笃斯越桔在长白山高山苔原更具有生长优势。
    川西米亚罗亚高山暗针叶林动态样地物种组成与群落结构
    赵广东, 陈健, 许格希, 马凡强, 杨洪国, 史作民, 刘顺, 熊凯, 张运, 薛樵, 刘千里
    2021, 40(11):  3501-3511.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.016
    摘要 ( 11 )   PDF (2476KB) ( 14 )  
    亚高山暗针叶林是川西米亚罗林区的主要植被类型。为了更好地了解位于青藏高原东南缘的亚高山暗针叶林的物种组成和群落结构,依据美国热带森林研究中心(CTFS)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的建设标准,于2016—2019年在四川省米亚罗省级自然保护区的亚高山暗针叶林建立了一个面积为9.6 hm2(400 m×240 m)的动态样地。本文基于2019年9月完成的动态样地内胸径(DBH)≥1 cm的木本植物调查数据,分析了亚高山暗针叶林的区系类型、物种组成、群落结构和径级分布。结果表明:动态样地内DBH≥1 cm的木本植物存活个体共有50055株,其中独立个体24183个,分枝或萌株25872个,隶属于14科20属32种。温带区系成分的科和属分别占总科数和总属数的64.28%和85.00%,温带区系特征明显。高山柏(Juniperus squamata)、云杉(Picea asperata)、松潘小檗(Berberis dictyoneura)和滇川醉鱼草(Buddleja forrestii)为稀有种,占总物种数目的12.50%。共有10个物种的重要值>2,其重要值之和为90.54。排名前4位的岷江冷杉(Abies fargesiivar.faxoniana)、糙皮桦(Betula utilis)、密枝圆柏(Juniperus convallium)和紫花茶藨子(Ribes luridum)的重要值分别为30.55、15.74、9.95和8.80。动态样地面积小于1.6 hm2时,物种数目随动态面积的增加而急剧增加;当动态样地面积达到6.76 hm2时,32个物种全部出现。动态样地内所有存活个体的平均胸径为5.29 cm,整体径级分布呈倒“J”型,DBH<2.5 cm存活个体数量占总个体数量的59.63%。
    油松飞播林灌木层主要物种种间联结及其环境解释
    陈佳卉, 卜元坤, 苏少峰, 黄维, 陈周娟, 李卫忠
    2021, 40(11):  3512-3522.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.022
    摘要 ( 18 )   PDF (1098KB) ( 12 )  
    物种的种间联结和生态位特征反映了物种的资源利用及水平空间配置情况,是了解群落结构和分布的重要基础。本研究采用样方法,调查了陕西丹凤县流岭油松(Pinus tabuliformis)飞播林区30个样地内150个样方的灌木群落,并基于方差比率法、卡方检验和联结系数研究了物种种间联结,采用典范对应分析探讨环境因子与物种分布的关系,揭示了油松飞播林灌木群落的结构和分布特征。结果表明:(1)灌木层主要物种的生态位重叠程度总体较低,种间竞争不激烈;重要值和生态位宽度较大的物种为麻叶绣线菊(Spiraea cantoniensis)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、绣线菊(Spiraea salicifolia)。(2)灌木层主要物种总体联结性呈显著正联结(P<0.05),卡方检验和联结系数的正负关联比分别为1.47和1.87,群落结构趋于稳定;卡方检验的正负联结显著率分别为4.3%和0.9%,种对间联结性较弱,趋于独立分布。(3)灌木层主要物种分布受海拔、坡向、坡度、枯落物厚度影响较大。在今后的森林经营活动中,可根据灌木种间联结规律、生态位特征以及影响物种分布的环境因子调控灌木配置,维持和提升灌木群落的稳定性。
    若尔盖湿地土壤有机碳含量和密度的分布特征
    王文波, 白冰, 张鹏骞, 胡理乐
    2021, 40(11):  3523-3530.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.006
    摘要 ( 13 )   PDF (1097KB) ( 7 )  
    湿地是重要的土壤有机碳库,为维持全球二氧化碳平衡提供重要保障。为了解高寒湿地土壤有机碳水平和垂直变化特征,本研究以若尔盖高寒湿地为对象,采集不同植被类型(湿地植被和草地)不同深度的土壤样本,分析土壤有机碳分布特征。结果表明,土壤有机碳的垂直分布呈现出两种不同的特征:一是随土壤深度增加土壤有机碳含量和密度显著下降,最高值和最低值倍数达到20.03倍和7.47倍;二是随土壤深度增加土壤有机碳含量和密度波动变化,且在深层土壤中仍保持较高水平,最高值和最低值相差只有2.90倍和1.48倍;若尔盖高寒湿地土壤有机碳含量和密度的水平分布具有明显的空间异质性,湿地土壤有机碳含量和密度显著高于草地并且土壤含水率高的样点的土壤有机碳含量和密度显著高于土壤含水率低的样点。本研究表明,若尔盖高寒湿地土壤有着很强的固碳能力,并且较高的土壤含水量是维持若尔盖高寒湿地土壤碳汇功能的重要前提。研究结果对高寒湿地生态环境管理及可持续发展具有重要意义。
    文山自然保护区典型植被土壤碳氮储量变化特征
    李聪, 吕晶花, 陆梅, 杨志东, 刘攀, 任玉连, 杜凡
    2021, 40(11):  3531-3542.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202110.019
    摘要 ( 20 )   PDF (1139KB) ( 16 )  
    探究文山自然保护区土壤有机碳和全氮储量沿海拔的变化特征及其与环境因子的耦合关系,为评估保护区植被碳氮固定潜力提供数据支撑。选取保护区沿海拔分布的3种典型植被类型为对象,研究土壤有机碳和全氮储量沿海拔和土层的分布规律,并采用主成分降维分析方法探讨环境因子(微气候、植被与土壤)沿海拔变化对土壤碳氮储量的影响。结果表明:不同植被类型土壤碳氮储量沿海拔升高呈显著增加趋势(P<0.05),最大值出现在高海拔中山湿性常绿阔叶林,相较于低海拔亚热带季风常绿阔叶林,其增幅分别达82.81%和80.98%。土壤碳氮储量随土层加深呈显著减小趋势(P<0.05),相较于0~10 cm土层,40~50 cm土层的降幅分别为54.82%和55.38%;凋落物厚度、Simpson指数、土壤总孔隙度、毛管孔隙度、含水量、全钾沿海拔上升呈增加趋势,全磷则先减后增;相较于低海拔亚热带季风常绿阔叶林,上述指标在高海拔中山湿性常绿阔叶林的增幅为53.29%~666.67%;而Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤非毛管孔隙度、土壤容重、温度、pH、机械组成沿海拔梯度呈减小趋势,这些指标在高海拔中山湿性常绿阔叶林的降幅为15.97%~59.71%;环境因子沿海拔的变化对碳氮储量具有极显著的共线性影响(P<0.05),凋落物厚度、年均降水量、土壤总孔隙度、毛管孔隙度、含水量、全钾沿海拔的增加对碳氮储量存在极显著的正效应(P<0.01),植物多样性沿海拔的减小对碳氮储量存在显著的正效应(P<0.01)。综上,文山保护区土壤碳氮储量沿海拔升高呈现显著增加趋势,其中,微气候、土壤理化性质、凋落物厚度沿海拔的垂直分布是调控碳氮储量的关键因子。
    寒区湿地不同土地利用方式对土壤理化性质和团聚体稳定性的影响
    丁俊男, 于少鹏, 史传奇, 王慧
    2021, 40(11):  3543-3551.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.003
    摘要 ( 6 )   PDF (2249KB) ( 6 )  
    为揭示寒区湿地不同土地利用方式对土壤理化性质和团聚体稳定性的影响,选择大兴安岭地区黑龙江塔河固奇谷国家湿地公园内次生林、灌草丛、薹草沼泽和耕地4种土地利用方式,探究土壤理化性质、土壤酶、土壤活性碳含量及团聚体稳定性的相互关系。结果表明:不同利用方式下土壤理化性质发生了明显变化,各土壤样品pH呈中性或偏碱性,与薹草沼泽土壤相比,次生林、灌草丛和耕地的土壤电导率、含水量、全氮、碱解氮等显著降低;在垂直方向上耕地以0~20 cm土壤深度的速效磷含量最高。薹草沼泽各土层土壤蛋白酶、纤维素酶、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其他土地利用方式,薹草沼泽和灌草丛土壤硝酸还原酶活性无显著差异。薹草沼泽土壤总有机碳、水溶性碳和微生物生物量碳均显著高于其他土地利用方式;薹草沼泽和灌草丛各深度土壤中易氧化碳含量显著高于次生地和耕地。与薹草沼泽相比,耕地土壤<0.25 mm的小团聚体比例增大;耕地土壤MWD和GMD指标较次生林、灌草丛和薹草沼泽略有降低。综上,土地利用方式改变了寒区湿地土壤理化性质在不同土层的分布,且薹草沼泽土壤具有较好的团聚体稳定性。本研究结果为寒区湿地土壤可持续利用和保护提供了理论参考。
    栎实象超寄生与橡子物理性状的关系
    刘亚宁, 李志红, 方林鑫, 王毅, 张威, 舒金平, 耿显胜, 王浩杰
    2021, 40(11):  3552-3560.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.029
    摘要 ( 12 )   PDF (2629KB) ( 7 )  
    栎实象是栎属植物最为重要的种实害虫,橡子品质的优劣与栎实象寄生密切相关。为探究栎实象“超寄生”危害与栎属植物果实特征的关系,并揭示其产卵策略及对后代的影响,进而为栎实象高效防控和抗性树种选育提供理论依据,本研究选取了5种常见栎属植物,分析每种植物种子的果长、果径、体积、壳厚、果形指数及虫口密度与栎实象产卵选择的关系。通过单因素方差分析比较正常果、单寄生果和超寄生果之间的大小差异,使用独立样本t检验比较橡子内单寄生幼虫及超寄生幼虫重量差异性,并用线性回归拟合分析栎属植物果实特征对栎实象产卵偏好的影响。结果表明:5种栎属植物正常果壳平均厚度显著大于栎实象为害果的壳厚(P<0.05);线性回归模型表明超寄生率与栎属植物果长、果径、体积存在显著相关性(P<0.05),并且单寄生与超寄生及超寄生橡子前后逸出的二斑栎实象幼虫重量差异均不显著(P>0.05);二斑栎实象雌虫优先选择个体较大、果皮较薄的橡子进行取食和产卵,虽然超寄生增加了单个橡子中的幼虫数量,但其后代质量并未受到显著影响,说明雌性象甲对大橡子的产卵偏好可降低超寄生带来的不利影响。超寄生是栎实象应对不同寄主果实特征的一种行为适应策略。
    盆栽条件下茶园土壤pH值、养分和酶活性对茶树修剪枝与大豆交互作用的响应
    郭彬, 高水练, 王苗苗, 胡雲飞, 向萍, 朱秋芳, Tukhvatshin Marat, 林金科
    2021, 40(11):  3561-3569.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.035
    摘要 ( 11 )   PDF (1679KB) ( 148 )  
    为探索茶园化肥减施增效的新技术模式,通过盆栽实验,设置覆盖茶树修剪枝(T1)、单作大豆(T2)、覆盖茶树修剪枝并套种大豆(T3)和不做任何处理(CK),分析盆栽中的茶园土壤全磷(TP)、有效磷(AP)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有机质含量,pH值和脲酶、纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性,探究覆盖茶树修剪枝与套种大豆交互作用下盆栽中的茶园土壤养分和酶活性的响应规律。结果表明:土壤TP、AP、AK以及酶活性对覆盖茶树修剪枝与套种大豆的交互作用响应显著;T3的TN、AN含量高于T1、T2;T3的有机质含量和pH值分别较T1提高了53.92%、2.44%,较T2提高了25.60%、6.03%;蔗糖酶和脲酶活性响应规律相类似,表现为T3>T1>T2>CK,且T3与其他处理差异显著;T3的纤维素酶和酸性磷酸酶活性大于其他处理;PCA排序结果表明,T3、CK接近PC2原点,在PC1上得分相反;T1、T2接近PC1原点,在PC2上得分相反;磷素与钾素之间有很强的相关性,有机质和氮含量与酶活性密切相关;pH值与纤维素酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、TN、有机质显著正相关。分析表明,盆栽条件下,覆盖茶树修剪枝并套种大豆在茶园土壤养分和酶活性方面存在交互作用,能提高茶园土壤氮素、有机质含量,提高茶园土壤酶活性并缓解茶园土壤酸化,为茶园化肥减施增效的新技术提供科学依据。
    苯菌灵处理条件下内生真菌感染对羊草生长的影响
    刘慧, 崔光杰, 李明明, 朱元刚, 张秀玲
    2021, 40(11):  3570-3576.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.001
    摘要 ( 8 )   PDF (1101KB) ( 6 )  
    Epichlo内生真菌和丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)同时感染宿主禾草的现象在自然和农业生态系统中广泛存在,目前的研究主要集中于内生真菌和某一单一人工接种的AMF对宿主禾草生长的影响,少有研究关注内生真菌和自然生境中AMF互作对宿主的影响。在盆栽试验条件下,本研究使用AMF专性抑制剂苯菌灵,形成有AMF、无AMF对照,探究Epichlo内生真菌与AMF的互作对宿主羊草(Leymus chinensis)生长的影响。结果表明,在不添加苯菌灵条件下,内生真菌显著增加了AMF侵染率和孢子密度,同时显著增加了羊草的分蘖数、鲜叶数、地上生物量和地下生物量。苯菌灵添加显著降低了AMF的侵染率和孢子密度,且随其添加浓度的增加降低效果更显著;在高浓度苯菌灵添加条件下,感染内生真菌较不感染内生真菌羊草的生长优势消失。

     

    甘蔗光合低温耐受性及其与抗旱性的关联
    王海玲, 张雅芳, 段维兴, 丘立杭, 朱俊杰
    2021, 40(11):  3577-3584.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.025
    摘要 ( 10 )   PDF (1910KB) ( 8 )  
    为评估甘蔗(Saccharum officinarum)光合耐寒力及其与抗旱性的关联,于工艺成熟期,测定了源自国内外671份甘蔗叶片濒临极端自然低温时凌晨最大光化学效率(Fv/Fm),并进一步测定其中34种重要材料在常见自然低温、长时严酷干旱下的Fv/Fm和光合气体交换特性。结果表明:濒临极端自然低温时,97.5%材料受寒明显,近1%材料几乎丧失光合功能;34种重要甘蔗材料在极端和常见自然低温条件下的Fv/Fm值、长时干旱下的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)值均显著线性正相关;内禀水分利用效率(WUEi)、临时水分利用效率(WUE)、叶片细胞间CO2浓度(Ci)值相关性不显著;而常见低温和长时干旱的Fv/Fm值与上述光合气体交换参数值之间及极端低温、干旱下的Fv/Fm值与Pn值、蔗汁锤度间均无显著相关性。研究认为,甘蔗群体对低温敏感,相较于常见低温和严酷干旱,极端低温更能体现其光合潜力,并且该潜力还与其正常环境及干旱下光合碳同化能力正向关联。
    微地形对滨海盐碱地土壤水盐分布和植物生物量的影响
    贺文君, 韩广轩, 颜坤, 管博, 王光美, 路峰, 周英锋, 张乐乐
    2021, 40(11):  3585-3597.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.002
    摘要 ( 24 )   PDF (3895KB) ( 10 )  
    微地形可以改变滨海盐碱地水盐分布格局和植物生长,实现滨海盐碱地的高效利用和可持续发展。本研究以滨海盐碱坡地为对象,利用样线法对不同高程下土壤水盐和植被生长状况进行了调查,并分析了植物生物量及根冠比的影响因素。结果表明:高程显著改变了土壤水分含量、土壤电导率及pH。随高程的增加,各土层土壤水分含量和pH呈降低趋势,而表层土壤电导率呈增加趋势。土壤盐分的剖面分布呈“表聚”现象,土壤水分分布则呈现“底聚”现象。盐碱坡地以盐地碱蓬(Suaeda salsa)和芦苇(Phragmites australis)为优势种,两者的单株地上生物量都与土壤电导率呈正相关,与pH呈负相关。随着高程的增加,植物地下生物量和根冠比呈降低趋势,地上生物量呈增加趋势。土壤含水量和pH的协同影响可以解释根冠比68%的变化。基于微地形的滨海盐碱地生态修复和高效利用模式突破了盐碱地利用的传统思维,有助于实现滨海盐碱地的高效综合利用。
    施氮量对干旱年探墒沟播旱地小麦土壤水分利用和产量的影响
    王志鑫, 孙敏, 任爱霞, 林文, 赵庆玲, 张蓉蓉, 李蕾, 郝瑞煊, 韩旭阳, 高志强
    2021, 40(11):  3598-3607. 
    摘要 ( 32 )   PDF (990KB) ( 5 )  
    为明确旱地小麦不同播种方式的抗旱稳产效应,于2018—2019年(干旱年型)在山西闻喜旱地小麦试验基地开展旱地小麦不同播种方式(探墒沟播、宽幅条播和常规条播)与不同施氮量(150 kg·hm-2、210 kg·hm-2)对土壤水分、产量形成和水分利用效率影响的研究。结果表明:与常规条播相比,探墒沟播和宽幅条播提高了旱地小麦越冬、拔节期0~200 cm土壤蓄水量,显著提高了总耗水量10~19 mm,增加了花后5~35 d千粒重、穗长、小穗数和可孕小穗占比,提高了穗数5%~17%、穗粒数2%~6%、千粒重5%~8%,显著提高了产量12%~31%、水分利用效率9%~25%,尤其探墒沟播;施氮量150 kg·hm-2较210kg·hm-2,降低了播种-开花期土壤耗水量,显著提高了花后土壤耗水量,显著提高了穗数、产量和水分利用效率;此外,与常规条播相比,探墒沟播和宽幅条播耗水的增产量达30~46 kg·hm-2·mm-1,施氮量150 kg·hm-2较210 kg·hm-2耗水的增产量为25~45 kg·hm-2·mm-1。总之,干旱年型,旱地麦田采用探墒沟播,有利于蓄积土壤水分至拔节期,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于增加有效分蘖数,进而提高穗数,优化穗部性状,实现增产增效,且配施氮肥150 kg·hm-2效果更好。
    压砂地硒砂瓜自根苗/嫁接苗不同连作方式土壤微生物群落结构比较
    李靖宇, 张肖冲, 田兴国, 张琇
    2021, 40(11):  3608-3619.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.009
    摘要 ( 28 )   PDF (4102KB) ( 6 )  
    干旱半干旱区农业可持续发展不仅面临干旱胁迫,还面临连作障碍带来的负面影响。压砂方式为宁夏中部旱区硒砂瓜种植提供了有利条件。然而,长时间连作导致自根苗硒砂瓜大面积死亡,只能通过嫁接方式缓解连作障碍。对于不同连作方式(连作自根苗后直接连作嫁接苗以及连作自根苗后换砂处理后连作嫁接苗)对压砂地土壤微生物群落结构的影响缺乏深入认识。本文采用Illumina Miseq测序技术对不同连作方式压砂层土壤和土壤层细菌群落结构和真菌群落结构进行了分析。结果表明,连作方式和不同土层对细菌群落结构和真菌群落结构都有显著影响。连作方式S3(自根苗连作11年+换砂2年+嫁接苗连作3年)和S4(自根苗连作12年+嫁接苗连作4年)土壤层细菌群落结构发生显著变化的属主要包括StreptomycesGaiellaEnsifer、NordellaMesorhizobium;真菌群落结构发生显著变化的属主要包括FusariumMortierellaNeocosmosporaSetophomaCladosporiumChrysosporiumPericoniaPenicilliumSarocladium等。而连作方式S4土壤层大量富集了NeocosmosporaChrysosporiumLectera,特别是Fusariumparacylindrocarpon真菌类群,其中Fusarium的相对多度显著高于连作方式S3。这些结果为评价不同连作方式导致土壤微生物群落结构失衡提供科学数据。
    不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦叶片渗透调节物质和抗氧化活性的影响
    刘建新, 刘瑞瑞, 刘秀丽, 贾海燕, 卜婷, 李娜
    2021, 40(11):  3620-3632.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.027
    摘要 ( 8 )   PDF (1241KB) ( 6 )  
    为确定盐碱条件下裸燕麦的硫化氢(H2S)最佳施用时期和适宜浓度,采用盆栽土培试验,分别于裸燕麦幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期喷施H2S供体硫氢化钠(NaHS)溶液(0、25、50、100、200和400 μmol·L-1),研究H2S对盐碱混合(NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3摩尔比为12∶8∶9∶1)胁迫下裸燕麦叶片渗透调节物质含量和抗氧化活性的影响。结果表明:喷施时期、NaHS浓度及二者的交互作用显著促进或抑制盐碱胁迫下裸燕麦叶片渗透调节物质含量和抗氧化活性;与同一时期不喷施NaHS相比,幼苗期喷施50和200 μmol·L-1 NaHS分别显著提高ABTS·+清除活性和FRAP抗氧化活性,喷施400 μmol·L-1 NaHS提高总酚含量、O2-·清除活性和总还原活性的效果最好;拔节期喷施50、100和400 μmol·L-1 NaHS分别显著提高可溶性蛋白、类黄酮和脯氨酸含量30.43%、31.44%和258.59%;抽穗期喷施50、100和400 μmol·L-1 NaHS分别显著提高原花色素、可溶性糖和游离氨基酸含量150.57%、42.71%和197.93%;开花期喷施100 μmol·L-1 NaHS的DPPH·清除活性显著提高93.98%,增幅最大;灌浆期喷施400和25 μmol·L-1 NaHS分别提高K+含量和K+/Na+的作用最显著;喷施时期和NaHS浓度交互作用对裸燕麦叶片有机酸含量和·OH清除活性无显著作用或表现为负效应。采用隶属函数分析综合评价不同时期喷施NaHS对裸燕麦叶片渗透调节和抗氧化活性影响,结果显示,拔节期和抽穗期喷施400 μmol·L-1 NaHS的综合评价值最大。表明外源H2S能够通过提高渗透调节和抗氧化活性缓解裸燕麦盐碱胁迫,以拔节抽穗期喷施400 μmol·L-1 NaHS效果最佳。
    秆锈病菌侵染对燕麦光合特性的影响
    韩宇婷, 米俊珍, 陈晓晶, 徐忠山, 刘景辉, 薛国兴
    2021, 40(11):  3633-3639.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.037
    摘要 ( 14 )   PDF (494KB) ( 3 )  
    为明确秆锈病菌侵染对燕麦叶片光合生理特性的影响,选取感病品种坝莜1号、蒙燕1号和抗病品种坝莜18号、白燕5号为供试材料,研究接种秆锈病菌1、3、5、7、9 d后燕麦叶片叶绿素含量、光合参数的变化。结果表明:秆锈病菌侵染使燕麦叶片净光合速率先上升后下降,且抗病品种叶片净光合速率上升早于感病品种;抗病品种在接种秆锈病菌后3 d叶片净光合速率较CK显著增高20.2%、17.9%(P<0.05);侵染5 d后感、抗病品种除胞间CO2浓度外,其他光合参数较对照均显著下降;抗病品种通过维持较高的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和较低的胞间CO2浓度提高植物的抗性。
    春季灌水次数对灌区宽幅条播冬小麦植株氮素运转及产量的影响
    王培如, 尹雪斌, 钟融, 任爱霞, 林文, 孙敏, 高志强
    2021, 40(11):  3640-3649.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.028
    摘要 ( 13 )   PDF (629KB) ( 3 )  
    为明确宽幅条播冬小麦的节水机理,于2017—2018年在山西农业大学闻喜试验示范基地开展大田试验,研究春季不灌水(W0)、春灌1水(W1,拔节水)、春灌2水(W2,拔节水、开花水)与常规条播(DS)、宽幅条播(WS)对冬小麦土壤水分消耗、植株氮素运转、产量及效益的影响。结果表明:较春季不灌水,春灌1水和春灌2水显著增加播种拔节、拔节开花期土壤耗水量及耗水强度,显著增加拔节、孕穗和开花期植株氮素积累量,增加花前各器官氮素运转量、花后氮素积累量及其对籽粒的贡献率,显著提高产量及其构成因素、水氮利用效率;较春灌2水,春灌1水降低了开花成熟期土壤耗水量及耗水强度,显著提高了花前植株氮素运转对籽粒的贡献率、叶片氮素运转对籽粒的贡献率;显著降低了穗粒数、千粒重,降低产量,但不显著;显著提高水分利用效率4%~8%,提高了宽幅条播条件下氮素利用效率5%;宽幅条播较常规条播显著降低了开花成熟期土壤耗水量及耗水强度,增加了花前植株氮素运转量、花后植株氮素积累量及其对籽粒的贡献率,显著提高穗粒数、产量、水分利用效率;在不同灌水次数和播种方式条件下,产量与花前茎秆+叶鞘、穗轴+颖壳氮素运转量,花后氮素积累量关系密切,水、氮效率与茎秆+叶鞘氮素运转量关系更密切;拔节期灌水较拔节水+开花水降低了花后土壤耗水,提高花前氮素向籽粒运转,虽降低了穗粒数和千粒重,但产量下降不明显,提高了水、氮效率,且配套宽幅条播提高产量16%~48%,提高收入39%~76%,提高产投比22%。
    小麦无效分蘖次生根的发生与作用
    徐利利, 杨习文, 周苏玫, 宋淼, 邓永兴, 杨一晨, 郭芳芳, 付锦州, 贺德先
    2021, 40(11):  3650-3659.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.034
    摘要 ( 50 )   PDF (613KB) ( 10 )  
    小麦生长发育过程中普遍存在无效分蘖消亡而其次生根仍然存活的现象。探索无效分蘖次生根的发生、生长和作用,对小麦生理生态理论和高产高效栽培实践均具有重要意义。通过不同氮肥运筹,研究了无效分蘖次生根的发生与生长、生理活性及其与籽粒产量、品质和植株氮素利用率的关系。结果表明:无效分蘖次生根于返青期至拔节期期间开始发生,一般单株7~15条,到灌浆期停止发根;开花期、灌浆期和成熟期,无效分蘖次生根数呈先升高后降低趋势,变化范围1~3条;无效分蘖次生根根系活力低于有效分蘖次生根,且呈逐渐下降趋势;无效分蘖次生根数与单位面积成穗数呈正相关,与穗粒数、籽粒产量呈负相关;无效分蘖次生根根系活力与籽粒产量及其构成因素均呈正相关;无效分蘖次生根数及其根系活力与籽粒蛋白质含量、可溶性糖含量呈正相关;生育后期无效分蘖次生根数及根系活力与氮肥偏生产力、氮素吸收效率呈正相关。综上,适当控制无效分蘖次生根发生并增强其根系活性,对产量和品质形成具有重要意义。
    渍水寡照及协同作用对小麦生长发育的影响
    江敏, 林聃, 石春林, 孙彬, 宣守丽, 薛昌颖
    2021, 40(11):  3660-3672.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.032
    摘要 ( 7 )   PDF (2509KB) ( 9 )  
    农业气象灾害是制约作物高产优质的主要因素之一。长江中下游地区春季连阴雨天气导致的渍水寡照常常会对小麦生长发育过程造成严重影响。为定量研究其影响程度,本文选取了长江中下游地区的小麦主栽品种宁麦13和扬麦23作为试验材料,设置渍水、寡照以及渍水+寡照3种处理,在小麦拔节期和孕穗期进行不同持续时长(5、10及15 d)的胁迫试验以及灾后恢复试验,分析了渍水寡照对小麦发育进程、株高、叶片叶绿素含量及光合速率的影响。结果表明:不同处理均导致2品种小麦的发育进程有所推迟,拔节期渍水和寡照的协同胁迫对小麦影响最大;小麦孕穗期受逆境胁迫后,将导致后期的籽粒灌浆以及成熟过程的延迟,且延迟时间与受胁迫的时长呈正相关;小麦的株高也会受到拔节期和孕穗期逆境胁迫的影响,孕穗期胁迫对株高的影响大于拔节期,其中渍水和渍水+寡照处理对株高影响显著,单一寡照胁迫影响较弱;不同生长阶段的渍水和渍水+寡照胁迫时,小麦的叶绿素含量出现不同程度下降;而寡照处理后叶绿素含量有两种不同的响应模式,拔节期单一寡照胁迫5 d时,其叶绿素含量较对照更高,但随胁迫天数的增加而降低至对照水平之下;孕穗期寡照胁迫下,小麦的叶绿素含量均高于对照水平;各胁迫对小麦光合速率的影响表现为:受渍水或寡照的胁迫时间越长,光合速率下降幅度亦越大,其中拔节期光合速率对渍水+寡照的协同作用反应最敏感,孕穗期的光合速率变化在单一渍水胁迫时最明显。在拔节期受3种类型胁迫5 d时,光合速率均能在短时间内恢复至对照水平,但随着逆境胁迫时间加长,其受抑程度加大,恢复所需时间亦越长,渍水+寡照胁迫时,对恢复过程影响最大;孕穗期渍水处理持续时长超过10 d或渍水+寡照胁迫处理15 d后,光合速率将无法恢复到对照水平,而寡照不同处理时长下,光合速率均可恢复。本研究结果可用于渍水寡照灾害损失评估,提升小麦生长模型在灾害下的适用性。
    河南小秦岭北麓鸟类环志数量的动态变化
    张凯, 李东伟, 陈丽霞, 张雅芳, 姚冠忠, 韩军旺, 张国钢
    2021, 40(11):  3673-3682.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.023
    摘要 ( 15 )   PDF (655KB) ( 10 )  
    鸟类环志是研究鸟类种群活动模式的基础方法,也是监测种群资源状况的有效手段。本研究分析了河南小秦岭北麓鸟类环志数量变化趋势,以期为该地区鸟类的保护和管理提供基础资料。鸟类环志时间从2007年至2016年,每年9月20日至10月30日,环志的鸟种主要以雀形目为主。采用一般线性回归分析环志数量最多的前10种鸟种数量的变化,以及古北界和东洋界鸟类种数和数量的变化。共环志到鸟类182种4131只,雀形目中的鹟科和鹀科被环志的种数最多;10年间东洋界的鸟类种数呈增加的趋势,反映出南方种类向北渗入的程度有所增强。鸟类环志数量的增加,主要由于亚武山是原始景观保存较好的地点,为鸟类提供了较好的栖息环境,吸引了更多的鸟类前来栖息。建议保护区今后应组织专业人员开展鸟类资源的专项调查项目,并结合鸟类环志,对保护区鸟类资源进行全面系统的调查。
    兴凯湖东方白鹳(Ciconia boyciana)种群动态变化
    刘化金, 陈丽霞, 刘宇霖, 杨培宇, 陆军, 张国钢
    2021, 40(11):  3683-3690. 
    摘要 ( 30 )   PDF (1498KB) ( 6 )  
    种群数量与分布调查是种群动态研究的基础,也是理解并确定物种面临威胁的关键步骤。兴凯湖是东北亚水鸟迁徙的重要廊道及繁殖地,对东方白鹳(Ciconia boyciana)的保护具有重要意义。本文分析了2002—2018年兴凯湖湿地春、夏和秋季东方白鹳种群数量变化,探讨了兴凯湖人工巢招引对东方白鹳种群数量的影响及其影响因素。结果表明:2002—2018年,东方白鹳春季(R2=0.641,P=0.000)和夏季(R2=0.866,P=0.000)种群数量总体呈显著性增长的趋势,秋季种群数量年际间波动较大;春季与夏季种群数量(R=0.701,P=0.002)存在显著正相关,表明春季迁徙数量越多,夏季种群数量也越多;兴凯湖东方白鹳的巢主要分布在龙王庙(84.16%)、东北泡子(12.87%)、氧化塘(1.98%)、青山水库(0.99%)等4个区域;2002—2018年,每年东方白鹳繁殖成功的巢数量,包括天然巢(R2=0.514,P=0.001)与人工巢(R2=0.823,P=0.000)的繁殖成功率均呈显著线性增长;兴凯湖东方白鹳种群数量的增加主要受其总体数量增长、人工巢招引、气候变化、食物、栖息地和人为活动等因素的影响。研究结果为制订东方白鹳专项保护措施提供了科学依据。
    皖南山区人工景观对夏季鸟类群落的影响  
    王雪, 朱光, 崔鹏, 马号号, 李春林
    2021, 40(11):  3691-3700.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.017
    摘要 ( 9 )   PDF (1047KB) ( 9 )  
    研究人工景观对鸟类的影响有助于相关保护对策的制定。本研究于2019年8月采用样线法对皖南山区中的农田、村庄、森林和公路等4种生境的鸟类群落进行了调查。共记录到鸟类4432只,隶属于13目39科86种。不同生境的鸟类个体数量从多到少依次为村庄、农田、公路、森林;各生境样线鸟类平均物种丰富度从高到低依次为农田、村庄、公路、森林;各生境鸟类累计物种丰富度从高到低依次为农田、森林、村庄、公路。农田的Shannon物种多样性指数最高,Pielou均匀度指数仅低于森林。村庄的Shannon指数和Pielou指数均最低。不同生境中鸟类群落的物种组成具有显著差异。鸟类群落的BrayCrutis相异性系数在森林和村庄之间最大,森林和农田之间次之,公路和农田之间的最小。在所记录到的鸟类中,其分布与生境类型有显著相关性的鸟类有14种。研究表明,皖南山区不同生境的鸟类群落具有显著差异,为了保护该地区的鸟类多样性,各类生境均应得到保护;农田是鸟类更为偏好的生境类型,但农田中人为干扰较为强烈,且其生物多样性保护的价值常被忽视,应加强对农田鸟类的保护。
    香菇多糖对氨氮胁迫泥鳅抗氧化功能的影响
    刘成荣, 刘丽香
    2021, 40(11):  3701-3710.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.038
    摘要 ( 10 )   PDF (3341KB) ( 5 )  
    多糖作为一种免疫增强剂,可提高动物适应各种环境胁迫,但多糖对氨氮胁迫下泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)抗氧化功能的影响过程尚不清楚。将泥鳅分别暴露于含有0、100、200、300 mg·L-1氨氮浓度的水中40天。试验分实验组和对照组:实验组中,泥鳅饲喂含1.0 mg·g-1香菇多糖的饲料;而对照组中,泥鳅饲喂不含香菇多糖的饲料。在实验的第0、5、10、15、20、25、30、35和40天分别取样,测定氨氮胁迫下泥鳅肝脏和肌肉的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性,以了解香菇多糖对氨氮胁迫泥鳅抗氧化功能的影响。结果表明:100 mg·L-1实验组泥鳅的肝脏SOD、CAT、ACP和ALP、肌肉CAT活性均分别显著高于它们的对照组(P<0.05);第30天,100 mg·L-1实验组的肌肉SOD、CAT,肝脏SOD、CAT均达到最高,分别为(26.0±2.3)、(39.0±3.1)、(37.0±3.8)、(45.0±3.6)U·g-1;第35天,200 mg·L-1实验组泥鳅肌肉ACP、ALP、肝脏ACP和100 mg·L-1实验组泥鳅肝脏ALP达到最高,分别为(23.0±2.1)、(39.0±4.1)、(33.0±2.4)和(46.0±1.8)U·g-1。香菇多糖可提高氨氮胁迫下泥鳅的抗氧化能力。
    冻融对生物炭稳定化修复中土壤镉形态的影响
    王月, 孙剑平, 孙梨宗, 贾春云, 台培东
    2021, 40(11):  3711-3719.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.004
    摘要 ( 13 )   PDF (1880KB) ( 5 )  
    冻融是北方寒冷地区重要的气候变化过程,是影响土壤及稳定化材料性质的重要因素。本研究通过模拟冻融循环过程,考察了冻融对生物炭稳定化修复过程中镉(Cd)形态变化的影响,探讨冻融交替影响Cd形态变化的主要机理。结果表明:在生物炭稳定化修复过程中,冻融交替16次,土壤中弱酸提取态Cd含量提高了16.07%,可还原态Cd含量提高6.67%,可氧化态Cd含量升高15.37%,残渣态含量变化不明显,总体上土壤有效态Cd含量升高,增加了Cd的生态风险。其可能原因有:一方面,冻融交替16次,未加生物炭土壤自身弱酸提取态Cd含量升高11.74%,可还原态Cd含量升高13.53%;土壤毛管孔隙度从41.72%增加到57.63%,土壤pH值略有降低,土壤溶解性有机碳的含量呈现先显著升高15.38%后降低10.17%的趋势,共同促进了土壤Cd体系中弱酸提取态和可还原态Cd的升高;另一方面,冻融交替过程中,生物炭的孔道管状结构及完整性遭破坏,羟基OH、烷烃C-H、芳香结构等伸缩振动峰减弱且发生偏移,碳酸盐成分减少,导致了生物炭对Cd吸附位点减少,吸附能力降低。
    青岛地区水产品重金属含量及居民重金属暴露风险
    李渊, 王川, 冯琳, 丁丽, 杨劭晨, 李军, 李平
    2021, 40(11):  3720-3729.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202110.001
    摘要 ( 16 )   PDF (1257KB) ( 7 )  
    为了解青岛市水产品重金属污染状况,评估当地居民重金属的暴露水平以及探讨食用水产品对居民头发重金属含量的影响,采集青岛市不同售点19种常见水产样品156份和青岛市3个市辖区居民头发样品130份,采用ICP-MS测定样品中Cd、As、Pb、Cr、Cu和Zn六种重金属含量。结果表明:青岛地区市售19类156份水产品中,Cd、As、Pb、Cr、Cu和Zn含量的中位数分别为0.006、1.18、0.015、0.253、2.06和11.8 mg·kg-1,不同种类的水产品重金属含量差异显著;扇贝和虾蛄Cd平均含量分别为(2.45±2.37)和(1.14±0.16) mg·kg-1,其中50.0%的扇贝样品(6/12)和100%的虾蛄样品(10/10)超过我国食品安全国家标准限值2.0 mg·kg-1(双壳类)和0.5 mg·kg-1(甲壳类);青岛市居民头发Cd、As、Pb、Cr、Cu和Zn含量的中位数分别为0.0231、0.0518、0.988、0.595、7.81和155 mg·kg-1,分别超出我国居民头发重金属建议值比例为0、1.5%、2.3%、6.9%、2.3%和28.4%;食鱼频率高的居民头发Zn含量显著偏高;头发As、Pb和Zn含量随年龄变化具有显著差异;男性发As含量显著高于女性,女性发Zn含量显著高于男性。上述结果表明,青岛市售扇贝、虾蛄存在Cd含量超标,应避免食用;牡蛎Zn平均含量达107 mg·kg-1,应控制其食用量。青岛市居民头发重金属含量的主要影响因素包括年龄、性别、水产品的食用频率。青岛市居民头发Zn含量超标率达28%,说明当地人群存在一定的Zn暴露风险。本研究可为青岛市居民水产品膳食摄入和重金属暴露风险控制提供重要指导。
    综合评述
    氮沉降对森林生态系统土壤微生物、酶活性以及细根生产与周转的影响研究进展
    郭超, 王霖娇
    2021, 40(11):  3730-3741.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.010
    摘要 ( 23 )   PDF (676KB) ( 16 )  
    全球氮沉降普遍呈现逐年增加的趋势,并显著影响森林生态系统的碳氮循环过程。土壤微生物、土壤酶及细根作为森林地下生态系统的重要组成,在森林生态系统的物质循环与能量流动中具有极其重要的地位和功能,其对氮沉降的响应已成为全球气候变化领域的研究热点。本文综述了氮沉降对不同森林生态系统土壤微生物、酶活性以及细根生产与周转的影响。结果表明,氮沉降导致了土壤酸化,保持了土壤养分以及改变了地下碳氮的分配格局。氮沉降对土壤微生物结构的影响主要体现在土壤细菌与真菌比值的升高或者不变以及土壤微生物相对丰度的变化,对土壤微生物功能的影响主要体现在促进或抑制了土壤微生物呼吸、改变了固氮类群以及降低了土壤底物氮利用率,其影响因素主要与土壤pH、土壤可利用养分以及施氮时间等因素高度相关。氮沉降可以促进或抑制森林生态系统土壤酶活性,其影响因素主要与土层深度、土壤pH以及森林生态系统内的碳氮磷等限制元素显著相关。在氮沉降增加背景下,细根生物量普遍逐渐减少,细根周转表现为加快和变慢两种变化,细根分解呈现出由快到慢的转变特征,其影响因素主要与土壤养分有效性、土壤氮储量以及细根化学性质等因素密切相关。针对该领域亟待解决的关键科学问题,本文最后探讨了未来研究的重要方向。研究结果对进一步探明氮沉降对森林生态系统土壤微生物与酶活性及细根特性的内在影响机理具有重要意义,对氮沉降增加背景下森林生态系统的保护与恢复具有明显价值。
    街谷绿化对颗粒物扩散的影响研究进展
    陈小平, 陈朔, 刘艳红, 武小钢
    2021, 40(11):  3742-3750. 
    摘要 ( 55 )   PDF (568KB) ( 5 )  
    街道峡谷(街谷)绿化是我国城市绿地系统的重要组成部分,在大气污染物控制方面具有非常重要的作用。植物类型、配置模式和结构特征会显著影响街谷中颗粒物的吸附、沉降和扩散等过程,直接而显著地影响着行人健康。街谷绿化优化设计已成为多学科领域的研究热点。本文总结了街谷绿化特征参数,探讨了街谷绿化调控颗粒物扩散的研究方法和机制,分析了街谷绿化对颗粒物扩散的影响效果及相关影响因素(街谷形态、街谷走向、屋顶形式、天空可视率、气象因素和排放强度),并从街谷绿化参数化、多因素耦合、多尺度研究、权衡多种生态服务功能等方面提出了未来需进一步开展的研究工作,以期为改善街谷空气质量和城市街谷绿化建设提供理论依据。
    技术与方法
    低成本材料对病毒ΦX174在土壤中迁移的影响
    王瑞琦, 杨立琼, 庄杰, 石亚楠, 陈希娟
    2021, 40(11):  3751-3759.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.005
    摘要 ( 14 )   PDF (2233KB) ( 3 )  
    低成本工农业副产物和矿物材料对土壤和水体中病原微生物具有去除潜力。本研究以噬菌体ΦX174作为目标病原体,选用菱镁矿、煅烧菱镁矿、铁屑、生物炭、沸石、石灰石和铝矾土7种材料,分别与表层土壤按体积比1∶9混合后填装柱体,开展室内稳态饱和条件下的土柱迁移实验。结果表明,对ΦX174的去除率:煅烧菱镁矿(100.0%)>菱镁矿(23.3%)>铁屑(16.9%),其余4种材料(生物炭、沸石、石灰石、铝矾土)对ΦX174的去除率均低于15.0%。结合实验前后材料表面晶体结构和物相组成变化分析可知,煅烧菱镁矿在实验溶液中部分反应生成氢氧化镁,改变材料表面晶体结构和溶液化学条件,使病毒通过固相吸附和液相失活被截留去除。菱镁矿实验前后材料性质稳定,无反应产物生成。铁屑在实验溶液中部分反应,生成铁氧化物和羟基铁氧化物,增加了铁屑表面的病毒吸附位点。铁屑和菱镁矿可能的吸附机制为静电作用和疏水作用。探究不同材料对病毒在土壤中迁移行为的影响,可为防治病原微生物污染提供理论基础和修复依据。
    基于DSSAT模型的南疆膜下滴灌棉花灌溉制度优化
    杜江涛, 张楠, 龚珂宁, 杜明智, 杨莹攀, 王鹏
    2021, 40(11):  3760-3768.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202111.030
    摘要 ( 12 )   PDF (2010KB) ( 5 )  
    为探究DSSAT模型对新疆南疆地区棉花膜下滴灌的适用性和寻求最优灌溉制度,通过2018和2019年两年棉花开花日期、成熟日期、产量和地上部分生物量等田间实测数据校正和验证DSSAT-CROPGRO-Cotton模型参数,不断调整灌水定额,进而得到棉花高产节水的灌溉制度。结果表明:CROPGRO-Cotton模型对棉花品种“新陆中46号”开花日期、成熟日期和产量模拟的相对均方根误差(nRMSE)均小于10%,对地上部分生物量模拟的nRMSE均小于20%,棉花开花日期、成熟日期、产量和地上部分生物量的一致性指数(d)均大于0.85,表明该模型模拟效果较好;运用2017—2020年4年气象数据驱动模型,综合灌溉定额、产量及水分利用效率进行分析,提出当棉田作物蒸发蒸腾量与降水量的日差值(ETC-P)累计达到25 mm时灌溉,灌水定额为27 mm及生育期内297 mm灌溉定额的方案,是兼顾产量和水分利用效率的最优灌溉制度。