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    2022年 第41卷 第1期    刊出日期:2022-01-10
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    2022, 41(1):  0. 
    摘要 ( 41 )   PDF (12619KB) ( 15 )  
    研究报告
    碧峰峡常绿阔叶林不同群落物种多样性和土壤理化性质
    周润惠, 天成, 喻静, 向琳, 陈聪琳, 张瀚文, 李婧, 郝建锋
    2022, 41(1):  1-8.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.019
    摘要 ( 78 )   PDF (1730KB) ( 70 )  
    为了解四川碧峰峡景区常绿阔叶林群落物种多样性和土壤理化性质现状,提出利于森林经营管理及生物多样性保护的可靠方法,采用典型抽样法调查样地27个,通过聚类和排序将样地归类,探究不同类型群落物种多样性特征和土壤理化性质。结果表明:Bray-Curtis距离为0.53时共聚出6类,山矾栲群落(Ⅰ)、山矾青冈群落(Ⅱ)、木荷山矾群落(Ⅲ)、木荷日本杜英群落(Ⅳ)、栲杉木群落(Ⅴ)和栲枹栎群落(Ⅵ),各群落优势种差异显著;类型Ⅲ多样性水平最高,类型Ⅱ、Ⅵ、Ⅴ居中,类型Ⅰ与Ⅳ多样性水平偏低;该区土壤呈较强酸性,含水量充沛;土壤全氮、全磷、全钾、有机质含量均以类型Ⅲ最低;类型Ⅰ、Ⅳ中各养分含量居中,且类型Ⅰ具有最高的全磷含量;类型Ⅱ、Ⅴ具有最高的全氮、有效磷、全钾、速效钾含量;冗余分析结果显示,有机质、全氮和土壤含水量是影响群落物种多样性的主要因子,与各多样性指数呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关。类型Ⅲ与Ⅵ物种多样性居1、2位,但多样性丰富的植被消耗大量养分,土壤趋于贫瘠;类型Ⅰ与Ⅳ多样性水平偏低,群落发展态势不佳;类型Ⅱ和类型Ⅴ多样性处于中等水平,土壤肥力保蓄最好,具备向顶极群落演替的潜力,建议适当介入人为措施,以提高林分生态功能和抵御干扰能力。
    新疆野杏种群结构特征与健康评价
    杨其享, 刘立强, 秦伟, 刁永强, 赵忠晶, 乌仁其米格, 张博
    2022, 41(1):  9-17.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.017
    摘要 ( 70 )   PDF (980KB) ( 29 )  
    为探明新疆野杏的生存现状,本研究从新疆野杏种群结构特征与生存状况入手,评价新疆野杏的健康状况与更新能力,为其保护与恢复提供理论依据。在新源县吐尔根乡杏花沟、巩留县塔斯托别乡伊勒格代沟、霍城县大西沟乡大西沟和巩留县库尔德宁镇大小莫合沟的4个野杏居群,共设置22个样地,调查各野生果树居群的种群非空间结构(树种组成、胸径(DBH≥5 cm)、树高、冠幅、郁闭度、密度)与空间结构(角度尺、混交度、大小比),基于新疆野杏种群结构评定新疆野杏健康状况。杏花沟、莫合沟、伊勒格代沟和大西沟4个居群的野杏树种比例分别为100%、73.91%、97.70%和36.17%;各居群的林分密度分别为565、322、435、575株·hm-2,郁闭度分别为0.92、0.55、0.82、0.78,林分密度较大,郁闭度较高;4个居群的野杏平均树高分别为6.75、6.48、6.47、6.70 m,平均冠幅6.00、5.26、5.01、6.20 m,树高无显著差异,冠幅较大,林木树冠间存在交叉重叠且重叠的幅度较大。野杏的龄级结构基本上呈纺锤形,总体结构不稳定,主要由83.60%的成熟中、大龄阶个体组成,严重缺乏小龄阶个体(占10.16%)。杏花沟、莫合沟、伊勒格代沟的大小比均值分别是0.46、0.45、0.49,野杏胸径生长处于中庸状态,大西沟的大小比均值是0.63,野杏胸径生长处于劣势状态;4个居群的野杏混交度均值分别是0、0.05、0.20、0.49,野杏在野果林有纯种建群,也有与其他野生果树混生生存;4个居群野杏的平均角尺度分别为0.39、0.37、0.33、0.40,水平分布格局为均匀分布。杏花沟、莫合沟、伊勒格代沟、大西沟的加权综合法指数分别为0.48、0.45、0.30、0.52,加权和法指数分别为0.37、0.48、0.36、0.53。大西沟和莫合沟的野杏种群健康等级为中;杏花沟的加权综合法指数评定的健康等级是中,加权和法指数评定的健康等级是差,综合评价为中等偏下;伊勒格代沟的野杏种群健康等级为差。基于野杏种群结构特征与生活力,综合评定目前的新疆野杏种群健康状况中等偏下,急需开展保育恢复。本研究从表观性状对其健康状况进行了评价,可为后续新疆野杏的生存研究奠定基础。
    青藏高原高寒草甸群落特征和代表性植物生存状态对草地退化的响应
    罗方林, 张法伟, 王春雨, 张光茹, 李英年
    2022, 41(1):  18-24.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.004
    摘要 ( 47 )   PDF (911KB) ( 34 )  
    植物群落和代表性植物的生存状态是反映草地退化程度的重要标志之一。以青海省果洛州玛沁县的未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的高寒草甸为研究对象,分析了植物群落特征、代表性植物地上性状及生存状态对退化程度的响应。结果表明:群落物种组成由禾本科、莎草科过渡到杂类草,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数先平稳变化后降低,群落平均高度、Patrick丰富度均先增加后降低,群落盖度依次降低,群落特征指标均在极度退化时最低(P<0.05);总体来看,与轻度退化样地相比,中度退化、重度退化和极度退化样地的植物株高均显著降低,分别降低了6.8%、36.8%和31.6%(P<0.05);生存状态指数表现为小嵩草(Kobresia pygmaea)逐渐降低,山地早熟禾(Poa orinosa)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的生存状态指数分别在轻度退化和中度退化时最高,肉果草(Lancea tibetica)和黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的生存状态指数分别在重度退化和极度退化样地中最大。说明高寒草甸退化导致群落特征发生变化,生物多样性降低,莎草科和禾本科植物的生存状态以及优势地位下降,而杂类草的生存状态和优势地位逐渐上升。
    上海城市森林草本植物多样性的城乡分布格局
    徐珊珊, 严靖, 彭志, 张文文, 王军馥, 张云飞, 韩玉洁
    2022, 41(1):  25-32.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.027
    摘要 ( 53 )   PDF (743KB) ( 30 )  
    林下草本植物是城市森林生物多样性重要的保育层,敏感度高,可塑性强,能有效反映城市植被对城市化的响应策略。本研究在上海市范围内沿中心城区—近郊—远郊的城乡梯度,共选取16块林地共398个样方,分析了上海市森林草本群落区系特征和多样性格局沿城乡梯度的变化规律。结果表明:上海城市森林生态系统中共有草本植物144种,隶属47科118属;多年生草本74种,占半数以上(51.39%);属和种分别涵盖18和12个分布区类型和亚型,以热带和温带成分为主;外来植物28种,占比接近20%;物种丰富度和群落多样性指数均沿中心城区—近郊—远郊梯度先下降后上升,近郊最低,远郊最高;中心城区物种构成与远郊相似,与近郊差异最大。本研究揭示了城市森林生态系统中草本植物的分布格局以及多样性沿城乡梯度的变化规律,为深入开展城市化与城市植被的互作研究提供了理论支撑,为管理部门制定相关政策提供了科学依据。
    物种多样性及环境因子对入侵植物空心莲子草群落稳定性的影响
    吴昊, 贾少奇, 朱亚星
    2022, 41(1):  33-41.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.014
    摘要 ( 43 )   PDF (2434KB) ( 30 )  
    为探讨外来入侵植物空心莲子草群落稳定性的驱动机制,在中国21°N—37°N范围内设置73个面积为10 m×10 m的空心莲子草群落样地(陆生39个,水生34个),分别计算其Godron群落稳定性坐标值和4个α物种多样性指数,并测定各样地的7项环境因子(经度、纬度、海拔、铵态氮、硝态氮、年均温和年均降雨量),采用回归分析和冗余分析研究了物种多样性及异质生境对入侵群落稳定性的影响。结果表明:陆生群落共记录植物169种,隶属于55科147属,主要伴生种为马唐、稗草、鬼针草和牛筋草等;水生群落共记录植物107种,隶属于49科92属,主要伴生种有双穗雀稗、水蕨、稗草和鬼针草;陆生群落的Godron稳定性整体上略高于水生。回归分析表明:陆生群落稳定性随Simpson多样性指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数的上升而下降;水生群落稳定性随Pielou指数上升而下降,随Patrick丰富度指数上升呈单峰变化模式。回归分析及冗余分析表明:决定水、陆两境空心莲子草群落稳定性的主导环境因子均为经度、纬度、年均温和年均降雨量。其中,陆生群落稳定性随经度、纬度上升而增加,随年均温、年均降雨量上升而下降;水生群落稳定性沿着环境梯度的变化格局与陆生相反。研究表明,水、陆两境空心莲子草群落稳定性对物种多样性及异质生境的响应存在较大差异。全球环境变化背景下,应重视对高纬度陆生空心莲子草及强降雨地区水生空心莲子草入侵群落的动态监测。
    互花米草入侵对黄河口潮沟形态特征和植物群落分布的影响
    于冬雪, 韩广轩, 王晓杰, 张保华
    2022, 41(1):  42-49.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.003
    摘要 ( 45 )   PDF (3358KB) ( 27 )  
    互花米草大规模入侵滨海湿地,对潮沟形态特征和植物群落的演变产生重大影响。本研究基于2008—2020年遥感影像,利用3S技术,结合回归分析与统计分析法,分析黄河口湿地互花米草入侵的演变特征,探究其对潮沟形态特征和植物群落分布的影响。结果表明:2008年以来,黄河口互花米草面积增长迅速,增长速度为4.47 km2·a-1;至2020年,互花米草分布面积占河口区的26%;随着互花米草的扩张,芦苇与盐地碱蓬分布面积均呈下降趋势,减少速度分别为0.72和0.39 km2·a-1;在河口典型潮滩区域,潮沟长度和密度均呈下降趋势,分别减少了8.12 km和0.24 km·km-2;芦苇和盐地碱蓬群落分布面积、潮沟长度和密度与互花米草分布面积呈显著负相关。
    澜沧江小湾库区2017—2019夏季浮游植物功能群特征及其环境驱动因子
    彭梦, 吴嘉伟, 李罗新, 谭凤霞, 何秋杰, 吴泽成, 柴毅
    2022, 41(1):  50-57.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.028
    摘要 ( 44 )   PDF (2160KB) ( 15 )  
    为探究澜沧江小湾库区夏季浮游植物功能群的特征及其关键驱动因子,于2017—2019年8月进行采样调查。采用浮游植物功能群(FG)、冗余分析以及Pearson相关分析对数据进行分析。结果表明:调查共鉴定出浮游植物7门71种,其中绿藻门种类最多(34种,占比47.89%);依据FG分类法将鉴定出的71种藻类归纳分为23个功能群,根据优势度指数>0.2鉴定出重要功能群5种,不同年份优势功能群不同。功能群与环境因子的相关性分析结果显示,硝态氮和铵态氮是小湾库区主要限制因子,2017—2019年小湾库区始终处于氮限制状态。综合分析表明,浮游植物功能群特征与水环境因子之间有较好的一致性。小湾库区生态处于中度富营养化至富营养化状态,浮游植物功能群特征对小湾库区的生境特征表现出较好的指示作用
    稻鸭共生系统中鸭品种对水稻生长特性的影响
    张印, 余政军, 吕广动, 王忍, 陈灿, 黄璜, 陈治锋
    2022, 41(1):  58-65.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.030
    摘要 ( 44 )   PDF (1498KB) ( 8 )  
    鸭子品种间的差异对稻鸭共生系统中水稻的生长特性可能有重要影响。为了探究鸭子品种对水稻生长特性的影响,选取水鸭(SY)、洋鸭(YY)和绿头鸭(LTY)3个常见鸭品种作为处理,以水稻常规单作(CK)为对照,采用随机区组设计的方法进行田间小区试验,研究其对水稻根部、茎部、叶部性状及水稻产量的影响。结果表明:YY和LTY处理虽然在水稻生育前期对水稻根、茎、叶部性状产生了一定负面作用(株高除外),使其性状表现相比CK显著性降低,但YY和LTY处理缓解了根、茎、叶的衰老和退化,使其性状在水稻生育后期显著优于CK,最终通过显著提高水稻有效穗数和结实率显著提高了水稻产量,但显著降低了每穗总粒数,每穗实粒数和千粒重无显著性差异。与CK相比,SY处理仅在齐穗期显著提高了叶干重,在其余时期对其他农艺性状无显著影响。本研究结果可为稻鸭共生系统鸭子品种的搭配提供理论基础。
    有机肥和化肥配施对不同熟期大白菜土壤生物特性及产量品质的影响
    王磊, 高方胜, 曹逼力, 栾兆水, 王明友, 王薇
    2022, 41(1):  66-72.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.032
    摘要 ( 53 )   PDF (3093KB) ( 31 )  
    以早熟和晚熟品种大白菜为试材,根据化肥氮(尿素)、有机肥氮(生物有机肥)配施比例设置4个施肥处理,测定不同施肥处理下不同熟期大白菜土壤酶活性、可培养微生物数量及产量、品质的变化特征。结果表明:早熟品种‘德高16’大白菜莲座期和结球紧实期均以配施1/2生物有机肥(T2)处理的土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤过氧化氢酶活性较强,土壤有机质含量较高,土壤可培养微生物数量较多;晚熟品种‘青华76’大白菜莲座期也以T2处理表现好,结球紧实期却以配施1/4生物有机肥(T1)处理的土壤酶活性、有机质含量以及土壤细菌、放线菌和可培养微生物总量显著高于其他配施处理和CK;早熟品种‘德高16’大白菜T2处理产量较高,较单施化肥提高10.0%,晚熟品种‘青华76’大白菜T1处理表现较好,产量较单施化肥高8.9%;T1和T2处理均可显著提高两个品种大白菜的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量,降低粗纤维和硝酸盐含量。可见,化肥减量配施适宜比例的生物有机肥可以有效调控土壤可培养微生物数量和群落结构,提高土壤酶活性,从而促进植株生长,提高大白菜产量,改善品质,其中早熟品种‘德高16’大白菜以配施1/2生物有机肥、晚熟品种‘青华76’大白菜以配施1/4生物有机肥效果最佳。
    玉米土壤有机氮组分的生长季动态变化及其对当季和长期秸秆还田的响应
    董姝含, 吕慧捷, 周锋, 张效琛, 何红波, 张旭东, 张威
    2022, 41(1):  73-80. 
    摘要 ( 58 )   PDF (2460KB) ( 13 )  
    阐明土壤有机氮组分的生长季变化特征及其对当季和长期秸秆还田的响应有助于合理调控土壤有机氮库,提高土壤肥力。本试验依托辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站进行田间微区试验,设置单施氮肥和秸秆还田配施氮肥两个处理,分别在播种前、拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期采集土样,采用Bremner法对土壤有机氮组分进行分级。结果表明:在玉米生长季中,土壤各形态有机氮组分呈现明显的动态变化规律。酸解氨态氮含量呈先升高后降低趋势,表明其在土壤氮素转化过程中可能充当临时库的作用;氨基酸态氮在整个生长季内变化不显著;氨基糖态氮在作物生育后期显著低于生育前期;酸解未知态氮在整个生育期内先升高后降低,活性较高;与单施氮肥处理相比,秸秆还田在生长季末期和长期均提高土壤总氮和各酸解态氮组分的含量,并使土壤酸解态氮占土壤总氮比例升高,使未酸解态氮占土壤总氮的比例降低,在当季和长期分别降低了7.2%和3.8%,说明秸秆还田既能提高土壤氮素的有效性,又能够提高土壤的保氮供氮能力。
    晋南地区冬小麦生育期气候变化特征及其对产量的影响  
    钟融, 任永康, 王培如, 林文, 任爱霞, 孙敏, 高志强, 徐隽铭
    2022, 41(1):  81-89.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.034
    摘要 ( 72 )   PDF (4715KB) ( 61 )  
    明确气候变化特征及其对小麦生产的影响,有助于为农业适应气候变化方案的制定提供理论依据。本研究分析了晋南小麦主产区临汾、运城市1957—2015年降水量、气温、日照时长、潜在蒸散量、干燥度等变化及其对冬小麦生育期及产量的影响。结果表明:1957—2015年,临汾、运城市全年降水量和冬小麦生育期日照时长均呈下降趋势,冬小麦生育期降水量则表现为越冬前降低,越冬—拔节上升,拔节—开花降低的变化趋势;两地年日均温度、日均最高温度、日均最低温度分别以0.24~0.37、0.16~0.18、0.37~0.60 ℃·(10 a)-1速率上升;冬小麦各生育期积温呈显著上升趋势,其中,临汾、运城市生育期≥3 ℃有效积温分别以76.94、63.10 ℃·(10 a)-1速率上升;≥10 ℃活动积温分别以74.35、57.20 ℃·(10 a)-1速率上升。临汾市潜在蒸散量及干燥度呈降低趋势,而运城市则呈上升趋势;临汾、运城市冬小麦越冬阶段天数分别以4.56、3.09 d·(10 a)-1的速率减少;临汾、运城市冬小麦产量分别以645.4、528.8 kg·hm-2·(10 a)-1速率上升。产量与各气象要素的相关分析表明,冬小麦产量与积温、年日均温度、日均最低温度、生育期日照时长、越冬—拔节阶段降水量均呈显著或极显著相关;临汾产量还与日均最高温度呈显著正相关,与潜在蒸散量、干燥度指数呈显著或极显著负相关。总之,晋南地区气候呈暖干旱趋势,当前气候变化整体有利于小麦生产,但为进一步降低气候变化带来的不利影响,可以引进和培养生育期长、弱冬性的小麦品种。
    毛乌素沙地不同飞播造林年限土壤真菌群落结构特征
    弓晓倩, 姚林杰, 张佳宁, 刘庆福, 苏妮尔, 闫勇智, 李奉时, 王晓江, 张庆
    2022, 41(1):  90-97.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.033
    摘要 ( 43 )   PDF (1820KB) ( 21 )  
    为探究毛乌素沙地不同飞播造林年限对土壤真菌群落结构的影响,以0、6、16、26和36年共5个飞播造林年限的土壤为对象,采用高通量测序技术检测土壤真菌,分析了其群落结构及多样性,并探讨了土壤因子的影响。结果表明:随着飞播年限的增加土壤真菌群落结构发生变化,除Simpson指数无明显变化外,真菌Alpha多样性指数、菌门和菌属种类以及特有的OTU数量均呈现先降低后增加的趋势;PCoA分析显示,不同年限的土壤真菌群落组成具有差异性,且飞播后期差异增大;Pearson相关性分析结果表明,影响土壤真菌Alpha多样性的主要土壤因子有硝态氮和有效磷。飞播造林有利于毛乌素沙地土壤真菌群落结构的改变和多样性的增加,也有利于优势菌群出现,研究结果对毛乌素沙地飞播造林植被恢复效果提供了一定的理论支持。
    武夷山不同海拔土壤呼吸对变暖和变冷的响应
    黄石德
    2022, 41(1):  98-107.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.012
    摘要 ( 46 )   PDF (2906KB) ( 19 )  
    由于人类活动,我国亚热带地区正面临剧烈的气候变化,这可能对土壤呼吸有潜在影响。本研究选择武夷山国家公园内针叶林(1442 m)和常绿阔叶林(645 m)为对象,通过土柱置换试验模拟变暖(针叶林置换到常绿阔叶林)和变冷(常绿阔叶林置换到针叶林),探讨模拟变暖和变冷对土壤碳过程的影响,测定两个海拔样地的原位和置换处理的微气候环境、土壤呼吸、土壤碳氮及活性碳。结果表明:模拟变暖经历了升高的土壤温度和减少的土壤湿度;相反,模拟变冷经历了减少的土壤温度和增加的土壤湿度;与针叶林原位培养土柱相比,模拟变暖显著增加土壤呼吸99.6%,且显著减少温度敏感性(Q10);与常绿阔叶林原位培养土柱相比,模拟变冷显著减少土壤呼吸43.3%,显著增加温度敏感性(Q10);土壤温度是解释土壤呼吸动态变化的控制因素,土壤湿度与土壤呼吸的关系未达到显著水平(P>0.05);置换试验结束后,常绿阔叶林和针叶林土壤有机碳含量分别增加12%和10%,这可能与死根及凋落物的分解有关;变暖和变冷处理土壤有机碳均略有减少,这可能由土壤呼吸强度差异来解释;置换试验结束后,变暖使土壤微生物量碳减少,但可溶性有机碳增加;变冷使土壤微生物量碳增加,而可溶性有机碳减少,表明活性有机碳对变暖和变冷不一致的响应。因此,在涉及变暖和变冷的气候场景下,在构建气候变化响应模型时应该考虑土壤呼吸对变暖和变冷的响应。
    施肥和秸秆还田对黑土农田土壤剖面养分分布的影响
    宋佳丽, 王鸿雁, 张淑香, 彭畅, 鲁彩艳, 迟光宇, 陈欣
    2022, 41(1):  108-115.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.010
    摘要 ( 40 )   PDF (3484KB) ( 20 )  
    以东北黑土区玉米田为对象,利用田间原位小区试验,结合亮蓝染色示踪技术,研究不施肥(CK)、常量化肥(T1)、化肥减施秸秆还田(T2)、化肥减施秸秆还田配施有机肥(T3)条件下,土壤剖面的养分分布特征及其对施肥措施和秸秆还田的响应机理。结果表明:与CK相比,各施肥处理均显著增加了玉米产量,但不同处理之间耕层土壤全量养分无显著差异;与CK相比,常量化肥处理可提高40~80 cm土层土壤硝态氮含量,化肥减量配施有机肥结合秸秆还田则可提高0~100 cm土层速效钾含量及0~40 cm和80~100 cm土层硝态氮含量;不同处理间土壤基质流无显著差异,施用有机肥和秸秆还田会影响土壤优先流,但3个施肥处理间差异不显著,施用有机肥会促进土壤孔隙度增加和优先流的形成,增加养分的垂直运移。
    镉锌超积累植物伴矿景天焚烧飞灰的重金属浸出特性及安全处置
    赵波, 钟道旭, 张亚平, 吴龙华
    2022, 41(1):  116-123.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.007
    摘要 ( 45 )   PDF (1911KB) ( 10 )  
    为探究超积累植物伴矿景天焚烧灰浸出回收有价金属的可行性,以800 ℃流化床焚烧旋风灰为材料,研究盐酸、硝酸、氯化铵以及不同浓度、液固比和浸出时间对飞灰中重金属浸出规律的影响,同时评价浸出残渣的安全性。结果表明:浸提剂种类、浓度及液固比是影响浸出的重要参数,浸出时间的影响较小,酸性浸提剂浸出能力明显强于氯化铵盐溶液浸出;飞灰中镉(Cd)、锌(Zn)和铅(Pb)的浸出均符合阳离子浸出模式,浸出率随着浓度、液固比增大而增加,Cd、Zn和Pb在优化条件下浸出率最大分别为94.9%、90.2%和92.4%;增大液固比可有效提高残灰的安全性。优选浸出参数为1 mol·L-1盐酸、液固比为16∶1和浸出时间30 min,在最优条件下浸出能实现焚烧飞灰的无害化处理,浸出残灰达到填埋场入场要求,浸出液可进一步处理回收有价金属。
    蚯蚓对不同厚度复垦土壤中重金属生物有效性的影响
    鲁福庆, 王兴明, 储昭霞, 王运敏, 范廷玉, 董众兵, 徐晓平, 柏鑫
    2022, 41(1):  124-131.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.005
    摘要 ( 29 )   PDF (2397KB) ( 15 )  
    煤矸石充填复垦土壤理化状态和重金属水平能显著影响后续生态利用。为查明蚯蚓对矸石上不同厚度覆土中重金属(Cr、Cu、Pb和Zn)总量和有效态的影响,采用土柱实验,将蚯蚓接种到矸石上覆土,设置10、20、30、50、70 cm五种覆土厚度,通过测定不同厚度覆土pH、有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)和重金属(Cr、Cu、Pb和Zn)变化,探索蚯蚓对不同厚度覆土的生态改良效果。结果表明:在10~70 cm厚度覆土内,接种蚯蚓能使覆土pH显著降低趋向中性,OM较对照提升7.0%~13.5%,TN提升7.5%~13.4%,但TP提升均小于6.0%,而TK提升均小于2.0%,蚯蚓能对覆土OM和TN产生较好生态改良效果;接种蚯蚓能降低覆土中重金属(Cr、Cu、Pb和Zn)总量和有效态重金属含量,而蚯蚓和覆土厚度协同能较好地对覆土中总Pb、有效态Zn产生明显降低效应。接种蚯蚓后,覆土中总Cr、Pb和Zn、有效态Cr、Pb浓度主要受TP影响,而覆土中总Cu及有效态Cu和Zn浓度主要受TN影响,说明蚯蚓主要通过改变覆土TP和TN对覆土中重金属行为产生影响。因此,矸石上覆土中添加蚯蚓能改善覆土理化性质,降低覆土中重金属浓度,从而产生积极的生态效应,为矸石复垦生态修复提供新思路和新方法。
    贵州仙家洞和忆苦洞洞穴动物群落多样性及其环境因子的影响
    张思强, 杜维锋, 徐承香, 胡碧露, 姜雪梅, 周非, 吴永英, 田亚军
    2022, 41(1):  132-141.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.021
    摘要 ( 31 )   PDF (567KB) ( 17 )  
    为了解矿区洞穴动物群落多样性特征及其影响因素,于2019年3月对贵州松桃锰矿区仙家洞和忆苦洞的动物进行了调查,运用主成分(PCA)综合分析了环境因子对洞穴动物群落多样性的影响,并利用潜在生态危害指数对洞穴内土壤重金属的生态风险水平进行了评价。结果表明:共获动物标本445号,隶属4门8纲18目32科,其中仙家洞178号,计38种,忆苦洞267号,计32种;香农多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度指数最高的分别是忆苦洞有光带(2.6222)、仙家洞有光带(6.0164)、仙家洞弱光带(0.9314)和仙家洞黑暗带(0.4027);物种数、香农多样性指数和丰富度指数均沿有光带、弱光带、黑暗带呈递减趋势;两洞动物群落间相似性总体较低。主成分分析表明,土壤有机质含量、土壤重金属污染、空气中CO2含量、洞穴温度、土壤Ca含量是影响仙家洞和忆苦洞动物群落多样性的主要环境因子。潜在生态风险评价表明,仙家洞和忆苦洞分别为强生态风险和极强生态风险,Cd是两洞穴的首要污染因子。
    基于果实类型的海南长臂猿食用树种适宜性分布预测
    杜瑞鹏, 王静, 张志东, 许玥, 龙文兴, 冯广
    2022, 41(1):  142-149.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.016
    摘要 ( 45 )   PDF (2442KB) ( 15 )  
    食物资源是灵长类动物栖息地选择的重要因素,了解海南长臂猿食物资源的分布对海南长臂猿栖息地保护和恢复具有重要意义。基于研究区180块样地,获得了海南长臂猿105种食用树种分布数据,采用MaxEnt模型对6种果实食用树种进行了空间分布预测,并探讨了不同果实类型树种与气候、地形等环境因子的相关关系。结果表明:6种果实类型的模型检验结果AUC值均超过0.90,模拟精度较高;8月降水量在浆果、榕果和坚果类树种中的贡献率为43.8%、27.8%和19.6%,哈格里夫斯参考蒸发量在核果、球果和聚花果类树种的贡献率为23.6%、51.1%和58.8%,最冷月平均温度在6种果实类型贡献率均超过12%;果实类型发生概率随最冷月最低温度、哈格里夫斯参考蒸发量呈单调递减趋势;果实类型集中分布区主要在斧头岭、黑岭、雅加大岭一带,面积达2392.19 hm2,其中2346.88 hm2位于保护区内,比例达98.11%,表明保护区有效保护了不同果实类型的食用树种。本研究可为海南长臂猿栖息地保护和植被恢复提供参考。
    基于MODIS和CASA模型的伊春市森林植被NPP变化特征及其影响因子分析
    刘文瑞, 李晓婷, 李彤, 贾宝全
    2022, 41(1):  150-158.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.026
    摘要 ( 27 )   PDF (3257KB) ( 25 )  
    植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是判定生态系统质量状况和碳汇的重要因子,反映了植被群落的生产能力和生态过程,对调节全球碳平衡、增强生态服务功能具有重要的意义。本文基于MODIS卫星遥感资料和改进的CASA模型,利用2000—2019年MOD17A3HGF的NPP年际数据和气象资料,对伊春森林植被NPP变化特征及气温降水、人类活动等主要因素进行分析。结果表明:2000—2019年,伊春全域年均森林植被NPP为477.76 g C·m-2·a-1,NPP值主要集中在400~500 g C·m-2·a-1,占伊春全域面积的83.30%,呈现南北部局部高,中部平均,嘉荫、铁力平原区域最低的分布特点;伊春落叶阔叶林植被对NPP高值区域贡献率最高,其次为常绿针叶林,针阔混交林大部分NPP值处于伊春NPP平均水平,而落叶针叶林、常绿落叶林总体面积分布很少;2000—2019年伊春森林植被NPP年际变化呈现波动但总体上升的趋势,其中极显著增加趋势为主,占总面积的81.43%;年尺度上,年降水量与伊春年均NPP相关性高,而年平均气温与年均NPP相关性不高;月尺度上,伊春植被受气温影响显著,受降水量影响较小,尤其是伊美区和金林区交界处山地等高海拔地区和汤旺县南部及丰林自然保护区、五营国家森林公园等红松集中区域,而平原和低海拔地区植被NPP受气温和降水共同影响;伊春天保工程等生态工程和各项保护举措在促进植被生态恢复过程中发挥重要作用。
    亚热带森林林分更新对地表径流4种盐基离子浓度的影响
    王源, 吴福忠, 倪祥银, 熊德成, 胥超, 岳楷
    2022, 41(1):  159-165.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.018
    摘要 ( 23 )   PDF (3434KB) ( 20 )  
    地表径流不仅是水循环的重要组成部分,也是森林物质迁移的重要途径,其动态过程可能受林分更新的调控,目前仍缺乏必要的关注。通过对福建省三明市米槠(Castanopsis carlesii)次生林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、杉木人工幼林和米槠人工幼林近5年的定位观测,探讨林分更新对地表径流和所含4种盐基离子(Ca2+、K+、Na+和Mg2+)浓度的影响。结果表明:米槠人工幼林的年均地表径流量为(306.3±48.40) m3·hm-2,是米槠次生林的2.8倍和杉木人工林的3.3倍;杉木人工幼林地表径流Ca2+、K+、Na+和Mg2+的浓度为(17.89±0.61)、(16.58±1.06)、(4.18±0.05)和(1.19±0.21) mg·L-1,是米槠次生林的1.6、1.3、1.7和0.9倍;季节对地表径流盐基离子浓度具有显著影响,整体表现为离子浓度峰值几乎处于非生长季节;林分更新后人工幼林相较成熟林其地表径流总量明显增加,且盐基离子浓度显著提高。研究结果有助于加深亚热带森林林分更新对养分元素随地表径流迁移过程的认识,为森林经营及水土保育提供基础数据。
    基于生态系统服务重要性与生态敏感性的生态空间划设——以福建省永春县为例
    王李睿, 邓西鹏, 王晨, 穆振北, 李颖, 何东进, 游巍斌, 巫丽芸
    2022, 41(1):  166-173.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.011
    摘要 ( 25 )   PDF (3727KB) ( 45 )  
    生态空间的科学划设是国土空间用途管制的基础。以福建省永春县为例,选择生物多样性保护、水源涵养、土壤保持,并集成林业生态工程、已划设禁止开发区和城镇内的自然生态空间构建生态系统服务重要性指标,同时与生态敏感性指标综合,构建县域自然生态空间划设方法。结果表明:永春县国土空间划定为3类空间,将其中禁止开发区、限制开发区划为永春县生态空间;生态空间面积为679.15 km2,占永春县县域面积的46.65%;其中,禁止开发区面积为258.42 km2,占永春县县域面积的17.75%;限制开发区面积为420.73 km2,占县域面积的28.90%;通过对比,发现将林业生态工程、已划设禁止开发区以及城镇内重要生态用地的评价纳入生态服务重要性评价,使得划设工作能够在县域小尺度上合理实施,可与相关规划有效协调,并避免产生较多破碎斑块,对后期生态保护勘界与监管提供更现实依据。
    综合评述
    甲虫群落构建研究进展
    姬俏俏, Chen Ting-Wen, 吴东辉
    2022, 41(1):  174-181.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.035
    摘要 ( 19 )   PDF (541KB) ( 21 )  
    甲虫作为节肢动物中一个庞大的类群,具有繁简各异的生活习性,在生态系统中发挥极为重要的作用。甲虫群落构建是群落生态研究的重要内容之一,可揭示不同生态环境下生物多样性的形成与维持机制。现阶段对甲虫群落构建的研究主要通过物种的功能性状,或将系统发育结构与物种功能性状相结合的方法,对群落构建过程进行解析,用以判断主要的驱动因素,包含生物间的相互作用、环境因子及历史作用等。本文回顾了甲虫群落构建近些年的研究,介绍主要研究内容和研究类群,整理出目前常见的研究方法。结合已有理论和假说,归纳影响甲虫群落构建过程的因素,以增加学界对甲虫群落生态的认识,推动动物群落构建研究的发展。
    溪流二氧化碳排放研究进展
    王玉超, 徐璇, 曹鹏鹤, 刘渤然, 周艳, 金昌善, 王维枫
    2022, 41(1):  182-189.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.024
    摘要 ( 33 )   PDF (545KB) ( 29 )  
    陆源碳经内陆水体生态系统输出是全球碳循环的关键一环,其中溪流碳排放超过内陆水体平均碳排放,影响区域乃至全球碳收支。本文通过对前人的研究结果进行总结,归纳了当前溪流二氧化碳分压(pCO2)、二氧化碳排放通量(FCO2)的动态变化特征,二者均表现出明显的昼夜变化和季节变化特征,且随溪流分级的增大而减小;梳理了影响溪流pCO2和FCO2的物理、水化学及生物因素,如流速、pH、水生生物量等;发现随溪流分级的增大,内源二氧化碳排放占比增大,但排放占比仍低于50%;分析了溪流二氧化碳排放研究中面临的挑战,如测量技术问题和缺乏长期连续监测等。本文通过对溪流二氧化碳排放的综述,希望能够为溪流碳循环的研究提供新的思路和方向。
    技术与方法
    液相色谱紫外-荧光串联检测器法检测我国污水中常见11种抗生素
    曹君, 张雪娇, 赵青, 邢薇薇, 张思玉
    2022, 41(1):  190-198.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.002
    摘要 ( 27 )   PDF (2449KB) ( 14 )  
    城市污水处理厂是环境中多种抗生素污染物的主要来源之一。建立污水中多种类抗生素的同时分析检测方法,可为获取该类污染物的常规监管提供技术储备。本研究以我国污水处理厂检出率最高的抗生素为目标污染物,建立了同时分析检测11种抗生素的高效液相色谱紫外/荧光检测器串联分析方法。该方法首先使用紫外检测器,在一组优化仪器参数条件下,实现11种目标物和内标物的完全分离检出(R>1.5),同时可串联荧光检测器,使喹诺酮类抗生素获得更低的检出限。针对11种目标物,该方法的检出限为4.2~22.8 μg·L-1,定量限为5.1~56.4 μg·L-1,回收率为43.5%~102.8%。使用此方法对沈阳市某污水处理厂污水样品中的抗生素进行分析检测,进水中检出了磺胺二甲嘧啶、环丙沙星和诺氟沙星,浓度分别为440.9、2784.8和515.2 ng·L-1;出水中检出了环丙沙星和诺氟沙星,浓度为118.9和444.7 ng·L-1。该方法操作简单,耗时短,检测限低,适用于我国污水处理厂进、出水中抗生素的常规分析检测,具有很好的应用前景。
    基于SCS-CN模型的黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄垄面径流量预测
    赵武成, 买小虎, 王琦, 李晓玲, 王小赟, 赵晓乐, 周旭姣, 张登奎, 刘青林, 陈瑾
    2022, 41(1):  199-208.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.009
    摘要 ( 7 )   PDF (1606KB) ( 9 )  
    为了探寻我国黄土高原丘陵区坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产机理,本研究利用试验期2019年坡地微型集雨垄收集的19次降雨径流资料,率定不同坡度(0°、5°和10°)微型集雨垄SCS-CN模型的径流曲线数CN值和初损系数λ值,利用5次降雨径流资料检验模型的有效性。结果表明:自然降雨条件下,坡地微型集雨垄径流量随坡度增大而增大,λ值随坡度增加而降低,CN值随坡度变化不明显;William坡度修正公式、Huang坡度修正公式和Huang优化坡度修正公式确定纳什效率平均值分别为0.83、0.96和0.98,平均相对误差分别为17.67%、8.51%和5.84%;Huang优化坡度修正公式考虑坡度因子,率定径流曲线CN和初损系数λ,模拟精度优于Huang坡度修正公式和William坡度修正公式,适合于我国黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄径流预测,为坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产提供科学依据。