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    2022年 第41卷 第2期    刊出日期:2022-02-10
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    2022, 41(2):  0. 
    摘要 ( 60 )   PDF (11631KB) ( 0 )  
    研究报告
    基于BP神经网络模型的全球森林土壤异养硝化过程N2O排放通量估算
    刘炳彦, 张军辉, 耿世聪, 陶晶晶, 冯月
    2022, 41(2):  209-217.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.020
    摘要 ( 5 )   PDF (1539KB) ( 0 )  
    N2O作为重要的温室气体之一,对地球和人类都有很大的影响。为了深入探究对有机氮异养硝化作用及其产生N2O过程的影响机制,完善全球N2O通量估算模型,本研究采用Pearson相关性分析与广义可加模型(GAM)对全球135个样点有机氮异养硝化速率及其产生N2O速率的影响因子进行分析,然后将主要影响因子作为BP神经网络的输入层来模拟全球森林土壤有机氮异养硝化速率及其产生N2O速率的空间分布。结果显示,土壤pH和土壤C/N是影响有机氮异养硝化速率的主要因素,土壤C/N、土壤孔隙含水量(WFPS)以及土壤温度是影响有机氮异养硝化产生N2O速率的主要因素。全球森林土壤异养硝化速率平均为0.4241(0.0014~0.689)μg N·g-1·d-1,异养硝化产生N2O速率平均为0.2936(0.21~1.103)μg N2O·kg-1·d-1;北纬50°左右的森林土壤异养硝化速率及其产生的N2O的速率均较高,而在南纬30°至北纬30°的森林土壤异养硝化速率及其N2O的产生速率均较低,尽管在亚洲东北部地区森林土壤异养硝化速率很高,但其产生N2O的速率却很小;全球森林土壤有机氮异养硝化作用下N2O的排放量约为(1.4584±0.3791) Tg N·a-1,是天然土壤N2O排放量的26.04%,是全球N2O排放量的8.58%。
    亚热带丛枝菌根与外生菌根森林对土壤氮循环的影响
    陈亮, 蔡咏欣, 雷惠敏, 齐晓旭, 林俊均, 廖伟, 黄子玄
    2022, 41(2):  218-226.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.004
    摘要 ( 23 )   PDF (2267KB) ( 2 )  
    菌根真菌能促进植物获取氮素从而调节土壤氮循环过程,但不同类型菌根影响土壤氮循环的特征尚待更多研究。本试验选择中国亚热带典型次生林植被,设置丛枝菌根(AM)和外生菌根(ECM)树种优势样地,对比分析两种菌根类型森林土壤氮状态的差异,以探究菌根类型影响土壤氮循环的可能作用机制。结果表明,AM与ECM森林的土壤总氮和铵态氮(NH4+-N)含量均无显著差异(P>0.05),但AM森林土壤可溶性有机氮和硝态氮(NO3--N)含量都显著高于ECM森林土壤(P<0.001),其中AM森林表层有机和下层矿质土的NO3--N分别是ECM森林的2.2和2.3倍。AM森林土壤NO3-/NH4+>1,而ECM的NO3-/NH4+<1,表明AM森林土壤可利用氮饱和而ECM不足。氮转化速率测定表明,AM森林有机土层的净氮硝化速率是ECM的3.2倍,且与硝态氮含量呈显著正相关(P<0.01)。AM森林的叶凋落物质量、土壤pH和含水量都显著高于ECM森林,是导致其土壤氮循环相对快速的主要原因。本研究发现,AM森林土壤硝态氮淋失风险高于ECM森林,证实了“菌根养分经济理论”同样适用于亚热带森林,这对于全球变化下该区域森林土壤氮循环模型预测与发展,以及科学指导森林植被恢复具有理论意义。
    氮添加和采脂对湿地松林土壤酶活性及酶化学计量比的影响
    刘西军, 蔡天培, 杜杰, 袁莉芹, 陈杰, 徐小牛
    2022, 41(2):  227-235.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.020
    摘要 ( 9 )   PDF (1752KB) ( 0 )  
    大气氮沉降和采脂会引起树木生长和代谢的变化,从而影响土壤养分循环和酶活性。土壤酶和酶化学计量可以揭示土壤碳、氮循环和微生物生长代谢过程的养分限制,但目前亚热带湿地松人工林土壤酶和酶化学计量对氮添加和采脂的响应还不清楚。以亚热带北缘的湿地松人工林为研究对象,设置采脂(resin tapping, RT)和未采脂(no resin tapping, NRT)样地,开展不同强度氮添加(对照0 kg N·hm-2·a-1、低氮50 kg N·hm-2·a-1、高氮100 kg N·hm-2·a-1)试验,探讨氮添加和采脂对湿地松人工林土壤酶活性和酶化学计量比的影响。结果表明:采脂显著降低土壤pH、全磷(TP)含量和微生物生物量碳(MBC),显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)含量;氮添加显著降低了TP、DOC含量;氮添加和采脂对土壤DON和NH4+-N含量具有交互影响作用;采脂显著降低土壤过氧化氢酶(CAT)活性和土壤蔗糖酶/酸性磷酸酶(EC/P)值,显著提高了土壤酸性磷酸酶(ACP)活性;高氮添加显著降低了未采脂林分土壤脲酶(URE)活性,低氮添加显著提高了采脂林分土壤CAT活性。未采脂林分中,氮添加显著降低土壤EN/P,高氮添加显著增加EC/N;RDA分析表明,土壤TP和DOC含量是土壤酶活性及酶化学计量比的主要影响因子。总之,氮添加加剧了土壤微生物的碳、磷限制,氮添加和采脂改变了湿地松人工林土壤碳、氮、磷循环。
    黄土高原半干旱区不同林龄柠条人工林土壤线虫群落特征
    王楠, 黄菁华, 霍娜, 耿德洲, 杨盼盼, 张欣玥, 赵世伟
    2022, 41(2):  236-245.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.006
    摘要 ( 7 )   PDF (1318KB) ( 0 )  
    为了解柠条人工林对半干旱地区脆弱生态环境的改善作用,在黄土高原柠条种植的重点区域——宁夏南部山区,选取4个林龄(4、14、24和34年生)的柠条人工林作为对象,调查林中土壤线虫群落的组成、结构与多样性特征,并分析它们与土壤理化性质之间的关系,探明黄土高原半干旱区柠条林植被恢复过程中土壤线虫群落的演变特征及其环境影响因素。结果表明:林龄对土壤线虫数量有显著影响,线虫数量随林龄增加呈先上升后降低的变化趋势,在14年生达到峰值;线虫群落组成和营养类群结构在不同林龄柠条林中呈现较大分异,杂食捕食性线虫比例在14年生达到最高(40.3%),而在24年生植食线虫比例占绝对优势(61.3%),食细菌和食真菌线虫比例分别在4和34年生达到最高;土壤线虫群落生态指数也随着林龄的增加发生改变,其中线虫成熟度指数、瓦斯乐斯卡指数和结构指数均在14年生达到最大,但在24年生,这些生态指数以及线虫多样性指数和均匀度指数均降至最低,表明土壤生物多样性下降,生态系统恢复状况受到影响;在柠条人工林植被恢复过程中,土壤含水量、有机碳、全氮及微生物生物量碳是影响线虫群落特征的主要环境因子,在不同林龄柠条林中它们的变化对线虫数量和群落组成有一定的调控作用,而线虫群落的改变能够有效指示土壤健康与生态系统恢复状况,对综合评价柠条人工林植被的生态环境效应有着重要意义。

     

    腐烂等级和径级对天宝岩长苞铁杉林木质残体理化性质的影响  
    穆振北, 潘辉, 温鑫鸿, 晁云舒, 游巍斌, 刘进山, 蔡昌棠, 何东进
    2022, 41(2):  246-255.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.015
    摘要 ( 6 )   PDF (1769KB) ( 0 )  
    木质残体是森林生态系统的重要组成部分,其理化性质影响木质残体的分解。本研究以集中分布于天宝岩国家级自然保护区的长苞铁杉(Tsuga longibracteata)林木质残体为对象,将4个不同类型林分的木质残体划分为5个腐烂等级和4个径级,研究林分类型、腐烂等级、径级及其交互作用对木质残体理化性质的影响。结果表明:从物理性质来看,长苞铁杉林木质残体的木材密度随腐烂等级的增加而下降,含水率却呈上升趋势;径级仅对长苞铁杉纯林木质残体的含水率具有显著影响;腐烂等级和径级的交互作用对各林分木质残体的物理性质均无显著影响;从化学性质来看,腐烂等级对木质残体C含量无显著影响,但对3个混交林木质残体的N含量、C/N具有显著影响;径级仅对长苞铁杉纯林木质残体的P含量以及长苞铁杉+猴头杜鹃(Rhododendron simiarum)混交林的P含量、C/N具有显著影响;交互作用对长苞铁杉林木质残体的化学成分普遍无显著影响;木材密度与长苞铁杉+猴头杜鹃混交林木质残体的C、P含量和长苞铁杉+毛竹(Phyllostachys edulis)混交林木质残体的C、N、P、C/N呈显著相关;含水率与长苞铁杉纯林的N、P、C/N和长苞铁杉+毛竹混交林木质残体的P、C/N呈显著相关。由此可见,木质残体的物理性质是影响养分含量变化的重要因素。
    辽西北风沙地区不同无性系桑树抗旱性
    李木子, 陈雅昕, 李秋丽, 张倩, 殷有, 朱文旭, 周永斌
    2022, 41(2):  256-262.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.014
    摘要 ( 10 )   PDF (2883KB) ( 0 )  
    为选育适合辽西北风沙地区生长的优良桑树品种,以沈阳农业大学选育的“沈桑1号”(SS)、辽宁省阜新市彰武县优株(ZW)、吉林省通化市集安县桑树优株(JS)3种优质桑树无性系以及东北主栽品种“龙桑1号”(LS)为试验材料,通过测定不同无性系桑树在干旱胁迫下的叶片光合色素含量、光响应曲线、不同光强对气体交换参数的影响以及光系统Ⅱ(PSⅡ)的变化,研究不同无性系桑树的抗旱性。研究发现,在干旱胁迫下,JS和SS的光合色素含量降幅较大,LS其次,ZW的光合色素含量变化不明显。干旱胁迫致使桑树无性系的净光合速率降低,气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率也出现不同程度的下降,水分利用效率上升,且ZW、LS、JS和SS的光响应曲线的特征参数下降幅度依次增加。干旱胁迫破坏了桑树无性系PSⅡ反应中心的活性,使电子传递受到抑制,导致QA-累积,光合机构受损。综合比较干旱条件下4种无性系的各项参数,ZW受干旱胁迫的影响最小,其次是LS,而JS和SS在干旱胁迫下,光合能力表现较差。综上,ZW的抗旱能力整体来说最强,更适合在辽西北风沙地区种植推广。
    半干旱矿区侵蚀营力对黑沙蒿根系生长特性的影响及其自修复
    王博, 包玉海, 刘静, 李雨薇, 王成龙
    2022, 41(2):  263-269.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.006
    摘要 ( 3 )   PDF (1899KB) ( 0 )  
    以半干旱矿区典型分布的黑沙蒿为研究对象,通过野外原位不离体试验,模拟侵蚀拉拔破坏对黑沙蒿根系生长特性的影响,并分析其受损自修复能力,旨在揭示植物根系在脆弱生态区中抵御外力侵蚀的生存策略。结果表明,拉拔破坏形成机械损伤后,根系生长速率和活性均明显降低,持续拉拔对二者的抑制作用显著大于瞬时拉拔,重度损伤产生的负反馈显著大于轻度损伤。黑沙蒿根系在拉拔破坏后,会出现大量死亡的现象,造成活根数量锐减,瞬时和持续拉拔分别可造成活根减少60.6%和66.9%,轻度和重度损伤后活根分别减少59.7%和67.8%。黑沙蒿根系生长速率和活性修复率均随修复时间的推移而逐渐增大,但自修复能力有限,无法有效消除侵蚀破坏造成的负反馈,生长修复率平均仅为56.8%,活性修复率为70.5%。综上所述,在侵蚀多发区进行植被恢复时,应充分考虑植物根系应对外力破坏时的生长特性和受损自修复能力,以保证植物对逆境的适应并发挥有效固土抗蚀等生态功能。
    竹子箨叶形态性状的种间差异及其与竹笋食味品质指标的关系
    徐森, 谷瑞, 陈双林, 郭子武, 杨丽婷, 董亚文
    2022, 41(2):  270-277.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.013
    摘要 ( 10 )   PDF (571KB) ( 0 )  
    竹笋是大众喜爱的森林蔬菜,其食味品质存在种间差异,且出土前后品质存在明显的变异。箨叶是竹笋的重要器官,居于箨鞘顶端,是竹笋出土时最先感光部位,是否与竹笋食味品质变异密切相关?目前尚不清楚。为此,以同一地点、立地条件和人工干扰措施一致的6个属22个竹种为对象,分析了不同竹种箨叶形态性状和竹笋食味品质指标,为揭示竹笋食味品质形成基础提供参考。结果表明:(1)22个竹种箨叶单叶面积、单叶干重的变异系数达88%以上,属强变异指标,其他指标变异系数介于32%~48%,属中等变异指标,说明不同竹种箨叶形态性状存在较大的变异性,同一竹种的不同变型间也存在一定差异。(2)22个竹种竹笋草酸、单宁、木质素含量和苦味氨基酸、芳香类氨基酸含量及其比例以及鲜味氨基酸比例的变异系数达54%以上,属强变异指标,其他食味品质指标变异系数介于22%~50%,属中等变异指标,说明不同竹种以及同一竹种不同变型间竹笋食味品质均存在明显差异。(3)冗余分析结果显示,箨叶长宽比和单叶周长与竹笋糖酸比和甜味氨基酸、鲜味氨基酸比例呈显著正相关,而与草酸、苦味氨基酸、芳香类氨基酸含量呈显著负相关;箨叶厚度和单叶面积与竹笋木质素含量呈显著正相关,与总酸含量呈显著负相关,而比叶面积则相反。可见,箨叶形态性状与竹笋食味品质指标关系密切,箨叶长宽比、单叶周长、单叶面积、厚度和比叶面积对竹笋食味品质均有显著影响。
    沙化和退化状态对甘南草地生态系统固碳的影响
    唐希颖, 武红, 董金玮, 刘小燕, 李伟, 崔耀平
    2022, 41(2):  278-286.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.037
    摘要 ( 11 )   PDF (5026KB) ( 7 )  
    陆地生态系统作为全球第二大碳库,其碳收支应对气候变化一直是研究的热点领域。多数研究主要探讨温/湿度、CO2浓度等对陆地生态系统碳循环的影响,而针对草地的沙化、退化对植被整个固碳过程所产生影响的研究相对不足。本研究以30 m×30 m空间分辨率的遥感数据做支撑,参考国家标准GB/T 24255—2009解译草地沙化和退化数据,并结合光能利用率遥感模型,模拟陆地生态系统总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP),分析甘南地区植被固碳的时空变化特征,最后讨论草地沙化和退化对植被固碳所产生的影响。结果表明:甘南地区的草地主要呈现无沙化和轻度沙化状态,并伴随着较少区域面积不同程度的土地退化现象,其中玛曲县的草地沙化和退化情况相对严重,草地沙化和退化面积分别占甘南地区总面积的0.03%和2.50%;研究区草地GPP、NPP和NEP均具有上半年呈递增、下半年呈递减的月变化特征,而在空间格局上呈现为东高西低、北高南低的分布特征;其中,玛曲县是草地年固碳量最大的县,其草地固碳量为691.28 t C·a-1,唯舟曲县为碳源,其NEP值为-88.64 t C·a-1;GPP、NPP和NEP随草地极重度沙化、重度沙化、中度沙化、轻度沙化和无沙化呈显著递减趋势显著,而草地退化对甘南地区GPP、NPP和NEP影响不显著。本研究为揭示陆地生态系统碳循环的动态机制提供一定的依据,为完善甘南地区碳减排政策的制定提供数据支撑。
    玉米秸秆还田对黑土微生物群落功能多样性的影响
    邱琛, 韩晓增, 陆欣春, 陈旭, 严君, 冯玉钿, 邹文秀
    2022, 41(2):  287-293.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.031
    摘要 ( 5 )   PDF (1302KB) ( 0 )  
    为了解玉米秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响,采用ECO-Biolog微平板法,分析了以无玉米秸秆还田为对照(CK),6000 kg·hm-2(S1)、9000 kg·hm-2(S2)、12000 kg·hm-2(S3)和15000 kg·hm-2(S4)四个秸秆还田量的土壤微生物碳源代谢特征。结果表明:随着玉米秸秆还田量的增加,土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)也随之增加,24~96 h的AWCD值变化迅速,96 h后进入平稳期,S4处理AWCD值始终大于其他处理;秸秆还田对Shannon指数与Simpson指数没有显著影响(P>0.05),但与CK相比,S4处理McIntosh指数显著增加了57.5%(P<0.05);主成分分析结果显示,秸秆还田影响着土壤微生物群落碳代谢能力,S1、CK、S2和S3处理在PC1和PC2上出现显著的分异,糖类、多聚物类、羧酸类碳源是研究区域内土壤微生物利用的主要碳源。因此,在东北黑土区增加玉米秸秆还田量能够提高土壤微生物对碳源的利用能力,提升黑土肥力。
    鄱阳湖六种野鸭越冬行为及觅食策略
    邵明勤, 曾健辉, 何文韵, 植毅进, 龚浩林, 杨福成, 戴年华
    2022, 41(2):  294-299.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.005
    摘要 ( 22 )   PDF (454KB) ( 0 )  
    2019年10月—2020年1月和2020年10月—2021年1月,采用瞬时扫描法和焦点动物法对鄱阳湖区6种野鸭越冬行为和觅食策略进行了观察。结果表明,6种野鸭最多的4种行为均为取食、休息、修整和运动。绿头鸭(Anas platyrhynchos)、赤麻鸭(Tadorna ferruginea)和针尾鸭(Anas acuta)的取食行为比例均极显著高于休息行为(P<0.01),采用多取食少休息的行为模式。绿翅鸭(Anas crecca)和赤颈鸭(Mareca penelope)的休息行为比例均显著高于取食行为(P<0.01),采用多休息少取食的行为模式;斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)取食和休息行为比例无显著差异(P>0.05),采用取食和休息并重的行为模式。6种野鸭的体型大小与取食(P>0.05)和休息行为比例(P>0.05)均无显著相关性,时间分配主要由野鸭采用的行为模式决定。取食策略上,赤麻鸭以头部和头颈浸入水中这两种方式为主,其余5种野鸭均以头颈浸入水中的取食方式为主,表明它们的主要食物资源均在水下。不同头颈长度的野鸭取食深度差异较大,产生空间生态位分化,减少种间竞争。6种野鸭取食多样性指数与运动行为比例呈显著负相关(r=-0.609,P<0.05),与取食行为比例呈显著正相关(r=0.936,P<0.01),表明取食方式多样化的野鸭不需要频繁更换觅食地,从而减少运动行为来节省能量。绿翅鸭、斑嘴鸭、绿头鸭和针尾鸭的体重与头颈取食持续时间(r=0.999,P<0.01)呈显著正相关,与取食频次呈显著负相关(r=-1.000,P<0.01)。上述结果表明,鄱阳湖区野鸭的行为模式差异较大,体型较大的野鸭采用增加取食持续时间的策略,体型较小的野鸭采用增加取食频次的策略。
    汉江支流堵河鱼类群落结构及多样性
    孟子豪, 李学梅, 王旭歌, 胡飞飞, 朱挺兵, 吴兴兵, 朱永久, 陈康, 杨德国
    2022, 41(2):  300-306.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.029
    摘要 ( 20 )   PDF (1154KB) ( 0 )  
    基于堵河2018年6月—2019年5月渔获物,分析了鱼类群落组成及变化、优势种以及群落多样性时空分布特征,讨论了外界环境扰动作用对鱼类群落结构和生物多样性的影响。结果表明:调查期间共采集鱼类38种,分属4目8科,其中鲤形目鱼类最多(26种),占总种数的68.4%。群落优势种为鳙(Aristichthys nobilis)、马口鱼(Opsariichthys bidens)、〖FK(W*8/9。1〗〖PS5号F体.eps,BP#〗〖FK)〗
    Hemiculter leucusculus);生态类型主要以杂食性、底层性、定居性鱼类为主,分别占总物种数的50.0%、50.0%和89.5%;渔获物的相对重量以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙为主,分别占总重量的49.8%、16.6%,相对数量以马口鱼、〖FK(W*8/9。1〗〖PS5号F体.eps,BP#〗〖FK)〗、宽鳍鱲(Zacco platypus)为主,分别占总数的30.0%、17.4%、12.7%;鱼类群落的多样性指数处于一般至较丰富水平,其中中游S3区域Shannon指数(H)、Maragalef指数(R)和Pielou指数(J)均高于上游S1、S2和下游S4区域,夏季和秋季的HR指数均高于春冬季,但J指数为春冬季高于夏秋季;不同采样时间的鱼类群落相似性指数(S′)均介于0.50~0.75,为中等相似及以上,不同采样区域的S′除S1与S3间和S1与S4间为中等不相似外,其余均为中等相似(S′>0.50);ABC曲线表现为生物量曲线在丰度曲线上方,W统计为0.0267>0,表明现阶段堵河水系鱼类群落受外界扰动影响较小,鱼类群落较为稳定,但与历史数据相比,鱼类种类和生态类型均有一定变化。根据上述结果提出了堵河鱼类资源的保护建议。
    输电线路高风险鸟类的功能性状与生境特征
    沈勇, 周庆东, 张羽, 权擎, 刘晓天, 黎高宁, 张强
    2022, 41(2):  307-315.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.015
    摘要 ( 7 )   PDF (1128KB) ( 1 )  
    鸟类活动引起的闪络跳闸是影响输电线安全运行的主要威胁之一,其时空发生特征的多样性和复杂性成为长期困扰电力系统的难题。分析输电线路高风险鸟类的性状特征与生境选择,对于电网防鸟实践具有重要意义。本研究通过调查广东省江门市的高压输电线及其周边鸟类,明确对输电线路安全构成高风险的鸟类物种,并分析其性状特征,探索性状如何影响物种栖息在输电线上的频率。结果显示,栖息与不栖息在输电线上的两类物种性状具有明显的差异,零膨胀泊松模型的结果显示,这些差异主要影响的是栖息频率(从1到多的过程)而不是是否会栖息输电线上(即从0到1的过程)。栖息频率较高的鸟种多为本地留鸟,且具有体型长、迁移能力弱、分布范围小、偏好的生境类型少等特征,如黑领椋鸟和八哥为出现频率最高的两个物种。主成分分析显示,鸟类高频率出现在输电线的区域其生境特点是灌木面积占比高、人为干扰较强、生境破碎化严重。本研究为建立有针对性的防治高风险鸟类的措施,促进输电线路与鸟类和谐共处提供科学依据。
    北京不同类型人工林中蛾类群落特征
    郭欣乐, 张科, 周童, 胡阳, 孙秀玲, 李凯
    2022, 41(2):  316-323.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.013
    摘要 ( 14 )   PDF (1594KB) ( 0 )  
    近年来,绿化造林工程在北京市大规模展开,涉及林地生境类型多样。林地昆虫群落组成和多样性特征受林分树种组成、立地条件、管护方式的影响。通过对北京市5种人工林样地中蛾类群落结构、多样性和相似性及其时空动态特征的调查,探讨了蛾类多样性变化对生境类型的生态响应。结果表明:共获得标本7046头,隶属于25科269种,以夜蛾科(Noctuidae)为优势类群;聚类分析和群落相似性分析表明,市区样地和郊区样地在蛾类群落特征上存在着一定差异,郊区种群多样性指数和均匀度指数较高,市区种群物种优势度和个体数较高。蛾类群落特征与其生境类型、林分质量关系密切,与郊区相比,市区人工林地,特别是腾退林地,爆发虫害的可能性较大,建议对该区域城市林地病虫害重点防控。
    胜山阔叶红松林蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物多样性的影响
    李格格, 刘启龙, 陈婷, 刘爽, 卢廷玉, 高梅香
    2022, 41(2):  324-333.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.002
    摘要 ( 7 )   PDF (1647KB) ( 1 )  
    为了阐明蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物群落组成和多样性的影响,于2019年在胜山自然保护区的原始阔叶红松林内开展实验,并采用陷阱法收集地表节肢动物。共捕获地表节肢动物92266只,分别为蜈蚣目、盲蛛目、马陆目、蜘蛛目,大头蚁属和步甲科、隐翅虫科、葬甲科这8个类群;蚂蚁巢穴存在及到蚂蚁巢穴的不同距离对其他地表节肢动物个体数量存在显著影响,其影响因类群而异。蚂蚁巢穴对蜈蚣和蜘蛛有促进作用,对盲蛛、马陆和步甲科类群有抑制作用,对葬甲科与隐翅虫科无显著影响;对照样地和距蚂蚁巢穴较远群落的Shannon指数、Pielou指数和Simpson指数更高;蚂蚁巢穴样地群落Beta多样性更高,且Beta多样性主要由空间物种转换组成,表明存在较高的空间物种替换,即蚂蚁巢穴导致群落类群组成较大的差异。本研究表明,蚂蚁巢穴存在和距离远近都是影响其他地表节肢动物群落多样性的因素。
    基于CASA模型的长江口崇明东滩湿地植被净初级生产力与固碳潜力
    原一荃, 薛力铭, 李秀珍
    2022, 41(2):  334-342.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.025
    摘要 ( 25 )   PDF (2334KB) ( 0 )  
    湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。为了解盐沼的固碳能力,以崇明东滩南部典型盐沼潮沟体系为对象,结合实验观测与遥感影像解译,估算了盐沼湿地的净初级生产力,并探讨了环境变化下盐沼湿地固碳潜力的变化。结果表明:盐沼植物净初级生产力表现出显著的时空差异,时间差异体现在年际和季节差异,即2013年和2017年盐沼植物净初级生产力总量分别为245.70和257.75 t C·a-1,呈现略微增长趋势;夏季植物净初级生产力(97.70±69.31 g C m-2·month-1)显著高于其他季节(P<0.05);空间差异表现为净初级生产力随高程降低而降低,其中芦苇群丛的净初级生产力(1079.64±168.34 g C·m-2·a-1)显著高于其他覆被类型(P<0.05);2017—2018年,研究区盐生植物固碳能力仍低于同一区域的陆地植被平均固碳水平,随崇明东滩盐沼逐渐成熟,固碳能力可进一步提高;在海平面上升背景下,盐沼植被的陆向演替,弥补了盐沼前缘侵蚀造成的有机碳损失,植物总固碳潜力每年递增130.24~250.12 t;而全球气温的持续升高以及河口环境的动态变化,如海平面上升、岸线侵蚀、植被演替及人为干扰等,增加了盐沼固碳能力的不确定性。在全球变化背景下,合理分析并预测其对碳循环的贡献,将为利用滨海湿地固碳增汇提供科学参考。
    岱海流域土地利用动态模拟及生态系统服务价值测算
    李金雷, 刘欢, 哈斯娜, 陆学岩, 刘旭隆, 王立新, 温璐
    2022, 41(2):  343-350.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.023
    摘要 ( 6 )   PDF (2975KB) ( 0 )  
    北方内陆湖泊面积萎缩严重,岱海作为典型的内陆湖之一,其面积变化尤为显著。为研究岱海湖面积变化及岱海流域生态系统服务价值(ESV)的动态趋势,本研究运用CA-Markov模型,基于1989—2018年6期的土地利用数据,预测2026年的土地利用状况,并采用当量因子法,对岱海流域ESV进行评估。结果表明:岱海湖若不进行生态补水,湖泊面积将由2018年的53 km2缩减至2026年的39.81 km2;随岱海湖湖面萎缩,岱海流域生态系统服务总价值不断下降,由1989年的32.25亿元下降为2018年的24.07亿元;在空间上,岱海流域ESV呈现中间高、四周低的空间分异特征,在时间上,高值区面积逐期减小,低值区面积增加;岱海流域若不进行生态补水,到2026年ESV降为23.99亿元,但“引黄济岱”工程的实施会使岱海湖水量和湖面面积增加,到2026年使岱海流域ESV增长至25.14亿元。
    基于人为干扰度的盐城滨海湿地景观格局动态变化及响应
    解若璠, 沈永明, 劳桦
    2022, 41(2):  351-360.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.007
    摘要 ( 12 )   PDF (3164KB) ( 0 )  
    为了量化人类活动对盐城滨海湿地景观格局的影响,论文以盐城滨海湿地黄沙港东北侧至四卯酉河口岸段向南延伸4 km的区域为研究对象,基于景观格局指数、人为干扰指数和GIS等方法,利用1984—2020年的6期遥感影像数据,探讨了湿地景观格局和人为干扰度的动态变化及响应。结果表明:研究期间,研究区的自然景观面积总体上呈减少趋势,人工景观持续增长,不断向海推进,并逐渐取代自然景观成为研究区的主导景观;景观破碎化程度加剧,景观形状趋于规则,各斑块连接性减弱,景观多样性降低,但2013年后破碎化程度有减轻趋势;研究区人为干扰度在1984—2006年呈上升趋势,2006—2013年变化趋于平稳,2013年后干扰程度有所减轻;干扰重心由陆向海逐渐迁移,干扰贡献景观类型从耕地转为水产养殖塘。相对于研究区北部,南部区域的人为干扰度变化跳跃性大,中部核心区人为干扰则较为平稳;人类活动的干扰对研究区景观格局影响剧烈,不同程度的人类干扰对景观格局的影响程度也不同,且人为干扰过程与自然演替之间存在一定的对立性。研究表明,将研究区多年景观动态变化与人为干扰度相结合,可以很好地把握景观变化与人类干扰之间的关系,为盐城滨海湿地的管理、保护及海岸带生态环境可持续发展提供科学参考。
    综合评述
    城市景观影响人居环境健康的研究进展
    贺宏斌, 孙然好, 段兴武
    2022, 41(2):  361-370.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.022
    摘要 ( 23 )   PDF (2038KB) ( 0 )  
    城市景观类型和格局能够改变居民的生理和心理活动,对人居环境健康有着重要影响,当前尚缺少对影响方式和程度的系统研究。通过综述绿色空间与人居环境健康的国内外文献,从生理健康和心理健康角度归纳了绿色空间对城市人居环境健康的影响。当前研究存在的问题包括侧重于单个学科领域研究、局限于传统数据、侧重于静态分析、研究区域相对局限、研究集中于单一景观类型等。在未来的研究中应该更加注重学科领域的结合,融合多元时空大数据和深度学习理论,将智慧城市方法与人居环境健康研究相结合,推动城市的健康和可持续发展。
    DGT/DET与CID技术联用获取环境微界面元素异质性分布特征:进展与展望
    李希媛, 管冬兴, 李苏青, 苏靖, 张坚超, 滕辉
    2022, 41(2):  371-381.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.010
    摘要 ( 13 )   PDF (2019KB) ( 0 )  
    环境中广泛存在的微界面是物质循环和能量交换的门户,显著影响元素(如S、Fe和P)的迁移转化过程与生态效应。而微界面元素分布具有高度的时空异质性,因此开发和应用原位且高分辨率的表征技术手段显得尤为必要。薄膜扩散梯度(DGT)和薄膜扩散平衡(DET)技术是研究微界面元素和化合物分布及其生化过程的利器。近30年的大量实验证据表明,DGT/DET通过扩散吸附/平衡作用原位被动采样结合后续高分辨化学分析手段,比如一维/二维膜物理切割化学仪器分析、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以及计算机/比色密度成像计量法(CID),可以获取元素的高分辨浓度分布和生物有效性信息以及多元素间耦合作用的动态过程。在上述3种后续分析方法中,CID手段是最为便捷、快速和廉价的,空间分辨率与LA-ICP-MS分析相当,纵横方向均可达几十至几百微米,推广应用潜力巨大。本文在对DGT/DET和CID技术概述的基础上,总结了技术联用的思路,并依据获取二维高分辨图像的步骤差异对技术联用的进展进行了分类介绍,一类是原位即时显色成像,比如以AgI为吸附膜的DGT与CID方法联用测定硫化物,另一类是预处理后显色成像,比如以氧化锆为吸附膜的DGT与CID方法联用测定磷酸根和铬酸根、DET-CID方法测定二价铁离子和碱度。最后展望了DGT/DET与CID技术联用的发展趋势。
    根系分泌物在重金属污染土壤生态修复中的作用机制研究进展  
    莫思琪, 曹旖旎, 谭倩
    2022, 41(2):  382-392.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202201.008
    摘要 ( 8 )   PDF (1092KB) ( 0 )  
    我国土壤重金属污染问题日益突出。作为一种绿色、安全的生物修复技术,植物修复技术备受关注。根系分泌物作为植物土壤微生物三者物质交换与信息传递的重要载体,是植物响应外界胁迫的重要生理生态指征,在植物修复过程中发挥关键作用。研究表明,根系分泌物能够有效调控根际微环境,提升植物抗逆能力,影响重金属在根际微域中的环境行为。传统的根际生态研究更多聚焦在养分调控等方面,而关于根系分泌物在污染场地生态修复中的作用机制研究相对较少。本文综述了根系分泌物对土壤理化性质、土壤微生物、植物生理代谢过程以及重金属在土壤植物系统中迁移转化等方面的影响,系统总结了植物根系分泌物响应重金属胁迫的生理生态机制,并对未来土壤重金属污染生态修复研究方向进行了展望。
    技术与方法
    基于耳石信息的北太平洋东西部群体柔鱼日龄和生长特征
    韩霈武, 王岩, 方舟, 陈新军
    2022, 41(2):  393-403.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.026
    摘要 ( 6 )   PDF (2336KB) ( 0 )  
    为了解北太平洋东部群体与西部群体柔鱼的日龄与生长特征,根据2010年、2012年、2015年和2016年在北太平洋采集的柔鱼样本,对该物种的日龄和生长特征进行了分析。结果表明:柔鱼生命周期大约为1年,东部群体柔鱼个体日龄范围为133~345 d,西部群体雌、雄个体的日龄范围分别为105~271 d和95~264 d;东部群体柔鱼的孵化高峰期为8—10月,西部群体雌性个体的孵化高峰期为1—4月,雄性的孵化高峰期为2—4月;胴长与体质量关系表明,东部群体柔鱼的生长参数b值(2.98)约等于3,表明其为等速增长,而西部群体雌性b值(3.17)和雄性b值(3.14)大于3,表明其为正异速生长;东部群体胴长与日龄关系符合Logistic关系,其中拐点日龄为177 d,拐点胴长为261.90 mm,西部群体雌、雄胴长与日龄关系均符合Gompertz关系,其中拐点日龄分别为76 d和74 d,拐点胴长分别为142.49 mm和137.48 mm;随着日龄的增加,东西部群体柔鱼的生长率呈下降趋势,且相对于西部群体,东部群体柔鱼的生长率较大,西部群体雌性的生长率略大于雄性个体。
    基于Sentinel-1/2的大兴安岭木本沼泽信息提取方法
    赵宇欣, 张冬有, 毛德华, 杜保佳, 孙俊杰
    2022, 41(2):  404-416.  doi:DOI: 10.13292/j.1000-4890.202202.003
    摘要 ( 8 )   PDF (5820KB) ( 0 )  
    木本沼泽的遥感信息提取一直是湿地研究的难点之一,在复杂环境地区传统调查方法无法深入,而利用遥感影像提取湿地分布信息大大提高了研究效率,对于理解全球变化具有重要意义。本研究选取位于黑龙江省西北部大兴安岭地区额木尔河流域的一景影像为研究案例,融合应用Sentinel1的雷达波段和Sentinel-2的红边波段,基于红边光谱特征和雷达特征等变量组合的特征波段集,采用深度学习和支持向量机方法对湿地分布信息进行提取,以期提高湿地信息提取和识别的精度。结果表明:在深度学习方法中,加入红边特征比只使用光谱特征总体精度提高了2.3%,达84.3%;加入雷达特征后,精度再度提高1.8%。即精度最高的融合光谱特征、红边特征以及雷达特征的方案,总体精度达86.5%,Kappa系数达0.84,其中林地精度达99.9%、草本沼泽达85.4%、木本沼泽达69.9%、水域达89.3%。最优深度学习模型迭代精度最高达95.7%。利用支持向量机方法进行对照试验,只使用光谱特征以及依次加入红边特征、雷达特征总体精度分别为74.4%、75.4%、77.3%,各项方案的总体精度均低于深度学习方法精度。本文采用深度学习方法对Sentinel-1/2结合的影像进行湿地信息精准提取,最高精度达86.5%,为今后更大尺度上木本沼泽的遥感信息精准提取研究提供了方法参考。