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2023年 第42卷 第2期    刊出日期：2023-02-10

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2023, 42(2):  0. 

摘要 ( 163 )   PDF (13040KB) ( 19 )  

研究报告

干旱对梭梭水力性状及生理生化特性的影响

彭兰, 周晓兵, 陶冶, 尹本丰, 李永刚, 张静, 张元明

2023, 42(2):  257-265.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.011

摘要 ( 42 )   PDF (1615KB) ( 35 )  

以荒漠优势种梭梭（Haloxylon ammodendron）为对象，基于2017年在新疆古尔班通古特沙漠南缘布设的降水量变化（减少100%和对照）的野外原位实验，开展了连续3年干旱处理下梭梭茎的水力特性以及同化枝（叶片）生理生化特性的研究。结果表明：干旱处理对梭梭茎的水分传输效率（比导水率、叶比导水率）、栓塞程度以及枝叶性状并没有产生显著影响。干旱处理下，梭梭通过显著提高同化枝脯氨酸和可溶性蛋白含量来维持其渗透压，提高保水能力；同时，通过显著提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性使丙二醛含量维持在较低的水平。相关性分析结果表明，梭梭茎的比导水率与栓塞程度呈显著负相关，与比叶重呈显著正相关；木材横截面积与叶比导水率和栓塞程度呈显著正相关。由此可见，梭梭主要通过增加渗透调节能力和保护酶活性协同抵御干旱胁迫，以维持正常的生理活动，而较高的自然栓塞程度可能也是梭梭长期在荒漠区极端干旱生境中所形成的一种耐旱策略。





新疆野核桃自然保护区不同坡向分枝成株野核桃种群结构与动态

魏海英, 黎一阳, 尚天翠, 张维

2023, 42(2):  266-273.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.012

摘要 ( 38 )   PDF (1653KB) ( 21 )  

新疆野核桃(Juglans regia)系国家Ⅱ级渐危物种，其主干倒伏或死亡后，若干分枝可形成主干并生长至成龄树。为了解分枝成株野核桃的种群结构与动态，采用普查法对新疆野核桃自然保护区分枝成株种群进行调查，利用空间代替时间方法及匀滑技术建立分枝成株野核桃种群的年龄结构、静态生命表，得到年龄结构动态指数，绘制种群存活曲线、死亡曲线、消失曲线、生存函数曲线，进而获得分枝成株野核桃种群年龄结构与动态趋势。结果表明：1）4个坡向分枝成株野核桃种群数量变化动态指数V_pi和V_pi′均大于0，种群年龄结构呈增长型，存活曲线属Deevey-Ⅱ型；2）不同坡向2龄级个体数远大于1龄级，1龄级分枝成株野核桃比2龄级更难通过环境筛；3）阴坡种群增长最高，半阳坡种群稳定性最好、种群抗干扰能力最强，阳坡种群稳定性最差，种群抗干扰能力最低；4）生存函数分析显示，阳坡种群早期稳定，中期脆弱，而半阳坡、阴坡、半阴坡种群早期脆弱，中晚期稳定。





基于器官凋落叶-土壤生态化学计量特征的樟子松和赤松人工林养分利用策略

王凯, 齐悦彤, 那恩航, 陶江, 刘建华, 康宏樟

2023, 42(2):  274-281.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.009

摘要 ( 33 )   PDF (2297KB) ( 47 )  

以科尔沁沙地樟子松与赤松人工林为对象，分析不同器官、凋落叶和土壤的C、N、P化学计量，比较研究两个树种的养分保存与利用机制。结果表明：樟子松叶C含量及C∶N、C∶P和N∶P、枝N含量以及根N和P含量显著高于赤松，而叶P含量、枝C∶N、根C含量及C∶N和C∶P显著低于赤松。樟子松N和P含量随枝叶年龄增加而下降，而赤松P含量表现为当年和二年生枝叶显著高于一年生枝叶。樟子松凋落叶C、N、P含量均显著高于赤松，C∶P和N∶P显著低于赤松。赤松叶片P重吸收效率显著高于樟子松，并且两个树种的P重吸收效率显著高于N重吸收效率。樟子松林土壤P含量显著低于赤松林，而C∶N和C∶P显著高于赤松林。樟子松养分主要供给新生组织器官，而老年枝叶的养分保存能力下降，凋落叶更易于分解，不利于土壤养分保存，土壤P含量较低。赤松养分保存能力更强，通过维持较高养分重吸收效率，提高体内养分利用效率，降低对土壤P的消耗。





若尔盖高寒沙化草地恢复过程中土壤全碳和植物根系特征的变化

李露航, 类延宝, 陈秋捷, 邓先智, 包寒阳, 扎琼巴让, 孙庚

2023, 42(2):  282-290.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.001

摘要 ( 43 )   PDF (1434KB) ( 64 )  

草地对全球碳循环和土壤碳固存的重要性越来越受到重视。我国草地约95%的碳都储存在土壤中。本研究以若尔盖高寒草地为对象，选取了未恢复、恢复1年、恢复4年、恢复8年的4块沙化草地，探究高寒草地恢复过程中土壤全碳和植物根系特征的变化。结果表明：若尔盖高寒草地土壤碳含量受恢复时间和土壤深度的影响，恢复草地的土壤全碳、有机碳和无机碳含量皆高于未恢复草地；有机碳含量在恢复8年达到最高，而无机碳则在恢复1年最高，分别是未恢复草地的7.55、11.78倍；恢复1年、恢复4年草地的土壤有机碳含量表层（0～20 cm）低于深层（20～50 cm），而恢复8年草地则是深层低于表层；而土壤无机碳无论是恢复1年、恢复4年、恢复8年的草地皆是0～5 cm土层的最高；有机碳/无机碳比为恢复4年>恢复8年>恢复1年，且深层（20～70 cm）土壤有机碳占比要高于表层（0～20 cm）；根系特征（根长、根体积、组织密度和根生物量）随着恢复时间增加而增加并与土壤有机碳显著正相关(P<0.05)，而与土壤无机碳含量无显著相关(P>0.05)，土壤无机碳含量与pH显著正相关(P<0.05)；在沙化草地恢复过程中，土壤碳含量显著升高，草地植物群落和土壤理化性质也逐步改善。因此，对退化草地实施人工干预，进行次生演替，是增加高寒退化草地土壤碳汇的一种有效策略。





菌根菌剂对科尔沁沙地3种常见造林绿化树种幼苗生长的影响

董硕, 马群, 阿拉木萨, 李全民, 刘志民

2023, 42(2):  291-297.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.005

摘要 ( 37 )   PDF (777KB) ( 21 )  

如何在沙地成功造林并使其快速生长是沙地生态环境建设面临的一个重大挑战。菌根菌剂具有改善造林树种生存环境、调节植物生长的作用，但菌根菌剂对不同植物的影响有何差异，以及如何依据不同生境条件和目标施用合适的菌根菌剂尚缺乏清晰认知。本研究以科尔沁沙地3种常见造林绿化树种樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）和水蜡（Ligustrum obtusifolium）为对象，采用穴施方法按0、100、200和300 g·m^-2剂量，对紫穗槐和水蜡接种内生菌根菌剂（根内根孢囊霉, Rhizophagus intraradices），对樟子松接种外生菌根菌剂（彩色豆马勃, Pisolithus tinctorius）。在幼苗生长1年后，测定菌根侵染率及生长指标。结果表明：樟子松菌根侵染率随菌剂用量增加而显著增加，在300 g·m^-2处理下侵染率最高（17.8%）；紫穗槐菌根侵染率随菌剂用量变化不显著；水蜡菌根侵染率随菌剂用量增加而显著减少，在100 g·m^-2处理下侵染率最高（19.3%）；3种植物菌根依赖性平均大小为水蜡>樟子松>紫穗槐。添加菌剂后，樟子松除株高（200 g·m^-2：26%）和吸收根质量（100 g·m^-2：79.2%）外，各生长指标均降低；紫穗槐株高、地上生物量和总生物量在300 g·m^-2处理下平均显著增加21.7%；水蜡的基径、输导根质量、地上生物量、根系生物量和总生物量显著增加，最大增长均在100 g·m^-2处理下，分别提高47.0%、156.3%、207.6%、154.7%和186.6%。在100和200 g·m^-2处理下，水蜡生长指标增长率大多显著大于其他两树种；在300 g·m^-2处理下，紫穗槐主根长（38.5%）、输导根质量（45.5%）、根系生物量（45.3%）的增长率均显著大于其他两种树种。因此，菌剂对幼苗株高、吸收根质量、地上生物量、总生物量和根冠比增长率产生极显著影响，菌根菌剂促进水蜡地上部分生长但限制樟子松地下部分生长；高菌剂用量才能够促进紫穗槐生长。本研究为沙地造林合理施用菌根菌剂、加速植被恢复提供了依据。





覆盖对旱地春小麦干物质积累与分配及产量的影响

吴炳权, 柴雨葳, 马建涛, 李亚伟, 杨佳佳, 程宏波, 常磊, 柴守玺

2023, 42(2):  298-304.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.019

摘要 ( 33 )   PDF (1289KB) ( 21 )  

明确不同覆盖方式对旱地春小麦干物质积累分配的影响及其与产量形成的关系，可为旱地小麦高产生产提供依据。本研究在西北黄土高原雨养农业区设置秸秆带状覆盖（SM）、全膜覆土穴播（PM）及无覆盖（CK）3种覆盖方式，分析其对旱地春小麦干物质积累与分配及产量形成的影响。结果表明：覆盖显著提高了小麦各时期地上部干物质量，较CK相比，PM提高了7.5%～33.3%，SM提高了15.4%～25.3%，且主要促进了拔节至开花期阶段干物质积累量；PM和SM均显著提高了小麦开花期和成熟期叶、茎鞘、穗轴+颖壳的干物质分配比例；覆盖也显著提高了叶、茎鞘、穗轴+颖壳花前累积的干物质在花后的再分配，其中茎鞘和穗轴+颖壳的花后转移率均以SM最大（3.9%和29.2%）；同时，覆盖显著提高了小麦籽粒产量，PM和SM处理分别较CK增加了13.8%和14.1%；可见，覆盖可促进春小麦干物质积累、分配与转运，进而促进产量提高。在西北黄土高原雨养农业区，秸秆带状覆盖作为一种可持续的、保护性的覆盖措施，有利于该地区农田生态环境的改善及绿色农业的发展。





低氮胁迫下有机无机肥配施对小麦根际土壤氮矿化和微生物群落结构的影响

车钊, 姜方莹, 张军, 张浩苏, 罗华影, 董萧, 董召荣, 宋贺

2023, 42(2):  305-312.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.022

摘要 ( 29 )   PDF (1384KB) ( 29 )  

受天气和劳动力限制，小麦拔节肥不能及时施入时有发生。有机无机肥配合施用有较长的养分供应期，但能否缓解小麦拔节期低氮胁迫仍不清楚。本研究利用real-time PCR、16S rRNA和ITS测序技术，分析推迟拔节肥下有机无机肥配比对土壤微生物群落结构的影响，探究微生物群落结构和根际氮矿化的关系，为小麦高效栽培提供科学依据。本研究依托于有机无机配比定位试验，共设置4个处理：单施化肥（T1）、15%、30%和45%羊粪配施化肥（T2、T3和T4）。施拔节肥前一天进行土壤样品采集（拔节肥推迟20天施入），测定根际土壤氮矿化势，细菌和真菌丰度、多样性和群落结构等指标。结果表明：与单施化肥相比，有机无机配施处理能显著提高根际土壤氮矿化势，T2、T3和T4处理分别是单施化肥处理的2.0、1.7和2.2倍；各处理根际土壤细菌丰度无显著差异，配施有机肥降低了真菌丰度；与单施化肥相比，T2、T3和T4处理细菌的Chao1指数分别显著增加了5.1%、7.0%和8.6%；真菌Shannon指数随有机肥配施比例增加呈降低趋势，与T2处理相比，T4处理真菌的Shannon指数显著降低18.9%。相关分析表明，氮矿化势与细菌Chao1指数呈极显著正相关，与真菌丰度呈显著负相关。RDA分析表明，根际土壤可溶性有机碳为细菌群落的主要驱动因子。本研究表明，推迟拔节肥下有机无机肥配施通过增加根际土壤细菌的多样性，提高根际土壤氮矿化势，增强小麦拔节期低氮胁迫下土壤供氮潜力。





水分调控对南疆地区不同熟性苹果农艺特性的影响

张楠, 龚珂宁, 黄炳川, 李勇, 曹辉, 杜江涛, 王兴鹏

2023, 42(2):  313-323.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.020

摘要 ( 26 )   PDF (3401KB) ( 32 )  

本文通过分析不同熟期苹果农艺特性和产量品质的差异性，探讨了水分调控在南疆地区苹果种植中的主导作用，为制定不同品种苹果的灌溉制度提供理论依据。试验于2020年和2021年在阿拉尔市十团矮砧密植苹果园开展，供试品种分别为5年和6年的“皇家嘎啦”和“富士”，设置了5个灌水定额（13.5 mm（W₁）、18 mm（W₂）、22.5 mm（W₃）、27 mm（W₄）和31.5 mm（W₅）），测定了不同灌水定额条件下的苹果农艺性状、耗水特性、产量及品质等评价指标。结果表明：灌水定额对苹果新梢和果径影响差异显著，随着灌水定额的增加新梢长度增大，但却抑制了果实果径的生长；对于不同熟期苹果，各物候期耗水量和作物系数依次为果实膨大期>果实成熟期>开花坐果期，在果实膨大期达到峰值；不同灌水处理下，富士W₃处理、嘎啦W₄处理产量最高；水分利用效率均以W₃处理最优；富士与嘎啦W₁处理的果实硬度、淀粉指数、糖酸比及可溶性固形物等品质指标均优于其他处理，果实含水率则以W₃处理最高；相关性分析表明，硬度、可溶性固形物与水分利用效率相关性较强；将不同熟性苹果的农艺性状、耗水量、产量及品质进行综合分析，同时考虑经济效益，富士与嘎啦适宜的灌水定额为22.5 mm，灌水次数分别为23和20次。





盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片氮代谢和产量构成因素的影响

刘建新, 刘瑞瑞, 刘秀丽, 贾海燕, 卜婷, 李娜

2023, 42(2):  324-332.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.020

摘要 ( 22 )   PDF (1938KB) ( 26 )  

为探讨外源信号硫化氢（H₂S）对盐碱胁迫下裸燕麦（Avena nuda）氮代谢的调控机制及产量构成因素的影响，采用盆栽土培试验，以‘定莜9号’品种为材料，设置盆土不添加盐碱和添加3.00 g·kg^-1盐碱（摩尔比NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=12∶8∶1∶9）与抽穗期喷水和喷50 μmol·L^-1 H₂S供体硫氢化钠（NaHS）溶液，共4个处理。喷施3 d后分别在第7天和第14天取叶片检测氮代谢相关物质含量和关键酶活性，成熟期调查产量构成因素及产量。结果表明：（1）喷施后第7天，盐碱胁迫显著降低裸燕麦叶片氨态氮、硝态氮、可溶性蛋白质含量和蛋白酶、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷草转氨酶（GOT）、谷丙转氨酶（GPT）活性，对游离氨基酸含量和硝酸还原酶（NR）活性无显著影响；喷施NaHS溶液使盐碱胁迫下裸燕麦叶片氨态氮、游离氨基酸含量和蛋白酶、GPT活性分别显著降低27.3%、51.4%、51.4%、8.3%，GDH和GOT活性分别显著提高12.1%和36.1%，而对硝态氮、可溶性蛋白质含量和NR、GS、GOGAT活性无显著影响。（2）喷施后第14天，盐碱胁迫导致叶片氨态氮、可溶性蛋白质含量和蛋白酶、GS、GOGAT活性显著降低，硝态氮含量和NR、GDH、GOT活性显著提高，而游离氨基酸含量和GPT活性无显著变化；喷施NaHS溶液使盐碱胁迫下叶片GDH和GOT活性分别显著降低62.3%和53.2%，可溶性蛋白质、游离氨基酸含量和蛋白酶、GS、GOGAT、GPT活性分别显著提高19.5%、39.0%、71.5%、294.6%、149.7%、23.7%，而氨态氮含量和NR活性无显著变化。（3）盐碱胁迫对裸燕麦地上部干重、收获穗、穗铃数和千粒重无显著影响，而使穗粒数和籽粒产量分别显著下降44.5%和43.6%；喷施NaHS溶液对盐碱胁迫下裸燕麦地上部干重、收获穗、穗铃数和千粒重无显著影响，而使穗粒数和籽粒产量分别显著提高61.6%和52.8%。上述结果表明，盐碱胁迫诱导裸燕麦氮代谢发生紊乱，造成产量降低；外源硫化氢可通过调节氮代谢缓解盐碱胁迫下裸燕麦产量构成因素及产量的下降幅度。





硅对镉胁迫下香椿幼苗光合特性和离子吸收的影响

偶春, 程雯慧, 王泽璐, 沈钟媛, 姚侠妹

2023, 42(2):  333-341.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.021

摘要 ( 24 )   PDF (2299KB) ( 47 )  

为探究硅对镉胁迫下香椿的缓解机制，以香椿幼苗为材料，采用水培法调查施加不同浓度硅（0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1）对镉（200 μmol·L^-1）胁迫下香椿幼苗的生长指标、渗透平衡、离子吸收、光合特性、抗氧化能力的影响。结果表明：镉胁迫显著抑制香椿幼苗的生长，降低其根系活力、离子含量、光合色素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）；而相对电导率、胞间CO₂浓度（C_i）、过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量则显著增加。与单独镉处理相比，施加硅后，香椿幼苗的生长指标、根系活力、铁（Fe²⁺）、锰（Mn²⁺）、锌（Zn²⁺）、铜（Cu²⁺）离子含量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及气体交换参数（除C_i）均显著提高，而镉离子（Cd²⁺）含量、相对电导率、C_i、H₂O₂和MDA的含量均显著降低。随着施硅浓度的增加，各项生理指标均呈现低促高抑的变化趋势。试验表明，镉胁迫下施加硅可以促进香椿幼苗的生长，增加其体内的离子含量，提高光合作用效率，维持细胞膜渗透平衡和清除体内活性氧，从而缓解镉胁迫对香椿幼苗的毒害作用，且硅浓度为1.0 mmol·L^-1时，综合缓解效果最佳。





四大家鱼幼鱼运动能力对捕食胁迫的响应

龙珍满, 朱峰跃, 段辛斌, 郭杰, 俞立雄, 郑永华, 唐洪玉

2023, 42(2):  342-351.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.013

摘要 ( 46 )   PDF (4993KB) ( 39 )  

捕食胁迫（胁迫时长和胁迫强度）影响鱼类的运动能力，遭遇捕食者时猎物鱼的逃逸策略不尽相同。为考察鱼类运动能力对捕食胁迫的响应，本实验选取乌鳢（Channa argus）和南方大口鲶（Silurus meridionalis）为捕食者，青鱼（Mylopharyngodon piceus）、草鱼（Ctenopharyngodon idellus）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）四大家鱼幼鱼为猎物鱼。猎物鱼分别在无捕食（对照）、低捕食（隔网胁迫）和高捕食（直接胁迫）压力下接受捕食胁迫，胁迫时长分0、7和14 d三个水平，随后对比四大家鱼种间运动能力的差异，并考察四大家鱼幼鱼的稳定和非稳定游泳能力在不同捕食胁迫水平（胁迫时长和胁迫强度）下的适应性改变。结果表明：四大家鱼的稳定游泳和非稳定游泳能力之间存在权衡，应对捕食胁迫时以增强快速启动游泳能力为主，临界游泳速度有下降趋势；四大家鱼均表现为“C”型快速启动游泳模式，在快速启动过程中身体旋转主要在第1阶段完成，速度性能在第2阶段达到最大；在捕食压力下，四大家鱼的逃逸策略存在种间差异；青鱼和草鱼以缩短反应时滞为主要逃逸策略，随着捕食强度增加，反应时滞下降幅度增大；鲢在低捕食胁迫水平下即表现出显著的缩短反应时滞和增大逃逸角度，高捕食胁迫水平下增加表现为增大逃逸速度；鳙在受到捕食胁迫后以提高逃逸速度为主要应对策略，反应时滞有降低趋势，但响应不显著。





障碍物对鳙幼鱼游泳行为的影响

罗金梅, 石小涛, 陶宇, 姜泽文, 李冬晴, 焦易林, 季怀耀, 胡晓, 柯森繁

2023, 42(2):  352-360.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.003

摘要 ( 25 )   PDF (1946KB) ( 24 )  

天然河道底部的障碍物形成了复杂的水流环境，洄游鱼类对复杂水流环境的响应行为对于鱼能否上行或下行通过障碍物并完成生活史至关重要。本研究在封闭水槽中采用递增流速法测试了鳙（Aristichthys nobilis）幼鱼在不同障碍物型式下的临界游泳速度，结果表明：鳙幼鱼在自由来流、圆柱和半圆柱下的临界游泳能力无显著性差异（P>0.05），而方柱下鳙幼鱼的临界游泳能力显著降低（P<0.05）；鳙幼鱼受障碍物下游复杂流场影响表现出3个特征游泳姿态，依此划分出3个位置区间；为了分析方柱下游泳能力下降的原因，统计了不同流速下鳙幼鱼在3个位置区间所占的时间百分比，并提取了相应的游泳动力学指标，包括摆尾频率、摆尾幅度、鱼头侧向最大加速度、鱼身侧向最大加速度、身体波动速度、身体波长和鱼头最大转角速度；鳙幼鱼在近柱区（障碍物下游6～26 cm；A区）停留时间最长，时间百分比高达63.1%；其次是中区（障碍物下游26～46 cm；B区）为29.1%；远柱区（障碍物下游46～66 cm；C区）最低，为7.8%；不同水流速度下，鳙幼鱼在方柱下游3个位置区间的时间百分比分布也有明显差异，在流速为5.24 BL·s^-1（BL为体长）时，鳙幼鱼在A区停留时间高达30.3%；通过比较鳙幼鱼在方柱下游3个位置区间的游泳动力学指标发现：当流速为5.24 BL·s^-1时，鳙幼鱼在A区的摆尾频率和身体波动速度显著低于B区和C区（P<0.05）；摆尾幅度、鱼头侧向最大加速度、鱼身侧向最大加速度和鱼头最大转角速度显著高于B区和C区（P<0.05）。本研究从游泳策略和游泳动力学的角度，发现方柱和流速的特殊组合在柱后形成复杂流态，增加游泳能量消耗，导致了鳙幼鱼的游泳能力下降。本研究可为洄游鱼类上下行通过障碍物时底部障碍物的设计提供参考。





淹水和植被刈割对青草沙水库边滩大型土壤动物群落的影响

张胜楠, 童春富, 王涛, 王毅伟

2023, 42(2):  361-367.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.002

摘要 ( 26 )   PDF (1322KB) ( 30 )  

土壤动物是生态系统的重要组成部分，对区域生态环境具有一定的指示作用。为探究淹水和植被刈割对水库边滩大型土壤动物群落组成及多样性的影响，于2018年9月在青草沙水库边滩设置了淹水区、刈割淹水区和未处理区3个不同处理样区，并对各样区的大型土壤动物、植被和沉积物进行取样分析。结果表明：不同类型的干扰对大型土壤动物群落组成和多样性的影响存在差异。相较于未处理区，淹水区大型土壤动物群落的物种组成有明显不同，主要表现在膜翅目种类减少，鞘翅目种类增多。此外，淹水区大型土壤动物群落的Shannon多样性指数显著高于未处理区（P<0.05）。相同淹水条件下叠加植被刈割处理会对大型土壤动物群落产生负面影响。相较于淹水区和未处理区，刈割淹水区大型土壤动物群落的物种数减少，在其他两区占绝对优势的腊鼠妇（Porcellionides sp.）和环肋螺（Plectoropis sp.）并未在本区出现；刈割淹水区大型土壤动物群落的整体密度显著低于淹水区和未处理区（P<0.05），Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著低于其他两区（P<0.05）。从非线性回归分析结果来看，仅未处理区土壤动物的多度和生物量与该区0～2 cm土壤中值粒径、2～5 cm土壤总磷、总氮、总碳含量和植株密度组合显著相关（P<0.05），而淹水区、刈割淹水区均未发现与土壤动物多度和生物量显著相关的生境因子组合（P>0.05）。淹水和植被刈割除直接影响土壤动物外，可能还改变了相关生境因子与土壤动物的关系。



2005—2021年中华穿山甲在浙江省的发现记录及保护现状

刘雷雷, 章书声, 郑荣泉, 郑善坚, 裘林晨

2023, 42(2):  368-374.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.008

摘要 ( 49 )   PDF (1347KB) ( 36 )  

掌握重点保护濒危野生动物的种群状况是开展有效保护的前提和基础。中华穿山甲(Manis pentadactyla)作为国家一级重点保护野生动物，其野外分布范围、种群数量和动态变化等资料匮乏，严重制约该物种的保护管理工作。本研究通过系统收集2005—2021年间浙江省各地市有关中华穿山甲的新闻报道、文献资料和红外相机拍摄记录等信息，分析中华穿山甲记录的空间和时间规律。结果表明，浙江省各地市有关穿山甲的发现记录有85条，其中可以确定为中华穿山甲的有67条记录。中华穿山甲在浙江各地均有分布，但温州市、丽水市、杭州市等地区分布较为集中。除2008、2009和2011等3个年份没有记录之外，其余年份均有中华穿山甲的发现记录。中华穿山甲表现出明显的月记录规律，发现时间集中在6—8月，这3个月合计记录为35条，占中华穿山甲记录总数的52.24%。随着人们保护意识的提高和各个自然保护地红外相机的使用，中华穿山甲的记录数呈现明显增加的趋势。本研究初步明确了中华穿山甲在浙江省的分布状况，为下一步开展全省中华穿山甲专项调查提供了基础数据。





长江口南汇边滩不同植被类型营养盐削减效果

李泽渊, 李秀珍, 谭立山, 闫中正

2023, 42(2):  375-385.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.001

摘要 ( 34 )   PDF (3725KB) ( 42 )  

湿地具有良好的吸收净化能力，能够有效去除水体中的氮、磷等污染物。为探究潮滩湿地削减营养盐的效果，本研究于2020年8月、11月和2021年1月、4月，对长江口南汇边滩光滩、海三棱藨草（Scirpus mariqueter）和互花米草（Spartina alterniflora）3种生境不同深度沉积物孔隙水溶解态无机氮（DIN）和溶解态无机磷（DIP）浓度进行观测，并分析其与沉积物环境因子的相关性。结果表明：植物生境沉积物孔隙水中DIN和DIP浓度显著低于光滩（P<0.05），其中互花米草生境（82.5%～97.3%）DIN相对削减率高于海三棱藨草生境（25.5%～75.8%），互花米草生境（54.1%～83.9%）DIP相对削减率高于海三棱表藨草生境（55.7%～76.4%）；深层沉积物孔隙水NH₄⁺-N和PO₄^3--P浓度显著高于表层（P<0.05），而NO₃^--N呈相反趋势。季节上，3种生境孔隙水DIN浓度均表现出夏季低、冬季高的特点，而DIP夏季浓度最高。根据相关性分析，沉积物温度、IN、AP和C/N等环境因子是影响潮滩植被营养盐削减效果的重要影响因子（P<0.05）。本研究对揭示盐沼湿地的水质净化能力具有重要参考价值。




不同施肥处理下采煤矿区复垦土壤微生物功能多样性与共现性特征

尚妍萌, 张杰, 孟会生, 谢钧宇, 郝鲜俊, 孙大生, 洪坚平

2023, 42(2):  386-394.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.003

摘要 ( 24 )   PDF (1490KB) ( 45 )  

土壤微生物功能多样性是土壤质量改善的重要指标，研究采煤矿区复垦土壤微生物功能多样性与共现性特征，对于矿区复垦及生态重建具有重要的理论和实践指导意义。本研究以玉米为复垦作物，采集了采煤矿区复垦1年后的撂荒（UL）、不施肥（CK）、施磷钾肥（PK）、单施化肥（NPK）、化肥解磷菌肥配施（NPKB）、单施有机肥（M）、有机肥化肥配施（MNPK）、有机肥化肥解磷菌肥配施（MNPKB）8个处理下的0~20 cm耕层土壤，利用BiologECO微平板法结合多元分析对不同处理下土壤微生物群落的碳源利用情况、功能多样性和共现性特征进行探究。结果表明，复垦施肥能够显著提高土壤微生物对31种碳源的利用能力，并且可以显著提高土壤微生物群落的多样性和丰富度，其中MNPK处理与NPK处理的效果最佳。主成分分析（PCA）和双向聚类分析均表明，欠施肥处理组（UL、CK和PK）和完全施肥处理组（NPK、NPKB、M、MNPK和MNPKB）的组间碳源利用特征存在明显分异，而组内各处理的碳源利用图谱相似。完全施肥处理组的土壤微生物群落功能活性显著高于欠施肥处理组。共发生网络分析结果显示，与欠施肥处理组相比，完全施肥处理组微生物的碳源利用呈现出更强的网络共现性，拥有更复杂的网络组成。说明即使1年的短期复垦施肥处理也能明显提高采煤矿区的土壤微生物功能多样性，且NPK均衡的完全施肥处理有助于复垦土壤微生物恢复其复杂、稳定的群落结构，其中有机肥化肥配施与单施化肥的复垦效果最佳，在采煤矿区复垦实际中应用潜力更大。





中国温带草原植被NDVI时空变化及其对气候变化的响应

马蓉, 夏春林, 张佳琦, 神祥金

2023, 42(2):  395-405.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.015

摘要 ( 41 )   PDF (13441KB) ( 62 )  

为探究中国温带草原植被变化及其对气候变化的响应规律，本文利用1982—2015年逐月气象数据和逐旬GIMMS NDVI数据，分析了中国温带草原区不同类型草原植被NDVI变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：中国温带草原植被生长季NDVI在1982—2015年总体呈增加趋势，增加速率为0.008 (10 a^-1)；在生长季内的不同季节，温带草原植被NDVI均呈增加趋势，但存在一定的空间差异；生长季内，降水是中国温带草原植被生长最重要的影响因子，春季和夏季降水的增多明显促进温带草原3种类型植被的生长；在气温影响方面，春季夜晚最低温的升高对于所有类型温带草原植被生长均有促进作用，而春季和秋季白天最高温的升高能够明显促进温带草甸草原和典型草原植被的生长。本研究发现，夏季夜晚最低温和白天最高温对中国温带草原植被有不对称的影响，夜晚最低温的增加会促进植被的生长，而白天最高温的增加对植被生长起到抑制作用。





2000—2019年石羊河流域植被总初级生产力变化及其气候特征

王大为, 周伟, 韩涛, 李丽丽, 罗天旭, 李金山

2023, 42(2):  406-414.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.009

摘要 ( 30 )   PDF (4556KB) ( 63 )  

石羊河流域是我国典型的内陆河流域，生态特征敏感脆弱，是了解干旱地区陆地生态系统总初级生产力（gross primary productivity, GPP）对气候变化响应及反馈的典型区域。本研究通过卫星数据和地面观测数据建立光能利用率模型，模拟估算了石羊河流域2000—2019年植被GPP，分析了气候影响下的不同植被类型GPP的空间分布以及年际变化。结果表明：石羊河流域GPP的平均值为256.52 g C·m^-2；落叶阔叶林、常绿针叶林、灌木林、耕地、草原、湿地和荒漠植被GPP分别为676.38、609.96、144.42、404.49、314.07、75.15和110.21 g C·m^-2，表现为南部祁连山区的落叶阔叶林GPP最高，北部荒漠区的湿地GPP最低；GPP的变化呈上升趋势，年际变化存在波动，趋势增加的面积为92%，平均速率为6.99 g C·m^-2·a^-1；流域内不同植被类型GPP增加速度从大到小顺序为落叶阔叶林>常绿针叶林>草地>耕地>灌木林>荒漠>湿地；流域内与GPP呈正、负相关且面积最大分别是降水量与蒸发量；天然植被GPP主要受水分因素影响显著，且越靠近干旱地区，水汽压对GPP的影响越强，耕地因人为因素干预，与热量因素相关性更高。





基于随机森林模型的青藏高原森林地上生物量遥感估算

张鹏超, 梁宇, 刘波, 马天啸, 吴苗苗

2023, 42(2):  415-424.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.007

摘要 ( 188 )   PDF (3106KB) ( 82 )  

遥感数据可以实时快速获取森林属性信息，利用遥感技术数据估算的森林地上生物量（aboveground biomass，AGB）具有空间连续性且精度较高的优势。与低纬度或低海拔的森林生态系统相比，高寒区因地形复杂、气候特殊，森林属性信息的获取更加困难，因此遥感是获取大尺度高寒区森林属性的重要手段。本研究以青藏高原为研究区，利用MODIS卫星影像和样地调查数据，建立随机森林模型（RF）估算森林AGB，并结合K最近邻算法（KNN）进一步探究该区域主要树种AGB。本研究在不同尺度上验证了模型预测精度，并分析预测变量的重要性。结果表明：（1）建立的AGB估算模型在像元（R²=0.82，RMSE=64.93 t·hm^-2）和景观尺度（t=0.15，P=0.88）上皆表现较好；（2）青藏高原森林AGB空间分布呈现由东南向西北逐渐降低的趋势，平均森林AGB为181.28±104.54 t·hm^-2；最高的森林AGB出现在海拔1000 m以下，为237.66±60.92 t·hm^-2；树种水平上，冷杉、云杉和云南松AGB较高，分别为214.86、216.14和172.24 t·hm^-2；（3）地理位置和气候变量在估算AGB时更为重要。本研究结果有助于加强对青藏高原森林资源的了解，提高中国碳动态预测的准确性。





2001—2019年蒙古高原生态系统质量时空格局变化及归因分析

张惠婷, 孟凡浩, 萨楚拉, 罗敏, 王牧兰, 李晨昊

2023, 42(2):  425-435.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.014

摘要 ( 35 )   PDF (6474KB) ( 37 )  

蒙古高原作为典型内陆干旱半干旱区，其生态系统质量变化是全球及区域气候变化与人类活动影响的最直接指示。在气候变暖背景下，厘清蒙古高原生态系统质量时空变化及驱动因素，对蒙古高原如何应对气候变化和改善生态环境质量具有重要意义。本研究通过构建生态系统质量综合评价模型，评价2001—2019年蒙古高原不同生态区生态系统质量的时空变化特征，并量化气候因子和人类活动的影响。结果表明：2001—2019年蒙古高原生态系统质量空间分布呈东北高西南低的特点，多年平均值为50.89，混交林的生态系统质量均值最高，针叶林次之；受气候变化和人类活动协同影响，研究时段内生态系统质量整体以0.48 a^-1速率呈好转趋势，显著好转区域面积占31.07%；蒙古高原生态系统质量时空异质性大，变异系数由中部典型草原向北部（针叶林、落叶林）和南部（沙漠）逐渐递减，其中中等波动区域最多，占研究区面积的30.69%；影响因素中降水量占主导作用，中东部典型草原和西北部森林草原受其影响显著。2001—2019年人类活动对生态系统质量的变化表现为积极影响，退耕还林、荒漠化治理等生态修复工程促进了生态系统质量水平的提升。





基于GEE和RSEI的长三角一体化示范区生态环境质量动态评估

何天星, 田宁, 周锐, 马群, 张洁, 高峻

2023, 42(2):  436-444.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.017

摘要 ( 80 )   PDF (3126KB) ( 63 )  

生态环境质量变化的及时监测与定量评估，可为区域生态环境协同治理与管控政策制定提供决策支持。本研究基于Landsat5/TM和Landsat8/OLI影像，利用Google Earth Engine（GEE）平台和遥感生态指数（RSEI），综合考虑湿度、绿度、干度和热度等多种生态环境要素，对长三角一体化示范区2000—2020年生态环境质量变化进行了评估，并结合GDP和人口数据分析了社会经济因子对生态环境质量的影响。结果表明：绿度是对研究区生态环境质量贡献率最大的指标，且具有正面效应，而热度指标是引起生态环境质量退化的主要因素；研究区生态环境质量总体上处于中等水平，且呈现平稳上升趋势，其中，青浦区生态环境质量上升趋势明显，而吴江区和嘉善县的生态环境质量略有下降；2000—2020年，研究区生态环境质量提高区域面积占比（30.45%）略高于下降区域（28.35%），良好和优等级区域占比由27.34%增至29.79%，在不同时段，区县间和街镇间差异较为显著；人口增长对生态环境质量具有明显的负面影响，而经济发展并未以牺牲生态环境为代价，二者之间表现为脱钩关系。





基于MCCA多情景模拟的浙北地区景观稳定性时空变化

师青霞, 张亚平, 徐斌

2023, 42(2):  445-453.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.010

摘要 ( 80 )   PDF (2996KB) ( 46 )  

分析不同情景下景观稳定性的时空变化对区域生态安全格局构建和未来景观规划具有重要意义。基于2000—2020年3期GlobeLand30土地利用数据，通过多情景模拟设置，利用MCCA模型和景观稳定性评价模型，量化分析了浙北景观稳定性时空变化特征。结果表明：2000—2020年浙北地区各类型景观稳定性均值大小顺序为：林地>耕地>建设用地>水体>草地>海域，不同景观类型的面积占比与转化是影响区域景观稳定性变化的重要因素；2030年各类型景观稳定性变化在不同情景下具有差异性，建设用地在城镇建设情景下稳定性最高（0.098），耕地景观稳定性在耕地管控情景下基本不变（0.812）；浙北地区景观稳定性变化速率在时间维度上呈现先增加后减小的阶段性特征，在空间维度上呈现区域变化不均衡的趋势。研究结果为浙北地区景观生态格局的调控与治理提供了理论基础和决策依据。





新疆城镇化进程中生态效率变化与影响因素

孙晨曦, 杜宏茹

2023, 42(2):  454-462.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.016

摘要 ( 12 )   PDF (2229KB) ( 21 )  

识别城镇化进程中经济社会发展与资源环境的动态关系，能够丰富生态效率影响机制和地域性分异研究，为区域可持续发展提供理论借鉴。本文以新疆干旱区为研究对象，结合超效率SBM模型、熵值法、OLS回归模型，对2002—2019年城镇化进程中生态效率变化，以及不同城镇化水平生态效率的影响因素进行研究，提出优化生态效率的政策建议。结果表明：新疆生态效率较低，具有“中部高、东西低”的空间分异特征；低、中等水平城镇化区域生态效率符合“U”形曲线变化规律，高水平城镇化区域生态效率呈倒“U”形；生态效率受到产业结构和经济发展水平的显著正向影响，低水平城镇化区域的生态效率受到能源结构的显著影响，中等水平城镇化生态效率受到对外联系、科研投入、发展水平影响显著，高水平城镇化生态效率受产业结构、能源结构和对外联系影响显著；推动能源产业升级、增强科研实力、制定差异化生态策略是优化生态效率的主要路径。





综合评述

大气沉降氮在土壤-植物系统中的留存机制

王斌, 王汝振, 李甜, 张玉革, 姜勇

2023, 42(2):  463-470.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.004

摘要 ( 32 )   PDF (1182KB) ( 50 )  

大气沉降氮在土壤和植物中的留存特征，是陆地生态系统氮截获和持续供应的关键。采用稳定性氮同位素技术标记¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺，可以量化两种形态沉降氮的归趋动态。国内外氮同位素示踪试验的主要特点是氮添加量小（多小于250 mg ¹⁵N·m^-2），运行时间短（少于48个月），¹⁵NO₃^-和¹⁵NH₄⁺归趋的对比研究少。大气沉降氮中NO₃^-和NH₄⁺在生态系统中的留存，会因植物吸收偏好、微生物-植物氮竞争状况和生物-非生物固定过程的差异而不同。已有的研究表明，持续周转的微生物生物量氮是外源氮转化和固持的主要场所之一，土壤微生物偏好吸收利用NH₄⁺，而非NO₃^-；多数植物物种偏好吸收NO₃^-，且能更快地转移到根表而被固定；团聚体组成对植物-土壤的氮留存量和土壤氮饱和过程具有重要的调节作用。大气活性氮在生态系统各组分分布与稳定的时空格局，不同粒径土壤团聚体对沉降氮的留存机制方面尚需要系统研究。相关研究可为完善生态系统氮循环理论，优化氮循环模型提供科学依据和数据支持。





水生植物的腐解过程及其影响因素研究进展

黄法铭, 孙宁, 谢培, 方源, 乔飞

2023, 42(2):  471-480.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.018

摘要 ( 20 )   PDF (1057KB) ( 43 )  

水生植物腐解会影响到自然水体水质、生态系统的稳定性、湿地的碳素与物质循环等，开展水生植物腐解研究对探究自然水体营养物质循环过程具有重要意义。本文围绕水生植物腐解研究进展、水生植物腐解机制、水生植物腐解的影响因素进行了综述。当前水生植物腐解研究的方向主要集中在水生植物腐解对环境的效应和影响腐解过程的因素，研究方法主要是分解袋法、室内分解培养法和稳定同位素探测法，水生植物腐解的环境效应主要体现在腐解过程造成的营养物质释放方面。通过水生植物腐解过程、元素迁移转化和腐解差异性分析发现，植物体的理化性质是影响腐解的决定因素，分解者群落的组成和活性是影响腐解的直接因素，水体的温度、溶解氧、营养物质浓度和底泥状况等环境因素是植物腐解的重要因素。水生植物的腐解过程受到多种因素的制约，对水生植物腐解过程中复合因素的作用进行探究，系统研究各个因素的耦合作用，是未来水生植物腐解研究的一个重要方向。





技术与方法

基于时空地理加权模型的中国沿海地区自然资本动态演变与生态补偿

张颖, 孟伟庆, 王洪成, 徐文斌, 员浩帆, 黄执美, 鲁雅兰, 冯剑丰

2023, 42(2):  481-492.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.022

摘要 ( 16 )   PDF (7000KB) ( 35 )  

海陆交错地带是经济与生态矛盾最为突出的敏感性地带，明晰沿海地区自然资本动态演变，核算和评估其生态补偿金额对区域可持续发展具有重要意义。采用扩展的三维生态足迹模型，对2009—2019年中国沿海地区自然资本占用情况进行量化，并利用时空地理加权模型进行驱动力因素分析，同时计算各地区2017年生态补偿金额。结果表明：研究期间，中国沿海地区人均生态足迹先升后降，总体增幅为42.4%，人均生态承载力变幅较小，人均生态赤字增幅达51.5%，人类活动对生态环境的胁迫越来越强；足迹深度和足迹广度持续增加，需要近9个沿海地区的自然资本流量才能满足其发展，且需要消耗自然资本存量或引入区域外存量来填补不足；经济发展和产业结构对自然资本利用影响较大且存在时空异质性；生态补偿支付区占比较大且补偿金额差异显著。通过量化沿海地区自然资本利用格局与动态演变趋势，分析其影响因素并进行生态补偿测算，可以为区域生态文明建设和管理提供决策参考。





基于生命周期方法的城市绿地生态环境负面影响评估

员浩帆, 张颖, 徐文斌, 孟伟庆, 冯剑丰

2023, 42(2):  493-503.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.005

摘要 ( 27 )   PDF (1790KB) ( 38 )  

城市绿地在施工建设以及后续的管理养护工作中所产生的生态环境负面影响往往被人们忽视。本研究以天津市城市绿地为对象，通过实地调研收集数据，采用生命周期评价方法，分析比较了城市绿地乔木层、灌木层以及草本层在建设阶段和管养阶段各环节的生命周期环境影响。结果表明：在50年生命周期内，单位面积乔木层、灌木层和草本层的环境影响综合指数分别为5.51×10³、8.75×10³和1.60×10³。城市绿地最主要环境影响类型是淡水毒性和土壤毒性，分别占总环境影响的73.12%和26.65%。病虫害防治为城市绿地环境影响的主要贡献环节，贡献率高达99.33%。与农林业相比，城市绿地的管养环境影响指数处于中高水平。因此，城市绿地所造成的生态环境负面影响不可忽视。研究结果可以为城市建设低碳生态型绿地以及科学化管养提供参考依据。





铁基生物炭联合生物电化学原位修复Pb-多环芳烃复合污染底泥的效果与机理

吴云鹏, 曾庆军, 陈平山, 欧阳晓芳, 胡继业, 冯春华, 孙健

2023, 42(2):  504-512.  doi:10.13292/j.1000-4890.202302.006

摘要 ( 31 )   PDF (3898KB) ( 35 )  

城市河道及附近水体底泥是重金属和持久性有机污染物的重要汇集地。本研究以Pb菲复合污染底泥为对象，探索铁基生物炭联合微生物电化学技术对底泥的原位修复效果与机理。结果表明，通过浸渍烘干法制备的铁基生物炭表面铁以Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃为主，具有磁性。铁基生物炭联合生物电化学（0.2 V）使底泥中菲的去除速率提高6.75倍，主要原因在于阳极可作为电子受体强化底泥中菲的共代谢降解，额外投加葡萄糖加速了底泥菲的生物电化学降解，导致菲的去除速率增大1.09倍。同时，阳极生物电化学过程降低了底泥pH，促进了底泥Pb向弱酸可溶态转化，在电场力作用下向阴极迁移并转化为残渣态。高通量测序结果表明，铁基生物炭联合生物电化学促进了底泥中Tissierella、Erysipelotrichaceae和Pseudomonas三类细菌的生长，导致了菲的生物电化学强化降解及Pb活化。