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    2023年 第42卷 第1期    刊出日期:2023-01-10
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    2023, 42(1):  0. 
    摘要 ( 50 )   PDF (13463KB) ( 133 )  
    研究报告
    平欧杂种榛幼苗对盐胁迫的生理响应及耐盐性评价
    罗达, 史彦江, 宋锋惠
    2023, 42(1):  1-8.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.015
    摘要 ( 47 )   PDF (1919KB) ( 206 )  
    了解平欧杂种榛对盐胁迫的生理响应及不同品种的耐盐性差异,可为耐盐品种的选育及其在盐碱地的合理利用提供科学参考。以3个品种平欧杂种榛(达维、辽榛7号、玉坠)幼苗为材料,在盆栽条件下设置对照、轻度、中度和重度盐胁迫处理(NaCl浓度分别为0、50、100和200 mmol·L-1),测定叶片耐盐相关的生理指标。结果表明:盐胁迫对达维叶片相对含水量的影响不显著,重度胁迫下辽榛7号和玉坠叶片相对含水量分别显著降低12.5%和27.9%。随着盐胁迫程度的增强,叶片可溶性糖和可溶性蛋白表现为先升后降的特点;脯氨酸呈持续增加趋势,轻度、中度、重度胁迫下分别提高19.6%、35.3%和96.9%。叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢酶活性随着盐胁迫程度的增强而升高,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别呈先升后降和先降后升的特点。随着盐胁迫程度的增强,叶片Na+和Cl-不断增加;K+呈先升高后降低的趋势,中度、重度胁迫下分别显著提高43.6%和降低28.3%;K+/Na+呈下降趋势,重度胁迫下显著降低69.5%。综合分析表明:轻、中度盐胁迫下,平欧杂种榛叶片通过积累渗透调节物质,提高抗氧化酶活性,维持离子平衡,对盐胁迫进行积极反馈,以减弱逆境胁迫下活性氧的危害,保护膜系统的结构和功能。重度盐胁迫超出了平欧杂种榛正常生理活动的阈值,植物遭受危害。辽榛7号通过生理调节耐受盐胁迫的能力最强,其次为玉坠,达维最弱。

    不同盆栽雷竹苗地下茎生长特征
    高贵宾, 张小平, 温星, 钟浩, 潘雁红, 杨金来, 吴志庄
    2023, 42(1):  9-17.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.016
    摘要 ( 49 )   PDF (3940KB) ( 133 )  
    为阐明竹子种群构建与维持机制,探究小径笋用竹种雷竹(Phyllostachys praecox C. D. Chu et C. S. Chao ‘Prevernalis’)从单株母竹扩繁为分株系统,进而构建竹子种群的过程,开展了不同年龄母竹、不同覆盖竹林土壤控制性盆栽实验,比较分析了盆栽竹苗地下茎形态、生物量及芽库等生长特征。结果表明:盆栽苗地下茎生长形态表现为2年生母竹盆栽苗平均发鞭长度为(666.58±111.75) cm·盆-1,平均鞭节数量为(342±44)个·盆-1,明显高于1年生母竹盆栽苗的(354.25±136.64) cm·盆-1和(216±88)个·盆-1,但其平均鞭径为(0.77±0.07) cm,低于1年生母竹盆栽苗的(1.07±0.12) cm;盆栽苗地下茎生物量积累表现为1年生母竹盆栽苗地下茎生长侧重于竹鞭生物量积累,2年生母竹盆栽苗地下茎生长侧重于竹根生物量积累;盆栽苗地下茎芽库生长特征表现为2年生母竹盆栽苗芽库数量整体高于1年生母竹盆栽苗,尤其总芽数量和休眠芽数量分别达(342±43)和(277±42)个·盆-1,而1年生母竹盆栽苗仅(216±80)和(187±69)个·盆-1。研究发现,竹鞭越粗,侧芽分化为鞭芽的数量越少;鞭节数量越多,地下茎生物量越大。地下茎芽库构成主要以休眠芽为主,细长的、鞭节数多的竹鞭着生的侧芽储量大,侧芽萌发主要以鞭芽为主,笋芽分化数量特征没有体现出明显规律性变化。母竹作为单一分株,在扩繁为分株系统的过程中具有高效的地下茎更新,增加了地下茎侧芽分化为鞭芽的数量,进而实现鞭长的快速增长,以利于芽库总芽量尤其是休眠芽数量的大容量储备,这为分株系统的进一步扩繁打下了良好的基础。

    旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限与贮藏条件的药用大黄种子萌发特性的影响
    谢丰璞, 王楠, 高静, 张岗, 葛甜甜, 张亚丽, 成世强, 宋忠兴, 唐志书
    2023, 42(1):  18-28.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.012
    摘要 ( 52 )   PDF (1235KB) ( 109 )  
    为探讨旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限和贮藏时间的药用大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以采自陕西汉中镇巴县的药用大黄种子为研究对象,纯净水(CK)为对照组,置于用以模拟干旱和盐胁迫的不同渗透势水平(-0.3和-0.5 MPa)的PEG和NaCl处理下,每日记录种子萌发个数并观察幼苗生长情况。结果表明:相比低和高海拔的种子,中海拔1650 m处采集的种子萌发率更高,且海拔1650和1300 m处的种子对干旱和盐胁迫的耐受力强;随着胁迫浓度的增加,干旱胁迫对药用大黄幼苗生长的抑制作用极其显著,在-0.5 MPa PEG处理下所有幼苗均死亡;不同海拔、不同生长年限及不同贮藏期的种子内源赤霉素含量无明显差异,而赤霉素浸种后种子活力和内源赤霉素浓度显著升高;室温贮藏1年的大黄种子发芽率、活力、耐盐性显著低于新采集的种子,而3年生植株种子发芽率、活力、耐盐性均高于2年生且耐旱性更强。综上可知,药用大黄种子不适宜长期室温贮藏,中海拔以及轻度盐胁迫有助于药用大黄种子萌发及幼苗生长,且3年生药用大黄种子质量高于2年生。

    两种外生菌根真菌对镉胁迫的生理生态响应
    杨志慧, 朱一丹, 杨宝山, 王惠, 李峰, 焦克芹, 秦光华
    2023, 42(1):  29-38.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.006
    摘要 ( 36 )   PDF (2159KB) ( 80 )  
    为了解彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)和褐环乳牛肝菌(Suillus luteus,Sl)的耐镉(Cd)机制和Cd积累特征,本研究分析了Pt和Sl在3个Cd2+浓度(0.1、1.0和10.0 mg·L-1)下细胞形态、胞外分泌物和抗氧化物质等的生理生态变化。结果表明:Sl细胞发生质壁分离且细胞壁明显增厚,而Pt细胞变形严重且内含物大量流出;Pt和Sl均可分泌异羟肟酸型铁载体;不同有机酸的分泌量因菌株不同而表现出多样性,其中琥珀酸是Pt和Sl主要分泌的有机酸;此外,Pt和Sl抗氧化酶活性及非酶抗氧化物质含量的变化也因菌株不同而异;随Cd2+浓度的增加,Pt和Sl抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和抗坏血酸(AsA)含量均有明显的增加趋势;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化不同,其中Pt GSH含量与GR活性呈现相反的变化趋势,低浓度Cd胁迫使Pt和Sl的SOD活性显著增强,Pt的CAT活性先降低后升高。综上所述,Pt和Sl对Cd2+胁迫在生理生态上有不同的应激模式,随Cd胁迫的增强,Pt和Sl均可通过增强SOD、CAT、APX活性、增加AsA含量、分泌有机酸和铁载体抵御Cd胁迫;此外,细胞壁增厚、GSH螯合作用也是Sl的重要抗Cd机制。

    灌水对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响
    张晓琪, 李红玉, 杨思, 杨珍平, 高志强
    2023, 42(1):  39-48.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.021
    摘要 ( 35 )   PDF (1805KB) ( 74 )  
    为优化北方晚熟冬麦区冬小麦节水灌溉方式,于2018—2020年连续2年进行田间试验,第一年设置全生育期不灌水(CK)、越冬期1水(W)、拔节期1水(J)、孕穗期1水(B)、越冬期+拔节期2水(WJ)、越冬期+孕穗期2水(WB)、拔节期+孕穗期2水(JB)以及生产上采用的越冬期+拔节期+孕穗期3水(WJB)共8个处理;在第一年试验结果基础上,第二年设置CK、W、B和WB共4个处理,调查了不同灌水处理对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响。结果表明:灌越冬水W更有利于提高冬小麦群体总茎数;与CK相比,灌水处理(B除外)显著提高花前及花后干物质积累量;早期灌水(如W)有利提高花前贮藏同化物向籽粒转运量,而后期灌水(如B)有利提高花后积累同化物向籽粒分配量;花前贮藏同化物与花后积累同化物对籽粒贡献率因夏闲期降水而异;随灌水次数及灌水总量增加,花后同化物对籽粒贡献率增大。成熟期不同器官干物质含量和比例表现为籽粒(约50%)>茎鞘+叶片(约33%)>颖壳+穗轴(约17%);灌水提高了籽粒淀粉及其组分含量,而降低了直链淀粉与支链淀粉比值。灌越冬水W或孕穗水B处理的籽粒总淀粉及其组分含量较高,而直/支比值较低。增加灌水次数及灌水总量,籽粒总淀粉及其组分含量均先增加后降低,而直/支比值降低。籽粒总淀粉和支链淀粉含量表现为JB>WJB>WB>WJ>W>B>J>CK,灌2水和灌3水处理间差异不显著。综合考虑冬小麦群体发育、花后干物质和籽粒淀粉积累以及节水等因素,本试验条件下以WB处理更好。本研究结果可为该区冬小麦节水稳产提供科学依据。

    花后干旱对冬小麦光合、抗氧化特性和C4光合酶活性的影响
    李君艳, 姚得秀, 郭晓磊, 王志敏, 张英华
    2023, 42(1):  49-57.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.010
    摘要 ( 38 )   PDF (2540KB) ( 83 )  
    干旱是限制小麦增产最主要的非生物胁迫之一。为探究不同抗旱性冬小麦品种对花后干旱的响应,本试验以干旱敏感型品种“京冬18”和抗旱型品种“农大211”为材料,调查了花后干旱及复水后冬小麦的旗叶光合特性、丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量以及各器官C4光合酶活性的变化。结果表明:花后干旱显著降低了“京冬18”的千粒重,而对“农大211”的千粒重无显著影响;与“京冬18”相比,“农大211”在干旱胁迫下叶片的SPAD值和净光合速率相对较高,Fv/Fm值相对稳定,丙二醛含量的增幅相对较小,SOD和POD活性及可溶性蛋白和脯氨酸含量的增幅相对较大;穗部(颖壳和籽粒)C4光合酶(PEPC、NADPME和PPDK)活性高于旗叶,且在干旱胁迫下被诱导增强;复水后,各项指标得到不同程度的恢复;相关分析表明,花后干旱下穗部C4光合酶活性增幅与旗叶脯氨酸含量及抗氧化酶活性增幅呈显著正相关。综上,花后干旱胁迫降低了小麦旗叶光合能力,加速了膜脂过氧化和叶绿素降解,最终影响到籽粒产量;抗旱性较强的品种在干旱胁迫下通过增强穗部C4光合酶活性、旗叶渗透调节及抗氧化能力,维持了粒重,减缓了产量的下降。

    营林措施对成都绕城高速路域杨树人工林物种多样性和土壤理化性质的影响
    苏天成, 向琳, 陈聪琳, 喻静, 张瀚文, 李婧, 王琴, 王芳, 郝建锋
    2023, 42(1):  58-66.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.017
    摘要 ( 38 )   PDF (1151KB) ( 114 )  
    随着四川省林权制度的改革,高速路域人工林经营模式变得多样化。本文探讨了不同营林措施(UP:林下种植;PT:翻耕;MO:割除灌草;AC:弃耕;CK:对照)对路域杨树人工林的影响,为其科学经营管理提供理论参考。于2020年7月中旬,采用典型样地法选取样地,对样地内乔木进行每株检尺,并记录林下物种组成,计算α多样性;采集土样并测定土壤含水率、土壤容重、全钾、速效钾、全氮、全磷、速效磷、有机质、土壤pH。结果表明:UP、MO、AC处理均显著减少了灌木层的物种多样性,PT处理提高了草本层物种多样性。不同营林措施下,土壤容重、全钾、全磷的差异性不显著,UP、PT、MO与AC处理均显著减少了速效磷、全氮与速效钾含量;UP与MO处理显著提高了土壤pH值;UP、PT、MO处理显著降低了土壤含水率;MO处理显著减少了土壤有机质含量;速效磷、土壤含水率、土壤pH、全氮、速效钾显著影响草本层多样性;速效磷、速效钾、全氮显著影响灌木层多样性。不同营林措施对路域杨树人工林影响效果有显著差异;除CK外,所有营林措施均显著降低土壤速效磷、全氮、速效钾含量;路域杨树人工林林下物种多样性的变化大部分可由土壤速效磷、全氮、速效钾的变化来解释。

    气候变化下黄土高原植被生长期NDVI动态变化特征
    王婧姝, 毕如田, 贺鹏, 徐立帅, 刘正春, 曹晨斌
    2023, 42(1):  67-76.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.014
    摘要 ( 35 )   PDF (3607KB) ( 154 )  
    理解植被对气候变化的响应对于预测未来生态系统过程和制定应对策略至关重要。本研究采用地理探测器和地理加权回归等方法,探讨了2002—2019年黄土高原不同植被类型主要生长期(4—10月)归一化植被指数(NDVI)变化的空间格局及其与气象因子的关系。结果表明:受退耕还林还草生态工程影响,黄土高原植被得到显著改善,其中草原和荒漠植被由于生境容易受到外界环境影响,NDVI呈不稳定状态,且在夏季最不稳定;日照时数的增加间接导致降水减少,产生较强的光抑制效应,造成日照时数变异系数对黄土高原生长期植被NDVI空间变化的解释力最大(0.124),黄土高原西北干旱区的荒漠受海拔影响,气压低,水汽蒸发量大,抑制植物叶片进行光合作用,与生长期植被变化呈正相关;荒漠区夏季降水量突增,植被对气温变化的响应减缓,出现NDVI变化对气温变化响应的滞后性;在8—10月,阔叶林高的植被覆盖度对水分胁迫的敏感性降低,产生对降水因子的滞后响应。

    宁夏草原荒漠过渡区不同演替阶段主要建群植物体内碳酸钙含量特征
    张嘉悦, 何兴东, 谢数清
    2023, 42(1):  77-82.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.016
    摘要 ( 22 )   PDF (1471KB) ( 88 )  
    无定型碳酸钙对植物生长具有重要意义,草原荒漠过渡区主要建群植物体内无定型碳酸钙含量特征目前尚不明确。本文测定了宁夏哈巴湖国家级自然保护区和宁夏吴忠市红寺堡区主要植物叶片碳酸钙含量。结果表明:草本植物碳酸钙含量之间有显著差异,而灌木碳酸钙含量之间没有差异显著;对于草本植物,演替初期建群植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和猪毛菜(Salsola collina)、演替中期建群植物赖草(Aneurolepidium dasystachys)和白草(Pennisetum centrasiaticum)、演替后期建群植物长芒草(Stipa bungeana)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa),随进展演替,不同演替阶段植物碳酸钙含量逐渐降低;典型草原演替后期建群种体内碳酸钙含量显著高于荒漠草原演替后期建群种;油蒿(Artemisia ordosica)幼龄阶段叶片碳酸钙含量显著高于成龄和老龄阶段,沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和紫穗槐(Amorpha fruticose) 3种豆科灌木不同冠层部位叶片碳酸钙含量之间差异不显著。草原-荒漠过渡区不同演替阶段草本植物体内碳酸钙含量的显著变化是植物长期适应环境的结果。

    基于氢氧稳定同位素的兰州南山绿化植物种选择——以锦鸡儿为例
    杨晔, 张明军, 张宇, 瞿德业, 王家鑫, 肖涵余, 姚旭阳, 田媛媛
    2023, 42(1):  83-90.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.017
    摘要 ( 28 )  
    确定植物种的生态恢复适用性对绿化物种选择具有重要意义。本研究基于氢氧稳定同位素技术,以兰州市南山相似生境下狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii)为对象,采用直接对比法和贝叶斯混合模型(MixSIAR)对生长季两种锦鸡儿的水分来源差异进行定性和定量分析。结果表明:两种锦鸡儿有多个吸水层,是非单一水源植物,生长季狭叶锦鸡儿主要吸水层位具有月份差异性,而柠条锦鸡儿除了9月,其他月份主要水源均来自中深层(70~130 cm),贡献率达80%以上;降水发生后,狭叶锦鸡儿会转为利用表层(0~30 cm)土壤水,柠条锦鸡儿对降水响应不敏感;柠条锦鸡儿的主要吸水层位较为稳定,面对干旱胁迫时狭叶锦鸡儿能转换主要吸水层,具更灵活的吸水方式,干旱适应性优于柠条锦鸡儿,作为干旱区的绿化物种优势更为突出。

    基于MaxEnt模型的中国鲜食杏气候适宜性区划
    朱婧铱, 王培娟, 姜会飞, 唐俊贤, 俄有浩, 杨建莹, 霍治国
    2023, 42(1):  91-98.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.013
    摘要 ( 31 )   PDF (1842KB) ( 95 )  
    基于中国鲜食杏地理分布数据和1981—2020年全国2303个气象站点的逐日气象观测数据,利用最大熵模型(MaxEnt)和GIS技术,在综合考虑热量条件、水分条件、光照条件、耐受极端天气/灾害程度、地形条件等自然要素的基础上,确定了影响中国鲜食杏地理分布的主导环境因子,根据自然断点分级法将中国鲜食杏气候适宜性划分为高适宜区、较适宜区、次适宜区和不适宜区4个等级,厘定不同区划等级的主导环境因子阈值。结果表明:影响我国鲜食杏地理分布的主导环境因子为年降水量、海拔、春霜冻概率和最冷月平均气温;鲜食杏种植的适生区主要集中在华北、黄土高原、西北和西南地区,与我国鲜食杏地理标志产品的产地吻合较好,其中鲜食杏的高适宜区集中分布在我国的黄土高原、黄河故道和环渤海湾地区。本研究可为合理规划我国鲜食杏生产布局提供科学依据。

    化肥有机替代对连作花生田土壤有机碳和微生物群落的影响
    高欣, 赵雪淞, 赵凤艳, 高传俊, 冯良山
    2023, 42(1):  99-107.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.008
    摘要 ( 45 )   PDF (872KB) ( 70 )  
    为揭示化肥有机替代措施下连作花生田土壤有机碳(SOC)积累的微生物机制,在连作5年的花生田设置了蚯蚓粪配施化肥(VM)、生物有机肥配施化肥(BF)、全量化肥(CF)和无施入对照(CK)4个处理,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析了土壤微生物群落组成及多样性,测定了SOC及其组分含量以及花生产量,分析了化肥有机替代、SOC和土壤微生物群落三者间的关系。结果表明:花生连作土壤环境严重恶化并显著影响了花生产量,而有机肥部分替代化肥明显提高了SOC和各组分含量以及土壤微生物生物量,改变了土壤微生物群落组成及其多样性,提高了花生产量,其中VM处理效果最显著(P<0.05)。与CK相比,VM处理的花生产量增加了56%,SOC含量增加了11.4%,土壤总PLFA含量增加了149.4%。冗余分析和逐步回归分析表明,VM和BF处理与SOC及其各组分含量、土壤微生物各类群PLFA含量均呈正相关,尤其VM处理相关性最强(P<0.05);CK和CF处理与除了G+/G-比值以外的其他所有变量均呈负相关;SOC各组分含量与土壤微生物各类群PLFA含量显著相关。综上,化肥有机替代导致的外源有机碳增加以及随后引起的土壤微生物群落的变化是连作花生田SOC积累的驱动因素,土壤微生物活性是影响SOC累积的关键因素。有机肥特别是蚯蚓粪部分替代化肥是改善连作花生田土壤质量、缓解连作障碍的有效措施。

    浒苔爆发对潮间带盐地碱蓬根际解磷细菌多样性的影响
    高萌, 郭晓红, 丛永平, 李姝蓉, 王妍, 李雅婷, 吴楠
    2023, 42(1):  108-114.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.003
    摘要 ( 45 )   PDF (1483KB) ( 60 )  
    于2019年10月浒苔消亡期调研威海浒苔爆发区,以被浒苔覆盖的盐地碱蓬与正常生长盐地碱蓬为研究对象,调查了浒苔爆发对盐地碱蓬生长性状的影响,并结合Illumina Miseq高通量测序技术解析盐地碱蓬根际土壤解磷细菌群落多样性。结果表明:被浒苔覆盖的盐地碱蓬根际土壤含水率、电导率均显著高于未覆盖植株,其株高和根长也都显著低于未覆盖植株;浒苔爆发对盐地碱蓬根际解磷细菌群落丰富度无显著影响,但影响盐地碱蓬根际解磷细菌的均匀性,增加了解磷细菌的群落多样性;与正常植株相比,浒苔覆盖盐地碱蓬根际土壤解磷细菌群落在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),Labrenzia、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红杆菌属(Rhodobacter)、黄单胞菌属(Xanthomonas)和链霉菌属(Streptomyces)均具有丰度差异;对影响解磷细菌群落结构变化的主要环境因子进行分析发现,速效钾、速效磷、碱解氮与解磷细菌多样性变化呈显著正相关。上述结果为揭示浒苔爆发对滨海湿地优势盐生植物根际功能微生物多样性的影响机制提供了依据。

    不同岩性背景区关键带土壤地球化学特征及生态风险
    张倩, 韩贵琳
    2023, 42(1):  115-122.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.004
    摘要 ( 28 )   PDF (2544KB) ( 35 )  
    以贵州普定陈旗流域和福建九龙江流域作为研究对象,比较两个不同岩性背景区土壤重金属和稀土元素的分布特征及其控制因素,探究了地球关键带土壤元素的地球化学循环过程和环境效应。结果显示,普定浅层土壤重金属Cr、Zn、Ni、Cu和Pb含量均高于九龙江流域,主要受淋滤作用和地质背景控制。普定土壤中大部分重金属在耕地、灌丛和弃耕地高于草地和次生林地,九龙江流域部分重金属含量在废弃茶园高于林地,与两个流域大气沉降和农业活动密切相关。普定土壤稀土含量(145~248 mg·kg-1)高于九龙江流域(51~173 mg·kg-1),普定土壤稀土与喀斯特成土作用密切相关,而九龙江流域土壤稀土含量主要由成土母质决定。生态风险评估显示,普定土壤为轻微生态危害,九龙江流域林地也为轻微生态危害,而九龙江流域废弃茶园地表现出中等生态危害,重金属Cd生态风险较高。

    基于定量评价方法研究不同水稻品种的镉积累差异
    陈志琴, 刘奇珍, 张世君, 陆利民, 陆萍, 金海洋, 黄璐璐, 杨肖娥
    2023, 42(1):  123-130.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.005
    摘要 ( 37 )   PDF (2133KB) ( 49 )  
    为筛选出高产且适用于粮食安全生产的镉低积累水稻品种,本研究以18个早、中、晚熟稻品种为供试材料,比较了不同品种水稻在中轻度镉污染农田的生长情况以及对镉吸收、积累差异,并通过综合定量评价方法进行评估。结果表明:根据综合定量筛选评价方法将糙米镉浓度、稻谷产量、转运系数和秸秆积累量作为评价指标并赋予不同权重,通过计算综合得分筛选出的高产且镉低积累水稻品种有JR-9(沪香粳106)、JR-2(沪早香软1号)、JR-7(8333)、JR-15(宝农34)和JR-8(南梗9108);品种JR-8水稻产量最高,品种JR-9、JR-7和JR-15水稻产量均显著高于其他品种;不同水稻品种的稻米镉含量差异较大,JR-9、JR-15、JR-7稻米镉含量显著低于其他水稻品种;品种JR-2转运系数最低,更多的镉保留在秸秆中,表现出最高的秸秆积累量,最终成为候选品种。本研究采用的综合定量评价方法可对高产、低Cd的水稻品种进行科学评价,并初步筛选了5个适用于中轻度Cd污染农田推广的Cd低积累水稻品种,其稻米Cd含量达到国家粮食安全限量标准。

    武昌湖浮游植物功能群演替特征及水质评价
    刘璐, 李学梅, 孟子豪, 陈康, 胡飞飞, 朱永久, 杨德国
    2023, 42(1):  131-139.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.011
    摘要 ( 35 )   PDF (1713KB) ( 113 )  
    为了解武昌湖浮游植物功能群的季节演替特征及其影响因子,于2019年12月—2020年10月对武昌湖进行季度采样,应用浮游植物功能群方法分析了武昌湖浮游植物功能群组成、时空变化,运用典范对应分析(CCA)、方差分解分析等方法,分析了影响功能群演替的关键因子,并运用集合指数(Q指数)和综合营养状态指数(TLI)评价湖泊水质。结果表明:调查期间武昌湖共检出浮游植物9门343种,根据功能群分类法可分为25个功能群,其中优势功能群18组,分别为A、B、D、P、MP、T、TB、S1、SN、X3、Y、E、H1、J、LO、M、W1和W2;优势功能群的季节演替规律为P、E(冬)→W1、MP(春)→D、LO(夏)→D(秋);CCA分析结果显示,环境变量对浮游植物功能群分布起决定作用,其中水深、水温、电导率、透明度、氮营养盐(TN、NH4+-N、NO3--N和NO2--N)是主要影响因子;不同季度的Q指数为夏季(2.28)<春季(2.30)<秋季(2.67)<冬季(3.02),表明湖泊水质处于中等-好范围;不同季度的TLI值为冬季(59.85)<秋季(59.91)<夏季(62.12)<春季(65.74),表明湖泊水体处于轻度-中度富营养状态,2种评价结果均表明冬季水质略优于其他季度。功能群的应用可以揭示武昌湖浮游植物的演替特征,反映水环境状态,对湖泊水质评价和生态保护具有指导意义。

    秦岭细鳞鲑野生种群与人工养殖种群肌肉营养成分的差异
    李平, 齐喜荣, 夏继刚, 曹谡杰, 沈红保, 刘其根
    2023, 42(1):  140-145.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.021
    摘要 ( 51 )   PDF (473KB) ( 47 )  
    秦岭细鳞鲑(野生种群)是国家Ⅱ级重点保护水生野生动物。为了揭示野生种群与人工养殖种群的性状差异,科学区分秦岭细鳞鲑野生种群与人工养殖种群,本实验探究了秦岭细鳞鲑野生种群和人工养殖种群肌肉营养成分的差异。结果表明:野生种群和人工养殖种群的肌肉一般营养成分占比、脂肪酸组成及含量、矿物质和微量元素含量等均存在显著差异,而氨基酸组成及含量总体上无显著差异;野生种群肌肉中水分、粗蛋白和粗灰分含量显著高于人工养殖种群(P<0.05),粗脂肪含量显著低于人工养殖种种群(P<0.05);C12:0仅在野生种群中被检测到,野生种群饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量显著低于人工养殖种群(P<0.05),K、Na、Ca、Mg、P、Zn含量显著高于人工养殖种群(P<0.05)。综上,肌肉脂肪酸组成及含量、矿物质和微量元素含量差异较大,可作为野生种群与人工养殖种群鉴定的依据,为秦岭细鳞鲑的保护与管理提供参考。

    长期饥饿下熊本牡蛎生理代谢和酶活性变化
    王杰, 李雪英, 陈启沂, 张扬, 唐保军
    2023, 42(1):  146-151.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.007
    摘要 ( 30 )   PDF (1104KB) ( 65 )  
    为了探讨熊本牡蛎(Crassostrea sikamea)在长期饥饿胁迫下的生理代谢响应,测定了长期饥饿(0~80 d)以及再投喂(90~118 d)状态下熊本牡蛎的耗氧率、排氨率以及肝胰腺组织乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、丙酮酸激酶、超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶和溶菌酶的活性。结果表明:长期饥饿下,熊本牡蛎的耗氧率和排氨率极显著降低(P<0.01);随着饥饿时间的延长,熊本牡蛎乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、丙酮酸激酶、超氧化物歧化酶和碱性磷酸酶活性均呈现波动下降的趋势,溶菌酶活性呈现波动上升的趋势;再投喂后熊本牡蛎的耗氧率、排氨率均极显著升高(P<0.01);长期饥饿对熊本牡蛎代谢和免疫功能造成损伤,熊本牡蛎通过降低代谢率和代谢酶的活性应对长期饥饿胁迫。本研究可为海水贝类饥饿胁迫下代谢调节机制的研究提供参考。

    昆明地区菊苗上优势种害虫的发生规律
    彭孝琴, 王悦, 涂艳芳, 李宜儒, 普晓梅, 陈国华, 陈志星, 张晓明
    2023, 42(1):  152-159.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.006
    摘要 ( 29 )   PDF (1978KB) ( 48 )  
    为明确菊苗上优势种害虫的发生规律及季节动态,采用五点取样法,利用粘虫板对2018—2020年温室种植的菊苗上优势种害虫进行调查,利用四分位法对优势种害虫发生期进行划分,同时分析了菊苗上优势种害虫的发生规律、季节动态及时间生态位。结果表明:西花蓟马在一年大部分时间均可危害菊苗,主要发生期集中在4—8月,3年的发生高峰分别在5月、6月和7月,此时西花蓟马的种群数量分别为636、1411和256头·板-1,西花蓟马的生态位宽度呈现逐年降低的趋势;菊潜叶蝇的生态位宽度较小,每年的危害主要集中在1—6月,主要发生期在3—6月,3年的发生高峰均在3月,此时菊潜叶蝇的种群数量可达256、239和124头·板-1;桃蚜和白粉虱在3年的生态位宽度较大,说明桃蚜和白粉虱在菊苗上的发生时间最长,主要发生期均在2—4月,发生高峰在全年内不固定。4种害虫间的生态位重叠指数相似,说明4种害虫在发生的时间维度上具有相似性且存在竞争关系。因此,在防治菊苗优势种害虫时应以西花蓟马和菊潜叶蝇为主,1—6月主要防治菊潜叶蝇,3—10月主要防治西花蓟马。

    基于GEE的长江经济带城市群热岛特征及影响因素
    阴瑜鑫, 张华, 安慧敏, 雷金萍, 李明, 宋金岳, 韩武宏
    2023, 42(1):  160-169.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.009
    摘要 ( 62 )   PDF (3111KB) ( 86 )  
    遥感技术能够客观、定量地评价地表城市热岛强度的时空变化,分析城市热岛的影响因素,为城市生态建设提供有效的科学参考。本研究基于GEE(Google Earth Engine)平台,以长时间序列的MODIS卫星资料为基础数据源,使用城乡二分法估算长江经济带2003—2019年的城市地表热岛强度,再利用城市热场变异指数评价生态环境,并利用地理探测器进行城市热岛成因分析。结果表明:长江经济带5个城市群2003—2019年全年平均气温为22.78 ℃,白天为23.91 ℃,夜间为7.59 ℃,平均温度整体上均呈上升趋势,分别为0.02、0.02和0.006 ℃·a-1。长江经济带5个城市群17年无热岛占比最高,弱热岛和弱冷岛占比次之,强热岛占比最少,且城市热岛全年、白天和夜间都呈现下降趋势。长江经济带整体的生态评价为优。地理探测器因子探测表明,DEM、土地覆盖类型、O3是长三角城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、紫外线气溶胶吸收指数、人口密度是长江中游城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、夜间灯光指数、土地覆盖类型是成渝城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、DEM、CO是黔中城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、O3、NDVI是滇中城市群热岛效应的主控因子。

    干旱半干旱城市公园绿地PM2.5与空气负离子浓度动态特征
    包红光, 闫晓云, 侯秀娟, 王波
    2023, 42(1):  170-179.  doi:10.13292/j.1000-4890.202212.007
    摘要 ( 30 )   PDF (2671KB) ( 77 )  
    于2020—2021年不同季节在晴天、晴间多云为主的天气条件下,选择呼和浩特市敕勒川公园5种不同植被配置结构及公园西侧入口处(硬质铺装,对照点CK)作为观测点,07:00—19:00同步观测PM2.5、空气负离子浓度,并对公园内污染和空气负离子变化特征及其影响因素进行分析。结果表明:秋季不同配置结构PM2.5表现最高,夏季最低;春季日变化曲线呈下降趋势,夏季、冬季呈“双峰双谷”型,秋季呈“单峰单谷”型;公园内不同季节各配置结构PM2.5浓度日变化均达到环境空气质量Ⅱ级标准以上。除春季外,各季节不同观测点空气负离子浓度均高于CK;春季、夏季空气负离子浓度日变化曲线大致呈“中午低,早晚高”的变化趋势,秋季、冬季空气负离子日变化表现为波动变化态势。公园内不同季节空气离子评价系数(CI)均值为夏季>秋季>冬季>春季,均值评价等级均在中等(Ⅲ)和允许(Ⅳ)浓度范围内,不同季节复层配置结构CI值较高。空气负离子浓度与PM2.5浓度的相关性在不同季节显著度有所不同;PM2.5浓度受气压影响最为显著,同时受温度、相对湿度影响较大;空气负离子浓度在不同季节分别受到风速、温度、相对湿度及PM2.5浓度的影响。

    三峡库区典型流域生境质量时空演变特征与情景模拟
    勾蒙蒙, 刘常富, 李乐, 肖文发, 欧阳帅, 王娜, 胡建文
    2023, 42(1):  180-189.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.013
    摘要 ( 32 )   PDF (6327KB) ( 65 )  
    经济社会快速发展推动区域土地利用格局发生了深刻转变,对生境质量和生物多样性产生了巨大影响。准确评估和预测土地利用变化背景下生境质量的时空演变特征和未来发展趋势,对区域生物多样性保护和可持续发展具有重要意义。以三峡库区典型流域大宁河流域为研究区,基于2000年、2010年和2018年3期土地利用数据,分析了土地利用及生境质量的时空演变特征,并结合土地利用预测模型模拟了2034年自然发展、经济优先、生态保护3种情景下土地利用和生境质量的格局特征。结果表明:2000—2018年水田、旱地、草地面积呈总体下降的趋势,而林地、城镇用地、农村居民点、其他城镇用地呈整体增加趋势,揭示了城镇化建设和生态保护修复并存的土地利用变化格局;2000—2018年大宁河流域生境质量呈先降低后增加的趋势,整体格局相对稳定,但局部地区生境质量仍逐渐恶化,且两极化趋势明显;在未来情境中,2034年大宁河流域生境质量表现为生态保护情景>自然发展情景>经济优先情景,生态保护情境下流域局部和整体生境质量均得到显著提升,未来大宁河流域生物多样性保护和区域可持续发展规划中应更加注重统筹经济发展和生态保护之间的关系。

    丹江口水库氮干沉降的时空特征及生态影响
    武俐, 宋百惠, 李啸林, 王海坡, 赵同谦, 王祖恒
    2023, 42(1):  190-197.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.008
    摘要 ( 26 )   PDF (2155KB) ( 46 )  
    氮沉降是水库水体外源氮输入的重要途径,对水生态系统有直接影响。通过采集丹江口水库淅川库区162个大气氮干沉降样品,分析了库区氮干沉降通量特征、典型农业期对氮沉降的贡献以及潜在的生态影响。结果表明:库区氮干沉降通量为22.60 kg N·hm-2·a-1,有机氮沉降量占总氮沉降通量的50.8%,以有机氮沉降为主;库区东北与西南区域氮干沉降通量较高,而北部和东南区域较低;春、秋季库区总氮、有机氮和尿素沉降通量高于夏、冬季,铵态氮沉降通量在夏季最高,硝态氮沉降通量在冬季最高,与氮素的来源、农业生产活动以及气象因素有关;典型农业期氮干沉降量月均值是非典型农业期的1.75倍,农业活动对总沉降量的贡献不容忽视;淅川库区大气氮干沉降通量是我国湖泊营养盐总氮沉降临界负荷的2.26倍,有潜在的水体富营养化风险,需重点关注典型农业活动期对水生态系统的影响。

    中国南北方林火时空分布及火险期动态变化特征——以黑龙江省和江西省为例
    朱贺, 张珍, 杨凇, 朱忠盼, 曾爱聪, 郭福涛
    2023, 42(1):  198-207.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.015
    摘要 ( 37 )   PDF (4911KB) ( 78 )  
    林火是生态系统重要干扰因子,对生态系统结构和功能有重要影响。本研究基于2005—2017年黑龙江和江西两省卫星火点数据并采用Mann-Kendall检验和滑动t检验的方法分析林火时空及火险期变化。结果表明:两省全年林火年际变化呈现先上升后下降的趋势;黑龙江省突变年份在2011年前后;江西省突变年份在2016年前后;江西省法定火险期设定较黑龙江省更加合理;黑龙江省林火主要发生在春秋两季,春季林火发生期有向早春偏移的趋势,秋季林火发生期向夏季偏移并延长,春、夏和秋三季突变年份分别为2010年、2014年和2011年,冬季无突变年份;江西省林火主要发生在冬季,林火发生期有向冬季偏移并缩短的趋势,春、夏、秋、冬四季突变年份分别为2010年、2015年、2014年和2016年前后;两省林火密度呈相反的递增趋势;黑龙江省林火密度由东南向西北呈递增趋势,集中于黑河市和大兴安岭地区;江西省林火密度由东北向西南呈递增趋势,集中于赣州市和吉安市;两省各地区林火次数整体均呈下降趋势;其中黑龙江省大庆市、佳木斯市和大兴安岭地区林火次数下降趋势显著;黑龙江省法定火险期伊春市和鸡西市林火次数呈上升趋势。本研究揭示了中国南北方林火的时空变化及南北两省火险期的偏移现象,为揭示林火对区域环境的影响和林火管理提供数据支持。

    综合评述
    三峡水库消落带植被现状、适生策略及生态修复研究进展
    窦文清, 贾伟涛, 张久红, 易雪梅, 温兆飞, 吴胜军, 马茂华
    2023, 42(1):  208-218.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.018
    摘要 ( 95 )   PDF (1517KB) ( 194 )  
    三峡水库消落带是由于周期性水位涨落在长江干支流形成的大面积“冬水夏陆”区域,周期性的水淹胁迫导致消落带植被群落发生剧烈变化,对三峡大坝的正常运行和库区生态安全造成严重影响。研究三峡库区消落带植物适应水淹的机制,对库区消落带植被群落恢复和保护具有重要意义。文章通过对比蓄水前后消落带的植被群落变化,总结了库区一年生和多年生植物耐水淹机制。一年生草本植物主要依靠种子休眠的方式来度过漫长的水淹期,而多年生草本植物则可能采取“静止”策略,减缓能量消耗,待水退后迅速恢复生长。此外,对于高高程区域的多年生木本植物,在不完全水淹的情况下,可能通过产生大量不定根缓解根部缺氧胁迫,降低水淹胁迫的伤害。最后,文章总结了消落带植被恢复的现状,并针对现有的问题探讨了重建消落带植被群落的可能途径,以期为三峡水库消落带植被生态修复提供参考。

    国家公园生态系统服务研究与展望
    谢嘉淇, 徐曼, 王薇菡, 虞依娜
    2023, 42(1):  219-227.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.023
    摘要 ( 45 )   PDF (562KB) ( 148 )  
    国家公园是指由国家建立并主导管理的、旨在保护为人类提供福祉的自然资源和生态系统。学界已对国家公园的保护、管理与利用等开展了多方面、深层次的研究。生态系统服务是自然资源为人类提供福祉的重要基础,分析国家公园生态系统服务的研究态势可为我国在该领域的发展提供参考和借鉴,为建立和管理以国家公园为主的自然保护地体系提供理论依据。本文综述了国家公园生态系统服务与生物多样性的关系、在土地利用下的响应及机制、对气候变化的响应与反馈、价值的量化评估、服务权衡5个方面的研究进展。强调国家公园生态系统服务兼具综合性、复杂性和异质性等特点,提出该研究领域需以生态学理论为基础,同时紧密结合社科类研究,尤其重视机器学习和空间工具在生态系统服务评估框架、方法与模型研究中的应用。未来应当在加强研究国家公园生态系统服务驱动机制的同时,注重优化系统模型,聚焦大尺度、综合性研究,并持续关注国家公园生态系统服务与人类福祉的依存关系。

    植物和土壤δ13C的分析误差校正与数据标准化
    王静, 范昌福, 张琳, 曲冬梅, 田有荣, 温学发
    2023, 42(1):  228-236.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.004
    摘要 ( 32 )   PDF (1424KB) ( 59 )  
    植物和土壤中稳定碳同位素(δ13C)可用于指示、示踪和整合碳循环关键过程与功能。双路和连续流气体稳定同位素比值质谱仪(IRMS)是δ13C的两种测试技术,其精度和准确度受分析误差和数据标准化方法影响。分析误差包括记忆效应、时间漂移和信号强度依赖性等。将测定序列按样品δ13C从低到高排列或延长气路冲洗时间消除或降低记忆效应;在测样序列中内插标准物质并建立测定时间与分析误差的函数关系校正时间漂移;信号强度依赖性应先校正样品空白效应,再校正仪器非线性响应。数据标准化包括标准物质和数据标准化方法选择。选择的标准物质δ13C应涵盖待测样品δ13C,且遵循同等处理原则;标准物质数量≥4或每个标准物质重复测定次数≥4;数据标准化体系应长期稳定,并添加监测标准物质。

    技术与方法
    湿地生态系统网络模型鲁棒性分析
    胡子轩, 华静, 李医民
    2023, 42(1):  237-247.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.002
    摘要 ( 24 )   PDF (3914KB) ( 57 )  
    近年来随着人类活动的加剧,湿地生态系统的结构和功能都受到强烈干扰和破坏,研究遭受干扰后的湿地生态系统结构的演化过程,对湿地生态系统的保护、管理、恢复都有重要意义。本文根据复杂网络相关理论和生态系统特征构建湿地生态系统的网络模型,同时基于生物的谢尔福德耐受性和生态系统的自我调节能力,提出了一种考虑过载和欠载状态的湿地生态网络结构的演化模型。从初始负载、负载容量、负载冗余范围和负载重分配四个方面对遭受攻击的生态网络结构的演化过程进行刻画,同时利用鲁棒性指标揭示物种遭受干扰消亡后对湿地生态系统鲁棒性的影响。针对Teacapan湿地生态系统数值仿真,发现不同营养级的关键物种消亡对生态系统结构和鲁棒性的影响程度不同。初级生产者中的关键物种(红树林的碎屑和水中物质)消亡会导致Teacapan湿地生态网络结构迅速崩溃,生态系统鲁棒性指标迅速下降为0;而消费者中的关键物种消亡对生态网络结构波动和系统鲁棒性的影响较小,生态系统能够在一定时间内达到二次平衡,此时湿地生态系统仍具有一定的抵抗外界干扰的能力。这一结果体现了红树林中的碎屑作为支撑食物链的主要食物来源对湿地生态系统的重要性,为湿地生态系统的动植物资源保护和生态重建提供一定的科学参考。

    基于气体交换及OJIP光化学参数评估甜菜光温适应性及鉴定指标筛选
    李思忠, 张立明, 林明, 高卫时, 白晓山, 刘军, 董心久, 沙红, 曹禹
    2023, 42(1):  248-256.  doi:10.13292/j.1000-4890.202301.024
    摘要 ( 26 )   PDF (1288KB) ( 18 )  
    高温和强光是夏季最常见的非生物胁迫,严重影响作物产量及果实品质。探明不同甜菜品种在高温强光复合环境条件下的光合性能及抗逆指标筛选,为甜菜耐逆品种培育及高产栽培提供理论依据。以8个甜菜品种为材料,在甜菜块根膨大期,评估了不同甜菜品种在强光高温复合胁迫下叶片的光合性能,测定了甜菜叶片的气体交换和叶绿素荧光动力学参数等26个指标,综合评价了甜菜在复合环境约束下的耐逆性。结果表明:不同甜菜品种对高温强光复合胁迫的反应不同;通过主成分分析将26个单项指标转化为4个相互独立的综合指标,涵盖了全部数据95%的信息量;利用隶属函数法和聚类分析将8个甜菜品种划分为3类;采用逐步回归分析方法建立甜菜耐高温强光复合胁迫的评价数学模型:D=0.745φEo-0.320,φEo可作为鉴定甜菜品种耐高温强光复合胁迫强弱的辅助指标。强耐高温强光复合胁迫的甜菜品种具有更高的光系统II(PSII)单元之间能量连接性、PSII和光系统I(PSI)之间的光合电子传递能力,对放氧复合体活性的损害更小,PSII的稳定性更好。