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    2023年 第42卷 第8期    刊出日期:2023-08-10
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    2023, 42(8):  0. 
    摘要 ( 187 )   PDF (448KB) ( 558 )  
    研究报告
    锦绣杜鹃对不同光环境的光合特性响应及适应机制
    冷寒冰, 苏鸣, 张春英
    2023, 42(8):  1793-1801.  doi:DOI:10.13292/j.1000-4890.202308.016
    摘要 ( 33 )   PDF (2473KB) ( 927 )  
    以锦绣杜鹃(Rhododendron pulchrum Sweet)为试验材料,选取全光照(100% FL)、轻度遮阴(82.01% FL)、中度遮阴(50.13% FL)、重度遮阴(15.80% FL)4种光环境处理,研究不同光环境对锦绣杜鹃叶片光合生理生化特性的影响,探讨锦绣杜鹃对光环境变化的适应机制。结果表明:(1)随着遮阴程度的增加,锦绣杜鹃叶片面积、光合色素和氮含量显著增加,比叶重、碳含量、碳氮比显著降低,叶绿素a/b先降低后升高。(2)锦绣杜鹃叶片在中度遮阴和全光环境下分别具有显著较高的最大光化学量子效率和非光化学猝灭系数,而实际光化学量子产率、光化学猝灭系数、可调节性能量耗散量子效率、非可调节性能量耗散量子效率仅在重度遮阴环境有显著变化。(3)遮阴导致锦绣杜鹃叶片暗呼吸速率、光补偿点逐渐下降,表观量子效率、最大净光合速率、光饱和点在中度遮阴达到最高值,其光合性能最强。(4)全光照环境生长的锦绣杜鹃叶片净光合速率下调,同时气孔导度下降,气孔限制值上升,气孔限制因素是导致净光合速率下降的主要原因;重度遮阴下叶片光合受限,主要受光系统Ⅱ光化学效率降低以及吸收光能分配比例失衡影响。综上,锦绣杜鹃耐强光,也适应弱光环境,但中度遮阴的光环境,即全光照的50%左右最有利于其生长。在栽培和园林应用中,可将其适当遮阴或者配置于有一定透光性的落叶林下。

    大气CO2和O3浓度增加对闽楠异戊二烯和单萜烯释放的影响
    马方园, 张莉, 翁子珊, 赖金美, 刘桂珍, 郭豪, 易志刚
    2023, 42(8):  1802-1810.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.034
    摘要 ( 35 )   PDF (3567KB) ( 530 )  
    大气CO2和O3浓度增加对生态系统碳循环产生重要影响,而异戊二烯(ISO)和单萜烯(MTs)作为植物参与碳循环的中间产物,其合成与释放是生态系统碳循环的重要途径。本研究以2年龄盆栽闽楠(Phoebe bournei)为对象,设置对照(CK)、CO2浓度增加(EC)、O3浓度增加(EO)及CO2和O3浓度同时增加(EC+EO)4个处理,进行4个月的熏蒸实验,分析大气CO2和O3对闽楠ISO和MTs释放、光合参数的影响。结果表明:熏蒸1个月后,与CK相比,EC处理导致MTs通量显著增加(P<0.05),ISO通量降低5.6%;熏蒸4个月后,与CK相比,EC、EO和EC+EO处理下ISO和MTs通量均降低,其中,EC+EO处理下效果更显著,ISO和MTs通量分别降低了76.4%和89.6%。这主要是由于不同处理通过改变光合色素含量、调节植物气孔导度,进而引起净光合速率发生变化,净光合速率变化直接影响ISO和MTs代谢的碳源,最终影响ISO和MTs代谢。MTs组分以α-蒎烯和柠檬烯为主。CO2和O3浓度增加导致净光合速率随熏蒸时间逐渐降低。CO2和O3浓度独立和同时增加对ISO和MTs通量的影响存在差异,因此开展CO2和O3浓度增加对生态系统碳循环影响的研究时,建议考虑复合因子交互试验,为生态系统碳循环对全球气候变化的响应提供更可靠的数据支撑。

    氮磷配施对刨花楠幼苗相对生长速率与细根性状关系的影响
    程洁茹, 钟全林, 邹宇星, 常云妮, 廖鹏辉
    2023, 42(8):  1811-1819.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.011
    摘要 ( 40 )   PDF (2026KB) ( 484 )  
    氮(N)、磷(P)是影响植物生长的重要营养元素,细根是植物吸收养分与水分的重要器官。本研究以刨花楠(Machilus pauhoi)1年生幼苗为对象,通过不同氮磷配施的盆栽试验,分析不同氮磷配施比例(15∶1、12∶1、10∶1、8∶1)对其生长及细根性状的影响。结果显示:(1)不同比例的氮磷配施均会显著增大刨花楠叶生物量、总生物量和叶质量分数,降低根冠比,以10∶1和8∶1的N/P为明显;(2)氮磷配施使总生物量及各器官生物量相对生长速率显著增大,以N/P为10∶1时最大;(3)氮磷配施使细根N、P含量显著升高,但细根N/P差异不明显,其中细根N含量以15∶1和10∶1处理较高,细根P含量以10∶1处理为最高;氮磷配施使各根级平均直径及1~2级根的比表面积(SRA)减小,使2~4级根的比根长(SRL)及3~4级根的SRA增大,各根级的根组织密度(RTD)则与SRA相反;(4)氮磷配施后幼苗的总生物量及各器官相对生长速率均与RTD呈显著正相关,与SRL及SRA呈显著负相关。研究表明,不同比例氮磷配施会影响刨花楠幼苗生物量分配模式及相对生长速率,并影响生物量相对生长速率与部分细根性状间关系,以10∶1的氮磷配施比例最适宜其生长。研究结果对开展刨花楠苗木精准养分管理与高效培育等具有重要参考价值。

    FAST周边喀斯特土壤养分资源轴的植物优势种生态位
    张婷, 张建利, 张晨, 杨涛, 溥丽华, 赵卫权, 陈芃利
    2023, 42(8):  1820-1828.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.014
    摘要 ( 21 )  
    为了解喀斯特峰丛洼地土壤养分资源轴的生态位特征,本研究以国家重大工程500米口径球面射电望远镜(FAST)周边森林植物优势种为对象,采用典范对应分析、Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数分析优势种在土壤养分资源轴上的生态位特征。结果表明:(1)土壤全磷、速效氮、有机碳对优势种的分布具有显著性影响(P<0.05);(2)麻栎、地果、盐麸木在土壤养分资源轴上的生态位宽度均较高,更适宜研究区的生境。白栎、羊耳菊、豹皮樟在土壤养分资源轴上的生态位宽度均较低,其对资源利用的效率较低。生态位宽度受到物种重要值的影响,生态位宽度较高的物种重要值也较高;(3)生态位重叠值较高的物种并未占有较高的生态位宽度,而是介于中下游的位置。综合土壤养分资源轴,生态位重叠值大于0.5的物种占总物种的50%。总之,FAST周边植被较为稳定,全磷、速效氮、有机碳是影响FAST周边优势种分布的重要土壤养分因子。

    城市遗存山体植物群落结构与稳定性对人为干扰的响应
    孙玉真, 王志泰, 包玉, 刘淑萍
    2023, 42(8):  1829-1840.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.010
    摘要 ( 25 )   PDF (3090KB) ( 335 )  
    为探析城市遗存山体植物群落对人为干扰的响应规律,采用群落生态学与数量生态学相关理论与方法,分析了不同人为干扰方式及强度下城市遗存山体植物群落结构特征与稳定性。结果表明:(1)不同人为干扰强度下植物群落垂直结构完整性整体上呈现为轻度干扰>中度干扰>重度干扰的状态;复垦、工程开挖和工程建设均对乔灌木存在明显的负面影响,而公园化利用有利于群落垂直结构层次的完整。(2)不同干扰强度下乔木径级结构均呈倒“J”型分布,轻、中、重度干扰下的小径木(DBH<10 cm)株数分别占样地总株数的53%、58%、48%,乔木层更新潜力较高,复垦和工程开挖干扰方式下乔木径级结构表现出异常变化。(3)群落密度变异系数和Godron稳定性测度结果均显示,群落稳定性为轻度干扰>中度干扰>重度干扰;踩踏和公园化利用城市遗存山体植物群落相对较为稳定,而复垦和工程开挖植物群落最不稳定。

    科尔沁沙地3种主要造林树种树干非结构性碳水化合物的分布规律
    王凯, 石亮
    2023, 42(8):  1841-1850.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.009
    摘要 ( 43 )   PDF (3708KB) ( 306 )  
    树干是树木非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)的重要贮藏器官,树干NSC分布规律可反映碳储存策略及适应性。以科尔沁沙地主要造林针叶树种樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、赤松(Pinus sylvestris)和油松(Pinus tabuliformis)为研究对象,分析3个树种可溶性糖、淀粉和NSC浓度在树干径向和纵向的空间变化,比较研究树干NSC分布的种间差异。结果表明:在冠中和冠基处,3个树种可溶性糖和NSC浓度随着径向深度增加呈下降趋势;在胸高与根颈处,3个树种随径向深度增加,可溶性糖浓度及糖淀粉比逐渐降低,淀粉浓度逐渐增加,NSC浓度保持平衡。樟子松冠基NSC浓度高于冠中、胸高和根颈,赤松冠中和冠基NSC浓度高于胸高和根颈,油松NSC浓度在不同树干高度间无显著差异。赤松树干NSC浓度高于樟子松和油松。因而,3个针叶树种树干内部是淀粉的重要储存库,有利于适应科尔沁沙地环境。赤松树干碳水化合物储存更多,对不良环境的抗性更强。

    毛竹林带采伐宽度对土壤碳氮磷含量及计量比的影响
    申景昕, 范少辉, 刘广路, 魏松坡
    2023, 42(8):  1851-1857.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.013
    摘要 ( 29 )   PDF (1192KB) ( 314 )  
    毛竹带状采伐是近年来为了适应机械化作业而提出的新理念。探讨带状采伐宽度对土壤养分含量及计量比的影响,对选择合理的采伐带宽、实现毛竹林的可持续经营具有重要的意义。本研究设置4种采伐带宽(3、6、9、12 m)的试验样地,以传统择伐毛竹林为对照(CK),比较不同处理土壤C、N、P含量及比值的差异性。结果表明:随着采伐宽度的增加,土壤C、N、P呈先增加后降低的趋势,采伐带宽6 m时含量最高,12 m时含量最低;土壤C/P、N/P随着采伐宽度增加先增加后降低,C/N相对稳定,其中采伐带宽6 m土壤C/P显著大于采伐带宽12 m,采伐带宽3 m和采伐带宽6 m土壤N/P显著大于采伐带宽12 m。综上所述,采伐带宽6 m时对土壤C、N的积累最有利,具有较高的C/N、C/P、N/P,养分比例更趋平衡;研究区毛竹林受到氮、磷元素含量的双重制约,且土壤P元素更为缺乏,需通过人工施磷肥保证土壤养分平衡,促进带状采伐毛竹林短期内迅速恢复。

    新疆莎车灌区农作物需水量和产量特征及其影响因素
    武梦晗, 王弋
    2023, 42(8):  1858-1868.  doi:10.13292/j.1000-4890.202307.017
    摘要 ( 27 )   PDF (5172KB) ( 271 )  
    新疆莎车灌区是农业种植的重要地区。为了建立有效的农业种植管理和水资源分配机制,本文基于莎车县1990—2019年气象资料,利用PenmanMonteith模型和通径分析法,分析了莎车灌区小麦、玉米和棉花三种主要作物生育期需水量变化及其与气象因子的关系,并通过需水量产量模型对作物产量进行估算,分析了高产年份的气象条件以获取影响农作物产量的重要因素。结果表明:小麦、玉米和棉花三种作物需水量1990—2019年总体都呈平缓上升趋势;灌区作物需水量受到多种气象要素的综合影响,其中影响最大的因素为风速;在三种作物的不同生长期内,虽模拟产量高产年份的气象条件不尽相同,但温度是导致农作物产量发生波动的主要因素。本研究将为干旱灌区的农业生产和可持续发展提供有效的参考。

    哈泥泥炭沼泽典型土壤节肢动物群落结构的生境变异特征
    林奕伶, 孙新, 刘冬, 戴冠华, 刘吉平, 武海涛
    2023, 42(8):  1869-1879.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.003
    摘要 ( 30 )   PDF (3215KB) ( 241 )  
    泥炭沼泽具有养分贫瘠、环境梯度复杂和微生境多样等特点。为探究环境梯度和微生境异质性对典型土壤节肢动物群落结构的影响,以长白山哈泥泥炭沼泽湿地为研究区,于2019年10月和2020年9月开展调查,共采集土壤跳虫和螨类71454只。在空间尺度上,沿泥炭沼泽湿地环境梯度,森林沼泽、灌丛沼泽和藓类沼泽中土壤跳虫和螨类的物种密度、类群数、优势种、特有种及多样性指数均发生明显变化;时间尺度上,哈泥泥炭沼泽生境中土壤节肢动物群落结构在采样的两年内年际变化较大,而藓丘微生境中土壤动物群落结构保持相对稳定。不同微生境相比,藓丘微生境中土壤节肢动物的密度、类群数及多样性指数均显著高于周边毛苔草群落,不同藓种形成的藓丘微生境间土壤节肢动物多样性无显著差异。筛选出14种土壤节肢动物指示物种,主要集中于藓丘微生境中。冗余分析表明,水位和藓类总有机碳含量是影响藓丘微生境内部土壤节肢动物群落的关键环境因子。

    甜玉米-大豆间作和施氮对红壤旱地田间杂草群落的影响
    徐刚, 陈忠平, 俞霞, 肖世豪, 蔡如深, 潘语卓, 鲁美娟, 杨文亭
    2023, 42(8):  1880-1889.  doi:10.13292/j.1000-4890.202306.026
    摘要 ( 34 )   PDF (4845KB) ( 209 )  
    生物多样性是生态防控杂草的重要措施之一。本研究通过两年(2019—2020年)田间定位试验,对春季和秋季甜玉米苗期、孕穗期和收获期田间杂草的种类及密度进行了监测,探讨不同种植模式(甜玉米-大豆,CS;甜玉米单作,MC;大豆单作,MS)和施氮水平(0 kg·hm-2,N0;150 kg·hm-2,N1;300 kg·hm-2,N2)对田间杂草种群和群落结构的影响。结果表明:两年共收集杂草15科34种。马唐(Digitaria sanguinalis)是所有处理中的优势种,在不同种植模式中占所有杂草密度的34.60%~54.95%。稗草(Echinochloa crusgalli)在CSN0中是优势种,占比24.52%。马松子(Melochia corchorifolia)在MCN1中是优势种,占比13.96%。狗尾草(Setaria viridis)在CSN1、MCN0和MCN2处理下为优势种,占比为11.26%、13.76%和17.27%。牛筋草(Eleusine indica)在CSN2、MCN1和MCN2处理下为优势种,占比为10.72%、10.81%和16.40%。相比不施氮,施氮降低了2019年春季CS及春季和秋季MC模式下杂草平均密度。多因素方差分析表明,甜玉米生育期对两年的杂草平均密度、2020年种类数、2019年密度种类指数及2020年Simpson指数、Shannon指数和丰富度指数有显著影响;施氮显著影响了2019年的杂草密度种类指数。去趋势排序分析表明,杂草群落组成的变化与甜玉米生长季节及生育期密切相关,而种植模式及施氮对杂草群落组成的影响规律不一致。综合来看,施氮降低了甜玉米田间杂草密度,间作种植能够部分抑制作物苗期杂草丰富度,施氮条件下的甜玉米间作大豆种植模式有利于防控杂草。

    江苏冬小麦生育阶段干旱时空分布特征
    任义方, 张蕾, 李玉涛, 零丰华
    2023, 42(8):  1890-1901.  doi:10.13292/j.1000-4890.202306.017
    摘要 ( 36 )   PDF (6152KB) ( 222 )  
    江苏省作为南方麦区的重点种植区,在气候变暖的大背景下,冬小麦生长期间干旱频发。掌握冬小麦干旱发生规律,尤其是不同生育阶段干旱特点对规避其生产风险至关重要。本文利用气象、土壤水分和冬小麦生育期观测等资料,考虑冬小麦各生育阶段墒情和需水量的影响,构建冬小麦逐日干旱指数;综合干旱指数与0~10 cm土壤相对湿度的对应关系,确定冬小麦各生育阶段干旱等级标准;利用统计和经验正交函数法(EOF)分析1981—2020年不同区域冬小麦不同生育阶段干旱的时空分布特点。结果表明:冬小麦不同生育阶段干旱具有明显的时空特征;干旱强度呈“北重南轻”,频次呈“北多南少”的趋势,且苏北、苏中地区多发生中-重度干旱,苏南地区以轻度干旱为主;出苗-越冬阶段是干旱重发和频发时段;相较于1981—2000年,2001—2020年小麦干旱高发时段由出苗-越冬阶段逐步后移至抽穗-成熟阶段。在实际生产过程中,需重点关注冬小麦干旱重发区域和常发时段,科学全面防御冬小麦干旱,并合理实现风险转移。

    新疆博格达山南坡植物群落表土花粉类型组合及其生态启示
    姚付龙, 吴冬瑾, 黄健, 唐国乾, 刘海军, 杨海军
    2023, 42(8):  1902-1910.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.002
    摘要 ( 22 )   PDF (2484KB) ( 216 )  
    以博格达山南坡57个表土花粉样品为代表,对比野外植被调查结果,借助数量生态学方法,探讨该区表土花粉类型组合与现代植被的关系及其生态启示。主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)将表土花粉样品沿海拔自下而上分为灌木荒漠、半灌木荒漠、山地草原、山地草甸草原、高山草甸5个植被带,与之对应的花粉类型组合为:麻黄属(Ephedra)-藜科(Chenopodiaceae)-白刺属(Nitraria)、藜科-蒿属(Artemisia)、禾本科(Gramineae)-藜科-蒿属、禾本科-藜科-蒿属-菊科(Compositae)-莎草科(Cyperaceae)、莎草科-藜科-禾本科-菊科-蔷薇科(Rosaceae)。弱化藜科、蒿属对其他植被带的影响,表土花粉类型组合较好地响应了植被分布现状。基于PCA的花粉组合类型还指示了土壤及环境的干湿状况。藜科、禾本科、蒿属、莎草科、麻黄属、菊科、蔷薇科、白刺花粉在研究区或特定植被带含量高、变幅大,其气候指代意义在古环境重建时可作参考。麻黄属、莎草科代表性良好。藜科、蒿属呈超代表性,干扰了其他植被带花粉与植被间的数量关系判别。禾本科在表土花粉谱中得到体现,但与其在现代植被中的含量比仍表现为低代表性。干旱生境中的灌木、半灌木、陆生草本植物在简化了的表土花粉谱中优势明显,揭示了博格达山南坡自然环境的干燥性、生态系统的敏感性及脆弱性。

    祁连山北麓中段荒漠草原啮齿动物栖息地特征
    马义杰, 王军, 屈勇, 楚彬, 唐庄生, 包达尔罕, 花蕊, 花立民
    2023, 42(8):  1911-1919.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.008
    摘要 ( 32 )   PDF (3110KB) ( 243 )  
    祁连山北麓中段荒漠草原鼠害日趋加剧,已严重影响当地畜牧业生产和草原生态保护。明晰当地啮齿动物栖息地特征对鼠害精准防控具有重要意义。本研究调查了该区域啮齿动物地理分布及其主要分布区土壤物理性状和植物群落结构,从植被景观、土壤和植物3个层面揭示研究区啮齿动物栖息地特征。结果表明:(1)荒漠草原是研究区啮齿动物主要分布区;(2)0~30 cm土壤紧实度和土壤水分与鼠洞密度显著相关(R2>0.32,P<0.05);(3)植被盖度、生物量、Patrick指数和Pielou指数与鼠洞密度显著相关(R2>0.31,P<0.05),珍珠猪毛菜(Salsola passerina)频度与鼠洞密度呈显著负相关(P<0.05);(4)冗余分析结果发现,显著影响啮齿动物栖息地选择的是0~30 cm土壤紧实度(P<0.01)。可见,0~30 cm土壤紧实度是影响研究区啮齿动物栖息地选择的主要环境因子。

    水深对克氏原鳌虾稻田养殖水体浮游植物群落结构的影响
    张露, 李滔, 章叶飞, 王海艳, 习小杰, 朱建强, 杨军
    2023, 42(8):  1920-1927.  doi:10.13292/j.1000-4890.202307.023
    摘要 ( 25 )   PDF (2502KB) ( 141 )  
    于2021年4—5月在湖北省荆州市长江大学农业科技园稻虾试验地进行试验,试验设置0.6 m(D1)、0.9 m(D2)、1.2 m(D3)和1.5 m(D4)四种环沟水深处理,以了解克氏原鳌虾(Procambarus clarkii)稻田养殖水体中环沟水深对浮游植物群落结构的影响。结果表明:D1、D2、D3和D4处理共鉴定出浮游植物8门106种,且均以绿藻门种类为主,分别占各处理的50.67%、46.83%、46.91%和46.38%,主要优势种为拟菱形弓形藻(Schroederia nitzschioides)、小球藻属(Chlorella sp.)和具尾蓝隐藻(Chroomonas caudata);浮游植物丰度和生物量分别为0.82×106~99.74×106 cells·L-1和0.77~27.21 mg·L-1,以D1处理的浮游植物丰度和生物量最低,D4处理的丰度和D2处理的生物量最高;浮游植物多样性指数显示,稻田水体水质整体介于清洁-中污染型,D1处理的Margalef指数、Pielou指数和Shannon指数均高于其他处理;冗余分析表明,溶解氧和水温对稻田浮游植物优势种的影响最大。在稻田养殖水体中保持浅水有利于浮游植物的生长和提升浮游植物现存量。

    微生物菌剂协同有机肥对矿区复垦植物生长与养分的影响
    王东丽, 郑笑影, 刘阳, 赵晓亮, 连昭, 王东, 谢伟, 郭建军
    2023, 42(8):  1928-1935.  doi:10.13292/j.1000-4890.202306.031
    摘要 ( 37 )   PDF (1532KB) ( 265 )  
    排土场复垦地由于生境条件恶劣,植物生长受限。为探明微生物菌剂的添加是否能够协同有机肥对复垦植物产生积极的作用,本研究采用大田试验,设计用量为3.6、10.8和18 g·m-2 3个混合菌剂协同有机肥施用处理(T1、T2和T3),以未配施菌剂为对照(CK),研究苦参的生长特征与茎叶和根的C、N、P含量及其关系,揭示微生物菌剂与有机肥对植物生长与养分的协同作用。结果表明:(1)菌剂协同施用处理均可促进植物生长,其中T2处理下能显著提高植物根径、根鲜重、根干重和芽数(P<0.05),与对照相比,分别提高了26.49%、122.76%、109.84%和21.41%。植物生长特征综合表现为T2>T1>T3>CK,中等用量更有助于植物生长。(2)菌剂协同施用对植物养分的影响各异,对茎叶全氮含量有明显的提升作用,其中T3处理效果最为显著,提高了29.22%,但对茎叶和根有机碳、根全氮和全磷含量提升效果并不显著,且不利于茎叶全磷含量的提高(P<0.05),植物在生长过程中始终受到P元素的限制。(3)不同器官间有机碳、全氮和全磷含量均表现出茎叶>根。(4)菌剂协同有机肥施用处理可显著提高茎叶C/P和N/P(P<0.05),但对茎叶C/N,根C/P、N/P和C/N的提高效果并不显著。综合植物的生长与养分特征分析,中用量菌剂协同有机肥(T2)更有助于苦参的生长,但应注意及时补充磷肥。

    刺参养殖池塘患病区域沉积物菌群结构与功能特征
    林志萍, 周叶青, 张靖婧, 王荦, 刘艳霞, 丁君, 常亚青
    2023, 42(8):  1936-1943.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.017
    摘要 ( 30 )   PDF (5116KB) ( 135 )  
    为探究刺参养殖池塘患病区域沉积物菌群结构与功能特征,本文采用高通量测序技术开展同一刺参养殖池塘患病区域与正常区域沉积物菌群结构与功能共性及特异性研究。结果表明:与正常区域相比,患病区域刺参养殖池塘沉积物菌群多样性无显著差异,但丰富度显著下降(P<0.05);门水平下,患病与正常区域刺参养殖池塘沉积物优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);患病区域沉积物特异性菌群则主要隶属于放线菌门(Actinobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria),以假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、弧菌属(Vibrio)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、Aliivibrio为代表;基于KEGG代谢通路注释,患病区域与正常区域刺参养殖池塘沉积物菌群代谢通路存在差异,其中有36条三级代谢通路呈现出显著性差异(P<0.05),主要表现在糖胺聚糖降解、蛋白质的消化和吸收、各种类型的氮聚糖生物合成等通路显著性上调;正常与患病刺参养殖池塘沉积物菌群结构与功能存在显著性差异,其中弧菌、假交替单胞菌和葡萄球菌等条件致病菌的增殖加大了刺参患病的风险。

    油田区土壤中石油烃残留特征及生态环境风险预测
    成智高, 李刚, 吴波, 郭书海, 刘东, 师楠, 李杨
    2023, 42(8):  1944-1952.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.005
    摘要 ( 41 )   PDF (2072KB) ( 74 )  
    石油烃(C10~C40)是由不同碳数的烃类化合物组成,各碳数烃类化合物残留差异造成了不同程度的生态环境风险。本文以辽河油田开采区为研究区域,分析不同污染历史土壤中各碳段石油烃残留特征,构建分碳段石油烃残留模型,基于土壤质量指数与蒙特卡洛模拟,评估及预测生态环境风险。结果表明:油田开采区土壤中残留石油烃含量差异大(17.8~2004.7 mg·kg-1),且各碳段占比不同,即C22~C40(53.00%)>C13~C16(31.81%)>C17~C21(15.17%)>C10~C12(0.02%);不同碳段石油烃的自然衰减速率常数(λ)范围为0.0286~0.0395 a-1,基于λ构建的残留模型及95%置信区间反映了各碳段石油烃的残留过程;评估显示,短期污染(≤35年)残留石油烃导致生态环境处于极低风险水平,而长期污染(>35年)则是中低风险;根据本研究情况及残留模型推演,在持续污染且无合理管控情况下,油田区生态环境整体上将长期处于极高风险水平。

    2011—2020年云南西双版纳MODIS火点的时空动态特征
    任静, 沈才明, 刘芳, 叶燎原
    2023, 42(8):  1953-1962.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.015
    摘要 ( 52 )   PDF (4082KB) ( 214 )  
    云南西双版纳是我国西南生态安全屏障的重要组成部分,也是全球生物多样性保护的关键地区。本文综合考虑自然和人类活动要素,采用空间相关分析和概率密度估计的方法,探讨2011—2020年西双版纳MODIS火点的时空动态特征。结果表明:(1)西双版纳MODIS火点的莫兰指数大于0.94,空间分布存在显著的相关性;(2)MODIS火点的时间分布存在明显的季节性,主要发生在每年的2—4月;(3)显著性水平为0.01时,火点的高程、坡度、距水系距离、冬夏季FVC、降水量、气温、风速、湿度等要素的概率分布服从Gamma分布,表明这些要素均对火点具有统计意义的贡献;(4)核密度估计结果揭示,西双版纳MODIS火点主要分布在距离居民点5~8 km,且距离道路2.5 km以内的林地内(占58.7%)。研究结果不仅为理解火的发生规律提供了科学基础,且对热带雨林区的火情防控及生态保护具有借鉴意义。

    基于能值分析的重工业区域绿色生态一体化发展研究
    张志斌, 于晓曼, 刘鸣达, 李金妮
    2023, 42(8):  1963-1972.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.004
    摘要 ( 28 )   PDF (550KB) ( 112 )  
    重工业区域面临资源消耗过度、污染物排放严重的问题,如何平衡其绿色生态和经济发展受到热切关注。本研究以2017年辽宁省为例,采用能值分析方法核算其自然资本存量、生态系统服务价值、净化工业污染物所需环境服务及排放所致生态经济损失在内的资源消耗数量,分析了重工业区域绿色生态一体化发展。结果表明:(1)自然资本存量为5.46E+25 sej,折合能值货币为1.54E+13 Em$,地质资产占比最大,为48.90%;(2)生态系统服务的能值货币价值为3.27E+11 Em$,市场价格为5.80E+10 $,其中水产品、矿物开采、化石燃料开采的能值货币价值远高于其市场价格;(3)资源消耗总量为1.54E+24 sej,其中可更新资源为3.28E+21 sej,不可更新资源为4.99E+23 sej,输入资源为1.03E+24 sej,表明辽宁省经济发展主要依赖当地不可更新资源与外部输入资源;(4)环境服务总量为9.85E+21 sej,是生态系统调节服务的1.73倍,污染物排放所致生态经济损失总量为1.84E+22sej,表明辽宁省经济活动的污染物不可避免地造成生态超载和生态经济损失,并需要投入大量资源与能量进行人为净化;(5)基于基本能值核算方法和环境服务与生态经济损失的能值产出率为1.47,环境负载率为476,可持续发展指数为0.0031,表明辽宁省生态环境保护压力较大,经济发展对当地自然资源和生态系统的依赖程度较高,处于不可持续发展的状态下,与良好的绿色生态一体化发展尚有一定差距。

    珠三角城市群生态效率时空演变及驱动因素
    梁归, 方凤满, 李俊峰
    2023, 42(8):  1973-1981.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.033
    摘要 ( 23 )   PDF (2906KB) ( 206 )  
    “双碳”目标背景下,提升城市生态效率成为绿色发展的重要话题。基于2011—2019年珠三角城市群9个地市的面板数据,采用Super-SBM模型对城市生态效率进行定量测度,结合核密度估计、趋势面分析法揭示其时空格局演变,并运用时空地理加权回归模型从时间、空间两大维度探讨其驱动因素的影响效应及其时空差异。结果表明:(1)研究期间珠三角生态效率整体呈波动上升态势。2011—2014年珠三角生态效率均值从0.61降至0.44,增长率为-27.93%;2015—2019年生态效率均值从0.57升至0.71,增长率为23.18%。核密度曲线显示存在低效率城市向高效率城市的“追赶效应”。(2)珠三角各市生态效率在空间上呈现以珠江口一带为核心的中间高、两翼低的空间格局。在东西向和南北向呈现“倒U”型特征,随时间演化减弱并呈现中部>东部>西部、北部>南部的趋势分异。(3)珠三角各市生态效率驱动因素具有时空异质性。时间维度上,城市化对生态效率的正向驱动效应随时间波动下降,环境规制的抑制效应逐渐弱化,产业结构的影响效应随时间演化由正转负;空间维度上,城市化的影响系数呈现自西南向东北增长的格局,环境规制的抑制效应主要作用于中山、广州等中部城市,产业结构的影响系数呈现西正东负的格局。研究结果为珠三角城市群的绿色低碳发展提供空间决策支持,并为其他大城市群的生态系统管理与研究提供重要启示。

    云南金沙江干热河谷县域土地利用景观格局的地形效应
    许英杰, 杨绍微, 张峻铭, 孙永玉, 杨秀彪, 欧朝蓉
    2023, 42(8):  1982-1992.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.012
    摘要 ( 33 )   PDF (2428KB) ( 251 )  
    金沙江干热河谷区是中国生态最为脆弱的区域之一,开展其土地利用景观格局研究对区域生态环境调控有重要意义。本文以云南省金沙江干热河谷县域为案例区,基于2005、2010、2015和2020年4期土地利用数据,运用GIS空间分析和景观格局分析方法来探究不同高程范围、坡度类别和地形位指数下土地利用景观格局地形效应,揭示土地利用景观格局变化的驱动机理,以期为区域生态调控提供科学依据。结果表明:2005—2020年间,研究区土地利用景观破碎化程度加强,景观异质性明显,景观多样性增加,均匀度提高。林地、草地和耕地是研究区的景观基质。干热区主要景观类型为草地和耕地,其水域和建设用地面积增长态势显著。非干热区主要景观类型为林地和草地,其耕地持续减少和建设用地面积持续增长态势较为明显。各地类在坡度和地形位上分布趋势基本一致。耕地、水域和建设用地多分布在低地形位,林地、草地和未利用地多分布在中高地形位。研究区土地利用景观格局地形效应特征明显。自然因素奠定了研究区土地利用景观的基本格局。15年间,人为因素对区域土地利用景观格局的影响得到强化,2015年后人为因素作用更为明显。未来金沙江干热河谷土地利用景观格局研究应更多地探索区域景观生态安全格局构建及区域土地利用景观格局对全球气候变化的响应特征及其机制。

    综合评述
    中国30年边坡绿化技术专利发展
    杨雨荷, 廖克武, 麻坚, 吕庆, 徐慧, 徐礼根
    2023, 42(8):  1993-2002.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.001
    摘要 ( 55 )   PDF (3143KB) ( 133 )  
    基于专利视角探讨了中国30年边坡绿化技术的发展概况。检索1991—2020年国内申请并公开的边坡绿化领域专利,获得专利数量、类型、申请时间、申请人等数据;按照固土、建植、养护、评价和工法5个类别将专利归类统计;总结了我国边坡绿化技术的整体趋势、类别分支和关键技术。结果表明:检索到的30年内中国边坡绿化领域的专利共计2477件,其中发明专利和实用新型专利基本各占一半;2015年以来专利年申请数逐年增加,表明边坡绿化技术进入快速发展阶段;固土类、建植类、养护类、评价类和工法类专利分别有886、846、282、19和444件,占比分别为35.8%、34.2%、11.4%、0.8%和17.9%,表明固土和建植是2个边坡绿化技术研究的热点,评价方面的技术相对较少;喷播、框格、刻槽和枕袋等关键技术日趋成熟;在新型材料研发、特殊生境应用等方面还需要进一步探究。本文可为边坡绿化技术的创新和研发提供参考。

    我国低碳社区发展历史、特点与未来工作重点
    陈一欣, 曾辉
    2023, 42(8):  2003-2009.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.006
    摘要 ( 63 )   PDF (480KB) ( 284 )  
    碳达峰、碳中和是我国未来社会经济发展的重大战略,实现“双碳”战略目标,不仅需要从国家层面制定碳达峰、碳中和行动纲领,更需要全社会公众的积极参与,而低碳社区建设就是公众参与、发展低碳生活、实现碳中和目标的重要举措。本文回顾了低碳社区的概念演变和发展历史,分析了低碳社区的发展特点。在此基础上,重点讨论了我国低碳社区发展所面临的问题,一是规划建设缺乏细节指导,推广实施难度较大;二是建设过程缺少评估、社区维护缺少监督;三是社区居民集体互动行为较少,居民行为准则缺乏。最后,结合我国“双碳”战略目标发展需求,从政府和公众参与两个角度分析了我国低碳社区未来发展方向和工作重点:(1)亟需建立政府主导下公众积极参与的低碳社区发展模式,有序推进我国低碳社区建设和发展;(2)亟需定量评估低碳社区建设的碳中和潜力及其在我国碳中和的贡献,增强公众参与低碳社区建设的获得感。

    湖泊冰封期浮游植物研究进展
    江孟宇, 王晓东, 刘晓辉, 梁品文, 袁宇翔
    2023, 42(8):  2010-2019.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.019
    摘要 ( 49 )   PDF (569KB) ( 224 )  
    季节性结冰或全年结冰湖泊数量超过全球湖泊的一半,结冰是这些湖泊特有的物理水文过程,影响着湖泊物理和化学环境以及生态系统。气候变暖和水体富营养化引发的冰期缩短、浮游植物物候变化和春季水华提前等生态问题引发了全球关注。本文从三个方面综述了湖泊冰封期浮游植物研究重要进展。首先是湖泊冰封期环境条件及不同阶段理化因子的变化规律;其次是湖泊冰封期变化环境下浮游植物生长、种类组成和群落结构的时空格局及其响应机制;然后介绍了我国目前冰封期浮游植物研究的进展。基于这些研究进展,本文展望了湖泊冰封期浮游植物研究的未来发展趋势,特别是湖泊冰封期生物地球化学过程、湖泊-大气-陆地与气候互馈机制、研究方法与理论模型的构建。

    技术与方法
    基于土地利用变化的西宁市景观生态风险识别及优化策略
    乔斌, 颜玉倩, 张婷华, 李秀阳, 张睿, 李晓东, 李甫, 李素雲, 祝存兄, 周秉荣
    2023, 42(8):  2020-2031.  doi:10.13292/j.1000-4890.202307.013
    摘要 ( 47 )   PDF (3782KB) ( 232 )  
    景观生态风险评价作为国土资源空间优化配置与生态资源管理决策设计的综合手段,为区域生态安全定量化评估提供了新思路。本研究分析了1980—2020年西宁市土地利用时空演变特征以及景观生态风险时空分异特征。结果表明:(1)草地占西宁市总面积的51%以上,以中/低覆盖度草地为主,1980—2020年耕地面积减少97.42 km2,建设用地增加103.89 km2。(2)2000年以前土地利用结构相对稳定,2000年以来土地利用变化程度活跃。40年间耕地转出面积最大,为109.69 km2,建设用地转入面积最大,为104.44 km2。(3)5个时期西宁市景观生态风险指数均在0.288左右,景观生态安全状况总体稳定,景观生态风险等级以低生态风险等级和较低生态风险等级为主,占西宁市面积的70%以上。(4)5个时期西宁市景观生态风险全局Moran’s I值分别是0.712、0.720、0.724、0.741、0.764,呈现以低-低聚集和高-高聚集为主的空间分布格局,空间自相关程度逐渐增加,空间趋同趋势不断增强。土地资源优化配置路径包括:科学估算土地利用结构中生产、生活、生态用地的规模阈值,避免生产、生活用地过度开发利用挤占生态空间,修复和改善草地、耕地资源质量,强化和提升林地资源生态功能和价值溢出效益,合理规划建设用地开发规模和强度,培育水域、建设用地景观生态廊道,适度增加建城区生态用地规模,可以保障西宁市生态安全格局健康稳定。

    一株枯草芽孢杆菌的水解酶特性及其对盐胁迫的响应
    李巧玲, 李爱博, 黄志远, 张小平, 卞方圆, 钟哲科
    2023, 42(8):  2032-2039.  doi:10.13292/j.1000-4890.202306.032
    摘要 ( 29 )   PDF (1930KB) ( 107 )  
    为筛选用于分解高盐有机废水有机碳的微生物资源,本研究采用稀释涂布法和脱色圈平板试验法,从竹笋加工废弃物中分离筛选得到1株耐盐产酶细菌,通过形态学、扫描电镜观察、生理生化特征、16S rRNA基因序列分析鉴定菌株。采用单因素控制法优化菌株生长条件,并测定了盐胁迫下菌株的生长及蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等水解酶的酶活力。结果表明:(1)得到1株耐盐性能好且有机碳分解能力强的枯草芽孢杆菌(Bacillus stubilis)ACP81。它能够在浓度为1%~19% NaCl溶液中生长,在1% NaCl时菌株生长状况最优,5% NaCl为该菌株的半抑制浓度。(2)在半抑制浓度(5% NaCl)培养下,菌株培养液中的纤维素酶、中性蛋白酶和β-淀粉酶的酶活力分别为72.4、3.2和0.3 U·mL-1。(3)盐胁迫下,菌株ACP81的纤维素酶和β-淀粉酶酶活随着NaCl浓度增加而增加,而中性蛋白酶则呈相反趋势,且世代时间逐渐变长。分离得到的枯草芽孢杆菌ACP81达到中度嗜盐菌的盐度耐受范围,并且在高渗环境中具有产纤维素酶和β-淀粉酶的优势,可作为高盐有机废水的生化处理的候选菌株。

    寒温带山区河流大型底栖动物完整性评价——以呼玛河为例
    窦乾明, 王慧博, 宋聃, 都雪, 王乐, 黄晓丽, 赵晨
    2023, 42(8):  2040-2048.  doi:10.13292/j.1000-4890.202308.021
    摘要 ( 33 )   PDF (1065KB) ( 113 )  
    根据呼玛河25个采样点(9个参照点,16个干扰点)的大型底栖动物和水体理化指标数据,采用底栖动物完整性指数(B-IBI),对寒温带山区河流进行健康评价。基于27个生物指标的分布范围、判别能力和相关性分析,最终确定由襀翅目个体相对丰度、EPT个体相对丰度(Ephemeroptera、Plecoptera、Trichoptera,EPT)、敏感类群个体相对丰度、BI指数(biotic index)和撕食者个体相对丰度构成B-IBI体系。采用比值法统一指标量纲,基于参照点B-IBI值分布的25%分位值作为健康评价标准。结果表明:25个采样点中8个为健康,8个为亚健康,6个为一般,2个为较差,1个为极差。B-IBI体系表明:呼玛河健康状况总体较好;其中干流健康状况从优至劣依次为上游、中游、下游;各支流中干部河、瓦拉干河、大西鲁嘎河、奥库萨卡埃河和西里尼西河处于健康状态,塔河、小西鲁嘎河和倭勒根河处于亚健康状态,穆五鲁河和曼拉开河处于一般状态,海莱河和塔哈河处于较差状态。Pearson相关性分析表明,B-IBI值与溶解氧呈显著正相关,与氨氮呈显著负相关(P<0.05)。冗余分析表明,B-IBI体系对环境因子具有较高的解释度。以呼玛河为例建立的BIBI体系适用于我国寒温带山区河流健康评价。