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    2024年 第43卷 第1期    刊出日期:2024-01-10
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    2024, 43(1):  0. 
    摘要 ( 14 )   PDF (502KB) ( 13 )  
    高寒草甸草原退化机理与生态修复专栏
    土壤水分影响青藏高原东部高寒草地植物群落特征及生态系统多功能性
    马建国, 朱怀德, 李玉满, 杨小倩, 姚梦凡, 杨振辉, 王晓波
    2024, 43(1):  1-7.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.034
    摘要 ( 31 )   PDF (1221KB) ( 23 )  
    环境变化改变了草地植物群落空间格局的形成和演替,对青藏高原生物多样性和生态系统功能产生了深远影响。植物群落随环境变化在空间上呈现规律性变化,但植物群落特征在空间上主要受何种环境因素的驱动还存在较大争论。本研究在青藏高原东部自西向东调查了不同土壤因素在空间上对植物群落特征的重要性以及植物群落对这些因素的敏感性,并评估了影响生态系统多功能性的关键土壤因子。结果表明:土壤因子对植物群落的重要性及其敏感性存在差异,相比其他土壤因子,土壤水分对不同植物群落指标均具有显著的重要性(P<0.05),并且植物群落特征对土壤水分也有很强的敏感性(P<0.05);土壤水分与生态系统多功能性呈显著的非线性递增关系(P<0.05)。该研究表明,土壤水分对青藏高原东部植物群落具有重要的调控作用,并且这种作用最终可能影响草地生态系统功能。

    高寒草甸矮生嵩草不同根序解剖结构对生境干旱化的响应
    韩雨圳, 陈凤林, 杨春娇, 张大才
    2024, 43(1):  8-16.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.028
    摘要 ( 24 )   PDF (3726KB) ( 7 )  
    植物根系由不同根序组成,然而,它们的解剖结构对生境干旱化的响应是否一致尚不清楚。本研究于藏东南东达山矮生嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸沿生境干旱化梯度设置6个样方,采集矮生嵩草根系。采用石蜡切片法,运用方差分析和主成分分析,比较不同土壤水分生境中矮生嵩草一、二级根序解剖结构的差异及可塑性强弱。结果表明:一、二级根序间解剖结构组成无明显差异,其中横切面表皮细胞近似长方形,排列紧密,面积较大(87.6~126.0 μm2);一、二级根序解剖结构对生境干旱化的响应不一致,一级根中表皮细胞面积和厚度、皮层厚度(含厚壁组织与薄壁组织)均与土壤含水率呈显著负相关,而二级根呈显著正相关(P<0.05);一级根表皮占径比在土壤水分梯度间的差异显著,其他解剖结构差异不显著,二级根解剖结构(除皮层厚壁组织外)的占径比在土壤水分梯度间均存在显著差异;一级根皮层薄壁组织厚度可塑性最强,皮层厚壁组织厚度可塑性最弱;二级根横切面面积可塑性最强,中柱面积可塑性最弱。总之,矮生嵩草根系表皮、皮层解剖结构对土壤水分梯度变化的可塑性强,但不同根序解剖结构对生境干旱化的响应机制不同,表现出其潜在的储水能力或吸水能力,根序法为研究根系的生境适应提供了新的思路。

    温度对青藏高原高寒草地植物种子萌发与病原真菌侵染关系的影响
    田真, 张书琴, 李文洁, 蒋霏飞, 陈焘
    2024, 43(1):  17-24. 
    摘要 ( 31 )   PDF (2069KB) ( 23 )  
    自然条件下,病原真菌侵染是导致种子死亡的重要因素。气候变化背景下,种子特性(如休眠和发芽速率)与真菌侵染之间的关系仍不清楚。本研究以青藏高原高寒草地的17种草本植物种子为对象,设置不同温度(10、15、20和25 ℃)发芽实验,研究不同温度条件下种子病原真菌侵染和死亡与种子发芽速率和休眠特性之间的关系。结果表明:在各温度条件下,种子病原真菌侵染率、死亡率与种子休眠率均呈显著负相关(P<0.001),但在25 ℃条件下相关性最强:仅在25 ℃条件下,种子真菌侵染率、死亡率与种子平均发芽时间呈显著正相关(P<0.05);种子休眠在不同温度条件下均能有效抵御病原真菌的侵染;种子通过快速萌发有效逃避病原真菌的侵染,但其与病原真菌的关系受温度影响较大。

    增温对若尔盖高寒草本沼泽木里薹草氮磷重吸收的影响
    陈天松, 胡昭佚, 申金阳, 赵丽, 刘宏强, 熊银洪, 孙荣卿, 董李勤
    2024, 43(1):  25-32.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.033
    摘要 ( 19 )   PDF (1773KB) ( 16 )  
    养分重吸收是植物重要的营养保存机制和养分循环的重要组成部分,温度变化会影响植物养分吸收。为了探讨若尔盖高原沼泽湿地植物木里薹(Carex muliensis)草养分重吸收特征对气候变暖的响应,本研究通过野外模拟增温实验,测定木里薹草成熟叶片和衰老叶片的氮(N)、磷(P)含量并分析其重吸收效率差异。结果表明:木里薹草叶片N、P含量均值分别为11.44和1.19 mg·g-1,N重吸收效率(NRE)、P重吸收效率(PRE)均值分别为61.8%和69.0%,增温显著降低了成熟叶片氮含量,显著提高了衰老叶片磷含量(P<0.01),对成熟叶片磷含量和衰老叶片氮含量没有显著影响;增温显著降低了成熟叶片和衰老叶片N∶P(P<0.01)及NRE(P<0.05)和PRE(P<0.01);木里薹草叶片氮磷重吸收效率与成熟叶片氮磷含量呈显著正相关,与衰老叶片氮磷含量呈显著负相关;木里薹草生长受P限制,而增温可能导致限制情况发生变化,木里薹草叶片养分重吸收还可能受到化学计量调控。研究结果将有助于了解和预测若尔盖高原养分循环对未来气候变化的响应,并为气候变暖下高寒草本沼泽植物养分重吸收效率变化的预测提供数据支持和实验证据。

    不同坡向亚高山草甸土壤有机碳光降解特征及其对铁添加的响应
    郭晓宇, 程曼, 徐茂宏, 何新华, 文永莉
    2024, 43(1):  33-40.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.030
    摘要 ( 22 )   PDF (1476KB) ( 19 )  
    在全球中波紫外辐射(UVB)增加的背景下,土壤有机碳(SOC)矿化速率增强是多数陆地生态系统正在经历的重要生态学过程。铁氧化物可以通过吸附或共沉淀作用,影响土壤有机碳的稳定性,在调节碳循环过程起到重要作用。以历山舜王坪亚高山草甸东南坡与西北坡表层土壤为对象,通过为期50 d的室内培养实验,研究铁添加对土壤有机碳光降解的影响机制。结果表明:不同坡向亚高山草甸表层SOC矿化特征不相同,西北坡的SOC累积矿化量和矿化速率均显著高于东南坡,主要是因为西北坡土壤中非晶形铁(Feo-p)含量显著低于东南坡,对SOC保护力较弱;在UVB辐射下,表层土壤有机碳发生了光降解作用,促进了土壤有机碳的矿化。UVB辐射下西北坡的矿化量以及矿化速率增加幅度(即光引发作用)显著高于东南坡;外源添加铁抑制了土壤有机碳矿化,显著降低了土壤碳的累积矿化量和矿化效率,也显著了降低土壤碳的光降解;在未来UVB辐射持续增强下,西北坡向土壤有机碳有较强的光降解潜力,外源添加铁可以在一定程度上缓解表层土壤有机碳光降解作用。本文可为气候变化背景下深入理解亚高山草甸表层土壤有机碳固持机制提供理论依据。


    高寒草甸土壤呼吸及其组分对氮添加的响应
    史嘉炜, 廖家强, 魏春雪, 彭逸飞, 李婷婷, 胡健, 汪金松, 周青平
    2024, 43(1):  41-49.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.035
    摘要 ( 22 )   PDF (1905KB) ( 11 )  
    本研究比较了青藏高原高寒草甸土壤呼吸速率(Rs)、自养呼吸速率(Ra)和异养呼吸速率(Rh)随施氮梯度的变化,揭示土壤呼吸及其组分变化的主要影响因素,为评价未来氮沉降背景下高寒草甸土壤碳释放提供科学依据。于2014年在四川红原青藏高原高寒草甸建立长期氮素添加平台,采取完全随机区组试验设计,设置0(N0,对照)、2(N2)、4(N4)、8(N8)、16(N16)和32 g N·m-2·a-1(N32)6个水平氮素添加控制实验。于2020年生长季对Rs、Ra和Rh进行监测。结果表明:施氮显著降低了土壤呼吸及其组分(P<0.05),且Ra的下降幅度大于Rh,导致Rh/Rs随施氮水平逐渐上升;不同施氮处理下Ra和Rh与土壤温度均呈显著的指数正相关(P<0.05);施氮降低了Ra的温度敏感性(Q10),但提高了Rh的Q10值;土壤呼吸各组分与土壤湿度的关系均不显著,但土壤温度和土壤湿度双因子模型对Ra和Rh的解释度高于单因素模型。本研究揭示了高寒草甸土壤呼吸及其组分对氮添加的响应特征及机制,可为评估高寒草甸生态系统对大气氮沉降的响应以及生态系统管理提供科学依据。

    人工草地建植对三江源区退化高寒草甸土壤有机碳组分的影响
    李晓燕, 李永慧, 秦文萍, 孙羽, 马志雯, 刘翔
    2024, 43(1):  50-56.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.036
    摘要 ( 29 )   PDF (1249KB) ( 18 )  
    三江源区高寒草甸的退化正威胁着区域生态安全,如何恢复其土壤有机碳水平是治理该区域退化高寒草甸的关键。本研究以三江源区典型的退化高寒草甸及经其改建而来的人工草地(3年和7年)为对象,运用酸水解法将土壤有机碳库分为活性碳组分I、活性碳组分II和惰性碳组分,定量评估人工草地建植后土壤有机碳组分及其生物化学稳定性的变化特征。结果表明:各类样地土壤有机碳组分含量按照惰性碳组分、活性碳组分I和活性碳组分II的顺序依次递减,表明惰性碳组分是土壤有机碳库的主要构成部分;在建植人工草地3年后,0~30 cm土层的总有机碳、活性碳组分I和惰性碳组分含量均未发生显著变化,而活性碳组分II含量出现显著下降(P<0.05);相比之下,建植人工草地7年后,除土壤活性碳组分II含量未发生显著变化外,总有机碳和其他碳组分含量均呈现出增加的变化趋势;退化高寒草甸、建植3年和建植7年人工草地的土壤有机碳惰性指数分别为43.7%~48.4%、42.3%~48.9%和42.3%~53.4%,尽管建植7年人工草地的土壤有机碳惰性指数要高于其他两类样地,但仅在10~20 cm土层表现为显著差异(P<0.05)。综上表明,长时间的人工植被恢复有助于提升三江源区退化高寒草甸土壤有机碳含量及其生物化学稳定性,促进土壤碳汇功能的恢复。

    放牧家畜组合对高寒草地植物群落特征及生产力的影响
    刘玉祯, 刘文亭, 杨晓霞, 冯斌, 孙彩彩, 李彩弟, 赵新全, 董全民
    2024, 43(1):  57-65.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.031
    摘要 ( 23 )   PDF (1407KB) ( 8 )  
    为明晰中等放牧强度下不同放牧家畜组合如何调控高寒草地地上净初级生产力,进而提高高寒草地管理水平,本研究以青藏高原东端高寒草地为对象,设置中等放牧强度下不同放牧家畜组合样地(牦牛、藏羊单独放牧及1∶2混合放牧)和不放牧样地,分析了不同放牧家畜组合下高寒草地植物群落特征、土壤理化性质及地上净初级生产力变化。结果表明:不同放牧家畜组合对物种丰富度与多样性指数无显著影响,但显著降低高寒草地植物群落的高度与盖度,并改变功能群重要值占比;藏羊单独放牧显著增加高寒草地土壤速效氮、磷含量以及土壤容重;放牧弱化高寒草地植物多样性对地上净初级生产力的调控作用并加强土壤环境因子的作用强度;牦牛、藏羊混合放牧时高寒草地地上净初级生产力、家畜采食量均最高。为提升高寒草地管理水平,建议基于中等放牧强度进行牦牛、藏羊适宜比例的混合放牧,采用植被-家畜-土壤耦合管理方式以实现高寒草地生态功能维持与可持续利用。

    表栖跳虫和螨类群落对高寒草甸退化的响应
    唐思思, 游光年, 魏雪, 任晓, 陈燕, 王玉英, 吴鹏飞
    2024, 43(1):  66-74.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.032
    摘要 ( 22 )  
    为查明高寒草甸退化对表栖跳虫和螨类群落组成及多样性的影响,于2018年7月和10月利用吸虫器法对若尔盖湿地的沼泽草甸、草原草甸及中度退化草甸三种生境的表栖跳虫和螨类进行了调查。捕获表栖跳虫13640只,隶属于4目11科23属,优势类群为小圆跳属和德跳属;捕获表栖螨类5069只,隶属于3亚目76科98属(类),优势类群为真足螨科。主成分分析结果表明,表栖跳虫和螨类群落组成在不同生境间存在明显差异。随高寒草甸退化程度加重,表栖跳虫仅群落密度显著增加(P<0.05),而表栖螨类的群落密度和类群数均显著增加(P<0.05)。在3个生境中,表栖跳虫群落密度和Simpson优势度指数均表现为7月显著高于10月(P<0.05),类群数和Shannon指数则是7月显著低于10月(P<0.05);表栖螨类的群落密度和类群数均表现为7月显著高于10月(P<0.05),Shannon指数和Simpson优势度指数无显著季节变化(P>0.05)。冗余分析和多元回归分析结果表明,植物种类、生物量、土壤容重等是影响表栖跳虫和螨类群落结构及多样性的主要因子,但对表栖跳虫和螨类的具体影响存在差异。研究表明,高寒草甸的表栖跳虫和螨类群落组成、密度及多样性存在明显的时空变化,其中表栖跳虫群落密度及多样性对季节变化较敏感,表栖螨类群落密度和类群数对高寒草甸的退化较敏感。

    研究报告
    龙翔山植物群落空间异质性及其影响因子
    戚赏, 刘占时, 杜丹, 蔺庆伟, 怀志文, 黄咏文, 张岗岗, 马剑敏
    2024, 43(1):  75-85.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.004
    摘要 ( 31 )   PDF (4603KB) ( 11 )  
    为探明焦作市龙翔山植物群落的空间分布及种间关系,对不同海拔、坡向群落进行样方调查,利用种间联结分析、回归分析及非度量多维度分析(NMDS)等方法,研究植物群落物种组成、多样性、生态位及种间关联特征。结果表明:共调查植物57科128属172种,其中乔木15科24属28种,灌木16科22属25种,草本33科86属111种;乔木层中柽柳的重要值最高(1.523),黄栌的生态位宽度(4.763)位居第一;灌草中野皂荚和羊胡子草的重要值最高(0.483和0.429),其生态位宽度位居第2和第5;阴坡植物总盖度(83%)、Simpson指数(0.605)和Shannon指数(1.875)高于阳坡,且显著高于平地(P<0.05);500~600 m海拔的Margalef多样性指数(1.315)及均匀度指数(1.084)最高;海拔与植物群落Margalef多样性指数、均匀度分别呈显著幂指数和二次多项式拟合趋势(P<0.05),而坡度与Margalef多样性指数、Shannon指数呈显著二次多项式拟合趋势(P<0.05);优势植物的生态位重叠指数与种间联结指数Dice系数、Jiaccard系数、Ochiai系数均呈显著正相关(P<0.05),表明龙翔山优势植物在时空上相伴生,且种对间呈正联结;NMDS分析表明,龙翔山不同海拔及坡向之间植物群落组成及多样性存在差异。本研究结果可为焦作山区植物资源利用、保护及管理提供参考。

    不同生境植物幼苗对光照时间异质性的响应
    王灯, 王姝, 王业社
    2024, 43(1):  86-95.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.040
    摘要 ( 25 )   PDF (3270KB) ( 8 )  
    光照时空异质性对植物影响的重要性早已被认识,但大多数研究集中于植物如何响应光照空间异质性,关于植物如何响应光照时间异质性过程的实验证据较少。本文以喀斯特生境物种单性木兰、非喀斯特生境物种石栎和两种生境的共有种朴树的一年生幼苗为对象,通过比较它们在光照时间异质性(全光照-重度遮阴交替)和时间同质性(一直中度遮阴、一直全光照)处理中形态、生物量和生理特征的响应,探讨这3个物种对光环境变化的响应能力和策略。与中度遮阴处理相比,光照时间异质性处理提高了植物的基径,降低了总生物量。相比全光照和中度遮阴处理,光照时间异质性处理提高了植物的渗透物质含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性。早期光照时间异质性处理引起植物细胞渗透压和膜脂过氧化程度升高,抑制了植物当前生长,但在处理末期,却提高了植物对后期压力事件下的总生物量日累积速率,植物的各渗透调节物质含量和抗氧化酶活性也有显著的下降趋势。在整个光照时间异质性处理过程中,喀斯特生境物种单性木兰的丙二醛含量水平最稳定,而且总生物量日累积速率在处理末期最高。总而言之,3个物种对同种光照条件产生的趋同适应与处理早期的光照经历息息相关。单性木兰在长期适应喀斯特生境过程中已演化形成相应的响应机制,因此适应光照时间异质性环境的能力强于其他两个物种,而石栎的适应能力最有限。

    降雨季节分配改变对热带次生林不同功能型幼苗根系形态特征的影响
    何至杭, 刘悦, 陶玉柱, 吴妙兰, 高畅, 王艺颖, 于耀泓, 周庆, 莫其锋
    2024, 43(1):  96-105.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.001
    摘要 ( 24 )   PDF (2056KB) ( 17 )  
    根据对全球降雨格局的预测,降雨的季节分配和强度已发生明显变化。为探讨降雨季节分配对热带次生林幼苗生长及根系形态的影响,于广东省茂名市电白区的热带次生林开展短期人工模拟降雨实验,设置雨季推迟(DW)、雨季增雨(WW)和对照(CT,正常自然降雨)3种处理,探究2种固氮树种幼苗铁刀木(Cassia siamea)、大叶相思(Acacia auriculiformis)和3种非固氮树种香樟(Cinnamomum camphora)、红车(Syzygium hancei)、蒲桃(Syzygium jambos)不同功能型树种幼苗细根形态特征对降雨季节分配改变的响应。结果表明:雨季增雨显著增加了5种幼苗细根的根长、根表面积、根体积、根生物量及比根长;显著降低香樟细根的根长和比根长,同时降低香樟粗根的比根长;显著增加红车粗根根长、根表面积、根体积和生物量,显著增加大叶相思粗根体积和根平均直径;雨季增雨处理显著增加了两种固氮树种铁刀木和大叶相思细根根长、根表面积、根体积和生物量,也显著增加了铁刀木细根的平均直径;雨季增雨处理显著增加红车细根根长、蒲桃粗根体积、香樟和红车的细根生物量;雨季推迟对幼苗根系的影响较小,仅显著降低香樟幼苗根长、大叶相思粗根表面积、蒲桃的粗根和香樟细根的比根长,仅显著增加红车的粗根体积和平均直径、铁刀木的粗根体积和蒲桃粗根平均直径;固氮树种在雨季推迟以及雨季增雨情况下,根系生物量、根体积等指标高于自然降雨;热带次生林5种幼苗根系对干旱(雨季延迟)具有一定的忍受性,细根对雨季增雨的响应更加敏感,雨季增雨对固氮树种细根形态特征的改变比非固氮树种更大,固氮树种对于异常降雨适应性更强;热带次生林林下幼苗根系形态能够较好地适应降雨季节分配的改变,进而维持群落的更新及稳定性。

    贵阳城市化和边缘效应对城市残存森林木本植物系统发育特征的复合影响
    潘英, 王子进, 杨静怡
    2024, 43(1):  106-114.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.012
    摘要 ( 26 )   PDF (1904KB) ( 4 )  
    城市残存森林具有很高的保护价值,探究城市化与城市残存森林木本植物系统发育特征的关系有助于揭示城市残存森林生物多样性的维持机制。本研究以中国西南山地城市贵阳为研究区域,调查了9个残存森林斑块72个样地中木本植物的组成,计算了其系统发育指数,通过多重比较、配对t检验、相似性分析等方法解析了城市化和边缘效应对城市残存森林木本植物系统发育特征的综合影响。结果表明:灌木群落的系统发育多样性较高但系统发育结构的聚集趋势更明显;高城市化水平下幼苗幼树层植物群落的边缘效应显著;城市化水平对边缘生境植物群落系统发育特征的影响大于内部生境;高城市化水平边缘生境植物群落与低城市化水平内部生境植物群落的系统发育结构差异大。研究表明,城市化水平和边缘效应共同影响了残存森林斑块中植物群落的系统发育特征,建议控制残存斑块周围的城市化程度以减轻边缘效应对残存植物系统发育的影响。

    水淹对水竹光合生理特征的影响
    罗慧莹, 苏文会, 蔺晓云, 储昊煜, 金艺, 景雄, 孙宇彤, 龙永美
    2024, 43(1):  115-121.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.013
    摘要 ( 26 )   PDF (2890KB) ( 6 )  
    为探究耐淹速生竹种水竹对不同程度水淹胁迫的光合生理响应,以一年生水竹(Phyllostachys heteroclada)为试验材料,以正常浇水为对照组,测定根部全淹及根部半淹处理下水竹光合气体交换参数、光合色素及叶片资源利用效率随水淹时长产生的差异。结果表明:水淹胁迫第3天,半淹处理的水竹叶片净光合速率、光饱和点和蒸腾速率较对照均出现显著上升,而全淹胁迫下则无显著差异,其后均随胁迫时间的延长而下降,下降幅度与胁迫程度呈正相关;水淹胁迫处理第6天,水竹叶片气孔导度均显著高于对照组,后呈下降趋势;水淹胁迫导致水竹胞间CO2浓度呈现先下降后上升的趋势,至第9天与对照组的数据差异不显著,其恢复时长与胁迫程度呈正相关;暗呼吸速率及光补偿点则随胁迫时长的增加而上升;总光合色素呈现先下降后上升趋势,叶绿素与类胡萝卜素的比例仍保持在3∶1,而叶绿素a与叶绿素b的比例从3∶1下降至2∶1;叶片水分利用率呈现先下降后上升的趋势,而表观光能利用率与表观CO2利用率均呈现下降趋势,其下降幅度随水淹时长的延长而逐渐减小。研究表明,半淹胁迫短期内对水竹的光合作用表现出促进作用,但随胁迫时间的延长,光合各参数会逐渐下降至稳定水平,水竹通过调节光合色素比例及提高水分利用效率,适应水淹环境后,具有较好的耐淹能力。

    降雨减少对刺槐树干液流特征的影响
    郭海宁, 刘美君, 杜盛
    2024, 43(1):  122-130.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.020
    摘要 ( 22 )   PDF (3408KB) ( 7 )  
    在全球气候变化背景下,区域降水格局正在发生改变,对森林生态系统生产力和水文过程将产生重要影响。为揭示降雨量减少对树木蒸腾耗水特征及其响应环境因子的影响,本研究以黄土高原半湿润区主要造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)为对象,在减雨样地林分行间布设人工减雨板减少约47%的降雨输入,采用Granier型热扩散探针测定树干液流动态,并同步监测太阳辐射、空气温度、相对湿度、降雨事件和土壤含水量等环境因子,分析了树干液流对减雨处理及季节性土壤水分变化的响应特征。结果表明:减雨处理显著降低了刺槐液流通量密度标准化值,处理第3年标准化液流通量密度显著低于对照样地;减雨样地刺槐标准化液流日变化峰值时间早于对照样地,表明减雨样地刺槐较早实施了气孔调节,改变了其与气象因子的时滞时间;标准化液流通量密度响应蒸腾驱动因子的拟合方程参数值在样地间呈极显著差异,显示减雨样地刺槐响应气象因子的敏感性有所降低。降雨量的改变不仅影响林地土壤水分状况,还会对刺槐蒸腾耗水及其对环境因子的响应产生影响。

    大兴安岭典型灌木叶片功能性状对环境因子的响应#br#
    白岩松, 张雨鉴, 秦倩倩, 孙兴悦, 刘艳红
    2024, 43(1):  131-139.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.025
    摘要 ( 15 )   PDF (1179KB) ( 8 )  
    以大兴安岭地区典型灌木为研究对象,测定兴安杜鹃(Rhododendron dauricum)、杜香(Ledum palustre)、越橘(Vaccinium vitis-idaea)和绣线菊(Spiraea salicifolia)4种灌木的叶厚度、叶组织密度、比叶面积、叶干物质含量、叶碳含量、叶氮含量、叶磷含量、叶碳氮比、叶氮磷比共9个叶片功能性状,探究不同灌木叶片功能性状特征及其与环境因子间的关系,揭示灌木的生态适应策略。结果表明:4种灌木的叶片功能性状差异均达显著水平(P<0.05);相对而言,杜香和越橘的叶厚度较大(分别为0.279、0.305 mm),比叶面积较小(220.95、211.90 cm2·g-1),叶干物质含量较高(0.463、0.384 g·g-1),说明它们对资源的利用率高,对环境的适应能力强;而兴安杜鹃和绣线菊主要通过减小叶片厚度、增大比叶面积来维持叶片合成有机物质的能力;4种灌木的比叶面积均与叶厚度、叶组织密度呈显著负相关;兴安杜鹃、杜香、绣线菊的比叶面积还与叶干物质含量呈显著负相关;兴安杜鹃、越橘的叶片功能性状主要受地形因子影响,而杜香、绣线菊主要受土壤因子的影响。海拔对兴安杜鹃和越橘的叶片功能性状解释率高达26.5%,土壤含水率是影响杜香叶片功能性状的关键因子(解释率为14.3%),而土壤容重和土壤全氮对绣线菊叶片功能性状的解释率均为15.6%。综上,大兴安岭地区典型灌木叶片功能性状差异显著,但均可以通过形成一定的性状组合以及与环境因子间的相互作用以较好地适应环境。

    干旱和遮荫对马尾松幼苗瞬时水分利用效率及δ13C的影响
    邓秀秀, 施征, 曾立雄, 雷蕾, 裴顺祥, 吴莎, 肖文发
    2024, 43(1):  140-145.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.027
    摘要 ( 21 )   PDF (878KB) ( 11 )  
    水分利用是植物光合固碳的关键过程,其效率反映植物对胁迫环境的适应能力,δ13C作为反映植物长期水分利用效率的关键指标,对于揭示植物与环境长期作用的关系具有重要意义。本研究以马尾松幼苗为对象,通过土壤水分和光照条件控制,设置干旱(土壤水分为30%饱和含水量)、遮荫(光照强度为全光照的30%)及干旱+遮荫(土壤水分为30%饱和含水量和光照强度为全光照的30%)3种胁迫方式和对照(CK,土壤水分为70%饱和含水量和全光照),研究干旱和遮荫对马尾松瞬时水分利用效率和δ13C的影响。结果表明:干旱和干旱+遮荫处理分别使马尾松当年生叶的瞬时水分利用效率显著增加了67.96%和60.78%,遮荫对瞬时水分利用效率的影响不显著;当年生叶的δ13C在干旱处理下显著增加了14.35%,但在遮荫和干旱+遮荫处理下未发生明显改变;各处理对1年生叶δ13C的影响均不显著;表明瞬时和长期水分利用效率的变化不同步,且马尾松的水分利用效率对干旱的响应较早;在各处理下,各库器官中的δ13C均大于源叶,茎干和根中的δ13C与源叶δ13C的相关系数较大,且与1年生叶呈极显著正相关,各库器官的δ13C主要受源叶δ13C供应的影响。表明环境变化导致水分利用效率的变化将引起各库器官δ13C发生改变。研究结果可为揭示马尾松幼苗对气候变化的响应机制提供参考。

    小叶丁香花芽分化进程及内源激素的变化
    许昕, 刘佳奇, 王宇含, 宋璐, 梁艳
    2024, 43(1):  146-152.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.037
    摘要 ( 33 )   PDF (2024KB) ( 11 )  
    观察小叶丁香花芽分化过程,明确花芽外部形态与内部解剖结构的对应关系,解析内源激素的动态变化,为小叶丁香开花调控和栽培管理提供科学依据。本研究以小叶丁香花芽为试验材料,外部形态观察和石蜡切片技术观测花芽分化过程及开花特性,酶联免疫法(ELISA)测定内源激素含量。解剖结构观察发现,小叶丁香春季开花的花芽分化始于5月下旬,至10月上旬结束,过程分为未分化期、总苞原基分化期、花序原基和小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期7个时期,分化各时期存在重叠现象;吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、玉米素核苷(ZR)含量波动较大,分别呈现“降低-升高-降低”、“升高-降低-升高-降低”、“升高-降低”的变化趋势,赤霉素(GA3)含量维持在低水平且变化幅度不大;ABA/GA3峰值出现在总苞原基、萼片原基及花瓣原基分化期;IAA/GA3峰值出现在未分化期、花序原基和小花原基分化期、花瓣原基分化期;ABA/IAA在萼片原基分化期最高;ZR/GA3与ZR/IAA峰值出现在萼片原基与花瓣原基分化期;小叶丁香花芽分化各时期内部解剖结构与外部形态密切相关,高水平IAA、ABA、ABA/GA3和IAA/GA3有利于小叶丁香花芽分化的启动及早期花器官原基的分化,萼片原基与花瓣原基分化需要ZR、IAA、ABA的积累;花芽分化的起始、萼片原基与花瓣原基分化可能是小叶丁香花芽分化的关键时期,期间内源激素含量及激素间平衡均发挥重要的作用。

    不同生境下胡杨树体离子平衡及其与土壤因子关系
    王杰, 黑玉龙, 黄文娟, 王鑫, 李鹏飞, 姚诗雨, 彭承志
    2024, 43(1):  153-161.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.038
    摘要 ( 19 )   PDF (1455KB) ( 6 )  
    为探讨胡杨适应盐渍环境的离子分布规律,揭示胡杨的耐盐生理机制,以高盐和低盐两种不同生境中的胡杨(Populus euphratica)为对象,测定其根、树干、老枝、幼枝、叶片等不同器官中Na+、K+、Ca2+、Cl-的含量,并分析各离子吸收、运输和分配特征的差异及其与土壤因子的关系。结果表明:(1)胡杨叶片中Na+、Cl-含量在高盐生境下显著低于低盐生境,K+含量在高盐生境下显著高于低盐生境,其他器官的各离子含量变化均不显著;胡杨老枝、幼枝、叶片的K+/Na+在高盐生境下均显著高于低盐环境、Ca2+/Na+增幅不明显;在高盐生境下,根系选择吸收K+能力显著低于低盐环境,但吸收Ca2+能力较强,且各器官对Ca2+、K+选择向上运输的能力更强。(2)在低盐环境中Na+、K+、Cl-主要分布在叶片中,Ca2+主要分布在根中,树干向幼枝、老枝选择运输K+、Ca2+能力较强;高盐生境中Na+、Ca2+主要分布于根中,K+、Cl-主要分布在根和叶片中,树根向老枝、幼枝选择运输K+、Ca2+能力较强。(3)胡杨根系Na+含量、地上器官K+含量与大部分土壤因子均呈显著正相关;根系K+含量与地上器官Na+含量和大部分土壤因子均呈显著负相关;树干中Ca2+含量与土壤总盐、电导率及Na+呈显著负相关;幼枝、树干中Cl-含量均与土壤HCO3-、SO42-有显著相关性;土壤含水量与根系中Na+含量呈显著正相关,与根系中K+含量呈显著负相关。综合分析推测,胡杨为适应不同盐渍环境,主要通过调节盐分离子在各器官的区域化分布、根系与叶片区隔和限制作用及枝干对离子的调节作用,保证树体各器官的离子平衡和正常生理代谢。

    科尔沁沙地杨树人工林植物-土壤C、N、P化学计量变化
    王凯, 邢仕奇, 张日升, 吕林有, 刘畅
    2024, 43(1):  162-169.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.023
    摘要 ( 18 )   PDF (1613KB) ( 12 )  
    为探明科尔沁沙地杨树造林后碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量变化规律,阐明林分发育对植物-土壤间元素循环的影响,以杨树幼树和成年树为对象,分析杨树不同器官(叶、茎、根)、枯落叶和土壤C、N、P含量及其比值,计算N、P重吸收效率,研究植物与土壤间C、N、P的相关性。结果表明:杨树幼树N和P含量表现为叶>根>枝,而成年树为叶和枝>根;幼树叶和枝C∶N、C∶P和N∶P、根N和P含量高于成年树,而枝N含量、叶和枝P含量、根C∶N和C∶P低于成年树。幼树枯落叶N和P含量低于成年树,而C∶N和C∶P高于成年树。幼树N重吸收效率更高,而成年树P重吸收效率更高。杨树造林后0~40 cm土层土壤C和N含量升高,P含量下降。杨树枝和根N、P含量分别与土壤N、P含量呈正相关。因而,杨树幼树将更多N、P供给到根系,减少枯落叶N、P损失,促进植物体快速生长;而成年树则将更多N、P供给到枝叶,增加枯落叶N、P归还土壤,促进植物-土壤间养分循环。科尔沁沙地杨树幼树生长主要受N限制,而成年树主要受P限制。

    长白山北坡不同林分类型细根-土壤C、N、P化学计量特征
    邹佳何, 王海燕, 李成铭, 崔雪, 赵晗, 陈悦, 董齐琪, 侯文宁
    2024, 43(1):  170-177.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.039
    摘要 ( 26 )   PDF (596KB) ( 26 )  
    细根是植物吸收养分和水分的主要器官,也是土壤养分归还的重要途径。研究细根的化学计量特征对了解森林生态系统植物土壤养分循环具有重要意义。以吉林省八家子林业局蒙古栎天然林、天然阔叶混交林和落叶松人工林中龄林为对象,基于15块30 m×30 m样地的林分调查数据以及细根和土壤样品的测定数据,研究了不同林分类型细根和土壤的C、N、P化学计量特征以及两者的关系。结果表明:不同林分的细根和土壤C、N、P化学计量特征差异显著(P<0.05)。3种林分类型细根均受N限制,天然阔叶混交林土壤养分丰富,但蒙古栎天然林土壤P较贫乏。落叶松人工林和天然阔叶混交林的细根化学计量特征与土壤化学计量特征的相关程度明显高于蒙古栎天然林。3种林分的细根C∶N、C∶P和C含量受土壤化学计量特征影响较大。土壤C∶P是影响3种林分细根化学计量特征的最主要因素。研究结果可为长白山林区蒙古栎天然林、天然阔叶混交林和落叶松人工林的土壤养分管理和森林可持续经营提供一定的理论依据。

    不同马铃薯品种(系)耐旱性综合评价及其指标筛选
    邢媛, 李凯峰, 周进华, 郭华春, 李俊
    2024, 43(1):  178-187.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.007
    摘要 ( 29 )   PDF (1730KB) ( 8 )  
    以4个马铃薯品种(系)为供试材料,采用盆栽人工控水和组培条件下PEG-6000胁迫两种不同的模拟干旱形式进行处理,通过形态与生理指标综合评价其耐旱性差异,为马铃薯抗逆栽培及耐旱品种的选育提供依据。盆栽苗设置正常灌水(CK)和2个干旱胁迫处理:中度干旱(T1,土壤相对湿度指数45%±5%)、轻度干旱(T2,土壤相对湿度55%±5%),组培试管苗设置4个PEG-6000浓度(5%、10%、15%和20%),对干旱胁迫下盆栽马铃薯的单株平均产量、9个形态指标、6个生理指标进行测定,使用3种方法对实验数据进行分析,评价了供试材料的耐旱性强弱并以组培苗进行验证。结果表明:经两种不同的模拟干旱处理后,筛选出的耐旱种质较为一致,耐旱性较好的品种(系)均为高代品系D1520和“滇薯97”,对干旱敏感的品种均为“青薯9号”和“滇薯1418”;从15个指标中简化出脱落酸含量、过氧化物酶活性、叶片数、株高、节数、分支数和叶片夹角7个对干旱胁迫敏感指标;各品种(系)的叶片数指标经组培试验验证后,可作为耐旱评价的重要指标。

    豫南夏花生种植区土壤pH时空演变及其驱动力
    索炎炎, 张翔, 吴士文, 司贤宗, 李亮, 徐凤丹, 程培军, 李倩
    2024, 43(1):  188-196.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.002
    摘要 ( 22 )   PDF (2231KB) ( 15 )  
    研究花生种植区土壤酸化特征及其驱动因素,为花生种植土壤酸化改良提供理论依据。采用数据收集和田间取样分析方法,获取豫南典型花生种植区正阳县土壤pH及其驱动因子数据,利用GIS技术分析土壤pH时空变化特征,并基于增强回归树(BRT)模型识别影响土壤酸化的关键驱动因素。结果表明:正阳县花生种植土壤pH普遍呈下降趋势;土壤pH平均值由1980年的7.06降至2020年的5.15;弱碱性与中性土壤面积大幅度下降,酸性土壤面积增加;1980—2020年土壤pH面积变化最大的区间为-2.0~-1.5,占全县面积的51.9%;砂姜黑土区土壤酸化最严重,而水稻土和潮土区土壤pH下降幅度较小;BRT模型分析表明,阳离子交换量是造成2020年土壤pH空间变异的最主要因素,其贡献率达到26.2%;其次是速效钾含量、年均降雨量、有机质含量和全氮含量,贡献率分别为11.0%、7.7%、7.2%和6.9%;土壤pH随土壤阳离子交换量、年均降雨量、速效钾含量、有机质含量的增加而增加,但随土壤全氮含量的增加而降低。综上,正阳县夏花生种植土壤酸化形势严峻,尤其是砂姜黑土区,具有普遍性和局部严重性的特征;所研究因素中,阳离子交换量是花生种植土壤pH空间变异的最主要驱动因素,今后应优化水肥管理,通过维持土壤中盐基离子库的平衡,提升土壤有机质和氮利用率,进而有效抑制土壤酸化。
    黑龙江省森林碳汇及其经济价值的变化分析与潜力预测
    徐思若, 成志影, 那雪迎, 张栩嘉, 马大龙, 张鹏
    2024, 43(1):  197-205.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.008
    摘要 ( 30 )   PDF (3166KB) ( 23 )  
    碳中和愿景下,量化森林碳汇有利于制定森林碳战略和碳交易机制,提升应对气候变化的抗御力,对守卫国家生态安全、实现碳中和目标和减缓全球变暖具有重要意义。本文基于国家森林清查数据,利用生物量转换因子连续函数法和碳税法,分析黑龙江省1999—2018年森林碳储量、碳汇量及其经济价值的变化趋势,并结合GM(1,1)模型对黑龙江省乔木林的碳储量进行预测,从而得到碳达峰目标年的碳汇量和碳汇经济价值的预估值。结果表明:黑龙江森林碳储量由1999—2003年6.96×1011 kg增至2014—2018年的9.14×1011 kg。其中乔木林碳储量占黑龙江省森林碳储量的99.51%~99.65%;1999—2018年黑龙江省乔木林的碳汇量整体呈上升趋势,由2004—2008年的1.68×1010 kg·a-1增至2014—2018年的1.76×1010 kg·a-1,碳汇经济价值受汇率的变化呈下降趋势,由2004—2008年的2.06×109元·a-1降至2014—2018年的1.66×109元·a-1;在研究期内,各龄组中成熟林的平均碳汇量最大,阔叶混交林是森林碳汇的主要贡献者,占乔木林总碳汇量的93.93%,随植树造林力度的增强,人工林的碳汇量占总碳汇量的比重增大;预测到2030年黑龙江省乔木林碳汇量和碳汇经济价值分别为1.80×1010 kg·a-1和1.89×109元·a-1

    重庆市悦来新城土地利用/覆被变化对地表温度的影响
    张沁, 张守平, 杨清伟
    2024, 43(1):  206-215.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.010
    摘要 ( 24 )   PDF (3471KB) ( 15 )  
    为探求山地新开发区城市化进程中的土地利用/覆被变化对地表温度的影响,利用遥感手段对重庆市悦来新城的历史影像进行解译,获取了研究区城市化前、中、后3期的土地利用类型、归一化植被指数(NDVI)及陆地表面温度(LST)的空间分布,并分析了土地利用类型变化和各土地利用类型的NDVI变化对LST的影响。结果表明:城市化进程中的居民组合用地大量扩张,占用的主要是农田,其次是林地;总体上,城市化后比城市化前的植被长势好,其中农田、林地的植被覆盖呈增加趋势,居民组合用地的植被覆盖呈大幅降低趋势;LST在各土地利用类型和区域空间上具有明显的异质性,同时对城市化过程具有一定的敏感性,在夏冬两季表现更明显;LST与各土地利用面积呈显著线性相关;LST与NDVI呈不显著线性关系,二者的空间关系形状在3个时期均呈“三角形”,植被覆盖具有缓解热岛效应的作用。该研究结果可为山地新开发区城市化进程中的生态规划及热岛效应缓解提供理论依据。

    内蒙古草地质量对牧户生计脆弱性的影响评价
    格日乐其木格, 乌兰图雅, 斯琴朝克图, 包木苏
    2024, 43(1):  216-223.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.018
    摘要 ( 17 )   PDF (1637KB) ( 9 )  
    草地是重要的陆地生态系统,也是我国主要的畜牧业资源之一。随着草地退化日益严重,草地生态环境遭到破坏,草地可持续发展受到严重影响,对牧区牧民带来巨大的生计压力。系统分析草地质量对牧户生计的影响,对于制定有效的草地修复政策,增强牧户的草地退化适应能力,减轻牧区贫困人口的生计脆弱性具有重要意义。本文选取内蒙古典型草原区作为研究区,利用2017年和2019年野外采样数据及2021年牧户访谈数据,构建了牧户生计脆弱性评价指标体系,分析了草地质量对牧户生计脆弱性的影响,并探究了影响牧户生计脆弱性的关键因素。结果表明:内蒙古典型草原区纯牧户、牧兼户和非牧户的草场面积、人均收入差异不大,纯牧户、牧兼户的家庭劳动力较丰富,非牧户家庭劳动力较少;纯牧户、非牧户的生计脆弱性较高,牧兼户的生计脆弱性较低;草地质量是纯牧户生计脆弱性的关键影响因素,修复草地生态环境能够降低牧户生计脆弱性;发展以牧业为主的多样化生计、提高牧户家庭的健康水平和信贷资本,均有利于降低牧户生计脆弱性。

    深圳东部海域海藻场大型海藻生态服务价值评估
    胡闪闪, 邹定辉, 周凯, 王芝玉
    2024, 43(1):  224-233.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.005
    摘要 ( 33 )   PDF (760KB) ( 32 )  
    海藻场是海洋生态系统的重要类型,具有独特的生态系统服务价值。本研究对深圳东部海域海藻场大型海藻生态服务指标进行重要性评价,并依托现有的海藻场资源调查结果,以市场价值法、替代成本法、条件价值法等方法对深圳东部4片海域海藻场大型海藻的生态价值进行评估。结果表明:深圳东部4片海域海藻场大型海藻生态服务指标的重要性排序为固碳释氧>生物多样性维持>去除N、P营养盐>物质生产>吸收重金属>科研服务;深圳东部4片海域海藻场大型海藻年均生物量为10427.42 g·m-2,海藻场面积为14.55 hm2,海藻场大型海藻资源年产出量为3983.90 t·a-1;深圳东部4片海域海藻场大型海藻的生态服务总价值为24.91亿元·a-1,单位面积生态服务价值为1.71亿元·hm-2·a-1;其中小梅沙海域海藻场大型海藻的生态服务价值为7.14亿元·a-1,占年总生态价值的28.67%;七星湾海域海藻场大型海藻的生态价值5.87亿元·a-1,占总价值的23.58%;杨梅坑-鹿嘴海域海藻场大型海藻的生态价值5.53亿元·a-1,占总价值的22.19%;东涌-西涌海域海藻场大型海藻的生态价值6.37亿元·a-1,占年总生态价值的25.56%;研究量化了海藻场大型海藻的生态服务价值,有助于海藻场保护工作的开展,并为海洋牧场建设及相关经济战略决策提供数据支撑;同时,本研究形成的评估方法能为我国海藻场生态系统服务价值评估标准的制定提供一定参考。

    新疆四种荒漠跳鼠肠道菌群多样性与功能的比较
    迪拉拉·托留, 程继龙, 夏霖, 杨维康, 杨奇森
    2024, 43(1):  234-243.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.014
    摘要 ( 25 )   PDF (4312KB) ( 40 )  
    肠道菌群是维持机体健康的重要组成部分,了解动物肠道菌群多样性有助于认识和理解动物的生态学适应。已有报道表明荒漠沙鼠肠道微生物有助于其对荒漠环境的适应,但对于广泛分布于荒漠环境的跳鼠的肠道微生物群落结构、多样性的研究尚不明确。本研究以栖息于新疆荒漠地区的跳鼠科(Dipodidae)为对象,采用16S rRNA高通量测序技术对荒漠跳鼠4个亚科的代表物种三趾跳鼠(Dipus sagitta)、五趾跳鼠(Orientallactage sibirica)、长耳跳鼠(Euchoreutes naso)和三趾心颅跳鼠(Salpingotus kozlovi)的肠道微生物进行分析。共获得1557065条有效序列,发现2708个ASV,归属于20个门、50个纲、71个目、142个科和336个属。Alpha多样性指数中,长耳跳鼠和三趾心颅跳鼠组的ACE指数和Chao1指数显著低于其他两组,而Shannon指数和Simpson指数在4组样品中无显著差异。主坐标分析(PCoA)结果表明,4种跳鼠的肠道菌群结构具有显著差异。LEfSe分析表明,4种跳鼠肠道菌群共有10个显著差异的细菌菌属,其中大部分归属拟杆菌门,并且PICRUSt分析显示4种跳鼠肠道微生物具有相似的功能,主要参与宿主的代谢过程。本研究揭示了4种荒漠跳鼠的肠道菌群特征,为进一步研究荒漠跳鼠肠道微生物群落结构形成与生理生态适应提供基础资料。

    综合评述
    2010—2021年中国森林生态系统服务功能价值评估研究进展
    杨海江, 勾晓华, 唐呈瑞, 薛冰
    2024, 43(1):  244-253.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.026
    摘要 ( 26 )   PDF (5130KB) ( 16 )  
    科学评估森林生态系统服务功能价值有利于实现森林资源资产化、优化森林资源保护和管理模式。通过对2010—2021年相关文献进行梳理,总结了中国森林生态系统服务功能价值评估研究进展。中国森林生态系统不同服务功能的价值量存在显著差异,从大到小依次为涵养水源、保育土壤、固碳释氧、生物多样性保护、净化空气、森林游憩、林木产品供给、森林防护和林木养分固持。山地森林生态系统和城市森林生态系统的服务功能具有异质性,山地森林的主要贡献为涵养水源(36.94%)、保育土壤(18.68%)、生物多样性保护(17.67%)和固碳释氧(12.44%),而城市森林的主要贡献为固碳释氧(29.37%)、涵养水源(22.49%)、净化空气(16.93%)和保育土壤(11.68%)。不同类型森林的生态系统服务功能价值从大到小依次为常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林。2010—2021年,中国森林生态系统服务价值评估的方法体系和评估指标在不断充实和完善,但仍然存在很多不足,尤其是在指标体系一致性构建方面。未来,需进一步优化计量方法和技术手段,提高数据获取能力,提升生态系统服务功能评估的完整性和科学性,从而为森林生态系统可持续经营与生态环境建设提供科学依据,为生态系统服务价值的实现路径研究奠定基础。

    大气颗粒物对植物影响研究进展
    唐敬超, 黄昱, 孙宝娣, 宋志文, 徐爱玲
    2024, 43(1):  254-263.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.009
    摘要 ( 29 )   PDF (629KB) ( 19 )  
    大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称。大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响。种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程度的影响。本文围绕大气颗粒物的成因及组成,大气颗粒物对植物生长发育、生理生化、抗病虫性、植物生产力和产量的影响方式及机理与减轻途径等进行了系统综合与评述,并展望了未来的研究趋势。综合发现,大气颗粒物对植物的影响广泛且复杂多样,并受到环境条件、颗粒物浓度及组成、植物种类及研究尺度的影响。通过提前预知大气颗粒物浓度变化、提供充足的营养和水分、及时冲洗叶片、人工补光及合理选择并种植植物等方式可避免或者减轻大气颗粒物所带来的负面效应。未来可增加大气颗粒物影响下景观和造林植物的研究、大尺度植被生理生态、各种化合物和微生物颗粒物对植物影响的研究,研究内容可关注植物生理生态、植物叶片氮分配、叶肉细胞导度及植物遗传育种学等。

    技术与方法
    基于结构方程的云冷杉阔叶混交林土壤有机碳影响因子
    赵晗, 王海燕, 胡兴国, 雷相东, 杜雪, 邹佳何, 崔雪
    2024, 43(1):  264-272.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.011
    摘要 ( 35 )   PDF (1202KB) ( 58 )  

    植被、凋落物、地形以及土壤属性都是土壤有机碳(SOC)变化的驱动因素,而多个驱动因素如何同时作用于SOC的研究较少。本文以云冷杉阔叶混交林为对象,通过样地调查、采样以及实验测定获得200组数据,包括不同土层土壤、植被以及不同分解层凋落物的数据,并通过遥感技术获得了地形数据。采用相关分析以及结构方程模型量化这些因子对SOC的影响。基于相关分析结果构建了5个潜变量,包含植被、地形、凋落物归还特征、土壤属性以及SOC含量和土壤有机碳密度(SOCD),选取了15个观测变量进行建模。结构方程模型的各项检验系数基本通过,且多元平方系数值为0.94,表明方程构建合理且效果较好,模型的收敛效度达标。4个预测潜变量对SOC含量和SOCD均有显著正效应,总效应从大到小表现为土壤属性(0.938)>地形(0.383)>植被(0.131)>凋落物归还特征(0.099),可解释部分效应贡献占比分别为60.5%、24.7%、8.4%和6.4%,其中高程、20~40 cm土壤全磷、20~40 cm土壤全氮、0~20 cm土壤全氮、20~40 cm土壤含水率为效应贡献前五位,对SOC含量和SOCD有较大的正效应。地形(高程与坡向)与植被(Shannon多样性指数、物种数、郁闭度)对SOC含量和SOCD具有间接正效应,地形通过土壤属性和凋落物归还特征两个路径影响SOC,且均达到极显著水平(P<0.001);植被仅通过土壤属性路径在0.1水平达到显著。综上所述,SOC驱动因素的关系非常复杂,植被通过影响氮磷以及深层土壤属性影响SOC,凋落物通过直接输入对SOC产生正效应,地形通过水热分配影响其他土壤属性间接影响SOC。本研究构建的结构方程阐明了云冷杉阔叶混交林各类驱动因素的作用关系,为SOC保护以及天然林土壤养分管理提供理论依据。

    基于地理探测器的河南省植被NDVI时空变化及驱动力分析
    聂桐, 董国涛, 蒋晓辉, 雷宇昕, 高思琦, 何佳瑛
    2024, 43(1):  273-281.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.003
    摘要 ( 42 )   PDF (4245KB) ( 53 )  
    植被作为陆地生态系统的主体,能够有效反映全球或区域尺度下的生态环境变化状况。分析植被覆盖时空动态变化特征及驱动力因素,对区域生态系统可持续发展具有重要意义。本文利用归一化植被指数(NDVI)作为指标,研究2000—2019年河南省植被时空动态变化特征,基于地理探测器模型分析河南省植被的空间异质性及其驱动力,并通过Hurst指数分析植被的未来趋势。结果表明:2000—2019年河南省NDVI整体呈现波动上升趋势,增长速度为0.016 10 a-1,其中2009—2019年增长速度减缓并出现减小趋势;土壤类型、土地利用类型、GDP和人口密度4类因子对NDVI空间分布的影响程度最大;单一因子影响力均低于任两个因子的交互解释力,其中,自然和人为因子的交互作用对NDVI空间分布有明显的影响;由Hurst指数分析发现,河南省未来NDVI变化呈现反可持续性特征,Hurst指数<0.5区域占整个研究区域的植被覆盖度百分比为58.3%,整个研究区未来主要呈现下降趋势。

    贵州省林火发生驱动因子及预测模型
    张运林, 田玲玲, 丁波, 张延威, 刘讯, 武燕
    2024, 43(1):  282-289.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.017
    摘要 ( 30 )   PDF (4279KB) ( 15 )  
    中国西南林区火源复杂,人为干扰大,多为喀斯特地貌和农林交错区,山形复杂,是中国林火发生的重灾区。分析该区域林火发生驱动因子,并进行火险区划,对于该地区合理的林火管理工作具有重要意义。本研究以西南地区的贵州省为对象,基于2011—2020年的森林火点数据、地理空间数据、气象数据、植被数据和人类活动数据等,利用ArcGIS 10.7的空间分析和R Studio等软件分析贵州省近10年林火分布时空格局,得到林火发生的驱动因子和概率预测模型,分别绘制春夏秋冬4个季节的贵州省林火发生概率和森林火险区划图。结果表明:近10年,贵州省火点数量逐年呈下降趋势,每年主要集中在1—3月,占全年火点数量的61%;距居民点距离、距铁路距离、人口密度、逐月平均空气温度、逐月平均相对湿度和逐月累计降雨量对贵州省林火发生概率有显著影响,得到模型的预测准确率为81.9%,曲线下面积为0.904;贵州省春季林火发生概率高于其他季节,且春、秋和冬季的森林火灾高火险区主要集中在贵州省西部,而夏季则主要是贵州东部的林火发生概率较高。研究得到贵州省林火发生驱动因子和基于季节火险区划图,对于该地区科学林火管理具有重要意义,贵州西部林火发生概率主要在偏远地区,应该增加瞭望塔和视频监控等设备,加强巡护,提高监测范围和时效,对于贵州东部夏季,应该加强防火宣传和人为活动管控,减少火源出现概率。

    基于GEE平台的黄河源区生态环境质量动态评价
    赵开鑫, 李雪梅, 王桂钢, 孙旭伟
    2024, 43(1):  290-298.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.022
    摘要 ( 27 )   PDF (2669KB) ( 23 )  
    黄河源区为我国生态脆弱区之一,近年来其生态环境问题备受关注。基于Google Earth Engine (GEE)平台并结合1990—2021年黄河源区Landsat遥感影像,本文综合6个指标(热度、干度、空气质量、绿度、湿度和叶面积指数)构建了遥感生态指数,对该区域生态环境质量动态进行了评价。结果表明:黄河源区热度、干度和空气质量指标对其生态环境质量呈负反馈作用;绿度、湿度和叶面积指数对生态环境质量呈正反馈作用,其中绿度为最关键的影响因素;黄河源区生态环境质量改善区占74.51%,总体呈“南优北劣”的空间格局,1990—2021年生态环境质量总体持续向好;1990—2021年,黄河源区89.75%的生态环境质量变化幅度较小,稳定性较好;Hurst指数分析表明,66.36%的黄河源区生态环境质量具有中强持续性,未来该区生态环境质量将会持续得到改善。

    基于MaxEnt模型的兴隆山保护区野生马麝秋季生境适宜性评价
    林宏东, 郑启泽, 申立泉, 王功, 刘瑞, 张学炎, 祁军, 张爱萍, 孟秀祥
    2024, 43(1):  299-304.  doi:10.13292/j.1000-4890.202401.021
    摘要 ( 27 )   PDF (1710KB) ( 28 )  
    生境适宜性评价对野生动物保护及自然保护区管理均具有重要意义。甘肃兴隆山国家级自然保护区是我国野生马麝(Moschus chrysogaster)的重要分布区,为了解该保护区野生马麝的生境状况,本研究利用红外相机于2021年秋季在兴隆山保护区采集野生马麝分布数据,结合地形、归一化植被指数(NDVI)、距离河流距离和距离道路距离等环境因子变量,通过MaxEnt模型对野生马麝的秋季生境进行了适宜性评价。结果表明:NDVI、道路距离、河流距离和海拔是影响兴隆山保护区野生马麝秋季生境适宜性的主要因子,其贡献率分别为33.20%、22.70%、16.70%和14.60%;兴隆山保护区野生马麝的秋季潜在适宜区面积为75.22 km2,占保护区面积的26.13%;其中,高适宜区主要分布在保护区西北部和东南部区域,占保护区面积3.26%。本研究确定了兴隆山保护区野生马麝秋季适宜生境的分布状况及关键环境影响因子,可为优化野生马麝保护和生境管理提供重要参考。