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    2024年 第43卷 第3期    刊出日期:2024-03-10
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    2024, 43(3):  0. 
    摘要 ( 47 )   PDF (15074KB) ( 100 )  
    研究报告
    晋西黄土区典型小流域不同土层土壤容重分布特征及其影响因素
    王思敏, 张红丽, 张恒硕, 左启林, 查同刚
    2024, 43(3):  609-615.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.039
    摘要 ( 146 )   PDF (1240KB) ( 163 )  
    为了解黄土区不同土层土壤容重分布特征及其影响因素,本研究以晋西黄土区蔡家川流域为对象,运用经典统计学和地统计学方法分析了蔡家川流域98个样点不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm)土壤容重的分布特征以及主要影响因子及其贡献率。结果表明:(1)土壤容重介于0.79~1.78 g·cm-3,在0~100 cm深的土层中随土层深度的增加而增加;土壤容重变异程度随土层深度的增加而减小,在0~40和40~100 cm处分别表现为中等和弱度变异。(2)土壤容重在0~40 cm土层的最佳拟合模型为高斯模型,在40~100 cm土层为指数模型;随土层增加土壤容重空间依赖性下降,在0~20、20~60和60~100 cm土层分别呈强度、中度和弱度空间依赖。(3)0~40 cm土层土壤容重主要受植被和土壤因素影响,而40~100 cm土层土壤容重主要受海拔和土壤因素的影响,表明30多年植被恢复对土壤容重的影响主要集中于表层。以上结果对深入认知植被恢复背景下区域土壤容重分布规律、科学评估区域植被恢复生态效益和生态服务具有重要参考价值。

    喀斯特退化山地不同类型人工林土壤养分与酶活性
    张国微, 薛建辉, 马洁, 王翰琨
    2024, 43(3):  616-622.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.035
    摘要 ( 66 )   PDF (977KB) ( 73 )  
    人工植被恢复是喀斯特退化山地生态修复的重要途径之一。本研究探讨了喀斯特山地滇柏(Cupressus duclouxiana)纯林、刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林和滇柏-刺槐混交林等3种类型人工林和未造林地(对照)的土壤养分含量和土壤酶活性及其相关性,为该地区选择适宜的造林树种和方式、改善林地土壤质量提供参考依据。结果表明:(1)4种类型样地土壤均呈碱性,且人工林土壤pH值均显著低于未造林地;人工林土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均显著高于未造林地;全钾、速效钾含量均显著低于未造林地。(2)除碱性磷酸酶外,其余4种土壤酶活性均在滇柏-刺槐混交林中最大。3种类型人工林土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性均高于未造林地。(3)脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶等受土壤养分影响的主要因素不同,过氧化氢酶活性与养分指标之间相关性不显著。(4)冗余分析结果表明,土壤全氮、全磷对喀斯特不同类型林分土壤酶活性影响显著,能解释酶活性变异的60.7%,酶活性-养分特征关系方差累计贡献率为78.8%。喀斯特退化山地营建的人工林植被可提高林地土壤养分含量与酶活性,从而改善土壤质量,并为进一步提高人工林生态系统服务功能和稳定性,改善区域生态环境质量奠定基础。

    华西雨屏区不同林龄柳杉人工林表层土壤磷组分特征
    杨宬君, 张鑫, 马孟平, 胡一帆, 洪宗文, 熊仕臣, 刘宣, 游成铭
    2024, 43(3):  623-632.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.031
    摘要 ( 55 )   PDF (2475KB) ( 41 )  
    磷是限制植物生产力的重要养分之一,但土壤磷组分随林木生长发育阶段的变化特征仍不清楚。本研究以四川盆地华西雨屏区洪雅林场7个林龄(6、12、23、27、32、46、52 a)柳杉人工林为对象,采集0~20 cm土壤样品,运用Hedley磷分级法测定土壤磷组分含量,探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的差异。结果表明:柳杉人工林土壤全磷含量为231.93~370.27 mg·kg-1,在幼龄林(6 a)最低,中龄林(12 a)最高;土壤总无机磷和总有机磷含量随林龄增加呈先增后降和增加的趋势。总无机磷占全磷的比例随林龄增加呈下降趋势,而总有机磷则相反。活性无机磷组分、活性有机磷组分和中等活性有机磷组分含量随林龄增加而增加,可能与pH降低和有机碳增加有显著关联。中龄林(12 a)和成熟林(32 a)的中等活性无机磷组分含量显著高于其他林龄。稳定态磷组分含量随林龄增加呈先增加后降低趋势,土壤容重增加和土壤含水率降低是重要影响因素。多元线性回归模型与Pearson相关性分析表明,活性无机磷与林龄无显著相关,中等活性有机磷随林龄增加而升高能正向影响活性无机磷生成。本研究发现表层土壤磷组分会随着林龄增加发生变化,这有助于对相应林龄土壤磷素出现的问题提出解决措施,为柳杉人工林提质增效与土壤肥力维持提供理论依据。

    重庆酸雨区种植香樟有效改善土壤酸化和土壤养分状况
    冯永霞, 陈睿斯, 倪秀雅, 尚鹤, 陈展
    2024, 43(3):  633-643.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.020
    摘要 ( 60 )   PDF (1514KB) ( 49 )  
    马尾松是西南地区的主要造林树种之一,对酸沉降比较敏感,在生产实践中常常在受酸沉降影响严重的针叶林地进行林分改造来应对酸沉降。为了解酸雨区马尾松纯林改造对土壤性质的影响及科学指导经营管理,本研究以重庆铁山坪马尾松纯林及改造后的马尾松-香樟混交林以及香樟纯林为对象,分不同季节采集腐殖质层(Ah层)和淋溶层(E层)的样品进行分析,探讨林分改造对土壤酸化及养分的影响。结果表明:(1)林型对Ah层土壤性质影响显著(P<0.05),且Ah层土壤养分显著高于E层,季节对两个土层的土壤性质影响均显著(P<0.05)。(2)当马尾松纯林改造后,Ah层土壤各季节平均pH表现为马尾松纯林<马尾松香樟混交林<香樟纯林;马尾松纯林改造后显著降低了土壤NH4+∶NO3-,可缓解土壤酸化。(3)虽然马尾松林改造后显著降低了土壤有机碳和全氮含量,但明显增加了土壤全磷和全钾含量(P<0.05),可以为缺磷缺钾的铁山坪酸性土壤提供更多的磷和钾,从而缓解磷、钾限制对植物生长的抑制作用。(4)通过模糊综合法评价3种林型的土壤综合肥力指数,在0.585~0.664,马尾松纯林改造成马尾松-香樟混交林、香樟纯林,可以提高土壤肥力水平。

    丛枝菌根真菌接种与磷添加对干旱胁迫燕麦土壤微生物生物量及酶活性的影响
    张斌, 吕玉峰, 李利, 冯美臣, 王超, 宋晓彦, 杨武德, 张美俊
    2024, 43(3):  644-655.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.034
    摘要 ( 65 )   PDF (2529KB) ( 48 )  
    研究丛枝菌根真菌(AMF)接种与磷添加对干旱胁迫燕麦根系AMF侵染率、土壤微生物生物量和酶活性的影响,探讨其与燕麦产量的关系,为旱作区燕麦磷肥合理施用的菌根调控技术提供依据。试验采用盆栽控水,设置2个水分水平(正常供水,75%土壤相对含水量,W1;干旱胁迫,55%土壤相对含水量,W2)、3个施磷水平(0、20、40 mg·kg-1,P0、P1、P2)、2个AMF水平(接种,AMF;不接种,NAMF),共12个处理。于燕麦拔节期、灌浆期、成熟期采集根系和土样,检测根系AMF侵染率,测定土壤MBC、MBN、MBP,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性,及成熟期燕麦产量。结果表明:水分处理、磷处理和AMF处理均对各指标有显著影响,三因子在土壤MBN和土壤蔗糖酶活性上存在显著交互作用。干旱胁迫下,与未接种处理相比,接种AMF后,各指标均显著提高。P1下,燕麦生育期内AMF侵染率,土壤MBC、MBN、MBP,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及产量较P0显著提高的最大幅度分别达13.21%、52.26%、47.07%、88.94%、23.15%、15.44%、11.15%、17.16%,P2下各指标呈降低趋势。因此,接种AMF和适量增施磷肥是提高干旱胁迫燕麦土壤MBC、MBN、MBP,改善土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性,增加燕麦产量的有效途径,但产量尚达不到正常供水不接种水平。

    有机肥和套种对干热区火龙果土壤微生物特性和产量、品质的影响
    李义林, 李坤, 李建查, 潘志贤, 史亮涛, 刘小刚, 方海东, 岳学文
    2024, 43(3):  656-664.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.013
    摘要 ( 63 )   PDF (1184KB) ( 52 )  
    为探明施用有机肥和套种对红心火龙果(Hylocereus costaricensis)种植的优势机理,以干热区红心火龙果园为研究对象,探索有机肥施用量(F0:0 t·hm-2和F20:20 t·hm-2)和套种方式(MP:单种火龙果,IP:火龙果套种花生(Arachis hypogaea)和IS:火龙果套种大豆(Glycine max))对土壤微生物数量、微生物生物量、酶活性以及红心火龙果产量、品质的影响,并分析产量、品质与土壤微生物特性之间的关系。结果表明:与F0处理相比,F20处理显著增加土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物生物量碳、氮、磷,增加土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,提高红心火龙果产量和品质。在F0和F20条件下,相比于MP处理,IP和IS处理明显增加土壤微生物数量、微生物生物量氮以及蔗糖酶和脲酶活性;而IP和IS处理仅在F20条件下显著提高土壤微生物生物量碳、磷和酸性磷酸酶活性。套种能显著提高红心火龙果的产量,在F0条件下IP和IS处理分别比MP处理增加产量48.48%和42.20%,在F20条件下分别增加25.37%和29.82%。IP和IS处理在F0条件下显著增加可溶性糖和维生素C含量,在F20条件下显著提高维生素C、可溶性固形物和蛋白质含量。相关分析表明,除可溶性糖含量与土壤过氧化氢酶活性的相关性不显著外,产量、品质与土壤微生物数量、微生物生物量和酶活性呈显著正相关。因此,施用有机肥和套种花生或大豆可增强干热区红心火龙果土壤微生物活性,进而提高产量和改善果实品质。

    化肥减施下生物有机肥对连作甜菜耕层土壤质量及产量的影响
    田露, 苏文斌, 郭晓霞, 黄春燕, 菅彩媛, 张鹏, 李智, 韩康
    2024, 43(3):  665-674.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.044
    摘要 ( 63 )   PDF (3889KB) ( 32 )  
    以常规施肥(化肥施用量900 kg·hm-2)为对照(CK),以化肥减施300 kg·hm-2为基础,设置生物有机肥处理(BOF1:1500 kg·hm-2、BOF2:3000 kg·hm-2、BOF3:4500 kg·hm-2、BOF4:6000 kg·hm-2、BOF5:7500 kg·hm-2),分析耕层土壤结构、养分特征、生物学特性和甜菜产量的变化,以期筛选生物有机肥在连作甜菜中的最佳施用量。结果表明:与CK相比,处理BOF1对土壤质量影响不显著;处理BOF2仅表现显著提高土壤有机质和速效钾含量;处理BOF3土壤容重显著降低5.11%,土壤总孔隙度、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别显著增加5.92%、14.07%、18.35%、3.59%和14.61%;处理BOF4和BOF5对土壤质量和甜菜产量的影响基本一致,土壤容重显著降低9.33%和9.65%,土壤孔隙度、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著增加10.82%和11.19%、27.22%和27.78%、31.62%和35.42%、44.10%和54.87%、22.93%和30.03%,土壤微生物生物量碳、氮显著提高22.78%~44.19%和23.81%~60.17%、2.45%~37.64%和16.74%~43.56%,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性显著提高26.03%~38.61%和29.27%~44.71%、42.72%~63.20%和51.59%~69.89%、3.59%~33.44%和29.60%~38.62%,且两者在各指标间均差异不显著。与CK相比,处理BOF2、BOF3、BOF4和BOF5甜菜产量分别显著提高5.69%、11.82%、22.29%和11.95%,且处理BOF4产量显著高于处理BOF2、BOF3和BOF5,处理BOF4实现了连作甜菜种植效益增加12.79%。综上,化肥减施300 kg·hm-2的基础上配施6000 kg·hm-2的生物有机肥能够实现连作甜菜土壤质量、产量和经济效益的协同提升。

    金钟山亚热带森林林窗特征与木本植物多样性的关系
    杨元征, 蒙洲菊, 苏宏新, 王嘉丽, 蔡文华, 杨健, 俎佳星
    2024, 43(3):  675-681.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.019
    摘要 ( 46 )   PDF (2232KB) ( 35 )  
    开展林窗空间格局与林下木本植物多样性关系的研究,对于认识森林物种共存、生物多样性维持以及生态系统可持续发展具有重要意义。本研究以广西金钟山自然保护区24 hm2永久森林动态监测样地为对象,采用机载激光雷达获取样地点云数据,通过R语言提取林窗并计算各林窗的形状复杂指数,利用相关分析量化林窗特征与林下木本植物多样性的关系。结果表明:该研究区林窗空隙率为6.16%,密度为15.5个·hm-2,平均面积为39.72 m2,整体以微小和中型林窗为主;林窗空间分布格局存在地形分异特征,多分布于低海拔和缓坡区域;林窗形状复杂指数与香农指数、物种丰富度指数均呈正相关,且在低海拔和陡坡处表现更加明显。本研究揭示了亚热带森林林窗植被更新特征,对区域生物多样性保护具有一定指导作用。

    藏东南色季拉两种树线交错带及其不同生境的小气候特征
    陈文盛, 丁慧慧, 李江荣, 付芳伟, 李月瑶, 肖思颖
    2024, 43(3):  682-693.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.001
    摘要 ( 45 )   PDF (2852KB) ( 45 )  
    明确色季拉高山树线交错带的小气候特征,为深入开展高山树线维持机制研究提供基础数据。基于2018—2020年色季拉山树线交错带(急尖长苞冷杉树线交错带和方枝柏树线交错带)自动气象站及不同生境空气-土壤温湿度的连续观测,分析了两种树线交错带的总体小气候特征及3个生境(林下、灌木、林隙)温度、水分条件的变化特征。结果表明:两种树线交错带最热月均温8.71~9.32 ℃,最冷月均温-7.23~-9.08 ℃,年均温0.55~0.88 ℃,气温年较差15.95~18.40 ℃,年生物温度2.79~3.33 ℃,温暖指数与寒冷指数分别为9.15~12.94 ℃·月-1、-60.22~-64.98 ℃·月-1,以空气温度定义的生长季均温和生长季长度分别为7.45~8.31 ℃、106~136 d,以10 cm土壤温度定义的生长季均温和生长季长度则分别为6.06~7.01 ℃、120~141 d;两种树线交错带不同生境的地上温度和水分条件均较为相似,而地下层面温度和水分条件最优的均是林隙,但其土壤温度日振幅大,同时林下的土壤温度均小于其他生境,出现了“凉脚”效应;以土壤温度定义的生长季要比以空气温度定义的滞后约1个月,林隙的空气均温、土壤均温、土壤含水量较大,林隙与灌木的冻害事件频率多、强度大、持续时间长。色季拉山树线交错带内不同生境的小气候特征的差异主要表现在土壤温度、生长季温度以及生长季内冻害事件的发生。

    基于氢氧稳定同位素示踪的侧柏与白榆水源对比
    刘泽琛, 张明军, 张宇, 杨晔, 田媛媛, 钟晓菲, 谷来磊
    2024, 43(3):  694-700.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.025
    摘要 ( 38 )   PDF (1988KB) ( 30 )  
    明晰常绿与落叶乔木的水分来源及竞争关系,可为区域生态恢复过程中树种的选择和种植方式提供理论依据。本研究以兰州市南山绿化工程区大洼山常绿乔木侧柏(Platycladus orientalis)和落叶乔木白榆(Ulmus pumila)为对象,测定其木质部及土壤和降水的氢氧稳定同位素比值,利用贝叶斯混合模型和相似性比例指数分析了侧柏和白榆对不同深度土层土壤水的利用特征。结果表明:除7月和10月外,深层(70~100 cm)土壤水是侧柏和白榆的主要水分来源,其贡献率分别为55.82%和58.90%;7月侧柏和白榆转为吸收浅层(0~20 cm)土壤水,贡献率均达90%以上;10月侧柏转为吸收中层(20~70 cm)土壤水,而白榆同时利用深层(70~100 cm)和中层(20~70 cm)土壤水。侧柏和白榆在整个生长季内除7月外,对水分的竞争不强烈,可在同一生境下同时种植。

    极小种群野生植物黄梅秤锤树的光合生理特性
    王世彤, 宋帅帅, 李杰华, 杨腾, 何艺琴, 魏新增, 江明喜
    2024, 43(3):  701-708.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.040
    摘要 ( 43 )   PDF (2220KB) ( 23 )  
    黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)是我国特有种,被列为国家Ⅱ级重点保护植物和极小种群野生植物。为探讨黄梅秤锤树对不同光环境的响应与适应,选择3种生境中(林窗、林下、全光照)的植株为研究对象,比较不同生境中叶片表型性状、光合特征和叶绿素荧光特征。结果表明:林窗和林下生境黄梅秤锤树的比叶面积(SLA)显著高于全光照生境,叶厚度(LT)和叶干物质含量(LDMC)显著低于全光照生境;最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)在全光照生境中最高,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)在林下生境中最低;林窗和全光照生境黄梅秤锤树的表观电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光量子产量\[Y(II)\]、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)都高于林下生境。黄梅秤锤树通过增加SLA,降低LCP、Rd和NPQ来适应弱光环境,通过增加LT、LDMC、LSP和NPQ来适应强光环境,对不同的生境表现出较强的适应性,对其种群更新与维持具有重要意义,也为其人工引种的成功提供重要保障。

    光照强度对乐昌含笑幼苗生长及光合特性的影响
    周欢, 韦如萍, 李吉跃, 苏艳, 胡德活, 郑会全
    2024, 43(3):  709-715.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.041
    摘要 ( 31 )   PDF (651KB) ( 25 )  
    为探析乐昌含笑(Michelia chapensis)在不同光照强度下生长及光合能力的适应机制,以乐昌含笑2年生幼苗为试材,经100%(CK)、70%(T1)、50%(T2)、30%(T3)、10%(T4)全光照5个不同遮荫处理1年(3年生),进而对其生长及光合指标进行测定。结果表明,在70%全光照和100%全光照下,乐昌含笑幼苗存活率与株高、地径生长显著高于其他处理。净光合速率在70%光照强度处理时达最高值(8.553 μmol·m-2·s-1);随着遮荫胁迫的加重,净光合速率逐渐下降,在50%全光照下净光合速率下降主要由气孔限制导致,30%全光照和10%全光照下由非气孔限制导致。与其他遮荫处理相比,100%全光照和70%全光照下乐昌含笑叶片具有更高的最大净光合速率(8.166和8.735 μmol·m-2·s-1)、光饱和点(1215.956和1145.328 μmol·m-2·s-1)和光补偿点(16.280和13.572 μmol·m-2·s-1)。随着遮荫处理水平的提高,PSII反应中心实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qp)逐渐增加,非光化学猝灭系数(NPQ)逐渐下降;吸收光能中光化学反应耗散能量(P)的比例逐渐增大,天线热耗散能量(D)的光能比例逐渐减小;而所有遮荫处理并未对PSII反应中心的最大光化学效率(Fv/Fm)及潜在活性(Fv/F0)产生显著的影响。初步判断,70%全光照最有利于乐昌含笑生长,在中度和重度遮荫条件下乐昌含笑可降低光补偿点、光饱和点、净光合速率和暗呼吸速率,增加PSII反应中心开放程度、电子传递的活性和光能利用率,从而提高其在弱光环境下的生长能力。

    盐胁迫对红树植物红榄李幼苗叶绿体超微结构及光合荧光特性的影响
    陈威, 童宇艳, 冯瑜, 郝露露, 张慧玉, 岳丹斐, 张颖, 郑春芳
    2024, 43(3):  716-723.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.029
    摘要 ( 38 )   PDF (1683KB) ( 31 )  
    探讨红榄李幼苗对盐胁迫的响应机制,为濒危红榄李保护提供理论依据。以红榄李幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl(50、150、450、750 mmol·L-1)对红榄李植株叶片光合、荧光参数、光合色素变化、抗氧化酶活性、叶绿体超微结构及气孔特征的影响。150 mmol·L-1 NaCl处理下红榄李幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、潜在最大光能转换效率(Fv/Fm)、实际光能转换效率(ΦPSII)、总叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及过氧化物酶(POD)活性等均显著高于其他处理。当NaCl浓度超过450 mmol·L-1时,上述指标值均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)、过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O2-·)产生速率等显著上升,其中,750 mmol·L-1 NaCl处理下植株叶片丙二醛(MDA)含量较150 mmol·L-1 NaCl增加56.58%。此外,当NaCl浓度为750 mmol·L-1时,叶绿体的被膜界限逐渐模糊,淀粉粒和嗜锇颗粒增多膨大,基质、基粒片层逐渐松散变形,同时叶片气孔开张度变小,甚至关闭。以上结果表明,150 mmol·L-1 NaCl是红榄李幼苗植株生长发育的最适宜浓度。当NaCl浓度超过450 mmol·L-1时,植株叶片抗氧化系统失衡,光合色素降低,气孔关闭,叶绿体超微结构受损。

    节水减氮和品种管理对双季稻CH4的减排效果
    宋春燕, 李玉娥, 万运帆, 秦晓波, 张欣禹, 朱波, 胡严炎, 王斌
    2024, 43(3):  724-732.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.028
    摘要 ( 34 )   PDF (1593KB) ( 31 )  
    秸秆还田、高效肥料、节水减氮是我国农业绿色发展主推技术,高产低排放品种是减少稻田CH4排放重要方向。为明确秸秆还田下氮肥减量及节水灌溉集成技术对不同品种水稻田CH4排放的影响,本研究以双季稻为对象,采用随机区组的裂区试验设计,设置施用尿素+间歇灌溉(U)、尿素减量20%+秸秆还田+间歇灌溉(US+S)、控释尿素减量20%+秸秆还田+间歇灌溉(CRUS+S)、尿素减量20%+秸秆还田+节水灌溉(US+S+SWD)共4个主区因素,常规稻和杂交稻作为2个副区因素,利用静态箱-气相色谱法监测双季稻生育期内CH4排放规律及减排效果。结果表明,碳投入、氮投入、灌溉量和分蘖数是影响双季稻CH4排放的主要因素。秸秆还田可补充氮肥20%减量的养分,并显著促进常规稻和杂交稻CH4的排放,其中常规稻增排60.0%~107.8%,杂交稻增排99.8%~107.8%,这主要归结于秸秆还田带来大量碳源。秸秆还田搭配控释尿素并不能减少CH4排放,较US+S增排1.8%~9.7%(除常规晚稻外)。节水灌溉能显著控制秸秆还田下CH4排放的大量增长,相比US+S,US+S+SWD处理显著降低了CH4排放15.9%~23.1%。各处理间产量无显著差异,表明秸秆还田下氮肥减量及节水灌溉可以达到稳产作用。杂交稻CH4排放量及产量略高于常规稻,但不存在显著差异。总体而言,秸秆还田显著提高CH4排放量,控释尿素和减量施氮无明显减排效果,节水灌溉能有效降低秸秆还田下单位产量的CH4排放强度。未来随着稻田秸秆还田比例增加,优化水分管理以促进秸秆好氧分解将成为CH4减排的关键。

    受渍冬小麦不同叶位叶片的SPAD高光谱估算
    高小梅, 李燕丽, 熊勤学, 徐乐, 李继福, 李新竹, 王晓军
    2024, 43(3):  733-740.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.003
    摘要 ( 30 )   PDF (3454KB) ( 17 )  
    实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光谱特征指数与SPAD的相关关系,并对基于多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、决策树和随机森林模型的受渍冬小麦各层叶片SPAD的估算结果进行了对比分析。结果表明:短期渍水(≤3 d)对冬小麦分层叶片的SPAD值影响不明显,当渍水时间大于9 d时,SPAD值随着渍水时间的增加降低较为明显,在生长后期为0;15个高光谱特征指数与SPAD均达到极显著相关水平(P<0.05),其中Ctr2、Dy、NDVI和SIPI 4个指数与SPAD的相关性最好,其相关系数的绝对值分别达到0.880、0.868、0.868和0.833;与基于L1、L2和L3层叶片SPAD相比,基于平均SPAD的高光谱估算结果最好,其R2达到0.719;与其他4个估算模型相比,随机森林模型可较好地估算各层叶片的SPAD值,其R2RMSERE分别为0.824,4.359和2.96%。可见,利用高光谱信息进行受渍冬小麦SPAD估算时可采用平均SPAD值,且基于随机森林模型的估算结果较好。

    种植模式与灌溉定额对机采长绒棉冠层不同层次光截获与产量形成的影响
    王心, 林涛, 崔建平, 张鹏忠, 汤秋香, 郭仁松, 王亮, 邵亚杰
    2024, 43(3):  741-748.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.004
    摘要 ( 28 )   PDF (1294KB) ( 16 )  
    优化机采长绒棉株行距配置与灌溉定额,是构建棉花合理个体与群体结构,提高产量和机采脱叶效率,实现农机农艺融合的重要途径。本研究采用裂区试验设计,在相同种植密度条件下,设置了一膜三行等行距(S3)、一膜四行宽窄行(S4)和一膜六行宽窄行(S6)3种种植模式,副区为3150 m3·hm-2(W1,中度亏缺,田间持水量50%)、4050 m3·hm-2(W2,轻度亏缺,田间持水量75%)和4980 m3·hm-2(W3,充分灌溉,田间持水量100%)3个灌溉定额,研究了不同处理对长绒棉各层次冠层结构、光合有效辐射传输规律和产量形成的影响机制。结果表明:扩大行距和轻度亏缺灌溉可以降低生育后期叶面积指数下降速率,增加下部冠层的光合有效辐射透过率(Tr);在S3W2处理下,冠层上、中、下各层Tr分布均匀,接近2∶2∶1的比例;虽然冠层整体光截获率(In)有降低趋势,但下层光截获率增加,显著提高了生殖器官的分配比例和棉铃质量,促进了产量的提高;此外,平均行距的扩大和灌溉定额的增加显著降低了水分利用效率(WUE);最终,一膜三行等行距种植模式(S3)和轻度亏缺(4050 m3·hm-2)处理有利于促进冠层中下部光合有效辐射光能传输,不仅不会显著降低棉花产量还能够获得相对较高的WUE,该结果对促进长绒棉农机农艺融合,实现产量和机采品质协同提升具有重要意义。

    不同海拔花椒叶片-凋落物养分化学计量与重吸收的关系
    邓雪花, 喻阳华, 熊康宁, 张仕豪, 孔令伟
    2024, 43(3):  749-757.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.012
    摘要 ( 31 )   PDF (2099KB) ( 29 )  
    阐明贵州喀斯特高原峡谷区不同海拔顶坛花椒叶片和凋落物化学计量特征与养分重吸收率,有助于掌握养分保存与利用机制。选取531、640、780、871和1097 m共5个海拔的顶坛花椒为对象,采集叶片和凋落物数据,分析其养分含量、化学计量和养分重吸收率随海拔增加的分异规律,阐明叶片养分重吸收与化学计量之间的内在关联。结果表明:叶片和凋落物有机碳(OC)、全磷(TP)和全铁(TFe)均以海拔780 m为最高,叶片全锰(TMn)、全镁(TMg)和凋落物TMg含量表现出随海拔升高而增加的趋势,叶片和凋落物全氮(TN)、全钾(TK)、全钙(TCa)未随海拔发生显著分异。叶片和凋落物C∶P、Fe∶Mn、C∶Ca随海拔升高表现出先增加后降低的变化趋势,而叶片和凋落物Ca∶Mg则呈现随海拔升高而降低。叶片养分重吸收率随海拔的分异规律不完全一致,叶片P和K重吸收率以海拔780 m为最高,N、Fe和Mn重吸收率以海拔871 m为最高,海拔1097 m的Ca和Mg重吸收率显著高于其他海拔,而海拔1097 m的P、N和Fe重吸收率则均为负值。冗余分析结果表明,叶片养分重吸收率与化学计量之间具有很强的相关性。

    四环素类抗性基因在黑土农田和蔬菜中的分布特征
    武轶, 张珣, 王宝玉, 高程程, 黎馨月, 安婧
    2024, 43(3):  758-765.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.033
    摘要 ( 29 )   PDF (1517KB) ( 20 )  
    抗生素及其抗性基因可随动物粪肥施用进入农田土壤中,进而给土壤-蔬菜系统带来潜在的生态风险。为分析抗生素抗性基因在土壤及蔬菜系统中的分布特征,本研究以四环素类抗性基因(TRGs)为对象,通过温室盆栽试验研究了典型TRGs在3种可生食蔬菜(小白菜、生菜和樱桃萝卜)中的分布特征,探讨了蔬菜根系扰动对其根际土壤中TRGs多样性和丰度的影响,并分析了TRGs在蔬菜和土壤中分布特征的相关性。结果表明,受试蔬菜体内及根际土壤中均检测到TRGs和可移动元件(MGEs),检出种类和丰度依次为根际土壤>蔬菜根部>茎叶部。蔬菜根部检出的TRGs与MGEs种类和丰度高于茎叶内,其中tetD-01、tetG-01、tetT、tet(32)、IS613、tnpA-04、intI-1(clinic)检出率和丰度尤为突出。樱桃萝卜根际土壤的TRGs及MGEs比生菜、小白菜富集量大,且土壤和蔬菜系统中部分TRGs的分布与MGEs呈显著正相关。研究结果可为揭示TRGs在土壤-蔬菜系统中存在的安全风险提供数据支持。

    光伏电板对草甸草原植物群落特征及物种多样性的影响
    任乃芃, 李一坤, 朱柏全, 王一帆, 梁文超, 刘香萍
    2024, 43(3):  766-772.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.045
    摘要 ( 62 )   PDF (1125KB) ( 73 )  
    为了探究黑龙江省大庆市大同区国家光伏、储能实证实验平台草甸草原的植物群落特征及物种多样性,并分析光伏电场不同生境(光伏电板间与光伏电板下)对植物群落的影响,采用样方调查法开展植物群落特征调查,对比光伏板下及光伏板间物种组成及重要值、群落数量特征值及群落物种多样性等差异。结果表明,光伏电场中重要值最高的植物种为羊草(Leymus chinensis),其次为星星草(Puccinellia tenuiflora)。羊草、星星草、芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda glauca)、中间型荸荠(Eleocharis intersita)的光伏电板间生境植物群落数量特征值高于板下生境,鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)的光伏电板下生境植物群落数量特征值高于光伏电板间生境。板间群落的Shannon指数、Margalef指数、Simpson指数均高于板下植物群落,Shannon指数、Margalef指数、Simpson指数间呈显著正相关(P<0.05),Pielou指数与其他3个指数均呈不显著负相关,Simpson指数与Margalef指数相关系数最高。光伏电板间生境中多数植物群落数量特征值高于光伏电板下,且物种数更多,群落结构更稳定。

    不同养分条件下喀斯特适生物种植物间相互作用诱导的形态可塑性
    陈林丽, 王姝, 陈家兴, 尹任娅, 侯夏丽, 杨庆祝
    2024, 43(3):  773-782.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.022
    摘要 ( 38 )   PDF (1832KB) ( 26 )  
    研究非生物环境条件如何影响植物间相互作用及其诱导的形态可塑性,有利于揭示喀斯特适生植物物种同时应对多种环境因素变异的策略。本研究以鬼针草(Bidens pilosa)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为对象,分别在养分施加和不施加两种处理下,对植物进行单独生长(对照)、种内和种间相互作用3种处理,探讨养分可用性对种内、种间相互作用诱导的生物量和形态特征可塑性的影响。结果表明:不加养分处理中,鬼针草和大叶醉鱼草种内相互作用下的总生物量分别减少9.2%和14.4%,主要导致竞争效应,种间竞争不显著;加养分处理中种内促进作用占主导,二者分别增加35.1%和41.3%,大叶醉鱼草表现为种间促进作用,增加34.6%,鬼针草不显著。与对照相比,种内相互作用不加养分处理降低大叶醉鱼草根生物量和鬼针草的叶生物量,养分增加时提高大叶醉鱼草茎生物量,降低鬼针草比叶面积;种间相互作用不加养分处理提高大叶醉鱼草根冠比等特征,降低茎、叶生物量,增加鬼针草的茎生物量并减少其根生物量,加养时提高大叶醉鱼草根冠比和根生物量以及鬼针草的地径。这些结果说明,非生物环境条件可以通过影响种内与种间相互作用的强度而作用于植物的可塑响应。种内与种间相互作用诱导的可塑性之间的鲜明反差反映了两个物种生长和适应策略的显著差异:大叶醉鱼草和鬼针草分别是地下生长和地上生长占优势,种内相互作用分别导致更剧烈的地下竞争和地上竞争,而种间相互作用下二者可以避开各自的生长优势,实现资源利用的互补,因此竞争减弱,促进作用增强。这种策略有利于喀斯特生境适生植物物种在应对非生物环境挑战中更好地共存。

    巢湖入湖河道岸坡鸟类多样性及其影响因素
    杨亚婷, 张中放, 夏珊珊, 周立志
    2024, 43(3):  783-794.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.021
    摘要 ( 42 )   PDF (1729KB) ( 51 )  
    河道岸坡是河道生态系统的重要组成部分,也是野生动物的重要生境。鸟类是河道岸坡的常见动物类群,其群落组成受河道岸坡生境因子的影响。于2021年8月至2022年7月,以巢湖周边5条河道为研究对象,根据河道岸坡特征,选取3类岸坡,共设置45条样线,对河道岸坡鸟类的种类、数量分布,与距道路距离、岸坡宽度、岸坡坡度以及乔木、灌木、草本植物盖度和平均高度等生境因子进行调查,探讨具有不同结构的河道岸坡对鸟类多样性的影响,采用多元逐步回归分析探究鸟类多样性与生境因子的关系。结果表明,3类岸坡中共有鸟类14目44科116种,其中水鸟36种,国家重点保护野生鸟类11种,安徽省重点保护鸟类35种,IUCN濒危物种红色名录中的极危(CR)物种1种。与其他两类岸坡生境相比,人工型岸坡对鸟类多样性影响最大,而自然原型岸坡更有利于提高鸟类生物多样性。另外,草本植物盖度及平均高度、岸坡坡度和岸坡宽度对鸟类多样性具有显著影响。其中,宽度大的缓坡自然原型岸坡鸟类物种丰富度最高,表明鸟类岸坡生境选择偏向于平缓的自然型岸坡生境。本研究结果可为巢湖河道岸坡建设、管理和生物多样性保护提供科学依据与技术支持。

    大陈岛礁海域鱼类群落结构特征
    邹沁东, 汪振华, 章守宇, 程晓鹏, 陈怡卉, 周怡
    2024, 43(3):  795-803.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.005
    摘要 ( 36 )   PDF (1964KB) ( 24 )  
    基于2020年9月、2020年11月、2021年1月、2021年4月连续4个季度的大陈岛礁海域21个底拖网站位的鱼类样本,对局地尺度下大陈岛礁海域鱼类群落的时空格局进行了分析。结果表明:4个季度共采集鱼类99种,隶属15目48科81属,其中鲈形目占比最大(50.51%);优势鱼类中,龙头鱼(Harpadon nehereus)为全年优势种,六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)是除夏季外其他季节的优势种,镰鲳(Pampus echinogaster)是夏秋季的优势种,而大头银姑鱼(Pennahia macrocephalus)、小黄鱼(Larimichthys polyactis)、灰海鳗(Muraenesox cinereus)和大黄鱼(Larimichthys crocea)等仅在单一季节成为优势种;聚类和排序分析显示,大陈岛礁海域的夏、秋和冬3季鱼类群落可明显分为岛礁近河口群落和开阔海域群落2种类型,而春季鱼类群落则可分为岛礁群落和非岛礁群落2类,且群落种类组成在各季节不同区域间均存在显著差异(P<0.05);冗余分析表明,深度、表层温度、底层盐度和底层温度为影响该海域鱼类群落结构的首要环境因子(P<0.05)。研究发现,大陈岛礁海域的鱼类群落存在局地尺度上的区域差异和季节动态,资源结构以小型低值鱼类为主。

    海南长臂猿生境的声景观与声学活动评估
    郭安琪, 刘昱坤, 于新文, 张旭, 陈艳, 罗丽, 高家军, 杨蔡芸
    2024, 43(3):  804-814.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.023
    摘要 ( 54 )   PDF (4590KB) ( 22 )  
    海南霸王岭自然保护区是中国唯一保护海南长臂猿及其生存环境的国家级自然保护区,具有海南长臂猿(Nomascus hainanus)声音、鸟类声音等丰富的声景资源。探究海南长臂猿生境内的声景构成及声学活动,旨在为该区域的生态保护提供技术支撑。利用被动声学监测技术采集该保护区的声音数据,通过分析不同频率范围内的声景功率分布,描述了保护区声景观的特征与日变化;基于广泛使用的4个声学指数ACI(acoustic complex index)、ADI(acoustic diversity index)、BI(bioacoustic index)、NDSI(normalized difference soundscape index)来评估海南长臂猿声音,并利用随机森林算法,以4个声学指数为预测变量,有无海南长臂猿声音为响应变量,对声音数据进行分类。结果表明:(1)不同频率范围内的声景功率反映了研究区不同的声学群落信息,具有显著的时间变化特征,表明了鸟类、海南长臂猿等动物的黎明和黄昏合唱活动,其中,1~2 kHz符合海南长臂猿的黎明合唱,2~5 kHz符合鸟类等动物的生活规律;(2)有海南长臂猿与无长臂猿鸣叫时声学指数的变化趋势存在明显差异,其中,NDSI的变化差异最大;(3)4个声学指数对于海南长臂猿声音数据的分类结果较好,交叉验证后的AUC值为0.9764。本研究基于声景观有效地获取了试验区动物的活动特征,并证明了利用声学指数评估海南长臂猿鸣叫的可行性,为海南霸王岭地区及海南长臂猿的声学监测奠定基础。

    雷斯青霉F-1发酵培养基优化及对枸杞木虱的毒力测定
    黎秋雨, 柴军发, 蒲艳丽, 马文田, 张晓莉, 王芳, 贾彦霞
    2024, 43(3):  815-822.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.047
    摘要 ( 22 )   PDF (1284KB) ( 5 )  
    雷斯青霉是本课题组在罹病木虱虫体上分离获得的具有生防效果的菌株,研究提高雷斯青霉的生长性能对进一步提高防治效果具有重要意义。本试验以产孢量为指标,采用单因素试验设计对发酵培养基中不同成分及其浓度进行筛选与优化,并对枸杞木虱三龄若虫进行毒力测定。结果表明,优化后的培养基配方为可溶性淀粉40 g·L-1、酵母粉1 g·L-1、K2-HPO4 1 g·L-1、MgSO4·7H2O 1.5 g·L-1、KCl 0.5 g·L-1、FeSO4 0.01 g·L-1,产孢量较基础培养基提高了9.84倍。毒力测定结果表明,优化培养基对枸杞木虱三龄若虫在第7天的校正死亡率较同时间基础培养基增加了25.56%。综合产孢量与毒力结果,优化后培养基效果比基础培养基的效果更佳,为提高雷斯青霉防控枸杞木虱的防治效果奠定了基础。

    2001—2020年厦漳泉地区植被净初级生产力时空演变特征及其影响因素
    王升红, 陆东芳, 陈雨如, 唐雅兰, 郑郁善, 黄宇斌
    2024, 43(3):  823-832.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.002
    摘要 ( 42 )   PDF (3554KB) ( 40 )  
    植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是评价生态系统碳循环的重要指标,研究植被NPP的时空演变规律及影响因子对于制定科学合理的可持续发展战略具有实际参考意义。本研究基于土地覆被数据、气候数据(气温和降水)和MODIS平台的NPP产品,采用相关性分析、贡献度分析和土地覆被转移矩阵等结合空间分析方法,研究2001—2020年厦漳泉地区植被NPP的演变特征,定量阐述土地覆被变化和气候变化对植被NPP的影响,并对植被NPP变化驱动因子进行分析。结果表明:厦漳泉地区植被NPP年均值在938.1~1100.9 g C·m-2·a-1范围内波动,整体减少趋势不明显;林地的植被NPP总值(11117.40 Gg C)和增速(103.75 Gg C·a-1)在所有土地覆被类型中最高;厦漳泉地区植被NPP与气温呈正相关,与降水呈负相关,与气温的偏相关显著性要强于降水量,且厦漳泉地区大部分地区植被NPP受非气候因素影响;不同时期不同土地覆被类型植被NPP变化的主导因素在气候变化和土地覆被变化之间转化。

    气候变化情境下入侵植物紫茉莉在中国的适生分布格局及早期预警
    苏启陶, 邹峥嵘, 杜志喧, 周兵
    2024, 43(3):  833-841.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.046
    摘要 ( 53 )   PDF (3637KB) ( 95 )  
    阐明全球气候变化背景下入侵植物的分布格局变迁,对入侵植物的治理与防控具有重要的理论和实践意义。本研究以紫茉莉(Mirabilis japala)为对象,运用最大熵(MaxEnt)模型,基于全国范围内228个分布点和13个主要环境气候因子(来源于WorldClim的19个环境气候数据),模拟分析影响紫茉莉分布的主要环境因子,结合ArcMap软件分析当前和未来(2050s、2070s)3种气候情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)紫茉莉的适生区分布格局及变化规律。结果表明:MaxEnt模型预测结果准确度极高,训练集和测试集AUC值分别为0.983和0.980,影响紫茉莉分布的主要环境因子为最暖季度降水量;当前气候条件下,紫茉莉的适生面积429.06万km2,占我国国土的44.52%,除新疆外其余省份均有分布;未来3种气候情境下,紫茉莉潜在分布区整体呈现“南缩北扩”现象,适生区总面积增加,吉林南部、黑龙江南部以及内蒙古东南区域为主要扩张区域,分布质心向东北方向的高纬度地区迁移。因此,在全球气候变化情景下,紫茉莉在我国的适生区域增加并向北扩张。黑龙江和内蒙古以及吉林南部、西藏南部、四川北部、甘肃南部等部分区域应注意防范,防止紫茉莉扩张。

    基于土地利用/覆被的滇池流域生境质量时空演变
    杨菡, 李晓娜, 邓忠坚, 张卓亚, 潘慧萍
    2024, 43(3):  842-850.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.038
    摘要 ( 43 )   PDF (5564KB) ( 47 )  
    滇池是我国西南地区最大的高原淡水湖泊,也是云南省面积最大的淡水湖。研究滇池流域土地利用/覆被类型与生境质量的时空演变特征,对流域生态环境保护具有重要意义。本文基于1988—2018年土地利用/覆被数据,将InVEST模型与GIS空间分析工具相结合,分析滇池流域生境时空变化,并利用莫兰指数和热点分析量化生境质量的空间集聚及演化特征。结果表明:(1)1988—2018年滇池流域土地利用/覆被类型变化剧烈,由1988年的农田占优势转变为2018年城镇用地占优势;(2)流域生境质量总体呈下降趋势,环滇池的城市区域生境质量较低,流域周边山地与丘陵质量较高但分布分散;(3)生境“冷热点”呈集聚分布,“热点”地区主要位于周边林地,随时间变化其范围逐渐缩小,而“冷点”地区位于环滇池城市区域,随时间变化而大幅增加。本研究表明,城市化过程中土地利用/覆被的剧烈变化是引起城市生境发生变化的主要原因,研究结果可为滇池流域土地利用类型优化以及提升或维持生物多样性提供参考依据。

    基于耦合协调度模型的黄土高原生态环境质量测度及预测
    杨涛, 党国锋
    2024, 43(3):  851-860.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.007
    摘要 ( 31 )   PDF (5953KB) ( 20 )  
    生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义。本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000—2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测。结果表明:2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,但各地的增长速度将存在显著差距。

    赣江上游章水流域水沙变化及其归因分析
    张婷, 刘士余, 盛菲, 李俊, 余敏琪
    2024, 43(3):  861-868.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.006
    摘要 ( 31 )   PDF (2953KB) ( 22 )  
    随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分析了降水变化和人类活动对水沙变化的贡献率及人类活动的水沙效应对年降水量响应的临界值。结果表明:降水量和径流量均呈非显著下降趋势(P>0.05),输沙量呈极显著下降趋势(P<0.001);降水量和径流量的突变年份均为2003年,输沙量的突变年份为1998年;降水变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为10.7%和89.3%,对输沙减少的贡献率分别为3.5%和96.5%;人类活动的减水、减沙效应对年降水量响应的临界值分别为1170 mm和858 mm。研究成果可为流域生态建设、水土资源优化管理提供科学依据。

    贵州省典型铅锌矿区和贵阳市居民汞暴露以及健康风险评估#br#
    王达卫, 孔林, 徐晓航, 韩佳良, 刘杰民, 仇广乐
    2024, 43(3):  869-877.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.032
    摘要 ( 42 )   PDF (2035KB) ( 25 )  
    选择贵州省赫章县铅锌矿区和贵阳市居民区,采集了居民日用食物(大米、土豆、鸡蛋、蔬菜、鱼肉、猪肉)、饮用水和农作物根际土壤,共计503个,测定了总汞和甲基汞的含量,并结合蒙特卡洛模拟评估了居民无机汞和甲基汞暴露风险。结果如下:(1)铅锌矿区的样品总汞和甲基汞的范围分别为0.11~39和0.028~1.7 ng·g-1,城市居民区的样品总汞和甲基汞的范围分别为0.07~18和0.01~7.7 ng·g-1,除蔬菜外的样品总汞含量低于我国食品限量标准,蔬菜总汞含量分别有14.7%(铅锌矿区)和17.7%(城市居民区)的样品超过我国《食品安全国家标准》(GB 2672—2017)规定的10 ng·g-1。(2)两个地区无机汞日暴露量无差异(城市居民区:0.031 μg·kg-1·d-1,铅锌矿区:0.032 μg·kg-1·d-1),但城市居民区的甲基汞日暴露量(0.006 μg·kg-1·d-1)高出铅锌矿区(0.0032 μg·kg-1·d-1)近1倍。(3)两个地区居民无机汞和甲基汞的平均日暴露量分别低于联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐的人体安全无机汞的临时容许每周摄入量(PTWI) 4 μg·kg-1·week-1和美国环境保护署(USEPA)推荐的甲基汞参考剂量(RfD) 0.1 μg·kg-1·d-1,暴露风险指数均小于1,表明处于健康安全水平。

    综合评述
    外源输入氮的有效性及形态对植物生长与生理影响的研究进展
    张秦泽, 郝广, 李洪远
    2024, 43(3):  878-887.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.030
    摘要 ( 71 )   PDF (1432KB) ( 58 )  
    氮(N)是控制植物结构和功能以及维持生态系统稳定的重要营养元素之一,外源输入氮素的有效性及形态的差异对植物的生长发育和生理特征产生显著的影响。由于全球气候变化和人类活动的干扰,大气氮沉降量日益增加,氮形态也发生改变,严重破坏植物的正常生长和生态系统的平衡稳定,已成为研究学者关注的热点问题。本文综述了不同氮输入水平和形态对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性等方面的影响,归纳出:①适量氮输入能促进植物生长、光合作用和养分吸收能力,但当超出植物承受的阈值后,则对其产生抑制作用;②由于植物对氮素形态吸收偏好的差异,铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性的影响效果不同,且适宜铵硝配比相较于单一某种氮素添加对大多数植物的促进作用更显著。提出未来的研究方向应着重考虑4个方面:①开展大尺度的长期监测控制实验;②利用分子生物学技术深入探究氮形态对植物影响的微观机理;③重点关注土壤根际环境对植物根系氮素吸收的影响;④综合分析氮输入与其他环境因子的交互作用,准确评估典型植物种群动态及群落结构变化。本研究为探究外源氮输入下植物生长生理机制和实现植物生产系统的可持续性提供理论参考。

    研究报告
    气候变化对草地植物物候影响的研究进展
    孙建平, 吕汪汪, 李博文, 刘世章, 伍晶, 汪诗平
    2024, 43(3):  888-894.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.048
    摘要 ( 74 )   PDF (454KB) ( 63 )  
    植物物候与植物的适应进化、物种间相互关系、生态系统的结构和功能密切相关,且对气候变化特别敏感,所以一直是进化生物学、植物生态学和气候变化生态学的研究热点和前沿科学问题。本综述基于草地植物物候研究的3个层次(个体-种群-群落)和7个物候序列(返青、现蕾、初花、初果、果后营养、初黄和枯黄期),阐述了不同层次物候序列及其相应持续期对气候变化响应过程的研究进展以及目前研究主要存在的问题,并在此基础上提出未来研究亟需关注的科学问题及展望,以期推动我国植物物候生态学研究发展。

    技术与方法
    油松飞播林土壤有机碳密度的影响因素
    张君钰, 吴普侠, 卜元坤, 苏少峰, 李卫忠
    2024, 43(3):  895-903.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.043
    摘要 ( 32 )   PDF (1162KB) ( 29 )  
    森林土壤碳库是森林生态系统碳库的重要组成部分,对于调节陆地生态系统碳循环和大气CO2浓度变化起着非常重要的作用。以往的研究主要探究了各种因素(如地形、植被、土壤理化性质等)与森林土壤碳之间的单因子或多因子关系。然而,对于多因子中的关键因子识别及其相互作用机制尚不清楚。本研究利用陕西省商洛市丹凤县50块油松(Pinus tabuliformis)飞播林标准地调查数据,采用结构方程模型探究土壤有机碳密度的影响因素。选取了林分结构、物种多样性、生物量、土壤理化性质等方面的23个指标作为观测指标,形成乔木特征,林下灌、草及凋落物特征,其他土壤理化性质和土壤有机碳密度4个潜变量,构建偏最小二乘法的结构方程模型。结果表明:(1)最终的结构方程模型筛选出12个观测变量,其他土壤理化性质中筛选出3个观测变量,分别为土壤全氮、土壤全磷、土壤含水量;林下灌、草及凋落物特征潜变量中筛选出5个观测变量,分别为灌木Simpson指数、草本Simpson指数、草本Margalef指数、草本生物量、凋落物层厚度;乔木特征潜变量中筛选出3个观测变量,分别为乔木Simpson指数、林分大小比数、乔木物种数。(2)其他土壤理化性质是土壤有机碳密度的直接影响因素(路径系数为0.877,P<0.01),林下灌、草及凋落物特征与乔木特征是土壤有机碳密度的间接影响因素(路径系数分别为0.552和-0.299,均P<0.01)。(3)林下灌、草及凋落物特征通过直接影响其他土壤理化性质(路径系数为0.630,P<0.01)进而影响土壤有机碳密度,乔木特征通过直接影响林下灌、草及凋落物特征(路径系数为-0.541,P<0.01)进而影响土壤有机碳密度。本研究为揭示不同驱动因素之间的关系提供了新的见解,对于理解飞播林土壤有机碳调节有重要意义。

    安吉白茶精细化气象灾害风险分析与区划
    李时睿, 朱兰娟, 赵亮, 柏佳, 胡波, 许金萍, 孙睿
    2024, 43(3):  904-912.  doi:10.13292/j.1000-4890.202403.037
    摘要 ( 31 )   PDF (2500KB) ( 67 )  
    气象灾害严重威胁茶产业高质量发展,开展气象灾害风险精细评价可为茶叶生产灾害精准防控提供科学依据。本文基于自然灾害风险理论、安吉县及周边7个国家气象站1971—2020年和安吉县23个区域自动气象站2012—2020年的逐日气象资料、15个乡镇农业社会经济统计资料,以及源于GF-2卫星遥感数据解译出的茶树种植现状分布图和DEM高程等多源信息,采用加权综合指数法、模糊层次分析法和GIS技术,对安吉白茶进行了精细化气象灾害风险分析与区划。结果表明:安吉白茶致灾因子危险性、孕灾环境暴露性的高值主要位于南部山区,承灾体脆弱性的高值集中于中部平原地区,防灾减灾能力的高值多位于中东部平原地区;综合考虑各因子的综合风险度,安吉白茶气象灾害风险可分为低风险、中风险和高风险3个等级;低风险区主要分布于安吉中北部平原区域,占安吉县地域面积的66.55%;中风险区主要分布于安吉西部、南部的中高海拔区域,占安吉县地域面积的30.54%;高风险区主要位于南部高海拔山区,占安吉县地域面积的3.01%;集成格点化的茶树种植现状,安吉县内61.21%的茶园分布在低风险区,38.17%的茶园分布在中风险区,0.62%的茶园分布在高风险区。基于茶树种植现状的气象灾害精细化风险区划可为安吉白茶的优化布局提供更加精准的科学依据。