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    2024年 第43卷 第10期    刊出日期:2024-10-10
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    2024, 43(10):  0. 
    摘要 ( 51 )   PDF (507KB) ( 87 )  
    研究论文
    天山北坡山地生态系统植被碳利用效率时空动态及其影响因素
    孙丰华, 王玉刚, 孙金金, 李双媛, 陈炳铭
    2024, 43(10):  2923-2931.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.031
    摘要 ( 193 )   PDF (3033KB) ( 183 )  
    植被碳利用效率(CUE)是衡量生态系统固碳能力重要指标,对评估区域植被碳汇能力具有重要意义。本研究以天山北坡山地生态系统阜康林区为对象,基于2000—2020年的遥感影像和DEM数据,结合路径分析,研究了近21年来植被CUE时空分布特征及影响因素。结果表明:阜康林区植被CUE为0.42~0.74,年均为0.6,其中亚高山草甸带最高,中山森林带最低,具有明显的垂直地带性分异特征,且随海拔呈先降低后增高的“抛物线”分布模式,与净初级生产力(NPP)、总初级生产力(GPP)呈现相反的趋势。年际变化上,区域植被CUE变化不大(P>0.05),增加的区域仅占总面积的8.72%,主要分布在中山森林带,表明长期的森林抚育管理促进了中山森林带的植被CUE增加。禁牧区与非禁牧区范围的植被CUE年际间变化不大(P>0.05),表明目前禁牧管理措施对林区植被CUE的影响较弱。在坡向上,CUE的分布具有明显的空间异质性,在低山草原带和中山森林带,阳坡的CUE最高,在亚高山草甸带半阳坡的CUE最高。降水量、气温和NDVI的增加会直接导致CUE减少,而蒸散发增加间接导致CUE的减少,且禁牧区内自然因素对CUE的影响作用小于非禁牧区。

    广西弄岗自然保护区中国无忧花群落木质藤本的多样性及其空间分布格局
    陆芳, 王斌, 李健星, 李冬兴, 刘晟源, 郭屹立, 文淑均, 黄甫昭, 向悟生, 李先琨
    2024, 43(10):  2932-2944.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.026
    摘要 ( 130 )   PDF (3883KB) ( 128 )  
    木质藤本植物是热带森林生物多样性的重要组成部分,但在生物多样性丰富的北热带喀斯特森林中,木质藤本的多样性及其空间分布格局鲜为人知。本研究以广西弄岗自然保护区北热带喀斯特季节性雨林的典型群落类型——中国无忧花(Saraca dives)群落为对象,基于100个10 m×10 m样方的调查数据,分析群落中木质藤本的多样性及其空间分布格局,以揭示木质藤本的多样性分布以及不同类群间空间分布格局的差异。结果表明:(1)在1 hm2中国无忧花群落中,共有木质藤本52种,分属25科43属,占木本植物种类数的55.32%;木质藤本的Simpson指数为0.909,Shannon指数为2.842,Pielou均匀度指数为0.723,总体多样性较高;群落中优势种和特有种较为明显,物种丰富度和多度最高的科分别是豆科(Fabaceae)和葡萄科(Vitaceae),扁担藤(Tetrastigma planicaule)为重要值排名第一的优势种,特有性物种占总物种数的34.61%。(2)木质藤本在0~25 m空间尺度呈聚集分布,通过泊松异质性零模型剔除生境异质性后,发现随着空间尺度增大,木质藤本趋于随机分布;就木质藤本种类而言,剔除生境异质性后,70%以上木质藤本种类在一定尺度上表现出不同程度的随机分布,但仍在小尺度上呈现聚集分布,说明生境异质性和扩散限制均可能影响木质藤本的空间分布格局;木质藤本的聚集度与多度、平均胸径和最大胸径呈负相关,攀援效率为2(茎缠绕)的木质藤本聚集度较高。在中国无忧花群落中,木质藤本多样性非常丰富,为群落的重要组成成分;木质藤本的空间分布格局可能与生境异质性有关外,木质藤本自身的属性特征如攀援效率和方式也在一定程度影响木质藤本的分布格局。本研究为区域典型森林群落物种多样性维持机制以及木质藤本对森林碳储量和森林动态过程的影响研究提供重要基础。

    松嫩平原西部3种杨树生长、木材属性及形态生理学特征比较
    胡彦波, 张鹏, 张政, 任占齐, 王福森, 徐华东, 邢政华, 张秀丽, 赵曦阳, 丁昌俊
    2024, 43(10):  2945-2952.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.027
    摘要 ( 80 )   PDF (522KB) ( 68 )  
    针对松嫩平原西部立地杨树树种配置问题,对比分析了15年林龄小黑杨(Populus simonii ×P. nigra)、黑青杨(P. euramericana  × P. ussuriensis)和银中杨(P. alba × P. berolinensis)生长、木材属性和形态生理学特征。结果表明:银中杨和黑青杨生长(株高、胸径)优于小黑杨(P<0.05),材积量分别是小黑杨(0.08 m3·株-1)的3.5和2.8倍;木材绝对含水率表现为黑青杨(140%)>小黑杨(110%)>银中杨(73%),但木材密度则为银中杨(0.45 g·cm-3)>小黑杨(0.42 g·cm-3)>黑青杨(0.38 g·cm-3),木材pH和半纤维素含量在3个树种间差异显著(P<0.05),而纤维素和木质素含量差异不显著;树种间树干解剖结构和枝叶形态特征差异显著(P<0.05):银中杨年轮宽度、导管数量、理论导水率、枝基部截面积/枝长、叶面积显著高于其他2个树种,但冠幅和叶/枝鲜重比则显著低于其他树种;3个树种叶片N、P、K含量均显著高于枝(P<0.05);银中杨叶片N、叶绿素和游离氨基酸含量显著高于其他树种,但叶片NO3--N、NH4--N和C/P则显著低于其他2个树种(P<0.05);黑青杨叶片非结构碳水化合物含量、C/N、C/K显著高于其他2个树种;银中杨叶片光化学效率显著高于小黑杨,叶片N/K显著高于黑青杨。综上,松嫩平原西部宜优先配置银中杨,从木材属性看,黑青杨不宜替代小黑杨。

    增温对长白山苔原三种植物群落组成的影响
    古永凤, 韩莹莹, 靳英华, 许嘉巍, 张慧慧
    2024, 43(10):  2953-2959.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.025
    摘要 ( 97 )   PDF (1064KB) ( 93 )  
    苔原是全球气候变化的敏感和脆弱区。在长白山苔原采用开顶式增温箱模拟增温,研究小叶章不同入侵程度植物群落对增温的响应差异,探究在全球增温背景下苔原植物群落组成的变化。研究表明:(1)增温箱内生长季气温平均增高2.1 ℃,可模拟未来百年的增温幅度;不同植物群落土壤增温不同,在生长季,牛皮杜鹃-笃斯越橘群落、牛皮杜鹃-小叶章群落和小叶章-牛皮杜鹃群落土壤表层温度分别增高了2.13、1.00和1.06 ℃,原生植物群落土壤增温显著,群落组成变化能有效抑制土壤增温、降低增温的生态作用。(2)经过3年增温实验,植物群落组成发生变化,在3种群落中小叶章的重要值均增加,其中牛皮杜鹃-小叶章群落和小叶章-牛皮杜鹃群落显著增加;牛皮杜鹃的重要值均降低,其中牛皮杜鹃-小叶章群落和牛皮杜鹃-笃斯越橘群落中显著降低;增温抑制了原生植物,有利于且强化小叶章的入侵。增温对小叶章入侵定植作用小,对小叶章的生长和扩张促进作用大。在发生生物入侵的条件下,增温对植被变化作用更为显著。(3)3种植物群落的Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数均降低,物种多样性下降,其中小叶章-牛皮杜鹃群落降低幅度最大,增温将导致高山苔原群落生物多样性下降。

    小五台山华北落叶松径向生长对气候变化的响应
    王辉, 刘春兰, 乔青, 张文涛, 宁杨翠, 董满宇
    2024, 43(10):  2960-2966.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.019
    摘要 ( 66 )   PDF (1870KB) ( 62 )  
    以小五台山优势针叶树种华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为研究对象,建立不同海拔上的树轮宽度年表,剖析树木径向生长对气候要素的响应关系及其稳定性,探讨气候变暖背景下小五台山华北落叶松径向生长的变化。结果表明:(1)小五台山北台低海拔(1380 m)、中海拔(1755 m)、高海拔(2080 m)的华北落叶松径向生长逐年变化基本一致,3个树轮宽度指数年表质量较好,适合用于树轮气候学研究。(2)小五台山华北落叶松径向生长的主要限制因子是降水,主要与前一年9月(P<0.05)、当年2月(P<0.05)、5月降水(P<0.05)显著正相关。(3)1993年气温升高突变之后,华北落叶松径向生长与5月降水的显著正响应关系较为稳定(P<0.01),但对生长季气温负响应增强,特别对5月气温的负响应关系发生显著改变(P<0.05),这主要可能是由于气温升高引起的水分胁迫造成的。因此,未来随着暖干化加剧,小五台山华北落叶松径向生长速率可能总体呈现下降趋势,目前小五台山华北落叶松径向生长对气候要素的响应关系总体较为稳定。

    凋落叶输入量对川西亚高山不同密度云杉人工林土壤酶活性及其化学计量比的影响
    李慧超, 潘红丽, 冯秋红, 马文宝, 邓东周
    2024, 43(10):  2967-2978.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.024
    摘要 ( 73 )   PDF (3064KB) ( 64 )  
    凋落叶输入量变化可以通过改变土壤生化特性影响土壤酶活性以及其化学计量比。然而,凋落叶输入量变化对不同密度林分土壤酶活性及其化学计量比的影响程度是否一致尚不清楚。因此,本研究以川西亚高山高、低两种密度云杉人工林土壤为对象,通过室内模拟凋落叶去除、50%凋落叶减少、对照以及双倍凋落叶添加,分析凋落叶输入量对不同密度林分土壤生化性质、酶活性及其化学计量比的影响。结果表明:凋落叶双倍添加显著降低了高密度林分土壤有机碳含量以及高低密度林分土壤的可溶性全氮和硝态氮含量,却显著增加了两个林分土壤微生物生物量碳氮含量。相比于凋落叶去除和减少处理,凋落叶双倍添加在两种林分中均显著降低了β葡萄糖醛酸酶活性和酸性磷酸酶活性;而土壤β葡萄糖苷酶在低密度林分中对凋落叶添加处理更敏感,表现为凋落叶双倍添加的土壤β葡萄糖苷酶活性相比对照降低了28.6%。随着凋落叶输入量的增加,酶氮磷比(0.69~0.65)、酶碳氮比(0.50~0.44)和酶碳磷比(0.34~0.28)都呈降低趋势。高密度林分土壤氮磷含量和酶碳氮比显著低于低密度林分。RDA分析表明,土壤全氮、铵态氮、全磷和可溶性有机碳是影响土壤酶活性及其化学计量比的主要因子。综上,高密度林分土壤氮限制较低密度林分更为明显,且随着凋落叶输入量的增加,两种林分均由氮限制逐步转变为磷限制。

    暖温带森林土壤有机碳含量和碳储量的海拔梯度格局及环境解释
    张雄志, 张慧芳, 王晨林, 任宇辰, 王馨悦, 王晶晶, 陈颂, 徐茂宏, 杨秀清, 宋厚娟
    2024, 43(10):  2979-2987.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.011
    摘要 ( 108 )   PDF (1959KB) ( 61 )  
    研究气候过渡区森林土壤有机碳沿环境梯度的分布格局对预测气候变化背景下土壤有机碳动态有重要意义。为揭示亚热带向暖温带气候过渡地带森林土壤有机碳含量及碳储量沿海拔变化趋势,本研究在山西历山国家级自然保护区海拔890~2200 m范围内,以每100 m高差段为取样区间,沿海拔设置了15个森林固定监测样地。采用五点取样法,结合植物多样性、土壤理化性质、土壤微生物和气候因子的海拔变化特征,分析土壤有机碳含量及碳储量(0~10 cm)垂直分布特征及各环境因子的相对贡献。结果表明:土壤有机碳含量及碳储量均随海拔升高显著变化,总体呈现先下降再上升的U型趋势。土壤有机碳含量在1645 m海拔处最大(75.41±14.05 g·kg-1),而土壤有机碳储量在894 m处最大(51.85±9.89 Mg·hm-2)。Mantel检验表明,土壤有机碳含量与土壤、气候因子以及微生物物种丰富度存在显著相关性,而土壤有机碳储量空间变化仅与土壤因子和土壤微生物物种丰富度显著相关。环境因子分别解释土壤有机碳含量和碳储量海拔变化64.7%和33.9%的总变异。年降水量是影响土壤有机碳含量变化的首要因素(14.8%),其次是土壤硝态氮(13.4%)和年均气温(13.2%)。土壤全磷是土壤有机碳储量沿海拔变化中贡献最大的环境因子,重要性占比超过15%,其次是土壤硝态氮(8.7%)和年均气温(7.5%)。本研究对评估气候过渡带森林土壤有机碳储量及其变化特征具有重要的参考价值。

    吉林莫莫格国家级自然保护区四种典型植物群落下土壤微生物组成的对比分析
    刘炜璇, 李依蒙, 江红星, 王毅花, 陈丽霞, 王莹
    2024, 43(10):  2988-2998.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.040
    摘要 ( 70 )   PDF (4958KB) ( 41 )  
    土壤微生物作为湿地生态系统中重要成分之一,是动植物残体分解的主要驱动力,在养分循环及改善土壤理化性质中起着重要作用。为探明吉林莫莫格国家级自然保护区湿地土壤微生物的组成特征,选取碱蓬、扁秆藨草、三江藨草和芦苇等4种典型湿地植物群落下的土壤进行微生物群落及理化特征分析。16S rRNA和ITS全长高通量测序结果表明,变形菌门是4种植物群落土壤中相对丰度最高的细菌门类,子囊菌门是4种植物群落土壤中相对丰度最高的真菌门类。Alpha多样性结果显示,两种藨草群落土壤细菌的丰富度和多样性最高,而土壤真菌丰富度在三江藨草群落中最高,真菌多样性在4种群落之间差异不显著。LEfSe分析显示,扁秆藨草群落土壤中拟杆菌目、梭菌纲、梭菌目、链格孢属等的相对丰度显著高于它们在其他3种群落土壤中的相对丰度,而三江藨草群落土壤中,变形菌门、酸杆菌门、罗兹菌门、假单胞菌属、环柄菇属等的相对丰度显著高于它们在其他3种群落土壤中的相对丰度。土壤细菌群落组成和多样性受土壤pH值、电导率、有机碳等影响较大。研究结果为莫莫格保护区湿地生态功能的维持与土壤微生物群落结构的改善提供参考依据。

    武夷山不同海拔土壤微生物生物量碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征
    陈婕妮, 石思雨, 钟羡芳, 司友涛, 马红亮, 高人, 尹云锋
    2024, 43(10):  2999-3004.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.004
    摘要 ( 102 )   PDF (980KB) ( 61 )  
    研究土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)及其生态化学计量特征(MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP)沿海拔梯度变化规律,对深入理解亚热带山地土壤养分循环及其与环境变化关系具有重要意义。本研究以武夷山不同海拔(350、650、950、1050、1850和2100 m)土壤为对象,研究土壤MBC、MBN、MBP及其MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP比值对海拔变化的响应。结果表明:随海拔升高,土壤MBC、MBN总体上呈增加趋势,而MBP与MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP比值的变化并不明显。相关分析发现,土壤MBC、MBN、MBP与全碳(TC)、全氮(TN)、速效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、含水量(SWC)呈显著或极显著正相关;土壤MBC/MBN与DON、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)呈显著正相关,与pH呈显著负相关;MBC/MBP与TN、DOC、TC、DON、SWC呈极显著或显著正相关,与C/N呈极显著负相关;MBN/MBP仅与pH呈显著正相关。冗余分析进一步显示,TC含量是影响土壤MBC、MBN、MBP及其生态化学计量比的关键因子。

    三江平原县域耕地土壤细菌多样性分布特征及其影响因素
    朱建宁, 刘杰, 王昌昆, 郭志英, 马海艺, 郝仕龙, 潘贤章
    2024, 43(10):  3005-3014.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.035
    摘要 ( 55 )   PDF (2229KB) ( 32 )  
    土壤微生物多样性分布及其影响因素的研究备受关注,全球、洲际、国家等大空间尺度的研究发现气候和土壤属性是主要的影响因素。但对于县域等中小尺度耕地土壤细菌多样性分布特征及其影响因素仍需要进一步明确。本研究以三江平原黑龙江省友谊县为研究区,采集土壤样品98个,并利用高通量测序和生物信息技术量化细菌多样性。结果表明,水田和旱地间主要土壤理化属性、细菌群落组成差异显著,且水田细菌α多样性显著高于旱地。相关性分析表明,土壤pH、有机质、全氮和全钾是耕地土壤细菌α多样性和主要优势门相对丰度的主要影响因子。同时,水田和旱地细菌群落结构差异显著。Mantel检验结果表明,耕地土壤细菌群落结构受到土壤pH和肥力因子的显著影响,同时受到地理距离一定程度的影响;将水田和旱地分别考虑时,水田土壤全磷对细菌群落结构的影响不显著,而旱地土壤全磷和地理距离的影响均不显著。经验贝叶斯克里格插值结果表明,研究区东北部耕地土壤细菌α多样性高于西南部。综上所述,县域尺度下土地利用和土壤属性是影响土壤细菌多样性和群落结构的主要因素,研究区细菌多样性总体呈现东北高、西南低的分布趋势。本研究的结果可以为县域尺度耕地土壤健康评估提供参考。

    不同CO2浓度下潮土真菌群落结构变化
    司亚坤, 冯彪, 牛银星, 王祎, 李慧, 李培培, 李芳, 韩燕来
    2024, 43(10):  3015-3022.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.006
    摘要 ( 54 )   PDF (1999KB) ( 22 )  
    农业生产受CO2浓度的显著影响。土壤真菌是有机质降解和养分循环的关键推动者,其对CO2浓度升高的反馈尚不明确。本研究选用华北平原典型潮土作为供试土壤,设定大气、2%、4%、6%四种不同体积比的CO2浓度进行微宇宙培养实验,采用Miseq高通量测序技术对真菌群落结构进行调查。结果表明:4%和6% CO2浓度下,真菌α多样性显著下降。优势真菌门有子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota),担子菌门、球囊菌门(Glomeromycota)的相对丰度随CO2浓度的增加而降低,而子囊菌门丰度随CO2浓度的增加而增加;优势真菌属包括被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、Citripora、葡萄穗霉属(Stachybotrys)、腐质霉属(Humicola),其中Citripora相对丰度随CO2浓度升高而降低,被孢霉属在2% CO2浓度下倍增;腐质霉菌(Humicola phialophoroides)、盖姆斯帚枝霉(Sarocladium hominis)与CO2浓度呈显著正相关,Citripora afrocitrina与CO2浓度呈负相关。2% CO2浓度下的真菌网络结构与对照基本一致,但边数显著增加;4%和6%的CO2浓度下,真菌共存网络发生了显著变化,真菌群落明显分化成两个模块;基石真菌分别是土曲霉(Aspergillus terreus)、云南木霉(Trichoderma yunnanense)和刺孢霉属未定名种(Spizellomyces sp.)。本研究明确了潮土真菌对不同CO2浓度的响应规律,为研究CO2浓度升高对农田生态系统功能的影响提供理论参考。

    不同改良物料及其配施组合对河套平原盐碱土壤玉米光合与根系形态特征的影响
    白小龙, 武晋民, 张家豪, 王腾, 杨正虎, 田丰, 赵卉, 王彬
    2024, 43(10):  3023-3030.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.015
    摘要 ( 57 )   PDF (2080KB) ( 32 )  
    为探究不同改良物料及其配施组合对玉米苗期光合性能和根系形态特征的影响,在内蒙河套平原盐碱地上进行试验。以玉米为研究对象,设置对照(CK)、脱硫石膏(T1)、土壤改良剂(T2)、有机肥(T3)、脱硫石膏配施土壤改良剂(T4)、脱硫石膏配施有机肥(T5)、土壤改良剂配施有机肥(T6)、脱硫石膏配施土壤改良剂和有机肥(T7)8个处理,对玉米苗期株高、光合性能及根系形态特征进行分析。结果表明:(1)配施T7处理对株高、茎粗和SPAD值促进效果最佳,相较CK处理分别增加30.0%、24.2%和27.8%。(2)与CK处理相比,配施处理均显著提高了苗期玉米净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶片水分利用效率,但蒸腾速率在所有处理中均显著降低;配施处理对根系形态特征(根总长、表面积、数量、体积)的促进效果优于单施处理,根系分支数显著增加,直径<1 mm的侧根和根毛数量显著增多。(3)主成分分析表明,不同处理玉米光合性能、根系形态特征表现得分为T7>T4>T6>T5>T2>T3>T1>CK。综上,对比单施和配施2种改良物料,配施3种改良物料对玉米苗期叶片光合能力和根系形态特征的促进效果更好。

    长期稻虾轮作对稻田土壤细菌群落的影响
    彭亮, 代梨梨, 陶玲, 张辉, 朱建强, 李谷
    2024, 43(10):  3031-3039.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.012
    摘要 ( 45 )   PDF (3252KB) ( 35 )  
    为探究长期稻虾轮作对稻田土壤理化性质及细菌群落结构的影响,基于化学分析方法和16S rRNA扩增子高通量测序技术,研究了水稻单作与4、8和21年稻虾轮作稻田土壤理化性质及细菌群落结构,并分析了细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系。结果显示,相较于水稻单作模式,稻虾轮作稻田土壤总磷含量提高37.01%~54.33%(P<0.05),但土壤速效磷含量降低60.21%~61.10%(P<0.05)。主坐标分析和置换多元方差分析结果显示,不同年限稻虾轮作稻田土壤细菌的群落结构差异显著(P=0.004)。长期稻虾轮作显著增加了稻田土壤Aminicenantia(纲、目、科、属)和Sva0485(纲、目、科、属)的相对丰度。冗余分析表明,有机质和碱解氮是影响稻田土壤细菌群落结构的关键环境因子。研究表明,稻虾轮作增加了稻田土壤总磷含量,降低了土壤速效磷含量,长期稻虾轮作没有改变土壤细菌群落的多样性,但却改变了细菌不同门类的相对丰度。本研究可为阐释稻虾轮作模式对稻田土壤细菌群落的影响机制提供科学依据。

    高寒区大豆苗期低温多雨对产量的影响
    曲辉辉, 李秀芬, 朱海霞, 王晾晾, 曲秉阳, 王秋京, 吕佳佳, 纪仰慧, 姜丽霞
    2024, 43(10):  3040-3046.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.003
    摘要 ( 62 )   PDF (1302KB) ( 31 )  
    探究大豆苗期低温多雨对产量的影响,为大豆防灾减灾提供依据。基于黑龙江省大豆生长发育观测资料及已有研究成果,对WOFOST模型进行本地化与适应性检验;利用研究区内15个代表站点1971—2020年逐日气象资料、分区作物参数与土壤参数,模拟不同低温多雨情景下大豆产量,定量评价苗期低温多雨对大豆产量的影响。结果表明:WOFOST模型在黑龙江省本地化应用效果较好,可用于该地区大豆产量的模拟;在设定情景中,低温、多雨及二者叠加效应均会造成大豆减产,减产率存在极显著差异,叠加效应持续天数是导致产量降低的最主要因素;t-3.5情景持续6 d未对大豆产量造成显著影响,部分t-3.5处理持续12 d与大部分持续18 d情景则会造成大豆产量显著或极显著下降;在灾害持续时间和发生程度相同的前提下,低温与多雨叠加发生比二者单独发生对大豆产量影响更大。

    污泥热碱液提高小青菜抗逆性及品质的机制
    白炬, 刘晓林, 薛晓蓉, 吴晨瑞, 郭彩霞, 蒙秋霞, 杨治平, 张强, 王永亮
    2024, 43(10):  3047-3054.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.007
    摘要 ( 57 )   PDF (806KB) ( 17 )  
    干旱、盐等非生物胁迫是限制植物生长发育的主要环境因子。近年来,城市生活污泥排放增加。污泥经碱性热水解技术处理,其产物热碱液中含有丰富的钙和有机氮养分。为研究污泥热碱液对蔬菜作物逆境抗性的影响,实现污泥资源化利用,本研究以小青菜(Brassica chinensis)为材料,通过盆栽试验,设置无胁迫、干旱胁迫和盐胁迫3种生长条件,同时设置不施氮、施用污泥热碱液及施用尿素3个处理,探讨污泥热碱液对叶菜生长和抗逆性的影响。结果表明:无胁迫条件下,与施尿素相比,施热碱液促进小青菜增产43.3%,显著降低硝酸盐含量,提高可溶性糖、可溶性蛋白质及维生素C含量;在干旱胁迫和盐胁迫下,施用热碱液增加土壤中水溶态钙和交换态钙含量,有效提高小青菜钙吸收量,并进一步促进脯氨酸积累,降低丙二醛含量,显著提高干旱胁迫下过氧化氢酶活性(8.6%)以及盐胁迫下过氧化物酶活性(70.4%),缓解逆境胁迫。将污泥热碱液应用到蔬菜生产中,可减少化肥投入,提高作物产量和品质,增强抗逆性,也为有效无害化、资源化利用城市生活污泥提供了一种新途径。

    三种园林植物幼苗生长节律对城市污泥的响应
    彭远航, 冯嘉仪, 龙凤玲, 曾曙才
    2024, 43(10):  3055-3065.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.032
    摘要 ( 62 )   PDF (1693KB) ( 30 )  
    探究澳洲火焰木、复羽叶栾树和幌伞枫幼苗株高/地径生长节律和生物量对城市污水污泥的响应,为污泥在园林绿化中的资源化利用提供参考依据。通过为期1年的盆栽试验,定期测定赤红壤(CK)、污泥-赤红壤基质(质量比各50%,S50)和100%污泥(S100)中种植的上述3种植物幼苗株高和地径,利用Logistic方程构建植物生长模型,对比分析3种植物在不同基质中的生长节律和生物量变化。结果表明:(1)与CK相比,S50和S100显著促进澳洲火焰木株高、幌伞枫株高/地径和复羽叶栾树地径的生长,显著增加幌伞枫株高和地径的最大月生长量和总生长量;各处理复羽叶栾树株高、地径的最大月生长量均小于澳洲火焰木和幌伞枫。(2)3种植物株高和地径的Logistic生长模型拟合效果达到极显著水平(P<0.01);试验期内3种植物株高和地径的生长阶段可划分为生长初期、速生期、生长后期。(3)在S50和S100处理中幌伞枫的根生物量、茎生物量、叶生物量和质量指数均高于CK;S50处理3种植物中幌伞枫质量指数最高(14.20),S100处理中幌伞枫和澳洲火焰木的质量指数显著大于复羽叶栾树。从试验期内的生长表现看,幌伞枫的污泥适应性最好,澳洲火焰木次之,复羽叶栾树适应性较弱。Logistic生长模型能较好预测和分析植物苗期生长规律,并反映了不同植物对污泥的生长响应。

    改良剂植物联合修复对赤泥理化特性、酶活性和微生物群落结构的影响
    陈雨露, 罗有发, 万祖燕, 万乾松, 邹玉正, 吴永贵
    2024, 43(10):  3066-3075.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.030
    摘要 ( 64 )   PDF (3108KB) ( 32 )  
    基质改良与植被恢复是改善赤泥堆场恶劣生境的一种经济有效方法。本研究以木醋液、磷石膏、食用菌渣、活性污泥、牛粪、鱼粪组配为不同复合改良剂,黑麦草作为修复植物,通过开展为期90 d的盆栽实验,探究改良剂-植物联合修复对赤泥理化特性、酶活性和微生物群落结构的影响。结果表明:单一施用木醋液和磷石膏对赤泥碱性具有一定的调控作用,pH分别降低了4.1%和11.4%,但营养物质缺乏难以维持植物稳定生长。复合改良剂-植物联合修复使赤泥的pH、可交换性钠百分比分别由9.8和29.3%降至7.6~7.8和25.9%~28.2%,赤泥养分含量(有效氮、有效磷、全氮、全磷和有机质)与酶活性(脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶)显著提高。微生物群落多样性和丰富度明显增加,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和厚壁菌门(Firmicutes)为主要优势细菌门。子囊菌门(Ascomycota)在真菌门中占绝对优势。综上,复合改良剂-植物联合修复显著改善赤泥的理化特性、酶活性和微生物群落结构,对综合指示赤泥土壤化进程具有重要意义。

    不同改良剂对镉铅矿渣赤桉根际真菌群落结构及功能类群的影响
    杨嘉麒, 欧阳林男, 陈少雄, 张程, 郑嘉琪, 何沙娥
    2024, 43(10):  3076-3085.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.036
    摘要 ( 42 )   PDF (1967KB) ( 32 )  
    基于Illumina高通量测序技术和FUNGuild平台,探究4种改良剂(有机菌肥、有机肥、无机肥和菌剂)联合赤桉修复对Cd、Pb矿渣基质理化性质、不同形态Cd和Pb比例、真菌群落结构和真菌功能类群的影响,分析调控真菌群落结构变化的主导环境因子。结果表明,有机肥、有机菌肥联合赤桉修复均能显著提高矿渣基质pH值、阳离子交换量和残渣态Pb的比例,显著降低可还原态Pb的比例。高通量测序结果表明,改良剂联合赤桉修复可显著改变基质真菌群落结构,增加伞菌纲的相对丰度,降低粪壳菌纲的相对丰度。功能类群分析表明,有机肥、有机菌肥联合赤桉修复增加土壤腐生真菌的相对丰度,减少植物病原菌的相对丰度;无机肥和菌剂联合赤桉则减少土壤腐生真菌的相对丰度,增加植物病原菌的相对丰度。相关性分析和Mantel检验表明,阳离子交换量、pH值和不同形态Pb比例是影响基质真菌群落的关键因子。上述结果表明,添加有机肥和有机菌肥联合赤桉修复可提高Cd、Pb矿渣基质pH值和阳离子交换量,降低Pb的生物毒性,改变真菌群落结构,增加土壤腐生真菌比例,减少植物病原菌,是生态安全的联合修复方法。

    丹江源地区土壤有效态微量元素空间变异特征及其影响因素
    张亚峰, 王颖维, 钱信禹, 杨运军, 游军, 何元方
    2024, 43(10):  3086-3094.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.001
    摘要 ( 39 )   PDF (1610KB) ( 16 )  
    以南水北调中线工程丹江源地区作为研究对象,采用地统计学、相关分析、回归分析和GIS等方法技术,揭示了不同地质建造单元土壤有效态微量元素的空间变异特征及其影响因素。结果表明:研究区土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为45.51、42.39、1.26、3.34和0.39 mg·kg-1,其中有效铁、有效锰和有效锌含量达丰富及以上水平,有效铜含量适中,有效硼含量处于较缺乏水平;不同地质建造上土壤有效锌含量具有强的空间变异性(CV=130.4%),受结构性因素影响明显,土壤有效锰、有效硼、有效铁和有效铜具有中等强度变异(CV=52.8%~94.2%),变异程度受结构性因素和随机性因素共同影响;土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质均与土壤有效态微量元素含量呈显著正相关,土壤pH与有效锰、有效铁含量呈显著负相关,与有效硼、有效铜和有效锌含量相关性不明显。总体来看,地质建造对土壤微量元素的空间变异作用具有强的解释性,为区内基于地质建造分区开展土地利用与管理提供了科学依据。

    冻融过程对铁磁性生物炭同步稳定化土壤镉砷效果的影响
    陈来仪, 李晓军, 王一, 侯伟, 巩宗强, 贾春云
    2024, 43(10):  3095-3103.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.005
    摘要 ( 54 )   PDF (2201KB) ( 20 )  
    明确冻融过程对我国北方寒冷地区污染土壤重金属长期稳定化状态的影响是修复技术筛选的重要依据。本研究以多年原位重金属污染土壤为对象,针对Cd和As同步处理效果良好的富铁磁性生物炭(F-MBC),探究冻融过程中冻融频次与初始含水量对铁磁性生物炭同步稳定化土壤镉砷效果的影响。结果表明:随着冻融频次的增加,土壤pH和电导率呈先上升后下降的趋势,但均高于冻融前;同样冻融频次下,初始含水量的增加未对F-MBC处理土壤pH产生显著影响,但土壤电导率呈下降趋势。与冻融前相比,有效态Cd和As含量在冻融开始后经历了先上升后下降的过程,但均显著高于冻融前土壤;初始含水量增加导致土壤有效态Cd含量持续下降且显著低于未冻融对照,有效态As含量先上升后下降且高于未冻融对照。研究说明,经冻融过程后F-MBC仍可对Cd、As污染土壤实现同步稳定化修复,但As的污染再风险增加,为优化寒冷地区镉砷复合污染土壤的稳定化修复技术提供理论支持。

    1981—2020年黄淮海冬小麦干旱时空分异规律及演变趋势
    赵俊芳, 谢鸿飞, 杨嘉琪, 彭慧文, 黄睿茜, 霍治国, 马玉平
    2024, 43(10):  3104-3112.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.008
    摘要 ( 56 )   PDF (2986KB) ( 31 )  
    利用1981—2020年黄淮海冬小麦种植区气象、灾情、作物、土壤等多源数据,基于冬小麦参考作物蒸散量和需水量确定不同发育阶段冬小麦水分亏缺指数,结合冬小麦干旱等级分级标准,探讨不同干旱等级下黄淮海地区冬小麦干旱的时空分异规律和演变趋势,对该地区防灾减灾等均具有重要意义。结果表明:1981—2020年黄淮海地区冬小麦干旱存在明显的时空分异规律,冬小麦受到重度干旱的影响区域减少,而受中旱的影响区域在明显增加;对于全生育期,1981—2020年黄淮海地区冬小麦受灾最为严重的是重度干旱,其次为中度干旱,最后为轻度干旱。冬小麦干旱等级在空间上由北向南逐渐减弱,且呈条带状分布,35°N以北、120°E以东的冬小麦种植区基本常年处于重旱状态;对于冬前生长期,1981—2020年黄淮海主要种植区冬小麦受灾最为严重的是重度干旱,其次为中度干旱,最后为轻度干旱。冬小麦冬前生长期发生重旱的区域在明显减少,而发生中旱的区域在明显增加;对于越冬期,黄淮海主要种植区冬小麦受灾最为严重的是特旱,其次为重度干旱,最后为中度干旱。冬小麦越冬期发生重旱的区域在明显减少,而发生中旱的区域在明显增加;对于返青抽穗期,1981—2020年冬小麦干旱主要为轻旱、中旱、重旱和特旱4个等级,发生重旱的区域在明显减少,而发生特旱的区域在明显增加;对于灌浆成熟期,1981—2020年冬小麦干旱主要为无旱、轻旱和中旱3个等级,发生中旱的区域在明显减少,而发生轻旱的区域在明显增加。

    淮河流域稻麦轮作农田生态系统通量源区分布特征
    张凯迪, 姚筠, 凌新锋, 燕少威, 张方敏, 卢燕宇
    2024, 43(10):  3113-3120.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.002
    摘要 ( 67 )   PDF (2731KB) ( 40 )  
    通量足迹模型通常用于解释通量观测数据的来源问题,以估算通量源区的位置和大小及不同的通量源区的相对贡献度。本文基于涡度通量观测数据,分析了不同时间尺度上的CO2通量的变化特征,并利用Kljun足迹模型对安徽省寿县稻麦轮作农田生态系统2020年11月1日—2021年10月30日的观测数据进行通量源区分析,探讨了不同大气条件和作物不同生长阶段的通量源区情况。结果表明:CO2通量具有明显的时间分异特征,年变化呈现“W”型双吸收峰特征,全年CO2通量均值为-0.81 μmol·m-2·s-1;水稻营养生长与生殖阶段的CO2通量日均值(-3.7 μmol·m-2·s-1)最小,碳吸收能力最强,冬小麦营养生长阶段CO2通量日均值(1.03 μmol·m-2·s-1)最大,表现为碳排放;研究区主风向为西南风,其次为东南风,因此通量源区长度最大值也主要分布在西南和东南方向;通量贡献率为80%时,全年通量源区长度最大值为158.17 m;大气稳定状态下的通量源区范围均大于大气不稳定状态,且作物不同生长阶段的通量源区显著不同,冬小麦营养生长阶段的通量源区范围最大,冬小麦营养生长与生殖阶段的源区范围最小。本文对寿县稻麦轮作农田生态系统通量源区的准确模拟,对于未来从单一站点的通量到区域尺度的上升工作起着至关重要的作用,掌握通量源区模型在淮河流域农田下垫面的运行情况,对提高该区温室气体预算的准确性也有着重要实践意义。

    夏玉米农田生态系统碳源汇特征及其气候影响
    彭记永, 张溪荷, 王冰, 余卫东
    2024, 43(10):  3121-3131.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.013
    摘要 ( 63 )   PDF (3054KB) ( 42 )  
    农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,玉米是我国种植面积和产量最大的粮食作物。在气候变化背景下,准确评价夏玉米农田生态系统的碳源汇特征,对提高农田生态系统固碳能力具有重要意义。利用1991—2022年郑州国家基本气象站气象数据和2008—2022年郑州农业气象试验站夏玉米农田生态系统CO2通量数据、气象观测数据及夏玉米生物量和产量数据,分析了郑州站气候变化特征以及夏玉米农田生态系统CO2通量变化规律,明确了夏玉米农田生态系统碳源汇特征。结果表明:夏玉米农田生态系统CO2通量具有明显的日变化和季节变化特征,除6月份为碳源外,7—9月份均为碳汇。不同气候年型下,夏玉米农田生态系统碳通量具有一定的差异,总初级生产力(gross primary productivity,GPP)多年平均值为1197.5±129.9 g C·m-2·a-1;生态系统呼吸(Reco)多年平均值为711.2±129.9 g C·m-2·a-1。不计算收获后的籽粒,夏玉米农田整体表现为CO2的汇,净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)多年平均值为-342.8±52.3 g C·m-2·a-1。籽粒收获移出农田后,根据理论产量计算,夏玉米农田表现为弱的碳汇,净生物群系生产力(net biome productivity,NBP)为-41.3 g C·m-2·a-1(占NEE的12.0%);根据实际产量计算,夏玉米农田在籽粒收获后表现为较强的碳汇,NBP为-105.9 g C·m-2·a-1(占NEE的30.9%)。郑州站气候呈现暖干化变化趋势,气温和降水对夏玉米农田生态系统碳通量无显著影响,日照时数对夏玉米农田生态系统GPP影响显著(P<0.05),并通过GPP对净生态系统生产力(net ecosystem productivity,NEP)和Reco产生间接影响(P<0.05)。夏玉米生长季,日照时数增加15.6 h·a-1,GPP增加19.4 g C·m-2·a-1,NEP增加6.6 g C·m-2·a-1,表明夏玉米农田生态系统具有较大的固碳潜力。

    克氏针茅与多根葱生态化学计量特征对氮添加、干旱和播种方式的响应
    彭擎天, 王晓光, 霍光伟, 乌云娜, 那木汗, 时一平, 申悦
    2024, 43(10):  3132-3141.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.029
    摘要 ( 45 )   PDF (2576KB) ( 18 )  
    为研究氮添加、干旱和不同播种方式条件下,同一生境中克氏针茅和多根葱的适应特征,开展盆栽控制实验,探讨克氏针茅和多根葱地上、地下部分的生态化学计量特征的变化。结果表明:(1)氮添加显著提高了两种植物N含量、克氏针茅地上部分N∶P、多根葱N∶P和地上部分C∶P;降低了多根葱地上部分P含量、克氏针茅地下部分C∶N和多根葱地上部分C∶N。(2)干旱提高了两种植物N∶P、克氏针茅地上部分C∶P和多根葱地下部分C∶P;降低了克氏针茅和多根葱P含量、多根葱地下部分C∶N。(3)混播提高了克氏针茅和多根葱地下部分C含量、多根葱地上部分N含量、克氏针茅C∶N和C∶P以及多根葱地下部分C∶N,降低了克氏针茅地上部分N含量、多根葱地下部分N含量、克氏针茅P含量、多根葱地下部分P含量、多根葱地上部分C∶N及地下部分N∶P。综上所述,氮添加降低了克氏针茅地上部分和多根葱地上部分N利用效率,而提高了多根葱地上部分的P利用效率;干旱提高了两种植物的P利用效率,加剧了P限制;混播提高了克氏针茅N、P利用效率。在氮沉降不断增加和干旱不断加剧的背景下,两种植物生长受P的限制将越来越明显。

    武汉天河国际机场鸟类多样性时空分布特征及鸟击防范策略
    张俊, 张洁, 高云, 万霞
    2024, 43(10):  3142-3151.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.020
    摘要 ( 100 )   PDF (3751KB) ( 50 )  
    武汉天河国际机场是华中地区航运业务量最大的机场之一,近年来周边生态环境显著改善,亟需开展鸟类多样性调查和鸟击风险评估,为鸟击防范工作提供科学依据。于2021年4月至2022年3月,采用样线法调查了飞行区和8 km净空区范围内6种生境中的鸟类,共记录17目44科128种18386只次。对上述鸟种进行鸟击风险评估,结果显示:严重危险鸟类24种,很危险鸟类13种,较危险鸟类26种,一般危险鸟类65种,严重危险鸟种中水鸟占68.42%。在鸟类的时间分布特征上,Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数值均呈春>夏>冬>秋;在空间分布特征上,湿地林地生境中的多样性指数值最高(H=3.37),居民区林地生境最低(H=2.40),其他4类生境依次呈湿地(H=3.00)>居民区湿地(H=2.97)>林地(H=2.81)>机场草坪(H=2.76)。对环境因子和鸟类组成进行冗余分析,结果表明:湿地面积对净空区鸟类分布的贡献度和解释度最高,分别为43.4%和68.6%。因此,武汉天河国际机场在今后的鸟击防范工作中,需加强净空区湿地管理,制定针对水鸟的防控策略并建立候鸟预警体系,以期进一步提升工作成效。

    淮河下游库塘湿地东方白鹳迁徙停歇期不同生境中的行为模式
    李永民, 张建春, 韦兵, 李东伟, 王魏根
    2024, 43(10):  3152-3159.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.009
    摘要 ( 51 )   PDF (1829KB) ( 23 )  
    迁徙停歇地可以为候鸟提供长途跋涉所需要的能量,适宜的停歇地对于候鸟顺利完成迁徙过程至关重要。2023年1—2月,采用瞬时扫描法和焦点动物法对安徽省釜山水库的东方白鹳(Ciconia boyciana)迁徙种群日行为节律进行观察,并比较在不同生境下的行为模式。观察期间,单日记录到最大种群数量为505只,超过该物种全球数量的5%。东方白鹳在釜山水库停歇期间,主要行为活动为取食(53.29%±30.32%)、休息(32.81%±26.68%)、警戒(10.45%±6.35%)和整理(3.45%±2.95%),取食为迁徙停歇期的主要行为,在一天中存在07:40—08:40、12:40—13:40和16:40—17:40三个高峰期;在明水面和滩涂生境中,取食行为的时间分配最多,在农田中,休息行为的时间分配最多;迁徙停歇期间,平均取食持续时间为86.48±112.70 s,滩涂生境中啄取次数最多(8.80±14.72次),农田中取食成功率最高(44.44±52.71%);平均食物大小为40.24 cm,主要为鱼类(97.30%),且多为死鱼(94.44%),食物平均处理时长为75.07 s,食物大小不同则分别采取啄食或吞食的方式;淮河下游人工库塘东方白鹳迁徙停歇地的新发现及迁徙停歇期行为模式的研究,为丰富和完善该物种迁徙停歇网络以及迁徙行为生态学提供重要资料。

    新安江水库浮游植物的鉴定及群落结构变化
    许沛璠, 杨美琳, 庞婉婷, 马静, 汪福顺, 陈学萍
    2024, 43(10):  3160-3169.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.034
    摘要 ( 65 )   PDF (2058KB) ( 29 )  
    为探究新安江水库中浮游植物种类组成和分布以及与环境因子的相关性,采集新安江水库河流区、库区不同深度水样,利用eDNA-高通量检测技术分析浮游植物的时间动态变化和垂直剖面分布特征。结果表明,水库中浮游植物主要由硅藻门、绿藻门、隐藻门和蓝藻门组成。水库的河流区街口断面在冬季的优势属为蓝藻门的双色藻属(Cyanobium, 8.3%~37.5%)、聚球藻属(Synechococcus, 7.6%~30.3%),春季优势属为硅藻门的小环藻属(Cyclotella, 29.3%)、隐藻门的隐藻属(Cryptomonas, 16.2%)。湖泊区大坝前断面冬季和春季的主要优势属是蓝藻门的双色藻属(Cyanobium, 16.0%~60.6%)、聚球藻属(Synechococcus, 7.8%~33.0%)。街口断面小环藻属在5 m水层的相对丰度为15.2%,显著低于其他水层。大坝断面优势浮游植物双色藻属在5 m(50.7%)水层相对丰度显著高于其他两层水体(分别为25.3%和43.2%)。冗余分析表明,叶绿素、水温、化学需氧量和总氮是显著影响浮游植物群落结构和分布的环境因子,eDNA技术在分析水库浮游植物(包括原核藻类和真核藻类)的生物多样性方面具有较大的优势和前景。

    泥炭沼泽湿地生态系统稳定性及其影响因素:以金川湿地为例
    李紫薇, 马秋莹, 姚晓寒, 阳涛, 姜海波, 何春光
    2024, 43(10):  3170-3179.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.028
    摘要 ( 74 )   PDF (1705KB) ( 33 )  
    泥炭沼泽是地球碳汇能力最强的生态系统之一,其稳定性的维持对湿地碳汇能力提升具有重要意义。本研究以吉林龙湾国家级自然保护区典型泥炭沼泽湿地——金川湿地生态系统为对象,通过频度分析法、生态系统结构-功能指标法筛选泥炭沼泽湿地生态系统稳定性评价指标,基于层次分析法(AHP)建立泥炭沼泽湿地生态系统稳定性评价指标体系,结合各层指标稳定性评价结果评估金川泥炭沼泽湿地生态系统稳定性状态。结果表明:(1)筛选了反映湿地结构、湿地功能及外部环境时空变化特征的20个指标构建湿地生态系统稳定性评价指标体系。(2)金川泥炭沼泽湿地生态系统稳定性指数为0.84,处于稳定状态,外部环境中气候变化指标、农业生产指标变化导致的湿地水文过程波动是影响金川湿地生态系统稳定性的制约因素。(3)金川泥炭沼泽湿地健康状态指数为63.59,属于亚健康泥炭地。为保持金川湿地稳定性,维持其健康状态,建议对周边旱田实施退耕还湿,或调整农业种植结构,泥炭沼泽变旱田为水田或种植水生经济作物,同时填埋直线排水渠道,改善湿地排水节律。

    综合评述
    增温对林木生物量及其分配特征影响的研究进展
    杜旭龙, 蔡世锋, 罗素珍, 刘源豪, 裴蕴, 黄锦学, 杨智杰, 熊德成
    2024, 43(10):  3180-3190.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.023
    摘要 ( 75 )   PDF (2019KB) ( 39 )  
    林木生物量及其分配特征是研究全球变暖对森林生态系统影响的重要指标,反映了林木在全球变暖背景下的生长状况,其变化也揭示了森林生态系统的碳循环和分配动态。林木生物量及其分配特征对全球变暖的响应是全球变化研究的热点和难点之一,国内外已经开展了大量的相关研究工作。目前,部分研究认为增温会显著增加林木生物量,并且在高纬度和高海拔地区增温使植物物候改变,生长季延长,生物量增加;但也有研究认为增温对林木生物量并没有显著影响。此外,还有研究认为,增温会通过减少地上生物量的分配而增加地下生物量,但林木生物量及其分配如何响应气候变暖以及这些响应可能的机制仍未得到充分研究。本文系统阐述了全球变暖背景下林木生物量及其分配特征变化的研究进展,以期为林木生物量变化的深入研究和林木对全球变化的响应和适应机制研究提供参考,并认为今后还应加强以下几个方面的研究:(1) 采用多种增温方式探究气候变暖对林木生物量及其分配特征的影响;(2) 探究林木物候模式或生长速率改变对林木生物量的影响;(3) 加强增温与其他环境因子的综合作用对林木生物量及其分配特征的影响研究;(4) 将模型模拟、室内模拟实验和野外原位增温实验相结合,提高研究的准确性。

    水坝影响下的水体微塑料污染研究进展
    余杨, 张海萍, 关兴中, 杨嘉, 卢静媛, 渠晓东, ​高博
    2024, 43(10):  3191-3198.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.033
    摘要 ( 65 )   PDF (500KB) ( 47 )  
    修建水坝在改变河流水文过程的同时也对污染物的环境行为具有深远影响。微塑料作为一种分布广泛且难降解的新兴污染物,其在坝前水体中滞留可能导致生态风险,因此受到广泛关注。本文综述了水坝对河流水系微塑料输移的影响,微塑料在水库中的垂直和水平方向上的迁移过程,以及水库蓄水运行过程中微塑料丰度和分布特征变化。为深入理解水坝影响下水体微塑料污染状况,本文还梳理了水库蓄水对微塑料截留的效果,以及滞留在水库中的微塑料可能带来的各方面风险,以期为预防和治理未来可能出现的水库微塑料污染提供理论依据。

    林冠研究亮点与热点:第八届国际林冠会议述评
    胡海霞, 莫雨轩, 艾妍雨, 卢华正, 陈亚军, 中村彰宏, 宋亮
    2024, 43(10):  3199-3204.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.041
    摘要 ( 72 )   PDF (480KB) ( 41 )  
    第八届国际林冠会议于2023年10月15—19日在云南西双版纳召开,全球林冠科学研究领域主流科学家分享了最新的研究成果,内容涉及林冠生物多样性的结构特征、种间相互作用、林冠-大气界面的物质和能量交换、生物地理学尺度的林冠格局、林冠在环境教育及外展服务中的应用等方面的专题内容。本文系统回顾了会议报告以及交流热点,归纳总结了国际林冠科学的主要研究进展,并对未来林冠科学研究的重要科学问题进行了展望。目前的林冠科学在传统描述和系统解析生态过程的基础上,正在聚焦于以多途径、多尺度揭示全球变化背景下林冠系统的响应动态。未来林冠科学的发展应重点关注:(1)通过多学科合作将新技术、新方法应用于探讨林冠层的整合效应;(2)建立统一的研究方法以及数据采集规范,提升研究数据的代表性和可比性;(3)在上述基础上,探索森林林冠主导的生态系统过程及其对全球变化的响应;(4)环境教育与林冠科学融合发展,促进林冠生物多样性保护和生态系统服务提升。

    技术与方法
    广东南岭苦竹地上生物量分配特征与回归模型
    林大雪, 赵厚本, 李兆佳, 黄春华, 许伟华
    2024, 43(10):  3205-3210.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.014
    摘要 ( 53 )   PDF (732KB) ( 30 )  
    苦竹(Pleioblastus amarus)在广东南岭地区分布广、数量多,其碳汇潜力不可忽视,构建苦竹地上生物量模型可以为区域森林碳储量计算和碳汇功能评估提供重要基础数据。本研究以广东南岭地区苦竹林为对象,采用随机取样法选取45株样竹测定各器官生物量,以胸径(DBH)为主要因子构建苦竹各器官及地上生物量模型,并探讨竹高作为第二参数加入模型对模型精度的影响,比较地上生物量不同算法间差异。结果表明:苦竹竹秆生物量占比为76.1%±0.8%,竹枝为14.5%±0.5%,竹叶为9.4%±0.4%。竹秆生物量占比与DBH呈显著正相关(P<0.05),竹枝和竹叶生物量占比与DBH呈负相关。以DBH为自变量的一元模型及以DBH和竹高为自变量的二元模型对竹秆和地上生物量均有很高的预估精度(R2均超过0.95),对竹枝和竹叶生物量预估也有较好精度(R2分别为0.888和0.684)。增加竹高作为第二参数加入模型能小幅度提高模型预估精度但存在较严重的多重共线性问题。在估算地上生物量时,采用单一模型计算与采用先估算出各器官生物量再累加计算的差异很小。以上结果说明,苦竹倾向于采取先分配较多生物量给枝叶以快速进行光合作用之后再分配较多生物量给竹秆以稳定群落地位的生物量分配策略,在估算苦竹地上生物量时,采用DBH为单一变量的一元模型具有较好的估算精度,同时能减少工作量。

    基于生态安全格局的大理州国土空间生态修复关键区域识别
    钟味蓉, 魏雯
    2024, 43(10):  3211-3222.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.017
    摘要 ( 61 )   PDF (7033KB) ( 27 )  
    国土空间生态修复是国土尺度上的系统工程,关键区域识别是将规划落到实践中的前提。以大理白族自治州为例,综合采用形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通度评价、InVEST模型与电路理论构建生态安全格局,识别国土空间生态修复关键区域。结果表明:(1)大理州生态源地共筛选出源地30个,一、二、三级源地分别为11、10、9个,呈中西部多东部少,东部破碎化。(2)生态廊道共62条,通过优先级计算,一、二、三级廊道分别为8、16、38条。(3)识别出夹点1341处,主要分布于东北部,呈破碎化,需要进行保护与整合;生态障碍点共111处,主要分布于东部城市建设区域,需要进行不同策略的人为修复。(4)将待修复区域按等级分为核心生态修复区与重要生态修复区,按特征分为洱海水鸟栖息区、廊道贯穿区与农田保护修复区,并提出“一屏、四片、三区、多廊”的生态安全优化格局。本研究综合形态学与生态学原理,充分考虑人工与自然因素,构建大理州生态安全格局,对大理州关键修复区域进行识别与分析,为城市生态安全格局提供更加精细的补充,以期为大理州国土空间生态修复提供借鉴。

    基于电路理论的县域生态安全格局构建: 以山东省栖霞市为例
    薛明月, 吴孟泉, 郑龙啸, 丁志政, 王盛臣, 谢爱民, 刘佳燕, 丁敏
    2024, 43(10):  3223-3232.  doi:10.13292/j.1000-4890.202410.021
    摘要 ( 65 )   PDF (7097KB) ( 31 )  
    县域尺度下的生态安全格局构建是当前正开展国土空间规划中的重要组成部分,对区域生态文明建设有重要意义。本研究以山东省栖霞市为例,基于“生态源地提取-综合阻力面构建-生态廊道识别”的框架,运用电路理论模拟生态流动与动物迁徙,识别出生态“夹点”、生态“障碍点”和生态修复分区,使生态安全格局的构建更加可视化、精准化、层次化。结果表明:(1)栖霞市共有生态源地11处,生态廊道20条,其中主要生态廊道7条,潜在生态廊道13条;生态源地数量较少,潜在生态廊道较多,反映出栖霞市生态质量有待改善。(2)共识别出生态“夹点”19处,生态“障碍点”16个,体现了栖霞市生态环境的空间不平衡性。(3)栖霞市生态一级改善区面积为318.65 km2,二级改善区面积为437.21 km2,三级改善区面积为529.44 km2,均存在不同程度的生态问题。因此,栖霞市亟需对“夹点”附近地区生态环境进行改善,提高生态廊道通畅性,并分门别类、因地制宜地对“障碍点”、“断裂点”展开修复工作,提高各源地间景观生态连通性,加强各乡镇间生态协调与生态环境整体性,促进地区可持续性发展。