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生态环境学报 2016年第08期杂志 文档列表

生态环境学报杂志研究论文

藏北高原高寒草甸水分利用效率与环境温湿度的关系1259-1263

摘要：定量化高寒草甸水分利用效率与气候因子的关系有利于预测未来气候变化对高寒草甸生态系统水分利用能力的影响。基于相关分析和多重逐步回归分析，研究了2010—2014年藏北高原3个海拔高度（4300、4500、4700m）上的高寒草甸的水分利用效率与土壤温度、空气温度、土壤湿度、空气相对湿度、饱和水汽压亏缺的相互关系。结果表明，水分利用效率随着海拔的升高而增加，水分利用效率存在着显著的年际变异。相关分析表明，水分利用效率与土壤温度、空气温度、饱和水汽压亏缺存在正相关关系，与空气相对湿度存在负相关关系。多重逐步回归分析表明，土壤温度、土壤湿度和空气相对湿度共同解释了海拔4300m处的水分利用效率的季节变异，其中土壤温度的贡献最大；空气温度和土壤温度则分别解释了海拔4500m和4700m处的水分利用效率的季节变异。因此，环境温度主导着藏北高原高寒草甸的水分利用效率的季节变化，且暖干化的气候变化可能会提高藏北高原高寒草甸生态系统对水分的利用能力。

气候变暖对半干旱区马铃薯产量的影响1264-1270

水稻产量对双季稻-不同冬绿肥轮作及环境的响应1271-1276

摘要：双季稻和冬季绿肥轮作体系是实现南方稻区水稻高产、稳产可持续发展的重要措施。为探讨水稻产量对双季稻-不同冬季绿肥轮作及环境的响应特征，以开始于1982年的双季稻-不同冬季绿肥（稻-稻-紫云英，R-R-MV；稻-稻-油菜，R-R-RP；稻-稻-黑麦草，R-R-RG；稻-稻-冬闲，R-R-WF）的长期定位试验为平台，采用产量变异系数（CV）、产量可持续指数（SYI）及AMMI模型对影响双季稻稻谷总产量稳定性的双季稻-不同冬季绿肥轮作、环境和二者互作进行分析，研究稻谷产量对长期双季稻-不同冬季绿肥轮作的响应特征。结果表明：双季稻-不同绿肥轮作稻谷产量变异系数随试验时间延长逐渐降低，与其他绿肥轮作模式相比，稻-稻-紫云英轮作能够减小产量变异系数。早稻和晚稻均以稻-稻-紫云英处理的SYI值最高，分别为0.58和0.59。双季稻-不同绿肥轮作与年际间环境的互作（F×E）平方和占总平方和的2.3%，达到了显著差异（P=0.0125）。双季稻-不同绿肥轮作方式和交互作用对水稻产量的影响相对较小，影响水稻产量变化的主要因素是年际气候因子变化，稻-稻-紫云英轮作更能积极适应气候因子的变化。综合以上分析结果，认为稻-稻-紫云英轮作是该区域双季稻高产和稳产的理想轮作制度。

大豆叶片黄酮类及多酚类物质对臭氧浓度升高的响应1277-1282

长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响1283-1290

摘要：以砂姜黑土长期定位土壤培肥试验（1981年—）为依托，研究了长期不施肥CK、长期单施化肥NPK、长期单施有机肥M、长期有机肥与化肥配施MNPK（等氮）和HMNPK（高氮）对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响，揭示砂姜黑土微生物数量和酶活性对不同施肥模式的响应机制，以期为改善砂姜黑土肥力和质量提供科学依据和理论支持。结果表明，CK细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量明显低于其它施肥处理，灌浆中期M细菌、放线菌和固氮菌数量显著高于NPK，而真菌数量在M与NPK间差异不显著。MNPK和HMNPK细菌、真菌和放线菌数量显著高于NPK和M，其中灌浆中期MNPK比NPK和M分别增加了47.0%、21.1%、32.1%和23.2%、11.7%、20.2%。MNPK与HMNPK细菌、真菌和放线菌数量在灌浆中期差异皆不显著，而固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK。灌浆中期M转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性显著高于NPK，分别增加20.9%、22.1%、17.7%、18.4%、10.0%。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施有机肥和化肥可以明显提高土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性。HMNPK的脱氢酶活性显著高于MNPK，而转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性与MNPK差异不显著。土壤中转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性皆与细菌、真菌、放线菌呈显著正相关关系，与固氮菌正相关不显著。有机肥与化肥配施最利于提高砂姜黑土微生物数量和酶活性，其次为单施有机肥，有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤微生物数量和酶活性提高作用不大，甚至导致固氮菌数量的下降。

不同强度间伐对杉木人工林凋落物分解速率的影响1291-1299

摘要：为了明晰凋落物分解对间伐强度的响应，本文以南京市溧水区林场间伐7年后的25年生杉木Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.人工林为研究对象，研究了不同间伐强度下凋落物的分解速率和化学组成的变化，并分析其与部分环境因子之间的关系，以期为不同间伐强度对凋落物分解特征影响机制的初步探究奠定基础，为人工针叶林的可持续发展提供科学依据。结果显示，（1）间伐显著改变了杉木人工林凋落物的分解速率；与对照地相比，中度间伐下分解最快，失重率为31.98%；弱度间伐次之，为30.94%；强度间伐则会减缓杉木凋落物的分解，失重率仅达到27.03%。（2）经1年分解，对照地和3种间伐强度下凋落物均表现出N的净积累，中度间伐强度对凋落物中N的影响显著，w(C)/w(N)和w(木质素)/w(N)的年动态变化趋势相似，其中w(C)/w(N)是反映分解速率的理想指标。（3）间伐主要通过影响凋落物层温度、蔗糖酶和纤维素酶的活性来改变凋落物的分解速率。本研究结果表明，适度间伐能够改变凋落物层温度和酶活性，加速杉木人工林凋落物的分解，减缓过分积累，促进土壤养分的输入；过度间伐会抑制凋落物分解，阻滞养分的回归与利用。该研究对进一步揭示间伐对森林系统中物质及养分循环的影响机制有一定意义，可为制定合理有效的营林措施，促进针叶人工林养分循环提供一定的科学依据。

森林火灾对烟台蓁山次生林土壤性质的影响1300-1305

摘要：林火是北方森林生态系统最主要的自然干扰因子之一，可在短时间内使森林土壤的各种性质发生剧烈变化，并影响后续恢复进程。烟台蓁山属山东半岛北部黄海沿岸丘陵，该区域春季干燥、风大、人为活动多，致使火灾频发，造成较大生态和经济损失。以暖温带蓁山次生林为研究对象，选择不同类型火烧迹地及其对照（阴坡火烧区、阴坡非火烧区、阳坡火烧区和阳坡非火烧区），采集土壤样品，研究火灾2a后土壤性质的变化，了解火灾对土壤理化性质、土壤微生物数量、酶活性变化及土壤氮素循环等的影响，以期为该区域森林火灾后生态系统的恢复和管理等提供理论依据。研究结果表明：（1）林火改变了土壤理化性质，火烧后土壤含水量下降，pH值无明显改变，土壤全碳含量呈降低趋势，全氮含量显著下降；（2）火烧后微生物量C含量显著增加，微生物量N变化不明显，细菌数量下降，特别是细菌含量丰富的阴坡，其细菌数量下降明显，而真菌和放线菌数量下降不显著；（3）火烧降低了土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性，对脲酶活性的影响不明显；（4）阴坡火烧区土壤氮素的矿化和硝化速率较对照显著降低，阳坡火烧区土壤氮素的矿化和硝化速率较对照有所降低，但不存在显著差异。火灾改变了土壤各种性质，短期内引起地力衰退，影响林地微环境，对生态系统恢复产生重要影响。

白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响1306-1314

摘要：植被是控制土壤侵蚀的关键因子，研究植被不同部位的减沙效益及机理对于水土保持、植物保护和恢复具有指导意义。以白三叶（TrifoliumrepensL.）和红壤为实验对象，采用人工模拟降雨的方式，在坡度15°和雨强60、120、180mm·h-1条件下，测定完整植株坡面、根系坡面和裸坡的产流产沙过程和流速，研究草本植物完整植株、冠层、根系在红壤坡面的减沙效应及其对坡面径流水动力学参数的影响。研究结果表明，盖度为85%的白三叶平均减沙效益为97.3%，根系、冠层的平均减沙效益分别为66.3%、31.0%，根系的减沙效益显著高于冠层。植被能够降低径流含沙量，尤其是降雨初期的径流含沙量。植被能够降低38.6%的坡面径流流速，其中冠层的平均减速效益为31.2%，根系的平均减速效益为7.3%，冠层的减速效益远大于根系。植被对坡面径流雷诺数影响较小，能够降低径流的弗劳德数，缓解径流流态，但坡面径流都为层流-缓流形态。植被能够显著增加坡面径流的达西-韦斯巴赫阻力系数，冠层的平均增阻效益为402.4%，根系的增阻效益为33.0%。随着雨强的增大，植被的增阻效益降低。白三叶具有良好的调控坡面侵蚀的能力，其中冠层主要通过对坡面径流的流速和阻力的影响来减少坡面侵蚀，而根系的减沙效益要大于其减速和增阻效益。植被调控坡面侵蚀的机理十分复杂，其中根系的减蚀机理需要进一步深入研究。

基于cpDNA序列分析不同生境芦苇种群的遗传结构1315-1319

摘要：芦苇（Phragmitesaustralis）是禾本科多年生植物，是生态幅极广的世界性物种之一。在长期适应不同生境的过程中，从形态到遗传产生了高度分化，形成种内丰富的生态型。芦苇自然种群遗传结构的研究有助于丰富进化遗传学理论并推动其在物种保护和生态恢复方面的应用。基于3个叶绿体DNA（cpDNA）的片断（rpl16，matK和trnL-F）对我国东北、西南和黄河中上游地区的水生和旱生芦苇的7个种群共96个个体进行遗传结构分析。结果表明旱生芦苇种群的遗传多样性为0.702，基因流为0.904；水生芦苇种群的遗传多样性为0.826，基因流为0.431。种群水平的遗传多样性为0.814，其中有49.0%的变异存在于种群之间，相对比较高；芦苇种群的基因流为0.520。虽然种群水平和物种水平的基因流都小于1.0，但这并不影响其物种的稳定性和遗传多样性，推测可能与芦苇的繁殖方式和种群数量庞大有关。

锡林河流域草原植物群落分类及其多样性分析1320-1326

摘要：研究锡林河流域草原群落的分类和群落多样性分布特征，可为寒旱区草原的合理利用和保护提供重要依据。基于流域植物群落的样方调查与TWINSPAN分类，得出锡林河流域主要植物群落类型以及影响群落类型和多样性变化的环境因子。结果表明，（1）锡林河流域草原可划分为5个群落类型，分别为大针茅Stipagrandis+羊草Leymuschinensis+黄囊苔草Carexkorshinskyi群丛、羊草+大针茅+糙隐子草Cleistogenessquarrosa群丛、羊草+黄囊苔草+灰绿藜Chenopodiumglaucum群丛、羊草+糙隐子草+灰绿藜群丛、糙隐子草+灰绿藜+猪毛菜Salsolacollina群丛。（2）不同群落α多样性3种指数具有一致的变化趋势，而土壤类型、水分状况以及人类活动强度的差异导致了群落多样性的不同。（3）不同群落类型之间物种组成与更替速率不尽相同。从相异性指数来看，大针茅+羊草+黄囊苔草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落之间共有种最多，物种组成差异性最低，相似性最高，群落间变异程度最小；在羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落之间共有种最少，物种组成差异性最大，相似性最低，群落间变异程度最大。从Cody指数来看，羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+糙隐子草+灰绿藜群落物种的更替速率最慢，而羊草+大针茅+糙隐子草群落与羊草+黄囊苔草+灰绿藜群落的更替速率最快。

昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究1327-1335

摘要：固碳释氧是植物的一项重要功能。以昆明市18种常见绿化植物为研究对象，测定净光合速率和叶面积指数，对其固碳释氧能力进行分析研究。结果表明：18种常见绿化植物的净光合速率日变化曲线主要呈单峰型曲线或双峰型曲线；单位叶面积日净同化量为31.25~125.17mmol·m-2·d-1，固碳量为1.10~4.41g·m-2·d-1，释氧量为0.80~3.20g·m-2·d-1；单位土地面积日固碳量为2.43~24.68g·m-2·d-1，释氧量为1.17~17.95g·m-2·d-1。单位叶面积固碳释氧能力聚类分析表明，乔木（5种）、灌木（7种）、草本（3种）、藤本（3种）均可分为两级；单位土地面积固碳释氧能力分析表明，乔木（5种）、草本（3种）、藤本（3种）均分为两级，灌木（7种）分为三级。其中，日固碳释氧能力较强的乔木有山茶（Camelliajaponica），灌木有鹅掌柴（Scheffleraoctophylla）和洒金叶珊瑚（Aucubajaponica），草本有扁穗雀麦（Bromuscatharticus）和早熟禾（Poapratensis），藤本有常春藤（Hederanepalensis）；日固碳释氧能力中等的灌木有八角金盘（Fatsiajaponica）、红花檵木（Loropetalumchinense）和假连翘（Durantarepens）；日固碳释氧能力较弱的乔木有蒲葵（Livistonachinensis）、小叶榕（Ficusmicrocarpa）、长叶刺葵（Phoenixcanariensis）和金桂（Osmanthusfragrans），灌木有锈叶杜鹃（Rhododendronsiderophyllum）和红叶石楠（Photinia×fraseri），草本有吊兰（Chlorophytumcomosum），藤本有爬山虎（Parthenocissustricuspidata）和蔓长春花（Vincamajor）。本研究旨在为城市绿化植物选择提供参考依据，为构建城市绿化植物群落提供理论支撑，为建设城市生态园林提供科学依据。

大气CO2浓度和温度升高对水稻地上部干物质积累和分配的影响1336-1342

摘要：应用增温-FACE（ElevatedtemperatureandCO2-freeaircontrolledenrichment，T-FACE）试验平台，研究了CO2浓度升高（比对照高200μL·L-1）和增温（比对照高1℃）对常规粳稻（Oryzasalivasubspkeng）武运粳23不同部位干物质积累与分配的影响。结果显示，2013年水稻季平均气温比2014年高3℃以上，尽管两年CO2浓度升高或增温对水稻地上部干物质积累的影响趋势一致，但对不同时期干物质的影响程度有所不同，表现为CO2浓度升高使2013年拔节-孕穗期和2014年成熟期水稻地上部干物质的积累显著增加40%和16.7%；增温使2013年灌浆期和2014年拔节-孕穗期地上部干物质显著减少14.6%和21.7%。CO2浓度与温度升高对水稻地上部干物质积累的影响存在年际差异，主要与2013年穗中干物质减少而2014年穗中干物质增加有关。2013年不同处理下水稻各部位干物质分配不存在明显差异，2014年高浓度CO2与CO2浓度和温度同时升高降低了灌浆期水稻营养器官而提高了生殖器官中干物质的分配比例，增温并未使干物质在茎叶穗中的分配比例出现显著差异。同时，收获期水稻籽粒产量的变幅与地上部总干物质的变幅存在显著的正相关关系（r2=0.911）。研究表明，整体上高浓度CO2提高了而增温降低了干物质在水稻不同器官中的积累，二者共同作用对水稻干物质积累与分配的影响存在一定的年际效应，主要是因为气候条件的差异而导致干物质在稻穗中的积累不同。此外，不同处理下干物质在稻穗中的积累及分配影响产量的形成。

基于小波变换的北京市PM2.5时空分布特征及成因分析1343-1350

摘要：收集北京市2014年PM2.5质量浓度数据，利用小波变换探讨北京市各类监测站点PM2.5污染的时间序列特征、主周期、突变特性，并结合气象资料，采用小波相干谱探究气象因子对PM2.5的影响。结果表明，2014年北京市各类监测点PM2.5质量浓度变化呈现波动-平稳-波动的相似变化趋势，其中1—4月和10—12月波动明显，且主周期相同（172d）。采暖期间，南部站点PM2.5质量浓度最高，采暖结束后，交通站点超越南部站点，成为PM2.5质量浓度最高的站点。北京PM2.5突变事件秋冬季节频繁而春夏较少，主要对应于重污染天气的生消过程。5类监测站点的PM2.5质量浓度基本呈现南高北低的分布规律。南部站点PM2.5污染最为严重、突变事件频次最高，该区局地污染排放显著，又是区域传输的重要通道，污染相对复杂；而北部站点污染水平最低、突变频次也最少；市区范围内交通站点污染相对突出。此外，气象因子对PM2.5质量浓度变化影响巨大：在小尺度（0~20d）上，PM2.5与相对湿度相关性最突出；在中等尺度（20~64d）上，PM2.5主要受平均风速和相对湿度制约，但季节变化明显；大尺度（>64d）上，PM2.5与日照时数和相对湿度相关性显著。

乌鲁木齐市冬季采暖期对流层NO2柱浓度变化特征1351-1355

摘要：NO2是大气对流层的一种痕量气体，也是城市空气污染的重要监测指标，影响着生态环境和人体健康。特殊的地形及不利于污染物扩散的天气条件，使得乌鲁木齐市冬季采暖期大气污染最为严重。2014—2016年采暖期（11月至翌年3月）在乌鲁木齐市城中心（市区）和城北部（工业园区）利用地基多轴差分吸收光谱仪（MAX-DOAS）对大气NO2进行了监测，探讨NO2柱浓度的变化特征及其污染来源。结果表明，（1）与2014—2015年采暖期相比，2015—2016年采暖期市区监测站点NO2柱浓度下降了6.8%，工业园区监测站点上升了28.5%；NO2柱浓度月均值表现出12月最大，3月最小，浓度范围是3.905×1015~20.034×1015molec·cm-2；两监测站NO2柱浓度日变化明显，市区晚上偏高；工业园区早晚偏高，且晚大于早。（2）64%~71%的NO2柱浓度的逐日变化由气象要素决定，其中平均风速对NO2柱浓度的影响最显著；市区NO2的污染源主要分布在东、东北和西南方向，正南北方向的风对NO2有扩散作用；工业园区NO2的污染源来自西北和东南方向，南风及偏东风对NO2具有扩散作用。（3）乌鲁木齐市“煤改气”工程初见成效，而市周边工业园区及机动车尾气排放仍是大气污染治理的重点。

湘江排污口环境中砷的污染特征及潜在生态风险1356-1360

摘要：对排污口砷的形态进行分析有助于从源头上找出水环境中砷污染的原因，为评估生态系统潜在风险及实施生态管理等提供科学依据。采用连续分级提取法研究了湘江下游某排污口表层沉积物（0~10cm）中各形态砷的分布特征并对植物、水样中的砷进行了测定，其结果表明：排污口0~1km的范围内沉积物中总砷的平均质量分数为1373mg.kg-1，各形态砷占比顺序为残渣态（72.74%~78.76%）>晶形结合态（8.59%~10.77%）≈非晶形结合态（7.56%~13.78%）>强交换态（2.53%~5.49%）>弱交换态砷（0.18%~0.31%），残渣态砷为主要存在形式；排污口空心莲子草Alternantheraphiloxeroides中砷质量分数为854.64mg.kg-1，其对水环境中的砷有着较强的富集作用（富集系数≈200）；水生植物的生长可对沉积物中砷的迁移转化产生显著影响，水环境中的砷易被富集从而进入食物链中造成潜在的健康风险。因此，在治理水环境砷污染时应考虑砷不同形态之间的转化，从源头上减少砷的排放，降低其对环境所产生的生态风险。

上海市河道底栖动物群落结构与环境因子的关系1361-1368

摘要：为研究上海市河道底栖动物的空间分布、指示物种及其与环境因子的相互关系，对上海市8区县河道的总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODmn）、酸碱度（pH）、温度（t）、溶解氧（DO）、叶绿素a（Chla）、盐度（Sal）等8个常见的环境因子进行监测分析，并对底栖动物的空间分布、种类数、生物量开展调查与数据分析。结果表明：不同种类的底栖动物对环境的适应性及敏感型不同，8种环境因子中pH、溶解氧、总氮、盐度对底栖动物种类的影响较大，是影响河道底栖动物空间分布及生物量的主要影响因子；霍甫水丝蚓（Limnodrilushoffmeisteri）、苏氏尾腮蚓（Branchiurasowerbyi）、巨毛水丝蚓（LimnodrilusgrandisetosusNomura）与总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a相关性较大，是上海市河道水体重度富营养化的指示物种；疣吻沙蚕（Tylorrhynchusheterochaetus）、锯齿新米虾（Neocaridinadenticulatedenticulata）、日本旋卷裸蠃蜚（CurupHiurnvolurutur）与水体溶解氧显著相关，与总氮、总磷、高锰酸盐指数呈显著负相关，可以作为上海市河道水体轻度污染的指示物种；环境因子对底栖动物的影响是多因子影响的综合反应，不同环境因子的交互影响决定了底栖动物的空间分布和生物量，因此，底栖动物群落结构和空间分布对环境因子具有直观的反映作用。

崇明岛典型河道水体中叶绿素a动态特征及其与环境因子的相关分析1369-1375

摘要：目前，水体富营养化已成为最棘手的全球环境问题之一。分析水体中叶绿素a时空分布特征、变化规律及其影响因素，可为水体的生态修复提供重要的数据支持。选取崇明岛典型河道团旺河水体为研究对象，布设7个采样点，于2013年4月—2014年3月间对各采样点进行叶绿素a、水温、透明度、TN、TP、氨氮、高锰酸盐指数等水质因子的监测与评价。结果表明，该河道中叶绿素a浓度及相关环境因子随季节变化较为显著，叶绿素a浓度季节性变化表现为夏季（42.33μg.L-1）>春季（31.68μg.L-1）>秋季（20.88μg.L-1）>冬季（11.70μg.L-1）。SPSS分析结果表明，叶绿素a与总氮、总磷及温度间呈显著相关关系，而与其他环境因子相关关系不显著。建立了叶绿素a的多元回归方程：Y=377.873X1-0.507X2+0.505X3-21.834（r2=0.911），验证方程ρ计算(Chl-a)=2.503+0.905×ρ实测(Chl-a)（r2=0.946）表明，该回归方程能够准确地预测团旺河水体叶绿素a的变化趋势，可为水体富营养化的预警提供可靠的科学依据。

水体氮质量浓度升高对附着藻生长和元素计量特征的影响1376-1381