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生态环境学报 2017年第02期杂志 文档列表

生态环境学报杂志研究论文

三裂叶蟛蜞菊、蟛蜞菊及其杂交种对模拟极端高温的生理生态响应183-188

摘要：天然杂交能够改变外来种对环境的适应性并提高外来种的入侵能力，甚至使其演变为入侵种。目前有研究发现，入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Wedeliatrilobata）与其本地同属近缘种蟛蜞菊（Wedeliachinensis）发生了杂交。为进一步探讨该杂交种在极端高温下的入侵潜力和扩散趋势，本研究从植物的生长、光合气体交换和叶绿素荧光特性3个方面对3种蟛蜞菊属植物在模拟极端高温（40/35℃处理28d）下的生态适应性进行了比较。主要结果如下，（1）入侵种三裂叶蟛蜞菊对高温的耐受性最强，经高温处理后其净光合速率（Pn）、最大光化学效率（Fv/Fm）分别下降了52.23%和23.09%，其生物量（0.43g.ind-1）显著高于本地蟛蜞菊（0.20g.ind-1）。（2）本地蟛蜞菊对高温最为敏感，处理7d后即表现出生长受到抑制，高温处理后Pn和Fv/Fm的降幅最大，分别为84.09%和68.05%。（3）杂交种对高温有一定的耐受性，处理14d后开始表现出生长受到抑制，经高温处理后Pn和Fv/Fm分别下降74.43%和52.90%，其生物量（0.38g.ind-1）介于入侵种三裂叶蟛蜞菊和本地种蟛蜞菊之间。以上结果表明，杂交种对高温的耐受能力介于两亲本之间。由于杂交种对高温的耐受性强于本地种，在未来极端暖事件频发的背景之下，杂交种的扩散可能会对本地蟛蜞菊种群的生存构成进一步的威胁，应当引起关注。

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响189-195

摘要：不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性，进而可能会改变生态系统碳循环。为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响，本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎（Quercusmongolica）林、林缘草地、华北落叶松（Larixpricepis-ruprechtii）人工林、山杏（Armeniacasibirica）灌丛和山荆子（Malusbaccata）林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量，探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明，土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型。生长季的土壤温度呈单峰趋势，在8月份达到最高；土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势，其范围在0.77~1.18cm3·cm-3之间；土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致，各植被类型均在8月份达到峰值，以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大（9.778μmol·m-2·s-1），分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍。单因素方差分析表明，生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异；华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低；生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。因此，大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子，而土壤温度是其主要的非生物因子。该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据，对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义。

2000—2012年淮南煤矿区植被净初级生产力的时空变化特征196-203

摘要：采用基于遥感-生态过程耦合的GLOPEM-CEVSA模型模拟计算2000—2012年植被净初级生产力（NPP）数据，基于宏观角度从时空两方面分析其演变规律，分析年NPP总量与主要气候因子（年均气温、年降水量和年日照时数）之间的相关关系，为掌握淮南煤矿区的生态系统健康状况和进行矿区生态系统的调控提供决策依据。通过与MODISNPP数据和基于粮食产量的农田NPP估算两种方法进行比较，表明了该文模拟数据具有一定的有效性。采用一元线性回归方法分析了年NPP总量随时间的变化规律；运用均值法和差值法分析了NPP的空间分布特征；应用Person相关系数和偏相关系数分析了年NPP总量与年均气温、年降水量和年日照时数间的相关关系。结果表明：13年来矿区植被年均NPP（以C计）为697.64g.m-2，区域总体NPP的年均值为1.389Tg。年NPP呈波动缓慢增长趋势，从2000年的1.103Tg.a-1缓慢增加到2012年的1.452Tg.a-1，年平均增长量为0.0235Tg。从空间分布看，NPP分布格局与土地利用方式密切相关，随着矿区的建设和城镇建设的发展，NPP显著降低；在农业耕作区内，NPP呈微弱增加趋势。与同期气候因子的相关性分析表明：年NPP与年均气温呈弱正相关关系，相关系数为0.125（P=0.683），与全年降水量呈中等强度相关，相关系数为0.522（P=0.067），与年日照时数呈不相关关系。

稻-稻-油菜轮作对土壤微生物活性和多样性的影响204-210

摘要：水稻（OryzasativaL.）和油菜（BrassicacampestrisL.）轮作是中国南方地区常见的耕作制度，其优点在于能够提高农业土地利用率和增强土壤生产力，且能改变土壤生态环境。轮作栽培土壤生态环境的改变对作物生长具有益的作用，而土壤中微生物的变化是土壤生态环境改变的重要因素。因此，研究土壤微生物活性和多样性可为水稻和油菜轮作栽培对土壤质地的影响能够提供理论依据，对维持良好的土壤环境生态系统和农田可持续耕作具有重要的现实意义。以浏阳（短期试验：3a）和安仁（长期试验：30a）两地的稻-稻-油菜轮作土壤为研究对象，选取稻-稻连作土壤作为对照比较，分别于2015年7月、10月和2016年4月取样测定稻-稻-油菜轮作和稻-稻连作土壤微生物量碳、氮含量。结果表明：就所测得的浏阳土壤微生物量碳含量而言，稻-稻-油菜轮作比稻-稻连作分别高出16.99%、15.26%、32.33%，安仁土壤则分别高出26.38%、20.18%、35.74%；就所测得的浏阳土壤微生物量氮含量而言，稻-稻-油菜轮作比稻-稻连作分别高出34.63%、17.80%、33.81%，安仁土壤则分别高出14.29%、15.31%、14.58%。采用BiologECO技术分析土壤微生物多样性，结果表明浏阳和安仁两地稻-稻-油菜轮作和稻-稻连作土壤平均吸光值（AWCD）变化趋势相同，稻-稻-油菜轮作土壤AWCD值大于稻-稻连作，表明稻-稻-油菜轮作提高了土壤微生物对碳源的利用能力。研究结果表明稻-稻-油菜轮作显著提高了土壤微生物丰富度指数，而对均匀度和优势度指数影响不显著。通过主成分分析可知，3个不同时期土壤微生物对碳源的利用以糖类、羧酸类、氨基酸类为主。

鄱阳湖流域参考作物蒸散量变化特征及其归因分析211-218

沿海侵蚀台地不同恢复阶段土壤团聚体组成及其与丛枝菌根真菌的关系219-226

摘要：生态恢复是防治土壤侵蚀、恢复地带性植被并实现可持续发展的重要措施。丛枝菌根真菌能够促进土壤团聚体的形成和稳定，进而改良土壤结构，对退化生态系统的恢复和重建具有重要作用。通过分析小良沿海侵蚀台地不同恢复阶段（裸地—桉树林—阔叶混交林—次生林）土壤团聚体组成、细根生物量、微生物群落结构以及球囊霉素相关土壤蛋白（Glomalin-RelatedSoilProtein，GRSP）质量分数等指标，探讨沿海侵蚀台地植被恢复过程中土壤团聚体组成及其与丛枝菌根真菌的潜在关系。结果表明，（1）随着植被恢复的进行，土壤大团聚体（粒径>2000μm）含量、土壤结构稳定性指数（平均质量直径，MeanWeightDiameter，MWD）、细根生物量、各微生物生物量以及总GRSP（TotalGRSP，T-GRSP）质量分数均有所增加。（2）丛枝菌根真菌生物量与细根生物量、各微生物类群生物量以及T-GRSP质量分数间均呈显著的正相关关系。（3）土壤中细根生物量、各微生物类群生物量以及T-GRSP质量分数与其MWD、大团聚体含量呈显著正相关关系。可见，在植被恢复过程中，丛枝菌根真菌能够促进大团聚体的形成与稳定，进而增强土壤结构稳定性，其机制可能在于丛枝菌根真菌生物量的增加能够促进其分泌更多的GRSP，并提高土壤微生物量和细根生物量。

外源磷与AMF菌丝对紫色土-玉米间作系统磷迁移的影响227-233

摘要：丛枝菌根真菌（arbuscularmycorrhizalfungus，AMF）在植物与土壤系统中扮演着重要的角色，能促进宿主植物对养分尤其是磷的吸收，间作在提高土壤磷素利用及增产增收等方面具有重要作用。采用隔网分室盆栽模拟试验，根室设玉米单作及玉米-大豆间作处理，并分别进行不同AMF处理（不接种、接种Funneliformismosseae，分别记为NM、FM），同时对分室进行不同磷处理（不施磷、施无机磷、施有机磷，分别记为P0、IOP50、OP50），研究不同形态外源施磷情况下AMF根外菌丝对间作玉米磷吸收、利用及累积的影响。研究结果表明，（1）FM-IOP50-间作组合处理下的玉米根系最短（16.76m），生物量最高（1.88g·pot-1），FM-OP50-间作组合处理下的玉米根系菌根侵染率最高，为66.25%。（2）在相同种植模式及磷处理下，FM处理的玉米根系及地上部生物量均明显高于NM处理；同一磷处理下，无论接种与否，间作玉米地上部和根系生物量均显著高于单作处理。（3）无论何种种植模式及磷处理，接种FM均提高了玉米植株磷含量及磷吸收量，均以FM-IOP50-间作组合处理下磷含量（0.68mg·kg-1）和磷吸收量（15.97mg·pot-1）最高；不管接种及分室施磷与否，间作玉米磷含量和磷吸收量均明显高于单作处理。（4）在同一种植模式及菌根处理下，IOP50处理的玉米根系磷吸收效率均显著高于P0及OP50处理。（5）FM接种、分室施磷和间作均在一定程度上促进了玉米植株生物量的增加及其对磷的累积。所有复合处理中，FM-IOP50-间作组合处理下的玉米磷含量和磷吸收量最高。可见，间作体系接种F.mosseae与外源无机磷施用组合是促进紫色土上玉米生长及磷吸收利用的最佳组合，有望通过降低土壤水溶性磷残留而减少径流磷的流失。

云南思茅松碳汇造林项目减排量、经济价值及其敏感性分析234-242

摘要：基于碳汇造林项目方法学和改进的项目减排量经济价值评价模型，以云南省思茅松碳汇造林项目为例，从经济学视角对碳汇造林项目的减排量及其经济价值进行了核算和评估，并就其经济价值的敏感性进行实证检验。结果表明：（1）在当前技术条件下，云南省思茅松碳汇造林项目减排效应明显；其中，单位面积年均和20年累计碳减排量分别为7.0t.hm-2和140.9t.hm-2，而项目面积为55766t和1115317t；（2）在当前市场条件下，碳汇造林项目减排量交易可提高项目业主的经济收益，但单位面积经济价值低；具体而言，项目面积年均和累计碳减排量贴现值分别为42.3万元和846.3万元，而单位面积仅为0.005万元和0.104万元；（3）从不同价值量评价指标看，在较长的运行周期内，林业碳汇项目减排量的经济价值不仅对碳减排强度变化反应敏感，而且对碳价格、贴现利率等市场环境变化敏感。为充分发挥林业活动的减排效应，政府部门应引导林地规模有限的林农合作开发林业碳汇项目，探索适合农户参与的林业碳汇项目合作开发模式；而项目业主不仅要加强碳汇造林技术的研究，加强森林经营管理，还要提高对碳市场价格波动及其驱动因素的关注度和警惕性，并预防森林火灾导致的碳排放。

近10年中国空气质量时空分布特征243-252

摘要：空气污染是建设健康中国过程中亟待解决的难题。利用2005—2015年全国86个重点城市空气质量日报数据，综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型，从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明，（1）全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看，空气质量逐年好转趋势明显；从季节变化上看，夏季空气质量最好，春秋次之，冬季最差；从月份变化上看，空气质量呈现出显著的先降后升的“U”型变化规律。（2）全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律，表现为“北重南轻、东重西轻”的空间格局。其中，京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区；以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高原地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善，但部分地区（河北、山东、河南和江苏）污染仍在加重，期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中，空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。（3）近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主，表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。（4）研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律，可为寻求污染治理办法提供理论参考。

南海北部珊瑚生长区海水重金属污染特征253-260

摘要：重金属污染被认为对珊瑚生长存在潜在的危害，而目前对南海北部珊瑚礁区海水重金属的污染状况仍了解较少。以南海北部的广西涠洲岛、海南三亚鹿回头、雷州半岛灯搂角以及广东大亚湾等有珊瑚群落发育的海域为研究对象，采集了44个海水样品，根据海洋监测规范，利用原子吸收光谱仪及原子荧光光度计进行分析测定，研究了海水Zn、Pb、Cr、As、Cu、Cd和Hg的污染特征，并采用Hakanson潜在生态风险指数法对珊瑚生长环境风险进行了评价。结果表明，4个珊瑚生长区海水中7种重金属平均质量浓度分别为6.92（Zn）、1.05（Pb）、0.89（Cr）、0.80（As）、0.77（Cu）、0.079（Cd）、0.055（Hg）μg.L-1，部分站点Pb和Hg质量浓度略高于一类海水水质标准，但均低于二类海水水质标准；近岸珊瑚生长区海水重金属可能主要来源于工业排污、船舶运输、旅游业、养殖业及农业活动；从生态风险来看，单项潜在生态风险表现为Hg>Pb>Cd>Cu>As>Zn>Cr，其中Hg是珊瑚生长区主要的生态风险因子，对综合生态风险指数（ERI）的贡献率达83.0%，各区均有站点表现为中等潜在生态风险。总体而言，ERI值均小于150，7种重金属对珊瑚生态系统表现为轻微潜在风险。

3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应研究261-267

摘要：强力霉素、甲苯咪唑和替米考星是水产养殖业中的常用渔用药物，为了阐明这3种渔用药物对水环境中斜生栅藻（Scenedesmusobliquus）的毒性效应，研究了强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻生长和叶绿素a含量的影响。结果表明，低质量浓度（2mg·L-1）的强力霉素对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量均具有促进作用，高质量浓度（12、27和64mg·L-1）时则表现出明显的抑制效应，且质量浓度越高，抑制效应越强。质量浓度为5mg·L-1的强力霉素在48~72h之间对斜生栅藻叶绿素a的含量具有促进作用，96h后才开始表现出抑制作用。甲苯咪唑在低质量浓度（0.5mg·L-1）时对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量便表现出抑制效应，且抑制效应随其质量浓度（1、2、3、4mg·L-1）的增加而增强。替米考星在质量浓度为0.5mg·L-1时，48h内对斜生栅藻的生长和叶绿素a的含量没有明显作用，48~96h表现出抑制作用；而在1~8mg·L-1浓度范围则均表现出抑制作用。强力霉素、甲苯咪唑和替米考星对斜生栅藻24h、48h、72h和96h的半抑制质量浓度（EC50）分别为9.564、11.905、11.046、16.214mg·L-1，1.198、3.979、5.118、3.940mg·L-1，7.744、7.691、7.548、7.251mg·L-1。甲苯咪唑（0.5、1、2、3和4mg·L-1）、强力霉素（2、5、12、27和64mg·L-1）和替米考星（0.5、1、2、4和8mg·L-1）分别处理斜生栅藻96h后叶绿素a含量分别为空白对照组的89.8%、70.8%、26.6%、15.5%和7.5%，111.9%、94.1%、65.9%、58.5%和30.3%，81.5%、55.6%、47.4%、20.7%和13.3%。3种渔用药物对斜生栅藻的毒性效应表现为甲苯咪唑>替米考星>强力霉素。

氮源对盐藻生长及细胞物质组成的影响268-274

摘要：杜氏盐藻（Dunaliellasalina）细胞内含有大量的蛋白质、多糖、甘油、脂类、β-胡萝卜素等物质，不仅是水产养殖育苗常用的饵料，而且在食品、医药和保健品等日常生活用品中具有独特的经济价值。研究常见氮源形式和浓度对盐藻生长和细胞物质组成的影响，探索适宜于不同培养目的的氮源供给方式，可为盐藻的大量培养、开发应用提供依据。文章针对NaNO3、NH4Cl和CH4N2O等3种不同形式及200、600和1800μmol·L-1等3种不同浓度的氮源，研究了不同的氮源供给条件下杜氏盐藻的生长情况和细胞的物质组成。结果表明，盐藻生长可利用所测试的3种氮源。就氮源形式而言，最终生物量表现为CH4N2O≥NaNO3>NH4Cl，盐藻更偏好有机氮源CH4N2O；就氮源浓度而言，最终生物量表现为1800μmol·L-1≥600μmol·L-1>200μmol·L-1，600μmol·L-1以上的浓度上升对于进一步提高生物量没有显著性贡献。在200μmol·L-1时，有机氮源CH4N2O比无机氮源NaNO3、NH4Cl更有利于盐藻生长。氮源形式对盐藻细胞中蛋白质含量的影响不显著，但显著地影响细胞中糖和脂肪的积累。有利于糖积累的氮源形式表现为NH4Cl≥NaNO3>CH4N2O，而有利于脂肪积累的氮源形式表现为NH4Cl≥NaNO3≥CH4N2O。高氮源浓度有利于盐藻细胞蛋白质的积累，但对糖和脂肪的积累效果不显著，对盐藻细胞糖和脂肪的积累最佳的氮源是200μmol·L-1NH4Cl。针对以脂肪为目标物质的盐藻培养，推荐采用二段培养方案，即在第一段培养时采用200μmol·L-1CH4N2O为氮源，以获得较大的生物量；在第二段培养时采用200μmol·L-1NH4Cl，以提高单位细胞的脂肪含量。

适于北江水质生物评价的附着硅藻指数研究275-284

海州湾海洋牧场浮游植物群落年际变化特征分析285-295

基于Tenax脱附技术评价洋山港海域悬浮物中多环芳烃的生物有效性296-302

湿地植物根系及其分泌物对土壤脲酶、硝化-反硝化的影响303-308

摘要：植物根际是人工湿地通过物理、化学、生物三重协同作用达到污染物去除的重要反应区域，然而关于植物根际土壤酶活性分布及根系分泌物及对人工湿地除污效果的影响目前仍缺乏系统研究。为了明确人工湿地中植物对脱氮的贡献，试验选取当地常见的7种经济耐寒性湿地植物——富贵竹（Dracaenasanderiana）、千屈菜（Spikedloosestrlfe）、美人蕉（Cannaindica）、水葱（Scirpustabernaemotani）、菖蒲（Acoruscalamus）、香蒲（Typhaangustiolia）、芦苇（Phragmitesaustralis）作为研究对象，考察了不同植物的根际与非根际脲酶活性分布，并探究了植物根系分泌物对土壤脲酶活性及硝化-反硝化作用强度的影响。结果表明：湿地植物根系可以影响脲酶活性，表现为稳定生长的植物根际脲酶活性普遍高于非根际，以美人蕉和香蒲最为显著；不同植物根系对土壤脲酶活性的影响存在差异性，其中，富贵竹、美人蕉和菖蒲根际的脲酶活性接近，且明显高于香蒲、芦苇等其他受试植物；土著微生物对植物植入具有适应期和调整期，使植物对土壤酶活性的刺激效应滞后，表现为植物生长稳定期的脲酶活性平均值基本低于空白样，植物生长迅速期的脲酶活性平均值普遍明显高于空白样，说明植物的存在对土壤脲酶活性具有促进作用；25%的菖蒲根系分泌物对土壤脲酶具有一定程度的促进作用，在培养第25天时达到最佳效果；菖蒲根系分泌物对硝化作用强度有一定的促进作用，但对反硝化作用强度的影响不明显。

污泥中水分布形式划分及脱水性能研究309-314

摘要：为解决污泥脱水难问题，考虑有机质膜对污泥脱水的影响，重新对水分布形式进行了划分，将其分为重力水、封闭水、包裹水和结合水4种类型。通过自重沉降、离心脱水和盐溶液渗析试验，测定以上4种水分含量，计算污泥中各形式水分占总水分的比例；并与前人研究数据进行对比分析，对污水处理厂处理污泥的方法和技术提出改进建议。研究结果表明，（1）重力水、封闭水、包裹水、结合水占总水分的比例分别为47.6%、31.7%、17.5%和3.2%。（2）自重脱水试验得到的污泥含水率为90%左右，而国内污水处理厂经重力浓缩后污泥含水率仍旧高达98%，说明污水厂在进行浓缩处理后污泥仍保留相当多一部分水分，可以通过自重沉降的方式脱除，因此建议在今后的重力浓缩过程中，适当延长沉降时间，有利于提高排水量，减轻后续脱水处理的机械工作量和能耗。（3）盐溶液渗析法利用渗透压差值，能够脱除污泥中的大量水分。当溶液渗透压超过0.1MPa，含水率可降低至60%以下，实现污泥深度脱水。利用盐溶液渗析的方式处理污泥，可以免去污泥预处理过程，避免环境的二次污染；稀释后的盐溶液可以浓缩后循环使用，利于降低污泥脱水处理总成本和能耗。该研究解决了现有水分定量手段无法与水分布理论结合的问题，可为今后污泥的脱水研究提供新的方法和思路。

4种有机物料对铅胁迫下小麦生长及产量特征的修复效应315-322

摘要：农田土壤铅（Pb）污染对作物的生长及光合的动态变化、产量特征以及品质安全都有影响，向污染土壤中施用有机物料能够改变重金属生物可利用性以及土壤结构和养分组成，对缓解作物生长发育所受胁迫具有现实意义。采用盆栽试验方法研究了4种有机物料即秸秆、鸡粪、菌渣和生物炭对600mg·kg-1Pb胁迫下小麦（TriticumaestivumL.）生长及产量特征的影响，并分析了小麦籽粒中Pb质量分数及富集系数的变化，为不同有机物料在农田Pb污染修复中的应用提供理论基础。结果表明，越冬期Pb处理对小麦生长有促进作用，而后期则显著降低了花后15d的Fv/F0，以及成熟期小麦干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量，同时提高了籽粒中Pb的质量分数，达到0.8265mg·kg-1；在污染土壤中添加6g·kg-1鸡粪显著提高了成熟期小麦的干物质积累量、穗长和产量；添加150g·kg-1菌渣显著促进了花期和成熟期小麦根伸长和干物质积累，提高了成熟期穗长、穗粒重和产量，该处理下单盆作物产量最大，达到23.22g·pot-1，其成熟期土壤和籽粒中Pb质量分数也最低，分别为466.06mg·kg-1和0.4931mg·kg-1；添加50g·kg-1生物炭后小麦花后15d和30d的净光合速率（Pn）分别提高了26.30%和15.41%，花期株高和成熟期干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量也显著提高，同时籽粒中Pb质量分数显著降低；添加3g·kg-1秸秆的处理对小麦生长的影响不显著。