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生态环境学报 2018年第10期杂志 文档列表

生态环境学报杂志研究论文

围封和放牧对科尔沁沙地群落物种多样性与地上生物量的影响1783-1790

三江源区退化高寒草甸土壤微生物群落季节特征研究1791-1800

摘要：微生物对环境变化十分敏感,能快速对土壤生态变化作出反应。分析微生物对不同碳源利用能力的差异,明确三江源区高寒草甸土壤微生物群落在不同退化演替阶段的季节变化规律,对草地健康状况评价及可持续利用具有重要意义。采用Biolog-ECO法分析了返青期、生长期和枯黄期不同退化程度(未退化ND,轻度退化LD,中度退化MD,重度退化SD和极重度退化-黑土滩ED)高寒草甸0~10cm和10~20cm土层土壤微生物群落对31种碳源的利用特征。结果表明,(1)不同生育期各试验地0~10cm土壤微生物AWCD值均高于10~20cm。U指数在返青期0~10cm和10~20cm土层间差异不显著,在生长期中度退化和黑土滩草地0~10cm和10~20cm土层间均表现显著差异,枯黄期中度退化草地0~10cm显著高于10~20cm。(2)同一生育期,在0~10cm和10~20cm土层,AWCD值和U指数均以中度退化草地最低。高寒草甸返青期和枯黄期0~10cm土壤微生物AWCD值和U指数均显著低于生长期;而在10~20cm土层,不同生育期间差异不显著。季节和土层交互作用对土壤微生物群落影响显著。(3)微生物群落对6类碳源的相对利用能力表明,同一生育期,随草地退化程度加重,0~10cm和10~20cm土壤微生物群落对碳源的相对利用率变化趋势不同。同一时期不同草地相同土层土壤微生物对单一碳源利用率因草地退化程度的不同而表现差异。不同生育期0~10cm土层土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异主要体现在酯类和醇类碳源,而10~20cm主要体现在糖类和胺类。(4)主成分分析结果表明,在0~10cm和10~20cm土层,未退化草地土壤微生物群落对碳源具有较好的利用能力,重度和黑土滩退化草地对碳源的利用能力较为相似,中度退化草地与其他草地相比分异较大;氨基酸类、糖类和胺类碳源对土壤微生物群落起主要分异作用。生长期土壤微生物群落对碳源的利用能力较强,其中糖类、氨基�

黄土高原草地次生演替过程中微生物群落对植物群落的响应1801-1808

摘要：采用时空替代法选取撂荒地(作为对照),自然演替20a、30a和40a后的草地区域作为研究对象,分析黄土高原区植被恢复过程中植物群落与微生物群落特性的动态变化以及二者之间的相关性。结果表明:在草地次生演替过程中,植物覆盖度、丰富度、多样性、均匀度、生物量和生物量碳自演替初期至演替40a分别增加了47.13%、41.20%、13.40%、10.34%、54.55%和11.85%,且均呈显著增加的趋势。随着植物群落的次生演替,细菌多样性整体呈现出显著增加的趋势,细菌相对丰度在1%以上的优势类群是放线菌(Actinobacteria)(34.8%)、变形菌(Proteobacteria)(26.0%)、酸杆菌(Acidobacteria)(15.0%)、绿弯菌(Chloroflexi)(7.5%)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)(8.7%)、硝化螺旋菌(Nitrospirae)(1.6%)、拟杆菌(Bacteroidetes)(2.1%)、疣微菌(Verrucomicrobia)(1.1%)和浮霉菌(Planctomycetes)(1.0%);真菌多样性在各演替阶段均呈增长趋势,但不同演替年限间没有表现出显著性差异,真菌相对丰度在1%以上的优势类群是子囊菌(Ascomycota)(67.19%)、担子菌(Basidiomycota)(16.23%)和接合菌(Zygomycota)(10.43%)。此外,微生物多样性与植物群落特性呈显著正相关,放线菌、变形菌、酸杆菌、芽单胞菌、硝化螺旋菌、浮霉菌和担子菌均与植物群落特性呈显著相关。总之,在草地次生演替过程中,植物群落是影响微生物群落的重要因素之一,二者相互联系、相互影响,共同调控着陆地生态系统的功能。

无芒隐子草叶片解剖结构对荒漠草原不同退化梯度的响应1809-1817

冀北山地3种森林植被恢复类型对土壤质量的影响1818-1824

摘要：森林植被恢复对土壤质量的改善是森林可持续经营的重要条件。为研究冀北不同森林植被恢复类型对土壤质量的影响差异,以小五台山自然保护区46年生华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、白桦(Betula platyphylla)、华北落叶松-白桦混交林为研究对象,分层测定了3种植被类型的土壤物理性状、持水能力和养分特征,采用土壤质量指数评价法对3种植被恢复类型土壤质量进行了综合评价。结果表明,(1)华北落叶松-白桦混交林对中下层(20~60 cm)土壤物理性状的改善作用较大,其浅层土壤(0~20 cm)物理性质与华北落叶松和白桦纯林差异不明显。(2)华北落叶松-白桦混交林对土壤持水能力的改善作用较大,特别是对最大持水量和田间持水量的改善作用明显大于华北落叶松和白桦纯林;对20 cm以下土层毛管持水量和土壤含水量有明显的改善作用。(3)3种植被恢复类型中,土壤养分状况表现为华北落叶松-白桦混交林>华北落叶松林>白桦林。(4)土壤质量综合评价结果表明,不同植被恢复类型对土壤质量的改善作用表现为华北落叶松-白桦混交林>华北落叶松林>白桦林,改善作用最明显的是中下层土壤(20 cm以下)。综上,森林植被恢复对土壤质量的改善作用是由浅及深的过程,随着林龄增大,其对土壤质量的改善作用逐渐深入到土壤中下层。

滇中亚高山典型森林生态系统碳储量及其分配特征1825-1835

摘要：同一区域不同植被类型的生长习性、土壤类型、林分立地状况等的差异,可能导致生态系统碳储量的变化。采用标准地调查和生物量实测相结合的方法,对云南省新平县磨盘山国家森林公园5种典型森林类型——华山松(Pinus armandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、高山栎(Quercus aquifolioides)林和常绿阔叶林各器官(叶、枝、干、皮和根)碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了比较研究,探讨该区域典型森林生态系统碳储量及其分配格局,揭示滇中亚地区各林分植被层的碳源-汇变化和土壤各层碳动态规律。结果表明,(1)5种林分类型各器官碳含量在45.60%~57.60%之间波动,乔木层、灌木层、草本层和凋落物生物量分别占植被层的56.46%~92.28%、1.12%~13.15%、0.003%~2.19%和6.21%~30.26%。各林分类型植被层碳储量大小表现为:华山松>常绿阔叶林>云南松>滇油杉>高山栎。(2)5种林分的土壤碳储量随着土层深度的增加而显著降低,主要集中在0~30 cm表土层,占总碳储量的52.6%~79.8%;0~60 cm土壤碳储量大小顺序表现为:滇油杉>常绿阔叶林>华山松>高山栎>云南松。(3)5种林分的生态系统碳储量表现为:常绿阔叶林>华山松>滇油杉>云南松>高山栎,其中乔木层和土壤层之和占总碳储量的95.1%~99.2%,林下植被层占比较低。华山松、滇油杉和常绿阔叶林生态系统具有较高的碳储量,云南松林和高山栎林植被碳储潜力较大,应通过制定出切实可行的森林管理措施,提高林分质量、增加林分碳密度,发挥其更大碳汇功能。

紫色土坡耕地可溶性有机碳淋失特征1836-1842

凋落物和氮添加对亚热带森林土壤浸提氮组分的影响1843-1851

摘要：土壤不同氮组分对氮素循环和转化过程具有不同程度的调节作用。为了准确评价和理解氮添加和凋落物对土壤氮动态的影响,以亚热带罗浮栲(Castanopsis fabri)天然林和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象,在保留凋落物(留凋)和去除凋落物(去凋)情况下,模拟氮沉降试验,采用不同浸提剂(水、K2SO4、2.5 mol·L^-1和13 mol·L^-1 H2SO4)逐步浸提土壤氮组分,研究氮添加[对照(CK,0 kg·hm^-2·a^-1)、低氮(LN,75 kg·hm^-2·a^-1)和高氮(HN,150 kg·hm^-2·a^-1)]对亚热带红壤浸提组分氮含量的影响。结果表明:硫酸钾浸提的NH4+-N和可溶性有机氮(SON)高于水浸提的,而水浸提的NO3^--N含量高于硫酸钾浸提的,酸水解性氮高于水溶性氮和盐溶性氮。林分显著影响不同组分氮含量,对水溶性氮含量的影响最显著,而阔叶天然林土壤氮组分对氮添加的响应更明显。留凋处理增加水溶性氮,且有利于惰性氮的分解,而去凋处理有利于惰性氮积累。氮添加对酸解性氮组分的影响不显著,氮添加显著降低2种林分土壤的惰性氮指数,降幅为64.7%~82.2%,去凋处理的降幅更大。土壤水溶性、交换性和弱酸浸提的SON与微生物生物量氮呈显著正相关,土壤水溶性和交换性SON可能是参与土壤氮矿化的重要组分。不同浸提组分氮之间呈显著正相关,说明组分之间存在相互影响。可见,从不同氮组分角度研究氮动态,更能反映其内在机理。

半干旱区典型木本植物春季物候与气候要素的关系1852-1860

旱季和雨季不同油橄榄品种光合生理特性及产量的比较1861-1869

摘要：旱季和雨季对油橄榄的引种、栽培、品种推广和最佳适生区域的选择以及油橄榄增产潜能均具有重要影响。为研究不同品种油橄榄对旱季和雨季的适应性差异以及旱雨季条件下不同品种产量的潜在差异,测定了旱季和雨季6个品种油橄榄(白橄榄Barnea、配多灵Pendolino、坦彩Tanche、皮瓜儿Picual、阿布桑娜Arbosana和小苹果Manzanillo)的光合日变化、光响应参数、比叶重(LMA)、叶绿素含量、产量和含油率,并分析了影响油橄榄净光合速率(Pn)的主要相关因子。结果表明,(1)油橄榄光合日变化在旱雨季中差异显著,Pn和气孔导度(Gs)的日变化在旱季和雨季均呈“A形”曲线,胞间CO2浓度(Ci)呈“V形”曲线,峰值和谷值均出现在11:00,蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)和光能利用率(LUE)的日变化在旱雨季分别呈单峰和双峰变化。(2)旱季Pn、Gs、Tr、WUE和LUE的最高峰值分别是雨季的1.37、2.37、1.06、1.30和3.67倍,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和LMA分别是雨季的1.09、1.08和1.09倍,光响应参数也比雨季高,旱季比雨季更有利于油橄榄生长发育。(3)油橄榄Chla、Chlb、叶绿素a+b(Chla+b)、LMA与Pn均呈极显著正相关,旱季和雨季相关系数分别为0.870和0.923、0.824和0.946、0.863和0.937、0756和0.830;产量也与Pn呈极显著正相关,但鲜果含油率与Pn相关性弱。(4)旱季和雨季油橄榄品种差异显著,白橄榄光合能力最强,阿布桑娜的蒸腾调控更灵活,坦彩的水分利用率更高效,但配多灵和小苹果的WUE和LUE较弱,光合日变化幅度较小,产量也较低。因此,旱季比雨季更适宜油橄榄的生长发育,其中,白橄榄、阿布桑娜和坦彩的光合效率和产量均比皮瓜儿、配多灵和小苹果高,对旱季和雨季的适应性更强,其适生范围更广,可供更多的区域引种栽培。

秸秆生物炭施用对玉米根际和非根际土壤微生物群落结构的影响1870-1877

摘要：为探究生物炭施用对土壤微生物群落结构与功能的影响,以广东博罗某生态农业实验基地玉米地为试验对象,设置3个处理,分别按0(C)、5(B1)、10(B2)t·hm^-2施加秸秆生物炭,分别于第7天、14天、21天后采集根际土壤及非根际土壤样品,通过对玉米根际及非根际土壤细菌16S rDNA进行高通量测序分析,结合16S rDNA PICRUSt功能预测技术,探究生物炭施用对玉米根际土壤及非根际土壤微生物群落结构与功能的影响。结果表明,与空白对照组相比,施加生物炭可明显增加玉米非根际土壤微生物群落多样性,施加21 d后C组、B1组和B2组chao1指数分别为1 261、2 707和2 472;对根际土壤微生物多样性影响不显著(P=0.406)。施加5 t·hm^-2生物炭后,玉米根际土壤酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度升高,但施加10 t·hm^-2生物炭处理酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度降低。在科水平上,施加生物炭后,玉米非根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)受到明显抑制,而施加生物炭与否及施加量多少对根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)丰度高低影响不显著(P=0.857)。PICRUSt预测结果表明,生物炭施加对玉米土壤微生物群落代谢、遗传、信息传递等过程产生影响,从而改变微生物的群落结构及生态功能。综上,施用生物炭会影响玉米土壤微生物群落结构与功能,相对于施加10 t·hm^-2处理,施加5 t·hm^-2处理对土壤微生物群落结构的影响效果更为显著。该研究结果可为生物炭农业化利用机制研究及施加量选择提供参考。

改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响1878-1882

摘要：华南地区蔬菜地土壤磷极易被固定,磷的生物有效性极低。生物炭作为一种土壤改良剂,能够改善土壤的理化性质,提高磷的生物有效性,促进植物磷素吸收和生长。采用田间小区试验,设置5个改性生物炭施用水平:F0(0)、F1(2 250 kg·hm^-2)、F2(4 500 kg·hm^-2)、F3(6 750 kg·hm^-2)、F4(11 250 kg·hm^-2),研究改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响,以期为改性生物炭在蔬菜保质保量生产上的应用提供理论依据。结果表明:在施用改性生物炭处理中,土壤有机质含量均呈增加趋势,增加幅度为3.28%~17.98%,仅F4(11 250 kg·hm^-2)处理与其他处理相比差异达显著水平(F=4.28,P=0.028);改性生物炭可以提高小白菜产量,提高幅度为6.92%~32.04%;改性生物炭的施用可以降低硝酸盐含量,与对照相比,F2(4 500 kg·hm^-2)和F3(6 750 kg·hm^-2)处理小白菜硝酸盐含量显著降低,分别降低幅度14.86%和9.92%;改性生物炭的施用可以提高维生素C和可溶性糖含量,提高小白菜的吸磷量,其中F3(6 750 kg·hm^-2)和F4(11 250 kg·hm^-2)处理提高幅度最大,且与对照差异显著(F=11.71,P=0.001)。总体而言,改性生物炭可以提高蔬菜的产量,改善蔬菜品质,提高蔬菜对磷的吸收。

不同光照和淹浸程度对木榄幼苗生长的综合效应1883-1889

摘要：光照和淹水是影响无瓣海桑(Sonneratia apetala)林下乡土红树自然更新的主要限制因子。为了探究光照和水淹对木榄(Bruguiera gymnorrhiza)幼苗生长的影响,运用潮汐模拟系统培养木榄幼苗,设置淹水9、12、15和18 h,光照30%、60%和100%,共12个光照+淹水交互处理组合,研究木榄幼苗的叶数、节数、高度、叶生物量、茎生物量、根生物量及总生物量等7项指标。结果表明,(1)光照处理对木榄幼苗叶数、节数和高度影响均不显著,节数和叶数随光照强度增加而增多,高度随光照强度增加而降低;叶、茎、根及总生物量随光照强度的增加而升高,淹水时间9 h和12 h处理组,叶、茎、根及总生物量随光照强度的增加显著升高,淹水18 h时差异不显著。(2)淹水处理对叶数、节数和高度影响均不显著,节数随淹水时间增加而增多,叶数和高度随淹水时间增加呈先增加后降低趋势;光照30%时,叶、茎、根及总生物量呈先升后降再升再降低的趋势;光照60%和100%处理组,木榄幼苗叶、茎、根及总生物量呈先升高后降低趋势,各部分生物量在光照100%处理组中差异显著,光照60%和30%处理组生物量差异不显著。(3)光照-淹水交互处理对叶数、节数和高度影响均不显著,节数以18 h&100%组最多,叶数以12 h&100%组最多,高度以12 h&30%组最高;对叶、茎、根及总生物量有显著影响,其最大的处理组合均为12 h&100%。(4)结合相关性分析可知,叶数、茎生物量、叶生物量和根生物量与这些环境因素显著相关,节数和高度与其他指标相关性不显著。主成分分析得出光照对木榄幼苗的适应性生长起到关键作用,光照60%~100%和淹水时间9~12 h对木榄幼苗生长有促进作用。

广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险评价(Ⅰ)1890-1899

摘要：人类社会的健康、安全和福祉与生态系统健康密切相关。全球气候变化条件下,自然灾害频发。多种自然灾害的共同作用,对全球生态环境产生了严重影响,因此,评估自然灾害影响下的生态环境安全和灾害生态风险显得尤为重要。以广东省为研究区域,选取3种主要自然灾害(热带气旋、雨涝灾害和地质灾害)作为风险源,对广东省进行了区域自然灾害生态风险综合评价。作为风险评价的基础,分别评估了热带气旋、雨涝灾害和地质灾害的危险度以及3种主要自然灾害的综合危险度。基于GIS技术,以1km×1km栅格为评价单元,对广东省3种主要自然灾害的综合危险度进行分区。结果表明:广东省热带气旋和雨涝灾害危险度分区等级由沿海向内陆递减,高危险区集中分布在西南沿海地带;地质灾害高危险区主要分布在粤东北和粤西内陆低山丘陵区。综合危险度分区等级由东南沿海向西北内陆递减,呈现出不规则、条带状沿海岸线分布的特点。3种自然灾害危险度分区在空间格局上互为“热带气旋-雨涝灾害-地质灾害”链式关系。3种灾害的叠加结果使得灾害后果愈发严重,其链式效应使得广东省自然灾害具有泛生性与群发性。自然灾害危险性评价是灾害生态风险评价的前提,多灾种自然灾害综合危险性评价及其生态风险综合评价是灾害风险科学值得重点关注的领域。

台风强降雨输入水源水库的泥沙沉降模拟分析1900-1907

有风条件下典型城市绿地对近地面大气温室气体含量分布的影响1908-1915

昆明市主城区热环境及其影响因素的时空演化特征1916-1924

摘要：为了明确城市化发展所导致的城市地表变化对城市热环境时空变化的影响,基于2002年、2008年和2014年的三期遥感影像,采用辐射传输方程法和ISODATA非监督分类法对城市地表进行了地表温度反演和土地利用分类,同时利用NDVI像元二分线性模型法计算了地表的植被覆盖度,最后,通过对研究区域的土地利用、植被覆盖和热环境进行时空变化的统计分析和对比分析,得到如下结果,(1)2002—2014年,城镇用地面积共增加了295.18km^2,相比2002年,2014年城镇用地面积增加了1.62倍,所占比重增长了10.98%;(2)大量中低植被覆盖度区域转换为中高植被覆盖度区域,植被覆盖度大于0.6的区域面积共增加了220.26km^2;(3)较高温区面积持续增加,共增加841.78km^2,与之相反的是低温区和较低温区面积持续减少,共减少701.71km^2;(4)城市热环境虽然受到植被覆盖度等地表特征因素的影响,但是城市热环境的持续增高并非完全由于城市化导致的城市地表特征变化所致,全球变暖大环境的影响也是其均温大幅增高的主要原因之一。研究结果可作为改善城市热环境和缓解其负面效应的空间优化与规划的重要科学依据,也可为将来昆明城市发展战略提供科学参考。

基于情景分析的珠三角臭氧与前体物排放关系研究1925-1932

摘要：珠三角在全国主要城市群中率先在2015年实现PM2.5达标,但区域O3上升的势头并没有得到遏制。为深化珠三角空气质量精细化管理,有效遏制区域O3上升和促进空气质量改善,应用三维空气质量模型对珠三角秋季典型O3污染进行了40种情景的模拟分析,定量研究了珠三角重污染季节O3与前体物排放的关系。结果表明,秋季珠三角大部分点位O3与前体物排放的关系表现出高度非线性的规律。对于江门、中山和珠海等下风向站点,NOx的减排对O3污染的控制有强烈的不利效应,若NOx减排30%,则O3浓度上升24%~41%,当NOx削减量在60%以上时,O3浓度随着NOx削减而下降;区域VOCs的减排可以有效降低O3浓度,若NOx排放不变,VOCs减排30%,则O3浓度可以下降20%~26%。对于惠州、深圳和东莞等上风向的站点,NOx减排对O3污染的不利效应较弱,当NOx削减量在30%以上时,O3浓度随着NOx削减而下降。若NOx减排比例为12%,VOCs减排比例为50%,珠三角西部O3浓度下降幅度可达20%以上,其他地区O3浓度普遍下降10%~16%。若NOx减排比例为8%,VOCs减排比例为30%,中山、江门与珠海的O3峰值浓度将下降15%左右,但其他地区的O3污染改善不明显,广州、东莞、肇庆等地的O3改善幅度在10%以内。在2017年广东省的臭氧专项行动中,实际的O3前体物削减力度远未达到建议方案的程度,而且气象条件可能有利于O3污染加剧,导致O3控制效果不如预期。要缓解珠三角秋季的O3污染,珠三角及其邻近地区应该加大VOCs的控制力度,减少NOx的减排力度。