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生态学报 2013年第13期杂志 文档列表

生态学报杂志前沿理论与学科综述

强度干扰后退化森林生态系统中保留木的生态效应研究综述3889-3897

摘要：保留木是指森林生态系统受到强度干扰后所存留的树木,保留木对退化森林生态系统结构与功能的维持和恢复具有多方面的生态效应。在生态系统的尺度上总结了退化森林生态系统中保留木的各种生态效应,主要包括保留木对非生物因子和生物因子（附生生物多样性、动物活动和动物多样性、树木更新、空间结构）的影响。森林生态系统经营中,＂绿树保留＂的经营方式是基于保留木生态效益的实践应用,它可有效减少采伐对生态系统结构和功能所造成的损失。并将有助于深入理解受到强度干扰后森林生态系统中保留木的多种生态效应,可为退化森林生态系统的恢复与重建提供理论依据。

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理3898-3906

摘要：土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用。丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizae,AM）真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90%以上的陆生高等植物形成共生体。研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性。当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注。基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望。

生态学报杂志个体与基础生态

东灵山不同林型五角枫叶性状异速生长关系随发育阶段的变化3907-3915

摘要：分析植物叶片性状种内水平的异速生长关系有助于加深理解生长发育过程中叶片的资源利用模式。分析了东灵山3个主要林型（白桦林、胡桃楸林、辽东栎林）中五角枫成树、幼树、幼苗的叶面积、叶体积、叶含水量与叶干重之间的异速生长关系。结果表明：成树叶面积增长速度小于叶干重的增长速度,幼树、幼苗叶面积与叶干重保持同速增长;成树、幼树叶干重与叶体积保持同速增长,幼苗叶体积的增长速度超过了干重的增长速度;成树叶含水量的增长速度小于叶干重的增长速度,幼树、幼苗两性状间保持等速增长。叶含水量与叶干重的异速生长指数在不同的林型间有显著差异,白桦林叶含水量的增长速度小于叶干重的增长速度,其余两个林型均为等速增长趋势。这些结果揭示了不同发育阶段五角枫资源利用方式的转变。随叶干重的增加,成树将更多的叶生物量投资于同化和支持结构;幼树则保持对光合面积和光合同化结构的稳步投资;而幼苗主要投资于叶面积的增大。叶含水量与叶干重的异速曲线在不同林型间的差异说明叶片代谢活性相较于其他叶性状可塑性更高。

不同温度下CO2浓度增高对坛紫菜生长和叶绿素荧光特性的影响3916-3924

摘要：大气CO2浓度升高对海藻的影响已有许多的研究报道,但鲜见有关温度与CO2相互作用的研究。在4种条件下对坛紫菜进行连续通气培养：（1）15℃＋390μmol/mol CO2,（2）15℃＋700μmol/mol CO2,（3）25℃＋390μmol/mol CO2,（4）25℃＋700μmol/mol CO2。从而探讨这种南方海域重要栽培海藻种类的生长和叶绿素荧光特性对温度和CO2相互作用的响应。结果表明：CO2对坛紫菜的生长的影响具有温度依赖性,在低温生长条件下提高CO2浓度更有利于坛紫菜的生长。CO2对坛紫菜叶绿素a（Chlorophyll a,Chl a）和类胡萝卜素（Carotenoid,Car）的促进作用远大于温度对其产生的影响。相对于25℃的生长温度而言,15℃生长温度下的坛紫菜表现出较高的最大相对电子传递速率（rETRmax）,表明坛紫菜在低温环境下有较高的光合潜力;而CO2对坛紫菜的rETRmax没有明显影响。对于在不同测定温度下的光合荧光特性而言,在10—30℃测定温度范围内,在各生长条件下的海藻的rETRmax、光能利用效率（α）和最大光化学量子产量（Fv/Fm）随温度的升高变化不明显;但在较高测定温度下（≥30℃）,上述荧光参数显著下降,说明高温易引发海藻光能利用效率和光合能力的下降,这可能与光系统（PS）Ⅱ反应中心活性下调有关。同时,当测定温度大于30℃时,15℃生长条件下的坛紫菜的rETRmax、α和Fv/Fm值下降趋势远大于25℃生长条件下的坛紫菜的值,表明在低温生长条件下的坛紫菜对短期高温胁迫的适应能力较弱;而在高CO2浓度生长条件下的坛紫菜的rETRmax总是低于正常CO2浓度生长下的值,说明CO2浓度升高会抑制坛紫菜在短期高温条件下的光合电子传递能力。

基于LULUCF温室气体清单编制的浙江省杉木林生物量换算因子3925-3932

摘要：以杉木林为研究对象,在12个县市选取浙江省2009年CFI体系的95个杉木林样地,根据样地平均木,在样地相似地段确定解析木共计95株,联立树高曲线方程和生物量模型,同时使用已公开发表的20个杉木生物量模型进行估算,由单株累加获得CFI系统样地的生物量,计算样地生物量与蓄积之比即BEF,建立BEF与林分蓄积之间的关系。根据2009年浙江省CFI体系数据,推算全省杉木林BEF为0.7453 t/m3,杉木林总生物量为3721.54万t,不确定性为5.739%;使用IPCC（1996）的碳密度缺省值（0.50）计,生长1 m3杉木吸收CO21.3663 t。

土壤逐渐干旱对菖蒲生长及光合荧光特性的影响3933-3940

摘要：在土壤逐渐干旱过程中,连续测定典型湿地植物菖蒲生长发育状况及叶片叶绿素荧光参数,结果表明：短期内（实验第0—3天）土壤水分含量下降（土壤含水率自53.86%下降至42.6%）有利于菖蒲生长,干旱组菖蒲叶片Fv/Fm、Yield、qP显著高于对照组（实验期间土壤平均含水率为53.49±0.6%）（P〈0.05）,qN则低于对照组;随着土壤进一步干旱（土壤含水率自42.6%下降至18.02%,实验第3—9天）,菖蒲叶片qN值则由0迅速上升至0.403,显著高于对照组（P〈0.05）,Fv/Fm值与对照相比无显著差异（P〉0.05）,叶片保持较高的热耗散以维持光合结构PSⅡ保持正常,并能以降低叶片含水率、叶面积（叶片卷曲避光）减少水分蒸腾及降低根系含水率促进水分吸收的方式进行自我保护;随着土壤干旱程度加剧（土壤含水率自18.02%下降至4.5%、实验第9—12天）,菖蒲叶片Fv/Fm、yield、qP值显著低于对照组（P〈0.05）,qN值降为0,光合结构PSⅡ受到损坏,第11天、12天,叶片含水率分别降至75.79%和68.78%,此时菖蒲也逐步以自小叶片至大叶片的顺序枯萎衰亡,表明在土壤水分快速下降过程中过高的生物量将不利于菖蒲保持水分,而80%左右的叶片含水率是维持菖蒲存活的临界值。

一株柠条内生解磷菌的分离鉴定及实时荧光定量PCR检测3941-3946

摘要：结合形态观察与16SrDNA序列测定对柠条根系内分离筛选得到的解磷细菌c9进行鉴定，Blast比对结果表明c9为泛菌（Pantoeavagans）。在无机磷液体培养基培养条件下，用钼锑抗比色法研究它的解磷能力。结果表明，随着时间的延长，培养液中速效磷含量逐渐增加到4．45mg／L，溶液pH可降至4．2。进一步利用实时荧光定量PCR检测柠条根系中、柠条根际土壤与柠条根围土壤中该细菌存在的相对基因拷贝数，结果发现该基因在3种样品中的数量为：柠条根系〉柠条根际土壤〉柠条根围土壤，表明泛菌解磷细菌能聚集生长在柠条根系内，随着与根系接触距离的增加而呈逐级递减趋势。

一个年龄序列巨桉人工林植物和土壤生物多样性3947-3962

摘要：为了全面、系统研究和评价退耕后桉树人工林生物多样性,采用立地条件控制及空间代替时间法,对四川丹棱县退耕营造的巨桉（Eucalyptus grands）人工林（1—10a）植物和土壤生物多样性进行了同步研究。结果显示,植物和土壤动物的物种数、密度和多样性指数及土壤微生物数量呈相似变化趋势,即轮伐期前同步（4a左右）降低,此后随林龄显著增加。CCA分析显示,植物生活型随林龄由藤本植物、地面芽和1年生植物向多年生草本高位芽和高位芽植物过渡。土壤微生物以细菌占据数量优势;土壤动物以腐食性功能团占据优势,杂食性次之。腐食性功能团1—7a降低而后升高,杂食性呈S型升高趋势;植食性和捕食性功能团百分比较低随林龄显著降低。土壤动物优势类群中线虫纲个体百分比随林龄显著降低,蜱螨目百分比和A/C值（蜱螨目/弹尾目数量比）呈S型上升趋势。各林龄巨桉林地植物多样性均显著高于对照农耕地;除1,2a及4—7a样地植物多样性显著低于对照马尾松林,其余均与其无显著差异。土壤生物多样性,轮伐期前巨桉林地与对照农耕地差异不显著,此后则显著高于农耕地;各林龄样地土壤生物多样性均显著低于对照马尾松林。植物和土壤生物多样性指标显著相关,且相关系数随土壤层次加深而降低。

不同饵料和饥饿对魁蚶幼虫生长和存活的影响3963-3969

摘要：在水温23.2—24.0℃,盐度29.5—30.0条件下,研究了5种单胞藻饵料和饥饿对魁蚶浮游幼虫生长与存活的影响。投喂不同饵料试验中,球等鞭金藻与4种单胞藻混合投喂试验组幼虫的特定生长率、眼点幼虫比例和壳长均显著高于单一投喂试验组,其中球等鞭金藻与小球藻混合投喂的效果最好;投喂单一饵料试验中,球等鞭金藻组幼虫的生长、眼点幼虫比例与存活率显著高于其它试验组。在饥饿试验中,不同饥饿天数条件下幼虫的存活率差异不显著;生长方面,饥饿1—2d较短时间与一直投喂对照组的幼虫相比较,特定生长率、眼点幼虫比例、壳长的差异不显著,但随着饥饿时间延长,幼虫的生长变慢且眼点幼虫比例下降,一直饥饿情况下幼虫的生长基本停滞。研究结果可以为魁蚶人工苗种繁育技术的改进提供参考依据。

禽畜养殖粪便中多重抗生素抗性细菌研究3970-3977

摘要：通过对新乡地区8家养猪场和11家养鸡场饲喂抗生素情况的调研,发现头孢氨苄、阿莫西林、卡那霉素、庆大霉素等4种抗生素是该地区被普遍使用的兽药抗生素。通过多点取样法和微生物培养技术对3家养鸡场和3家养猪场不同养殖时期的粪便进行单一抗生素和多重抗生素抗性细菌的检测,结果表明养鸡场堆置1周的粪便中抗头孢氨苄的细菌比例最高,达到65.90%,对所研究的3种和4种抗生素同时抗性的比例高达8.60%—12.51%和9.73%,明显高于饲喂中药的对照养鸡场样本检测结果（0.02%—2.73%和0.12%）。养猪场堆置1周的粪便中检测到抗头孢氨苄的细菌比例也是最高,达到49.12%上,但养猪场粪便中多重抗生素抗性细菌的比例明显低于养鸡场。同时研究发现,在两种养殖场中,幼龄期粪便中检测到的多重抗性细菌比例明显高于成熟期粪便,这可能与养殖过程中鸡、猪在幼龄期由于防病和促生长等因素而同时大剂量使用多种抗生素有关。

链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控3978-3986

摘要：研究了链状亚历山大藻在对数生长期、衰亡期、高氮、低氮条件下,藻细胞中可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量、光合速率和呼吸速率、DNA降解、端粒酶活性的变化。结果表明：在衰亡期、高氮、低氮条件下链状亚历山大藻细胞中可溶性蛋白、GSH含量、光合速率和呼吸速率下降;SOD活性（低氮条件除外）、H2O2、MDA含量上升;端粒酶活性和DNA Ladder随着藻细胞生长而变化,并在衰亡时期,出现了明显的DNALadder。研究结果显示链状亚历山大藻衰亡过程的反应表现为：蛋白质合成受阻或降解,产生大量氧化中间产物（MDA,H2O2等）,抗氧化系统被激活,GSH等非酶抗氧化物质被大量消耗,SOD等酶抗氧化物被激活;另外表现为光合速率和呼吸速率下降;同时活性氧自由基（Reactive Oxygen Species,ROS）的积累诱发了细胞凋亡,核酸内切酶被激活,选择性降解染色质DNA。推测低氮、高氮条件均可以加快藻细胞的衰亡的生理过程,链状亚历山大藻的赤潮衰亡是一种有序的死亡过程。

基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟3987-3994

摘要：针对内蒙古乌梁素海面临的污染现状,基于三维环境流体动力学模型（EFDC）的计算模式,将其与CE-QUAL-ICM模型耦合,模拟了不同情景下的乌梁素海藻类、总氮、总磷、化学需氧量年际和季节变化规律,模型中不仅考虑了风速和蒸发对模型的影响,也加入了挺水植物密度、高度、直径等形态指标,以此反映水生植物存在的区域中植物吸收降解污染物质、风速对底部应力、流场变化等因素对模型模拟结果的影响。研究结果表明：考虑挺水植物分布的耦合模型能够很好的模拟藻类和污染物质在乌梁素海内的年际、季节变化过程,模拟结果更接近于实际,模拟值与实测值间的相对误差基本控制在30%以内,大部分相对误差已控制在20%以内;降低入湖污染物质负荷直接影响着湖区内水质浓度的变化。另外,对于浅水或挺水植物密集而无法进入取得信息的区域,利用所建耦合模型能够为这些区域湖泊规划、管理、修复提供依据。

生态学报杂志种群、群落和生态系统

干旱半干旱地区围栏封育对甘草群落特征及其分布格局的影响3995-4001

摘要：长期的封育禁牧引起甘草种群退化已受到越来越多的学术关注。选取采挖后不同封育年限的甘草群落为研究对象,以样地调查数据为基础,应用方差均值比率和聚集强度指数的测定方法进行围栏封育对甘草群落征及其分布格局的影响进行分析,结果表明：（1）随着围栏封育年限的增加,甘草群落物种丰富度指数、多样性指数均呈增加的趋势,均匀度指数则呈先增加后降低的趋势;（2）随着围栏封育年限的增加,甘草群落内甘草、冰草、黄蒿和猪毛蒿4种主要种群空间格局均发生了变化。甘草和冰草种群由随机分布变为聚集分布,但种间竞争却呈相反的变化趋势;黄蒿和猪毛蒿种群则由聚集分布变为随机分布;（3）干旱、半干旱地区野生甘草种群的恢复期为5a左右,其鲜草产量及地上生物学指标均为最佳,截时应进行合理的采挖与利用,以促进其种群的发展与生产力的提升。

宁夏六盘山三种针叶林初级净生产力年际变化及其气象因子响应4002-4010

摘要：利用年轮生态学方法和生物量经验方程,在宁夏六盘山研究了华山松天然林及华北落叶松和油松人工林等3种针叶林的年初级净生产力（NPP）及其与气象因子间的关系。研究表明：3种针叶林生物量的年际变化均符合逻辑斯蒂方程,林分的现存生物量（t/hm^2）为华北落叶松林最大（141.96）,华山松林（130.99）次之,油松林最小（123.29）。3种针叶林NPP存在显著的年际差异和种间差异,林分的NPP（t·hm^-·2a^-1）为华北落叶松林（6.72）〉油松林（5.76）〉华山松林（2.66）;NPP年际变化在华山松林呈现＂快速增加-缓慢增加-缓慢减小＂的趋势,而华北落叶松林和油松林为快速上升的趋势。3种针叶林的NPP随年降水量的变化行为不同,华山松林极轻微地增大,华北落叶松林和油松林均是先增加后降低;然而在极端干旱年份或极端湿润年份,3种针叶林的NPP都趋向于相同的较低值,其原因可能分别是水分胁迫和低温胁迫。气象因子对林分NPP的影响具明显的＂滞后效应＂和种间差异。华山松林NPP与上年11月和当年9、11月的降水量显著负相关;油松林NPP与上年9月及当年4月的降水量显著相关;上年和当年9月的降水量均与华北落叶松林NPP显著正相关。上年6月的温度和当年3与6月的月均温及月均最高温能显著影响3种针叶林的NPP,但存在种间差异,其中华山松林NPP与当年与上年生长季各月的温度均呈不同程度的负相关,而油松林和华北落叶松林则多呈不同程度的正相关。

半干旱黄土区成熟柠条林地土壤水分利用及平衡特征4011-4020

摘要：选择半干旱黄土区流域尺度不同地形条件下成熟柠条林作为研究对象,并以荒坡草地作为对照,在2009—2011年生长季节对0—210cm土壤含水量进行连续观测,开展了剖面土壤水分变异、动态平衡及影响因素研究。结果显示：土壤水分平均值：30—130cm对照〉北坡〉东坡〉南坡,150—210cm南坡（上、中坡位）〉对照〉北坡〉东坡,南坡和北坡样地上坡位〉中坡位〉下坡位。土壤水分的季节变化表现为9月﹥8月﹥7月,5、6、10月份最低;不同地形条件下,柠条林地土壤水分极差值和变异系数并没呈现出规律性变化,在垂直尺度上,柠条林地土壤水分极差值和变异系数曲线在0—50cm表现比较活跃,70—210cm则相对稳定;在连续干旱年份土壤储水量并没有连续的降低和亏缺,在第1个欠水年亏缺比较严重,第2个欠水年盈亏量基本平衡,而第3个欠水年则略有盈余。研究认为：小流域尺度下的地形条件差异造成了土壤水分规律性变化,但在特定植被生长发育状态和剖面尺度下,植被因子将会成为土壤水分动态变化的主控因子。柠条林发育至成熟阶段,土壤水分补偿与消减将会保持平衡状态。土壤水分与植被生长的相互关系一方面表现出一定的时间差,另一方面植被对土壤水分也具有一定的适应性。这是因为土壤含水率高促进植物生长,植物生长势增强会进一步加大对土壤水分的消耗,土壤水分含量不足则会抑制植物生长,植物生长势减弱会进一步降低对土壤水分的消耗。

模拟酸沉降对鼎湖山季风常绿阔叶林地表径流水化学特征的影响4021-4030

摘要：通过模拟酸沉降实验,研究了旱季期间（10—3月份）鼎湖山季风常绿阔叶林在4种不同pH模拟酸雨处理（对照、pH 4.0、pH 3.5、pH 3.0）下地表径流水化学输出特征。结果显示：（1）地表径流pH随酸处理强度增强呈＂U＂型变化模式,酸沉降对地表径流pH的影响不显著（P〉0.05）,表明模拟酸沉降尚未引起地表水的酸化。（2）地表径流中NO3^-、SO4^2-浓度随酸处理强度增强略有增加;HCO-3浓度的变化模式与地表径流pH类似。酸根离子浓度与地表径流pH相关性分析表明,SO4^2-、HCO3^-有助于提高地表水抗酸化能力而NO3^-则有助于促进地表水酸化。（3）地表径流中盐基离子对酸沉降的响应不尽相同。pH 3.0处理显著提高地表径流中Ca^2＋、Na^＋浓度;Mg^2＋浓度具有随酸处理梯度增强而增加的趋势;K＋受模拟酸度的影响小。表明强酸（pH3.0）处理将导致土壤Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋盐基离子流失。（4）酸沉降具有诱发土壤可溶性有机碳（DOC）流失的倾向,增加地表水受有机污染的风险。

基于改进PSO的洞庭湖水源涵养林空间优化模型4031-4040

摘要：以结构化森林经营思想为理论基础,从与水源林涵养水源、保持水土功能密切相关的林分物种组成（树种混交）、种内及种间竞争、空间分布格局、垂直结构4个方面选择混交度、竞争指数、角尺度、林层指数、空间密度指数、开阔比数作为水源林健康经营和林分空间结构优化的目标函数,建立洞庭湖水源林林分多目标空间优化模型,应用改进的群智能粒子群算法求解林分空间结构优化模型,并针对模型输出的目标树空间结构单元制定周密的经营策略。研究结果表明,优化模型能准确定位林分空间关系的薄弱环节,调控措施能显著改善林分空间结构,有利于促进森林生态系统的正向演替,为恢复洞庭湖水源林生态功能和健康经营提供理论依据和技术支撑。应用优化模型进行水源涵养林健康经营突破了传统森林经营模式,为智能信息技术在森林空间经营中的应用提供了新的思路。

外来植物火炬树水浸液对土壤微生态系统的化感作用4041-4049

摘要：引种自北美的外来植物火炬树（Rhus typhina L.）是中国北方主要造林树种之一。然而,近年来分布区的不断扩大暗示着该树种的潜在入侵性。以火炬树为对象,研究火炬树不同浓度（0、0.005、0.025、0.1g/mL）的鲜枝叶水浸液对土壤微生物群落结构、酶活性、土壤养分含量及土壤矿化的影响。研究结果表明：随着水浸液浓度的提高,火炬树增加了细菌和真菌的数量;火炬树对所测土壤酶活性产生了不同程度的影响,脲酶和磷酸酶均有随着水浸液浓度的提高而增大的趋势,而蔗糖酶活性受影响不明显;随水浸液浓度升高,火炬树显著提高了土壤全碳、全钾、速效氮、有效磷、速效钾的含量,对土壤含水量、pH值、全氮与全磷没有显著影响;同时,火炬树通过促进微生物的矿化速率,提高了土壤无机氮的供给。以上结果表明,火炬树可以改变土壤的微生物组成和土壤酶活性并影响土壤相关营养元素循环,从而为自身的入侵创造有利条件。本研究揭示外来植物火炬树水浸液对土壤微生态系统的影响,从化感间接作用角度为火炬树的潜在入侵性提供进一步的数据支持。