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生态学报 2013年第18期杂志 文档列表

美国农业生态学发展综述5449-5457

摘要：农业生态学是生态学的一个分支学科，是生态学原理在农业上的具体应用。美国是世界上最大的农业强国。美国农业的发展，得益于农业生态学的理论指导和农业生态学原理的实践运用。在实地调查与研读有关文献资料的基础上，对美国农业生态学的发展进行了考察与分析，认为：（1）美国农业生态学产生于1928年，至今已有85年的发展历史。美国农业生态学可划分为4个发展阶段，即：起始阶段（1928-1961年）、扩展阶段（1962-1979年）、巩固阶段（1980-1999年）和新发展阶段（2000年-）。（2）美国农业生态学的内涵由起初的一门“学科（科学）”，逐步向着包括有“过程”、“理念”、“方法”、“行动”、“体系”、“运动”、“实践活动”、“强有力的工具”等多重涵义的方向发展，农业生态学内涵的深度和广度均得到不断丰富和完善。（3）美国农业生态学的基本内容包括背景（农业生态学国际背景）、理论（农业生态学理论基础）、设计（农业生态系统的优化设计）和管理（农业生态学理论的实践应用）等4部分，美国农业生态学具有4个明显特征——视野的全球性、内容的多样性、体系的灵活性和技术的实用性。（4）未来美国农业生态学将朝着“高”（高起点、高标准、高效率、高水平）、“新”（新手段、新方法、新技术，新成果、新成效、新进展）、“长”（长期观察分析、长期资料积累、长期定位试验）、“多”（农业生态学研究与分析采用多点、多地、多样本、多模式、多途径、多指标、多方法）、“实”（联系实际、注重实践、讲求实效、展现实绩）的方向发展。

水足迹研究进展5458-5466

摘要：水为生命之源，水资源的合理分配与科学管理是区域可持续发展与流域综合管理的核心环节；水足迹作为一种全面核算人类活动对水资源真实占用的综合指标，将人类消费终端与水资源利用密切关联，为维护流域水资源安全、提高区域水资源利用效率提供了重要的科学依据，已成为当前国际水资源管理的前沿研究领域。在明确水足迹及水资源生态足迹相关概念的基础上，对比分析了水足迹与生态足迹、水资源生态足迹模型的异同，明晰了过程、产品及区域等不同研究对象的水足迹核算方法，系统梳理了产品和区域水足迹评价、基于水足迹的区域水资源安全研究、区域水足迹可持续性分析等水足迹主要研究内容的近今进展，并展望了进一步的重点研究方向，即水足迹综合研究、水足迹评价不确定性分析、水足迹与物质流核算的关联研究，以及基于足迹整合的可持续发展多维测度等。

江西省主要作物（稻、棉、油）生态经济系统综合分析评价5467-5476

摘要：基于成本收益分析和能值分析理论，构建经济效益指标和生态经济效益指标，对江西省水稻（早稻和晚稻）、棉花、油菜种植系统的经济效益、生态经济综合效益进行分析和评价。经济效益方面，分析比较了单位面积作物成本构成，构建了净利润（Rev）和净利润率（Prof）两个经济效益指标；生态经济方面，分析比较了单位面积能值投入产出构成，构建了能值投入率、能值产出率、环境负载率、宏观经济能值等四个能值评价指标。计算结果表明江西省水稻、棉花和油菜等作物的生产成本占主导地位，价格因素是影响种植成本最重要的因素。水稻主要是以生产物资费用为主，而棉花和油菜以人工费用为主。从产值和收益来看，Rev大小为棉花〉晚稻〉早稻〉油菜，Prof大小为晚稻〉棉花〉早稻〉油菜。水稻、棉花和油菜种植系统对自然更新资源的依靠程度较低，系统的维系主要依赖于外部购买能值的投入，其构成与生产成本构成是一致的。水稻、棉花和油菜等作物的种植系统能值投入率比较高，大小为棉花〉早稻〉晚稻〉油菜，能值产出率：油菜〉棉花〉晚稻〉早稻，造成生态环境压力为晚稻〉早稻〉油菜〉棉花，宏观经济能值大小为油菜〉棉花〉晚稻〉早稻。结果表明，江西省水稻、棉花、油菜种植系统是高度开放的系统，主要依赖购买能值，但是系统产出率不高，其环境压力也不大。研究结果可为深入认识江西水稻、棉花和油菜等主要作物种植系统提供一个新的视角，并为种植业可持续发展提供一定的参考价值。

植物干旱胁迫下水分代谢、碳饥饿与死亡机理5477-5483

摘要：植物在生长发育过程中受众多环境因子共同作用。随着全球气候变化，气温升高、降水量下降等问题频繁出现。目前气象学家一致预测未来环境变暖会使干旱更加频繁剧烈，这一环境改变使植物死亡更加严重。植物在水分胁迫、特别是干旱胁迫条件下，体内水分代谢与碳代谢会发生失衡现象：光合速率降低、蒸腾速率降低，带来生长降低；为维持植物新陈代谢，植物呼吸作用必然下调。在长期干旱胁迫条件下植物体内碳水化合物储存发生失衡现象，这种失衡使植物陷入碳饥饿现象。另外，由于水分失衡而出现的木质部栓塞和空穴会进一步加剧水分运输障碍，而修复空穴则需要大量非结构性碳水化合物（NSC），这使植物陷入两难选择。总结了植物干旱胁迫下，碳饥饿与水分代谢、植物死亡关系的相关研究，对未来的研究方向和重点提出建议，以期对未来的植物死亡研究提供帮助。

生态化学计量学特征及其应用研究进展5484-5492

摘要：生态化学计量学已成为生态学研究的热点问题。作为一门新兴学科，综观国内外最新研究进展，相关研究目前尚存在着许多不足。基于此，从全球与区域尺度、功能群尺度及个体水平3个方面阐述生态化学计量学特征，从空间、时间、生境和植物类型等生物与非生物因素综述生态化学计量学特征的驱动因素。并讨论生态化学计量学特征在限制性养分判断、生态系统稳定性、生长率与C：N：P关系中的应用。

三峡库区紫色土植被恢复过程的土壤团粒组成及分形特征5493-5499

摘要：采用空间代替时间方法，研究了三峡库区紫色土植被恢复过程的土壤团粒结构特征。结果表明：与撂荒地相比，柏木新造林、幼龄林和中龄林表层土壤的5—2mm干筛团聚体分别增加6．03％、10．32％和10．97％，而〈0．25mm干筛团聚体明显减少；各层土壤的≥0．25mm水稳性团聚体均随植被恢复进程而明显增加，但其分形维数明显减小；紫色土水稳性团聚体的平均质量直径和几何平均直径均与≥5mm团聚体呈极显著（P〈0．01）正相关，与〈0.25mm团聚体呈极显著负相关，相反地，分形维数与〈0．25mm团聚体呈极显著正相关。研究表明三峡库区植被恢复能有效改善紫色土土壤团粒结构，且随植被恢复年限增加而增强，但是，对郁闭度过大的柏木中龄人工林，应适当抚育间伐。

沙丘稀有种准噶尔无叶豆花部综合特征与传粉适应性5516-5522

摘要：植物花部特征进化与传粉适应性一直是进化生态学领域关注的核心问题之一。以古尔班通古特沙漠自然生长的准噶尔无叶豆为对象，对其花部特征和传粉特性进行了野外观察和室内的分析研究。结果表明：种群花期历时21d，花序花期历时7-12d，单花花期一般3d，若遇阴雨天气，花期可延长1-2d，整个花期龙骨瓣一直保持闭合状态。单花10枚花药在旗瓣微张时已全部完成散粉。准噶尔无叶豆主要靠分泌花蜜、鲜艳的花色以及旗瓣基部的黄色辐射状纹理结构吸引传粉者。准噶尔无叶豆花期的有效传粉者为4种蜂类昆虫，它们的平均访花频率为（7．75±0．57）次·花^-1·d^-1，访花高峰期表现为三峰型：13：00-14：00，16：00-17：00和19：00—20：00。准噶尔无叶豆人工套袋实验表明该种为自交亲和型，主动自交少见，生殖成功依赖传粉者。胚珠成功受精至果实完全成熟阶段存在自交衰退，柱头角质层结构和花粉刷结构是准噶尔无叶豆在进化过程中形成的减少自交，倾向异交的机制。

水浮莲对水稻竞争效应、产量与土壤养分的影响5523-5530

摘要：为了解入侵植物水浮莲在稻田生产中的扩散规律和对水稻农业性状的影响，通过田间水稻田实验，按照de Wit取代试验方法和添加系列设计方法研究水浮莲与水稻（云稻2号）混种对植株形态和生物量影响、种间竞争效应、水稻产量以及对土壤养分的影响。结果表明，混种条件下水浮莲母株株高、分蘖数、生物量和开花株数均受到水稻的明显抑制，受到的抑制率显著高于其对水稻的抑制率。水浮莲的种问竞争大于种内竞争（RY小于1．0）而水稻的种内竞争大于种间竞争（RY大于1．0），水浮莲混种比例大于和等于1：1时（RYT大于1．0）与水稻不存在竞争作用，而小于1：1时（RYT小于1．0）其存在着竞争作用，水浮莲对水稻的竞争力（CB小于0）小于水稻。混种条件下水稻有效穗数和产量有明显提高，增产比例为3．54％-13．38％。生长过程中水浮莲对土壤钾、磷元素消耗大于水稻，而有机质和氮元素消耗小于水稻；混种条件下水稻明显降低水浮莲对土壤养分消耗，且二者在土壤养分上没有竞争关系。所有这些表明，入侵稻田的水浮莲与水稻生长过程中其形态、生物量等方面都处于劣势，而且一定的水浮莲密度有利于抑制水浮莲对土壤养分的消耗和促进水稻生长繁殖及其产量的提高，因此为满足饲料利用和环境净化，建议在正常耕作稻田中可对水浮莲进行适当的应用。

珍稀药用植物白及光合与蒸腾生理生态及抗旱特性5531-5537

摘要：以珍稀濒危药用植物白及（Bletilla striata）叶片为研究对象，应用Li-6400XT便携式光合仪分别在晴天和阴天进行光合生理生态特性研究。结果显示晴天Gs、Pn、Tr日变化呈现双峰型，阴天为单峰型；光合-蒸腾具有极显著线性正相关关系与良好的线性耦合关系（晴天和阴天的相关系数分别为0．883＊＊、0．954＊＊，回归直线斜率分别为2．38、3．78）；PAR-Pn与PAR-Tr、Tl-Pn与死-Tr、Gs-Pn与Gs-Tr的回归直线形态非常相似，除晴天Tl与Pn外，其余两两相关关系均达到了显著水平；PAR、Tl和白三个因子与砌、n均表现为正相关关系，其中岱是调控Ph与Tr的最主要因子。进行聚乙二醇6000（PEG6000）渗透胁迫实验以评价白及抗旱能力，分析不同质量分数PEG6000（0、5、20、40、60g/L）下的白及幼苗叶绿素含量、叶片含水量、相对电导率3个生理指标，结果表明叶绿素含量与与胁迫浓度呈负相关（R^2=0．7854），随着PEG质量分数的增加，叶片的叶绿素含量持续显著下降；叶片含水量与胁迫浓度呈负相关（R^2=0．9936）；相对电导率与与胁迫浓度呈正相关（R^2=0．8755），相对电导率会随着PEG质量分数的增加而显著增加。试验结果综合分析显示白及为耐荫植物，抗旱能力不强。白及进行人工栽培应适当遮阴保持土壤与空气湿度。

不同温度及二氧化碳浓度下培养的龙须菜光合生理特性对阳光紫外辐射的响应5538-5545

摘要：为了研究不同温度及CO2浓度下培养的大型海藻对紫外辐射的生理学响应，选取龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）作为实验材料。实验设置两个温度梯度（20℃和24℃），两种CO2浓度（390μL／L和1000μL／L）以及3种辐射处理，即可见光（PAR）处理（滤除紫外线A（UV-A）、紫外线B（UV-B），400-700nm）、可见光加紫外线A（PA）处理（滤除UV-B，320-700nm）、PAB处理（全波长辐射280－700nm）。结果表明，酸化、升温以及紫外辐射处理都未影响大型经济红藻龙须菜的叶绿素a和类胡萝卜素的含量。然而紫外辐射处理显著降低了龙须菜的有效光化学效率，其抑制水平在酸化处理的藻体中更为显著，并且随着温度的上升而进一步加剧；酸化与温度耦合使藻体对紫外辐射的敏感性增加，导致其较低的修复速率以及较高的损伤速率。

土壤氧气可获得性对双季稻田温室气体排放通量的影响5546-5555

摘要：为探讨土壤氧气可获得性（SOA）对双季稻田温室气体排放的影响，利用静态箱气相色谱法对多种管理措施影响下稻田温室气体排放通量和土壤氧化还原电位（Eh）、pH值及田间淹水深度（H）等3种SOA因子进行了观测。结果表明，甲烷（CH4）排放最集中的Eh值、pH值和H范围分别为-100-0mV、5〈pH〈6和1-5cm，3个范围内分别观测到48．8％、61．1％和77．0％的CH4排放，其中H对CH4排放影响最明显，单独由其就可解释37-8％的CH4排放通量（P〈0．0001）。对于氧化亚氮（N2O），观测到较多的负通量，其纯排放最密集的3种SOA因子的范围分别是：0-100mV、5〈pH〈6和1-5cm，而200-300mV是其排放的临界Eh范围，高于此范围N2O排放极少。厌氧的反硝化过程是双季稻田N2O产生的主导过程。可为水稻田温室气体排放机理研究提供基础数据。

免耕稻田氮肥运筹对土壤NH3挥发及氮肥利用率的影响5556-5564

摘要：通过大田试验，设置5种不同的施肥比例（基肥：分蘖肥：拔节肥：穗肥-2：2：3：3（R1）、3：2：2：3（R2）、4：2：2：2（R3）、4：3：1：2（R4）与0：0：0：0（CK）），研究氮肥运筹对稻田NH，挥发和氮肥利用率的影响。结果表明，（1）相对于不施肥，施肥显著提高了稻田NH，挥发量。氮肥施用后，NH，挥发损失量占施氮量的6．2％-8．5％，其中，以分蘖期NH，挥发损失量最大，齐穗期次之，苗期和拔节期最小。施肥处理间，处理R1稻田累积NH，挥发量最小，显著低于其它施肥处理，比处理R2、R3和R4分别低9．1％（P〈0．05）、10．9％（P〈0．05）和17．7％（P〈0．05）。（2）相关分析表明，田面水NH：、pH值和土壤NH：和pH值均与稻田土壤NH，挥发通量呈显著或者极显著相关；（3）处理R1水稻氮肥利用率相对于处理R2、R3和R4增加了28．4％（P〈0．05）、55．4％（P〈0．05）和74．9％（P〈0．05）。研究表明，氮肥后移能有效降低免耕稻田NH，挥发，提高水稻的氮肥利用率。

香梨两种树形净光合速率特征及影响因素5565-5573

摘要：以自然开心形和疏散分层形香梨树为试材，应用美国Li-cor公司生产的Li-6400光合作用测定系统测定其光合参数，分析了香梨两种不同树形叶片的光合特性以及叶片叶绿素含量、比叶重（SLW）与净光合速率（Pn）的关系，同时研究了气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）及其它因子对不同树形Pn的影响。结果表明：自然开心形和疏散分层形香梨树叶片Pn日变化呈不对称双峰曲线，14：00左右出现光午休现象，且整个生长期疏散分层形香梨树叶片如峰值大于自然开心形，6月份Pn最小，这与气孔的调节作用密切相关。疏散分层形Pn日变化在11：00和15：30出现高峰，自然开心形Pn日变化高峰出现在11：00和17：00；同一品种同一时期的自然开心形树和疏散分层形树的叶绿素含量与其Pn值呈正相关，R^2分别为0．9438和0．8952；自然开心形的Pn与乩形的相关性高于疏散分层形；Gs、Tr、RH与Pn呈正相关，与Gi、Cs和Ph呈负相关，且疏散分层形香梨树叶片的Pn与Gs、Tr和Cs的相关性均达到了极显著水平，与Ci、Ta、PAR和Hs均达到了显著水平，而在自然开心形中Pn与光合参数相关性不明显，这说明疏散分层形香梨树对影响光合作用的外界因素和内部因素的变化反应比自然开心形敏感。

沙埋对沙米幼苗生长、存活及光合蒸腾特性的影响5574-5579

摘要：沙米（Agriophyllum squarrosum）是藜科沙蓬属1年生沙生植物，广泛分布于我国各主要沙漠和沙地中。为了解沙埋对沙米生长、存活和光合蒸腾特性影响，2010--2011年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下沙米幼苗高度、存活率、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的变化，结果表明：沙米具有极强的耐沙埋能力。埋深为株高25％时，沙米幼苗存活率和株高显著增加，埋深为株高50％-100％时，其株高和存活率虽有下降，但与非沙埋对照差异不显著。当沙埋深度超过株高后，其株高和存活率急剧下降，但沙埋达到株高266％时仍然有部分幼苗存活。沙埋第5天，随着沙埋深度的增加，沙米幼苗的光合速率缓慢下降，蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均呈波动式变化。随着沙埋时间的延长，和对照相比，沙米幼苗的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随沙埋深度增加而大幅度下降，但水分利用效率仍呈波动式变化。沙埋第15天时其光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别较非沙埋对照下降了86．7％、89．0％、90．0％和4．2％。相关分析表明，沙米幼苗的存活率和高生长与其光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化呈显著正相关，而其光合速率、蒸腾速率、气孔导度之间也呈显著正相关，但与水分利用效率的相关性未达到显著水平。沙埋胁迫下沙米幼苗存活率下降和生长抑制不仅源于沙埋造成幼苗顶土困难和光合面积减少，光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降也是重要原因。

半干旱区旱地春小麦全膜覆土穴播对土壤水热效应及产量的影响5580-5588

摘要：以春小麦“陇春27”为试材，研究半干旱区旱地全膜覆土穴播对土壤水热效应及小麦产量的影响。结果表明：与裸地平作（CK）相比，全膜覆土穴播（PM）和全沙覆盖平作（SM）增温效果呈“挂钩型”，增温效果在小麦拔节期前最为明显，PM0-25cm土壤平均温度较CK提高1．8℃，全沙覆盖平作提高1．4℃，拔节后PM和SM的增温效果逐渐减弱直至消失，而在成熟期又呈现较弱的增温效果。PM和SM能提高小麦出苗后耗水速度并加大耗水量，其中，小麦拔节到扬花期耗水量增加最多，分别较CK平均增加54．93％和31．54％，且此阶段越是干旱，促进耗水作用越明显，PM促进作用大于SM。PM和SM能显著提高小麦阶段性水分利用效率（WUEb），其中PM以苗期提高最多，2a平均较CK提高365．17％，SM拔节期提高最多，2年平均较CK提高119．00％。PM和SM在增温、促进耗水作用下使小麦各生育期提前并增加单株干重，产量较CK分别平均增加432．28％和375．82％，水分利用效率（IVUE）分别平均增加351．51％和338．29％，而且越干旱年份增产效应愈加明显。可见，PM和SM在越为干旱的年份促进耗水、增产和提高WUE的作用越显著，PM效果强于SM。

基于LeBissonnais法的石漠化区桑树地埂土壤团聚体稳定性研究5589-5598

摘要：石漠化区独特的水土流失作用使该区土壤严重退化，地埂植物作为一种独特的农林复合模式对石漠化区土地质量改善和坡耕地土壤生态修复作用明显，能有效保证坡耕地的生态条件和生产性能。选取石漠化区3种不同管理方式的桑树地埂为研究对象，采用传统湿筛（CaBBHHOB法）和LeBissonnais法测定土壤团聚体分布与稳定性特征。结果表明：基于CaBBHHOB法测定的土壤团聚体稳定性以天然林最好，桑埂自然生草地和清草地相对居中，桑埂农地最差；3种管理方式的桑树地埂土壤团聚体稳定性指数（ASI）随地埂距离均表现为ASI90cm〉ASI60cm〉ASI30cm，主要原因在于桑树地埂对坡耕地土壤团聚体影响的作用范围主要集中在距株30CB以内，而在地埂30cm以外田面农耕活动对土壤团聚体结构影响较大，而受桑树地埂影响作用较小。基于Le Bissonnais法快速湿润（Fw）处理后土壤团聚体集中分布在0．5-0．25mm之间，慢速湿润（SW）和湿润振荡（WS）处理后团聚体主要分布在5-1mm之间。Le Bissonnais法处理后土壤团聚体稳定性表现趋势与CaBBHHOB法一致，3种处理后的团聚体分形维数D、MWD和GMD均表现为FW〈SW〈WS。Le Bissonnais法Fw和SW处理后团聚体稳定性指标与CaBBHHOB法达到极显著相关，说明IJeBissonnais法测定石漠化区土壤团聚体稳定性是可行的；石漠化区土壤团聚体稳定性与有机质和粘粒含量呈显著正相关（0．586≤R≤0．864），这说明石漠化区土壤团聚体稳定性是以上两种土壤胶结物质的黏聚作用形成的，且两种土壤胶结物质对土壤消散作用和粘粒膨胀作用引起的团聚体破坏抵抗性强烈，而对低强度机械干扰引起的团聚体破碎没有明显抵抗性，研究结果对石漠化区坡耕地土壤保持具有重要指导意义。

不同施肥对雷竹林径流及渗漏水中氮形态流失的影响5599-5607

摘要：雷竹经营过程中化肥的大量施用，是产区水体污染的主要原因之一，养分管理技术可有效控制面源污染。为了探明减量施肥和有机肥施用对雷竹不同氮形态流失的影响，2012年在浙江省临安市雷竹产区设置了4种施肥处理：对照（CK）；常规施肥（CF）；减量无机（DI）；减量有机无机（DOI），试验于5月18日、9月7日、11月9日分别施用肥料总量的40％，30％和30％，施肥后均进行浅翻，深度5em左右。通过建立径流场和土壤渗漏水收集装置，同时在试验田附近布置量雨筒，观察2012年不同氮形态浓度及流失负荷随降雨量的动态变化。研究结果表明：不同施肥处理径流水硝态氮、水溶性有机氮（WSON）以及颗粒态氮的浓度分别在3．82-6．82mg／L、0．89-1．85mg／L和0．89-1．83mg／L，其占总氮的百分比分别为60．9％～68．2％、16．0％-18．1％和15．1％-21．6％。不同施肥处理渗漏水中硝态氮、铵态氮及WSON的浓度分别在26．2-92．5mg／L、0．50-6．42mg／L和6．57-12．6mg／L，其占总氮的百分比分别为75．8％-82．9％、1．50％-6．36％和11．2％-20．6％。不同施肥处理径流水的氮总流失负荷，减量无机和减量有机无机相对于常规施肥来说减少了46．9％和23．1％；不同施肥处理的渗漏水的氮总流失负荷，减量无机和减量有机无机相对于常规施肥来说减少了19．1％和52．1％，可见减量施肥和减量有机无机减少氮流失的效果显著。

黄土丘陵区不同植被土壤氮素转化微生物生理群特征及差异5608-5614

摘要：采用最大或然计数法（most probable number，MPN）对黄土高原洞子沟流域不同植被恢复阶段土壤氮素微生物生理群（氨化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌）数量分布特征进行了测定，结果表明：1）土壤氨化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌数量随植被恢复而增加，三者最大值分别为最小值的74、4和31倍，其中氨化细菌和反硝化细菌的数量在铁杆蒿群落最低，辽东栎群落最高，亚硝化细菌数量在丁香群落最低，辽东栎群落最高；2）植被恢复对各氮素生理群影响不同，对氨化细菌影响最大，其次分别为反硝化细菌和亚硝化细菌；3）各氮素生理群数量差异较大，氨化细菌〉反硝化细菌〉亚硝化细菌。研究区氨化细菌占总数的75％-80％，反硝化细菌占20％-25％时，生态系统最为稳定；4）土壤理化性质与各功能菌关系紧密，其中，土壤容重和硝态氮含量与微生物数量相关性最大，全钾、矿化氮和微生物量氮也表现出很大的相关性。