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生态学报 2016年第06期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

构建森林生态补偿机制的关键问题1481-1490

摘要：构建森林生态补偿机制的关键问题主要有三个方面：利益相关者的界定、补偿金额的确定及补偿方式。目前存在的较大争议是森林生态效益货币化计量结果与实际补偿额度之间有巨大差异,一方面森林经营者认为补偿额远远不能满足投入需求,应以生态效益产出为补偿金额的计算依据;另一方面,森林生态效益的很大部分来自自然投入,不能以货币化的形势简单计量。森林生态补偿的国际案例表明：世界各国因森林资源产权制度不同,其森林生态补偿机制有所差异,私有林偏重于市场补偿机制,公有林则偏重于政府主导的补偿机制。森林生态补偿资金主要来自森林生态系统服务用户付费、政府代表受益方付费及国际组织捐赠;在补偿方式上,以政府投资为主,以用户付费和基于市场的认证授权交易为辅。借鉴国际经验,结合我国森林生态效益补偿现状,森林经营者是生态系统服务供给方是确定的,而森林生态系统服务获取方的确定则非常困难。因此,政府主导和第三方介入应是解决森林生态补偿资金来源和补偿的主要方式,受损方及其受损成本是森林生态补偿金额的计算依据。

植物气孔导度的环境响应模拟及其尺度扩展1491-1500

摘要：气孔导度是衡量植物和大气间水分、能量及CO2平衡和循环的重要指标,探讨气孔导度与环境因子的关系及其模拟,以及气孔导度在叶片、冠层及区域尺度间的尺度转换及累积效应,对更好地认识植被与大气间的水热运移过程,合理评价植被在陆面过程中的地位和作用都具有重要意义。从植物气孔导度与环境因子的关系、气孔导度模拟以及尺度扩展三个方面,对前人的研究成果进行了概括总结。从叶片和冠层两个尺度出发,归纳总结了前人对于不同植物气孔导度与环境因子关系的研究成果,发现由于不同植物的遗传特性、测定时的环境、时间尺度的不同,以及未考虑各个环境因子的相互作用对气孔导度的影响,由此得到的气孔导度与环境因子之间的关系也不尽一致。对各单一环境因子与气孔导度的关系,给出了生理学解释,从根本上说明了环境因子变化对气孔导度的影响,而研究环境因子对气孔导度的综合影响时,应对各环境因子进行系统控制与同步观测。模拟计算植物气孔导度的模型主要有Jarvis模型和BWB模型两类,这些模型的模拟能力随着研究对象、试验区域、环境条件的改变而存在一定的差异,在具体使用时应结合实际情况选择最优模型进行模拟。除上述常用模型外,还总结了其他学者分别从不同角度提出的新的模型,对现有气孔导度模型进行了全面的总结。从叶片-冠层、冠层-区域两个方面归纳总结了前人关于气孔导度尺度扩展的研究成果,发现叶片-冠层的尺度扩展研究较成熟而冠层-区域的尺度扩展在模拟精度的验证方面存在困难。针对以下几个方面提出了今后气孔导度的研究重点：（1）结合研究对象所在的区域及环境条件,选择最优模型进行模拟;（2）综合考虑环境因子之间的相互作用及其对气孔导度的累积影响;（3）BWB模型与光合模型的耦合;

线虫蛔甙（Ascarosides）信息素研究进展1501-1514

摘要：大多数生物通过信息素系统来对环境进行感应和个体间交流,并指导其行为、发育和生理代谢。线虫是在地球上生存策略最多样的动物之一,但其信息素系统却鲜为人知。近年来发现一组称为蛔甙（ascarosides）的线虫种内化学信号物质,在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的交配、聚集和滞育等行为及发育调控方面起着至关重要的作用。随后发现蛔甙在线虫界广泛存在。对蛔甙进行深入全面的了解有利于促进线虫化学生态学学科发展,并填补传统化学生态学中关于化学信息对生物发育调控的知识。因此,对近年来蛔甙的最新研究进展进行了系统总结,包括蛔甙结构与鉴定、组成和功能、生物合成与代谢调控、化学感受信号途径及信息调节模式,从而更好地理解化感信号对线虫乃至高等生物的行为、发育、新陈代谢及衰老的调控机制,为研究生命科学中信息素调控理论提供新的参考。

生态学报杂志研究论文

西南高山地区水分利用效率时空动态及其对气候变化的响应1515-1525

摘要：水分利用效率是深入理解生态系统水碳循环耦合关系的重要指标。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及对全球气候变化的响应具有重要意义。应用生态系统模型CEVSA（Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere）估算了1954—2010年西南高山地区水分利用效率（Water use efficiency,WUE）的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明：（1）西南高山地区1954—2010年水分利用效率均值为1.13 g C mm-1m-2。3种主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林的WUE分别为1.35、1.14、0.99 g C mm-1m-2。在空间分布上,WUE与海拔显著正相关（r=0.156,P〈0.05）,而与温度则显著负相关（r=-0.386,P〈0.01）。（2）在时间尺度上,1954—2010年西南高山地区整体WUE降低趋势显著（P〈0.01）,变动区间为0.83-1.46g C mm-1m-2,平均每年下降0.006g C mm-1m-2。整体WUE年际变化与温度呈显著负相关（r=-0.727,P〈0.01）,与降水量相关性不显著;整体WUE下降主要原因是温度上升引起的ET增加速率大于NPP增加速率。（3）1954—2010年西南高山地区3种主要植被类型草地、常绿针叶林及常绿阔叶林WUE均显著下降（P〈0.01）,下降速度分别为-1.03×10-2、-6.17×10-3、-1.37×10-3g C mm-1m-2a-1。西南高山地区76.3%格点WUE年际变化与温度显著负相关（P〈0.05）,34.1%格点WUE年际变化与降水量显著正相关（P〈0.05）。草地和常绿针叶林WUE年际变化与温度显著负相关（r=-0.889,P〈0.01;r=-0.863,P〈0.01）,与降水量相关性不显著。由于西南高山地区降水较为丰富,且过去57年降水变化不显著,因此该地区WUE的时空格局主要受温度变化的影响。1954—2010年期间温度升高造成的ET增加显著高于NPP的增加是该地区WUE下降的主要原因。未来需要获取更高空间分辨�

气候变暖对华北平原玉米叶片形态结构和气体交换过程的影响1526-1538

摘要：未来全球变暖对农田生态系统产生的影响不仅可能改变整个陆地生态系统的碳平衡状态,更重要的是还关系到全球的粮食安全问题。然而,目前有关农作物对全球变暖响应和适应性机理的研究还很少见,尤其是缺少通过农田原位增温实验探讨作物叶片形态结构及其气体交换过程对增温的响应和适应性机理的研究。利用典型农田生态系统的实验增温平台,研究了未来全球气候变暖对我国华北平原重要农作物玉米叶片的形态、结构特征（解剖及亚显微结构）以及气体交换参数所可能产生的影响。研究结果显示,实验增温分别使玉米叶片的宽度和厚度减少了4%（P=0.017）和10%（P〈0.001）。然而,实验增温却导致叶绿体长度和宽度显著增加46%（P〈0.001）和50%（P〈0.001）,从而使叶绿体的剖面面积显著增加了141%（P〈0.001）。另外,研究结果还显示,实验增温分别增加了玉米叶片的净光合速率52%（P=0.019）、气孔导度163%（P=0.001）以及蒸腾速率81%（P=0.017）;同时,实验增温使玉米叶片的暗呼吸速率显著降低了24%（P=0.006）,但却并没有对细胞间CO2浓度和水分利用效率产生显著的影响。因此,研究结果表明,未来气候变暖不仅会直接改变玉米叶片的形态和结构特征,同时还可能对玉米叶片的功能（例如光合和呼吸等关键生理生化过程）产生显著的影响。

酸枣根系空间分布特征对自然干旱梯度生境的适应1539-1546

摘要：以烟台、石家庄、银川和吐鲁番四个地区自然干旱梯度条件下生长的酸枣植株为试验材料,对酸枣根系的次生木质部导管及不同径级根系的分布特征进行研究。结果表明：从烟台到吐鲁番,酸枣根次生木质部中导管数量逐渐增多,管径依次增大。酸枣细根（d≤2 mm）长度远远大于其它径级根系的长度。随着干旱程度的增加,垂直方向上,细根出现在较深的土层,水平方向上,酸枣根幅扩大到560 cm,在末端或者接近末端的地方出现较多的细根分支。随着干旱程度的增加,

功能多样性和功能冗余对高寒草甸群落稳定性的影响1547-1558

摘要：功能多样性和功能冗余是影响群落稳定性的重要因素,但它们对稳定性影响的相对强弱尚有争论。通过在青藏高原高寒矮嵩草（Kobresia humilis）草甸为期6a的刈割（不刈割、留茬3cm、留茬1cm）和施肥（施肥、不施肥）控制实验对此进行了探讨。研究结果显示,群落稳定性随着功能多样性和功能冗余的增大而单调增加,但由于功能多样性的变异性大于功能冗余的变异性,功能多样性与物种多样性间的相关性强于功能冗余与物种多样性间的相关性,功能多样性与群落稳定性间的相关性也强于功能冗余与群落稳定性间的相关性,因此,尽管功能冗余产生的保险效应对维持群落稳定性具有促进作用,但功能多样性的互补效应对维持群落稳定性的作用更大。结果表明,功能多样性和功能冗余对群落稳定性的相对影响与其变化程度正相关,功能多样性与群落稳定性的变化具有更紧密的联系,能更好地预测生态系统稳定性的变化。研究为草原生态系统的可持续管理提供了重要启示。

青藏高原不同海拔3种菊科植物叶片结构变化及其生态适应性1559-1570

摘要：采用常规石蜡制片技术和显微观察方法,对分布于青藏高原祁连山东部山地冷龙岭3600—4400 m不同海拔高度的蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand-Mazz）、火绒草（Leontopodium leontopodioides（Willd.）Beauv）和美丽风毛菊（Saussurea superba Anthony）的叶片形态解剖结构进行了研究,并探讨了其对海拔高度的响应及生态适应性。结果表明：随海拔高度的升高,3种植物气孔器外拱盖内缘、角质层纹饰、气孔与表皮细胞的位置关系以及上、下表皮气孔器内缘呈现不同的变化趋势;火绒草上、下表皮气孔密度随海拔升高而增加,而蒲公英和美丽风毛菊的气孔密度则降低;3种植物上、下表皮气孔指数随海拔高度的增加均未出现规律性变化;3种植物叶片厚度、上下表皮厚度、上下角质层厚度、栅栏细胞系数均随海拔升高而增加;解剖学指标之间大多呈明显的协同进化;叶片结构,尤其是气孔密度对海拔高度变化表现出较大的可塑性。研究表明3种植物采取不同的响应机制来适应海拔高度的变化,植物对高原环境变化的适应具有多样性。

北京永定河沿河沙地杨树人工林光能利用效率1571-1581

摘要：光能利用效率（LUE）是影响生态系统生产力大小和质量的主要因素。以位于北京市大兴区永定河沿河沙地的杨树（欧美107/108,Populus euramericana cv.）人工林生态系统作为研究对象,依托涡度相关观测系统,对该生态系统的LUE进行研究,从而确定LUE在不同时间尺度上的影响因子,并确定最大光能利用利用效率（LUEmax）。结果表明：LUE存在明显的季节变化趋势,4月份生长季开始后LUE迅速升高,到7—8月达到最大,而后逐渐降低;在生长季不同阶段,LUE日动态的影响因子不同：4月份气温（Ta）、蒸散比（EF）和饱和水汽压差（VPD）是影响LUE日动态的主要因子,7、8月份光合有效辐射（PAR）和冠层导度（gc）是主要影响因子,5—6月与9—10月LUE日动态则与土壤水分（VWC）有较大关系;而LUE月动态则与月蒸散比（EFm）和月平均土壤温度（Tsm）有关。由于该人工林各月光能利用最适宜环境条件不同,各月LUEmax也各有差异,该生态系统年LUEmax为0.44 g C/MJ PAR,7、8月LUEmax最大,分别为0.66和0.69 g C/MJ PAR。研究结果表明,在利用光能利用模型进行区域乃至全球初级生产力估算时需要根据研究的不同时间尺度确定LUEmax。

松嫩平原苏打盐渍土区不同潜水埋深下羊草的光合特征1591-1598

摘要：通过人工控制地下水位模拟试验,研究了不同潜水埋深下羊草净光合速率和蒸腾速率。结果表明地下潜水埋深直接影响羊草的正常生理活动。潜水埋深在1.0—2.5m之间,潜水埋深越浅,羊草表现为净光合速率和蒸腾速率越高;随着潜水埋深的增加,羊草净光合速率和蒸腾速率减小,生理活动下降。不同月份羊草净光合速率和蒸腾速率与潜水埋深呈幂函数关系,不同时间羊草净光合速率和蒸腾速率与潜水埋深呈幂函数、指数函数和对数函数关系,相关系数均在0.90以上,因此可以用函数方程来估算不同潜水埋深下的羊草净光合速率和蒸腾速率。结果为松嫩平原苏打盐渍土区植被恢复与环境保护提供科学依据。

芦芽山华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）树轮宽度年表对气候因子的响应1608-1618

摘要：在芦芽山地区采集3个不同海拔的华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）,在传统去趋势的基础上,采用＂signal-free＂方法对拟合曲线进行修正,避免了中等频率的气候信息引起的拟合偏差,最终建立3个不同海拔树轮宽度标准年表（STD）。同时以10a为界对上述年表进行滤波处理,得到3个低频年表。年表特征值表明,随着海拔升高,年轮平均轮宽变窄,敏感性和高频信息增强,低频信息减弱,这可能与逐渐恶劣的生境有关。中、低海拔年表的低频信息更一致,中、高海拔的高频信息更接近,而高、低海拔无论是标准年表还是高频、低频年表相似性均较差。树轮气候响应分析显示,低海拔STD年表与5月最低温负相关最为显著,STD和低频年表均与5、6月份土壤温度显著负相关,说明生境暖干,树木主要受生长季的干旱胁迫;中海拔STD年表与当年5月最高温正相关最为显著,STD和低频年表与土壤温度相关均不显著,说明生境逐渐变得冷湿,生长季的低温成为树木生长的限制因子;高海拔STD年表与气象要素相关不显著,低频年表与当年4月土壤温度正相关,说明高海拔最为冷湿,并有季节性冻土分布,生长季的土壤低温成为树木生长的限制因子。因此,全球变暖的趋势将更有利于高海拔树木的生长,而低海拔树木的干旱胁迫进一步加剧。

喀斯特地区坡耕地与退耕地土壤有机碳空间异质性及其影响因素1619-1627

摘要：利用网格采样（10 m×10 m）,对比分析了典型喀斯特坡耕地（长期耕作）和退耕地（自然恢复）表层（0—15 cm）土壤有机碳（SOC）的空间变异特征,以期探究退耕恢复20a后SOC的空间异质性及其主要影响因素的变化。结果表明退耕地SOC含量（75.5 g/kg）显著高于坡耕地（15.1 g/kg）,为坡耕地的5.0倍,说明自然恢复能显著提高SOC累积量;半变异函数分析结果表明退耕地基台值（521.7）为坡耕地（25.7）的14.9倍,说明退耕地SOC空间异质性远大于坡耕地。坡耕地和退耕地SOC的主要影响因子存在较大差异,土地覆盖类型、坡位、岩石出露率以及三者的交互作用显著控制着坡耕地SOC的空间格局,其贡献率分别为9.1%、6.3%、4.6%以及17.0%;土壤水分、坡度、岩石出露率以及三者的交互作用显著控制退耕地SOC的空间格局,其贡献率分别为26.0%、10.7%、7.2%以及3.6%;尽管岩石出露率对坡耕地和退耕地SOC的空间格局均有显著影响,但坡耕地SOC的主要控制因子为土地覆盖类型以及各因子的交互作用,而退耕地的主要控制因子为土壤水分。以上研究表明随着植被恢复和物种多样性增加,喀斯特坡地SOC的累积量和空间异质性增强,自然因素对SOC空间格局影响凸显,而岩石出露率始终控制SOC空间格局。

毛竹林总初级生产力年际变化及其驱动因素——以安吉县为例1636-1644

摘要：森林生态系统碳通量的年际变化及其驱动因素分析是了解森林碳收支动态变化以及预测未来气候变化对森林碳收支影响的重要理论基础,对评估森林应对气候变化的贡献具有重要意义。结合MODIS叶面积指数（LAI）和归一化植被指数（NDVI）产品、MERRA气象数据和通量塔观测数据,采用光能利用率模型模拟2004—2011年安吉县毛竹林生态系统总初级生产力（GPP）空间分布,并分析GPP年际变化及其驱动因素。结果表明：（1）小年毛竹林GPP稍高于大年GPP;（2）2004—2011年安吉县毛竹林年日均GPP呈下降趋势,东部、西部和整个安吉县毛竹林年日均GPP变化速率分别为-0.064、-0.033和-0.045g C m-2W-1,年均温度持续下降是主要驱动因素;（3）LAI年际变化是GPP年际变化的主要驱动因素,主要原因是毛竹林大小年交替规律引起了有效LAI年际间差异;（4）西部GPP年际变化幅度大于东部,环境和生物因素对GPP年际变化的作用方向决定了毛竹林GPP年际变化的幅度。

不同生育期榆树净光合速率对生态因子和生理因子的响应1645-1651

摘要：利用Li-6400便携式光合作用系统,观测了内蒙古浑善达克沙地榆树（Ulmus pumila）的净光合速率（Pn）、上表皮气孔导度（Gs-u）、下表皮气孔导度（Gs-l）等生理因子及大气温度（Ta）、光合有效辐射（PAR）、大气二氧化碳浓度（Ca）和空气相对湿度（RH）等生态因子,应用相关分析、通径分析、决策系数分析及灰色关联分析,系统的研究了榆树Pn在不同生育期的日变化特征及其与生态因子和生理因子间的关系,为深入揭示其生理特征及浑善达克沙地榆树规范化种植提供理论依据。研究表明：1榆树Pn日变化在各生育期均呈双峰型曲线,表现出不同程度的光合＂午休＂。2榆树Pn在各生育期大小顺序为8月〉7月〉9月,其值分别为8.18、7.92μmol CO2m-2s-1和6.52μmol CO2m-2s-1。37、8、9月份PAR、Gs-u与榆树Pn呈显著正相关,且PAR的直接作用和决策系数均最大,Gs-u的直接作用大于其他因子的间接作用,且决策系数仅次于PAR,其他因子在各生育期也表现出对榆树Pn不同程度的影响。4不同生育期榆树对各生态因子和生理因子的响应有所不同,7月份Ta为Pn主要限制变量,8月份RH为Pn主要限制变量,9月份各因子均起增进作用。5不同生育期榆树Pn的变化主要受PAR和Gs-u的影响,但不存在简单的线性相关关系,是所有因子综合影响的结果。

锦鸡儿（Caragana sinica （Buchoz） Rehd）传粉生物学研究1652-1662

摘要：对唐家河国家自然保护区内锦鸡儿（Caragana sinica（Buchoz）Rehd）的花期、访问者、有效传粉者种类及行为、花蜜分泌节律和繁育系统等进行定点观察和实验处理。结果表明：锦鸡儿单花花期约5d,种群花期约20d。拥有以吸蜜为主的条蜂属（Anthophora）、熊蜂属（Bombus）和太阳鸟属（Aethopyga）3种传粉者功能群。综合访花频率和花粉落置数,茜条蜂（Pyganthophora rubricus Dours）和蓝喉太阳鸟（Aethopyga gouldiae）为主要有效传粉者,熊蜂（Bombus）为次要有效传粉者;蚂蚁（formicidae）和西方蜜蜂（Apis mellifera Linnaeus）为主要盗蜜者。套袋处理结果表明,花蜜分泌日变化中,最大花蜜量发生在16：00左右;花蜜随单花花期变化中,花蜜体积最大发生于单花第5天;分泌均呈递增趋势。花蜜分泌节律与访花频率呈正相关。繁育系统检测显示,花粉胚珠比为3779±320.92,柱头最适可授期在开花第2—3天;结合不同授粉处理表明：锦鸡儿自交不亲和,需要传粉者,为蜂媒兼鸟媒植物。

赣南稀土矿开发区生态环境遥感动态监测与评估1676-1685

摘要：稀土矿业的发展在促进区域经济发展的同时,也对生态环境带来影响。为研究江西赣南稀土矿产开发及其对生态环境的影响,采用SPOT1/2/5、Landsat7和ALOS等多源遥感数据,对该区域2000—2010年稀土矿开发进行遥感动态监测。采用面向对象的方法对研究区进行生态系统分类,同时结合回溯法可较好地减少伪变化,并可快速地提取稀土矿开采区的变化信息。通过分析发现赣南稀土矿开采集中分布在几个主要的乡镇,从2000年至2010年这10年间整体上呈增加的趋势,但前5年主要体现为扩张,后5年复垦的力度在加强。新增的稀土矿矿区在开发过程中破坏的生态系统类型主要为林地,而废弃稀土矿区通过治理后主要恢复成耕地。稀土矿开采对植被覆盖、生物量、土地退化以及景观的破碎化都有一定的影响。同时稀土矿开采可能引发水体流失、山体滑坡等环境问题和风险。

冬季南海南部微微型浮游植物分布及其影响因素1698-1710

摘要：于2011年11月28日至2012年1月12日调查了南海南部113°E断面（5—13°N）微微型浮游植物的空间分布,并分析了其分布与环境因子的关系。结果表明,调查海域原绿球藻,聚球藻和微微真核生物所有站位水柱丰度的均值分别为（1.71±0.47）×104、（1.50±0.72）×103和（1.30±0.50）×102个/m L,原绿球藻比聚球藻和微微型真核生物分别高1和2个数量级。原绿球藻主要分布在100m以浅,聚球藻主要分布在75m以浅且在25m丰度最高,而微微型真核生物主要分布在100m以浅,在25—75m内丰度最高,与叶绿素a浓度次表层最大值层相吻合。在9—11°N之间,原绿球藻和聚球藻最大值层上移且其最大值显著低于周围水体最大值;而在11—13°N之间,微微型真核生物出现次表层最大值,丰度明显高于周围水体最大值,这可能分别与调查期间采样区域中尺度冷涡上升流和中尺度暖涡下降流引起的水体运动有关。结果还显示,在深海寡营养站位,原绿球藻、聚球藻和微微型真核生物的碳生物量分别占微微型生物总碳生物量的（59.16±13.74）%、（23.86±10.83）%和（16.97±5.51）%,表明原绿球藻在光合微微型生物中占绝对优势。此外,相关性分析结果表明,聚球藻丰度与水体温度呈显著正相关,与盐度呈显著负相关;微微型真核生物与硝酸盐和磷酸盐浓度呈显著负相关。

环境因子对东海原甲藻生长及脲酶活性的影响1711-1718

摘要：以我国东南沿海大规模赤潮原因种东海原甲藻为实验材料,研究了环境因子对其生长及脲酶活性的调控作用。结果表明,东海原甲藻的适宜生长温度为20—25℃,而25℃下脲酶活性最高。在光强2μmol m-2s-1条件下细胞密度显著下降（P〈0.05）,但仍能维持较高的脲酶活性（9.405 fmol h-1个-1）。在盐度20—40范围内,东海原甲藻能够维持快速生长和较高的脲酶活性。氮源组成对东海原甲藻生长无显著影响,但对脲酶活性影响较大。具体而言,东海原甲藻脲酶活性与尿素浓度呈显著正相关关系,而无机氮源NH＋4和NO-3对其脲酶活性具有显著的抑制作用,在氮缺乏条件下脲酶活性明显增强。东海原甲藻脲酶活性对环境温度、光照、盐度和营养的响应特征可能是在长期进化中形成的生态适应策略,使其在无机氮源不足时得以转而利用有机氮源,从而在资源竞争中占据有利地位。