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生态学报杂志社
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《生态学报》是我国生态学及生态学各分支学科研究领域的综合性学术期刊,综合因子为:1.570,被北大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊收录。生态学报报道生态学领域最新的基础理论和原始创新性研究成果。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生态学会
  • 国际刊号:1000-0933
  • 国内刊号:11-2031/Q
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:82-7
  • 创刊时间:1981
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:2.191
  • 综合影响因子:1.963
相关期刊

生态学报 2016年第09期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

夜光藻有性繁殖研究进展

摘要:夜光藻是全球最主要的赤潮生物之一,也是我国近海常见的浮游甲藻。根据营养方式分为异养的红色夜光藻和混合营养的绿色夜光藻,前者广泛分布于温带和亚热带近岸水域,后者仅分布于热带西太平洋、阿拉伯海、阿曼湾和红海。夜光藻的生活史包括无性繁殖和有性繁殖过程。少部分营养细胞自发转变为配子母细胞,启动了有性繁殖。每个配子母细胞可形成大量配子,具有横沟、纵沟和2根鞭毛,形态与裸甲藻接近。配子两两融合形成合子,合子不经过休眠孢囊阶段直接发育成新的营养细胞。目前,对配子母细胞形成的调控机制、合子发育的影响因素的认识还存在分歧。研究发现,营养细胞经过一定次数的二分裂后都会转变为配子母细胞,而配子的存在能够中止此过程,使营养细胞继续进行二分裂。因此,有性繁殖可能通过产生新个体对种群增长做出贡献,还可能通过释放配子维持无性繁殖,进而促进种群增长。配子在相模湾水域全年都有分布,其丰度峰值与营养细胞丰度峰值同步或提前出现,配子的大量出现可能是赤潮形成的必要条件。对有性繁殖的研究佐证了夜光藻在甲藻的系统进化中处于较为古老的地位。此外,还简单介绍了研究夜光藻有性繁殖的主要方法,回顾了国内的夜光藻研究,并对相关研究进行了展望。
2451-2459

虚拟物种的基本原理及其在物种分布模型评估中的应用

摘要:物种分布模型是建立在物种出现或缺失数据的基础上,但可获得的真实分布数据存在着各种各样的缺点(如:物种识别错误、坐标错误、抽样偏差、数据缺失等),影响着物种分布模型的预测性能、稳定性及应用,因此使用物种真实分布数据评估物种分布模型将带来很大的不确定性。为避免这种不确定性,越来越多的研究使用虚拟物种来评价物种分布模型的性能,评估新方法的优劣。虚拟物种是一种建立在真实(或虚拟)地理信息系统下人工生命,是简化和抽象的物种,它通过模拟物种对环境变量的响应关系,评估物种在不同环境变量下的出现概率,人为地给出虚拟的物种分布数据。虚拟物种具有数据容易获得、数据质量可控、避免过度模拟等优势,目前它被广泛用于评估物种特性、抽样偏差、地理信息、出现/缺失标准等对物种分布模型性能的影响。虚拟物种是大尺度研究中不可或缺的重要工具,有利于解决真实数据未能解决的科学问题。常用的构成算法有求和法、求积法和综合法,但这些方法可能存在补偿效应,扩大了物种的分布范围。考虑到虚拟物种的不足,提出了未来虚拟物种可能的发展方向(避免过度脱离真实,完善虚拟物种的构成算法,构建虚拟的模式生物、群落及生态系统等)。为帮助研究者快速构建虚拟物种,基于R环境开发了一个虚拟物种构成软件包(SDMvspecies)。虚拟物种可以与真实物种相结合,通过改进模型的构成方法,有利于解决一些真实数据未能解决的问题;虚拟物种的应用也将导致一些新理论的产生,有利于更好地理解生态学原理。
2460-2470

转基因植物环境监测进展

摘要:近20年来,转基因植物的商业化应用规模越来越大,而转基因生物安全问题依然是转基因植物产业进一步发展的最主要制约因素。转基因植物在商业化应用之前虽然预先进行了风险评估,但是,包括环境监测在内的风险管理措施是确保转基因植物安全应用的必要手段。在转基因作物大规模应用近20年之后,其在靶标生物抗性、对生物多样性的影响、基因漂移、在生态系统中的长期存留等方面产生的环境风险已经渐渐显现出来,表明风险评估无法为转基因植物应用提供足够的安全保障,还必须通过开展系统而长期的环境监测,明确转基因植物在生产应用后的实际环境影响。联合国环境规划署和欧盟等已经制定了转基因植物环境监测的法规和技术指南,一些国家实施了系统的转基因植物环境监测。对转基因植物所产生的环境风险以及环境监测应包括的内容进行了综述。
2490-2496
生态学报杂志研究论文

卵胎生入侵种食蚊鱼的两性异形和雌性繁殖输出

摘要:检测了卵胎生入侵种食蚊鱼(Gambusia affinis)繁殖期个体大小和形态特征的两性异形以及雌性繁殖输出。结果表明,繁殖期,雌性个体的数量显著大于雄性个体,雌性个体的体长显著大于雄性个体,食蚊鱼属于偏向雌性的两性异形。以体长为协变量的One-way ANCOVA及后续的Tukey's检验显示,特定体长食蚊鱼的雌性个体的头宽、眼间距、体宽和体重均显著大于雄性个体;头长和尾鳍长的两性间差异不显著。6个形态特征变量的主成分分析(Eigenvalue≥1)发现,前2个主成分共解释65.1%的变异。头宽、眼间距、体宽和体重在第一主成分有较高的正负载系数(解释45.4%变异),头长在第二主成分有较高的负负载系数(解释19.7%变异)。食蚊鱼的繁殖输出与母体个体大小的线性回归显示,窝仔数和窝仔重均与母体体长、体重呈显著的正相关;食蚊鱼的繁殖输出与母体局部特征的线性回归显示,窝仔数和窝仔重均与母体头宽、眼间距和体宽呈显著的正相关。窝仔数与后代个体的平均体长呈显著的正相关、与后代个体的平均体重相关不显著,后代个体大小与数量不发生权衡。食蚊鱼繁殖期的性别比例、个体大小和局部形态特征的两性异形受生育力选择、性选择、生态位分化、食物竞争等多种选择压力的作用,也有利于该物种种群扩张和快速入侵。
2497-2504

三峡三期蓄水后长江口海域浮游动物群落特征及影响因子

摘要:根据2010年8月、11月以及2011年5月3个航次、各次24个监测点的调查数据,分析了三峡工程三期蓄水后一个水文年内长江口浮游动物优势种、湿重生物量及丰度的变化,并用BIOENV筛选出影响浮游动物分布的关键环境因子。结果表明:长江口浮游动物春季绝对优势种为夜光虫(Noctiluca scientillans)与中华哲水蚤(Calanus sinicus),夏季绝对优势种为太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica steuer),秋季绝对优势种为针刺拟哲水蚤(Paracalanus aculeatus);浮游动物湿重生物量夏季(970.6 mg/m^3)〉秋季(613.8 mg/m^3)〉春季(571.5 mg/m^3),丰度夏季(783.5个/m^3)〉春季(691.3个/m^3)〉秋季(399.5个/m^3);影响浮游动物分布的关键环境因子为底层盐度、底层温度及底层硅酸盐。
2505-2512

基于红外相机技术的白冠长尾雉集群行为研究

摘要:白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)生性机警,行为隐蔽,在野外研究其集群行为较为困难。红外相机技术为解决这一问题提供了有益的工具。为研究白冠长尾雉集群行为及其地理变异,采用红外相机技术在湖北广水平靖关村和河南董寨自然保护区两个地点对其集群行为进行了调查。依据前期无线电遥测的结果,在两个研究地点分别设置了1 km×1 km的样地,在样地中分别放置了25台红外相机进行监测,野外累计放置了12412个相机日,获得视频24374段,其中有白冠长尾雉的视频有1361段。以有集群行为的独立视频数量(m)与独立视频数量(M)的比表示集群率,以拍摄到的白冠长尾雉个体数量(n)与有集群行为的独立视频数量(m)的比代表集群强度。结果表明,平靖关和董寨两地均是数量为2只的群体占比最大,在平靖关和董寨分别占68.23%、72.79%,Pearson卡方检验的结果表明群体大小在两地之间无显著差异(Pearson χ^2=6.522,df=5,P=0.259),而集群方式在两地之间则差异显著(Pearson χ^2=46.415,df=4,P〈0.001),两地均以单性集群为主要集群方式。单因素方差分析结果表明,集群率在季节间差异不明显。Neu方法分析发现,在平靖关,白冠长尾雉对灌丛和竹林显著偏好,对针阔混交林、杉木林和乔灌丛显著回避;而在董寨,其对针阔混交林和针叶林明显偏好,对杉木林和阔叶林明显回避。
2513-2520

完达山东部林区生境特征对东北林蛙产卵的影响

摘要:在研究人员逐渐将研究的焦点集中在栖息生境破碎化和生境丧失对在池塘繁育的两栖动物的影响方面。至今,许多研究已经评估了在多个空间尺度下生境因子对两栖类动物繁育池选择的影响。由于在1个繁育池内1只林蛙只产1团卵,因此利用繁育池内蛙卵团数与生境因子之间存在的内在联系建立生境选择函数模型,探究林蛙繁育期不同生境因子对东北林蛙种群大小的影响。从2012年到2014年5月初至7月末的东北林蛙繁育期,在完达山东部五泡林场,共调查了105个水池,93.33%的池塘中发现了林蛙卵团。在繁育池微生境尺度水平,广义可加模型分析表明,繁育池面积对东北林蛙卵团数产生积极影响,对林蛙卵团数的贡献为0.17;但林木郁闭度和繁育池水表面杂物盖度对林蛙卵团数产生负面影响,对林蛙卵团数贡献分别为-0.30和-0.43。在繁育池周围5km景观尺度水平,森林面积对蛙卵数产生积极影响,对GAM预测模型的贡献为17.99;公路干扰对蛙卵团数产生负面影响,随着距公路距离增加,林蛙卵团数增加,对GAM预测模型的贡献为1.40。研究结果表明,虽然在繁育池微生境尺度水平预测模型包含的变量较景观尺度水平预测模型包含的变量多,但两个模型对于预测林蛙个体产卵团数均有效。因此,可以认为,保护林蛙种群生存和繁育,需要优先保护面积为4—150 m^2,池内水表面有一定杂物覆盖(0—14%),林木郁闭度较小(约10%),森林覆盖率高,距公路较远的区域。
2521-2527

悉生培养微缩体系食细菌线虫提高土壤激素含量的机制

摘要:研究土壤食细菌线虫与细菌的相互作用及其生态功能是土壤生态学的核心内容之一。食细菌线虫取食细菌可以促进土壤中氮素的矿化,提高氮素养分的供给,改善土壤的营养条件,从而促进植物的生长发育。土壤食细菌线虫促进植物根系生长的"养分作用机制"已得到确认,而"激素作用机制"还存在争议。从供试土壤中筛选获得一株高效产IAA细菌和两种不同cp值的食细菌线虫,通过设置简化的悉生培养系统,对这两种土著食细菌线虫与土著产IAA细菌之间的相互作用,及其对土壤中IAA含量变化的影响进行研究。结果表明:两种食细菌线虫的取食均能促进细菌数量和活性的增强,食细菌线虫与产IAA细菌相互作用也能显著增加土壤中IAA的含量;这些促进作用受到接种食细菌线虫的种类以及培养时间的影响:在培养第10天和第20天时,接种cp值为1的中杆属食细菌线虫显著增加了产IAA细菌的数量;在培养第10天和第30天时,相比较接种cp值为2的头叶属食细菌线虫,接种中杆属食细菌线虫显著提高了土壤中IAA的含量。
2528-2536

重金属Zn^2+胁迫下麦长管蚜的取食行为

摘要:为了探索重金属锌长期胁迫对麦长管蚜(Sitobion avenae)取食行为的变化影响,在模拟自然的实验室条件下,用不同浓度Zn^2+溶液浇灌土壤,通过土壤-小麦-蚜虫体系连续处理麦长管蚜15代,用EPG(刺探电位技术)对第1、5、10、15代成蚜的取食行为进行了监测。结果表明,第1代和第5代时,200 mg/kg的Zn^2+处理后np波和C波的总持续时间和数量显著低于对照,800mg/kg的Zn^2+使其显著增加。到第15代,高剂量的Zn^2+处理后np波和C波的总持续时间和数量均显著高于对照。涉及分泌唾液的E1波持续时间及涉及被动取食营养的E2波出现次数并未受到低剂量Zn^2+的显著影响,但高剂量的Zn^2+处理后单独E1波、伴随稳定E2的E1波总持续时间及E2波的数量均显著降低。麦长管蚜的取食行为会受到重金属锌的影响并且会在高剂量Zn^2+的胁迫条件下产生积累效应,而低剂量的Zn^2+则促进麦长管蚜对小麦的取食行为。针对重金属而言,此效应发生改变的关键浓度为400 mg/kg,蚜虫取食行为发生改变的关键世代为第5代和第10代。
2537-2543

传粉网络非对称特化的地理模式

摘要:植物与传粉者间相互作用,构成了复杂的传粉网络。非对称特化是共生互作网络中的有趣现象和基本特点,也被认为是植物-传粉者互作网络的结构特征之一。根据文献总结分析了植物-传粉者互作网络非对称特化的重要名词术语,并采用线性回归法深入分析了植物-传粉者互作网络的地理变异模式,以及植物生活型和网络大小等传粉网络特征对非对称程度的影响。结果表明:传粉网络大小与网络的交互作用间呈线性正相关关系,并随总物种丰度呈指数增长。25个传粉网络的线性回归斜率(Lβ)变异范围在0.002至0.031间,且斜率值随植物丰度(P)、传粉者丰度(A)、总物种丰度(R)、交互作用(I)及网络大小(M)上升而降低。海拔高度对传粉网络非对称性有一定影响效果,而纬度的变化并不显著影响传粉网络非对称性。草本植物、灌木及乔木植物与其传粉者之间的相关系数分别为-0.197,-0.026和0.200,表明草本物种比乔木物种非对称性更强。
2544-2551

中国主要农作物种植农药施用温室气体排放估算

摘要:过去30年来我国农作物的播种面积并未产生太大变化,但病虫害的发生和防治次数却不断增加。根据6种中国主要农作物的病虫害发生情况,收集了相应的农药用量及其制造的温室气体排放量数据,估算了中国主要农作物在种植过程中,因对病虫害使用杀虫剂和杀菌剂而产生的温室气体排放量现状。结果表明,我国主要农作物小麦、水稻、玉米、马铃薯、油菜和棉花的每公顷病虫害防治时使用农药所产生的温室气体排放量分别是9.19(1.86—23.24)、20.54(2.03—50.95)、10.38(3.45—19.32)、5.91(2.15—18.34)、10.84(8.10—13.62)、19.51(5.11—49.01)kg CE hm^-2a^-1,即水稻和棉花最高;但论单产农药温室气体排放量,则油菜和棉花远高于其余4种粮食作物。每年小麦、水稻、玉米、马铃薯、油菜和棉花的病虫害防治使用农药所产生的总温室气体排放量分别是220.8(44.7—558.4)、606.7(60.0—1505.1)、336.4(112.0—606.3)、30.9(11.2—96.0)、79.5(59.4—99.8)、96.4(25.2—242.2)Gg CE,总计1.37(0.31—3.13)Tg CE。将以上6种作物的病虫害防治情况外推到全国农作物,则我国一年因为农作物病虫害防治而产生的温室气体排放量为2.13(0.48—4.85)Tg CE。另外由于缺乏草害面次数据而没有包括除草剂本分,所以以上数字仍是低估。病虫害防治由于作物本身、防治对象、防治方法以及药剂用量的固有差异,导致农作物病虫害防治的温室气体排放量计算结果存在着较大的不确定性,目前基于自下而上农户调查的估算方法无法克服这些问题,更精确的估算需要自上而下的企业级调查数据。
2560-2569

黄土旱塬区免耕玉米田土壤呼吸对降雨的响应

摘要:在多年定位试验的基础上,采用LI-8150-16多通道土壤碳通量测量系统对传统耕作和免耕处理下玉米田的土壤呼吸进行了连续观测,以探讨不同耕作措施处理下土壤呼吸对降雨的响应。结果表明:降雨发生瞬间,土壤呼吸受应激反应影响迅速降低,传统耕作和免耕处理下分别较降雨前降低62.9%—92.9%和35.8%—56.9%;降雨后,传统耕作和免耕处理土壤呼吸的降幅范围分别为31.5%—89.2%和15.7%—59.9%;土壤体积含水量接近于18%时,传统耕作下土壤呼吸比免耕下高51.8%,当土壤体积含水量高于30%时,传统耕作下土壤呼吸比免耕处理下低43.0%,表明传统耕作土壤呼吸更易受土壤水分的影响,波动幅度大;传统耕作处理下土壤呼吸随土壤温度的升高而增大,免耕处理下土壤呼吸随土壤温度的升高变化不明显;土壤体积含水量较小(〈20%)时,不同耕作处理下土壤呼吸均随土壤含水量增加而增加,含水量较高(〉30%)时则均随土壤含水量的升高而减小,两种情况下均为免耕处理的变化速率更大;双因子线性模型可较好地描述玉米田土壤呼吸对温度和水分变化的响应。
2570-2577

植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响

摘要:土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P〈0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P〉0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。
2578-2587

大豆主要株型和产量指标对大气CO_2和温度升高的响应

摘要:针对当前气候变暖和大气CO2浓度升高同步发生现实,以高光效大豆品种黑农41(HN41)和3个常规对照品种周豆16号(ZD16)、中豆35号(ZD35)和桂黄豆2号(GHD2)为研究对象,通过开顶式气室模拟高CO2浓度(650μL/L)和温度升高(±0.5—0.6℃)研究了大气CO2和温度升高对大豆的生长发育与产量影响。结果表明,CO2浓度升高对株高、茎粗、单株干重和单株籽粒重影响极显著;温度、CO2与品种互作极显著地影响单株籽粒重。CO2浓度升高有增加大豆株高、茎粗、干重和单株籽粒重的趋势,且高温下CO2浓度升高对株高和茎粗的促进作用更大,而正常温度水平下高CO2浓度升高更有利于干物质积累。与对照CO2浓度比,高CO2浓度显著促进了高温下HN41、ZD16和GHD2的株高,并显著提高了正常温度下HN41、ZD16、ZD35和GHD2的单株干重。与正常温度相比,高温仅显著提高了高CO2处理下HN41的茎粗,并显著提高了对照CO2处理下HN41的单株籽粒重。此外,同一CO2浓度和温度处理下,高光效大豆HN41的茎粗、根冠比和单株籽粒重等都显著高于ZD16、ZD35和GHD2;而仅在正常温度与高CO2浓度处理下HN41的单株干重显著高于ZD16和GHD2。CO2浓度和温度升高显著影响了高光效大豆的生长,其中,高温下CO2浓度升高有利于其生长势,正常温度下CO2浓度升高有利于其光合产物积累。
2597-2606

刨花楠不同相对生长速率下林木叶片碳氮磷的适应特征

摘要:分别对9年生与13年生刨花楠林木叶片氮磷养分之间关系及林木生物量相对生长速率与叶片碳氮磷化学计量比关系进行分析,探讨不同相对生长速率下的林木叶片N、P养分适应特征,并检验相对生长速率假说理论对刨花楠树种的适应性。结果表明:两种年龄刨花楠林木生物量相对生长速率、叶片C、N、P含量及其计量比值均存在显著差异;同一年龄的林木叶片N、P之间存在显著相关性,二者具有协同相关性;9年生林木叶片P含量及C∶P、N∶P与生物量相对生长速率呈二次曲线相关,而13年生林木叶片N、P含量及C∶N、C∶P、N∶P则与生物量相对生长速率均呈线性相关。研究表明,在能满足植物生长所需养分供给的土壤环境中,叶片N、P含量与林木相对生长速率间呈线性正相关,但当土壤中养分供应满足不了植物高速生长时,植物则会对有限的养分资源进行适应性调整。
2607-2613

平潭岛典型海岸草丛沙堆植物群落水势日变化特征及其影响因素

摘要:水势是反映植物受到环境胁迫的重要指标之一,可用来确定其受胁迫的程度和适应能力大小。以福建省平潭岛海岸典型沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)形成的草丛沙堆为研究对象,选取晴朗无云的天气,采用PSYPRO水势测量系统对其植物叶、茎水势及其所形成的沙堆土壤水势进行测定,同时采用HUMIPORT10手持式温湿度计对当日的气象要素进行同步观测。结果表明:(1)老鼠艻的叶水势呈现出与早晚高午间低相反的反梯度现象,叶、茎水势的日变化均表现为"M"型变化趋势,除18:00后,其它时间均表现为叶片水势下降、茎干水势上升,并且发现叶、茎水势的变化趋势存在位相后移现象;(2)老鼠艻的叶、茎水势在10:00时差异达到最大的0.65MPa,且茎水势高于叶水势,在14:00左右,植物茎水势出现低于叶水势的反常现象,在18:00时叶、茎水势趋于相同;(3)除表层30cm外,其它层土壤水势日变化特征总体表现为从早晨开始下降,14:00达到最低,但总体变化不明显;(4)随着深度增加,草丛沙堆土壤水势呈现为依次增加的趋势,但80cm以下土壤水势变化不显著(P〉0.1);(5)叶水势与大气水势具有较好的相关性,且变化显著(P〈0.1),与茎水势及浅层土壤水势有一定相关性,但变化不显著(P〉0.1),与50cm以下土壤水势均无相关性。
2614-2619

长白山原始林红松径向生长及林分碳汇潜力

摘要:长白山地处温带针阔混交林的中心地带,其植物生长对气候变化反映较为敏感。运用树木年代学的基本原理与方法,以该区保存完好的地带性顶级群落阔叶红松林为研究对象,探讨了红松(Pinus koraiensis)径向生长对气候变化的响应,以期揭示全球气候变化对阔叶红松林及红松树木生长的影响。以长白山自然保护区北坡为研究地点,建立红松树轮年表,计算年均生物量生长量,与逐月各气候因子进行相关和响应函数分析,以期揭示红松径向生长与气候变化的关系。同时利用多元逐步回归分析方法分别建立了红松树轮指数、年均生物量生长量与主要气候因子的模拟回归方程。主要结论如下:(1)长白山红松年表特征分析表明其生长对气候变化敏感,适用于进行树轮气候学分析;(2)红松径向生长受当年生长季前期温度影响较大;(3)温度是限制红松径向生长的主要因子,气候变暖将促进红松的径向生长;(4)目前林分单位面积地上生物量为310.88t/hm^2,单位面积林分生物量生长量约为5.077t hm^-2a^-1,即每公顷每年固碳约2.539t,表明该地区老龄阔叶红松林仍具有较强的固碳能力。
2626-2636

飞播马尾松林土壤有机碳空间分布及其影响因子

摘要:以飞播马尾松林为研究对象,通过典型样地调查和样品测定,采用简单相关分析和增强回归树分析(Boosted regression tree analysis:BRT)相结合的方法分析地形、林分、土壤以及林下植被条件对飞播马尾松林土壤有机碳的影响。结果表明:飞播马尾松林0—10 cm、10—20 cm土层有机碳含量的平均值分别为10.22 g/kg和6.64 g/kg,土壤有机碳含量随土层的加深而降低,两土层有机碳含量的变异系数分别为59.5%和60.1%,均属于中等程度变异。土壤有机碳含量主要受土壤条件的影响,其次为林分条件、地形条件和林下植被条件,土壤、林分、地形和林下植被条件对0—10 cm土层有机碳含量的相对影响力分别为63.4%,19.3%,10.9%和6.4%,对10—20 cm土层的相对影响力分别为60.4%,21.9%,10.6%和7.1%。全氮和全磷是影响土壤有机碳含量的主要因子,对0—10 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全氮,其相对影响力为40.2%,对10—20 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全磷,相对影响力为31.2%;全氮、全磷和平均胸径与两土层有机碳含量均呈显著正相关,林分密度和土壤容重与0—10 cm土层有机碳含量呈显著负相关,坡向与0—10 cm土层有机碳含量则表现为越向阳坡有机碳含量越高的规律,其他影响因子与土壤有机碳的相关性不显著。
2637-2645

塔里木河中游水文影响下的胡杨种群格局动态

摘要:在利用环境同位素技术与多年径流量数据分析塔里木河中游的水文过程基础上,采用聚集度指标与种群结构动态量化法,研究了水文条件变化下胡杨种群结构特征与时空格局动态,预测了胡杨种群未来发展趋势。结果表明:(1)自1998年以来,中游年径流耗损量逐年减少,依靠地表水补给的地下水日益匮乏,具体表现为地下水埋深呈直线下滑趋势,这导致堤防外植被生长所需的生态用水日益紧缺。(2)在分布格局上,胡杨种群借助集群分布的格局抵抗恶劣的生态环境,其聚集强度随个体发育不断减弱,并有向随机分布发展的趋势;在种群结构上,胡杨种群除2003年为稳定型,其他年份下均属衰退型,表现出结构老龄化且长期衰退的特征。(3)2002年中游水量最为充沛,由于生态对环境变化的迟滞性特征使2003年地下水位抬升,导致胡杨种群变为稳定型,且聚集强度最大,种群增长趋势最强。种群动态指数与地下水埋深的回归模型显示,随地下水埋深的下降,种群增长趋势降低,验证了胡杨种群对水文变化的响应。(4)种群动态预测表明,未来2a,仅幼树数量呈增加趋势,其余径级均为减少趋势;未来5年a大树(或老树)数量将大幅减少。可见,地表水与地下水的逐年减少影响了胡杨种群的分布格局,阻碍了种群的更新发育,水文条件是影响中游胡杨生态特征的直接因素。
2646-2655

基于小波变换的卧龙国家级自然保护区植被时空变化分析

摘要:提出一种基于小波变换从长时间序列、大范围遥感数据中快速、自动化检测植被动态变化的方法。以MODIS 500m空间分辨率,16d合成的NDVI数据为数据源,对受到2008年5月12日汶川地震严重影响的卧龙国家级自然保护区内2003年至2012年的植被动态变化进行时空分析,为保护生态多样性及生态系统的稳定性提供依据。研究表明:1)地震后保护区内植被指数减少的面积大范围增加,且波动较震前更为明显,统计分析结果能够更为直观地反映地震及其次生灾害等极端现象对该地区植被的破坏程度;2)保护区内植被指数极值变化多发生在夏季或秋季,较低海拔地区极值变化多发生在夏季,而在高海拔地区则多发生在秋季;3)在大熊猫最适宜栖息的区域(2600—2800m)植被指数极值减少量大于0.4的范围大于增加量大于0.4的范围,反映出植被在震后的恢复状况并没达到理想的水平。同时发现在该海拔区域范围内植被指数减少的面积在春夏两季较大,表明在该时间段卧龙地区大熊猫最适宜生存区域的植被情况较为不稳定,需更为关注其动态,采取适当的保护措施。
2656-2668

黄龙山天然次生林辽东栎种群空间格局

摘要:种群的空间分布格局是研究种群特征、种间相互作用以及种群与环境关系的重要手段。为更好地了解黄龙山天然次生林内辽东栎(Quercus wutaishanica)的种群特征,在该林区中油松(Pinus tabulaeformis)-辽东栎-白桦(Betula platyphylla)天然次生混交林和辽东栎天然次生纯林内分别选取并设立1块1 hm2的样地。根据样地调查规范对两块样地中的乔木进行空间定位并进行每木调查。研究参照静态生命表,采用径阶替代年龄的方法,将辽东栎种群不同生长阶段的分段问题转换为根据胸径(DBH)的大小划分生长阶段。研究中将辽东栎划分为4个不同生长阶段:幼龄阶段A,3 cm≤DBH〈10 cm;中龄阶段B,10 cm≤DBH〈20 cm;近熟龄阶段C,20 cm≤DBH〈30 cm;成过熟龄阶段D,DBH≥30 cm。利用O-ring统计分析方法的手段,分析2块样地中辽东栎的种群空间分布格局。本次研究分别采用单变量、双变量分析方法分析各生长阶段的空间格局、不同生长阶段间相互关联性。结果表明:(1)辽东栎种群在两块样地内的径级结构均符合倒"J"型,从径级分布角度说明两块样地的天然更新状况都良好;(2)辽东栎的空间分布格局与尺度有密切关系,两块样地在大、中尺度水平上基本表现为随机分布,但是在较小尺度上均表现为聚集分布,在样地Ⅰ中0—6 m尺度上尤为突出;(3)同一样地内各生长阶段的空间分布格局不同,幼龄个体在小尺度均表现为聚集分布,在样地Ⅱ中0—11 m尺度上尤为突出;(4)样地中不同生长阶段间相互关联性也不尽相同,样地Ⅰ中各生长阶段间关联性均不明显;样地Ⅱ中,幼龄的个体与中龄的个体间在小尺度上表现出显著的正相关性,而与近熟个体和成、过熟个体在小尺度上表现为明显的负相关性。在2—5 m尺度上,中龄个体与成过熟个体也表现出一定的负相关性。辽东栎种群是黄龙山天�
2677-2685

青藏高原不同生境下湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)个体大小依赖的繁殖分配

摘要:植物对资源的投资和分配是生态学中的重要问题,它反映了植物应对环境变化时的生活史策略。选择青藏高原东缘同一海拔下的嵩草草甸(Kobresia sp.meadow)、金露梅灌丛(Potentilla fruticosa shrub meadow)以及草甸-灌丛交错带3种生境类型,并以3种生境下的湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)为对象,研究了其繁殖分配特征。结果发现:(1)在种群水平上,在生境从草甸经交错带到灌丛的变化中,湿生扁蕾个体大小和繁殖分配比例逐渐增加;3个种群湿生扁蕾的总花数目没有显著差异,但草甸生境湿生扁蕾的蕾期花数目显著高于灌丛生境,而果期花数目则显著低于灌丛生境;(2)在个体水平上,湿生扁蕾的繁殖绝对投入与个体大小显著正相关,且各种群植株都存在繁殖所需的个体大小阈值,而繁殖阈值在生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;湿生扁蕾的繁殖相对投入与个体大小负相关,但相关系数随着生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;各种群花数目与湿生扁蕾植株个体大小显著正相关。研究表明,湿生扁蕾的繁殖投资存在大小依赖效应,但生境差异会对其繁殖投资和生活史策略造成显著影响,而这种影响主要是由不同生境下自然条件的不同造成的。同时,资源分配也与湿生扁蕾的遗传特性和延迟自交的繁育系统特征有关。湿生扁蕾这种不同生境下个体大小依赖的繁殖投资差异是湿生扁蕾与其生境长期适应和进化(生境选择)的结果。
2686-2694

天山林区6种优势种灌木林生物量比较及估测模型

摘要:采用平均标准木收获法测定了天山东、中、西部林区6种优势种灌木,多刺蔷薇(Rosa spinosissima L.)、黑果小檗(Berberis heteropoda Schrenk.)、刚毛忍冬(Lonicera hispida Pall.)、天山绣线菊(Spiraea.tianschanica Pojark.)、新疆方枝柏(Juniperus pseudosabina Fisch.et Mey.)和黑果栒子(Cotoneaster melanocarpus Lodd.)的地上和地下生物量并构建基于D^2H变量的个体生物量模型。结果表明:(1)天山西部林区灌木林的总生物量大于中部和东部的;(2)6种灌木的平均生物量大小排序为刚毛忍冬〉黑果栒子〉黑果小檗〉新疆方枝柏〉天山绣线菊〉多刺蔷薇;(3)6种灌木的生物量贡献主要源于根和枝生物量,不同器官生物量的大小排序根〉枝〉叶;6种灌木叶生物量的大小与枝的生物量之间呈极显著相关(P〈0.01);(4)以D2H为自变量建立6种灌木不同器官及个体生物量估测模型24个,除黑果小檗和新疆方枝柏叶生物量模型达到显著水平(P〈0.05),其他各组成生物量模型均达到极显著水平(P〈0.01),模型模拟结果达到了较高的准确度,可用于推算灌木生物量。研究结果可为定量评估天山森林生态系统的固碳功能提供数据支撑,也可为深入开展森林生态系统服务功能评价提供依据。
2695-2704

黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统健康评价

摘要:研究目的是对黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统的健康状况进行评价。按照层次分析法的思想,从环境、植物群落和植物生理生化特征等3个方面构建评价指标体系。在专家意见的基础上,确定各个指标的权重,计算生态系统健康指数。通过与自然芦苇湿地对比,对人工恢复芦苇湿地的健康状况进行评价。结果显示:人工恢复芦苇湿地的土壤有机质、全氮和全盐含量、群落盖度、密度和地上生物量等指标显著低于自然芦苇湿地,地表水电导率、叶片的APX、DHAR、MDHAR等酶的活性显著高于自然芦苇湿地,其生态系统健康指数低于自然芦苇湿地。这说明在短时间内,人工恢复芦苇湿地的健康状况和自然芦苇湿地还存在一定差距。恢复时间对生态系统健康评价有重要影响,长时间尺度上监测数据的积累是全面、深入了解生态系统、评价生态系统健康状况所必需的。
2705-2714

植被重建对露天煤矿排土场土壤酶活性的影响

摘要:植被重建是露天煤矿排土场生态恢复的关键措施,深入了解植被建设对土壤酶活性的影响,对于合理选择适宜于矿区生态恢复的人工植被和加速矿区土壤生态恢复具有重要意义。通过野外调查采样和室内分析,研究了黑岱沟露天煤矿排土场植被重建和恢复对浅层(0—20 cm)土壤酶活性(包括3种氧化还原酶:过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶,4种水解酶:蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、纤维素酶)的影响。结果表明:相比未进行植被建设的新排土场裸地,植被重建显著改善了土壤酶活性和理化性质,建植18a后土壤酶活性可恢复到天然植被区的65%—76%,水解酶恢复速率(平均为86.9%)快于氧化还原酶(平均为42.7%),其中土壤磷酸酶恢复速率最快(平均为天然植被区的154.7%),其次为蔗糖酶(74.3%)、纤维素酶(59.9%)、脲酶(58.5%)、过氧化氢酶(52.1%)和脱氢酶(38.1%),多酚氧化酶恢复最慢(为37.8%)。植被恢复进程中,建植10a期土壤酶活性年均恢复速率最快(平均为6.0%/a),15a变缓(4.8%/a),18a迅速降低(3.2%/a)。同时植被配置类型对土壤酶活性影响显著,土壤酶活性与土壤主要理化因子具有较高的相关性。上述结果反映了植被重建能显著改善矿区排土场的土壤酶活性,植被恢复进程中水解酶恢复速率快于氧化还原酶,恢复初期快于后期,但土壤酶活性的恢复需要一个漫长的过程。
2715-2723

GI引导下的采煤塌陷地生态恢复优先级评价

摘要:生态恢复优先级评价是恢复生态学研究的热点之一,而退化生态系统被恢复为何种类型是确定生态恢复优先级的前提和重点。以徐州市为研究区,将城市绿色基础设施(GI)作为塌陷地生态恢复的目标,在GIS技术支撑下,从塌陷斑块恢复为GI的适宜性及其对维持GI景观连接度的重要性两个方面,综合评价了采煤塌陷地生态恢复优先级。研究结果表明,徐州市超过半数的采煤塌陷斑块具有较高的GI生态适宜性,相对集中在5个片区;各塌陷斑块维持景观连接度的重要性分布不均匀,贾汪片区中部及北部塌陷斑块对维持景观连接度的作用非常显著;二者叠加后各塌陷斑块的综合适宜度具有明显差异,将其划分为5个生态恢复优先等级,较高优先等级分布于贾汪片区中部、董庄片区北部、庞庄西片区中部,建议将其纳入城市绿色基础设施予以优先恢复并立法保护。
2724-2731

松花江流域沿江重点监控企业水环境潜在污染风险分析

摘要:为防控松花江流域水污染风险、优化流域内沿江产业带布局,分析了松花江流域沿江企业潜在污染风险的大小和分布,并揭示导致不同区域间水环境潜在污染风险空间差异的原因。基于《2012年废水国家重点监控企业名单》,本研究将沿松花江(到三级支流)1 km范围内的45家重点废水产生企业识别为松花江流域水环境潜在污染风险源。以沿江企业和重点区域的废水产生量与对应河段的水质状况表征水环境潜在污染风险源强弱与流域水体对潜在污染风险的缓冲能力,并以区域总人口数、第二产业产值及珍稀濒危物种分布情况反映流域社会-经济-自然复合生态系统对潜在污染风险的敏感程度开展评价。结果表明:牡丹江市辖区(牡丹江中游河段)因潜在污染风险源强、水体对潜在污染风险的缓冲能力低且自然生态系统对潜在污染风险的敏感程度高,是松花江流域受沿江企业产生的水环境潜在污染风险最严重的地区;长春市辖区(饮马河、伊通河部分河段)、伊春市辖区(汤旺河全部河段)与敦化市(海浪河全部河段、牡丹江部分河段)由于较低的水体缓冲能力和较高的生态系统敏感程度,应加强水环境潜在污染风险的防治;污染风险源强的吉林市辖区(西流松花江部分河段)与七台河市辖区(倭肯河部分河段),须提高本区域对潜在污染的风险管理能力以降低污染事故发生的可能性。最后,针对不同行业类型、区域潜在污染特点与水污染风险特征,从加快污水处理研究、评估污染治理经济手段、建立产业准入机制及完善污染防治立法等多方面提出流域水环境污染风险管控的相关建议。
2732-2739

不同斑块类型的景观指数粒度效应响应——以无锡市为例

摘要:斑块类型与景观格局粒度效应响应关系密切。以无锡市为研究区域,针对地区社会经济活动频繁、人为干扰强烈和生态脆弱等特性,以土地利用类型、热力等级和生态贡献为斑块类型划分依据,构建出对应的3种不同景观格局。在相同粒度变化情况下,选用了19个景观水平指数和Moran's I指数,分析了不同景观格局粒度效应的响应情况。结果表明,随粒度变粗:1)土地利用类型、热力等级和生态贡献斑块的部分景观指数响应曲线变化剧烈程度依次减弱;2)3类斑块的Moran's I指数均存在尺度效应。其中,土地利用类型和生态贡献斑块的Moran's I指数存在负相关,热力等级斑块没有。生态贡献斑块响应曲线在正相关区域内变化相对平缓,土地利用类型与热力等级斑块响应曲线变化趋势相反;3)指数反映的第一临界粒度基本一致,但景观指数响应曲线的临界现象更为明显。总体上,不同类型斑块在同一研究区构成的景观格局、指数响应曲线变化趋势和第一临界粒度都较为相似;斑块类型对景观指数粒度效应响应存在影响,但还有待深入探讨。
2740-2749

三峡库区蓄水前后农田生态系统服务与环境压力分析

摘要:农田生态系统是人类赖以生存的基础,重大工程影响下农田生态系统服务的响应与反馈对指导工程影响区的社会经济发展具有重要意义。基于三峡工程蓄水前后(2002,2011)的农业生产数据,评估了库区农田生态系统服务价值,并对其在蓄水前后的变化特征与环境压力进行了分析。结果表明:(1)三峡库区蓄水后,农田生态系统各项服务价值均增加,总价值增加了16.81%,增加部分主要为产品供给、休闲旅游和气体调节,相对于生产功能与生活功能,生态功能价值增加幅度较小;(2)总价值的变化是自然与包括三峡工程在内的人类活动综合影响的结果,其增加原因主要与常用耕地面积增加、种植结构调整、化肥农药施用强度增加,以及休闲旅游发展和科研投入加大有关,部分区县,尤其是常用耕地面积下降的区县,种植结构调整、化肥农药施用强度的增加起主导作用,按1990年不变价计算,库区蓄水淹没耕地损失的农田生态系统服务价值约为4.24亿元/a,其中产品供给价值1.37亿元/a;(3)化肥农药施用强度增加,化肥施用增产效益下降,是维持与提高库区农田生态系统产品供给服务所带来的环境压力,而农田生态系统服务除受到化肥农药施用强度增加对其自身的抑制外,还受到总人口增加与农业人口减少、耕地资源逐年减少和蓄水淹没高质量耕地的制约。
2750-2763
生态学报杂志学术信息与动态

可持续性科学研究热点及其知识基础——以Sustainability Science载文数据为例

摘要:以Sustainability Science 2006—2015年间刊载的论文为基础数据,应用Cite Space软件,采取文献共被引分析、关键词共现分析、突现词分析等方法对可持续性科学研究现状进行可视化分析。研究发现,Sustainability Science载文质量和国际影响力逐年上升;日、美、德、澳、加5国及东京大学、联合国大学、亚利桑那州立大学、茨城大学、京都大学、大阪大学、中国科学院等研究机构发文量位居前列,具有较强的研究实力。Komiyama H、Lang D J、Miller T R、Talwar S、Clark W S等是期刊载文引用较多的作者,显示了这些学者在可持续性科学领域的权威性。可持续性科学研究主要聚焦"可持续性"、"气候变化"、"概念框架"、"管治"、"脆弱性"、"适应性"、"恢复力"等热点问题。可持续性科学研究的知识基础主要包括"学科发展"、"跨学科研究"、"规划机制"、"灾害管控"、"信息管理"、"海岛环境"、"沿海脆弱性评估"、"土地利用"和"生态景观"等研究领域。
2764-2772

西方高温热浪研究述评

摘要:高温热浪不仅给自然生态系统造成不可逆转的冲击,也对人类经济社会与健康产生巨大的负面影响。西方学者历来重视高温热浪相关研究,并产生了丰硕的成果。首先梳理了西方高温热浪研究的脉络,即从指标测度上明析其内涵;从对比模拟角度分析其产生的机理;从空间格局上总结其分布与规律;从复合系统层面探讨其影响;从流行病学角度解析其对健康的危害。其次,指出了趋势判断、机理解析、影响评估、脆弱性评估、风险感知、适应分析等未来关注的矛盾与焦点。在此基础上,提出了西方高温热浪研究对中国的启示,包括:拓展典型区域的实证研究;关注脆弱群体与欠发达地区;重视健康尤其是心理健康的影响;注重研究领域拓展;尝试多学科视角融合等。
2773-2778

物种急剧丧失·生态严重超载·跨越“地球边界”·区域公平失衡·“一个地球”生活——《地球生命力报告2014》解读

摘要:2014年9月30日,世界自然基金会(WWF)、Zoological Society of London(ZSL)、Global Footprint Network、Water Footprint Network联合发布《地球生命力报告2014》,除了以前主要使用的地球生命力指数(Living Planet Index,LPI)、生态足迹(Ecological Footprint,EF)、水足迹(Water Footprint)等指标外,首次使用"地球边界"揭示地球面临的严峻挑战。报告显示:(1)LPI自1970年以来已下降52%,温带和热带地区分别下降36%、56%,陆生和海洋物种均下降39%,淡水物种减少76%;(2)1961年全球生态足迹76亿全球公顷(global hectare,ghm^2)、生物承载力99亿ghm^2、生态盈余23亿ghm^2,2010年全球生态足迹为181亿ghm^2、生物承载力120亿ghm^2、生态赤字61亿ghm^2,1961年碳足迹占人类总生态足迹的36%,2010年碳足迹占比为53%;(3)全球生产水足迹排名中,印度、美国、中国、巴西和俄罗斯以大量的绿水足迹位居前五名;全球200多个河流流域、26亿7千万人每年至少1个月严重缺水;(4)生物多样性丧失、气候变化和氮循环3个"地球边界"被打破,并且已经对人类健康及人类所需要的食物、水和能源产生明显影响;(5)高收入国家将生物多样性丧失及其影响转嫁给低收入国家,这是另一种资源进口方式;大多数高收入国家人均生态足迹均已超过地球上人均可获得的生物承载力,依靠进口其他国家的生物承载力弥补超载;低收入国家生态足迹最小,生态系统却遭受最大破坏,高收入国家较高的人类发展水平是以高生态足迹为代价。报告指出人类对生态系统和生态功能的过度索取,正在危害着人类未来的安康、经济、食物安全、社会稳定乃至生存,特别提到当前人类所作选择和所采取措施的重要性。确保有恢复力、健康的生态环境维持人类繁荣发展,比现在人口增长、资源消耗增加、气候变化和生态退化的警钟更具挑战性。整�
2779-2785