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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14期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

天然草地管理措施对植物病害的影响研究进展

摘要:放牧、围封、刈割和焚烧是天然草地管理的最主要方式,植物病害是草地生产力的主要限制因素之一,综合考虑生态和经济效益,探讨利用方式对天然草地植物病害的影响,进而采取合理的管理措施,有效降低草地病害危害、提高草地生产力和生态服务功能。分析了放牧、围封和焚烧等草原管理措施对植物病害的影响。放牧对草地植物病害的发生有双重影响,对多数病害而言,放牧可清除草地植被中的病株,减少初侵染源而降低植物病害的发生;但对物理传播的病害,放牧通过家畜传播病原侵染植物,导致病害大面积发生。刈割阻止真菌的进一步侵入与定殖,从而减少草地病害的发生机会;另一方面,刈割形成有利于病原真菌孢子传播的条件,病原真菌通过刈割工具传播到刈割造成的叶片伤口上,为侵入植物体内提供了方便。草地围封增加了植物物种的多度同时降低植物多样性,有利于病害发生。冬末春初植被返青前,焚烧草地可清除枯枝落叶,减少越冬的病原物,降低病害的发生。同时对该领域的研究进行了展望,对今后研究提出了建议。
4211-4220

城市菌根真菌多样性、变化机制及功能应用

摘要:菌根真菌能够与大多数陆生植物的根系形成菌根共生体,具有改善宿主植物矿质营养、增强抗逆性、改良土壤结构等重要生态功能。城市化过程中气候、土壤、植被、土地利用等因素的改变,对菌根真菌的多样性产生了直接或间接的影响。目前城市菌根真菌的研究多侧重对其空间分布及群落组成的简单描述,缺乏针对城市典型生态现象及生态问题系统性的探讨。分别从城市菌根真菌的多样性变化、影响机制及功能应用等3方面进行了综述,全面揭示城市菌根真菌的研究现状及研究的复杂性,发现当前研究存在多样性评估简单化、研究层次单一化、内在机制现象化及功能应用停滞化等问题,认为今后应建立更为系统、综合、标准的研究体系以深刻而准确地认识与理解城市化对菌根真菌多样性的影响,为城市微生物资源的保存及绿地系统维持提供理论依据。
4221-4232

丛枝茵根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控

摘要:近几年随着有机农业的发展,丛枝菌根的作用受到特别关注。丛枝菌根是由植物根系与丛枝菌根真菌(AMF)形成的一种共生体。在植物-AMF-土壤系统中,AMF为植物提供N、P等营养的同时从根系得到所需的C。概述了植物-AMF-土壤系统中C、N、P等营养物质的交流以及AMF与土壤微生物的互作关系。丛枝菌根的形成可显著提高植物对P的吸收,且在高P条件下多余的P可储存于AMF中。AMF对土壤N循环的影响相当复杂,可能参与调控N循环的多个过程,如硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用等。在有机质丰富的土壤中AMF菌丝可快速扩增并吸收其中的N,主要供菌丝自身所需,只有一小部分传递给植物。AMF对土壤C库的影响尚存争议,可能存在时间尺度的差异。短期内可活化土壤C,而在长期尺度上可能有利于土壤C的储存。AMF能够通过改变土壤微生物群落结构而影响植物-土壤体系的物质交流。AMF与解磷菌、根瘤菌和放线菌的协同增效作用可促进土壤有机质的降解或增强其固氮能力;AMF对氨氧化菌的抑制作用可降低氨的氧化减少N2O的释放。AMF与外生共生真菌EMF共存时,表现出协同增效作用,但EMF的优先定殖会限制AMF的侵染。AMF不同类群之间则主要表现为竞争和拮抗关系。AMF与土壤微生物之间的互作关系受土壤无机环境的影响,在养分亏缺条件下微生物之间往往表现为竞争关系。因植物、AMF与土壤微生物之间存在复杂的互作关系,为此AMF并不总是表现出其对植物营养的促进作用。目前关于AMF的作用机理仍以假说为主,需要进一步的实验验证。在植物-AMF-土壤系统中N与C的交流和P与C的交流并未表现出一致性,对N、P循环相互关系的进一步探讨有助于深入理解植物-土壤体系中的养分循环。植物、AMF和土壤微生物的养分来源及其对养分的相对需求强度和吸收效
4233-4243

空气微生物群落解析方法:从培养到非培养

摘要:随着世界范围内流行性疾病以及我国空气雾霾事件的不断发生,空气生物性污染的研究开始受到高度重视,其研究方法也随着分子生物学技术的快速发展而不断更新,由早期以生化技术为基础的研究方法转变为以现代分子生物学技术为基础的研究方法。综述了空气微生物群落多样性解析方法从培养到非培养的发展过程,包括培养技术法、BIOLOG技术、生物标记法、基因指纹图谱技术、核酸杂交技术、实时荧光定量PCR、空气微生物宏基因组学及基因芯片技术,阐述了这些技术的基本原理,比较了各种技术的优缺点并重点介绍了它们在空气微生物群落多样性研究中的应用概况,最后展望了空气微生物学研究的发展方向。
4244-4253

大气CO2浓度和温度互作对水稻生长发育的影响

摘要:大气二氧化碳(CO2)浓度和温度的增加是全球气候变化的两个最主要特征。目前空气中的CO2浓度已从1800年的不到280μmol/mol上升到391μmol/mol,预测本世纪末最高将增至936μmol/mol。伴随CO2及其它温室气体增强的温室效应,相比1980-1999年,2100年之前全球地表平均气温将增高1.5-4.0℃。水稻是人类最重要的食物来源,为全球半数以上人口提供营养。在介绍CO2浓度和温度增高试验平台的基础上,系统总结了CO2浓度和气温这两个重要的环境因子特别是两者的交互互作对水稻影响的实验进展,内容包括光合作用、生育进程、分蘖发生、物质生产、籽粒产量、受精过程、碳氮代谢、稻米品质以及水稻/杂草竞争等方面。结果表明,作为光合作用的底物,大气CO2浓度增高对水稻生产力的直接影响通常是有益的;相反,气温升高及其与CO2的互作对水稻各生长过程的影响变异很大(从负到正),反映了处理因子(包括CO2-温度处理水平和时间)、供试品种及其生长条件之间复杂的交互作用。目前这一方向有限的认识多来自于封闭或半封闭气室的研究,未来研究的重点是利用稻田T-FACE(Temperature-Free Air CO2 Enrichment)技术结合气室试验展开更多更深入的学科交叉研究,研明CO2浓度与温度的交互作用对水稻关键生长过程的影响,并找出这些互作效应的生物学机制,增强人们对气候假定情景下水稻响应的预测能力,进而更加有效地制订出应对气候变化的适应策略。
4254-4265
生态学报杂志研究论文

中国天然林资源保护工程温室气体排放及净固碳能力

摘要:基于天然林资源保护工程(简称天保工程)一期(2000-2010年)营造林过程工程边界内碳排放和边界外碳泄漏的计算,分析了天保工程及各区域碳排放和碳泄漏年际变化及影响因素,对比了天保工程及各区域碳排放和碳泄漏的组成特征,研究了天保工程及各区域净固碳量的变化特征。结果表明:天保工程一期西北、中西部地区、南部地区、东北地区和天保工程的碳排放分别为0.89、1.47、0.09、2.45 TgC;碳泄漏分别为3.17、3.11、6.50、12.78 TgC。工程措施和碳排放强度的区域性差异导致各区域碳排放组成特征不同。造林及配套森林基础设施建设是西北、中西部地区和南部地区最大的工程措施碳排放;新造林及森林管护是东北地区最大的工程措施碳排放。相应地,各种物资消耗中,建材是西北、中西部地区和南部地区最大的物资碳排放;燃油是东北地区最大的物资碳排放。天保工程在工程边界内外引起的额外温室气体排放量达到15.23 TgC,抵消了工程固碳效益的9.82%;在西北、中西部地区、南部地区和东北地区的抵消作用分别为10.08%、8.16%和11.24%。天保工程一期净固碳量为139.77 TgC,年均净固碳量为12.71 TgC/a。因此,碳排放和碳泄漏对天保工程固碳的抵消较小,工程一期在我国温室气体减排和减缓全球气候变暖上做出了巨大贡献。避免工程基础设施的盲目建设和对工程进行合理规划是减少温室气体排放的可能途径。
4266-4278

区域生态系统健康动态评价——以毛集生态实验区为例

摘要:区域生态系统健康状况对区域可持续发展具有重要意义。基于“系统和谐”理念,构建区域生态系统健康评价体系,对毛集生态试验区生态系统及其4个子系统健康水平和演进趋势进行量化分析。结果表明:5年尺度上社会系统得分受人口健康水平及民众幸福感知强度制约而增幅不大;经济系统得分提高迅速,增幅达到149.5%,但负外部效应明显;自然系统健康水平先降低再增加,主要受湖泊生物多样性下降影响;风险系统得分先降低再增加,自然-经济-社会耦合系统发展失衡是导致风险水平激增的主要原因。区域生态系统健康各年评价结果均为亚健康隶属,正向隶属先增大后减小,环境负荷增大是造成区域生态系统弹性减弱,敏感性增强,发展活力降低的主要原因。
4279-4287

城市发展指数和生态足迹在直辖市可持续发展评估中的应用

摘要:综合应用城市发展指数(CDI)和生态足迹(EF)指标,分析各直辖市1978-2012年的可持续发展情况,衡量发展方式由资源消耗型向环境友好型转变的程度。研究表明:各直辖市的CDI不断增长,至2012年均达到80左右,基本处于同一层次水平,城市经济社会发展状况总体良好。EF的动态变化呈现阶段性发展的特点,各直辖市间也存在显著差异,除上海市,其他3个直辖市的EF呈现增长态势,至2012年,北京EF最高(2.60 hm^2/人),重庆最低(1.79 hm^2/人),是唯一一个低于全国平均EF的直辖市。综合分析CDI和EF,在相似的社会经济发展水平下,重庆市的资源消耗较低,可持续发展潜力较大;天津市一直处于资源消耗型发展中,亟待转型;近十年来,上海和北京的城市建设模式出现了一定转变,由以消耗环境资源为代价的发展模式转变为环境友好型的发展模式。
4288-4297

九寨沟景观游憩价值评估及空间分异

摘要:九寨沟作为国家级自然保护区、风景名胜区和世界自然遗产地,面临在有效保护自然资源的同时最大化地满足人类游憩服务需求的挑战。学者已经采用CVM、TCM等不同方法的测算九寨沟游憩价值,并针对测算结果的有效性和信度进行探讨,但以往的研究方法无法测算不同旅游资源的游憩价值贡献。以景观服务为视角,通过景观游憩服务识别的方法,进行不同旅游资源价值评估。同类旅游资源因位置不同、个人偏好不同也会产生不同的价值贡献,以参与式制图的方法进行不同游憩服务点的感知评价,实现游憩价值的空间分异研究。采用参与式制图与条件价值法(CVM)相结合的方法,实现游客对游憩服务点的感知评价和位置制图,并完成游客对游憩服务的支付意愿调研,实现价值空间分异研究,共调研730人,有效样本614。分析发现,2012年九寨沟游憩支付意愿率为72.95%,取旅游者意愿支付平均值354.98元,测算九寨沟自然保护区2012年的游憩价值为9.4亿元,其中价值最高是高山湖泊、瀑布、滩流等观赏水体,为2.9亿元,最低的是观赏植物,为0.47亿元。从空间位置来看,单位价值高的游憩服务点主要集中在几条沟谷两侧,特别是已开发的树正沟、日则沟和则查洼沟。游憩价值的空间分异研究注重不同位置旅游资源价值贡献的强弱对比,以期为九寨沟自然保护区的具体监控管理提供依据。
4298-4306

三江平原孤立湿地景观空间结构

摘要:受人类活动的影响,近几十年来三江平原大片连续湿地逐渐破碎化,形成了大量孤立湿地。湿地景观格局分析已成为湿地生态和全球变化研究领域的热点,因此以三江平原遥感影像为数据源,利用GIS技术和景观指数模型,在60m分析粒度下,对三江平原孤立湿地景观空间结构进行分析。结果表明:①研究区的中南部孤立湿地的斑块数量较多,而中东部孤立湿地的斑块面积较大,且孤立湿地斑块之间的邻近程度和连接度较高,三江、洪河自然保护区及研究区西部孤立湿地斑块的形状较复杂;②随着湿地斑块数量的递减,非孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐增加,孤立湿地在景观连接中起到的作用逐渐减小,但面积相对较大的孤立湿地斑块重要值一直处于较高水平,在景观连接中起着重要作用;③三江平原孤立湿地景观空间结构是地形地貌、农业开发活动、国家政策等因子综合作用的结果,应加强对孤立湿地的保护。
4307-4316

土地利用格局对SWMM模型汇流模式选择及相应产流特征的影响

摘要:城市下垫面土地利用格局与地形的复杂性将导致地表汇流模式的多变性。在城市雨洪管理模型中,不同汇流模式的选取对雨洪模拟结果产生重要影响,而这一影响往往被忽视。基于设定与巴中城市社区尺度相近的实验区以及巴中市的真实降水数据,并根据实验区土地利用格局特征,在SWMM雨洪管理模型汇水模块中设置Outlet、Impervious、Pervious 3种汇流演算模式及其演算面积比,分析了不同土地利用格局响应下的不同汇流模式选择对城市雨洪模拟结果的影响。结果表明:(1)Outlet、Impervious两种汇流演算模式下汇水区地表径流的模拟结果相同,但与Pervious演算模式下的模拟结果差异显著。在Pervious模式下地表径流相对另外两种汇流模式最大降低了52%,降雨下渗量提高了近1倍。(2)在Pervious模式下,演算面积比对汇水区地表径流模拟结果具有重要影响。在总不透水面(IA)面积一定的情况下,有效不透水面(DCIA)的减少引起非有效不透水面(UIA)的比率增加。这种土地利用格局的变化致使汇水区总径流量、径流系数显著下降,降雨下渗量逐渐增加,洪峰流量则呈先增后减的趋势,且在非有效不透水面(UIA)比率为30%和40%时(此时非有效不透水面与渗透面面积相接近),洪峰流量最小。对结果的分析表明了雨洪管理模型在小尺度汇水区上应用时,应根据土地利用格局特征选择相应的地表汇流模式。正确的评价和分析不同土地利用格局方案对地表径流的影响,从而更为科学地指导城市雨洪管理和海绵城市的规划与建设。
4317-4326

不同水深条件下刺参养殖池塘大型底栖动物群落结构季节性变化特征

摘要:于2012年7月至2013年4月调查了荣成靖海湾3个不同水深的刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘内大型底栖动物的构成,以了解不同水深对刺参养殖池塘环境条件的影响以及由此引起的大型底栖生物群落结构的改变。结果表明:3个不同水深梯度池塘(1#浅水位、2#正常水位和3#高水位)底部光照强度、叶绿素a(Chla)和总有机物(TOM)含量存在显著差异,各池塘水温差异不显著。光强、Chla和TOM含量在夏季、冬季和春季均表现为1#池塘显著高于3#池塘;秋季各池塘间光强和TOM含量差异不显著,Chla含量则表现为3#池塘显著高于1#池塘。各季节3个池塘间大型底栖动物在种类组成、丰度、生物量和多样性指数上均存在显著性差异。大型底栖动物丰度和生物量夏季均表现为1#池塘显著高于3#池塘,秋季和冬季则相反;春季1#池塘丰度显著高于3#池塘,生物量则差异不显著。这些差异主要与其各自优势种及其优势度指数大小有关。大型底栖动物多样性指数夏季和秋季均表现为1#池塘高于3#池塘,春季则相反,冬季各池塘间多样性指数差异不显著。单因子相似性分析(ANOSIM)表明,各季节3个池塘间大型底栖动物群落结构均存在显著差异,表明水深梯度对刺参养殖池塘大型底栖动物群落结构造成显著性影响。相似性百分比分析(SIMPER)显示,各季节对3个池塘间大型底栖动物群落差异起主要作用的物种为各个池塘的优势种。典范对应分析(CCA)表明,水深、Chla和TOM含量为影响大型底栖动物群落的主要环境因子。
4327-4336

太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征

摘要:湖泊水华是全世界面临的严重生态环境问题之一,对人类和生态系统健康都有重大影响。由于湖泊水华受流域面源、点源污染、气候、水文因子以及湖泊生态系统自身特征等众多因素影响,水华是否爆发、其严重程度及时空分布特征呈现明显的复杂性。以我国太湖为研究区域,基于近年的水华及水环境的监测数据,用自组织特征映射神经网络对太湖不同监测点的水华程度进行了自动聚类分析。结果表明,太湖水华程度呈现为明显的无水华、轻度、中度和重度水华4类。不同程度水华的叶绿素a、水温、CODMn、营养盐、浮游植物生物量以及藻种(蓝藻、绿藻、硅藻)结构的时空差异显著,不同变量间的关系复杂,有助于深入认识太湖近年水华发生的时空变异特性。
4337-4345

青岛太平湾潮间带趋磁细菌多样性

摘要:在青岛太平湾潮间带沉积物中发现了一定量的海洋趋磁细菌,最大丰度可达350个/cm^3。透射电镜观察发现该区域趋磁细菌均为趋磁球菌。磁小体个体形状单一,皆是立方体状;磁小体排列方式多样,以链状排列为主,包括单链、双链与多链,也有少数成簇排列。EDS结果表明,磁小体成分为四氧化三铁。据估算,趋磁细菌的铁元素含量(干重)范围在0.40%-6.91%之间,平均为2.19%。通过16S rRNA基因文库的构建与测序得到了47个趋磁细菌序列,分属13个OTU。系统发育分析结果表明,它们都属于α-变形菌纲,其中9个OTU与已知最相似序列的相似性低于97%,有5个OTU与已知最相似序列的相似性低于93%,可能代表了趋磁细菌的9个新种、5个新属,说明该区域潜在的微生物新种质资源十分可观。
4346-4354

现场模拟添加磷、铁及胶体对北部湾2007年春季生物固氮的影响

摘要:生物固氮是海洋氮循环的重要过程。固氮作用能够促进海洋初级生产力的提高,增强海洋吸收CO2能力,对于降低大气CO2浓度,减缓温室效应具有重要意义。2007年春季对北部湾海区进行了现场模拟添加P,Fe和胶体实验,并应用乙炔还原法(ARA,Acetylene Reducing Activity)分析其固氮速率,研究其主要影响因素。结果表明,温盐与固氮速率相关性不显著(P 〉 0.05)。对固氮速率来说,外加P其变化范围为-97%-545%,外加Fe其变化范围为-86%-146%,外加胶体其变化范围为-96%-1456%。对叶绿素含量而言,外加P其变化范围为-24%-50%,外加Fe其变化范围为-32%-36%,外加胶体其变化范围为-53%-41%。N可能是春季北部湾海区浮游植物生长的限制因子,固氮作用主要受到P限制,而外加胶体对固氮生物和固氮速率表现出较大的促进作用。
4355-4362

天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性

摘要:生态化学计量工作专注于植物与土壤的元素比例关系及其环境解释等问题上,还需要分析在连续环境梯度上元素比例关系的变化规律以进一步加深已有的认识。受水热梯度的影响,植被与土壤在天山北坡均存在明显的垂直地带性,这为探讨植物土壤生态化学计量特征的垂直带谱提供了有利条件。在天山中段北坡海拔1000-3840m范围内,按海拔梯度对植物和土壤分别采样,测定其C、N、P含量。结果表明:(1)随海拔的升高,植物C、N、P含量及其计量比变化规律各不相同,C含量随海拔变化保持不变,仅山地针叶林显著低于亚高山灌丛草甸、高山垫状植被和山前灌木(P 〈 0.05);N含量、C:P、N:P随海拔先升高后降低,山地针叶林和亚高山灌丛草甸显著高于山地荒漠草原、山地草原、高山垫状植被(P 〈 0.05);P含量、C:N则是随海拔先降低后升高,高山垫状植被显著高于其他植被类型,山地荒漠草原、山前灌木和高山草甸显著高于山地草原、针叶林和亚高山灌丛草甸(P 〈 0.05)。(2)从生活型角度,乔木、灌木和草本C、N含量、C:N差异不显著,灌木P含量、C:P、N:P显著高于草本(P 〈 0.05);乔木和灌木更受P限制,草本更受N限制。(3)随海拔的升高,土壤C、N、P含量、C:P、N:P均先升高后降低,其中山地针叶林和亚高山灌丛草甸均显著高于山地荒漠草原和山地草原(P 〈 0.05),土壤C:N表现为一直降低,山地荒漠草原显著高于其他植被类型(P 〈 0.05)。(4)植物C、N、P及计量比与土壤相关性分析中,仅植物C:P与土壤C:P相关性显著,且植物C、N、P含量与土壤相关系数小于植物C:P、N:P与土壤相关系数。在垂直地带性上,土壤主要通过生态化学计量比影响植物的生长。
4363-4372

不同采样密度下县域森林碳储量仿真估计

摘要:采用浙江省台州市仙居县森林资源二类调查样地实测地上部分碳储量数据,结合Landsat TM影像数据,利用序列高斯协同仿真(SGCS)算法、序列高斯块协同仿真(SGBCS)算法,以4种地面采样密度(SD)SD1=0.012%、SD2=0.010%、SD3=0.007%、SD4=0.005%,估计全县森林碳储量及其空间分布,分析不同地面采样密度对区域森林碳储量及其分布格局估计精度的影响。结果表明:1)不同采样密度下SGCS和SGBCS估计的森林碳储量分布趋势相似,SGCS估计在采样密度为SD2时可以满足精度要求,且均值与实测最相符;SGBCS估计受采样密度影响较小,在四种采样密度下均可满足精度要求。2)SGCS、SGBCS估计的不确定性随着采样密度的降低均呈现出整体升高的趋势,增长速率在SD2采样密度时最低,相对SD1分别升高1.08%、-1.71%;当SGBCS算法的采样密度由SD2变为SD3时,样地数的减少对不确定性影响最大,但对区域空间变异格局估计没有实质性影响。3)将采样密度控制在SD2 (0.010%)水平,利用SGCS和SGBCS算法均能得到准确可靠的森林碳储量及其分布信息,同时能节省至少20%左右的森林调查工作量。
4373-4385

1961-2013年东北三省玉米低温冷害强度的时空分布特征

摘要:基于东北三省1961-2013年气象数据、《北方春玉米冷害评估技术规范(QX/T167-2012)行业标准》,结合具有生物学意义的热量指数,给出了东北三省低温冷害强度分级,利用经验正交函数(EOF)分解法和旋转经验正交函数(REOF)分解法分析了东北三省玉米低温冷害强度时空分布特征。结果表明:东北三省玉米低温冷害强度具有明显的空间分布特点,可分为全区一致型、南北反相位分布型以及东西反相位分布型。东北三省玉米低温冷害强度的时间变化具有较好的一致性,1961-2013年东北三省低温冷害的发生强度呈波动减小趋势。低温冷害强度区域差异显著,按照低温冷害强度强弱可分为黑龙江-吉林北部区(Ⅰ区)、吉林南部-辽宁北部区(Ⅲ区)和辽宁南部区(Ⅱ区)。研究结果可为东北三省低温冷害风险区划和采取有效的减灾避灾措施提供依据。
4386-4394

黄河下游平原非农植物多样性拆分研究

摘要:非农生物多样性的存在是农业景观生态系统健康持续发展的基础,对农业景观非农生境中植物群落物种多样性特征分析将有助于可持续农业景观构建措施的科学提出。在黄河下游平原典型农业景观中采用栅格分区的方式布设样点(共54个),采用典型样地法对各样点内的林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境的植物群落进行调查,采用生物多样性加性分配的方法探讨不同空间尺度上生物多样性的组成特征。结果显示:(1)各非农生境间植物群落物种多样性特征存在较大的差异。(2)偶见种从数量上构成了各非农生境中植物物种丰富度的主体,而常见种则行使着群落优势种和构建者的角色。(3)总体上,β多样性在各空间尺度中均对总物种丰富度具有重要贡献。(4)常见种和偶见种中物种组成格局存在显著差异:常见种的物种丰富度主要由α多样性贡献,而β多样性则贡献了偶见种的绝大部分。简言之,β多样性对区内植物多样性的保护和维持意义重大,农业景观中非农生境类别的出现对总物种丰富度的提高具有重要作用;各生境中较高的样点间β多样性(β样点)意味着在看似均质化的农业景观背景中依然具有较高的区域差异;景观组成和构型的变化将对农业景观中植物群落特征和物种多样性产生重要影响,且对偶见种的影响更甚。未来,应从景观和区域等更大尺度上,基于农业景观生态系统功能和服务的综合考虑及可持续农业景观的建立来探讨农业活动与生物多样性保护的权衡。
4395-4405

植物空间分布格局中邻体距离的概率分布模型及参数估计

摘要:最近邻体法是一类有效的植物空间分布格局分析方法,邻体距离的概率分布模型用于描述邻体距离的统计特征,属于常用的最近邻体法之一。然而,聚集分布格局中邻体距离(个体到个体)的概率分布模型表达式复杂,参数估计的计算量大。根据该模型期望和方差的特性,提出了一种简化的参数估计方法,并利用遗传算法来实现参数优化,结果表明遗传算法可以有效地估计的该模型的两个参数。同时,利用该模型拟合了加拿大南温哥华岛3个寒温带树种的空间分布数据,结果显示:该概率分布模型可以很好地拟合美国花旗松(P. menziesii)和西部铁杉(T. heterophylla)的邻体距离分布,但由于西北红柏(T. plicata)存在高度聚集的团簇分布,拟合结果不理想;美国花旗松在样地中近似随机分布,空间聚集参数对空间尺度的依赖性不强,但西北红柏和西部铁杉空间聚集参数具有尺度依赖性,随邻体距离阶数增加而变大。最后,讨论了该模型以及参数估计方法的优势和限制。
4406-4414

干旱胁迫对蒙古黄芪生长及根部次生代谢物含量的影响

摘要:以山西道地药材黄芪一年生幼苗为试验材料,设置常规水分条件(CK)、轻度干旱胁迫(A1)、中度干旱胁迫(A2)、重度干旱胁迫(A3)4个不同处理,研究土壤干旱胁迫对黄芪生长及生理的影响。结果表明:黄芪茎叶快速生长集中在出苗后80-120 d,以后生长减缓;当茎叶枯萎时,根中生物量短期快速积累。与常规水分条件相比,干旱胁迫处理显著降低了黄芪苗高及茎叶生物量,但对抗氧化能力、根系生长及次生代谢物积累产生了不同的影响。轻度干旱胁迫下SOD、POD、CAT 3种抗氧化酶活性升高,丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性降低,同时根长与根生物量增加、多糖与皂苷两种次生代谢物积累增多,黄芪药材的质量得到显著提高(P 〈 0.05);胁迫上升到中度、重度时,SOD酶活性逐渐降低,重度胁迫下低于对照,而POD及CAT酶活性、MDA含量、细胞膜透性均随胁迫增强而升高,相反,根长、根生物量、多糖与皂苷含量降低,导致黄芪药材的质量显著降低(P 〈 0.01)。综上表明,干旱胁迫下,SOD酶表现较为敏感,可能在清除活性氧中起主要作用;轻度水分胁迫能有效启动黄芪体内抗氧化酶系统和次生代谢,它们相互协作共同对抗胁迫对细胞产生的伤害,通过降低地上部分的生长,将营养物质优先运往根部,促进根产量及药材质量的提高。这一结论,可在黄芪多糖和皂苷次生代谢物定向培育的水分管理中加以利用。
4415-4422

黄土区不同林龄刺槐人工林细根的衰老生理特征

摘要:以黄土高原刺槐人工林为研究对象,采用手工挖掘法,配合完整土块法获取根系样品,分析幼龄(11a),中龄(22a),成熟(34a)刺槐人工林细根活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和细胞膜透性等细根衰老生理指标的差异,为深入了解刺槐细根的生长和衰老机制提供参考。结果表明:(1)在生长季节,刺槐细根活力表现为,幼龄林 〉 成熟林 〉 中龄林,可溶性糖含量、可溶性蛋白含量随着林龄增大而增加,而细胞膜透性则随林龄的增加而减小。(2)随着根序增加,根活力和可溶性糖含量增加,而可溶性蛋白含量和细胞膜透性则呈波动式降低。这表明,在生长季节幼龄林细根较中龄林和成熟林更容易出现衰老,刺槐不同根序衰老具有顺序性,衰老先从1级根开始,然后是2级根和3级根。
4423-4429

施肥对麦田土壤可溶性有机氮的影响

摘要:利用长期定位试验,研究施肥和小麦生长对土壤可溶性有机氮(EON)的影响。长期不同施肥土壤包括不施肥(No-F)、施用化肥(NPK)和有机肥与化肥配施(MNPK)3种。EON含量范围为7.5-29.3 kg/hm^2,No-F、NPK和MNPK土壤中EON分别占可溶性总氮的40%、56%和56%。长期有机肥与化肥配施显著提高0-15 cm土层EON含量,但对30 cm以下土层EON含量无影响。在小麦开花期,可溶性有机氮的含量及其相对含量显著高于拔节期和收获期。虽然施用氮肥对当季EON含量无显著影响,但同位素示踪微区试验表明,土壤耕层(0-15 cm)中仍有0.4%-2.8%的可溶性有机氮来源于当季施入的肥料氮。可见,化学氮肥向可溶性有机氮的转化缓慢,但农田土壤中可溶性有机氮含量与矿质态氮含量相当,发生淋溶损失的风险大。
4430-4437

临安次生灌丛植物多样性对林火烈度空间异质性的响应

摘要:以同一过火3a后临安市太阳镇天然次生灌丛为对象,采用样地调查法按不同林火烈度设置火干扰样地进行植物群落调查,以检验林分内部的林火烈度异质性是否与局部的植物多样性变化相关。结果表明:研究区共有高等植物83种,分属于38科67属,群落区系组成以亚热带科属为主,表现出常绿阔叶林已退化过渡到位于演替早期阶段的落叶次生灌丛群落的性质;低林火烈度对灌木层的树种组成有影响,但不明显;中烈度林火对灌木层的物种组成影响较大;低、中林火烈度下草本层的物种组成变化都很明显;灌木层的物种数和多样性指数都表现出低烈度火 〉 未火烧 〉 中烈度火的趋势;草本层的物种数、多样性指数和均匀度指数表现出中烈度火 〉 低烈度火 〉 未火烧的趋势;草本层的物种组成和多样性受林火烈度的影响较灌木层更大。研究表明次生灌丛群落过火区内部林火烈度异质性在初期会引起植物多样性的响应差异;低烈度火干扰可以增加次生灌丛生物多样性、促进群落更新;中烈度火干扰下木本植物物种多样性丧失较大,而草本植物多样性显著增加,不利于群落的正向演替。
4438-4446

华北平原地区景观格局对麦田害螨种群数量的影响

摘要:农业生产的集约化经营导致农田景观格局日趋单一,而农田景观格局的变化势必对害虫种群产生深刻的影响,阐明景观因子对害虫种群的作用是通过生境管理进行害虫控制的基础。以华北平原地区的山东省为研究区域,24个县级单元为样点,通过对卫星遥感影像和土地覆盖分类数据的分析,获取了样点单元的景观格局指数,同时定点调查了样点单元的麦田害螨种群数量。利用相关性分析明确了影响麦田中两种害螨-麦岩螨(Petrobia latens(Müller))和麦圆叶爪螨(Penthaleus major(Duges))种群发生的主要景观因子。研究结果表明景观因子对麦田中两种害螨种群均有显著影响,而两种害螨对景观因子的响应并不一致。麦岩螨的发生量与森林的最大斑块面积指数和平均斑块面积均呈显著正相关,而与森林类的形状和水体的景观形状指数均存在显著负相关;麦圆叶爪螨的发生量同水体的总面积、斑块面积比例、最大斑块面积指数以及县域范围的平均斑块面积均呈显著负相关,而与水体类的形状呈显著正相关。因此在麦田害螨发生较重的地区,在区域性景观规划时,可以通过优化农田周围的森林和水体管理,不利于其种群发生,从而达到对麦田害螨种群生态调控的目的。
4447-4455

连作对棉花抗枯萎病生理生化特性的影响

摘要:连作障碍引起棉花的产量和品质下降,严重制约着我国棉花产业的可持续发展。枯萎病作为典型的土传真菌病害,一直是困扰我国棉花生产的两大病害之一。研究采用室内盆栽试验,通过接种棉花枯萎病菌,研究不同连作年限(0、5、15a)土壤对棉花生长状况及体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量的影响,进而探讨其对棉花抗枯萎病性能的影响。研究结果表明:与非连作土壤相比,连作土壤显著影响棉花的生长,导致棉花幼苗鲜重、主根长、株高降低,SOD和CAT活性降低,可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量升高,抗病品种中棉38的POD活性无显著变化,但耐病品种南农10号的POD活性明显提高。说明连作降低了棉花对枯萎病菌的抗氧化酶反应,加重了棉花的膜质过氧化程度,进而降低了棉花对枯萎病的抗性。
4456-4464

基于生态位和模糊数学的冬小麦适宜性评价

摘要:为定量评价气象、土壤等要素对作物生长的影响,利用江苏省及周边40个气象站1980-2010年日气象资料,选取影响冬小麦品种生长发育的主要气象(如气温、降水、日照时数等)和土壤(如土壤厚度、有机质和pH值等)生态因子,基于生态位理论和模糊数学的方法,依据冬小麦生长对生态各因子的响应关系建立各生态因子适宜度模型,借助GIS空间插值和空间分析,计算江苏省冬小麦品种的种植适宜度并进行等级划分。结果表明:从单要素看,研究区气温适宜度和日照时数适宜度都由北往南逐渐降低,降水适宜度由南往北逐渐降低;大部分地区土壤厚度和土壤有机质适宜,但大部分地区的pH值适宜度较低;从气候适宜度看,江苏省气候适宜度的范围为0.68-0.81,中北部大部分区域适宜度大于0.73,全省的气候适宜度均适合种植冬小麦,大体上呈现由北往南逐渐减小的变化;从土壤适宜度看,全省中部、南部与西北部大部分区域适宜度大于0.70,适合种植冬小麦。从综合适宜度看,全省大部分地区适宜度为0.50-0.86,适宜于冬小麦生长。综合考虑农业气候资源和土壤资源对江苏省冬小麦品种种植的综合适宜性进行评价,评价结果为充分利用江苏省农业生态资源、指导及科学制定冬小麦品种区域种植规划提供科学依据;按作物品种分生育期多角度的精细化研究方法和建立的各因子的适宜度模型可为今后作物区域适宜性评价提供一种新的思路,对同类研究具有一定的借鉴作用。
4465-4474

气候变化下栓皮栎潜在地理分布格局及其主导气候因子

摘要:栓皮栎(Quercus variabilis)是东亚天然分布最广泛的树种之一。利用最大熵(Maxent)模型对现实气候条件下栓皮栎在东亚地区的潜在分布及其分布的主导气候因子进行分析,同时结合全新世中期(6000年前)和未来气候(2050年)来模拟和预测气候变化背景下栓皮栎潜在分布格局的变化。结果表明:现实气候条件下东亚栓皮栎适生区(适宜生境和低适宜生境)面积占总研究区面积的21.88%,主要集中在东亚南部区域,在我国北起陕西中部、山西和河北南部边缘、山东,西起甘肃东部边缘、四川中东部、云南、西藏东部边缘,一直到东部沿海区域,同时在朝鲜半岛南部和日本中南部也有分布,其中适宜生境面积占研究区总面积的5.69%,主要集中在秦岭山脉、大巴山脉、伏牛山、云南的云贵高原、罗霄山脉、南岭山脉、武夷山和台湾岛;气候变化情景下,栓皮栎的适生区分布面积变化较小,但其适宜生境的分布范围却发生了较大的变化,随着全球气候的波动性变化,适宜生境分布范围逐渐向西部秦岭山脉、大巴山脉、四川、重庆和云贵高原等区域集中,并使该分布中心的适宜生境面积逐渐扩大;影响栓皮栎分布的主要气候因子为最冷月的最低气温(Bio6)、最冷季平均气温(Bio11)和年降水量(Bio12),三者的贡献率分别为48.6%、21.4%和14.2%。
4475-4484

正常和环割条件下不同形态氮素添加对红椎幼苗光合特性的影响

摘要:采用盆栽试验和韧皮部环割方法研究了碳水化合物供应、氮素形态及其交互作用对红椎幼苗叶片光合特性的影响。无机氮源采用硝酸铵(AN)、铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N),有机氮源采用尿素(Urea)、精氨酸(Arg)和甘氨酸(Gly),氮素施用量均为10g N/m^2,处理时间为10 d。研究结果表明,环割、氮素形态及其交互作用均显著影响了红椎幼苗叶片的净光合速率(Pn);单一环割处理显著降低了红椎幼苗叶片Pn、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、相对叶绿素含量和CO2利用效率(CUE),但显著提高了叶片水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls),其叶片Pn降低主要是由气孔限制和叶绿素含量降低所导致的。正常条件下,所有氮素形态处理均显著降低了红椎幼苗叶片的Pn、Gs、Ci和Tr,但显著升高了叶片Ls和WUE,其叶片Pn降低的主要原因是供氮过高引起的叶片气孔限制。正常条件下,除Arg处理外,其他氮素形态均显著升高了红椎幼苗叶片的CUE,其中以Gly处理的促进作用最大。环割条件下,3种有机态氮素的添加均显著缓解了单一环割处理对红椎幼苗叶片Pn的抑制作用,尤其以精氨酸最为明显,供应精氨酸的叶片Pn值从单一环割处理的强烈抑制中恢复到了对照水平,而无机态氮的供应均未显著改变这种抑制。结果表明短期碳水化合物供应的阻断会显著抑制红椎幼苗叶片的光合能力,适量供应精氨酸、甘氨酸和尿素等有机态氮会有效缓解这种抑制作用,其中以精氨酸的作用最为明显。
4485-4495

南亚热带红椎和格木人工幼龄林土壤微生物群落结构特征

摘要:采用氯仿熏蒸浸提法和磷脂脂肪酸法(Phospholipids fatty acid,PLFA)研究了我国南亚热带地区非固氮树种红椎(Castanopsis hystrix)和固氮树种格木(Erythrophleum fordii)人工幼龄林土壤微生物生物量与微生物群落结构特征。结果表明,在旱季和雨季,红椎幼龄林土壤微生物总PLFAs量,细菌PLFAs量、放线菌PLFAs量及丛枝菌根真菌PLFAs量均大于格木幼龄林。红椎幼龄林土壤PLFA Shannon多样性指数(HPLFA)在旱季和雨季均大于格木幼龄林。主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受到林分类型和季节的双重影响。冗余分析表明,土壤硝态氮(NO3--N)含量、土壤含水量、pH及土壤微生物生物量氮(MBN)与特征磷脂脂肪酸之间呈显著相关关系。以上结果表明固氮树种格木与非固氮树种红椎人工幼龄林对土壤微生物生物量和群落结构的影响存在显著差异。
4496-4508

弄岗喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性随海拔的变化

摘要:为研究北热带喀斯特季节性雨林不同群丛物种多样性特征及其随相对海拔变化,在对广西弄岗15 hm2北热带喀斯特季节性雨林样地进行群丛划分的基础上,运用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数对处于不同相对海拔高度群丛的物种多样性以及不同群丛乔木层、亚乔木层和灌木层的物种多样性进行比较。结果表明弄岗喀斯特季节性雨林各群丛的多样性指数存在极显著差异(P 〈 0.01),各群丛类型的物种多样性指数的顺序为:枝花流苏树-广西牡荆-蚬木群丛〉齿叶黄皮-黄梨木-蚬木群丛 〉 山石榴-广西牡荆-蚬木群丛 〉 南方紫金牛-苹婆-中国无忧花群丛 〉 垂茉莉-苹婆-广西棋子豆群丛 〉 割舌树-闭花木-蚬木群丛 〉 米仔兰-闭花木-蚬木群丛 〉 对叶榕-苹婆-董棕群丛;Patrick丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数在中坡以下(弄岗样地相对海拔76.3 m以下)随相对海拔变化规律符合“中间高度膨胀”理论,即处于该地段中部群丛的多样性高,相对海拔较低和较高的群丛的多样性低;而中坡以上(弄岗样地相对海拔76.3 m以上)多样性随相对海拔增高而增大;群丛各层次多样性与热带山地雨林一致,与亚热带喀斯特常绿阔叶林截然相反,呈现出乔木层 〉 亚乔木层 〉 灌木层。这些结果表明地形空间异质性导致的水热差异影响着北热带喀斯特季节性雨林物种多样性,相对海拔低、水热条件较好的中、下坡乔木多样性高,相对海拔较高、条件恶劣的中、上坡亚乔木、灌木多样性较高,所以在对喀斯特地区水热条件恶劣的中、上坡地带进行植被恢复时,应更多选择亚乔木、灌木。
4509-4517

基于T-RFLP技术的不同水位梯度植物根际细菌群落多样性特征分析

摘要:为了解水位梯度控制下不同湿地植物根际细菌群落多样性,以北京市奥林匹克公园植物氧化塘人工湿地为例,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术结合ANOVA分析,比较了水位梯度控制下三棱草、芦苇、香蒲、睡莲4种植物根际细菌群落的多样性。研究结果显示:随着水位梯度加深,根际细菌群落多样性呈现减少趋势, HhaⅠ、MspⅠ、RsaⅠ 3种不同酶切所得结果一致,且综合3种酶切的PAT比对中RFs组合数量随水位梯度加深也呈相应变化趋势。进一步分析发现,随水位梯度加深植物根际可培养细菌RFs数量变化较显著。不同水位梯度下各植物根际细菌群落中差异显著的菌群为Beta变形杆菌纲,水位梯度加深可能导致不同生态型植物根际泌氧能力降低,进而影响植物根际好氧细菌生存,从而出现三棱草根际属水平菌群丰富度最高,其次为芦苇、香蒲,最少为睡莲。各植物根际细菌群落的优势属多数为变形杆菌门,是脱氮除磷的功能性菌门,其中产碱杆菌属和黄杆菌属为四种植物根际细菌的共同优势属,在碳氮循环中起重要作用。
4518-4530

DNA复合条形码在太白山土壤动物多样性研究中的应用

摘要:DNA复合条形码技术(metabarcoding)将DNA条形码与高通量测序技术相结合,快速便捷地鉴定群落混合样本中的物种,成为监测群落中物种组成和丰富度的可靠方法。采用这一方法分析了秦岭太白山5种不同生境的中小型土壤动物多样性,共得到土壤动物3门9纲28目199科。群落组成分析显示生境的变化对土壤动物群落组成有一定的影响。α多样性分析显示土壤动物群落丰富度指数最高的生境为针叶林,最低的为农田;土壤动物群落多样性指数最高的生境为针叶林,最低的为落叶小叶林。群落相似性分析显示高山草甸、针叶林和农田3种生境的土壤动物群落组成相似性较高,落叶小叶林和落叶阔叶林的土壤动物群落组成与这3种生境的差异较大,落叶小叶林与落叶阔叶林的土壤动物群落组成差异也较大。
4531-4539

不同林分白蜡树云斑白条天牛种群空间格局地统计学分析

摘要:云斑白条天牛是我国重要林业害虫,在黄河三角洲地区对白蜡树造成严重危害。利用地统计学方法,通过调查城市行道绿化林、庭院绿化林、公路林和片林4种不同林分类型的白蜡树林地,以产卵刻槽、排粪孔和羽化孔为调查指标,对危害白蜡云斑白条天牛种群卵、幼虫、成虫(蛹)的空间格局进行了研究。结果表明:除片林样点成虫(蛹)的半变异函数模型为指数模型外,危害白蜡云斑白条天牛种群卵、幼虫、成虫(蛹)在不同林分类型下的半变异函数模型均为球形模型,其指明空间分布均为聚集分布,种群的聚集分布习性与林分类型相关性不强。但不同林分类型云斑白条天牛种群的空间相关性地统计学参数存在差异,片林调查样点的卵、幼虫和成虫(蛹)的变程a、块金值C0和基台值C0+C均小于其他3种林分类型的统计值,片林样点成虫(蛹)的半变异函数模型不同于其他林分类型为指数模型。
4540-4547

光周期对两种色型豌豆蚜种群参数的影响

摘要:探讨光周期对红绿两种色型豌豆蚜种群增长的影响,于室内模拟光周期22L:2D、16L:8D、10L:14D和4L:20D四个水平,研究了红绿两种色型豌豆蚜的发育、繁殖和生命表。结果表明:相对于其它光周期,在光周期22L:2D时,红绿两种色型豌豆蚜若蚜存活率最高,繁殖力最强;其红色型豌豆蚜种群增长内禀增长率(rm=0.3263)高于绿色型豌豆(rm=0.2863)。光周期16L:8D时,红色型豌豆蚜的若蚜存活率(72.22%)高于绿色型豌豆蚜(69.45%),而成蚜寿命(6.58d)较短;但绿色型豌豆蚜内禀增长率(rm=0.2648)高于红色型豌豆蚜(rm=0.2249),其种群繁殖力强。光周期10L:14D时,红色型豌豆蚜与绿色型豌豆蚜相比,若蚜存活率(80.55%)高,内禀增长率(rm=0.2490)高,种群增长力强,而绿色型豌豆蚜成蚜寿命(12.71d)较长。光周期4L:20D时,两种色型豌豆蚜若蚜存活率最低,繁殖力最弱,成蚜寿命显著延长;红色型豌豆蚜若蚜存活率(64.67%)高于绿色型(35.50%),成蚜没有产生后代;绿色型豌豆蚜内禀增长率(rm=-0.0366),其种群为负增长。综上,短光照条件(4L:20D)延长了两种色型豌豆蚜的若蚜发育历期及成蚜寿命,降低了若蚜存活率、繁殖力及生命表各项参数;长光照条件(22L:2D)缩短了两种色型豌豆蚜的若蚜发育历期及成蚜寿命,若蚜存活率高、繁殖力强;红色型豌豆蚜更适宜光周期10L:14D,而绿色型豌豆蚜更适宜光周期16L:8D。
4548-4555

Ecosystem Health and Sustainability征稿

摘要:Ecosystem Health and Sustainability(EHS,ISSN 2332—8878),一本全新的、开放获取、在线出版国际期刊。由美国生态学会(ESA)与中国生态学学会(ESC)合作出版。EHS于2015年3月创刊,主要报道宏观生态学和可持续性科学。重点关注人类活动如何影响生态系统的变化,特别关注如何将生态学应用到可持续发展决策中的系统性方法。
I0001-I0001