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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4211-4220

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。

城市菌根真菌多样性、变化机制及功能应用4221-4232

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。

丛枝茵根真菌参与下植物-土壤系统的养分交流及调控4233-4243

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

空气微生物群落解析方法：从培养到非培养4244-4253

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。

大气CO2浓度和温度互作对水稻生长发育的影响4254-4265

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。

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4266-4278

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。

区域生态系统健康动态评价——以毛集生态实验区为例4279-4287

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。

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4288-4297

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。

九寨沟景观游憩价值评估及空间分异4298-4306

摘要：九寨沟作为部级自然保护区、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。

三江平原孤立湿地景观空间结构4307-4316

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。

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4317-4326

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。

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4327-4336

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。

太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征4337-4345

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。

青岛太平湾潮间带趋磁细菌多样性4346-4354

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。

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4355-4362

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。

天山北坡植物土壤生态化学计量特征的垂直地带性4363-4372

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。

不同采样密度下县域森林碳储量仿真估计4373-4385

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。

1961-2013年东北三省玉米低温冷害强度的时空分布特征4386-4394

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。