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生态学报 2016年第17期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

根际微生物调控植物根系构型研究进展5285-5297

摘要：根系构型是最重要的植物形态特征之一，具有可塑性，既由遗传因素控制，又受到许多环境因子的调控。近年的大量研究表明，根际微生物能够调控植物的根系构型，进而影响植物的一系列生理与生态过程。综述丛枝菌根真菌（AMF）、根瘤菌、植物根际促生菌（PGPR）等重要根际微生物类群对植物根系构型的调控模式以及相应的调控机理，并对进一步的研究进行了展望，旨在为今后的相关研究和实际应用提供参考。

区域生态恢复规划及其关键问题5298-5306

摘要：生态恢复是一项长期的根本性生态建设措施，需要有区域性整体规划与长期维持的具体安排。目前，区域生态恢复规划却未受到足够的关注。重点讨论了区域生态恢复规划的内涵、理论基础、规划原则及关键问题，这些问题的探讨对于提升生态恢复效率，增强生态恢复的科学性具有重要意义。区域生态恢复规划从宏观整体性的角度对区域内所实施的生态恢复工程进行统筹规划，对区域内实施的具体恢复规划具有指导意义。区域生态恢复以不同生态功能区的主导生态功能为恢复目标。在退化生态系统诊断的基础上，确定在哪里恢复。通过局地恢复治理与区域调控相结合的恢复策略，实现生态链与产业链的结合，其本质则是实现生态建设与社会经济的协调发展。

新型生态系统理论及其争议综述5307-5314

摘要：澳大利亚Richard J Hobbs教授等近年提出的新型生态系统（Novel Ecosystems）理论认为，由于人类作用，地球生态系统经历了前所未有的变化，很多生态系统已经越过不可逆转的阈值，不可能恢复到原有状态，形成了新的生态系统，其生物要素、非生物要素和系统功能等都发生了显著改变；人类应该面对现实，必须反思传统生态保护和生态恢复的行为、政策和思维；应该致力新型生态系统的特征、属性和演替规律的研究，在管理、规划、政策、组织和技术等方面的创新。新型生态系统理论引起了很大争议。质疑者认为，由于自然作用力和人类的持续扰动，地球生态系统一直在不断变化，所以一直都是“新”的，根本没必要贴上“新型”标签；该理论基本概念模糊，理论模型不精确，缺乏严密的逻辑推理，还很不成熟；该理论无助于生态保护和生态恢复的实践，会扰乱人们的思想，没有实践价值。不过，支持者和质疑者都承认地球上很多生态系统的确遭到严重破坏，已经发生深刻演替，极有必要对这类系统的非线性机制、系统阈值、恢复力、新范式，以及破坏后的所有特征等开展研究，应该理性选择合适的修复方法，理性分析人工干预的程度及其成功的可能性，科学制定行动方案和优选标准。跟踪国际前沿，开展新型生态系统理论研究有助于丰富我国恢复生态学理论以及创新工程实践。

生态学报杂志研究论文

湖北省地区植被覆盖变化及其对气候因子的响应5315-5323

摘要：归一化植被指数（NDVI）作为一个重要的遥感参数，能够准确地反映植被覆盖程度和植被生长状况、生物物理化学性质及生态系统参数的变化，其时序数据也已成为基于生物气候特征开展大区域植被和土地覆盖分类的基本手段。基于2001-2012年MODIS-NDVI数据，利用趋势分析法以及线性相关分析等方法对湖北省植被年际变化趋势、月变化趋势进行详细分析；并且研究该区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系。结果表明近12年来，研究区大部分区域植被覆盖度良好，其中鄂西北及鄂南地区NDVI值较高为0.82，鄂中东部城市NDVI值较低为0.13；2001-2012年间年均NDVI整体呈增加趋势，增速1%/10a；植被覆盖度基本不变区域占研究区总面积的92.8%，大致符合我国中部地区植被覆盖变化趋势；分析NDVI与气候因子的相关关系可知，降水量对湖北植被NDVI年变化起有重要影响；逐月NDVI与月平均气温及月降水量的回归分析表明，降水和气温对生长季不同月份的植被NDVI影响明显不同，同时呈现一定的滞后性。

宝天曼自然保护区不同针叶树径向生长对气候的响应5324-5332

摘要：树木年轮资料能够提供区域内过去长时间的环境和气候信息，成为获取过去气候变化信息的重要手段之一。利用采自宝天曼自然保护区的两种针叶树种油松和华山松树木年轮样本分别建立了油松和华山松树轮宽度标准年表PT和PA，并将油松和华山松样本合并建立了联合树种的区域年表（RC）。3种年表分别与不同气候要素（月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月降水量）及其不同月份组合进行相关分析，结果表明，油松年表PT和华山松年表PA都包含较高的气候信息，且都和生长季不同月份温度显著负相关和降水显著正相关。其中，油松和华山松都与当年4月和5月降水显著正相关，油松还与当年5月的平均最高温度和上年11月最低温显著负相关，与当年3月平均最低气温显著正相关；华山松与上年10月和当年4月的平均最高温度显著负相关，与上年12月和当年7月平均最低温度显著正相关；联合年表RC包含了单个年表PT和PA共同的气候信息，与当年4-5月降水和3月最低温显著正相关，与当年7月最低温和4、5月最高温显著负相关。不同年表与生长季（3-8月）内气候要素月份组合的相关分析也表明联合年表RC包含和单物种年表PT、PA相似的气候信息并加强了PT、PA受当年生长季气候变化影响的公共信号。可见，同一地区的多树种联合年表一定程度上能体现出区域性树木生长对气候变化响应的生态生理特征，为同地区建成多树种联合年表来探讨当地区域性气候变化提供了可行性的理论基础和一定的参考作用.

太白山南北坡高山林线太白红杉对气候变化的响应差异5333-5342

摘要：气候变化对秦岭植被生长的影响已经引起了人们的广泛关注，在相同的立地条件下，植被对气候变化的响应会因坡向不同而产生差异，秦岭的分水岭太白山尤为典型，为更进一步揭示不同坡向太白红杉（Larix chinensis）对气候变化响应的差异，以树木年代学为依据，利用采自太白山南、北坡相同海拔的太白红杉树芯样本分别建立了树轮年表，并分析了两者的年表特征，探讨了树轮宽度指数与气候因子之间的相关性及逐步线性回归方程。结果表明：太白山南、北坡太白红杉年表的平均敏感度、样本间平均相关系数、样本总体代表性等特征值较高，表明两个不同坡向年表中皆含有丰富的环境信息，相对而言，北坡样地植被对气候的响应较南坡样地敏感；由相关性分析可知，南北坡太白红杉差值年表对气温和降水响应显著的月份有所差异，北坡样地轮宽指数与当年和前一年1-6月平均气温皆为显著正相关关系，而南坡样地轮宽指数仅与当年5-6月平均气温通过显著性检验。南、北坡太白红杉径向生长都明显受到前一年6月降水“滞后效应”的一致影响，但北坡仅与当年8月的降水呈显著正相关，南坡与当年1-4月的平均降水量存在十分显著的负相关；多元线性逐步回归模型显示，气温因子对回归方程的贡献最大值均大于降水因子的贡献最大值，表明气温因子的变化更易引起太白红杉树轮宽度的变化，另外，气温因子对北坡样地回归模型的贡献值比气温因子对南坡样地回归模型的贡献值大，表明北坡样地处树轮宽度指数对气温因子更敏感，并且与相关分析结果一致。

云南干热河谷水库气候效应对车桑子幼苗生长发育的影响及其作用机制5343-5352

摘要：干热河谷地区水电站建设对当地植被的潜在影响是一个值得关注的生态学问题。车桑子是当地植被灌木层的主要成分，开展水库气候效应对车桑子生长、发育影响的研究具有现实价值。以车桑子的实生幼苗为材料，将土壤含水量控制为13%、7%和1.5%，空气湿度控制为50%、65%和75%，从幼苗生长、构件发育、根系发育、生物量分配等方面研究了降水减少和大气湿度增加的气候效应对车桑子的影响，通过叶绿素含量、Fv/Fm、丙二醛（MDA）含量和叶片可溶性糖含量等指标，从光合系统特性、膜质过氧化和渗透调节3个方面研究了车桑子的受损与适应机制。结果表明，土壤干旱能够抑制车桑子幼苗高生长和根系发育的各项指标，并促进生物量向根系分配；当大气湿度增加时，幼苗高生长和根长虽呈增加趋势，但生物量积累、根系发育指标及RMR却具有单峰效应，显示空气湿度过高时对其生长发育具有抑制作用。综合而言，由于大气湿度增加能够部分补偿土壤的干旱效应，干热河谷区水库建设的气候效应不会对车桑子幼苗的生长和发育产生重要影响。结果还表明，土壤干旱和大气湿度变化对叶绿素含量无影响，土壤水分胁迫和空气湿度下降导致Fv/Fm显著下降，说明光合电子传递链受损是车桑子光合抑制的主要原因；土壤水分胁迫导致MDA含量升高，说明细胞膜质过氧化是车桑子幼苗受损的重要机制；而土壤干旱导致叶片可溶性糖含量升高，说明车桑子幼苗具有较好的渗透调节机制。研究结果对评估干热河谷区水电站建设对植被的影响具有参考价值。

山西北部农村区域大气活性氮沉降特征5353-5359

摘要：利用DELTA系统、被动采样器和雨量器在山西省北部生态脆弱区朔州的一个监测点通过一整年的监测试验，研究了该地区农村区域大气氮素干湿沉降的月际变化。结果表明：2011年该地区大气氮素湿沉降为12.43 kg N hm^-2 a^-1，远低于华北平原大气氮素混合沉降的平均值28.0 kg N hm^-2 a^-1，降水中铵态氮、硝态氮和有机氮平均分别为1.24 mg N/L、1.27 mg N/L、1.26mg N/L。大气氮素湿沉降的年内分布不均，60%的沉降集中在降水较丰沛的4-10月份。试验区干沉降以氧化态氮（HNO3，NO2和pNO3^-）的沉降为主，氧化态氮的干沉降量是还原态氮（NH3和pNH4^＋）的1.37倍，大气氮素干沉降总量为35.43 kg N hm^-2 a^-1。总体来看，作为典型的干旱区，该地区氮的干沉降是湿沉降的3倍，氮素干湿沉降总量达到47.86 kg N hm^-2 a^-1。此外，硝态氮和铵态氮在雨水中呈线性相关，而在PM10颗粒物中乘幂正相关；雨水中总碳和总氮呈线性正相关，而PM10颗粒物中二者呈二次多项式关系。鉴于朔州地区古城镇较高的氮沉降数量，应该对该地区输入农田的氮素环境养分引起足够重视。

马尾松林土壤呼吸组分对不同营林措施的响应5360-5370

摘要：针对不同营林措施（对照、除灌、采伐1（15%）、采伐2（70%）后的三峡库区马尾松飞播林，采用LI-8100对其土壤呼吸组分的呼吸速率和土壤温度、湿度进行为期1年的连续观测分析表明，不同营林措施对土壤呼吸组分的影响不同。1）观测期内，各营林措施下凋落物层呼吸速率差异并不显著，对照、除灌、采伐1、采伐2的根呼吸速率均值分别为：1.00、0.83、0.86、1.11μmolCO2m^-2s^-1；采伐处理下矿质土壤呼吸显著高于对照和除灌（P〈0.05）；2）与对照相比，营林措施并未显著改变凋落物呼吸对于土壤总呼吸的贡献率（18.78%-23.70%），但降低了根呼吸的贡献率，其中以采伐1最为显著（P〈0.05）；除灌的矿质土壤呼吸贡献率（37.00%）与对照（38.32%）相近，而采伐1（45.63%）和采伐2（43.07%）均显著增加了矿质土壤呼吸的贡献率，矿质土壤呼吸的变化是造成采伐措施下土壤呼吸变化的主要土壤呼吸组分；3）营林后仅采伐2措施下土壤温湿度显著高于对照，土壤温湿度双因子模型较单因子模型能更好的解释土壤呼吸组分变化，但仅能解释其部分变化（4.6%-59.3%），仍需对营林后其他相关因子进行深入的综合研究。

川西北高寒草甸不同放牧模式对土壤呼吸的影响5371-5378

摘要：采用土壤二氧化碳（CO2）通量自动测量系统，对不同放牧模式（全年禁牧、夏季放牧、冬季放牧和自由放牧）下川西北高寒草甸的土壤呼吸进行监测，比较了不同放牧模式下土壤呼吸的季节动态和温度敏感性。研究发现：1）放牧模式可以改变高寒草甸土壤呼吸的季节动态变化。禁牧、夏季放牧以及自由放牧样地的土壤呼吸在季节上的变化趋势基本相似，而冬季放牧样地的土壤呼吸最大值与前者相比明显向后推迟；2）放牧模式并不改变高寒草甸年平均土壤呼吸速率，但对不同季节土壤呼吸速率的影响不同；3）不同放牧模式可以改变土壤呼吸对温度的敏感性（Q10）。不同放牧模式下土壤呼吸Q10值大小依次为：禁牧1a（8.13） 〉 冬季放牧（7.49） 〉 禁牧3a（5.46） 〉 夏季放牧（5.20） 〉 自由放牧（4.53）。该地区土壤呼吸的Q10值均明显高于热带和其它温带草地土壤呼吸的Q10值。结果表明，放牧模式是影响高寒草甸土壤碳排放的一个重要因素。此外，在未来全球气候变暖背景下，在生长季节无放牧干扰的高寒草甸可能比放牧干扰的高寒草甸释放出更多的CO2到大气中。

氮输入对中国东北地区土壤碳蓄积的影响5379-5390

摘要：由于人类活动的干扰，通过沉降和施肥形式进入陆地生态系统的氮素持续增加，中国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区，同时也是最大的化肥消费国。氮输入与陆地生态系统生物地球化学循环的一系列过程都相互联系，碳循环及其格局也受到氮输入的影响。土壤有机碳库在全球碳循环中具有重要作用，氮输入能否或在多大程度上对土壤碳库产生影响已经成为全球变化和氮沉降研究中不可回避的问题。东北地区是世界三大黑土带之一，土壤碳的变化不仅对于土壤肥力维持具有重要意义，而且对区域碳收支具有重要影响。利用生态系统过程模型——CEVSA2模型，基于我国能源消费、施氮数据和降水数据生成了一套中国大气氮沉降的时空网格数据，结合大气CO2浓度、气候、土地覆被、土壤类型和质地的时空数据，模拟评估了1961-2010年氮输入对中国东北地区土壤碳蓄积的影响。结果表明：（1）1961-2010年东北地区的平均氮沉降速率为1.00 gN m^-2 a^-1，年增长率为0.047 gN m^-2 a^-1。东北农田总氮输入速率达到5.78 gN m^-2 a^-1，从20世纪80年代开始显著增加。（2）氮输入促进了东北地区土壤碳的蓄积，东北陆地生态系统的土壤碳密度平均增加了135 gC/m^2，50a氮输入共增加土壤碳蓄积0.16 PgC。（3）氮输入引起的东北地区土壤碳蓄积量的变化呈现出东高西低、南高北低的空间格局，辽河平原、松嫩平原和三江平原的土壤碳密度增加量超过了300 gC/m^2。（4）不同植被类型下的土壤碳密度对氮输入的响应存在较大差异，农田土壤碳密度平均增加了230 gC/m^2，森林、灌丛和草地则分别增加了76、169 gC/m^2和89 gC/m^2。氮输入的空间差异和不同植被类型对氮输入响应的差异共同决定了东北地区土壤碳增加量的空间格局。通过本研究阐明了氮输入对东北农田土壤

基于多模型结合的土地利用结构多情景优化模拟5391-5400

摘要：土地生态服务功能的重要性越来越受到人们的重视，以河北省卢龙县为案例区，以土地生态服务功能和经济功能提升为目标，基于100 m×100 m尺度的遥感解译图像，分别利用CLUE-S及基于MOP和CLUE-S整合模型对研究区土地利用结构进行数量及空间优化模拟。结果表明：到2020年，单模型模拟的土地经济功能有所提升，但生态服务功能却减退；基于MOP和CLUE-S优化整合模型模拟的生态服务功能和经济功能分别比2013年提升8.40%及8.20%。耕地、建设用地、林地面积都有所增加，其它用地减少较多。研究表明，MOP和CLUE-S整合模型与单模型相比，到2020年土地两项功能值之和有所增加，特别是生态功能增加幅度较大，MOP和CLUE-S模型结合的优化方案优于CLUE-S单模型优化方案。

基于CLUE-S模型的不同情景下区域土地利用布局优化5401-5410

摘要：土地利用规划要求把土地资源最终配置在空间上，而现有文献更多是对土地利用结构的优化，很少对全局土地利用布局优化，鉴于此，为减轻土地利用规划的多目标冲突，同时为提高资源配置效率，释放空间效应，对不同情景下的土地利用布局优化进行研究。用非线性优化模型中的理想点法求取了不同情景下最优土地利用结构，用Logistic回归提取了不同用地的优化布局规则，以不同情景下的土地优化结构为数量约束，借助CLUE-S模型的全局配置能力对各情景下的用地布局作优化，并以扬州市为实例进行阐述。结果表明：（1）优先发展经济情景下，2025年扬州土地利用经济产值是10.4×10^7万元，优先保护生态情景下，目标年生态服务价值是9.7×10^5万元，保障公众福利情景下，公众福利大小是351271 hm^2；（2）经济增长目标对土地利用结构的情景变化最为敏感，而公众福利目标的敏感性最小；（3）与基期年比，发展经济与保育生态情景下的土地优化布局变化最大，前者主要是市区城镇工矿用地向东部及西北扩张，后者则是在西南丘陵及南部长江岸边配置了大量园地、林地。提出的不同情景下土地利用布局的优化方法可为土地利用规划及生态规划提供有力技术支持。

福州市森林碳储量定量估算及其对土地利用变化的响应5411-5420

摘要：基于RS与GIS技术，以遥感影像数据、土地利用数据、森林资源二类调查数据为主要数据源，采用逐步回归法建立森林蓄积量定量估测模型。根据“蓄积量-生物量-碳储量”推算方法，对福州市森林植被碳储量和碳密度进行估算。建立福州市土地利用转移矩阵，分析2000-2010年土地利用变化影响下的福州市森林碳储量变化特征。结果表明：（1）根据不同的森林类型，即常绿阔叶林、常绿针叶林、针阔混交林分别建立的多元线性回归模型修正决定系数分别为0.599、0.679、0.694，通过模型适用性检验和精度验证。（2）2000年、2010年福州市森林植被碳储量总量分别为12.499Tg、12.642Tg，植被碳密度分别为18.694、18.708 t/hm^2，森林植被碳储量增加了1.430×10^5 t。（3）福州市闽清县、永泰县、闽侯县的森林植被碳密度常年保持较高水平，并呈现出增长趋势；罗源县、长乐市、连江县森林植被碳密度较低，并呈现下降趋势。（4）2000-2010年，灌木和耕地是主要土地利用类型转出者，森林和建设用地是主要土地利用类型转入者。森林主要由灌木和耕地转化，主要向建设用地、耕地进行转化。由于土地利用变化，10年间福州市总碳储量减少了1.711×10^4 t，其中土壤碳储量减少2.230×10^3 t，植被碳储量减少1.489×10^4 t。

基于热红外影像数据的典型居住区常见地表类型热特征分析5421-5431

摘要：城市热岛伴随城市建设产生，并随城市扩展而增强，已成为影响城市居民生活质量的重要因素。估算城市表面显热释放量对城市热环境研究具有现实意义。选取北京市典型居住小区，通过热红外成像仪记录了6种常见下垫面夏季一天中温度变化情况，并反演其显热释放量。结果显示白天人工地表表面温度显著高于气温，人造草坪、沥青和混凝土路面与气温最大温差分别为18、15、11℃。自然地表由于蒸散发作用，其表面温度与气温接近，仅草地与气温温差稍大，最大温差为4℃。不同地表类型表面温度在夜间均低于气温，只有沥青路面全天高于气温。高表面温度形成强烈的显热释放，人造草坪和沥青路面一天内显热释放量最高，达2256 W/m^2和1913 W/m^2。太阳辐射是人工地表迅速升温的主要原因，限制人工地表受太阳直射时间将对于降低显热排放及提高热舒适程度将具有显著效果。乔木和水体显热通量最低，只有16 W/m^2和7 W/m^2，增加乔木和水体面积对于缓解热岛强度具有很大优势。

不同经营模式对川西亚高山天然次生林林地水文效应的影响5432-5439

摘要：天然次生林是川西亚高山林区经历大规模砍伐后形成的主要森林类型之一，是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。以不同经营模式（抚育经营、清林＋补植经营以及封育经营）的川西亚高山次生桦木林和桦木、岷江冷杉混交林为研究对象，通过样方取样法获取和分析了林地苔藓、枯落物和土壤的水文指标。结果表明，与封山育林经营相比，抚育经营下的两种林型的苔藓最大持水率均显著升高（F=8.147，P=0.010；F=15.525，P=0.006）、桦木林的蓄积量显著降低（F=4.979，P=0.022），而苔藓最大持水量变化不显著；混交林则均无显著变化。在清林＋补植经营下，混交林苔藓水文效应变化不显著（F=2.280，P=0.183），而桦木林虽然苔藓最大持水率无显著变化（F=4.072，P=0.098），但蓄积量的显著降低（F=3.536，P=0.044）导致了其最大持水量的降低（F=3.782，P=0.042）。两种经营方式基本上促进了天然林的枯落物最大持水率、降低了林下枯落物蓄积量；其中抚育经营效果更显著，但两种经营方式下枯落物最大持水量变化不显著。两种经营方式下，桦木林和混交林的林下土壤容重均降低（F=10.715，P〈0.01；F=5.148，P〈0.05），同时桦木林土壤最大持水量增加（F=4.499，P〈0.05），其中抚育经营的影响程度都更显著。从4年来的短期效应来看，两种经营方式均对天然林的林地持水能力具有促进作用，抚育经营较清林＋补植经营更显著，但这仅是短期的结果，两种经营方式对于退化天然林水文以及其他生态功能恢复的长期影响还有待于进一步的观测研究。

北方典型农牧交错带草地开垦对地表辐射收支与水热平衡的影响5440-5451

摘要：以北方典型农牧交错带草原和农田生态系统的涡度相关数据为基础，对比分析了生长季两种不同土地利用类型的辐射和水热通量之异同，揭示了草地开垦影响地表辐射收支与水热平衡的机制。结果表明：在植被生长季（5月-9月），草地开垦引起太阳总辐射增加了10.74%，短波反射辐射减少了14.20%，净辐射增加了35.16%；在水热通量方面，草地开垦引起潜热通量日积分平均值增加了0.20 MJ/m^2，同时显热通量减少了0.09 MJ/m^2；生长季内地表反照率减小，表征地表吸收太阳辐射增加，有升高气温的趋势；非生长季内地表反照率增加，有降低气温趋势，此外地表反照率与土壤湿度存在负指数关系；波文比在植被生长早期和末期增加，生长旺期减小，说明草地开垦与影响着近地表大气状态，从而改变了区域气候。

长白落叶松人工林热值及其能量现存量5452-5458

摘要：采用量热法对5个径级的长白落叶松各器官热值进行测定，结合生物量的数据，对长白落叶松的能量现存量进行研究。结果表明：长白落叶松各器官能量现存量模型W=aDb最适推算长白落叶松的能量现存量。长白落叶松各器官热值的测定结果显示：枝 〉 皮 〉 干 〉 叶 〉 根。各器官的能量现存量呈现：干 〉 根 〉 皮 〉 枝 〉 叶的规律，能量现存总量1988.39×10^9J/hm^2，地上部分能量现存量远远高于地下部分，主要集中在0-12 m的树段，地下部分主要集中在粗根和根坨。对比5个径级根系的能量现存量，20径级根系的能量现存量最大（187.73×10^9 J/hm^2），8径级根系的能量现存量最小（7.72×10^9 J/hm^2）。对比5个径级长白落叶松的能量现存量，16径级的能量现存量最大（723.45×10^9 J/hm^2），8径级的能量现存量最小（46.58×10^9 J/hm^2）。对比长白落叶松和樟子松的能量现存量可知：长白落叶松小于樟子松。