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生态学报 2017年第07期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

恢复力视角下的乡村空间演变与重构2147-2157

摘要：乡村生产、生活、生态空间重构是中国乡村发展转型的重要途径。恢复力是指系统吸收干扰、经历变化和重组后，仍然保持原有功能、结构、特性和反馈的能力。梳理社会-生态系统恢复力、乡村社区恢复力、空间恢复力相应概念，借助宏观生态学领域中的恢复力相关概念阐释乡村空间演变过程，可以在深化乡村空间演变与重构理论内涵的同时更有效的理解乡村空间的演变过程和重构目标。乡村空间重构并不只是国土或规划层面的景观空间优化，而需要站在强化社会-生态系统恢复力的角度，从乡村空间演化机制入手，提升乡村空间演化动力从而驱动空间重构。将乡村空间的演变阶段嵌入社会-生态系统适应性循环过程中，将作为当前国际研究热点的社会-生态系统恢复力研究引入乡村地理学研究领域，从而进一步扩展了学科研究视角，完成乡村空间演变与重构的理论抽象。

昆虫个体大小对其种群生物学的影响2158-2168

摘要：个体大小是昆虫种群最直观的表型之一。很多研究发现,个体大小可对昆虫的许多生物学特性产生影响,由此影响昆虫种群的发展以及所在群落的结构和功能。根据最近20多年的相关文献,综述了个体大小对种群以下几方面的影响：成虫求偶、交配、生殖力及后代适合度,飞行及与飞行相关的其他行为如觅食、空中求偶和交配,摄食能力和食料种类,竞争和防御能力,抗逆性,以及社会性昆虫的劳动分工等。通常情况下,与同种内较小个体相比,较大的昆虫在生殖、飞行、抗逆性等方面往往具有优势,有助于种群适合度的提高。最后提出了几点可供此领域研究参考的建议和应用启示。

气候变化影响与风险研究的理论范式和方法体系2169-2178

摘要：以全球变暖为主的气候变化将会在本世纪持续,针对气候变化影响与风险而采取适应和减缓措施,得到了国际社会的广泛认同。然而,气候变化影响与风险研究领域理论和方法并不规范,研究结果缺乏可比性。基于科学哲学家库恩提出的理论范式和构造范式概念,梳理、集成气候变化影响与风险研究的“脆弱性-要素分离-不确定性-风险”理论框架,总结相应的方法体系包括实地观测与科学实验、数值模型和统计方法、风险定量化评估框架等。气候变化影响与风险研究应遵循理论范式“四要素”的逻辑关系,综合运用多种分析方法,力求相关研究的整体性和系统化,以利增强气候变化影响与风险研究的科学性及其成果的应用指导意义。

生态学报杂志研究论文

沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响2179-2187

摘要：作为干旱沙区常见干扰之一的沙埋显著影响着生物结皮的结构和功能,但其内在的生物学机理还不清楚。利用高通量测序技术,通过对0（对照）、0.5（浅层）、2和10mm（深层）沙埋处理后的腾格里沙漠东南缘沙坡头地区真藓（Bryum argenteum）结皮层细菌群落物种组成与丰度的测定,研究了沙埋对真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响。结果表明：（1）共检测到沙坡头地区真藓结皮层细菌38门106纲181属,以放线菌、变形菌、蓝藻、浮霉菌、拟杆菌和酸杆菌等为主（占细菌群落的78.4%—83.0%）;（2）PCA分析表明沙埋导致该地区真藓结皮层细菌群落结构组成发生明显改变。无沙埋时,真藓结皮层细菌群落中相对丰度最高的是蓝藻（18.6%）,随着沙埋厚度的增加,依次变为变形菌（21.5%,沙埋厚度0.5mm）、浮霉菌（21.5%,沙埋厚度2mm）和放线菌（23.3%,沙埋厚度10mm）;浅层沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落中光合菌、固氮菌和产菌丝体细菌等关键功能菌的丰度,但深层沙埋降低了它们的丰度;（3）沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落多样性（P〈0.05）和物种丰富度（P〈0.05）,0.5mm沙埋后的细菌群落丰富度指数最高,2mm沙埋后的结皮层细菌群落多样性指数最高。揭示了沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构与多样性的影响,为深入理解沙埋对沙区生物结皮结构和生态功能影响的生物学机制提供了一定的理论依据。

模拟火干扰对森林土壤微生物活性及氮矿化的影响2188-2196

摘要：火干扰产生热能从而诱导土壤有机质的化学氧化,改变碳和氮转换,对土壤的结构与功能产生严重影响,影响程度取决于火强度、火干扰持续时间和热渗透。在湖南省株洲市高枧林场选取马尾松次生林火烧迹地,按两种土壤、3个温度和3种土壤水势进行试验设计与方差分析,探讨火干扰对土壤微生物及氮矿化的影响。结果表明：无机氮的浓度与火强度和初始土壤有机质含量呈正相关关系;火干扰后短期内土壤碳和氮浓度较高,微生物生物量碳和潜在可矿化氮较低,温度和土壤水势对基础呼吸速率没有显著影响;当土壤温度达160℃时,未受火干扰土壤中潜在可矿化氮浓度迅速不稳定增加,温度达350℃时破坏90%的非微生物组织;土壤加热后水势对氮矿化过程有显著影响,水势越高,潜在可矿化氮损失越大,火干扰土壤的含水量与硝态氮之间呈正相关关系;培养14d期间,土壤火灾历史、热处理和土壤水势对微生物活性、碳和氮矿化有显著影响,-1.5 MPa水势下加热到380℃后两种土壤的微生物生物量碳含量最高,土壤水势和可溶性糖呈负相关关系;水势和火干扰之间的交互作用显著影响微生物活性和氮转换,低水势土壤中的微生物生物量碳、可溶性糖和潜在可矿化氮浓度较高。

长白山地低山区土壤动物群落特征及其对环境因子变化的响应2197-2205

摘要：为探讨长白山地低山区土壤动物群落特征及其对环境因子变化的响应,分别于2014年春季（5月）、夏季（7月）及秋季（9月）对长白山地低山区的次生针阔叶混交林、次生落叶阔叶林、蒙古栎林和耕地土壤动物进行研究。研究表明,4个生境共获土壤动物58类,30445只,隶属3门6纲22目52科（亚目）。各生境大型、中小型土壤动物具有一定的差异性,且各生境季节变化不同。总体来看,耕地生境土壤动物密度与类群数明显低于其它3个生境,大型土壤动物的密度季节变化较显著,中小型土壤动物的密度和类群数的季节波动均较大。次生落叶阔叶林生境大型、中小型土壤动物群落多样性指数和丰富度指数均高于其它3个生境,耕地最低。中小型土壤动物多样性指数、丰富度指数季节波动较大,春季、夏季与秋季之间差异性较大,大型土壤动物季节波动较小。通过对大型、中小型土壤动物与13种环境因子进行Pearson相关分析可知,大型土壤动物对土壤温度和土壤湿度具有正向响应,其密度、类群数与土壤温度具有显著正相关关系,中小型土壤动物的密度、类群数对土壤湿度具有显著正向响应;土壤动物对pH的响应程度较低,对有机质具有显著正向响应;土壤动物对全效养分N、P、K的响应程度高,大型土壤动物的密度对速效养分N、P、K的响应程度高,中小型土壤动物类群数对速效养分N、P、K的响应程度高,对Ca、Mg的响应程度较低。

秸秆还田对耕作黑土中小型土壤动物群落的影响2206-2216

摘要：为了考察秸秆还田对耕作黑土中土壤动物群落结构的影响,2009年到2011年在黑龙江省海伦市进行了定点实验,调查了样地A（17kg秸秆＋含高浓度催腐剂还田）、样地B（8.5kg秸秆＋含低浓度催腐剂还田）、样地C（对照样地）,样地D（8.5kg秸秆还田）,样地E（17kg秸秆还田）的中小型土壤动物群落结构。共获取中小型土壤动物21779只,分别隶属于58个类群。其中,甲螨亚目、姬跳虫科、棘跳虫科与驼跳科4个类群土壤动物在本地区是最适应环境变化的土壤动物类群。土壤动物群落结构分析表明,对照样地C中土壤动物密度最高（46591.67只/m-2）,土壤动物类群最多（17.17）,土壤动物优势度指数最大（0.37）,样地D中土壤动物丰富度指数最多（2.63）,样地A中土壤动物多样性指数最高（1.72）,样地B中土壤动物均匀性最高（0.64）。同时,各样地土壤动物基本都具有表聚性,样地A中土壤动物更趋于生存于上层土壤。综合比较分析表明,样地A秸秆还田方式相对来说最利于土壤动物生存。主成分分析表明,不同秸秆还田方式对土壤动物密度、甲螨亚目动物类群、节跳虫科类群、前气门亚目类群影响较大,是耕作黑土中对秸秆还田方式反应敏感的土壤动物指标,今后可以作为考察耕作黑土秸秆还田肥力效应的评价指标。另外,CAA分析表明：受土壤环境因子影响较大的土壤动物类群多为研究区域内优势类群与常见类群,土壤动物的密度与土壤中有机质、有机碳、碳氮比与全磷的含量关系最为密切。

不同林分类型对昆虫群落多样性的影响2217-2224

摘要：为研究近自然森林经营下的华北落叶松人工林不同林分类型对昆虫群落多样性的影响,以塞罕坝自然保护区内的华北落叶松纯林和混交林作为研究对象,对6种不同林分类型中的昆虫群落结构进行了研究。共获得昆虫标本9542头,隶属于7目,68科,187种,以双翅目、半翅目和鞘翅目为优势类群。研究结果表明：6种林分类型中的昆虫在物种和个体数上存在差异,相似性分析显示群落结构均不相似;群落多样性指数分析表明华北落叶松纯林和其它类型的混交林均具有较高的丰富度指数和多样性指数;主成分分析表明各林分类型中捕食性类群和寄生性类群是影响昆虫群落结构的主要因素,且捕食性类群和寄生性类群对植食性类群的控制作用较强;稳定性分析显示6种林分类型昆虫群落结构均具有较高的稳定性。

黄河中下游农业景观中景观简化对传粉昆虫多样性的影响——以巩义市为例2225-2236

摘要：在农业景观中,传粉昆虫的生存繁衍与半自然生境的面积大小有关。集约化生产方式使半自然生境比例逐渐减少,农田比例不断增加,随着景观简化梯度的变化（农田比例逐渐增大）,传粉昆虫群落多样性将会发生怎样的变化？选择黄河中下游典型农区巩义市为研究区域,采用诱捕盘法（Pan traps）进行农田、林地的传粉昆虫取样,以21个样点作为景观简化梯度（农田比例范围5%—86%）的呈现,基于每个样点的传粉昆虫多度和丰富度变化来探究景观简化对传粉昆虫多样性的影响。结果显示：区内累计捕获传粉昆虫39660头,优势类群包括双翅目（Diptera）、膜翅目（Hymenoptera）、鞘翅目（Coleoptera）等。采用逐步回归分析及线性拟合后发现景观简化程度与传粉昆虫多度和丰富度呈显著负相关（P〈0.05）;景观简化对传粉昆虫类群间的影响也是有差异的,其中对鞘翅目多度的影响最为密切（R^2=0.27）,同时对膜翅目和双翅目也有较大影响（R^2=0.14、R^2=0.11）,景观简化与鳞翅目多度呈正相关;随景观简化的程度加深,农田生境中膜翅目多度呈显著下降趋势（P〈0.05）,而林地中膜翅目多度变化不明显。在未来的景观规划中,应着重考虑传粉昆虫中鞘翅目类群的栖息地变化及食物资源状况。依据研究结果建议林地生境中应注重保护现有的自然植被群落,在人工林中可以种植一定面积的蜜粉源植物;农田生境内对杂草群落、半自然生境斑块进行合理规划的基础上,还可以种植线性景观植物作为传粉昆虫的食物源。

载畜率对内蒙古荒漠草原冷蒿种群资源分配格局的影响2237-2243

摘要：研究植物的资源分配格局以揭示其对环境变化的响应机制有重要的生态学意义。以内蒙古短花针茅（Stipa breviflora）草原冷蒿（Artemisia frigida）种群为研究对象,设置4个载畜率水平的随机区组试验,由冷蒿地上、地下及各构件生物量的变化入手,探讨了载畜率对该种群资源分配格局的影响规律,为退化草地的恢复及合理的放牧管理提供参考。结果表明：（1）冷蒿种群的高度随载畜率的增大而显著降低（P〈0.05）,中度与重度放牧显著降低了该种群的盖度（P〈0.05）,轻度放牧使该种群密度显著增加（P〈0.05）;（2）地上、地下生物量及总生物量均随载畜率的增加而显著降低（P〈0.05）,3a的年际效应及载畜率与年际的互作效应对总生物量、地上和地下生物量的影响差异均显著（P〈0.05）;（3）生物量分配的总体格局是根〉茎〉叶〉花/果,且各构件的生物量均随着载畜率的增加而减少;（4）各构件的生物量分配比例对载畜率的响应不同,中度与重度放牧显著增大了生物量在根的分配（P〈0.05）,茎的生物量分配在轻度放牧显著增加,重度放牧显著降低（P〈0.05）,轻度与中度放牧显著促进了叶的生物量分配（P〈0.05）,花/果的生物量分配随载畜率的增加而显著降低（P〈0.05）;（5）随着载畜率的增大,冷蒿的有性繁殖能力减弱,而无性繁殖能力增强。

盐旱复合胁迫对小麦幼苗生长和水分吸收的影响2244-2252

摘要：为明确盐害、干旱及盐旱复合胁迫对小麦幼苗生长和水分吸收的影响,从而为盐害和干旱胁迫下栽培调控提供理论依据。以2个抗旱性不同的小麦品种（扬麦16和耐旱型洛旱7号）为材料,采用水培试验,以NaCl和PEG模拟盐旱复合胁迫,研究了盐旱复合胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及水分吸收特性的变化。结果表明,盐、旱及复合胁迫下小麦幼苗的生物量、叶面积、总根长与根系表面积、叶绿素荧光和净光合速率均显著下降,但是复合胁迫处理的降幅却显著低于单一胁迫。盐旱复合胁迫下根系水导速率和根系伤流液强度显著大于单一胁迫,从而提高了小麦幼苗叶片水势和相对含水量。盐胁迫下小麦幼苗Na-＋/K-＋显著大于复合胁迫,但复合胁迫下ABA含量却显著小于单一的盐害和干旱胁迫。因此,盐旱复合胁迫可以通过增强根系水分吸收及降低根叶中ABA含量以维持较高光合能力,这是盐旱复合胁迫提高小麦适应性的重要原因。洛旱7号和扬麦16对盐及盐旱复合胁迫的响应基本一致,但在干旱胁迫下洛旱7号表现出明显的耐性。

华东地区两种植被带内天女花的遗传结构2253-2262

摘要：天女花是一种名贵的珍稀观赏树种，现已被列为国家Ⅲ级保护植物，其自然分布区的植被类型可大致分为温带落叶阔叶林带（长江以北）和暖温带常绿阔叶林带（长江以南）。华东地区是天女花分布比较集中的区域之一，也是两种植被带的分界区。论文采用微卫星标记对华东地区两种植被带内的8个天女花自然种群的遗传多样性和遗传结构进行了分析。结果表明：华东地区天女花种群遗传多样性与近缘种相比较低（NA=3．83、Ho=0．25、HE=0．40）；大别山（落叶阔叶林带）种群的遗传多样性（均值为H0=0.18和HE=0.28）明显低于皖南种群（常绿阔叶林带）的（均值为H0=0.33和HE=0.51），并且两者已发生了明显的遗传分化；两种植被带内的种群特征（如种群大小、胸径或丛枝数）差异不显著，种群内年幼亚群体的遗传多样与年老亚群体相比没有发生显著的变化。因此，推测大别山天女花种群经历的种群历史较短（较皖南种群）是导致其遗传多样性较低的主要原因．建议两种植被带内的天女花种群应视为不同的进化单元进行保护，当前仍应以就地保护为主。

辽河三角洲河口湿地典型芦苇群落最大光能转化率模拟2263-2273

摘要：CASA模型是研究宏观尺度净初级生产力最常用的模型之一,最大光能转化率是CASA模型的最关键参数,但他难以通过测量和试验获得,只能通过模拟求取。利用CASA模型反演了辽河三角洲河口湿地典型芦苇群落的最大光能转化率,并针对遥感和气象数据的可能误差对最大光能转化率的影响进行了敏感性分析。模拟结果表明：芦苇群落具有极高的碳转化能力,最大光能转化率达1.667g C/MJ,实际转化率达到0.957—1.102g C/MJ。敏感性分析结果显示最大光能转化率模拟值对总辐射和NDVI表现出较强的敏感性,由总辐射误差带来的最大光能转化率相对变化幅度仅为-4.14%—4.56%;模拟结果对NDVI的敏感性随着NDVI的增加而降低,即便是以误差30%考虑,模拟值仍然比较集中在样点的变化范围之内,这些结果表明模拟的芦苇最大光能转化率具有一定的稳定性和可靠性。

利用结构方程解析杉木林生产力与环境因子及林分因子的关系2274-2281

摘要：通过收集155篇644条杉木林生产力数据,利用结构方程模型,分析杉木林净初级生产力与年均降雨量、年均温度、林分密度和林龄之间的关系。结果表明：杉木林净生产力与年均降水量和年均温度呈显著正相关,相关系数分别为0.63和0.378。杉木林净生产力与林龄和林分密度呈显著负相关,相关系数分别为-0.332和-0.408。结构方程模型较好的解析了杉木净初级生产力与环境因子和林分因子之间的关系。杉木林净生产力与年均降水量、年均温度、林龄、林分密度都有影响,其总通径系数分别为0.398（P〈0.01）、0.746（P〈0.01）、-0.321（P〈0.01）和-0.738（P〈0.01）。年均温度和林龄不仅直接影响杉木林净生产力,还通过影响年均降水量和林分密度间接影响林分净生产力。年均温度和林龄的直接通径系数分别为0.494（P〈0.01）和-0.700（P〈0.01）;年均温度和林龄的间接通径系数分别为0.252（P〈0.05）和0.379（P〈0.05）。结构方程作为大尺度分析净初级生产力的方法,杉木林净初级生产力影响因素的62%来自年均降水量、年均温度、林龄和林分密度。

广西不同林龄杉木、马尾松人工林根系生物量及碳储量特征2282-2289

摘要：为了解不同林龄杉木、马尾松人工林地地下根系生物量及碳储量特征,以广西杉木、马尾松主产区5个不同林龄阶段（幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林）的人工林为研究对象,采用全根挖掘法和土钻法获取标准木根系生物量、灌草根系生物量和林分细根生物量,并测定其碳含量,分析其不同林龄阶段地下根系生物量和碳储量分配特征。结果表明：杉木、马尾松林地下根系总生物量分别在9.06—31.40Mg/hm^2和7.91—53.40Mg/hm^2之间,各林龄阶段根系总生物量总体上呈现随林龄增加而增加的趋势,杉木林细根生物量随林龄的增加呈现出先减后增的趋势,马尾松呈现出逐渐减小的趋势;林分各层次根系碳含量表现为乔木〉灌木〉草本、细根;杉木、马尾松地下根系碳储量变化趋势与生物量变化趋势相同,杉木、马尾松林不同林龄阶段各层次根系和土壤细根总碳储量分别在7.56—21.97Mg/hm^2和8.86—29.95Mg/hm^2之间;地下根系碳储量总体上以乔木根系占优势,且随林龄的增大其比例呈增加的趋势。

亚高寒草甸植物群落种多度分布关系及相似性对氮磷添加的响应2290-2299

摘要：以青藏高原亚高寒草甸为研究对象,采用随机区组设计,通过连续4a添加N、P,研究了不同施肥（N、P、N＋P）处理下群落物种丰富度、种多度分布模式以及群落相似性的变化特征。结果显示：（1）N、N＋P连续添加4年后,随N素添加水平的增加,草地植物群落物种丰富度逐渐降低（P〈0.001）;种多度分布曲线的斜率逐渐增大;N＋P添加处理对植物群落物种丰富度和种多度分布（SAD）曲线的影响较单独N添加处理更显著,如N15P15处理下群落物种丰富度的降幅最大,达对照群落的65.5%;（2）单一N或N＋P处理中,不同添加量间的植被组成趋异,而相同添加量的植被组成趋同（stress level=0.152）;（3）N、N＋P添加引起刷状根的丛生型禾本科植物逐渐在植物群落中占据优势;（4）P素添加对群落物种丰富度、种多度分布曲线、群落相似性和不同生长型组成及比例的影响不显著;（5）植物生长型特征和N/P添加处理可解释56.97%植物群落的物种多度分布特征。这些结果表明：亚高寒草甸地区N添加引起植物群落组成的重新排序、优势种的变化、SAD曲线逐渐陡峭,群落的相似性增加;N富集时,添加P素会增加N素的利用效率,且群落结构受N、P供应水平的影响。

接种AM菌对西部黄土区采煤沉陷地柠条生长和土壤的修复效应2300-2306

摘要：以采煤沉陷区柠条为宿主植物,研究接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM菌）对柠条生长和根际土壤的改良效应。结果表明：8月份接种AM菌比不接菌柠条的株高、冠幅和地径显著增加了29.11%,29.83%和14.81%,9月份接菌区柠条的根长、平均直径、根表面积和根体积分别比对照区增加了151.0%,34.2%,116.0%和129.3%。接种AM菌增强柠条的抗逆性,接菌区的柠条叶片可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别比对照区增加了13.4%和111.1%。8月份接种AM菌改善了土壤的生物理化性质,接菌区有机质、碱解氮、速效磷和速效钾比对照区分别增加7.06g/kg,140.0 mg/kg,1.82 mg/kg和16.72mg/kg,接种AM菌显著增加了根际土壤中真菌、放线菌、细菌数量和酸性磷酸酶活性。总之,接种AM菌促进采煤沉陷区柠条的生长和土壤的改良。

不同经营方式下毛竹光合特性分异研究2307-2314

摘要：林木经营方式与林内光照、温度、水分及养分格局关系密切,影响到植株的光合水平。为探明毛竹对不同经营方式的光合响应特性,以安徽省黄山区3种经营方式下的5类毛竹林为对象开展研究,即：粗放经营（Ⅰ）、一般经营（Ⅱ）和集约经营（Ⅲ-挖冬笋量10%—15%,、Ⅳ-挖冬笋量15%—20%、Ⅴ-挖冬笋量约10%,每年9月施氮肥）。结果表明：1）不同经营方式下毛竹的叶面积指数（LAI）和SPAD值间存在显著差异,随经营程度的增加,LAI和SPAD值波动增大。2）光响应曲线变化趋势基本一致,非直角双曲线拟合良好,方程决定系数均大于0.96,随光合有效辐射（PAR）增强,净光合速率（Pn）、气孔导度（Cd）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci）随之降低,非集约经营（Ⅰ、Ⅱ）的总体变化水平高于集约经营下的Ⅳ和Ⅲ,但集约经营下的Ⅴ则与Ⅰ、Ⅱ趋势更接近,说明适当补充养分（Ⅴ）的集约经营能有效提高毛竹对光能的利用能力。3）光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和暗呼吸速率（Rd）3个参数均最大或最小的两种经营方式下,毛竹林具较高的适应性,表现为最大净光合能力（P（nmax））显著高于其它经营方式毛竹林,由此推断,粗放经营（Ⅰ）或有效补充林地养分的集约经营（Ⅴ）的毛竹具有较高的光合能力。