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生态学报 2018年第20期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

湖泊湿地生态系统服务研究进展7149-7158

摘要：湖泊湿地生态系统服务可持续供给对维持区域、国家乃至全球生态安全格局具有重要意义。近20年，国内外学者在生态系统服务内涵、评估模型、影响机制、权衡与优化等领域的研究不断深入，但与管理决策和政策设计的结合仍面临多方面严峻挑战。系统分析湖泊湿地生态系统服务研究进展与存在的不足，对于今后一段时间内湖？白湿地生态系统服务研究的全方位拓展具有重要指导意义。以湖泊湿地生态系统服务概念与内涵为切入点，对湖泊湿地生态系统服务评估内容与方法、影响机理、生态系统服务权衡与优化等几个重要方面的研究进展进行了梳理，并结合管理决策和政策设计的需求，评述其研究中存在的不足。本研究以生态系统服务监测、模型不确定性、风险评估、优化与调控等四个重点研究方向为切入点，对湖泊湿地生态系统服务的研究方向进行了展望，以期深化湖泊湿地生态系统服务研究的理论与方法，并实现其与管理决策和政策设计的高度结合。

生态系统服务与景观格局集成研究综述7159-7167

摘要：生态系统服务是综合科学和政策应用的有效工具，可用于应对人类干扰下的景观和生态系统服务的快速退化等复杂生态环境问题。综述生态系统服务与景观格局集成的学科发展、基础理论和模型开发的进展与存在的问题，建立可用的集成建模框架，并提出知识集成的概念框架：1）在要素层，“政策．决策-景观-生态系统服务-社会经济系统”的跨学科知识反馈环是集成理论基础；2）在模型层，结构化、多层次的集成模拟模型是核心方法；3）在数据层，多源数据集成是模拟模型的数据基础。集成生态系统服务与景观格局为区域生态环境治理实践提供了科学参考，能更好地应对生态系统服务科学与应用的挑战。

生态学报杂志研究论文

海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响7168-7177

摘要：以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象，按照青海云杉分布界限海拔2500-3300m，采用梯度格局法，研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征，以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学依据。结果表明：（1）青海云杉林生物量平均值为115．83t／hm2，碳密度平均值为60．23t／hm2。生物量整体随海拔梯度增加表现为先增加后波动降低的趋势，在海拔2800m处达到最高值（197．10t／hm2），海拔3300m处达到最低值（7．66t／hm2），且不同海拔梯度间差异显著。林分各器官生物量分配格局在各海拔处均表现为干〉根〉枝〉叶。（2）土壤有机碳含量平均值为54．80g／kg，变化范围为31．49-76．96g/kg。随着土壤层次的增加，除海拔3200m和3300m的土壤有机碳含量未表现出规律变化外，其他海拔梯度则均呈现出逐渐降低趋势。土壤有机碳密度在海拔2900m最高，为245．40t／hm2，在海拔2700m处最低，为130．24t／hm2；海拔2500--2700m表现为平缓降低趋势，在2800m处急剧上升，且海拔2800--3200m呈现无显著性轻度波动变化，在海拔3300m又急剧降低。（3）青海云杉林生态系统平均总碳密度为255．15t／hm2，乔木层和土壤层占总碳密度的比例分别为23．61％和76．39％，且不同海拔梯度问存在极显著差异。土壤有机碳密度与海拔、年均降水量、土壤有机碳含量、土壤全氮呈显著正相关，与年夏季平均气温呈显著负相关；乔木层碳密度与年夏季气温、林分密度、胸高断面积呈显著正相关，与海拔和土壤全氮呈显著负相关。（4）祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度均随海拔梯度变化受水热条件组合的改变而呈现规律变化，以中部海拔区段2800-3200m碳密度较高。

长三角典型城郊土地利用变化及其土壤碳氮响应7178-7188

摘要：城市化在改变城市周边土地利用及其空间布局的同时，也改变了城郊土壤的碳氮循环等关键生物地球化学过程。明确城郊地区土地利用变化及其对土壤碳氮储量的影响，可有效揭示城郊地区土壤肥力提供等关键生态系统服务的演变特征。以长三角典型城郊宁波樟溪流域为例，分析了1974年至2015年其土地利用变化特征．并采用DNDC模型模拟了土地利用变化所引起的土壤碳、氮储量变化。研究表明该流域内农地和林地面积均在不断减小，而园地和城镇建设用地面积在不断增加。模拟表明农地单位面积有机碳、总氮含量逐年降低，而林地则不断增加，园地呈波动变化，不同土地利用类型的单位面积有机碳和总氮含量对温度和降雨的变化有不同程度的响应。随着城郊地区土地利用变化，流域内农地土壤有机碳和总氮储量逐年降低，园地和林地土壤有机碳和总氮储量逐年增加，土地利用变化决定了流域土壤有机碳和总氮的储量变化特征。

樟子松人工林原产地与不同自然降水梯度引种地土壤和植物叶片生态化学计量特征7189-7197

摘要：降水格局是影响陆地生态系统结构和过程的重要环境要素，尤其对于干旱／半干旱地区，降水变化是植物生长驱动的关键生态因子。目前，针对降水变化对陆地生态系统C、N、P等元素生物地球化学循环过程影响开展了大量研究。然而，关于沙地樟子松重要引种地科尔沁沙地自然降水梯度下沙地樟子松人工林土壤、植物生态化学计量特征的研究未见报道。因此，本研究以樟子松原产地红花尔基和引种地科尔沁沙地自然降水梯度下4个典型沙地樟子松人工林为对象，研究樟子松引种地降水变化对土壤（0-10．10-20cm和20-40cm）和植物（1年和2年生叶）生态化学计量特征的影响。研究结果发现：（1）与红花尔基原产地樟子松人工林相比，科尔沁沙地引种的樟子松人工林土壤C、N、P元素含量显著降低；（2）科尔沁沙地自西向东，随降水量增加，沙地樟子松人工林土壤C、N、P含量以及C：P和N：P表现为逐渐增加趋势，而土壤C：N呈减少趋势；（3）随着降水量增加，樟子松叶C含量呈下降趋势，叶N含量和N：P比值呈增加趋势，植物叶P含量无一致性规律；（4）樟子松叶片P含量与土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系，而叶片C和N含量与土壤C、N、P含量无显著相关性。研究表明，沙地樟子松引种地科尔沁沙地土壤C、N、P养分比较缺乏，且随着降水增加土壤N养分限制降低，而土壤P养分限制增加。本研究从生态化学计量特征角度，为今后开展科尔沁沙地不同降水梯度条件下引种樟子松人工林提供理论依据。

马尾松林采伐迹地火烧黑炭对土壤活性碳氮库的影响7198-7207

摘要：黑炭是火烧过程中不完全燃烧的产物，在火烧迹地的分布具有异质性。为了解黑炭输入量对土壤活性碳氮库的影响，选取中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象，对比炼山1年后移除（BO）、单倍（B1）和双倍黑炭输入（B2）处理和未火烧对照土壤可溶性有机碳氮含量（DOC和DON）、矿质氮、土壤微生物量碳氮含量（MBC和MBN）之间的差异。结果表明：炼山对土壤DOC和DON含量的影响因土层而异，在0-10cm土层，火烧土壤DOC和DON含量与对照土壤没有显著差异，而在10-20cm土壤要显著低于对照土壤（P〈O．05）。火烧土壤矿质氮、土壤MBC和MBN含量均低于对照土壤，但差异未达到显著性水平（P〉0．05）。火烧土壤含水率、pH、全碳和全氮、铵态氮、土壤MBN含量均与黑炭输入量成正比，特别是在10-20cm土层．B2处理土壤铵态氮含量显著高于BO和B1处理（P〈O．05）。对于土壤MBN，黑炭输入处理（B1和B2）火烧土壤MBN含量与对照土壤没有显著差异，而去除黑炭处理（B0）火烧土壤MBN含量则显著低于对照土壤（P〈0．05）。结果说明黑炭输入对火烧土壤的微生物群落恢复和N素保持具有积极意义，因此亚热带人工林管理过程中应重视黑炭的利用。

两个放牧率下藏羊粪在高寒草甸的分解特征7208-7215

摘要：青藏高原拥有全球独特的放牧系统，国内外较少通过定量控制的放牧试验研究放牧率对畜粪分解的作用。用双层盆叠放法比较高寒草甸两个放牧率下藏羊粪的分解规律。8羊／hm2放牧率下的分解速率大于16羊／hm2。随着放牧率增加．羊粪C、N、P的归还量、草地残留和淋溶量及其所占比例上升，C、N的大气排放量增加。粪中P的分解与C／N比负相关，C的分解速率与N／P比正相关。用Olson的指数模型拟合，羊粪分解50％和95％所需时间，除了木质素，粪干物质、C、N、P、纤维素、半纤维素的分解时间16羊／hm2放牧率下均长于8羊／hm2放牧率。单位重量粪的分解速率，16羊／hm2放牧率下较快；单位面积草地上．畜粪的分解在16羊／hm2放牧率下较快。研究结果对于全球变暖背景下，调整高寒草甸放牧策略有指导作用。

丰容对圈养雌性岩羊活动时间分配的影响7216-7222

摘要：为了探究环境丰容和食物丰容对岩羊行为和活动节律的影响，于2017年3月-7月，以上海动物园的5只雌性岩羊（Pseudoisnayaur）为研究对象，设计环境丰容和食物丰容试验，利用瞬时扫描法对岩羊进行行为学观察，分析岩羊丰容前后昼间行为的变化。结果表明：经过环境丰容，岩羊的运动行为和反刍行为显著增加，卧息行为和其他行为显著减少．取食行为无明显变化。在环境丰容基础上，开展食物丰容后，运动行为明显减少，取食行为明显增加。卧息行为有所减少、反刍行为和其他行为有所增加，但变化均不明显。丰容后岩羊的昼间活动节律也发生了变化。取食行为呈现2个高峰期（8：00-11：00和15：00-18：00），取食行为普遍提高；运动行为在13：30-17：30时段较丰容前提前一个小时左右发生；卧息行为有相似的波动规律，但丰容后其昼间发生频次在16：00之前均降低；反刍行为波动最大，呈现出明显的2个高峰期（6：00-9：00和10：00-15：00）。试验表明，在进行环境和食物丰容后，岩羊的活动增加，优化了时间分配，福利状况得到了有效改善。

繁殖期高体鳑鲏对化学预警信息的行为响应及其与生理状态的关联7223-7230

摘要：对化学预警信息（Chemical alarmcues，CAC）的识别与应答体现了鱼类在特定生理状态和特定环境下的生态策略，与动物的生存适合度密切相关。由于化学预警通讯和繁殖均为高能耗的生命活动，繁殖期鱼类的CAC通讯是否表现出基于能量代价-收益（Cost．benefit）的权衡成为值得关注的科学问题。本研究以具有特殊繁殖方式的高体鲭鲅（Rhodeus ocellatus）为实验对象。测定了繁殖Iv期不同性别实验鱼对CAC的行为响应，并探究了实验鱼化学预警行为与其繁殖生理状态的关系。结果发现：（1）高体鲚鲅空间分布状态（底栖时间）和活跃状态（静止时间、运动距离、身体不重合度）均对CAC表现出明显的行为应答（P〈0．05），但逃逸行为（高速运动时间）不受CAC的影响（P〉0．05）；（2）高体螃鲅对CAC的响应无性别差异；（3）高体鲚鲅预警行为的变化与繁殖生理状态（性腺指数、产卵管长度、肥满度）无显著相关性（P〉0．05）。结果表明，繁殖期高体螃皱依然对CAC展现出一定程度的行为应答，然而其行为响应程度并不受繁殖生理状态以及性别的影响，这可能主要与该物种特殊的繁殖对策有关。

三峡库区不同水文类型支流大型底栖动物对蓄水的响应7231-7241

摘要：为探究三峡水库修建对库区不同水文类型支流大型底栖动物的影响，于2015年7月和2016年1月对三峡水库四条支流的大型底栖动物进行调研，分别对周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区和长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区大型底栖动物群落结构进行比较研究，结果表明：（1）7月份三峡水库145米低水位时期共采集到底栖动物655头计59种（属），在受蓄水影响河段采集到底栖动物4种共40头，优势种为日本沼虾（占受蓄水影响区域的57．5％）；1月份三峡水库175米蓄水时期共采集到底栖动物1123头计69种（属），在受蓄水影响河段采集到16种238头，优势种为锯齿新米虾（占受蓄水影响区域的14．2％）。（2）周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区底栖动物密度、生物量和多样性指数无显著差异（P〉0．05）；长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区之间底栖动物密度和Pielou均匀度指数无显著差异（P〉O．05）。但非回水区底栖动物生物量显著高于回水区（P〈0．05），底栖动物多样性和丰富度极显著高于回水区（P〈0．01）。（3）7月份影响底栖动物分布的主要环境因子共6个，分别是水深、流速、硝态氮、溶解氧、水温和电导率；1月份影响底栖动物分布的主要环境因子共7个，分别是水温、溶解氧、总磷、流速、深度、电导率和透明度。

耕作方式对玉-豆轮作地表节肢动物多样性及其营养结构的影响7242-7253

摘要：为阐明长期不同耕作方式对轮作种植模式黑土农田地表节肢动物多样性及其营养结构的影响，2015年5月至9月间，利用陷阱法对连续13年玉米大豆轮作模式的定位试验站三种耕作方式（免耕、垄作、秋翻）的地表节肢动物群落进行了调查。共捕获动物1002只，隶属于3纲11目29科37个类群，凹唇蚁、玉米毛蚁和直角通缘步甲为优势类群。免耕（NT，notillage）有利于增加蜘蛛类群密度，垄作（RT，ridgetillage）和秋翻（MP，mouldboardplough）显著增加了玉米毛蚁密度。耕作方式仅对群落密度有显著影响显著影响（P〈0．05）．而大豆不同生育阶段显著或极显著的影响地表节肢动物群落组成特征（P〈0．05；P〈0．001）。长期玉米大豆轮作种植的地表节肢动物群落营养功能群在不同耕作方式中所占比例不同，保护性耕作方式（NT、RT）更有利于捕食性和植食性动物的生存和繁殖，常规耕作（MP）则是杂食性动物占据优势，明显呈现对不稳定环境的适应。大豆不同生育期。各功能群的个体数与类群数的动态变化不尽一致，不具有明显的规律性。研究结果表明，免耕轮作对维持地表节肢动物群落内部物种间的关系及其营养结构有着较为重要的作用，保护性耕作和轮作种植模式相结合可维持农田生态系统平衡。

闽三角区域生态系统服务重要性评价及其空间分布7254-7268

摘要：基于GIS及Rs技术，选取研究区内最重要的水源涵养服务、水土保持服务、生物多样性保护服务、生态系统综合服务为研究对象，采用NPP定量指标评价方法，对4种生态系统服务的重要性进行评价，试图揭示闽三角区域各类生态系统服务重要性分级情况及其空间分布规律。同时，从土地利用以及主控因子识别两方面对形成闽三角区域生态系统服务各重要性级别区域的深层次原因做出科学分析。以最终闽三角生态系统综合服务为例，研究结果表明：（1）极为重要和高度重要的区域面积共占研究区总面积的30．39％，总体分布在闽三角中部偏西南地区的南靖县、平和县以及长泰县境内，其在海拔300-600m以及坡度10°-20°的环境中面积占比较高。（2）一般重要和较为重要区域总体分布在闽三角东北部沿海地区的泉州市及厦门市范围内，其在海拔900-1800m以及坡度〉40°的环境中面积占比较高。（3）随着重要性级别从一般重要到极为重要的提升，其相应重要性级别区域的地理中心由南安市境内出发，逐渐向西方向移动，后经由华安县境内转向西南方向，最终落在南靖县境内。（4）从一般重要区域到极为重要区域，林地和草地的面积占比显著增加，而城乡、工矿、居民用地、耕地以及水域的面积占比则出现明显降低。（5）一般重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、降水因子、土壤渗流能力因子，极为重要区域划分的主要控制因子依次为多年平均净初级生产力、海拔因子、降水因子。

城市空间形态离散度指数NDIS构建与应用7269-7275

摘要：中国土地资源有限，需要可持续的、紧凑的城市空间形态与布局，因此，全面度量城市空间形态的紧凑性具有重要意义。通过6个情境分析了离散度指数DIS的优缺点，识别出DIS值在反映城市形态紧凑程度方面的不足，进而提出了一种新的城市空间形态紧凑度指数，即标准化离散度指数NDIS。NDIS不受城市面积规模的影响，且具有唯一性，利于城市紧凑度的横向和纵向比较，能更好地指示城市空间形态。NDIS值越大，城市越离散。进一步将NDIS与成熟使用的标准化紧凑度指数NCI结合，用于分析中国35座城市的空间形态紧凑性，研究结果表明：（1）NDIS最大值是兰州市的1．64，最小值是石家庄市的1．14，均值1．29±0．12（SE）；NCI最大值是郑州市0．39，最小值是宁波市的0．1，均值0．24±0．07（SE）；（2）NDIS与NCI虽然具有中等程度的相关性（r=-0．44，P〈0．01），但是NDIS把城市斑块间的距离关系表达得更为准确；（3）将NDIS与NCI结合，能够更加全面地指示城市空间形态的紧凑程度。准确、全面的衡量中国城市的空间形态，则需要与更多的景观格局指数结合使用。

辽宁省潜在蒸散时空变化特征与成因7276-7287

摘要：潜在蒸散量是衡量变化环境下区域水热资源演变的重要参数。探究其历史变化规律及制约因素对预测农业用水走势乃至合理制定相关决策都至关重要。基于辽宁省23个气象站点1966--2015年的逐日气象数据，采用FAO推荐的Penman．Monteith模型与偏相关性检验法辨识辽宁省近50年潜在蒸散量的时空特征及其影响因素。结果表明：辽宁省各监测站年平均潜在蒸散量为453-1043mm，多年变化趋势以1．43mm／a的速度递减，并于2003年发生突变。此外，其时空差异性较为显著。在年代际尺度上表现为，辽西北至辽西南逐次降低；在季节尺度上表现为，夏季潜在蒸散量最高、春秋季节次之、冬季最低；日最高气温、日最低气温和日照时数的减少共同导致过去50年辽宁省潜在蒸散量在整体上表现出减少的趋势。该研究成果可以为水资源的优化配置，评价区域干湿程度等提供一定的理论支撑。

呼伦贝尔草原区CO2源、汇及时空分布模拟研究7288-7299

摘要：近年来，随着全球气候变化和人为影响加剧，半干旱草地生态系统的碳循环受到剧烈影响。半干旱草原区域CO2模拟研究主要集中于已有观测资料的地区，然而，观测资料缺乏的草原区CO2通量模拟却鲜少有人研究。因此选择缺通量资料的呼伦贝尔草原地区为主要研究对象，并将VPRM模型应用于缺资料地区，模拟了该区域内2016年的NEE时空分布。结果表明：（1）在特早年的气候条件下2016年全年都表现为微弱的碳源（全年NEE值为47．27gC／m2），且其变化趋势与降水和气温在年内变化趋势相近。（2）空间上，根据趋势来看NEE在空间分布由草原区向草甸区、森林区逐渐降低。基于植被分布情况，不同植被类型的区域碳排放顺序为：克氏针茅草原和大针茅草原〉羊草草原〉杂草草旬草原（以线叶菊等为主）。（3）干旱胁迫是该地区表现为碳源的主要原因之一，而且降水与NEE表现出极显著的二次函数关系（R2=0．938，P〈0．001），说明了干旱气候条件下，随着月降水量的增加，草原生态系统出现碳源向碳汇转移的趋势。（4）地上生物量（AGB）与GPP和Reco表现出了极显著的正相关关系（R2分别为0．89和0．9，P〈0．01），与NEE表现出了极显著的负相关关系（R2=0．68，P〈0．01），说明了草原的地上生物量增加能有效地降低二氧化碳排放。

基于土地利用变化的黄土丘陵区生境质量时空演变特征——以榆中县为例7300-7311

摘要：生境质量是生态系统服务水平的重要表征，是区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节，评估土地利用变化引起的生境质量时空演变可为区域生态保护和土地管理提供科学依据。以典型黄土丘陵区县域——榆中县为例．基于ArcGIS平台和INVEST模型探讨了该县1995、2005和2015年生境质量空间格局及其演变特征。结论如下：①研究区土地类型和景观格局变化明显，主要土地利用变化是耕地转向建设用地和林地，以及草地和耕地之间的相互转变，这些变化导致景观异质性增强和破碎度上升。②生境质量空问格局一直表现为“南部高、中部居中、北部低”的态势。生境质量上升区域主要在北部，原因是“退耕还林”及“生态北山”工程的实施使得林地面积增加，下降区域主要在中部，主要是由建设用地扩张占用耕地造成的。③生境质量热点以及“H-H”型聚集区主要位于南部山区，而冷点和“L-L”聚集区主要位于北部黄土丘陵区，2015年生境质量空间集聚程度较1995年有所增强，“H-H”聚集区增加0．68％，“L-L”聚集区增加0．67％。对该类型区域生境质量优化提出了相应的政策建议。

基于土地利用变化的江苏沿海地区生态风险格局7312-7325

摘要：为探讨经济快速发展地区土地利用变化对生态系统造成的风险，以江苏沿海地区1990、2000、2010和2015年的遥感解译土地利用数据为基础，基于景观格局指数和生态环境脆弱度构建了区域生态风险指数，在AreGIS和Fragstats软件支持下，借助地统计分析和空间自相关分析方法，定量评价江苏沿海地区1990--2015年区域生态风险的时空分异特征。结果表明：1990-2015年．江苏沿海地区整体生态安全状况有所好转．研究区生态风险平均值从0．1563减少至0．1529，该区主要处于中等级生态风险。生态风险等级降低区在较高风险区、中风险区和较低风险区均有分布，而等级升高区域主要集中在较低风险区与中风险区，即东部草地和水域地区以及西南部耕地地区，其原因主要是临海产业和临海城镇的快速发展造成土地利用变化加剧，导致生态系统平衡遭到破坏，生态风险加强。区域生态风险整体空间分异性增加，局部呈现高．高聚集和低一低聚集，其中高值聚集区主要由研究区西部边界处向南聚集，低值聚集区主要分布在研究区东北部和东部沿海地区。耕地、水域和建设用地是整个研究区生态风险的主要来源。研究结果为该区实现土地可持续利用、促进土地利用与生态环境的协调发展以及制定生态风险管理政策提供科学依据与技术支持。

北京市森林生态安全预警时空差异及其驱动机制7326-7335

摘要：主要探讨森林生态安全预警指数演化的时空格局变化及其驱动力机制，以期为推进北京市森林生态安全决策提供理论参考。基于森林生态安全预警指标体系，运用SD模型从区县尺度对北京市2009--2015年森林生态安全预警的时空差异进行分析，并对2015--2030年森林生态安全演变趋势进行预测。结果表明：（1）2009--2030年，北京市森林生态安全整体呈改善态势。其中，2009--2015年，北京市森林生态安全预警指数呈略有下降态势，但下降速度有限；2016m2030年，预警指数呈上升趋势。（2）各区县内部差异显著，5个区县的森林生态安全预警指数有所下降，其中海淀区下降幅度最大。2016--2030年，各区县中除海淀区外，预警指数均小幅上升，森林生态安全状况有所改善；但石景山区仍为巨警，海淀和朝阳区为重警。（3）空间上，森林生态安全预警指数从功能拓展区到城市发展新区及生态涵养区，呈现出由低到高的变化趋势，其低值区随着城市化进程的加快而逐渐扩大。生态涵养区的森林生态安全状况明显优于其他地区，发展新区的森林生态安全改善显著，功能区个别地区则有退化迹象。（4）北京市森林生态安全预警指数时空演变特征主要受森林资源、社会经济、自然环境和林业政策等多种因素的综合影响，因而出现森林生态安全演进的阶段性及其区域性差异。