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生态学报 2019年第08期杂志 文档列表

生态学报杂志专论与综述

景观多功能性:概念辨析、近今进展与前沿议题2645-2654

摘要：景观多功能性是指景观同时提供多种功能,且不同功能间存在相互作用的特性。良好的景观多功能性可以有效提升区域人类福祉,使景观多功能性成为一项典型的人地耦合研究议题。然而,概念不明确、计量方法粗略、实践应用较少是当前制约景观多功能性研究继续深化的重要障碍。通过明晰景观多功能性与生态系统功能、生态系统服务、土地功能、景观服务、景观可持续性等近似概念的逻辑关系,梳理近年来国际上农业景观多功能性、城市景观多功能性以及其他具有区域特色的景观多功能性研究进展,发现格局-过程-服务-可持续性的级联研究链条已逐渐显现。未来景观多功能性研究有待基于供需原理优化景观功能评估指标与方法,正确认知景观功能主导性与多样性的关系,探究可持续发展目标达成的多目标协同途径,为国土空间优化提供理论、方法与实践指引。

生物多样性与生态系统服务——关系、权衡与管理2655-2666

摘要：生物多样性和生态系统服务是人类生存和社会经济可持续发展的物质基础,应对生物多样性丧失和生态系统服务退化问题已经成为继气候变化之后的又一个全球性环境热点问题。生物多样性是生态系统生产力、稳定性、抵抗生物入侵以及养分动态的主要决定因素,生物多样性越高,生态系统功能性状的范围越广,生态系统服务质量就越高越稳定。目的是探讨生物多样性和生态系统服务之间的关系:(1)明确了生物多样性与生态系统过程、功能、服务之间的关系;(2)生物多样性在生态系统服务中的角色:生物多样性在不同的空间尺度通过各种形式的运行机制与生态系统服务产生联系,生物多样性是生态系统过程的调节者,是巩固生态系统服务的一个重要因素,生物多样性也是一种终极的生态系统服务,并在遗传和物种水平上直接贡献了其利益和价值;(3)生物多样性与生态系统服务权衡和协同关系的研究可以更好的帮助管理人员做出有利的决策和保护工作,也是制定规划和适应策略以减少生物多样性危机带来的不利影响的基础;(4)生物多样性与生态系统服务的关系在不同的时间和空间尺度上是不恒定的,有必要共同确定生态系统服务和生物多样性的空间格局,以有效和可持续的进行生态系统管理;(5)虽然生物多样性保护和生态系统管理还存在许多不确定性,但相关理论应该在管理、保护和恢复生态系统中发挥重要作用。研究提出了进一步研究的领域,以促进生物多样性保护和生态系统服务提供之间的协同作用。希望对相关领域的研究有所帮助。

面源污染最佳管理措施多目标协同优化配置研究进展2667-2675

摘要：随着点源污染逐渐得到有效控制,面源污染逐渐成为我国多数地区影响水环境质量安全的主要因素。推广实施最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)被认为是控制面源污染的有效途径。受到区域种植制度、耕作方式、政策以及经济成本等因素的影响,导致流域尺度配置BMPs存在一定的困难,特别是随着流域空间尺度的变化,会进一步加大BMPs配置难度,使得BMPs的配置工作变为了一项多目标决策优化问题,即如何在有限的成本投入下,实现水环境质量改善的目标。需要在不同空间尺度下对流域BMPs进行多目标协同优化配置。从面源污染关键源区识别、BMPs削减效率评估以及BMPs多目标协同优化模拟3个方面对面源污染BMPs多目标协同优化配置研究进行了综述。结果表明:1)包含地块尺度和流域尺度的多尺度模型耦合系统的构建,将是实现关键源区精准识别的有效途径;2)BMPs削减效率对水质改善响应的滞后性、不确定性、时空异质性、污染物形态转换风险等均是今后BMPs削减效率评估中需要重点解决的关键问题;3)建立流域污染物负荷削减量与水质改善之间的非线性响应关系,并以此为基础将BMPs组合数据库、成本数据库以及基于进化算法的的优化配置方案进行耦合,进而构建多目标决策支持系统,以获取BMPs空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优曲线。

生态学报杂志土壤生态专栏

不同海拔对福建戴云山黄山松林土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响2676-2686

摘要：温度、水分等多种环境因子随海拔梯度发生变化,会直接或间接影响土壤微生物生物量、群落结构以及土壤酶活性。然而关于中亚热带地区山地森林生态系统土壤酶活性变化响应的研究还是相对匮乏。戴云山山脉是中国最大的黄山松种质基因基地,本研究以中亚热带戴云山1300 m (L)、1450 m(M)、1600 m(H)的黄山松(Pinus taiwanensis)为研究对象,探究不同海拔下土壤微生物生物量和土壤酶活性如何变化及驱动土壤酶活性变化的主要的环境因子。结果表明:海拔梯度对淀积层(B)土壤的酶活性影响整体较小,在淋溶层(A)土壤中,随海拔升高,纤维素水解酶(β-葡糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH))显著降低,因此使土壤可溶性碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)随海拔升高有下降趋势。尽管酸性磷酸酶活性(ACP)随海拔升高显著增加,然而有效磷(AP)无显著变化。此外随海拔升高,微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)显著降低。冗余分析(RDA)结果发现,MBP和碳/氮比(C/N)是影响A层中土壤酶活性变化最重要的因子,而在B层中,土壤含水量(WC)和MBP对土壤酶活性起主要作用。研究表明,磷限制的亚热带地区,无机磷很容易被铁铝固定,MBP可以对土壤中的有效磷进行补充,成为影响本地区酶活性的主要因素。随海拔海拔降低,土壤有机碳、氮分解相关酶活性较高,从而加速了土壤碳、氮周转。因此,探究不同海拔梯度酶活性变化为预测中亚热带亚山地森林生态系统土壤碳、氮、磷养分循环提供了重要的理论依据,也为戴云山自然保护区黄山松林管理提供一定的科学依据。

漓江河岸带不同水文环境土壤微生物与土壤养分的耦合关系2687-2695

摘要：基于漓江河岸带典型地段内砾石滩、草地、灌草地和疏林地等4类水文环境梯度上的土壤样品分析,探讨了漓江河岸带土壤养分、微生物数量及微生物量等的变化特征及耦合关系。结果表明:土壤养分含量、土壤微生物数量及微生物量等在不同水文环境下均有显著差异。随着水淹时间的减少,土壤含水量、pH值、有效氮、有效磷和有效钾均呈先增后减的趋势,最大值多出现在灌草地,最小值多出现在砾石滩,而土壤微生物总量、细菌、放线菌数量和微生物量也为先增后减趋势,其数量或含量在灌草地最多,砾石滩最少。简单相关分析表明漓江河岸带各微生物指标与土壤有效氮、有效磷及速效钾相关性较强,与土壤全氮、全磷和全钾的相关性较弱。冗余分析表明土壤有效氮、有效磷和含水量是影响微生物总数、细菌数量、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷的重要因素,而有机质和全氮是影响放线菌数量的重要因素。研究结果说明适当的水文干扰有利于河岸带土壤养分的积累,对土壤微生物数量及其生物量也有显著促进作用;土壤有机质和有效养分含量(有效氮、有效磷等)与微生物数量及微生物量关系密切,其含量很大程度影响着微生物数量及其活性。在漓江河岸带生态保护和评估等研究过程中应充分考虑不同水文环境下的土壤微生物和养分的变化特征及耦合关系。

不同坡向凋落物分解对土壤微生物群落的影响2696-2704

摘要：采用空间与时间序列并用的方法,对贵州茂兰喀斯特森林阳坡和阴坡凋落物的分解特征及土壤微生物进行1年的野外调查和测定,探讨凋落物分解规律及其对土壤微生物群落的影响。凋落物在分解1年后的质量损失率约为72%,在分解过程中的碳、磷元素表现为释放,氮元素表现出富集;土壤微生物各群落磷脂脂肪酸(PLFA)在分解过程中的平均含量表现为:细菌(149.8 nmol/g)>放线菌(63.9 nmol/g)>真菌(31.3 nmol/g),阳坡和阴坡的微生物总PLFA在180d(559.2 nmol/g)和360d(513.6 nmol/g)的含量显著高于分解前;随分解时间的增加,阳坡细菌特征磷脂脂肪酸18:1ω7c的含量增加最大,其次是cy19:0和真菌特征磷脂脂肪酸18:1ω9c,阴坡土壤微生物PLFA含量表现出减少的趋势,细菌特征脂肪酸18:1ω7c减少量最大,约9.42 nmol/g,其次是i15:0和真菌特征脂肪酸18:1ω9c,约减少4.29—4.86 nmol/g;凋落物养分释放特征与微生物群落间的Spearman相关分析表明,真菌群落与碳元素释放率呈显著正相关关系,细菌群落与凋落物碳、磷元素的释放呈极显著正相关关系,且阳坡凋落物分解对微生物群落的影响高于阴坡。坡向和凋落物养分释放量对喀斯特森林凋落物的分解及土壤微生物群落的影响较显著,特征磷脂脂肪酸18:1ω7c、cy19:0、i15:0和18:1ω9c对环境变化的响应较为敏感。

银北盐渍化土壤中6种耐盐植物根际细菌群落结构及其多样性2705-2714

摘要：土壤微生物对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用。对盐渍化土壤中植物根际微生物群落组成和多样性进行研究,有助于发现新的重要微生物功能类群或者功能潜力,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建都具有十分重要的意义。通过高通量测序和分离培养方法,对宁夏银北地区盐渍化土壤中的6种耐盐植物根际细菌的群落结构和多样性进行了分析。结果表明:所有土壤样品共检测到31门(亚门) 67纲253科400属细菌类群,不同植物根际微生物群落组成相似,但丰度各有差异,厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为主要优势类群;在纲水平芽孢杆菌纲相对丰度最高,其次为α-变形菌、γ-变形菌和梭菌纲;在属水平上,芽孢杆菌属以极高的丰度(15.57%—53.85%)占据绝对优势,其次是鞘氨醇单胞菌属、不动杆菌属和节杆菌属。6种植物根际细菌的群落结构组成表现为芨芨草和柽柳相似,柳枝稷、苜蓿与枸杞相似,苦豆子则与另外5种差别最大。分离培养出的110株根际细菌多数具有较强的盐碱耐受性和一种以上生物学活性,分别隶属于芽孢杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇杆菌属、节杆菌属和中华根瘤菌属,在属水平上多样性单一,其中芽孢杆菌属是优势属。传统的分离培养和高通量测序结果都反映出银北地区盐渍化土壤中定殖着许多有重要生态功能的微生物类群,可用于进一步筛选和利用根际微生物改良盐碱土壤。

典型农田退耕后土壤真菌与细菌群落的演替2715-2722

摘要：土壤真菌和细菌作为地下生态系统的重要组成部分,其群落的恢复状况是评价农田退耕还林生态效益的重要指标。以云南省维西县典型退耕还林农田为对象,利用高通量测序等方法比较了不同退耕年限的农田土壤中真菌和细菌群落随植被演替的变化特征。结果发现,农田撂荒后土壤细菌多样性先显著降低后缓慢上升,真菌多样性变化不明显;地上部植被由草本经灌丛再向林地演替的过程中,土壤真菌的群落组成随植被变化呈现明显的改变,主要体现在粪壳菌纲(Sordariomycetes)所占比例的减少(由30%减至10%左右)和伞菌纲(Agaricomycetes)所占比例的增加(由5%以下增至20%以上);而细菌的群落组成无明显变化。聚类分析的结果显示,真菌的群落组成变化与植物群落的演替规律更为同步。不同演替阶段的退耕农田土壤真菌和细菌群落均明显区别于未经扰动的天然林,表明人为扰动对土壤微生物群落的影响可能在较长时间内持续存在。研究揭示了云南典型农田退耕后地下土壤真菌和细菌群落随植被演替的变化特征,为全面评价该地区退耕还林的生态效益提供了数据支撑。

桉树种植对林地土壤丛枝菌根真菌群落结构及多样性的影响2723-2731

模拟降雨下麻栎林地表径流和壤中流及氮素流失特征2732-2740

摘要：为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地的80.5%、61.4%、162.2%。地表径流产流呈不断增加且趋于稳定的特征;壤中流产流时间明显滞后于地表径流的,产流过程径流量波动比较小,保持相对稳定。地表径流量和壤中流量随时间的变化过程可分别通过对数函数和多项式函数进行模拟。(2)麻栎林的全氮总流失浓度、地表径流全氮流失浓度、壤中流全氮流失浓度为11.5、13.1、8.9 mg/L,分别比荒草地低19.0%、13.8%、8.2%。地表径流全氮流失浓度一般前期较大,而后递减并趋于稳定;壤中流全氮流失浓度在整个产流过程中保持相对稳定。地表径流和壤中流全氮流失浓度随降雨时间的变化过程可分别通过幂函数和多项式函数进行模拟。(3)在整个降雨产流过程中,麻栎林和荒草地的地表径流量分别占总产流量的61.8%和81.1%,麻栎林和荒草地的地表径流全氮流失量分别占全氮总流失量的70.4%和87.0%,径流、氮素的流失都以地表径流为主。与荒草地相比,麻栎林具有明显增加壤中流,减少氮素流失效果。

宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响2741-2751

摘要：根系分解是陆地生态系统碳和养分循环的重要地下生态过程,研究宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响,能够丰富和完善陆地生态系统的物质和能量循环机制,为我国黄土高原植被恢复过程中植物与土壤之间的养分循环提供依据。连续2年研究了宁南山区3种典型植物(长芒草、铁杆蒿和百里香)根系的分解特征及其对土壤养分的影响。结果表明,长芒草、铁杆蒿和百里香根系年分解指数(K)分别0.00891、0.01128、0.01408,分解速率依次表现为百里香>铁杆蒿>长芒草。分解16个月后3种典型植物根系释放大量养分,其中碳的释放量在57.05—124.39 g/kg;氮的释放量在0.12—0.47 g/kg。3种典型植物根系对土壤养分的影响主要表现为:试验结束时,0—5 cm表层土壤有机碳含量提高了0.17—0.35 g/kg,5—20 cm土层土壤有机碳含量提高了0.26—0.35 g/kg。相关性分析可知,植物根系养分释放量与土壤养分含量之间存在一定的负相关关系,当土壤养分含量较低时,根系会增加养分释放量进行补充。由此可知,根系分解提高了土壤养分含量,有效的促进了养分在根系-土壤中的循环。

漓江水陆交错带土壤理化性质及其分布特征2752-2761

摘要：水陆交错带是水生生态系统与陆地生态系统之间的过渡带,是一种典型的生态交错区,承载着能量流动、物质循环和信息交换的重要作用。土壤作为水陆交错带系统的重要组成部分,是水陆交错带功能实现的基础之一。鉴于此,以桂林漓江水陆交错带纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤为研究对象,采用野外取样调查、实验分析与统计检验相结合,系统的分析了土壤理化性质及其分布特征,旨在为该区域退化生态系统恢复与重建提供依据。结果表明:11个土壤理化性质,其中5个指标(土壤含水量、全氮、全磷、速效氮和速效钾)在上游、中游和下游均差异性显著。不同梯度下的土壤理化性质的相关性及相关性大小也不尽相同,但在总体上存在一些较相似的变化规律,如上游、中游和下游的土壤容重和孔隙度均呈现显著负相关,土壤全磷和有机质与多数土壤化学性质呈显著正相关;土壤含水量在下游与多数土壤化学性质均显著相关,但在上游仅与土壤全磷显著负相关。PCA主成分分析表明,土壤容重、土壤孔隙度和土壤全磷含量的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率,体现了它们是影响漓江水陆交错带土壤理化性质的重要环境因子。

大兴安岭北部天然针叶林土壤氮矿化特征2762-2771

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纳木错湖水体固碳微生物数量、群落结构及其驱动因子2772-2783

莱州湾金城海域网采浮游植物年际变化及与环境因子的关系2784-2793

夏、秋季渤海小型底栖动物类群组成及分布特征2794-2805

摘要：分别于2011年6月和11月,搭载'东方红2号'科学调查船在渤海海域(37.0°—40.0°N,118.0°—122.0°E)进行了小型底栖动物的取样,对小型底栖动物类群组成、丰度、生物量、空间分布及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明:研究海域小型底栖动物分布不均匀,表现为黄河口附近及近岸海域小型底栖动物丰度显著低于其他海域。小型底栖动物6月平均丰度高于11月,分别为(1012.7±519.1)个/10 cm~2和(829.5±385.8)个/10 cm~2, 6月平均生物量低于11月,分别为(570.8±307.6)μg干重/10 cm~2和(661.3±310.9)μg干重/10 cm~2。两个航次共鉴定出18个小型底栖动物类群,其中自由生活海洋线虫为最优势类群,分别占小型底栖动物总丰度的95.0%和90.3%,占小型底栖动物总生物量的67.4%和45.3%。其他数量上较重要的类群还有底栖桡足类、多毛类、动吻类和双壳类等。其中,多毛类丰度具有显著的季节差异,其11月丰度高于6月。两个航次分别有93.6%(6月)和91.1%(9月)的小型底栖动物分布在0—5 cm的表层沉积物内,没有表现季节性垂直迁移。对小型底栖动物生物数据与环境因子的相关分析结果显示,小型底栖动物的丰度与沉积物中值粒径、含水率呈显著负相关,与有机质含量呈极显著负相关,表明这三个因子是决定研究海域小型底栖动物分布的重要因素。小型底栖动物群落组成与环境因子的BIOENV相关分析表明,水深、有机质含量的组合能够最好地解释小型底栖动物群落结构的差异。与渤海海域30年来的小型底栖动物研究比较发现,在过去30年里,渤海小型底栖动物(包括海洋线虫)丰度逐渐增加,而其中的底栖桡足类丰度却在逐渐减少。沉积环境的变化以及人类干扰是引起渤海海域小型底栖动物丰度变化的重要因素。

黄土丘陵区土地覆盖和生物多样性功能演化及预测2806-2815

摘要：为探究黄土丘陵区土地覆盖和生物多样性功能演化,评价生物多样性保护视角下的最优生境,研究以宁夏彭阳县为研究区,1995、2000、2005、2010、2015年的Landsat TM影像为基础数据,集成3S技术获取土地覆盖时空动态变化特征,采用陷阱法于2012和2013年6—8月在研究区灌草混交林地、乔灌混交林地等6种不同生境内采集地表甲虫样本数据,利用InVEST-Habitate Quality模型评价生物多样性功能,结合采样数据探究最佳生境,借助CA-Marcov模型模拟研究区2020年土地覆盖及生物多样性功能。研究结果表明:(1)1995—2015年彭阳县土地覆盖及生物多样性功能发生显著变化,未利用地减少,城镇用地快速扩张,生境中天然封育草地和水平农田地变化明显,研究期间生物多样性功能经历了退化-优化的转变,2015年最佳;(2)模拟2020年土地覆盖中的水平农田地、城镇用地等较2015年有显著变化,生物多样性功能提高;(3)灌草混交林地是彭阳县生物多样性功能保护的最优生境,生境中固有的'88542'水平沟整地措施可作为当地典型生态恢复的最优模式;(4)InVEST模型和CA-Markov模型综合利用,普适性及准确性较好,研究区水平沟、鱼鳞坑、'88542'等水土保持工程和退耕还林还草、生态功能区划等生态恢复策略的实施和建设成效显著。

双花木属植物潜在分布区模拟与分析2816-2825

摘要：气候变化直接影响着物种的分布范围。了解气候变化对濒危物种分布区的影响,是开展保护生物学研究的基础。双花木属(Disanthus Maxim.) 1种1变种,隶属金缕梅科(Hamamelidaceae),为东亚特有濒危物种和典型的中-日间断分布成分,在研究东亚植物区系地理演化方面具有重要的科学价值。本研究基于双花木属植物19个当前居群分布点的气候变量,运用MaxEnt模型预测双花木属植物在末次盛冰期(约22000年前)、当前(1950—2000年)和未来(2060—2080年)气候情景下的潜在分布区的结果显示,受试者工作特征曲线下的面积(AUC=0.9999±0.0001)接近于1,表明MaxEnt模型的预测准确度极高;气候变量贡献率和Jackknife检验评估的结果显示,制约双花木属植物分布的主导气候变量是最湿月降水量和最干月降水量。采用ArcGIS 10.0中的ArcToolbox空间分析工具定量分析比较双花木属的分布动态,基于生境稳定性(Nstab)、当前与其他时期分布区面积比(Na)和扩张/收缩程度(Ne)的分析结果揭示,在双花木属植物进化过程中,分布范围经历了收缩过程;未来的温室气体排放量升高程度不同,其适生区呈现不同程度(30%—65%)收缩,特别是RCP 8.5气候情景下,我国武夷山山脉的潜在分布区有可能会丧失。探讨双花木属植物对不同时期气候变化的响应,重建冰期以来该属植物地理分布的变迁历史,分析限制其潜在地理分布的主导气候变量,可为双花木属植物保育措施的制定和东亚地区植物区系物种形成演化的研究提供理论参考。