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生态学报 2019年第17期杂志 文档列表

生态学报杂志研究论文

异质生境对荒漠草原植物群落组成和种群生态位的影响6187-6205

摘要：为揭示荒漠草原不同植物种群生态位特征以及对有限资源的利用状况,以围栏内外不同土壤类型下植物群落为研究对象,运用经典生态位理论,探讨其群落组成和种群生态位特征。结果表明:在调查样方中共记录到15科36属42种植物,以豆科、禾本科、菊科和藜科的草本植物为主。风沙土生境中的植被生物量和密度最高,一年生植物生态位宽度值往往较高,以猪毛蒿的重要值最大。灰钙土生境中植被盖度较高,多年生植物生态位宽度值相对较高,以牛枝子和针茅的重要值最大。放牧会减少多年生草本的种类和数量,而一年生草本有所增加,对半灌木数量则影响不大。在不同生境下猪毛蒿生态位宽度和总宽度值均居首,是该区域主要优势种和典型的泛化种。在放牧和短期围栏内猪毛蒿与其他物种的生态位重叠指数均较高,但在长期围封样地中,特别是灰钙土生境下,重叠指数比重有所降低。基岩风化沉积土中物种间的重叠程度最大,而风沙土中则最小。猪毛蒿分布在生态位重叠指数DCA排序图的中心,说明其在群落中占有重要地位,对有限资源的竞争能力和对环境的适应能力较强。综上,生境的异质性是导致群落组成及生态位不同的关键因子,因此在荒漠草原进行植被恢复建设和保护措施时,应考虑不同土壤类型条件下各物种生态适应性,避免生态位功能冲突。

2001—2015年天山北坡植被覆盖对干旱的响应——基于土地利用/土地覆盖分析6206-6217

摘要：天山北坡生态系统脆弱,易受干旱影响,全球变暖和不合理的人类活动加剧了干旱的影响,评估植被覆盖对干旱的响应,为改善生态环境和减轻干旱影响提供科学参考。基于MODIS-NDVI遥感数据以及气象数据,计算了2001—2015年天山北坡多尺度标准化降水蒸散发指数(SPEI)和植被覆盖度,总结出植被覆盖度与多尺度SPEI时空动态变化规律,从土地利用/土地覆盖(LUCC)的角度分析了植被覆盖度对气候干旱的响应。结果表明:(1)天山北坡绝大部分区域呈湿润状态,中部(石河子、呼图壁)、西北部(克拉玛依市)呈轻度干旱。3个月、6个月、12个月时间尺度SPEI均表现出干旱化增强的年际变化趋势;(2)天山北坡植被覆盖度整体上属中低覆盖,总体呈南高北低,天山山区、城市绿洲内部高的分布特点。2001—2015年天山北坡植被覆盖度变化总体呈下降趋势;(3)年尺度天山北坡植被覆盖度与SPEI整体呈正相关关系。不同土地利用/土地覆盖的植被覆盖度与12个月时间尺度SPEI(SPEI 12)的相关性不同,大小依次为:草地>未利用地>城乡用地>林地>水域>耕地;(4)季节尺度夏季和春季干旱对植被覆盖度的影响最明显,不同季节干旱对不同土地利用/土地覆盖植被覆盖度影响程度不同。

三种判定落叶阔叶混交林土壤损害基线的方法研究——以吉林省抚松县为例6218-6226

摘要：生态环境损害鉴定评估是生态系统修复与保护管理工作的基础,而生态环境损害基线作为一个地区生态水平原始状态的表征,是鉴定评估生态环境损害的基准。森林土壤是森林生态系统的重要组成部分,是维系森林生态系统生物及化学循环的关键部分,同时也是森林生态系统是否受到损害及损害程度大小的重要表征指标。在已有的生态环境损害基线判定方法的基础上,针对森林土壤的特点,改进森林土壤损害基线的判定方法并用这些方法对吉林省长白山抚松县地区落叶阔叶混交林进行研究。运用的3种方法包括群体分布法、三分位法和回归模型法。计算结果显示,运用三分位法确定的基线值最高,运用群体分布法确定的基线值最低。从方法的适用范围考虑,群体分布法和三分位法计算简便,结果可比性强,适用于无明显人为干扰的地区;回归模型法灵活度高,应用性广,适用于有较强人为干扰的地区;在数据充足的情况下应首选回归模型法,在回归模型法无法确认基线时,另外两种方法作为补充。

热带珊瑚岛植物种植对土壤改良及其微生物群落形成的影响6227-6237

潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地甲烷排放的影响6238-6246

摘要：盐沼湿地作为陆海交互作用的过渡带是CH4重要的自然来源。潮汐活动通过影响CH4的产生、氧化和传输驱动了湿地CH4间歇性、周期性的排放。利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲一个盐地碱蓬生态系统CH4通量、环境因子和水文要素(潮汐)进行了长期连续监测分析了该生态系统生长季CH4排放的季节动态及潮汐作用对CH4排放的影响。结果表明:生长季该生态系统是CH4的排放源,排放日均值为0.063 mg m-2 h-1,(范围为-0.36—0.57 mg m-2 h-1)。潮汐淹水阶段和落潮后湿润阶段表现为CH4的显著源。此外我们发现,短期潮汐活动引起土壤干湿状况的变化促进了CH4脉冲式的排放,因此未来气候变化下温度升高和降雨季节分配引起的土壤干湿变化将会对该区域CH4排放甚至碳循环产生积极影响。

乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征6247-6256

土壤易氧化有机碳对西双版纳热带森林群落演替的响应6257-6263

摘要：土壤易氧化有机碳(Readily oxidizable carbon,ROC)作为土壤中易被氧化且活性较高的有机碳,能够敏感反映群落植被环境与土壤环境的早期变化。为探明土壤ROC时空变化对热带森林次生演替的响应,以西双版纳热带森林不同次生演替阶段(白背桐群落、野芭蕉群落与崖豆藤群落)为研究对象,采用高锰酸钾氧化法测定并分析土壤ROC时空动态特征,探究这些变化与土壤微生物量碳及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量存在显著差异,其大小顺序为:野芭蕉群落(11.38 mg/g)>崖豆藤群落(10.5 mg/g)>白背桐群落(9.72 mg/g);(2)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量的月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;(3)不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量随着土层深度增加而递减,且不同土层间差异显著;(4)土壤有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮和铵态氮显著影响土壤ROC含量的时空变化,而pH值与土壤ROC显著负相关。因此,土壤ROC对西双版纳热带森林群落演替具有敏感的响应,土壤总有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮、铵态氮及pH是土壤ROC时空变化的主控因素。

凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响6264-6272

摘要：凋落物分解是生态系统营养物质循环的核心过程,而土壤微生物群落在凋落物分解过程中扮演着极其重要且不可替代的角色。随着生物多样性的丧失日益严峻,探讨凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响,不仅有助于了解凋落物分解的内在机制,而且可为退化草原生态系统的恢复提供参考。以内蒙古呼伦贝尔草原退化恢复群落中的草本植物为研究对象,依据植物多度、盖度、频度和物种的重要值及其在群落中的恢复程度筛选出排序前4的羊草(Leymus chinensis)、茵陈蒿(Artemisia capillaris)、麻花头(Serratula centauroides)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)的凋落物为实验材料,通过设置3种凋落物多样性水平(1,2,4),包括11种凋落物组合(单物种凋落物共4种,两物种凋落物混合共6种,四物种凋落物混合共1种),利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法来研究分解60 d后凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)凋落物物种多样性仅对C残余率具有显著影响,表现在两物种混合凋落物C残余率显著低于单物种凋落物,而凋落物组成对所观测的4个凋落物分解参数(质量、C、N残余率以及C/N)均具有显著影响;(2)凋落物物种多样性对细菌(B)含量具有显著影响,而凋落物组成对真菌(F)含量具有显著影响,两者对F/B以及微生物总量均无显著影响;(3)冗余分析结果表明凋落物组成与凋落物分解相关指标(凋落物质量、C、N残余率及C/N)和土壤微生物(真菌、细菌含量)的相关关系高于凋落物多样性。(4)进一步建立结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)发现,凋落物初始C含量对凋落物质量、C、N残余率及C/N有显著正的直接影响;凋落物木质素含量对凋落物质量、C、N残余率有显著正的直接影响;凋落物初始N含量对N残余率有显著正的直接影响,而对C残余率及C/N有显著负的直接�

荒漠草原不同土壤条件下猪毛蒿幼苗种群的点格局分析6273-6281

摘要：采用摄影定位法测定了宁夏荒漠草原3种不同土壤条件下猪毛蒿(Artemisia scoparia)幼苗种群的空间格局,并应用完全空间随机模型、泊松聚块模型和嵌套双聚块模型对其分布格局进行了分析。结果表明:(1)在灰钙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在小尺度上(0—2.85m)表现为聚集分布,随着尺度的增大先呈现为随机分布(2.85—3.75 m),然后又呈现为均匀分布(3.75—5m);在风沙土生境下,猪毛蒿幼苗种群在0—1.85 m之间表现为聚集分布,在1.85—2.35 m之间表现为随机分布,当尺度大于2.35 m时表现为均匀分布;而基岩风化残积土上的猪毛蒿幼苗种群在整个尺度上均呈现随机分布。(2)猪毛蒿种群幼苗在基岩风化残积土上符合泊松聚块模型,即猪毛蒿种群空间格局的聚块中不存在较高密度的小聚块;而在风沙土和灰钙土上则符合嵌套双聚块模型,即在大聚块中分布较高密度的小聚块。猪毛蒿幼苗种群空间格局的形成与土壤异质性存在着密切的联系,种群在空间中分布格局的形成机制可以通过种群空间格局的分析加以解释。

荒漠草原区 4 种植物群落土壤种子库特征及其土壤理化性质6282-6292

摘要：土壤种子库作为地上植被更新的潜在种源,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。以宁夏盐池县荒漠草原区4种植物群落为研究对象,通过对封育16年后植物群落土壤理化性质的变化与其土壤种子库的特征之间的关系的探讨,揭示荒漠草原植物群落的土壤种子库分布特征和演替趋势,以及土壤质量的改变如何影响土壤种子库特征。研究结果表明:(1)不同植物群落土壤种子库物种组成及种子密度不同,同一物种在不同植物群落土壤种子库中出现时种子密度也存在差异;禾本科、菊科、藜科植物种在4种植物群落土壤种子库中出现比例均较高,分别占到26.19%、21.43%和19.05%,占总物种数的66.7%;灰绿藜、冰草、碱蓬在4种植物群落土壤种子库中均有出现。(2)4种植物群落土壤种子库中多年生植物和一年生植物种子居多,灌木、半灌木植物种较少。(3)4种植物群落土壤种子库中物种数和种子密度均表现为:芨芨草群落>苦豆子群落>油蒿群落>盐爪爪群落;且随着土层的加深,4种植物群落土壤种子库中物种数和种子密度均呈递减趋势。(4)4种植物群落土壤种子库中Shannon-Wiener指数、Simpsin指数、Pielou指数和Patrick指数均表现为芨芨草群落>苦豆子群落>油蒿群落>盐爪爪群落。此外,芨芨草群落土壤种子库与油蒿群落土壤种子库相似性最高,油蒿群落与盐爪爪群落的最低。(5)土壤种子库物种多样性特征指数与土壤pH、含水量、碱解氮呈正相关,与土壤电导率呈负相关,其中土壤pH和电导率对种子库物种多样性的影响较大。荒漠草原封育以后,土壤种子库中植物种数、种子密度和物种多样性均呈增加趋势,且以多年生植物和一年生植物种子居多;禾本科和豆科植物的物种数和种子密度大于菊科和藜科,这表明围封后牧草品质改善,植物群落正向演替。

基于CERES⁃Rice模型的湖南省一季稻极端高温损失评估及适应性措施6293-6303

摘要：以湖南省4个农业气象站点的一季稻为研究对象,基于1990—2012年逐日气象数据,精细的土壤以及田间管理记录,分析了过去23年极端高温的变化趋势,并利用校准后的CERES-Rice模型评价了高温热害的致损率,着重探讨了不同的适应性措施对缓解高温热害的作用,以期提出科学合理的减灾措施来保障我国的粮食安全。结果表明:(1)CERES-Rice能很好地捕捉本研究区不同天气和管理条件下的水稻物候期和产量,除桑植站开花期外,其余各参数的模拟误差均小于10%。(2)一季稻生育期内极端高温频发且在本世纪有增强趋势,灾损率由高到低依次为古丈>桑植>怀化>靖州,分别为10.4%,8.2%,7.5%和4%。随着气候变暖的加剧,一季稻生产将面临着日趋严重的高温热害风险。(3)选用耐高温品种产量最大可提升29.8%,但在极端高温年份,提高品种高温抗性的方法收效甚微。调节播种期会导致-25%—20%的产量波动,其中提前10 d或5 d种植均可缓解极端高温的危害。增加灌溉的贡献为1%—8%,其中6—8 cm灌水量效果最佳。极端高温期间增施氮肥的贡献稳定且显著,平均增产2%—20%,80—100 kg/hm2的施氮量能带来较为理想的避热增产效果。

柳杉种植对黔西南喀斯特山区金发藓沼泽植物群落和储水功能的影响6304-6313

摘要：藓类沼泽对喀斯特山区生物多样性维持和水源涵养有重要作用,需加强人工林种植对喀斯特山区藓类沼泽生态功能影响的研究。以黔西南典型金发藓沼泽为研究对象,分析了人工柳杉林对林下金发藓植物群落和金发藓沼泽储水功能的影响。主要研究结果为:1)柳杉种植对金发藓植物群落有负面影响。随柳杉密度增加,林下金发藓植物群落的盖度、平均高度和物种多样性显著下降;2)表层土壤含水量是金发藓沼泽储水量的主要贡献者。柳杉种植显著提高了干季表层土壤的含水量,但高密度柳杉林显著降低了雨季表层土壤的含水量;柳杉种植未对干季金发藓含水量造成影响,低密度柳杉林显著提高了雨季金发藓植物的含水量;3)柳杉密度对金发藓沼泽生态系统储水量的影响存在明显季节差异:在雨季呈负影响,在干季呈正影响;4)柳杉种植有利于维持金发藓沼泽储水能力的稳定性,尤其是当柳杉密度较低时这种效果更明显。表明人工柳杉林对金发藓沼泽的影响是非线性的,合适密度的柳杉种植可提升金发藓沼泽的储水能力。

基于云模型的鄱阳湖秋季周边湿地水体富营养化评价6314-6321

摘要：针对水体富营养化评价过程中存在随机性和模糊性的特点,基于鄱阳湖周边湿地30个采样点的实测水质数据,选取叶绿素a(Chl-a)、总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(CODMn)及透明度(SD)为水质评价因子,生成云模型对鄱阳湖周边湿地水体进行富营养化评价,并与综合营养状态指数评价结果进行比较。结果表明:两种方法的评价结果存在一定差异,但都反映了鄱阳湖周边湿地水体总体上处于轻度富营养化状态。该方法能为鄱阳湖湿地水体富营养化评价提供重要的方法和手段。

流域水文变化对胡杨荒漠河岸林林窗及形成木特征的影响6322-6331

昌岭山两个优势树种径向生长对气候变化的响应6332-6340

摘要：在气候变暖背景下,树木径向生长对气候变化的响应存在不稳定性。利用采自祁连山东部余脉昌岭山两个优势树种油松和青海云杉的树轮样芯,建立树轮宽度标准年表,通过分析树轮宽度年表与气候要素的相关关系,探讨两个树种径向生长对气候变化的响应。结果表明:(1)油松年表比青海云杉年表包含更多的气候信息,其平均敏感度、标准差、信噪比和样本对总体的代表性等统计量均高于青海云杉标准年表。(2)气候要素对不同树种径向生长限制程度不同,油松径向生长主要与降水(前一年9月和当年3—8月)和气温(前一年9月)有关,但对降水的响应更为敏感,而青海云杉径向生长则受到气温(当年9月)和降水(前一年9月、当年3月和7月)的共同作用。(3)气温突变后,油松和青海云杉年表与各气温要素的相关性显著增强,而青海云杉年表与气温要素的相关性变化更明显,指示了青海云杉径向生长对气温的响应更不稳定。(4)生长季平均最低气温的升高诱导的干旱胁迫是油松和青海云杉树木径向生长-气温响应变化的主要原因。

红松种子园种群表型多样性研究6341-6348

摘要：为揭示红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)不同种群的表型分化程度和变异规律,以吉林省露水河红松种子园6个种群红松为研究对象,采用巢式方差分析、多重比较、变异系数和聚类分析等方法对红松的叶片、球果和种子共15个表型性状进行了系统分析。结果表明:(1)红松15个表型性状在种群间和种群内均存在着极显著的差异,红松种群遗变异比较丰富,在松属植物中属于中等水平,其中纬度最低的露水河种群在其中10个表型性状均值上表现出最高值;(2)红松种群间的表型分化系数(Vst)均值为12.39%,种群内的变异(87.61%)大于种群间的变异(12.39%),种群内的变异是主要变异来源;(3)各表型性状平均变异系数为13.28%,变幅为6.16%—31.48%,叶片、球果、种子的平均变异系数依次为:球果17.86%>针叶11.19%>种子9.87%,种子性状最小,成为最稳定的表型性状,带岭和丰林种群表型性状遗传多样性要高于其他种群;(4)利用欧氏平均距离对红松种群进行UPGMA聚类分析,红松种群的表型性状按照地理距离而聚类,可将红松种子园6个种群分为4类,其表型性状跟地形(东北山脉)有一定的契合。红松种群具有中等水平的表型遗传多样性,种群间和种群内均存在丰富的表型变异,研究结果为顺利开展红松种质资源收集、保存,以及良种选育等工作提供依据。

垂丝海棠应对盐碱复合胁迫的生理响应6349-6361

摘要：盐碱复合胁迫是影响植物生长的主要环境因子。为了探究垂丝海棠(Malus halliana Koehen)响应盐碱复合胁迫的生理特性,利用主成分分析法明确耐盐碱阈值,以2年生垂丝海棠苗为试材,将NaCl与NaHCO3按1∶1的比例混合,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟5种不同浓度(0、50、100、150、200 mmol/L)盐碱复合胁迫对其光合色素、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质的影响,并对其相关指标进行相关性和主成分分析。结果表明,随着胁迫强度的增大,叶绿素(Chl T)合成受阻,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、叶片含水量(WC)下降,最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSII实际化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)被抑制;类胡萝卜素(Car)含量、水分利用效率(WUE)、电解质外渗率、非调节性能量耗散(Y(NO))升高;胁迫40 d时,初始荧光(F0)显著升高,而调节性能量耗散Y(NPQ)、非光化学荧光淬灭系数(qN)急剧降低;脯氨酸、可溶性糖、有机酸显著积累,并在100 mmol/L浓度下达到峰值。植株的Pn与Gs、Ci、ETR、ΦPSII呈极显著正相关,与Tr、WC、qP、Chl T呈显著正相关,与电导率、脯氨酸、Y(NO)呈显著负相关。因此,盐碱复合胁迫下,垂丝海棠叶片主要通过降低Gs、Ci、Tr、WC,提高WUE、大量积累渗透调节物质、启动热耗散机制来保持光合系统伤害与修复的动态平衡。根据主成分分析法,浓度100 mmol/L为耐盐碱阈值,同时Gs、Ci、Tr、Chl T、ETR、ΦPSII、Y(NO)、WC、qP、电解质渗透率、脯氨酸可作为评价垂丝海棠耐盐碱能力的有效指标。

1992—2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间关联动态6362-6371