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应用生态学报 2017年第06期杂志 文档列表

干湿交替对科尔沁沙地人工林叶凋落物分解和养分释放的影响1743-1752

摘要：在干旱/半干旱地区,土壤干湿交替现象非常明显.在全球气候变化背景下,预测未来科尔沁沙地的土壤干湿交替变化强度将进一步加剧.本研究采用室内原位土柱培养方法,模拟干湿交替对科尔沁沙地小叶杨和樟子松叶凋落物分解速率及养分释放的影响.试验设置3个处理：恒湿处理（CM）、轻度干湿交替处理（DW1,10 d干燥＋20 d湿润）和重度干湿交替处理（DW2,20 d干燥＋10 d湿润）.整个培养试验共处理180 d,其中进行4次干湿交替循环处理,并在干湿交替处理结束后,将各处理置于相同土壤水分条件（60%田间持水量）延时培养60 d.结果表明：小叶杨和樟子松叶凋落物分解及养分释放对干湿交替的响应一致.在干湿交替期间,DW2处理显著抑制叶凋落物分解及叶凋落物C、木质素和总酚释放;与CM相比,DW2处理叶凋落物质量、C、木质素和总酚残留率分别增加17.4%、23.8%、35.2%和32.7%,而干湿交替对叶凋落物N和P养分释放无显著影响.干湿交替处理结束和延时培养结束时,不同干湿处理叶凋落物分解及养分残留率的变化具有一致性.而延时培养期间DW2处理凋落物分解速率、叶凋落物C和木质素释放加快,表明干湿交替对叶凋落物分解及养分释放具有短期延时效应.

川西高海拔增温和加氮对红杉凋落物有机组分释放的影响1753-1760

摘要：对川西高山树线红杉新鲜凋落物中有机组分于11月进行自然条件（对照）、加氮（2g N·m-2）、增温（顶开式培养室）、加氮＋增温4个处理的原位培养,并监测凋落物中有机组分的分解动态.结果表明：在试验开始后4个月内,增温、加氮以及加氮＋增温处理比对照显著促进了红杉凋落物中水溶性糖、水溶性酚和多酚的分解,但随着培养时间的延长,累积分解量的差异逐渐缩小.与对照相比,增温、加氮和增温＋加氮处理均抑制红杉凋落物中CH2Cl2提取组分、酸溶碳水化合物、酸溶木质素和非酸溶木质素分解,其中增温处理抑制作用最强,加氮处理抑制效果最弱,增温＋加氮处理介于二者之间;增温处理对非酸溶木质素和CH2Cl2提取组分的半分解周期延长1倍以上,热水溶组分的半分解周期延长50%以上.在原位培养条件下,红杉新鲜凋落物中水溶性糖、水溶性酚、多酚、酸溶碳水化合物、酸溶木质素是较容易分解的有机组分,半分解周期分别为182、159、127、154和190 d;热水溶组分、CH2Cl2提取组分和非酸溶木质素是较难分解的有机组分,半分解周期分别是209、302和318 d;尽管低温季节（11月至次年3月）极其寒冷,气温均低于0℃,常被认为是微生物活性最弱、有机物分解最慢的时期,但结果显示低温季节期间红杉凋落物各有机组分却分解最快.因此,氮沉降和升温将迟滞该区域高寒红杉林凋落物的分解.这将有利于高寒森林生态系统的土壤碳固持.

典型毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化空间异质性及其影响因素1761-1768

摘要：毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义.以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其p H、电导率、全盐含量的空间异质性进行分析.结果表明：1）土壤p H、电导率、全盐含量的平均含量分别为8.44、5.13 m S·cm-1和21.66 g·kg-1,变异系数范围为6.9%~73.3%,p H属于弱变异,电导率和全盐含量属于中等程度变异.2）半方差分析结果显示,3个指标的空间变异性的最佳拟合模型均为球形模型,块金值/基台值比值范围为8.6%~14.3%,均具有强烈的空间自相关性,结构性因素对变异起主导作用;变程由小到大表现为p H〈全盐〈电导率.克里金插值图显示,p H、电导率、全盐含量整体呈条带状分布,连续性较好.p H值表现出随着地势的升高而升高的特点,而电导率和全盐含量则表现出随着地势的升高而降低的特点.3）在垂直分布上,重度盐渍化区域的盐分有表聚现象,轻度盐渍化区域盐分垂直分布为先减少后增大.毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤盐渍化的空间变异性与气候、地质条件、地形地貌、水文地质条件、植被分布等有关,以地形因素和水文地质条件的影响为主.

1960——2014年松嫩草地极端气候事件的时空变化1769-1778

摘要：基于1960—2014年松嫩草地13个气象站点的日值记录数据,计算与区域水旱寒热灾害、植被生长发育密切相关的14个极端气候指数;利用线性趋势法、间断趋势分析法、Mann-Kendall检验、Sen斜率估计和滑动t检验等方法,分析松嫩草地极端气候事件的发生趋势与时空格局.结果表明：表征极端高温指数的夏日日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续指数均呈显著上升趋势,表征低温指数的霜日日数、冷昼日数、冷夜日数、冷持续指数均呈明显下降趋势,区域变暖趋势显著;区域极端低温的增幅大于极端高温的增幅,夜间增温幅度大于白昼;1970—2009年区域气候变暖趋势较为明显,各指数突变也集中发生在这一时期;表征极端降水的各指数变化趋势不显著,普通日降水强度和持续干燥指数呈下降趋势,5日最大降水量、强降水量、年湿期降水总量和持续湿润指数呈微弱上升趋势,表明区域气候呈微弱的暖湿化特征;松嫩草地南部和北部地区是对气候变暖响应最显著的区域;对极端降水指数而言,各指数南北分异特征明显,区域北部以变湿为主要特征,而南部则以变干为主要特征,尤其是区域西南部的干旱风险较高.

萘对川西亚高山森林土壤呼吸、养分和酶活性的影响1779-1785

摘要：萘作为土壤动物化学抑制剂已在土壤动物生态功能的研究中广泛使用,但其非目标效应使其应用仍存在很大的不确定性.为了了解在亚高山森林土壤应用萘抑制土壤动物群落是否存在非目标效应,以青藏高原东缘的川西亚高山森林土壤为研究对象,采用微缩试验研究了萘对土壤呼吸速率、养分含量和酶活性的短期影响.结果表明：萘处理显著抑制了培养0~10 d的土壤呼吸速率,随后（24~52 d）表现出明显的促进作用.萘处理显著影响了土壤铵态氮和硝态氮含量的动态变化,萘处理铵态氮和硝态氮含量分别以培养的3和17 d最高,对照则以培养的45 d和结束时的52 d最高.萘处理土壤可溶性碳含量在培养3 d急剧增加后迅速降低,对照则略有升高后降低,而萘处理和对照的可溶性氮含量均表现为先升高后降低.萘处理和对照的土壤酶活性均具相似的动态规律,两者的脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别在培养45、38和10 d至最高.萘处理和采样时间的交互作用显著影响了土壤呼吸速率,以及土壤铵态氮、硝态氮和可溶性氮含量,但对可溶性碳含量、蔗糖酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性的影响不显著.萘作为驱虫剂的非目标效应可能在短期内对川西亚高山森林土壤的氮循环过程产生强烈的影响.

雪被去除对川西亚高山云杉林土壤活性氮的影响1786-1792

摘要：气候变化引发的季节性雪被改变可能对高寒森林土壤氮循环产生深刻影响.以遮雪棚去除雪被,研究了雪被去除样方和对照样方在不同关键时期（雪被初期、深雪被期和雪被融化期）土壤氮库和矿化速率的变化.结果表明：季节性雪被对土壤具有良好的保温作用,雪被去除使得5 cm深度土壤平均温度和最低温度分别降低0.33和1.17℃,并明显增加了土壤冻结深度和冻融循环.土壤活性氮在不同雪被时期存在显著差异.雪被去除使得冬季土壤铵态氮、硝态氮和可溶性有机氮增加38.6%、23.5%和57.3%.此外,雪被去除也促进了融化期土壤硝化和矿化速率的增加.因此,未来气候变暖引起的雪被减少可能加快川西亚高山森林冬季土壤氮循环.

黄土丘陵区草本植物叶片与枯落物生态化学计量学特征1793-1800

摘要：以黄土高原延河流域森林、森林草原和草原3个植被区的4种典型草本植物达乌里胡枝子、长芒草、铁杆蒿、茭蒿的叶片和枯落物为对象,测定叶片和枯落物中碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）含量及其比值,分析草本植物在该区域的养分限制及再吸收规律.结果表明：4种植物叶片N/P均小于14,生长主要受氮元素含量限制;除达乌里胡枝子外,其他3种植物N、P、K的养分再吸收效率平均值分别为48.7%、32.5%、79.9%.茭蒿和铁杆蒿较高的N、P、K养分再吸收效率和叶片K含量有助于其在水分竞争中占据优势.铁杆蒿枯落物的C/N显著低于长芒草和茭蒿的枯落物,因而更易分解和进行养分循环.这可能是铁杆蒿在3个植被区分布广泛的原因之一.

黄河三角洲海岸带湿地柽柳在干旱年份的水分利用策略1801-1807

摘要：以黄河三角洲海岸带贝壳堤湿地灌木群落主要建群种柽柳为对象,利用稳定同位素技术测定柽柳木质部和潜在水源δ18O值的时空变化,采用Iso Source模型计算潜在水源对柽柳的贡献比例,研究海岸带不同生境中柽柳对不同水分条件的适应机制.结果表明：在降水较少的干旱年份,相对于不稳定的降水,柽柳倾向于利用稳定的土壤水和浅层地下水,但是在不同微地形生境下柽柳的水分利用策略有所差异.滩脊的柽柳72.6%~95.4%水分来源于浅层地下水和含水量相对较高的深层土壤水（40~100 cm）;高潮线附近的柽柳有40.7%~97.3%的水分来源于上层土壤水（0~40 cm）,以避免海水和浅层地下水的盐分胁迫.柽柳对外界水盐条件变化具有较强的适应性,在海岸带可利用水资源缺乏的恶劣生境中具有更强的种间竞争优势,从而导致柽柳单优灌木群落的形成.

基于NDVI时间序列轨迹的草原露天矿区植被时空动态特征1808-1816

摘要：采矿作用下草原露天矿区植被时空动态特征尚不明确.以胜利露天矿区为例,选取MODIS和Landsat影像,利用ESTARFM构建2001—2015年植被生长期一致的年际Landsat时间序列,以时间分割算法拟合像元NDVI时间序列轨迹,结合轨迹形态特征提取早期扰动型、持续扰动型、扰动稳定型、扰动稳定恢复型和扰动恢复型5种植被动态类型及各类型的时间特征.结果表明：胜利矿区植被动态类型以扰动恢复型为主,占各类型像元总数的55.2%,扰动稳定型和持续下降型次之,分别为25.6%和11.0%,早期扰动型和扰动稳定恢复型较小,分别为3.5%和4.7%.扰动多发于2004—2009年,稳定期多始于2008年,空间上多分布于露天采场和排土场,恢复期多始于2008年和2010年,其空间范围较小且集中于矿井和排土场.扰动持续时长以1年为主,稳定期持续时长以7年为主,恢复期持续时长中稳定恢复型为2~5年,扰动恢复型为8年.

亚高寒草甸不同坡向金露梅种群的空间分布格局及空间关联1817-1823

摘要：植物种群在不同干扰条件下对环境的适应对策可以通过其空间分布格局及关联性反映出来.金露梅是甘南亚高寒草甸中的优势种,通过野外群落调查,运用空间点格局分析的Ripley K函数,分析甘南不同坡向亚高寒草甸中金露梅种群的空间分布格局及其关联性.结果表明：金露梅种群在3个坡向的分布具有显著差异,重要值、生物量和盖度在北坡均高于南坡;北坡和西坡金露梅种群Ⅰ、Ⅱ级个体在小尺度上呈显著聚集分布,随着龄级和空间尺度的增加,金露梅种群聚集强度逐渐减弱,趋向于随机分布;南坡由于其生境条件对金露梅生长的抑制,种间竞争激烈,各级金露梅种群的分布格局均以随机分布为主;不同坡向的金露梅种群Ⅰ、Ⅱ级个体之间在一定尺度内表现为负关联,随着尺度增加,关联度降低,Ⅲ、Ⅳ级与Ⅰ、Ⅱ级个体之间的关联性呈显著负关联;较大个体之间无明显关系,表明年龄接近的个体在空间分布上是相互独立的,利于其充分利用环境资源.

放牧干扰下高寒草甸物种多样性指数评价与选择1824-1832

摘要：在青藏高原东北缘高寒草甸设置6个放牧强度样地,连续4年研究10个多样性指数（Richness和Abundance 2个实测指数,优势度指数、均匀度指数、丰富度指数和综合指数各2个）对放牧强度和年限影响植物群落的解释能力.结果表明：相对于重要值,利用多度计算的多样性指数对放牧干扰更敏感.优势度指数（Berger-Parker、Dominance）与放牧强度和年限均无关,不能将放牧干扰对群落优势种的影响有效区分.均匀度指数（Equitability、Evenness）均与放牧强度无关,但Evenness指数与放牧年限呈显著负相关,不受偶见种影响且与物种多度的变异系数呈显著正相关,在基于时间尺度的均匀度比较中可以选择Evenness指数.丰富度指数（Menhinick、Margalef）均与放牧年限无关,但Margalef指数与放牧强度呈显著正相关,且不受偶见种影响.综合指数（Shannon、Simpson）均与放牧强度无关,但Shannon指数与物种丰富度和多度呈显著正相关,且随放牧年限增加而显著升高,不受偶见种影响,Shannon指数可用于在长时间尺度下比较物种多样性变化.在所有多样性指数中,只有实测物种丰富度和多度均与放牧强度呈显著负相关,与放牧年限呈显著正相关,且不受偶见种影响,故实测物种丰富度和多度相结合可作为放牧干扰下多样性比较的首选指标.此外,多样性指数选择须考虑放牧干扰的强度与时间特征、多样性组分和研究目的.

基于MaxEnt模型的黄河三角洲滨海湿地优势植物群落潜在分布模拟1833-1842

摘要：采用千米网格的方法,对黄河三角洲滨海湿地进行土壤采样和植被群落调查,利用MaxEnt模型和GIS空间分析技术,模拟该地区优势物种的潜在分布,定量分析优势物种的主导环境影响因子及其生态位参数.结果表明：黄河三角洲滨海湿地的优势物种为柽柳、芦苇和盐地碱蓬.影响柽柳、芦苇和盐地碱蓬潜在分布的主导环境因子分别为硝态氮、盐分、坡度、镁、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分、全磷、pH、海拔和铵态氮,硝态氮、盐分和铵态氮.黄河三角洲滨海湿地优势物种的存在概率与盐分呈正相关,与其他主导环境影响因子呈负相关.黄河三角洲滨海湿地优势物种的潜在核心适生区主要分布在滨海地区,芦苇的分布范围较柽柳和盐地碱蓬更广泛.

滦河流域河岸带入侵植物分布特征及其与环境的关系1843-1850

摘要：根据滦河流域河岸带56个样点的植被调查,研究入侵植物种类,其组成特征、空间分布,及其与环境因子的关系.结果表明：滦河流域河岸带共记录入侵植物26种,属12科19属,其中菊科和苋科植物为优势科,占入侵植物总数的50%,一年生植物占总数的73.1%,反枝苋、大狼杷草、小藜是出现频数最高的3种植物;样点的入侵种数、入侵强度与海拔呈显著负相关;人类活动强度对入侵植物分布有显著影响,人口密集、交通便利、人类活动频繁的平原区,水库众多的浅山区,以及中游段旅游业发达的承德市周边山区是入侵植物集中分布的区域;人口分布较稀的高原地区只出现几种宽生态幅的入侵物种.总体上,滦河流域河岸带入侵等级高的植物主要分布在400 m以下的中低海拔地区,除反枝苋外,其他高等级入侵物种尚未扩散进入高海拔地区.

基于气象因子的白桦天然林单木直径生长模型1851-1859

摘要：基于大、小兴安岭地区212块白桦天然林固定样地复测数据和区域内及周边共30个气象站点数据,构建了基于气象因子的单木生长模型.在此基础上,通过分析大、小兴安岭地区林分因子及气象因子的差异,采用哑变量方法构建了含区域效应的单木直径生长模型.结果表明：生长季最低温度（Tg min）和生长季降雨量（Pg m）是影响两地区白桦胸径生长量的主要气象因素.Tg min和Pg m与胸径生长量均呈正相关关系,但Tg min对胸径生长量的影响程度存在明显的区域差异.引入Tg min和Pg m的单木生长模型比仅含林分因子的单木生长模型的调整后确定系数（Ra2）提高了11%（Ra2=0.56）,说明气象因子可以很好地解释该地区白桦生长情况;采用哑变量法构建的含区域效应的胸径生长模型将Ra2提高了18%（Ra2=0.59）,且有效解决了模型参数区域不相容的问题.模型检验结果表明,含区域效应的哑变量单木胸径生长模型对大、小兴安岭地区白桦胸径生长量的预估效果最好,平均偏差、平均绝对偏差、平均相对偏差和平均相对偏差绝对值分别为0.0086、0.4476、5.8%和20.0%.基于气象因子的哑变量单木胸径生长模型可以很好地描述大、小兴安岭地区白桦的胸径生长过程.

封面说明1859-1859

摘要：封面照片由河北北方学院孔伟老师拍摄于张家口可再生能源示范区．张家口是我国华北地区风能和太阳能资源最丰富的地区之一，也是京津冀地区重要的生态涵养区和国家规划的新能源基地之一．2015年07月29日，国务院同意批复《河北省张家口市可再生能源示范区发展规划》，同意设立张家口可再生能源示范区，提出在张家口建立国际领先的“低碳奥运专区”，在奥运场馆电力和热能供应方面，奥林匹克中心和其他赛场用电100％采用可再生能源．到2020年，张家口示范区55％的电力消费来自可再生能源，全部城市公共交通、40％的城镇居民生活用能、50％的商业及公共建筑用能均来自可再生能源，40％的工业企业可实现碳零排放．

马尾松人工林郁闭度对大型土壤动物功能群的影响1860-1868

摘要：将土壤动物分为捕食性、腐食性、杂食性、食木性和菌食性5个功能群,研究马尾松人工林各功能群大型土壤动物随郁闭度（0.5、0.6、0.7、0.8、0.9）的变化.结果表明：1）各郁闭度马尾松人工林大型土壤动物以腐食性个体比例最高,类群上以杂食性和食木性为主.2）马尾松人工林大型捕食性土壤动物个体数、类群数和食木性类群数在0.5~0.6郁闭度下无显著变化,在0.6~0.9郁闭度下显著降低.3）随郁闭度增大,枯落物层捕食性土壤动物个体和类群数显著减少,5~10 cm层腐食性土壤动物个体数呈不规则的波动变化.食木性土壤动物个体数随土层加深而增多,且在枯落层其类群数及5~10 cm层个体和类群数随郁闭度增大而显著减少.4）不同郁闭度下,除食木性土壤动物功能群Pielou均匀度无显著差异外,食木性和腐食性土壤动物各多样性指标均差异显著;捕食性土壤动物仅Simpson优势度指数在0.5~0.8郁闭度下无显著变化,在0.8~0.9郁闭度下显著降低.5）典范对应分析（CCA）显示,不同郁闭度马尾松人工林大型土壤动物功能群主要受土壤容重和含水量的影响.含水量对腐食性土壤动物个体数影响较大,食木性、捕食性土壤动物受土壤容重影响,捕食性土壤动物Simpson优势度指数受土壤p H和全磷影响.大型土壤动物功能群结构在0.7郁闭度下相对稳定,有利于马尾松人工林地力维持和生态功能的发挥.

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响1869-1878

摘要：采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理,研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明：全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.

半自然农田边界与相邻农田步甲和蜘蛛的时空分布1879-1888

摘要：分别于小麦、玉米收获前后,采用陷阱法调查了华北地区典型农业景观中具有不同植被结构的农田边界及其相邻农田中两类重要天敌类群步甲和蜘蛛的多样性.通过比较农田生境及相邻农田边界间两类天敌群落的时空分布格局及其与相邻半自然生境植被群落的相关关系,探讨半自然农田边界对两类天敌类群的保护作用.结果表明：整个取样季节农田边界处蜘蛛的多度显著高于农田内部;而步甲多样性在农田与边界间无显著性差异,仅呈现不同的群落结构;作物收获后蜘蛛分科数在边界处的增加以及在农田的减少,显示了蜘蛛在农田和边界之间的迁移活动.边界植被结构对蜘蛛和步甲多样性有不同影响：边界较高的草本层盖度和较低的乔木层盖度有利于增加农田中某些步甲优势种的多样性;而较高的草本层盖度有利于增加皿蛛科蜘蛛的多样性.因此,半自然生境的存在可以通过天敌在农田和边界之间的迁移运动促进农田天敌多样性的维持;但不同类型半自然生境植被群落结构可能影响其对不同天敌群落多样性的维持和保护作用.为促进农业景观对天敌的保护作用,提高其害虫控制功能,需要深入了解不同天敌的生境需求及食物需求,精心设计有利于天敌多样性维持的半自然生境.