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应用生态学报 2017年第07期杂志 文档列表

应用生态学报杂志封面说明

封面说明2253-2253

摘要：照片由云南师范大学自然文化景观与遗产研究中心成员章侃丰在2016年8月拍摄于红河哈尼梯田世界文化遗产核心区（云南省红河州元阳县）．哈尼梯田文化景观具有森林在上、村寨居中、梯田在下、河渠贯穿其中的垂直格局特点．森林和梯田是景观中的优势生态系统，森林为梯田涵养水源。

不同供钾水平对平邑甜茶幼苗生长及NO3^-吸收利用特性的影响2254-2260

摘要：研究平邑甜茶幼苗N03^-N吸收和利用特性对不同供钾水平的响应，旨在明确钾肥对氮肥吸收利用的影响，从而为果园科学施肥提供理论依据．以平邑甜茶幼苗为材料进行砂培试验，设置K0、K1、K2、K3、K4、K5、K67个钾浓度处理，分别相当于0、2、4、6、8、10、12mmol·L^-1K^＋，运用15N同位素示踪技术和非损伤扫描离子选择电极技术，测定了不同供钾水平下平邑甜茶的氮素吸收和利用情况．结果表明：K，处理平邑甜茶幼苗根系活力、硝酸还原酶活性以及根系形态指标均显著高于其他处理．与其他处理相比，K3处理根、茎、叶从肥料中吸收分配到的18N量对该器官全氮量的贡献率（Ndff）均达到最高，分别为K0处理的1．36、1．33和1．47倍．随供钾水平的增加，植株氮素利用率呈现先增高后降低的趋势，且在K3处理时最大，为23．3％，是K0处理的3．04倍．非损伤微测技术结果显示，K3处理时，平邑甜茶根系对NO3^-有强烈吸收且内流速度达到最大，为19．34pmol·cm^-2·s^-1；在缺钾（K0）和高钾（K6）处理时有明显外排趋势．因此，钾的亏缺或过量均抑制氮素的吸收和利用，适当供钾能够促进幼苗根系生长，增强硝酸还原酶活性，从而促进平邑甜茶对氮素的吸收。

施氮对关中还田玉米秸秆腐解和养分释放特征的影响2261-2268

摘要：在陕西关中平原的冬小麦一夏玉米轮作区，采用尼龙网袋田间填埋与bN同位素标记玉米秸秆相结合的方法，设置不施氮和施氮200kg·hm^-2两个处理，研究施氮对小麦生长期内还田玉米秸秆腐解的影响以及腐解过程中秸秆碳、氮、磷、钾的养分释放．结果表明：从小麦播种到越冬期，施用氮肥对秸秆碳和干物质分解无显著影响，但可促进秸秆中磷的释放，抑制氮和钾的释放．灌浆到成熟期，氮肥对秸秆腐解及其N、P、K养分的释放无显著影响，但秸秆碳的释放显著增加．不同生育期，玉米秸秆碳的释放与干物质分解变化趋势一致，C／N逐渐下降．种植一季小麦后，秸秆干物质累计腐解率不足50％；秸秆碳释放率为47．9％-51．1％，不施氮和施氮处理的秸秆C／N分别由32．2降低到20．2和17．9．小麦收获时，秸秆氮、磷、钾均为净释放，氮释放量为7．2～9．4kg·hm^-2，占秸秆氮的12．7％～16．6％；磷释放量为1．29～1．44kg·hm^-2，占29．0％-32．4％；钾的释放量大、释放快，越冬前超过80％，成熟时释放量为51．8-52．5kg·hm^-2，占90．5％～91．7％．在秸秆还田条件下，应考虑秸秆归还的钾，减少小麦钾肥用量，适量补充氮、磷．

不同灌溉量对华北平原菜地N2O排放及其来源的影响2269-2276

摘要：以华北平原菜地为研究对象，通过控制灌溉量设置不同的土壤水分对照，利用稳定同位素15N自然丰度法，结合传统的乙炔抑制试验，对不同土壤水分条件下的N2O排放、N2O同位素特征值以及同位素异位体位嗜值（SP值）变化规律进行分析，以阐明不同水分条件下N2O的排放规律及其来源．结果表明：水分条件显著影响N2O排放，相比于50％土壤孔隙含水率（WFPS），70％WFPS的水分条件下N2O的排放较高．N2O的排放集中在施肥前期，在施肥中后期迅速减弱．50％WFPS条件下，N2O的排放最初以硝化作用为主，占比约为90％，随后硝化作用迅速下降，反硝化变成主导作用，施肥7d后即达到80％以上；而70％WFPS条件下初期则以反硝化为主，占比约为70％，随后下降至40％左右，施肥10d后逐渐升高至80％．整体上，N2O的排放主要以反硝化作用为主，不同水分处理对土壤硝化、反硝化作用的影响主要体现在施肥前期，后期均以反硝化为主．综上，建议华北地区的菜地生产应适当降低灌溉量，以减少N2O排放．

土壤pH对玉米与微生物竞争吸收氨基酸的影响2277-2284

摘要：化学合成肥料的大量使用导致土壤pH发生显著变化，但其对植物与根际微生物竞争吸收氨基酸的影响机制尚不明确．本试验通过电解法调节杭州红壤和铁岭棕壤两种土壤pH，采用外源添加15N标记甘氨酸短期吸收4h的方法，研究了pH对玉米及根际微生物竞争吸收氨基酸的影响．结果表明：土壤pH对玉米根和地上部生物量有显著影响，对于红壤，pH为6．48最适宜玉米生长，且玉米地上部15N丰度和15N．甘氨酸吸收量也显著高于其他处理；对于棕壤，pH为7．65最适宜玉米生长，其玉米地上部和根系15N丰度显著低于pH为5．78处理，但15N-甘氨酸吸收量显著高于其他处理．红壤pH为6．48条件下，其微生物生物量碳相对较高，而棕壤pH为7．65条件下，其微生物生物量碳相对较低．综合根系吸收、转运及微生物竞争吸收的结果，推断红壤在pH为6．48条件下虽然面临着微生物的竞争吸收，但生长于其上的玉米通过提高吸收速率和转移比率提高了氨基酸的吸收量；在pH为7．65的棕壤中，微生物活性较低，降低了与玉米竞争吸收氨基酸的能力，从而增加了玉米对氨基酸的吸收量．

黄土塬区不同土层土壤水分对旱作冬小麦耗水的贡献2285-2291

摘要：通过采集长武塬区旱作冬小麦拔节期和抽穗期土壤水、小麦茎秆水，测定其氢氧稳定同位素组成，分析不同深度土壤水分对冬小麦耗水的贡献．结果表明：与大气降水相比，黄土塬区小麦茎秆水和土壤水均富集氢氧稳定同位素；无土壤干层条件下，冬小麦拔节期和抽穗期0-30cm土层土壤水对其耗水的贡献率仅为5．4％和2．6％，60～90em土层土壤水贡献率为73．4％和67．3％，是冬小麦的主要水源，120cm以下土层贡献率为7．9％和13．5％；随着生育期的推进，90cm以下土层贡献率持续增加．研究时段内土壤物理蒸发水分主要来自于30cm以上土层，而小麦蒸腾则主要由60cm以下土壤水分提供．生产实践中需要做好夏闲期的雨水蓄存与合理的氮磷配施，以增加小麦底墒、促进根系深扎，提高深层土壤水分的利用率．

基于稳定同位素技术的海州湾海洋牧场食物网基础及营养结构的季节性变化2292-2298

摘要：基于稳定同位素技术对2015年春季海州湾海洋牧场海域采集的中小型生物消费者，包括鱼类、虾类、蟹类、头足类、螺类和双壳类等与其潜在碳源样品进行分析，利用Iso-Source模型计算该海域消费者碳源贡献率，并对2014年夏季生物学样品与2015年春季样品比较，分析食物网营养结构的季节性变化，根据稳定同位素测定结果绘制二维双标图，计算出6种营养结构的量化指标．结果表明：2015年春季海州湾海洋牧场海域消费者的δ13C值范围为-18．9‰- -17．1‰，3种潜在碳源[浮游植物、悬浮颗粒有机物（POM）、沉积物（SOM）]的δ13C值范围为-18．1‰～-23．4‰，根据模型计算得出浮游植物对消费者的平均碳源贡献最大，为80．8％，其余依次为SOM和POM，分别为10．8％和8.4％．2014年夏季生物样品与2015年春季样品的δ18O值存在显著差异，而8δ15N值无显著性差异；6种量化指标表明群落营养结构存在季节性差异，2014年夏季的δ13C比值范围（CR）、总面积（TA）、平均最邻近距离（NND）和平均最邻近距离标准差（SDNND）均大于2015年春季，δ15N比值范围（NR）和平均离心距离（CD）无明显变化，夏季群落营养结构冗余度小于春季，且食源多样性水平高于春季，存在季节差异．

哈尼梯田区优势景观类型对泉水氢氧同位素效应的影响2299-2306

摘要：氢氧稳定同位素是示踪流域水循环过程的有效手段，流域景观类型及其格局对泉水同位素效应的影响是景观生态学与同位素水文学的全新交叉领域．本文以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为研究对象，在2015年3月-2016年3月间，逐月在海拔1500m的梯田、1700m的梯田和1900m的森林景观类型下分别采集78个泉水样和39个大气降水样进行氢氧稳定同位素分析．结果表明：小流域的优势景观类型是森林和梯田，两者面积分别占总面积的66．6％和22．1％，并具有森林在上、梯田在下的垂直格局．相关分析表明，泉水除受降水补给外，还受到景观内其他同位素值偏正的水源补给，景观位置较高的森林区泉水主要由降水补给，位于森林之下的梯田泉水受大气降水、河水、梯田水、地下水等多种水源补给，其同位素混合作用强烈；泉水δ18O和δD值整体海拔效应明显，其海拔梯度分别为-0．125‰·（100m）^-1和-O．688‰·（100m）^-1；研究区氘盈余值随海拔升高而增大与景观格局和同位素循环过程有关．总之，优势景观类型对泉水氢氧同位素效应具有显著影响，泉水氢氧同位素可作为景观水文过程对景观格局的响应指标．

基于Pb稳定同位素分析的海岸带生态保护关键区域识别2307-2314

摘要：Pb稳定同位素分析可以精确确定Pb的来源，揭示Pb在空间上的潜在迁移过程，从而对目标区域实行精确的污染管理．研究采集了盐城海岸带12个样方点的表层（0～10cm）土壤样品，每个样方点3～5个重复，采用等离子光谱质谱仪测定各土壤样品Pb的含量及Pb同位素组成（206pb、姗Pb208Pb）．结果表明：研究区域土壤Pb含量平均值是背景值的1．7倍，参考国家土壤环境质量标准GB15618-2008，研究区域受到较严重的Pb污染．分析表明，盐城海岸带土壤Pb污染源主要为局地污染源，包括江苏省射阳电厂、双灯纸业芦苇基地污水处理厂和王港闸华丰工业园．采用归一化植被指数（NDVI）和距离分析，通过计算筛选出了盐城海岸带应对主要压力源的关键格局．

食物资源的枯竭对丹顶鹤营养位的影响2315-2320

摘要：随着扎龙湿地生物资源的迅速减少，在该地栖息的丹顶鹤种群的营养关系可能发生显著的变化．本文使用稳定同位素（δ15N和δ13C）监测食物资源的枯竭对丹顶鹤营养位的影响．结果表明：丹顶鹤种群的δ15N和δ13C的丰度范围分别为6．9‰～8．1‰和-17．8‰～-18．5‰．扎龙湿地系统以大型水禽为食物顶端的食物链长度为3．8±0．2，其中丹顶鹤种群所处的平均营养位为3．1（范围在2．9～3．3）．丹顶鹤的8”N的丰度近年波动范围为7．4‰～8．8‰（波动幅度1．4，小于营养位发生显著变化的阈值3．4），这说明在该地区活动的丹顶鹤的营养位并没有随着大面积的栖息地和食物资源的消失而发生显著变化．然而，随着本地区生物资源的枯竭，丹顶鹤种群规模迅速减少，当前必须合理解决当地居民从湿地获取生活资源的需求与丹顶鹤觅食之间的矛盾，从而更好地保护这种濒危种群．

马鞍列岛海洋牧场褐菖鲇的摄食习性2321-2326

摘要：海洋牧场是近岸渔业资源保护和恢复的有效途径，为评估海洋牧场建设对岩礁性鱼类的影响，本文基于马鞍列岛海洋牧场建设前后资源调查数据，利用胃含物分析和稳定同位素测试，研究了褐菖鲐的摄食习性．结果表明：海洋牧场建设前褐菖鲐主要摄食端足类、蟹类和头足类，优势饵料生物种类为麦秆虫、日本枪乌贼、日本蜉、日本岩瓷蟹和滩栖阳遂足等．随体长的增大，蟹类的比例增加，而端足类的比例减少．洋牧场建设后褐菖铀主要摄食蟹类、端足类和鱼类，优势饵料生物种类为双斑蜉、日本蜉、麦秆虫和赤鼻棱缇等．随体长的增大，鱼类和蟹类的比例增加，而端足类的比例先增加后减少．根据稳定同位素分析结果，海洋牧场区褐菖铀可以划分为体长〈10．0cm、10．0～13．9．0cm和≥14．0cm 3个摄食群体，平均营养级为3．40级．

应用碳氮同位素技术研究重金属在大亚湾食物网中的累积2327-2338

摘要：大亚湾是受人类活动影响严重的典型亚热带半封闭海湾，长期受到重金属污染的压力，但是重金属在大亚湾生态系统中的累积情况尚不清楚．于2015年夏、冬两季（6月和12月）分别采集海水、沉积物和生物样品（包括浮游生物、游泳生物、底栖生物），在通过稳定同位素（δ13C和δ15N）构建大亚湾食物网结构的基础上，分析重金属（Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd和Pb）在大亚湾食物网中的累积和传递特征．结果表明：大亚湾生物体的主要物质来源于海洋，但也受到淡水输入的影响；大亚湾生态系统的食物链长度较短，最高营养级为3．48；高级捕食者鱼类在夏季摄食广泛，而冬季偏向于底栖食性．大亚湾环境和生物体内重金属浓度整体符合国家标准，仅发现个别站位海水中Zn和Pb超出第一类海水水质标准，口虾蛄和断脊口虾蛄体内Cd超过农产品安全标准．Cr、C0、Ni、Xn、Cd、Pb在夏、冬两季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低；Cu在夏季沿着食物链的传递其生物累积水平显著降低，冬季有降低趋势但不显著；Ag与营养级之间并没有显著相关性，但在甲壳动物中有生物放大的潜能．研究表明大亚湾生态系统中重金属基本处于正常状态，而Zn、Ag、Cd、Pb等重金属需要进一步关注．

四川裂腹鱼耳石碳、氧稳定同位素特征2339-2343

摘要：为探讨耳石碳（δ13C）、氧（δ18O）稳定同位素在淡水鱼类群体识别中的作用，本研究以养殖条件下不同年龄组四川裂腹鱼为对象，采用稳定同位素质谱仪进行碳、氧同位素测定，揭示耳石中碳、氧稳定同位素特征，探讨其与环境间的关系．结果表明：1^＋龄四川裂腹鱼δ13C和V18O值均与耳石质量无显著相关关系，但在微耳石和星耳石之间存在显著差异；不同年龄四川裂腹鱼微耳石δ13C和8180平均值分别为（-9．5±0．06）‰、（-8．33±0．17）‰，其在雌雄个体之间均无显著性差异，但在不同年龄组间存在显著差异．耳石δ18O和δ13C的关联分析能有效区分四川裂腹鱼不同养殖年龄群体，可作为一种识别淡水鱼类养殖群体的手段．

应用生态学报杂志综合评述

稳定同位素技术在土壤N2O溯源研究中的应用2344-2352

摘要：氧化亚氮（N20）作为三大温室气体之一，追溯其来源已经成为研究热点，稳定同位素技术在土壤N2O来源追踪方面已得到广泛应用．本文概述了产生N2O的微生物、产生过程及其主要影响因素，综述了国内外关于利用N20同位素特征值8bN、6M0和sP值（N20分子内15N在不同位置上的位嗜值）分析其来源的研究进展，以期为今后相关研究提供参考．其中关于SP的研究在国内尚属初级阶段，因此本文重点介绍国外sP在其溯源上的研究情况，并对今后国内相关研究提出一点看法．

铵盐和硝酸盐稳定同位素丰度测定方法及其应用案例2353-2360

摘要：综述了过去几十年来铵盐和硝酸盐稳定同位素丰度测定方法的历史发展变化，分析了各种方法的优缺点，并对新方法作了介绍和推荐．目前铵盐稳定同位素丰度的最新测定方法为次溴酸盐氧化结合羟胺还原法，硝酸盐氮氧同位素丰度主流的测定方法为反硝化细菌法和镉粉叠氮酸还原化学法．这些方法的主要共同特点是以N20为分析物，分析精度高，对样品的含氮量需求小，一般只需要10-60nmolN，适用于低浓度样品．新方法的建立对于国内外开展氮素循环研究将起到极大的推动作用．

采用稳定同位素技术判定喀斯特地区植物水分来源的挑战与可能应对方案2361-2368

摘要：占全球陆地面积约15％的喀斯特地区，有着不同于绝大多数非喀斯特地区的水文地质结构，使得许多在非喀斯特地区行之有效的研究方法难以直接用于喀斯特地区，而且这种限制在植物水分来源的研究上体现得尤为明显．本文从为什么要在喀斯特地区开展植物水分来源的研究、为什么一定要用稳定同位素的方法、使用该方法在喀斯特地区有何挑战，以及应对这些挑战的可能解决方案是什么等4个方面，综述了喀斯特地区植物水分来源研究普遍关注问题的由来和可能应对方案．文中重点阐述了与其他方法相比，稳定同位素技术在喀斯特地区植物水分来源研究中的优势以及难以完全满足其前提条件的挑战，结合现有相关研究的有益探索，提出在喀斯特地区的研究不必过分追求对各水源在具体深度上的细致划分，从水源特性的角度进行区分是更为适宜的途径．

基于稳定同位素的SPAC水碳拆分及耦合研究进展2369-2378

摘要：土壤-植被-大气连续体（bPAC）是陆地水灭芋、生态芋布口全球变化领域的重要研究对象，其水碳循环过程及耦合机制是前沿性问题．稳定同位素技术示踪、整合和指示的特征有助于评估分析生态系统固碳和耗水情况．本文在简述稳定同位素应用原理和技术的基础上，重点阐释了基于稳定同位素光学技术的SPAC系统水碳交换研究进展，包括：在净碳通量中拆分光合与呼吸量，在蒸散通量中拆分蒸腾与蒸发量，以及在系统尺度上的水碳耦合研究．新兴的技术和方法实现了生态系统尺度上长期高频的同位素观测，但在测量精准度、生态系统呼吸拆分、非稳态模型适应性、尺度转换和水碳耦合机制等方面存在挑战．本文探讨了现有主要研究成果、局限性以及未来研究展望，以期对稳定同位素生态学领域的新研究和技术发展有所帮助．

基于稳定碳同位素技术研究大气CO2浓度升高对植物-土壤系统碳循环的影响2379-2388

摘要：大气CO2浓度升高影响植物光合作用过程和生物量积累，改变植物地上和地下生物量的动态分配．土壤有机质的形成和周转依赖于植物组分的输入，因此，CO2浓度升高所造成的植物生理和代谢的变化对土壤碳库收支平衡具有重要影响．采用稳定碳同位素（13C）技术研究土壤．植物系统的碳循环可阐明大气CO2浓度升高条件下光合碳在植物各器官的分配特征和时间动态，明确光合碳在土壤中的积累、分解与迁移转化过程以及对土壤有机碳库周转的影响．本文综述了基于13C自然丰度法或。C示踪技术研究大气CO2浓度升高对土壤一植物系统碳循环的影响，主要包括：1）对植物光合作用的同位素分馏的影响；2）对植物光合碳（新碳）分配动态的影响；3）对土壤有机碳新老碳库动态以及微生物转化过程的影响．明确上述过程及其调控机制可为预测CO2浓度升高对陆地生态系统碳循环及源汇效应的长期影响奠定基础．