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应用生态学报 2017年第10期杂志 文档列表

增温和隔离降雨对亚热带森林土壤N2O通量的影响3119-3126

摘要：设置对照（CT）、增温5℃（W）、隔离50%降雨（P）和增温5℃＋隔离50%降雨（WP）4种处理,以相关功能基因作为标志物,研究增温和隔离降雨影响亚热带森林生态系统土壤N2O通量变化的途径.结果表明：隔离降雨显著降低了土壤铵态氮浓度;增温显著降低了土壤N2O通量和土壤反硝化势.增温处理（W）和降雨处理（P）的土壤微生物生物量氮（MBN）均显著低于对照（CT）,AOA amo A基因丰度与MBN和铵态氮含量之间呈显著负相关,但与土壤硝化势和土壤N2O通量没有显著相关性.路径分析显示,反硝化势直接显著影响土壤N2O通量,而微生物生物量磷（MBP）和增温则通过直接影响反硝化势来间接影响土壤N2O通量.温度可能是影响亚热带森林土壤N2O通量的主要驱动因素,全球变暖可能会减少亚热带森林土壤的N2O排放.

西藏森林植被乔木层碳储量与碳密度估算3127-3134

摘要：利用第八次森林资源连续清查数据和不同树种的树干密度、含碳率等参数,运用生物量清单法,估算了西藏自治区森林乔木层植被碳储量和碳密度.结果表明：西藏森林生态系统乔木层植被总碳储量为1.067×10^9t,平均碳密度为72.49 t·hm^-2.不同林分乔木层碳储量依次为：乔木林〉散生木〉疏林〉四旁树.不同林种乔木层碳储量大小依次为：防护林〉特殊用途林〉用材林〉薪炭林,其中前两者所占比例为88.5%;不同林种乔木层平均碳密度为88.09t·hm^-2.不同林组乔木层碳储量与其分布面积排序一致,依次为：成熟林〉过熟林〉近熟林〉中龄林〉幼龄林.其中,成熟林乔木层碳储量占不同林组乔木层总碳储量的50%,并且不同林组乔木层碳储量随着林龄的增加呈先上升后下降的趋势.

帽儿山5种林型土壤碳氮磷化学计量关系的垂直变化3135-3143

摘要：采用土壤分层取样法测定了帽儿山地区相同气候条件、不同立地条件下林龄相近的2种人工针叶林（红松林和兴安落叶松林）和3种天然落叶阔叶林（蒙古栎林、杨桦林、硬阔叶林）的土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）元素含量,以及土壤容重、土壤厚度等,研究土壤C、N、P含量和密度及化学计量关系的垂直变化特征.结果表明：不同林型间土壤C、N、P含量和密度差异显著,其中硬阔叶林土壤O层和A层的C、N含量和密度均显著高于其他林型.所有林型土壤的C、N含量均随土层加深而下降;落叶阔叶林土壤P含量随土层加深而显著下降,但针叶林各土层间P含量差异不显著.不同林型间A层土壤C/N、O层土壤N/P,以及A和B层土壤C/P均存在显著差异.不同林型间土壤C-N存在显著的线性关系,且其斜率和截距在林型间差异均不显著,但土壤N-P、C-P关系只在阔叶林中存在显著相关关系.这表明不同林型间土壤C-N耦联关系有趋同现象,而土壤N-P和C-P关系随林型而变.

西南林区森林火灾火行为模拟模型评价3144-3154

摘要：林火火行为特征是进行及时有效的林火预防和扑救的重要技术参考,国外普遍做法是借助火行为模拟模型进行获取.本文选用美国和加拿大行业普遍使用的Farsite和Prometheus火行为模拟模型对发生在中国西南林区的安宁＂3·29＂森林大火进行模拟,通过对比模拟结果和相关林火资料,定量评价模型的模拟精度.结果表明：在蔓延范围模拟方面,Farsite在Scott可燃物模型下的模拟精度最高,Prometheus最差,但差距不大,Farsite与Prometheus火场范围的差异区主要集中在云南松分布区;在蔓延速度（ROS）模拟方面,Farsite在2种可燃物模型下的平均ROS模拟输出最接近实际情况,Prometheus则偏离实际情况较远,Farsite与Prometheus的ROS差异区主要集中在云南松分布区;在火线强度（FLI）模拟方面,Farsite在2种可燃物模型下的平均FLI模拟输出结果类似,Farsite与Prometheus的输出差异较大,差异区主要集中在栎类灌木分布区.

竹子扩张对阔叶林物种多样性的影响：两竹种的叠加效应3155-3162

摘要：研究了不同扩张强度下毛竹和肿节少穗竹对江西武夷山常绿阔叶林群落结构和物种多样性的影响.结果表明：毛竹、肿节少穗竹扩张都会不同程度地改变阔叶林群落结构与物种组成,两者同时高强度扩张时（毛竹30～50 ind·100 m^-2,肿节少穗竹300～500 ind·100m^-2）,群落的乔∶灌（密度比）由2∶8变成1∶9,竹∶木（密度比）由0∶10变成9∶1.毛竹、肿节少穗竹扩张对阔叶林物种多样性影响的主效应显著,毛竹主要影响乔木层,肿节少穗竹主要影响灌木层,但两种竹子的交互作用不显著.两种竹子同时扩张对群落生物多样性的影响存在叠加效应,尤其是高强度扩张使群落Shannon指数下降91.3%.毛竹与肿节少穗竹同时低强度扩张时,两者相互影响不大,但当达到一定密度后两者会相互竞争排斥.这表明,当常绿阔叶林同时遭受毛竹、肿节少穗竹扩张时,虽然二者交互作用不明显,但会通过叠加效应影响木本植物,导致阔叶林群落简单化.

综合面向对象与决策树的毛竹林调查因子及碳储量遥感估算3163-3173

摘要：综合面向对象和CART决策树方法,对浙江省安吉县山川乡毛竹林分布信息及胸径、树高、郁闭度等调查因子和地上部分碳储量进行遥感定量估算.结果表明：综合基于多尺度分割的对象特征及决策树,能够充分利用不同尺度层次信息关联的优势,实现毛竹林专题信息高精度提取,其用户精度达到89.1%;基于对象特征构建的毛竹林调查因子回归树估算模型,其估算结果均能达到正常或较好水平,其中,郁闭度回归树模型的精度最高为67.9%,估算效果较好;而平均胸径和树高估算的总精度相对较低,这与采用光学遥感数据进行森林树高、胸径估算达不到理想结果的结论一致;毛竹林地上部分碳储量回归树模型的估算结果较好,高值区域估算精度达到80%以上.

坝下地区防护林不同树种生长特征3174-3180

摘要：采用标准样地调查法对防护林林分结构指标进行调查,研究河北坝下地区丰宁县小坝子乡不同防护林树种榆树、杨树及油松的动态变化规律.结果表明：该区域榆树、杨树和油松纯林的平均年龄均为10年,杨树纯林的平均胸径和树高分别是榆树纯林的2.3和3.8倍,是油松纯林的2.3和3.0倍.杨树纯林的平均胸径、树高、叶面积指数（LAI）、活枝下高等指标显著大于榆树纯林和油松纯林.与杨树混交林相比,杨树纯林的林分密度高10.8%,纯林平均胸径则低5.2%,平均树高低11.3%;与榆树混交林相比,榆树纯林的林分密度高6.6%,纯林平均胸径、树高分别低7.8%和14.2%;与油松混交林相比,油松纯林的林分密度大4.9%,纯林平均胸径和树高分别低29.3%和31.8%.各林分类型的平均胸径、树高与密度呈显著负相关;平均LAI与密度和活枝下高呈显著正相关,与胸径、树高呈显著负相关;平均活枝下高与密度呈显著正相关.针阔混交林的胸径和树高生长显著优于针叶纯林.该区域防护林综合生长潜力呈上升趋势,而横向生长潜力总体上呈下降趋势.

白桦和水曲柳树干温度日变化的空间变异及其影响因子3197-3207

摘要：植物温度是森林生态系统能量平衡和植被呼吸估算的重要参数.采用T型热电偶监测树皮和木材特性各异的2个阔叶树种（白桦和水曲柳）不同深度、高度和方位的树干温度（Ts）,探索Ts日变化的空间变异及其影响因素.结果表明：Ts月平均日变化格局与空气温度呈相似的正弦曲线,但Ts变化滞后于空气温度,时滞从树皮表面处的0 h增加到6 cm深度处的4 h.随测定深度的增加和高度的降低,Ts日变化的峰值和日较差均逐渐减小.Ts周向差异不大,休眠季节白天南向、西向Ts日峰值略高.两树种树皮和木材的热学特性（比热容和导热系数）的差异,会通过影响树干表面与外界的热交换和树干内部热扩散而造成Ts径向变化的种间差异.白桦树皮较高的反射率削弱了太阳辐射对Ts的影响.多元逐步回归分析表明,环境因子可以很好地估测Ts日动态（R^2〉0.85）,影响程度依次为空气温度〉水汽压〉净辐射〉风速.估算生物量热储和树干表面CO2通量时应考虑Ts径向、纵向和种间差异.

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应3217-3226

摘要：冠层气孔导度（gs）是衡量冠层-大气界面水汽通量的重要生物学常数,研究其特征及对环境因子的响应,能为开展森林冠层水汽交换过程的机理性研究提供理论依据.于2014年利用SF-L热扩散式探针测定了侧柏的树干液流密度（Js）,同步监测光合有效辐射（PAR）、饱和水汽压差（VPD）、气温（T）等环境因子,计算侧柏的冠层气孔导度特征并分析其对各环境因子的响应.结果表明：侧柏液流密度的日变化总体呈双峰曲线,生长季高于非生长季,且胸径越大液流密度越大;冠层气孔导度日变化与单位叶面积冠层蒸腾（EL）趋势相近,均呈双峰曲线,生长季的冠层气孔导度和蒸腾较非生长季略高.侧柏冠层气孔导度与空气温度呈抛物线关系,在10℃左右冠层气孔导度达到峰谷;光合有效辐射以400μmol·m^-2·s^-1为界,小于该阈值两者呈正相关关系,大于该阈值则冠层气孔导度受其影响较小;与饱和水汽压差呈负对数函数关系,随饱和水汽压差增大而逐渐降低.较高的空气温度和光合有效辐射、较低的饱和水汽压差有利于侧柏形成较大的冠层气孔导度,进而促进冠层蒸腾.

封面说明3226-3226

摘要：封面图片由北京林业大学水土保持学院刘淑琴硕士于2015年10月拍摄于西藏林芝县和米林县之间的色季拉国家森林公园（29°15＇N,94°42＇E）,公园内森林植被垂直带谱明显.

踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响3227-3234

摘要：采用人工模拟降雨试验,研究了踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响.结果表明：踩踏干扰显著增加了土壤表面粗糙度,增加幅度与干扰强度有关,50%干扰度下表面粗糙度指数较不干扰增加91%.踩踏干扰延长了坡面产流时间,20%～50%干扰度范围内,随着干扰强度的增加,初始产流时间呈线性增加趋势,50%干扰度的初始产流时间较不干扰增加了169.7%.踩踏干扰增加了土壤渗透性,降低径流系数.50%干扰度的土壤累积入渗量较不干扰增加12.6%;去除生物结皮,土壤渗透性降低,累积入渗量较不干扰降低30.2%.50%以下的干扰度未显著增加土壤侵蚀模数.去除生物结皮,土壤侵蚀模数较不干扰增加10倍.生物结皮破碎度低于50%的干扰在不明显增加土壤流失量的前提下,可增加降水入渗,减小径流风险,改善土壤水分状况.

宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤粒径分形特征3243-3250

摘要：研究宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤性状、土壤粒径分形维数的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明：草地沙漠化对土壤分形维数（D）影响显著,D值为1.69～2.62.除在10～20 cm土层出现较小波动外,随着沙漠化程度加剧,0～30 cm土层D值整体呈减小趋势.在荒漠草原沙漠化过程中,荒漠草地D值最大,黏粒和粉粒体积百分含量最高,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最低;流动沙地D值最小,黏粒和粉粒体积百分含量最小,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最高.D与〈50μm和〉50μm粒径的土壤颗粒存在显著正相关和负相关,表明50μm粒径是决定草地沙漠化过程中土壤分形维数与土壤粒径关系的临界粒径.随着荒漠草原沙漠化加剧,土壤有机质和全氮含量逐渐降低,土壤容重逐渐升高,固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的质变过程,其中土壤粘粒体积百分含量、粉粒体积百分含量、土壤有机质含量、土壤全氮含量骤减,极细砂粒体积百分含量、细砂粒体积百分含量和土壤容重骤增.分形维数与土壤有机质、土壤全氮和土壤容重显著相关,固定沙地与半固定沙地分形维数的临界值为2.58,因此分形维数2.58可作为荒漠草原沙漠化的退化指标.

短期CO2浓度升高和干旱胁迫对白羊草土壤碳氮和微生物根际效应的影响3251-3259

摘要：采用人工气候室和盆栽控水试验研究黄土丘陵区典型草本植物白羊草在倍增CO2浓度（800μmol·mol^-1）下和充分供水（75%～80%的田间持水量）、轻度干旱胁迫（55%～60%的田间持水量）和重度干旱胁迫（35%～40%的田间持水量）下根际和非根际土壤碳氮含量和微生物群落结构及其根际效应.结果表明：CO2浓度升高和干旱胁迫对白羊草根际和非根际土壤有机碳、全氮和水溶性有机碳（DOC）含量及其根际效应均无显著影响.轻度干旱胁迫下CO2浓度升高显著促进了根际土壤水溶性有机氮（DON）的消耗,导致DOC/DON升高,提高了DON的负根际效应和DOC/DON的正根际效应.干旱胁迫和CO2浓度升高对土壤总磷脂脂肪酸（总PLFA）和细菌PLFA的根际效应无显著影响.CO2浓度升高条件下干旱胁迫显著提高了根际土壤G^＋/G^-PLFA,降低了非根际土壤G^＋/G^-PLFA,导致其根际效应显著提高,表明根际微生物群落由自养微生物群落向异养微生物群落的转变.

硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响3267-3273

摘要：以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢（H2S）释放剂硫氢化钠（Na HS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L^-1）水溶液,以及添加有次牛磺酸（HT;H2S清除剂）的Na HS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明：在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L^-1NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子（O2^-·）生成速率和过氧化氢（H2O2）含量,提高叶片光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（gs）、水分利用效率（WUE）和表观CO2利用效率（CUE）,还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L^-1时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L^-1或在0.1 mmol·L^-1NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H2S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.

水稻低温冷害综合评估方法3281-3288

摘要：基于灰色关联分析法,将水稻不同生育期的冷害致灾因子值和产量结构性状、水稻不同生育期的产量结构性状和最终产量分别视作两个灰色系统,通过寻找各个灰色系统的灰映射关系,建立基于多层次灰色关联分析法的水稻低温冷害综合评估模型;并构建了单站各生育期、全生育期的冷害综合评估指数和区域评估指数,对东北水稻主产区27个站1961—2015年水稻冷害进行分生育期评估.结果表明：水稻冷害影响程度与各生育期产量丰歉能够较好对应.营养生长期、营养和生殖生长并进期、授粉结实期或满浆期受到冷害影响时,株穗数、平均穗粒数或千粒重有一定减少,空壳率有所增加.典型冷害年温度与单站或区域产量丰歉有较好的对应关系.

淹水胁迫下棉花叶片高光谱特征及叶绿素含量估算模型3289-3296

摘要：为即时监测淹水胁迫下棉花功能叶叶绿素含量,确立叶绿素含量与单叶光谱特征参数的定量关系,本文以遮雨棚内蕾期淹水胁迫下的盆栽棉花为研究对象,淹水后每3 d对棉花叶片进行测定、取样,综合分析叶绿素含量与高光谱特征参数的相关性,并构建和验证叶绿素含量的估算模型.结果表明：随着淹水胁迫程度的加重,叶片叶绿素含量下降;叶片原始光谱反射率、一阶微分光谱反射率分别在580、697 nm波段附近与叶绿素含量呈显著负相关;利用差值指数和归一化指数建立的估算模型优于单波段线性模型,其中以植被指数（DR（697）-DR（738））/（DR（697）＋DR（738））为自变量建立的模型棉花单叶叶绿素含量估算值与实测值拟合度最好,拟合系数为0.814,可用于淹水胁迫下棉花单叶叶绿素含量的估测.

减氮配施有机肥对滴灌棉田土壤生物学性状与团聚体特性的影响3297-3304

摘要：本文通过新疆绿洲棉田连续4年定位施肥试验,研究了不同处理[对照CK、常规化肥CF、减氮配施普通有机肥OF（80%CF＋OF和60%CF＋OF）、减氮配施生物有机肥BF（80%CF＋BF和60%CF＋BF）]对土壤生物学性状和团聚体特性的影响,探讨了土壤生物学性状与有机碳及团聚体之间的关系.结果表明：与单施化肥（CF）相比,配施生物有机肥的80%CF＋BF和60%CF＋BF处理均可显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和芳基硫酸酯酶活性,其增幅分别为55.6%～84.0%、53.1%～74.0%、15.1%～38.0%、38.2%～68.0%、29.6%～52.0%和35.4%～58.9%,高量配施有机肥效果优于低量配施.各施肥处理明显提高了土壤基础呼吸,具体表现为BF〉OF〉CF〉CK.与CF相比,60%CF＋BF处理的土壤有机碳、微生物生物量碳分别增加22.3%和43.5%,但微生物生物量碳氮比显著下降.〉0.25 mm的水稳性团聚体在配施普通有机肥的80%CF＋OF、60%CF＋OF处理比对照（CK）分别增加7.1%和8.0%.80%CF＋BF处理较80%CF＋OF处理机械稳定性团聚体的几何平均直径（GMD）增加了9.2%.冗余（RDA）分析和聚类分析均表明,减氮增碳可明显调控滴灌棉田土壤生物活性与团聚体结构.连续4年化肥减量配施有机肥或生物有机肥,提高了土壤有机碳含量,并对团聚体稳定性和生物学性状有协同改善效应,是维持与提升绿洲滴灌棉田土壤肥力的有效途径.

北疆地区棉花作物需水量时空演变及其气象影响因子3305-3313

摘要：基于北疆25个气象站1961—2013年的气象资料和棉花生育期资料,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式及作物系数法,对棉花各生育阶段的作物需水量和灌溉需水量进行估算.结果表明：过去53年,北疆地区棉花需水量在各个生育期总体呈下降趋势,其中,花铃期作物需水量下降趋势最为显著,变化率为-0.15 mm·a^-1;各生育期内存在多尺度的周期变化,其中在30年左右的大周期尺度上,各生育期作物需水量大致呈现＂偏高-偏低-偏高＂的变化过程,在15～17年的中周期尺度上,经历了＂偏低-偏高-偏低＂的变化过程,而在较小年际尺度上,作物需水量无明显的周期特征;在空间分布上,作物需水量、灌溉需水量和水分盈亏指数多年均值总体上大致呈现自西向东递减的分布特征;突变结果显示作物需水量在各生育期均呈显著减少趋势,且在北疆西北和西南地区最为明显.各个生育期内,棉花需水量与平均风速、日照时数和平均气温都呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关.研究结果可为北疆棉花适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑.