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  • 湖南市域化石能源消费碳排放时空格局及驱动因素

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 研究碳排放时空格局演变及其影响因素对指导碳减排具有重要意义。利用2008-2013年湖南省14地市规模以上工业企业终端能源消费数据,运用IPCC提供的参考方法和对数平均迪氏指标分解模型(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)对湖南市域碳排放量、人均碳排放量、碳排放强度的时空格局及碳排放量变化的影响因素进行了研究。结果表明:1)2008-2013年湖南市域碳排放量随时间变化趋势不一,大致呈3种类型变化;累积碳排放量居前3位的市域依次是娄底、岳阳和湘潭,三者累积碳排放量占全省同期的48.92%,而吉首、张家界和怀化3市的累积碳排放量合计仅占全省的2.59%。2)湖南市域能源消费碳排放量、人均碳排放量存在相似的空间差异,二者均表现为东高西低的格局,且具有较强的相关性,碳排放量高的市域,人均碳排放量也较高;2008-2013年湖南市域碳排放强度呈下降趋势,属于低强度区的市域由2008年的4个增加到2013年的7个,碳排放强度的空间分布与市域产业类型有关。3)能源结构、能源强度对碳排放的增长主要起抑制作用,但能源结构的贡献很小,碳排放量的降低主要是由能源强度引起的;经济发展是碳排放增长的最主要因素,在2008-2010年和2011-2013年两个时段其累积贡献值分别为74.285和27.579;人口规模对碳排放的驱动较小,在2011-2013年对碳排放增加产生的累积贡献值仅为2.252。湖南当前及未来碳减排的重点是加快发展清洁能源与提高能效并重,优化能源结构和促进产业结构升级,从战略层面促进湖南"四大区域"协调发展。

  • 滦河流域景观格局变化对水沙过程的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 以滦河流域为研究区域,基于 SWAT 模型模拟 1976—2012 年滦河流域的水沙过程,分析 2000 年京津风沙源治理项目实 施前后流域产水产沙时空格局变化;研究 1980—2010 年流域景观格局变化特征,揭示景观格局变化的水沙响应;应用 Spearman 相关分析法分析流域景观格局变化对水沙过程的影响。 结果表明:与 20 世纪 80 年代相比,2010 年流域林地和建设用地增加, 其他用地类型减小;流域景观集中程度提高、连通性变优、优势斑块显著、形状趋于规则、多样性减少、破碎化程度降低、景观类 型向非均衡方向发展;流域年均地表径流减少 9mm,产水量增加 5.44mm,产沙减小 1.59t/hm2;地表径流减少区域占全流域 89.32%,产水量增加区域占 76.71%,产沙量减少区域占 93.89%;地表径流、产水、产沙与林地面积呈负相关,产水与草地面积呈 正相关,地表径流、产沙与农业用地面积呈正相关;地表径流、产水、产沙与景观形状、Shannon′s 均匀度、景观分离度呈正相关, 与蔓延度、最大斑块指数呈负相关;产水、产沙与斑块密度和 Shannon′s 多样性指数呈正相关;工程治理后,流域年均径流量与产 沙量显著下降,产水产沙高值区显著缩小,产沙关键区域仍需治理。

  • 中国生态系统水源涵养空间特征及其影响因素

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 水水源涵养是陆地生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等自然过程,其变化将直接影响区域气 候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。 我国水资源贫乏,降水时空分布不均,在区域尺度上评估全国 生态系统水源涵养功能空间特征及其影响因素,对科学认识和合理保护我国生态系统水源涵养,和制定生态环境保护决策具有 十分重要的意义。 以全国生态系统水源涵养功能为研究对象,通过收集和分析相关数据,对各类典型生态系统水源涵养数据进 行归类与统计,在区域尺度上评估中国生态系统水源涵养功能,并分析气候与人类活动对其影响。 结果表明:(1)中国水源涵 养总体上呈现东南高西北低、由东到西逐渐递减特征。 2010 年全国生态系统水源涵养总量为 12224.33 亿 m3。 (2)森林是我国 生态系统水源涵养的主体,其水源涵养量最高,占全国水源涵养总量的 60.80%。 其中,常绿针叶林生态系统水源涵养量最多, 而常绿阔叶林水源涵养能力最高。 按流域统计,相对于其他一级流域,长江流域生态系统的水源涵养量最高。 (3)中国生态系 统水源涵养受气候和人类活动的影响,与降水、温度、蒸散、坡度、COD 密度和长江生态工程呈现显著的正相关,而与 GDP 密度 和农村人口密度呈现明显的负相关。

  • 生态功能改善目标导向的哈尼梯田生态补偿标准

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 稻田生产对生态环境的影响具有两面性,为使稻田生产提供不同组合或更高水平的环境服务,需要补偿农户因转变操作 方式而损失的收益。 以云南省红河哈尼族彝族自治州哈尼稻作梯田系统为例,基于稻田生态系统特点以及农户个人的主观经 济决策特征,从农户的微观经济决策的视角,探讨稻田生态系统服务供给机会成本的空间分布;再从区域的宏观经济行为的视 角,探讨补偿标准与农户愿意提供的生态环境效益的关系。 从而,以稻田生态功能改善为导向,以新增生态环境效益为目标,耦 合农户的受偿意愿与机会成本,实现了从生态功能改善需求(新增生态效益)来确定动态的补偿标准的可能。 计算发现,当生 态功能改善的目标定为新增生态系统服务80.77×104元hm-2 a-1时,补偿的标准应为3000元/hm2时;当生态功能改善的目标定 为新增219.49×104 元hm-2 a-1时,补偿的标准应为9000元/hm2时。

  • 城镇化流域“源-汇”景观格局对河流氮磷空间分异的影响——以天津于桥水库流域为例

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 随着流域城镇化的加速,流域城镇化景观格局对流域水质的影响逐渐加剧。 以城镇化趋势明显的于桥水库流域为例,基 于流域“源⁃汇”景观特征指数,并结合于桥水库流域 2013、2014 和 2015 年 33 个子流域的水质数据,采用空间分析、相关分析和 冗余分析等方法,探讨了在城镇化影响下,于桥水库流域景观特征指数和水质指标的定量关系。 结果表明:整个流域从上游到 下游呈现“汇”景观面积减小,“源”景观面积增大的趋势,居民建设用地面积比在中下游子流域达 34.6%,“汇”型景观中林地面 积为 33.5%;景观空间负荷对比指数(LWLI)全局 Moran′s I 的值为 0.637,P<0.01,在空间上存在趋于集群的现象,LWLI 高⁃高聚 集区与城镇化集中区域具有一致性。 LWLI 与流域氮、磷空间分布存在极显著的相关性,平水期 TN 与 LWLI 的复相关系数 R2 为 0.811,丰水期 LWLI 与 TP 的复相关系数 R2 为 0.741;子流域所有水质参数 NH+4 ⁃N、TN、NO-3 ⁃N、TP 及 LWLI 均集中在同一象 限,与其它景观特征指数相比,LWLI 对河流中氮、磷的影响最大。 城镇居民用地与水质指标存在极显著的相关性,是流域水质 污染重要的贡献源。 流域城镇化发展中,建议提高村镇的景观连通性,便于污染物集中处理,同时增加林地、草地面积,改善流 域的生态水文功能。

  • 帽儿山地区不同土地利用方式下土壤-微生物-矿化碳氮化学计量特征

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 土地利用方式的变化导致土壤碳氮含量及其化学计量关系的变化,然而土壤微生物化学计量及其驱动的碳氮矿化过程如 何响应这种变化仍不明确。 以帽儿山地区天然落叶阔叶林、人工红松林、草地和农田 4 种不同土地利用类型为对象,测定其土 壤有机碳( Csoil ) 、全氮( Nsoil ) 、微生物生物量碳和氮( Cmic 和 Nmic ) 、土壤碳和氮矿化速率( Cmin 和 Nmin ) ,旨在比较不同土地利用方 式对土壤、微生物碳氮化学计量特征及矿化速率的影响,探索土壤⁃微生物⁃矿化之间碳氮化学计量特征的相关性,揭示微生物 对土壤碳氮化学计量变化的响应和调控机制。 结果显示:Csoil、Nsoil、Cmic、Nmic和Cmin均呈现天然落叶阔叶林>人工红松林>草地> 农田,而天然落叶阔叶林和草地的Nmin显著高于人工红松林和农田。 土地利用方式显著影响土壤和微生物碳氮比(C∶Nsoil和 C∶Nmic),均呈现农田最高。 不同土地利用方式的数据综合分析发现:碳氮矿化速率比与C∶Nmic呈负相关,而和微生物与土壤碳 氮化学计量不平衡性(C∶Nimb)显著正相关。 单位微生物生物量的碳矿化速率(qCO2)随着C∶Nmic的增加而降低,而单位微生物 生物量的氮矿化速率(qAN)随着C∶Nmic的增加而增加。 C∶Nimb与qCO2正相关,与qAN负相关。 以上结果表明,微生物会通过改 变自身碳氮化学计量、调整碳氮之间相对矿化速率,以适应土地利用变化导致的土壤碳氮及其化学计量的变异性,以满足自身 生长和代谢的碳氮需求平衡。

  • 多功能视角下的山区乡村空间功能分异特征及类型划分

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 以西部山区重庆乡村空间为研究对象,构建乡村空间多功能评价指标体系,将乡村空间多功能划分为农业生产功能、经济发展功能、生态保育功能、生态稳定性功能,社会保障居住家园功能五种子功能,采用熵权法定量核算2013年全市乡村空间功能值,运用GIS技术和Dagum基尼系数刻画重庆市不同地区乡村空间功能值地区差异特征,并划分了重庆市乡村空间多功能类型,研究结果表明:(1)山地型乡村地形复杂,景观类型多样,功能也极具多样性,研究区乡村空间除了生态稳定性功能外,其他各功能值具有显著的空间分异特征,有明显的空间集聚性。(2)Dagum基尼系数,是一种有效的技术方法,能够更为深入地刻画研究区乡村空间功能值地区间差异及区内差异特征。基尼系数测算及其分解结果显示,地区间差距是总体差距的主要来源,其贡献率都超过50%。(3)根据乡间空间多功能分布的差异性及山地乡村的特点和山区生态环境的脆弱性,将研究区乡村空间划分为农业生产-经济发展型,农业生产-人居生活型,人居生活-社会保障型,人居生活-经济发展型,水源涵养生态保育型,生态保育-经济发展型,生态保育-农业生产型,土壤保持生态保护型8种功能类型,能较好地体现地域特色,为科学健康的开发利用山地乡村空间土地资源提供有益借鉴,有利于区域协调可持续发展。

  • 基于公平与效率视角的中国大陆生态福祉及生态-经济效率评价

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 基于生态系统服务价值理论,将“ 人类从生态系统中直接获取或享有的终端产品和服务” 界定为生态福祉,从公平与效率 视角提出相应表征方法。 在此基础上,以中国大陆省区为例,对其 2001—2013 年间的人均生态福祉及生态⁃经济效率的时空演 变格局进行实证分析,结果表明:1整体来看,研究时段内中国大陆省际人均生态福祉的基尼系数介于 0.798—0.806 之间,处于 极不平均状态;省际生态⁃经济效率的标准差介于 2.110—7.716 之间,离散程度相对较高;2从时间上看,研究时段内中国大陆 省际人均生态福祉及生态⁃经济效率的收敛趋势(σ⁃收敛)相对不明显;人均生态福祉具备绝对 β⁃收敛特征但速度较低 (0.16%);生态⁃经济效率在科技进步及科研投入要素的显著驱动作用下,呈现条件 β⁃收敛现象。 3从空间上看,研究时段内中 国大陆人均生态福祉及生态⁃经济效率在“ 胡焕庸线” 两侧的地域分异现象比较明显,其重心分别位于青海和安徽境内,整体向 东北和西北方向移动,移动速度分别为 5.76、3.95 km / a。 在高消耗、高污染产业逐渐向中西部转移的背景下,应当基于公平与 效率视角权衡生态保护与经济发展问题,促进西部地区生态⁃经济效率和东部地区人均生态福祉共同提高。

  • 高寒生态脆弱区农户的气候变化适应策略评价——以甘南高原为例

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 气候变化加剧了高寒生态脆弱区农户的生计脆弱性,为应对气候变化,农户已采取了各种响应措施,当前急需评估农户所采取适应策略的效果,以便选择更有效的适应策略。以甘南高原为研究区,基于入户调查数据分析了农户所采取适应策略的特征,采用模糊综合评价法分析现行适应策略的效果,并利用多准则决策模型确定了最优的气候变化适应策略。结果显示:(1)甘南高原农户多采取组合型策略应对气候变化,尤以调整+扩张型策略为主;(2)甘南高原农户所采取气候变化适应策略的效果较好,效益指数为3.43。其中,农区农户的适应策略效果最好、半农半牧区次之、纯牧区最差;(3)甘南高原不同区域农户筛选的最优策略存在差异。其中,纯牧区和半农半牧区农户筛选的最优策略为调整农牧业结构,而农区农户为完善农牧业基础设施。最后,提出了提高农户适应策略效果的对策建议及未来研究中需进一步关注的问题。

  • 东北城市露水凝结观测及其与常规气象要素的关系

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 露水是城市生态系统水循环组成部分,是重要的凝结水资源和湿度来源,为了揭示“ 全球变暖” 对我国东北地区城市露水 凝结的影响,于 2014 和 2015 年植物生长季对长春市绿地区、道路区及裸土区露水强度和气象因子进行监测和相关性分析。 结 果表明,东北城市绿地区露水强度与相对湿度、露点温度、气温、风寒温度、太阳辐射(n=254,P<0.01)正相关,与 PM2.5、PM10、空 气质量指数、夜间风速、大气压(n=254,P<0.01)负相关。 东北城市年露日数为 132—136 d,占无霜期的 62.5%左右。 绿地区是 城市生态系统水汽凝结的主要区域,绿地区占市区面积的比例是城市年露水量的决定因子,长春市年露水凝结量约为 23—35 mm,如城市绿地区所占比例降低至 5%,年露水量基本可忽略不计。 东北城市露水强度可通过 I=(-5.9+0.156RH-0.86Vnight + 0.117Rn)×10-2(R2 =0.857)模型进行模拟。 结合研究区 1965—2015 年植物生长期夜间凝露段气候因子的变化趋势,判断东北 城市生态系统露水量的变化率为-1.07 mm/ 10a(P<0.01)。 在相对湿度、夜间风速和太阳辐射共同影响条件下,研究区气候变 化对露水凝结影响不大。 提供了城市不同下垫面露水监测及计算的方法,完善了不同生态系统露水监测体系,通过间接模型法 构建了露水强度模拟模型,进一步明确了气候变化对近地表水循环的影响。

  • 气候变化背景下松嫩平原玉米灌溉需水量估算及预测

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 开展农作物需水规律研究对于干旱半干旱区域旱作物节水灌溉和水分管理实践具有重要意义。 以松嫩平原玉米为研究 对象,研究玉米生育期需水量规律及灌溉需水量。 结果表明:(1) 历史时期和未来气候变化情景下,松嫩平原玉米全生育期和 Lmid 时段灌溉需水量等值线沿西南—东北方向递减,其中全生育期和 Lmid 时段 2000s 灌溉需水量临界等势线( 灌溉需水量为 0 的 等势线)分别比 1970s 北移 70.2 km 和 53.4 km,全生育期和 Lmid 时段 2040s 灌溉需水量临界等势线分别比 2010s 北移 30.9 km 和 55.2 km。 (2)历史时期和气候变化情景下玉米全生育期灌溉需水量随年代呈波动增加趋势,其中前者以 29.1 mm/ (10a)速度 增加,后者以 17.5 mm/ (10a)速度增加。 (3)未来温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为波动上升趋势,与 1970s 相比, 2000s 温度和降雨量变化对玉米需水量的贡献率为 22.1%,增加 6.8 亿 m3 灌溉水量;2040s 温度和降雨量变化对玉米需水量的贡 献率为 38.3%,增加 12.6 亿 m3 灌溉水量。

  • 气候变化对邛崃山系大熊猫主食竹和栖息地分布的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 气候变化对生物多样性的影响,特别是珍稀濒危物种的影响是当前的研究热点。全球气候变化对大熊猫的影响一直受到广泛关注。根据野外调查的大熊猫活动痕迹点、竹类分布点和主食竹扩散距离数据,采用Maxent模型,利用植被、地形、气候等因素,在RCP8.5下分析了2050年和2070年邛崃山系大熊猫主食竹分布及栖息地变化趋势。结果显示:(1)未来大熊猫适宜生境及主食竹气候适宜区面积均有所减少,到2070年分别减少37.2%和4.7%;(2)未来主食竹分布范围总体向高海拔扩展,但面积持续减少,到2070年分布面积比当前减少8.3%;(3)大熊猫栖息地未来有向高海拔扩张的趋势,在低海拔地区退缩明显,到2070年较当前减少27.2%;但到2070年大熊猫栖息地面积加上非栖息地有主食竹分布的面积,较现有大熊猫栖息地面积大1.5%;(4)受气候变化影响较严重的区域是邛崃山系南部以及低海拔地区,其余区域所受影响相对较小;(5)未来需要加强对受气候变化影响严重区域的监测与保护,特别是邛崃山系中部的大熊猫集中分布区。

  • 环境因子对湖泊岛屿苔藓植物分布和物种组成的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 苔藓植物对环境有很强的敏感性,且具有广泛的适应性和强大的繁殖能力,在生态环境监测和生态恢复上具有重要作用。 通过野外样地调查方法,回归分析和典范对应分析(CCA)探索了环境因子对物种分布和组成的影响,偏 CCA 计算了各环境因 子对物种组成的总效应和净效应。 结果表明:苔藓植物种类及物种组成相似性随着岛屿面积和岛屿海拔高度的增大而极显著 的增大,随岛屿形状指数和岛屿离陆地最近距离的增大而显著的减小;8 个环境因子共解释了物种组成变异的 35.6%,其中基 质、坡度、草本盖度、坡向、乔灌层郁闭度、人为干扰、空气湿度和海拔对物种组成的净效应达到显著水平(P<0.05),但其作用强 度依次减小;美灰藓 Eurohypnum leptothallum 是最优势种,受环境因素小,它在其发生的 77.7%取样样方中盖度达到 19.2%。

  • 美国南卡罗来纳州森林湿地十种典型植物凋落叶的分解特征

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 凋落叶分解是控制森林湿地物质循环的重要生态过程,是全球 C、N 等元素循环的重要一部分。 以美国南卡罗来纳州 10 种典型植物的凋落叶为研究对象,通过 2a 的分解实验测定分解阶段凋落叶的生物量残留率、分解速率常数 k 和 C、N 残留百分 比,探讨初始凋落叶化学性质对分解速率常数 k 的影响。 结果表明:(1)十种凋落叶生物量在两年内降解至初始的14.5%— 66.2%,种间差异可达 4 倍以上;分解速率常数 k 在 0.26—1.64 a-1 之间,针叶分解速率<阔叶分解速率;(2)分解速率常数 k 与初 始凋落叶酸溶性组分(AS)极显著正相关(P<0.001),与初始 C 含量、酸不溶组分(AIF)和 AIF/ N 比均显著负相关(P<0.05); (3)凋落叶 C 残留百分比持续下降至 10.2%—66.1%,而 N 残留百分比因物种与分解阶段不同呈现不同变化规律。 结果表明, 森林湿地中凋落叶初始 C 组分差异是其分解速率的种间极大差异的主要原因,评估森林湿地的 C、N 循环应充分考虑种间 差异。

  • 北京地区典型落叶阔叶乔木叶片含氮量和δ15N值对大气氮沉降的响应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 为探究植物对大气氮沉降的响应和对这部分氮素的来源指示作用,本研究通过对北京地区 198 个采样点,典型落叶阔叶 乔木杨属(Populus)和柳属(Salix)植物叶片进行采样,测定其叶片样品含氮量和 δ15N 值。 结果表明:北京地区杨属植物叶片含 氮量为 16.5—38.6 g/ kg,平均(24.0±4.0) g/ kg;柳属植物叶片含氮量为 17.2—36.2 g/ kg,平均(25.9±4.1) g/ kg。 研究区域范围 内杨属、柳属植物叶片的含氮量均呈现出西北低、东南高的对角线型分布,与该区域大气氮沉降的空间变异相吻合。 由于研究 区域范围内气候因子无明显的变异,植物叶片的含氮量变化反应了大气氮沉降对植物元素化学计量特征的影响和植物对大气 氮沉降的响应。 北京地区杨属植物叶片 δ15 N 值为-3.95‰—8.10‰,平均(1.15±2.48)‰;柳属植物叶片 δ15 N 值为-3.04‰— 9.73‰,平均(2.31±2.60)‰。 杨属和柳属植物叶片的 δ15 N 值均呈现出西北高、中部高、东南低的空间分布,与叶片含氮量空间 分布趋势相反。 中部城区较高的 δ15 N 值反应了交通污染对大气含氮化合物增加的影响;西北部较高的 δ15 N 值反应了该区域受 人为活动排放源的影响较少,自然的氮循环是其较高 δ15 N 值的主要原因;东南部较低的 δ15 N 值则有可能是由农业活动和交通 共同作用的结果。

  • 人工调控措施下马尾松凋落叶化学质量变化及与分解速率的关系

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 马尾松凋落叶分解缓慢,促进其凋落物分解,提高养分归还速度,维持地力稳定,已成为马尾松人工林可持续经营中的关 键问题。 基于此,采用正交试验 L9(34 )设计,选择菌剂、表面活性剂、不同碳氮营养液和有机肥料 4 种人工调控因素,在马尾松 林下开展凋落叶分解调控试验,以掌握不同调控组合对凋落叶分解速率和化学质量的影响及作用效果等。 结果表明:有机肥料 和菌剂显著影响马尾松凋落叶分解速率,腐解剂 2 和鸡粪联合作用更利于分解。 马尾松凋落叶在林下自然分解过程中,化学质 量参数向着利于分解的方向变化,N、P 以积累为主,C / N、C / P、L / N和 L / P 呈降低态势,人为调控措施加速了这一变化进程;不 同调控措施对凋落叶化学质量参数的影响不尽相同,添加有机肥料有利于剩余凋落叶 N、P 含量升高,C / N、C / P、L / N和 L / P 的 降低;菌剂腐解剂 2 有利于 L / P、C / P 的降低;表面活性剂 OP⁃ 10 有利于凋落叶L / N的降低。 人工调控下,调控因素可通过改变 凋落物化学质量影响其分解速率, N 含量和 C / N 是影响马尾松凋落叶分解速率的主要因素;而 P 浓度、L / N、C / P、L / P 对分解 速率的影响不规律或不显著。

  • 干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 以塔里木干旱荒漠区 2 年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境 5 种水分梯度,利用 Li⁃6400 便携式光合作用系统测定胡 杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用 4 种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响 应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。 结果表明:胡杨净光合速率(Pn)随干旱胁迫加剧呈下降趋势, 同一光强(PAR)下 Pn降幅增大。 中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC>45%)胡杨在高 PAR 下仍能维持相对较高 Pn, 光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟 Pn ⁃PAR 响应过程,但最大净光合速率( Pnmax ) 、光饱和点 (LSP) 拟合值与实测值差异极显著(P指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型。 4 种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应 性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它 3 种模型适用于水分条件较好的生境。 光响应 特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。 随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、Pn、LSP 与 Pnmax持续降低,严重干旱胁迫 下暗呼吸速率(Rd )、LCP 反而明显增大。 RSWC>45% 胡杨仍能保持较高的 AQY、Pnmax 、LSP,RSWC<45% 其 Pnmax 、LSP 显著降 低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合 作用。 干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对 策。 因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在 RSWC 50% 左右,符合干旱缺水地区植 物生长和高效用水的管理原则。

  • 不同经营方式下毛竹光合特性分异研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 林林木经营方式与林内光照、温度、水分及养分格局关系密切,影响到植株的光合水平。 为探明毛竹对不同经营方式的光合 响应特性,以安徽省黄山区 3 种经营方式下的 5 类毛竹林为对象开展研究,即:粗放经营(I)、一般经营(II)和集约经营(III⁃ 挖冬笋量 10%—15%,、IV⁃挖冬笋量 15%—20%、V⁃挖冬笋量约 10%,每年 9 月施氮肥)。 结果表明:1)不同经营方式下毛竹的 叶面积指数(LAI)和 SPAD 值间存在显著差异,随经营程度的增加,LAI 和 SPAD 值波动增大。 2)光响应曲线变化趋势基本一 致,非直角双曲线拟合良好,方程决定系数均大于 0.96,随光合有效辐射(PAR)增强,净光合速率(Pn )、气孔导度(Cd )、蒸腾速 率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)随之降低,非集约经营(I、II)的总体变化水平高于集约经营下的IV和III,但集约经营下的V 则与I、II趋势更接近,说明适当补充养分(V)的集约经营能有效提高毛竹对光能的利用能力。 3)光饱和点(LSP)、光补偿点 (LCP)和暗呼吸速率(Rd )3 个参数均最大或最小的两种经营方式下,毛竹林具较高的适应性,表现为最大净光合能力(Pnmax )显 著高于其它经营方式毛竹林,由此推断,粗放经营( I) 或有效补充林地养分的集约经营( V) 的毛竹具有较高的光合能力。

  • 接种AM菌对西部黄土区采煤沉陷地柠条生长和土壤的修复效应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 以采煤沉陷区柠条为宿主植物,研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称 AM 菌)对柠条生长和根际土壤 的改良效应。 结果表明:8 月份接种 AM 菌比不接菌柠条的株高、冠幅和地径显著增加了 29.11%,29.83%和 14.81%,9 月份接 菌区柠条的根长、平均直径、根表面积和根体积分别比对照区增加了 151.0%,34.2%,116.0%和 129.3%。 接种 AM 菌增强柠条 的抗逆性,接菌区的柠条叶片可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别比对照区增加了 13.4%和 111.1%。 8 月份接种 AM 菌改善 了土壤的生物理化性质,接菌区有机质、碱解氮、速效磷和速效钾比对照区分别增加 7.06 g / kg,140.0 mg / kg,1.82 mg / kg 和 16.72 mg / kg,接种 AM 菌显著增加了根际土壤中真菌、放线菌、细菌数量和酸性磷酸酶活性。 总之,接种 AM 菌促进采煤沉陷区柠条 的生长和土壤的改良。

  • 亚高寒草甸植物群落种多度分布关系及相似性对氮磷添加的响应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》

    摘要: 以青藏高原亚高寒草甸为研究对象,采用随机区组设计,通过连续4a添加N、P,研究了不同施肥(N、P、N+P)处理下群落物种丰富度、种多度分布模式以及群落相似性的变化特征。结果显示:(1)N、N+P连续添加4年后,随N素添加水平的增加,草地植物群落物种丰富度逐渐降低(P<0.001);种多度分布曲线的斜率逐渐增大;N+P添加处理对植物群落物种丰富度和种多度分布(SAD)曲线的影响较单独N添加处理更显著,如N15P15处理下群落物种丰富度的降幅最大,达对照群落的65.5%;(2)单一N或N+P处理中,不同添加量间的植被组成趋异,而相同添加量的植被组成趋同(stress level=0.152);(3)N、N+P添加引起刷状根的丛生型禾本科植物逐渐在植物群落中占据优势;(4)P素添加对群落物种丰富度、种多度分布曲线、群落相似性和不同生长型组成及比例的影响不显著;(5)植物生长型特征和N/P添加处理可解释56.97%植物群落的物种多度分布特征。这些结果表明:亚高寒草甸地区N添加引起植物群落组成的重新排序、优势种的变化、SAD曲线逐渐陡峭,群落的相似性增加;N富集时,添加P素会增加N素的利用效率,且群落结构受N、P供应水平的影响。