六盘山叠叠沟小流域典型植被的产流产沙特征

【目的】植被和立地条件是影响降雨径流和侵蚀产沙的重要因素,在黄土高原土石山区研究自然降雨条件下植被类型、覆盖度、坡度和坡向对坡面产流产沙的影响,为制定有效的水土保持措施和水源涵养林经营策略提供理论依据。【方法】对宁夏六盘山叠叠沟小流域的华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii)人工林、天然沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛、天然草地3种典型植被,各布设2个10 m×20 m的径流小区,共布设6个,于2019年8—10月观测了6次侵蚀性降雨事件对产流产沙量的影响。【结果】不同植被类型下次降雨事件的产沙量均随降雨因子(次降雨量和降雨强度的乘积)增大呈先增后减的变化趋势,但产流量随降雨因子的变化在植被类型间有差异。高强度的降雨事件易引起产流产沙,但良好的植被覆盖使产流产沙量均很低。产流产沙量随坡度增大而增大,如华北落叶松林平均产流量为陡坡比缓坡多0.075 mm,平均产沙量多19.62×10^(−3)t·km^(−2)。越靠近阳坡,产流量越小,而产沙量越大,如草地平均产流量为阳坡比半阳坡少0.03 mm,但平均产沙量多17.89×10^(−3)t·km^(−2)。冠层郁闭度越高,产流量越小;林下草本层及枯落物层覆盖度和生物量越高,产沙量越小。受植被条件和地形因子的综合影响,缓坡华北落叶松林的产流产沙量均最小,水土保持效益最优。【结论】在六盘山土石山区,需减少植被生物量及其生态耗水以利于增加产流,增加林下植被层和枯落物层的覆盖度和生物量以利于降低土壤侵蚀。

中国亚热带大气降水氢氧稳定同位素特征及其影响因素

【目的】探究中国亚热带地区大气降水氢氧稳定同位素特征可以获取其水汽循环过程及气候信息,为准确预测气候变化背景下大气降水的时空分布格局提供科学依据。【方法】基于数据整合分析方法,从72篇文献中收集了中国亚热带地区78个站点的大气降水氢氧稳定同位素数据,探究该地区大气降水氢氧稳定同位素及过量氘的空间分布特征。利用最小二乘回归分析方法分析大气降水氢氧稳定同位素与有关因素的相关关系,并通过多元线性回归模型揭示影响大气降水氢氧稳定同位素空间分布的主导因素。【结果】研究发现,中国亚热带地区大气降水δD(δ^(18)O)存在西部贫化中东部富集现象,分布范围为−111.19‰~−19.80‰(−15.32‰~−3.74‰)。与之类似,大气降水过量氘同样呈现西低东高的格局,分布范围为−11.27‰~26.55‰。此外,发现大气降水δD(δ^(18)O)与经度(δD:r=0.61,P<0.001;δ^(18)O:r=0.51,P<0.001)呈显著正相关,而与海拔(δD:r=−0.60,P<0.001;δ^(18)O:r=−0.57,P<0.001)呈显著负相关。但多元线性回归分析发现,上述2类因子均不是大气降水δD(δ^(18)O)的主要调控因子,而纬度和年均降水量是影响该地区大气降水δD(δ^(18)O)空间分布的主导因素,二者与大气降水δD(δ^(18)O)呈显著正相关。具体表现为:纬度每增加1°,大气降水δD(δ^(18)O)相应富集2.65‰(0.25‰);年均降水量每增加100 mm,大气降水δD(δ^(18)O)相应富集1.43‰(0.17‰)。【结论】中国亚热带地区大气降水δD(δ^(18)O)呈西部贫化中东部富集的格局。另外,该地区大气降水δD(δ^(18)O)呈现“反纬度效应”和“反降水量效应”,这与经典大气降水同位素理论中的“纬度效应”及“降水量效应”明显不同,表明不同地区大气降水氢氧稳定同位素值的环境效应差异较大,建议今后研究中应加以区分。

云南化佛山高山栲年轮生长对气候要素的响应特征

【目的】明确高山栲(Castanopsis delavayi)年轮生长状况及其主要限制因子,为更好地了解亚热带高山地区树木生长对气候变化的响应提供参考。【方法】以云南楚雄化佛山高山栲林为例,利用年轮生态学方法,分析了该地区高山栲年轮生长在1966—2019年时段对气候要素的响应特征。【结果】高山栲年轮生长分别与上年11月和当年夏季(5、7月)的降水量呈显著负相关;年轮生长与当年夏季(5—8月)的干旱指数负相关,进一步证实了降水过量对生长的限制作用;但年轮生长与上年10月气温明显负相关而与当年5—7月气温呈显著正相关。滑动相关分析表明,在研究时段内,高山栲年轮生长对生长季气温和降水量的响应强度呈现较为稳定的趋势。【结论】生长季过量降水可能是限制该区域高山栲年轮宽度生长的最主要气象要素,但尚需结合林分结构与立地条件状况展开进一步的定量研究。

川西亚高山不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响

【目的】研究川西亚高山不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响,为退化森林的适应性恢复和可持续经营提供科学依据。【方法】选取川西亚高山不同恢复方式下的3种森林类型,即岷江冷杉−红桦次生林(自然恢复,SF)、云杉阔叶混交林(人工种植后自然恢复,MF)和云杉人工林(人工恢复,PF),采用干筛法测定了6个粒级(>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5和<0.25 mm)土壤团聚体的分布特征,计算平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、大于0.25 mm团聚体含量(R>0.25)和土壤可蚀性因子(K)等团聚体稳定性参数,探究不同森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响。【结果】研究发现,SF和MF的团聚体分布以>2 mm团聚体为优势粒级,而PF的团聚体在各粒级分布较均匀。不同恢复方式对土壤团聚体稳定性参数(MWD、R>0.25、K)影响差异显著(P<0.05),其中SF和MF的土壤MWD和R>0.25均高于PF,而土壤可蚀性因子K低于PF。不同恢复方式的土壤团聚体稳定性与土壤有机碳、全氮含量和碳氮比及细根周转率显著相关,且细根周转率能解释超30%的土壤团聚体稳定性变异,说明森林恢复方式对土壤团聚体稳定性的影响与土壤有机质的周转过程密切相关。【结论】主要受不同森林的细根周转差异对土壤有机碳输入的影响,自然恢复形成的混交林较人工种植的针叶纯林更有利于土壤团聚体的稳定。因此,在川西亚高山地区退化森林恢复中,宜采用自然恢复或营建混交林的方式,有利于土壤结构的稳定。

欢迎订阅《陆地生态系统与保护学报》

《陆地生态系统与保护学报》是中国林业科学研究院主办、国内外公开发行的自然科学学术期刊。主要报道范围包括森林、草地、荒漠、湿地等单一类型生态系统的起源、演化、结构、过程和功能及其在恢复、管理、保护上的最新科研成果,也包括由不同单一类型生态系统组成的复杂生态系统的相关研究成果,代表我国陆地生态系统与保护领域应对气候变化、生物多样性保育与可持续发展的科技水平及研究进展。此外,期刊还通过学术发展动向评述、学术交流讨论、相关科技信息展示等方式,促进相关行业的科技、教育及生产发展,支撑国家生态文明建设。

基于CiteSpace的植物功能群研究进展与热点分析

【目的】全面客观地反映国内外植物功能群研究的发展趋势,指出未来研究的热点和方向。【方法】收集了Web of Science(WoS)核心合集数据库以及中国知网(CNKI)核心数据库中2012—2021年间以植物功能群为主题发表的相关文献共1759篇,利用WoS和CNKI自带的检索分析工具和文献计量学软件CiteSpace进行可视化文献计量学分析。【结果】结果表明:1)植物功能群的发文量在WoS数据库中呈波动上升趋势,而在CNKI数据库中则表现出平缓的周期性波动变化。WoS数据库与CNKI数据库的发文量存在较强的负相关;美国、中国和德国是推动该研究领域发展的主要国家;该领域研究成果多数发表在生态学期刊上。2)主要发文机构有中国科学院、马克斯普朗克生物地球化学研究所、赫尔辛基大学、德国综合生物多样性研究中心等研究机构,且在发文量TOP10的科研机构中,所属中国的研究机构就占有3家;3)研究方向主要集中在植物功能群研究方法、植物功能性状、植物功能群的影响因素以及植物功能群的多样性。从高频词汇分析中可看出,国际上注重植物功能群的多样性、植物功能群的影响因素以及物种丰富度等方面的研究,而国内研究集中在浮游植物功能群、植物功能群的群落结构以及环境影响因素等方面。从突现强度和时间来看,“land”、“functional type”、“consequence”、“vegetation dynamics”、“land cover”是WoS数据库中持续时间最长的研究热点领域。【结论】植物功能群在陆地生态系统功能与过程中的响应机制、土地退化及全球极端气候频发对植物功能群的影响过程以及基于植物功能群生态系统功能提升技术的研究,有望持续或相互融合成为未来新的研究趋势。

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重瓣棣棠花枝枯病相关真菌的形态学和分子系统学研究

【目的】重瓣棣棠花(Kerria japonica f.pleniflora)是我国常见的园林景观植物,其枝枯病时有发生,病、死枝的出现极大地降低了重瓣棣棠花的观赏性。准确鉴定重瓣棣棠花枝枯病的相关真菌,研究其形态学及分子系统学特征,是园林植物枝枯病防治理论的基础工作。【方法】采用单孢分离法和组织分离法获取重瓣棣棠花枝枯病相关真菌的菌株,并进行形态特征观察分析和联合多基因片段(ITS-act-rpb2-tef1-tub2)系统发育学研究。【结果】重瓣棣棠花病枝中分离出的18株真菌均鉴定为素贴壳囊孢(Cytospora diopuiensis),其分生孢子透明,腊肠形,无隔,光滑,壁薄,3.8~5.4μm×1.3~1.6μm,长宽比2.7~4。该菌亲缘关系较近的3种分别是东亚地区分布的掌状壳囊孢(C.palm),泰国壳囊孢(C.thailandica)和兴隆壳囊孢(C.xinglongensis)。【结论】研究揭示了重瓣棣棠花的枝枯病潜在病原菌为素贴壳囊孢,该菌首次在中国被发现,为中国新记录种。本研究首次描述了其无性型特征并讨论了亲缘关系较近的物种之间的关系,为病害防治和壳囊孢属的分类学研究提供了重要证据。

生态学中韧性的概念范畴及表征方法

随着人类活动加剧和极端事件增加,全球生态系统正在承受各种类型、强度和频度的干扰,生态系统及其过程对于干扰的韧性成为生态学中日益关注的热点。目前,国内外生态学界对于韧性的描述众多,适用对象和侧重点各不相同。本文阐述了“resilience”一词在生态学中的含义,从生态系统和生态指标2个层次,系统总结了韧性的概念范畴,包括抵抗力、恢复力、稳定性、复杂性、生态阈值和韧性的关系,介绍了如何使用单变量和双变量表征生态系统韧性。通过了解和提高生态系统韧性,可以为生态系统保护、管理和修复提供依据,并对维持生态系统功能的稳定具有重要意义。

不同菌根树种土壤有机碳储量及调控机制的研究进展

森林土壤有机碳库(SOC)是全球碳循环和陆地生态系统的重要组成部分,对气候变化有重要影响。几乎所有的森林树木根系都与丛枝菌根(AM)或外生菌根(ECM)真菌共生,但2种菌根树种的土壤碳循环存在差异。本文综述了目前研究中2种菌根树种土壤SOC储量存在差异的原因,总结了调控不同菌根树种SOC分解的机制以及可能在区域尺度上的变异,展望了未来菌根树种SOC的研究方向和热点,旨在为精准预测菌根真菌对森林土壤碳汇的影响提供参考。

亚热带3种主要造林树种凋落叶分解失重的主场效应

【目的】监测马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、栓皮栎(Quercus variabilis)3种亚热带主要造林树种凋落叶分解在林分互置条件下的重量损失,分析分解过程中的主场效应,为人工林可持续经营与地力提升提供理论依据。【方法】将在马尾松、杉木和栓皮栎纯林收集的3种树木当年掉落的凋落叶分别装入20 cm×20 cm的凋落叶分解袋,在2019年6月进行样地互置(即每个林分放置3个物种的凋落叶分解袋),至2020年10月监测了3种凋落叶分解过程中的重量损失和微生物生物量碳含量动态特征。【结果】1)林分环境、凋落叶组成质量和分解时间对凋落叶重量损失速率有显著影响;受凋落叶组成质量影响,杉木凋落叶的分解常数(k值)在各林分中皆为最小,而马尾松和栓皮栎凋落叶的分解常数较大;3个树种凋落叶的重量损失速率(V)多数时期在马尾松林或栓皮栎林中较大,在杉木林中较小。2)凋落叶分解的主场效应对杉木凋落叶在分解至第105 d表现为正,对马尾松凋落叶在分解至第348 d表现为负,而对栓皮栎凋落叶在整个实验期间均不显著。3)线性回归分析表明,凋落叶分解的主场效应与林地枯落物层的温度、湿度及枯落叶的微生物生物量碳含量均呈显著正相关。【结论】树种和分解时间对凋落叶分解的主场效应有显著影响,且分解过程中的环境因子及凋落叶组成质量变化可能是影响主场效应的因子。

山东省三市核桃黑斑病病原菌分离鉴定

【目的】明确山东省济宁、泰安、潍坊3市核桃细菌性黑斑病的病原,为病害防治提供依据。【方法】采用实地踏查法,调查3市核桃园黑斑病发生情况并采集样品,采用组织分离法对病原菌进行分离,人工接种叶片进行病菌的致病性测定,最后利用16S rDNA序列比对和系统进化树分析进行病原菌鉴定,同时也应用gyrB基因系统进化准确鉴定黄单胞菌(Xanthomonas spp.)。【结果】结果表明,引起山东省3市核桃黑斑病的病原菌主要有成团泛菌(Pantoea agglomerans)、变黄假单胞菌(Pseudomonas flavescens)以及栖树黄单胞菌(X.arboricola),其中变黄假单胞菌引起核桃黑斑病是国内首次报导。【结论】成团泛菌、变黄假单胞菌、栖树黄单胞菌是山东省3市核桃黑斑病的主要病原菌。

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华北地区林粮争地问题概况与对策建议

国土绿化是应对气候变化、实现“双碳”目标、维护国家和区域生态安全的根本途径。耕地保护是粮食安全的基础,华北地区作为我国重要的粮食主产区之一,在增加绿化面积、提高森林覆盖率的同时,未能切实处理好造林绿化和耕地保护之间的关系,出现了较为严重的林粮争地问题。本文通过系统综述发现,华北地区林粮争地的形式主要集中在违规占用耕地造林、耕地违规流转和耕地占补失衡3个方面。占地造林危害突出,主要表现在耕地面积减少和土地细碎化;耕作层破坏,土壤肥力下降,优质耕地资源减少;占补失衡,撂荒严重,农田生态环境恶化。反映出城市化背景下,由于农资成本高,农村劳动力缺失,部分地方政府对国家相关方针政策理解和贯彻存在偏差等原因,造成华北地区农业、林业发展不协调的问题。进而从健全法制体系、强化政策解读、加强监督管理、着力人才培养和科技支撑等方面提出了对策建议。

人类干扰进入大熊猫栖息地的路径与影响——以秦岭大熊猫栖息地内穿孔为例

【目的】在秦岭大熊猫栖息地,分析穿孔干扰源进入栖息地的特征、周边景观产生的影响以及大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)空间利用对人类干扰的响应。【方法】基于最优觅食理论,假设人类干扰沿坡度较小的平缓区域即河谷/沟谷进入大熊猫栖息地,且进入强度由坡度决定;借助空间分析工具及景观指数,对比分析同一干扰源影响下,具有景观差异的邻近沟谷内大熊猫活动对人为干扰的回避距离和对海拔及坡度的利用特征。【结果】栖息地穿孔内的人类干扰沿平缓河谷/沟谷进入栖息地,对大熊猫空间利用和种群格局造成影响。坡度是人类干扰进入大熊猫栖息地的主要限制因子:坡度越小干扰越易进入,迫使大熊猫选择距离沟谷更远、海拔更高的空间,但对大熊猫的坡度利用选择影响较小。【结论】人类干扰以坡度为导向进入大熊猫栖息地,迫使大熊猫对人类干扰产生距离和海拔上的回避;研究结果有助于理解人类干扰进入大熊猫栖息地的特征以及大熊猫空间利用和栖息地选择的影响因素,并提供栖息地内人类活动管理和修复决策的依据。

新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区发现棕熊

2021年5月28日和2022年5月6日,安装在新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区的红外相机连续2年拍摄到棕熊(Ursus arctos)照片。经查询文献,此次红外相机拍摄到的棕熊为西藏亚种:藏棕熊(U.a.pruinosus),是新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区首笔实体记录。

拟日规壳属物种的识别与鉴定

【目的】拟日规壳属(Gnomoniopsis)是一类专门寄生壳斗科(Fagaceae)、柳叶菜科(Onagraceae)和蔷薇科(Rosaceae)的内生菌或病原菌。鉴定2株分离自山东省月季(Rosa chinensis)健康枝条的拟日规壳菌株(RZ18=CFCC 57557和RZ26),系统梳理拟日规壳属的形态学、分子系统学和寄主特征,以加强对该属物种的识别与鉴定。【方法】基于rDNA内转录间隔区(ITS),转录延长因子(tef1)和微管蛋白(tub2)这3个基因片段,以及人工培养基上的形态学特征,对新采集菌株进行准确鉴定。【结果】分子系统学和形态学结果均显示本研究中新采集的菌株为蔷薇拟日规壳(G.rosae),该物种是中国的新记录种,并且月季是该种的新记录寄主。此外,本研究首次测得蔷薇拟日规壳的tef1和tub2的基因序列,并通过多基因联合分析(ITS-tef1-tub2)首次揭示该种在拟日规壳属内为独立起源的1支,与其余10个蔷薇科上的物种亲缘关系较远。【结论】本研究报道中国拟日规壳属的1新记录种,即蔷薇拟日规壳。同时,在梳理了该属25个物种的分子系统学、形态学和寄主特征后明确寄主信息是拟日规壳属重要的分类特征,多基因联合分析能有效地区分所有物种。

北京西山森林火险天气指数的驱动因子研究

【目的】根据对火天气和可燃物湿度的短期监测,研究北京西山的森林火险天气指数特征及其与可燃物湿度的关系,利用统计方法分析气象因子对火险天气指数(FWI)的贡献率,揭示影响FWI变化的主要驱动因子,为林火管理提供参考依据。【方法】根据林火气象站观测数据利用R程序计算2021年11月—2022年10月的火险天气指数(FWI),重点分析火险期内的火险天气指数特征和细小可燃物湿度的关系。采用P-MK检验和敏感性分析方法分析各气象因子对火险天气指数的贡献率,确定北京西山火险天气的主要驱动因子。【结果】火险期内各月FWI的75th百分位数呈逐渐增加趋势,春季FWI的波动幅度更大。可燃物传感器监测结果与细小可燃物湿度码(FFMC)指示的可燃物湿度呈现相似变化趋势,降水对可燃物湿度影响明显。气温和降水是影响FWI变化的主要驱动因子,但相对湿度与温度有相似的敏感性。可燃物温度和气温变化趋势一致,但春季升温过程中可燃物棒在中午的温度比气温更高。【结论】春季是北京西山火险最严重的季节,FWI主要受气温和降水驱动,可燃物湿度监测结果可以成为火险天气指数系统的有效补充。

侧柏光合能力与空气负离子浓度的关系

【目的】通过日光诱导叶绿素荧光(solar induced fluorescence,SIF)指标,探明植被光合能力与空气负离子(negative air ion,NAI)的关系,揭示森林植被对NAI的作用机制。【方法】以北方典型针叶树种侧柏(Platycladus orientalis)为研究对象,基于主要生长季节叶面积指数相对稳定时期同步观测得到的冠层NAI、SIF及光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)强度等数据,分析不同时间尺度、日内不同时间段及不同强度PAR条件下NAI与SIF的关系。【结果】冠层NAI与SIF的时间变化趋势一致,SIF能够很好地追踪NAI的季节变化;二者之间存在显著的线性正相关关系,日尺度、小时尺度上二者决定系数R2为分别为0.596、0.474;不同光照强度条件下,冠层NAI与SIF的散点出现明显分层现象,冠层NAI和SIF之间相关性强度在高PAR条件下显著高于低PAR条件,二者的决定系数R2分别为0.483、0.456。【结论】当植被光合作用过程完全激活时,冠层SIF能够更准确地表征NAI的变化过程,对进一步精准评估森林植被对NAI的贡献潜力、丰富森林生态服务功能评估内容具有指导意义。