北黄海獐子岛养殖海域营养水平与虾夷扇贝增殖渔获量评估

营养盐作为浮游植物生长的物质基础,对海洋生态系统的物质循环起着决定性作用。调查研究了獐子岛附近海域营养盐含量水平、空间分布及营养盐结构,并据此估算了现有营养水平可支持的潜在生物量,评估了该海域虾夷扇贝增殖渔获量。结果表明,獐子岛附近海域海水总体营养水平较低,底层水中的营养盐浓度是表层水的2—3倍,海水中的营养盐浓度基本高于浮游植物生长的最低阈值,且溶解无机氮与磷酸盐的比值(DIN/PO4-P)和硅酸盐与磷酸盐的比值(Si O3-Si/PO4-P)均22,全海域为磷营养限制。根据磷限制因子及食物链能流转移理论估算,该海域1000 km2现有的营养水平可支持一个生长周期内虾夷扇贝增殖的动态理论生产量为3.8—6.1万t,如人为增加5%—20%的水体磷,则虾夷扇贝增殖产量可增加0.25—1.00万t。     

漓江上游典型森林植被对降水径流的调节作用

利用野外同步长期定位观测林外降雨、地表径流和河川径流的方法,对漓江上游典型森林植被的生态水文过程进行观测研究。结果表明:1)流域降水年内分配极不均匀,50a年降雨量总体变化趋势不明显。林冠截留受林外降雨特征的影响,也与植被类型密切相关。2)地表径流平均滞后时间为70 min。在连续降雨的情况下,降雨滞后效应不再明显,甚至出现地表径流与降雨同步的现象,小降雨可能产生大的地表径流,从而加大流域在雨季发生洪灾的风险。3)湿季径流系数略大于旱季,干季降水量减少,且森林植被消耗大量水分,减少了枯水期径流的产生,增大发生旱灾的风险。森林植被延长河川径流持续时间,使一次持续18 d的降水过程形成的径流,在降水停止后能延续24 d。降雨后退水持续时间与前期降水及后期降水叠加有关。目的为揭示漓江上游森林植被对降水径流的调节作用,客观评估漓江上游水资源潜力、加强流域水资源管理和森林经营提供科学依据。     

模拟氮沉降对克氏针茅草原土壤有机碳的短期影响

为更好地了解天然草地土壤有机碳对氮沉降增加的响应,2011年在内蒙古太仆寺旗的克氏针茅(Stipa krylovii)草原上开展了模拟氮沉降的控制实验,设置对照(CK)和5个模拟氮沉降(NO-3)处理,分别为2(N1)、5(N2)、10(N3)、25(N4)和50 g N m-2a-1(N5)。生长季末,采集每个样地中0—2 cm和2—10 cm深度土壤进行有机碳含量及组成的分析,并进行实验室矿化培养。结果表明,土壤颗粒态有机碳(POC)对氮添加响应敏感,N1和N2处理下的POC含量高于CK,N3、N4和N5处理则低于CK。5个模拟氮沉降处理下的矿质结合态有机碳(MOC)含量均高于对照,但差别不显著。不同氮沉降水平下0—2 cm土层的碳矿化潜势为N2N1N4N3CKN5,且N1,N2,N3和N4处理均显著高于CK和N5;2—10 cm土层的碳矿化潜势为N2N1N3CKN4N5,N1、N2和N3显著高于CK、N4及N5。不同施氮处理对群落净第一性生产力有明显影响,N5的净第一性生产力和地上生物量显著低于对照和其它施氮处理,N1的0—10 cm地下生物量显著高于对照和其它处理,N5的凋落物量显著高于对照。模拟氮沉降短期内对土壤总有机碳(SOC)含量无显著影响。     

长江上游朱杨溪江段圆筒吻鮈种群参数和资源量

圆筒吻鮈为长江上游特有种,三峡、向家坝、溪洛渡等梯级水利工程的建设,可能对其物种生存产生较大影响。为了解三峡工程蓄水后、金沙江一期工程蓄水前该物种的种群动态,2007-2009年对长江上游朱杨溪江段的圆筒吻鮈进行了调查,利用体长频率数据对其种群参数和资源量进行了估算。长江上游朱杨溪江段圆筒吻鮈渔获群体体长范围为69.0-268.0mm,体重范围为3.9-230.4 g,平均体长为(181.4±26.9)mm,平均体重为(78.5±33.0)g;优势体长组为125.0-225.0 mm,约占总数的93.0%。圆筒吻鮈体长体重关系为:W=1.58×10~(-5)L~(2.95)(R~2=0.94,P0.01,n=401),为匀速生长类型,可用Von Bertalalfffy生长方程描述其生长规律。圆筒吻鮈生长参数为,L_∞=361 mm、k=0.21a~(-1)、t_0=-0.68;死亡系数为Z=1.70、M=0.50、F=1.20。其开捕体长为163.4 mm资源开发率为0.70超过了其资源最适开发率(0.60)而接近最大开发率(0.75)。2007-2009年朱杨溪江段圆筒吻鮈年渔获量分别为6716尾(0.50t)、22772尾(1.87 t)和16139尾(1.20 t),平均值为15209尾(1.19 t)。由体长股分析法估算出2007-2009年朱杨溪江段圆筒吻鮈年资源量分别为16361尾/km(1.25 t/km)、13922尾/km(1.74 t/km)和26836尾/km.(1.93 t/km)均值为19040尾/km(1.64 t/km)。目前圆筒吻鮈资源开发率偏高,建议提高开捕体长至193.5 mm,降低其开发率。建议逐步引导渔民转产转业,实施全年禁渔措施,加强筒吻鮈等特有鱼类的保护。     

星云湖硅藻群落响应近现代人类活动与气候变化的过程

随着人类活动的增强与全球气候变暖的持续,近年来云南湖泊的生态系统功能持续退化,而目前对云南湖泊生态系统的研究还主要集中于单一环境压力的生态效应。以星云湖为研究对象,通过沉积物记录与现代监测资料,识别在湖泊富营养化、气候变化以及人类强烈干扰下硅藻群落结构响应的过程,并甄别驱动群落变化的主要环境压力及其强度。结果显示随着湖泊生产力水平(如沉积物叶绿素a浓度)的增加,硅藻物种组成发生了明显的变化,主成分分析表明了水体富营养化是驱动群落变化的主要环境因子(r=-0.63,P0.001)。简约模型与方差分解的结果表明近200年来(钻孔长度38cm),湖泊营养水平和水动力是驱动星云湖硅藻群落变化的主要环境因子,分别解释了群落变化的18.8%和2.9%;而1951年以后,湖泊营养水平和温度分别解释了硅藻群落结构变化的31.4%和26.8%。研究结果表明了硅藻群落长期变化的主控因子是湖泊营养水平,而人类活动及气候变化等可以通过改变湖泊水动力及湖水温度来驱动硅藻群落的演替,同时抚仙湖-星云湖的连通性也对硅藻群落的演替产生了一定影响。     

恒湖农场茶叶港草洲枯水期湿地植物与土壤关系及种群生态位分析

湿地植物与土壤关系问题一直就是生态学研究的热点,也是湿地植物种群生态位研究的基础。基于鄱阳湖典型湿地-|恒湖农场茶叶港草洲19个样地20种植物重要值组成的样地-|物种矩阵,用等级聚类分析中的Ward法(离差平方和法)将研究区植物划分为灰化薹草(Carex cinerascens)群落、虉草(Phalaris arundinacea)群落及南荻(Triarrhena lutarioriparia)群落3个群落类型。通过Spearman秩相关分析检验物种多样性指数(Shannon-Wiener多样性指数H'、物种丰富度指数S和Pielou均匀度指数J)与土壤因子(土壤pH值、电导率、含水量和有机质)的相关性,结果发现研究区植物物种的Shannon-Wiener多样性指数H'、物种丰富度指数S与土壤pH值分别为显著(P0.05)和极显著(P0.01)正相关关系,而与土壤有机质分别达到显著(P0.05)和极显著(P0.01)负相关水平,Pielou均匀度指数J与土壤因子相关性不明显。利用RDA(冗余分析)排序分析研究区植物物种分布与土壤p H值、电导率、含水量、有机质的关系,结果发现土壤pH值、土壤有机质与研究区植物物种分布关系最为密切(P=0.042,0.048),可以看成是关键控制因子。基于对研究区植物物种分布影响较大的土壤pH值及有机质环境因子,将其分别划分为10个梯度等级,分析植物种群生态位。发现研究区优势种灰化薹草、虉草生态位宽度较大,蚊母草(Veronica peregrina)、荇菜(Nymphoides peltata)等生态位宽度较小,生态位重叠值整体保持在较低水平,说明物种在土壤pH值和土壤有机质两个环境梯度上生态位分化明显。     

红壤侵蚀地不同人工恢复林对土壤总有机碳和活性有机碳的影响

土壤有机碳尤其是活性有机碳可快速反映土壤肥力和土壤质量的恢复程度。研究了南方红壤侵蚀地3种典型人工恢复林(马尾松与阔叶复层林(Pinus massoniana-broadleaved multiple layer forest(PB))、木荷与马尾松混交林(Schima superba-Pinus massoniana mixed forest(SP))、阔叶混交林(broad-leaved mixed forest(BF)))土壤(0—60 cm)总有机碳和不同活性有机碳的垂直分布特征及其差异。结果表明:不同恢复林分土壤总有机碳(SOC)含量和有机碳储量均表现为PBSPBF,均随土层深度的增加而逐渐降低;土壤表层有机碳富集系数为0.49—0.55,表明表层土壤具有较高的有机碳恢复水平和保持强度。不同林分土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量变化范围为0.92—9.17 g/kg、535.89—800.46 mg/kg和27.24—261.31 mg/kg,且均随土层深度的增加而降低,土壤活性有机碳含量总体以BF较高。土壤活性有机碳分配比例以ROC/SOC最高,DOC/SOC次之,MBC/SOC最低,且随土层深度的增加,ROC/SOC的值呈逐渐降低趋势,DOC/SOC的值却呈逐渐升高趋势,MBC/SOC(微生物熵)则变化规律不明显;不同林分间土壤活性有机碳分配比例以BF最高,表明阔叶混交林更有利于活性碳的积累。因此,对于红壤侵蚀地森林恢复初期,可适当密植和立体种植,以提高土壤碳储量和土壤肥力,并在马尾松等先锋树种林分中补植阔叶树种,以增加土壤活性有机碳含量,从而有利于退化生态系统土壤速效养分和土壤功能的快速恢复。     

极小种群野生植物对开蕨种群结构特征和群落物种多样性

以国家Ⅱ级保护极小种群野生植物——对开蕨(Phyllitis scolopendrium)为研究对象,分析了在海拔729、1008m群落内,其种群大小、分布频度和密度,个体形态特征指标及其在种群内、种群间差异,苗高分布规律、相对苗高组替代年龄级结构,分布格局和群落各层次的物种多样性,群落的相似性。结果表明:对开蕨在自然分布区内为偶见种,呈斑块状分布。在400m~2内,海拔1008m处(01群落)种群密度为31株,样地分布频度为43.75%,最大密度15株/25m~2;海拔729m处(02群落)种群密度为91株,样地分布频度为93.75%,最大密度30株/25m~2。通过对其自然苗高,叶片数量,有孢子囊叶片数量,最大叶片长、宽值,最小叶片长、宽值,冠径,叶片厚度7个形态指标的分析显示,种群内变异较大,随着植株高度(年龄)的增加,其变异系数均随之减小而趋于稳定;种群间在自然苗高,最大叶片长度和宽度,成熟孢子叶片数量,冠径,叶片厚度上达到极显著差异(P0.01)。其苗高分布呈现双峰型,01种群波谷出现在15.1—20.0cm处;02种群波谷出现在10.1—15.0cm处,两群落均显示有一次较大的更新过程,同时01种群在40.1—45.0cm出现间断。年龄级分析得出,01种群划分为5个龄级,近于正态分布;02种群划分为4个龄级,为倒J型分布;两种群分别处于中龄期和幼龄期,没有出现衰退型年龄结构。格局分析得出,对开蕨种群均为聚集分布。两群落的乔木、灌木、草本层的Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Marglef丰富度指数、生态优势度和种间相遇机率较低(与地带顶级植被相比)而且分布不均;对开蕨在两群落的草本层中重要值较低,仅为伴生种。两群落相似性分析显示,乔木、灌木、草本层的相似度指数分别为66.67%、69.23%和38.46%,草本层差异较大。     

鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构沿地下水位梯度分异特征

为了揭示地下水位梯度对湿地土壤微生物群落的影响,在鄱阳湖典型碟形湖泊白沙湖洲滩湿地设置了200m×300m大样地,沿地下水位梯度划分4个样带(从湖岸到湖心依次为GT-A,GT-B,GT-C,GT-D),采集了不同梯度带的土壤样品,利用磷脂脂肪酸法分析其土壤微生物群落结构分异特征。结果表明,随着地下水位抬升,土壤pH和沙粒含量升高,而有机碳、容重、粘粒和粉粒含量降低。与地下水位最低的梯度(GT-A)相比,地下水位在地表上下波动(GT-D)时,土壤微生物量碳氮及其分配比例分别增加了2.82、4.30、5.77和7.15倍;土壤微生物总量、细菌生物量、放线菌生物量、革兰氏阳性细菌及革兰氏阴性细菌生物量分别增长了106.8%、117.2%、74.9%,107.9%和207.2%。洲滩地下水位梯度的升高增加了土壤微生物群落的环境压力,进而降低了其群落结构的多样性。土壤微生物群落结构组成与土壤pH、含水量、沙粒含量以及碳氮比呈显著相关关系,而土壤微生物商则主要受pH和土壤质地的影响。以上结果表明地下水位梯度所引起的土壤微环境变化对微生物量、土壤有机碳周转和群落结构均产生了深刻影响。     

环境因子对蒙古莸种子萌发及幼苗建成的影响

蒙古莸(Caryopteris mongolica)是珍稀濒危的资源性植物,具较高的观赏和药用价值。其分布范围正日渐缩小。通过对内蒙古中西部干旱草原区蒙古莸天然种群实生苗的调查,以及在室内模拟不同环境条件,对蒙古莸种子萌发和幼苗建成进行研究,旨在探究这一物种珍稀、濒危的原因。结果显示:1)自然条件下蒙古莸种子在5—7月大量萌发,但在幼苗生长初期死亡率较高,使得自然种群更新强度仅为0.11株/m~2。2)蒙古莸种子不存在休眠现象,成熟采收后很快即可萌发。萌发对水分要求较宽范,但适宜其种子萌发的温度范围较窄,为25—30℃。3)蒙古莸幼苗生长的最适温度为25℃,能耐受每日短暂的高温胁迫(50℃)。持续的高温、低温和频繁的降水显著增大幼苗死亡率。研究认为,蒙古莸种子萌发的条件与幼苗存活的条件差异较大,同时满足其萌发和幼苗存活和生长的窗口条件比较严苛。其野生生长地的生境条件往往难以满足要求,这是限制蒙古莸通过有性繁殖进行自然种群扩散的主要原因之一。