Short-term responses of winter soil respiration to snow removal in a Picea asperata forest of western Sichuan

Aims Seasonal snow cover is one of the most important factors that control winter soil respiration in the cold biomes. The warming-induced decreases in snowpack could affect winter soil respiration of subalpine forests. The aim of this study was to explore the effects of snow removal on winter soil respiration in a Picea asperata forest.Methods A snow removal experiment was conducted in a P. asperata forest stand in western Sichuan during the winter of 2015/2016. The snow removal treatment was implemented using wooden roof method. Soil temperatures, snow depth and soil respiration rate were simultaneously measured in plots of snow removal and controls during the experimental period.Important findings Compared to the control, snow removal increased the fluctuations of soil temperatures. The average daily temperature of the soil surface and that at 5 cm depth were 1.12 °C and 0.34 °C lower, respectively, and the numbers of freeze-thaw cycles of the soil surface and that at 5 cm depth were increased by 39 and 12, respectively, in plots of snow removal than in the controls. The average rate of winter soil respiration and CO₂ efflux were 0.52 μmol·m^-2·s^-1 and 88.44 g·m^-2, respectively. On average, snow removal reduced soil respiration rate by 21.02% and CO₂ efflux by 25.99%, respectively. More importantly, the snow effect mainly occurred in the early winter. The winter soil respiration rate had a significant exponential relationship with soil temperature. However, snow removal significantly reduced temperature sensitivity of the winter soil respiration. Our results suggest that seasonal snow reduction associated with climate change could inhibit winter soil respiration in the subalpine forests of western Sichuan, with significant implications for the carbon dynamics of the subalpine forests.     

微生物降解芘过程中的关键细菌

【目的】探究在渤海沉积物中参与降解芘的关键细菌及他们之间潜在的相互关系。【方法】构建以芘为唯一碳源的微宇宙培养体系驯化来自渤海的表层沉积物,借助Illumina Hiseq 2500获取驯化过程中的细菌群落组成,基于CCLasso算法及相对丰度数据预测细菌之间的相互作用关系以构建微生物生态网络。【结果】30 d后芘的降解率为(67.07±2.37)%,细菌群落结构也发生了明显改变:Alphaproteobacteria、Flavobacteriia、Planctomycetia等的相对丰度明显增加,而Deltaproteobacteria、Anaerolineae及Spirochaetes等则明显减少。本研究获得一个由29个点143条边构成的微生物生态网络。分类已知的属中,Erythrobacter及Planctomyces等拥有较高的点度中心度。较强的互作关系发生在Erythrobacter与Flavobacteriaceae、Alphaproteobacteria中的未知属之间。【结论】在芘的微生物降解过程中,关键细菌之间存在紧密互作。Erythrobacter为关键细菌的代表属。     

长白山林区森林生物量变化定量驱动分析

根据研究区单木生物量模型及森林资源清查资料计算样地生物量,采用试验精度较高的遥感模型进行4期遥感数据的森林生物量估算,获得区域单位面积生物量变化值,并利用bootstrap方法对引起这种变化的气象因素、森林经营活动因素和社会经济因素等驱动因子进行变量筛选,利用偏最小二乘算法建立不同时间段的森林生物量变化驱动模型,计算变量投影重要性指标（VIP）定量刻画各因素对森林生物量变化的影响重要程度.结果表明：目前人为因素对长白山林区森林生物量变化的影响程度（VIP值）已经小于自然因素,说明国家对林区的森林保护政策已经起到了明显的效果.本文拓宽了森林生物量变化驱动分析的内容,引入了VIP值对森林生物量的变化驱动因子进行定量刻画,为定量分析森林生物量的变化提供了一条新的途径.     

农地整理中路沟渠生态化设计研究进展

农地整理是人类对农田生态系统的强烈干扰.传统农地整理中路沟渠设计的主要技术经济指标是方便生产通行和调配水资源以及提高水的利用率,尚缺少系统化、生态化考量,已经影响了农田物种扩散,导致生物栖息地环境的退化,并对农田生态系统的生物竞争机制、缓冲和补偿能力、抵御虫害能力产生了显著的负效应.本文系统总结了路沟渠生态化的功能,着重介绍了近年来生态化路沟渠的形式与结构设计、路沟渠生态工法参数的试验以及路沟渠生态材料选择的技术和方法.未来的相关研究应根据各级道路、灌排沟渠的不同功能要求和规格,按照田间不同生物的习性和栖息要求,精确设计能够满足大多数生物需求的农田路沟渠形态、结构和控制性尺寸,切实解决农地整理带来的上述问题.     

山西霍山油松林的物种多度分布格局

物种多度格局分析对理解群落结构具有重要的意义。该文首次选用描述种-多度关系的生态位模型(生态位优先模型NPM、分割线段模型BSM、生态位重叠模型ONM)、生物统计模型(对数级数分布模型LSD、对数正态分布模型LN)以及中性理论模型NT, 对山西霍山油松(Pinus tabulaeformis)林的物种数量关系进行了拟合研究, 并采用卡方(χ²)检验、Likelihood-ratios (L-R)检验、Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验和赤池信息量准则(AIC)选择最适合模型, 结果表明: (1)描述乔木层物种多度格局的最优生态位模型为NPM (3种检验方法均接受该模型, p > 0.05, 且该模型具有最小的 AIC值), ONM的拟合效果次之, 不服从BSM; 三种生态位模型均可较好地拟合灌木层物种多度格局; ONM是草本层最佳生态位模型, BSM、NPM拟合效果较差; LSD可以描述油松林各层物种多度结构; LN可以很好地解释灌草层物种数量关系; NT不能解释油松林任何层次的物种多度结构。(2)霍山油松林乔木层和灌木层的物种丰富度和物种多样性均明显小于草本层; 该群落物种富集种少而稀疏种多, 且群落的均匀度相对较小。(3)从该区油松林种-多度分布来看, 同一个模型可以拟合不同的物种多度数据, 相同的数据可以由不同的模型来解释。因此, 研究森林群落物种分布时, 应采用多个模型进行拟合, 同时选用多种方法筛选最优模型。     

多源多角度遥感数据反演森林叶面积指数方法

利用北京1号和Landsat多源数据组合成4个角度多波段数据集, 在考虑森林三维垂直分布特点的基础上, 结合INFORM几何光学与辐射传输混合模型, 通过聚类+神经元网络方式, 建立相应的多源多角度LAI反演模型。最后利用实地LAI测量数据和MODIS LAI产品, 对不同角度组合和噪声水平下的LAI反演结果进行验证。结果表明: 在保证数据质量的条件下, 通过增加角度可以提高森林的LAI反演精度, 最终R²=0.713, RMSE=0.957, 比单个角度的反演精度平均提高约20%。     

硫稳定同位素技术在生态学研究中的应用

随着人为SO₂释放的增加, 硫稳定同位素的动态已成为生物地球化学循环过程中研究的热点。该文对天然硫稳定同位素在大气自然过程中的硫来源分析及其在森林生态系统、农田生态系统和水域生态系统中的硫动态研究, 人为添加的硫稳定同位素在生态环境中的应用及硫稳定同位素技术在我国酸雨研究中的潜在贡献等进行了综述, 并从硫稳定同位素技术应用研究的范围、分析手段及源解析模型方面介绍了可能的发展方向。     

洲际入侵植物生态位稳定性研究进展

人类活动引起的大规模洲际物种交换与生物入侵, 改变了当地生态系统结构与功能, 使生物多样性受到日益严重的威胁。本文通过综合分析主要国家和地区入侵植物的地理起源, 发现洲际入侵主要包括东亚—北美、东亚—南美、欧洲—南非、欧洲—北美、欧洲—东亚、北美—大洋洲等, 这些洲际入侵造成的后果往往比陆内入侵更为严重。利用物种分布模型(SDMs)预测入侵物种潜在分布范围是有效管理和提早预防生物入侵的重要依据, 但这些模型的一个关键假定是: 入侵物种的生态位在空间和时间上是保守的、稳定的。然而, 对于远离原产地种群并能快速适应新生境的洲际入侵植物来说, 生态位可能发生显著的变化。入侵种能否在入侵地保持原有的生态位, 取决于制约其生态分布的限制因素和生态过程在不同地区间是否发生变化。本文中作者总结了洲际入侵与陆内入侵的生态与进化过程的异同点, 认为这些限制物种原产地分布的因素如扩散限制、种间互作、适应性进化、生态可塑性和种群遗传特性等均可能导致入侵物种生态位的改变。建议下一步的研究应该重视: (1)对生态位属性进行多尺度的研究, 包括时间、空间、环境或系统发育等几个方面; (2)对比生态位稳定与发生偏移的物种特性, 确定什么样的入侵物种更容易改变原有的生态位; (3)进行生态位时间动态格局研究, 探讨生态位变化的倾向、历史速率和偏移程度, 以便判定生态位变化趋势。这些研究结果将会进一步提高物种分布模型的预测能力, 有助于更为准确地揭示气候变化和物种入侵对生物多样性的影响。     

准噶尔盆地荒漠区赤狐的食性分析

<正>赤狐(Vulpes vulpes)隶属于哺乳纲、食肉目、犬科、狐属,广泛分布于欧亚大陆、非洲北部和北美大陆,在我国也广布各地(高耀亭等,1987;马世来等,2001)。国内外有关赤狐的研究主要集中在洞穴结构(Nakazono and Ono,1987;贾竞波和萧前柱,1990;贾竞波等,1991;贾竞波和马建章,1992;周文扬和魏万红,1995;张洪海等,1999)和巢域选择等方面(Nakazono and Ono,1987;周文扬和魏万红,1995;张洪海等,1999;Frey and Conover,2006;Keith et al.,2007),而针对赤狐食性的研究主要集中在森林草原或苔原环境,如瑞典(Elmhagen et al.,2002)、立陶宛(Laima,2002)及匈牙利(Lanszki et al.,2006,2007)等。     

大型底栖动物对河口沉积物的扰动作用

利用微宇宙示踪技术,定量研究了天津北塘河口地区的天津厚蟹、沙蚕、泥螺和青蛤4种底栖动物对沉积物的扰动作用.结果表明：生物扰动对沉积物的分布具有明显影响.不同底栖动物扰动能力不同,对表层沉积物的扰动强度（扩散系数,10^-3 cm²·d^-1）大小依次为：沙蚕（2.95）> 天津厚蟹（1.00）> 青蛤（0.78）> 泥螺（0.35）> 对照（0.05）;对深层沉积物则是天津厚蟹（3.10）>沙蚕（2.33）>青蛤（0.28）>泥螺（0.15）> 对照（0.05）.这种差异主要与不同底栖动物所属的功能群不同有关.底栖动物体积与表层沉积物扩散系数显著相关（P<0.05）,可采用底栖动物体积预测其对沉积物的扰动强度.