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期刊信息/Journal information
应用生态学报
中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所
应用生态学报

中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所

韩兴国

月刊

1001-9332

cjae@iae.ac.cn

024-83970393

110016

辽宁省沈阳市文化路72号

应用生态学报/Journal Chinese Journal of Applied EcologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国生态学会和中科院沈阳应用生态研究所主办，国内外公开发行的综合性学术期刊。主要报道生态科学诸领域在应用基础研究方面具有创新的研究成果，交流基础研究和应用研究的最新信息。主要包括森林生态学、农业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然资源生态学、景观生态学、全球生态学、城市生态学、污染生态学、化学生态学、生态工程学、恢复生态学等。
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    提升生态系统质量和稳定性的生态学原理及技术途径之探讨

    于贵瑞王永生杨萌
    1-10页
    查看更多>>摘要：提升生态系统质量和稳定性是国家生态环境建设的迫切任务,但生态系统质量及其稳定性的生态学原理是亟待阐述的生态学难题.本文在梳理生态系统质量和稳定性的影响因素及其相互作用关系基础上,从生物集聚与结构嵌套的自组织、生态要素关联及生态过程耦合、生态系统整体性及功能涌现、生态服务外溢及功效权衡、资源供给能力和环境适宜性的协同互作、自然变化和人类活动交互影响等视角,论述了生态系统质量及其稳定性演变的生态学原理,并围绕生态系统宏观格局调整、自然保护地体系建设、区域复合生态系统综合管理、退化生态系统恢复、受损生态系统重建、典型生态系统过程管理等层级,提出了提升生态系统质量及其稳定性的技术途径与管理策略.

    生态文明建设生态系统质量生态系统稳定性生态学原理技术途径

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    野外土壤增温对胡桃楸幼苗生长和生理特性的影响

    于鑫磊苑俊风刘冬伟陈金辉...
    11-17页
    查看更多>>摘要：全球气候变化将增加地表土壤温度,从而影响植物幼苗生长和种群动态.本研究以温带地带性顶极植被——阔叶红松林的优势树种胡桃楸为对象,研究野外土壤增温 2℃对 1 年生和 2 年生胡桃楸幼苗生长与生理特性的影响.结果表明:与对照相比,土壤增温使1 年生胡桃楸幼苗的基径、根长、总叶面积、叶干重、根干重、总生物量、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观光合电光化学淬灭系数(qP)分别显著增加18.3%、66.7%、94.4%、105.9%、95.8%、37.8%、89.5%、100.0%和71.4%;土壤增温使2 年生幼苗的基径、总叶面积、叶干重、总生物量、叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和游离脯氨酸含量、ETR、ΦPSⅡ和qP分别显著增加12.5%、180.5%、97.3%、42.5%、23.9%、20.4%、14.9%、20.7%、66.7%、283.3%和 284.6%.苗龄和增温对幼苗的根冠比以及叶绿素荧光参数中的ΦPSⅡ、qP存在交互作用,表现为土壤增温显著降低了2 年生幼苗的根冠比,2 年生幼苗叶绿素荧光参数的增幅(4.1～4.6 倍)远高于1 年生幼苗(1.5～1.8 倍).野外土壤增温2℃有利于 1 年生和 2 年生胡桃楸幼苗生长,提高胡桃楸幼苗的更新潜力,尤其是2 年生胡桃楸幼苗通过大幅增大叶面积、提高叶片光化学效率和提升体内的保护酶活性产生抗逆性来应对土壤增温.

    生物量叶面积指数抗氧化物质叶绿素荧光参数

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    不同林龄杉木人工林土壤硝化和反硝化作用

    王梦娟黄志群张冰冰施秀珍...
    18-24页
    查看更多>>摘要：对不同林龄杉木人工林(5、8、21、27 和40 年生)土壤硝化与反硝化过程及功能微生物丰度进行研究.结果表明:土壤净硝化速率随林龄的增加波动变化,8、27 年生杉木人工林土壤净硝化速率显著低于 5、21 和40 年生.27 年生杉木人工林土壤氨氧化古菌(AOA)amoA基因丰度显著低于40 年生,其他林龄AOA amoA基因丰度之间无显著差异.不同林龄杉木人工林的氨氧化细菌(AOB)amoA基因丰度、反硝化功能基因丰度以及反硝化潜势均无显著差异.逐步回归分析表明,土壤氨氧化微生物AOA amoA基因丰度受土壤理化性质的影响不显著,土壤总碳和土壤pH是影响AOB丰度的重要因子.反硝化功能基因narG、nirK及nosZ随土壤pH的增加而增加,编码亚硝酸盐还原酶(NIR)的功能基因(nirK、nirS)受土壤总碳的影响.林龄可通过影响AOA amoA基因丰度影响土壤净硝化速率.林龄直接作用于反硝化潜势,或间接影响土壤微生物生物量碳、土壤pH及反硝化功能基因丰度(narG和nirK),进而影响反硝化潜势.相较于反硝化过程,土壤硝化作用及AOA amoA基因丰度对杉木林分发育更加敏感,可适当延长轮伐期以降低土壤硝化作用造成的氮流失风险.

    土壤硝化速率土壤反硝化潜势氨氧化微生物反硝化细菌

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    天然林转人工林对亚热带森林土壤团聚体中亚硝酸盐还原基因丰度的影响

    邓米林叶桂萍胥超宛颂...
    25-30页
    查看更多>>摘要：我国亚热带地区大面积天然林已转变为人工林,对森林生态系统结构和功能产生了极大影响.为揭示森林土壤团聚体中N2O产生的关键基因亚硝酸盐还原基因(nirK和nirS)对森林转换后的响应特征,本研究选取中亚热带米槠天然林、杉木人工林和马尾松人工林为对象,分析了 3 种林分土壤和团聚体中nirK和nirS基因丰度.结果表明:天然林转变成人工林后,土壤pH值升高,但铵态氮含量下降.森林转换对土壤团聚体结构组成影响不大,但不同粒径团聚体中nirK和nirS基因丰度存在差异,以小团聚体分布最多,粉-黏颗粒分布最少.各林分土壤中nirK基因丰度均显著高于nirS基因丰度,表明nirK在酸性森林土壤中占主导.天然林转人工林显著增加全土和团聚体中nirK及nirS基因丰度,表明森林转换有利于提高nirK和nirS基因丰度,这可能与pH值的提高有关.综上,天然林转变为杉木或马尾松人工林显著提高了土壤和团聚体中nirK和nirS丰度,但对团聚体质量分数无显著影响.

    森林转换土壤团聚体nirKnirS

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    西南喀斯特地区典型林分土壤优先流特征及影响因素

    管凝程金花侯芳曾合州...
    31-38页
    查看更多>>摘要：研究喀斯特地区的优先流现象,明确影响优先流的主要因素,对当地植被恢复具有重要意义.通过野外染色示踪试验以及图像处理技术,获得染色溶液在垂直和水平方向上的分布情况,并提取总染色面积比、基质流深度、优先流比和长度指数作为优先流特征参数,运用灰色关联度分析法对影响优先流的14 个因子进行分析.结果表明:喀斯特地区典型林分土壤存在优先流现象,其优先流主要有漏斗状和树枝状两类,有横向水流运动现象发生.喀斯特地区林下的染色面积比平均为19.4%,基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为4.96 cm、62.9%和385.5%.在影响优先流的14 个环境因子中,对染色面积比影响最大的是土壤初始含水量,对基质流深度影响最大的是速效钾含量,对优先流比和长度指数影响最大的均为速效磷含量.喀斯特地区典型林分下优先流的发育程度高且空间变化剧烈,土壤初始含水量等物理性质对其有较大影响,土壤养分也是优先流的一个重要影响因素.

    优先流喀斯特地区染色示踪实验灰色关联度影响因素

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    坡向与龄级对新疆野核桃自然保护区野核桃病害的影响

    王博巴雪瑞黎一阳张维...
    39-46页
    查看更多>>摘要：为了解渐危植物新疆野核桃的病害情况,在新疆野核桃自然保护区调查不同坡向、不同龄级野核桃4 种病害的患病比例,分析病害种类、病害等级与野核桃胸径及坡向的相关关系.结果表明:保护区野核桃的主要病害为核桃褐斑病(95.8%)、核桃枯枝病(90.5%)、核桃黑斑病(74.4%)和核桃腐朽病(7.7%).4 个坡向的野核桃均易患核桃褐斑病,阴坡和半阴坡的野核桃易患核桃枯枝病,阳坡和阴坡的野核桃易患核桃黑斑病,半阳坡和半阴坡的野核桃相对易患核桃腐朽病.4 个坡向野核桃的 4 种病害均随病害等级(1～4 级)的增加而病株比例减小.4 个坡向核桃枯枝病、核桃黑斑病、核桃褐斑病均以中龄树比例最大,其次是老龄树,再次是小树,未见幼苗患病;核桃腐朽病仅发生在老龄树.核桃枯枝病、核桃腐朽病、核桃黑斑病、核桃褐斑病与野核桃的胸径呈显著正相关,核桃黑斑病与坡向呈显著负相关,核桃枯枝病、核桃腐朽病、核桃黑斑病的不同病害等级与胸径和坡向存在相关性.

    野核桃病害种类病害等级胸径坡向

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    基于树木年轮径切特征的卷积神经网络树种识别

    高欣杨立新陈振举
    47-57页
    查看更多>>摘要：卷积神经网络可以通过树木年轮样本构造特征图像实现物种识别的自动化.本研究通过建立树木年轮样本构造特征图像集,选用LeNet、AlexNet、GoogLeNet和VGGNet 4 个卷积神经网络模型,实现基于树木年轮横切面的计算机自动化树种精准识别,进而确定各模型的树种识别准确率,明晰不同树种在自动识别中的混淆情况,探测不同模型识别结果的差异.结果表明:本研究训练的用于树种识别的卷积神经网络模型具有较好的可信度;4 个模型中GoogLeNet模型树种识别准确率最高,为 96.7%,LeNet模型识别准确率最低(66.4%);不同模型对于所选树种的识别结果具有一致性,表现为对蒙古栎识别准确率最高(AlexNet模型识别率达到100%),对臭冷杉的识别准确率最低.本研究中也存在类似结构树种的识别混淆情况.模型在科和属水平的识别准确率高于种水平;阔叶树种因其显著的结构差异容易区分,阔叶树树种的识别准确率高于针叶树.总体上,通过卷积神经网络,探测了树木年轮特征的深层信息,达到树种的精准识别,提供了一种快速便捷的自动树种初筛鉴定方法.

    树种识别树木年轮径切卷积神经网络

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    植物残体对青藏高原高寒草甸土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P化学计量特征的影响

    肖向前张海阔冯娅斯王吉鹏...
    58-66页
    查看更多>>摘要：植物残体是引起土壤、微生物和胞外酶C ∶ N ∶ P 改变的关键因素,但是其作用机理尚不明确.本研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,通过测定土壤、微生物生物量和胞外酶活性等指标,探究移除地上植物或根系及植物残体添加对土壤、微生物和胞外酶C ∶ N ∶ P 的影响.结果表明:与无人为扰动草甸相比,移除地上植物显著降低了土壤C ∶ N(变幅为-23.7%,下同)、C ∶ P(-14.7%)、微生物生物生物量C ∶ P、N ∶P,显著提高了微生物生物量C ∶ N、胞外酶C ∶ N ∶ P.与移除地上植物相比,移除地上植物和根系显著降低了土壤C ∶ N(-11.6%)、C ∶ P(-24.0%)、N ∶ P(-23.3%)和微生物生物量C ∶ N,显著提高了微生物生物量N ∶ P和胞外酶N ∶ P;移除地上植物后添加植物残体显著提高了微生物生物量C ∶ N、C ∶ P和胞外酶C ∶ N,显著降低了胞外酶N ∶ P.与移除地上植物和根系相比,移除地上植物和根系后添加植物残体显著降低了土壤C ∶ N(-16.4%)、微生物生物量C ∶ P、N ∶ P和胞外酶N ∶ P,显著提高了胞外酶C ∶ N.综上可知,去除植物显著影响土壤、微生物和胞外酶的C ∶ N ∶ P,微生物生物量和胞外酶C ∶ N ∶ P 对植物残体的响应更为敏感.有无根系是添加植物残体时土壤、微生物和胞外酶的生态化学计量稳定性强弱的关键所在.添加植物残体的措施适用于植物根系尚且完好的草甸,有利于高寒草甸土壤碳固存,对没有根系的草甸土壤可能不适用,会增加土壤CO2排放.

    凋落物高寒草地微生物生物量土壤胞外酶化学计量比

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    氮磷养分共同添加促进退化典型草原恢复的机制

    戚智彦吕亚香刘伟孙佳美...
    75-82页
    查看更多>>摘要：土壤养分含量降低是我国草原退化的主要原因之一,养分添加是退化草原恢复的有效措施,但过量养分添加会导致物种多样性降低.为了探讨适宜的养分添加量以及养分添加促进退化草原恢复的机制,本研究选择内蒙古典型草原的退化群落,通过氮(N)磷(P)养分共同添加梯度试验,研究了退化典型草原在群落、功能群和物种3 个组织水平上对养分添加的响应.结果表明:在群落水平,养分添加显著促进了退化典型草原生物量,但没有降低物种多样性;群落生物量随养分添加水平表现为饱和曲线响应,在 12.0 g N·m-2、3.8 g P·m-2水平趋于饱和;物种多样性在低养分添加水平(N＜9.6 g·m-2、P＜3.0 g·m-2)较对照显著增加,在其余养分添加水平未发生显著变化.在功能群水平,随着养分添加量的增加,多年生根茎禾草在群落中优势度增加,生物量和密度均显著提高;一年生植物生物量和密度在高养分水平添加下显著增加,多年生丛生禾草和杂类草无显著变化.在物种水平,6 个物种对养分添加响应不同,羊草通过增加种群密度和个体大小显著增加了种群生物量;大针茅、冰草和糙隐子草种群生物量没有显著变化;星毛委陵菜和黄囊苔草分别因为降低个体大小和种群密度减少了种群生物量.养分添加作为草原恢复的措施,可以显著增加退化草原生物量和物种多样性,降低植物群落中退化指示种,增加多年生根茎禾草.

    退化草原草原恢复养分添加植物群落组成

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    磁共振成像技术在毛竹幼竹显微结构和水分含量表征中的应用

    黄溦溦杨玉莹付鹤玲丁雨龙...
    83-91页
    查看更多>>摘要：竹子节部对竹秆的中空结构以及竹秆快速高生长起着关键作用,研究竹子解剖结构有助于认识竹子生长机制.本研究利用核磁共振成像(MRI)无创、高分辨率和准确的技术优势,对毛竹幼竹去笋箨梢部进行横切面高精度核磁共振成像扫描,使用MATLAB软件对MRI进行灰度值采集,分析节部、近节部和节间水分分布差异.结果表明:无数维管束在毛竹幼竹节隔以及近节隔内腔反复扭曲和水平转动,组成了一个错综复杂和高度连接的网络结构,通过分轴向载荷来保护重要组织免受机械应力,同时实现水分和营养物质的横向运输,这是毛竹在短时间内快速完成高生长的重要基础.MRI信号值(亮度值)表明,幼竹维管束的水分含量远远高于周围的基本组织.节间平均水分含量和像素点间含水量标准差显著高于节部,近节部居中.MRI技术可以在未来竹子解剖学和生理生化学研究中发挥作用.

    幼竹节部核磁共振成像维管束系统水分

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