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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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    腾格里沙漠地区4种优势一年生草本植物根构型特征

    楼科尔曲文杰王磊王兴...
    3015-3022页
    查看更多>>摘要：为探究荒漠地区一年生草本植物对生境的适应性,本文以腾格里沙漠东南缘固沙植被区的沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜4种常见一年生草本植物为研究对象,采用传统挖掘法收集植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学和分形理论分析根构型特征,比较研究区4种一年生草本植物的根构型特征多样性及其适应机制的差异.结果表明:根冠比和根深宽比表现为沙米＞百花蒿＞虫实＞雾冰藜,比根长和比表面积表现为沙米＜百花蒿＜虫实＜雾冰藜;根系拓扑指数TI和修正拓扑指数qa、qb具有相同的趋势,均表现为沙米＞百花蒿＞虫实＞雾冰藜;沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜的根系分形维数分别为1.215、1.278、1.387、1.631,根系分形丰度分别为3.528、3.248、2.479、2.451.沙米和百花蒿采取高生长量资源对策,根系结构简单,倾向于鱼尾形分支结构,垂直方向资源获取能力和空间拓展能力较强;而雾冰藜和虫实采取高质量资源对策,根系结构更为复杂,倾向于叉状分支结构,具有更高的资源利用效率.

    腾格里沙漠一年生草本植物根构型拓扑指数分形维数

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    气候变化背景下濒危药用植物手参在中国潜在适生区预测

    查苏娜琪波热胡红霞阿拉坦存布尔...
    3023-3030页
    查看更多>>摘要：手参是濒危药用植物.由于气候变化和人为活动影响,再加上手参繁殖能力较低,手参的野生资源量极其短缺,被列入中国国家二级保护植物名录.预测手参的潜在适生分布区域对于手参植物的保护和可持续利用至关重要.本研究基于118个手参分布点,以气候、土壤为环境因子,采用MaxEnt模型结合ArcGIS技术,对未来气候变化下手参在中国的适生区进行预测.结果表明:受试者工作特性曲线(ROC)下面积(ACU)值为0.808,预测结果良好.影响手参分布的主要环境因子为最热季度的平均温度、季节性降水量、土壤底层(30～100 cm)可交换钠盐、土壤顶层(0～30 cm)砾石体积、土壤底层(30～100 cm)阳离子交换量、年降水量和最干月份降水量.当前,手参在我国的潜在总适生区面积约50.22×105 km2,集中于华北、东北和西南地区,主要包括内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、四川、山西、西藏东南部等地区.在未来不同气候情景下,手参适生区范围将收缩,向西藏、云南、四川等高海拔地区迁移,表明全球变暖可能对手参资源构成威胁.本研究结果可为手参种质资源的生态保护、资源开发与可持续利用策略的制定提供科学依据.

    手参MaxEnt模型潜在分布区气候变化

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    增温和降水变化对陇中黄土高原半干旱麦田土壤有机碳和酶活性的影响

    张鹏田瑞胡啸赵同亮...
    3031-3042页
    查看更多>>摘要：农田生态系统受气候变化影响强烈,但全球变暖和降水变化及其交互作用对农田土壤有机碳和酶活性的影响及两者的关系仍缺乏认知.本研究依托开顶式气室(OTC)增温平台和降水控制平台,以陇中黄土高原半干旱春小麦农田为研究对象,研究增温和降水变化及其耦合对土壤有机碳和酶活性的影响.试验共设置6个处理:对照(CK)、减水30％(-P30)、增水30％(+P30)、增温(W)、增温减水30％(W-P30)、增温增水30％(W+P30).结果表明:OTC增温显著提高了土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(KMnO4-C)、溶解性有机碳(DOC)和颗粒态有机碳(POC)含量,而矿物结合态有机碳(MAOC)含量变化不显著.自然温度条件下,增减雨处理均未显著改变土壤有机碳组分含量;而在增温条件下,增加降水量显著提高了 DOC和POC含量;增温与降水交互作用显著影响了 SOC、DOC和KMnO4-C含量.增温和增加降水及两者交互增加了碳库管理指数(CMI)、碳库指数(CPI)、土壤纤维二糖水解酶、脲酶、蔗糖酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性和作物生物量.土壤温度、土壤水分与土壤有机碳组分和酶活性均呈正相关(除土壤温度和蔗糖酶活性呈负相关外).随机森林模型分析表明,土壤理化性质、酶活性、温度和含水量解释了 SOC、MBC、POC、KMnO4-C和DOC含量变化的52.4％～71.1％,其中相关重要性较高的5个因子分别为土壤脲酶活性、土壤温度、土壤水分、土壤N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性和有效磷.然而,各因子对MAOC含量变化的解释度较低(21.5％).综上,增温和降水变化会显著影响陇中黄土高原旱地麦田土壤性质、酶活性和作物生物量,从而影响土壤有机碳库.

    增温降水变化麦田土壤有机碳组分酶活性

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    玉米间作花生体系中玉米"源-库"特性对CO2浓度升高和施磷的响应

    朱晨旭郑宾王笑笑汪江涛...
    3043-3052页
    查看更多>>摘要：为了明确大气CO2浓度升高(e[CO2])对玉米与花生间作体系中玉米"源-库"特性的影响,本试验以环境CO2浓度(a[CO2])为对照,分别在0(P0)和180 kg P2O5·hm-2(P180)两个磷水平下,分析了 e[CO2]下间作玉米的叶"源"量、气体交换参数、群体"源"生产能力、"库"容量、粒/叶、产量和间作优势.结果表明:与a[CO2]相比,e[CO2]提高了间作玉米的叶"源"量和"源"活性,显著增强了群体"源"生产能力;最大花丝数、实际结籽数和有效"库"容分别增加了 8.0％～9.3％、10.0％～13.4％和10.4％～20.8％,籽粒平均干物质积累速率显著提高了 10.7％～50.4％;粒/叶和收获指数分别增大了 3.3％～7.4％和2.4％～7.9％;间作玉米产量和间作优势分别提高了 10.8％～48.7％和20.4％～102.7％.施磷能进一步改善间作玉米的"源-库"关系,提高间作玉米产量,增加间作优势.综上,e[CO2]可增强间作玉米"源"的性能,增大"库"容,促进籽粒灌浆,协调"源-库"关系,从而提高间作产量和偏土地当量比,增加间作优势.

    玉米间作花生CO2浓度升高"源"特性"库"特性间作优势

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    土壤调理剂缓解玉米盐碱胁迫损伤效应

    赫文文岳健敏王伏琴李阳...
    3053-3062页
    查看更多>>摘要：近年来,土壤调理剂在改良盐碱土、促进作物生长方面具有良好效果.为探究土壤调理剂提高玉米盐碱胁迫适应性的效应及其生理机制,本研究于2022年在宁夏平罗县六中村开展田间随机区组试验,以"先玉1255"玉米作为供试材料,设置4个调理剂处理:T0(不施加调理剂,对照)、T1(腐殖酸)、T2(微硅粉+木醋液)、T3(腐殖酸+木醋液+微硅粉),研究土壤调理剂对盐碱胁迫下玉米抗氧化能力、关键酶活性以及光合荧光特性的影响.结果表明:与对照相比,土壤调理剂可增强玉米叶片的抗氧化能力、关键酶活性及光合荧光特性,其中两个生育期(拔节期-大喇叭期和灌浆期)内各处理叶片的超氧阴离子清除率、超氧化物歧化酶活性均显著增加,丙二醛含量显著降低;拔节期-大喇叭口期各处理叶片的水通道蛋白活性显著增强,T2、T3处理叶片的蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、非光化学淬灭系数、表观光合电子传递速率、实际光化学效率显著增强,胞间二氧化碳浓度显著降低;灌浆期各处理叶片的羟自由基清除率和初始荧光显著增加;各指标以T3处理的效果最好.结构方程模型和隶属函数分析表明,土壤调理剂可增强玉米的抗氧化体系和水通道蛋白活性表达,减少膜脂过氧化,促进气孔导度增加,提高玉米光合性能,进而增强玉米盐碱抗性,其中以腐殖酸、木醋液和微硅粉配施效果最佳.

    土壤调理剂玉米盐碱胁迫生理机制

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    单粒定向播种对花生生长发育和产量的影响

    姚云凤朱琪琪朱荣昱董元杰...
    3063-3072页
    查看更多>>摘要：以花育25号为试验材料,设置单粒随机播种(RS)、胚根朝下(RD)、胚根平放(RF)和胚根朝上(RU)处理,以双粒播种出苗后清棵(QK)为对照,研究单粒定向播种对花生胚轴生长发育、植株光合性能、干物质积累、衰老特性和产量的影响.结果表明:单粒定向播种条件下,RD能够提高花生下胚轴生长速率,缩短出苗时间,增加出苗率和子叶出土率,具有较快的植株生长速度,较高的花生生育前期叶面积指数,增加了干物质积累量,荚果产量较RF、RS和RU分别提高8.1％、14.4％和18.1％;RD还显著提升了可溶性蛋白含量,增强了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,减少了丙二醛(MDA)的积累.与QK相比,不同时期RD的可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均有不同程度的提高,MDA含量则有所下降,荚果产量无显著差异.研究表明,RD能够缩短出苗时间,减轻株间竞争,促进幼苗出土生长,加快幼苗形态建成,从而建立合理的群体结构,增强群体光合效率和干物质生产能力,有效延缓作物后期的衰老过程,进而提高荚果产量.

    花生单粒播种定向播种清棵

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    基于地面高光谱的宁夏银北地区农田不同土层盐碱化信息反演

    黄华雨丁启东张俊华潘鑫...
    3073-3084页
    查看更多>>摘要：土壤盐碱化严重制约着农业的可持续发展,及时掌握土壤含盐量(SSC)和pH信息对盐碱农田的改良及合理利用至关重要.本研究以宁夏银北地区石嘴山市平罗县为研究对象,以野外高光谱信息和表层(0～20 cm)、亚表层(20～40 cm)土壤盐碱指标实测值为数据源,对原始光谱反射率经Savitzky-Golay(SG)平滑后进行0～2阶(间隔0.25)分数阶微分(FOD)变换,并构建9种光谱指数,根据各指数与盐碱指标间的相关性筛选特征参量,然后基于偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和极端随机树(ERT)3种机器学习算法建立SSC和pH的反演模型.结果表明:1)表层光谱反射率始终与亚表层成倍数关系,FOD变换可以有效消除光谱曲线的基线漂移,突出光谱细微信息.2)表层和亚表层SSC均与差值指数(DI)、最优光谱指数(OSI)和土壤调节光谱指数(SASI)的相关性最强,最优变换阶次分别为1.5和0.75阶,pH则与比值指数(RI)、广义指数(GDI)和归一化指数(NDI)的相关性最强,最优阶次分别为0.5和0.25阶.3)不同土层盐碱指标均以ERT模型表现最佳.表层SSC反演精度高于亚表层,而pH则相反.表层SSC-1.5阶-ERT模型的验证集决定系数(Rp2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.980、0.547和5.229,亚表层pH-0.25阶-ERT模型的Rp2、RMSE和RPD分别为0.958、0.111和4.685,精度较高.本研究可为农田盐碱信息的快速获取、反演制图提供技术支撑.

    盐碱化土层光谱指数分数阶微分机器学习克里金插值

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    基于无人机高光谱数据的耕地土壤盐分反演模型优选

    程俊恺冯秀丽陈立波高天宇...
    3085-3094页
    查看更多>>摘要：土壤盐渍化是制约农业生产安全的常见问题,快速准确地获取土壤盐分信息,对改良和解决土壤盐渍化具有重要意义.本研究以无人机(UAV)高光谱遥感数据为数据源,针对耕地的不同土地利用现状,根据不同光谱转换数据筛选特征波段集合,最终对比支持向量机(SVR)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林回归(RFR)模型的精度,提出区域耕地土壤盐分的最佳反演模型.结果表明:采用一阶微分的光谱转换数据与随机森林回归方法结合的反演模型精度最高;针对不同土地利用现状的耕地分别进行特征波段的提取能确保模型整体精度更高,其决定系数为0.885,均方根误差为0.413,相对分析误差为4.208.研究结果可为机载高光谱实现耕地土壤盐分的高精度反演提供参考,为耕地盐碱化防治提供科学依据.

    无人机高光谱遥感土壤盐分反演模型谱聚类光谱转换竞争性自适应重加权

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    基于MODIS火点数据的中国边境地区2001-2022年植被火分布特征

    闫凯达赵凤君杨光司莉青...
    3095-3106页
    查看更多>>摘要：由于自然因素和周边国家影响,中国边境地区植被火频发.为量化边境地区植被火活动,本研究基于MODIS火点数据,深入分析了中国陆地边境线内外2 km缓冲区内植被火的动态特征,即火类型、频率、季节性和空间分布等.结果表明:2001-2022年间,中国边境地区共发生植被火25918起,主要发生在森林、农田和草原,火点数量占比分别为42.0％、30.4％和14.4％;其中,森林火多发于阔叶林;农田火的发生主要源于传统耕作方式和边民防火意识淡薄,且易烧向周边森林,引发森林火;草原火中,草甸草原火风险最高,且林草交错区草原火易引发森林火.不同区域在火类型和季节分布上差异明显:东北边境区,以草原火、落叶阔叶林火和农田火为主,春和秋季是火发生的主要季节,尤其是4和10月;西南边境区,以常绿阔叶林火和农田火为主,春和冬季为火高发期,尤其是3和12月;西北边境区,以草原火和农田火为主,夏和秋季植被火较多,以9月为高峰.边境线内外两侧2 km范围内,境外火点的数量远大于境内,特别是在内蒙古、吉林、云南和广西的边境地区,导致这些区域发生入境火的危险性很高.火点具有明显的聚集性,主要聚集区有:云南的西双版纳傣族自治州、内蒙古的呼伦贝尔市、黑龙江的呼玛县和佳木斯市、吉林的珲春市的边境区域.应根据不同边境区域植被火发生特点,针对易发生火的植被类型、季节时段和聚集区等制定差异化的防火策略,实施有效的边境地区植被火防控措施.

    中国边境地区植被火火灾动态时空分布特征火聚集区

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    基于日光诱导叶绿素荧光的中国东部季风区森林光合对干湿变化的响应

    施曼华同小娟李俊杨铭鑫...
    3107-3118页
    查看更多>>摘要：日光诱导叶绿素荧光(SIF)已被广泛应用于估算森林总初级生产力(GPP)、监测干旱、估算蒸散发和追踪植被物候等.本研究使用基于全球OCO-2的SIF产品(GOSIF)和不同时间尺度(1、3、6和12个月)的标准化降水蒸散指数(SPEI),探究2001-2021年中国东部季风区森林光合对干湿变化的响应.结果表明:干旱强度和干旱频率在东部季风区的不同地理分区的森林中存在差异.华北和华东地区森林的干旱发生强度较高,西北南部地区较小;华北地区森林的干旱发生较频繁,东北和西南地区的干旱发生频率较低.森林GOSIF与SPEI呈显著正相关关系的区域占比为74.1％,且森林植被光合对1个月时间尺度的SPEI响应最明显.在不同地理分区中,东北地区的森林植被光合对SPEI的响应最敏感,华北地区最弱;西北南部地区的森林耐旱性最强,东北地区最弱.在不同森林类型中,落叶阔叶林对SPEI的响应最敏感,然后依次为混交林、常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶针叶林;常绿针叶林抵抗干旱胁迫的能力最强,然后依次为落叶针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林和混交林.生长季(5-9月),森林植被光合在6月对SPEI的响应敏感性最高,7月最低;森林植被光合主要受1和3个月尺度的干湿变化影响,而在生长季中期(6-8月)和后期(9月),6和12个月尺度的干湿变化对森林植被光合的影响有所增强.

    日光诱导叶绿素荧光标准化降水蒸散指数森林类型气象干旱东部季风区

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