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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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    桂西北岩溶区不同土地利用方式下土壤反硝化基因丰度及其驱动因素

    万翔宇肖孔操李德军张玉玲...
    3340-3346页
    查看更多>>摘要：为深入了解反硝化微生物在喀斯特区域植被恢复过程中的重要作用,本研究在桂西北采集3种土地利用方式(农田、草地、人工林)的13个土壤样品,测定土壤基本理化性质和反硝化微生物功能基因(nirS、nirK、Fungal nirK、p450nor和nosZ)丰度,研究不同土地利用方式下土壤反硝化微生物功能基因丰度变化及其驱动因素.结果表明:人工林土壤的pH、有机碳、全氮(TN)、交换性钙(Caexe)含量显著高于农田和草地;其土壤nirS、nirK、p450nor和nosZ丰度也显著大于农田和草地.相关性分析显示,pH、TN和Caexe与反硝化功能基因nirS、nirK和p450nor丰度呈显著正相关.冗余分析发现,Caexe、pH和TN是反硝化功能基因丰度变化的主要影响因素,分别占总解释变量的34.1％、20.1％和16.1％,表明Caexe是驱动不同土地利用方式下反硝化功能基因变化的主要因子.综上,桂西北喀斯特区域植被恢复(人工林)能够显著增加土壤反硝化微生物基因丰度,进而影响该生态系统的氮循环过程.

    土地利用方式反硝化细菌反硝化真菌交换性钙离子

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    基于Sentinel-2多光谱影像的小麦-玉米轮作耕地粮食产量估测——以曹县为例

    陈悦赵庚星常春艳王卓然...
    3347-3356页
    查看更多>>摘要：建立小麦-玉米轮作耕地遥感估产模型,可及时准确估测耕地综合粮食产量.本研究以山东曹县冬小麦-夏玉米轮作耕地为对象,利用2018-2019年Sentinel-2影像,通过对比基于QGIS平台的时序特征分类与支持向量机算法,优选提取冬小麦-夏玉米轮作耕地播种面积;通过小麦、玉米植被指数与其统计产量的相关性,筛选敏感植被指数及其生育期,采取牛顿-梯形积分法,获取敏感光谱时段植被指数积分值,构建基于积分值组合的多元线性回归和3种机器学习(随机森林RF、BP神经网络BPNN和支持向量机SVM)模型,并优选最佳估产模型.结果表明:利用QGIS平台基于时序特征提取冬小麦-夏玉米播种面积精确率达94.6％,其总体精度与Kappa系数比支持向量机算法分别高5.9％和0.12;敏感光谱时段的遥感估产优于单生育期,小麦基于归一化植被指数与比值植被指数及玉米基于增强型植被指数与结构加强色素植被指数的积分组更能有效凝聚光谱信息;植被指数积分最优组合方式为差值,机器学习算法拟合精度高于经验统计模型;最佳估产模型为机器学习算法的差值组-随机森林(DVG-RF)模型(R2为0.843,均方根误差为2.822 kg·hm-2),估产精度达93.4％.本研究探索了利用QGIS平台提取播种面积,对冬小麦-夏玉米轮作耕地粮食估产方法进行了系统研究,建立的多植被指数积分组合模型有效可行,对提升估产精度和效率具有参考价值.

    冬小麦-夏玉米轮作耕地Sentinel-2卫星QGIS遥感估产植被指数积分组合

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    秸秆还田配施促腐菌剂对土壤团聚体及其养分的影响

    裴亚楠吕卫光郭涛白娜玲...
    3357-3363页
    查看更多>>摘要：采用大田小区试验,分析了常规秸秆还田(CK)和秸秆还田配施促腐菌剂(IT)两种处理下稻田0～20和20～40 cm 土壤团聚体粒径分布,评估了 土壤团聚体水稳定性(土壤水稳性大团聚体数量R0.25、平均重量直径MWD、几何平均直径GMD),并测定了不同粒径(＜0.053、0.053～0.25、0.25～1、＞1 mm)土壤团聚体中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)的含量.结果表明:1)IT处理＜0.053、0.053～0.25及＞0.25 mm团聚体数量在0～20和20～40 cm 土层分别较CK下降10.0％和6.8％、提高3.0％和5.7％及17.9％和26.1％;与CK相比,IT 有效提高了 R0.25、MWD、GMD,在 0～20和 20～40 cm 土层中分别提高了 26.4％、20.0％、18.2％和18.2％、10.5％、10.0％.2)与CK相比,IT处理0～20和20～40 cm 土层中0.25～1 mm粒级团聚体的TP含量分别显著提高了 40.3％和37.5％,TN和SOC含量无显著差异;其他粒径各养分在两处理间无显著差异,大团聚体(＞0.25 mm)的SOC和TN含量高于粉黏团聚体(＜0.053 mm).不同土层IT处理＜0.053 mm粒级团聚体的SOC、TN和TP累计贡献率较CK有所降低;0.053～0.25 mm粒级团聚体的养分累计贡献率与CK差异不显著;大团聚体(＞0.25 mm)的SOC、TN和TP累积贡献率在0～20和20～40 cm 土层中较CK分别提高了32.1％、19.6％、52.8％和 22.8％、11.8％、42.9％.3)土壤＜0.053 mm 粒级团聚体数量与 SOC 和 TP 含量呈显著负相关,0.053～0.25 mm团聚体数量与养分含量呈负相关,大团聚体(＞0.25 mm)数量与SOC、TN和TP含量呈显著正相关.综上,秸秆还田配施促腐菌剂可以促进土壤大团聚体(＞0.25 mm)形成,提高了团聚体水稳定性,增加了土壤大团聚体中养分含量,促使养分从粉黏团聚体向大团聚体转移.

    秸秆还田促腐菌剂土壤团聚体土壤养分

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    2011-2020年长江中下游地区主要粮食作物生产碳足迹

    张瑛顾嘉怡王琛王伟露...
    3364-3372页
    查看更多>>摘要：长江中下游是我国粮食生产区之一,对粮食安全保障有重要意义.解析主要粮食作物生产的碳足迹,有助于发展丰产低碳农业.本研究基于2011-2020年长江中下游地区6个省份(江苏省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省和浙江省)主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)的产量、播种面积、农田生产投入等数据,对该区域上述3种主粮作物的生产碳足迹进行估算.结果表明:2011-2020年间,江苏省的水稻、小麦和玉米不论在单产、种植面积或总产上均居首位.在单位面积碳足迹上,长江中下游地区的水稻最高,平均达到2.0 t CE·hm-2,小麦次之,玉米最低,且3种主粮作物的单位面积碳足迹不断升高.在单位籽粒产量碳足迹上,水稻最高,平均达到0.8 kg CE·kg-1,小麦次之,玉米最低.在碳投入结构上,灌溉用电、化肥和农药的投入占比较高,灌溉用电分别占水稻、小麦和玉米总碳投入的35.0％、36.3％和33.2％,化肥分别占28.8％、32.5％和32.5％,农药分别占24.2％、13.3％和11.5％.在碳效率上,玉米最高,为3.9 kg·kg-1 CE,水稻次之,小麦最低.随着农业绿色发展的推进,通过提高灌溉效率、化肥利用效率、农药利用率和机械化作业效率,以及秸秆还田多样化、新品种培育和政策杠杆等多种途径,能够合力降低长江中下游地区主要粮食作物生产过程中的碳排放.

    主粮作物碳排放碳足迹碳效率

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    基于PLUS-InVEST模型的区县碳储量时空格局变化与碳汇提升策略——以延庆区为例

    王想王春雨吕飞南陈水灵...
    3373-3384页
    查看更多>>摘要：近年来在碳达峰和碳中和的目标背景下,碳储量时空格局演变成为研究热点,而土地利用与覆被(LULC)变化是碳储量变化的关键原因.在区县级小尺度研究LULC与碳储量的时空演变并提出碳汇提升策略,有助于区县的生态保护修复与可持续发展.本研究以北京市延庆区为研究区,基于InVEST模型计算1990-2020年的碳储量,并采用PLUS模型分别预测2020-2050年3种情景(自然增长、生态保护、经济发展)下的LULC类型变化,并进一步预测碳储量,提出延庆区碳汇提升策略.结果表明:1990-2020年间,延庆区主要的LULC转换趋势为88.9％的草地转向乔木林、50.1％的耕地转向乔木林、39.5％的耕地转向不透水面;碳储量总体呈上升趋势,增长了 3.34×106 Mg,在空间分布上呈现"东北高西南低,山区高川区低"的特征,且乔木林的增加、草地的减少分别是碳储量升高和降低的主要原因.2020-2050年间,生态保护情景下的生态修复力度加大,其他LULC向乔木林转化的概率增加,从而带来碳储量增长5.8％,在3种情景中增幅最大且碳储量值最高.碳储量高值区域在延庆区东北部、西北部和南部出现集聚,基本对应森林覆盖率较高的延庆山区;低值区域基本对应开发强度较大、林木覆盖率较低的平原区.可从林草生态系统保护、水环境生态修复、农田生态修复等方面综合实施生态保护修复措施,推进延庆区可持续发展,助力延庆区实现"双碳"目标.

    土地利用与覆被变化碳储量PLUS-InVEST模型多情景模拟延庆区

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    山西省沿黄地区生态综合指数评价及时空变化

    郭少东王晓军王宁董秀丽...
    3385-3392页
    查看更多>>摘要：生态综合指数可以定量化、可视化地分析一个地区生态环境质量的时空变化特征.本研究以山西省沿黄地区为研究区域,基于2001、2005、2010、2015和2020年5期MODIS卫星数据获取的植被覆盖度、叶面积指数、总初级生产力、陆地表面温度和湿度5项指标,耦合构建生态综合指数(K),并引入主成分分析与空间自相关方法分析2001-2020年山西省沿黄地区生态质量时空变化特征.结果表明:2001-2020年,研究区K均值由0.3354增长至0.4389,沿黄地区生态质量整体提高,但生态质量呈现明显的时空变化特征.在大尺度上呈现"南优北差"的格局,小尺度上丘陵与山地也存在差异;时间上呈现不断向好的趋势但变化速率不同,南部向好趋势强于北部地区.2001-2020年间,K值的全局Moran I值均大于0.93,表明山西省沿黄地区生态质量具有较强的空间相关性.空间集聚类型主要表现为高-高和低-低集聚,高-高集聚区域主要呈块状分布在南部,而低-低集聚区域主要集中连片分布在北部.研究期间,山西省沿黄地区的生态质量得到极大提高,但仍有明显的空间异质性,需要继续加强生态保护.

    生态环境质量生态综合指数空间自相关山西省沿黄地区

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    城市生态系统服务供需簇与生态功能管控——以齐齐哈尔市中心城区为例

    孟欣宇吴远翔
    3393-3403页
    查看更多>>摘要：多生态系统服务的综合管理是当前生态系统服务领域研究的重点.城市中心城区生态空间稀缺而生态需求多样,如何在综合考虑多种生态功能的前提下对城区用地进行科学管控已逐渐成为学术热点.本研究以齐齐哈尔市中心城区为例,应用生态系统服务簇理论,对研究区内雨洪调节、空气净化、碳固存、生物多样性保护、文化游憩5项生态系统服务的供需关系进行分析,根据供需比识别研究区生态系统服务供需簇,完成生态功能区划分并提出相应的空间管控策略.结果表明:5项服务供给呈现中心及南侧低、西北及东南侧高的空间格局,5项服务需求呈现中间高、四周低的空间格局;空气净化、生物多样性保护与文化游憩供不应求,供需比分别为-0.160、-0.071、-0.008,而雨洪调节、碳固存则供大于求,供需比分别为0.089、0.008,各项服务供需空间失衡明显;研究区可以被分为6类生态系统服务簇,综合分析后将研究区进一步分为城市生态修复区、城市生态强化区、城市发展过渡区、城市生态保育区4类分区,依据分区的空间关系、生态本底特点与分区内各类服务供需比特点提出针对性的功能优化策略.

    生态系统服务簇供需关系生态功能优化生态分区管控齐齐哈尔市

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    类芽孢杆菌CH2的筛选、酶活性及全基因组分析

    陈芝娟王虹军田星张根...
    3404-3412页
    查看更多>>摘要：红树林土壤微生物种类丰富,是筛选纤维素降解菌的可靠来源.为了有效利用农作物秸秆资源,本研究从红树林土壤中筛选出一株具有纤维素降解能力的类芽孢杆菌CH2,研究不同培养时间、NaCl浓度、pH值和温度下羧甲基纤维素酶(CMC)和滤纸分解酶(FPA)活性,测试其对水稻和玉米秸秆的降解能力,并对CH2进行基因组测序和分析.结果表明:随着培养时间、NaCl浓度、pH值和温度的提高,CMC和FPA活性均呈先上升后下降的趋势.培养时间72～84 h、NaCl浓度6.0 g·L-1、pH 7及36℃条件下,CMC和FPA活性均最高.对水稻和玉米秸秆的降解试验显示,CH2可有效降解水稻和玉米秸秆,在0 g·L-1 NaCl(对照)条件下,10d降解率分别为30.4％和47.0％,且在15 g·L-1 NaCl条件下,降解率与对照组无显著差异,表明菌株CH2具有良好的耐盐性.基因组测序显示,CH2基因组为6797325 bp,包含6312个编码基因.基因组注释结果显示,CH2含有多个纤维素和半纤维素降解酶基因,这些酶主要隶属于GH家族,包括内切-1,4-β-木聚糖酶、木聚糖1,4-β-木糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和内切葡聚糖酶.该菌具有应用于农作物秸秆降解的潜力.

    红树林耐盐性木质纤维素秸秆全基因组

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    大庆市大龙湖与阿木塔湖大银鱼种群资源差异

    鲁万桥李喆陈昕郑义...
    3413-3419页
    查看更多>>摘要：受到水环境、种内分化、种间竞争及商业捕捞等多种因素干扰,大银鱼种群资源发生变动.为了解大庆市2个重要的大银鱼生产基地(大龙湖与阿木塔湖)大银鱼种群生长性能及资源利用现状,于2018年4-12月采集大银鱼样本1513尾,进行基础生物学特征测量与记录,利用Von Bertalanffy生长方程、Beverton-Holt模型、Pauly经验公式及基于体长的贝叶斯生物量估算法等估算了种群生长、死亡及开发利用等参数指标.结果表明:大龙湖(n=660)与阿木塔湖(n=853)大银鱼种群渐进体长分别为183.75与169.10 mm;生长性能指数均为 4.85;体重生长方程分别为 Wt=29.29×(1-e-2.1(t+0.07))3.2977 与 Wt=28.72×(1-e-2.5(t+0.07))3.4168;拐点年龄分别为0.49与0.43年;肥满度分别为5.30×10-4±1.38×10-4与4.00×10-4±1.61×10-4;开发率分别为0.60与0.61;相对单位补充量渔获量分别为0.069与0.075.现阶段大庆市大龙湖与阿木塔湖大银鱼种群资源差异主要表现在生长特征相关参数,造成差异的主要原因是大龙湖与阿木塔湖大银鱼密度差异导致了食性转变期过后二者生存条件差异明显.

    大银鱼大龙湖阿木塔湖体长频率种群动态差异性分析

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    生物质灰的碳捕集与封存研究进展

    吴松滨马铭婧王娇月牛乐...
    3420-3426页
    查看更多>>摘要：碳捕集与封存技术是减缓大气CO2浓度上升和全球变暖的重要手段,也是实现双碳战略的有效途径.生物质灰资源化利用封存CO2是一种安全、永久且环保的碳捕集与封存方式.为更好理解生物质灰的碳封存能力,本文系统梳理了生物质灰碳捕集与封存研究的主要进展,阐述了生物质灰碳封存机理,分析了影响生物质灰碳封存的影响因素,探究了生物质灰碳捕集与封存技术应用.生物质灰的碳捕集与封存能力主要源于其CaO、MgO等碱土金属氧化物组分,且实际固碳效率受生物质来源、化学组分、温度、湿度、压强、CO2浓度等因素影响,但影响机制尚不明确.生物质灰的碳捕集与封存能力会影响灰分在建筑材料回用、土壤改良和碳捕集与封存吸附剂制备方面的应用,需开展长期研究.未来应加强多来源途径的生物质灰的碳化效率研究,建立生物质灰碳化影响关联数据库;构建方法体系,推进生物质灰分科学管理、碳捕集与封存技术研发和碳汇核算定量评估.

    生物质灰矿物碳酸化碳捕集与封存双碳战略

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