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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。
正式出版
收录年代

    1980s-2010s东北农田土壤养分时空变化特征

    王世豪徐新良黄麟赵广...
    865-875页
    查看更多>>摘要：近年来,东北地区农田土壤"变薄、变瘦、变硬"等退化问题日趋严峻,严重影响了东北农业的可持续发展.本研究基于1980年代(1980s)《中国土种志》和2010年代(2010s)《中国土系志》土壤样点的土壤剖面属性数据,通过大样本统计分析,揭示了 30年来东北不同地区、不同土壤类型的土壤养分状况变化规律.结果表明:1)1980s-2010s,东北地区各土壤养分指标变化程度不同,土壤pH总体下降0.03,土壤有机质(SOM)含量下降最突出,下降了 8.99 g·kg-1,降幅为23.6％,土壤全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量呈现出不同程度的上升趋势,增幅分别为17.1％、46.8％和4.9％.2)各省市土壤养分指标变化表现出较大差异,辽宁土壤酸化最明显,pH降低了 0.32,SOM含量下降最明显,降低31.0％,土壤TN、TP、TK含量上升最显著,增幅分别为73.8％、248.1％和44.0％.3)不同土壤类型土壤养分变化差异较大,棕壤和栗钙土 pH下降最多,几乎所有类型土壤的SOM含量均为下降趋势,其中棕壤、暗棕壤和黑钙土分别下降了 35.4％、33.8％和26.0％,而TN、TP、TK含量上升最多的为棕壤,增幅分别为89.1％、232.8％和48.5％.综上,有机质含量下降和土壤酸化是1980s—2010s东北土壤退化的核心问题,探索合理的耕作方式,制定针对性的保护策略,是保证东北地区农业可持续发展的迫切需求.

    东北地区农田土壤养分时空变化

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    基于15N示踪的东北黑土地保护性耕作农田减氮增产调控机制

    苗贺袁磊杨淼茵胡艳宇...
    876-882页
    查看更多>>摘要：保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施,但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰.本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台,设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(NTO)、免耕100％秸秆还田(NTS)和连续9年免耕100％秸秆还田培肥后氮肥减施20％(RNTS)4个处理,采用15N示踪田间微区试验,探究长期保护性耕作培肥地力下氮肥减施对玉米产量和肥料氮转化的影响.结果表明:经过一个完整生育期,不同耕作方式下肥料氮在东北黑土农田中的土壤残留率、植株利用率和气态损失率平均比例分别为34％、50％和16％;与常规垄作相比,保护性耕作(NTS和RNTS)使肥料氮当季利用效率显著提高了 10％～14％.通过氮素来源分析发现,不同耕作方式下植株及各部位(籽粒、秸秆、根和玉米芯)吸收的肥料氮占其总吸氮量的比例均在40％左右,土壤始终是为作物供应氮素的主体;与常规垄作相比,保护性耕作通过降低土壤扰动、增加有机质输入显著提高了0～40 cm土壤全氮储量,有效保障了退化黑土地农田土壤氮库扩容增效.2016-2018年,NTS和RNTS处理玉米产量较常规垄作显著提高.综上,长期实施免耕秸秆覆盖还田耕作方式,可提高肥料氮当季利用效率、保障土壤对作物持续供氮,即使氮肥减施20％,也可实现连续3个生长季玉米稳产高产,同时降低肥料氮损失带来的环境风险,实现东北黑土地农业绿色可持续发展.

    东北黑土区免耕秸秆还田氮肥减施15N示踪

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    肥沃耕层构建对白浆土土壤肥力和玉米产量的影响

    陆欣春范欣欣邹文秀严君...
    883-891页
    查看更多>>摘要：为探究肥沃耕层构建技术对白浆土土壤肥力和玉米产量的影响,本研究在黑龙江省富锦市的白浆土上进行了 3年的定位试验,试验设置常规整地方法(T15)和肥沃耕层构建方法[秸秆深混还田(T35+S)、有机肥深混施用(T35+M)、秸秆与有机肥深混还田(T35+S+M)、深翻35 cm+秸秆深混+有机肥+化肥(T35+S+M+F)]共5个处理.结果表明:1)肥沃耕层构建处理均比常规对照显著增加了玉米产量,增幅15.4％～50.9％.2)与常规对照相比,肥沃耕层构建前两年对土壤pH值影响不显著,到第3年显著提高了耕层(0～15 cm)土壤 pH 值;T35+S+M+F、T35+S+M、T35+M 处理显著提高 了 亚耕层(15～35 cm 土层)土壤 pH 值,T35+S处理对亚耕层土壤pH值影响不显著.3)肥沃耕层构建处理(T35+S+M+F、T35+S+M、T35+M、T35+S)可提高耕层和亚耕层土壤养分含量,其中亚耕层土壤有机质、全氮、有效磷、碱解氮和速效钾含量分别显著提高了 3.2％～46.6％、9.1％～51.8％、17.5％～130.1％、4.4％～62.8％、22.2％～68.7％,导致亚耕层肥力丰富度指数增加,其养分含量趋近于耕层水平,构建了 35 cm肥沃耕层.4)肥沃耕层构建处理第2、3年0～35 cm 土壤有机质含量分别增加了 8.8％～23.2％、13.2％～30.1％;土壤有机碳储量逐步增加.5)T35+S处理碳转化率为9.3％～20.9％,T35+M、T35+S+M和T35+S+M+F处理碳转化率为10.6％～24.6％;肥沃耕层构建处理土壤固碳速率为815.7～3066.4 kg·hm-2·a-1,T35+S处理固碳速率随着时间推移逐渐增加,其他3个处理第二年达到碳饱和.采用玉米秸秆或者玉米秸秆配合有机肥深混的肥沃耕层构建方式能够同步培肥白浆土耕层和亚耕层土壤,提高玉米产量,从经济效益考虑,实际生产中可采用秸秆、有机肥和化肥深混一次性还田方式结合保护性耕作培肥白浆土.

    白浆土秸秆深混还田有机肥还田土壤肥力产量

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    黑土区农田藻藓两类结皮发育对土壤团聚体稳定性和击溅侵蚀的影响

    曹尤淞张晨晖肖波孙福海...
    892-902页
    查看更多>>摘要：为探明农田生物结皮发育对黑土团聚体稳定性和击溅侵蚀的影响及其水土保持功能,于作物生长季采集农田藻、藓生物结皮样品,比较了生物结皮与无结皮土壤的团聚体稳定性差异,测定了生物结皮对雨滴动能的削减作用及其单雨滴和模拟降雨溅蚀量,并分析了土壤团聚体稳定性和溅蚀特征与生物结皮基本性质的相关性.结果表明:藻、藓结皮中＜0.25 mm团聚体的比例比无结皮分别减少了 10.5％和21.8％,但5～10 mm团聚体的比例分别为无结皮的4.0和8.8倍;生物结皮的大团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径比无结皮分别提高了 31.5％、76.2％和33.5％.与无结皮相比,生物结皮使雨滴动能平均削减了 0.48 J;藻、藓结皮的击穿雨滴动能分别为无结皮的2.9和26.2倍,高生物量藻结皮削减的雨滴动能为中、低生物量藻结皮的1.3和6.6倍.在单雨滴击溅和模拟降雨条件下,生物结皮使溅蚀量分别减少了 47.5％和79.4％;生物结皮溅蚀颗粒中＞0.25 mm大团聚体占比为37.9％,比无结皮减少了 40.3％,并随结皮生物量的增加而减少.土壤团聚体稳定性、溅蚀量和生物结皮基本性质三者具有显著相关性,其中,团聚体平均重量直径与单雨滴和模拟降雨溅蚀量呈极显著负相关,表明生物结皮提高团聚体稳定性是其减少溅蚀的原因之一;生物结皮的生物量、厚度、含水率和有机质含量等也对团聚体稳定性和溅蚀特征有显著影响.综上,黑土区农田生物结皮能显著提高土壤团聚体稳定性并减少击溅侵蚀,对农田土壤侵蚀防治和黑土地保护与可持续利用具有重要意义.

    保护性耕作单雨滴击溅模拟降雨水土流失土壤侵蚀黑土区

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    免耕不同秸秆覆盖量对黑土微生物群落及其残留物的影响

    吕付泽杨雅丽鲍雪莲张常仁...
    903-912页
    查看更多>>摘要：为探究免耕和不同秸秆覆盖量下土壤微生物群落组成及残留物的变化规律,依托中国东北黑土区的玉米保护性耕作长期平台(始建于2007年),以传统耕作(翻耕+无秸秆还田)为对照(CT),对免耕结合不同秸秆覆盖量[免耕+无秸秆还田(NTO)、免耕+1/3秸秆覆盖还田(NT1/3)、免耕+2/3秸秆覆盖还田(NT2/3)和免耕+全量秸秆覆盖还田(NT3/3)]下不同土层(0～5、5～10、10～20 cm)土壤理化性质、磷脂脂肪酸和氨基糖的变化特征进行分析.结果表明:与CT相比,免耕无秸秆还田处理(NTO)对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、含水量、微生物群落及其残留物等均无显著影响;免耕结合秸秆覆盖还田主要影响了土壤表层各指标,与CT相比,0～5 cm 土层中NT1/3、NT2/3、NT3/3处理SOC含量分别显著提高了 27.2％、34.1％、35.6％,NT2/3和NT3/3处理磷脂脂肪酸含量分别显著提高了 39.2％和65.0％,NT3/3处理氨基糖含量(微生物残留物)显著提高了 47.2％;免耕不同秸秆覆盖量的土壤理化性质和微生物群落差异随土壤深度增加而减小,5～20 cm 土层中几乎无显著差异.SOC、TN、DOC、DON和含水量是影响微生物群落组成和残留物积累的重要因素;相关性分析表明,活体微生物生物量与残留物尤其真菌残留物具有正相关关系.综上,不同秸秆覆盖量处理均能不同程度促进SOC的积累;当秸秆量充足时,建议选择免耕+全量秸秆覆盖的耕作方式,最有利于土壤微生物生物量、微生物残留物和SOC的增加;当秸秆量不足时,可选用免耕+2/3秸秆覆盖还田的方式,可提高土壤微生物生物量和SOC含量.本研究对指导东北黑土区农田生态系统秸秆管理及促进农业可持续发展具有重要意义.

    秸秆覆盖量土壤有机碳微生物生物量微生物残留物

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    长期免耕对黑土氮磷硫循环微生物功能潜力的影响

    高燕梁爱珍黄丹丹张延...
    913-920页
    查看更多>>摘要：探究不同耕作方式对黑土氮(N)、磷(P)、硫(S)循环功能微生物丰度及组成的影响,对黑土可持续利用具有重要意义.本研究基于吉林省长春市为期8年的定位试验,对免耕(NT)和传统耕作(CT)下不同土层黑土 N、P、S循环功能微生物丰度和组成及其驱动因素进行分析.结果表明:与CT相比,NT显著增加了 0～20 cm 土层土壤含水量(WC)和微生物生物量碳(MBC).NT显著增加了 0-20 cm 土层与N、P和S循环功能相关的编码基因丰度:包括编码氧化亚氮还原酶基因nosZ、固氮酶基因nifH和脲酶基因ureC的丰度,有机磷矿化过程关键基因phnK和phoD、编码吡咯喹啉醌合成酶基因ppqC和外切多聚磷酸酯酶基因ppX的丰度,以及硫氧化过程关键基因soxY和yedZ的丰度.方差分解分析和冗余分析结果表明,土壤基本特性是N、P、S循环功能微生物组成的主要影响因素(总解释率为28.1％),并且耕作方式导致的土壤MBC和WC变化是黑土 N、P、S循环微生物功能潜力最主要的驱动因子.综上,长期免耕可通过影响土壤环境间接增加土壤特定微生物功能基因丰度,本研究从分子生物学角度阐明免耕可以作为改善土壤健康和维持农业绿色发展的有效耕作措施.

    免耕秸秆还田生物地球化学循环功能基因微生物元素循环定量芯片(QMEC)

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    典型黑土区春玉米茎流特征及其环境影响因素

    朱向明彭伟冉恩华富美玲...
    921-927页
    查看更多>>摘要：明确典型黑土区春玉米茎流变化规律,探究影响春玉米茎流速率的主控因素,对深入了解该区域春玉米蒸腾耗水特性以及调控田间水分管理具有重要参考价值.本研究采用包裹式茎流计和TDR探针对典型黑土区春玉米灌浆期至成熟期茎流速率及耕层土壤水热状况进行连续监测,并结合试验区自动气象站同步采集数据,分析不同时间尺度下茎流速率与环境因子的相关关系.结果表明:典型黑土区春玉米茎流速率具有明显的昼高夜低变化特征,白天瞬时茎流速率峰值最高可达139.9 g·h-1,夜间仍有微弱茎流.与晴天相比,阴天、雨天条件下春玉米茎流启动、结束时间以及峰值均受到显著抑制.小时尺度下,太阳辐射、饱和水汽压差、相对湿度、空气温度和风速均与茎流速率呈极显著相关;日尺度下,仅太阳辐射、饱和水汽压差和相对湿度与茎流速率呈极显著相关,相关系数绝对值在0.7以上.由于观测期内土壤含水量较高,本研究中耕层水热状况与茎流速率相关性不高(绝对值均小于0.1).无水分胁迫条件下,无论小时尺度还是日尺度,太阳辐射、饱和水汽压差以及相对湿度始终是该区域影响春玉米茎流速率的3个主要因素.

    茎流速率典型黑土区蒸腾气象因子土壤含水量

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    经营强度对毛竹林土壤团聚体稳定性和碳氮磷分布的影响

    倪惠菁储昊煜苏文会范少辉...
    928-936页
    查看更多>>摘要：土壤团聚体是土壤有机质分解、腐殖质形成的主要场所,不同粒径团聚体的组成特征可以衡量土壤肥力状况.为了探明经营强度(施肥、垦复频次)对毛竹林土壤团聚体的影响,以粗放经营毛竹林为对照,以中强度(每4年施肥、垦复一次)和高强度(每2年施肥、垦复一次)集约经营毛竹林为对象,利用干筛和湿筛结合的方法分离毛竹林0～10、10～20和20～30 cm 土层土壤水稳性团聚体,分析不同土层中各粒径团聚体有机碳、全氮和有效磷的分布情况.结果表明:经营强度对毛竹林土壤团聚体组成、稳定性以及有机碳、全氮、有效磷含量有显著影响.与对照相比,中、高强度集约经营降低了 0～10 cm 土层土壤大团聚体比例和团聚体稳定性,增加了 20～30 cm 土层土壤大团聚体比例和团聚体稳定性,减少了大团聚体有机碳含量以及微团聚体有机碳、全氮和有效磷含量,说明中、高强度经营不利于0～10 cm 土层土壤大团聚体的形成和大团聚体对碳的固存,减少人为干扰有利于土壤团聚体对有机碳的积累以及微团聚体对氮、磷的积累.大团聚体质量分数和大团聚体有机碳含量与团聚体稳定性均呈显著正相关,且二者对团聚体稳定性的影响解释最强,因此,大团聚体和大团聚体有机碳含量是影响团聚体形成及稳定性的最重要因素.综上,适当减少对土壤的扰动有利于表层土壤大团聚体的积累和对有机碳的固定以及微团聚体对氮、磷的固定,从提高土壤团聚体稳定性的角度来看,有利于改善土壤质量及毛竹林的可持续经营.

    经营强度毛竹团聚体稳定性养分

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    酸雨和根系去除对杉木和火力楠人工林土壤有机碳的影响

    王娇关欣黄苛段萱...
    937-945页
    查看更多>>摘要：酸雨是我国严重的环境问题之一,近年来其类型逐渐由硫酸型(SAR)向混合型(MAR)和硝酸型(NAR)转变.根系不仅是土壤有机碳的来源,也在土壤团聚体形成过程中发挥重要作用.然而,酸雨类型的转变和根系去除如何影响森林土壤有机碳并不清楚.本研究在杉木和火力楠人工林中进行为期3年的不同类型酸雨(硫酸∶硝酸为4 ∶1、1 ∶1和1 ∶4)模拟并结合断根处理,分析土壤有机碳和理化性质的变化,并进行团聚体粒径分级及平均重量直径的测定.结果表明:根系去除使两林分土壤有机碳库分别显著降低16.7％和21.5％,使土壤惰性有机碳含量分别显著降低13.5％和20.0％;根系去除显著降低了火力楠土壤团聚体稳定性、大团聚体比例和有机碳含量,而对杉木林无显著影响.不同类型酸雨对杉木和火力楠人工林土壤有机碳库和土壤团聚体结构均无显著影响.综上,根系在土壤有机碳的稳定中起关键作用,且根系对有机碳稳定性的贡献因森林类型而异,而短期内不同类型酸雨对土壤有机碳的稳定性无显著影响.

    硝酸型酸雨根系去除土壤团聚体惰性有机碳球囊霉素相关蛋白

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    增温对亚热带格氏栲天然林凋落物可溶性有机质数量和结构的影响

    张宇辉陈娟胥超熊德成...
    946-954页
    查看更多>>摘要：凋落物层淋溶析出的可溶性有机质(DOM)是土壤DOM的重要来源,其对气候变暖的响应会影响土壤碳排放和氮周转等森林碳氮循环过程.本研究以格氏栲天然林为对象,依托野外增温实验平台,原位收集凋落物层淋溶析出液,结合紫外可见光谱和荧光光谱分析,探究增温对亚热带常绿阔叶林凋落物层DOM数量和化学组成的影响.结果表明:凋落物层可溶性有机碳和可溶性有机氮含量呈现明显的月变化特征,峰值出现在4月,月均值分别为1.02和0.15 g·m-2.同时,凋落物层DOM具有较高的荧光指数和较低的自生源指数,表明凋落物层DOM主要以微生物来源为主,微生物可利用性较低.凋落物层DOM的主要成分包括类腐殖质酸组分和类色氨酸组分.增温未显著影响凋落物层DOM的含量、芳香性、疏水性、分子量大小、荧光指数、自生源指数和腐殖化指数,表明温度升高未改变DOM的数量和化学组成.增温也未显著影响凋落物层DOM主要成分的相对贡献率,表明温度变化未影响微生物降解作用.总的来说,增温未显著改变亚热带格氏栲天然林凋落物层淋溶液的DOM数量和结构,温度变化对凋落物层DOM向土壤输入的影响较为微弱.

    增温亚热带森林凋落物可溶性有机质紫外可见光谱三维荧光光谱

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