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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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    喀斯特常绿落叶阔叶林土壤有效中微量元素空间异质性

    连子文杜虎谷俊锟曾馥平...
    955-961页
    查看更多>>摘要：研究土壤有效中微量元素在喀斯特地区的空间变异性可为喀斯特生态系统土壤养分管理提供参考.基于网格(20 m×20 m)采样法采集表层0～10 cm 土壤样品,运用经典统计学和地统计学方法分析了喀斯特常绿落叶阔叶林25 hm2(500 m×500 m)动态样地土壤中微量元素的空间异质性及其影响因素.结果表明:土壤交换性 Ca、Mg 及有效 Fe、Mn、Cu、Zn、B 平均含量分别为 7870、1490、30.24、149.12、1.77、13.54、0.65 mg·kg-1,变异系数范围为34.5％～68.8％,均属中等强度空间变异.半变异函数最佳拟合模型决定性系数除有效Zn为0.78外,其他均大于0.90,表明模型能够对各中微量元素进行很好的拟合;块金系数均小于50％,表现出中等及以上的空间自相关性,结构性因素作用更大;变程变化范围为60.3～485.1 m,其中有效Zn的变程最小,更趋向破碎化.土壤交换性Ca、Mg和有效B的空间分布格局相似,低值区在洼地,且其含量在洼地显著低于其他生境;有效Fe、Mn、Cu低值区则在高海拔区域,且山顶含量显著低于其他生境.喀斯特森林土壤中微量元素空间变化特征与地形因素密切相关,海拔、坡度、土壤厚度和岩石裸露率对其空间分布影响较大,在喀斯特林地土壤养分管理中应着重考虑.

    中微量元素空间分布地形因子森林喀斯特生态系统

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    北江中下游不同林分类型土壤C、N、P生态化学计量特征

    许窕孜叶彩红张耕张中瑞...
    962-968页
    查看更多>>摘要：选取北江中下游阔叶林、针叶林、针阔混交林3种类型林分为对象,研究0～80 cm 土层土壤的有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其生态化学计量比的垂直分布特征.结果表明:3种林分类型的土壤C、N、P含量分别为12.17～14.25、1.14～1.31、0.27～0.30 g·kg-1,C、N含量随土层深度增加呈降低的趋势.各土层土壤C、N含量表现为针阔混交林＞针叶林＞阔叶林;P含量在3种林分类型间差异不显著,在垂直剖面上无明显的规律性变化.3种林分类型土壤C/N、C/P、N/P分别为11.2～11.3、49.0～60.3、4.5～5.7,土壤C/N在3种林分类型间差异不显著,土壤C/P、N/P均以针阔混交林最高,且显著高于阔叶林和针叶林.土壤深度和林分类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比无显著的交互作用,但C与N、N与C/P在各林分类型和土层中均呈显著正相关.土壤C/P和N/P对林分类型的生态指示作用更明显,针阔混交林受P限制较强.

    林分类型土壤养分生态化学计量垂直分布

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    不同植茶年限土壤-微生物生物量碳氮磷化学计量特征

    张冠华牛俊易亮孙宝洋...
    969-976页
    查看更多>>摘要：退耕还林(草)等生态建设工程的实施引起土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)循环及其化学计量特征发生变化,继而对土壤微生物生物量的化学计量造成潜在影响,然而,土壤-微生物C∶N∶P化学计量的时间动态及协调关系仍不明确.本试验选取三峡库区小流域退耕地——茶园为研究对象,以玉米地为对照,探索土壤-微生物生物量C、N、P随植茶年限(＜5 a、5～10 a、10～20 a、20～30 a和＞30 a)的变化特征,分析其化学计量比、微生物熵(qMBC、qMBN、qMBP)、化学计量不平衡性(土壤C、N、P计量比与微生物生物量C、N、P计量比的比值)之间的关系.结果表明:随着植茶年限增加,土壤和微生物生物量C、N、P、土壤C∶N和C∶P均显著升高,而土壤N∶P整体下降,微生物生物量C ∶P和N∶P呈先升后降的变化趋势,微生物生物量C∶N变化不显著.此外,茶树种植年限对土壤、微生物间的化学计量不平衡性以及微生物熵均存在显著影响,随着植茶年限增加,qMBC先降低后升高,qMBN和qMBP呈波动上升;碳氮化学计量不平衡性(C∶Nimb)和碳磷化学计量不平衡性(C∶Pimb)显著增加,氮磷化学计量不平衡性(N∶Pimb)呈波动上升.冗余分析显示,qMBC与土壤N∶P和微生物生物量化学计量(C∶N、C∶P、N∶P)两两呈正相关,而与微生物化学计量不平衡性和土壤C∶N、C∶P呈负相关,qMBN和qMBP则相反;微生物生物量C∶P与qMBC关系最密切,C∶Nimb、C ∶Pimb对qMBN和qMBP的影响较大.

    植茶年限土壤微生物微生物熵化学计量不平衡性

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    红松和水曲柳叶生态化学计量及养分重吸收特征的地理变异

    闫媛媛郭琪管俊泽刘志...
    977-984页
    查看更多>>摘要：以我国东北地区4个纬度针叶树种红松和阔叶树种水曲柳为对象,研究两树种成熟叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和养分重吸收率及其相关性,分析气候和土壤因子对叶化学计量特征及养分重吸收率的影响.结果表明:叶化学计量特征的地理变异存在种间差异,随着纬度的升高,水曲柳叶C、N含量显著增加;水曲柳C∶N、红松N∶P均与纬度呈显著负相关,而水曲柳N∶P与纬度呈显著正相关.红松磷重吸收率与纬度呈显著正相关.相关分析表明,红松和水曲柳叶的生态化学计量特征主要受到气候因子(年均温和降水量)的影响,而养分重吸收率仅受少数土壤因子(pH和全氮)的影响.主成分分析表明,红松和水曲柳磷重吸收率与N∶P均呈显著负相关,与P含量呈显著正相关;氮重吸收率仅在红松中与P含量呈显著正相关,与N∶P呈显著负相关.水曲柳相比红松更倾向于具有快速投资-收益型特征.

    生态化学计量种内变异养分重吸收纬度环境变化

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    施硅对夜间增温下南方水稻生长、产量和品质的影响

    娄运生于玉洁刘燕杨蕙琳...
    985-992页
    查看更多>>摘要：气温增幅夜间大于白天是全球气候变暖的显著特征之一.夜间增温引起南方单季稻减产,而施硅可提高水稻产量.本研究通过田间模拟试验,分析了施硅对夜间增温下水稻主要生育期植株分蘖数、生物量等生长指标以及产量和品质的影响.增温设2水平:常温对照(CK)和夜间增温(NW),采用被动式夜间增温方法,即夜间(19:00-6:00)用铝箔膜覆盖植株冠层以模拟夜间增温;硅肥(钢渣)用量设2水平:不施硅(Si0)和施硅(Sil,200 kgSiO2·hm-2).结果表明:与常温对照比,夜间增温使水稻生长期冠层和5 cm 土层夜间平均温度分别升高0.51～0.58℃和0.28～0.41℃.夜间增温使分蘖数和叶绿素含量分别较CK降低2.5％～15.9％和0.2％～7.7％;而施硅使分蘖数和叶绿素含量较不施硅分别提高1.7％～16.2％和1.6％～16.6％.与CK相比,夜间增温下施硅显著提高了灌浆-成熟期地上部干重、全株干重和产量,增幅分别为64.1％、55.3％和7.1％;显著增加了精米率、整精米率和淀粉含量,增幅分别为2.3％、2.5％和41.8％.夜间增温引起水稻有效穗数、结实率和千粒重下降,空秕粒增加,进而使水稻减产;而施硅可使水稻有效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重增加,空秕粒减少,进而使水稻增产.综上,施硅可有效减轻夜间增温对南方单季稻生长、产量和品质的不利影响.

    夜间增温钢渣硅肥水稻产量品质

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    减氮配施秸秆生物炭对双季稻产量和硅、氮营养的影响

    宁川川陈悦桂柳瑞李彤欣...
    993-1001页
    查看更多>>摘要：氮和硅都是水稻重要的营养元素,但实际生产中经常过量施加氮肥而忽视硅肥的补充.秸秆生物炭含有丰富的硅,可作为一种潜在的硅肥.本研究通过连续3年的田间定位试验,探究氮肥减量配施秸秆生物炭对水稻产量和硅、氮营养的影响.试验包括5个处理:常规施氮(180 kg·hm-2,N100)、减氮20％(N80)、减氮20％配施15 t·hm-2生物炭(N80+BC)、减氮40％(N60)、减氮40％配施15 t·hm-2生物炭(N60+BC).结果表明:与N100相比,减氮20％对水稻的硅、氮累积没有影响;减氮40％导致水稻叶片氮吸收量下降,却显著增加其硅含量(增幅14.0％～18.8％);而减氮配施生物炭大幅增加了水稻叶片硅累积,硅含量增幅达38.0％～63.3％,硅吸收量增幅达32.3％～49.9％,但进一步减少了水稻叶片氮含量.Pearson相关分析表明,成熟期水稻叶片硅含量与氮含量呈显著负相关,而硅吸收量与氮吸收量之间无相关关系.与N100相比,减氮或减氮配施生物炭对土壤铵态氮和硝态氮的影响不大,却在一定程度上提高了土壤pH,减氮配施生物炭显著增加了土壤有机质和有效硅含量,增幅分别达28.8％～41.9％和21.1％～26.9％,且两者呈极显著正相关.此外,与N100相比,减氮40％会降低水稻产量和籽粒结实率,而减氮20％和减氮配施生物炭不会影响水稻产量及产量性状.综上,适量减氮并配施秸秆生物炭在减少氮肥投入的同时,可提升土壤肥力和硅素供应,在双季稻生产中有一定的应用前景.

    氮肥减量秸秆生物炭水稻产量硅氮

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    黄河流域适宜机采的短季棉密度和行距配置

    李凤瑞赵文超张东楼董灵艳...
    1002-1008页
    查看更多>>摘要：为确定黄河流域短季棉适宜机采的种植密度和行距配置,于2018-2019年在德州市科技园进行田间试验,采用裂区设计,以种植密度(低密度8.25万株·hm-2和高密度11.25万株·hm-2)为主区,行距配置(76 cm等行距、宽窄行66 cm+10 cm和60 cm等行距)为裂区,探讨了不同密度和行距配置对短季棉生长发育、冠层结构和籽棉产量及纤维品质的影响.结果表明:盛铃期高密度处理的株高和叶面积指数(LAI)显著高于低密度,底层透光率显著低于低密度.76 cm等行距的株高显著高于60 cm等行距,宽窄行(66 cm+10 cm)的株高显著低于60 cm等行距;行距对LAI的影响在不同年份、密度及生育时期间存在差异,总体宽窄行(66 cm+10 cm)的LAI较高,且峰值后曲线下降平缓,在收获期高于两个等行距;底层透光率变化与LAI呈相反的规律.密度和行距配置及两者互作对籽棉产量及产量构成均有显著影响,两年均为宽窄行(66 cm+10 cm)产量最高(2018和2019年为3832和3235 kg·hm-2),且高密度下宽窄行(66 cm+10 cm)产量更稳定.密度和行距配置对棉花纤维品质影响较小.综上,短季棉的最佳密度和行距配置模式为:11.25万株·hm-2,宽窄行(66 cm+10 cm).

    德棉15号密度行距配置冠层结构籽棉产量纤维品质

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    大气NH3浓度升高对不同施氮水平下小麦叶片光合特征和籽粒产量的影响

    张鹏飞刘朋召王成龙邓明珠...
    1009-1014页
    查看更多>>摘要：探讨大气NH3浓度升高下施氮对小麦光合作用及生长情况的影响,可为高NH3环境下作物的氮(N)肥管理提供指导.本研究采用开顶式气室装置,通过2020-2021和2021-2022年两年田间裂区试验,设置两个大气NH3浓度(高NH3浓度:0.30～0.60 mg·m-3,EAM;空气背景NH3浓度:0.01～0.03 mg·m-3,AM)和两个施氮水平(施氮:240 kg·hm-2,+N;不施氮:0 kg·hm-2,-N),研究了不同处理对小麦叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、叶绿素相对含量(SPAD值)、株高和籽粒产量的影响.结果表明:在-N下,与AM相比,EAM显著提高了拔节期和孕穗期小麦叶片的Pn、gs、SPAD值,两年分别平均增加24.6％、16.3％、21.9％和20.9％、37.1％、5.7％;在+N下,EAM显著降低了拔节期和孕穗期小麦叶片的Pn、gs、SPAD值,两年分别平均减少10.8％、5.9％、3.6％和6.8％、18.9％、9.3％.大气NH3浓度升高和施氮及其互作对小麦株高和籽粒产量存在显著影响,在-N下,与AM相比,EAM小麦株高和籽粒产量两年分别提高了4.5％和32.1％;在+N下,EAM小麦株高和籽粒产量两年分别降低了 1.1％和8.5％.综上,不施氮条件下大气NH3浓度升高对小麦叶片光合特征、株高和籽粒产量存在一定促进作用,而施氮条件下则表现出一定抑制作用.

    大气NH3浓度小麦施氮光合特征株高产量

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    南方山区典型小流域桉树人工林种植对水土流失的影响

    舒成博沈影利刘刚张琼...
    1015-1023页
    查看更多>>摘要：南方山区人工林的不合理开发导致严重的水土流失.典型人工林小流域土壤侵蚀时空变化研究对于人工林种植和山区生态环境可持续发展具有重要意义.本研究利用地理信息系统结合修正通用土壤流失方程,分析了粤西山区大顶山小流域土壤侵蚀的时空变化及关键驱动机制.结果表明:大顶山小流域侵蚀模数为1948.1 t·km-2·a-1,属于轻度侵蚀,但空间变异十分剧烈,变异系数为5.12,最大值可达191127 t·km-2·a-1.微度侵蚀(＜500 t·km-2·a-1)面积占流域总面积的80.6％,中度及以上侵蚀(＞2500 t·km-2·a-1)主要分布在植被覆盖度小于30％的桉树人工林幼林区,贡献了流域总侵蚀量的75.7％.2014-2019年间,大顶山小流域平均侵蚀年际变化不大,但土壤侵蚀空间分布变化较大,植被覆盖度、坡度和降雨是关键影响因素.桉树人工林种植导致自然植被破坏是引发造林区土壤侵蚀的首要原因.幼林区土壤侵蚀随坡度增加而显著增加,且极端降雨会使其加剧.随着桉树人工林林龄增长,土壤侵蚀又逐渐减少.该区土壤侵蚀关键部位为坡度大于25.的桉树人工林幼林区,土壤侵蚀治理关键期为造林后2～3年之内.本研究建议大于25.的陡坡区域应采用合理造林整地措施,同时避免破坏坡度大于35.区域的自然植被,并提高道路建设标准和加强林区管理,以应对极端降雨的挑战.

    桉树人工林土壤侵蚀修正通用土壤流失方程地理信息系统极端降雨

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    联合U-Net和分水岭算法的高郁闭度杉木纯林树冠信息提取

    李睿孙钊谢运鸿李豪伟...
    1024-1034页
    查看更多>>摘要：作为我国重要的用材树种,杉木广泛分布于我国南方地区,其株数和树冠信息对于森林资源的精准监测有重要作用,为此准确掌握杉木林分株数及单木树冠信息尤为重要.对于高郁闭度林分,株数和单木树冠信息正确提取的关键是能够准确分割相互遮挡和粘连的树冠.本研究以福建将乐国有林场为研究区,将无人机影像作为数据源,提出一种基于深度学习方法和分水岭算法的树冠信息提取方法:首先采用深度学习神经网络模型U-Net对杉木树冠覆盖区域进行分割,然后利用传统图像分割算法标记控制分水岭算法进行单木分割得到单木树冠;在保持相同训练集、验证集和测试集的情况下,首先对比U-Net模型与传统机器学习方法[随机森林模型(RF)和支持向量机模型(SVM)]在分割树冠覆盖区域上的表现,接着对比了 U-Net模型结合标记控制分水岭算法和只使用标记控制分水岭算法进行单木分割的精度.结果表明:U-Net模型在分割精度、精确率、交互比、精确率与召回率的调和均值4个指标上均高于RF和SVM,与RF相比,4项指标分别提升4.6％、14.9％、7.6％、0.05,与SVM相比,4项指标分别提升3.3％、8.5％、8.1％、0.05.在提取单木株数方面,U-Net模型和标记控制分水岭算法相结合的方法较标记控制分水岭算法总体精度提升3.7％,平均绝对误差(MAE)下降3.1％.在提取单木树冠面积和冠幅方面,R2分别提升了 0.11和0.09,均方根误差分别降低8.49 m2和4.27 m,MAE分别下降了 2.93 m2和1.72 m.将深度学习U-Net模型与分水岭算法相结合能够在一定程度上克服高郁闭度杉木纯林单木株数及树冠信息难以提取的问题,是一种高效率、低成本的单木树冠提取方法,具有可行性和有效性,可为森林资源监测智能化的发展提供基础方法.

    U-Net分水岭算法无人机影像杉木树冠参数

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