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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

    基于多源遥感数据协同的滇西北森林郁闭度估测

    周文武舒清态王书伟杨正道...
    1806-1816页
    查看更多>>摘要：森林郁闭度(FCC)是评价森林资源和生物多样性的重要参数,利用多源遥感协同手段以较小成本高精度实现区域FCC反演是当前研究热点.本研究以星载激光雷达ICESat-2/ATLAS为主要信息源,结合54块实测样地数据,采用贝叶斯优化(BO)算法改进后的随机森林(RF)、K-最近邻值法(KNN)、梯度回归(GBRT)模型获取光斑尺度ATLAS光斑内FCC,协同多源遥感影像Sentinel-1/2及地形因子基于BO算法优化后的全连接深度神经网络模型(DNN)进行区域尺度的滇西北香格里拉市FCC遥感估测.结果表明:在提取的50个ATLAS激光雷达光斑参数指标中,经RF特征变量优选后,6个特征参数(乔木冠层百分比、冠层顶光子相对高度的标准差、冠层高度最小值、区段内98％冠层高度值与冠层高度中位数的差值、冠层顶部光子数、表观反射率)贡献率较大,可作为光斑尺度遥感估测模型变量.在BO-RF、BO-KNN、BO-GBRT模型中,以BO-GBRT模型估测的FCC结果最优,留一交叉验证的决定系数(R2)为0.65、均方根误差(RMSE)为0.10、绝对残差均值(RS)为0.079,预测精度(P)为0.792,可作为研究区有林地74808个ATLAS光斑的FCC估测模型.以有林地ATLAS光斑尺度FCC值作为区域尺度BO-DNN模型的大样本数据,联合多源遥感因子进行研究区FCC估测,十折交叉验证的BO-DNN模型验证精度为R2=0.47、RMSE=0.22、P=0.558.使用BO-DNN模型估测及普通克里格(OK)插值的研究区FCC均值分别为0.46、0.52,主要分布在0.3～0.6,分别占比77.8％、81.4％.直接通过OK插值方法获取FCC效率较高(R2=0.26),但预测精度明显低于BO-DNN模型(R2=0.49).FCC高值区域在研究区由西北向东南贯穿分布,北部地区和东南部分别为FCC高值、低值主要分布区.基于ICESat-2/ATLAS高密集光斑进行山地FCC估测具有一定优势,以光斑尺度的小样本数据估测结果可作为区域尺度深度学习模型的大样本数据,能为光斑尺度上推至区域尺度低成本、高精度估测FCC提供一种参考.

    深度学习ICESat-2/ATLAS贝叶斯优化算法多源遥感数据Sentinel数据普通克里格插值

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    不同农林废弃物混合基质对崖柏扦插育苗的影响

    马凡强简尊吉郭泉水秦爱丽...
    1817-1824页
    查看更多>>摘要：为研究不同农林废弃物混合基质对崖柏扦插育苗的影响,筛选可替代草炭、成本低廉的环保型育苗基质,配制草炭+蛭石+珍珠岩(T1)、食用菌菌渣+蛭石+珍珠岩(T2)、炭化稻壳+蛭石+珍珠岩(T3)、食用菌菌渣+炉渣+锯末(T4)和炭化稻壳+食用菌菌渣+炉渣(T5)5种混合基质,采用随机区组试验设计,综合评价不同混合基质的优劣.结果表明:T3容重最低,其次是T2,二者与其他混合基质差异显著;T2的非毛管孔隙度显著大于T1,毛管孔隙度低于T1,总孔隙度低于T3;T2的全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、基质含水量和pH最高,且与其他混合基质的大多数化学指标差异显著.不同混合基质的插穗生根率和生长发育指标的隶属函数值表现为T2＞T3＞T1＞T5＞T4.灰色关联度数值较大的指标大多数是物理指标,位列前5位的是毛管持水量、全钾、田间持水量、最大持水量和总孔隙度,其中毛管持水量和全钾含量并列第一.总体上,食用菌菌渣+蛭石+珍珠岩的理化性质、插穗生根率及生长发育性状等优于其他混合基质.毛管持水量和全钾含量是影响崖柏插穗生根及苗木生长发育的主导因子;在插后短时期内,混合基质的物理性质对崖柏插穗生根率及苗木生长发育的影响大于化学性质.建议在崖柏扦插育苗时优先选择食用菌菌渣+蛭石+珍珠岩混合基质.

    崖柏农林废弃物理化性质生根率生长隶属函数灰色关联分析

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    黄渤海湿地芦苇光合特征对增温的响应

    袁书禹谢柳娟叶思源周攀...
    1825-1833页
    查看更多>>摘要：滨海湿地是高效的蓝碳碳汇系统,但气候变暖正在直接或间接地影响着滨海湿地植物的光合作用特征,从而影响湿地的碳汇功能.本研究在少雨的黄河三角洲(东营)和多雨的江苏盐城两地芦苇湿地建设增温观测站,采用Li-6800光合测量系统研究在东营和盐城两地芦苇的光合特征对模拟增温的响应机制,并对比了东营6月与8月两个生长季的差异.结果表明:与8月相比,6月芦苇光合作用能力更强,增温在2个生长季均提高了芦苇的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)和胞间CO2浓度(Ci),但在8月Pn的正响应波动较小;与东营相比,盐城湿地的芦苇具有更高的Pn和水分利用率(WUE),且盐城湿地芦苇的最大净光合速率(Pn max)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)和暗呼吸速率(Rd)对增温的正响应更为显著,其AQY、LSP和Pn max在增温样地分别提高了16.7％、53.6％和30.3％,表明在多雨湿润的条件下,增温可以提高植物的弱光利用效率、对强光的适应能力和光合作用潜力.本研究对于在气候变暖背景下准确量化滨海湿地在区域、季节尺度上的碳汇过程具有重要的参考价值.

    碳汇光响应曲线瞬时气体交换参数被动增温季节变化

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    长期氮水添加对温带草原土壤化学性质和微生物学特性的短期遗留效应

    代泽成刘月秀党宁王志瑞...
    1834-1844页
    查看更多>>摘要：据预测,内蒙古东部地区未来将出现氮沉降加剧和夏季降水增加的趋势,但大气氮沉降和降水增加都是不可持续的,增加强度可能减弱,也可能出现降低趋势.目前,历史氮、水输入停止后对生态系统的遗留效应尚不明确.本研究基于中国北方温带草原长达13年的氮、水添加实验平台,于处理第14年开始定向停止氮、水添加处理,探讨了历史氮、水添加在短期(2年)内对土壤理化性质和微生物学特性的遗留效应.结果表明:停止添加两年后,历史氮添加对铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳、氮和速效磷等土壤养分指标的正向遗留效应消失;但对大部分土壤微生物学特性指标仍存在遗留效应,历史15 g N·m-2·a-1添加处理微生物生物量碳、土壤呼吸和碱性磷酸单酯酶活性分别降低73.3％、81.9％和70.3％,表明氮输入停止后微生物学指标的恢复比土壤养分指标慢,具有迟滞效应.相关分析和冗余分析表明,氮对微生物学特性的负向遗留效应与对土壤pH的负向遗留效应有关.历史水添加在处理停止两年后,对土壤pH、铵态氮、可溶性有机碳、氮等以及土壤呼吸、酶活性等仍表现出显著的遗留效应,并与氮沉降的遗留效应存在交互作用.研究结果对预测局域环境改善条件下草地生态系统功能和服务变化趋势及揭示退化草地恢复机制具有重要意义.

    氮沉降降水增加遗留效应土壤酶活性微生物生物量

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    培养条件下枯落物分解过程中微生物残体对土壤有机碳形成的贡献

    薛志婧屈婷婷刘春晖刘小槺...
    1845-1852页
    查看更多>>摘要：采用黄土丘陵区多年生C3草本植物长芒草为对象,模拟"枯落物-土壤"转换界面,进行了为期512 d的室内分解试验,对枯落物分解过程中界面土层微生物残体和土壤碳组分动态进行了研究.结果表明:土壤微生物残体的形成在分解早期和中期由真菌主导,而在晚期由细菌主导.真菌残体碳对矿物结合态有机碳的贡献率(38.7％～75.8％)明显高于细菌(9.2％～22.5％),是细菌残体贡献率的3～4倍.土壤有机碳含量在枯落物分解过程中呈下降趋势.植物碳源的输入调动了微生物对土壤碳组分的利用.颗粒态有机碳分解早期和晚期持续下降,成为土壤有机碳含量减少的直接原因;而微生物残体碳和矿质结合态有机碳的波动变化对土壤有机碳含量的降低只起到间接作用.一次性外源添加枯落物引起的土壤微生物残体碳的增加并没有直接贡献土壤有机碳的积累.

    转化界面土层土壤微生物残体碳土壤矿质结合态有机碳土壤有机碳

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    长期耕作对农田黑土团聚体和有机碳稳定性的影响

    隋鹏祥罗洋郑洪兵李瑞平...
    1853-1861页
    查看更多>>摘要：为探明长期耕作对黑土农田土壤结构和有机碳稳定性的影响,利用黑土长期定位试验平台,应用湿筛法和红外光谱法研究不同耕作方式(灭茬起垄,CT;免耕,NT;间隔深松,ST;翻耕,MP)下0～40 cm 土层土壤团聚体分布和有机碳稳定性.结果表明:与CT相比,NT和ST处理显著提高了耕层(0～20 cm)土壤超大团聚体(＞2mm)含量,NT、ST和MP处理显著提高了亚耕层(20～40 cm)土壤大团聚体(0.25～2 mm)含量,并提高了两土层团聚体平均重量直径和几何平均直径.NT处理显著提高了耕层土壤和大团聚体有机碳含量,而ST和MP处理显著增加了亚耕层土壤和大团聚体有机碳含量,其中,大团聚体对土壤有机碳的贡献率达68.9％～83.4％.NT还显著提高了耕层和亚耕层土壤及各粒级团聚体有机碳的化学稳定性.相关性分析显示,团聚体平均重量直径与土壤和大团聚体有机碳含量及其化学稳定性呈显著正相关.本研究结果可为明确黑土区不同耕作方式对农田土壤团聚体和有机碳稳定性的影响提供理论基础.

    保护性耕作水稳性红外光谱特性土壤结构黑土

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    黄土塬沟壑区典型植被沟头土壤渗透性和抗剪强度特征

    杨浩王文龙娄义宝冯兰茜...
    1862-1870页
    查看更多>>摘要：沟头是沟蚀的主要活跃部位,严重影响沟头溯源侵蚀发生.为明确典型植被沟头根系分布及土壤物理和力学特征,本研究以自然植被恢复沟头和人工植被恢复沟头为对象,分析0～1 m不同土层土壤入渗、根系分布以及根-土复合体物理和力学性质特征.结果表明:不同植被沟头土壤容重和总孔隙变异较小,容重在1.10～1.37 g·cm-3,土壤总孔隙在48.3％～58.4％;各入渗指标总体随土层增加呈减小趋势,自然植被恢复沟头不同土层入渗速率在20～30 min趋于稳定,人工植被恢复沟头在40 min趋于稳定,人工植被恢复沟头的稳定入渗速率、平均入渗速率总体大于自然植被恢复沟头;根长密度、根表面积密度、平均直径均随土层的增加呈降低趋势,除20～40 cm 土层,自然植被恢复沟头的根长密度、根表面积密度、平均直径皆小于人工植被恢复沟头,两种植被沟头根系主要由0～0.5 mm根系构成,占总根长的84.2％～93.6％;在垂直深度上,随着含水率的增加,黏聚力随土层由上至下迅速线性衰减,变化范围为0.42～22.67 kPa,在相同含水率条件下,人工植被恢复沟头平均黏聚力总体大于自然植被恢复沟头.本研究揭示了植被对沟头溯源侵蚀的阻控作用,可为该区域有效防治水土流失提供科学基础.

    沟头土壤抗剪强度土壤入渗根系特征黄土高塬沟壑区

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    地下水埋深对东北平原地下水补给及大豆生长动态的影响

    朱振闯孙仕军朱淼淼李咚祎...
    1871-1882页
    查看更多>>摘要：为探明不同地下水埋深条件下地下水补给状况及大豆生长动态变化,于2021和2022年利用地下水位自动控制系统开展了4个地下水埋深处理(1 m,D1;2m,D2;3 m,D3;4 m,D4)的栽培试验,探讨地下水补给量、灌溉用水量、植株生长动态和产量与地下水埋深的关系,并采用Logistic模型对株高、叶面积指数和干物质积累等生长动态进行模拟分析.结果表明:与D1处理相比,D2、D3、D4处理地下水补给量在2年中分别降低81.1％、96.8％、97.5％和80.7％、96.7％、97.3％;D1处理大豆仅在播种时灌溉1次,其后整个生育期依靠地下水补给就可以满足生长发育的水分需求,其灌溉用水量在2年中分别较D2、D3、D4处理减少91.7％、93.0％、94.2％和90.9％、92.9％、94.0％.4个处理中,D1处理株高、叶面积指数和干物质积累进入快速生长期和达到最大生长速率的时间最短,最大增长速率最大,成熟期茎干物质分配比例最大,并促进了植株花后同化物的转运,其花后同化物对籽粒的贡献率在2年中分别较D2、D3、D4处理提高15.5％、16.2％、32.6％和45.5％、48.7％、63.3％,最终大豆株高、叶面积指数和干物质积累量均最大,D4处理次之,D3处理处于最低水平.大豆产量和单株荚数、单株粒数、百粒重均随地下水埋深的增加先减小后增大,具体表现为D1＞D4＞D2＞D3;大豆产量与地下水补给量呈极显著正相关,与株高、叶面积指数和干物质积累量均呈不同程度的正相关.综上,D1处理地下水补给充足,提高了大豆株高和叶面积指数,增大了全生育期干物质积累量,并协调生育后期植株各部分干物质的分配和转运,产量最高;当地下水埋深较大时(D4),地下水补给不济,若有充足的水分供给,大豆的生长发育和产量也能达到较高水平.

    地下水埋深大豆地下水补给生长动态产量

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    东北黑土区覆盖作物-玉米间作保护性耕作的生态系统服务价值

    巴晓博隋鑫刘鸣达解宏图...
    1883-1891页
    查看更多>>摘要：科学评估覆盖作物种植体系的生态系统服务价值可以为东北地区保护性耕作模式构建提供重要参考.本研究基于实证分析,以生态系统服务价值为理论基础,选取禾本科作物黑麦草、豆科作物紫花苜蓿和毛苕子作为覆盖作物分别与玉米间作,以玉米单作模式为对照,从产品供给、气体调节、养分循环和水土保持四大生态系统服务方面进行生态系统服务价值的核算.结果表明:覆盖作物-玉米间作模式的生态系统服务价值均高于玉米单作,其中养分循环价值最高,其次是产品供给价值,占比分别为67.3％和29.3％.覆盖作物-玉米间作模式的养分循环价值均高于玉米单作模式;紫花苜蓿-玉米、毛苕子-玉米的产品供给价值显著高于黑麦草-玉米,分别增加了18.7％和21.0％;种植覆盖作物具有增加气体调节价值的潜力,但对水土保持价值的影响较小.综合生态系统服务价值,选择豆科覆盖作物-玉米间作可以获得最大效益.

    覆盖作物生态系统服务价值保护性耕作间作模式豆科作物

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    农田防护林不同树种三维模型构建与风场模拟

    贾肖肖肖辉杰辛智鸣范光鹏...
    1892-1900页
    查看更多>>摘要：防护林是干旱沙区绿洲的生态屏障,能够有效防治风沙灾害.单木作为构成防护林的基础单元,其结构特征是影响防护效益的关键因素.本研究以乌兰布和沙漠绿洲无叶期典型树种新疆杨、箭杆杨、小美旱杨为研究对象,借助地面激光雷达,通过计算机数值模拟,在建立单木真实三维模型的基础上,充分探究单木结构及其周围空气动力学特征,并建立单木结构参数与风场指标间的关系.结果表明:结合AdQSM与MeshLab构建树木模型的方法精度高.单木周围风场大致分为6个区域,包括植株迎风面的衰减区、植株顶端的加速区、植株背风面的涡旋区、平静区、过渡区、恢复区.单木周围压力场呈现迎风面压力大、背风面压力小的梯度变化.水平方向上,在相对风速降低20％-50％的范围内,新疆杨、箭杆杨、小美旱杨的有效防护距离分别为0.21H-1.51H、0.20H-0.91H、0.25H-1.64H(H为对应树高),对应的有效防护面积分别为18-294、15～227、18～261 m2.垂直方向上,新疆杨和小美旱杨在0.3H高度处的风速衰减率最大,箭杆杨则体现在0.5H高度.综合单木结构参数与风场指标相关性和逐步回归分析,明确透光疏透度和体积孔隙度对防护效应的影响占主导地位.风场指标中,基于胸径、树木表面积、透光疏透度建立的透风系数回归模型最优;各等级有效防护距离和有效防护面积中,筛选的回归变量不尽相同.

    激光雷达三维模型构建风场模拟防护效益

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