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期刊信息/Journal information
应用与环境生物学报
应用与环境生物学报

吴宁

双月刊

1006-687X

biojaeb@cib.ac.cn

028-82890917

610041

成都市人民南路4段9号

应用与环境生物学报/Journal Chinese Journal of Applied & Environmental BiologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是有关应用生物学和环境生物学基础研究、应用基础研究和应用研究的全国性学术期刊. 主要发表： 生物学及其各分支学科在资源、能源、环境、农林、医药、轻化工、食品等领域的原始研究论文和简报；有关生物学新技术方法研究论文； 本刊特约的综述或述评等。
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    亚高山川西云杉林叶片养分重吸收与经济性状的关系及其环境驱动因素

    王杰煜孙小平李薇万俊锋...
    1-8页
    查看更多>>摘要：阐明叶养分重吸收与叶片经济性状间的关系对于理解植物的养分吸收与利用策略至关重要;然而,关于叶养分重吸收是否以及如何与叶片经济性状相协调目前仍知之甚少,特别是在由外生菌根(ECM)主导的高寒针叶林中.以青藏高原东缘广泛分布且与ECM高度共生的川西云杉(Picea likiangensis var.balfouriana)为对象,探究17个种群叶氮(N)、磷(P)重吸收效率与叶片形态(厚度、组织密度、比叶面积)和化学性状(N、P浓度)间的协变关系及其环境驱动因素.结果表明:(1)N、P重吸收效率与叶片经济性状沿"叶经济谱"共变,并与叶片厚度、组织密度存在显著的正相关关系,与比叶面积、叶片N和P含量呈显著的负相关关系.这表明在叶片养分吸收与利用中,养分重吸收与叶保守型性状(厚度、组织密度)存在协同关系,而与获取型性状(比叶面积、N和P含量)呈权衡关系;(2)温度是影响N、P重吸收效率和叶片经济性状变化的主导因素,且随着温度降低,N、P重吸收效率和叶片厚度及组织密度均呈显著增加,而比叶面积和叶片N、P浓度则呈显著降低趋势.总体上,本研究表明温度驱动高寒针叶林叶养分重吸收与叶经济性状间的协调关系;上述研究成果有助于丰富和提升对高寒森林碳与养分经济协调性及其驱动机制的认知,同时对于理解和预测气候变化背景下高寒森林的适应性具有重要意义.(图4表2参37)

    养分重吸收叶片性状叶片经济谱青藏高原亚高山针叶林外生菌根

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    抚育间伐对川西柳杉人工林土壤养分和根际微生物群落的影响

    龚映匀王瑞辉张斌刘凯利...
    9-17页
    查看更多>>摘要：以川西中山地区9年生柳杉人工林为研究对象,设置CK(0％)、T36(36.9％)、T49(49.0％)共3种处理,探讨不同间伐强度对柳杉人工林土壤养分、酶活性及根际微生物群落与功能作用的影响,为柳杉人工林提质增效提供可持续经营的科学指导.结果显示:(1)间伐能提高0-20 cm土壤表层有机碳(SOC)、全氮(TN)、水解氮(HN)含量,而T49(49.0％)处理下有效磷(AP)损失最大.(2)间伐后土壤蔗糖酶活性显著提高(P＜0.05),T36(36.9％)处理能显著促进0-20 cm表层土壤纤维素酶活性的提高.(3)间伐改变了根际土壤优势菌群相对丰度,子囊菌门(Ascomycota)相对丰度显著高于CK(0％)处理(P＜0.05),细菌丰富度没有明显影响,但真菌丰富度Ace指数、Chao指数显著降低(P＜0.05).(4)对根际微生物进行功能预测,T36(36.9％)、T49(49.0％)的膜运输细菌相对丰度显著高于CK(0％)处理(P＜0.05),而CK(0％)的能量代谢细菌相对丰度显著低于T36(36.9％)处理(P＜0.05).(5)T36(36.9％)中地衣共生菌-未定义腐生菌最高(P＜0.05),且该处理中的植物病原菌-木质腐生菌、植物病原菌、动物病原菌均显著低于CK(0％)处理(P＜0.05).本研究表明合理间伐能够提高林地质量,促进土壤养分循环,增加有益微生物相对丰度,降低病害感染风险;对于川西中山地区柳杉人工林建议选择保留密度为1 725±116株/hm2的中度间伐,能够在提高林地质量的同时,更好维持健康的林分环境.(图8表2参63)

    抚育间伐柳杉根际微生物土壤养分酶活性功能预测

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    芦芽山不同植被类型下土壤有机碳矿化特征及其对铁添加的响应

    曹亚鑫程曼文永莉
    18-25页
    查看更多>>摘要：为探明铁添加对不同植被类型土壤有机碳(SOC)周转的影响,以芦芽山3种植被类型(草甸、灌丛、森林)下表层(0-10 cm)和亚表层(10-20 cm)土壤为研究对象,通过室内培养实验,研究Fe(Ⅱ)对SOC矿化特征的影响,并采用一级动力学方程拟合SOC矿化过程.结果表明:(1)草甸、灌丛和森林SOC矿化的变化趋势一致,均表现为前期矿化较快,其矿化速率在开始培养时(1 d)最高,并在培养前期(1-20 d)分别显著下降了44.4％、57.0％、54.6％,后期显著减慢并趋于平稳;(2)不同植被类型下土壤理化性质存在差异,且SOC、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和土壤含水量(SWC)均随土层深度的增加而减少;(3)各植被类型不同土层SOC累积矿化量、矿化速率和矿化效率均表现为0-10 cm＞10-20 cm,且草甸和森林土壤的矿化作用高于灌丛;(4)外源加Fe(Ⅱ)抑制了土壤SOC的矿化速率,对草甸和森林的抑制作用较高(19.4％-32.6％),灌丛次之(20.2％-28.3％);此外,相对于表层土壤(16.0％-19.4％),Fe(Ⅱ)添加对亚表层土壤(24.9％-32.6％)SOC的保护作用更强;(5)一级动力学方程对SOC矿化过程的模拟结果较好,灌丛土壤的Cp/SOC值为4.86-7.87,显著低于草甸和森林(5.50-12.9),表明灌丛土壤的固碳能力最强,草甸和森林次之;加Fe(Ⅱ)后土壤Cp/SOC值显著降低,表明Fe(Ⅱ)添加有利于SOC的固存;(6)逐步回归分析表明,SOC、pH和TP是土壤有机碳矿化的主要控制因素.由此得出,植被类型是影响土壤SOC矿化的重要因素,外源加Fe(Ⅱ)可以在一定程度上促进土壤SOC的固存,这与养分可利用性和土壤性质密切相关;结果可为理解气候变化背景下铁氧化物如何驱动芦芽山不同植被下土壤SOC周转提供基础数据.(图2表6参37)

    植被类型土壤深度铁土壤有机碳矿化

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    川西亚高山森林优势针阔树种根系分泌物的化学组分与含量差异

    夏瑞雪刘佳赵文强方楷...
    26-34页
    查看更多>>摘要：根系分泌物作为植物-土壤-微生物交流与调控的信使,在根际生态过程中所起的介导作用受到大量关注,然而关于森林生态系统中优势树种根系分泌物化学组分与含量的基础认知仍十分匮乏.基于此,分别以川西亚高山森林2种针叶优势树种(云杉Picea asperata、冷杉Abies faxoniana)和2种阔叶优势树种(红桦Betula albo-sinensis、白桦Betula platyphylla)为研究对象,通过野外原位收集装置分别获取了该植物的根系分泌物收集液,运用气相色谱-飞行时间质谱联用技术(GC-TOF-MS),结合方差分析、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等方法开展研究.结果表明:(1)4种针、阔树种根系分泌物中检测鉴定出共计97种化学物质(醇类6种、有机酸26种、氨基酸17种、糖酸类5种、糖醇类6种、糖类7种、酯类3种以及其他有机物24种),针、阔叶树根系分泌物中醇类化合物的相对含量均最高,氨基酸和有机酸类化合物的种类较为丰富;(2)在化学物质类别水平上,针叶树和阔叶树根系分泌物化学组分的相对含量之间存在显著差异,针叶树根系分泌物中醇类的相对含量是阔叶树的1.7倍,而氨基酸、有机酸、糖类、糖酸类、糖醇类和其他类物质的相对含量分别为阔叶树的1/3、1/6、1/18、1/56、1/16、1/4;(3)针、阔叶树根系分泌物之间有29种关键差异代谢物,不同树种之间根系分泌物中关键差异代谢物的含量也存在明显区别,其中氨基酸相关的代谢途径差异最为显著.上述结果表明川西亚高山森林优势针叶树和阔叶树根系分泌物的化学组分与相对含量均存在显著差异,并揭示了针、阔树种根系分泌物之间关键的差异代谢物.(图3表2参53)

    根系分泌物针阔树种化学组分差异代谢物气相色谱-飞行时间质谱联用

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    不同林龄杉木人工林药用植物多样性恢复动态

    罗焓毓骆金初冯慧芳肖美娟...
    35-45页
    查看更多>>摘要：野生药用植物资源是我国中医药事业和产业的重要物质基础,并与生态平衡密切相关,然而药用植物资源和物种多样性在人工林恢复中随林龄的变化知之甚少.以广东省乐昌林场选取近自然经营杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(5、10、15、20、30和60年林龄)为研究对象,分析药用植物多样性及组成结构随林龄的变化轨迹.结果表明:(1)6个林龄下共有林下植被74科131属和178种,其中药用植物有58科86属105种.(2)杉木人工林林下植被和药用植物物种丰富度随林龄无显著的线性关系,林下植被灌木层物种多丰富度最大值出现在林龄10年(22.33),草本层出现在林龄20年(14.33).灌木层药用植物物种丰富度最大值出现在10年和20年的林龄(16.00),草本层为20年林龄(8.67).(3)杉木林草本层和灌木层的药用植物Jaccard和Morisita-Horn相似性指数比林下植被的草本层和灌木层更高;杉木人工林林下植被灌木层、草本层和灌木层药用植物随林龄间隔Jaccard相似性指数降低,而草本层药用植物增加.综上,近自然经营的杉木人工林可以培育较多药用植物,停止人为扰动后药用植物多样性随着恢复时间会维持一个相对稳定的状态.结合人工林野生药用植物的恢复趋势,可以根据林龄适当地进行野生药材资源的保护性开发.(图5表7参49)

    林下植被药用植物重要值物种多样性演替

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    贵州贞丰洞穴大型底栖动物群落结构及水质生物评价

    刘小万徐承香张思强杜维锋...
    46-54页
    查看更多>>摘要：了解洞穴大型底栖动物的群落结构是研究洞穴生态系统的重要内容,也是对生态学领域研究的重要补充.于2019年10月(平水期)及2020年8月(丰水期)对贵州省贞丰县5个洞穴内大型底栖动物进行采样调查,分析大型底栖动物组成、优势种、多样性、功能摄食群的分布特征,并基于大型底栖动物生物学指数对洞穴水质进行评价.结果 得出:两个水期共获大型底栖动物63种,隶属4门7纲19目46科,其中水生昆虫41种,占65.07％,闪蚬Corbicula nitens、四节蜉Baetis sp.、蚋Simulium sp.是两个水期的共有优势种.在时间上,大型底栖动物的密度、生物量和多样性指数(Shannon-Wiener、Pielou和Margalef指数)均表现为平水期＞丰水期.在空间上,密度和Margalef指数表现为有光带＞弱光带＞黑暗带,生物量、Shannon-Wiener指数和Pielou指数表现为弱光带＞有光带＞黑暗带.Jaccard相似性系数和聚类分析结果表明,同一洞穴相邻光带之间的相似性较高,不同洞穴相同光带或不同光带之间的相似性偏低.洞穴大型底栖动物由5个功能摄食群(FFGs)构成,其中捕食者占比最多,约占42.86％.Shannon-Wiener多样性指数及生物指数(BI)对水质的评价存在差异,经对比,生物指数的结果更符合实际水质情况.本研究表明贵州贞丰洞穴大型底栖动物以水生昆虫为主,功能摄食类群以捕食者为主,且人为干扰可能是水质下降、物种降低的重要原因之一.(图8表5参45)

    大型底栖动物群落结构水质生物学评价功能摄食类群喀斯特洞穴

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    草本竞争对白桦、五角枫更新幼苗高生长的影响

    孟嘉欣南宏伟郭晋平朱丙轩...
    55-64页
    查看更多>>摘要：草本竞争在森林更新早期具有显著的生态效应,然而对其发生机理的理论认知仍相当有限.以白桦和五角枫为试验对象进行盆栽控制试验,设置4种竞争方式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争)、4种土壤养分梯度(0、8、16、32 g/m2)及2种养分分布水平(均、异质),各个处理8次重复,通过测量生物量及苗高、地径、叶片表面积、根系表面积和根长等形态指标,基于线性模型实现草本竞争效应的线性分解,精确衡量各竞争效应组分贡献率的相对重要性,进而基于结构方程模型揭示不同土壤养分状况下草本竞争对幼苗高生长的作用机理.结果显示:草本竞争对不同演替阶段幼苗生长存在显著的抑制作用(P＜0.05).地上、地下竞争及二者交互作用贡献率分别处于40％-60％、20％-30％、20％-30％之间.不同土壤养分浓度及养分分布对其贡献率均有显著影响.草本植物分别主要通过影响白桦幼苗的养分吸收能力(0.62)和五角枫幼苗的光合能力(0.74)进而影响其高生长.在高养分浓度或异质土壤养分分布状况下,土壤养分吸收能力较光合能力更为重要.两种不同生态学习性树种的草本竞争效应存在明显差异(P＜0.05).本研究表明草本竞争通过作用于白桦和五角枫幼苗的土壤养分吸收能力及光合能力,对更新幼苗高生长产生深远影响,草本竞争效应是维持幼苗高生长的重要生态学机制之一.(图7表8参42)

    竞争机制更新幼苗生物量形态指标结构方程模型

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    降水变化对高寒草甸两种植物不同器官生物量和养分分配的影响

    王一静王长庭刘丹胡雷...
    65-74页
    查看更多>>摘要：植物生物量和养分分配反映了其对外界资源利用最大化的生长对策,探究降水变化对高寒草甸植物不同器官生物量和养分分配的影响,有助于预测植物对未来气候变化的响应策略.以高寒草甸多年生菊科植物乳白香青(Anaphalis lactea)和钝苞雪莲(Saussurea nigrescens)为研究对象,设置5个降水梯度(0.1P:降水减少90％;0.5P:降水减少50％;0.7P:降水减少30％;CK:自然降水;1.5P:降水增加50％),比较两种植物花苞、茎及叶片的生物量和养分分配特征的差异,探索模拟降水下植物生物量和养分分配格局变化的影响因素.结果表明:(1)0.1P和0.7P提高了两种植物各器官生物量,乳白香青茎、叶和花生物量均在1.5P最低,而钝苞雪莲茎、叶和花生物量在0.5P最低.(2)乳白香青各器官生物量分配比例为茎(42.95％±7.66％)＞花(35.05％±7.42％)＞叶(22.01％±6.57％),而钝苞雪莲为叶(37.44％±9.29％)＞茎(31.75％±6.83％)＞花(30.75％±7.58％).(3)0.5P和0.7P处理下乳白香青繁殖器官生物量生长速度较CK快,但其营养和繁殖器官整体呈等速生长:钝苞雪莲在0.1P和1.5P下营养器官生物量生长速度显著快于繁殖器官,呈异速生长关系.(4)降水变化没有显著改变两种植物花苞碳(FC)和叶片碳(LC)含量,但1.5P显著提高了植物花苞氮(FN)和花苞磷(FP)含量.(5)结构方程模型(SEM)表明降水通过改变土壤全氮(STN)影响乳白香青不同器官生物量分配,还通过土壤含水量(SWC)影响其养分分配;而SWC和土壤速效磷(AP)则分别是影响钝苞雪莲器官生物量和养分分配的关键因子.综上,降水没有显著改变两种植物不同器官结构性物质(C)的含量,但能通过改变土壤因子进而影响植物不同器官生物量和养分分配;在本研究区适当减少降水有利于乳白香青的繁殖生长,而降水增加下钝苞雪莲的营养生长更有优势.(图4表4参66)

    植物生物量养分降水模拟资源分配高寒草甸

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    不同强度干旱胁迫对华南地区4种乡土树种生长和碳氮磷化学计量特征的影响

    杨诗敏骆金初谭钠丹李旭...
    75-82页
    查看更多>>摘要：探究4种乡土树种对不同强度干旱胁迫的响应差异,可为华南地区乡土树种应对干旱的生理机制提供理论依据.选取华南地区4种乡土树种海南红豆(Ormosia pinnata)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、醉香含笑(Michelia macclurei)和黧蒴锥(Castanopsis fissa)为研究对象,人工搭建遮雨棚、开顶箱(OTC)和自动浇水系统来模拟干旱环境,设置对照(100％),低度(75％)、中度(50％)和高度干旱(25％)4种处理,研究4种乡土树种生长、各器官中养分含量和化学计量学对不同强度干旱的响应.结果显示,干旱胁迫抑制了海南红豆和降香黄檀的生长,但醉香含笑和黧蒴锥的生长无显著影响.干旱降低了海南红豆叶片(氮)N含量、根系N和磷(P)含量,增加了海南红豆粗根碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)和氮磷比(N:P),但降低了细根C:P和N:P.随着干旱胁迫程度增加,4个树种的叶片可溶性糖含量均升高,醉香含笑和黧蒴锥粗根的淀粉和非结构性碳水化合物(NSC)含量升高,降香黄檀和海南红豆NSC含量则下降.综上,在干旱胁迫下,海南红豆和降香黄檀表现出资源获取型策略,醉香含笑和黧蒴锥表现出资源保守型策略.其中醉香含笑在高度干旱胁迫下还能保持较好长势,且养分含量无显著变化,同时在各器官中维持较高的可溶性糖含量,说明在未来全球气候背景下,其在南亚热带地区可能具有较强的竞争能力.(图5表3参44)

    华南地区化学计量干旱胁迫乡土树种非结构性碳水化合物养分策略

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    不同增温模式对西南亚高山针叶林云杉养分及其化学计量特征的影响

    胡星刘庆赵春章李丹丹...
    83-89页
    查看更多>>摘要：由于昼、夜增温速率的不对称性,植物对白天与夜间温度变化的响应呈现差异,研究西南亚高山针叶树种粗枝云杉(Picea asperata)各级根系和叶片的养分(C、N、P、K、Ca、Mg)及其化学计量特征对昼、夜增温的响应差异,有助于加深气候变暖对高海拔地区植物影响机制的理解.采用红外辐射加热对云杉幼苗分别进行白天和夜间增温,同时设置对照.结果表明:(1)云杉根系形态结构和养分含量呈现模块化特征,低级根(1-2级)的比根长、比表面积及N、K、Ca、Mg含量均显著大于高级根(3-5级),叶片C、N、P、K含量均显著大于根系;(2)昼、夜增温均显著增加了云杉叶片N、P、K、Mg含量(白天增幅分别为 17.58％、66.12％、11.00％、18.31％;夜间增幅分别为37.12％、6.63％、29.50％、4.97％),但云杉根系的养分吸收与分配情况对两种增温模式的响应不同.白天增温显著增加了云杉各级根系C、N、P含量及高级根K含量(增幅分别为2.09％-2.69％、15.28％-69.87％、26.39％-86.26％、19.73％-32.28％),降低了各级根系Mg含量及低级根K含量(降幅分别为8.09％-19.68％、14.98％-27.73％);夜间增温显著增加了云杉各级根系N含量(增幅为9.70％-50.14％),降低了各级根系C、P、K、Mg含量(降幅分别为4.85％-17.88％、5.27％-29.92％、16.52％-25.56％、4.99％-16.92％);(3)云杉低级根与叶片C:N、C:P比值大于高级根,白天增温显著降低了各级根系与叶片的C:N、C:P比值;夜间增温显著降低了各级根系、叶片的C:N比值与低级根的C:P比值,增加了高级根的C:P比值,昼、夜增温在一定程度上缓解了氮磷限制情况.综上所述,昼、夜增温对云杉养分积累与分配影响呈现出差异,对植物生长的影响机制不同,在森林生态系统气候变暖研究中应该同时考虑白天、夜间增温的影响,进而准确预测气候变暖对高海拔地区植物的影响.(图3表2参51)

    白天增温夜间增温根系分级养分化学计量特征

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