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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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    景观格局对植物物种α多样性的影响——基于全球尺度研究

    徐静彭羽李金宁鲍倩如...
    431-438页
    查看更多>>摘要：景观格局是生物多样性的重要驱动因素.全球尺度下,由于植被类型、采样方法、多样性指数、空间尺度和分析层次不同,关于景观格局对生物多样性的影响仍然存在广泛争议.利用全球标准化的植物群落数据库和30 m分辨率的土地利用/土地覆盖地图,对1990-2015年期间的植物α多样性以及斑块和景观水平的景观指数进行计算,解析景观格局对植物物种α多样性的贡献.研究发现,景观格局指数与植物多样性的Spearman相关系数显著(P＜0.05),随植被类型和观察尺度而不同.随机森林模型和变异分解分析显示斑块数量、边缘密度和景观多样性指数是植物α多样性的重要影响因子,但是其单因子影响效应均低于景观联合效应.景观破碎化和斑块尺度格局的联合效应是灌丛(5.6％)和草地(8.8％)植物多样性变异的主要驱动力.靠近斑块中心,植物α多样性呈现增加趋势.景观格局-植物多样性呈现出尺度依赖性.综上,斑块数量、边缘密度、景观多样性和景观破碎化是植物α多样性的重要影响因子,不同植被类型存在差异.建议平衡斑块和景观水平格局的空间结构,增强景观格局的正效应,以维持全球的植物多样性.(图3参79附表1)

    景观格局景观破碎化景观复杂性斑块尺度α多样性

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    湖南省德夯峡谷自然景观类型及其土壤理化性质

    刘冰向亮谭璐向晓媚...
    439-448页
    查看更多>>摘要：为进一步认识湖南省德夯峡谷自然景观特征,探索峡谷景观分类方法,为峡谷景观生态学研究打下基础,选取地质地貌、土壤和植被等能体现峡谷景观特征的14个因子作为分类指标,采用系统聚类方法划分其景观类型,并测定各景观组土壤理化性质.结果表明:(1)德夯峡谷自然景观可分为1个景观类、4个景观组和13个景观型,各景观外貌特征明显;(2)各景观组土壤理化性质存在差异,崖顶景观组土壤pH值(6.65)、速效氮(0.26 g/kg)、速效钾(0.03 g/kg)、Ca(0.93 g/kg)、Mn(0.09 g/kg)含量显著低于其他景观组(P＜0.05),崖壁景观组(不含干旱岩壁)含水量(37.22％)、有机质(86.02 g/kg)、全氮(9.88 g/kg)和速效氮(0.92 g/kg)含量显著高于其他景观组(P＜0.05);(3)在演化模式上,德夯峡谷符合自上而下的常态型峡谷演化模式,各景观类型之间也存在一定演化关系,并在特定条件下可以相互转化.本研究表明系统聚类所得的德夯峡谷景观分类体系体现了峡谷景观生态系统的空间形态、空间异质组合、发生过程和生态功能,分类结果科学可靠,可作为小微尺度景观及峡谷等特殊地貌景观分类的参考.此外,峡谷内各景观外貌特征、物种组成、土壤理化性质等差异明显,峡谷景观生态学研究需从景观型尺度展开.(图3表4参33)

    景观分类峡谷景观土壤理化性质德夯湘西世界地质公园

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    青藏高原东缘季节性放牧高寒草甸植物功能性状多样性与群落结构特征的联系

    费璇朱莎彭幼红向双...
    449-457页
    查看更多>>摘要：季节性放牧是青藏高原东部高寒草甸的普遍放牧方式,为适应长期不同季节的放牧干扰,植物群落结构、物种组成及功能性状可能也随之调整,且群落结构与多样性性状之间可能存在重要的联系.因此选取青藏高原东部高寒草甸(连续10年以上季节性放牧历史)的冷季(11月至翌年5月)、暖季牧场(6-10月)分别进行植物群落特征调查,并测定其优势物种的功能性状(株高、生物量和叶性状等),研究植物功能性状多样性与群落结构特征之间的联系.结果表明冷季牧场的植物群落高度(25.03 cm)显著高于暖季牧场(21.28 cm;P＜0.05),物种均匀度指数(0.90)显著低于暖季牧场(0.91;P＜0.05);群落盖度、物种多样性指数无显著差异;冷、暖季牧场样方中植物物种分别为43种和37种,分属15科和13科,皆以双子叶杂草重要值为最大,禾草类物种重要值无显著差异,但暖季牧场的莎草类和豆科植物的重要值均高于冷季牧场.暖季牧场植物的比叶面积、叶片干物质含量及叶生物量分配均高于冷季牧场(P＜0.05);暖季牧场的植物个体高度、生物量、叶片性状种间差异值以及功能丰富度值均呈现高于冷季牧场趋势(P＜0.05).因此,相较于冷季放牧,长期暖季放牧植物群落特征趋于矮小化与集中化,功能多样性更为丰富,种间竞争更为激烈,同时长期暖季放牧提高了植物对空间资源和光资源的利用效率;本文阐释了不同放牧情景下植物的功能性状及其在群落和个体尺度上的功能链接,可为青藏高原东部高寒草甸设置合理季节性放牧促进草地生态系统可持续发展提供理论基础.(图7表3 参45)

    冷季放牧暖季放牧植物功能性状功能性状多样性植物群落多样性高寒草甸

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    青藏高原多年冻土区两种典型高寒草甸根系觅食策略对增温的响应特征

    吕雪丽余万鹏王岳董逵才...
    458-466页
    查看更多>>摘要：全球变暖背景下多年冻土融化导致的土壤水分状况的改变影响着植物的根系觅食行为.选取对气候变化十分敏感的青藏高原为研究区域,以多年冻土广泛分布的风火山地区高寒小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸和藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸为研究对象,采用开顶式增温小室(open top chambers,OTCs)模拟气候变暖,开展增温试验(2012-2019年).监测和收集2019年生长季(5-9月)地上20 cm高度处的空气温度(AT)和地下5 cm深度处的土壤湿度(SM)数据,测定并计算得到2019年枯黄期两种草甸表层(0-10 cm)土壤根系形态塑性指标:衡量觅食尺度的总根长(TRL)、根直径(RD)、根表面积(RSA)、根体积(RV)、比根长(SRL)、比根面积(SRA)、根组织密度(RTD)和表征觅食精度的根系生物量(RB),根系生理塑性指标:碳含量(RCC)、氮含量(RNC)、非结构性碳水化合物含量(RNSCs)、可溶性糖含量(RSSC)、淀粉含量(RSC)和可溶性糖比淀粉(RSSC/RSC),以了解多年冻土存在时,青藏高原两种典型高寒草甸根系觅食策略对增温的响应特征.结果表明:(1)增温后小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸生长季月平均SM分别下降和上升;(2)增温显著增大了小嵩草草甸RB、SRA和藏嵩草沼泽化草甸RV、SRL,并显著减小了小嵩草草甸SRL和藏嵩草沼泽化草甸RTD;(3)增温显著升高两种草甸RCC、RNSCs、RSSC、RSC和小嵩草草甸RSSC/RSC;(4)增温对小嵩草草甸根系形态塑性指标(RB、SRL、SRA)和根系生理塑性指标(RCC、RNSCs、RSSC、RSC、RSSC/RSC)的影响效应均值分别为0.29和0.91,对藏嵩草沼泽化草甸根系形态塑性指标(RV、SRL、RTD)和根系生理塑性指标(RCC、RNSCs、RSSC、RSC)的影响效应均值分别为0.27和0.87;(5)增温对小嵩草草甸根系觅食精度(RB)和觅食尺度(SRL、SRA)的影响效应均值分别为0.66和0.10.研究结果表明了根系生理塑性在增温对多年冻土区两种高寒草甸表层土壤根系影响中的重要性,小嵩草草甸表层土壤根系对增温的响应在根系形态塑性上更依赖于觅食精度的改变.(图4表2参62)

    增温青藏高原多年冻土高寒草甸根系觅食策略

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    光强和氮肥互作对杉木幼苗光合生理的影响

    刘子晗钟淑芳杨培蓉吕宁宁...
    467-476页
    查看更多>>摘要：为揭示光强、氮素及其互作对杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生长和光合生理的影响,以1年生杉木'洋061'为材料,设置4种光强(L0:100％自然光;L1:75％自然光;L2:45％自然光;L3:20％自然光)和3种氮素水平处理(N0:0 g/株;N1:4 g/株;N2:6 g/株),研究不同光氮条件下杉木幼苗生长、光合生理和碳代谢关键酶的变化特征.结果表明:(1)遮阴和施氮均能显著促进杉木苗高和地径的生长,与L0N0(CK)相比,二者的增幅分别介于7.92％-62.07％和7.38％-71.23％之间;同一光强水平下,施氮不同程度提高杉木叶片光合色素含量、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、反应中心电子传递能量(ETo/RC)、光合性能指数(PIabs)、可溶性糖含量、二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)(L3N2除外)和乙醇酸氧化酶活性,尤其在中等(L2)和低光强(L3)下施氮(N,)能显著提高上述值,这有利于提高植株对光能的利用,增强光合作用,但在低光强下高氮(N2)处理则显著降低叶片Rubisco活性、果糖-1,6-二磷酸酶活性、可溶性糖、淀粉以及非结构碳水化合物含量,严重影响氮肥的改善效果.(2)同一氮素水平下,随光强减弱,除反应中心耗散能量值和淀粉含量呈下降趋势外,其余指标大体呈先升后降或先降后升再降趋势,其中Fv/Fm、PIabs、反应中心捕获能量、可溶性糖含量和Rubisco酶活性均在L2N1处理达到峰值,分别较CK增加66.11％、992.67％、11.57％、275.96％和233.33％,同时光合色素含量、叶绿素a/b值、最大荧光、可变荧光和ETo/RC也显著增加,这有利于维持适度遮阴下杉木叶片较强的光合能力,但过度遮阴会显著降低叶片光合速率和非结构碳含量,导致生长受抑.(3)除苗高、初始荧光和反应中心捕获能量外,其余指标均受光强和施氮互作的显著影响,隶属函数结果表明,L2N1光氮处理即45％自然光、4 g/株氮肥处理下杉木生长效果最优.综上所述,适宜的光强和氮素水平有利于提高杉木叶片对光能的吸收、转化和利用效率,增强叶片光合能力,促进碳同化产物合成,改善幼苗生长,进而提高苗木质量.(图5表1参64)

    杉木互作效应光合特性非结构性碳糖代谢关键酶

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    巨桉纯林皆伐迹地营建混交林对林下灌草物种多样性的影响

    蒋璐张辟芳王军秦晓鹏...
    477-484页
    查看更多>>摘要：林下植物多样性是反映森林群落结构和功能的重要指标.然而,混交林对林下灌草物种多样性的影响还存在不确定性.在四川省乐山市沙湾区巨桉纯林可持续经营改造示范区,选择巨桉(Eucalyptus grandis)人工纯林皆伐后营建的红叶碧桃(Prunus persica'Atropurpurea')+西府海棠(Malus × micromalus)混交林、杉木(Cunninghamia lanceolata)+桢楠(Phoebe zhennan)+红叶碧桃混交林和香樟(Cinnamomum camphora)+水杉(Metasequoia glyptostroboides)混交林为对象,并以巨桉纯林为对照,研究相同种植年限的混交林对林下灌草多样性的影响.研究发现:与巨桉纯林相比,混交林林下植被物种数量明显增加,以杉木+桢楠+红叶碧桃混交林林下植物群落组成最为丰富;3种混交林灌木层的物种丰富度(R)、Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)及Pielou均匀度指数(Jsw)均显著高于巨桉纯林,而草本层则无显著差异;在3种混交林中,灌木层和草本层植物多样性分别以香樟+水杉混交林和杉木+桢楠+红叶碧桃混交林最高;营建混交林在一定程度上提高了土壤pH值、含水量、全氮、全磷、全钾和有机质含量,降低了土壤容重和孔隙度;冗余分析(RDA)表明,土壤有机质含量是影响灌草层植物多样性的主要因素.综上可见,巨桉纯林转换成混交林后在初期提高了林下植物多样性,土壤有机质含量是影响混交林林下植物多样性的主要因子.(图3表5参38)

    植物多样性混交林巨桉人工林土壤理化性质冗余度分析(RDA)

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    气候和土地利用变化情景下白鹤越冬适宜生境时空格局模拟及演变趋势预测

    王剑颖邵明勤胡启武
    485-495页
    查看更多>>摘要：为了解未来气候和土地利用变化综合作用下白鹤(Leucogeranus leucogeranus)越冬适宜生境的分布格局变化特征,基于72个白鹤分布位点和10个环境变量构建白鹤越冬分布与环境因子的关系,识别其潜在适宜生境分布,预测未来气候及土地利用变化情景下白鹤潜在适宜生境分布的时空变异和发展趋势.结果表明:(1)距水源距离、海拔、最干季降水量、坡度、最冷季平均温度以及距城镇距离是影响白鹤越冬分布的主导环境因子.(2)当前(2020)气候及土地利用情景下,白鹤高适生区面积为1.26 × 104 km2,主要分布于江西鄱阳湖、湖南洞庭湖、湖北龙感湖、安徽升金湖、江苏盐城、山东黄河三角洲等气候温和湿润、地势平缓且人为干扰强度相对低的低海拔湿地.(3)SSP126(低排放)、SSP245(中排放)和SSP585(高排放)情景下,白鹤适生区面积均大幅度缩减,未来(2050-2090)平均面积的缩减比例依次为28.69％、34.02％和43.22％.(4)未来气候及土地利用变化情景下,白鹤适宜生境表现为大幅度收缩和小幅度扩张.收缩区域主要集中于长江中下游湿地,扩张区域则分布于莱州湾、渤海湾和辽东湾地区.(5)气候和土地利用共同导致了白鹤适宜生境面积的缩减.气候特别是最干季平均温度的升高,是导致白鹤分布质心向东北高纬度地区迁移的主要因素.总体而言,气候和土地利用变化将对白鹤分布产生负面影响,导致其越冬适宜生境的收缩和破碎化,加剧其灭绝风险,应采取措施加强白鹤种群及其生境的保护和管理.(图9表3参38)

    白鹤MaxEnt模型生境适宜性气候变化土地利用

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    有机肥对我国酸性和碱性土壤pH的影响差异及原因

    郭慧婷高静张强李建华...
    496-503页
    查看更多>>摘要：施用有机肥对改善土壤pH及提高作物产量稳定性具有重要作用;研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下,施用有机肥对酸性和碱性土壤pH影响的差异及原因,可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据.共收集2002-2022年间发表的103篇文献(308组相对独立的涉及pH的数据),采用整合分析(Meta-analysis)方法从气候、土壤pH水平、有机肥类型、施肥量、施肥年限等多个方面定量分析施用有机肥对我国农田土壤pH的影响.结果表明,酸性(pH＜7)土壤条件下,年均温≤ 8 ℃、降雨量400-600 mm时,施用有机肥对土壤pH提升幅度最大;在有机肥施用下,低有机质土壤pH增幅为8.07％,高量有机肥增幅为6.42％,粪肥增幅最显著,为7.14％,中、长期施肥对土壤pH的提升幅度显著高于短期施肥.碱性(pH＞7)土壤条件下,年均温≤ 8 ℃、降雨量400-600 mm时,施用有机肥对土壤pH降幅最大;有机肥施用显著降低了低有机质土壤pH(4.07％);粪肥与商品有机肥对土壤pH降幅比生物有机肥高约3.60倍;随着有机肥施用量的增加,土壤pH下降幅度增加;中、长期施肥对土壤pH降低幅度最为显著(11.41％和7.82％).在酸性土壤中有机肥施用年限是影响pH的主控因素,而碱性土壤则是年均温.总之,有机肥施用对不同酸碱度土壤pH的影响不同,低温且降雨量适中区在有机质含量较低的酸性土壤中长期施用高量粪肥可显著提高土壤pH,有效缓解土壤酸化效应,而碱性土壤中长期施用高量粪肥和商品有机肥均可有效降低土壤pH.上述结果可为有机肥的合理施用和土壤肥力提升提供科学依据.(图5参55)

    有机肥土壤pH整合分析中国农田管理措施

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    川西亚高山云杉天然林转换为人工林对土壤细菌群落及功能的影响

    付双嘉高浩英宋世钰Samra Batool...
    504-512页
    查看更多>>摘要：川西亚高山地区天然林向人工林的转换造成了土壤生态功能的退化,而细菌群落对土壤生态功能维持和提升有重要的调节作用;然而,关于天然林向人工林转换对土壤细菌群落及功能群影响的研究目前还比较缺乏.以川西亚高山云杉天然林和人工林为研究对象,采用高通量测序和Faprotax功能预测相结合的研究方法测定土壤细菌群落组成、多样性和功能群,分析森林转换对它们的影响,阐明驱动变化的关键因子.结果表明:云杉天然林土壤细菌群落的Shannon指数显著高于云杉人工林土壤,而Simpson指数显著低于人工林.主坐标分析(PCoA)显示天然林和人工林土壤细菌群落组成存在明显差异.两个林分共同拥有81.61％的OTUs数量,属水平上相对丰度大于1％的土壤细菌群落组成基本一致,共有23个属.其中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、Vicinamibacterales和KD4-96是两个森林类型中具有显著差异的优势属.通过功能预测分析发现,云杉人工林中化能异养作用、有氧化能异养作用和固氮作用优势细菌功能群的相对丰度显著高于天然林.冗余分析(RDA)结果表明土壤pH、含水率、全氮、铵态氮、微生物生物量氮是影响土壤细菌群落组成和功能群的主要因子.综上,川西亚高山云杉天然林向人工林转换显著影响土壤细菌群落多样性和组成,并提高了与碳氮循环相关的细菌功能群的相对丰度;上述研究结果可为深入理解森林转换对土壤生态功能的影响提供科学依据.(图6表3参58)

    川西亚高山森林转换土壤细菌群落结构细菌功能群

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    再生水浇灌对城市绿地土壤微生物群落组成的影响

    郭丹丹贺颂兵郭雪刘学端...
    513-520页
    查看更多>>摘要：再生水(RW)是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征,基于Illumina MiSeq高通量测序技术,分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果显示,3种浇灌土壤中的优势细菌(相对丰度大于5％)均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),优势真菌均为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota).方差分析表明,再生水浇灌未引起土壤细菌和真菌群落α多样性及整体群落结构的显著变化,但其促进了放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的增长(相对丰度分别提高6.58％、5.85％、3.95％和21.70％),抑制了厚壁菌门、拟杆菌门和子囊菌门的增长(相对丰度分别降低12.38％、3.24％和3.86％),这可能与土壤pH值、可溶性有机碳及铵态氮含量的变化有关.差异zOTU(zero-radius operational taxonomic unit)聚类分析表明,再生水浇灌引起的土壤细菌和真菌群落组成变化与污水浇灌更相似.本研究表明与自来水浇灌相比,再生水浇灌对土壤微生物群落组成的影响更接近污水浇灌,在利用再生水进行城市绿地浇灌时应严格控制其水质,减少其潜在积累效应.(图6表4参31)

    再生水浇灌城市绿地高通量测序土壤微生物群落

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