生態學

長期定位施肥對農田土壤酶活性及其相關因素的影響

王俊華，尹睿，張華勇，等

生態學

長期定位施肥對農田土壤酶活性及其相關因素的影響

王俊華，尹睿，張華勇，等

利用中國科學院封丘農業生態國家實驗站潮土農田生態系統養分平衡長期定位試驗地，研究不同施肥處理對土壤酶活性的影響及其年際變化，以及對土壤養分和微生物生物量的影響。結果發現，土壤脫氫酶、轉化酶、脲酶及磷酸酶的活性在長期不同施肥處理之后均產生較大的差異，總體上是施肥高于不施肥，施肥處理間從高到低依次是OM（有機肥）、1/2 OM + 1/2 NPK、NPK、NP、PK、NK。同時，土壤脫氫酶活性隨著年限的增加逐漸下降，轉化酶與磷酸酶的活性趨于增高，而脲酶活性的年際變化規律在不同施肥處理間互不相同。另外，OM與1/2 OM + 1/2 NPK處理的土壤微生物生物量C、N最高，而施化肥處理中只有NPK處理的微生物生物量N顯著高于不施肥對照，其它處理與對照沒有顯著差異。結果表明，長期施用有機肥更有利于保育土壤生物化學環境質量。

長期定位施肥；土壤酶活性；微生物生物量；土壤養分；土壤質量

來源出版物：生態環境學報， 2007， 16（1）: 191-196

入選年份：2012

依靠科技進步發展低碳農業

翁伯琦，雷錦桂，胡習斌，等

在全球攜手應對氣候變暖、減少溫室氣體排放的背景下，發展低碳經濟是解決氣候變化與經濟發展矛盾的有效途徑。通過描述氣候變化、固碳減排對糧食安全、土壤碳匯、森林固碳、資源循環利用等影響和促進作用，深入分析發展低碳經濟與可持續發展的關系。探討如何在農業領域內開發高效循環生產體系，從而實現農業生產過程的固碳減排目的。由此，提出發展低碳農業是實現低碳經濟的目標之一，它是一個復合技術體系，涉及了綠色農業、循環農業、生態文明、可持續發展理念。必須通過科學技術的突破，改造、提升低碳農業技術，改變農業現有的“高能耗、高污染”的生產狀況，實現低碳生產、生活方式的轉變。最后提出發展現代的低碳農業產業經濟的對策和思考。

低碳經濟；溫室氣體；科技；循環農業；固碳減排

來源出版物：生態環境學報， 2010， 26（6）: 1495-1501

入選年份：2012

生物質炭的性質及其對土壤環境功能影響的研究進展

袁金華，徐仁扣

在厭氧或者絕氧的條件下對生物質進行熱解，可產生含碳豐富的固體物質，稱為生物質炭。由于生物質炭在農業和環境中的巨大應用前景和對土壤碳的增匯減排作用，近期成為土壤學和環境科學的研究熱點。綜述了生物質炭的一些基本性質及其對土壤環境功能的影響，分析了該領域未來的發展趨勢。國內外的研究表明：生物質炭含有大量植物所需的營養元素，可以促進土壤養分的循環和植物的生長；生物質炭一般呈堿性，施用生物質炭可以降低土壤的酸度和有毒元素如鋁和重金屬對植物的毒性；生物質炭表面含有豐富的—COOH、—COH和—OH等含氧官能團，它們產生的表面負電荷使生物質炭具有較高的陽離子交換量（CEC），施用后可以提高土壤的CEC；生物質炭對農藥等有機污染物和重金屬等有很強的吸附能力，可用于污染土壤的修復；生物質炭具有高度的孔隙結構，可以增加土壤的空隙度和保水能力，降低土壤容重，有利植物根系生長；生物質炭是一種含碳的聚合物，主要由單環和多環的芳香族化合物組成，這種結構特點決定了生物質炭具有較高的化學和生物學穩定性，較強的抵抗微生物分解的能力，增強了土壤的固碳作用，減少碳向大氣的再釋放。該文可為從事農業廢棄物的資源化利用、固碳減排、污染土壤修復和土壤改良與管理等領域的科研人員提供參考。

生物質炭的性質；土壤肥力；固碳減排；污染土壤修復

來源出版物：生態環境學報， 2011， 20（4）: 779-785

入選年份：2013

內蒙古地區近25年植被對氣溫和降水變化的影響

時忠杰，高吉喜，徐麗宏，等

利用1982—2006年內蒙古地區GIMMS-NDVI和降水量、氣溫數據，分析了不同植被類型對氣溫和降水變化趨勢的影響。結果表明：近 25年來內蒙古地區氣溫整體上呈上升趨勢，降水量呈微弱降低趨勢，西部荒漠區呈暖濕化趨勢，中東部草原、森林等植被類型區呈暖干化趨勢；從不同植被類型NDVI與平均氣溫和降水量的變化趨勢率相關分析表明，NDVI值越低，升溫趨勢越明顯，其中春季和秋季各植被類型間NDVI與季均氣溫升高趨勢率呈顯著和較顯著的相關，夏、冬季關系不明顯；植被NDVI越高，降水量減少趨勢越明顯?；跂鸥竦腘DVI與氣溫升高幅度、降水變化趨勢相關分析表明，年均氣溫升高幅度基本隨NDVI的增加而降低，其中春、夏和秋季的季均氣溫升高幅度均隨NDVI的增加而顯著降低，冬季趨勢不明顯；而年降水量減小趨勢率隨植被 NDVI的增加而顯著增加，其中春季和冬季NDVI變化對降水的變化幾乎沒有影響；夏季和秋季均表現為隨NDVI的增加，降水減小趨勢率呈增加趨勢。

氣溫；降水；氣候變化；植被；內蒙古

來源出版物：生態環境學報， 2011， 20（11）: 1594-1601

入選年份：2013

近10年中國大陸MODIS遙感氣溶膠光學厚度特征

羅宇翔，陳娟，鄭小波

應用2001—2010年MODIS大氣氣溶膠光學厚度（AOD）資料，分析中國550 nm AOD年和季節平均分布。還選取了10個代表性區域，分析AOD變化特征。這些分析建立起了近 10年來中國氣溶膠光學厚度的氣候學特征：中國年平均 AOD空間區域分布中心大體呈現兩低兩高。兩低中心位于植被覆蓋度高和人煙稀少的1）黑龍江和內蒙古東北高緯度地區（～0.2）；2）川、滇與青藏高原交界的西南高海拔地區（0.1～0.2）。一個AOD低值帶（0.2～0.3）連接這兩個低中心，呈東北西南走向跨過中國大陸。在此低值帶兩側，各有一片AOD高值中心（～0.8）：1）人口密集和工業化發展帶來的大量人為氣溶膠形成了一個覆蓋了華北、長江流域（從四川盆地，兩湖地區到長三角）到華南珠江三角洲相聯的大片高AOD中心區域；2）以沙塵為主的自然氣氣溶膠造就了西北塔克拉瑪干沙漠及周邊高 AOD區。中國AOD這一兩低兩高區域分布特征基本保持四季不變，但其中心強度呈現各自區域性季節變化。中國春季 AOD高值區的面積最大，其次是夏季，然后是秋季，面積最小的是冬季。南方AOD月變化規律多為雙峰型，即3～5和8～9月出現2次高峰，5～7月從南向北先后出現波谷，變化規律與季風響應。北方為單峰型，6～7月為高峰，11到來年2月為低谷。用弱季風年（2002）和強季風年（2003）季風影響區域氣象條件和氣溶膠數據對比分析表明，大陸AOD的月空間分布和變化與季風氣候，以及風速、風向、降水、溫度和濕度等的變化有關。

中國；氣溶膠光學厚度；氣候學特征；MODIS；季風

來源出版物：生態環境學報， 2012， 21（5）: 876-883

入選年份：2013

長期不同施肥方式下土壤酶活性與肥力因素的相關性

王燦，王德建，孫瑞娟，等

利用常熟農業生態國家野外試驗站長期定位試驗，對長期不同施肥方式下（無肥、化肥、化肥+秸稈，始于 1989年，采用稻麥輪作方式）土壤酶活性和水稻土養分的相關性進行了研究，探討長江三角洲地區施肥管理措施對土壤酶活性的影響以及土壤酶活性作為土壤肥力質量指標的可能性。結果表明，土壤酶活性對長期不同施肥管理方式有明顯的響應，化肥處理比無肥處理中土壤脲酶、轉化酶、酸性磷酸酶活性分別提高108.7%、170.2%和 58.0%，化肥+秸稈處理比單施化肥處理中相應酶活性分別提高30.7%、85.5%和25.8%，三種施肥管理方式之間土壤酶活性差異性顯著（P＜0.05）；土壤脲酶、轉化酶和堿性磷酸酶活性之間呈極顯著的正相關，脲酶與轉化酶、堿性磷酸酶的相關系數為 0.915和0.942，轉化酶與堿性磷酸酶的相關系數為0.918（P＜0.01），三者均與土壤速效磷均存在極顯著的正相關，相關系數分別為0.884、0.846、0.824（P＜0.01）；三種酶活性與作物產量之間的相關系數分別為0.845、0.812、0.824（P＜0.01），土壤酶活性和作物產量之間的相關性優于土壤養分和作物產量之間的相關性，這說明土壤酶活性和施肥方式呈密切的相關性，可將其作為評價土壤肥力的指標。

土壤酶活性；土壤養分；秸稈還田；長期試驗

來源出版物：生態環境學報， 2008， 17（2）: 688-692

入選年份：2013

土壤重金屬的形態分布特征及其影響因素

鐘曉蘭，周生路，黃明麗，等

土壤重金屬元素在介質中的存在形態是衡量其環境效應的關鍵參數。選擇長江三角洲地區的江蘇省昆山市為研究區，采集了126個土壤表層樣品，通過歐共體標準司提出的BCR 3步提取法對土壤中Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb和Zn等7種重金屬元素的形態分布特征進行了分析，并采用逐步回歸法探討了影響重金屬化學形態的影響因素。研究結果表明，Cd主要以可還原態存在，Pb主要以有機結合態存在，而Cr、Cu、Ni、Zn和Co 5種元素主要以殘渣態存在，不同重金屬元素的次生相態所占總量百分比由大到小的順序為Cd、PB、Co、Cu、Zn、Ni、Cr。重金屬總量是影響重金屬形態含量的最主要因素，其次為有機質和pH值，FeOx含量是影響殘渣態含量的主要因素，粘粒含量是影響 Zn各形態的主要因素，MnOx含量是影響Pb各形態的主要因素。

重金屬；形態；分級；影響因素

來源出版物：生態環境學報， 2009， 18（4）: 1266-1273

入選年份：2013

中國湖泊富營養化影響因素研究——基于中國22個湖泊實證分析

吳鋒，戰金艷，鄧祥征，等

基于125∶萬河流水系和數字高程（DEM）數據制備了選取湖泊的流域邊界，據其集成了流域社會經濟數據，并據中國科學院資源環境數據中心提供的1990、1995、2000、2005年4個時段土地利用數據形成了流域反映人類活動強度的表征指標，選取了全國湖泊富營養化區域差異性調查課題獲取的案例湖泊的水質數據，集成了中國湖泊富營養化影響因素計量分析的面板數據集，研究了 1990—2005年間中國湖泊營養狀態的發展趨勢與差異特征，探討了湖泊富營養化的自然氣候與社會經濟影響機制，構建了中國湖泊富營養化影響因素分析的計量模型，厘定了 1990—2005年間影響湖泊營養狀態變化的重要因素，測度了其對湖泊富營養化的影響方向和作用強度?；诿姘鍞祿挠嬃糠治鼋Y果表明，近15年人類活動強度對湖泊營養狀態呈顯著的正影響，其表征指標人均GDP與建設用地所占流域面積比均具有較強的顯著性，而在人類擾動較小的情況下，湖泊的營養狀態與湖泊補給系數成正比，與湖泊蓄容量成反比，補給系數較小且其他因素也相同時，水體營養狀態應與流域土壤本底值相關；以林、草地的面積比重所測度的流域自然生態系統發育程度與湖泊營養狀態呈顯著負相關關系，表明林地與草地生態系統對流域的氮、磷營養物的人湖量具有一定的削減作用，論文研究結果將為流域管理措施方案制訂提供科技支撐。

人類擾動；湖泊富營養化；計量分析；流域管理；氮磷削減

來源出版物：生態環境學報， 2012， 21（1）: 94-100

入選年份：2012

山東壽光不同種植年限設施土壤的酸化與鹽漬化

曾希柏，白玲玉，蘇世鳴，等

以山東壽光不同種植年限設施菜地為對象，研究并分析了土壤的酸化與鹽漬化狀況，結果表明：設施菜地土壤pH值平均為6.86，全鹽含量為2.47 g·kg-1，與露天菜地、自然土相比有較明顯的酸化與鹽漬化現象；設施菜地在連續種植0～12.7 a間，土壤pH值隨種植年限增加而降低，12.7 a后則出現隨種植年限增加而升高的現象，土壤全鹽含量則表現出與pH值相反的變化趨勢，其發生變化的轉折年限約為 8.4 a；設施土壤中的Na+，Mg2+，Cl-，SO2-4含量隨種植年限的變化均表現出與土壤全鹽量相同的趨勢，且與種植年限的相關性均達到顯著水平，這4種離子含量的變化可能是導致土壤全鹽量隨種植年限變化的重要原因；從土壤鹽分離子組成來看，設施菜地土壤主要以SO2-4、Cl-、Ca2+為主，分別占全鹽量的62.4%、10.6%、9.3%，設施菜地中SO2-4、Cl-、Mg2+、Na+含量與全鹽量均呈極顯著相關，其中相關性程度最大的為SO2-4（r=0.9291）和Mg2+（r=0.7224）。設施菜地中 SO2-4含量與 pH 值變化存在極顯著相關（r=－0.5508），其大量累積可能是造成調查區域設施土壤酸化的重要原因。

壽光；設施菜地；酸化；鹽漬化

來源出版物：生態學報， 2010， 30（7）: 1853-1859

入選年份：2014

不同施肥處理對土壤水穩定性團聚體及有機碳分布的影響

劉恩科，趙秉強，梅旭榮，等

以國家褐潮土16 a的長期肥料試驗為平臺（北京昌平），研究長期不同施肥對耕層土壤水穩定性團聚體及其有機碳的影響。主要研究結果：與耕種農出土壤相比，長期撂荒（CK0）可以提高水穩定性大團聚體的含量及其有機碳含量和儲量。而農田耕作后，破壞了水穩件大團聚體，相應地增加水穩性微團聚體的含量。與長期不施肥種植作物（CK）相比，長期施氮磷鉀肥（NPK）、氮磷鉀配施有機肥（NPKM）和氮磷鉀秸稈還田（NPKS）處理對水穩性團聚體數量分布和平均重量直徑（MWD）有顯著影響，其中對＞2 mm和0.25～2 mm水穩性大團聚體的促進作用最明顯，說明施肥處理增加的新碳主要向0.25～2 mm和＞2 mm團聚體富集。在不同水平水穩性團聚體中，＞2 mm和0.25～2 mm兩個級別的水穩性大團聚體有機碳的含量顯著高于 0.053～0.25 mm和＜0.053 mm水穩性微團聚體?；逝c有機肥配施（NPKM）處理可提高水穩性大團聚體含量，改善土壤團聚體的結構。長期小麥—玉米→小麥—大豆復種輪作并施氮磷鉀化肥的處理（NPKF）各級團聚體中有機碳的含量高于長期小麥—玉米輪作并施氮磷鉀化肥的處理（NPK）。

長期肥料試驗；水穩定性團聚體；有機碳；碳儲量

來源出版物：生態學報， 2010， 30（4）: 1035-1041

入選年份：2014

五種溫帶森林土壤微生物生物量碳氮的時空格局

劉爽，王傳寬

土壤微生物是森林生態系統中的重要分解者，在碳和氮循環中起著重要作用，同時也是對環境變化的敏感指示者。采用氯仿熏蒸浸提法測定了我國東北地區 5種溫帶森林土壤微生物生物量碳（Cmic）和氮（Nmic）的季節動態及其在土壤中的垂直變化。結果表明：林型之間Cmic和Nmic差異顯著（P＜0.01）。落葉松林、紅松林、蒙古櫟林、楊樺林、硬闊葉林的Cmic的變化范圍依次為：278～937 mg kg-1、218～1020 mg kg-1、313～891 mg kg-1、510～1092 mg kg-1、440～1911 mg kg-1；其Nmic的變化范圍依次為：18～72 mg kg-1、18～103 mg kg-1、24～95 mg kg-1、43～125 mg kg-1、40～208 mg kg-1。所有林型的Cmic和Nmic均隨土壤深度的增加而下降。Cmic和Nmic基本上呈現出生長季開始之前下降、生長季結束時上升、其中出現 1～2個峰值的季節變化格局，但峰值大小和出現時間隨林型和土壤層次而變。0～10 cm土層的Cmic和Nmic季節變化較大。Cmic和Nmic與凋落葉量、土壤有機碳含量和土壤總氮含量呈顯著正相關。Cmic與土壤含水量呈正相關，而與土壤溫度呈負相關。不同林型凋落物數量和組成、土壤理化性質的差異是導致其土壤微生物生物量時空格局差異的主要因素。

土壤微生物；季節動態；空間格局；林型

來源出版物：生態學報， 2010， 30（12）: 3135-3143

入選年份：2014

黔西北鉛鋅礦區植物群落分布及其對重金屬的遷移特征

邢丹，劉鴻雁，于萍萍，等

重金屬耐性植物和超富集植物的篩選、鑒定和馴化是植物修復技術研究與發展的關鍵。以黔西北4個不同恢復年限的鉛鋅礦為研究對象，通過群落生態調查利用聚類分析方法篩選出研究區域中重金屬耐性植物優勢種，并分析其對重金屬Pb、Zn、Cu、Cd的遷移富集能力。結果表明：4個礦區共發現高等植物22種，分屬13科21屬，篩選出9種重金屬耐性植物優勢種，其中轉運系數大于1的植物有：黃花蒿（Cu）、珠光香青（Zn）、大葉醉魚草（Zn/Pb/Cd）、野艾蒿（Cu/Zn/Pb/Cd）；沒有富集系數大于1的植物。其中大葉醉魚草具有耐貧瘠、耐旱、生物量大等優勢，可將其作為典型的重金屬耐性先鋒植物，用于礦區廢棄地的植物修復。

重金屬；鉛鋅礦；耐性植物優勢種；遷移

來源出版物：生態學報， 2012， 32（3）: 796-804

入選年份：2014

基于網絡分析的沈陽城市公園可達性和服務

李小馬，劉常富

城市公園是城市生態系統中主要的自然景觀元素，發揮著重要的生態、經濟、和社會效益。隨著人們生活水平的提高，城市公園的休閑游憩功能倍受關注。以沈陽為例，基于GIS的網絡分析法，結合道路和人口分布分析了沈陽及其各行政區城市公園的可達性和服務狀況。結果顯示：1）網絡分析法較緩沖區法更能準確地評價城市公園的可達性，兩個服務評價指標（服務面積比和服務人口比）較傳統的統計指標更能準確地反映城市公園的服務情況；2）通過網絡分析，研究區僅有19.47%的面積和43.41%的市民能夠在15 min內步行到達公園，沈陽城市公園數量不足且空間分布不均勻；3）市區城市公園分布和服務情況好于郊區。沈河區、和平區和皇姑區城市公園可達性最好，東陵區、鐵西區和大東區次之，于洪區和渾南新區可達性最差?；贕IS的網絡分析法能夠準確評價城市公園可達性，并可用于城市其它服務設施（學校、超市、醫療機構等）的可達性研究。研究獲得了沈陽城市公園空間分布和服務狀況的準確資料，為沈陽城市公園的空間布局優化提供參考。

城市公園；可達性；服務；網絡分析；GIS

來源出版物：生態學報， 2009， 29（3）: 1554-1562

入選年份：2014

土壤呼吸溫度敏感性的影響因素和不確定性

楊慶朋，徐明，劉洪升，等

土壤呼吸是陸地生態系統碳循環的重要環節之一，其對溫度升高的敏感程度在很大程度上決定著全球氣候變化與碳循環之間的反饋關系。為了深刻理解地下生態過程對氣候變化的響應和適應，綜述了土壤呼吸溫度敏感性（Q10）的影響因子及其內在機制，并分析了當前研究存在的不確定性。土壤生物、底物質量和底物供應顯著調控著土壤呼吸的Q10值，但研究結論仍然有很大差異。溫度和水分等環境因子則通過對土壤生物和底物的影響而作用于土壤呼吸的溫度敏感性，一般情況下，隨著溫度的升高，土壤呼吸的Q10值下降；水分過高或過低時Q10值降低。從土壤溫度測定深度、時空尺度、土壤呼吸不同組分溫度敏感性差異、激發效應以及采用方法的不同等幾方面分析了溫度敏感性研究存在的不確定性。并在此基礎上，提出了未來重點研究方向：1）土壤呼吸不同組分溫度敏感性差異的機理；2）底物質量和底物供應對溫度敏感性的交互影響；3）生物因子對土壤呼吸溫度敏感性的影響。

土壤呼吸；溫度敏感性；Q10值；底物供應；底物質量

來源出版物：生態學報， 2011， 31（8）: 2301-2311

入選年份：2013

白洋淀流域生態系統服務評估及其調控

白楊，鄭華，莊長偉，等

政策制定者在制定土地利用相關政策時需要權衡各方面的利益關系，協調資源保護和經濟發展之間的關系。由于缺乏有效的評價與權衡辦法，目前對這方面研究還較少。采用InVEST模型，評價了白洋淀流域7種服務功能指標，分析了其空間分布特征。通過情景（政策情景與保護情景）分析，較好的反映了農業直接經濟收入與服務功能之間的關系。結果表明：生物多樣性、水源涵養、土壤保持和固碳重要區域主要分布在流域西部、北部和流域中部山區；水質保護和授粉重要區域主要分布于流域東部、南部和中部平原區。政策情景下，產水量第二，農業產出有所下降，固碳能力較保護模式差，N/P輸出最少。保護情景下產水量最大，農田產出價值不變，氮磷保持與政策情景差不多，但固碳效果最好。通過權衡不同情景下服務功能得失，篩選既不損害流域居民實際經濟收入，又能使得水文服務功能得到提高的管理模式。研究表明InVEST模型可以很好的用于對自然資本評估和空間化特征分析，通過建立不同情景，評價結果可以用于權衡不同管理策略下服務功能得失，是一種評價和預測自然資本變化的有效方法，對政策制定和策略篩選具有重要的指導意義。

InVEST模型；權衡；生態系統服務

來源出版物：生態學報， 2013， 33（3）: 711-717

入選年份：2014