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摘要:尽管目前已有大量关于生物多样性评估的研究,但同时考虑生物多样性多维评估、多驱动因素对生物多样性变化的影响评估及生物多样性变化中长期动态模拟预测等研究仍相对缺乏,这会引起对生物多样性不同维度变化水平的片面理解,导致生物多样性保护工程管理决策失误。基于此,综述现有生物多样性评估维度、驱动因素及历史评估的研究进展,并基于现有研究存在的局限性提出生物多样性多维评估方法与人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建思路,基于此提出气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架。该框架包括:①生物多样性"潜力-贡献-重要性"多维评估理论与方法构建;②人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建;③人地耦合系统下生物多样性预测及生物多样性保护工程效果仿真与管理。该框架可为生物多样性保护工程管理及可持续开展提供科学建议。

摘要:人类和野生动物生存空间高度重叠,冲突不可避免,如何从冲突走向共存是学术研究的热点和难点。研究评述了人与野生动物共存的概念解析、量化评估、影响因素以及实现机制四方面的进展,发现人与野生动物共存的概念定义和量化评估还存在争议。大多研究认为共存并不意味着没有冲突,而是不可避免的冲突被控制在可容忍范围内。研究多采用容忍度、接受度、保护态度和行为等变量对人与野生动物共存状态进行量化。野生动物相关的成本效益是影响人与野生动物共存的关键因素。经济和教育手段是实现共存的重要路径。经济手段包括补偿、保险、生态旅游、保护投资等措施,通过增加野生动物保护效益、减少保护成本可以实现共存。教育手段通过提升社区保护意识和野生动物保护效益感知、增强冲突应对能力实现人与野生动物共存。未来研究可以从生态和生计视角构建主客观相结合的指标体系对人与野生动物共存进行量化;基于社会生态系统框架识别影响人与野生动物共存的关键因素,总结实现共存的成功经验;采用实验经济学方法探索适用于本土的多样化共存干预措施组合。

摘要:在海滨森林生态系统中,乔木表现出以株高降低为主的特殊海滨矮化现象。阐明海滨植被在海滨生境胁迫下的矮化响应机制是实现海滨植被保护和恢复的关键环节。从海滨森林生态系统中乔木矮化的形态和作用机制的角度出发,综述了这一矮化现象与海滨各生态胁迫因子之间的关联及作用机制的研究进展。海滨乔木受到了长期海滨大风和极端风暴的机械压力,在形态上表现出茎粗、低矮的特征;海滨贫瘠的土壤、特殊的盐胁迫和复合型的水分胁迫在导致乔木高度降低的同时降低了基径和胸径生长,表现出瘦小的性状,这与非地带性山地矮林中乔木矮化现象是不同的;乔木的矮化也同样受到了海滨频发的火灾、极端光暴露或林内高郁闭度的光胁迫等环境因子的影响。这种乔木个体的矮化最终表现为海滨植被群落中乔木层的矮化。不可否认的是,海滨乔木矮化现象是由多种因素交互作用下形成的,但迄今为止,学界对海滨矮化现象的主导环境驱动力的探讨尚处于初步阶段。在指出现有研究的不足之处的同时,提出在未来的研究中,应更多的关注全球变化下海滨森林矮化的多因素驱动模型,并基于现行的植被分类系统,提出了划分海滨矮化森林为新植被型的构想,为海滨植物和植被的保护、恢复和分类提供了参考。

摘要:城市收缩作为城市化进程中的一种现象,与碳排放之间的关系错综复杂。当前从多维度收缩视角来探究碳排放量驱动因素的研究鲜有。据此,从人口、社会和经济三个维度构建城市收缩评价体系,利用黄河中游四省50个城市2012-2020年面板数据,基于熵值法、夜间灯光指数及地理探测器等方法探究城市收缩对碳排放时空差异的影响。结果表明:①黄河中游资源型城市收缩现象最为严重,呈现"大分散,小聚集"特征。人口收缩占比最多,综合收缩最少。②碳排放总量在研究时段内从2327 Mt增长到3040 Mt,热点区域分布在鄂尔多斯市、乌海市、呼和浩特市、忻州市和朔州市;冷点区域从陕西省和河南省分散分布逐渐向河南省集聚。碳排放总量两极分化现象明显,高值区域数量少,数值大,且逐年增幅大;低值区域数量多,数值低,呈逐年降低趋势。成长型和成熟型资源城市是碳排放量的热点区域,同时城市收缩加剧了碳排放量;衰退型和再生型资源城市已经成为碳排放量的冷点区域,此时的城市收缩对碳排放量抑制作用加强。③城市收缩对于碳排放量的影响是复杂的,经济收缩对碳排放空间分异的解释力最强,人口收缩解释力最小,多数影响因素空间叠加后会产生双因子增强作用,且主导因素由人口和经济收缩转变为社会和经济收缩。可见,黄河中游城市碳排放时空格局及影响因素存在一定差异,因此,在制定双碳行动方案时应综合考虑这些差异,进而可提出有针对性且能适应于地区发展需要的节能减排对策。

摘要:贵州省是我国喀斯特生态系统的典型分布区,生态敏感且脆弱,同时其也曾是我国的连片特困区,经济发展愿望迫切。对区域环境-经济发展状况及相互作用关系进行研究具有重要意义。研究从植被净生态系统生产力、土壤碳储量、岩溶碳通量三方面计算了贵州省陆地生态系统碳吸收,以能源燃烧排放的CO₂表征碳排放量,对区域碳吸收和碳排放的时空变化特征进行剖析,在此基础上构建环境碳负荷指数和脱钩弹性系数,用于解析贵州省碳收支状况及环境碳负荷与经济发展之间的脱钩关系。结果显示:(1)贵州省植被净生态系统生产力均值为257.72 g C/m²,呈逐步增强趋势,空间上呈现西高东低、南高北低的分布格局;岩溶碳通量的均值为6.71 t C/km²,年际波动较大,集中分布在研究区东北和西南部;土壤碳储量的均值为8.38 t/hm²,其高值区主要位于研究区南部和东部边缘;(2)区域碳排放呈现出了逐年增长的特征,表明了能源消耗的增强,形成了以城市高值区为中心向外辐射递减,各点之间以道路连通为特征的分布格局;(3)环境碳负荷指数呈逐年增长趋势,表征区域面临的环境压力越来越大,特别是在贵州省主城区出现了明显的收支不平衡,能源结构优化亟待加强;(4)综合脱钩状态整体以弱脱钩和扩张连接为主,且随时间推移脱钩状态由弱脱钩向扩张连接转变,说明环境保护滞后于经济发展,也就意味着贵州省经济的发展一定程度上牺牲了环境保护。未来应进一步强化生态修复工程的可持续性,同时发展绿色经济以促进区域生态-经济可持续发展。

摘要:探究城市化对绿地空间碳源/汇的空间分布格局的影响,对评估城市生态系统的碳足迹和制定相应的碳收支管理措施具有重要意义。以净生态系统生产力(NEP)做为碳源/汇的反映指标,基于净初级生产力和土壤呼吸估算杭州市主城区绿地碳源/汇的空间分布格局,关注城乡梯度对不同绿地类型碳源/汇水平的作用。基于净初级生产力和土壤呼吸数据综合获得绿地空间NEP,通过土地利用数据和Fragstats软件进行景观格局分析,采用多元线性回归模型和逐步回归模型筛选影响NEP的景观、植被和气象因子,最后利用广义加性模型探讨NEP与各因子之间的关系。此外,分别比较了相同统计过程在不同城乡梯度和不同绿地类型之间的模型差异。结果表明:杭州市绿地空间NEP分布及其影响因子存在显著的城乡梯度与绿地类型差异。2019-2022年杭州市主城区绿地空间,整体表现为碳源,年均NEP为-0.277 kg C m^-2 a^-1;其中表现为碳汇的绿地主要分布在杭州市主城区的西部,而碳源绿地主要分布在中部和东部。整体绿地空间的NEP大小与绿地斑块面积、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与灌木物种丰富度和气温呈负相关。NEP随城区、城郊结合部、郊区的城乡梯度逐步增强;城区NEP与乔木盖度呈正相关,与景观多样性和气温呈负相关;城郊结合部NEP与乔木物种丰富度和灌木盖度呈正相关,与绿地斑块密度和气温呈负相关;郊区NEP则与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关。公园、农田、自然植被的NEP依次增大并受到不同因素的调控。公园NEP与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与景观分割指数、灌木物种丰富度和气温呈负相关;农田NEP与聚集度指数和灌木盖度呈正相关,与气温呈负相关;而自然植被NEP则与乔木盖度呈正相关,与景观多样性指数和气温呈负相关。研究进一步揭示了城市化对绿地空间碳源/汇的影响,为城乡碳收支的差异化管理提供了一定的理论和数据支持。

摘要:作为生态产品总值核算的重要内容,生态系统文化服务主要包括休闲游憩、旅游康养与景观增值三个核算内容,但受公共产品性质的影响,休闲游憩服务缺乏市场价值,因此目前的研究很少涉及对生态系统休闲游憩价值的评估。而随着公园绿地等区域被广泛利用,其能为人们带来的休闲游憩服务也逐渐成为生态系统文化服务中不可忽视的重要组成部分。因此以北京密云区的公园绿地、滨水带与山地健身区为研究对象,运用替代成本法与支付意愿法对生态系统的休闲游憩价值进行评估与比较。结果表明,替代成本法评估的结果相对更合理;公园绿地、滨水带与山地健身区的休闲游憩价值分别为2.93亿元、4.54亿元、2.78亿元;密云区生态系统的休闲游憩价值为10.25亿元,其中费用成本6.69亿元,时间成本3.56亿元。

摘要:通过生态补偿协调流域内经济发展与生态保护的关系、缓解上下游利益相关者之间的矛盾是保障流域经济社会可持续发展的关键措施,而流域生态补偿核定的关键在于两点:一是如何模拟并量化水供需服务流动的流向、流量、流速及路径以明确供需双方及其空间关系;二是如何实现栅格尺度-地理单元-行政单元的尺度推演以实现不同行政单元之间生态系统服务的盈余、占用、外溢核算。整合卫星遥感、经济社会统计、水文气象观测等多源异构数据,集成水量平衡、水供需服务流动、生态价值核算等方法,构建了基于水供需流动及其外溢价值核算的流域横向生态补偿标准核定框架,利用D8流向法解决了水供需服务流动的流向、流量、流速及路径模拟与量化,实现了"栅格尺度-地形单元-行政单元"空间尺度推演的外溢价值核算,形成了流域内横向水生态补偿资金收取与分配方案。以太湖流域为例,在全面分析水资源外溢、占用及其价值的基础上,解析了县域尺度的水供需时空关系、流动路径及属性特征,辅以水质指标进而明确界定了责任方与补偿对象,形成了补偿资金收取与分配方案。结果表明,太湖流域水供需双方界线清晰、服务流近似于自然汇流过程,供给方以流域西部、西南部、中部县域为主,特别是西部至中部的县域,应受偿资金较多,平均各县应受偿资金比例超过2%/a,应受偿资金最多的嘉善区,比例超过19.66%/a;需求方聚集于流域中部、东部,特别是黄浦江自然汇流沿岸县域,应收取补偿资金较多,平均各县应收取资金比例超过5%/a,应收取最多的浦东新区,比例超过15.48%/a;净补偿资金基本呈现西高东低的分布特征,流域的大部分城市核心区的县域净补偿资金为负值。研究的核定框架、量化核算方法、资金统筹方案可应用到其他流域的横向生态补偿机制构建,实现流域内部与流域之间生态保护和经济发展的整体协调。

摘要:普氏原羚(Procapra przewalskii)是我国的特有种,青海湖地区是其唯一的分布区,青海湖国家级自然保护区对普氏原羚的有效保护、社区发展与保护之间矛盾的协调,对于生物多样性保护具有重要意义。了解青海湖国家级自然保护区周边社区对普氏原羚的保护态度、意愿及其影响因素,可以为自然保护区开展生物多样性保护工作,维持当地生态和平发展提供保障。基于问卷调查法对自然保护区周边社区的牧民和居民进行了调查,研究表明:(1)受访者认为草场质量退化(n=92,65.25%)和草场围栏设置(n=80,56.74%)是威胁普氏原羚的主要因素;在以保护普氏原羚和给予生态补偿为前提下,牧民拆除围栏的意愿有所提高(由20.78%分别提高至34.21%和40.79%);(2)管理部门的宣教活动(79.43%)、手机(31.91%)和电视(28.37%)等媒体报道是受访者了解野生动物保护相关政策法规的主要渠道,可以增进受访者对政策法规的了解,积极影响受访者对普氏原羚的认知(P < 0.01)、保护态度(P < 0.01)和保护意愿(P < 0.01);(3)受访者一致认为自然保护区的严格管理与保护(牧民94.81%,居民96.87%)、当地牧民对普氏原羚的包容与保护(牧民97.40%,居民87.50%)是普氏原羚能够在自然保护区周边生存的主要原因;(4)受访者对普氏原羚的保护态度和意愿均较高,且愿意参与宣传教育(92.91%)和社区共管(87.94%)工作;(5)除了受访者的文化程度、年龄、宗教信仰和家庭年收入的影响,对政策法规的了解及拆除围栏认同度是影响受访者对普氏原羚保护态度和意愿的关键因素(P < 0.01)。因此,建议自然保护区以国家公园建设为契机,加强协调保护与发展的科学研究,深入开展宣传教育,增进社区对自然保护区生物多样性的认识,提升社区共管参与度。

摘要:厘清国土空间多功能相互关系及影响因素,对实现国土空间可持续利用与保护具有重要意义。以京津冀地区为例,揭示了其国土空间多功能时空变化特征,利用Spearman相关性分析、均方根误差和地理探测器诊断了多功能之间相互关系与权衡强度,并探析了多功能权衡强度影响机制。结果表明,生产功能和生活功能主要集中在东南部平原区,生态功能主要集中在西北山区,2000-2020年生产功能和生活功能提升而生态功能呈退化态势。国土空间多功能权衡强度均值表现为"生活功能-生态功能"＞"生产功能-生态功能"＞"生产功能-生活功能"。2000-2020年生产与生活功能间的权衡强度增强,从0.038上升至0.060;而生产与生态功能间权衡强度减弱,从0.190下降至0.180;生活与生态功能间的权衡强度轻微减弱,从0.206下降至0.205。京津冀西北区是生产与生态功能以及生活与生态功能权衡强度高值区,集中在承德、秦皇岛和北京市。东南部平原区是生产与生活功能权衡强度高值区,尤其是衡水、邯郸和邢台等地权衡明显加剧。国土空间多功能权衡强度空间分异受土地利用、自然因素和社会经济因素共同影响,其中土地利用强度是最主要影响因子,各影响因素在不同年份影响程度略有不同。研究结果可以帮助决策者将国土空间多功能权衡理念纳入国土空间规划与管理。

摘要:宜居性是自然生态环境和人文社会环境的有机统一体,厘清高寒生态功能区宜居性及其阻滞因子,是精准提升生态安全屏障内宜居水平并促进其人与自然和谐共生的重要前提。基于城乡宜居性评价基本范式、顾及高寒生态功能区人居系统的独特性,从自然与人文耦合视域构建由自然环境、居住环境、设施环境、社会环境4个维度、8个一级指标及24个二级指标组成的高寒生态功能区宜居性指标体系,以青海省45个县域单元为例定量评价其宜居性及阻滞因子,并探讨宜居性与生态重要性、社会经济发展状态的交互关系。结果显示:(1)青海省总体宜居水平偏低,并呈现由河湟谷地生态区、柴达木盆地生态区、环青海湖生态区、三江源生态区依次递减的地域分异;(2)宜居水平和生态重要性的空间耦合不协调,三江源生态区等生态重要区的宜居水平低,宜居水平与人口规模、经济发展均成正比;(3)青海省宜居性主要受到居住环境和社会环境的阻滞,生态地理分区层面,在自然因子的主要制约下,三江源生态区、环青海湖生态区、柴达木盆地生态区分别受设施、居住、社会环境的强约束;(4)针对不同生态地理分区宜居性特征提出未来人口引导及宜居性优化模式,即按宜居性及社会经济生态引力明确人口集聚型、疏散型和稳定型3种空间集疏类型,通过人口城镇化、就业移民、教育移民等跨区域移民及就近生态移民增强宜居性与人口分布的空间适配性,以三江源生态区等弱势区域以及饮水设施、道路设施、物流配送、网络通讯等基础设施阻滞因子为重点,提升高寒生态功能区人居系统的设施配置与供给能力。

摘要:生态脆弱区既是生态环境最敏感区域,也是返贫问题较为集中的区域,返贫脆弱性作为评价农户返贫状况的重要指标,可为生态脆弱区农户的防返贫提供有效借鉴。以地处西秦岭的陇南山区为例,构建农户的返贫脆弱性评价指标体系,并利用微观调查数据,测度农户的返贫脆弱性水平,并利用分位数回归模型揭示其影响因素。结果发现:(1)陇南山区农户返贫脆弱性指数均值为0.103,整体处于中度脆弱水平,等级分布呈"两头小中间大"的橄榄形态势。(2)不同类型农户的返贫脆弱性水平存在分化特征,高山区、农业收入占比高、抚养比高的农户返贫脆弱性较高,且农业收入占比高、抚养比高农户的高脆弱群体占比也高。(3)不同抚养比农户的暴露度与适应能力差异最为显著,敏感性水平则在不同生计方式和抚养比农户中差异最大。(4)家庭规模的扩大可显著增强农户的返贫脆弱性,而交通便利度、网络覆盖率、未来生活预期、帮扶措施多样化和政策帮扶强度的提高可有效减缓农户的返贫脆弱性;政策帮扶强度削弱了高度脆弱农户因交通便利度低所致的返贫脆弱性,帮扶措施多样化则减弱了户主受教育水平高所发挥的降脆效果。

摘要:土地利用冲突是区域土地开发利用过程中存在的客观问题,对区域经济社会发展和生态安全具有重要影响。识别、测度区域土地利用冲突,明晰其时空演化格局,有助于优化区域土地利用结构,促进土地资源的可持续利用。以重庆市为例,基于景观格局构建了土地利用冲突测度模型,从县域、镇域以及格网3个尺度全面和系统地分析了1995-2020年重庆市土地利用冲突的时空演化特征,并耦合多目标规划(Multi-Objective Programming,MOP)-斑块生成土地利用变化模拟模型(Ptach-generating Land Use Simulation,PLUS)模拟了重庆市2030年不同发展情景下土地利用冲突格局。结果表明:(1)1995-2020年重庆市县域、镇域与格网不同尺度下的土地利用冲突格局具有较大相似性,不同尺度的土地利用重度冲突区主要分布在重庆中心城区及周边地区,区县建成区。土地利用一般冲突区主要分布于渝东南和渝东北地区。研究期内土地利用冲突有所加剧,其中土地利用重度冲突区占比增加了3.09%。(2) 1995-2005年重庆市土地利用冲突区主体位于乡村地域,但冲突程度较低,随着工业化、城市化进程及人口的集聚,2005年后土地利用冲突热点区域的城市地域集聚效应显著,城市及周边地区土地利用冲突区面积和土地利用冲突度均显著提升。(3) 区域土地利用冲突空间格局不仅受到了人为经济社会活动的驱动影响,在空间格局上受自然生态环境基底影响显著,其中地形地貌的限制加剧了土地利用重度冲突区。(4)不同发展情景模拟中经济优先发展情景下土地利用冲突最为严重,生态优先发展情景下土地利用冲突最小,可持续发展情景兼顾了经济和生态发展的用地需求,土地利用冲突强度处于中间范围,但区域发展总福利最大,是未来区域发展路径最优选择。

摘要:水体溶解性有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)是河流生态系统的重要组成部分,其含量及组分的变化与生态系统功能密切相关。以青藏高原东缘龙苍沟流域27条Strahler 1级源头河流为研究对象,采用DOM荧光特性表示组分特征,同时调查各河流地理特征、气候特征和水化学特征,探究源头河流DOM含量和组分的关键调控因素。研究结果表明:溶解性有机碳(DOC)浓度在0.35-1.50 mg/L之间,平均值为0.85 mg/L。荧光指数(Fluorescence index, FI)的均值分别为0.91和1.11,类色氨酸与类酪氨酸比值(Trypto/Tyro)的均值为0.76,新鲜度指数β/α均值为0.61,表明蛋白质的生物可利用性较差、微生物活性较低。随着海拔的降低,龙苍沟流域河流DOC浓度降低,DOM组分外源性降低,而微生物生物活性升高(P ＜ 0.05)。DOM组分受地形、流域面积和气候因素影响不显著(P ＞ 0.05)。荧光指数 FI、新鲜度指数 β/α与Ca²⁺/Mg²⁺和NO₃^-浓度显著正相关(P ＜ 0.05)。逐步回归结果显示,海拔、坡降、温度、pH、氧化还原电位、DOC浓度、Ca²⁺/Mg²⁺和NO₃^-浓度都对DOM组分起到了一定作用(P ＜ 0.05)。结构方程模型结果显示,在Strahler 1级源头河流中Ca²⁺/Mg²⁺和 NO₃^-浓度是驱动DOM组分海拔变异的主要环境因素。综合以上分析,随着海拔降低,岩石风化加剧,同时人类活动的增加引起NO₃^-浓度的增加改变了水化学环境,导致DOM组分品质改善。对源头河流DOM组分空间变异和调控因素进行了研究,加深对源头河流有机物代谢过程的认识。

摘要:随着人类足迹不断延伸,高原湖泊流域人地系统三生空间冲突显著。以滇池流域为例,顾及流域三生空间冲突风险,基于三生空间景观格局和生态环境质量的变化,尝试引入四象限模型,结合热点分析,划分风险-质量综合生态环境分区。结果表明:(1)滇池流域三生空间冲突风险类型以较强为主,冲突曲线指数呈现倒"U"型,较强冲突比重不断下降。三生空间类型转换明显,生活空间共增长了312.23km²,主要是由于高原湖泊流域的快速城镇化使得生活空间大量挤占了生产和生态空间。(2)滇池流域生态环境质量总体呈现下降趋势,空间上以滇池为中心呈现高-低-高的分布特征。较高质量和高质量区面积减少了136.66km²;低质量区和较低质量区由699.65km²上升到930.51km²,约占流域总面积的1/3。(3)基于三生空间冲突风险和生态环境质量两个维度将生态分区分为综合生态环境优质、良好、一般、劣质四类,四类区的空间分布连续性相对较好,尤以劣质区面积连续扩展的态势最为典型。针对不同生态分区提出差异化管理措施,为流域人地协调发展提供实践指导。

摘要:野猪(Sus scrofa)造成的人兽冲突是我国目前野生动物管理中急需解决的问题之一,但往往管理成本高,却效果甚微。了解野猪觅食、卧息等重要行为状态的生境选择规律,对科学管理策略的制定及避免人兽冲突极为重要。以小兴安岭南坡农林混交区域的野猪(5只雌性,8只雄性)为研究对象,基于其2019-2022年春冬季卫星定位项圈追踪数据,运用隐马尔科夫模型(HMM)识别野猪觅食、卧息和移动的三种行为状态,然后用步选择函数(SSF)研究这三种行为状态的生境选择。结果表明:野猪觅食、卧息和移动的生境需求不同,但均回避落叶针叶林,且性别差异明显,雌性野猪回避农田;地形是影响雌性野猪春季和雌雄野猪冬季三种行为状态生境选择的主要因子,地形和植被类型是影响雄性野猪春季三种行为状态生境选择的主要因子;雌性野猪,在春季,选择海拔高、坡度小的生境卧息、觅食及移动,且卧息和觅食均偏爱阴坡,冬季则选择海拔高,坡度大的阳坡卧息及觅食,偏爱在混交林和阳坡移动;雄性野猪,在春季,选择在混交林和坡度大的阴坡卧息,在混交林、落叶阔叶林和海拔低的区域觅食,在落叶阔叶林、常绿阔叶林内、海拔低、坡度小和距河流近的区域移动,在冬季,选择坡度大、海拔高、接近河流的阳坡卧息,在距河流近、坡度小的区域觅食,在常绿阔叶林、坡度小和距河流近的阳坡移动。本研究结果可为该区域的野猪毁田的预测和预警,捕获地点的选择等管控措施的制定提供依据和新思路。

摘要:农田边界植草带是农田系统各斑块间生物物种迁移和群落演替、物质和能量交换的主要区域,对维持农业生物多样性及提高农田生产力具有重要意义。基于作物-害虫-天敌互作有机整体对植草带宽度的响应,选取不同宽度植草带(2 m、4 m、6 m)及其比邻农田并以对应宽度作物边界作为对照,采用地表陷阱法对蜘蛛和步甲进行取样调查,探究植草带宽度对蜘蛛和步甲种群结构、迁移扩散规律以及对农田害虫控制潜力的影响。结果表明:植草带内蜘蛛和步甲个体数均显著高于对照条带,4 m、6 m植草带的蜘蛛和步甲多度显著高于2 m植草带,且物种丰富度和多度显著高于其对照条带。此外,不同宽度植草带蜘蛛和步甲群落存在较高的异质性,蜘蛛和步甲群落结构差异显著;在4 m和6 m植草带及其比邻玉米田内,蜘蛛和步甲多度在植草带和植草带与比邻玉米田交界处显著高于农田内部,且随距离的增加,蜘蛛物种多度呈显著降低趋势,植草带宽度和距离共同决定蜘蛛和步甲的空间分布;Monte Carlo检验结果表明,植草带宽度、植被Margalef指数对农田中蜘蛛和步甲群落结构的影响均达到显著水平,蜘蛛主要优势科和步甲主要优势种主要分布在6 m植草带比邻玉米田内;4 m、6 m植草带比邻的玉米田中蜘蛛和步甲对玉米害虫的益害比显著高于2 m植草带比邻的玉米田,且4 m、6 m植草带显著增加了玉米籽粒的百粒重及比邻农田的玉米总产量。本研究对植草带涵养捕食性天敌预防害虫发生的最适宽度进行探索,综合考虑植草带耕地占用、天敌涵养和生物控害潜力等因素,确定4 m宽度植草带是具有推广价值的农田边界模式。

摘要:土壤微生物是土壤有机质和养分循环的主要驱动者,研究土壤微生物生物量碳氮变化、稳态特征及其对环境因子内在的长期响应机理具有重要意义。以南亚热带常绿阔叶林土壤为对象,对土壤微生物生物量碳和氮(MBC和MBN)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、可溶性碳(ROC)、速效氮(AN)、pH、土壤温度(ST)和土壤含水量(SWC)进行连续10年监测;应用方差分析、相关性和回归分析及稳态分析等探究MBC和MBN的年际变化和稳态特征及主要影响因素。研究结果表明:(1)旱季MBC和MBN含量分别在171.32-358.45和25.90-54.08 mg/kg区间波动,雨季分别在394.01-507.97和68.40-88.05 mg/kg区间波动;旱、雨季的MBC含量年际间变化显著(P < 0.05),但MBN含量仅在旱季变化显著(P < 0.05)。雨季MBC和MBN含量均显著高于旱季(P < 0.01),且雨季的MBC和MBN含量是旱季的2倍以上。(2)旱、雨季的MBC与MBN之间均呈显著正相关(P < 0.05)。在旱季,MBC和MBN均与ROC和AN含量显著正相关(P < 0.05),此外,MBN含量也与TP(P < 0.05)和SOC(P < 0.01)显著正相关。在雨季,仅SOC与MBN呈显著正相关(P < 0.05)。(3)在旱季,MBC含量变化主要受ROC(P < 0.05)和AN(P < 0.001)影响,MBN则受AN控制(P < 0.05)。在雨季,AN(P < 0.05)主导了MBC的变化,TP(P < 0.05)和SOC(P < 0.05)是MBN变异的主导因子。AN(P < 0.001)和SOC(P < 0.001)是旱、雨季土壤MBC和MBN变化的主导因子。(4)土壤MBC和MBC/MBN稳态指数在年际间均为绝对稳态型(P>0.05);雨季的MBN(P=0.685)为绝对稳态型,但旱季为非稳态(P < 0.01,H > 1)。雨季微生物熵显著高于旱季(P < 0.01),表明土壤有机质质量及养分利用效率更高。综上,MBC和MBN含量受季节更替显著影响,且主要受土壤SOC和AN的影响;受旱季水分限制,MBN的稳态更差。

摘要:为了阐明固沙过程中蚂蚁群落结构分布特征及其对土壤性质的影响,在腾格里沙漠固沙植被区选取流动沙地以及5 a、8 a、34 a和57 a固沙植被区为研究样地,对不同样地蚂蚁群落的个体数、类群数以及蚁丘内外土壤理化性质进行测定,进而分析了不同样地蚂蚁群落分布特征及其与土壤因子间的关系。结果表明:(1)固沙植被区蚂蚁群落中的优势类群为掘穴蚁(Formica cunicularia),个体数占比为78.87%。(2)57 a固沙植被区蚂蚁密度显著低于8 a和34 a固沙植被区(P < 0.05);5 a固沙植被区蚂蚁类群数显著低于其他植被区(P < 0.05)。(3)57 a固沙植被区蚁丘中土壤含水量、土壤黏粒和土壤全钾显著高于非蚁丘,而土壤电导率和土壤粉粒显著低于非蚁丘(P < 0.05)。8 a和57 a固沙植被区蚁丘中土壤pH显著高于非蚁丘,8 a固沙植被区蚁丘中土壤有机碳显著高于非蚁丘,8 a和34 a固沙植被区蚁丘中土壤全氮显著高于非蚁丘(P < 0.05)。(4)蚂蚁群落组成与土壤粒径、电导率、pH、有机碳、全氮、全磷和有效磷含量的相关关系显著;偏RDA 结果表明,蚂蚁类群数是影响固沙区土壤理化性质的主要限制因子。综合表明,腾格里沙漠不同固沙年限植被区蚂蚁群落组成差异较大,更丰富的蚂蚁群落有利于改善土壤质地,促进土壤理化性质向良好的方向发展,对实现荒漠生态系统恢复起到推进作用。

摘要:反硝化作用是湖岸带有效去除氮素的关键氮循环过程,受到植物、土壤理化性质及微生物等因素的影响。为探究湖岸带不同植物对土壤反硝化作用的影响,通过调查测定野芷湖湖岸带9种常见植物的根际与非根际土壤的反硝化功能基因丰度和反硝化潜势,分析其与土壤理化性质的关系,阐明植物种类影响反硝化作用的机制。研究结果表明:(1)种植植物会改变湖岸带土壤的理化指标,植物根际土的硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、总碳(TC)、总氮(TN)和可溶性有机碳(DOC)含量等显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的TC、DOC、TN、NN显著高于其他物种,桂树的根际和非根际土的pH均显著低于其他物种;(2)植物根际土的微生物反硝化功能基因(narG、napA、nirS、nirK和nosZ)丰度显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的基因丰度显著高于其他物种, pH、TN、NN和DOC等对反硝化功能基因丰度影响较大;(3)根际土的反硝化潜势显著高于非根际土,其中柳树、桂树、黄素馨根际土的反硝化潜势显著高于其他物种,黄素馨非根际土的反硝化潜势也较高,pH、DOC、TN以及napA、nirS、norB基因丰度等对土壤的反硝化潜势具有显著影响。本研究说明植物根际微环境更有利于反硝化微生物的生长与繁殖,湖岸带种植植物时可考虑不同的常绿和落叶乔木、灌木、草本植物的合理配置来提高湖岸带的氮素截留能力,以减少由过量氮素进入水生生态系统导致的面源污染。

摘要:土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是土壤生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在维持土壤生态系统过程和功能方面发挥着关键作用。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探讨连续12年氮(N)、磷(P)、钾(K)养分单一添加和复合添加条件下草地土壤理化性质、微生物群落结构特征的变化及其主要影响因素。结果表明,长期养分添加条件下,土壤有机碳和全氮均无显著变化,但磷(P、NP、PK、NPK)和钾(K、NK、PK、NPK)添加处理分别显著提高了土壤速效磷和速效钾含量(P < 0.05)。单一氮添加显著增加了土壤硝态氮和铵态氮含量,并显著降低了土壤pH值(P < 0.05)。单一磷和钾添加均提高了土壤细菌、真菌、放线菌和总PLFA含量,而单一氮添加和复合养分添加(NP、NK、PK、NPK)均显著降低了以上指标的含量(P < 0.05)。此外,各养分添加处理均未显著改变革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比(G⁺/G^-),但含氮的复合添加处理(NP、NK、NPK)均显著降低了真菌与细菌比 (F/B) (P < 0.05)。相关性分析结果表明,多种微生物PLFA含量与速效磷和铵态氮显著负相关,与土壤pH值显著正相关。基于冗余分析和随机森林模型分析发现土壤pH值和土壤磷含量是影响土壤微生物群落特征的主要驱动因素。综上,长期养分添加显著改变了土壤速效养分含量和土壤pH值,并显著影响了土壤微生物群落结构。

摘要:高寒森林土壤是最脆弱的陆地碳库之一,随着全球气候的变暖,冻融格局受到影响,这将导致土壤微生物群落结构发生变化进而影响土壤微生态过程。以西藏色季拉山不同海拔土壤为研究对象,基于16S rRNA测序技术探究微生物群落结构及多样性对季节性冻融的响应。结果表明:门水平上,冻融现象并未改变土壤细菌和真菌群落的优势菌群,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteria)为细菌群落的优势菌门,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)为真菌群落的优势菌门;属水平上,冻融前后微生物群落结构和组成差异较大,且细菌群落受冻融影响更剧烈,真菌群落受海拔影响更剧烈;OTU水平上,冻融使各海拔细菌群落和海拔3500 m、4300 m处真菌群落的α-多样性有较大提升,主要受黏粒和粉粒含量的影响;冻融使微生物群落组成在不同海拔间差异增大,且冻融前后的关键驱动因子不同,冻融前主要受碳氮比、速效钾、碳酸盐、土壤含水率、黏粒和粉粒含量的影响,冻融后主要受pH和有效磷的影响;相比于细菌,真菌群落结构的影响因素在海拔间的差异更大。本研究为深入理解气候暖化背景下不同海拔高寒森林土壤微生物对冻融的响应提供重要依据。

摘要:在保护优先区规划中,有必要考虑气候变化的潜在风险并关注物种在气候驱动下的扩散格局。基于未来生物气候数据、地形多样性数据以及土地利用数据,应用Omniscape算法,对21世纪中叶(2040-2061年)气候变化情景下京津冀地区陆生哺乳动物的扩散进行全域连通性建模并与当前情景对比分析,识别出生物多样性保护优先区。结果表明:区域尺度下,气候变化风险使得高连通性的区域逐渐从平原向山区转移,分布趋于集中;斑块尺度下,林缘连通性较高,而位于林地或草地边缘的耕地连通性低。在此基础上,共识别生物多样性保护优先区共51786 km²,其中涵养区(占56.4%)在当前和未来的连通状况均较为良好;优化区(占38.4%)应提升生境质量以满足未来连通性的更高需求;而修复区(占5.22%)面临的气候变化风险较高,亟需进行生态修复以免在未来出现连通性夹点。本研究通过评估京津冀地区两种情景下的全域连通格局,为生物多样性保护的气候适应性规划提供了科学依据。

摘要:四合木(Tetraena mongolica )是中国特有的孑遗种植物,被誉为植物中的"大熊猫",由于早期过度放牧、滥垦乱伐等人为因素,使这一物种一度濒临灭绝。预测气候变化对分布范围的影响可为四合木的野生资源保存与可持续利用提供科学基础和参考依据。利用27个地理分布点和从Worldclim网站下载的18个环境因子数据,基于优化后的MaxEnt模型预测四合木在中国的地理分布格局和限制其分布的主导环境因子。结果表明,通过调用R平台ENMeaval程序包进行模型优化,最终确定FC=LQHPT,RM=4,优化参数后的模型精度优于默认参数下的模型精度。优化后的MaxEnt模型预测测试数据集和训练数据集AUC值均在0.98以上;现代四合木潜在地理分布的总的适生区面积约为124.45×104 km²,高适生区面积约为3.35×104 km²,高适生区主要集中于内蒙古阿拉善左旗、鄂托克旗以北,黄河上游达拉特旗以南,乌海市、巴彦淖尔市以东,鄂尔多斯市以西;宁夏回族自治区北部石嘴山市及贺兰山北麓也有少量分布。最干月降水量(36.95%)、年降水量(14.83%)、表层土壤有机碳含量(11.21%)、海拔(9.38%)、最干季度平均气温(6.28%)、年均温(5.49%)、人类活动因子(3.10%)、表层土砾石含量(3.01%)、等温性(2.44%)、表层土壤碳酸盐或石灰含量(2.32%)、表层土壤酸碱度(2.02%)和最冷月最低气温(1.32%)是影响四合木分布的主要环境因子。分析发现,随着气候暖化,四合木新增适生面积将会逐步缩减,现代潜在高适生区可能依然是其未来的避难所,其分布重心可能将会向东迁移。本研究为进一步明确四合木适宜栖息地在中国的地理分布格局和制定有效的保护策略提供了科学参考。

摘要:生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子。结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而 form IC和ID的Chao1则在藻结皮达到峰值。物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主, 而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势; ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高。IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异。生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构。为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑。

摘要:全球变暖影响着树木的结构和功能,反之影响着树木生长对气候变化的响应。秦岭是我国南北方的分界线,同时也是亚热带气候和温带气候的过渡带,作为区域气候变化的敏感地带,已有许多学者在该地区开展树轮气候学研究。基于秦岭东缘伏牛山龙池曼顶部的华山松(Pinus armandii Franch.)树轮宽度建立了不同年表,分析该地区树木生长对嵩县站器测气象数据(SX)和格点气象数据(CHN)的响应。结果表明:(1)树轮差值年表(RES)的统计参数优于标准年表(STD),含有较丰富的环境信息,适于树轮气候学研究;(2)RES年表与SX器测数据和CHN格点数据的相关分析结果都表明,龙池曼顶部华山松径向生长受上一年的气候条件影响较大,且对气温的响应高于降水,与上年7-8月和当年1月的平均气温以及上年5月降水量呈显著负相关,与上年8月的降水呈显著正相关;(3)CHN格点数据能更全面地揭示月平均最高温对华山松径向生长的影响,RES年表对两个数据集当年夏季(7-9月)的降水量都呈负相关,但达到显著负相关的月份有差异;(4)多源气候数据均表明该地区存在暖干化趋势,升温不利于华山松的生长。若未来暖干化持续,秦岭东缘龙池曼地区华山松生长会进一步受限,从而影响该地区的森林植被生产力和固碳潜力。

摘要:基于黄土高原中部地区降水梯度上(绥德447mm,延安531mm,宜君603mm)的乔灌木年轮材料,通过树木年轮气候学方法分析了不同降水条件下,乔木刺槐(Robinia pseudoacacia)、山杏(Armeniaca sibirica),灌木酸枣(Ziziphus jujuba)、白刺花(Sophora davidii)径向生长的气候敏感性差异。结果表明:(1)绥德、宜君酸枣标准年表的相关统计参量明显偏低,个体生长一致性较差,年轮材料中包含的气候信息较少,这表明绥德和宜君地区的酸枣对本地气候条件已高度适应,径向生长受气候影响较小。(2)刺槐、山杏、酸枣、白刺花均在森林草原过渡带(延安)表现出较高的气候敏感性,气候要素对各物种径向生长的解释率在该地区最高。除绥德、宜君酸枣外,各样点的乔灌木气候--生长关系均存在"时滞效应"。整体上研究区内酸枣气候敏感性最差。在绥德和宜君地区,灌木气候敏感性明显弱于乔木。(3)乡土物种山杏、酸枣、白刺花在三个采样点均对长期干旱胁迫不敏感,对当地环境具有较强的生态适应性。人工物种刺槐在延安地区,从上年生长季末至当年生长季结束持续对干旱胁迫响应敏感,而在绥德和宜君地区则对干旱胁迫不敏感。刺槐、山杏、白刺花在宜君地区与温度的响应特征整体上发生明显趋势转换,温度对刺槐、白刺花的负反馈减弱正反馈增强,而对山杏的正反馈减弱负反馈增强。

摘要:不同坡向、不同海拔树木生长对极端干旱事件的响应可能不同,然而这方面的认识不足。为此,选取西藏东部珠角拉山阴、阳坡的建群树种川西云杉 (Picea likiangensis var. rubescens) 和大果圆柏 (Juniperus tibetica),在不同海拔高度建立了树轮宽度年表,分析了径向生长的气候响应,以及对极端干旱事件的抵抗力和恢复力。结果表明:阳坡大果圆柏和阴坡川西云杉的树木生长对气候的响应存在相似性,均与前一年3-6月、11-12月气温显著正相关,与当年4-5月气温显著负相关,与当年4-5月降水和帕尔默干旱指数 (PDSI, Palmer Drought Severity Index) 显著正相关 (P <0.05)。阳坡大果圆柏的抵抗力显著低于阴坡川西云杉。随着海拔升高,阴坡川西云杉树木个体的抵抗力和恢复力均显著提高,而阳坡大果圆柏树木个体抵抗力、恢复力在不同海拔无显著区别。结合混合效应模型表明树木抵抗力主要受当年4-5月平均最高气温限制,树木恢复力主要受干旱事件后四年4-5月平均最高气温限制 (P <0.01),说明生长季高温引起的极端干旱是树木径向生长下降的主要原因。

摘要:东北地区天然林资源保护工程的实施,改善了生态环境,提高了生态系统服务能力,对东北地区生态系统服务也起到了积极促进作用。为了更直观的反映东北地区天保工程的实施成效,研究基于长时间序列的遥感监测数据集-土地利用数据,采用InVEST模型和RUSLE模型对1990-2020年天保工程实施前后东北地区和天保工程区生态系统服务变化进行定量评估分析并采用Getis-Ord Gi^*指数识别热点区域。结果表明:(1)东北地区1990-2020年城乡/工矿居民用地和耕地面积分别增加25.37%,12.15%,水域减少21.42%,草地减少14.02%,未利用土地和林地分别减少8.41%,5.34%。(2)1990-2020年东北地区和天保工程区土壤保持量分别增加了95.81×10⁶ t、24.05×10⁶ t,碳储量分别减少了7.49×10⁸ tC、3.92×10⁸ tC,水源涵养量分别增加了177.51×10⁹ m³、58.65×10⁹ m³。(3)东北地区的极显著热点区域主要分布内蒙古地区东北部、黑龙江省北部、吉林省东部和辽宁省东部。随着天保工程的实施,极显著热点区域显著增加,且范围与天保工程高度重合。研究拟为后续东北地区林业政策和生态工程的实施提供科学的参考依据。

摘要:植物功能群氮含量既是理解氮沉降对生物多样性影响的关键指标,也是生产力过程模型模拟的重要参数,极易受氮素可利用性的影响和磷元素的限制。基于内蒙古温带草原4年氮磷添加试验(N10、N40、P5、P10及其交互,数字代表添加剂量,单位为g m^-2 a^-1),分析氮磷添加对植物群落及三种植物功能群(禾本科、灌木和杂类草)氮含量的影响。结果表明:(1)氮添加显著增加了群落及各功能群的氮含量,同一处理水平下禾本科(N10)和灌木(N10和N40)的氮含量显著高于杂类草,同一功能群不同氮添加剂量间无显著差异;(2)磷添加对群落和三种功能群的氮含量无显著影响;(3)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加了群落、禾本科和杂类草氮含量,且高剂量氮磷添加的促进作用更大;(4)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加群落和三种功能群磷含量而降低氮磷比,相同处理水平下禾本科和杂类草磷含量增加幅度最大。本研究将为草原生态系统管理和应对全球变化提供科学依据。

摘要:近年来亚热带地区极端气候事件热浪发生频率增加,热浪频次及间隔时间的变化使热浪发生的模式及其对植物的胁迫方式更加多样化。高频热浪不仅通过热胁迫影响植物的碳固持速率,还会间接形成水分胁迫造成植物水力结构发生障碍,影响碳水化合物的运输。然而,目前亚热带树木水力结构和非结构性碳水化合物(NSC)对复杂热浪的模式的响应仍不明确。以亚热带主要阔叶树种闽楠(Phoebe bournei)和木荷(Schima superba)苗木为研究对象进行了热浪模拟试验,关注不同热浪频次(单次,两次)及重复热浪间隔时间(短间隔、中间隔、长间隔)对苗木茎部水力结构特征及NSC的影响,使用冲洗法测定水力结构中的导水率(K_h)、最大导水率(K_max)、比导率(K_s)、木质部栓塞百分数(PLC),使用蒽酮-硫酸比色法测定茎段非结构性碳水化合物含量。结果表明,(1)闽楠和木荷的水力结构和非结构性碳水化合物在树种间存在显著差异;(2)不同热浪频次对闽楠和木荷的K_max和PLC影响存在显著差异;(3)重复热浪间隔时间变长,木荷茎栓塞减轻,而闽楠茎栓塞增加,且植株栓塞越严重,茎NSC含量越少。总体上,闽楠的水力传输系统对热浪抗性较弱,在热浪后栓塞严重,导水率下降且无法完全恢复,且NSC含量与栓塞程度相关性较弱;而木荷水力传输系统抗性较强,在热浪后导水能力可能恢复至未受干扰水平,且其恢复程度与NSC含量紧密相关。该研究结果表明,高频热浪的发生会显著影响闽楠和木荷苗木茎部的导水能力,且不同间隔时间的重复热浪事件对植物水力结构的影响存在差异性,并且两个亚热带阔叶树种对热浪伴随的高温和水分胁迫的耐受性和耐受机制存在差异。

摘要:台风对森林造成强烈干扰,改变森林生态系统的结构与功能。分析了2020年台风对小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林中不同径级、功能群(耐阴性、生活型、针阔叶)树木破坏程度的影响和地形(海拔、坡向、坡度、凹凸度)在其中的作用。结果表明:台风对不同径级以及不同功能群树种的受损数量的影响具有显著差异,具体表现为径级Ⅰ(胸径<10 cm)>径级Ⅱ(10 cm≤胸径<50 cm)>径级Ⅲ(胸径≥50 cm),耐阴性强>耐阴性弱、乔木>灌木、阔叶树种>针叶树种;而其受损率则表现为径级Ⅱ>径级Ⅲ>径级Ⅰ,耐阴性弱>耐阴性强、乔木>灌木、针叶树种>阔叶树种;损坏程度很大程度上取决于坡向与海拔位置,处于阴坡与低海拔的受损木数量较高,阔叶树种、灌木与耐阴性强的受损木表现出在阳坡与海拔较高位置出现的可能性更大,针叶树种、乔木与耐阴性弱的受损木表现出在阴坡与海拔较低位置出现的可能性更大,阴坡和较低海拔处拔根倒的受损数量显著高于干基折和干中折的受损数量;地形对受损木的风倒方向具有显著影响。总体而言,台风对森林的破坏受到多种环境因素和生物因素共同作用的影响,处于不同地形的不同径级、功能群的树木,其对台风的抵抗能力有所不同,且大径级树木、耐阴性弱的树种、乔木和针叶树种对台风的抵抗能力相对较弱,迎风坡与阴坡的树木对台风的抵抗能力相对较弱,这为理解极端天气事件对森林动态的影响以及恢复提供理论依据与参考。

摘要:为明确不同水旱轮作模式对川西平原旱作季杂草群落特征的影响,从而为旱作季杂草的高效防控提供理论依据。基于大蒜-水稻(GR)、小麦-水稻(WR)、蚕豆-水稻(BR)、油菜-水稻(RR)和马铃薯-水稻(PR)五种水旱轮作的长期定位试验,在2022年旱季采用生态学方法探究了不同水旱轮作模式下旱作季农田杂草种类、密度、株高、生物量等杂草群落结构和物种多样性特征。结果表明:(1)五种轮作模式下杂草田间密度表现为WR>BR>RR>GR>PR,生物量表现为WR>BR>GR>RR>PR,物种多样性表现为GR>BR>RR>PR>WR,物种均匀度表现为GR>PR>BR>RR>WR,群落优势度表现为WR>PR>RR>BR>GR,表明GR杂草群落稳定性最高,WR杂草群落稳定性最低且优势物种发生危害的程度最高,RR的杂草种类数少且不易发生危害;(2)五种水旱轮作模式杂草群落相似性较高,相似性指数在0.69-0.84之间,WR杂草生活型以一年生单子叶杂草为主,其余四种模式以一年生双子叶杂草为主;(3)WR优势杂草种类最少,为禾本科棒头草(Polypogon fugax Nees ex Steud),其重要值为59.53%;BR优势杂草种类最多,为棒头草、蔊菜(Rorippa indica (L.) Hiern)、毛茛(Ranunculus japonicus Thunb)和通泉草(Mazus japonicus (Thunb.) O. Kuntze);GR优势杂草为苣荬菜(Sonchus wightianus DC)和猪殃殃(Galium spurium L); RR和PR优势杂草均为三种,都包括为棒头草和蔊菜。因此,以确保旱作季杂草能得到有效控制,不同水旱轮作模式应制定不同的杂草防控措施。GR和PR应重点控制以猪殃殃为代表的双子叶杂草,WR应着重控制以棒头草等为代表的单子叶杂草,BR和RR应注重繁殖力强的单双子叶杂草的综合防治。

摘要:目前,室内通过人工控制方式开展红树林对环境胁迫的响应研究,忽视了不同红树植物物种的生长习性,且以单一胁迫为主。通过野外生长与人工控制相结合方式,研究5个时期(2018.6-2020.8)盐和铜胁迫对3种红树植物(秋茄、拉关木和木榄)11种功能性状的影响,使用单因素和双因素方差分析研究不同时期不同树种下盐和铜胁迫对叶片功能性状的影响,回答红树植物功能性状对盐和铜单一及复合胁迫响应的科学问题。结果表明,不同时期下,三种红树植物功能性状具有明显差异。随着时间增长,三种植物的碳含量和冠层高度均呈升高趋势,其他功能性状因物种不同而表现出不同趋势;与乡土红树植物(秋茄和木榄)相比,外来入侵物种(拉关木)具有更快的生长速度。不同时期下,拉关木比秋茄和木榄具有更好耐盐性,三个物种的植物生长发育对铜胁迫的响应均不敏感。大部分时期下,单一盐胁迫对拉关木的植物功能性状无显著影响(P < 0.05),对秋茄和木榄的碳含量、冠层高度和比叶面积有显著影响(P < 0.05);单一铜胁迫对三个物种的绝大多数功能性状无显著影响。另外,盐-铜复合胁迫对秋茄叶片碳、磷、氮磷比及冠层高度有显著影响(P < 0.05),对拉关木叶片碳、铜含量、冠层高度、比叶面积有显著影响(P < 0.05),仅对木榄SPAD值有显著影响(P < 0.05)。在红树林保护修复工作中,研究成果可为红树林退化原因和机理阐释、红树林生长监测评估、生境治理以及树种选择提供一定的理论依据。

摘要:全球变暖引发珊瑚礁区向大型海藻场生态演替现象与日俱增,大型海藻对珊瑚的影响主要包括抑制生长、发育与繁殖,但不同的海藻对不同的珊瑚具有不同的影响,二者之间的关系仍未有定论。为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,以枝状风信子鹿角珊瑚(Acroproa hyacinthus)和大型底栖海藻杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)为研究对象,设置了环境温度(27℃)与热压力温度(30℃),比较藻类间接接触和直接接触珊瑚对珊瑚附生微生物群落结构的影响,并从培养水环境及海藻表面微生物中寻找影响珊瑚表面微生物的原因。结果表明,去除嵌合体后共获得3369713条优化序列,并且大部分细菌得到注释。环境温度下,间接接触与直接接触组微生物表达模式接近,海藻的处理使得珊瑚表面附生微生物种类、丰度、PcoA区分度最高。门水平上,微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、放线菌门组成。目水平上,微生物群落主要由红细菌目、黄杆菌目、肠杆菌目、蓝细菌目、假单胞菌目、噬几丁质菌目组成。这些细菌表型主要包括革兰氏阴性、好氧细菌、移动元件含量和胁迫耐受四大类,生态功能主要包括化能异养和需氧化能异养。对12个处理组的36个样本进行核心ASV分析(amplicon sequence variants),共获得139个核心ASVs。以假单胞菌目、黄杆菌目、噬几丁质菌目、红细菌目为主,还包括立克次氏体菌目、伯克霍尔德氏菌目、肠杆菌目、疣微菌目等。通过线性判别分析(linear discriminant analysis)可比较各组中相对丰度具有显著差异的细菌类群。环境温度下,群落中弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)相对丰度显著升高;温度升高后,珊瑚白化且胞内寄生病原微生物丰度显著升高,如米卡弧菌(Micavibrionales)与立克次氏体菌(Rickettsiales);热压力下,海藻的加入缓解了珊瑚白化、减少了胞内寄生性微生物丰度、显著提高了益生菌海命菌(Marivita)以及Halioxenophilus丰度。因此,在不同温度下杉叶蕨藻既作为压力源转移病原菌,又协助珊瑚抵抗胞内寄生菌,结果有助于理解大型海藻-珊瑚的竞争关系,解释海藻对珊瑚的潜在生态影响。

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