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摘要:丛枝菌根真菌(AMF)作为一种广泛存在的互惠共生菌,吸收土壤中的氮(N)提供给宿主植物以交换碳,在调控土壤N流失(氧化亚氮排放和N淋溶)中发挥着重要作用。AMF在植物营养获取和环境胁迫中的作用相比,人们关于AMF调控土壤N流失的认识还十分有限。研究综述了AMF对土壤氧化亚氮(N₂O)排放和N淋溶的影响及其作用机制。大多数研究表明AMF可以减少土壤N₂O排放和N淋溶,少量研究发现AMF增加或不影响土壤N₂O排放和N淋溶。总的来说,AMF平均降低了25%的土壤N₂O排放,21%的无机氮淋溶。AMF在减少土壤N₂O排放和N淋溶过程中主要有三种途径。AMF通过促进植物生物量和土壤微生物生物量增加氮固定,从而减少土壤无机氮,进而降低土壤N₂O排放和氮淋溶。AMF通过改变非生物土壤环境(降低土壤水分和促进土壤团聚体形成)减少土壤N₂O排放和氮淋溶。在减少土壤N₂O排放中,AMF会抑制参与硝化(AOA和AOB)和反硝化(nirS和nirK)生产N₂O的相关微生物,和/或促进消耗N₂O(nosZ)相关微生物。在降低N淋溶过程中,AMF增加植物气孔导度和蒸腾作用可以有效减少渗滤液体积。土壤养分、土壤质地和植物多样性是AMF调控土壤N₂O排放和氮淋溶的影响因子。过量施肥会破坏AMF与宿主植物的共生关系,进一步增加土壤N流失的风险。在全球N沉降增加背景下,促进AMF与植物建立良好的共生关系可以作为减少生态系统土壤养分流失的一种策略。

摘要:入侵植物-土壤反馈是指外来植物通过改变入侵地土壤理化性质及生物学特性,形成影响自身生长的循环机制,从而改变本地植物群落结构和生态系统功能。基于近年国内外研究现状,探明了入侵植物-土壤反馈作用的主要驱动因素,包括:入侵植物本身生物学特性(如凋落物和根系分泌物)、土壤特性(理化性质和微生物特性)、多营养级调控以及其他非生物因素。当前研究重点揭示了土壤微生物是入侵植物-土壤反馈过程中最关键的调控因素,土传专性病原菌或共生菌在新环境中的作用可能被本地微生物减弱或中和。入侵植物-土壤反馈前沿研究已在不同时间、空间尺度和环境梯度下取得实质性进展,但多维尺度联合分析是当前及未来发展的关键趋势和新视角。针对入侵植物-土壤反馈研究现状提出7个方面的挑战与展望,期望为入侵植物-土壤反馈作用的进一步研究提供参考方向。

摘要:全球气候变化日益剧烈,土壤微生物作为陆地生态系统功能与过程的主要驱动者,是碳循环的关键驱动力,在碳循环中发挥着重要作用。通过微生物对CO₂的固定作用提升土壤的固碳潜力,可助力实现"双碳"的重大战略目标。总结了土壤微生物的主要生态功能,围绕微生物在土壤有机碳输入、固存、分解和矿化等主要过程,系统梳理了微生物在生态系统碳循环中的重要功能,以及气候条件、土壤理化性质和人为活动对微生物介导的碳循环的影响。在此基础上,提出了当前土壤微生物研究的机遇和挑战,未来需加强微生物介导的宏基因/宏代谢、蛋白质组与酶学的调控作用机制,结合全球微生物计划,开发微生物参与的碳循环模型,以提高土壤作为碳库的固存的预测能力,进而从微生物固碳角度为陆地生态系统碳库动态以及土壤碳汇的不确定性提供解释, 也为完善未来全球气候变化下陆地碳循环模型提供理论依据。

摘要:研究不同海拔群落植物生态位和种间联结可以深入解析群落的空间分布格局和生态功能,对于干旱区脆弱山地生态系统因地制宜进行植被恢复重建具有重要指导意义。研究以贺兰山东坡30个样地中17种灌木植物为研究对象,利用生态位宽度、Pianka重叠指数、种间联结检验和M.Godron稳定性测定法,分析不同海拔典型植被带(从低到高:山地旱生灌丛、山地疏林草原、温性针叶林、针阔混交林、寒温性针叶林)灌木物种的生态位、群落总体联结性和种间关联性特征。结果显示:(1)贺兰山东坡灌木群落中,置疑小檗(Berberis dubia)和金露梅(Dasiphora fruticosa)的生态位宽度最大,不同海拔典型植被带灌木物种生态位重叠较低,物种对环境资源的需求存在较大差异。(2)在山地旱生灌丛中,群落主要物种的总体联结性呈显著正相关,而山地疏林草原带则呈不显著正相关,其他典型植被带呈不显著负相关。(3)种间联结性分析显示,除了山地旱生灌丛,其余典型植被带灌木群落中负关联的种对均多于正关联的种对,且多数种对呈不显著相关,表明大部分海拔梯度下典型植被带的灌木物种分布相对独立,种间关联松散且相关性较弱,进一步分析表明,随着海拔升高,灌木群落正负联结比呈先减少后增加的趋势,群落稳定性呈先增加后减少的趋势。研究发现贺兰山东坡温性针叶林和针阔混交林灌木群落最为稳定,结果可为干旱区植被生态保护与可持续经营管理提供理论支持。

摘要:森林干扰是森林变化的主要因素之一,森林韧性反映了森林对干扰事件的适应能力,探究森林韧性的变动是提高森林韧性、保护森林生态系统、实现森林可持续发展的关键。研究利用1000多块样地的清查数据和Landsat 5/7/8遥感影像提取的连年植被指数,基于林分郁闭度的时间序列评估了2003-2022年间大兴安岭地区森林对干扰事件的韧性,进一步利用随机森林模型分析林分自身特征(平均高、平均胸径、郁闭度)、地形因子(海拔、坡度、坡向和坡位)和干扰事件特征(灾害类型和灾害等级)对森林韧性的影响。结果表明:(1)遥感影像的波段结合植被指数能较精确地估测林分郁闭度,十折交叉检验的R²高达0.88,基于林分郁闭度评估森林干扰与韧性的效果较好。(2)森林干扰引起郁闭度下降,仅不到一半的受干扰样地的郁闭度能在干扰结束后恢复。干扰程度和森林韧性随干扰类型不同而不同,火灾的干扰程度最高,虫害次之,而森林对火灾韧性最低,加强对大兴安岭地区火灾和虫害的防治是有必要的。整个地区受干旱干扰的样地最多,其韧性指标分布在1左右,森林对干旱的韧性居中。(3)干扰程度是森林韧性最重要的驱动因子,其次是海拔和林分郁闭度,其他地形因子如坡向、坡位和坡度的重要性较低。干扰程度越严重,森林韧性越低,干扰程度超过70%,森林韧性小于1,干扰结束后,林分郁闭度未能恢复到干扰前水平。森林韧性随着郁闭度的增加先增加后下降,也随着海拔升高有下降趋势。降低森林干扰的程度,特别是对高海拔的密林,是保护大兴安岭森林的有效措施。在干扰事件愈加频繁的背景下,关于大兴安岭森林韧性的研究结果对当地森林经营和保护具有重要意义。

摘要:结合树木年轮学和Vaganov-Shashkin过程模型,系统解析秦岭南麓华山松(Pinus armandii)和油松(Pinus tabuliformis)径向生长在年、月、日尺度上的气候响应机制,并耦合CMIP6四种排放情景(SSP126, SSP245, SSP370, SSP585)预测其未来适应性,为森林可持续发展提供依据。结果表明:(1)研究区气温持续增加(P<0.05),火地塘林区华山松在1971-2023年呈现显著上升的生长趋势(Slope=0.003, P<0.05),而武乡林区油松通过响应气温突变减缓衰退。(2)两树种响应呈现空间-种间分异:油松在武乡林区与前一年10月及当年3、9月气温正响应(P<0.05),但受前年与当年9月降水抑制;火地塘油松则对当年4-8月气温正响应,而对前一年8、10月降水负响应。华山松响应模式差异更显著:武乡林区华山松受前一年6月气温与当年2、9月降水负调控,而火地塘华山松对当年9月降水显著正响应(P<0.05)。(3)Vaganov-Shashkin模型表明:在5-9月生长季期间,华山松和油松的生长持续受到降水的限制。气温上升导致二者的生长季延长,武乡林区华山松则通过高效排水抵消水分胁迫显著延长生长季(0.33天/年,P<0.05)。(4)未来情景下,华山松树轮指数至2064年预计增长4%(P<0.05),其低水分需求阈值(W₁ = 0.0079%)优于油松(W₁ = 0.0397%)表现着对暖干化更好的适应性。研究为秦岭人工林应对暖干化及实现"双碳"目标提供了基于生理过程的决策工具,可为类似气候区树种适应性研究提供参考。

摘要:为了解析梭梭(Haloxylon ammodendron)茎杆横切面特殊的纹理结构,研究基于CT扫描图像,通过对梭梭生长轮快速生长带外包络线的提取,重建了生长轮三维影像,从三维纹理结构揭示出二维横切纹理结构的成因。研究发现,梭梭快速生长轮之间存在着直接的连接,即各轮层导管间存在横向连通。研究将相邻生长轮导管之间的跨连结构命名为连桥结构,该结构是梭梭实现水分横向运输的高效通道。梭梭次生木质部缺少木射线,其水分横向运输功能由连桥结构组成的横向运输系统所完成。连桥结构也是造成梭梭横切面纹理呈现断续螺旋线的原因。梭梭连桥结构分为横向和纵向两种基本层间跨连模式。横向连桥在快速生长轮造成的近椭圆形不连续开口面积平均值为0.51 mm²,纵向连桥造成的不连续开口面积平均值为0.17 mm²。平均6-7个连桥串联形成连桥组,并成辐射状分布于梭梭次生木质部中,连桥组中多数呈现向上倾斜,少数向下倾斜,倾斜角度在±13.2°-17.46°之间。由连桥串联形成的连桥组实现了梭梭水分横向快速运输,形成了适应干旱环境独特的水分运输系统。利用重建的生长轮三维纹理影像,通过纵向观察,观察者可以清晰的区分连桥结构和生长轮层。研究结果有利于梭梭生长轮的计数,有利于梭梭种群年龄结构的调查,也为在生理生态水平、分子水平揭示梭梭生长规律提供了新的研究思路。

摘要:植被稳定性和生物多样性对维系生态系统平衡及人类可持续发展具有重要意义。现代植被及植物多样性分布格局是长期气候变化和人类活动共同作用的结果,从长期视角审视植被及植物多样性变化过程与特征是正确评估未来植被演变趋势的重要基础。鉴于此,研究通过对云南洱海56 cm沉积物岩芯的孢粉和沉积物古DNA(sedaDNA)分析,重建了洱海地区自1570年以来的植被组成和植物多样性变化历史。结果表明,孢粉和sedaDNA识别出的植物类群在数量和种类上均具有较大差异,其中sedaDNA检出的植物类群更为丰富且总体具有更好的分类学精度。孢粉记录显示,尽管经历了显著的气候变化和人类活动干扰,洱海区域植被却维持着相对稳定的状态,体现出较强的生态韧性。气候变化主要影响窄生态幅植物(如铁杉),而人类活动(如砍伐、农业发展)则对松属、桤木属及禾本科植物的分布产生较大影响。sedaDNA记录主要反映湖周或流域内植被变化,揭示了稻属、荞麦属、高粱属等经济作物的长期演变趋势,且这些变化主要受人类活动驱动。此外,孢粉和sedaDNA均显示自1570年以来植物多样性发生了显著变化,尽管两者在变化趋势上存在差异,但均表明人类活动是主要影响因素。研究认为孢粉和sedaDNA记录在揭示植被历史变化方面具有互补性,能够更全面地评估植被动态及其驱动机制。此外,洱海地区植物多样性对人类活动响应敏感,因此未来植被保护需重点关注植物多样性的变化。

摘要:喀斯特山地城市遗存山体是生物多样性资源的主要聚集地和生物多样性保护利用的关键区域,明晰不同规模遗存山体植物多样性特征,对喀斯特山地城市生态恢复与植物多样性保护具有重要的意义。研究以喀斯特山地城市(贵阳市中心城区)不同规模遗存山体为研究对象,运用单因素方差分析、最小显著性差异法、一元线性回归等方法,分析了城市遗存山体的植物多样性特征及其与山体规模的关系。结果发现:(1)9座山体共记录植物342种隶属102科257属,大、中、小型山体分别记录植物255、107、171种,植物α多样性均表现为草本层和灌木层高于乔木层的特征。(2)遗存山体规模对植物多样性有显著影响,植物群落α和β多样性指数均表现为大型山体最大、中型山体最小的特征。(3)遗存山体植物群落α多样性指数总体上与山体面积呈线性正相关关系;但当遗存山体面积小于10 hm²时,植物群落α多样性指数与山体面积呈负相关关系。因此,在喀斯特山地城市的城市建设和生物多样性保护过程中需尽可能减少对大型遗存山体的切割和蚕食,同时加强对现存小型山体植物多样性的保护。研究结果可为山地城市植物多样性保护与规划提供理论支持与科学依据。

摘要:开展补播对退化草原物群落特征和种群生态位影响研究对草地生态建设具有重要意义。在宁夏退化荒漠草原,以封育为对照(CK),选取沙生冰草(Agropyron desertorum)、蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、牛枝子(Lespedeza pataninii)、沙打旺(Astagalus laxmannii)、草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)为补播草种,以禾本科与豆科物种总比例(种子重量比例)2 ∶ 1设置6种乡土草种补播组合,对补播多年后荒漠草原植物群落特征和种群生态位进行了研究。结果表明:(1)各草种组合补播后植物数量特征较天然封育草地(CK)均有提升;物种多样性指数除Pielou均匀度指数外,天然草地Margarlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均高于补播处理草地。(2)除蒙古冰草+沙打旺的组合外,其余草种组合物种生态位宽度2以上的物种数占本处理总物种数比例均达到50%以上;不同草种组合补播下,各处理样地物种间资源竞争激烈,但生态位重叠明显(Q_ik≥ 0.5)的种对比例相较于天然草地均有不同程度的降低。(3)不同草种组合补播后总体联结性不尽相同,其中沙生冰草+蒙古冰草+牛枝子组合呈显著负联结,沙生冰草+蒙古冰草+草木樨状黄芪组合呈显著正联结;各草种组合中呈显著负联结的种对数均高于呈现显著正联结的种对数。(4)土壤速效磷、土壤全氮含量及土壤pH值通过直接或间接途径驱动植物群落结构和生态位分化,其空间异质性通过资源分配和种间竞争塑造了多样性格局。研究认为,综合植物群落特征、生态位及种间关系,沙生冰草+蒙古冰草+草木樨状黄芪是研究区退化荒漠草原最佳补播草种组合。

摘要:计算森林净初级生产力(NPP)的多年总量,分析其分布与异常的成因,对于评估和优化森林长期碳汇功能具有重要意义。以饶河流域为研究对象,基于NPP数据与土地覆被数据,提取叠加获取2001-2022年森林NPP总量分布图,使用OLS模型、地理探测器、空间自相关和交叉表等方法对森林NPP总量的分布与异常进行分析。结果表明:(1)2001-2022年饶河流域森林的减少主要由于耕地和建设用地的占用,森林增加主要来源于退耕还林,流域森林面积总体呈下降趋势;(2)研究期间饶河流域森林的碳吸收量为122.20TgC,森林NPP总量平均值为12.31kgC m^-2 (22a)^-1,范围为0-25.49kgC m^-2 (22a)^-1,其中,80%的森林在9.26-16.23kgC m^-2 (22a)^-1之间,有过土地利用变更的森林在生长期间固碳能力略有下降。(3)饶河流域森林NPP总量分布总体呈东北高、西南低的态势,其空间分布与9种因子的分布均存在显著相关性(P＜0.01),各影响因子中植被覆盖度、气温、高程、坡度、夜间灯光和土壤类型的影响较强,并且分布趋势与植被覆盖度、高程、坡度、降水相同,与气温和夜间灯光的趋势相反。(4)在500m×500m空间尺度下,异常点的分布受到交通与水系分布的极显著影响(P＜0.001),道路对异常高值分布的影响远高于河流,而对异常低值的影响略低于河流。研究探析了饶河流域森林22年碳吸收量的空间差异与成因,以期为林业长期固碳功能评价、风险点识别与可持续发展提供理论依据和技术支持。

摘要:全球气候变化正驱动气候要素空间配置发生系统性重组,然而气候格局演变对植被生产力的影响机制仍存在显著认知缺口。通过构建气候格局指数,定量评估1980-2022年全球多尺度区域(全球、大洲、国家及区域)气候格局变化对植被净初级生产力(NPP)的影响。研究发现:(1)全球尺度上,降水格局趋同化导致NPP极显著增加,温度格局趋同化导致NPP极显著减少,由于降水格局变化对NPP的影响远大于温度,所以降水格局主导气候格局对NPP的影响;(2)跨尺度结果显示,在全球、洲际(亚洲)、国家(中国)及区域(青藏高原)尺度,气候格局与NPP的响应关系一致,证实该机制在全球变化变暖背景下具有一定的普适性;(3)1980-2022年,多尺度区域气候格局与NPP的规律一致,即气候格局趋同化导致NPP极显著增加。研究首次实现气候格局对植被生产力影响的定量估算,为改进地球系统模型中生物地球化学循环模块提供了新的理论框架。

摘要:水分是干旱半干旱地区限制植物生长的关键因子,研究不同季节植物水分利用策略可为区域植被恢复树种选择和林分结构优化调整提供科学依据。通过对不同季节贺兰山东坡油松(Pinus tabuliformis)、山杨(Populus davidiana)和青海云杉(Picea crassifolia)植物木质部水、植物潜在利用土壤水和地下水采样,采用氢氧稳定同位素技术,结合直接对比法、多元线性混合模型(IsoSource)和贝叶斯混合模型(MixSIAR),分析3种典型植物的水分来源与利用策略。结果表明:1)随着土层的加深,土壤含水量呈现逐渐降低的趋势,而且土壤含水量表现出明显的季节效应,春季呈现青海云杉>油松>山杨,夏季和秋季呈现青海云杉>山杨>油松。2)研究区大气降水线方程为:δD=6.97δ¹⁸O-2.21(R²=0.9238),其斜率小于全球大气降水线(GMWL),表明研究区蒸发较强,气候干燥,符合干旱半干旱地区特征。3)春季3种植物主要吸收深层土壤水和地下水;夏季青海云杉和山杨主要利用浅层土壤水,油松主要利用中层土壤水;秋季表层土壤水含水量低,植物主要吸收浅中层土壤水,3种植物的水分利用策略表现出较强的季节性生态适应策略。4)在干旱半干旱地区,春季可用MixSIAR模型解析植物水分利用策略,夏秋季节IsoSource模型解析植物水分利用策略效果更好。本研究可为干旱半干旱区山地生态系统植被以水定绿和结构优化调控提供理论依据,并为干旱半干旱地区植物水分来源的模型选择提供参考。

摘要:热带气旋(台风/飓风)在全球十大最危险的自然灾害中排名第一,可能会对森林结构和功能以及土壤养分循环产生显著影响。氮是陆地生态系统生产力的主要限制元素,其组分和含量对维持森林生态系统功能至关重要。然而,台风干扰对沿海森林土壤氮组分的影响尚不清楚。因此,采用模拟林窗大小实验,研究台风"杜苏芮"对我国东南沿海亚热带常绿阔叶林表层(0-10 cm)和亚表层(10-30 cm)土壤铵态氮、硝态氮、可溶性氮和微生物生物量氮含量的影响。结果表明:台风干扰后土壤铵态氮含量增加(33.16±31.89)%,土壤硝态氮、可溶性氮和微生物生物量氮含量分别降低(47.42±25.57)%、(45.70±22.38)%和(32.35±48.62)%。台风干扰两天后,不同大小林窗土壤硝态氮含量降低34.76%-75.95%,降低幅度显著高于林下。台风干扰一周后,林下和小林窗土壤微生物生物量氮含量降低41.47%-62.11%,降低幅度显著高于大、中林窗。此外,台风干扰一周后,大林窗和中林窗亚表层土壤铵态氮含量显著增加了71.82%和80.54%,增加幅度显著高于表层土壤。综上,台风干扰不仅对土壤氮组分具有显著的即时效应,而且还能通过形成不同大小的林窗增强后续台风对土壤氮库的影响。研究结果可为深入理解全球变化背景下沿海森林土壤养分循环过程对台风干扰的响应与适应以及沿海森林土壤养分管理提供科学依据。

摘要:草被是调控坡面侵蚀的有效措施,然而草种配置及其不同部位对坡面侵蚀过程的调控效应尚缺乏定量研究。采用人工模拟降雨试验,系统研究了不同雨强下高羊茅、苜蓿混播及单播草地不同部位(叶、茎、根)对黄土坡面侵蚀过程、径流侵蚀动力及土壤侵蚀阻力的影响。结果表明:混播草地的减流减沙效益高于同部位的单播草地,且高羊茅的减流减沙效益高于同部位的苜蓿。各草被地上部分(叶与茎)减流的相对贡献均高于根系,但其减沙的相对贡献则均呈现出根系高于地上部分的特征。草被主要通过地上部分削减坡面径流流速和增加坡面阻力来实现对径流侵蚀动力的调控。混播草地对坡面径流的减速增阻效益高于同部位的单播草地,且高羊茅的减速增阻效益高于同部位的苜蓿。同时,草被主要通过根系生长活动改善表土性质进而增强土壤侵蚀阻力。不同的根系类型导致了土壤侵蚀阻力的差异,须根系高羊茅增强土壤侵蚀阻力的作用优于直根系苜蓿,而混播草地较大的根长密度及稠密的细根结构显著改善了表土理化性质,从而表现出更佳的土壤抗侵蚀能力。研究揭示了草被通过地上部分和根系实现对坡面侵蚀动力-阻力的同步双调控效应。草被垂直结构越完整,坡面侵蚀的调控效应越显著,且以混播草地对黄土坡面侵蚀的调控效果最佳。研究结果可深化草被覆盖调控坡面侵蚀过程研究,并可为陕北黄土区草被恢复管理提供重要的科技支撑。

摘要:随着人工林面积的逐渐增加,林下物种多样性在涵养水源、保持水土、提高森林生态系统稳定性等方面发挥重要作用。为探究影响林下物种多样性的关键因子,以七老图山华北落叶松人工林、油松人工林、樟子松人工林与华北落叶松与白桦人工混交林为研究对象,采用单因素方差分析、Pearson相关性分析、逐步回归分析和变差分解等方法,筛选出影响物种多样性的关键因子及其环境因子对物种多样性的解释率。结果发现:(1)4种典型人工林林下下物种多样性丰富,共计43科56属68种,人工林下多以菊科、蔷薇科、毛茛科、禾本科、十字花科为主;(2)4种林分类型中华北落叶松与白桦人工混交林林下物种多样性最高,为32科45属47种,并且物种多样性指数与其他三种林分类型存在明显差异。(3)通过Pearson相关性分析、逐步回归分析发现林分结构中胸径是影响物种多样性关键因子,林分密度、郁闭度、树高是影响物种多样性主要因子。(4)进一步通过变差分解结果显示,林分结构的解释率最高,对Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数解释率分别为49.1%、44.6%、50.3%、20.5%。因此,欲提高人工林下物种多样性,应适当调整人工林上层林木的胸径,以此优化林分密度、郁闭度,改善林分结构,从而提高林下物种多样性。

摘要:丛枝菌根真菌(AMF)有利于促进植物对养分的吸收,但是不同种类AMF在促进植物氮(N)、磷(P)养分吸收以及它们的流失方面是否存在明显的差异仍不清楚。以与AMF共生的杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,通过向其接种不同种类AMF(摩西球囊霉、根内根孢霉和幼套近明球囊霉)探究不同种类AMF接种及接种后不同时间段对杉木N、P吸收与流失的影响。结果发现,AMF能显著提高杉木幼苗的苗高、根长、干重、根体积、根表面积和根系侵染率。摩西球囊霉比其他两种AMF更有利于提高杉木幼苗的根长、根表面积和根体积。AMF接种有助于提高植物对N、P的吸收,而且摩西球囊霉对植物N吸收的促进作用最强。不同种类AMF对杉木P吸收的促进作用主要表现在接种的初期,接种根内根孢霉更有利于促进杉木P吸收。AMF接种减少杉木幼苗土壤中NO₃^--N和NH⁺₄-N的流失,其中根内根孢霉对NH⁺₄-N和NO₃^--N的减少效果最显著。此外,AMF能有效减少土壤P素的流失,与其他AMF相比,摩西球囊霉显著降低了接种前期全P、颗粒态P、有机P、可溶性P的流失;在接种后期,幼套近明球囊霉显著降低了无机P与可溶性P的流失。总体而言,摩西球囊霉更有利于促进杉木N吸收,而根内根孢霉更有利于促进杉木P吸收。不同种类AMF接种在减少土壤N、P流失方面存在明显的种类与时间差异。

摘要:为阐明重度火灾对林地持水力的影响,揭示森林持水性能对林火的响应机制。以缙云山火烧迹地为研究对象,测定土壤理化性质和枯落物持水力等指标,量化各因素对林地持水力的重要性。研究结果表明:(1)缙云山重度火灾区林地有效持水量减少44.3%,林地最大持水量提高14.6%。枯落物蓄积量下降36.9%,而枯落物有效拦蓄率提高13.6%;土壤平均自然含水率、饱和含水率分别提高68.0%、15.9%。(2)随土层深度的增加,土壤理化性质变化明显。重度火烧后土壤容重下降15.3%,毛管孔隙度下降44.3%,总孔隙度提高14.7%,土壤有机质增加48.2%。(3)冗余分析结果表明,土壤容重、土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度是影响土壤持水力的关键因子,三项所占解释量之和达83.1%。火烧干扰、土壤有机质和土层深度对林地持水力也具有重要影响。土壤持水力在林地持水力中贡献最大,土壤容重、土壤毛管孔隙度是影响重度火烧后林地持水力的关键因素。研究结果量化了重度火灾对林地持水力的影响,可为后续制定林地恢复与管理策略提供科学依据,促进生态系统的可持续发展。

摘要:我国草地在经历初步恢复阶段后,草地管理已从延续多年的"围封禁牧"逐步转入全面实行"草畜平衡"政策。然而初步恢复的草地仍然脆弱,土壤养分和植被结构等慢变量尚未恢复到原生状态。因此,急需探讨此类草地的合理利用率,以实现草畜平衡和持续恢复。研究以锡林郭勒地区初步恢复的典型草地为研究对象,构建了地上生物量利用率梯度,量化分析了草地生态指标在该梯度上的变化特征,探讨了合理利用率。研究结果表明,在该地区,初步恢复草地的合理利用率仅为同区域原生草地的一半。当利用率超过该值时,该初步恢复草地的地上生物量、高度、盖度、以及羊草等气候顶极群落建群种的生物量均呈现显著下降,草地恢复趋势被打断。此结果支持了农业部行业标准所主张的,中轻度退化草地需要对合理利用率进行调减的管理原则。因此,管理初步恢复草地,应采取比本地原生草地更低的利用率。草原管理部门需要建立"草地生态实际恢复状况、合理利用率、补贴额度"之间的浮动联系机制,以确保草地在解禁放牧后仍能实现持续恢复。

摘要:准确绘制大尺度草地类型分布图对草地资源管理和草地生态系统保护至关重要。我国广泛使用的草地资源图已有40多年的历史,迫切需要绘制新的草地类型分布图,以更准确地反映草地资源的实际分布情况。然而,大尺度区域草地类型具有高度的空间异质性,且在复杂分布地区传统光谱特征分类效果不佳,使得精准制图面临挑战。研究基于谷歌地球引擎云平台,结合Landsat地表反射率数据、光谱指数、纹理特征、物候特征以及生境特征(气候、地形和土壤),构建了多源特征数据集,以新疆为研究区,结合中国草原分区方案,应用随机森林模型进行分区草地类型分布制图。结果表明:(1)多源特征融合显著提高了草地类型分布制图的精度,物候、地形、土壤和气候特征的引入使总体精度分别提高了25.64%、27.40%、23.57%和28.73%。(2)多源特征结合分区建模的制图策略效果更佳,其总体精度和Kappa系数达到了80.86%和0.76。与单一整体建模相比,分区建模精度分别提高了3.51%和0.05。(3)空间分布格局显示新疆草地主要沿着山地呈垂直地带性分布,随着海拔的升高,草地类型从低海拔的温性荒漠逐渐过渡至高海拔的高寒草原。(4)近40年新疆草地总面积呈先减少后增加的趋势。1980-1990年间,大面积草地转变为裸地;而1990-2020年,草地面积呈现恢复性增长,主要贡献来自于山地区域裸地的植被恢复;同时,在盆地区域仍有较大面积草地转化为耕地和裸地的情况。研究阐明了新疆草地类型精细空间分布格局以及1980年以来的时空演变特征,可为区域草地资源可持续管理和生态保护提供重要的科学依据。

摘要:围栏封育是荒漠草原脆弱生态系统恢复的有效方式,为揭示长期围栏封育后荒漠草原生态系统结构和功能的恢复效应及其轨迹,并探讨其对封育年限、降雨、温度、植被和土壤类型等环境因子的依赖性。研究以中国北方荒漠草原生态区为研究对象,基于2000-2023年间165篇中英文文献的meta分析,整合99个独立试验的7109条数据:涵盖植被、土壤及微生物等66个属性参数,展开系统研究,结果表明:长期围栏封育后,(1)植被结构(高度、盖度和密度)、多样性(物种丰富度和香农维纳指数)和功能(生物量、枯落物量和净初级生产力),分别显著提升了30%-50%、10%-15%和20%-90%;土壤结构(团聚体)、养分(水分、全磷、全钾)及微生物活性(碳氮含量和土壤呼吸),分别显著提升了8%-30%;(2)植被结构与多样性在封育0-5年内显著恢复,但生态功能和过程(地上地下生物量、净初级生产力、土壤水分养分、土壤呼吸)的全面恢复,通常需要11-15年;(3)植被和土壤恢复存在显著的时间(4年和10年)、降雨(160 mm、250 mm和290 mm)和温度(3.5℃、6℃和8℃)阈值,阈值前后生态恢复效果和轨迹表现出显著差异。荒漠草原经历20多年围栏封育恢复:地上植被恢复较快,但土壤结构和功能恢复滞后,生态系统过程的稳定性尚未完全实现。生态系统恢复效应存在封育年限、降雨和温度多重环境阈值,且不同生态系统属性的恢复效果和轨迹,在环境阈值存在显著差异,这些可作为长期封育草地的适应性管理的参考点;未来区域尺度整体多要素、多功能的综合恢复提升,需要在特定气候、植被类型下,采取生态恢复与生产利用相结合的道路。

摘要:为探究果园生草技术的实践应用效果以及其在生态效益提升方面的作用,收集了1995-2024年发表的81篇文献,应用整合分析的方法,评估生草对果园增肥、固碳和增产提质效益的影响,并从生草类型、生草年限、气温、降雨、海拔五个方面分析和对比了不同条件下果园生草生态效益的变化。整合分析结果表明:1)涉及的果园草物种类型有40个,隶属5科,其中豆科(16种)、禾本科(16种)为主要科属,占物种总数的80.0%,生草的主要品种有白三叶草(27.4%)、黑麦草(12.4%)、紫花苜蓿(6.2%)、毛叶苕子(4.9%)。2)生草具有显著的增肥效益,可使果园土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别平均增加27.3%、27.4%、25.8%和23.3%。3)生草果园平均草固碳量为8.86 t hm^-2 a^-1,土壤和果实固氮量分别较清耕果园增加为2.14 t hm^-2 a^-1和1.42 t hm^-2 a^-1。4)生草使单位面积产量、单果重、可溶性固形物分别平均增加20.9%、9.3%和9.6%,可滴定酸降低4.9%。5)种植豆科草类有利于增肥和固碳,禾本科草类则促进增产提质,且效益提升幅度随生草年限增加。6)年平均气温在10-20 ℃、年降水量介于400-800 mm、海拔处于400-800 m区间的自然条件下区域,有利于生草果园生态效益的发挥。研究结果为果园生草技术的优化和推广提供了科学依据,可指导果园管理者精准调整生草策略,以实现果园生态与经济效益的协调提升。

摘要:土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)是支撑温性草甸草原土壤质量和植被生长的关键营养元素,通过高光谱数据对其进行估算对实现温性草甸草原土壤养分信息的快速和准确监测具有重要意义。以呼伦贝尔温性草甸草原三种不同利用方式(放牧、刈割和围封)的草地为研究对象,选取了18个样地,每个样地设3个样方重复,分别采集0-30 cm的土壤样品,测定土壤碳、氮、磷含量和土壤样品高光谱数据,通过BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和偏最小二乘法(PLSR)建立高光谱反演土壤碳、氮、磷化学计量比模型,比较建模决定系数(R²)以及均方根误差(RMSE)选择最优模型。结果表明:(1)RF模型对三种利用方式下全碳、全氮、总磷含量的光谱反演均有优秀表现(R²≥0.4433,RMSE≤12.0604),BNPP模型表现次之,PLSR仅适用于放牧利用方式下TC、TN、TP含量的反演;(2)放牧利用方式下,三类模型对土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)光谱反演均有良好表现(R²≥0.4144,RMSE≤65.4081);(3)刈割利用下,C/P的光谱反演中BNPP表现良好(R²＝ 0.9916,RMSE=7.0938),PLSR次之,C/N光谱反演中仅RF表现良好(R²＝ 0.7749,RMSE=0.3028);(4)围封利用下,三类模型对C/N、C/P的光谱反演均有良好表现(R²≥0.4462,RMSE≤24.0289),而N/P的光谱反演中仅PLSR表现良好(R²≥0.7172,RMSE≤0.8171)。本研究认为RF模型在呼伦贝尔温性草甸草原区具有更强的普适性。研究结果以期为基于高光谱反演的不同利用方式下温性草甸草原表层土壤碳氮磷定量反演提供理论支撑与技术支持。

摘要:8.8地震后九寨沟生态地质环境受到严重损毁,灾害防治形成的工程创面通过生态修复可以实现景观恢复,为了探讨土壤微生物群落、植被特征和土壤理化因子之间的相互作用及其与修复时间的响应关系,研究选取了九寨沟高海拔区(2082-2545m)修复2-6a的典型陡立工程创面作为研究对象。通过对修复区土壤细菌16S rRNA和真菌ITS基因进行高通量测序,结合土壤理化性质测定和植被特征分析,并采用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)探讨了土壤理化性质、植物群落和土壤细菌群落在修复时间变化中的协同效应特征。结果表明,随着修复时间的增加,土壤细菌群落的多样性和丰富度逐渐恢复,同时土壤理化性质和植被恢复效果逐步接近自然状态。老虎海边坡(LBP-5)的氨氮含量相比于修复2-3a的区域提高了35.1%至213.8%,且与对照组(TR)无显著性差异。平安桥边坡(PAQ-6)与TR在植物多样性、均匀度和优势度上的差异性不显著。PLS-PM分析结果显示,修复时间和植物多样性显著影响了细菌优势菌门的相对丰度和群落组成,而对真菌群落的影响较小。修复时间对植物多样性和细菌多样性的路径系数均为0.449,植物多样性对细菌多样性路径系数为1.063,具有显著正向影响,并且植物、土壤和细菌群落之间存在显著的协同作用。

摘要:长期干旱和随后的复水过程是许多陆地表层土壤普遍存在的自然现象,在复水过程中,土壤微生物所主导的变化,很可能才是干旱对土壤产生深远影响的真正根源。在极端天气逐渐加剧的当下,这一过程对森林土壤的影响至关重要。实验采集经过8年干旱处理和未经过干旱处理(对照)的中国南亚热带常绿阔叶林0-10 cm和10-20 cm两个土层土壤样品,开展室内不同水平复水(田间持水量的40%、60%和80%)培养实验,并对培养前后的土壤进行微生物群落及其胞外酶活性的测定。研究结果表明,长期干旱处理显著降低了0-10 cm土壤真菌丰度以及10-20 cm土壤有机碳和总磷含量,以及β-半乳糖苷酶(GAL)和β-葡萄糖苷酶(BG)的活性。不同复水处理下,对照土壤微生物群落组分和丰度变化不大,但在复水60%处理下土壤微生物胞外酶活性普遍高于其他两个处理,表明60%复水处理可能最适合微生物生长和代谢活动。复水后历史干旱土壤细菌、真菌及放线菌的丰度在不同程度上仍低于对照处理,其中土壤有机碳和总氮含量是引起土壤微生物群落结构变异的关键环境因子。复水后历史干旱土壤微生物胞外酶活性均能快速回复至对照水平,但在复水40%处理下历史干旱10-20 cm土层土壤微生物胞外酶活性显著高于对照水平,导致该土层土壤有机碳在历史干旱和对照之间差异显著。此外,历史干旱也降低了复水60%处理下(由25.56 g/kg到20.53 g/kg,P=0.053)和复水80%处理下的土壤有机碳(由24.92 g/kg到17.58 g/kg,P<0.01)。这些发现表明历史干旱对中国南亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落及其胞外酶活性的影响在短期复水时具有明显的遗留效应,即延缓土壤微生物群落恢复但可能会在低水平复水后更大程度上刺激土壤微生物胞外酶活性。研究结果表明在未来极端气候下,无论是长期干旱还是短期复水后均可能会导致我国南亚热带森林土壤有机碳库损失。

摘要:森林生态系统凋落物和土壤层在降雨拦蓄和水分储存等方面发挥重要作用。尤其在气候变化背景下,极端降雨和干旱事件直接影响凋落物和土壤层的水源涵养功能,进而对人工林的可持续经营构成威胁。以亚热带地区三种主要人工林(尾巨桉、马尾松、杉木)为研究对象,基于传统浸泡法和模拟降雨法测定凋落物持水性能,使用环刀法评估土壤持水性能,综合分析凋落物和土壤层水源涵养功能。结果表明:(1)在相同时间(1 h)内,模拟降雨法测得的尾巨桉、马尾松和杉木的凋落物持水量分别为传统浸泡法的136.00%、129.51%和109.41%,传统浸泡法未能充分考虑凋落物表面水分的沥干效应和凋落物堆叠导致的"兜滞作用",从而低估了凋落物的持水量。(2)不同类型凋落物持水量随降雨强度增加而增加,且存在显著差异(P<0.05)。凋落物单位质量的最大持水量排序为:尾巨桉(2.82 g/g)、马尾松(2.11 g/g)和杉木(1.80 g/g)。凋落物单位面积最大持水量(3.92-23.38 t/hm²)和有效拦蓄量(1.85-14.91 t/hm²),其排序均为:马尾松林>杉木林>尾巨桉林。(3)土壤持水性能方面,马尾松林的土壤最大蓄水量表现最优(322.46 mm),杉木林的土壤毛管蓄水量表现最佳(263.44 mm)。综合来看,凋落物和土壤层的单位面积最大持水量总和为:马尾松林(324.49 mm)>杉木林(298.45 mm)>尾巨桉林(253.42 mm)。马尾松林由于较大的凋落物蓄积量和较高的土壤孔隙度,表现出较强的水源涵养能力,尾巨桉林则因较大的叶面积,其凋落物吸水速率优于其他林型。研究综合评估了亚热带地区三种主要人工林的凋落物和土壤层对水源涵养的贡献,可为优化人工林林分结构、提升区域水源涵养能力以及在气候变化背景下实现人工林的可持续经营提供科学依据。

摘要:精准休牧期的确定对于高寒草甸冷季牧场可持续利用和科学管理具有重要意义。土壤胞外酶活性及微生物代谢限制是评价土壤质量的重要参数,但其对东祁连山高寒草甸春季不同时期休牧的响应规律尚不清楚。以当地传统休牧期为对照(CK),设置了土壤解冻临界期(ST1)、土壤解冻后期(ST2)、牧草返青初期(RG1)和牧草返青后期(RG2)开始休牧处理。分别在传统休牧时间开始时(2022年6月1日)和牧草生长旺季(2022年7月28日)测定了土壤理化指标和碳(C)、氮(N)和磷(P)获得酶活性,使用土壤酶化学计量比评估了微生物的代谢限制。结果表明,与CK相比,土壤解冻期休牧(ST1和ST2)可显著抑制6月份和7月份土壤C获得酶活性(β-1,4-葡糖苷酶和纤维素二糖水解酶)、N获得酶(β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶)和P获得酶(酸性磷酸酶)活性,显著降低土壤酶C ∶ P比和酶N ∶ P比。矢量分析结果表明,与CK相比,土壤解冻期休牧缓解了微生物C和N限制。Mantel检验和随机森林分析结果表明,土壤温度、土壤渗水速率和可利用氮含量可能是春季不同时期休牧处理影响微生物C和N限制的主要因子。研究结果为东祁连山高寒草甸冷季牧场精准休牧期的确定提供了数据支持。

摘要:作为国家公园建设中的"生态守护者",生态移民搬迁农户为生态环境保护做出了重要贡献;而作为"发展权受限者",其在生计转型过程中又面临着收入水平、发展能力、生活质量等多维度的贫困挑战。因此,在扎实推进共同富裕的时代背景下,深入探究生态移民搬迁农户这一特殊群体所面临的多维相对贫困问题,辨明生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响,对于实现生态保护与民生改善协同推进、最终达成共同富裕具有重要意义。基于大熊猫国家公园秦岭片区585份农户调研数据,运用两阶段最小二乘模型、中介效应模型和调节效应模型,实证检验生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响。研究发现:(1)国家公园农户多维相对贫困存在结构性差异,其中非经济维度(如取暖、教育、安全感)贫困较为突出;(2)生态移民搬迁显著缓解国家公园农户多维相对贫困;(3)劳动力配置和农业资本投入在生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响中发挥部分中介效应;(4)国家公园管制政策和补偿政策在生态移民搬迁对农户多维相对贫困的影响中发挥负向调节作用。基于此,从完善生态移民搬迁政策推进机制,加大安置区非经济维度支持、引导农户要素自由流动及增强国家公园政策协同效应视角出发,提出针对性建议。通过制度创新、要素激活和政策协同,以期实现生态保护与民生发展的有机统一。

摘要:生态旅游舒适性是促进人与自然和谐共生的重要途径,是和谐共生理念和"两山"理论的具体落实。基于城市舒适性理论,对2010-2023年成都市生态旅游舒适性水平进行测度,运用最小累计阻力模型(MCR)、重力模型提取生态旅游舒适性潜在廊道从而识别生态旅游舒适性核心区,通过模糊集定性比较分析方法(fsQCA)剖析其组态路径。研究发现:(1)成都市生态旅游舒适性水平整体提升,空间分布存在"核心-边缘"结构,具有明显的"极化领跑、共同发展"的特征。其中武侯区、青羊区、龙泉驿区为核心区对边缘区的带动作用尤为显著;(2)成都市潜在生态廊道分布"东密西疏",生态旅游舒适性核心廊道主要以新津区和龙泉驿区向外辐射,呈现出带状分布的特点,并在边缘地带集中;(3)成都市生态旅游高舒适性水平呈现出多元化的驱动路径,主要表现为5种类型:"综合驱动型、资源-交通型、科技-交通型、财政投入型、旅游市场-科技型"。研究结果为提升城市生态旅游舒适性水平与全面推进生态旅游可持续发展提供一定的理论依据与科学参考。

摘要:生态资产是在一定时间、空间范围内和技术经济条件下可以给人们带来效益的生态系统,包括森林、草地、湿地、农田等。生态资产价值评估能够促进生态资产市场化交易,推动经济、生态协同发展。以河池市为例,在评估潜在供给与实际使用的基础上,以潜在供给为实际使用的阈值,预测实际使用的未来流量,进而利用净现值法核算生态资产价值。结果表明,2020年实际使用总值为2129.12亿元,潜在供给总值为6336.23亿元;以2020年为核算基期,河池市生态资产价值为13.61万亿元,环江县、宜州区资产价值最高,分别为1.82万亿元、1.64万亿元;河池市单位面积资产价值为4.06亿元/km²,其中,天峨县单位面积资产价值最高,为4.72亿元/km²;结合潜在供给与实际使用能够降低拟合方式的影响,避免由于潜在供给与实际使用的混淆以及潜在供给的忽视导致的问题,提高生态资产价值核算的准确性。

摘要:探究耕地利用隐性转型与农业碳排放耦合协调及其影响因素对我国耕地保护及区域农业高质量发展具有重要现实意义。采用综合评价法测算长江经济带市域尺度下耕地利用隐性形态水平和农业碳排放强度,基于耦合协调度模型评估耕地利用隐性转型与农业碳排放的耦合协调度,并进一步构建空间计量模型考察其耦合协调度的影响因素。结果表明:①2001-2021年长江经济带耕地利用隐性形态呈现稳步提升发展态势,高值区由研究区下游随时间扩大并向中上游延伸。②研究期内农业碳排放强度先升后降,波动较小;中下游地区强度较高,上游地区强度总体较低且保持稳定。③长江经济带耕地隐性利用转型与农业碳排放强度耦合协调度不断提升,空间上呈现东高西低的格局,极化现象显著。④耦合协调度值呈现高-高和低-低集聚现象,具有显著正向空间效应;自然、经济和社会因素共同影响耦合协调度水平,且各因子对邻域单元的溢出效应更为明显。,应注重长江经济带耕地利用隐性转型与农业碳排放的空间示范效应,并因地制宜构建低碳高效的耕地利用与农业发展策略。

摘要:科学认知生态保护红线内人为干扰风险的时空分布格局与特征,识别人为干扰风险主要驱动因素,可为区域国土空间规划和生态环境管理提供基础支撑和科学依据。聚焦长三角生态保护红线,选取人类活动危险性、人为干扰可达性、生态敏感性为风险因子,基于空间贝叶斯网络构建了人为干扰风险非线性定量化评估模型,开展了长三角生态保护红线人为干扰风险空间分异特征研究。研究结果表明,(1)长三角生态保护红线人为干扰风险整体以较低风险为主,人为干扰风险低、较低、中、较高、高风险区的占比分别为0.76%、69.60%、17.88%、9.59%和2.21%;(2)人为干扰风险分布格局呈南高北低趋势,浙江省、安徽省风险相对较高,江苏省、上海市风险相对较低,人为干扰高风险区和人类活动高危险性-人为干扰高可达性-生态高敏感性区主要分布在浙江省、安徽省及其交界处;(3)不同风险因子对人为干扰风险的影响程度有所差异,按影响强度自高向低依次为生态敏感性-人为干扰可达性-人类活动危险性,三者的主要驱动因素则分别为建设用地危险性、海拔、红线内农田敏感性。研究能够为提升区域生态环境规划管理的科学性和有效性提供理论参考与支持。

摘要:快速城市化中人、生物、城市的矛盾愈发突出。构建生态网络对于国土空间规划背景下区域内部复杂生态矛盾的缓解以及自然生态系统质量的整体改善具有重要作用。但当前生态网络研究往往从单一、较大尺度出发,重视生境斑块的质量和面积,强调生态网络在安全防护中的基础刚性框架作用,忽视了生态网络尺度之间功能和结构的特征变化与转化规律,导致生态网络建设难以落位。以浙江省东阳市为例,基于景观形态空间格局、最小阻力模型(MCR)及重力模型方法构建城镇尺度生态网络;基于现状分析、认知地图、MCR方法构建绿地尺度生态网络;采用空间叠加方法实现生态网络的多尺度构建与优化。研究结果表明:(1)城镇尺度的生态源地与绿地尺度的源地之间有17处吸引力较大。(2)城镇尺度的生态廊道与绿地尺度的廊道交互有40处,其中5处位置重要,35处位置次要。(3)城镇尺度的生态断裂点与绿地尺度的断裂点在空间上没有交互,但在功能上是互补的。(4)根据实际交互情况进一步提出"识别协同点、建立协同廊、实现协同区"的建议。研究结果以期为城镇生态网络构建提出相应的空间落位方法与参考。

摘要:研究城镇化与生态系统服务关系的历史演变及未来发展趋势,对构建区域生态安全格局、优化资源配置和实现区域可持续发展具有重要意义。以江西省为研究区,利用LUSD模型综合宏观因素驱动与微观地块演化,模拟城镇化主导下的2035年土地利用变化,采用InVEST模型估算产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量等四种典型生态系统服务功能并刻画其时空动态演变特征,旨在揭示未来生态系统服务对城镇化的响应关系。结果表明:(1)与2020年相比,2035年江西省建设用地需求依然随着人口及其他社会经济因素的变化呈增长的趋势,并将导致林地、耕地等面积进一步减少。(2)城镇化与产水量、土壤保持存在正相关性,与碳储量、生境质量存在显著的负相关性;随着城镇化指标的增长,2035年产水量与土壤保持量有所增加,而碳储量与生境质量呈下降趋势;空间上,产水量逐渐由北到南递减,土壤保持、碳储量、生境质量则均呈现中间低四周高的分布格局。(3)与2020年相比,2035年江西省生态系统服务权衡与协同关系均有所增强,协同关系约占83%,表明协同关系仍为主导。研究评估了未来江西省生态系统服务功能、分析了生态系统服务间的权衡协同关系,揭示了城镇化与生态系统服务的响应关系,可为均衡城市发展和生态环境保护并制定相应的政策提供科学依据。

摘要:城市社区绿地既是居民重要的日常休闲场所,也兼具重要生态和景观价值。明晰城市社区绿地景观格局特征及其关键影响因素是提升社区绿地生态功能、质量和效益的重要基础,然而目前尚缺乏该方面的研究。基于此,本研究选取了我国北方6个典型城市(北京、青岛、西安、沈阳、西宁和迁安)的35个不同类型社区,通过实地调查和多源遥感影像解译,采用景观指数、因子分析与偏最小二乘法,构建了反映社区绿地景观格局特征的综合指标(景观格局综合指数),分析了不同城市和不同类型社区绿地景观格局现状,并解析了北方城市社区绿地景观格局的关键影响因素。结果表明:(1)所调查北方城市社区绿地景观多样性、聚集度、斑块大小、连通性、数量和形状复杂度均无显著性差异(P>0.05)。高档新建社区绿地聚集度、斑块大小、连通性和数量显著高于普通老旧社区(P<0.05)。(2)不同城市社区绿地景观格局综合指数从大到小分别为青岛、北京、西宁、迁安、沈阳、西安;在不同类型社区间表现为高档新建>普通新建>高档老旧>普通老旧社区。(3)建筑密度、建成时间、人均GDP和社区面积等社会经济指标是影响社区绿地景观格局综合指数的主要因素,海拔、降水量、气温等自然因素的影响相对较小。研究结果可为我国北方城市社区绿地景观格局优化与生态服务功能提升提供科学依据。

摘要:屋顶光伏以其清洁高效、成本低廉、节省用地、安装方便等优势已成为分布式能源开发利用的重要选择。在我国推进"双碳"目标背景下,对低层社区屋顶光伏系统发电效率以及降碳潜力进行评估有助于低碳社区建设。综合考虑树木生长对屋顶光伏造成的动态遮荫影响,建立树木与光伏板组合模型,选取北京、西安、沈阳为代表城市、国槐为典型树种,以光伏板离地高度、树木与光伏板间垂直距离、树木年龄等指标为变量,通过计算年份累进屋顶光伏板发电量以及树木与光伏板共同作用下的降碳量,对低层社区屋顶光伏系统发电效率及社区树板系统碳减排贡献进行对比分析。结果表明:在首个光伏板生命周期内,3个代表城市的树板社区均未受到过多影响,但在末期光伏板受树木影响幅度明显增大。在设定的84种情况中,北京、西安和沈阳市光伏家庭用电满足率分别为40.5%、47.6%、29.8%。当光伏板离地高度超过6.5 m、树板垂直距离超过6 m、树龄30年以内时,西北、华北地区的光伏板基本满足用户需求,树板匹配理想;而东北地区仅在光伏板离地高度超过6.5 m、树板垂直距离超过5 m、树龄20年以内时满足度较好,东北相对西北、华北地区较不适宜规划树板社区。在所有设定情况下光伏板的碳减排贡献占比均超过80%,种植树木带来的固碳量均不足以抵消其减少的光伏系统降碳量。研究成果可为我国北方城乡低层社区屋顶光伏配置及其植树规划提供重要参考。

摘要:当前的人地关系研究多侧重于通过量化手段评估自然对人类的重要性,但对自然的关系价值这一维度的关注仍显不足。基于Web of Science数据库中关系价值领域的相关文献,借助CiteSpace等工具开展文献计量分析,从多维度深入剖析该领域的发展态势。研究首先围绕发文时间、国家和期刊展开基础分析,梳理出领域发展的基本脉络;继而聚焦于研究力量布局、知识基础架构以及热点演变轨迹,深入挖掘关系价值领域的核心特征与发展走向。研究发现:该领域发文量呈稳步攀升态势,目前正处于快速增长阶段,且北美洲与欧洲国家的研究关注度较高;载文期刊学科分布相对集中,生态学与环境科学领域占据主导;研究力量方面,作者合作网络呈现8大集群,而研究机构则以欧美地区的10个合作集团为核心;知识基础涵盖关系价值的理论渊源、量化方法及其在项目实践中的影响;研究热点历经"单热点-多热点-单热点"的演变过程,涉及理论与实践层面的多个主题。基于上述分析展望基于关系价值框架的人地关系重构的未来发展方向,提出深化关系价值量化研究、推动其在可持续发展进程中发挥深层次杠杆作用的建议,旨在实现关系价值从理论到实践的跨越。

摘要:在全球气候变化加剧的背景下,极端天气事件呈现频率增加、强度增强的显著趋势,对社会经济系统的稳定性构成严峻挑战。城市系统因其高人口密度和经济活动强度,具有更高的气候暴露度和脆弱性特征,面临着较其他区域更为突出的气候风险。科学识别气候风险、系统评估其影响机制、制定有效的适应策略并提升城市适应气候变化能力,已成为当前国际学术界和政策制定者关注的核心议题。为系统把握城市适应气候变化领域的研究进展与发展趋势,本研究采用文献计量分析方法,运用CiteSpace软件,基于Web of Science和CNKI核心期刊数据库的文献数据,通过关键词共现网络分析、聚类分析、突现词检测以及文献共被引聚类等技术手段,对城市适应气候变化研究领域进行多维度定量分析。结果表明:(1)在国际研究格局方面,城市适应气候变化研究领域已形成较为丰富的学术成果,呈现多学科交叉研究特征。从国家/地区分布来看,美国、中国和英国在发文总量上位居前列,且多发表于高影响力期刊。但需指出的是,我国研究成果的国际学术影响力仍有提升空间。合作网络分析表明,中国科学院在机构合作网络中处于核心位置,然而整体上各研究机构间及学者间的合作网络建设仍显不足,亟待加强学术交流与合作机制建设。(2)在研究主题演进方面,现有研究主要涵盖三大方向:城市气候风险识别与评估、城市适应气候变化策略体系构建以及典型区域适应气候变化能力建设研究。研究热点呈现明显的阶段性特征:早期侧重于气候变化影响的基础性评估,近期则转向多维度、系统化的适应策略研究。在研究视角上,已从单一的气候变化影响分析拓展至城市脆弱性、可持续性、韧性提升、适应能力建设等多元维度,并逐步纳入能源、环境、政策等交叉领域考量。当前研究前沿聚焦于气候变化应对策略与技术应用创新,其中基于自然的解决方案(NbS)受到特别关注。(3)我国研究现状与展望方面,国内城市适应气候变化研究仍处于发展初期阶段,在研究队伍规模与成果产出数量上与国际先进水平存在差距。未来推进城市适应气候变化研究与实践,建议重点从以下方面着力:深化关键科学问题研究、加强NbS的理论探索与实践应用、促进跨学科与国际合作、推动技术创新与成果转化,以全面提升我国在城市适应气候变化领域的研究水平与实践能力。

摘要:道路长度的增加、陆路交通走廊的深入、陆路交通网络的扩张对全球生态系统的功能及其完整性产生了巨大影响。研究运用CiteSpace开展了道路生态影响研究的可视化知识图谱分析,从其时间演化、热点研究等方面出发,回溯道路生态影响的研究现状、评价方法、潜在效益,揭示了该研究当前存在的问题,并展望该方向的研究趋势。道路生态影响研究经历了起步期、快速发展期、热点发展期3个阶段,从探讨单条道路的负面影响逐渐发展为交通走廊和路网对水、土、气、生等多生态要素的综合影响,热点区集中在中国和美国,聚焦道路产生的水系切割与水文变化、土壤理化改变与土壤侵蚀、大气污染、碳排放与微气候效应、野生动物个体及种群、植物群落及覆盖度、景观与生境破碎化等问题以及其时间累积和空间叠加的效应,生态影响的评价和效益分析。当前,存在生态影响分析定性多定量少、动态评估薄弱、准确性不足,道路累积和叠加效应不清,影响评价不全面、量化方法缺乏,效益与贡献不明,预测精度不足等问题。未来研究应更加关注道路时空尺度效益、累积叠加效应以及监测评估精细量化,效益与贡献厘定,预测与规划,从源头保护。

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