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摘要:生态保护红线监测评估预警是实现重要生态空间精细化管控的重要抓手,也是保障生态保护红线管理制度有效实施和可持续发展的关键支撑。针对当前生态保护红线监测评估预警技术体系仍存在框架不完善、目标内容不明确和实施路径不明晰等问题,在系统梳理国内外生态监测评估研究基础上,深入剖析了生态保护红线监测评估预警面临的关键技术瓶颈。通过理论解析,明确了生态保护红线监测评估预警的概念内涵,构建了系统化总体框架,并从监测、评估、预警三个维度详细阐述了具体内容和技术路径,研究结果可为完善生态保护红线监测监管体系提供理论依据和方法支撑。

摘要:大气颗粒物已成为我国近年来最严重的大气污染问题之一,对环境及社会带来许多问题。植物是减少大气颗粒物的天然过滤器,但其滞留效果受诸多因素影响。滞尘能力指植物通过叶片等结构拦截、吸附空气中悬浮颗粒物的效能。对影响植物滞尘的因素进行多尺度综合评述,揭示多尺度因素的耦合协同作用。在叶片尺度,叶片表面微观结构(毛状体、表面纹理、气孔、蜡质层等);叶片大小及形状;亲水性;离地高度;叶片寿命、不同表面和化学成分等都会影响叶片滞尘效率。在单株及群落尺度,植物类型、树冠形态结构、植被组成及结构也会影响滞尘能力。一些外界因素,如降雨、风、温度及湿度通过影响颗粒物的吸附或去除影响滞尘能力;颗粒物大小及成分则影响叶片对颗粒物的吸附及"改造";季节和空气污染水平则主要影响环境中的颗粒物浓度,间接影响植物滞尘能力。植物滞尘能力是"微观-中观-宏观"跨尺度耦合协同的结果,合理进行城市绿地规划可以使植物发挥最大滞尘能力。此外,对常用的植物滞留大气颗粒物测定方法也进行了述评。未来需开展多尺度植物滞尘机理研究、植物滞尘动态恢复机制解析、群落植物配置优化、滞尘精确实验及综合模型构建以及人工干预技术研发,推动植物滞尘研究向"机理-应用-调控"全链条深化,为生态治霾与精准绿化提供科学支撑。

摘要:水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)是研究陆地植被生态系统碳-水循环及其耦合关系的重要指标,其动态变化直接影响全球碳汇功能与水资源可持续利用。而CO₂和水是植物生命活动的重要物质基础,可以通过调节植物光合、蒸腾等生理过程影响WUE。在全球气候变化背景下,大气CO₂浓度升高与区域水分格局变化愈发明显,对植物生长以及WUE产生显著影响。系统总结了生境CO₂浓度及水分条件对植物WUE的影响机制及其响应规律。结果表明:CO₂浓度与水分条件对植物WUE的影响呈现非线性特征,短期CO₂浓度升高会通过激活Rubisco羧化酶活性提升光合碳同化效率,进而提高光合速率,同时诱导气孔变化使气孔导度降低,协同减少植物蒸腾失水来显著提高WUE,但长期高CO₂浓度会导致植物产生光合适应现象,从而削弱光合生理过程对WUE正效应;而水分则通过梯度响应机制调控气孔行为、植物形态等从而影响WUE,适度干旱会激发气孔优化策略,叶片气孔导度降低,在蒸腾速率降幅大于光合抑制提升WUE,而重度干旱则因非气孔限制引发WUE显著下降,水分盈余时通过抑制根系吸水效率间接制约WUE;此外,CO₂与水分存在显著交互效应,CO₂浓度升高可在一定程度上缓解干旱胁迫对WUE的负面影响,但长期协同作用受植物光合类型调控,CAM植物WUE比C3和C4植物的高,C4植物的WUE比C3植物的高;且植物WUE对CO₂和水分的响应具有多尺度分异,叶片尺度、个体尺度、群落和生态系统尺度响应方式亦呈现出差异。分析植物生境CO₂浓度和水分条件对植物WUE的影响,可深化对气候变化下植物碳-水权衡策略的认知,提高对气候变化下植物生存策略的认识,为气候变化背景下区域植被选择、恢复、管理提供理论支持,为作物选育提供参考,对生态环境保护和恢复、生态文明建设、作物高产保障粮食安全具有重要意义。

摘要:湿地在全球碳封存中发挥举足轻重的作用。湿地土壤有机碳库动态尤其是有机碳组分稳定性在很大程度上决定了湿地生态系统碳源或碳汇的属性,这对全球气候变化有巨大影响。厘清土壤有机碳的周转过程和稳定性对于提升湿地土壤碳封存和发挥湿地生态碳汇潜力意义重大。通过梳理国内外研究成果,从土壤有机碳来源、有机碳固存机制和有机碳组分等方面综述了湿地土壤有机碳周转过程和稳定性机制,强调了土壤有机碳组分变化对碳稳定性的贡献,并阐述了影响湿地土壤有机碳稳定性的因素。建议未来研究进一步量化不同类型湿地土壤有机碳组分的来源、周转过程及稳定性差异,以期为提升湿地系统固碳潜力和实现生态系统固碳增汇提供科学依据。

摘要:气候变化正以前所未有的速度重塑海洋生态系统,成为全球海洋生物多样性与生态安全面临的重要威胁。作为气候风险评估的主导范式,IPCC框架在海洋领域的应用仍面临理论与实践脱节、关键指标内涵模糊及方法适用性不足。立足于IPCC气候框架,依循"初期探索-框架发展-系统整合"三个阶段,追溯了气候脆弱性到气候风险理论的演化脉络,并结合国际气候治理背景,系统回顾了该理论在海洋领域中的应用进程。通过对1998-2024年间101篇涉海文献进行文献计量分析,本研究从理论框架和实践评估两方面划分当前的研究主题。并围绕"致灾因子-暴露-脆弱性"三大核心维度,按照维度-一级指标层-二级指标的层级结构梳理了海洋生态系统的气候风险评估指标,揭示了各层级指标的研究偏好。同时,总结了现有三种主流的气候脆弱性与风险评估方法的特征。研究发现,IPCC气候风险框架在海洋生态系统的应用存在明显滞后。综合性风险评估多集中于渔业,其他关键生态系统的评估存在明显缺口,且对生态适应能力的量化研究仍显薄弱。未来研究应聚焦于构建以"致灾因子-暴露-脆弱性"为核心的协同评估框架,强化对海洋适应能力的动态评估,并深入解析气候变化多重气候风险因子间的非线性交互作用、海洋生物的级联效应与跨系统反馈,特别是加强我国在海洋综合观测和智能评估技术方面的适应性实践。本研究不仅丰富了气候变化对海洋生态风险的理论体系,也为构建科学、精准的风险评估框架提供了理论依据与实践参考。

摘要:海洋碳汇功能分区对于揭示海洋碳汇格局、推动精细化碳汇核算和支撑国家自主贡献具有重要意义,但当前鲜有专门研究。从承载力和适宜性的溯本求源与发展应用入手,搭建基于承载力-适宜性的海洋碳汇功能分区理论与技术框架。全面梳理了承载力和适宜性理论与方法的发展历程,深入剖析了二者在国土空间规划和海洋管理领域的实践应用;以海洋碳汇的自然属性和社会属性为核心,阐明海洋碳汇功能的重要性、脆弱性和人工增汇适宜性等特征,搭建了一套科学系统且面向管理应用的海洋碳汇功能分区理论框架;进而,基于海洋碳汇的长期性、变动性和可调控性,构建海洋碳汇分区技术方法,可明确划分源汇边界、生态边界和适宜边界;厘清了面向碳中和目标的海洋碳汇功能分区应用导向,为海洋碳汇核算和增汇、海洋空间规划与海洋综合管理提供了一定的科学依据和技术支撑。

摘要:生境是生态系统中维持生物多样性和生态过程的重要载体,植被生产力的状况和变化直接决定了生境的异质性。近年来,生态修复工程的实施推动了中国生境质量好转和生态系统结构变化,系统解析生境质量变化规律对提升我国生态系统服务功能和保护生物多样性具有重要意义。基于卫星遥感大数据构建的动态生境指数(DHIs)从可用能量、环境稳定性、环境压力三方面有效评估生境生产力与生物多样性。为明确近十余年中国的生境生产力状况及动态变化特征,基于Google Earth Engine平台计算了中国累积DHI(DHI_cum)、变异DHI(DHI_var)与最小DHI(DHI_min),利用时间序列分析方法,对中国大陆地区(不含港澳台)2010-2023年的DHIs变化进行了研究,揭示了我国不同生态系统、整体的DHIs格局及其DHIs的时空变化差异。综合来看,DHIs在生态环境质量监测、生物多样性管理与评估中具有不同的侧重和互补的重要意义。研究表明:(1)空间上,我国东南沿海向西北内陆地区累积生产力逐步递减、环境压力增加;东南沿海环境稳定性高于西北内陆。(2)14年来中国大陆区域50%以上植被覆盖区总初级生产力改善,总体改善主要分布在大小兴安岭、四川盆地,云贵高原等区域,改善较为明显。(3)约三分之一区域受干旱气候与人类活动加剧的影响,生产力出现退化,以大兴安岭北部、青藏高原中部、洞庭湖流域等为主,其中洞庭湖流域等地区受土地利用类型转变影响较大。生境生产力变化与气候及生态保护工程等其他人类活动密切相关,植树造林、荒漠化治理等重大工程为提升生产力水平做出了重大贡献,而城镇扩张等城市化建设则限制了其地区的生产力水平。总体来看,各生态系统DHIs为可用能量、环境稳定性提高,环境压力降低为主的趋势,森林虽环境稳定性和压力改善明显,但累积生产力退化略高。多种生态系统DHIs变化趋势具有明显空间异质性。研究结果为中国生态保护和生物多样性监测评估提供了科学参考。

摘要:时滞和累积效应对植被归一化植被指数(NDVI)时空动态的影响至关重要,深入理解其作用机制对于陆地生态系统的管理与可持续发展具有重要意义。基于MODIS NDVI遥感数据和气象数据,利用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验探讨了2001-2020年间中国植被NDVI的时空变化特征,并进一步通过引入气候因子的时滞与累积效应,结合偏相关分析和改进的残差分析,全面评估气候变化和人类活动对植被动态的综合驱动机制,突出气候因子的时间响应特征及其对植被变化的作用。结果表明:(1)2001-2020年间,中国植被NDVI整体呈波动上升趋势,空间分布表现为东部高、西部低,东北、华北和中南地区增幅显著,西北及高寒区较低;未来约13.84%的区域将持续改善,26.15%的区域可能出现退化。(2)NDVI对气温与降水的响应存在显著的时滞与累积效应,气温和降水的最佳时滞分别为0.199个月和0.201个月,累积时间分别为1.152个月和1.483个月。(3)79.41%的区域NDVI与气温极显著正相关,64.88%与降水极显著正相关,气温的长期影响大于降水。(4)NDVI增长区域中,80.68%由气候变化和人类活动共同驱动,减少区域中,81.60%主要由人类活动单独驱动,表明人类活动在植被变化中的重要作用。

摘要:在全球气候变化和人类活动的双重影响下,河口海岸生态系统韧性呈现出高脆弱性和复杂性,易发生转折性突变。早期预警信号和突变驱动机制研究对于提升河口海岸区域韧性及保障生态安全具有重要意义。以黄河三角洲为研究对象,基于生态系统服务和突变级数理论构建韧性评估体系,分析1990-2023年黄河三角洲生态系统韧性的时空演变特征,并结合Mann-Kendall突变检验和滑动t突变检验方法识别韧性突变预警信号,在此基础上,采用非线性回归方法探究韧性转变影响因素与突变驱动机制。研究发现:(1)黄河三角洲生态系统韧性在2008-2017年间发生了"V型"突变现象,其韧性能力在2011年降到最低,而后逐渐恢复并在2017年到达到新稳态;这种韧性突变可能通过"韧性持续小幅下降"阶段进行早期预警;(2)空间上,黄河三角洲韧性突变易发区主要位于东北部油田、港口及中部居民点,其次为北部和东南部的养殖池、盐田及中西部的农业用地,而沿海滩涂湿地及中北部、中东部的林草带韧性能力较高;(3)黄河三角洲生态韧性突变受人类活动与自然变化的共同驱动。耕地扩张和农渔业开发虽促进经济增长,但造成资源超载与污染加剧等压力,叠加林地、草地和滩涂湿地的不合理开发导致的生境退化问题,最终使韧性突破临界阈值。研究结果可为黄河三角洲及河口海岸区域生态系统韧性能力的提升和突变风险管理提供重要理论依据。

摘要:生物多样性是人类赖以生存和发展的重要保障,保护生物多样性对维持地球生态系统的功能至关重要。珍稀濒危植物是生物多样性的重要组成部分,加强我国珍稀濒危植物保护和研究具有紧迫性和重要现实意义。中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network, CERN)蕴藏着一批珍稀濒危植物,具有重要的科研、经济和社会价值,对研究站点、区域及全国尺度生物多样性及其保护利用具有重大意义。在整理、形成CERN珍稀濒危维管植物名录的基础上,对CERN珍稀濒危植物资源的种类组成、濒危程度、生态站分布等方面进行分析,旨在为CERN开展单站点与跨站点珍稀濒危植物资源的系统研究、有效保护与合理利用提供参考依据。结果显示,(1)CERN有珍稀濒危植物75科140属189种,包括蕨类植物5科5属7种,裸子植物4科7属7种,被子植物66科128属175种;其中,国家一级保护植物2种、国家二级保护植物62种,133种列入《中国生物多样性红色名录》中极危、濒危和易危等级,31种列入《IUCN红色名录等级和标准》中极危、濒危和易危等级,37种列入CITES附录Ⅱ。(2)CERN的珍稀濒危植物分布于14个生态站,其中12个为森林生态系统生态站;珍稀濒危植物种类多的生态站所处地区植物群落物种多样性丰富,分布着一定数量的珍稀濒危植物,而生态站成为就地保存珍稀濒危植物的重要场所,对珍稀濒危野生植物的保护发挥了一定作用。(3)分布于2个以上生态站的珍稀濒危植物有18种,其中分布最广的一种分布在4个生态站;拥有共有珍稀濒危植物的生态站主要分为3个生态站群,每个群中的生态站可开展共有珍稀濒危植物生物学与生态学特性、种群和群落特征、濒危原因和机制、综合性保护、合理利用等方面的合作研究。由于CERN的珍稀濒危植物具有多方面经济价值,建议生态站在加大对野生植株保护管理力度的同时,加强开展科学开发与持续利用方面技术的试验和示范,更好地服务当地的经济建设。

摘要:生态韧性为海岸带生态系统应对内外风险扰动提供了全新思路,准确识别生态韧性与土地利用强度的时空关系,对推动海岸带可持续发展具有重要意义。构建抵抗力-适应力-恢复力生态韧性评价模型和土地利用强度模型,分析了2000-2022年蟹钳港生态韧性与土地利用强度的时空演变格局,基于双变量空间自相关和耦合协调模型探究分析两者的时空关系,最后基于地理探测器探测两者耦合协调的影响因素。结果表明:(1)2000-2022年生态韧性呈现波动下降的变化趋势,生态系统抵抗力除2005-2010年外,其余年份均不断下降,生态系统适应力略微波动上升,生态系统恢复力先上升后下降;(2)2000-2022年蟹钳港土地利用强度先下降后不断上升,以低等级强度和中等等级强度为主;(3)2000-2022年蟹钳港生态韧性与土地利用强度呈现显著负相关,处于初级协调阶段,耦合协调水平较高;(4)地形和坡度是影响生态韧性与土地利用强度耦合协调的主导因素,社会经济因素的影响程度快速增长,交互探测以双因子增强作用为主。

摘要:在城市热岛效应日益加剧背景下,城市绿地作为绿色基础设施的关键组成要素,在调节城市热环境中发挥着重要作用。以南京市主城区为例,基于遥感影像与多源地理数据,采用极端梯度提升(XGBoost)回归模型及沙普利加性解释(SHAP)与部分依赖图(PDP)方法,系统评估不同功能区的绿地降温差异性及其驱动机理。结果表明:(1)不同功能区的绿地降温强度存在显著差异,其中公共服务区最大,主要在0.02℃至0.79℃之间,商业区最小,在0.02℃至0.41℃之间;工业区与居住区分别分布在0.02℃至0.71℃和0.01℃至0.42℃之间;(2)单一景观因素对绿地降温强度的影响不同,其中绿地斑块大小是各类功能区的主导影响因子,且在不同功能区随之变化的幅度存在差异。此外,树木高度和绿地周围的水体、不透水面等景观格局也是重要影响因素;(3)部分景观因素的组合在特定条件下会产生显著的正向协同降温效应,如绿地斑块面积与绿地形状、绿地斑块面积与其周围的开阔度、树木高度与不透水面边界密度等配置方式的优化可有效提升绿地的降温强度。针对不同功能区,提出因地制宜、协同优化的绿地建设策略,重点包括控制绿地规模在适宜区间、种植中高冠层乔木、增强绿地连通性,并合理调控周边不透水面比例与空间开敞度等方式,可为城市热环境调控与绿色基础设施优化配置提供科学依据,助力美丽城市建设。

摘要:在全球气候变化加剧与温室效应持续恶化的背景下,构建低碳城市发展模式已成为缓解气候危机的重要突破口。研究基于2012-2022年全国286个地级市的面板数据,运用考虑非期望产出的超效率SBM模型和空间自相关模型,测度生态效率并刻画其空间关联特征。通过融合静态与动态空间杜宾模型,从时空双维度视角深入剖析低碳政策对生态效率的动态时效性、空间驱动机制及其区域异质性,从而弥补了现有研究在空间溢出效应量化与时滞特征解析方面的空白。研究发现:(1)从时空演变特征来看,样本城市的生态效率总体呈现波动上升趋势,呈现 "东西高-中部凹"梯度差格局,且具有显著的空间集聚效应。(2)低碳政策对生态效率的影响具有"本地增益-邻域抑制"的双重特征,并存在显著的地区异质性。具体而言,低碳政策的积极效应随着城市的经济水平提高而愈发显著。(3)动态空间杜宾模型的实证结果表明,城市生态效率具有显著的"时间滞后"效应,低碳政策对生态效率的长期影响大于短期影响。区域异质性方面,东部地区政策长期效果更突出,而中部地区短期效应更为显著。(4)机制分析发现,绿色技术创新和产业结构升级有助于强化低碳政策对城市生态效率的促进作用且存在显著门槛效应,但对临近城市的促进作用不显著。研究推动低碳政策效应研究范式从"有无效果"向"强度-空间-时序"的多维耦合效应转变,构建了"效率测度-效应识别-机制解析"的完整研究链条。

摘要:水土流失治理中存在的"初期成效显著-后期效益衰减"现象,一定程度上制约着水土保持综合措施的可持续性。为进一步提高区域治理成效,以西南高山峡谷区兰坪县为例,基于自然-社会视角构建了包含11项指标的评价体系,综合运用证据权模型、Logistic回归模型和证据权-Logistic回归耦合模型,开展兰坪县坡式梯田措施和经果林措施的适宜性评价研究,探究其空间分布特征与区间占比情况,以全面、客观地揭示县域水土保持综合措施的适宜性情况。研究表明:(1)采用Pearson相关性分析、方差膨胀因子方法,验证了单一模型下11项指标满足独立性要求。驱动因子解析表明,各指标在自然-社会的双维驱动下均具有一定的解释力。具体而言,坡式梯田措施适宜性受土壤可蚀性、坡度、距水源距离三因子主导,经果林措施适宜性主要由坡度、土地利用类型、距水源距离指标协同驱动。(2)自然环境因素的影响程度明显高于社会发展因素,二者协同实现"自然本底约束-社会调控反馈"的作用机制,共同推动水土资源的有效保护。(3)模型检验表明,三种模型均能反映水土保持综合措施适宜性的真实情况。其中,证据权-Logistic回归耦合模型通过多源数据融合与多维参数协同解析,显著提升了评价精度,其评价结果与实际情况更为吻合。(4)兰坪县水土保持综合措施适宜性呈现高低值交错分布的特征,形成了聚集-延展的复合空间格局。三种模型下,措施处于适宜性等级以上的占比均超过了90%,措施呈适宜状态。基于证据权-Logistic回归耦合模型得到的措施适宜性占比为95.9%,适宜性最佳。此外,三种模型的适宜性评价趋势具有一致性,均表现为水土保持综合措施的适宜性区间占比随适宜性等级的升高而逐级递增。研究为县域尺度水土保持综合措施优化提供了新思路,为缓解区域水土流失与生态退化提供了科学依据。

摘要:以2018-2022年西北区域生态修复型人工增雨为研究案例,通过对比增雨后真实气候状态(气候变化叠加人工增雨)与增雨前仅受气候变化影响植被生态指标(植被覆盖度、净初级生产力(NPP)、生态质量指数)改善线性趋势率的差值,尽可能降低气候变化自身降水波动在效益评估中的干扰,探索了人工增雨生态修复效益的科学分离和量化评估方法。结果表明:(1)增雨期间(2018-2022年)4-9月植被覆盖度、NPP和生态质量指数区域均值较增雨前五年(2013-2017年)分别增加了1.7%、40.9gC/m²和2.9。(2)增雨给西北区域49.2%土地面积植被覆盖度、35.9%NPP和43.4%植被生态质量带来不同程度的提升和改善。以植被覆盖度为例,增雨期间年平均增量在(0,0.1\]%/a区间的面积占比为30.4%,(0.1,0.2\]%/a区间的面积占比为10.4%,(0.2,0.3\]%/a区间的面积占比为4.6%,年平均增量高于0.3%/a的面积占比为3.8%。(3)祁连山人工增雨对比试验结果显示,作业区植被覆盖度、NPP和生态质量指数呈改善趋势的面积比例较对照区分别偏高13.6%、47.0%和35.8%,该方法可为人工增雨生态效益精细化评估提供新的思路方法和技术参考。

摘要:生态足迹体系是衡量人类对环境资源需求和生态系统承载能力之间关系的工具,能以直观的方式量化评价复杂的环境影响,为揭示区域资源消耗及可持续发展情况提供了路径。基于足迹家族理论框架,聚焦水、土、氮、碳的环境资源限制,从环境约束的角度构建水、氮、碳的承载力边界,采用基于空间异质性的本地化参数方案构建农业生态足迹,并对耕地非农化状态及资源环境负载情况展开分析,多维度测度农业生产与环境资源之间的相互作用关系。结果表明:①2015-2023年间,河南省农业足迹呈降低态势,足迹组份均不同程度下降,绿色发展成效显著,水资源仍为首要环境制约。②省域农业承载能力增强,以水、氮承载力增长为主。区域中心城市农业承载力降低明显,呈现都市型农业特征。豫南农业核心区农业承载力持续上升。③全省耕地非农化态势减弱,地市耕地流出量以5%-7%居多,多发于城市建成区周边。④省域环境资源负载降低,生态盈余提升。氮、碳负载盈余,水资源压力较大。郑州、洛阳生产性负载高,需外部资源输入满足城市发展需求,其余地市负载较低,仍处于农业生产外输的生态位。

摘要:深入研究植被的时空演变趋势,揭示其对自然与人类活动的响应机制,是区域植被恢复与生态保护的关键。基于Google Earth Engine平台计算获取2001-2022年核归一化植被指数(kNDVI)数据和国家地球系统科学数据中心的年尺度、月尺度的气温与降水数据,运用重心迁移模型、Sen+Mann-Kendall趋势分析、相关性分析、残差分析、Hurst指数与LSTM模型,深入分析了黄土高原植被对气候变化和人类活动的响应机制,并对未来趋势做出预测。结果表明:(1)运用重心迁移模型,得出黄土高原kNDVI整体向东北方向迁移的趋势。(2)通过相关性分析方法,得出降水对kNDVI的影响大于气温。(3)应用残差分析方法,量化了气候变化和人类活动的贡献度,人类活动的贡献度高达75.6%,得出人类活动对kNDVI的影响在黄土高原占据主导地位。(4)采用Hurst指数与LSTM模型对kNDVI的未来趋势进行预测,得出黄土高原未来kNDVI呈现增长的良性趋势。研究成果将为黄土高原地区的生态保护、建设规划和生态工程的实施提供科学依据。

摘要:稻蟹共作是一种结合水稻种植与河蟹养殖的生态农业模式,其细菌群落对生态系统功能和生产力具有重要作用。研究样品采集工作在2022年4月至8月进行,利用高通量测序技术进行测序并使用组学技术析稻田土壤和水体样本的细菌群落结构,并结合非度量多维尺度分析方法、β多样性分解、群落生态学模型和冗余分析(RDA),探讨细菌群落的共存模式及其组装过程。结果表明,稻蟹共作土壤细菌群落的丰富度和多样性高于水体细菌;变形菌门(Proteobacteria)为土壤和水体相对丰度最高的菌门。细菌群落 β多样性分解表明土壤和水体细菌群落均以周转过程为主导。基于中性模型(NCM)分析显示,水体细菌群落迁移依赖性较强,随机性过程增强。水体细菌群落NCM模型R² 值分别为0.619、0.629和0.633,土壤群落R² 值分别为0.638、0.569和0.424。RDA分析表明,水体细菌相对丰度主要与水温、高锰酸盐指数、碱度、硝氮和电导率相关,土壤细菌丰度与有效磷、pH、全钾、氨氮和总磷相关。研究揭示了稻蟹共作系统中土水细菌群落的构建机制,为优化管理及其在西北地区推广提供一定科学依据。

摘要:昆虫信息素诱导植物抗性的现象已在多个研究体系中得到证实,对筛选植物抗性诱导剂以抵御有害生物具有重要意义。通过探究云杉八齿小蠹聚集信息素处理红皮云杉后对病原菌波兰长喙壳菌定殖的影响,旨在筛选出能够诱导红皮云杉抗波兰长喙壳菌的化学物质。采用注射法将云杉八齿小蠹聚集信息素的主要成分2-甲基-3-丁烯-2醇和S-顺式-马鞭草烯醇导入红皮云杉韧皮部。在处理后的第1天和第30天分别接种致病菌波兰长喙壳,并在接种后第60天统计波兰长喙壳菌在红皮云杉韧皮部的病斑大小。同时分析病健交界部位单萜烯的含量,评估其对波兰长喙壳菌生长的影响。结果表明,云杉八齿小蠹的两种聚集信息素成份处理后1天的红皮云杉不能抑制波兰长喙壳菌的病斑大小,但2-甲基-3-丁烯-2醇处理30天后显著抑制了波兰长喙壳菌在红皮云杉上的定殖,其诱导红皮云杉对波兰长喙壳菌的抗性与植物激素茉莉酸甲酯激发的抗性效果差异不显著。在信息素处理组中,仅2-甲基-3-丁烯-2醇处理红皮云杉30天后,与波兰长喙壳菌互作后可以激发寄主产生更多的单萜烯,室内生物测定结果显示单萜烯可以抑制波兰长喙壳菌的生长。研究证明了云杉八齿小蠹聚集信息素成分2-甲基-3-丁烯-2醇可以诱导红皮云杉对病原菌波兰长喙壳的抗性,经其长期诱导处理的红皮云杉与波兰长喙壳互作后防御性物质单萜烯明显上调是抑制该病原菌定殖和生长的关键因素。

摘要:乌兰布和沙漠东北缘作为我国北方风沙灾害的核心区域,灌丛沙堆的形态特征与阻沙能力,无疑是优化防风固沙工程的关键依据。以柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)、盐爪爪(Kalidium foliatum)和白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆为对象,通过野外观测与形态-功能定量分析,揭示了多物种共存区灌丛沙堆的形态适应策略及其阻沙机制。结果表明:(1)盐爪爪和白刺的阻沙效能最优(单位冠幅阻沙量分别为0.65 m³和0.56 m³),其优势源于冠层复杂性与形态参数的协同作用;(2)猫头刺虽冠幅最小(0.32 m²),但凭借高分枝密度实现高效阻沙(0.31 m³),挑战了传统"冠幅主导论";(3)强风蚀环境驱动沙堆形态趋向低矮、近圆形(白刺长宽比1.13),水平扩展优先于垂向发育。基于上述发现,提出"前沿-纵深"梯级配置模式:迎风前沿布设盐爪爪与白刺快速截沙,过渡带搭配猫头刺巩固沙堆稳定性,后方区域扩展柠条锦鸡儿,增强整体防护韧性。研究可为干旱区风沙地貌修复的植物选育与空间配置提供重要科学依据。

摘要:降水是影响荒漠区植物功能性状和生态系统功能的关键因素。在全球气候变暖形势下,中国荒漠区降水量呈现增加趋势,而这些地区植物和土壤化学计量性状对降水变化的响应特点尚不清楚。选择乌兰布和沙漠白刺(Nitraria tangutorum)灌丛为研究对象,开展增雨试验,探究长期增雨对植物叶片及土壤生态化学计量影响。在2008-2022年间实施,设置5个增雨处理,即自然降水(R0)和增雨25%(R1)、50%(R2)、75%(R3)、100%(R4)等处理水平。试验结果表明,1)增雨能显著提高白刺叶片总碳(TC)和总磷(TP)含量(P<0.05),而随增雨强度增加,叶片总氮(TN)含量呈先降后升格局,在R1处理下叶片C/P和N/P值达到最小值,较R0处理分别减少35.79%和38.49%(P<0.05);2)除土壤AN外,增雨显著提高了表层土壤元素含量和化学计量比值,0-2 cm土层有效磷(AP)含量和2-10 cm土层C/P和N/P均在R4处理达到最大值,较R0处理分别增加58.21%、31.46%和70.56%(P<0.05);3)在增雨处理下,土壤N/P和pH是影响白刺叶片化学计量性状的主要因素。此外,白刺叶片TC含量对气象因子的响应最为强烈,F值为4.288。叶片TC、TN、TP和N/P值主要受空气湿度的影响,C/N和C/P值主要受地表温度的影响。研究结果提供了荒漠区植物生态系统长期增雨试验案例,也对气候变化影响下荒漠区植物生态系统经营具有重要的指导意义。

摘要:研究探讨了6种藤本植物(爬山虎Parthenocissus tricuspidata、葛藤Pueraria montana、常春油麻藤Mucuna sempervirens、五叶地锦Parthenocissus quinquefolia、常春藤Hedera nepalensis、凌霄Campsis grandiflora)在不同覆土厚度(20 cm、40 cm、60 cm)下对矿区高陡岩壁土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明:(1)覆土厚度、藤本植物种类及二者交互作用对土壤理化性质和酶活性均有显著影响。(2)栽植五叶地锦的土壤含水率(SMC)随土层增加显著升高(P＜0.05),栽植常春藤在20 cm覆土厚度下表现出最高的SMC、土壤有机碳含量、全氮含量(TN)和铵态氮含量,葛藤在3种覆盖土层中TN含量最低,全磷含量最高,而其他植物在不同土层中也展现出各自的养分富集优势。不同覆土厚度下的各藤本植被类型土壤氮磷比(N/P)均低于我国亚热带区域土壤N/P的平均值4.92。(3)栽植五叶地锦的半纤维素酶(CB)、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性随土壤覆盖厚度增加呈降低趋势,β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(AP)活性随土壤覆盖厚度增加呈增加趋势。此外,3种覆土厚度的栽植不同藤本植物的土壤酶碳氮比(C/N)均低于全球的陆地生态系统的平均值(1.41),而酶N/P均高于全球的土壤酶N/P(0.44)。(4)相关性和主成分分析表明,土壤理化性质与土壤酶活性之间的相关性在不同覆土厚度中各异;在三个覆土厚度中栽植藤本植物的土壤性质综合评分最高分别为常春藤、常春油麻藤和五叶地锦。综上所述,该试验区栽植常春藤在20 cm覆土厚度下对土壤养分的改良效果最佳,而栽植常春油麻藤和五叶地锦在40 cm和60 cm覆土厚度下表现出较好的土壤修复潜力。但该试验区的土壤微生物和藤本植物生长受到氮限制。此外,全量养分、有效磷(APC)、BG、CB、NAG、AP以及酶化学计量比密切影响土壤肥力和藤本植物生长。本研究研究结果不仅可以丰富矿区土壤修复的理论基础,还能为实际的矿区植被恢复工程提供理论支持和实践指导。

摘要:植物多样性对维持湿地生态系统的稳定性至关重要。聚焦黄河三角洲湿地生态系统,通过整合野外观测数据与盐分梯度响应模型,系统分析了土壤环境因子的空间分异特征、湿地植物多样性变化及其与土壤环境因子的关系。结果表明:黄河三角洲湿地土壤含盐量较高的点位多在研究区北部以及沿海区域,含盐量较低的点位多分布在研究区域南部以及中部地区,土壤容重呈现出由中心到外围递增的空间分布特征。土壤总碳、总氮、总磷呈现出从内陆到海岸线递减的空间分布特征。pH高值区主要分布在西北部以及沿海区域,速效磷和速效钾分布较为均匀,高值区主要分布在南部,有机碳高值区域主要分布在研究区中部和西南部;黄河三角洲湿地植物多样性指数随土壤盐分梯度的增加呈减少趋势,中、高盐梯度植物丰富度指数、Shannon-Wiener指数、优势度指数、均匀度指数相较于低盐梯度分别下降了61.3%、48.5%、38.6%、26%和78.4%、77.9%、70%、55.8%。湿地植物多样性与土壤环境因子具有显著的盐分梯度响应特征。低盐梯度以有机碳、速效钾和总磷为主导调控因子,中盐梯度以总氮与速效磷为主导调控因子,高盐梯度则以总磷为主导调控因子,这种主导因子的梯度性转变,反映了植物群落对环境适应策略的调整。研究结果不仅有助于深入理解黄河三角洲湿地不同盐分梯度下影响植物多样性的关键土壤环境因子,同时也为该区域湿地植物多样性保护、生态修复以及湿地资源的可持续管理提供理论依据和决策参考。

摘要:土壤健康是维持森林生态系统稳定和可持续发展的核心基础,对不同森林类型的土壤健康变化特征及驱动因素的研究有助于为土壤健康管理提供差异化策略。以秦岭火地塘林区的锐齿栎林、油松林、红桦林、青杄林、华山松锐齿栎混交林和铁杉华山松混交林不同深度的土壤(0-60 cm)为研究对象,分析土壤理化特性和林下植物多样性的长期变化(2010-2022年),计算研究区六种典型森林类型的土壤健康指数,使用敏感性分析与结构方程模型,揭示土壤理化因子的敏感程度及其对土壤健康的影响路径。结果表明:(1)六种森林类型的土壤有机质、全氮和全磷在2013-2019年间呈现出波动减少的趋势,在2022年呈现上升趋势;铁杉华山松混交林的土壤碱解氮含量在2022年显著下降,华山松锐齿栎混交林的土壤碱解氮2019年下降后,在2022年有所回升;土壤全效养分和速效养分的含量都呈现出随着土层增加而减少的趋势。(2)除油松林外,其他森林类型的Margalef丰富度指数灌木层高于草本层;在2013-2019年灌木层的Shannon-Wiener多样性指数高于草本层,但在2022年草本层高于灌木层。(3)青杄林和红桦林的土壤健康在年际变化上高于研究区内其他森林类型;在六种森林类型中,随着土层的加深,土壤健康指数呈下降趋势。(4)林下植物多样性通过直接或间接作用,对林分土壤健康产生影响。在锐齿栎林、红桦林和铁杉华山松混交林中,林下植物多样性主要通过直接影响土壤物理性质,进而对土壤健康产生影响;在青杄林和华山松锐齿栎混交林中,林下植物多样性主要通过直接影响土壤化学性质,进而影响土壤健康;然而在铁杉华山松混交林中,林下植物多样性对土壤化学性质还存在间接作用。

摘要:盐渍土中大量富集的盐离子可加剧磷酸盐离子的吸附和沉淀,导致植物遭受盐离子毒害和磷匮乏的双重胁迫。从盐渍生境中发掘利用具有耐盐碱特性的高效溶磷细菌(Phosphate-solubilizing bacteria,PSB),是解决盐碱地植物有效磷缺乏、盐胁迫损伤的有效措施。以前期从盐渍荒漠生境优势植物梭梭根际分离获得的具有耐盐碱特性的高效溶磷菌Serratia sp. AWH-NS6,及构建的其有机酸分泌相关基因pqqE缺失突变体和回补菌株为材料,采用盆栽试验探究pqqE基因介导菌株AWH-NS6对宁夏引黄灌区盐碱土中紫花苜蓿生长及耐盐性的调控效应。结果表明:与对照相比,接种野生型及pqqE基因回补菌株显著促进了紫花苜蓿植株生长(株高、根长及生物量),同时也提高了植株对养分(氮、磷和钾)的吸收;同时,接种野生型、突变体和回补菌株均显著增强植株抗氧化酶活性活性,降低丙二醛含量,提高了脯氨酸和可溶性糖积累,缓解了氧化胁迫。此外,菌株AWH-NS6的接种显著降低了土壤pH值和盐分含量,提高了有机质及速效磷含量,并增强了土壤酶活性。这三株菌株的接种均改变了土壤微生物群落组成和结构,但野生型和回补菌株的接种促进了土壤氮磷循环,使芽单胞菌和浮霉菌等解磷功能菌群明显富集。综上,溶磷关键基因pqqE介导溶磷细菌AWH-NS6缓解了盐胁迫对紫花苜蓿的毒害作用、提高了土壤养分状况及关键酶活性,并通过富集根际有益微生物,改善土壤微环境,从而促进了紫花苜蓿生长和耐盐性。

摘要:太行山是我国东部重要的山脉,也是中国35个生物多样性优先保护区域之一。基于广义太行山范围内的309个森林群落样地数据,采用物种、谱系和功能多样性的9个指数分析了多样性空间格局及其影响因素。结果表明:太行山森林群落海拔空间格局较为明显,即物种丰富度(R)、谱系多样性(PD)和功能丰富度(FRic)指数整体上随着海拔升高均呈上升趋势,但纬度空间格局表现不明显。进一步分析各指数之间的相关性得到R、PD和FRic三个不同维度的指数均呈极显著正相关,表明群落既存在谱系进化的保守性,又通过增加功能性状特征来提高对资源的利用。影响群落三个维度多样性的关键因子主要是海拔(ALT)和年平均温度(BIO1),此外坡位(SLOP)和最湿月降水量(BIO13)也是主要的影响因子。研究对揭示太行山森林群落组成-结构-功能的构建机制具有理论意义,同时可为群落结构的优化配置和调控提供科学依据。

摘要:气候变化导致高海拔树木生长与大气水热条件的关系更加复杂,树木生长对水热变化响应与干旱适应性的认识仍然不足。为此,以四川省西北部的岷江冷杉和西南部的川滇冷杉为研究对象,利用树木年轮学方法提取树木的径向生长数据,将其与气候因子建立联系,探究树木径向生长对水热条件的响应。同时,量化其在极端干旱年的抵抗力与恢复力,分析树木对干旱事件的适应特征与策略。结果表明:1970-2010年间西北部干旱加剧(标准化降水蒸散指数(SPEI)下降速率0.02/a)而岷江冷杉生长速率保持稳定,西南部水分改善(SPEI上升速率0.02/a)伴随川滇冷杉生长速率显著提升(增速0.03/a)。两树种的径向生长均与冬季(上年10月-当年2月)温度和生长季(当年5月-9月)水热条件显著相关(P<0.05)。川滇冷杉在更强干旱胁迫(平均SPEI=-1.63)下保持与岷江冷杉(平均SPEI=-1.36)相当的抵抗力以及相对较低的恢复力,相比之下,二者分别呈现"高抗性-低恢复"和"低抗性-高恢复"的适应策略,且岷江冷杉抗性-恢复的线性权衡关系(k=-0.9)比川滇冷杉(k=-0.26)更接近完全恢复弹力线。冬季温度和生长季水热平衡共同驱动了树木的径向生长,然而极端干旱事件可能重塑树木的适应策略,进而影响其长期的生长动态。研究结果为高海拔森林适应性管理提供更精准的理论支撑。

摘要:球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-Related Soil Protein,GRSP)因其稳定性强、不易分解,被认为是土壤稳定性有机碳库的重要组成部分。米槠是亚热带常绿阔叶林的典型建群种;杉木是我国分布最广、面积最大的人工林树种。然而,目前关于增温实验对亚热带森林土壤中GRSP含量变化的研究仍较为匮乏,尤其是不同树种对增温响应的差异尚不明确。通过土壤电缆增温(+4 ℃)控制实验,初步探讨增温对亚热带典型树种幼苗土壤GRSP含量的影响。结果表明:2022年6月28日-8月2日期间,米槠土壤湿度整体高于杉木,增温后米槠土壤湿度显著下降。米槠(Castanopsis carlesii (Hemsl.) Hayata)幼苗土壤易提取球囊霉素含量为2.70 μg/g,显著高于杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook)幼苗土壤(2.03 μg/g)。增温显著降低了土壤易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量(米槠降低了34.9%,杉木降低了14.8%)。冗余分析显示,米槠和杉木幼苗土壤EE-GRSP含量均与土壤铵态氮含量呈显著负相关,而米槠土壤中微生物生物量碳含量的大幅下降,表明增温通过影响氮素供应和微生物活性共同调控GRSP的分泌与积累。研究揭示了增温与树种类型交互作用下GRSP动态变化的机制,为全球气候变化背景下森林土壤碳稳定性评估及生态系统碳汇管理提供了数据支持和科学依据。

摘要:基于1961-2023年中国2093个地面气象观测站的日平均气温、风速和相对湿度资料,研究了中国气候舒适日数的时空分布变化、影响因子特征及相对贡献。结果表明:1961-2023年全国平均年气候舒适日数为186.9d,总体呈显著增加趋势,增幅为2.9d/10a,气候舒适日数无明显年代际转折。在空间分布上,多年平均的中国年气候舒适日数在中东部地区呈现由北向南增多,夏秋季舒适日数多于冬春季。近60多年来,中国平均气候舒适性呈现"全域增强-局部弱化"的变化态势,大部地区气候舒适日数增加,其中北方地区舒适日数增幅尤为显著,西北区增幅最大,为4.2d/10a。而华南中部和南部、湖南南部和江西南部部分地区减少,这导致中东部地区舒适日数空间分布"南多北少"的区域差异有所减弱;季节上看,中国7-9月舒适日数呈减少趋势,其他月份均显著增加,各月变化趋势的不一致使得气候舒适性的季节差异逐渐缩小,中国气候舒适日数"夏优冬劣"的强季节差异在向"四季趋衡"的气候舒适型转变。影响因子方面,全国平均气温显著上升(0.3℃/10a),相对湿度和风速显著下降(分别为-0.4%/10a和-0.1m/s/10a)。平均气温变化对舒适日数变化起主导作用(62%),平均风速变化次之(28%),平均相对湿度变化影响最小(10%),因此中国年舒适日数的显著增加主要归因于平均气温的上升。夏季中东部地区舒适日数减少主要受气温和风速的影响,秋季长江以南大部分地区舒适日数的减少受气温、相对湿度和风速的共同影响。

摘要:为揭示塔里木盆地南缘荒漠绿洲过渡带主要防护物种多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)和头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae Schrenk.)土壤改良功能的差异,采用野外取样与室内实验相结合的方法,分析不同盖度(30%、50%)的柽柳和沙拐枣在不同深度的土壤养分含量,并与空旷裸地对比,进而研究这两种灌木的土壤"肥岛"效应及差异。结果表明:(1)不同灌木均具有明显的土壤"肥岛"效应。与空旷裸地相比,柽柳土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、和全磷(TP)含量分别高265%,220%和230%;沙拐枣高195%,120%和185%;柽柳立地土壤SOC、TN、TP富集率分别为2.17±0.32,4.80±0.16,3.04±0.25,沙拐枣的为1.84±0.24,4.39±0.15,2.63±0.18。(2)不同盖度灌木土壤"肥岛"效应具有差异。其中,50%盖度柽柳土壤SOC、TN、TP含量及其富集率最高。(3)不同灌木土壤"肥岛"效应垂直分布特征具有差异。50%盖度柽柳立地土壤TP含量以及富集率在各个土层均显著高于其他植被类型区;在80-140 cm的土层对SOC和TN的富集量比其他植被类型区高。总体而言,柽柳土壤养分含量高于沙拐枣,具有更强的土壤"肥岛"效应。因此,塔里木盆地南缘荒漠绿洲过渡带防护林建设中,柽柳是可优先考虑的物种。研究结果对干旱区生态恢复和保护及可持续发展具有重要意义。

摘要:为探究荒漠草原共存植物在降水变化下的功能性状多样性及水分适应策略,以宁夏荒漠草原为研究对象,通过截雨棚模拟五种降水量处理(减少 50%(P_-50%)、减少30%(P_-30%)、自然降水(P_CK)、增加30%(P_+30%)、增加 50%(P_+50%)),在生长季的前、中、后期分别测定了5种共存植物的叶片、根系功能性状及生物量性状。结果表明:(1)不同物种功能性状间协同演化形成了差异化的抗旱策略:短花针茅(S. breviflora)通过根冠比与叶片形态的协同调整,逐渐转向更为保守的水分利用模式;牛枝子(L. potaninii)依赖深根系扩展增强深层水分获取;银灰旋花(C. ammannii)采取耐旱型策略,优化根系与叶片结构以维持水分平衡;远志(Polygala tenuifolia)对水分变化反应敏感,并通过根系投资与水分储存的权衡快速适应干旱;赖草(Leymus secalinus)依赖浅层水分吸收并快速生长,二者均偏向 "资源获取型" 策略。除银灰旋花外,针茅、牛枝子、赖草和远志都采用了减少地上生长并增加地下生长的抗旱策略。(2)极端降水处理(P_+50%和P_-50%)显著提升了荒漠草原植物群落的功能多样性水平,相较于P_CK处理,P_+50%和P_-50%处理下群落的功能丰富度指数分别提高了839%和350%,功能均匀度指数分别提高了462%和487%,功能分异度指数分别提高了756%和456%,Rao二次熵指数分别提高了458%和379%。说明极端水分条件下群落功能趋于多样化,生态位分异增强,物种间的功能差异与协同效应提升。研究为理解干旱生态系统植物群落的适应机制及稳定性维持提供了新视角。

摘要:森林碳汇密度是刻画森林碳汇容量的关键指标,探究数字化驱动下森林碳汇密度变化的因素分解及多重组态路径提升对实现"双碳"目标,打造中国绿色碳库具有重要的现实意义。基于数字化应用背景,以投入产出结构的资源配置视角,提出"驱动因素识别-组态路径分析"的渐进式研究逻辑,构建中国森林碳汇密度变化的驱动因素指数分解模型,以分解结果生成前因条件,通过必要性分析和组态路径方法,提出森林碳汇密度的多重提升路径。研究表明:(1)中国森林碳汇密度呈现小幅度的上升趋势,地区森林碳汇密度高低为"西部地区>中部地区>东部地区",森林碳汇密度重心呈现"东北-西南"的转移趋势。林业数字化投入水平呈现整体上升的发展趋势;重心转移方向为"东南-西北",转移幅度较大;(2)数字化相关驱动因素分解结果中,各省份存在"劳动密集型数字化协同驱动"和"数字化替代转型协同驱动"的二元驱动模式,且该模式存在区域互斥性;森林病虫鼠害相关驱动因素分解结果表征出当前生态系统的脆弱性特征。省份主导驱动因素的演变呈现"资本深化-数字化转型-再资本深化"的螺旋发展模式,反映了数字化驱动效能的边际效益递减特征。地区间主导驱动因素的演变呈现"东部-西部-中部"的数字化扩散梯度效应;(3)组态路径分析中,提出生态防护型数字化驱动路径、劳动密集型数字化驱动路径、综合替代型数字化驱动路径和技术服务型数字化驱动路径是实现高森林碳汇密度的多重路径,且四条路径中的劳动数字化密集水平和数字化替代转型水平核心条件满足二元驱动模式的互斥性特征。

摘要:为了准确评估运用表土阔叶类木本植硅体区分我国洞庭湖流域不同森林植被类型的可靠性以提高该区植硅体-古植被重建的精度,研究系统分析了来自洞庭湖流域3种森林植被类型(常绿阔叶林、常绿/落叶阔叶混交林和落叶阔叶林)的50种阔叶类木本植物和62个表土样品的植硅体组合。结果表明,不同种类阔叶类木本植物植硅体产量和形态具有明显差别,且依据其植硅体组合可以明显区分常绿阔叶类木本植物和落叶阔叶类木本植物。同时,在不同森林植被表土中,识别出了8种阔叶类木本植物植硅体,占土壤中植硅体总量的5%左右。不同森林植被表土中阔叶类木本植硅体的组合特征存在一定差异,能够区分常绿阔叶林、常绿/落叶阔叶混交林和落叶阔叶林。此外,提出了半定量区分不同森林植被类型的阔叶类木本植硅体指数(B/S)即阔叶类木本植硅体与禾本科短细胞植硅体含量之比。其中,常绿阔叶林表土中B/S值小于0.03,常绿/落叶阔叶混交林表土中B/S值为0.03-0.04,落叶阔叶林表土中B/S值大于0.04。依据该指数成功区分了不同森林群落表土及重建了研究区十万古田地区全新世以来的植被变化。因此,研究为洞庭湖流域表土中阔叶类木本植硅体及其指数区分不同森林植被类型的研究提供了支撑,也为本区基于植硅体的森林植被重建提供了有用参考。

摘要:基于植物群落物种组成和丰富度可开展传统的植被数量分类,而基于群落功能性状的植被数量分类能进一步体现植被响应环境的功能特征,具有一定的发展潜力。基于群落功能性状数据,采用层次聚类分析(Ward法)、除趋势对应分析(DCA)和典范对应分析(CCA)等方法对金华北山南坡24个木本植物群落样方进行了分类和排序,并与传统的植被数量分类和排序进行对比,探究基于群落功能性状开展植被数量分类和排序的可行性,以及基于群落性状划分的植被类型与环境和生态系统功能的关系。结果表明:基于加权的群落功能性状和基于群落组成的数量分类结果基本类似,都明确区分出了黄山松林、柳杉+杉木林、木荷林、木荷+落叶阔叶混交林和山胡椒灌丛,但基于群落功能性状的数量分类还划分出处于过渡阶段的次生灌丛,而且分类结果更为细致,将柳杉+杉木林进一步划分为柳杉林和杉木林。DCA排序结果表明,基于群落物种组成的排序能够很好地反映植被沿环境梯度:海拔、热负荷指数、土壤有机质和钾含量、土壤酸碱度的变化特征;而基于群落功能性状的排序则能反映清晰的生态功能特征,以叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝树皮厚度和小枝直径的组合揭示不同植被的投资-收益权衡的生态对策。CCA排序结果进一步显示,与基于物种组成的排序相似,基于群落功能性状的排序在反映环境特征方面也有良好的表现,海拔高度、土壤有机质和元素含量、热负荷指数等环境梯度与群落物种组成和功能性状密切相关。本研究证实,基于群落功能性状可有效进行植被类型的数量分类和排序,能够同时反映植物群落的环境和生态功能特征,可为亚热带常绿阔叶林的分类、保育和修复提供理论依据。

摘要:紫茎泽兰(Ageratina adenophora)作为全球最具侵略性的外来植物之一,在我国长江流域呈快速扩散趋势,已严重威胁区域的生态安全和社会经济发展。通过样方调查与主成分分析(PCA)解析长江上游宜宾区域紫茎泽兰的入侵生态学特征,并运用MaxEnt模型评估入侵风险,揭示扩散驱动机制。结果表明:1)紫茎泽兰在宜宾已普遍定殖,其在资源丰富型生境(如撂荒地及林缘次生林)与多重胁迫环境(如建筑缝隙及垃圾场周边)的异质性景观中均建立自然种群。2)宜宾的屏山县、叙州和翠屏等区域有较高的紫茎泽兰入侵风险。3)河流和道路是影响紫茎泽兰扩散的主导因子,在紫茎泽兰的扩散途径,河流(25.1%)和道路(15.6%)直接导致了紫茎泽兰的扩散,雨季降水量(18.7%)强化河流的媒介作用,平稳的温度变动(12.3%)提升繁殖体适应性。基于研究结果,提出"定殖区防除-高风险区监测-公众共治"的多尺度防控体系:1)在生长区实施机械-化学干预,并构建不同景观间的本土植被隔离带。2)在入侵高风险区建立遥感监测网络,尤其关注河道-道路缓冲区。3)通过新媒体等推动公众在全域参与紫茎泽兰等外来物种入侵防控。

摘要:物种扩散对群落的空间结构有一定的影响,这种影响将决定着物种的最终分布。考虑空间因素,并以三个物种为例构建了空间群落动态数学模型,研究物种的不同扩散模式对物种共存结果的影响,及在不同扩散模式下,不同物种的定殖率变化对食物网中每个物种的影响。模型结果表明:(1)在生境破碎和生境丧失的景观中,物种扩散范围的增加将增大食物网中物种共存的区域。(2)物种扩散模式对每个物种的影响不同,这种影响的大小主要取决于每个物种在食物网中的营养等级。(3)物种扩散模式的变化可以促进或抑制物种共存,具体的共存结果取决于物种扩散模式的变化和强度。(4)当所有物种的扩散模式都是全局扩散时,只有生境丧失对每个物种有逐渐丧失的负面影响,而生境破碎对三个物种没有影响。研究提出了一些理论观点,阐明了物种扩散对物种分布的影响。此外,这些发现为未来物种扩散的研究提供了一定的理论思考。

摘要:道路作为嵌套在景观中的线性人类基础设施,对野生动物的生存具有广泛影响。理解同域分布的物种对道路的差异化响应机制,以及生境因子的异质性分布如何影响物种对道路的耐受性,能够为通过生境改造缓解道路对野生动物影响和调整种间关系提供关键信息,却很少被关注。对此,于2022年11月-2024年10月在山西铁桥山省级自然保护区按距离梯度布设红外相机收集数据,分别量化了县道X337对赤狐(Vulpes vulpes)和豹猫(Prionailurus bengalensis)空间分布和日活动节律的影响,并运用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型探究生境因子的异质性分布如何影响目标物种的道路容忍度。研究结果显示,县道对赤狐和豹猫的影响域均为300 m,但赤狐在影响域内的相对多度显著高于影响域外(P<0.05),豹猫表现出相反的趋势且其在影响域内外的日活动节律具有显著差异。GWR模型结果表明,相较于豹猫,赤狐与各环境变量的关系具有更强的空间非平稳性,能够更灵活地调整活动模式以耐受道路的干扰。这均说明,赤狐对道路干扰的容忍程度比豹猫更高。此外,空间插值后得到的各变量回归系数的空间分布图显示,海拔、植被覆盖等变量对动物分布的正作用随距县道距离的减小呈递增趋势,表明自然环境因素一定程度上有助于动物容忍县道干扰。研究揭示了人类改造景观对动物时空分布的不同影响,强调GWR模型能够有效显示野生动物分布与环境变量间关系的空间异质特征,为理解同域物种对道路干扰的耐受机制提供新的见解。

摘要:研究于2023年和2024年,对大丰麋鹿国家级自然保护区中圈养、散养和野生群麋鹿的繁殖群数量、雌性集群数量和群体稳定性进行了系统调查。研究总计观察到麋鹿繁殖群304个,其中圈养群99个、散养群109个、野生群96个,利用非参数统计方法对群间数据进行比较,并通过比较群内雌性数量、行为-生境偏好来探究三种类型群的群体稳定性与繁殖策略差异。研究结果显示:(1)繁殖群内雌性平均数为(30.94±26.45)头/群,三种类型群内雌性数量差异显著(P=0.034)。(2)圈养、散养、野生群的群体稳定性均存在差异,高稳定性的群体显著多于中、低稳定性群体(P<0.01)。(3)行为状态层面,多数雌性在被观察期间处于卧息状态,处于此状态的雌性数量显著多于处于采食和移动状态的雌性(P=0.036)。(4)群体生境偏好差异显著,圈养群与散养群(P=0.006)、圈养群与野生群(P<0.001)、散养群与野生群(P<0.001)生境偏好均存在显著差异,这表明不同类型群体对生境的依赖程度不同。雌性的微生境选择多倾向于草丛、裸地和沟塘(P<0.001),裸地内繁殖群数量最多,这可能是由于裸地利于群主对雌性的管理,相较于其他生境更利于群主的发情交配。研究结果表明,三种野放状态下,麋鹿繁殖群群内雌性数量、行为状态和栖息地生境选择均存在差异。此外,繁殖群状态的稳定性关系到群主繁殖交配的成功率,因此,(不同野放状态下)群内雌性数量的差异也反映了麋鹿繁殖策略的适应性调整。基于此,研究建议在麋鹿重野放过程中,需要考虑合理的生境配置、提供多样的生境选择、足够的空间,通过渐进式的软释放,实施麋鹿野生种群恢复工作。研究针对散养、圈养、野生麋鹿群体,从繁殖群雌性数量的角度探讨了麋鹿群体繁殖策略选择,并提供了大量基础数据,以期为野生麋鹿种群恢复工作提供科学依据。

摘要:两栖动物在全球范围内面临严重威胁,系统识别其高风险类群及空间分布特征是制定有效保护策略的关键。基于中国两栖类物种分布和濒危等级数据,在考虑数据不足物种潜在灭绝风险的基础上,通过受威胁物种丰富度、受威胁物种比例和稀有度加权丰富度(Rarity-Weighted Richness, RWR)刻画两栖类灭绝风险的地理格局,并结合物种分类信息分析受威胁物种所属类群构成及区域差异。结果显示,有尾两栖类的灭绝风险明显高于无尾两栖类,物种分布区域更为狭窄;隐鳃鲵科、小鲵科、蝾螈科与角蟾科是受威胁程度最高的科;在科水平上灭绝风险与系统发育特征有关,分化较晚的科受威胁比例更高;共识别44种特有性高、分布狭窄的受威胁两栖类物种;受威胁物种丰富度、受威胁物种比例和RWR的空间分布存在差异,RWR揭示了物种丰富度难以反映的高特有性区域;四川南部、云南中部与海南是三类指标的高值重叠区;不同科的受威胁物种分布在不同区域。研究结果可为国家尺度上两栖动物保护区识别、优先保护物种确定等生物多样性保护决策提供依据。

摘要: