应用生态学报

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1. 蓝绿基础设施生态系统服务城乡差异与尺度效应

孙苗苗, 吕江涛, 李晓文, 李鹏, 肖之炎, 郝嘉元, 智烈慧

应用生态学报 2024, 35 (12): 3295-3303. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202412.023

摘要（231）

PDF（pc）（3064KB）（137）

蓝绿基础设施是城市生态基础设施的主体和构建城市生态安全格局的要素,目前有关城市蓝绿基础设施研究主要集中于时空格局演变、驱动机制、连通性与规划管理等方面,针对快速城市化背景下蓝绿基础设施生态系统服务的时空动态变化、协同与权衡机制等方面研究相对薄弱。本研究以武汉市为例,基于InVEST模型、Getis-Ord Gi*空间热点分析及空间相关分析等方法探究了1980—2020年武汉市蓝绿基础设施6种生态系统服务量(气候调节、空气净化、洪水调蓄、生态固碳、景观文化和生境维持)的时空变化、城乡差异以及不同尺度上的权衡协同效应。结果表明: 研究期间,武汉市蓝绿基础设施生态系统服务在空间上总体呈现中心城区低、城区外围高的分布格局,冷点或不显著区域面积较大;蓝绿基础设施对不同类型生态系统服务的贡献率存在显著差异,蓝色基础设施的贡献较大,绿色基础设施的贡献较小;城乡梯度影响生态系统服务的波动,随着与城市中心距离的增加,波动幅度降低;生态系统服务之间的权衡与协同存在尺度效应,在流域单元尺度上,生态系统服务之间权衡与协同关系并存,而在乡镇和行政区尺度上,不同生态系统服务之间表现为协同关系。蓝绿基础设施尺度效应和城乡差异研究对城市化背景下蓝绿基础设施生态系统服务功能协同优化及分级、分类、分区管理具有一定指导意义。

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2. 黑土区不同种类有机物料腐解过程中的溶解性有机质特征

雷琬莹, 滕培基, 盛明, 王博, 李娜

应用生态学报 2025, 36 (2): 513-525. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.019

摘要（131）

PDF（pc）（3948KB）（74）

溶解性有机质(DOM)是有机物料中最活跃的组分,在有机物料还田腐解转化为土壤有机质、培肥土壤过程中发挥重要作用。本研究以东北黑土区为研究区域,在典型黑土带上由南向北选择辽宁省昌图县、吉林省德惠市、黑龙江省哈尔滨市、海伦市和黑河市5个地点,布设6种有机物料(鸡粪、猪粪、木耳菌糠、大豆秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆)的田间腐解试验,采用光谱学技术研究有机物料还田腐解后其自身DOM性质的变化及主要影响因素。结果表明: 有机物料腐解2年后,溶解性有机碳浓度显著下降,芳香性指数、疏水性组分含量、有色溶解性有机质浓度和腐殖化指数均不同程度增加,且不同种类有机物料间存在差异。DOM的荧光指数值均<1.4,自生源指数值介于0.4～0.7,外源输入特征明显,生物可利用性较低。平行因子分析发现,腐解后有机粪肥和菌糠DOM中类富里酸和类蛋白质组分的相对含量减少,类腐殖质组分的相对含量增大;作物秸秆DOM中类蛋白质组分的相对含量大幅下降。有机物料腐解后DOM性质具有明显的地带性变化规律,DOM的芳香性和腐殖化程度随试验地点积温的升高而增强,从积温最低的黑河到积温最高的昌图,DOM的芳香性和腐殖化指数分别提高了6.9%～42.7%和23.9%～59.0%。有机物料的种类和试验地点以及二者的相互作用均对DOM性质有显著影响,相关性和主成分分析结果表明,有机物料DOM性质与其自身化学结构密切相关,且受有机物料种类影响较大,受试验地点影响较小。综上,有机物料还田腐解2年后,DOM中活性组分向稳定组分转化,芳香性和腐殖化程度提高,自身性质是影响有机物料腐解中DOM性质变化的主要因素。

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3. 中国红树林植被和土壤碳积累速率及其影响因素

胡凯杰, 王蔚, 钱威, 姜仲茂, 熊燕梅

应用生态学报 2025, 36 (1): 121-131. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.014

摘要（125）

PDF（pc）（2325KB）（70）

红树林碳汇是蓝碳碳汇的重要组成部分,尚缺乏我国红树林分布区域尺度植被和土壤碳积累速率及其影响因素的系统梳理。本研究基于文献收集和数据挖掘,整合分析我国红树林植被、土壤以及整个生态系统的碳积累速率及其影响因素。结果表明: 红树林植被碳积累速率随林龄变化的趋势在不同群落存在差异,而土壤碳积累速率与林龄不相关。我国红树林碳积累速率研究较多的群落类型有白骨壤、秋茄、桐花树、红海榄、木榄、无瓣海桑、海桑,其中无瓣海桑和海桑群落的植被碳积累速率最高,但土壤碳积累速率在不同群落间无显著差异。我国红树林植被和土壤碳积累速率平均值分别为766.9和201.1 g·m^-2·a^-1,其中广东省的平均值最高。基于全国分布区域平均值看,林分起源(天然林或人工林)和测定方法对植被、土壤和生态系统碳积累速率的测定值没有显著影响。综上,在全国分布区域尺度上红树林植被碳积累速率主要受林龄和群落类型影响,在红树林修复中可通过树种选择和林龄管理进行调控,而土壤碳积累速率的影响因素有待进一步研究揭示;需要增加对浙江和海南的红树林碳积累速率测定。

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4. 娄彻氏链霉菌对温室草莓生长及根际土壤微生物群落结构的影响

周达仁, 郭俏, 李进, 孙晨瑜, 舒小龙, 薛泉宏, 来航线

应用生态学报 2025, 36 (1): 161-168. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.020

摘要（132）

PDF（pc）（1831KB）（69）

娄彻氏链霉菌(D74)在多种作物上表现出良好的促生效果。本研究在设施条件下分析了D74对草莓生长的作用及对根际微生态的影响。结果表明: 1)与不施菌剂的对照相比,施用D74处理使草莓开花期根系干重和鲜重分别显著增加了40.5%和51.8%;根系总长、总表面积和根尖数分别显著提高了120.9%、55.5%和57.1%,根系平均直径和总体积分别增加了36.5%和6.9%。2)草莓果实产量(盛果期))、可溶性蛋白和维生素C含量分别增加111.4%、32.0%和9.4%。3)草莓盛果期根区土壤全钾和铵态氮含量分别增加了0.5%和1.9%,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性分别显著提高了35.5%、163.8%、86.5%和32.8%。4)D74处理显著改变了草莓根际细菌微生物群落结构,显著增加了细菌和真菌群落的多样性;有益菌鞘氨醇单胞菌显著富集,而有害菌镰刀菌属和瓜织球壳菌属的相对丰度降低。Spearman相关性分析显示,施用D74后草莓根区土壤酶活性与有益菌属鞘氨醇单胞菌的相对丰度呈显著正相关。综上,D74处理改善了草莓土壤化学特性,提高了土壤酶活性,通过富集根际有益细菌、降低有害菌的相对丰度,促进了设施大棚草莓植株生长,提高了产量和品质。

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5. 河北省生态系统碳储量的时空演变及多情景模拟

李林云, 陈璐, 韩梦娟, 侯捷

应用生态学报 2024, 35 (12): 3247-3256. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202412.020

摘要（126）

PDF（pc）（3649KB）（50）

土地利用变化在陆地生态系统碳储量变化过程中起重要作用,探明长时间序列下土地利用和生态系统碳储量的时空演变,对于提升区域生态系统碳汇能力与实现碳中和目标具有重要意义。本研究以河北省为例,耦合InVEST-PLUS模型,对2000—2020年土地利用和生态系统碳储量的时空变化进行评估,探究其响应关系,并预测2040年土地利用类型和碳储量变化。结果表明: 2000—2020年间,研究区以耕地、林地和草地为主,耕地面积减少7011.1 km²,建设用地面积增加7479.6 km²;耕地转为建设用地是主要的土地转移类型;研究区碳储量减少3.6×10⁷ t,耕地和草地转为建设用地是碳储量减少的主要原因;生态系统碳储量呈现西北部高、东南部低的空间分布特征。2020—2040年,河北省在自然发展情景、生态保护情景和经济发展情景下的碳储量将分别增加4.0×10⁷、5.1×10⁷和5.9×10⁷ t,耕地、林地和草地仍为主要碳库。未来应持续保护林地和草地等固碳资源,以减少碳排放为目标优化土地利用格局,同时,持续保护具有较高碳密度的区域,进一步增强其固碳能力。

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6. 基于CNKI文献计量的地表城市热岛效应研究方法综述

陈岑, 梁德庄, 杨俊, 韩冬锐, 乔治

应用生态学报 2025, 36 (3): 647-658. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202503.029

摘要（443）

PDF（pc）（2836KB）（49）

城市热岛效应是全球城市化进程中日益突出的局地气候问题,对人居环境健康和能源消耗产生显著影响。本文基于中国知网(CNKI)数据库,检索并分析了1980年1月1日至2024年12月31日有关地表城市热岛效应的中文期刊文献,运用CiteSpace软件对年度发文量和关键词进行可视化分析,系统总结了该领域的研究发展趋势。重点围绕地表城市热岛效应的数据来源、识别方法和评价指标等研究热点进行梳理和讨论,指出了当前研究在识别精度、机理解析和影响效应等方面的不足与挑战,提出了优化融合多源数据交叉验证、创新多尺度动态评估方法以及丰富多维度影响效应分析等建议。回顾我国地表城市热岛效应研究的发展历程,可为未来该研究领域发展提供理论支持和技术指导,助力其深化与应用的拓展。

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7. 宏观生态系统属性及状态定量表征体系

于贵瑞, 于宗绪, 于福波, 郝天象, 朱剑兴

应用生态学报 2025, 36 (1): 1-12. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.031

摘要（152）

PDF（pc）（11353KB）（49）

宏观生态系统科学致力于探索并理解生态系统的结构、功能和过程机制。精准度量和定量描述生态系统基本属性和状态变化,并建立相应的度量方法及量纲体系,是促进宏观生态系统研究发展的关键环节。因此,基于传统的生物、土壤等生态系统要素属性,以及植物器官、个体和物种等水平的生物性状研究成果,构建定量表征生态系统本征属性及状态变化的度量方法和量纲体系,并发展全新的宏观生态系统研究理论及应用体系,是宏观生态系统科学研究亟待解决的基础理论和方法学问题。本文从传统物理学的属性状态和量纲体系出发,系统论述了定量描述生态系统属性和状态的理论方法、测度变量及量纲体系,提出了生态系统性状(ESTs)和多维度性状网络(ETNs)概念,并将其扩展到宏观生态系统性状的测量和应用分析,期望能够加深对生态系统结构组成、运行机制、状态演变的监测和评估方面的认识,促进区域及全球生态环境保护、资源综合利用和经济社会的可持续发展。

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8. 短期氮添加下不同树种土壤可溶性有机质的变化及其与真菌群落的关联

柏欣宇, 元晓春, 曾泉鑫, 张晓晴, 孙浩, 张秋芳, 卢姣宏, 崔琚琰, 陈岳民

应用生态学报 2025, 36 (1): 67-76. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.016

摘要（169）

PDF（pc）（1716KB）（46）

土壤可溶性有机质(DOM)是土壤碳库的重要组成部分,其与土壤真菌群落的相互作用对土壤碳循环至关重要。本研究在黄山松和罗浮栲林中分别设置3个氮添加水平,包括对照(0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(40 kg N·hm^-2·a^-1)、高氮(80 kg N·hm^-2·a^-1),并采用三维荧光与平行因子分析联用,结合高通量测序,探讨了氮添加对土壤DOM的数量和光学特性的影响及其与真菌群落的关联。结果表明: 在黄山松林中,氮添加下土壤DOM数量和光学特性以及土壤真菌Chao1指数均无显著变化;而在罗浮栲林中,氮添加下土壤可溶性有机碳含量、DOM的腐殖化指数和类腐殖质组分的相对含量降低,尤其在高氮处理下,土壤真菌群落中被孢霉门的相对丰度显著增加。冗余分析结果显示,黄山松林土壤DOM数量和光学特性主要受土壤真菌Chao1指数的影响,而罗浮栲林土壤DOM数量和光学特性的主要影响因子为真菌群落结构、β-葡糖苷酶活性和土壤pH。这说明短期氮添加下不同树种土壤DOM数量和光学特性的主要影响因子不同。网络分析发现,土壤真菌群落与DOM组分之间存在密切联系,而氮添加下土壤真菌群落与DOM组分的网络关联边减少,说明两者的相互作用被削弱。本研究可为氮沉降下森林土壤真菌群落与土壤可溶性碳库之间的联系提供新的见解。

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9. 红松营养枝和生殖枝不同叶龄针叶形态解剖结构和光合特性

王朋阳, 吴海波, 姚莉, 杨剑飞, 张鹏, 沈海龙

应用生态学报 2025, 36 (1): 77-85. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.006

摘要（188）

PDF（pc）（3307KB）（43）

本研究以全光下6、7和8月处于结实状态的40年生红松母树生殖枝和营养枝上的当年生和一年生针叶为研究对象,比较针叶形态解剖结构和光合性能指标的差异,分析不同枝型和叶龄针叶各指标间的相关性。结果表明: 除了气孔密度、叶宽和中柱面积外,当年生针叶其他形态指标、解剖结构指标和含水率在不同月份间差异显著,而一年生针叶在不同月份间差异不明显。当年生针叶在7和8月叶长分别比6月显著提高91.0%～110.1%和122.2%～131.5%,比叶面积分别显著减小32.8%～40.9%和44.8%～52.5%,木质部面积分别显著增大47.3%～70.8%和75.9%～105.7%,韧皮部面积分别显著增大29.2%～30.0%和64.3%～73.2%。当年生和一年生针叶净光合速率(P_n)在不同月份间的变化趋势相反,表现出当年生针叶在7月和8月的P_n比6月分别增高 17.1%～39.8%和40.3%～51.5%,而一年生针叶在7月和8月的P_n比6月分别降低40.1%～56.9%和45.2%～46.1%。生殖枝和营养枝之间的针叶叶长和P_n差异显著,表现在生殖枝6和7月当年生针叶叶长分别比营养枝显著减小16.4%和28.1%,生殖枝当年生和一年生针叶P_n分别比营养枝显著减小23.1%和20.4%。生殖枝和营养枝当年生针叶的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(F_v′/F_m′)和P_n以及营养枝当年生针叶胞间CO₂浓度与除了气孔密度之外的其他形态解剖结构指标紧密相关,而一年生针叶相关不紧密。叶龄是导致针叶形态解剖结构和光合性能指标产生差异的主要因素,枝条类型仅对叶长和P_n有显著影响。

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10. 亚热带天然次生林演替对土壤氮矿化的影响机制

孙嘉雯, 施秀珍, 邵雅琪, 冯鼎, 王建青, 刘宝, 邹秉章, 王思荣, 黄志群

应用生态学报 2025, 36 (1): 59-66. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.018

摘要（104）

PDF（pc）（1832KB）（42）

为探究亚热带天然次生林演替过程中土壤氮矿化的变化规律及其影响机制,本研究利用空间替代时间的方法,以5个不同发育阶段的天然次生林(林龄分别为5、8、21、27、40年)为研究对象,并以>100年的原始天然林为对照。采用微宇宙培养法测定土壤净氮矿化速率,同时测定土壤理化性质、微生物生物量和林下植被多样性。结果表明: 土壤净氮矿化速率随天然次生林演替进程显著增加,不同林龄天然次生林土壤净氮矿化速率变化范围为(-0.04±0.01)～(0.39±0.04) mg·kg^-1·d^-1,原始天然林的净氮矿化速率(0.73±0.12 mg·kg^-1·d^-1)显著高于次生林。随机森林分析显示,土壤全氮和碳氮比是影响土壤净氮矿化速率的显著预测因子。回归分析结果表明,土壤微生物生物量碳与净氮矿化速率呈显著正相关;林下灌木层丰富度与土壤净氮矿化速率呈显著相关。结构方程模型显示,林龄通过降低土壤pH间接或直接促进土壤微生物生物量碳,土壤微生物生物量碳和碳氮比分别对净氮矿化速率有显著正影响和负影响。综上,土壤碳氮比和微生物生物量碳是调控天然次生林演替影响土壤氮矿化的重要因子。

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11. 天目山不同演替阶段乔木林物种多样性及其影响因子

吴登瑜, 汤孟平

应用生态学报 2025, 36 (1): 13-20. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.003

摘要（157）

PDF（pc）（830KB）（41）

以天目山针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,分析不同演替阶段乔木林物种多样性指数及其与空间结构因子和土壤因子的关系。结果表明: 随着针阔混交林正向演替到常绿阔叶林,物种数从51种上升到62种,在重要值排名前10位的树种中,壳斗科树种的重要值从27.7%提高到42.3%;Simpson指数和Pielou均匀度指数均显著降低,分别从0.79下降到0.77,从0.91下降到0.86。在针阔混交林阶段,竞争指数与Shannon指数和物种丰富度呈显著正相关;全混交度与Simpson指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关;聚集指数与Simpson指数、Shannon指数和物种丰富度呈显著负相关;水解氮和速效钾与Pielou均匀度指数呈显著正相关,与物种丰富度呈显著负相关。在常绿阔叶林阶段,聚集指数与Shannon指数和物种丰富度呈显著负相关;全混交度与Simpson指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关;Shannon指数和物种丰富度与水解氮呈显著负相关,与速效磷呈显著正相关;Simpson指数、Shannon指数和物种丰富度与有机质含量呈显著正相关。空间结构在不同演替阶段对物种多样性的解释程度均高于土壤因子,聚集指数和全混交度是影响物种多样性的主要空间结构因子。综上,应以调控空间结构为主,并根据演替阶段调控土壤理化性质,以保护天目山不同演替阶段乔木林物种多样性。

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12. 荒漠绿洲边缘不同种植年限人工梭梭林土壤和根系微生物群落特征

李昱达, 王国华, 赵丽娜, 缑倩倩

应用生态学报 2025, 36 (1): 39-49. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.009

摘要（148）

PDF（pc）（3116KB）（41）

梭梭是中国西北干旱地区种植面积最大的固沙植物之一。在种植后期,梭梭林普遍出现土壤环境失衡、根腐病害严重、大面积衰退的现象。本研究以河西走廊荒漠绿洲边缘不同种植年限(0、10、30、50年)人工梭梭林为对象,研究梭梭林土壤和根系微生物群落结构与多样性变化特征。结果表明: 种植30年的梭梭林土壤pH、全氮、全磷和葡聚糖酶活性显著高于其他年限,土壤和根系真菌群落α多样性指数也显著高于其他年限;30年和50年梭梭林土壤真菌群落结构差异显著,而根系真菌群落结构在种植30年与0、10、50年差异显著。相较于10年,30年梭梭林担子菌门病原菌粉孢革菌属相对丰度在土壤和根系中均显著提高,分别增长9.4和12.3倍,成为优势真菌属;土壤中的优势细菌类群变形菌门假单胞菌属相对丰度在种植30和50年时显著降低。梭梭林土壤病原菌粉孢革菌属与土壤pH、土壤葡聚糖酶及全磷均呈显著正相关,而与假单胞菌属呈显著负相关。本研究发现,梭梭林种植30年时,土壤和根系中病原菌粉孢革菌属丰度的上升是引起梭梭衰退死亡的关键微生物因素,研究结果可为人工梭梭林的病害防治提供参考。

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13. 小叶红豆群落主要树种的种间关系及群落稳定性

李珂佳, 蔡晨, 阮广鸣, 凌书伟, 潘标志, 周家贵, 刘金福, 郑世群

应用生态学报 2025, 36 (2): 427-436. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202502.003

摘要（101）

PDF（pc）（5347KB）（40）

本文研究古田会议会址风水林中濒危物种小叶红豆群落的种间关系。结果表明: 群落中乔木层主要树种有新木姜子、木荷、米槠等,灌木层主要树种有变叶树参、栲、狗骨柴等。在乔木层中,小叶红豆生态位宽度为21.04,与主要树种的生态位重叠较低;乔木层主要树种的方差比率和统计量分别为0.77和59.57,乔木层总体联结性为无显著联结性,χ²检验中不显著种对数为101对,正负联结种对数比值为1∶1.18,种间联系较弱。在灌木层中,小叶红豆生态位宽度为21.60,与灌木层树种之间存在较高的生态位重叠;灌木层主要树种的方差比率和统计量分别为1.80和138.68,灌木层总体联结性为显著正联结,χ²检验中显著种对数为107对,正负联结种对数比值为1∶0.09,种间竞争较强。群落乔木层和灌木层的欧式距离分别为6.40和4.91,表明群落灌木层相较于乔木层处于更稳定状态。在灌木层中,小叶红豆与其他主要树种之间存在紧密联系,但由于生长环境中激烈的资源竞争,尤其是受群落中优势种的影响,小叶红豆在成长为乔木的过程中并未能占据主导地位。亟需采取人工干预措施,实施就地保护策略。

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14. 2002—2022年气候变化和人类活动对山西省植被恢复的贡献

赵瑜琦, 赵鹏云, 许泽海, 李志刚

应用生态学报 2025, 36 (1): 219-226. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.026

摘要（125）

PDF（pc）（3669KB）（40）

2002年以来山西省全面开展了生态保护与修复工作,动态评估山西省植被时空变化,对及时调整生态建设措施、保障工程实施效果具有重要意义。本研究基于2002—2022年归一化植被指数(NDVI)、气温、降水量数据,采用像元二分法、变化趋势分析和多元回归残差分析等方法,模拟山西省及其11个市域植被覆盖时空变化特征,通过比较潜在植被NDVI与实际植被NDVI确定气候变化和人类活动对其植被恢复的相对贡献。结果表明: 2002—2022年间,山西省各市的植被以中高和高覆盖度为主,其中,晋城市的植被覆盖度最高,朔州市最低。气候变化和人类活动共同促进山西省生长季植被NDVI快速增长(增速5.4×10^-3·a^-1),显著增长区域面积占比72.1%,市域范围内,吕梁市NDVI增长最快(增速7.3×10^-3·a^-1)。人类活动对山西省植被恢复起明显促进作用,气候变化以中度促进为主,相对贡献率分别为76.3%和23.7%。长治市、晋城市、运城市人类活动相对贡献率均在90%以上,气候变化明显促进了吕梁市植被恢复。受气候变化轻微抑制、人类活动中度抑制,太原市、吕梁市、晋中市交界处及少数城市中心NDVI明显下降。山西省植被NDVI显著增加,整体覆盖度已趋于较高水平,但北部地区植被覆盖度偏低。人类活动相对贡献率在南部地区最高,气候变化对中西部区域的植被恢复作用较明显。

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15. 宏观生态系统科学研究的思维维度和认知尺度及多学科坐标体系

于贵瑞, 于福波, 于宗绪, 朱剑兴, 郝天象

应用生态学报 2025, 36 (2): 327-340. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202502.033

摘要（139）

PDF（pc）（6736KB）（36）

经过百余年的发展,生态学从经典生态学或者基础生态学研究扩展到了生态系统生态学或者生态系统科学的新阶段,奠定了大尺度及全球生态环境科学研究的理论基础,促进了生物学、地理学及环境科学研究的大融合,推动了自然科学、人文科学和社会经济学的学科交叉。在这一学科大融合的历史进程中,生态学不断地吸收其他学科的知识和技术,创造了本学科特有的科学知识及概念体系。然而,在多时空尺度的生态学研究中,如何准确应用这些源自其他学科的科学术语,并在扩展应用过程中赋予新质而严格的科学涵义,还缺乏深度考究及明确的生态学定义。我们系统地梳理了“维度”“尺度”“坐标”等自然科学术语的起源及原始定义,讨论了它们在宏观生态系统科学研究中的生态学涵义,进而基于多学科维度的生态系统功能与过程认知,探讨了宏观生态系统科学的认知尺度和测度尺度问题,提出了一个可以应用于宏观生态系统科学研究的多维坐标系体系,期望能够为生态系统科学的理论体系构建提供多维度概念框架。

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16. 交替光诱导下15种苏铁气孔特性及其对光合碳同化和水分利用效率的影响

刘小美, 朱俊杰, 杨泉光, 吴中华

应用生态学报 2024, 35 (12): 3304-3314. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202412.002

摘要（129）

PDF（pc）（4348KB）（36）

为分析动态光诱导过程中苏铁植物的气孔响应及其对光合碳同化和水分利用效率的影响,以南亚热带青秀山同质园15种苏铁为材料,研究它们的羽叶在持续弱-强-弱交替光诱导过程中的气孔动力学特征和结构性状。结果表明: 弱光诱导转强光诱导时,15种苏铁净光合速率(A)达95%最大值的时间(A_95t)为14～38 min,以肿茎苏铁最快,摩瑞大泽米铁最慢,气孔导度(g_s)上升速率略慢于A上升速率。随后持续强光诱导达稳态时,攀枝花苏铁A值最高,叉叶苏铁最低。由强光转弱光诱导阶段,多数苏铁植物A值先大幅下降至次低值,再缓慢降至最低值;此阶段绝大多数苏铁植物g_s下降速率比由弱光转强光阶段的上升速率小。气孔动力学参数中,稳态阶段的最大g_s与强光转弱光后g_s下降的速率(Sl_max,d)之间,以及弱光转强光时g_s随时间增加的常数与A_95t之间呈显著正相关。气孔打开的滞后时间(λ_i)与气孔关闭的滞后时间,以及g_s下降到稳态的时间常数与Sl_max,d呈显著负相关。气孔结构性状中,气孔长度与λ_i呈显著正相关。主成分分析表明,最大光合速率、A_95t、气孔限制值和气孔长度对苏铁群体性状显著性差异的贡献率最大。苏铁植物光合碳同化潜力较低,但对光资源的变化更敏感,通过高效的气孔调节优化CO₂获取,同时维持较高的水分利用效率,是适应林下生活的体现。

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17. 喀斯特峰丛洼地不同植被恢复阶段优势植物水分利用效率

仇小月, 李健星, 陶旺兰, 王志英, 郭屹立, 陆树华, 李先琨, 黄甫昭

应用生态学报 2025, 36 (2): 445-451. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202502.010

摘要（165）

PDF（pc）（1356KB）（35）

本研究利用稳定碳同位素技术研究喀斯特峰丛洼地3 个不同恢复阶段(灌丛、次生林、原生林)优势植物的水分利用效率,分析植被恢复过程中其水分利用策略。结果表明: 12 种优势植物叶片δ¹³C值的范围为-32.1‰～-29.0‰。各优势植物的水分利用效率变化范围为18.25～36.23 μmol·mol^-1,其中,海桐的水分利用效率最低,老虎刺的水分利用效率最高。不同恢复阶段的水分利用效率大小顺序为灌丛>次生林>原生林,且同一物种在植被恢复前期的水分利用效率高于植被恢复后期。不同生活型植物的水分利用效率大小顺序为藤本>灌木>乔木。从灌丛阶段至原生乔木林阶段,落叶植物的水分利用效率均高于常绿植物。随着植被恢复,植物的水分利用效率逐渐降低,提高水分利用效率是喀斯特峰丛洼地植物适应干旱生境的主要策略之一。在时常遭遇季节性或地质性干旱的喀斯特地区进行植被恢复时,应优先选择水分利用效率较高的藤本和灌木。

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18. 基于高光谱和多光谱融合的喀斯特地区石灰土有机碳含量反演

谭咏诗, 韦真茜, 肖雁, 黄玉林, 黎宗鑫, 杨舒婷, 邹林, 杨岚惠, 邓羽松

应用生态学报 2025, 36 (1): 197-207. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202501.025

摘要（104）

PDF（pc）（2964KB）（35）

有机碳作为土壤的重要组成部分之一,评估其质量和稳定性具有重要意义。在喀斯特区,研究土壤有机碳含量分布特征可以识别潜在的土壤侵蚀风险区域,为优化土地利用、制定有效的水土保持措施提供科学依据。本研究以桂南喀斯特石灰土为研究对象,采集不同土地利用类型下土壤样品,利用5款智能手机拍摄获取土壤颜色图像,提取土壤颜色参数,使用光谱仪获取土壤光谱信息;并结合机器学习方法和线性算法,即人工神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF),以及线性算法偏最小二乘回归(PLSR),建立有机碳含量反演预测模型,使用决定系数、均方根误差、相对分析误差作为模型精度评价指标,筛选并明确适用于该地区土壤有机碳含量的智能手机及对应的预测模型和光谱仪方法下的预测模型。结果表明: 5款智能手机基于4种建模方法的建模结果呈现出不同效果,表现为:Redmi Note11T pro+>IQOO Neo7 SE>华为nova 5Z>realme X7 pro>iPhone X;采用5款智能手机采集的多光谱数据与光谱仪采集的高光谱数据综合建模效果表现一致,其中,SVM精度评估系数最好,建模效果最佳,其次是BPNN、RF和PLSR,相较于PLSR,机器学习算法展现出更好的预测效果;结合模型估算散点图,当土壤有机碳含量低于10 g·kg^-1时,模型预测结果较为分散,当土壤有机碳含量高于10 g·kg^-1时,模型预测结果更为集中。本研究为深入了解喀斯特地区土壤有机碳含量的空间特征提供了理论支持和实践基础,可为解决该地区水土流失问题和改善农业生产环境提供依据。

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19. 基于微生物组学的有机污染土壤生物修复研究进展

高彦征, 吴一铭, 汤磊, 胡小婕, 王建

应用生态学报 2024, 35 (12): 3225-3234. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202412.029

摘要（366）

PDF（pc）（1326KB）（35）

污染土壤中往往存在一些毒性强、种类多且分布广泛的有毒有机物,严重危害着生态安全和人群健康。生物修复技术主要通过微生物的多种酶促反应来去除土壤污染物,但面对多种有机污染物共存的土壤其修复效果有时欠佳。如何将微生物组学技术与生物修复结合起来,已成为土壤修复领域研究的热点之一。近些年来,基于基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等的生物修复研究取得一些重要进展。借助基因组学可对土壤微生物进行分析鉴别、剔除杂菌,筛选并构建功能微生物组,同时针对有机污染物特点进行靶向优化。转录组学能够发现未知的功能基因,有助于探索并提出有机污染物降解的新思路。蛋白质组学和代谢组学的研究重点则是提升有机污染物的降解效率。本文综述了当前有机污染土壤生物修复遇到的瓶颈问题,分析了生物修复中的微生物组学方法,结合实际案例解析了微生物组学生物修复的作用原理和效能。目前组学技术在有机污染土壤生物修复领域仍处于初始阶段,相关数据仍需要大量积累。如何借助微生物组学方法来进行分子操作,创新有机污染土壤生物修复体系,破译修复机制,这是未来微生物组学生物修复研究的重点,也是实现生物修复技术高效应用的关键。

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20. 滦河流域植被覆盖变化及其对自然和人为因素的响应

冯平, 杨旺, 李建柱, 杨妮娟, 段嘉程

应用生态学报 2025, 36 (4): 1222-1232. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202504.022

摘要（136）

PDF（pc）（5024KB）（34）

动态评估滦河流域植被覆盖变化及对生态因子的响应,对于保障区域生态安全和促进京津冀城市群的可持续发展具有重要意义。本研究将滦河流域划分为两个生态区(内蒙古高原生态区、华北山地生态区),利用Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验和最优参数地理探测器模型,系统分析了2000—2019年流域植被时空变化特征,量化了自然和人为因素对植被变化的驱动作用。结果表明: 2000—2019年,滦河流域归一化植被指数(NDVI)总体呈波动上升趋势,多年均值为0.72,增长速率为0.0051·a^-1。上游高原生态区的NDVI增长速率较快但稳定性较差,而中下游山地生态区植被稳定性较高。年降水量、年日照时数和土地利用类型转换是NDVI变化的关键驱动因子,其解释力(q值)分别为0.22、0.18和0.17,其中,年降水量与土壤类型的交互作用最为显著(q=0.32)。土地利用变化显著促进了植被改善,研究期间生态工程实施区NDVI平均增加0.16。本研究揭示了自然与人为因素对植被覆盖变化的协同作用机制,为滦河流域生态保护与土地管理政策提供了科学依据。

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