杉木纯林连栽易导致土壤质量退化与林地生产力下降。为探究亚热带地区珍贵乡土阔叶树种对杉木退化林地的土壤改良潜力,本研究选取闽楠、木荷、赤皮青冈3种阔叶纯林及杉木纯林为对象,以杉木采伐迹地为对照,分层(0～20、20～40、40～60 cm)测定土壤物理性质、养分含量及化学计量比,分析杉木纯林改造为阔叶纯林后的土壤理化性质响应特征。结果表明:阔叶纯林对表层(0～20 cm)土壤改良效果显著。其中,闽楠纯林在改善孔隙结构与持水性能方面表现最优,其表层土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管持水量和田间持水量较杉木纯林提高6.4%～11.7%,质量含水量较对照显著提高28.7%;木荷纯林在提升土壤有机碳和全氮含量方面优势突出,其表层土壤有机碳和全氮含量分别为杉木纯林的2.8和3.6倍,为对照的2.5和2.0倍;赤皮青冈纯林则在速效养分积累上表现更佳,表层碱解氮、有效磷含量相比杉木纯林分别提升89.8%和204.9%,相比对照分别提升36.4%和85.8%。随着土层加深,阔叶纯林改良优势明显减弱。3种阔叶纯林40～60 cm土层的土壤容重较表层增加8.7%～11.4%,孔隙度、持水量及土壤有机碳、全氮、速效氮、有效磷含量较表层降幅达15.4%～52.4%;同时,深层40～60 cm土壤全磷、速效磷、有效钾含量整体偏低,表明杉木退化林地阔叶化改造后仍存在深层磷、钾养分限制。相关性分析表明,土壤最大持水量、毛管持水量和田间持水量与总孔隙度、毛管孔隙度呈显著正相关,与土壤容重呈显著负相关;有机碳含量与全氮、碱解氮、有效磷等养分指标呈显著正相关。这表明土壤孔隙结构决定了持水能力,有机质积累有助于提升养分有效性。综上,将杉木退化林改造为闽楠、木荷、赤皮青冈3种阔叶纯林,可显著改善表层土壤质量,但对深层土壤的改良作用有限。

本研究以暖温带-亚热带气候过渡区针阔混交林土壤为对象,依托持续9年的野外控制试验,以自然降水且不施氮为对照,设置氮添加(50 kg N·hm^-2·a^-1)、干旱(降水减少50%)及氮添加+干旱处理,探究不同处理下土壤碳、氮、磷相关胞外酶活性及其化学计量特征。结果表明:与对照相比,氮添加使土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性、土壤酶化学计量碳氮比(E_C∶N)和土壤酶化学计量碳磷比(E_C∶P)分别显著提高113.1%、158.5%和126.8%;干旱使土壤酸性磷酸酶(AP)活性显著降低69.3%,而E_C∶N和E_C∶P分别显著提高125.9%和133.0%;氮添加+干旱使土壤βG活性和E_C∶P分别显著提高106.5%和129.8%。此外,氮添加+干旱处理显著提高了土壤AP和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性,但干旱处理削弱了氮添加对土壤βG活性、E_C∶N和E_C:P的促进作用。相关性分析表明,土壤纤维素水解酶(CBH)活性与土壤含水量呈显著正相关,土壤βG活性与可溶性有机碳、硝态氮和铵态氮呈显著正相关,土壤AP活性与铵态氮呈显著正相关,土壤NAG活性与可溶性有机碳和铵态氮呈显著正相关。综上,氮添加和干旱交互影响暖温带-亚热带针阔混交林土壤胞外酶活性及其化学计量特征,表明干旱潜在改变氮添加对土壤微生物养分获取酶投资策略的影响。

为探究寒温带森林重度火干扰后,不同更新方式与林分类型对土壤微生物碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,揭示火后林地土壤微生物养分循环规律与资源限制机制,本研究以大兴安岭“5·6”特大森林火灾后自然恢复34年的5种典型林分为研究对象,包含人工更新兴安落叶松纯林、兴安落叶松-白桦混交林、樟子松纯林、樟子松-白桦混交林及天然更新兴安落叶松林,测定各林分土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量,分析其化学计量比、微生物熵及土壤-微生物系统化学计量不平衡性差异。结果表明:不同林分土壤微生物生物量及化学计量特征差异显著。其中,兴安落叶松天然更新林MBC(455.79 mg·kg^-1)、MBN(25.93 mg·kg^-1)含量在5种林分中显著最低,樟子松纯林MBP(9.81 mg·kg^-1)显著最低。兴安落叶松天然更新林MBC∶MBN(17.77)显著高于各人工林分,其MBC∶MBP(28.11)、MBN∶MBP(1.59)则显著低于其他林分。5种林分土壤MBC:MBN介于10～18,符合真菌主导的土壤微生物群落结构特征;各林分MBN∶MBP均低于6.9,提示区域土壤微生物代谢过程整体受氮素限制。林分更新方式显著影响土壤微生物熵特征,人工林微生物熵整体优于天然更新林,而且樟子松纯林、樟子松-白桦混交林微生物熵碳(2.0%、2.3%)显著高于兴安落叶松纯林(1.4%)及落叶松-白桦混交林(1.1%)。土壤-微生物化学计量不平衡性存在明显林分差异,兴安落叶松纯林C∶N不平衡性最大(1.87),樟子松-白桦混交林最小(0.77);樟子松纯林C∶P、N∶P不平衡性均为最低,分别为0.80、0.72。综上,相较于天然更新,人工更新模式更有利于火后林地土壤微生物生物量积累,可有效提升微生物驱动的土壤C、N、P养分周转潜力;在大兴安岭火后林分修复管理中,樟子松树种配置更利于优化土壤微生物养分环境。

以宁夏罗山荒漠草原、浅山灌丛、阔叶林、针阔混交林和针叶林5种植被类型为对象,研究其地上与地下部分生态化学计量特征差异,以及二者间的化学计量异速生长关系与内稳性特征,分析影响地上、地下生态化学计量的主要凋落物与土壤养分因子。结果表明:各植被类型叶碳、氮、磷含量均显著高于根系。其中,荒漠草原的叶片碳含量最高(464.45 g·kg^-1),显著高于3种森林类型,而其根系碳含量最低(235.44 g·kg^-1),显著低于其余4种植被类型。在5种植被类型中,浅山灌丛的叶片氮、磷含量最低(分别为18.43和0.58 g·kg^-1),而叶片C/N、C/P、N/P最高(分别为24.9、795.5和31.9)。5种植被类型叶-根间的碳含量呈显著的负异速生长关系,而叶-根间的磷含量呈显著的正异速生长关系。叶片C-P间为负异速生长,叶片N-P间和根系C-N间均为等速生长。叶片和根系的氮含量及C/N、C/P、N/P均保持绝对稳态,而磷含量均为敏感型。凋落物N/P对叶片生态化学计量的影响最大,凋落物C/P对根系生态化学计量的影响最大。罗山各植被类型植物地上部分养分分配均高于地下部分,浅山灌丛养分利用策略更倾向于资源保守型,而其余植被类型更倾向于资源获取型。罗山植物碳分配表现为权衡策略,磷分配为协同策略。

本研究以尾巨桉纯林(PP)以及尾巨桉分别与格木(EE)、降香黄檀(ED)、红锥(EC)和望天树(EP)营建的混交林为对象,研究0～20 cm土层土壤磷组分、土壤理化性质、优势树种尾巨桉细根性状、微生物生物量和胞外酶活性特征及其相互关系,并分析了营建尾巨桉人工混交林对土壤磷组分的影响机制。结果表明:与PP相比,EE和EC土壤活性磷含量分别显著提高77.7%和28.2%,中等活性磷含量分别显著提高25.4%和13.4%;ED中等活性磷含量显著提高24.2%,EP活性磷含量显著提高44.3%。此外,与PP相比,EE和EC土壤有机碳含量、微生物生物量碳和碳氮获取酶活性均显著提高;ED土壤铵态氮和硝态氮含量显著提高,碳氮获取酶活性显著降低;EP土壤全氮含量与碳氮获取酶活性均显著降低。营建混交林促使土壤酸性磷酸酶活性提高24.7%～43.5%。随机森林分析表明,微生物生物量碳、尾巨桉细根磷含量、根表面积和N-乙酰-葡萄糖苷酶是土壤活性磷与中等活性磷的主要影响因子。结构方程模型表明,混交模式通过调控优势树种尾巨桉细根性状和土壤微生物代谢特征,进而影响土壤磷组分含量及有效性。综上,在桉树人工林生态系统中,尾巨桉-格木和尾巨桉-红锥混交林在提升土壤磷有效性方面优势显著。

本研究以荒漠-绿洲过渡带的白刺灌丛沙堆为对象,分析在沙堆雏形、发育、稳定和衰退4个演替阶段中,白刺根、茎、叶及土壤碳氮磷化学计量特征的变化规律。结果表明:土壤有机碳、氮、磷含量以及碳氮比、碳磷比均在稳定阶段达到峰值,之后显著下降,降幅为25.9%～64.9%;而氮磷比在衰退阶段最高,较雏形阶段增加了42.8%。各阶段白刺叶片氮、磷含量均显著高于茎和根。随着演替推进,茎和根的碳含量呈先升后降的趋势,在发育阶段达到峰值,较雏形阶段分别增加13.3%和27.7%;叶、茎氮含量在稳定阶段最高,与雏形阶段相比分别增加26.0%和12.3%,而根氮含量下降40.7%;茎和根的磷含量在稳定阶段最低,但在衰退阶段显著回升,增幅分别为34.2%和34.5%。碳氮比和碳磷比在根和茎中均表现为先升高后降低,在发育或稳定阶段达到峰值;而叶碳氮比随演替推进呈现逐渐下降的趋势,碳磷比先降后升,氮磷比逐渐升高。多变量分析表明,沙堆演替通过正向调控土壤理化性质与根系化学计量特征,间接负向调控茎与叶的化学计量特征,从而驱动植物-土壤系统从养分积累向养分消耗转变,并使得养分限制由氮限制逐步转向氮磷共同限制。

本研究依托福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站连续施氮9年的亚热带常绿阔叶林模拟氮沉降实验平台,设置对照(0 kg N·hm^-2·a^-1)、低氮(40 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(80 kg N·hm^-2·a^-1)3个处理,分析表层(0~10 cm)土壤的理化性质、微生物生物量及土壤胞外酶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,并通过室内培养试验测定了土壤微生物呼吸,以探究长期氮沉降对亚热带森林土壤微生物呼吸及代谢熵(qCO₂)的影响。结果表明:与对照相比,高氮处理使土壤C/N显著降低18.8%,土壤N/P显著提高52.9%,低氮和高氮处理分别使可溶性有机C/N显著降低31.8%和34.6%,使微生物N/P失衡提高了72.8%和29.8%。低氮处理的微生物呼吸显著高于高氮处理,二者均与对照无显著差异;低氮和高氮处理的qCO₂分别较对照显著提高36.8%和21.1%,且低氮处理显著高于高氮处理。逐步回归分析表明,土壤C/N和微生物N/P失衡分别是微生物呼吸和qCO₂变异的主要影响因子,解释度分别为56.2%和58.4%。综上,长期氮沉降对亚热带森林土壤微生物呼吸及代谢熵的影响呈剂量依赖性,即高氮沉降通过降低土壤C/N抑制微生物呼吸,而低氮沉降通过加剧微生物N/P失衡提高微生物代谢熵。

本文通过同质园移植试验模拟气候变暖,研究了11个兴安落叶松种源的细根、中根和粗根在生长季末期的非结构性碳水化合物(NSC)、可溶性糖(SS)、淀粉(ST)浓度及可溶性糖/淀粉(SS/ST)对气候变暖的响应。结果表明:在气候变暖处理下,兴安落叶松各径级根系的NSC、SS浓度和SS/ST分别显著降低8.0%～10.6%、16.4%～24.5%和25.3%～30.8%;细根和中根的ST浓度显著升高9.9%～15.3%,而粗根ST浓度变化不显著。随着根系径级增大,SS浓度的降幅呈递增趋势,ST浓度的增幅呈递减趋势。各径级根系NSC、SS浓度以及SS/ST在气候变暖后的变化幅度(即变暖效应)与种源种子采集地的干旱指数(AI)均呈显著正相关,ST的变暖效应与AI呈显著负相关。综上,兴安落叶松可通过调节不同径级根系NSC浓度及其组分间比例来响应气候变暖,且响应程度存在种源差异。在探讨树木根系NSC对气候变暖的响应时,应考虑根系径级与种源的影响。

为揭示红松引种至大兴安岭后的根系适应机制,本研究以大兴安岭引种区(南木、加格达奇)的50年生红松人工林为对象,以小兴安岭红松天然分布区(带岭)为对照,分析其1～3级细根功能性状的区域变异特征、资源权衡策略及关键环境驱动因子。结果表明:相较于带岭天然分布区,南木引种区3级根组织密度显著降低7.2%,比根面积显著增加15.0%,1～3级根氮含量分别显著降低28.6%、21.3%、26.4%,2、3级根碳含量分别显著降低4.2%和4.0%,3级根中柱直径显著降低20.8%,1、3级根皮层厚度显著增加36.2%和45.7%;加格达奇引种区3级根直径和组织密度分别显著下降14.8%和9.0%,比根面积显著增加29.4%,1～3级根氮含量分别显著降低32.0%、27.1%、28.1%,3级根碳含量显著降低3.9%,1～3级根中柱直径分别显著降低30.8%、33.5%、22.0%,1、3级根皮层厚度分别显著增加39.3%和27.3%。在某些功能性状上,两引种区之间也存在显著差异。红松1～3级根存在二维生态策略空间:其中,资源获取-保守权衡轴处于主导地位,天然分布区根系偏向资源保守策略,引种区偏向资源获取策略;觅食-协作轴处于次要地位,两分布区间无显著差异。这种在资源获取-保守权衡上的分化主要源于引种区土壤养分与水分的双重限制,资源供给的不足促使根系转向获取型策略,但这种资源供给不足主要表现于特定级别根系功能性状而非根系整体策略。综上,红松在引种过程中可通过根系功能性状协同调整,实现从资源保守型向资源获取型策略的偏移,从而适应大兴安岭地区养分和水分相对受限的生态环境。

本研究以雄安新区道路绿地乔木为对象,从植株整体、树冠、枝叶和树干4个维度构建包含12项指标的健康评价体系,将健康等级划分为Ⅰ～Ⅴ级(分别对应健康、亚健康、中等健康、不健康、濒死),从树种特征、道路特征、立地条件和种植养管4个方面,分析了胸径、修剪强度、下垫面构成等因素与树木健康的关系。研究共调查道路24条,乔木共记录1040株,隶属11科17属32种。健康及亚健康样株合计占比63.8%,不健康和濒死样株分别占11.0%和4.0%。应用频度最高的前3种树种依次为槐、白蜡树和银杏。频度＞5%的14个树种间的健康差异显著,其中白皮松健康等级最高,银红槭、银杏、‘染井吉野’樱、‘紫叶’李相对较低。冠幅、株高、树种来源、相邻土地建设状况、应用场景、树池类型、下垫面构成、种植时间及修剪强度共9个因子均与雄安新区道路绿地乔木健康显著相关,且冠幅、修剪强度与树种间存在显著交互作用。雄安新区道路绿地乔木存在一定健康风险,优先选用抗性强的乡土树种、因种制宜改善立地条件、规范种植施工、推行精细化管护是提升树木健康水平的关键措施。

生物结皮(简称结皮)对干旱半干旱生态系统碳循环有重要影响。然而,目前结皮对土壤呼吸的贡献及其环境响应机制仍不清晰,制约了对旱区土壤碳排放的准确评估。本研究以黄土高原混生结皮为对象,通过野外连续监测结皮覆盖土壤和去除结皮裸露土壤的呼吸速率,同步测定土壤温湿度及降雨量,探究了结皮对土壤呼吸的贡献及其对土壤温湿度和降雨等环境因子的响应。结果表明:结皮覆盖和去除结皮裸露土壤呼吸速率范围分别为0.07～1.66和-0.09～1.59 μmol·m^-2·s^-1,前者显著高于后者。结皮层呼吸效应值(结皮覆盖土壤呼吸速率与裸露土壤呼吸速率的差值)的变化范围为-0.33～0.93 μmol·m^-2·s^-1,其对土壤呼吸的贡献率变化范围为-31%～213%。降雨影响了结皮层呼吸效应值及其对土壤呼吸的贡献率,无降雨时结皮层对土壤呼吸的平均贡献率为-6%,降雨时平均贡献率为27%。结皮层对土壤呼吸的贡献率与土壤湿度、降雨量均呈显著正相关,而与土壤温度呈显著负相关,其中,降雨量对结皮层贡献率的解释率最高,表明黄土高原结皮对土壤呼吸的贡献主要受降雨量的影响。本研究结果可为准确评估气候变化背景下结皮对土壤呼吸的影响提供重要的基础数据支撑。

本研究以温带草原区沿天然降水梯度分布的荒漠(年降水量为220.18 mm)、荒漠草原(287.71 mm)和温性典型草原(399.11 mm)中的猪毛蒿群落为研究对象,分析了其种间关系和群落稳定性。结果表明:在不同降水量样地中共记录草本植物15种,以禾本科和菊科为主。猪毛蒿在各样地中均具有较高的重要值,但在温性典型草原的重要值(6.5)低于荒漠(13.9)和荒漠草原(21.0)。群落中多数物种间生态位重叠度较低,生态位重叠指数O_ik<0.5的比例在荒漠、荒漠草原和温性典型草原中分别为86.7%、89.3%和97.8%,物种间资源利用分化明显。荒漠草原的猪毛蒿生态位宽度(Levins生态位宽度指数为7.70,Shannon生态位宽度指数为2.22)高于荒漠和温性典型草原。研究区植物物种间以负联结为主,群落结构相对松散,荒漠、荒漠草原和温性典型草原的猪毛蒿群落均未达到稳定状态,处于非稳定的动态演替阶段,其中荒漠草原的猪毛蒿群落具有相对较高的稳定性。

本研究基于三江平原湿地原位生态定位研究站的氮添加长期试验,以优势物种小叶章为对象,设置对照(0 g N·m^-2·a^-1)、低氮(4 g N·m^-2·a^-1)、高氮(8 g N·m^-2·a^-1)3个处理水平,在连续氮添加14年后,测定小叶章的叶片光合生理、形态结构及生态化学计量特征,分析长期氮输入下小叶章功能性状的响应规律与适应策略。结果表明:小叶章14种叶片功能性状对长期氮添加的响应不同。低氮处理下,叶片氮含量、比叶面积和净光合速率较对照分别显著提高199.9%、45.7%和27.1%,表现为“高投入-高产出”的高效获取型策略。高氮处理下,叶片氮含量和比叶面积较对照显著增加,而净光合速率较低氮处理显著下降,且光合氮利用效率较对照下降76.8%,表现为“投入与产出失衡”的低效获取型策略。叶片功能性状变化表明,长期氮添加驱动小叶章资源利用策略由保守型向获取型转变。低氮与高氮处理下小叶章叶片表型可塑性整体上无显著差异,但14种功能性状的响应幅度各异:叶片氮含量与叶片氮磷比的可塑性最强,且低氮处理下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光合氮利用效率、水分利用效率可塑性更高。高氮处理下表型整合度显著高于低氮处理,叶片功能性状间的关联更为紧密。表型可塑性与表型整合度之间无显著相关性,二者作为相对独立的适应维度,分别在资源优化利用与环境胁迫应对中发挥作用。

我国南方红壤丘陵区水土流失严重,退化裸露红壤地表广泛发育的生物结皮在区域生态水文过程中发挥重要作用。本研究于2024年7—10月在江西省鹰潭市余江区中国科学院红壤生态试验站,以无结皮退化红壤和典型藓结皮覆盖退化红壤为对象,采用原位双环入渗和野外原位染色示踪等方法,对比分析藓结皮与无结皮土壤的水分入渗与水流特征差异。结果表明:与无结皮土壤相比,藓结皮显著改变了表层0～10 cm土壤的基本理化性质和水力学参数,土壤容重和饱和导水率分别显著降低9.1%和176.5%,有机质、黏粒和粉粒含量及地表粗糙度分别显著增加58.2%、35.3%、45.0%和201.7%。藓结皮显著降低了表层土壤的入渗特性,土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和累计入渗量较无结皮土壤分别降低了11.8%、53.3%、50.0%和50.9%。藓结皮0～10 cm深度土壤染色面积比和<100 mm染色路径宽度较无结皮土壤平均降低了29.7%和57.9%,且其覆盖土壤的染色路径数是无结皮土壤的1.5倍;水平染色图像也显示,藓结皮土壤在0～10 cm深度的水流路径数和当量宽度均高于无结皮土壤。藓结皮覆盖土壤水流类型以非均质指流(集中分布于0～1 cm)和高互相作用大孔隙流为主,无明显均质流;无结皮土壤在0～3 cm深度以均质流为主,3～8 cm为非均质指流,8 cm以下均为高相互作用大孔隙流。Mantel检验与结构方程模型结果显示,入渗速率与染色面积比、地表类型和有机质含量均有显著相关性,其中地表类型(无结皮和藓结皮)对土壤入渗有直接显著负效应,并且会通过影响土壤基本理化性质直接或间接影响染色面积比与土壤入渗。综上,在亚热带退化裸露红壤地表发育的藓结皮可显著改变表层土壤的基本理化性质与水力学参数,降低入渗速率,进而抑制入渗,最终改变土壤水流类型,其在红壤退化区地表生态恢复中的作用不可忽视。

阐明山莓根际真菌群落对疏枝的响应机制,可为山莓科学修剪与根际土壤精细化管理提供理论依据。本研究以山莓2年生枝为对象,设置基部不疏枝(对照)、疏除一级侧枝1/5(轻疏)、疏除一级侧枝1/3(重疏)3个水平,在山莓花期前15 d进行疏枝处理,分别在初花期、初果期和果熟期采集根际土壤,分析土壤养分含量和真菌群落结构与功能的变化特征。结果表明:初花期和初果期,与对照相比,轻疏处理山莓根际土壤的有机质、有机碳、全氮、有效氮和有效钾含量增加4.5%～44.1%,重疏处理土壤有机质、有机碳、全氮、有效氮含量降低2.5%～18.2%;果熟期,不同程度疏枝处理土壤全磷、有机质、有机碳、有效氮、有效磷含量及C/N、C/P均显著高于对照,增幅9.2%～136.8%。疏枝降低了初花期和初果期土壤真菌群落多样性,但增加了果熟期丰富度。轻疏处理增加了初花期红菇属、初果期被孢霉属和古根菌属真菌的相对丰度,重疏处理增加了初花期棒束孢属和果熟期齿菌属真菌的相对丰度。冗余分析表明,轻疏和重疏处理的真菌群落组成在初花期和初果期受有效钾正调控,在果熟期分别受有效氮和有效磷正调控。真菌功能类群分类发现,疏枝增加了果熟期的土壤腐生菌、初花期和初果期的菌根真菌占比。综上,山莓花期前半月进行轻度疏枝有利于山莓根际土壤养分积累,改善土壤真菌群落结构,增加腐生菌和菌根真菌占比,对促进土壤养分循环与山莓生长具有积极影响。

退耕还林是黄土高原水土保持与生态修复的关键治理措施,深刻影响区域土壤生态过程。但现有研究多聚焦表层土壤,退耕还林如何调控深层土壤细菌群落及其响应机制仍不明确。本研究以黄土高原典型干旱区退耕后刺槐人工林(25年)和撂荒年限相当的农田为对象,以表层(0～20 cm)土壤为参照,分析深层(160～200 cm)土壤细菌多样性、群落组成及其与土壤理化因子的耦合关系。结果表明:表层土壤中,刺槐林全碳较农田显著提高7.4%,有效磷显著降低80.5%;深层土壤中,刺槐林全碳较农田显著提高17.6%,全磷和含水量分别显著降低15.6%和63.5%。层间对比,刺槐林深层土壤全氮和含水量较表层显著降低,pH显著提高;农田深层土壤全碳和全氮含量较表层显著降低,pH显著提高。表层土壤细菌α多样性指数(Chao1指数和系统发育多样性指数)显著高于深层,刺槐林土壤α多样性指数均低于农田。土地利用类型与土层的交互作用显著影响细菌群落组成,二者共同解释了48.3%的群落变异。刺槐人工林深层土壤绿弯菌门、放线菌门等寡营养细菌类群丰度分别较农田提升19.7%和65.0%,而变形菌门等富营养细菌类群丰度降低26.9%。细菌群落对环境因子的响应存在明显垂直分异,表层土壤群落受氮、磷养分和水分调控,深层土壤群落主要受土壤碳储量和水分含量驱动。刺槐林较农田土壤细菌具有更高的网络复杂度和稳定性,且表层与深层差异显著。综上,退耕还林改变了土壤理化性质,显著重塑了旱区土壤细菌群落组成与垂直分布,促使深层土壤微生物向寡营养化转变,进而影响深层土壤养分循环、碳固持与水分平衡。

菌根类型如何调控森林树木根际细菌群落组成与构建过程尚不清楚。本研究选取亚热带常绿阔叶林(浙江天童站)和温带阔叶红松林(黑龙江帽儿山站)2个气候带典型森林的丛枝菌根(AM)和外生菌根(EcM)树种各5种,分析根际土壤理化性质和细菌群落组成,利用生态位宽度和零模型量化细菌群落构建过程。结果表明:不同气候带森林类型是驱动根际土壤细菌群落变异的主导因素(解释率62.6%),菌根类型贡献较小(2.6%),但菌根效应在不同森林和细菌丰度层级(全物种、优势种、稀有种)间差异显著;土壤氮可利用性(尤其铵态氮)是调控根际细菌群落结构的关键因子。2个气候带森林树种的根际细菌群落标准化效应量均大于2,表明树种根际细菌群落构建过程中确定性过程主导根际细菌群落构建。菌根类型对根际细菌群落构建过程的影响具有显著的森林类型依赖性,在天童站森林确定性过程对AM树种根际细菌群落的影响更强,在帽儿山站则对EcM树种影响更强。本研究揭示了确定性过程在菌根树种根际细菌群落构建中的主导作用,且该作用受到森林类型和菌根类型的双重调节。

封育是退化草地修复的关键措施之一,草地恢复后固碳效应的提升直接关系到区域生态质量改善及碳中和目标的实现。以云雾山国家级自然保护区天然牧草地和不同封育年限(5、10、25、30年)草地为研究对象,采用内生长土芯法开展4年原位根系生长(6、12、24、48个月)试验,探究封育草地根系生长与球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)固碳的年限效应。结果表明:在不同封育年限样地中,生长袋内根系生物量随样地封育年限增长而显著增加,在封育25年样地达到峰值(每袋0.36 g),较天然牧草地增长了125.0%。GRSP含量与根系生物量同步增长,在封育25年样地达到最大值(3.16 g·kg^-1)。偏最小二乘路径模型分析显示,根系生物量与GRSP通过促进颗粒态有机碳积累(路径系数分别为0.18和0.33)驱动土壤有机碳固存(路径系数=0.47)。主成分(PC)分析表明,封育25年样地的PC1得分最高,表明该阶段活性碳库积累达到最优。此时该样地土壤有机碳与矿物结合态有机碳含量也最高,证实封育25年是该区域草地碳库积累的关键节点。建议该区域草地封育25年后适度利用,以加快养分循环,进一步提升草地生态系统碳汇潜力。

评估长江经济带水稻生产环境外部性价值,可弥补现有研究对水稻产前环节关注的不足,为推进农业绿色生产提供依据。本研究基于2000—2024年长江经济带水稻生产面板数据,采用功能价值法和当量因子法,对长江经济带及区域内11个省市的20项环境外部性价值进行核算,分析其时空演变特征。结果表明:2000—2024年间,长江经济带水稻生产年均环境正、负外部性价值和净价值分别为3444.76亿、2846.05亿和598.71亿元;正外部性价值主要由水源涵养(50.1%)和气体调节(21.7%)构成;负外部性价值主要由水资源消耗(27.8%)、化肥污染(27.2%)和温室气体排放(22.2%)构成。研究期间,正外部性价值整体呈下降趋势,负外部性价值以2012年为分界点呈先增后减趋势。长江经济带下游、中游和上游稻作区年均水稻生产环境外部性净价值分别为78.92亿、466.79亿和60.99亿元,其中,江西和湖南水稻生产净外部性价值位居前列,超过整个研究区的2/3,云南的外部性净价值位居末位。研究结果可为长江经济带水稻生产优化布局和绿色转型提供科学依据。

为明确不同土壤改良剂配合施用对宁夏盐碱地改良及麒麟西瓜生长、产量和品质的影响,本研究设置了75 kg·hm^-2硫肥+600 kg·hm^-2生物有机肥(T₁)、75 kg·hm^-2硫肥+300 kg·hm^-2土壤调理剂(T₂)、600 kg·hm^-2生物有机肥+300 kg·hm^-2土壤调理剂(T₃)和75 kg·hm^-2硫肥+600 kg·hm^-2生物有机肥+300 kg·hm^-2土壤调理剂(T₄)4个处理,以不施改良剂为对照(CK),通过田间试验,分析了各处理对0～100 cm土层土壤pH、含盐量及麒麟西瓜光合特性、生长、产量和品质的影响。结果表明:与CK相比,各处理均不同程度降低了土壤pH和含盐量,且主要集中在0～60 cm土层,其中T₃和T₄处理对20～40 cm土层pH的降低作用较明显;T₂处理对土壤盐分的降低作用最突出,0～20和20～40 cm土层含盐量分别降低13.8%和29.5%。T₂和T₃处理显著提高了西瓜叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。T₂处理主要促进了叶面积扩展和主蔓伸长;T₃处理主要促进了主蔓伸长和茎粗增加。T₁、T₂、T₃和T₄处理西瓜产量分别较CK提高8.9%、12.4%、12.3%和11.0%。T₃处理显著增加了果皮硬度,T₂和T₄处理显著提升了果实可溶性固形物、维生素C含量和糖酸比。基于多准则决策模型综合评价,各处理对麒麟西瓜影响的排序为T₂>T₃>T₄>T₁>CK。综上,在本试验条件下,配施75 kg·hm^-2硫肥与300 kg·hm^-2土壤调理剂(T₂)在改良盐碱地土壤、促进麒麟西瓜生长、提高产量和改善品质方面效果最优。

石碌含笑是我国南方特有的珍稀木兰科树种,其分布区与酸雨高发区重叠,面临较高的酸雨胁迫风险。本研究以3年生石碌含笑为材料,设置pH 2.5、3.5、4.5和5.0的模拟酸雨处理,并以pH 7.0的纯净水作为对照,进行持续50 d的胁迫试验,测定其生长、叶片结构和光合生理指标的变化。结果表明:酸雨胁迫显著抑制植株生长,且随pH降低抑制程度加剧,其中pH 2.5处理的株高和地径较对照分别降低82.3%和87.4%。pH≤4.5的处理均导致叶片气孔面积显著增大,单个气孔面积在pH 3.5和2.5处理分别较对照增加47.6%和76.6%;在pH≤3.5的条件下,叶解剖结构的各组织厚度均显著增加,叶肉组织趋于致密。胁迫过程中,净光合速率持续下降,且胁迫中后期胞间CO₂浓度升高;在pH≤3.5的条件下,最大光化学效率基本稳定,光化学猝灭系数和电子传递速率在胁迫前期短暂升高,但随后逐渐下降,而pH 2.5处理则持续受抑。综上,酸雨通过破坏气孔结构、增加叶肉CO₂扩散阻力和抑制光系统Ⅱ光化学活性等,导致石碌含笑净光合速率下降和生长受抑,在pH≤3.5时光合系统已受到明显抑制,pH 2.5条件下叶片结构和光合能力均发生严重损伤。

为实现对南方型杨树人工林碳通量的精准模拟,本研究基于涡度通量塔观测数据,采用PEST参数优化方法对Biome-BGC模型的生理生态参数进行校准,模拟了该人工林生态系统逐日总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re),并识别了敏感性参数与主要气象驱动因子。结果表明:参数优化后,模型对GPP和Re的模拟精度显著提高,决定系数(R²)分别达0.74和0.63,较优化前提升27.6%和31.3%,平均绝对误差(MAE)分别降低15.6%和7.5%,均方根误差(RMSE)分别降低16.9%和5.9%。模型模拟的5年间平均GPP和Re分别为1.71 和1.55 kg C·m^-2·a^-1。敏感性分析表明,叶片碳氮比和冠层消光系数为影响碳通量模拟的高敏感参数,二磷酸核酮糖羧化酶中叶氮占比和凋落物碳氮比为中敏感参数。通径分析显示,在日尺度上,气温和短波辐射通量密度是驱动GPP增加的主要气象因子,而气温、降水量和短波辐射通量密度则显著促进Re增加,其中气温的正向驱动效应最强。综上,PEST参数优化可显著提高Biome-BGC模型在南方型杨树人工林碳通量模拟中的效果,影响模拟精度的关键敏感参数为叶片碳氮比和冠层消光系数,主导GPP和Re变化的关键气象因子为气温。

为识别大兴安岭雷击火发生的主要驱动因子并构建预测模型,本研究基于2021—2024年闪电、林火及多源环境数据,采用时空匹配筛选候选闪电,针对雷击火发生样本类别不平衡问题,采用集成采样方法构建预测模型样本集,并通过相关性分析、共线性诊断和特征重要性分析筛选建模因子,利用多种统计与机器学习模型开展预测,基于SHAP方法解释最终模型。结果表明:共匹配雷击火闪电103起,闪电-火点平均距离为0.84 km,平均滞留时间为1.4 d,83.5%的火点在3 d内被探测到。预报模型以腐殖质湿度码、干旱码和小时尺度火险指数为核心预报因子,温度和风速为次要因子。多模型比较显示,随机森林模型综合表现最优,其ROC曲线下方的面积(AUC)、敏感性和特异性分别为0.7959、0.7229和0.7752,最优阈值主要集中在0.45～0.55。雷击火发生受火险、气象、地形和闪电特征共同驱动,且具有显著非线性与阈值效应。

明确北方农牧交错区生态系统服务的时空演变规律及驱动机制,对区域生态屏障功能维持和土地可持续管理至关重要。本研究基于InVEST、CASA、RWEQ模型评估2000—2020年北方农牧交错带粮食生产、固碳、水土保持、防风固沙和水源涵养5项关键生态系统服务,并结合空间统计和机器学习方法,揭示其时空分异特征及主导驱动因子。结果表明:空间上,研究区粮食生产高值区分布于东部平原地区,固碳和水土保持高值区稳定分布在南部及沿山脉延伸带,防风固沙高值区分布于北部,水源涵养高值区主要位于南部和西部。2000—2020年间,研究区生态系统服务呈现阶段性演变特征:粮食生产持续增长,总量由2.32×10⁷ t增至6.53×10⁷ t;固碳总体增长,于2015年达峰值10.7×10⁷ t后略回落;水土保持波动上升,于2010年达到高值3.63×10⁹ t,随后2015年略下降,于2020年达峰值4.03×10⁹ t;水源涵养缓慢上升,2010年后趋于稳定;防风固沙变化最剧烈,先由2000年的4.28×10⁹ t降至2010年的2.98×10⁹ t,最终于2020年升至14.7×10⁹ t。各生态系统服务的驱动机制分异明显:降水是水源涵养的最强正向驱动因子(SHAP值为67.95);高程主导了粮食生产的空间分布格局(SHAP值为64.47);坡度对水土保持呈显著负向控制(SHAP值为38.28);风速是防风固沙的核心负向约束(SHAP值为7.02),其与降水的正向贡献共同驱动了防风固沙的变化;固碳受氮沉降、风速和降水的负向调控。北方农牧交错带生态系统服务呈现时空异质性,不同生态系统服务之间协同与权衡关系并存,体现区域多功能耦合格局。基于自然条件和人类活动的驱动机制差异,区域生态管理应实施分区分类调控,以优化生态系统服务结构。

植被总初级生产力(GPP)的季节变化特征及其对气候和植被结构因子的响应机制,是评估区域生态系统碳汇功能的关键科学问题。本研究基于2003—2020年MODIS GPP、叶面积指数(LAI)及气象数据等,综合运用趋势分析、偏相关分析及多元线性回归等方法,从季节尺度分析了秦巴山区春季、夏季和秋季植被GPP时空变化特征,并探讨植被结构与气候因子的协同驱动机制。结果表明:2003—2020年间,秦巴山区春季、夏季和秋季GPP均呈显著上升趋势,增幅表现为夏季>春季>秋季,显著上升区域面积占比分别为82.9%、64.1%和20.6%;LAI在3个季节均显著上升,增长区域面积占比超过86.9%;春季,降水整体呈波动上升趋势,饱和水汽压差(VPD)呈下降趋势,而温度变化相对平稳;夏季,降水和VPD总体呈下降趋势,最高温度呈显著上升趋势,区域气候呈现一定暖干化特征;秋季,降水略有增加,温度和VPD变化相对平稳。气候因子对GPP影响的时间效应具有显著季节差异,其中,春季,降水以滞后效应为主,温度以同期效应为主,VPD以累积效应为主,夏季,各因子主要表现为同期效应,秋季,降水、最高温度和VPD以同期效应主导,最低温度以累积效应为主。LAI是季节尺度GPP上升的首要正向驱动因子;温度因子的影响以促进为主;降水量在春季和秋季表现为抑制作用,在夏季表现为促进作用;VPD在春夏季表现为抑制作用,在秋季表现为微弱的促进作用。本研究从季节尺度揭示了植被冠层结构改善对秦巴山区GPP提升的主导驱动机制,为区域生态系统碳汇功能评估提供了重要科学依据。

在快速城市化背景下,生态系统服务供需失衡已成为影响流域生态安全和可持续发展的重要问题,探究生态空间供需格局及分区管控,对支撑区域生态风险的高效管理具有重要意义。本研究以环洞庭湖流域为例,采用InVEST模型量化了2020年土壤保持、固碳、生境质量、产水4种典型生态系统服务的单一/综合供需格局,通过双变量局部空间自相关模型和耦合协调模型探究“生态系统服务供需状态-土地利用强度”的耦合关系,进而划分生态管理分区。结果表明:2020年,环洞庭湖流域的生态系统服务供给和需求呈现显著的空间异质性,林地、草地和水域等自然生态用地供给量较高,供需关系空间分布较为均匀,建设用地和耕地需求量较高,供需关系空间分布差异较大。研究区生态系统服务供需比平均值为0.06,以低供给-低需求和低供给-高需求为主;不同土地利用类型的生态系统服务供需比表现出显著差异,其中,建设用地供需比为-0.62,供给赤字最突出,林地(0.43)和草地(0.33)呈现明显的供给盈余。研究区生态系统服务供需比与土地利用强度的耦合协调度整体表现为“外围高、中部低”的空间格局,基于此划分出4个生态管理分区,分别为生态供需协调区、生态提升引导区、生态风险修复区和城镇发展控制区。研究结果可为环洞庭湖流域生态管理提供科学参考。

探究黄河流域生态脆弱性空间关联网络特征及形成机制,对于识别区域生态风险传导路径、推进协同治理有重要价值。本研究基于敏感性-恢复力-压力度模型构建生态脆弱性评价指标体系,采用熵值法测算2013—2024年黄河流域生态脆弱性指数,使用社会网络分析和指数随机图模型探究生态脆弱性空间关联网络特征及影响因素。结果表明:研究期间,黄河流域生态脆弱性呈西低东高的空间格局;生态脆弱性网络的关联度均值为1,等级度均值为0.01,呈现高度连通、结构扁平的网络特征;省会及周边城市在关联网络中兼具较强的内向吸引和外向辐射力;除经济发展水平、人口密度等节点属性显著促进关联网络形成外,网络的互惠性等内生结构变量的影响也同样显著,表明城市间生态脆弱性关联不仅受外源因素的影响,也存在显著的内生依赖机制,且网络受到地理邻接和行政从属关系的显著影响。本研究结果为从网络协同视角制定区域生态治理策略提供了实证参考。

大气CO₂浓度时空动态是理解全球碳循环、预测区域气候变化的关键。中国横跨多个气候带且生态系统类型复杂多样,厘清不同气候区CO₂浓度的分异规律对制定精细化、差异化的减排策略具有重要意义。本研究基于2003—2023年卫星遥感XCO₂数据集,结合Köppen-Geiger气候分类法,对中国大气CO₂浓度时空分异特征进行分析。结果表明:研究期间,大气CO₂浓度年均值呈现温暖带>热带>冷温带≈干带>极地带的分布格局,增长率表现为热带>温暖带>极地带>冷温带≈干带。各气候区CO₂浓度同步上升,但区域间CO₂浓度差值呈增大趋势,表明其空间分异程度正在加剧。全国近半数区域的大气CO₂浓度存在显著的空间集聚特征,其中,高-高聚类主要集中在人口密集、经济发达的温暖带,低-低聚类主要分布于生态保护较好的冷温带和极地带,集聚程度在2006年最弱(Moran’s I=0.68,Z=70.00),2017年最强(Moran’s I=0.88,Z=90.33)。相关性分析表明,除向下短波辐射(相关系数r=-0.542)与CO₂浓度呈显著负相关外,人口密度(r=0.992)、碳排放(r=0.970)、叶面积指数(r=0.845)、温度(r=0.565)、降水(r=0.481)与CO₂浓度呈显著正相关,土壤水(r=0.072)与CO₂浓度呈非显著正相关。基于最优参数的地理探测结果显示,人口密度对CO₂浓度空间格局的解释力最强(q=0.55),其次是气温(q=0.43),因子间交互类型主要表现为双因子增强或非线性增强。

气溶胶作为大气中的重要组成部分,通过散射和吸收太阳辐射对区域气候和环境产生显著影响。为揭示辽宁省气溶胶光学特性的时空演变规律,本研究基于1994—2023年辽宁省气溶胶光学厚度(AOD)再分析资料,分析辽宁省AOD的时空分布特征和演变趋势。结果表明:1994—2023年,辽宁省年均AOD呈南高北低、沿海高内陆低的分布特征,南部及环渤海地区为高值中心(平均值0.43),西部和北部AOD年均值最低(0.30)。1994—2012年,辽宁省AOD年均增加0.007,2013—2023年,年均降低0.011,印证了国家减排政策对东北区域气溶胶长期减少的决定性作用。受春季沙尘天气、夏季高温高湿条件下气溶胶吸湿增长及边界层抬升的共同影响,辽宁省月尺度AOD呈单峰型分布,1—2月处于全年最低水平(0.20),6月达到峰值(0.58),11—12月回归到冬季低值区,夏季气溶胶负荷约为冬季的2.9倍。研究成果可为巩固空气质量改善成果提供数据支撑。

在存量更新与低碳转型背景下,针对社区更新中“空间具备但行动不足”或“意愿较强却难以实施”的困境,本研究构建了“建成环境-行为意愿”双维度评价方法。以南京市中心城区35个社区为样本,采集766份有效问卷,综合运用熵权-TOPSIS法、Fogg行为模型及GIS分析,对低碳更新潜力进行量化评价和划分。结果表明:社区建成环境与居民意愿普遍存在错配现象,依据匹配度将社区低碳更新潜力划分为4类,其空间分布差异显著,其中,协同引领型(数量占比6%)集中于主城核心和沿江;环境领先型(37%)聚集于主城中部;意愿领先型(46%)多见于主城外围及新城沿江;双低约束型(11%)则零散分布于外围沿江。据此提出差异化协同更新策略:协同引领型社区作为先行示范区,应推进深度节能改造和共建共治;环境领先型社区应聚焦场景微更新提升便利性,激发行动动机和触发机制;意愿领先型社区应优先补齐设施短板并推进基础改造,结合参与式议事降低践行门槛;双低约束型社区应采取渐进更新,优先改善基本宜居与节能条件并培育低碳能力。研究成果可为推动我国城市社区实现绿色低碳的高质量更新提供科学决策依据。

东方田鼠喜食构树叶,且取食后其生殖受到一定程度抑制。本研究聚焦构树响应鼠类取食关键基因BpMYB56,构建BpMYB56过表达构树(OE1～OE3),以野生型构树(WT)为对照,比较其营养成分差异,评估过表达构树叶片对东方田鼠的引诱效果及其与典型鼠类不育剂α-氯代醇、莪术醇、雷公藤甲素按照50∶1的比例混合后对东方田鼠的引诱效能和对体重与脏器的影响。结果表明:过表达构树叶中的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、可溶性糖、钙、铁、磷、总黄酮含量均高于WT,其中OE3各组分含量均最高,其上述各成分含量分别是WT的1.2、1.1、1.3、1.1、1.6、1.2、1.1、1.4、1.2倍,除粗灰分外,差异均达到显著水平。选择OE3进行引诱试验,在自由取食条件下,新鲜OE3叶片对雌、雄东方田鼠的引诱时间分别是WT的1.9、1.8倍,单次引诱时间分别是WT的1.4、1.7倍,差异均达到显著水平,但烘干OE3叶片的引诱时间、引诱频次、单次引诱时间与烘干WT均无显著差异。OE3叶片与不育剂组合中,莪术醇+OE3的引诱效果最好,为WT的3.1倍;不同组合对东方田鼠体重无显著影响,仅雷公藤甲素+OE3组合下雄性东方田鼠的睾丸指数和睾丸体积均显著低于WT。BpMYB56过表达能够促进构树叶中营养成分和黄酮类物质的积累,提高新鲜叶片对东方田鼠的引诱能力,但过表达株系与不同类型鼠类不育剂配合效果存在药物特异性与性别特异性。

为明确火烧对亚热带-暖温带过渡带不同林型土壤线虫群落结构及微食物网能量流动的影响,本研究选取亚热带-暖温带过渡带河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站贤山林区阔叶林、针阔混交林和针叶林为研究对象,对比分析未火烧与火烧样地土壤线虫群落结构与微食物网能量流动,并探究其关键驱动因子。结果表明:与未火烧样地相比,3种林型火烧样地平均土壤线虫总丰度显著降低了30.3%,捕/杂食线虫相对丰度显著降低了58.9%,土壤线虫成熟度指数和通道指数分别显著降低了10.9%和22.6%,食微线虫、植食性线虫相对丰度及多样性指数无显著变化。与未火烧样地相比,阔叶林火烧样地土壤线虫Shannon多样性指数、丰富度指数和富集指数分别显著提高了9.5%、26.9%和44.5%,成熟度指数与通道指数分别显著降低了19.5%和41.3%,土壤有机质分解以食细菌通道为主,土壤线虫总丰度、各营养类群相对丰度无显著变化;针阔混交林火烧样地捕/杂食线虫相对丰度显著降低了61.9%,而食微线虫、植食性线虫相对丰度及生态指数无显著变化;针叶林火烧样地土壤线虫总丰度、各营养类群相对丰度、生态指数均无显著变化。区系分析表明,阔叶林火烧样地土壤线虫功能代谢足迹提高,而混交林与针叶林下降。针阔混交林火烧样地土壤线虫微食物网不同能量通道间的能流分配更为均匀;阔叶林与针叶林火烧样地土壤线虫微食物网有机质分解通道和捕食通道能流受到抑制,能流向植食通道集中,能量流动分配均匀度降低。凋落物质量、土壤速效氮含量和土壤含水量是影响线虫群落组成的关键环境因子。综上,不同林型土壤线虫群落对火烧的响应存在差异,其中阔叶林展现出较强的多样性恢复潜力和养分富集能力,混交林土壤线虫微食物网能流分配均匀性得到提升,针叶林则表现出功能抑制与代谢活性减弱特征。这一结果可为区域火烧迹地生态恢复与土壤健康评估提供科学支撑。

蓝圆鲹是中国南海重要的中上层经济鱼类,为实现对该渔业资源的养护和可持续开发,亟需对其资源状态进行有效评估。本文基于贝叶斯状态空间模型框架,考虑不同剩余产量函数和捕捞努力量数据的评估方案,根据拟合效果选定基准方案,对南海蓝圆鲹种群进行资源评估和预测。结果表明:基于Fox剩余产量函数和渔船功率构建的评估方案拟合效果最佳;基于该方案的评估结果表明,1990—2023年间南海蓝圆鲹种群的捕捞强度(F)呈现先上升后下降的趋势,但仍维持在较高水平,生物量(B)整体呈现波动下降趋势。模型评估期间蓝圆鲹的最大可持续产量(MSY)估算值为49.7万t,维持MSY所需要的生物量(B_MSY)和捕捞强度(F_MSY)分别为64.4万t和0.79。2023年南海蓝圆鲹种群生物量为68.81万t,大于维持MSY所需的生物量,捕捞强度为0.52,小于维持MSY所需的捕捞强度,判定2023年南海蓝圆鲹种群未经历过度捕捞,处于健康状态。预测结果显示,以2023年渔获量的120%(即42.7万t)为限额进行捕捞,种群生物量在未来10年间将呈现上升趋势。敏感性分析结果表明,提高种群参数初始资源消耗率(P₁₉₉₀)和环境容纳量(K)的先验均值均会导致高估生物量,而低估捕捞强度,且P₁₉₉₀的影响更显著。综上,基于贝叶斯状态空间的剩余产量模型适用于数据有限背景下的南海蓝圆鲹渔业资源评估,建议将南海蓝圆鲹总可捕量设置为42.7万t,并进行持续监测,定期更新评估结果,以提高资源养护和管理成效。

在干旱与半干旱背景下,三北地区人工林退化已成为制约区域生态系统稳定性和服务功能持续提升的关键问题。本文综述了三北地区人工林退化的主要表现特征及其演变过程。人工林退化通常表现为林木生理功能受限,并伴随个体生长滞缓、林分结构失稳及生态系统功能下降。基于生态学与树木生理学相结合的视角,重点阐明了土壤水分胁迫与养分限制等生态因子如何通过诱发水力障碍、碳饥饿及水-碳耦合失衡,从而驱动人工林退化的内在机制,并指出不同水分利用策略树种在干旱胁迫下表现出差异化退化路径与风险特征。目前,关于主导驱动因子判识、关键生理阈值量化及多尺度过程耦合等方面的研究仍存在不足。未来应结合水分利用效率等综合指标,构建面向不同树种与区域特征的人工林退化判识与风险预警框架。

城市公园的降温与滞尘功能是当前其生态系统服务研究的热点,二者作为核心议题常被割裂研究,然而其对公园距离的响应曲线高度耦合,且受相似环境要素调控。公园滞尘效应是否随降温梯度呈现协同变化？城市公园多种生态功能间是否存在空间互馈机制？现有研究受限于高精度环境监测手段不足,这些科学问题尚未解决。整体而言,城市绿地研究领域在热-污耦合机理方面存在明显的知识缺口。本文梳理了城市公园降温和滞尘效应的概念和影响因素,综述了降温和滞尘双重视角下开展量化研究的现有方法和途径,总结了公园降温、滞尘服务协同调控的研究进展。最后,建议突破传统单要素分析范式,鼓励建立城市绿地降温、滞尘的多功能耦合分析模型,系统阐释二者共同作用的时空分异规律,为探索热污协同治理导向的公园空间格局优化路径、实现生态服务效能从“被动响应”向“主动调控”的范式转变提供空间决策支持和核心科学依据。

植物入侵对生物多样性和生态系统功能构成严重威胁,而生境异质性随纬度梯度的变化显著影响入侵态势。本文梳理了近十年关于植物入侵及其生物互作纬度格局的研究进展。诸多入侵植物的表型可塑性及生态适应力均随着纬度上升而增强,从而加剧高纬度区本土植物群落的同质化进程;入侵/本土植物的天敌昆虫发生量、昆虫取食率、土壤病原真菌侵染率及与土壤生物群的反馈效应沿纬度梯度呈现非对称性格局;气候变暖改变了入侵生境的多营养级互作关系,加剧高纬度区入侵植物的“天敌释放效应”及入侵防治的“非靶标效应”。 未来研究重点应聚焦于:探究入侵植物体内不同功能次生代谢产物沿纬度梯度的再分配过程;基于多因子多营养级互作网络,阐明入侵生态系统“地上-地下”互作的纬向格局及其协同效应;探究跨纬度的入侵植物功能性状演化及入侵地共存植物的谱系亲缘关系;综合利用新兴技术手段,揭示入侵植物生物互作的分子基础、协同进化机制及其纬向分异规律。本研究可为深入理解植物入侵机制及全球变化背景下生物入侵防治提供新视角。

小流域作为山区生态治理与农业发展的基本单元,兼具完整生态系统结构与独立生态经济功能,将循环农业与小流域水土流失治理相结合,可实现生态效益与经济效益的协同发展。然而,受复杂地形、生态条件等制约,南方山区小流域循环农业体系仍存在种养循环链路不完善、生态效应定量评估不足、关键技术适应性弱、政策机制协同性欠缺、多学科交叉研究匮乏等问题,限制了其系统集成与规模化推广。本研究基于循环经济理论与可持续发展目标,梳理了南方山区小流域循环农业体系的发展现状,包括水土流失综合治理与生态农业结合、种养结合与废弃物资源化利用、农林复合系统构建、特色产业与生态旅游融合四大应用方向;深入剖析其面临的生态环境脆弱、技术与模式标准不完善、经济投入与市场机制制约、管理协同与人才匮乏等挑战;进而从技术创新、生态保护与修复、产业融合、政策支持与组织模式创新等方面提出优化对策,旨在为构建适应南方山区特点的循环农业体系,实现农业开发与生态保护和谐发展提供理论支撑与实践参考。