应用生态学报

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1. 植物源和微生物源土壤有机碳转化与稳定研究进展

杨阳, 王宝荣, 窦艳星, 薛志婧, 孙慧, 王云强, 梁超, 安韶山

应用生态学报 2024, 35 (1): 111-123. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202401.011

摘要（1393）

PDF（pc）（2449KB）（760）

土壤有机碳库是陆地生态系统碳汇的重要组成部分,探明土壤有机碳的转化与稳定机制是深入理解陆地生态系统碳汇功能及应对气候变化的关键。近年提出的“土壤微生物碳泵”理论,即:植物残体是土壤有机碳的初始来源,微生物同化产物也是土壤稳定有机碳库的重要贡献者,对土壤有机碳的固存机制提出了新的见解。由于植物残体分解过程的复杂性、多变性以及参与分解过程的微生物种群的高异质性,植物残体和微生物残体向土壤有机碳的转化和稳定机理尚不十分明确。本文阐述了植物残体和微生物残体定量的表征方法以及它们在土壤中的稳定机制,探讨了植物和微生物源残体碳对土壤有机碳的贡献及其在土壤有机碳积累过程中的主要影响因素,最后对该研究领域未来的发展方向和研究重点进行展望,以期为陆地生态系统土壤固碳研究提供科学支撑。

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2. 入侵毛竹皆伐对亚热带森林土壤微生物生物量和酶活性的影响

汪亚芳, 刘宗悦, 张宝刚, 余树全, 蔡延江

应用生态学报 2022, 33 (5): 1233-1239. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202205.015

摘要（1320）

PDF（pc）（617KB）（147）

去除入侵植物是恢复入侵地生态系统的首要步骤。本文研究了天目山毛竹纯林(完全入侵)、入侵毛竹皆伐林(皆伐后经过5年自然更新)和常绿阔叶林(未入侵)的土壤微生物生物量及多种土壤酶活性特征。结果表明: 与毛竹纯林相比,入侵毛竹皆伐林土壤有机碳(SOC)、硝态氮、有效磷和速效钾含量显著升高;土壤微生物生物量碳(MBC)和磷(MBP)显著升高,而土壤微生物生物量氮(MBN)显著降低;α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酚氧化酶(POX)活性显著升高,而纤维二糖水解酶(CBH)、β-N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP)和过氧化物酶(PER)活性未发生显著改变。土壤AG、BG和LAP活性与SOC和MBC呈显著正相关;POX活性与硝态氮含量呈显著正相关。此外,入侵毛竹皆伐林土壤MBC、MBN和MBP及AG、BG、NAG、LAP和ACP活性均显著高于常绿阔叶林。综上,入侵毛竹皆伐促进了森林土壤养分含量、微生物生物量和酶活性的提高,是恢复入侵地森林土壤质量的有效措施,研究结果可为亚热带森林毛竹入侵治理提供科学依据。

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3. 植物残体对青藏高原高寒草甸土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P化学计量特征的影响

肖向前, 张海阔, 冯娅斯, 王吉鹏, 梁辰飞, 陈有超, 朱高荻, 蔡延江

应用生态学报 2023, 34 (1): 58-66. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202301.008

摘要（1197）

PDF（pc）（1147KB）（176）

植物残体是引起土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P改变的关键因素,但是其作用机理尚不明确。本研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,通过测定土壤、微生物生物量和胞外酶活性等指标,探究移除地上植物或根系及植物残体添加对土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P的影响。结果表明: 与无人为扰动草甸相比,移除地上植物显著降低了土壤C∶N(变幅为-23.7%,下同)、C∶P(-14.7%)、微生物生物生物量C∶P、N∶P,显著提高了微生物生物量C∶N、胞外酶C∶N∶P。与移除地上植物相比,移除地上植物和根系显著降低了土壤C∶N(-11.6%)、C∶P(-24.0%)、N∶P(-23.3%)和微生物生物量C∶N,显著提高了微生物生物量N∶P和胞外酶N∶P;移除地上植物后添加植物残体显著提高了微生物生物量C∶N、C∶P和胞外酶C∶N,显著降低了胞外酶N∶P。与移除地上植物和根系相比,移除地上植物和根系后添加植物残体显著降低了土壤C∶N(-16.4%)、微生物生物量C∶P、N∶P和胞外酶N∶P,显著提高了胞外酶C∶N。综上可知,去除植物显著影响土壤、微生物和胞外酶的C∶N∶P,微生物生物量和胞外酶C∶N∶P对植物残体的响应更为敏感。有无根系是添加植物残体时土壤、微生物和胞外酶的生态化学计量稳定性强弱的关键所在。添加植物残体的措施适用于植物根系尚且完好的草甸,有利于高寒草甸土壤碳固存,对没有根系的草甸土壤可能不适用,会增加土壤CO₂排放。

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4. 1989—2020年长江口九段沙湿地格局演变及影响因素

史宇骁, 李阳, 孟翊, 赵志远, 张婷玉, 王栋, 袁琳

应用生态学报 2022, 33 (8): 2229-2236. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202208.022

摘要（1194）

PDF（pc）（2933KB）（1468）

河口湿地受流域和海洋环境变化及人类活动的共同影响,脆弱而敏感,演变机制复杂。九段沙湿地是长江河口面积最大的河口沙洲湿地,受流域来沙减少和外来物种互花米草入侵的影响,其湿地格局正在经历快速演变。本研究通过遥感解译、野外调查、地形资料分析等方法,分析了1989—2020年九段沙湿地格局演变过程,结合大通水文站的水文数据和九段沙互花米草入侵历史,重点分析了流域减沙和互花米草入侵对九段沙湿地的影响。结果表明: 1991年以来,九段沙湿地总面积(-5 m以上)先增后减,在2005年湿地总面积最大(421.16 km²);1989—2020年,九段沙0 m以上潮滩湿地和湿地植被面积呈持续增长趋势,分别增加了1.5和47.1倍;流域来沙减少导致九段沙0 m以上潮滩湿地面积和植被面积的增速下降,而-5 m以上湿地总面积呈减少趋势;1997年以来引种外来物种互花米草的快速扩张已严重侵占了本地物种的生存空间,成为九段沙湿地中面积最大的优势植物。流域减沙和互花米草入侵正导致九段沙湿地结构发生快速演变,为避免其生态服务功能退化,应积极采取湿地保护和修复措施,维持九段沙湿地生态系统的稳定与健康发展。

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5. 土壤微生物碳泵概念体系2.0

朱雪峰, 孔维栋, 黄懿梅, 肖可青, 罗煜, 安韶山, 梁超

应用生态学报 2024, 35 (1): 102-110. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202401.018

摘要（870）

PDF（pc）（892KB）（480）

土壤微生物在陆地生态系统元素循环中扮演着关键角色,对土壤健康、粮食安全和全球气候变化发挥着重要的调节作用。土壤微生物同化代谢产物对土壤碳储存与有机质维持的贡献不容忽视。近年来,以微生物代谢和死亡残体生成过程为核心提出的土壤微生物碳泵概念体系得到了广泛关注,它主要描述了以土壤异养微生物代谢为驱动的土壤有机碳形成和稳定化过程,是目前陆地生态系统碳固存的重要机制体系与研究热点。本文对该体系的研究进展进行了梳理,并提出了引入自养微生物固碳通道与结合土壤矿物碳泵概念的土壤微生物碳泵概念体系2.0,以期丰富和完善现有的微生物介导的陆地生态系统土壤碳循环与固持机制,为实现我国“双碳”目标提供理论支撑。

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6. 城市生态系统碳汇固碳能力计算方法与影响因素研究进展

石铁矛, 王迪, 汤煜, 李沛颖, 初亚奇

应用生态学报 2023, 34 (2): 555-565. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202302.002

摘要（860）

PDF（pc）（1510KB）（358）

实现碳中和目标是当前我国一项紧迫、复杂和艰巨的任务,如何有效发挥城市生态系统的固碳功能,提升城市生态系统碳汇的固碳能力成为了迫切需要解决的问题。与其他陆地生态系统类型相比,频繁的人为活动导致城市生态系统碳汇要素更加丰富,影响其固碳能力的因素也更加复杂。目前,基于多个时空尺度的研究,从不同的角度提出了影响城市生态系统碳汇固碳能力的关键因素。本文阐述了城市生态系统碳汇的构成与特征,总结了城市生态系统碳汇固碳能力核算的方法及其特点,揭示了不同碳汇要素固碳能力的影响因素以及人为活动影响下城市生态系统碳汇的综合影响因素。随着对于城市生态系统碳汇认识的不断提高,应当进一步完善人工碳汇系统固碳能力核算方法,探寻综合碳汇固碳关键影响因素,研究方法由全局向空间加权转变,探明人工与自然碳汇系统的空间耦合关系,找到实现固碳能力提升的最优人工-自然空间配置,从而突破城市生态系统碳增汇的瓶颈,助力城市碳中和目标的实现。

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7. 环境中的黑色微塑料——轮胎磨损颗粒的来源、迁移扩散及环境风险

陈瑶, 刘金, 张颖昕, 李佳旸, 李桂菊

应用生态学报 2022, 33 (8): 2260-2270. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202208.028

摘要（859）

PDF（pc）（2297KB）（254）

近年来,随着汽车人均保有量的持续增长,轮胎在道路上磨损产生的轮胎磨损颗粒也在各种环境介质中被广泛发现,其环境行为和效应已引起广泛关注。这些微、纳米级轮胎磨损颗粒在道路上产生后,会飘散到大气或随雨水、径流进入周边土壤、河流,部分甚至流入海洋。轮胎磨损颗粒的存在会显著影响环境中有机物的构成,同时其载带的重金属和有机添加剂的释放也会对环境生物及人体健康产生潜在危害。本文总结了近年来有关轮胎磨损颗粒的来源、特征,在水体、大气和土壤环境中的迁移扩散,分析了其环境影响和生态风险,探讨了轮胎磨损颗粒污染研究中亟待解决的关键问题和防治措施。

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8. 抗生素抗性基因的生态风险研究进展

蔡天贵, 张龙, 张晋东

应用生态学报 2022, 33 (5): 1435-1440. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202205.030

摘要（755）

PDF（pc）（964KB）（494）

自抗生素被发现和使用以来,其在人类和动物疾病预防与治疗、提高动物生产等方面均发挥了重要作用。但抗生素的批量生产及大量应用,特别是在养殖业和临床医疗上的滥用,导致抗生素抗性基因(ARGs)在环境中普遍存在,其借助质粒、转座子、整合子等可移动元件通过接合、转座、转化等方式在环境中广泛传播,导致微生物药性不断增强,对人类健康和生态安全造成严重威胁。当前,ARGs对人类健康的影响已受到高度关注,但有关ARGs在环境中的生态风险研究还相对薄弱。本文综述了ARGs污染的现状及其生态风险,并对该领域中未来研究重点进行了展望,以期为今后抗性基因的研究和生态防控提供参考。

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9. 祁连山气候变化特征及其对水资源的影响

王有恒, 李丹华, 卢国阳, 蒋友严, 黄鹏程

应用生态学报 2022, 33 (10): 2805-2812. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202210.024

摘要（685）

PDF（pc）（3212KB）（349）

祁连山作为我国重要的生态功能区、西北地区重要的生态安全屏障和河流产流区,是气候变化敏感区和生态环境脆弱区,其生态环境对西北地区经济发展起着重要作用。本研究利用祁连山区气温和降水观测数据、MOD10A2积雪产品以及石羊河、黑河和疏勒河流量资料,系统分析了1961—2020年祁连山区的气候变化特征,以及在气候变暖背景下,气候变化对祁连山区水资源的影响。结果表明: 1961—2020年,祁连山区平均气温呈显著上升趋势,升温速率达0.39 ℃·(10 a)^-1,西段升温速率最大,中、东段次之,冬季升温趋势最显著,春季最小;祁连山区平均气温在1997年发生突变。祁连山区年降水量总体呈波动增加趋势[10 mm·(10 a)^-1],中段增加最明显,2004年以来祁连山区处于多雨时期,气候呈暖湿化趋势;四季降水量均呈增加趋势,夏季降水增加对年降水贡献最大;年降水以年际尺度变化为主,2.8年的年际尺度贡献率高达64.3%。祁连山积雪面积受气温和降雪影响明显,与夏季气温存在负相关,与降雪量存在正相关;2016—2020年,祁连山增温趋缓、降雪增多,积雪面积呈增加趋势。2000年以来,祁连山升温加剧,降水增多,冰雪融水增加,石羊河、黑河和疏勒河出山径流均呈增加趋势。研究结果对祁连山区生态文明建设和应对气候变化具有重要意义。

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10. 辽中南城市群城市化及生态效应

张丹华, 王洋, 么宁

应用生态学报 2022, 33 (9): 2521-2529. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202209.025

摘要（684）

PDF（pc）（6898KB）（125）

20世纪90年代以来,我国进入快速城市化阶段,城市化引发的一系列环境问题不容忽视。本研究基于1995—2020年夜光遥感数据和土地利用数据,提取灯光指数测度辽中南城市群城市化水平,借助InVEST模型评价生境质量,并使用相关性分析方法和地理加权回归模型探讨辽中南城市群城市化水平与生境质量的关系。结果表明: 灯光指数在1995—2020年间增加了0.14,城市化水平不断提高,且呈现东低西高的格局;生境质量下降0.005,呈东高西低的格局,生态环境变差;辽中南城市群城市化水平与生境质量呈现显著的空间负相关关系,且城市化水平对生境质量的负面影响逐渐减少。为了缓解城市化带来的生境退化,实现区域社会经济协调可持续发展,迫切需要采取一系列措施,如:划定生态保护红线、提高土地集约利用度、划定城镇边界、促进区域一体化协调发展等。

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11. 油松和刺槐纯林及混交林根系分布特征

郭钰, 姚佳峰, 董媛, 闫珏, 杨南, 冯泳翰, 魏曦, 梁文俊

应用生态学报 2023, 34 (11): 2881-2888. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202311.008

摘要（653）

PDF（pc）（2816KB）（120）

以山西吉县蔡家川小流域人工油松林、刺槐林及油松×刺槐混交林为对象,分析不同林型下油松和刺槐根生物量密度、根长密度、根表面积密度的垂直分布特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明:与纯林相比,混交林中油松、刺槐的总根生物量密度提高75%以上;油松根系主要分布于浅层(0～40 cm),刺槐根系集中在较深层次(40～80 cm)。在不同径级的根系中以细根为主,细根的根长密度及根表面积密度表现为混交林中刺槐＞混交林中油松＞刺槐纯林＞油松纯林,细根的根生物量密度表现为混交林中油松＞混交林中刺槐＞油松纯林＞刺槐纯林;在垂直剖面上,油松纯林、刺槐纯林及混交林中油松、混交林中刺槐的总根生物量、细根生物量、根长密度和根表面积密度均随土层深度增加而减少。不同林型下油松、刺槐的细根根长密度、根生物量密度和总根长密度与土壤全氮、有机碳及含水量呈显著正相关,总根表面积密度与土壤有机碳、含水量及全氮呈显著正相关。油松和刺槐纯林及混交林的根系分布呈现出不同的规律,与纯林相比,混交林的根系生物量及其土壤养分、水分含量更高。

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12. 森林生态系统碳汇: 概念、时间效应与提升途径

朱教君, 高添, 于立忠, 杨凯, 孙涛, 卢德亮, 刘志华, 楚瀛东, 张金鑫, 滕德雄, 朱苑, 孙一荣, 王绪高, 王高峰

应用生态学报 2024, 35 (9): 2313-2321. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202409.025

摘要（650）

PDF（pc）（2007KB）（38）

工业革命以来,广泛使用化石燃料向大气中排放大量二氧化碳(CO₂),导致气候变暖、极端气候事件频发。为有效缓解气候变化,国际社会在减少碳排放和清除大气中CO₂等方面做了各种努力。2020年9月我国政府郑重承诺:CO₂排放力争于2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和(“双碳”目标)。根据目前已有预测结果,至2060年碳中和时,在化石能源使用、生产、生活所有排放均达到最低条件下,我国不得不排放的CO₂约为目前排放总量的1/4,这些碳排放主要由生态系统吸收;即便达到碳中和,工业革命以来大气中增加的约140 ppm CO₂仍然需要由生态系统清除。森林是陆地生态系统的主体,其碳汇能力占陆地生态系统碳汇的80%以上;但是,由于森林生态系统的长周期性、复杂性与动态变化性,生态系统碳汇存在基本概念不清、时间效应不明等问题,导致森林碳汇能力提升技术受限、碳汇交易市场混乱等诸多问题。为此,本文首先从光合作用吸收CO₂固定在植物体内的过程,梳理了森林生态系统碳汇概念,结合地上-地下过程,介绍了森林生态系统碳汇形成机理。其次,分析了依赖时间尺度的森林生态系统碳汇变化过程,讨论了森林碳汇的时间效应,建议在尚未明确碳汇对缓解气候变化的时间效应前,使用“吨-年”(t-year)计量碳汇,并将3~6个月作为碳汇的最小计量时间(即,当年固碳的开始)。第三,明确了提升森林生态系统碳汇能力的主要途径:最大限度增加森林生态系统的碳汇能力(扩大森林面积、提高森林质量、增加森林土壤碳储量等);尽量延长森林生态系统碳汇维持时间,即降低“临时碳汇”(固定在森林生态系统中的碳一定时间内重新排放到大气中),增加“持久碳汇”(森林生态系统从大气中清除CO₂,并在一定时间内不再排放到大气中;根据《巴黎协定》相关内容,碳汇计量的上限时间为2100年);推广维持持久碳汇的措施(用木材取代钢筋、水泥、塑料等,减少林火等干扰排放,将森林生物质以“生物炭”形态固定下来等)。最后,提出发展以人工智能(AI)为核心技术的“气候智慧林业(climate-smart forestry)”,以期为提升森林生态系统碳汇能力和可持续管理提供理论与技术支撑。

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13. 昆虫单个感觉器记录技术研究进展

唐加菜, 魏成梅, 赵婧, 严乃胜, 董文霞

应用生态学报 2022, 33 (11): 3146-3158. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202211.010

摘要（637）

PDF（pc）（810KB）（570）

单感器记录技术是一种昆虫细胞外电生理技术,可以测量昆虫单个感受器对刺激物的电生理反应。该技术有助于探明昆虫嗅觉和味觉感受器对不同信息化合物的电生理响应机制,将单感器记录技术与其他技术相结合,不仅可以阐明昆虫嗅觉反应的分子机制,还可以研制昆虫行为调节剂、检测挥发性有机化合物的生物传感器。本文介绍了单感器记录仪的结构和昆虫单感器记录的原理,并对单感器记录技术在昆虫学研究方面的应用进行了综述,以期为探明昆虫感受化学信息物质的机理和应用提供依据。

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14. 亚热带常绿阔叶林62种木本植物凋落叶碳氮磷化学计量特征

李澳归, 蔡世锋, 罗素珍, 王小红, 曹丽荣, 王雪, 林成芳, 陈光水

应用生态学报 2023, 34 (5): 1153-1160. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202305.005

摘要（634）

PDF（pc）（2137KB）（784）

为揭示亚热带常绿阔叶林凋落叶碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量特征,本研究测定了福建省三明格氏栲自然保护区天然林内62种主要木本植物凋落叶C、N和P含量,分析叶习性(常绿、落叶)、生活型(乔木、小乔木或灌木)以及主要科之间凋落叶化学计量的差异,通过Blomberg's K衡量系统发育信号,分析了科水平分化时间与凋落叶化学计量之间的相关性。结果表明: 62种木本植物凋落物C、N、P含量分别为405.97～512.16、4.45～27.11和0.21～2.53 g·kg^-1,C/N、C/P和N/P分别为18.6～106.2、195.9～2146.8和3.5～68.9。常绿树种凋落叶P含量显著低于落叶树种,C/P和N/P显著高于落叶树种,二者之间的C、N含量和C/N无显著差异;乔木与小乔木或灌木之间的化学计量均无显著性差异。系统发育对凋落叶C、N含量和C/N有显著影响,对P含量、C/P和N/P无显著影响。科水平分化时间与N含量呈显著负相关,与C/N呈显著正相关。壳斗科凋落叶倾向于高C、N含量、C/P和N/P,低P含量和C/N;无患子科则表现出相反的趋势。与全球尺度相比,亚热带地区凋落物具有高C、N含量和N/P,以及低P含量、C/N和C/P的特征;受系统发育的影响,进化较古老的树种凋落叶具有较低的N含量和较高的C/N;凋落叶之间的化学计量差异不受生活型的影响;不同叶习性树种之间的P含量、C/P和N/P差异显著,但整体表现出一定的趋同效应。

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15. 密云水库上游油松人工水源涵养林林下植物多样性与土壤理化特性

高军, 杨建英, 史常青, 公博, 刘子敬

应用生态学报 2022, 33 (9): 2305-2313. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202209.001

摘要（621）

PDF（pc）（1370KB）（139）

以密云水库上游丰宁县4种油松人工水源涵养林(油松×落叶松混交林、油松×蒙古栎混交林、油松×山杏混交林、油松纯林)为对象,研究林下植物多样性与土壤理化性质特征,分析林下植物多样性与土壤因子的相关关系。结果表明: 4种人工水源涵养林林下植物群落组成结构差异显著,油松×山杏混交林林下植物群落物种组成最为丰富,绣线菊、虎榛子和披针薹草为主要优势种。从物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数来看,油松×山杏混交林林下整体植物多样性水平最高,灌木层和草本层植物多样性分别以油松×蒙古栎混交林和油松×山杏混交林最高。4种人工水源涵养林之间除全磷外其他各理化指标均差异显著,油松×山杏混交林土壤理化性质总体最优,油松×蒙古栎混交林最差。土壤毛管孔隙度、pH、有机质为灌木层植物多样性的主要影响因子,土壤pH、毛管持水量为草本层植物多样性的主要影响因子。营造油松×山杏混交林更有利于提高林下植物多样性并促进土壤改良,土壤pH、有机质、毛管孔隙度、毛管持水量为影响研究区林下植物多样性的主导土壤因子。

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16. 2000—2020年青藏高原植被净初级生产力时空变化及其气候驱动作用

刘杰, 汲玉河, 周广胜, 周莉, 吕晓敏, 周梦子

应用生态学报 2022, 33 (6): 1533-1538. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202206.025

摘要（598）

PDF（pc）（4934KB）（168）

青藏高原是我国乃至全世界的“气候变化实验室”,在气候变化驱动下,青藏高原植被净初级生产力(NPP)发生了显著变化。本研究利用归一化植被指数、数字高程、年降水量和年气温等数据,探究2000—2020年青藏高原植被NPP的时空变化特征及其与气候因子的关系。结果表明: 2000—2020年,青藏高原植被NPP呈显著增加趋势,NPP增加速率为1.67 g C·m^-2·a^-1。青藏高原植被NPP空间分布表现为从东南向西北逐渐递减,该分布格局与气温、降水量的空间分布格局基本吻合。植被NPP与气温和降水量变化显著正相关。暖湿化气候变化趋势是促进植被NPP显著增加的重要动力,如果气候持续更暖更湿,青藏高原植被NPP将会持续增加。

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17. 不同数据集的1982—2017年中国总初级生产力的时空动态

曹玉娟, 宋振华, 武志涛, 杜自强

应用生态学报 2022, 33 (10): 2644-2652. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202210.027

摘要（588）

PDF（pc）（4801KB）（167）

了解陆地生态系统总初级生产力(GPP)时空变化及其与气候因子的关系,可以为植被恢复及保护提供重要依据。基于气象数据和3套公开的GPP数据集(EC-LUE GPP、GLASS GPP和NIRv GPP),本研究系统分析了中国1982—2017年GPP的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明: 3套GPP数据均表明,1982—2017年,中国年和季节的GPP呈逐年上升趋势,1998和2002年明显高于研究期间的平均水平,1989和1992年明显低于多年平均GPP。1982—2017年,中国大部分地区GPP呈显著上升趋势,3套GPP数据显著增加的区域分别占整个研究区的75.7%、73.0%和69.6%。年GPP与降水和温度均存在显著正相关关系,但空间异质性较强。其中GPP与温度呈正相关的区域主要分布在西北和华中地区,GPP与降水呈正相关的区域主要分布在华北地区。不同季节的GPP受气温、降水影响的区域存在明显的时空异质性。温度是春、秋和冬季GPP的限制因子,而夏季GPP主要受降水影响。

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18. 中国区域生态恢复和环境治理的生态系统原理及若干学术问题

于贵瑞, 郝天象, 杨萌

应用生态学报 2023, 34 (2): 289-304. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202302.030

摘要（578）

PDF（pc）（4901KB）（170）

当代生态学是解决全球可持续发展面临的重大资源、环境和生态问题的分析手段和哲学理念。生态学在其长期发展过程中,不断汲取、融合相关学科营养,形成了与气候系统、生物系统和社会经济系统紧密联系的当代生态学及生态系统科学体系,提出的诸多生态系统原理可直接服务于区域生态恢复和环境治理等社会实践。新阶段的国家需求赋予了生态学新使命,亟需总结凝练宏观生态系统原理,应用于区域生态恢复和环境治理,促进社会经济高质量发展。本文以全球可持续发展面临的多重严峻挑战为背景,系统阐述了生态系统科学的逻辑思维和科学使命,梳理了生态恢复和环境治理的生态系统科学原理体系,讨论了中国区域生态恢复和环境治理的若干学术问题。最后强调指出,中国区域拥有多个具有全球意义的区域性宏生态系统,开展宏生态系统理论和实践研究,不仅是我国生态文明建设的迫切需要,更是生态系统科学研究的前沿阵地,有望为生态学理论发展及全球生态环境治理做出新贡献。

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19. 人工智能算法与生态环境模型耦合研究进展

胡羽聪, 李娜, 江燕, 包鑫, 李叙勇

应用生态学报 2023, 34 (1): 257-263. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202301.019

摘要（574）

PDF（pc）（735KB）（487）

人工智能算法在生态环境领域已有广泛应用,但在揭示自然科学现象规律时存在泛化能力不足、可解释性差等问题。为弥补这些不足,实现优势互补,将人工智能算法与具有物理机制的生态环境模型耦合研究已成为近些年快速发展的一种新型研究方法。本文从应用在生态环境领域的人工智能算法出发,概述了其分类和应用情况,重点梳理了人工智能算法与生态环境模型耦合研究的发展、现状及不足,提出了一个将人工智能与机理模型紧密耦合以重构机理过程的思路,分析了该网络部分参数的理论意义,提高可解释性和泛化能力的可行性,以及模拟机理过程运行的应用前景,并展望了人工智能算法与生态环境模型耦合研究的发展趋势。

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20. 植物入侵机制的主要假说

侯清晨, 冯燕楼, 周玉洁, 敖玉梅, 陈春晓, 邢亚娟, 王庆贵, 闫国永

应用生态学报 2022, 33 (11): 3105-3115. DOI: 10.13287/j.1001-9332.202211.005

摘要（569）

PDF（pc）（1326KB）（621）

植物入侵是最严重的全球问题之一,严重破坏生态系统的结构和功能。随着植物入侵现象日益严峻,要控制和解决外来植物入侵问题,了解和掌握植物入侵机制尤为重要。本文概述了植物入侵的多种机制及不同机制间的协同作用,阐述了植物入侵过程中的化感作用、植物-土壤反馈机制、互惠共生关系,以及植物功能性状和表型可塑性对入侵过程的影响,并对多种机制协同与植物入侵轨迹的关系进行综合分析。根据分析结果将外来植物在侵入地的入侵时间轨迹分为引入、定植、建立和侵入4个阶段,把遇到的各种阻碍和促进因素融入其中,提出外来植物入侵曲线图,有助于未来对入侵植物及其影响的研究和管理。对现有的植物入侵研究方法进行分析,提出现阶段研究的不足以及未来的研究方向和目标。

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