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2023年 第34卷 第9期    刊出日期：2023-09-15

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第34卷第9期目录

2023, 34(9):  0-0. 

摘要 ( 44 )   PDF (16920KB) ( 15 )  

武夷山不同海拔阔叶树叶片养分含量及再吸收效率

吴欣阳, 邵静, 陈晓萍, 李锦隆, 胡丹丹, 钟全林, 程栋梁

2023, 34(9):  2305-2313.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.007

摘要 ( 161 )   PDF (2264KB) ( 54 )  

为揭示亚热带山地阔叶树叶片养分利用策略随海拔梯度的变化规律,本研究选取武夷山不同海拔(1400、1600和1800 m)44种阔叶树,研究成熟与衰老叶片养分含量、化学计量比及养分再吸收效率,并分析其异速生长关系。结果表明: 成熟叶片氮(N)、磷(P)含量显著高于衰老叶,且均随海拔升高而升高。磷再吸收效率(PRE)与氮再吸收效率(NRE)的平均值分别为48.3%和34.9%,PRE显著高于NRE,养分再吸收效率随海拔变化无显著差异。NRE与成熟叶N含量在低海拔处(1400 m)呈正等速生长,与衰老叶N含量在高海拔处(1800 m)呈负异速生长。PRE与衰老叶片N、P含量在低海拔(1400 m处)呈负等速生长,在高海拔处(1600、1800 m)呈负异速生长。各海拔PRE-NRE异速生长指数为0.95。随着海拔的升高,成熟和衰老叶片养分含量升高,但海拔不影响养分再吸收效率,且植物偏好从衰老叶中再吸收P,高海拔养分再吸收效率会影响衰老叶片的养分状况。

天然更新红松苗针叶光合和解剖特性对不同郁闭环境的响应

苑淑媛, 张鹏, 沈海龙

2023, 34(9):  2314-2320.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.004

摘要 ( 126 )   PDF (954KB) ( 39 )  

本研究以帽儿山实验林场老山人工林实验站郁闭度为0.2～0.3、0.4～0.6和0.7～0.9的天然次生林下5年生红松苗为对象,以全光环境(CK)下红松苗为对照,研究其针叶光合特性以及解剖结构对郁闭度变化的响应,探讨林下红松苗生长发育与林分光环境之间的关系,揭示红松苗耐荫性特征。结果表明: 红松苗高和地径均随着郁闭度的增大而呈下降趋势,比叶面积随郁闭度的增大而显著增加,不同郁闭度下红松苗总生物量由大到小排序为:郁闭度0.4～0.6＞CK＞郁闭度0.7～0.9＞郁闭度0.2～0.3。针叶光合有效辐射与红松的叶生物量、茎生物量、根生物量呈显著正相关。红松苗的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO₂浓度均随着郁闭度的增大呈逐渐下降的趋势,气孔导度随郁闭度的增大呈上升趋势,且净光合速率、叶绿素a/b与光合有效辐射呈显著正相关。红松苗的气孔密度随着郁闭度的增大呈逐渐下降的趋势,郁闭度为0.4～0.6时,红松苗的针叶横截面积、叶肉组织面积、木质部面积、韧皮部面积均显著高于其他处理。红松苗在郁闭度0.4～0.6下光合作用较强,针叶解剖结构中各参数数值较高,红松苗能在此生境中保持较强的竞争力,也说明红松5年生苗需要一定的避荫环境。

亚热带典型绿化灌木对夜间人工光照的生理响应

申诗怡, 王剑武, 周天焕, 马元丹, 王彬

2023, 34(9):  2321-2329.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.002

摘要 ( 110 )   PDF (2080KB) ( 24 )  

夜间人工光照正在迅速蔓延,成为全球变化的一个重要组成部分。尽管许多研究关注了它的潜在生态影响,但绿化植物对夜间人工光照的生理响应机制研究相对匮乏。本研究以我国亚热带地区常见的城市绿化灌木圆锥绣球、红叶石楠和金森女贞为对象,模拟不同光质(黄光、白光)下不同光强(20、40和60 lx)的夜间光环境,研究植物抗氧化酶系统以及生物量的响应特征。结果表明: 夜间人工光照显著提高了3种灌木的细胞膜质过氧化程度,激发了植物抗氧化保护系统,显著提高了抗氧化酶活性。光质对植物抗氧化酶的影响因植物种类而异,圆锥绣球在白光下的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别是黄光下的1.5和1.3倍,红叶石楠2种酶活性在白光下均为黄光下的1.1倍,而金森女贞2种酶活性在白光下分别是黄光下的88.6%和99.5%。3种灌木抗氧化酶活性随夜间光强的增加而增加,但超过一定光强阈值(120 d时,阈值约为40 lx)后,丙二醛含量迅速增加,抗氧化酶活性降低。3种灌木在夜光胁迫下起主要作用的保护酶不同,圆锥绣球通过POD与CAT互补来抵御胁迫带来的氧化伤害,金森女贞的主要作用酶为POD。3种灌木在夜间人工光照下生物量均显著增加。圆锥绣球对夜间光胁迫最敏感,金森女贞的抗胁迫能力最强。落叶灌木圆锥绣球可以忍受白光40 lx以下的夜间光照,常绿灌木红叶石楠和金森女贞可以忍受黄光40 lx以下的夜间光照。

太岳山不同年龄油松早材树脂道面积对气候变化的响应

董一博, 解萍萍, 刘洋, 孙冰喆, 张先亮

2023, 34(9):  2330-2336.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.008

摘要 ( 103 )   PDF (1588KB) ( 21 )  

为探究不同年龄阶段油松树脂道面积对气候变化的响应,以山西省太岳山油松人工林为对象,研究1972—2017年幼龄期、中龄期、近熟期、成熟期和过熟期油松的树脂道面积与气候因子的关系。结果表明:55.7%～75.2%的树脂道出现在早材中,成熟期与过熟期树脂道面积最大,其次是近熟期、中龄期、幼龄期。晚材年均树脂道面积在近熟期至成熟期显著增大,而在其他时期差异不显著。中龄期早材每年树脂道总面积与生长季(5—7月)最低气温呈显著负相关。过熟期早材每年树脂道总面积与生长季最低气温呈显著负相关,而与非生长季(前一年9月—当年4月)的干旱指数(PDSI)呈显著正相关。幼龄期、近熟期和成熟期的早材树脂道总面积受气候影响较小。生长季最低气温是早材树脂道总面积的限制因子,随着树龄的增加,非生长季的干旱逐渐成为早材树脂道总面积的限制因子。非生长期干旱程度增强以及生长季最低气温的升高,均导致早材树脂道总面积减少。在全球变暖的背景下,早材树脂道面积可能会逐渐减少,并且过熟期油松的早材树脂道面积减少得最多。

木荷18年生种源生长、材性的地理种源变异

王淼, 吴国亮, 张蕊, 王家燚, 王云鹏, 黄大庄, 周志春

2023, 34(9):  2337-2344.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.003

摘要 ( 106 )   PDF (613KB) ( 21 )  

本研究以福建建瓯18年生24个木荷种源为材料,分析树高、胸径、木材基本密度以及木纤维解剖结构等11个生长和材性性状的种源变异规律及与地理气候因子间的相关性,通过聚类分析进行种源区划分,揭示木荷生长和材性的地理变异模式,根据不同用途,筛选优良用材种源。结果表明: 木荷生长性状变异较大(17.6%～27.3%,平均22.4%),材性性状变异相对较小(7.0%～21.0%,平均12.7%),生长性状和部分材性性状(纤维长、腔径和双壁厚等)在种源间具有显著差异。相关分析表明,生长性状与材性性状不相关,两者相对独立,可单独对某一性状进行选择与改良。木纤维纵向生长指标以及径向生长指标之间呈显著相关,但其与木材基本密度均不相关,两者可独立选择;木荷生长与材性性状受温度影响显著,同时亦受降水影响,呈纬向变异模式。根据Q型聚类分析,将24个种源分为4类,其中,木荷分布区南部种源的木纤维微纤丝角较小,成熟度较高,纤维较长,细胞壁较厚,材性相对较好。根据造纸和建筑家居等不同用材用途,选出5个优良种源。

兴安落叶松天然林更新数量相容性预测模型

肖晨, 田栋元, 马榕, 董灵波

2023, 34(9):  2345-2354.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.001

摘要 ( 101 )   PDF (1567KB) ( 21 )  

天然更新等级是制定森林经营措施的重要依据,传统研究仅考虑了林分整体或部分优势树种的更新数量预测模型,并未解决不同树种和林分整体更新数量预测结果间的相容性,即林分整体预测结果不等于各个树种预测结果之和。为此,本研究在传统计数模型的基础上,构建林分中不同树种更新数量的相容性预测模型,为天然林的合理经营和决策提供理论依据。以大兴安岭地区翠岗林场、新林林场和壮志林场96块标准样地调查数据为基础,从立地因子、土壤因子、林分因子、林木多样性以及林分空间结构5个方面选取30个指标,以泊松模型、负二项模型为基础模型,分别构建兴安落叶松、白桦和其他树种的更新数量预测模型,对比2种传统计数模型的精度和拟合效果之后选择最优模型,采用似乎不相关方法构建不同树种的更新数量相容性预测模型。兴安落叶松、白桦和其他树种更新数量的最优基础模型均为泊松模型,以其为基础构建的兴安落叶松、白桦、其他树种以及全林分更新数量相容性预测模型的均方根误差分别为388、413、504和871株·hm^-2,调整决定系数分别为0.389、0.421、0.488和0.407。影响兴安落叶松、白桦、其他树种更新数量重要性的变量大小依次为胸径Pielou均匀度指数(25.2%)、草本植物盖度(34.6%)以及土壤B层有机质含量(23.2%)。本研究构建的更新数量相容性预测模型系统,满足兴安落叶松、白桦、其他树种和全林分之间的可加性逻辑,为促进天然更新的准确估测提供了基础。

基于哑变量和分位数回归的兴安落叶松更新幼树的树高-胸径模型

吕乐乐, 王文彬, 董灵波

2023, 34(9):  2355-2362.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.005

摘要 ( 102 )   PDF (982KB) ( 14 )  

本研究以大兴安岭地区翠岗林场2018—2019年55块固定样地2054株兴安落叶松幼树为对象,采用四分位数法将林分密度指数(SDI)划分为4个等级,即等级Ⅰ(SDI₁<1863株·hm^-2)、等级Ⅱ(1863≤SDI₂<2155株·hm^-2)、等级Ⅲ(2155≤SDI₃<2459株·hm^-2)和等级Ⅳ(SDI₄≥2459株·hm^-2),并采用哑变量方法引入SDI构建兴安落叶松幼树树高-胸径的哑变量模型和分位数回归模型。结果表明: 选取的5个代表性非线性树高曲线模型中,Richards模型的拟合效果最好,其R_a²、RMSE、MAE分别为0.7637、0.8250 m、0.5696 m;基于Richards模型构建的包含SDI的哑变量模型,其R_a²较基础模型提高了1.3%,而RMSE、MAE、AIC分别降低了2.1%、1.5%和11.2%;当分位点τ=0.5时,分位数回归模型的R_a²最大,RMSE、MAE、AIC最小,分别为0.7612、0.8294 m、0.5657 m、-767.19。相较于SDI₁,SDI₂～SDI₄林分内幼树的树高分别增加5.6%、5.6%和11.3%。因此,合理调控兴安落叶松林的林分密度有利于增加更新幼树的高生长。

长白山园池沼泽湿地碳源/汇沿湖岸至高地环境梯度变化

王婷, 牟长城, 孙梓淇, 李美霖, 王文婧, 许文, 赵海明

2023, 34(9):  2363-2373.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.006

摘要 ( 96 )   PDF (1105KB) ( 30 )  

湖泊湿地具有长期储碳能力,对区域碳循环具有重大贡献,但有关湖泊湿地碳源汇对气候变化如何响应尚不清楚。为探究高海拔区湖岸湿地碳源/汇对气候变化的响应规律,利用静态箱-气相色谱法及相对生长方程法,研究长白山园池沿岸5种天然沼泽类型(芦苇沼泽、苔草沼泽、杜鹃沼泽、柴桦沼泽、落叶松沼泽)的土壤异养呼吸碳排放(CO₂和CH₄)、植被固碳及其相关环境因子(温度、水位等),依据生态系统净碳收支平衡,量化各沼泽类型的碳源/汇和全球增温潜势(GWP),分析其沿湖岸至高地水分环境梯度变化规律及形成机制。结果表明: 处于湖岸至高地水分环境梯度下部生境的草类沼泽(芦苇沼泽和苔草沼泽)为弱源(-1.018和-0.090 t C·hm^-2·a^-1),中部生境的灌丛沼泽(杜鹃沼泽和柴桦沼泽)为强汇或弱汇(1.956和0.239 t C·hm^-2·a^-1),上部生境的森林沼泽(落叶松沼泽)为强源(-3.214 t C·hm^-2·a^-1),且其空间变化受水位促进和土壤温度抑制。从GWP来看,草类沼泽具有强热辐射力(44.682～59.282 t CO₂·hm^-2·a^-1),灌丛沼泽具有冷辐射力(-0.920～-7.008 t CO₂·hm^-2·a^-1),森林沼泽具有弱热辐射力(11.668 t CO₂·hm^-2·a^-1),且其GWP仅受土壤温度所促进。在目前气候变化背景下,长白山高海拔区园池湖岸至高地水分环境梯度两端的草类沼泽和森林沼泽因CH₄或CO₂排放增加,呈现热辐射力而对气候变化起正反馈作用,而中部的灌丛沼泽因冷辐射力而起负反馈作用。

毛竹和次生阔叶林优势树种根际效应对土壤有机碳矿化的影响

许雄钞, 张前前, 滕秋梅, 赵明水, 李永春

2023, 34(9):  2374-2382.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.010

摘要 ( 103 )   PDF (998KB) ( 25 )  

植物根际效应会显著影响土壤有机碳矿化进程,但目前毛竹入侵次生阔叶林生境优势植物的根际效应对土壤有机碳矿化的影响机制尚不明确。本研究以未被入侵的次生阔叶林优势树种(青冈和杉木)和入侵后形成的毛竹纯林中的毛竹为研究对象,采用室内土壤有机碳矿化培养试验,并结合土壤生物和理化指标,探究根际效应对土壤有机碳矿化过程的影响。结果表明: 毛竹、青冈和杉木根际土壤碳矿化速率均高于非根际土壤,根际比非根际分别高20%、26%和21%。青冈和杉木非根际土壤碳矿化量分别比毛竹高22%和26%;而根际土壤碳矿化量分别比毛竹高14%和11%。3种植物根际土壤水溶性有机碳、有机碳含量显著高于非根际土壤,根际土壤细菌丰度高于非根际。微生物生物量碳、水溶性有机碳和总氮是影响根际土壤碳矿化的重要因素,而水溶性有机碳和微生物代谢熵是影响非根际土壤碳矿化的重要因素。总体上,受微生物生物量碳、水溶性有机碳、总氮含量变化的驱动,根际效应增加了土壤有机碳矿化总量。本研究结果可为入侵生境植物-土壤互作影响土壤碳循环研究提供理论基础。

玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分与碳降解功能基因的影响

张雯怡, 姜振辉, 潘丽霞, 周家树, 刘娟, 蔡延江, 李永夫

2023, 34(9):  2383-2390.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.018

摘要 ( 129 )   PDF (1994KB) ( 36 )  

研究玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分和碳降解功能基因(cbhI)丰度与群落结构组成的影响,可为亚热带毛竹林土壤增汇减排技术的开发提供理论依据。本研究以亚热带毛竹林为对象,设置对照(0 t C·hm^-2)、玉米秸秆(5 t C·hm^-2)和玉米秸秆生物质炭(5 t C·hm^-2)3个处理,开展为期1年的野外控制试验,在试验处理后的第3和12个月分别采集土壤样品,利用¹³C-固态核磁共振、实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤有机碳化学组分和cbhI功能微生物的数量及群落结构。结果表明:与对照相比,玉米秸秆处理显著增加了土壤有机碳中烷氧碳含量,降低了芳香碳含量,而玉米秸秆生物质炭处理则产生了相反的效果;玉米秸秆处理增加了cbhI功能基因丰度和青霉属、顶囊壳属、小皮伞属等优势菌种的相对丰度,而玉米秸秆生物质炭处理则降低了这些基因的丰度。相关性分析显示,土壤cbhI优势菌种的相对丰度与烷氧碳含量呈显著正相关,与芳香碳含量呈显著负相关。冗余分析表明,玉米秸秆处理通过改变土壤烷氧碳含量,而玉米秸秆生物质炭处理通过改变土壤pH、有机碳和芳香碳含量对cbhI功能基因微生物群落结构产生显著影响。与玉米秸秆处理相比,玉米秸秆生物质炭处理可以增加亚热带毛竹林生态系统土壤有机碳稳定性,降低碳降解微生物活性,因此,生物质炭施用对维持亚热带森林生态系统土壤碳储量具有积极意义。

天然增效剂与化学抑制剂复配对小麦/玉米轮作体系产量、氮素利用及氮平衡的影响

李长青, 纪萌, 马萌萌, 王硕, 刘欢, 孙志梅

2023, 34(9):  2391-2397.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.012

摘要 ( 106 )   PDF (1046KB) ( 25 )  

脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以通过调控尿素氮转化的全过程延长氮肥肥效,提高氮肥利用效率,但目前所用脲酶抑制剂和硝化抑制剂多为化学合成材料,成本高,且其抑制效果受土壤性质、气候条件和作物体系等多方面因素的影响。本研究采用田间小区试验,以冬小麦-夏玉米轮作种植体系为研究对象,设置不施氮肥(CK)、单施尿素(N)、尿素+双氰胺(ND)、尿素+腐植酸(NH)、尿素+沸石(NP)、尿素+N-丁基硫代磷酰三胺+双氰胺(NUD)、尿素+腐植酸+双氰胺(NHD)、尿素+沸石+双氰胺(NPD)8个处理,探讨在等施氮量条件下腐植酸或沸石两种天然增效剂及其与化学硝化抑制剂双氰胺(DCD)复配对小麦和玉米轮作体系周年产量、氮素利用效率、土壤硝态氮累积及土壤-植物系统氮平衡的影响。结果表明: 与NH或NP处理相比,腐植酸和沸石分别与DCD复配(NHD和NPD)后,玉米季产量(11268和11397 kg·hm^-2)及周年总产量(20494和20582 kg·hm^-2)均显著提高,且达到了与化学脲酶抑制剂和硝化抑制剂复配处理(NUD)基本相当的产量水平;与N处理相比,NHD和NPD处理小麦季、玉米季和周年的氮素利用效率均明显提高,两季的80~100 cm土层土壤硝态氮累积量显著降低,且与NUD处理差异不显著,而土壤氮素盈余量分别较NH和NP处理下降了10.7%和13.9%。表明腐植酸或沸石与化学硝化抑制剂复配可提高作物产量和氮素利用效率,同时符合现代农业绿色环保要求的有效途径。

土壤基质中细物质含量对人工蓝藻结皮形成的影响

赵燕翘, 连煜超, 许文文, 韩高玲, 赵洋

2023, 34(9):  2398-2404.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.014

摘要 ( 89 )   PDF (2195KB) ( 12 )  

利用人工蓝藻结皮进行生态修复是防治沙漠化的有效方法之一,土壤细物质是限制人工蓝藻结皮拓殖和发育的重要因子之一。流沙中细物质含量较低,为了促进人工蓝藻结皮在流沙中的发育,本研究设置细物质和流沙体积比为0∶1、1∶1、2∶1、4∶1和1∶0共5个处理,比较了不同细物质含量人工蓝藻结皮的生长状况。结果表明: 随着细物质含量的增加,人工蓝藻结皮的盖度逐渐增大,叶绿素a含量和胞外多糖含量先增大后略有下降。土壤细物质和流沙体积比为4∶1处理下人工蓝藻结皮发育最好,该处理下培养60 d后,人工蓝藻结皮的盖度为70%,叶绿素a含量为17.5 μg·cm^-2,松散结合胞外多糖含量为70.0 μg·cm^-2,紧密结合胞外多糖含量为175.0 μg·cm^-2,糖被胞外多糖含量为200.0 μg·cm^-2。在细物质含量较低的条件下增加蓝藻添加量可以促进人工蓝藻结皮的形成和发育(每个培养皿添加0.5 g蓝藻为最优处理)。本研究为人工蓝藻结皮接种体规模化培养提供了新思路。

赤霉素、激动素和吲哚丁酸合剂对滨海盐碱区粒用高粱耐盐性和产量的影响

郭丽娜, 卢霖, 董学瑞, 张凤路, 闫鹏, 董志强

2023, 34(9):  2405-2412.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.016

摘要 ( 97 )   PDF (1195KB) ( 18 )  

滨海盐碱地开发利用对缓解我国耕地资源短缺、改善滨海盐碱区农业生态环境和保障国家粮食安全具有重要意义。本研究于2021、2022年分别在中国农业科学院作物科学研究所新乡基地和山东东营黄河三角洲现代农业研究基地设置盆栽试验和田间试验(随机区组设计),以济梁1号和济梁2号为试验材料,设置浓度为2.5和5 mL·kg^-1的GKI合剂拌种处理(主要成分为赤霉素、激动素和吲哚丁酸,分别用GKI2.5和GKI5.0表示),以清水拌种为对照(CK),分析GKI对粒用高粱耐盐性和产量的调控效应。结果表明: 与CK相比,GKI2.5和GKI5.0拌种处理显著促进了盐碱胁迫下两个粒用高粱植株生长发育,提高了叶片抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量,降低了叶片丙二醛含量,提高了叶片净光合速率,田间条件下,济梁1号和济梁2号产量分别增加了17.1%和19.1%。综上,GKI拌种处理促进了盐胁迫下高粱生长发育、增强了叶片抗氧化能力及渗透调节能力、降低了膜脂过氧化水平,提高了叶片净光合速率,进而提高了高粱耐盐性和产量。

大兴安岭多年冻土泥炭地土壤水可溶性有机碳夏秋季节变化特征及其影响因素

姜静宜, 孙晓新, 王宪伟, 王淑洁, 马国宝, 陈宁, 杜宇

2023, 34(9):  2413-2420.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.015

摘要 ( 111 )   PDF (2322KB) ( 24 )  

可溶性有机碳对泥炭地温室气体排放与碳收支评估有重要影响。然而关于大兴安岭多年冻土区泥炭地不同深度土壤水可溶性有机碳(DOC)含量与性质的季节动态变化规律研究较少。本研究选择大兴安岭多年冻土区(图强林业局)泥炭地为研究对象,分析泥炭地不同深度土壤水(地表、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、冻土层)DOC含量的季节变化规律及其影响因素(电导率、溶解氧含量、HCO₃^-含量、pH值、氧化还原电位和CO₂含量),利用紫外-可见光谱分析DOC的稳定性。结果表明: 土壤水DOC含量具有显著的季节动态变化规律,秋季高、夏季低,含量变化范围为55.7～188.1 mg·L^-1;不同深度土壤水DOC含量差异显著,以冻土层最高。DOC含量与pH值、电导率呈极显著正相关,与氧化还原电位、HCO₃^-含量呈极显著负相关,与溶解氧含量呈显著负相关,与CO₂含量呈显著正相关。泥炭地土壤水溶解CO₂含量随土层深度增加而增加,冻土层水体CO₂含量最高。光谱分析显示,秋季DOC中芳香性程度均高于夏季,表明秋季DOC更稳定。本研究明确了大兴安岭多年冻土泥炭地土壤水DOC的夏秋季节变化特征,可为深入认知该区域泥炭地碳循环过程提供重要数据支持。

典型黑土区坡耕地融雪、风力、降雨复合侵蚀效应

赵娅君, 郑粉莉, 安小兵, 师宏强, 胡文韬, 张加琼

2023, 34(9):  2421-2428.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.013

摘要 ( 103 )   PDF (2666KB) ( 16 )  

研究多营力作用的坡耕地复合土壤侵蚀过程机理,可为精确防治农田土壤侵蚀提供科学指导。本研究基于东北黑土区坡耕地每年11月到次年10月冻融、融雪、风力、降雨侵蚀营力的季节性交替,利用不同侵蚀营力叠加的模拟试验,分析了坡耕地融雪(1、2 L·min^-1)、风力(12 m·s^-1)、降雨(100 mm·h^-1)多营力叠加的复合侵蚀过程,讨论了各营力叠加的侵蚀效应。结果表明: 仅融雪侵蚀下,坡面融雪径流量的增加对坡面侵蚀量的影响大于其对坡面径流量的影响;融雪径流量从1 L·min^-1增加到2 L·min^-1,径流强度增加2.7倍,而侵蚀强度增加4.0倍。融雪-风力双营力叠加侵蚀下,前期融雪侵蚀对后期坡面风蚀有抑制作用,当融雪径流量从1 L·min^-1增加到2 L·min^-1,融雪侵蚀对风蚀量的抑制作用增强,导致后期风蚀量减小50%以上。前期风力侵蚀和融雪-风力叠加侵蚀均加剧了后期坡面降雨侵蚀,前期风力侵蚀导致后期坡面降雨侵蚀量增加24.5%,融雪-风力叠加作用在1和2 L·min^-1融雪径流量下使后期坡面降雨侵蚀量分别增加132.8%和465.4%。多营力叠加的复合侵蚀量并非相应的单营力侵蚀量之和,还存在各营力叠加的促进或抑制效应。融雪-风力叠加的侵蚀效应为抑制效应,风力-降雨双营力叠加和融雪-风力-降雨多营力叠加的侵蚀效应为促进效应。

气候变化对东北三省土壤风蚀的影响

杨振康, 杨婉蓉, 刘志娟, 高伟达, 任图生, 沈彦俊, 杨晓光

2023, 34(9):  2429-2435.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.011

摘要 ( 154 )   PDF (2671KB) ( 39 )  

东北三省是我国重要的商品粮生产基地,但经过多年的高强度利用,土壤面临着严重的退化问题,其中土壤风蚀是造成东北三省土壤流失退化的主要原因之一。本研究以东北三省为研究区域,基于1981—2019年的气象数据和土壤数据,利用修正风蚀模型(RWEQ)分析了近39年裸地条件下东北三省土壤风蚀的时空变化规律,并解析了气象因子对裸地土壤风蚀变化的贡献。结果表明: 研究区域风蚀气象因子整体呈西南高、东北低的分布特征,其风蚀量属于强烈侵蚀等级,以辽宁省境内风蚀量最大;近39年全年和生长季风蚀量均呈显著增加趋势,平均每10年分别增加129和105 t·km^-2,以辽西北地区、辽河平原区和长白山区增加趋势最明显。影响土壤风蚀量的主要气象因子在全年和非生长季为风速和气温,在生长季降水的贡献率升高,而风速和温度的贡献率下降。综上,研究期间,气候变化使东北三省土壤风蚀加重。

城市化背景下植被物候动态变化及驱动因素

洪辛茜, 孙涛, 陈利顶

2023, 34(9):  2436-2444.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.019

摘要 ( 165 )   PDF (2563KB) ( 32 )  

快速城市化会对植被物候带来显著影响,但当前影响城市植被物候时空变化的因素仍不清楚。本研究以京津冀城市群为研究区,采用5种拟合方法构建归一化植被指数曲线,通过阈值法获取京津冀城市群2001—2019年的城市植被物候特征,比较城市建成区与山区的春季和秋季物候,在此基础上分析降水、气温以及城市地表温度对植被物候的影响。结果表明: 2001—2019年,京津冀城市群城市建成区植被生长季开始日期(SOS)平均比山区早16.88 d,城市建成区植被生长季结束日期(EOS)比山区晚12.22 d。研究期间,京津冀城市建成区植被SOS逐步延迟,而山区SOS逐步提前,并且城市建成区物候的变化率比山区快,因此,二者SOS的差值随时间变化而显著减小(-0.58 d·a^-1);秋季物候方面,城市建成区和山区EOS都表现为延迟趋势,但二者差值随时间变化并不显著(-0.10 d·a^-1)。城市建成区地表温度对SOS的贡献与气温较为接近;而山区地表温度对SOS的贡献仅为气温的1/2,说明城市内部的热岛效应和气温共同影响城市植被物候的变化,并且二者贡献几乎相等。本研究结果有助于理解城市化对植被物候动态变化的作用,可为进一步评估城市植被碳汇潜力提供参考。

基于COSMIC模型的宇宙射线中子反演荒漠-绿洲区土壤水分

吴绍雄, 张勇勇, 赵文智, 康文蓉, 田子晗

2023, 34(9):  2445-2452.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.023

摘要 ( 106 )   PDF (1334KB) ( 25 )  

宇宙射线中子技术通过监测近地面中子强度,反演百米尺度范围内平均土壤水分状况,已成功应用于森林、草地和农田等生态系统。为验证COSMIC模型反演干旱区中尺度土壤水分的可靠性,本研究基于移动式宇宙射线中子技术在黑河中游荒漠-绿洲区开展了土壤水分观测试验。结果表明: 荒漠-绿洲区监测到的中子强度在350～715 counts·(30 s)^-1,率定的高能中子强度(N_cosmic)为(38.5±2.2) counts·(30 s)^-1,N_cosmic受下垫面性质影响;COSMIC模型(均方根误差RMSE=0.019 g·g^-1)和N₀参数法(RMSE=0.018 g·g^-1)均能较好地估算中尺度土壤水分,考虑矿物晶格水的情况下,土壤水的反演精度更高;试验期间,绿洲区平均有效监测深度为19 cm,荒漠区为36 cm。COSMIC模型可用于荒漠-绿洲区宇宙射线中子反演土壤水分,结合陆面模型在实现近地面气象-水文-生态各要素数据同化方面具有较大潜力。

基于卷积神经网络及气象要素回归法的地表死可燃物含水率预测模型

孙龙, 马灵感, 郭妍, 范佳乐, 陈伯轩, 胡同欣

2023, 34(9):  2453-2461.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.024

摘要 ( 123 )   PDF (2874KB) ( 44 )  

地表可燃物含水率是森林火险等级和火行为变化的重要指标,其预测模型对于火险预测、火灾管理等具有显著作用。本研究基于蒙古栎及樟子松林地的野外气象因子以及地表死可燃物含水率数据,进行气象因子随机森林相对重要性排序以及皮尔逊相关性分析,并使用深度学习中的卷积神经网络以及气象要素回归法预测可燃物含水率。结果表明: 野外蒙古栎的可燃物含水率显著高于樟子松。随机森林结果表明,对于可燃物含水率具有显著作用的因子排列顺序从大到小为湿度、温度、降雨、风速、太阳辐射;相关性分析表明,当日的温度、湿度、降雨对于可燃物含水率具有显著影响,同时,气象因子之间也存在一定的相关性。卷积神经网络模型对于蒙古栎及樟子松林地表可燃物含水率的预测R²分别为0.928、0.905,平均绝对误差(MAE)分别为6.1%、8.1%,平均相对误差(MRE)分别为8.9%、4.2%;气象要素回归法的R²分别为0.495、0.525,MAE分别为30.5%、39.5%,MRE分别为52.1%、32.6%,卷积神经网络模型精度显著高于气象要素回归法。研究表明,深度学习的卷积神经网络能够为今后的可燃物含水率预测提供一定借鉴,可为更高水平的林火管理提供有效技术支撑。

居住区形态的气温调控效应——以徐州市为例

周宏轩, 王文真, 余悦歆, 孙婧

2023, 34(9):  2462-2470.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.022

摘要 ( 103 )   PDF (1782KB) ( 24 )  

城市化进程的持续推进致使大量居住区取代原有林地和农田,导致城市热岛效应频发,尤其在夏季,居住区高温严重威胁市民的健康与生命。虽然学者们已经意识到通过生态调控思想合理配置居住区形态可有效调节气温、改善局地微气候,但当前仍然缺乏以气温调节为导向的居住区形态的规范和要求。本研究以徐州市的15个居住区作为研究区域,通过现场观测,获取3类居住区形态参数和气温数据,分析不同居住区形态的气温调控效应。结果表明: 早晨和下午影响气温的关键居住区形态参数具有差异性。在早晨,建筑密度、平均街道高宽比和完整的纵横比的独立贡献率分别为15.4%、7.3%和6.8%;在下午,建筑密度、天空可视指数和建筑表面积与平面面积比的独立贡献率分别为21.1%、23.1%和6.9%。调控气温的居住区参数效率阈值在早晨和下午具有差异,部分居住区形态参数之间存在显著的相关关系。研究结果可为徐州及周边地区的居住区设计提供数据支撑和方法参考。

基于兴趣点识别生境风险的生态网络构建——以武汉城市圈为例

郝梦媛, 刘殿锋

2023, 34(9):  2471-2480.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.026

摘要 ( 96 )   PDF (6537KB) ( 28 )  

生态网络构建是国土空间生态修复的重要内容,可以有效遏制栖息地破碎的负面效应。本研究提出一种改进的生态网络分析框架,包括基于“形态-质量-功能”3个维度识别生态源地、将可以表征人类活动的兴趣点数据与生境风险评估模型结合构建生态阻力面、运用电路理论提取生态廊道3个方面。以武汉城市圈为研究区,分析生态网络关键点和网络结构特征,并将基于兴趣点与生境风险评估模型的生态阻力面构建方法与传统地类赋值法和传统生境风险评估模型构建阻力面进行对比分析,验证该框架的有效性。结果表明: 武汉城市圈全域生态源地面积为1.52万km²,生态廊道长度达1956.68 km,生态“夹点”与障碍点分别为87和67个。相较传统方法,基于改进框架识别的生态网络的物质循环度、网络复杂性以及生态连通性显著提升,网络闭合度、点线率、网络连接度平均提升61.5%、28.1%、28.7%,识别的生态“夹点”和生态障碍点可为生态修复提供精确的决策支持。

珠三角城市群景观生态格局评价与优化

谢卓洪, 雷敏, 刘利杰, 莫燕卿, 战国强, 刘萍

2023, 34(9):  2481-2488.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.025

摘要 ( 100 )   PDF (5892KB) ( 21 )  

景观生态格局评价与优化对珠三角城市群森林质量精准提升与城市高质量发展具有重要的理论指导意义。本研究基于2021年森林资源管理“一张图”数据和数字高程模型数据,采用形态空间格局分析与最小累计阻力模型方法,对珠三角城市群景观生态格局进行评价与优化。结果表明: 珠三角城市群可作为生态源地的斑块共435861块,面积为7346.60 km²,占珠三角面积的13.4%,通过面积与斑块重要性指数选取30个斑块作为研究区的生态源地,面积为2792.59 km²,占珠三角面积的5.1%。珠三角城市群整体自然环境优秀,生态阻力等级较小,外围生态阻力低,核心生态阻力高,林分类型与景观格局仍有较大调整空间,需通过调整林分树种组成与空间分布的方式进行优化。以30个生态源地、103个重点生态廊道和95个生态节点优化珠三角城市群生态网络,优化后的可能连接度指数和整体连接度指数提升率分别为297.5%和695.1%。优化结果能有效连接各生态源地,扩散生态源地的生态服务功能。

基于遥感生态指数和图论知识的宁波市生态安全格局构建

黄俊杰, 冯秀丽, 董毓伊, 张驰, 谢立建, 程俊恺, 高天宇

2023, 34(9):  2489-2497.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.027

摘要 ( 101 )   PDF (3314KB) ( 32 )  

构建生态安全格局、识别生态重要区域是目前区域生态安全研究的重点。本研究以宁波市为例,利用遥感生态指数识别生态源地,利用电路理论模型识别生态廊道和生态夹点,利用图论算法识别最小生成树和割边。结果表明: 宁波市共有生态源地203处,土地覆被类型以林地为主,也包括少量的水田和水淹植被;生态廊道共368条,总长度为573.42 km,整体呈西南密、东北疏的趋势;生态夹点91处,夹点主要分布在海涂区域和联系紧密的生态源地之间。根据现状提出优化策略,确定一级廊道187条,二级廊道181条,生态修复优先区50处,远期生态修复区 59处。结合图论与电路理论模型的优化策略为生态安全格局的构建提供了科学依据。

东江流域生态系统服务价值的时空演变及空间分异机制

于海霞, 王禹骁

2023, 34(9):  2498-2506.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.020

摘要 ( 110 )   PDF (2947KB) ( 33 )  

基于土地利用/覆被变化,综合深入研究区域生态系统服务价值(ESV)的演变,对区域生态系统优化、自然环境与经济社会协同可持续发展具有重要意义。本研究基于东江流域2010—2020年土地利用、自然环境和社会经济数据,结合热点分析工具和局部空间自相关分析方法,综合分析东江流域ESV时空演变,并在地理探测器工具的支撑下探究东江流域ESV空间分异机制。结果表明: 2010—2020年,东江流域以森林生态系统为主,建设用地面积扩张明显,主要转入来源为耕地和林地;东江流域ESV整体呈先下降后上升趋势,其中,耕地、林地和建设用地ESV持续减少,水域ESV先减少后大幅增加;ESV冷热点空间分布存在显著的集聚效应,整体呈“上游热点散布、下游冷点聚集”的格局,上、下游地区ESV分布不均衡,下游地区承担较大的生态压力。ESV空间分异机制探测结果表明,土地利用是影响空间分异的主导因子,ESV空间分异解释力(q值)达0.462。因子协同作用会增强对东江流域ESV空间分异的影响效果。

关中平原城市群土地利用结构多情景优化和生态系统服务价值预测

祁育汀, 张平, 刘雷, 马雪楠, 王欢, 赵娟

2023, 34(9):  2507-2517.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.009

摘要 ( 142 )   PDF (6578KB) ( 33 )  

经济快速发展导致关中平原城市群的土地利用发生重大变化,导致区域的生态系统服务价值(ESV)发生改变。本研究基于关中平原城市群土地利用数据和驱动数据,使用系统动力学(SD)模型耦合混合元胞(MCCA)模型,预测了自然发展、经济发展、生态保护与耕地保护情景下2040年土地利用单元内ESV细微的时空变化,揭示ESV对社会经济演变的响应,并采用敏感性指数研究土地利用变化对ESV的影响。结果表明: 2000—2020年间,研究区土地利用转变主要是耕地、林地和草地之间的转换以及耕地转向建设用地。由于林地和水域的面积增多,ESV在此期间小幅上升。2040年,与生态保护情景相比,经济发展情景的林地占比减少1.8%,建设用地增加1.3%。2020—2040年间,经济发展情景下,ESV在中部和东部呈下降趋势,但在耕地保护情景下呈上升趋势,其中,水文调节和气候调节对ESV的贡献最大;ESV总量除生态保护情景以外均呈下降趋势。生态保护情景下,土地利用变化发生对ESV有积极影响,而其他情景下,ESV对土地利用变化则有负面响应,其中,经济发展情景下的负面影响最大。研究结果可为多情景土地利用模拟和ESV预测提供新方法,对城市群国土空间布局优化、土地资源规划管理和可持续发展路径策略具有重要的科学和实践意义。

北方防沙带河西走廊段景观格局时空演变及其防风固沙服务响应

连虎刚, 曲张明, 刘春芳, 贺扬希

2023, 34(9):  2518-2526.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.035

摘要 ( 97 )   PDF (3014KB) ( 28 )  

景观格局是影响生态系统服务供给和维持的重要因素,也是区域生态系统健康稳定和土地利用优化决策的基础。本研究以北方防沙带河西走廊段为研究区,运用Fragstats 4.2软件、修正风蚀模型、空间自相关分析方法量化并分析了2000—2020年间景观格局和防风固沙服务的时空演变及响应关系。结果表明:2000—2020年间,研究区土地利用类型景观格局变化明显,以戈壁转向耕地以及草地与耕地间的相互转变为主,景观格局更趋于多样化、异质化和破碎化。研究区防风固沙服务空间格局总体呈现“东南高、西北低”的特点,防风固沙量呈现先增加后减少的趋势。耕地和草地的防风固沙量较高,裸地和建设用地等景观防风固沙量较低。研究期内,Shannon多样性、斑块密度和景观形状指数与防风固沙服务均呈正相关,平均斑块面积与防风固沙服务呈负相关。说明在以戈壁荒漠为主导景观的北方防沙带河西走廊段,景观异质性增加、分布越均匀、斑块数量越多、景观形状越复杂等特征对防风固沙服务有促进效应。

江苏省海洋产业碳收支核算及评价

王桐, 揣小伟, 向爱, 顾云娟, 别蒙

2023, 34(9):  2527-2535.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.031

摘要 ( 99 )   PDF (1034KB) ( 27 )  

测算并评价海洋产业碳收支状况是在碳中和目标下促进海洋经济绿色、高效发展的基础。以江苏省为例,本研究构建了海洋产业碳收支核算体系,开展了碳效率和碳中和评估。结果表明: 2016—2020年,江苏省滨海碳汇总量为89.48万～277.32 万t,五大海洋产业碳排放为353.84万～435.06 万t,海洋产业净碳排放为147.87万～290.61万t。5年间江苏省滨海碳汇量与碳排放量均呈增加趋势。在碳汇上,海上风电系统占比最多,其次为生态系统固碳量,海水养殖固碳量占比最小。在碳排放上,海洋交通运输业占总碳排放比重最大,其次为滨海旅游业和海洋渔业,海洋工程建筑业与海洋船舶工业碳排放占比较小。碳中和状况表现为,2016—2020年,江苏省海洋产业整体呈现碳赤字,但碳净排放量逐年减少,在碳效率上,海水养殖净碳汇效率低于全国平均水平,海上风电碳效率较为稳定。

微塑料对碱胁迫下菠菜种子萌发和幼苗生理特征的影响

郭琳琳, 王晶晶, 俎敬美, 王品苏, 杨雨洁

2023, 34(9):  2536-2544.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.032

摘要 ( 105 )   PDF (1667KB) ( 16 )  

微塑料作为一种全球公认的新型环境污染物,其在陆地生态系统中的污染问题已成为全球关注的热点环境问题。为研究微塑料(MPs)对碱胁迫下农作物种子萌发和幼苗生理特征的影响,本研究选用菠菜为试验对象,采用粒径为100 nm 的聚苯乙烯微球(200、400、800、1600 mg·L^-1)处理液,以及NaHCO₃和Na₂CO₃按摩尔比为1∶1混合制备的碱性盐溶液(5、10、20、40 mmol·L^-1),探究微塑料/碱单一胁迫或二者联合暴露对菠菜种子萌发和幼苗生理特征的影响。结果表明: ≥400 mg·L^-1的MPs单独胁迫能够抑制菠菜种子的萌发,对种子根和芽的伸长表现为“低促高抑”的影响;不同浓度的碱单独胁迫均会抑制种子的萌发以及根、芽的伸长。随MPs浓度的升高,菠菜幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐降低,过氧化物酶(POD)活性先升高后下降,叶绿素含量在低浓度(200 mg·L^-1)下升高,在中高浓度(≥400 mg·L^-1)下显著降低;不同浓度的碱胁迫均会降低菠菜幼苗叶绿素含量,而对SOD和POD的影响表现为“低促高抑”。MPs(200、800 mg·L^-1)与碱(5、20 mmol·L^-1)联合胁迫下,与对照组相比,联合胁迫会抑制菠菜种子的萌发,降低菠菜幼苗的叶绿素含量,另外,除低浓度MPs(200 mg·L^-1)与低浓度碱(5 mmol·L^-1)联合胁迫组以外,其余3个联合胁迫组均降低菠菜幼苗的SOD和POD活性;与碱单独胁迫相比,低浓度MPs(200 mg·L^-1)与碱联合会提高种子的发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数等指标,显著促进菠菜种子根和芽的伸长,而高浓度MPs(800 mg·L^-1)与碱联合会降低种子的发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数并抑制根和芽的生长,而不同浓度的联合胁迫均会降低菠菜幼苗SOD、POD活性及叶绿素含量。

昆明小型城市湖泊叶绿素a浓度与硅藻群落的时空分布及主控因子

田茂琦, 陈光杰, 孔令阳, 陈丽, 李蕊, 王露, 韩桥花, 陈小林

2023, 34(9):  2545-2554.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.029

摘要 ( 112 )   PDF (2450KB) ( 17 )  

水体叶绿素a浓度(Chla)与硅藻群落特征是指示湖泊水质的常用生物指标。本研究于2017年3月—2019年12月调查了昆明市4个小型湖泊(云南师范大学校园内北潭、北湖、南湖、龙潭)的水体环境指标、Chla浓度和硅藻群落的季节变化。结果显示: 4个湖泊水体总氮(TN)、总磷(TP)和Chla浓度均呈现明显的季节波动。其中,营养水平最高的南湖水体Chla含量显著高于其他3个湖泊,影响南湖Chla变化的主要因子是TN;而在其他3个水体中,水温的增加显著促进了Chla浓度的上升。水温和TN是4个湖泊水体Chla时空变化的主要驱动因子。北潭、南湖和龙潭的硅藻群落以浮游硅藻占优,水深最浅的北湖以底栖硅藻为主,表明水深影响了硅藻群落的浮游物种占比与优势属种。水深、TN、TP、透明度以及水温驱动了硅藻群落的时空变化,其中,水温是影响硅藻群落季节差异的主要因子,而TN和TP是导致同一季节湖泊间硅藻群落差异的主要因子。

太湖禁捕当年鱼类群落结构及环境驱动因子

盛漂, 阳敏, 石智宁, 杨建忠, 张智敏, 杨旭, 辛未, 朱明胜, 梅肖乐, 陈宇顺

2023, 34(9):  2555-2565.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.030

摘要 ( 150 )   PDF (2073KB) ( 35 )  

太湖自2020年10月1日起实施禁捕。2020年四季对太湖全湖鱼类群落进行调查。共采集到鱼类42种,隶属于6目7科33属。相对重要性指数较大的有湖鲚、似鱎、鲢、鳙、陈氏短吻银鱼,其中,湖鲚数量占总渔获物数量的85.1%。根据太湖蓝藻水华及水草分布特征,将太湖分为北部湖区、湖心区以及东部湖区3个湖区。不同湖区间单位努力捕捞渔获量(CPUE)无显著性差异,但东部湖区的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数显著高于其他2个湖区。各季节间的CPUE、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数差异显著。秋季的CPUE最低,秋、冬季各多样性指数均高于春、夏季。电导率、水深、氯化物、透明度是影响鱼类季节差异的主要因子,而电导率、溶解氧、总碱度和透明度是影响鱼类空间差异的主要因子。本研究可作为太湖禁捕鱼类群落结构研究的前期基础数据。

面向国土空间生态保护修复的多尺度成效评估体系构建

肖武, 阮琳琳, 岳文泽, 周妍, 张丽佳, 胡月明

2023, 34(9):  2566-2574.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.021

摘要 ( 198 )   PDF (2540KB) ( 47 )  

国土空间生态保护修复是对受到人类干扰而受损或退化的生态系统进行保护和修复的系统工程,成效评估对其优化调整与实现效益可持续具有重要意义。已有研究与实践往往存在侧重单一要素和子项目尺度的局限。本文在梳理国土空间生态保护修复内涵的基础上,基于生态系统的多尺度特征,构建了面向国土空间生态保护修复的多尺度成效评估体系与支撑成效评估的全周期监测体系。多尺度成效评估体系由子项目尺度、保护修复单元尺度和区域/流域尺度3大尺度构成,全周期监测体系由基础信息调查体系、工程实施监测体系、多尺度成效评估体系组成。区域/流域尺度关注生态系统的结构、生态系统质量与生态系统服务等,数据主要依托遥感获取;保护修复单元尺度关注生态胁迫因子、生态系统质量与服务等,数据可依托遥感与地面调查结合获取;子项目尺度关注工程技术措施的实施情况,数据主要依托地面调查获取。在实施多尺度成效评估时,需重点关注和解决生态修复的溢出效应、传导机制、潜在影响等关键问题。

土壤有机碳分解温度敏感性的影响机制研究进展

陈浈雄, 张超, 李全, 宋新章, 施曼

2023, 34(9):  2575-2584.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.017

摘要 ( 192 )   PDF (1550KB) ( 70 )  

土壤有机碳(SOC)分解的温度敏感性(Q₁₀)是估算土壤碳收支动态的重要指标,但其空间变异特征及影响因素仍有较大的不确定性。本研究主要从气候环境、空间地理格局、土壤理化性质、植被类型、微生物群落组成及功能、全球气候变化等方面对Q₁₀的影响进行综述,总结各因子对Q₁₀影响的一般规律,比较其在不同生态系统中的相对贡献。Q₁₀随温度和降水的增加而减少,随纬度和海拔的升高而增加。草原SOC分解的Q₁₀高于森林,针叶林和落叶林SOC分解的Q₁₀高于常绿阔叶林。土壤碳(C)质量与Q₁₀呈反比,但在有外源底物输入时,C质量假说并不总是有效,在低质量土壤中提高底物可利用性可显著提高Q₁₀。Q₁₀随土壤中r策略型微生物(变形菌门、子囊菌门)比例的增加而降低,随K策略型微生物(酸杆菌门、担子菌门)比例的增加而增加。大气CO₂浓度升高增加了Q₁₀,而大气氮沉降降低了Q₁₀。在自然生态系统中,浅层土壤的Q₁₀主要受温度调控,深层土壤的Q₁₀主要受C质量调控。在全球变暖背景下,本研究可为完善气候-C循环耦合模型、实现“碳中和”战略提供理论支撑。

番茄青枯病生物防治的研究进展

吴思炫, 高复云, 张锐澎, 苏浩, 姚槐应, 范雪莲, 李雅颖

2023, 34(9):  2585-2592.  doi:10.13287/j.1001-9332.202309.028

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番茄在中国设施蔬菜产量中高居首位,是我国重要的蔬菜作物。青枯病是危害番茄产业发展的重要病害,由青枯雷尔氏菌侵染引起,其病原菌能够在土层深处长时间存活并进行转移,化学防治效果有限,严重影响番茄产量及品质。本文介绍了番茄青枯病的特征及病原菌种类,从植物源杀菌剂、农用抗生素、生防菌、噬菌体等方面系统综述了生物防治番茄青枯病的研究进展,重点介绍了这些生物防治措施的原理、应用现状,同时,对相应方法存在的局限性提出了改进的措施,认为开发出以微生态调控为基础的环保、高效生物防治新体系将是未来番茄青枯病生物防治的发展方向。