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2025年 第36卷 第9期    刊出日期：2025-09-18

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第36卷第9期目录

2025, 36(9):  0-0. 

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海洋牧场与海洋环境专栏

基于优化MaxEnt模型的蜈支洲岛海洋牧场功能种群适宜性区划

李建, 朱辉, 王凤霞

2025, 36(9):  2583-2594.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.021

摘要 ( 15 )   PDF (2260KB) ( 0 )  

研究海洋牧场物种生境适宜性对于优化功能种群的共养方案和提升海洋生态系统的可持续性具有关键意义。本研究基于优化MaxEnt模型,对蜈支洲岛海洋牧场内的琼枝、珊瑚、花刺参、白蝶贝和斜带石斑鱼进行生境适宜性评估,识别影响物种分布的关键环境因子,并据此提出蜈支洲岛海域的功能区划建议。结果表明: 各模型的受试者工作特征曲线下面积值均大于0.9,构建的模型对研究区物种潜在分布模拟效果较好。水深、硝酸盐、酸碱度和海流流速是影响这5种海洋生物栖息地分布的关键环境因子。斜带石斑鱼的高适宜区集中在岛屿的南部和西南部;珊瑚的适宜区呈现出环岛分布,尤以东侧和南侧为主;琼枝和花刺参的适宜区表现出较为规律的分布,琼枝主要集中在岛屿北部和东北部,花刺参高适生区集中在岛屿北部;白蝶贝的分布相对分散,未呈现出明显的分布趋势。蜈支洲岛海洋牧场可划分为藻珊互促区、珊促旅游区、天然珊瑚礁保护区、鱼礁资源养护区、藻类养殖经济区、藻贝参复合增养殖区等综合功能区划。本研究结果可以为蜈支洲岛海洋牧场功能种群综合区划的制定提供依据。

热带海洋牧场食物网营养级与生态位:以三亚蜈支洲岛为例

闻静, 张鸿锦, 宋永夺, 高宇家, 张殷思彤, 李建龙, 王团团, 王赛

2025, 36(9):  2595-2603.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.035

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为了解热带海洋牧场的食物网结构特征,本研究利用稳定同位素技术对三亚蜈支洲岛热带海洋牧场主要消费者的碳、氮同位素特征、营养级、基础有机质来源及营养生态位进行分析。利用拖网采集渔获物,对42种鱼类和21种无脊椎动物的同位素分析。结果显示: 鱼类δ¹³C值范围为-17.95‰～-14.74‰(-16.92‰±0.79‰),δ¹⁵N值范围为10.94‰～15.44‰(12.8‰±1.05‰),营养级介于2.98～4.33(3.54±0.31);无脊椎动物δ¹³C值范围为-17.77‰～-13.35‰(-15.82‰±1.24‰),δ¹⁵N值范围为7.08‰～12.08‰(10.59‰±1.36‰),营养级介于1.85～3.71(2.89±0.40)。采用SIMMR模型对消费者的基础有机质来源进行分析,发现鱼类的基础有机质来源以沉积有机质为主,占比43.2%,无脊椎动物的基础有机质来源以底栖微藻为主,占比47.6%。采用SIBER模型对消费者的营养生态位进行分析,发现δ¹⁵N变幅为4.43‰、δ¹³C变幅为7.86‰、凸多边形面积为20.39‰²、平均离心距离为1.54‰、最短平均值为0.27‰、最短标准差为0.26‰、标准椭圆面积(SEAc)为4.76‰²。与其他海域食物网相比,蜈支洲岛海洋牧场食物网的营养级跨度和生态位面积均较大,基础有机质来源更丰富,说明该区域食物网营养结构复杂、多样性高且稳定性强,整体上处于较为健康的状态。

三疣梭子蟹放流对青岛近海生态系统的影响及增殖生态容量评估

付丹阳, 徐茂真, 史文凯, 张崇良, 任一平

2025, 36(9):  2604-2614.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.037

摘要 ( 11 )   PDF (1362KB) ( 0 )  

近年来,受人类活动影响,近海渔业资源衰退,水域生态系统的结构和功能受到威胁。增殖放流是养护渔业资源的重要手段,可以有效增殖渔业资源和改善种群结构,并对生态系统的结构和能流产生重要影响。深入理解增殖放流的生态效应,评估放流物种的增殖生态容量,是科学开展增殖放流活动的基础。本研究根据青岛近海 2019—2020 年的渔业资源和生态环境调查数据,构建了该海域的Ecopath 模型,分析了当前生态系统的营养结构和系统特征,估算了三疣梭子蟹在青岛近海的增殖生态容量,并评估了其放流对生态系统的影响。结果表明: 青岛近海生态系统的系统连接指数为0.458,系统杂食性指数为0.225,总初级生产量与总呼吸量比为2.63,总转化效率为8.5%,生态系统总体上处于不稳定状态。根据模型估算,青岛近海三疣梭子蟹的理论增殖生态容量为0.907 t·km^-2,是现存生物量的33.6倍,表明三疣梭子蟹在该海域有较大增殖空间。三疣梭子蟹放流对青岛近海生态系统总体稳定性和成熟度的影响不显著,但对于特定营养级的能流特征有重要影响,当三疣梭子蟹生物量达到增殖生态容量时,第三、四营养级的输出量分别增加了3.22和1.86倍。

北黄海庄河海上风电桩附着生物的垂直分布

徐龙飞, 张琰超, 孙国庆, 王志林, 司立伟, 李青霞, 高东奎, 田涛, 吴忠鑫

2025, 36(9):  2615-2624.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.036

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海上风电建设引入的风电桩硬基质为附着生物的定殖提供了新的栖息地,探究海上风电桩附着生物的群落结构特征对于评价海上风电场建设的生态效应具有重要意义。本研究基于2023年7月对北黄海庄河海上风电场4个风电桩站位进行的水下0、5、10、15、20 m水深梯度下附着生物采样数据,采用多变量统计法分析风电桩附着生物群落结构的垂直分布特征。风电桩共采集鉴定附着生物49种,其中,节肢动物种类数最多,为17种。风电桩表面附着生物优势种主要为东方缝栖蛤、紫贻贝和长牡蛎,附着生物生物量(980.3～3118.8 g·m^-2)、丰度(1970.7～4706.7 ind·m^-2)以及Margalef指数、Pielou指数和Shannon指数在不同水深间存在差异。聚类分析表明,风电桩附着生物群落可分为表层0 m和水下两个聚类组,表层附着生物群落以营固着生活的藤壶和紫贻贝为主,水下则以多毛类、小型双壳类和甲壳类等移动性底栖动物为主。ABC曲线、海洋生物指数(AMBI)和多变量海洋生物指数(M-AMBI)分析结果显示,风电桩建设2～3年后,表层附着生物群落稳定性较低,而水下附着生物群落稳定性较高。研究结果可为海上风电场的生态效应评价以及附着生物的污损防控提供参考。

海蟹体内微纳米塑料的检测方法、赋存情况及潜在危害

陈子健, 刘卓苗, 王建军, 兰如意, 谭红梅, 吴梦真, 赵建

2025, 36(9):  2625-2638.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.034

摘要 ( 9 )   PDF (2857KB) ( 0 )  

微纳米塑料(MNPs)污染已成为全球性的海洋环境问题,可通过呼吸、摄食等途径进入海洋生物体内并在食物链中传递,带来潜在的环境风险。海蟹是重要的海洋物种,也是人类重要的蛋白质来源。MNPs在海蟹体内广泛检出,带来潜在的生态和健康风险,明确海蟹体内MNPs的赋存水平具有重要的现实意义。本文详细归纳了海蟹体内MNPs的分离、富集和检测方法,其中,碱消解是分离富集海蟹体内MNPs较高效的方法。海蟹体内的MNPs主要蓄积在鳃、胃、肠和肝胰腺中,少量可通过血淋巴进入大脑。MNPs的环境浓度、材质、形状、粒径和颜色是影响其在海蟹体内蓄积的主要因素,其中,聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯蓄积量较高,小尺寸、纤维状的MNPs更易发生蓄积。阐释了MNPs引发海蟹发育迟缓、死亡率上升和组织氧化应激等的毒性效应和机制,以及海蟹体内的MNPs经食物链进入人体后所造成细胞凋亡、组织损伤和代谢紊乱等潜在健康风险。最后,从提升海蟹体内MNPs的检出效率、真实环境条件下MNPs对海蟹的负面影响和优化MNPs对海洋生物的生态风险评估模型等方面对未来的研究方向进行了展望。

多因子障碍粮田产能提升专栏（专栏策划： 孙志梅、黄少辉、张俊华）

氮肥与腐植酸配施对砂质中低产田土壤质量和作物产量的影响

胡家钰, 高兵阳, 高怡帆, 杨雪, 黄玉芳, 郭景丽, 叶优良, 赵亚南

2025, 36(9):  2639-2648.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.019

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探究氮肥和腐植酸配施对中低产田土壤质量和作物产量的影响,可为土壤产能提升和养分优化管理提供科学依据。本研究于2021—2023年在河南省新乡县开展小麦-玉米轮作田间定位试验,采用二因素裂区设计,设置0(N0)、180(N180)、270(N270)kg·hm^-2 3个氮水平和0(HA0)、1500(HA1500)、3000(HA3000)、6000(HA6000)kg·hm^-2 4个腐植酸水平,分析氮肥和腐植酸配施对砂质潮土中低产田作物产量、养分吸收、土壤团聚体和土壤养分的影响,并通过随机森林模型和最小二乘路径分析模型分析土壤质量和作物产量的影响因子和路径。结果表明: N0水平下,施用腐植酸处理小麦和玉米两年平均产量较HA0分别提高7.1%和10.6%;N180水平下,小麦和玉米产量均在HA3000最大,周年产量比HA0增加9.1%;N270水平下,配施腐植酸对作物产量影响不显著。各施氮水平下配施腐植酸不同程度地增加了小麦氮素吸收,提高了土壤团聚体稳定性和土壤养分含量。土壤质量指数(SQI)在N180水平下配施腐植酸最优,土壤全氮、pH、有机碳是影响SQI的关键指标。最小二乘路径分析模型显示,氮肥和腐植酸主要通过影响土壤团聚体分布和土壤养分对小麦和玉米产量产生正向影响。在本试验条件下氮肥180 kg·hm^-2配施3000 kg·hm^-2腐植酸对当地砂质潮土中低产田产能提升效果较好。

冀中平原粮田土壤养分障碍等级评价及分布特征

吕佳情, 尚丹, 张瑞芳, 佟丙辛, 马文奇

2025, 36(9):  2649-2657.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.015

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冀中平原粮田土壤质量下降、养分失衡、化肥施用不合理等问题日益显著,严重制约了区域内粮田产能的提升,明晰土壤养分障碍因素及其分布特征对耕地质量改善和产能提升具有重要指导意义。本研究基于2005—2019年冀中平原土壤数据,以有机质、全氮、有效磷、速效钾为评价指标,通过边界线法构建冀中平原区粮田土壤养分障碍等级评价指标体系,以探明区域内粮田土壤养分障碍因子的类型和分布特征。结果表明: 以作物相对产量(缺素区/优化施肥区)≥95%、90%～95%、75%～90%、＜75%为标准,将冀中平原粮田中土壤有机质(小麦季:≥16.2、15.0～16.2、11.3～15.0、＜11.3 g·kg^-1;玉米季:≥15.5、13.6～15.5、8.1～13.6、＜8.1 g·kg^-1)、全氮(小麦季:≥0.8、0.7～0.8、0.3～0.7、＜0.3 g·kg^-1;玉米季:≥0.9、0.8～0.9、0.4～0.8、＜0.4 g·kg^-1)、有效磷(小麦季:≥18.7、15.6～18.7、6.1～15.6、＜6.1 mg·kg^-1;玉米季:≥22.0、17.4～22.0、3.8～17.4、＜3.8 mg·kg^-1)、速效钾(小麦季:≥113.1、95.8～113.1、44.1～95.8、＜44.1 mg·kg^-1;玉米季:≥117.3、97.5～117.3、38.3～97.5、＜38.3 mg·kg^-1)障碍程度划分成无障碍、轻度、中度、重度4级,根据障碍等级评价指标,冀中平原粮田主要存在轻度障碍(低速效钾)和中度障碍(低有机质、全氮和有效磷)。养分障碍因子在不同作物种植季不尽相同,小麦季存在的主要障碍因子为低有机质,样本占比55.1%;玉米季存在的主要障碍因子为低有机质、全氮和有效磷,样本占比分别为53.8%、53.2%、54.0%。全域尺度上土壤养分障碍程度呈现由西向东逐渐增加的趋势,4个分区(保定市、廊坊市、沧州市、石家庄市)中,石家庄市粮田养分障碍程度最轻,沧州市粮田养分障碍程度最严重。在冀中平原粮田生产过程中应依据土壤养分障碍类型、作物类型、空间分布特征等优化化学肥料投入并增加有机肥施用,以消减粮田养分障碍,提升粮田产能。

施磷对华北平原壤质潮土小麦/玉米产量、磷素利用及磷平衡的影响

缪春语, 孙梦宇, 李长青, 史佳鑫, 熊恩江, 韩小雨, 孙志梅

2025, 36(9):  2658-2668.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.016

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为明确壤质潮土区秸秆还田条件下小麦/玉米轮作体系的最佳磷肥管理策略,本研究基于2011—2023年在华北平原典型潮土区开展的长期定位试验,设置4个施磷(P₂O₅)水平:P₀(0 kg·hm^-2)、P₁(小麦季105 kg·hm^-2、玉米季63 kg·hm^-2)、P₂(小麦季150 kg·hm^-2、玉米季90 kg·hm^-2)、P₃(小麦季195 kg·hm^-2、玉米季117 kg·hm^-2),于第12个轮作周期进行土壤和植物样品的采集分析,探讨长期不同施磷水平对秸秆还田条件下小麦/玉米轮作体系产量、磷素累积、转运、分配特征及土壤-植物系统磷平衡的影响。结果表明: 与P₀相比,增施磷肥显著提高了小麦、玉米产量,增产率最高分别达38.8%和18.5%,周年产量最高提高了25.9%。3个施磷水平中以P₁的综合效应最佳,与P₂和P₃相比,P₁的小麦、玉米、周年产量分别显著提高13.0%和16.3%、4.1%和21.0%、7.6%和19.1%,花后干物质累积量分别显著提高12.8%和22.0%(小麦)、11.0%和38.6%(玉米),花后磷素累积量分别显著提高94.5%和177.4%(小麦)、46.8%和146.2%(玉米),花后磷素累积量对籽粒的贡献率分别显著提高39.3%和81.4%(小麦)、24.4%和65.4%(玉米)。连续12年不施磷处理土壤的表观磷平衡周年亏缺33.4 kg·hm^-2,其他施磷水平下则均有盈余,小麦季P₂、P₃磷盈余量分别是P₁的2.0、2.7倍,玉米季分别是P₁的1.5、3.3倍。小麦、玉米产量与土壤磷盈余量(P₂O₅)及有效磷含量之间的关系均呈抛物线趋势,以95%最高产量计算,小麦季土壤适宜的有效磷和磷盈余量分别为15.5～24.3 mg·kg^-1和37.1～86.7 kg·hm^-2,玉米季分别为12.4～18.5 mg·kg^-1和6.7～32.8 kg·hm^-2。综上,适量施磷肥可通过改善土壤供磷能力,促进花后小麦、玉米干物质和磷素的累积及转运,来提高产量和磷肥利用效率,降低磷素淋溶损失风险。小麦、玉米季分别施磷63.5～113.3和28.4～57.2 kg·hm^-2,是华北平原壤质潮土区秸秆还田条件下小麦/玉米轮作体系兼顾产量和养分利用效率并降低环境风险的最佳磷肥管理策略。

冀中地区高产玉米主要农艺性状特征

纪萌, 李长青, 史佳鑫, 熊恩江, 孙梦宇, 许华森, 孙志梅

2025, 36(9):  2669-2676.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.014

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探究高产玉米的主要农艺性状特征,可以为高产玉米品种选择及新品种选育提供科学依据。本研究以冀中玉米主产区76个玉米品种为供试材料进行田间试验,于玉米收获期测定株高、茎粗、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重、秃尖长及产量,采用特征值分析、相关性分析和边界线分析法明确高产玉米主要农艺性状特征。结果表明: 1)76个玉米品种农艺性状及产量均存在显著的基因型差异,最高产量与最低产量之差达6133.2 kg·hm^-2,变异系数为12.9%。2)相关性分析表明,穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、百粒重、株高和穗位高7个指标彼此显著相关并均与产量呈显著正相关关系。3)边界线分析显示,该7个农艺性状指标与边界产量均呈抛物线关系,对产量的贡献率大小表现为穗粒数>百粒重>行粒数>穗长>穗位高>穗粗>株高。以13000 kg·hm^-2为目标产量,7个农艺性状指标的适宜范围为:穗长16.7～18.4 cm,穗粗3.7～4.8 cm,行粒数29.7～38.1,穗粒数542.9～683.0,百粒重32.9～43.5 g,株高242.4～320.7 cm,穗位高81.3～120.4 cm。在进行冀中地区高产玉米品种筛选及育种时,应重点关注这7个农艺性状,特别是穗粒数和百粒重。

有机肥替代化肥配施镁硼锌改良广东酸性稻田土壤

丁武汉, 邓婷, 曾科, 吴腾飞, 李苹, 吴永沛, 易琼, 张木

2025, 36(9):  2677-2684.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.018

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为探究有机肥等氮替代化肥或配施中微量元素对广东典型双季稻生产和酸化土壤改良的影响,本研究在台山市(全国首批酸化治理重点县)进行田间试验,共设置4个处理:不施肥(T₀)、农民常规施肥处理(T₁)、有机肥等氮替代25%化肥处理(T₂)和有机肥等氮替代25%化肥+镁硼锌处理(T₃),在水稻收获期测定了产量、稻米品质及土壤酸度相关指标。结果表明: 与T₀相比,T₁～T₃处理早、晚稻分别显著增产72.0%～99.2%和32.5%～50.9%,并在一定程度上改善了晚稻稻米品质。T₀处理土壤pH值最高,T₁、T₂处理土壤pH值显著下降,而T₃处理与T₀无显著差异。与T₁处理相比,T₂处理对早稻产量影响不显著,但晚稻显著增产11.0%;T₃处理早、晚稻分别显著增产15.8%和13.8%,并降低了稻米垩白粒率和垩白度,一定程度改善了稻米品质,显著提高了土壤交换性盐基离子总量及有效态硼、锌含量,显著降低了土壤交换性酸含量。综上,在广东典型双季稻种植区,采用有机肥等氮替代25%化肥并配施一定量的镁硼锌,可在维持稻米品质的同时协同实现水稻增产和缓解土壤酸化。

基于整合分析的河北省夏玉米优化施肥效应及其影响因素

杨文方, 王敬霞, 聂浩亮, 杨军方, 杨云马, 刘克桐, 黄少辉, 贾良良

2025, 36(9):  2685-2693.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.008

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明确优化施肥对河北省夏玉米生产的产量效应和环境效应,解析其影响因素,可为区域农业绿色发展提供数据支撑。本研究以2006—2022年在河北省布置的田间试验为基础,以农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK)为对照,采用整合分析方法量化优化施肥(OPT)的增产效果和温室气体减排综合效应,应用随机森林模型解析区域(保定、沧州、廊坊、衡水、石家庄、邯郸、邢台)、生长时间(≤100、101～110、111～120和>120 d)、土壤类型(潮土、潮褐土、石灰性褐土和其他)、土壤地力(低、中、高)等因素对其影响。结果表明:与CK和FP相比,OPT夏玉米增产幅度分别为45.3%和8.3%;与FP相比,OPT能显著降低由施肥引起的全球增温潜势(GWP_F)和温室气体排放强度(GHGI_F),减排幅度分别为8.7%和16.0%。不同区域中,以沧州、邯郸地区OPT增产幅度分别最高,GWP_F和GHGI_F以廊坊、邯郸地区减排幅度分别最高;不同土壤类型中,石灰性褐土OPT增产和减排效应均最好;不同生长时间下,以生长时长≤100 d时OPT增产减排幅度最大;土壤地力低于5.5 t·hm^-2时,OPT增产减排幅度较大。在土壤有机质含量为10.0～15.0和＞25.0 g·kg^-1、pH为8.0～8.5和8.5～9.0、碱解氮含量为50.0～80.0和≤50.0 mg·kg^-1、有效磷含量为10.0～15.0和≤10.0 mg·kg^-1、速效钾含量为100～115 和＞130 mg·kg^-1条件下,OPT较CK和FP的增产效应最大;在土壤有机质含量10.0～15.0 g·kg^-1、pH 6.5～7.5、有效磷含量＞30.0 mg·kg^-1和速效钾含量100～115 mg·kg^-1时,OPT处理GWP_F和GHGI_F减排效应均最大,碱解氮含量110～140、＞140.0 mg·kg^-1时,GWP_F和GHGI_F减排效应分别最大。随机森林模型分析结果显示,区域、施肥管理分别是增产和温室气体减排效应的主要影响因素。综上,优化施肥可显著提高河北省夏玉米产量、降低温室气体排放。

有机肥调控盐碱土氮循环的微生物驱动机制

秦学, 崔钰爽, 黄魁, 陈晓波, 孙宏勇, 黄亚丽, 段自豪, 杨添琦

2025, 36(9):  2694-2702.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.017

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探明有机肥施用对盐碱土氮循环的调控机制,解析微生物群落-功能基因协同作用路径,可为盐碱土可持续改良提供理论依据。本研究基于中国科学院南皮生态农业试验站4年小麦定位试验(2018—2022年),设置化肥(复合肥N∶P₂O₅∶K₂O为18∶22∶5)和有机肥(等氮量施用腐熟牛粪有机肥)2个处理,通过常规养分分析和高通量宏基因组测序技术,结合Mantel检验与功能基因关联分析法,分析有机肥对盐碱土氮转化微生物群落的影响及其调控机制。结果表明: 与化肥处理相比,施用有机肥处理耕层土壤总氮和碱解氮含量分别显著提高了26.9%和34.5%,硝态氮含量显著降低了28.3%。施用有机肥显著提高了微生物ACE指数,但Shannon指数无显著变化。有机肥处理提高了假双头斧形菌属(耐盐菌属)的相对丰度,增幅达517.0%,显著改变了微生物群落结构,显著上调了硝酸盐还原基因(napA)和反硝化基因(norB/nosZ)丰度,协同提高了谷氨酰胺合成酶的相对丰度。Mantel检验揭示,假双头斧形菌属相对丰度与土壤总氮、碱解氮和铵态氮含量均呈显著正相关,norB基因相对丰度与上述3个氮素指标亦呈显著正相关。表明有机肥通过调控关键菌群和功能基因丰度改变了盐碱土氮代谢网络,缓解了盐碱土的氮素阻滞。

研究论文

秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林2019—2024年群落动态

刘娜, 何春梅, 何水晴, 周子涵, 薛冰翔, 原作强, 郝占庆, 尹秋龙

2025, 36(9):  2703-2711.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.002

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作为中国关键的生态屏障与生物多样性热点区域,秦岭森林生态系统的动态演变对维持区域生态平衡及保护生物多样性具有深远影响。本研究以秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林25 hm²(500 m × 500 m)森林动态监测样地为研究平台,于2019年和2024年对胸径(DBH)≥1 cm的木本植物进行调查,研究树种组成变化、群落多样性指数波动及死亡和增补动态,分析群落的结构特征与更新规律。结果表明: 与2019年相比,2024年样地中未出现树种消失现象,且增加了3个树种。树种个体的年均死亡率为1.2%,年均增补率为0.5%,平均胸径增幅为8.6%。重要值排名前十位的树种未发生显著变化,表明群落优势树种组成具有稳定性。Margalef指数显著上升,而Shannon指数呈下降趋势,表明物种丰富度有所增加,但群落内树种个体数量分布不均匀。2019年和2024年群落的径级结构中,小径级个体(1 cm≤DBH<5 cm)相较其他径级个体在数量上占据绝对优势,尽管小径级个体在5年间表现出较高的增补率,但由于其死亡个体数占群落总个体死亡数的85.5%,最终表现为小径级个体数量减少。在群落更新过程中,小径级个体面临着激烈的生存竞争与环境筛选压力,表明群落正处于动态更新与自我调节的过程中。

中国特有植物翅果油树种群遗传多样性与遗传结构

赵艳芬, 田浩文

2025, 36(9):  2712-2718.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.003

摘要 ( 10 )   PDF (1653KB) ( 0 )  

翅果油树属国家二级保护植物,研究其种群的遗传多样性和遗传结构可为该物种有效保护提供科学依据。本研究基于基因组重测序技术,对山西、陕西和河南三省分布的24个翅果油树自然种群(162个个体)进行单核苷酸多态性检测。采用群体观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、核苷酸多态性、次等位基因频率以及连锁不平衡衰减等指标分析种群遗传多样性;通过主成分分析、系统发育树和ADMIXTURE软件等分析种群遗传结构。结果表明: 翅果油树种群具有较高的遗传多样性水平(Ho=0.294～0.486,He=0.316～0.367)。种群聚类和系统发育树分析表明,24个种群可划分为东部组、南部组和秦岭组3个遗传支系,其中,东部组主要由河南、山西平陆县、绛县和翼城县的种群组成,南部组主要由山西乡宁县和稷山县的种群组成,而秦岭组则由秦岭周边的种群组成。分子方差分析显示,74.2%的遗传变异来源于种群内部。山地地形造成的隔离生境和环境异质性可能对翅果油树的种群遗传分化具有重要促进作用。综上所述,根据种群遗传特征,建议将东部组、南部组和秦岭组作为3个不同的遗传单元进行针对性保护。

科尔沁沙地不同密度樟子松人工林年内径向生长及其影响因素

尚晓妍, 张晓, 温烁, 韩辉, 张日升, 包常亮, 徐创军, 时忠杰

2025, 36(9):  2719-2728.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.006

摘要 ( 7 )   PDF (2673KB) ( 0 )  

以科尔沁沙地255、372、700、833、1667、3333和6667株·hm^-27种林分密度的樟子松人工林为对象,利用树木径向生长尺监测了2022和2023年生长季樟子松的年内径向生长动态,分析其径向生长的季节变化特征及影响因素。结果表明: 樟子松年径向生长量约(0.441±0.105) cm,主要生长期为5—7月,此时段生长量占全年总生长量的95.8%±2.7%,生长峰值多出现在5月下旬—6月上旬。林分密度每公顷增加1000株,樟子松年径向生长平均降低0.043 cm,生长结束时间平均提前3.5 d,生长日数平均缩短3.95 d。混合效应模型分析表明,樟子松的径向生长同时受林分密度、温度与生长物候的交互作用、胸径、竞争、降水、地下水位以及竞争与饱和水汽压差的交互作用的影响,其中,温度与生长物候的交互作用对樟子松径向生长的相对贡献率为56.2%。为实现人工林可持续经营,将林分密度控制在833株·hm^-2以下能显著提升林分生长和固碳能力。

林龄对鄂中丘陵区马尾松人工林土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性的影响

赵海平, 勾蒙蒙, 陈会玲, 朱粟锋, 斛如媛, 刘常富, 肖文发

2025, 36(9):  2729-2736.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.004

摘要 ( 8 )   PDF (1745KB) ( 0 )  

探究土壤团聚体稳定性、土壤可蚀性的变化特征及其驱动因素,可为人工林多功能经营提供科学依据。以湖北省太子山林场幼龄林(8年生)、中龄林(15年生)、近熟林(31年生)、成熟林(40年生)、过熟林(59年生)5个林龄马尾松人工林为对象,采用湿筛法测定0～20 cm土层不同粒径土壤团聚体分布特征,计算平均重量直径、几何平均直径、>0.25 mm粒径水稳性土壤团聚体占比和土壤可蚀性因子等参数,探究林龄对马尾松人工林土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性的影响。结果表明: 不同林龄马尾松人工林土壤团聚体均以大团聚体为主,总占比为71.3%～86.2%。平均重量直径、几何平均直径以及>0.25 mm粒径水稳性土壤团聚体占比均随林龄增加呈先降低后增加的趋势。不同林龄土壤可蚀性因子从大到小依次为近熟林>成熟林>中龄林>幼龄林>过熟林。土壤团聚体稳定性、土壤可蚀性与土壤有机碳、pH、粉粒含量呈显著相关,且土壤有机碳分别解释22.0%、21.5%的土壤团聚体稳定性及土壤可蚀性变异,说明不同林龄土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性与土壤有机碳周转过程密切相关,因此,适当延长轮伐期有助于提高土壤团聚体稳定性,降低土壤可蚀性。

漳江口4种红树植物水力-光合特征的冠层差异及耦合机制

陈瑞鑫, 石凯元, 李伟煌, 简婷怡, 洪滔

2025, 36(9):  2737-2744.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.005

摘要 ( 11 )   PDF (472KB) ( 0 )  

为明晰红树植物在不同垂直层次的水分适应机制,以福建漳江口红树林国家级自然保护区4种红树植物(桐花树、秋茄、白骨壤、木榄)为对象,测定不同垂直层次的水力结构和光合特征指标,比较上下层次间水力结构和光合特征的差异。结果表明: 4种红树植物上层叶片的净光合速率和羧化速率均显著高于下层叶片;而下层叶片的胞间CO₂浓度均显著高于上层叶片,其中白骨壤的净光合速率最高,上、下层叶片的净光合速率值分别为10.87和8.94 μmol·m^-2·s^-1。4种红树植物上层枝条的边材比导率和叶比导率均显著优于下层,其中桐花树枝条的边材比导率在各层均最高,上、下层枝条的边材比导率分别为0.105和0.061 kg·s^-1·m^-1·MPa^-1,上层的胡伯尔值显著低于下层。树冠上层的水力结构与光合特征关联性较强,对水分供应的需求更为迫切,具备更高效的水分运输系统;而树冠下层的水力结构与光合特征关联性较弱,在结构性碳投资上较大,有着更好的结构支撑作用,面临的栓塞风险较小。4种红树植物树冠上层的光合-水力耦合机制较为一致,而树冠下层的耦合机制差异显著。红树植物在不同垂直层次有着不同的水力特征以保证水分高效利用。

灌丛化和气候变暖对青藏高原高寒草甸β-土壤多功能性的影响

崔瀚文, 杨子, 赵霞, 蒋晓轩, 张安宁, 张淼, 陈书燕, 肖洒

2025, 36(9):  2745-2752.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.007

摘要 ( 11 )   PDF (1839KB) ( 0 )  

在全球变化背景下,灌丛化和气候变暖对草原生态系统多个土壤功能及其异质性均会产生重要影响。然而,目前关于灌丛化和增温对高寒草甸β-土壤多功能性的影响研究较少。本研究在以嵩草属和薹草属植物为建群种的高寒草甸,建立为期3年的剔除灌木(样地中仅存在金露梅一种灌木)和设置开顶式生长室增温(0.5～1.2 ℃)试验,通过多维欧几里得距离计算土壤有机碳、总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、土壤细菌拷贝数以及土壤真菌拷贝数的空间差异,得到β-土壤多功能性,分析灌丛化和增温对高寒草甸β-土壤多功能性的影响。结果表明: 剔除灌木显著降低7.3%的β-土壤多功能性,增温对β-土壤多功能性没有显著影响,剔除灌木和增温的交互作用对β-土壤多功能性具有显著影响。在不增温的情况下,剔除灌木显著降低14.3%的β-土壤多功能性;在增温处理下,保留灌木样地和剔除灌木样地之间β-土壤多功能性没有显著差异。结构方程模型表明,剔除灌木以及剔除灌木和增温的交互作用主要是通过直接途径影响β-土壤多功能性。草地灌丛化可以提高青藏高原高寒草甸生态系统功能的空间差异,在全球气候变暖背景下,灌丛化的加剧可能会导致灌木冠层内的生态系统功能趋于同质。

抛荒毛竹林带状改造对土壤碳氮含量及酶活性动态的影响

竹京玲, 吕杨, 黄昊, 刘心语, 王懿祥

2025, 36(9):  2753-2761.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.001

摘要 ( 7 )   PDF (1648KB) ( 0 )  

我国毛竹林抛荒导致的碳汇功能衰退与土壤质量下降亟待生态修复。本研究以浙江安吉县典型抛荒毛竹林为对照,设置轻、中、重度带状改造(采伐带宽6、9、12 m)、皆伐改造及集约经营5种处理,探究改造对毛竹林0～10 cm土壤碳氮含量及酶活性的影响,分析酶活性与土壤碳氮含量的关系。结果表明: 所有处理土壤碳氮含量和酶活性分别呈现出夏低冬高和夏高冬低的季节性变化趋势。与对照相比,轻、中度带状改造分别显著提升土壤有机碳含量8.5%和10.3%、全氮含量6.7%和10.0%,而重度带状改造、皆伐及集约经营使有机碳降低3.8%～6.7%且未显著改变全氮。土壤碳库管理指数在轻度带状改造和集约经营下分别提高4.4%和8.9%,其他处理降低1.7%～3.6%。碳循环酶中,轻、中度带状改造和集约经营提高木质素酶/纤维素酶活性6.5%～10.7%,重度带状改造和皆伐改造分别降低3.6%和11.9%,β-葡萄糖苷酶活性除轻度带状改造外均显著提高。氮循环酶中,所有处理均显著提升脲酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性,亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性仅在重度带状改造、皆伐及集约经营中显著增加。多元自适应回归样条模型显示,土壤脲酶、NAG、LAP以及采伐带宽是土壤碳氮含量变化的关键驱动因子,当带宽≤9 m时,每增加1 m带宽可使土壤有机碳、全氮含量分别提升0.54、0.04 mg·g^-1。综上,采伐带宽对土壤碳氮含量及相关酶活性具有显著影响,且与土壤酶活性共同调控土壤碳氮含量,6～9 m为该区域毛竹林改造的最优采伐带宽。

葡萄糖和凋落物提取液模拟碳输入对杉木林土壤氮固定的影响

焦明睿, 马红亮, 高人, 尹云锋

2025, 36(9):  2762-2770.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.013

摘要 ( 10 )   PDF (2140KB) ( 0 )  

森林生态系统土壤氮的转化与植物吸收利用及其环境效应有关,凋落物分解释放的可溶性碳水化合物输入是影响土壤氮固定的因素之一。本研究以亚热带人工杉木林土壤为对象,设置了4种处理:不添加外源物质的对照(CK)和添加新鲜杉木凋落物提取液(Le)、葡萄糖(G)、葡萄糖+硝酸铵(Gn)处理,在室内恒温好氧培养60 d,分析土壤可溶性碳和氮含量、温室气体排放速率及累积排放量的变化,探究不同碳添加对土壤氮固定的影响。结果表明: 1)培养后30 min,各处理可溶性有机碳(DOC)含量均不同程度降低(降低幅度<138.48 mg·kg^-1),Le处理降幅最大;培养后第7和14天,各碳添加处理DOC含量显著降低(降低幅度>915.24 mg·kg^-1),其中G和Gn处理降幅显著高于Le处理;培养后第60天,各碳添加处理DOC降幅均超过1000 mg·kg^-1。与CK相比,各碳添加处理均显著降低了土壤各形态可溶性氮含量。培养后第7天土壤各形态可溶性氮降低程度最大,Le处理降低的主要是可溶性有机氮(DON),对可溶性总氮(TSN)降低的贡献率为54.7%,而G和Gn处理降低的主要是铵态氮,对TSN降低的贡献率为66.8%～73.9%。碳添加对土壤无机氮(铵态氮和硝态氮)的固定效果至少可以持续到培养后第14天。培养后第60天,碳添加处理土壤铵态氮降低,而硝态氮则增加。2)各碳添加处理CO₂排放速率在培养前3 d明显高于CK,培养5 d后各处理CO₂排放平稳,其中G和Gn处理CO₂累积排放量显著高于Le处理。培养期间,各处理的CH₄排放呈负值,N₂O排放亦较低,其中Gn处理N₂O排放速率和累积排放量显著高于其他处理。3)培养期间,净DOC变化与净TSN、净铵态氮、净硝态氮变化间均呈显著正相关关系。碳添加促使微生物活动消耗DOC来固定氮,且对铵态氮的固定高于硝态氮,在活性碳供给充足的情况下,对铵态氮的固定潜力有望维持到60 d。

生物炭对红壤区林地土壤性质及细菌群落的影响

黎浩文, 梁永鑫, 黄英梅, 梁春梅, 张俊涛, 刘可星

2025, 36(9):  2771-2781.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.020

摘要 ( 9 )   PDF (2537KB) ( 0 )  

农林废弃物数量丰富且易于收集,是制备生物炭的理想原料。本研究以红壤区林地土壤为对象,利用桉树树枝、樟树树枝及番石榴果枝制备生物炭,设置4个添加量:0(CK)、0.5%(w/w)、2%和4%,通过室内短期培养试验(56 d),探究添加生物炭后土壤理化性质的动态变化,并结合高通量测序分析细菌群落多样性,以揭示生物炭-土壤-微生物互作机制。结果表明: 1)与CK相比,生物炭处理的土壤pH值提高了0.25～1.69;有机碳、有效磷、速效钾和硝态氮含量分别显著提高了19.2%～323.5%、31.8%～69.8%、10.3%～448.7%和46.9%～118.2%。2)与CK相比,添加4%番石榴生物炭的土壤脲酶活性显著提升108.5%,添加4%桉树生物炭、4%樟树生物炭的土壤蔗糖酶和纤维素酶活性分别显著提升26.8%～43.0%和8.6%～8.9%。3)高通量测序结果显示,与CK相比,添加1%番石榴生物炭、1%樟树生物炭和4%桉树生物炭提升了土壤细菌群落多样性,Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数均显著提高。土壤中优势细菌门类主要为变形菌门、黏菌门,其相对丰度占比分别为23.1%～31.4%和11.7%～23.3%。冗余分析表明,速效钾、pH值、碱解氮、有机碳及蔗糖酶是影响细菌群落的主要环境因子,生物炭通过改变土壤理化特性间接影响土壤细菌群落组成和丰度。综上,3种生物炭可有效改善红壤区林地土壤质量并提升细菌群落多样性,其中4%添加量效果最佳。

三北防护林工程区多源降水和蒸散发数据产品适用性评估及时空变化

冯雄, 钱佳霖, 卜灵心, 赵梦扬, 杨钊, 冯克鹏

2025, 36(9):  2782-2796.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.028

摘要 ( 14 )   PDF (10376KB) ( 0 )  

针对三北防护林工程区(简称三北地区)遥感降水和蒸散发数据产品适用性和准确性尚未得到充分验证及其变化特征定量分析不足的问题,本研究选取4种降水数据产品(CHIRPS、GPM、ERA5、PERSIANN-CDR)以及3种蒸散发数据产品(GLEAM、FLDAS、GLDAS),以地面观测数据生成的高精度空间数据集为验证基准,运用相关系数、相对偏差、均方根误差、纳什效率系数等统计指标,对数据产品在不同气候区的适用性进行系统评估,并采用Mann-Kendall趋势分析、突变分析以及Morlet小波分析等方法,分析2000—2020年三北地区降水和蒸散发的时空变化规律。结果表明: 4种降水数据产品在不同气候区适用性差异显著,其中,CHIRPS在中温带干旱区、半干旱区和半湿润区精度较高,GPM在高原温带半干旱区和中温带干旱区表现出色。3种蒸散发数据产品中,FLDAS 在高原温带半干旱区和暖温带半湿润区的适用性最高,GLDAS在中温带半湿润区、半干旱区和干旱区适用性良好。2000—2020年间,三北地区降水和蒸散发整体呈上升趋势,增长率分别为2.69和1.56 mm·a^-1,二者在区域尺度上呈显著正相关,但在不同气候区表现出一定差异:在中温带半湿润区、中温带半干旱区和暖温带半湿润区,二者相关性较强,降水增加带动蒸散发上升;而在中温带干旱区和高原温带半干旱区,二者相关性较弱,蒸散发对降水变化响应不敏感。

雅鲁藏布江流域归一化植被指数变化及其对气候因子的响应

陈江波, 赵媛媛, 丁国栋, 王学林, 董鹏, 刘雅丹, 卢佳雪

2025, 36(9):  2797-2804.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.029

摘要 ( 10 )   PDF (2938KB) ( 0 )  

在全球气候变暖背景下,青藏高原生态脆弱区雅鲁藏布江流域的植被响应研究对于制定流域生态保护政策至关重要。本研究基于2000—2022年归一化植被指数(NDVI)数据,结合土地利用及气象资料,采用Sen斜率估计和Kendall显著性检验的方法分析了雅鲁藏布江流域NDVI的时空变化特征,并通过相关性分析揭示了气候驱动机制。结果表明: 2000—2022年间,雅鲁藏布江流域NDVI呈波动上升趋势,83.5%区域呈增长态势,空间分布呈现自上游向下游递减的格局,NDVI随海拔的增加而减小。气候驱动呈现区域分异,上游NDVI与年均气温呈显著正偏相关,中游NDVI与年均降水量呈显著正偏相关,而下游NDVI与气候因子均无显著相关性。本研究结果可为气候变化背景下雅鲁藏布江流域的生态保护和可持续发展提供科学依据。

闽江河口湿地土壤碳氮组分对不同生境的响应

廖浩宇, 胡敏杰, 王景涛, 吴辉, 倪冉旭, 刘春雅

2025, 36(9):  2805-2814.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.011

摘要 ( 9 )   PDF (4418KB) ( 0 )  

滨海河口湿地因独特的生境异质性成为全球重要的碳氮储存库。本研究以闽江河口盐沼(芦苇、短叶茳芏、光滩)、红树林及退养还湿地等典型滨海生境为对象,探讨不同生境下滨海河口湿地土壤碳氮分布特征及其主要驱动因素。结果表明: 1)芦苇、短叶茳芏及红树林湿地土壤总碳(TC)、总氮(TN)、溶解性有机碳(DOC)和易氧化有机碳(EOC)含量均高于光滩和退养还湿地,而微生物生物量碳(MBC)则低于光滩和退养还湿地;光滩土壤铵态氮(NH₄⁺-N)含量(3.82±2.02 mg·kg^-1)显著高于其他生境,硝态氮(NO₃^--N)含量(0.11±0.02 mg·kg^-1)虽高于其他生境,但差异不显著;各生境土壤微生物生物量氮(MBN)和MBC垂直变化规律一致,均随深度增加而下降,而C/N和MBC/MBN则随深度变化保持相对稳定。2)结构方程模型分析表明,土壤粒度通过调控土壤环境因子(含水率、容重、pH、电导率、有机质)对不同生境碳氮分布产生影响;土壤含水率、电导率和有机质对TC和TN的积累起正向作用,而容重和pH则起负向作用;TC和TN的增加进一步促进了DOC、EOC及微生物生物量的积累,但降低了C/N。

黑河流域中游绿洲农田蒸散发和防护林蒸腾及其影响因素

鱼腾飞, 韩拓, 席海洋, 武龙庆, 程文举, 冯起

2025, 36(9):  2815-2826.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.023

摘要 ( 8 )   PDF (5434KB) ( 0 )  

农田和防护林是干旱区绿洲生态系统最重要的景观类型,农田和防护林的耗水是绿洲水资源利用的重要方式。本研究以黑河流域中游农田和防护林为研究对象,基于涡动相关法和树干液流法分别测定了农田蒸散发和防护林蒸腾,并结合定位监测的气象、水文要素和遥感反演的植被指数,分析了农田蒸散发和防护林蒸腾的变化及其影响因素。结果表明: 2024年生长季(4—10月)内,研究区农田日蒸散发量为1.38 mm·d^-1,累积蒸散发量为268.3 mm,7月最高;防护林日蒸腾量为1.93 mm·d^-1,年累积蒸腾量达392.7 mm,8月最高。影响农田和防护林耗水的主要因子存在差异。气象-植被因子(包括太阳辐射、风速和叶面积指数)和水分因子(包括降水、15和30 cm土壤含水量)的交互作用可解释农田蒸散发变化的77%,气象-植被因子(包括气温、相对湿度、太阳辐射、水汽压差和归一化植被指数)可解释防护林蒸腾变化的69%,水分因子对防护林蒸腾变化的解释率较低,可能是由于农田和防护林的水分来源不同。

基于机器学习模型的农田土壤容重模拟及其影响因素

丁司丞, 方超, 卓玛拉姆, 冯兆忠

2025, 36(9):  2827-2835.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.012

摘要 ( 8 )   PDF (3470KB) ( 0 )  

为明确典型农田土壤容重空间变异规律及关键驱动因素,本研究采集江苏省611个农田样地0～10、10～20和20～40 cm剖面土壤样品,结合实测的土壤容重数据与多种物理化学性质及气候环境变量,分析了土壤容重的空间分布规律及主要影响因素,并采用随机森林和神经网络模型对土壤容重进行模拟。结果表明: 江苏省农田土壤容重随土层深度增加而显著增大。0～10和20～40 cm土壤容重空间分布规律总体一致,10～20 cm土壤容重受秸秆还田影响空间分布更具随机性;土壤容重高值区域相对集中分布于江苏省南部、徐州及沿海区域。11种作物种植模式下,仅0～10 cm土壤容重存在显著差异。农田0～20 cm土壤容重空间异质性受耕作与秸秆施用影响,20～40 cm土壤容重主要由母质和水热条件控制。农田土壤容重与土壤有机碳、全氮含量呈显著负相关,与pH和C/N呈显著正相关,且土壤容重受土壤深度、区域、年均温度和纬度的共同影响。基于10个土壤理化性质、环境因素和气候变量的随机森林模型和7个相关变量的神经网络模型可分别模拟农田土壤容重62%和53%的变异。随机森林模型中的重要环境因素为纬度、经度和年均温度,其次是土壤C/N及有机碳含量;神经网络模型中以年均降水量和C/N重要性最高。农田土壤容重受土壤理化性质、地理位置、作物种植模式和气候因子的共同影响,随机森林模型在模拟0～40 cm深度土壤容重方面效果更好,可基于易获取的变量便捷模拟长三角区域农田土壤容重。

基于多方法耦合分析的南京老城区滨水空间可达性

曹段冉, 杨肖丽, 沈舟

2025, 36(9):  2836-2844.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.027

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滨水空间作为城市最具潜力的存量空间资源之一,在城市由增量扩张向存量更新深度转型的关键时期,将发挥重要作用。南京老城区内滨水空间资源丰富,但可进入性差、公共服务功能未能充分发挥,因此,从提高可达性入手激活滨水空间,成为亟待解决的重要课题。然而,现有研究多采取单一视角,缺乏对服务范围、服务人群和路网特征等综合影响的全面分析,导致分析结果在城市更新背景下的实际应用效果有限。本研究采用多方法耦合分析,结合GIS网络分析明确南京老城区滨水空间的服务范围,利用高斯两步移动搜索法评估居民对滨水空间的实际利用情况,并通过空间句法探讨路网整合度与滨水空间分布的关系。结果表明: 南京老城区滨水空间的丰富性与公共性不匹配,公共滨水空间步行15 min可达区仅覆盖46.3%的服务面积;人口分布与滨水空间分布存在空间错配,可达性评价平均值为8.5,标准差为15.7,区域差异显著;路网整合度空间分异明显,交通便利性与滨水空间供给不平衡。基于多方法分析的结果提出了滨水空间路网优化、开敞性提升以及功能区外迁等优化策略,为提升滨水空间可达性、促进城市存量空间优化提供了理论依据。

基于塔基高光谱观测数据和机器学习方法的气溶胶光学厚度估算

左宇鑫, 刘新杰, 竞霞, 谭俊磊, 刘良云

2025, 36(9):  2845-2852.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.024

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气溶胶光学厚度(AOD)是表征大气中气溶胶颗粒散射和吸收特性的关键参数。在塔基生态遥感观测中,获取准确的AOD以量化气溶胶的散射和吸收作用对光谱观测数据的定量化处理至关重要。本研究提出一种基于塔基高光谱观测数据和机器学习的AOD反演方法。首先,基于大气辐射传输模型分析太阳辐照度对AOD变化的敏感性及其光谱特征。然后,选取785和665 nm波段的辐照度(E₇₈₅和E₆₆₅),通过构建双通道比值指数(E₇₈₅/E₆₆₅)可以敏感追踪AOD的变化。最后,系统评估了3种机器学习模型(随机森林、支持向量机和人工神经网络)的反演精度。结果表明: 基于塔基高光谱观测数据的3种机器学习模型估算的AOD均表现出较高的精度,决定系数分别为0.950、0.936、0.947,均方根误差分别为0.025、0.028、0.027,平均绝对误差分别为0.017、0.020、0.019,其中,随机森林模型表现最佳。机器学习方法有潜力在不需要额外辅助数据的情况下从太阳辐照度光谱数据中准确估算AOD,能够为塔基平台大气校正方法提供可靠、同步的AOD估算数据。

义乌小鲵繁殖期生境特征及选择偏好

董瑞, 陈昊, 林业宏, 裘林晨, 邹涛, 张亮亮, 郑荣泉

2025, 36(9):  2853-2860.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.033

摘要 ( 7 )   PDF (1266KB) ( 0 )  

为研究义乌小鲵生境特征及选择偏好,本研究于2023年12月在浙江省金华市对其栖息地开展系统性调查,通过设置38个研究样方与57个对照样方,结合主成分分析(PCA)与资源选择函数(RSF)模型,量化分析其生境偏好及生态适应特征。结果表明: 义乌小鲵繁殖期偏好较低水温[(10.20±0.51) ℃]、弱碱性[pH (7.14±0.04)]、水体透明度约0.2～0.4 m的小面积[(85.97±40.79) m²]临时静水塘。岸边植被以竹林(42.1%)和草丛(28.9%)为主,繁殖坑沉水植被覆盖率较高(65.8%)。水体物理特征(面积、温度)、水质指标(pH、透明度)、植被类型(岸边竹林、沉水植物)及卵袋附着物为关键影响因子,其生境选择受水体-植被-地形多因素协同调控。研究结果揭示了义乌小鲵繁殖期生境选择偏好,为这一濒危物种的栖息地保护与管理提供了科学依据。

河西走廊城镇化与经济韧性耦合协调的多尺度时空变化

杨建秀, 姜怡宁, 赵雪雁, 杨亮洁, 张学斌

2025, 36(9):  2861-2873.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.022

摘要 ( 9 )   PDF (6357KB) ( 0 )  

干旱区内陆河流域生态环境脆弱,地区社会经济发展受限,在当前全球危机频发的背景下探究其城镇化强度与经济韧性之间的协调关系,可为促进高质量城镇化发展和经济可持续发展提供决策依据。本研究以河西走廊为研究区,构建城镇化水平和经济韧性评价指标体系,采用综合指标法、熵权法、耦合协调度指数等,从城市经济圈和区县两个尺度分析2001—2022年河西走廊城镇化水平与经济韧性耦合协调度的时空演变特征。结果表明: 2001—2022年,河西走廊城镇化水平大幅上升;城市经济圈尺度上的区域差异变化大于区县尺度;空间上呈西高东低的分布特征。河西走廊经济韧性水平呈波动上升趋势;区县尺度上的区域差异变化大于城市圈尺度;空间上呈东高西低的分布特征。河西走廊城镇化水平与经济韧性耦合协调度为基本协调;耦合协调度略增但总体耦合水平较低,呈西高东低的分布特征,中心城市表现出辐射带动效应。

综合评述

从约束到兼容:绿灰基础设施融合配置演进、关键问题和解决路径

朱晓青, 徐振渊, 刘成明, 孙卓扬, 翁文超, 李永贺

2025, 36(9):  2874-2884.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.026

摘要 ( 12 )   PDF (10028KB) ( 0 )  

基础设施是实现城乡系统适应能力与生态服务功能的关键配置实体。以基础设施发展历程与观念变迁为切入点,本文系统梳理了基础设施空间配置从“灰色设施主导”“生态设施价值化”“绿色设施涌现”至“绿灰设施融合”的历史演进过程,揭示绿色、灰色单一系统在应对复杂城乡问题及可持续发展需求方面存在的系统性约束与适应性不足等矛盾,强调将社会、经济与生态过程纳入基础设施配置系统的核心逻辑。进而从理论体系割裂、价值量化缺位及治理体系障碍角度剖析基础设施空间配置中的核心症结。最后,提出了基于理论、方法、治理机制三层次的解决路径:1)构建从“系统约束”到“社会-生态兼容”的绿灰设施融合配置理论框架;2)构建绿灰设施要素识别、综合评估与决策支持系统;3)“上位调控-下行操作”的基础设施双向配置实施路径。本文可为城乡基础设施建设的可持续转型和绩效提升提供系统性配置框架和实施路径。

国土空间生态修复优先级:概念认知、评估框架与规划议题

姚龙杰, 张栋林, 朱丹莉, 朱宗斌, 潘卫涛, 岳邦瑞

2025, 36(9):  2885-2898.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.032

摘要 ( 10 )   PDF (8368KB) ( 0 )  

国土空间生态修复规划是协调人地关系、提升生态系统服务的战略举措,其中,科学判别修复优先区域是促进生态安全格局布局落地和提升修复工程实施效能的关键前提。然而,当前修复优先区域识别方法众多,且识别结果存在差异,尚未形成统一的修复优先级判别理论框架与方法体系,特别是在“判别准则-评估方法-技术路径”等核心环节存在研究缺口。为此,本文基于“概念认知-框架建构-议题分析”的思路,阐释国土空间生态修复优先级的理论内涵,提出包含“价值-风险-成本”三维评估要素(自然资源禀赋、生态胁迫强度与修复成本约束)与“成本最小化-效益最大化”双重目标导向的复合评估框架,并构建涵盖资源本底分析、修复紧迫度测度、修复可行性评价及修复增值效益预估的四步判别技术流程。研究提出,国土空间生态修复规划下的修复优先级判别应立足于研究对象的类型学特征,统筹区域空间区划与单元用途管制需求,完善并优化规划“诊断-编制-实施-监测-优化”过程中的修复优先级判别方法,并重点关注多类型修复优先级的精细判别、全目标修复优先级的综合权衡、跨尺度修复优先级的传导协同、智能化修复优先级的动态监测、长时序修复优先级的适应调整五项议题,从而为提升国土空间生态修复规划科学性与实施效能提供理论支撑与方法依据。

自然保护地游客管理研究进展与启示

徐琳琳, 钟林生, 张鹏飞

2025, 36(9):  2899-2907.  doi:10.13287/j.1001-9332.202509.025

摘要 ( 14 )   PDF (4757KB) ( 0 )  

在生态保护日益紧迫与旅游业持续发展的双重背景下,自然保护地的游客管理已成为协调自然保护地保护与发展的关键议题。本文采用文献计量分析与内容分析相结合的方法,系统总结了自然保护地游客管理的研究进展,并梳理了自然保护地游客管理的研究框架与重点方向。自然保护地游客管理相关研究数量整体呈波动上升态势,呈现明显的学科交叉特征,主要聚焦游客行为管理、游客影响管理、游客体验管理、游客容量管理以及游客管理框架与评估5个方面。研究视角逐步从游客容量、生态影响、行为模式等单一维度向综合考虑生态环境、社会和管理制度等多维度转变,软性引导策略的应用日益突出。同时,地理大数据、数字成像等技术的应用使游客时空行为模式研究和监测管理更加精准化。未来可在跨文化与跨地域的游客群体异质性研究、长时序动态分析方法的应用等方面进一步探讨,以期为提升中国自然保护地的游客管理水平提供经验借鉴及理论支持。