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    2024年 第43卷 第12期    刊出日期:2024-12-10
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    2024, 43(12):  0. 
    摘要 ( 42 )   PDF (496KB) ( 69 )  
    研究报告
    煤炭产业园区重金属污染对土壤真菌群落特征的影响
    刘娣, 苏超, 解榕, 刘勇
    2024, 43(12):  3537-3544.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.043
    摘要 ( 167 )  
    煤炭产业聚集活动可导致重金属元素在周边土壤积累,进而影响土壤微生物群落的结构和功能。本文选取山西省长治市某典型煤炭产业园区为研究区,以不同类型煤炭产业(采煤厂、选煤厂、化工厂和燃煤电厂)周边土壤为研究对象,以园区外的村庄和公园土壤作为对照,分析不同样地土壤重金属含量、理化性质和酶活性的差异;基于高通量测序技术解析不同样地土壤真菌群落组成,并探究土壤真菌群落的分布特征及其主要影响因素。结果表明,研究区土壤均为碱性,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg等8种重金属的含量均大于山西省土壤元素背景值,且选煤厂周边土壤中Cd和Pb的污染最严重。土壤纤维素酶和土壤碱性磷酸酶在不同样地之间存在显著差异,其中化工厂周边土壤纤维素酶的活性最强。子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是研究区相对丰度最大的优势菌群,且优势菌群在不同样地间存在明显差异,其中子囊菌门在化工厂周边的相对丰度最大,为79.30%。Spearman相关分析、冗余分析和方差分解分析的结果表明,土壤真菌群落结构与Cd、全氮、碱性磷酸酶呈显著正相关(P<0.05),其中Cd对土壤真菌群落的影响最大。

    化肥和有机肥配施对细菌和真菌N2O排放贡献的影响
    周宁, 尚文鼎, 李华玮, 王浩, 车钊, 李笑笑, 宋贺
    2024, 43(12):  3545-3552.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.042
    摘要 ( 101 )   PDF (1822KB) ( 129 )  
    为探究有机肥和化肥等肥料类型对土壤细菌和真菌的氧化亚氮(N2O)排放的影响,本研究依托长期定位试验,设置不施肥(CK)、纯施化肥(T1)、化肥和有机肥配施(T2)、纯施有机肥(T3)4个施肥处理,测定了土壤理化性质以及细菌和真菌源N2O排放贡献度,并通过Real-time PCR和高通量测序技术对细菌和真菌群落的丰度和结构进行分析。结果表明:与纯施化肥处理相比,纯施有机肥处理显著增加了31.34%的细菌源N2O排放量,降低了17.11%的真菌源N2O排放量;化肥和有机肥配施处理则显著增加了57.83%的N2O总体排放量,增加了47.83%的细菌源N2O排放量和72.37%的真菌源N2O排放量。PLS-SEM模拟结果显示:细菌源N2O排放主要受到细菌结构而非丰度的影响,以及受土壤pH值和电导率的影响;而真菌源主要受到真菌菌群结构的影响。子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)菌群相对丰度比例变化是施肥类型影响真菌源N2O贡献的关键。综上可知,在研究肥料类型对细菌和真菌N2O排放的影响上,除了需要考虑肥料本身的特性外,还需要考虑土壤pH和电导率等理化性状的影响。

    基于CARS-CNN和高光谱遥感的矿区土壤磷含量估算
    赵星辉, 冯雪琦, 聂小军, 张岩, 郭二辉
    2024, 43(12):  3553-3562.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.011
    摘要 ( 62 )   PDF (4034KB) ( 58 )  
    土壤磷管理是煤矿区耕地质量提升与水环境保护均需要关注的一个问题。利用高光谱遥感技术,探讨准确的土壤磷含量反演方法可有效服务于煤矿区耕地土壤磷含量监测。本研究以河南省焦作马村矿区为对象,利用便携式地物光谱仪获取矿区耕地土壤样品光谱数据。以原始光谱及其连续小波变换(CWT)分解数据为自变量,利用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)选取特征波段,对比分析了深度学习方法卷积神经网络(CNN)与常用机器学习方法随机森林(RF)、BP神经网络(BPNN)的建模效果。结果表明:CWT可提高光谱反射率和土壤磷含量的相关性,进而提高模型精度。CNN具有强大的特征学习能力,其预测精度远高于BPNN和RF。采用CARS算法进行特征波段筛选,并结合CNN进行特征提取可进一步提升模型效果,土壤全磷和速效磷含量反演最优模型的相对分析误差(RPD)分别提升了7.53、1.25。在经CARS筛选后的小波变换L1-L10数据中,L9-CARS-CNN模型在土壤全磷与速效磷精度最高,其验证集的RMSE及RPD分别为1.33 mg·kg-1、25.29和1.52 mg·kg-1、11.95。利用CARS进行特征波段提取并结合CNN构建模型可精确反演土壤磷含量,具有广阔应用前景。

    古尔班通古特沙漠生物土壤结皮影响下土壤多功能的垂直特征
    刘朝红, 陆永兴, 郭浩, 杨军刚, 张世航, 张玲卫, 刘学军, 张元明, 周晓兵
    2024, 43(12):  3563-3570.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.001
    摘要 ( 76 )   PDF (1838KB) ( 76 )  
    生物土壤结皮是荒漠生态系统的重要组成部分,对荒漠土壤的稳定和功能具有极其重要的作用。本研究以古尔班通古特沙漠两种生物土壤结皮(藻-地衣、藓类)为对象,以裸沙为对照,选取土壤碳氮磷循环相关养分指标,通过平均值法计算土壤多功能指数(SMF),研究生物土壤结皮对不同土层SMF的影响,并解析其影响因素。结果表明:有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、无机氮(IN)和可溶性有机氮(DON)等土壤单一功能指数随结皮的发育而增加,随土层的加深而降低;裸沙SMF在-0.96~0.55,在0~5 cm土层呈上升趋势,在5~20 cm土层呈下降趋势;藻-地衣混生结皮和藓类结皮SMF分别在-0.53~1.33和-0.43~2.05,在0~20 cm土层呈现降低趋势;三种类型生物土壤结皮SMF在20~100 cm土层趋于稳定;SMF在0~20 cm和0~100 cm整体上表现为藓类结皮>藻-地衣混生结皮>裸沙;土壤pH、含水量(SWC)和脲酶活性与SMF的垂直变化密切相关,其中pH、SWC与SMF具有显著的负效应,脲酶活性具有显著的正效应;生物土壤结皮土壤粒径大小也是影响SMF的主要因素,中砂含量对SMF具有显著的负效应,粗砂含量对SMF具有显著的正效应;生物土壤结皮的发育显著提高了土壤单一功能和土壤多功能,但结皮对土壤多功能的影响主要集中在表层土壤0~20 cm范围,对更深层土壤的影响较小,生物土壤结皮影响土壤多功能的同时,其他功能亦随之发生改变。

    毛乌素沙地典型下垫面土壤粒度特征
    张令光, 成龙, 孙迎涛, 庞营军, 李佳, 贾晓红, 费兵强, 修晓敏, 殷婕, 吴波
    2024, 43(12):  3571-3579.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.030
    摘要 ( 63 )  
    为揭示毛乌素沙地不同下垫面土壤粒径分布特征,以毛乌素沙地典型下垫面沙地(固定沙地、半固定沙地和流动沙地)和滩地作为研究对象,分别采集0~5、5~10和10~20 cm深度土壤样品,对比分析了不同下垫面土壤粒度组成、参数和粒配曲线的差异。结果表明:沙地土壤沙粒含量较高,接近90%,高出滩地30%,而极细沙和黏粉粒含量较低,约为3%~15%,低于滩地25%以上;不同固定程度沙地间沙粒含量无显著差异,但固定沙地极细沙和黏粉粒含量较高(10%~15%),高出半固定及流动沙地7%以上;毛乌素沙地土壤平均粒径为2.22 Φ,标准偏差为0.86 Φ,分选性较差,偏度为0.14,粒度呈正偏分布,其中沙地土壤粒度参数小于滩地,而不同固定程度沙地表现为流动及半固定沙地<固定沙地;沙地土壤跃移组分的粒径区间大致为1~3.5 Ф,滩地大致为1~6 Ф;滩地跃移组分的分选性劣于沙地,而悬移组分的分选性优于沙地。毛乌素沙地不同下垫面土壤粒度特征存在显著差异,研究结果可为分类分区指导半干旱地区荒漠化防治提供理论依据。

    极小种群野生植物蕉木分布区土壤养分特征
    洪文君, 王炳宇, 曾德华, 黄永平, 刘俊
    2024, 43(12):  3580-3586.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.005
    摘要 ( 54 )   PDF (680KB) ( 54 )  
    极小种群野生植物蕉木(Oncodostigma hainanense)集中分布在三亚和保亭。在分布区内选取三亚市甘什岭省级自然保护区、亚龙湾热带天堂森林公园和保亭黎族苗族自治县七仙岭温泉国家森林公园3个区域蕉木所处群落,比较不同生境的土壤养分含量差异,探讨土壤性质对蕉木分布特征的影响。结果表明:蕉木的种群密度以七仙岭森林公园最高(375株·hm-2),但3个蕉木的种群结构为不稳定种群,表现为衰退趋势;分布区的土壤呈酸性,pH值为5.54~6.17;土壤有机质、碱解氮和全氮含量较高,全钾、全磷和速效磷含量较低;土壤微生物生物量碳为225.28~318.33 mg·kg-1,微生物生物量氮为137.34~165.25 mg·kg-1,土壤过氧化氢酶活性以甘什岭自然保护区最高(4.53 mL·g-1·h-1),酸性磷酸酶和脲酶活性均以亚龙湾森林公园最高,分别为9.78 mg·g-1·d-1和0.84 mg·g-1·d-1。PCA分析结果显示,每个分布区的土壤样点均能较好地聚为一类,每个分布区对土壤因子的响应显著,土壤养分与微生物生物量、酶活性具有明显相关性,表明土壤因子对蕉木种群结构及其生长起着关键作用。

    永德大雪山常绿阔叶林沿海拔梯度土壤微生物残体变化
    徐凡迪, 杨玉春, 陈燕旋, 李聪, 吴疆翀, Wang Tongli, 李帅锋, 苏建荣
    2024, 43(12):  3587-3594.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.010
    摘要 ( 66 )   PDF (1786KB) ( 63 )  
    微生物残体是土壤有机碳(SOC)的重要来源,但微生物残体沿海拔梯度的变化规律还需进一步探讨。本研究以云南省永德大雪山常绿阔叶林为对象,分析了3个海拔段(1200、1700和2200 m)表层(0~20 cm)土壤理化性质、微生物残体以及林分特征等差异,揭示沿海拔梯度常绿阔叶林土壤微生物残体碳积累的调控机制。结果表明,常绿阔叶林总微生物残体为15.36 g·kg-1,对SOC的贡献为24.09%,真菌残体对SOC的贡献(20.36%)高于细菌残体(3.73%)。真菌、细菌及总微生物残体沿海拔升高呈增大趋势,而真菌和总微生物残体对SOC的贡献沿海拔升高无显著变化。木本植物组成对真菌和总微生物残体有显著影响。微生物残体随土壤养分增大而显著增加,随木本植物丰富度增大而显著降低,较高的SOC、全氮、速效氮和含水量以及较低的土壤pH促进了微生物残体的积累。土壤养分、海拔和木本植物多样性是微生物残体积累的重要影响因素。综上,微生物残体沿海拔升高而增加,但其对SOC的贡献并无显著变化。

    秦岭西段典型森林群落灌木层优势种群生态位与种间联结
    胡宁宁, 崔雨昕, 孙萌, 康冰
    2024, 43(12):  3595-3604.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.023
    摘要 ( 79 )   PDF (949KB) ( 56 )  
    研究森林群落灌木层优势种群生态位特征和种间关系,可为森林资源保护与管理提供科学依据。本研究以秦岭西段典型森林群落灌木层优势种群为对象,通过Levins生态位宽度、Shannon生态位宽度与Levins生态位重叠指数表征生态位特征,运用方差比率法,以χ2检验为主,结合联结系数AC、Pearson相关检验进行种间关系分析。结果表明:秦岭西段典型森林群落灌木层20个优势种群形成的190个种对中,生态位宽度最大的为苦糖果,最小的为榛。生态位重叠均值为0.32,生态位重叠较小的种对占多数,说明灌木层优势种群间分化程度高,有利于形成物种多样性;灌木层优势种群总体呈显著正联结,表明秦岭西段典型森林群落处于演替后期的相对稳定阶段。χ2检验、Pearson相关检验正负联结比均大于1,且不显著种对占多数,物种间呈独立分布格局。生态位重叠指数与联结系数AC、Pearson相关系数呈极显著正相关。

    基于树轮研究马尾松-红锥混交对马尾松生产力及稳定性的影响
    李琼莹, 陈仁杰, 李泽伟, 申卫军
    2024, 43(12):  3605-3614.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.025
    摘要 ( 65 )   PDF (1597KB) ( 41 )  
    近年来混交林成为维持和提升人工林生产力及生态效益的发展方向,但目前集中在两个时间点生产力差异的静态研究不能准确地反映树木整个生命周期的混交效应。本研究以相邻且具有相似环境条件和经营策略的马尾松纯林、马尾松-红锥同龄混交林为对象,用树木年轮学方法记录林分动态变化并比较马尾松混交林与其纯林生产力及稳定性的差异。结果表明:混交39年后混交林内马尾松生产力(以胸高断面积增量表示)比纯林低36.8%,各个林龄阶段的生产力稳定性均低于对应纯林;马尾松混交效应除干旱特征年外均为负值,且不同龄级混交的影响程度不同,说明同龄混交中马尾松和红锥的种间互补作用低于种间竞争作用。总体来说,在营造人工混交林时应充分考虑树种的功能性状,根据不同树种的性状来选择适当的混交方式;同时,在管理混交林时应在树木受到强烈的光胁迫之前及时进行间伐或透光伐,以促进其可持续经营。

    科尔沁沙地油松和赤松非结构性碳水化合物的季节变化
    王欣, 王凯, 张日升, 刘畅
    2024, 43(12):  3615-3623.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.038
    摘要 ( 52 )   PDF (3411KB) ( 36 )  
    以科尔沁沙地40年生油松(Pinus tabuliformis)和赤松(Pinus densiflora)为研究对象,分析两个针叶树种不同器官中非结构性碳水化合物(NSC)的季节动态,比较不同树种的碳分配与利用策略,这对科尔沁沙地造林树种选择与防护林可持续经营具有重要意义。结果表明:4月赤松枝条和根系淀粉含量高于油松。4—6月,油松可溶性糖和淀粉含量在1、2年生叶中下降,在1、2年生枝中不变,根系可溶性糖含量增加,淀粉含量不变;赤松1年和2年生枝叶及根系可溶性糖、淀粉和NSC含量下降。6—8月,油松可溶性糖含量在当年生枝叶中增加,在1年生枝叶及根系中减少;赤松3个年龄叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量及可溶性糖/淀粉均保持稳定,可溶性糖含量在当年生枝中增加,在根系中下降。8—10月,可溶性糖含量在油松和赤松根系中下降,在油松枝条中不变,在赤松枝条中增加。因而,油松用于生长的NSC相对较少;赤松在休眠期NSC的储存更丰富,生长期枝叶生长更快,可生产更多的NSC,从而在生长末期分配更多的NSC到枝条和根系用于生长,对科尔沁沙地生境的适应性更强。

    科尔沁沙地银中杨与白榆非结构性碳水化合物的季节动态比较
    王凯, 王欣, 张日升, 刘畅
    2024, 43(12):  3624-3631.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.039
    摘要 ( 53 )   PDF (1592KB) ( 38 )  
    以科尔沁沙地引进树种银中杨(Populus alba × P. berolinensis)与乡土树种白榆(Ulmus pumila)为研究对象,分析2树种不同器官(叶片、枝条和根系)中非结构性碳水化合物(NSC)的季节动态及凋落叶中NSC含量,比较不同树种的碳分配与储存策略。结果表明:随着季节变化,银中杨叶片可溶性糖和NSC含量先下降后增加,淀粉含量逐渐下降;枝条和根系可溶性糖含量及可溶性糖/淀粉先上升后下降,而淀粉含量先下降后上升;从春季到秋季,白榆枝条NSC含量变化不显著,根系可溶性糖、淀粉及NSC含量先下降后上升;银中杨春季和夏季叶片可溶性糖含量高于白榆,除秋季枝条外,白榆各器官淀粉含量高于银中杨,可溶性糖/淀粉低于银中杨,白榆凋落叶可溶性糖、淀粉和NSC含量高于银中杨;银中杨NSC主要用于生长消耗,群落中的竞争性更强;白榆NSC更多以淀粉形式储存,抗逆性更强,有利于植物-土壤间的碳循环。

    氮沉降和降水增加对榆树幼苗非结构性碳水化合物分配的影响及耦合效应
    王凯, 辛鸿斌, 刘畅, 吕林有, 刘建华
    2024, 43(12):  3632-3639.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.045
    摘要 ( 52 )   PDF (2267KB) ( 32 )  
    为明确氮沉降和降水增加下榆树幼苗非结构性碳水化合物(NSC)的响应规律,采用双因素随机区组设计,设置4个氮沉降水平(0、5、10和15 g N·m-2·a-1)以及3个水分水平(自然降水、自然降水增加50%和100%),分析不同器官(叶片、枝条、主干、粗根和细根)中可溶性糖、淀粉及NSC浓度。结果表明:未施氮处理下,降水增加引起枝条、主干、粗根和细根中可溶性糖浓度降低,而叶片可溶性糖浓度保持稳定。在自然降水下,氮沉降增加导致叶片、枝条和主干中可溶性糖浓度上升,细根中可溶性糖浓度降低。氮沉降和降水增加对各器官中NSC浓度均具有显著的交互作用。施氮15 g N·m-2·a-1处理下,与自然降水相比,降水增加50%时,各器官中淀粉浓度下降;降水增加100%时,枝条、主干和粗根中可溶性糖、淀粉及NSC浓度减少。因而,氮沉降可增加榆树幼苗NSC的储存,降水增加50%有利于促进幼苗生长。

    施肥对毛竹林凋落物前期分解过程的影响
    罗慧莹, 刘勇, 苏文会, 陈家洪, 范少辉, 孙宇彤, 龙永美, 景雄
    2024, 43(12):  3640-3647.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.021
    摘要 ( 51 )   PDF (3370KB) ( 34 )  
    凋落物是土壤有机质的主要来源,其分解受诸多因子影响,而施肥作为竹林高产经营的重要措施,对林分土壤有机质形成及养分循环产生了影响。为探究氮磷钾混合施肥背景下不同氮水平施肥对毛竹凋落物前期分解的影响,固定磷钾肥的施用量,设置氮肥施用量为对照(CK)、低氮(242 kg·hm-2,LN)、中氮(484 kg·hm-2,MN)、高氮(726 kg·hm-2,HN)4个水平,研究施肥对凋落物分解过程中质量损失、养分归还及化学计量比的影响。结果表明:经过13个月的分解,各施氮水平凋落物质量残留率为67.5%~70.8%,施肥对凋落物分解无显著影响。不同处理的全碳含量无显著差异;施肥处理均显著促进凋落物氮磷富集,分别促进了39.97%~45.76%的氮富集和64.25%~75.70%的磷富集。半纤维素和纤维素含量分别出现不同程度的降低,其中半纤维素分解更快,不同处理的半纤维素下降量为MN(50.13%)>LN(49.25%)>HN(42.44%)>CK(39.00%),而纤维素含量的下降量为LN(36.86%)>MN(31.98%)>HN(26.89%)>CK(24.41%),LN和MN处理显著促进全纤维素的分解;不同处理对木质素无显著影响。本实验条件下,各氮水平的施肥处理对毛竹凋落物前期的干质量损失无显著影响,但调控了凋落物养分释放特征和组分分解,显著促进氮、磷富集,低氮和中氮处理能够有效促进全纤维素的分解,但不同处理对凋落物的木质素和全碳含量无显著影响。

    互花米草对遮荫和刈割的光合响应
    吕江溶, 游惠明, 周亚圣, 梁瀞文, 游巍斌, 何东进
    2024, 43(12):  3648-3655.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.026
    摘要 ( 58 )   PDF (1818KB) ( 36 )  
    为揭示互花米草对遮荫和刈割处理的光合响应机制,本研究测定了不同组合处理(0%遮荫+不刈割、0%遮荫+刈割、30%遮荫+不刈割、30%遮荫+刈割、50%遮荫+不刈割、50%遮荫+刈割、70%遮荫+不刈割、70%遮荫+刈割、90%遮荫+不刈割、90%遮荫+刈割)互花米草的日均光合速率、最大净光合速率、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素等7项指标。结果表明:遮荫极显著抑制了互花米草的日均光合速率(P<0.01),随遮荫强度增加,日均光合速率下降,而叶绿素a及类胡萝卜素含量则正好相反,随遮荫强度增加而显著增加(P<0.01);刈割处理极显著抑制了互花米草的日均光合速率、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量(P<0.01);遮荫刈割交互处理对互花米草光补偿点影响显著(P<0.05),但对其他指标影响不显著。主成分分析得出,90%遮荫+不刈割处理下对互花米草光合作用抑制最强。

    赤红壤和石灰土四种绿肥作物根际磷转化过程
    彭松, 祝晓慧, 黄焯芹, 阮文亮, 陆星, 林东教, 邓兰生, 梁翠月, 田江, 田纪辉
    2024, 43(12):  3656-3664.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.016
    摘要 ( 63 )   PDF (2479KB) ( 26 )  
    明确典型退化土壤中不同绿肥作物根际磷转化特征,为充分利用绿肥作物生物学潜力活化土壤磷素提供科学依据。以赤红壤和石灰土为供试土壤,通过盆栽试验研究了种植肥田萝卜(LB)、紫花苕子(ZHS)、山蚂蝗(SMH)和柱花草(ZHC)对根际土壤pH、酸性磷酸酶活性和土壤磷组分的影响。在两种供试土壤中,肥田萝卜的生物量、磷浓度和磷肥利用效率均显著高于其他作物。除柱花草外,种植绿肥作物均不同程度提高了两种土壤pH和酸性磷酸酶活性;赤红壤种植4种绿肥作物均显著消耗了总无机磷、活性无机磷、中等活性无机磷、稳定态无机磷和残留态磷;石灰土种植绿肥作物(山蚂蝗除外)显著消耗了土壤总有机磷。随机森林分析表明,赤红壤稳定态无机磷、活性无机磷、中等活性无机磷和活性有机磷对绿肥作物磷吸收有显著影响;石灰土中等活性无机磷、稳定态有机磷、稳定态无机磷和酸性磷酸酶对绿肥作物磷吸收有显著影响。在赤红壤中,不同绿肥作物倾向于利用土壤中各种形态的无机磷;在石灰土中,酸性磷酸酶促进了土壤有机磷的周转,从而促进了绿肥作物对磷的吸收。肥田萝卜和紫花苕子在两种土壤中均具有较高的磷活化潜力,可以作为华南地区典型退化土壤改良的优良绿肥作物品种。

    不同作物对典型黑土水蚀区水分入渗的影响
    孙淑楠, 李泽红, 侯瑞星, 王磊, 杨克军, 付健, 徐超, 苗宇
    2024, 43(12):  3665-3673.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.014
    摘要 ( 40 )   PDF (2454KB) ( 21 )  
    为揭示作物与土壤水蚀的关系,本研究以东北水蚀区黑龙江省克山县为试验地,选取高粱“克杂18号”(SO)和玉米“克玉19号”(MA)作为研究对象,通过对作物根系、土壤物理性质及入渗速率的分析,探讨两种作物对土壤水分入渗特性的影响。结果表明:SO处理0~20 cm土层容重比MA处理显著增加6.15%,总孔隙度及非毛管孔隙度分别显著下降5.93%和15.63%,饱和含水量和田间持水量分别显著减少6.38%和6.11%;SO处理和MA处理均以0.25~2 mm粒径团聚体为主,SO处理较MA处理土壤平均重量直径与几何平均直径分别显著减少29.57%和4.60%。在0~20、20~40、40~60、60~80 cm 4个土层中,MA处理根重密度分别为SO处理的1.67、2.46、4.52和2.27倍。SO处理初始入渗率、稳定入渗率、饱和导水率和平均入渗率分别比MA处理显著降低19.11%、15.50%、15.63%和14.86%。采用Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型进行土壤入渗过程模拟,其中Horton模型R2最大,对土壤入渗过程的拟合效果最佳。相关性分析表明,入渗速率与容重呈显著负相关,与其他各指标均呈正相关。本研究表明,该地区矮杆高粱根系较玉米根系浅,容重大,入渗速率缓慢,易形成地表径流,增加水蚀风险,研究结果可为该地区防治水土流失提供数据参考。

    中国北方地区地膜覆盖对花生产量和水氮利用影响的整合分析
    薛德鹏, 杨路华, 申孝军, 袁映炜, 巫奎君
    2024, 43(12):  3674-3683.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.009
    摘要 ( 55 )  
    本研究通过整合1981—2021年北方地区花生产量、水分利用效率和氮肥偏生产力的田间试验数据,运用Meta分析方法,计算地膜覆盖对三项指标的综合效应,并以亚组分析的形式,重点探究不同影响因素下地膜覆盖增产效应的差异。结果表明:相比露地种植,地膜覆盖可使花生产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别显著提高20.0%、36.2%和20.8%(P<0.05)。随机森林重要性显示:气候条件是影响北方地区地膜覆盖增产效应最重要的因素。亚组分析表明:地膜覆盖对西北地区花生产量提升最显著,东北地区次之,华北地区最低,分别增产35.4%、21.6%和15.9%(P<0.05);1981—2021年,北方地区花生覆膜后的增产率在1991—2000年这一阶段最高,达58.9%(P<0.05),在2011—2021年最低,为14.8%(P<0.05);在不同自然条件下,年降水量400~600 mm或年均气温<12 ℃的地区更利于发挥地膜覆盖的增产效应,沙壤土或土壤有机质含量<20 g·kg-1的土质中花生覆膜增产率更高;在田间管理措施上,选用渗水地膜覆盖、春季播种、平作种植、种植密度<15万穴·hm-2、分次施肥、施氮量<90 kg·hm-2、施磷量<60 kg·hm-2或施钾量>210 kg·hm-2时,花生覆膜后增产更显著。因此,在北方干旱、半湿润和气温偏低的地区花生更应采取覆膜种植,并通过调整田间管理措施更加高效地发挥地膜覆盖的增产效应。本研究可为我国北方地区花生科学覆膜种植提供理论指导。

    干旱胁迫下模拟氮沉降对大豆氮磷化学计量特征的影响
    姚星州, 王岩, 王伟平, 吴佳宁, 赵天宏
    2024, 43(12):  3684-3692.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.015
    摘要 ( 42 )   PDF (1877KB) ( 32 )  
    研究干旱胁迫下氮沉降升高对大豆(Glycine max)器官生态化学计量特征的影响,对预测未来生态过程和指导农业可持续发展有重要作用。以“铁丰29号”大豆为试验对象,利用盆栽探讨干旱胁迫后模拟氮沉降对大豆不同器官氮磷化学计量特征的影响。试验设置8个处理:2个水分水平:正常水分(W,75%±5%)、干旱(D,35%±5%),4个氮添加水平:CK、LN、MN、HN(分3次施氮,氮添加分别共计0、50、100、150 kg·hm-2·a-1)。结果表明:干旱胁迫和氮沉降交互作用对大豆根、茎、叶的N、P含量及N/P均有显著影响。与CK-D处理相比,随着氮处理浓度的上升,一次氮处理后根N含量逐渐下降,HN-D处理显著降低19.3%,茎P含量先升后降,LN-D处理显著升高38.2%,叶P含量逐渐上升,HN-D处理显著增加31.2%;两次氮处理后,根N含量显著低于CK-D处理,各处理间差异不显著,茎P含量逐渐下降,HN-D处理显著降低18.9%,叶N含量先升后降,MN-D处理显著增加18.5%;三次氮处理后,根N含量逐渐下降,HN-D处理显著降低19.7%,茎N含量先升后降,HN-D处理显著降低22.6%,叶P含量显著低于CK-D处理,各处理间差异不显著。施氮后,在大豆叶片N-P关系的幂函数中(N=βPααβ为常数),W处理α值<1,D处理α值>1,大豆叶片N/P>16。大豆根、茎N含量之间关系显著,茎、叶N含量之间关系极显著,大豆根、叶N之间呈极显著正相关,而茎N、P之间无显著关系。综上所述,生育前期施氮可以缓解大豆受干旱胁迫的负面效应。随着氮沉降浓度的升高以及施氮次数的增加,大豆生长受P限制。

    减氮施肥措施下甘蔗各器官氮肥利用率的15N示踪分析
    崔婷婷, 王靖宇.胡宝清, 毛兵, 李卓亭, 徐强胜, 李廷化
    2024, 43(12):  3693-3701.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.017
    摘要 ( 44 )   PDF (2674KB) ( 23 )  
    探讨减氮施肥措施对甘蔗各器官的氮素吸收与利用的影响,为甘蔗生产的合理施肥提供科学依据。设置3个施氮水平(低氮(N300):尿素300 kg·hm-2;中氮(N400):尿素400 kg·hm-2;高氮(N500,常规施氮量):尿素500 kg·hm-2),采用田间微区15N示踪技术,分析减氮施肥对甘蔗田追肥后、苗期、伸长期和成熟期甘蔗叶、茎和根的氮素吸收与利用及土壤(0~10、10~20、20~40 cm)的氮肥残留率的影响。结果表明,伸长期和成熟期,减氮施肥没有显著影响甘蔗叶和茎15N累积量。追肥后、苗期、伸长期和成熟期,N500处理中甘蔗根氮素累积量、15N累积量、从肥料氮源吸收的氮量及从土壤氮源吸收的氮量普遍最高。苗期、伸长期和成熟期,N300处理中甘蔗叶、茎和根的氮素吸收量及肥料利用率均高于其他处理。伸长期,0~10、10~20、20~40 cm土层的15N累积量在3个施氮处理中没有显著差异。追肥后、苗期、伸长期和成熟期,0~10、10~20、20~40 cm土层中氮肥残留率普遍在N300处理中最高。综上,减氮施肥有利于提高甘蔗根的氮肥利用率,促进甘蔗茎的氮素利用率,进而影响甘蔗产量。

    广西山口红树林国家级自然保护区水鸟对人工替代栖息地的利用
    田禾, 杨岗, 张明辉, 贺垚银, 梁苗苗, 陆舟, 余丽江
    2024, 43(12):  3702-3709.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.046
    摘要 ( 51 )   PDF (1274KB) ( 52 )  
    水鸟是湿地生态系统的重要组成部分,对环境变化具有高度敏感性,可作为湿地环境变化的指示物种。山-红树林自然保护区是沿东亚—澳大利西亚迁徙水鸟的重要停歇地,但天然滩涂的减少使越来越多的水鸟利用保护区内的人工生境作为替代栖息地。为了解水鸟对替代栖息地的利用情况,于2016—2021年持续对广西山-红树林国家级自然保护区内的4类人工生境(养殖塘、盐田、草地和农田)进行了水鸟调查。结果表明:(1)4种人工替代栖息地共调查到13个优势种和常见种,其中以养殖塘生境的物种丰富度最高,农田生境的最少;(2)多样性指数与水鸟数量以养殖塘和盐田生境的为优势;(3)广义线性模型显示,不同类群的水鸟对生境的利用存在显著差异。综合以上结果,保护区内人工生境对承载水鸟的作用显著,建议今后加强对养殖塘生境与盐田生境的科学管理,维护水鸟的生境需求。

    微生境对大兴安岭岛状沼泽林地表节肢动物beta多样性影响
    丁敏, 叶董, 刘志涛, 王道齐, 李慧仁, 韦昌雷, 赵厚坤, 王立中, 林英华
    2024, 43(12):  3710-3716.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.032
    摘要 ( 33 )   PDF (1095KB) ( 23 )  
    以大兴安岭东部特有的森林沼泽林型——岛状沼泽林为研究区域,采用陷阱法调查岛状沼泽林3种典型林型,即兴安落叶松纯林(Larix gmelinii)、白桦纯林(Betula platyphylla)、落叶松白桦混交林地表节肢动物群落与栖息生境要素特征,分析地表节肢动物群落beta多样性对微生境特征的响应。共采集地表节肢动物544只,隶属5纲14目67科61属,以鞘翅目、双翅目幼虫、膜翅目、蜘蛛目与弹尾目为主,其中白桦纯林个体数、类群数最多,兴安落叶松纯林最少。3种林型地表节肢动物总beta多样性βsor及其组分物种周转βsim、物种镶嵌βnes差异不显著,但同一类群物种周转βsim、物种镶嵌βnes均存在显著差异性(P<0.05),且βsim/βsor比值均大于50%,表明岛状沼泽林地表节肢动物群落多样性变化主要受物种周转的影响,并且丰度越大的类群对beta多样性影响越大。地表节肢动物群落多样性与地表温湿度(r2=0.120~0.128,P<0.01)、土壤主要化学性质(r2=0.229~0.230,P<0.01)以及凋落物厚度(r2=0.148,P<0.01)均呈显著正相关,但地表温湿度、土壤主要化学性质与植被特征共同解释了地表节肢动物群落变异的11.03%,还有88.97%的变异没有得到解释,显示土壤过湿与土壤养分过高所致的生境斑块异质化直接影响了岛状沼泽林地表节肢动物生境选择偏好,并对其beta多样性形成过程产生复杂影响。

    附石生物膜群落组成与脂质代谢对牧食压力的响应
    朱凤, 汪兴中, 李银科, 谭香
    2024, 43(12):  3717-3725.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.028
    摘要 ( 40 )   PDF (1768KB) ( 22 )  
    附石生物膜富含多不饱和脂肪酸(PUFA),是河流食物网中的优质基础食物资源之一。附石生物膜不仅为消费者提供食物来源,同时也受到消费者反馈调节的影响,然而,目前对这种影响的认识仍不充分。为了揭示牧食压力对附石生物膜的影响,本研究通过为期35天的中宇宙实验,在两种不同培养条件下(有/无铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)),利用脂肪酸测定和宏基因组测序技术比较了不同培养条件下附石生物膜的差异。结果表明,牧食压力下,附石生物膜中饱和脂肪酸(SAFA)和PUFA如花生四烯酸(ARA)的占比分别增加了7.72%和0.13%,单不饱和脂肪酸(MUFA)的占比则减少了10.14%。参与脂质代谢的微生物中,变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria)的相对丰度减少,而疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度增加;属级水平上,卟啉单胞菌属(Porphyromonas)与鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度减少,黄单胞菌属(Xanthomonas)相对丰度增加。此外,KEGG功能预测表明,附石生物膜中注释到脂肪酸降解通路的相对丰度显著减少,功能基因乙酰辅酶A酰基转移酶(acetyl-CoA acyltransferase)的相对丰度显著增加。综合结果表明,牧食压力下附石生物膜通过减少脂肪酸的降解来维持自身能量需求与稳定。

    长江中游湖泊湿地不同植被类型的甲烷排放和植物传输能力
    周文昌, 许秀环, 向珊珊, 欧文慧, 史玉虎, 杨佳伟, 付甜, 左艳霞
    2024, 43(12):  3726-3734.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.037
    摘要 ( 60 )   PDF (2195KB) ( 45 )  
    湖泊湿地是大气甲烷(CH4)排放的重要源,然而不同植被类型和植物入侵对湖泊湿地CH4排放和传输CH4的影响研究尚有不足。本研究以长江中游洪湖湿地为对象,建立开阔水域(KK)、浮水植物欧菱(OL)、挺水植物菰(G)和入侵植物凤眼莲(FYL)4个野外试验区,在2022年5—10月,通过漂浮暗箱气相色谱法研究湖泊湿地CH4排放规律和调控因子。结果表明:洪湖湿地CH4排放通量存在明显时间变化,在夏季或秋季期间出现峰值,CH4排放通量范围位于0.10~136.12 mg·m-2·h-1。KK、OL、G和FYL区的CH4排放通量均值分别为1.68、4.52、4.58和28.59 mg·m-2·h-1,湖滨带植被区CH4排放通量是开阔水域的2.7~17倍;凤眼莲入侵区CH4排放通量高于其他3个试验区,分别是G、OL和KK的6.2、6.3和17倍,这可能与凤眼莲植物生物量、植物传输CH4和土壤有机碳含量较高有关。此外,3种植被类型G、OL和FYL在8和9月单株植物体传输CH4均值分别为0.02、0.23和0.25 mg·m-2·h-1,显示凤眼莲植物体传输量最高。本研究表明,外来植物凤眼莲入侵加强了长江中游湖泊湿地CH4排放,可能对气候变化形成正反馈。

    基于多源遥感信息的河北省陆地植被生产力模拟分析
    夏烨, 陈敬华, 王绍强, 孙雷刚, 陈斌, 陈世亮, 王钦艺, 赵紫祺
    2024, 43(12):  3735-3745.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.044
    摘要 ( 64 )   PDF (4084KB) ( 40 )  
    总初级生产力(GPP)是全球生态系统碳循环的关键要素,准确评估陆地生态系统GPP的时空动态对全球气候变化和碳循环研究具有重要意义。本研究采用日光诱导叶绿素荧光(SIF)、光化学植被指数(PRI)和植被近红外指数(NIRv)等多源卫星遥感数据和华北平原4个涡度相关通量站观测数据,分析了2003—2020年河北省陆地植被GPP的时空动态格局,并比较和探讨了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品之间的差异及其原因。结果表明:(1)基于SIF、PRI和NIRv构建的多元线性GPP模型能够很好地捕捉通量观测的GPP动态,在草地、灌丛和森林优于传统SIF-GPP线性模型(ΔR2=0.02, 0.04, 0.10),但在农田则相反;(2)基于多源遥感数据的GPP估算模型模拟发现,2003—2020年河北省陆地植被GPP达205.63±14.29 Tg C·a-1,呈现西北低东南高的格局,且整体呈上升趋势,年均增长2.35 Tg C·a-1;(3)本研究估算的农田GPP高于其他模型模拟结果,通过与地面实测结果比较发现,传统模型对农田GPP可能存在不同程度的低估。本研究结果阐明了多源遥感数据精确估算华北平原植被生产力的潜力,提出了BEPS、MODIS和GOSIF GPP产品在农田生态系统存在低估的问题并分析了其原因,为GPP产品的改进优化提供了方向。

    宁夏植被碳汇能力时空变化及驱动力的多维探测
    侯迎, 褚阳, 杨千龙, 郑芳, 张舒欣, 皇甫霞丹
    2024, 43(12):  3746-3753.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.002
    摘要 ( 53 )   PDF (1896KB) ( 35 )  
    开展区域植被碳汇时空变化及驱动力分析,对提升植被固碳能力、助力国家碳中和起到关键作用。基于宁夏MODIS遥感数据和土壤微生物呼吸方程,综合应用随机森林、地理探测器和空间偏相关分析,探讨不同空间尺度植被碳汇的时空演变特征及主要驱动因素,为宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供科学依据。结果表明:2000—2020年宁夏植被碳汇能力呈整体增加(南部>中部>北部)、局部显著减弱的变化趋势(北部银川平原、石嘴山市、沙坡头区等城市中心显著减弱);宁夏全域植被碳汇主要受自然因子及其交互作用影响,植被、植被∩气候、植被∩高程为主要驱动力,其次是人文因子的国内生产总值(GDP)和土地利用类型;其中植被归一化指数(NDVI)与降水量的非线性增强交互作用对植被碳汇能力的驱动力最高(84.8%);就不同区域而言,北部引黄灌区主要是植被、人口密度、植被∩人口密度、植被∩气候为主要驱动力;中部干旱带和南部山区的主要驱动力为植被、气候、植被∩气候和植被∩GDP。

    基于生态网络效用的榆林市碳代谢空间分析
    胡安焱, 王思博, 贺屹, 刘秀花, 颜林, 赵英杰
    2024, 43(12):  3754-3762.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.003
    摘要 ( 47 )   PDF (1700KB) ( 30 )  
    城市碳代谢空间分析是优化城市土地利用和低碳发展的基础。本文以榆林市为研究对象,建立水平方向上的碳流模型,计算榆林市碳代谢密度。利用生态网络效用方法计算各用地类型的碳通量并将其标准化,得到水平方向的碳流矩阵(A),进而计算有效利用矩阵(D)和整体效用矩阵(U),研究土地利用变化对城市碳代谢空间的影响,分析榆林市碳流的时空分布。使用地理探测器模型分析碳代谢的驱动因素,找出影响城市碳代谢的主要驱动因素。结果表明:2000—2020年,土地利用变化加剧了榆林市碳代谢紊乱,净碳流量在水平和垂直方向均为负值;神木市和榆阳区是最主要的负碳代谢分室,南六县一直为正碳代谢分室;年均降水量和NDVI是影响城市碳代谢的主要驱动因素,年均温和夜间灯光对城市碳代谢的影响较小。研究结果对半干旱地区优化城市土地利用和低碳发展,实现増“汇”减“排”,具有重要参考意义。

    辽河口芦苇盐沼湿地生长季CO2交换及其影响机制
    程浩, 邢庆会, 刘思琪, 韩建波, 陈虹, 张传奇
    2024, 43(12):  3763-3773.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.034
    摘要 ( 57 )   PDF (5171KB) ( 39 )  
    为探究滨海盐沼湿地植被生长季生态系统CO2交换特征和影响机制,以辽河口芦苇盐沼湿地为研究对象,采用涡度协方差技术观测净生态系统CO2交换(NEE)特征,并分析了光合有效辐射(PAR)、气温(Ta)等环境因子和生物量对CO2交换的影响。结果表明:生长季内植被总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(Reco)和NEE各月日平均变化曲线分别呈倒“U”型、横向“S”型和“U”型。CO2交换也表现出明显的季节变化规律,GPP和|NEE|在6月累计值最大(分别为273.5、210.5 g C·m-2),Reco在7月累计值最大(76.7 g C·m-2)。白天PARNEE的主控因子,NEEPAR符合直角双曲线关系,PAR可解释NEE变异的37.7%~51.6%,且光曲线拟合参数在6月达到最大值。夜晚呼吸(Reco,night)受Ta、10 cm深土壤含水量(SWC10)的协同影响。在不同SWC10范围下,Reco,nightTa均呈指数相关关系。当SWC10≤35%时,Reco,night值集中于生长季初期和末期,温度敏感性(Q10)为1.44;当SWC10>35%时,Reco,night值集中于生长季中期(Q10为1.97)和旺盛期(Q10为2.03)。2020年生长季,辽河口芦苇盐沼湿地表现为CO2汇,NEE为-693 g C·m-2GPP为1043 g C·m-2Reco为350 g C·m-2

    综合评述
    土壤真菌生物地理学研究进展
    张晗烁, 郑勇, 贺纪正
    2024, 43(12):  3774-3786.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.041
    摘要 ( 74 )   PDF (2209KB) ( 46 )  
    真菌是地球上物种多样性最高的生物类群之一。近10多年来,高通量测序技术的广泛应用极大地促进了我们对真菌多样性的认知。真菌生物地理学主要研究真菌在不同空间尺度下的分布格局以及驱动因素。一般认为真菌在自然土壤中并不是随机分布的,不同的生物和非生物因素以及真菌本身所固有的特性共同决定了土壤真菌的群落结构和分布特征。本文概述了土壤中真菌的多样性与群落组成在不同空间尺度上的关键驱动因素以及真菌生态功能的生物地理研究进展。在全球和大陆尺度上,气候因子和扩散限制是影响真菌多样性及分布格局的主要因素;而在区域和局域尺度上,植被类型和土壤性质通过生态位过程塑造着土壤真菌的物种多样性和群落组成。目前认为在(微)小尺度上的真菌群落特征可以由中性过程来解释。我们认为未来研究需在考虑地理尺度的前提下,进行更大规模、涵盖更多生境和生态系统类型的土壤采集,并考虑全球变化大背景下真菌、环境因素及人类活动之间的联系。期望本文能对促进真菌生物地理学理论的发展提供一些参考。

    草地植物和土壤对温度和降水变化的响应研究进展
    刘明蕊, 刘世婷, 马春燕, 李桧, 常生华, 侯扶江, 刘永杰
    2024, 43(12):  3787-3796.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.007
    摘要 ( 51 )   PDF (882KB) ( 49 )  
    在自然因素和人为因素的双重作用下,气候变化如极端干旱和降水事件出现的频率增加,草地植被覆盖度、草地生产力和土壤肥力下降,草地载畜能力降低。研究草地生态系统对气候变化的响应,对于草地资源的可持续利用以及制定相应的生态保护与恢复措施具有重要意义。本文从草地植被和土壤环境两方面,围绕草地生态系统对温度和降水变化的响应进行了系统梳理,总结了草地植被的群落结构、植物物候、草地生产力以及土壤温湿度、土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶对温度和降水变化的响应。本文重点从研究尺度和试验方法等方面进行了讨论,在此基础上提出了关于气候变化对草地生态系统影响的研究中存在的一些亟需解决的科学问题,如植物的累积效应和滞后效应、生物群落的相互作用、如何提高模型精度、不同植物功能群对极端气候事件的响应等,以期为今后的相关研究提供参考。

    基于植物氧同位素比率的叶片温度研究进展
    黄穗敏, 汪旭明, 李蕾, 巩晓颖
    2024, 43(12):  3797-3805.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.022
    摘要 ( 58 )   PDF (857KB) ( 31 )  
    叶片温度是影响植物生产力和物质循环的关键因子,是光合作用和呼吸作用模型以及地球系统模型的重要参数。叶片通过气孔调节和形态学性状改变等实现叶温调节,能保持相对适宜光合作用的叶温并避免叶片受到高温胁迫的伤害。基于植物纤维素18O分馏值(Δ18OCel)的光合加权叶温(TL-photo)整合了光合作用实际发生时的叶温,TL-photo的稳定性表征植物是否进行了有效的叶温调节,然而TL-photo与气温的关系存在较大不确定性。文章阐述了叶温调节的生理生态意义和调节机制,介绍了基于Δ18OCel估算TL-photo模型的理论基础、模型推导、测算方法及结果的不确定性,最后指出提高Δ18OCel-TL-photo模型精准度及其在叶片-植株-生态系统尺度TL-photo研究的适用性,是未来需加强研究的主要方向。

    泥炭沼泽无脊椎动物多样性特征及其对环境变化的响应
    林奕伶, 武海涛, 芦康乐, 管强, 张仲胜, 王文锋
    2024, 43(12):  3806-3816.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.040
    摘要 ( 70 )   PDF (621KB) ( 33 )  
    泥炭沼泽具有极高的生物多样性,且其生物区系组成与环境条件密切相关。探究泥炭沼泽的生物多样性特征,对于理解泥炭沼泽生态系统的完整性具有重要意义。无脊椎动物是泥炭沼泽动物区系的重要组成部分,是泥炭沼泽物质循环和能量流动的参与者。大量研究报道了无脊椎动物在泥炭沼泽中的分布特征、群落结构特征及其对环境变化的响应特征,主要类群包括线虫、跳虫、甲螨、蚂蚁、蜘蛛、甲虫、摇蚊幼虫等,热点地区为欧洲、美洲、中国、东南亚等。本文总结了泥炭沼泽无脊椎动物的主要类群组成特征及无脊椎动物群落对环境变化的响应特征,并对未来研究进行了展望,建议:(1)对泥炭沼泽无脊椎动物区系进行系统调查,完善相关名录;(2)进行全球气候变化背景下的泥炭沼泽无脊椎动物的反馈效应及生态功能研究;(3)重视泥炭沼泽无脊椎动物的环境指示作用。

    技术与方法
    长三角地区乔木林碳汇及其对“双碳”目标贡献预测
    朱念福, 郑晔施, 童冉, 原文文, 刘道平, 洪奕丰, 吴统贵
    2024, 43(12):  3817-3827.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.006
    摘要 ( 51 )   PDF (575KB) ( 26 )  
    基于“森林生长+森林采伐+新造林+森林质量提升”情景,预测长三角地区未来乔木林生物量碳汇及其对“双碳”目标的贡献,以期为长三角地区制定森林经营规划、林业“双碳”目标政策提供参考。利用第九次森林资源连续清查资料,采用长三角地区各省份分优势树种(组)每公顷蓄积量-林龄模型,汇总同类研究获得生物量转换因子参数和树种含碳系数区间,估算乔木林碳储量,通过前后两期碳储量的差值估算碳汇量,预测2030年和2060年长三角地区乔木林碳汇及其对“双碳”目标贡献率。结果表明:到2030年,长三角地区乔木林碳储量为343.46 Tg,较基准年增加碳汇141.79 Tg,其中森林采伐减汇25.88 Tg,新造林(生长+质量提升)增汇12.96 Tg,森林质量提升(现有乔木林)增汇55.94 Tg;年均碳汇量为9.01 Tg·a-1,相当于吸收33.04 Tg的CO2,约抵消2030年碳排量的1.81%(“碳达峰”贡献率)。到2060年,长三角地区乔木林碳储量为573.55 Tg,较2030年增加碳汇230.09 Tg,其中森林采伐减汇13.46 Tg,新造林(生长+质量提升)增汇25.77 Tg,森林质量提升(现有乔木林)增汇72.76 Tg;年均碳汇量为7.67 Tg·a-1,相当于吸收28.12 Tg的CO2,约抵消2060年碳排量的9.53%(“碳中和”贡献率)。综上,长三角地区乔木林碳汇是一种稳定、高效的固碳途径,对于实现“双碳”目标贡献逐渐上升,具有较好的森林“碳库”功能,但存在碳汇总量不高、分布不均衡和碳汇潜力未充分发挥的问题。未来合理采伐促进森林更新,持续开展森林经营提质增汇活动,采用高固碳树种造林,推进碳密度低的人工纯林向碳密度高的混交林转变等是提升未来森林固碳能力的关键,将有助于长三角地区实现“双碳”目标。

    多目标情景下面向生态需水保障的排污权交易
    梁莹, 李静, 李悦, 王太山, 尤立, 张俊龙
    2024, 43(12):  3828-3840.  doi:10.13292/j.1000-4890.202412.033
    摘要 ( 43 )   PDF (2477KB) ( 19 )  
    本研究构建精细的地区特征性机制约束群,面向生态需水保障开展多目标导向排污权交易系统优化,以“模拟-机理-策略”为主线,探讨大沽河流域青岛段河流湿地不同生态配水量、排污权初始分配目标的影响,揭示生态配水与初始分配目标的最优策略。研究发现:(1)主要买方为胶州畜禽业,工业用户为卖方。(2)初始分配目标U(以高效益为目标)下,系统用水总量、污染负荷及效益最高,目标L(以公平性为目标)下最低,但其交易市场活跃。(3)随生态配水量增加,流域用水、交易量及效益减少,高生态配水下开始发生枯水年交易,但系统交易量降低。(4)基于TOPSIS方法(优劣解距离法)开展多判据分析,得到最优策略为生态配水量取天然径流量的25%,初始分配目标情景为公平性目标。