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中国荒漠化潜在发生区域150年变迁:过去、现在和未来

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科学通报 2024年第31期69卷 4637-4650页

作者：蔡依霏王锋潘绪斌张方敏任国玉卢琦中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院荒漠化研究所三北工程研究院中国检验检疫科学研究院南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室中国气象局国家气候中心中国地质大学(武汉)环境学院

土地荒漠化是影响人类生存和发展的全球性重大生态问题,我国也是世界上荒漠化最严重的国家之一.当前中国荒漠化潜在发生区域是否发生变化及近百年来变化规律尚不清楚,很多研究对未来干旱的预测忽略了CO2对潜在蒸散的影响,高估了未来荒... 详细信息

土地荒漠化是影响人类生存和发展的全球性重大生态问题,我国也是世界上荒漠化最严重的国家之一.当前中国荒漠化潜在发生区域是否发生变化及近百年来变化规律尚不清楚,很多研究对未来干旱的预测忽略了CO2对潜在蒸散的影响,高估了未来荒漠化扩张的趋势.本研究基于《联合国防治荒漠化公约》对荒漠化发生区域的定义,考虑未来CO2浓度增加对潜在蒸散的影响,利用高分辨率格点气象数据（CRU TS4.06）以及第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的10个全球气候模式数据,分析了当前中国荒漠化潜在发生区域空间分布、过去120年的演变规律和未来30年变化趋势.研究表明:（1）以1991～2020年为基准期,中国荒漠化潜在发生区域约为480万km2,约占全国陆域面积的50%.（2）过去120年（1901～2020年）中国荒漠化潜在发生区域总面积呈先减小后增加的趋势,变化转折点发生在1978年;气候整体转向更湿润,潜在发生面积减少3.5万km2.（3）未来从低到高3种排放强度下,到2050年中国荒漠化潜在发生区域面积相比现状分别下降5.51%、4.70%和3.73%,随排放强度增加荒漠化潜在发生区域面积变大;未来整体气候转向更湿润,不考虑CO2浓度增加的影响,会高估荒漠化潜在发生区域的面积.综上所述,预计未来中国荒漠化潜在发生区域的面积将减少,但我国仍有接近一半的国土面临潜在的荒漠化风险,维持较低的排放强度有助于降低荒漠化潜在发生区域的面积.

关键词：荒漠化气候变化潜在蒸散排放强度 Penman-Monteith公式

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不同林龄桉树根际及非根际土壤微生物群落结构及功能

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生态学报 2024年第18期44卷 8409-8422页

作者：朱媛王亚鑫覃方锉孟森王胜坤陆俊锟中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520 南京林业大学南京210037

桉树(Eucalyptus spp.)是最重要的速生人工林树种之一,但其导致的不良生态效应使其备受争议。桉树对土壤微生物群落的影响尚缺乏研究。以2、7、12、17和22年的桉树人工林为研究对象,利用宏基因组测序技术探究根际和非根际微生物群落结... 详细信息

桉树(Eucalyptus spp.)是最重要的速生人工林树种之一,但其导致的不良生态效应使其备受争议。桉树对土壤微生物群落的影响尚缺乏研究。以2、7、12、17和22年的桉树人工林为研究对象,利用宏基因组测序技术探究根际和非根际微生物群落结构、多样性及功能对桉树林龄的响应。结果表明:土壤理化性质及多样性随林龄呈现先降低后升高的趋势。根际土真菌群落多样性在12年最低,非根际土细菌、根际及非根际土古菌群落均在7年最低。不同林龄间桉树根际及非根际土的微生物群落组成均存在显著差异,但并未改变真菌群落优势菌属(根孢囊霉属,Rhizophagus)。然而,根际土的细菌与古菌群落优势菌属与非根际土存在显著差异,根际土的优势细菌菌属分别为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)及拟杆菌属(Bacteroides),优势古菌菌属为Candidatus-Nitrosotalea属及甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)。真菌对硝态氮,细菌、古菌群落α多样性及群落组成对pH有较大响应。此外,古菌α多样性及群落组成对有效磷有较大响应。真菌、细菌、古菌的功能在根际及非根际间存在显著差异,且细菌群落的变异最大。研究揭示了不同林龄桉树土壤微生物群落的动态变化规律,为桉树人工林提质增效、多功能经营提供理论依据。

关键词：桉树林龄土壤微生物群落多样性宏基因组测序

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不同基因型长穗偃麦草幼胚诱导再生体系的构建和比较研究

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中国草地学报 2024年第7期46卷 11-17页

作者：张然刘岳含王思宁董笛刘亚玲毛培春邹博坤李晓霞中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/国家林业和草原局草原研究中心北京100091 新疆维吾尔自治区草原总站新疆乌鲁木齐830000 国家草业技术创新中心(筹)/内蒙古草业技术创新中心有限公司内蒙古呼和浩特010070 北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所北京100097

长穗偃麦草是一种耐盐碱、高产优质的多年生牧草和生态草,在我国盐碱地改良和滨海地区生态环境建设中占有重要地位,但其生物技术体系尚不成熟。本研究以来源不同的8个长穗偃麦草种质为试验材料,利用组织培养技术开展幼胚再生体系构建,... 详细信息

长穗偃麦草是一种耐盐碱、高产优质的多年生牧草和生态草,在我国盐碱地改良和滨海地区生态环境建设中占有重要地位,但其生物技术体系尚不成熟。本研究以来源不同的8个长穗偃麦草种质为试验材料,利用组织培养技术开展幼胚再生体系构建,筛选适宜构建遗传转化体系的优异受体材料。结果表明,在改良后的诱导培养基(MS培养基+0.5 g/L L-谷氨酸+0.5 g/L L-脯氨酸+0.3 g/L酶水解酪蛋白+30 g/L麦芽糖+2 mg/L 2,4-D+7 g/L琼脂)上,长穗偃麦草种质培养第3 d形成较小的愈伤组织,培养4周后分化。不同基因型长穗偃麦草在相同培养基上的幼胚愈伤组织诱导率、分化率和再生时间差异显著,其中4号材料的幼胚出愈率高达97.92%,分化率为88.33%,生根率为100.00%,再生时间较短,为56.2 d,可作为长穗偃麦草遗传转化的理想底盘材料。

关键词：长穗偃麦草愈伤组织幼胚再生体系

阿拉善高原东部4种飞播灌木种子萌发的适宜条件

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中国沙漠 2024年第1期44卷 96-101页

作者：朱雅娟赵晨光李慧瑛王阿晴中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 阿拉善盟林业与草原研究所内蒙古阿拉善左旗750306

阿拉善高原地处内蒙古西部,沙漠和戈壁广泛分布,是中国北方主要沙尘源地。飞播是当地治理土地荒漠化的重要途径。通常,飞播之后植物的萌发主要受气象和生境等自然因素影响。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、花棒(Corethrodendron fr... 详细信息

阿拉善高原地处内蒙古西部,沙漠和戈壁广泛分布,是中国北方主要沙尘源地。飞播是当地治理土地荒漠化的重要途径。通常,飞播之后植物的萌发主要受气象和生境等自然因素影响。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、花棒(Corethrodendron fruticosum)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)是阿拉善高原荒漠的4种优势灌木。通过温室盆栽实验,研究降雨量、播种深度和土壤类型对4种灌木种子萌发的影响,优化飞播技术,为精准治沙提供理论依据。模拟的3个降雨量分别是首次浇水10、15、20 mm,之后每2天浇水5 mm,共10次。4个播种深度分别是0.5、1、2、3 cm。4种土壤类型分别是微细沙、细沙、中沙和粗沙。结果表明:沙冬青种子萌发的适宜条件是首次浇水15~20 mm,其他3种灌木则为首次浇水10~20 mm。沙冬青种子的适宜播种深度是0.5~1 cm,其他3种灌木则是0.5~2 cm;3 cm只有少量花棒萌发。沙冬青在微细沙、细沙和中沙里的萌发率较高,而在粗沙中的萌发率较低;其他3种灌木在4种土壤中的萌发率都较高。因此,在阿拉善高原东部,沙冬青适宜15 mm以上降雨后在流动、半流动和半固定沙丘飞播,不适宜戈壁飞播;其他3种灌木则适宜10 mm以上降雨后在流动、半流动、半固定沙丘和戈壁飞播。

关键词：飞播降雨量播种深度土壤类型

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湿地生态系统评价的常用方法和应用研究进展

生态科学 2024年第05期43卷 189-199页

作者：翟夏杰崔丽娟李伟赵欣胜雷茵茹李晶王金枝中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站

湿地是广泛分布于世界各地的陆生和水生生态系统之间的过渡性地带,囊括了自然形成为主的沼泽、河湖、滨海滩涂与人工构建为主的水稻田、水库、池塘等多样的亚系统类型。湿地因与珍稀水禽等生物在繁衍迁徙方面的紧密联系和生态净化作用... 详细信息

湿地是广泛分布于世界各地的陆生和水生生态系统之间的过渡性地带,囊括了自然形成为主的沼泽、河湖、滨海滩涂与人工构建为主的水稻田、水库、池塘等多样的亚系统类型。湿地因与珍稀水禽等生物在繁衍迁徙方面的紧密联系和生态净化作用而被称为“鸟类乐园”和“地球之肾”。在人为干扰和自然环境变化的耦合作用下,全球范围内湿地产生了不同程度的退化演变,湿地生态系统的相关科学评价是湿地生态保护修复及其可持续发展的重要内容,也是生态系统管理者关注的焦点。湿地生态系统评价依托经济学、生态学的基础理论,通过定性和定量的方法对湿地生态系统的结构、过程、功能和价值进行判断、分析并得出结论,进而满足湿地保护、恢复与管理等方面的需求。目前湿地生态系统的相关评价研究较为繁杂,在对已有成果进行综合分析的基础上,本文较为系统地总结凝练了湿地生态系统相关评价的概念、类型及其方法与应用,针对目前湿地生态系统评价中亟待解决的一些问题进行了探讨,并对湿地生态系统评价研究的发展方向进行了评述。

关键词：湿地评价湿地价值生态系统服务评价指标

黄河流域黄土高原生态质量时空演变格局及其驱动因素

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水土保持研究 2024年第4期31卷 233-240页

作者：李慧张少伟赵阳中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 河南开放大学乡村振兴学院郑州450046 中国林业科学研究院经济林研究所郑州450003

[目的]量化分析自然与社会经济因素对黄河流域黄土高原生态质量格局演变的影响,为进一步提升黄河流域生态质量,促进区域生态可持续发展提供理论支撑。[方法]基于DPSIR模型框架,从社会经济状况、自然环境与生态治理方面选取14项指标,构... 详细信息

[目的]量化分析自然与社会经济因素对黄河流域黄土高原生态质量格局演变的影响,为进一步提升黄河流域生态质量,促进区域生态可持续发展提供理论支撑。[方法]基于DPSIR模型框架,从社会经济状况、自然环境与生态治理方面选取14项指标,构建生态质量综合评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,采用加权平均法计算生态质量综合评价指数;构建岭回归模型,分析了其变化的驱动因子。[结果]黄河流域黄土高原生态质量具有明显时空异质性;生态质量较高区域集中分布在中游地区,较低区域集中分布在上游地区,整体呈“东南高、西北低”的空间格局;生态质量评估为中及以上水平区域面积占比由2000年的40.56%上升至2020年的70.36%;20年间生态质量提升的区域面积占研究区总面积的94.44%,提升的区县数量占总区县数的91.57%;岭回归模型可以解释生态质量99.4%的变异,植被覆盖度和年降水量对生态质量变化的相对贡献率较高。[结论]黄河流域黄土高原生态质量呈提升趋势,其时空分布格局主要受植被覆盖度和年降水量的驱动。建议在科学、合理增加植被覆盖度的基础上,进一步优化生态系统空间格局。

关键词：生态质量时空演变驱动力岭回归黄河流域黄土高原

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基于火模拟的森林火灾风险定量评估——以中国林业科学研究院亚热带林业实验中心为例

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 83-90页

作者：宗学政田晓瑞马帅刘畅中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091 中国林业科学研究院资源管理处北京100091

【目的】森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响,识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火... 详细信息

【目的】森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响,识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险,为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。【方法】利用燃烧概率模型(Burn-P3)在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险,分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。【结果】火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.0401,燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主,平均火强度及蔓延速度分别为2043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高,阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低,但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明,风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%,针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。【结论】研究区内大部分区域的燃烧概率较低,但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高,是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能,可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物,降低火灾风险。

关键词：林火燃烧概率火行为风险评估火模拟

寄生和捕食元宝枫种子瘿蚊的重要天敌——毛链金小蜂属一新种(膜翅目:金小蜂科)

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林业科学 2024年第9期60卷 134-140页

作者：刘慧慧李恩杰曹亮明王小艺辛学兵仇兰芬包青春杨忠岐北京九龙山暖温带森林国家长期科研基地、中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 国家林草局森林保护学重点实验室、中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091 园林绿地生态功能评价与调控技术北京市重点实验室、北京市园林绿化科学研究院北京101118 内蒙古科尔沁右翼中旗五角枫自然保护区管理局乌兰浩特137400

【目的】元宝枫是我国珍贵经济林树种,其籽油中含有丰富的神经酸等物质,在预防和治疗人类神经系统疾病上具有重要价值。然而,近年来作者发现元宝枫种子受到一种元宝枫瘿蚊(Acumyia sp.)幼虫的严重侵害。为了无公害防治该害虫,本研究旨... 详细信息

【目的】元宝枫是我国珍贵经济林树种,其籽油中含有丰富的神经酸等物质,在预防和治疗人类神经系统疾病上具有重要价值。然而,近年来作者发现元宝枫种子受到一种元宝枫瘿蚊(Acumyia sp.)幼虫的严重侵害。为了无公害防治该害虫,本研究旨在调查并鉴定元宝枫瘿蚊的天敌。【方法】通过在北京和内蒙古的实地调查,发现了寄生和捕食元宝枫瘿蚊幼虫和蛹的一种小蜂。通过分类研究,确定其为小蜂总科金小蜂科毛链金小蜂属Systasis的一个新种——元宝枫瘿蚊毛链金小蜂Systasis aceri Yang,Liu et Cao ***.。本文详细描述了该寄生蜂的形态特征,并附有彩色形态特征图。同时,还记述了该小蜂的生物学,也和毛链金小蜂属我国的二个相近种进行了比较,提供了鉴别特征。【结果】该新种与中国的一种寄生刺槐叶瘿蚊的小蜂——叶瘿蚊毛链金小蜂Systasis obolodiplosis Yao et Yang相似,但可以通过以下特征进行区分:新种体呈金绿色,雌性体长3.4~3.6 mm,雄性1.8~2.4 mm(而后者体呈蓝色,带有紫色金属光泽;雌性体长2.1 mm,雄性1.3 mm);唇基略呈方形,宽为高的1.4倍(后者的唇基更宽,宽度是其高度的2.0倍);腹部较长,长为宽的2.7倍(后者的腹部较短,长为宽的1.8倍)。Xiao&Huang修订了中国毛链金小蜂属的种类,并提供了9个种的分类检索表。使用此检索表,新种最初被归为Systasis procerula Xiao et Huang。然而,本新种雌性在其他特征上存在差异:痣后脉长度是痣脉的1.4倍(后者的痣后脉短于痣脉);触角较短,梗节加鞭节的长度是头宽的1.15倍(后者是头宽的1.4倍);本种腹部更长,长为宽的2.7倍(后者腹部较短,长为宽的1.5倍)。此外,还描述了新种的生物学特性。元宝枫瘿蚊毛链金小蜂对元宝枫瘿蚊幼虫和蛹具有较高的寄生率,达到34%。其1~2龄幼虫为寄生性,而3龄以后则转为捕食性,能将单个种子中的52~125头瘿蚊幼虫(或蛹)捕食殆尽。该小蜂一年发生2~3代,是元宝枫瘿蚊的主要天敌。【结论】本天敌的发现为无公害生物防治元宝枫瘿蚊提供了一种优秀天敌。这一发现对于保护元宝枫这一珍贵树种及其籽油资源具有重要意义,并为未来种实害虫提供了新的生物防治技术。

关键词：元宝枫元宝枫瘿蚊元宝枫毛链金小蜂寄生性和捕食性天敌生物防治

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从“七老年谱”看中国近代木材科学研究

木材科学与技术 2024年第4期38卷 1-7页

作者：马青韩雁明张鹏傅峰中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

中国近代木材科学的发展是中国木材学先驱者在引进西方木材科学成果的基础上,结合中国社会发展实际,经过卓有成效的理论研究和实践探索而成。本文以《中国林业事业的先驱和开拓者唐燿成俊卿朱惠方柯病凡葛明裕申宗圻王恺年谱》为线索,... 详细信息

中国近代木材科学的发展是中国木材学先驱者在引进西方木材科学成果的基础上,结合中国社会发展实际,经过卓有成效的理论研究和实践探索而成。本文以《中国林业事业的先驱和开拓者唐燿成俊卿朱惠方柯病凡葛明裕申宗圻王恺年谱》为线索,阐述中国木材科学研究的起步与发展历程,以及学科布局和解决的社会问题。进入新时代,我国木材学肩负着新的历史使命和时代担当,总结近代木材学研究实践经验,对当代木材科学研究紧密结合国家战略和社会需求具有启示意义。

关键词：林业事业先驱七老年谱近代木材科学起步和发展国家战略社会需求