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生态塘-潜表流复合人工湿地对抚仙湖入湖河流水质净化效应及途径

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环境科学研究 2024年第3期37卷 572-585页

作者：苏孟白王克勤宋娅丽胡淳王帅兵赵昌彬西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 云南经贸外事职业学院云南昆明650224 玉溪师范学院云南玉溪653100 云阳县国有四十八槽林场重庆云阳404500

为探明人工湿地在流域面源污染治理和高原湖泊及临湖流域水生态环境保护中的效用,本研究以尖山河流域生态塘-潜表流复合人工湿地11级功能区和4种植物为研究对象,通过测定2021年雨季6场典型降雨后各功能区污染物负荷、一个刈割周期内植... 详细信息

为探明人工湿地在流域面源污染治理和高原湖泊及临湖流域水生态环境保护中的效用,本研究以尖山河流域生态塘-潜表流复合人工湿地11级功能区和4种植物为研究对象,通过测定2021年雨季6场典型降雨后各功能区污染物负荷、一个刈割周期内植物各器官及其对应土壤的氮磷含量,分析其氮磷积累量、富集系数和迁移系数的变化特点,深入探讨系统对不同面源污染物的去除效应及途径.结果表明:①生物沉砂塘对悬移质的沉积率范围为27.75%~55.00%,且逐级递减,系统对面源污染物的去除率在44.40%~78.87%之间,末端分区效果更为显著.②植物根区土壤作用(贡献率为59%~74%)是人工湿地氮去除的主要途径,植物吸收转化(贡献率为32%~42%)是磷去除的主要途径,在高污染负荷输入条件下悬移质削减率及污染物净化效应更优.③人工湿地植物营养元素的富集和株内迁移能力具有阶段性,氮、磷元素富集系数(分别为2.29~3.53、1.07~2.92)均大于1且向上迁移活跃,有利于修复环境污染.④单位面积氮磷去除速率均表现为表流湿地>潜流带状湿地,最优植物配置分别为再力花+旱伞草和香蒲+旱伞草.研究显示,合理调配土壤与植物比例及组合,高效利用不同植物配置路线对元素的敏感差异性,对入湿水体进行预处理和采用多功能、多塘系结合的人工湿地设计可稳定发挥水质净化效用.

关键词：人工湿地生态塘-潜表流串联模式水质净化面源污染抚仙湖

蚂蚁筑巢对热带橡胶人工林土壤甲烷排放季节动态的影响

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1695-1704页

作者：王郑钧王邵军肖博解玲玲郭志鹏郭晓飞李瑞罗双夏佳慧杨胜秋兰梦杰西南林业大学生态与环境学院昆明650224

蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态。以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工... 详细信息

蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态。以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工林土壤功能微生物、微生境及土壤养分改变对甲烷排放通量的影响规律。结果表明:1)与非巢地相比,蚂蚁筑巢显著降低了橡胶人工林土壤甲烷排放,年均通量减少59.9%。干季蚁巢土壤是甲烷汇(-1.770μg·m^(-2)·h^(-1)),相较非巢地减少了87.2%;湿季蚁巢土壤则为源(0.703μg·m^(-2)·h^(-1)),其甲烷排放量增加了152.7%。2)蚂蚁筑巢改变了土壤温湿度及碳氮养分含量。相较于非巢地,蚁巢土壤温度、湿度及碳氮组分含量年均增幅达4.9%~138.5%,其对甲烷排放通量的解释率分别为90.1%、97.3%、27.3%~90.0%。3)蚂蚁筑巢改变功能微生物多样性及群落结构。相较非巢地,蚁巢年均甲烷产生菌群落多样性指数(Ace、Chao1、Shannon和Simpson)变幅为-9.9%~61.2%,且高于甲烷氧化菌群落(-8.7%~31.1%),产甲烷菌和甲烷氧化菌优势属相对丰度变幅分别为46.8%和-6.3%。甲烷产生菌对排放通量的解释率(78.4%)高于氧化菌(54.5%),甲烷产生菌与甲烷氧化菌优势属对排放通量的解释率共为68.9%。4)结构方程表明,甲烷产生菌、氧化菌、土壤含水率为甲烷排放通量的主控因子,其对土壤甲烷排放的贡献率分别为95.6%、95.0%和91.2%,而土壤温度、碳氮组分的贡献(73.1%~87.7%)次之。因此,蚂蚁筑巢主要通过改变甲烷功能微生物多样性及土壤水分状况而影响甲烷排放季节动态。

关键词：蚁巢甲烷排放甲烷产生菌甲烷氧化菌热带橡胶林

滇南不同类型森林优势种幼树枝生态化学计量特征

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 46-54页

作者：屠晶张金艳栗忠飞西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 内蒙古乌兰察布市察右前旗林业和草原局内蒙古乌兰察布012000

【目的】探究不同森林类型植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,对于深入了解物种养分元素的分布格局、受限制状况及吸收利用资源效率具有重要作用。【方法】以滇南地区热带季节雨林、热带山地雨林和中山湿性常绿阔叶林3种森林主... 详细信息

【目的】探究不同森林类型植物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,对于深入了解物种养分元素的分布格局、受限制状况及吸收利用资源效率具有重要作用。【方法】以滇南地区热带季节雨林、热带山地雨林和中山湿性常绿阔叶林3种森林主要优势种为研究对象,分析不同类型森林上、下层优势种幼树枝C、N、P化学计量特征。【结果】滇南森林优势种幼树枝C含量为441.67~494.33 mg/g,N含量为6.26~12.47 mg/g,P含量为0.34~1.06 mg/g;滇南3种森林优势种幼树枝C、N、P含量平均值总体上随海拔梯度的增加而增加;C∶N的平均值在热带季节雨林最高、热带山地雨林最低;C∶P和N∶P平均值在热带山地雨林最高、中山湿性常绿阔叶最低;3种森林的N∶P平均值均介于10~20之间;上层优势种幼树枝C、N含量平均值低于下层优势种,P含量平均值上层高于下层,上层N∶P低于10,下层优势种接近于20;热带季节雨林中,C∶N与N∶P间呈显著负相关关系(P一方面反映出滇南森林植被C元素分解释放相对较快,植被生长受N、P元素共同限制的特征;另一方面,滇南森林上层树种对养分元素的吸收利用效率略高于下层树种。滇南森林物种所处的群落层次对其枝化学计量特征的影响程度大于海拔因素。

关键词：森林类型生态化学计量海拔梯度群落层次枝条

刺芒柄花素增强脑缺血半暗带自噬流改善神经损伤(英文)

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：郭涛左涵珺石金沙石浩龙王朝陈柏霖李娟娟昆明医科大学基础医学院昆明理工大学基础医学院

目的刺芒柄花素（formononetin，FOR）常被用于脑卒中后的神经保护和神经功能康复，其在脑缺血再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）损伤中的自噬溶酶体功能尚未见报道。本研究旨在探讨刺芒柄花素的治疗效果是否受到自噬流调节方式的... 详细信息

目的刺芒柄花素（formononetin，FOR）常被用于脑卒中后的神经保护和神经功能康复，其在脑缺血再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）损伤中的自噬溶酶体功能尚未见报道。本研究旨在探讨刺芒柄花素的治疗效果是否受到自噬流调节方式的影响。方法雄性SD（Sprague-Dawley）大鼠在接受大脑中动脉闭塞（middlecerebralarteryocclusion，MCAO）和I/R后被分为假组、模型组和MCAO+FOR（30mg/kg）组。然后获得缺血半暗带的脑组织，分别用Beclin-1、LC3、SQSTM1/P62、Ubiquitin、LAMP-2、CathepsinB、CathepsinD抗体通过蛋白质印迹法（westernblot，WB）和双重免疫荧光检测自噬/溶酶体通路中的关键蛋白质。同时评估脑梗死体积、神经功能损伤和神经元坏死情况，以评价FOR的干预效应。结果研究表明，与MCAO组相比，FOR干预除了能促进神经元中Beclin-1和LC3的自噬活性外，还能够改善自噬清除功能，如LAMP-2、CathepsinB、CathepsinD的溶酶体活性增强，以及Ubiquitin和P62的自噬积累减少。另外，FOR干预7d后显著减少了脑缺血导致的神经功能缺损、梗死体积以及神经元死亡。结论提示FOR的干预治疗可能是通过增强自噬流促进脑缺血半暗带恢复的神经保护机制。

关键词：脑缺血刺芒柄花素自噬流半影区神经保护

气候变化背景下湖泊有机碳组分对温度和降水格局改变的响应

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生态学报 2024年第10期44卷 4117-4128页

作者：张爽高启晨张戎宋晨珲栗忠飞西南林业大学生态与环境学院昆明650224 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102200

湖泊湿地是地球上缓解全球变暖的巨大碳汇系统。在气候变化背景下,随着温度、降水等格局的改变,其碳汇功能存在高度的响应过程。基于135篇文献已发表的557项观测数据,运用meta分析的方法,分析全球尺度上气候及地理因素的相互作用对湖泊... 详细信息

湖泊湿地是地球上缓解全球变暖的巨大碳汇系统。在气候变化背景下,随着温度、降水等格局的改变,其碳汇功能存在高度的响应过程。基于135篇文献已发表的557项观测数据,运用meta分析的方法,分析全球尺度上气候及地理因素的相互作用对湖泊有机碳组分的影响,包括湖泊沉积物有机碳(Sediment Organic Carbon)、湖水中总有机碳(Total Organic Carbon)、湖水溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon)。结果显示:1)在纬度3°49′N—76°24′N和海拔0—4500m范围内,SOC、TOC、POC和DOC的变化范围分别为0.25—15.6 g C/Kg、1.9—25.11 mg C/L、0.026—24 mg C/L、1—115.4 mg C/L;2)地理因素中,海拔与TOC呈显著的负相关(P<0.05),每升高1m,TOC增加0.0077 mg/L;纬度与POC呈显著负相关,与DOC呈显著正相关(P<0.05),每增加1°,POC减少0.136 mg/L,DOC增加1.18 mg/L;3)气候因素中,年均温与SOC和POC呈显著的正相关,与DOC呈显著负相关(P<0.05),每升高1℃,SOC和POC增加0.079 g/kg、0.36 mg/L,DOC下降1.52 mg/L;年均降水量与POC呈显著正相关,与DOC呈显著负相关(P<0.05),每增加100mm,POC增加0.87 mg/L,DOC减少3 mg/L;4)气候和地理因素对SOC、TOC、POC、DOC综合影响的贡献度分别达到16.1%、14%、90%、61.6%;5)最热季度的降水对SOC的影响成正相关,其他季节性气候参数对湖水中TOC和SOC均无显著性影响;最冷季的降水因素是影响POC的主要因素,最潮湿月份、最潮湿季节的降水量和最冷季度的平均温度与POC呈显著正相关关系;最干燥月份、最干旱地区、最热季度和最冷季度的降水量对DOC的影响最显著。

关键词：湖泊有机碳温度与降水海拔与纬度 Meta分析

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蚂蚁巢穴对高檐蒲桃热带次生林土壤CH_(4)排放通量的影响

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应用生态学报 2024年第3期35卷 678-686页

作者：解玲玲王邵军肖博王郑钧郭志鹏郭晓飞罗双李瑞夏佳慧兰梦杰杨胜秋西南林业大学生态与环境学院昆明650224

探明蚂蚁巢穴对热带次生林土壤甲烷排放的影响过程及机理,对于理解土壤动物活动对温室气体排放的贡献具有重要科学意义。以西双版纳高檐蒲桃热带次生林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢与非蚁巢土壤甲烷排放干湿季动态,探... 详细信息

探明蚂蚁巢穴对热带次生林土壤甲烷排放的影响过程及机理,对于理解土壤动物活动对温室气体排放的贡献具有重要科学意义。以西双版纳高檐蒲桃热带次生林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢与非蚁巢土壤甲烷排放干湿季动态,探讨蚂蚁巢穴引起土壤功能微生物多样性及理化性质的变化对甲烷排放的影响机制。结果表明:1)蚂蚁巢穴显著促进土壤甲烷的排放,蚁巢排放量是非蚁巢土壤的2.6倍。2)蚁巢与非蚁巢土壤甲烷排放通量具有显著的干湿季变化,干季为碳汇,其通量变幅为(-0.29±0.03)~(-0.53±0.02)μg·m^(-2)·h^(-1);湿季为碳源(0.098±0.02)~(0.041±0.009)μg·m^(-2)·h^(-1);蚁巢甲烷通量均大于非巢地,蚁巢干湿季变幅(-0.38±0.01)~(0.12±0.02)μg·m^(-2)·h^(-1)小于非巢地(-0.65±0.04)~(0.058±0.006)μg·m^(-2)·h^(-1)。3)蚂蚁巢穴显著促进土壤产甲烷菌多样性(Ace和Shannon指数)、温湿度、碳库(有机碳、易氧化碳和微生物生物量碳)和氮库(全氮、水解氮、铵态氮和微生物生物量氮)组分的增加(增幅为6.2%~37.8%),蚂蚁巢穴却引起土壤甲烷氧化菌多样性(Ace和Chao1指数)的减少(减幅为21.9%~23.8%)。4)结构方程表明:土壤温度、湿度、碳库、氮库、产甲烷菌多样性显著促进土壤甲烷排放,分别解释了6.9%、21.6.%、18.4%、15.2%和14.0%的通量变化;甲烷氧化菌多样性的变化对甲烷排放具有抑制作用,解释10.8%的通量变化。因此,蚂蚁巢穴的存在引起了土壤功能细菌多样性、微气候和碳氮库的改变,进而影响热带次生林甲烷排放。

关键词：蚂蚁巢穴 CH4排放产甲烷菌甲烷氧化菌热带森林西双版纳

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滇中高原半湿润常绿阔叶林斑块的鸟类多样性

应用生态学报 2024年第7期35卷 1979-1987页

作者：刘越强沈泽昊李娜云南大学生态与环境学院昆明650091 云南省生态环境工程评估中心昆明650032 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 大理大学东喜玛拉雅研究院云南大理671003

本研究选取半湿润常绿阔叶林的代表性分布区——滇中高原地区8处天然森林群落作为调查取样对象,定量评估半湿润常绿阔叶林现存斑块中的鸟类物种多样性及其组成与分布的特点。野外观测集中于2023年4—8月,采用样线-样点法,共布设3~4 km... 详细信息

本研究选取半湿润常绿阔叶林的代表性分布区——滇中高原地区8处天然森林群落作为调查取样对象,定量评估半湿润常绿阔叶林现存斑块中的鸟类物种多样性及其组成与分布的特点。野外观测集中于2023年4—8月,采用样线-样点法,共布设3~4 km长调查路线8条。结果表明:1)调查共记录鸟类1286只次,隶属7目30科102种。种类最丰富的前3科分别是鹟科(含14种)、噪鹛科(含9种)、柳莺科(含7种);2)东洋界物种占81.4%,古北界物种占4.9%,广布种占13.7%;3)森林斑块中调查到的平均鸟类物种数为32.0±3.5;鸟类Shannon指数在火后恢复的半湿润常绿阔叶林(1.536±0.110)中低于原生森林群落(2.037±0.100);4)不同斑块间存在共同的优势种(红头长尾山雀、蓝翅希鹛、灰腹绣眼鸟)和常见种(西南冠纹柳莺、蓝喉太阳鸟、棕头雀鹛),稀有种则各不相同,导致不同斑块中鸟类物种成分有很大不同;5)基于食性划分生态种组,食无脊椎动物和杂食的鸟类占84.3%,植食性鸟类占11.8%,肉食性鸟类占3.9%。食性相近的鸟类主要通过分割占用森林的垂直取食空间,稀释种间竞争,维持物种共存。对于鸟类物种多样性维持而言,现存的原生性半湿润常绿阔叶林斑块都具有重要的保护价值。

关键词：半湿润常绿阔叶林滇中高原鸟类物种多样性物种构成

基于PLUS-InVEST模型碳储量时空演变及驱动因素分析——以纳帕海流域为例

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中国环境科学 2024年第9期44卷 5192-5201页

作者：张爽高启晨张戎宋晨珲栗忠飞西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102200

以纳帕海流域为例,利用PLUS-InVEST模型和地理探测器等方法,对过去20a和未来不同情境下该流域的土地利用变化、碳储量时空演变规律以及空间分异驱动因素进行了深入分析.研究结果表明:(1)2000~2020年,水域、建设用地面积分别增加143.98%... 详细信息

以纳帕海流域为例,利用PLUS-InVEST模型和地理探测器等方法,对过去20a和未来不同情境下该流域的土地利用变化、碳储量时空演变规律以及空间分异驱动因素进行了深入分析.研究结果表明:(1)2000~2020年,水域、建设用地面积分别增加143.98%、451.86%,耕地、草地面积分别减少61.37%、20.53%,耕地和草地主要转化为建设用地,部分草地也转化为林地;(2)纳帕海流域碳储量在过去20a中总体呈现下降趋势,共减少了0.63×10^(6)t,草地和耕地的下降和建设用地的增加是碳储量减少的主要原因;(3)与2020年相比,未来2035年不同情景下的碳储量,除自然发展和耕地保护情景外,其他情景下均呈增加趋势,碳储量总量分别为18.11×10^(6)t,18.17×10^(6)t,18.29×10^(6)和18.31×10^(6)t;(4)DEM(0.533),年均温(0.442)和NDVI(0.365)是驱动纳帕海流域碳储量空间分异的主导因子;(5)各驱动因子间的交互作用强度均强于单一因子,其中协同作用最强的是DEM与NDVI协同影响类型(0.633).研究结果可为纳帕海流域土地利用合理规划及碳汇功能提升提供数据支撑.

关键词：碳储量驱动因子 Plus-InVEST模型地理探测器纳帕海流域

热带森林恢复过程中氨氧化细菌群落的季节变化

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1242-1250页

作者：王明柳曹乾斌陆梅左倩倩赵爽陈闽昆王平西南林业大学生态与环境学院昆明650224 贵州大学林学院贵阳550025

本研究以西双版纳热带森林生态系统恢复前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落和后期的高檐蒲桃群落为研究对象,采用高通量测序技术测定土壤氨氧化细菌(AOB)群落的干湿季变化特征,分析热带森林生态系统恢复过程中土壤理化环境变化对AOB群... 详细信息

本研究以西双版纳热带森林生态系统恢复前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落和后期的高檐蒲桃群落为研究对象,采用高通量测序技术测定土壤氨氧化细菌(AOB)群落的干湿季变化特征,分析热带森林生态系统恢复过程中土壤理化环境变化对AOB群落组成及多样性的影响。结果表明:热带森林恢复显著影响土壤AOB优势门的相对丰度及其季节变化。变形菌门相对丰度均值在恢复前期达最大(71.3%),而放线菌门则在恢复后期达最大(1.0%);变形菌门和放线菌门丰度的干湿季变幅分别在恢复前期和后期达最大。热带森林恢复显著影响土壤AOB优势属相对丰度及其季节变化。亚硝化螺菌属和亚硝化毛杆菌属相对丰度均值在恢复后期达到最大,分别为66.2%和1.5%,而亚硝化弧菌属则在恢复前期达最大,为25.6%;亚硝化螺菌属和亚硝化弧菌属相对丰度的干湿季变幅最大值出现在恢复前期,而亚硝化毛杆菌属丰度的变幅则在恢复中期达最大。AOB群落Chao1、Shannon和Simpson指数均沿热带森林恢复进程显著增加且在湿季高于干季。典范对应分析表明,土壤易氧化碳是AOB群落多样性和放线菌门丰度变化的主控因子;土壤容重和温度是变形菌门丰度变化的主要影响因子;土壤pH、微生物生物量碳、含水率、铵态氮、容重和温度是亚硝化螺菌属、亚硝化毛杆菌属和亚硝化弧菌属的主控因子。因此,热带森林恢复主要通过改变土壤温度、容重及易氧化碳含量而调控优势类群的丰度变化,从而促进AOB群落多样性。

关键词：氨氧化细菌 amoA基因热带森林恢复微生物多样性