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林窗大小对青海云杉林灌草层维管植物物种多样性的影响

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生态学杂志 2024年第8期43卷 2382-2394页

作者：沙欢梁咏亮彭妞高锋李静尧魏文轩庞丹波陈林宁夏大学林业与草业学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750021 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 宁夏贺兰山国家级自然保护区管理局银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021

林窗普遍存在于森林生态系统中,是物种更新的重要空间场所,可改变森林空间结构和植物群落组成,对物种更新和森林演替具有重要意义。以贺兰山青海云杉林为研究对象,通过分析24对不同大小林窗及林内灌木层和草本层的物种多样性差异及分布... 详细信息

林窗普遍存在于森林生态系统中,是物种更新的重要空间场所,可改变森林空间结构和植物群落组成,对物种更新和森林演替具有重要意义。以贺兰山青海云杉林为研究对象,通过分析24对不同大小林窗及林内灌木层和草本层的物种多样性差异及分布格局,阐明林窗大小对青海云杉林维管植物物种多样性的影响,揭示林窗和林内灌木-更新幼苗-草本共生物种的互作网络差异。结果表明:青海云杉林下灌木植物以置疑小檗、铺地柏、金露梅、小叶忍冬为主要优势种,更新层为青海云杉幼苗和杜松幼苗,薹草是草本层的优势种;林窗物种数高于林内,以大林窗的灌、草层科属种数最高;灌木层丰富度指数随林窗面积的增加而增大,多样性指数在中林窗(100~200m^(2))达到最高,优势度指数、均匀度指数随林窗面积的增加呈下降趋势;草本层丰富度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数均随林窗面积的增加而增大并显著高于林内;Beta多样性随林窗面积的增加呈先降低后增加趋势,分解后的丰富度差异组分对灌木层、草本层贡献最大,且随林窗面积的增加呈上升趋势;林窗网络结构较林内的规模大、复杂且集中;不同大小林窗及林内多形成以草本与草本物种间互作的密切共生关系,中林窗的出现还可增加更新幼苗、灌木与草本物种间的互作共生;林窗对提高贺兰山青海云杉林灌草层维管植物多样性、促进物种共生起着积极作用,当林窗面积在100~200 m^(2)时可提高物种多样性和促进林下植被更新。

关键词：林窗 Alpha多样性 Beta多样性共生指数互作网络

江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区修复区越冬水鸟群落组成及栖息地利用

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湿地科学 2024年第4期22卷 572-579页

作者：李春荣许鹏张树松陈国远殷鹏张涛江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区江苏盐城224057 盐城师范学院湿地学院江苏省滩涂生物资源与环境保护重点实验室江苏省盐土生物资源研究重点实验室江苏滩涂生物农业协同创新中心江苏盐城224007

江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区是东亚—澳大利西亚迁徙路线上候鸟的重要停歇地和越冬地。于2022年11月至2023年2月(候鸟的越冬期),在该保护区的实验区的修复湿地中,对越冬水鸟资源进行持续监测,获取该区域越冬水鸟数量、群落组成等... 详细信息

江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区是东亚—澳大利西亚迁徙路线上候鸟的重要停歇地和越冬地。于2022年11月至2023年2月(候鸟的越冬期),在该保护区的实验区的修复湿地中,对越冬水鸟资源进行持续监测,获取该区域越冬水鸟数量、群落组成等基础数据,并分析越冬水鸟的栖息地利用情况。研究结果表明,监测期间,共记录到水鸟36种,隶属于7目12科,累计数量23019只;其中,国家一级保护动物有4种,国家二级保护动物有3种;记录到IUCN濒危物种红色名录所列全球濒危(EN)物种东方白鹳(Ciconia boyciana),全球易危(VU)物种有3种,全球近危(NT)物种有2种;赤膀鸭(Mareca strepera)、绿头鸭(Anas platyrhyncho)、斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)和白骨顶(Fulica atra)为修复区优势物种;修复区水鸟栖息地包括裸地、浅水区、深水区、芦苇(Phragmites australis)收割区、菖蒲(Acorus calamus)收割区和塘埂。不同栖息地中的水鸟数量和组成存在差异,在深水区中累计记录到的水鸟物种数(19种)和个体数量(18372只)都最多,其水鸟群落与裸地、芦苇收割区、菖蒲收割区、塘埂的水鸟群落的相似性指数都较低,浅水区的水鸟群落的物种多样性指数最大;积极开展水鸟监测、及时了解水鸟对栖息地利用的现状、关注修复湿地状况及其变化、针对栖息地水鸟资源的生态需求差异、维持修复区湿地内栖息地类型的多样性是提升保护区湿地及其水鸟资源管理能力的重要措施。

关键词：越冬水鸟栖息地湿地修复江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区

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菌根真菌在陆地生态系统碳循环中的作用

植物生态学报 2024年第1期48卷 1-20页

作者：陈保冬付伟伍松林朱永官中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室中国科学院大学

在陆地生态系统中,土壤、植被与大气之间有着可观的碳交换通量,陆地生态系统碳循环也和全球气候变化密切关联。菌根真菌可与绝大多数陆地植物建立菌根共生关系,通过矿质养分-碳交换连接起生态系统地上与地下部分,深度参与和影响陆地生... 详细信息

在陆地生态系统中,土壤、植被与大气之间有着可观的碳交换通量,陆地生态系统碳循环也和全球气候变化密切关联。菌根真菌可与绝大多数陆地植物建立菌根共生关系,通过矿质养分-碳交换连接起生态系统地上与地下部分,深度参与和影响陆地生态系统的碳循环过程。该文从碳的输入,土壤有机质的形成、稳定和分解等4个关键环节分别论述了菌根真菌在陆地生态系统碳循环中的作用。研究表明,菌根真菌在陆地生态系统碳的输入过程中扮演关键角色,其通过改善植物矿质营养,参与植物逆境响应,影响植物的光合作用强度,以及调控植物多样性与生产力之间的关系等多种途径,维持或提高植被初级生产力;大气中的CO2被植物固定后,一部分碳经由菌丝网络输送到土壤中,随后经微生物的分解和转化,与矿物结合或被团聚体包裹而被稳定在土壤中;同时,菌根真菌通过影响根际激发效应和菌丝际生物化学过程,如分泌特定胞外酶,与菌丝际微生物互作,驱动芬顿反应,以及与腐生微生物竞争等,调控土壤有机质的分解和转化过程。考虑到菌根真菌对环境和气候变化的敏感性,该文还探讨了全球变化因子对菌根真菌介导的碳循环过程的影响。最后,该文对未来研究方向进行了展望,并提出以下建议:依托联网研究,全面解析菌根真菌参与陆地生态系统碳循环的机理过程及其环境依赖性;加强定量研究,将菌根真菌的作用纳入生态系统碳循环模型;构建菌根应用技术体系,推进菌根真菌的生态和农业应用,提升陆地生态系统“碳汇”功能,为实现国家碳中和目标和应对气候变化提供可选择的技术方案。

关键词：陆地生态系统碳循环全球变化丛枝菌根真菌外生菌根真菌土壤有机质

基于Landsat 8数据的植被覆盖度动态变化监测及生态质量指数提升对策分析——以泰州市海陵区为例

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中国环境监测 2024年第4期40卷 272-280页

作者：朱希希侯玉婧张宗祥黄辉王树祥田慧江苏省泰州环境监测中心江苏省土壤有机污染物监测重点实验室江苏泰州225300 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012

选取2013年、2017年和2021年覆盖泰州市海陵区范围的Landsat 8陆地成像仪(OLI)影像数据,采用归一化植被指数(NDVI)像元二分模型估算植被覆盖度,并基于转移矩阵对泰州市海陵区2013—2021年植被覆盖度的时空分布特征进行统计分析,同时对... 详细信息

选取2013年、2017年和2021年覆盖泰州市海陵区范围的Landsat 8陆地成像仪(OLI)影像数据,采用归一化植被指数(NDVI)像元二分模型估算植被覆盖度,并基于转移矩阵对泰州市海陵区2013—2021年植被覆盖度的时空分布特征进行统计分析,同时对与其相关的建成区绿地率指数、建成区公园绿地可达指数等进行模拟测算分析。研究发现,建成区绿地面积、公园面积与建成区绿地率指数、公园绿地可达指数及生态质量指数(EQI)呈正相关,且绿地类型、公园形状、公园分散度等均会对指数测算结果产生不同影响。植被覆盖度监测结果表明,海陵区植被覆盖度明显下降的地块主要位于其边缘带,而植被覆盖度显著上升的地块则零星分散于海陵区各区域,说明海陵区在城市开发建设过程中兼顾了对绿色生态空间的拓展。

关键词：海陵区生态质量指数植被覆盖度归一化植被指数像元二分模型

喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

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生态学报 2024年第8期44卷 3397-3407页

作者：巢林欧梦菲陈健卢卫福马琳李忠国黄柏华明安刚张建兵胡宝清刘艳艳南宁师范大学地理科学与规划学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 中国科学院华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站会同418307 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站凭祥532600

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象... 详细信息

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用13C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO_(2)并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。

关键词： 13C自然丰度 C4土壤凋落物性状土壤有机碳土壤碳排放激发效应

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祁连山国家公园煤矿修复对地表节肢动物多样性的影响

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生态学报 2024年第4期44卷 1575-1587页

作者：冯怡琳杨竟艺王永珍赵文智辛未冬袁虹刘继亮宁夏大学生态环境学院银川750021 西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地/西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750021 中国科学院西北生态环境资源研究院临泽内陆河流域研究站兰州730000 甘肃农业大学兰州730000 山西师范大学临汾041004 甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心张掖734000

高寒山区煤矿覆土回填和种植草本植物能够快速改善环境,强烈影响地表节肢动物多样性及其生态功能,地表节肢动物对煤矿修复的响应还会因海拔及放牧扰动强度的变化而异。选择祁连山国家公园甘肃片区中部西营河和东大河保护站煤矿修复区和... 详细信息

高寒山区煤矿覆土回填和种植草本植物能够快速改善环境,强烈影响地表节肢动物多样性及其生态功能,地表节肢动物对煤矿修复的响应还会因海拔及放牧扰动强度的变化而异。选择祁连山国家公园甘肃片区中部西营河和东大河保护站煤矿修复区和毗邻草地(对照区)为研究对象,利用陷阱法调查煤矿修复区及对照区地表节肢动物的种类组成和数量变化,解析地表节肢动物群落及关键类群对煤矿修复的响应模式,确定影响地表节肢动物多样性变化的关键要素。结果表明,煤矿修复缩小了修复区和对照区地表节肢动物群落差异,但煤矿修复区和对照区地表节肢动物群落组成明显不同并存在地域差异。西营河煤矿修复显著提高了地表节肢动物活动密度,而东大河保护站煤矿修复导致地表节肢动物活动密度略有降低,地表节肢动物类群丰富度、多样性和均匀度指数变化与活动密度相反。主要地表节肢动物科对煤矿矿区修复的响应模式不同并存在区域差异,西营河保护站煤矿修复显著提高了平腹蛛科、微蛛亚科和隐翅虫科的活动密度,但显著降低了硬体盲蛛科和象甲科的活动密度;东大河保护站煤矿修复显著提高了步甲科活动密度,但降低了蚁科和狼蛛科的活动密度。pRDA排序结果表明,海拔高度和全氮含量解释了西营河保护站煤矿修复区和对照区20.8%的地表节肢动物群落变异;草本地上生物量和海拔高度解释了东大河保护站煤矿修复区和对照区24.3%的地表节肢动物群落变异。总之,高寒山区人工覆土和植被建设引起的植被和土壤环境变化强烈影响地表节肢动物多样性,地表节肢动物对煤矿修复的响应存在明显的区域差异,地表节肢动物多样性可以指示和评估煤矿修复效果。

关键词：祁连山国家公园煤矿矿区生态修复地表节肢动物多样性指示种

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碳中和目标下中国森林碳储量、碳汇变化预估与潜力提升途径

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林业科学 2024年第4期60卷 157-172页

作者：刘世荣王晖李海奎余振栾军伟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生态环境重点实验室北京100091 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 国际竹藤中心竹藤资源与环境研究所国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连... 详细信息

增强森林固碳增汇功能是减缓大气二氧化碳浓度上升和全球气候变暖的重要手段,也是实现碳中和国家战略目标的有效途径。本研究基于文献分析法和模型模拟,系统阐述中国森林碳储量和碳汇现状、动态变化与潜力提升途径。根据国家森林资源连续清查数据测算的森林植被碳储量近5年平均年增长0.152 Pg(以C计),2000s—2010s中国陆地生态系统碳汇量约229.7 Tg·a^(-1)(以C计),其中森林植被(指乔木林)碳储量约增加150.6 Tg·a^(-1)(以C计),约占整个陆地生态系统植被碳汇量的65.6%。过去70年,中国森林已从碳源转变为逐渐增强的碳汇。在森林面积保持不变的情景下,相比2000s—2010s时段,2030年后现有乔木林的生物量碳汇将有所下降;如果森林面积未来持续增加,2030—2050年中国新增乔木林的碳汇量仍将呈增加趋势。在全球变化背景下,气候变化及其引发的风险(极端干旱与热浪事件、森林火灾、病虫害等)可能会削弱森林碳汇功能。为维持并提升森林碳储量和碳汇潜力,需要采取森林碳储与碳汇双增以及森林碳汇与木质林产品碳库协同提升的策略,从保碳、增碳、扩碳和碳资源化利用的汇转移4个途径对森林资源实施保护修复、精准绿化、科学经营与合理利用以及多时空尺度的优化布局,同时重视森林土壤碳库增汇的长期效应。在林业减缓和适应气候变化框架下,森林碳汇潜力提升未来研究重点是科学推进国土绿化适宜造林地和树种选择,森林经营增汇技术,森林碳储、碳汇协同提升与木质产品库的碳汇转移与存续的时空配置优化模式,森林土壤固碳增汇机制以及潜力研究,准确评估森林碳汇对实现国家碳中和目标的贡献及其时间表和路线图。

关键词：森林碳储量碳汇森林面积固碳潜力碳增汇技术

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荒漠草原不同功能群优势植物的水分利用特征

应用生态学报 2024年第8期35卷 2119-2130页

作者：陈晓莹陈林杨新国李敏岚余殿宋乃平陈应龙宁夏大学林业与草业学院银川70000 宁夏大学生态环境学院银川70000 宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地银川750000 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室银川750000 中国科学院西北生态环境研究院沙漠与沙漠化重点实验室兰州70000 宁夏哈巴湖国家级自然保护区管理局宁夏吴忠751500 西澳大学农业与环境学院珀斯6009

掌握植物的水分利用特征及植物间的水源关系对实现荒漠草原地区可持续的植被恢复至关重要。本研究以荒漠草原灰钙土生境(胡杨、中间锦鸡儿和短花针茅)和风沙土生境(胡杨、北沙柳和赖草)中的5种优势植物为对象,测定植物木质部水、土壤水... 详细信息

掌握植物的水分利用特征及植物间的水源关系对实现荒漠草原地区可持续的植被恢复至关重要。本研究以荒漠草原灰钙土生境(胡杨、中间锦鸡儿和短花针茅)和风沙土生境(胡杨、北沙柳和赖草)中的5种优势植物为对象,测定植物木质部水、土壤水、地下水和降雨中稳定同位素(δ^(2)H和δ^(18)O),并结合不同深度的土壤含水量和根系数据,使用MixSIAR模型对植物的水分利用特征进行定量分析。结果表明:生长季内5种植物主要利用土壤水,且在不同生长阶段会利用不同层次的土壤水。灰钙土生境中,胡杨的水源在整个生长季变化最大,生长季初期(5-6月)主要利用60~100cm土壤水,生长旺盛期(7-8月)水源下移至100~200cm土壤水,而在生长季末期(9月)水源又上移至0~20cm土壤水;中间锦鸡儿在生长季初期主要利用60~100cm土壤水,但在生长旺盛期和末期上移至0~20cm土壤水;短花针茅在生长季初期和末期主要利用20~60cm土壤水,而在生长旺盛期上移至0~20cm土壤水。在风沙土生境中,胡杨在生长季初期主要利用60~100cm土壤水,但在生长旺盛期和末期上移至0~20cm土壤水;北沙柳在生长季初期和生长旺盛期主要利用60~100cm土壤水,但在生长季末期下移至100~200cm土壤水;赖草整个生长季都主要利用20~60cm土壤水。土壤含水量、降雨的季节变化及植物的根系分布都会影响植物的水分利用特征。在整个生长季中,灰钙土生境中的乔木、灌木和草本3种优势植物间存在水文生态位分离,促进了其对水分的分配和利用;风沙土生境中对应的3种优势植物间存在水文生态位重叠,导致其对水分的激烈竞争(特别是乔木和灌木间)。因此,在进行植被恢复时必须同时考虑物种特征和土壤特性,引入具有互补性水分利用特征的物种组合,才能实现荒漠草原地区的物种多样性和植被恢复的可持续性。

关键词：土壤生境植物吸水稳定同位素 MixSIAR 荒漠草原

基于环境DNA方法探究巢湖两栖动物多样性及分布特征

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环境科学研究 2024年

作者：孙晓萱肖能文郭宁宁高晓奇张硕储昭升中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室山西农业大学林学院中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室

两栖动物在食物链和生态系统中具有重要的地位，有效评估和监测两栖动物多样性是保护生物多样性的重要环节。该研究于2023年5月在巢湖池塘、河流、农田、湿地四种生境各选取10个调查点位，使用环境DNA技术探究两栖动物多样性，旨在摸清... 详细信息

两栖动物在食物链和生态系统中具有重要的地位，有效评估和监测两栖动物多样性是保护生物多样性的重要环节。该研究于2023年5月在巢湖池塘、河流、农田、湿地四种生境各选取10个调查点位，使用环境DNA技术探究两栖动物多样性，旨在摸清两栖动物多样性本底数据，探索两栖动物生境偏好与影响分布格局的环境因素。结果表明：①巢湖40个调查点位共检测出两栖动物4科5属7种，泽陆蛙在优势度指数(Y=0.303)和条带数占比(33%)上均表现出一定的优势。②池塘和湿地生境的群落结构相较于河流和农田生境差异性较大，河流生境内的物种丰富度低于其他生境。③泽陆蛙(Fejervarya multistriata)在池塘、农田和湿地生境中都具有一定的优势度，镇海林蛙(Rana zhenhaiensis)偏好池塘生境。④广义加性模型结果表明物种丰富度与海拔呈显著负相关(P环境因子的作用，证明了环境DNA可作为调查巢湖两栖动物的有效方法。

关键词：两栖动物 eDNA 环境因子分布格局