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土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

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农业环境科学学报 2024年第3期43卷 488-495页

作者：陈欣郭薇李济之迟光宇中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境工程重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果... 详细信息

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。

关键词：土壤微塑料植物影响因素作用机制

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森林生态系统中木腐真菌功能性状研究进展

生态学杂志 2024年

作者：薛健斌陈丽婷魏玉莲中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院大学

木腐真菌作为木材分解的主要类群，物种极为丰富，影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应，能有效联系物种个体特征与环境变化，提高对物种功能性状的认... 详细信息

木腐真菌作为木材分解的主要类群，物种极为丰富，影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应，能有效联系物种个体特征与环境变化，提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制。本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程，总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题，包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征，菌丝生长与获取营养物质的功能性状，真菌群落多样性的形成机制及其功能类群，木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征，并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法。尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步，但由于真菌种类繁多、性状多样，目前对真菌功能性状的研究并不系统深入。提高对木腐真菌物种功能性状的认识，包括木腐真菌物种如何共存、群落如何构建及生物多样性维持机制等，可以加深对真菌群落功能机制性的了解。

关键词：木腐真菌功能性状功能多样性群落构建

川西高原四川红杉树轮宽度和密度对气候响应的分异性特征

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第四纪研究 2024年

作者：李名勇段建平王丽丽中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所

探究树木生长对气候的响应可为预测气候变化背景下树木生长及森林生产力未来趋势提供重要信息。结合树轮宽度和密度多指标数据,本研究分析了我国西南地区四川红杉(Larix mastersiana)生长对气候的响应特征及其在时间上的变化情况。研究... 详细信息

探究树木生长对气候的响应可为预测气候变化背景下树木生长及森林生产力未来趋势提供重要信息。结合树轮宽度和密度多指标数据,本研究分析了我国西南地区四川红杉(Larix mastersiana)生长对气候的响应特征及其在时间上的变化情况。研究结果显示,四川红杉年轮宽度指数、早材宽度指数与晚材宽度指数之间存在显著(P研究揭示了四川红杉各树轮指标对气候要素的响应的差异性及其在时间上的稳定性,有助于理解川西高原地区针叶树种生长与气候之间的响应关系。

关键词：四川红杉树木生长树轮宽度树轮密度气候变化川西高原

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东北半干旱区外来植物入侵现状评估

应用生态学报 2024年第1期35卷 73-79页

作者：张悦马巍格刘谷娥周全来郭佳曹伟中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室沈阳110016 沈阳农业大学生物科学技术学院沈阳110866

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,... 详细信息

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,有9个属(34.6%)11个种(32.4%);豆科、茄科、禾本科有11个属(42.3%)15个种(44.1%);入侵植物中草本植物有33种,占绝对优势(97.1%)。入侵等级为1级和2级的全国性入侵植物各有7种,均占总数的20.6%;入侵等级为4级的种数最多,有17种,占总数的50%。源于北美洲和欧洲的外来入侵植物最多,占64.7%,而源于南美洲、亚洲和非洲的外来入侵植物共占35.3%。44.1%的外来入侵植物是有意引入,而无意引入的占55.9%。东北半干旱区81.3%的县(市)有外来入侵植物分布,入侵形势十分严峻。

关键词：东北半干旱区外来入侵植物入侵等级原产地分布格局

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基于机器学习方法的花生镉富集系数预测

农业环境科学学报 2024年第6期43卷 1230-1238页

作者：毕卫冬丁昌峰周志高王兴祥土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院红壤生态实验站江西鹰潭335211

通过采集我国14个省份花生主产区的100组土壤-花生样品,分析土壤-花生系统镉(Cd)污染特征及土壤理化性质,基于机器学习方法建立花生Cd富集系数预测模型并识别花生富集Cd的重要影响因素。结果表明,采集的全国范围土壤样品总体以酸性为主,... 详细信息

通过采集我国14个省份花生主产区的100组土壤-花生样品,分析土壤-花生系统镉(Cd)污染特征及土壤理化性质,基于机器学习方法建立花生Cd富集系数预测模型并识别花生富集Cd的重要影响因素。结果表明,采集的全国范围土壤样品总体以酸性为主,有60%的土壤pH森林模型(R^(2)=0.930~0.966)对花生Cd富集系数的预测性能均明显优于相应的多元线性回归模型(R^(2)=0.471~0.657)。随机森林模型分析结果表明不同区域相对重要性较高的特征变量有所差异,影响北方产区花生Cd富集系数预测最重要的特征变量为土壤游离锰氧化物、游离铁氧化物含量和pH,而影响南方产区花生Cd富集系数预测最重要的特征变量为土壤游离锰氧化物、黏粒、游离铁氧化物和有机质含量。研究表明,相较于传统多元线性回归模型,随机森林模型对花生Cd富集系数的预测性能更为优越,为田间大尺度下土壤-花生系统中Cd的迁移预测提供了新的视角和解决方案。

关键词：土壤花生镉随机森林预测模型

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四环素类抗性基因在黑土农田和蔬菜中的分布特征

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生态学杂志 2024年第3期43卷 758-765页

作者：武轶张珣王宝玉高程程黎馨月安婧沈阳大学环境学院沈阳110044 中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境工程重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

抗生素及其抗性基因可随动物粪肥施用进入农田土壤中,进而给土壤-蔬菜系统带来潜在的生态风险。为分析抗生素抗性基因在土壤及蔬菜系统中的分布特征,本研究以四环素类抗性基因(TRGs)为对象,通过温室盆栽试验研究了典型TRGs在3种可生食蔬... 详细信息

抗生素及其抗性基因可随动物粪肥施用进入农田土壤中,进而给土壤-蔬菜系统带来潜在的生态风险。为分析抗生素抗性基因在土壤及蔬菜系统中的分布特征,本研究以四环素类抗性基因(TRGs)为对象,通过温室盆栽试验研究了典型TRGs在3种可生食蔬菜(小白菜、生菜和樱桃萝卜)中的分布特征,探讨了蔬菜根系扰动对其根际土壤中TRGs多样性和丰度的影响,并分析了TRGs在蔬菜和土壤中分布特征的相关性。结果表明,受试蔬菜体内及根际土壤中均检测到TRGs和可移动元件(MGEs),检出种类和丰度依次为根际土壤>蔬菜根部>茎叶部。蔬菜根部检出的TRGs与MGEs种类和丰度高于茎叶内,其中tetD-01、tetG-01、tetT、tet(32)、IS613、tnpA-04、intI-1(clinic)检出率和丰度尤为突出。樱桃萝卜根际土壤的TRGs及MGEs比生菜、小白菜富集量大,且土壤和蔬菜系统中部分TRGs的分布与MGEs呈显著正相关。研究结果可为揭示TRGs在土壤-蔬菜系统中存在的安全风险提供数据支持。

关键词：农田土壤生食蔬菜四环素抗生素抗性基因可移动元件

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东北陆地生态系统碳汇现状与研究展望

应用生态学报 2024年

作者：王绪高吕晓涛郗凤明刘志华梁宇高添孙涛于大炮王超马强梁超郑甜甜王娇月尹岩焦珂伟刘波朱教君中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 辽宁省陆地生态系统碳中和重点实验室

提升陆地生态系统碳汇是减缓气候变化、实现“碳中和”的主要措施之一。东北地区是我国陆地生态系统碳汇的核心贡献区，厘清该区碳汇现状及未来变化特征对实现我国“碳中和”目标至关重要。本文从碳汇时空格局、碳汇驱动机制、增汇技术... 详细信息

提升陆地生态系统碳汇是减缓气候变化、实现“碳中和”的主要措施之一。东北地区是我国陆地生态系统碳汇的核心贡献区，厘清该区碳汇现状及未来变化特征对实现我国“碳中和”目标至关重要。本文从碳汇时空格局、碳汇驱动机制、增汇技术与潜力评估等方面，综述了东北陆地生态系统碳汇研究的进展。由于数据来源与研究手段不同，东北陆地碳汇计量存在较大的不确定性，尤其是森林碳汇估测结果差异较大(0.020～0.157 Pg C·a-1)。碳汇功能取决于植物-土壤-大气界面之间的碳交换过程，但对于东北地区不同时空尺度下碳汇提升的关键路径尚不清晰。提升陆地生态系统质量是东北地区固碳增汇的关键与核心，但由于不同生态系统有其独特的时空变化特征，亟待建立适合“双碳”目标下的多生态系统协同的固碳增汇技术体系。未来研究需发展融合多源数据与多尺度技术手段的碳汇精准计量体系，准确评估东北陆地碳汇功能与增汇潜力，聚焦碳汇功能的多尺度驱动机制，创新发展适合东北陆地生态系统协同提升的增汇技术体系，并开展增汇技术示范，为“碳中和”目标的实现提供科技支撑。

关键词：陆地碳汇碳汇计量增汇技术增汇潜力东北地区

降水格局改变及氮沉降对北方典型草原土壤线虫多样性的影响

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生物多样性 2024年第3期32卷 87-98页

作者：曹可欣王敬雯郑国武鹏峰李英滨崔淑艳沈阳师范大学生命科学学院沈阳110034 中国科学院沈阳应用生态研究所/森林生态与管理重点实验室沈阳110016

在全球气候变化的影响下,干旱和半干旱地区的降水格局呈现出降雨强度增加、降雨频率减少但降雨总量不变的趋势。大气氮沉降作为另一个全球气候变化的重要因子,沉降速率逐年加剧,显著影响生态功能及过程。线虫是陆地生态系统中最主要的... 详细信息

在全球气候变化的影响下,干旱和半干旱地区的降水格局呈现出降雨强度增加、降雨频率减少但降雨总量不变的趋势。大气氮沉降作为另一个全球气候变化的重要因子,沉降速率逐年加剧,显著影响生态功能及过程。线虫是陆地生态系统中最主要的土壤生物,参与多种地下生态过程。线虫群落的多样性尤其是功能、系统发育多样性如何对降水格局的改变做出响应,以及氮沉降如何调节这些响应,目前仍不清楚。本研究利用中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验研究站长期模拟降水格局改变及氮沉降添加试验平台,开展了5个降雨强度(2 mm、5 mm、10 mm、20 mm、40 mm)处理和氮添加(10 g N·m^(-2)·yr^(-1))对土壤线虫分类、功能和系统发育多样性的影响研究。结果表明,降水强度较强但频率较低可以提高线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性;同时降低了分类β多样性和系统发育β多样性。然而,氮添加降低了中高强度降水处理下线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性,同时提高了分类β多样性、功能β多样性和系统发育β多样性。土壤含水量和土壤微生物量碳含量是影响线虫功能及系统发育多样性的主要因素。本研究结果表明,由于全球气候变化,未来几十年降雨强度的增加可能有利于干旱和半干旱生态系统中的土壤线虫功能多样性和系统发育多样性。然而,在氮沉降严重的地区,这种正效应可能会被氮沉降导致的土壤环境的恶化所抵消。

关键词：土壤线虫降水格局变化氮沉降功能多样性系统发育多样性气候变化

吉林蛟河不同演替阶段温带针阔混交林土壤质量演变

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生态学杂志 2024年第2期43卷 433-444页

作者：蔺兴武朱建国谢祖彬土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

土壤质量演变与森林次生演替紧密关联,研究长白山林区温带针阔混交林在次生演替过程中的土壤质量演变,可为该区域次生林的恢复与经营提供重要科学依据。本研究以吉林蛟河不同演替阶段温带针阔混交林为对象,探讨了森林次生演替过程中土... 详细信息

土壤质量演变与森林次生演替紧密关联,研究长白山林区温带针阔混交林在次生演替过程中的土壤质量演变,可为该区域次生林的恢复与经营提供重要科学依据。本研究以吉林蛟河不同演替阶段温带针阔混交林为对象,探讨了森林次生演替过程中土壤指标变化趋势及土壤质量演变特征。研究发现,土壤全碳和全氮在森林次生演替过程中表现为协同演变,而其他土壤指标随森林演替并不存在统一的响应模式。主成分分析表明,成熟林和老龄林土壤特征逐渐远离中龄林和近熟林。0~10 cm土层土壤质量指数在不同演替阶段之间无显著性差异,而成熟林10~20 cm土层的土壤质量指数显著低于其他3个演替阶段。土壤质量指数具有随阔叶树种比例的增加而增加的趋势,阔叶树种比例可以解释10~20 cm土层63.3%的土壤质量指数变异(P土壤质量演变的重要因素之一。因此,长白山林区温带针阔混交林的森林恢复与经营时,适度增加阔叶树种比例可能有利于土壤质量的维持。

关键词：长白山林区次生演替土壤性质主成分分析土壤质量指数