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光温水对树木初生生长和次生生长影响的研究进展

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应用生态学报 2024年第09期 2455-2462页

作者：周明慧张婷李荣平闫巧玲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) 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院大学中国气象局沈阳大气环境研究所

树木生长包括初生生长和次生生长，其活动和休眠周期会影响森林生产力和碳汇能力，研究光温水等环境条件对树木生长的影响对于预测全球气候变化背景下森林生产力和固碳能力的变化具有重要意义。本文综述了光照、温度和降水对树木初生生... 详细信息

树木生长包括初生生长和次生生长，其活动和休眠周期会影响森林生产力和碳汇能力，研究光温水等环境条件对树木生长的影响对于预测全球气候变化背景下森林生产力和固碳能力的变化具有重要意义。本文综述了光照、温度和降水对树木初生生长、次生生长以及二者之间同步性/异步性影响的机理，指出现有研究中存在的不足，例如，较少关注树木根系生长对环境条件的响应与适应，忽视光温水对树木生长影响的生理机制等。在此基础上，提出今后应加强对地下根系生长的研究，重视环境因子影响树木生长过程中的生理变化，完善树木生长过程中的源汇限制理论，关注基于过程的预测模型，从而为预测未来森林生产力和固碳能力变化、提出科学的森林管理对策提供科学依据。

关键词：温度水分光周期初生生长次生生长生产力固碳能力

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基于地理探测器模型的福建省耕地土壤有机碳影响因素研究

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福建农业学报 2024年第6期39卷 738-751页

作者：陈孟耀刘啸歌黄达沧张黎明邢世和福建农林大学计算机与信息学院土壤生态系统健康与调控福建省高校重点实验室福建农林大学资源与环境学院

【目的】探明福建省耕地土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）的空间分布及其影响因素。【方法】基于福建省3万多个耕地土壤调查样点数据，利用皮尔逊相关系数、随机森林模型计算SOC影响因素的重要性，并通过地理探测器模型分析影响... 详细信息

【目的】探明福建省耕地土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）的空间分布及其影响因素。【方法】基于福建省3万多个耕地土壤调查样点数据，利用皮尔逊相关系数、随机森林模型计算SOC影响因素的重要性，并通过地理探测器模型分析影响全省耕地土壤有机碳空间分布的因素。【结果】2008年福建省耕地土壤有机碳样点数据的范围在0.12～67.28 g·kg-1，呈现东南部沿海低、西部和中部高的空间格局。3种模型中地理探测器模型的分析结果最全面和客观。地理探测器模型的因子探测器结果表明气候相关因素是福建省耕地土壤有机碳含量空间分异性的主要影响因子，各影响因子按解释程度前六名分别为：年降水量（0.168 5）>年均温（0.167 7）>海拔（0.149 9）>气候类型（0.135 9）>土壤类型（0.082 4）>地貌类型（0.073 1）。通过交互探测器进一步发现年降水量与年均温的交互作用对SOC空间分异的解释程度最大（0.194 1），其次为年降水量与土壤类型（0.192 3）、年降水量与耕地利用类型（0.191 8）。【结论】强烈的因子交互作用表明，福建省耕地土壤有机碳含量空间分异性是由多种因子共同作用影响而非单一因子决定，对SOC进行研究需要考虑其复杂的空间分异特征。本研究可为提高耕地土壤的空间使用效率、合理布局农业生产提供科学依据。

关键词：土壤有机碳地理探测器空间分布影响因素交互作用

气候变化与作物物候响应对福建省耕地土壤有机碳的影响

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环境科学 2024年

作者：李一凡毋亭姚园黎志强沈金泉翁怀楷张黎明邢世和福建省农田建设与土壤肥料技术总站福建农林大学乡村振兴学院土壤生态系统健康与调控福建省高校重点实验室福建农林大学资源与环境学院

气候变化对耕地土壤有机碳的影响机制研究是气候变化背景下耕地质量管理的基础. 气候变化下作物物候的响应对耕地土壤有机碳也有重要影响. 但目前的研究主要关注气候变化或气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳的独立影响，鲜有研究... 详细信息

气候变化对耕地土壤有机碳的影响机制研究是气候变化背景下耕地质量管理的基础. 气候变化下作物物候的响应对耕地土壤有机碳也有重要影响. 但目前的研究主要关注气候变化或气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳的独立影响，鲜有研究分析气候变化与作物物候响应协同影响下耕地土壤有机碳的变化，以及区分量化二者对耕地土壤有机碳动态变化的贡献率. 基于2008年和2021年耕地土壤表层样点数据、2008～2021年每年的季前和季中气候数据以及由2007～2022年增强植被指数时间序列提取的物候参数数据，利用随机森林算法构建土壤有机碳预测模型，通过模拟2008～2021年土壤有机碳的总变化、气候单独变化下的土壤有机碳变化、气候变化与作物物候响应协同影响下土壤有机碳的变化，本研究区分量化了气候变化与气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳变化的贡献率，并分析了福建省耕地土壤有机碳变化的优势影响因子及其空间分布. 结果如下：①在气候变化与作物物候响应的协同影响下，2008～2021年福建省74.15%的耕地区域土壤有机碳呈减少态势，平均减少量为2.20 g·kg-1，25.85%的耕地区域土壤有机碳呈增加态势，平均增加量为1.48 g·kg-1；②季前气候、气候变化下物候响应、季中气候和品种改变等农业管理措施调整下物候变化对土壤有机碳变化的平均贡献率依次为34.08%、28.56%、22.75%和14.61%，整体而言，气候变化对福建省耕地土壤有机碳变化的影响大于气候变化下作物物候的响应；③气候变化与气候变化下物候响应共同为优势影响因子的区域面积最大，占全省耕地面积的47.06%，其次为气候变化为优势影响因子的区域，面积占比为28.64%；④季前气候因子与品种改变等农业措施调整下物候变化对土壤有机碳变化贡献率较高的区域倾向于分布在高海拔地区，而季中气候因子与气候变化下物候响应对土壤有机碳变化贡献率较高的区域则倾向于分布在低海拔地区. 相关研究结果能够为应对气候变化的耕地质量管理与粮食安全保护等政策的制定提供理论依据.

关键词：气候变暖物候变化作物生长机器学习数字土壤有机碳制图

林火对云南松林地表可燃物负荷量及区域碳排放量的影响

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生态学杂志 2024年第2期43卷 325-332页

作者：索奥丽杜建华高钰王忆文陈锋刘晓东北京林业大学森林资源生态系统过程北京市重点实验室北京100083 应急管理部森林防火预警监测信息中心北京100054 森林草原火灾风险防控应急管理部重点实验室北京100083

云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据。本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中... 详细信息

云南松是我国西南林区典型易燃针叶树,研究林火对云南松林地表可燃物负荷量及火烧后碳排放量的影响,对可燃物管理及区域碳平衡维持提供科学依据。本研究以四川省西昌市2020年3月30日云南松林火烧迹地为对象,设置不同火烧强度(轻度、中度、重度)和对照(未火烧)样地,分析不同火烧强度下地表可燃物负荷量的变化以及地表可燃物负荷量与环境因子之间的相关关系,通过乔木层、凋落物层及地表有机质层可燃物负荷量损失程度计算可燃物燃烧效率,进而计算不同组分可燃物的碳排放量。结果表明:(1)不同火烧强度下云南松林各类型地表可燃物负荷量均存在显著差异(P对照样地(41.08 t·hm^(-2))>中度火烧(37.40 t·hm^(-2))>轻度火烧(28.83 t·hm^(-2));(2)冗余分析结果表明,林分因子中,烧死木百分比、熏黑高度与树高的比值对灌木和草本可燃物负荷量的解释量较大;地形因子中,坡向对地表可燃物负荷量的解释量大于坡度和海拔;(3)云南松林乔木层、凋落物层、地表有机质层可燃物碳排放量在不同火烧强度样地间均存在显著差异(P森林火灾碳排放量为37018.90 t。

关键词：火烧强度云南松可燃物负荷量碳排放量冗余分析

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北部湾防城河流域水源涵养格局及其对降雨的响应特征

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应用生态学报 2024年第2期35卷 407-414页

作者：甘文静莫上萱张建洪宋贤威冼金梅杨露农海勤广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室南宁530004 广西壮族自治区水文中心南宁530023

评估南亚热带季风气候影响下流域水源涵养量的时空格局及其对降雨的响应特征,可为揭示不同时间尺度流域降水变化下水源涵养演变规律提供科学依据。本研究以北部湾防城河流域为研究对象,基于水量平衡原理,应用SWAT模型探究水源涵养量的... 详细信息

评估南亚热带季风气候影响下流域水源涵养量的时空格局及其对降雨的响应特征,可为揭示不同时间尺度流域降水变化下水源涵养演变规律提供科学依据。本研究以北部湾防城河流域为研究对象,基于水量平衡原理,应用SWAT模型探究水源涵养量的时空格局及其对降水的响应特征。结果表明:防城河流域水源涵养量为1637.4 mm·a^(-1),占年均降水量的50.7%。不同子流域的水源涵养变化量的差异明显,其中,森林植被覆盖度高、坡度较陡的子流域水源涵养量大,而其他土地利用类型(如田地、草地)、坡度较缓、人类活动强度大的子流域水源涵养量较低。在月尺度上,水源涵养量和水源涵养变化量均与流域降水呈现相似的变化特征。水源涵养变化量对次降水量的响应呈现两种类型:短期降雨(降雨持续时长≤2 d)与水源涵养变化量呈线性变化,中长期降雨(2 d过程的影响。高频次短持续时间的降水事件相对于长持续时间的降水事件更有利于增加生态系统水源涵养。

关键词：水源涵养 SWAT模型时空格局降水水文模拟

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烤烟连作对根际与非根际土壤养分及其生态化学计量特征的影响

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干旱区资源与环境 2024年第10期 154-165页

作者：汤宏王建伟曾掌权刘伦沛阮运飞梁春华冷丽娟凯里学院理学院广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室广西现代蚕桑丝绸协同创新中心微生物及植物资源开发利用广西高校重点实验室河池学院化学与生物工程学院湖南省林业科学院湖南衡山森林生态系统定位观测研究站

文中探讨贵州省麻江县烟区(研究区)烤烟连作对根际与非根际土壤养分及其生态化学计量特征的影响。通过野外实地调查采样与室内分析相结合，对研究区不同连作年限(0、1、2、3、5和9a)和非植烟区(对照区)的土壤进行了测定分析，研究了土... 详细信息

文中探讨贵州省麻江县烟区(研究区)烤烟连作对根际与非根际土壤养分及其生态化学计量特征的影响。通过野外实地调查采样与室内分析相结合，对研究区不同连作年限(0、1、2、3、5和9a)和非植烟区(对照区)的土壤进行了测定分析，研究了土壤pH、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的含量及其生态化学计量特征。结果表明，随连作年限的增加，烟田SOM、TN呈增加的变化趋势，而TP、TK和pH分别呈波动式增加、降低和降低；同一植烟年限，根际土壤养分含量一般要高于非根际，非根际一般要高于对照区；对照区土壤养分含量呈增加的趋势。与C0(正茬)相比，除TK外，而其他养分均有增加的趋势，根际和非根际土壤C/N无明显差异，而其他计量比值波动式增加。SOC和TN显著或极显著影响根际与非根际土壤的化学计量比；SOC与TN(除对P/K外)及TP对非植烟区土壤生态化学计量比有类似的影响。随连作年限的增加，出现养分间的比例失衡和土壤酸化，钾可能是研究区连作烤烟土壤中的限制性养分，同时应注意氮素的供应；土壤生态化学计量比主要受控于土壤TN、TP和TK及SOC,并与其变化幅度密切相关。

关键词：烤烟连作根际土壤非根际土壤土壤养分生态化学计量比

铁氧化物对亚热带森林表层和亚表层土壤碳激发效应的影响

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土壤学报 2024年

作者：张雨婷胥文昊王清奎田鹏安徽农业大学林学与园林学院林木资源培育安徽省重点实验室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湖南会同森林生态实验站

土壤有机碳（SOC）与铁氧化物之间的关系对土壤碳持久性的调节至关重要。在陆地生态系统中，亚表层土壤作为重要的有机碳库，其动态过程越来越受到关注。然而，不稳定碳输入如何影响土壤矿物与有机碳之间的相互作用尚不清楚，尤其在亚... 详细信息

土壤有机碳（SOC）与铁氧化物之间的关系对土壤碳持久性的调节至关重要。在陆地生态系统中，亚表层土壤作为重要的有机碳库，其动态过程越来越受到关注。然而，不稳定碳输入如何影响土壤矿物与有机碳之间的相互作用尚不清楚，尤其在亚表层土壤中研究甚少。为了解决这个问题，本试验研究了两种不同晶体形态的铁氧化物—针铁矿和水铁矿，对亚热带森林表层土壤（0～10 cm）和亚表层土壤（20～40 cm）碳激发效应的影响。通过室内培养试验，加入13C标记的葡萄糖来量化激发效应的强度。结果表明：激发效应随着土层深度的增加而减小，表层和亚表层土壤碳激发效应分别为1.63 mg·g-1和0.61 mg·g-1。铁氧化物类型与土层深度之间对土壤碳激发效应产生交互影响。在表层土壤中，针铁矿的添加显著降低了激发效应的强度（P<0.05），水铁矿的添加对激发效应没有影响。亚表层土壤中，水铁矿的添加显著增加了激发效应的强度（P<0.05），针铁矿添加对激发效应没有显著影响。表层土壤中，针铁矿添加后，共沉淀产生铁结合有机碳抑制了SOC的矿化，激发效应受到碳限制的影响。在亚表层土壤中，激发效应受到碳限制和磷限制的影响。水铁矿的还原溶解，降低了铁氧化物对SOC的保护作用，进而增强了土壤有机碳矿化。可见，铁氧化物既可通过矿物保护固持SOC，又能通过氧化还原反应导致SOC矿化。总之，表层和亚表层土壤碳激发效应对铁氧化物的响应存在差异，铁氧化物对有机碳的累积作用受到自身性质和土壤条件的影响。

关键词：激发效应土壤深度铁氧化物矿物保护土壤碳限制

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基于局部回归模型的森林生物量动态变化分析

西南林业大学学报（自然科学） 2024年第3期44卷 148-156页

作者：卢士欣贾炜玮孙毓蔓张小勇吴思敏肖锐东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省林业科学研究所黑龙江哈尔滨150040

基于丰林县地区4期Landsat影像和对应气象站点数据,结合该地区248块固定样地数据,利用全局回归模型(多元线性模型)和2种局部回归模型(地理加权回归模型、时空地理加权回归模型)建立研究区乔木地上生物量和遥感因子之间的关系,选出最优... 详细信息

基于丰林县地区4期Landsat影像和对应气象站点数据,结合该地区248块固定样地数据,利用全局回归模型(多元线性模型)和2种局部回归模型(地理加权回归模型、时空地理加权回归模型)建立研究区乔木地上生物量和遥感因子之间的关系,选出最优模型来研究丰林县乔木地上生物量时空变化。结果表明:根据3种模型的模拟结果数据与实测值的分析对比可以发现,局部回归模型的拟合效果要优于全局模型,加入时间特征的时空地理加权回归模型的拟合效果最好,模型评价指标与地理加权回归模型相比更为理想。统计得到研究区4个时期内总的乔木地上生物量分别为1.63×10^(7)、2.05×10^(7)、2.32×10^(7)、3.37×10^(7)t,4个时期的平均乔木地上生物量分别为54.82、68.98、77.87、113.46 t/hm2,乔木地上生物量呈现出逐期增加的趋势。利用遥感因子估测丰林地区的地上生物量,为未来该地区生物量分布的估计提供了依据。

关键词：时空地理加权回归模型地上生物量时空动态变化遥感估算

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不同年龄兴安落叶松单木径向生长对气候变化的响应

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森林工程 2024年第4期40卷 39-48页

作者：王姿澄吕沅杭王文彬郭新月董灵波东北林业大学林学院哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040 日照市农业科学研究院山东日照276800

量化不同年龄兴安落叶松径向生长与气候因子之间的关系,为兴安落叶松天然林的适应性经营和管理提供决策依据。为此,以黑龙江省大兴安岭地区塔河林业局盘古林场2022年收集的159株兴安落叶松(Larix gmelinii)天然林单木样芯数据为基础,以... 详细信息

量化不同年龄兴安落叶松径向生长与气候因子之间的关系,为兴安落叶松天然林的适应性经营和管理提供决策依据。为此,以黑龙江省大兴安岭地区塔河林业局盘古林场2022年收集的159株兴安落叶松(Larix gmelinii)天然林单木样芯数据为基础,以树木年龄为标准,采用系统聚类方法将样木划分为幼龄组、中龄组和老龄组;运用树木年轮学方法建立标准年表,进而比较和分析不同年龄树木径向生长与气候因子的关系,并采用多元逐步回归法构建对气候敏感的单木径向生长预测模型。结果表明,1)4组(整体组、老龄组、中龄组、幼龄期)兴安落叶松树轮宽度年表的总体样本解释量(EPS)、平均敏感度(MS)和信噪比(SNR)均较高,表明所建立的兴安落叶松标准年表保留了较丰富的气候信息;2)兴安落叶松径向生长主要限制因子为当年8月份温度、前一年8—10月份温度以及当年2、7月份和前一年7、12月份降水量;3)不同年龄兴安落叶松对气候因子的响应存在显著差异,其中,老龄组树木的径向生长不仅受当年夏季温度的制约,还受前一年夏季温度和降水的影响,呈现出显著的滞后效应,而幼龄组和中龄组兴安落叶松则受环境因素的影响相对较小。

关键词：大兴安岭兴安落叶松树木年轮气候响应年龄组

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