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2000—2020年青海湖流域植被降水利用效率时空变化

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生态学报 2024年第8期44卷 3423-3439页

作者：赵浩然曹生奎曹广超李文斌陈链璇侯瑶芳青海师范大学地理科学学院青海省自然地理与环境过程重点实验室西宁810008 青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室西宁810008 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008

植被降水利用效率(PUE)是评价植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标。以年净初级生产力(NPP)数据、年降水量数据为基础,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,计算并研究了2000—2020年青海湖流域植被降水利用效率时空分布格... 详细信息

植被降水利用效率(PUE)是评价植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标。以年净初级生产力(NPP)数据、年降水量数据为基础,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,计算并研究了2000—2020年青海湖流域植被降水利用效率时空分布格局及其地形效应,结合年均气温、年均地表温湿度、年生长季光合有效辐射吸收系数和年植被覆盖度等数据,探讨了PUE与各因子间的相关关系。结果表明:(1)青海湖流域单位像元(1 km^(2))PUE平均值在0.4—0.7 gC m^(-2)mm^(-1)间变化,平均为0.54 gC m^(-2)mm^(-1),且在年际间无显著变化趋势(R^(2)=0.05,P≥0.05)。在空间上,青海湖流域多年PUE平均值环湖呈现不均匀分布,除青海湖东岸外,PUE值随湖面距离增大呈减小趋势;其高值区主要集中分布在青海湖西岸和南岸的半环区;年PUE变化趋势的斜率值为-0.05—0.04 gC m^(-2)mm^(-1)a-1,其中显著变化的区域占流域面积的29.63%。(2)青海湖流域多年PUE平均值在海拔效应和坡度坡向两种不同微地形效应下表现出明显的差异。海拔每升高50 m,PUE值将减少0.02 gC m^(-2)mm^(-1);随坡度增加,PUE值呈降低趋势,平坡至险坡(>45°)的变化范围为0.3—0.61 gC m^(-2)mm^(-1);不同坡向PUE值表现为由东北坡向西南坡递减,范围为0.52—0.56 gC m^(-2)mm^(-1)。(3)在空间上,青海湖流域PUE值与地表温度、光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数相关性较为明显。沿海拔梯度,空气温度和地表温度与PUE呈极显著正相关(R^(2)=0.94,P建设提供理论参考。

关键词：降水利用效率时空特征相关关系青海湖流域

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OpenSim环境下青年男性启动步态的下肢生物力学特征研究

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机械科学与技术 2024年第9期43卷 1551-1558页

作者：马晓子牛永刚霍洪峰赵虎河北师范大学体育学院石家庄050024 安阳师范学院体育学院河南安阳455000 安阳市体能训练与评价重点实验室河南安阳455000 河北省人体运动生物信息测评重点实验室石家庄050024

为分析健康青年男性启动步态的下肢生物力学特征,使用BTS-SMARTDX运动捕捉系统测试,基于OpenSim模拟仿真出肌力的变化,结果表明:gait2392模型可以准确模拟健康青年男性的启动步态;在APA阶段,支撑侧踝关节背屈、膝关节屈曲,启动侧髋关节... 详细信息

为分析健康青年男性启动步态的下肢生物力学特征,使用BTS-SMARTDX运动捕捉系统测试,基于OpenSim模拟仿真出肌力的变化,结果表明:gait2392模型可以准确模拟健康青年男性的启动步态;在APA阶段,支撑侧踝关节背屈、膝关节屈曲,启动侧髋关节外展;支撑侧踝关节背屈肌、启动侧髋关节外展肌相互协调,完成加载启动侧、卸载支撑侧的任务;在卸载阶段,以膝关节屈曲为主导带动下肢运动,跖屈肌执行蹬伸功能;在执行阶段,以膝关节伸展为主导向前摆动,股直肌执行屈髋和伸膝双功能。研究结果可以为下肢助力外骨骼设计与研究提供帮助。

关键词：启动步态 OpenSim 肌力生物力学

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基于神经科学的建成环境心理健康效应国际研究进展——由“环境分异”到“人群分异”的思考

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国际城市规划 2024年

作者：王琳婷袁媛仲绍明王敏中山大学地理科学与规划学院华南师范大学地理科学学院

21世纪的快速城市化对居民心理健康产生差异化的复杂影响。随着“健康中国”战略在城市建设层面深入推进，优化城市建成环境以提升多元群体心理健康水平，成为政府和公众共同追求的目标。神经科学以其显化个体心理感知的理论与技术，为... 详细信息

21世纪的快速城市化对居民心理健康产生差异化的复杂影响。随着“健康中国”战略在城市建设层面深入推进，优化城市建成环境以提升多元群体心理健康水平，成为政府和公众共同追求的目标。神经科学以其显化个体心理感知的理论与技术，为城市环境规划设计提供科学支撑。本文综合计量分析与质性分析，评述基于神经科学的建成环境心理健康效应国际研究进展。以Web of Science为来源数据库，检索2003—2022年间城市研究、神经科学、公共卫生等7个领域同时包含“建成环境”“神经科学”“心理健康”三方面关键词的1465篇文献。首先，通过分析高频关键词时序变化，揭示国际研究趋势；其次，从效应主体细化、作用机制深化切入探讨神经科学的引入对人的环境心理健康研究的重要作用，重点阐述效应客体分化研究进展，论证神经科学的引入对“环境分异”向“人群分异”视角转变的推动作用；再次，进一步阐明相应的技术方法；最后，回归我国城市规划实践需求，构建人群分异视角的研究框架。笔者期望启发传统规划设计与前沿学科交叉的理论与技术突破，为具有包容性的健康城市建设提供支撑。

关键词：城市规划设计健康城市神经科学心理健康以人为本弱势群体

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京津冀生态环境压力与科技创新能力关联特征

环境科学与技术 2024年第9期47卷 225-236页

作者：陈义忠张晓翠姚澜贺鹏明于凯茹李晶河北工业大学经济管理学院天津300401 河北工业大学京津冀发展研究中心天津300401 河北师范大学地理科学学院河北石家庄050010

该文综合采用环境足迹理论、集成反演模型和BP神经网络模型评估京津冀城市群2000-2025年生态环境压力和科技创新能力时空演变特征,并探究两者的关联特征。结果表明:生态环境压力整体上呈现放缓趋势,高值区主要分布在西北部生态扩展区,... 详细信息

该文综合采用环境足迹理论、集成反演模型和BP神经网络模型评估京津冀城市群2000-2025年生态环境压力和科技创新能力时空演变特征,并探究两者的关联特征。结果表明:生态环境压力整体上呈现放缓趋势,高值区主要分布在西北部生态扩展区,低值区分布在中部核心功能区,碳压力是多数城市生态环境压力的主要来源。城市群2000-2015年科技创新能力具有较大空间差异,北京和天津对中部核心功能区具有明显拉动作用,而南部生态扩展区最低,其主要受限于邢台;城市群2016-2025年的科技创新能力空间异质性将有所缩小。生态环境压力与科技创新能力存在“倒U型”关系,生态环境压力拐点时间与水资源压力和碳压力相同(2012年),早于氮压力拐点时间(2014年);各省市碳压力EKC曲线中,天津(2009年)到达拐点时间早于河北(2013年),北京早已进入EKC后半段。城市群协同发展差异较大,北京和天津已进入良性循环发展阶段,而河北省却较为落后,但秦皇岛、唐山和邯郸有望在2025年进入良性循环阶段。

关键词：环境足迹集成模拟生态环境压力科技创新能力耦合特征拐点

修正碳赤字视阈下京津冀县域生态补偿时空格局及其驱动因素

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水土保持通报 2024年第1期44卷 368-377页

作者：闫丰刘鑫庞娇代鹏宇徐佳音安晓明申琳陈永霞陈亚恒河北农业大学国土资源学院河北保定071001 河北省农田生态环境重点实验室河北保定071001 河北农业大学渤海学院河北黄骅061100

[目的]建立兼顾区域本底差异的生态补偿模型,进一步明确京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子,为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供参考。[方法]基于修正碳赤字,利用模型构建、空间相关性分析与地理探测器技术等方法构建... 详细信息

[目的]建立兼顾区域本底差异的生态补偿模型,进一步明确京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子,为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供参考。[方法]基于修正碳赤字,利用模型构建、空间相关性分析与地理探测器技术等方法构建了合理的生态补偿框架,分析和研究了2007—2020年的京津冀县域生态补偿的时空变异格局、空间自相关性、驱动因子排序和交互作用等内容。[结果]①京津冀县域2007—2020年碳排放量呈现“先增后减”的变化趋势,碳吸收量大体呈现持续增加的变化趋势。②修正前的京津冀县域碳赤字呈现东、南、西部高,而北部较低的U形格局,而修正后的碳赤字由于兼顾了区域间本底差异,在时空分布上更加均匀。③生态补偿额度冷点区域基本分布在京津冀东北部,热点区域分布在京津冀西南部,两者之间存在个别冷热点区域,整体呈现热点区域向东北方向移动,冷点显著区域向西南方向移动的趋势。④不同年份内影响生态补偿额变化的主要因子不同,2007,2012,2017和2020年这4a中影响京津冀县域生态补偿变化的主导影响因子分别为第三产业产值、财政收入、第二产业产值和人均生产总值;不同年份导致生态补偿变化的因素交互影响力不同,交互作用表现出先互相减弱后互相增强的反复效应。[结论]兼顾区域本底差异的生态补偿模型,对京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子的分析具有一定的公平性,可为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供更精准的指导和建议。

关键词：修正碳赤字生态补偿空间相关性驱动因子京津冀地区

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潇水流域生态系统服务价值时空变化及其驱动因素

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经济地理 2024年第5期44卷 182-189页

作者：袁腾跃万大娟向熠繁易敏黄凤莲赵敏朱佩娟湖南师范大学地理科学学院湖南长沙410081 湖南省生态环境监测中心湖南长沙410004 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004

特定流域生态系统服务价值(ESV)核算对促进生态文明建设和可持续发展具有重要意义。文章以湘江源头潇水流域为例,基于2010、2015和2020年土地利用数据,采用修正系数的当量因子法、空间自相关分析和地理探测器等方法分析潇水流域ESV时空... 详细信息

特定流域生态系统服务价值(ESV)核算对促进生态文明建设和可持续发展具有重要意义。文章以湘江源头潇水流域为例,基于2010、2015和2020年土地利用数据,采用修正系数的当量因子法、空间自相关分析和地理探测器等方法分析潇水流域ESV时空动态变化特征,探索ESV空间分异的主导因子以及各驱动因子之间的交互作用机制。结果表明:(1)2010—2015年潇水流域ESV呈下降趋势,2015—2020年潇水流域ESV有所上升。(2)研究区内ESV高值区沿潇水呈线状分布格局,空间分布存在显著集聚效应,但集聚效应有逐渐减弱的态势。(3)潇水流域ESV空间分异受自然和社会经济因子的耦合作用,其中人为影响综合指数对ESV的空间分异影响最大。

关键词：生态系统服务价值生态服务功能土地利用类型建设用地潇水流域社会经济生态文明

白洋淀上游流经城区前后细菌群落结构和功能与环境因子的关联研究

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生态毒理学报 2024年第2期19卷 333-348页

作者：王力源周贺秦梦史密伟郑翔河北省微生物研究所有限公司环境微生物修复工程实验室保定071051 河北大学生命科学学院保定071002 河北农业大学生命科学学院保定071001 河北省科学院地理科学研究所石家庄050011

细菌群落作为水生态环境的重要组成部分,其结构和功能研究可为水生态环境污染监测与治理提供技术支撑。通过对流经城区白洋淀上游河流细菌群落的高通量测序和环境因子的监测,分析城市环境因素对白洋淀上游水质的影响,并深入探究细菌群... 详细信息

细菌群落作为水生态环境的重要组成部分,其结构和功能研究可为水生态环境污染监测与治理提供技术支撑。通过对流经城区白洋淀上游河流细菌群落的高通量测序和环境因子的监测,分析城市环境因素对白洋淀上游水质的影响,并深入探究细菌群落功能与污染物动态变化的关系。结果表明,城市环境对白洋淀上游生态环境的影响较大,上、中、下游的水质等级差异显著。城区中汇入的各类污染物不仅影响细菌群落结构,使得污染严重流域高丰度的细菌种群减少和细菌群落多样性增加;还与细菌群落的硝酸盐和磷酸盐代谢功能密切相关。同时,河流虽汇集了城区的各类污染物,但下游的细菌群落结构和部分氮、磷代谢功能均有恢复为上游水平的趋势。此外,高丰度的黄杆菌属(Flavobacterium)受各类菌群和污染物的抑制作用较大,但验证其与NO-3-N污染物具有较强的相关性。对白洋淀上游流经城区前后细菌群落结构和功能与环境因子动态变化的关联研究,为白洋淀流域生态环境保护与污染治理提供理论依据。

关键词：白洋淀上游流经城区细菌群落结构与功能动态变化

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森林木质残体微生物群落构建机制研究进展

林业科学 2024年第2期60卷 106-117页

作者：赵杼祺胡振宏何鲜黄志群西北农林科技大学资源环境学院、农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350007

木质残体分解是森林碳循环过程中的重要环节,而微生物是影响其分解的关键因素,近年来,木质残体微生物群落构建机制已逐渐成为森林生态系统碳循环研究中的重要议题。然而当前对木质残体微生物构建的研究内容较为零散,基于此,本文进行了... 详细信息

木质残体分解是森林碳循环过程中的重要环节,而微生物是影响其分解的关键因素,近年来,木质残体微生物群落构建机制已逐渐成为森林生态系统碳循环研究中的重要议题。然而当前对木质残体微生物构建的研究内容较为零散,基于此,本文进行了综述。1)微生物通过在木质残体不断定殖和竞争维持了其群落的动态平衡。木质残体微生物来源主要包括残体自身、大气以及土壤。定殖过程在分解的各个阶段均会发生,主要包括微生物进入基质后发生的竞争和资源捕获。2)土壤、木质残体特性、气候是影响木质残体微生物群落形成的3个要素,三者均会作用于微生物源和定殖过程。3)土壤环境会影响其微生物群落,也会改变与其接触的残体水分和养分等特性。木质残体特性的差异会影响资源的可得性进而影响微生物群落。随着分解进行,微生物群落形成会从初期以随机过程主导转变为确定过程为主导。气候会通过温度与湿度2种气候因子作用于土壤与木质残体,表现形式主要为大气候、小气候及全球气候变化。该领域在未来研究中需要注意的问题有:1)关注早期定殖者及不同分解阶段土壤微生物优势类群对木质残体微生物群落形成过程的影响。2)加强木质残体资源变化情况与对应微生物群落中优势物种功能特性的研究。3)将木质残体分解与全球气候变化和养分循环联系起来。4)选择靶向宏基因组联用等技术辅助进行研究。综上,本文总结了森林木质残体微生物群落形成机制研究的基本思路、框架与前景,为森林生物多样性保护、生物地球化学循环功能的维持以及森林固碳提供了一定的科学参考。

关键词：森林生态系统微生物木质残体土壤分解气候变化

祁连山南坡植被绿度时空变化及其对气候变化和人类活动的响应

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干旱区研究 2024年

作者：张倩曹广超张乐乐赵美亮青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室青海师范大学地理科学学院青海省自然地理与环境过程重点实验室青海省人民政府-北京师范大学高原与可持续发展研究院

为探究祁连山南坡植被绿度时空变化及其对气候变化和人类活动的响应，基于GEE平台，利用算法和遥感技术，通过Sen趋势、变异系数、Hurst指数、ArcGIS空间分析以及多元回归残差等分析方法，整合多源数据产品全面解析祁连山南坡植被绿度... 详细信息

为探究祁连山南坡植被绿度时空变化及其对气候变化和人类活动的响应，基于GEE平台，利用算法和遥感技术，通过Sen趋势、变异系数、Hurst指数、ArcGIS空间分析以及多元回归残差等分析方法，整合多源数据产品全面解析祁连山南坡植被绿度变化的时空特征，并综合评估其未来变化趋势及稳定性，在此基础上深入探讨气候变化和人类活动对植被绿度的影响程度。结果显示：（1）2001—2020年祁连山南坡的植被绿度总体呈上升趋势，且空间差异性显著。从稳定性分析来看，其变异系数介于0～0.84，均值为0.09，植被绿度的变化总体上处于相对稳定的状态，并且其展现出向好的态势。（2）在影响因素方面，降水和气温均与植被绿度呈正向促进关系，其中与气温的相关性更为显著，并且通过显著性检验的区域占研究区的95.7%，表明气温对植被绿度变化起主要促进作用。（3）人类活动对植被绿度的变化起到了积极的推动作用。整体来看，植被绿度的变化是气候变化和人类活动共同作用的结果，其中气候变化和人类活动对研究区植被绿度的相对贡献率分别为36.68%和63.32%，人类活动的相对贡献率大于气候变化，这与实施的生态工程密切相关。

关键词：植被绿度时空变化气候变化人类活动祁连山南坡