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气候的时滞效应和人为活动对黄土高原植被的影响

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生态学杂志 2025年

作者：郭发苗彭道黎苏艳芳赵娅冰王荫北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室东北林业大学园林学院

分析气候变化和人类活动对植被的影响，对于植被恢复与维护生态平衡有重大意义。而气候变量的时滞效应对植被的影响往往被忽视，这将导致低估气候变化对植被变化的影响。本研究分析了2000—2019年黄土高原植被的时空变化，探究了植被变... 详细信息

分析气候变化和人类活动对植被的影响，对于植被恢复与维护生态平衡有重大意义。而气候变量的时滞效应对植被的影响往往被忽视，这将导致低估气候变化对植被变化的影响。本研究分析了2000—2019年黄土高原植被的时空变化，探究了植被变化对气候变化时滞效应的响应，提出考虑气候时滞效应的修正残差分析法，揭示气候变化和人类活动对植被变化的影响。结果表明：2000—2019年，黄土高原植被NDVI明显增加，年增长率为0.048·10 a-1；从空间上看，黄土高原大部分地区植被NDVI都在增加，其中76.6%的地区显著增加；温度对NDVI的变化有明显的时滞效应，最佳滞后时间为1个月，降水无滞后效应；不同土地利用类型的植被时滞效应相同，但相关性有所差异；气候变化和人类活动对NDVI变化的贡献分别为0.01·10 a-1和0.03·10 a-1，其共同作用是近20年来黄土高原NDVI变化的主要原因，面积占比达到了58.3%，人类活动的单独作用大于气候变化。

关键词：植被变化时滞效应残差分析黄土高原

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木基光热转换功能材料的应用研究进展

材料导报 2025年第1期39卷 51-63页

作者：党奔陈志俊东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

随着工业的发展和化石燃料的消耗,气候变化、能源短缺、环境污染等问题日益严峻。目前,使用绿色、环保的能源和资源开发可持续的新型材料已成为全球发展的共同趋势。光热转换技术可以将太阳能转换成热能并应用于诸多领域,已成为解决这... 详细信息

随着工业的发展和化石燃料的消耗,气候变化、能源短缺、环境污染等问题日益严峻。目前,使用绿色、环保的能源和资源开发可持续的新型材料已成为全球发展的共同趋势。光热转换技术可以将太阳能转换成热能并应用于诸多领域,已成为解决这些问题的重要途径之一。木材是地球上极丰富的可再生资源之一,凭借储量丰富、可再生、可降解、简单易得等特点得到了研究人员的广泛关注。在“双碳”战略目标的背景下,将光热转换技术和木材进行有效结合,不仅可以提高太阳能的利用效率,还能实现林木资源低碳、高效的利用。本文介绍了木基光热转换材料的作用机理,简述了光热转换技术、木材构建光热转换材料在当前取得的进展,概述了木基光热转换材料在水处理、产电、产氢、相变储能等领域的应用研究现状,以期为相关研究提供参考和借鉴,推动可持续发展。

关键词：木材太阳能光热转换功能材料水处理

地表火行为对其排放PM_(2.5)中水溶性阴离子的影响

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中南林业科技大学学报 2025年第1期45卷 122-129页

作者：张晴杨光李兆国王欣宇耿道通王立轩宁吉彬东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究森林火灾对PM_(2.5)排放机制的影响,为开展区域森林火灾PM_(2.5)排放研究及森林火灾PM_(2.5)排放造成的大气环境安全问题提供基础数据和理论支撑,以期提高对森林火灾PM_(2.5)排放的生态环境效应认识。【方法】以红松人工林... 详细信息

【目的】探究森林火灾对PM_(2.5)排放机制的影响,为开展区域森林火灾PM_(2.5)排放研究及森林火灾PM_(2.5)排放造成的大气环境安全问题提供基础数据和理论支撑,以期提高对森林火灾PM_(2.5)排放的生态环境效应认识。【方法】以红松人工林地表可燃物为试验材料,通过预设试验条件、气象因素的模拟燃烧试验,测定火焰长度、火焰高度、火焰深度、燃烧效率等火行为特征,采用单因素方差分析、多因素方差分析、Spearman相关分析、冗余分析(db-RDA)等方法分析火行为特征(火焰长度、火焰高度、火焰深度、燃烧效率)、预设试验条件及气象因素对PM_(2.5)中水溶性阴离子的影响。【结果】可燃物载量极显著影响F^(-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)含量,显著影响SO_(4)^(2-)含量;可燃物含水率极显著影响NO_(3)^(-)含量,显著影响Cl^(-)含量,对F^(-)、SO_(4)^(2-)含量无显著影响;坡度极显著影响F^(-)含量,显著影响Cl^(-)含量,对NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)含量均未产生显著影响。除相对湿度外,其余变量均与F^(-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)含量呈正相关;床层厚度、火焰长度、火焰高度与NO_(3)^(-)含量和Cl^(-)含量均呈显著正相关,SO_(4)^(2-)含量与火焰长度、火焰高度均呈正相关,而燃烧效率对F^(-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)含量的影响相对较小。进一步进行dbRDA分析发现,对F^(-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)含量影响最为显著的火行为特征是火焰高度。【结论】火行为特征与PM_(2.5)中水溶性离子排放之间存在显著相关性,可燃物载量、可燃物含水率、坡度则能通过影响火行为间接对PM_(2.5)水溶性阴离子含量造成显著影响。

关键词：模拟燃烧试验预设试验条件火行为特征 PM_(2.5) 水溶性阴离子

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糖基化榛仁蛋白对高内相乳液稳定性的影响

中国调味品 2025年第2期50卷 30-36页

作者：由远慧王佳蓉张冉冉赵玉红东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 黑龙江省森林食品资源利用重点实验室哈尔滨150040

多糖与蛋白质发生糖基化反应可导致蛋白质结构变化,从而影响其溶解性和乳化性能。该研究通过将低聚木糖(xylooligosaccharide,XOS)与平欧榛仁分离蛋白(hazelnut protein isolate,HPI)进行糖基化改良,以提高榛仁蛋白的乳化效果,并以该糖... 详细信息

多糖与蛋白质发生糖基化反应可导致蛋白质结构变化,从而影响其溶解性和乳化性能。该研究通过将低聚木糖(xylooligosaccharide,XOS)与平欧榛仁分离蛋白(hazelnut protein isolate,HPI)进行糖基化改良,以提高榛仁蛋白的乳化效果,并以该糖基化产物(HPI-XOS)作为乳化剂,在较高的油相体积分数下成功制备了稳定的高内相乳液(high internal phase emulsions,HIPEs)。结果显示,与HPI相比,经糖基化处理的HPI-XOS空间结构发生了改变。同时,这种糖基化产物的乳化性能和乳化稳定性明显提升,尤其是在HPI-XOS-1.5 h,分别提高了18.58%和37.1%。此外,在不同油相体积分数下以HPI和HPI-XOS作为乳化剂制备HIPEs时发现HPI-XOS所形成的HIPEs具有更高的表观黏度和离心稳定性。该研究为改善榛仁蛋白质的乳化特性提供了一种新思路,并拓宽了其在食品工业中的应用范围。

关键词：平欧榛仁低聚木糖糖基化高内相乳液

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大庆城区草地地上生物量时空格局及其与气候因子关系

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植物研究 2025年第1期45卷 34-44页

作者：何昭鑫吴连峰王永喆顾云杰赵凤伟王兴昌王晓春东北林业大学生态学院哈尔滨150040 大庆油田生态环境管护公司大庆163411

草地是大庆市最主要的土地类型之一,掌握草地生物量的时空动态对了解大庆地区的碳汇潜力具有重要意义。运用MODIS-NDVI遥感数据和草地地上生物量实测数据,结合回归分析构建大庆城区草地地上生物量遥感反演模型。使用趋势分析及相关分析... 详细信息

草地是大庆市最主要的土地类型之一,掌握草地生物量的时空动态对了解大庆地区的碳汇潜力具有重要意义。运用MODIS-NDVI遥感数据和草地地上生物量实测数据,结合回归分析构建大庆城区草地地上生物量遥感反演模型。使用趋势分析及相关分析等方法,对大庆草地地上生物量过去20余年的时空分布格局及其与主要气候因子(降水量、温度)的关系进行研究。结果显示:利用归一化植被指数(NDVI)构建的指数函数反演模型对大庆草地地上生物量解释度最高,其决定系数R^(2)为0.77,均方根误差为38 g⋅m^(-2)。2000—2023年大庆城区草地生物量表现为波动增加的趋势,2019年达到最高314 g⋅m^(-2);大部分区域草地地上生物量呈显著上升趋势,最大值为423 g⋅m^(-2),平均值为280 g⋅m^(-2),其空间特征呈现为从东南到西北逐渐增加的分布格局,北部集中、南部分散。降水量对生物量有显著的促进作用(r=0.584,P资源利用策略提供有力的理论基础和数据支持。

关键词：大庆城区草地遥感反演模型草地地上生物量归一化植被指数

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气候变化对冷蒿在我国潜在地理分布的影响

生态学报 2025年第4期45卷 1950-1964页

作者：杜毅倩余国杰殷晓洁平晓燕北京林业大学草业与草原学院北京100083 北京林业大学草地资源与生态研究中心北京100083 西南林业大学林学院昆明650233

气候变化会影响群落的物种组成和生态功能,物种分布模型是探究物种地理分布格局的重要工具。冷蒿(Artemisia frigida)作为我国温带草原的退化指示种,其地理分布格局会如何响应气候变化还缺乏深入系统的了解。以冷蒿为研究对象,选取355... 详细信息

气候变化会影响群落的物种组成和生态功能,物种分布模型是探究物种地理分布格局的重要工具。冷蒿(Artemisia frigida)作为我国温带草原的退化指示种,其地理分布格局会如何响应气候变化还缺乏深入系统的了解。以冷蒿为研究对象,选取355个地理分布记录和13个环境影响因子,对R语言“Biomod2”包中11个物种分布模型进行筛选,选择最大熵模型(MaxEnt)、随机森林(RF)、广义加法模型(GAM)和极端梯度提升(XGBOOST)等模型构建集成模型,对冷蒿在未来气候情景(ssp126、ssp245、ssp585)和两个时间序列(2041—2060年和2061—2080年)的潜在适生区进行预测。结果表明,年降水量、最湿季节降水量、最冷季均温、年均温是影响冷蒿分布的主导气象因子。当下情景(1970—2000年)冷蒿分布在我国北部草原,主要包括内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、西藏自治区、青海省、甘肃省、黑龙江省、四川省、山西省和吉林省。未来三种气候情景下冷蒿的分布均表现为扩张,收缩区域主要发生在400 mm降水线以下中部地区。在高碳气候情景(ssp245和ssp585)下,冷蒿向青藏高原和东北地区的扩张趋势更加明显,ssp245情景下,2041—2060年和2061—2080年依次扩张14.86%、17.07%;ssp585情景下,2041—2060年和2061—2080年依次扩张17.09%、24.81%。未来气候情景下冷蒿的分布质心总体向西南方向迁移。高碳气候情景(ssp585)会加快冷蒿的迁移速率,进而对原生群落物种组成产生影响,可能会影响我国草地生态系统的物种组成和生态格局。冷蒿草原较易沙化,未来在暖干化趋势较为明显的东北地区如何科学合理的管理冷蒿草原对该区域荒漠化防治和生态修复就显得十分重要,本研究结果将为理解未来气候变化背景下冷蒿的分布格局和合理管理北方草地提供参考。

关键词：气候变化冷蒿物种分布模型集成模型潜在分布

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大兴安岭典型灌丛-莎草泥炭地植物功能性状和功能多样性

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生态学报 2025年第2期45卷 962-973页

作者：王东旭王宪伟谭稳稳王淑洁杜宇姜静宜李琪张豪中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院湿地生态与环境重点实验室长春130102 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 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哈尔滨150040

泥炭地生态系统功能很大程度上取决于群落中物种功能性状的变化,但目前的相关研究仍非常有限。研究对大兴安岭4个地区的灌丛-莎草泥炭地植物地上-地下部分开展调查和取样,系统分析了植物比叶面积,比根长,比根面积,叶片和根系碳、氮和磷... 详细信息

泥炭地生态系统功能很大程度上取决于群落中物种功能性状的变化,但目前的相关研究仍非常有限。研究对大兴安岭4个地区的灌丛-莎草泥炭地植物地上-地下部分开展调查和取样,系统分析了植物比叶面积,比根长,比根面积,叶片和根系碳、氮和磷含量及生物量,研究了泥炭地植物的功能性状。通过计算群落加权平均值和功能离散度、Rao二次熵指数及相关变异系数,结合生物多样性指数,探讨泥炭地生物多样性、功能性状及功能多样性间相关性。结果表明:(1)灌木柴桦叶中的氮、磷含量显著高于白毛羊胡子草,且柴桦比叶面积变异系数较高;(2)灌木细根比根长和比根面积显著小于莎草,但细根氮和磷含量显著高于莎草。而且,灌木叶片和细根生物量显著高于莎草;(3)功能离散度和Rao二次熵指数较低,且其变异系数高于生物多样性和群落加权平均值各指数的变异系数;(4)灌木与莎草表现出地上-地下性状相关性上的差异,灌木根长与根面积显著正相关,莎草叶片和根系碳、氮和磷含量分别表现出了显著正相关,而功能离散度和Rao二次熵指数与生物多样性各指数相关性呈现一致性,其存在较强的耦合关系。研究结果表明,大兴安岭泥炭地物种间对资源竞争较大,灌木更适应泥炭地贫营养的环境。

关键词：叶功能性状根系功能性状生物多样性功能多样性泥炭地

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林火干扰对林分结构及植被更新影响研究进展

北京林业大学学报 2025年第1期47卷 156-162页

作者：郑鑫刘晏铭司莉青舒立福陈锋王千雪王烁张吉利国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所黑龙江哈尔滨150086 中国林业科学研究院寒温带林业研究中心黑龙江哈尔滨150086 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 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 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

林火是森林生态系统中重要的干扰因素。严重的森林火灾会破坏林分结构,影响生态系统的稳定性,但适度火干扰可以促进植被更新,改变群落的演替动态,并提高物种多样性。本文综述了林火干扰对林分结构和植被更新的影响研究进展,特别是林火... 详细信息

林火是森林生态系统中重要的干扰因素。严重的森林火灾会破坏林分结构,影响生态系统的稳定性,但适度火干扰可以促进植被更新,改变群落的演替动态,并提高物种多样性。本文综述了林火干扰对林分结构和植被更新的影响研究进展,特别是林火干扰对树木存活、林分结构及植被更新的影响。研究表明,林火引起的树木死亡是影响林分结构和树种组成的关键因素;林火干扰后植被群落的变化主要取决于火烧强度,轻度火干扰对乔木层影响较小,而重度火干扰则可能导致生态系统逆向演替。目前,国内外研究主要关注不同林型、火强度、火烈度、季节以及不同过火类型等因素对林分结构和植被更新的影响,尚缺乏林火干扰对树木生长和植被更新机制的长期连续研究。未来研究应重点关注以下几个方面:基于固定样地连续监测,研究不同林火干扰条件下林分结构和植被更新演替的长期动态;完善采样数据集,结合生物物理及生理过程建模,构建更完整的预测体系,以准确预测火后不同树种组成的林分树木生长状况;深入探讨林火与其他扰动因子的交互作用机制,分析其对林分结构的协同影响。研究结果将有助于深入理解林火干扰对林分结构和植被更新的影响,推动该领域的发展。

关键词：林火干扰树木死亡林分结构火后更新

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森林土壤储碳与增汇的不确定性分析

生态学报 2025年

作者：王晖刘世荣周正虎陈亮王健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东北林业大学生态学院中南林业科技大学生命与环境科学学院

森林具有类型多样、结构复杂以及随环境变化等特征，1 m深森林土壤储存的碳约占全球森林生态系统总碳储量的45%，约占全球土壤碳库的52%。目前对森林土壤固碳潜力和关键过程机制的认识还十分有限。因此，森林土壤储碳与增汇的估算仍存... 详细信息

森林具有类型多样、结构复杂以及随环境变化等特征，1 m深森林土壤储存的碳约占全球森林生态系统总碳储量的45%，约占全球土壤碳库的52%。目前对森林土壤固碳潜力和关键过程机制的认识还十分有限。因此，森林土壤储碳与增汇的估算仍存在很大不确定性。研究梳理了森林土壤有机碳（SOC）储量、密度、含量、增量、固定和碳汇等术语定义；综述了SOC稳定性的机制，包括化学结构稳定性、团聚体物理保护、金属氧化物和粘土矿物吸附，生物与环境主导有机碳稳定固持，以及最新研究相继提出的森林SOC组分多样性及功能复杂性维持碳稳定的学术观点。研究还分析了森林SOC储量和增量不同测定方法的主要原理、优点和不足。根据已有文献数据分析，全球森林1 m深SOC储量变化范围为383—787 Pg C(Pg=1015g，十亿t)，年变化范围为每年降低349 Tg C(Tg=1012g，百万t)到每年增加498 Tg C。中国森林1 m深SOC储量评估范围为16.0—34.2 Pg C，年变化范围为每年降低64.5 Tg C到增加217.3 Tg C。说明目前对森林SOC储量和增量的估算还存在很大不确定性。最新研究表明全球森林碳容量和固碳潜力巨大，但不同研究对SOC是否存在上限仍具不同观点，气候变化对森林SOC储量及其持续固碳潜力的影响也存在较大的不确定性。未来建议通过学科交叉深入探索森林群落结构与土壤固碳过程之间的联系，从碳组分多样性和功能复杂性的新视角理解森林SOC的形成与稳定机制；将SOC监测纳入国家森林资源清查体系、建立国家尺度的SOC长期监测网络、设立我国森林SOC增汇大科学计划；提出保持SOC稳定固持的天然林保护修复及经营提升途径；建立培育高固碳树种，优化林分结构，合理采伐以及轮伐期延长等人工林土壤固碳增汇经营技术体系。

关键词：森林土壤储碳增汇固碳潜力不确定性