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亚热带稻区氨浓度多时间尺度变化及其干沉降

环境科学 2024年第8期45卷 4502-4511页

作者：詹慧秀朱潇王娟沈健林李勇吴金水中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境观测研究站长沙410125 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

气象因子与人为活动显著影响大气氨浓度及其干沉降.目前,有关大气氨浓度的月尺度的时空变异特征有较多研究,而关于小时及日尺度等更精细时间尺度的大气浓度的变化特征及影响因素还不清楚.选取湖南省长沙县一个典型双季稻区,采用快速NH_... 详细信息

气象因子与人为活动显著影响大气氨浓度及其干沉降.目前,有关大气氨浓度的月尺度的时空变异特征有较多研究,而关于小时及日尺度等更精细时间尺度的大气浓度的变化特征及影响因素还不清楚.选取湖南省长沙县一个典型双季稻区,采用快速NH_(3)分析仪和小型气象站对大气NH_(3)浓度与相关气象因子进行为期1a的在线连续监测,对不同时间尺度(小时、日、月)下大气氨浓度、气象影响因子与干沉降通量进行分析.主要结果如下:稻区全年ρ(NH_(3))日平均值(以N计,下同)变化范围在0.01~58.0μg·m^(-3),年平均值为5.3μg·m^(-3).从小时尺度来看,大气NH_(3)浓度24 h动态均呈现单峰型,在不同季节峰值出现的时间存在差异,冬季较其余3个季节滞后.从日尺度来看,NH_(3)浓度主要受稻区施肥影响,在施肥后1~3d出现高峰,其后逐渐下降.从月尺度来看,ρ(NH_(3))月平均值在7月达到峰值,为12.8μg·m^(-3);10月为1.6μg·m^(-3),为谷值.从小时尺度看,NH_(3)浓度受气象因子的影响因季节发生变化,主要表现为:四季中NH_(3)浓度与空气温度、太阳辐射均表现出显著正相关,在春夏两季,与风速呈显著正相关,而除冬季外其与空气相对湿度呈显著负相关.从日尺度看,NH_(3)浓度与空气温度、降雨量和太阳辐射均呈显著正相关,而与相对湿度呈显著负相关.在月尺度上,各单个气象因子与NH_(3)浓度无显著相关性.干沉降计算结果表明,以小时平均NH_(3)浓度计算得到的干沉降通量(以N计)为8.5kg·(hm^(2)·a)^(-1),比以日平均计算的年通量高11.6%,比以月平均计算的年通量高12.4%.综上所述,亚热带稻区氨气浓度存在显著日变化和季节变化,加强氨气浓度的小时尺度观测,有助于揭示氨气浓度的多时间尺度变化特征和更准确定量氨气干沉降.

关键词：氨(NH_(3)) 时间尺度干沉降氨挥发氮沉降

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西南喀斯特关键带结构及其水文过程研究进展

应用生态学报 2024年第4期35卷 985-996页

作者：张君陈洪松聂云鹏付智勇连晋姣王发罗紫东王克林中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

中国西南地区是世界上喀斯特出露面积最大的区域,也是长江和珠江上游重要的生态安全屏障区。区别于非喀斯特关键带,由溶蚀性孔隙网络结构交织而成的表层岩溶带是喀斯特关键带的核心区,水则是参与和联系关键带内部物质循环、能量流动过... 详细信息

中国西南地区是世界上喀斯特出露面积最大的区域,也是长江和珠江上游重要的生态安全屏障区。区别于非喀斯特关键带,由溶蚀性孔隙网络结构交织而成的表层岩溶带是喀斯特关键带的核心区,水则是参与和联系关键带内部物质循环、能量流动过程最活跃的因子。本文从关键带结构刻画、土壤-表层岩溶带系统水文过程以及模型模拟3方面回顾和总结了西南喀斯特地区开展的相关研究以及存在的问题,并对潜在的研究热点进行了展望。多尺度、多方法综合观测以及多学科交叉是开展系列研究的主要途径,精准刻画植被-土壤-表层岩溶带耦合系统的生态水文过程是未来研究的主要趋势和重点。本文旨在为深化喀斯特关键带水文过程研究和区域水文水资源管理提供科学参考。

关键词：喀斯特关键带表层岩溶带氢氧稳定同位素基岩水分降雨-径流阈值行为渗透系数

玉米秸秆中7种游离单糖的高效液相色谱测定方法

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动物营养学报 2024年第5期36卷 3274-3283页

作者：许丽卫耿梅梅陈闻王久荣张秀敏孙德慧中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125

本研究旨在建立一种测定玉米秸秆中7种游离单糖[D(+)-葡萄糖、L-鼠李糖、D(+)-木糖、L-阿拉伯糖、D(-)-核糖、D(+)-半乳糖和D(+)-甘露糖]的高效液相色谱测定方法。将玉米秸秆在60℃干燥后粉碎,以水作为提取溶剂,98℃水浴提取1 h,冷却后... 详细信息

本研究旨在建立一种测定玉米秸秆中7种游离单糖[D(+)-葡萄糖、L-鼠李糖、D(+)-木糖、L-阿拉伯糖、D(-)-核糖、D(+)-半乳糖和D(+)-甘露糖]的高效液相色谱测定方法。将玉米秸秆在60℃干燥后粉碎,以水作为提取溶剂,98℃水浴提取1 h,冷却后离心取上清液;利用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)衍生化处理,上清液过0.22μm滤膜,以Agilent Zorbax SB-C_(18)色谱柱进行高效液相色谱分析,7种组分在56 min内达到分离。结果表明:D(+)-葡萄糖、L-鼠李糖、D(+)-木糖、L-阿拉伯糖、D(-)-核糖、D(+)-半乳糖和D(+)-甘露糖的保留时间和峰面积的日内相对标准偏差均分别小于1.0%和5.0%,日间相对标准偏差均分别小于1.0%和7.5%;线性范围分别为0.31~2 000μg/mL、 0.31~200μg/mL、 0.50~200μg/mL、0.75~200μg/mL、0.31~200μg/mL、0.75~200μg/mL和0.31~200μg/mL,线性关系良好,相关系数均达到0.999以上;检出限为0.10~0.25μg/mL,加标回收率为79.9%~114.8%。由此可见,本研究建立的方法不仅操作简单,还可以对玉米秸秆中的7种游离单糖准确定量,为研究玉米秸秆中糖类物质含量以及在动物体内的消化吸收提供技术支撑。

关键词：玉米秸秆单糖 PMP衍生高效液相色谱

2011-2015年洞庭湖洲滩群落植物生态型、生活型和生长型组成数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第1期9卷 127-136页

作者：侯志勇曾静李旭谭佩阳李阳谢永宏李峰中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室洞庭湖湿地生态系统观测研究站长沙410125

植物群落结构与环境的关系可以通过研究植物生活型和生态型进行深入的解析,同时植物生活型是研究植物群落的发生、发展及演替规律的重要内容。中国科学院洞庭湖湿地生态系统观测研究站按中国生态系统研究网络(CERN)监测指标体系,在洞庭... 详细信息

植物群落结构与环境的关系可以通过研究植物生活型和生态型进行深入的解析,同时植物生活型是研究植物群落的发生、发展及演替规律的重要内容。中国科学院洞庭湖湿地生态系统观测研究站按中国生态系统研究网络(CERN)监测指标体系,在洞庭湖周期性水文变化情势下,对洞庭湖湿地洲滩典型植物群落类型的物种组成进行长期定位监测。通过专家对洞庭湖湿地3个典型植物群落(苔草、南荻和水蓼)的长期监测数据集进行验证,确保数据的准确性,然后进行分类处理,得到洞庭湖洲滩2011-2015年植物群落植物生活型、生长型和生态型数据集。本数据集包含有植物种名、拉丁名、生活型、生长型、光生态型、水分生态型、土壤pH值生态型、淤积生态型,共8个指标,同时提供了完整的样地信息和样地管理记录,为数据的科学利用提供了空间和时间上的背景信息。本数据集为分析洞庭湖湿地洲滩植被群落生态型和生活型组成,植物群落与环境的相关提供了数据支撑,是深入研究洞庭湖湿地植物被演替的重要参考依据。

关键词：洲滩植被植物生活型植物生态型洞庭湖长期定位监测

2011-2015年东洞庭湖洲滩典型植物群落样方调查数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第1期9卷 117-126页

作者：李旭侯志勇曾静易爱军谢永宏李峰中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室洞庭湖湿地生态系统观测研究站长沙410125

固定样地调查通过长期数据的积累和精准的时空对比获取生态系统动态特征,为长期的生态系统研究提供了坚实的基础。洞庭湖湿地生态系统观测研究站按中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)统一的监测规范,对洞... 详细信息

固定样地调查通过长期数据的积累和精准的时空对比获取生态系统动态特征,为长期的生态系统研究提供了坚实的基础。洞庭湖湿地生态系统观测研究站按中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)统一的监测规范,对洞庭湖水文情势变化下,湿地生态系统中典型洲滩植被的物种组成和群落特征等指标进行长期定位监测。通过东洞庭湖三种典型湿地植物群落(苔草,南荻和水蓼)长期监测样地的数据进行加工处理,获得2011-2015年洞庭湖洲滩植物群落长期监测数据集。本数据集包含有植物种名、拉丁名、株(丛)数(株或丛/样方)、叶层平均高度(cm)、生殖枝平均高度(cm)、盖度(%)、物候期、优势种、植物种数、密度(株或丛/m~2)、优势种叶层高度(cm)、优势种生殖枝高度(cm)、总盖度(%)、地上绿色部分总干重(g/m~2),共14个指标,同时附有完整的背景信息。本数据集实行全过程数据质量控制,并由专家审核验证,确保数据时空上的相对一致和准确可靠。本数据集可以为探究洞庭湖水文情势下,洲滩湿地生态系统过程和演替趋势提供本底资料,为洞庭湖植被的遥感监测、生物多样性保护和湿地生态修复及适应性管理等提供数据支撑。

关键词：洲滩植被群落物种组成洞庭湖长期定位监测

基于模糊c-均值聚类的亚热带丘陵区土壤肥力空间分异与管理分区

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 702-716页

作者：赖佳鑫李康祺周萍戴玉婷郭晓彬吴金水中国科学院亚热带农业生态研究所/亚热带农业生态过程重点实验室/长沙农业环境观测研究站湖南长沙410125 中国科学院大学北京100049

[目的]亚热带丘陵区地形复杂,土壤肥力空间变异大,科学地将土壤按照相似地力进行分区,是实现丘陵区土壤精确管理,优化土壤培肥技术的理论基础。[方法]研究对象位于亚热带丘陵区的典型小流域-湖南省长沙县金井镇,2009年在全镇范围内(112 ... 详细信息

[目的]亚热带丘陵区地形复杂,土壤肥力空间变异大,科学地将土壤按照相似地力进行分区,是实现丘陵区土壤精确管理,优化土壤培肥技术的理论基础。[方法]研究对象位于亚热带丘陵区的典型小流域-湖南省长沙县金井镇,2009年在全镇范围内(112 km~2)密集布置946个样点采集土壤样品,以测定的土壤肥力指标为数据源,包括土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、有效磷(AP)和pH,采用地统计学和模糊c-均值聚类算法,分析流域土壤肥力的空间异质性;采用主成分分析法进行土壤肥力分区,并根据数据的差异显著性和变异系数对分区结果进行验证。[结果]除pH外,流域内土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮和有效磷均存在中等至强的空间变异,变异系数(CV)介于36%~125%。基于主成分分析和模糊c-均值聚类可将研究区划分为3个肥力管理分区:MZ1、MZ2和MZ3,分区后各土壤肥力指标的变异系数(CV)不同程度地降低,以pH变异系数降幅最小(6%),AP变异系数降幅最大(96%)。同一分区内主要土壤肥力指标趋于同质化,分区间则异质化显著(P亚热带丘陵区地形地貌复杂,是土壤肥力空间变异较大的主要影响因素。通过土壤肥力管理分区,可有效降低区域内肥力指标的变异程度,优化复杂丘陵区耕地管理措施。本研究区域中MZ1、MZ2和MZ3区均应着重改良土壤酸化现象,提高肥料氮素利用率,避免过量施用化学氮肥;MZ1区可适当减施磷肥,避免关键生育期过量施用磷肥;MZ2和MZ3区可以考虑适量施用生物酶活化磷肥或增施有机肥,以提高作物对磷素的利用效率。

关键词：土壤肥力分区空间分异模糊聚类主成分分析养分管理措施

典型喀斯特白云岩小流域土壤-表层岩溶带厚度空间异质性特征

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地质科技通报 2024年第1期43卷 306-314页

作者：王发聂云鹏陈洪松付智勇连晋姣中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

土壤-表层岩溶带厚度是喀斯特地球关键带的关键指标,明确其空间异质性特征对于理解地球关键带结构演化机理以及评估水源涵养功能具有重要意义。在广西环江木连小流域1.4 km 2范围内,通过高密度电法(ERT)探测45条样线,共获取1731个样点... 详细信息

土壤-表层岩溶带厚度是喀斯特地球关键带的关键指标,明确其空间异质性特征对于理解地球关键带结构演化机理以及评估水源涵养功能具有重要意义。在广西环江木连小流域1.4 km 2范围内,通过高密度电法(ERT)探测45条样线,共获取1731个样点的土壤-表层岩溶带厚度及环境因子数据资料,研究了土壤和表层岩溶带厚度的空间分布格局及其影响因素。结果表明,土壤和表层岩溶带厚度平均值分别为1.15 m和6.44 m,且分别呈现强变异程度和中等变异程度。地统计分析结果表明球状模型和指数模型分别可以反映土壤和表层岩溶带的空间结构特征。土壤厚度呈现中等空间自相关性,变程长,空间连续性好;而表层岩溶带呈现强烈的空间自相关性,变程短,空间依赖性强。土壤厚度受到环境因子(地形湿度指数、垂直曲率、曲率、坡向、坡度、高程、覆盖度、出露基岩率和植被归一化指数)的多重影响,而表层岩溶带厚度受部分环境因子影响的同时,与土壤厚度和植被类型的相关性更高。研究结果有助于喀斯特区土壤-表层岩溶带演化机理认识,并为土壤-表层岩溶带厚度的空间预测提供科学依据。

关键词：喀斯特关键带空间异质性土壤-表层岩溶带植被类型白云岩小流域

浒苔多糖对脂多糖诱导小鼠肠道屏障功能及肠道微生物组成的影响

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食品科学 2024年第3期45卷 34-41页

作者：张玉梅谢春艳吴信中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室湖南长沙410125 天津市农业科学院畜牧兽医研究所天津300381 中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308

目的:研究浒苔多糖(Enteromorpha prolifera polysaccharide,EP)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导小鼠肠道屏障功能及微生物组成的影响。方法:选取8周龄C57BL/6J雄性小鼠48只,随机分为4组,每组12只,分别为空白对照(Ctrl)组、LPS组、EP组、EP+LPS组,Ctrl和LPS组小鼠饲喂基础日粮,EP和EP+LPS组饲喂含600 mg/kg EP的日粮,28 d后,LPS和EP+LPS组小鼠按0.5 mg/kg mb腹腔注射200μL LPS,Ctrl和EP组小鼠腹腔注射相同剂量的生理盐水。结果:EP处理4周对LPS诱导的小鼠肝脏损伤和脾脏肿大没有显著影响;EP处理能显著降低LPS诱导小鼠的血清中髓过氧化物酶(P<0.05)和二胺氧化酶(P<0.01)的含量,显著提高结肠白细胞介素(interleukin,IL)-1β的基因表达(P<0.05),显著降低结肠一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的基因表达(P<0.05)和Toll样受体4的蛋白表达;在门水平上,EP处理能极显著提高LPS诱导小鼠Verrucomicrobiota的丰度(P<0.01),在属水平上,显著降低Alloprevotella、Bacteroides和unclassified_o_Bacteroidales的丰度(P<0.05),显著提高Lachnospiraceae_NK4A136_group、Anaerostipes和Akkermansia的丰度(P<0.05)。结论:EP可以预防LPS刺激引起的肠道屏障功能受损,并可通过调节TLR4信号通路相关基因的表达和肠道微生物的组成减缓小鼠的肠道屏障损伤。

关键词：浒苔多糖脂多糖炎症肠道屏障肠道微生物

中国西南喀斯特地区生态系统服务权衡/协同研究及展望

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自然资源学报 2024年第6期39卷 1384-1398页

作者：郭婷婷丁洪伟张浩曾昭霞刘孝利湖南农业大学环境与生态学院长沙410128 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站环江547100

明晰区域生态系统服务变化及权衡/协同关系,对优化西南喀斯特生态脆弱区生态管理、攻克贫困、维护社会和谐有重要意义。以中国知网、谷歌学术和Science Direct为数据源,共检索整理89篇论文,研究结果说明:(1)从文献年代分布来看,2008—2... 详细信息

明晰区域生态系统服务变化及权衡/协同关系,对优化西南喀斯特生态脆弱区生态管理、攻克贫困、维护社会和谐有重要意义。以中国知网、谷歌学术和Science Direct为数据源,共检索整理89篇论文,研究结果说明:(1)从文献年代分布来看,2008—2018年间研究较少,在2019—2023年间激增。从研究区分布来看,贵州省最多,广西壮族自治区最少。(2)生态系统服务评估类型的选择不均衡且评估方法依赖于模型。(3)分析权衡/协同的研究方法机理与应用,主要分为统计分析、制图叠加分析和情景模拟分析法三类。(4)自然地理、社会经济发展和生态工程是影响权衡/协同关系的驱动因素,而自然地理为主导因子。最后,本文针对目前喀斯特区生态服务功能与权衡/协同研究不足进行了归纳总结,并提出未来研究展望。

关键词：西南喀斯特生态系统服务评估权衡/协同文献分析研究展望