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微生物活体碳对草地土壤有机碳贡献的方法评估

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科学通报 2024年

作者：田晨崔冬晴李童秦嘉晨杨培志白永飞田建卿西北农林科技大学草业与草原学院中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室

精准量化土壤微生物活体碳库对开展微生物介导的土壤碳转化关键过程研究极其重要.然而,受制于活体碳库容量小、分离定量复杂、缺乏广泛认可的研究手段和碳转换系数等因素,普适性微生物活体碳定量框架亟待建立.本研究以内蒙古草原不同植... 详细信息

精准量化土壤微生物活体碳库对开展微生物介导的土壤碳转化关键过程研究极其重要.然而,受制于活体碳库容量小、分离定量复杂、缺乏广泛认可的研究手段和碳转换系数等因素,普适性微生物活体碳定量框架亟待建立.本研究以内蒙古草原不同植被类型的四种土壤为研究对象,评估了流式细胞计数（FCM）、叠氮溴化丙锭-qPCR （PMA-qPCR）和磷脂脂肪酸（PLFA）技术结合碳转换系数对微生物活体碳估算的准确性和适用性.结果显示:（1） PLFA和PMA-qPCR法对细菌（R=0.46*）、真菌（R=0.44*）和总微生物活体碳（R=0.48*）的估算值近似且显著相关,表明上述两种方法的转换系数用于微生物活体碳估算研究时具有可靠性. FCM法对细菌活体碳的估算值与PLFA和PMA-qPCR法呈正相关,但比以上两种方法低1～3个数量级,说明FCM法结合该转换系数的实际应用性仍待进一步提升.（2）整体而言,微生物残体碳是活体碳的7.28～15.81倍,细菌活体碳是真菌的3.43～4.99倍,细菌残体碳是真菌的0.32～0.38倍,表明更高的活体碳含量并不意味着更多的残体碳累积,暗示未来进行微生物活体碳和残体碳周转研究的必要性.上述结果对建立微生物活体碳定量估算体系、理解微生物活体周转在土壤碳汇形成和稳定性维持中的关键作用及优化碳循环模型参数具有科学意义.

关键词：微生物活体碳微生物残体碳土壤有机碳方法学交叉验证

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草地植物繁殖性状权衡关系研究进展

生态学杂志 2024年

作者：刘栩赫付常兴范高华黄迎新黑土地保护与利用全国重点实验室(长春) 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院大学吉林省草地畜牧重点实验室

植物繁殖性状间的权衡关系反映了植物在产生子代过程中资源获取与分配的生态策略，这影响植物子代萌发、生长及竞争能力。草地植物具有重要的生产和生态功能，然而，关于草地植物繁殖性状的生态策略研究大多是通过归纳总结得出营养生长... 详细信息

植物繁殖性状间的权衡关系反映了植物在产生子代过程中资源获取与分配的生态策略，这影响植物子代萌发、生长及竞争能力。草地植物具有重要的生产和生态功能，然而，关于草地植物繁殖性状的生态策略研究大多是通过归纳总结得出营养生长和繁殖、繁殖方式以及植物花性状间存在较为普遍的权衡关系，缺乏对植物自身繁殖性状间权衡关系的关注。本文综述了草地植物繁殖特征权衡关系的研究进展，从有性与无性繁殖、花部性状、种子大小和数量，到地下芽库与土壤种子库之间的多层面权衡，发现种群内个体和花序水平性分配方面鲜有关于权衡关系研究，揭示了繁殖体权衡如何塑造植物的繁殖策略和生存适应性的机制。并通过深入分析权衡机制在植物生长、种群动态和生态系统多样性中的关键作用，阐述了其在理解全球变化背景下对植物生长、繁殖及响应胁迫方面的理论价值，旨在为未来草地植物繁殖性状权衡关系研究提供不同角度的参考。

关键词：繁殖性状植物功能性状权衡生物量分配模式生活史策略

青藏高原北部干旱区梭梭群落特征空间分布格局及其驱动因子

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生态学报 2024年

作者：侯东杰李楠曲孝云董少琼韩蓓蕾郭柯刘长成内蒙古农业大学草原与资源环境学院中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室

梭梭（Haloxylon ammodendron）群落是中国西北部干旱区主要分布的植被类型，对防风固沙、维持生物多样性等生态方面具有重要作用。青藏高原北部干旱区也是梭梭群落重要的分布区域，但该区域梭梭群落特征空间分布格局形成的驱动机制目... 详细信息

梭梭（Haloxylon ammodendron）群落是中国西北部干旱区主要分布的植被类型，对防风固沙、维持生物多样性等生态方面具有重要作用。青藏高原北部干旱区也是梭梭群落重要的分布区域，但该区域梭梭群落特征空间分布格局形成的驱动机制目前缺乏足够的关注。在柴达木盆地梭梭保护区设置了31个调查样地并对梭梭群落特征进行了调查，结合气候因子揭示其空间分布格局形成的驱动因子。结果发现：青藏高原干旱区梭梭群落仅有27种植物，隶属于21属8科，物种组成简单，其中51%的植物属于灌木与半灌木，70%的植物为强旱生和旱生植物，40%的植物为戈壁-蒙古成分。梭梭群落的高度、盖度等数量特征在空间范围内变异大，物种丰富度低，草本层不发达。梭梭群落的数量特征随经度的增加呈显著的正相关关系（P数量显著增加，但成熟梭梭的数量显著降低。降水量的增加是形成这些群落特征空间格局的主要因素。研究为保护青藏高原干旱区梭梭群落提供基础数据，也为区域荒漠化和沙漠化合理防治给予科学指导。

关键词：梭梭群落柴达木盆地气候因子幼龄梭梭成熟梭梭

中国牧区草地合理载畜量和生态承载力时空变化分析

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科学通报 2024年

作者：赵玉金宋伟江吴智胜白永飞中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室内蒙古自治区林业和草原监测规划院中国科学院大学资源与环境学院

草原牧区是中国重要生态安全屏障和畜牧业生产基地,厘清其生态承载状况和演变趋势可为实施以草定畜、草原生态保护修复和北方重要生态安全屏障建设提供科学依据.本文利用净初级生产力等多时相遥感监测数据,基于植物补偿生长理论及不同... 详细信息

草原牧区是中国重要生态安全屏障和畜牧业生产基地,厘清其生态承载状况和演变趋势可为实施以草定畜、草原生态保护修复和北方重要生态安全屏障建设提供科学依据.本文利用净初级生产力等多时相遥感监测数据,基于植物补偿生长理论及不同草地类型的合理放牧强度,以268个牧区和半牧区县为研究对象,核算了2000～2020年中国草原牧区和半牧区草地合理载畜量及其变化趋势,并结合家畜数量和补饲率,划定了牧区和半牧区草地生态承载力等级.结果表明:(1)在空间上,中国草原牧区和半牧区草地合理载畜量沿水热梯度呈现出由东向西、从南至北逐渐递减的空间格局.(2)在时间上, 2000～2020年内蒙古等东北部草地的合理载畜量呈现整体增长趋势,但西藏西南部和新疆西北部草地合理载畜量整体呈降低趋势.(3)牧区、半牧区县牲畜数量平均每年以443万个羊单位增长,共增加了9312万个羊单位.(4)全国牧区和半牧区超载率达91.4%,且半牧区县超载程度(94.5%)高于牧区县(87.7%).本研究对制定合理的载畜量,科学配置草地生态-生产功能,实现草牧业可持续发展具有重要实践意义.

关键词：草地承载力采食率时空格局承载力指数生态-生产功能合理配置

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祁连圆柏林群落组成及特征

植物生态学报 2024年

作者：陈龙郭柯勾晓华赵秀海马泓若甘肃自然能源研究所兰州大学资源环境学院中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室中国科学院大学国家植物园北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心

祁连圆柏(Juniperusprzewalskii)林广泛分布于青藏高原东北部山地,是中国特有的森林植被类型,是高山林线以及林草交错带的代表性群落,发挥着不可替代的固土保水、生物多样性保护等生态屏障功能与作用。系统研究祁连圆柏林的空间分布、... 详细信息

祁连圆柏(Juniperusprzewalskii)林广泛分布于青藏高原东北部山地,是中国特有的森林植被类型,是高山林线以及林草交错带的代表性群落,发挥着不可替代的固土保水、生物多样性保护等生态屏障功能与作用。系统研究祁连圆柏林的空间分布、群落结构与物种组成及其特征,可为当前祁连圆柏林保护、利用及其持续管理提供科学依据。于2018–2022年在植物生长季对祁连圆柏林进行详细的样方调查,共设置样地52个,基本遍及祁连圆柏林全部分布区,并通过历史资料收集整理,共获取完整调查样方72个。通过群落数量统计及聚类分析发现:(1)祁连圆柏林主要分布于海拔2 800–3 800 m的山地阳坡、半阳坡,通常占据同地段生境条件相对严酷的干燥、瘠薄、陡峭的山坡,现存林多为次生演替后的顶级群落,林分相对稀疏,郁闭度0.2–0.6,平均高度5–13m,由乔木层、灌木层和草本层组成,乔木层以祁连圆柏为绝对优势,径级结构呈右偏正态分布,胸径集中于4–8 cm,灌木层和草本层随生境条件变化差异较大。(2)林内共记录到维管植物370种,隶属于48科151属,其中被子植物45科148属,裸子植物2科2属,蕨类植物1科1属,前3大科分别为菊科、禾本科和豆科,生活型组成中,草本植物种类明显多于木本。(3)根据群落优势种和特征种,祁连圆柏林可进一步划分出11个群丛组、25个群丛,空间上表现出明显的生态序列,海拔从低到高依次为祁连圆柏-鲜黄小檗(Berberis diaphana)-草本群丛组、祁连圆柏-金露梅(Dasiphora fruticosa)-草本群丛组、祁连圆柏-小叶金露梅(Dasiphoraparvifolia)-草本群丛组、祁连圆柏-银露梅(Dasiphoraglabra)-草本群丛组,在人为扰动严重的区域,群落中灌木层发育较差,逐渐向祁连圆柏-草本群丛组发展。

关键词：祁连圆柏林植物群落青藏高原生态序列径级结构

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水稻遥感制图研究综述

遥感学报 2024年第9期28卷 2144-2169页

作者：高心怡池泓黄进良凌峰韩逸飞贾小凤李一凡黄端董金玮中国科学院精密测量科学与技术创新研究院环境与灾害监测评估湖北省重点实验室中国科学院大学东华理工大学测绘工程学院中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室

水稻是人类的主要粮食作物之一，及时准确的获取水稻面积分布和时空变化对粮食政策制定具有重要的参考意义。本文围绕“水稻遥感制图”研究主题，首先回顾调研国内外文献资料，系统梳理了水稻的生理生长过程和主要的种植模式。全球范围... 详细信息

水稻是人类的主要粮食作物之一，及时准确的获取水稻面积分布和时空变化对粮食政策制定具有重要的参考意义。本文围绕“水稻遥感制图”研究主题，首先回顾调研国内外文献资料，系统梳理了水稻的生理生长过程和主要的种植模式。全球范围内，水稻种植集中在东南亚地区；从全国范围看，单季稻产区主要位于东北地区和长江中下游地区；双季稻和三季稻产区位于湖南、江西、广东等华南省份。其次，受云雨影响，早期水稻制图以雷达数据为主，随着遥感数据源日益丰富，光学和雷达数据协同应用于水稻遥感制图；在重点分析水稻的“（遥感）信号—空间—时间”特征的基础上，探讨了水稻遥感制图中典型光学植被指数和雷达后向散射系数；并从传统机器学习和深度学习两个方面总结了现阶段水稻遥感制图的主流方法。然后，从机器学习模型、多源遥感数据融合以及遥感计算云平台3个方面归纳了水稻遥感制图的应用现状。总结发现目前水稻制图研究存在以下难点：（1）由于相似生长周期植物的存在导致水稻的漏分、错分；（2）光学和雷达数据都存在时序观测不连续的现象；（3）地形破碎区域或多季、轮作水稻种植地区的制图困难较大；（4）制图方法的泛化问题。针对这些问题，本文从水稻物候特征发掘、水稻时序观测数据获取手段、水稻遥感制图空间分辨率改进等方面探讨了水稻遥感制图的发展方向：（1）水稻物候期遥感信号特征挖掘；（2）覆盖水稻完整生长期的时序遥感数据获取；（3）水稻遥感制图空间分辨率提升；（4）光学和雷达数据的协同应用。

关键词：水稻遥感制图 (遥感)信号—空间—时间多源遥感数据机器学习

基于Web of Science数据库和CiteSpace文献计量学的植物内生真菌多样性研究综述

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微生物学通报 2024年

作者：郑涵蔡元黄先寒罗增远代兴汛刘鲁峰中国科学院昆明植物研究所中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室云南农业大学资源与环境学院省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室

【背景】内生菌几乎存在于所有目前已研究过的植物中，感染内生真菌的植物宿主往往具有生长快速、抗逆境、抗病害、抗天敌等优势。目前，植物内生菌多样性得到了广泛关注，然而现阶段对该领域进行定量统计、分析的研究报道较少。【目的... 详细信息

【背景】内生菌几乎存在于所有目前已研究过的植物中，感染内生真菌的植物宿主往往具有生长快速、抗逆境、抗病害、抗天敌等优势。目前，植物内生菌多样性得到了广泛关注，然而现阶段对该领域进行定量统计、分析的研究报道较少。【目的】对植物内生真菌多样性领域文献运用计量学方法进行分析，探讨该领域的研究现状及研究热点。【方法】本文通过文献计量学方法，基于WOS核心数据库，以“Endophytic fungal diversity and plant”为检索词进行主题检索，统计1992-2022年间“植物内生真菌多样性”研究文献的刊文数量、期刊、研究单位、主要作者和关键词的分布情况，并利用CiteSpace软件进行可视化分析。【结果】通过关键词突显分析发现biodiversity（生物多样性）、symbiosis（共生）、soil（土壤）三个关键词与该领域文献发表量突增的时段密切相关。并通过关键词聚类分析，得到9个关键词标签，具体3个热点研究方向。【结论】“Endophytic fungal diversity and plant”研究的英文文献数量从2019年开始快速增加，且内生真菌多样性、内生真菌促进宿主生长、内生真菌次生代谢产物药用性为现阶段的研究热点。未来应该加强该领域高影响力作者、机构的合作，针对本领域的3个热点及不足展开深入、系统的研究。

关键词：植物内生真菌多样性文献学统计 Web of Science CiteSpace

祁连山东段南麓高寒嵩草草甸群落特征变化及其与家庭牧场管理的关系

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生态学报 2024年

作者：林丽李杰霞李本措兰玉婷司梦可张法伟李以康曹广民樊博中国科学院西北高原生物研究所青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院西北高原生物研究所中国科学院高原生物适应与进化重点实验室中国科学院大学

以相同地形及气候条件下高寒嵩草草甸关键稳态为研究对象，对其植物群落数量特征、家庭牧场经营管理特征进行调查分析，探讨家庭牧场植物群落数量特征同牧场管理之间的耦合关系，解析导致牧场植物群落特征分异的社会学和经济学根源，结... 详细信息

以相同地形及气候条件下高寒嵩草草甸关键稳态为研究对象，对其植物群落数量特征、家庭牧场经营管理特征进行调查分析，探讨家庭牧场植物群落数量特征同牧场管理之间的耦合关系，解析导致牧场植物群落特征分异的社会学和经济学根源，结果表明：（1）牧民的放牧管理同草地总生产能力及其年际间的稳定性存在关联关系，过度放牧可以导致植被生产能力降低，过低放牧强度会导致家庭牧场总收益降低。（2）研究区域绝大多数牧民控制草地处于牧草生产能力中等(优良可食性牧草产量（129.1±28.3）g/m2)、草地生产能力稳定性（植物群落地上生物量年际间的变异系数19.9%）较高和家庭牧场收益/投资比（1.69—1.74）较高的小嵩草草甸草毡表层加厚期。（3）家庭牧场经济行为符合小农场经济行为特征，研究区域家庭牧场草畜平衡补偿金仅占家庭牧场总收入的0.06%—1.25%，且该区草畜平衡补偿金同草地所处演替稳态无关。维持草地的高水平生态服务功能需要牺牲一部分牧场经济收入，导致牧民在牧场经营过程中更注重草地的生产服务价值。因此，牧民选择小嵩草草甸不同稳态作为该区主流植被是当地牧民对草地畜牧业生产成本和家庭收益权衡的结果。未来畜牧业生产及管理模式应从草地自身特征出发，依托技术和管理的创新，以提高草地生产资料、生产关系和生产力之间的匹配度，同时以增加草地单位面积生产附加值为目标，从根本上实现草地的可持续发展利用。

关键词：退化草地恢复牧区经济发展草地退化原因高寒嵩草草甸

海河流域生态系统净初级生产力对气象干旱的响应与弹性

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植物生态学报 2024年

作者：黄砺成莫兴国中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室中国科学院大学资源与环境学院中国科学院大学中丹学院

干旱强度和频率上升严重威胁陆地生态系统结构和功能。为保证未来逆境下生态系统服务功能的正常发挥,生态系统生产力对气象干旱响应与弹性的时空特征亟待探究。该研究以海河流域2001–2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)度量气象干旱,基于... 详细信息

干旱强度和频率上升严重威胁陆地生态系统结构和功能。为保证未来逆境下生态系统服务功能的正常发挥,生态系统生产力对气象干旱响应与弹性的时空特征亟待探究。该研究以海河流域2001–2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)度量气象干旱,基于流域自然植被净初级生产力(NPP),分析NPP与SPEI的数量关系,评估自然植被的干旱风险及植被在干旱后呈现的弹性。结果显示:(1)海河流域自然植被NPP和NDVI在研究期内均呈显著上升趋势;(2)植被NPP对干旱的滞后时间呈草原、稀树草原郁闭灌丛>多树草原>落叶阔叶林>稀树草原>落叶-常绿混交林;(4)流域75%以上植被NPP明显偏低不超过1个月,弹性较强;森林类植被的弹性强于灌草类,两者年内变化趋势相反,年际均呈增长趋势;NPP响应和弹性特征随植被型和干旱强度而变。基于植被干旱风险和弹性调整造林还草措施,优化植被结构,提升物种多样性,可提高流域生态系统的稳定性。

关键词：气象干旱干旱风险弹性净初级生产力 SPEI 海河流域