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一种偏差校正方法在青藏高原夏季CMIP6降水数据订正中的应用评估

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高原气象 2025年第1期44卷 16-31页

作者：刘雨萌赵林李照国王少影马媛媛孟宪红中国科学院西北生态环境资源研究院/冰冻圈科学与冻土工程重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2... 详细信息

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2014年的表现。研究结果表明,该校正方法高度依赖于用于偏差校正的ERA5再分析数据在研究区域的质量,尽管偏差校正后的青藏高原夏季平均降水的误差和误差率上有所改善,但在年际时间变化特征方面却不如偏差校正前的数据。大多数CMIP6模式能够较好地模拟1979-2014年青藏高原上由西北至东南逐渐递增的平均降水空间变化特征。偏差校正前的降水数据在高原上会出现显著的高估,误差率为60.4%,经过偏差校正后的数据相对观测数据误差降低,误差率为-13.9%,并且偏差校正后的数据与ERA5的平均误差仅为0.003 mm·d^(-1),与ERA5的空间相关性高达0.999。空间趋势方面,观测数据表明青藏高原大部分地区夏季降水在1979-2014年呈现轻微增加的趋势,只有东缘出现明显降低的趋势。偏差校正前后的数据都能够大致刻画出这一空间分布特征,然而,未经偏差校正的大多数单个CMIP6模式与ERA5的空间相关系数未超过0.5。与由独立观测降水数据的年际变化特征相比,偏差校正前的数据高估了高原上的降水量,而偏差校正后的数据相比观测结果则偏低。通过确定95%分位阈值选取了极端降水个例,其集合平均极端降水空间分布与年平均降水类似,也呈西北向东南递增的趋势。部分CMIP6模式较好地模拟了这一特征,如MRI-ESM2-0(The Meteorological Research Institute Earth System Model version 2.0)和ACCESSCM2(Australian Community Climate and Earth System Simulator Climate Model Version 2),与观测结果的空间相关系数分别为0.851和0.821。但偏差校正后的数据在空间相关性方面下降,由偏差校正前的0.861降为0.730,未能准确刻画高原极端降水阶梯式递增的特点。偏差校正后的极端降水数据误差分布与偏差校正前相似,偏低区域主要集中在高原南部腹地和东部。进一步的极端降水贡献率分析结果表明,观测结果与CMIP6降水数据均显示1979-2014年期间极端降水贡献率变化趋势不明显。单个CMIP6模式中,EC-Earth3-Veg(European Community Earth-Vegetation model version 3)和EC-Earth3(European Community Earth Model version 3)及CanESM5(The Canadian Earth System Model version 5)在多个统计评估指标上排名靠前,展示出较好的模拟能力;IPSL-CM6A-LR(Institut Pierre-Simon Laplace Climate Model 6A Low Resolution)在平均降水误差和极端降水的误差指标上表现出色。

关键词：青藏高原第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6) 偏差校正降水

葡萄牙栖盐田菌LLJ914的全基因组测序和比较基因组分析

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 51-65页

作者：李娟娟刘子涵王雅楠刘莉君张晓华于敏中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学进化与海洋生物多样性研究所山东青岛266003

栖盐田菌属细菌因具有较强渗透压耐受能力而备受关注。然而,目前对其适应高盐或其他海洋极端环境的机制尚未探明。为揭示分离自冲绳海槽热液区的葡萄牙栖盐田菌(Salinicola lusitanus)LLJ914与其同属菌株之间的遗传特征及代谢潜力的差异... 详细信息

栖盐田菌属细菌因具有较强渗透压耐受能力而备受关注。然而,目前对其适应高盐或其他海洋极端环境的机制尚未探明。为揭示分离自冲绳海槽热液区的葡萄牙栖盐田菌(Salinicola lusitanus)LLJ914与其同属菌株之间的遗传特征及代谢潜力的差异,探究其在极端海洋生境下的适应机制。通过全基因组测序获得葡萄牙栖盐田菌LLJ914全基因组序列,选取同属其他菌株的基因组进行比较基因组学分析,探究栖盐田菌属各菌株及不同环境来源的葡萄牙栖盐田菌代谢潜力的差异。菌株LLJ914基因组大小为4781556 bp,GC含量为64.0%,共编码4229个蛋白,69个tRNA,12个rRNA。通过构建系统发育树,并进行平均核苷酸和平均氨基酸一致性分析,发现该菌株与马齿苋(Halimione portulacoides)内共生的葡萄牙栖盐田菌CR50^(T)亲缘关系最近。通过功能基因注释分析,发现葡萄牙栖盐田菌具有抵抗各种重金属的相关基因和利用甲基膦酸产生甲烷的phn基因簇;相比于植物内共生菌CR50^(T),菌株LLJ914基因组中包含更多与氨基酸和碳水化合物的运输代谢、能量生产和转换以及转录相关的功能基因。此外,菌株LLJ914基因组中还包含特有的与重金属抵抗、免疫防御及有氧呼吸相关的基因,这可能与其适应复杂极端的深海热液环境有关。本研究揭示了葡萄牙栖盐田菌LLJ914适应深海热液环境的遗传特征及代谢潜力,为更好地认识热液微生物的生态功能提供了参考。

关键词：葡萄牙栖盐田菌极端环境热液区冲绳海槽全基因组测序比较基因组分析

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台湾冷泉中厌氧细菌的分离培养和多样性研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 95-106页

作者：杨晓宇张晓华王晓磊史晓翀中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心山东青岛266100

针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种... 详细信息

针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种SPG厌氧培养基、3种NMS以及DZJ培养基,对采集自台湾冷泉的沉积物、海水、动物样品中的厌氧菌进行富集、分离和培养,然后通过16S rRNA基因测序对分离纯化后的菌株进行分类鉴定。研究结果表明,台湾冷泉厌氧细菌具有较高的多样性,从台湾冷泉共分离鉴定厌氧菌375株,它们分属3个门(变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria))、29个属、49个种,其中γ-变形菌纲占绝对优势地位,优势类群包括弧菌属(Vibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)、肠杆菌属(Enterobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)等。此外,还发现了15株(3种)潜在的海洋新菌。本研究还发现,不同培养基对不同类群的影响不同且程度各异,如MA(2216E)培养基对γ-变形菌纲分离培养效率较高,而SPG培养基在获得新菌方面具有优势。

关键词：冷泉可培养细菌厌氧细菌多样性 16S rRNA

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卡罗琳板块在穆绍海沟的拓展型俯冲起始

中国科学:地球科学 2025年第01期 255-271页

作者：李春峰邓永康吴涛董冬冬张国良张佳政刘宇涛李亚清唐富贵章露露浙江大学海洋科学系崂山实验室海洋矿产资源实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院软件研究所综合信息系统科技重点实验室

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引... 详细信息

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引的共同作用下,中生代太平洋板块依然难以挠曲.在经过长时间的海沟迁移之后,或经历初始挤压过渡到海沟俯冲发育的漫长过程之后,穆绍海沟北端的卡罗琳海板块才逐渐开始挠曲.两条平行地震剖面中,显著不同的海沟变形和沉积增生现象表明了穆绍海沟的俯冲迁移或显著的沿海沟的纵向不连续性,这可以用卡罗琳板块的逆时针旋转来解释从俯冲到非俯冲的快速转变.在俯冲启动前,微小的增生楔可能就已经形成,这表明穆绍海沟已经经历了强烈的压缩和隆起.目前穆绍海沟的地震活动相对平静,并且其东侧的莱拉海槽显示出伸展松弛,表明目前卡罗琳板块的旋转已经停止.

关键词：穆绍海沟俯冲起始地震反射卡罗琳板块

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不同林型橡胶林土壤水分入渗特征及影响因子

水土保持研究 2025年第1期32卷 57-65+72页

作者：马关媛蒋小金刘佳庆刘文杰陈春峰张瑞新疆大学生态与环境学院中国科学院西双版纳热带植物园热带森林生态学重点实验室中国科学院西双版纳热带植物园公共技术中心

[目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子，为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶—益智复合林(AR)、橡胶—可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合... 详细信息

[目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子，为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶—益智复合林(AR)、橡胶—可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评价。[结果]纵观0—100 cm土壤剖面，SR容重最大，孔隙度、田间持水量和饱和持水量最小；SR初始入渗速率(0.03 cm/min)、平均入渗速率(0.009 cm/min)、稳定入渗速率(0.005 cm/min)均显著低于橡胶复合林；通过拟合发现Horton模型对胶农复合林入渗过程拟合较好且拟合参数具有物理意义；除非毛管孔隙度外，土壤物理性质与初始入渗速率有极显著相关关系(p0.05),而稳渗前累积入渗量受土壤持水性能的影响显著(p<0.01)。[结论]结合田间入渗过程，采用初始入渗速率、稳定入渗速率和稳渗前累积入渗量来评估不同林型橡胶林土壤水分入渗和储存性能；SR土壤持水能力、渗透性均低于橡胶复合林，其中RC土壤持水能力最好，RT土壤入渗性能最好，因此间作茶树和可可对改善土壤结构及水文特性有重要作用。

关键词：土壤水分入渗物理性质入渗速率拟合模型

内蒙古农牧交错区典型黑土坡耕地土壤侵蚀空间分布特征

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水土保持研究 2025年第1期32卷 13-20页

作者：邹惠杰刘刚舒成博孙波刘亚张琼郭珍中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学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四川华标测检测技术有限公司

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率，探究该区域土壤侵蚀空间分布特征，阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律，以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕... 详细信息

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率，探究该区域土壤侵蚀空间分布特征，阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律，以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地的土壤样品，利用137Cs示踪技术计算各采样点土壤侵蚀速率，结合小波分析的方法研究土壤侵蚀在坡面的分布特征。[结果]（1） 3个坡面所有采样点137Cs含量均小于背景值（1 984.24 Bq/m2）,表现为所有坡面土壤流失。（2） 3个地区的采样坡面平均侵蚀速率表现为：海拉尔[6 533.37 t/（km2·a）]>额尔古纳[4 174.35 t/（km2·a）]>牙克石[2 765.87 t/（km2·a）]。相同坡面的3个纵向断面的平均侵蚀速率相近，同一断面侵蚀速率的变异程度较高。（3）土壤侵蚀速率沿坡长呈强弱交替的周期性变化，但周期长度并不固定。大部分纵向断面存在周期长度为80～160 m和160～200 m的大小两个周期。部分纵向断面只存在一个周期长度为100～120 m的周期。[结论]该地区土壤侵蚀在坡面尺度表现为全坡面侵蚀且在纵向呈现周期性特征，在区域尺度呈现从东到西逐渐增加趋势。

关键词：土壤侵蚀典型黑土农牧交错带小波分析

1984—2021年黄河口及邻近海域悬浮物锋面变化特征及影响因素研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 25-38页

作者：郝祚千陈民强赵盖博任兆鹏江文胜王涛胡连波边昌伟中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中山大学海洋科学学院广东珠海528478 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 青岛市气象局山东青岛266003 中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100

本研究利用Landsat卫星遥感数据提取了1984—2021年黄河口及其邻近海域的悬浮物锋面(Suspended sediment fronts,SSF),并分析了SSF位置的季节和年代际变化特征。结果表明,SSF的位置存在显著的季节变化,冬季距河口最远而夏季距河口最近,... 详细信息

本研究利用Landsat卫星遥感数据提取了1984—2021年黄河口及其邻近海域的悬浮物锋面(Suspended sediment fronts,SSF),并分析了SSF位置的季节和年代际变化特征。结果表明,SSF的位置存在显著的季节变化,冬季距河口最远而夏季距河口最近,平均距离分别为45.6与24.2 km。通过黄河口海域表层悬浮物浓度的年代际变化推测SSF在1984—2021年向河口方向收缩了大约25.6%。黄河口附近气象站的风速分析结果表明,风速在近40年的减小是SSF向河口收缩的主要原因;黄河入海水沙虽然也存在显著下降的趋势,但对黄河口SSF年代际变化的直接影响很小。

关键词：悬浮物锋面 Landsat卫星黄河口年代际变化悬浮物浓度

农田氧化亚氮减排技术及其与绿肥协同应用分析

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草业学报 2025年第2期 196-210页

作者：刘蕊常单娜周国朋高嵩涓柴强曹卫东甘肃农业大学农学院干旱生境作物学国家重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室南京农业大学资源与环境科学学院

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用... 详细信息

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用绿肥实现化肥减施、驱动土壤健康方面取得了明显成效。但关于绿肥参与N2O排放的研究尚处在起步阶段。种植利用绿肥对N2O排放的影响受绿肥种类、土壤理化性状等多方面因素共同作用，绿肥主要通过调控土壤无机氮含量影响N2O排放，绿肥生长期间能够吸收土壤盈余的无机氮，翻压后能够替代部分氮肥，通过减少硝化和反硝化底物减少农田土壤N2O排放，但同时存在由于绿肥腐解引发的有机氮矿化导致的N2O排放风险。可根据绿肥种植制度、作物种类、气候条件和土壤类型等，采用适宜的N2O减排技术。南方水稻与绿肥轮作区，可减施氮肥40%，添加生物炭等碱性调理剂；华北地区主作物与绿肥轮作区，可减施氮肥15%～20%，添加化学抑制剂、结合氮肥机械化深施；东北和西北地区的主作物复种、间作绿肥制度中，可减施氮肥13%～48%，结合添加硝化抑制剂、结合水肥一体化和免耕；西南地区主作物与绿肥轮作制度中，可减施氮肥15%～20%，配合缓控释肥一次性施肥和添加化学抑制剂等。重点探讨了N2O减排技术在绿肥制度中应用的可行性，以期为更好发挥绿肥作用，进一步减缓N2O排放提供参考。

关键词：绿肥氧化亚氮影响因素减排技术

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植物多样性对青藏高原东北部高寒草甸土壤有机碳的影响

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高原气象 2025年第1期44卷 56-66页

作者：马骏杰陈银萍牟晓明李玉强张钰清卢誉之曹渤兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 自然资源部黄河上游战略性矿产资源重点实验室甘肃兰州730000

植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤... 详细信息

植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤有机碳影响的研究相对薄弱。本研究选取了青藏高原东北部15个典型高寒草甸作为研究样地,通过测定植物地上及地下生物量、土壤pH值、土壤微生物量碳氮、土壤有机碳、颗粒有机碳及矿物结合态有机碳、全氮及全磷等,旨在探究自然条件下植物多样性对土壤有机碳固存的影响,为土壤碳储量的变化及草地的科学管理提供理论依据。结果表明,植物多样性显著提高了植物盖度和地上生物量(P研究为草地生态系统植物多样性与土壤碳库间的相互关系提供新见解及理论基础。

关键词：植物多样性生物量土壤有机碳颗粒有机碳矿物结合态有机碳