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基于遥感生态指数改进模型的沱江流域生态环境质量时空变化及驱动力研究

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水土保持学报 2024年

作者：赵晓燕谈树成张素李永平吴汉王超内江师范学院地理与资源科学学院云南大学国际河流与生态安全研究院云南大学地球科学学院大连大学生命健康学院内江师范学院国际教育学院

[目的]沱江流域面临严重的水土流失、水环境污染和土壤侵蚀等生态环境问题,开展流域生态环境质量评价对推动长江上游生态环境保护和流域社会经济高质量可持续发展具有重要意义。[方法]基于谷歌地球引擎平台,选取2000—2020年的Landsat... 详细信息

[目的]沱江流域面临严重的水土流失、水环境污染和土壤侵蚀等生态环境问题,开展流域生态环境质量评价对推动长江上游生态环境保护和流域社会经济高质量可持续发展具有重要意义。[方法]基于谷歌地球引擎平台,选取2000—2020年的Landsat遥感影像,以绿度、湿度、热度、干度、生物丰度指数构建生态环境质量评价模型(RESII),采用变异系数、一元线性回归和空间自相关分析方法对流域内生态环境质量的时空演变格局进行分析,并运用最优参数地理探测器模型(optimal parameter geographic detector model, OPGD)对其驱动力进行探测。[结果](1)2000—2020年间,沱江流域生态环境质量多年平均值为0.66,等级以良为主,占比为63.01%。成都周边区县、内江、自贡、泸州等城镇地区生态环境质量较差,呈现南北低中间高的空间分布格局。(2)沱江流域生态环境质量总体呈下降趋势,生态环境质量变差的趋势显著,轻微退化和显著退化面积占比分别为19.75%和5.88%。人口密度大,社会经济发展水平高的城镇化地区,生态环境质量以较高波动为主,占比为18.15%。(3)20年间沱江流域全局自相关莫兰指数范围为0.769～0.870,主要分布在第1象限和第3象限,局部自相关的高—高集聚区和低—低集聚区范围随时间呈显著变化,景观斑块破碎化明显。(4)OPGD结果表明,土地利用类型、坡度、高程、夜间灯光为流域生态环境质量变化的主要驱动因子,人口密度、气温和GDP为次要驱动因子,降水量和坡向因子影响较小。土地利用类型与其他因子交互作用增强对流域内生态环境质量变化的影响。[结论]改进的遥感生态指数模型对开展区域生态环境质量评价提供新方法,研究结果为生态环境保护提供参考。

关键词：生态环境质量 RESII模型时空分析驱动力地理探测器模型沱江流域

鄱阳湖候鸟栖息地微塑料表面细菌群落结构特征与生态风险预测

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环境科学 2024年第5期45卷 3098-3106页

作者：俞锦丽赵俊凯罗思琦朱颖婷张文慧胡启武刘淑丽江西师范大学地理与环境学院南昌330022 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 江西师范大学生命科学学院生物多样性保护与资源利用江西省重点实验室南昌330022

近年来鄱阳湖的微塑料环境污染日益受到关注.选取鄱阳湖白沙湖为研究区,采集白沙湖水体和沉积物以及其中的微塑料样品,通过傅里叶红外光谱确定微塑料的聚合物类型为聚乙烯(PE)、聚酯纤维(PET)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS).并利用16S高通... 详细信息

近年来鄱阳湖的微塑料环境污染日益受到关注.选取鄱阳湖白沙湖为研究区,采集白沙湖水体和沉积物以及其中的微塑料样品,通过傅里叶红外光谱确定微塑料的聚合物类型为聚乙烯(PE)、聚酯纤维(PET)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS).并利用16S高通量测序技术分析水体、沉积物中和微塑料表面细菌群落结构组成.微塑料表面细菌的物种丰富度与多样性均低于周围水体和沉积物.NMDS分析结果表明,微塑料表面与周围沉积物、水体中的细菌群落结构差异较大.水体和沉积物中的细菌群落组成与微塑料表面存在差异,门水平上沉积物与沉积物中微塑料表面优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota),其在微塑料表面相对丰度高于沉积物;水体中微塑料表面变形菌门相对丰度高于水体,而拟杆菌门、放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度明显低于水体.属水平上马赛菌属(Massilia)和假单胞菌属(Pseudomonas)是微塑料表面的优势菌属,相对丰度明显高于周围水体和沉积物.通过BugBase表型预测发现微塑料细菌群落可移动基因元件含量、生物膜形成、潜在致病性及胁迫耐受等表型相对丰度明显高于周围水体和沉积物.结果发现微塑料可能会促使致病菌在内的有害菌的传播,提高细菌群落的潜在致病性,且微塑料表面细菌群落具有更高的可移动基因元件含量表型.通过揭示微塑料污染对微观层面湿地生态的潜在危害,可为维护湿地生态稳定性提供科学参考.

关键词：鄱阳湖细菌微塑料(MPs) BugBase 假单胞菌

秸秆与生物炭施加对茉莉园土壤真菌群落及有机碳库特征的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4228-4240页

作者：彭家豪林少颖王维奇曾瑜陈梅春杨文文陈思聪福建师范大学地理研究所福州350117 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350117 闽榕茶业有限公司福州350018 福建省农业科学院农业生物资源研究所福州350003 福州市农业农村局福州350026

为阐明秸秆与生物炭施加后茉莉园土壤真菌群落及有机碳库组分分配的变化特征,测定分析了茉莉园对照、秸秆和生物炭处理0~15 cm土壤真菌群落特征与有机碳库组分,并计算其碳库管理指数(CPMI).结果表明,秸秆与生物炭施加后土壤真菌群落多... 详细信息

为阐明秸秆与生物炭施加后茉莉园土壤真菌群落及有机碳库组分分配的变化特征,测定分析了茉莉园对照、秸秆和生物炭处理0~15 cm土壤真菌群落特征与有机碳库组分,并计算其碳库管理指数(CPMI).结果表明,秸秆与生物炭施加后土壤真菌群落多样性均降低,各处理中优势菌属结构发生变化,生物炭处理下土壤真菌群落结构与秸秆处理和对照组差异显著.冗余分析(RDA)表明,土壤真菌群落结构主要受土壤容重、C∶N、盐度和TN影响.另外,秸秆处理下土壤活性有机碳(LOC)与对照组相比显著增加87.44%(P生物炭处理中土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)较对照组分别显著增加22.27%和23.17%(P生物炭处理中碳库指数(CPI)显著增加(P生物炭施加后腐生营养型及其兼性营养型真菌对土壤活性有机碳组分和碳库管理指数有着重要影响.

关键词：秸秆生物炭真菌有机碳库碳库管理指数(CPMI) 茉莉园土壤

2001-2020年天山新疆段草地植被覆盖度时空变化及驱动因素分析

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植物生态学报 2024年第5期48卷 561-576页

作者：陈以恒玉素甫江·如素力阿卜杜热合曼·吾斯曼新疆师范大学地理科学与旅游学院乌鲁木齐830054 新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

草地在天山生态系统中起着重要作用,与区域畜牧业发展息息相关。为阐明天山新疆段草地植被时空演变格局及其影响因素,该研究基于2001-2020年MODISNDVI遥感影像,使用Sen+Mann-Kendall趋势分析法和变异系数、土地利用动态,对天山新疆段草... 详细信息

草地在天山生态系统中起着重要作用,与区域畜牧业发展息息相关。为阐明天山新疆段草地植被时空演变格局及其影响因素,该研究基于2001-2020年MODISNDVI遥感影像,使用Sen+Mann-Kendall趋势分析法和变异系数、土地利用动态,对天山新疆段草地植被覆盖度(FVC)的时空动态特征进行分析,并通过地理探测器和相关性分析法探究草地FVC变化的驱动因素,结果表明:(1)FVC整体变化较稳定,多年平均草地FVC在0.33-0.42之间波动,FVC面积显著增加的区域分布在天山东北部和西南部低海拔地区,占总面积的3.14%,FVC面积显著减少的区域主要分布在伊犁河沟,占总面积的15.81%。(2)草地FVC的变化主要受植被类型和畜牧业总产值的影响,其影响力均在29.85%以上。其中,年降水量和年平均气温与植被类型相互作用后,影响力均提升到48.70%以上。(3)研究时段内,草地FVC与年降水量、年平均气温均呈正相关关系,与年降水量正相关区域面积占总面积的80.84%,主要分布在天山南北两侧的盆地周围;与年平均气温正相关区域面积占总面积的71.69%,主要分布在海拔较高的山区。

关键词：植被覆盖度气候变化草地时空变化天山新疆段

伊犁河谷山地草甸群落特征和植物多样性对封育年限的响应

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新疆师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 57-66页

作者：陈茂马晓林陈路瑶巴雅尔塔伊犁师范大学资源与生态研究所生物科学与技术学院新疆伊宁835000

本研究以伊犁河谷那拉提山地自然保护区不同封育年限草地为对象,对围封条件下退化草地自然恢复过程中草地植被群落特征和物种多样性的变化进行初步分析。结果表明:随着封育年限的延长,不同群落特征对封育年限的响应不同,其他平均高度和... 详细信息

本研究以伊犁河谷那拉提山地自然保护区不同封育年限草地为对象,对围封条件下退化草地自然恢复过程中草地植被群落特征和物种多样性的变化进行初步分析。结果表明:随着封育年限的延长,不同群落特征对封育年限的响应不同,其他平均高度和生物量封育10年显著大于封育4年(P0.05)。草地植物群落由未封育的杂草为主要物种逐步向以禾草为主要物种的方向演进。随着封育时间的延长物种数从放牧地的15种增加到41种后降低到34种。相关性分析表明群落特征与封育时间的相关性:高度>生物量>盖度>物种数>密度。通过对这些群落特征进行回归分析发现,高度、密度、盖度、物种数在9.7年、3.9年、6.2年、5.9年达到最大。封育第4年多样性指数和丰富度指数最大,但多样性指数封育4年和封育10年差异不显著(P>0.05),丰富度指数封育4年和封育10年差异显著(P<0.05),均匀度指数封育10年最大并且和封育4年差异显著(P<0.05)。综合分析得出,那拉提山地草甸最佳封育时间为6~9年。

关键词：山地草甸封育年限群落特征多样性

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黄萎病对棉花根内细菌组成和群落构建的影响

中国生态农业学报（中英文） 2024年第7期32卷 1183-1192页

作者：綦洋李凯旋赵紫玥章凤玲王凤花孙瑞波安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室合肥230036 河北师范大学地理科学学院石家庄050024

大丽轮枝菌是一种土传半活体营养型植物病原真菌,其引起的黄萎病是影响我国乃至世界棉花生产的最主要因素之一。植物根内微生物种类繁多,对病原菌有重要的抵御作用。但目前对于病原菌感染影响植物根内微生物组成和群落构建的生态机制尚... 详细信息

大丽轮枝菌是一种土传半活体营养型植物病原真菌,其引起的黄萎病是影响我国乃至世界棉花生产的最主要因素之一。植物根内微生物种类繁多,对病原菌有重要的抵御作用。但目前对于病原菌感染影响植物根内微生物组成和群落构建的生态机制尚缺乏深入了解。本研究通过结合可培养和不可培养技术,研究了健康棉花植株和患黄萎病棉花植株根内细菌物种组成、多样性和群落构建的变化。结果发现,发病棉花根际细菌群落多样性与健康菌株相比无显著变化,但是物种组成发生了显著改变,表现为变形菌门、拟杆菌门与厚壁菌门相对丰度的增加和放线菌门、疣微菌门与粘菌门相对丰度的减少。在所有检测到的4579个zOTU中, 83%的zOTU是两个处理共有的,但是它们的相对丰度在两个处理中发生了较大变化,这是引起根内细菌群落变化的主要因素。指示物种分析(ISA)结果显示,健康棉花植株根内富集了假单胞菌属、红环菌科、莫拉氏菌科等类群,而患病植株根内富集了假单胞菌属、贪噬菌属和丛毛单胞菌科的物种和根癌农杆菌等。在两组处理的棉花根内均检测到了大丽轮枝菌的拮抗菌ABLF-8菌株,但其相对丰度在患病植株中显著低于健康植株。Beta-NTI和beta零模型分析结果显示确定性过程主导了棉花根内微生物群落的构建,但是其贡献在患病植株中显著降低,说明患病植株根内微生物群落组成的随机性更强。以上结果说明,大丽轮枝菌侵染直接或间接地降低了棉花对根内微生物群落构建的影响,引起了大丽轮枝菌拮抗菌相对丰度的显著降低,从而导致根内微生物菌群的失衡,降低了根内微生物群落对大丽轮枝菌的拮抗能力,这可能是棉花黄萎病进一步发展的重要作用机制之一。

关键词：棉花黄萎病大丽轮枝菌根内生细菌群落构建

滇中主要森林类型土壤团聚体稳定性及其变化机制

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水土保持研究 2024年第5期31卷 232-242页

作者：王平丁智强李璐杉李玉辉云南师范大学地理学部昆明650500 福建师范大学地理科学学院福州350007 福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站福建三明365002 云南省楚雄紫溪中学云南楚雄675099

[目的]团聚体稳定性是评估退化生态系统植被恢复后土壤质量变化的重要指标,研究滇中地区主要森林类型土壤团聚体稳定性差异及其变化机制,为该地未来植被恢复、改造过程中的树种选择、森林资源管理提供科学支撑。[方法]选择云南松林(PY)... 详细信息

[目的]团聚体稳定性是评估退化生态系统植被恢复后土壤质量变化的重要指标,研究滇中地区主要森林类型土壤团聚体稳定性差异及其变化机制,为该地未来植被恢复、改造过程中的树种选择、森林资源管理提供科学支撑。[方法]选择云南松林(PY)、华山松林(PA)、银荆林(AD)、旱冬瓜林(ACF)、针阔混交林(TF)、次生常绿阔叶林(SF)6种主要森林类型作为研究对象,以坡旱地(DSL)作为对照,采集0—20 cm,20—40 cm和40—60 cm土样,利用干、湿筛分法分离测定>5 mm,5~2 mm,2~0.25 mm,0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和结构破坏率(PAD)4个稳定性指标,对土壤团聚体稳定性进行研究。[结果](1) 6种森林类型在0—60 cm均以0.25~2 mm的小团聚体为主,而坡旱地随着土层深度的增加,粒级从0.25~2 mm向0.25),MWD,GMD和PAD分别为55.40%,1.16 mm,0.52 mm,40.47%,6种森林类型分别为71.61%~78.20%,1.97~2.61 mm,0.93~1.27 mm,12.59%~20.47%,团聚体稳定性总体表现为坡旱地最差,次生常绿阔叶林、针阔混交林最好,其次是云南松林、旱冬瓜林,银荆林和华山松林较差;(3)团聚体稳定性在宏观尺度上受森林类型、土层深度及其交互作用的显著影响(p生态恢复应该以营造云南松林和旱冬瓜林为主,同时避免高强度的人类活动,改善土壤理化性质和增加土壤养分积累,促进人工纯林向针阔混交林及常绿阔叶林演化。

关键词：土壤团聚体稳定性影响因素森林类型滇中地区

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祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

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干旱区研究 2024年第3期41卷 444-455页

作者：白丽丽王文颖德却拉姆刘艳方邓艳芳青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青藏高原生物多样性形成机制与综合利用省级重点实验室青海西宁810008 祁连山国家公园青海服务保障中心青海西宁810008

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700~4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物... 详细信息

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700~4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明:(1)祁连山山体垂直带上0~40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33~83.46 g·kg^(−1)、1.63~7.76 g·kg^(−1)、0.41~0.66 g·kg^(−1)。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0~40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01~14.73 mg·kg^(−1)、2.78~12.46 mg·kg^(−1)和4.35~13.57 mg·kg^(−1)。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,土壤硝态氮含量沿着海拔的升高而显著降低,土壤速效磷在流石滩稀疏植被中含量较高。(3)0~40 cm土壤C:N、C:P和N:P含量分别为9.52~10.11、29.89~320.24和3.18~29.63,土壤C:N沿着海拔升高逐渐降低,土壤C:P和N:P在流石滩稀疏植被中显著低于其他植被,潜在指示碳和氮是流石滩限制性养分元素,但相对于碳和氮,流石滩是一个富磷的环境。海拔综合多种环境因子变化,显著影响土壤碳、氮、磷的生物化学过程。

关键词：植被类型海拔土壤理化性质生态化学计量祁连山

草地植被冠层与根系对黄土坡面侵蚀过程的影响

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生态学报 2024年第15期44卷 6841-6853页

作者：陈浩王豆豆崔钦凯王博刘俊娥李占斌延安大学生命科学学院延安716000 西安理工大学水利水电学院西安710048 陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心延安716000 陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119

草地植被能有效控制坡面侵蚀,然而不同草地植被类型及其冠层与根系对坡面侵蚀过程的调控作用尚缺乏系统研究。采用人工模拟降雨方法,定量研究了不同雨强下苜蓿与黑麦草冠层与根系对黄土坡面侵蚀过程、径流侵蚀动力及土壤抗侵蚀能力特征... 详细信息

草地植被能有效控制坡面侵蚀,然而不同草地植被类型及其冠层与根系对坡面侵蚀过程的调控作用尚缺乏系统研究。采用人工模拟降雨方法,定量研究了不同雨强下苜蓿与黑麦草冠层与根系对黄土坡面侵蚀过程、径流侵蚀动力及土壤抗侵蚀能力特征的影响。结果表明:与裸坡相比,苜蓿与黑麦草的平均减流效益分别为17.65%和9.80%,减沙效益分别为63.86%和69.88%。不同雨强下两种草被根系减流减沙的平均相对贡献均高于冠层,且根系减沙的相对贡献随雨强的增加而增大。草地植被主要通过削减坡面径流流速和增加坡面阻力的方式实现对降雨径流侵蚀动力的调控,草被根系对坡面径流的减速作用略大于冠层,但其增阻作用却明显小于冠层。黑麦草对坡面径流的减速增阻效益高于相同部位的苜蓿。坡面土壤侵蚀率与水流切应力的关系可用幂函数y=αx^(β)较好地拟合。幂函数系数α解释为单位水流切应力所引起的土壤侵蚀模数,可作为反映土壤抗侵蚀能力的指标。草被根系作用下的幂函数系数减幅远高于冠层,反映了其增强土壤抗侵蚀能力作用明显高于冠层,这主要源于草被根系结构对表层土壤性质的改善。须根系黑麦草强化土壤抗侵蚀能力优于直根系苜蓿。本研究揭示了草地植被调控坡面侵蚀过程是通过地上冠层与根系的共同作用达到同时调控侵蚀动力和土壤抗侵蚀能力实现的,草被根系对坡面侵蚀控制起主导作用,且以须根系草被对黄土坡面侵蚀的调控效果最佳。上述结果可为草地侵蚀过程研究及黄土高原草被建设与管理提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀过程水动力学参数土壤抗侵蚀能力冠层根系黄土高原

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