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鄱阳湖洲滩湿地植物演替对土壤微生物量的影响

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湖泊科学 2024年第3期36卷 881-889页

作者：温秀婷郑博福陈晨晨龚磊强詹慧英余定坤朱致睿沈瑞昌南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌大学资源与环境学院和生命科学学院流域生态学研究所南昌330031 江西鄱阳湖湿地保护与恢复国家长期科研基地江西鄱阳湖湿地生态系统国家定位观测研究站南昌330031 南昌大学教育部流域碳中和教育部工程研究中心江西生态文明研究院南昌330031 江西鄱阳湖国家级自然保护区管理局南昌330038

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运... 详细信息

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运用空间代替时间的方法,在泥滩带、湿生植被带(苔草)和挺水植被带(南荻或芦苇)采集0~10 cm表层土壤,分析不同土壤理化性质条件下植物群落演替对土壤微生物量的影响。采用土壤微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)指示土壤微生物量。蚌湖、大湖池、东湖和白沙湖洲滩湿地表层土壤MBC的平均值分别为1077.27、888.29、942.45和1162.46 mg/kg,土壤qMB的平均值分别为6.07%、6.17%、3.60%和3.79%。在泥滩—苔草—南荻植物演替洲滩,土壤MBC先增加后减少;但是在泥滩—苔草—芦苇植物演替洲滩,土壤MBC持续增加。植物演替没有显著改变土壤qMB。尽管植物的生长会增加所有洲滩湿地的土壤MBC,但增加的幅度在相对贫瘠的蚌湖和大湖池明显强于相对肥沃的东湖和白沙湖。蚌湖和大湖池的土壤qMB也显著高于东湖和白沙湖。在植被演替梯度上,洲滩湿地土壤MBC和qMB普遍受到土壤碳、氮、磷含量和pH的影响,但是不同洲滩湿地影响微生物量的关键元素并不相同。这些结果证明植物演替对湿地土壤微生物量的影响不仅与植物物种有关,还受土壤理化环境的影响。本研究将为认识湿地土壤微生物量的变化机制和科学管理长江中下游湖泊湿地提供依据。

关键词：植物演替土壤微生物微生物量碳微生物熵鄱阳湖

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鄱阳湖水沙与氮磷输移过程及滞留效应研究

环境科学研究 2024年第2期37卷 346-358页

作者：葛士林黄国鲜任倩慧王志超许新发徐晨辉徐力刚青海大学水利电力学院青海西宁810016 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 江西省水利科学研究院江西南昌330029 中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008

为了开展鄱阳湖水沙、氮磷输移过程及滞留变化的研究,收集了鄱阳湖“五河”七口水文站1958-2021年的径流量和悬沙浓度数据、1965-2020年鄱阳湖湖口入江水道地形数据、2003-2021年水质监测数据以及1973-2018年湖区围垦遥感解译等数据,采... 详细信息

为了开展鄱阳湖水沙、氮磷输移过程及滞留变化的研究,收集了鄱阳湖“五河”七口水文站1958-2021年的径流量和悬沙浓度数据、1965-2020年鄱阳湖湖口入江水道地形数据、2003-2021年水质监测数据以及1973-2018年湖区围垦遥感解译等数据,采用统计、对比、双累计曲线及质量守恒法等方法,分析了鄱阳湖“五河”入湖沙量变化趋势、鄱阳湖入江水道地形变化以及鄱阳湖TN、TP滞留变化过程.结果表明:①从20世纪90年代起“五河”入湖总沙量呈显著下降趋势.②鄱阳湖出口河段河床于2000-2010年期间在深度10.0~12.0m中滩河床发生了强烈下切和横向展宽,2010-2020年下切显著减缓,中滩河床还存在横向展宽的可能.③出入湖TN、TP通量与出入湖泥沙通量成正比.④鄱阳湖2003-2021年逐年TN、TP滞留率显著降低.研究显示:鄱阳湖“五河”流域各大中型梯级水库的建设使得鄱阳湖湖区多年来沙量显著降低,鄱阳湖流域水土保持及闸坝体系在2000年后水土流失韧性增强;但湖区采砂挖沙和航道整治等使得鄱阳湖出口河段河床显著下切;采砂挖沙活动导致鄱阳湖湖盆沉积物受到扰动,使得沉积物中的氮磷被释放出来,增加了出湖TN、TP通量,在一定程度上降低了鄱阳湖TN、TP滞留率.

关键词：长江流域鄱阳湖水沙过程湖盆演变滞留效应

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中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农业工程学报 2024年第2期40卷 332-343页

作者：郑博福刘海燕吴汉卿吴之见刘忠朱锦奇万炜南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌330031 南昌大学江西生态文明研究院南昌330031 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀... 详细信息

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P 研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

关键词：农田面源污染磷指数模型磷流失风险评价关键因子随机森林结构方程模型

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水毛花种子萌发特性的差异及休眠解除方法

植物生态学报 2024年第5期48卷 638-650页

作者：袁涵钟爱文刘送平彭焱松徐磊中国科学院庐山植物园江西九江330000 南昌大学生命科学学院南昌330031

水毛花(Schoenoplectiella triangulata)是一种广泛应用于湿地植被恢复中的挺水植物,探究不同地区水毛花种群种子的萌发特性与休眠特性对其种质收集和科学利用至关重要。该研究测定了水毛花种子形态特性、萌发特性的种群间差异,并对其... 详细信息

水毛花(Schoenoplectiella triangulata)是一种广泛应用于湿地植被恢复中的挺水植物,探究不同地区水毛花种群种子的萌发特性与休眠特性对其种质收集和科学利用至关重要。该研究测定了水毛花种子形态特性、萌发特性的种群间差异,并对其休眠机制进行探索,结果显示:(1)水毛花的种子存在生理休眠,其形态、千粒质量和吸水特性在种群间存在显著差异。(2)光照和变温条件有助于水毛花种子的萌发。(3)低温沙藏、低温水藏和常温沙藏有助于水毛花种子休眠的解除;氟啶酮和赤霉素处理均有助于打破水毛花种子的休眠,但在不同地区水毛花种群间存在差异。(4)不同地区水毛花种群间种子形态特性、萌发特性以及休眠特性的差异与采集地的环境因子相关。该研究结果表明水毛花种子应用于湿地生态修复时应考虑种源的问题,在播种前对其进行适当处理可以提高发芽率和生态修复成效。

关键词：莎草科水毛花种子萌发种子休眠层积

气候变化情境下入侵植物紫茉莉在中国的适生分布格局及早期预警

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生态学杂志 2024年第3期43卷 833-841页

作者：苏启陶邹峥嵘杜志喧周兵江西师范大学生命科学学院南昌330022 井冈山大学生命科学学院江西吉安343009

阐明全球气候变化背景下入侵植物的分布格局变迁,对入侵植物的治理与防控具有重要的理论和实践意义。本研究以紫茉莉(Mirabilis japala)为对象,运用最大熵(MaxEnt)模型,基于全国范围内228个分布点和13个主要环境气候因子(来源于WorldCli... 详细信息

阐明全球气候变化背景下入侵植物的分布格局变迁,对入侵植物的治理与防控具有重要的理论和实践意义。本研究以紫茉莉(Mirabilis japala)为对象,运用最大熵(MaxEnt)模型,基于全国范围内228个分布点和13个主要环境气候因子(来源于WorldClim的19个环境气候数据),模拟分析影响紫茉莉分布的主要环境因子,结合ArcMap软件分析当前和未来(2050s、2070s)3种气候情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)紫茉莉的适生区分布格局及变化规律。结果表明:MaxEnt模型预测结果准确度极高,训练集和测试集AUC值分别为0.983和0.980,影响紫茉莉分布的主要环境因子为最暖季度降水量;当前气候条件下,紫茉莉的适生面积429.06万km^(2),占我国国土的44.52%,除新疆外其余省份均有分布;未来3种气候情境下,紫茉莉潜在分布区整体呈现“南缩北扩”现象,适生区总面积增加,吉林南部、黑龙江南部以及内蒙古东南区域为主要扩张区域,分布质心向东北方向的高纬度地区迁移。因此,在全球气候变化情景下,紫茉莉在我国的适生区域增加并向北扩张。黑龙江和内蒙古以及吉林南部、西藏南部、四川北部、甘肃南部等部分区域应注意防范,防止紫茉莉扩张。

关键词：紫茉莉 MaxEnt模型适生区分布格局气候变化

施氮和增温对鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地秋草生长期氧化亚氮排放的影响

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1152-1162页

作者：程俊翔徐力刚樊龙凤陈曦游海林中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室南京210008 中国科学院南京地理与湖泊研究所鄱阳湖湖泊湿地综合研究站九江332899 江西省生态文明研究院南昌330036 中国科学院大学南京学院南京211135 南京工业大学环境科学与工程学院南京211816 江西省科学院流域生态研究所南昌330096

湿地是地球上十分重要的氮库,而且对大气氮沉降增加、气候变暖等全球变化响应非常敏感。目前关于湿地氧化亚氮(N_(2)O)的研究还存在较大的区域不均衡性,湿地N_(2)O排放对全球变化的响应也具有很大的不确定性。因此,本研究通过在鄱阳湖... 详细信息

湿地是地球上十分重要的氮库,而且对大气氮沉降增加、气候变暖等全球变化响应非常敏感。目前关于湿地氧化亚氮(N_(2)O)的研究还存在较大的区域不均衡性,湿地N_(2)O排放对全球变化的响应也具有很大的不确定性。因此,本研究通过在鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地开展N_(2)O通量原位监测及全球变化模拟实验,以揭示鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O排放变化特征及其对施氮和增温的响应关系。结果表明,鄱阳湖灰化薹草湿地总体上是N_(2)O弱源,平均N_(2)O通量为(5.77±1.45)μg/(m^(2)·h)。施氮对鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O通量有显著影响,相对于不施氮,施氮可显著提升2.7倍的N_(2)O排放通量。增温及其与施氮的交互作用对N_(2)O通量的影响不显著。鄱阳湖灰化薹草湿地N_(2)O排放过程主要由湿地植物调节,而与空气温度、土壤温度、土壤水分等非生物因素无显著相关关系。研究结果有利于深入认识全球变化与湖泊湿地N_(2)O排放的互馈作用,并为评估全球变化背景下湖泊湿地N_(2)O收支平衡提供重要支撑;未来还需要加强多因子交互作用研究并开展长期连续监测,从而为阐明湿地氮循环对全球变化的响应机制和构建气候预测模型提供验证数据和理论依据。

关键词：鄱阳湖湿地温室气体 N_(2)O 全球变化氮沉降气候变暖

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闸坝河流微塑料特征及污染风险评估

环境科学 2024年第8期45卷 4600-4609页

作者：孙天一申家琛李典鹏安树青冷欣南京大学生命科学学院南京210023 贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点试验室贵阳550001 南京大学常熟生态研究院苏州215500

微塑料污染对我国淡水河流造成了严重的生态威胁,大量闸坝的建设使该污染复杂化.以沙颍河流域10个闸坝为对象,调查水库及上游河道的地表水和沉积物中的微塑料丰度和组成,并利用物种敏感性分布和污染负荷指数进行风险评估.结果表明,沙颍... 详细信息

微塑料污染对我国淡水河流造成了严重的生态威胁,大量闸坝的建设使该污染复杂化.以沙颍河流域10个闸坝为对象,调查水库及上游河道的地表水和沉积物中的微塑料丰度和组成,并利用物种敏感性分布和污染负荷指数进行风险评估.结果表明,沙颍河面临自上游而下较为严重的微塑料污染.闸坝建设对河流中的微塑料分布影响不显著,微塑料的分布可能受到多种其他环境因素的影响.河流沉积物是地表水中微塑料的汇,但水体中微塑料带来的生态风险更大.两种评估方式的对比表明,物种敏感性分布评估相较污染负荷指数更能体现生物对污染物的积累和摄食行为.

关键词：微塑料(MPs) 生态风险物种敏感性分布大坝风险商

基于线粒体COI基因序列的中国蚬属遗传多样性和遗传结构分析

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水生态学杂志 2024年

作者：胡锦硕邓亚菲周春花王维开刘雄军欧阳珊吴小平南昌大学生命科学学院南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西省流域生态演变与生物多样性重点实验室

分析中国蚬属不同地理种群的遗传多样性，为蚬属资源保护和可持续开发利用提供参考，也为蚬属分类及地理分布研究提供理论依据。利用线粒体COI基因为分子标记，对2019年采自我国4大流域的13个蚬属地理种群（共计362个样本）进行遗传多... 详细信息

分析中国蚬属不同地理种群的遗传多样性，为蚬属资源保护和可持续开发利用提供参考，也为蚬属分类及地理分布研究提供理论依据。利用线粒体COI基因为分子标记，对2019年采自我国4大流域的13个蚬属地理种群（共计362个样本）进行遗传多样性和遗传结构研究，构建单倍型系统发育树，并进行种群历史动态分析。结果显示：线粒体COI片段长度为550 bp，碱基AT含量明显大于GC含量，碱基组成具有偏好性；362个蚬属样本共检测到40个单倍型，单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性（π）分别为0.812和0.02908，军山湖（JS）具有低Hd和低π，13个种群中9个种群具有高的遗传多样性水平；系统发育树和网络图均支持中国蚬属分为淡水支和河口支，淡水支包括谱系Ⅰ和谱系Ⅱ，河口支为谱系Ⅲ；长江流域和珠江流域的种群全归于淡水支，淮河流域的种群在2支中均有分布，而东南沿海诸河流域的种群多分布在河口支，蚬属的3个谱系在不同流域中的分布呈现出明显的区域性；13个岘属种群间遗传分化系数FST为0.003～0.089，其中甬江（YJ）种群与其他种群之间的FST最大（0.063～0.089）。遗传分化和基因流分析表明蚬属种群基因交流普遍。种群动态分析除巢湖种群在末次间冰期经历种群扩张外，其他种群均稳定。

关键词：蚬属 COI基因谱系组成遗传多样性

干旱胁迫下珠江流域植被响应的滞后效应及损失概率评估

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应用生态学报 2024年第4期35卷 1083-1091页

作者：龚郑洁雷勇钟露露武传号暨南大学生命科学技术学院广州510632 珠江水利委员会珠江水利科学研究院广州510640 河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院南京210098

基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和归一化植被指数(NDVI),在网格尺度上定量识别珠江流域植被对干旱响应的滞后时间;基于贝叶斯理论和二维联合分布构建了干旱胁迫下植被损失的条件概率模型,定量评估了不同干旱情景下4种植被类型(常绿阔叶... 详细信息

基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和归一化植被指数(NDVI),在网格尺度上定量识别珠江流域植被对干旱响应的滞后时间;基于贝叶斯理论和二维联合分布构建了干旱胁迫下植被损失的条件概率模型,定量评估了不同干旱情景下4种植被类型(常绿阔叶林、混交林、草地、耕地)的损失风险的空间分异性。结果表明:1982—2020年间,西江流域东部、北江和东江流域上游以及珠三角南部地区的干旱风险明显高于研究区的其他区域;上游高海拔地区植被对干旱的响应时间(大多8个月);干旱加剧了植被的脆弱性,其中,混交林在不同干旱强度下的损失概率大于其他3种植被类型,表现出更高的脆弱性;流域西北部植被损失概率低于流域中部地区。

关键词：归一化植被指数标准化降水蒸散指数 Copula函数植被响应滞后损失概率