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漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布格局及其驱动因子

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环境科学 2024年第1期45卷 323-334页

作者：申楷慧魏识广李林储小雪钟建军周景钢赵毅桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541004 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室桂林541006

喀斯特森林生态系统脆弱,为了探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳储潜力,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳(SOC)的空间分布格局,探寻各驱动因子对土壤有机碳空间分布的驱动作用途径及贡献,为评估该区域喀斯特森林的碳循环功能提供科学依据... 详细信息

喀斯特森林生态系统脆弱,为了探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳储潜力,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳(SOC)的空间分布格局,探寻各驱动因子对土壤有机碳空间分布的驱动作用途径及贡献,为评估该区域喀斯特森林的碳循环功能提供科学依据.以漓江流域喀斯特森林土壤为对象,研究漓江不同流域段(上、中、下游)、不同深度土层的森林土壤有机碳的空间分布特征,通过相关性分析和构建分段结构方程模型,揭示漓江流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布的驱动因子及其作用途径,并量化了各类因子的直接或间接作用比例.结果表明,漓江流域喀斯特森林土壤整体土层较浅,土壤有机碳具有表聚性.在不同流域段土壤有机碳含量的分布为:上游>下游>中游,易氧化有机碳(ROC)和可溶性有机碳(DOC)的分布与之相一致,而微生物碳(MBC)的分布为:上游>中游>下游.各类驱动因子对流域喀斯特森林土壤有机碳空间分布驱动作用途径和贡献不同,其贡献按从大到小排序为:土壤理化因子>土壤有机碳活性组分>样地海拔>样地物种多样性,总效应分别为:1.148、0.574、0.284和-0.013.其中,样地海拔对土壤有机碳仅有间接影响,土壤有机碳活性组分对土壤有机碳仅有直接影响.各驱动因子中,土壤总氮、土壤易氧化有机碳、样地物种丰富度和土壤可溶性有机碳均可作为漓江流域喀斯特森林土壤有机碳含量变化的重要预测因子.因此,有必要建立有效的覆盖全漓江流域的生态环境保护机制,减少并控制人为干扰的影响(特别是漓江中游城市段),并通过提升和保护流域喀斯特森林的物种多样性,改善土壤理化性质,改善并提升土壤有机碳活性组分含量等有效途径,提升漓江流域喀斯特森林土壤有机碳储量,促进区域森林碳汇功能的提升.

关键词：喀斯特森林土壤有机碳有机碳活性组分漓江流域结构方程模型(SEM)

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

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生态环境学报 2024年第2期33卷 192-201页

作者：梁燕刘家齐肖凡潘民萍韦凯文张楚雯段敏广西师范大学/珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西桂林541006 广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室广西桂林541006 广西师范大学图书馆广西桂林541006

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉... 详细信息

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明:Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^(-2),植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^(-2),雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^(-2);所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明,Oxi处理增强了季节对土壤有效磷含量的直接影响;Red处理增强了季节、凋落物磷输入量、雨水磷输入量以及土壤理化性质对土壤有效磷含量的直接影响。综上分析,中国西南岩溶区森林土壤有效磷主要来源为植物根系,其次是凋落物,雨水对土壤有效磷的贡献较小;氮沉降形态不同程度地改变了土壤磷不同来源的输入量和磷的有效性,可在一定程度上缓解森林土壤磷限制,有利于岩溶区退化森林生态系统植被恢复。

关键词：模拟氮沉降岩溶区森林土壤磷来源雨水-凋落物-根系-土壤影响因素

中亚热带典型岩溶森林植物多样性与环境因子关系的研究

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广西植物 2024年第3期44卷 428-438页

作者：林海丽袁柯伟梁志慧李玉玲梁士楚广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西桂林541006 广西师范大学生命科学学院广西桂林541006

为深入了解岩溶石山森林植被物种多样性和功能多样性及其与环境因子的关系,该研究通过群落学调查、功能性状和环境因子的测定,结合方差分析、多重比较和冗余分析等统计方法,对桂林岩溶石山落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林... 详细信息

为深入了解岩溶石山森林植被物种多样性和功能多样性及其与环境因子的关系,该研究通过群落学调查、功能性状和环境因子的测定,结合方差分析、多重比较和冗余分析等统计方法,对桂林岩溶石山落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林的物种多样性和功能多样性进行对比分析,探究环境因子对不同植被类型物种多样性与功能多样性的影响机制。结果表明:(1)常绿阔叶林的Patrick丰富度指数显著高于落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林;Pielou均匀度指数在常绿落叶阔叶混交林最高,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最低。(2)常绿阔叶林的功能丰富度指数显著高于常绿落叶阔叶混交林和落叶阔叶林;功能均匀度指数在常绿落叶阔叶混交林中最高,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最低。(3)冗余分析结合蒙特卡洛随机置换检验结果显示,落叶阔叶林物种多样性主要受林冠开阔度和土壤水溶钙影响;功能多样性则受到土壤水溶钙和岩石裸露率的影响;岩石裸露率和土壤厚度是影响常绿落叶阔叶混交林物种多样性和功能多样性的主要制约因子。此外,物种多样性还受到土壤速效氮的显著影响;常绿阔叶林物种多样性和功能多样性主要受岩石裸露率、土壤含水量和土壤厚度的显著影响。该研究结果揭示了不同森林植被物种多样性和功能多样性对非生物环境变化的响应,拓展了对岩溶石山物种多样性和功能多样性的认识,为岩溶石山生物多样性保护提供了进一步的参考依据。

关键词：森林群落物种多样性功能多样性岩溶石山环境因子

桂西南石漠化综合治理效益评价及其耦合协调关系

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中国岩溶 2024年第1期43卷 126-136,208页

作者：黄丽芳覃星铭胡宝清黄思敏韦雯雯张礼黎陈思锜赖茹芸陈汉唐南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 南宁师范大学地理科学与规划学院广西南宁530001 自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室广西桂林541004

为探究国家启动石漠化综合治理试点工程以来的成效,基于县域尺度,通过构建指标体系综合评估2010、2015和2020年桂西南石漠化治理的生态、经济和社会效益变化情况,并利用耦合协调度模型探究各县(区)石漠化治理效益间的耦合协调程度,以解... 详细信息

为探究国家启动石漠化综合治理试点工程以来的成效,基于县域尺度,通过构建指标体系综合评估2010、2015和2020年桂西南石漠化治理的生态、经济和社会效益变化情况,并利用耦合协调度模型探究各县(区)石漠化治理效益间的耦合协调程度,以解析影响耦合协调性提升的限制因素。结果表明:(1)2010-2020年间桂西南石漠化治理效益指数排序为:生态效益>社会效益>经济效益,其中生态效益提升幅度最大,社会效益缓慢增长,经济效益提升速度有所降低,总体呈良性发展态势;(2)研究区石漠化治理成效状况存在差异,西北部及中部区域保持较高生态效益,而经济效益和社会效益较高值区主要分布在东南部“强首府战略”背景下的南宁市主城区及所辖宾阳县、横州市等区域;(3)“生态-经济-社会”效益三者耦合协调度均值在0.47~0.51之间,处于濒临失调和勉强协调状态;2020年各县(区)石漠化治理效益的耦合协调关系表现出不同程度的滞后现象,经济、社会效益滞后是制约石漠化治理效益耦合协调提升的关键因子。在后续的石漠化治理中,既要注重生态环境保护,也要加快经济社会高质量发展。

关键词：县域尺度石漠化治理效益耦合协调性限制因素桂西南

亚热带森林不同类型土壤净氮转化对温度和湿度的响应

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广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李顺利何枢浩陈荣枢罗翠颖江宸羊梁建宏朱婧广西师范大学环境与资源学院中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部\广西岩溶动力学重点实验室(中国地质科学院岩溶地质研究所) 珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学)

为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征，本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土两种森林土壤为研究对象，通过土壤培养对比研究了两种森林土壤净氨化、净硝化和净氮矿化速率对温度(5、15、25、35°C)... 详细信息

为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征，本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土两种森林土壤为研究对象，通过土壤培养对比研究了两种森林土壤净氨化、净硝化和净氮矿化速率对温度(5、15、25、35°C)和湿度(含水量分别为饱和持水量(WHC)的20%、40%、60%、80%)的响应。结果表明：两种土壤净氮转化速率对温度变化有较强的响应。酸性红壤的净氨化、净硝化和净矿化速率均随温度上升而降低，导致土壤净氮供应能力降低；相反地，中性石灰土的净硝化和净矿化速率随温度上升而增大，土壤有效氮通量增加，氮淋溶风险随之增加。土壤氮转化的温度敏感性(Q10值)分析表明，酸性红壤净氨化和净矿化速率的温度敏感区间在25～35°C；酸性红壤硝化速率和石灰土各净氮转化速率的敏感区间在15～25°C。土壤湿度增大促进了石灰土净硝化和净矿化速率，但对红壤的各净氮转化速率无显著影响。土壤钙含量对不同温度下氮转化速率有最高的解释率(28.0%)。因此，在全球变暖大背景下，在对亚热带森林保育、恢复及土地利用管理中，需重视不同土壤类型间氮转化对气候变化响应的差异性。

关键词：森林土壤氮转化氮矿化硝化温度湿度响应 Q

典型岩溶高原边缘夷平面沉积特征及古气候环境——以湘西洛塔及贾坝剖面为例

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中国岩溶 2024年第2期43卷 239-271页

作者：吴亮君王璞珺张晶辛存林容悦冰陈伟海张远海黄超吉林大学地球科学学院吉林长春130061 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站广西平果531406 西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 湖南省水文地质环境地质调查监测所湖南长沙410003

文章对云贵高原边缘洛塔期(洛塔剖面)和召市期(贾坝剖面)夷平面风化壳进行粒度、磁化率、孢粉等方面的研究,探索其沉积特征及古气候响应。结果显示:洛塔剖面和贾坝剖面风化壳都以黏土和不等粒砂为主,但洛塔剖面岩性和粒度变化比较明显,... 详细信息

文章对云贵高原边缘洛塔期(洛塔剖面)和召市期(贾坝剖面)夷平面风化壳进行粒度、磁化率、孢粉等方面的研究,探索其沉积特征及古气候响应。结果显示:洛塔剖面和贾坝剖面风化壳都以黏土和不等粒砂为主,但洛塔剖面岩性和粒度变化比较明显,为杂色黏土质粉砂和粉砂质黏土互层,夹一层砂砾石;贾坝剖面岩性和粒度相对稳定,主要为粉砂黏土。洛塔剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值整体较高,但变化幅度小且快,贾坝剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值相对波动较大,由此推断两条剖面所揭示的沉积环境都整体湿润,但贾坝剖面显示出小的干燥波动,即洛塔期夷平面风化壳沉积时期气候为温暖湿润型,召市期夷平面风化壳沉积时期气候为温凉干燥型,这与孢粉中大量水龙骨属(Polypodium)、松属(Pinus)指代的气候意义相同。对比孢粉组合及前人资料,推测洛塔剖面风化壳可能为新近纪早期开始形成,该夷平面可能形成于中新世,而贾坝剖面可能形成于第四纪早期,该夷平面可能形成于更新世。

关键词：湘西世界地质公园夷平面古气候粒度磁化率孢粉

中国国际重要滨海湿地生态系统文化服务空间分异归因研究

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地理学报 2024年第1期79卷 76-96页

作者：钟敬秋高梦凡赵玉青彭帅王梦婷辽宁师范大学海洋可持续发展研究院教育部人文社科重点研究基地大连116029 辽宁省“海洋经济高质量发展”高校协同创新中心大连116029 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

滨海湿地作为海陆交互作用关键区域,具有高度生态敏感性,日益加剧的气候变化与频繁的人类活动对其资源可持续利用带来了巨大挑战。生态系统文化服务(CESs)作为桥接自然环境与人类社会的无形纽带,在海洋与海岸带综合管理中发挥重要作用... 详细信息

滨海湿地作为海陆交互作用关键区域,具有高度生态敏感性,日益加剧的气候变化与频繁的人类活动对其资源可持续利用带来了巨大挑战。生态系统文化服务(CESs)作为桥接自然环境与人类社会的无形纽带,在海洋与海岸带综合管理中发挥重要作用。为此,本文在建立CESs参与滨海湿地资源可持续管理理论框架基础上,将多源社交媒体照片与MaxEnt模型相结合,以9处中国国际重要滨海湿地为例开展实证研究。研究结果表明:①从各CESs均值水平来看,生物多样性服务能力最强的滨海湿地为广西山口红树林湿地(0.222),其高水平面积为61.218 km^(2),占比27%;历史服务能力最强的是福建漳江口红树林湿地(0.336),其高水平面积为9.037 km^(2),占比17%;科教服务能力最强的是天津北大港湿地(0.092),其高水平面积为70.981 km^(2),占比11%;游憩服务能力最强的是福建漳江口红树林湿地(0.350),高水平区面积为9.037 km^(2),占比17%。②从各CESs空间分异格局来看,生物多样性服务高水平较显著区位于广西山口红树林湿地东部和中部地区;历史服务高水平较显著区位于福建漳江口红树林湿地西部和东部地区;科教服务高水平较显著区位于天津北大港湿地西部地区;游憩服务高水平较显著区位于福建漳江口红树林湿地河口地区。③从环境变量对CESs贡献率来看,距自然保护区距离、土地利用类型和距鸟类栖息地距离是影响生物多样性服务格局分异的主要因素;而距基础设施距离、距道路距离和距鸟类栖息地距离均对9处滨海湿地历史服务、科教服务和游憩服务产生显著影响。④根据区域和国家战略、CESs均值高低及CESs类型权衡,本文将9处滨海湿地划分为生态修复导向型、生态文化振兴型和生态产业融合型3类发展模式,以期为海洋与海岸带综合治理研究及实践提供新思路。

关键词：生态系统文化服务滨海湿地多源社交媒体数据 MaxEnt模型海岸带可持续管理

2000-2021年桂西南峰丛洼地流域植被净初级生产力演变特征及其归因

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中国岩溶 2024年第2期43卷 336-348页

作者：王栋华田义超张强张亚丽林俊良陶进黄亮亮北部湾大学资源与环境学院北部湾海洋地理信息资源开发利用重点实验室广西钦州535011 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004

监测植被净初级生产力的演变特征及其驱动力机制,对于深入了解陆地碳循环机制和促进生态环境可持续发展有着及其重要的作用。文章基于MOD17A3数据集植被净初级生产力(NPP)产品评估了2000−2021年桂西南典型喀斯特峰丛洼地流域植被净初级... 详细信息

监测植被净初级生产力的演变特征及其驱动力机制,对于深入了解陆地碳循环机制和促进生态环境可持续发展有着及其重要的作用。文章基于MOD17A3数据集植被净初级生产力(NPP)产品评估了2000−2021年桂西南典型喀斯特峰丛洼地流域植被净初级生产力的时空演变,并借助Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验方法、Hurst指数以及地理探测器等,研究区域内植被净初级生产力的空间分布、未来趋势、可持续性及驱动机制。结果表明:(1)2000−2021年研究区植被NPP均值为945.23 gC∙m^(−2)∙a^(−1),呈现出上升趋势,增加速率为3.5596 gC∙m^(−2)∙a^(−1)。喀斯特区域(4.5148 gC∙m^(−2)∙a^(−1))>研究区域(3.5596 gC∙m^(−2)∙a^(−1))>非喀斯特区域(2.7219 gC∙m^(−2)∙a^(−1));(2)植被NPP高值区域在防城港市周边,值皆大于1200 gC∙m^(−2)∙a^(−1);低值区散布于水文线附近;(3)Sen变化趋势显示,研究区22年间植被NPP增加区域面积(77.98%)显著大于减少区域面积(22.02%)。Hurst指数显示,区域植被NPP介于0~1之间,平均值为0.65,呈现出向负偏态分布;(4)土地利用/覆被、植被覆盖度与高程因子是本研究区植被NPP的显著控制因子,其次为坡度及土壤类型。

关键词：植被净初级生产力 MOD17A3 地理探测器时空变化桂西南峰丛洼地

亚热带典型农业流域碳平衡估算研究——以金井河流域为例

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农业现代化研究 2024年第2期45卷 306-315页

作者：姜文倩李思琪王美慧李勇沈健林刘新亮盛良学宫殿林朱奇宏吴金水中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院长沙农业环境观测研究站湖南长沙410125 中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室上海市环境科学研究院上海200233 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室地理与海洋研究院广西南宁530001

度量流域碳中和程度的年度温室气体净排放量,是二氧化碳(CO_(2))、甲烷、氧化亚氮等温室气体净排放量的CO_(2)当量总和,其中的CO_(2)净排放量大小由流域碳平衡计量。因此,为实现在2030年之前碳排放量达到峰值和2060年前“碳中和”的宏... 详细信息

度量流域碳中和程度的年度温室气体净排放量,是二氧化碳(CO_(2))、甲烷、氧化亚氮等温室气体净排放量的CO_(2)当量总和,其中的CO_(2)净排放量大小由流域碳平衡计量。因此,为实现在2030年之前碳排放量达到峰值和2060年前“碳中和”的宏伟目标(即“双碳”目标),以流域为尺度单元全面了解其碳平衡情况至关重要。本研究基于走访调查数据、MODIS数据集以及前人研究结果,利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)温室气体清单指南提供的参考方法,对湖南省长沙县农业小流域——金井河流域的碳平衡进行估算研究。结果显示,2011—2020年该流域的碳吸收量(以纯碳计)范围为1.289万~1.982万t/a,其中森林、茶园和农田生态系统碳吸收量分别占总吸收量的83.4%、2.6%和14.0%。流域的碳排放量范围为0.373万~1.342万t/a,主要排放贡献源是交通运输和工业生产,分别占总碳排放量的57.1%和28.8%。金井河流域碳平衡指数小于1,表明该流域为碳汇。本研究为以流域尺度的碳源汇清查提供了典型案例,并为研究区域制定“双碳”目标的实施路径提供了有益参考。

关键词：碳平衡碳源碳汇碳排放碳吸收金井河流域