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近30年微生物菌剂改良土壤的研究进展

土壤学报 2024年

作者：谭梦迪冯天骄王平王聪于航郝晓珍北京林业大学水土保持学院山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室

微生物菌剂对于改善土壤质量、提高土壤肥力、增加农作物产量以及减少病害的发生具有重要作用，其生态功效有助于推动环境保护和可持续农业发展。21世纪以来学术界对微生物菌剂改良土壤的研究更加深入，但缺乏对该领域进展的系统总结。... 详细信息

微生物菌剂对于改善土壤质量、提高土壤肥力、增加农作物产量以及减少病害的发生具有重要作用，其生态功效有助于推动环境保护和可持续农业发展。21世纪以来学术界对微生物菌剂改良土壤的研究更加深入，但缺乏对该领域进展的系统总结。本文基于Web of Science中SCI-EXPANDED数据库，利用VOSviewer可视化分析软件等工具，以微生物菌剂改良土壤为主题，对1993年至2023年间发表的相关研究论文的发文趋势、研究热点及其年际变化进行文献计量分析，从微生物菌剂的功能特性和分类以及微生物在土壤中的重要生态过程等方面进行系统总结。结果表明：（1）国内外基于微生物改良土壤研究论文的发文数量总体上逐年提高，学界对该领域的研究持续保持较高热度，soil、diversity、carbon、nitrogen等关键词是近30年来贯穿该领域的重要研究热点，研究成果高度集中在中国和美国等少数国家，以及中国科学院等重要机构；（2）本文从微生物菌剂的分类、产品的应用、微生物作用机理等方面，综述了近年来微生物菌剂改良土壤研究领域的发展趋势、菌剂的作用原理，分析了微生物菌剂在改良土壤应用上面临的局限性问题，为推动微生物菌剂改良土壤研究的发展提出了几点建议。

关键词：土壤微生物微生物菌剂改良土壤土壤健康 VOSviewer

基于红外相机的黔金丝猴及其同域分布物种种间关联

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生物多样性 2024年第2期32卷 69-80页

作者：黄小龙蒙秉顺李海波冉伟杨伟王丞谢波张旭冉景丞张明明贵州省林业科学研究院贵阳550005 贵州大学林学院/生物多样性与自然保护研究中心贵阳550025 贵州梵净山国家级自然保护区管理局贵州江口554400 湖南张家界大鲵国家级自然保护区事务中心湖南张家界427400 贵州梵净山森林生态系统国家定位观测研究站贵州江口554400 贵州草海湿地生态系统国家定位观测研究站贵州威宁553100

种间关系是群落生态学研究的核心内容之一,是研究物种演化和物种多样性保护的关键。掌握黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)与其所在群落物种的种间生态学关系对黔金丝猴的综合保护具有重要指导意义。本研究基于2017–2022年在梵净山国... 详细信息

种间关系是群落生态学研究的核心内容之一,是研究物种演化和物种多样性保护的关键。掌握黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)与其所在群落物种的种间生态学关系对黔金丝猴的综合保护具有重要指导意义。本研究基于2017–2022年在梵净山国家级自然保护区开展的红外相机监测数据,运用空间关联方法构建黔金丝猴地栖鸟兽关联网络,探讨了黔金丝猴在群落中的生态学作用及其保护问题。结果表明:(1)黔金丝猴与藏酋猴(Macacathibetana)、红腹角雉(Tragopantemminckii)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、食蟹獴(Herpestes urva)、马来豪猪(Hystrix brachyura)、猪獾(Arctonyx collaris)、野猪(Sus scrofa)、勺鸡(Pucrasiamacrolopha)和小麂(Muntiacusreevesi)存在空间关联,其所处群落的物种组成与川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)较为相似。(2)梵净山国家级自然保护区没有捕食黔金丝猴的地栖性天敌。(3)黔金丝猴与中华鬣羚、食蟹獴、马来豪猪、野猪、小麂和勺鸡存在竞争生态学关系,这些物种种群的过度增长可能会排挤黔金丝猴的生存空间,抑制黔金丝猴种群的增长。(4)黔金丝猴能够从藏酋猴和红腹角雉的存在中获利,对二者的有效保护在一定程度上有助于黔金丝猴的生存。(5)对黔金丝猴的有效保护有助于猪獾和红腹角雉的生存,也更有利于维持群落的稳定。本研究从空间角度初步探讨了黔金丝猴的种间生态学关系,研究发现,黔金丝猴不仅从群落中获益,也具有维持群落稳定的重要作用。在未来的保护和管理中,加强对黔金丝猴的单物种保护措施的同时,应强化多物种的综合平衡保护措施。

关键词：种间关系空间关联黔金丝猴梵净山国家级自然保护区

基于集成生物圈模型的南岭不同植被类型碳收支研究

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生态学报 2024年第4期44卷 1429-1440页

作者：林黛仪周平徐卫李吉跃林雯广东省科学院广州地理研究所广东南岭森林生态系统国家野外科学观测研究站广州510070 华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 广州市林业和园林科学研究院广州510405

广东南岭保存着世界上同纬度带上最完整的亚热带植被,森林资源丰富,具有巨大的固碳潜力。然而,目前该地区不同森林植被类型的碳收支年积累量特征及月动态规律尚不明确。选择广东南岭国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林、山地常绿阔叶林... 详细信息

广东南岭保存着世界上同纬度带上最完整的亚热带植被,森林资源丰富,具有巨大的固碳潜力。然而,目前该地区不同森林植被类型的碳收支年积累量特征及月动态规律尚不明确。选择广东南岭国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林、山地常绿阔叶林、针阔叶混交林和山顶常绿阔叶矮林4种典型森林植被为研究对象,运用集成生物圈模型(IBIS)对其2020年总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和土壤异养呼吸(Rh)进行模拟,利用样地调查数据对NPP模拟结果进行验证,分析该地区不同植被类型的碳收支年积累量特征及月变化特征。研究结果表明,2020年南岭不同植被类型GPP、NPP、NEP和Rh的平均值分别为1.709、0.718、0.596和0.123 kg C m^(-2)a^(-1),4种植被类型中GPP最高的是沟谷常绿阔叶林,NPP、NEP最高的是山地常绿阔叶林,山顶常绿阔叶矮林的GPP、NPP和NEP均相对较低。南岭不同植被类型全年各月均表现出碳汇(NEP>0),逐月NPP和NEP均表现为双峰变化规律,但不同植被类型的两个峰值所在月份不一致;逐月Rh呈夏季高、冬季低的单峰曲线,夏季时沟谷常绿阔叶林的Rh最高,山顶常绿阔叶矮林的Rh最低。经验证,IBIS模型较好地模拟南岭不同植被类型碳收支情况,模拟值解释了93%的实际碳收支情况,模型对各植被类型的模拟平均相对误差在1.16%-6.07%之间。该研究可为我国亚热带地区南岭森林生态系统的固碳能力评价和森林生态系统资源的管理提供重要参考价值。

关键词：森林碳收支集成生物圈模型(IBIS) 生产力动态变化广东南岭国家级自然保护区

抚育间伐对福建千年桐-闽楠混交林磷含量的影响

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林草资源研究 2024年第2期 59-67页

作者：郑凌羽李伟煌许丙岩王英姿洪滔福建农林大学林学院福州350002 福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室福州350002 福州市自然保护地规划发展中心福州350007

明确抚育间伐对千年桐-闽楠混交林的磷动态结构干扰机制,为千年桐-闽楠混交林土壤磷素的科学管理提供依据。以福建南平范桥国有林场5 a生千年桐和闽楠为对象,测定其土壤全磷、有效磷含量以及枝、叶、干、根全磷含量,研究抚育间伐对其根... 详细信息

明确抚育间伐对千年桐-闽楠混交林的磷动态结构干扰机制,为千年桐-闽楠混交林土壤磷素的科学管理提供依据。以福建南平范桥国有林场5 a生千年桐和闽楠为对象,测定其土壤全磷、有效磷含量以及枝、叶、干、根全磷含量,研究抚育间伐对其根际土和营养器官磷含量的影响。结果表明:1)千年桐与闽楠根际磷富集作用明显,其抚育间伐前后根际土全磷和有效磷含量均显著高于非根际土(P根际土全磷和有效磷含量得到显著提高(P根际土全磷和有效磷含量均呈上升的趋势。2)千年桐不同土壤深度根际土全磷与有效磷含量在抚育间伐前后均高于闽楠,抚育间伐后千年桐与闽楠不同土壤深度根际土全磷含量的差值与有效磷含量的差值均增大,抚育间伐提高了千年桐与闽楠枝、叶、干、根全磷含量,在抚育间伐前后,千年桐枝、叶、干、根全磷含量均高于闽楠。3)相关性分析表明,千年桐和闽楠根际土有效磷与根全磷、叶全磷均为显著正相关(P根全磷与叶全磷也显著正相关(P根际土磷含量,对非根际土磷含量影响较小,对千年桐和闽楠根际土壤磷活化吸收有促进影响;抚育间伐对千年桐的影响程度大于闽楠,千年桐根系比闽楠更发达,具有更强的土壤磷活化能力。

关键词：抚育间伐千年桐闽楠根际土壤磷

作物水分胁迫指数模型中下限温度的参数化:以栓皮栎人工林为例

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应用生态学报 2024年第7期35卷 1866-1876页

作者：巴音吉刘琳奇彭青张功陆森罗坤水张劲松中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心山东烟台264000 江西省林业科学院/江西南昌城市生态系统定位观测研究站南昌330013 江西农业大学南昌330013 中国林业科学研究院林业研究所北京100091 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源454650

作物水分胁迫指数(CWSI)模型中的下限温度指水分充足时的冠层温度(T_(c))或冠气温差(dT),对模型量化植被水分状况精度有较大影响。目前,基于数据驱动方法直接估算下限温度已在大田作物中取得成功,但尚未见其在森林生态系统中的适用性报... 详细信息

作物水分胁迫指数(CWSI)模型中的下限温度指水分充足时的冠层温度(T_(c))或冠气温差(dT),对模型量化植被水分状况精度有较大影响。目前,基于数据驱动方法直接估算下限温度已在大田作物中取得成功,但尚未见其在森林生态系统中的适用性报道。本研究以太行山南麓栓皮栎人工林为研究对象,连续同步观测T_(c)和气象数据,评估使用多元线性回归模型和BP神经网络模型估算下限温度的可行性,以及CWSI指示人工林水分状况的精度。结果表明:在不具备灌溉条件的森林生态系统中,将以土壤含水量、风速、净辐射、饱和水汽压差、气温作为输入参数的多元线性回归模型与BP神经网络模型中的土壤水分条件设为饱和,即可获得下限温度;将下限温度与理论公式确定的上限温度结合,对实测T_(c)或dT进行归一化获得CWSI,可实现对栓皮栎人工林水分状况的无损、快速、自动诊断。其中,基于BP神经网络模型确定的水分充足条件下的dT作为下限温度,并与上限温度结合获得CWSI,最适合精准量化人工林水分状况,与实测水分状况之间的决定系数、均方根误差和一致性指数分别为0.81、0.08和0.90。本研究结果可为森林生态系统水分状况的高效、精准监测提供参考方法。

关键词：作物水分胁迫指数 BP神经网络模型水分诊断下限温度

基于刺槐年轮重建黄土丘陵区小流域年径流输沙研究

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生态学报 2024年第1期44卷 343-353页

作者：刘春月信忠保李宗善买尔当·克依木北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院新疆生态与地理研究所沙漠绿洲国家重点实验室乌鲁木齐830011

刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工... 详细信息

刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工林的径向生长随林龄呈明显的下降趋势,在幼龄林阶段(1—10 a)刺槐处于快速径向生长期((4.17±0.74)mm/a),之后逐渐下降,中龄林、成熟林、过熟林阶段(11—40 a)平均生长速率为(2.31±0.41)mm/a,较前期下降了44.60%。刺槐胸高断面积增量(BAI)在1—10 a平均以(5.46±2.13)cm^(2)/a的速度生长,在11—40 a仍保持上升趋势但年际间生长波动较大,生长速率平均为(10.80±1.95)cm^(2)/a,流域刺槐生长并未发生明显衰退。(2)刺槐的径向生长与温度多呈负相关,与降水、相对湿度及帕默尔干旱指数(PDSI)多呈正相关。其中刺槐径向生长与上年8月、9月(P<0.05)及当年7月均温、最高温呈显著负相关(P<0.01),与当年5月最低温呈显著正相关(P<0.05);与当年6月、7月降水量和上年8月、当年7月相对湿度呈显著正相关(P<0.05),与当年3月相对湿度显著负相关(P<0.05);与上年6月、上年10月—当年1月及当年3月—8月PDSI显著正相关(P<0.05),干旱胁迫明显抑制流域刺槐生长。(3)1978—2017年吕二沟流域年径流量、年输沙量呈减少趋势,年际间波动较大,存在明显丰枯阶段。流域径流输沙受降水量影响显著,且径流输沙显著正相关(P<0.001)。(4)利用刺槐年轮估算吕二沟流域年径流量、输沙量效果良好(P<0.02),方法可行。比较而言,相对自然条件下即人类干扰较少时径流输沙估算优于人类活动影响时期。利用树轮宽度反演水文过程可为缺乏水文观测资料区域提供参考。

关键词：黄土高原刺槐树木年轮气候径流输沙

初植和补植阔叶树对红壤丘陵区湿地松养分获取和转运的影响

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林业科学 2024年第1期60卷 47-57页

作者：夏成康林勇兰勇吴高洋王晟楠陈伏生江西农业大学林学院江西省森林培育重点实验室南昌330045 江西农业大学鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室南昌330045 江西官山国家级自然保护区管理局宜丰336300 江西省森林资源监测中心南昌330045

【目的】探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。【方法】以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件... 详细信息

【目的】探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。【方法】以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件相似的湿地松纯林、湿地松-木荷初植混交林、湿地松-木荷补植混交林(补植木荷14年)中构建5块20 m×20 m标准样地(共15块样地),采集湿地松标准木的根际土壤、细根、枝、新鲜叶和凋落叶样品,测定土壤和植物各器官的氮(N)、磷(P)含量,评估不同混交模式对根养分捕获能力、叶养分回收和树木养分转运的影响,揭示养分获取策略变化的驱动因素。【结果】混交阔叶树显著提高湿地松根际土壤的NH_4~+-N和矿质氮含量(P根际土壤养分含量在初植和补植混交林之间无显著差异(P>0.05);整体看,混交阔叶树提高湿地松各器官的N、P含量,其中初植混交效应比补植好。与纯林相比,初植混交林中湿地松根氮和磷捕获能力分别显著提高14.04%和46.16%,叶氮回收效率显著降低6.07%,磷回收效率显著提高15.49%。尽管补植阔叶树降低根养分捕获成本,但阔叶树根系抑制湿地松根系的养分捕获能力,导致补植混交林中湿地松根养分捕获能力和叶养分回收效率均无显著变化。此外,与纯林相比,初植混交林中湿地松运输根向枝、叶的N转运分别提高36.05%和15.61%,P转运分别降低35.13%和36.52%;补植混交林中N转运无显著变化,但运输根向枝、叶的P转运比在纯林分别降低53.21%和40.17%。【结论】混交阔叶树提高红壤丘陵区湿地松根际土壤和植株各器官的养分含量,改变湿地松养分获取策略,其中初植比补植更能促进湿地松的养分获取和利用。此外,养分在植物体内的转运过程可被检测,且反映根捕获和叶回收的权衡关系。

关键词：针阔混交林根捕获叶养分回收养分获取策略木荷

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泰山世界遗产地森林植被垂直分异分析

地理科学 2024年

作者：韩芳李传荣申卫星李坤姚起王哲王志勇山东理工大学建筑工程与空间信息学院泰山森林生态系统国家定位观测研究站山东省高等学校森林碳中和工程研究中心/山东省高等学校黄河下游生态保护与安全防控重点实验室泰安市泰山风景名胜区管理委员会

泰山是自然和文化双项世界遗产地。当前泰山的森林植被主要为20世纪50—60年代人工种植，因此其是否符合垂直地带性存在争议。为全面分析泰山植被的垂直分异规律，本文利用高空间分辨率（WorldViewII,0.5 m）遥感影像，参考泰山森林资... 详细信息

泰山是自然和文化双项世界遗产地。当前泰山的森林植被主要为20世纪50—60年代人工种植，因此其是否符合垂直地带性存在争议。为全面分析泰山植被的垂直分异规律，本文利用高空间分辨率（WorldViewII,0.5 m）遥感影像，参考泰山森林资源管理“一张图”的小班数据，采用目视解译方法对森林植被进行分类。在此基础上，构建了泰山落叶阔叶林、温性针叶林、针阔混交林地形谱及垂直带地形谱。主要结论如下：泰山森林植被垂直分异显著，属于受人为活动影响较大的“扰动带谱”。海拔200～600 m，针叶林、阔叶林和针阔混交林杂乱混合；海拔500～1 000 m的阳坡和半阳坡，落叶阔叶林集中分布，阴坡和半阴坡为温性针叶林和落叶阔叶林混交；海拔1 000～1 500m，温性针叶林集中分布。本研究全面定量分析了泰山的森林植被的垂直分异情况，对进一步精确分析泰山植被景观与环境要素之间的定量关系，及泰山世界遗产地生境保护和生物多样性恢复具有参考意义。

关键词：森林植被植被垂直分异世界遗产地泰山

基于空间降尺度的中国陆地年净生态系统生产力及其趋势的空间变化

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应用生态学报 2024年第9期35卷 2581-2591页

作者：朱先进刘晨晨程世昊王秋凤沈阳农业大学农学院沈阳110866 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国生态系统研究网络综合研究中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

年净生态系统生产力(NEP)是一年内生态系统净固定的有机碳量,是形成碳汇的基础。量化NEP及其趋势的空间变化有助于增进生态系统对环境变化适应与响应的认知,并服务于应对碳中和的区域碳管理。基于过程模型和数据驱动模型输出的NEP栅格数... 详细信息

年净生态系统生产力(NEP)是一年内生态系统净固定的有机碳量,是形成碳汇的基础。量化NEP及其趋势的空间变化有助于增进生态系统对环境变化适应与响应的认知,并服务于应对碳中和的区域碳管理。基于过程模型和数据驱动模型输出的NEP栅格数据,结合多站点涡度相关观测结果,本研究获得反映NEP空间变化的最优模型模拟结果,并发展空间降尺度方法获取中国陆地高分辨率NEP数据,分析2000—2017年中国陆地NEP及其趋势的空间变化及影响因素。结果表明:相较于过程模型模拟结果,数据驱动模型模拟的NEP更能反映观测NEP的空间变化,并可基于随机森林回归结合简单扩展法实现NEP的空间降尺度。2000—2017年,空间降尺度所得中国陆地NEP总量平均值为(1.30±0.03)Pg C·a^(-1),年际之间呈现先降低后增加的趋势,在2009年出现拐点。NEP呈现自东南向西北逐渐减少的空间分布,表现为纬向递减和经向增大格局,主要受气候与生物因素的共同影响。NEP趋势呈现东高西低的空间分布,仅随经度增加呈现微弱的增大趋势,且主要由光合有效辐射和土壤有机碳含量的作用所引起。中国陆地NEP及其趋势的空间变化存在明显差异,体现出生态系统对环境变化适应与响应的明显不同。

关键词：涡度相关陆地生态系统碳中和时空变化空间降尺度