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森林景观模型FireBGCv2的原理、结构及应用进展

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应用生态学报 2024年

作者：宋佳陈宏伟吴志伟孙学斌沈阳大学生命科学与工程学院江西师范大学地理与环境学院沈阳生态环境监测中心

森林景观模型能够基于传统的野外调查数据和数学模型定量模拟景观尺度森林结构和功能的时空变化，可为制定科学的森林经营管理策略提供参考。FireBGCv2是当前研究森林景观变化的代表性模型之一，能模拟树种尺度（树木生长、建立和死亡... 详细信息

森林景观模型能够基于传统的野外调查数据和数学模型定量模拟景观尺度森林结构和功能的时空变化，可为制定科学的森林经营管理策略提供参考。FireBGCv2是当前研究森林景观变化的代表性模型之一，能模拟树种尺度（树木生长、建立和死亡等）、林分尺度（碳氮库、可燃物处理、分解等）、立地尺度（资源竞争和物种物候等）以及景观尺度（种子传播和林火干扰等）等多个尺度上的生态过程及其对森林景观结构和功能的影响。该模型的优点是能模拟多种生态过程，且考虑了生态系统的多样性和复杂性，但亦存在计算量大、使用较复杂等缺陷。本文归纳总结FireBGCv2的基本原理和结构，并介绍其在森林景观研究和管理中的应用进展。目前，国内外对FireBGCv2模型的应用主要集中在探索火灾、气候和植被的相互作用，量化火灾的空间和时间动态以及描述未来气候和土地管理策略下潜在的火灾动态等。随着森林景观模型理论和应用的深入发展，FireBGCv2的发展前景主要是改进和更新模型的算法、增加新的功能模块以探索火灾管理的问题以及满足不同用户的需求等。

关键词：森林景观模型 FireBGCv2 时空模拟野火管理

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草莓果实品质及其与土壤养分的相关性分析

沈阳农业大学学报 2024年第2期55卷 153-162页

作者：侯永侠车畅温璇田晨月王潇阳魏建兵王姗姗刘周莉沈阳大学环境学院沈阳110044 沈阳大学生命科学与工程学院沈阳110044 东北地质科技创新中心沈阳110034

近年来我国草莓产业发展十分迅速,红颜草莓(Fragaria×ananassa Duch.)作为辽宁省的草莓主栽品种,具有极高的食用价值和经济价值。为深入了解辽宁地区草莓园土壤养分状况及其对草莓果实品质的影响,探索影响草莓果实品质的关键土壤因子,... 详细信息

近年来我国草莓产业发展十分迅速,红颜草莓(Fragaria×ananassa Duch.)作为辽宁省的草莓主栽品种,具有极高的食用价值和经济价值。为深入了解辽宁地区草莓园土壤养分状况及其对草莓果实品质的影响,探索影响草莓果实品质的关键土壤因子,在丹东市、本溪市和沈阳市40个草莓园中采集草莓果实及草莓园表层(0~20cm)土壤,检测果实品质指标和土壤理化性质指标,通过主成分分析对草莓果实品质进行评价,并以主成分得分进行综合排名,通过相关性分析探究草莓果实营养元素与土壤养分的关联。结果表明:果实性状指标在个体间存在广泛变异,变异系数4.67%~56.02%,其中果糖的变异系数最大。对各指标进行主成分分析可提取出3个主成分,累积贡献率为60.25%,筛选出综合得分较高的20个草莓园。40个草莓园总体土壤呈微酸性,土壤碱解氮和速效磷含量过高,有机质、速效钾含量适宜。草莓园利于提高草莓风味的土壤指标为碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼;有利于提高草莓外观品质的土壤指标为有机质、交换性钙和交换性镁。

关键词：草莓果实品质土壤质量相关性分析

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典型草原植物叶片金属元素吸收对氮添加的响应

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中国草地学报 2024年第2期46卷 66-73页

作者：高金影杜安娜蔡江平刘贺永李慧姜勇张玉革冯雪沈阳大学环境学院辽宁沈阳110044 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 河北大学生命科学学院河北保定071002

为深入探讨氮沉降影响草原植物金属养分吸收及其与土壤养分的耦合关系,以内蒙古典型草原4种主要物种为研究对象,设置0、5、10、15 g N/(m^(2)·yr)4个氮添加处理,分析不同施氮量对草原物种及群落水平植物叶片盐基、微量元素含量和储量... 详细信息

为深入探讨氮沉降影响草原植物金属养分吸收及其与土壤养分的耦合关系,以内蒙古典型草原4种主要物种为研究对象,设置0、5、10、15 g N/(m^(2)·yr)4个氮添加处理,分析不同施氮量对草原物种及群落水平植物叶片盐基、微量元素含量和储量的影响。结果表明:(1)杂类草比禾本科植物具有更高的养分浓度;(2)不同金属养分对氮沉降的响应具有高度的物种特异性;植物群落叶片盐基元素含量对氮添加无显著响应且与土壤盐基离子相关性较低;随氮添加量的增加,叶片中Mn、Cu含量增加,但Fe含量降低,草原植物微量元素失衡严重主要受土壤微量养分有效性和元素拮抗作用的影响;(3)植物金属元素地上储量的饱和阈值出现在10 g N/(m^(2)·yr);优势物种地上生物量对氮添加的非线性响应是驱动植物元素地上储量变化的主要机制。

关键词：典型草原氮添加盐基元素微量元素地上储量

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不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征

环境化学 2024年

作者：张莉刘慧君王源秀王聪王友保安徽师范大学生态与环境学院安徽师范大学生命科学学院

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对... 详细信息

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对象，分析不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征.结果显示，3种基质土壤间C、N、P含量存在显著差异，其中板岩土壤的C(56.50 g·kg-1)、N(4.91 g·kg-1)、P(1.03 g·kg-1)含量最高，石灰岩土壤N(1.22 g·kg-1)含量最低，砂岩土壤P含量最低(0.30 g·kg-1). 3种土壤中砂岩的C/P、N/P高于全国土壤均值；板岩的C/P低于全国土壤均值，N/P接近全国土壤均值；石灰岩的C/P、N/P均低于全国土壤均值. C/N方面，板岩土壤低于全国土壤C/N平均水平，砂岩和石灰岩基质土壤C/N均高于全国土壤平均水平. 3种成土基质土壤上青檀叶片N、P含量具有显著差异，其中石灰岩土壤上青檀叶片N(21.56 g·kg-1)、P(3.15 g·kg-1)含量最高.石灰岩基质土壤上青檀叶片的C/N、C/P均低，砂岩基质上青檀叶片C/N、C/P较高，板岩基质上的青檀介于两者之间.青檀叶片的N/P表现为砂岩基质(9.78)>石灰岩基质(7.64)>板岩基质(7.41)，均小于14.综合分析发现，P和N可能是3种基质土壤上青檀生长的限制性元素，其中砂岩基质受P限制更为严重；在适应对策上，石灰岩基质上青檀采取了竞争策略，砂岩基质上青檀选择了防御为主的适应策略，而板岩基质上的青檀介于二者之间，偏向于适应策略.

关键词：土壤基质青檀生态化学计量限制性养分生存策略

磺磺胺甲恶唑对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废废水的影响

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水处理技术 2024年

作者：张翼满韩旭王英刚沈阳大学环境学院沈阳城市学院

磺胺甲恶唑（SMX）是废水内高频检出的新污染物，SMX的环境影响行为备受关注，然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低C/N废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响，并通过分... 详细信息

磺胺甲恶唑（SMX）是废水内高频检出的新污染物，SMX的环境影响行为备受关注，然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低C/N废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响，并通过分析SMX暴露条件下新工艺胞内和胞外聚合物的变化规律揭示SMX对新工艺的影响机制。结果表明低于0.5 mg/L SMX对新工艺内污染物去除影响不明显，而超过1.0 mg/L降低了新工艺脱氮除磷效率，4.0 mg/L SMX组别内，COD、总氮（TN）和磷酸盐（SOP）去除效率分别下降至71.3%～75.5%、59.6%～63.4%和71.3%～73.6%。机制分析表明高浓度SMX降低了胞内聚合物PHA的生物合成而刺激了糖原质代谢。SMX暴露浓度越高，PHA生物合成下降越显著，而糖原质代谢越强烈。研究结果为新型后置缺氧工艺处理含SMX废水提供了一定的数据支撑。

关键词：磺胺甲恶唑后置缺氧反硝化低C/N废水胞内聚合物胞外聚合物

壶菌感染对两栖动物种群影响的研究现状与挑战

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生物多样性 2024年第2期32卷 132-149页

作者：何智荣吴思雨时莹莹王雨婷江艺欣张春娜赵娜王苏盆安徽师范大学生命科学学院安徽芜湖241000 安徽师范大学生生态与环境学院安徽芜湖241008

加强生物多样性保护与共建地球生命共同体是我国的重大战略。两栖动物是脊椎动物中生物多样性受威胁最严重的类群,两种壶菌Batrachochytrium dendrobatidis(Bd)和***(Bsal)的感染是两栖动物多样性下降的主要因素之一。Bd主要感染两栖动... 详细信息

加强生物多样性保护与共建地球生命共同体是我国的重大战略。两栖动物是脊椎动物中生物多样性受威胁最严重的类群,两种壶菌Batrachochytrium dendrobatidis(Bd)和***(Bsal)的感染是两栖动物多样性下降的主要因素之一。Bd主要感染两栖动物无尾目、有尾目和蚓螈目的皮肤,可能引起两栖动物淋巴细胞凋亡和全身电解质失衡。Bsal主要感染有尾目,可能导致两栖动物致命的败血症。针对壶菌及其感染对两栖动物种群影响的研究在国外已经开展了大量工作,然而我国在该领域的研究有限。本文通过检索1990–2022年国内外文献,梳理和总结了壶菌病原的可能起源与传播、壶菌感染的发病机制、壶菌毒力的影响因素和壶菌病原体的诊断与防治等领域的研究,并提出了未来的研究方向和技术方法的改进需求,如利用全基因组测序技术溯源、开发RPA技术进行野外检测和应用转录组学研究宿主–病原体的免疫等。最后,提出以下4条建议:(1)建设壶菌病原基础数据平台,建立壶菌病常规检测部门,并将壶菌病监测纳入野生动物疫病监测体系;(2)深入开展我国两栖动物不同地理区系壶菌感染情况的相关研究;(3)探索学科交叉与部门合作,如流行病学、免疫学、微生物学和生态学等;(4)加强国际交流合作,构建符合特殊亚洲环境的壶菌感染和预测模型。本研究将为两栖动物保护拓展新思路,助力我国两栖动物保护的可持续发展。

关键词：两栖动物无尾目有尾目蚓螈目壶菌生物多样性下降

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辽西北荒漠化区植物群落分异

应用生态学报 2024年第1期35卷 41-48页

作者：陈晴王佳啸王一凡王杨王艳沈阳师范大学生命科学学院沈阳110034

荒漠化区植物群落研究是评价区域生态环境质量和开展荒漠化防治的科学基础,本研究按经度将辽西北荒漠化区划分为东部(122°50'37″—123°49'40″E)、中部(121°16'41″—122°35'00″E)和西部(119°20'03″—120°02'41″E)3个区域,对... 详细信息

荒漠化区植物群落研究是评价区域生态环境质量和开展荒漠化防治的科学基础,本研究按经度将辽西北荒漠化区划分为东部(122°50'37″—123°49'40″E)、中部(121°16'41″—122°35'00″E)和西部(119°20'03″—120°02'41″E)3个区域,对植物群落进行调查。结果表明:乔木林所占比例及郁闭度自西向东增加;东部区域多为樟子松林和杨树林,中部区域多为油松林和杨树林,西部区域则多为油松林和西伯利亚杏林。灌丛在东部、中部和西部区域占比分别为0、22.2%和28.0%。东部和中部区域的草地多由人为扰动后形成。物种数量为中部区域(110种)>西部区域(88种)>东部区域(75种)。东部和中部区域都以一年生植物占比最高,分别为68.2%和66.7%,西部区域则以地面芽植物最占优势(36.3%);小高位芽植物、矮高位芽植物、地上芽植物和地下芽植物的比例从东向西逐渐升高。物种数量、Shannon指数和Simpson指数均以中部区域最高,Pielou均匀度指数则从东向西逐渐升高。β多样性指数显示,东部与西部区域之间的群落相似性最小,中部与西部区域的群落相似性较高。中部区域的群落类型、物种数量、物种构成特征及物种多样性均呈现出了生态过渡带的特征。总体上,辽西北荒漠化区植被状况良好,但存在乔木林垂直结构简单、树种组成单一、人为干扰较为严重等问题。

关键词：荒漠化植物群落物种多样性

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沈阳现代化都市圈水供给服务供需平衡研究

水生态学杂志 2024年第4期45卷 48-55页

作者：程雨露魏建兵陆庆轩郑泓王阳程全国沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室辽宁沈阳110044 沈阳大学生命科学与工程学院辽宁沈阳110044

以沈阳现代化都市圈为研究区,从地级市尺度上综合自然水文过程和居民生产、生活消费需求,揭示区域水供给服务供需平衡关系,为区域水资源优化管理提供依据。基于GIS平台,采用2000、2010和2020年土地利用数据,耦合InVest模型产水量模块、... 详细信息

以沈阳现代化都市圈为研究区,从地级市尺度上综合自然水文过程和居民生产、生活消费需求,揭示区域水供给服务供需平衡关系,为区域水资源优化管理提供依据。基于GIS平台,采用2000、2010和2020年土地利用数据,耦合InVest模型产水量模块、水需求服务模型、水资源安全指数等多种方法,以空间可视化的方式模拟研究水供给服务格局。研究结果表明:2000-2020年沈阳现代化都市圈水供给量和水需求量均呈现先增多后减少的趋势,供需平衡状况差距较大;2000年沈阳市、鞍山市、辽阳市、铁岭市、阜新市的水资源安全指数以及2010年、2020年沈阳市、辽阳市水资源安全指数均低于0.5;研究区水供给服务的供给与需求在空间分布上呈现显著的不匹配特征,区域东部铁岭市、抚顺市、本溪市为主要供给区,中部沈阳市、辽阳市需大于供,水资源供需矛盾突出。研究框架思路与研究结果能够为都市圈尺度水资源供需矛盾的协调提供一定的决策依据。

关键词：水供给服务 InVest模型水供需平衡水资源安全沈阳现代化都市圈

郑州城市公园鸟类群落嵌套分布格局及其影响因素

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生物多样性 2024年第3期32卷 48-58页

作者：王鹏隋佳容丁欣瑶王伟中曹雪倩赵海鹏王彦平河南大学生命科学学院河南开封450004 西藏大学生态环境学院拉萨850000 武汉大学生命科学学院武汉430072 信阳生态研究院河南信阳464000 南京师范大学生命科学学院南京210023

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decrea... 详细信息

为了探究郑州城市公园鸟类群落是否符合嵌套分布格局及其影响因素,本研究从中国观鸟记录中心收集了2019–2022年每年3–7月河南省郑州市15个城市公园的鸟类记录数据。使用WNODF(weighted nestedness metric based on overlap and decreasing fill)分别计算郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落的嵌套分布格局,采用Spearman偏相关检验分析了公园嵌套序列与公园特征参数(公园面积、隔离度、生境类型数量和建筑指数)的关系,以及物种嵌套序列与物种生态学特征(体长、地理分布范围、窝卵数和最小面积需求)的关系。WNODF分析结果显示,郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落均是显著嵌套的。Spearman偏相关分析结果显示,公园面积和最小面积需求与鸟类群落嵌套程度显著相关,生境地点矩阵分析结果显示为显著嵌套,建筑指数也会影响水鸟群落的嵌套分布格局,但随机放置模型结果显示城市公园鸟类不符合被动取样假说。因此,选择性灭绝与生境嵌套是郑州城市公园全部鸟类、林鸟和水鸟群落嵌套分布格局的主要驱动因素。研究结果表明,为了更好地保护郑州城市公园的鸟类多样性,应优先保护面积较大和生境类型多的公园,以及最小面积需求大的鸟类;同时由于水鸟与林鸟对城市化的反应不同,在制定保护策略时应区别对待。

关键词：鸟类嵌套分布格局选择性灭绝城市公园生境嵌套 WNODF