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氮负荷增强对闽江口短叶茳芏湿地植物-土壤系统氮累积与分配的影响

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生态学报 2024年第11期44卷 4831-4843页

作者：姚钦予孙志高胡星云李亚瑾宋振阳贺攀霏夏星辰武慧慧方冠荣福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州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 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站国家林业和草原局福州350215

选择闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强模拟实验,探讨了不同氮负荷水平下(NNT对照处理,0 g N m^(-2)a^(-1);LNT低氮处理,12.5 g N m^(-2)a^(-1);MNT中氮处理,25.0 g N m^(-2)a^(-1);HNT高氮处理,75.0 g N m^(-2)a^(-1))湿地植物-土壤系统的氮累积与分配特征。结果表明,不同氮负荷处理下湿地土壤(TN)、NH+4-N和NO-3-N含量均发生了明显改变。相较于NNT,LNT和MNT的TN、NH+4-N和NO-3-N含量均明显增加,增幅分别为9.44%、3.57%、11.99%(LNT)和6.71%、9.37%、46.50%(MNT)。与之不同,HNT的TN含量相比NNT增幅不大,而其NH+4-N、NO-3-N含量均显著降低,降幅分别为9.26%和40.77%。不同氮负荷处理下土壤氮含量的垂直分布特征亦发生了明显变化。除HNT外,LNT和MNT的TN、NH+4-N和NO-3-N含量均以表层土壤最高。不同氮负荷处理下的TN和NH+4-N含量分布主要受SOM的影响,而NO-3-N含量分布主要受植物吸收和垂直淋失的影响。氮负荷增强条件下植物不同器官的TN含量整体表现为叶>茎>根。不同氮负荷处理下植物-土壤系统的氮储量整体以LNT和MNT较高,而HNT最低。研究发现,短叶茳芏在中低氮负荷条件下可能将更多的氮优先分配给根系,进而以拓展地下空间和提高地下生物量的方式来适应环境;而在高氮负荷条件下,其可能通过增强“自疏效应”,并通过拓展地上空间的方式来适应环境。

关键词：氮负荷氮分配植物-土壤系统短叶茳芏湿地闽江河口

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绿地空间降温效应综述:景观调控视角

生态学报 2024年第4期44卷 1336-1346页

作者：董建权彭建北京林业大学园林学院北京100083 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

在全球变暖和极端热事件加剧的背景下,绿地空间优化已经成为一种有效调控热环境的基于自然的解决方案,明晰绿地空间的降温过程、效应特征和景观调控作用对区域绿地空间结构和格局优化至关重要。梳理当前景观调控视角下绿地空间降温效应... 详细信息

在全球变暖和极端热事件加剧的背景下,绿地空间优化已经成为一种有效调控热环境的基于自然的解决方案,明晰绿地空间的降温过程、效应特征和景观调控作用对区域绿地空间结构和格局优化至关重要。梳理当前景观调控视角下绿地空间降温效应相关的理论、方法与案例,回顾了植被降温过程。植被通过遮荫、蒸散、固碳、湍流等过程直接或间接地实现降温效果,但同时受到了大气和土壤含水量、环境温度、风系统等背景气候的影响。从内部视角(绿地景观变化对本地温度的影响)和外部视角(绿地景观对外部区域温度的影响)总结了降温范围、强度、梯度、效率等特点,分析不同度量指标的空间差异与关键阈值。内部视角厘定降温效应主要模拟区域内土地覆被变化(如造林、植被类型转换等)和植被覆盖度变化的影响;外部视角强调以绿地景观为中心的距离变化及其温度序列关联的特征曲线。进一步归纳了景观视角下绿地空间对温度的调控途径,梳理绿地景观组分(景观的类型、结构和规模特征)和空间配置(景观的空间形态和关系特征)对降温效应的影响差异。已有研究表明,绿地空间的景观组分与温度的关联性结论较为一致,但关键调控阈值在不同气候和发展水平的区域存在差异;规则或复杂绿地景观、集聚或离散绿地景观对区域热环境的影响则并未统一,但空间配置对降温效应的影响通常弱于景观组分。最后,围绕“机理-阈值-优化”提出未来景观调控视角下绿地空间降温效应研究需要关注绿地空间降温的非线性过程、多目标协同的绿地景观调控机制、面向降温效应提升的绿地空间网络等重点方向。

关键词：绿地空间降温效应景观调控城市热岛效应

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氮负荷增强对闽江河口短叶茳芏湿地近地气层CH4浓度变化的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 503-515页

作者：方冠荣孙志高胡星云李亚瑾宋振阳贺攀霏夏星辰武慧慧姚钦予福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福州350007 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350007 福建闽江河口湿地生态系统国家定位观测研究站(国家林业和草原局) 福州350215

2021年3月—2022年2月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验,探讨了不同氮负荷水平(N0,无氮负荷处理,0g·m^(-2)·a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0g·m^(... 详细信息

2021年3月—2022年2月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验,探讨了不同氮负荷水平(N0,无氮负荷处理,0g·m^(-2)·a^(-1);NL,低氮负荷处理,12.5 g·m^(-2)·a^(-1);NM,中氮负荷处理,25.0g·m^(-2)·a^(-1);NH,高氮负荷处理,75.0 g·m^(-2)·a^(-1))对湿地近地气层甲烷(CH_(4))浓度时空变化的影响.结果表明,不同氮负荷增强条件下湿地近地气层的CH_(4)浓度呈现出不同的月动态变化特征;不同处理下的CH_(4)浓度均在氮负荷持续5个月后最低,在持续9个月后最高.随着氮负荷时间的延长,近地气层的CH_(4)浓度整体以NH处理最高((2.032±0.554)mL·L^(-1)),NL((1.937±0.618)mL·L^(-1))和NM((1.889±0.589)mL·L^(-1))处理次之,而N0处理最低((1.830±0.647)mL·L^(-1)).不同氮负荷处理下湿地近地气层的CH_(4)浓度在每次氮负荷后的1 h和3h整体低于氮负荷前,原因可能与每次氮负荷时的铵态氮(NH_(4)^(+)-N)与硝态氮(NO_(3)^(-)-N)输入比例以及输入时间有关.不同氮负荷水平下湿地近地气层的CH_(4)浓度整体均随高度增加而降低;除NL处理的CH_(4)平均浓度在0.3 m取得最高值外,其他处理的CH_(4)浓度均在0m最高.研究发现,氮负荷增强条件下湿地近地气层CH_(4)浓度的时间变化主要与土壤氮养分状况改变以及温度、Eh等主要因子的变化有关,而其垂直变化可能主要受风速和植物生态特征(株高、密度)的显著影响.

关键词： CH4 氮负荷垂直变化短叶茳芏湿地闽江河口

基于GLORYS12V1再分析数据的楚科奇陆架区流场季节变化特征分析

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 613-626页

作者：施旭东李敏于婷李丙瑞谢玲玲广东海洋大学近海海洋变化与灾害预警实验室广东湛江524088 陆架及深远海气候资源与环境广东省高校重点实验室广东湛江524088 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 上海市极地生命过程与环境重点实验室上海200030 极地生态与气候变化教育部重点实验室上海200030 国家海洋信息中心天津300171 中国极地研究中心上海200136

楚科奇海是北太平洋海水进入北冰洋的唯一通道,为更好地了解北太平洋入流水在陆架区流场的季节变化特征,本文基于1993~2020年的GLORYS12V1再分析数据,对楚科奇陆架区流场的空间分布和关键通道断面流场季节变化特征进行了分析。气候态平... 详细信息

楚科奇海是北太平洋海水进入北冰洋的唯一通道,为更好地了解北太平洋入流水在陆架区流场的季节变化特征,本文基于1993~2020年的GLORYS12V1再分析数据,对楚科奇陆架区流场的空间分布和关键通道断面流场季节变化特征进行了分析。气候态平均结果显示,太平洋入流水通过白令海峡进入楚科奇海后主要由汉娜德海谷、中央水道、巴罗峡谷和德朗海峡断面流出陆架,四支路径的流量占白令海峡入流的比例分别为50.3%、25%、16%和6.9%。季节变化结果显示,白令海峡和德朗海峡断面流量的月变化在5月达最大,其余断面则在7月达峰值。德朗海峡断面西侧东南向沿岸流在秋季最强。5 m和30 m流速的联合经验正交函数分解的模态较为类似,体现了垂向结构的一致性。第一模态的空间分布显示整个研究区域均为同位相分布,且四支主要路径上呈现高值,其时间序列在冬夏半年呈反位相变化。第二模态主要体现陆架区西侧西伯利亚沿岸流场的上下半年呈反位相变化。将各断面的流量序列分解为与风相关的部分和非风因素相关的部分进行分析发现,气候态平均流量除德朗海峡处风起主要贡献外,其余断面均为非风因素对流量起正贡献而风起负贡献,非风因素引起的流量达0.23×10^(6)~1.33×10^(6) m^(3)/s,不过风和非风因素对各断面季节变化特征的影响并不一致。气压场和风场季节变化的分析结果显示,夏冬季波弗特高压和阿留申低压之间气压差的变化导致了东北风强度变化,进而影响了楚科奇陆架中心区冬/夏半年北向流的弱/强。而春秋季主要分别是波弗特高压和阿留申低压的东西位置变化对西伯利亚沿岸的流场产生影响。

关键词：流场季节变化联合经验正交函数分解楚科奇陆架

赣南马尾松林地表细小死可燃物含水率动态及模型

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林业科学 2024年第5期60卷 158-168页

作者：朱诗豪吴志伟李政杰李顺江西师范大学地理与环境学院、江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室、江西省自然灾害监测预警与评估重点实验室南昌330022

[目的]建立森林地表细小死可燃物(枯落叶、细枯枝、枯草等)含水率预测模型,预警区域森林火灾引燃的可能性及其潜在火行为。[方法]基于野外长期定位观测的赣南地区典型植被类型马尾松林地表细小死可燃物含水率数据,在不同地形条件和时间... 详细信息

[目的]建立森林地表细小死可燃物(枯落叶、细枯枝、枯草等)含水率预测模型,预警区域森林火灾引燃的可能性及其潜在火行为。[方法]基于野外长期定位观测的赣南地区典型植被类型马尾松林地表细小死可燃物含水率数据,在不同地形条件和时间段进行气象因子随机森林相对重要性排序和皮尔逊相关性分析,建立地表细小死可燃物含水率随机森林模型和气象要素回归模型,比较不同模型精度指标,筛选适合赣南地区的森林火灾预测模型。[结果]赣南地区马尾松林地表细小死可燃物含水率具有明显变异性,阴坡含水率显著高于阳坡,在防火期初期最明显。地表细小死可燃物含水率与各气象要素(温度、相对湿度、风速、光照强度)具有极显著相关性(P地表细小死可燃物含水率影响最大,影响地表细小死可燃物含水率的关键因素在阳坡是相对湿度、阴坡是风速。[结论]具有滞后效应的气象因子对赣南地区马尾松林地表细小死可燃物含水率有显著影响,考虑增加这些因素能更好预测地表细小死可燃物含水率变化,为火险预警提供可靠依据。

关键词：地表细小死可燃物含水率预测模型气象要素回归模型随机森林赣南地区

抚仙湖水柱细菌支链膜脂化合物的时空分布特征及影响因素研究

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中国环境科学 2024年

作者：田小青张虎才孙惠玲云南师范大学地理学部云南省高原地理过程与环境变化重点实验室云南大学资源环境与地球科学学院高原湖泊生态与污染治理研究院

支链甘油二烷基甘油四醚化合物（brGDGTs）在陆地环境中的土壤、湖泊、河流环境中广泛分布，是一种重要的古温度定量重建的生物标志物.然而，湖相环境中brGDGTs会显著受到陆源输入和湖泊水文环境参数的影响.本研究以我国西南地区的寡营... 详细信息

支链甘油二烷基甘油四醚化合物（brGDGTs）在陆地环境中的土壤、湖泊、河流环境中广泛分布，是一种重要的古温度定量重建的生物标志物.然而，湖相环境中brGDGTs会显著受到陆源输入和湖泊水文环境参数的影响.本研究以我国西南地区的寡营养深水湖泊抚仙湖为研究对象，旨在从实时观测的视角来探寻湖泊中brGDGTs的分布对环境因子动态变化的响应，从而为我们在利用brGDGTs指标进行古温度定量重建过程中的可靠性判别提供依据.我们采集研究区流域表土、湖泊表层沉积物以及水柱悬浮颗粒物（SPM）样品，并分析了所有样品及水柱悬浮颗粒物样品中一年周期内不同深度brGDGTs的组成与时空分布，同时分析环境因子如何影响brGDGTs的时空分布，如水温（WT），溶解氧（DO）和pH值.研究结果表明，brGDGTs主要为湖泊内源产生，土壤与河流输入对湖泊brGDGTs贡献较少.抚仙湖温跃层与氧跃层均出现在约水深40m处，浮游植物生物量总浓度随季节的变化与湖水中brGDGTs总浓度随季节的变化具有类似的趋势.BrGDGTs各化合物的浓度与相对丰度均随时间与深度共同变化，并在湖下层浓度达到最高，其中6-甲基brGDGTs含量最丰富，且brⅢa’，MBT’，MBT’6ME与溶解氧浓度强相关，说明溶解氧通过显著影响6-甲基brGDGTs的分布从而影响水柱brGDGTs的时空分布，抚仙湖中细菌来源的brGDGTs生物母源的生长显著受控于湖泊中溶解氧的动态变化.

关键词：抚仙湖 brGDGTs 时空分布溶解氧

面向乡村振兴的农村居民点用地结构与功能互动研究框架

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农业工程学报 2024年第8期40卷 232-244页

作者：田亚亚姜广辉邢玉琦周涛吴思多北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学北京100875

农村居民点用地结构与功能互动是由农村居民点系统内外部环境变化导致的用地结构与功能动态交互及平衡重塑过程,对促进乡村内部空间有序发展、助力乡村振兴至关重要。该研究综述了有关农村居民点用地结构与功能的研究内容、主题与进展;... 详细信息

农村居民点用地结构与功能互动是由农村居民点系统内外部环境变化导致的用地结构与功能动态交互及平衡重塑过程,对促进乡村内部空间有序发展、助力乡村振兴至关重要。该研究综述了有关农村居民点用地结构与功能的研究内容、主题与进展;建立了以“过程-机理-效应-调控”为主线的农村居民点用地结构与功能互动研究框架。主要结论如下:1)现有研究针对农村居民点用地结构与功能特征、演变、驱动机理及优化开展了大量工作,初步建立了两者的静态对应关系,但用地结构与功能互动过程不清、联动机制尚未形成,服务于土地调整实践的用地结构与功能适配机制尚不明确。2)农村居民点用地结构与功能互动研究体系应涵盖用地结构与功能互动过程、互动机理、互动效应及用地结构与功能配置优化等内容。3)在促进乡村可持续发展与乡村振兴的目标趋向下,未来应以振兴乡村生产功能、强化乡村乡土文化功能及统筹“村-乡镇-县域”各层级功能为重点探索用地结构与功能配置方案;实践层面上通过创新农村居民点用地混合利用形式,探索用地结构与功能适配型乡村空间重构模式促进用地结构与功能协调与适配。

关键词：农村居民点用地结构功能互动研究框架

重庆市土地利用冲突多尺度时空演化与多情景演化模拟

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生态学报 2024年第3期44卷 1024-1039页

作者：王朝阳张军以李海懿苏维词重庆师范大学地理与旅游学院重庆401331 三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室重庆401331 贵州省山地资源研究所贵阳550001

土地利用冲突是区域土地开发利用过程中存在的客观问题,对区域经济社会发展和生态安全具有重要影响。识别、测度区域土地利用冲突,明晰其时空演化格局,有助于优化区域土地利用结构,促进土地资源的可持续利用。以重庆市为例,基于景观格... 详细信息

土地利用冲突是区域土地开发利用过程中存在的客观问题,对区域经济社会发展和生态安全具有重要影响。识别、测度区域土地利用冲突,明晰其时空演化格局,有助于优化区域土地利用结构,促进土地资源的可持续利用。以重庆市为例,基于景观格局构建了土地利用冲突测度模型,从县域、镇域以及格网3个尺度全面和系统地分析了1995—2020年重庆市土地利用冲突的时空演化特征,并耦合多目标规划(Multi-Objective Programming,MOP)-斑块生成土地利用变化模拟模型(Ptach-generating Land Use Simulation,PLUS)模拟了重庆市2030年不同发展情景下土地利用冲突格局。结果表明:(1)1995—2020年重庆市县域、镇域与格网不同尺度下的土地利用冲突格局具有较大相似性,不同尺度的土地利用重度冲突区主要分布在重庆中心城区及周边地区,区县建成区。土地利用一般冲突区主要分布于渝东南和渝东北地区。研究期内土地利用冲突有所加剧,其中土地利用重度冲突区占比增加了3.09%。(2)1995—2005年重庆市土地利用冲突区主体位于乡村地域,但冲突程度较低,随着工业化、城市化进程及人口的集聚,2005年后土地利用冲突热点区域的城市地域集聚效应显著,城市及周边地区土地利用冲突区面积和土地利用冲突度均显著提升。(3)区域土地利用冲突空间格局不仅受到了人为经济社会活动的驱动影响,在空间格局上受自然生态环境基底影响显著,其中地形地貌的限制加剧了土地利用重度冲突区。(4)不同发展情景模拟中经济优先发展情景下土地利用冲突最为严重,生态优先发展情景下土地利用冲突最小,可持续发展情景兼顾了经济和生态发展的用地需求,土地利用冲突强度处于中间范围,但区域发展总福利最大,是未来区域发展路径最优选择。

关键词：土地利用土地利用冲突多目标规划 PLUS模型多情景模拟重庆市

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城区第四系沉积柱中抗生素的垂向分布特征及环境影响因素

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环境科学 2024年第1期45卷 584-593页

作者：刘可童蕾甘翠王逸文张嘉越何军中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 国家环境保护水污染溯源与管控重点实验室武汉430078 长江流域环境水科学湖北省重点实验室武汉430078 中国地质调查局武汉地质调查中心武汉430205

抗生素从地表向地下迁移时,容易通过水-岩相互作用残留于沉积物中,给地下水带来二次释放的风险.为探究抗生素的垂向分布特征和环境影响因子,于医院附近钻孔并分层采集了5个30 m第四系沉积柱,测试分析了5大类抗生素和磺胺代谢物.结果表明... 详细信息

抗生素从地表向地下迁移时,容易通过水-岩相互作用残留于沉积物中,给地下水带来二次释放的风险.为探究抗生素的垂向分布特征和环境影响因子,于医院附近钻孔并分层采集了5个30 m第四系沉积柱,测试分析了5大类抗生素和磺胺代谢物.结果表明:①沉积物中抗生素含量范围为3.05~107.03μg·kg^(-1),除洛美沙星外,其他所有目标抗生素均有检出,其中氧氟沙星和土霉素是研究区最主要的抗生素;②抗生素在垂向上并不呈现严格的下降趋势,而是随着岩性层位的变化而变化;③抗生素主要赋存在黏粒沉积物中,并随地下水位的波动而变化;④抗生素与环境因子的冗余分析结果表明,pH和TOC通过影响沉积物对抗生素的吸附作用来控制抗生素的迁移转化.医院废水渗漏对地下环境带来的抗生素污染的风险应引起重视.

关键词：抗生素钻孔沉积物金属垂向分布环境因子