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喀斯特11种典型生态恢复树种凋落叶分解及其对土壤碳排放的激发效应

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生态学报 2024年第8期44卷 3397-3407页

作者：巢林欧梦菲陈健卢卫福马琳李忠国黄柏华明安刚张建兵胡宝清刘艳艳南宁师范大学地理科学与规划学院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南宁530001 中国科学院华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650 湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站会同418307 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站凭祥532600

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象... 详细信息

旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用13C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO_(2)并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。

关键词： 13C自然丰度 C4土壤凋落物性状土壤有机碳土壤碳排放激发效应

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亚热带城市湖泊与河流CO_(2)气体通量特征及其影响因素

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湖泊科学 2024年第2期36卷 499-511页

作者：刘纪明赵优肖启涛屈琦胡又心李郑杰易心钰卢伟志中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 中南林业科技大学南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004 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 湖南省植物园长沙410000 湖南长株潭城市群森林生态系统国家定位观测研究站长沙410116

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气... 详细信息

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO_(2))排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气界面碳通量经常被忽略。为探讨我国亚热带城市水体温室气体排放特征,本研究以湖南省长沙市典型城市水体,包括洋湖、西湖、松雅湖、月湖4个湖泊和湘江长沙段为研究对象,分别于2022年4和10月采用光化学反馈-腔增强吸收光谱法(OF-CEAS)和扩散模型法对水-气界面CO_(2)通量进行对比测定。结果表明,长沙城市湖泊与河流春季为CO_(2)排放源,秋季为吸收汇,河流水-气界面CO_(2)通量呈显著季节差异。河湖之间CO_(2)通量在春季表现为显著差异,秋季差异不显著。CO_(2)通量与水体溶解氧、水体总氮浓度等呈显著正相关。2种方法的CO_(2)通量对比测定在湖泊上显著相关,但对河流而言相关性不显著。研究揭示的城市湖泊与河流CO_(2)气体的排放特征有利于深入探究城市水体碳的迁移转化,可对全面了解全球气候变化过程和河湖湿地温室气体减排和调控提供科学支撑。

关键词：城市湖泊与河流 CO_(2)通量季节变化影响因素

杉木伐桩活细根活力、非结构性碳及其碳氮磷化学计量变化特征

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应用与环境生物学报 2024年

作者：宝音满达郑冬英王旭赵厚本李兆佳李党仁陈跃华周光益皮志豪郭昊海南大学林学院中国林业科学研究院热带林业研究所南岭北江源森林生态系统国家定位观测研究站 3. 湖南省宜章县林业综合服务中心 4. 湖南省临武县西山国有林场

伐桩(stump)作为森林经营过程中人工采伐剩余物，长期存在于森林生态系统中，其在水土保持、碳吸收以及森林更新方面发挥的生态功能虽已受到关注。但伐桩活细根的活力，以及非结构性碳(NSC)和碳(C)、氮(N)、磷(P)含量随时间的如何变化... 详细信息

伐桩(stump)作为森林经营过程中人工采伐剩余物，长期存在于森林生态系统中，其在水土保持、碳吸收以及森林更新方面发挥的生态功能虽已受到关注。但伐桩活细根的活力，以及非结构性碳(NSC)和碳(C)、氮(N)、磷(P)含量随时间的如何变化尚不清楚。本研究以湖南省临武县2014至2022年国家储备林建设期间产生的杉木(Cunninghamia lanceolata)伐桩为研究对象，采用空间换时间的方法，分析了活细根的活力、NSC以及C、N、P含量随时间的变化规律，探讨其产生原因。结果显示：(1)随伐桩存留时间的延长，细根C含量在第一年显著上升，之后整体呈现下降趋势，从采伐第一年(2022年)到第9年(2014年)下降了10.06%；而N和P含量在第一年有所下降，随后逐年上升，直到第9年(2022年)分别增加了70.06%和103.03%；(2)杉木伐桩细根根系活力在采伐后的9 a内仍较强，活力值介于92.34-113.22 μg·g-1·h-1之间，整体呈现缓慢下降趋势；(3)杉木伐桩活细根NSC含量变化不显著，维持在228.59-267.65 mg·g-1之间。本研究表明，杉木采伐9 a后，伐桩活细根仍然保持较强的活力，能够持续从土壤中吸收N和P并将其储存于细根内，导致这些元素含量逐年上升。NSC总含量的稳定性可能暗示杉木伐桩细根NSC含量需要保持在一定阈值范围内，以维持根系的活力并使其在土壤中存活更长时间。(图11 表1 参53)

关键词：国家储备林伐桩细根非结构性碳化学计量

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

亚热带森林转换对土壤氮转化关键功能微生物群落的影响

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生态学报 2024年第9期44卷 3636-3647页

作者：刘婷雷志刚陈述吴小红欧阳子都闫文德中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 南方林业生态应用技术国家工程实验室长沙410004 湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站岳阳414000 湖南省第三测绘院长沙410007 南伊利诺伊大学卡本代尔分校地球系统与可持续发展学院美国629016 中南林业科技大学理学院长沙410004

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前... 详细信息

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰。以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素。结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素。森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复。研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据。

关键词：森林转换土壤氮转化固氮菌氨氧化古菌氨氧化细菌

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环境土壤学课程思政教学探索与实践

安徽农业科学 2024年第16期52卷 252-257页

作者：汤宏王建伟靖丹丹李秀玲曾掌权鲁灿辉赖红芳河池学院化学与生物工程学院广西宜州546300 凯里学院理学院贵州凯里556011 湖南省林业科学院/湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南长沙410004 湖南省桃江县桃花江镇桃谷山九年一贯制学校湖南桃江413400

环境土壤学是环境科学与工程类工科专业的一门必修专业基础课,课程思想政治元素丰富,为开展课程思政教育提供了有利的条件。深入挖掘课程各章节教学中蕴含的德育内涵和育人元素,将思想政治教育元素有机融入课堂教学,同时对标思想政治教... 详细信息

环境土壤学是环境科学与工程类工科专业的一门必修专业基础课,课程思想政治元素丰富,为开展课程思政教育提供了有利的条件。深入挖掘课程各章节教学中蕴含的德育内涵和育人元素,将思想政治教育元素有机融入课堂教学,同时对标思想政治教育和德育的主要内容,结合课程内容对学生开展政治思想品德教育,发挥专业课程的育人作用,从而实现高校立德树人的根本任务。

关键词：环境土壤学课程思政教学探索教学实践

梵净山同域分布黔金丝猴与藏酋猴的肠道微生物结构差异

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兽类学报 2024年第2期44卷 183-194页

作者：黄小龙李海波张旭程绍传晏玉莹杨伟蒙秉顺王丞杨杰冉景丞贵州省林业科学研究院贵阳550005 梵净山国家级自然保护区管理局江口554400 梵净山森林生态系统国家级定位观测研究站江口554400 湖南张家界大鲵国家级自然保护区事务中心张家界427400 贵州师范大学生命科学学院贵阳550025

肠道微生物与动物的健康密切相关,动物肠道微生物伴随宿主进化并与胃肠道构成复杂的微生态系统。为探究梵净山同域分布的黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和藏酋猴(Macaca thibetana)的肠道微生物组成和功能差异,本研究采集两个物种冬... 详细信息

肠道微生物与动物的健康密切相关,动物肠道微生物伴随宿主进化并与胃肠道构成复杂的微生态系统。为探究梵净山同域分布的黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和藏酋猴(Macaca thibetana)的肠道微生物组成和功能差异,本研究采集两个物种冬季粪便样本进行16S rRNA基因高通量测序。结果显示,藏酋猴肠道微生物Chao1和Shannon指数都显著高于黔金丝猴(P生态位高度重叠的两种灵长类肠道微生物的深入研究提供一定科学依据,也对两者开展野外人工保护干预措施的建立具有一定参考价值和现实意义。

关键词：黔金丝猴藏酋猴梵净山肠道微生物 16S rRNA基因测序 PICRUSt功能预测

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连作烤烟土壤特征及连作障碍防控技术研究进展

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黑龙江农业科学 2024年第8期 109-117页

作者：汤宏王建伟曾掌权刘伦沛阮运飞梁春华冷丽娟凯里学院理学院贵州凯里556011 河池学院化学与生物工程学院/广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室/广西现代蚕桑丝绸协同创新中心/微生物及植物资源开发利用广西高校重点实验室广西河池546300 湖南省林业科学院/湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南长沙410004

为深入阐明烤烟连作障碍的发生机制和科学选择综合防控措施,以期最大限度消减烤烟连作障碍,实现我国烤烟种植业的绿色、高效和可持续发展。从连作烤烟土壤理化性状特征、连作烤烟土壤酶活性特征、连作烤烟土壤化感物质变化特征、连作烤... 详细信息

为深入阐明烤烟连作障碍的发生机制和科学选择综合防控措施,以期最大限度消减烤烟连作障碍,实现我国烤烟种植业的绿色、高效和可持续发展。从连作烤烟土壤理化性状特征、连作烤烟土壤酶活性特征、连作烤烟土壤化感物质变化特征、连作烤烟土壤微生物群落结构和多样性变化特征等方面综述了连作烤烟土壤的特征。从培育耐连作烤烟抗性品种、优化种植制度、合理施用不同种类肥料制剂、连作土壤消毒和生物防治等方面,总结了当前我国烤烟连作障碍的防控措施,并对今后烤烟连作障碍的研究方向及防控技术最新发展方向进行了展望。

关键词：烤烟连作障碍防控技术连作土壤特征

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粤北石漠化地区植被恢复树种选择

林业与环境科学 2024年第3期40卷 41-48页

作者：冯汉华曹窈畅鲍熙梅赵厚本郭昊皮志豪周光益王旭广东省林业调查规划院广东广州510520 中南林业科技大学林学院湖南长沙410004 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520 海南大学海南海口570228 南岭北江源森林生态系统国家定位观测研究站广东广州510520 安徽省黄山市黄山区林业局安徽黄山245700

选择正确的栽植树种是石漠化生态系统植被恢复的关键。为了筛选粤北石漠化地区生态修复树种,文章以粤北石漠化地区植物样地调查数据为基础,选取了重要值、胸径、树高、枝下高、冠幅、碳储量为评价指标,应用熵权-TOPSIS综合评价法进行树... 详细信息

选择正确的栽植树种是石漠化生态系统植被恢复的关键。为了筛选粤北石漠化地区生态修复树种,文章以粤北石漠化地区植物样地调查数据为基础,选取了重要值、胸径、树高、枝下高、冠幅、碳储量为评价指标,应用熵权-TOPSIS综合评价法进行树种选择。研究结果表明:石漠化地区植物多样性低,进行植被恢复时,在“适地适树”的原则上应优先考虑乔木树种湿地松Pinus elliottii、马尾松***,灌木树种檵木Loropetalum chinense、盐肤木Rhus chinensis作为粤北石漠化植被恢复选择树种;杜英Elaeocarpus decipiens、桂花Osmanthus fragrans树种可作为石漠化树种选择的辅助和补充。

关键词：石漠化植被恢复树种选择熵权-TOPSIS法