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基于多算法集合模型预测青藏高原3种常见恶性杂草未来入侵风险

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应用与环境生物学报 2022年第4期28卷 909-919页

作者：申源廖梓延林可欣伍小刚张凤英张林潘开文中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049 瑞士联邦森林、雪和景观研究所比尔门施托夫CH-8903 四川省林业和草原调查规划院成都610084

农田恶性杂草相比普通杂草的传播更为迅速且难以有效防治,对农业生产危害严重.明确典型恶性杂草当前潜在分布面积及未来气候变化下对耕地的潜在入侵风险对农业生产管理具有重要意义.以广泛分布于青藏高原农田中的3种常见恶性杂草,即野燕... 详细信息

农田恶性杂草相比普通杂草的传播更为迅速且难以有效防治,对农业生产危害严重.明确典型恶性杂草当前潜在分布面积及未来气候变化下对耕地的潜在入侵风险对农业生产管理具有重要意义.以广泛分布于青藏高原农田中的3种常见恶性杂草,即野燕麦(Avena fatua L.)、一年生早熟禾(Poa annua L.)和狗尾草[Setaria viridis(L.)***.]为研究对象,利用广义增强模型(GBM)、广义线性模型(GLM)、人工神经网络(ANN)、最大熵(MaxEnt)、随机森林(RF)及多元自适应回归样条(MARS)算法集合预测上述3种杂草在青藏高原的潜在地理分布以及驱动其变化的关键因子,以评估其对耕地的入侵风险.未来气候场景采用最新的第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)框架下2050年的4种共享经济路线(SSP1-2.6、2-4.5、3-7.0、5-8.5).结果显示:野燕麦适宜分布区面积约为3.5912×10^(5) km^(2),主要分布于四川西南部及青海东部,零星分布于甘肃、西藏和新疆;一年生早熟禾和狗尾草的适宜分布区面积约为4.3046×10^(5) km^(2)和2.0036×10^(5) km^(2),均主要分布于四川西南部和西藏东南部,零星分布于青海东部和甘肃南部.年均温是3种杂草分布的最主要驱动因子.此外,人类足迹和土壤有效氮是影响野燕麦分布的相对重要因子;土壤酸碱度、最暖季降水量是影响一年生早熟禾分布的重要因子;温度季节性、最暖季降水量是影响狗尾草分布的重要因子.预计至2050年,3种杂草在4种情境下均会出现不同程度的扩张,狗尾草的扩张面积表现出随辐射强迫的增强呈先升高后趋于稳定的趋势,而另两种杂草则呈先升后降的趋势.预计3种杂草的潜在分布面积在耕地中的占比与扩张面积的变化趋势一致,且在主产区的占比高于非主产区.模拟结果表明,未来气候变化下,随着3种恶性杂草的适宜分布区面积的扩张,其对青藏高原耕地的入侵风险将增加,尤其是粮食主产区所面临威胁更为严峻,建议应重点关注青藏高原粮食主产区恶性杂草的生理生态、迁移扩散和防治技术研究.(图6表2参61)

关键词：恶性杂草集合模型潜在适生区入侵风险青藏高原

新疆天山西部三个云杉上树线树轮最大密度年表的研制、相关性及其气候信号分析

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干旱区地理 2008年第4期31卷 560-566页

作者：袁玉江 Esper Jan 魏文寿 Nievergelt Danie Verstege Anne 喻树龙张瑞波中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室新疆乌鲁木齐830002 瑞士联邦森林、雪、景观研究院瑞士苏黎世比尔门斯多夫8903

针对新疆天山西部伊犁、博尔塔拉蒙古自治区州三大山体北坡云杉上树线树木年轮最大密度资料,采用区域曲线、负指数曲线、样条函数三种不同生长去趋势方法,研制树轮最大密度年表,分析不同采点和树轮去趋势方法对树轮最大密度年表在不同... 详细信息

针对新疆天山西部伊犁、博尔塔拉蒙古自治区州三大山体北坡云杉上树线树木年轮最大密度资料,采用区域曲线、负指数曲线、样条函数三种不同生长去趋势方法,研制树轮最大密度年表,分析不同采点和树轮去趋势方法对树轮最大密度年表在不同频域的相关性及气候信号的影响发现:①三个采点间的最大树轮密度变化,在高频变化方面最为相似,低频变化存在着较大差异;②天山西部山脉北坡上树线的树轮最大密度年表对年表研制的三种不同去趋势方法不敏感,而采点间的距离和是否位于同一气候区是影响上树线树轮最大密度年表间相关性的重要因子;③天山西部山脉北坡上树线的树轮最大密度年表对当年的温度具有显著的相关性,年降水量越多的山区,其上树线最大密度年表对温度的相关性越好,且显著相关平均温度涉及的月数也不断增多。

关键词：新疆天山西部云杉树轮最大密度不同采点不同去趋势方法气候信号

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塔城西伯利亚落叶松树轮密度的气候响应研究

干旱区资源与环境 2011年第6期25卷 182-187页

作者：陈峰袁玉江王丽丽魏文寿李扬 Nievergelt Danie 喻树龙中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆维吾尔自治区树木年轮生态重点实验室中国气象局树木年轮理化研究重点实验室乌鲁木齐830002 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 瑞士联邦森林、雪、景观研究院瑞士苏黎世比尔门斯多夫8903

根据树轮密度实验的基本原理,选取新疆最具代表性的针叶树种西伯利亚落叶松,设计出一套完整的树轮密度实验流程,对Dendro2003树轮密度分析系统的校正系数进行计算,得出落叶松校正系数为0.761。通过与单芯校正系数的比对,发现在大样本量... 详细信息

根据树轮密度实验的基本原理,选取新疆最具代表性的针叶树种西伯利亚落叶松,设计出一套完整的树轮密度实验流程,对Dendro2003树轮密度分析系统的校正系数进行计算,得出落叶松校正系数为0.761。通过与单芯校正系数的比对,发现在大样本量的条件下,采用此校正系数对树轮密度值进行校正,产生的误差很小,并通过实验获取的密度数据,重建了一条温度序列,效果良好。对比瑞士联邦森林雪景观研究院(WSL)和中国气象局气候中心树轮研究室的树轮密度校正系数,发现两个实验室的校正系数区别较大,这可能是受到系统自身的光学性质和实验环境的影响,说明在正式实验前确定校正系数是必须的。通过对塔城东部的西伯利亚落叶松的树轮密度研究发现,塔城东部西伯利亚落叶松对春夏季最高温度具有良好的响应,并具有建立较长的温度序列的潜力。

关键词：西伯利亚落叶松树轮密度校正系数塔城

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马尾松非结构性碳库大小及分配的纬向变化

林业科学 2022年第8期58卷 41-52页

作者：倪妍妍简尊吉徐瑾曾立雄阮宏华雷蕾肖文发李迈和中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 瑞士联邦森林、雪与景观研究所苏黎世8903 东北师范大学地理科学学院长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室长春130024

【目的】研究马尾松非结构性碳水化合物(NSC)存储及分配的纬向变化规律,探讨生长环境对其影响作用,为准确理解和模拟气候变化背景下树木生长和碳存储提供机制依据。【方法】以马尾松成熟林为对象,在其分布区内沿纬向梯度(23.0°~33.5°N... 详细信息

【目的】研究马尾松非结构性碳水化合物(NSC)存储及分配的纬向变化规律,探讨生长环境对其影响作用,为准确理解和模拟气候变化背景下树木生长和碳存储提供机制依据。【方法】以马尾松成熟林为对象,在其分布区内沿纬向梯度(23.0°~33.5°N)选择9个典型人工林,测定林分标准木不同器官的NSC含量并估算其生物量,计算NSC库大小。【结果】马尾松整株的NSC库及其组分库(可溶性糖和淀粉)的大小均随纬度增加而降低;枝、干和根中NSC库和淀粉库以及枝和根中可溶性糖库的大小均随纬度增加而降低。NSC库以淀粉为主,且淀粉所占比例随纬度增加而增加;NSC库、可溶性糖库和淀粉库在各器官中的分配比例存在差异,但均主要存储在干和根中。NSC库、可溶性糖库和淀粉库在枝中的存储比例随纬度增加而降低,而可溶性糖库和淀粉库在叶中的存储比例随纬度增加而增加。整株马尾松的NSC库、可溶性糖库和淀粉库与气候因子(年平均温度、年降雨总量、年均最冷月最低温和年均最热月最高温)和土壤因子(全氮含量和氮磷比)正相关;气候因子和土壤因子对NSC及其组分库大小变化的解释率分别为26.2%和7.6%,共同作用的解释率为36.7%。【结论】马尾松NSC库以淀粉储存为主,NSC及其组分库在根和干中分配比例最高;马尾松整株和各器官中的NSC及其组分库的大小均呈现出显著的纬向趋势;气候对马尾松NSC储存的影响高于土壤。

关键词：马尾松非结构性碳水化合物库碳分配纬向分布

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生态干扰度:一种评价植被天然性程度的方法

地理科学进展 2002年第5期21卷 450-458页

作者：李迈和 Norbert Krauchi 杨健瑞士联邦林业雪和景观研究院德国图宾根大学

地球上现存的植物或森林群落都是植被与其环境长期适应及人类长期干扰影响的结果 ,因此 ,现实的植被反映着历史上人类对它们不同程度的影响。‘生态干扰’的概念常常被用来描述历史上人类对植被或森林影响的大小 ,即‘生态干扰度’;或... 详细信息

地球上现存的植物或森林群落都是植被与其环境长期适应及人类长期干扰影响的结果 ,因此 ,现实的植被反映着历史上人类对它们不同程度的影响。‘生态干扰’的概念常常被用来描述历史上人类对植被或森林影响的大小 ,即‘生态干扰度’;或用来表示现实植被离开它的‘天然植被’的距离 ,即现实植被的‘天然性程度’。如此的‘天然植被’可以是 :( 1 )历史上从未受过人类任何干扰的‘原始植被’;( 2 )基于当前立地的‘潜在的自然植被’。然而 ,成百上千年以来人类对自然的利用干扰 ,致使真正的‘原始植被’现在几乎无处可寻。因此 ,‘潜在的自然植被’被用来作为生态干扰度估计或植被天然性程度评价的参照系。作为一种很实用的生态分析手段 ,生态干扰度的方法已被广泛地应用在农、林、水、景观、城市及自然保护等诸多领域的生态评价上。为此 ,本文论述了生态干扰度的概念、原理、方法和应用实例。

关键词：生态干扰度天然性程度自然植被生态恢复评价方法

气候变化下维管植物对大气碳同化和泥炭碳分解的调控作用

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腐植酸 2023年第1期 61-70页

作者： Konstantin Gavazov Remy Albrecht Alexandre Buttler Ellen Dorrepaal Mark H.Garnett Sebastien Gogo Frank Hagedorn Robert T.E.Mills Bjorn J.M.Robroek Luca Bragazza 鲁蕴哲(译) 徐汇遥(译) 胡雅琴(译) 谭薇(译) 赵红艳(译) 瑞士联邦森林、雪与景观研究所洛桑基地洛桑CH-8903 瑞士洛桑联邦理工学院建筑、土木与环境工程学院生态系统实验室洛桑CH-1015 瑞典于默奥大学气候影响研究中心生态与环境科学系阿比斯库90184 法国弗朗升-孔泰大学科学与技术学院6249“Chrono-Environnement”实验室贝桑松25000 英国自然环境研究理事会放射性碳中心(东基尔布赖德) 东基尔布赖德G741AA 法国奥尔良大学地球科学研究所奥尔良45067 法国国家科学研究中心奥尔良地球科学研究所奥尔良75794 法国地质矿产调查总局奥尔良地球科学研究所奥尔良45071 瑞士联邦森林、雪与景观研究所比尔门斯多夫基地比尔门斯多夫CH-8903 英国兰卡斯特大学兰卡斯特环境中心兰卡斯特LA14YW 英国南安普顿大学生物科学学院南安普顿SO171BJ 意大利费拉拉大学生命科学与生物技术系费拉拉35-44121 东北师范大学地理科学学院长春130024

气候变化可以通过促进维管植物的生长来改变泥炭地植物群落的组成。然而,这种植被变化如何影响泥炭地碳动态仍然不清楚。为了评估植被变化对碳吸收和释放的影响,我们在两处以泥炭藓为主的泥炭地上进行了维管植物去除实验,这两处泥炭地... 详细信息

气候变化可以通过促进维管植物的生长来改变泥炭地植物群落的组成。然而,这种植被变化如何影响泥炭地碳动态仍然不清楚。为了评估植被变化对碳吸收和释放的影响,我们在两处以泥炭藓为主的泥炭地上进行了维管植物去除实验,这两处泥炭地代表了沿气候梯度下自然植被演替的不同阶段。对净生态系统CO_(2)交换量的周期性测量表明,维管植物在确保净碳吸收潜力方面发挥着关键作用,尤其是在气候变暖的情况下。然而,维管植物的存在也增强了生态系统呼吸量,通过利用呼吸作用产生的CO_(2)中放射性碳(bomb-^(14)C)特征的季节变化,我们证明根际激发效应增强了泥炭碳的异养分解。观察到的泥炭碳分解的根际激发效应与溶解有机物的更高度腐殖化相匹配,在植物的生长季之后仍然很明显。我们的研究结果强调了根际激发效应在泥炭地中的相关性,特别是在评估与气候变化相关的植被群落组成发生变化的泥炭地未来碳汇功能时。

关键词：气候变暖分解生态系统呼吸海拔梯度净生态系统CO_(2)交换泥炭地根际激发效应维管植物生物量

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贡嘎山高山林线动态与生理形成机制

山地学报 2017年第5期35卷 622-628页

作者：朱万泽冉飞李迈和王文志贾敏中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所瑞士联邦林业、雪和景观研究院中国科学院大学

作为典型的生态交错带,高山林线因其特殊的结构、功能及对气候变化的高度敏感性,已成为全球气候变化研究的热点之一。本文分析了贡嘎山高山林线动态,林线峨眉冷杉径向生长与气候变化的关系;基于贡嘎山地区现有的峨眉冷杉、川西云杉、川... 详细信息

作为典型的生态交错带,高山林线因其特殊的结构、功能及对气候变化的高度敏感性,已成为全球气候变化研究的热点之一。本文分析了贡嘎山高山林线动态,林线峨眉冷杉径向生长与气候变化的关系;基于贡嘎山地区现有的峨眉冷杉、川西云杉、川滇高山栎3个林线树种非结构碳水化合物(NSC)测定,探讨了贡嘎山高山林线形成生理机制,贡嘎山地区林线树木可能遭受冬季碳限制,"碳源与碳汇"的平衡关系影响高山林线的位置与分布,生长在高山恶劣环境条件下林线树种的发育和幸存,不仅依赖于最小需求的NSC浓度,而且要求冬季高于3的可溶性糖:淀粉比率,以成功越冬和维持其正碳平衡;指出了今后应重点关注气候变化背景下区域尺度高山林线动态长期观测与模拟、高山林线树木对极端环境的生理生态适应机制、高山林线森林植被碳源-汇关系的长期监测等研究。

关键词：高山林线动态非结构碳水化合物碳限制全球变化贡嘎山

卧龙自然保护区华西箭竹(Fargesia nitida)生态学特征随海拔梯度的变化

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生态环境学报 2010年第12期19卷 2832-2839页

作者：潘红丽田雨刘兴良蔡小虎何飞李迈和四川省林业科学研究院四川成都610081 中科院成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 瑞士联邦森林景观和雪研究院

海拔梯度由于包含了温度、水分、光照等环境因子的剧烈变化而成为研究植物的环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。在卧龙自然保护区沿海拔梯度研究了华西箭竹(Fargesia nitida(Mitford)***)分株的丛结构,比叶面积(SLA)、基径... 详细信息

海拔梯度由于包含了温度、水分、光照等环境因子的剧烈变化而成为研究植物的环境适应性及其对全球气候变化响应的理想区域。在卧龙自然保护区沿海拔梯度研究了华西箭竹(Fargesia nitida(Mitford)***)分株的丛结构,比叶面积(SLA)、基径、株高、枝下高、单株地上部生物量及各器官生物量的分配。结果表明:华西箭竹丛结构表现为平均单丛面积和丛密度随着海拔升高呈先增大后降低的趋势,而单丛分株数先减少后增大;华西箭竹分株生长特征除SLA和枝下高线性降低,其他各调查变量随着海拔升高,总体呈先增大后减小的单峰变化趋势,高峰值在2 800 m附近。反映了环境因子随海拔升高的非线性变化。分析认为,高海拔地区的华西箭竹对温度较为敏感,气候变暖将有利于它的生长,因此其分布上限可能会提高。本研究结果拓展和丰富了海拔梯度上植物对异质性环境的适应和响应的规律研究,也可对地震后保护区植被的恢复与重建提供科学参考。

关键词：海拔梯度气候变暖种群结构 SLA 地上生物量华西箭竹卧龙自然保护区

中国横断山地区蓝藻型肺衣属地衣的三个新种(英文)

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菌物学报 2018年第7期37卷 838-848页

作者：苗丛丛王欣宇克里斯托夫·斯盖革王立松赵遵田山东师范大学生命科学学院山东济南250014 中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与生物地理学重点实验室云南昆明650201 瑞士联邦森林、雪与景观研究所瑞士苏黎世8903

在形态和化学研究的基础上,结合分子生物学研究方法(ITS片段),对中国横断山地区的830号与蓝细菌共生的肺衣属标本进行了分类学研究,共发现3个新种;其中,横断山肺衣***的主要特征是具粉芽化裂芽,无脊肺衣***的网脊不明显,以及宽叶肺衣**... 详细信息

在形态和化学研究的基础上,结合分子生物学研究方法(ITS片段),对中国横断山地区的830号与蓝细菌共生的肺衣属标本进行了分类学研究,共发现3个新种;其中,横断山肺衣***的主要特征是具粉芽化裂芽,无脊肺衣***的网脊不明显,以及宽叶肺衣***的裂片顶端宽且钝圆;3个种在ITS系统发育树上分别形成独立小枝。文中提供了中国肺衣属中与蓝细菌共生的物种检索表。

关键词：地衣型真菌分类学系统发育