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太湖常见3种沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率

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湖泊科学 2024年第1期36卷 77-87页

作者：任天一徐向华宋玉芝郭婧南京信息工程大学应用气象学院南京210044 中国气象局生态系统碳源汇开放重点实验室南京210044 南京信息工程大学固碳减排与全球变化研究中心南京210044

反硝化作用是将氮素从湖泊中彻底去除的重要途径之一,对于减轻湖泊富营养化具有重要意义。为了探究太湖沉水植物附着生物的生物量、潜在反硝化速率变化规律及其与环境因素的关系,在沉水植物生长盛期(7月),以太湖沉水植物主要分布区域东... 详细信息

反硝化作用是将氮素从湖泊中彻底去除的重要途径之一,对于减轻湖泊富营养化具有重要意义。为了探究太湖沉水植物附着生物的生物量、潜在反硝化速率变化规律及其与环境因素的关系,在沉水植物生长盛期(7月),以太湖沉水植物主要分布区域东部湖湾作为采样区域,研究了太湖常见的3种沉水植物上附着生物的生物量,并利用乙炔抑制法测定沉水植物上附着生物的潜在反硝化速率,分析了太湖沉水植物附着生物的生物量及其潜在反硝化速率的主要影响因素。结果表明,太湖常见的3种沉水植物单位体表面积附着生物的生物量(AFDM)在0.037~0.789 mg/m^(2)之间,均值为(0.389±0.261)mg/m^(2),沉水植物上附着生物的生物量存在空间差异,最大值出现在贡湖湾G1采样点((0.794±0.007)mg/m^(2)),最小值出现在胥口湾X1采样点((0.041±0.005)mg/m^(2))。太湖沉水植物单位体表面积附着生物的潜在反硝化速率在3.09~58.80μmol/(m^(2)·h)之间,均值为(24.75±5.96)μmol/(m^(2)·h)。太湖沉水植物附着生物的潜在反硝化速率存在空间差异,其中最大值出现在贡湖湾G1采样点((58.80±20.20)μmol/(m^(2)·h)),最小值出现在胥口湾X1采样点((3.09±1.79)μmol/(m^(2)·h))。相同条件下,沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率因植物种类的不同而存在差异,狐尾藻(Myriophyllum spicatum)上的附着生物的生物量及潜在反硝化速率显著高于苦草(Vallisneria natans)。相关性分析结果表明,沉水植物上附着生物的生物量与水体氮磷浓度相关。沉水植物附着生物的潜在反硝化速率与附着藻类的生物量、水体溶解有机碳及pH存在显著相关关系,这3种因子可以解释81.2%的沉水植物附着生物潜在反硝化速率变化,本研究结果可为进一步研究浅水湖泊脱氮过程及富营养化治理提供一定的理论依据。

关键词：附着生物潜在反硝化速率太湖沉水植物

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森林径级结构研究:从统计描述到理论演绎

植物生态学报 2024年第6期48卷 675-689页

作者：周建王焓清华大学地球系统科学系地球系统数值模拟教育部重点实验室清华大学全球变化研究院北京100084

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据。林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级... 详细信息

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据。林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级结构的动态变化,缺乏对其形成机制的阐释。随着宏观生态学的发展,最大熵原理、中心极限定理等被用于解释大尺度上发现的相对一致的森林径级结构,但这类模型侧重概率统计,对具体生态学过程的分析仍然欠缺。2000年以来,在原始成熟森林中发现的径级结构的幂律特征催生了一系列理论研究,包括代谢尺度理论、林窗演替理论等。这些理论尝试从树木个体大小和资源利用之间的关系,以及树木对资源的竞争过程来演绎径级结构达到稳态时幂律特征的形成机制。种群统计平衡理论为稳态径级结构的分析提供了一般性框架,揭示了不同的树木生长速率和死亡率如何导致径级结构特征的变化;在此基础上,种群统计最优性假设为径级结构的分析提供了新的视角。数学层面上,转移矩阵、积分投影、偏微分方程等都是径级结构动力学分析的有力工具,但由于这类数学模型的时间动态解析求解较为困难,研究中通常预先假定森林处于理想的结构平衡状态。而在实际情况下,结构非平衡往往是森林的常态,也是森林碳库变化与碳汇潜力估算的基础。为了更好预测全球变化背景下的森林动态趋势,应明确环境因子对径级相关的树木生长速率、死亡率的影响,并发展径级结构动态特征的解析方法。

关键词：森林径级结构资源竞争树木生长和死亡碳汇潜力

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土地覆盖分类体系分析和总结

自然资源遥感 2024年

作者：臧明润廖远鸿陈舟白玉琪清华大学中国城市研究院中国地质大学(北京)信息工程学院清华大学地球系统科学系清华大学全球变化研究院东亚迁徙鸟类与栖息地生态学教育部野外科学观测研究站

土地覆盖分类体系是土地覆盖研究中的重要内容。该文总结了USGS Anderson,CORINE CLC,IGBP,FAO LCCS,GlobeLand30,AGLC,FROM-GLC,Esri 10m Land Cover,Dynamic World等主要土地覆盖分类体系,展示了分类体系和相应数据产品,分析了体系之间的区别和联系,讨论了土地覆盖分类体系精细程度和分类体系、空间分辨率、空间覆盖范围的关系,讨论了分类体系之间的语义一致性。论文认为LCCS和FROM-GLC分类体系在精细化分类方面具有优势,高空间分辨率精细分类存在较大技术挑战和实现难度;目前分类体系之间在逻辑关系、精细分类、名称定义、代码等多方面,存在明显的语义不一致现象;最后总结指出全球土地覆盖分类研究存在全球化和区域化并存、分类更加精细、产品精度更高、时间间隔和空间分辨率更加细致的发展趋势,数据产品的语义不一致性还需改进,未来需加强分类体系的兼容性、数据产品的共享互操作解决方案。

关键词：土地覆盖分类体系时间分辨率空间分辨率数据产品语义一致性

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草地植被生产力模拟及其影响因素

草业科学 2024年第1期41卷 163-177页

作者：赵泽钰杨阳黄娅兰汪悦秦荣竹张开平张峰兰州大学生态学院甘肃兰州730000

准确估算草地生态系统的净初级生产力是研究全球陆地碳氮循环的重要问题之一。本研究探讨了人类活动和气候变化对草地植被生产力的影响及其作用机制,回顾了用于估算植被生产力的模型方法:统计模型、光能利用率模型、生态系统过程模型的... 详细信息

准确估算草地生态系统的净初级生产力是研究全球陆地碳氮循环的重要问题之一。本研究探讨了人类活动和气候变化对草地植被生产力的影响及其作用机制,回顾了用于估算植被生产力的模型方法:统计模型、光能利用率模型、生态系统过程模型的发展和进步及其应用现状。在总结不同估算植被生产力模型研究进展的基础上,探讨模型应用于草地生态系统研究时存在的优势和局限性,为今后有关草地植被生产力的研究中可以根据不同研究对象的特点选择更为合适的研究方法提供一定的借鉴。

关键词：净初级生产力气候变化人类活动估算模型统计模型参数模型过程模型

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林德曼如何测得“能量”

中学生物学 2024年第3期40卷 58-60页

作者：李志鹏桂浩然刘柯珂李颖陈明林安徽师范大学生命科学学院安徽芜湖241000 河南大学生命科学学院全球变化生态学国际联合实验室河南开封475004

林德曼通过对赛达伯格湖生态系统的研究,提出了“十分之一定律”,揭示了生态系统中能量流动的逐级递减规律。他的研究方法对生态学发展有重要意义,并为中学教学提供了实践参考。尽管技术限制,他的研究仍为生态系统稳定性和可持续发展提... 详细信息

林德曼通过对赛达伯格湖生态系统的研究,提出了“十分之一定律”,揭示了生态系统中能量流动的逐级递减规律。他的研究方法对生态学发展有重要意义,并为中学教学提供了实践参考。尽管技术限制,他的研究仍为生态系统稳定性和可持续发展提供了理论基础。

关键词：科学史生物量生物生产力

海三棱藨草基因型多样性对种群营养生长和繁殖策略的影响

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生物多样性 2024年第4期32卷 1-12页

作者：吴乐婕刘泽康田星张群李博吴纪华复旦大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室上海长江河口湿地生态系统国家野外科学观测研究站上海200438 西藏大学理学院生态学研究中心西藏大学-复旦大学生物多样性与全球变化联合实验室拉萨850000 上海市园林科学规划研究院上海200232

遗传多样性可提高种群生产力,然而遗传多样性如何综合影响植物的营养生长、有性繁殖和无性繁殖特性及分配策略缺乏充分关注,而植物生长繁殖的响应往往会决定一个种群未来的发展动态。本研究以中国滨海湿地植物海三棱藨草(Scirpus mariqu... 详细信息

遗传多样性可提高种群生产力,然而遗传多样性如何综合影响植物的营养生长、有性繁殖和无性繁殖特性及分配策略缺乏充分关注,而植物生长繁殖的响应往往会决定一个种群未来的发展动态。本研究以中国滨海湿地植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为材料,通过建立1、2、4和8个基因型多样性梯度的同密度实验,测定植物生物量以及营养生长、有性繁殖和无性繁殖相关特性,探究了基因型多样性对种群营养生长和繁殖策略的影响。结果表明,基因型多样性的增加显著提升了海三棱藨草种群的地上、地下生物量和株高。基因型多样性不影响有性繁殖,但显著提高了无性繁殖能力。球茎数、球茎生物量和无性系分株数均随基因型多样性的增加呈显著增加趋势。可见随着基因型多样性的增加,海三棱藨草种群将更多的能量分配给无性繁殖。据此预测,基因型多样性高的海三棱藨草种群在维持种子库规模以进行长距离扩散的同时,可形成更高大且密集的种群斑块,具备更强的原地拓殖能力,继而影响盐沼生态系统过程。本研究结果强调了植物基因型多样性在种群动态中的重要作用,尤其在盐沼湿地等以单优势物种为主的生态系统中,对生态系统的稳定性具有重要作用。

关键词：基因型多样性有性繁殖无性繁殖加和效应盐沼土壤生物生物量生物多样性与生态系统功能

太湖常见沉水植物附着生物膜反硝化速率及影响因素

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水生态学杂志 2024年

作者：郭婧宋玉芝任天一中国气象局生态系统碳源汇开放重点实验室南京信息工程大学应用气象学院南京信息工程大学固碳减排与全球变化研究中心

研究太湖不同湖区沉水植物附着生物膜反硝化速率时空分布规律及其与环境因子的关系，为太湖湖泊管理和生态修复提供基础数据。2022年7月及10月采集太湖常见沉水植物金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、苦草（Vallisneria natans）、马... 详细信息

研究太湖不同湖区沉水植物附着生物膜反硝化速率时空分布规律及其与环境因子的关系，为太湖湖泊管理和生态修复提供基础数据。2022年7月及10月采集太湖常见沉水植物金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、苦草（Vallisneria natans）、马来眼子菜（Potamogeton malaianus）、狐尾藻（Myriophyllum Spicatum），利用乙炔抑制法测定沉水植物附着生物膜反硝化速率，并分析其与环境因子之间的关系。结果表明，太湖常见沉水植物附着生物膜反硝化速率具有一定时空差异，空间变化表现为夏季的苦草和秋季的苦草、马来眼子菜、狐尾藻附着生物膜反硝化速率贡湖湾显著高于胥口湾；时间变化表现为秋季>夏季。同一湖区不同种类沉水植物附着生物膜反硝化速率存在差异。在夏季，太湖胥口湾的沉水植物附着生物膜反硝化速率表现为苦草>马来眼子菜。在秋季，太湖各沉水植物附着生物膜反硝化速率表现为金鱼藻最大，其次是苦草，马来眼子菜和狐尾藻较低。太湖沉水植物附着生物膜反硝化速率与水体温度、pH、透明度、各形态的氮、磷酸根(PO43-)、总悬浮颗粒物（SS）、无灰干重（AFDW）、总有机碳（TOC）、生化需氧量（COD）呈显著相关（P<0.05），也与附着生物膜中的可溶性总氮（TDN）、铵态氮(NH4+)、硝态氮(NO3-)、PO43-、SS、AFDW、TOC呈显著正相关（P<0.05）。

关键词：沉水植物附着生物膜反硝化时空异质性太湖

功能性状与干旱下树木自然更新能力关系的meta分析

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：廖慧璇薛亚林中山大学生态学院

全球气候变化下极端干旱事件频发，对全球生态系统稳定造成了巨大挑战。森林在维持全球生态系统稳定方面发挥着不可替代的作用。由于不同乔木物种对干旱有不同程度的敏感性，特别是在自然更新阶段，不同物种种子产生、种子萌发、幼苗生... 详细信息

全球气候变化下极端干旱事件频发，对全球生态系统稳定造成了巨大挑战。森林在维持全球生态系统稳定方面发挥着不可替代的作用。由于不同乔木物种对干旱有不同程度的敏感性，特别是在自然更新阶段，不同物种种子产生、种子萌发、幼苗生长都对水分变化存在不同的敏感性，探讨影响种间敏感性差异的机制对预测森林对未来气候变化的响应具有重要意义。目前关于树木成体对干旱的响应已有众多实验性和整合性的定量研究，然而还未见关于树木自然更新对干旱响应的整合性研究。本研究采用meta分析手段，在全球范围内搜集野外观测和控制实验获得的树木种子产量、种子萌发率、幼苗出苗率和幼苗存活率等自然更新过程相关指标，定量评估干旱胁迫对不同物种自然更新的效应强度。结合树木的功能性状（包括叶片面积、叶片厚度、植株最大高度、根系深度、种子大小、比叶面积、气孔导度、P50和叶片水势），发掘不同物种干旱响应差异的潜在解释因子。结果表明，影响干旱胁迫下树木自然更新的功能性状在光合作用、叶片表型和种子大小之间存在相互协调关系，那些能够在降低水分散失的同时保证高光合速率或能够维持较快生长速率的树种将在干旱中保持较强的自我更新能力。本研究为不同树种功能性状对其干旱下自然更新的影响提供了整合性的证据，强调了考虑物种性状信息对全球变化下森林保育的重要意义。

关键词：干旱自然更新树木功能性状 meta分析

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生活垃圾焚烧发电碳减排效应评估与分析

环境科学 2024年

作者：桑春晖陈操操王坡郭建强胡锡敏贾冲刘婧黄悦董璟琦张红振李香兰北京师范大学地理科学学部全球变化与地球系统科学研究院北京市应对气候变化管理事务中心北京市大兴区生态环境局生态环境部环境规划院土壤保护与景观设计中心

采用中国核证自愿减排量（CCER）方法核算了北京市某大型生活垃圾焚烧发电项目年均碳排放量，并通过与无填埋气回收的垃圾填埋方法比较，定量评估了生活垃圾焚烧发电措施的碳减排效应。结果表明，基准线单位垃圾碳排放量(以CO2-eq计，下... 详细信息

采用中国核证自愿减排量（CCER）方法核算了北京市某大型生活垃圾焚烧发电项目年均碳排放量，并通过与无填埋气回收的垃圾填埋方法比较，定量评估了生活垃圾焚烧发电措施的碳减排效应。结果表明，基准线单位垃圾碳排放量(以CO2-eq计，下同)为1.041 t·t-1，垃圾焚烧发电单位垃圾碳排放量为0.457 t·t-1，泄漏排放量贡献较低，其单位垃圾碳排放量近乎零。其中，垃圾焚烧过程中CO2排放是主要排放源，单位垃圾碳排放量为0.456 t·t-1，占总垃圾焚烧排放量的99.89%。该项目设计每年焚烧183万t垃圾，年碳减排量为106.35万t，单位垃圾碳减排量为0.581 t·t-1。研究结果对摸清北京市垃圾处理行业碳排放底数，实现我国“碳达峰碳中和”目标具有重要科研价值与实践意义，为发展更为系统、完善的固体废物管理行业碳排放核算标准和政策体系提供重要理论基础。

关键词：固体废物垃圾焚烧发电自愿减排量(CCER)方法学碳排放碳排放权交易