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生态学杂志 2025年

作者：薛子静张远袁博森赵兰芳万璐张喜园郭子伊史晓宜蒲焘王世金石福习江西农业大学林学院鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业与草原局重点实验室浙江师范大学地理与环境科学学院中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究

为揭示我国西南高寒冰川区山地生态系统植物养分及其化学计量特征对海拔的响应，本研究以玉龙雪山8个海拔（2900、3100、3300、3600、3900、4100、4300和4500 m）3种生活型植物（乔木、灌木和草本）为研究对象，探究了不同生活型植物叶... 详细信息

为揭示我国西南高寒冰川区山地生态系统植物养分及其化学计量特征对海拔的响应，本研究以玉龙雪山8个海拔（2900、3100、3300、3600、3900、4100、4300和4500 m）3种生活型植物（乔木、灌木和草本）为研究对象，探究了不同生活型植物叶片碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量特征随海拔梯度的变化。结果表明：（1）植物叶片C、N、P含量均值分别为489.03、16.26、1.65 g·kg-1，C/N、C/P和N/P均值分别为33.39、354.72和10.78。（2）乔木和灌木的C含量显著高于草本，而N、P含量显著低于草本；乔木和灌木的C/N、C/P、N/P均显著高于草本；乔木、灌木和草本N/P分别为10.70、12.07和8.80。（3）植物叶片C含量、C/N和C/P随海拔升高呈显著下降，而叶片N、P含量随海拔升高而增加；乔木的N、P含量随海拔呈上升趋势，C/N和C/P呈下降趋势；灌木的N含量和N/P随海拔呈上升趋势，C/N呈下降趋势；草本的N含量、C/P、N/P呈下降趋势，P含量、C/N呈上升趋势。本研究结果表明，海拔对玉龙雪山植物叶片养分含量和生态化学计量特征有显著影响，植物总体上受到N元素限制。

关键词：海拔梯度生活型养分限制生态化学计量青藏高原

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玉龙雪山及周边地区植被水分利用效率时空动态及其对scPDSI的响应

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1841-1850页

作者：李丽丽杨永明王大为马兴刚杜佳卢铷萍李永恒王世金滇西应用技术大学测绘与信息工程学院云南大理671006 中国科学院西北生态环境资源研究院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站/冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000

玉龙雪山及周边地区是典型的季风海洋性冰川区,是研究冰川变化、地-气能量交换、植被群落演替以及生态系统碳水耦合的最重要的区域。水分利用效率(water use efficiency,WUE)是联系生态系统水-碳循环及其与气候因子之间响应关系的重要... 详细信息

玉龙雪山及周边地区是典型的季风海洋性冰川区,是研究冰川变化、地-气能量交换、植被群落演替以及生态系统碳水耦合的最重要的区域。水分利用效率(water use efficiency,WUE)是联系生态系统水-碳循环及其与气候因子之间响应关系的重要参数。本研究利用MODIS卫星遥感总初级生产力(gross primary productivity,GPP)、蒸散发(evapotranspiration,ET)产品和自适应帕尔默干旱指数(self-calibrating Palmer drought severity index,scPDSI)分析了2000—2020年玉龙雪山及周边地区植被WUE空间变化特征,研究了该区GPP、ET、WUE与scPDSI的相关性,探讨了该区不同地貌植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明:2000—2020年,研究区植被WUE平均值为2.44 g C·m^(-2)·mm^(-1),GPP平均值为1365.0 g C·m^(-2),ET平均值为559.6 mm;WUE平均值最高区域分布在大起伏中山,为2.88 g C·m^(-2)·mm^(-1);最低区域为大起伏极高山,为1.23 g C·m^(-2)·mm^(-1)。玉龙雪山地势起伏大,植被空间分布具有显著垂直地带性特征,植被WUE在3500 m以下区域随海拔上升而增加,3500 m以上则随海拔上升而减少。2000—2020年,研究区逐月WUE呈现增加—减少—增加趋势,不同地貌类型造就了植被WUE变化速率具有显著的差异性特征。玉龙雪山以及周边大起伏高山的植被WUE呈增长趋势,而中海拔平原呈减少趋势。研究区内植被WUE对干旱胁迫响应具有明显的季节性特征,WUE与scPDSI的多年逐月相关性呈现负相关—正相关—负相关—正相关的变化趋势。7月玉龙雪山WUE与scPDSI呈显著正相关,而5月则表现为显著负相关;玉龙雪山周边地区植被WUE与scPDSI在12月—次年6月呈负相关,在7—8月呈正相关。

关键词：水分利用效率时空动态特征自适应帕尔默干旱指数(scPDSI) 相关性

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2000—2020年祁连山冻土区植被水分利用效率变化特征及其对干旱的响应

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冰川冻土 2023年第2期45卷 688-698页

作者：李丽丽杜军李亚徽陈明坤万斌文王大为滇西应用技术大学地球科学与工程学院云南大理671006 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

冻土是冰冻圈要素的重要组成部分,是气候变化最敏感的区域之一,冻土环境变化引起水热条件差异是引发植被生态系统能量交换、水循环和碳循环的重要因素。水分利用效率(WUE)是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对... 详细信息

冻土是冰冻圈要素的重要组成部分,是气候变化最敏感的区域之一,冻土环境变化引起水热条件差异是引发植被生态系统能量交换、水循环和碳循环的重要因素。水分利用效率(WUE)是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对冻土退化的调整和适应策略。本研究基于MODIS的植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)产品,估算并分析了2000—2020年祁连山多年冻土与季节冻土区植被GPP/ET/WUE空间变化特征,并结合自适应帕尔默干旱指数(scPDSI),研究了多年冻土区与季节冻土区植被WUE对干旱的响应。结果表明:2000—2020年祁连山地区植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.56 gC·m^(-2)·mm^(-1),307.79 gC·m^(-2)和443.02 mm,三者空间分布特征均为东南高、西北低;WUE高于0.8 gC·m^(-2)·mm^(-1)的植被主要分布在季节冻土区,WUE低于0.4 gC·m^(-2)·mm^(-1)的植被主要分布在多年冻土区。近20年祁连山地区植被WUE总体呈现缓慢减少趋势,但逐月变化趋势表现为“增加—减少—增加”,11月植被WUE增加趋势最显著,6月减少趋势最显著;研究区WUE变化主要由季节冻土决定。祁连山植被WUE与scPDSI相关性的空间分布特征受季节冻土与多年冻土分布影响,植被WUE与scPDSI的负相关性在6月均为最显著,季节冻土区植被WUE与scPDSI的正相关性在3月最显著,多年冻土区植被WUE与scPDSI的正相关性在11月最显著。多年冻土与季节冻土时空分布的差异性是影响WUE空间异质性特征的直接原因,WUE时空变化的非均质性是植被改变耗水量以及生产力适应生态系统变化的直接体现。

关键词：水分利用效率多年冻土季节冻土自适应帕尔默干旱指数相关性祁连山

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蓝细菌对汞耐受机制的研究进展

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微生物学报 2022年第5期62卷 1629-1644页

作者：徐业腾张昺林郭军明汶瑛陈拓中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站甘肃兰州730000 甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

蓝细菌对不同形态的汞具有很强的耐受和富集能力,能够改变环境中的汞浓度,影响汞的生物地球化学循环。同时,蓝细菌是生态系统中重要的初级生产者,经过蓝细菌富集的汞更容易进入食物链,影响人类健康。本文系统总结了蓝细菌对汞的耐受机制... 详细信息

蓝细菌对不同形态的汞具有很强的耐受和富集能力,能够改变环境中的汞浓度,影响汞的生物地球化学循环。同时,蓝细菌是生态系统中重要的初级生产者,经过蓝细菌富集的汞更容易进入食物链,影响人类健康。本文系统总结了蓝细菌对汞的耐受机制,主要包括:(1)在细胞壁外合成胶质鞘隔离汞;(2)通过与自身化合物结合钝化汞的毒性;(3)利用自身抗氧化机制修复汞对细胞的损伤;(4)利用自身酶转化汞的形态降低毒性;(5)与抗汞细菌共生抵御汞。基于此,本文展望了蓝细菌汞耐受机制的进一步研究方向,以及利用蓝细菌进行汞解毒和污染修复的前景。

关键词：蓝细菌汞耐受机制富集

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青藏高原不同载体中微生物类脂物GDGTs的研究进展及展望

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地球科学进展 2023年第11期38卷 1158-1172页

作者：吴景全李全莲武小波王宁练康世昌王世金中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学城市与环境学院地表系统与灾害研究院陕西西安710127

甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,... 详细信息

甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性,限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用。首先,总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素;其次,概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用,重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释;最后,结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理,对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望。

关键词：青藏高原甘油二烷基链甘油四醚分布特征古气候与古环境重建

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青藏高原多灾种自然灾害综合风险管理

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冰川冻土 2021年第6期43卷 1848-1860页

作者：王世金魏彦强牛春华张云飞中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站甘肃兰州730000 中国科学院大学资源环境学院北京100049 兰州大学管理学院甘肃兰州730000 兰州新区消防救援支队甘肃兰州730000

青藏高原是中国自然灾害多发、频发重点区域,区内地震、滑坡泥石流、冰湖溃决、雪灾等灾种广泛发育,其灾害分布较广,灾损及其影响巨大,已成为高原经济社会可持续、健康发展的一个重要制约因素。高原自然灾害风险等级具有明显的空间异质... 详细信息

青藏高原是中国自然灾害多发、频发重点区域,区内地震、滑坡泥石流、冰湖溃决、雪灾等灾种广泛发育,其灾害分布较广,灾损及其影响巨大,已成为高原经济社会可持续、健康发展的一个重要制约因素。高原自然灾害风险等级具有明显的空间异质性。整体上,地震、滑坡泥石流、冰湖溃决灾害高危区位于高原南部和东部边缘大片区域,该区域也是高原多灾种频发地带,许多路网和管网均处于该频发地段,其潜在危害巨大。青藏高原地形地貌复杂、气候变化空间异质性较强、冰冻圈发育,交通等基础设施广布,经济条件较差,这些因素形成了多灾种自然灾害发育的主要致灾因子和孕灾环境。高原受多致灾因子共同影响,各灾种承灾体多有重叠之处,亟须加强多灾种自然灾害综合管控研究。综合风险管控主导思路是决策者利用多灾种成灾机理研究结果,通过工程和非工程措施,以及各部门联防联控理念,全过程防范、减缓或规避自然灾害综合风险。具体综合风险管控策略如实时监测/观测、信息共享、部委会商、群测群防、防灾教育培训、保险承担、灾前规划。

关键词：青藏高原多灾种自然灾害风险管理

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达古冰川不同季节雪冰中溶解性有机质光谱特征变化研究

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冰川冻土 2023年第6期45卷 1840-1848页

作者：冯琳马兴刚徐建中翟立翔王世金黄仕海张伏阿坝师范学院四川汶川623002 中国科学院、西北生态环境资源研究院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站甘肃兰州730000 中国科学院、西北生态环境资源研究院、冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 达古冰川风景名胜区管理局四川黑水624000

随着气候持续变暖,冰川消融加剧,分析冰川中溶解性有机质(DOM)的光谱特性对认识有机碳的输出及其环境指示作用具有重要意义。本文分别对春、夏、秋和冬季达古冰川表层雪冰溶解性有机碳(DOC)浓度和DOM光谱演化特征进行了分析。结果表明:... 详细信息

随着气候持续变暖,冰川消融加剧,分析冰川中溶解性有机质(DOM)的光谱特性对认识有机碳的输出及其环境指示作用具有重要意义。本文分别对春、夏、秋和冬季达古冰川表层雪冰溶解性有机碳(DOC)浓度和DOM光谱演化特征进行了分析。结果表明:达古冰川不同季节新雪DOC浓度介于0.11~0.38 mg·L^(-1),季节性差异显著;不同季节粒雪/表层冰DOC浓度介于0.70~1.08 mg·L^(-1),季节性差异不显著。夏季雪冰中DOM芳香化程度较高,雪冰中DOM的主要组成是类蛋白类物质。雪冰中DOM主要是微生物活动引起的自生来源,具有新鲜度高、腐殖化程度低的特点。春季新雪DOM的来源更为丰富,包括微生物来源和陆源性输入,其他季节新雪和粒雪/表层冰DOM主要是微生物来源;受夏季冰川表面光化学过程和微生物活动的影响,夏季表层冰中DOM的腐殖化程度较其他季节高,秋冬季新雪和粒雪/表层冰中DOM的新鲜程度更高、腐质化程度更低。上述结果有助于揭示达古冰川表层雪冰DOM的内源性及季节性差异,为进一步研究DOM的演化过程及其区域生物地球化学效应提供科学依据。

关键词：达古冰川溶解性有机质光谱特性

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基于FT-ICR MS表征达古冰川冬春季节表层雪中DOM分子组成变化

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冰川冻土 2024年第1期46卷 77-88页

作者：冯琳刘艳梅马兴刚徐建中王世金张伏阿坝师范学院四川汶川623002 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 上海交通大学海洋学院上海200030 达古冰川风景名胜区管理局四川黑水624000

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使... 详细信息

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对表层雪和径流中DOM进行分子层次表征。结果显示:达古冰川冬春季节表层雪中DOM化学组成非常丰富,主要包括脂类、多肽类、不饱和烃类,还含有少量的酚类、多环芳烃类和糖类,来源包括微生物活动和陆源性输入。春季径流中DOM的主要来源是陆源性输入,受人类活动影响较大。分析不同季节表层雪DOM的分子组成变化,发现冬季低温环境有利于表层雪中脂类、多肽类和含S类DOM分子的富集,春季气温升高则有利于表层雪中多肽类、不饱和烃类和含N类DOM分子的富集。比较春季径流和表雪中DOM的分子组成变化,发现径流中杂原子类DOM含量降低,微生物来源的脂类和多肽类DOM含量降低,陆源性的酚类和多环芳烃类含量显著增加,说明径流中DOM的生物活性降低而光反应活性增加。因此随着冰川持续消融大量的冰川融水将DOM带入下游水环境,在微生物活动和光反应过程的共同作用下增加温室气体CO_(2)的排放,增强温室效应。

关键词：达古冰川表层雪溶解性有机质傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)

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基于无人机正射影像的玉龙雪山白水河1号冰川末端冰裂隙提取

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冰川冻土 2024年第1期46卷 335-346页

作者：罗重鑫季青庞小平杨元德艾松涛茶明星王世金车彦军武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室云南丽江玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241002 宜春学院江西宜春336000

冰川是冰冻圈的重要部分,对局地乃至全球气候变化响应敏感。冰裂隙作为冰川表面上显著的特征,对于认识冰川的状态、稳定性以及内部应力有着重要的作用。针对冰川冰裂隙高精度快速识别提取问题,本文以玉龙雪山白水河1号冰川为研究对象,... 详细信息

冰川是冰冻圈的重要部分,对局地乃至全球气候变化响应敏感。冰裂隙作为冰川表面上显著的特征,对于认识冰川的状态、稳定性以及内部应力有着重要的作用。针对冰川冰裂隙高精度快速识别提取问题,本文以玉龙雪山白水河1号冰川为研究对象,使用无人机航拍获取的0.12 m分辨率的正射影像,应用U-Net深度学习网络开展白水河1号冰川的冰裂隙的智能提取研究。使用U-Net网络提取冰裂隙的精度高于传统的Canny算子以及SVM算法,总体精度可高达93%,且U-Net网络泛化能力强。提取结果表明,白水河1号冰川冰裂隙主要为横向裂隙,伸展裂隙以及雁行裂隙,呈现随海拔降低,冰裂隙逐渐由横向裂隙变化为伸展裂隙的趋势,通过不同时期提取结果对比,发现冰裂隙数量和平均长度均有增加。基于无人机影像和深度学习方法的冰裂隙智能提取研究,可为监测冰川变化及其与气候变化的关系提供技术支撑。

关键词：冰裂隙无人机影像 U-Net 白水河1号冰川

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梅里雪山植物稳定碳同位素组成及其内在水分利用效率随海拔梯度的变化

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1558-1565页

作者：蔡锦枫薛子静黄康祥张远袁博森任久生史晓宜蒲焘石福习江西农业大学林学院鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业与草原局重点实验室南昌330045 东华理工大学水资源与环境工程学院南昌330013 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321000 中国科学院西北生态环境资源研究院丽江玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测站兰州730000

为了探究海拔对我国西南高寒地区植物稳定碳同位素组成特征及水分利用效率的影响,本研究以梅里雪山东坡不同海拔(2200、2500、2700、3000、3200和4200 m)上不同功能型植物为对象,分析了不同光合途径(C3和Crassulacean acid metabolism,C... 详细信息

为了探究海拔对我国西南高寒地区植物稳定碳同位素组成特征及水分利用效率的影响,本研究以梅里雪山东坡不同海拔(2200、2500、2700、3000、3200和4200 m)上不同功能型植物为对象,分析了不同光合途径(C3和Crassulacean acid metabolism,CAM)植物和C3植物中不同生活型(灌木、阔叶乔木和针叶乔木)植物叶片稳定碳同位素组成特征(δ^(13)C_(p))及内在水分利用效率(intrinsic water use efficiency,iWUE)随海拔梯度的变化。结果表明:(1)梅里雪山东坡C3植物叶片的δ^(13)C_(p)值分布范围在-26.72‰~-31.67‰,均值为-29.12‰,而CAM植物的δ^(13)C_(p)值分布范围在-13.24‰~-14.59‰,均值为-13.77‰;(2)CAM植物δ^(13)C_(p)值和iWUE显著高于C3植物,其中,C3植物中不同生活型植物δ^(13)C_(p)和iWUE值呈现灌木>阔叶乔木>针叶乔木的变化规律;(3)海拔3200 m以下乔木和灌木植物δ^(13)C_(p)和iWUE值随海拔升高而降低,主要受土壤水分的影响,3200 m以上灌木植物δ^(13)C_(p)和iWUE值随海拔升高有增大的趋势,可能受温度的调控。梅里雪山东坡不同功能型植物水分利用效率对海拔梯度的响应反映了不同植物对高寒山地气候不同的适应性。

关键词： C3植物 CAM植物土壤水分温度植物功能型

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