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湖泊科学 2025年第1期37卷 1-13页

作者：严照江房冲宋开山王翔宇吕云峰中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 长春师范大学地理科学学院长春130032

浮游藻类广泛分布于海洋和内陆水体生态系统中,其生长和发育过程具有明显的时空异质性,对气候变化的响应也极为复杂。藻类物候描述了其在长期适应气候、水质和人类干预等因素下的周期性变化,从而形成一种与环境条件相适应的生长发育节... 详细信息

浮游藻类广泛分布于海洋和内陆水体生态系统中,其生长和发育过程具有明显的时空异质性,对气候变化的响应也极为复杂。藻类物候描述了其在长期适应气候、水质和人类干预等因素下的周期性变化,从而形成一种与环境条件相适应的生长发育节律。它主要包括藻类的出现时间、增长高峰以及减少或消亡的时间等特征。遥感技术通过高时空分辨率持续获取叶绿素a浓度数据(浮游藻类生物量的表征参数),实现对藻类物候的长期监测。本文详细地回顾了近年来遥感藻类物候监测和提取方法的进展,指出目前存在的问题与不足,并对未来的发展趋势进行展望。首先,回顾了现有卫星遥感提供大范围时空连续的藻类生长信息。其次,总结了浮游藻类物候阶段的监测,以及估计藻类特定物候阶段的方法。同时,介绍了用于遥感时间序列估算藻类物候的常用数据处理方法,探讨了浮游藻类物候特性的变化趋势。最后,探索了可能影响藻类物候变化的因素和驱动机制。基于以上分析,本文指出未来藻类物候遥感的研究应重点关注:(1)开发并验证适用于不同水域环境的通用算法,结合机器学习等智能算法改进物候模型,提高物候监测精度和算法的业务化应用水平;(2)结合数值模型和生态系统动态模型,深入研究浮游藻类物候背后的驱动机制。

关键词：藻类物候叶绿素a 海洋和内陆水体

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基于遥感的1984-2019年查干湖及周边湖泊透明度变化

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湖泊科学 2025年第1期37卷 328-338页

作者：赵方睿王强穆春生刘阁温志丹陶慧宋开山东北师范大学生命科学学院长春130024 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102

湖泊透明度是衡量水质变化和湖泊水生生态系统健康的重要指标。湖泊透明度一般通过塞氏盘现场观测获得,其变化主要由水体中非藻类颗粒物、藻类和黄色物质(CDOM)浓度共同决定,因此可以通过光学遥感进行反演。本研究基于20042009年8次查... 详细信息

湖泊透明度是衡量水质变化和湖泊水生生态系统健康的重要指标。湖泊透明度一般通过塞氏盘现场观测获得,其变化主要由水体中非藻类颗粒物、藻类和黄色物质(CDOM)浓度共同决定,因此可以通过光学遥感进行反演。本研究基于20042009年8次查干湖实地采样获得的132条透明度数据,通过分析同步Landsat天顶反射率产品数据(TOA)不同波段组合与透明度之间的相关性,发现以红波段和蓝波段比值和红绿蓝波段均值AV(B3,B1)组合建立的透明度反演模型精度最高,误差最小,进而基于此模型反演了19842019年查干湖以及周边湖泊透明度。结果表明:查干湖透明度范围在1.0~63.0 cm之间,年均值为17.6 cm。查干湖透明度年均值变化分为两个阶段:19842001年间透明度波动范围较大,没有明显趋势;20022019年期间呈上升趋势(2.3 cm/10 a)。查干湖透明度与风速、降水量、湖泊面积和归一化植被指数具有一定的相关性。通过长时间尺度上遥感监测查干湖水体透明度的时空格局变化,分析其变化特征与规律,可为查干湖流域生态治理提供科学依据。

关键词：查干湖透明度 Landsat 遥感

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四环素在苏打盐碱湿地土壤中的吸附解吸特性

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农业环境科学学报 2025年

作者：杨文聪于锐吴霞邵玟玥周嘉罗那那哈尔滨师范大学中国科学院东北地理与农业生态研究所

为了研究苏打盐碱湿地土壤的吸附解吸特性，本研究以退化型、芦苇型、蒲草型苏打盐碱湿地土壤为对象，采取静态吸附实验的方法，探究苏打盐碱湿地土壤的吸附解吸特征。结果表明，3种盐碱化不同的苏打盐碱湿地土壤四环素最终吸附量大小... 详细信息

为了研究苏打盐碱湿地土壤的吸附解吸特性，本研究以退化型、芦苇型、蒲草型苏打盐碱湿地土壤为对象，采取静态吸附实验的方法，探究苏打盐碱湿地土壤的吸附解吸特征。结果表明，3种盐碱化不同的苏打盐碱湿地土壤四环素最终吸附量大小顺序为蒲草型(490.9 mg·kg-1)＞芦苇型(486.7 mg·kg-1)＞退化型(471.9 mg·kg-1)。吸附动力学符合Elovich方程(R2=0.929～0.940)，说明四环素在苏打盐碱湿地土壤的吸附是非均相扩散吸附。等温吸附过程符合Freundlic方程(R2=0.910～0.995)，表明非均相的多层吸附是影响四环素在苏打盐碱湿地土壤的吸附行为的关键机制。四环素在苏打盐碱湿地土壤上的解吸常数明显高于吸附常数，解吸过程存在明显的滞后现象，3种苏打盐碱湿地土壤滞后系数平均大小依次为退化型＞芦苇型＞蒲草型，表明四环素在退化型苏打盐碱湿地土壤结合紧密且最难解吸，在蒲草型土壤中最易解吸。土壤理化性质对四环素吸附特征及滞后系数有直接影响，解吸平衡受土壤盐碱化程度控制。研究证明了四环素在不同苏打盐碱湿地土壤可能存在潜在累积风险和危害。

关键词：苏打盐碱湿地土壤四环素吸附解吸滞后系数

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秸秆还田配施腐熟剂及氮肥对土壤微生物资源限制及碳利用效率的影响

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植物营养与肥料学报 2025年第4期31卷 644-656页

作者：邹文秀张乃文陈旭严君陆欣春朱园辰韩晓增中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081

【目的】提高秸秆在土壤中的腐熟速度,有利于秸秆还田技术的推广和应用。探究腐熟剂配合氮肥施用情况下微生物资源限制及微生物碳利用效率的变化,以明确腐熟剂配施秸秆对土壤微生物代谢的影响机制,为农田秸秆腐熟剂的合理使用提供理论... 详细信息

【目的】提高秸秆在土壤中的腐熟速度,有利于秸秆还田技术的推广和应用。探究腐熟剂配合氮肥施用情况下微生物资源限制及微生物碳利用效率的变化,以明确腐熟剂配施秸秆对土壤微生物代谢的影响机制,为农田秸秆腐熟剂的合理使用提供理论依据。【方法】采用室内培养试验,设置秸秆(S)、腐熟剂(D)、氮肥(N)及还田方式4个因素,具体处理包括:对照(CK),无添加;秸秆碎混(S);氮肥(N);秸秆碎混+氮肥(S+N);秸秆碎混+腐熟剂(S+D);秸秆碎混+氮肥+腐熟剂(S+N+D);秸秆尼龙袋填埋+氮肥+腐熟剂(SⅡ+N+D)。培养期为90天,于第30、60、90天进行破坏性取样,用电镜观测秸秆的纤维结构,分析土壤中微生物量碳、氮、磷含量(MBC、MBN、MBP)和酶活性,计算酶活性化学计量比。【结果】相比CK和S处理,培养60、90天时S+N+D处理秸秆表面结构出现大量孔洞。各处理下微生物量及相关胞外酶活性均随着培养时间延长呈先增加后降低的趋势,在最高活性时期(培养60天),S+N+D较S+D处理MBC、MBN和MBP含量分别显著增加了154.0%、55.0%和38.4%。SⅡ+N+D处理的土壤微生物生物量及酶活性显著低于S+N+D处理。根据土壤酶化学计量分析,各处理土壤均受碳、磷限制,最低土壤微生物碳限制出现在S+D(向量长度1.35±0.01)处理,最低磷限制出现在S+N+D(向量角度49.08°±1.42°)处理。除培养第30天外,S+N+D处理的微生物碳利用效率均较高,且微生物碳利用效率与微生物资源限制间呈显著负相关。【结论】腐熟剂与氮肥配合施用可显著增加土壤微生物生物量及酶活性,减缓秸秆带来的土壤微生物资源碳、磷限制,进而加速秸秆的分解,提高碳利用效率,因此,建议在实施秸秆还田措施时,配合施用秸秆腐熟剂和氮肥。

关键词：腐熟剂秸秆氮肥酶化学计量学微生物碳利用效率

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直流电与交流电场影响猪粪堆肥腐熟效果对比研究

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中国环境科学 2025年

作者：吴霞于锐周嘉杨文聪邵玟玥梁梦月袁宁罗那那哈尔滨师范大学中国科学院东北地理与农业生态研究所

为了对比研究直流电和交流电对猪粪堆肥腐熟效果的影响，以新鲜猪粪和玉米秸秆为原料，在好氧堆肥的基础上，分别施加3V直流电（DC）和3V交流电（AC），以不施加电场作为对照（CK），进行为期42d的堆肥实验。结果表明：CK、DC、AC处理... 详细信息

为了对比研究直流电和交流电对猪粪堆肥腐熟效果的影响，以新鲜猪粪和玉米秸秆为原料，在好氧堆肥的基础上，分别施加3V直流电（DC）和3V交流电（AC），以不施加电场作为对照（CK），进行为期42d的堆肥实验。结果表明：CK、DC、AC处理堆体高温期（>50℃）分别持续了9d、9d、8d，最高温度分别为68.3℃、69.3℃、76.5℃；堆肥结束时，CK、DC、AC处理堆体pH值分别为7.71、7.92、7.61，EC值分别为3.75mS·cm-1、3.11mS·cm-1、3.82mS·cm-1，C/N分别为11.40、10.51、11.96，各处理堆体理化性质均符合无害化的基本要求；堆肥结束时，CK、DC、AC处理含水率分别为55.35%、54.70%、45.45%，各处理种子发芽指数（GI）分别为76%、99%、87%，各处理胡敏酸与富里酸比值（HA/FA）分别为1.53、2.03、1.62。总之，直流电使堆体腐熟时间缩短了18%，直流电促进猪粪堆肥腐熟效果比交流电更好；交流电使堆体最高温度升高约8℃，但交流电明显降低了堆体含水率。

关键词：电场强化堆肥好氧堆肥直流电交流电腐熟度

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长期施肥下黑土团聚体中溶解性有机质的光谱特征及其对有机碳矿化的影响

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光谱学与光谱分析 2025年第5期45卷 1432-1439页

作者：朱园辰张敏韩晓增陆欣春冯浩亮武志民陈旭严君邹文秀王伟中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086

探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测... 详细信息

探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测定了土壤水稳性团聚体的分布,利用三维荧光光谱耦合平行因子(EEM-PARAFAC)技术探究了团聚体中DOM的荧光结构演变特征,同时量化了全土中SOC的矿化能力,综合揭示长期施肥如何通过改变团聚体DOM的荧光特征以影响全土SOC的矿化。结果表明,与CK相比,长期化肥配施有机肥使>0.25 mm粒径团聚体占比显著提升了4.3%~11.9%,而<0.053 mm粒径团聚体的占比几乎不受影响。EEM-PARAFAC发现化肥配施有机肥可以提升各粒径团聚体DOM中的类富里酸、类蛋白质和类胡敏酸组分的荧光强度。其中,类胡敏酸和类蛋白质组分分别在>0.25 mm和<0.25 mm团聚体DOM中对有机肥响应最强烈。化肥配施有机肥后各粒径团聚体DOM的自生源特征(BIX>1.0)较CK显著加强(BIX<0.8),但荧光指数(FI)和腐殖化指数(HIX)变化不显著。此外,化肥和化肥配施有机肥均可以显著提升全土SOC的累积矿化量,提升效果符合OM3>OM2>OM1>CF>CK的规律,在培养结束时(28 d)较CK提升了68.2%~135.8%。Mantel试验和结构方程模型(SEM)表明,各粒径团聚体DOM的荧光结构变化均会影响SOC的矿化,其中BIX值的变化是主要诱导因子,而BIX的强弱主要受DOM中的类蛋白质组分所控制。此外,施肥主要通过改善>0.25 mm团聚体的粒径分布驱动全土SOC矿化,而<0.25 mm团聚体主要通过改变DOM的荧光结构以影响SOC的矿化。该研究结果表明团聚体的粒径分布,DOM的荧光特征,尤其是BIX指数也可以用来推测SOC的矿化能力,这为评估和预测有机肥长期施用后黑土碳排放提供科学依据。

关键词：溶解性有机质长期施肥团聚体平行因子荧光指数

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松嫩平原盐碱地研究进展

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生态学杂志 2025年

作者：周道玮胡娟李强黄迎新中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林省草地畜牧重点实验室

为推进松嫩平原盐碱地改良利用，归纳总结了松嫩平原盐碱地研究成果，梳理了改良利用措施，提出了未来需要研究的问题。松嫩平原盐碱地始成于一万年前，近一千年间加剧发展；引水洗盐改良盐碱地栽植水稻发展水田、覆沙及埋秸改良盐碱地... 详细信息

为推进松嫩平原盐碱地改良利用，归纳总结了松嫩平原盐碱地研究成果，梳理了改良利用措施，提出了未来需要研究的问题。松嫩平原盐碱地始成于一万年前，近一千年间加剧发展；引水洗盐改良盐碱地栽植水稻发展水田、覆沙及埋秸改良盐碱地发展旱田为可行有效的松嫩平原盐碱地改良技术。本文建立了盐碱地改良的成本-收益模型，提出了针对盐碱地形成原因的改良策略。基于改良利用，松嫩平原盐碱地制约作用的盐离子、盐碱地分级及其标准需要深化研究。

关键词：松嫩平原盐碱地改良盐碱地分级

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羊草草地放牧饲养效益研究

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中国草地学报 2025年第2期47卷 1-7页

作者：周道玮孙海霞白永松欧阳滔滔李强胡娟中国科学院东北地理与农业生态研究所/吉林省草地畜牧重点实验室吉林长春130102

为提高饲草效率、节约饲草资源、保护草地生态,本文比较研究了羊草草地能量季节变化情景下,高生长率和低生长率放牧饲养的饲草效率及饲养效益。结果表明,高生长率(0.2 kg/d)放牧饲养累积消耗的代谢能比低生长率(0.1 kg/d)放牧饲养减少38... 详细信息

为提高饲草效率、节约饲草资源、保护草地生态,本文比较研究了羊草草地能量季节变化情景下,高生长率和低生长率放牧饲养的饲草效率及饲养效益。结果表明,高生长率(0.2 kg/d)放牧饲养累积消耗的代谢能比低生长率(0.1 kg/d)放牧饲养减少38.1%,累积消耗的粗蛋白质、钙和总磷分别减少29.5%、38.8%和38.1%;高生长率放牧饲养的饲草效率达23.2%,比低生长率提高90.2%。利用能量饲料玉米补饲,可以实现高生长率,高生长率放牧饲养比低生长率放牧饲养节约饲料成本35%。高生长率放牧饲养减少放牧日数,节约代谢能以及蛋白质和矿质营养需要,饲草效率提高,饲料成本降低,最终饲养效益提高,这对发展高效草地畜牧业及保护草地生态具有重大意义。

关键词：草地绵羊放牧饲养补饲饲草效率饲养效益

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土地利用方式对土壤细菌群落结构和功能的影响

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植物研究 2025年第1期45卷 22-33页

作者：支君段文标高明胡伟李猛王姝人东北林业大学林学院哈尔滨150040 中国科学院东北地理与农业生态研究所哈尔滨150081

土壤微生物群落功能对土地利用方式变化的响应在土壤生态功能的预测方面具有重要意义。为了明确黑土区土地利用方式对土壤细菌群落的影响,该研究分析了东北黑土区农田、林地和草地的土壤细菌群落结构、共现网络结构及功能基因,并采用结... 详细信息

土壤微生物群落功能对土地利用方式变化的响应在土壤生态功能的预测方面具有重要意义。为了明确黑土区土地利用方式对土壤细菌群落的影响,该研究分析了东北黑土区农田、林地和草地的土壤细菌群落结构、共现网络结构及功能基因,并采用结构方程模型探讨了土地利用方式、土壤理化性质、细菌多样性、细菌群落结构、共现网络和功能基因之间的相互作用机制。结果表明:不同土地利用方式的土壤理化性质、细菌群落结构存在显著差异(P<0.05),林地和草地的多样性及共现网络平均度显著高于农田(P<0.05)。林地细菌共现网络正相关边的占比高于其他处理,即林地土壤细菌之间存在更强的协同作用。功能基因研究结果表明,不同土地利用方式显著改变了土壤细菌群落功能基因丰度(P<0.05)。结构方程模型表明,细菌群落结构对功能基因的直接影响最大,土地利用方式对土壤细菌群落功能基因的间接影响最大。综上,该研究进一步证实土地利用方式对土壤细菌群落的影响,为黑土区土地管理提供了科学依据。

关键词：土地利用方式土壤细菌共现网络功能预测结构方程模型

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中国沼泽湿地植被覆盖度时空变化及其对气候变化的响应

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生态学报 2025年第6期45卷 2643-2654页

作者：丁辰神祥金刘奕雯吴丽媛张佳琦马蓉王延吉张兴东吕宪国姜明中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 中国科学院大学北京100049 东北林业大学哈尔滨150040

沼泽湿地在中国分布广泛,在区域碳循环中起着关键作用。植被覆盖度是评价湿地植被生长和固碳能力的重要指标。目前,全球气候变化深刻影响着沼泽湿地植被覆盖度,进而影响区域乃至全球碳循环。在全球气候变暖背景下,明确沼泽植被覆盖度时... 详细信息

沼泽湿地在中国分布广泛,在区域碳循环中起着关键作用。植被覆盖度是评价湿地植被生长和固碳能力的重要指标。目前,全球气候变化深刻影响着沼泽湿地植被覆盖度,进而影响区域乃至全球碳循环。在全球气候变暖背景下,明确沼泽植被覆盖度时空变化及其对气候变化的响应对于准确评估和预测沼泽湿地固碳潜力具有重要意义。基于2001—2022年MODIS NDVI数据及逐月气象数据,利用像元二分模型等方法分析了中国沼泽湿地生长季植被覆盖度时空变化特征及其对气候变化的响应。研究结果表明:在2001—2022年,中国沼泽湿地生长季植被覆盖度多年均值为58.49%,沼泽湿地生长季植被覆盖度总体呈现显著增加趋势(0.025/10a;P<0.01),生长季植被覆盖度上升趋势较高的区域位于松嫩平原,下降趋势较高的区域位于青藏西南部地区。全国平均的生长季沼泽植被覆盖度与生长季降水和最低温度呈显著正相关,表明生长季降水和最低温度的增加能够显著增加中国沼泽湿地植被覆盖度。在不同地区,生长季降水的增加能够显著提高东北地区与内蒙古地区沼泽湿地植被覆盖度;生长季白天最高温度与夜晚最低温度的升高对青藏高原地区沼泽湿地植被覆盖度的增加具有较强的促进作用,而生长季白天最高温度的升高对内蒙古地区的沼泽植被覆盖度具有降低作用。在夜晚最低温度的影响方面,7、8月夜晚最低温度的升高能够显著增加青藏高原地区沼泽植被覆盖度;9月夜晚最低温度的升高能显著增加中国大部分地区沼泽植被覆盖度。明确中国沼泽湿地生长季植被覆盖度时空变化特征及其对气候变化的响应能够为评估中国沼泽湿地固碳潜力,揭示湿地植被与气候变化的关系机理提供科学依据。

关键词：沼泽植被覆盖度气候变化响应中国

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