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北京东灵山两种温带森林根际和非根际土壤酶活性、温度敏感性及矢量特征的季节动态

北京大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 503-516页

作者：付粱晨丁宗巨唐茂曾辉朱彪地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京大学生态研究中心北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院深圳518055

以北京东灵山两种主要植被类型——白桦(Betula platyphylla)林和辽东栎(Quercus wutaishanica)林土壤为研究对象,于2017年春季(5月)、夏季(7月)、秋季(9月)和冬季(12月)分别采集根际与非根际土壤,测定土壤理化性质、微生物生物量、植... 详细信息

以北京东灵山两种主要植被类型——白桦(Betula platyphylla)林和辽东栎(Quercus wutaishanica)林土壤为研究对象,于2017年春季(5月)、夏季(7月)、秋季(9月)和冬季(12月)分别采集根际与非根际土壤,测定土壤理化性质、微生物生物量、植物根叶功能性状、3种水解酶(BG,NAG和AP)及两种氧化酶(POX和PER)的活性及其温度敏感性和矢量特征。结果表明,白桦林和辽东栎林土壤胞外酶活性、温度敏感性和矢量角度均存在显著的季节变化趋势,且水解酶活性及温度敏感性的变化趋势与氧化酶相反;根际土壤与非根际土壤中胞外酶活性、温度敏感性及矢量特征存在差异,但季节变化趋势相同。温度是土壤胞外酶活性温度敏感性及矢量特征季节动态的重要驱动因素,土壤pH、土壤养分含量、植物叶片养分含量及细根生物量、细根密度对土壤胞外酶活性、温度敏感性及矢量特征有显著影响。

关键词：土壤胞外酶温度敏感性(Q_(10)) 化学计量比根际季节动态

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湿地面积时空变化特征及其生态效应

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中国科学基金 2022年第3期36卷 383-390页

作者：彭书时席毅北京大学城市与环境学院/地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

内陆湿地在全球水文循环、生物地球化学循环和生物多样性保护等方面发挥着重要作用。然而,由于气候变化和人类活动的影响,近几十年全球范围的内陆湿地发生了明显退化。探究历史和未来湿地面积时空变化特征及其生态效应,对未来的气候变... 详细信息

内陆湿地在全球水文循环、生物地球化学循环和生物多样性保护等方面发挥着重要作用。然而,由于气候变化和人类活动的影响,近几十年全球范围的内陆湿地发生了明显退化。探究历史和未来湿地面积时空变化特征及其生态效应,对未来的气候变化政策制定和生物多样性保护具有重要意义。本文分析了湿地面积时空变化特征及其生态效应的研究现状和面临的挑战,探讨了未来的发展趋势和关键科学问题。在此基础上,本文建议未来应重点关注湿地时空变化特征与驱动机制、湿地水文过程与生物地球化学循环机制、湿地与气候变化、湿地生物多样性保护和湿地生态系统修复等研究方向,相关建议可为未来湿地面积时空变化特征及其生态效应的研究提供参考。

关键词：湿地遥感时空变化特征过程模拟生物多样性甲烷

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云南鸡足山半湿润常绿阔叶林群落木本植物多样性格局与环境解释

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生物多样性 2023年第11期31卷 29-44页

作者：王晓凤饶杰生杨涛刘文聪田希陈稀刘其明徐衍潇张秋雨张洪强张旭欧晓昆沈泽昊云南大学生态与环境学院昆明650091 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 云南佑图生物科技有限公司昆明650599

生物多样性格局是生物群落构建过程的反映,有助于理解生态系统的物种共存机制。半湿润常绿阔叶林是亚热带西部半湿润气候下的地带性植被类型,对其群落内物种多样性的空间异质格局及影响因子的认识还比较缺乏,基于大样地的研究还未见报... 详细信息

生物多样性格局是生物群落构建过程的反映,有助于理解生态系统的物种共存机制。半湿润常绿阔叶林是亚热带西部半湿润气候下的地带性植被类型,对其群落内物种多样性的空间异质格局及影响因子的认识还比较缺乏,基于大样地的研究还未见报道。本文基于鸡足山20.16 ha森林动态监测样地504个样方的木本植物调查数据和TWINSPAN群落分类结果,分析了样方尺度上α多样性和β多样性的空间分布格局及其环境影响因子。结果表明:(1)样地内云南松(Pinus yunnanensis)群落及其乔木和灌木的物种丰富度均高于高山栲(Castanopsisdelavayi)群落和元江栲(***)群落;高山栲群落及其灌木物种丰富度低于元江栲群落,乔木物种丰富度则高于元江栲群落。相反,元江栲群落的Shannon-Wiener多样性指数最高,其次为高山栲群落,云南松群落的最低。基于净种间亲缘关系指数,元江栲群落、高山栲群落、云南松群落的谱系结构分别为聚集、随机、发散。(2)对物种丰富度存在普遍性影响的因子有土壤总氮、pH值、相对海拔高度、木本植物的胸高断面积之和;导致乔木种丰富度变化的主要因子有土壤总氮、pH值、胸高断面积之和;导致灌木种丰富度变化的主要因子是相对海拔高度、土壤总氮、坡度和地形湿度指数。(3)物种β多样性格局显示,随着空间距离和环境距离的增大,物种差异性和物种周转率增大,即环境越相似,群落越相似。上述结果表明,鸡足山样地中先锋性的云南松群落与稳定的元江栲群落和高山栲群落在物种多样性和构成上存在显著差异,指示了半湿润常绿阔叶林异质斑块所对应的物种共存和物种多样性维持特征,为进一步的机理性研究提供了有效证据。

关键词：鸡足山 α多样性 β多样性环境因子地理加权回归模型 Mantel检验

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云南鸡足山半湿润常绿阔叶林的林隙干扰格局与成因

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生物多样性 2023年第11期31卷 56-70页

作者：田希刘文聪饶杰生王晓凤杨涛陈稀张秋雨刘其明徐衍潇张旭沈泽昊云南大学生态与环境学院昆明650091 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 云南佑图生物科技有限公司昆明650599

林隙(forest gap,FG)是森林干扰中的一种常见形式。作为森林景观流动镶嵌结构的基础,林隙对森林群落更新和物种共存具有重要作用。本文基于2022年对云南大理鸡足山半湿润常绿阔叶林动态监测样地的植物群落调查结果,统计了所有活立木和... 详细信息

林隙(forest gap,FG)是森林干扰中的一种常见形式。作为森林景观流动镶嵌结构的基础,林隙对森林群落更新和物种共存具有重要作用。本文基于2022年对云南大理鸡足山半湿润常绿阔叶林动态监测样地的植物群落调查结果,统计了所有活立木和粗木质残体(coarsewoodydebris,CWD)的物种组成和径级结构,分析了样地内所有木本植物胸高断面积和林隙形成木(forestgapmaker,FGM)数量的空间格局,并利用广义线性回归模型结合方差分解对林隙形成木定义的林隙干扰强度进行了定量环境解析。结果表明:(1)样地内粗木质残体的数量和胸高断面积之和分别相当于全部活立木的13.6%和15.8%;全部粗木质残体属于57种木本植物,共计12,317株;形成林隙形成木的有12个物种,共计2,280株。(2)活立木和粗木质残体的径级结构均呈倒“J”形,即小径级数量多、大径级数量少,反映了样地群落中的树木死亡主要源自群落演替前期的自疏过程。(3)林隙形成木的数量和平均密度按折干木、枯倒木、枯立木、活倒木依次减少。活立木、粗木质残体和林隙形成木的胸高断面积之和在样地内的分布差异显著:沟谷两侧的山坡较高,底部较低;各类林隙形成木均在浅沟沟谷侧坡数量最多,沟谷最少,除活倒木外其余3类在深沟沟谷及侧坡上均有分布。(4)环境因子对枯立木、枯倒木、折干木、活倒木的数量的解释率依次为16.7%、25.6%、37.2%和76.0%;生物竞争和自疏过程主导了枯立木和枯倒木的形成,对活倒木数量贡献最大的因子是土壤养分,而折干木的形成则由地形因子和生物因子共同驱动。

关键词：半湿润常绿阔叶林粗木质残体林隙形成木胸高断面积之和空间格局环境解释

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关于粤港澳大湾区一体化生态保护修复的思考与建议

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中国科学院院刊 2023年第2期38卷 288-293页

作者：王军彭建傅伯杰自然资源部国土整治中心自然资源部土地整治重点实验室北京100035 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

“推进美丽中国建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理”是党的二十大提出的重大决策部署。粤港澳大湾区在国家高质量发展和生态文明建设中具有重要的引领带动作用。文章总结了粤港澳大湾区国土开发与保护的现状,分析了生态保护... 详细信息

“推进美丽中国建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理”是党的二十大提出的重大决策部署。粤港澳大湾区在国家高质量发展和生态文明建设中具有重要的引领带动作用。文章总结了粤港澳大湾区国土开发与保护的现状,分析了生态保护修复中全要素链条管理、跨区域协作、目标格局等方面存在的问题,从系统观、整体观、协同观视角提出了相关建议,以期促进粤港澳大湾区人与自然和谐共生的现代化建设。

关键词：生态保护修复系统观整体观协同观粤港澳大湾区

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生物炭施用对农田土壤团聚体及有机碳影响的整合分析

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环境科学 2023年第12期44卷 6847-6856页

作者：孟艳沈亚文孟维伟王旭清李宗新刘开昌代红翠山东省农业科学院小麦玉米国家工程研究中心济南250100 北京大学生态研究中心城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

生物炭作为一种土壤改良剂,已广泛用于农田土壤的改善.为明确生物炭对我国农田土壤固碳效应的影响,基于已公开发表的文献数据,利用Meta分析法研究生物炭施用在不同试验条件下对土壤团聚体、团聚体碳和土壤有机碳的响应.结果表明,与不施... 详细信息

生物炭作为一种土壤改良剂,已广泛用于农田土壤的改善.为明确生物炭对我国农田土壤固碳效应的影响,基于已公开发表的文献数据,利用Meta分析法研究生物炭施用在不同试验条件下对土壤团聚体、团聚体碳和土壤有机碳的响应.结果表明,与不施生物炭相比,施用生物炭显著增加土壤大团聚体比例(10.8%)和平均重量直径(MWD,13.3%),对土壤微团聚体和粉黏粒组分无显著作用;施用生物炭能够显著增加土壤各粒径团聚体碳和土壤总有机碳含量,土壤有机碳增幅为56.9%.通过亚组分析和Meta回归分析表明,华北地区施用生物炭土壤有机碳增幅最大(39.4%);不同试验类型下施用生物炭均能显著提高土壤有机碳含量;相比不施肥,施肥条件下施用生物炭能显著改善土壤结构,提升土壤肥力;生物炭在施用>2 a条件下,能显著提高大团聚体比例(15.7%)、MWD(21.2%)、大团聚体碳(31.7%)和土壤有机碳含量(40.0%);相比木材、木屑等原料制备的生物炭,农作物秸秆制备的生物炭对土壤的改良效果更佳;在高氮土壤中施用生物炭更有利于提高土壤团聚体稳定性.综上所述,生物炭施用可以改善土壤团聚结构,促进土壤有机碳积累,对农田肥力维持与提升具有重要意义.

关键词：生物炭土壤团聚体平均重量直径(MWD) 土壤团聚体碳土壤有机碳(SOC) 整合分析

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农田土壤碳循环过程及其量化方法

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环境科学 2023年第12期44卷 6857-6868页

作者：孙昭安朱彪潍坊学院种子与设施农业工程学院山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室潍坊261061 北京大学生态研究中心城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

已有研究表明除了作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对农田土壤有机碳(SOC)的输入外,土壤碳还来源于土壤自养微生物固定SOC的贡献以及土壤无机碳(SIC)的固定(无机化学途径和微生物的生物矿化途径).农田SOC的高低主要受到外源作物碳输入和原有... 详细信息

已有研究表明除了作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对农田土壤有机碳(SOC)的输入外,土壤碳还来源于土壤自养微生物固定SOC的贡献以及土壤无机碳(SIC)的固定(无机化学途径和微生物的生物矿化途径).农田SOC的高低主要受到外源作物碳输入和原有SOC分解的平衡作用.作物碳输入在短期内通常促进SOC的分解,呈现正(根际)激发效应.通过整合分析主要作物的根际激发效应和秸秆还田的激发效应的研究,发现作物根系生长和秸秆还田引起的(根际)激发效应大小平均值分别为75%和67%.尽管秸秆还田通过激发效应引起SOC分解的额外释放,但是土壤残留秸秆碳通常大于激发效应导致SOC的额外损失,因此秸秆还田可能增加SOC的储量.在农田系统中,秸秆碳和根际沉积碳往往共存,这导致土壤碳输入和输出至少有3个碳源(根际沉积碳、秸秆碳和土壤碳),由于多碳源体系的区分方法存在挑战,目前这两种作物碳(根际沉积碳和秸秆碳)对SOC分解的激发效应影响是不清晰的.最后,提出了新量化方法,可以多源区分根际CO_(2)排放以及SOC中作物碳输入的碳源,以及区分碱性土壤中无机化学和微生物途径对SIC的贡献.研究有助于提高对农田土壤SOC和SIC输入和输出途径的理解,以及农田土壤碳平衡评估的精确度.

关键词：土壤碳根际沉积碳激发效应秸秆还田多碳源体系

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滇中高原半湿润常绿阔叶林斑块的鸟类多样性

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应用生态学报 2024年第7期35卷 1979-1987页

作者：刘越强沈泽昊李娜云南大学生态与环境学院昆明650091 云南省生态环境工程评估中心昆明650032 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 大理大学东喜玛拉雅研究院云南大理671003

本研究选取半湿润常绿阔叶林的代表性分布区——滇中高原地区8处天然森林群落作为调查取样对象,定量评估半湿润常绿阔叶林现存斑块中的鸟类物种多样性及其组成与分布的特点。野外观测集中于2023年4—8月,采用样线-样点法,共布设3~4 km... 详细信息

本研究选取半湿润常绿阔叶林的代表性分布区——滇中高原地区8处天然森林群落作为调查取样对象,定量评估半湿润常绿阔叶林现存斑块中的鸟类物种多样性及其组成与分布的特点。野外观测集中于2023年4—8月,采用样线-样点法,共布设3~4 km长调查路线8条。结果表明:1)调查共记录鸟类1286只次,隶属7目30科102种。种类最丰富的前3科分别是鹟科(含14种)、噪鹛科(含9种)、柳莺科(含7种);2)东洋界物种占81.4%,古北界物种占4.9%,广布种占13.7%;3)森林斑块中调查到的平均鸟类物种数为32.0±3.5;鸟类Shannon指数在火后恢复的半湿润常绿阔叶林(1.536±0.110)中低于原生森林群落(2.037±0.100);4)不同斑块间存在共同的优势种(红头长尾山雀、蓝翅希鹛、灰腹绣眼鸟)和常见种(西南冠纹柳莺、蓝喉太阳鸟、棕头雀鹛),稀有种则各不相同,导致不同斑块中鸟类物种成分有很大不同;5)基于食性划分生态种组,食无脊椎动物和杂食的鸟类占84.3%,植食性鸟类占11.8%,肉食性鸟类占3.9%。食性相近的鸟类主要通过分割占用森林的垂直取食空间,稀释种间竞争,维持物种共存。对于鸟类物种多样性维持而言,现存的原生性半湿润常绿阔叶林斑块都具有重要的保护价值。

关键词：半湿润常绿阔叶林滇中高原鸟类物种多样性物种构成

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全球供应链转移对中国“双碳”目标的影响

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科技导报 2024年第19期42卷 85-97页

作者：王润雨黄韬凌再莉任吉魏梓建宋世杰马建民兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室兰州730000 兰州财经大学农林经济管理学院兰州730020 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

随着全球化深入发展,国际供应链加速转移,中国等发展中国家成为全球制造业中心,这对全球碳排放格局产生了显著影响。利用多区域投入产出(MRIO)模型,定量估计了2004和2014年全球141个国家和地区在全球贸易中的隐含碳排放转移及对中国碳... 详细信息

随着全球化深入发展,国际供应链加速转移,中国等发展中国家成为全球制造业中心,这对全球碳排放格局产生了显著影响。利用多区域投入产出(MRIO)模型,定量估计了2004和2014年全球141个国家和地区在全球贸易中的隐含碳排放转移及对中国碳排放的影响。结果表明,2004--2014年各国间的贸易活动进一步加强,其隐含碳排放规模不断扩大。2014年全球贸易中隐含CO_(2),转移量高达4244.0百万t,约占全球CO_(2),总排放量的1/4。作为全球贸易中隐含碳转移的中心,中国净出口隐含碳排放从2004年的1200.0百万t增加到2014年的1461.9百万t,分别占全球28.7%和34.4%的碳转移。中国出口隐含碳排放主要集中在能源密集型和碳密集型产业,而进口中隐含的碳排放主要集中于服务业和轻工业等低能耗产业。因此,在全球供应链转移和中国“双碳”目标背景下,为减少碳排放,中国应积极倡导建立基于生产侧和消费侧共同承担责任的全球碳排放核算机制,以确保公平合理的排放权分配。同时,优化出口贸易结构,加快低碳经济转型,并提高能源使用效率。此外,还应加强国际合作,建立有效的沟通与协作平台,为全球碳减排和气候治理做出积极贡献。

关键词：全球供应链转移 “双碳”目标多区域投入产出分析碳排放转移

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极端降水对水稻产量的影响研究综述

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地理科学进展 2021年第10期40卷 1746-1760页

作者：菅艺伟付瑾周丰北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

极端降水在全球范围内呈现广泛增强的趋势,对农业生态系统的影响不容忽视。水稻作为重要的粮食作物,其产量的年际波动受到极端降水的影响,然而其响应机理和时空敏感性尚未厘清。论文总结了极端降水在水稻主产区的时空格局及对产量的影... 详细信息

极端降水在全球范围内呈现广泛增强的趋势,对农业生态系统的影响不容忽视。水稻作为重要的粮食作物,其产量的年际波动受到极端降水的影响,然而其响应机理和时空敏感性尚未厘清。论文总结了极端降水在水稻主产区的时空格局及对产量的影响程度,梳理了极端降水对水稻产量的生理、化学和物理过程的影响机制,对比分析了多个主流方法(统计模型和作物过程模型)的输入数据和应用上的优缺点。结果表明,极端降水增加1%导致水稻减产0.02%~0.5%,主要通过增加养分流失和造成淹水胁迫等途径。然而当前研究仍难以明确水稻产量如何响应于极端降水的不同特征值(强度、频次、持续时间等)及其敏感性的时空差异,尚未完善极端降水对水稻各产量组成的影响机理,同时缺乏作物模型与统计模型等相结合的研究方法,造成水稻产量预测的不确定性。建议未来相关研究应加强田间观测、控制性实验与模型改进,定量解析极端降水对产量的影响机理,促进模型—数据融合,提高数据精度以更好地模拟极端降水事件下的水稻产量,为优化当前稻作系统和建立气候智能型农业奠定理论基础。

关键词：极端降水水稻产量气候变化统计模型过程模型

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