检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学研究 2025年第3期38卷 599-609页

作者：李平聂浩郎漫施明杨杨彬妍罗小三南京信息工程大学生态与应用气象学院

重金属污染是我国耕地面临的一个重要问题，土壤中重金属的有效性可能会对土壤养分状况产生潜在影响。为探究土壤结构改良剂对重金属污染土壤养分有效性与酶活性的影响，以铜(Cu)、镉(Cd)污染水稻土为对象，开展水稻盆栽试验，分析施用0... 详细信息

重金属污染是我国耕地面临的一个重要问题，土壤中重金属的有效性可能会对土壤养分状况产生潜在影响。为探究土壤结构改良剂对重金属污染土壤养分有效性与酶活性的影响，以铜(Cu)、镉(Cd)污染水稻土为对象，开展水稻盆栽试验，分析施用0.1%和0.4%(质量比)的聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)和腐殖酸(HA)这4种土壤结构改良剂后土壤有机质、速效养分与酶活性的变化，并阐明其相互关系。结果表明：与不施土壤结构改良剂的对照(CK)处理相比，施用土壤结构改良剂处理土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别增加了7.4%～22.7%、4.9%～68.9%、5.3%～20.7%和5.1%～108.5%，土壤结构改良剂施用量越高，各养分含量增幅越大。施用0.1%和0.4%的PAA后收获期水稻根中全磷含量较CK处理分别增加了78.8%和90.6%，其余处理水稻根中全氮、全磷和全钾含量则分别降低了11.6%～41.7%、26.4%～70.6%和18.3%～58.7%；施用4种土壤结构改良剂处理水稻秸秆全氮、全磷和全钾含量较CK处理分别增加了14.0%～87.1%、 62.0%～524.2%和6.4%～31.9%；施用0.1%和0.4%的PAM后稻米全氮含量较CK处理分别降低了15.1%和12.2%，而施用PAA、PVA和HA后稻米全氮含量增加了6.1%～23.1%，施用4种土壤结构改良剂后稻米全磷和全钾含量较CK处理分别增加了7.3%～21.1%和2.4%～20.1%。施用4种土壤结构改良剂处理土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性较CK处理分别增加了17.8%～94.3%、18.5%～163.0%和2.0%～22.0%，施用PAA和HA后土壤脲酶活性较CK处理降低了3.3%～5.0%，而施用PAM和PVA处理土壤脲酶活性较CK处理增加了3.8%～71.0%。综上，施用土壤结构改良剂能够提高重金属污染土壤的养分有效性及蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性，有利于土壤肥力和生产力的保持，研究结果可为重金属污染土壤治理修复过程中的养分管理提供科学依据。

关键词：结构改良剂重金属污染养分有效性酶活性

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VPM模型最大光能利用效率参数优化对不同森林生态系统GPP模拟的影响

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林业科学 2025年第3期61卷 86-99页

作者：杨甫禹张弥肖薇石婕南京信息工程大学大气环境中心、南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044

【目的】分析植被光合作用模型(VPM)中关键参数最大光能利用率(ε_(0))在不同气候区森林生态系统是否存在差异及其主要原因,并选择出具有普遍适用性的最大光能利用率参数化方案,以期深化对森林生态系统植被生产力估算过程中不确定性的认... 详细信息

【目的】分析植被光合作用模型(VPM)中关键参数最大光能利用率(ε_(0))在不同气候区森林生态系统是否存在差异及其主要原因,并选择出具有普遍适用性的最大光能利用率参数化方案,以期深化对森林生态系统植被生产力估算过程中不确定性的认知,为提高模型模拟精度与降低模型参数不确定性提供参考。【方法】利用4种参数化方案——BPLUT查表法、Michealis-Menten光响应曲线方程拟合、生长季增强型植被指数最大值(EVI_(max))指数拟合以及Mointeith方程推导法对VPM中的最大光能利用率(ε_(0))进行估算,基于4种参数化方案的估算结果对中国地区4个森林生态系统总初级生产力(GPP)进行模拟,与涡度相关观测到的总初级生产力(GPP)进行比较并结合各项模型评价指标(决定系数R^(2)、均方根误差RMSE、一致性系数d及平均相对误差MRE)对VPM模拟结果进行评估。【结果】长白山、千烟洲、鼎湖山与西双版纳站点的ε_(0)值分别为:(0.65±0.14)、(0.47±0.10)、(0.44±0.09)和(0.69±0.12)g·mol^(−1)。在季节尺度上,利用各站点最优参数化方案模拟的GPP与观测GPP相比,其均方根误差(RMSE)较最不适用的参数化方案在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别降低了55.1%、38.1%、48.6%和34.3%;在年际尺度上,各站点最优参数化方案模拟GPP的平均相对误差(MRE)在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳分别为−7.9%、−24.3%、−7.4%和−3.0%,小于最不适用的参数化方案模拟的结果(长白山:35.8%;千烟洲:−53.4%;鼎湖山:29.8%;西双版纳:25.4%)。【结论】不同参数化方案在同一个站点的ε_(0)值差异较大,且相同参数化方案下,不同站点间的ε_(0)值存在差异,造成这种差异的主要原因与各参数化方案本身的结构属性及不同区域水热条件差异有关。Mointeith方程推导法为长白山、千烟洲与鼎湖山地区ε_(0)最优的参数化方案;生长季增强型植被指数最大值(EVI_(max))指数拟合的参数化方案在西双版纳地区最适用。

关键词：最大光能利用率参数化方案 VPM模型总初级生产力

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阿克苏地区“三生空间”时空演变规律

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农业资源与环境学报 2025年第1期42卷 108-119页

作者：闵家森王让会刘春伟南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044

为厘清干旱地区“三生空间”时空演变格局规律及驱动因素,本研究基于“三生空间”视角,以遥感影像解译的土地利用数据为基础,综合应用生态环境质量指数模型、地学信息图谱和最优参数地理探测器等方法分析阿克苏地区“三生空间”格局演... 详细信息

为厘清干旱地区“三生空间”时空演变格局规律及驱动因素,本研究基于“三生空间”视角,以遥感影像解译的土地利用数据为基础,综合应用生态环境质量指数模型、地学信息图谱和最优参数地理探测器等方法分析阿克苏地区“三生空间”格局演变特征与驱动机制。结果表明:1990—2020年阿克苏地区各地类空间面积变化显著,农业生产空间和林业生态空间面积分别增加6872.99 km^(2)和960.94 km^(2),草地生态空间面积骤降11993.18 km^(2)。农业生产空间和其他生态空间重心迁移明显,前者表现出先向西北后向东南迁移的趋势,后者重心总体向东南迁移。“三生空间”各地类之间相互转换,转换的正效应>负效应,地区生态环境质量指数整体上升,逐渐趋向稳定。地理探测器结果表明该地区的“三生空间”演变深受自然和社会经济因素影响,自然因素对“三生空间”的影响力逐渐减小,社会经济因素影响力显著增强。

关键词：三生空间时空格局演变生态效应最优参数地理探测器阿克苏地区

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减氮对冬小麦光合过程、抗氧化酶活性及产量的影响

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生态与农村环境学报 2025年第4期41卷 525-531页

作者：马寅正乔云发唐煜杰杨海超吴星瑶苗淑杰南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044

为解决江苏省冬小麦氮肥施用量较高但利用率低带来的一系列环境问题,从植物生理角度剖析冬小麦生产过程中减氮的可能性。研究以当地最高施氮量(360 kg·hm^(-2),N360)为对照,设置4个减氮处理,分别为300(N300)、270(N270)、240(N240)... 详细信息

为解决江苏省冬小麦氮肥施用量较高但利用率低带来的一系列环境问题,从植物生理角度剖析冬小麦生产过程中减氮的可能性。研究以当地最高施氮量(360 kg·hm^(-2),N360)为对照,设置4个减氮处理,分别为300(N300)、270(N270)、240(N240)和180(N180)kg·hm^(-2)。以江苏省主栽小麦品种“镇麦12”为供试品种,在抽穗期和扬花期,测定旗叶光合参数、叶绿素含量和抗氧化保护酶活性。结果表明,与N360处理相比较,N300处理扬花期小麦超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,其他参数未见显著差异;N270处理净光合速率、穗数和SOD酶活性分别降低16.25%、9.44%和49.70%;N240处理小麦抽穗期叶绿素相对含量(SPAD)和净光合速率降低,但是扬花期未受到影响,而扬花期叶片过氧化物酶(POD)活性增加41.01%,丙二醛(MDA)含量降低44.92%,成熟后穗数有所降低,但是千粒重增加7.82%,保证了产量没有显著变化;N180处理各参数均显著下降。将各参数与产量的关系构建结构方程,发现减氮对产量的影响有2条途径:一是减氮通过影响酶活性而影响千粒重,进而影响产量;二是减氮影响光合过程来影响穗数和穗粒数,最终影响产量。上述结果表明,在江苏省冬小麦产区,在保证产量水平的前提下,冬小麦施氮量可以降低到240 kg·hm^(-2)。这一结果将为农田生态系统减氮减排目标的实现提供参考。

关键词：氮光合效率酶活性产量参数结构方程

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草海自然保护区内不同利用方式土壤氮素转化和氧化亚氮排放特征

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农业环境科学学报 2025年第1期44卷 227-234页

作者：郎漫聂浩朱恺文朱四喜李平南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044 南京信息工程大学长望学院南京210044 贵州民族大学生态环境工程学院贵阳550025

为探究草海自然保护区土壤氮素转化及氧化亚氮(N_(2)O)排放规律,并为评估不同利用方式土壤的生态环境效应和土地合理规划布局提供科学依据,在25℃和60%田间最大持水量水分条件下进行15 d的室内培养试验,研究不同利用方式土壤的净氮转化... 详细信息

为探究草海自然保护区土壤氮素转化及氧化亚氮(N_(2)O)排放规律,并为评估不同利用方式土壤的生态环境效应和土地合理规划布局提供科学依据,在25℃和60%田间最大持水量水分条件下进行15 d的室内培养试验,研究不同利用方式土壤的净氮转化速率和N_(2)O排放特征。结果表明:湿地土壤的净氮矿化速率为0.95 mg·kg^(-1)·d^(-1),显著低于旱地土壤(1.61 mg·kg^(-1)·d^(-1))和菜地土壤(1.29 mg·kg^(-1)·d^(-1)),显著高于林地土壤(0.24 mg·kg^(-1)·d^(-1))。土地利用方式对净硝化速率的影响与净氮矿化速率基本一致,旱地土壤和菜地土壤的净硝化速率最高,分别为3.71 mg·kg^(-1)·d^(-1)和3.58 mg·kg^(-1)·d^(-1),显著高于湿地土壤(1.64 mg·kg^(-1)·d^(-1)),林地土壤的净硝化速率(0.20 mg·kg^(-1)·d^(-1))最低。湿地土壤的N_(2)O累积排放量为65.3μg·kg^(-1),于各处理中最高,其次为旱地土壤(29.3μg·kg^(-1))和菜地土壤(21.4μg·kg^(-1)),林地土壤的N_(2)O累积排放量(4.45μg·kg^(-1))最低。研究表明,湿地转化为旱地和菜地虽然能显著降低N_(2)O排放量,却显著增强了氮素的矿化和硝化,可能会增加NO-3累积和向环境扩散的风险;林地转化为农业用地后N_(2)O排放量、净氮矿化和净硝化速率都显著提高,对生态环境影响较大。

关键词：草海土地利用方式矿化硝化 N_(2)O

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夏玉米高温热害的演变及其对环流指数的响应

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应用生态学报 2025年第1期36卷 178-186页

作者：黄进张方敏南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/生态与应用气象学院南京210044

辨析高温热害与大尺度环流指数(LSCI)的可能联系有利于应对气候异常对夏玉米种植的影响。基于1980—2019年间河北、河南、山东、安徽、江苏的逐日最高气温数据及省级夏玉米单产记录,通过一阶差分处理、相关分析、回归分析评估了9种极端... 详细信息

辨析高温热害与大尺度环流指数(LSCI)的可能联系有利于应对气候异常对夏玉米种植的影响。基于1980—2019年间河北、河南、山东、安徽、江苏的逐日最高气温数据及省级夏玉米单产记录,通过一阶差分处理、相关分析、回归分析评估了9种极端温度指数刻画生育期高温热害的适用性;基于主成分分析识别了关键致灾因子的时空模态,进一步通过时滞相关性分析了其对环流指数的响应特征。结果表明:当高温阈值设置为32℃时,高温期的最大累积高温度日作为关键致灾因子能够更好地评估研究区高温热害的时空特征;高温热害的致灾强度呈现出明显的由南向北减少的空间分布格局;相比于其他子区域,研究区中部高温热害的增强趋势更显著;前期LSCI构建的线性回归模型对高温热害有一定模拟能力;太平洋暖池指数被识别为多个子区域高温热害的首要前兆信号。

关键词：高温热害大尺度环流指数夏玉米主成分分析

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1960～2019年中国不同干湿气候区地表干湿变化特征及其归因分析

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气候与环境研究 2025年第2期30卷 129-140页

作者：徐金勤肖潇朱平邱新法广东省气象服务中心南京信息工程大学生态与应用气象学院武汉区域气候中心

基于湿润指数研究了1960～2019年我国四大干湿气候区的干湿状况变化特征，并结合偏微分方程法量化了主要气候因子变化对于湿润指数变化的具体贡献。结果表明：近60年来，我国干旱区整体上呈现显著变湿趋势，半干旱区和半湿润区的大部分... 详细信息

基于湿润指数研究了1960～2019年我国四大干湿气候区的干湿状况变化特征，并结合偏微分方程法量化了主要气候因子变化对于湿润指数变化的具体贡献。结果表明：近60年来，我国干旱区整体上呈现显著变湿趋势，半干旱区和半湿润区的大部分地区呈现变干趋势，湿润区的大部分地区呈现变湿趋势。不同气候区干湿变化的主导驱动因子差异较大，降雨量的显著增加（贡献百分数为54.3%）主导了干旱区气候变湿，平均气温显著增加（贡献百分数为-35.4%）是半干旱区气候变干的主要贡献项，相对湿度和降雨量的减少（贡献百分数之和为-45.4%）是半湿润区变干的主要贡献项，降雨量的增加（贡献百分数为34.0%）和净辐射的减少（贡献百分数为31.2%）主导了湿润区气候变湿。值得注意的是，净辐射、平均气温和相对湿度等潜在蒸散量的影响因子在半干旱区和半湿润区对其干湿变化的贡献明显超过降雨量的贡献。

关键词：干湿气候变化湿润指数主导驱动因子贡献分析

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臭氧浓度升高和增温对水稻叶片光合作用的复合影响

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生态学报 2025年第2期45卷 877-888页

作者：周钰清徐彦森何龙鑫张宇杰冯兆忠南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏省农业与生态气象重点实验室南京210044

人类活动导致的地表臭氧(O_(3))浓度升高和气候变暖正严重影响作物生长。利用开放式O_(3)浓度与温度升高平台(O_(3)-T-FACE),以南粳9108为实验材料,设置两个O_(3)浓度:环境大气O_(3)浓度(A)和1.5倍环境O_(3)浓度(E),三个增温处理:环境温... 详细信息

人类活动导致的地表臭氧(O_(3))浓度升高和气候变暖正严重影响作物生长。利用开放式O_(3)浓度与温度升高平台(O_(3)-T-FACE),以南粳9108为实验材料,设置两个O_(3)浓度:环境大气O_(3)浓度(A)和1.5倍环境O_(3)浓度(E),三个增温处理:环境温度(CK)、冠层红外增温1.5℃(+1.5)和2℃(+2)。于灌浆中期和后期测定水稻叶片光合速率和叶绿素含量,以明确O_(3)浓度升高和温度增加对水稻叶片光合作用的复合影响。两年重复实验结果表明,与环境大气O_(3)浓度相比,O_(3)浓度升高对水稻灌浆中期叶片光合指标无显著影响,但显著降低了水稻灌浆后期的饱和光合速率(A_(sat))、气孔导度(g_(s))和叶绿素含量,分别平均下降31.3%、19.9%和30.7%;对胞间CO_(2)浓度(C_(i))、电子传递速率(ETR)、水分利用率(WUE)等指标的影响两年均不显著,说明O_(3)浓度升高导致的A_(sat)降低主要是由于叶绿素含量的下降,而非气孔限制CO_(2)传输。增温显著降低了2022年灌浆后期叶片A_(sat)和g_(s),显著降低2021年灌浆中期和后期叶片C_(i),增加叶片WUE,但对其他光合指标和叶绿素含量无显著影响。灌浆后期叶片光合速率对O_(3)浓度升高和增温的响应存在年际差异,2021年灌浆期间高的环境O_(3)浓度和温度加重了叶片光合损失。实验设置的不同增温幅度间的影响未达到显著性差异,说明开放条件下增加冠层温度1.5—2℃对当前的试验水稻品种不足以产生高温胁迫。O_(3)浓度升高和增温对叶片光合速率和叶绿素含量的复合影响未达显著性水平,意味着高浓度O_(3)和温度对试验水稻品种的叶片光合作用不存在协同或拮抗效应。

关键词：臭氧增温光合速率气孔导度水分利用率叶绿素

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冬小麦叶片SPAD遥感探测的光谱尺度效应

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农业工程学报 2025年第2期41卷 196-205页

作者：池浩然李映雪吴芳邹晓晨南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 自然资源部遥感导航一体化应用工程技术创新中心南京210044 江苏省协同精密导航定位与智能应用工程研究中心南京210044 南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044 兴化市气象局兴化225700

叶片SPAD(soil and plant analyzer development)值表征了叶片叶绿素相对含量,是监测农作物长势和营养状况的重要参数。光学遥感是大面积无损探测叶片SPAD值的重要手段。然而,由于不同光谱尺度数据探测光谱变化存在差异,影响了光学探测... 详细信息

叶片SPAD(soil and plant analyzer development)值表征了叶片叶绿素相对含量,是监测农作物长势和营养状况的重要参数。光学遥感是大面积无损探测叶片SPAD值的重要手段。然而,由于不同光谱尺度数据探测光谱变化存在差异,影响了光学探测作物生化参数的精度,但目前很少有研究系统评估不同光谱尺度对探测冬小麦叶片SPAD值的影响。为优化光谱尺度提升叶片SPAD探测精度,该研究通过连续4年田间试验,获取冬小麦4个关键生育期(拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期)和3种施氮水平(N1、N2和N3)条件下的冠层光谱反射率和叶片SPAD值,评估了5种光谱尺度(1、5、10、25和50 nm)下单一波段反射率和植被指数对叶片SPAD值敏感性差异及对机器学习模型估算SPAD值的影响。结果表明,红光波段反射率对SPAD值敏感性最大,光谱尺度敏感性变异系数Var为0.497。红边波段波长710 nm反射率受到光谱尺度影响最大,在全生育期敏感性变异系数Var为1.000。全生育期敏感性最佳植被指数为m ND705,在50 nm光谱尺度对SPAD的敏感性最高(R^(2)=0.685)且光谱尺度敏感性变异系数低(Var=0.014)。在4个单一生育期中,mND705在灌浆期对SPAD的敏感性最佳(R^(2)=0.895)且受到光谱尺度的影响小(Var=0.014)。施氮水平的增加提升了植被指数对SPAD的敏感性。优化光谱尺度提升了机器学习模型估算SPAD的能力,全生育期中以25 nm光谱尺度构建的偏最小二乘回归模型对SPAD的估算精度最佳(R^(2)=0.816和均方根误差RMSE=4.04)。该研究为从优化光谱尺度角度优化光学传感器选择和设计、光谱植被指数波段选择和机器学习模型光谱特征构建提供了理论基础。

关键词：光谱尺度植被指数叶绿素含量冬小麦机器学习

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1990-2020年黄河流域碳储量时空演变及驱动因素研究

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生态环境学报 2025年第3期34卷 333-344页

作者：李曼吴东丽何昊余慧婕赵琳刘聪胡正华李琪南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/生态与应用气象学院江苏南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081

准确估算区域尺度的陆地生态系统碳储量及其驱动因素,对于制定科学合理的土地利用政策具有重要意义。基于土地利用/覆被数据和气象站点数据,运用InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型定量估算了1990-2... 详细信息

准确估算区域尺度的陆地生态系统碳储量及其驱动因素,对于制定科学合理的土地利用政策具有重要意义。基于土地利用/覆被数据和气象站点数据,运用InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型定量估算了1990-2020年黄河流域碳储量的时空分布。通过土地利用转移矩阵和碳储量贡献率分析土地利用变化对碳储量的影响,并采用最优参数地理探测器(OPGD)识别碳储量空间分异性的主要驱动因素。结果表明,1990-2020年间,黄河流域耕地面积减少,而林地、草地、建设用地面积增加,碳储量值呈现波动上升趋势,增加了0.549×10^(8)t,增幅为0.37%,经历了1990-1995年和2005-2010年两个增加阶段,以及1995-2005年和2010-2020年两个减少阶段。碳储量的空间分布具有明显的异质性,碳储量变化呈现零散分布,增减不一的特点。极显著热点区集中在青海、陕西、内蒙古等森林覆盖较广泛的山区,冷点分布在经济发达地区。草地是主要碳储存类型,未利用地转为草地对碳储量贡献最大(73.3%),耕地转为建设用地对碳储量产生最大负效应(−20.8%)。在5 km最优空间尺度和因子最佳空间离散化参数下,单因子和交互探测分别显示,归一化植被指数(NDVI)是碳储量空间分异性的主要驱动因素(20.7%),坡度、降水和日照等因素也具有显著影响;归一化植被指数与高程的组合解释力最强,达到29.0%。综合考虑自然地理和气候因素,因地制宜地制定土地利用政策,平衡城市扩张、农业发展与生态保护,是实现区域碳储量增加的关键。

关键词：碳储量 InVEST模型土地利用变化最优参数地理探测器驱动因素黄河流域

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