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植物生态学报 2021年第10期45卷 1127-1139页

作者：李周园叶小洲王少鹏北京大学城市与环境学院生态研究中心地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 北京大学生命科学学院北京100871

在全球变化背景下,生态系统能否长期有效地维持功能并提供服务,有赖于其稳定性。生态系统稳定性及其与生物多样性的关系,是生态学研究的核心问题,生物多样性能否促进生态系统稳定性曾引起很多争论。该文在前期国内外综述和研究的基础上... 详细信息

在全球变化背景下,生态系统能否长期有效地维持功能并提供服务,有赖于其稳定性。生态系统稳定性及其与生物多样性的关系,是生态学研究的核心问题,生物多样性能否促进生态系统稳定性曾引起很多争论。该文在前期国内外综述和研究的基础上,重点从以下三个方面对近期进展做了总结。第一,介绍了近期理论研究在生态系统稳定性的内涵及不同稳定性指标间的内在关联方面取得的新认识。第二,梳理了最近基于生物多样性实验开展的多项整合分析研究和理论探索,以及在多维度框架下开展的多样性-稳定性关系研究。第三,详细介绍了最近发展起来的多尺度稳定性理论框架,对稳定性的尺度依赖、多样性-稳定性的多尺度关系等新议题做了探讨。最后,提出了本领域有待进一步研究的关键问题和方向建议。

关键词：稳定性生物多样性超产效应保险效应抵抗力恢复力变异性多尺度

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面向多重生态保护目标的广东省生态系统服务退化风险情景模拟

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生态学报 2022年第3期42卷 1180-1191页

作者：张子墨姜虹徐子涵丹宇卓叶玉瑶彭建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 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室深圳518055 广东省科学院广州地理研究所广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070

稳定、协调、可持续的生态系统服务供给是维持区域自然生命系统、保障区域生态安全的基础。面临生态系统所受的人为与自然干扰,有必要准确评估生态系统服务退化风险,揭示区域生态安全和可持续性提升路径。现有研究多叠加所有生态系统服... 详细信息

稳定、协调、可持续的生态系统服务供给是维持区域自然生命系统、保障区域生态安全的基础。面临生态系统所受的人为与自然干扰,有必要准确评估生态系统服务退化风险,揭示区域生态安全和可持续性提升路径。现有研究多叠加所有生态系统服务以评估生态系统服务退化风险,未能面向区域生态问题或生态需求对不同类型生态系统服务进行整合。研究提出面向多重生态保护目标的生态系统服务退化风险情景模拟框架,考虑广东省生物多样性保育、水资源安全、自然灾害防范等生态保护目标,选取代表性生态系统服务类型(生境维持、水源涵养、水质净化、土壤保持、洪水缓解、热带气旋缓解),基于不同典型浓度路径情景评估2018-2035年生态系统服务退化风险。结果表明,2018-2035年广东省生态系统服务供给空间格局基本稳定,尽管有所退化、空间异质性强。生态系统服务退化风险的情景模拟表明,面向生物多样性保育目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、佛山市和江门市,以及粤西和粤东地区的湛江市、茂名市和揭阳市;面向水资源安全目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市、中山市和江门市,以及粤西与粤东地区的茂名市、揭阳市和江门市;面向自然灾害防范目标的生态系统服务退化高风险区位于珠三角的深圳市与江门市、粤西与粤东地区的茂名市、湛江市和揭阳市,是广东省生态系统服务退化风险防范的关键区域。面向多重生态保护目标,广东省生态系统服务退化风险应对策略应重视城市生态系统生物多样性保育,应加强对生态用地尤其是红树林的保护及恢复,应对流域进行分级管控,因地制宜开展面向多重生态保护目标的生态保护与修复工程,应积极采取气候变化相关干预政策,优选低资源消耗低生态影响的绿色可持续发展路径。

关键词：生态系统服务退化风险情景模拟生物多样性保育水资源安全自然灾害防范

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桂西北岩溶地质高背景和矿业活动叠加区土壤剖面镉分布特征及生物有效性

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地球科学与环境学报 2024年第1期46卷 81-95页

作者：王艺惠文鑫钟聪朱槟栾苏丹妮王成南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 南宁师范大学地理与海洋研究院广西南宁530001 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室江苏南京210044

桂西北岩溶地质高背景与矿业活动叠加,导致土壤污染风险增大,对粮食和生态安全构成了潜在威胁。以广西河池地区典型岩溶地质高背景与矿业活动叠加区作为研究区域,采集了3条水稻田土壤剖面(0~100 cm)样品,分析镉(Cd)的空间分布特征和生... 详细信息

桂西北岩溶地质高背景与矿业活动叠加,导致土壤污染风险增大,对粮食和生态安全构成了潜在威胁。以广西河池地区典型岩溶地质高背景与矿业活动叠加区作为研究区域,采集了3条水稻田土壤剖面(0~100 cm)样品,分析镉(Cd)的空间分布特征和生物有效性,结合富集因子法、风险评价指数等对土壤剖面Cd污染状况与生态风险进行了评估。结果表明:3条剖面土壤Cd在表层(0~20 cm)均显著富集,表明在土壤表层有明显人为来源的重金属Cd积累。根据国家标准《土壤环境质量:农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018),距离矿区较远的两条剖面土壤Cd含量有个别样品超过农用地土壤污染风险筛选值,而靠近矿区的剖面则有90%的土壤样品超过农用地土壤风险管控值。研究区土壤剖面Cd含量主要受控于地质背景、农业耕作和矿业活动等多因素相互叠加,不同剖面含量差异主要取决于距离矿区的远近,同一剖面则与土壤pH值和有机质含量有关。土壤剖面Cd主要以铁锰结合态、离子交换态和残渣态存在,其生物有效性主要受控于土壤Cd总含量、pH值、有机质含量以及铁锰氧化物的固定作用,表现出远离矿区的土壤剖面以及土壤表层的生物有效性相对较高的特点。

关键词：重金属镉土壤剖面富集特征形态分布生物有效性岩溶地区广西

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稻田氮磷径流流失模型研究进展

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湖泊科学 2021年第2期33卷 336-348页

作者：黄微尘周丰梁浩陈磊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 河海大学农业科学与工程学院南京210098 北京师范大学环境学院北京100875

水稻是全球最重要的粮食作物,但种植过程中不合理的水肥管理引起了稻田氮磷径流流失,对邻近水体造成污染风险.稻田氮磷径流流失模型是理解区域水体污染排放时空特征和评估水污染风险的有效手段.论文阐述了稻田氮磷径流流失的发生机制和... 详细信息

水稻是全球最重要的粮食作物,但种植过程中不合理的水肥管理引起了稻田氮磷径流流失,对邻近水体造成污染风险.稻田氮磷径流流失模型是理解区域水体污染排放时空特征和评估水污染风险的有效手段.论文阐述了稻田氮磷径流流失的发生机制和关键过程,梳理了统计经验模型、物理机理模型、水文过程模型和生态系统模型的研发历程.结果表明,当前模型缺乏水-土-气界面过程的有效参数化,基于高分辨率、多年多站点、全通量的模型参数的合理化,以及区域尺度农艺管理(种植制度、施肥制度、灌排制度)和田-沟-塘联合调控措施(分布、规模、运行规则)的模块化,造成了稻田氮磷径流流失的不确定性.同时,提出了面向稻田氮磷循环的高分辨率全通量观测网络建设、农艺管理与调控措施的区域数据集研发、模型开发与先进技术手段的集成与融合、稻田-氮-磷-水耦合的多模型集合等,为稻田氮磷径流流失模型的改进、农艺管理措施的优化以及气候智能型稻田的建设提供科学依据.

关键词：稻田氮循环磷循环径流流失过程模型

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基于土地利用变化的广西近20年生态系统服务价值研究

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环境工程技术学报 2022年第5期12卷 1455-1465页

作者：丘海红胡宝清张泽北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁师范大学南宁师范大学地理与海洋研究院南宁师范大学地理科学与规划学院

为探究广西土地利用变化对生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)的影响,采用随机森林算法对2000—2020年5期Landsat系列遥感影像进行土地利用分类,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵方法揭示土地利用变化规律,运用当量因... 详细信息

为探究广西土地利用变化对生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)的影响,采用随机森林算法对2000—2020年5期Landsat系列遥感影像进行土地利用分类,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵方法揭示土地利用变化规律,运用当量因子法计算ESV,探究其时空变化特征,并分析各土地利用类型与ESV变化之间的内在联系。结果表明:林地和耕地是广西主体土地利用类型;建设用地面积逐年增加,主要是侵占耕地;单一土地利用类型动态度表现为未利用地>草地>建设用地>耕地>水域>林地。广西生态系统服务价值总体呈波动下降趋势;单向生态系统服务价值以水文调节和气候调节为主;在空间分布上,ESV呈中部低、四周高的特征;广西近20年的ESV变化,草地、林地和耕地是主要贡献因子和敏感因子。

关键词：土地利用变化生态系统服务价值时空变化广西

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具有LXRα活性效应物质的新型筛查方法研究

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中国环境科学 2020年第7期40卷 3156-3164页

作者：汤卓衡高俊敏贾映亭胡文欣胡建英重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045 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

为了检测环境中潜在的LXRα效应物质.本研究以LXRα蛋白为例,利用核受体蛋白与小分子亲和结合的原理,构建了pCold-TF-LXRα重组蛋白并优化了重组蛋白的表达条件,建立了特异性捕获活性物质的方法.结果表明:诱导温度为20℃、诱导剂IPTG浓... 详细信息

为了检测环境中潜在的LXRα效应物质.本研究以LXRα蛋白为例,利用核受体蛋白与小分子亲和结合的原理,构建了pCold-TF-LXRα重组蛋白并优化了重组蛋白的表达条件,建立了特异性捕获活性物质的方法.结果表明:诱导温度为20℃、诱导剂IPTG浓度为0.4mmol/L为重组蛋白的最佳表达条件;同时,利用LXRα激动剂T0901317 4个梯度浓度(0.25,2.5,25,250μg/L)的加标回收率实验测得线性回归曲线为y=0.83604x+0.40763,R^2=0.9948,证明方法具有有效性;对比pCold-TF空载体蛋白(6.42%)和重组蛋白(79.83%)对T0901317(250μg/L)的回收率,说明方法具有特异性.为了验证方法的实用性,将重组蛋白与15种典型的有机磷酸酯类化合物(OPEs)的混合标样进行"捕获"实验,证明了TPHP、BPADP、TCrP、EHDPP、TNBP、RDP、TEHP、TDCIPP具有LXRα的活性效应.最后,用酵母双杂交实验验证了这8种OPEs均为LXRα的拮抗剂.

关键词：肝X受体重组蛋白有机磷酸酯酵母双杂交系统

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基于SWAT模型的典型厄尔尼诺/拉尼娜年广西北部湾南流江蓝绿水评估

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水电能源科学 2023年第10期41卷 46-49页

作者：童凯赵银军胡宝清肖大远南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001 南宁师范大学广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 广西沿海水文中心广西钦州535000

广西北部湾沿海区域水资源充沛,但受厄尔尼诺/拉尼娜事件等影响,年际分布不均匀。以广西北部湾最大入海河流南流江流域为例,通过SWAT模型研究了流域典型厄尔尼诺/拉尼娜年蓝绿水特征。结果表明,1971~2015年流域多年平均蓝水为835.0 mm/... 详细信息

广西北部湾沿海区域水资源充沛,但受厄尔尼诺/拉尼娜事件等影响,年际分布不均匀。以广西北部湾最大入海河流南流江流域为例,通过SWAT模型研究了流域典型厄尔尼诺/拉尼娜年蓝绿水特征。结果表明,1971~2015年流域多年平均蓝水为835.0 mm/年,绿水流为929.0 mm/年,绿水储为114.0 mm/年;典型厄尔尼诺年(1997年)/拉尼娜年(2007年)蓝水、绿水流、绿水储分别为多年平均值的145.7%/51.6%、92.4%/96.9%、115.5%/78.3%;厄尔尼诺/拉尼娜事件造成南流江降水明显增多/减少,主要影响蓝水;流域气候湿润,绿水流主要受太阳辐射和风速等因素影响。研究结果可为水资源合理高效利用及区域高质量发展等提供参考。

关键词：蓝绿水 SWAT模型厄尔尼诺/拉尼娜年南流江流域

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土地利用方式对广西平果喀斯特土壤碳氮磷全量与易利用组分的影响

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中国岩溶 2023年第2期42卷 311-320页

作者：苏同庆崔婷婷张建兵罗为群胡宝清南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站广西平果531400

以广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站及周边地块的三种土地利用方式(退耕林地、退耕草地、耕地(甘蔗地和玉米地))为研究对象,通过采集0~15 cm表层土壤,分析土壤的理化性质和土壤碳、氮、磷全量与易利用组分及其关系,以期能... 详细信息

以广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站及周边地块的三种土地利用方式(退耕林地、退耕草地、耕地(甘蔗地和玉米地))为研究对象,通过采集0~15 cm表层土壤,分析土壤的理化性质和土壤碳、氮、磷全量与易利用组分及其关系,以期能更加准确地理解和把握退耕还林还草、土地利用方式转变对喀斯特地区土壤碳、氮、磷全量及易利用组分的影响。结果表明:(1)与耕地相比,退耕后林地和草地土壤pH值显著升高,大团聚体、速效氮显著增加,微团聚体、速效磷显著减少。(2)退耕后林地和草地土壤有机碳较耕地显著增加,林地和草地分别是甘蔗地的1.98和1.88倍,分别是玉米地的2.15和2.04倍。林地和草地土壤微生物生物量碳、全氮、微生物生物量氮较耕地也明显提高。对于磷,草地全磷(1.04 g·kg^(-1))最高,其次玉米地(0.81 g·kg^(-1)),且甘蔗地和玉米地的可溶性磷均显著高于林地和草地。在土壤碳氮磷生态化学计量比方面,林地的OC/TP、TN/TP显著高于草地和耕地,而草地和耕地没有显著差异。(3)土壤容重、团聚体结构、pH、速效氮、速效磷都与土壤碳、氮、磷全量与易利用组分有着显著的相关关系。上述结果表明,退耕还林还草、土地利用方式转变显著提高了喀斯特土壤碳、氮水平,提升了土壤质量,退耕还林还草、转变土地利用方式是喀斯特地区石漠化治理、生态环境保护的重要、有效途径。

关键词：土地利用方式广西平果喀斯特碳氮磷

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流域生态系统服务权衡/协同关系时空格局及热点区识别——以南流江流域为例

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水土保持研究 2023年第5期30卷 397-407页

作者：罗金玲谢余初刘秋华童凯胡宝清南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001 南宁师范大学地理科学与规划学院广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

[目的]在经济快速发展与生态环境保护双重压力背景下,分析和揭示南流江流域生态系统服务权衡与协同关系及其热点区,对广西北部湾入海河流的可持续发展具有重要意义。[方法]基于遥感影像、DEM、气象、土壤、野外观测和调研结果等多源数据... 详细信息

[目的]在经济快速发展与生态环境保护双重压力背景下,分析和揭示南流江流域生态系统服务权衡与协同关系及其热点区,对广西北部湾入海河流的可持续发展具有重要意义。[方法]基于遥感影像、DEM、气象、土壤、野外观测和调研结果等多源数据,综合InVEST模型、GIS、R语言和GeoDa软件等,定量测算和分析了2000—2020年南流江流域食物供给、固碳、生物多样性维持和土壤保持服务4种主要生态系统服务的时空分异特征及权衡/协同关系,辨识流域生态系统服务热点区。[结果]近20年间南流江流域食物供给服务不断下降,固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务总体呈增长趋势。2000—2020年流域食物供给服务与固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务均表现权衡关系,权衡关系不断增强,权衡集中区域主要分布在玉林市城乡结合部、以浦北县城为核心的小江流域中游地区。而固碳服务、生物多样性维持与土壤保持服务则表现出协同关系,且协同相对集中区域主要是南流江中游自然资源禀赋较好的乡镇,但协同关系呈现逐渐减弱的趋势。南流江流域生态系统服务热点区以固碳服务、生物多样性维持和土壤保持服务为主,主要分布在六万大山、勾头嶂山、云开大山、大容山等山林地和自然保护区。食物供给服务主导热点区分布在玉州平原、博白盆地和下游三角洲地区,固碳服务主导区域在大容山农林交错带,生物多样性维持服务主导热点区集中在自然保护区、山林岗地和丘陵地区。[结论]南流江流域生态系统服务变化总体呈上升趋势,各项生态系统服务权衡协同关系存在明显时空异质性,未来应在空间上促进生态系统服务协同发展,优化和保障流域生态空间。

关键词：生态系统服务时空变化权衡热点区南流江流域

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中国灌丛叶片氮磷比1 km分辨率数据集

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中国科学数据(中英文网络版) 2025年第1期10卷 225-235页

作者：邓滢徐文婷熊高明李家湘王杨赵常明刘庆唐志尧谢宗强中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中南林业科技大学林学院长沙410004 中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都610041 北京大学城市与环境学院北京大学生态研究中心地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

叶片氮磷比是反映植物养分限制的重要指标之一,大尺度的叶片氮磷比数据在评估区域生态系统养分利用、氮磷沉降作用下的碳汇潜力具有重要作用。而灌丛生态系统易受人类活动影响,不确定性较大,研究灌丛植被叶片氮磷比兼具科学研究和应用... 详细信息

叶片氮磷比是反映植物养分限制的重要指标之一,大尺度的叶片氮磷比数据在评估区域生态系统养分利用、氮磷沉降作用下的碳汇潜力具有重要作用。而灌丛生态系统易受人类活动影响,不确定性较大,研究灌丛植被叶片氮磷比兼具科学研究和应用价值。本数据集基于可靠的地面实测数据,结合地理、气象、土壤、人类活动和生物多种要素,利用机器学习算法,生成一套中国灌丛植被叶片氮磷比空间分布数据集,分辨率为1 km,每个栅格的值为估算的叶片氮磷比,数据格式为tiff。通过测试集验证和与其他产品比较两个方面的评估,本数据集具有较好的精度,能够客观地反映灌丛植被养分限制状况,为灌丛生态系统养分利用、碳汇潜力估算提供必要的数据支持。

关键词：灌丛生态系统氮磷比机器学习升尺度

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