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气候变化对吉林省沼泽湿地植物多样性影响模拟及分析 被引量：1
1
作者 徐琛 王丹 +9 位作者 薛振山 姜明 李濡旭 王孝海 秦树林 邹元春 吕宪国 武海涛 张仲胜 刘波 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第7期1265-1274,共10页
吉林省沼泽湿地生物多样性丰富,然而近年气候变化导致吉林省沼泽湿地面积减少,物种栖息地遭到破坏,因此气候变化对沼泽湿地植物多样性影响研究对沼泽湿地保护和恢复至关重要。本文基于吉林省沼泽湿地6601个样点的30种优势植物分布数据... 吉林省沼泽湿地生物多样性丰富,然而近年气候变化导致吉林省沼泽湿地面积减少,物种栖息地遭到破坏,因此气候变化对沼泽湿地植物多样性影响研究对沼泽湿地保护和恢复至关重要。本文基于吉林省沼泽湿地6601个样点的30种优势植物分布数据和19个环境因子数据,利用SSDMs模拟了现状年(1981—2010年)吉林省优势沼泽湿地植物物种丰富度格局,对各物种分布的主要驱动因子进行识别,并对21世纪末(2071—2100年)3种气候情景(SSP1-2.6,SSP3-7.0,SSP5-8.5)优势沼泽湿地物种的分布进行预测。结果表明:影响吉林省优势沼泽湿地植物分布的主要环境因子是最湿季度的降水量、土壤pH和最温暖月份的最高温度。吉林省优势沼泽湿地植物分布不均匀,东部物种丰富度高于西部,丰富度最高的地区为敦化市;未来气候变化情景下,吉林省优势沼泽湿地植物分布范围缩小,物种丰富度降低;吉林省优势沼泽湿地植物大部分现存已经被保护,模拟发现的一些适宜分布区和未来气候风险区,在保护网络建设时应予以考虑保护。期望研究结果为吉林省沼泽湿地保护提供科学依据。 展开更多
关键词 气候变化 物种分布模型 吉林省 沼泽湿地 优势植物多样性
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拉林河流域土地利用变化及其生态环境效应分析 被引量：5
2
作者 刘洪超 吕军 +2 位作者 王铭 李兴丽 郭蒙 《中国水土保持》 2019年第6期38-41,I0003,共5页
拉林河为松花江的一级支流,发源于张广才岭山脉的老爷岭,流域内土地肥沃、人口密集,是国家重要的商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对拉林河流域1976-2015年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究,结果表明:随着流... 拉林河为松花江的一级支流,发源于张广才岭山脉的老爷岭,流域内土地肥沃、人口密集,是国家重要的商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对拉林河流域1976-2015年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究,结果表明:随着流域人口的增加和经济的发展,流域内耕地面积和建设用地面积不断增加,林地、草地、水域、未利用地面积趋于减少;耕地是拉林河流域最主要的土地利用类型,林地、草地转为耕地是其最主要的土地利用转变类型;1976-2015年整个流域景观斑块数量呈现减少趋势,景观破碎度逐渐降低,集中分布的趋向性愈加明显。拉林河流域的土地利用变化导致了诸多环境问题,如土壤侵蚀加剧、水资源短缺、水质恶化、湿地面积萎缩、生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。 展开更多
关键词 土地利用变化 生态环境 景观格局 拉林河流域
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气候变化对土壤有机碳库分子结构特征与稳定性影响研究进展 被引量：46
3
作者 张仲胜 李敏 +5 位作者 宋晓林 薛振山 吕宪国 姜明 武海涛 王雪宏 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期273-282,共10页
气候变化与土壤碳库之间的相互作用及耦合机制一直是学术界研究的热点与难点。虽然目前在群落—生态系统、区域—全球等不同尺度上开展了大量研究,然而在分子尺度上探究气候因子波动对土壤有机碳库化学结构特征影响机制方面却鲜有研究... 气候变化与土壤碳库之间的相互作用及耦合机制一直是学术界研究的热点与难点。虽然目前在群落—生态系统、区域—全球等不同尺度上开展了大量研究,然而在分子尺度上探究气候因子波动对土壤有机碳库化学结构特征影响机制方面却鲜有研究。本文综述了近年来气候因子变化及其导致的环境、生态因子变化与土壤有机碳库分子结构特征的关系。气温升高不仅将改变土壤中源自植物部分的有机碳来源特征,同时也会将加速土壤木质素等碳组分分解,排水或者旱化引起有机质分解加速,土壤中C=O键增加。植被演替、土壤动物及微生物等与气候变化密的切相关的生态因子则会影响输入土壤植被残体性质,加速糖类、脂类及木质素分解、并改变有机碳结构的生物分子标志物;土壤中有机碳稳定性与分子结构特征密切相关,土壤中具有高的苯环结构(芳香族化合物)及O-烷基碳通常表明土壤碳库具有更高的稳定性,而之前认为较为稳定的木质素等结构在气候变暖背景下可能并不稳定。未来研究中应着重关注与土壤有机碳分子标志物的识别与生态意义判读、生物对土壤有机碳分子结构转换过程的调控作用及机制、大尺度环境/生态过程与碳库分子结构转变的耦合机制及新的土壤有机碳分子结构辨识技术及判读等方面的研究。 展开更多
关键词 气候变化 土壤碳库 分子结构 稳定性
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铁促进土壤有机碳累积作用研究进展 被引量：43
4
作者 王璐莹 秦雷 +2 位作者 吕宪国 姜明 邹元春 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1041-1050,共10页
土壤中总有机碳的含量可反映土壤的有机质含量进而反映土壤肥力水平。在众多的有机碳累积的影响因子中,铁在土壤有机碳的累积方面发挥着"捕获"有机碳并形成"锈汇"的重要作用。本文总结了前人的研究成果,得出土壤中... 土壤中总有机碳的含量可反映土壤的有机质含量进而反映土壤肥力水平。在众多的有机碳累积的影响因子中,铁在土壤有机碳的累积方面发挥着"捕获"有机碳并形成"锈汇"的重要作用。本文总结了前人的研究成果,得出土壤中有机碳的固持机制主要包括团聚体的物理保护、矿物质的化学保护、微生物的生物保护以及有机碳自身的保护,并以前两者为主,且铁紧密地参与到物理、化学和生物保护机制中的结论。这说明铁在土壤有机碳累积过程中起重要作用。铁通过促进团聚体的形成、与有机碳发生共沉淀和吸附作用以及影响微生物活性的方式分别参与到物理、化学和生物保护机制中。有机碳自身的保护作用主要体现在一部分有机碳的抗分解性。建议今后更多地关注氧化还原性质活跃的、生态服务功能显著的土壤系统的有机碳固持及碳汇功能恢复机制,更加注重不同机制的定量化研究及重要性对比研究,加强模拟实验研究,更好地实现理论服务于实践。 展开更多
关键词 土壤有机碳 铁氧化物 团聚体 共沉淀 吸附 微生物
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冻融循环对金川泥炭沼泽土壤微生物量及群落结构的影响 被引量：15
5
作者 孙嘉鸿 郭彤 +3 位作者 董彦民 王升忠 汪祖丞 徐志伟 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2763-2773,共11页
冻融作用显著改变土壤微生物活性及碳氮循环过程。以长白山金川泥炭沼泽0—15 cm和15—30 cm土壤为研究对象,进行室内冻融交替模拟实验。实验设置两个冻融幅度(-10—10℃和-5—5℃)。经过0/1/3/5/7/15次冻融循环后,分别采用氯仿熏蒸法... 冻融作用显著改变土壤微生物活性及碳氮循环过程。以长白山金川泥炭沼泽0—15 cm和15—30 cm土壤为研究对象,进行室内冻融交替模拟实验。实验设置两个冻融幅度(-10—10℃和-5—5℃)。经过0/1/3/5/7/15次冻融循环后,分别采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸法测定泥炭沼泽土壤微生物量及磷脂脂肪酸含量,并与未进行冻融处理的FTC(0)对比。实验结果表明:冻融作用对土壤微生物量碳、氮及微生物磷脂脂肪酸含量有显著影响(P<0.001)。15次冻融交替作用后,土壤微生物碳(MBC)含量均显著增加,土壤微生物量氮(MBN)含量显著降低。两种冻融模式下,各类型微生物磷脂脂肪酸含量均显著降低。冻融作用显著改变了泥炭沼泽土壤微生物群落结构。冻融作用降低了土壤真菌/细菌比值(-5—5℃,0—15 cm土壤除外),增加了革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值。-5—5℃冻融作用下,各土壤微生物磷脂脂肪酸含量变幅大于-10—10℃,土壤MBC的变化则与其相反,在-10—10℃变化幅度更大。两种冻融幅度下MBC与大部分微生物群落在15—30 cm土壤的变幅更大,这说明冻融作用对不同深度土壤微生物量和微生物群落结构的影响存在差异。冻融次数对土壤微生物量和各类型磷脂脂肪酸含量有显著影响(P<0.01)。相关性分析结果表明多种微生物磷脂脂肪酸含量与MBN含量呈正相关关系(P<0.01),与DOC含量呈负相关关系(P<0.05)。综上,冻结作用促进了微生物的死亡,为融化期微生物生存提供更多碳源与营养物质,改变了土壤微生物群落结构。冻融期间各类型微生物磷脂脂肪酸含量降低,可能会降低泥炭沼泽土壤碳汇能力。 展开更多
关键词 冻融循环 室内模拟实验 泥炭沼泽 磷脂脂肪酸 土壤有机碳、氮
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水位影响泥炭沼泽土壤有机碳分解的生物化学机制研究进展 被引量：6
6
作者 徐志伟 辛沐蓉 +2 位作者 王钰婷 刘莎莎 王升忠 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第19期7729-7739,共11页
在人类活动和气候变化影响下,泥炭沼泽生态系统急剧退化,其独特的氧化还原过程使得退化泥炭沼泽及其恢复过程中土壤有机碳(SOC)分解与存储机制成为研究的热点问题。泥炭沼泽排水/再湿过程会显著改变土壤的氧化还原条件,进而改变土壤微... 在人类活动和气候变化影响下,泥炭沼泽生态系统急剧退化,其独特的氧化还原过程使得退化泥炭沼泽及其恢复过程中土壤有机碳(SOC)分解与存储机制成为研究的热点问题。泥炭沼泽排水/再湿过程会显著改变土壤的氧化还原条件,进而改变土壤微生物群落和酶活性,驱动铁氧化还原过程,影响SOC分解。已有研究对“缺氧是维持泥炭地碳存储的关键”的传统理论提出了质疑,而土壤酶及铁(Fe)在土壤SOC分解与存储过程中分别扮演着“酶锁”和“铁门”的作用,二者同时受到氧化还原条件的影响。然而,有关退化泥炭沼泽及其恢复过程中酶-土壤SOC-Fe相互作用及微生物驱动机制还有待深入。总结了干旱/排水/再湿对泥炭沼泽土壤SOC组分、分子结构、碳排放的影响,并从微生物、酶、Fe化学的角度归纳总结了泥炭沼泽土壤SOC分解的生物化学机制。未来研究中应将土壤水分与土壤SOC分解的生物地球化学机制联系起来,探寻水位变化过程中生物及非生物要素对土壤SOC分子结构变化的调控机制及土壤氧化酶-酚类物质/SOC分子结构-水解酶之间的作用机制。同时,关注Fe的氧化和还原过程,评估Fe-SOC在泥炭沼泽土壤有机碳中的地位,利用分子生物学手段探究水位变化过程中酶-SOC分解/碳排放-铁之间的权衡机制。 展开更多
关键词 泥炭沼泽 水位变化 有机碳分解 微生物 酶锁 铁门
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不同水盐条件对三江藨草生长和生物量分配的影响 被引量：3
7
作者 张超凡 燕红 +5 位作者 潘丽铭 姚明远 刘庚 李伟东 齐巍 马琼芳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第16期6580-6587,共8页
水、盐条件是盐沼生态系统最重要的环境因子,直接影响着植物的生长和繁殖。以莫莫格湿地优势植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,探究不同水盐条件及其交互作用对湿地植物三江藨草功能性状和生物量分配格局的影响,以期加深对... 水、盐条件是盐沼生态系统最重要的环境因子,直接影响着植物的生长和繁殖。以莫莫格湿地优势植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,探究不同水盐条件及其交互作用对湿地植物三江藨草功能性状和生物量分配格局的影响,以期加深对湿地盐渍化背景下内陆盐沼植物生态适应对策的了解,为指导湿地水盐管理和植被生态恢复提供基础数据。实验采用室内模拟控制水盐条件的方法,设置盐度(300、1000、2000、3000、4000 mg/L和5000 mg/L)和水位(-10,0,20,40,60 cm和80 cm)各6个梯度处理,结果表明,三江藨草株高变化仅受水位处理的影响(P<0.05),随水位的升高株高呈现先增加后下降的趋势;株数变化仅受盐度处理的影响,并且受水位的限制,适宜盐度能促进浅水域植株分株数增加;水位、盐度和二者的交互作用对三江藨草生物量积累及其分配均产生显著影响,随着水位和盐度的升高,三江藨草球茎、地下、地上和单株总生物量均呈先增加后降低的趋势;生物量分配受水盐交互作用较明显,在1000、2000 mg/L和3000 mg/L盐度处理时,随着水位升高球茎生物量分配和地下生物量分配增加,地上生物量分配减少。综合三江藨草的生长特征和生物量累积,认为其在40—80 cm水位和1000—3000 mg/L盐分处理环境中生长状态较好,适宜的盐分处理可以增加三江藨草对水深的耐受程度。 展开更多
关键词 湿地植物 水位 盐度 功能性状 生物量分配
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冻融作用对金川泥炭沼泽土壤酶活性的影响 被引量：4
8
作者 郭彤 孙嘉鸿 +2 位作者 徐志伟 王升忠 董彦民 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第13期5348-5359,共12页
为研究冻融作用对泥炭沼泽土壤酶活性的影响,选取金川草本泥炭沼泽为研究对象,采集表层(0—15 cm)和深层(15—30 cm)土壤样品,进行室内冻融模拟实验。实验设置(-5—5℃)和(-10—10℃)两个冻融幅度,分析经0、1、3、5、7、15次冻融循环处... 为研究冻融作用对泥炭沼泽土壤酶活性的影响,选取金川草本泥炭沼泽为研究对象,采集表层(0—15 cm)和深层(15—30 cm)土壤样品,进行室内冻融模拟实验。实验设置(-5—5℃)和(-10—10℃)两个冻融幅度,分析经0、1、3、5、7、15次冻融循环处理后土壤3种水解酶活性(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP))和2种氧化酶(过氧化物酶(PER)和多酚氧化酶(PPO))的变化特征,并结合土壤有机碳、氮组分,探讨泥炭沼泽土壤酶活性与土壤活性有机碳、氮组分间的相关关系。结果表明,冻融频次与冻融幅度均显著影响了土壤有机碳、氮组分及土壤酶活性。-10—10℃冻融作用下,土壤可溶性有机碳(DOC)与可溶性有机氮(DON)含量呈现先增加后降低的变化趋势。-5—5℃的冻融作用下土壤DOC与DON释放相对-10—10℃冻融作用更为缓慢,在冻融结束后呈现增加趋势。冻融循环增加了土壤微生物碳(MBC)含量,而降低了土壤微生物氮(MBN)含量。冻融幅度对土壤MBC和MBN的影响表现为-5—5℃<-10—10℃。随着土层的增加,土壤MBC、MBN和DOC含量的幅度变化表现为0—15 cm<15—30 cm,而土壤DON含量幅度变化表现为0—15 cm>15—30 cm。冻融循环降低了土壤水解酶活性和氧化酶活性。冻融幅度对土壤水解酶活性的影响表现为-5—5℃>-10—10℃,对土壤氧化酶活性的影响表现为-5—5℃<-10—10℃。随着土层深度的增加,土壤水解酶活性变化的幅度表现为0—15 cm<15—30 cm,土壤氧化酶活性变化的幅度表现为0—15 cm>15—30 cm。土壤酶活性与土壤MBC和MBN含量呈正相关,而与土壤DOC含量呈显著负相关(P<0.05)。研究结果表明冻融作用初期促使部分微生物死亡,其死亡残体释放的可利用养分,促进了适应冻融作用的微生物生长,但在培养后期随着土壤养分的消耗,土壤微生物量呈现下降趋势,进而最终降低了土壤酶活性。 展开更多
关键词 冻融循环 泥炭沼泽 水解酶 氧化酶 土壤有机碳氮
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