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有机肥和生物菌剂对菜地土壤N_(2)O排放及土壤团聚体的影响 被引量：1
1
作者 马静 陆昕昱 +1 位作者 宋俊杰 孙丽英 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第1期251-261,共11页
为探究不同施肥处理对菜地土壤N_(2)O排放、产量及土壤团聚体的影响,本研究以南京地区菜地为研究对象,设置不施氮肥(CK)、施化学氮肥(U)、化学氮肥和生物菌剂配施(UM)、有机肥替代25%化学氮肥(O)、有机肥替代25%化学氮肥和生物菌剂配施(... 为探究不同施肥处理对菜地土壤N_(2)O排放、产量及土壤团聚体的影响,本研究以南京地区菜地为研究对象,设置不施氮肥(CK)、施化学氮肥(U)、化学氮肥和生物菌剂配施(UM)、有机肥替代25%化学氮肥(O)、有机肥替代25%化学氮肥和生物菌剂配施(OM)5个处理。采用静态暗箱-气相色谱法,观测菜地土壤N_(2)O的排放,并分析不同施肥处理对菜地土壤N_(2)O排放量、综合温室效应(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)、产量、土壤团聚体组成、经济效益等的影响。结果表明:与U处理相比,O处理土壤N_(2)O累积排放量增长了12.70%,UM和OM处理土壤N_(2)O累积排放量均有所降低,其中,UM处理降低了16.67%,OM处理显著降低了23.81%(P<0.05)。在各施肥处理中,OM处理产量最高,为11.9 t·hm^(-2),O处理次之,为11.2 t·hm^(-2)。此外,O和OM处理降低了<0.25 mm团聚体占比,提高了土壤中大团聚体占比,增加了土壤团聚体稳定性。研究表明,有机肥配施生物菌剂处理可以减缓菜地土壤N_(2)O排放并提高作物产量和经济效益,是实现农业低碳高产的一种可行性措施。 展开更多
关键词 有机肥 生物菌剂 N_(2)O 团聚体 产量
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地面高光谱耦合可解释性集成机器学习的农田土壤含盐量和pH反演 被引量：1
2
作者 黄华雨 丁启东 +3 位作者 张俊华 周跃辉 潘鑫 贾科利 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1080-1091,共12页
土壤盐碱化是制约农业可持续发展的关键因素.盐碱信息的及时获取对土壤改良与地力长效提升至关重要.以河套平原地面高光谱和实测土壤含盐量(SSC)及pH值为数据源,对高光谱反射率进行正交信号校正(OSC)变换后,利用竞争性自适应重加权采样(... 土壤盐碱化是制约农业可持续发展的关键因素.盐碱信息的及时获取对土壤改良与地力长效提升至关重要.以河套平原地面高光谱和实测土壤含盐量(SSC)及pH值为数据源,对高光谱反射率进行正交信号校正(OSC)变换后,利用竞争性自适应重加权采样(CARS)筛选盐碱信息的特征波段,并引入环境变量和微波遥感数据,基于极端梯度提升(XGBoost)、自适应提升(AdaBoost)和随机森林(RF)等6种集成机器学习算法,构建SSC和pH值的反演模型,并利用夏普利加性解释(SHAP)对模型进行可视化分析.结果表明:①河套平原农田土壤盐碱化等级整体呈轻、中程度,且盐化和碱化表现出较强的空间异质性.②OSC变换优化了光谱数据结构,使其在复杂背景下的解析能力显著增强;CARS有效筛选出与盐碱信息相关的特征波段,SSC特征波段包括450、470和600 nm等13个波长,pH特征波段包括680、730和740 nm等15个波长.③AdaBoost算法对SSC反演表现最优,验证集R_(p)^(2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.852、1.352和2.88,而pH值则以XGBoost模型效果最佳,其R_(p)^(2)、RMSE和RPD分别为0.908、0.151和3.31.④SHAP分析表明,SSC和pH值的预测模型体现了多因子协同作用.波段和气候因子为SSC建模的主导因素,累计贡献率达80.8%.土壤属性(24.88%)对pH值的建模贡献率最高,波段数据贡献率最小,为15.13%,微波遥感数据对盐碱信息建模贡献有限,多源数据组合为土壤盐碱化的精准监测提供了有力支撑.研究结论有助于推动土地可持续管理和农业高效生产. 展开更多
关键词 河套平原 地面高光谱 土壤含盐量 竞争性自适应重加权采样(CARS) 环境变量 夏普利加性解释
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基于遥感数据与样地调查数据的流域碳储量时空变化及驱动因素分析:以漾弓江为例 被引量：1
3
作者 汤志龙 张连凯 +3 位作者 王兴荣 王传宇 王超 王振会 《环境科学》 北大核心 2026年第1期372-383,共12页
为探究流域尺度下碳储量的时空变化特征及其驱动机制,以漾弓江流域为例,结合样地调查结果与遥感数据,综合应用PLUS-InVEST-Geodetector模型,分析1980~2020年漾弓江流域土地利用和碳储量的时空演变特征,模拟2030年和2060年不同情景下的... 为探究流域尺度下碳储量的时空变化特征及其驱动机制,以漾弓江流域为例,结合样地调查结果与遥感数据,综合应用PLUS-InVEST-Geodetector模型,分析1980~2020年漾弓江流域土地利用和碳储量的时空演变特征,模拟2030年和2060年不同情景下的碳储量变化,并探讨碳储量空间分异的驱动因素.结果表明:(1)1980~2020年期间,林地在漾弓江流域土地利用类型中始终占据主导地位.然而,流域土地利用类型变化明显,其中耕地面积持续缩减,建设用地面积增长将近1倍,草地和灌丛面积变化则渐趋稳定.(2)碳储量呈“先增加后减少”趋势,2010年达到最高值35.53×10^(6) t,2020年因建设用地扩张,碳储量略有降低,降至35.26×10^(6) t.在空间分布上,碳储量较为稳定,总体呈现出周边林地和灌丛等植被覆盖丰富区域碳储量高,中部城镇建设用地密集区域碳储量低的格局.(3)情景模拟结果显示,自然发展情景下,2030年碳储量降至最低值35.02×10^(6)t,2060年小幅上升至35.16×10^(6)t;生态保护情景通过退耕还林和生态修复措施,2030年和2060年碳储量分别提升至35.28×10^(6)t、35.57×10^(6)t;耕地保护情景虽维持耕地面积与碳储量,但总体水平与自然发展情景接近.(4)Geodetector模型分析表明,土壤类型(q=0.464)、人口密度(q=0.374)和NDVI(q=0.361)是漾弓江流域碳储量空间分异的主导因子,因子交互作用呈现双因子和非线性增强效应,且土壤类型与GDP、NDVI和人口密度的协同作用驱动力较强.研究结果可为漾弓江流域土地利用优化和提升陆地生态系统碳汇提供数据支撑. 展开更多
关键词 InVEST模型 PLUS模型 碳储量 土地利用 驱动因素 地理探测器
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兰州市碳储量地形梯度效应时空演变及影响因素 被引量：1
4
作者 郭炳良 唐相龙 何悦铭 《环境科学》 北大核心 2026年第1期396-407,共12页
以兰州市为研究区域,研究碳储量时空演变及其地形梯度效应,对研究区未来提升生态环境质量和维护生态安全屏障提供理论依据.基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年这5期土地利用数据,运用InVEST模型分析了研究区碳储量时空变化,采... 以兰州市为研究区域,研究碳储量时空演变及其地形梯度效应,对研究区未来提升生态环境质量和维护生态安全屏障提供理论依据.基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年这5期土地利用数据,运用InVEST模型分析了研究区碳储量时空变化,采用地形位指数、地理探测器及空间数据分析方法,对兰州市碳储量地形梯度效应时空演变和影响因素进行综合分析.结果表明:(1)1980~2020年兰州市耕地和草地的逐年减少,以及建设用地和未利用地面积增加造成碳储量整体呈下降趋势,碳储量空间分布最终呈现为“西北高-北低-中低-东南高”的格局.(2)1980~2020年兰州市碳储量随地形梯度增加而变化,具有显著的地形梯度效应,碳储量极低和中等区域在第1梯度分布指数较高,碳储量极高区域在第5梯度优势明显.(3)归一化植被指数、夜间灯光强度、GDP、年平均气温和年平均降水是不同梯度等级下碳储量空间格局分异的主要影响因素,NDVI与夜间灯光强度、GDP、年平均气温和年平均降水的交互作用显著.研究结果可为黄河中上游流域城市生态保护和高质量发展提供借鉴,并为促进河谷山地型城市生态可持续发展提供理论支撑. 展开更多
关键词 碳储量 InVEST模型 地形梯度效应 地理探测器 兰州市
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鄱阳湖湿地反硝化型CH_(4)厌氧氧化过程及驱动因素分析
5
作者 魏有荣 江英辉 +4 位作者 尹国宇 谢正磊 张华 丁明军 傅钰 《环境科学研究》 北大核心 2026年第3期662-672,共11页
反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)是湿地生态系统中耦合碳氮循环的重要生物地球化学过程,对于削减湿地甲烷(CH_(4))排放与缓和全球气候变暖具有重要意义。河流入湖口是流域碳、氮汇集场所,也是CH_(4)释放的热点区域,然而其DAMO及调控机制尚... 反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)是湿地生态系统中耦合碳氮循环的重要生物地球化学过程,对于削减湿地甲烷(CH_(4))排放与缓和全球气候变暖具有重要意义。河流入湖口是流域碳、氮汇集场所,也是CH_(4)释放的热点区域,然而其DAMO及调控机制尚未明晰。本研究以鄱阳湖湿地为研究区域,于2021年2月(冬季)和6月(夏季)在赣江口、饶河口、抚河口、修水口、信江口和非河流入湖口采集表层(0~5 cm)沉积物样品,采用13C同位素示踪技术,量化不同河流入湖口DAMO过程的潜在速率。结果表明:(1)鄱阳湖湿地DAMO过程速率存在显著季节性与空间异质性(p<0.01)特征。夏季亚硝酸盐型(NO_(2)^(-)-DAMO)和硝酸盐型(NO_(3)^(-)-DAMO)平均速率分别为18.71和17.92 nmol/(g·d)(以CO_(2)计),显著高于冬季[5.66和5.72 nmol/(g·d)]。抚河口DAMO过程速率最高,其次为信江口,饶河口最低。(2)沉积物中mcrA基因丰度显著高于pmoA(p<0.05),夏季二者平均值分别为3.0×10^(7)与2.9×10^(7)copies/g,冬季分别为2.3×10^(7)与2.2×10^(7)copies/g,pmoA与mcrA基因丰度对DAMO过程速率的贡献度最高(p<0.01)。(3)湿地沉积物中TOC、Fe^(2+)和Fe^(3+)含量变化改变了mcrA和pmoA基因丰度,并成为影响DAMO过程速率的关键环境因子。(4)湿地沉积物每年通过DAMO可消耗1.39×10^(4)t CH_(4)和3.3×10^(4)t NO_(x)^(-),约占鄱阳湖年均CH_(4)排放通量的26.88%以及流域活性氮输入总量的2.76%。研究显示,鄱阳湖沉积物DAMO过程具有显著的时空变化,且受到多种环境因子的调控;DAMO过程具有增加CH_(4)氧化和减轻过量硝酸盐的双重作用,对于湖泊湿地生态系统CH_(4)和氮素削减具有重要意义。 展开更多
关键词 甲烷厌氧氧化 硝酸盐 亚硝酸盐 鄱阳湖 沉积物
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土壤养分空间变异特征与精准管理分区:以环巢湖地区为例
6
作者 童童 李子杰 +3 位作者 叶芸 刘宇 马友华 吴群 《环境科学》 北大核心 2026年第3期1954-1965,共12页
探究土壤养分空间变异规律并划分精准管理区,为区域农业资源高效配置与可持续生产提供理论支撑.以环巢湖地区为研究区,基于7624个土壤样点的pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫和有效硼等9项指标,使用地统计分... 探究土壤养分空间变异规律并划分精准管理区,为区域农业资源高效配置与可持续生产提供理论支撑.以环巢湖地区为研究区,基于7624个土壤样点的pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫和有效硼等9项指标,使用地统计分析与空间插值揭示养分空间分异规律,结合主成分分析(PCA)和模糊C均值聚类(FCM)划分管理区,利用模糊效果指数(FPI)和归一化分类熵指数(NCE)优化聚类数,并通过方差分析和变异系数验证分区效果.结果表明:(1)土壤养分均值依次为6.02(pH,无量纲)、21.06 g·kg^(-1)(有机质)、1.21 g·kg^(-1)(全氮)、122.75 mg·kg^(-1)(碱解氮)、16.81 mg·kg^(-1)(有效磷)、127.71 mg·kg^(-1)(速效钾)、272.69mg·kg^(-1)(缓效钾)、24.67 mg·kg^(-1)(有效硫)和0.40 mg·kg^(-1)(有效硼),均呈中等变异(变异系数为11.70%~64.36%);(2)土壤pH和有效磷的块基比分别为21.34%和11.42%,空间变异主要由结构性因素影响;速效钾、缓效钾和有效硫的块基比分别为57.44%、71.82%和63.48%,其空间变异由结构性和随机性因素共同影响;其余土壤养分主要由随机性因素影响;(3)PCA提取的3个主成分(累计贡献率为70.15%)有效保留了原始数据信息,同时各个指标在双变量图中表现出清晰的聚类特征;(4)FPI与NCE判定最优分区数为2,两区养分均值差异显著(P<0.001),且区内变异系数降低,验证了分区合理性.研究结果不仅为环巢湖地区差异化施肥提供了直接依据,更通过高密度采样与多维建模构建了可扩展的精准管理框架.未来可结合作物类型与机器学习深化分区,推动“数据驱动”的农业绿色发展,可为耕地质量动态监管与面源污染防控提供技术范式. 展开更多
关键词 地理信息系统(GIS) 土壤养分 空间变异 管理分区 主成分分析(PCA) 模糊C均值聚类(FCM)
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磷和秸秆添加对黑土CO_(2)排放量的影响及其驱动因素
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作者 张路平 李亚林 +5 位作者 孙晓东 任凤玲 高洪军 邬磊 孙楠 徐明岗 《环境科学》 北大核心 2026年第2期834-842,共9页
秸秆还田是提升土壤碳积累和肥力的重要农田管理措施,但其可能引发土壤微生物的养分限制,进而影响CO_(2)排放量.磷(P)作为关键养分,磷有效性和秸秆还田如何调控黑土二氧化碳(CO_(2))排放量尚不清楚.因此,采集公主岭黑土长期定位施肥试... 秸秆还田是提升土壤碳积累和肥力的重要农田管理措施,但其可能引发土壤微生物的养分限制,进而影响CO_(2)排放量.磷(P)作为关键养分,磷有效性和秸秆还田如何调控黑土二氧化碳(CO_(2))排放量尚不清楚.因此,采集公主岭黑土长期定位施肥试验中的不施肥处理土样,设置9个梯度磷添加(0、5、10、15、30、50、80、100和150 mg·kg^(-1)的Na_(2)HPO_(4)溶液,以P计),结合添加秸秆,进行了28 d的室内培养试验,期间测定CO_(2)排放量的动态变化,分析磷和秸秆添加对黑土CO_(2)排放量的影响及其驱动因素.结果表明,在不添加秸秆条件下,黑土累计CO_(2)排放量(以C计)为311.0~386.5 mg·kg^(-1),CO_(2)排放量随着磷添加量的增加呈先下降后上升的非线性变化趋势,在15 mg·kg^(-1)的磷添加量下达到最低值,较不添加磷处理显著降低18.1%.在秸秆添加条件下,黑土累计CO_(2)排放量为721.9~855.5 mg·kg^(-1),平均为不添加秸秆的2.3倍,且随着磷添加量的增加呈线性增长趋势,在100 mg·kg^(-1)的磷添加量下达到最大值,较不添加磷显著增加18.5%.相关分析结果表明,在不添加秸秆条件下,黑土累计CO_(2)排放量与溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机氮(DIN)显著正相关,在秸秆添加条件下,黑土累计CO_(2)排放量与DOC、DIN和微生物生物量碳(MBC)显著正相关.磷添加显著改变了土壤DOC、DIN、MBC含量和微生物呼吸熵(q CO_(2)),进而调控CO_(2)排放量.综上,在不添加秸秆条件下,适量磷添加可缓解黑土碳分解损失,而在秸秆添加条件下,黑土CO_(2)排放量随磷添加量的增加而增加.在农业生产中,应根据土壤磷有效性合理调控磷肥施用量,避免过量施用磷肥,以实现固碳减排的双重目标. 展开更多
关键词 黑土 农田土壤 磷有效性 秸秆添加 二氧化碳(CO_(2))排放量
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长江流域土地利用与碳储量时空变化及多情景预测
8
作者 匡文菲 刘永超 +3 位作者 李加林 应超 曹罗丹 钟捷 《环境科学》 北大核心 2026年第3期1914-1927,共14页
长江流域是我国重要的生态经济发展区,掌握土地利用与碳储量变化趋势对于区域可持续发展具有重要意义.耦合FLUS模型和InVEST模型分析了1985~2022年长江流域土地利用及碳储量的时空演变特征,并预测了惯性发展、生态保护和经济发展情景下2... 长江流域是我国重要的生态经济发展区,掌握土地利用与碳储量变化趋势对于区域可持续发展具有重要意义.耦合FLUS模型和InVEST模型分析了1985~2022年长江流域土地利用及碳储量的时空演变特征,并预测了惯性发展、生态保护和经济发展情景下2050年长江流域土地利用和碳储量的变化.结果表明:(1)土地利用变化呈现“耕地释放-生态修复-城市扩张”的复合特征;耕地面积累计减少26.5%,林地净增11.2%,湿地增加14681 km^(2),不透水面扩张4.08倍.(2)1985~2022年全流域碳储量净增1.83×10^(9)t;其中1995~2000年耕地和林地碳储量分别下降16.8%和11.6%,而湿地和不透水面碳储量增加;2020~2022年耕地碳储量再降14.9%,灌木碳储量锐减27.7%,但林地和草地碳储量分别增长30.7%和6.3%.(3)土地利用转移对碳储量的影响显著,耕地转为林地贡献碳储量增长1.26×10^(9)t,占全流域碳增益的42.7%;而耕地转为不透水面导致3.98×10^(8)t碳流失;湿地恢复和林地扩张分别提升碳储量2.01×10^(8)t和5.29×10^(9)t.(4)生态保护情景展现出最优的碳增汇效应,预测碳储量达72.47×10^(8)t,湿地和林地面积分别增加118.9%和8.3%;惯性发展和经济发展情景下,不透水面扩张分别导致碳储量增幅降至9.1%和5.8%,碳流失热点集中于长三角和成渝城市群.未来长江流域土地利用优化应优先采用生态保护情景,通过严格管控耕地-建设用地转化、强化湿地与林地修复,提升区域碳汇能力,助力“双碳”目标实现. 展开更多
关键词 FLUS模型 InVEST模型 土地利用变化 碳储量 长江流域
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长江流域江苏段碳储量的多情景模拟和空间格局优化
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作者 彭卓越 李梦婷 +3 位作者 梁煜彬 刘亚明 方红远 殷峻暹 《环境科学》 北大核心 2026年第2期892-902,共11页
优化碳储量的空间格局对提高区域生态系统碳汇容量和维持区域碳平衡具有重要意义.以长江流域江苏段为例,基于土地利用/覆被变化、社会经济和气候环境数据,结合InVEST和PLUS模型预测研究区2030年自然发展、耕地保护和生态保护这3种不同... 优化碳储量的空间格局对提高区域生态系统碳汇容量和维持区域碳平衡具有重要意义.以长江流域江苏段为例,基于土地利用/覆被变化、社会经济和气候环境数据,结合InVEST和PLUS模型预测研究区2030年自然发展、耕地保护和生态保护这3种不同情景下的生态系统碳储量和空间分布格局,并借助具有决策优化能力的贝叶斯网络模型对研究区碳储量格局进行了分区优化.结果表明:①2000~2020年研究区碳储量呈下降趋势,共减少了4797.63×10^(4)t,主要原因是耕地、林地向建设用地转换.②2030年研究区生态保护情景下的碳储量为38528.91×10^(4)t,呈上升趋势,其余2种情景下的碳储量均呈现下降趋势.③通过贝叶斯网络模型,筛选出关键变量关键状态子集,将研究区划分为生态保护区、耕地保护区、水源涵养区和经济建设区这4类优化分区.研究结果可为流域土地利用可持续发展及推进流域实现“双碳”目标提供参考. 展开更多
关键词 碳储量 PLUS模型 InVEST模型 多情景模拟 贝叶斯网络模型 空间格局优化
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空间分异视角下典型黑土区耕地利用类型变化对土壤有机碳储量的影响
10
作者 盖兆雪 姜丹 +2 位作者 白文佳 王洪彦 杜国明 《水土保持研究》 北大核心 2026年第3期139-149,157,共12页
[目的]确定耕地利用类型变化对耕地土壤有机碳储量的驱动因素,探究其空间异质性特征,为制定提升耕地固碳增汇管理实践提供新视角和新思路。[方法]以典型黑土区——哈尔滨市为研究区,采用地理加权回归模型揭示1999—2019年研究区耕地利... [目的]确定耕地利用类型变化对耕地土壤有机碳储量的驱动因素,探究其空间异质性特征,为制定提升耕地固碳增汇管理实践提供新视角和新思路。[方法]以典型黑土区——哈尔滨市为研究区,采用地理加权回归模型揭示1999—2019年研究区耕地利用类型变化和土壤有机碳储量在时空尺度上的动态变化,并利用重心分析和冷热点分析方法探索耕地利用类型变化对土壤有机碳储量影响的空间分布特征,在此基础上借助对数平均迪氏分析方法识别研究区耕地利用类型变化对土壤有机碳储量的影响程度。[结果](1)1999—2019年研究区土壤有机碳储量呈下降趋势;(2)20年间研究区耕地利用类型变化与土壤有机碳储量的减少主要呈正相关关系,回归系数为-49.2~14.4;(3)20年间研究区耕地利用类型变化对土壤有机碳储量的影响高值区主要分布在北部和南部地区,且呈缩小趋势,而低值区主要分布在西部和中部地区,呈扩大趋势;(4)20年间耕地利用类型变化对土壤有机碳储量影响的重心向东北方向迁移,移动距离为2.1 km,可见西南方向土壤有机碳储量减少更明显。(5)耕地灭失是促进土壤有机碳储量下降的最强效应,导致土壤有机碳储量损失了1.47×10^(10)t。[结论]1999—2019年黑土区耕地利用类型变化导致土壤有机碳储量流失,尤其是耕地灭失对土壤有机碳储量造成了极大冲击,同时土壤有机碳储量变化存在显著的空间异质性和迁移特征,未来应强化西南地区的土壤保护与碳管理,优化耕地利用结构。 展开更多
关键词 土壤有机碳储量 耕地利用类型变化 时空分布特征 影响强度 黑土区
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不同干扰强度对闽楠林土壤酶化学计量特征的影响
11
作者 朱德煌 陈欣怡 刘金福 《森林与环境学报》 北大核心 2026年第2期123-130,共8页
为探究人为干扰对土壤胞外酶活性及其化学计量特征的影响,并深入揭示森林生态系统养分循环的生态学过程与机制,以福建省建阳区麻沙镇受轻度干扰和重度干扰的闽楠(Phoebe bournei)林作为研究对象,采集0~10 cm土层样品,测定4种酶[β-葡萄... 为探究人为干扰对土壤胞外酶活性及其化学计量特征的影响,并深入揭示森林生态系统养分循环的生态学过程与机制,以福建省建阳区麻沙镇受轻度干扰和重度干扰的闽楠(Phoebe bournei)林作为研究对象,采集0~10 cm土层样品,测定4种酶[β-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)]的活性、土壤理化性质及微生物生物量,运用酶化学计量比与矢量模型分析不同干扰强度下土壤胞外酶活性特征及养分限制状况。结果表明:轻度干扰样地中BG活性显著高于重度干扰(P<0.05),而LAP活性则呈相反趋势;重度干扰强度下氮获取酶(LAP)活性显著高于轻度干扰(P<0.05),而轻度干扰下土壤酶碳氮比(C∶N)和碳磷比(C∶P)更高。两种干扰强度下土壤酶矢量角度均小于45°,均呈现土壤微生物普遍受氮限制,且随干扰强度增加,矢量长度显著减小(P<0.05)。冗余分析显示,土壤微生物生物量碳、土壤养分、土壤pH值和土壤含水量是影响BG、NAG、LAP、AP活性的重要因子。随干扰强度增加,闽楠林土壤胞外酶活性特征发生显著变化,具体表现为碳获取酶活性降低、氮获取酶活性升高、酶C∶N和C∶P比下降。 展开更多
关键词 闽楠 干扰 土壤 胞外酶活性 养分限制
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长白山泥炭地不同深度、微地形和海拔条件下甲烷与二氧化碳排放潜力的变化规律
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作者 甄若一 张国豪 +2 位作者 章可颖 王红岩 于志国 《生态学杂志》 北大核心 2026年第3期827-835,共9页
北方泥炭地是大气中CH_(4)和CO_(2)的重要排放源,但在气候变化背景下其在不同空间尺度上的排放规律尚不明晰。本研究以长白山典型北方泥炭地为对象,采集了不同海拔和微地形的泥炭剖面样本,通过室内微宇宙厌氧培养实验,结合气体排放监测... 北方泥炭地是大气中CH_(4)和CO_(2)的重要排放源,但在气候变化背景下其在不同空间尺度上的排放规律尚不明晰。本研究以长白山典型北方泥炭地为对象,采集了不同海拔和微地形的泥炭剖面样本,通过室内微宇宙厌氧培养实验,结合气体排放监测与泥炭土理化性质分析,探讨了深度、微地形以及海拔对CH_(4)和CO_(2)排放潜力的影响及机制。结果表明:随深度增加,CH_(4)和CO_(2)的累积排放量降低,表层(0~5 cm)的CH_(4)和CO_(2)的排放量分别为8.13±4.14、28.7±13.3 mg·g^(-1);表层CH_(4)的累积排放量分别是亚表层(5~20 cm)和深层泥炭土(20~40 cm)的1.8~5.6倍和1.6~9.6倍;表层CO_(2)的累积排放量是亚表层、深层泥炭土的1.5~3.8倍和1.2~4.9倍。同时,海拔和微地形显著影响表层泥炭土CH_(4)和CO_(2)的排放(P<0.05):高海拔泥炭地及草丘微地形具有较高的CH_(4)和CO_(2)排放潜力。相关性分析表明,CH_(4)和CO_(2)的累积排放量与pH、水溶性有机碳(WEOC)含量呈显著正相关(pH:R^(2)=0.43~0.52,P<0.05;WEOC:R^(2)=0.64~0.72,P<0.05),与可溶性有机质的芳香性指数(SUVA_(254))和有机质碳/氮含量比值(C/N)呈显著负相关(SUVA_(254):R^(2)=0.44~0.47,P<0.05;C/N:R^(2)=0.74~0.79,P<0.05)。研究表明,泥炭地碳排放潜力的空间变化规律与泥炭土的pH和有机质可利用性相关,揭示了影响泥炭地碳排放的主要因素,并加深了对未来气候变化背景下不同空间尺度上的泥炭地碳损失潜力的认识。 展开更多
关键词 微地形 海拔 深度 有机质 CH_(4) CO_(2)
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基于PLUS-InVEST-Geodetector模型的环太湖城市群土地利用多情景模拟与碳储量评估
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作者 赵晶晶 周松 +2 位作者 葛颜祥 厉成伟 李彩红 《环境科学》 北大核心 2026年第2期880-891,共12页
探究环太湖城市群土地利用时空演变对碳储量的影响,对区域生态系统碳库管理与实现区域低碳高质量发展具有重要意义.运用PLUS-InVEST-Geodetector模型,探讨环太湖城市群2000~2020年土地利用与碳储量时空格局及其差异特征,预测并模拟2030... 探究环太湖城市群土地利用时空演变对碳储量的影响,对区域生态系统碳库管理与实现区域低碳高质量发展具有重要意义.运用PLUS-InVEST-Geodetector模型,探讨环太湖城市群2000~2020年土地利用与碳储量时空格局及其差异特征,预测并模拟2030年自然发展、城市发展和生态保护情景下土地利用与碳储量空间格局分布特征,揭示影响碳储量变化归因.结果表明:①2000~2020年,环太湖城市群耕地面积减少26.3%,建设用地面积增加147.5%,主要驱动因子为人口数量、高程和至二级道路的相对距离;②环太湖城市群碳储量呈西南高、东北低的空间分布特征,总体下降8.17%,其中耕地和林地损失分别为48.84 Mt和5.36 Mt,土地利用类型转变是碳储量降低的主要原因.③基于2030年3种情景比较,生态保护情景具有更高的碳储量(469.865Mt)和较低的碳损失(-11.545 Mt).碳储量高值区主要分布在太湖西部和南部,低值区则集中于东部和北部地区.④归因分析表明,自然环境因子对碳储量的影响显著高于社会经济因子. 展开更多
关键词 土地利用 碳储量 多情景模拟 PLUS模型 InVEST模型 环太湖城市群
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耐盐水稻种植对滨海盐渍土壤有机碳库及碳转化酶活性的影响
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作者 季若彤 解雪峰 +4 位作者 贾振毅 Cambule Armindo Henrique 缪源卿 徐梓晴 田再洋 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1071-1079,共9页
耐盐水稻种植已成为滨海盐渍土改良的有效途径之一.以未种植耐盐水稻的滨海盐碱地(CK)为对照,以不同耐盐水稻种植年限(1~5 a)土壤为研究对象,结合方差分析、冗余分析、蒙特卡洛置换检验、Mantel检验和结构方程模型,探究耐盐水稻种植下... 耐盐水稻种植已成为滨海盐渍土改良的有效途径之一.以未种植耐盐水稻的滨海盐碱地(CK)为对照,以不同耐盐水稻种植年限(1~5 a)土壤为研究对象,结合方差分析、冗余分析、蒙特卡洛置换检验、Mantel检验和结构方程模型,探究耐盐水稻种植下滨海盐渍土壤有机碳组分、碳库质量和碳转化酶活性的变化特征及其内在联系.结果表明:①土壤有机碳含量在耐盐水稻种植2a后持续上升;微生物量碳和易氧化有机碳含量分别在种植2 a和4 a达到最高值;不同种植年限间表层土壤颗粒有机碳含量并无显著性差异,底层土壤颗粒有机碳含量在种植5 a达到最高值;表层和底层土壤可溶性有机碳含量分别在种植2 a和4 a达到最高值.②不同种植年限间土壤碳库活度并无显著性差异;表层土壤碳库活度指数在不同种植年限间并无显著性差异,底层土壤碳库活度指数在种植4 a达到最高值,较CK提升了84.4%;耐盐水稻种植2 a后碳库指数显著高于CK,而表层和底层土壤碳库管理指数分别在种植2 a和4 a达到最高值.③表层土壤蔗糖酶和淀粉酶活性在种植2 a时达到最高值,较CK分别提升了341.2%和111.5%,底层土壤蔗糖酶和淀粉酶活性在不同种植年限间并无显著性差异;土壤β葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性分别在种植4 a时达到最高和最低值,和CK之间差异显著.④土壤β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性分别是影响有机碳组分和碳库质量的关键环境因子.耐盐水稻种植通过提升土壤养分和速效养分含量,激发水解酶类和氧化酶类活性,进而影响土壤有机碳组分,提升土壤碳库质量;此外,氧化酶类活性的增强同时削弱土壤碳库质量.研究可为了解耐盐水稻种植下土壤有机碳固存机制和盐渍土壤管理提供科学依据. 展开更多
关键词 种植年限 碳组分 碳转化酶活性 碳库管理指数 Mantel检验 结构方程模型
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多尺度景观格局变化对北江流域土壤侵蚀风险的影响分析
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作者 杨庆骅 齐子萱 +2 位作者 赵耀 蔡宴朋 张春亢 《环境科学》 北大核心 2026年第1期600-613,共14页
土壤侵蚀已成为日益严峻的生态环境问题,全面理解不同空间尺度下流域土壤侵蚀的高风险区域和主要影响因素,对于制定有效的土壤侵蚀防治策略和优化土地资源利用具有重要科学意义.景观格局作为土壤侵蚀的关键因素,其在不同空间尺度上的变... 土壤侵蚀已成为日益严峻的生态环境问题,全面理解不同空间尺度下流域土壤侵蚀的高风险区域和主要影响因素,对于制定有效的土壤侵蚀防治策略和优化土地资源利用具有重要科学意义.景观格局作为土壤侵蚀的关键因素,其在不同空间尺度上的变化对土壤侵蚀的影响尚缺乏定量分析.以北江流域为例,探讨了2000~2020年景观格局与土壤侵蚀的时空演变特征,并采用地理探测器和时空地理加权回归分析了不同空间尺度下土壤侵蚀的驱动机制.结果表明:(1)北江流域西北部土壤侵蚀显著增加,2000~2020年中度、严重及极严重侵蚀面积比例为40%,主要受高程和降水影响;而北部和中部的侵蚀风险则有所减缓,主要归因于植被恢复与水土保持措施的实施;(2)过去20 a,北江流域景观格局呈现破碎化趋势,破碎化程度增加了12%,主要集中在流域东北部与南部;(3)北江流域的景观破碎化与植被覆盖对土壤侵蚀的交互效应在流域尺度与县级尺度上最为显著,交互效应系数分别为0.634和0.768,表明植被覆盖有助于减缓破碎化带来的侵蚀风险;(4)土壤侵蚀的驱动因子在不同空间尺度下表现出显著的空间异质性,随着尺度细化,地形、景观格局和植被覆盖度对侵蚀的影响逐渐加剧.具体而言,在流域尺度上,景观破碎化与植被覆盖对土壤侵蚀的交互作用强度分别为0.634和0.515,而在乡镇尺度上,地表温度与植被覆盖对土壤侵蚀的交互作用最为显著,交互效应系数为0.516,特别是在人类活动密度区,气候因子与植被的协同作用加剧了土壤侵蚀风险.研究结果揭示了北江流域不同尺度下土壤侵蚀的高风险区域和重要驱动因素,可为不同尺度下区域水土保持和景观优化管理提供科学依据. 展开更多
关键词 空间多尺度 土壤侵蚀 景观格局 北江流域 地理探测器 时空地理加权回归
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秸秆还田与石灰配施对稻田温室气体排放的协同调控机制
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作者 孙梦雨 赵强 +5 位作者 吴京 张军 车钊 吴巩 宋贺 李笑笑 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第1期226-239,共14页
为探究酸性水稻土上秸秆还田配施不同用量石灰对温室气体排放的影响机制,本研究采用双因素设计,主区为秸秆用量处理,分别为秸秆不还田(S0)和秸秆还田(S1,5500 kg·hm^(-2))处理,副区为石灰用量处理,分别为不施用石灰(L0)、低石灰用... 为探究酸性水稻土上秸秆还田配施不同用量石灰对温室气体排放的影响机制,本研究采用双因素设计,主区为秸秆用量处理,分别为秸秆不还田(S0)和秸秆还田(S1,5500 kg·hm^(-2))处理,副区为石灰用量处理,分别为不施用石灰(L0)、低石灰用量(L1,3500 kg·hm^(-2))以及高石灰用量(L2,7000 kg·hm^(-2))处理,测定不同处理下温室气体甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放及相关微生物丰度与结构、土壤硝化潜势与反硝化能力。结果表明:秸秆还田后CH_(4)累积排放量增加115.5%~144.3%,其作用机制与可溶性有机碳(DOC)的积累密切相关。DOC的积累通过增加产甲烷菌Methanocella属的丰度,抑制了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达,并显著降低了甲烷氧化菌关键属(Methyloparacoccus和Methylomicrobium)的相对丰度,最终加剧了CH_(4)的排放。而石灰施用通过提高土壤pH和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量,在降低产甲烷菌Methanobacterium属丰度的同时促进了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达,使CH_(4)累积排放量降低21.9%~39.7%。秸秆还田后N_(2)O累积排放量减少了33.0%~38.2%,其减排机制为秸秆还田通过降低narG基因丰度以及关键群落Acidiphilium和Mycolicibacterium属的相对丰度,增加nosZ基因丰度,有效促进N_(2)O向N_(2)还原转化。而石灰处理通过双重调控使N_(2)O累积排放量提高了29.5%~65.0%。具体表现为,铵态氮(NH+4-N)和DOC的降低促进了氨氧化古菌丰度增加,同时pH和N的升高刺激了narG基因丰度的增加和nosZ基因丰度的降低,两者共同增加了硝化和反硝化过程中N_(2)O的产生。秸秆还田增加了全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI),而石灰的配合施用有效降低了GWP和GHGI。其中,秸秆还田配施高量石灰能够将GHGI降至0.81 kg·kg^(-1),显著低于L0S0处理。研究表明,对于强酸性稻田土壤,秸秆还田条件下施用高量石灰(7000 kg·hm^(-2))能够有效缓解秸秆还田造成的温室气体排放增加效应,秸秆还田下配施石灰是一种能够实现增产、减排的有效栽培模式。 展开更多
关键词 秸秆还田 石灰 土壤酸化 温室气体 土壤微生物
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重庆主城区马尾松林土壤有机碳组分特征及其影响因素
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作者 施皓静 陈历睿 +3 位作者 李绍隆 沈蓉 赵亮 林敦梅 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1062-1070,共9页
马尾松林是三峡库区最常见的植被类型,其土壤碳库稳定性对区域碳平衡具有重要调控作用.为分析重庆主城区马尾对不同土壤有机碳组分特征及其影响因素,以重庆主城区周边22块代表性马尾松林样地为研究对象,测定马尾松林表层土壤(0~10 cm)... 马尾松林是三峡库区最常见的植被类型,其土壤碳库稳定性对区域碳平衡具有重要调控作用.为分析重庆主城区马尾对不同土壤有机碳组分特征及其影响因素,以重庆主城区周边22块代表性马尾松林样地为研究对象,测定马尾松林表层土壤(0~10 cm)颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量,结合林分特征与土壤理化指标解析其驱动机制.结果表明,研究区域马尾松林表层土壤ω(有机碳)为9.0~18.6 g·kg^(-1),总体上含量较低,且在空间上有较大的变异性;研究区域马尾松林土壤有机碳主要以较稳定的矿物结合形式赋存,MAOC平均占比为75.2%,颗粒态赋存有机碳的碳氮比显著高于以矿物结合态赋存的有机碳(P<0.01).协变分析表明,颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳含量呈显著正相关关系(P<0.05),且均与总有机碳呈显著正相关(P<0.01),二者变化对土壤总有机碳变化贡献程度接近一致.一般线性回归分析和冗余分析显示,林龄(P<0.05)和土壤总氮含量(P<0.01)均与矿物结合态有机碳含量呈显著的正相关关系,表明林龄和土壤氮可获得性是影响该区域马尾松林稳定土壤有机碳积累的关键因素.变差分解说明土壤理化因子相较林分特征对土壤有机碳组分的影响更强烈,土壤总氮和碳氮比是最重要的影响因素. 展开更多
关键词 马尾松林 土壤有机碳(SOC) 颗粒态有机碳(POC) 矿物结合态有机碳(MAOC) 土壤总氮
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基于PLUS-InVEST模型的川渝地区碳储量变化及多情景预测
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作者 陈红香 辛存林 +4 位作者 陈宁 马新淑 白元 康利刚 辛顺杰 《环境科学》 北大核心 2026年第1期360-371,共12页
陆地生态系统的碳储量受土地利用/覆盖变化(LUCC)的影响显著,探讨LUCC对区域陆地生态系统碳储量的作用,对于改进土地利用结构和实现碳达峰及碳中和目标具有极其重要的意义.研究利用2000~2020年间的土地利用数据,综合考虑了13项关键驱动... 陆地生态系统的碳储量受土地利用/覆盖变化(LUCC)的影响显著,探讨LUCC对区域陆地生态系统碳储量的作用,对于改进土地利用结构和实现碳达峰及碳中和目标具有极其重要的意义.研究利用2000~2020年间的土地利用数据,综合考虑了13项关键驱动因素,建立了自然发展(ND)、生态保护(EP)、经济发展(ED)和综合发展(CD)这4种发展情景.结合PLUS和InVEST模型,模拟了川渝地区土地利用类型的动态调整与碳储量的时空演变.结果表明:(1)2000~2020年,草地和耕地面积分别减少了83.65×10^(4) hm^(2)和46.41×10^(4) hm^(2),而林地、建设用地和水域面积则分别增加了65.37×10^(4)、50.55×10^(4)和13.41×10^(4) hm^(2),未利用地面积基本保持稳定.(2)在2000年、2010年和2020年,碳储量分别为1 968.88×10^(7)、1 996.90×10^(7)和1 998.59×10^(7) t,总碳储量增加了29.71×10^(7) t,耕地和草地向林地的转变是碳储量增加的主要因素.(3)相较于2020年,ND、ED、EP和CD情景下的碳储量分别增加1.48×10^(7)、27.75×10^(7)、43.62×10^(7)和50.32×10^(7) t.在CD情景下,碳储量及其总价值均超过其他情景,是最优的发展模式.研究结果从土地利用的角度为生态系统碳储量优化决策提供参考,这将为未来土地利用政策的制定以及“双碳”战略目标的实现提供有力支持. 展开更多
关键词 土地利用/覆盖变化(LUCC) 碳储量 PLUS-InVEST模型 多情景预测 川渝地区
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基于InVSET-Ridge Regression-PLUS模型的云贵高原碳储量时空演变及多情景预测
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作者 李媛 彭玉玲 +1 位作者 彭浩纳 程为颖 《环境科学》 北大核心 2026年第3期1928-1940,共13页
碳储量作为衡量生态系统碳汇能力的关键指标,对全球气候变化的缓解具有重要意义.结合机器学习和生态系统服务模型的优势,构建基于InVEST-Ridge Regression-PLUS模型的综合分析框架,对云贵高原2000~2020年碳储量的时空演变特征及其驱动... 碳储量作为衡量生态系统碳汇能力的关键指标,对全球气候变化的缓解具有重要意义.结合机器学习和生态系统服务模型的优势,构建基于InVEST-Ridge Regression-PLUS模型的综合分析框架,对云贵高原2000~2020年碳储量的时空演变特征及其驱动机制进行定量分析,并据此设计未来情景,预测不同土地利用路径下区域碳储量的变化趋势.结果表明:(1)云贵高原2000~2020年间碳储量总体呈缓慢增长的趋势,且增长速率不断下降,表现为“南高北低”的分布特征.(2)植被覆盖度是影响该区域碳储量的决定性因素,不同土地利用类型之间的转化会影响碳储量空间分布及变化趋势.(3)在未来情景模拟中,碳汇提升情景下的碳储量表现最优,有效验证了退耕还林和草地恢复等生态工程的作用,为云贵高原及同类型喀斯特地区的碳储量动态评估与优化提供科学依据. 展开更多
关键词 云贵高原 碳储量 InVEST模型 岭回归 PLUS模型
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基于多源数据的旅游目的地生态风险评价、驱动机制及优化策略——以三峡库区为例
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作者 李辉 贾玉婷 +3 位作者 杨也 孙浩强 王福海 周启刚 《长江流域资源与环境》 北大核心 2026年第2期469-484,共16页
三峡库区作为兼具世界级水利工程景观与丰富自然人文资源的典型旅游目的地,其特殊的地理区位与巨型水库运行引发的生态环境效应始终是国际关注的焦点。旨在揭示三峡库区这一重要旅游目的地的生态风险时空演变规律及其驱动机制,为区域生... 三峡库区作为兼具世界级水利工程景观与丰富自然人文资源的典型旅游目的地,其特殊的地理区位与巨型水库运行引发的生态环境效应始终是国际关注的焦点。旨在揭示三峡库区这一重要旅游目的地的生态风险时空演变规律及其驱动机制,为区域生态安全提供科学支撑。基于2000~2020年多源数据,集成Landsat遥感影像、人类活动(人口密度、夜间灯光指数等)与气候要素(年均温、降水等),构建“格局-过程-机制-策略”分析框架,采用生态风险指数核算模型、空间自相关和地理探测器等方法,系统解析生态风险时空特征。结果表明:(1)土地利用显著转型,建设用地扩张1769.13 km^(2),形成沿长江干流蔓延的城镇化廊道,导致生态用地净减少2.36%;(2)生态风险呈“两翼扩散、轴向延伸”格局,空间集聚性减弱,风险等级整体向低风险转移,低风险区显著扩展,高风险区比例由20.03%降至19.37%,分布趋于均衡;(3)驱动分析显示,人类活动因子解释力(q=0.68)是自然因子(q=0.23)的2.95倍,夜间灯光指数与建设用地占比为主要驱动力。研究旨在为旅游目的地型大型水利工程影响区的生态风险防控与可持续发展提供方法支持与优化策略依据。 展开更多
关键词 生态风险 时空分异 驱动机制 优化策略 三峡库区
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