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基于环境DNA的河-湖水生态调查与评估研究进展
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作者 魏源送 蔡佳琳 +5 位作者 谢阳村 张耀方 程楷文 薛万来 魏明海 张俊亚 《环境科学学报》 北大核心 2026年第1期1-22,共22页
环境DNA(eDNA)技术通过分析环境样品中的遗传物质,为水生态监测与评估带来了革命性进展,实现了非侵入性、高灵敏度及多物种同步检测.本综述系统梳理并总结了近年来eDNA技术在河湖水生态调查与评估应用全链条—从eDNA信号的产生与环境行... 环境DNA(eDNA)技术通过分析环境样品中的遗传物质,为水生态监测与评估带来了革命性进展,实现了非侵入性、高灵敏度及多物种同步检测.本综述系统梳理并总结了近年来eDNA技术在河湖水生态调查与评估应用全链条—从eDNA信号的产生与环境行为到样本采集、实验分析、数据解读及模型应用的关键研究进展,并剖析了面临的核心科学问题与技术挑战.当前,eDNA技术在生物多样性评估、濒危物种追踪、外来种入侵预警及生态修复评价等方面已展现出显著应用潜力,但其可靠性与推广仍面临eDNA信号环境动态复杂、参考数据库不完整、引物通用性与特异性难以兼顾、以及生物信息分析流程标准化不足等挑战.区别于其它综述,本文不仅全面覆盖各环节的现状与瓶颈,更从标准化建设、技术方法革新、数据资源共享、多源信息融合及智能化决策支持等维度,前瞻性地展望了该领域未来的发展方向与系统性解决方案的构建框架,以期为科研工作者深入把握eDNA技术的最新进展与未来趋势提供参考,从而助力该领域的技术优化与标准化进程. 展开更多
关键词 环境DNA(eDNA) 水生态系统 生物多样性监测 宏条形码 参考数据库 标准化
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江淮地区城市土地利用演变对景观格局与生态系统服务价值的影响
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作者 张晓瑞 陈雨 王振波 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期199-214,共16页
江淮地区地处南北过渡带,具有生物多样性、气候调节、农业及粮食安全、生态服务等生态重要性。滁州市为南北交通重要枢纽,境内岗地、丘陵和平原交错分布,具有典型江淮地区特征。本文以江淮地区典型城市滁州市为例,基于2000、2010、2020... 江淮地区地处南北过渡带,具有生物多样性、气候调节、农业及粮食安全、生态服务等生态重要性。滁州市为南北交通重要枢纽,境内岗地、丘陵和平原交错分布,具有典型江淮地区特征。本文以江淮地区典型城市滁州市为例,基于2000、2010、2020年3期土地利用数据,在土地转移矩阵、景观格局指数、灰色关联度等有关理论的基础上,分析滁州市2000—2020年土地利用与景观格局变化特征,基于Flus模型预测2030年滁州市土地利用情景,综合评估土地利用演变、景观格局变化、生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)变化及ESV与景观格局变化的相关性。结果表明:1)耕地为滁州市主导景观类型,2000—2020年建设用地不断扩张,林地面积增加,耕地、草地面积减小。2)2000—2020年滁州市景观格局变化明显,景观趋于破碎化、复杂化。3)2000—2020年滁州市ESV总量先增后减,整体下降。水域是滁州市ESV的主体,空间分布具有集聚性特点。4)滁州市景观层次ESV与最大斑块指数(LPI)、散布与并列指数(IJI)、景观形状指数(ISI)、斑块密度(PD)平均关联度等密切相关,斑块类型层次上景观格局指数与景观类型ESV关联度在一定程度上具有差异性和一致性。5)2030年土地利用/覆被变化(LUCC)呈现以琅琊区中心城区为中心不断向外扩张的趋势,建设用地分散程度加深,其抵御生态风险的能力将趋于好转且各项景观格局数据将发生周期性变化,ESV总量同比增长0.78亿元。研究结果可为江淮地区城市优化景观格局、制定科学的土地利用政策等提供参考。 展开更多
关键词 生态系统服务价值 土地利用 景观格局 灰色关联模型 Flus模型 滁州市
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基于RSEI的金沙江流域生态环境质量时空变化及驱动因素分析
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作者 张鹏 齐实 +4 位作者 赖金林 王懋源 郭衍瑞 马路霞 刘少栋 《环境科学》 北大核心 2026年第1期408-419,共12页
金沙江流域是中国生态保护的重点区域,其生态环境质量对下游地区乃至长江流域的生态系统稳定性和经济发展具有重要影响,其生态系统的脆弱性使之易受自然因素和人为活动的影响.为系统了解该区域的生态环境质量时空变化及其驱动因素,采用T... 金沙江流域是中国生态保护的重点区域,其生态环境质量对下游地区乃至长江流域的生态系统稳定性和经济发展具有重要影响,其生态系统的脆弱性使之易受自然因素和人为活动的影响.为系统了解该区域的生态环境质量时空变化及其驱动因素,采用Theil-Sen趋势分析法和Hurst指数评估了2000~2023年遥感生态指数(RSEI)和未来变化趋势,并采用XGBoost模型结合SHAP算法分析了RSEI空间异质性的驱动力.结果表明:(1)金沙江流域的生态环境质量从南向北逐渐降低,研究区南部的生态环境质量相对较高,而北部和中部地区则较低.尤其是在高海拔地区,由于气候条件严酷,植被稀疏,RSEI值显著偏低.(2)从时间变化的角度来看,2000~2023年间,生态环境质量极显著改善的区域面积占比为31.52%,主要分布在青海玉树藏族自治州的北部,四川的凉山州和云南的丽江市.极显著退化的区域面积占比为3.36%,主要集中在四川的甘孜州中部.未来大部分区域的生态环境质量存在退化风险,面积占比达到54.79%.(3)生态环境质量空间异质性主要由自然因素所决定,其海拔和降雨的影响力最强,远超其他因素.通过定量分析金沙江流域生态环境质量的时空变化及其驱动机制,可为区域生态保护与可持续发展提供科学依据. 展开更多
关键词 金沙江流域 遥感生态指数(RSEI) 空间异质性 机器学习 XGBoost模型
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荒漠光伏生态系统碳交换预测的有效手段:麻雀搜索算法优化的支持向量机模型
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作者 陈航 李琛 +5 位作者 吴巍 卢刚 叶得力 马超 任雷 李国栋 《环境科学》 北大核心 2026年第1期162-172,共11页
光伏开发(PVPPC)逐渐成为应对气候变化和实现能源转型的重要途径.在PVPPC影响下,由光伏场内的生物群落与无机环境相互作用构成独特的光伏生态系统,维持碳平衡对于实现光伏生态系统的可持续和健康至关重要.净生态系统碳交换(NEE)有助于... 光伏开发(PVPPC)逐渐成为应对气候变化和实现能源转型的重要途径.在PVPPC影响下,由光伏场内的生物群落与无机环境相互作用构成独特的光伏生态系统,维持碳平衡对于实现光伏生态系统的可持续和健康至关重要.净生态系统碳交换(NEE)有助于衡量光伏生态系统的碳循环平衡,其受到气象和土壤等多种环境要素的影响.以青藏高原共和光伏园区为研究区域,获取野外实测气象、土壤和通量数据,分析了生态环境要素与荒漠光伏生态系统NEE的互馈响应关系,得出了净辐射、空气温度、风速、空气相对湿度和平均大气压是对荒漠光伏生态系统NEE影响最大的5个驱动因子;基于麻雀搜索算法优化的支持向量机(SSA-SVM)构建荒漠光伏开发影响下生态系统NEE估算模型,预测不同气候情景下荒漠光伏生态系统NEE的变化.结果表明,模型对荒漠光伏生态系统NEE的模拟性能较好,误差控制在2%以内;3种气候情景(SSP126、SSP245、SSP585)下荒漠光伏生态系统生长季碳汇均高于非生长季,多年平均NEE(以C计)分别为-37.96、-41.32、-47.68 g·(m^(2)·a)^(-1)和-12.69、-12.25、-12.33g·(m^(2)·a)^(-1),气候变化对生长季碳循环的影响显著高于非生长季,荒漠光伏生态系统未来仍保持较强的碳汇潜力.研究可为荒漠光伏生态系统碳交换预测提供了新的视角,同时,也为生态系统稳定性评估、环境恢复和气候变化趋势分析等领域提供了数据支撑. 展开更多
关键词 荒漠光伏生态系统 净生态系统碳交换(NEE) 支持向量机模型 麻雀搜索算法 气候变化
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云南小型高山湖泊沉积物产甲烷潜势及其驱动因素
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作者 范雨春 刘流 +5 位作者 刘智 孔令阳 黄林培 康满春 石小涛 陈光杰 《水生态学杂志》 北大核心 2026年第2期78-88,共11页
研究受人类活动直接干扰较小的高山湖泊沉积物产甲烷(CH_(4))潜势及其主要驱动因子,为探究自然过程影响下高山湖泊CH_(4)产生与排放的驱动机制提供依据。2022年7月选取云南老君山3个小型高山湖泊(太极湖、姐湖和三玄湖),调查沉积物的CH_... 研究受人类活动直接干扰较小的高山湖泊沉积物产甲烷(CH_(4))潜势及其主要驱动因子,为探究自然过程影响下高山湖泊CH_(4)产生与排放的驱动机制提供依据。2022年7月选取云南老君山3个小型高山湖泊(太极湖、姐湖和三玄湖),调查沉积物的CH_(4)产生及排放水平,分析沉积物孔隙水中电子受体浓度(SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-),金属离子Fe^(3+)、总Mn等)以及有机质含量对湖泊沉积物CH_(4)净产率的影响。结果表明:3个高山湖泊CH_(4)排放水平[0.12~1.21 mmol/(m^(2)·d)]总体偏低,较低的水温以及较高的氧化比例(78.40%~84.88%)是导致沉积物产CH_(4)潜势偏低的主要原因;产CH_(4)潜势均在沉积物表层5 cm偏高,且都呈现随沉积物深度增加而下降的趋势;3个湖泊沉积物均存在不同程度的CH_(4)厌氧氧化现象,Fe^(3+)、Mn、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)作为电子受体均可能参与了CH_(4)厌氧氧化过程;沉积物有机质含量对产CH_(4)潜势无显著驱动作用,但沉积物表层15 cm内有氮素富集的趋势,这可能是表层沉积物产CH_(4)潜势偏高的原因。 展开更多
关键词 碳循环 氮素富集 甲烷厌氧氧化 有机质含量 高山湖泊
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不同氮源对温带森林土壤活性有机碳、环境因子的影响及其相互作用
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作者 赵涵 左甜 +4 位作者 刁静文 苗梦雨 张晓慧 高哲 郭鹏 《环境科学》 北大核心 2026年第1期573-580,共8页
活性有机碳[易氧化有机碳(EOC)和可溶性有机碳(DOC)]作为土壤总有机碳(TOC)中最活跃的组分,对土壤环境因子的变化极为敏感.大量研究已证实,大气氮沉降的加剧显著影响了活性有机碳的含量.然而,不同类型的氮源化学性质差异明显,导致其对... 活性有机碳[易氧化有机碳(EOC)和可溶性有机碳(DOC)]作为土壤总有机碳(TOC)中最活跃的组分,对土壤环境因子的变化极为敏感.大量研究已证实,大气氮沉降的加剧显著影响了活性有机碳的含量.然而,不同类型的氮源化学性质差异明显,导致其对活性有机碳的影响可能存在差异.以典型温带森林土壤为研究对象,开展连续4 a氮沉降模拟实验[施氮量均为10g·(m^(2)·a)^(-1)],比较施加硝酸钠(NaNO_(3))、硝酸铵(NH_(4)NO_(3))、氯化铵(NH_(4)Cl)及尿素[CO(NH_(2))_(2)]后土壤活性有机碳、理化性质及胞外酶活性等的变化.结果表明,施氮后EOC和DOC的含量以及在TOC中的占比均显著降低(P<0.05).其中,施加氯化铵的效应最为明显(EOC/TOC和DOC/TOC降幅分别为-80.0%和-69.8%),硝酸钠次之,而施加硝酸铵和尿素后活性有机碳变化相对较小.随机森林模型表明,土壤理化性质(pH和总氮)和活性有机碳降解酶(转化酶和β-葡萄糖苷酶)活性是驱动活性有机碳分配比例变化的关键因子.施加氯化铵后,pH降低0.8个单位,土壤转化酶和β-葡萄糖苷酶活性分别增加22.3%和69.1%,进而加速对活性有机碳组分的分解,导致其分配比例降低.硝态氮易淋失,对有效氮含量影响较小.施加尿素后土壤酸化程度较弱,导致其对土壤酶活性的影响有限.综上所述,施氮会影响活性有机碳分配比例,但其对不同氮源的响应并不完全一致.因此,在精确评估、预测和分析氮沉降对土壤活性有机碳含量的影响时,应考虑氮源类型的影响. 展开更多
关键词 施氮 活性有机碳 铵态氮(NH_(4)^(+)-N) 硝态氮(NO_(3)^(-)-N) 土壤理化性质 土壤酶活性
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黄土高原植被光合动态的时空演变及驱动机制——基于参数最优地理探测器模型
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作者 周连 贾夏 +3 位作者 赵永华 张鹏 赵明 司绍诚 《中国环境科学》 北大核心 2026年第1期365-378,共14页
基于GOSIF数据集与参数最优地理探测器模型(OPGD),系统分析了2002~2022年黄土高原及其6个生态分区植被光合动态的时空演变特征及驱动机制.结果表明:(1)在时间尺度上,全域年均SIF呈显著波动上升趋势,丘陵沟壑区B2副区增速最高[0.0024W/(m... 基于GOSIF数据集与参数最优地理探测器模型(OPGD),系统分析了2002~2022年黄土高原及其6个生态分区植被光合动态的时空演变特征及驱动机制.结果表明:(1)在时间尺度上,全域年均SIF呈显著波动上升趋势,丘陵沟壑区B2副区增速最高[0.0024W/(m^(2)·µm·sr·a)],沙地和农灌区增速最低[0.0006W/(m^(2)·µm·sr·a)].(2)在空间尺度上,呈现西部-东南高、西北低的分布格局,高塬沟壑区青海省中部、关中平原等局部区域显著退化,11.36%区域(土石山及河谷平原区南部等)SIF变化与整体趋势相悖.(3)人类活动与气候变化对植被光合演化具有双重效应,前者为主导因子,后者驱动空间分异;降水主导高塬沟壑区A1副区变化,太阳辐射主导高塬沟壑区A2副区、丘陵沟壑区及土石山及河谷平原区演变,因子交互作用协同增强SIF空间分异. 展开更多
关键词 GOSIF 参数最优地理探测器模型 黄土高原 生态分区 植被光合动态
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有机改良剂施用对风沙土胞外酶活性和土壤肥力的影响
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作者 刘天鸿 徐万里 +4 位作者 汤水荣 邬磊 孟磊 徐明岗 张文菊 《环境科学》 北大核心 2026年第1期592-599,共8页
为探究不同有机改良剂施用对风沙土理化性质和胞外酶活性的长期影响,于2010年在新疆维吾尔自治区和田县灌耕风沙土区设置:不施用有机改良剂(CK)、施用1%生物质炭(22.5 t·hm^(-2),B1)、10%生物质炭(225.0 t·hm^(-2),B2)和1%有... 为探究不同有机改良剂施用对风沙土理化性质和胞外酶活性的长期影响,于2010年在新疆维吾尔自治区和田县灌耕风沙土区设置:不施用有机改良剂(CK)、施用1%生物质炭(22.5 t·hm^(-2),B1)、10%生物质炭(225.0 t·hm^(-2),B2)和1%有机肥(22.5t·hm^(-2),M)这4个处理,试验期间种植春玉米,化学肥料施用量和农艺措施与当地农田管理模式保持一致. 2023年采集0~20 cm土壤样品,测定风沙土理化性质和胞外酶活性.有机改良剂有效改善风沙土理化性质,其中有机肥处理提升效果最佳.与CK相比,有机肥处理显著提高风沙土有机碳(43%,P<0.05)、全氮(55%,P<0.05)、田间持水量(14%,P<0.05)和微生物生物量碳(154%,P<0.05).有机肥施用通过提供可利用碳和有效态氮,缓解微生物碳限制并平衡氮磷养分需求.生物质炭由于高碳氮比和氮的吸附作用,加剧微生物的氮限制.基于现有观测结果,有机肥施用改善风沙土理化性质、酶活性和微生物养分平衡.生物质炭施用需结合氮素施用,避免氮限制.综上,通过阐明有机改良剂调节土壤酶活性和微生物养分限制的机制,丰富风沙土改良理论,可为提高风沙土土壤肥力和农业可持续发展提供科学依据和技术支持. 展开更多
关键词 风沙土 有机改良剂 胞外酶活性 微生物养分限制 土壤肥力
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广东省陆地生态系统水分利用效率的时空变化及其归因分析
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作者 刘林鑫 张珂 李曦 《水资源保护》 北大核心 2026年第1期184-190,200,共8页
为揭示广东省陆地生态系统水分利用效率(WUE)的时空特征及环境因子变化所造成的影响,基于MODIS卫星遥感数据计算了2000-2020年广东省陆地生态系统WUE。结合精细化降水量、温度和土壤湿度数据产品,采用趋势分析、偏相关性分析、最大值合... 为揭示广东省陆地生态系统水分利用效率(WUE)的时空特征及环境因子变化所造成的影响,基于MODIS卫星遥感数据计算了2000-2020年广东省陆地生态系统WUE。结合精细化降水量、温度和土壤湿度数据产品,采用趋势分析、偏相关性分析、最大值合成等方法,识别了广东省陆地生态系统WUE的6种年际变化类型,评估了WUE主要变化类型中环境因子引发的生态系统碳水通量变化对WUE的潜在影响。结果表明:广东省陆地生态系统WUE上升趋势主要位于粤西和珠三角南部,下降趋势主要位于粤东、粤北及珠三角部分地区,趋势的差异主要是由于总初级生产力(GPP)和实际蒸散发(AET)增长速率不同所致;UUU和DUU为两种主要的WUE年际变化类型,UUU变化类型中,温度因子驱动稀树草原和农田生态系统的GPP,使其增长速率大于AET,导致WUE呈整体上升趋势,而DUU变化类型中,降水和土壤湿度因子驱动森林、多树草原和稀树草原等生态系统的AET,使其增长速率大于GPP,导致WUE呈整体下降趋势。 展开更多
关键词 水分利用效率 陆地生态系统 总初级生产力 蒸散发 归因分析 广东省
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巴彦淖尔市生态系统服务权衡协同关系及尺度效应
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作者 林民博 张万顺 +4 位作者 李翱 周奉 陈刚 刘馨 蒋安娜 《水生态学杂志》 北大核心 2026年第2期68-77,共10页
揭示生态系统服务权衡协同关系与尺度效应,为高效管理区域生态系统服务、科学制定生态保护策略提供参考。融合遥感、气象、土地利用等多源数据,建立物质量模型对2022年巴彦淖尔市防风固沙、土壤保持、食物供给和水源涵养4种关键生态系... 揭示生态系统服务权衡协同关系与尺度效应,为高效管理区域生态系统服务、科学制定生态保护策略提供参考。融合遥感、气象、土地利用等多源数据,建立物质量模型对2022年巴彦淖尔市防风固沙、土壤保持、食物供给和水源涵养4种关键生态系统服务进行量化,并基于空间自相关方法对30 m、1000 m格网尺度和乡镇尺度下的生态系统服务权衡协同关系及尺度效应进行分析。结果表明:(1)生态系统服务表现出明显的空间分异特征,高值区主要分布在高植被覆盖、高海拔和高降水区域。(2)生态系统服务协同关系存在于食物供给和防风固沙服务间、土壤保持和水源涵养服务间,前者主要分布区域为耕地,后者为林草地和阴山山脉;权衡关系存在于其他4对服务间,且主要分布区域为耕地、林草地和阴山山脉。(3)生态系统服务权衡协同关系存在显著的尺度效应,全局和局部权衡协同关系在不同格网尺度上具有相似性,格网与乡镇尺度间表现方向上的变化。 展开更多
关键词 生态系统服务 权衡协同关系 尺度效应 空间异质性 巴彦淖尔市
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2001~2022年黄河流域青海段植被NPP时空变化及其对气候的响应
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作者 李彬 曹广超 +2 位作者 王苑 范琳 欧尔格力 《环境科学》 北大核心 2026年第1期348-359,共12页
黄河流域青海段植被净初级生产力受气候驱动,呈显著的时空异质性.基于2001~2022年逐年MODIS-NPP数据和逐月温度、降水和太阳辐射数据,采用Theil-Sen斜率估计、MK趋势检验、偏相关和复相关分析等方法,探讨了黄河流域青海段植被NPP的时空... 黄河流域青海段植被净初级生产力受气候驱动,呈显著的时空异质性.基于2001~2022年逐年MODIS-NPP数据和逐月温度、降水和太阳辐射数据,采用Theil-Sen斜率估计、MK趋势检验、偏相关和复相关分析等方法,探讨了黄河流域青海段植被NPP的时空变化特征及其对气候因子的响应关系.结果表明:(1)研究区2001~2022年植被NPP(以C计)以2.01 g·(m^(2)·a)^(-1)的速率呈波动上升趋势;年均植被NPP与植被类型紧密相关,且表现出较强的垂直地带性;2001~2010年受降水驱动明显,2011~2022年表现为受温度驱动.(2)植被NPP对气候的响应在静态上表现为河谷、盆地较山地更明显,在气温(-2~8.5℃)、降水(300~550 mm)和年太阳辐射能量(3 350~3 700 MJ·m^(-2))阈值内,植被NPP呈非线性的增加(减少);在动态上表现为不同类型植被对气候条件的响应关系和程度不同,除高山植被和灌丛外,流域植被对降水的响应程度要优于气温和辐射;气温和降水是流域植被NPP变化的主要驱动因子.(3)不同地貌分区对气候的响应机制迥异,整体呈现“四屏三区一高地”的分区格局.研究结果为深入了解黄河流域上游的生态环境变化机制提供参考依据. 展开更多
关键词 黄河流域青海段 净初级生产力(NPP) 时空特征 气候变化 响应机制
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基于PLUS-Geodetector模型的赤水河流域(云南段)土地利用驱动分析及未来发展预测
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作者 李建忠 李云梅 +4 位作者 余艳红 吕恒 董宪章 王高伦 李俊达 《环境科学》 北大核心 2026年第1期517-530,共14页
长江流域生态保护和高质量发展是党中央的重大战略部署.作为长江上游的重要支流,赤水河是维系区域生态安全的重要组成部分,研究其流域土地利用的时空演变及其未来情景预测,不仅对研究区的发展规划具有重要指导意义,同时也可为长江流域... 长江流域生态保护和高质量发展是党中央的重大战略部署.作为长江上游的重要支流,赤水河是维系区域生态安全的重要组成部分,研究其流域土地利用的时空演变及其未来情景预测,不仅对研究区的发展规划具有重要指导意义,同时也可为长江流域及其他类似区域的生态保护与高效土地利用提供参考.以赤水河流域(云南段)为典型案例,分析其土地利用演变规律及驱动因素,探究不同发展情景下未来土地利用变化趋势,为维持流域生态安全及土地资源的合理利用提供科学依据.基于1985~2020年Landsat系列遥感影像和2022~2023年实际调查数据,采用监督分类方法获取1985~2020年土地利用数据并分析其时空动态变化;采用PLUS模型和地理探测器模型对土地利用变化的驱动因子进行定量分析,以揭示其影响机制;最后使用PLUS模型预测不同发展情景下2035年土地利用分布格局.结果表明:(1) 1985~2020年该流域内土地利用类型变化的总体趋势为耕地先增加后减少;草地先减少后保持稳定;有林地和灌木林地先减少后增加;水域保持稳定状态;建设用地持续增加.(2)建设用地的扩张主要受到距次要道路的距离和坡度的影响.距行政中心的距离是对土地利用变化决定力最高的因素,同时因子之间存在协同增强的交互作用,自然环境和区域可达性的交互作用最为显著.(3)在自然发展情景下,耕地和有林地面积减少,建设用地与水域面积增加.生态保护情景下,生态用地面积普遍增加.耕地保护情景下,耕地快速增长显著侵占其他土地类型.不同情景下,未来土地利用格局呈现出显著的差异,作为长江源头区域,流域未来土地利用规划和发展应以生态保护和可持续健康发展为目标,注重生态环境保护与经济的协同发展.研究结果可为长江流域及其他生态敏感区土地利用规划和生态保护政策制定提供科学参考. 展开更多
关键词 PLUS模型 土地利用变化 多情景模拟 地理探测器 驱动因素
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长期氮添加对水杉人工林根际和非根际土壤碳氮磷计量特征的影响
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作者 余涵 吴统贵 +3 位作者 苗永朝 陈颂 王高峰 童冉 《环境科学》 北大核心 2026年第1期565-572,共8页
土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比的变化,对生物地球化学循环和生态系统功能具有重要的调控作用.然而,土壤碳氮磷计量特征对长期氮沉降的响应及其在根际和非根际土壤间的表现有何差异尚不明晰.基于此,在江苏省盐城市东台林场水杉人工... 土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比的变化,对生物地球化学循环和生态系统功能具有重要的调控作用.然而,土壤碳氮磷计量特征对长期氮沉降的响应及其在根际和非根际土壤间的表现有何差异尚不明晰.基于此,在江苏省盐城市东台林场水杉人工林开展为期10 a的野外试验,设置5个施氮梯度:N0[0 kg·(hm^(2)·a)^(-1)]、N56[56 kg·(hm^(2)·a)^(-1)]、N168[168 kg·(hm^(2)·a)^(-1)]、N280[280 kg·(hm^(2)·a)^(-1)]和N336[336 kg·(hm^(2)·a)^(-1)].测定了根际和非根际土壤基本理化性质、养分计量特征、酶活性和微生物生物量等.结果表明:(1)相比于N0,全部氮添加处理下根际和非根际土壤碳氮比总体分别显著降低了29.0%和13.1%,仅N336处理下根际土壤全氮、氮磷比分别显著升高了25.4%和28.4%,土壤有机碳、全磷和碳磷比对氮添加的响应在全部氮添加及各单独处理下均不显著.(2)根际和非根际土壤碳氮磷计量特征对氮添加的响应方向较为一致,但根际土壤的响应强度更大.(3)非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量两两间均存在显著正相关关系,而根际土壤仅有机碳和全氮含量存在显著正相关关系,在根际和非根际土壤中有机碳含量与计量比之间均存在显著正相关关系.(4)微生物生物量及酶活性等微生物性质是影响非根际土壤碳氮磷计量特征的主要因素,而pH、硝态氮和有效磷等化学性质对根际土壤碳氮磷计量特征起主要的调控作用.综合来看,根际和非根际土壤碳氮磷计量特征对长期氮添加的响应较为一致,但受到土壤化学和微生物性质的不同程度的调控.研究结果加深了对环境变化背景下根际和非根际土壤碳和养分响应规律及机制的认识,可为今后生物地球化学循环模型的构建提供科学参考. 展开更多
关键词 氮添加 根际土壤 非根际土壤 碳氮磷计量特征 影响因素
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基于生态系统服务价值的郑洛沿黄地区景观生态风险时空演变及驱动力分析
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作者 徐梦菲 汪霞 《环境科学》 北大核心 2026年第1期444-455,共12页
科学评价景观生态风险时空分异并识别驱动因素,为区域生态风险调控和可持续发展提供参考.基于1990~2022年土地利用数据,测算研究区生态系统服务价值并分析变化特征,以“损失”与“概率”累乘的视角构建基于生态系统服务价值的景观生态... 科学评价景观生态风险时空分异并识别驱动因素,为区域生态风险调控和可持续发展提供参考.基于1990~2022年土地利用数据,测算研究区生态系统服务价值并分析变化特征,以“损失”与“概率”累乘的视角构建基于生态系统服务价值的景观生态风险评估体系,结合空间自相关分析和地理探测器,探究郑洛沿黄地区生态风险的演变趋势和影响因素.结果表明:(1)耕地和建设用地是研究区的优势景观类型,土地利用转换以耕地的转出和建设用地的转入为主要特征,林地、草地和水域整体波动幅度较小.(2)32 a间生态系统服务价值总量下降,空间分布呈“南北两侧高、中部较低”的特点,区域生态系统以调节服务为主,耕地和水域对生态系统服务价值的贡献最大.(3)2000~2022年景观生态风险加剧,低风险区大幅减少,高和较高风险区域面积增加,低和较低值区集中于西部山地丘陵,生态风险空间分布整体呈显著正相关关系.(4)建设用地比例、夜间灯光强度和植被覆盖度是驱动景观生态风险变化的主要因素,研究期内,多数因子间的交互作用均不断提高,建设用地比例和夜间灯光强度的交互效应对景观生态风险的影响最为显著.研究结果可为区域生态风险调控提供科学参考. 展开更多
关键词 土地利用变化 生态系统服务价值 景观生态风险 地理探测器 沿黄地区
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北方干旱半干旱区植被覆盖时空变化及其对生态系统服务的影响
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作者 石智宇 董霁红 《中国环境科学》 北大核心 2026年第1期379-388,共10页
分析了2000~2023年北方干旱半干旱区植被覆盖(FVC)变化情况,评估FVC变化对生态系统服务的影响,并对影响阈值进行识别.结果表明:北方干旱半干旱区FVC整体呈现西低东高、北低南高的格局,研究区FVC增加区的面积占比为40.01%.生态系统服务... 分析了2000~2023年北方干旱半干旱区植被覆盖(FVC)变化情况,评估FVC变化对生态系统服务的影响,并对影响阈值进行识别.结果表明:北方干旱半干旱区FVC整体呈现西低东高、北低南高的格局,研究区FVC增加区的面积占比为40.01%.生态系统服务整体由南向北逐渐减少,高值区主要集中在甘肃省南部、新疆西北部等地,低值区主要集中在内蒙古中西部、宁夏北部等地,研究区生态系统服务整体呈增加趋势,呈增加趋势的地区面积占比为85.01%.研究区FVC水平与碳固定服务、土壤保持服务和产水服务整体呈正相关,显著正相关面积占比分别为54.56%、7.9%、11.43%,FVC的增加推动生态系统服务综合指数(CIES)由0.09增至0.23.林地和农田地区的FVC影响阈值不明显,草地植被覆盖达到0.87时,FVC增加的促进作用趋于减弱. 展开更多
关键词 植被覆盖度 生态系统服务 时空变化 阈值 北方干旱半干旱区
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基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域识别及策略:以河南省为例
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作者 吴贺 蔚霖 +2 位作者 刘昊 刘思源 狄巍榕 《环境科学》 北大核心 2026年第1期456-466,共11页
构建生态安全格局有助于协调保护与开发两类生态过程间的矛盾,推进国土空间生态保护修复.以河南省为研究区,基于形态空间格局分析(MSPA)结果,评估核心区斑块的景观连通性来提取生态源地,通过综合指标法构建生态阻力面并借助夜间灯光数... 构建生态安全格局有助于协调保护与开发两类生态过程间的矛盾,推进国土空间生态保护修复.以河南省为研究区,基于形态空间格局分析(MSPA)结果,评估核心区斑块的景观连通性来提取生态源地,通过综合指标法构建生态阻力面并借助夜间灯光数据加以修正,利用电路理论提取河南省的生态廊道、生态夹点以及生态障碍点,识别出河南省的关键修复区域并制定相应的修复策略.结果表明:(1)河南省重要生态源地共计64处,总计22 615.77 km^(2),主要分布在西部地区以及南北省界线处.(2)河南省主要生态廊道共计120条,平均长度为13.29 km,河南省的生态障碍区主要分布在郑州市、平顶山市以及南阳市.(3)构建了“一带三区-四廊-两团-多点”的生态安全格局,并针对不同区域提出了优化建议,可为相关政府部门政策制定提供参考,推进区域可持续发展. 展开更多
关键词 生态安全格局 景观连通性 电路理论 国土空间生态修复 河南省
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有机堆肥施用对灌淤土有机碳储量及玉米产量的影响
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作者 李磊 蒋鹏 +2 位作者 朱志明 虎强 纪立东 《环境科学》 北大核心 2026年第1期553-564,共12页
目前有机堆肥对宁夏引黄灌区灌淤土土壤养分影响特征、有机碳固持及作物产量提升机制还不够明确.有机农业场景下,为增加土壤碳库、扩大养分容量及提高单作玉米生产力水平,建立4 a定位试验,设置0(M0)、4 500(M1)、9 000(M2)、13 500(M3)... 目前有机堆肥对宁夏引黄灌区灌淤土土壤养分影响特征、有机碳固持及作物产量提升机制还不够明确.有机农业场景下,为增加土壤碳库、扩大养分容量及提高单作玉米生产力水平,建立4 a定位试验,设置0(M0)、4 500(M1)、9 000(M2)、13 500(M3)、18 000(M4)和22 500(M5)t·(hm^(2)·a)^(-1)有机堆肥梯度,研究其对土壤理化性质、有机碳储量及玉米产量的影响.结果表明,堆肥还田增加土壤0.25~2 mm和>2 mm水稳性团聚体含量,进而增加稳定性参数平均质量直径(MWD),且还田量越大增幅越明显,其中,M5处理在连续还田4 a后相比M0处理显著增加MWD值40.02%,同时相比M0处理分别显著增加有效磷和速效钾含量8.41%和9.65%,M0处理养分逐年减少,2024年有机碳储量相比2020年减少了2.4 t·hm^(-2),而M5处理却增加了1.35 t·hm^(-2),且产量相比M0处理增加140.17%.利用熵权法、冗余分析、解释方差分析及结构方差模型揭示了堆肥还田增加了>2 mm水稳性大团聚体含量,提高了土壤有机碳储量,进而促进玉米产量增加的机制.此外,根据累计有机碳输入变化量与有机碳储量变化量、产量变化量的极显著正相关线性关系,得出4 a内灌淤土固碳效率为12.14%,且有机碳储量每增加1 t·hm^(-2),则玉米产量提高637.92kg·hm^(-2).基于此,提出4 a内土壤有机质提升5%~20%则每年需要外源投入干基堆肥7.55~36.04 t·hm^(-2),玉米产量提升5%~20%则每年需要外源投入干基堆肥6.18~30.59 t·hm^(-2)的策略.研究结果可为养殖固体废弃物资源化利用、土壤有机碳储量增加及农业绿色可持续发展提供科学实践依据. 展开更多
关键词 引黄灌区 灌淤土 理化性质 有机碳储量 产量
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“三北”工程区土壤保持服务的时空格局变化及其植被响应机制
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作者 贾天朝 张宁 胡西武 《西北林学院学报》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
定量评估土壤保持服务功能的时空特征及其植被响应机制,为“三北”工程区生态恢复工程的精准实施和可持续管理提供参考。基于2000—2023年的土地利用、降水、土壤和植被等多源数据,综合运用InVEST模型、标准差椭圆和双变量空间自相关等... 定量评估土壤保持服务功能的时空特征及其植被响应机制,为“三北”工程区生态恢复工程的精准实施和可持续管理提供参考。基于2000—2023年的土地利用、降水、土壤和植被等多源数据,综合运用InVEST模型、标准差椭圆和双变量空间自相关等方法,系统分析“三北”工程区土壤保持服务的时空演变规律及其与植被的响应关系。结果表明:1)2000—2023年“三北”工程区土壤保持服务呈现先上升后下降的倒“U”形变化趋势,整体提升14.21%;低等级水平土壤保持服务区面积持续减少,区域土壤保持功能整体呈现良性发展态势。2)研究期内“三北”工程区土壤保持服务空间分布总体稳定,变化特征表现为“增加为主(占42.23%)、不变次之(占37.26%)、减少最少(占20.51%)”的格局。低值区在“三北”工程区呈现连片分布的特点,而高值区则呈现“点-块状”分布格局,主要集中在“三北”工程区的5个典型区域。3)土壤保持服务的空间分布始终保持稳定的东北-西南走向,且空间集聚程度持续增强。重心迁移轨迹呈现由西向东的移动趋势,表明东部地区土壤保持服务能力的提升速度显著快于西部地区。4)土壤保持服务与植被覆盖率和叶面积指数均呈现显著空间正相关。空间关联格局表现出明显的区域分异,低-低聚类集中连片分布在“三北”工程区中西部地区,而高-高聚类则呈现明显的“边缘分布”特征。 展开更多
关键词 土壤保持服务 生态系统服务 植被覆盖率 叶面积指数 “三北”工程
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不同类型生物炭施用对乌梁素海流域盐碱土壤理化性质的影响
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作者 卢迪 饶良懿 《环境科学》 北大核心 2026年第1期581-591,共11页
为了解不同类型生物炭施用对乌梁素海流域盐碱土壤理化性质和植物生长的影响,以玉米秸秆生物炭(A)、玉米芯生物炭(B)和水稻秸秆生物炭(C)为供试材料,以乌梁素海流域盐碱土壤为供试土壤,以菊芋为供试植物,设置空白对照(CK)和3种生物炭施... 为了解不同类型生物炭施用对乌梁素海流域盐碱土壤理化性质和植物生长的影响,以玉米秸秆生物炭(A)、玉米芯生物炭(B)和水稻秸秆生物炭(C)为供试材料,以乌梁素海流域盐碱土壤为供试土壤,以菊芋为供试植物,设置空白对照(CK)和3种生物炭施用比例进行盆栽试验.结果表明:(1)施用生物炭能够显著提高菊芋株高和地径,较对照组分别提高106.8%~151.7%和104.1%~153.0%,且与生物炭施用量呈负相关关系.(2)施用生物炭能够改善土壤盐碱性,玉米秸秆生物炭1%施用比例可明显降低土壤pH值,较对照组降低范围介于0.08~0.28,而玉米秸秆生物炭5%比例可明显降低土壤电导率,较对照组降低范围介于32.9%~47.9%.(3)施用生物炭能够显著降低土壤容重,提高土壤含水量.土壤容重和含水量在玉米秸秆生物炭5%比例组改善效果最明显,且改良效果与生物炭施用比例呈正相关关系,容重降低范围介于22.5%~28.9%,含水量提高范围介于19.6%~38.4%.(4)施用生物炭能够提高盐碱土壤养分含量,其中玉米秸秆生物炭5%比例组对土壤有机质含量提高最明显,较对照组增加范围介于170.0%~308.4%;5%比例的玉米芯生物炭在增加土壤氨氮含量方面效果较好,增幅介于34.9%~227.3%.玉米芯生物炭3%施用比例对于土壤速效磷含量的提高效果更明显,较对照组高出13.6%~40.1%.另外,水稻秸秆生物炭以5%比例施加时,对土壤速效钾含量的提升更明显,增幅达到80.4%~189.1%.综上所述,生物炭施用能够在一定程度上促进菊芋生长,改善盐碱土壤理化性质,研究可为乌梁素海流域盐碱地治理提供理论依据. 展开更多
关键词 生物炭 盐碱土壤 理化性质 土壤养分 乌梁素海流域
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三大主粮作物产量对施加生物炭的响应
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作者 朱银浩 李升 +4 位作者 尹娟 杨莹攀 杜斌 范家杨 李东宇 《环境科学》 北大核心 2026年第1期543-552,共10页
为探明施加生物炭对全球三大主粮作物产量的变化规律,以192篇文献,1 093条试验数据为研究对象,通过Meta分析定量探讨了气候条件、土壤理化性质、生物炭特性和施加量对作物产量的影响.结果表明,与不施加生物炭相比,施加生物炭总体提高作... 为探明施加生物炭对全球三大主粮作物产量的变化规律,以192篇文献,1 093条试验数据为研究对象,通过Meta分析定量探讨了气候条件、土壤理化性质、生物炭特性和施加量对作物产量的影响.结果表明,与不施加生物炭相比,施加生物炭总体提高作物产量15.6%,玉米、小麦和水稻分别提高了14.4%、15.5%和16.4%.土壤有机碳、全氮、有机质、碳氮比、生物炭中有机碳和全氮含量对三大主粮作物产量影响最显著.通过随机森林模型分析,生物炭裂解温度对玉米和水稻的产量影响相对不重要,年平均降雨量对小麦的产量影响相对不重要,此时玉米、小麦和水稻的决定系数R^(2)分别为0.795、0.656和0.856.研究结果可为今后作物生产合理施用生物炭提供参考依据,有助于促进全球农业生产绿色发展. 展开更多
关键词 生物炭 作物产量 META分析 随机森林模型 全球尺度
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