江西省是全国首批生态文明示范省之一,探明气象条件对生态系统调节服务功能的影响,有利于因地制宜开展生态环境保护和修复工作.本研究基于2000-2022年MODIS数据、净初级生产力数据和逐月气象数据,采用水量平衡方程、土壤流失方程等模型,对江西省生态系统固碳、释氧、水源涵养、土壤保持4种调节服务功能进行测算,并利用趋势分析、偏相关分析方法分析4种调节服务功能的时空格局及其气象影响因素.结果表明:2000-2022年,江西省生态系统固碳量和释氧量年均值分别为178.8和130.0g·m-2,年均增加值分别为0.4和0.3 g·m-2,两者在空间分布上一致,全省有77.3％区域的固碳释氧年均值呈上升趋势.江西省水源涵养和土壤保持均值分别为591.8 mm和723.8 t·hm-2,两者在空间分布上较为一致,两者年均增加值分别为5.6 mm和3.7t·hm-2,全省分别有73.3％、69.3％区域的土壤保持和水源涵养功能稳步提升.植被的固碳释氧功能在月尺度、季节尺度与气温呈显著相关,两者的偏相关系数也高于其他因子,是影响生态系统固碳释氧功能的重要气象因子.无论在月尺度、季尺度还是年尺度上,降水量与水源涵养量和土壤保持量均呈显著正相关关系,是其最重要的气象影响因素.本研究揭示了 2000-2022年间气候变化对江西省生态系统调节服务功能的影响,可为切实保障江西省生态系统保护修复、提高生态文明建设的质量和效益提供科技支撑.

根际微生物在植物养分获取以及碳、氮循环中发挥着重要作用,而植物细根(包括吸收根和运输根)与根际微生物群落关系密切.阐明火后森林恢复过程中先锋树种细根性状的变化与根际微生物群落的关系,可为基于细根和根际微生物动态的火后植被恢复管理提供理论支持.该研究以大兴安岭30年时间序列火烧迹地先锋树种白桦(Betula platyphylla)为研究对象,利用16SrRNA高通量测序技术,分析了火后恢复过程中白桦根际细菌群落结构与土壤性质和细根性状的关系.结果表明,火后恢复时间显著影响土壤pH、吸收根性状和根际细菌α多样性.随火后时间的增加,土壤pH呈先升高后下降再升高的趋势,吸收根比根长和比表面积呈先升高后下降的趋势.火后9年是白桦根际细菌α多样性逐渐回升的转折点.不同火后恢复时间根际细菌群落主要优势门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),主要优势属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium).玫瑰弯菌属(Roseiarcus)、酸球菌属(Acidipila)以及分枝杆菌属(Mycobacterium)等优势属的相对丰度在不同火后恢复时间中差异显著.根际细菌α多样性主要受土壤pH和吸收根比根长的显著影响,细菌群落结构变化受细根的碳、氮含量和运输根磷含量的影响.综上,细根、土壤和微生物之间的互作共同影响了根际细菌的群落结构及多样性,从而塑造了根际环境,促进火后生态系统的恢复.

人类活动强度(Human Activity Intensity,HAI)是表征人类活动对自然环境作用程度的客观指标,植被作为生态环境变化的综合指示器,对人类活动变化十分敏感,深入探究HAI与NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)时空分异及其关联性,对维稳自然环境、合理控制人类活动以及协调人地关系具有重要意义.以黄土高原为研究区域,使用夜间灯光、人口密度及土地利用数据表征人类活动强度,分析2000-2020年HAI与NDVI的时空分及其关联性.结果显示:(1)2000-2020年黄土高原HAI整体变化较缓(年均速为1.39％),空间呈现"七点一圈一带"的分布格局,呼包鄂榆及晋中城市群HAI强度变化较频繁,高强度区向西北方向呈集中分布态势.(2)2000-2013年NDVI增速较快(2.11％/a),2014-2020年增速放缓至0.82％,整体呈现东南高西北低分布,高植被覆盖区域向西北移动且多方向扩张.(3)HAI与NDVI相关性空间分异明显,且在关中、呼包鄂及晋中城市群呈空间聚集分布.人类活动对植被覆盖的作用具有双向性,高强度人类活动致使植被覆盖锐减,退耕还林等工程有效抑制植被退化,生态环境有所改善.研究结果可为精细量化人类活动强度、黄土高原未来国土空间规划及生态环境修复与维稳提供一定理论依据与参考.

全球变暖影响物种多样性和生产力及其关系.关于全球和区域的物种多样性与生产力关系已有许多研究,但气候变暖背景下西藏高寒草地物种多样性与生产力的关系及其环境驱动机制研究仍然很少.基于西藏高寒草地实测的35个样点调查数据,利用回归分析、Pearson相关性分析、方差分解和结构方程模型等方法,探究了物种多样性和生产力的关系及其影响机制.研究发现:(1)高寒草地的物种丰富度指数和香农-威纳指数与地上植被净初级生产力(ANPP)呈显著正相关关系,且ANPP对物种丰富度指数的变化更为敏感;(2)物种丰富度指数与经度、土壤有效氮、土壤有效磷、年降水量呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与海拔和纬度呈显著负相关,与年均温度呈显著正相关;ANPP与经度、土壤有效氮、年降水量和年均温度呈显著正相关,与海拔、纬度和土壤有效钾呈显著负相关;(3)地理因子、土壤养分和气候因子的交互作用对物种丰富度指数和ANPP的贡献率最大,分别为10.99％和32.91％,地理因子和气候因子的交互作用对Shannon-Wiener指数的贡献率最大,为13.61％;(4)地理因子通过调控土壤养分和气候因子间接影响物种多样性和ANPP,土壤养分和气候因子均直接影响物种多样性和ANPP.研究结果揭示了环境因子对物种多样性和生产力的综合调控机制,为西藏高寒草地生态系统科学应对气候变化提供了依据.

极端气候环境事件及其引起的早期人类经济模式转变是过去全球变化领域的热点问题,然而,目前针对9200 BP气候事件对史前人类行为方式的影响一直缺乏研究.广西是珠江流域的重要区域之一,具有独特的植被、气候和环境背景,既是史前人群迁徙和文化交流的重点地区,也是应对气候突变和气候事件的理想避难所,是人类生存方式和环境适应研究的难得实验场.本文基于AMS 14C年代学以及植硅体与孢粉等微体遗存记录,对广西崇左江西岸遗址新石器时代文化的气候环境背景与生业经济模式进行分析.研究表明,广西江西岸遗址新石器时代地层的年代为9300-9100 BP;在9200 BP气候事件中,该遗址周边环境呈现明显的冷干化趋势;该阶段人类可选择的植物资源较少,而地层中则发现了大量的螺壳、蚌壳和水牛、犀牛、象等水生动物与哺乳动物遗骸以及渔猎工具.上述结果表明,广西江西岸遗址的气候在9200 BP时处于冷干期,导致可采集的植物资源减少,因此,江西岸遗址的人类可能选择渔猎方式适应生存.这一研究为深入理解亚洲季风区早全新世重要气候事件与新石器时代文化发展之间的相互作用关系提供了新的思路和线索.

精确评估地-气之间物质和能量交换对于有效管理水资源和促进农业可持续发展至关重要.为揭示黄河故道区玉米农田生态系统的能量分配特征和水热分量动态变化过程及其对气象因子的变化响应,本研究基于涡度相关系统和全要素自动气象站,对2019-2020年黄河故道区典型夏玉米农田生态系统的能量通量以及常规气象要素进行不间断观测,分析夏玉米农田各能量通量的变化特征以及与气温、降水、风速等环境因子的相关关系,并计算夏玉米生育时期的能量闭合率和能量分配比率.结果表明:研究区夏玉米净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在11:00-14:00,土壤热通量的峰值发生在14:00-15:00.在能量分配上,夏玉米农田全生育期的能量分配以潜热通量和显热通量为主,播种-出苗期能量主要被显热通量消耗,占净辐射的37.1％,其余生育周期的能量均以潜热通量消耗为主.全生育期能量闭合率较好,决定系数为0.83,其中,白天闭合率较高,晚上较低.降水对潜热通量和显热通量都有明显影响,潜热通量对降水的反应更敏感,生育后期潜热通量在降雨后与降雨前的增幅比生育前期低.在夏玉米全生育期内,太阳辐射是水热通量最主要的气象因子,其次为饱和水汽压差.温度和饱和水汽压差对潜热通量的贡献度明显高于显热通量,风速、相对湿度和太阳辐射对潜热通量的解释率低于显热通量,叶面积指数和植被覆盖度与潜热通量呈显著正相关、与显热通量呈显著负相关.本研究的定量化结果可以深化对黄河故道区夏玉米农田水热传输规律的认识,为作物高效用水提供理论依据.

目的 在 5 km×5 km的空间网格尺度上探讨西安市手足口病发病与环境、社会经济因素等的关系,为区域防控措施的制定提供依据.方法 收集 2019 年西安市手足口病报告发病率数据,应用空间自相关分析手足口病空间分布特征;基于多尺度地理加权回归(multiscale geographically weighted regression,MGWR)模型分析环境与社会经济因素对手足口病发病的影响,并与普通最小二乘(ordinary least squares,OLS)回归模型以及地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型结果进行对比.结果 2019 年西安市手足口病年报告发病率为157.99/10 万,在空间分布上存在正相关性(全局Moran's I=0.349,P<0.001).MGWR模型拟合度优于GWR模型和OLS模型(MGWR:R2=0.530;GWR:R2=0.473;OLS:R2=0.327).各影响因素的作用尺度存在一定差异,GDP、土地城镇化水平、平均气温等作用尺度较大,归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)作用尺度较小.GDP与手足口病报告发病率呈显著负相关,土地城镇化水平、平均气温与报告发病率呈显著正相关,NDVI在西安部分地区对手足口发病有显著负向影响.结论 环境与社会经济因素对手足口病发病有显著影响,且各影响因素的作用存在空间差异,研究结果可为不同地区制定针对性的预防措施提供依据.

使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了 CDHEs与气候和植被的关系.结果表明:①CDHEs的发生日数在年代际尺度上呈现明显的增加趋势,并且范围扩大,频发区逐渐向淮河流域中西部移动;②在年际尺度上,CDHEs随时间序列呈显著的波动上升趋势,空间分布上以西北部为中心向四周递减.连续CDHEs事件呈年际变化,最大2至4天的连续事件存在波动,2019年达到高峰,并且在流域内零散或成片出现;③在月际尺度上,CDHEs的发生日数在6月最多,其次是5月、7月、9月和8月.淮河流域入汛前的旱情和入汛后的旱涝急转都容易导致CDHEs发生,而且随着月际变化向南移动;④CDHEs对水热条件和大气环流具有特别的敏感性.在850hPa反气旋和500hPa显著高压异常的控制下,高温、低湿、高蒸发和降水少的气候背景有利于淮河地区CDHEs的形成,尤其是在淮河中西部地区.因此,CDHEs的发生与气候变化密切相关;⑤CDHEs与植被生长也存在显著关系.CDHEs与GPP呈显著的负相关,而与NDVI呈显著的正相关,显著地区的土地类型以耕地和城乡、工矿、居民用地为主.GPP和NDVI的不同步可能是因为多种因素的非线性相互作用,而不仅仅是单一因素的影响.此外,对于GPP和NDVI来说,土壤含水量至关重要.总之,本文对淮河流域CDHEs的时空分布特征进行了深入研究,并探讨了其与气候和植被的关系.研究结果可以为该地区的气象灾害防御和生态环境保护提供科学依据和参考.

[目的]河岸带物种多样性与土壤因子的关系对维持河岸带生态系统的稳定性十分重要,为揭示黄河中下游河岸带物种多样性与土壤因子的关系,进一步为黄河中下游过渡区河岸生态恢复、保护和高质量发展提供一定的参考与理论指导.[方法]采用样方调查法、试验分析法、CCA排序法等方法,以河南黄河中下游过渡区对植物分布和物种多样性与土壤因子的关系进行研究.[结果](1)黄河中下游过渡区河岸有机质、速效钾及有效磷均属于中等变异程度,土壤含水量、全氮变异系数为强变异性,土壤养分空间分布总体呈现中度不均匀的特征.(2)黄河中下游过渡区河岸植物优势度指数(D)与土壤全氮具有显著负相关关系(P＜0.05);土壤pH值、速效钾和有效磷对物种丰富度指数(S)的影响不明显;均匀度指数(E)、香农-威纳指数(H)与6个土壤因子之间均没有达到显著水平.(3)红蓼、头状穗莎草、长芒稗、糠稷、醴肠群落的分布受土壤含水量的影响较大;青蒿、酸枣、毛白杨等的分布主要受全氮的影响较大,在全氮含量较高的区域分布较多;葎草和反枝苋受速效钾影响较大;而狗牙根、苍耳、芦苇、狗尾草、春蓼、绿豆等群落受土壤因子的影响较小.[结论]黄河中下游过渡区河岸带土壤含水量、速效钾及全氮是影响植物分布的主要因子,不同植物对土壤条件的需求存在差异,能够直观反映出植被与土壤环境之间的关系.

目的:通过对汉中宁强县天麻生态适宜性、产量和品质区划的研究,为宁强县天麻产业规划提供参考.方法:应用最大熵(MaxEnt)模型,结合产地调研、文献信息收集及样品采集和含量测定,解析影响天麻产量和品质的生态环境变量,构建天麻有效成分与环境因子的关系模型,利用地理信息系统技术(ArcGIS)进行天麻品质区划和生产区划研究,总结小尺度(县域)范围内天麻生产区划的研究方法.结果:对采集到的89个生态因子进行筛选,最终选择13个生态因子做进一步分析,影响天麻的环境因子按贡献率大小依次为地形(43.2％)＞气候(27.9％)＞土壤(22.3％)＞植被(6.5％);宁强天麻生态高适宜区主要分布在县中东部、南部和县北部的部分地区;产量高适宜区主要在县东部;品质高适宜区主要分布在县西部、北部和南部的部分地区,高海拔区天麻浸出物含量相对较低,而地势平坦区巴利森苷E的含量相对较高,巴利森苷B、C和天麻素含量的空间分布规律较一致.结论:在陕西宁强县地形、气候和土壤是影响天麻分布的主要环境因素.天麻品质区划与产量区划中适宜区的分布规律不相同,在进行天麻生产区划研究时应注重品质与产量区划研究相结合.