凋落物分解是森林生态系统养分循环的重要组成部分,为探究气温变化对杉木枯死叶片分解的影响,以杉木人工林的凋落叶和宿存叶为研究对象,采用分解网袋法,利用武夷山气温垂直分布特征,选择了 620 m、1003 m、1410 m和1948 m四个海拔气温梯度,采用异地移位试验模拟增温对杉木凋落叶和宿存叶分解速率及分解过程中N、P、Mg、Ca元素释放的影响.结果表明:(1)凋落叶和宿存叶的干重残留率随分解时间的延长呈下降趋势,且在不同海拔气温下存在显著差异(P＜0.05),其中凋落叶的分解速率(K)表现为K620m＞K1003 m＞K1410m＞K1948 m,宿存叶则表现为K1003 m＞K620m＞K1410m＞K1948m.增温缩短了凋落叶和宿存叶的半衰期和周转期.(2)增温显著影响凋落叶和宿存叶的N、P、Mg、Ca残留率(P＜0.05),二者整体均表现为在T620m下具有较低的养分残留率,而在300-360 d分解时段,宿存叶在T620m下具有较高的P残留率.增温并未改变凋落叶和宿存叶P、Mg、Ca素的释放模式,但改变了宿存叶N素的释放模式.(3)凋落叶和宿存叶的干重残留率与N残留率呈极显著正相关(P＜0.001),与P残留率呈显著负相关(P＜0.05).相较于N、P而言,Mg、Ca残留率与干重残留率间的相关性较弱.气温升高显著加快了凋落叶和宿存叶的质量损失速率及养分释放速率,促进杉木人工林生态系统的养分物质循环.研究结果为全面了解杉木枯死叶片分解过程中养分释放对气候变暖的响应机制提供科学依据.

植物凋落物在土壤有机质形成过程中扮演重要角色,在局域尺度上其分解速率与土壤生境密切相关.不同土壤基质下的凋落物分解快慢不同,进而影响土壤碳周转及养分利用效率.与叶凋落物分解密切相关的微生物群落主要来源于叶凋落物际,这些微生物群落在土壤养分循环和有机物分解过程中发挥着至关重要的作用,然而目前关于叶凋落物际中微生物群落动态变化的研究还相对较少.研究以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的叶凋落物为研究对象,通过高通量测序研究不同土壤(有机土、铁铝土、冲积土)和分解阶段(30％、60％、90％)下叶凋落物际细菌群落的动态变化及其对凋落物分解的影响.结果表明:随着分解的进行,叶凋落物际细菌群落多样性逐渐升高,并且群落多样性水平越高(Alpha多样性:有机土＞冲积土＞铁铝土),其分解速率越快(k:有机土＞冲积土＞铁铝土).研究进一步发现,叶凋落物际细菌群落组成变化受土壤类型和分解阶段显著影响(P＜0.001),但前者作用效应更大.具体而言,不同土壤基质下的叶凋落物际优势菌不同,有机土和冲积土基质中均由变形菌门(Proteobacteria)主导(分别占55.33％和53.10％),铁铝土基质中则以放线菌门(Actinobacteriota)为主(占比为63.95％).受分解阶段影响,不同土壤基质下叶凋落物际各优势菌门的平均相对丰度在分解后期均有所下降,而以绿弯菌门(Chloroflexi)为代表的寡营养菌(oligotrophic taxa)在分解后期显著增加(P＜0.05),与分解前期相比增加了 5.66-413.80倍.此外,在不同土壤中,叶凋落物际细菌群落构建均受确定性过程影响,其共现网络复杂度在冲积土、有机土、铁铝土中依次降低,变形菌门和放线菌门在整个叶凋落物际细菌群落的构建和维持中扮演着关键角色.研究揭示了不同土壤基质调控叶凋落物际细菌群落组成及多样性进而影响凋落物分解过程,这为深入理解叶凋落物际细菌群落在生态系统养分循环过程中的关键作用提供了数据支撑.

基于自然的解决方案(NbS)作为应对全球生物多样性丧失和气候变化双重危机的重要手段,已成为生态与环境科学领域的研究前沿.自然保护地是保护生物多样性和应对气候变化的重要载体,充分借鉴NbS的标准与方法在自然保护地进行科学实施,可以在生物多样性保护、减缓和适应气候变化、推动实现可持续发展等方面实现协同增效.目前我国正处于以国家公园为主体的自然保护地体系建设的关键时期,国家公园建设与管理及相关研究已成为近年来我国生态文明和美丽中国建设进程中的热点领域.为此,基于世界自然保护联盟(IUCN)提出的NbS全球标准的八项准则,首先梳理了 NbS的各项准则对我国国家公园理论与实践的适用性,进而结合NbS的八项准则,以及我国国家公园建设与管理中的实际需求,将我国国家公园建设与管理的相关理论与实践进展围绕以下四个方面进行了梳理,即:(1)如何科学建设国家公园(准则1,应对社会挑战;准则2,根据不同尺度设计);(2)国家公园如何有效治理/管理(准则5,基于包容、透明和赋权的治理过程;准则7,基于证据进行适应性管理);(3)国家公园建设与管理成效如何(准则3,带来生物多样性净增长和生态系统完整性;准则6,在首要目标和其他多种效益间公正地权衡);(4)国家公园如何实现可持续性(准则4,具有经济可行性;准则8,具可持续性并在适当的辖区内主流化).最后,充分借鉴NbS的各项准则,研究就我国国家公园建设与管理及相关研究提出了启示与展望,以期为我国国家公园相关学科的发展提供参考,并为推动将NbS纳入我国国家公园建设与管理行动提供支撑.

目的/意义 探究相关政策的技术要点和实施路径,为未来智慧健康城市规划与建设提供参考.方法/过程 梳理国内外智慧健康城市领域相关政策,介绍其制定实施情况;深入分析相关政策内容,阐述智慧健康城市政策的演变轨迹、技术要点和实施路径,以及其对城市发展的推动作用.结果/结论 建立健康信息化、资源网络化、服务智能化和监管一体化的框架,可以有效应对城市卫生健康挑战,提供高效的健康服务,并提高居民的生活质量和卫生水平.优化医疗资源配置、促进医疗机构间协调合作、拓展健康产业等政策,将共同推动城市健康生态系统的持续进步.

藓结皮是荒漠生物土壤结皮的重要类型,在荒漠生态系统碳固定与碳排放过程中具有重要作用.研究长期氮添加对藓结皮光合生理活性和土壤有机碳(SOC)组分的影响,有助于理解藓结皮光合生理活性特征与荒漠生态系统土壤碳固存之间的关系及其调控因子.为此,研究依托古尔班通古特沙漠野外长期(13a)氮添加实验,以齿肋赤藓形成的藓结皮为研究对象,选取0(N0)、1.0(N1)、3.0 g N m-2 a-1(N3)三种氮处理,阐明长期氮添加对藓结皮光合生理活性和SOC组分的影响.结果表明:(1)相比对照,长期氮添加对结皮层颗粒有机碳(POC)与矿物结合态有机碳(MAOC)含量无显著影响,但显著减少了 0-5 cm 土层POC和MAOC含量的积累;(2)N1处理显著提高了叶绿素和非结构性碳水化合物(NSC)含量,而N3处理叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及NSC的含量分别显著降低了 50.94％、42.49％、46.71％和50.85％;(3)可溶性糖的含量在N1处理下显著增加,N3处理则显著抑制了其积累,脯氨酸的含量随氮浓度呈显著下降的趋势,长期氮添加对可溶性蛋白含量无显著影响;(4)相关性分析表明,长期氮添加、光合生理活性与POC和MAOC含量无显著相关性,酸碱度、微生物量碳氮、电导率、硝态氮和铵态氮皆显著影响POC和MAOC的含量积累.研究揭示了长期氮添加对藓结皮的光合生理活性和SOC组分的影响,且光合生理活性的响应无法有效反映SOC组分变化,为理解荒漠生态系统中氮沉降对生物土壤结皮的影响提供数据支持.

植物总初级生产力是定量描述生态系统固碳能力的重要指标,为了分析气候时空滞后效应和空间异质性对植被总初级生产力(GPP)的影响,以当年气象数据组(CC)、10年平均气象数据组(MC)和邻域气象数据组(FM)分别代表气候波动性、时间滞后效应和空间异质性,以及地形数据为自变量,构建随机森林模型,模拟了 2000-2014年的历史时期的GPP值以及2015-2021年在SSP126、SSP245、SSP370和SSP585排放情景下的GPP值,计算模拟解释率,因子贡献率,最终确定最佳气象数据组.结果表明(1)地形因子中坡度对GPP的影响最大,气象因子中降水量对GPP的影响最大,整体而言GPP与地形因子较气象因子相关性强,是地形再分配气象因子的结果;(2)各时期GPP模型之间交叉模拟值与MODIS数据对比发现模型解释率R2均达到0.80以上,表明所建预测GPP的随机森林模型稳定性较强;(3)历史气象数据的GPP模型结果显示CC对当年GPP的解释率更高,表明气候波动性更好地展现当年气象与GPP间的关系;(4)基于历史时期和4种未来气候情景下3个气象数据组建立的模型之间交叉模拟,结果表明MC预测模型的解释率最高,表明该数据组稳定性最强,反过来采用4种未来气候情景下3个气象数据组的模型模拟历史时期的GPP,结果表明MC与其他两个气象数据组之间存在显著性差异(P＜0.05),充分表明植被GPP响应气候具有时滞效应,并其影响程度显著大于气候的空间异质性和波动性,即前9年的气候持续影响植被GPP;(5)统计3个气象数据组在历史时期出现的概率,可知MC出现概率高的区域占比比其他两个数据组的大,在林地、灌木和草本三种景观类型中也出现相同的结论,另外MC对中高海拔和陡坡的预测能力比其他两个数据组的强,表明中高海拔地区在分配太阳辐射等复杂过程存在明显的时滞效应,而平缓地区易受当年和气候空间异质性影响.因本研究以10年为平均值计算单元,最佳时间滞后效应可能会比10年短或更长,需要进一步探讨,结论为气候变化背景下GPP模拟预测提供了最佳气象数据组.

生态学是生态文明建设的理论基础.现代生态学学科发展与区域生态特色相结合,已成为生态学特色学科方向发展的显著特征和区域生态文明建设的关键依据.沙漠生态学以沙漠或沙漠化土地为研究区域,以沙漠生物为研究对象,是沙漠学与生态学的交叉融合学科,具有典型的区域性特色.从沙漠生态学的概念和学科定位的角度,分析了沙漠生态学的学科特点和特色优势.基于此,沙漠生态学具有自己的研究范畴和研究内容,在学科层面上存在其他学科无法解决或者解决好的科学问题,并从研究区域和研究对象的角度分析了沙漠生态学形成独立学科方向的必要性.沙漠生态学学科体系建设和基础理论丰富与完善,有利于指导干旱、半干旱区沙漠化的发生原因、过程及原理、沙漠化逆转过程的恢复机理的全面系统研究,为沙漠化综合治理措施与治理实践、沙漠自然资源利用与开发以及沙漠生态系统保护提供关键科技支撑,凸显了沙漠生态学的特色学科方向对区域荒漠化综合防治和"三北"防护林生态工程建设的重要理论和实践指导意义.

降水(P)、气温(T)、土壤含水量(SWC)和土壤温度(ST)是影响农业生态系统的重要因素,准确刻画其时空变化特征是认识和理解水热交互作用、制定区域农业可持续发展策略的基础.然而,相关研究却严重受限于原位观测站点稀少、监测数据时序短等问题.为了更好地表征这些因素的时空变化特征及相互关系,研究基于ERA5-Land再分析数据,采用Sen斜率、Mann-Kendall 检验法对华北平原1953-2022年P、T、SWC和ST的变化趋势、突变时间及时空格局进行制图与分析;进而用Spearman相关系数探讨了这些因素之间的关系.结果表明:近70年来,华北平原年降水总量在509.80-1393.05 mm之间波动,降水变化率为-38.31 mm/10a,突变年份在1988年前后;夏季降水减少速率最快.年均气温在12.11-15.35℃之间波动,气温变化率为0.27℃/l0a,突变年份在1996年左右;冬季气温升高速率最快.P和T均呈南高北低的分布特征,华北平原西南部降水减少速率较快而升温速率较慢,西北部则表现相反.SWC均呈减少趋势,100-289 cm层含水量变率最大且随时间减少的幅度逐渐增大;四个土层SWC季节变化幅度不同.ST均呈升高趋势且升温速度随时间变快,0-7 cm层升温速率最快.土壤升温幅度春季最大,秋季最小.SWC减少幅度随深度增加而增大,ST升高幅度随深度增加而减小,土壤深度对SWC和ST的影响相反,且SWC突变时间比ST突变时间早近20年.ST和SWC呈南高北低的分布格局,且西北部变率大,东南部变率小.T与P、ST与SWC之间的变化趋势相反,P和SWC、T和ST之间的变化趋势相同,SWC与T和P、ST与T和P的相关性随土壤深度而减小.综上,华北平原水热条件向"暖干化"演变.研究可增进对华北平原水热变化过程的认识,进而为该地农业可持续发展政策制定提供科学依据.

木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程.功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制.本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程,总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题,包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征,菌丝生长与获取营养物质的功能性状,真菌群落多样性的形成机制及其功能类群,木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征,并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法.尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步,但由于真菌种类繁多、性状多样,目前对真菌功能性状的研究并不系统深入.提高对木腐真菌物种功能性状作用的认识,包括木腐真菌物种共存、群落构建及生物多样性维持等,可以加深对真菌群落功能机制性的了解.

反硝化过程是生态系统气态氮损失的主要途径,然而其速率一直难以量化.15N同位素自然丰度法是量化陆地生态系统尺度反硝化速率的有效方法,但是该方法需要考虑反硝化过程中的氮氧同位素分馏效应.目前关于陆地土壤反硝化作用分馏系数的研究主要集中在森林和农田,对于草地土壤的研究十分有限.基于此,本研究以我国不同地区的4种典型草地土壤(大兴安岭、多伦、额尔古纳和刚察)为对象,通过室内厌氧培养实验测定土壤微生物群落反硝化作用的硝酸盐消耗速率,并借助瑞利分馏模型拟合出N和O同位素分馏效应(ε)及其比值(△δ180∶△δ15N).结果显示,草地土壤15ε为21.6‰～32.0‰(27.1‰±2.1‰),18ε为10.4‰～15.7‰(12.9‰±1.1‰).研究发现,不同环境之间15e存在一定差异,可能归因于不同类型土壤理化性质和反硝化微生物群落组成的差异.此外,不同研究所用计算方法的差异、底物硝酸盐浓度、硝酸盐异化还原反应以及开放环境中可能发生的硝化作用等都会在不同程度上影响15ε的计算.对于18ε来说,年均温和年均降水是影响18ε的重要因素.草地土壤△δ18O∶△δ15N比值为0.38～0.49(0.46±0.03),低于以往陆地和水体生态系统以及微生物纯培养的研究.亚硝酸盐的再氧化和与水之间的氧同位素交换可能是造成△δ18O∶△δ15N差异的重要原因.综上所述,不同草地生态系统土壤反硝化分馏效应存在一定差异,在定量评估陆地生态系统反硝化作用速率时需综合考虑气候类型和生态系统等变量.