长期放牧改变了草地生态系统的土壤资源可利用性和微生物生物量化学计量.研究放牧荒漠草原土壤化学计量不平衡与微生物碳利用效率(CUE)的关系,有助于从微生物视角理解土壤碳动态.本研究依托2004年建立的内蒙古短花针茅荒漠草原长期放牧实验平台,以围封禁牧为对照,设置重度、中度和轻度放牧处理,测定了 土壤有效养分、微生物生物量及其获取的相关酶活性,并利用生态化学计量法对土壤微生物CUE进行计算.结果表明:与对照相比,放牧抑制了土壤微生物CUE,降幅为1.0％～10.3％;土壤C∶N不平衡在中度放牧处理下显著增加20.6％,C∶P不平衡和N∶P不平衡在重度放牧处理分别显著增加20.7％和25.2％,这表明土壤微生物群落更容易受N、P限制.土壤微生物群落通过调节元素阈值计量比和胞外酶的产生来维持自身化学计量平衡.结构方程模型结果表明,化学计量不平衡通过改变元素阈值计量比、微生物生物量化学计量和酶化学计量间接影响微生物CUE.

目的:以健康生态学模型为框架，探讨糖尿病足患者延迟就医的原因。方法:采用描述性现象学研究方法，2021年11月至2022年3月对20例延迟就医的糖尿病足患者进行面对面半结构式深度访谈，采用Colaizzi现象学7步法进行资料分析，提炼主题。结果:根据健康生态学模型的5个层次，将延迟就医原因归纳为11个主题，个人特质层原因包括高龄患者感知觉衰退，足部溃疡未及时发现；行为特征层原因包括糖尿病足知识缺乏，消极治疗心理；人际网络层原因包括家庭支持力度不足，社会支持系统缺失；生活和工作条件层原因包括经济压力大，电子健康素养低，就诊不便；环境政策层原因包括医疗保险报销比例差异，医疗条件限制。结论:糖尿病足患者延迟就医的原因是多层次系统性的，医务人员既需要从个体层面提高糖尿病患者足部的自我管理能力，同时也需要从系统层面探索相关的家庭、社会医疗支持资源，指导患者获得最佳医疗服务。

山西省在黄河流域总体生态格局中具有重要的战略地位.为深入研究2000-2020年黄河流域山西段生态环境的变化,选用MODIS遥感影像数据,基于绿度、湿度、干度和热度的主成分分析确定遥感生态指数(RSEI),对该区域生态环境质量的时空变化进行分析并探讨影响因素;同时,利用CA-Markov模型对2030年黄河流域山西段不同发展情景下生态环境进行模拟和预测.结果表明:RSEI在黄河流域山西段具有较好的适用性,可用于监测和评估其生态环境的时空变化特征.2000-2020年,黄河流域山西段以低生境质量区为主,其中,2000-2010年生态环境质量持续改善,而2010-2020年则有所退化;高生境质量区集中于山区,其自然条件优越、生物多样性丰富,低生态质量区主要分布在城市群集中的太原盆地及研究区北部采矿业发达的地区;在研究区的北部和中部,气候因子与生态环境质量呈负相关关系,而在高山区域二者呈正相关关系.3种发展情景下,2030年研究区的耕地、林地、水体和建设用地面积均较2020年有所增加;相较于自然发展情景和耕地保护情景,在以RSEI为限制因子的生态约束情景中,新增林地面积最多,而耕地和建设用地的扩张速率最低.研究结果可为黄河流域山西段的国土空间规划及生态环境保护提供参考.

研究高原泥炭沼泽土壤微生物群落组成特征及空间分布格局对于维护高原湿地生态系统结构及功能稳定性具有重要意义.本研究采集若尔盖核心保护区内沿土壤水平与垂直方向分布的50个土壤样本,利用高通量测序技术,并结合Mantel检验和多元回归模型(MRM)多元回归统计方法,对土壤细菌和真菌群落多样性、局域尺度上的群落结构相似性空间分布特征及驱动因子进行分析.结果表明:若尔盖高原泥炭沼泽土壤中的优势细菌和真菌类群分别为绿弯菌门(在水平和垂直方向上分别占总细菌群落的33.2％和25.1％)和子囊菌门(54.7％和76.4％);水平和垂直方向的微生物群落结构相似性均随采样点空间距离增加而逐渐降低,垂直方向上细菌和真菌群落的周转速率分别为水平方向的8.8和8.6倍.依据群落相对丰度将微生物划分为6个分类群,随着群落中稀有种数量的增加,群落距离衰减斜率降低,且条件性稀有或优势物种(CRAT)与总微生物群落的空间分布特征最相似.Mantel分析表明,土壤有机碳、总氮和活性磷是影响水平方向上细菌和真菌群落分布的关键驱动因子,而土壤有机碳、活性碳、pH值和土壤容重则是决定微生物垂直方向分布的主要因子.MRM分析进一步表明,土壤理化指标和空间距离均对微生物群落构建具有极显著影响,其中土壤因子对微生物群落垂直方向分布的解释度高于水平方向,且土壤因子对微生物群落分布的影响远大于空间因子通过扩散限制产生的影响.综上,高原泥炭沼泽土壤微生物群落具有更明显的垂直方向分布差异及环境响应特征.

人类活动是威胁当今世界生物多样性的重要因素之一,越来越多的"难民物种"受人类活动干扰被限制在了次优的栖息地.以我国受威胁情况较为严重的珍稀物种仰鼻猴为例,基于地形变量、人类活动变量、气候变量及古今分布点(历史时期:20世纪前;现今时期:20世纪至今)数据,利用MaxEnt模型对其古今生境开展预测,结果表明:古今以来,人类活动导致仰鼻猴丧失了我国东部921756km2的适宜生境,保留适生区内的生境质量下降,新增适生区分散且破碎,仰鼻猴重新适应了历史时期的次适生区甚至不适生区.古今以来,仰鼻猴对气候变量适应能力的改变远小于对地形变量,与可以自由选择适宜生境时相比,现今时期的仰鼻猴生境内的海拔更高、地形起伏度更大,最冷月最低温以及年度气温变化的适宜范围相比更窄,仰鼻猴提高了对多种环境因素的适应能力,但同时对环境变化的敏感度升高,并面临着种群隔离度增加等风险,已无法占据最佳生态位.建议关注现有适宜生境附近的人类活动强度,尽可能减少与仰鼻猴产生空间或资源的竞争,加强对该物种的保护.

传粉是生态系统中一项关键服务,准确识别和分析传粉者携带的花粉对于理解植物-传粉者交互作用以及传粉服务至关重要.传统的花粉.识别方法依赖于显微镜下的人工直接观察,这种方法耗时且需要专业知识,限制了其在大规模应用中的效率,在评估传粉效率和稀有植物-传粉者连接方面存在局限性.针对此问题,我们使用公共平台训练了基于河南洛阳市天池山国家森林公园14种同时开花植物的花粉识别人工智能(AI)模型,通过比较人工显微镜观察和AI模型识别142只传粉者身体携带的花粉构成,首次探讨了两种方法构建的植物-传粉者互作网络的结构差异.结果表明AI模型在构建时能够达到96％的整体准确率.人工识别与AI模型在识别的连接数量、花粉数量以及图片一致率方面存在差异.AI模型在识别连接和花粉数量上略高于人工方法,并且在第三方的一致性检验中,超过半数的情况倾向于AI模型的结果.尽管存在一些独有连接的差异,人工识别与AI模型构建的定量网络在结构特征上展现出高度的相似性.本研究揭示了AI图像识别技术对提高花粉分析效率和准确性的作用,以及应用于植物-传粉者互作研究的潜力,这将有助于传粉网络研究的大规模开展,为传粉生态学研究提供新的工具和视角.

青藏高原在全球气候变化背景下展现出高度生态敏感性及脆弱性,而对其典型优势种的适生区时空动态进行预测既是实行生态恢复的前提,也能为制定保护对策提供依据.本研究以青藏高原温性荒漠草原的优势种中亚紫菀木(Asterothamnus centraliasiaticus)为对象,基于MaxEnt模型,结合82条中亚紫菀木在青藏高原的有效分布记录和筛选后的6个生物气候变量,模拟预测中亚紫菀木在历史(全新世中期)、当前及未来4种气候排放浓度情景下的潜在分布区,并结合气候因子的贡献率及刀切法检验来分析制约中亚紫菀木地理分布的重要气候因子.结果表明:温度变量是影响青藏高原中亚紫菀木地理分布的主要气候限制因素,而降水变量是影响中亚紫菀木潜在地理分布的辅助生物气候变量;适合中亚紫菀木生长的最暖月最高温度(Bio5)范围为16.5～38.5℃,最暖季降水(Bio18)变化范围为55.0～1885.5 mm;从全新世中期到当前阶段是青藏高原中亚紫菀木种群扩张阶段,其种群主要聚集在青藏高原东北缘干旱半干旱地区;从当前到未来阶段,中亚紫菀木总适生区变化呈"先增加后降低"趋势,但中、高适生区却呈直线下降趋势;此外,中亚紫菀木在未来有逐渐向东迁移趋势.综合分析表明,在全球气候变化背景下,中亚紫菀木在青藏高原范围内的生存繁殖仍存在较大挑战.可根据其迁移趋势建立相关合理保护利用措施,以保持中亚紫菀木栖息地的连续性.

土壤中的无机氮是维持陆地生态系统生产力的主要限制因子,主要通过有机氮的矿化产生.土壤氮可利用性的高低取决于土壤微生物、地上植被类型以及土壤理化性质等.土壤微生物对环境变化极为敏感,尤其是温度与微生物生长繁殖密切相关.因此,在较大空间范围内研究微生物调控氮矿化速率的温度敏感性(Q10)对于预测全球气候变化对陆地生态系统生产力的影响至关重要.该研究以中国三大高原(内蒙古高原、黄土高原和青藏高原)的不同类型草原为研究对象,通过野外采集土壤样品,室内不同温度培养测定三大高原不同类型草地土壤的净氮矿化速率,计算其Q10,并分析其与土壤微生物及土壤理化性质参数的相关性.结果表明:(1)黄土高原不同类型草地土壤氮矿化速率的Q10显著高于内蒙古高原和青藏高原;(2)在黄土高原和内蒙古高原,草甸草原和典型草原土壤净氮矿化速率的Q10显著高于荒漠草原,而青藏高原高寒草甸草原土壤净氮矿化速率的Q10显著低于高寒典型草原和高寒荒漠草原;(3)三大高原草地土壤微生物生物量碳含量与土壤净氮矿化速率的Q10显著相关;(4)Q10的空间格局受微生物、土壤质地以及底物的共同调控.该研究结果为中国不同类型草原土壤氮循环对全球变化响应的研究提供了重要数据,对于陆地生态系统氮循环模型的完善具有一定的科学价值.

深入理解中国沿海红树林树高变异及其机制,可以为中国沿海红树林修复、造林及重建红树林生态系统提供科学依据.该研究以1990-2022年发表的所有关于中国土壤、气候和潮差与红树林树高相关的文献为研究资料,建立红树林树高与环境因子数据库,对比红树林树高和环境因子在广西与东南沿海之间的差异,并分析环境因子与红树林树高的关系及影响广西沿海与东南沿海红树林树高的关键因子.结果表明:(1)广西沿海红树林树高显著低于东南沿海的红树林.(2)广西与东南沿海的环境因子存在显著差异,其中年降雨量、平均潮差、土壤盐度在广西最高;土壤pH、土壤全氮含量和土壤全磷含量在广西最低.(3)除年降雨量、土壤有机质含量与红树林树高相关性不显著外,其余环境因子与红树林树高显著相关.其中,平均潮差、土壤pH和土壤盐度与红树林树高显著负相关;年平均气温、土壤密度、土壤全氮含量和土壤全磷含量与红树林树高显著正相关.(4)结构方程模型结果显示,平均潮差、土壤全磷含量和土壤pH是影响红树林树高最关键的环境因子,年降雨量和年平均气温可直接影响红树林树高或通过调控其他环境因子之间相互关系从而间接影响红树林树高.(5)线性混合效应模型显示,年平均气温、平均潮差和土壤盐度是限制广西沿海红树林树高的主要因素;而东南沿海地区(除福建外)红树林的树高主要受到土壤因子限制.

陆地生态系统碳循环对气候变暖的响应受到土壤有机碳动态的调控.以往的研究开发了多样化的增温方法(如室内培养实验、野外增温实验和温度梯度采样等)来探究土壤有机碳动态对气候变暖的响应及其机制.然而,由于不同增温方法都存在一定的局限性,目前有关增温对土壤有机碳动态影响的研究无法形成一致结论.从过程上看,土壤有机碳动态主要包括碳输入与碳分解两个过程,并受到碳稳定性的调控,这三者的变化共同决定了土壤有机碳动态对增温的响应.先前的研究表明,碳输入和碳分解对增温存在积极响应,这与植物和土壤微生物活性的增强有关.但也有研究指出,由增温导致的土壤理化性质改变(如土壤水分含量降低)以及生物过程变化(如土壤微生物热适应),可能会影响碳输入和碳分解对增温的响应.需要注意的是,表层(0-30 cm)与深层(＞30 cm)土壤有机碳动态对增温的响应机制可能存在差异,这是因为深层土壤有机碳的输入和分解过程受环境因子的限制,且稳定性与表层土壤存在较大差异.未来的研究应致力于开发新的增温方法,增加对深层土壤有机碳动态和气候敏感的生态系统的研究,引入新技术研究土壤有机质的来源、结构、保护机制等,关注植物-土壤动物-土壤微生物体系对增温的响应及其对土壤有机碳动态的调控作用,以改善碳循环模型中的不确定性,更准确地预测全球碳循环对气候变暖的反馈.