全球草地碳汇研究趋势与重点领域--基于1992—2022年文献计量分析

近年来,草地碳汇研究备受关注,相关研究成果层出不穷。本文基于Web of Science核心合集,利用文献计量学评估了全球草地碳汇研究趋势和重点。研究发现,过去三十年间草地碳汇的研究热点由草地固碳潜力评估与高浓度CO_(2)对植物与土壤有机碳的影响,转变到土地利用和管理方式对草地碳和氮储量的影响以及植物群落对碳循环影响的研究,最后聚焦到有机碳与气候变化对草地碳汇影响的研究。“氮”“固存”“动态”“碳”“草地”和“管理”等词汇是草地碳汇研究中的高频关键词,近年的研究热点词汇是“有机碳”“气候变化”和“黄土高原”。基于当前研究结果,建议在评估草地碳汇潜力时,充分考虑气候变化、土地利用、管理制度的相互作用;加强大尺度时空监测,全面评估草地碳汇特征;深入研究气候变化与非生物过程对草地碳汇的调控,为草地恢复与缓解措施提供理论支持。

不同丛枝菌根真菌接种对3种草地植物生长特性的影响

为筛选出适用于农牧交错带沙荒地的植物和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的优势组合,本研究选取沙荒地常见的3种植物,紫花苜蓿(Medicago satuva L.)、无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)和苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)作为试验材料,设置接种幼套球囊霉(Glomus etunicatum,GE)、摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)、根内球囊霉(Glomusntraradices,GI)和不接种(CK)处理。结果表明:根内球囊霉(GI)接种紫花苜蓿、无芒雀麦和苇状羊茅接种的侵染率最高,其次是摩西球囊霉(GM),幼套球囊霉(GE)。相关分析也表明,AMF侵染率与植物株高、生物量和分蘖(枝)数呈极显著正相关。综上,接种AMF能显著提高3种草地植物的株高、生物量和分蘖(枝)数,促进植物的生长。GI接种无芒雀麦的组合适用于农牧交错带荒滩地,为探索利用微生物高效快速的进行沙荒地植被恢复提供技术参考。

华北退化荒地建植豆类和禾本植物人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响

阐明植被恢复过程中土壤真菌群落的变化及其生态功能,对于制定科学有效的退化生态系统管理措施有重要参考价值。利用扩增子高通量测序技术和生物信息学分析解析了华北退化荒地自然恢复(对照组,CK)和建植豆科植物和禾本植物人工草地(分别为LG和GG处理)过程中土壤真菌群落结构和功能群特征差异。结果表明:(1)退化荒地土壤表层样品中共获取6315个真菌OTU,隶属于17门60纲145目347科896属,优势菌门为Ascomycetes、Mortierellomycota和Basidiomycetes,LG处理相较于CK的Basidiomycetes相对丰度明显升高,GG处理相较于CK的Mortierellomycota相对丰度明显提高。(2)土壤真菌功能群类型以腐生真菌为主,共生真菌次之,病原真菌占比最少。建植人工草地对腐生真菌和共生真菌相较于病原真菌的功能群组成影响更明显,并导致腐生真菌相对丰度升高,共生真菌相对丰度降低。(3)土壤真菌群落结构受植物物种丰富度、根系生物量等植被参数变化的显著(P<0.05)影响,且与土壤有机碳、总氮、速效氮、总磷等土壤养分水平显著(P<0.05)相关。本研究的结果有助于深入理解建植人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响,并为华北退化荒地植被恢复策略提供理论依据。

基于农业科研院所的科技创新绩效激励方法研究

农业科研院所要激发科研人员创新创造活力,促进农业科技成果产出和转化应用,就要建立有效的激励机制。文章分析了农业科研院所激励中存在的问题,结合作者所在单位采取的方法,提出了从加强绩效激励目标与单位发展有机结合,丰富创新绩效激励模式,拓展激励效果的应用领域,完善创新激励结果反馈机制等方法入手,提升单位科技创新激励的效果。

不同退化程度的草地植被和土壤特征

研究了克氏针茅(Stipa krylovii)草原未退化、中度退化和重度退化草地的植被和土壤微生物的季节动态。结果表明,随退化程度增加,克氏针茅的重要值降低,冷蒿(Artemisia frigida)的重要值增加,重度退化草地群落多样性最低。重度退化草地土壤全氮含量最高而有效磷含量最低。未退化草地土壤微生物碳、氮含量高于退化草地,草地退化对菌根真菌(AMF)孢子密度、细菌、真菌和放线菌数量的影响随季节变化而不同。5―8月未退化草地真菌数量大于重度退化草地,9月两者差异不显著。7―9月未退化草地细菌数量大于重度退化草地,6月两者差异不显著。各指标均在7月或8月达到最高值。土壤真菌、细菌、放线菌与土壤全氮、微生物氮均有显著相关性。土壤真菌、细菌与土壤微生物碳有显著相关性。

曲面加工中走刀路线优化

针对刀具不同走刀路线对工件加工精度影响的问题,应用成组技术对曲面进行分析,并阐述了曲面加工时常用的插补方法。分析不同走刀路线对工件精度及加工效率的影响,优化二维与三维曲面加工,正确选择刀具走刀路线的方法,以更好地达到工件的加工精度及其他技术要求。

水分对湿地生态系统不同植被类型土壤种子库的影响

探讨退化河流湿地生态系统不同植被类型土壤种子库对水分变化的响应机制,了解植物群落的演替规律和退化驱动力,可为进一步了解生态系统的退化过程及生态恢复提供参数依据。通过水分控制试验(干旱、湿润和积水),在妫水河流域自然湿地生态系统5种不同植被类型的表层土样上开展土壤种子库的萌发试验。结果表明,不同的植被类型对于水分变化的响应模式明显不同。根据其植被特征可分为3类:(1)对于以中旱生植物为主的林下杂类草群落,随着水分的增加其植物种类和数量明显增多。相比较干旱处理,积水处理组植物种类和数量增加的幅度分别为43.8%和249.5%,其中湿生植物明显增多;多样性指数的分析也表明积水处理组其多样性较干旱处理组更高。(2)对于湿生/水生的欧地笋杂类草、芦苇杂类草和芦苇优势种群落,其表现为湿润处理时单位面积物种数和植物密度最低,而干旱和积水处理皆高于湿润处理;多样性水平则呈现随水分增加而降低的趋势。(3)水生的香蒲优势种群落则呈现和林下杂类草群落相反的结果,随水分增加其植物种类明显下降、多样性水平显著降低,但植物数量随水分的增加而呈增加趋势、最大增幅为137.6%。在植物群落组成和相似度方面,5种植被类型皆有其特定的优势植物及结构组成,并和其他植被类型有较高或较低的相似性,并呈现出对于不同水分条件的适应特异性。水分因子在植物群落的发生和演替中起重要作用,是湿地生态系统植被类群演替的重要外在环境因素。

黄香草木犀水浸提液对杂草种子萌发和幼苗生长的影响

通过种子萌发和幼苗生长试验,探讨黄香草木犀水浸提液对其自身及4种常见杂草生长发育的影响。结果表明,黄香草木犀水浸提液对其自身和其他杂草都存在明显的化感作用,但其化感作用强度则取决于受体植物种类及浸提液的浓度。种子萌发试验表明,黄香草木犀水浸提液降低其自身和狗尾草的发芽率,而提高马齿苋和牛筋草的发芽率,且均在高浓度时效果显著(p<0.05);但对反枝苋却有“低抑高促”作用。除了牛筋草在高浓度(3.3%~10.0%)时发芽势有所增加以外,黄香草木犀水浸提液明显降低其自身、狗尾草、反枝苋和马齿苋的发芽势,且随着浓度增加而抑制作用显著。幼苗生长试验表明,黄香草木犀水浸提液增加了2种双子叶植物的株高(p<0.05);对2种单子叶植物及其自身则为“低抑高促”作用。狗尾草、牛筋草和反枝苋的地上生物量随浸提液浓度的增加而增加(p<0.05);对于马齿苋为高浓度促进、低浓度抑制的影响,这和对黄香草木犀自身植株的生长和生物量积累的情况完全相反。地下生物量的结果则表明,黄香草木犀对2种单子叶杂草均为促进作用,而对2种双子叶杂草则为“低抑高促”的作用,而对其自身根系的生长则表现为明显的抑制作用,且浓度越高抑制作用越明显。

基于KBE技术的模具构件建模方法研究

模具成形具有高精度、高一致性、高生产率的特点,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新品开发能力。为了提高模具构件建模效率及质量,将基于CATIA V5的KBE技术引入模具参数化建模系统中。通过该方法可完成参数化建模的尺寸驱动和特征驱动,进行实时检验设计,并实现人机对话,是一种实用的智能化设计方法。最后结合应用实例表明,该方法可有效地提高模具典型构件建模效率,加快模具开发进程。

北京西北浅山区退化草地植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响

为了揭示退化草地生态系统恢复过程中土壤微生物群落对植被恢复的响应变化,本研究以补播建植6年的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地(AF)和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)草地(SB)为研究对象,采用高通量测序的方法分析土壤微生物细菌和真菌(群落多样性)在不同草地群落中的特征,结合地上植物多样性和土壤理化性质的变化,研究植被恢复对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明:无芒雀麦和紫花苜蓿草地的土壤微生物量碳含量和微生物量氮含量要显著高于自然演替地(P<0.01);2种人工草地(AF,SB)中土壤真菌和细菌的OTU数量显著地高于自然演替地(CK)(P<0.01);不同植被恢复群落间的土壤细菌和真菌群落的β多样性差异显著。本研究结果表明利用紫花苜蓿和无芒雀麦进行植被恢复均对土壤微生物群落产生了显著的影响,且不同植被类型对土壤细菌和真菌的群落结构影响不同。

生物滞留池对农村生活污水净化效果分析与设计方案优化

农村生活污水治理是农村人居环境整治的重要内容,对美丽乡村建设具有重要意义。作为经济、有效的农村生活污水净化措施,生物滞留池在农村生活污水治理发挥着重要作用。针对氮去除效果不稳定和系统堵塞问题,本研究在设计方案改进的基础上,从植物种类和填料厚度方面进行组合搭配,评估生物滞留池对农村生活污水的净化效果。结果表明:柳枝稷和"0.6m沙土+0.4m碎石"填料的生物滞留池净化效果最佳。

土壤呼吸和有机碳对增温的响应及其影响因素分析

增温是影响土壤呼吸和有机碳变化的一个重要因素,但近年来关于增温对土壤呼吸和有机碳影响的研究结果存在不一致的情况。本研究利用从国内外已发表的128篇研究论文中提取的有效数据进行Meta分析,探讨了增温对土壤呼吸和有机碳的影响。结果表明:(1)增温促进了土壤二氧化碳的排放并降低了土壤有机碳的含量,增温对土壤呼吸的影响程度(11.7%)明显大于对土壤有机碳的影响程度(4.4%)。(2)相较于其他生态系统,增温对森林生态系统的土壤呼吸和有机碳的影响程度最小,分别为9.3%、4.1%。(3)土壤呼吸对增温的响应与增温幅度之间呈二次负相关,且<2℃的增温对土壤呼吸和有机碳的影响最大;增温时间的延长不利于土壤碳的释放,土壤呼吸作用随着增温时间延长对温度升高产生了一定的适应性。以上研究结果进一步强化了增温对土壤呼吸和有机碳影响的理解。

土壤呼吸和有机碳对增温的响应及其影响因素分析

增温是影响土壤呼吸和有机碳变化的一个重要因素,但近年来关于增温对土壤呼吸和有机碳影响的研究结果存在不一致的情况。本研究利用从国内外已发表的128篇研究论文中提取的有效数据进行Meta分析,探讨了增温对土壤呼吸和有机碳的影响。结果表明:(1)增温促进了土壤二氧化碳的排放并降低了土壤有机碳的含量,增温对土壤呼吸的影响程度(11.7%)明显大于对土壤有机碳的影响程度(4.4%)。(2)相较于其他生态系统,增温对森林生态系统的土壤呼吸和有机碳的影响程度最小,分别为9.3%、4.1%。(3)土壤呼吸对增温的响应与增温幅度之间呈二次负相关,且<2℃的增温对土壤呼吸和有机碳的影响最大;增温时间的延长不利于土壤碳的释放,土壤呼吸作用随着增温时间延长对温度升高产生了一定的适应性。以上研究结果进一步强化了增温对土壤呼吸和有机碳影响的理解。

密云水库2008-2019年水生态服务功能评价

[目的]对重要饮用水源地密云水库水生态服务功能的动态变化及其受南水北调工程的影响进行分析,为该水库生态系统平衡和水资源保护提供依据。[方法]运用市场价值法、替代工程法、替代成本法、碳交易法、支付意愿法、比例折算法和成果参照法,定量研究密云水库水资源供给,提供水产品,调蓄洪水,增加湿度,夏季降温,净化水质,涵养水源,固定CO 2,释放O 2,保护生物多样性,旅游休闲和科研教育等生态服务价值的变化情况。[结果]2008-2019年密云水库水生态服务价值介于709.96~1003.60亿元之间,呈先小幅波动后增大的趋势,其中,支持服务价值(尤其是保护生物多样性)占主导地位(64%~80%);调节服务价值处于次要地位(18%~33%),主要表现为涵养水源、增加湿度、夏季降温和调蓄洪水;供给服务价值和文化服务价值合计比例不足5%。南水北调工程使密云水库的增加湿度价值、夏季降温价值、涵养水源价值、净化水质价值、旅游休闲价值、科研教育价值和水生态服务总价值极显著提升(p<0.01),调蓄洪水价值极显著下降(p<0.01)。[结论]密云水库水生态服务功能除了取决于气候等自然因素外,还受南水北调工程、交通便利程度等人为因素的影响。建议加强密云水库水量水质监测和文化生态潜能开发,以保障北京市饮用水储备安全可靠。

丛枝菌根真菌对草地植物生长表现的研究进展

近几年来,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)在草地植被恢复重建中的应用受到广泛关注。AMF与陆地上80%植物形成共生关系。AMF从植物中获取自身所需要的能量,同时帮助植物吸收N、P等矿质营养元素,改善植物的品质,提高产量。草地植物生长时期的不同也会影响到AMF对其生长的作用。本文重点从时空特征、物候差异、养分状况和逆境胁迫的角度综述AMF对草地植物生长的影响,并对未来的工作进行了展望,旨在能够对未来草地的补播建植以及退化草地的恢复重建提供指导。