不同退化阶段高寒草甸土壤化学计量特征

为了阐明不同退化阶段高寒草甸土壤的化学计量特征,沿着高寒草甸退化的梯度选取了原生嵩草草甸、轻度退化草甸和严重沙化草甸,测定了高寒草甸退化过程中不同深度土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量。结果表明:随着高寒草甸的退化,0～100cm土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量以及碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比和磷钾比均呈降低趋势,且土壤有机碳对高寒草甸退化的敏感性最高,全氮、全磷和全钾的敏感性依次降低,表层20cm的土壤有机碳和全氮可作为表征高寒草甸退化程度最敏感的土壤养分指标。另外,随着草甸的退化,土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量比的垂直分布明显不同:随着土壤深度的增加,原生嵩草草甸和轻度退化草甸的土壤有机碳、全氮和全磷含量以及碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比和磷钾比在0～40cm范围内锐减,在40cm以下缓慢降低并趋于稳定;而沙化草甸土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾及其化学计量比随着土壤深度的增加保持不变。     

基于文献计量分析的喀斯特植被生态学研究态势

喀斯特植被是喀斯特生态系统结构与功能稳定的重要维持者。国内外学者较早关注喀斯特植被的结构、功能和管理等方面研究并发表了诸多成果,但对该领域的发展历程、研究趋势和热点等却鲜有评论。利用1990—2017年Web of Science(WoS)和CNKI数据库中喀斯特植被生态学研究的相关文献信息,运用文献计量统计和可视化方法对年度发文量、引用频次、作者、国家、机构、期刊、关键词等进行分析,解析了28年间国内外该领域的研究态势并对未来发展提出了建议。结果表明,1990—2017年间WoS和CNKI数据库中分别收录了该领域文献457篇和1256篇,28年间发文量呈现波动增长趋势,且在2006年后步入快速发展期。WoS中的文献涉及全球60个国家,我国的发文量占发文总量的50.33%,遥居全球榜首,其次是美国和斯洛文尼亚等国。此外,发文量前10的作者均来自我国,发文量较多的机构也多来自我国,这充分表明我国学者在喀斯特植被生态学方面的研究非常活跃,是全球该领域前沿动向和发展趋势的引领者。期刊分析结果表明,《Environmental Earth Sciences》和《生态学报》分别是该领域外文和中文...     

基于文献计量的绿洲研究发展态势分析

以SCIE论文数据库作为数据源,采用美国汤森路透集团开发的专业数据分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)和UCINET软件对1985—2014年(数据库更新时间为2014年11月30日)绿洲研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果表明:(1)近30年来,绿洲研究论文数量逐年持续增长,年均增长率达19%;(2)从学科分类来看,研究论文主要涉及的学科包括地球化学与地球物理学、生物多样性保护、植物科学、生态学、地球科学等;(3)高频主题关键词分析得出,绿洲研究具有典型的地域性,GIS、遥感等技术手段应用于绿洲研究,更加关注干旱区水资源的开发利用;(4)中国的研究机构在绿洲研究方面非常活跃,特别是中国科学院,其论文量遥遥领先于澳大利亚塔斯马尼亚大学、美国加州大学等其他机构,但研究水平、影响力以及国际合作能力仍有待提升。     

海洋生态系统服务价值研究热点及主题演化——基于文献计量研究

海洋生态系统能够为人类供应食品、调节环境、提供文化支持,研究其服务价值对实现可持续发展具有重大意义。基于Web of Science核心合集数据库,利用R语言及VOSviewer计量可视化工具,对1995-2021年间海洋生态系统服务价值研究进展进行全面分析,结果表明:该领域在全球范围内受到广泛关注,自2008年起发文量呈指数式增长,美国具有绝对领先地位。相关研究发表在Ecosystem Services、Ecological Economics、Journal of Environmental Management及Science of the Total Environment等高水平期刊。研究主要集中于全球变化下海洋生态系统服务的动态变化、海洋生态系统服务价值分类及其量化、海洋生态系统服务价值评估及其应用。各研究主题之间紧密联系,经过多阶段发展,最终形成ecosystem services、management、restoration等三个主要方向。梳理了海洋生态系统服务价值领域研究现状、研究热点及演化趋势,为后续研究提供参考。     

高寒草甸植物生态化学计量特征的空间格局及其影响因素

植物碳 (C)、氮 (N)、磷 (P) 含量及其生态化学计量比反映了植物对环境变化的适应。然而, 目前关于不同植物功能群如何调节C、N、P含量及其生态化学计量比以适应海拔梯度的变化还不清楚。在青藏高原东南缘高寒草甸选取了60个样点, 对不同功能群 (禾本科、莎草科、豆科和杂类草) C、N、P含量及其生态化学计量比 (质量比) 沿着海拔梯度 (3300-3500 m、3500-3700 m、3700-3900 m、3900-4100 m和4100-4300 m) 的变化规律及其关键驱动因子进行研究。结果表明: 1) 不同植物功能群具有一定的生态化学计量学内稳性, 各功能群C含量, 莎草科和豆科N含量, 禾本科、莎草科和杂类草P含量, 以及除莎草科C ∶ P之外的不同功能群C ∶ P和N ∶ P随海拔升高变化不显著 (P ＞ 0.05) 。2)禾本科和杂类草植物通过增加N含量适应高海拔环境, 即海拔3900-4100和4100-4300 m它们的N含量显著高于其他海拔。4100-4300 m豆科植物P含量显著低于3700-3900 m (P ＜ 0.05) 是由年平均降水量下降引起的。3) 4个功能群C ∶ N整体上随着海拔增加而下降, 表明海拔升高引起植物N素利用效率下降; 同时, 各植物功能群N ∶ P均大于16, 植物生长受P限制。4) 与非豆科植物相比, 豆科植物N含量和N ∶ P高, 而C含量和C ∶ N低。5)冗余分析 (RDA) 和结构方程模型 (SEM) 表明, 海拔和纬度共同驱动的年平均气温和降水量变化是调控不同植物功能群C、N、P含量及其生态化学计量比的关键因子。综上, 海拔梯度上, 植物具有增加、降低或保持自身C、N、P含量及其生态化学计量比稳定的生态适应性策略, 这种差异因植物功能群的不同而异, 因此在构建植物C、N、P生物地球化学模型中应考虑海拔梯度上植物生态适应性策略的差异。     

基于文献计量的人地系统耦合研究动态及热点

为深入探究人地系统的研究动态及热点,借助VOSviewer可视化软件,基于Web of Science Core collection (WoSCC)数据库,对1994—2023年国际上人地系统耦合相关文献的逐年发表数量、主要研究力量、关键词共现情况及突现词等进行可视化分析,并运用活力指数(activity index,AI)和吸引力指数(attraction index, AAI)评价不同国家在该领域的研究效率和学术影响力。研究发现：(1)人地耦合研究分为三个阶段：起步阶段(1994—1999年)、波动增长阶段(2000—2008年)、快速发展阶段(2009—2023年),研究数量、尺度及方法都在不断提升。(2)中国在人地耦合领域的研究强度呈现迅猛增加的趋势,但学术影响力及国际合作仍有待加强。(3)城镇化背景下的生态系统保护、修复及管理是当前人地耦合领域的研究重点,未来应尤其注意中、大尺度的多要素、多系统耦合分析方法、框架及模型的研发,同时以要素间、系统间的耦合机制为科学基础,构建以自然保护为根本、社会高质量发展为目标、政策制度为重要手段的自然-经济-社会系统一体化管理模式。此外,应...     

长江源区高寒草原和高寒草甸土壤粒径分布特征

为探究长江源区主要下垫面土壤空间异质性与粒径分布(PSD)非均匀性,运用分形理论描述高寒草原和高寒草甸2种下垫面土壤粒径分布特征,分析了 2种下垫面土壤的分形维数特征差异及其与土壤颗粒组成的关系.结果表明:研究区土壤颗粒粒径主要分布于100-800 μm,高寒草原土壤单重分形维数(Dv)为2.429～2.508,高寒草...     

国际和中国生物科学十年发展态势的文献计量分析

本利用献计量数据库,定量描述全球生物科学领域论产出的学科分布、国家分布、机构分布及分布、主要国家生物科学研究影响力的对比、中国生物学论的状况,从而定量反映国际及中国生物科学的发展态势。     

基于专利文献计量的生物饲料技术领域态势分析

生物饲料是近年来新兴的饲料产业,生物饲料既能有效利用现有农业资源,又能为人类生活所必需的动物性食品提供坚实的物质基础和保障。文中选择文献计量法,利用专利文献数据库,客观地分析国内外生物饲料领域的发展动态。通过该领域的专利申请数量、专利申请地域分布、主要专利权人和主题词的分析,绘制可视化图谱,揭示生物饲料技术领域的国家、机构、研究趋势以及研究热点,以此帮助科研人员快速了解和把握本领域的研究概貌及发展脉络。     

基于文献计量的食品组学研究发展态势分析

以截止到2017年6月Web of Science收录的食品组学相关论文为数据源,分析了食品组学概念提出、研究力量分布及主要发表刊物等,发现西班牙研究机构论文综合影响力较高,其发文量和被引频次均遥遥领先。已有文献研究表明,食品组学主要基于基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、生物信息学与化学计量学研究食品本身质量与安全以及食品营养如何影响人体健康等,未来将极大促进食品质量、营养、安全、溯源及新型食品、功能食品、保健食品及转基因食品等全方位研究。     

基于地理编码和突变分析的高寒草甸植物群落退化阈值识别

明确植物群落退化阈值,进而划分草甸退化程度对指导高寒草甸退化修复有重要意义。为建立识别植物群落退化阈值的方法,并基于阈值划分草甸退化程度,于2018年在云南省香格里拉市选取受人类活动干扰严重的典型高寒草甸开展植物群落调查,然后在地理编码的基础上用Mann-Kendall突变检验识别植物群落的结构指标（物种丰富度,R;优良牧草综合优势度,P_SDR）和功能指标（地上生物量,AGB）的突变点,这些突变点即植物群落结构指标和功能指标的变化阈值。据此划分高寒草甸植物群落的退化程度。结果表明：1）研究区内草甸植物群落R的变化阈值为10种、13种和17种;P_SDR的变化阈值为0.25、0.30和0.39;植物群落AGB的变化阈值为31.98 g/m²和91.68 g/m²;2）研究区内高寒草甸植物群落退化等级可划分为"基本退化类型"和"过渡退化类型"两大类。其中,"基本退化类型"包括三类：I级退化,即13种≤ R<17种、0.30 ≤ P_SDR<0.39、31.98 g/m² ≤ AGB<91.68 g/m²;II级退化,即10种≤ R<13种、0.25 ≤ P_SDR<0.30、31.98 g/m² ≤ AGB<91.68 g/m²;III级退化,即R<10种、P_SDR<0.25、AGB<31.98 g/m²;"过渡退化类型"为介于3个基本退化类型之间的类型,包括四类：1）I级正向过渡,即I级退化向健康草甸过渡阶段;2）I级反向过渡阶段,即I级退化向II级退化过渡阶段;3）II级反向过渡阶段,即II级退化向III级退化过渡阶段;4）III级正向过渡阶段,即III级退化向II级退化过渡阶段。本研究表明,可基于地理编码和突变分析识别高寒草甸植物群落结构和功能指标的退化阈值,进而客观、完整地划分高寒草甸植物群落的退化阶段,为其生态修复提供支撑。     

Trends on enzyme immobilization researches based on bibliometric analysis

In this survey, a bibliometric analysis of the global scientific production on enzyme immobilization researches was developed using Web of Science© database. The time-span comprised the period from 1991 to 2017. A total of 9636 documents related to the subject were retrieved and analyzed according to seven main aspects: publication years, journals, countries, authors, organizations, keywords, and Web of Science categories. The results indicated that the countries with the highest number of publications were China and the United States. The most expressive international collaborative networks were evidenced between Brazil and Spain and between the USA and China. Additionally, the Spanish researchers were the ones that contributed most to this domain, while the Consejo Superior de Investigaciones Científicas and the Chinese Academy of Sciences were the most emblematic organizations. Finally, the analysis of keywords revealed that biosensor, lipase and glucose oxidase were the most cited terms among all publications, and also indicated the existence of a possible knowledge gap involving the terms Escherichia coli, Candida rugosa lipase and cytochrome-c in the context of enzyme immobilization. This study was efficient to evaluate the trends of the body of literature on enzyme immobilization research, subsidizing future decision-making in this field of science.     

雅鲁藏布江上游高寒草甸地上生物量与多样性沿海拔梯度的变化特征

【目的】雅鲁藏布江是青藏高原最重要的河流,研究雅鲁藏布江的地上生物量和物种多样性对了解该区域的草地资源和生态保护具有重要意义。【方法】文章根据海拔梯度对雅鲁藏布江上游高寒草甸植被特征进行调查,研究不同海拔梯度下地上生物量和物种多样性的分布差异、地上生物量与物种多样性之间的关系,以及相关环境因子对地上生物量和物种多样性的影响。【结果】(1)海拔与地上生物量无显著关系;(2)海拔与多样性指数呈显著负相关关系,随海拔升高Shannon-Weiner指数、Patrick指数表现为下降趋势;(3)地上生物量与多样性之间表现为负相关关系,Shannon-Weiner指数对地上生物量的解释达到70%(P＜0.01);(4)物种多样性与温度和降水呈显著正相关关系(P＜0.05),物种多样性与海拔呈负相关关系(P＜0.05),地上生物量与海拔、温度和降水无显著关系(P＞0.05)。【结论】该研究结果有助于为雅鲁藏布江上游流域草地资源的合理利用和物种多样性保护提供依据。     

Nitrogen deposition and carbon sequestration in alpine meadows

Nitrogen deposition experiments were carried out in alpine meadow ecosystems in Qinghai-Xizang Plateau in China, in order to explore the contribution of nitrogen deposition to carbon sequestration in alpine meadows. Two methods were used in this respect. First, we used the allocation of ¹⁵N tracer to soil and plant pools. Second, we used increased root biomass observed in the nitrogen-amended plots. Calculating enhanced carbon storage, we considered the net soil CO₂ emissions exposed to nitrogen deposition in alpine meadows. Our results show that nitrogen deposition can enhance the net soil CO₂ emissions, and thus offset part of carbon uptake by vegetation and soils. It means that we have to be cautious to draw a conclusion when we estimate the contribution of nitrogen deposition to carbon sequestration based on the partitioning of ¹⁵N tracer in terrestrial ecosystems, in particular in N-limited ecosystems. Even if we assess the contribution of nitrogen deposition to carbon sequestration based on increased biomass exposed to nitrogen deposition in terrestrial ecosystems, likewise, we have to consider the effects of nitrogen deposition on the soil CO₂ emissions.     

高寒草甸常见雀形目鸟类共存机制的生态形态学解释

生态形态学特征是生物在选择压力下长期进化的结果,对生物的生存和繁衍具重要影响。为使种间竞争最小化,同质环境中关系密切的物种一般具有不同的生态形态学特征,以实现对有限资源的分割。1983—2012年,对高寒草甸生态系统中常见的9种雀形目鸟类的生态形态学特征所进行的研究结果表明:9种雀形目鸟类的各个生态形态学特征指标均具有显著差异;～92.0%的个体被正确归类,除小云雀(Eremophila alpestris,79.2%)外,其余各物种判别正确率均较高(84.5%~100%),9个物种被分成5个集团(guild)。各集团独特的生态形态学特征与集团内物种的栖息地环境和取食行为相关,最终解释了各个物种如何在高寒草甸生态系统中实现共存。     

甘南高寒草甸群落的物种-多度关系沿坡向的变化

物种-多度格局研究是揭示群落组织结构和物种区域分布规律的重要手段。该研究以青藏高原东北部的甘南高寒草甸为研究对象, 基于野外调查和室内分析, 研究了不同坡向的环境因子、植物群落分布, 并利用RAD软件程序包对其进行了拟合分析。结果显示: 在南坡-北坡上, 土壤含水量从南坡(0.18 g·g ^-1)到北坡(0.31 g·g ^-1)呈现递增的趋势, 土壤温度从南坡(22.33 ℃)到北坡(18.13 ℃)以及光照强度从南坡(744.15 lx)到北坡(681.93 lx)均呈逐渐减小的趋势。物种-多度分布曲线的斜率从南坡向北坡依次减小。随着坡向由南向北转变, 物种-多度和物种多样性都呈递增的趋势。通过6个模型对坡向梯度的物种-多度分布进行拟合发现, 甘南高寒草甸区的物种-多度分布主要是以生态位模型为主, 其次是随机分布模型。青藏高原高寒草甸微生境梯度上的物种在总体上的资源分配模式是以固定分配模式为主, 稀有种的资源分配模式是以随机性模型为主, 常见种的资源分配模式则是以确定性模型为主。     

长期施加N、P肥对高寒草甸小型土壤节肢动物群落的影响

为查明长期施肥对高寒草甸小型土壤节肢动物群落影响,2012年5月下旬在西南民族大学青藏高原畜牧业高科技研究基地内用随机区组方式设置施N、P和NP混施三种处理实验样地,每种施肥处理分别设置10 g/m²、20 g/m²和30 g/m²三个施肥梯度,以不施肥的高寒草甸为对照样地。2017年8月对各样地内的小型土壤节肢动物、植物群落和土壤理化性质进行调查。结果表明：（1）施肥可以明显改变高寒草甸小型土壤节肢动物的群落组成结构,其中NP混施比单施N、P肥更能有效增加螨类和昆虫的类群数;（2）N、P、NP三种施肥种类的小型土壤节肢动物群落个体密度、类群数和Shannon多样性指数均显著增加（P<0.05）,且当施肥量为20 g/m²时,小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均达到最大;（3）小型土壤节肢动物群落的个体密度、类群数和Shannon多样性指数均与全磷含量呈显著正相关（P<0.05）。研究表明,在高寒草甸长期施加氮、磷肥,尤其是氮磷混施,不仅能够明显改变小型土壤节肢动物群落组成结构,还能显著提高群落密度和多样性,建议按照20 g/m²的总量对高寒草甸进行氮磷等量混施,以提高小型土壤节肢动物群落多样性及其生态功能。     

Effects of grazing disturbance on plant diversity,community structure and direction of succession in an alpine meadow on Tibet Plateau,China

To elucidate the effects of grazing intensity and grazing time on plant diversity and community structure, as well as the successional differentiation in an alpine meadow, a controlled grazing trial, with six grazing intensities on an alpine meadow was conducted in the eastern Qilian Mountain region for four years. Using species accumulation curves, RDA ordination and variance decomposition, we analyzed the changes in proportion of dominant species, richness, abundance, as well as the life forms of plant communities under grazing disturbance. Both the grazing intensity and grazing time had a significant effect on these dominant species, richness, abundance, as well as the life forms in the plant community (P < 0.01). More detailed results showed that: (1) The richness and abundance of plant species were highest in the light grazing plot, and these increased as time passed. In the heavy grazing plot, the abundance of plant species decreased as time passed, but the richness of these species did not change significantly. (2) The abundance of Gramineae and Umbelliferae were negatively and significantly correlated with the duration of grazing treatments, whereas Plantaginaceae and Geraniaceae were positively and significantly correlated with the grazing intensity. Over time, the abundance of bunch-type plants decreased and other life forms of plants have increased. With the increase in grazing intensity, the plants' abundance with the rosette type did not change, but other life forms of plants decreased. The results of variance decomposition indicated that grazing disturbance has had greater effects on life forms and plant populations, followed by the changes in the dominant species and their abundance, with lesser effects on the richness of the species. Grazing intensity had a greater effect than the duration of the grazing treatment had. The results of PCA showed that the climax community in both the lowest and the highest grazing intensity plots had changed over time. In the sample plots with light grazing intensity, the plant community changed to an Elymus nutans + Poa crymophila community, but later changed to a Melilotoides ruthenicus + Kobresia humilis community under heavy grazing.     

高寒草甸生态系统中牦牛体重和采食量动态模型的研究

高寒草甸生态系统中牦牛体重和采食量动态模型的研究黄大明（清华大学生物科学与技术系,北京１０００８４）赵松岭（兰州大学,兰州７３００００）Ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓｏｆｙａｋｌｉｖｅｗｅｉｇｈｔａｎｄｉｔｓｉｎｔａｋｅｉｎａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｅｃｏ...     

Effects of grazing disturbance on plant diversity,community structure and direction of succession in an alpine meadow on Tibet Plateau,China

To elucidate the effects of grazing intensity and grazing time on plant diversity and community structure, as well as the successional differentiation in an alpine meadow, a controlled grazing trial, with six grazing intensities on an alpine meadow was conducted in the eastern Qilian Mountain region for four years. Using species accumulation curves, RDA ordination and variance decomposition, we analyzed the changes in proportion of dominant species, richness, abundance, as well as the life forms of plant communities under grazing disturbance. Both the grazing intensity and grazing time had a significant effect on these dominant species, richness, abundance, as well as the life forms in the plant community (P < 0.01). More detailed results showed that: (1) The richness and abundance of plant species were highest in the light grazing plot, and these increased as time passed. In the heavy grazing plot, the abundance of plant species decreased as time passed, but the richness of these species did not change significantly. (2) The abundance of Gramineae and Umbelliferae were negatively and significantly correlated with the duration of grazing treatments, whereas Plantaginaceae and Geraniaceae were positively and significantly correlated with the grazing intensity. Over time, the abundance of bunch-type plants decreased and other life forms of plants have increased. With the increase in grazing intensity, the plants' abundance with the rosette type did not change, but other life forms of plants decreased. The results of variance decomposition indicated that grazing disturbance has had greater effects on life forms and plant populations, followed by the changes in the dominant species and their abundance, with lesser effects on the richness of the species. Grazing intensity had a greater effect than the duration of the grazing treatment had. The results of PCA showed that the climax community in both the lowest and the highest grazing intensity plots had changed over time. In the sample plots with light grazing intensity, the plant community changed to an Elymus nutans + Poa crymophila community, but later changed to a Melilotoides ruthenicus + Kobresia humilis community under heavy grazing.