绿色基础设施的生态环境领域研究现状及热点

绿色基础设施作为自然生命支持系统,是解决快速城市化下生态问题的重要途径。目前缺乏从定量角度对绿色基础设施在生态环境领域研究内容和成果的总结和归纳,亟需梳理整体的发展脉络,追踪最新研究热点和趋势。以WOS核心合集和CNKI中采用2000—2020文献为基础,运用CiteSpace软件对发文量、地理分布、期刊共被引、作者共被引、研究热点、研究趋势等进行对比分析绿色基础设施在生态环境领域的研究现状及热点。结果表明：国内对绿色基础设施的研究起步晚,发文量少于国外。国外绿色基础设施研究逐步向多元化、体系化方向纵深发展,而国内的研究较为单一,学科交叉融合不足。国内作者较国外合作性较差,存在“单打独斗”的现象,国内外都未形成高产及高影响力的作者和团队。国外绿色基础设施研究热点及趋势在尺度和维度上不断发展,聚焦于生物多样性、人类健康福祉、气候变化等热点问题,国内研究集中于城市规划、生态系统服务等传统角度,并逐渐关注“乡村振兴”、“人居环境”等主题的中国国情下的特色研究。     

泥炭沼泽湿地关键元素地球化学特征及其对碳排放的影响机制

硫、铁是泥炭沼泽湿地（泥炭地）中重要的生源要素,其参与下的生物地球化学过程对泥炭地碳循环意义重大。选取德国中部两处典型的雨养型泥炭地高海拔样点（TBP）和低海拔样点（TSP）,通过原位采集泥炭剖面孔隙水和可溶性气体等,研究了硫、铁元素等地球化学变化规律,结合DOC、甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）浓度分布,探讨其对泥炭地碳排放的影响。研究结果表明：（1） TBP中总还原无机硫（TRIS）浓度随深度先增后减,且上部0-87 cm平均浓度远高于87 cm深度以下,上部硫酸盐还原作用强烈。结合上部亚铁、硫化氢（H₂S）浓度分布,得知该范围内H₂S主要是通过微生物硫酸盐还原作用（BSR）生成,同时H₂S在孔隙水扩散过程中易与亚铁结合为硫化亚铁,进而生成稳定的黄铁矿,这一反应过程在约60 cm处减缓。（2） TBP、TSP两处采样点中DOC与亚铁、硫酸盐均有较强相关性,是由于地下水位的波动影响氧化还原程度以及微生物活性。两处采样点DOC均与亚铁呈显著正相关关系,表明铁氧化物在厌氧环境中被还原溶解产生亚铁,与其结合的有机碳被释放到溶液中从而导致DOC浓度的升高。TBP中DOC与硫酸盐呈显著负相关关系,表明硫酸盐作为电子受体被还原的过程中消耗酸度使pH值升高,增强了其中微生物的活性,DOC浓度由此增加。（3） CH₄与硫酸盐、TRIS浓度在剖面上均呈现相反变化趋势,表明硫酸盐输入的增加以及硫酸盐还原活动均会抑制CH₄生成。CO₂/CH₄均大于4,表明硫酸盐作为替代电子受体会使厌氧条件下碳矿化转向多CO₂和少CH₄生成。此外,亚铁对于CH₄生成一定程度上会起到低促高抑的效果,而对于CO₂的生成的影响较弱。表明硫酸盐对于CH₄和CO₂生成的影响高于亚铁。研究着重探究硫、铁等关键元素地下部生物地球化学过程对碳排放的影响机制,研究结果可为泥炭地碳排放核算提供理论支撑。     

低温胁迫对嫁接西瓜耐冷性和活性氧清除系统的影响

研究了西瓜实生苗和以黑籽南瓜、超丰F1为砧木的嫁接苗的耐冷性及活性氧清除系统的差异．结果表明,低温胁迫下,嫁接苗的耐冷性明显高于实生苗,表现为以黑籽南瓜为砧木的嫁接苗的耐冷性>以超丰F1为砧木的嫁接苗>实生苗,此外嫁接苗和实生苗均表现为叶片中叶绿素含量下降,丙二醛(MDA)含量上升,非酶促抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)、脱氢抗坏血酸还原酶(DR)活性下降,说明低温逆境降低了植物体防御活性氧有关的酶促和非酶促保护系统能力,提高了体内自由基浓度,加剧了膜脂过氧化．嫁接苗的活性氧清除能力均高于自根苗,且嫁接苗中耐冷性越强的活性氧清除能力越高,说明西瓜嫁接后耐冷性的提高是与植物体内活性氧清除系统中抗氧化剂含量和抗氧化酶活性提高有关。     

崇明东滩湿地芦苇和互花米草N、P利用策略的生态化学计量学分析

测定了崇明东滩湿地典型植物群落内芦苇和互花米草各器官及土壤中的N、P含量和N∶P,揭示了它们的季节性动态,并对其N、P利用对策进行了生态化学计量学分析.结果表明:两种植物的N、P含量差异显著且芦苇＞互花米草;不同植物以及同一植物不同器官的N、P含量随生长节律发生明显变化;N、P含量的器官分配模式对于芦苇和互花米草均是叶＞茎＞根;两种植物地上部分和地下部分N、P含量5月＞9月＞7月;芦苇N、P积累量＞互花米草;2种植物地上部分N、P含量差异显著;互花米草生境土壤各月份N含量均高于芦苇生境土壤;P含量仅在5月份高于芦苇生境土壤,其它月份均低于芦苇生境土壤.芦苇叶片N含量与生境土壤N含量相关不显著,叶片P含量与土壤P含量显著正相关;互花米草叶片N含量与土壤N含量极显著正相关,叶片P含量与土壤P含量相关不显著.芦苇和互花米草叶片N∶P与土壤N、P含量及N∶P间相关均不显著.芦苇在生长初期和生长末期的N∶P＜14,表明其生长受到N限制;处于生长旺季时,14＜N∶P＜16,表明其受到N、P共同限制.互花米草在各月份的N∶P＜14,说明其主要受到N限制.总体而言,N素是芦苇和互花米草净初级生产力的主要而经常性的限制因子.     

农业N肥投入与生态经济效益的协调增长

精细养分管理多年的试验结果证明水稻养分投入至少可以比目前减少25％,而产量可上升8％,同时每公顷可以降低淋溶量和气化量近30％。利用TechnoGIH模型计算养分利用效率,其结果表明：目前水稻N的表观吸收利用率仅达到0．2,而采用精细养分管理可提高到0．3,如果采用更先进的技术可以将其提高到0．4,甚至0．5～0．6。而目前对于非稻类作物蔬菜,N的表观吸收利用率仅为0．14。如果改进技术将其提高到0．20,N肥的投入可以减少32％,N的丧失可以减少29％。如果能进一步提高到0．25,至少还可以减少14％的N投入和16％的N丧失。这样淋溶和气化对环境产生的影响可大大降低,从而避免过多的养分通过淋溶渗入土壤和直接挥发到大气中,影响生态环境,影响农业投入产出效益。因此,需要从经济收益、环境效益、社会效益等多方面综合考虑未来农业生态效益协调增长方式。     

面向可持续发展目标的社会-生态系统研究进展——基于文献计量分析

作为探索可持续发展实现路径的关键工具,社会-生态系统理论研究框架的重要性日益凸显,但截至目前,对如何运用社会-生态系统理论研究框架解读各项可持续发展目标（SDGs）还缺乏比较清晰的认识。概述了社会-生态系统的主要研究框架,基于文献计量软件和可视化手段系统分析了面向SDGs的社会-生态系统研究的现状和特点。结果表明："SDG1-无贫困"、"SDG2-零饥饿"、"SDG8-体面工作和经济增长"、"SDG13-气候行动"和"SDG14-水下生物"是目前研究中关注的热点,涉及了多尺度的农林、淡水、海洋、城乡等典型系统,呈现出跨学科、数据多元化和方法集成化的显著特征;而有关"SDG4-优质教育"、"SDG5-性别平等"、"SDG7-经济适用的清洁能源"和"SDG10-减少不平等"等目标的研究相对较少;SDGs研究热点与国家发展阶段密切相关,基于社会-生态系统视角的多项目标关联关系的研究较少,该领域研究主要为可持续发展目标提供了"分析框架、达标评估、趋势预测和管理决策"的支撑服务作用。未来亟需加强以下四个方面的研究：（1）基于社会-生态系统视角的SDGs关联关系研究;（2）构建因地制宜的社会-生态系统研究框架;（3） SDGs导向的社会-生态系统动态反馈机制研究;（4）学科融合和数据平台建设。为探索适宜中国SGDs的实现路径提供科学参考。     

中国市域自然保护区时空格局演变特征

市域是自然保护地整合优化的具体实施单元,揭示市域自然保护区的时空格局演变特征和发展趋势对于全面建设中国特色自然保护地体系具有重要的现实意义。基于1975-2020年间隔5 a的10期中国自然保护区名录,通过标准差椭圆、探索性空间数据分析、空间Markov链等方法首次从市域尺度探讨了中国自然保护区的时空动态演变特征和发展趋势,并引入地学信息图谱构建其变化模式。结果表明:①中国市域自然保护区比例呈现先快速增长后逐步稳定的趋势,但整体仍以低值区为主。市域间自然保护区比例差异明显,逐步形成了“西高东低”的空间格局。重心整体表现为“东南-西北-东北”的迁移过程,重心移动距离和速度逐渐缩小。1990年以后,中国市域自然保护区比例始终呈现“东北-西南”向的空间分布格局。②市域自然保护区比例存在显著的空间相关性且相关性总体呈上升之势,但空间集聚水平的变化逐年缩小。局部空间异质性较强,高高和低低集聚区均呈扩张态势。③从变化模式图谱来看,中国市域自然保护区比例等级以“前期变化-低频-逐步提升”(ESC-LQ-T1)的方式进行,主要图谱类型为“空缺区转为低值区”。市域自然保护区比例等级类型转移具有稳定性和显著的时空异质性,后期出现了“俱乐部收敛”现象,且邻域背景在其动态变化过程中发挥着重要作用。未来要加强对空缺区和低值区市域单元的自然资源进行摸底评估,将其最有价值的区域纳入自然保护区,同时推广区域联合保护机制,促进自然保护地体系高质量建设。     

内蒙古大兴安岭林草交错区耕地景观演变及空间过程

探究退耕还林(草)和耕地保护双重背景下耕地的动态变化对林草交错区的国土空间规划、生态安全等具有重要意义。研究基于1990、2000、2010年和2018年30 m空间分辨率土地利用数据,通过土地利用动态度指标及转移矩阵,定量分析了交错区耕地的时空变化特征。进而,建立景观变化空间过程模型,将耕地扩张的空间过程分为填充式、廊道式、蔓延式、飞地式四种类型,将耕地萎缩的空间过程分为穿孔、破碎化、收缩、消失四种类型。结果表明：(1)1990—2000、2000—2010、2010—2018年耕地动态度分别为8.65%、-0.33%和-0.07%,耕地面积净增加2974.28 km²。(2)1990—2018年草地向耕地转入2589.23 km²,是耕地增加的主要来源;1990—2000、2000—2010年耕地转出的主要途径均为草地,2010—2018年人工表面成为耕地转出的主要去向。(3)1990—2018年,耕地扩张过程呈现出“飞地式-廊道式/蔓延式-蔓延式”的演变趋势,主要表现为由无序扩张的飞地式转变为依靠原有耕地增长的蔓延式,整个过程符合星点式...     

一株牛源都柏林沙门氏菌的全基因组测序及毒力与耐药性分析

【背景】沙门氏菌(Salmonella spp.)是重要的人畜共患病原菌,其毒力和耐药性的不断增强引起广泛关注。【目的】了解从通辽市一犊牛死亡病例中所分离牛源都柏林沙门氏菌的毒力及耐药性情况。【方法】以病死犊牛肺脏为材料,经细菌分离纯化及16S rRNA基因测序,鉴定病原为沙门氏菌。采用动物试验、药敏试验和PCR方法对分离菌进行毒力、耐药性,以及毒力基因和耐药基因检测,并对其进行全基因组测序分析。【结果】分离菌具有较强毒力,对小鼠半数致死量为2.8×10⁶ CFU/mL。分离菌为多重耐药菌,仅对多粘菌素B和噻孢霉素敏感,对强力霉素和恩诺沙星中度敏感。检测13种沙门氏菌常见毒力基因,检出率为92.3%。对分离菌进行全基因组测序分析,该菌株为都柏林沙门氏菌,基因组大小为4 965 370 bp,GC含量为52.12%,同时携带2个质粒,大小分别为79 524 bp (pTLS-1)和45 301 bp (pTLS-2)。分离菌中共携带996个毒力基因和24个毒力岛;共携带42个耐药基因,其中4个为可水平转移基因,基因组中存在9个可移动遗传元件,包括插入序列和转座子等。【结论】分离牛源都柏林沙门氏菌菌株具有较强毒力且为多重耐药株,携带大量毒力基因及耐药基因。     

基于“目标-成本-效益”协同优化的山水林田湖草沙一体化生态保护与修复格局

当前以“山水林田湖草沙一体化保护与修复”为代表的国土空间生态修复工程已在全国范围内陆续开展,但相关规划的理论和方法支撑仍较为薄弱,如何确定合理的保护修复目标,并对生态保护与修复格局进行整合优化,是实现山水林田湖草沙一体化保护与修复规划需要解决的关键问题。基于系统保护规划理论和方法,初步构建了基于“目标-成本-效益”协同优化的一体化保护修复规划构架,以大兴安岭中段嫩江-哈拉哈河源头区为例,依托空间优化模型(Marxan)对一体化保护修复格局进行了优化模拟,结果表明：(1)绰尔河流域的生态系统保护优先级最高,其次是哈拉哈河流域和洮儿河流域,最后是霍林河流域。当预算不足时,优先保护绰尔河流域可以最大限度的提升研究区内的生态系统服务功能;(2)当优化目标低于50%,优化格局中以林地保护和草地保护为主,需要修复格局规模较小,当优化目标比例超过50%,需要采取生态修复的面积明显增加。随着优化目标比例的提升,优化格局所需面积越来越大,优化后区域中各类生态系统服务功能均有所提高;(3)依据目标-成本-效益曲线,60%的保护修复水平(即1980—2020年退化损失的生态系统服务的60%)为最高效的保护修...