摘要: 镉(Cd)和铬(Cr)是环境中常见的重金属元素，对生态系统可能产生负面影响.凋落物不仅是重金属的重要来源，还能通过吸附作用富集大气或土壤中的重金属，且这一过程受到森林类型的显著影响.为理解不同森林凋落物分解过程中Cd、Cr元素的循环机制并提供重金属污染防治依据，选取中亚热带天然林、次生林、米槠(Castanopsis carlesii)人工林和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象，通过为期两年(2021年3月至2023年3月)的原位凋落叶分解实验，探讨两种重金属元素在凋落物分解过程中的动态变化.结果表明：不同森林类型凋落叶中的Cd和Cr含量及其分解动态存在显著差异.在整个分解阶段，杉木凋落叶的Cd含量普遍低于米槠凋落叶，但其Cr累积/释放率均高于米槠凋落叶.特别地，在3种常绿阔叶林中，Cd含量表现为天然林>次生林、米槠人工林，而Cr的累积/释放趋势则相反，为米槠人工林>次生林>天然林. 4种林分中凋落叶Cr含量随穿透雨量的增加而上升.此外，在天然林中，凋落叶Cd含量与土壤pH呈显著负相关关系，而凋落叶Cr变化率则随着土壤pH的增加而增大.本研究揭示了4种林分凋落叶分解过程中重金属元素表现为累积-释放动态平衡，且这一平衡受到叶片类型及冠层结构的影响.其中，较小比叶面积与较低质量的杉木凋落叶相较于米槠凋落叶、人工林凋落叶相较于天然林凋落叶，均表现出较强的重金属累积/释放率.(图6表1参45)

摘要: 通过在田间连续3年的轮作试验，探究水稻–油菜（RR）、水稻–紫云英（RM）轮作体系下不施用生物有机肥（NBF）、低量生物有机肥12 t/hm²（LBF）和高量生物有机肥15 t/hm²（HBF）对土壤丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌群落的影响，为耕地保育和提升土壤基础肥力提供理论依据.结果表明，与RR轮作处理相比，在RM轮作中，LBF和HBF处理土壤速效钾含量分别提高了40.5%和17.0%,HBF处理土壤碳氮比提高了20.9%；施用生物有机肥在RR轮作中显著提高了全氮、有机碳、速效钾、有效磷含量以及土壤碳氮比，分别为22.2%、64.6%、53.6%、54.1%和33.3%.在RM轮作中AM真菌Shannon和Simpson指数显著高于RR轮作；RM轮作处理显著提高球囊霉属（Glomus）相对丰度，而施用生物有机肥显著降低类球囊霉属（Paraglomus）相对丰度.轮作制度对AM群落组成无显著影响，而生物有机肥施用量则显著影响了土壤AM真菌群落组成，全氮（R²=0.67）、碱解氮（R²=0.75）和速效钾（R²=0.53）是影响土壤AM真菌群落的主要因子（P <0.05）.结构方程模型（SEM）结果表明，施肥和轮作通过改变土壤化学性质间接影响AM真菌群落组成，其中土壤有效磷（标准化总效应为0.505和0.131）和有机碳含量（标准化总效应为-0.501和0.611）是AM真菌群落组成和多样性的首要影响因素.综上所述，RM轮作和低量生物有机肥施用有利于土壤AM真菌多样性保护.（图5表3参42）

摘要: 酶是土壤养分转化的关键驱动力，生物炭作为土壤改良培肥的重要物质，显著改变土壤团聚体微域环境，进而影响土壤微生物分布与酶的活性.针对东北黑土玉米田，分析不同大小的土壤团聚体粒级中碳氮磷循环关键酶活性对生物炭施用量的响应，为黑土地生物炭合理施用提供理论依据.根据生物炭用量设置4个处理，分别为0 t/hm²（B0）、10 t/hm²（B10）、30 t/hm²（B30）、50 t/hm²（B50），并于试验布设的第5年采集土壤样品进行酶活性测定.结果显示，B10显著提高了> 2 mm粒级中多酚氧化酶、木聚糖酶、木质素过氧化物酶活性.在氮循环方面，B10、B30、B50均提高了硝酸盐还原酶在各粒级中的活性，> 2 mm粒级中氧化亚氮还原酶活性、亮氨酸还原酶活性，2-0.25 mm粒级中亚硝酸盐还原酶活性，以及<0.25 mm粒级中的固氮酶、氧化亚氮还原酶活性；B10显著提高了在各粒级中一氧化氮还原酶的活性.在磷循环方面，B30和B50显著提高了各粒级的碱性磷酸酶活性；B10、B30、B50均显著降低了2-0.25 mm粒级中辅酶F420活性，<0.25 mm粒级中FDA水解酶活性、辅酶F420酶活性.综上，施用10 t/hm²生物炭可显著提高土壤各粒级中酶活性的几何平均数（GMea），抑制了大团聚体中碳、磷循环相关酶活性而增强了微团聚体中土壤碳循环相关酶活性.（图4表1参59）

摘要: 深入理解植被空间分布格局与环境变化及人类活动的关系，对区域生态保护与可持续发展具有重要意义.基于1980s和2020年的青藏高原植被分布数据，通过对7个景观指数和28个环境指标的冗余分析，在植被型组和植被型水平探讨植被分布格局与环境的关系.结果表明：最冷月最低气温是影响植被型组和植被型水平植被分布的主要影响指标；最暖月最高气温是1980s植被型组和植被型水平植被格局的次要影响指标，地面向下短波辐射是2020年植被型组和植被型水平植被格局的次要影响指标；2个时期植被型组和植被型的方差变异解释率≥1%，且P <0.05的影响指标均为气候因子.1980s-2020年间植被面积变化总体较小，部分植被类型的面积呈现减少趋势.由平均中心时空偏移分析模型分析结果可知植被整体偏移趋势波动小，植被型组中荒漠偏移趋势最大，向东南方向偏移464.56 km，植被型中温带矮半乔木荒漠的偏移趋势最大，向北偏移882.96 km.本研究表明青藏高原植被分布特征总体上变化较小，生态系统稳定，未来需关注中级和低级植被分类水平植被的变化.(图4表3参58)

摘要: 土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)元素作为土壤化学计量特征研究的主要内容，是植物生长发育所必需的营养元素，合理调控这些元素的含量对于华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林木的生长具有重要意义.研究分析区域内华北落叶松人工林不同深度(0-20、20-40、40-60 cm)土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)，并测定评估胸径生长量(DBHG)、乔木层生物量(M)以及乔木层生产力(NPP)等林木生长指标，结合相关性分析及冗余分析等进一步阐明环境因子与林木生长之间的关系.结果显示，华北落叶松人工林[包括华北落叶松纯林和华北落叶松-白桦混交林(简称落白混交林)]土壤SOC、TN、TP含量均随土层深度的增加而减少，除40-60cm土层中两种林分的TP含量无显著性外，落白混交林在其余土层的SOC、TN、TP含量都显著高于落叶松纯林.落白混交林的DBHG、M、NPP均显著高于落叶松纯林.在0-20和20-40 cm土层中，土壤SOC、TN、TP含量均与DBHG、M和NPP呈极显著正相关(P <0.01)；在40-60 cm土层中，土壤SOC、TN、N/P与M和NPP呈极显著正相关(P <0.01).本研究表明土壤SOC、TN、TP是促进华北落叶松人工林林木生长的重要因素，这对维持七老图山乔木-土壤系统结构稳定具有重要意义.(图3表6参40)

摘要: 根际作为典型的土壤微生物热点区，是深入理解土壤碳循环过程与高效发挥土壤固碳功能的关键环节.尽管以往的研究初步揭示了川西亚高山森林根际与非根际土壤碳储量的差异，但对二者间土壤有机碳(SOC)稳定的差异仍缺乏应有的认识，一定程度上限制了对川西亚高山森林土壤碳汇潜力的预测和评估.对典型川西亚高山森林云杉人工林多点系统采样，测定根际和非根际SOC的含量，并同步分析SOC的稳定性指标：颗粒态有机碳(POC)、矿物结合态有机碳(MAOC)、官能团特征和土壤金属有机复合体中结合态铁、铝离子含量.结果表明：4个采样点中，根际SOC含量均显著高于非根际土壤，平均比非根际土壤高37.3%.根际土壤中MAOC的比例均显著高于非根际土壤，POC的占比呈现相反趋势，根际土壤中惰性碳官能团组分(alkyl-C和aromatic C=C)和稳定性指数(脂肪族性、芳香性和组合指数)以及金属有机复合体中结合态铁、铝离子含量均显著高于非根际土壤，并与根际土壤SOC含量具有显著的正相关关系.这些结果表明川西亚高山云杉人工林根际SOC含量的大小与SOC的物理和化学保护能力密切关联.本研究揭示了亚高山森林根系活动在调控SOC积累和稳定中的关键作用，为评估川西亚高山森林土壤固碳效应提供了科学根据.(图5表3参61)

摘要: 落叶松是我国北方的主要造林树种，厘清其人工林土壤有机碳（SOC）及活性组分特征，并揭示关键影响因子，以期为土壤固碳能力的提高提供理论依据.以华北落叶松、日本落叶松和落叶松人工林土壤为研究对象，测定0-10、10-20及20-30cm土层SOC、颗粒态有机碳（POC）、易氧化有机碳（EOC）和可溶性有机碳（DOC）含量，分析SOC及其活性组分特征，并运用相关性分析和冗余分析方法揭示其与土壤理化因子、地形因子、植被因子和气候因子的关系.结果表明：（1）3种落叶松人工林不同土层SOC含量均值为10.24-63.94 g/kg,SOC密度为1.34-5.90 kg/m²,POC、EOC及DOC含量均值分别为2.04-22.28 g/kg、3.71-19.22 g/kg和73.33-228.00 mg/kg，均随土层深度的增加而降低，具有明显的表聚性；（2）SOC活性组分在SOC中的占比表现为EOC/SOC（29.10%-40.50%）> POC/SOC（14.75%-34.28%）> DOC/SOC（0.40%-0.75%），除POC/SOC外，其他比值在不同种类落叶松人工林、不同土层之间差异不显著；（3）3种落叶松人工林SOC及其活性组分间均呈显著正相关（P <0.05）,SOC及其活性组分均与土壤全氮和碱解氮呈显著正相关（P <0.05），与土壤容重呈负相关，与阳离子交换量呈正相关；（4）冗余分析表明，3种落叶松人工林SOC及其活性组分的关键影响因子为碱解氮.本研究表明3种落叶松人工林在土壤碳汇方面具有优势，SOC及其活性组分含量变化受土壤理化因子的影响较大，而受地形、植被和气候因子的影响较小.（图3表4参58）

摘要: 岩溶区具有独特的地质特征，其丰富的地下水系统和活跃的溶蚀过程使其成为可溶性碳的重要储存和转化区域.可溶性碳作为陆地和水生生态系统碳库中最活跃的部分，在全球碳循环中扮演着重要角色.以岩溶区河岸带（草本、灌木、乔木）土壤与漓江水体为研究对象，采用紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术分析比较其不同季节溶解性有机质（DOM）来源和组分，探究岩溶区河岸带不同植被类型下土壤和漓江水体DOM含量和组分的动态特征.结果表明，不同植被类型下土壤可溶性碳含量大致表现为丰水季高于枯水季；相对于土壤，不同时期水体的可溶性有机碳（DOC）含量基本一致，而不同时期水体可溶性无机碳（DIC）含量差异显著.不同植被类型下土壤和漓江水体样品紫外吸光度比值E₂/E₃呈现丰水季高于枯水季；不同植被类型下土壤和漓江水体样品紫外光谱吸收值SUVA₂₅₄、SUVA₂₆₀和SUVA₂₈₀均呈现枯水季高于丰水季，且在枯水季表现为乔木地>灌木地>草本地.三维荧光分析结果表明，在丰水季，类富里酸物质和类腐殖酸类物质占据主导地位；而在枯水季，水体中存在明显的溶解性微生物代谢产物.本研究表明季节的变化会显著影响岩溶区不同植被类型下土壤以及漓江水体DOM的含量和组分.（图5表4参34）

摘要: 土壤呼吸是陆地生态系统与大气碳交换的第二大通量组分，土壤温度、土壤水分和新近光合产物被认为是影响亚热带森林土壤呼吸的重要因素，但关于植物新近光合产物对土壤呼吸的驱动过程仍不清晰.利用土壤CO₂通量与环境因子高频自动监测系统，研究中亚热带常绿阔叶天然林土壤呼吸是否存在与植物光合相似的“午休”现象.结果显示：土壤呼吸速率日动态变化在5月份为“单峰”形，峰值出现在15时，而7月份土壤呼吸速率日变化曲线为“双峰”形，峰值出现时间分别在9时和18时，土壤呼吸在7月份出现“午休”现象；土壤温度的日变化滞后于土壤呼吸4 h，但土壤呼吸的日变化分别滞后于空气温度与光合有效辐射3 h与1 h.本研究表明林木可能通过压力-浓度波机制，将新近光合产物快速传输至根际；而过高的空气温度（超过32℃）将限制新近光合产物向地下分配，导致土壤呼吸进入“午休”.（图5表1参43）

摘要: 污水处理厂是控制水污染的重要基础设施，生物法污水处理系统通过微生物实现有机物去除和脱氮除磷等目的.噬菌体是一种以微生物为宿主的病毒，在污水处理厂中广泛存在且数量丰富，噬菌体可通过与宿主的相互作用影响污水处理厂的运行效果和稳定性.因此，准确识别噬菌体及其宿主具有重要意义.首先基于文献计量学分析近年来有关噬菌体的研究现状，随后介绍不同种类噬菌体的特点及生命策略，总结噬菌体注释的常用数据库，包括Pfam、KEGG、RefSeq和IMG/VR；现有宿主预测方法可分为基于宿主、基于噬菌体和综合的方法，这些方法中CRISPR使用最为普遍，使用率超过99%，而iPHoP作为新型的综合性方法，使用率仅次于CRISPR，并且在属水平上的预测准确率最高.最后对宿主预测相关数据库和预测方法的发展进行展望，并结合现状提出噬菌体预测方法优化过程中应该关注的重点：进一步完善和更新现有数据库，补充噬菌体和宿主信息；在宿主预测工具方面应进一步关注种及菌株水平的预测性能并提升预测准确度；同时针对评价方法，应建立系统完善的评价体系，以准确评估宿主预测工具性能.（图4表2参79）