森林土壤微生物决定了森林生态系统的能量流动和物质循环，研究其群落结构和影响因素对于维持生态系统稳定性和应对全球气候变化具有重要意义。磷脂脂肪酸（PLFAs）因其仅在活体微生物中存在的特性，可以作为生物标志物直观反映土壤中不同种类微生物群落的生物量和群落结构。以土壤微生物为对象，采用PLFA方法，分析了中国全部6种气候类型中天然森林土壤中微生物的群落结构、生物量和理化性质，并采用相关分析和冗余分析方法分析了影响微生物群落结构的主要因素。结果表明，6种气候类型中，土壤容重、土壤pH、土壤凋落物碳质量分数、土壤有机碳质量分数、土壤总氮质量分数、土壤碳氮比和土壤总磷质量分数存在显著差异。真菌群落生物量在6种气候类型中存在显著差异，随气候类型从寒带-温带-热带变化中呈现先升后降的趋势。暖温带土壤真菌与细菌比值最高（0.7），显著高于亚热带、热带土壤（0.4－0.5）。热带土壤和高原土壤的革兰氏阳性与阴性菌比显著高于其他气候类型（1.3－1.5），亚热带土壤最低（0.7）。气候（年均温、年降水量）和土壤理化性质（土壤pH、土壤容重、土壤总氮质量分数和土壤有机碳质量分数）与PLFAs质量分数所代表的土壤微生物生物量和群落结构呈现显著相关关系（P<0.01）。综上，在中国6种气候类型中，森林土壤中总PLFAs所代表的生物量差异不大，但土壤的理化性质和微生物群落结构差异显著。森林土壤微生物群落结构最主要影响因素是年均温、年降水量和土壤pH值。

随着城镇化和工业化进程加快，长江经济带土地利用主导功能发生较大转变，生产、生活、生态空间（“三生空间”）转型对生态环境质量的影响日益增强，从“三生空间”角度研究长江经济带生态环境质量对于推动长江经济带高质量发展意义重大。基于土地利用遥感监测数据，通过生态环境质量指数模型、地理探测器等方法，定量分析长江经济带130个地级市生态环境质量的空间分异及其影响因素。结果表明，（1）2000-2020年长江经济带生态环境质量处于中等以上，其中2000-2010年生态环境质量等级保持不变，主要有中等和较高质量两种类型；2010-2020年生态环境质量等级发生变化，中等质量区和较高质量区面积减少，高质量区面积增加。（2）生态环境质量空间分布存在明显差异。长江经济带生态环境质量整体呈“东北部低、西部、中部和东南部高”。2000-2010年生态环境质量空间分布一致。2010-2020年多数地区的生态环境质量等级上升，主要趋势为中等质量转化为较高质量、较高质量转化为高质量。（3）不同因子对生态环境质量空间分异的影响程度具有显著差异。土地利用程度、人口密度和坡度对生态环境质量的影响占主导地位，对生态环境质量空间分异的解释力q值分别为0.776、0.409、0.406，其他因子对生态环境质量空间分异的影响相对较弱。（4）任意两因子间的交互作用均大于单因子对生态环境质量空间分异的影响，且土地利用程度与其他因子的结合是影响长江经济带生态环境质量空间分异的最主要因素。

植被地上生物量是反映陆地生态系统固碳能力的重要指标，利用遥感技术开展干旱区植被地上生物量估算与空间反演，可为荒漠绿洲生态系统的健康评价与碳储量估算提供重要依据。以野外调查和实地采样数据为基础，利用Landsat 8 OLI多光谱影像提取的7个植被指数和13个波段变量构成4种建模变量组合，采用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）、反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network，BPNN）、极端梯度提升（eXtreme Gradient Boosting，XGBoost）和随机森林（Random Forest，RF）这4种机器学习算法对新疆渭干河-库车河三角洲绿洲地上生物量进行遥感估算和空间反演。结果表明，（1）由波段变量和随机蛙跳算法优选变量构建的植被地上生物量反演模型，其估测精度明显优于全变量和指数变量，预测能力更为稳定。与SVM和BPNN算法相比，XGBoost和RF算法构建的模型具有更好的估测效果，能更准确地估算研究区植被地上生物量。（2）在构建的估测模型中，波段变量结合RF算法模型的精度最高，稳定性最强，其建模集和验证集的决定系数分别为0.898和0.742，平均绝对误差分别为82.1 g·m^-2和79.2 g·m^-2，均方根误差为110.8 g·m^-2和132.1 g·m^-2，相对分析误差均大于1.8，模型拟合效果最佳。（3）研究区植被地上生物量的空间分异较为明显，整体呈现出绿洲区高，荒漠区低，由绿洲内部向绿洲外围逐渐降低的变化趋势。与其他3种机器学习算法相比，随机森林算法构建的估测模型具有良好的估测能力和稳定性，可准确估算干旱区绿洲地上生物量。同时，基于最优变量组合的机器学习算法模型为地上生物量反演提供了科学依据。

生态用地碳汇为从增汇角度实现“双碳”目标提供重要途径，综合分区优化对促进生态保护与经济高质量发展融合具有重要指导意义。在测算中国31省（市、区）各类生态用地碳汇总量及单位面积碳汇量的基础上，运用探索性空间数据分析、核密度估计，探究2000－2020年生态用地碳汇空间集聚特征和时空演进趋势，并基于碳汇与绿色GDP的脱钩关系和协调状态构建综合分区，结合重要生态功能区分布开展优化治理。研究表明，1）研究期内生态用地碳汇总量呈波动上升态势，年均增速为0.077%；在空间上呈显著的集聚效应，湖南、贵州、广西属于高-高集聚区，形成高值辐射中心，山东属于低-低类型，为低值塌陷区。2）生态用地碳汇总量空间差异明显，高碳汇区碳汇能力强于其他地区；核密度估计显示高碳汇区和低碳汇区碳汇呈增加趋势，中碳汇区保持相对稳定，且三者均存在区内集聚特征。3）单位国土面积生态用地碳汇与单位生态用地面积碳汇均以高-高集聚类型和低-低集聚类型为主，呈现出较强的空间集聚特征，尤其南部地区的省（市、区）具有单位面积生态用地碳汇优势和潜力。4）生态用地碳汇与绿色GDP两者以脱钩和多元协调状态为主，大部分省（市、区）单位面积生态用地碳汇处于多元协调区，重要生态功能区的碳汇积极作用显现。研究结果为改善生态用地碳汇能力和潜力，推进生态领域实现“双碳”目标提供有益参考。

将生态风险结合生态重要性区域进行生态功能分区，是缓解人类活动与生态保护矛盾的重要手段。气候变化和旅游对青海湖流域产生了生态风险的威胁，借助GIS空间技术，在生态系统服务的重要性和敏感性评价基础上，遵循压力点-暴露框架，基于压力-状态-响应模型评估了青海湖流域的生态风险，进行生态功能分区并提出管控建议。结果表明：（1）流域生态风险空间分布格局两级分化明显，高风险面积为7.77×10³ km²，占流域面积的26.4%，集中在环青海湖地区及刚察县城；低风险区面积为12.7×10³ km²，占流域面积的43.1%，主要是流域的水体及草地覆盖区；（2）流域生态系统服务重要性空间格局具有异质性，高值区面积为7.77×10³ km²，占流域面积的26.4%，主要包括水体、湖泊、山林和高寒草地覆盖度高的生态区；低值区主要是环湖地区、高海拔地区和城镇扩张明显地区；（3）国家公园的功能区划不仅要考虑生态保护，还要考虑居民的生产生活需求和社区发展的需要，采用功能分区优化以充分体现“生态保护优先和高质量发展”。将高度重要区和高风险区整合为生态红线区，以最大程度保持区域内生态系统的原真性和完整性；将低/中风险区和轻度/中等重要区化为优先开发区，高风险区和较重要区的叠加为生态开发区，是未来国家公园运营过程中的生态畜牧业和生态旅游业发展区；剩余区域规划为保护发展过渡区，是未来的缓冲空间。该分区方案旨在尝试缓解生态保护与发展的矛盾，以有助于推动青海湖国家公园建设，为自然保护地的生态功能区规划提供了新思路，也为区域可持续发展提供科学参考。

邻苯二甲酸二乙基已基酯（Diethylhexyl phthalate，DEHP）广泛存在于各种环境介质中，且非常容易累积在土壤环境中，通过多种途径进入生态系统循环，并沿着食物链传递影响人体健康。中国尚未出台DEHP基于农用地安全的生态阈值基准，因此，开展DEHP农用地土壤生态风险和生态安全等研究非常必要。通过从国内外数据库和相关文献中筛选出土壤酶反应活性、植物、无脊椎动物和脊椎动物等15种为代表性物种陆地生物最敏感测试终点毒性数据，应用物种敏感性分布（Species Sensitivity Distribution，SSD）方法构建了DEHP对陆生生物的SSD曲线；计算了DEHP对不同陆生生物的5%危害浓度（HC₅），分析比较DEHP对不同生物类别的毒性敏感性差异及其特征，并利用风险商（RQ）评价了中国不同地区土壤环境DEHP对不同生物类别的生态风险。结果表明，中国不同地区农用地中DEHP的污染程度差异较大，其平均质量分数范围为0－18.3 mg∙kg⁻¹，平均质量分数较高的地区从高到低依次为：青岛 (18.3 mg∙kg⁻¹)>贵州 (14.3 mg∙kg⁻¹)>广州 (8.87 mg∙kg⁻¹)>大连 (2.84 mg∙kg⁻¹)>杭州 (1.48 mg∙kg⁻¹)>南京 (1.37 mg∙kg⁻¹)>重庆 (1.04 mg∙kg⁻¹)。基于发育、繁殖和行为等慢性毒性数据推导出的预测无效应浓度（PNEC）为1.24 mg∙kg⁻¹；各地区的DEHP慢性毒性的风险商值范围为0－14.7，中国不同地区土壤存在一定的生态风险差异，青岛、贵州等地调查点农用地土壤生态风险商（RQ）较高，分别为14.7、11.5，表明生态风险较高，但大部分地区生态风险较低。该研究通过采用SSD方法推导DEHP农用地生态环境基准，可为农用地土壤生态风险评估与管控提供技术支持。

秸秆还田能改变农田土壤微生物生物量碳（Soil Microbial Biomass Carbon，SMBC）含量，分析秸秆还田条件下SMBC含量变化及其相关影响因素，对理解秸秆还田下土壤养分周转与碳循环机制具有重要意义。基于中国知网和Web of Science数据库2001－2022年公开发表的68篇文献，建立了839组包含秸秆还田和秸秆不还田下SMBC含量的数据库，按照气候类型、种植方式、耕作方式、秸秆种类、施氮量、秸秆还田量进行分组，采用Meta分析对秸秆还田条件下SMBC含量变化的特征进行综合分析。结果表明，与秸秆不还田相比，1）秸秆还田显著提升SMBC含量（51.4%，置信区间为0.373－0.654），且对不同土层SMBC含量的提升效果不同，浅层和深层SMBC含量分别提升47.9%和42.7%。2）秸秆还田下温带季风气候区和亚热带季风气候区SMBC含量分别增加71.0%和35.8%，但在温带大陆气候区对SMBC含量影响表现出显著负效应，降低幅度为35.6%。3）不同耕作方式下旋耕（99.2%）对SMBC含量的增幅影响最为明显，约为常规耕作和免耕下的2.4倍和4倍。4）旱地秸秆还田SMBC含量的增幅明显高于稻田。玉米秸秆对SMBC含量的响应度最高，增幅达到99.5%，水稻秸秆次之，增幅为30.8%；小麦秸秆最低，降低幅度为5.8%。5）施氮量对SMBC含量增幅在−34.5%－183.9%之间，0－100 kg•hm⁻²和101－225 kg•hm⁻²施氮量下秸秆还田可显著提升SMBC含量，而在226－325 kg•hm⁻²和326－425 kg•hm⁻²施氮量下秸秆还田对SMBC含量的影响表现出显著的负效应；6）对于秸秆还田量而言，当秸秆还田量 <4500 kg•hm⁻²时增幅52.60%，4500－9000 kg•hm⁻²时增幅47.7%，>9000 kg•hm⁻²时增幅44.2%，但SMBC含量的增幅表现出随着秸秆还田量的增加呈递减趋势。由此可见，不同的气候类型、种植方式、耕作方式、秸秆种类、施氮量、秸秆还田量等条件下，秸秆还田对中国农田SMBC含量的影响存在显著差异。

从水平空间与纵向空间对山地岩溶区开展长时序的生态系统服务演变研究可以增进对山地岩溶区生态系统发展演变规律的理解，为山地岩溶区生态保护政策和石漠化防止措施的制定提供科学参考，对区域可持续发展具有重要意义。基于InVEST模型，实现了2000-2020年研究区陆地生态系统服务产水量、土壤保持与生境质量功能的定量评估，并揭示研究区在水平空间和纵向空间的生态系统服务功能变化特征，更为立体的了解山地岩溶区生态系统服务功能变化特点。研究结果表明，（1）2000-2020年，研究区土地利用类型变化最大的为建设用地，变化最小的为耕地。（2）从水平空间看，不同土地利用类型的产水量、土壤保持及生境质量功能存在显著差异。2000-2020年间，研究区裸地的单位面积产水量最高，林地单位面积产水量最低。土壤保持功能则与之相反，表现出林地单位面积土壤保持量最高而裸地单位面积土壤保持量最低。建设用地与裸地的生境质量均较低。（3）从纵向空间看，产水量、土壤保持和生境质量功能在不同海拔等级具有显著的空间异质性。2000-2020年，研究区产水量与土壤保持功能均表现出随海拔升高而波动式降低的变化特点；生境质量随海拔上升呈现出先下降后上升（浅U型）的分布特征。（4）根据研究结果，研究区生态保护及石漠化防治政策和措施应重点关注裸地、建设用地和林地，同时也应关注不同海拔等级各类生态系统服务功能变化特点，必要时可以对高海拔和低海拔区域实施有差别的生态保护措施。这些发现可为山地岩溶区的生态可持续性提供更切实可行的措施，并为其他类似地区提供参考。

在连续流反应器中，逐步增加$\mathrm{NO}_2^{-}$的浓度，构造阶梯积累比例，对过程调控与稳态运行具有积极意义。考察了耦合系统的脱氮性能和微生物群落的响应特征，探究$\mathrm{NO}_2^{-}$对厌氧氨氧化（Anammox）耦合自养反硝化（AuDen）系统中厌氧氨氧化菌（AnAOB）和硫自养反硝化菌（SOB）相互作用的长期影响及反应机制。有效容积为2.50 L的厌氧生物流化床（AFBR）连续140 d的运行结果表明，与对照组（$\mathrm{NO}_2^{-}$=0）相比，随着所积累$\mathrm{NO}_2^{-}$浓度的增加，耦合系统的脱氮效率（NRE）及Anammox对总氮（TN）去除的贡献百分比显著提高，$\mathrm{SO}_4^{2-}$的实际产生值/理论值明显减小，这说明了所积累的$\mathrm{NO}_2^{-}$能够促进AnAOB与SOB之间的协同，提高了耦合系统TN的去除能力。在氮含量相同的情形下，存在$\mathrm{NO}_2^{-}$积累的环境能够使系统脱氮效率从80.3%±3.2%提高至88.1%±3.4%，Anammox对TN去除的贡献从81.7%±2.4%提高至92.5%±2.3%。上述过程的高通量测序结果显示，随着$\mathrm{NO}_2^{-}$浓度的增加，主要功能微生物（Thiobacillus、Candidatus kuenenia及Desulfurivibrio等）的相对丰度维持稳定或上升，水解菌（SM1A02、1013-28-CG33、SC-I-84等）的相对丰度也上升，而其他功能微生物的相对丰度下降，证明了存在$\mathrm{NO}_2^{-}$积累的水质环境能够优化耦合群落的结构和功能。典型相关性分析（CCA）表明，$\mathrm{NO}_2^{-}$浓度与Ca. kuenenia的丰度（P=0.539）呈负相关，而与Thiobacillus的丰度（P=0.00533）呈正相关，所积累的$\mathrm{NO}_2^{-}$与Anammox、AuDen对总氮去除的贡献均为正相关关系（P=0.00767）。总体而言，所发现的$\mathrm{NO}_2^{-}$在Anammox+AuDen耦合反应体系中的浓度-诱导-适应机制，演绎了如下规律：环境决定了微生物种群的结构与功能，相反，微生物种群也会通过结构调整来适应及影响它们的环境。

全氟和多氟烷基化合物（PFASs）是一类极具多样性的新型持久性有机污染物，用途广泛、性质复杂且具有毒性，其环境污染导致的生态和健康危害问题引起了广泛关注。已有综述主要总结了土壤、水体中PFASs的来源和分布，缺乏对大气环境中PFASs污染来源、时空分布及人体健康风险评价的系统归纳，该文对此进行了概括和分析。PFASs可通过含氟聚合物的工业生产和应用、消费品使用、废弃物处理以及土壤和水环境中的挥发和升华过程进入大气环境，易在颗粒物中富集。大气颗粒态PFASs的质量浓度在不同地区和季节间存在显著差异，工业活动、人口密度、气象条件等是主要影响因素，通常在暖季广泛分布但质量浓度较低，冬季则质量浓度较高且多集中于排放源附近。近10年来，中国大气PFASs浓度下降明显，但其种类显著增多，主要归因于政策措施向PFASs替代品生产转型的影响。大气PFASs可通过呼吸暴露、皮肤接触和口腔摄入等途径进入人体从而造成健康风险，目前主要采用吸入暴露评估模型对其进行健康风险评价。污染防控方面，美国、欧洲等发达地区的系列管理措施在一定程度上减少了PFASs的环境排放，但多针对单一物质，且生产逐渐向替代物发展，然而其环境健康风险尚不明确。未来大气PFASs的研究需求和方向包括进一步解析其迁移和转化机制，阐明其与其他污染物（如颗粒物）的协同效应和毒性风险，建立长期监测网络以及定量源解析方法，深入揭示其健康危害机制，并建立系统全面的人体健康风险评估模型。

掌握净生态系统生产力（NEP）时空格局对提高干旱/半干旱地区生态系统功能有重要意义。已有的NEP时空格局研究大多以年尺度开展分析，而NEP在多时间尺度上的特征差异尚不明晰。基于多源遥感、气象和地面实测数据，采用CASA模型、土壤呼吸地质统计模型（GSMSR）和土壤呼吸-土壤异养呼吸（Rs-Rh）关系模型耦合模拟内蒙古2001-2020年NEP，分析其年、季、月多时间尺度时空特征，并探讨8种不同植被NEP的多时间尺度特征差异。结果表明，1）内蒙古年尺度NEP的空间分布格局稳定，从东北向西南递减，这一格局与春夏秋3季及植被生长期的3-10月一致，而冬季植被进入休眠期使得空间差异显著减小。2）内蒙古多时间尺度NEP年际变化趋势有所不同：年尺度上，内蒙古总NEP呈波动上升趋势，年际变化率为C 3.75 Tg∙a⁻¹；季尺度上，夏季增长趋势最大，占全年增长的41.6%，春秋两季对NEP的增长也起到至关重要的作用，分别占比34.9%和23.3%，冬季对NEP增长贡献非常有限；月尺度上，NEP年内变化与植被生长物候周期较为接近，1月和12月年际NEP为减少趋势，其余月份年际NEP均为上升趋势，其中9月增长趋势最大，占全年增长的19.3%。3）不同植被类型NEP年际趋势存在差异，5种植被类型年NEP呈增长趋势，3种呈下降趋势；草地在季尺度年际变化中均保持增长，在夏季最高，而灌木林在季尺度年际变化中均为降低趋势，夏季降幅最大；月尺度年际变化中灌木林均为降低趋势，1月降幅最大。该研究能够为明晰区域碳循环及改善生态系统功能提供科学依据。

中国稻田砷污染问题突出。淹水厌氧条件下，五价砷被微生物还原为活性较高的三价砷，易于被水稻吸收积累，从而威胁人类健康。另一方面，水稻生产需要施用大量的氮肥，水稻土中氮素氧化还原活性高，对稻田砷形态转化具有重要影响。文章在系统总结稻田土壤氮循环主要过程及功能微生物特征、稻田干湿交替条件下砷形态转化及相关功能微生物等国内外研究现状的基础上，深入分析了稻田土壤氮循环过程（硝化作用、反硝化作用、厌氧氨氧化、铁氨氧化以及硝酸盐异化还原成铵等）对水稻土砷迁移转化的影响及关键环境因子，总结出硝化和反硝化作用有利于砷的吸附固定；而厌氧氨氧化、铁氨氧化及硝酸盐异化还原成铵，可促进砷的还原释放。此外，反硝化作用可耦合砷脱甲基化过程，从而提高砷的毒性。其中，水稻土中铁氧化还原过程扮演重要角色，其可作为氮循环影响砷迁移转化的桥梁。比如，硝酸盐抑制铁还原有利于砷的吸附；硝酸盐还原耦合亚铁氧化生成氧化铁矿物，促进砷的吸附固定；铁氨氧化促进铁还原有利于吸附态砷的还原释放。基于以上的总结，认为不同氧化还原条件下土壤氮循环过程及其与砷形态转化的耦合机理，水稻土中铁氨氧化反应的主要功能微生物及该过程对砷迁移转化的贡献，以及如何定向调控氮循环耦合砷转化过程，是今后该领域需要关注的重要科学问题和主要发展趋势。以上科学问题的解决，可为稻田砷污染控制技术的研发提供重要理论支撑，同时为稻田合理施氮降低稻米砷风险提供科学依据。

森林火灾通过影响土壤生物和非生物部分对土壤氮循环产生长期影响。在全球林火频发背景下，为探讨火灾与土壤氮循环之间的长期响应关系，选择火后1、6、11年兴安落叶松林（Larix gmelinii）重度火烧迹地为研究对象，通过测定土壤氮组分、氮循环功能基因和土壤基本理化性质，分析火后土壤氮组分和氮循环功能基因丰度随恢复年限的变化趋势，以及主要影响因子。结果表明，1）土壤全氮、铵态氮和微生物量氮（MBN）含量随恢复年限呈现先降低后增加的趋势，其中MBN恢复较慢。火干扰导致土壤硝态氮含量在火后1年显著增加（P<0.05），火后6、11年均低于对照样地。2）固氮nifH功能基因在火后11年恢复到火烧前的水平，而反硝化nirS、nirK和nosZ功能基因在火后6年显著高于对照样地，火干扰显著提高了硝化amoA-AOA和amoA-AOB功能基因丰度。3）相关性分析表明固氮nifH功能基因与土壤全氮、铵态氮和MBN呈显著的正相关关系（P<0.05）；硝化amoA-AOA功能基因与硝态氮呈极显著的正相关关系（P<0.01）；反硝化nirS、nirK功能基因与硝态氮呈显著负相关关系（P<0.05）。4）冗余分析结果表明土壤有机质、含水率、速效钾是影响火后土壤氮循环功能基因的主要因子，解释度分别为63.8%、18.4%、85.8%。可见，森林火灾对兴安落叶松土壤氮组分和土壤中的氮循环功能基因有着长期的影响，并且火后土壤理化环境的改变也会间接对土壤氮循环的恢复产生影响，研究结果可为北方地区森林火灾对土壤氮循环影响机制提供数据支撑。

外来植物入侵改变陆地生态系统的植被覆盖与组成，降低生态系统内物种丰富度和多样性，影响系统内碳循环过程，进而影响基于植被组成估算生态系统碳储量结果的准确性。近年来，不少学者展开了植物入侵对生态系统碳循环的影响研究，发现入侵阶段、被入侵生态系统的环境因素及群落组成等均影响生态系统内碳循环过程及碳储量；然而，对于被入侵生态系统的“碳源汇”功能认定目前仍存在较大争议，其中最不确定的为生态系统地下部分。文章综述了国内外关于植物入侵影响生态系统碳循环研究的最新进展，并就被入侵生态系统地上和地下碳循环过程的改变系统阐述了入侵引起的碳源、汇变化；同时，以地下生态过程为核心，从气候因素、植物个体特征及其与周围生物的牧食关系等方面阐述了植物入侵影响地下碳过程的机理。总体上，气候因素可在大区域范围内影响植被更替的速度与物种多样性的发展方向，但不能解释入侵在气候环境一致的特定区域内所引起的差异性影响；入侵植物因叶片光合优势往往会向生态系统输入更多有机碳，当其以凋落物和根系分泌物等形式向系统外输出时则受物质组成、分解速率及土壤环境等多因素的影响；土壤生物既是土壤有机碳的重要组分，也是有机碳向土壤输入与输出的调节者，通过改变有机碳的净通量来调节碳源、汇功能，这可能是造成入侵植物碳源、汇争议的重要原因之一。最后，文章就植物入侵影响生态系统碳循环的关键环节，结合全球变化背景下的学科发展和入侵防控需求，提出若干未来亟需深入研究的科学问题。

天然林是中国应对气候变化和落实国家自主贡献的重要载体。科学评估天保工程对实施区域森林碳汇/碳源特征的影响，对于巩固提升区域尺度森林固碳增汇作用和统筹区域生态-经济-社会协调发展具有重要意义。以黑龙江大兴安岭重点国有林区为研究对象，基于多期和多类森林调查和统计数据，运用材积源生物量法，将天保工程实施过程中的人工造林、森林抚育、木材调减、森林巡护等经营管理活动产生的影响纳入核算过程，测算1998—2018年天保工程对该区域森林碳库的影响。结果表明，（1）通过实施天保工程，20年来黑龙江大兴安岭重点国有林区累计产生净固碳量1.32×10⁸ Mg，相当于抵消了同期黑龙江省二氧化碳累计排放量的近12%，且相较于生物质能和碳捕集与封存等工业措施具有明显的成本优势。（2）对存量森林资源开展森林经营管理所产生的森林碳汇量是研究区净固碳量的最大贡献来源，占比高达80.0%。（3）人工造林和调减木材任务在空间布局上的不均，是造成研究区净固碳量存在一定程度空间异质性的主要原因。（4）天保工程在实施过程中引发的碳排放、碳泄漏会抵消研究区的部分固碳效益，但抵消比例仅为0.29%，森林固碳增汇的整体效益不受影响。在后天保工程时代为持续稳定发挥研究区的森林碳库作用，建议从固碳、增汇、保汇3个方面科学强化天然林的保护与修复成效，避免或减少森林碳库无序损耗，创新天然林碳汇价值实现路径，减少计量与监测不确定性影响，实现森林生态系统固碳增汇效能持续提升。

喜树（Camptotheca acuminata）为中国特有种，也是中国120种极小种群野生植物之一。在第二次全国重点保护野生植物资源调查中，发现福建省明溪县角溪区域有喜树种群野生分布点。为了探讨该区域喜树种群的生存状况，基于样地调查数据，以径级代替龄级，编制种群静态生命表并引入4个生存分析函数，分析种群数量特征；利用种群动态变化指数和时间序列模型对种群动态和未来发展趋势进行分析和预测。结果表明，（1）喜树种群龄级结构呈倒“J”型，各龄级均有个体分布，其中小树个体数量最多，幼苗、幼树存储量不足；种群动态指数在相邻龄级间存在一定的波动，V_pi和V_pi′的值均大于零，表明该种群当前属于增长型，但种群对外界干扰比较敏感，抗干扰能力较差。（2）静态生命表显示，喜树种群存活数量和个体生命期望值都随着龄级的增加逐渐下降；种群存活曲线趋近于Deevey-Ⅱ型，前期死亡率下降较为迅速，而后期死亡率下降趋于平缓；死亡率和消失率曲线的变化趋势基本一致，均在第Ⅱ、Ⅷ龄级出现峰值。（3）生存分析表明，该种群具有前期迅速下降、中期小幅波动、后期逐渐衰退的变化特点。（4）时间序列分析预测，在经历未来2个龄级时间后，Ⅱ龄级和Ⅴ龄级个体数量均出现不同程度的减少；而经历未来4、6、8个龄级时间后，所有龄级个体数量均呈增长趋势。人为干扰、自然干扰、种子成苗率低是影响该地区喜树种群增长的主要因素。在今后的保护工作中，建议采取就地保护、近地保护和加强宣传等拯救措施，保护和改善生境，促进喜树种群的更新和发展。

快速城市化是热环境风险加剧的主因，从网络视角分析热环境的空间结构特征，对于改善热环境、增强城市可持续性以适应气候变化具有重要意义。以长江中游城市群为例，基于2000、2010及2020年地表温度数据与建成区面积数据分析城市群地表温度与热岛区域时空特征，采取形态学空间格局分析（MSPA）模型提取并划分热岛斑块类型，包括核心、孤岛、孔隙、边缘、环道、桥接以及支线，在此基础上构建热环境源地与热环境廊道，并利用电路（CIRCUIT）理论对城市群热环境网络进行识别。此外，依据多元指标分别评估城市群热环境网络的总体连通性（α指数、β指数与γ指数）与空间连通性（特征向量中心性与电流密度）。结果表明：（1）2000-2020年期间，长江中游城市群夏季地表温度高温区与次高温区比例整体呈上升趋势，常温区、低温区以及次低温区比例整体呈下降趋势，各类型热岛斑块的地表温度中位数呈现核心型热岛斑块最高而支线型热岛斑块最低的规律；（2）2000-2020年期间，长江中游城市群夏季热岛区域总面积由2.80×10³ km²增至12.8×10³ km²，其中核心型热岛斑块面积占比由31.1%增加至45.9%，在空间上呈现逐渐向武汉、长沙以及南昌等地集聚的趋势；（3）2000-2020年期间，长江中游城市群热环境源地数量由56个增至215个，热环境廊道数量由89条增至378条，包含热环境廊道的城市比例由77.4%增至100%，已初步形成城市群全局热环境网络；（4）2000-2020年期间，长江中游城市群热环境网络的总体连通性呈逐渐增强态势，空间连通性的分布趋势由“南高北低”的空间异质性格局向“全局高连通性”的空间稳定性格局演变。该研究旨在为区域尺度的气候适应发展策略提供启示。

河流水体的微塑料污染已引起国内外的广泛关注，但对人类活动影响显著的城市排水河道不同水期多环境介质中的微塑料污染研究相对较少。为揭示城市排水河道微塑料分布规律，以北京市北运河水体为例，基于汛期和非汛期北运河表层水、沉积物和鱼类样品，分析统计了不同种类微塑料的时空分布特征，讨论了组成特征差异，揭示了北运河微塑料的主要来源。结果表明，北运河表层水中微塑料丰度为4.90－22.1 items∙L⁻¹（汛期）和3.10－14.8 items∙L⁻¹（非汛期）；沉积物中微塑料丰度为0.74×10³－2.88×10³ items∙kg⁻¹（汛期）和0.16×10³－1.69×10³ items∙kg⁻¹（非汛期）；鱼类肠道内微塑料的丰度为0.33－3.33 items∙ind⁻¹。与国内外其他河流对比，北运河水体和沉积物的微塑料污染处于中等水平，鱼类微塑料污染程度较低。时间尺度上，表层水和沉积物中微塑料丰度均表现为汛期>非汛期。空间尺度上，汛期表层水的微塑料丰度表现为郊野段>城市段，非汛期表现为城市段>郊野段，不同水期沉积物微塑料丰度未显示显著的相关性。表层水以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯和聚丙烯纤维为主导，沉积物以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯/聚丙烯碎片为主导，鱼类中≤0.5 mm蓝色纤维素纤维最为丰富。杂食性鱼类肠道内微塑料的丰度显著高于肉食性，栖息水层对鱼类肠道内微塑料的丰度影响较小。北运河微塑料主要来源为人类日常生活、旅游业、渔业活动和污水排放。研究结果可为城市河流的微塑料污染研究提供基础数据，并为微塑料污染的管控和防治提供参考。

多环芳烃会影响蔬菜的生长发育，导致其产量和品质降低，最终通过食物链危害人体健康。通过温室盆栽土培试验，测定不同质量分数（0、50、100、200、400 mg∙kg⁻¹）芘作用下小白菜（Brassica chinensis L.）、胡萝卜（Daucus carota L.）、番茄（Solanum lycopersicum L.）的生长指标（根长、株高、鲜质量）、叶绿素质量分数、品质指标（可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C）和蔬菜各部位芘质量分数等，对芘处理下不同种类蔬菜的耐性和累积特性进行了比较研究，筛选出高耐芘性和低富集能力的蔬菜品种。结果表明，1）芘处理降低了3种蔬菜的生长参数，抑制了蔬菜的光合作用，3种蔬菜耐芘能力大小顺序为：番茄>小白菜>胡萝卜。2）蔬菜品质方面，小白菜和胡萝卜可溶性蛋白随土壤芘质量分数的升高而降低，番茄可溶性蛋白表现为先增加后减少；小白菜、胡萝卜和番茄可溶性糖质量分数均降低且400 mg∙kg⁻¹芘处理下分别降低了21.6%、36.2%和19.1%；芘处理刺激了蔬菜维生素C的生成，其中番茄维生素C质量分数增幅最大，3种蔬菜中番茄品质受芘影响最小。3）不同种类蔬菜各部位芘质量分数存在显著差异，但均以根系积累为主，积累量随芘质量分数的升高而增加；3种蔬菜可食部位芘富集系数表现为胡萝卜 (0.162)>小白菜 (0.0463)>番茄 (1.32×10⁻³)，并且3种蔬菜中番茄芘转运系数最小。综合研究表明，3种蔬菜中番茄耐土壤芘污染的能力高，品质最好，可食部位富集芘能力低，芘从根部向地上各器官转运的能力最弱，与小白菜和胡萝卜相比更适合在芘污染的农田土壤上种植。研究结果可为污染土壤蔬菜种植提供参考。

病毒广泛存在于不同生态系统，影响微生物群落组成、丰度、活性及功能，在生物地球化学元素循环过程中发挥着重要作用。病毒在各生态系统中的群落组成、功能及进化演替是目前生态学的研究热点。然而，目前对病毒生态分布的研究主要集中于海洋等水生生态系统，对陆地生态系统中病毒的研究仍十分缺乏，尤其是RNA病毒。基于此，该文系统分析了土壤病毒的研究现状，探讨了病毒参与土壤碳氮循环的相关机制。研究表明，人为干扰将影响土壤病毒的分布：藻状DNA病毒科（Phycodnaviridae）主要存在自然土壤，而农田及城市土壤中病毒组成主要包括长尾噬菌体科（Siphoviridae）、肌尾噬菌体科（Myoviridae）、短尾噬菌体科（Podoviridae）、微小噬菌体科（Microviridae）和丝杆病毒科（Inoviridae）；相对于农田土壤，森林土壤中的病毒具有更高多样性和丰度。此外，痘病毒科（Poxviridae）和疱疹病毒科（Herpesviridae）等多种与人类疾病相关的病毒在土壤中被检出，且城市绿地中的疱疹病毒科的丰度显著高于森林和农田土壤，预示着土壤病毒对人群健康存在一定威胁，且人为活动将增加其健康风险。土壤病毒驱动土壤元素循环，能够直接（如编码基因直接代谢和辅助代谢基因）或者间接（如调节微生物群落、丰度和活性）影响土壤生态系统中生物地球化学循环过程。综上，土壤病毒在陆地生态系统中发挥着重要作用；全球气候变化、城市化过程及不断加强的人为活动条件下的土壤病毒的响应将是后续土壤病毒的研究热点，相关研究将为土壤肥力提升、环境质量提高及保障人群健康等方面提供重要的科学理论依据。