基于2014－2023年期间在中国知网和Web of Science两个数据库发表的有关中国农田土壤重金属文献数据，采用Meta分析方法探讨了近10年来中国30个行政区中93个城市的农田土壤砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）、镍（Ni）、铅（Pb）和锌（Zn）的污染现状和空间分布特征，运用地累积指数法和潜在生态风险指数法对农田土壤8种重金属污染程度和潜在生态风险进行了评价，并采用主成分分析法来解析各种活动对重金属污染风险的贡献。研究结果表明，中国农田土壤重金属含量均值普遍超出区域土壤背景值，研究区域农田土壤中8种重金属超标占比为38.2%－84.1%。且研究区域土壤中Cd的算术平均值超过了《土壤环境质量 农用地土壤污染管控标准》（GB 15618—2018）中Cd的风险筛选值。地累积指数评价结果显示农田土壤8种重金属的污染程度由高到低依次为：Hg>Cd>Pb>Zn>Cu>Ni>Cr>As。Cd和Hg的污染等级较高，轻度及以上污染区域分别占到研究区域的69.3%和65.9%。潜在生态风险指数（I_r）计算结果表明，研究区域农田土壤中Cd和Hg元素属于较强生态风险危害范围，I_r>300的区域中Cd占比为41.9%，Hg为45.2%。主成分分析结果表明，研究区域农田土壤重金属污染风险可能主要来自农业活动、工业生产、自然源以及各种活动的混合贡献，3个主成分累计方差贡献为72.3%。

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。

农用薄膜的长期使用和低回收利用导致遗留在土壤中塑料碎片与微塑料明显增加，严重影响了农业土壤的可持续利用。重点阐述了中国1994－2020年农用地膜的增长规模、时空分布及地区差异，总结了农膜微塑料的赋存特征与生成途径，分析了中国农田土壤微塑料污染的潜在风险。数据表明：1994－2020年中国塑料薄膜用量呈大幅度上升态势，年增长率约为6.51%，农用薄膜使用量在2015年到达峰值，之后逐渐下降，地膜占总使用量的50.0%以上。地膜覆盖是农田土壤中微塑料的直接来源，区域分布来看，西北干旱绿洲区是中国地膜使用量最高的区域，使用强度最高达38.0 kg∙hm⁻²。农膜微塑料的生成是残留地膜在自然、农业和生物多种途径共同作用的结果，其速率主要取决于微生物和塑料类型及环境条件。西北长期种植区及华北、华东和西南集约农区是中国微塑料污染较严重区域，最高可达4.83×10⁴ ind∙kg⁻¹。土壤的多孔特性使小颗粒微塑料通过重力沉降和降水渗透发生迁移，造成土壤微塑料污染及其携带的其他污染物的迁移扩散，对土壤结构、土壤动植物、微生物群落及人体健康造成不同程度的潜在风险。从中国农业“禁/限塑”政策与农膜、（微）塑料标准化检测发展历程来看，聚乙烯农膜厚度下限的提高和一系列生物降解标准的出台，为农用覆盖薄膜产业结构的调整与升级提供了基础，对于中国塑料污染治理工作起到了促进作用。当前，源头防控、替代技术和闭环管理是解决农用薄膜污染有效的措施，未来需要借助技术创新提升治理能力全面提升农业领域的塑料污染治理。

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。

土壤藻是一类广泛存在于土壤中的微型生物。近年来，关于土壤藻的研究取得了显著的进展。首先，不同生境（荒漠、耕地、盐碱地、矿山、林地和冻原等）的土壤藻组成和丰度有所差异，这反映了其对特定环境因子的适应能力，但缺乏对多种生境的比较和综合。因此，目前对于不同生境中土壤藻的多样性、功能和适应策略的对比等问题仍然知之甚少。而土壤藻对高温、高盐、干旱和强紫外辐射等非生物因子的响应是当前研究的热点，一些研究已经揭示了土壤藻可以分泌一些营养物质来应对这些胁迫的适应机制，这些分泌物既可以改善土壤环境，还可以促进其他作物生长。文章总结了土壤藻的生理生态功能，例如，固氮作用可以吸收大气中的氮气并提高土壤藻的氮素含量，固碳作用可以通过光合作用吸收大气中的二氧化碳从而增加土壤中的碳含量，泌糖作用可以分泌胞外多糖提高土壤团聚性和吸附有害的重金属物质，溶磷作用可以溶解土壤藻难溶的磷素并将其转化为可供植物直接吸收的磷素。未来，可在不同土壤生境中，筛选出其中的优势藻种，通过富集培养再接种至土壤中，探究它与其他土壤生物群落之间的相互关系，以揭示其多样性、群落结构和适应机制的差异。随着全球气候变化的加剧，土壤藻的研究可以为人们评估和预测土壤生态系统在未来气候变化下的响应和适应能力提供新线索。

植被净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity，NEP）在碳循环中起着关键作用，是生态系统碳预算的重要指标。基于MOD17A3数据、气象数据，结合土壤呼吸模型，对京津冀地区植被碳源/汇时空分布特征展开研究，并利用趋势分析、相关性分析等方法探究植被NEP与气象要素、植被归一化指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）及土地利用变化的关系。结果表明，1）2000－2022年京津冀地区NEP呈波动上升趋势，年增长率5.65 g·m⁻²，年均NEP为108 g·m⁻²，碳汇区面积也逐步增加，2022年占比达到最大值95.0%；NEP空间格局呈“北高南低”特征，与区域高程一致，并且有明显的空间异质性。2）近20年来，京津冀植被NEP呈上升趋势的面积占98.3%，且显著上升的区域占比为85.9%，在承德、张家口和北京较为集中，NEP为下降趋势的面积仅占1.72%；承德植被NEP呈显著上升的区域占比最多，为98.2%，而邯郸显著下降的区域占比最多，为1.03%。3）京津冀大部分地区植被NEP都与降水、气温呈正相关，与降水、气温的相关性均值分别为0.500、0.160，NEP与降水、气温呈显著正相关的面积占比分别为78.2%、13.9%，降水是影响京津冀地区NEP变化的关键气象因子；NDVI与NEP的平均相关系数为0.430，呈极显著正相关的面积占比为58.1%，其中正相关性较高的区域集中在京津冀西北部山区。土地利用变化结果显示近20年间京津冀林地面积大幅增加，3个研究时段内分别增加了31.4%、24.0%和11.9%，是驱动该地区植被NEP上升的重要因子。研究结果为京津冀地区植被碳源/汇的准确评估及“双碳”目标的实现提供了参考依据。

环境中微塑料正成为威胁全球水生态系统安全的重要新兴污染物之一，受到世界各国的高度重视。微塑料进入淡水环境中，不但表面容易形成生物膜，而且容易与水体中已存在生物膜发生接触。但目前针对淡水中微塑料与生物膜的相互作用及影响研究尚缺乏坚实基础。文章系统综述了淡水中微塑料分布状况、生物膜对微塑料迁移转化的影响、微塑料对生物膜微生物群落结构的影响，揭示了微塑料对生物膜碳氮循环等生态功能的影响与潜在作用机理。微塑料广泛分布在淡水河流湖泊中，生物膜和微塑料之间的相互作用可以显著改变微塑料的性质，进而影响微塑料在水生态系统中的环境行为和归趋。生物膜可以富集微塑料颗粒，增加微塑料沉降的速度和深度，加快微塑料的降解。环境中的微塑料，不但对生物膜起到毒害作用，导致生物膜出现生长减缓等负面影响，还会改变生物膜微生物群落结构，影响微生物酶活性和功能基因丰度等。微塑料可以通过作为生物膜的载体和碳源等途径增强生物膜碳循环功能，但也会导致生物膜因受损而减弱其介导的碳循环功能。微塑料还可以改变生物膜的生存环境、生物膜总量以及氮代谢相关的酶活性和基因丰度，进而影响生物膜氮循环功能。该文提出需在真实水生态条件下，开展生物膜对微塑料吸附、降解的动力学过程及其影响微塑料的“水-沉积物-生物体”迁移转化的内在机理、微塑料对生物膜碳氮循环功能微生物群落结构与功能的深入研究，以深入评估微塑料污染对淡水生态系统的潜在影响及风险。

掌握植被动态及其对气候变化的响应，对于提升全球变化背景下陆地生态系统的固碳能力至关重要。内蒙古作为中国北方的重要生态屏障，是气候和生态系统最为多样化的省份之一。虽然已有研究表明植被碳源/碳汇与气候变化密切相关，但这种响应在生态脆弱且包含多种生态过渡带与植被类型的内蒙古，是否存在及如何响应尚不清楚。以净生态系统生产力（NEP）为固碳评估指标，基于遥感植被指数数据、土地覆被数据和气象观测数据，采用净初级生产力和土壤呼吸模型估算了2001-2020年内蒙古植被碳源/碳汇，并通过实测数据验证，重点研究了不同植被类型NEP的时空变化及其对降水、温度和太阳辐射等3种典型气候因子的响应。结果表明，（1）内蒙古植被碳源/碳汇有明显的时空异质性，植被NEP由东北向西南逐渐降低，平均NEP为C 61.2 g·m^-2；不同植被类型的NEP有显著差异，森林、草地和耕地的年均NEP分别为C 270 g·m^-2、54.7 g·m^-2、140 g·m^-2。（2）2001-2020年，内蒙古陆地生态系统碳汇呈上升趋势，但存在一定波动，其中森林和草地NEP呈上升趋势，而耕地NEP呈下降趋势。不同植被类型按照其NEP均值由大到小排序依次为森林、耕地、草地。（3）不同植被类型NEP对气候因子的响应存在显著差异，耕地NEP主要受太阳辐射的影响，草地NEP受降水和太阳辐射的共同控制，森林NEP受3种气候因子的共同影响。该研究对于评估内蒙古陆地生态系统碳平衡，以及对评价生态系统的固碳能力和研究其碳循环机制具有重要的意义。

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。

全球变暖背景下，区域干湿变化特征不确定性增强，研究不同时间尺度下气象干旱的时空演变趋势并对干旱事件热点区域进行识别，对农业生产和防旱减灾具有重要意义。基于生成的西南地区1983-2020年5.5 km的长时序多时间尺度标准化降水蒸散指数（SPEI）面状数据，构建了干旱最长持续月数Max_mon、年均干旱月数Mean_mon、干旱事件次数C_DE和干旱事件平均持续月数MM_DE 4个指标（干旱事件定义为至少连续3个月1月尺度的SPEI≤-1），并分3个时间尺度（38 a、18 a和10 a）研究了西南地区气象干旱趋势及干旱事件时空演变特征。结果显示：（1）西南地区容易发生月度干旱和季节干旱，1983-2020年整体呈阶段性干湿波动，1983-2000年四川南部和2001-2010年云南南部显著变干，2011-2020年全区整体以变湿为主；（2）构建的干旱强度指标Max_mon和Mean_mon可有效反映西南地区气象干旱的易感性及其空间分布，Max_mon显示云南、四川约50%以上的区域易发生至少连续5个月的持续干旱，Mean_mon显示3个时段内云南的平均干旱强度呈持续增强趋势，而四川、重庆和贵州呈先增强后减弱的趋势；（3）构建的干旱事件指标C_DE和MM_DE可有效识别不同时段内干旱事件的热点区域，1983-2000年干旱事件的热点区域位于四川北部，2001-2010年位于云南中部，2011-2020年位于云南中部、北部和四川南部，云南省在2001-2010年干旱事件最严重，平均MM_DE可达4.70月/次。该文生产的SPEI高分辨率产品可提供精细化的气象干旱分布信息，基于长时序SPEI构建的干旱强度和干旱事件指标可有效识别西南地区气象干旱的常发区和干旱事件的热点区。

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。

广东省具有丰富的植被类型，研究不同生态系统植被净初级生产力（NPP）对气候因子的响应，对提升全省生态环境质量具有重要意义。基于植被净初级生产力、地面观测数据和土地利用分类等数据，制作广东省生态系统分类数据，分析广东省不同生态系统植被NPP的时空特征及其对气候因子的响应规律。结果表明，从年变化规律看，2000—2020年广东省年平均气温、年降水量呈微弱上升趋势，正增长区面积占比分别为86.8%、64.8%；日照时数呈下降趋势，负增长区面积占比为82.4%。植被NPP呈波动上升趋势，多年平均值为1011 g∙m⁻²，年增长值为6.7 g∙m⁻²∙a⁻¹，正增长区面积占全省面积的91.9%。其中，森林生态系统NPP多年平均值及正增长区占比均最高，分别为1107 g∙m⁻²、95.6%，湿地生态系统NPP多年平均值及正增长区占比均最小，分别为686 g∙m⁻²、89.5%。从影响程度看，植被NPP与温度、降水、日照时数均呈显著正相关关系，相关系数分别为0.81、0.48、0.68，均通过p=0.001的显著性检验，可见气温是对植被NPP影响最为显著的气候因子，其次是日照、降水。气温和日照时数对森林生态系统NPP影响最大、对湿地生态系统NPP影响最小，降水对农田生态系统影响最大、对湿地生态系统影响最小。从响应时间而言，NPP与气温、日照时数的相关系数均在当月达到最大，而NPP与降水量的相关系数在滞后1个月时达到最大，可见NPP对气温、日照时数的响应不存在滞后。从影响持续时间而言，气温与NPP的相关系数在当月到滞后2个月时均较高，日照时数与NPP的相关系数仅在当月较高，降水量与NPP的相关系数则在当月到滞后3个月时均较高，表明降水对NPP影响持续时间最长。

研究植被变化对区域生态修复具有重要意义。以中国沿海地区为例，基于归一化植被指数（NDVI）和降水、夜间灯光等自然和人为因子数据，运用Theil-Sen Median趋势分析+Mann-Kendall检验、最优参数地理探测器（OPGD）、相关分析和Hurst指数，多时空尺度探讨了中国沿海地区植被NDVI时空变化规律及其驱动力。结果表明：1）2001-2020年研究区植被状况较好，NDVI多年均值为0.762，具体到各分区，东北沿海的NDVI均值最高，其次是华南沿海，华东沿海和华北沿海；全区NDVI逐年变化率为0.019/10 a（P<0.01），不同分区的上升趋势从大到小为华南沿海、东北沿海、华北沿海和华东沿海，区域内植被状况不断改善，退耕还林还草和沿海防护林等生态工程效益不断显现；2）夜间灯光指数在全区各个因子中的解释力最大（q值为0.354），人为因素对NDVI的解释力明显大于自然因素，其对植被恢复产生了积极影响，并且随时间推移逐渐增强；3）两因子结合后的解释力大于单因子，表现为双因子增强和非线性增强。在全区范围内，影响最大的一对交互作用为土壤类型∩夜间灯光，其他分区则为日照时数∩夜间灯光（东北沿海地区），土壤类型∩夜间灯光（华北沿海和华东沿海地区），人口密度∩夜间灯光（华南沿海地区），自然因素和人类活动因素作用后影响力有了显著提升，但人类活动因素仍占据主导地位；4）Hurst指数均值为0.463，未来一段时间内，研究区内植被变化有66.3%的地区表现出一定的反持续性。研究结果有利于为中国沿海地区生态保护和高质量发展提供科学支撑。

红树林是海岸带生态系统中单位面积总初级生产力最高的植被生态系统。广西红树林总面积位居全国第二位，研究红树林GPP变化特征，深入探究其对气象因子的敏感性，以期为全面了解红树林碳循环动态和制定相应气候变化适应策略提供科学依据，为红树林的保育管理和生态修复提供参考。目前，尚未见有基于涡度相关技术开展广西红树林GPP研究的相关成果。以广西北海市沙生红树林为研究对象，研究区同时也是红树林生态修复区，采用涡度相关技术结合冠层实景观测技术，系统分析红树林GPP的月平均日变化特征、季平均日变化特征、月累积变化特征及年累积变化特征，并利用单因子相关分析和多因子通径分析，研究光合有效辐射、气温、地 表5 cm温度、饱和水汽压差和降雨量在日、月尺度与GPP的响应模型。结果表明，GPP的平均日变化曲线在月和季尺度上呈倒“U”型分布，月累积年内呈现“双峰一谷”的变化趋势，春季和秋季为波峰，夏季为波谷；红树林冠层植被指数的分析表明，夏季波谷是由于虫害爆发导致GPP下降。2019－2022年GPP年累积分别为1.28×10³、1.29×10³、1.36×10³、1.38×10³ g∙m⁻²∙a⁻¹（以C计，下同），年累积量均值为1.33×10³ g∙m⁻²∙a⁻¹，GPP呈缓慢增加的趋势，但GPP显著小于东南沿海观测站点，这与研究区的土壤类型、群落结构以及观测站区域外部扰动有关。对红树林GPP产生直接影响最大的气象因子为光合有效辐射和气温，产生间接影响最大的因子为地 表5 cm温度。综上，北海沙生红树林GPP与东南沿海相比较弱，随着生态修复工作的实施，GPP缓慢递增，但病虫害对红树林GPP影响较大，应及时开展病虫害防治工作，有利于红树林碳汇功能的提升。

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。

甘肃省作为中国西部生态安全屏障的重要组成部分，其植被覆盖变化直接关系中国西部的生态安全。采用2000-2020年植被覆盖度（FVC）数据，并从自然和人文影响方面选取16个影响因子，涵盖气候、地形地貌、土壤、人类活动，利用趋势分析法、地理探测器模型和偏最小二乘结构方程建模（PLS-SEM），从甘肃省不同干湿区、不同时间节点的角度探究其植被覆盖的变化特征及驱动力。结果表明，1）2000-2020年，甘肃省FVC整体持续改善，高植被覆盖度显著增加，其中陇东高原、陇中高原和疏勒河南部地区改善最为明显。2）不同干湿区的植被覆盖变化差异显著。干旱和半干旱区植被改善较慢，受降水量波动和土地利用方式影响大；而半湿润和湿润区植被改善明显，得益于良好的气候条件、生态工程的推动以及土壤有机碳含量的增加。3）降水和土地利用对FVC解释力最大，“退耕还林工程”对FVC的增加起到积极作用，但不合理的土地利用和城市化等也引起植被退化。随着时间推移，气候对FVC的影响一直在积极增加，不合理人类活动对FVC的负面影响相对稳定且较大，部分抵消了退耕还林的正面效果。此外，土壤有机碳含量对FVC的影响显著下降，且间接受到气候的正向影响。4）利用PLS-SEM模型，可有效分离自然与人为因素对植被覆盖的驱动作用，也可探究因素间的作用强度与途径。该研究增强了对区域植被动态变化规律的理解，也为生态恢复和环境管理提供了科学支持。

湿地生态系统碳汇潜力巨大，但不同的气候条件及植被类型，导致湿地土壤有机碳库组分有较大的差异，进而导致不同类型的湿地土壤有机碳受土壤理化性质的影响也有差异。深入了解土壤有机碳组分特征对滨海湿地生态系统开发及保护具有重要意义。以辽河口湿地为对象，选取5种土地覆盖类型（翅碱蓬群落、芦苇群落、光滩裸地、油井区和农耕区），分析不同土地覆盖类型下土壤有机碳组分及土壤基本理化性质，对所得数据进行相关性和差异性分析，以期探明辽河口湿地土壤有机碳组分特征，并确定土壤理化性质对辽河口湿地有机碳储量的影响。结果表明：辽河口湿地在不同土地利用类型下土壤总有机碳（Soil organic carbon，SOC）含量差异显著，其中芦苇群落碳储量最丰富，达 (52.6±3.80) g∙kg⁻¹，光滩裸地碳储量最少，为 (28.2±7.05) g∙kg⁻¹；在植物覆盖下土壤有充沛的碳输入而有利于土壤有机碳的固定，这一现象随土层深度的加深而减弱。轻组分有机碳（Light fraction organic carbon，LFOC）、重组分有机碳（Heavy fraction organic carbon，HFOC）和易氧化有机碳（Easily oxidized organic carbon，EOC）均与SOC含量具有显著的相关性（P<0.05），相关性大小为EOC>HFOC>LFOC。SOC含量与pH值、阳离子交换量呈显著正相关，而受含水率、总可溶性固体的影响不显著，这一现象可能与有机碳组分特征有关。辽河口湿地土壤碳库中HFOC占比最大，EOC占比最小，碳库结构较为稳定。pH值、阳离子交换量主要通过影响HFOC积累速率来影响SOC含量。因此，提高湿地土壤中较为稳定的HFOC储量，有助于提升湿地土壤的固碳能力。研究结果可为滨海湿地生态系统保护与碳汇功能提升提供参考。

探究土壤微生物碳循环功能基因丰度对深刻理解土壤碳循环机制具有重要作用，然而土壤微生物碳循环功能基因丰度对不同人工林类型的响应特征尚不清楚。以南亚热带马尾松 (Pinus massoniana)-格木（Erythrophleum fordii）人工混交林及其纯林为研究对象，基于林地不同土层（0－20、20－40、40－60 cm）土壤样品的宏基因组测序数据以及土壤理化性质和有机碳组分，解析不同林分不同土层间土壤微生物碳循环（碳固定、碳降解和甲烷代谢）功能基因丰度的差异特征及其主导的土壤环境因子。结果表明：马尾松林土壤微生物碳固定功能基因（rcbL、MUT和PCCA）丰度显著高于其他2个林分，这与其土壤总磷（TP）含量较高且微生物生物量碳（MBC）、易氧化有机碳（EOC）、颗粒有机碳（POC）和惰性有机碳（ROC）含量显著较低的影响有关；土壤微生物碳降解功能基因（MAN2C1和bglB）丰度在马尾松林中显著高于混交林（P<0.05），主要受到马尾松林土壤有机碳（SOC）、MBC、可溶性有机碳（DOC）、EOC和ROC含量低的显著影响；马尾松林甲烷代谢功能基因（pmoA-amoA、pmoB-amoB和pmoC-amoC）丰度显著最高，这与土壤SOC、MBC、DOC、EOC和ROC的显著负作用有关。另外，3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度基本随土壤深度增加而增加，主要与土壤SOC、C/N、MBC、DOC、EOC和ROC含量随土壤深度加深而降低密切相关。总之，马尾松林土壤微生物具有较高碳循环潜力，但3个林分土壤微生物碳循环潜力均随土壤深度增加而增强，土壤有机碳组分是主导3个人工林土壤微生物碳循环功能基因丰度差异的重要因素。

针对高寒草甸土壤退化及植被氮限制的问题，为明确高寒草甸植物根系分泌物有机酸对土壤碳氮矿化特征的影响，以藏东南典型的优势植物嵩草、米口袋和草玉梅共有有机酸为研究目标，采取室内培养法分析不同有机酸添加对土壤碳、氮矿化过程的影响。结果显示：乙酸、乳酸和富马酸等3种有机酸均可显著提高土壤速效氮和速效磷的含量，而对土壤总氮和总磷含量没影响。不同有机酸作用下，土壤碳矿化速率随培养时间的增加，均表现为逐渐下降而最后趋于平缓的变化趋势，乳酸和10 mg·L⁻¹的乙酸对土壤碳矿化速率的影响随培养时间增加呈现由促进转为抑制，富马酸总体上抑制土壤碳矿化速率，另外，除了15 mg·L⁻¹的乳酸明显抑制了土壤累积碳矿化量，其余浓度的有机酸对土壤累积碳矿化量影响不显著，但相关性分析显示乙酸与土壤累积碳矿化量显著负相关（r=−0.796^*）。不同有机酸添加对土壤净氨化速率无显著影响，中高浓度乙酸对土壤净硝化速率和净氮矿化速率有抑制作用，乳酸和富马酸添加对土壤净硝化速率和净氮矿化速率均无显著影响，相关性分析显示乙酸与土壤净氮矿化速率显著负相关（r=−0.785^*）。不同有机酸作用下，土壤碳矿化过程与土壤环境因子pH呈正相关，而土壤氮矿化过程与土壤环境因子相关性差异显著。综上，乙酸是影响土壤碳氮矿化的主要有机酸，根系分泌物有机酸与土壤环境因子共同作用调控土壤碳氮矿化过程。研究结果对于生态脆弱区土壤的增碳固氮效应及科学管理具有重要指导意义。

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。