国家重点基础研究发展计划(2012CB722203) 作品数:18 被引量:222 H指数:10 相关作者: 谢锦升 吕茂奎 杨玉盛 陈坦 曾宏达 更多>> 相关机构: 福建师范大学 福建省湿润亚热带山地生态国家重点实验室 国立台湾大学 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 福建省自然科学基金 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 环境科学与工程 自动化与计算机技术 更多>>
红壤侵蚀区植被恢复过程中土壤有机碳组分变化 被引量:9 2017年 为了解土壤有机碳组分在植被恢复过程中的变化规律,选取了红壤区本底条件基本一致的不同恢复年限马尾松林为研究对象,以未治理的侵蚀裸地(CK1)和恢复后的次生林(CK2)为对照,采用物理化学分组法,将土壤有机碳分为由溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POM)组成的活性碳库、物理保护态的团聚体与粉粒和黏粒组合成的缓效性碳库以及化学结构稳定的惰性碳库。结果表明:在植被恢复过程中(0~30年)活性碳库储量及其分配比例在植被恢复7~10年显著提高(P<0.05),并在植被恢复27~30年保持较稳定水平,缓效性碳库储量及其分配比例在27~30年呈显著变化(P<0.05),而活性碳库分配比例有所降低,且POM、DOC与缓效性碳库均达显著相关(P<0.01),说明活性碳库在恢复7~10年后逐渐向缓效性碳库转化;惰性碳库储量随恢复年限不断增加,但其分配比例保持较稳定水平。相关性分析显示,恢复年限、不同组分与不同碳库均达显著相关(P<0.01),且缓效性碳库随植被恢复最敏感,说明在马尾松恢复过程中土壤有机碳以活性碳库积累逐渐转化为缓效性碳库积累为主,进而影响惰性碳库的积累,有利于土壤有机碳的长期保持。 邓翠 吕茂奎 曾敏 张康靖 任寅榜 聂阳意 谢锦升关键词:退化红壤 植被恢复 土壤有机碳库 南方红壤侵蚀区马尾松林下植被恢复限制因子与改造技术 被引量:15 2013年 林下植被匮乏是南方红壤丘陵区退化马尾松林生态系统普遍存在的一个突出问题。恢复退化马尾松群落的林下植被对于扭转该地区低效马尾松林的逆向演替,改善当地生态环境具有重要意义。分析了马尾松林下植被匮乏的主要成因,并从土壤养分、土壤物理性状、夏季高温和季节性干旱、土壤酸化和人为干扰等方面综合探讨了林下植被恢复的主要限制性因素。从如何控制林地水土流失,改良退化林地土壤及减少人为干扰3个方面提出了退化马尾松林下植被恢复的对策。总结了到目前为止林下植被恢复较为成功的几种模式,以期为今后南方红壤侵蚀区退化马尾松林的改造和修复提供参考。 何圣嘉 谢锦升 周艳翔 胥超 吕茂奎 杨玉盛关键词:红壤侵蚀区 马尾松 林下植被 生态恢复条件下典型红壤侵蚀区马尾松林碳储量时空变化与驱动力分析 被引量:6 2016年 封山育林、人工造林等治理措施能够有效改善土壤侵蚀区的生态环境,但伴随产生的碳汇效益长期以来并没有得到相应的重视。文章以福建省长汀县水土保持项目治理区为研究对象,定量分析该区自2000年开展生态治理以来马尾松林碳储量的时空格局与碳增汇变化,同时借助2000—2013年政策治理数据以及社会统计资料,利用主成分分析法探讨各主要驱动因素对森林碳增汇的影响。结果表明:1)2000—2013年该治理区总碳储量由127.01万t增加到189.96万t,平均每年增长3.52%,远高于全县平均水平;当地2000、2006和2013年的马尾松林碳密度分别为27.95、32.82和41.72 t/hm2,区域碳汇能力正在不断提高。2)在空间上,该区总碳储量的增长主要表现在海拔600 m和坡度25°以下区域,总增长幅度分别达到41.6%和50.9%。马尾松林碳密度随海拔和坡度上升而明显增加,表明其碳汇能力仍具备较大恢复潜力。3)主成分分析表明,治理区马尾松林碳储量变化的主要驱动因素是政策治理、经济结构调整和农户增收,其中政策治理是该区马尾松林碳增汇能力提升的最显著因子。 徐凯健 谢锦升 曾宏达 吕茂奎 任婕 杨玉盛关键词:红壤侵蚀区 生态恢复 马尾松 水土保持 亚热带典型红壤侵蚀区人类活动对植被覆盖度及景观格局的影响 被引量:15 2016年 福建省长汀县是中国南方最严重的水土流失区之一,在20世纪80年代初和2000年两次集中治理的推动下,当地生态环境已得到显著改善。基于Landsat系列卫星影像提取长汀县1975—2013年共6期植被覆盖度分布图,分析该区在不同时期植被覆盖度及其空间格局的时空动态,并探讨人类干扰与政策治理对植被覆盖度及景观格局的影响。结果表明:(1)近38年来,长汀县平均植被覆盖度由47.02%(1975)提升至71.47%(2013),在覆盖度结构上逐渐形成以中高和高植被覆盖度占主导的格局;县域中部河田盆地的植被覆盖度由30.83%(1975)提升至60.34%(2013)。(2)在景观格局上,研究期间长汀县极低、低和中低覆盖度斑块平均面积呈波动下降趋势、同时斑块密度增加,而中高、高植被覆盖度区域面积扩大,表明封禁、造林等治理措施导致植被覆盖度较高的区域不断汇聚成片。(3)植被覆盖度的提升在空间上主要集中在海拔600 m和坡度25°以下区域,尤其在海拔400—600 m和坡度5°—15°区域最显著,表明植被的破坏和恢复过程与人类活动的联系密切。(4)空间分析表明,在距离农户居民地边缘1.2 km的范围内,越接近居民地中心的区域植被覆盖度越低、破碎度越大且恢复缓慢,但这种空间差异伴随治理进行正在逐步减弱。总体上看,长汀县生态治理和人类干扰的长期驱动影响,其恢复速度在不断提升。 徐凯健 曾宏达 任婕 谢锦升 杨玉盛关键词:红壤侵蚀区 植被覆盖度 生态恢复 生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响 被引量:20 2017年 为了解生态恢复对侵蚀红壤恢复的马尾松林叶片碳氮磷化学计量及氮磷养分转移的影响,在福建省长汀县河田镇典型侵蚀红壤区选取恢复13、30、33a的马尾松林为研究对象,并以未治理侵蚀地(CK1)和次生林(CK2)分别作为恢复前和恢复后的对照,通过测定马尾松叶片的碳、氮、磷含量,计算其计量比,内稳性指数和氮磷转移率,分析了侵蚀红壤生长的马尾松养分限制与养分转移的关系。结果表明:在侵蚀红壤恢复过程中,马尾松1年龄叶片C、N、P含量及1年龄叶片C∶N、C∶P、N∶P变化较小,这与马尾松较高的内稳性有关(N和P内稳性指数分别为7.57和3.89)。所有实验地马尾松1年龄叶片N∶P处于11.0—13.4之间,表明马尾松的生长受N、P共同限制,其中马尾松叶片N转移率显著低于P转移率,这与生态恢复过程中马尾松养分利用效率、生长需求以及土壤养分供应状况有关。1年龄叶片C∶N、C∶P分别与马尾松N、P转移率成负相关关系,当马尾松叶片C∶N、C∶P较低时,表明N、P利用效率较低,叶片衰老时更多的N和P被转移利用;反之,则N、P利用效率较高,转移率低。同时,C∶N、C∶P分别与树高、胸径成显著负相关关系,即马尾松生长对N、P的需求同样会影响化学计量比的变化,从而影响养分转移。虽然侵蚀地生态恢复过程中土壤N、P含量增加,但仍较贫瘠,不足以满足马尾松的生长,马尾松养分转移率较高,因此,为了提高侵蚀地恢复的马尾松林的生产力,建议下一步恢复措施中适当施加N肥和P肥。该研究将侵蚀红壤不同生态恢复年限的马尾松叶片C、N、P化学计量及养分转移结合,有助于全面、系统地揭示生态恢复过程马尾松林的养分循环,对指导侵蚀红壤恢复和提高马尾松生产力具有重要意义。 张秋芳 谢锦升 陈奶寿 陈坦 吕茂奎 张浩 杨玉盛关键词:侵蚀红壤 马尾松 养分转移 化学计量 内稳态 退化红壤恢复过程中芒萁的N、P化学计量特征 被引量:7 2016年 [目的]探究生态恢复过程中严重退化红壤区林下芒萁的化学计量特征变化规律,为红壤水土流失区芒萁的恢复及水土保持提供科学依据。[方法]以福建长汀严重退化红壤区芒萁群落为对象,通过对比不同治理年限的芒萁和土壤的N、P含量及比值的关系,研究了生态系统恢复对芒萁化学计量特征的影响。[结果]表明:(1)治理后芒萁地上新鲜器官的N、P含量显著高于未治理的(羽叶N 8.11 g·kg^(-1)、P 0.297 g·kg^(-1);叶柄N 2.63 g·kg^(-1)、P0.103 g·kg^(-1)),但次生林下的芒萁的N、P含量仍高于各样地(羽叶N 12.41 g·kg^(-1)、P 0.497 g·kg^(-1);叶柄N4.32 g·kg^(-1)、P 0.211 g·kg^(-1);枯羽叶N 11.09 g·kg^(-1)、P 0.356 g·kg^(-1);枯叶柄N 3.83 g·kg^(-1)、P 0.163 g·kg^(-1);根茎N 5.330 g·kg^(-1)、P 0.348 g·kg^(-1));与未治理的对照相比,芒萁干枯器官的N∶P比呈现递减的趋势。(2)随着土壤养分的增加,芒萁地上和地下器官的N和P含量亦协同增加,并与土壤N∶P存在显著的相关关系;在所有群落中,芒萁新鲜羽叶的N∶P>16。(3)芒萁羽叶N、P和N∶P比的内稳性指数均高于马尾松叶的内稳性指数,芒萁各器官对N、P元素具有较高的内稳性,与马尾松相比芒萁的养分含量更能反映土壤的养分状况。(4)芒萁枯羽叶与枯叶柄N、P含量与土壤N、P含量有显著的正相关(p<0.05),芒萁枯死后器官的养分含量与土壤养分含量间的相关性更显著。[结论]在生态恢复过程中芒萁地上与地下器官N、P含量协同增加并与土壤N∶P存在显著的相关关系;在退化红壤区芒萁种群受到P的限制作用强于N的限制;干枯的芒萁器官可能是比新鲜的芒萁器官更好的土壤养分指示器。 陈奶寿 张秋芳 陈坦 杨玉盛 谢锦升关键词:芒萁 氮磷比 生态恢复 红壤侵蚀区马尾松林碳储量估算的遥感植被指数选择——以长汀河田地区为例 被引量:10 2014年 以福建省长汀县河田地区为研究区,在野外样方生物量调查和典型植被光谱测定基础上,对比分析SPOT5影像8种植被指数与马尾松林(Pinus massoniana)碳储量关系,估算区域尺度马尾松林碳储量。结果表明,马尾松林冠层与林下植被芒萁(Dicranopteris dichotoma)在短波红外波段(SWIR)反射率区分明显。加入SWIR的修正的归一化植被指数(MNDVI)与森林碳储量回归决定系数最高,并有较小的均方根误差,同时可减少林下植被覆盖对马尾松林碳储量估算影响。生态恢复驱动下研究区平均碳储量增加到30.37 t/hm2。 曾宏达 徐涵秋 谢锦升 黄绍霖 陈文惠关键词:红壤侵蚀区 碳储量 马尾松 亚热带福建省森林生长季与气温、降水相关性的遥感分析 被引量:17 2015年 植物生长季的变化反映了全球气候变化对生态环境的影响。本研究以2000-2006年间MODIS-NDVI影像数据集,使用TIMESAT软件从归一化植被指数(NDVI)时间序列中,分别提取福建省不同森林植被的生长季开始日期(Start of Season,SOS)、生长季结束日期(End of Season,EOS)和生长季长度(Length of season,LOS)等物候参数,并与全省尺度的气温与降水量进行相关分析。结果表明:不同森林类型NDVI与当月月均气温之间具有较显著的相关性(R2为0.72-0.79,p〈0.01),同期温度变化对植被生长的影响相对于降水量更重要;而植被生长对降水量的响应存在大约2个月的时滞效应(R2为0.54-0.75,p〈0.01),说明前期的降水累积对于后续植被生长有较显著影响。福建省森林植被生长季持续时间约213-223 d,开始于每年4月初到4月中旬(第98-103 d),结束于11月中旬前后(第316-321 d)。其中,南亚热带森林生长季长于中亚热带森林,相同气候条件下的阔叶林生长季时间略长于针叶林。另外,春季(2-4月)气温变化是导致福建省内2个气候带森林生长季开始时间、生长季结束时间及生长季长度变化的关键因素,而伴随春季温度升高,植被生长季开始时间提前(R^2为0.83,p〈0.01),同时生长季长度延长(R2为0.80,p〈0.01)。7 a间,生长季持续时间呈现微弱延长趋势,总体延长幅度为2.4-3.1 d。 徐凯健 曾宏达 张仲德 谢锦升 杨玉盛关键词:遥感分析 植被物候 亚热带森林 春季气温 红壤侵蚀区芒萁对土壤微生物群落结构的影响 被引量:13 2018年 土壤微生物是反映土壤质量状况的重要指标,研究侵蚀地植被恢复后土壤微生物群落结构的变化对深入认识土壤质量的演变具有重要意义。对比分析了未治理地(Y0)、治理13年(Y13)和31年(Y31)的马尾松林(Pinus massoniana)林下芒萁(Dicranopteris dichotoma)覆盖地(NRd)、去除芒萁覆盖地(Rd)与林下裸地(CK)土壤微生物生物量和群落结构差异,结果表明:林下裸地土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和总微生物磷脂脂肪酸量(总PLFAs)的含量均显著低于芒萁覆盖地,且去除芒萁4个月后,MBC和总PLFAs均有降低趋势,表明芒萁覆盖对土壤微生物生物量具有重要影响;林下芒萁覆盖地土壤革兰氏阳性菌(GP)、革兰氏阴性菌(GN)、丛植菌根真菌(VAM)、真菌(Fungi)、放线菌(ACT)的PLFAs含量显著高于林下裸地(Y13例外),去除芒萁4个月后,各值均有有接近林下裸地的趋势;芒萁覆盖地真菌/细菌的比值(F/B)均显著高于林下裸地(P<0.05),芒萁覆盖地革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的比值(GP/GN)、饱和直链脂肪酸/单不饱和脂肪酸的比值(sat/mono)和(cy17:0+cy19:0ω8c)/(16:1ω7c+18:1ω7c)(cy/pre)显著小于林下裸地(P<0.05),去除芒萁4个月后,芒萁覆盖地土壤cy/pre显著升高(P<0.05)(Y13例外),意味着芒萁覆盖地土壤生态系统更稳定,土壤的养分可利用性更高,微生物生物量和群落结构更丰富,活性更强;皮尔逊相关分析和冗余分析发现,土壤理化性质与土壤微生物生物量和群落结构关系密切,土壤C/N、p H和氮素水平是调控芒萁覆盖下土壤微生物生物量和群落结构的主要生态因子。 张浩 吕茂奎 谢锦升关键词:侵蚀红壤 磷脂脂肪酸 微生物群落结构 红壤侵蚀退化地土壤对不同来源可溶性有机碳的吸附特征 被引量:5 2018年 选取南方典型红壤侵蚀退化地恢复后的马尾松林为研究对象,通过在室内模拟芒萁(Dicranopteris dichotoma)和马尾松(Pinus massoniana)的鲜叶与凋落叶的浸提液在侵蚀退化地原状土柱的淋溶过程,分析了植被恢复过程中马尾松林土壤对不同来源可溶性有机碳(DOC)吸附特征及影响因素。结果表明:(1)红壤侵蚀退化地对不同来源DOC的吸附作用具有明显差异,来自马尾松鲜叶的DOC平均截留量最大为2.39mg/kg,来自芒萁鲜叶的DOC平均截留量最小为1.67mg/kg,说明马尾松鲜叶的DOC更易被表层土壤吸附,芒萁鲜叶的DOC更易进入深层土壤,不同来源DOC组成和性质的差异是其主要原因。(2)随着退化地的植被恢复,土壤渗滤液的DOC浓度增加,土壤截留DOC能力下降。土壤DOC截留量与粉粒和土壤pH呈正相关,与土壤DOC含量、土壤有机碳含量和砂粒呈负相关,其中土壤有机碳含量可以解释DOC截留量变化的51.4%,是影响土壤DOC截留能力的关键因素。(3)光谱特征表明芳香类化合物、腐殖类物质易被土壤吸附,吸附能力更强的物质可以解吸土壤中亲水性腐殖类物质。淋溶后DOC光谱特征的变化由不同来源DOC的化学组成和土壤有机碳的性质共同决定。红壤侵蚀退化地对不同植物来源的DOC吸附作用特征主要受DOC和土壤SOC性质的共同调控,对进一步认识退化红壤的固碳机制具有重要参考价值。 曾敏 吕茂奎 吕茂奎 陈坦 张康靖 邓翠 任寅榜 谢锦升关键词:植被恢复 淋溶