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基于土壤生态化学计量的红壤侵蚀退化区植被恢复过程中的养分平衡机制

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江苏农业科学 2024年第11期52卷 238-247页

作者：翟林韩雪洁李启艳刘陵桦孟维彩蔡翠婷侯晓龙福建农林大学林学院福建福州350002 南方红壤区水土保持国家林业和草原局重点实验室福建福州350002 福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站福建龙岩364000 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

土壤化学计量对退化地植被恢复后土壤养分限制变化有重要的指示作用,目前红壤退化生态系统恢复过程中的养分限制机理还不清楚,以福建省长汀县红壤侵蚀区不同植被恢复阶段马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,调查测定不同恢复阶段马... 详细信息

土壤化学计量对退化地植被恢复后土壤养分限制变化有重要的指示作用,目前红壤退化生态系统恢复过程中的养分限制机理还不清楚,以福建省长汀县红壤侵蚀区不同植被恢复阶段马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,调查测定不同恢复阶段马尾松林植被组成和土壤理化特性,分析不同植被恢复阶段群落特征与土壤化学计量间的内在关系。结果表明,随着植被的恢复,植物丰富度(DG、DM)、植物多样性(H′)、植物优势度(DS)及植物均匀度(E)均明显提升,针叶林(CF)和针阔混交林(CBF)与阔叶林(BF)恢复阶段的灌木层和乔木层差距主要体现为植物种类变化显著,说明恢复后期植物多样性提升变缓;随着植被的恢复,土壤理化特性逐渐改善,土壤持水特性、孔隙性、TC含量和TN含量呈逐渐增加趋势,而土壤TP含量不同恢复阶段间无显著差异(P>0.05);与全国土壤平均值相比,土壤C∶N、C∶P总体较高,而N∶P总体较低,N、P是研究区持续存在的限制性营养元素;植物多样性与土壤C、N、P及其化学计量显著相关,土壤化学计量的决定系数为32.4%~65.1%;灰色关联分析结果表明,C∶P、N∶P对DG、DS变化的响应效果要比单个因子TC含量、TN含量更好,E与C∶N最为相关(关联度为0.777),DG与土壤TC含量、TN含量和N∶P变化关联度最高,其次为DS。综上,土壤化学计量与植物群落组成多样性密切相关,可作为退化地植被恢复后期土壤养分平衡的重要评判指标。

关键词：红壤侵蚀退化区水土流失植被恢复马尾松生态化学计量养分平衡机制

基于地理探测器的汀江流域福建段植被覆盖时空变化及驱动力分析

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水土保持通报 2024年第4期44卷 236-246,382页

作者：刘陵桦孟维彩蔡翠婷李毅杰袁宇奇王晓宇张翔侯晓龙福建农林大学林学院福建福州350002 南方红壤区水土保持国家林业和草原局重点实验室福建福州350002 福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站福建长汀366300 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

[目的]科学评估南方红壤侵蚀区汀江流域植被覆盖的时空变化特征及其驱动力,揭示影响植被覆盖空间分异驱动因子的作用强度和交互作用机制,为汀江流域的生态系统的修复和水土流失的综合治理提供科学依据。[方法]基于2000—2020年20 a间月... 详细信息

[目的]科学评估南方红壤侵蚀区汀江流域植被覆盖的时空变化特征及其驱动力,揭示影响植被覆盖空间分异驱动因子的作用强度和交互作用机制,为汀江流域的生态系统的修复和水土流失的综合治理提供科学依据。[方法]基于2000—2020年20 a间月尺度MOD13Q1(250 m)数据集,采用一元线性回归方法和皮尔逊相关分析方法探究植被NDVI与时间之间的关系,综合温度、降水量和海拔等自然因子及人为因子,利用地理探测器模型分析流域内植被NDVI时空变化特征及其驱动力强度。[结果](1)时间上,2000—2020年汀江流域植被覆盖度呈现出波动上升的趋势,增长率为7.11%,上升平均速度为0.002 2/a,表明该区域的生态环境正稳定持续改善中。(2)空间上,整体上以中高和高覆盖度为主,呈现出明显各区县中部低于四周区域的空间分布格局,具有显著的地域性差异,NDVI改善区域面积为86.33%,远大于退化面积区域。(3)驱动因子探测结果:降水量>海拔>温度>GDP>人口密度>土地利用类型>植被类型>坡度>土壤类型。[结论]汀江流域植被覆盖度时空变化受自然因子和人为因子双重影响,降水量因子解释力为0.705,是影响研究区植被覆盖度变化的主要驱动因子,海拔、温度和GDP等为次要驱动因子,解释力均为0.58以上。各因子之间的交互作用(q)较于单因子表现出了更高的解释力,为双因子之间主要表现为增强和非线性增强效应的复杂关系。

关键词：红壤侵蚀区汀江流域 NDVI 地理探测器驱动因子

芦苇根-土复合体抗剪性能与水陆交错带土壤质地的关系

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亚热带农业研究 2024年第2期20卷 127-134页

作者：镡雨欣李林鑫梁静吴少阳侯晓龙吴鹏飞福建农林大学林学院福建福州350002 南方红壤区水土保持国家林业和草原局重点实验室福建福州350002 北京林业大学水土保持学院北京100083

[目的]了解湿地水陆交错带土壤质地对芦苇根—土复合体抗剪性能的影响及其相互之间的关系。[方法]以自然生长在闽江湿地水陆交错带不同质地土壤上的芦苇种群根系为研究对象,测定了芦苇根系的分布、形态及根—土复合体抗剪强度差异。结... 详细信息

[目的]了解湿地水陆交错带土壤质地对芦苇根—土复合体抗剪性能的影响及其相互之间的关系。[方法]以自然生长在闽江湿地水陆交错带不同质地土壤上的芦苇种群根系为研究对象,测定了芦苇根系的分布、形态及根—土复合体抗剪强度差异。结合土壤物理性质,采用灰色关联法与相关性分析对影响芦苇根—土复合体抗剪性能的因素进行分析。[结果](1)水陆交错带不同质地土壤物理性质差异明显,对芦苇根系的分布与形态产生了显著影响(P0.05)。(3)通过灰色关联法分析发现,毛管孔隙度是影响芦苇根—土复合体黏聚力的最主要因素,灰色关联度为0.878;土壤含水量是影响芦苇根—土复合体内摩擦角的最主要因素,灰色关联度为0.921。(4)湿地水陆交错带砂壤土中芦苇根—土复合体抗剪性能最好,砂土中其抗剪性能最差。[结论]不同质地土壤中,芦苇根—土复合体抗剪性能差异明显。相较于砂土和壤土,密度小、含水量高和孔隙度大的砂壤土中芦苇根—土复合体抗剪性能最好。

关键词：芦苇水陆交错带根系抗剪强度固土能力土壤质地

铝胁迫下5种内生真菌的生长与吸收动力学特征

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森林与环境学报 2024年第2期44卷 157-163页

作者：简灵静张瑶锐林晗谢安强陈灿范海兰福建农林大学林学院福建福州350002 森林生态系统过程与经营福建省高校重点实验室福建福州350002

为了解铝(Al)胁迫下不同内生真菌的生长情况及其对Al^(3+)的吸收动力学特征,筛选抗铝性较强的优良菌株。选取分离自南方酸性红壤区耐铝树种千年桐的5种不同内生真菌(分别隶属于拟盘多毛孢属、链格孢属、盾壳霉属、青霉属和嗜热真菌属)... 详细信息

为了解铝(Al)胁迫下不同内生真菌的生长情况及其对Al^(3+)的吸收动力学特征,筛选抗铝性较强的优良菌株。选取分离自南方酸性红壤区耐铝树种千年桐的5种不同内生真菌(分别隶属于拟盘多毛孢属、链格孢属、盾壳霉属、青霉属和嗜热真菌属)为供试材料,设置5个Al^(3+)浓度(0、0.555、0.746、1.111、1.852 mmol·L^(-1)),研究内生真菌的生长情况及其对Al^(3+)的吸收、吸附特征,并分析5种内生真菌的阳离子交换量和吸收动力学情况。结果表明:5种内生真菌菌株的生物量总体随着Al^(3+)浓度的升高呈现先增加后减少的趋势;当Al^(3+)浓度低于1.111 mmol·L^(-1)时,5种内生真菌均具有较强的耐铝性,当Al^(3+)浓度为1.852 mmol·L^(-1)时,5种菌株对Al^(3+)的耐受能力显著下降(P<0.05);各菌株对Al^(3+)的吸收和吸附均随着Al^(3+)浓度的升高而增加。其中,青霉属菌株的平均生长量达158 mg,其生物量显著大于其他4种菌株(P<0.05),其耐受指数、吸收动力学指标及吸附性Al^(3+)含量也相对较高,而其吸收性Al^(3+)含量均小于其他4种菌株。综合上述各项指标,相较于其他4种菌株,青霉属菌株细胞壁的吸附性Al^(3+)含量较多,能够防御Al^(3+)进入细胞内。

关键词：内生真菌铝胁迫吸收动力学阳离子交换量吸收和吸附

长苞铁杉林倒木不同结构组分难降解物含量的分解程度差异

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林业科学研究 2024年第05期 65-73页

作者：邹向飞黎棕仁肖石红何东进游巍斌福建农林大学林学院福建省南方森林资源与环境工程技术研究中心广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院福建农林大学菌草与生态学院碳中和学院

[目的 ]探究倒木不同结构组分难降解物含量的分解程度差异，为长苞铁杉林科学经营提供理论依据。[方法 ]以福建省天宝岩国家级自然保护区中的长苞铁杉林倒木为对象，采用空间代替时间法，在4种林分类型（长苞铁杉纯林、长苞铁杉+阔叶树... 详细信息

[目的 ]探究倒木不同结构组分难降解物含量的分解程度差异，为长苞铁杉林科学经营提供理论依据。[方法 ]以福建省天宝岩国家级自然保护区中的长苞铁杉林倒木为对象，采用空间代替时间法，在4种林分类型（长苞铁杉纯林、长苞铁杉+阔叶树混交林、长苞铁杉+猴头杜鹃混交林、长苞铁杉+毛竹混交林）中，探究倒木不同结构组分（树皮、边材、心材）的难降解物含量在分解过程中的变化趋势。[结果 ]显示：（1）在倒木分解过程中，纤维素、总酚和缩合单宁含量降低，木质素含量升高；倒木缩合单宁含量除了在长苞铁杉+阔叶树混交林中随腐烂等级增加呈先升后降趋势外，在其它3种林分类型中均呈现逐渐下降趋势；（2）从第Ⅰ腐烂等级到第Ⅴ腐烂等级，长苞铁杉倒木的难降解物质含量变化均为显著，其中树皮、边材和心材的纤维素含量分别下降100.08 g·kg-1（20.6%）、73.79 g·kg-1（15.0%）和89.87 g·kg-1（17.5%）；木质素含量分别升高42.53 g·kg-1（37.7%）、36.71 g·kg-1（37.9%）和22.25 g·kg-1（22.0%）；缩合单宁含量分别下降34.45g·kg-1（47.4%）、 11.02g·kg-1（23.5%）和16.83g·kg-1（44.0%）；总酚含量分别下降4.87g·kg-1（57.6%）、1.78 g·kg-1（32.0%）和2.06 g·kg-1（41.7%）。[结论 ]长苞铁杉林倒木分解中难降解物含量除了与其自身C、N、P含量有关外，还受到林分类型及其结构组分与林分类型交互作用的综合影响。研究结果为指导长苞铁杉林分经营提供了理论依据。

关键词：长苞铁杉林倒木难降解物结构组分林分类型

长三角地区南京市表土重金属污染特征及源解析

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3910-3918页

作者：杨昱莹刘亮陈明赖涓涓王彦瑜郝燕芳南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037 福建水利电力职业技术学院福建永安366000

以南京市主城区浅表层土壤为例,分析长三角地区典型工业城市土壤重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的污染特征,并用克里金法与多元统计分析法,解析土壤重金属来源.结果表明:南京市主城区土壤中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn均存在富集现象... 详细信息

以南京市主城区浅表层土壤为例,分析长三角地区典型工业城市土壤重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的污染特征,并用克里金法与多元统计分析法,解析土壤重金属来源.结果表明:南京市主城区土壤中Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn均存在富集现象,含量均值分别为0.24、76.9、36.45、707.22、35.48、32.65和99.75mg/kg.从空间分布特征来看,南京市土壤重金属元素Zn、Cu、Cd和Pb在工业区含量较高,Zn、Cu及Pb在老城区存在高值;Ni、Cr在工业区含量普遍较高,在老城区含量整体较低;Mn分布趋势较平缓,且与其他6种重金属元素分布特征明显不同.结合主成分分析与聚类分析结果可知,南京市土壤中Zn、Cu、Cd、Pb主要受工业和交通活动的影响,Ni和Cr主要受工业活动影响,Mn主要为自然来源.工业与交通活动是造成长三角地区工业城市土壤重金属污染的重要原因,同时也是长三角地区土壤重金属污染治理的重要方向.

关键词：城市表土土壤重金属空间分布物源解析长三角地区南京市

青藏高原东缘城市表土磁化率特征及其环境意义——以海东市为例

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王彦瑜刘亮赖涓涓马璠佟帆南方现代林业协同创新中心南京林业大学林草学院水土保持学院江苏省水土保持与生态修复重点实验室南昌工程学院水利与生态工程学院福建水利电力职业技术学院

【目的】廉价、高效、样品无损伤的磁化率技术在城市土壤重金属污染监测与评价研究中有诸多成功应用案例。青藏高原东缘地区具有独特高原生态系统和脆弱的环境条件，通过研究青藏高原东缘地区城市土壤中重金属的分布、来源及其潜在的健... 详细信息

【目的】廉价、高效、样品无损伤的磁化率技术在城市土壤重金属污染监测与评价研究中有诸多成功应用案例。青藏高原东缘地区具有独特高原生态系统和脆弱的环境条件，通过研究青藏高原东缘地区城市土壤中重金属的分布、来源及其潜在的健康风险现状，为保障本区居民的健康提供参考。【方法】以青藏高原东缘典型城市海东市表层土壤为研究对象，通过典型城市表土采样与文献解析相结合的研究方法，系统评价本区表土磁性物质的空间分布与污染特征。分析了海东市城区不同功能区表土磁化率分布特征及在0～6 cm深度上表土剖面的变化规律，并综合分析青藏高原东缘及周边地区土壤磁化率分布特征。【结果】①海东市表土的质量磁化率具有强变异水平（变异系数0.65），质量磁化率在垂直剖面上呈随深度增加而减小的趋势。表土中超顺磁颗粒含量较少，主要由成土作用形成；②基于磁化率浓集因子和污染负荷指数的污染评价结果，海东市表土处于轻度污染或无污染状态，重金属Cr、Cu、Mn、Fe、Ni主要来自成土过程，Cd、Pb、Zn主要来源于人为活动；③磁化率(χlf)的半定量化模型结果为：χlf＜59.7×10-8m3/kg，土壤为清洁状态；59.7×10-8m3/kg≤χlf＜498.0×10-8m3/kg，土壤受轻度污染；498.0×10-8m3/kg≤χlf＜998.0×10-8m3/kg，土壤受中度污染，χlf≥998.0×10-8m3/kg，土壤受重度污染；④青藏高原东部地区的磁化率远小于其周边重工业城市。【结论】海东市表土磁化率与重金属元素之间的相关系数存在差异，但均有显著的相关性，磁化率可以作为快速监测和评价青藏高原东缘地区土壤重金属污染的有效指标。

关键词：表土磁化率土壤重金属土壤污染评价青藏高原东缘海东市

间伐对福建山区杉木人工林凋落物水文特征的影响

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生态学杂志 2024年第4期43卷 1057-1064页

作者：陈家琛蒋政伍雄辉曹光球曹世江福建农林大学林学院福州350002 国家林草局杉木工程技术研究中心福州350002 福建省南方森林资源与环境工程技术研究中心福州350002

分析间伐对杉木凋落物储量和水文特征的影响,可为科学构建杉木人工林结构、更好发挥其水源涵养功能提供科学依据。以福建省洋口国有林场13年生杉木人工林为研究对象,采取完全随机区组试验设计,布设未间伐(CK,对照)、轻(LIT)、中(MIT)、... 详细信息

分析间伐对杉木凋落物储量和水文特征的影响,可为科学构建杉木人工林结构、更好发挥其水源涵养功能提供科学依据。以福建省洋口国有林场13年生杉木人工林为研究对象,采取完全随机区组试验设计,布设未间伐(CK,对照)、轻(LIT)、中(MIT)、重度(HIT)4种间伐强度,应用野外调查和室内浸泡相结合的实验方法,分析4种间伐处理下杉木人工林各分解层凋落物储量、吸水特征、拦蓄能力。结果表明:4种间伐处理杉木凋落物储量为4105~7184 kg·hm^(-2),中度间伐凋落物储量较轻、重度间伐显著提高21.06%、75.06%(P区杉木人工林经营管理,宜采取中度间伐,实现森林水源涵养效益最大化。

关键词：间伐杉木凋落物水文特征

4种长苞铁杉群落木质残体生物量及碳储量特征

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林业科学研究 2024年第3期37卷 13-23页

作者：倪舒静肖石红曹彦梁瀞文游巍斌何东进福建农林大学林学院福建福州350002 福建省南方森林资源与环境工程技术中心福建福州350002 福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东广州510520 广东省林业科学研究院广东广州510520 福建江夏学院金融学院福建福州350002 福建农业职业技术学院福建福州350119

[目的]揭示天宝岩国家级自然保护区内长苞铁杉群落木质残体在碳循环中的基础作用,为长苞铁杉群落保护与森林可持续经营提供依据。[方法]以天宝岩国家级自然保护区4种长苞铁杉群落(长苞铁杉纯林、长苞铁杉+阔叶树混交林、长苞铁杉+猴头... 详细信息

[目的]揭示天宝岩国家级自然保护区内长苞铁杉群落木质残体在碳循环中的基础作用,为长苞铁杉群落保护与森林可持续经营提供依据。[方法]以天宝岩国家级自然保护区4种长苞铁杉群落(长苞铁杉纯林、长苞铁杉+阔叶树混交林、长苞铁杉+猴头杜鹃混交林和长苞铁杉+毛竹混交林)为研究对象,对林内不同树种、不同存在形式(细木质残体、倒木、枯立木和树桩)开展动态调查(2012年、2014年、2016年),估算木质残体生物量和碳储量并分析其动态变化。[结果]表明:(1)4种群落内不同树种木质残体均是长苞铁杉的生物量占比最大(31.57%~77.77%);(2)4种长苞铁杉群落同一林型不同年份相同存在形式的木质残体类型生物量差异均不显著(p>0.05),同一林型不同年份的木质残体类型均是倒木生物量最高(长苞铁杉纯林:5.82~9.48 t·hm^(-2);长苞铁杉+阔叶树混交林:10.90~17.83 t·hm^(-2);长苞铁杉+猴头杜鹃混交林:7.20~10.37 t·hm^(-2);长苞铁杉+毛竹混交林:6.11~9.77 t·hm^(-2));3次调查结果中长苞铁杉纯林枯立木生物量与其他3种群落枯立木生物量均差异显著(p<0.05);(3)4种长苞铁杉群落均是长苞铁杉的碳储量最多,且随着年份的增长,其碳储量总体呈现增长趋势(长苞铁杉纯林:3.64~4.62 t·hm^(-2);长苞铁杉+阔叶树混交林:4.67~4.71 t·hm^(-2);长苞铁杉+猴头杜鹃混交林:2.29~2.53 t·hm^(-2);长苞铁杉+毛竹混交林:3.10~4.79 t·hm^(-2));(4)4种长苞铁杉群落木质残体中均是倒木的碳储量最高,除长苞铁杉+毛竹混交林倒木碳储量是先减少后增加外,其他3种长苞铁杉群落倒木的碳储量均呈现上升趋势,且4种群落中,长苞铁杉+阔叶树混交林的倒木碳储量最高,为4.91~7.68 t·hm^(-2);3次调查结果中,长苞铁杉纯林枯立木碳储量与其他3种混交林枯立木碳储量均具有显著差异(p<0.05)。[结论]p4种长苞铁杉群落中,不同形式木质残体中均是倒木的生物量和碳储量最高;不同树种木质残体均是长苞铁杉的生物量和碳储量最高。长苞铁杉纯林内枯立木生物量、碳储量与其他群落内枯立木差异显著(p<0.05)。

关键词：天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉群落木质残体生物量碳储量