亚热带常绿阔叶林生物量模型及其分析

缺乏阔叶树种生物量模型是影响亚热带常绿阔叶林生物碳库估测精度的重要原因,过去采用其他地区生物量模型估测亚热带常见阔叶林生物碳库,但其是否适用于本地区的阔叶林生物碳库估计仍存在争议。本研究在三明米槠林样地采用标准木结合相对生长方程法建立31株树的生物量模型,收集亚热带其他地区136株阔叶树生物量数据建立亚热带区域生物量模型,并与其他地区生物量模型比较。结果表明:亚热带区域阔叶林生物量模型为ln(AGB)=-1.982+1.209ln(D^2)和ln(AGB)=-2.907+0.932ln(D^2H),树高和胸径关系模型为ln(H)=0.469+1.082ln(d)-0.106ln(D)~2。Chave等建立的以胸径-树高为变量的湿润热带雨林生物量回归模型估算中亚热带森林生物量相对误差小于以胸径为变量建立的模型。Basuki、Brown、Chan、Ketterings和Kenzo等建立的生物量模型对我国中亚热带常绿阔叶林生物量估测精度不高,Ogawa的泰国常绿阔叶天然林生物量回归模型精度最高。该研究表明在利用区域生物量模型来估算中亚热带常绿阔叶林生物碳库应该检验其适用性,特别要考虑到模型的树种样本数量和胸径范围。

基于地理种源的刨花楠苗木比叶面积与叶片化学计量学关系

探讨植物比叶面积(SLA)与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学关系,能够反映植物为获取最大光合生产所采取的内部调控机制,共同体现植物的适应策略。利用生长于同一土壤与气候环境中培育的刨花楠(Machilus pauhoi)1年生苗木,对其SLA与叶片C、N、P含量进行测定,并对SLA与叶片C、N、P化学计量学特征及其与种源地环境因子的关系进行分析。结果表明:(1)叶片养分含量的变异系数大小排序为C<N<P;SLA与叶片N、P含量呈显著的正相关,与叶片C∶N及C∶P呈极显著的负相关。(2)SLA与经度、年均温、年降水量呈显著负相关;叶片C、N、P含量也受种源地环境因子影响,其中以海拔最为重要。研究结果有助于理解刨花楠苗木的生存适应对策,对探究刨花楠对养分的资源利用效率等具有重要意义。

晋江市土地利用变化及其生态环境效应评价

以2000年Landsat_TM和2011年SPOT遥感影像为数据源,在Arc GIS9.3等软件支持下,对晋江市土地利用变化及其生态环境效应进行分析.研究表明,(1)2000—2011年间,晋江市土地利用变化主要表现为耕地、林地和草地面积减少,建设用地和未利用地面积增加的态势.(2)2000—2011年间,导致晋江市生态环境恶化的主要原因是林地、草地和水域面积的减少,以及建设用地面积的增加.

南方红壤侵蚀区不同治理年限样地芒萁和土壤的生态化学计量特征及相关性分析

以未治理(P1)样地和风水林(P6)样地为对照,对福建省朱溪流域治理样地P2、P3、P4和P5(分别治理2、7、13和30 a)的土壤以及芒萁〔Dicranopteris dichotoma(Thunb.)Bernh.〕叶片、叶柄和地下部的全碳(C)、全氮(N)和全磷(P)含量以及C/N比、C/P比和N/P比进行了比较和分析。结果表明:总体上看,随着治理年限的增加,土壤的C和N含量以及C/P比和N/P比先下降后上升,P含量先上升后下降,C/N比波动变化;芒萁各器官的C含量变化不明显,N和P含量逐渐上升,C/N比和C/P比逐渐下降,N/P比先下降后上升。方差分析结果表明:多数治理样地土壤的6个指标与P1和P6样地差异不显著。多数治理样地芒萁各器官的C含量以及部分治理样地芒萁叶柄和地下部的N含量与P1和P6样地差异不显著,但多数治理样地芒萁叶片的N含量与P1和P6样地差异显著;多数治理样地芒萁叶片和叶柄的P含量显著高于P1样地,但与P6样地差异不显著,而4个治理样地芒萁地下部的P含量与P1和P6样地差异不显著;部分治理样地芒萁各器官的C/N比与P1和P6样地差异显著,而多数治理样地芒萁各器官的C/P比和N/P比与P1和P6样地差异不显著。相关性分析结果表明:芒萁叶片及叶柄的C含量与土壤各指标的相关性不显著,而其N和P含量与土壤部分指标的相关性显著;芒萁地下部C/N比和N/P比与土壤C和N含量的相关性显著或极显著,而芒萁地下部与土壤的其余指标的相关性不显著。综上所述,芒萁能够在南方红壤侵蚀区生长,可用于该区域生态恢复和水土流失治理,但该区域土壤严重缺磷,限制芒萁生长,因此,建议在芒萁生长区施加磷肥。

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

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。

降雨对米槠次生林和杉木人工林林冠可溶性有机碳迁移的影响

为了解不同降雨条件下碳在常绿阔叶林和针叶林内部的迁移特征,对亚热带米槠次生林和杉木人工林在不同降雨量下林冠层可溶性有机碳(DOC)浓度的变化特征进行分析。结果发现:降雨量大于10mm时,米槠和杉木树干径流量与胸径呈幂函数正相关(R2>0.81和R2>0.88),米槠树干径流中DOC浓度与胸径呈幂函数负相关(R2>0.37);相反,杉木树干径流中DOC浓度与胸径呈幂函数显著正相关关系(R2>0.69,P<0.05)。米槠次生林穿透雨中DOC浓度相对大气降雨中DOC浓度平均增量大于杉木人工林,且前者增量的变化幅度也远大于后者,表明降雨量对米槠次生林穿透雨DOC浓度的影响较杉木人工林大;总体而言,米槠次生林树干径流DOC浓度(48.8mg/L)显著低于杉木人工林(23.4mg/L)(P<0.05)。随着降雨量增大,米槠次生林树干径流DOC浓度呈现下降趋势,而杉木人工林则呈现一定的递增趋势,说明树种的差异可引起树干径流DOC浓度对降雨变化的响应不同,降雨历时同样对穿透雨和树干径流DOC浓度具有显著性影响。

快速城市化地区住宅用地表层土壤有机碳的变异性及其影响因素——以福州南台岛为例

在高分辨率影像提取福州市南台岛(仓山区)住宅用地的基础上,从覆盖研究区的30m×30m网格中随机选择50个样方进行表层土壤取样,进而分析这一快速城市化地区住宅用地表层土壤有机碳密度(Soil organic carbon density,SOCD)的变异特征及其影响因素。结果表明:城市地区住宅用地在剧烈的人类活动干扰下,土壤呈现明显的空间变异特征,其SOCD平均值为33.814t/hm^2,变异系数达72.8%,其中郊区村镇住宅用地0—20cm土层的SOCD高于城市居住用地72%,预示着村镇就地城市化后将造成土壤碳储量的下降;然而,表层土壤有机碳含量与密度在建成时间为0—5年和5—10年的城市住宅小区间无显著差异,只有住宅建成时间达到10—15年才有显著提高。基于湿度、热度、绿化率与物业管理费等因子构建的城市住宅区绿化环境管理质量指标,与城市居住区表层土壤有机碳含量及密度存在显著正相关,与土壤容重呈显著负相关,成为快速城市化地区影响SOCD变异的另一主要因素。

侵蚀退化地植被恢复过程中芒萁对土壤可溶性有机碳的影响

林下植被是生态系统的重要组分。通过对比分析红壤侵蚀区植被恢复过程中,林下有无芒萁覆盖地的土壤可溶性有机碳(DOC,Dissolved Organic Carbon)含量及其与地下根系生物量、地上植被淋溶液DOC含量的关系。结果表明:林下植被芒萁覆盖增加了地上叶片和地下根系生物量,土壤DOC含量及储量也显著增加(P<0.05),芒萁覆盖对表层土壤(0—20cm)DOC的影响大于深层土壤(20—100cm)(P<0.05);相关分析结果表明,林下芒萁覆盖地土壤DOC储量与细根生物量的垂直变化呈显著的正相关关系(P<0.05),且随植被恢复年限的增加相关性显著增加,地下根系的垂直分布直接影响各土层DOC储量。不同植被恢复时期,林下芒萁覆盖地土壤DOC与鲜叶(马尾松+芒萁)和枯落物(马尾松+芒萁)淋溶液DOC均呈显著的正相关关系(P<0.01),而林下裸露地土壤DOC仅与鲜叶(马尾松)淋溶液DOC呈显著的相关性(P<0.01),林下芒萁覆盖地相对于裸露地枯落物淋溶液对土壤DOC储量的影响大于鲜叶。植被恢复过程中芒萁覆盖地土壤微生物生物量碳和微生物熵显著高于林下裸露地。因此,在植被恢复进程中,芒萁能够提供更多底物参与土壤物质与养分循环,对土壤DOC的贡献较大,为侵蚀区马尾松林恢复提供了重要的养分再吸收来源;同时芒萁覆盖增加了微生物活性,促进了微生物对土壤DOC的同化作用,提高了微生物碳源的利用率,对土壤有机碳的积累起着重要的作用。

生物质炭输入对杉木人工林土壤碳排放和微生物群落组成的影响

【目的】研究生物质炭输入对杉木人工林土壤碳排放(CO_2)和微生物群落组成的影响,为亚热带人工林生物质资源合理利用以及固碳管理提供科学依据。【方法】以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象,设置不同凋落物条件(未添加凋落物和添加凋落物),分别输入3种不同温度(350,550和750℃)制备的生物质炭,在25℃条件下培养364天。利用碱吸收法研究杉木人工林土壤CO_2排放特征,用磷脂脂肪酸方法(PLFA)分析微生物群落组成。【结果】未添加凋落物条件下,输入3种生物质炭后土壤CO_2排放速率随时间延长逐渐降低并趋于平稳,而添加凋落物条件下,输入3种生物质炭后土壤CO_2排放速率先上升,7天达到最大值,随后逐渐下降;在不同凋落物条件下(未添加凋落物和添加凋落物),不同温度制备的生物质炭仅在培养前期阶段对土壤CO_2排放存在显著影响(P<0.05),输入低温制备生物质炭(BC350)的土壤CO_2排放速率高于输入高温制备生物质炭(BC550和BC750)处理,土壤CO_2累积排放量也最高;培养前期阶段,输入3种生物质炭处理的土壤CO_2累积排放量均高于未输入生物质炭处理的,但在培养后期则低于未输入生物质炭的处理;磷脂脂肪酸分析结果显示,输入3种不同温度制备的生物质炭均影响了杉木人工林土壤微生物群落组成,在未添加凋落物条件下输入生物质炭,革兰氏阴性细菌的丰度显著降低,添加凋落物条件下,生物质炭的输入使放线菌的丰度显著增加;不同温度制备的生物质炭仅在添加凋落物条件下对微生物群落组成影响显著(P<0.05),与输入低温制备的生物质炭(BC350)相比,输入高温制备的生物质炭(BC750)使革兰氏阳性细菌的丰度显著增加,真菌的丰度显著下降;相关分析表明,土壤CO_2累积排放量和土壤PLFA总量极显著正相关(P<0.01)。【结论】输入后生物质炭,前期阶段促进了杉木人工林土壤CO_2排放,但后期阶段则产生抑制作用,并改变了微生物群落组成。

南雄盆地始新统红层沉积环境分析

选取南雄盆地始新统红层——古城村剖面作为研究对象,结合磁性矿物和地球化学元素特征分析其沉积环境。古城村剖面上部和下部为红色,中部为青灰色,颜色及其深浅均随沉积层理/层次逐渐变化,说明颜色和沉积地层层理/层次为同期形成,为地层的原生色。磁学测量的饱和等温剩磁(SIRM)和剩磁矫顽力(B_(cr))结果与红度(a~*)呈现良好的正对应关系,热磁曲线结果表明红层样品以赤铁矿为主,漫反射光谱(DRS)佐证了原生赤铁矿的存在且是唯一可以检测到的磁性矿物。赤铁矿指示了当时的沉积环境为高温少雨。剖面中部存在青灰色地层,该层样品的热磁测量没有检测到磁性矿物信号,只检测到顺磁性矿物信号。高温处理后的DRS测量也表明其存在顺磁性的黏土矿物。通过地球化学元素分析显示其与标准石灰岩相比差异较大,而与中国典型黄土较为相似,可能说明青灰层并非石灰岩。剖面的上下层均为以原生赤铁矿为主的红层,代表高温强氧化环境。青灰层与上下红层之间为过渡渐变,地层较为连续且无不整合现象,化学元素分析也显示该层与上下红层、上地壳和黄土都具有较高的相似性,所以该层更可能是风积物在气候转为湿润条件下经成土作用形成的钙质淀积层。古城剖面反映了始新世时期干热氧化—湿润氧化还原—干热氧化的逐渐变化过程,对于准确理解南雄盆地此阶段古环境有重要意义。

短期高温胁迫对芒萁叶片光合特性的影响

芒萁是我国南方地区治理水土流失的先锋植物。为探究短期高温胁迫对芒萁生长的影响,本文通过智能光照培养箱对芒萁进行高温胁迫控制实验,测定不同条件下芒萁叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)以及叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和叶绿素总含量(Chl)数值。研究结果表明:(1)Pn、Gs、Tr随胁迫温度的升高而整体下降,Ci呈相反趋势,表明高温胁迫能够导致芒萁光合色素和光合活性的下降,且Pn与Gs和Ci间的关系表明,导致Pn下降的主要原因与胁迫程度有关;(2)Chla、Chlb、Chl随着胁迫时间和胁迫温度的增加而降低,且Chlb下降幅度更明显。

离子吸附型稀土矿区硫酸镁浸矿剂的国内研究热点及趋势——基于CiteSpace的可视化分析

以中国知网为数据库,“硫酸镁浸矿剂”文献为对象,采用CiteSpace可视化分析技术,从年发文量、关键词、作者和科研机构等角度分析硫酸镁工艺的研究热点及趋势。研究发现,硫酸镁工艺愈发受到重视,近3年成果明显增多;研究热点为优化硫酸镁工艺以提高效率,聚焦氨氮污染问题;降低工艺成本和操作难度、解决稀土与重金属污染、开展生态修复和水土保持等方向是未来研究的重要趋势。研究结果为硫酸镁工艺的发展与水土保持提供参考。

不同季节杉木幼苗叶片养分和代谢组分对增温和减少降水的响应

研究冬季和夏季亚热带杉木幼苗在增温5℃和减少50%自然降水处理下叶片养分和代谢组分的变化.结果表明:由于不同季节温度和水分差异,杉木叶片的养分和生理代谢组分在不同季节有不同的表现.冬季杉木叶片碳、氮、磷和钾含量显著高于夏季.夏季减少降水、增温处理对杉木叶片各类抗氧化酶活性均无显著影响,冬季减少降水处理分别显著降低超氧化物歧化酶活性20.7%和过氧化物酶活性17.8%.冬季增温后杉木叶片非酶促的抗坏血酸含量显著增加132.5%.冬季增温+减少降水处理降低杉木碳含量,促进渗透物质脯氨酸和氮含量的累积.夏季增温+减少降水处理显著提高杉木叶片碳含量3.3%.无论是冬季还是夏季,增温+减少降水处理对杉木叶片抗氧化系统无显著影响.植物对夏季增温的适应机制与冬季增温不同,杉木叶片的养分变化对同时增温+减少降水更加敏感.为了更好地管理种植林,以提高植物的生产力,在未来气候变化下,应提高植物对养分供需和对季节响应的关注.

高寒森林不同生境凋落叶分解过程中水溶性组分动态特征

凋落叶分解所产生的水溶性组分(water soluble matter)是森林水陆不同生境碳和养分迁移的重要载体。本研究通过布设高寒森林4种代表物种凋落叶分解袋,即康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana),探讨其在林下地表、溪流和河岸带3种生境下不同分解时期(冻结初期、冻结期、融化期、生长季节、生长季节后期)的水溶性组分及水溶性碳含量动态及其影响因素。结果表明:经两年的分解,发现溪流显著促进了凋落叶中水溶性组分和水溶性碳的释放;同一物种凋落叶在不同生境下水溶性组分和水溶性碳损失差异显著(P<0.05),整体表现为溪流>河岸带>林下;在分解初期水溶性组分含量有明显的降低;在整个分解过程中,水溶性组分(-70.43%)和水溶性碳(-84.31%)含量变化基本一致且呈明显降低趋势。此外,凋落叶中水溶性组分和水溶性碳的释放速率受时间、物种以及区域环境因子(温度、p H值、营养成分)的调控。这些结果表明,高寒森林凋落叶中水溶性组分和水溶性碳在分解过程中易随水体的流动而转移至下游生态系统,并且区域环境因子在凋落叶水溶性组分和水溶性碳释放过程中具有重要的作用,这为深入理解高寒森林以凋落物为载体的物质迁移过程提供了科学依据。

模拟降雨淋溶下离子型稀土矿区稀土的纵向迁移

为探讨土壤中稀土迁移对地下水污染的可能性,本研究通过土柱淋溶实验模拟降雨淋溶下土壤中稀土的纵向迁移。实验结果表明,淋溶前后各土层稀土分配模式未发生变化;土壤淋出液稀土含量在实验前期呈波动式下降,中后期表现出低值稳定的状态;淋溶实验后土层第一、二层土壤中的稀土含量变化显著,第三、四层土壤的稀土含量均有所降低,第五层土壤中的稀土含量基本一致。研究发现,稀土元素会因为淋溶作用在表层土壤中纵向迁移,但随着土层深度的增加迁移能力下降,短期降雨淋溶不会造成地下水的污染,但研究区内存在长期降雨淋溶后稀土元素被析出,并随雨水下渗污染地下水的潜在威胁。