国家自然科学基金(31270555)
- 作品数：7 被引量：121H指数：7
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- 相关机构：中国科学院中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院大学更多>>
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- 典型喀斯特高基岩出露坡地表层土壤有机碳空间异质性及其储量估算方法被引量：9
- 2015年
- 本研究基于详尽、系统的土壤采样调查,研究了喀斯特高基岩出露坡地典型样地（100 m×100 m）内表层土壤（0~15 cm）有机碳（SOC）含量的空间异质性特征,并以土壤斑块加和法为基准,探讨了传统空间插值方法和基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法在喀斯特高基岩出露地区土壤表层有机碳储量估算中的适用性。结果表明,研究区SOC和容重均值分别为75.5 g·kg^-1和0.8 g·cm^-3,变异系数分别为30.6%与47.3%,皆呈现中等变异； SOC 半变异函数的最优拟和模型为指数模型,块金值和基台值分别为260.8与521.7,变程为52.5 m,其半变异函数分别在滞后距0~15.2 m与34.7~54.2 m范围内呈现明显的各向异性,说明在该尺度范围内微地貌与地形显著影响 SOC 的空间分布；利用土壤斑块加和法估算的样地表层 SOC 储量和碳密度分别为983.8 kg和0.1 kg·m^-2,利用传统空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为86264.0 kg和8.6 kg·m^-2,利用基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法估算的表层SOC储量和碳密度分别为2712.8 kg和0.3 kg·m^-2。其中传统空间插值方法大大高估了喀斯特地区表层 SOC 储量和碳密度值,用该方法估算的 SOC 储量为该区SOC实际储量的87.7倍,其误估率为8668.4%。说明传统地统计学方法不适合估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量及碳密度。而基于岩石出露率、土深校正的空间插值方法大大降低了估算喀斯特高基岩出露坡地表层SOC储量和碳密度的误差,为该区SOC实际储量及碳密度的2.7倍。说明校正后的地统计方法在估算该区高基岩出露坡地表层SOC储量时具有一定的适用性。以上研究表明,地统计方法是表示该区SOC空间分布的有效手段,但由于传统地统计方法难以精确拟合高基岩出露坡地土壤斑块的空间分布、微地貌特征、岩石出露率以及土层深度等信息,在估算同类坡地SOC储
- 吴敏刘淑娟叶莹莹张伟张伟王克林
- 关键词：碳储量碳密度土层深度
- 植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响被引量：18
- 2016年
- 土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P<0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P>0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。
- 刘欣黄运湘袁红潘复静何寻阳张伟张伟
- 关键词：氮素转化植被恢复
- 喀斯特地区坡耕地与退耕地土壤有机碳空间异质性及其影响因素被引量：32
- 2016年
- 利用网格采样(10 m×10 m),对比分析了典型喀斯特坡耕地(长期耕作)和退耕地(自然恢复)表层(0—15 cm)土壤有机碳(SOC)的空间变异特征,以期探究退耕恢复20a后SOC的空间异质性及其主要影响因素的变化。结果表明退耕地SOC含量(75.5 g/kg)显著高于坡耕地(15.1 g/kg),为坡耕地的5.0倍,说明自然恢复能显著提高SOC累积量;半变异函数分析结果表明退耕地基台值(521.7)为坡耕地(25.7)的14.9倍,说明退耕地SOC空间异质性远大于坡耕地。坡耕地和退耕地SOC的主要影响因子存在较大差异,土地覆盖类型、坡位、岩石出露率以及三者的交互作用显著控制着坡耕地SOC的空间格局,其贡献率分别为9.1%、6.3%、4.6%以及17.0%;土壤水分、坡度、岩石出露率以及三者的交互作用显著控制退耕地SOC的空间格局,其贡献率分别为26.0%、10.7%、7.2%以及3.6%;尽管岩石出露率对坡耕地和退耕地SOC的空间格局均有显著影响,但坡耕地SOC的主要控制因子为土地覆盖类型以及各因子的交互作用,而退耕地的主要控制因子为土壤水分。以上研究表明随着植被恢复和物种多样性增加,喀斯特坡地SOC的累积量和空间异质性增强,自然因素对SOC空间格局影响凸显,而岩石出露率始终控制SOC空间格局。
- 吴敏刘淑娟叶莹莹张伟张伟王克林
- 关键词：土壤有机碳空间异质性
- 干扰／利用方式对喀斯特石灰土团聚体分布及其碳氮含量的影响被引量：8
- 2016年
- 基于长期控制实验，研究了干扰／利用方式（封育、砍伐、火烧，种植牧草和种植玉米等5种处理方式）对典型喀斯特地区石灰土团聚体分布及团聚体碳、氮含量的影响，结果发现：各干扰／利用方式土壤团聚体组成都以〉5和2～5mm粒级为主，其中封育和砍伐地〉5mm粒级团聚体含量显著高于其他3种方式，火烧和玉米地则在〈2mm的4种小粒级团聚体含量呈现较高值；全土和团聚体中有机碳和总氮含量基本以封育最高，砍伐、火烧居中，而以牧草和玉米地最低；各干扰／利用方式下团聚体有机碳分布规律不同，随团聚体粒级减小，封育和砍伐地呈波浪形分布，玉米地呈倒“V”形分布，团聚体总氮分布较平稳，团聚体碳、氮在0．054～0．25mm均呈现最低值；封育和砍伐处理的〉5mm团聚体碳、氮占全土含量和贡献率显著高于其他3种处理，且各干扰／利用方式土壤团聚体碳、氮主要存在于〉5mm和2—5mm粒级（均为60％～82％），可将〉2mm粒级团聚体作为喀斯特山区土壤碳、氮固持的特征团聚体。
- 肖霜霜叶莹莹张伟张伟吴敏
- 关键词：石灰土团聚体有机碳氮
- 典型喀斯特小流域土壤有机碳和全氮空间格局变化及其对退耕还林还草的响应被引量：12
- 2018年
- 基于定点回顾实验设计,通过对比分析2005年初(退耕还林还草初期)和2014年底典型喀斯特峰丛洼地小流域土壤碳氮格局变化,探讨石漠化治理工程实施后,植被恢复对土壤碳氮积累和碳氮空间格局的影响。研究结果发现:退耕还林还草10a后,示范区土壤有机碳(SOC)含量显著增加1.3g/kg,但土壤全氮含量无显著变化;就空间格局而言,退耕还林还草初期土壤碳氮高值聚类区主要分布在坡脚旱地和荒地(荒草)类型区,退耕还林还草10a后其高值聚类区主要分布在荒地(灌丛和荒草)类型区,而10a前后土壤碳氮的低值聚类区始终分布在洼地旱地类型区;2005年和2014年土壤有机碳半变异函数的拟合模型相同,均为球状模型,在退耕还林还草10a后空间异质性增强,土壤有机碳的空间格局受土壤母质和植被结构的影响增强;而土壤全氮半变异函数的拟合模型不同,由指数模型变为球状模型,在退耕还林还草10a后空间异质性减弱,土壤全氮的空间格局受随机因素影响增强。研究结果对石漠化区域土地利用结构的优化调整具有重要的科学参考和实践指导意义。
- 段亚锋王克林王克林冯达吴敏吴敏
- 关键词：土壤有机碳土壤全氮退耕还林还草
- 坡位与土层对喀斯特原生林土壤微生物生物量与丰度的影响被引量：16
- 2015年
- 运用氯仿熏蒸法和实时荧光定量PCR(Real-time PCR)法,检测喀斯特峰丛洼地原生林上、中、下坡位各土层(淋溶层:A层0~10 cm;过渡层:AB层30~50 cm;淀积层:B层70~100 cm)中土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)及微生物(细菌和真菌)丰度的变化,揭示坡位和土层对土壤微生物生物量和丰度的影响.结果表明,坡位和土层及其交互作用均对土壤微生物生物量及丰度具有显著影响(P<0.05).具体表现为,土壤微生物生物量与丰度均随土层深度的增加而降低;A层SMBC在下坡位表现最高,均高于上坡位(P<0.05),AB层、B层SMBC在中坡位最高;SMBN均在下坡位表现为最高,显著高于上坡位(P<0.05);除B层细菌丰度、AB层真菌丰度在各坡位间无显著差异外,均表现为中坡位最高(P<0.05).逐步回归分析结果表明,在坡位和土层的影响下,有机碳、碱解氮与p H、碱解氮与速效磷、速效钾分别是SMBC、SMBN、细菌丰度、真菌丰度的主要影响因子.
- 冯书珍苏以荣张伟张伟陈香碧
- 关键词：坡位土层土壤微生物生物量实时荧光定量PCR
- 喀斯特峰丛洼地植被演替对土壤微生物生物量碳、氮及酶活性的影响被引量：31
- 2015年
- 采用经典统计分析与通径分析,研究了桂西北喀斯特峰丛洼地4种植被演替阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)表层(0—15 cm)土壤微生物生物量和土壤酶活性的变化特征,探讨了其与土壤理化性质之间的关系。结果表明:土壤微生物生物量和土壤酶活性随植被正向演替的变化规律并不完全一致。土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和碱性磷酸酶活性整体表现为随植被正向演替而增加。而土壤蔗糖酶活性表现为:次生林>草丛≈灌木林>原生林,脲酶活性表现为:草丛≈次生林≈灌木林>原生林。通径分析结果表明,土壤微生物生物量的直接影响因素和主要影响因素为土壤有机碳;蔗糖酶活性的直接影响因素为土壤有机碳和土壤微生物生物量碳,而从总效应来看,各因素对蔗糖酶活性的影响均较小;脲酶和碱性磷酸酶活性的直接影响因素和主要影响因素均为全氮,但全氮对脲酶活性表现为强烈的负效应,而对碱性磷酸酶活性表现为强烈的正效应。此外,土壤微生物生物量碳、氮及蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性的剩余通径系数均较大,说明存在其它未被考虑因素对其具有影响。
- 叶莹莹刘淑娟张伟张伟舒世燕杨珊
- 关键词：土壤微生物生物量土壤酶活性植被演替通径分析
