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千岛湖流域生态系统服务时空变化及权衡协同关系研究 被引量：1
1
作者 朱志洪 王晖 +4 位作者 汪继斌 李爱博 黄润霞 周本智 王懿祥 《西南林业大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第3期99-109,共11页
基于1995—2019年6期多源数据和生态系统服务评估模型,对千岛湖流域产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量服务进行评价,并采用热点分析和相关分析来探究4项生态系统服务功能之间的权衡协同关系。结果表明:1995—2019年千岛湖流域产水... 基于1995—2019年6期多源数据和生态系统服务评估模型,对千岛湖流域产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量服务进行评价,并采用热点分析和相关分析来探究4项生态系统服务功能之间的权衡协同关系。结果表明:1995—2019年千岛湖流域产水量和土壤保持量呈现先减少后增加再减少的变化趋势,碳储量和生境质量缓慢增加;除产水服务外,其他3项服务的高值区整体上具有一定的重叠性,产水服务高值区主要集中在流域西部和中部湖泊沿岸区域。综合来看,非热点区面积占比最高,Ⅳ类热点区面积占比最低,多重生态系统服务供给区主要分布在中高地形梯度区,非热点区和单一服务供给分布在低梯度区;在千岛湖流域,协同关系是生态系统服务间的主导关系,其中产水量和碳储量为权衡关系,产水量和生境质量以及产水量和土壤保持之间的权衡协同关系在不同年份表现不同,土地利用类型、植被覆盖度以及高程是生态系统服务权衡关系的主要影响因子。千岛湖流域生态系统服务空间分布具有明显的异质性,其权衡协同关系存在差异。研究结果可为流域生态规划和社会经济发展提供科学依据。 展开更多
关键词 生态系统 权衡协同 千岛湖流域 热点分析
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生物质炭介导微生物对马尾松和杉木根系氮磷利用效率的影响
2
作者 王世红 姚鸿文 +2 位作者 郜昌建 葛晓改 毛忆莲 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第7期1420-1431,共12页
【目的】研究生物质炭添加对林木生长和根系养分利用效率的影响,为人工林可持续经营和森林土壤功能提升提供理论依据和技术参考。【方法】以1年生马尾松和杉木幼苗为试验对象。设置4个生物质炭添加量处理,即0 t/hm^(2)(对照CK)、5 t/hm^... 【目的】研究生物质炭添加对林木生长和根系养分利用效率的影响,为人工林可持续经营和森林土壤功能提升提供理论依据和技术参考。【方法】以1年生马尾松和杉木幼苗为试验对象。设置4个生物质炭添加量处理,即0 t/hm^(2)(对照CK)、5 t/hm^(2)(低量,LB)、10 t/hm^(2)(中量,MB)、20 t/hm^(2)(高量,HB)。测定马尾松和杉木幼苗的根系构型、土壤微生物群落结构,并计算根系养分利用效率。【结果】与对照相比,3个生物质炭添加处理显著增加马尾松根系生物量19.9%~30.7%。与CK相比,HB处理的马尾松和杉木细根总长度分别增加了24.3%和12.7%;MB和HB处理的马尾松细根表面积分别增加了20.7%、41.2%,体积分别提高了24.9%、51.5%;MB处理降低杉木细根表面积13.5%和细根体积16.7%;LB处理马尾松和杉木细根氮含量分别降低了16.1%、12.2%;LB和MB处理马尾松细根磷含量分别降低了18.6%、22.0%。LB和MB处理分别显著增加马尾松土壤微生物总生物量28.9%和25.5%,LB处理增加杉木土壤微生物总生物量51.8%。LB处理下,真菌丰度与根长、根系表面积、根系体积、根系氮吸收量均呈显著负相关;MB处理下,菌根真菌丰度与根长、根系表面积、根系体积、根系氮磷吸收利用率均呈极显著正相关,但与微生物群落主要类群呈显著或极显著负相关;HB处理下,仅真菌丰度与根系生物量呈显著负相关。对照处理下,氮吸收效率受真菌和放线菌的影响较大,磷吸收效率受真菌的影响较大。LB处理下,氮吸收效率受根系生物量、革兰氏阴性菌、放线菌的影响较大;MB处理下,氮吸收效率受根长、根系表面积、根系体积影响显著,磷吸收效率受根系表面积、根系体积、根系氮含量、细菌和放线菌的影响较大;HB处理下,氮吸收效率受根系生物量、根系体积、菌根真菌的影响较大,磷吸收效率受根系生物量、根长、根系表面积的影响较大。【结论】生物质炭添加对亚热带人工林生长和养分吸收有正向促进作用。生物质炭施用量显著影响微生物总量和群落结构,进而调控根系氮磷养分的吸收利用。低生物质炭用量下,细菌和放线菌对根系氮磷吸收利用率的影响较大,而中、高生物质炭施用量降低了微生物生物量,提高了真菌占比,氮磷的吸收和利用主要受菌根真菌的影响。高量生物质炭适宜于马尾松,而杉木适宜施用低量生物质炭。 展开更多
关键词 生物质炭 亚热带人工林 根系构型 土壤微生物群落结构 养分利用效率
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马尾松根际碳氮利用效率对土壤微生物群落结构的影响
3
作者 张勇 王增 +3 位作者 黄玉洁 葛晓改 周本智 徐耀文 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第19期8498-8507,共10页
微生物元素利用效率在调节土壤碳(C)和氮(N)矿化过程中有重要作用,然而土壤微生物转化的有机碳(SOC)、N比例研究尚不充分。以千岛湖5年生、9年生、19年生、29年生、35年生马尾松林为研究对象,测定根际SOC、土壤总氮(TN)、土壤微生物量碳... 微生物元素利用效率在调节土壤碳(C)和氮(N)矿化过程中有重要作用,然而土壤微生物转化的有机碳(SOC)、N比例研究尚不充分。以千岛湖5年生、9年生、19年生、29年生、35年生马尾松林为研究对象,测定根际SOC、土壤总氮(TN)、土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、土壤C、N获得酶活性和土壤微生物群落结构,阐明土壤微生物C、N利用效率(CUE、NUE)和元素阈值比(TER)与微生物群落结构关系。结果表明:5年生马尾松根际SOC、TN均明显高于其它林分(P<0.05),其土壤微生物量C/N比则显著(除9年生)低于其它林分(P<0.05),证实了微生物CUE对底物养分状态敏感性较低。35年生马尾松根际微生物NUE均显著高于其它林龄(除19年生),说明土壤中大部分N转化为MBN,与35年生马尾松土壤微生物生物量显著高于其它林分一致。马尾松根际NUE和TER与土壤微生物总生物量及其组分生物量均呈显著正相关关系(P<0.05),说明土壤微生物生长繁殖受NUE影响。所有林龄马尾松TER均大于土壤C/N比,表示研究区域生态系统处于C或者能源限制,而非N限制;证实了土壤C/N比减少到TER以下时,土壤有机物获得C的成本高于获得N的成本。5年生马尾松微生物CUE和TER均最低,二者没有明显的相关关系,可能低龄马尾松林CUE和NUE有补偿性关系。研究强调了土壤根际微生物元素利用效率和微生物群落对土壤C和N循环过程的重要性,为亚热带森林生态系统土壤经营管理提供了依据。 展开更多
关键词 林龄 化学计量 碳氮利用效率 碳氮获得酶 土壤微生物群落结构
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毛竹比叶质量时空变化及对截雨干旱的响应 被引量：5
4
作者 曹永慧 周本智 +2 位作者 葛晓改 倪霞 王小明 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期31-39,共9页
[目的]定量分析毛竹叶片比叶质量随生长季节、冠层部位和竹龄的变化及其对截雨干旱的响应,为全球气候变化下毛竹人工林可持续高效经营提供理论依据。[方法]以毛竹为研究对象,通过人工截雨干旱试验,对毛竹叶片比叶质量时空特性进行测定... [目的]定量分析毛竹叶片比叶质量随生长季节、冠层部位和竹龄的变化及其对截雨干旱的响应,为全球气候变化下毛竹人工林可持续高效经营提供理论依据。[方法]以毛竹为研究对象,通过人工截雨干旱试验,对毛竹叶片比叶质量时空特性进行测定分析。[结果](1)截雨干旱与自然生长下,毛竹叶片比叶质量存在显著季节差异和年龄差异;不同生长季节,毛竹叶片比叶质量均随竹龄增加而增加;各龄竹比叶质量随生长季节的变化趋势均为春季>冬季>秋季>夏季。(2)截雨干旱与自然生长下,各龄竹比叶质量冠层差异不显著;自然生长下,比叶质量随冠层高度的垂直变化在不同生长季节均为冠层上部>冠层中部>冠层下部;截雨干旱下,比叶质量随冠层高度的变化因生长季节变化而不同。(3)截雨干旱下,各龄竹不同季节的比叶质量均高于自然生长下的比叶质量。干旱缓解了各冠层比叶质量的季节差异。截雨干旱与自然生长间比叶质量差异显著性受竹龄影响。(4)不同处理下各季节毛竹叶片比叶质量与土壤含水量、竹龄呈线性正相关。[结论]毛竹属于低比叶质量物种,生长季节显著影响其比叶质量变化;与光照相比,土壤水分条件对毛竹比叶质量产生重要影响。 展开更多
关键词 毛竹 截雨干旱 比叶质量 生长季节 年龄 冠层高度
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施氮和干旱对杉木和青冈幼苗生物量及根系形态的影响 被引量：8
5
作者 高歌 葛晓改 +3 位作者 周君刚 周本智 李正才 杨南 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2022年第12期2292-2301,共10页
探究氮素添加后不同亚热带树种生物量和根系形态对干旱的响应特征,为干旱下植物幼苗的水肥管理和抗旱能力的提升提供理论依据。试验选取杉木(Cunninghamia lanceolata)和青冈(Cyclobalanopsis glauca)为研究对象,设置未施氮(N0,0 mg... 探究氮素添加后不同亚热带树种生物量和根系形态对干旱的响应特征,为干旱下植物幼苗的水肥管理和抗旱能力的提升提供理论依据。试验选取杉木(Cunninghamia lanceolata)和青冈(Cyclobalanopsis glauca)为研究对象,设置未施氮(N0,0 mg·kg^(-1),以N计,下同)和施氮(N1,100 mg·kg^(-1))2个氮处理及正常水分(CK,80%—85%FC)、中度干旱(MD,50%—55%FC)和重度干旱(SD,30%—35%FC)3个土壤水分梯度,氮处理结束后于8月中旬展开水分控制试验,干旱60 d后进行破坏性采样,测定和分析两树种生物量及根系形态特征。结果显示,施氮促进了相同干旱水平下杉木和青冈地上部生物量的积累,并促使重度干旱下(N1SD)青冈的根干质量(31.7%)和总生物量(17.5%)显著增加(P<0.05),但对干旱下(N1MD和N1SD)杉木根干质量和总生物量表现为抑制作用;施氮改变了干旱下青冈和杉木的生物量分配格局,不同水分条件下青冈生物量分配对氮素的响应有所不同,且中度干旱下氮肥作用效果更强,氮添加促使相同干旱组杉木的茎生物量比、叶生物量比及茎叶比增加,而根生物量比(19.4%和30.0%)、比根长(39.8%和28.5%)和根冠比(28.3%和38.1%)均显著降低(P<0.05);施氮显著抑制了干旱组(N1MD和N1SD)杉木各径级根长、根表面积和根体积(P<0.05),这种抑制作用在中度干旱时更为强烈,而氮素对重度干旱下青冈根系生长及形态的影响较大且表现为正效应。研究表明,干旱下杉木和青冈在生物量积累与分配和根系形态方面对氮素添加表现出不同的利用策略,适量的氮素在一定程度上能够促使青冈幼苗抵御重度干旱的威胁,尽管施氮对干旱胁迫下杉木幼苗的生长无促进效果,但幼苗期的杉木亦能通过权衡地上及地下的生物量分配以缓解干旱胁迫对自身的伤害。 展开更多
关键词 杉木 青冈 氮肥 干旱 生物量 根系形态
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生物质炭添加对马尾松和杉木根系及土壤微生物结构的影响 被引量：6
6
作者 陆人方 葛晓改 +3 位作者 王灵玲 周本智 杨振亚 王小明 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第11期2153-2162,共10页
生物质炭因其特殊的孔隙结构使土壤孔隙度增加,容重减小,并能提高土壤有效养分和持水能力,促进植物生长,被广泛用作土壤改良剂。根系是生物质炭添加后促进植物生长的关键。为了探明生物质炭-根系互作对森林树种根系形态和生长的影响,以... 生物质炭因其特殊的孔隙结构使土壤孔隙度增加,容重减小,并能提高土壤有效养分和持水能力,促进植物生长,被广泛用作土壤改良剂。根系是生物质炭添加后促进植物生长的关键。为了探明生物质炭-根系互作对森林树种根系形态和生长的影响,以1年生马尾松和杉木幼苗为对象,开展4种生物质炭添加,即对照(0 t·hm−2,CK)、低量生物质炭(5 t·hm−2,LB)、中量生物质炭(10 t·hm−2,MB)和高量生物质炭(20 t·hm−2,HB)对马尾松和杉木根系形态和土壤微生物群落的影响研究。结果表明,高量生物质炭添加促进马尾松根系生物量(30.7%),抑制杉木根系生物量(16.0%);高量生物质炭添加促进1.0—2.0 mm马尾松细根长、表面积、体积和根尖数(P<0.05),低量生物质炭添加促进0—0.5 mm杉木细根长、表面积、体积(P<0.05);表明马尾松根系对高量生物质炭敏感,杉木根系对低生物质炭敏感。低量生物质炭添加增加马尾松和杉木土壤总微生物量(28.9%和51.8%)(P<0.05),高量生物质炭添加分别降低马尾松和杉木土壤总微生物量(4.5%和10.1%),且对细菌的影响大于真菌。生物质炭添加对细根体积和粗根根尖数影响较大,高量生物质炭添加明显改变微生物群落结构;表明生物质炭添加通过增加细菌土壤微生物量和土壤酶活性优化根系形态和扩大根际区域,低量生物质炭添加在促进林木生长和可持续发展有重要意义。 展开更多
关键词 生物质炭 根系生长 根系形态 土壤微生物群落 土壤酶活性
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3种典型亚热带阔叶树种叶片光合特性对短期CO_(2)浓度变化的响应
7
作者 李爱博 刘朝晖 +3 位作者 唐星林 吕惠飞 周本智 张勇 《植物资源与环境学报》 2025年第5期69-77,共9页
为探讨CO_(2)浓度升高对叶片光能转换效率和光合固碳能力的影响,以亚热带地区阔叶林代表树种苦槠〔Castanopsis sclerophylla(Lindl.)Schottky〕、青冈(Quercus glauca Thunb.)和乌桕〔Triadica sebifera(Linn.)Small〕为研究对象,在生... 为探讨CO_(2)浓度升高对叶片光能转换效率和光合固碳能力的影响,以亚热带地区阔叶林代表树种苦槠〔Castanopsis sclerophylla(Lindl.)Schottky〕、青冈(Quercus glauca Thunb.)和乌桕〔Triadica sebifera(Linn.)Small〕为研究对象,在生长季对3种树种进行4个CO_(2)浓度短期处理,同步测量叶片气体交换和叶绿素荧光参数,并采用直角双曲线修正模型和Farquhar-von Caemmerer-Berry(FvCB)模型拟合光合生理参数。结果表明:在不同CO_(2)浓度下,3种树种叶片的净光合速率、气孔导度及PSⅡ电子传递速率随着光合有效辐射的增加逐步升高,且增幅逐渐变缓;而胞间CO_(2)浓度和Rubisco羧化位点CO_(2)浓度则逐渐降低并趋于稳定。总体上看,CO_(2)浓度升高明显提高了3种树种叶片的净光合速率、胞间CO_(2)浓度、初始量子效率、最大净光合速率、最大电子传递速率和Rubisco羧化位点CO_(2)浓度,明显降低了气孔导度、叶肉导度和暗呼吸速率。综上所述,随着CO_(2)浓度的升高,3种典型亚热带树种通过调节多个光合相关参数,明显提高了光合效率和碳同化潜力,展现出较强的适应潜力。 展开更多
关键词 CO_(2)浓度 叶绿素荧光 光合作用 FvCB模型 C_(3)植物
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