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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 被引量：4
1
作者 刘陵桦 孟维彩 +5 位作者 蔡翠婷 李毅杰 袁宇奇 王晓宇 张翔 侯晓龙 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第4期236-246,382,共12页
[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... [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。 展开更多
关键词 红壤侵蚀区 汀江流域 NDVI 地理探测器 驱动因子
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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
2
作者 翟林 韩雪洁 +4 位作者 李启艳 刘陵桦 孟维彩 蔡翠婷 侯晓龙 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第11期238-247,共10页
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... 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。 展开更多
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
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红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
3
作者 梁晶晶 王淑真 +3 位作者 丘伟娟 王丽平 包明琢 周垂帆 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期208-217,共10页
为探讨红壤侵蚀区不同植被类型下土壤磷素有效性,选取福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站的裸地(CK)、针叶林(CF)、针阔混交林(CB)以及阔叶林(BF)4种植被类型,分别测定其铁氧化物、各级磷素形态,并采用高通量测序技术对解磷菌(... 为探讨红壤侵蚀区不同植被类型下土壤磷素有效性,选取福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站的裸地(CK)、针叶林(CF)、针阔混交林(CB)以及阔叶林(BF)4种植被类型,分别测定其铁氧化物、各级磷素形态,并采用高通量测序技术对解磷菌(PSM)进行测定。结果表明:随着植被类型的转变,中等活性磷含量增加,低活性磷含量总体上减少,游离态氧化铁(Fed)含量逐渐减少。土壤中解磷菌的丰富度和多样性随植被类型的转变增加。在门分类水平上,优势类群主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、异常球菌—栖热菌门(Deinococcus-Thermus)等。变形菌门和酸性磷酸酶的含量随植被类型的转变总体呈现出增加趋势,变形菌门与ACP呈极显著正相关。综上所述,随着植被类型转变,稳定态磷逐渐向可利用态磷转化,土壤潜在磷源增加;游离态氧化铁含量的减少有利于有机磷的解吸和矿化,进而增加磷的有效性;解磷菌群落结构与多样性变化会受到土壤理化性质的影响,解磷微生物可通过分泌酸性磷酸酶的方式水解有机化合物并降解固定在土壤的无机磷,进而提高磷的有效性。 展开更多
关键词 红壤侵蚀区 土壤剖面 磷素组分 铁氧化物 解磷菌
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不同水分条件下生物炭对红壤磷素形态及磷酸酶活性的影响 被引量：19
4
作者 夏丽丹 曹升 +3 位作者 张虹 胡华英 周垂帆 马祥庆 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1101-1111,共11页
为探究土壤不同水分条件下生物炭对红壤磷素形态转化及磷酸酶活性的影响,以期为土壤磷素管理和生物炭合理利用提供参考。通过设置土壤不同含水量(33%、66%、100%)与生物炭添加量(0、0.5%、2%)进行培养试验,测定土壤的有效磷、各磷素形态... 为探究土壤不同水分条件下生物炭对红壤磷素形态转化及磷酸酶活性的影响,以期为土壤磷素管理和生物炭合理利用提供参考。通过设置土壤不同含水量(33%、66%、100%)与生物炭添加量(0、0.5%、2%)进行培养试验,测定土壤的有效磷、各磷素形态(Al-P、Ca-P、Fe-P、O-P)及土壤酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性。结果表明:生物炭的施入显著提高了土壤有效磷含量;在培养前期,生物炭主要增加土壤中难溶态的Al-P含量,这主要是由生物炭带来的可溶性磷进入土壤中转化所导致;在培养后期,水分与生物炭都能够在一定程度上活化土壤中的Ca-P、Fe-P与O-P,释放更多磷素。生物炭本身呈碱性,添加到土壤中,有效中和了土壤酸度,使得土壤pH值上升2.82～3.13个单位,土壤酸性磷酸酶活性下降。此外,淹水条件能够降低土壤的酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性。研究表明,生物炭的添加能够有效提高土壤pH值、有效磷含量,同时降低土壤酸性磷酸酶的活性。 展开更多
关键词 红壤 生物炭 磷素形态 磷酸酶
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基于细胞壁吸附固定特性的小飞蓬耐Cd机制研究 被引量：13
5
作者 张虹 罗洁文 +3 位作者 胡华英 曹升 周垂帆 侯晓龙 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期980-990,共11页
为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进... 为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进行了研究。扫描电镜结果显示,Cd胁迫下小飞蓬根、叶组织结构排列不规则,并出现晶体堵塞导管的现象,皮层组织是小飞蓬吸附固定Cd的重要部位;经酯化改性、氨基甲基化改性和果胶酶改性后,吸附动力学试验表明根细胞壁对Cd的累积吸附量分别相对降低了49.1%、38.5%和26.1%,叶细胞壁分别相对降低了39.47%、20.14%和30.23%。根细胞壁上的羧基和氨基在Cd吸附中的贡献作用较大,而叶细胞壁上的羧基和果胶在Cd吸附中的作用较明显。利用FTIR表征了小飞蓬根、叶细胞壁上Cd吸附位点的官能团信息后表明,在小飞蓬根、叶细胞壁吸附Cd的过程中,羟基、羧基和氨基是Cd的主要结合位点。其中,果胶为Cd的结合提供羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cd的结合提供羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点。由此可见,细胞壁各组分中的羟基、羧基和氨基提供Cd结合位点,使细胞壁对Cd具有较高的吸附固定能力,是小飞蓬耐Cd的一种重要机制。 展开更多
关键词 小飞蓬 CD 细胞壁 吸附固定特性 FTIR
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生物炭对杉木人工林土壤养分、酶活性及细菌性质的影响 被引量：49
6
作者 胡华英 殷丹阳 +3 位作者 曹升 张虹 周垂帆 何宗明 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4138-4148,共11页
为了探究添加生物炭对南方红壤杉木人工林土壤养分含量、酶活性及细菌丰度和群落结构及多样性的影响,分析三者之间的作用机制,基于高通量测序技术,通过添加不同生物炭对人工杉木林土壤环境中细菌群落进行培养和测定,同时挑选与土壤C、N... 为了探究添加生物炭对南方红壤杉木人工林土壤养分含量、酶活性及细菌丰度和群落结构及多样性的影响,分析三者之间的作用机制,基于高通量测序技术,通过添加不同生物炭对人工杉木林土壤环境中细菌群落进行培养和测定,同时挑选与土壤C、N循环相关的4种酶,分析4种酶与土壤养分含量及土壤细菌相对丰度的关系。结果表明:添加生物炭总体使得土壤pH值,全磷、有效磷、速效钾等含量有所提高,同时促进土壤-α-葡萄糖苷酶、土壤-β-葡萄糖苷酶及脲酶的活性,对过氧化氢酶的影响不显著;由于生物炭制备原料不同,其自身性质和物质含量也存在差异,因此杉叶炭对土壤养分的提高量大于木屑炭,而木屑炭处理的土壤全碳含量高于杉叶炭;低添加量生物炭对参与碳循环的土壤葡萄糖苷酶活性提高程度大于高添加量生物炭,而与氮循环有关的土壤脲酶活性随着生物炭添加量的增加而提高,尤其3%BL600处理对土壤脲酶影响十分显著;向土壤添加杉叶炭能够提高土壤细菌丰度,而木屑炭降低了土壤细菌丰度,低温炭大于高温炭;添加生物炭对土壤pH值,全碳、全磷、有效磷、速效钾含量等具有直接影响,土壤组分和性质对不同细菌种群生活习性与功能产生不同的影响,土壤酶活性与土壤细菌存在密切的联系,细菌丰度的变化又会引起土壤酶活性的改变,因此土壤酶活性和细菌群落相对丰度对添加生物炭的响应存在一定的相关关系。 展开更多
关键词 生物炭 土壤细菌 酶活性 相关性
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类芦根细胞壁对铅的吸附固定机制 被引量：13
7
作者 曹升 罗洁文 +3 位作者 胡华英 张虹 周垂帆 刘博 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期496-503,共8页
为探究类芦对Pb的耐性机制,采用对根细胞壁化学改性处理,测定Pb吸附动力学。结果表明,通过酯化改性去除部分羟基官能团后的根细胞壁对Pb^2+的吸附量相对降低了68.1%,其次为通过果胶酶改性去除部分果胶和通过甲基化改性去除部分氨基后的... 为探究类芦对Pb的耐性机制,采用对根细胞壁化学改性处理,测定Pb吸附动力学。结果表明,通过酯化改性去除部分羟基官能团后的根细胞壁对Pb^2+的吸附量相对降低了68.1%,其次为通过果胶酶改性去除部分果胶和通过甲基化改性去除部分氨基后的细胞壁,对Pb^2+的吸附量相对降低48.9%与41.1%。利用傅里叶红外光谱分析,再结合FTIR图可得出,果胶提供的羟基基团、纤维素和半纤维素提供的羧基基团以及细胞壁蛋白提供的氨基官能团都是类芦固定Pb^2+的重要位点。研究表明,细胞壁组分中的羟基、羧基和氨基可以提供Pb结合位点,特别是羟基官能团可以使细胞壁对Pb具有较高的吸附固定能力,这也是类芦能够抵御Pb胁迫的一种重要机制。 展开更多
关键词 类芦 铅 吸附 细胞壁 耐性机制
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铁氧化物影响下生物质炭对土壤细菌群落结构的影响 被引量：1
8
作者 李莹 夏丽丹 +2 位作者 包明琢 张燕林 周垂帆 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第1期115-124,共10页
为探究铁氧化物影响下不同制备方式获得的秸秆生物质炭(水热炭、裂解炭)对土壤细菌群落结构及组成的影响,以北方棕壤土为研究对象,分别添加铁氧化物、玉米秸秆及其制备产生的水热炭、裂解炭,进行为期120 d的室内培养试验.采用高通量测... 为探究铁氧化物影响下不同制备方式获得的秸秆生物质炭(水热炭、裂解炭)对土壤细菌群落结构及组成的影响,以北方棕壤土为研究对象,分别添加铁氧化物、玉米秸秆及其制备产生的水热炭、裂解炭,进行为期120 d的室内培养试验.采用高通量测序技术,通过测定不同处理下土壤细菌16S rDNA V3~V4区序列,分析生物质炭及其与铁氧化物交互施用对土壤细菌群落结构的影响.结果表明:施用裂解炭对细菌丰度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)无明显影响,对细菌群落结构的影响也较小;单独施用水热炭和玉米秸秆均显著降低了细菌的丰度和多样性(P<0.05),改变了土壤细菌群落结构,其中,施用水热炭后,土壤中变形菌门和放线菌门的相对丰度显著提高,而绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度显著下降,表明水热炭对土壤细菌产生一定的负面影响;相较于单独施用水热炭,铁氧化物与水热炭的混施则显著提高了细菌的丰度和多样性,利于绿弯菌门的生长,但显著降低了变形菌门的相对丰度,在一定程度上改良了土壤环境.因此,在施用水热炭的同时,建议添加铁氧化物以抵消水热炭对土壤理化性质的不利影响.冗余分析和相关性分析结果表明,NH~+_4-N含量是影响细菌群落丰度和多样性的主要因素,其他土壤理化性质也与细菌优势菌群之间具有显著相关性. 展开更多
关键词 水热炭 裂解炭 铁氧化物 细菌 群落结构
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RNA-Seq定量分析盐肤木对铅胁迫的响应 被引量：1
9
作者 夏丽丹 张虹 +2 位作者 胡华英 曹升 周垂帆 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1459-1467,共9页
为探究重金属污染地生态修复先锋植物——盐肤木对重金属胁迫的分子响应机制,设置3个铅胁迫水平(0、250、1000mg·kg^-1),应用Illumina HiSeqTM 2000进行盐肤木根系的转录组测序,并通过Gene Ontology(GO)与Pathway功能显著富集分析... 为探究重金属污染地生态修复先锋植物——盐肤木对重金属胁迫的分子响应机制,设置3个铅胁迫水平(0、250、1000mg·kg^-1),应用Illumina HiSeqTM 2000进行盐肤木根系的转录组测序,并通过Gene Ontology(GO)与Pathway功能显著富集分析方法,分析说明盐肤木响应不同铅胁迫水平下的差异表达基因。结果表明,盐肤木在遭受轻度铅胁迫时,主要有4类水解酶与2类磷酸酶相关基因显著富集,说明盐肤木主要通过调节细胞内水解酶与磷酸酶相关基因来抵御胁迫,而在重度铅胁迫下,主要有6类氧化还原酶相关基因出现显著富集,此时氧化还原酶相关基因起到主要调节作用;盐肤木在铅胁迫下细胞受损,在轻、重度铅胁迫下,分别有24、16类细胞相关基因显著富集,但其自身可通过调节细胞内细胞器、细胞质等相关的细胞运动以应对逆境;核糖体代谢通路是盐肤木适应铅胁迫的主要代谢通路。研究表明,核糖体相关基因是盐肤木响应铅胁迫的主要应答与调节基因。 展开更多
关键词 盐肤木 铅胁迫 核糖体 RNA-SEQ
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