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生态学报 2024年第2期44卷 662-675页

作者：凌晓丹王罗其赵科理傅伟军叶正钱丁立忠浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室杭州311300 临安区农林技术推广中心杭州311300

土壤氮磷钾是土壤肥力管理的重要元素,是植物生长的必要养分元素。对土壤氮磷钾的空间分布进行特征解译,可为精准管理临安山核桃产区林地土壤肥力,促进山核桃林产业可持续发展提供理论依据。研究以临安山核桃主产区为研究区域,利用随机... 详细信息

土壤氮磷钾是土壤肥力管理的重要元素,是植物生长的必要养分元素。对土壤氮磷钾的空间分布进行特征解译,可为精准管理临安山核桃产区林地土壤肥力,促进山核桃林产业可持续发展提供理论依据。研究以临安山核桃主产区为研究区域,利用随机森林(RF)、普通克里格(OK)和Shapley加性解释(SHAP)方法,结合地形因子、气候因子、土壤因子、遥感因子等环境变量,对山核桃林地土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)的空间分布特征进行分析。研究结果表明:相比于OK模型,基于环境协变量所构建的RF模型对AN、AP和AK含量空间分布预测表现最佳,R^(2)分别为0.68、0.60和0.64,均方根误差(RMSE)分别为20.005、10.287和22.426,平均绝对误差(MAE)分别为15.425、7.709和21.628。RF模型SHAP分析显示,AN和AK含量分布主要受土壤有机质(SOM)的影响,并且SOM与AN和AK存在正相关性;AP主要受pH的影响,其次为色调指数,AP与pH和色调指数均具有负相关性;AK和AP同时受到海拔和坡向的影响。两种模型预测的氮磷钾空间分布趋势总体相似,不同速效养分存在明显的空间异质性。碱解氮高值区域主要分布于研究区东部;有效磷高值区域主要分布于研究区西部,但分散度高;速效钾高值区域则主要分布于研究区中部。总体而言,基于随机森林模型可以高精度模拟山核桃林地土壤氮磷钾含量空间分布特征,并依据主要环境协变量对土壤氮磷钾的影响关系,提出相应改良措施。在有效磷含量低值区域可以施用石灰来缓解土壤酸化,同时补追磷肥;碱解氮含量高值区域可以合理减少氮肥施用;速效钾含量低值区域合理施加钾肥;对于海拔较高及迎风坡多降雨的区域,可以构建林下高效水土保持植被,减轻水土流失;在林地施用有机肥料,改善土壤理化性质,增加土壤养分含量。

关键词：山核桃林地随机森林 Shapley加性解释速效养分

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基于地理信息系统和遥感技术的山核桃产区林地土壤质量退化评价

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第2期48卷 216-226页

作者：王罗其傅伟军叶正钱马闪闪丁立忠赵科理浙江省土壤污染生物修复重点实验室(浙江农林大学) 杭州311300 浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室(浙江农林大学) 杭州311300 临安区农林技术推广中心杭州311300

为全面提升山核桃林地土壤质量的整体水平,促进山核桃产业可持续健康发展,本研究以浙江临安典型山核桃产区为研究区,以植被覆盖度、坡度、土壤肥力和土壤污染情况作为土壤退化评价指标,采用模糊逻辑综合评价方法结合地理信息系统(geogra... 详细信息

为全面提升山核桃林地土壤质量的整体水平,促进山核桃产业可持续健康发展,本研究以浙江临安典型山核桃产区为研究区,以植被覆盖度、坡度、土壤肥力和土壤污染情况作为土壤退化评价指标,采用模糊逻辑综合评价方法结合地理信息系统(geographic informationsystem,GIS)、全球定位系统(global positioningsystem,GPS)、遥感(remote sensing,RS)的“3S”技术,进行林地土壤质量退化程度的空间分析,并提出相应管理意见。结果表明:研究区林地土壤肥力以中度退化为主,仅有1.65%的区域处在高度退化状态,主要集中于龙岗镇北部和清凉峰镇西南部;林地土壤污染整体处于较低水平,仅有6.35%的区域处于中高度以上污染退化水平,主要集中于岛石镇和湍口镇;山核桃林地土壤综合退化程度主要以中低度退化为主,占林地面积的66.50%,高度退化、中高度退化、中度退化和低度退化区域分别占林地面积的0.15%、2.44%、27.45%和3.46%,其中高度退化林地主要分布在清凉峰镇西南部和龙岗镇西部。本研究结果将为山核桃林地土壤质量提升和山核桃产业可持续发展提供理论依据。

关键词：土壤质量退化山核桃空间异质性模糊综合评价

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基于Copula密度函数的毛竹胸径年龄结构特征二元联合分布

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林业科学 2021年第11期57卷 94-104页

作者：刘恩斌姚鸿文任泽茜周国模杜华强浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 伦敦大学学院地理系伦敦WC1E6BT 浙江省森林资源监测中心杭州310020

【目的】针对森林结构特征因子常用二元联合分布研究方法存在的缺陷,选择适用条件低、适应范围广、应用价值大的二元Copula分布(密度)函数构建毛竹胸径年龄二元联合分布模型,为精确测量森林结构特征因子联合分布提供参考。【方法】选取... 详细信息

【目的】针对森林结构特征因子常用二元联合分布研究方法存在的缺陷,选择适用条件低、适应范围广、应用价值大的二元Copula分布(密度)函数构建毛竹胸径年龄二元联合分布模型,为精确测量森林结构特征因子联合分布提供参考。【方法】选取5种常用二元Copula密度函数、二元Sbb密度函数和二元Weibull分布函数对2009年浙江省177块毛竹连续清查固定样地的胸径年龄二元联合分布进行描述,对比分析各函数的测量精度;经二维频数直方图和AIC评定,选择胸径年龄最优二元Copula密度函数,并在此基础上构建浙江省毛竹胸径年龄二元Copula联合分布模型,采用柯尔莫哥洛夫检验各分布(密度)函数的拟合优度。【结果】二元Weibull分布函数的确定系数(R2)=0.9901,二元Sbb密度函数的R2=0.7362,二元Gumbel Copula密度函数的R2=0.9841、AIC=19.5196,为5种常用二元Copula密度函数中AIC最小的函数;二元Gumbel Copula密度函数、二元Weibull分布函数和二元Sbb密度函数累计值的最大偏差分别为0.0158、0.0070和0.0781,在0.05显著性水平下的阈值为0.1798。【结论】二元Gumbel Copula密度函数为测量毛竹胸径年龄联合分布的最优Copula密度函数;二元Weibull分布函数的测量精度最高,但参数比二元Copula密度分布(密度)函数多,迭代参数没有二元Copula密度(分布)函数易收敛,二元Sbb密度函数的测量精度最低;毛竹胸径年龄联合分布均服从3种分布;二元Copula分布(密度)函数适合于胸径年龄的任意边缘分布,即不需要确定边缘分布函数类型;二元Copula分布(密度)函数参数拟合不需要胸径年龄联合分布数据,只有胸径年龄边缘分布值时,应用二元Copula分布(密度)函数可得到相应的胸径年龄联合密度值,二元Copula分布(密度)函数比常用二元分布(密度)函数的适用条件低、适应范围广、应用价值大。

关键词：毛竹二元分布 Copula密度函数生物量胸径年龄结构特征

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毛竹林地上生物量与胸径的分形关系

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浙江农林大学学报 2013年第3期30卷 319-324页

作者：商珍珍周国模杜华强浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300

竹林是中国亚热带地区的特殊林分,具有巨大的生物量和碳储量,在区域生态系统中占有重要的地位。以毛竹Phyllostachys edulis为例,利用分形理论研究了毛竹地上生物量与胸径的分形关系。研究结果表明:毛竹地上生物量与胸径存在分形特征,... 详细信息

竹林是中国亚热带地区的特殊林分,具有巨大的生物量和碳储量,在区域生态系统中占有重要的地位。以毛竹Phyllostachys edulis为例,利用分形理论研究了毛竹地上生物量与胸径的分形关系。研究结果表明:毛竹地上生物量与胸径存在分形特征,在生物量空间分布和累积上符合自相似特性,分形维数越大,生物量空间增加越快,且按指数函数规律增长,空间增长率为1.047 9;在年龄动态方面,分形维数定量描述了不同度数毛竹生物量在空间上动态平衡关系,1度、2度和3度毛竹地上生物量在空间分布和累积上没有差异,基本上遵循分形维数为1.93的规律,接近按2维数方式的变化。

关键词：森林测计学毛竹地上生物量胸径分形维数

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新疆木垒胡杨林区三种林分土壤真菌群落特征

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生态学杂志 2017年第3期36卷 623-630页

作者：梁雪李永春陈相君李永夫陈俊辉徐秋芳浙江农林大学环境与资源学院/浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室/亚热带森林培育国家重点实验室培育基地浙江临安311300

采用T-RFLP、荧光定量PCR以及平板分离与鉴定等技术,分析了新疆木垒胡杨林区内胡杨过熟林、胡杨衰亡林及柽柳等植被下土壤真菌群落特征及其影响因素。结果表明:真菌群落结构差异在胡杨过熟林与柽柳之间最为明显,其次是胡杨过熟林与胡杨... 详细信息

采用T-RFLP、荧光定量PCR以及平板分离与鉴定等技术,分析了新疆木垒胡杨林区内胡杨过熟林、胡杨衰亡林及柽柳等植被下土壤真菌群落特征及其影响因素。结果表明:真菌群落结构差异在胡杨过熟林与柽柳之间最为明显,其次是胡杨过熟林与胡杨衰亡林;胡杨衰亡林、胡杨过熟林、柽柳分别具有最高的真菌丰富度指数、优势度指数和均匀度指数。3种林分土壤真菌数量在6.07×10~5~1.87×106copies·g^(-1)干土,胡杨过熟林土壤真菌数量显著高于胡杨衰亡林和柽柳。真菌丰富度、均匀度指数与pH呈正相关,优势度指数和真菌数量则与pH呈负相关。土壤pH显著影响了真菌的群落结构,其中胡杨衰亡林主要受pH和碳氮比的影响,而柽柳林受全氮的影响较大。上述结果表明:土壤真菌群落结构、多样性指数及数量在不同林分类型间存在明显差异,pH是影响真菌群落特征的关键因子。

关键词：胡杨柽柳土壤真菌群落特征

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基于序列高斯协同模拟的多尺度区域森林碳密度空间分布估计

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西南林业大学学报（自然科学） 2015年第2期35卷 55-62页

作者：沈高云张茂震浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300

以浙江省仙居县为例,基于2008年全县森林资源清查样地数据和2007年2月获取的Landsat TM影像数据,采用序列高斯协同模拟方法,分别在30 m×30 m和270 m×270 m空间分辨率水平上模拟森林地上部分碳密度及其分布,并对模拟结果进行... 详细信息

以浙江省仙居县为例,基于2008年全县森林资源清查样地数据和2007年2月获取的Landsat TM影像数据,采用序列高斯协同模拟方法,分别在30 m×30 m和270 m×270 m空间分辨率水平上模拟森林地上部分碳密度及其分布,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:仙居县森林地上碳密度分布具有空间连续变异性,四周为高碳密度有林地集中区,中间大部分为低碳密度无林地集中区,抽样估计研究区域地上森林碳储量为5 283 789.63 Mg。基于30 m×30 m分辨率的序列高斯协同模拟结果为5 692 875.69 Mg,模型确定系数为0.620 3;对比270 m×270 m像元大小基础上估计得到的森林碳储量5 030 871.79 Mg,模型确定系数0.238 3,小尺度上估计的碳储量总量更多,碳密度分布范围更广,模型精度更高。序列高斯协同模拟考虑了森林碳密度空间分布的差异性,模拟结果接近地面样地估计值,碳密度分布范围合理,能够很好地反映碳分布空间的连续变异性。

关键词：碳储量碳密度碳分布序列高斯协同模拟多尺度

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长期粗放经营毛竹林土壤微生物群落演变特征

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林业科学研究 2017年第2期30卷 285-292页

作者：牛利敏苗倞婧彭定聪徐秋芳邬奇峰秦华浙江农林大学环境与资源学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江省临安市农业技术推广中心浙江临安311300

[目的]通过分析土壤微生物生物量及群落结构的演变趋势,筛选影响土壤微生物群落的关键环境因子,揭示土壤微生物群落对毛竹林长期粗放经营的响应机理。[方法]选取不同粗放经营年限(5 a、9 a、15 a、18 a)毛竹林,以天然马尾松林(Masson pi... 详细信息

[目的]通过分析土壤微生物生物量及群落结构的演变趋势,筛选影响土壤微生物群落的关键环境因子,揭示土壤微生物群落对毛竹林长期粗放经营的响应机理。[方法]选取不同粗放经营年限(5 a、9 a、15 a、18 a)毛竹林,以天然马尾松林(Masson pine,MP)作为对照,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFA)分析方法表征土壤微生物量及群落结构。[结果]结果表明,毛竹林土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、放线菌等PLFA含量均显著低于马尾松林(P<0.05),但不同经营年限毛竹林之间没有显著差异。土壤碱解氮及有效磷含量对土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、原生动物等PLFA含量影响显著(P<0.05),而土壤碱解氮、p H值以及有机质含量对放线菌PLFA含量影响显著(P<0.05)。长期粗放经营过程中毛竹林土壤微生物丰富度及多样性均呈逐渐下降趋势。非度量多维尺度转换排序(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析结果表明,毛竹林土壤微生物群落结构与马尾松林有明显区分(R=0.388 1,P=0.009)。土壤含水量、碱解氮、有效磷以及p H值合计解释了90.28%的微生物群落结构变异量,其中土壤含水量、碱解氮、有效磷贡献显著(P<0.05)。[结论]长期粗放经营降低了毛竹林土壤微生物量,改变了群落结构,其生态风险还有待于进一步评估。

关键词：毛竹粗放经营土壤微生物磷脂脂肪酸

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添加竹炭对土壤化学性质和重金属有效性及水稻生长的影响

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浙江农业学报 2014年第2期26卷 439-443页

作者：宿贤超胡杨勇赵薇叶正钱浙江农林大学资源与环境学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室

采用盆栽试验,研究竹炭对水稻生长、土壤理化性状及土壤重金属有效性的影响。设2种竹炭粒径(2.00 mm,0.25 mm)和4个施用量(0,5,10和20 g·kg-1)处理。结果表明,水稻总干物质重随着竹炭施用量的增加而增加,但未受到竹炭粒径的显著影... 详细信息

采用盆栽试验,研究竹炭对水稻生长、土壤理化性状及土壤重金属有效性的影响。设2种竹炭粒径(2.00 mm,0.25 mm)和4个施用量(0,5,10和20 g·kg-1)处理。结果表明,水稻总干物质重随着竹炭施用量的增加而增加,但未受到竹炭粒径的显著影响;竹炭对水稻产量的促进作用主要通过增加穗数和穗粒数;添加竹炭有利于土壤pH趋于中性和有机质的积累,能够显著降低了土壤速效N,P,K含量;施用5 g·kg-1的竹炭即可显著提高土壤中Pb,Zn,Cu,Cd的活性;在合理的竹炭施用量和粒径条件下(10 g·kg-1,0.25 mm),米粒中Cd含量呈现下降的趋势。

关键词：竹炭土壤重金属水稻

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模拟酸雨对我国亚热带毛竹林土壤呼吸及微生物多样性的影响

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生态学报 2020年第10期40卷 3420-3430页

作者：王楠潘小承白尚斌东北林业大学林学院哈尔滨150040 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室杭州311300

酸沉降造成的土壤持续酸化对毛竹林生态系统碳循环具有重要的影响,为量化酸沉降我国亚热带毛竹林土壤的影响,于2016年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区毛竹林持续开展了2年野外模拟酸雨淋溶土壤实验,设置pH 4.0(T1)和pH 2.0(T2)... 详细信息

酸沉降造成的土壤持续酸化对毛竹林生态系统碳循环具有重要的影响,为量化酸沉降我国亚热带毛竹林土壤的影响,于2016年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区毛竹林持续开展了2年野外模拟酸雨淋溶土壤实验,设置pH 4.0(T1)和pH 2.0(T2)两个模拟酸雨处理,以pH 5.8天然湖水为对照(CK),分析酸雨作用下土壤CO2排放及土壤微生物多样性的变化趋势,并明确毛竹林土壤呼吸、土壤微生物及土壤理化性质三者之间的关系。结果表明:土壤呼吸速率在酸雨作用下经过缓冲期后呈现先促进后抑制的变化,作用强度表现为:T2>T1。不同处理的土壤呼吸对温度的敏感性由高到低依次是:T2、CK、T1。PCR-DGGE分析表明,模拟酸雨改变了土壤微生物菌群结构,T2处理抑制了土壤细菌的多样性和丰富度,而T1处理对土壤真菌多样性和丰富度具有促进作用。土壤pH值、有效钾、可溶有机碳、微生物量碳、碱解氮和有效磷对土壤微生物群落结构及土壤呼吸具有显著的影响(P<0.05)。综上所述,模拟酸雨能够显著抑制毛竹林的土壤呼吸,并改变土壤微生物群落结构及多样性,这些结果为进一步研究毛竹林土壤生态系统对环境问题响应机制提供理论基础。

关键词：毛竹模拟酸雨土壤呼吸土壤温度微生物多样性

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天目山针阔混交林中枫香的结构特征

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浙江农林大学学报 2012年第6期29卷 867-874页

作者：张志华韦新良汤孟平骆文建王敬浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300

为全面掌握天目山国家级自然保护区针阔混交林中的枫香Liquidambar formosana结构特征,在全面清查基础上设置10个标准地进行林分调查。分析枫香胸径、树高、冠幅结构规律,并运用Weibull分布密度函数分别做拟合对比;利用单株生物量模型... 详细信息

为全面掌握天目山国家级自然保护区针阔混交林中的枫香Liquidambar formosana结构特征,在全面清查基础上设置10个标准地进行林分调查。分析枫香胸径、树高、冠幅结构规律,并运用Weibull分布密度函数分别做拟合对比;利用单株生物量模型测算枫香各径阶、各部分生物量,分析生物量结构;同时研究枫香密度及空间分布格局等结构特征。结果表明:枫香的胸径、树高、冠幅结构符合森林经营的目标,Weibull分布密度函数拟合结果基本符合枫香胸径、树高、冠幅结构规律;树干、树根生物量占枫香总体生物量的91.4%,各径阶枫香生物量总体分布不均匀,树干和树根生物量分布曲线起伏较为接近,各径阶树冠生物量分布较为均匀;各标准地枫香株数密度变动系数为0.625,枫香分布地域差异性较大;各标准地角尺度均值大于0.517,种群内部呈聚集分布。

关键词：森林生态学枫香结构生物量株数密度分布格局天目山

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