GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的应用

目前土壤重金属高光谱反演模型大多忽视了重金属与光谱变量间相关关系的空间异质性,这与实际情况不相吻合,而地理权重回归（GWR）模型能有效地揭示变量间关系的空间异质性。本文以福州市土壤重金属Cd、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni为对象,构建土壤重金属预测的GWR高光谱模型,并将预测结果与普通最小二乘法回归（OLS）结果进行比较分析,探讨GWR模型在土壤重金属高光谱预测中的适用性及局限性。结果表明：① GWR模型在土壤重金属高光谱预测中适用与否取决于重金属对光谱变量影响的空间异质性程度：对于Cr、Cu、Zn、Pb等对光谱变量影响空间异质性大的元素,其GWR预测精度较OLS提高明显,表现为GWR模型的调节R²较OLS模型有了明显提高,分别为OLS模型的2.69倍、2.01倍、1.87倍和1.53倍;而AIC值以及残差平方和较OLS模型却明显降低,AIC值减少量均大于3个单位,残差平方和则仅分别为OLS模型的25.33%、30.09%、47.22%和86.84%;对于Cd和Ni等对光谱变量影响空间异质性小的元素,相较于OLS模型,GWR模型的调节R²分别提高了0.015和0.007,残差平方和分别减少了5.97%和4.18%,但AIC值却分别增加了2.737和2.762,GWR预测效果改善不明显;② 光谱变换可以有效增强土壤重金属的光谱特征,其中以光谱的倒数变换效果最好,而且该变换及其微分形式可以很好地提高模型的预测效果;③ GWR模型的应用前提是变量间关系的空间非平稳性,适合在与土壤光谱变量间关系具有显著空间异质性的重金属高光谱预测中推广。     

木荷天然林根系分解和养分释放及化学组成变化

运用尼龙网袋法,在福建建瓯万木林自然保护区木荷天然林里进行木荷根系（按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别）分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段.细根在0—360天内分解速度较快,3个径级干质量损失率分别达47.8%、57.2%、39.5%,在后期360—720天内分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中N、P浓度都呈现上升趋势;细根化学组成分析显示：不同径级细根的可萃取物浓度呈下降趋势、酸不溶性物质浓度呈上升趋势,酸溶性物质浓度变化平缓.相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物质量指标中的初始N、P养分浓度、可萃取物浓度之间存在显著正相关关系,而与初始的C/P、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P比呈显著负相关关系.     

土壤异养呼吸温度敏感性（Q10）的影响因子

首先对国内外土壤异养呼吸Q10的研究成果进行了全面的综合述评．影响土壤异养呼吸Q10的因子主要包括环境因子（主要是温度和湿度）、呼吸底物和土壤生物等．较多的研究表明土壤异养呼吸的Q10在低温时较高，高温时较低，但Q10也可随温度升高而增加，或随温度变化而保持稳定；通常土壤异养呼吸的Q10与土壤水分成正相关，但极端水分条件下（干旱胁迫或渍水）Q10较低；有限的研究表明呼吸底物和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响还具有很大的不确定性；调控土壤异养呼吸Q10的机理目前还不清楚．然后从温度、水分、呼吸底物、土壤微生物对土壤异养呼吸Q10的影响等方面对影响土壤异养呼吸温度敏感性的原因进行了深入的探讨，并提出未来应重点开展的研究：（1）加强不同尺度土壤异养呼吸Q10的影响因子及调控机理研究；（2）扩大土壤异养呼吸Q10的野外研究；（3）扩大热带、亚热带土壤异养呼吸Q10的研究；（4）深入探讨呼吸底物有效性和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响；（5）加强其他因子对土壤异养呼吸Q10影响的研究．     

侵蚀红壤植被恢复后土壤呼吸日动态及日呼吸速率测定方法比较

采用密闭室红外气体分析仪法（IRGA法）观测了中亚热带红壤侵蚀裸地植被恢复后不同季节土壤呼吸速率的日动态变化，并比较了IRGA法与碱吸收法（AA法）测定的土壤呼吸速率．结果表明：侵蚀裸地植被恢复后土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线，与土壤温度的昼夜变化基本一致，最高值一般出现在午后13：00～17：00，最低值出现在凌晨3：00～7：00；植被恢复显著提高了土壤日呼吸速率，但明显降低了土壤呼吸速率日变化幅度；马尾松林对土壤呼吸速率日变化幅度降低程度高于板栗园和百喜草地，且对夏季的降低程度影响最大．而IRGA法和AA法测定的土壤呼吸速率具有显著的幂函数关系，AA法测定的土壤呼吸速率为IRGA法的27．5％～218％，平均为76．2％．当土壤呼吸速率较低时，AA法比IRGA法高估了土壤呼吸速率；反之，AA法则低估了土壤呼吸速率．     

格氏栲自然保护区22种常见木本植物的生态策略

植物的生态策略是影响群落构建结果的重要因子。以三明格氏栲保护区22种常见木本植物作为研究对象,探讨该区典型植物的生态策略组成、变化规律以及与群落构建结果的一致性,为解释该区植被的演变过程、系统功能变化提供理论依据。结果显示:1)22种常见木本植物的生态策略可分为七类,分别为C/CSR、CS/CSR、S/CSR、CS、S/CS、CSR和SR策略,其中CS/CSR和S/CSR策略为主导策略,所占比例分别达到34.1%和32.3%; 2)两类主要的策略变化轴C/CSR-CS-S/CS和C/CSR-CS/CSR-S/CSR都表现为靠近C策略一端选择低构建成本快速收益,倾向于大比叶面积(SLA)与低叶干物质含量(LDMC)、单位面积碳(C_(area))、氮(N_(area))、磷(P_(area))含量的性状组合,靠近S策略一端的性状组合则相反,选择高构建成本缓慢收益;3)与群落建立相关的策略方案,22种植物的竞争能力(C)和压力忍耐能力(S)与物种相对重要值显著相关,相对重要值高的物种压力忍耐力(S)较强。这意味着生境过滤效应使物种聚集S策略可能有更大的生存机会。与C和S策略相比,SR/CSR倾向于维持更快的投资回报和繁殖回报。综上所述,本区植物存在多种经济权衡,但高构建成本缓慢收益的压力忍耐型物种有着更大的生存机遇。     

杉木人工林和水稻田土壤呼吸Q_(10)值的影响因素初探

通过实验室自然变温实验,利用LI-8100研究温度和培养时间对2种土地利用方式(杉木人工林和水稻田)的土壤呼吸温度敏感性的影响,培养时间为180 d.结果表明,指数模型较好地拟合了土壤呼吸速率与5 cm处土壤温度的关系,并且低温时段优于高温时段的拟合效果.土壤呼吸Q10值随5 cm处土壤温度的升高呈降低趋势,杉木人工林地土壤Q10值由3.18下降到1.40,而水稻田土壤Q10值则由2.97下降到1.51,且二者差异不显著(P>0.05),说明土地利用方式对土壤呼吸温度敏感性影响不大.回归分析表明,林地和水田的Q10值与培养时间均呈极显著的负相关关系,表明除温度外,Q10值的变化还与培养时间有关.     

福建南平安曹下老龄杉木群落生态特征

通过2 400 m2样地调查,研究福建南平溪后安曹下76年生杉木丰产林群落山坡和山洼部位的植物区系组成、群落外貌、多样性指数等群落生态特征,结果表明:老龄杉木群落物种组成丰富,共有维管束植物71科,119属,168种;蕨类植物种类比例大;种子植物属的分布区类型以泛热带成分占的比例最高(山坡和山洼部分分别为27.59%和34.55%),热带性分布成分占优势(山坡和山洼部分分别为70.11%和74.55%),体现了群落的中亚热带性质;各层次的多样性表现为:灌木层(包括幼苗幼树)>草本层>乔木层;坡位因子对老龄杉木群落生态特征产生一定的影响.     

土壤增温及降雨隔离对杉木幼林林下植被生物量的影响

据IPCC（2007）预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1-6.4℃,气候变暖导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,降雨量、降雨强度和降雨格局改变,高纬度地区降雨增加而亚热带地区降雨将减少。温度和水分是驱动生态系统过程最关键的2个因素,全球变暖及降雨格局的改变将显著影响陆地生态系统的结构与功能。森林生态系统作为陆地生态系统的一个重要组成部分,其林下植被在维持森林生态系统多样性、生态功能稳定性、森林生态系统营养元素的积累和循环、水土涵养、持续生态系统生产力以及森林演替和发展、森林碳汇储量等方面具有独特的功能和作用.     

水分对米槠天然林土壤有机碳矿化和微生物群落的影响

通过室内设置30%~80%WHC(Water holding capacity,土壤持水量,WHC)土壤含水量水平,研究土壤含水量变化对亚热带米槠天然林土壤有机碳矿化和微生物群落的影响。试验包括3种处理,处理1:干湿交替处理(30%~80%WHC交替);处理2:恒干处理(30%WHC);处理3:恒湿处理(80%WHC)。研究结果表明:1)整个培养过程,CO2排放速率均呈现波动式下降。湿润期CO2累积量显著高于干旱期CO2累积量,并且随着交替次数的增加,湿润期与干旱期CO2累积值之差逐渐增大。2)采用因子分析法得出干湿交替并不影响土壤真菌和革兰氏阳性菌群落结构,但对土壤放线菌和革兰氏阴性菌的群落有较大影响。     

百喜草治理对退化红壤生态系统碳库及分配的影响

侵蚀退化红壤植被恢复后生态系统碳库变化的研究对全面认识生态恢复的作用以及碳汇经营具有重要意义．试验地位于福建省长汀县河田镇,本文以采用种植百喜草治理侵蚀退化地上典型“小老头”马尾松林（百喜草治理地）为对象,以相邻的未治理地为对照,研究生态系统及其各个分室碳库的变化．结果表明：侵蚀地种植百喜草治理后生态系统、乔木层及土壤层碳库均显著（P〈0．05）或极显著（P〈0．01）高于对照地,分别是对照的2．32倍、5．23倍和1．81倍．乔木层各器官碳贮量均显著高于对照地（P〈0．05）,其中树干碳贮量增量最大．与对照地土壤相比,表层0—20em土壤碳贮量增量高达5．84t·hm^-2,同时土壤深层（20～100cm）碳库增量（6．04t·hm^-2）与其相当．对照地的土壤碳库占生态系统碳库的比例为70．88％,而百喜草治理地的土壤碳库所占比例下降至55．28％,表明侵蚀地种植百喜草治理后生态系统碳库分配趋于合理．因此,从森林碳汇与可持续经营角度出发,种植百喜革治理侵蚀退化红壤是一项可行有效的措施．