刘峰
- 作品数：11 被引量：58H指数：4
- 供职机构：中国科学院武汉植物园更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金科技基础性工作专项中国科学院“百人计划”更多>>
- 相关领域：农业科学生物学天文地球水利工程更多>>
- 外源碳输入对中亚热带森林深层土壤碳矿化和微生物决策群落的影响被引量：18
- 2016年
- 在陆地生态系统中,深层土壤是重要的有机碳库.外源碳输入可改变土壤有机碳(SOC)矿化速率(激发效应),进而影响土壤碳排放.然而深层土壤对外源碳输入的响应程度和方向如何还不清楚,引起激发效应的机理尚不明确.本文利用13C标记葡萄糖添加试验,分析亚热带森林不同层次SOC矿化的激发作用,并通过微生物决策群落(r-K策略者)的相对变化来探讨激发效应的机理.结果表明:深层土壤矿化速率显著低于表层土壤,添加标记葡萄糖后能增加所有层次土壤原有SOC的矿化(正激发效应),但是深层土壤的激发效应强度(156%)显著高于表层土壤(45%).葡萄糖添加显著降低了各层次土壤微生物的最大比生长速率,表明r策略者相对比例下降而K策略者相对比例增加.推测SOC矿化的正激发效应主要由K策略者的相对比例变化引起.此外,葡萄糖添加后可溶性有机碳和可溶性氮的比值在深层土壤中(76.03)显著高于表层土壤(13.00),暗示深层土壤存在更为强烈的氮限制作用.深层土壤微生物为获取氮源,可能会加剧对原有SOC的矿化,进而产生更强烈的激发效应.深层土壤SOC矿化受碳源和氮源的限制,更容易受外源碳输入的影响,对未来气候变化也更敏感.
- 廖畅田秋香汪东亚曲来叶吴宇刘峰
- 关键词：比生长速率
- 基于高光谱分析的淫羊藿药用成分快速检测研究被引量：3
- 2022年
- 中药材淫羊藿富含朝霍定和淫羊藿苷等黄酮类化合物,具有滋阴补肾、提高免疫力等功效,有较大的药用价值。当前,面对生产及育种过程中批量样品快速、无损检测需求的增加,传统的化学分析方法难以满足需要,而高效、廉价的现代高光谱分析技术备受青睐。但受制于光谱数据谱峰重叠及噪声的干扰,全波段光谱分析建模存在模型精度不高和运行效率低的问题。利用便携式地物光谱仪器获取淫羊藿可见-近红外光谱数据,借助遗传算法(GA)特征波段选择方法剔除无关波段,并与偏最小二乘回归(PLSR)分析建模技术结合,构建淫羊藿药用组分(朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷)高光谱GA-PLSR校正模型,探讨淫羊藿药用组分含量高效分析预测的可行性,并挖掘获取淫羊藿品质鉴定的重要光谱响应波段。结果表明:高光谱分析结合化学计量学在淫羊藿有效药用组分的快速无损检测方面具有相当大的潜力。与全波段PLS R校正模型相比,通过GA迭代优化,参与建模的有效光谱数据得到简化,GA-PLSR模型的测量精度和稳定性得到明显提升。主要表现在交叉验证的决定系数(R^(2)CV)得到明显提高,交叉验证的均方根误差(RMSE_(CV))普遍降低。其中,四种药用组分校正模型的R^(2)CV分别从0.645,0.720,0.718和0.642提升为0.671,0.835,0.782和0.796;同时,其对应的RMSE_(CV)值分别由2.102,2.896,21.069和1.221降为2.071,2.230,18.656和0.912。此外,明确了红边波段690~740 nm以及420 nm附近波段为淫羊藿药用组分朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷光谱鉴别分析的重要响应波段。该研究为高光谱技术淫羊藿品质准确高效鉴定和光谱传感器的波段设计提供一定的理论依据。
- 姜庆虎刘峰于东悦罗惠梁琼张燕君
- 关键词：淫羊藿遗传算法偏最小二乘回归
- 中亚热带森林典型常绿与落叶植物群落土壤碳氮空间分布格局
- 李乾玺刘峰
- 关键词：植物群落土壤有机碳
- 丹江口库区土壤侵蚀对土地利用变化的响应被引量：15
- 2017年
- [目的]探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应,为库区土壤侵蚀的防治提供借鉴性意见,从而为制定保障丹江口水质安全的措施提供科学支持。[方法]利用遥感影像解译的土地利用类型(2002—2013年),分析丹江口库区土地利用变化,同时利用修正的土壤流失模型RUSLE对土壤侵蚀量进行模拟分析,探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应。[结果]丹江口库区在2002—2013年期间主要的土地利用变化集中在林地、耕地、灌草地之间的转移以及建设用地的扩张,具体表现为林地面积扩大了13.72%,耕地面积小幅增加了5.76%,而灌草地面积大幅减少了37.61%,建设用地增长了2.40倍。丹江口库区2002,2008,2013年均以微度侵蚀占主导。库区土壤的整体侵蚀强度减轻,但土壤侵蚀在城市扩张地区增加明显。[结论]丹江口库区的土地利用变化及土壤侵蚀强度的改变主要受退耕还林、天然林保护等政策措施和城市扩张的影响。库区的土壤侵蚀程度在总体上具有降低的趋势,但在城镇化区域,土壤侵蚀状况急剧恶化。
- 章影廖畅姜庆虎刘峰
- 关键词：土地利用RUSLE模型土壤侵蚀丹江口库区城镇化
- 叶片凋落物分解的主场优势研究进展
- 2023年
- 凋落物在原生生境(“主场”)中比在非原生生境(“客场”)中分解得更快的现象被称为凋落物分解的“主场优势”。探究凋落物分解的主场优势的主要影响因素及驱动机制对预测植物养分的归还过程和生态系统碳收支有重要意义。该文主要从主场优势的计算方法、影响因素及驱动机制出发,综述了近年来凋落物分解的主场优势的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。度量凋落物分解的主场优势有4种常见的计算方法,其中采用线性模型计算主场优势在当前最为合适。凋落物质量(化学成分等)、土壤微生物群落结构是影响凋落物分解的主场优势的主要因素,土壤动物、气候条件、分解时间、植物生活型及生长型也能改变主场优势的强度。凋落物之间质量差异越大,产生的主场优势越大。土壤微生物群落驱动着凋落物分解的主场优势,但其作用时常受到动物的干扰及气候的制约。此外,带有叶际微生物的凋落物比去除了叶际微生物的凋落物有更强的主场优势。凋落物化学性质趋同假说、分解者控制假说及凋落物质量与环境相互作用假说是解释主场优势产生的主要假说,但它们均有不足之处。该文认为凋落物和土壤微生物的协同作用可能是产生和驱动主场优势的主要机制。当前的研究存在着各因素对主场优势的影响探究不够深入、关注的生态系统类型较为单一等问题,在未来的研究中需要进一步深入探究各因素对主场优势效应的影响及其相对贡献,关注更多不同的生态系统类型,从而增强对主场优势相关机制的理解。
- 赵小祥朱彬彬田秋香林巧玲陈龙刘峰
- 关键词：凋落物分解主场优势土壤微生物气候条件
- 丹江口库区小流域土壤磁化率变异特征及影响因素研究被引量：2
- 2020年
- 土壤磁化率是表征土壤侵蚀特征的重要指标。本文以丹江口库区五龙池流域土壤为研究对象,沿坡位选取18个条带共采集85个表层(0~10 cm)土壤样品,通过对不同土地利用类型及景观位置的土壤磁化率分析以及与粒度关联分析,揭示小流域土壤磁化率变异特征并评估其影响因素。结果表明:1)土壤质量磁化率、频率磁化率平均含量分别为34.4×10^-8m^3/kg、9.69%,二者均呈中等的空间自相关,其值分别为0.59、0.51;2)不同土地利用类型中,土壤磁化率差异显著,其中质量磁化率为坡耕地>梯田>灌木林地>用材林地;频率磁化率为坡耕地>梯田>用材林地>灌木林地;不同景观位置上,土壤磁化率坡顶最低,中部最高,坡底居中;3)土壤磁化率与黏粒、粉粒含量存在显著正相关关系,与砂粒含量呈显著负相关关系。研究结果为间接监测流域土壤迁移与环境演变过程提供了依据,增加对流域内生源元素伴随土壤侵蚀迁移的演变历史和过程的理解,对于保护库区水环境和生态安全有重要意义。
- 刘洋梅嘉洺李仪唐亚男贺美姜庆虎刘峰
- 关键词：土壤磁化率影响因素丹江口库区
- 高光谱技术——生态学领域研究的新方法被引量：12
- 2015年
- 高光谱技术是一种新的地物探测技术,该技术以其敏锐的地物光谱特征探测能力为精准识别地物属性提供了强有力的手段,在生态系统过程与属性研究中具有广阔的应用前景。该文以可见光-近红外光谱分析技术为例概述了高光谱技术的原理、特点与优势,以及高光谱技术分析的流程;总结并归纳了其在土壤、植物生理、农产品品质检测、凋落物分解方面的研究应用,指出高光谱技术与遥感成像技术结合在生态监测研究中的优势;归纳了高光谱技术应用中面临的问题,并希望高光谱技术在生态学领域研究中得到更广泛的应用。
- 姜庆虎童芳余明珠章影廖畅刘峰
- 关键词：生态监测信息提取参数反演
- 贡嘎山树线过渡带土壤有机碳矿化和温度敏感性
- 2023年
- 树线过渡带作为高山地区重要的生态过渡带之一,是响应温度变化的敏感区域。树线过渡带内土壤碳储量丰富,其碳周转在全球碳循环方面扮演着重要角色。探究树线过渡带土壤有机碳矿化及其温度敏感性,对于预测气候变化背景下高山地区土壤碳循环过程具有重要的指导意义。为此以青藏高原东南部贡嘎山树线过渡带(森林、树线、灌丛)的土壤为对象,在室内开展90 d不同温度(15℃和20℃)的培养实验,测定土壤有机碳矿化速率,计算单位土壤有机碳累积矿化量、温度敏感性,并分析影响它们的相关因素。结果表明:土壤有机碳矿化速率受温度和样地类型的显著影响。升温显著增加土壤有机碳矿化速率,而不同样地类型间矿化速率差异显著,矿化速率大小表现为森林>树线>灌丛。本研究用单位土壤有机碳累积矿化量表征土壤有机碳的稳定性,经90 d的培养,15℃下树线过渡带从森林、树线到灌丛单位土壤有机碳累积矿化量分别为12.33 mg/g、12.99 mg/g和10.53 mg/g,20℃下则分别为19.16 mg/g、21.14 mg/g和16.26 mg/g,灌丛土壤单位土壤有机碳累积矿化量显著低于森林和树线土壤,这表明灌丛土壤具备更高的稳定性。单位土壤有机碳累积矿化量与土壤颗粒有机碳占比呈显著正相关关系,与土壤矿物结合有机碳占比呈显著负相关,但与酸解性碳组分无显著相关关系,说明土壤有机碳与矿物结合形成的化学保护作用显著影响贡嘎山树线过渡带土壤有机碳稳定性。树线过渡带土壤有机碳矿化的温度敏感性系数Q_(10)为2.45±0.25,表现出较高的温度敏感性。相关性分析结果表明土壤pH值和C:N是影响树线过渡带土壤温度敏感性大小的主要因素,而树线过渡带内相似的土壤pH值和C:N可能是导致不同样地类型间Q_(10)值无显著差异的重要原因。
- 郑娇李东袁旭东赵小祥刘峰田秋香
- 关键词：土壤有机碳温度敏感性
- 旬河流域景观格局变化对泥沙输出的影响被引量：6
- 2020年
- 为探究河流输沙量对景观格局变化的响应,以旬河流域为研究区,选取旬河上、中、下游12个典型流域,借助SWAT模型对各支流泥沙进行了模拟分析;在此基础上,通过1995年和2015年遥感影像解译及景观指数分析,探究流域内部景观格局变化及其与河流输沙量的关系。结果表明:SWAT在径流、泥沙模拟过程中,率定期和验证期的决定系数(R2)均大于0.75,Nash-Sutteliffe系数(Ens)为0.74~0.85,模型的适用性良好。通过遥感影像解译,旬河流域土地利用类型主要以林地和农用地为主。受"退耕还林还草"和"植树造林"等植被恢复措施的影响,2015年流域景观的优势化程度比1995年显著加深,景观类型之间的连通性趋于优良,斑块分布更加集中,景观格局朝着单一化方向发展,导致河流输沙量显著降低。其中,景观水平上的景观分离度指数(DIVISION)和类型水平上水体的斑块密度指数(PD5)对输沙量解释度最大。此外,相较于景观水平,以类型水平指数表征对输沙量的解释度,拟合效果优良。该研究可为旬河流域水土流失治理及减缓土壤侵蚀等方面提供一定的科学依据。
- 梅嘉洺刘洋岳朋芸李东姜庆虎刘峰
- 关键词：土壤侵蚀SWAT模型植被恢复
- 贡嘎山树线过渡带土壤胞外酶活性及其化学计量比特征被引量：2
- 2022年
- 土壤胞外酶及其化学计量比是反映土壤养分可用性和微生物底物限制的敏感指标。然而,对全球变化敏感的高山树线过渡带土壤酶活性和化学计量比的变化特征及其关键驱动因素仍不清楚。该研究在青藏高原东南部的川西贡嘎山高山树线过渡带(森林、树线、灌丛)进行土壤采样,测定了树线过渡带土壤中5种水解酶(β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维素二糖水解酶(CBH)、木聚糖水解酶(XYL)、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP))和2种氧化酶(多酚氧化酶(POX)、过氧化氢酶(CAT))的活性,并计算土壤胞外酶活性化学计量比(碳、氮(N)酶活性比和碳质量指数)。结果表明:灌丛土壤LAP、POX、CAT活性显著低于树线和森林土壤,XYL活性在树线最低,其他胞外酶活性在树线过渡带不同位置差异不显著。灌丛土壤lnBG/lnLAP显著高于森林和树线处土壤,lnBG/ln(NAG+LAP)在树线过渡带没有显著变化,碳质量指数在树线处最高。非度量多维尺度分析表明,土壤有机碳、全氮、硝态氮含量和植物叶片木质素:N是影响树线过渡带土壤酶活性差异的主要因素,植物叶片碳氮比、木质素:N和土壤可溶性氮含量是影响树线过渡带土壤胞外酶活性化学计量比差异的主要因素。综上所述,贡嘎山地区的部分土壤酶活性及其化学计量比沿树线过渡带会发生明显的变化,这种变化可能是由不同植物类型下微生物群落差异导致。这表明,未来气候变化引起的树线迁移可能会改变胞外酶活性进而影响土壤养分循环。
- 李东田秋香赵小祥林巧玲岳朋芸姜庆虎刘峰
- 关键词：胞外酶活性植被类型
