方长明
- 作品数：19 被引量：269H指数：8
- 供职机构：复旦大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程天文地球更多>>
- 互花米草入侵对长江河口湿地CH_4排放的影响被引量：12
- 2018年
- 为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地CH_4排放的影响以及入侵至不同潮位对CH_4排放影响程度的差异及其可能机制,采用邻近互花米草与土著植物群落相配对的试验设计,在长江口东滩湿地的高潮滩和低潮滩各设置1条样线.结果表明,与土著植物相比,互花米草入侵显著增加了长江河口湿地的植物生物量,显著增加了土壤含水量、土壤有机碳含量、总氮含量、微生物碳和氮含量.高潮滩互花米草群落年均CH_4排放强度为(0.68±0.08)mg/(m^2·h),显著高于芦苇群落(0.21±0.01)mg/(m^2·h),低潮滩互花米草和海三棱藨草群落年均CH_4排放速率分别为(8.31±0.50)和(3.93±0.18)mg/(m^2·h),前者显著高于后者.此外,高潮滩互花米草与芦苇群落之间年均CH_4排放强度的差异为(0.47±0.08)mg/(m^2·h),显著低于低潮滩互花米草与海三棱藨草群落之间年均CH_4排放强度的差异(4.37±0.48)mg/(m^2·h).上述结果表明,互花米草入侵通过改善CH_4产生所需底物的质和量,增加土壤含水量和微生物的量,从而显著增加了长江河口湿地CH_4排放量.互花米草入侵至低潮滩增加的CH_4排放量是互花米草入侵至高潮滩的10倍左右,表明互花米草入侵至长江河口湿地对CH_4排放的影响程度可能会有很强的空间异质性,互花米草入侵至更厌氧的土壤环境可能会对CH_4排放的影响程度更大.本研究可为准确估算互花米草入侵对中国海岸带湿地CH_4排放的影响程度,科学管理和合理利用海岸带湿地资源以及应对全球气候变化提供理论依据和科技支撑.
- 布乃顺杨骁杨骁杨亚利赵忆惠马放马放李博方长明
- 关键词：生物入侵CH4排放互花米草
- 全球变暖背景下土壤微生物呼吸的热适应性:证据、机理和争议被引量：8
- 2018年
- 土壤微生物呼吸的热适应性被认为是决定陆地生态系统对全球变暖反馈作用的潜在重要机制,可能显著改变未来的气候变化趋势,然而学术界对于这一机制是否真实存在尚有分歧。阐述了土壤微生物呼吸的热适应性概念,从证据、机理和争议3方面对已有研究进展进行了综述和分析。土壤微生物呼吸的热适应性是微生物在群落尺度上对温度变化的适应性,具有坚实的生物学与生态学理论基础,研究者们运用各类指标已在许多实验中证实土壤微生物物种及群落的呼吸过程能够在高温环境产生适应性变化。土壤微生物呼吸的热适应性机理涉及生物膜结构变化、酶活性变化、微生物碳分配比例变化和微生物群落结构变化等方面。关于土壤微生物呼吸热适应性的争议可能是由研究方法、微生物物种及环境条件的差异引起的。根据对已有研究的分析,认为土壤微生物呼吸的热适应性是真实存在的,未来的研究可进一步探索土壤微生物呼吸的热适应性机理,深入研究环境和全球变化对土壤微生物呼吸的热适应性影响,定量评估土壤微生物呼吸的热适应性对陆地生态系统反馈过程的影响。
- 沈瑞昌徐明方长明陈家宽
- 关键词：全球变暖碳循环
- 上海市南汇东滩滩涂围垦区农业生态安全评价被引量：7
- 2014年
- 针对上海市南汇东滩围垦区农业开发特点,以压力—状态—响应(PSR)模型框架作为研究方法,构建了反映和体现滩涂围垦区农业可持续发展对生态环境影响的指标体系。运用层次分析法(AHP)和综合加权评分法对南汇东滩围垦区农业发展进行生态评价,并对未来农业可持续发展安全进行预测。结果表明,南汇东滩围垦区围垦初期(2009—2012)农业生态安全综合评价指数范围为4.1—4.8,其安全状况处于临界安全状态。2015—2050年的生态安全综合评价指数从5.3到7.0,都高于围垦初期,其中2020年将达到良好安全状态,主要原因是社会响应的增加。可见,在政府引导和政策支持下,企业自主经营的模式有利于推动围垦区生态农业的建设和发展,可直接为南汇东滩围垦区农业发展提供科学依据,其研究方法可为类似围垦区农业生态安全评价借鉴。
- 刘畅方长明
- 关键词：滩涂围垦生态安全压力-状态-响应模型
- 互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响被引量：16
- 2017年
- 为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地土壤理化性质的影响,在长江口崇明东滩湿地设置了两条样线,利用配对试验设计,高潮滩为互花米草和芦苇群落配对样线,低潮滩为互花米草和海三棱藨草群落配对样线。结果表明,互花米草入侵对东滩湿地高潮滩和低潮滩的土壤温度和p H均无显著影响,且所有群落土壤p H值均在8.0以上。在高潮滩,与芦苇群落相比,互花米草入侵显著降低了土壤盐度、硫酸盐和Fe(III)/Fe(II)比率,而在低潮滩,与海三棱藨草群落相比,互花米草入侵对土壤盐度和硫酸盐无显著影响,但显著增加了土壤Fe(III)/Fe(II)比率。无论是高潮滩,还是低潮滩,与土著植物群落相比,互花米草入侵均显著增加了植物生物量,增加了土壤有机碳和微生物碳含量,而对占土壤总碳60%以上的无机碳含量无显著影响。互花米草入侵可以显著影响长江河口湿地部分土壤理化性质,且对不同潮位的部分土壤理化性质的影响有明显分异,进而可能会对长江河口湿地的生物地球化学过程及生态系统的结构和功能产生重要影响。
- 布乃顺胡悦杨骁张雪王俭李博方长明宋有涛
- 关键词：互花米草植物入侵土壤理化性质土壤有机碳土壤无机碳
- 中国农田耕层土壤有机碳现状及控制因素被引量：22
- 2016年
- 农田土壤有机碳库是陆地生态系统中最活跃和最重要的土壤碳库之一.研究中国农田耕层土壤有机碳的空间格局及控制因素,是评价农业土壤对国家尺度碳平衡贡献的必要部分.本文通过野外实地土壤采样,整合2004—2013年间发表的有关中国农田耕层土壤有机碳的158篇研究文献的基础上,分析了中国东北、华北、华东、华南、西南和西北6个农业区耕层土壤有机碳平均含量的变化及影响因素.结果显示:以区域平均值表示的农田耕层土壤有机碳变化范围为(7.80~17.43)g·kg^(-1),有机碳含量由高到低的区域顺序为华南>西南>东北>华东>华北>西北,全国总平均含量为(14.59±6.29)g·kg^(-1).水田耕层土壤有机碳含量(18.26±7.06 g·kg^(-1))显著高于旱地土壤(11.63±5.65 g·kg^(-1))(P<0.001).旱作区作物种类对土壤有机碳含量无显著影响(P=0.37).在pH<7的土壤中,有机碳含量与pH之无显著相关性;而在pH>7的条件下,土壤有机碳含量与pH呈显著负相关关系(P<0.01).年平均气温和降雨对中国农田耕层土壤有机碳含量均有显著影响,在年平均气温MAT≤10℃的区域,土壤有机碳与年平均气温表现为显著负相关关系(P<0.01),而在MAT>10℃时表现为显著正相关关系(P<0.01);土壤有机碳含量与年平均降雨量呈显著正相关(P<0.01),年平均气温和年平均降雨量无交互作用(P=0.63).
- 李金全李兆磊江国福程浩方长明
- 关键词：农田生态系统土壤有机碳耕层
- 土壤有机碳分解温度敏感性及其形成机理研究被引量：3
- 2016年
- 土壤有机碳分解的温度敏感性(Q_(10))对预测生态系统碳循环对全球气候变化的响应具有重要意义.科学研究已证实有机碳质量和土壤微生物对有机碳分解的温度敏感性都有一定的影响,但目前的分歧仍然很大.本研究以灭菌后的土壤作为碳源,用少量未灭活的鲜土作为微生物源,采用变温培养方法,在受控条件下对比不同碳源+微生物源组合中土壤有机碳分解的温度敏感性,解析土壤底物和微生物对土壤呼吸和温度敏感性的贡献.结果表明:(1)接种后的土壤呼吸随微生物源发生相应变化;未灭菌土壤的呼吸速率低于灭菌后接种自身土壤的呼吸值;土壤可溶性有机碳含量越高呼吸越强.(2)与未灭菌土壤相比,灭菌后接种本源微生物的Q_(10)显著降低;土壤灭菌后接种比自身Q_(10)高的异源微生物,Q_(10)会随之升高,接种比自身Q_(10)低的异源微生物则Q_(10)随之降低.表明微生物源和有机碳质量对碳分解的温度敏感性都起重要影响.在酸性土壤中,微生物对碳分解Q_(10)值的影响要大于碳源,微生物的贡献约为63.2%,碳源贡献为36.8%.在碱性土壤中,碳源的贡献则更为重要,微生物的相对贡献约为41.8%,碳源相对贡献为58.2%.
- 宋卓然李兆磊陈学萍方长明
- 关键词：土壤呼吸PH
- 生物质炭施加对水-旱轮作农田土壤CO_2排放及碳库的影响被引量：5
- 2016年
- 选择典型亚热带稻-麦轮作农田,比较不同施加量的玉米芯生物质炭对作物产量、土壤理化性质和CO_2排放的影响,并结合同位素分析研究了生物质炭的分解程度及其在水作影响下的田间存留量。结果显示,施加生物质炭显著增加了土壤阳离子交换量和总有机碳含量,降低了土壤CO_2排放速率。δ^(13)C数据表明,生物质炭在施加初期被快速分解,对土壤CO_2排放的短期贡献率可达35.95%,但一个生长季后分解微弱;生物质炭在水田中流失明显,一个轮作周期后的田间存留率为17.33%~36.50%。结果表明,生物质炭可提升亚热带水-旱轮作农田土壤碳库并降低土壤CO_2排放速率。
- 裴俊敏李金全李兆磊燕东崔军方长明
- 关键词：生物质炭Δ^13C土壤碳库水旱轮作
- 滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响被引量：34
- 2014年
- 土壤微生物在生态系统营养物质循环过程,特别是碳、氮循环过程中扮演着重要的角色。上海市崇明岛位于长江入海口,因其土壤发育时间较短、土地利用历史背景清晰、土壤本底均一,不同土壤围垦年代的土壤,代表了土壤发育年代的不同时期。以空间变化代替时间变化,对崇明岛稻田和旱地6个不同围垦年代土壤的磷酸脂肪酸(PLFA)指纹图谱研究表明,湿地滩涂围垦16a后土壤微生物总PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)PLFA和革兰氏阴性菌(G-)PLFA含量显著降低。随着围垦时间的逐步增加,PLFA含量逐步上升。经过长时间的农业种植,G+PLFA在围垦120a和300a稻田和旱地土壤中没有显著性差异;而总PLFA、细菌和G-PLFA在围垦75、120a和300a的土壤中含量趋于稳定且没有显著性差异。围垦16a和40a稻田土壤中总PLFA和G+PLFA显著高于旱地土壤;围垦40a稻田土壤中细菌和G-PLFA显著高于旱地土壤。不同围垦年代土壤总PLFA、细菌PLFA与土壤总氮、粘土含量成显著的正相关关系。河口湿地围垦后微生物数量的变化与土壤营养含量存在强烈相关关系,提示土壤围垦及演替过程中微生物与土壤肥力之间的紧密关系,对探讨土壤演替过程中微生物群落的变化具有重要意义。
- 林黎崔军陈学萍方长明
- 关键词：围垦土地利用微生物群落
- 生物质炭施加对新成水稻土碳组分及其分解的影响被引量：4
- 2018年
- 将玉米芯热解炭化的生物质炭施加于长江沉积物新成土上发育的稻田土壤中,1 a后采集土壤并进行土壤碳分组及土壤培养;基于生物质炭与土壤的碳同位素丰度差异,量化生物质炭来源的有机质在土壤组分中的分布,分析施用生物质炭对土壤碳组分及其培养过程中分解动态的影响。结果表明,施用生物质炭可显著增加各级团聚体的有机碳含量,大部分(76%~90%)生物质炭以游离态形式存在于大团聚体(>250μm)和微团聚体(>50~250μm)外,少部分与微团聚体或<20μm土壤矿质较紧密地结合。添加的生物质炭未促进土壤团聚体的形成。土壤中生物质炭自身的分解很弱,但不同程度地促进了原有土壤碳的分解。该试验初步证实,生物质炭单独施用未明显促进新成土上发育的稻田土壤有机碳的稳定,反之短期内可能加速土壤原有有机碳的分解。
- 庄硕陈鸿洋张明崔军方长明
- 关键词：生物质炭团聚体
- 土地利用对崇明岛围垦区土壤有机碳库和土壤呼吸的影响被引量：45
- 2010年
- 土地利用方式是影响农业土壤碳固持和温室气体减排的关键因子之一,而准确地评价土地利用变化的影响往往因土壤本底的不均一和土地利用历史多变而复杂化。为此,在崇明东滩湿地围垦区选取了本底均匀、利用历史简单的几种土地利用类型(水-旱轮作农田、人工林、鱼塘撂荒地),研究其土壤有机碳库和土壤呼吸的变化及其与土壤环境间的关系,以期评价其各自的固碳和温室气体减排潜力。农田土壤的表层(20cm)有机碳和微生物生物量碳含量最高,分别为12.62g/kg和225.34mg/kg,包括苗圃栾树林、水杉林带以及桔园在内的人工林地次之,鱼塘撂荒地最低;但撂荒地深层土壤(40—100cm)的有机碳含量高于其它类型,反映了围垦前湿地土壤有机碳累积的残留影响。土壤呼吸强度的顺序则为鱼塘撂荒地>农田>桔园>苗圃栾树林>水杉林带。农耕地在前作小麦收割种植水稻后,土壤CO2通量显著下降,不及旱作时的10%。除农田和撂荒地以外,土壤表层5 cm深处温度可以很好地解释土壤呼吸速率的变化,但在高温高湿季节呼吸速率较为离散。研究表明:在有机质含量较低的土壤中,水-旱轮作可增加土壤有机碳的储量;受人类活动干扰较小的林地土壤,有机碳含量反而有可能低于农田土壤。在中国南方湿润亚热带地区,水旱轮作可较好地协调农业土壤的碳固持和释放过程的矛盾,可能具有相当大的农业减排潜力。
- 张容娟布乃顺崔军方长明
- 关键词：土地利用土壤有机碳土壤微生物量碳土壤呼吸
