谢宝华 作品数:10 被引量:87 H指数:5 供职机构: 中国科学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院知识创新工程重要方向项目 国家科技支撑计划 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 生物学 天文地球 更多>>
互花米草入侵对黄河口湿地土壤碳氮磷及其生态化学计量特征的影响 被引量:8 2022年 互花米草入侵(Spartina alterniflora)严重威胁滨海湿地生态系统的生态平衡。为了探究不同入侵年限互花米草对土壤碳氮磷及其生态化学计量特征在不同土层间的差异,选择黄河口盐沼互花米草湿地为研究对象,采用空间替代时间的方法,采集不同入侵年限互花米草湿地(SA3,2016年入侵;SA8,2011年入侵;SA13,2006年入侵)及邻近未入侵的光滩(SA0)的0—100 cm土壤,测定其总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量,分析互花米草入侵对土壤碳氮磷生态化学计量比的影响。研究结果表明:(1)互花米草入侵显著提升了0—10 cm土壤TC和0—20 cm土壤TN含量,但对土壤TP含量影响很小;(2)SA3、SA8和SA13的0—10 cm土层TC含量分别比光滩高18.9%、27.6%和57.6%,TN含量分别比光滩高1.39、2.37和3.66倍;(3)互花米草入侵对土壤w_((C))/w_((N))的影响很小且没有明显规律,使浅层土壤的w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))增加,但降低了深层土壤的w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P)),在0—10 cm土层,土壤w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))由大到小排序均依次为SA13>SA8>SA3>SA0,而在0—100 cm土层,土壤w_((C))/w_((N))由大到小排序依次为SA0>SA8>SA13>SA3,w_((C))/w_((P))依次为SA13>SA8>SA0>SA3,w_((N))/w_((P))依次为SA13>SA0>SA3>SA8。在0—100 cm土壤中,pH、电导率、容重、含水量是影响碳氮磷含量的重要环境因子,w_((C))/w_((N))与土壤环境因子没有显著相关性,而w_((C))/w_((P))和w_((N))/w_((P))受环境因子影响显著。综上,互花米草入侵改变了黄河口盐沼湿地土壤碳、氮含量,进而影响土壤养分资源配比的平衡状态。 刘展航 张树岩 侯玉平 朱书玉 王立冬 施欣悦 李培广 李培广 韩广轩关键词:互花米草 黄河口 营养元素 滨海湿地 黄河三角洲典型滨海盐沼湿地土壤CO_(2)和CH_(4)排放对水盐变化的响应 被引量:1 2023年 滨海盐沼湿地是重要的“蓝碳”碳汇,研究水盐变化对土壤碳矿化(CO_(2)和CH_(4)排放)的影响,对理解滨海盐沼湿地的碳汇稳定机制具有重要意义。该研究选取黄河三角洲典型盐沼湿地土壤为研究对象,通过水盐梯度模拟实验,研究土壤碳矿化、理化性质、微生物生物量及群落结构对不同土壤水分和盐分含量的响应。主要结果:(1)水盐变化对土壤CO_(2)、CH_(4)排放量以及CH_(4):CO_(2)的影响均不存在交互作用,CO_(2)排放量随土壤含水量增加呈先升后降的单峰型变化趋势,盐分含量升高则显著抑制CO_(2)排放;水分含量升高对CH_(4)排放具有显著促进作用,盐分升高则显著抑制CH_(4)排放。(2)水盐变化对土壤可溶性有机碳(DOC)含量具有弱交互作用,在低水分处理下,DOC随着土壤盐分的增加呈减少趋势,但在高水分处理下呈增加趋势;CO_(2)排放与DOC含量呈显著正相关关系,而CH_(4)排放与DOC含量没有显著相关性。(3)土壤微生物生物量随水分含量的增加呈先增加后降低的变化趋势,随盐分含量的升高则显著降低;且相比于CH_(4)排放, CO_(2)排放量与微生物生物量具有更高的相关关系。(4)水盐变化显著改变了土壤微生物群落结构,细菌数量和α多样性指数均随水分含量升高而显著增加,随盐分含量升高则显著降低;同时发现土壤CO_(2)、CH_(4)排放均与细菌数量、α多样性指数具有显著正相关关系。因此,在该地区气候暖干化背景下,土壤水盐条件变化将可能通过调控土壤理化性质、微生物生物量及群落结构等条件对该滨海盐沼湿地碳汇功能产生深远影响。 李雪 董杰 韩广轩 张奇奇 谢宝华 谢宝华 赵明亮 李培广 宋维民关键词:土壤含水量 盐度 黄河三角洲 潮沟形态对潮滩湿地土壤有机碳空间分布的影响 被引量:2 2023年 土壤有机碳是潮滩湿地生态系统的主要碳库。以1条典型天然潮沟为研究对象,通过划分潮沟发育等级并计算潮沟形态特征指数,分析潮沟形态特征空间分布特点;运用地统计学方法探究潮滩湿地土壤有机碳空间分布特点,及潮沟形态特征对土壤有机碳空间分布的影响。结果表明:潮沟形态特征具有明显的空间异质性特点,潮沟在中潮滩比较发育,其密度、曲率与分汊率均大于低潮滩和高潮滩;潮沟长度随着潮沟发育等级的增加而逐渐增加,而潮沟曲率随着潮沟发育等级的增加而逐渐减小。空间插值结果显示:0~10 cm土壤有机碳含量最低值出现在潮沟较发育的中潮滩,10~20 cm土壤有机碳含量呈由海向陆逐渐增加的趋势,并呈条带状的空间分布特点。在低潮滩,三级潮沟土壤有机碳平均值显著大于一级潮沟;在中潮滩,二级潮沟土壤有机碳平均值显著大于三级潮沟和一级潮沟;高潮滩土壤有机碳含量与潮沟发育等级无显著相关性。随着潮沟侧向距离的增加,0~10 cm土壤有机碳含量在低潮滩与中潮滩逐渐增加;而中潮滩10~20 cm土壤有机碳含量随着潮沟侧向距离的增加而逐渐减少;高潮滩土壤有机碳含量与潮沟侧向距离无显著相关性。潮沟形态空间分布异质性是导致潮滩湿地土壤有机碳含量空间分布差异的重要原因。因此,潮滩湿地土壤碳库的精确估算需要关注潮沟形态的影响。 葛嘉欣 崔步礼 王晓杰 王晓杰 赵明亮 谢宝华 于洋 宋维民 于洋 于洋 韩广轩关键词:土壤有机碳 潮滩湿地 氮沉降对黄河三角洲芦苇湿地土壤呼吸的影响 被引量:25 2013年 2012年6月至2012年10月,对黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地进行了模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK,0kgN·hm–2·a–1)、低氮(LN,50kgN·hm–2·a–1)和高氮(HN,100kgN·hm–2·a–1)。利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率。结果表明,氮沉降促进了芦苇湿地土壤呼吸作用,LN和HN处理使芦苇生长季(6–10月)平均土壤呼吸速率比CK分别提高19%和58%。积水改变了芦苇湿地土壤呼吸日动态。地面无积水时,各处理土壤呼吸日动态均呈单峰型曲线;地面有积水时,土壤呼吸日动态峰值推后或无单峰型波动规律。积水影响土壤呼吸作用对温度的响应。地面无积水时,各处理土壤呼吸速率均与气温呈极显著的正指数相关关系,气温分别解释了CK、LN和HN处理下土壤呼吸季节变化的69.9%、64.5%和59.9%;地面有积水时,各处理土壤呼吸与气温相关性不显著。CK、LN和HN处理下土壤呼吸温度敏感性系数Q10值分别为1.68、1.75和1.68,表明LN处理增强了土壤呼吸温度敏感性,HN处理对其影响不显著。 朱敏 张振华 于君宝 吴立新 韩广轩 杨利琼 邢庆会 谢宝华 毛培利 王光美关键词:氮沉降 芦苇湿地 土壤呼吸 黄河三角洲 基于专利计量的互花米草研究进展分析 2024年 入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)对沿海滩涂的生态系统造成了严重破坏,但同时它体内又蕴藏着耐盐基因、生物质能等宝贵财富。本研究梳理分析了国内外互花米草专利,以便为互花米草防控与管理提供技术支持。互花米草技术专利主要包括监测技术、防治技术和资源化利用技术等类型。1995—2022年国内互花米草专利的申请数量呈上升趋势,专利申请总量为360件,监测、防治与资源化利用技术专利在互花米草专利中的占比分别为4%、22%、74%。互花米草监测技术专利主要利用遥感技术监测互花米草;互花米草防治技术专利包括物理、化学、生物替代和综合防治技术等,其中综合防治技术的申请与授权数量均最高;互花米草的资源化利用技术虽然专利申请数量众多,但实际获得授权的比例并不高,这一现象反映出互花米草作为一种资源的潜在价值正逐步被认识和开发,但利用价值尚低。国外对互花米草关注很少,只查询到7件互花米草专利,申请国家有美国和韩国,主要是资源化利用技术,两国专利授权率分别为25.0%和33.3%。在未来互花米草的防控管理策略中,建议重点加大对互花米草利用技术的研究与开发力度,推动其技术成果向市场化转化,对初级技术进行深化改良,使之与国家政策、重点研发项目的目标相契合,以提升其应用价值和市场前景,将互花米草从“有害草”变为“有益草”。 赵纤纤 徐浩 荆辉 谢宝华 谢宝华 张晓龙 韩广轩关键词:资源化利用 不同潮滩生境互花米草的植被性状与治理技术 被引量:4 2023年 互花米草(Spartina alterniflora)是我国滨海地区危害最严重的外来入侵物种之一,探索高效可行的互花米草治理技术对保护潮间带生态环境具有重要意义。基于对黄河三角洲的长期野外调查与原位试验,总结了不同互花米草治理技术的治理效果,于2018年6月中旬开始进行2~4次贴地刈割(根茬高度<3 cm,相邻刈割的间隔时间为15 d左右),可清除99%以上的互花米草,且治理效果在第2年生长季末期时仍高达98.8%以上;在2016年10月中旬、2018年12月中旬对互花米草进行刈割+翻耕,其治理效果在第2年生长季末期时为99.7%。在由海向陆方向上潮滩高程逐渐增加,土壤理化性质等环境因子随着潮滩高程增加而变化,互花米草密度、株高和生物量等植被性状随着高程增加先升后降。综合考虑互花米草生长特征、生境特征以及不同治理方法的治理效果,总结形成了适宜不同潮滩生境的互花米草治理技术体系,对于低潮滩、中潮滩和高潮滩的互花米草,建议分别采用贴地刈割、刈割+围淹、刈割+翻耕的治理技术,对于河道沟渠的互花米草,可根据河沟宽窄等因素采用刈割+翻耕或刈割+围淹的治理技术,对沟渠坡面的互花米草,可采用刈割+遮荫的治理技术。 谢宝华 谢宝华 张树岩 梅宝玲 乔沛阳 王晓杰 刘展航 王晓杰关键词:刈割 翻耕 实生苗 刈割加淹水对互花米草萌发和幼苗生长的影响 被引量:19 2018年 互花米草(Spartina alterniflora)是我国危害最严重的外来入侵植物之一,探索环保、经济、有效地防治互花米草的技术对保护我国海滩生态环境具有重要意义。本研究通过人工气候室(20~25℃)的盆栽实验,研究刈割与淹水对互花米草萌发和幼苗生长的影响。实验持续4个月,对互花米草地上部分进行了2次刈割,首次刈割是在互花米草生长季结束时,3个月后进行第二次刈割。首次刈割后持续淹水至实验结束,淹水处理设计0、5、10、20 cm四个淹水深度。首次刈割后各淹水处理互花米草根茎上迅速萌发克隆苗,种子的萌发比克隆苗晚约3个月。不同淹水深度对克隆苗的萌发和生长均有抑制作用,克隆苗株数、株高和地上生物量均随淹水深度增加而减少。第二次刈割后各淹水处理均没有再萌发克隆苗,但有少量种子实生苗,其中20 cm水深处理的实生苗数量最少。刈割加淹水可以很好地抑制互花米草的萌发和幼苗生长,据此建议互花米草防治方案为:在春季萌芽前,修筑堤坝,保持淹水20 cm,在营养生长期后期贴地刈割互花米草,继续淹水,第二年重复同样的刈割和淹水。为防止二次入侵,需要在邻近的互花米草分布区同时进行治理。 谢宝华 王安东 赵亚杰 朱书玉 宋建彬 韩广轩 管博 张俪文关键词:刈割 淹水 黄河三角洲 实生苗 海岸带蓝碳增汇:理念、技术与未来建议 被引量:11 2023年 盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估也不够完善。文章提出了海岸带生态系统蓝碳增汇理念,重点围绕土壤碳减排技术、植物固碳增汇技术、土壤微生物固碳技术、碳沉积埋藏技术这4个关键技术,探索海岸带蓝碳增汇技术体系与途径。建议未来应从研发海岸带蓝碳增汇技术、实现生态保护修复与固碳增汇协同增效、加强固碳增汇技术的监测与评估、建立海岸带蓝碳碳汇发展的长效管理机制等方面,加快前瞻布局和系统研究,为制定海岸带蓝碳增汇途径和提升碳汇功能提供理论和技术支持,在增加生态碳汇能力和实现碳达峰碳中和目标中发挥积极作用。 韩广轩 宋维民 李远 李远 赵明亮 肖雷雷 谢宝华关键词:海岸带生态系统 生态修复 黄河口潮间盐沼湿地生长季净生态系统CO_2交换特征及其影响因素 被引量:20 2014年 潮间盐沼湿地生物地球化学过程独特,生态系统CO2交换存在着极大的复杂性和不确定性。利用2012年黄河口潮间盐沼湿地生态系统生长季(4—10月)连续的涡度相关观测数据,分析了潮间盐沼湿地的净生态系统CO2交换(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Reco)的变化特征及其影响因素。结果表明:生长季,生态系统NEE具有明显的日变化和季节变化。日尺度上,表现为白天CO2净吸收,夜间CO2净释放,NEE日平均值为-0.38 g CO2m-2d-1;月尺度上,平均气温最高的7月生态系统释放CO2最多(15.16 g C/m2),6月生态系统吸收CO2最多(25.07 g C/m2)。潮间盐沼湿地生态系统的CO2交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)、土壤含水量(SWC)和潮汐淹水的共同影响。白天NEE主要受控于PAR,且生态系统表观初始光能利用率(α)和最大光合速率(NEEsat)分别在6月和5月达到最大值,分别为(0.0086±0.0019)μmol CO2μmol-1光子和(4.79±1.52)μmol CO2m-2s-1。夜间NEE随Ts呈指数增加趋势,生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)为1.33,且SWC越高,Q10值越大。研究典型晴天(6月19日—6月25日)表明,潮汐淹水增强了生态系统白天对CO2的吸收,同时也增强了夜间CO2释放,研究时段内,潮汐淹水使生态系统净CO2吸收增加了0.76 g CO2m-2d-1。整个生长季,黄河口潮间盐沼湿地生态系统表现为CO2的汇,NEE为-22.28 g C/m2(其中,吸收118.34 g C/m2,释放96.28 g C/m2)。研究结果利于对潮间盐沼湿地源汇功能和影响机制的进一步认识与研究。 邢庆会 韩广轩 于君宝 吴立新 杨利琼 毛培利 王光美 谢宝华关键词:涡度相关 入侵植物互花米草防治:理念、技术与实践 被引量:1 2023年 外来物种互花米草挤占本土动植物生存空间,导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低,因此,亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。文章介绍了互花米草入侵我国的概况及其造成的主要生态危害,提出了“生态危害评估—分区有效控制—监测预警”的互花米草防控理念,并对国内外互花米草治理技术和我国互花米草治理现状进行了总结分析。不同治理技术各有优缺点,把不同技术配合使用的综合治理技术通常可以取得更好的治理效果。截至2023年6月初,我国实施近200项互花米草防治项目,治理成本多数低于60000元/公顷。未来应着重研究:(1)防与控相结合,建立互花米草防治长效机制;(2)优化综合治理技术,加强专业机械设备研发;(3)加强对治理效果及治理工程对环境和生物影响的评估。 谢宝华 谢宝华关键词:入侵物种 生态危害 刈割 淹水