《南方紅壤侵蝕區芒萁散布的地學分析及其時空模擬》是依託福建師範大學，由陳志彪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：南方紅壤侵蝕區芒萁散布的地學分析及其時空模擬
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳志彪
- 依託單位：福建師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
申請者在長期生態恢復與重建實踐中發現，芒萁在南方紅壤侵蝕區的植被恢復與水土流失防治中作用極為重要，但其散布的地學機理研究尚屬空白。本項目以南方紅壤侵蝕典型區的芒萁為研究對象，在封禁、種植林草和施肥等不同調控措施及未採取人為措施的侵蝕坡面中，選擇芒萁微斑塊，通過構建芒萁地學環境的GAM模型分析土壤要素空間分布，在監測芒萁散布狀況的基礎上，分析芒萁散布的地學環境，套用景觀生態學原理計算不同調控措施下坡面芒萁散布的景觀格局，確定元胞轉換規則，建立芒萁元胞自動機模型以模擬微斑塊和景觀兩級尺度芒萁散布的時空格局，揭示南方紅壤侵蝕區鄉土草本植物- - 芒萁的散布規律及其在生態恢復與重建中的作用機理，為南方紅壤侵蝕區退化生態系統的恢復與重建提供理論依據和技術指導。
結題摘要
將芒萁作為南方嚴重紅壤侵蝕區生態恢復的措施，可節省大量經費並提高效果。本項目主要研究內容包括：基於南方紅壤嚴重侵蝕區芒萁生長（包括稀土礦區，崩崗區芒萁）及其環境因子監測，構建了芒萁地學環境的GAM模型及對芒萁散布進行時空模擬，揭示了芒萁在採取調控措施後的散布機理等，重要結論如下： （1）紅壤侵蝕區芒萁生長對土壤養分限制的抵抗力。隨著採用喬—灌—草措施後，芒萁生長得以迅速改善；土壤磷素是貫穿生態恢復過程中影響芒萁生長的主要因素；芒萁對碳和磷的要求較低，且對氮和磷的利用率較高；芒萁在生態恢復中表現出相對較弱的化學計量學特徵；化學計量學特徵在很大程度上可用於探索芒萁演替的機理；微地形溝谷區芒萁的最初生長是促發芒萁演替的重要環節。 （2）典型退化紅壤小流域的林地土壤肥力退化驅動力。收集薪材對林地土壤肥力起負面影響，林地土壤肥力等級與居民聚集區距離林地的遠近呈負相關；收集薪材對林地土壤肥力的巨大壓力，人口密度，經濟發展和地形可能成為收集薪材與林地土壤肥力關係的驅動力。 （3）芒萁散布的地學分析及其時空模擬。芒萁的生物量、覆蓋度和高度等生長特徵與地形、坡位、土壤養分、土壤侵蝕程度、淺層土壤的溫度和濕度等存在著複雜的相互作用；隨治理年限的增加，芒萁生長狀況穩步改善；未採用治理措施的區域，芒萁並沒有發生明顯蔓延；而採用治理措施的實驗樣區的芒萁有明顯的向施肥區蔓延趨勢；芒萁主要分布於土壤侵蝕坡面的溝底，且溝底芒萁長勢好於緩坡和脊部；芒萁生長對土壤養分含量影響顯著，尤其以全氮、全碳最為明顯。 （4）稀土採礦區蔬菜稀土元素含量及其健康風險評價。研究表明：礦區居民血液和頭髮中稀土元素的平均含量高於正常人，當地居民通過蔬菜和井水攝入的稀土元素終生日平均量超過稀土對人體亞臨床損害劑量的臨界值；血液與土壤的稀土元素含量存在明顯的相關性。 （5）不同芒萁覆蓋度崩崗對土壤速效養分質量分數含量及化學計量比的影響。隨著芒萁覆蓋度的增加，硝態氮和速效磷表現為無覆蓋＞低覆蓋＞高覆蓋，低覆蓋崩崗銨態氮最低，速效鉀最高；芒萁覆蓋度最高的崩崗其有機碳明顯大於低芒萁覆蓋崩崗；土壤AN/AP比表現為高覆蓋＞無覆蓋＞低覆蓋；AK/AN比為低覆蓋＞高覆蓋＞無覆蓋；AK/AP比為高覆蓋＞低覆蓋＞無覆蓋；速效養分化學計量比與砂粒、粉粒、pH和有機質皆密切相關。本結論對崩崗治理效果評價具有重要指示意義。
