衡阳紫色土丘陵坡地土壤理化与植物群落特征

为了对衡阳紫色土丘陵坡地的土壤理化与植物群落特征进行分析,先用“空间代替时间”方法,选择3类典型样地,分别代表群落演替进程中3个不同的阶段,再用野外样地调查和室内分析法研究了衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复演替进程中主要植物群落不同演替阶段的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明：（1）土壤理化特征为阴坡优于阳坡,下坡优于中坡,中坡优于上坡;（2）在阴坡与阳坡的上坡、中坡与下坡每一生境对应不同的群落类型,且植被盖度与植物多样性指数的大小顺序均为：阴坡下坡＞阳坡下坡＞阴坡中坡＞阳坡中坡＞阴坡上坡＞阳坡上坡;（3）不同生境条件与植被盖度关系符合方程Y=10.234X-4.5867(R2=0.8932);（4）各生境的物种丰富度(S)、Simpson指数(D)与Shannon-wiener指数(H)三者的关系符合方程：S=-0.0579+0.2367D+0.3579H,r=0.9147(P＜0.01);（5）不同植物群落的相似性指数上下波动,变化趋势符合方程Y=0.1268X+0.087(R2=0.8699)。这将丰富该地区植被生态学与恢复生态学的内容,为衡阳盆地紫色土丘陵坡地生态系统的植被与重建提供一定的理论依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中植物群落结构及多样性的变化

探讨衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段植物群落结构及多样性的变化。以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的演替初期(Ⅰ),演替中期(Ⅱ)和演替后期(Ⅲ)3个恢复阶段,通过调查取样和实验分析,分析不同恢复阶段植物群落结构及多样性。（1）从Ⅰ、Ⅱ到Ⅲ,植物地上生物总量与中旱生植物生物量显著增加(P＜0.05),中生植物生物量与旱生物植物生物量先升后降,呈现出“n”型变化规律(P＜0.05);（2）随着植被恢复的进行,优势种群即狗尾草种群和须芒草种群的重要值显著下降(P＜0.05);（3）Patrick丰富度指数(R)的大小顺序为：Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ(P＜0.05);Simpson优势度指数(D)的大小顺序为：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ(P＜0.05);Shannon-Wiener多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序为：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ (P＜0.05)。研究结果将丰富该地区植物生态学和恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复和重建提供了重要依据。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物种多样性研究

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行分析,结果表明：（1）衡阳盆地紫色土丘陵坡地乔木有8科10属12种,灌木有20科42属58种,草本有28科58属78种;（2）衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种丰富度与生物多样性指数变化趋势为阴坡＞阳坡,下坡＞中坡＞上坡。     

民勤退耕地物种多样性与土壤养分及其相关性分析

为了研究民勤绿洲退耕地的植被恢复、合理利用植被资源,笔者利用物种多样性理论、养分动态,研究退耕地植被演替过程、土壤养分的变化特征及其相关性。结果表明:(1)民勤绿洲退耕地植被演替过程中,植被恢复分为恢复阶段(退耕1~3年)、多年生草本演替阶段(退耕3~8年)、多年生灌木演替阶段(退耕8~24年)、多年生灌木植物稳定阶段(退耕24~31年),物种多样性也呈现一定的规律:植物群落丰富度指数、多样性指数、Shannon多样性指数、优势度指数在植被恢复过程中呈波动式减小的趋势,而Pielou和Alatalo指数呈波动式增大的趋势;(2)土壤养分在整个植被演替过程中总体呈现消耗—积累—稳定的趋势,演替初期阶段速效K、P消耗较少,演替中期土壤养分消耗较大,演替后期土壤养分处于积累状态,之后逐步趋于稳定状态;(3)物种多样性指数与土壤养分存在不同程度的相关性,Margalef指数与速效K呈极显著负相关,与全N呈显著相关,Simpson指数、Shanon-wiener指数分别与速效K呈极显著负相关,群落优势度指数与速效K呈极显著相关,Pielou指数、Alatulo指数分别与全N、有机质呈显著负相关。     

黄土丘陵沟壑区弃耕地群落演替与土壤性质演变研究

通过对黄土丘陵沟壑区退耕2a、6a、9a、13a、16a、19a、25a、30a、40a的弃耕地土壤性质演变分析,初步总结出:①土壤含水量在整个的演替过程中,弃耕9a的群落,每一土层的土壤含水量大于其它群落相对应土层的土壤含水量;②土壤容重的平均值从大到小的排列顺序为:弃耕6a>9a>13a>16a>19a>25a>2a>30a>40a的群落。除受耕作影响弃耕2a的群落外,从6a到40a随着演替的进展,土壤结构得到改善,土壤容重逐渐变小;③随着演替时间的延续,土壤有机质、全氮、有效氮、全磷、速效磷、速效钾的含量都呈逐渐增加的趋势,而在不同阶段,其变化趋势有所差异;④在黄土丘陵沟壑区的弃耕草地上,土壤的理化性质在0~60cm易发生变化,而在60~100cm土层随着演替时间的增加,土壤的理化性质变化缓慢。⑤尽管演替进行的缓慢,但从土壤发展的角度来看,仍属进展演替,所以在黄土丘陵沟壑区,若排除人为干扰(开垦、放牧等),在现有的气候与环境条件下,植被有望得到恢复。     

衡阳紫色土丘陵坡地木荷人工林微生物生物量碳(MBC)的时空动态

为了探讨土壤微生物量碳(Microbial Biomass Carbon, MBC)在衡阳紫色土丘陵坡地木荷(Schima superba)人工林生态系统碳循环的作用,利用氯仿熏蒸法测定了木荷人工林的MBC,研究其时空动态及其与土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)的关系。结果表明：（1）中龄林(Middle-aged plantation, MAP)与成熟林(Mature plantation, MP)木荷人工1—2月、3—4月、5—6月、7—8月、9—10月、11—12月的MBC存在明显差异(P＜0.05),在整个生长过程中出现2个峰值,第1峰出现在3—4月,第2峰出现在9—10月,最低值均出现在11—12月;（2）MAP与MP木荷人工林的MBC存在明显垂直分布规律,在0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm各土层中,以0~20 cm土层的MBC最大,20~40 cm土层的MBC次之,40~60 cm土层的MBC最小,且各土层的MBC的差异也均达到显著水平(P＜0.05);（3）木荷人工林MBC与SOC呈线性关系：y=21.654x+54.128(R2=0.984, P＜0.01);（4）在MAP与MP木荷人工林中,土壤微生物熵(MBC/SOC)随土层深度的增加而升高,说明SOC逐渐由0~20 cm土层向40~60 cm土层转移,土壤处于碳积累状态,土壤呈碳汇功能。     

条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作(SS)对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度(低密：4.50万株 hm^-2、中密：6.75万株 hm^-2、高密：9.00万株 hm^-2),以土壤免耕(NT)为对照,利用小立方原位根土取样器,通过“3D monolith”根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0~50 cm土层中(每10 cm为一土层),高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0~10 cm、10~20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^-3、0.62 cm cm^-3,但植株之间的根长密度在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层中分别增加1.13 cm cm^-3、0.18 cm cm^-3、0.06 cm cm^-3、0.05 cm cm^-3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0~10 cm土层中降低16.10%,在10~20 cm、20~30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。     

紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤生态化学计量特征

采用空间序列代替时间序列的方法,对湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地不同恢复阶段(包括前期(Ⅰ)、中前期(Ⅱ)、中后期(Ⅲ)和后期(Ⅳ))不同土层(包括0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 与0～100 cm土层)的土壤生态化学计量特征进行研究。结果表明：(1)随着植被恢复的进行,每个恢复阶段各土层土壤有机碳含量先升后降,呈现出倒“U”形规律,TN和TP的含量显著减小(P＜0.05),具有明显的“表聚性”, 每土层的4个恢复阶段的SOC的大小具有“波动性”,差异具有显著性(P＜0.05),TN和TP的含量的大小顺序均为：后期(Ⅳ)＞中后期(Ⅲ)＞中前期(Ⅱ)＞前期(Ⅰ),其差异达显著水平(P＜0.05);(2)随着植恢复的进行, 0～100 cm土壤SOC、TN和TP显著增加(P＜0.05), C/N、C/P和N/P显著减小(P＜0.05);(3)相关分析说明： C/N与SOC、SER呈极显著正相关(P＜0.01),与TN、TP、SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);C/P与SOC呈极显著正相关(P＜0.01),与SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);N/P与SOC、TN、TP、pH值呈显著或极显著正相关(P＜0.05或P＜0.01),与SBD、SER呈极显著负相关(P＜0.01)。研究结果说明,在植被恢复过程中,植被对土壤中N和P两种元素的需求相一致。     

大兴安岭落叶松林土壤水分变化规律研究

通过2003年7-8月对大兴安岭生态定位站落叶松林内0～30cm土壤容重、根系的测定及土壤质量含水量的动态监测得出如下结论10～20cm土层和20～30cm土层土壤容重的平均值分别为0.338g/cm3、1.352g/em3,随深度的增大土壤容重增大;67.9%的根系分布在10～20cm的土层中,32.1%的根系分布在20～30cm的土层中,随深度的增大根系分布减少;从垂直分布看,降雨过后,表层0～10cm土壤质量含水量首先出现最大值且损耗最快;其次为10～20cm,20～30cm土壤质量含水量最大值出现在降雨后的第四天;降雨第四天后三层土壤质量含水量比较接近;从水平分布看,随坡度下降土壤质量含水量增大,即坡底样地土壤质量含水量要高于坡顶样地.     

神木北部风沙黄土区不同植被类型土壤水分特征

为进一步了解风沙黄土区不同植被类型土壤水分特征,选择陕西省榆林市神木市大柳塔镇5种典型植被类型的7个样地柠条1、柠条2、草地1、草地2、樟子松、沙棘、杏树为研究对象,采用单因素方差分析法比较不同样地间土壤水分的差异性。结果表明:(1)在0～100 cm土层,研究区不同植被类型间土壤含水量和土壤蓄水量均存在显著差异(P<0.05),均表现为杏树>沙棘>柠条1>柠条2>草地1>樟子松>草地2。(2)不同植被类型土壤含水量随着土层深度的增加整体上都成增加趋势。其中草地1、樟子松、草地2的变化趋势不明显。(3)不同植被类型土壤蓄水量随土层深度的增加整体上均表现出不断增加的趋势。各植被在0～40 cm土层的蓄水量均比较少且变化不大,在40～100 cm土层时土壤蓄水量变化较大且均在80～100 cm土层时的蓄水量达到最大。该试验分析出了该地不同植被类型下的土壤含水量及土壤蓄水量特征,对该地后续的水土保持与植被恢复和生态环境建设提供理论依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地土地退化/恢复过程中土壤水稳性团聚体的动态变化

为了揭示衡阳紫色土丘陵坡地土地退化/恢复过程中土壤质量的演变及其与土壤侵蚀的关系,采用“时空互代法”的方法,对典型区域的土地退化/恢复过程中,土壤水稳团聚体与SOC的规律进行研究。结果表明：（1）土地退化过程中,＞0.25 mm水稳团聚体的含量减少;土地恢复过程中,＞0.25 mm水稳团聚体的含量增多;（2）SOC含量随土壤开垦/恢复年限的增加而减小/增大;（3）＞0.25 mm水稳团聚体含量与SOC的关系符合方程：y=22.321x+3.541,R2=0.932;（4）土壤团聚体平均质量直径与退耕年限符合方程：y=1.984e-0.126x,R2=0.875,与＞0.25 mm水稳团聚体含量符合方程：y=0.098x+0.123,R2=0.981。     

缙云山森林次生演替群落土壤微生物、酶活性和养分的研究

为了给区域天然林保护和三峡库区生态建设提供基础资料,对缙云山森林次生演替群落土壤微生态变化及其关系进行研究,采用常规方法比较分析了灌草丛、马尾松林、马尾松阔叶混交林、常绿阔叶林4种演替阶段的土壤微生物数量、酶活性、养分含量的变化。结果表明：土壤微生物数量从高到低依次为灌草丛（131.52×104/g干土）＞常绿阔叶林（116.65×104/g干土）＞马尾松阔叶混交林（95.74×104/g干土）＞马尾松林（67.68×104/g干土）;土壤酶活性及养分变化与微生物数量变化类似;不同演替群落土壤微生物数量、酶活性和土壤养分均呈显著相关性。缙云山森林次生演替群落4种不同植被土壤中的微生态特征态存在较大差异,其土壤微生物数量、酶活性和土壤养分间存在密切关系。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段主要种群联结性分析

采用2×2列联表,对衡阳盆地自然恢复灌丛阶段植物群落中20个主要种的种间联结性进行分析,结果表明：（1）自然恢复灌丛阶段群落优势种多物种间显著负关联;（2）群落中重要值较高的20个种群组成的190种对中,有58对呈显著正联结,有34对呈显著负联结;（3）以X2为基础,结合联结系数和种间关联度的3个指标较好地测定了20个主要植物种群的联结性。     

东平湖湖滨带不同植被类型下春季土壤CO2通量研究

为了准确揭示湖滨带不同植被类型的土壤呼吸差异,并为湿地生态系统碳收支研究提供基础理论依据,采用LI-8100A开路式土壤碳通量测量系统,测定东平湖湖滨带3种典型植被类型（香蒲、芦苇、人工杨树林）的春季土壤CO2通量特征。结果表明：（1）3种植物群落中,人工杨树林的土壤有机质明显要高于其他2个原生湿地土壤;（2）3种植物群落的土壤CO2释放速率日变化趋势都均为单峰曲线;土壤碳通量速率最高值在12:00-14:00,最低值出现在6:00。以人为扰动过的土壤,即杨树林群落土壤呼吸速率最大,日平均值达到2.26 μmol/(m2?s);（3）土壤CO2释放速率与近地面大气温度的相关性要高于与土壤温度相关性。分析表明,同一气候区相同环境因子对不同植物群落土壤呼吸的影响作用不同,且因其自身具有明显的日变化,从而导致对土壤呼吸的调控作用也具有明显的日变化模式。     

湖南典型土壤磷素剖面分布特征及其流失风险

为了明晰不同土壤类型、利用方式土壤磷素分布特征,评估其流失风险的大小,研究了湖南3种典型土壤（红壤、潮土、紫色土）磷素含量特征及其剖面分布。野外采集3种母质发育土壤的旱地和水田土壤剖面样品进行室内分析,按张守敬等提出的酸性土壤无机磷形态的分级测定方法,对土壤无机磷进行分级。结果表明,不同土壤中磷素含量和形态分布有明显差异：磷素含量由高到低依次为潮土>红壤>紫色土;红壤发育的土壤以磷酸铝和磷酸铁占优势,潮土和紫色土的Ca-P含量占优势较高。土壤磷素在剖面中的分布均为表层最高,且随剖面深度的增加而减少,而后趋于相对稳定;无机磷中的Al-P、Fe-P以及O-P主要集中在0~20 cm的土层中,其剖面分布于全磷类似,而Ca-P剖面分布上相对变化不大。土地利用方式的不同导致全磷的差异：水田均大于旱地。土壤类型及利用方式均对磷素含量和形态特征有明显影响,应根据不同的土壤类型和利用方式控制其流失风险。     

合肥市绿地土壤水分入渗性能研究

为探明影响城市绿地土壤水分入渗性能的限制因子,提高城市绿地在雨水径流调蓄中的作用,采用双环入渗法研究了合肥居民区、公园、道路绿化带（市政绿地）和文教区（校园）等不同类型绿地的土壤水分入渗特征及其与质地、容重和空隙度等土壤物理性质之间的关系。结果表明：合肥市不同功能区绿地土壤入渗速率在0~40 min内下降较快,90~100 min后趋于平缓。土壤水分平均入渗速率呈现：公园绿地(2.42×10-5 m/s)>市政绿地(2.10×10-5 m/s)>小区绿地(0.62×10-5 m/s)>校园绿地(0.56×10-5 m/s)的规律。土壤稳定入渗率属于快和较快级别的占21.1%,中等及较慢等级的占78.9%。合肥市绿地土壤黏粒平均含量在37.6%~44.7%之间;土壤容重在1.22~1.68 g/cm3之间,均值均大于1.40 g/cm3;绿地土壤通气孔隙度在9.21%~17.6%之间,其中小区绿地(14.1%)＞市政绿地(13.9%)＞公园绿地(13.7%)＞校园绿地(11.3%)。研究结果为合肥市城区绿地土壤消减城市面源污染设计提供科学依据。