朱溪流域水土流失治理序列芒萁叶片叶绿素的变化分析

芒萁是南方红壤区水土流失治理的先锋植物,但其叶片叶绿素含量的作用尚未明晰。以南方红壤区典型流域朱溪流域为研究区,选择4个不同水土流失治理年限样地和2个对照样地以形成水土流失治理序列。通过调查、测定芒萁生长环境和叶片叶绿素含量,分析叶片叶绿素含量在水土流失不同治理年限的变化,揭示其在芒萁抵抗环境胁迫时的表现方式。结果表明:沿治理序列,土壤全碳、全氮和全磷含量均趋于增加且总体上未治理对照地最低,植被郁闭度增加且总体上治理36年样地和风水林对照地相对较高,而芒萁叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a/b和总叶绿素含量均呈上升趋势,总体上上述数值在未治理对照地与治理6年样地和治理12年样地均无显著差异,治理36年样地和风水林对照地相对较高。综上,水土流失治理初期土壤养分未对芒萁产生严重胁迫,提高叶绿素含量和改善叶绿素比例结构是芒萁抵御水土流失治理后期遮阴胁迫的重要方式之一。     

紫色土区不同芒萁盖度下的减流减沙效应

本研究以人工降雨为条件,设置径流小区,布设不同的芒萁盖度,揭示紫色土区不同芒萁盖度下的产流产沙规律,探究地表水的入渗强度,揭示芒萁在水土保持方面的效益。结果表明,不同芒萁盖度下的产流时间随着芒萁盖度的升高而延长,当芒萁盖度大于60%时,初始产流时间曲线斜率变缓,芒萁盖度在10%~50%时,初始产流时间变化幅度较小。紫色土坡面产流量随着芒萁盖度的增大而减小,二者之间存在显著的负相关。但芒萁盖度在50%以下时,对径流量减少没有显著的影响,当芒萁盖度>50%时,产流量减小显著且处于稳定状态。当芒萁盖度>50%时,坡面产沙量会达到稳定值,且变化幅度较小,说明在紫色土坡面芒萁覆盖度达到50%就能有很好的水土保持作用。而关于坡面入渗率方面,芒萁盖度在50%~60%间坡面入渗强度曲线较为接近,可能由于在50%~60%间存在盖度的临界值。     

南方红壤侵蚀区芒萁生长特征及其对环境因子的响应

采用样方法,调查了福建省长汀县红壤侵蚀区马尾松林下芒萁的生物量、覆盖度和高度生长特征,并与地形、土壤养分和土壤侵蚀强度等环境因子进行相关性分析.结果表明,不同坡向上的芒萁生物量差异较为明显,其中位于东坡的样地生物量最大(1 967.65 g/m2),位于南坡的生物量最小(1 230.28 g/m2).各样地的芒萁覆盖度和高度随着坡位的升高而逐渐降低.芒萁总生物量、覆盖度和高度与有机质和全氮呈显著的正相关性.土壤侵蚀程度与芒萁的生物量、覆盖度和高度都达到极显著的负相关性.该地区芒萁的生长主要受侵蚀程度、土壤有机质和全氮等因素的影响.芒萁对控制水土保持有着重要的作用,因而可作为南方红壤侵蚀区水土保持与生态修复的先锋植被.     

南方稀土矿区水土保持植物根际土壤碳氮及pH特征

选取南方稀土矿区芒萁、宽叶雀稗、枫香和木荷四种典型水土保持植物,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素和有机碳含量特征以及pH的变化。研究表明,根际较非根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮平均分别高出79.7%、34.2%和30.7%,土壤有机碳平均高出164.9%,pH平均高出0.13个单位。除pH外,根际土壤与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳之间均差异显著(p0.05)。四种植物根际土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳的含量均较非根际土壤含量高。宽叶雀稗的根际土壤pH大于非根际土壤,而木荷、芒萁和枫香的根际土壤p H与非根际土壤无显著差异。在根际与非根际土壤中,土壤全氮与土壤有机碳之间呈显著正相关,而土壤全氮与土壤铵态氮、土壤全氮与土壤硝态氮之间均无相关性。即稀土矿区四种植物对碳氮主要养分均具有较强的截存效应,可作为稀土矿区生态恢复的主要植物。     

芒萁根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的影响

为探究植物根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的作用机制,采取室内直剪试验,研究不同含水率条件下芒萁（Dicranopteris dichotoma）根系对红土层抗剪强度的影响。结果表明：（1）不同根重密度土体的抗剪强度总体随含水率增加而下降,含根土体的抗剪强度大于素土。（2）黏聚力随着含水率的增加均呈先增大后减小的趋势,而随根重密度的增加呈增大的趋势,且增量逐渐减小。（3）内摩擦角与土壤含水率之间呈线性负相关,但与根重密度之间无明显关系。（4）含水率对抗剪强度的影响大于根重密度,可用含水率和根重密度模拟根土复合体的抗剪强度（NSE=0.84）。综上,根系的作用可增加崩壁红土层土壤的抗剪强度,但高含水率条件下根系的增强效应降低,可通过减少水分注入以增加崩壁根土复合体的稳定性。     

第四纪红黏土区退化马尾松皆伐迹地短期恢复效果研究

以退化马尾松皆伐迹地表层(0-20 cm)土壤为对象,通过临近设置样地的方法,分别从理化性质、酶活性和微生物学性质对3种乡土植被(灌木丛、芒萁和白茅)的短期恢复效果进行研究。结果表明,白茅可明显提高皆伐迹地土壤理化性质,特别是土壤中磷、钾含量,但3种植被对土壤酸化改良效果均不明显。各恢复措施均不同程度提高了土壤生化强度,其中灌木丛和芒萁效果较明显,但白茅可提供较高质量的有机质而有利于有机碳积累,从而可能改善微生物区系。因此,白茅可作为研究区退化马尾松皆伐迹地土壤改良的选择性植被,而芒萁不宜长期种植。     

南方稀土矿区植物根际与非根际土壤碳氮含量与pH值变化

[目的]揭示南方稀土矿区根际与非根际养分含量变化,为南方稀土矿区的生态恢复和侵蚀退化区的水土保持提供科学依据。[方法]以福建省长汀县稀土矿治理区为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,选取3个稀土矿开采区进行植物样方调查及土壤取样,对研究区的主要水土保持植物(芒萁、枫香)根际与非根际土壤碳氮含量、pH值变化以及根际与非根际间土壤碳氮含量、pH值的差异性进行研究分析。[结果](1)随着治理年限的增加,芒萁根际土壤的有机碳、全氮含量逐渐升高,硝态氮含量逐渐减少,pH值先增加后减少,铵态氮含量无显著性差异;枫香根际土壤的硝态氮随着治理年限的增加而减少,而有机碳、全氮、铵态氮含量和pH值均无显著性差异。(2)随着治理年限的增加,芒萁非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮均无显著性差异,pH值先增加后减少;枫香非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、pH值均无显著性差异。(3)芒萁根际土壤的有机碳含量显著高于非根际土壤的有机碳含量,全氮、铵态氮、硝态氮和pH值均无显著性差异;而枫香根际与非根际土壤养分含量均无显著性差异。[结论]植被能够改善土壤,但土壤肥力恢复却是一个长期的过程。     

芒萁侵入红壤退化裸地对土壤理化性质和细菌组成的影响

芒萁是最早侵入红壤退化裸地的先锋植物,其侵入过程对土壤环境的改变在退化裸地生态恢复进程中具有重要意义。以福建省长汀县红壤侵蚀裸地为研究对象,分析测定退化裸地中芒萁侵入区和非侵入区土壤理化性质和细菌组成及多样性。结果表明：芒萁侵入裸地显著提高土壤最大持水量、土壤含水率、全碳、全氮、全钾、有机质和pH,并显著降低土壤容重;芒萁侵入区增加根瘤菌目和慢生根瘤菌属等14种土壤优势细菌,变形菌门和甲型(α)变形杆菌的相对丰度显著提高(p<0.05),而土壤绿弯菌门和AD3菌纲的相对丰度显著降低(p<0.05),这些土壤细菌主要功能为化能异养、好氧化能异养和纤维素分解;芒萁侵入裸地显著提高土壤细菌群落结构多样性(p<0.05);芒萁侵入区和非侵入区土壤细菌群落结构差异显著(p<0.05);土壤细菌群落结构的主要影响因子是土壤含水率、全碳、有机质、土壤容重和pH。这些影响因子与疣微菌门、变形菌门、疣微菌纲和甲型(α)变形杆菌纲正相关。综上所述,芒萁侵入后可显著改善红壤侵蚀退化裸地的土壤理化性质,改善土壤细菌群落组成,增加土壤细菌群落多样性和优势菌群,对土壤细菌群落有积极效应。     

杉木经几种源植物水浸液处理后叶绿素、质膜透性及气孔的变化研究

用8种源植物及杉木枝叶不同浓度水浸液和清水浇灌盆栽杉木幼苗试验观测结果表明,经几种源植物水浸液处理后杉木叶绿素含量、叶片气孔孔径及其大小均比对照明显提高,叶片质膜透性则明显降低,但气孔频数无显著影响,其中木荷对提高叶绿素含量和降低质膜透性效果最佳,与杉木对照(CK_Ⅰ)和清水(CK_Ⅱ)处理相比,木荷1:6水浸液处理的杉木叶绿素含量分别提高49.3％和52.5％,而质膜透性分别下降30.6％和26.3％。檵木对提高杉木叶片气孔孔径及其大小效果最佳,与清水(CK_Ⅱ)处理相比分别提高27.1％和30.3％。水浸液浓度越大,其叶绿素含量、气孔孔径及其大小越大,则质膜透性越低。     

Effect of understory fern (Dicranopteris dichotoma) removal on substrate utilization patterns of culturable soil bacterial communities in subtropical Eucalyptus plantations

Although understory vegetation is known to play an important role in driving the processes and functions of forest ecosystems, little is known about how understory vegetation affects the composition and function of soil microbial communities in forest ecosystems, especially in subtropical and tropical forests. This study used the experimental removal of understory fern (Dicranopteris dichotoma) to investigate the effect of the fern on substrate utilization patterns of culturable soil bacterial communities in two subtropical Eucalyptus plantations. One year after treatment, the removal of understory fern significantly increased soil temperature by 2–3 °C and retarded litter decomposition by 5.6–23.1%. However, understory fern removal did not affect the substrate utilization pattern of soil bacterial communities. Our study provides evidence that, although understory fern removal significantly alters soil temperature and litter decomposition rate, the disturbance caused by understory removal one year after treatment is too weak to cause detectable changes in substrate utilization pattern of culturable soil bacterial communities in subtropical Eucalyptus plantations.