塔里木河中游荒漠河岸林土壤理化性质分布特征与植被关系

为揭示土壤理化性质的空间变异特征及其与植物数量特征、物种多样性的关系,运用相关性分析和回归分析等方法对塔里木河中游荒漠河岸林不同生境土壤理化性质的空间变异规律及其与植物数量特征和物种多样性进行了分析。结果表明:(1)不同生境土壤理化性质有明显的差异,表现为:土壤含水量、容重在河岸地带大于过渡地带和荒漠地带,持水量、孔隙度、全盐、pH值则随着垂直于河岸距离的增加而增加,有机质、全磷、全钾的最大值则出现在水热资源组合较好的过渡地带,生境内部不同土层理化因子变化呈现不同的规律;(2)随着距离河岸增加,乔木、灌木、草本的频度、盖度、密度存在不同程度退化,物种多样性指数也明显降低;(3)植物数量特征、物种多样性指数与土壤理化因子存在一定的相关性,全盐量、容重、土壤含水量、pH、全氮、全磷与植物的数量特征指标和物种多样性指数的关系最为密切;(4)经回归分析,表明土壤含水量是影响干旱地区植物生长的首要因子,而土壤养分也是影响植物生长的主要因素,且有机质、全磷、全钾与植物生长状况呈负相关。土壤理化性质的空间变异不仅促使区域植物数量特征发生明显变化,而且也影响群落的演替,同时,植物的空间分布特征对土壤理化性质有明显改良作用,通过二者关系的研究为塔里木河中游荒漠河岸林的恢复和土地沙化的治理提供理论支撑。     

连栽桉树人工林植物多样性与土壤理化性质的关联分析

研究了不同连栽代次桉树人工林土壤物理性质、化学性质及植物多样性的变化,同时利用灰色关联度法分析植物多样性与土壤理化性质问的相关性.结果表明:随着桉树人工林连栽代次的增加,林地土壤的理化性质和林下植物的植物多样性呈下降趋势,二者之间存在一定的关联性.灰色关联度分析显示,在土壤物理性质方面,Shannon-Wiener多样性指数、物种丰富度与土壤总孔隙度的关联性最大,关联系数分别为0.860 8,0.764 2,与毛管孔隙度关联性次之,关联系数为分别为0.860 2,0.761 2;均匀度指数与土壤持水量的关联最大,关联系数为0.880 4,与总孔隙度关联性次之,关联系数为0.787 2;这3项多样性指数均与土壤容重的关联性最小,关联系数分别为0.507 9,0.531 0,0.492 0.在土壤化学性质方面,Shannorr-Wiener多样性指数、物种丰富度、均匀度指数均与土壤大量元素(全N、全P、全K及水解N、速效P和速效K)的关联最大,关联系数分别在0.746 9～0.832 6,0.704 0～0.709 0,0.669 2～0.762 5之间,与有机质和pH值的关联性次之,关联系数在0.558 5～0.711 7之间,而与交换性Ca、交换性Mg的关联最小,关联系数在0.490 3～0.610 4之间.可见,增加林下植被的植物多样性,有利于保持良好的土壤通气透水性和提高土壤N、P、K养分含量.在多代连栽桉树人工林林地抚育过程中应尽量减少对林下植被的破坏,以改善土壤环境、维持较高的林分生产力和生态稳定性.     

土壤在植物多样性形成中的作用及其研究意义

土壤科学工作者熟知生物作为五大成土因素之一在土壤发生与演化过程中的作用,但是很少问津土壤在植物起源和演化过程的作用.笔者认为,陆地植物的起源和演化过程实质上是对其起源土壤环境的适应过程,土壤对起源植物特性的形成具有"模具效应".土壤环境的剖面厚度和层次构型、物理、化学和生物学性质多样性形成了起源植物的多样性.由于植物根...     

城市五种景观植物土壤微生物多样性研究

绿地为城市提供广泛的生态服务,绿地土壤微生物群落是其中的关键组成部分。为探究城市绿地土壤微生物多样性及其影响因素,通过16S rRNA基因的高通量测序对城市绿地5种常见景观植物土壤微生物进行分析,发现不同景观植物土壤微生物优势物种具有较高的一致性,以变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、粘球菌门为优势门。但其α多样性和β多样性根据景观植物不同表现出明显相异性。另外,各土壤中古菌趋同性极高,几乎都属于氨氧化古菌。微生物相互作用关系主要受土壤含水量、盐离子浓度和pH等因子的影响。     

滇中高原华山松植物多样性与土壤生物肥力特征

为探究滇中高原华山松植物多样性与土壤生物肥力的关系,运用野外调查法和实验室分析法对玉溪市磨盘山国家森林公园的华山松天然次生林进行了研究。结果表明:1磨盘山华山松天然次生林形成以华山松为优势种的针阔混交林,其物种组成单一、植物多样性较低,共出现维管束植物13科15属15种。2华山松林下有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾含量,酶活性及微生物数量随土层深度的加深呈递减趋势,pH、全钾含量随土层深度的加深而呈递增趋势。3主成分分析结果显示,土壤养分、过氧化氢酶、转化酶和微生物都能较好地反映土壤生物肥力特征,多样性指数、优势度指数以及丰富度指数这3个因子能够较好地反映植物多样性。4华山松植物多样性与土壤肥力特征具有明显的相关性,其中对植物多样性影响较大的土壤肥力指标有真菌、过氧化氢酶、全氮、速效钾、全钾、转化酶、细菌、全磷、有效磷。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程，生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因素导致生态系统功能衰退，植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响。土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升，其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加，也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的，由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响，微生物生物量将可能减少，因为在大多数陆地生态系统中，有机碳源限制着土壤微生物的活性。     

恢复年限对高寒金属矿山排土场植物多样性和土壤化学特性的影响

[目的] 研究恢复年限对高寒金属矿山排土场植物多样性和土壤化学特性的影响,为深入探讨高寒矿山排土场植物演替趋势,优化高寒矿山排土场植物恢复工艺方法提供科学指导。[方法] 以青海省果洛藏族自治州德尔尼铜矿恢复期为1～12 a范围内的10个矿山排土场边坡为研究对象,通过样方法调查排土场植物物种组成和多样性特性,并进一步调查土壤化学特性,明确了排土场Patrick丰富度指数等4个α植物多样性指数以及全氮等8个土壤化学特性指标与恢复年限的关系。[结果] 随着恢复年限的增大,天然植物不断侵入,排土场植物的科、属、种数呈现出逐渐增加的趋势,各年限排土场物种组成和群落特征存在一定的差异性。排土场Patrick丰富度指数随着恢复年限的增大呈幂函数增长趋势;Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数随着恢复年限增大呈先增大后减小趋势,且均符合二次函数关系。随着排土场恢复年限的增大,土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量均呈先增大后减小趋势;速效钾和有机质含量呈幂函数增长趋势;pH值呈逐渐降低趋势。排土场植物4个多样性指数与土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾和有机质含量呈不同程度的正相关关系,而与速效磷和pH值呈负相关关系。[结论] 恢复期为12 a时,试验区排土场植物仍处于演替发展阶段,未达到稳定状态;排土场植物演替和土壤养分之间存在明显的相互作用;建议矿区排土场植物恢复选用高氮高磷低钾型缓释复合肥。     

植物多样性对土壤动物影响的研究进展

生物多样性与生态系统功能一直是生态学研究的一个热点。近些年来的研究表明,植物多样性除了影响陆地生态系统地上部分的初级生产力等生态系统功能,还会间接影响地下生物多样性及土壤生态系统过程。本文概述了植物多样性对土壤动物的影响及其主要机制,归纳了植物多样性通过改变输入土壤中的资源数量与资源多样性、微生境结构、土壤环境因子等影响土壤动物的途径。目前关于土壤动物群落对植物多样性的响应仍存在很多问题和争议,本文总结了需要进一步深入研究的方向,特别指出了要加强研究影响植物多样性与土壤动物关系的生物与非生物因子、后续的生态效应和反馈、不同机制和途径的贡献定量化等。     

松嫩平原湿地水质及土壤重金属季节分布特征

以松嫩平原湿地植物多样性为基础调查值,连续2a野外调查和室内化验相结合的方法研究了不同季节水质状况(TN、NH4+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD5和CODCr)及土壤重金属(Hg、Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)分布特征,并运用主成分提取和冗余分析(RDA)的方法研究了植被多样性与环境因子(土壤和水质)之间的关系。研究结果表明:(1)松嫩平原湿地植被Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数总体变化为秋季最高,夏季次之,春季最低,随季节均表现为先增加后降低趋势,具体表现为秋季夏季冬季春季。(2)松嫩平原湿地水质中TN、NH4+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD5和CODCr和土壤As、Cd、Cu、Zn、Ni和Pb含量与植物多样性指数变化趋势相一致。(3)偏相关分析显示,影响松嫩平原湿地春季和冬季植物多样性主要的环境因子是土壤重金属含量,而影响松嫩平原湿地夏季和秋季植物多样性主要的环境因子是水质状况。主成分分析结果表明,松嫩平原湿地土壤中Pb和Cd含量、水质中BOD5浓度和CODCr浓度是松嫩平原湿地的主要影响因子。(4)冗余分析结果显示,松嫩平原湿地植物多样性影响最大的是BOD5浓度、CODCr浓度和土壤Cu、Pb含量,而水质BOD5、CODCr和土壤Cu和Pb在某种程度上能够表征松嫩平原湿地植物的多样性。     

鄂北不同程度石漠化环境植物多样性与土壤物理性质

为了探析鄂北石漠化地区植被与土壤相关性,为区域石漠化综合治理提供参考,以鄂北岩溶石漠化生态系统为对象,采用野外定点样地监测调查及室内分析相结合的方法,研究了区域性不同程度石漠化环境中植物多样性与土壤物理性质及相关性。结果表明:鄂北岩溶石漠化地区植被结构简单,群落空间结构、植物组成、植物多样性随石漠化程度增强而递减,强度石漠化植物仅有13科18属18种;石漠化程度越高,植物形态特征越相近,以铁仔、黄栌及忍冬科、豆科的带刺植被为主;石漠化土壤物理结构随石漠化等级呈退化趋势,而持水性能则是先退化后趋于稳定;环境土壤的容重、干密度、孔隙度与植物多样性显著相关,其中非毛管孔隙度同丰富度、植物多样性呈显著正相关,均匀度指数与毛管孔隙度呈显著正相关;总孔隙度、均匀度、多样性、丰富度、毛管孔隙度是基于植物多样性和土壤物理性质评价石漠化的关键指标。     

放牧对荒漠草原植物生物量及土壤养分的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨放牧对荒漠草原植物多样性、 生物量及土壤养分特征的影响。结果表明, 放牧对荒漠草原植物群落多样性、 均匀度和丰富度影响显著。植物群落多样性和均匀度随着放牧强度的增加均呈先增加后降低的趋势,在轻度放牧达到最大值。同围封禁牧相比,重度、 中度和轻度放牧草地的植物地上和地下部生物量显著降低,分别降低了43.8%、 42.0%、 15.4% 和 27.7%、16.2%、11.9%。土壤有机碳随着放牧强度的增加而降低,而土壤全氮含量随着放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势。围封禁牧草地土壤有机碳比重度放牧增加了18.1%,而土壤全磷、 速效磷和全钾含量分别降低了 21.1%、 51.9% 和 11.0%。土壤有机碳含量对植物群落地上和地下部生物量的影响大于土壤全氮、 全磷、 全钾、 速效磷和速效钾。放牧干扰下荒漠草原土壤环境及其养分含量,能在一定程度上反映植物群落多样性和生物量的变化。     

Effect of desert plant ecophysiological adaptation on soil nematode communities

Nutrient source limitation in desert ecosystems enhances competition among plant communities, leading to creation of microhabitats beneath the shrubs that can determine composition and abundance of soil organisms. The aim of the study was to determine the effect of plant ecophysiological adaptation on soil nematode communities in the rhizosphere of tightly interweaving shrubby communities. Soil samples were collected monthly under the canopies of three perennial desert shrubs: Artemesia herba-alba, possessing the allelopathic ability to dominate in relationships with other plants; Reaumuria negevensis, a salt-resistant plant; and Noea mucronata, a typical dry desert shrub. An inter-plant area was used as a control. The results demonstrated that soil water content (SWC) and total organic carbon (C_org) were significantly different under different plants and inter-plant areas, with the highest values found under R. negevensis (SWC) and N. mucronata and R. negevensis (C_org). Plant parasite and omnivore-predator nematodes were more sensitive to the ecophysiological individual features of observed plants versus the total number of nematodes and bacteria- and fungi-feeding nematodes. Generally accepted ecological indices such as Wasilewska (WI), trophic diversity (T), maturity (MI, MMI), basal (BI), enrichment (EI), structure (SI), and channel (CI), pointed to specific ecological conditions under canopies of the observed plants.     

卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区金矿生态恢复区的土壤理化性质和植被群落特征

[目的] 调查实施生态修复措施后的矿区土壤状况与植物群落的恢复情况,为矿区修复治理措施提供评价依据。[方法] 以新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区的金矿生态恢复区为研究对象,通过样方法和室内试验,进行研究区植被特征、植物群落多样性调查和土壤理化性质检测分析。[结果] 与原生对照区相比,经过生态修复工作的金矿生态修复区土壤pH值、电导率、有机质、总氮、全钾的含量普遍较低;植物物种较少,以人为撒播草种的藜科植物占优势;植物群落多样性指数低,与原生对照联系紧密;植物群落主要受土壤有机质、有效磷、速效钾等含量的影响。[结论] 在进行生态修复措施后,青河大沙沟和富蕴大沙沟的土壤理化性质和植物群落改善较明显,恢复效果显著。金矿恢复区由于恢复时间较短,所以植物种类稀少,群落稳定性低,土壤理化性质的含量普遍不高,还需要时间进行恢复。     

阿克苏河中游荒漠河岸林物种多样性与群落稳定性

[目的]探究阿克苏河中游荒漠河岸林群落的物种多样性、稳定性及其之间的关系,在物种水平上对当前群落植物组成的复杂性及部分环境因子的关系进行探讨,为荒漠河岸生态系统的恢复提供理论依据。[方法]在样方调查的基础上,运用格局分析法,物种多样性指数与均匀度指数,聚类分析以及M.Godron稳定性测度对植物群落进行综合评估。[结果]阿克苏河中游荒漠河岸林主要的植物种群均呈现聚集分布的格局,群落结构简单,具有单寡种优势群落的特征。不同地段的植物群落物种分布较为均匀,但丰富度与多样性的高低略有起伏;荒漠河岸林植物群落根据环境因子的聚类结果可分为6个群丛,其中有3个群丛的物种多样性较低。物种组成与土壤水分的关联较为密切;当前植物群落尚未达到稳定阶段,物种多样性与群落稳定性者之间并无任何直接联系。[结论]单一以河水漫灌的方式促进该地区植物多样性的恢复具有一定的困难,考虑以胡杨、柽柳为主要格局,种植深根系的乔灌木以营造局部地区小气候,间接优化生境的方式对荒漠河岸林的植被恢复更为有利。     

Reclamation of desert land to continuous cotton cropping affects soil properties and microbial communities in the desert-oasis ecotone of Xinjiang,China

Purpose

A large area of desert land in the desert-oasis ecotone in northwestern China is being reclaimed for continuous cotton production for several decades. However, little is known about the possible effect of reclamation and long-term monocultural cotton cultivation on soil properties and microbial communities in the desert-oasis ecotone area.

Materials and methods

Soil samples were collected from the 0–20-cm mineral soil from croplands that had been continuously planted cotton for 5, 25, and 50 years after reclamation, as well as a desert land (t?=?0, before reclamation, used as the control). Soil physical and chemical properties, enzyme activities, and bacterial and fungal community diversities were determined.

Results and discussion

Soil organic carbon, total nitrogen, and enzyme activities increased up to 25 years after reclamation, and further monocultural cotton cropping was not beneficial to improve soil quality. Soil urease, alkaline phosphatase, and sucrase activities increased by 121~205%, 100~167%, and 206~719% in croplands as compared with the desert land, respectively, after reclamation with the highest value at 25 years of cotton cultivation. Bacterial richness and diversity increased from desert land to the 5-year-old cropland and then remained stable after 5 years of cotton cropping, and soil fungal richness and diversity were not affected by reclamation and cropping years.

Conclusions

Crop rotation or fallow should be considered to maintain or improve soil quality over the long-term monocultural cropping.

     

Effects of Thinning and Induced Drought on Microbiological Soil Properties and Plant Species Diversity at Dry and Semiarid Locations

Soil properties and plant species diversity are key elements of forest ecosystem functioning and are affected directly by climate change. The aim of this work was to study plant species diversity, physicochemical and soil microbiological properties and enzymatic activities after induced drought conditions and thinning at semiarid (Calasparra) and dry (Yeste) Pinus halepensis Mill. forest stands. Different plots affected by a wildfire event 17 years ago, with or without thinning 5 years after the fire event, were selected. A 15% rainfall reduction over 3 years was also carried out. Physicochemical soil properties (soil texture, pH, carbonates, total organic carbon, electrical conductivity and total N and P), soil enzymes (urease, phosphatase, β‐glucosidase and dehydrogenase activities), carbon mineralisation and soil microbial biomass carbon were analysed in the selected study areas. Shannon and Simpson indices were calculated, and total plant cover and plant species richness were evaluated. The results showed no differences in microbiological soil properties and soil enzyme activities when comparing thinned and unthinned plots; conversely, plant species diversity indices were affected by thinning. Induced drought affected only total cover and species richness, which were lower at Yeste. Significant site variation was also observed in soil properties, species richness and total plant cover, as opposed to the plant species diversity indices. We conclude that soil properties recover in the midterm after thinning activities, and they resist against a 15% rainfall reduction under potential climate change conditions remaining steady after induced drought. The plant community presents different responses to drought depending on the experimental site. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

深圳盐田港公路边坡生态恢复土壤特性与植物多样性的研究

以深圳市盐田港高速公路岩质边坡上历经十年的植被恢复边坡为研究对象,在厚层基材喷附边坡、客土喷附边坡、自然复绿边坡不同生态恢复方式下,重点分析和研究了土壤理化性质、酶活性、植物多样性,土壤特性与植物多样性之间的相关性.结果表明:不同生态恢复方式下,①土壤理化性质与酶活性都表现出厚层基材喷附边坡＞客土喷附边坡＞自然复绿边坡的分布规律性;②经过生态恢复,边坡复绿取得了一定的效果,但是效果并不明显,植物多样性指数和丰富度指数都偏低,群落演替还处于初期的灌草植物群落阶段;③土壤特性同植物多样性之间存在明显的正负相关关系.土壤速效氮与均匀度指数有极显著的正面效应,与多样性指数有显著的正面效应;土壤全磷与均匀度指数有显著的负面效应;土壤有效磷与丰富度指数、多样性指数和均匀度指数都有极显著的负面效应;土壤全钾与丰富度指数有极显著的负面效应,与草本多样性指数有显著的负面效应;土壤速效钾与均匀度指数有极显著的负面效应;土壤蔗糖酶活性与草本均匀度指数有显著的负面效应.提出了深圳高速公路边坡生态恢复的植物配置、工艺及工法的改进建议.     

玛纳斯河流域近50年植被格局变化

以玛纳斯河流域47个残遗荒漠植被样方数据为基础,发现研究区植被与土壤理化性状存在着非常明显的分异规律,白梭梭群落、梭梭群落、琵琶柴-梭梭群落、梭梭-柽柳群落、柽柳群落、盐化灌木群落对应土壤的总盐含量、总有机碳含量依次递增,而土壤中砂含量却依次递减,这充分说明荒漠植被类型和对应的土壤类型之间有较好的指示关系。基于上述分析,利用玛纳斯河流域的土壤图复原研究区大规模开垦前植被格局,并将复原的植被图和基于TM影像解译的研究区现状植被图比较分析,发现近50年来玛纳斯河流域大约有20.37万hm²的荒漠被开垦为农田,主要分布在灰漠土上。利用荒漠植被和土壤之间较好的指示关系复原玛纳斯河流域未开垦前的原生植被有助于指导干旱区绿洲土地利用。     

不同土壤类型下AM 真菌分布多样性及与土壤因子的关系

以禾本科植物群落为研究对象, 研究了宁夏六盘山林地、银川农耕地、暖泉农耕地、固原农耕地、盐池沙地、灵武沙地6 个采样地点5 种土壤类型(黑垆土、灌淤土、黄绵土、灰钙土、风沙土)下AM 真菌物种多样性及其与土壤因子的关系。结果表明: 5 种土壤类型采样点的植被根际土壤中共鉴定出5 属48 种AM真菌, 其中, 无梗囊霉属(Acaulospora)1 种, 巨孢囊霉属(Gigaspora)3 种, 球囊霉属(Glomus)37 种, 类球囊霉属(Paraglomus)1 种, 盾巨孢囊霉属(Scutellospora)6 种, 各采样点土壤均以球囊霉属为优势属。地球囊霉(G.geosporum)和木薯球囊霉(G. manihotis)是6 个采样地点中的优势种。不同土壤类型各采样点AM 真菌各属的频度存在明显差异, 球囊霉属在各点均有出现, 频度值最高。具有较高植被多样性的暖泉样点, AM 真菌的种属数量较多。土壤环境因子对AM 真菌孢子密度的影响因所处土壤、植被类型不同而异。pH、全盐、速效钾、速效磷等土壤肥力因子, 在PCA 轴上能最大程度地解释AM 真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。宁夏不同土壤类型区域中AM 真菌种类及分布一定程度上与该采样点的植被类型、植物多样性和土壤肥力特征相对应。     

宁夏香山荒漠草原区生物多样性与环境特征研究

采用大样地、典型固定样地调查方法,对宁夏香山荒漠草原区生物多样性与环境特征进行了研究。结果表明,研究区所调查151种植物分属39科、95属;植物群落分布体现了山地荒漠草原的特征,多数植物群落类型分布在山地阴坡;群落多样性动态受时间、地形影响较大,在土壤属性中受土壤含水量影响较大;灌丛植被在该山地生态系统中处于重要地位,是生态功能维持的主要因素;昆虫群落符合干旱地区草地植物群落特征,大型动物的稀有也提示对该地区进行生物多样性保护日益紧迫。