高速公路边坡生态恢复对土壤微生物的影响

选择了云南思小(思茅—小勐养)、元磨(元江—磨黑)和昆玉(昆明—玉溪)高速公路边坡进行土壤微生物数量和多样性调查。结果表明:高速公路边坡的生态恢复会不同程度地促进微生物的增加,在恢复边坡土壤微生物区系组成中,细菌数量是最多的,放线菌次之,真菌最少;细菌数量与微生物总数的变化趋势相一致;适量有机质的添加有利于土壤微生物数量的提高;植物群落类型的多样性和植物盖度与微生物数量呈正相关关系;不同的防护工艺对土壤微生物数量的增加和土壤性质的改善有不同的效果;微生物数量变化可以作为高速公路边坡生态恢复效果的评价指标。     

黄土高原不同植被类型对土壤养分、酶活性及微生物的影响

[目的]研究黄土高原不同植被类型对土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物的影响,为该地区植被建设提供参考。[方法]根据研究区特点,选择4种(草地、柠条、杨树、蒿地)植被类型,采用SPSS软件分析各样地之间和同一样地土壤剖面不同层次的土壤酶活性和养分差异显著性和相关性,采用Canoco对微生物与环境因子进行分析。[结果](1)不同植被类型下,随土层深度的增加土壤酶活性与土壤养分均呈降低趋势。蒿地中酶活性最高,草地pH值随土层深度的增加而增加,表土层有机碳含量最高。硝态氮和铵态氮含量分别在杨树、柠条地块最高。(2)土壤养分间存在显著或极显著性相关,而土壤酶活性间存在极显著性相关。土壤酶活性与土壤有机碳、硝态氮之间都存在显著和极显著性相关。(3)表层(0—10cm)土壤微生物在门水平上多样性高。真菌第Ⅰ簇菌属与土壤pH值、硝态氮、铵态氮呈正相关,与土壤酶活性呈负相关;第Ⅱ簇菌属与土壤酶活性呈正相关关系,而与硝态氮、铵态氮、有机碳、pH值呈负相关关系;第Ⅰ簇与第Ⅱ,Ⅲ簇真菌群落间呈负相关关系。细菌与酶活性和土壤养分存在正相关和负相关。[结论]不同植被类型影响土壤酶活性、养分及微生物多样性,在植被建设过程中,宜种植蒿草来改善土壤的生态环境。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤酶活性特征研究

本文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,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡阶段（Grassplot, GT）、 灌草阶段（Frutex and grassplot,FG）、 灌丛阶段（Frutex, FX）和乔灌阶段（Arbor and frutex, AF）,通过调查取样和实验分析,对不同植被恢复阶段的土壤酶、 养分与微生物及其相关性进行了研究。结果表明, 1）随着恢复阶段的演替,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶的活性显著增加,在每个恢复阶段,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性随着土层的加深而逐渐减弱,脲酶与多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性呈显著正相关关系,蔗糖酶与脲酶和多酚氧化酶呈极显著正相关。 2）随着恢复阶段的演替,土壤养分的时空变化与土壤酶活性的变化趋势基本一致,土壤有机碳、 全氮与碱解氮含量呈上升趋势,土壤pH随植被恢复和演替而降低,随土壤深度的增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反;脲酶与有机碳、 全氮、 碱解氮呈极显著正相关,与pH呈显著负相关,多酚氧化酶与有机碳、 碱解氮呈极显著正相关,与全氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关,与pH呈显著负相关,蔗糖酶活性与有机碳、 全氮、 碱解氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关。 3）不同恢复阶段土壤细菌数量最多,真菌数量和放线菌数量与细菌数量的变化趋势各不相同;细菌平均数量为AF＞FX＞FG＞GT,真菌数量为 FG＞GT＞FX＞AF,放线菌数量为 GT＞FX＞FG＞AF。4）主成分分析揭示脲酶与多酚氧化酶可作为衡阳紫色土丘陵坡地土壤质量评价的指标。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

高速公路不同边坡类型对植被恢复的影响

为了解不同护坡模式下边坡防护工程建设初期植被恢复状况,依托北京西六环现有边坡工程,采用系统聚类方法,将12段边坡划分为六棱砖与厚层基材喷播植草2类护坡模式,分析不同模式坡位、坡长、坡向和地形条件对植被恢复的影响。结果表明:1)以厚层基质喷播植草模式为主的Ⅱ类边坡植被恢复效果优于以六棱砖护坡模式为主的Ⅰ类边坡;2)随着演替进程的发展,建植初期植被表现出一定的年际变化规律,2011年植被恢复效果较2010年差;3)坡位、坡长和坡向的不同使植被群落组成存在一定的差异性,Ⅰ类边坡中部植被生长较好,Ⅱ类边坡下部植被恢复效果好,坡长较长的阴向边坡更利于植被恢复;4)六棱砖护坡模式更适宜在山岭重丘区应用,而厚层基质喷播植草护坡模式更适用于平原微丘区。     

不同治理措施对秦巴山区渣场土壤养分与植被恢复的影响

通过对不同治理措施下渣场土壤养分状况的差异性进行分析,系统地探讨不同治理措施对渣场土壤养分含量和植被恢复的影响。结果表明:渣场形成初期土壤养分含量比较贫乏,但随着恢复年限的增加会有一定程度的增加趋势,不同恢复年限之间渣场土壤全氮、铵态氮、速效钾和有机质含量差异极显著(P<0.01),硝态氮含量差异显著(P<0.05),速效磷含量差异不显著;不同覆土厚度的渣场除了速效磷含量差异显著以外,其他土壤养分含量差异极显著,说明覆土厚度对渣场土壤养分含量和植被恢复有一定的作用;渣场形成初期,若进行人工恢复植被,会使渣场土壤养分在短期内小于自然恢复植被的渣场,但是随着恢复年限的增加,以及人工植被改良土壤的作用,从而使进行人工恢复植被的渣场土壤养分含量大于自然恢复植被的渣场。     

嘉陵江流域不同类型植被多样性与土壤养分和酶活性的关系

基于2013—2015年对嘉陵江流域中游（四川段）不同植被类型（混交林、草甸、针叶林、阔叶林、灌丛和裸地）多样性和土壤生境的调查分析数据,采用相关分析法和群落排序法研究不同植被类型土壤养分和酶活性分布特征及其与植被多样性之间的关系。结果表明:嘉陵江流域不同植被多样性指数、丰富度指数、优势度指数和植被盖度基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域除了裸地和灌丛,其他植被类型土壤pH值均显酸性,pH值与土壤容重变化趋势相一致,基本表现为:裸地>灌木林>乔木林>草甸,裸地显著高于其他植被类型（p < 0.05）。嘉陵江流域土壤养分、有效养分含量和酶活性基本表现为乔木林>灌木林>草甸>裸地,裸地显著低于其他植被类型（p < 0.05）。相关性分析表明:植被多样性与土壤养分和酶活性密切相关,是造成不同植被类型土壤养分差异的重要原因,土壤养分和酶活性在一定程度上决定了植被丰富度和多样性指数,土壤理化性质在一定程度上决定了植被优势度指数,而土壤全碳和全氮在一定程度上决定了植被盖度。冗余分析结果显示丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度之间均呈正相关,与土壤养分和酶活性呈正相关,与pH值和土壤容重呈负相关,这与相关分析的结果相一致。     

黄土高原坡地苹果园土壤质量演变研究——以陕西省富县为例

采用空间代时间的方法,对不同种植年限苹果园土壤质量演变进行了研究。结果表明,随着种植年限增加,果园土壤pH值有降低趋势;土壤有机碳含量呈缓慢降低趋势。土壤氮磷含量富集;真菌和放线菌数量都表现为先增大后减少的变化规律;但细菌占微生物总量比例呈下降趋势,真菌、放线菌所占比例呈增加的趋势。据主成分分析的结果将不同年限果园土壤质量综合分为:质量最好(9龄果园),良好(5龄和14龄),较差(17和23龄)和差(1龄)共4个等级。农田改建果园后,5a左右进入盛果期,土壤质量状况良好;到第9a时,土壤质量状况最好,土壤养分和酶活性最高;14a左右进入衰退期;至17～23a时土壤质量下降明显,果树退化严重。     

黄土丘陵区自然植被恢复下土壤微生物学质量演变特征

为了探讨黄土丘陵区自然植被恢复过程中土壤微生物学质量演变特征,用时空互代法对燕沟和县南沟典型小流域自然植被恢复下5个演替阶段（退耕1~6 a、7~17 a、18~35 a、36~60 a、> 60 a）土壤养分含量、微生物量和酶活性进行了研究。结果表明:随着地区植被退耕后自然演替的推进,土壤有机碳、全氮、有效氮与有效钾含量持续增加,土壤全磷含量在不同植被演替阶段变化不明显,有效磷含量在植被演替至多年生草本阶段（18~35 a）时含量最低;土壤细菌约占土壤微生物量的65%左右,且其数量在植被演替至多年生草本阶段时最多,土壤真菌和放线菌随退耕年限的延长呈现不断增加的趋势;土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性也随着植被自然演替的推进呈不断增加趋势,但脲酶和蔗糖酶在植被演替至灌木阶段（36 a）后增速放缓。相关性分析表明,自然恢复过程中土壤微生物数量与酶活性的提高程度比较一致,其与土壤养分关系密切,因此土壤微生物群落与土壤酶活性是反映植被恢复中土壤生物学质量变化的重要指标。     

沿海破坏山体周边不同植被恢复模式的土壤酶活性

土壤酶活性的高低可以直接或间接反映土壤肥力和土壤健康程度。研究选取烟台市黄务镇破坏山体周边7种植被恢复模式,测定土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性及土壤理化性质和细菌、真菌、放线菌数量。目的是探讨不同植被恢复模式对土壤酶活性的影响机制,为合理恢复植被提供参考依据。结果表明：不同植被恢复模式的土壤酶活性表现为0-10cm土层高于10-20cm土层;对土壤酶活性的改善作用为混交林〉纯林〉灌草丛,人工植被恢复模式中以黑松麻栎混交林最优;土壤酶活性具有显著差异（P〈0.05）,其中以脲酶差异最为显著,与自然恢复的灌草丛相比,0-10cm土层脲酶活性增加44.71%～231.79%,10-20cm土层脲酶活性增加163.00%～959.00%;4种酶的活性均与有机质有密切的关系,提高土壤有机质的含量可以增强酶活性;脲酶、过氧化物酶、过氧化氢酶之间存在密切关系,并且三者与微生物含量的相关性也达到显著水平（P〈0.05）,其中脲酶和多酚氧化酶可以作为破坏山体土壤质量评价的指标。破坏山体植被恢复过程中应以营造针阔混交林为主。     

生物有机无机复合肥对土壤性质的影响

进行了化肥、传统有机肥、生物有机肥、有机无机复合肥和生物有机无机复合肥的田间比较试验。试验结果表明:⑴生物有机无机复合肥可以提高冬小麦产量,比其它处理高11.73%~105.80%,差异极显著。⑵生物有机无机复合肥可降低土壤pH值和土壤容重,提高土壤总孔隙度。⑶生物有机无机复合肥可显著提高土壤微生物活性。与不施肥处理比较,土壤细菌增加了165.38%,真菌增加了189.47%,放线菌增加了48.72%,总量增加了104.07%,其增加量高于其它处理。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性也都有明显提高,促进了土壤有机质的分解转化和速效养分的释放。⑷生物有机无机复合肥可不同程度地提高土壤全量养分和速效养分,提高土壤肥力。     

不同植被恢复类型对土壤性质和水源涵养功能的影响

对相同立地条件下3种不同植被恢复类型(厚荚相思林、尾巨桉林和灌草丛)的土壤性质和水源涵养功能进行了研究.结果表明,不同植被恢复类型的土壤理化性质和水源涵养功能存在较明显差异,厚荚相思林、尾巨桉林和灌草丛在0-20 cm土层,土壤容重分别为1.126,1.205,1.247 g/cm3,非毛管孔隙度分别为9.27%,9.04%,8.581%,毛管孔隙度分别为41.57%,39.82%,40.81%;土壤有机质、全N、全P、水解N和速效P含量均为厚荚相思林灌草丛尾巨桉林;3种植被恢复类型凋落物最大持水量分别为20.14,13.07,4.02 t/hm2,土壤蓄水能力大小依次为1 946.2,1 920.0,1 911.8 t/hm2,各植被恢复类型最大蓄水量为厚荚相思林(1 966.3t/hm2)尾巨桉林(1 933.1 t/hm2)灌草丛(1 915.8 t/hm2),因此,厚荚相思林具有比尾巨桉林和灌草丛更好的维持地力作用和更高的水源涵养功能.     

关中平原高速公路边坡不同植被恢复年限土壤团聚体分形特征研究

选取14个关中平原高速公路路堤边坡样地,分析了不同植被恢复年限下土壤水稳定性团聚体特征。结果表明:(1)随年限延长,>1mm大团聚体表层含量基本大于亚表层含量;<1mm团聚体则相反;<0.25mm微团聚体含量呈现出先增大后又减小的趋势,而>5mm团聚体含量则先减小后增大。(2)研究区阳面边坡分形维数为2.45～2.79,阴面边坡分形维数为2.48～2.70,变化幅度较小;表层分形维数小于亚表层。(3)分形维数与<0.25mm团聚体含量显著正相关,与有机质、全氮显著负相关。(4)因子分析可简化多因子问题的研究,从15个因子中确定:有机质、全氮、硝态氮、速效磷和1～0.5,0.5～0.25,<0.25mm是影响团聚体分形维数的主要因子。植被恢复促进团聚体均匀分布,使土壤分形维数降低,改善土壤结构。     

庆丰采石场岩质边坡植被恢复状况和土壤特性研究

通过对庆丰采石场人工修复边坡的植被恢复状况和土壤特性进行调查,探讨了土壤理化性质及土壤酶活性与边坡植被恢复状况间的关系,以及影响土壤质量的主要因子,以期为岩石边坡的防护及生态恢复提供可以借鉴的理论依据。结果表明,在人工修复边坡上,无论是物种多样性、群落的结构及稳定性,还是土壤质量等,在短期内都难达到周边自然边坡的状态。土壤性质与修复边坡草本层及木本层植物的Margalef指数、Shannon—Wiener指数、Pielou指数间存在不同程度的相关性,其中草本层植物的物种多样性对土壤含水量、酸性磷酸酶活性、蛋白酶活性影响较大;木本层植物的物种多样性对土壤全磷质量分数、蛋白酶活性影响较大。土壤速效养分、土壤酶活性和土壤有机质等因子是影响土壤质量的主导因子。     

北京山区不同植被恢复类型土壤质量综合评价

[目的] 综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法] 以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶混交林和无林地(对照)为研究对象,测定14个土壤理化指标作为土壤质量评价的总数据集(TDS),采用主成分分析法(PCA)和Pearson相关性分析建立土壤质量最小数据集(MDS),利用线性(L)和非线性(NL)2种评分方法计算土壤质量指数(SQI)和一般线性模型(GLM)确定影响土壤质量的关键因素。[结果] 植被恢复后相较于无林地,土壤容重、砂粒含量下降,而有机质、全氮、全钾、速效氮、速效钾等土壤养分含量增加。筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为全氮、砂粒、全钾、pH、有效含水量。4种方法(SQI-LT、SQI-NLT、SQI-LM、SQI-NLM)下,不同植被恢复类型的SQI值排序均为落叶阔叶混交林＞侧柏针阔混交林＞油松纯林＞油松针阔混交林＞侧柏油松混交林＞侧柏纯林＞无林地,植被恢复后土壤质量显著提升。SQI-NLM的土壤质量评价方法在北京山区具有更好的适用性。相较于无林地,其他植被恢复类型的SQI-NLM分别提高64%,48%,45%,36%,33%,27%。GLM模型解释了土壤质量指数总变异的85.24%,植被类型对土壤质量指数的解释比例最大(45.09%)。[结论] 选择适宜的植被恢复类型是改善区域土壤质量的关键。未来实施植被恢复时,树种选择上优先考虑阔叶树种。造林配置方式的选择应取决于树种而定,如侧柏纯林中引入本土阔叶树种形成侧柏针阔混交林或选择油松纯林是最佳造林模式。     

岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性分析

[目的]讨论岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性计算方法,为该类工程的稳定性评价提供依据。[方法]模拟计算抗剪型和摩擦型根系产生的作用力,转换为抗剪强度后作为客土稳定性的附加值,进而推导出稳定性计算公式,并通过济南—莱芜高速公路的客土喷播工程案例进行实测和验证。[结果](1)客土稳定性系数取决于无根土抗剪强度(Fs)、客土容重(γ)、客土厚度(d)、根系抗剪强度增量(τR);(2)根系产生的抗剪强度可细分抗剪型根系抗剪应力(τRg)和摩擦型根系抗剪应力(τRf)二者之和;(3)稳定性计算值始终小于实测值,分布规律及偏差值较稳定,植被恢复初期的3~5a内客土稳定性系数与植被恢复期成明显的正相关关系。[结论]客土稳定性系数计算可以作为岩石边坡植被恢复工程的参数设计和稳定性评价方法。     

西南丘陵地区几种典型边坡植被的护坡效益分析

以成渝高速(永川段)为例,以"景观过渡带(小乔木+地被植物)+坡面防护带(灌木+草本植物)"的群落结构为基础,研究西南丘陵地区几种典型的人工护坡植被在自然降雨条件下的产流、产沙特征,并比较其年际间差异。结果表明:(1)一年生草本植物所在的草灌混合群落(黄荆+狗尾草,M5)生长快、成坪早(65d),在建坪初期(2010年汛期)即表现出较强的保水、防沙性能;(2)黑麦草、狗牙根等多年生草本植物所在的草灌混合群落(小冠花+黑麦草,M4;苜蓿+狗牙根,M3)成坪迟、生长慢,分别在建坪中期(2011年汛期)、后期(2012年汛期)呈现较强的保水、防沙性能;(3)相同环境条件下,不同植被配置模式的护坡性能与其群落特征密切相关,建坪初期,防沙、护坡性能与其地上生物量呈显著正相关(p<0.05),建坪后期则与其根系生物量呈显著正相关(p<0.05)。     

高寒沙地不同植被恢复类型土壤肥力质量差异及评价

青海共和盆地是全国土地沙漠化危害较严重的区域之一,在沙漠化土地上进行植被恢复是控制该区沙漠化和改善区域环境的一个有效措施。为研究高寒沙地不同方式植被恢复后土壤肥力质量的差异,以自然恢复的赖草草地(Leymus secalinus)、人工恢复的沙柳林(Salix psammophila)、人工恢复的柽柳林(Tamatix chinensis)、人工恢复的乌柳林(Salix cheilophila)和人工恢复的乌柳小叶杨(Populus simonii)混交林为研究对象,测定了5种植被恢复类型0~50 cm深度土壤的物理性状、持水能力和养分特征,通过主成分分析和相关分析方法选取具有代表性的指标计算土壤质量指数,对5种植被类型的土壤肥力质量进行综合评价。结果表明:5种植被类型的土壤特性均表现出显著地"表聚性",即表层土壤肥力质量优于深层土壤;不同植被类型之间各土壤指标具有显著差异性,土壤质量指数计算结果表明,赖草草地(1.55)和沙柳林(1.50)土壤肥力质量最好,柽柳林(1.09)和乌柳林(0.93)次之,乌柳小叶杨混交林(0.76)土壤肥力质量最差。     

黄土丘陵区退耕坡地植被自然恢复过程及其对土壤入渗的影响

生态系统自我修复是黄土高原植被恢复的重要途径。以永久性天然草地和三龄沙打旺人工草地为对照,在对黄土丘陵区坡地退耕植被自然恢复过程群落演替、地上部分生物量的增长及其组成动态变化特征调查的基础上,定量分析了不同恢复阶段主要群落下土壤的入渗能力。研究表明,随着植被演替的进展,群落生物量逐步增加,土壤入渗能力显著改善。退耕草地土壤表层0-20cm土壤渗透能力(K10℃)每年可提高0.10mm。植被改善土壤入渗能力的有效深度达40cm。说明黄土丘陵区通过坡地退耕还林还草恢复植被可以改善土壤渗透性能,强化降雨就地入渗,减少水土流失。     

祁连山北坡主要植被下土壤异质性研究

采用半微量凯氏、氢氧化钠-钼锑抗比色法、CaCO2分子式求法、土壤烘干法、环刀法等进行土壤异质性相关因子调查与分析,结果表明:(1)山地灰褐土、山地淋溶灰褐土、亚高山灌丛草甸土、山地栗钙土的有机质含量分别为11.88%、10.85%、10.73%、1.65%.(2)青海云杉林、高山灌丛林、祁连圆柏林、低山灌丛林、牧坡草地、无林地0-60 cm土壤容重依次减小,而总孔隙度依次增大.     

岩石边坡植被恢复初期土壤养分特征及其影响因素

以北京—承德(简称京承)高速公路(3期)边坡3 a恢复期植被为研究对象,对土壤养分状况进行了调研,并分析了影响养分变化的主要因素.结果表明,pH值绝大部分在6.5左右,86.73％边坡的有机质含量和88.78％边坡的全氮含量都处于中上水平,90.82％边坡的速效磷含量处于较丰富水平,73.74％边坡的速效钾含量处于中下水平,表明在目前施工技术及养护条件下,速效钾成为植物生长的关键养分因子.影响因素中,坡质、坡向和施工工艺对基质养分含量影响较大.