甘肃兴隆山自然保护区森林演替对土壤肥力影响的评价

以黄土高原半干旱区森林群落为研究对象,从土壤物理、化学和生物化学因子出发,利用模糊数学和因子分析方法对甘肃兴隆山植物群落演替过程土壤肥力的变化特征进行了综合评价。结果表明:4类林分土壤综合质量由高到低依次是落叶阔叶林、针阔混交林、灌木林、针叶林。证明随着森林群落演替进展,土壤肥力呈降低趋势。解决当前该区针叶林土壤退化的主要措施是利用人为干扰来控制生态演替,以维持地力平衡和提高林地生产力。     

退化草地恢复生态对土壤物理性状的影响——以藏北公路沿线车辆碾压干扰矮嵩草草甸为例

通过对西藏那曲地区碾压干扰矮嵩草草甸群落不同恢复演替阶段土壤物理性状调查,分析不同演替阶段土壤颗粒组成、土壤容重和孔隙度,对其物理特性进行研究。结果表明:植被恢复有效改善了土壤的物理性质,提高了土壤对侵蚀动力的抵抗能力;退化草地恢复演替阶段与土壤物理性状变化具有明显的相关性联系,植被恢复与演替有效改善了土壤的物理性质,提高了土壤对侵蚀动力的抵抗能力。(1)碾压使土壤暴露,致使侵蚀作用加剧,松散、不黏结的砂粒和粉粒流失量较大,而粒径小于0.02 mm和黏结性较强的粘粒流失量相对较少而表现出百分比相对增加;碾压改变原有土壤的正常质地层次构造,对公路沿线的土壤物理性质产生不良影响,促使土地进一步退化。(2)随着恢复进程,表层土壤总孔隙度增大,土壤容重减小,与演替阶段均极显著相关;随着土壤的通气性和渗透、排水率的改善,土壤有效水分增加。     

退化草地恢复生态对土壤物理性状的影响——以藏北公路沿线车辆碾压干扰矮嵩草草句为例

通过对西藏那曲地区碾压干扰矮嵩草草甸群落不同恢复演替阶段土壤物理性状调查，分析不同演替阶段土壤颗粒组成、土壤容重和孔隙度，对其物理特性进行研究。结果表明：植被恢复有效改善了土壤的物理性质，提高了土壤对侵蚀动力的抵抗能力；退化草地恢复演替阶段与土壤物理性状变化具有明显的相关性联系，植被恢复与演替有效改善了土壤的物理性质，提高了土壤对侵蚀动力的抵抗能力。（1）碾压使土壤暴露，致使侵蚀作用加剧，松散、不黏结的砂粒和粉粒流失量较大，而粒径小于0．02mm和黏结性较强的粘粒流失量相对较少而表现出百分比相对增加；碾压改变原有土壤的正常质地层次构造，对公路沿线的土壤物理性质产生不良影响，促使土地进一步退化。（2）随着恢复进程，表层土壤总孔隙度增大，土壤容重减小，与演替阶段均极显著相关；随着土壤的通气性和渗透、排水率的改善，土壤有效水分增加。     

黄土丘陵区植被次生演替灌木初期土壤物理性质特征

研究了黄土丘陵区植被次生演替草灌过渡灌木初期的土壤物理性质特征.结果表明:当植被次生演替进展到草灌过渡灌木初期,除土壤含水量外,土壤容重、孔隙度、稳定入渗和水稳性团聚体都好于对照白羊草地,表明灌木树种定居的土壤物理条件一般要高于草本群落.植被演替的过程是植被与土壤相互作用复杂变化的过程,它们的相互反馈也是生态恢复的重要标志.随着植物群落的变化土壤也发生着不同程度变化.其中,土壤物理性质各个因子之间的变化是相互影响和相互联系的.土壤稳定入渗速率与土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤团聚体之间有显著的相关关系;土壤毛管孔隙度与土壤非毛管孔隙度线性显著负相关;土壤容重与土壤总孔隙度极显著负相关.     

六盘山森林土壤种子库与植被演替过程

以六盘山森林植被为研究对象,通过20多年的森林土壤种子库变化与植被演替过程的试验研究,分析了8种森林群落类型的不同生长年限、生长坡位、枯枝落叶层和土壤深度对土壤种子库形成过程的影响。结果表明:六盘山森林群落不同生长坡位,土壤种子库的储量坡中部>坡下部>坡上部;不同层次土壤种子库,枯枝落叶层远高于0-15 cm深土层,8种森林群落类型排序为华北落叶松林>油松林>华山松林>辽东栎林>山杨林>白桦林>灌丛>草地;土壤种子库储量高峰期,不同群落有显著差异,华山松林和油松林在林龄的30~40年,华北落叶松林在20年,辽东栎林、山杨林、白桦林在15~20年,灌丛和草地在10~20年,其森林群落生长年限与土壤种子库储量变化趋势呈拟合曲线,符合指数方程,相关性极为显著;土壤种子库物种组成丰富,草本和灌木植物远高于乔木树种,乔木树种仅有3~5种,但多数为外来入侵种,而在每一类型中出现频率最高的草地植物多为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎树种。因此,在六盘山林区植被自然更新与合理演替的驱动种和先锋种草地植物为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎,其次是华北落叶松、油松和华山松。     

鼎湖山南亚热带森林群落演替对土壤化学性质影响的累积效应研究

比较研究了南亚热带鼎湖山森林群落演替序列中马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林表层(0～20cm)土壤pH值、有机质、全N、速效K、交换性Ca和Mg、有效P、B、Mo、Cu、Fe、Zn和易还原Mn等营养元素的含量及其相关关系,结果表明:马尾松林土壤pH值显著高于其它两森林土壤;随着群落的进展演替,养分在土壤中的累积(Ca除外)呈不断增加的趋势,即马尾松林<针阔叶混交林<季风常绿阔叶林;不同指标的累积呈现出持续增加(有机质、交换性Mg、有效B、Mo、Cu、Fe和易还原Mn)、持续递减(交换性Ca)、先增加再减少(有效P)和先减少再增加(pH值、总N和有效Zn)的4种变化形式;土壤养分元素的相关对对数以马尾松林最多。植物对土壤性质的影响累积效应显著,森林群落的进展演替过程是土壤养分不断积累的过程,土壤有效养分元素来源也趋多元化。     

不同退化阶段松嫩草地土壤对羊草种子萌发和幼苗生长的影响

在环境条件和人为因素的双重影响下,松嫩羊草草地发生了不同程度的退化演替。种子萌发和幼苗生长是植物生长和定植的关键生育期。为了明确不同退化草地土壤对羊草种子萌发和幼苗生长的影响,选取羊草(Leymus chinensis)群落、碱茅(Puccinellia distans)群落、虎尾草(Chloris virgata)群落和碱蓬(Suaeda glauca)群落作为4个草地退化演替阶段,研究了不同退化演替阶段的土壤对羊草种子萌发和幼苗生长特性的影响,探讨了不同退化阶段土壤理化性质与羊草种子萌发和幼苗生长的关系。结果表明:随着植被群落从羊草群落到虎尾草群落的退化演替进行,土壤p H值和电导率逐渐升高后趋于稳定,土壤碱化度越来越高,碱蓬群落土壤碱化度显著高于羊草群落;草地退化导致土壤养分含量逐渐减少,碱蓬群落土壤速效氮含量显著低于羊草群落。羊草种子在羊草群落土壤中的发芽率最高,随着土壤退化程度的加剧,羊草种子发芽率显著降低,羊草幼苗生长受到的抑制作用增强,退化土壤对羊草幼苗根长的生长抑制要比对幼苗苗长生长的抑制强。表明在一定程度上,羊草草地退化伴随着土壤盐碱化的发展,且随着土壤退化程度加剧,羊草萌发成苗受到的抑制作用越来越大。     

羊草草原植被不同演替阶段土壤鞘翅目昆虫群落特征

2007年6月、8月、10月对吉林省羊草草原植被不同演替阶段的土壤鞘翅目昆虫进行调查,共获取土壤鞘翅目昆虫19科,1 670只,优势类群3类:步甲科、隐翅甲科、象甲科幼虫,其中象甲科幼虫为广布类群。不同演替植被生境中土壤鞘翅目昆虫在类群及数量组成上存在明显差异,其垂直分布具有明显的表聚性。土壤鞘翅目昆虫群落多样性指数(H′)表现为:羊草群落>羊草+虎尾草群落>虎尾草群落>碱蓬群落,这与植被演替进程密切相关。不同演替阶段植物群落中土壤鞘翅目昆虫个体数、类群数及多样性指数(H′)均存在明显的季节变化,除虎尾草群落外,个体数在8月份达到最大值。灰色关联分析结果表明土壤鞘翅目昆虫受土壤含水量、pH、土壤有机质等土壤环境因子的影响明显。     

黄河三角洲退化湿地土壤养分、微生物与土壤酶特性及其关系分析

为了揭示黄河三角洲湿地退化与土壤的关系,为湿地生态修复和有效利用湿地资源提供理论依据,对黄河三角洲退化湿地不同演替阶段的土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物特性及土壤酶与养分和微生物的关系进行分析。结果表明:随着湿地由白茅群落到光板地的逆向演替,土壤脲酶、蛋白酶活性呈逐渐下降趋势,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性变化规律与其相似;不同演替阶段土壤酶活性表现出差异性,各种酶之间蛋白酶活性最高;土壤养分质量含量基本都随着湿地逆向演替的进行而递减,不同演替阶段土壤养分质量分数差异显著;退化湿地土壤中各种微生物数量存在明显差异性,在土壤微生物群落中,细菌数量所占比例最大,在各类微生物中占绝对优势,其次为放线菌,真菌数量最少;白茅群落阶段细菌和真菌数量最多,柽柳群落阶段放线菌数量最多;土壤酶与土壤养分、土壤微生物存在密切正相关关系;细菌与脲酶和过氧化氢酶有密切关系,真菌与脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶都具有显著的相关性。     

桂西北喀斯特不同植被演替阶段土壤微生物群落多样性

采用经典统计与排序分析方法,研究了桂西北喀斯特不同植被演替阶段(原生林、次生林、灌丛、草地)土壤微生物群落多样性变化特征,并探讨了土壤微生物群落多样性与土壤养分、土壤微生物生物量和土壤微生物数量之间的关系。结果表明:(1)桂西北喀斯特植被演替对土壤养分有较大的影响,除了土壤容重和全磷含量以外,由草地到原生林的演替过程中,土壤养分均呈显著的变化趋势(p0.05)。随着演替的进行,土壤pH值和容重逐渐减小。土壤有机碳、全氮、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量随着演替而逐渐增加趋势,其大小依次变现为原生林次生林灌丛草地,其中不同演替阶段土壤有机碳全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量差异均显著(p0.05)。(2)土壤微生物量碳、氮、磷大小依次变现为原生林次生林灌丛草地,其中灌丛和次生林MBP含量差异不显著(p0.05)。MBC/MBN随着演替的进行呈逐渐减小趋势,MBC/MBP和MBN/MBP随着演替的进行呈逐渐增加趋势。(3)不同植被演替阶段土壤微生物数量及组成不同,其中以细菌数目最多,土壤微生物种群总数量、细菌和放线菌数目依次为原生林次生林灌丛草地。(4)不同演替阶段土壤微生物群落功能多样性指数存在一定差异,其中物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)依次表现为原生林次生林灌丛草地(p0.05);而优势度指数(Ds)依次表现为原生林次生林灌丛草地,并且不同演替阶段优势度指数(Ds)差异不显著(p0.05)。(5)相关性分析表明土壤养分、土壤微生物量、土壤微生物数量均与土壤微生物群落多样性具有显著的相关性,其中,土壤微生物量对微生物群落多样性的贡献最大,而MBN,SOC和细菌数目是影响桂西北喀斯特不同植被演替阶段土壤微生物群落多样性分布的主要因子。     

广西喀斯特地区植被演替对土壤质量的影响

以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明:不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值(Q I)呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为:草地(0.09)、灌草地(0.16)、灌丛(0.61)、乔林(0.89)。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。     

广西喀斯特地区植被演替对土壤质量的影响

以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明：不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值（Q I）呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为：草地（0.09）、灌草地（0.16）、灌丛（0.61）、乔林（0.89）。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。     

Land-use history has a stronger impact on soil microbial community composition than aboveground vegetation and soil properties

The response of soil microbial communities following changes in land-use is governed by multiple factors. The objectives of this study were to investigate (i) whether soil microbial communities track the changes in aboveground vegetation during succession; and (ii) whether microbial communities return to their native state over time. Two successional gradients with different vegetation were studied at the W. K. Kellogg Biological Station, Michigan. The first gradient comprised a conventionally tilled cropland (CT), mid-succession forest (SF) abandoned from cultivation prior to 1951, and native deciduous forest (DF). The second gradient comprised the CT cropland, early-succession grassland (ES) restored in 1989, and long-term mowed grassland (MG). With succession, the total microbial PLFAs and soil microbial biomass C consistently increased in both gradients. While bacterial rRNA gene diversity remained unchanged, the abundance and composition of many bacterial phyla changed significantly. Moreover, microbial communities in the relatively pristine DF and MG soils were very similar despite major differences in soil properties and vegetation. After >50 years of succession, and despite different vegetation, microbial communities in SF were more similar to those in mature DF than in CT. In contrast, even after 17 years of succession, microbial communities in ES were more similar to CT than endpoint MG despite very different vegetation between CT and ES. This result suggested a lasting impact of cultivation history on the soil microbial community. With conversion of deciduous to conifer forest (CF), there was a significant change in multiple soil properties that correlated with changes in microbial biomass, rRNA gene diversity and community composition. In conclusion, history of land-use was a stronger determinant of the composition of microbial communities than vegetation and soil properties. Further, microbial communities in disturbed soils apparently return to their native state with time.     

黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征

[目的]探究黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征,为黄土高原生态恢复重建工作提供科学参考。[方法]以Web of Science数据库和CNKI数据库中的期刊论文为数据源,运用CiteSpace文献计量工具对黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变的研究概况及研究热点进行分析。[结果]2002—2018年黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变特征相关文献的发表数量随时间呈增长趋势;国内外研究热点主要围绕土壤微生物量、微生物群落结构以及酶活性展开,且对于微生物量的关注度比较高;在植被演替过程中,微生物生物量和酶活性总体增加,微生物群落从贫营养型向富营养型转变,土壤微生物群落结构和功能的进一步改善。不同植被类型对土壤生物质量改善效果不同,总体来说,混交林作用效果最好,刺槐和柠条纯林次之,荒草地和油松纯林最低。[结论]黄土高原植被恢复土壤微生物今后的研究应注重微生物关键种的识别、参与碳氮磷循环的功能微生物以及全球变化对微生物群落影响等方面。     

Development of microbial community during primary succession in areas degraded by mining activities

Together with plants, soil microbial communities play an essential role in the development of stable ecosystems on degraded lands, such as postmining spoil heaps. Our study addressed concurrent development of the vegetation and soil fungal and bacterial communities in the course of primary succession in a brown coal mine spoil deposit area in the Czech Republic across a chronosequence spanning 54 years. During succession, the plant communities changed from sparse plants over grassland and shrubland into a forest, becoming substantially more diverse with time. Microbial biomass increased until the 21st year of ecosystem development and later decreased. Although there was a close association between fungi and vegetation, with fungi mirroring the differences in plant community assemblages, the development of the bacterial community was different. The early succession community in the barren nonvegetated soil largely differed from that in the older sites, especially in its high abundance of autotrophic and free‐living N₂‐fixing bacteria. Later in succession, bacterial community changes were minor and reflected the chemical parameters of the soil, including pH, which also showed a minor change with time. Our results show that complex forest ecosystems developed over 54 years on the originally barren soil of the temperate zone and indicate an important role of bacteria in the initial stage of soil development. Although the arrival of vegetation affects substantially fungal as well as bacterial communities, it is mainly fungi that respond to the ongoing development of vegetation.     

楠杆自然保护区不同植被类型土壤物理特性及涵养水源功能分析

为了研究楠杆自然保护区不同植被类型的土壤物理性质与涵养水源功能,选择了保护区6种典型的植被类型（落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌木林、竹林和草坡）下的土壤物理性质、土壤蓄水能力和土壤渗透能力等进行了研究,运用综合评价法对不同植被类型进行了综合评价。结果表明:6种不同植被类型的土壤密度为0.97 1.55 g/cm³,土壤总孔隙度为35.73%～69.25%,最大持水量为357.32~692.45 g/kg。不同植被类型的土壤物理性质、土壤蓄水能力和渗透能力有明显差异。综合评价分析表明:在不同植被类型中,落叶阔叶林（∑P_i²=0.468）土壤水源涵养功能最好,其次是竹林（∑P_i²=0.784）、针阔混交林（∑P_i²=0.914）、针叶林（∑P_i²=0.984）、灌木林（∑P_i²=1.005）,没有植被覆盖的草坡（∑P_i²=1.431）上的土壤水源涵养功能综合能力相对较差。     

4种不同植被群落类型表土的抗蚀力学特性

[目的]研究黄土高原农林业生产表层土壤水土流失,为该区域及其相似地区生态修复中树种选择及配置提供科学依据。[方法]以杨树+柠条乔灌混交林、杨树纯林、油松常绿针叶林和柠条灌木纯林下4种不同植被群落类型下表土为对象,进行抗剪力学特性研究,并分析土壤含水率对其力学特性的影响力。[结果]在测试表土含水率2.5%～12.5%范围内,4种不同植被类型及裸地对照样地土壤结皮抗剪强度和黏聚力均随着土壤含水率的增加呈增大的趋势,表明在一定范围内表土湿润程度的增加对提高土壤表层抗蚀能力起到积极作用;4种不同植被群落类型表土抗剪强度和黏聚力的值均显著大于裸地的值,说明水土保持的林草措施对表层土壤结构的改善起到了促进作用,从而提高了表层土壤的抗侵蚀能力;在测试含水率2.5%～12.5%范围内随着含水率的增加各样地表土内摩擦角无明显的变化规律。[结论] 4种不同植被群落类型中柠条+杨树混交林下表土抗剪强度、黏聚力总体表现最大,这也从另外一方面说明了水土保持的林草措施中营造混交林的优越性。     

水土保持对区域植被演替的影响——以黄土高原地区为例

 在综述已有研究的基础上,结合实地调查,初步分析了水土保持对植被演替影响的主要方式,不同水土保持措施(工程措施、人工恢复植被、水土保持生态自我修复)对植被演替所产生的影响。结果表明,水土保持生态自我修复下的植被演替趋向自然演替过程,而人工恢复植被的影响取决于物种选择与营造方式,不当的物种及纯林营造,往往使植物群落结构单一化,植被正常演替中断或逆向发展。反之,则可促进植被正常演替,缩短植被恢复过程。工程措施对植被演替的影响,可能更多地表现其对植物群落空间分布格局方面。但要全面科学地认识和评价水土保持对区域植被演替的影响,仍需系统的调查研究。     

演替梯度下土壤优先流特征及影响因素

为揭示植被恢复过程中土壤优先流特征及变化规律,以胡家山小流域内植被恢复过程中5个典型阶段(荒地、草地、灌木、针叶林、乔-灌混合林)为研究对象,采用空间代替时间的方法,通过室内分析和染色示踪试验,分析了演替梯度下土壤优先流特征参数的变化规律,探讨了土壤基本理化性质和根长密度对土壤优先流和土壤水分运移的影响。结果表明:(1)随演替的进行,土壤中优先流数量和运移路径均呈增大趋势;5种演替梯度下针叶林土壤染色面积比最大,其次是乔-灌混合林、灌木、草地,荒地的土壤染色面积比最小;(2)土壤容重、毛管孔隙度、土壤有机质含量与土壤染色面积比之间的相关性较强,砂粒含量、黏粒含量对土壤中优先流染色面积影响不显著;(3)不同径级根系对土壤优先流路径影响不同,5种演替梯度下,D≤0.5 mm的根长密度与土壤染色面积比之间相关性最显著,其次是0.55 mm的根长密度与土壤染色面积比之间相关性最不显著。说明土壤容重、毛管孔隙度、土壤有机质含量、D≤2 mm的根系主要影响土壤优先流的产生与发展。     

封育对退化草原植被恢复及土壤理化性质影响的研究进展

封育是退化草原生态系统恢复的有效措施之一。在梳理现有封育研究成果的基础上,归纳封育对植物多样性、生物量、植被演替、土壤物理与化学性状的影响效应,发现:受地理区域、气候条件及封育前退化程度等本底条件的影响,封育条件下植被多样性呈现出显著增加、基本稳定和明显下降3种结果,生物量则表现为围封初期增加,围封时间过长不利于维持较高生物量的变化趋势;封育使得种群拓殖能力与群落资源冗余,土壤种子库结构改善、密度增长,退化草原呈正向演替,并可能出现3种演替模式。封育消除了土壤紧实层,改善了土壤结构与性状,但对土壤养分的影响效应不一致。基于研究现状,提出今后应深入研究的6个内容与方向,对丰富封育条件下退化草原恢复效应具有指导意义。