宁夏黄土丘陵区植被恢复对土壤养分和微生物生物量的影响

本研究以宁夏固原天然草地、农地、撂荒地和不同年限的柠条林地为研究对象,分析了不同植被类型下土壤养分和土壤微生物生物量碳、氮、磷的变化。研究结果表明:土壤养分除速效磷和全氮外,其他指标均为农地最低,撂荒地次之,并且随植被恢复年限的增加而增加;不同植被类型条件下,土壤微生物生物量有显著差异,微生物量碳含量表现为撂荒地农地天然草地3年柠条林地13年柠条林地23年柠条林地,微生物量氮以天然草地最低,农地、撂荒地和不同年限柠条林地较大,不同植被类型土壤微生物量磷差异显著,在5~20cm土层和20~40cm土壤中表现尤为突出。土壤微生物量碳、氮、磷与植被类型和植被恢复年限关系密切。柠条林对土壤微生物生物量有明显促进作用,并且随着植被恢复年限的增加改良效果越显著。     

覆土处理对高寒矿区露天煤矿排土场植被和土壤特征的影响

[目的]探讨高寒矿区覆土处理对露天煤矿排土场植被恢复的影响,以评估覆土措施在露天煤矿排土场所达到的植被恢复效果,为高寒矿区生态保护和恢复提供技术依据。[方法]调查分析青海省木里煤田不同年限5个覆土处理和3个不覆土处理矿区排土场植被群落特征和土壤理化性质。[结果]在覆土处理下,随着建植年限的增加,木里煤矿排土场植被和幼苗盖度显著增加(p<0.05),土壤速效磷、全钾、速效钾和有机质含量呈增加趋势,但未达显著水平;煤矿区排土场不覆土和覆土处理,植被特征和土壤理化性质主要指标差异不显著;非度量多维尺度分析结果表明:影响高寒煤矿区排土场植被生长的主要土壤养分是全氮、速效氮、速效钾和有机质。[结论]高寒矿区露天煤矿排土场植被恢复的关键措施不是覆土处理,可通过施足有机肥和化肥的方式代替覆土处理达到植被恢复的目的。     

黄土高原小流域植被恢复的土壤水分和养分权衡效应研究

  目的  明确黄土高原植被恢复影响下土壤水源涵养和养分积累的权衡和协同关系。  方法  基于野外采样和实验分析,应用多元统计方法研究了典型黄土高原小流域土壤水分和养分对不同植被恢复方式的响应。  结果  （1）不同类型人工植被恢复均会引起土壤水分含量降低,尤其是乔、灌植被深层土壤水分消耗较为严重;（2）植被恢复后土壤养分含量总体增加,其中乔、灌植被的土壤有机质、全氮、速效钾积累较草地更显著,然而不同植被类型下的土壤速效磷积累相对较低且无显著差异,并且所有人工恢复植被均引起土壤全磷和有效氮的降低,而土壤有机碳和全氮积累随植被恢复年限呈显著增加趋势。（3）综合考虑土壤水分亏缺和土壤养分积累时,乔、灌植被存在相对高水分亏缺和相对高养分积累的特征,相比而言草地土壤水分和养分的权衡更具可持续性。  结论  考虑到半干旱黄土区土壤水分和养分的权衡,合理的植被配置和对人工乔、灌植被的必要管理应该受到重视。     

腾格里沙漠边缘区植被恢复与土壤养分变化研究

为了研究腾格里沙漠东缘植被恢复过程中不同阶段土壤养分和pH值的变化,在研究区从东向西分别采集6种植被恢复阶段的土壤,分别测定了其pH值、有机质和全效速效养分含量。结果表明,沙丘固定过程中,土壤有机质和全氮含量都呈逐渐增加趋势,分别从1.32和0.025g/kg增加到1.89和0.061g/kg,均达到了显著水平。半固定沙丘速效氮、速效钾含量均明显增加,发展为固定沙丘后由于大量植物的生长土壤速效氮、速效钾含量反而比半固定沙丘低。荒漠草原土壤中有机质、全氮及速效氮含量最高,退化草原速效磷含量比荒漠草原略高,差异不显著随退化荒漠草原恢复进程,人工梭梭林速效磷含量降低,速效钾总体呈显著增加趋势pH值以人工梭梭林较低。植被恢复过程中,沙生植被的存在对有机质和氮素的富集起着决定性作用,随着流沙固定和退化荒漠草原恢复,土壤有机质、氮和磷的含量增加,土壤有机质含量与土壤全氮、全磷和有效氮的含量呈较强的正相关关系。     

植被恢复对亚热带侵蚀红壤团聚体养分分布的影响

为深入了解不同植被恢复年限下土壤团聚体养分分布特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田地区恢复年限分别为0,5,10,15,30,80a的坡地土壤为研究对象,分别对0—20cm和20—40cm土层不同粒径团聚体养分含量进行测定,并分析了它们与不同团聚体的相关关系。结果表明:(1)植被恢复过程中,土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为2.06~27.71g/kg,0.54~2.12g/kg,0.034~0.171g/kg,2.20~6.89g/kg,0.31~3.30mg/kg和7.35~85.71g/kg;(2)有机碳、全氮、全磷和速效磷含量随着团聚体粒径的减小总体上表现出显著升高趋势(P0.05),全钾和速效钾含量无明显差异(P0.05);(3)随植被恢复年限增加,各粒径团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷含量总体上呈显著升高趋势(P0.05),全钾含量先升高后降低,而速效钾含量表现出波动增加趋势;(4)恢复初期(0a和5a)不同土层间团聚体养分含量无明显变化(P0.05),其它恢复年限0—20cm土层团聚体有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著高于20—40cm土层(P0.05);(5)团聚体对土壤养分的贡献率表现为(5mm)(2~5mm)(0.5~1mm)(1~2mm)(0.25~0.5mm)(0.25mm),2mm粒径养分贡献率达34.18%~49.93%,土壤养分含量与0.25mm粒径相关性较强(P0.01)。植被恢复在降低土壤侵蚀的同时,土壤团聚体养分含量明显增加,土壤结构得以改善,养分固持能力得到加强。     

水电站工程弃渣场植被恢复的土壤养分条件研究

土壤养分水平是衡量植被自然恢复效果的一个重要指标,为了更好地进行植被恢复,采用野外调查和室内试验相结合的方法,选取云南金安桥水电站工程2#、3#弃渣场的渣体为研究对象,以渣场对应的原生植被区土壤作为对照,从土壤化学性质方面探索植被恢复的土壤养分状况,结果显示:弃渣场土壤pH均值为8.22,为碱性,超出了大多数营养元素的有效pH值范围,不利于植被恢复;弃渣场土壤有机质含量较低,2#、3#渣场分别为4.85%、10.56%,仅占对应原生植被区土壤有机质含量的8.33%和6.69%,无法提供植物正常生长所需的养分;弃渣场土壤全氮、全磷、全钾及水解氮、速效磷、速效钾含量均较低,但除氮素外,其余基本上可满足植被正常生长的需要。     

植被恢复和覆土厚度对砒砂岩区土壤水分及养分的影响

[目的]研究植被恢复对砒砂岩区土壤水分和养分的影响状况,明确对于砒砂岩地区土壤保水保肥效果最佳的植被恢复类型,为砒砂岩区的生态修复和区域水土流失治理提供理论依据。[方法]选取准格尔旗暖水乡裸露砒砂岩向覆土砒砂岩过渡区域,以黄土—砒砂岩交界带不同人工恢复植被和自然恢复草地的土壤为研究对象,测定土壤水分和养分含量,分析不同植被恢复和覆土厚度对砒砂岩区土壤水分和养分特征的影响(其中天然草地作为对照)。[结果](1)裸露砒砂岩向覆土砒砂岩过渡区域土壤水分含量主要受黄土厚度影响,黄土的持水性能优于砒砂岩土壤,养分含量主要受植被恢复类型影响;(2)研究区土壤各指标均属于中等变异程度,其中土壤水分、碳、氮含量自北向南随覆土厚度增加逐渐增加,磷素分布则相反;(3)对比天然草地,沙棘和油松恢复对砒砂岩区土壤碳、氮含量的提升效果最好,土壤有机质含量分别提高了43.12%和34.27%,全氮提高了78.95%和42.11%,铵态氮提高25.64%和46.15%,硝态氮提高69.44%和42.22%。其中油松恢复下土壤水分含量高于天然草地54.55%,但人工植被恢复后的土壤磷素水平并没有提升。[结论]黄土较砒...     

黄土丘陵沟壑区退耕地人工柠条林土壤养分特征及其空间变异

应用时空互代方法,以柠条林为例,对黄土丘陵沟壑区不同利用年限人工林土壤养分特征、空间变异及其演变进行了系统的研究。结果表明,该区人工林土壤肥力处于较低水平;人工林表层土壤养分中速效磷和速效钾的空间变异性较大;各环境因子对土壤养分有一定的影响,海拔、坡度和坡向等环境因子与人工林地土壤养分间呈负相关关系,坡位和地形与人工林地土壤养分间呈正相关关系。随着利用年限的增加,人工林土壤养分各指标含量均增加,与利用年限有显著的相关性。有机质、全氮、有效氮和速效磷的增加量不明显,全磷含量保持相对稳定的水平,速效钾经过多年积累有明显的增加。从土壤养分指数模型可以算出该区的人工林土壤有机质、全氮、有效氮约需35a能达到中上等养分水平,速效钾则约需27a才能达到中上等养分水平。     

不同年龄时期石榴园土壤养分、微生物量及酶活性

  目的  明确不同年龄时期石榴园土壤养分、土壤微生物量、土壤酶活性状况,为不同年龄时期的石榴园土壤管理提供参考依据。  方法  采集陕西石榴主产区处于生长期、结果初期和盛果期三个年龄时期的石榴园土样,测定土壤养分、土壤微生物量以及土壤酶活性,并分析它们之间的相关性。  结果  ① 陕西石榴主产区土壤中碱解氮的含量在结果初期和盛果期显著高于生长期,但整体含量均较低;速效磷和速效钾含量随石榴树年龄增加显著递增,且速效磷的含量在各年龄时期均较高,而速效钾的含量仅在生长期偏低。② 微生物数量随石榴树年龄增加逐渐增多,且细菌数量显著递增,而真菌数量和放线菌数量在结果初期和盛果期均显著高于生长期,但在结果初期和盛果期之间无显著性差异。③ 土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随石榴树年龄显著递增,而过氧化氢酶活性则显著递减。④相关性分析结果表明,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性与土壤中的细菌和真菌数量正相关,而过氧化氢酶活性则与土壤中的细菌和真菌数量负相关;仅蔗糖酶与放线菌数量显著相关;这四种酶活性均与碱解氮、速效磷以及速效钾含量显著相关;真菌及放线菌数量均与碱解氮、速效磷和速效钾显著相关,而细菌数量与速效磷和速效钾极显著相关,但与碱解氮没有显著相关性。  结论  不同年龄时期的石榴园土壤养分、土壤微生物数量及土壤酶活性具有一定的差异,而且土壤微生物数量及土壤酶活性均与土壤养分密切相关。     

三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。     

不同植被恢复模式下三峡库区万州段消落带土壤养分及其空间分布特征

消落带植被状况与水位消涨是影响土壤养分及其分布的重要因子。本文以三峡库区万州段消落带为研究地点,通过对人工和自然恢复样地沿海拔梯度对土壤进行取样和分析,揭示了不同恢复模式下消落带土壤养分及其空间分布特征。研究结果表明,植被恢复模式对土壤养分有显著影响,人工恢复样地消落带主要土壤养分含量总体高于自然恢复样地,显示人工恢复能有效促进土壤养分在植物群落中的积累;在库区反季节水位消涨的作用下,人工恢复地消落带土壤养分沿海拔梯度呈先增加后减少的空间分布格局,土壤养分含量在消落带中部(海拔165 m)达到最高值,而自然恢复地土壤有机质和全氮的空间分布则随海拔梯度增加而增加,以消落带上部(海拔175 m)的值最高。土壤养分的空间分布格局源自于不同海拔梯度的消落带受水位消涨扰动程度以及植被恢复状况的差异,植被恢复模式对土壤养分的空间分布仍有一定影响。今后应在消落带上部进一步引种适宜的乔灌木物种,不断提高消落带植被对土壤养分的固持能力。     

吉兰泰盐湖周边不同沙化程度植被群落与土壤养分特征研究

选取吉兰泰盐湖周边4种不同程度的沙化土壤,对其植被群落特征与土壤养分含量进行测定,分析不同沙化程度植被群落特征、土壤养分含量垂直分布特征以及植被群落与土壤养分含量之间的相关性。结果表明:(1)随着沙化程度的加剧,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数与Margalef丰富度指数均不断下降,植被群落结构趋于简单化;(2)随着沙化程度的加剧,土壤有机质与速效养分含量总体呈降低趋势;(3)土壤有机质、速效磷、速效钾均与Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关;碱解氮与Margalef丰富度指数呈显著正相关。对不同沙化程度植被群落特征和土壤养分的研究为吉兰泰盐湖区天然植被恢复与重建及盐湖保产、高产提供科学依据。     

晋西黄土区长期人工林恢复对土壤水分和养分性质的影响

黄土高原地区是我国水土流失和环境问题严重的地区之一,人工植被恢复可以有效改善土壤性质,提高土壤质量,明确长期人工植被恢复后土壤水分和养分性质的响应差异,有利于进一步有效改善生态环境。选取晋西黄土区自然恢复的次生林地、人工刺槐林地、人工油松林地3种典型植被恢复类型为研究对象,通过测定土壤物理性质以及有机碳、氮磷钾元素含量等土壤养分,对比分析长期不同人工林恢复条件下的差异。结果表明:(1)次生林地、刺槐林地和油松林地在0-20 cm浅层土壤的容重分别1.15,1.04,1.06 g/cm³,次生林地的容重最大,土壤容重随着土层深度的增加而增大;(2)次生林地在浅层的土壤水分状况优于刺槐林地和油松林地,土壤水分消耗期(生长季开始前)过渡到积累期(生长期开始)时,次生林土壤水分动态变化更剧烈;(3)次生林地土壤碳储量较高,油松林地土壤氮、磷储量较高。3种林地土壤养分垂直变化差异显著,且均具有明显的表聚性,有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效钾含量均随着土层深度的增加而减少,而速效磷含量随着土层深度的变化表现为先增大再减小。以水养条件为依据,建议在植被恢复过程中多以保育次生林为主来达到较好的水碳储量等生态效益,有利于优化晋西黄土区的林分管理,促进植被恢复和生态建设。     

断陷盆地不同石漠化生态修复类型下土壤碳氮磷化学计量及酶活性特征

[目的]揭示断陷盆地石漠化生态修复区土壤养分、酶活性特征,筛选修复效果较好的模式,为石漠化修复治理提供科技支撑。[方法]以典型断陷盆地云南省建水县为研究区,探究4种植被修复类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、自然植被恢复样地)的土壤碳、氮、磷含量和化学计量特征及酶活性特征(淀粉酶、脱氢酶、葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、FDA水解酶、脲酶)。[结果]土壤有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为25.81,1.89,0.41 g/kg,有机碳、全氮含量均为自然植被恢复下最高,全磷含量为干香柏纯林下最高;自然植被恢复下土壤C∶P与N∶P最高,C∶N最高的为柏木+银木荷混交林。土壤淀粉酶活性为干香柏人工纯林最高,自然恢复植被恢复下最低,其余酶活性均为自然植被恢复下最高。相关性分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、pH值会对土壤酶活性产生影响,且冗余分析结果显示影响土壤酶活性的最主要养分因子为全氮,解释了72.3%的土壤酶活性变异。[结论]不同植被修复模式下土壤养分及酶活性特征不同,经18 a植被修复后,自然植被恢复和干香柏人工纯林两种修复模式下土壤养分条件较好,是该地区较...     

Restoration Affect Soil Organic Carbon and Nutrients in Different Particle‐size Fractions

Desertification is reversible and can often be prevented by adopting measures to control the causal processes. Desertification has generally decreased in most of the arid and semiarid areas of China during the last few decades because of the restoration of degraded vegetation and soil nutrients. However, little is known about the responses of soil nutrients in different particle‐size fractions to the restoration process and about the importance of this response to the restoration of bulk‐soil nutrients. In this study, we separated bulk‐soil samples in different sieve fractions: coarse‐fine sand (2·0–0·1 mm), very fine sand (0·10–0·05 mm) and silt + clay (<0·05 mm) fractions. Soil organic carbon (SOC), N, P and K contents stored in the silt + clay were greater than the contents of non‐protected nutrients in the coarser fractions. During the restoration of desertified land, the content and stability of bulk‐soil SOC, total N and P and available N, P and K increased with increasing nutrient contents in all fractions. Topsoil nutrients stored in coarse‐fine sand and very fine sand fractions were more sensitive than those stored in the silt + clay fraction to the fixation of mobile sandy lands and vegetation recovery. The changes of bulk‐soil nutrients and their stability were decided by the soil nutrients associated with all particle‐size fractions. Path analysis revealed that SOC and total nutrients in very fine sand and available nutrients in coarse‐fine sand were the key factors driving the soil recovery. These results will help us understand soil recovery mechanisms and evaluate the degree of recovery. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄河源区人工草地植被群落和土壤养分变化

[目的]研究黄河源区不同年限人工草地植被群落特征和土壤养分的动态变化,揭示高寒地区人工草地稳定机制与演替规律,为退化高寒草甸(湿地)的近自然恢复和缩短退化草地恢复时间提供理论依据。[方法]选择黄河源区青海省玛沁县3,11,17 a单播垂穗披碱草人工草地,对植被与土壤养分特征进行调查。[结果]随着种植年限增加,人工草地优势种垂穗披碱草盖度降低,植物总盖度、生物结皮盖度、杂类草盖度以及生殖枝数量呈倒"V"型变化,而原生植被莎草科植物盖度、物种多样性逐渐增加,17 a人工草地中莎草科植物的盖度是3,11 a的10倍;人工草地土壤养分中全氮、全钾、速效氮、速效钾以及有机质随年限增加呈现积累趋势,土壤pH值逐渐趋于中性。土壤全氮含量在不同恢复年限之间差异最大,平均准确率降低度为25.71,有机质含量次之,其平均准确率降低度为18.55,而全钾含量及均匀度指数最小,平均准确率降低度均小于5。[结论]高寒地区人工草地群落结构和土壤营养随着建植时间的延长在逐渐恢复,建植17 a的人工草地土壤全氮、有机质含量仅是原生高寒草甸土壤的50%左右,因此,17 a人工草地土壤养分完全恢复还需要较长时间。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一，为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响，以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象，基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系，评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21，1 293.21 g/m²，但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG，而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比，AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%，67.95%，22.09%和257.14%，AS的这些指标也分别显著提高6.41%，43.00%，17.18%和242.86%；但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%，但均显著低于NG，2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见，人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复，但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度，而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

红壤区植被恢复团聚体POC变化归因分析

研究植被恢复条件下土壤水稳性团聚体颗粒有机碳的分布特征及影响因素,为退化红壤区生态系统重建与土壤质量改善提供理论依据。在江西省泰和县植被恢复与重建基地,选取立地条件基本一致的马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松补植木荷、湿地松补植木荷、湿地松—木荷原始混交林6种恢复模式,于2019年通过调查取样和试验分析,探索不同植被恢复模式土壤各粒级水稳性团聚体颗粒有机碳(POC agg)、土壤物理化学性质变化特征及相互关系。结果表明:(1)退化红壤以水稳性大团聚体(>0.25 mm)为主(百分比含量为87%),木荷纯林、马尾松补植木荷林土壤大团聚体含量最低。表层(0—10 cm)土壤POC agg受恢复模式影响最显著(P<0.05),以湿地松纯林POC agg含量为最高(14.44 g/kg);(2)土壤物理化学性质因恢复模式的不同而呈显著性差异,其中湿地松补植木荷林下土壤有机质(SOM)、木荷纯林下土壤全氮(TN)、湿地松纯林下土壤全磷(TP)含量分别为最高;(3)人工针叶纯林中团聚体组成对POC agg影响最大,团聚体组成、SOM和TN是影响POC agg的重要因素(P<0.01),且土层越深关联度显著增加(P<0.01);其中微团聚体(<0.25 mm)POC agg受其直接或间接效应均较高,TN在<0.053 mm粒级团聚体POC agg的影响最大。木荷纯林能明显改善土壤结构和肥力,且湿地松对林下土壤养分尤其是POC agg固持能力较高。结合退化红壤区生态修复实践,以湿地松纯林作为先锋树种进行植被恢复,抚育过程中补植木荷可能会更好地改善土壤性质。     

喀斯特山地不同土地利用方式土壤养分特征研究

不同的土地利用方式影响着土壤的养分特征及土壤质量。对重庆市南川区灌草丛、人工林、果园、旱地、水田、撂荒地6种不同土地利用方式下土壤养分的研究表明:不同土地利用方式间土壤养分存在一定的差异,变化规律也不一致。6种土地利用方式下的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾都呈现表聚现象,且有机质、全氮、速效氮都随深度的增加而递减,但全磷和全钾含量并无明显的变化规律。6种土地利用方式各土壤养分指标含量排序各异,退耕后土壤部分养分含量仍较低,初步认为该区土壤养分受人为影响较严重,退耕后土壤恢复能力还较差。