三峡库区消落带土壤酶活性特征

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。选取三峡库区消落带三个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带土壤酶活性特征。结果表明,消落带区域土壤有机碳（OC）、微生物生物量碳（MBC）和所测定的四种酶[磷酸酶（PNP）、芳基硫酸酯酶（PNS）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）和β-糖苷酶（PAG）]的绝对活性（单位土壤干重的酶活性）和四种酶的几何平均数（GME）显著低于从未淹没的对照样地。在消落带区域,只有磷酸酶的绝对活性随着淹没持续时间的延长而降低,其他土壤三种酶的绝对活性在三个样地之间并无显著性的差异。土壤四种酶的几何平均数与有机碳、微生物生物量碳的变化相似,在海拔梯度较低的样地最低,其他两个较高海拔梯度的样地之间无显著性的差异。然而单位有机碳或微生物生物量碳的四种酶的具体活性的变化趋势与酶的绝对活性的变化并不一致。PNP的具体活性在所有测定的样地之间都无显著性的差异,而其他三个酶的具体活性是海拔最低的样地显著高于其他样地,其他样地之间并无显著性的差异。因而,这些结果意味着四种酶的几何平均数能够敏感指示三峡库区消落带水位消涨及其不同淹没持续时间对土壤质量的影响,是一个能够综合反映所有土壤酶活性对消落带水位消涨的响应的敏感指标。     

三峡水库消落带生境特征与植被恢复模式

[目的]三峡水库蓄水运行后消落带生境破碎斑块化加剧,极端生境胁迫严重损害植被的结构和功能。厘清三峡水库消落带生境状况,提出适宜性植被恢复对策,重建河流受损廊道综合生态功能,对构建区域生态安全格局和保障长江流域水资源安全具有重要意义。[方法]针对三峡水库消落带植被退化与生态功能受损的突出问题,系统解析了消落带生境特征及其对植被生长的影响,围绕水库河岸受损廊道生态修复重大需求,探讨面向消落带微生境构建与植被格局功能优化的三峡水库消落带植被恢复模式。[结果]三峡水库消落带生境状况受水库运行形成的独特水位节律、出露期植被生长季气候条件、土壤侵蚀与泥沙沉积过程、土壤环境等多生境因子协同影响,呈现高度空间异质性特征。水位变动形成的淹没时长、出露时令、淹水强度是影响植株繁衍、生长的首要因素;土壤侵蚀、泥沙掩埋、土壤水养条件等影响植被生长状况。[结论]三峡水库消落带植被恢复需综合考虑水位节律、立地条件与物种形态-功能性状,选育优质抗逆物种,注重土壤基质保育,突出植被格局的分区优化配置。重建消落带综合生态功能,为水库消落带生态治理提供理论支撑和科学依据。     

大桥水库消落带不同水位高程柳树林地土壤团聚体组成与分形特征

为研究植被恢复对水库消落带土壤团聚体组成及稳定性的影响,利用干筛和湿筛法,测定了大桥水库消落带不同水位高程下柳树林地土壤团聚体组成分布,并基于分形理论分析了土壤团聚体分形特征。结果表明:(1)消落带柳树林地土壤0.25 mm非水稳定性团聚体和水稳性团聚体分别为73.13%～93.69%和47.62%～82.06%,较对照无植被样地土壤均有所增加,但两者差异不明显;消落带土壤大团聚体含量随水位高程升高而降低,随土层深度增加而减少,但在不同水位高程和不同土层间均无显著性差异(p0.05)。(2)消落带柳树林地土壤水稳性团聚体分形维数(D)为2.51～2.82,平均值为2.67,低于对照的2.75;土壤水稳性团聚体分形维数(D)在不同水位高程和不同土层间均无显著性差异(p0.05),整体呈现出随水位高程升高而降低的趋势,且0—10 cm土层D值低于10—20 cm土层。(3)消落带柳树林地土壤MWD、GMD平均值分别为0.81,0.24 mm,高于对照的0.71,0.15 mm,柳树林地土壤团聚体稳定性高于对照;土壤团聚体稳定性在消落带内部具有一定空间差异,MWD与GMD均表现为高水位(2 016～2 019 m)中水位(2 010～2 013 m)低水位(2 007 m),且0—10 cm土层MWD与GMD大于10—20 cm土层的,但不同水位高程和不同土层间均无显著性差异(p0.05)。综上,大桥水库消落带植被恢复对土壤团粒结构有一定程度改善,且随淹水深度的增加,消落带柳树林地土壤团聚体稳定性降低。     

三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征

湿地生态系统土壤有机碳库的组分变化对于全球碳平衡起着极其重要的作用。本研究选取三峡库区消落带湿地3个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带湿地不同海拔梯度土壤有机碳组分的特征。结果表明:土壤有机碳、易氧化有机碳、水溶性碳水化合物有机碳和和微生物生物量碳均以消落带小于未淹没样地。在消落带,海拔最低、淹没持续时间较长且正处于水位波动期的样地土壤有机碳、易氧化碳和微生物生物量碳显著低于其他样地,而土壤矿化碳显著高于其他样地。相关性分析表明,土壤有机碳与微生物生物量碳(R~2=0.94)的正相关性显著高于与易氧化有机碳(R~2=0.88)、水溶性有机碳(R~2=0.73)及其水溶性碳水化合物(R~2=0.70)之间的正相关性,但是与矿化碳之间无显著的相关性。因此,土壤微生物生物量碳是消落带湿地土壤有机碳随不同海拔梯度变化的最敏感的组分。     

干旱年澜沧江小湾水库典型消落带植被制图及其空间分布分析

[目的]调查研究干旱年澜沧江小湾库区消落带植被自然恢复现状,为消落带植被恢复和维护等相关研究提供本底资料和参考.[方法]以2019年消落带典型区域固定样地调查为依托,综合运用无人机遥感、GNSS定位和GIS空间分析,于2020年7月进行干旱年复位调查,绘制研究区消落带植被分布图,定量刻画干旱年研究区消落带植被自然恢复的...     

宁南黄土丘陵区不同生态恢复模式对土壤养分的影响

[目的]分析植被恢复过程中土壤养分的变化规律,认识和评价植被生态系统功能恢复,促进植被演替和加快生态恢复的人工调控。[方法]通过对宁夏南部山区彭阳县中庄示范区天然草地(封山禁牧)、农耕地(退耕)、人工苜蓿(退耕还林草)3种生态恢复模式进行调查,研究分析不同生态恢复模式对土壤养分的影响。[结果]宁夏黄土丘陵区不同生态恢复模式效果依次为:天然草地农耕地人工苜蓿。随着土层深度的增加,土壤养分含量均呈现降低的趋势。随着植被恢复年限的延伸,土壤养分会逐渐累积而增加。不同恢复年限苜蓿地土壤肥力指数小于农耕地,土壤肥力贫瘠,且随苜蓿种植时间的延长,呈现先增大,再减小的趋势。[结论]在宁夏黄土丘陵区进行植被恢复,能明显提高土壤养分含量,改善土壤肥力状况,但旱作苜蓿粗放经营(只刈割,不培肥),导致土壤综合肥力指数日趋下降。     

新丰江水库消落带植被恢复措施研究

水库消落带治理是一个世界性难题。为给新丰江水库消落带治理提供技术依据,在深入分析新丰江水库消落带水位运行、岸坡侵蚀、土壤养分、植被等情况的基础上,提出了淹水胁迫和干旱胁迫、岸坡侵蚀、养分缺乏是新丰江水库消落带植被恢复的3个限制因子,并针对不同的限制因子,提出了相应的解决思路和措施设计。     

三峡库区消落带几种草地根系分布及土壤养分变化

为明确三峡水库消落带典型草本植物根系分布及土壤养分的变化,在三峡腹地忠县石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)和自然恢复草地,利用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统和常规统计方法对比研究了4种典型草地植物根系在土壤剖面分布及其对土壤剖面养分的影响。结果表明:四种草地的根系大部分都分布在0—5cm土层中,根长密度(Root length density,RLD)、根面积比(Root area ratio,RAR)均沿土壤深度程幂函数递减分布。植被及其根系的存在对土壤养分的剖面分布有重要影响。裸地的土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和总N含量要显著低于草地,扁穗牛鞭草和自然恢复杂草地的全量养分大都要高于其他草地。四种草地类型的RLD,RAR与SOC、总N含量均有显著(p0.05)或极显著(p0.01)相关。可见本研究涉及几种植物的根系对土壤养分分布有重要影响。研究结果可以为三峡水库消落带植被恢复和水土保持提供一定的依据。     

三峡水库消落带植被重建途径及其固土护岸效应

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的消落带,由于库水涨落和水文地质条件改变,导致其植被破坏,土壤裸露,在降水、库水位周期性地涨落和波浪的作用下,土壤侵蚀强烈,如何重建消落带植被成为广泛关注的热点问题。通过系统总结三峡水库消落带植被重建的科研实践及经验,提出了消落带植被重建的基本思路和途径,并利用侵蚀针定位观测方法,对比分析了不同植被重建途径下的固土护岸效应。结果表明,人工种植草地和自然恢复草地较其对照分别减少了土壤侵蚀74%和55%,显示出极显著的控制土壤侵蚀的效应。而表层土壤受人为扰动强烈的传统耕作耕地土壤侵蚀强度相较于对照高11%。     

毛乌素沙地不同植被恢复措施下土壤理化性质空间分布特征

[目的] 探讨不同植被恢复措施下土壤理化性质的空间分布特征,为半干旱沙区植被恢复提供理论依据。[方法] 以毛乌素沙地西南边缘3种典型植被恢复模式(封育草地、飞播林地和人工柠条林地)为研究对象,以退化草地为对照,通过采集0—40 cm范围内3个土层的土壤,研究了其土壤理化指标和土壤综合肥力。[结果] ①在不同措施下土壤表层(0—10 cm)含水量显著增加,而在深层(10—40 cm)土壤则显著降低;与之相反的是土壤表层容重显著降低,而在深层土壤差异不显著,呈现弱变异;植被恢复显著降低了上层(0—20 cm)土壤pH值,而对20—40 cm土层差异不显著;此外,同一植被类型下随着土层加深土壤含水量(SWC)、容重(BD)、pH值均逐渐增加。②不同措施下土壤有机质(SOM)、全氮(TN)含量显著增加,封育样地SOM最高,飞播样地土壤TN最高,而速效磷(AP)含量显著降低,土壤全磷(TP)、SOM、TN等养分含量具有表聚性,土壤AP和速效氮(AN)含量在不同植被恢复、不同土层之间存在差异性。③土壤综合肥力指数呈现为：飞播样地(0.794)>封育样地(0.662)>对照样地(0.637)>柠条林地(0.603),即土壤质量在飞播样地最高,而在柠条林地最低。[结论] 3种植被恢复模式均对土壤各理化指标有显著影响,不同植被恢复措施导致土壤各指标在垂直剖面上发生不同程度的变异,毛乌素沙地适宜进行飞播造林,而不宜大面积种植人工柠条林。     

北京怀九河河岸类型的植被与土壤理化性质差异

植被和土壤作为组成河岸带生态系统的重要因素,其空间分布与变异对河岸带生态功能起着决定性作用.以北京市怀九河河岸带为研究对象,在基于60个样地调查的基础上,对植被数量特征和多样性,以及土壤理化性质进行调查与分析,并对比了自然型(15个)、近自然型(25个)和人工型(20个)3种典型河岸植被与土壤理化性质的差异性.结果表明:1)河岸带植被组成以草本占绝大多数(占总物种数的79.22％),而乔木与灌木种类分布较少,且不同河岸类型下的植被多样性指数差异性显著(P＜0.05),自然型河岸植物多样性(4.6±0.16)以及丰富度指数(7.26±0.40)要明显大于近自然型(3.82±0.16、6.36±0.32)以及人工型河岸(3.94±0.18、5.40±0.42)(P＜0.05),表现为干扰下的河岸带生境不断退化.2)随干扰程度的增加,土壤质量不断下降,且土壤质地、密度和土壤有机质质量分数在不同河岸类型条件下,差异性显著(P＜0.05);其中,土壤有机质质量分数(％)分布表现为自然型(4.88±0.43)＞近自然型(3.47±0.31)＞人工型(1.92±0.15)(P＜0.05),土壤密度(g/cm3)分布表现为自然型(1.18±0.03)＜近自然型(1.35±0.03)＜人工型(1.52±0.03) (P ＜0.05).3)植被多样性与土壤理化性质间具有潜在的相关性;其中,植被的均匀度指数与土壤有机质质量分数显著正相关(P＜0.05),植被丰富度指数与土壤密度极显著负相关(P＜0.01)、与土壤总孔隙度显著正相关(P＜0.05),而植被物种多样性指数与土壤理化指标间相关性不显著.该研究不仅说明干扰条件影响植被与土壤间紧密的相关性,也为北京山区河岸带生态系统恢复与重建,提供基础信息和理论依据.     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

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...     

西北风积沙区采煤扰动下土壤侵蚀与养分演变特征

为更好地理解西北风积沙矿区生态环境演变规律,以神东哈拉沟与上湾矿区为例,利用~(137)Cs示踪法分析了未采区、自恢复沉陷区(1、2、4、8 a沉陷区)与植被修复区(13 a沉陷区)的土壤侵蚀与养分特征,研究了矿区土壤侵蚀与养分的演变规律。结果表明:采煤扰动可以导致未采区土壤侵蚀强度增大与有机碳、微生物量碳、全氮、全磷、碱解氮养分明显损失。开采沉陷后,沉陷区土壤侵蚀强度随着时间的推移呈现出先增加后降低的趋势;其中,地表沉陷后的最初2 a是土壤侵蚀急剧增大的时段。采煤扰动下,土壤有机碳、微生物量碳、全氮、全磷、碱解氮养分的演变规律与土壤侵蚀演变密切相关。植被修复可以有效降低沉陷区土壤侵蚀强度与提高土壤养分含量。西北风积沙区采煤沉陷地表的生态恢复应该及时开展地表沉陷后的早起侵蚀防治,兼顾考虑植被修复与土壤微生物联合修复,以此促进土壤、植被正向演替。     

典型喀斯特林地土壤养分空间变异的影响因素

为了探明喀斯特森林生态系统土壤养分空间异质性的成因及其对养分生物地球化学过程的指示意义,该研究以广西木论国家级自然保护区典型喀斯特峰丛洼地为研究对象,利用地统计学和经典统计方法分析了土壤养分的空间变异特征,并探讨了其主要影响因子。结果表明,研究区土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)的块金值/基台值较大,分别为49.9%和28.6%,表现为中等程度的空间自相关,全磷(TP)和全钾(TK)的块金值/基台值较小,分别为10.4%和2.9%,表现为强烈的空间自相关,说明随机因素对TP和TK的影响相对较小;逐步回归分析表明,各环境因子对TK的方差解释最大,对SOC的方差解释最小。其中,土壤交换性Ca2+离子和凋落物中N含量是SOC和TN的主要控制因素,随着交换性Ca2+和凋落物中N含量升高,土壤SOC和TN积累增加;TP的控制因素比较单一,仅受凋落物中P含量影响。TK的影响因素比较复杂,除主要受交换性Ca2+控制外,凋落物N:P比、海拔高度和黏粒含量也有显著影响。     

毛乌素沙地南缘臭柏群落土壤肥力评价

以神木臭柏自然保护区臭柏(Sabina vulgaris Ant.)、草地等不同植物群落下的土壤为研究对象,选取9个典型样地采集土壤样本,在测定土壤理化性质、分析其空间分布特征的基础上,计算各项肥力指标的隶属度值,用修正内梅罗指数法对样地土壤肥力状况进行了评价。结果表明:（1）土壤养分在不同样地、不同土层之间差异显著（P < 0.05）;（2）各样地土壤物理性质均表现为无规律的变化;（3）各样地土壤养分垂直分布特征明显,表现出明显的表聚性,即养分含量随土层深度增加而降低;（4）不同植被、不同立地条件下的土壤肥力水平不同,不同坡位的土壤肥力为丘间低地（肥力指数0.376）> 沙丘下部（肥力指数0.356）> 沙丘中部（肥力指数0.341）,不同坡向的土壤肥力为迎风坡（肥力指数0.435）> 背风坡（肥力指数0.417）;不同植被下的土壤肥力为草地（肥力指数0.417）> 臭柏（肥力指数0.376）> 沙地（肥力指数0.364）。研究表明研究区臭柏群落的土壤肥力总体处于中级水平。这一结果证明,植被恢复可以有效提高沙地土壤肥力水平。     

不同植被恢复策略对贵州喀斯特生态系统土壤渗透特性的影响

旨在探讨不同植被恢复策略对土壤入渗特征空间变化的影响，通过对贵州石漠化治理试验区自然草灌木混合林、次生林地、退耕自然生草地、芒果地、坚果地及玉米地的土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质和土壤渗透特性的分析。结果表明：不同植被恢复策略下土壤容重、孔隙度和有机质含量存在显著差异，具体表现为自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）和秸秆还田种植方式均能有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度。随着土层深度增加，土壤容重呈增大趋势，土壤孔隙度和有机质含量变化趋势相反；植被恢复方式和土层深度显著改变了土壤的水分渗透特性，自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）土壤渗透性能高于人工植被恢复（芒果地和坚果地），主要是因为自然植被恢复下土壤扰动小，植物根系和凋落物增加，从而改变土壤物理性质，降低土壤容重，提高土壤孔隙度的综合效益。随着土层深度增加，土壤稳渗速率和累积入渗量减小。通过测定不同植被恢复方式的土壤水文特征，为喀斯特地区植被恢复方式及土壤入渗性能评估提供科学依据。     

毛乌素沙区地下水对植被盖度空间格局影响分析

通过在榆溪河流域沿地下水埋深增大方向设置植被调查样带,基于植被盖度、地下水埋深及土壤含水量等数据,利用多元经验模态分解(MEMD)获取植被盖度及其影响因子所表征的空间尺度,结构方程解析植被盖度空间分布的驱动因素,并结合聚类分析划分了植被群落自然恢复演替空间格局状态变化特征。结果表明：(1)MEMD将空间多元数据分解为3个本征模态函数,经希尔伯特转换得到各模态函数相应的空间尺度分别为14,27,38 km;(2)结构方程模型和MEMD分解后的最大表征尺度相关分析表明,地下水埋深与植被盖度在整个样带尺度上呈显著负相关(R²=-0.95,p<0.001);土壤含水量与植被盖度以地下水埋深5 m空间尺度为分界点,<5 m的区域呈显著正相关(路径系数为0.68,p<0.001),>5 m的区域呈显著负相关(路径系数为-0.43,P<0.01);(3)在此基础上,结合系统聚类分类结果将植被盖度划分为核心区(地下水埋深0～3 m)、过渡区(地下水埋深3～4 m)、稳定区(地下水埋深4～5 m)、外围区(地下水埋深5～10 m)及边缘区(地下水埋深1...     

高寒草原路域人为干扰区土壤及植被修复研究

道路运行会对路域土壤和植被产生间接的破坏,采用样方法对国道213合作市郊段路域小型取土区进行调查研究。结果表明:人为干扰对路域生态环境造成了明显的破坏,路域人为取土区植被和土壤在自然状态下的整体修复情况一般。受地表径流影响,取土区中央土壤肥力自然修复较好,坡面土壤肥力自然修复较差。由于取土区中央特殊的生长环境,植被自然修复状况一般,植物种类与对照区明显不同;在土壤肥力和修复时间的双重作用下,坡面植被自然修复结果较差。因此,建议加强环保宣传,制定路域生态环境保护制度,及时对干扰区进行人工修复。