黄土高原退耕坡地不同类型林分土壤生物学活性的研究

选取黄土高原退耕还林树种紫穗槐、油松、侧柏、新疆杨、刺槐和柠条为研究对象,以撂荒坡地为对照,分别测定不同林地土壤微生物量碳、土壤呼吸速率以及土壤酶活性,并通过计算土壤生物学活性综合指数比较不同类型林分土壤生物学活性差异。结果表明,0~60cm各土层中不同林地土壤微生物量碳、呼吸速率和酶活性均较对照显著提高。0~20cm和20~40cm土层,刺槐林地土壤呼吸速率、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于其他林地,柠条林地土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现最大值,而土壤微生物量碳分别以刺槐和紫穗槐林地最大;40~60cm土层,刺槐林地土壤呼吸速率和脲酶活性均显著高于其他林地,而土壤微生物量碳、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均以柠条林地最大,各林地与对照之间的土壤碱性磷酸酶活性差异不显著(p0.05)。土壤生物学活性综合指数表现为柠条刺槐油松侧柏紫穗槐新疆杨对照。在黄土退耕坡地营造人工水保林能够有效提高土壤生物量碳、呼吸速率和酶活性,从土壤生物学活性角度考虑,柠条和刺槐可作为试验区退耕还林的优先选择树种。     

黄土丘陵区几种退耕还林地土壤固存碳氮效应

探讨了黄土丘陵区退耕10a和30a的柠条、刺槐、油松及侧柏林地0～60cm不同土层有机碳、氮数量和分布的变化特征。结果表明:相比坡耕地,退耕还林10a后,仅侧柏与油松林地各土层有机碳、氮含量和密度显著提升。退耕还林30a与10a相比,各土层有机碳含量增幅表现为侧柏>油松>刺槐>柠条,总体0～60cm土层碳固存速率分别达到1.06、0.71、0.43、0.36mgC·hm-2·a-1;氮固存速率以刺槐最高,达到0.051mgN·hm-·2a-1,其他还林地固存氮速率接近,为0.014～0.026mgN·hm-·2a-1。30a还林有机碳的增加主要来自0～20cm土层,平均贡献达51.9%,而全氮增加除刺槐林地外,主要来自40～60cm土层,平均贡献达42.5%。各还林地C/N仅在0～20cm表层均有显著提高,但有机碳与氮均表现出显著的回归相关性。综上,长期退耕还林地能够固存碳氮,且以侧柏林地提升有机碳库较佳,而刺槐林地提升氮库较好。     

退耕植茶地土壤碳氮磷生态化学计量学特征

研究不同退耕植茶年限土壤有机碳、全氮和全磷的质量分数分布及其生态化学计量学特征,以期为退耕植茶地土壤持续利用和茶园持续发展提供理论依据。选取退耕植茶2~3 a(RT2-3), 9~10 a(RT9-10)和16~17 a(RT16-17)的各5个样地为研究对象,以邻近耕地作为对照,采用野外调查与室内分析相结合的方法,按0~10,10~20和20~40 cm土层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷的质量分数,并计算了碳、氮、磷之间的计量比。结果表明:随着退耕植茶年限的延长,土壤有机碳、全氮质量分数表现为先显著降低后增加的趋势(P<0.05),全磷质量分数变化较为稳定。0~10 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比(C/N)显著高于对照地,退耕植茶地土壤碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)显著低于对照地;10~20 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比显著高于对照地,碳磷比在各样地间均无显著差异,氮磷比则表现为对照地土壤显著高于退耕植茶地;20~40 cm土层,碳氮比表现为RT2-3显著高于其他样地,碳磷比和氮磷比在各样地间均无显著差异。退耕植茶后,土壤碳氮比显著增加,有机质分解速率降低。退耕植茶有利于土壤有机碳、全氮的积累;虽有利于提高土壤中磷的有效性,但随着植茶年限的延长,磷素对退耕植茶地限制性逐渐增强。     

退耕植茶对川西低山丘陵区土壤有机碳库的影响

【目的】土壤有机碳库能够有效地表征土壤的固碳容量,研究川西低山丘陵典型退耕植茶区土壤有机碳库的变化对认识退耕植茶地在生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】以雅安市名山区中峰乡不同退耕年限的茶园（2-3年、9-10年、16-17年）为研究对象,选取邻近耕地为对照,分析退耕植茶对土壤总有机碳、活性有机碳和非活性有机碳质量分数、密度的影响,并对土壤碳库管理指数进行计算,分析土壤有机碳库、碳库管理指数与退耕年限的关系。【结果】退耕植茶地土壤总有机碳质量分数呈先降低后升高的趋势,与对照相比,退耕植茶16年后,0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层有机碳质量分数分别增加了5.67%、5.67%和0.78%,土壤总有机碳密度亦在该年限显著增加。退耕植茶地土壤活性有机碳质量分数显著增加,平均增幅是总有机碳的23倍,土壤活性有机碳密度在0-40 cm土层的增幅表现为退耕植茶16-17年（平均182.26%）＞9-10年（平均177.74%）＞2-3年（平均132.74%）。0-10 cm和0-20 cm土层土壤活性有机碳密度分别占0-40 cm剖面的30%和50%以上。退耕植茶地土壤非活性有机碳质量分数及密度的变化趋势与总有机碳较为一致。与对照相比,退耕植茶2-3年土壤活性有机碳有效率最高,且表现出一定的表聚现象,但差异不显著,表明活性有机碳的有效率对土层的变化不敏感。随着退耕植茶年限的延长,土壤碳库管理指数先下降后上升,但均显著高于对照,且在退耕植茶16-17年达到最大值。0-10 cm和20-40 cm土层土壤碳库管理指数较大,说明表层和深层碳库均具有一定的固碳效应,且退耕植茶对表层碳库的影响尤为明显。【结论】随着退耕植茶年限的延长,土壤总有机碳、活性有机碳和非活性有机碳的质量分数均有所增加。退耕植茶16年后,土壤0-40 cm剖面上总有机碳、活性有机碳及非活性有机碳密度均显著高于对照,0-10 cm土层有机碳累积效果最佳。土壤活性有机碳的有效率在退耕植茶后显著增加,碳库管理指数在退耕植茶16-17年0-10 cm土层上最高,表明退耕植茶工程增强了土壤的碳汇效应,土壤质量向着良性方向发展。     

喀斯特地区不同退耕类型对土壤碳氮的影响

为探讨不同退耕模式对喀斯特峰丛洼地土壤碳氮特征的影响,选取广西环江典型退耕类型样地进行有机碳、全氮特征研究,结果表明:不同退耕类型之间的土壤有机碳、全氮差异显著;各退耕类型土壤有机碳和全氮都表现出随土层加深而逐渐降低趋势;土壤有机碳和全氮线性拟合呈显著正相关.表明退耕还林(草)显著提高了土壤有机碳、氮,但在植被类型和人为活动的影响下土壤碳氮特征差异明显.     

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

典型岩溶区不同退耕还林地对土壤有机碳和氮素积累的影响

为揭示岩溶区不同退耕还林地对土壤有机碳和氮素积累的影响,在花江峡谷地区采集典型坡耕地(玉)、撂荒 地(域)、坡耕地退耕后种植车桑子(芋)、油桐(郁)和椿树(吁)5 类样地的土壤剖面样品,对有机碳、全氮的含量与 密度进行了研究。结果表明:1)研究区表层土壤有机碳和全氮含量均表现为:椿树林地和油桐林地含量差异不显 著(P 0.05),椿树和油桐林地显著高于车桑子林地、撂荒地及坡耕地(P 0.01);2)土壤有机碳、全氮含量及其密 度均随土层深度增加而降低,0 ~ 20 cm 层土壤有机碳和全氮密度分别占整个剖面的36.84% ~ 46.01% 和 35.63% ~44.50%,表现出明显的表聚性;3)研究区有机质分解较为容易、氮素矿质化作用明显,土壤C/ N 介于 9.79 ~13.59 之间,C/ N 水平总体偏低,并且表现为除坡耕地外,4 种退耕还林地C/ N 均随土层深度增加而降低;4) 5 种土地利用类型土壤有机碳、全氮含量均与碱解氮、全磷和速效钾含量呈极显著正相关(P 0.01),土壤有机碳、 全氮含量与pH 值呈负相关(P 0.05)。植被类型和人类活动是影响有机碳和全氮含量的关键因子,研究区坡耕 地退耕后土壤有机碳、全氮的含量和密度均增加,表现了退耕还林还草促进土壤碳库和氮库积累的作用。      

东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征

【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和~(13)C、~(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】旱田改稻田25年间,在0—60 cm土层,土壤有机碳和全氮含量的变化趋势均表现为:在改种的前3年迅速下降,降幅分别为13.60%—43.27%和10.40%—40.60%,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐增加的趋势,且在20—60 cm土层出现累积,但在3—5年期间增加幅度较大,在5—25年期间增加较为缓慢,在改种17—25年期间,稻田土壤有机碳和全氮含量均高于旱田土壤;0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度的变化趋势与其含量的变化趋势大致相同,在改种的3年间0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度分别降低了26.53%和21.89%,在改种5—25年间0—60 cm土层稻田土壤有机碳和全氮密度均大于旱田土壤,增幅分别为9.87%—21.48%和10.2%—19.3%;旱田改稻田后,土壤全氮与有机碳的变化密切相关,土壤全氮与有机碳的含量、密度之间均呈显著线性正相关关系(P0.01)。在0—60 cm土层,土壤δ~(13)C值在改种的3年间明显上升,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐下降趋势,且大于5年的稻田土壤δ~(13)C值均低于旱田土壤,而土壤δ~(15)N值在改种的25年间随改种年限延长呈逐年下降趋势,各年限稻田土壤δ~(15)N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ~(13)C值和δ~(15)N值均随着土层加深而增大;0—40 cm土层土壤δ~(13)C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P0.01),但各土层土壤δ~(15)N值与土壤全氮含量之间则无显著相关性。【结论】东北黑土区旱田改稻田大于5年后,稻田土壤具有明显的固碳(氮)能力,稳定性碳(氮)在20—60 cm土层累积;改种稻田年限小于5年,应注重有机碳(氮)的补充,以维持和提高土壤有机碳(氮)水平。     

黄土丘陵区退耕植被土壤水分·可溶性碳氮的变化特征

[目的]研究黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分、可溶性碳氮的变化特征。[方法]选择刺槐(乔木)、柠条(灌木)、撂荒地(草地)3种退耕植被为研究对象,以坡耕地为对照,研究不同退耕植被下土壤水分、可溶性碳氮的季节和垂直分布。[结果]土壤水分、可溶性碳氮均受季节变化的影响,其中土壤水分表现为先降低后增加的趋势,可溶性碳氮的趋势相反;此外,与耕地相比,3种退耕植被土壤水分、可溶性碳氮均有较大的提高;随着土层的加深,土壤水分在表层(0~30 cm)整体表现为撂荒地较林地低,而30~200 cm土层,表现为撂荒地大于林地,深层土壤水分变化不显著。可溶性碳氮在0~30 cm土层也表现为随着土层的增加而递减趋势,且显著受土层变化的影响(P0.05)。另外,土壤水分、可溶性碳氮存在着显著相关性(P0.05)。[结论]该研究阐明了黄土丘陵区典型退耕植被的土壤水分、可溶性碳氮的动态变化规律,为进一步分析和评价黄土丘陵区土壤养分状况提供科学依据。     

黄土丘陵沟壑区不同群落类型对土壤特性及生物量的影响

以农田为对照,分析了退耕还林还草过程中所形成的植物群落对退耕地土壤水分、有机碳、氮、磷、钾含量的影响及其垂直分布特征和退耕地植物的生物量变化。结果表明:不同群落类型中,0～100cm土层的土壤含水量为6.9%～14.1%,撂荒地和苜蓿地土壤含水量随土壤深度的增加呈增加趋势,而柠条林地随土壤深度的增加呈下降趋势;0～20cm表层土壤中,有机碳、碳密度和全氮含量较20～100cm变化大;在0～100cm土层,与农田、撂荒地和苜蓿地相比,沙棘和柠条土壤全磷含量显著降低;不同退耕地植物生物量(地上和地下)差异显著,呈现柠条>沙棘>苜蓿>撂荒地>农田的变化趋势。表明退耕过程中草本的恢复对保持土壤深层水分含量有促进作用,而灌木的恢复对保持和增加土壤表层养分有较强的促进作用。     

侵蚀红壤植被恢复过程中土壤呼吸与土壤性质的关系

土壤性质是影响土壤呼吸的重要因素。研究了植被恢复对红壤侵蚀裸地土壤呼吸的影响,并探讨了土壤呼吸速率与土壤性质的关系。红壤侵蚀裸地土壤呼吸年平均速率仅0.43μmo.lm-.2s-1,恢复为百喜草地、板栗园和马尾松林后土壤呼吸速率增加了3.3-6.1倍,但仍显著低于次生林的土壤呼吸速率。土壤呼吸速率与土壤表层0-20 cm内有机C、全N、有效性N、C/N均有显著的正相关关系,但除C/N外,其相关性均随取样深度增加而下降。而土壤呼吸速率与土壤全P、有效P、全K、速效K没有显著相关关系,与土壤容重和土壤表层团聚体破坏率则呈显著负相关。因此,在红壤严重侵蚀地恢复过程中,土壤性质的恢复尤其是C、N和表层土壤结构是决定土壤呼吸速率大小的重要因素。     

不同植被恢复模式对紫色土植被多样性及微生物区系的影响

通过野外实地考察及实验室平板稀释等方法,比较分析了湘中紫色土地区4种植被恢复模式对植物种群多样性和土壤微生物区系的影响。结果表明：4种植被恢复模式均能不同程度地提高紫色土地区的草本物种数目和土壤中的细菌、放线菌、真菌数量,其中,以龙须草为先锋物种,配合多种乔灌木立体种植的植被恢复模式,最能有效改善紫色土地区的生物多样性,为以后紫色土地区的植被恢复提供了有利的先决条件。     

海岸退化沙地不同植被恢复模式的土壤微生物量及其与土壤养分的关系

以裸沙地为对照,研究了海岸退化沙地不同植被恢复模式(天然次生林、木麻黄+潺槁木姜子混交林、木麻黄人工纯林)的土壤微生物量及其与土壤养分的关系。结果表明:裸沙地植被恢复后,不同植被恢复模式的土壤微生物量碳、氮、磷含量均明显提高(P<0.05),增幅分别为103.966%-491.166%、89.352%-335.087%、65.536%-85.896%,土壤微生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷的比例分别为1.543%-3.113%、1.733%-2.870%、0.964%-1.447%,自然恢复的天然次生林高于人工恢复的木麻黄纯林和混交林;土壤微生物量碳、氮、磷与土壤有机质、全氮、全磷、全钾呈极显著正相关(P<0.05),土壤微生物量碳、氮均与有机质、全氮具有较强的线性关系。     

土壤酸化及酸性土壤改良技术研究进展

近年来,土壤酸化越来越严重,其作为土壤退化的重要指标之一,已严重影响着作物的生长。综述了自然与人为情况的两大酸化原因以及酸化对土壤质量、作物生长及微生物生命活动等的危害。最后从酸雨沉降的控制、土壤改良剂的使用、生物及农业措施等方面提出对酸性土壤的改良与修复方法。     

赣南红壤侵蚀地植被概况及其物种多样性的变化

在对赣南典型红壤侵蚀区自然恢复植被群落和人工植被群落调查的基础上，对其植被特征及其物种多样性进行分析研究，结果表明，严重侵蚀地植被的植物种类组成贫乏、群落结构单一、覆盖稀疏，是以中生或旱中生的多年生草本植物为主所组成的次生植被，属于灌草丛植被类型。植被恢复初级阶段群落以草本植物占优势，物种丰富度和物种多样性指数均低。随着恢复年限的增长，植被由单层次结构向复层次结构发展，物种多样性指数增高。     

生物炭的土壤环境效应及其重金属修复应用的研究进展

生物炭独特的理化性质使其具有较高的稳定性及一定的吸附能力和阳离子交换能力（CEC）,同时还兼有使用成本低、技术原理简单、环境友好性突出等特点,不仅可解决土壤污染问题,还可以为农村过剩生物质处理提供解决途径,近年来生物炭在土壤污染修复治理方面的应用研究倍受关注。概述了生物炭的理化特性以及环境特性,着重介绍了生物炭在提高土壤 CEC、提升土壤 pH 值、增加土壤有机质（SOM）含量、提高微生物活性等方面的环境效应与土壤重金属迁移性之间的关系;对今后生物炭对土壤重金属迁移性及生物有效性的影响研究进行了展望,提出在进一步研究中,不仅要对不同生物质原材料、制备条件下的生物炭进行对比研究,还要根据土壤重金属污染的具体情况（土壤自身理化条件、重金属种类、含量、形态）,结合测土施肥的基本原理,对生物炭的土壤重金属修复能力进行长期、系统的研究。     

红壤丘陵区生态退化的原因及生态恢复对策——以湖南省衡阳市为例

以湖南省衡阳市为例,分析了红壤生态系统退化的自然原因与人为影响,提出了红壤生态系统恢复的对策。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤理化特征分析

以典型衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草地、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段以及同一恢复阶段不同层次上土壤理化特征的时空变化,与不同植被恢复阶段的植被类型和土壤理化特性变化的内在联系及其互作效应。结果表明随着植被恢复演替的进行,土壤各层黏粒含量增加显著(p<0.01或p<0.05),但随土壤深度的增加,呈递减趋势,具体表现为表层>亚表层>下层;土壤容重减小明显(p<0.05),随土壤深度而呈递增趋势,具体表现为表层<亚表层<下层;土壤有机质逐渐增加(p>0.05),随土壤深度的增加呈递减趋势,表现出明显的表聚性;土壤全氮、速效磷和速效钾含量均呈上升趋势,由于植物根系及枯落物多少的差异,使得各营养成分的垂直分布各异;主成分揭示出土壤理化特征可作为评价植被改善土地质量的标准。这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。     

退化红壤恢复过程中灌木层主要种群的生态位

对闽西退化红壤采取种植乔木(P2)、牧草(P3)、灌木(P4)3种治理措施,以及对侵蚀对照地(P1)、次生林对照地(P5)的灌木层种群数量、生态位进行了研究.结果表明,3种治理措施不同程度提高了灌木层的物种丰富度.黄栀子、梅叶冬青、木蜡树、马尾松等Shannon-Wiener生态位宽度(B(sw)i)超过0.5;多数种群生态位宽度较小,其中60.38%的种群仅占据1个资源(B(sw)i=0),多数仅分布于次生林,表明侵蚀地与治理林地资源状态与次生林有较大差距,未能满足演替中后期植物生长的需要.种群Pianka生态位重叠值(NOik)与种对的生态位宽度、占据的资源位及相遇几率、重要值及其分布格局存在复杂的非线性关系.广生态位种对的重叠值普遍较高(NOik>0.5),狭生态位种对重叠值普遍较小(NOik<0.3),其余类型生态位种对重叠值为0-1.     

不同生态修复措施下鲁中山区土壤的水文特征

为探索水土保持生态修复工程对土壤水文物理性质的改良作用,研究了鲁中山区4种生态修复措施对土壤结构、土壤储水量和土壤入渗的影响。研究结果表明：①各种修复措施对土壤水文物理性状都有明显的改善作用。具体表现在：土壤中细粒物质平均提高了9.44%,砂粒降低了9.45%;孔隙数量平均增多1.7%,土壤密度平均减小0.63g.cm-3;土壤储水量平均增加了6.8 mm;土壤稳渗速率平均提高了1.32 mm.min-1。②4种修复措施对土壤物理性状的改良程度不同,改良作用最大的是荒坡造林,其次是疏林补植和梯田封育,最小的是荒坡封禁。③霍顿（Horton）入渗模型和通用经验入渗模型都能较好地反映研究区内4种生态修复措施前后的土壤入渗过程,但霍顿（Horton）入渗模型的结果比通用经验模型的更接近于实测值。