管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化的影响

对黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化影响的研究结果表明,该区植被演替虽然总体上具有典型森林区植被演替的特征,但多年生禾草阶段与多年生蒿类演替并没有表现出严格的先后顺序;群落物种多样性、丰富度、均匀度及物种替代率随植被恢复表现出由低而高,而后又降低的变化趋势。其变化的峰值阶段与多年生禾草阶段和多年生蒿类交错出现的阶段相吻合。土壤养分变化表明,该阶段也是退耕地养分消耗与累积处于平衡的阶段,具有明显的过渡性。不同养分对植被恢复的响应程度从高到低表现为:有效氮>有机质>全氮>速效钾>速效磷>全磷,而且在植被恢复过程中土壤养分累积具有明显的表聚性,尤以有机质、全氮、有效氮和速效钾表现明显。各养分的相关性分析表明,土壤有机质、全氮、有效氮与速效钾相互间显著相关,而全磷和速效磷与其余各养分间的相关性较小,而且磷素养分在植被恢复过程中的变化较小。对植被演替进行人工调控,应充分认识养分变化的这种差异。     

高寒矿区植被恢复对渣山表层基质的响应CSCD

针对多年冻土高寒矿区煤矸石山植被恢复问题,本研究以青海木里煤田圣雄矿区2013年在渣山人工种植的3个阳坡(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)为研究对象,结合野外调查及室内分析方法,进行了植被恢复对渣山表层基质响应的研究。结果表明,样地Ⅰ的植被高度、盖度、地下生物量、幼苗高度、总盖度、苔藓盖度和生殖枝数量均与样地Ⅱ和Ⅲ之间有显著差异(P<0.05)。3个样地表层基质速效P、速效K、有机质、pH以及水分含量差异极显著(P<0.01)。坡面苔藓盖度与植被总盖度、幼苗盖度、生殖枝数量以及基质速效K极显著正相关(P<0.01)。利用随机森林方法得出,pH、速效P、幼苗高度、有机质、幼苗盖度是影响渣山坡面表层基质差异最主要的环境因子。因此,在多年冻土矿区植被恢复过程中,调节基质pH、适时补充速效养分和有机质有助于植被恢复。     

甘南高寒草甸采矿活动及植被恢复方式对土壤有机质和酶活性的影响

研究植被恢复对矿区土壤和生态环境修复具有重要意义,但目前青藏高原基于采矿背景的生态恢复研究较少。本研究以甘南高寒草甸采金矿区为研究对象,探究采矿及植被恢复(草本植物恢复和木本植物恢复)5年后土壤有机质和酶活性的变化。结果表明:采矿活动会使土壤有机质和酶活性显著下降(P<0.05),草本植物恢复5年后有机质和脲酶活性显著提高(P<0.05),但木本植物恢复对土壤有机质和酶活性影响均不显著(P<0.05),恢复样地和未恢复样地土壤有机质含量和酶活性均呈正相关关系,恢复样地土壤有机质和酶活性在垂直分布上(0-10 cm和10-30 cm)没有显著差异(P>0.05)。该地区植被恢复前期以垂穗披碱草(Elymus nutans)为建群种的草地群落凋落物和根系分泌物输入要高于以青海云杉(Picea crassifolia)为建群种的林地群落,更能快速提高土壤质量,以木本植物恢复时应搭配凋落物输入量大且易分解的树种。     

厚层基材喷播技术在北方半干旱区岩石边坡植被恢复中的应用——以京承高速公路(三期)植被恢复工程为例

以京承高速公路(三期)岩石边坡植被恢复工程为例,研究厚层基材喷播技术的施工工艺及植被恢复效果,从抗旱乡土植物的筛选与配置、技术适宜性评价以及养护措施效果方面,综合分析归纳出厚层基材喷播技术,在北方半干旱地区岩石边坡植被恢复中的应用效果及关键技术,对于完善我国裸露边坡植被恢复理论体系,指导裸露坡面工程绿化,都具有非常重要价值。     

东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛草地植被和土壤对其自然恢复演替的响应

科学评价灌丛草地自然恢复演替特征，以期为灌丛草地的生态修复和可持续利用提供理论依据。采用“空间代替时间”的方法，研究了东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛植被碳储量和土壤理化性质对自然恢复演替的响应。结果表明，随着小叶金露梅+杯腺柳灌丛恢复演替期的延长（约20年），灌丛群落碳储量增加1.2~3.8倍；丛间土壤呼吸速率增大1.1~2.0倍，丛内保持不变；丛间和丛内土壤含水量减小1.0~1.5倍，容重增大1.0~2.0倍；丛间和丛内土壤有机质、速效氮和速效磷含量均呈先增后减的单峰曲线，其含量先增加2.0%~48.7%，后减少4.4%~32.0%，全磷和全钾含量增加3.0%~76.0%，其他养分含量变化各异。随着灌丛草地植被的恢复演替，草地碳储量增加，但土壤理化性质受负面影响。故建议积极探寻实现草地生态系统高效、平衡和持续发展的途径，使灌木和草本植物协调共生、和谐生长，稳定生态系统平衡，提高草牧业生产能力和增加农牧民经济收入。     

放牧对高寒嵩草草甸土壤微生物量碳的影响及其与土壤环境的关系

通过对高寒嵩草草甸不同放牧压力下土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及其相互关系的研究,表明随着放牧压力的增大,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著降低;土壤pH值、容重及根土比显著升高;速效氮和速效钾变化不一致。相关性分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度;土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间互相调节,互相制约,间接调控着微生物量碳形成。过度放牧使土壤系统的微环境恶化,速效养分的供给能力及有机物质的转化能力降低,从而导致了植被和土壤系统的双重退化和微生物量碳的低下。     

煤矸石山不同植被根际可培养微生物数量的动态变化

为探究不同植被类型在煤矸石山修复过程中对土壤修复的响应,以排矸超过60年的自然恢复煤矸石山为研究对象,在3个季节（春季、夏季、秋季）,对3种植被类型（草本植物、灌木、乔木）根围0～30 cm土层范围内的土壤微生物数量和理化性质进行研究。结果表明：3种植被类型均显著增加了煤矸石山微生物的数量;草本植物、灌木和乔木对真菌数量的增加量要高于细菌和放线菌;分别是裸地的3.95,2.87,3.50倍;细菌、放线菌和真菌数量的峰值分别出现在夏季、春季和秋季。3种植被类型均增加了土壤有机质、速效氮和速效钾的含量;降低了土壤pH值。植被通过增加土壤有机质和速效养分含量,增加了煤矸石山区土壤中3大类可培养微生物的数量,尤其是真菌的数量。植被生长更有利于20～30 cm土层微生物数量的增加,草本植物和灌木对表层土壤微生物数量的增加效果好于乔木。     

九寨沟马脑壳金矿矿山土壤养分空间分布格局

通过对九寨沟马脑壳金矿矿山南坡(海拔2 900~3 500 m)采矿、排渣(包含翻新土)边坡(简称挖、排坡)和对应同生境原生草地的土壤养分对比研究,揭示矿区土壤主要养分氮、磷、钾和土壤有机碳 (简称SOC)空间分布格局,为矿山生态恢复提供基础数据。结果表明,挖、排坡土壤养分(包括SOC和pH值)水平随海拔升高而变化小,土壤有效养分整体含量较低,有效氮、钾含量远小于对应原生草地。原生草地土壤养分随海拔、土壤层次(即深度)变化及坡脊坡谷分布具有一定的规律性:1) 各层次土壤有效氮、磷、钾随海拔的增加呈减小的趋势,随土壤深度增加逐渐减小,坡脊小于坡谷;土壤SOC随海拔的升高先降低然后升高再降低,变化起伏;2) 土壤有效氮、磷、钾含量均与SOC呈显著相关关系(P<0.05);3) 海拔、土壤深度及坡脊坡谷等环境因子对土壤有效氮、磷、钾及SOC含量的分布均有显著影响。另外,干扰对原生草地土壤养分的分布也有一定的影响。     

江西寻乌脐橙果园土壤养分变化特征研究

为摸清江西寻乌县脐橙果园土壤养分状况，为该区的脐橙果园土壤改良和施肥管理提供科学依据，本研究根据脐橙种植年限、土壤类型、地形等的不同，选取了具有代表性的果园45个作为取样点，分析了其土壤pH值及养分含量，并基于R软件研究了土壤养分特征与环境因子之间的关系，结果表明：寻乌县脐橙果园土壤整体偏酸，其中强酸性（pH<4.8）和偏酸性（pH值4.8～5.5）的土壤占样本总数的91.2%，且随着种植年限的增加，土壤pH每年以0.01个单位下降；土壤有机质、速效N、速效P、速效K含量普遍偏低，其中79.7%的脐橙园土壤有机质偏低，87.8%脐橙园土壤速效N、75.6%土壤速效P、74.9%脐橙园土壤速效K处于缺乏状态；土壤养分与环境因子之间的关系为：有机质主要受土壤类型的影响，其中水稻土的有机质含量显著高于壤土，速效磷主要受种植年限的影响，种植时间越长，土壤速效磷越高；而速效钾主要受地形影响，坡地土壤速效K较平地或盆地容易流失而减少；碱解氮主要受种植年限和土壤类型的共同作用，受地形影响较小。     

黄土丘陵区不同退耕年限草地群落特征及其土壤水分养分效应

采用空间代替时间以及对比分析的方法,根据黄土丘陵区8个退耕年限序列(1~35年)的退耕地的采样数据进行分析,研究在植被恢复过程中,随着退耕年限变化,植被更新与土壤水分养分之间的互动效应。结果表明, 1)黄土丘陵区在退耕35年期间,随着退耕年限的增加,总物种数呈减少-增加-减少-增加的趋势。Margalef指数、Shannon-Wiener指数变化趋势为先增加-减小-增大,而Pielou均匀度指数相反。 2)群落地上地下生物量随退耕年限增大而增大,呈显著正相关关系(P<0.05)。 3)随着退耕年限增加,土壤养分(除速效K外)含量先减少后增加,而土壤速效K含量呈一直下降趋势,土壤水分含量在20~50 cm、50~80 cm、80~100 cm处先增加后减少,在0~20 cm处相反。 4)植被特征指数(除Pielou外)与有机质、全N、全P呈显著正相关,而与土壤养分速效K呈正相关,关系不显著。Pielou指数与土壤养分呈正相关关系,但不显著。     

沙地豆禾混播草地土壤酶与土壤养分对混播比例的响应

在科尔沁沙地以紫花苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)为材料,研究豆禾2 ∶ 2和豆禾1 ∶ 2两种间行混播比例对人工草地土壤养分和土壤酶活性的影响.结果表明:土壤养分含量(有机质、碱解氮、速效磷、有效钾)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)均随土层加深而逐渐降低,呈现表聚性特征;土壤有机质和速效磷含量均表现为豆禾1 ∶ 2处理高于豆禾2 ∶ 2处理,碱解氮和有效钾含量及4种土壤酶活性均表现为豆禾2 ∶ 2处理高于豆禾1 ∶ 2处理,说明适当增加豆科牧草比例可不同程度的提高土壤酶活性,有利于土壤养分的积累和转化;相关分析和主成分分析表明,土壤酶活性与土壤主要养分因子间具一定相关性,豆禾混播草地的土壤肥力水平是由土壤酶活性和土壤养分因子共同决定的.     

石质边坡植被建植两周年群落特征与土壤养分动态

为了解边坡生态防护工程植被建植初期植被特征与基质养分变化规律,依托实际工程,采用定位研究法,对3个不同坡向、坡度的边坡在人工植被建植后2年主要群落特征(物种、盖度和高度等)和土壤养分因子(有机质和速效态养分元素)等每月进行跟踪测试。结果表明,1)边坡人工植被建植初期,群落特征总体上存在明显的季节性变化,建植后第1年物种主要以初播物种为主,物种数相对较少,第2年,随着当地植物的入侵,物种数大量增加。边坡植被一年存在2个枯黄期,分别出现在夏季高温期和冬季低温期,存活部分盖度在冬春季平均盖度最低,到5月随气温回升而突增,8、9月下降,10月又上升,到11月覆盖度最高。群落高度第2年同比第1年均高,表现出较旺盛的长势。2)土壤中碱解氮和有效磷质量分数在植被建植后2年内波动下降,均低于建植初水平;1、2号坡速效钾质量分数在波动变化后有所下降,3号坡在波动变化后略有上升;有机质的质量分数在第1年波动变化后大幅度增加,第2年前3个月明显下降,之后基本持平,第2年末比第1年末有所下降。3)在植被建植初期的2个月内,不同坡向和坡度的边坡之间在群落物种组成和盖度等特征方面存在显著差异(P＜0.01),之后随着边坡植被的大面积覆盖,坡向和坡度对群落特征的影响已不明显。     

短期恢复下高寒矿区煤矸石山土壤变化特征研究

植物-土壤的相互作用是生态恢复学的主要研究方向之一,明确植被恢复对土壤性质的影响程度,对于合理设计人工恢复措施等意义重大。本研究通过在高寒矿区煤矸石山人工种植垂穗披碱草、冷地早熟禾、星星草,研究不同恢复年限下土壤氮、磷、钾、有机质、pH值、植被盖度变化特征及各指标之间的相关性。结果表明,随着恢复时间的延长,土壤全氮含量与恢复当年相比差异不显著,土壤全磷含量逐步增加,土壤全钾含量逐步下降。恢复4年与恢复当年相比,土壤全磷含量增加了17.39%(P<0.05)、土壤全钾下降了12.77%(P<0.05)。土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著下降,恢复4年与恢复当年相比分别下降了49.68%(P<0.05)、66.07%(P<0.05)、18.67%(P<0.05)。与恢复当年相比,恢复2和4年后土壤有机质含量分别提高了7.92%(P<0.05)、43.02%(P<0.05),增加趋势明显。pH值随着恢复时间的延长逐步增加,土壤由酸性逐步向中性过度。人工建植2、4年后盖度未发生明显变化。相关性分析表明,除全氮含量以外,绝大部分土壤营养元素之间相关性显著,植被盖度与土壤pH值之间呈负相关。结合当前研究结果,在高寒矿区煤矸石山人工建植过程中,需及时补充速效肥料,以满足地上植物生长需求。     

武功山芒根系垂直分布及其与土壤养分的关系

根系是植被-土壤的媒介,研究根系与土壤关系有助于掌握养分元素的生物化学循环过程,从而为植被恢复提供理论依据。本研究以武功山芒(Miscanthus sinensis)为研究对象,采用土壤养分常规分析法测定土壤养分,采用根系扫描法测定根系参数(根系生物量密度、根长密度和根表面积密度),进一步采用相关分析、回归分析等统计方法对二者之间的相互关系进行研究。结果表明,根系参数随着土壤深度的增加而减少,80%左右的根系主要分布在0-16cm土层;根系参数与土壤深度符合幂函数关系,根系生物量密度、根长密度、根表面积密度与土壤深度的幂函数方程分别为y=238x-1.555 9(R2=0.891 14),y=169.9x-0.882 05(R2=0.408 36),y=22.397x-0.926 14(R2=0.364 57);0-40cm土层范围内,随着土壤深度的增加土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤有效磷和土壤速效钾含量显著下降(P0.05),土壤全钾、土壤碱解氮含量呈现出轻微的波动趋势;土壤养分与根系参数有不同程度的相关性,其中,与根系参数相关性最强的养分因子是土壤有机质、土壤全氮和土壤全钾(P0.05)。因此,在表层土壤合理施肥有利于芒根系生长发育及其对养分的吸收。     

石质边坡植被建植后土壤养分与植物群落特征动态研究

于2009年6月-2013年12月,以贵阳市花溪区环城高速经人工植被恢复的3个石灰岩石质边坡为研究对象,采用常规群落调查法及室内实验对其土壤理化性质与植物群落特征进行定点定期动态观测与分析,结果表明:1)AN、AK、AP、OM含量成波动上升趋势,到2013年,AN、AK、AP、OM平均含量分别为中下、极高、较高、中上水平;2)随着恢复年限延长,边坡总物种数大幅增加且波动幅度渐缓,存在季节性变化,物种组成及比例发生较大改变,优势种也发生转变,群落出现向当地自然植被方向演替的变化规律;3)2009年7月-2012年6月,植物草本层盖度及高度呈上升趋势,到2013年均有所降低,各边坡有一定数量灌木定植,边坡恢复效果良好;4)边坡群落总物种数、植物高度及盖度、土壤速效养分N、P、K和OM之间存在18对显著相关的指标对,但在土壤养分与植物群落特征关系方面只有AN、AP与植物总物种数、灌木层植物高度具显著相关性。     

川西北沙化草地植被恢复后土壤理化性质的变化

以植被恢复不同年限的川西北沙化草地土壤为对象,分析不同土层(0～20cm、20～40cm)中土壤理化性质的变化情况。结果表明:植被恢复对沙化草地土壤理化性质的改善有明显的促进作用;随植被恢复时间的延长,土壤容重逐渐减小,含水量显著提高;与参照样地相比,除土壤全K含量无明显变化外,土壤有机质、全N、全P以及速效养分含量在各层均呈不同程度的提高,表现最明显的是在土壤表层(0～20cm);相关分析说明,有机质含量和土壤容重表现出显著负相关(r=-0.533,p<0.05),而与土壤含水量呈极显著正相关(r=0.836,p<0.01),土壤有机质含量表现出和土壤全N、全P含量不同程度的正相关关系。     

黄土丘陵区铁杆蒿群落植被特性及土壤养分特征研究

对黄土丘陵区森林草原带铁杆蒿种群演替变化中不同恢复年限的群落植被特征和土壤养分进行分析,结果表明,随着植被恢复年限增加,群落物种组成不断变化,群落总盖度、地上与地下生物量逐渐增加,群落多样性指数先增加后减小再趋于稳定,丰富度指数缓慢升高但变幅不大,而均匀度指数与多样性、丰富度指数变化趋势相反;土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾增加且上层土壤养分恢复较下层块。群落植被因子与表层土壤养分相关分析表明,植物群落总盖度、铁杆蒿盖度、群落物种多样性指数、群落地上与地下生物量与表层土壤(0~20 cm)养分间均呈现正相关关系,铁杆蒿盖度与群落总盖度、表层土壤有机碳、碱解氮间呈显著正相关,与群落地下生物量和丰富度指数(Ma)间的相关性达到极显著水平。群落地上与地下生物量、有机碳和碱解氮间存在显著正相关。群落地下生物量与Ma间存在显著正相关,与土壤有机质、碱解氮达到极显著水平。这说明群落生物量可以在土壤养分因素的作用下得以显著恢复,土地生产力的提高又促进演替的进行。