太行山南麓地区不同林龄栓皮栎林根系生物量及形态特征研究

选择太行山南麓地区典型树种栓皮栎为研究对象,采用土钻法研究树种细根(直径2 mm)的生物量及其细根性状,如分布和形态特征,并探讨其与土壤含水量的关系。结果表明,(1)不同林龄栓皮栎林下土壤细根生物量分布表现为10 a生30 a生40 a生20 a生,依次降低了1.77、3.01和14.05 g·m-2;在不同龄级水平方向上,土壤细根生物量分布表现为:10~20 cm土层中,10 a生细根生物量显著高于30、40 a生栓皮栎;30、40 a生细根生物量表现为0~10 cm土层显著高于10~20 cm土层。0~10、20~30与30~40 cm土层中,4种林龄细根生物量均无显著差异。在土层垂直结构上,不同龄级细根生物量均表现为随土层深度增加而减少。(2)40 a生栓皮栎林细根根长密度与土壤含水量呈极显著相关(P0.01)关系,而10、20、30 a生栓皮栎林与土壤含水量呈显著相关(P0.05)关系,不同林龄栓皮栎林细根根表面积密度与土壤含水量呈极显著相关(P0.01)关系。(3)不同林龄栓皮栎林下土壤细根比根长分布表现为随树龄增加而降低。随树龄变化比表面积表现为20 a生40 a生10 a生30 a生,根长密度表现为10 a生30 a生40 a生20 a生,根表面积密度表现为40 a生10 a生30 a生20 a生;在土层垂直结构上,4种林龄栓皮栎林下土壤细根根长密度与根表面积密度均随土层深度增加而减少,比根长与比表面积变化差异不显著。     

太行山南麓不同龄级荆条根周土壤养分和细根特征研究

以干旱半干旱山区太行山荆条灌木为研究对象,测定不同龄级荆条根周土壤养分和细根特征,包括土壤有机质、速效磷和碱解氮,及细根生物量、根长密度、根表面积密度和根体积密度等。结果发现,荆条根际土养分含量总体表现为高于非根际土;土壤养分含量和根周形态指标整体表现为表层中层底层的变化趋势。其中,在有机质含量方面,龄级4的荆条,土壤有机质在各土层显著高于其他龄级,同时在非根际土中,有机质含量的极值也均出现在龄级4荆条中;速效磷方面,养分含量随龄级的变化呈现先增高后降低的趋势;碱解氮方面,其总含量表现为随着龄级的增长呈上升趋势。研究证实,根系形态指标的极值普遍出现在中间位龄级(3～4级)中。同时研究发现,随着龄级的升高,底层细根生物量所占总细根生物量的比值越来越高,表明荆条细根生长与龄级呈正相关关系。综上,荆条灌木的生长能够有效参与土壤养分斑块化进程,研究结果将为当地干旱半干旱山地的生态修复提供助力。     

太行山南麓不同龄级荆条光合特性及光响应研究

为探明荆条灌丛不同龄级光合能力的变化规律,测定了不同龄级荆条的光响应曲线与净光合速率日变化。结果表明,各龄级荆条在光合有效辐射为800μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到光饱和点,龄级3表现出更强的光合能力,在光合有效辐射的变化过程中净光合速率最大,表现为龄级3龄级2龄级4龄级1龄级5;蒸腾速率,气孔导度以及饱和水蒸气压亏缺对荆条的净光合速率影响较大;各龄级荆条净光合速率日变化呈单峰型曲线;龄级2荆条的水分利用效率最大。     

小秦岭金矿区边坡不同植被组合类型修复效果分析

为探讨不同植被组合类型对矿山渣坡修复效果的影响,对群落结构不同组合下的小秦岭矿山边坡植被恢复效果进行研究。结果表明,(1)灌草组合土壤速效钾含量显著高于其他处理;有机质含量也高于其他处理,但是并不显著;灌草组合和乔灌草组合在碱解氮和速效磷含量方面都显著高于其他处理。(2)植被对土壤中的重金属元素(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb)具有富集作用,但是富集效果受植被类型和盖度等因素的影响而不同,除了在Ni含量上灌草组合与空白处理富集差异不显著外,灌草组合和乔灌草组合对其他重金属元素的富集效应都显著高于空白处理。(3)在水土保持方面,灌草组合、乔灌草组合(90%)显著高于其他处理;在负氧离子含量方面,乔灌草组合(96.10个/cm~3)、灌草组合(95.97个/cm~3)显著高于其他处理。可见灌草组合和乔灌草组合在水土保持和改善局部环境空气质量方面与其他处理差异显著。(4)负氧离子含量和土壤氮元素含量在各修复指标中的二维投影的余弦值最大,是衡量边坡修复情况的关键因子。