风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

干扰对固沙樟子松林凋落物特征及持水性的影响

为明确干扰对樟子松Pinus sylvestris var.mongolica固沙林凋落物水文生态功能的影响,采用野外调查与室内持水法,选择章古台林龄为37和46 a樟子松为对象,以邻近立地条件一致的围封林地为对照,研究干扰对不同类型凋落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率等特征的影响。结果表明:①樟子松林下凋落物盖度、厚度与蓄积量在干扰条件下分别为60%~85%,0.4~1.4 cm和1.8~2.8 t·hm-2,均极显著小于封闭条件（P < 0.001）。②不同类型凋落物的最大持水量为（0.24±0.04）~（15.02±3.56）t·hm-2,总体表现为在干扰条件下均显著小于封闭条件（P < 0.05）;在干扰条件下,不同凋落物的最大持水率从大至小依次为草本类、松针类、其他类,而在封闭条件下表现为草本类、其他类、松针类;不同凋落物的持水过程总体表现为初期大幅增加,其后趋缓,但是其快速持水的早晚各异,且草本类凋落物持水快速期在干扰条件下有所提前。③草本类凋落物的前期吸水速率明显高于松针类和其他类;草本类凋落物吸水速率在干扰条件下高于在封闭条件下;在干扰条件下,松针类凋落物的吸水速率较其他类的低,而在封闭条件下较高。总之,长期的松针收集与放牧干扰,通过影响樟子松林凋落物蓄积量、组成结构及其持水性,限制樟子松人工林的水文功能,亟需制定相应的经营与管理措施。     

科尔沁沙地不同林龄樟子松人工林土壤生态化学计量特征

以科尔沁沙地不同林龄(15 a、25 a、35 a和45 a)樟子松林为对象,研究其0~100 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明:(1)4种林龄樟子松林土壤(0~20 cm土层)有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 g·kg~(-1)和0.19 g·kg~(-1),均低于全国平均水平。(2)随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低(45 a生林分显著降低);而N/P的变化不显著。(3)随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0~20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势(C/N增加、C/P降低);而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。     

不同林龄樟子松人工林针叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为明确科尔沁沙地引种樟子松人工林生态系统的C、N、P含量及化学计量特征,采用时空互代的方法,在章古台地区选取4种不同林龄(15,25,35,45年)、立地条件基本一致的樟子松人工林作为研究对象,比较针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及化学计量比的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系。结果表明:(1)C、N、P含量表现为针叶凋落叶土壤,C/N、C/P、N/P表现为凋落叶针叶土壤,且在3个库之间都有显著差异;(2)林龄对针叶-凋落叶-土壤的C、N、P及C/N、C/P有显著影响,均在35年生樟子松林中针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量最高;(3)相较于其他地区,针叶和凋落叶均表现出高C、P和低N的特征,具有较高的C/N、C/P和较低的N/P;(4)各林龄针叶N/P均小于14,表明该地区樟子松林整个生长过程始终受N的限制,但不同林龄间差异不显著;(5)针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其C/N、N/P之间存在显著的相关性,说明该樟子松林生态系统的C、N、P元素在针叶、凋落叶和土壤3个库之间存在运输转换,但其内在维持机制需要进一步深入研究。     

菌剂配施有机肥下植物-土壤-微生物生态化学计量特征及内稳性——以内蒙矿区排土场中药复垦模式为例

生态化学计量学是研究生态系统与多重化学元素平衡的有效方法,明确不同施肥制度对植物—土壤—微生物连续体碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示生态系统养分循环、实现矿山复垦农业系统元素平衡及可持续发展提供参考依据。以武家塔露天煤矿排土场复垦地为研究对象,设置微生物菌剂配施不同有机肥(A1B0、A2B0、A3B0、A1B1、A2B1、A3B1) 6个施肥处理,结合苦参的种植,研究其植物—土壤—微生物碳氮磷特征及内稳性。结果表明：(1)与单施有机肥相比,有机肥配施微生物菌剂对茎叶磷、土壤碳氮磷和微生物量氮影响显著(p<0.05),但对根系养分影响不显著。其中,微生物菌剂与A1有机肥配施下对土壤全磷影响最大,增加90.06%;与A2有机肥配施下,对土壤有机碳和生物量氮影响最大,分别增加104.60%和71.95%;与A3有机肥配施下,对茎叶全磷和土壤全氮影响显著,茎叶全磷减少183.96%,土壤全氮增加29.14%。(2)施肥处理下,相比于茎叶和微生物,苦参根系内稳性较弱,对于外源养分的输入比较敏感。(3)施肥处理下,植物根系养分与土壤及土壤微生物之间相关性较强,因此可通过根系敏...     

科尔沁沙地不同林龄樟子松人工林土壤生态化学计量特征北大核心CSCD

以科尔沁沙地不同林龄（15 a、25 a、35 a和45 a）樟子松林为对象,研究其0-100 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明：（1）4种林龄樟子松林土壤（0-20 cm土层）有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 g·kg^-1和0.19 g·kg^-1,均低于全国平均水平。（2）随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低（45 a生林分显著降低）;而N/P的变化不显著。（3）随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0-20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势（C/N增加、C/P降低）;而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。     

围封对固沙樟子松林土壤种子库的影响

选取章古台樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)半围封5年(E5)和全围封10年(E10)固沙林地,以对应未围封5年(CK1)和未围封10年(CK2)固沙林为对照,采用野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,分析了围封对樟子松林下植被土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布的特征和物种多样性的影响。结果表明,E5和CK1的土壤种子库分别包括20种和15种植物,分属9科18属和7科13属;E10和CK2的土壤种子库则分别包括17种和15种植物,分属6科15属和6科13属。在围封林地中,一年生植物、多年生植物与灌木半灌木分别占47.83%、39.13%和13.04%,在对照林地中则分别占50%、38.89%和11.11%。E5、CK1、E10和CK24个林地的土壤种子库密度分别为8529.7、6741.5、7836.9和11559.7粒·m–2;各林地的土壤种子库密度均在0–2 cm土层最大,表现为表层聚集性,其垂直分布规律在围封下与未围封具有一致性。围封林地的丰富度指数要高于对照林地,E5的Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均低于CK1,E10的则均高于CK2。围封与对照林地林下植被土壤种子库种类组成上的相似性指数为0.88,豆科植物在围封与对照林地表现出较大的差异。因此,围封能够增加科尔沁沙地固沙樟子松林下植被土壤种子库物种数,提高多年生植物和灌木半灌木的比例,适度围封可增加其密度,提高群落发展潜力并增强其生态系统稳定性,进而保障固沙樟子松林的稳定与发展。