黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性

叶片凋落物的分解对生态系统的养分循环具有重要意义。刺槐、油松和柠条是豫西黄土丘陵区退耕还林时普遍采用的树种,高羊茅是该区分布广泛的建种草本植物。采用分解网袋法,对该区4种植物叶片凋落物一年内的分解特征及营养元素的释放规律进行研究。结果表明:1)柠条叶的分解率分别比刺槐叶、油松和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%,分解规律符合Olson指数模型,分解速率为柠条叶刺槐叶高羊茅叶油松叶。2)分解过程中4种凋落叶片的C/N、P含量持续降低,木质素含量缓慢增加,纤维素含量呈先增加后降低的变化趋势;不同凋落叶片分解过程中全C和全N含量的变化趋势存在差异。4种凋落叶片的C、P元素属于直接释放模式,N元素属于富集—释放模式。3)凋落叶片的分解速率与总C含量、木质素含量和C/N均呈显著负相关关系(P0.01),因此该地区凋落叶片的总C、木质素含量和C/N可以作为预测该地区凋落物分解的指标,凋落物叶片功能特征(比叶面积、厚度、硬度等)可能是影响其分解速率的重要因素之一。     

不同退耕方式对豫西黄土丘陵区土壤颗粒有机碳含量的影响

选取退耕10 a左右的乔木林、灌木林、果园、草地及荒地,对土壤总有机碳含量及颗粒有机碳含量、分布进行研究。结果表明,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤总有机碳含量均显著提高,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园>草地,20~40 cm土层土壤总有机碳含量仅灌木林、乔木林和荒地显著提高,可见退耕还灌、退耕还乔和自然恢复对碳的减排增汇效果较优。与耕地相比,所有退耕方式样地粗颗粒有机碳含量及其所占总颗粒有机碳含量比例提高幅度均远大于细颗粒有机碳。其中,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量均显著提高,20~40 cm土层土壤灌木林、荒地、果园显著提高;所有退耕方式样地0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,灌木林、荒地、果园表现较突出。所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤细颗粒有机碳含量均提高,除草地外均达显著水平,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园;所有退耕方式样地20~40 cm土层土壤细颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,40~60 cm土层土壤仅灌木林、荒地、果园显著提高。总体上,不同退耕方式样地土壤粗颗粒有机碳含量与总有机碳含量的相关系数较细颗粒有机碳高。综上,土壤粗颗粒有机碳含量能更敏感地反映不同退耕方式对土壤碳库影响的差异。     

土壤因子对黄土丘陵区不同利用方式土地丛植菌根真菌多样性的影响

丛枝菌根多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。本研究对豫西黄土丘陵区柠条（Caragana korshinskii）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、苹果（Malus pumila Mill）园和撂荒地的地表植被、土壤养分及AM真菌多样性进行了测定分析,结果表明,该区共鉴出AM真菌6属31种,球囊霉属（Glomus）为各样地的优势属,地球囊霉（G.geosporum）和摩西球囊霉（G.mosseae）为各样地的优势种。与苹果园地相比,柠条林地、刺槐林地和撂荒地土壤AM真菌的孢子密度分别提高49.49%,39.62%和91.42%（P<0.05）;种丰度分别提高54.10%,68.85%和90.98%（P<0.05）;多样性指数分别提高36.54%,30.77%和53.85%（P<0.05）。AM真菌物种多样性指数与pH和速效磷含量显著负相关（P<0.05）,与有机碳和速效氮含量显著正相关（P<0.05）。土壤养分因子对AM真菌多样性的影响顺序为：速效磷 > pH > 速效氮 > 有机碳 > 全氮 > 全钾 > 全磷。土壤AM真菌多样性受宿主植物多样性和土壤养分因子综合影响。     

外方山草本植物叶片生长期C、N、P生态化学计量学特征的变化

为揭示同一生活型草本植物生长期内C、N、P生态化学计量学特征,在豫西南外方山设置羊胡子草(Carex rigescens)、芒草(Miscanthus sinensis)、野菊花(Dendranthema indicum)样地,测定生长期内叶片C、N、P含量及其生态化学计量比。结果表明:同一生活型种间植物叶片化学计量学特征具有多变性,胡子草、芒草、野菊花等3种植物生长期内叶片C含量平均为447.6 g/kg、448.1 g/kg和459.9 g/kg,N含量为26.8 g/kg、23.5 g/kg和25.6 g/kg,P含量为1.9 g/kg、1.5 g/kg和2.0 g/kg;3种植物综合变异系数排序为P含量(45.0%)C/P值(33.2%)N/P值(30.1%)C/N值(26.0%)N含量(25.3%)C含量(2.0%),C含量最稳定,N含量次之,P含量较不稳定;C含量与N、P含量负相关性均不显著(P0.05),P含量与N含量正相关性极显著(r=0.736,P0.01),N含量与C/N值负相关性极显著(r=-0.700,P0.01),P含量与C/P值负相关性极显著(r=-0.891,P0.01),C/N值与C/P值正相关性显著(r=0.283,P0.05);植物种类对叶片C含量影响显著(P0.05),N含量、P含量、C/N值与C/P值主要受生长期采样时间的影响(P0.05),物种种类与采样时间对N/P值影响不显著(P0.05)。研究区域植物叶片生态化学计量特征时,应考虑植物种类与生长期的影响。     

三峡库区5种耐水淹植物根系增强土壤抗侵蚀效能研究

考察了三峡库区嘉陵江岸5种耐水淹植物的根系在土壤表层(0-30 cm)的分布特征,从抗冲性和抗蚀性两个方面明确了它们对土壤抗侵蚀的增强效能,并对其根长密度(RLD,root length density)进行了分析。研究发现:(1)狗牙根、空心莲子草、牛鞭草和野古草的根系生物量主要分布在土壤上表层(0-10 cm),荻根系生物量在土壤表层分布比较均匀;(2)狗牙根、牛鞭草和野古草的RLD及D(直径)≤1 mm RLD在土壤上表层分布较多,荻和空心莲子草的RLD及D≤1 mm RLD在上、中表层(10-20 cm)之间无显著差异;(3)5种耐水淹植物的根系对土壤抗冲性和抗蚀性都有显著的增强效应;(4)土壤抗冲性增强值,抗蚀性增强系数与5种耐水淹植物的RLD及D≤1 mm RLD关系密切,符合线性回归。结果表明,5种耐水淹植物均能在三峡库区消落区植被构建中发挥较强的抗侵蚀效应,其中荻的增强效应最明显;RLD,特别是D≤1 mm RLD能很好地表征植物根系对土壤抗侵蚀能力的增强效能。     

介绍两个夏播大白菜品种

1.义和夏秋55:早熟,生育期55天。白帮,叶球扣叠抱,结球紧实,单株重2～3公斤。抗病性强,耐热,可耐38℃的高温。日平均气温26℃左右为适播期,一般于6月下旬～8月下旬播种,每667平方米(1亩)栽2800～3000株。     

不同利用方式对豫西黄土丘陵区土壤微生物生物量及群落结构特征的影响

以豫西黄土丘陵区乔木地、灌木地、果园、弃耕地和耕地土壤为对象,应用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究了不同土地利用方式对土壤微生物生物量及其群落结构特征的影响,结果表明,与耕地相比,乔木地和灌木地土壤微生物量碳(MBC)含量分别提高了225.38%和265.73%(P<0.05),微生物量氮(MBN)含量分别提高了206.19%和245.03%(P<0.05),MBC/TOC值显著提高了2.89和3.00(P<0.05),MBN/TN值显著提高了5.05和5.57(P<0.05);果园土壤微生物量碳、微生物量氮含量和MBN/TN值分别提高了107.80%,84.99%和1.23(P<0.05);弃耕3年地土壤微生物量碳、氮、磷与耕地无显著差异(P>0.05)。乔木地和灌木地土壤细菌的PLFA含量增加了17.87%和17.18%(P<0.05),真菌增加了24.27%和28.45%(P<0.05);果园土壤细菌PLFA含量增加了9.04%(P<0.05);弃耕3年地土壤细菌、真菌和放线菌的PLFA含量与耕地之间均无显著差异(P>0.05)。乔木地和灌木地土壤的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数显著提高(P<0.05),Simpson优势度指数显著降低(P<0.05)。不同利用方式地土壤细菌、真菌及放线菌的PLFA及总PLFA与土壤总有机碳、微生物量碳,全氮、速效氮、微生物量氮,容重显著正相关(P<0.05)。以上结果说明相对于耕地、弃耕地和果园土壤,乔木地和灌木地土壤微生物多样性均提高,不同微生物物种的个体数量分布均匀,群落结构相对稳定,因此这两种利用方式对土壤质量以及微生物群落结构多样性的改良效果更佳。不同土地利用方式引起营养元素的投入和土壤结构的变化是造成微生物群落结构变化的主要原因之一。     

退耕草地土壤有机碳密度的空间分布及动态变化

研究退耕草地土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)密度的空间分布与动态变化,为退耕地“碳汇”功能评估提供依据。2008年在兰陵溪流域退耕草地设计对照区(A₁)、莎草无凋落物区(B₀)和莎草双倍凋落物区(B₂),于2008-2015年每年3月底分层采集实验区0~30 cm土样,测定SOC密度值。结果表明,1) 农地退耕后,SOC的累积与分解平衡被打破,农地-草地演替过程中发生了“碳汇”作用,SOC达到新的平衡需12年,年碳汇速率为263.5 g/m²;2) 2008年SOC密度为B₂(5504±245 g/m²)>B₀(5476±267 g/m²)>A₁(5392±306 g/m²),2015年变化为A₁(6022±298 g/m²)>B₀(5963±315 g/m²)>B₂(5807±274 g/m²),植物种类和凋落物数量影响显著(P<0.05);3) 2008-2015年间,A₁和B₀区SOC密度持续增加,B₂发生了波动性变化,下降之后又持续增加,A₁更有利于SOC的积累;4)植物种类和凋落物数量主要影响0~20 cm层SOC密度的变化,20 cm以下影响不显著。农地、草地不同深度层SOC密度差异显著(P<0.05),农地-草地演替过程中,SOC年累积量差异显著,空间分布格局也由农地模式转变为草地模式。     

三峡库区4种库岸边坡的植被根系固土效应研究

选择三峡库区无植被、草丛、灌丛及林木覆盖的4种边坡,测量了土壤表层（0—15 cm）的抗冲和抗蚀增强值,并以10 cm为单位分层获取了土壤表层（0—50 cm）的根长密度、根系生物量、土壤含水量、田间持水量、抗剪强度等指标。结果表明:（1）灌丛边坡的抗冲与抗蚀增强值均最大,显著高于草丛和林木边坡;灌丛边坡的抗剪强度值较大,裸地在10—20 cm的土层急骤增大,然后随土层深度逐渐减小,林地在最深层有着最大值。（2）3种有植被覆盖边坡的根系均集中在30 cm的表层,根长密度随着土层深度而减小;草丛和灌丛的根生物量在各层间变化不明显,林木根生物量随土层加深而迅速减小;（3）裸地的土壤含水量随着土层深度而急剧增加,林木则呈相反趋势,草丛和灌丛的变化较为平缓;灌丛的田间持水量在各层间基本保持一致,草丛和林木随着土层的加深而降低,裸地的表层田间持水量较大;（4）灌丛边坡的土体最稳定,各指标在土壤各层间较为稳定,林木和草丛边坡也有一定的稳定性,无植被覆盖的边坡稳定性最差。     

三峡库区几种耐水淹植物根系特征与土壤抗水蚀增强效应

为明确用于三峡库区消落区植被构建的岸生植物物种根系特征与土壤抗水蚀之间的关系,对狗牙根(Cynodon dactylon(L)Pers.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart)Griseb)、荻(Triarrhena saccharifloraNakai)、牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)、香附子(Cyperus rotundusL.)、野古草(Arundinella anomala Steud.)等6种耐水淹植物根系进行了研究。利用根钻(Eijkelkamp agrisearch equipmentmodel 15.01)在野外直接取样的方法,获取了含有目标物种根系的土柱试验样品,采用改进的抗崩解装置测量土壤的水蚀速率,计算了这6种植物根系对土壤的抗水蚀增强系数,并使用根系分析系统(WinRHIZO Pro.2004c)对根系特征进行了分析。研究发现,空心莲子草、荻、香附子和狗牙根的根冠比均值较大,野古草、荻具有较大的根长密度和根表面积密度;含有根系的土壤水蚀速率显著低于对照,空心莲子草、荻、野古草的土壤抗水蚀增强系数显著高于其他3个物种;根长密度、根表面积密度均与土壤抗水蚀增强系数之间呈极显著的线性关系;根系径级中D≤2 mm的根系与土壤抗水蚀关系最为密切,土壤抗水蚀增强系数与D≤2 mm根系的根长密度和根表积密度均呈显著的线性关系,相关系数随着径级的增加而减小。结果表明,6物种均能显著增强土壤的抗水蚀能力,空心莲子草、荻、野古草的增强作用最为明显;根长密度、根表面积密度能很好地表征土壤的抗水蚀能力,尤其是D≤2 mm或D≤0.5 mm根系的根长密度和根表积密度,可以作为表征土壤抗水蚀能力的最重要参数。