退耕还林还草工程对土壤微生物和土壤酶影响的研究进展

退耕还林还草工程是土地利用方式改变的重要形式之一,它主要是以植被恢复为出发点,对严重退化的土地进行生态修复,从而达到改善土壤质量和区域生态环境的目的。在植被恢复过程中,土壤微生物和土壤酶能快速准确地指示土壤肥力的变化状况,因此对这两者的研究是目前植被恢复生态学的研究热点。通过实施退耕还林还草工程后,本文从不同植被恢复模式和时空动态变化层面对土壤微生物量、微生物区系组成与种群数量变化及土壤酶活性变化的影响进行综述,并提出今后在植被恢复过程中对土壤微生物和土壤酶研究的侧重点,旨在为研究退耕还林还草后续工程经营管理、巩固现有建设成果及可持续发展提供参考依据。     

火烧和刈割对关中地区紫花苜蓿生长特性及土壤水分变化的影响

为了探究紫花苜蓿生育期内植株动态生长规律及对土壤0~300 cm深度水分变化的影响,试验以2年生的紫花苜蓿为研究对象,在返青前对前茬分别进行火烧和刈割处理,记录整个生育期内植株株高的动态变化,并在开花期植株生长基本停滞阶段采集0~300 cm深度土层土壤测定含水量。结果表明:火烧和刈割处理后的紫花苜蓿生长轨迹一致;火烧处理后的紫花苜蓿相比刈割处理返青期提前、最大生长速率出现时间提早,在返青期到现蕾期火烧处理后的紫花苜蓿株高显著高于刈割处理,但在结荚成熟期两者株高无显著差异;火烧处理后的紫花苜蓿土壤含水量分布曲线呈""字型,刈割处理后呈"3"字型;火烧处理后的紫花苜蓿相比刈割处理土壤含水量更低,相对土壤干层厚度更厚,在0~200 cm土层深度两者土壤含水量差异显著,在200~300 cm土层深度两者无显著差异;紫花苜蓿生长对土壤水分是消耗过程,株高动态变化与土壤垂直层面含水量变化呈显著负相关,尤以火烧处理后0~200 cm土层负相关性更强。说明根据植株生长轨迹和土壤水分分布规律,在保证土壤水分充足的情况下火烧处理相比刈割处理有利于紫花苜蓿提早、提快生长。     

宁夏云雾山典型草原休眠期气候变化对生产力的影响

基于1992-2011年黄土高原典型草原长期生产力观测数据及相应气候资料,分析了近20a来宁夏云雾山地区休眠期(11月-翌年3月)温度及降水变化趋势,利用简单线性回归及偏最小二乘回归法(Partial Least Squares regression-PLS)探究了休眠期月和日不同尺度温度和降水变化对草地生产力的影响特征,以揭示黄土高原典型草原生产力对休眠期气候变化的响应规律。结果表明:(1)近20a来研究区休眠期平均气温以0.09℃·a-1的速率极显著升高(P0.01),其中1月和3月升温最为显著(P0.01);(2)休眠期降水量较少,且年际间变异较大,各月降水变化趋势亦不显著;(3)休眠期内不同阶段温度变化对草地生产力具有不同影响,但整体呈现抑制效应,降水变化对生产力影响不显著;(4)休眠期温度升高抑制草地生产力发展,其作用机制可能与温度升高引起的地表积雪减少、冻融交替频繁及土壤微环境变化有关。休眠期降雨较少,降雨与草地生产力并不存在显著作用关系。降雪作为降水的固态形式,其对生产力的影响特点及作用机制尚待深入探究。     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高;3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

渭北旱塬区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

以植被恢复土壤效果评价7种人工植被恢复模式,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究渭北旱塬区植被恢复对土壤综合质量的影响,以确定最优植被恢复模式。结果表明:不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照(农地)相比,恢复年限为5年、10年紫花苜蓿(Medicago sativa)草地和恢复年限为30年刺槐(Robinia pseudoacacia)林地均提高了土壤质量,其中10年紫花苜蓿草地恢复效果最好。随着退耕还林还草工程的实施,在渭北旱塬区,种植牧草、建植乔木是较好的生态重建和植被恢复方式。     

贺兰山天然油松林凋落物储量与分解过程的研究

油松是贺兰山天然林区的重要建群种,生长已有近百年历史,已经形成了深厚的凋落物层,对促进森林土壤养分积累与森林的自然更新起着重要的作用。通过标准样地的凋落物调查,结果表明：不同龄级的油松凋落物厚度与储量不同,72龄级的储量最高,为46.09 t/hm2,其次是63龄级,为45.32 t/hm2,45龄级的储量较低,为22.41 t/hm2;不同立地条件下凋落物的储量不同,坡下部储量最大,为29.64 t/hm2,其次是坡中部和坡上部,分别为21.38 t/hm2和16.31 t/hm2。表明在贺兰山的生态条件下,油松林凋落物的储量受生长年限和立地条件的影响,分解过程也出现了较为明显的异质性,其趋势是大龄级的分解速率远高于中龄级,坡下部大于坡中部和坡上部,成为目前林区土壤有机质积累的重要来源。     

黄土高原地区草场效益多目标评价

本文从整个黄土高原地区草场的现状与发展战略的角度,运用多目标优化方法,对黄土高原11类草场资源进行综合评价,为合理有效地利用天然草场,发展畜牧业提供科学依据。     

宁南黄土丘陵区造林技术的研究

在自然环境恶劣，水土流失严重的黄土丘陵区，建造人工林生态系统工程，本身就需要一个复杂的过程。尤其是建造人工林生态系统工程与天然林比较起来的时间周期是十分短暂的。为了短期内形成一个稳定的生态系统，就必须充分吸取和借鉴自然生态系统中生物之间“共能性共生”机制、，减少抗生、竞争等不利因素，使人工林生态系统在最短期间达到稳定与高效能。     

上黄试区主要灌木树种蒸腾作用的试验研究

试验于１９９１－１９９４年在固原上黄试区柠条、沙棘、山桃灌木林地进行，通过对３种灌木蒸腾强度和生长期和生长末的日变化，以及这些变化与环境因子的关系的研究，有助于了解不同灌木树种在半干旱条件下对水分的需求，并对大力发展和合理经营灌木林，充分发挥灌木林的多种生态经济效益提供科学依据。     

黄土高原半干旱区造林技术的研究

评价了使用秸秆及地膜覆盖，提高黄土高原半干旱区造林成活率、赵冬率及土壤养分与树木生长的试验研究。５年的试验结果表明，秸秆覆盖可使黄土高原半干旱区直苗造林成活率提高，柠条提高１５．７％－２１．７％，山提高 １１．８％－２６．３％，沙棘提高１１．４％－２１．０％；地膜覆盖柠条造林成活率提高１７．５％－２３．４％，山桃提高１６．８％－２７．０％，沙棘提高１２．４％－２２．６％。秸秆覆盖柠条土壤含水量增加