陕北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林土壤养分背景和生产力关系研究

通过对陕北黄土丘陵沟壑区半阴坡、半阳坡、阳坡11龄人工刺槐林土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾含量、土壤含水量和刺槐的株高、冠幅、胸径、新枝进行测定分析,结果表明:(1)该区土壤肥力水平偏低,有效养分缺乏。(2)整个生长季内,三个立地条件的土壤养分含量是:生长初期>生长中期>生长末期,说明林地自肥能力弱,地力在逐渐的衰退;(3)不同立地类型之间,土壤养分含量差异不显著,三个立地条件下的人工刺槐林土壤含水量差异显著,而三个立地条件下的刺槐生长量却有差异,因此认为,引起刺槐林生产力差异的主要原因是土壤含水量,土壤养分的缺乏,更加恶化了刺槐的生长条件。要想彻底改变刺槐生长“小老树”的局面,必须从根本上改变人工刺槐林的水肥条件;(4)三个立地条件之间,刺槐的生长量、土壤养分含量和土壤含水量大小均为:半阴坡>半阳坡>阳坡,所以,在建造人工刺槐林时,在半阴坡、半阳坡、阳坡三个立地类型之中,宜选择在立地条件好的半阴坡进行。基于上述分析,在陕北黄土丘陵沟壑区进行林草植被建设时,必须慎重考虑不同立地条件下的土壤水分生态环境和土壤养分背景。     

石漠化封山育林区不同坡向群落空间结构与环境因子的关系

【目的】为了阐明不同坡向植物群落的空间结构,探究环境因子对其的影响。【方法】在区内阳坡与阴坡的代表性地段的植物群落为研究对象,利用角尺度、大小比数以及混交度等空间结构参数分析群落空间结构特征,然后将群落空间结构参数与样地环境因子进行冗余分析。【结果】阳坡与阴坡各层平均胸径、高度与冠幅之间灌木层差异最为显著(P<0.05);各层物种多样性和丰富度:阴坡>阳坡,且差异显著(P<0.05);林分聚集程度:阴坡>阳坡;阴坡径级结构呈倒J型,而阳坡径级结构呈偏正态分布;树种混交程度阴坡<阳坡。结合环境因子运用RDA对其结果进行分析,说明林木空间分布状态与太阳辐射呈负相关,大小比数与全氮呈负相关。【结论】阴坡光照受限导致种内聚集,种间竞争激烈,群落稳定性差,而阳坡土壤干燥致使氮元素循环受限,影响植物生长。因此,土壤含水率、氮元素含量和光照是石漠化封山育林区植被生长和发育的限制性因素。     

晋东南中山区不同坡向仁用杏产量影响因子分析

[目的]分析影响晋东南中山区不同坡向仁用杏产量的环境因子。[方法]在林龄、林分密度、土层厚度相同的条件下,研究土壤肥力、土壤含水量、光照等对不同坡向仁用杏产量的影响。[结果]2003~2007年间,阳坡仁用杏单株产量和出仁率均高于阴坡,阳坡仁用杏5年平均单株产量和出仁率均较阴坡高59.0%。2006年阳坡仁用杏单株产量最高（2.7 kg）,2007年阴坡仁用杏单株产量最低（1.4kg）。阴坡土壤pH值略低于阳坡,而有机质、全N、全P、全K含量高于阳坡 仁用杏萌芽期与落叶期的阴坡、阳坡土壤含水率无显著差异,而新梢生长期、果实膨大期及整个生长期阴坡平均土壤含水率显著高于阳坡。[结论]光照为晋东南中山区不同坡向仁用杏产量的首要影响因子。     

阜新矿区煤矸石风化物全量养分研究

煤矸石风化物全量养分含量随着排矸年限的增加呈不同程度的上升趋势。除样地B的全钾量以外,表层土壤全量养分含量高于亚表层,阴坡高于阳坡。阴坡表层土壤与阳坡的土壤全氮量的增长趋势均呈两个阶段：排矸25 a以下,增长缓慢;而排矸25 a~40 a时,积累迅速,阴A样地表层全氮量增幅可达81.6%。阴坡亚表层土壤全氮量增长趋势与表层相反,在排矸8 a以下,增长迅速,而后期增长幅度平缓。全磷量增幅较小,且均低于对照农田,样地B与样地C之间无显著差异。土壤全钾量显著高于土壤全氮含量和全磷含量。多重比较表明,除阴D样地与阳B样地亚表层外,其余样地土壤全钾量均与对照农田地存在显著差异。     

小尺度下醉马草生长动态与土壤养分的关系

【目的】醉马草(Achnatherum inebrians)是一种常见的有毒植物,研究异质生境对其生长的影响,为醉马草的生长适应机制和扩散预警提供依据。【方法】选取新疆天山北坡中段典型的醉马草蔓延扩散区的阴坡、阳坡、沟底3种小尺度异质生境,分析其生长动态特征与土壤养分关系。【结果】3个生境下醉马草的生长特征总体上均呈现先增后减的趋势,符合Logistic生长曲线,阴坡显著制约了5~6月株体增高(P<0.05),但对其他月份株高及各月株丛径和分蘖数影响不显著(P＞0.05);阴坡的土壤有机质、水解氮、速效钾含量显著高于沟底和阳坡(P<0.05),而沟底和阳坡之间则不存在显著差异(P＞0.05);醉马草株高与土壤养分只在4~6月存在显著负相关性(P＜0.05),即高的土壤养分含量会抑制醉马草的株高生长,其他生长特征均与土壤养分没有显著相关性(P＞0.05)。【结论】小尺度异质环境下,坡向可以影响醉马草分蘖和拔节期株高的生长和土壤养分含量的分配,但并不能最终改变年内醉马草的生长总趋势和强度。     

茶园阴坡和阳坡土壤微生物群落结构与土壤理化因子的关系

采用Illumina MiSeq高通量测序技术探究茶园阴坡和阳坡土壤细菌、真菌群落结构特点,并开展土壤理化因子对土壤细菌、真菌群落结构的影响分析。结果表明,茶园阴坡土壤细菌和真菌分类操作单元数量均高于阳坡。在门分类水平上,阴坡土壤中相对丰度最高的细菌门为酸杆菌门,阳坡为变形菌门,而阴坡和阳坡土壤中相对丰度最高的真菌门均为子囊菌门,相对丰度均超过55.00%;在目分类水平上,茶园阴坡和阳坡土壤相对丰度最高的细菌、真菌均不同。物种多样性分析结果显示,阴坡和阳坡茶园土壤间细菌和真菌物种多样性和物种相对丰度均无显著差异。阴坡和阳坡富集的细菌不同,而富集的真菌较为相似。冗余分析结果显示,细菌受土壤因子的影响大于真菌,且土壤速效磷含量是影响土壤细菌和真菌群落最主要的环境因子。     

陕北丘陵沟壑区不同立地白羊草水分特征及群落生物量研究

【目的】研究立地条件对白羊草生态生理特征的影响,为黄土丘陵沟壑区水土保持、水分平衡分析、自然植被的人工模拟恢复提供理论依据。【方法】以天然白羊草群落为材料,对半阳坡和半阴坡两种立地条件下的白羊草草地土壤含水率、白羊草蒸腾强度、叶片相对含水量、水分饱和亏以及叶片持水力和白羊草群落地上、地下生物量进行了研究。【结果】两种立地条件下,0~200 cm土层的平均土壤含水率以半阴坡(10.30%)>半阳坡(7.80%),二者差异达显著水平。两种立地条件下,白羊草蒸腾强度日变化趋势均为单峰型,且半阳坡的日均蒸腾强度大于半阴坡,蒸腾速率日变化规律与大气温度日变化规律基本一致。白羊草叶片相对含水量表现为半阴坡>半阳坡,叶片失水百分率为半阳坡>半阴坡,半阳坡水分亏缺较半阴坡严重。半阴坡白羊草群落总地上生物量(1 070.93 g/m2)高于半阳坡(1 020.50 g/m2),地下生物量表现为半阴坡(287.14 g/m2)低于半阳坡(726.77 g/m2)。【结论】白羊草群落的水分生理生态特征与立地条件密切相关。     

黄土丘陵区撂荒农耕地土壤有效态微量元素演变特征

【目的】探索农耕地撂荒对土壤微量元素演变特征的影响,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】以黄土丘陵区不同撂荒年限的坡耕地为研究对象,分析农耕地撂荒后不同坡向土壤4种有效态微量元素的变化趋势。【结果】黄土丘陵区坡耕地撂荒后,阴坡由于土壤温度较低,含水量较大,植被生长旺盛。有机碳、全氮、有效锰、有效铁、有效锌含量变化规律性较强,表现为在演替前期变化较小,而后期随撂荒年限的延长而显著增加,有效铜则随撂荒年限呈降低趋势。阳坡土壤有机碳、全氮及4种有效态微量元素含量则随年限呈波动变化。不同演替阶段土壤微量元素密度变化不同,阳坡土壤有效铁和有效锌密度在演替前10年明显高于阴坡,而在10年后显著低于阴坡;有效铜密度在前5年略低于阴坡,5年后明显高于阴坡。【结论】黄土丘陵区坡耕地撂荒20年后,虽然4种土壤有效态微量元素含量有所提高,但仍处于低或极低水平,因此黄土丘陵区通过自然演替来改善土壤微量元素状况还需要较长的时间。     

土石山地耕地土壤养分空间分布特征研究——以陕西陇县为例

运用地统计和GIS技术,研究陕西省陇县耕地土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的空间分布特征,探讨地形因子对养分空间分布的影响。结果表明:耕地土壤有机质、有效磷和碱解氮含量均处于中等偏下水平,速效钾含量位于较高水平。有机质平均含量为11.98g/kg,碱解氮平均含量为67.68mg/kg,有效磷含量变幅较大,平均含量10.26mg/kg,速效钾含量较高,平均为157.95mg/kg。土壤养分含量和地形变量之间存在着显著的相关关系。其中,海拔与速效钾、有机质之间存在显著正相关,与有效磷、碱解氮呈负相关,但相关关系不明显;坡度与有机质、速效钾呈正相关,与有效磷、碱解氮显著负相关;有机质、有效磷、碱解氮阴坡含量高于阳坡含量,速效钾阳坡含量高于阴坡。     

不同坡向油松人工林建群种种群结构及群落特征分析

【目的】阐明黄土高原森林区不同坡向对油松人工林建群种种群结构及群落特征的影响,为黄土高原地区油松人工林天然化发育的生境选择及合理经营提供依据。【方法】选择黄龙山生长于阴坡、阳坡的油松人工林,于造林后10,30（间伐1次）和45年（间伐2次）对其建群种的种群结构、幼苗更新、物种多样性、土壤养分特征进行调查和综合比较分析。【结果】10年生油松人工林种群在阴坡、阳坡样地上的种群结构、幼苗更新和群落特征没有明显差异;经过1次间伐的30年生油松人工林,阴坡林木的生长量、物种多样性及土壤养分速效P、硝态N、铵态N含量显著高于阳坡;经过2次间伐的45年生油松人工林,其在阴坡、阳坡的平均胸径差异不显著,但阴坡有少量较大胸径的林木,且林木平均高度、油松幼苗更新数量、土壤养分、灌木物种的丰富度及多样性指数均显著高于阳坡。【结论】从持续发育角度看,黄龙山林区阴坡和阳坡均适合油松人工林培育,阴坡优于阳坡。及时抚育可以促进油松人工林的持续发育。     

黄龙山油松林水平空间结构分析

通过对比各类油松林分类型水平空间结构指数的差异,为应用结构指数调控林分抚育提供依据。以黄龙山林区的57块油松林固定样地为研究对象,基于角尺度（W）、胸径大小比（U）、混交度（M）和密集度（C）探讨油松天然林和人工林空间、不同坡向油松林的空间结构和不同林龄油松林空间结构的差异。结果表明,在角尺度方面,天然林显著高于人工林（P=0.028<0.05）,且极显著高于人工成熟林（P=0.004 7<0.01）,阴坡人工成熟林（AMC）显著低于其余不同林分类型（P<0.05）;胸径大小比数（U）方面,不同林分类型中均无显著差异,但是在径阶分布上天然林的胸径大小比数分布呈双峰,而人工林的呈单峰;在混交度（M）方面,阴坡油松林显著高于阳坡油松林（P=0.002 7<0.05）,中龄林极显著低于成熟林（P=0.009 4<0.01）;在密集度（C）方面,天然林的密集度显著低于人工林的密集度（P=0.000 3<0.05）,阴坡油松林显著高于阳坡油松林（P=0.53>0.05）,成熟林显著高于近熟林（P=0.018<0.05）,天然林极显著低于人工近熟林（P=0.001 2<0.01）。在水平格局分布上,起源影响了油松林分布的均匀与聚集程度;在林木大小分化方面,坡向影响了林木的竞争强度;林分的树冠拥挤程度上,起源影响了油松林的树冠竞争;在林分混交上,坡向和林龄都会影响林分的混交程度,阳坡天然近熟林（NSS）和阳坡人工近熟林（ASS)显示了一个极低的混交度,表明短期单纯抚育或者封育较难提升阳坡油松林的混交度。     

小兴安岭天然白桦林生态系统碳储量

采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,测定小兴安岭天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部和阴坡上、中、下部及谷地)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对白桦林碳汇功能的影响规律。结果表明:1)小兴安岭白桦林植被碳储量((49.39±3.09)~(89.20±10.17)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部及阴坡下部3个立地类型(38.2%~80.6%,P＜0.05)。2)其土壤有机碳储量((147.30±21.39)~(273.67±22.67)t/hm2)在阴坡上、中部和谷地最高,显著高于阳坡上、中部和阴坡下部(27.9%~85.8%,P＜0.05),阳坡下部居中,仅显著高于阴坡下部(53.3%,P＜0.05),阳坡上、中部和阴坡下部相对较低。3)其生态系统碳储量((207.88±16.07)~(357.85±20.80)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部和阴坡下部3个立地类型(33.2%~72.1%,P＜0.05)。4)其植被净初级生产力((5.80±0.26)~(8.87±1.17 )t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(31.2%~52.9%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(15.5%~26.4%,P＞0.05),阴坡下部最低。5)其年净固碳量((2.76±0.10)~(4.15±0.32)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(27.9%~50.4%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(12.3%~23.9%,P＞0.05),阴坡下部最低。因其植被年净固碳量低于我国陆地植被平均固碳量(15.3%~43.7%),故小兴安岭天然白桦林属于碳汇功能相对较低的森林类型。      

岷江百合生境及遗传多样性

在踏查岷江百合分布区的基础上随机选取两个阴坡与阳坡群体,设样地调查其群落特征,测定其土壤化学性质指标,并用ISSR分子标记分析两群体遗传多样性。结果表明,岷江百合生长在兰花莸、小角柱花、美丽胡枝子、黄花蒿等为优势的干旱河谷灌丛中,在垂直结构上居于灌木层片。数量上较多,但因冠副较小,群落外貌上不明显。土壤为褐土,呈弱碱性,土壤潜在肥力水平较高,但有效成分较低。阴坡土壤有效成分高于阳坡。物种水平的多态性谱带的比例为96.72%,有效等位基因数为1.5572,Shannon’s多样性指数为0.4932,平均期望杂合度为0.3276。其中阴坡群体的遗传多样性参数要高于阳坡群体。群体间遗传差异占总遗传差异的17.57%,群体内遗传差异占总遗传差异的82.43%。两个群体间的基因流为5.0660,说明两群体亲缘关系较近,而群体内遗传分化强烈,阴坡群体的遗传分化强于阳坡群体。     

辽西北沙地流动沙丘土壤水分时空变化特征研究

以辽西北沙地流动沙丘为对象,研究了土壤水分运动的时空变化特征。结果表明:流动沙丘土壤含水率的时间变化与降雨有密切关系,春季土壤含水率较低,为0.1%～3.1%;夏季土壤含水率较高,为2.5%～5.1%;秋季土壤含水率略高于春季,为2.2%～3.6%。土壤含水率垂直变化位为:0～10cm土壤含水率变异程度较大,受降雨和蒸发影响强烈;10cm～80cm变异程度相对小些;80cm～120cm土壤含水率比较稳定。流动沙丘不同部位的土壤含水率受干沙层厚度频繁变化和降雨量影响显著,阴坡底含水率>阳坡底>阳坡中>丘顶>阴中。     

西宁黄土丘陵区初雨后土壤水分地理变异与植被分异规律

2016年冬春季节在青海西宁北山公园布置了典型黄土丘陵样地,连续测试了样地的土壤温度和含水率等数据。结果显示:植物根区土壤含水率在1—2月份与土壤温度紧密相关,土壤含水率由大到小的顺序为阳坡西南坡、阳坡正南坡、阳坡台地、阴坡。当土壤升温到0℃以上时,阴坡和阳坡台地涵养降水能力增强,土壤含水率急剧上升。4月份是植被尤其是乔木树种萌发需水的重要时期,15%是衡量春季植被(乔木)萌发的重要指标和依据,该时期不同地理单元土壤含水量差异显著。阴坡是该区域植被恢复的最佳地理单元,可实现植被的自然恢复;阳坡平坡加以适当的人为干预(平整、环形围闭、灌水)后,植被恢复能力与阴坡陡坡较为接近;阳坡陡坡不适宜人工恢复,应以自然恢复模式为主。     

朝阳地区8种自然灌木生态适应性研究

[目的]为恶劣条件下植物的选择利用提供依据。[方法]分析朝阳山区3种坡地的土壤含水量及8种自然灌木地下与地上的生物量比,评价其生态适应性。[结果]土壤含水量阴坡最大,阳坡最小,半阴坡居中,分别为3.47%、1.07%、2.19%。阳坡、阴坡、半阴坡中花木蓝的地下与地上的生物量比均最大,分别为5.441、3.120、3.900。溲疏阳坡的地下与地上生物量比是阴坡的2倍以上。万年蒿阳坡和半阴坡的地下与地上的生物量比明显高于阴坡的,紫丁香和土庄绣线菊却恰好相反。荆条、三裂绣线菊和胡枝子3种坡地的地下与地上的生物量比变化不大。[结论]花木蓝的生态适应性最强,溲疏和万年蒿抗旱性较强,适合生长在阳坡,紫丁香和土庄绣线菊适合生长在阴坡,荆条、三裂绣线菊和胡枝子在3种坡地都能良好生长。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。