重建森林对退化红壤土壤酶特性影响

以地处赣中吉泰盆地的泰和县严重退化红壤区为研究对象 ,1991年采取不同模式重建森林 ,2 0 0 1年选择 8种不同重建模式测定土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性 ,研究表明 :(1)用主成分分析排序 (PCA)可将 8种模式重建的森林土壤酶活性分为 3类 ,枫香纯林及其与针叶树种的混交林模式是酶活性最高的一类 ,针叶纯林模式土壤酶活性最低的一类 ;(2 )土壤各种酶活性总的垂直分布规律是自上而下逐渐减弱 ,但不同种类的酶、不同重建类型 (阔叶林、针叶林、针阔混交林 )变化幅度有明显差异 ,且蔗糖酶以阔叶林变异幅度最大 ;(3)脲酶活性两季节 (5月和 10月 )差异最大 ,蛋白酶季节差异最小。     

退化红壤重建森林林下植被恢复及其环境影响分析

以地处江西弋阳县和泰和县退化红壤区上不同模式重建的森林为对象,调查分析不同模式重建森林第10年的林下植被状况及土壤物理性状、化学性状及微生物性状指标。结果表明:(1)在严重退化红壤上进行人工重建森林后,林下植物种类和组成发生了较大变化,禾本科草本植物逐渐消退,荫性的蕨类、藓及其它喜林下荫湿环境下的植物种类明显增加,恢复10年后地带性植物种类开始自然更新。(2)在不同模式重建的森林中,其林下植物物种多样性和生物量有一定差异,灌木层植物多样性指数最高的是枫香×马尾松株间混交林模式,最低的是桉树纯林模式;丰富度较高的是晚松纯林和湿地松纯林,较低的是木荷、桉树纯林。(3)林下植被生物量与林分郁闭度、土壤容重、毛管持水量、团聚度、非毛管孔隙度的线性回归关系达显著或极显著水平。林下植被生物量随林分郁闭度、土壤容重的增加而减少,随土壤团聚度、毛管持水量、非毛管孔隙度的增加而增加。     

人工草地植被重建对退化红壤化学性质和酶活性的影响

选用常用的栽培牧草截叶胡枝子和宽叶雀稗在退化红壤进行草地植被重建,研究人工草地植被重建对退化红壤化学性质和酶活性的影响。结果表明,通过种草及管理措施,人工草地植被重建显著影响红壤质量。重建后的人工草地土壤pH值升高,土壤有机质、全N、全P和速效养分含量增加,土壤中过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶活性提高,而对全钾和多酚氧化酶没有规律性影响。草地植被重建对土壤养分和土壤酶活性的增加表现为对上层土壤的影响大于下层土壤,这种影响增加了红壤丘陵草地土壤肥力的垂直分异。     

退化红壤区不同重建模式森林土壤微生物碳氮特征研究

以地处江西省泰和县的退化红壤区不同植被重建模式的森林为研究对象,采用氯仿熏蒸浸提法测定不同植被重建模式森林土壤微生物量C、N的季节变化,结果表明:不同的植被重建模式对土壤微生物量C、N的影响均达到极显著(P<0.001),微生物量N大小依次表现为:阔叶林(33.67mg/kg)、针阔混交林(30.64mg/kg)、无林荒草地(28.09mg/kg)、针叶林(23.46mg/kg);微生物C量大小依次表现为:阔叶林(181.67mg/kg)、针阔混交林(162.75mg/kg)、无林荒草地(139.68mg/kg)、针叶林(136.57mg/kg)。季节对微生物量N的影响差异为极显著(P<0.001),对微生物量C的影响差异为显著(P<0.05),微生物量C、N均表现为夏、秋季高于春、冬季。微生物量C、N均与土壤全N、全C呈显著相关,能有效地反映土壤的肥力状况。综合来看,不同植被恢复模式中阔叶林最好,其次为针阔混交林、无林荒草地和针叶林。     

红壤地区土壤退化及恢复重建研究(Ⅰ)红壤的退化

由于红壤的生态脆弱性及亚热带的暖湿气候特征,亚热带红壤区已成为自然生态系统破坏与退化的严重区域,亚热带红壤的退化机理及恢复与重建成为土壤学、水土保持、生态学研究的热点问题之一。综述了近年来有关红壤退化的过程、机理及影响因素等方面的研究进展,并提出了退化红壤的生态恢复及重建的技术措施。     

退化红壤区不同重建模式森林土壤氮素矿化过程及其有效性

采用PVC顶盖埋管法,开展退化红壤区不同重建模式森林土壤N素矿化特征研究,结果表明:(1)不同重建模式森林土壤有效N差异极显著(P<0.001),其中铵态N:无林地=阔叶林=针阔混交林>针叶林;硝态N:针阔混交林>阔叶林>针叶林=无林地;矿质N:针阏混交林>阔叶林>无林地>针叶林.(2)在所有重建模式中NH4+-N是有效N的主体部分,氨化过程更强烈.(3)不同重建模式森林土壤氨化速率差异不显著(P=0.354),而硝化速率和矿化速率均为极显著(P<0.001),硝化速率、矿化速率均表现为阔叶林≥针叶林≥针阔混交林=无林地.总体来看,无论是有效N含量还是N矿化速率阔叶林均为最高,是一种比较好的植被重建模式.深入开展生态系统N平衡的研究有利于更好地评价重建森林的功能.     

红壤地区土壤退化与恢复重建研究（Ⅱ）退化红壤的防治对策

由于红壤的生态脆弱性及亚热带的暖湿气候特征,亚热带红壤区已成为自然生态系统破坏与退化严重的区域,亚热带红壤的退化机理及恢复与重建成为土壤学、水土保持、生态学研究的热点问题之一。从红壤侵蚀、红壤渍化与潜育化、红壤酸化和红壤污染几种退化形式论述了退化红壤的防治对策及重建措施。     

红壤地区土壤退化与恢复重建研究(Ⅱ)退化红壤的防治对策

由于红壤的生态脆弱性及亚热带的暖湿气候特征,亚热带红壤区已成为自然生态系统破坏与退化严重的区域,亚热带红壤的退化机理及恢复与重建成为土壤学、水土保持、生态学研究的热点问题之一.从红壤侵蚀、红壤渍化与潜育化、红壤酸化和红壤污染几种退化形式论述了退化红壤的防治对策及重建措施.     

严重侵蚀红壤重建森林的土壤生态效益研究

江西弋阳县龟峰镇属严重退化红壤区域。1999年采取湿地松与胡枝子混交模式重建森林,2002年对林龄12年的林地生态功能指标的调查研究表明：(1)林地0—40cm土层内有机质和全氮量普遍高于对照区各层,分别高87．95％和36％,全磷和有效磷分别增加40．9％和22．3％．但有效钾下降了8．13％。(2)林地土壤通气状况、持水状况和渗透状况得到明显改善。(3)0—40cm土层内的蛋白酶、过氧化氢酶、脲酶活性普遍高于对照区,而且随土层下降而明显减弱。     

退化红壤人工草地的理化、微生物性状研究

研究结果表明：退化红壤人工草地随着建植年限的增加,其土壤容重增加,孔隙度减少,渗透速率减慢,土壤养分总量有一定的积累,但是有效养分不断减少,土壤微生物的数量和比例失调;施用无机肥能够改善土壤的化学和微生物性状．但在短时期内不能直接改善土壤的物理性状。     

退化红壤区植被恢复过程夏季土壤水分时空变异格局动态

用经典统计学和地统计学方法,对比分析江西泰和退化红壤丘陵区重建森林及自然恢复草地15 a、25 a土壤(0~20 cm和20~40 cm土层)水分空间变异格局。结果表明：在恢复初期,重建森林和自然恢复草地土壤水分较为均匀,随着恢复年限的增加,土壤水分逐渐增加,且离散程度存在不同程度的提高和中等程度变异; 重建森林及自然恢复草地土壤水分分布呈正态分布,均能较好的拟合成球状模型(决定系数均> 0.804),数据表现出明显的空间自相关,具有一定的空间变异特征,变异来源主要以土壤母质、地形等引起的结构性变异为主。从时间序列上看,恢复25 a土壤水分块金值、基台值、块金系数均显著增大,总的变异性增加,且由随机因素造成的变异比重加大; 从土层角度来看,同一恢复年限内,自然恢复草地基台值上层(0~20 cm)>下层(20~40 cm),块金值、块金系数则表现为上层 < 下层,下层土壤水分随机变异强于上层。重建森林的3个指标均表现为上层>下层,且表层随机性变异更大; 随恢复时间增加,森林表层土壤水分空间异质性程度加大,斑块更为破碎化,自然恢复草地0~20 cm和20~40 cm两土层变程均显著变大,土壤水分空间延续范围变大; 增加取样密度和加大研究尺度更能揭示退化红壤区土壤水分空间变异特征。     

贵州高原退化喀斯特森林恢复过程中土壤微生物生物量碳、微生物熵的变化

采用微生物培养法及氯仿熏蒸法分析了退化喀斯特森林恢复过程中不同层次、不同生境、根际和非根际土壤中土壤微生物生物量碳(soil microbial biomass C,SMBC)及微生物熵(qSMBC)的变化特征.结果表明:①退化喀斯特森林恢复过程中SMBC及qSMBC存在较大差异.随着退化喀斯特森林的恢复,SMBC及qSMBC明显上升.表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段,反映出土壤质量在逐渐恢复;②SMBC在土壤剖面上均表现明显的垂直变化特征.即随土层深度的增加呈递减趋势,具体表现为A层>B层,但qSMBC随土层深度的增加呈递增趋势;③SMBC的变化特征在不同生境间表现为:除裸地恢复阶段外.其它三个阶段总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境有利于微生物类群和土壤动植物群体的繁殖,但qSMBC的变化刚好与之相反;④sMBC及qSMBC根际和根外变化明显,前者表现为根际>非根际.后者表现为根际<非根际.     

退化红壤区针阔混交林3种优势树种树干液流特征比较

运用Granier热扩散法对退化红壤区针阔混交林3种优势树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)树干液流速率进行测定,结合自动气象站同步监测太阳净辐射、空气温度、空气相对湿度等气象因子,为退化地区植被恢复林分结构配置以及林地水分管理提供理论依据。结果表明:3树种晴天树干液流呈"昼高夜低"的单宽峰型曲线,但液流启动、到达峰值的时间以及数值大小存在差异。木荷比杉木、马尾松提前0.5 h启动、到达峰值。木荷液流速率平均值分别为杉木、马尾松的4倍和1.5倍。3树种雨天树干液流呈多峰型曲线,液流速率值明显低于同时期晴天水平。3树种树干液流与太阳净辐射、水汽压亏缺昼夜变化间存在时滞时间,表现为树干液流滞后太阳净辐射,而提前于水汽压亏缺。偏相关分析结果表明:树干液流速率与空气温度、太阳净辐射、水汽压亏缺呈极显著正相关,与空气相对湿度呈极显著负相关。在考虑液流速率与气象因子间时滞现象的情况下,采用逐步剔除法建立各生长时期液流速率与气象因子的多元线性回归方程。所有回归方程的拟合效果良好,复相关系数基本在0.8以上,经F检验,均达到极显著水平。在整个生长季,太阳净辐射、空气温度和空气相对湿度共同解释杉木液流速率的81.3%~92.2%,太阳净辐射和水汽压亏缺共同解释马尾松液流速率的91.9%~93.6%。对于木荷而言,在4、5、6、7月,太阳净辐射和水汽压亏缺共同解释液流速率的72.1%~92.5%,而在8、9、10月,太阳净辐射和空气相对湿度共同解释液流速率的80.7%~92.7%。因此,在整个生长季,太阳净辐射为影响3树种液流速率的主导因子。     

红壤丘陵区不同林分类型土壤酶活性及养分特征

以红壤丘陵区马尾松纯林(PM)、马尾松+枫香针阔混交林(PMLF)和天然次生林(NSF)为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究了不同林分类型土壤酶活性和养分特征及其二者的相关性。结果表明:各土层(0~10 cm和10~20 cm)中,马尾松纯林有机质、全氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著低于马尾松+枫香针阔混交林和天然次生林(P<0.05);各土层马尾松纯林铵态氮含量显著低于天然次生林(P<0.05),与马尾松+枫香针阔混交林差异不显著(P>0.05);天然次生林和马尾松+枫香针阔混交林林地各土层蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性在总体上显著高于马尾松纯林(P<0.05);除过氧化氢酶与铵态氮和速效磷无显著相关性(P>0.05)外,土壤酶活性与养分间均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关性。与马尾松纯林相比,马尾松+枫香针阔混交林可以明显改善林地内土壤酶活性和养分状况,改善林地生态环境。     

围栏封育对退化草场栗钙土中硫形态及微生物量的影响

研究了退化草场围栏封育7～10年对栗钙土中硫形态及对微生物量碳、氮、磷、硫的影响。结果表明,围栏封育使土壤中有机碳、全氮、全磷和各形态硫含量均显著提高。但有机硫和无机硫占全硫的比例变化不大。栗钙土中,有机硫占全硫的93.5%,C-S 是最大的有机硫库,约为有机硫的77.3%。硫含量的增加以有机态为主,有机硫的增加占全硫增加的96.7%,其中 C-S 的增加占全硫增加的56.7%。围栏使微生物量碳、氮、磷、硫均显著增加,加速了营养元素的转化,提高了土壤供应养分的能力。围栏内外有机硫与有机碳、全氮之间的关系是不一致的。     

两种生物质炭对红壤团聚体结构稳定性和微生物群落的影响

【目的】研究烟秆炭和桑条炭对红壤团聚体结构稳定性和微生物群落丰度的影响,为培育结构稳定的红壤团聚体提供优质改良材料。【方法】通过室内培养试验,添加1%、2%、4%、6%土壤质量的烟秆炭（Y₁、Y₂、Y₄、Y₆）和桑条炭（S₁、S₂、S₄、S₆）,对照（CK）无添加,4个月后采用筛分法对土壤团聚体结构（＜0.25、0.25-0.5、0.5-1、1-2、＞2 mm团聚体粒级分布,平均重量直径（MWD）,＞0.25 mm团聚体含量（R_0.25）、团聚体破坏率（PAD））进行分析,采用微生物稀释平板法测定土壤真菌、放线菌、细菌数量。【结果】施入生物质炭后,水稳性团聚体发生显著变化。Y₄和S₄处理下,0.5-1 mm团聚体较对照显著增加61.0%和43.6%;Y₁和S₂处理,0.25-0.5 mm团聚体较对照显著增加40.8%和27.1%,＜0.25 mm的团聚体含量较对照显著降低9.2%和8.4%;Y₂和S₂处理的MWD表现一致,均较对照显著提高10%以上,Y₁和S₂处理R0.25较对照显著提高31.4%和28.7%,Y₆和S₆处理PAD显著降低22.0%和18.2%;土壤真菌、放线菌、细菌数量均显著增加,Y₄和S₄处理微生物群落最丰富;烟秆炭处理下,土壤团聚体稳定性指标（MWD、R_0.25）和土壤微生物之间存在显著和极显著相关性,尤其与真菌(R²=0.89, P=0.030; R²=0.86, P=0.039)和放线菌(R²=0.87, P=0.035; R²=0.90, P=0.021)相关性更显著;PAD随真菌数量的增加而极显著降低(P＜0.01）,随放线菌和细菌数量的增加而显著降低（P＜0.05）。【结论】烟秆炭和桑条炭均能促进大团聚体（0.25-1 mm）的形成,提高红壤团聚体结构稳定性,增加土壤微生物群落丰度,烟秆炭改良效果优于桑条炭,以2%-4%添加量为宜。