紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤微生物生物量碳与水溶性有机碳变化特征

为了研究湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤微生物生物量碳（SMBC）与水溶性有机碳（SWSOC）的变化特征。采用空间序列代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的草坡阶段（GT）、草灌阶段（MT）、灌丛阶段（FX）、灌乔阶段（FA）、乔木阶段（AR）和顶极阶段（TV）,通过调查取样和试验分析,对不同恢复阶段的0~10,10~20和20~40 cm土层土壤的SMBC、土壤微生物熵（SMQ）、SWSOC、水溶性有机碳与土壤有机碳的比值（SWSOC/SOC）、土壤基础呼吸（SBR）的变化规律以及他们与土壤理化性质的关系进行了研究。结果表明：SMBC和SBR随着土层深度的增加而减小,随着恢复的进行而增加;SMQ随着土层深度的增加和恢复进行而增加;在不同的恢复阶段,SWSOC均随着土层深度的增加而减小,在0~10 cm土层,SWSOC随着恢复的进行而增加,在10~20和20~40 cm土层,SWSOC随着恢复的进行先增后减;SWSOC/SOC随着土层深度的增加而增加,随着恢复的进行而减小;SMBC,SMQ,SWSOC,SBR均与土壤理化性质存在密切的相关性。研究表明,植被恢复有利于土壤质量的提高和土壤有机碳库的累积。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复过程中土壤可矿化碳库特征

本研究采用空间序列代替时间序列方法,研究衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复过程0～10、10～20与20～40 cm土层土壤可矿化碳库特征。结果表明：恢复过程中土壤有机碳含量、可矿化碳含量和矿化速率随土层加深而减少,随恢复进程而增加;矿化率随恢复进程增加,随土层加深先减后增再分布均匀;累积矿化排放量及其速率随恢复进程增加,其速率随培养时间延长而减小;qCO₂值随恢复进程和土层加深而递减;土壤可矿化碳含量与凋落物现存量、质量损失率的相关系数r分别为—0.698^*和0.915^**（^*P<0.05,^**P<0.01）。研究表明,随着植被恢复进行,土壤生境由早期干扰强烈转向中后期日趋稳定,土壤固碳能力由早期差、潜力大转向中后期强、潜力小。     

紫色土丘陵坡地不同植被类型土壤活性有机碳组分的比较

探讨湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地不同植被类型对土壤碳循环和土壤有机碳组分的影响。选取草地区（GZ）、草地森林区（GFZ）和森林区（FZ）0～10和10～20 cm土层为研究对象,通过对其活性有机碳组分的研究,为土壤碳循环和不同植被类型对有机碳组分及稳定性的影响提供理论依据。结果表明：微生物量碳和易氧化有机碳大小顺序为FZ > GZ > GFZ（P<0.05）,可溶性有机碳为FZ > GFZ > GZ（P<0.05）,FZ轻组有机碳显著高于GZ和GFZ;0～10 cm土层活性有机碳有效性高于10～20 cm土层;相对于GFZ,GZ中草本植物能提高土壤活性有机碳含量。     

紫色土丘陵坡地不同植被类型土壤活性有机碳组分的比较北大核心CSCD

探讨湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地不同植被类型对土壤碳循环和土壤有机碳组分的影响。选取草地区(GZ)、草地森林区(GFZ)和森林区(FZ)0~10和10~20cm土层为研究对象,通过对其活性有机碳组分的研究,为土壤碳循环和不同植被类型对有机碳组分及稳定性的影响提供理论依据。结果表明:微生物量碳和易氧化有机碳大小顺序为FZ>GZ>GFZ(P<0.05),可溶性有机碳为FZ>GFZ>GZ(P<0.05),FZ轻组有机碳显著高于GZ和GFZ;0~10cm土层活性有机碳有效性高于10~20cm土层;相对于GFZ,GZ中草本植物能提高土壤活性有机碳含量。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地植被恢复模式建设

以衡阳盆地紫色土丘陵坡地为例,通过总结前人的研究成果和采集湖南农业大学生态研究所紫色土生态实验站部分收集整理的资料和实验数据,系统分析了衡阳盆地紫色土丘陵坡地退化生态系统的主要特征:干旱缺水、水热矛盾突出;水土流失严重;人为破坏频繁;植物群落破坏容易,恢复难。在此基础上,从全局性、紧迫性、高效性、层次性、可持续性、创新性与多样性的角度提出在衡阳盆地紫色土丘陵坡地的上坡、中坡与下坡其植被恢复建设分别采用3种典型模式,即:灌草模式、乔灌草模式和经济林果与绿肥牧草模式,以期促进该区域的生态、经济与社会的全面协调与可持续发展。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复过程中土壤质量评价

本文以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段为研究对象,采用空间序列代替时间序列方法,选用立地条件基本相似草坡（grassplot, GT）群落、灌草（frutex and grassplot, FG）群落、灌丛（frutex, FX）群落和乔灌（arbor and frutex, AF）群落为研究对象,采用土壤质量综合指数的研究方法探讨植被恢复对土壤质量的影响。结果表明：随着植被恢复进行,土壤质量得到明显改善（P<0.05）;随着土层深度的增加,土壤的改良效果明显降低（P<0.05）;不同植被恢复阶段的土壤质量的综合指数为乔灌群落（0.528） > 灌丛群落（0.522） > 灌草群落（0.485） > 草坡群落（0.482）。研究表明：植被恢复改善了衡阳紫色土丘陵坡地的土壤质量。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复模式对土壤微生物量及酶活性的影响

采用经典统计和通径分析,研究衡阳紫色土丘陵坡地4种植被恢复模式[草本（GS）、灌草（FG）、灌丛（FX）和乔灌（AF）]表层（0～15 cm）土壤微生物量与酶活性变化特征,探讨其与理化因子的关系。结果表明：在4种模式中,土壤微生物量以灌草模式最高（P<0.05）,草本模式最低（P<0.05）;脲酶活性以草本模式最高（P<0.05）,乔灌模式最低（P<0.05）,碱性磷酸酶活性以乔灌模式最高（P<0.05）,草本模式最低（P<0.05）,蔗糖酶活性以灌丛模式最高（P<0.05）,乔灌模式最低（P<0.05）。通径分析表明,土壤微生物量的直接和主要影响因素为土壤有机碳;蔗糖酶的主要影响因素为土壤有机碳和土壤微生物量碳,而从总效应来看,各因素对蔗糖酶活性的影响较小;脲酶和碱性磷酸酶活性的主要影响因素为全氮,但全氮对脲酶活性表现为强烈的负效应,而对碱性磷酸酶活性表现为强烈的正效应。土壤微生物量以及脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的剩余通径系数均较大,说明有其他因素对其具有影响。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系

土壤种子库与地上植被的耦合研究对于探索有效的植被恢复方法具有重要意义。通过野外调查和室内试验研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,地上植被的物种数(54种)多于土壤种子库中的物种数(28种),菊科、禾本科和豆科都是它们物种组成的主要植物;土壤种子库和地上植被的丰富度指数、多样性指数、生态优势度与退耕年限的相关性未达到显著水平,只有均匀度指数和退耕年限呈显著正相关关系;土壤种子库和地上植被的相似性比较小,相似性系数(CC)变化范围为0.143~0.414,平均为0.261。黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种数、丰富度指数和多样性指数均小于地上植被,这从一定程度上说明了该研究区土壤种子库在植被恢复中的潜力还比较小,植被恢复还需要适度的人为干预与调控。     

乌海周边土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

土壤种子库是植被自然更新和恢复的物质基础,对干旱荒漠区生态恢复具有重要意义.本研究以内蒙古乌海周边为研究区,选择典型生境和植被类型,通过样地植被调查、持久和短暂土壤种子库采样、萌发试验、土壤理化性质分析,对土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系进行探讨.结果表明:1)乌海及周边土壤种子库平均密度为217～1547粒·m?2,物种以多年生草本为主,种子库密度随土壤深度的增加呈下降趋势.持久土壤种子库占种子库总密度的17.34％～64.22％,且轻度和中度干扰样地的持久种子库占比达40％以上.2)不同生境和植被类型下的土壤种子库差异较为显著,相近地理环境下的土壤种子库具有一定相似性,但中度干扰下的样地种子库密度和物种多样性要高于周边轻度干扰的样地.3)新星矿区周边土壤种子库与地上植被相似性较高,其他区域土壤种子库与地上植被在组成和结构上存在较大差异.4)土壤种子库物种在不同土壤环境中呈现不同的聚类,土壤因子只能部分(30％～40％)反映土壤种子库特征.影响0～5 cm和5～10 cm持久土壤种子库的最主要土壤因子分别为有机质、粉粒、黏粒含量和砾石含量,影响0～5 cm和5～10 cm短暂土壤种子库的最主要土壤因子分别为全磷、黏粒含量和容重、有机质.上述研究可为乌海周边表土种子库的植被恢复潜力及恢复技术提供理论依据和支撑.     

高寒草甸土壤有机碳和全氮变化对牧压梯度的响应

针对高寒草甸土壤碳氮变化对牧压梯度的响应,以青海海北高寒草甸为研究对象,监测分析了禁牧(对照,CK)、轻牧、中牧、重牧试验地土壤有机碳密度、土壤全氮密度的变化特征。结果表明:SOCD和STND均与牧压梯度呈"V"形二次曲线关系(P0.05),说明禁牧可增加SOCD和STND,但放牧强度约高于7.5只羊·hm-2时存在由低向高的一个阈值转折点。同一放牧梯度上0~40cm的SOCD均表现出5月最低,升至7月后,CK、LG到9月持续升高,而MG、HG有所下降,而STND自5月到9月表现为"И"型波动变化规律。随着土层深度加深SOCD和STND下降明显。不论是季节变化还是垂直变化,SOCD和STND相互间均呈显著的正相关关系(P0.05)。C/N随生长季延长逐渐增加,随土层深度的加深而降低,放牧梯度并未改变土壤C/N的变化趋势。     

祁连山中段草地土壤有机碳分布特征及其影响因素

本文通过调查祁连山中段草地3个海拔段共9条样带,研究了土壤有机碳随海拔、坡向、坡位的分布特征及环境影响因素。结果表明,祁连山中段草地0~60 cm土壤有机碳密度变化范围为9.98~38.96 kg·m^-2,均值为22.31 kg·m^-2。不同海拔间,3 350 m土壤有机碳密度最大,分别是2 900 m和2 450 m处的2.07和3.41倍;在山坡区域,西坡土壤有机碳密度高于南坡和西南坡;沟谷显著高于坡顶和山坡的上、中、下坡位。回归分析表明,土壤有机碳密度与土壤含水量的关系最密切,回归方程的复相关系数（R²）达0.85。一般线性模型表明,地形对0~60 cm土壤有机碳密度空间变异的解释率高达90.68%,其中海拔和坡位分别贡献了71.82%和15.78%。因此,在构建该区草地土壤有机碳储量估算模型时,应重点考虑海拔和坡位因子的指示性。     

衡阳紫色土丘陵坡地5种生态恢复模式的效果比较

为明确衡阳紫色土丘陵坡地适宜的生态恢复模式,本试验对比分析了衡阳紫色土地区草地（白花草木樨（Melilotus albus）-猪屎豆（Crotalaria pallid））、灌草（紫穗槐（Amorpha fruticosa）+白花草木樨）、灌丛（沙地柏（Sabina vulgaris）-马桑（Coriaria nepalensis））、乔灌（枫香（Liquidamdar formosana）+紫穗槐）与自然恢复模式下的土壤养分和植物群落结构。结果表明：恢复20年后,自然恢复、草地、灌草、灌丛与乔灌模式下出现的植物种类分别为8,17,16,20,13种,自然恢复模式以一年生草本植物为主,草地、灌草、灌丛与乔灌模式则以人工种植的植物为主,各恢复模式主要伴生种为狗牙根（Cynodon dactylon）,马兰（Kalimeris indica）,鬼针草（Bidens pilosa）,狗肝菜（Disliptera chinensis）,铁苋菜（Acalypha australis）以及酢浆草（Oxalis corniculata）等;灌草模式的Shannon多样性指数最高,Pielou均匀度指数最大,土壤全氮、有机质含量较高;基于土壤养分、pH值、物种多样性指数共11项指标的4个主成分变量（累计贡献率达90.5%）综合评价得出,灌草模式即紫穗槐（Amorpha fruticosa）+白花草木樨的恢复效果较好,具有较高推广价值。     

沙化草地土壤有机碳及碳库管理指数的分异特征研究

本研究以宁夏盐池县潜在沙化草地(PD)、轻度沙化草地(LD)、中度沙化草地(MD)和重度沙化草地(SD)为对象,研究了不同沙化程度草地土壤有机碳(SOC)及其在不同粒径团聚体中的分布、活性有机碳组分和碳库指数在0～40 cm土层的变化,以探讨宁夏干旱风沙区沙化草地土壤有机碳及其碳库分配特征。结果表明：沙化导致草地SOC含量、储量及各粒级团聚体SOC含量显著降低,与PD相比,LD,MD和SD均降低40%以上。随草地沙化程度加剧,土壤易氧化有机碳(EOC)含量总体呈下降趋势,由PD的0.46～0.68 g·kg^-1降至SD的0.34～0.47 g·kg^-1,微生物量碳(MBC)含量在不同沙化程度草地之间差异不显著。伴随着草地沙化,EOC和MBC占SOC的比例逐渐升高,而碳库管理指数逐渐降低。由此,草地沙化可能会通过改变土壤有机碳活性而影响荒漠草原土壤碳库稳定性及草地生态环境质量。     

不同退化高寒沼泽湿地土壤碳氮和贮量分布特征

为研究高寒沼泽湿地土壤碳氮贮量分布特征,探讨退化高寒沼泽湿地的恢复对策,本试验选择三江源区玛沁县大武滩不同退化高寒沼泽湿地为研究对象,分层采集湿地冻融丘和丘间土壤样品,分析土壤有机碳、总氮含量和贮量变化。结果表明：研究区0~30 cm是高寒湿地有机碳和总氮主要分布区,有机碳和总氮呈正相关关系。冻融丘和丘间的土壤含水量与土壤有机碳、总氮均呈极显著相关关系（P<0.01）。冻融丘和丘间的土壤含水量、有机碳、总氮、碳氮贮量均随着退化程度的加剧呈下降趋势,且冻融丘的下降速度较丘间快。有机碳、总氮、有机碳贮量和氮贮量与冻融丘的数量呈极显著负相关关系,与冻融丘的大小呈极显著正相关关系（P<0.01）。这些结果表明：高寒沼泽湿地土壤含水量、冻融丘的数量和大小对高寒湿地退化中土壤碳氮及贮量具有指示性,建议在高寒湿地修复中加强水分补充和冻融丘的保护。