不同治理措施对强度侵蚀恢复生态系统养分格局的影响

本研究以长汀花岗岩强度侵蚀区常见的以草促林和乔灌混交两种治理模式为研究对象,并以未采取恢复措施的严重侵蚀地及当地植被保留较好的风水林为对照,通过对其养分格局的分析,阐明不同治理措施对侵蚀退化生态系统恢复的影响。结果表明:采取不同的生态恢复措施后,生态系统的养分年存留量和库存量均有增加,并且均远高于未采取生态恢复措施的严重侵蚀地;同时,以草促林措施的生态系统在各方面的恢复程度均较低,乔灌混交的则较高。二者恢复程度差异较大,体现了不同生态治理措施的恢复效果。     

不同恢复年限侵蚀红壤生态化学计量特征

为了解侵蚀红壤碳、氮、磷分配格局及化学计量特征,本文在长汀县侵蚀红壤区选取不同恢复年限(2、13、30、33年)、立地条件相近、样地情况基本一致的马尾松林作为研究对象,以未治理侵蚀地(CKl)和次生林(CK2)为对照,对其土壤总有机碳、全氮和全磷质量分数及其化学计量比的特征进行测定和分析.结果表明:1)随恢复年限的增加,土壤总有机碳和全氮质量分数呈线性增加,土壤全磷质量分数无显著变化,恢复2 ～33 a的马尾松林土壤总有机碳、全氮和全磷质量分数仍显著低于CK2土壤,表明土壤肥力的恢复是一个漫长的过程.2)土壤C∶N、C∶P、N∶P随恢复年限的增加呈上升趋势,恢复2～33 a的马尾松林土壤C∶N逐渐趋向CK2.3)土壤C∶N和C∶P与土壤总有机碳质量分数呈正显著相关,土壤N∶P与全氮质量分数呈显著正相关,土壤N∶P与全磷质量分数相关性不显著,表明侵蚀退化红壤恢复过程中,土壤化学计量比主要受土壤碳和氮质量分数的控制,暗示着侵蚀红壤现阶段的植被恢复对N素的响应比对P素的响应更敏感.     

荔枝果园治理措施对侵蚀退化赤红壤理化性质的影响

通过对稻草覆盖和客土措施(Ⅰ和Ⅱ)建立荔枝果园14年后严重侵蚀赤红壤理化性质进行研究。结果表明:①建立荔枝园后,采取措施的果园土壤的物理性质有明显改善,表层土壤容重和结构体破坏率呈措施Ⅰ<措施Ⅱ<对照的变化趋势。措施Ⅰ和措施Ⅱ表层土壤最大持水量分别是对照的1.75倍和1.65倍,措施Ⅰ和Ⅱ>0.25 mm水稳性团聚体含量分别比对照增加51.88%和42.52%。②措施Ⅰ和措施Ⅱ表层土壤有机质、全N、全P、全K和土壤速效性养分含量明显提高,其中土壤速效K含量增加幅度最大。③利用灰色关联法对土壤肥力进行综合评价,果园不同治理措施土壤物理、化学性质排列顺序为:措施I(1.000)>措施II(0.782)>对照I(0.333),措施I(0.923)>措施II(0.801)>对照I(0.333),表明果园覆草措施是改良侵蚀退化赤红壤的有效途径之一。     

红壤侵蚀退化地不同生态恢复措施对土壤养分影响研究

以长汀县河田红壤严重侵蚀退化地为研究区,通过野外调查和室内分析,探讨了不同生态恢复措施对红壤侵蚀退化地土壤养分的影响.结果表明:采取6种生态恢复措施之后,改善了土壤的养分状况,土壤有机质、全氮、全磷含量较对照都有明显的提高,其中乔灌草混交、生态果园措施对提高土壤有机质和全氮的效果最好,条沟+草灌措施对提高全磷的效果较好;条沟+草灌措施和施肥治理措施对提高土壤全钾含量有一定效果;统计分析表明,不同生态恢复措施对土壤养分的改善效果大小顺序为:乔灌草混交>条沟+草灌>生态果园>全坡面播草>封禁>施肥措施.     

退化红壤不同治理模式对土壤肥力的影响

采取4种不同治理模式对福建省长汀县花岗岩区红壤严重侵蚀地进行治理,1992年对各治理模式及相应对照的土壤化学性质、土壤微生物、土壤酶活性、土壤呼吸作用进行研究,结果表明,治理后土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总数明显增加,土壤水解性酶和氧化还原酶活性及土壤呼吸作用强度得到显著的加强,土壤养分贮量和速效养分供应强度得到明显改善,土壤肥力得到不同程度的恢复。表明采用合适的生物措施,辅以必要的工程措施,是改善严重退化红壤肥力有效途径之一。     

南亚热带侵蚀赤红壤治理前后土壤抗蚀性的变化

对福建南靖南亚热带侵蚀赤红壤采取不同治理措施后土壤抗蚀性进行研究,结果表明采取不同治理措施后,土壤抗蚀性各项指标均得到一定程度提高,不同治理模式的抗蚀性大小顺序为模式I(南岭黄檀林)>模式II(蜜柚)>模式III(柑桔).在进行开发性治理中,应该辅以工程措施,并改善土壤水肥状况,注意保留林下植被,增加地表覆盖或敷盖,以增加土壤抗蚀性,防止土壤进一步退化,才能兼顾经济效益与生态效益.     

不同人工恢复林对退化红壤团聚体组成及其有机碳的影响

研究土壤团聚体的组成及其有机碳的分布,有助于从微观角度理解土壤结构与功能的相互作用.采用于筛法和湿筛法,研究南方红壤退化地实施人工恢复30年后,马尾松与阔叶复层林(PB)、木荷+马尾松混交林(SP)和阔叶林(BF)3种典型林分在0～60 cm土层的团聚体组成及其有机碳分布特征,分析土壤团聚体有机碳与总有机碳相关关系.结果表明:各恢复林分土壤机械稳定性团聚体质量分数,以＞2 mm粒径所占比例最大(均在60％以上),而在水稳性团聚体中,以＜0.05 mm粒径占优势.不同林分土壤团聚体结构破坏率顺序依次为BF(53.38％～84.27％) ＞SP(52.22％ ～70.86％) ＞PB(22.70％ ～47.83％).机械稳定性和水稳性团聚体有机碳质量分数均以PB最高,随着土层深度的增加,各林分土壤团聚体有机碳质量分数呈下降趋势.水稳性大团聚体(＞0.25 mm粒径)有机碳质量分数总体高于相应土层的总有机碳质量分数,而微团聚体的(＜0.25 mm粒径)则低于后者,说明有机碳对于大团聚体的形成和水稳性具有积极作用.土壤团聚体有机碳与总有机碳的相关关系分析表明,土壤团聚体有机碳的增加,对总有机碳的积累具有正面影响.保留密度大、灌木(草)层盖度高的马尾松与阔叶复层林土壤团聚体的数量和质量更高;因此,在红壤侵蚀退化地森林恢复初期,可通过适当密植、增加林下灌草覆盖等措施,增加有机碳的输入,促进团聚体的形成和稳定,从而加速了退化土地的土壤结构改善和功能恢复.该研究可为南方严重红壤退化地生态恢复中的林分类型选择和优化配置提供科学依据.     

植被恢复对侵蚀退化红壤碳吸存的影响

侵蚀退化土壤具有较大的碳吸存潜力,恢复我国大面积退化土壤对增加碳汇具有重要意义。在长汀县河田镇研究了侵蚀退化裸地恢复为马尾松、板栗园和百喜草地后土壤有机碳库的变化,试图揭示植被恢复对土壤有机碳垂直分布的影响,以及侵蚀退化红壤在植被恢复过程中碳吸存潜力和速率。裸地的土壤有机碳含量和储量极低,垂直分布变化不明显;而植被恢复显著增加了土壤的有机碳含量和储量,0~5 cm土层受植被恢复影响最大,40 cm以下土层深度受植被恢复的影响很小,0~20 cm土层是储存有机碳的主要层次。以次生林为参照,裸地土壤的碳吸存潜力为56 t/hm2,而植被恢复后土壤仍约有30~44 t/hm2的吸存潜力。马尾松林、板栗园和百喜草地0~100 cm土层土壤碳吸存量分别为25.234 t/hm2,11.418 t/hm2和15.394 t/hm2,年平均碳吸存速率分别为1.06t/(hm2.a),1.90 t/(hm2.a)和3.08 t/(hm2.a),短期碳吸存速率高于长期碳吸存速率。     

南方红壤丘陵区侵蚀退化地成因及生态恢复措施研究

南方红壤丘陵区是我国水土流失最严重的区域之一,治理难度较大。本文在分析南方红壤丘陵区水土流失现状及特点的基础上,系统论述和总结了其侵蚀退化地成因以及生态恢复治理措施,最后提出了今后应开展的研究重点,旨在为南方红壤丘陵区侵蚀退化地的深入研究和科学治理提供参考。     

植被恢复花岗岩红壤土壤颗粒组成及土壤养分储量特征

[目的]探明植被恢复下花岗岩红壤土壤颗粒组成和土壤养分的关系以及土壤养分储量特征,为植被恢复花岗岩红壤侵蚀退化地提供理论依据和实践指导。[方法]选择5种植被恢复模式[乔灌草模式(ASG)、条沟草灌(GGH)、全坡面播草(FSG)、低效林改造(IFT)、封禁(CC))以及严重侵蚀退化地(HDL)和自然林(NV)]为对照作为研究对象,通过野外调查和室内试验方法,明晰植被恢复模式下土壤颗粒组成和土壤养分的关系,土壤养分储量特征和识别植被恢复退化红壤养分恢复状况的指标。[结果]5种植被恢复模式改善了0—5 cm花岗岩退化地土壤颗粒组成,0—5 cm土壤颗粒组成和土壤养分指标的冗余分析表明,土壤黏粒和土壤养分呈显著正相关。5种植被恢复模式增加了0—5 cm花岗岩红壤退化地的土壤有机碳、全氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷的养分含量和储量,0—5 cm土壤有机碳含量、0—60 cm土壤有机碳储量和0—60 cm土壤养分总储量顺序一致,均表现为乔灌草模式>条沟草灌>全坡面播草>低效林改造>封禁。[结论]土壤黏粒是提高0—5 cm土壤养分含量的关键因子,土壤有机质是识别植被恢复模式...     

退化红壤植被恢复中表层土壤微团聚体及其有机碳的分布变化

采用超声波分散分离提取土壤微团聚体 ,通过测定有机碳含量、分析碳稳定性同位素 ,研究了退化红壤在植被恢复下土壤微团聚体粒组分布与有机碳分布 .结果表明 ,植被恢复尤其是豆科 -禾本科植物轮作较快地增加了土壤有机碳储存 ,这种碳存储表现为 2～ 0 .2 5mm团聚体的建成 ,并对微团聚体有机碳的稳定性同位素组成分异产生影响 .本文揭示了我国广泛实施的区域土壤治理和植被恢复措施促进了土壤碳截存 ,可以认为显著地贡献于陆地系统对大气CO2 的汇作用     

南方红壤区侵蚀退化马尾松林地生态恢复研究

我国南方红壤区严重侵蚀退化马尾松林地土壤极度贫瘠,加之退化面积广等因素,导致其恢复的难度加大,如何恢复侵蚀退化马尾松林地成为当前面临的一个艰巨而又迫切的任务,因此加快相关方面的研究和治理,探讨其退化机理,解决生态恢复关键技术,对于推动红壤区的生态建设具有重要意义。该文从土壤退化、人为因素、马尾松的生物学特性等方面阐述了马尾松林地的退化机理,总结了退化马尾松林地生态恢复的途径和模式及其产生的生态环境效应,并提出了马尾松侵蚀退化林地进一步研究的展望,以期为退化马尾松林地生态修复的后续研究作一参考。     

亚热带花岗岩侵蚀红壤的生态退化与恢复技术

我国亚热带花岗岩红壤区是水土流失最严重的区域之一。作者认为亚热带花岗岩红壤生态系统的潜在脆弱性是退化的内因，植被的破坏是诱因，而频繁的人为干扰最终导致生态系统的不可逆退化。把亚热带山地丘陵花岗岩红壤生态退化过程简化成轻度、中度和严重退化3个阶段，分析了每个阶段的特征。最后总结和提出了亚热带山地丘陵花岗岩红壤．侵蚀退化生态系统的生态恢复技术体系。     

亚热带侵蚀红壤区植被恢复过程中土壤团聚体化学计量特征

植被恢复过程中侵蚀退化地区土壤团聚体碳氮磷及其化学计量特征是反映土壤团聚体对养分固持能力以及土壤生物地球化学循环的关键环节,也是定量评价退化地植被恢复效应的重要途径。为深入了解侵蚀红壤植被恢复过程中土壤团聚体碳、氮、磷含量分配格局及其化学计量特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田镇5个不同植被恢复年限的样地(分别为5a、10a、15a、30a、80a)以及1个未治理地(恢复0a)为对照坡地作为研究对象,测定0~20cm和20~40cm土层不同粒径团聚体有机碳、全氮、全磷含量,并分析土壤与不同粒径团聚体养分化学计量特征。结果表明:(1)植被恢复过程中,团聚体有机碳、全氮和全磷含量变化范围分别为2.06~27.71 g·kg~(-1)、0.54~2.12g·kg~(-1)和0.034~0.189g·kg~(-1),团聚体C︰N、C︰P、N︰P变化范围分别为3.06~13.05、21.4~185.6、5.62~18.20。(2)随植被恢复年限增加,各粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量及其C:N总体上显著增加,均表现为表土层(0~20 cm)高于底土层(20~40 cm),团聚体C︰P、N︰P随植被恢复年限增加表现为升高→降低→升高趋势,团聚体C︰P随土层加深而降低,团聚体N︰P在土层间无明显变化。(3)除恢复0 a外,团聚体有机碳,全氮、全磷和团聚体C︰N、C︰P随粒径减小总体上呈增加趋势,N︰P在各粒径间无显著差异。(4)土壤与团聚体中有机碳、全氮和全磷含量之间以及团聚体有机碳、全氮与团聚体C︰N之间均呈极显著正相关;团聚体有机碳与团聚体C︰P呈极显著正相关;团聚体全磷与团聚体N︰P呈极显著负相关。植被恢复降低土壤侵蚀,明显增加各粒径团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高团聚体碳氮"汇"功能,且在植被恢复过程中,团聚体中P元素成为退化生态系统恢复的限制性元素。     

亚热带红壤严重退化生态系统封禁管理后生物多样性的恢复

南方花岗岩发育的红壤由于严重的土壤侵蚀，生态系统退化严重，恢复与重建功能良好的生态系统是当前极炒迫切的任务，研究者在福建省长汀县河田镇对未治理的侵蚀地（严重退化生态系统）,封禁管理措施恢复的马尾松林和村边残存的乡土林（风水林）群落进行植被调查的基础上，研究了植物物种多样性的恢复情况，结果表明：严重退化生态系统植被稀少，植物区系组成简单，生物多样性各种指数最低；生态系统恢复重建后，植被覆盖恢复，植物种类增加，区组成向复杂化方向发展，各多样性指数增大，乡土林物种最为丰富，区系组成较为复杂，多样性指数最大，因此，严重退化生态系统经封禁管理措施恢复后，生态系统的植物物种多样性有了很大程度的恢复，但与乡土林相比，还有较大差距。     

不同人为干预强度下红壤侵蚀退化荒地生态系统碳库恢复的差异

研究退化荒地森林恢复后生态系统有机碳的变化,可为原先低碳密度生态系统碳库的恢复提供理论和实践参考。研究红壤侵蚀退化形成的荒地(HD),以及在此基础上通过人为干预形成的木荷马尾松混交林(MM)、阔叶林(KY)、柑桔林(GJ)、封育林(FY),调查其地上、地下碳库和年均细根生物量。结果表明:木荷马尾松混交林(267.22t/hm~2)、阔叶林(233.48t/hm~2)、封育林(112.01t/hm~2)生态系统碳储量显著大于荒地(27.04t/hm~2),而柑桔林(84.16t/hm~2)与荒地之间无显著差异(p0.05)。植物部分碳储量木荷马尾松混交林(187.88t/hm~2)、阔叶林(164.17t/hm~2)、柑桔林(15.24t/hm~2)、封育林(61.75t/hm~2)分别为荒地(4.31t/hm~2)的43.56,38.06,3.53,14.32倍。地下土壤部分(0—80cm)碳储量木荷马尾松混交林(79.34t/hm~2)、阔叶林(69.31t/hm~2)、柑桔林(68.93t/hm~2)、封育林(50.26t/hm~2)均显著高于对照(22.73t/hm~2)(p0.05)。混交林(112.15g/m~2)、阔叶林(88.71g/m~2)、柑桔林(257.70g/m~2)、封育林(211.21g/m~2)年均细根生物量分别为荒地(92.33g/m~2)的1.21,0.96,2.79,2.29倍,细根生物量与土壤有机碳显著相关(p0.05)。不同森林恢复类型生态系统、地上和地下碳积累的速率分别变化在2.04~8.58,0.39~6.56,0.98~2.02tC/(hm~2·a)范围。表明强力的人为干预有助于红壤侵蚀退化荒地生态系统碳库的快速增加。     

闽西红壤侵蚀区生态退化及恢复研究进展

闽西红壤侵蚀区是我国丘陵红壤地带典型的强度土壤侵蚀区,几十年来在生态恢复方面取得了明显效果,已成为地区水土流失治理的典范。本文就闽西红壤侵蚀区的生态退化特征和机制,退化生态系统的生态恢复措施及评价、生态恢复的过程及机理进行综述,探讨了闽西红壤区生态恢复当前研究中存在的问题,并对未来的研究提出了展望。     

土壤团聚体颗粒有机碳对土地利用变化的响应

对福建省建瓯市山地红壤的天然林、人工林、次生林、园地和耕地5种典型土地利用方式的不同土层（0-10 cm、10-20 cm）土壤团聚体颗粒有机碳进行研究。结果表明：林地、桔园在大团聚体中表现随着粒径增大颗粒有机碳贮量增加的趋势。天然林转变为其他土地利用方式后,土壤团聚体颗粒有机碳贮量平均下降了74.35%,土壤颗粒有机碳损失发生在各个粒级团聚体中。亚热带山地红壤内林地转变为农地会导致土壤及其团聚体颗粒有机碳含量下降,颗粒有机碳可作为表达土地利用变化敏感性指标。     

侵蚀红壤恢复区植被垂直结构对土壤恢复特征的影响

通过获取典型的侵蚀红壤恢复区植被垂直结构参数及林下土壤属性值,构建归一化土壤恢复指数,研究了植被垂直结构对林下侵蚀土壤恢复特征的影响。结果显示:研究区植被垂直结构与土壤属性特征较侵蚀期均有所恢复,植被垂直结构对侵蚀土壤的恢复影响显著,土壤重组有机碳、全氮和黏粒含量的恢复水平均呈现出纯林林草林灌草的趋势,体积质量顺序相应为林灌草林草纯林。植被投影叶面积指数与归一化土壤恢复指数呈显著正相关(r=0.332*,P0.05)。在投影叶面积指数大于0.2的情形下,土壤恢复特征随植被垂直层次的增多呈正向演变,不同植被结构投影叶面积指数的增大有利于侵蚀区退化土壤质量的恢复,灌草层是侵蚀红壤恢复的重要影响因素。     

不同植被恢复对侵蚀型红壤活性碳库的影响

为了解侵蚀型红壤不同植被恢复后,土壤有机碳的演变状况,采集了持续时间为17年和9年的2个定位试验点土壤样品,分析了土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳含量.结果表明侵蚀型红壤植被恢复后,土壤总有机碳和各类活性碳含量均明显增加,并随着恢复时间的延长,土壤各类碳含量显著上升.同样是杉木林,恢复17年的土壤(0～20 cm)总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳的含量分别是恢复9年土壤的2.18倍、2.95倍、2.25倍和2.01倍.不同处理比较来看,木荷林土壤各类碳含量明显高于杉木林土壤,黑麦草处理矿化态碳含量明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.分析了各处理活性碳占总有机碳的比例发现,植被恢复17年的2个处理,土壤微生物量占总有机碳比例明显高于恢复9年的3个处理;恢复时间分别为17年和9年的2个杉木处理,土壤水溶性碳占总有机碳比例明显较高,而矿化态碳占总有机碳比例明显偏低;黑麦草处理矿化态碳占总有机碳比例明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.从相关分析来看,土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳及矿化态碳两两之间相关性均达极显著水平(P＜0.01);土壤各类碳与土壤全氮、水解氮、有效磷含量之间也具有极显著相关性.