花岗岩侵蚀区不同水土流失治理模式下的植物多样性特征

[目的]对比不同治理模式治理模式下植物群落结构及其多样性差异,为水土流失治理与植被恢复提供科学依据.[方法]以江西省兴国县塘背小流域为研究区域,选取果园开发(模式A)、生态恢复(模式B)为水土流失主要治理模式,以次生林、未人为治理样地(对照,CK)作为对照样地,采用群落学样方调查法,调查分析各林地植物群落的物种组成、群...     

南方红壤严重侵蚀地不同恢复年限马尾松人工林生态系统碳储量特征

[目的]研究南方红壤侵蚀地不同恢复年限植被生态系统碳库储量,为该地区马尾松人工林制定合理的森林经营方式提供理论支持。[方法]以福建省长汀县河田镇裸地、不同恢复年限(10,20,30a生)马尾松人工林和天然次生林为研究对象,测定不同恢复阶段林地植被和土壤碳库储量。[结果]马尾松人工林植被恢复能够显著提高植被和土壤碳库储量。10a,20a,30a生马尾松人工林与裸地相比生态系统碳库储量分别增加2.80,3.54,8.56倍,但依然低于天然次生林;马尾松人工林植被恢复能够显著提高表层(0—10cm)土壤碳库储量,而对深层土壤碳库储量影响不显著;不同恢复阶段植被和土壤碳库增加速率不同,呈现非线性增加。[结论]南方红壤严重侵蚀地植被恢复能够增加生态系统碳库储量,但该地区土壤碳库的恢复是长期的缓慢过程。今后应加强南方红壤地区森林植被的保护,避免植被过度干扰和破坏而引起严重土壤侵蚀。     

红壤侵蚀区恢复森林群落物种多样性对土壤生物学特性的影响

研究了南方红壤丘陵区不同森林恢复类型下生物多样性的变化,并用逐步多元回归分析法探讨了10种土壤生物学指标对多样性变化的响应。结果表明：研究样地中物种多样性以天然次生林最高。不同土壤生物学指标对物种多样性变化的响应不尽相同,其中土壤有机质、微生物生物量碳、细菌数量、真菌数量、微生物总数、脲酶、酸性磷酸酶等7个指标随着灌木物种多样性的增加而得到改善;细菌数量和酸性磷酸酶随乔木物种多样性的增加而增加;放线菌数量和多酚氧化酶随灌木个体数的增加而增加;真菌数量和酸性磷酸酶活性随乔木个体数的增加而减少;转化酶与物种多样性指数没有直接线性关系。最后建立了上述9个指标与物种多样性的相关数学模型。保护和提高南方红壤丘陵区植物群落物种多样性能促进部分土壤生物学活性指标的改善和生态功能的恢复。灌木物种多样性的恢复在人工造林恢复植被过程中应予以重视,它对于土壤生物学肥力的提高具有重要意义。     

漓江上游红壤侵蚀区不同植被群落环境因子差异

 为给漓江流域红壤侵蚀区植被恢复和重建提供科学理论依据,研究漓江上游流域红壤侵蚀区主要植被类型群落内小气候环境因子的差异,采用“以空间导时间”的方法分析植被退化过程中主要环境因子的变化。在植被退化的过程中,由于植被群落结构和物种组成的退化,主要的小气候环境因子均发生比较明显的变化,主要表现:针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落照度的垂直差异和时间变化非常小,而草丛群落以及灌丛群落的照度存在比较明显的垂直差异,光照强度随高度的增加而增大,在150cm以上的高度,照度的时间变化比较明显;针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落气温的垂直变化非常小,一般在0．5℃以下,在监测时段内其气温的变化幅度在2℃左右,而草丛群落和灌丛群落气温的垂直变化和时间变化相对较大,气温垂直变化的幅度最大可达到6℃; 针阔混交林类型群落和常绿阔叶林类型群落空气相对湿度的垂直变化不明显,变化范围一般在5％以下,草丛群落和灌丛群落空气相对湿度的变化幅度比较大,最大可达25％;常绿阔叶林类型群落的土壤内部温度变幅最小,在0．5℃以下,而灌丛群落的波动幅度较大,可达8℃左右。总体而言,在植被退化过程中,光照强度、空气温度、土壤温度和气地温差不断增大,空气湿度逐渐降低,同时,主要小气候环境因子的时空波动性从平缓渐趋剧烈。     

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.     

漓江流域红壤侵蚀区植被恢复及水土保持试验

针对漓江流域红壤侵蚀区生态环境状况,因地制宜,发展乡土先锋树种,开发兼顾生态效益和长中短期经济效益的经济植物,构建乔、灌、草结合的复合农林体系,进行综合治理和立体经营,加速植被的顺向演替。3年多的试验研究结果表明,植被覆盖度提高50%,雨水地表径流系数减小45%,土壤侵蚀模数减小90%,生态和经济效益显著。     

河田侵蚀区植物群落演替的探讨

河田成为剧烈土壤侵蚀区的主要原因，是由于不合理的人为活动破坏了山地植物被，导致植物群落不断进行逆行演替。为了恢复河田侵蚀区的植被，促使稀疏的马尾松群落进展演替，首先要封禁山地，其次要营造阔叶树种，形成针阔叶混交林，逐步改善生态环境，经过缓慢的过程才演替为稳定性强的植物群落──常绿阔叶林。     

花岗岩侵蚀区人工植物群落水保功能评价及其结构优化

通过对不同气候带的湖北，江西，广州3省典型花岗岩水土流失治理区人工植物群薄调查资料进行统计分析和研究，以亚热带典型的马尾松纯林为基准，选择群体生物量，土壤有机质等7项指标，运用等级比数字综合和层次分析法，对26种不同人工植物群落的水保功能进行综合评价，选择出在区治理方面水土保持功能优良的17种群落类型，并就其结构优化和群落演替方面进行探讨，以期为水土流失治理工作提供帮助。     

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。     

花岗岩侵蚀区植被层次结构优化模式研究

通过在花岗岩侵蚀区组建不同层次结构的植物措施，对不同结构模式水保生态经济效能进行调查，并利用层次分析法对各模式的水保经济效能进行综合评价。结果表明：共岗岩侵蚀区的植被层次结构最佳模式是乔灌草结合的三层结构，它的生产量、拦截径流和减少土壤侵蚀能力最大，其次为灌草结构，再次为乔灌、乔草结构、最差的为乔木纯林。     

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。     

侵蚀区植被恢复过程中土壤有机碳稳定性的研究进展

探究土壤有机碳(SOC)的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键。“增加土壤碳汇”与“稳定现存土壤碳汇”都是提升陆地生态系统碳固持能力的重要方面,地位同等重要。与“增汇”研究成果丰硕相比,“稳汇”研究相对薄弱。侵蚀区进行植被恢复可以显著促进SOC积累,但由于侵蚀区存在碳素坡面侵蚀损失,其碳素积累效率低于其他生态系统类型区这一重要环节,导致目前有关侵蚀区及其水土保持植被恢复过程中SOC动态变化、稳定性及固持长期有效性等问题尚不清楚,微生物介导的SOC稳定机制尚未充分揭示。通过简要概括侵蚀区植被恢复过程中土壤碳素的积累效益和影响因素,综述植被恢复对土壤SOC及其活性组分稳定性的影响;在简要介绍土壤微生物在调控土壤碳素稳定性重要作用的基础上,梳理了基于微生物“碳泵”理论的土壤有机碳稳定性研究进展,特别是指出了随着植被恢复进程,侵蚀区土壤微生物介导的SOC动态变化,总结现有研究的不足。指出今后需要从研究对象(重点是西南石漠化区和南方红壤丘陵区)、研究内容(土壤微生物介导的SOC稳定状态和机制)、研究手段(借用微生物碳泵的理念,野外典型样地调查与室内培养手段相结合)和研...     

红壤侵蚀地植被恢复后土壤水分特征及其凋落物碳归还模式

[目的]研究退化恢复地土壤水分物理性质和凋落物碳归还的关系,理解不同植被恢复措施的理水调水功能。[方法]采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了南方红壤侵蚀地典型植被恢复模式(柑橘林、封育林、木荷×马尾松林混交林、阔叶林)土壤(0—80cm土层)水分特征及其凋落物碳归还。[结果](1)不同植被恢复模式土壤含水量随土壤水吸力的增大而减小,其剖面平均含水量在15与2.5kPa水吸力条件下相比,下降幅度的大小依次为:柑橘林(45.92%)封育林(45.10%)木荷×马尾松林混交林(38.79%)阔叶林(31.20%);(2)土壤含水量随土层深度的增加而降低,各植被恢复模式在不同水吸力条件下底层(60—80cm)土壤含水量与表层(0—10cm)的相比,柑橘林的变化幅度为30.11%~9.72%,封育林为31.81%~24.46%,木荷×马尾松林混交林为24.46%~5.49%,阔叶林为8.21%~0.24%;在不同土层或不同水吸力条件下,阔叶林土壤含水量下降的幅度均最小;(3)不同模式凋落物碳归还总量大小依次为:木荷×马尾松林混交林(1 915.79kg/hm2)阔叶林(1 414.84kg/hm2)封育林(1 212.32kg/hm2)柑橘林(633.88kg/hm2),阔叶林阔叶碳归还量和饱和含水量均大于木荷×马尾松林混交林,阔叶碳归还量和饱和含水量表现出更大的一致性。[结论]阔叶林土壤保水持水性能最佳,且阔叶碳归还对土壤饱和含水量的影响大于其他组分。     

红壤侵蚀区植被恢复过程中土壤有机碳组分变化

为了解土壤有机碳组分在植被恢复过程中的变化规律,选取了红壤区本底条件基本一致的不同恢复年限马尾松林为研究对象,以未治理的侵蚀裸地(CK1)和恢复后的次生林(CK2)为对照,采用物理化学分组法,将土壤有机碳分为由溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POM)组成的活性碳库、物理保护态的团聚体与粉粒和黏粒组合成的缓效性碳库以及化学结构稳定的惰性碳库。结果表明:在植被恢复过程中(0~30年)活性碳库储量及其分配比例在植被恢复7~10年显著提高(P0.05),并在植被恢复27~30年保持较稳定水平,缓效性碳库储量及其分配比例在27~30年呈显著变化(P0.05),而活性碳库分配比例有所降低,且POM、DOC与缓效性碳库均达显著相关(P0.01),说明活性碳库在恢复7~10年后逐渐向缓效性碳库转化;惰性碳库储量随恢复年限不断增加,但其分配比例保持较稳定水平。相关性分析显示,恢复年限、不同组分与不同碳库均达显著相关(P0.01),且缓效性碳库随植被恢复最敏感,说明在马尾松恢复过程中土壤有机碳以活性碳库积累逐渐转化为缓效性碳库积累为主,进而影响惰性碳库的积累,有利于土壤有机碳的长期保持。     

不同施肥和调理剂对侵蚀红壤肥力和抗侵蚀性的修复效应

为弄清不同施肥结构对侵蚀红壤的修复效应,研究施化肥(NPK)、施化肥+有机肥(NPKM)、施化肥+土壤调理剂2(NPKR2)与不施肥处理(CK)对不同母质发育的侵蚀红壤肥力和抗侵蚀性的修复效应。结果表明:施肥可以在一定程度上提高土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量和生物产量,但产量并不稳定;其中,有机无机肥配施处理(NPKM)较其他施肥处理可以明显提高土壤碱解氮和有机质含量,显著降低土壤的可侵蚀性K值,提高土壤的抗侵蚀能力,因而明显提高作物产量;化肥加调理剂处理(NPKR2)较其他施肥处理可以明显提高土壤有效磷和速效钾含量,还可以明显提高土壤粉粒和砂粒百分比含量,显著降低黏粒百分比含量,土壤的可侵蚀性K值最大;在花岗岩红壤和板岩红壤中黏粒百分比含量为培肥前最高,在均质红壤和网纹红壤中黏粒百分比含量为NPKM处理最高。     

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。     

不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响

[目的] 研究不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响,为该区水土保持和红壤退化地的精准恢复提供理论依据。 [方法] 采用野外调查、室内分析和环刀法,以严重退化花岗岩红壤和自然林为对照,对不同植被恢复模式下退化花岗岩红壤的土壤渗透性和持水量进行研究。 [结果] 不同植被恢复模式和对照样地的土壤渗透性均随土层深度的增加而降低,土壤入渗特征值均表现为：初始入渗率＞平均渗透率＞稳定入渗率;不同植被恢复模式与对照样地比校,土壤渗透性指标和前30 min土壤渗透总量数值顺序为：自然林＞乔灌草＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地;0—40 cm土壤持水量的顺序为：自然林＞乔灌草模式＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地。0—5 cm土壤渗透性指标和土壤理化指标的冗余分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、粉粒含量是改善土壤渗透性的因子,而土壤硬度、土壤容重、黏粒和砂砾含量是制约土壤渗透性的因子。 [结论] 5种植被恢复模式中乔灌草植被恢复模式是改善土壤渗透性和持水量的最佳模式。     

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。