林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时,开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间依赖性,减小了速效养分的空间依赖性。     

陕西农田土壤动物群落与长期施肥环境的灰色关联度分析

2001年7月至2002年10月,对陕西黄土区6种长期定位施肥农田土壤动物群落进行调查,采集72个定点土壤样品,通过手捡法和Cobb过筛法,共获得农田土壤动物标本5495只,隶属6门11纲22目;分析测定了土壤环境中的3类土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)和土壤因子的5项指标(耕层全N、有机质含量、有效P、pH、土壤含水率)。以长期定位施肥农田土壤动物5种优势类群、弱势类群以及农田土壤动物个体数为研究对象,应用灰色理论对长期定位施肥农田土壤动物群落与土壤环境之间的灰色关联系数和灰色关联度进行了分析。结果表明,本研究选取的环境因子与农田土壤动物因子的关联表现出一定的规律性,土壤pH和含水量对土壤动物个体总数的影响最大。对农田土壤动物的影响的大小顺序为:全N有机质含水量pH细菌真菌放线菌有效P。优势分析显示,土壤有机质对土壤动物的影响最大,土壤全N的影响次之,其灰色综合关联系数分别为0.6555和0.6444;细菌的影响最小,其灰色综合关联系数为0.5429。土壤因子对农田土壤动物的影响大于土壤微生物。     

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。     

莫莫格湿地土壤氮磷空间分布规律研究

以莫莫格湿地为研究对象 ,研究了氮磷在湿地土壤中的空间分布。结果表明 ,表层土壤全氮、全磷含量显著高于下层土壤 ,土壤全氮的水平变异性较全磷强 ;全氮和全磷的垂直分布总体变化趋势均为由上到下依次减少 ,且都以 5 0 cm处为其变化转折点 ,但全氮的变化较全磷快 ;全磷、全氮含量与土壤有机质、N/ P比极显著相关 ,但p H值对其影响十分微弱。     

曲靖市坡耕地土壤养分的空间变异性及其与利用方式的关系

以云南省曲靖市麒麟区越州镇面积为1 km2的典型性坡耕地为研究区,应用常规统计学方法和地统计学方法,对土壤的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、pH和有机质的空间变异规律进行分析,探讨了土地利用方式与土壤养分变异的关系。结果表明:研究区土壤养分空间变异程度以pH值最小,速效磷最大。速效养分、有机质和pH受人为活动影响明显,它们的空间自相关性中等或较弱。有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等主要养分呈现出西北-东南方向逐渐增高的空间格局,与海拔和地形走势有明显相关性。不同坡位(坡位高低)间的土壤养分差异显著,有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等养分指标呈现随坡位下降而升高的趋势。土地利用方式对土壤养分含量空间变异性也有明显的影响,施肥强度大的水田土壤养分含量最高,其次为施肥中等的旱地,土壤养分最低的是施肥量小或不施肥的果林和桉树林。     

喀斯特地区烟田土壤养分的空间变异特征

以我国典型的喀斯特地区—贵州省毕节地区为研究区域,利用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法对烟田土壤养分的空间变异特征进行研究,皆在为喀斯特地区烟草种植的平衡施肥及生态环境保护提供依据。描述性统计结果表明,研究区烟田土壤各养分指标均属中等程度变异。半方差函数分析表明,研究区烟田土壤全氮、全钾、速效磷变异函数的最适模型是球状模型,全磷和速效钾的最适模型是线性模型,碱解氮、pH和有机质的最适模型为指数模型;速效磷表现为强烈的空间自相关性,主要受结构性因素影响,而全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾、pH和有机质表现为中等空间相关性,受结构性因素和随机性因素共同影响。普通克里格插值的土壤养分空间分布图表明,研究区域内烟田土壤全氮、全钾、速效磷和速效钾含量分布呈现空间连续分布的特点,而全磷、碱解氮和pH、有机质含量没有明显的分布规律,这主要与喀斯特地区复杂的立地因子和人为影响有关。     

甘肃省夏河地区影响冬虫夏草种群分布的土壤理化因子调查

[目的]对甘肃省夏河地区冬虫夏草分布的土壤理化因子进行分析,为保护冬虫夏草生境,实现其野生资源可持续利用及半人工培养提供科学依据。[方法]采用样方法研究土壤理化因子对冬虫夏草分布的影响。[结果]在不同深度层次的土壤中,pH值、全氮、全磷、速效磷和速效钾的差异不显著,土壤含水量、有机质、土壤水解氮、和全钾的差异极显著;5—10cm土壤中,土壤含水量、pH值、全磷极显著影响冬虫夏草分布,虫草数量最多,虫体形态表征也最好;第1主成分中全磷是影响冬虫夏草种群分布的土壤理化性质的重要因子,在第2主成分中,pH值是影响冬虫夏草种群分布的土壤理化性质的重要因子,第3主成分中,土壤含水量是影响冬虫夏草种群分布的土壤理化性质的重要因子。[结论]冬虫夏草对土壤层、土壤含水量、土壤酸碱性和全磷等土壤因子条件有着严格的要求,影响冬虫夏草分布的土壤理化因子次序为:APpH值WC(土壤含水量)TKTNOM(有机质)HN(水解氮)TPAK。     

基于随机森林方法研究鄱阳湖典型洲滩植被群落分布与表层土壤因子耦合关系

准确识别湿地植被与土壤的相互作用是湿地恢复和保护的重要前提。水文情势是影响鄱阳湖地区植被分布的关键因子,而植被分布格局则会对湿地土壤养分累积与赋存形态产生影响。本文利用优化的随机森林(Random Forests)算法,基于多环境变量预测了鄱阳湖典型低滩植物(虉草,Phalaris arundinacea Linn)和高滩植物(南荻,Triarrhena lutarioriparia L. Liu)的分布,进而分析这两种植被表层土壤养分累积差异。结果表明:随机森林模型对虉草和南荻预测的精度分别达到了89.6%和89.3%。模型给出了土壤因子的重要性排序。按土壤因子与虉草分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、氨氮、有机质、含水率、全氮、有效磷、全磷、pH和硝态氮;按土壤因子与南荻分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、pH、有机质、全氮、全磷、硝态氮、氨氮、含水率和有效磷。从植被分布与土壤因子的偏依赖图中可得出,南荻分布区较虉草分布区土壤酸性更强;虉草分布与土壤全氮、氨氮含量呈负相关关系,南荻分布则与土壤全氮含量呈正相关关系,而与氨氮关系不显著;虉草分布与土壤全磷含量正相关,而南荻则与全磷负相关;虉草和南荻与土壤有效磷相互作用关系较弱;此外虉草分布区钾含量低,二者负相关,而南荻分布区钾含量高,二者正相关。随机森林方法适用于模拟复杂的非线性关系,给出了单个土壤因子与植被之间的偏依赖关系,易于给出生态学意义上的解释,在研究湿地植被与环境因素的相互作用关系中有极大的推广价值。     

公路路域植被不同演替阶段土壤动物群落特征

通过对半干旱典型草原地带公路路域植被自然恢复过程中,即不同演替阶段的土壤动物群落研究表明,当原有的土壤—植被受到彻底破坏后,大型土壤动物也随之消失;中小型土壤动物对土壤—植被系统的依存程度要较大型土壤动物小得多,即便土壤—植被系统受到彻底破坏,中小型土壤动物也能存活。植被恢复阶段,土壤动物的类群和密度明显增加,植被发育顶级阶段两个生境的土壤动物类群和密度存在差异。植被恢复阶段和植被发育顶级阶段土壤动物的多样性差异较小。鞘翅目土壤动物与全部土壤动物的多样性指数变化趋势基本一致,鞘翅目土壤动物对研究区植被不同演替阶段具有明显的指示作用。土壤动物群落多样性指数与土壤pH、全磷、全钾和土壤自然含水量的平均灰色关联系数较大,说明在植被恢复过程中土壤动物群落多样性变化与这几个主要因子关系密切。     

长白山地丘陵区不同土地利用方式土壤动物群落生态分布特征

在长白山地丘陵区选择次生落叶阔叶林、灌木林、采伐迹地以及耕地四种土地利用方式,对其土壤动物群落的组成、多样性和分布特征进行研究。结果表明:不同土地利用方式土壤动物群落的水平分布呈现明显的差异。采伐迹地中型土壤动物个体密度和耕地中型土壤动物类群数季节变化明显。次生落叶阔叶林和灌木林土壤动物分布随土层加深急剧减少,采伐迹地和耕地垂直分布递减和缓。同一季节土壤动物的丰富度指数和多样性指数在不同土地利用方式差异显著。土壤动物的多样性表现为灌木林最高,耕地最低。不同土地利用方式影响土壤动物群落的生态分布,其中pH、土壤有机质、有效磷和速效氮是影响长白山地丘陵区不同土地利用方式土壤动物群落分布的主导因子。     

左家自然保护区坡地土壤动物物种-多度分布格局研究

要根据对吉林省左家自然保护区坡地不同坡位土壤动物的调查，以物种多度为指标，运用对数级数分布模型、对数正态分布模型和分割线段模型综合研究了各坡位大型土壤动物群落和中小型土壤动物群落的物种-多度分布格局。结果表明，对数级数分布模型和对数正态分布模型能较好地拟合土壤动物群落物种-多度分布，形成富集种少，稀有种多的格局。但该区土壤动物物种-多度分布不符合分割线段模型。整体上来说，物种与多度呈正相关关系，对数级数分布模型是最优物种-多度模式。     

三江平原环型湿地土壤养分的空间分布规律

以三江平原环型湿地作为研究对象，对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明，环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律，有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少，全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象，自上而下，有机质的含量逐渐降低；全氮含量除漂筏苔草群落外，其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布；大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布；全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明，环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律，全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律，而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响，它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论，探明湿地的生态过程和功能，而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。     

Do boundaries of soil animal and plant communities coincide? A case study of a Mediterranean forest in Russia

We studied the relationship between plant and soil animal communities by geostatistical analysis in a piedmont forest close to Novorossiysk (Southern Russia). Vegetation on the slope of a hill was an oak-ash-hornbeam forest, while the vegetation on the foot of the hill was a maple-ash-hornbeam forest. Two plots were studied each including both slope and foot habitats. On every plot samples collected formed a grid of 10 × 5 units with a 5 m distance between them. Soil macroinvertebrates were hand-sorted from the samples, and several soil parameters (soil, pebble, and litter mass, soil moisture) were measured.The analysis did not reveal coincidence between the boundaries of plant and soil animal communities on the bend of the hill. Soil animal communities of the plots were dominated by woodlice, diplopods, and insect larvae, reaching an abundance of 680–990 individuals m⁻² throughout the plots. Number of taxonomic groups per sample and overall animal abundance in the bend were the highest in both plots, whilst these parameters on the slope were the lowest. Variograms and maps of spatial distribution indicated that the boundary between soil animal communities was situated further up on the slope than the vegetation boundary. The size of the animal community was smaller than the size of plots sampled, what probably explained the lack of coincidence between the boundaries. There was a significant correlation between distribution of litter mass and parameters of soil animal communities, which was modulated by depth of soil layer and soil moisture. Soil parameters were more important for explaining boundaries between soil animal communities than plant communities in the forest considered.     

长江三峡库区土壤动物群落结构初步研究

于长江三峡大坝工程开工前的1998年,对三峡库区几个地点（秭归、万县、神农架）不同海拔和生境下的土壤动物群落进行了调查研究.研究表明,整个地区不同生境中土壤动物的优势类群为线虫;常见类群有螨、弹尾目、线蚓、熊虫和猛水蚤目等;同一地点不同植被下,土壤动物类群之间存在着一定的相似性和差异.相关性检验表明：土壤节肢动物类群数与个体数之间的相关性受海拔、植被影响不大.研究还发现,生境条件（海拔、植被类型等）越优越,土壤动物的多样性指数越高.不同群落相似性比较显示,海拔相同、植被相近的群落相似性指数高.对线虫、螨类和弹尾目的数量差异分析表明,秭归地区三个类群受植被、海拔影响不大;万县地区海拔对蜱螨、弹尾目影响较大;神农架地区线虫分布受植被影响较大,螨类和弹尾目在不同植被和土层广布,而该地区枯枝落叶层中螨类数量随植被、海拔变化显著.     

模拟氮沉降对草甸草原中小型土壤节肢动物群落的影响

为了解析氮沉降对草甸草原中小型土壤节肢动物群落结构的影响,于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔草甸草原设计了模拟氮沉降试验,研究了在8个氮沉降梯度N0(对照)、N15、N30、N50、N100、N150、N200和N300下土壤动物群落结构和多样性的变化以及与环境因子之间的关系。土壤动物于2019年牧草返青期(5月)、生长期(8月)和枯黄期(9月末)分别采集。结果表明,中小型土壤节肢动物具有明显的表聚特征,但随着施氮量的增加土壤动物群落有向深层土壤迁移的趋势。试验区植被生长期良好的水热条件更适合中小型土壤节肢动物群落发展。N200和N300处理下的土壤动物个体数、类群数及多样性指数均显著高于对照与氮沉降较低处理(P0.05)。依据土壤动物优势类群和常见类群分布情况,采用主成分分析(PCA)将氮梯度划分为3组,N0～N150处理一组,N200和N300各为一组,研究表明N200分布类群最多。冗余分析(RDA)表明,速效钾、全氮、NO–3–N、p H、有机质和含水量是影响土壤动物群落分布的主要环境因子。总体而言,氮沉降对土壤动物群落发展有促进作用,但是存在阈值,本研究中氮沉降对土壤动物群落水平影响的阈值为N 200 kg/(hm2·a)。     

海南次生植被与其土壤性质的关系探讨

在野外调查和室内分析的基础上,对海南岛热带次生植被及其土壤性质变化关系开展了研究。结果表明,热带森林在不同程度的人为干扰下,形成了多样化的次生植被类型,在调查区域内植物群落类型多达36种。其中,次生密林有10种类型;次生疏林有4种;灌丛有11种,草地11种。结果还表明,不同植被类型的土壤肥力状况从大到小依次为次生林>灌丛>草地。植被性状、植被与土壤复杂关系主要体现在:(1)次生植被类型的物种组成特性间相关性较大;土壤各营养元素含量之间的相关性变化较大;(2)植物组成特征与土壤各营养元素含量之间的相关性系数普遍偏小。     

黄土丘陵区典型群落特征及其与环境因子的关系

研究了安塞县黄土丘陵区4种典型群落分布、物种多样性、生物量变化与环境因子的关系。结果表明,所选群落的盖度和地上、地下生物量随退耕年限增加而明显增加,土壤水分、粘粒含量也有增加趋势;典范对应、多元回归和通径分析表明,群落的分布及变化受环境因子综合影响,土壤有机质、恢复年限、粘粒含量、坡向、海拔、硝态氮含量等是影响退耕地典型群落特征及分布的主要因子;土壤全磷含量对生态优势度,有机质、全氮含量分别对地上、地下生物量有最大正效应。本研究为黄土丘陵半干旱区退耕地植被恢复重建提供了理论依据。     

龙须草复合种植技术对紫色土小生境的影响

紫色土的植被恢复是中国植被恢复难题之一.为了研究龙须草植被改善紫色土生境的效果,将引种龙须草后植物群落物种多样性与土壤环境因子的变化相结合,寻找最适宜紫色土地区生态恢复的龙须草植被恢复模式.设置3种龙须草植被恢复地模式（人工恢复地Ⅰ、Ⅱ和自然恢复地Ⅲ）,于2010年7月中旬在湖南松林村进行野外调查.通过群落分类双向指示种分析和群落排序冗余分析表明：1）土壤全氮量、土壤有机质质量分数、坡位和恢复模式是影响群落多样性的主要环境因子;2）3种植被恢复地模式中,人工恢复地Ⅱ的群落Gleason丰富度指数最大（坡上位2.171,坡下位5.863）,土壤全氮量和土壤有机质质量分数有明显提高.因此,利用龙须草进行植被恢复时应优先选取恢复效果最好的人工恢复地模式Ⅱ.     

黄土丘陵区不同植被群落土壤水分研究

在自然条件最为严酷的黄土高原半干旱丘陵沟壑区,土壤水分是植物生长的主要限制因子,而环境因子对土壤水分的影响是一个综合作用的过程,不同的地理区域其相关的影响差异较大,但就其某一具体地区而言存在着重点尺度和主控因子。对黄土丘陵区纸坊沟流域乔、灌、草植被群落的土壤水分进行了分析研究,结果表明:坡位、坡向、海拔是影响该区域土壤水分含量的主控因子;而植被群落也会影响到土壤水分含量的变化,但不能确定其为主控因子,并且可以说明林龄不是影响该区水分含量的因素。     

子午岭地区植被演替的土壤碳汇效应

为明确黄土高原地区植被长期恢复的土壤碳汇效应,采用时空互代的方法,研究子午岭地区150年以来8个植被演替序列的土壤有机碳含量及储量的变化特征,分析影响土壤有机碳储量变化的植被因素。结果表明:从农地演替到气候顶级辽东栎(Quercus wutaishanicaMary.)群落,土壤有机碳含量和储量明显增加,表现为演替前期(草本群落)快速增加,后期(乔木群落)趋向稳定的变化特征。剖面上来看,随着土层加深,土壤有机碳含量迅速减少。0—5 cm土层土壤有机碳含量与5—20,20—40 cm土层差异显著(P＜0.05),表明土壤有机碳积累存在明显的表聚效应。枯落物蓄积量与细根生物量均随演替时间呈现出增加的变化特征,前者更有利于提高土壤有机碳储量。0—5 cm土层与0—20 cm土层土壤有机碳储量与演替时间均存在极显著的幂函数关系,不同土层之间土壤有机碳储量线性相关关系显著(P＜0.001)。植被长期演替具有显著的土壤碳汇功能。未来黄土高原地区林、草地的恢复应根据植被带的分异规律,促进自然演替,以进一步提升该地区的土壤碳汇潜能。