晋西黄土区不同退耕年限油松林草本多样性与土壤养分的关系

本文以晋西黄土丘陵沟壑区不同退耕年限(11 a、17 a、22 a、26 a)的油松林为对象,测定不同土层深度(0～60 cm)的土壤养分因子,采用冗余分析(RDA)、回归分析研究了林下草本植物多样性和土壤养分的变化及相互关系。结果表明:①不同退耕年限油松人工林下共出现8种植物,隶属于6科,8属;随着退耕年限的增加,草本层的物种多样性指数(Margalef、Patrick指数)、丰富度指数(Simpson、Shannon指数)、均匀度指数(Pielou指数)均有所减小,林下草本以万年蒿(Artemisia gmelinii)出现频率最大,其重要值为27;②0～60 cm土层的平均土壤有机质和全氮随退耕年限的增加有增加的趋势,具有表聚效应,土壤氨氮、pH、全磷随退耕年限的增加而减小,速效钾随着退耕年限的增加呈先减小后增加的趋势,速效磷变化与速效钾相反;有机质、全氮、pH、速效钾随着土层深度增加而减小;③冗余分析表明,林下草本多样性除了受土壤养分影响外,还受其他环境因素影响,土壤养分因子仅能解释41. 42%的草本多样性变化;油松人工林下草本层的丰富度指数、多样性指数以及均匀度指数与有机质、全氮均呈负相关,与pH、氨氮、全磷均为正相关;④回归分析表明,Patrick指数与有机质、pH、氨氮呈显著乘幂关系(R~2为0. 743、0. 708,P 0. 01),Margalef指数与有机质、全氮呈线性关系(R~2为0. 651、0. 719); Shannon指数与pH、氨氮均为线性关系(R~2为0. 539、0. 790); Simpson指数与有机质为线性关系(R~2为0. 672); Pilou指数与有机质、pH、全氮均表现为指数关系(R~2为0. 631、0. 515、0. 550)。因此可以看出土壤养分在一定程度上对草本多样性指数有一定的影响。     

不同秸秆还田方式对土壤质量改良效应的综合评价

2011—2016年采取田间定位试验方法,对比研究了秸秆不还田对照(CK),长秸秆(50 mm)覆盖还田(LM),长秸秆(50 mm)翻压还田(LP),粉末秸秆(1 mm)翻压还田(SP),长秸秆(50 mm)氨化翻压还田(ALP)和粉末秸秆(1 mm)氨化翻压还田(ASP)6种不同秸秆还田方式对土壤质量和冬小麦产量的影响。选择土壤体积质量(X_1)、饱和导水率(X_2)、饱和含水量(X_3)、0.25 mm水稳性团聚体含量(X_4)、水稳性团聚体平均重量直径(X_5)、水稳性团聚体几何平均直径(X_6)、水稳性团聚体分形维数(X_7)、总有机碳(X_8)、全氮(X_9)、可溶性有机碳(X_(10))、可溶性有机氮(X_(11))、微生物量碳(X_(12))、微生物量氮(X_(13))、土壤呼吸速率(X_(14))、蔗糖酶(X_(15))、脲酶(X_(16))、过氧化氢酶(X_(17))、碱性磷酸酶(X_(18))等18个反映土壤质量的物理、化学及生物学指标作为评价指标,采用因子分析方法对不同秸秆还田方式下的土壤质量进行综合评价,并对其进行聚类分析,最后利用冬小麦产量结果进行验证。结果表明:应用因子分析法可将18个土壤指标归纳为2个主因子对土壤质量进行表征,可解释的累计方差为88.583%,各处理土壤质量排列顺序为ASPALPSPLPLMCK,即氨化秸秆还田在土壤质量改良方面优于其它处理。聚类分析结果表明,系统聚类图将6个秸秆还田处理分为4类,分析结果与因子综合得分评价结果较为一致。从不同秸秆还田处理冬小麦产量变化来看,秸秆还田较不还田对照能显著提高冬小麦产量,氨化秸秆还田增产效果优于传统秸秆还田,其中ASP处理5个冬小麦生长季平均产量(7 668 kg·hm~(-2))最高,这也与土壤质量综合得分的变化趋势比较吻合。在本研究试验条件下,粉末秸秆氨化翻压还田(ASP)改良土壤质量效果最好,为最佳秸秆还田方式。     

不同利用方式下贝加尔针茅草甸草原群落多样性变化

以内蒙古贝加尔针茅草甸草原围封、刈割和放牧样地为研究对象,分析2016~2018年内植物群落物种组成和多样性变化规律,为草原合理利用提供指导。结果表明:(1)贝加尔针茅草原共调查到76种物种,不同利用方式下植物组成不同。(2)相比较围栏和刈割利用,2018年放牧样地Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shanon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均显著降低(P<0.05)。(3)围封利用下Simpson优势度指数表现为降-升年度变化(P<0.05);放牧样地Margalef丰富度指数表现为降低年度变化(P<0.05)。综合分析表明,相比较围封和刈割利用,放牧对贝加尔针茅草甸草原健康发展构成威胁,围封和刈割利用下群落物种多样性较高。     

基于冗余分析的降香黄檀人工林叶部病害与土壤因子的关系研究

为了探讨降香黄檀人工林土壤因子与叶部病害发生的关系,对海南省13块降香黄檀人工纯林样地进行了病害调查和土壤因子的测定,运用冗余分析找到影响病害发生的主导因子,结果表明:土壤的pH、速效氮、全磷、速效钾是影响病害发生最主要的4个指标。对病害发生影响的土壤因子按其重要性依次为:pH速效氮全磷速效钾。在冗余分析的基础上,通过聚类分析将样地划分为轻度、中度、重度感病区3种不同类型,并通过单因素方差分析研究了4个主导因子在不同类型样地中的差异。结果表明,不同发病程度的样地与土壤因子相关性差异明显,总体表现为:发病严重的Ⅲ类样地土壤中的速效氮和全磷含量最高,平均值分别为82.08mg/kg、0.68g/kg,轻度感病的Ⅰ类样地土壤中的pH和速效钾含量最高,平均值分别为6.56、143.60mg/kg。     

干旱区山麓带植物群落特征指数与土壤因子关系初探

2007年10月,以干旱区山麓带新疆伊犁伊宁县金山地区28个样方调查资料为基础,选用Shan-non-Wiener和Si mpson综合多样性指数、Margalef丰富度指数、Herlbert多样性指数(种间相遇几率PIE)以及Pielou均匀度指数和土壤电导率、土壤含水率、土壤pH、土壤全盐量以及各种盐分、土壤有机质、养分共19个土壤因子进行回归分析。结果表明:土壤平均含水率与Pielou均匀度指数二项式回归达显著相关(P=0.037),土壤平均pH与Shannon指数和Herlbert多样性指数的二项式回归均达显著水平(P=0.049,P=0.044),Herlbert多样性指数和Shannon指数与0-20cm土壤的全盐量直线回归有极显著相关性(P=0.003,P=0.005),与20-40cm土壤的全盐量直线回归有显著相关性(P=0.01,P=0.04),与土壤电导率的直线回归有极显著相关性(P=0.001,P=0.001),与0-20cm和20-40cm土壤HCO3-有显著相关性(P=0.03,P=0.015;P=0.047,P=0.05),与0-20cm Ca2+表现为极显著相关(P=0.001,P=0.001)与20-40cm Ca2+土壤显著相关(P=0.021,P=0.078),Shannon多样性指数与0-20cm土壤有机质含量有较显著相关性(P=0.048)。     

沙地樟子松人工林土壤酶活性研究

为揭示毛乌素、科尔沁沙地樟子松人工林的土壤酶活性特征,测定两地各林龄(26a、33a、43a)樟子松人工林地的土壤酶活性、土壤理化指标,分析其相互关系及影响因子.结果表明:1)两地沙地樟子松林各林龄的土壤物理指标几乎无显著性差异(P＞0.05),而有机质、全磷、硝氮含量均表现为33a ＞ 26a ＞ 43a,速效磷、速...     

黄土丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系进行了研究.结果表明,在沙棘人工林恢复的初、中期阶段,α-多样性指数和土壤肥力(有机质含量和氮含量)的增加正相关较明显,在恢复的中期β-多样性指数变化较强烈,且土壤有机质含量变化较大,表现出在沙棘人工林恢复的同时,土壤有机质含量也会有所增加,二者基本上是同步的.对土壤肥力与沙棘人工林植物组成性状的关系进行多元回归分析后发现,土壤全氮与木本植物种数、植物种数和物种多样性等因素有关;全磷与物种多样性等因素有关;土壤全钾和pH值的变化比较复杂,与植物组成性状的关系不明显.     

梭梭群落物种多样性与土壤理化性质的相关性研究

选择4个物种多样性测度指标,在对克拉玛依市区外围4处样地梭梭群落多样性调查的基础上,分析土壤理化性质。结果表明:1 Shannon-Wiener多样性指数、Gleason丰富度指数、Pielou均匀度指数从山麓前缘到沙漠区先增大后减小,Simpson优势度先减小后增大;2不同区域不同土壤深度总盐、K+、Cl-、SO2-4、Ca2+含量存在差异,酸碱度变化范围在7~9;总盐含量的变化趋势为:黏土区冲积扇砾漠区洪积扇砾漠区沙漠区;其他离子表现出与总盐相同的趋势;3根据土壤分层理化性质与多样性的逐步回归分析表明,土壤指标在不同深度分别与群落多样性测度指标具有一定的相关性,酸碱度、总盐、Cl-、SO2-4、Ca2+、K+对4个物种多样性指数影响较大,HCO-3影响较小。     

干旱区不同类型盐碱地土壤微生物碳源代谢活性研究

本研究通过运用Biolog技术,对新疆不同类型盐碱地土壤微生物群落特征进行研究,探讨不同盐碱土壤对微生物碳源代谢和微生物群落的影响。结果表明:不同类型盐碱土壤微生物碳源利用能力存在差异,表现为:碳酸盐型>硝酸盐型>氯化-硫酸盐型>硫酸盐型。主成分分析(PCA)表明,碳水化合物类和羧酸类是造成碳源利用分异的主要碳源。微生物Shannon指数(H)多样性由大到小为:碳酸盐群落>氯化-硫酸盐群落>硝酸盐群落>硫酸盐群落,在Simpson指数(D)和McIntosh指数(U)上硫酸盐型群落均显著(P﹤0.05)低于其他三类群落。相关分析表明有机质与多样性指数Shannon指数(H)、Simpson指数(D)有极显著相关性(P﹤0.01),与全磷有显著(P﹤0.05)相关。冗余分析(RDA)表明,pH、全盐、速效钾对微生物代谢有极显著(P﹤0.01)影响,全磷有显著(P﹤0.05)影响,而速效磷的影响十分显著(P﹤0.001)。总体来说,碳酸盐型土壤微生物群落有较强的碳源利用能力和较高功能多样性,而土壤速效磷、有机质能够促进盐碱地微生物碳源代谢活性和群落多样性。     

土壤pH与养分的空间异质性及土壤肥力分析——以内蒙古旺业甸林场为例

以内蒙古旺业甸实验林场为研究对象,探究不同林分起源土壤pH与养分空间异质性和肥力特征,并结合环境因子对其进行解释,旨在了解该区的森林土壤质量,优化人工林结构,为森林可持续经营提供科学依据。采用经典统计学、地统计学和改进内梅罗综合指数法相结合的方法,分析了81块天然林和72块人工林样地0～10cm土层土壤pH和养分的空间异质性和肥力水平。结果显示：1)天然林土壤pH均值为5.86,人工林均值为6.21,属弱变异;天然林土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均值高于人工林,均属于中等程度变异。2)天然林土壤速效钾表现出中等程度空间相关性,其它土壤养分指标呈弱空间相关性;人工林土壤速效钾、全氮呈中等程度相关性,其它指标呈弱空间相关性。3)研究区土壤肥力水平高和中等的共占林场总面积的51.20%,没有肥力较差的区域,肥力高值区主要分布在天然林。4)海拔、坡向、坡位、郁闭度、枯落物厚度对土壤养分有显著影响。5)旺业甸实验林场土壤呈弱酸至中性,土壤有机质、全氮含量高,但有效磷含量较低。天然林和人工林土壤pH与养分整体表现为弱和中等空间相关性,肥力水平较好。     

克拉玛依植物群落物种多样性研究

根据30个样地102个样方的调查资料,采用Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Gleason丰富度指数[17]、Simpson优势度指数与Pielou均匀度指数[16]对克拉玛依植物群落进行研究。研究结果表明:克拉玛依植物群落结构简单、物种稀少,群落物种多样性水平较低,群落多样性指数的顺序为:胡杨群落﹥柽柳群落﹥梭梭群落﹥琵琶柴群落﹥芦苇群落﹥假木贼群落﹥猪毛菜群落﹥盐节木群落﹥碱蓬+麻黄群落﹥盐穗木群落。随着水分与土壤盐碱度的变化,群落物种多样性出现相应的变化趋势:乔木群落﹥灌木群落﹥草本群落。     

山西西南部黄土丘陵沟壑区主要森林生态系统健康评价

对山西吉县蔡家川流域植被恢复区主要林分进行了实地调查,根据乔木生物量、有机碳、病虫害、灌木丰富度、草本丰富度、土壤有机质等状况6个方面的数据,建立了蔡家川流域的森林健康评价指标和评价标准,并以此评定了14个林分样地的生态系统健康状况,从而对此地区的森林健康做一个整体判断,评价结果表明:研究区森林总体上处于健康与良好健康...     

入侵植物牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)对植物多样性的影响

采用样方法调查了呼和浩特市22个典型样地中植物的种类和数量,其中17个样地有牛膝菊的入侵,进一步分析其物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数,结果表明:22个样地中共有84种植物,隶属于28科65属,其中菊科(Compositae)植物最多(17种),占22.238%;禾本科(Gramineae)植物次之(14种),占16.667%,藜科(Chenopodiaceae)植物占7.143%;常见植物有24种。通过牛膝菊重要值与多样性指数之间关系的分析,发现牛膝菊入侵的样地与对照组CK相比,四种指数表现出基本一致的下降趋势,并且随着牛膝菊重要值的增大,Shannon-Wiener指数(H′)显著降低(P<0.05),Simpson指数(D_i)和Pielou指数(J)极显著降低(P<0.01),牛膝菊的入侵降低其分布区的植物多样性。     

哈巴湖国家级自然保护区固沙林地土壤颗粒分形特征

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对土壤质地的影响,以流动沙地(CK)、黑沙蒿林地(AF)、杨树林地(PF)及沙柳林地(SF)荒漠生态系统为研究对象,分析不同固沙林地土壤颗粒组成、土壤养分特征及其相关性。结果表明:固沙林地土壤颗粒组成主要以50～250μm的细沙粒为主,AF显著提高了0～10 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P0.01),分形维数表现为AFPFCKSF,各固沙林地间分形维数差异极显著(P0.01);相关性分析表明,黏粉粒含量越高,分形维数越大,土壤物理稳定性越好;分形维数与土壤有机质、全氮和全磷含量极显著正相关,与细砂粒体积百分比极显著负相关,土壤颗粒分形维数D值每增加1,土壤有机质、全氮和全磷含量分别增加2.80、0.13 g·kg~(-1)和0.10 g·kg~(-1)。分形维数可以作为表征人工林固沙后沙丘土壤质地变化和沙丘土壤环境演变的敏感性综合指标。     

乌兰布和沙漠东北部沙区人工林土壤肥力质量评价

选择乌兰布和沙漠东北部沙区9块人工林为研究对象,通过敏感性和主成分分析,筛选了16项表征土壤物理、化学和生物学特性的指标,并运用模糊综合评判法,计算土壤肥力质量综合指数(I_IF）。结果表明: <0.01 mm 物理性黏粒含量、团聚度、有机质、全氮、细菌数和脲酶活性构成了该区土壤肥力质量评价指标体系;所选指标能全面反映原16项指标的信息,决定系数达0.940 5;样地土壤肥力总体表现为：灌木林>乔木林>流沙地,灌木林具有较好的改土作用,柠条土壤肥力指数最高。因此,该区应以种植乡土固氮灌木为主,乔灌草结合,不宜大面积种植乔木。     

杂交籼稻新组合抗旱性鉴定评价及预测研究

为探索有效鉴定、评价及快速预测杂交籼稻新组合抗旱性的指标和方法,选择10个杂交籼稻新组合和1个对照品种为材料,采用盆栽试验进行正常水分和干旱处理。综合分析干旱胁迫条件下水稻产量及相关农艺性状的变化差异,借助产量抗旱系数、模糊数学隶属函数、抗旱性综合评价D值对杂交籼稻新组合抗旱性进行鉴定和评价,并通过主成分分析(PCAM)、相关分析(CAM)和逐步回归分析(SRM)进行抗旱指标筛选。结果表明:不同杂交籼稻新组合间抗旱能力存在显著差异,通过抗旱性综合评价D值聚类分析得出C8—沪旱7A/成旱恢30241属于强抗旱型,C_1—沪旱7A/Z4R(Si)、C_2—沪旱7A/成恢177、C_7—沪旱7A/成旱恢30248、C_9—沪旱7A/成旱恢31708和C_(10)—沪旱7A/成旱恢30218属于抗旱型,C_3—沪旱7A/成恢178、C_4—沪旱7A/成旱恢31701和C_5—沪旱7A/成旱恢31704属于中间类型,冈优725(对照品种)和C_6—沪旱7A/成旱恢31621属于不抗旱型;有效穗数、单穗实粒重和结实率的相对值可作为鉴定与评价杂交籼稻抗旱性的重要综合指标;利用逐步回归构建水稻材料抗旱性预测模型D=(245.231+1.645X_2+2.712X_4+6.494X_6+19.401X_7-2.791X_(10))×10~(-3)能准确、快速预测杂交籼稻新组合抗旱能力(其中:D为供试材料的抗旱综合评价D值,X_2、X_4、X_6、X_7和X_(10)分别为水稻干旱胁迫下有效穗数、单穗实粒数、单穗总粒重、单穗实粒重和千粒重的相对值)。     

莫索湾地区典型沙丘土壤因子与短命植物物种多样性的关系

以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾为研究区,选取植被盖度依次为10%、15%的固定半固定沙丘以及植被盖度为30%的固定沙丘作为典型样地,用典范排序(CCA)的方法对该地区样方、环境因子与物种多度之间进行对应分析,用典型相关分析的方法对各样地物种多样性与地形因子、土壤理化因子之间进行相关分析。结果表明:物种与环境因子之间存在显著的相关关系,前4轴可以解释物种总变异的84.4%,土壤砂粒是影响物种分布一个较为敏感的指示性因子,物种大量分布在土壤砂粒所在的排序轴上;受地形影响较大的物种有硬萼软紫草、黄花珀菊、砂蓝刺头、刺沙蓬;受土壤有机质、土壤水分、土壤p H影响显著的物种有齿稃草、角果藜、黄耆、尖喙牦牛儿苗。不同指标体系的典型相关分析结果表明:地形与物种多样性因子之间第一对典范相关系数为0.54,土壤理化因子与物种多样性的第一对典范系数分别为0.93、0.96,第二对典范系数分别为0.79、0.80,存在着显著的相关关系。地形因子中,坡向主要影响物种丰富度指数Simpson;土壤理化因子中,砂粒和土壤有机质主要影响优势度指数Shannon,土壤含水量和p H主要影响均匀度指数Pielou。该区域物种分布状态是由地形和土壤因子共同作用。     

高寒灌木固沙区土壤性状与植被生长特征的相关分析

以沙珠玉治沙实验林场内不同生长年限的固沙灌木沙丘-柠条(Caragana korshinskii Kom.)和丘间地-乌柳(Salix cheilophila Schneid.)为研究对象,通过标准木调查、采集土壤样品及室内实验,分析了人工恢复3、12、21、30、42 a和51 a的植被生长特征、植被区土壤理化性质及两者指标间的相关性。结果表明:(1)柠条和乌柳生长51 a后,植物的高度、冠幅、基径和新梢生物量均发生显著变化(P0.05),与3 a生植被相比,高度、冠幅、基径分别增加了11.1、41.4、18.1倍和4.3、8.8、18.5倍;30 a生柠条和21 a生乌柳的新梢生物量达到最大,平均值分别为100.79 g和81.33 g。(2)与对照样地相比,柠条和乌柳植被区土壤深度10、30、50 cm和70 cm处平均含水率分别降低了17.6%、47.9%、60.9%、39.7%和8.2%、44.5%、47.8%、39.8%;51 a生柠条和乌柳植被区表层土壤黏粒含量分别增加了251.2%和140.2%(P0.05),土壤毛管持水量分别增加了119.9%和35.0%(P0.05),土壤容重分别减小21.9%和20.3%(P0.05);3、12、21、30、42、51 a生柠条和乌柳植被区表层土壤有机质含量分别是对照样地的0.94、1.02、1.51、2.48、3.93、5.35倍和1.05、1.76、2.90、3.74、4.31、4.53倍。(3)相关分析表明,土壤黏粒含量-毛管持水量、黏粒含量-土壤有机质、黏粒含量-冠幅间的相关系数分别为0.788、0.769、0.843和0.816、0.747、0.852(P0.01),土壤含水率-冠幅间的相关系数分别为-0.892和-0.796(P0.01)。(4)固沙灌木的生长指标及植被区土壤性质在恢复21~30 a时达到相对最优,建议适时采取合理的抚育管理措施,以实现高寒沙区林场可持续经营发展。     

荒漠草原土壤健康评价

文中以西鄂尔多斯自然保护区东部的荒漠草原棕钙土为研究对象,通过野外调查与室内分析,从与土壤健康有关的物理、化学、生物学指标中筛选出具有代表性和敏感性的评价指标,建立了土壤健康评价体系,并采用模糊综合评价法对不同退化程度荒漠草原土壤的健康状况进行了分析,主要研究结果如下:1)根据植被数据的分析结果把研究区划分为未退化、轻度、中度、重度四个退化等级;2)通过主成分分析法筛选出对放牧较敏感的8个荒漠草原土壤健康评价的指标;3)用模糊数学方法对荒漠草原土壤健康状况进行综合评价,未退化区土壤差异性健康综合系数为1,轻度退化区为0.9079,中度退化区为0.6789,重度退化区为0.5949。健康土壤评价系数为(l-0.90),亚健康土壤评价系数为(0.89-0.65)和不健康土壤评价系数为(0.64-0)。未退化区、轻度退化区土壤为健康土壤,中度退化区土壤为亚健康土壤,而重度退化区土壤为不健康土壤。     

不同施肥模式下西藏农田土壤质量的变化

依据中国科学院拉萨高原生态试验站农田长期施肥试验的监测数据,分析了不同施肥模式(空白、羊粪、羊粪+化肥(羊+化)、化肥)8年后(2008~2015)对高原农田土壤质量部分指标(机械组成、土壤容重、有机质、p H和微生物量碳)的影响。结果显示,与单纯施用化肥的样地相比,施加了有机肥的羊粪和羊+化样地的农田土壤质量表现出了显著的变化:(1)增加了0~20 cm土层中的砂粒含量,降低了粉砂粒和粘粒含量;(2)0~10cm表层土壤容重分别降低10.1%和10.0%;(3)表层土壤中的有机质含量分别增加了72.8%和65.6%,同时土壤的p H保持在一个稳定的状态;(4)显著增加了农田土壤中的微生物量,在青稞的生长期以及收获后,农田土壤微生物量碳均表现为羊粪羊粪+化肥空白化肥。因此表明有机肥可以显著改善高原农田的土壤质量,在西藏地区应加大畜禽粪便等的归田。