不同恢复方式下盐渍化弃耕地土壤生物学活性的变化

以干旱区新疆玛纳斯河流域冲积扇缘定点定位试验地为研究对象, 研究灌溉处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地土壤微生物量、酶活性及土壤呼吸速率的影响。结果表明, 不同恢复方式均明显增加了土壤微生物数量和土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性。不同处理土壤微生物量碳、氮分别比原始弃耕地高17.80%、26.38%、5.33%和7.89%、12.75%、21.93%; 不同处理土壤微生物数量分别是原始弃耕地的4.72倍、6.04倍和4.56倍; 不同处理土壤蔗糖酶活性分别比原始弃耕地高3.4倍、3.2倍和7.7倍, 多酚氧化酶活性比原始弃耕地高1.7倍、1.2倍和1.5倍, 脲酶活性比原始弃耕地高11.1%、52.3%和37.1%; 灌溉处理土壤过氧化氢酶活性最高, 是原始弃耕地的1.53倍, 土壤呼吸速率变化表现为人工草地处理>灌溉处理>补植处理>原始弃耕地, 其中, 人工草地处理土壤呼吸速率比弃耕地高52.25%。相关分析表明, 微生物量碳与微生物C/N和微生物数量之间均呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤呼吸速率与土壤脲酶、微生物数量和微生物量碳的相关性达到显著水平(P<0.05), 与土壤微生物量氮呈负相关关系, 但相关性不显著; 土壤蔗糖酶与其他3种酶以及微生物量氮呈显著正相关关系, 土壤脲酶与微生物数量呈显著正相关关系, 多酚氧化酶与过氧化氢酶相关性达到显著水平(P<0.05)。本研究表明干旱区盐渍化弃耕地采用灌溉与人工草地处理有利于土壤养分积累, 可在一定程度上改善土壤质量。     

巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子特征研究

本文系统调查了巢湖低丘山区5种典型植被类型,即弃耕地、灌木林、人工马尾松林、草地以及次生马尾松林植被群落学特征、土壤养分状况,并分析了巢湖低丘山区典型植被群落与土壤环境因子的关系.研究结果表明:弃耕地显示了最高的植物物种数,其次为人工马尾松林和灌木林,草地物种数最低,平均仅为4种.总盖度以草地最高,达到95％,其次为次生马尾松林和灌木林,人工马尾松林总盖度最低.此外,弃耕地显示了最高的生物多样性与均匀度指数,其次为灌木林,而草地多样性指数和均匀度指数均最低.弃耕地土壤养分含量最高:次生马尾松林表层土壤有机碳、总氮、总磷与有效氮高于灌木林与草地,显示了较明显的土壤养分随植被演替过程的积累效应.相关分析表明生物多样性指数和均匀度指数与土壤养分状况呈良好的正相关关系,表明这一地区植被恢复处于演替发展阶段.     

子午岭林区不同植被恢复阶段土壤有机碳变化研究

研究了子午岭林区植被恢复过程中土壤有机碳含量、团聚体有机碳分布以及不同粒级团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率。研究结果表明,0—100 cm剖面上有机碳含量加权平均值随植被恢复年限逐渐升高,坡耕地0—100 cm土层土壤有机碳加权平均值为3.54 g/kg,弃耕地、草地、灌木和乔木阶段分别比坡耕地提高6.8%,36.6%,41.5%和73.6%;0—20 cm土层土壤有机碳含量随植被恢复的提高幅度明显高于20 cm以下土层;0—5和5—10 cm土层土壤各粒级团聚体有机碳含量随植被恢复年限逐渐增加,并有向大粒级（〉2 mm）团聚体中富集的趋势,10—20 cm土层土壤团聚体有机碳含量随植被恢复变化不明显;弃耕地、草地、灌木和乔木阶段0—20 cm土层〉5,5～2和2～1 mm粒级团聚体有机碳贡献率高于坡耕地,说明植被恢复0—20 cm土层土壤增加的有机碳更多地固定在〉1 mm粒级团聚体中。     

沙漠化对科尔沁沙质草地土壤呼吸速率及碳平衡的影响

在科尔沁沙地测定了不同类型沙漠化草地土壤呼吸速率的日进程和季节变化,以及植物碳储量和土壤有机碳储量,分析了沙漠化对沙质草地土壤呼吸速率及草地碳平衡的影响。结果表明:(1)沙漠化可导致草地土壤呼吸速率日变化幅度变小,日均土壤呼吸速率明显降低;与非沙漠化草地相比,在生长季轻度、中度、重度和严重沙漠化草地日均土壤呼吸速率依次下降6.4%、12.8%、33.0%和39.4%;(2)受沙漠化的影响草地碳储量明显下降,与非沙漠化草地相比,4种类型沙漠化草地碳储量依次下降50.3%、74.0%、86.4%和90.2%;其中,凋落物碳储量的下降幅度最大,土壤有机碳储量下降幅度次之,植物碳储量下降幅度最小;(3)沙漠化可使草地碳平衡受到严重破坏,草地一旦沙漠化,土壤呼吸消耗碳量将超过植物固定碳量,这时土壤有机碳库将作为后备碳源来弥补土壤呼吸过程中植物固碳量的不足。为了促进沙漠化草地碳库的恢复,应加强沙漠化草地的治理,促进草地植被的恢复重建。     

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度.结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184).且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)＞人工林地(9.94 g/kg)＞次生林地(9.11 g/kg)＞坡耕地(7.90 g/kg)＞弃耕地(6.77 g/kg)＞苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p＜0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p＜0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p＜0.05).经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p＜0.01).其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p＜0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)＞经济林地(89.51t/hm2)＞次生林地(83.13 t/hm2)＞坡耕地(72.70 t/hm2)＞弃耕地(58.05 t/hm2)＞苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大.     

宁南山区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

为了评价人工植被恢复模式对土壤质量的影响,该文以宁南山区7种人工植被恢复模式为研究对象,选取0～10和＞10～20 cm土层全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质、pH值和土壤含水量等指标作为土壤质量评价指标,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究植被恢复对土壤质量的影响,确定最优植被恢复模式。结果表明,不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5、10、15、20 a紫花苜蓿草地和恢复年限为30 a柠条林地均提高土壤质量,其中30 a柠条林地恢复效果最好。随着"退耕还林还草"的开展,在宁南山区,种植紫花苜蓿、建植柠条是较好的生态重建和植被恢复方式。研究结果为宁南山区植被和生态建设提供理论依据。     

岩溶区不同土地利用方式对土壤有机碳及其组分的影响

选择重庆市中梁山岩溶槽谷中5种土地利用方式(弃耕地、草地、菜地、橘园地和林地)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,采用方差分析法对比分析了土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化性碳、轻组有机碳、颗粒有机碳及矿物结合态有机碳的含量变化,并用相关分析法分析了土壤有机碳各组分之间的关系。结果表明:不同土地利用方式土壤总有机碳(TOC)含量随土层深度增加而降低,上下层土壤TOC含量在2.69~13.88g/kg之间,不同植被覆盖类型、耕作方式和施肥是影响土壤TOC分布的重要因素。不同土地利用方式下有机碳各组分(DOC、EOC、LFOC、POC和MOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,但不同土地利用方式之间的差异较大,主要与植被类型、施肥管理、耕作方式以及人为干扰有关。弃耕地含量均比较低,林地和草地受人为干扰较少含量较高,菜地土壤受施肥和翻耕影响,上下层土壤含量差异不大,橘园地上下层土壤5种有机碳组分含量差异均是最大的。弃耕地受之前耕作影响,弃耕时间短,有机质输入量少,POC/MOC值相对较低,菜地受施肥和翻耕影响上下层土壤POC/MOC值相对比较稳定,草地、橘园地和林地0—20cm土壤POC/MOC值均高于20—40cm,下层土壤有机碳比较稳定。0—20cm和20—40cm土壤有机碳及组分之间存在相关关系,0—20cm土壤TOC与LFOC和MOC之间呈显著正相关,LFOC与POC之间也呈现显著正相关;20—40cm土层,土壤TOC与EOC、LFOC和MOC之间呈显著正相关性,MOC与TOC以及EOC和LFOC均呈现正相关性,LFOC与POC之间关系由表土层的显著正相关转变为极显著正相关。下层土壤比上层土壤有机碳稳定性强,尤其是土壤TOC、LFOC和MOC能够敏感地反映土壤碳库的变化,可以作为土壤有机碳稳定性的敏感性指标。     

喀斯特石漠化区不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为探究喀斯特土壤有机碳分布特征及其对人为干扰的响应,挖掘了2 854个土壤剖面,采集了22 786个土壤样品,分析了贵州省不同土地利用方式下土壤有机碳分布规律;并结合贵州省石漠化防治规划,初步估算了石漠化防治工程的土壤碳增汇贡献。结果表明:贵州省土壤有机碳呈现含量高、密度小的特征。表层土壤(0-20cm)有机碳平均含量25.07g/kg,平均密度仅为4.27kg/m~2。不同用地类型土壤表层有机碳含量大小为灌木林地乔灌木林地灌草地乔木林地弃耕地与荒地草地水田园地旱地与坡耕地;表层碳密度大小为水田灌木林地乔木林地乔灌木林地弃耕地与荒地灌草地旱地与坡耕地草地园地。0-60cm土层土壤有机碳含量对人为干扰较为敏感,60-100cm土层土壤有机碳含量差异较小。实施退耕还林,人工种草及人工造林等石漠化防治工程会明显促进土壤有机碳的积累,到2050年,贵州省0-10,0-20,0-30,0-100cm土层土壤有机碳将增加1.99×10~(13),3.37×10~(13),4.45×10~(13),6.29×10~(13) g。可见,喀斯特地区土壤有机碳具有含量高、密度低的显著特征,石漠化治理能有效增加喀斯特地区土壤碳汇。     

植被恢复模式对川西北沙化草地土壤微生物量及酶活性研究

为研究不同植被恢复模式对高寒沙化草地治理过程中土壤微生物量及酶活性的影响,以川西北高寒沙化草地为研究区,以未恢复沙化草地为对照(CK),通过野外试验与室内分析相结合的方法对围栏禁牧布设沙障恢复模式(WLCD)、围栏禁牧布设沙障撒播草种(RGCD)和围栏禁牧布设沙障混播燕麦草种(YMCD)3种植被恢复模式下沙化草地的土壤微生物量以及土壤酶活性的变化规律和相互关系的研究。结果表明:(1)3种植被恢复模式下土壤微生物量碳氮、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶活性均显著高于CK(P0.05),其中YMCD变化最显著。与CK相比,YMCD土壤微生物量碳氮、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶活性均增加了217.52%,725.26%,130.88%,387.78%,300.33%,192.32%;(2)随着土层的加深,微生物量碳氮、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶与硝酸还原酶活性显著减小(P0.05),尤其是0—20cm土层;(3)微生物量碳氮与多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶间呈极显著正相关(P0.01);(4)多酚氧化酶与蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01),蔗糖酶与脲酶、硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01),脲酶与硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01);(5)研究表明土壤多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶可敏感地反映植被过程中土壤质量的变化,植被恢复措施可改善表层与深层土壤的生物学性质。     

不同恢复年限对土壤有机碳组分及团聚体稳定性的影响

通过干旱区典型内陆河玛纳斯河流域绿洲田间定位实验,研究了盐渍化弃耕地不同复垦年限对土壤活性有机碳组分及对团聚体稳定性的影响。结果表明,恢复初期降低了土壤微生物量碳(MBC)和易氧化有机碳(LOC)的含量,降低幅度小。随着恢复年限的增加,土壤有机碳含量增加,显著提高了土壤MBC和LOC的含量以及土壤水溶性有机碳(WSOC)和土壤热水溶性有机碳(HWSOC)的含量和分配比例,其中恢复1年、5年和10年的土壤HWSOC分别比弃耕地高61.04%、143.46%和132.43%。连续人工种植后SOC和大团聚体(﹥0.25㎜)含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中恢复10年0-5cm、5-10cm土层﹥0.25mm团聚体占57.30%和56.50%,团粒指数下降到43.00%。相关分析表明,﹥0.25㎜水稳性团聚体的含量与土壤TOC和土壤HWSOC达到显著正相关,干旱区盐渍化绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显。     

塔里木盆地北缘绿洲不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其碳矿化特征

[目的]探讨土地利用方式对土壤有机碳含量及碳矿化的影响,为塔里木盆地北缘绿洲土壤生态系统的保护和恢复建设提供理论依据。[方法]基于野外采样和室内培养试验,分析土壤有机碳含量的基本特征,利用回归分析法拟合出土壤有机碳矿化动态变化过程。[结果]矿化累积释放的CO2含量大小依次为:果园棉田人工林弃耕地荒草地盐碱地沙地。不同土地利用方式土壤有机碳矿化反应趋势相同,1~6d为快速分解阶段,日均矿化量高但反应时间短,6~28d为缓慢分解阶段,动态变化与前者相反。有机碳矿化率大小依次为:沙地荒草地盐碱地弃耕地人工林棉田果园,沙地最高,达(10.36±0.24)%,表明沙地土壤有机碳稳定性最差,而果园具有较强的固定有机碳能力。[结论]土地利用方式对土壤有机碳矿化及其固碳能力均有显著影响。     

不同复垦模式对土壤团聚体及水溶性阳离子的影响

以新疆玛河流域冲积扇缘盐碱地为研究区,分析了盐碱弃耕地不同复垦模式对土壤团聚体组成及水溶性Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺分布的影响。结果表明:与弃耕地相比,采用单作、间作及轮作种植模式均可显著降低土壤pH值和电导率（p < 0.05）,土壤pH值分别较弃耕地降低了10.7%,9.7%,10.6%,EC相应降低了19.2%,71.0%,84.1%;不同复垦模式 > 0.25 mm粒径团聚体含量显著增加（p < 0.05）,单作、间作、轮作分别较弃耕地增加了15.8%,13.2%和15.6%,且显著高于其他粒径（p < 0.05）,土壤团聚体结构显著改善;不同复垦模式中水溶性阳离子含量主要分布于 < 0.25 mm粒径的微团聚体中,在团聚体中表现为Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺,间作和轮作均显著减少水溶性阳离子含量（p < 0.05）。建议在盐碱弃耕地复垦过程中采用轮作或间作种植模式更有利于弃耕地植被恢复。     

青藏高原三江源区不同恢复期高寒草甸土壤线虫群落演变

青藏高原三江源地区的高寒草甸面临着严峻的退化问题，人工建植是三江源地区退化草地的重要修复方式。为探究地下生物对草地人工恢复措施的响应，本研究比较了三江源地区高寒草甸不同恢复期人工草地(建植1、5和10 a)的土壤线虫群落变化。结果显示：与原生植被样地相比，所有恢复期样地的植物地下生物量降低，土壤容重、pH、全磷、全钾和硝态氮含量升高，表明人工草地系统的初级生产力和土壤特性尚未恢复到原生草地状态。不同恢复期样地中土壤线虫的均匀度和多样性指数均显著高于原生植被样地。此外，不同恢复期样地的线虫多度、代谢足迹以及成熟度指数均随恢复年限的增加而增加。相关性分析结果表明，土壤线虫多度与植物地下生物量、土壤有机质、全氮、全磷、矿质氮和速效氮含量显著正相关(P<0.05)，与土壤pH、全钾和容重显著负相关(P<0.05)。尽管三江源区退化草地的人工恢复措施尚未完全恢复牧草生产力至原生植被状态，但土壤生物结构及功能具有改善的趋势，显示该地区退化草地生态系统具有较强的恢复潜力。     

渭北旱塬区不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响

为了研究不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响,以渭北旱塬区5种土地利用类型(不同坡向)为研究对象,系统分析该区不同坡向土地利用类型剖面土壤物理、化学和生物性质的差异。结果表明:(1)除土壤pH和土壤颗粒组成外,5种土地利用类型土壤含水量、总孔隙度、有机质、全氮、微生物量碳和氮含量总体随土层加深呈下降趋势,土壤容重则相反。(2)0-30cm土层,阳坡农用地土壤含水量、黏粒含量和pH最高,粉粒和全氮含量最低;人工草地砂粒和全氮含量最高,黏粒含量最低;人工林地土壤总孔隙度、土壤有机质、微生物量碳和氮含量最高,土壤含水量、土壤容重和pH最低;天然草地土壤容重和粉粒含量最高,总孔隙度和砂粒含量最低;退耕地有机质、微生物量碳和氮含量最低。阴坡农用地土壤含水量、粉粒含量和pH最高,黏粒和全氮含量最低;人工草地土壤容重、黏粒和微生物量氮含量最高,土壤总孔隙度、粉粒、砂粒和有机质含量最低;人工林地有机质含量和微生物量碳含量最高;天然草地土壤总孔隙度、砂粒和全氮含量最高,土壤容重和pH最低;退耕地土壤含水量、微生物量碳和氮含量最低。(3)5种土地利用类型中,土壤容重、细黏粒、粗黏粒、细粉粒、粗砂粒、土壤pH和有机质(退耕地除外)表现为阳坡阴坡,土壤含水量(退耕地和农用地除外)、总孔隙度、粗粉粒、细砂粒、土壤质地粗化度、全氮(人工草地除外)、土壤微生物量碳和氮含量则为阴坡阳坡。     

黄河源区人工草地植被群落和土壤养分变化

[目的]研究黄河源区不同年限人工草地植被群落特征和土壤养分的动态变化,揭示高寒地区人工草地稳定机制与演替规律,为退化高寒草甸(湿地)的近自然恢复和缩短退化草地恢复时间提供理论依据。[方法]选择黄河源区青海省玛沁县3,11,17 a单播垂穗披碱草人工草地,对植被与土壤养分特征进行调查。[结果]随着种植年限增加,人工草地优势种垂穗披碱草盖度降低,植物总盖度、生物结皮盖度、杂类草盖度以及生殖枝数量呈倒"V"型变化,而原生植被莎草科植物盖度、物种多样性逐渐增加,17 a人工草地中莎草科植物的盖度是3,11 a的10倍;人工草地土壤养分中全氮、全钾、速效氮、速效钾以及有机质随年限增加呈现积累趋势,土壤pH值逐渐趋于中性。土壤全氮含量在不同恢复年限之间差异最大,平均准确率降低度为25.71,有机质含量次之,其平均准确率降低度为18.55,而全钾含量及均匀度指数最小,平均准确率降低度均小于5。[结论]高寒地区人工草地群落结构和土壤营养随着建植时间的延长在逐渐恢复,建植17 a的人工草地土壤全氮、有机质含量仅是原生高寒草甸土壤的50%左右,因此,17 a人工草地土壤养分完全恢复还需要较长时间。     

退化喀斯特植被恢复过程中的土壤抗蚀性变化

运用时空互代法,以喀斯特山区不同植被恢复阶段为研究对象,坡耕地与人工林为对照,通过室内分析,采用主成分分析方法,探讨了其土壤抗蚀性。结果表明：土壤中有机质、>0.25 mm水稳性团聚体含量、<0.05 mm粉黏粒含量、<0.001 mm黏粒含量和结构性颗粒指数可以作为评价土壤抗蚀性的最佳指标。各样地土壤抗蚀性综合指数大小排序为灌草丛>乔灌过渡林>灌木林>乔木疏林>人工林>草坡>坡耕地。喀斯特山区,坡耕地土壤抗蚀性能最差;植被恢复过程中,土壤的抗蚀性能先逐渐变好,后逐渐变差,转折点在灌草阶段。以灌草搭配的植被恢复模式可能比较适合喀斯特地区。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一，为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响，以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象，基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系，评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21，1 293.21 g/m²，但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG，而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比，AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%，67.95%，22.09%和257.14%，AS的这些指标也分别显著提高6.41%，43.00%，17.18%和242.86%；但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%，但均显著低于NG，2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见，人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复，但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度，而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。