退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响

采集不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物数量增加,表现为乔木群落阶段灌木群落阶段草本群落阶段裸地阶段。土壤微生物群落代谢功能分析表明:植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高,明显地与其他3个恢复阶段不同。总之,植被恢复使得土壤微生物数量增加,碳源平均利用率增强。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。     

喀斯特植被恢复过程中的土壤分形特征

基于粒径的重量分布表征分形维数的计算方法,对喀斯特山区植被恢复过程中的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布的分形维数进行研究,并分析其与土壤理化性质的关系。结果表明,随着植被的不断恢复,>0.25mm水稳性团聚体不断增多,土壤结构不断改善;土壤颗粒分形维数除与土壤水解氮呈显著正相关外(P<0.05),与其他因子的相关性较小,均未达显著性水平;土壤微团聚体和水稳性团聚体分形维数与有机质和全氮、水解氮呈显著负相关,与结构体破坏率呈显著正相关。土壤微团聚体及水稳性团聚体分形维数能较好地反映植被恢复过程中土壤理化性质的演变,可以作为定量评价喀斯特植被恢复过程中土壤结构演变的指标;坡耕地的土壤结构最差,退耕还林有利于喀斯特山区水土保持。     

退化喀斯特植被恢复过程中春季土壤呼吸特征研究

通过对贵州西南部花江典型喀斯特峡谷区退化植被恢复过程中不同阶段及同一阶段不同小生境春季土壤呼吸速率进行了测定。结果表明,土壤呼吸速率随植被恢复过程逐渐提高,即裸地阶段<草本群落阶段<灌木群落阶段<乔林阶段。不同小生境中土壤呼吸速率在不同恢复阶段特征不同,裸地和草本群落阶段石沟大于土面和石槽,灌木群落阶段和乔林阶段是石槽最大,石沟最小。各恢复阶段不同小生境类型土壤呼吸速率日变化规律基本相同,在一天中峰值几乎在中午12:00,最低值出现的时间各异。     

喀斯特环境移民迁出区植物多样性研究

本文运用“空间代替时间”的方法,对移民迁出区的植物多样性进行了调查研究,结果表明：不同植物群落演替阶段草本层物种多样性指数相对较为稳定,而均匀度指数与丰富度指数相对变化较大;各样地灌木层物种多样性指数总体上有缓慢递增趋势;乔木样地乔木层的物种多样性指数基本无变化,但是物种丰富度呈现递增趋势,而均匀度先缓慢上升转而迅速下降;同一群落内物种多样性比较基本上是灌木层〉草本层;乔木林的分层多样性比较表现出灌木层〉乔木层〉草本层的规律。从整个群落总变化趋势看,随着恢复年限的增加和演替阶段的提高,整个群落的物种多样性指数呈明显的阶段跳跃性增长,出现多样性指数乔木林〉灌丛〉草丛的规律。实施环境移民工程10年来,植被群落各演替阶段的物种丰富度与多样性稳步增加,封育后植被恢复效果明显,生态环境得到了极大改善。     

桂西北不同植被恢复阶段土壤氨氧化细菌遗传多样性研究

以桂西北喀斯特不同植被恢复阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)生态系统为研究对象,运用分子生物学技术分析了土壤氨氧化细菌amoA功能基因多样性,探讨了其与脲酶活性和土壤理化性质的关系.结果显示,随着植被的恢复,土壤氨氧化细菌多样性指数与均匀度指数呈增大趋势(灌木林例外),且土壤中氨氧化细菌群落结构发生了改变:主要表现在因Nitrosospira3簇种群对铵态氮浓度敏感度差异导致其在3a、3b簇中分布不一致;相关分析表明;土壤脲酶活性与铵态氮浓度呈正相关关系,土壤脲酶可能通过影响铵态氮浓度改变氨氧化细菌多样性,但植被恢复后期土壤铵态氮浓度减少并未降低土壤氨氧化细菌多样性.LIBSHUFF和RDA分析揭示,植被类型和土壤脲酶活性及pH与氨氧化细菌群落结构紧密相关,说明植被和土壤氮素有效性以及pH可能是决定土壤氨氧化细菌多样性的主要因子,为深入理解喀斯特地区土壤氮素循环提供了一定的科学依据.     

金尾矿废弃地不同植被恢复阶段物种多样性与土壤特性的演变

为探寻矿山废弃地植被恢复过程中植被和土壤的演替规律及物种多样性与土壤因子间的关系,以福建紫金山金尾矿废弃地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,对不同植被恢复阶段植物群落的物种多样性和土壤理化性质进行调查研究,并与未被破坏的自然植物群落和植被恢复前的裸尾矿进行比较分析。结果表明:(1)植被恢复能有效提高群落物种多样性,且随群落演替的进行呈上升趋势,不同植被恢复阶段的群落乔木层物种多样性明显低于灌木层和草本层,物种α多样性指数呈现相似的变化趋势;(2)植被恢复能有效改善土壤理化性质,不同植被恢复阶段的土壤容重和pH值随着恢复年限的增加而降低,土壤持水量和孔隙度逐渐提升,最大持水量和总孔隙度在恢复到11a时达到最大,相对于裸尾矿分别提高了112.91%和95.31%,有机质含量显著提高,是裸尾矿的1.99~23.30倍,养分含量逐渐增大,其中全磷和速效磷含量呈现先增加后降低的变化趋势;(3)相关性分析结果表明:植被恢复过程中物种多样性与土壤理化因子间具有明显的相关性,物种多样性与土壤养分含量呈现相似的变化趋势,植被的恢复不断改善着土壤理化性质,土壤肥力不断提高,而土壤理化性质的改善又促进了植物群落的发育和恢复发展。     

木薯根域AMF群落结构特征及多样性研究

土壤微生物是土壤—作物系统养分循环的重要驱动力,其中丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够促进作物对养分的吸收。木薯是我国南方重要的经济作物,是多种行业的重要原材料。为揭示不同土壤质地木薯根域土壤AMF群落结构特征,解析土壤因子对AMF类群的影响。以木薯品种华南205 (SC205)为材料,通过田间根袋培养,利用高通量测序平台进行真菌扩增子测序,分析不同处理木薯根域AMF类群组成和多样性差异。结果表明,木薯根域土壤AMF主要为球囊霉属(Glomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)、类球囊霉属(Paraglomus)和双型囊霉属(Ambispora)。优势属为球囊霉属和无梗囊霉属。两种土质各处理AMF属水平上无显著差异,种水平分布受土壤质地及根袋的影响,粘土AMF多样性(Simpson指数)高于砂质壤土。两种土质中都发现独有种,土壤质地对木薯根域AMF群落分布有一定的影响。RDA分析表明Glomus与速效磷、速效氮、铵态氮正相关;Acaulospora与速效磷,速效氮弱负相关;Scutellospora与所有速效养分负相关;Paraglomus与所有速效养分表现出正相关;Ambispora与大部分速效养分表现出负相关。木薯根域AMF资源丰富,不同土壤质地条件下的AMF群落组成和丰度存在差异,土壤速效养分与AMF群落结构差异密切相关。该研究为进一步探索AMF在木薯上的应用提供理论参考。     

滇东喀斯特植被恢复演替过程中土壤理化性质分析

滇东喀斯特地区石漠化后,植被自然恢复演替过程可分为草丛阶段、草灌阶段、灌木林阶段、次生乔木林阶段、滇石栎和高山栎林阶段、麻栎和高山栎林阶段、高山栎林阶段,以"空间代替时间"的方法研究各演替阶段土壤理化性质.结果表明,在滇东喀斯特植被自然恢复演替过程中,土壤容重从草灌阶段开始降低,到麻栎和高山栎林阶段降到最低,在高山栎林阶段有所回升,而空隙度的变化则正好相反;在整个演替过程中,土壤均为弱酸性;土壤中有机质和速效养分含量均从草灌阶段开始增加,到高山栎林阶段达到最大;全氮含量从草灌阶段开始增加,到高山栎林阶段达到最大;全磷含量分阶段增加,两个峰值分别出现在滇石栎和高山栎林阶段、高山栎林阶段;全钾含量随演替进行上升到滇石栎和高山栎林阶段达到最大后逐渐下降.     

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。     

谢家店植物群落恢复中种类组成及物种多样性分析

于2014年采用样方法对地震重灾区谢家店的植被自然恢复情况和生境条件（包括海拔高度、土壤温度、湿度和盐度）进行调查,分析了各样地物种多样性之间的相关性及不同恢复年限植被恢复的效果,通过研究植被的动态恢复效果及其立地条件的影响,把握地震灾区植物的演替规律,以期为当地制定植被恢复的方案提供参考和借鉴。结果表明:（1）已统计到植物46科66属84种,桤木（Alnus cremastogyne）为乔木层优势种（重要值是0.29）,同时也是群落的建群种,群落类型为桤木+灰白毛莓+木贼（A. Cremastogyne+Rubus Tephrodes+Equisetum hyemale）。（2）2014年Shannon-Weiner指数（H’）、Margalef指数（M_a）、Pielou指数（E）和Simpson指数（D）分别为2.06,2.942,0.73,0.189,相比2009年,物种丰富度上升,均匀度下降。（3）在不同生活型中Shannon-Weiner指数、Pielou指数和Margalef指数都是草本层 > 乔木层 > 灌木层;Simpson指数为灌木层 > 草木层 > 乔本层,灌木层物种数量分布不均衡。（4）土壤温度、湿度、盐度影响植物的生长和种类组成,进而影响物种的多样性指数,近几年植物物种和数量（物种的数量）都呈明显增大的趋势,但物种在样地中的分配并不均匀。     

不同植被恢复模式对铁尾矿物种多样性及土壤理化性质的影响

为全面了解不同植被恢复模式对铁尾矿物种多样性及土壤理化性质的影响,在唐山迁安选取基于造地工程的植被恢复模式(紫穗槐林)、基于水保工程的植被恢复模式(六孔砖模式)、灌木纯林植被直接恢复模式(沙地柏直接造林模式)、乔木混交林植被直接恢复模式(沙棘-桑树混交直接造林模式),对其物种组成、数量特征和土壤理化性质进行调查,并与裸尾矿和未被破坏的天然灌丛进行对比分析。结果表明:(1)不同植被恢复模式的物种α多样性指数的变化趋势基本相同,丰富度指数和多样性指数均为沙棘-桑树乔木混交林>紫穗槐林>沙地柏灌木纯林>六孔砖;(2)与裸尾矿相比,沙棘-桑树乔木混交林模式、紫穗槐林模式及沙地柏灌木纯林模式下的土壤容重分别减少了6%,15%,14%,总孔隙度分别增加了16%,1%,8%,毛管孔隙度分别减少了19%,16%,4%,非毛管孔隙度分别增加了118%,46%,22%;沙棘-桑树乔木混交林模式、紫穗槐林模式下的土壤毛管持水量分别减少了18%,7%,而沙地柏灌木纯林恢复模式下的土壤毛管持水量增加了21%;(3)通过植被恢复后,相对于裸尾矿土壤,沙棘-桑树乔木混交林模式、紫穗槐林模式和沙地柏灌木纯林模式下的土壤有机质、速效钾含量明显增加;不同植被恢复模式的铁尾矿土壤养分的恢复效果从高到低依次为沙棘-桑树乔木混交林模式、紫穗槐林模式、沙地柏灌木纯林模式。     

沙坡头地区地衣和藓类结皮丛枝菌根真菌多样性研究

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是自然界分布最广的一类植物共生真菌,可与生物土壤结皮(Biological soil crust,BSC)的隐花植物形成共生体,对荒漠植被的恢复和演替具有重要意义。目前针对不同类型BSC的AMF群落结构及其多样性研究较少,限制了AMF群落对BSC发育的作用和对荒漠生态系统贡献的理解。利用高通量测序技术,对腾格里沙漠东南缘沙坡头固沙植被区地衣和藓类结皮及其下层土壤AMF群落组成与多样性进行研究,分析不同结皮类型AMF群落结构的差异。结果发现,AMF群落丰富度和多样性表现为:藓类结皮下层土壤地衣结皮下层土壤藓类结皮地衣结皮。地衣和藓类结皮及其下层土壤AMF均属于球囊菌门、球囊菌纲,以球囊霉属、类球囊霉属、盾巨孢囊霉属、巨孢囊霉属和一种未分类属为优势,且地衣和藓类结皮AMF群落在属水平差异显著。主成分分析结果显示,藓类结皮下层土壤中AMF群落物种组成与其他各组有显著差异,表明随着结皮的发育,AMF群落多样性增加,结皮演替与AMF群落多样性之间具有相互促进的作用。     

浙江省废弃采石矿区植被重建后物种多样性研究

选取5个物种多样性指数,对浙江省40个养护期内的废弃采石矿区的物种多样性进行了研究,结果表明,(1)浙江废弃采石矿区内植物种类较多,科属组成较为分散.从群落结构组成来看,草本植物为优势群体,草本植物引导种以豆科类植物和禾本科类植物居多.(2)革本、灌木和乔木植物群落丰富度指数和物种多样性指数都表现出一致的变化趋势,草本植物群落的这些指数值明显高于灌木和乔木植物群落,草本、灌木和乔木植物群落的群落均匀度指数都较高.(3)浙江省废弃采石矿区内草本植物乡土物种占主导地位,其中以菊科类植物居多.     

金尾矿废弃地不同植被恢复模式群落特征

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式的植被特征和物种多样性,以福建紫金山金矿废弃地为研究对象,对6种不同植被恢复模式群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析了不同植被恢复模式群落的物种组成、重要值和物种多样性,并与未被破坏的自然植物群落进行了比较分析。结果表明:人工植被恢复群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数呈现出相同的变化趋势。植被恢复9a后,人工植被恢复群落物种组成仍以草本植物为主,五节芒、藿香蓟、艾草、三叶鬼针草和柳叶箬对废弃地有较强的适应能力,可作为乔、灌、草相结合治理模式的配置草种。不同植被恢复模式的群落特征和物种多样性存在差异,马尾松—枫香—本地河滩草模式物种多样性较高,植被恢复效果较好,其次为马尾松—邓恩桉—本地河滩草模式,马尾松—樟树—胡枝子—本地河滩草模式的植被恢复效果不明显。     

不同植被修复年限对喀斯特地区飞机草入侵生境土壤蓄水能力的影响

飞机草是我国西南地区的主要外来有害入侵杂草,植被替代修复技术是控制飞机草入侵的主要方式之一,目前对于不同植被修复年限下的土壤蓄水能力变化鲜有研究。以"空间代替时间"的方法,分析了不同植被修复年限的生境中土壤物理性质和蓄水能力的变化,探讨不同植被修复年限对广西喀斯特地区飞机草入侵生境土壤蓄水能力的影响。结果表明:在喀斯特地区飞机草入侵生境下土壤物理性质在植被修复过程中得到明显改善,主要表现为随植被修复年限的增加,土壤容重逐渐降低,土壤孔隙度逐渐升高,其中土壤非毛管孔隙度受植被修复年限的影响显著,而毛管孔隙度受植被修复年限的影响相对较小;土壤蓄水能力在植被修复过程中得到明显提高,土壤滞留蓄水量和饱和蓄水量随着植被修复年限的增加逐渐升高,修复10a后分别比未修复生境增加了174.9%和11.6%,而土壤吸持蓄水量受植被修复年限影响较小,在修复过程中无显著变化。因此,植被修复能够显著提高喀斯特地区飞机草入侵生境的土壤蓄水和涵养水源的能力,降低水土流失,促进入侵地的植被恢复,为外来植物入侵生态系统修复提供重要的技术理论依据。     

不同植被恢复策略对贵州喀斯特生态系统土壤渗透特性的影响

旨在探讨不同植被恢复策略对土壤入渗特征空间变化的影响,通过对贵州石漠化治理试验区自然草灌木混合林、次生林地、退耕自然生草地、芒果地、坚果地及玉米地的土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质和土壤渗透特性的分析。结果表明：不同植被恢复策略下土壤容重、孔隙度和有机质含量存在显著差异,具体表现为自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）和秸秆还田种植方式均能有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度。随着土层深度增加,土壤容重呈增大趋势,土壤孔隙度和有机质含量变化趋势相反;植被恢复方式和土层深度显著改变了土壤的水分渗透特性,自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）土壤渗透性能高于人工植被恢复（芒果地和坚果地）,主要是因为自然植被恢复下土壤扰动小,植物根系和凋落物增加,从而改变土壤物理性质,降低土壤容重,提高土壤孔隙度的综合效益。随着土层深度增加,土壤稳渗速率和累积入渗量减小。通过测定不同植被恢复方式的土壤水文特征,为喀斯特地区植被恢复方式及土壤入渗性能评估提供科学依据。     

岩溶区不同恢复阶段檵木根际土壤生态化学计量学特征

[目的]探讨不同植被恢复阶段中檵木(Loropetalum chinense)根际土壤生态化学计量学特征,揭示岩溶石漠化区不同恢复阶段下檵木养分利用规律及限制因子,为岩溶区植被恢复与重建提供科学依据。[方法]利用生态化学计量学方法,分析桂西北岩溶区不同植被恢复阶段(灌木林、原生林)檵木根际土壤生态化学计量学特征。[结果]檵木根际土壤C、N、P含量表现为灌木林阶段高于原生林阶段,而C∶N,C∶P,N∶P比值则刚好相反;同一植被恢复阶段,不同坡位间檵木根际土壤C∶P与N∶P比值存在显著差异;相关性分析表明,土壤C含量与土壤N∶P含量存在显著正相关关系,土壤N,P均与C∶N,C∶P,N∶P存在显著正相关关系,土壤C∶P与C∶N,N∶P存在显著正相关关系。[结论]檵木根际养分供应状况与其生境密切相关,在植被恢复前期(灌木林)檵木生长容易受N素限制,到植被恢复后期檵木生长易受P素限制。     

喀斯特高原峡谷区不同植被类型的土壤抗蚀性

[目的]对喀斯特高原峡谷区不同植被类型土壤抗蚀性的变化特征进行分析,为该区水土保持和脆弱生态系统的恢复工作提供科学支撑。[方法]以喀斯特高原峡谷区5种植被类型土壤为研究对象,选取常用的11个理化指标,运用主成分分析法进行最佳指标筛选及土壤抗蚀性评价。[结果]与耕地相比,其他植被类型土壤抗蚀性均明显增强;土壤团聚状况和水稳性大团聚体含量显著增加(p≤0.05);土壤黏粒含量有增加趋势,差异不显著(p0.05);土壤分散率和团聚体破坏率显著减小(p≤0.05)。主成分分析结果表明,黏粒含量、结构性颗粒指数、分散率、团聚状况、水稳性大团聚体含量和团聚体破坏率是评价该研究区土壤抗蚀性的最佳指标;土壤抗蚀性强弱顺序为:林地林草间作地荒草地退耕还草地耕地。[结论]楸树林自然恢复模式下土壤抗蚀性最优,建议该区域增加楸树林的面积,提高土壤抗蚀性,促进区域生态恢复和增强水土保持功能。