基于分形维数的黄土丘陵沟壑区不同人工林对土壤结构和养分的影响

研究黄土丘陵沟壑区不同人工林土壤颗粒的分形特征及其与土壤结构和养分的关系,以土壤体积分形维数来比较清水河县不同人工林对土壤结构和养分的影响,以期了解不同人工林土壤的结构和养分状况,为人工林的林种选取和合理化经营提供参考。以研究区9种人工林为研究对象,以无林地地作为对照,利用激光粒度仪测定土壤粒径分布并计算分形维数,用单项指标评价养分状况,将土壤分形维数与养分进行相关分析。研究区人工林土壤体积分形维数值介于2.1785～2.3192之间,土壤体积分形维数表现为油松×落叶松>落叶松、油松×山杏（P>0.5）>沙棘×柠条、山杏×柠条、沙棘（P>0.5）>油松、柠条、山杏（P>0.5）>裸地。土壤体积分形维数与黏粒、碱解氮、速效钾、速效磷呈显著正相关（P<0.5）,与砂粒呈显著负相关（P<0.5),与粉粒、有机质无明显相关性。不同人工林养分评价结果与分形维数差异不显著。研究区人工林对土壤结构和养分改良效果显著,油松×落叶松、油松×山杏混交林及落叶松纯林对于土壤结构和养分影响较大,改良效果最佳。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

造林密度对杂种落叶松土壤微生物的影响

不同造林密度下杂种落叶松土壤细菌、放线菌和真菌的数量及随季节变化的动态规律的研究结果表明:细菌占微生物总量的99％以上,其次是放线菌,真菌数量最少;造林密度对杂种落叶松土壤微生物均有显著影响,其中,造林密度为3 300株/hm2的林分,土壤中微生物含量最高,最适合微生物的繁衍增殖.     

大青山干旱阳坡造林及林地土壤肥力分析

针对内蒙古大青山干旱阳坡的特点,采用油松3年生容器苗、沙棘和山杏2年生裸根苗植苗推广造林66.67 hm2,平均造林成活率达90.6%,保存率在85%以上。在造林后4年,林分平均高为84.3 cm,平均基径达1.6 cm,当年高生长量平均达41.3 cm,对林地土壤肥力的改善十分明显。因此得出:在大青山干旱阳坡推广造林,应以油松、山杏、柠条等抗旱树种为主,采取小规模的鱼鳞坑和水平沟整地方式,造林以春季为主。采取株间混交方式,株行距2 m×3 m和2 m×4 m;混交比例以油松50%,沙棘、山杏为50%。造林当年的7~8月份松土除草1~2次,并加强对鼠害和兔害的防治工作。     

敖汉旗小流域典型林地土壤蓄水能力研究

对内蒙古敖汉旗大五家流域具有代表性的不同林地类型下以及不同立地条件下的土壤蓄水能力进行了测定和对比研究。结果表明：该流域内不同林地土壤蓄水量由大到小的排列顺序为：油松纯林（1 985.52t/hm^2）〉小叶杨纯林（1 923.81 t/hm^2）〉小叶杨柠条混交林（1 904.22 t/hm^2）〉山杏纯林（1 896.38 t/hm^2）〉油松沙棘混交林（1 867.98 t/hm^2）〉桑树山杏混交林（1 765.13 t/hm^2）〉柠条纯林（1 637.79 t/hm^2）。乔木林和乔灌混交林的土壤蓄水能力明显大于灌木林,其中尤其以阴坡油松林的蓄水能力为最好;立地条件不同,土壤蓄水能力不同,无论何种林地,都是阴坡好于阳坡,下部好于上部。     

大兴安岭根河落叶松和白桦根际固氮菌的多样性分析

对从大兴安岭根河地区落叶松和白桦根际土壤中分离的固氮菌进行16S r DNA扩增及序列测定,应用DNAMAN 6.0软件进行多序列比对,用MEGA4软件构建系统发育树。结果表明:大兴安落叶松的根际土壤中分离的40株固氮菌分属于9个不同的类群,其中,有24株菌株属于Burkholderia;白桦根际土壤中分离的19株固氮菌分属于8个不同的类群,有7株菌株属于Burkholderia。表明大兴安岭主要树种兴安落叶松及伴生种白桦根际土壤中固氮菌具有较丰富的多样性,其中Burkholderia为优势种。     

辽西地区油松纯林不同改造方式效果对比研究

为探讨辽西地区油松纯林适宜的改造方式,对封育、不同阔叶树种混交改造后的油松林分的生长、土壤物理性质、植物多样性及天然更新情况进行对比研究,结果表明:封育油松纯林生长状况最好,其次是油松-刺槐、油松-毛黄栌、油松-山杏混交林。封育油松纯林、油松-山杏、油松-毛黄栌混交林土壤改良效果较好。封育油松纯林、油松-山杏、油松-柠条混交林各项多样性指数均较高。封育油松纯林天然更新树种种类及油松幼苗幼树数量最多,油松-柠条、油松-刺槐、油松-元宝槭混交林林下基本无油松天然更新。     

武川县二份子乡退耕地防护林防护效益研究

通过对武川县二份子乡5种不同类型(柠条、沙棘、油松、樟子松、油松柠条混交)人工林的风速流场与土壤理化性质的测定,研究了其防风效果以及土壤改良效果的差异性。结果表明:①在不同对照风速条件下,不同类型人工林均对风速具有减弱作用,并且在林带间形成风影区和加速区。②在距地面0～2m高处,5种林带防风效果中柠条与沙棘对近地表风速防空效果好,油松和樟子松对1～2m高度的风速防控较好,综合表现最好为柠条油松混交林,其1～2m处风速流场线随着带数的增加抬升比灌木林的更为明显,并且3带后已经可以稳定控制带间风速。③5种类型的人工林相较于草地均对土壤有明显的改良作用,其中柠条油松混交林对于土壤改良效益要优于另外4种类型的人工林。明确的树种与配置可为今后建设人工林防护林提供科学依据。     

转基因杨树对沙地土壤微生物类群的影响

本试验采用传统的土壤稀释涂布平板法研究了转SacB、Vgb及JERFs36基因杨树对土壤微生物中主要类群细菌、丝状真菌及放线菌数量的影响.结果表明,转JERFs36基因杨树的土壤微生物总量平均为干土18.73×106 cfu/g,转Vgb基因杨树为干土4.36×106 cfu/g,转SacB基因杨树为干土242.28×106 cfu/g.3种转基因杨树土壤根际主要微生物类群数量存在差异,但均未达到统计学显著水平,即3种转基因杨树对其根际土壤微生物主要类群的数量没有显著影响.     

根际促生细菌(PGPR)对冬枣根际土壤微生物数量及细菌多样性影响

从6年生冬枣根际土壤中筛选出1株根际促生细菌(PGPR),以发酵鸡粪(DC)为吸附载体制成PGPR生物肥(PF),利用传统的氯仿熏蒸法和现代的T-RFLP技术,从冬枣根际土壤中可培养微生物的数量、细菌群落多样性和微生物量碳的动态变化3个方面,分析PF、普通生物肥料(NF)和DC对冬枣根际土壤微生物特征的影响.结果表明:同NF处理相比,PF处理中的细菌数量和微生物总量显著增加,真菌数量显著减少,但放线菌数量差异不显著.PF处理根际土壤具有较高的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.基于T-RFLP的主成分分析结果表明:PF处理的细菌群落结构成为1个独立的群,NF,DC和CK处理构成1个相对独立的群.此外,同其他试验处理相比,PF可相对稳定地提供冬枣生长周期内的微生物生物量碳.PGPR生物肥料的施用可提高可培养微生物数量,提高根际土壤中微生物多样性,有效改善冬枣根际土壤的微生态环境.     

宁夏黄土丘陵区4个退耕树种耗水量研究

林木耗水量和环境供水量相平衡是干旱区造林的基本依据,林木耗水研究对了解其生理特性和造林规划有重要意义。在宁夏南部黄土丘陵区采用热脉冲植物茎流计和快速称质量法测定了主要造林树种山桃、山杏、柠条和沙棘的耗水量。结果表明:山桃、山杏、沙棘、柠条年耗水量分别为594.19、271.13、24.88和20.82 kg,日耗水量分别为3.30、1.51、0.14和0.12 kg;不同树种蒸腾耗水过程具有相似的变化过程,即正午是日蒸腾最强的时间,7、8月是耗水量最大的月份。     

不同树种生长适应性及其对土壤微生物数量的影响

通过调查不同树种新造林树高生长量、保存率及其土壤细菌、真菌、放线菌数量等,研究其生长、适应性及对土壤微生物数量的影响。结果表明：光皮桦、桤木、楸树、栾树、湿地松5年生树高分别为7．4、6．5、6．3、4．8、4．2m,保存率分别为92％、65％、82％、78％、90％;不同树种造林后对土壤微生物数量的提高有明显差异,5个树种造林后林分土壤微生物数量提高的效果排序为桤木〉光皮桦〉栾木〉楸树〉湿地松;新造林均表现为造林当年土壤微生物数量明显下降,一般下降35％～40％,第2年底回升并超过造林前水平,第3-5年逐年增加。     

准格尔旗黄土丘陵区人工林水文生态效益评价研究

就黄土丘陵区主要植被类型人工油松成熟林、人工油松中龄林、人工油松幼龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草坡的枯落物容水特征和林地土壤水分物理性质进行了测定,并以坡耕地作对照。结果表明：人工油松成熟林的枯落物吸水量为22．6t／hm2,是中龄林和幼龄林的5～9倍,是灌木林的2．4～3倍,是天然草地的10倍多。0～40cm土层土壤最大持水能力油松成林、油松幼林、浦松中龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草地、农耕地依次为2260．05、1935．6、1935．6、1820．1、1597．65、1666．05、1600．2t／hm2;油松成林、油松幼林、油松中龄林、人工沙棘林、天然草地0—40cm土层土壤最大持水能力分别比对照农耕地提高659．85、335．4、335．4、219．9、65．85t／hm2。在土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管最大持水量、土壤最大持水能力等水土保持及水源涵养功能指标诸方面,人工油松林均优于灌木林和天然草地。     

辽西地区不同人工林地土壤肥力变化研究

为研究辽西地区人工林对石灰性褐土土壤质量的定向改良作用,以油松×沙棘混交林、山杏纯林、油松纯林3种人工林地为研究对象,对在石灰性褐土上的人工林土壤肥力进行了分析。结果表明,油松沙棘混交林能够显著提高有机碳含量,比荒地高42.8%;油松沙棘混交林、油松纯林土壤碱解氮分别比荒地增加34.6%和33.6%,人工林对土壤全氮含量影响不显著;油松沙棘混交林的土壤速效磷和水溶性磷分别比荒地提高14.9%和128.57%;人工林增加了土壤速效钾含量;林木的改良土壤作用主要表现在土壤表层。     

半干旱黄土丘陵沟壑区人工林对土壤水分的适宜性分析

于2007～2010年生长季节,对侧柏、山杏、油松、柠条和山毛桃等林地土壤水分进行连续监测,并查阅相同树种和立地条件下的林分根系分布资料,以土壤水分对林木耗水满足程度作为评价指标,对半干旱黄土丘陵沟壑区小流域微地形条件下人工林对土壤水分的适宜性进行研究.结果显示:不同林分根系的垂直分布和土壤水分垂直变异相关性显著,水分...     

历山典型植被土壤碳代谢指纹特征与差异

【目的】研究不同海拔典型森林土壤中土壤微生物碳代谢特征与差异。【方法】在山西省历山选取了7种典型植物群落,即亚高山草甸(C1),华山松纯林(C2),红桦、榆树、五角枫、辽东栎阔叶混交林(C3),榆树、核桃楸、青皮椴、辽东栎阔叶混交林(C4),白桦、青皮椴、核桃楸、华北落叶松、油松针阔混交林(C5),白皮松、油松针叶混交林(C6)、油松纯林(C7)作为实验样地。采用BIOLOG技术,研究其碳代谢指纹的特征与差异。【结果】结果表明:反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为C5> C1> C4> C3> C6> C7> C2,且相互之间差异显著(P <0.05),即白桦、青皮椴、核桃楸、华北落叶松、油松针阔混交林土壤中微生物群落利用碳源的能力最强,华山松纯林最低;土壤微生物代谢多样性指数同样反映这一规律。【结论】1)各植被类型下土壤微生物群落对各碳源的利用的主成分分析研究结果表明,不同植被类型下土壤微生物代谢碳源程度各异。2)综合31种碳源的利用,碳水化合利用率最高,其次依次为氨基酸、羧酸类、多聚类、酚酸类,胺类碳源的利用率最小。3)土壤微生物代谢多样性与海拔梯度并无规律性关系,而与地上植物的种类和数量密切相关。     

内蒙古大青山典型植被水源涵养功能分析

通过对内蒙古大青山3种典型植被及其土壤的测定,研究比较了不同森林植被的水源涵养功能。结果表明:油松林的林冠截留量最大,为0.170mm,落叶松林和白桦林依次为0.104mm和0.052mm;落叶松林枯落物持水能力显著高于白桦林和油松林,白桦林土壤贮水能力大于落叶松林和油松林;经综合评价,落叶松林水源涵养能力最强,油松林其次,白桦林水源涵养能力最差。     

内蒙古东南部山地人工林造林立地质量评价

调查了内蒙古东南部山地主要造林树种华北落叶松、兴安落叶松、油松、樟子松人工林立地条件和林分生长情况,依据立地因子（海拔高度、土壤类型、土层厚度、坡向、坡度）和林分因子（优势木高、树龄）,应用统计学方法划分了造林立地类型,用样地资料拟合了4个针叶树种的生长模型,分别编制了适宜该区的立地指数表,并对该区针叶树造林立地质量做出了评价。研究表明,内蒙古东南部山地针叶树人工林中57.11%的立地质量处于中等水平,近30%立地质量较差,仅有13.22%的林分生产力水平处于优等水平。