衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤理化特征分析

以典型衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草地、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段以及同一恢复阶段不同层次上土壤理化特征的时空变化,与不同植被恢复阶段的植被类型和土壤理化特性变化的内在联系及其互作效应。结果表明随着植被恢复演替的进行,土壤各层黏粒含量增加显著(p<0.01或p<0.05),但随土壤深度的增加,呈递减趋势,具体表现为表层>亚表层>下层;土壤容重减小明显(p<0.05),随土壤深度而呈递增趋势,具体表现为表层<亚表层<下层;土壤有机质逐渐增加(p>0.05),随土壤深度的增加呈递减趋势,表现出明显的表聚性;土壤全氮、速效磷和速效钾含量均呈上升趋势,由于植物根系及枯落物多少的差异,使得各营养成分的垂直分布各异;主成分揭示出土壤理化特征可作为评价植被改善土地质量的标准。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化及其关系

[目的]为了探讨衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化规律。[方法]采用时空互代法,研究衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段O～40cm土层的土壤性质变化及其关系。《结果]土壤性质存在明显差别,从裸地阶段（I）、草本群落阶段（Ⅱ）、灌木群落阶段（HI）至乔木群落阶段（1g）土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）和阳离子交换量（CEC）显著增加（P〈0．05）,容重（BD）与pH显著减小（P〈0．05）。微生物总数显著增加（P〈0．05）,其中细菌数量显著增加（P〈0．05）,真菌数量与放线茵数量显著减小（P〈0．05）;相关分析表明,土壤细菌数量与SOC、TN与AN呈极显著正相关（P〈0．01）,与CEC呈显著正相关（P〈0．05）;真菌数量与SOC与TN呈显著正相关（P〈0．05）,与BD呈显著负相关（P〈0．05）;放线菌数量与BD呈显著负相关（P〈0．05）。URE、INV、APE酶活性显著增强（P〈0．05）,CAT活性显著减弱（P〈0．05）;相关分析表明,URE、INV、APE活性与SOC、TN、AN、CEC显著或极显著正相关（P〈0．05或P〈0．01）,与BD与呈显著负相关（P〈0．05）;CAT与BD呈显著正相关（P〈0．05）,与SOC呈显著负相关（P〈0．05）。[结论]研究结果可以丰富该区域恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的植被恢复与重建提供一定的理论依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化及其关系

[目的]为了探讨衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤性质的变化规律。[方法]采用时空互代法,研究衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段0~40 cm土层的土壤性质变化及其关系。[结果]土壤性质存在明显差别,从裸地阶段(Ⅰ)、草本群落阶段(Ⅱ)、灌木群落阶段(Ⅲ)至乔木群落阶段(Ⅳ)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和阳离子交换量(CEC)显著增加(P0.05),容重(BD)与pH显著减小(P0.05)。微生物总数显著增加(P0.05),其中细菌数量显著增加(P0.05),真菌数量与放线菌数量显著减小(P0.05);相关分析表明,土壤细菌数量与SOC、TN与AN呈极显著正相关(P0.01),与CEC呈显著正相关(P0.05);真菌数量与SOC与TN呈显著正相关(P0.05),与BD呈显著负相关(P0.05);放线菌数量与BD呈显著负相关(P0.05)。URE、INV、APE酶活性显著增强(P0.05),CAT活性显著减弱(P0.05);相关分析表明,URE、INV、APE活性与SOC、TN、AN、CEC显著或极显著正相关(P0.05或P0.01),与BD与呈显著负相关(P0.05);CAT与BD呈显著正相关(P0.05),与SOC呈显著负相关(P0.05)。[结论]研究结果可以丰富该区域恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的植被恢复与重建提供一定的理论依据。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落生物量特征

对湖南衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行研究,其生物量具有以下特点:1)衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落平均总生物量为5 133.6 kg/hm2,乔木层、灌木层、草本层和枯落物层平均生物量分别为1 936.7、1 624.7、1 400.8和171.4 kg/hm2,分别占其坡地群落平均总生物量的20.9%、24.1%、50.6%和4.4%.2) 乔木层、灌木层和草本层地上部生物量、根系生物量分别占乔木总生物量、灌木总生物量和草本总生物量的80.2%和19.8%,52.4%和47.6%,43.6%和56.4%.3)乔木层、灌木层、草本层和枯落物层的生物量在不同立地条件其大小顺序依次为:乔木层只在下坡存在;中坡灌木层大于下坡;中坡草本层和枯落物层高,上坡低.4)植物群落枝叶、枯落物、根系生物量占植物群落总生物量的比例其大小顺序是:上坡与中坡根系高、枯落物低,下坡枝叶高,枯落物低.5)草本层的地上部生物量和地下部生物量比值从上坡至下坡逐渐增大.     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤水文特征

以衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡恢复阶段(Ⅰ)、灌草恢复阶段(Ⅱ)、灌丛恢复阶段(Ⅲ)与乔灌恢复阶段(Ⅳ),通过调查取样和试验分析,对不同演替阶段的土壤特性、土壤蓄水性能、土壤渗透性能等进行了研究.结果表明,不同演替阶段土壤容重与土壤孔隙度(0～60 cm)差异明显,且土壤容重随土壤深度的增加而增加(p＞0.05),土壤总孔隙度与毛管孔隙度随土壤深度的增加而减小(p＜0.05),土壤容重均值大小顺序为:草坡恢复阶段(Ⅰ)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)＞乔灌恢复阶段(Ⅳ)(p＜0.05),土层的总孔隙度的变动均值的大小顺序为:乔灌恢复阶段(Ⅳ)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)＞草坡恢复阶段(Ⅰ)(p＞0.05);各演替阶段土壤平均初渗速率的大小顺序为:乔灌恢复阶段(Ⅳ)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)＞草坡恢复阶段(Ⅰ),范围为1.90～81.57 mm/min,土壤平均稳渗速率由大至小的顺序为:乔灌恢复阶段(Ⅳ)(51.53mm/min)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)(1.17 mm/min)＞草坡恢复阶段(Ⅰ)(1.00 mm/min)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)(0.90 mm/min);各演替阶段土壤非毛管持水量由大至小的顺序为:乔灌恢复阶段(Ⅳ)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)＞草坡恢复阶段(Ⅰ),土壤涵蓄降水量的大小顺序为:乔灌恢复阶段(Ⅳ)(150.5 mm)＞草坡恢复阶段(Ⅰ)(143.61 mm)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)(137.38 mm)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)(124.24 mm).     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物种多样性研究

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行分析,结果表明,衡阳盆地紫色土丘陵坡地乔木有8科10属12种,灌木有20科42属58种,草本有28科58属78种;衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种丰富度与生物多样性指数变化趋势为阴坡〉阳坡,下坡〉上坡。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地主要植物群落物种多样性研究

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落进行分析,结果表明:(1)衡阳盆地紫色土丘陵坡地乔木有8科10属12种,灌木有20科42属58种,草本有28科58属78种;(2)衡阳盆地紫色土丘陵坡地的物种丰富度与生物多样性指数变化趋势为阴坡＞76＞阳坡,下坡＞中坡＞上坡.     

延河流域自然与人工植被地上生物量差异及其土壤水分效应的比较

【目的】针对延河流域人工植被建造存在植被退化的问题,比较了自然植被与人工植被地上生物量的差异及其土壤水分效应,探寻人工植被退化的原因,为延河流域植被恢复重建提供理论支持。【方法】共采集57个气象站点1980-2000年的气候数据,并根据降雨和温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,测定了自然植被地上生物量及0～500cm土层土壤含水量,分析自然植被的空间变化及其影响因素,对自然植被与人工植被地上生物量及相应的土壤水分变化进行比较分析。【结果】延河流域自然植被地上生物量在空间上存在明显差异,从西北向东南呈现逐渐递增的变化趋势。自然植被地上生物量与年均总降雨量呈正相关关系,与年均生长季温度呈负相关关系;相同气候区的自然植被地上生物量随坡位和坡向的变化差异均很大。以自然植被为参照,人工植被地上生物量最大超载可达30 425.83g/m2,最小超载为118.93g/m2,平均为6 668.00g/m2,说明人工植被地上生物量明显超出了自然状态下所能承载的范围。与自然植被相比,人工植被土壤水分最大亏缺量可达80.5g/kg,说明人工植被地上生物量的超载引起平均土壤含水量显著低于自然植被,出现了不同程度的土壤干层,进而导致人工植被群落的衰退或死亡。【结论】生物量超载是引起土壤水分耗竭、植被退化的主要原因。植被恢复重建规划时,必须充分考虑特定立地环境条件下潜在生物量的制约,而不是盲目地选择不适宜的物种。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落的数量分类

采用数学模糊聚类分析对衡阳盆地紫色土坡地的植物群落进行数量分类,结果表明,衡阳盆地紫色土丘陵坡地植物群落可划分为3种植物类型：①马尾松＋杉木-杜茎山-野菊花＋夏枯草群丛;②柃木＋齿叶铁仔-苔草＋免丝子群丛;③白茅＋莎草群丛。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段植物群落主要种群生态位特征

通过对衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段植物群落生态位特征进行研究,结果表明：（1）大部分种群水平生态位宽度不宽,只有3个种群宽度大于0.5以上;（2）垂直生态位也较窄,各种群垂直生态位多集中于0.1-0.3之间,占84.5%,表明对垂直空间利用不充分;（3）虽然各种群之间的生态位重叠值均非常小,但有78.00%的种对间存在水平生态位重叠,表明各种对间对资源的共享趋势较为明显,各种群对资源分享的程度很高;（4）所有的种对均存在垂直生态位重叠,表明各种对资源的分享程度极为剧烈;（5）各种对水平生态位相似性比例较低,而高度生态位相似性比例则较高,说明各种群对以光为主导因子的高度资源要求相似。     

紫色土丘陵坡地恢复过程中土壤微生物及生化特性

[目的]为了研究湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地植被恢复过程中土壤微生物及生化特征的演变.[方法]以典型的紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的裸荒地阶段(Ⅰ)、草地阶段(Ⅱ)、灌丛阶段(Ⅲ)、灌木阶段(Ⅳ)和乔木阶段(Ⅴ).通过调查取样和试验分析,分析不同恢复阶段土壤微生物、土壤酶活性以及生化作用强度的变化.[结果]随着植被恢复的进行,土壤微生物总数显著上升(P＜0.05),细菌、真菌和放线菌等微生物优势类群的比例也发生变化,氨化细菌、硝化细菌、纤维素分解菌和固氮菌等土壤徽生物主要生理类群数量显著上升(P＜0.05);随着植被恢复的进行,土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著增强(P＜0.05);随着植被恢复的进行,土壤氨化作用、硝化作用、固氮作用、纤维素分解强度和呼吸作用等生化强度显著升高(P＜0.05).[结论]土壤微生物活性是表征湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地植被恢复过程中生态功能的重要标志之一.     

关中地区紫花苜蓿生物量累积及土壤水分利用规律的研究

以关中紫花苜蓿为材料研究了杨陵地区紫花苜蓿地上生物量、土壤水分及它们之间相互关系.结果表明,3年生紫花苜蓿株高与产量呈极显著正相关,盛花期刈割时,鲜草产量达到40 970 kg/hm2;紫花苜蓿生长的地上生物量以第1茬最高,水分利用率以第2茬最高,第3茬最小;紫花苜蓿0～2m土壤水分变化与降水及苜蓿不同发育期的吸收特性相关.     

季节性雪被对高寒草甸土壤微生物量碳、氮动态的影响

[目的]探索季节性雪被对高寒草甸土壤微生物量碳、氮动态的影响。[方法]根据自然雪被分布的差异,在青藏高原东南缘的高寒草甸生态系统中设置3条雪梯度样带（深雪、中雪和浅雪）,于2008年秋冬过渡期监测各样带中土壤温度和含水量,并研究不同雪梯度下土壤微生物量碳、氮的动态变化。[结果]月均土温、每月日最高土温均值、每月日最低土温均值都分别与雪厚度呈显著二次函数关系。雪厚度和土壤温差对土壤含水量具有显著影响。在秋冬过渡期末,深雪梯度中土壤微生物量碳先显著升高又显著降低;浅雪梯度中,土壤微生物量氮在稳定的浅雪被（约10cm）形成后显著增加。雪被下土壤微生物量碳、氮含量都分别与土壤温度呈显著的三次函数关系。[结论]季节性雪被对土壤温度和土壤含水量有显著影响,也引起高寒草甸土壤微生物量碳、氮动态的明显差异。     

云南元谋干热河谷土壤水分季节动态

[目的]研究云南元谋干热河谷土壤水分的季节动态。[方法]对云南元谋干热河谷雨季土壤水分进行了测定分析,结合已经完成的旱季土样水分的研究,将雨季、旱季数据进行对比,研究其土壤水分的季节动态。[结果]雨季土壤水分总体呈现含水率随着土壤深度增加而增加的趋势,但是在根系层向下1.0 m以内含水率会下降;草地土壤含水率高于林地,稀树草地则高于林地而低于草地。此外,对比旱季土壤含水率可知,为了避免形成永久性的土壤干化,在元谋的土壤水文条件下,在恢复工程中栽种林木是不合适的,草本植物是更好的选择。[结论]该研究对在干热河谷中种植农作物、经济作物以及进行生态恢复有一定的指导意义。     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段主要种群联结性分析

采用2×2列联表,对衡阳盆地自然恢复灌丛阶段植物群落中20个主要种的种间联结性进行分析,结果表明:自然恢复灌丛阶段群落优势种多物种间显著负关联;群落中重要值较高的20个种群组成的190种对中;有58对呈显著正联结,有34对呈显著负联结;以X2为基础,结合联结系数和种间关联度的3个指标较好地测定了20个主要植物种群的联结性.