人为干扰对桂西北喀斯特山地植被多样性及土壤养分分布的影响

为促进桂西北喀斯特山地草地生态系统的恢复与重建,在连续3年全面调查的基础上,采用Pearson相关系数法和主成分法研究了人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性和土壤养分的影响。结果表明:人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性具有明显的影响,其中人为干扰显著降低了植被盖度、地上生物量、丰富度指数和多样性指数(p0.05),对喀斯特山地草地植被均匀度指数和优势度指数没有显著影响(p0.05),说明人为干扰并没有改变物种在生境中的均匀分布和物种发生根本性变化。人为干扰显著增加了土壤容重和pH值(p0.05),降低了土壤含水量和土壤电导率,但4种营养元素(碳、氮、磷、钾)的变化幅度不尽一致,具体表现为人为干扰降低了土壤碳、氮和钾含量,但对土壤磷素并没有显著的影响(p0.05),从降低幅度来看,土壤有效养分降低幅度高于土壤全量养分,由此表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。Pearson相关性分析表明,对于人为干扰区和对照区,影响其植被多样性的土壤环境因子不尽一致,其中土壤养分和有效养分在一定程度上起着主导性的影响作用,通过人为干扰区和对照区的相关性系数可知,人为干扰区域和对照区域土壤养分之间均呈极显著正相关,说明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡中,在人为干扰下,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性,并没有改变土壤养分因子之间的互作效应,并且土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01),说明其有效养分主要依靠于土壤全量养分。冗余分析的结果显示,对于人为干扰区和对照区,植被与土壤的排序基本没有变化,而人为干扰对土壤养分含量产生了一定的影响,造成二者的RDA排序图不相一致,排序轴可反映喀斯特地区土壤因子的梯度变化特征,表明利用土壤养分作为表征喀斯特山地草地土壤—植被关系的敏感性土壤指示因子是可行的。     

旅游干扰对贺兰山典型草原生物多样性及土壤性质的影响

[目的]探讨旅游干扰对贺兰山典型草原生物多样性及土壤性质的影响,进一步理解旅游干扰的生态影响效应与机制,为风景区资源与环境的保护管理提供参考。[方法]采用样方法对贺兰山景区主要游览线路两侧植物群落及其土壤进行了调查,分析了不同强度旅游干扰(低度旅游干扰,中度旅游干扰,重度旅游干扰)对植物群落及其土壤性质的影响。[结果](1)旅游干扰显著降低了植被覆盖度、枯落物含量、丰富度指数、均匀度指数和多样性指数(p0.05);(2)旅游干扰对土壤理化性质具有较大影响,土壤容重随着干扰强度的增加而增加,含水量和电导率随着干扰强度的增加而降低;(3)在旅游干扰条件下,土壤微生物量碳和氮变化幅度较大,对旅游干扰表现最为敏感;(4)随着旅游干扰强度的增加,土壤有机碳、全氮、碱解氮和微生物量碳、氮均明显降低,全钾和有效钾随干扰强度的增加而增加;(5)旅游干扰区域土壤养分指标相关性基本与对照区域相一致,土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01)。[结论]中度旅游干扰并没有影响植被属性;旅游干扰对土壤性质有一定影响,而此影响并没有改变土壤养分因子之间的相互作用效应。     

放牧模式对内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率的影响

【目的】放牧改变了典型草原生产力和土壤养分循环,影响了植被和土壤微生物的生长状况,进而使草原土壤碳排放量发生变化。本研究通过分析不同放牧措施下内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率 (Rs) 的差异,了解不同放牧管理模式影响草原碳交换和碳平衡的主要途径。【方法】基于内蒙古典型草原全年放牧、休牧及禁牧三种放牧措施,于2014和2015年的7月和9月对Rs进行原位测定,并分析了不同放牧措施下Rs及其影响因子的差异。【结果】1) 三种放牧措施下,Rs表现为休牧样地 [CO₂ 2.00 μmol/(m2·s)] > 禁牧样地 [CO₂ 1.94 μmol/(m2·s)]> 全年放牧样地 [CO₂ 1.56 μmol/(m2·s)]。放牧对Rs的影响还存在季节效应,7月份放牧降低了Rs,而9月份放牧则提高了Rs。2) 与禁牧措施相比,放牧和休牧管理均降低了地上生物量(70.6%和47.3%)、土壤总碳含量(34.5%和32.0%)、土壤总氮含量(37.0%和34.5%),但休牧显著提高了根系生物量(37.2%)。全年放牧样地中土壤可溶性有机碳提高,但微生物磷脂脂肪酸含量下降。3) 7月份Rs主要与土壤湿度和地上生物量显著正相关,而9月份则与土壤温度和土壤PLFAs含量显著正相关。结构方程模型 (SEM) 结果显示,土壤温度 (0.905) 和湿度 (0.188) 通过影响微生物和根系的代谢环境对生长季Rs起主导作用,放牧通过降低土壤湿度和地上生物量对Rs有抑制作用 (–0.137)。【结论】全年放牧通过抑制微生物的生长降低了土壤呼吸速率,休牧通过提高根系生物量增加了土壤呼吸速率,说明放牧对内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率的影响途径因放牧模式的不同而不同。     

不同干扰对黄土区典型草原土壤理化性质的影响

以黄土区云雾山典型草原为研究对象,分析4种干扰方式(封育、封育+施肥、封育+火烧和放牧)对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)在0-50cm土层,封育、封育+施肥、封育+火烧地的土壤容重随土层深度的增加而增加,放牧地的土壤容重随土层深度的增加而减少。其中,在0-20cm土层,放牧显著高于其他3种干扰方式,封育+施肥显著低于其他3种干扰方式;(2)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤含水量随土层深度的增加而增加,依次为封育+火烧>封育+施肥>封育>放牧;(3)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤有机质、全氮和速效钾含量随土层深度的增加而减少;火烧地的全磷含量随土层深度增加而减少,其他3种干扰方式的全磷含量呈现先增加后减少的趋势。在0-30cm土层,4种干扰方式土壤养分(有机质、全氮、全磷和速效钾)含量为封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,且放牧会导致0-10cm所有养分含量显著降低(P<0.01)。(4)4种干扰方式,有机质与全氮、全磷和速效钾呈极显著的正相关关系(P<0.01)。     

放牧对荒漠草原植物生物量及土壤养分的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨放牧对荒漠草原植物多样性、 生物量及土壤养分特征的影响。结果表明, 放牧对荒漠草原植物群落多样性、 均匀度和丰富度影响显著。植物群落多样性和均匀度随着放牧强度的增加均呈先增加后降低的趋势,在轻度放牧达到最大值。同围封禁牧相比,重度、 中度和轻度放牧草地的植物地上和地下部生物量显著降低,分别降低了43.8%、 42.0%、 15.4% 和 27.7%、16.2%、11.9%。土壤有机碳随着放牧强度的增加而降低,而土壤全氮含量随着放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势。围封禁牧草地土壤有机碳比重度放牧增加了18.1%,而土壤全磷、 速效磷和全钾含量分别降低了 21.1%、 51.9% 和 11.0%。土壤有机碳含量对植物群落地上和地下部生物量的影响大于土壤全氮、 全磷、 全钾、 速效磷和速效钾。放牧干扰下荒漠草原土壤环境及其养分含量,能在一定程度上反映植物群落多样性和生物量的变化。     

桂西北喀斯特人为干扰区植被自然恢复与土壤养分变化

为促进桂西北喀斯特退化生态系统的恢复与重建,采用全面调查和样方调查方法,以自然保护区的顶级群落为对照,研究了桂西北喀斯特人为干扰区自然恢复22a后植被的演替规律与土壤养分变化。结果表明,干扰区物种丧失严重,种类仅有自然保护区的26.6%,随着群落由草丛→草灌丛→灌丛→藤刺灌丛→乔灌丛→顶级群落的顺向演替和发展,群落的高度、生物量和物种多样性、土壤有机质、养分、阳离子交换量和硅、铁、铝、钛等矿质全量逐步增加,钙、镁全量显著减少,pH值降低,土壤质量随着植被的恢复呈波折性提高。     

放牧对荒漠草原土壤养分及微生物量的影响

[目的]探讨不同放牧强度对荒漠草原植被多样性、土壤理化性状、土壤养分及土壤微生物量的影响。[方法]以围封禁牧草地为对照,采用野外调查和室内分析的方法,对不同放牧强度下的草地土壤及植被展开调查。[结果]随放牧强度的增加,荒漠草原植被盖度、物种多样性、地上生物量、土壤养分和微生物量显著降低,土壤容重和pH值呈增加趋势,土壤电导率呈先增加后降低趋势,地下生物量则没有明显变化趋势;在植被作用下土壤养分和微生物量垂直方向表现递减规律并且在表层富集,"表聚性"较为明显;在放牧干扰下土壤全磷变异系数最高;放牧并没有改变荒漠草原土壤养分和微生物量的垂直分布特征;相关分析表明,放牧干扰下土壤微生物量与土壤养分之间具有较强的相关性,二者与土壤含水量也有较强的相关性。[结论]放牧强度对土壤全磷的空间变异影响较大,并且土壤微生物量对于放牧干扰的敏感性高于土壤养分全量;土壤养分和微生物量等地下生态系统各指标之间具有统一性。     

肃北高寒草原不同放牧强度土壤养分变化特征

研究了肃北高寒草原不同放牧强度下不同土层土壤养分及 5 种微量元素有效态含量变化特征。结果表明：①高寒草原土壤物理性质的变化对土壤养分及微量元素具有重要的调控作用;②随着放牧强度的提高,0 ~ 10、10 ~ 20 cm 土层土壤体积质量均呈不同程度的增加,土壤孔隙度和土壤含水量则呈显著的递减趋势;③轻度放牧草地土壤有机质、土壤全 N 含量高于中度放牧和重度放牧草地;20 ~ 30 cm 土层有机质随放牧强度的增大呈明显下降趋势,即随放牧强度的增大深层土壤肥力呈退化趋势;肃北高寒草原的速效养分以多 N 少 P 富 K 为特点,土壤速效 N、P、K 含量在总体上随放牧强度的增加呈下降趋势;④肃北高寒草原 5 种微量元素的高低顺序依次是：Na＞Fe＞Mn＞Cu＞Zn,不同放牧强度下各微量元素的变化一致,顺序依次是：轻度放牧＞对照＞中度放牧＞重度放牧;⑤放牧强度对 10 ~ 20 cm 的土层影响最大,随放牧强度的增大,地表植物营养吸收层土壤营养成分、微量元素呈降低,导致地表植被生长能力降低,最终导致地表土壤沙化,最后使草地大面积退化。     

荒漠草原人工柠条林重建的土壤养分效应

采用时空互代方法,构建了由天然草地和7,12,27a柠条林组成的序列,对其下土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷进行了研究。结果表明:(1)0—200cm土壤剖面上的有机质含量由草地、幼龄林、中龄林、老龄林依次增加,有机质含量增加的显著程度随着林龄的增加在更深土层上体现。(2)全氮含量由草地到幼龄林阶段显著增加,由幼龄林到中龄林再到老龄林依次减少。幼龄林、中龄林、老龄林之间全氮含量减少的最大幅度随林龄增加向土壤深层移动。碱解氮与全氮具有一致的规律。(3)整个土壤剖面上有效磷含量依次为:老龄林<幼龄林<中龄林<草地。(4)3个不同林龄的柠条林的有机质、全氮、有效磷在柠条行内和行间的空间差异均不显著。柠条行内与行间的有机质和全氮相关程度很高,有效磷相关性不显著。     

放牧干扰对人工林土壤物理性状的影响

为揭示人工林群落在人为干扰下的退化状况,应用空间对比法研究了放牧干扰对黄土高原人工油松林下土壤物理性状的影响。结果表明,随放牧干扰强度的增加,土壤中砂粒含量增加,黏粒含量下降,土壤出现砂化趋势。放牧干扰下土壤容重增加了0．09～0．39g／cm^3。随放牧干扰强度的增加,土壤总孔隙、毛管孔隙和非毛管孔隙呈大幅下降的趋势,土壤持水量、含水量、入渗速率和导水率降低。重度干扰和中度干扰下土壤持水量、含水量与无放牧干扰时相比显著降低。随放牧干扰强度的增加,初渗率和稳渗速率下降,饱和导水率也随之下降。     

不同措施对退化草地土壤和植被的影响

在我国干旱、半干旱草原区,草场沙退化和水土流失等现象十分严重,而要解决这一问题,首先应搞好水土保持生态环境监测。为了客观地分析和评价各项水土保持措施实施后给生态环境带来的效应,我们在京津风沙源科技支撑项目实施过程中,在我所建立的草地水土保持生态技术试验基地,对各项措施实施前后的生态指标进行了连续4年的动态监测。主要研究了退化草地围封前后及围栏内不同恢复措施对土壤水分与养分及草场植被的影响。结果表明：围栏前后土壤水分、养分和草场植被都发生了变化,尤其对草场植被的影响极其明显,封育草场的植被盖度较未封育的天然草场植被盖度平均增加了58.66%。围栏内不同恢复措施对土壤水分、养分和草场植被也都有明显的影响。     

宁夏典型草原土壤理化性状对不同管理方式的响应

以宁夏典型草原为对象,研究封育、放牧和水平沟改良管理方式下草原土壤颗粒组成、土壤容重、有机质含量、全氮、水解氮、速效磷和速效钾的分布差异。结果表明,不同管理方式下0-40cm土壤以细沙粒和粗粉粒为主,占颗粒总量的58.46%～77.48%,管理方式对土壤质地无明显影响,但0-15cm土层粘粒和粉粒含量随封育年限的增加呈上升趋势;放牧能显著增加0-5cm土壤容重;管理方式对0-40cm土层有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量影响显著,以封育15,20,25年和水平沟改良10年的草地土壤养分含量较高,放牧草地最低;各管理方式下土壤养分含量表现为随土层深度增加而下降;典型草原土壤理化性状间存在显著相关性。     

拱坝河流域5种森林类型土壤有机碳的分布特征

[目的]研究拱坝河流域典型森林土壤有机碳含量和有机碳密度的分布特征,为深入推进森林多目标经营工作提供科学依据。[方法]通过实地调查取样和室内实验测定。[结果](1)人工云杉林SOC含量平均为(32.5±21.82)g/kg,0—60cm SOCD为(13.85±6.98)kg/m2;(2)不同土壤深度,土壤密度差异显著;随土壤深度增加,5种森林类型的土壤有机质,全N,全P,全K,有效P及速效K含量呈递减趋势。(3)0—60cm土层含量与自然含水量,全N,全K,速效K均呈极显著或显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;SOCD与土壤理化性质表现出一致的相关性。[结论]研究区不同森林类型土壌有机碳含量和有机碳密度受多种因素的影响,在林分结构、土壤理化特性、树种特性等多种因素的共同影响下,土壤有机碳和有机碳密度表现出明显的差异性。     

红薯藤及其生物质炭还田对旱地红壤微生物活性及养分含量的影响

为探究红薯藤及其生物质炭还田对旱地红壤微生物活性及养分含量的影响,通过田间定位试验,设置5个处理:(1)常规处理(CK);(2)3000 kg/hm2红薯藤还田(S1);(3)6000 kg/hm2红薯藤还田(S2);(4)1000 kg/hm2红薯藤生物质炭还田(BC1);(5)2000 kg/hm2红薯藤生物质炭还...     

蚯蚓活动对铜尾矿废弃地土壤养分的影响

[目的]研究蚯蚓活动对铜尾矿废弃地土壤养分的影响,以期为利用土壤动物进行铜尾矿生态恢复提供参考。[方法]在室内恒温(20℃)条件下培养1个月,共设置8种处理进行试验。[结果](1)接种蚯蚓对土壤养分的影响强弱顺序依次为:有效磷有机质速效钾碱解氮,且随着蚯蚓密度的增加土壤养分的含量呈上升趋势;(2)添加秸秆后接种蚯蚓对铜尾矿废弃地土壤养分的影响强弱顺序依次为:有效磷碱解氮速效钾有机质,且随着蚯蚓密度的增加土壤养分的含量呈上升趋势;(3)接种蚯蚓且添加秸秆比仅接种蚯蚓对土壤养分的影响大,且影响速度表现为:有效磷速效钾碱解氮有机质。[结论]蚯蚓对铜尾矿废弃地土壤养分的恢复具有促进作用,蚯蚓密度越大影响作用越强。     

不同放牧强度下土壤侵蚀对典型草原土壤有机碳的影响

针对典型草原土壤侵蚀区的碳储量及碳流失问题,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同放牧强度下内蒙古大针茅典型草原的土壤侵蚀量、有机碳含量、有机碳流失量的变化情况。结果表明:(1)放牧强度对表层土壤有机碳的影响较大,有机碳储量呈先增加后减少的趋势,表现为轻度放牧对照中度放牧重度放牧,且不同放牧强度下0—40cm土壤有机碳变化明显,为明显的垂直递减趋势;(2)降雨强度对草地土壤侵蚀的影响最大,其次为坡度,放牧强度的影响较小;(3)坡度一定时,土壤有机碳流失量受降雨强度的影响程度远大于放牧强度,降雨强度越大,放牧强度越大,土壤侵蚀量和土壤有机碳流失量就越大。可见,控制放牧强度和因地制宜的分区放牧对于控制草地土壤侵蚀十分必要。     

典型黑土区坡耕地土壤微生物群落数量的空间分布研究

选取土壤侵蚀较严重的黑龙江省宾县宾州河流域为研究区,通过采集流域上、中和下游6个典型坡面的坡上、坡中和坡下部土壤样品,分析了坡耕地土壤微生物群落数量在流域和坡面尺度上的分布规律,并比较了土壤微生物群落数量空间分布与土壤侵蚀空间分布的关系。结果表明,在流域尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均表现为:下游>中游>上游土壤真菌数量表现为:上游>下游>中游土壤放线菌数量表现为中游最大,而上游和下游数量相当。在坡面尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均呈现:坡中部<坡上部<坡下部,土壤真菌数量呈现:坡下部<坡中部<坡上部,土壤放线菌数量呈现:坡中部<坡下部<坡上部。研究表明,流域土壤微生物总数量和土壤细菌数量的空间分布皆与侵蚀-沉积速率的空间分布相对应,反映出侵蚀-沉积速率是影响该流域土壤微生物群落数量的主要因素。