华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要“源”或“库”,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田( FL)为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被( NRV)土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0～20 cm 土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg －1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg －1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0～20 cm 土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林 0～20 cm 土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12 和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在 0～20 cm 土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。     

不同排矸年限矸石山自然植被恢复规律研究

对不同排矸年限煤矸石山植被恢复状况、土壤理化性质进行了研究。结果表明:随着排干年限的增加,植被总盖度处于上升趋势,物种种类越来越丰富,并由草本群落逐渐演变为乔灌草植被共存;矸石山废弃地土壤含水量、密度、孔隙度等都较低,速N、速P含量较少,速K含量相对多些,植被数量、种类也较少,但随着排干年限的增加,其上的植被数量、种类逐渐增加;进一步研究还表明氮素是限制群落均匀度变化的显著因子。希望能为矿区下一步人工营造植被的实际操作提供理论依据。     

义丰溪湿地植被恢复对土壤理化性质的影响

为了解义丰溪湿地植被恢复后土壤理化性质的变化情况,选取义丰溪红树林湿地为研究对象,以光滩为对照,分析不同植被恢复模式下(无瓣海桑Sonneratia apetala纯林、无瓣海桑+桐花树Aegiceras corniculatum+秋茄Kandelia obovata+卤蕨Acrostichum aureum混交林)土壤0～30 cm土层的pH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等养分指标的动态变化。结果表明:植被恢复20 a后,土壤pH值显著下降,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量显著增加;不同恢复模式下,除pH值外,混交林土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量均显著高于纯林(P<0.05),说明混交林模式的土壤养分含量较高,植被恢复效果较好。因此,在后续的红树林营造修复中应采用混交林模式以确保植被的恢复效果。     

深圳铁岗-石岩市级湿地自然保护区典型次生林物种多样性与土壤化学性质

以深圳市铁岗-石岩市级湿地自然保护区4个典型次生林固定样地为研究对象,对其物种多样性进行调查,用常规分析方法测定土壤的主要化学性质。研究结果显示:(1)调查样地中共有39科67属89种植物,以海南蒲桃(Syzygium hainanense)、阴香(Cinnamomum burmannii)、木荷(Schima superba)和樟(Cinnamomum camphora)等为主要数量优势种;(2)不同样地物种丰富度指数和Shannnon-Wiener多样性指数排序分别为乔木层灌木层草本层和灌木层乔木层草本层,乔木层Simpson优势度指数高于灌木层和草本层;灌木层Pielou均匀度指数高于乔木层和草本层;(3)土壤pH值为4.28～4.51,EC为0.031～0.062 ms/cm,有机质和全氮含量分别为12.37～39.56 g/kg和0.50～1.47 g/kg,全磷含量为0.35～0.39?g/kg,全钾含量为14.63～37.17 g/kg,碱解氮含量为39.19～140.36 mg/kg,有效磷含量为0.94～8.90 mg/kg,速效钾含量为35.15～97.03 mg/kg;(4)4个样地物种多样性指数和土壤化学性质之间不存显著相关关系。研究结果显示,土壤氮、磷、钾含量是影响铁岗—石岩自然保护区植被分布的主要因素。     

紫金山金铜矿废弃地植被修复及其效果评价

采用样地调查法,对紫金山金铜矿废弃地2003年以来进行的植被生态恢复情况进行调查,分析紫金山矿山开采前后植被恢复覆盖度和物种多样性;结合测定恢复地重金属污染情况,综合评价紫金山矿区废弃地生态恢复效果。结果表明:紫金山金铜矿矿区生态植被群落恢复中,乔木层覆盖度和物种多样性均较少;灌木层恢复较好,物种已达到12种;草本层覆盖度和物种多样性都呈上升趋势;土壤重金属污染程度明显降低,生态恢复效果较为显著。     

不同植被恢复模式对矸石废弃地植物群落组成和结构的影响

以黑龙江省鸡西矿区5种类型的人工植被恢复矸石废弃地为研究样地,通过对不同植被恢复模式林下植被的调查,分析不同植被恢复模式林下植被群落生长状况、物种构成、结构组成等的变化特征,研究不同植被恢复模式对植被演替过程的作用规律,为矸石废弃地植被恢复工作的顺利开展提供一定理论和实践参考.     

深圳铁岗-石岩市级湿地自然保护区典型次生林物种多 样性与土壤化学性质

以深圳市铁岗 - 石岩市级湿地自然保护区 4 个典型次生林固定样地为研究对象,对其物种多样 性进行调查,用常规分析方法测定土壤的主要化学性质。研究结果显示：（1）调查样地中共有 39 科 67 属 89 种植物,以海南蒲桃（Syzygium hainanense）、阴香（Cinnamomum burmannii）、木荷（Schima superba） 和樟（Cinnamomum camphora）等为主要数量优势种;（2）不同样地物种丰富度指数和 Shannnon-Wiener 多样性指数排序分别为乔木层 > 灌木层 > 草本层和灌木层 > 乔木层 > 草本层,乔木层 Simpson 优势度指 数高于灌木层和草本层;灌木层 Pielou 均匀度指数高于乔木层和草本层;（3）土壤 pH 值为 4.28~4.51, EC 为 0.031~0.062 ms/cm,有机质和全氮含量分别为 12.37~39.56 g/kg 和 0.50~1.47 g/kg,全磷含量为 0.35~0.39 g/kg,全钾含量为 14.63~37.17 g/kg,碱解氮含量为 39.19~140.36 mg/kg,有效磷含量为 0.94~8.90 mg/kg,速效钾含量为 35.15~97.03 mg/kg;（4）4 个样地物种多样性指数和土壤化学性质之间不存显著相关 关系。研究结果显示,土壤氮、磷、钾含量是影响铁岗—石岩自然保护区植被分布的主要因素。     

我国矿山废弃地生态恢复限制因素及恢复策略

矿山废弃地的生态恢复包括土壤恢复和植被恢复2个层面。文中分析矿山废弃地生态恢复存在着土壤因素、重金属含量、土壤生物肥力、土壤种子库等限制因素,提出矿山废弃地的土壤改良、植被恢复的物种配置、工程技术在矿山废弃地的应用等矿山废弃地生态恢复主要策略,进一步分析了采矿扰动下受损生态系统功能恢复存在的问题并进行了前景展望。     

昆阳磷矿废弃地植被恢复对土壤质量的影响及评价

为揭示植被恢复对磷矿土壤质量的影响,以昆阳磷矿人工林植被恢复样地的土壤为研究对象,采用综合指数法和加权求和法对土壤养分质量进行综合评价。结果表明:(1)昆阳磷矿矿区废弃地不同恢复林地的土壤养分含量存在较显著差异,与未进行植被恢复的废弃地土壤相比,各养分指标含量均显著提高;(2)p H和速效钾对土壤质量的作用分值较小,是影响研究区土壤质量的限制性因子;(3)有机质含量的权重最大,速效氮和速效钾次之;(4)7种植被类型的土壤养分质量综合指数均高于废弃地土壤,大小依次为旱冬瓜+圣诞树林栓皮栎林蓝桉林圣诞树林旱冬瓜林直干桉林藏柏林,其中,旱冬瓜+圣诞树林和栓皮栎林的质量指数均大于0.8,说明这2种林分的表层土壤质量较优,蓝桉林和圣诞树林的质量指数在0.6-0.8之间,说明此2种林分土壤的综合质量良好,旱冬瓜林、直干桉林和藏柏林土壤的综合质量处于中等水平。     

污水处理厂污泥用于矿山废弃地生态修复后土壤肥力变化的研究

指出了污水处理厂污泥结合植被种植可用于矿山废弃地的土壤恢复,探讨了生态修复后土壤的肥力变化情况。结果表明:矿山废弃地植被重建后,土壤水分物理性能得到提高,特别是土壤有所增加;伴随修复的进行,土壤中有机质、水解N、速效P、速效K含量均呈下降趋势,但总体依然保持较好的水平,能够支撑植物生长;使用污泥覆土修复后,各种植物生长良好,起到了较好的废弃地复绿作用。     

彰武北部沙地不同植被覆盖下土壤水分状况研究

通过对彰武北部沙地乔、灌、草、农田、沙丘的土壤水分和物理性质研究得出:沙土表层(0~50 cm)含水量受降雨影响显著,100 cm以下影响不明显;地表植被不同则对水分的保持效果、水分在土壤中的垂直分布(0~300cm)、水分有效性和土壤下渗影响有所不同。     

民勤绿洲退耕地植物群落多样性研究

通过对民勤绿洲内部退耕地植被恢复系列不同阶段的群落取样,研究了植被恢复过程中群落物种的组成、多样性变化过程。结果显示:在50 a自然恢复过程中,群落可大致划分为1年生草本植物群落阶段、多年生草本植物群落阶段、草本灌木植物过渡阶段和灌木植物阶段。所有调查群落的物种组成简单,单科单属植物种所占的比重很大。随恢复年限的延长,群落中物种丰富度指数S和Margalef指数呈下降趋势;物种多样性指数Simpson和Shannon-Wiener指数在退耕初期和退耕30、40 a的植被群落中最高;退耕地群落中的均匀度指数Pielou和Alatalo指数都高于原始自然群落,说明经过50 a的自然恢复,绿洲退耕地仍然没有达到相对稳定的状态,群落仍然在发展。     

旅游开发对若尔盖自然保护区土壤养分和物理性状的影响

对高原湿地若尔盖国家级自然保护区不同旅游开发强度下土壤养分和物理性状进行研究的结果表明：（1）不同旅游开发强度（强度等级）对若尔盖高原湿地花湖景区土壤养分含量（有机质、氮、磷、钾）有着较大差异。（2）不同旅游开发强度对土壤理化性质的影响表现为：随着放牧干扰强度的增加,样地土壤容重逐渐增大、孔隙度逐渐减小。干扰导致土壤持水量和含水量下降,重度和中度干扰下土壤持水量和含水量与无放牧干扰时相比均有显著下降（P〈0.05）。放牧压实造成土壤表层孔隙度下降,致使土壤初渗速率、稳渗速率下降,其中稳渗速率下降最为明显,轻度、中度和重度放牧干扰下土壤稳渗速率比未受放牧干扰时分别下降了49.81%,81.89%和92.34%。（3）旅游活动、过牧超载等人为干扰活动是引起生态退化的主要原因。气候寒冷造成土壤利用性能受限,植被生长缓慢且破坏后难于恢复,湿地中伴随着水的大量流失和进而引发的湿地功能的的丧失对若尔盖及附近地区乃至全球生态环境的形成与演变产生重大影响。应对若尔盖湿地自然生态环境进行保护。严禁挖沟排水和过度无序旅游,乃是保护土壤,稳定若尔盖湿地高原生态环境的重要措施。只有这样,保护土壤生态系统才有依托,才有物质基础。     

六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究

2005年6-10月,在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点,研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化.结果表明:(1)随土深增加,土壤密度和石砾含量逐渐增大,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小,但非毛管孔隙度在100 cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大;(2)各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡,半阴半阳坡与阳坡差别不大;(3)随着坡位下降,土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小,各种持水量指标基本上也是程度不同地减小,但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶;(4)4种植被类型0～30 cm土层的土壤密度为天然灌丛＜天然草地＜乔木林地＜退耕地;石砾含量为退耕地最低,其它3种植被类型差别不大;总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛＞天然草地＞乔木林地＞退耕地;非毛管孔隙度则是退耕地＞乔木林地＞天然灌丛＞天然草地.其次,还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程.     

川北地震灾区不同植被恢复模式对土壤抗蚀性的影响

以川北地震灾区不同植被恢复模式（慈竹林、茶树林、喜树林、柳杉林和农耕地）为对象,研究土壤抗蚀性,并探讨土壤有机质与抗蚀性指标之间的关系。结果表明：植被恢复后水稳性团聚体平均重量直径、结构性颗粒指数、团聚状况和团聚度增加,土壤结构体破坏率、不稳定团粒指数、分散率、侵蚀系数和受蚀性指数降低;不同植被恢复模式土壤抗蚀性综合主成分值呈现出慈竹林〉茶树林〉喜树林〉柳杉林〉农耕地的规律;土壤有机质与绝大多数土壤抗蚀性指标呈显著相关。说明土壤有机质能较好地表征土壤抗蚀性,慈竹林对于提高研究区土壤抗蚀性具有重要的作用和意义。     

青海省湟水河流域退耕还林地土壤可蚀性研究

以青海湟水河流域2000—2009年退耕还林地为研究对象,基于野外定点观测和室内实验分析,测定土壤理化性质,采用EPIC模型中的算法求算土壤可蚀性K值,研究不同退耕还林年限和不同植被类型土壤可蚀性的变化情况。结果表明:1)随着退耕年限的增加,土壤孔隙度逐渐增大;砂粒含量略微增加;粉粒含量略有减少;黏粒含量则基本不变;有机质在退耕7年内逐渐减少,之后又开始增加;土壤可蚀性有降低的趋势,退耕9年后对土壤可蚀性有较明显的改善。2)相同退耕年限,退耕植被类型改善土壤可蚀性能力为乔木混交林>乔灌混交林>乔木林>灌木林,且退耕年限越长变幅越大,差别越明显。     

基于高通量测序的土壤微生物群落结构对土地利用方式的响应

为探究土地利用方式对土壤微生物群落的影响,对彭州市境内5种常见土地利用方式(城市绿地、农业用地、人工林地、滩涂地、撂荒地)下的土壤细菌和真菌进行了高通量测序.共检测到细菌37门106纲278目491科959属2137种,主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸...     

季风常绿阔叶林植被恢复过程中土壤理化性质动态

以植被不同恢复阶段的普洱季风常绿阔叶林林地土壤为研究对象,分析了土壤理化性质随植被恢复的动态变化。结果表明:土壤容重随恢复时间的延长呈现降低的趋势,而土壤孔隙度和水分含量则随恢复时间的延长缓慢增大。土壤有机质和全N含量在恢复15年及原始林中最高,全P含量为恢复30年最低,原始林最高,全K含量则是恢复40年样地中最高。不同恢复阶段样地中,原始林中速效N含量最高,恢复15年样地中速效P含量最高,恢复40年样地中速效K含量最高。所有恢复阶段间pH值均无显著性差异,而阳离子交换量由高到低依次为恢复15年>原始林>恢复40年>恢复30年。土壤理化性质相关性分析显示,土壤容重与土壤全N、土壤全P、速效N、有机质具有显著相关性,而土壤孔隙度则仅与土壤pH值具有显著相关性,土壤水分含量则与土壤全N、速效N、阳离子交换量具有显著相关性。     

辽西北地区林草及林药综合开发技术研究

林草、林药间作,林木为牧草和药材提供蔽阴条件,同时,林下间作牧草、药材,有利于改良林地土壤理化性质,增加肥力,促进林木生长。采取林草、林药间作的杨树,经精耕细作,与未采取林草、林药杨树对比,平均每年胸径增加了78.31%,高生长增加了186.58%。因此,在辽西北地区林草、林药间作是可推广的配置模式。奇可利、蒙古冰草、羊草是适于本地区种植的优良牧草;林间种植牧草、药材可获得较好经济效益。     

Evolution of soil microbial biomass in restoration process of Robinia pseudoacacia plantations in an eroded environment

Vegetation recovery is a key measure to improve ecosystems in the Loess Plateau in China. To understand the evolution of soil microorganisms in forest plantations in the hilly areas of the Loess Plateau, the soil microbial biomass, microbial respiration and physical and chemical properties of the soil of Robinia pseudoacacia plantations were studied. In this study, eight forest soils of different age classes were used to study the evolution of soil microbial biomass, while a farmland and a native forest community of Platycladus orientalis L. were chosen as controls. By measuring soil microbial biomass, metabolic quotient, and physical and chemical properties, it can be concluded that soil quality was improved steadily after planting. Soil microbial biomass of C, N and P (SMBC, SMBN and SMBP) increased significantly after 10 to 15 years of afforestation and vegetation recovery. A relatively stable state of soil microbial biomass was maintained in near-mature or mature plantations. There was an increase of soil microbial biomass appearing at the end of the mature stage. After 50 years of afforestation and vegetation recovery, compared with those in farmland, the soil microbial biomass of C, N and P increased by 213%, 201% and 83% respectively, but only accounting for 51%, 55% and 61% of the increase in P. orientalis forest. Microbial soil respiration was enhanced in the early stages, and then weakened in the later stage after restoration, which was different from the change of soil organic carbon. The metabolic quotient (qCO₂) was significantly higher in the soils of the P. orientalis forest than that in farmland at the early restoration stage and then decreased rapidly. After 25 years of afforestation and vegetation recovery, qCO₂ in soils of the R. pseudoacacia forest was lower than that in the farmland soil, and reached a minimum after 50 years, which was close to that of the P. orientalis forest. A significant relationship was found among soil microbial biomass, qCO₂ and physical and chemical properties and restoration duration. Therefore, we conclude that it is possible to artificially improve the ecological environment and soil quality in the hilly area of the Loess Plateau; a long time, even more than 100 years, is needed to reach the climax of the present natural forest. __________ Translated from Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(3): 909–917 [译自: 生态学报]