晋西黄土区退耕还林地涵养水源和保育土壤功能评价

以晋西黄土区退耕还林地为研究对象,对其土壤容重、孔隙度、有机质、养分含量进行测定和分析,并对其涵养水源和保育土壤功能进行评价。结果表明:(1)退耕还林地0—50cm土层平均容重为1.23g/cm3,随着土壤深度的增加,土壤容重增大,土壤孔隙度呈下降趋势,刺槐侧柏混交林地土壤结构最好,荒草地最差;(2)0—30cm土层平均有机质含量为29.33g/kg,全氮含量为1.54g/kg,全磷含量为0.46g/kg,全钾含量为18.85g/kg,随着土壤深度的增加,土壤有机质含量减少,土壤全量养分呈现递减的趋势;(3)不同植被恢复措施涵养水源能力依次为刺槐侧柏混交林刺槐林侧柏林苹果林山杏林油松林;(4)不同植被恢复措施保育土壤能力依次为刺槐侧柏混交林油松林刺槐林侧柏林山杏林苹果林荒草地;(5)不同植被恢复措施下土壤涵养水源和保育土壤功能存在很大的差异,以刺槐侧柏混交林模式最佳,荒草地最差。     

宁南黄土丘陵区不同生态恢复模式对土壤养分的影响

[目的]分析植被恢复过程中土壤养分的变化规律,认识和评价植被生态系统功能恢复,促进植被演替和加快生态恢复的人工调控。[方法]通过对宁夏南部山区彭阳县中庄示范区天然草地(封山禁牧)、农耕地(退耕)、人工苜蓿(退耕还林草)3种生态恢复模式进行调查,研究分析不同生态恢复模式对土壤养分的影响。[结果]宁夏黄土丘陵区不同生态恢复模式效果依次为:天然草地农耕地人工苜蓿。随着土层深度的增加,土壤养分含量均呈现降低的趋势。随着植被恢复年限的延伸,土壤养分会逐渐累积而增加。不同恢复年限苜蓿地土壤肥力指数小于农耕地,土壤肥力贫瘠,且随苜蓿种植时间的延长,呈现先增大,再减小的趋势。[结论]在宁夏黄土丘陵区进行植被恢复,能明显提高土壤养分含量,改善土壤肥力状况,但旱作苜蓿粗放经营(只刈割,不培肥),导致土壤综合肥力指数日趋下降。     

黄土高原植被恢复对土壤肥力质量的影响研究

在野外调查分析的基础上,测定了沙棘、黄刺玫、油松以及草地和农田的土壤有机质和速效养分,采用新负极差法检验了有机质含量的差异性,结果表明:(1)黄土高原半湿润地区恢复植被能够显著提高土壤的有机质含量,且草地>沙棘>黄刺玫>油松;(2)植被恢复对土壤有机质的提高效益随深度增加而明显减小,土壤有机质有一定表聚性,草地和灌木林植被下更为显著;(3)不同植被类型土壤速效氮均有大幅度增加,土壤速效磷增幅较小;土壤速效钾在草地、黄刺玫植被下有少量增加,沙棘、油松林地却有所下降。     

腾格里沙漠边缘区植被恢复与土壤养分变化研究

为了研究腾格里沙漠东缘植被恢复过程中不同阶段土壤养分和pH值的变化,在研究区从东向西分别采集6种植被恢复阶段的土壤,分别测定了其pH值、有机质和全效速效养分含量。结果表明,沙丘固定过程中,土壤有机质和全氮含量都呈逐渐增加趋势,分别从1.32和0.025g/kg增加到1.89和0.061g/kg,均达到了显著水平。半固定沙丘速效氮、速效钾含量均明显增加,发展为固定沙丘后由于大量植物的生长土壤速效氮、速效钾含量反而比半固定沙丘低。荒漠草原土壤中有机质、全氮及速效氮含量最高,退化草原速效磷含量比荒漠草原略高,差异不显著随退化荒漠草原恢复进程,人工梭梭林速效磷含量降低,速效钾总体呈显著增加趋势pH值以人工梭梭林较低。植被恢复过程中,沙生植被的存在对有机质和氮素的富集起着决定性作用,随着流沙固定和退化荒漠草原恢复,土壤有机质、氮和磷的含量增加,土壤有机质含量与土壤全氮、全磷和有效氮的含量呈较强的正相关关系。     

不同林龄人工林对退化生态系统土壤肥力质量的影响

选择黄土高原地区典型人工林为研究对象,以土壤容重、质地、有机质、养分、矿质全量等为指标,对不同恢复时期人工林改良土壤的效应进行了研究,并采用新复极差法分析了有机质及养分含量的差异显著性,最后应用综合指数法进行检验。结果表明:(1)沙棘林中中龄林土壤肥力质量最高,过熟林较低,幼林最低;(2)油松成林和刺槐成林各项肥力指标与其中幼林和撂荒地都呈极显著性差异;(3)同龄刺槐林土壤肥力质量高于油松林。     

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。     

金尾矿废弃地不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响

为探讨矿山废弃地不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响,以福建紫金山金尾矿废弃地为研究对象,对6种不同植被恢复模式土壤理化性质及重金属含量进行调查研究,并与未被破坏的自然植被群落和植被恢复前的裸尾矿进行比较分析。结果表明:(1)植被恢复能有效改良土壤理化性质,降低重金属含量,不同植被恢复模式土壤性质特征存在差异。与裸尾矿相比,植被恢复后土壤容重最大降幅为9.85%,孔隙度和持水量大幅度提升,有机质含量提高了12.23~27.74倍,养分含量明显增加,土壤重金属含量明显降低;(2)土壤理化性质之间具有明显相关性,其中毛管孔隙度对土壤物理因子具有明显的指示作用,有机质和速效钾对土壤养分的指示作用更为显著;(3)主成分分析表明,马尾松—枫香—本地河滩模式对尾矿土壤理化性质综合改良效果最好,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—本地河滩草和马尾松—胡枝子—本地河滩草模式对尾矿土壤综合改良效果不明显,但立地条件均优于裸尾矿。     

吉兰泰盐湖周边不同沙化程度植被群落与土壤养分特征研究

选取吉兰泰盐湖周边4种不同程度的沙化土壤,对其植被群落特征与土壤养分含量进行测定,分析不同沙化程度植被群落特征、土壤养分含量垂直分布特征以及植被群落与土壤养分含量之间的相关性。结果表明:(1)随着沙化程度的加剧,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数与Margalef丰富度指数均不断下降,植被群落结构趋于简单化;(2)随着沙化程度的加剧,土壤有机质与速效养分含量总体呈降低趋势;(3)土壤有机质、速效磷、速效钾均与Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关;碱解氮与Margalef丰富度指数呈显著正相关。对不同沙化程度植被群落特征和土壤养分的研究为吉兰泰盐湖区天然植被恢复与重建及盐湖保产、高产提供科学依据。     

青海湖地区典型固沙植物对根下土壤改良作用的初步研究

通过调查青海湖地区典型固沙植物沙蒿(Artemisa desterorum Spreng.)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)和乌柳(Salix cheilophila)的根系分布情况,测定灌丛根下及裸沙地土壤温湿度、土壤有机质、土壤养分等理化指标,初步分析了3种典型固沙植物在植被恢复初期对土壤的改良作用。结果表明,土壤温度均高于空气温度,其中裸沙地和沙棘根下土壤温度略高;植物根下土壤水分均低于裸沙地,植物生长耗水表现为沙蒿沙棘乌柳;3种植物对土壤养分及土壤有机质的提高均发挥出较大的作用,尤其是对表层土壤(0-10cm)的改良效果明显。自然植被沙蒿对土壤养分的改良效果最明显,而人工植被乌柳能够显著提高土壤有机质含量。在极端贫瘠的高寒沙地,人工植被能够改善植被恢复区土壤有机质及土壤养分状况,从而进一步促进自然植被的恢复。     

不同土地利用和管理方式对黑土肥力的影响

基于中国科学院海伦农业生态试验站22 a长期定位实验,研究了不同土地利用和管理方式对黑土肥力的影响。结果表明,不同土地利用方式促使土壤肥力发生不同的变化,裸地生态系统由于无有机质输入和无植被保护,土壤肥力逐年下降;草地植被覆盖使黑土全碳、全氮、碱解氮含量逐年提高;农田生态系统施肥管理能减缓土壤肥力降低,化肥配施有机肥增加土壤养分库,提高土壤肥力。不同覆盖特定的因子影响特殊的土壤酶活性。自然植被恢复对土壤转化酶和磷酸酶活性的影响大于增加土壤养分含量(碳、氮、磷含量)的影响。黑土自然植被恢复和农田土壤有机-无机肥配施是保持和增加黑土有机C,N库稳定性以及提高土壤肥力的重要途径。     

晋西黄土区长期人工林恢复对土壤水分和养分性质的影响

黄土高原地区是我国水土流失和环境问题严重的地区之一,人工植被恢复可以有效改善土壤性质,提高土壤质量,明确长期人工植被恢复后土壤水分和养分性质的响应差异,有利于进一步有效改善生态环境。选取晋西黄土区自然恢复的次生林地、人工刺槐林地、人工油松林地3种典型植被恢复类型为研究对象,通过测定土壤物理性质以及有机碳、氮磷钾元素含量等土壤养分,对比分析长期不同人工林恢复条件下的差异。结果表明:(1)次生林地、刺槐林地和油松林地在0-20 cm浅层土壤的容重分别1.15,1.04,1.06 g/cm³,次生林地的容重最大,土壤容重随着土层深度的增加而增大;(2)次生林地在浅层的土壤水分状况优于刺槐林地和油松林地,土壤水分消耗期(生长季开始前)过渡到积累期(生长期开始)时,次生林土壤水分动态变化更剧烈;(3)次生林地土壤碳储量较高,油松林地土壤氮、磷储量较高。3种林地土壤养分垂直变化差异显著,且均具有明显的表聚性,有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效钾含量均随着土层深度的增加而减少,而速效磷含量随着土层深度的变化表现为先增大再减小。以水养条件为依据,建议在植被恢复过程中多以保育次生林为主来达到较好的水碳储量等生态效益,有利于优化晋西黄土区的林分管理,促进植被恢复和生态建设。     

河口湿地红树林植被恢复对土壤养分动态的影响

以泉州湾河口人工红树林湿地为研究对象,以光滩为对照,采集0—10,10—20,20—30 cm土层土壤,研究不同红树林恢复(桐花树、秋茄、秋茄-桐花树混交林)对河口湿地土壤pH、有机质及主要养分元素(氮磷钾)的影响。结果表明:不同植被恢复模式下土壤pH和有机质含量呈明显的垂直变化特征,相对于无植被的光滩(恢复前),红树林植被恢复显著降低了土壤pH (P＜0.05),但增加了土壤有机质含量(P＜0.05)。不同红树林恢复模式下,土壤碱解氮、有效磷、速效钾和全钾含量均大致表现为随土层深度的增加而增加,而全磷含量则表现为随深度的增加而降低。相对于恢复前,红树林植被恢复均增加了表层土壤主要养分(氮磷钾)含量,其中,以桐花树—秋茄混交林的影响最为显著(P＜0.05)。综上,不同模式红树林植被恢复对河口湿地土壤理化性质和养分动态具有明显的调节作用,其中,混交林模式通过高效利用地上地下空间,改善土壤结构和质量,增加生物量和养分归还量,显著改善了土壤养分动态,是河口区植被恢复的优选手段。研究结果可为加强河口红树林湿地养分管理、维护湿地系统养分平衡提供科学参考。     

亚热带低丘区退化红壤肥力质量恢复性能的研究

试验和分析结果表明 ,退化红壤主要肥力因素的恢复与农用物质的投入和土壤本身理化性质均存在明显的关系。随着物质投入量的增加 ,土壤肥力质量的恢复也逐渐加快。在自然条件下 ,土壤肥力因素的恢复主要与土壤本身属性有关 ,在肥力恢复过程中 ,土壤有机质的增加量与土壤本身有机质含量呈抛物线关系 ,约当土壤有机质含量在 2 0 g/ kg时 ,增幅最大 ;在一定的含氮范围内 ,土壤氮素的增加与土壤全氮含量呈正相关 ;而速效钾的增加量与土壤本身速效钾含量呈反相关。土壤水稳定性团聚体的恢复与土壤粘粒含量及有机质含量呈正相关。试验结果表明 ,在合理的管理条件下 ,红壤肥力质量可以逐渐得到改善     

断陷盆地不同石漠化生态修复类型下土壤碳氮磷化学计量及酶活性特征

[目的]揭示断陷盆地石漠化生态修复区土壤养分、酶活性特征,筛选修复效果较好的模式,为石漠化修复治理提供科技支撑。[方法]以典型断陷盆地云南省建水县为研究区,探究4种植被修复类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、自然植被恢复样地)的土壤碳、氮、磷含量和化学计量特征及酶活性特征(淀粉酶、脱氢酶、葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、FDA水解酶、脲酶)。[结果]土壤有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为25.81,1.89,0.41 g/kg,有机碳、全氮含量均为自然植被恢复下最高,全磷含量为干香柏纯林下最高;自然植被恢复下土壤C∶P与N∶P最高,C∶N最高的为柏木+银木荷混交林。土壤淀粉酶活性为干香柏人工纯林最高,自然恢复植被恢复下最低,其余酶活性均为自然植被恢复下最高。相关性分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、pH值会对土壤酶活性产生影响,且冗余分析结果显示影响土壤酶活性的最主要养分因子为全氮,解释了72.3%的土壤酶活性变异。[结论]不同植被修复模式下土壤养分及酶活性特征不同,经18 a植被修复后,自然植被恢复和干香柏人工纯林两种修复模式下土壤养分条件较好,是该地区较...     

黄土丘陵区油松人工林和白桦天然林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

在黄土高原子午岭林区,对油松人工林、白桦天然林细根生物量、比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布特征,以及这些根系指标与土壤水分、土壤容重、氮素和有机质的关系进行了研究。结果表明,油松人工林细根生物量随土壤深度增加呈单峰曲线,白桦林细根生物量随土壤深度增加呈减少趋势;油松林大部分根系生物量集中分布在040.cm土层中,其中020.cm土层占37%以上,2040.cm集中了41%以上;表层土壤(020.cm)具有较高的比根长、根长密度和细根表面积,而底层(4060.cm)的比根长、根长密度和细根表面积最低。油松林土壤全氮和有机质含量垂直变化趋势相似,随土壤深度的增加而降低;硝态氮(NO3--N)均随土壤深度的增加呈单峰曲线变化趋势,而铵态氮(NH4+-N)随土壤深度增加呈先降低后增加的抛物线趋势。白桦林75%的细根生物量集中在020.cm土层,比根长、根长密度和细根表面积的垂直分布规律与油松林相似,表层土壤白桦林细根表面积是油松人工林的3.91倍,而2040.cm土层白桦林细根表面积比油松人工林降低了33%。白桦林土壤全氮、有机质含量、NO3--N和NH4+-N垂直变化趋势与油松林相似。土壤水分、容重、全氮和有机质对油松和白桦细根分布的影响明显大于NH4+-N和NO3--N。白桦林表层土壤有机质含量与细根生物量的相关性达到显著水平(r=0.99,P0.05),白桦林表层土壤有机质含量与比根长和根长密度的相关性(分别为r=0.91,r=0.8)低于油松林(分别为r=0.95,r=0.94)。油松和白桦林040.cm土层细根表面积与土壤全氮相关性随土壤深度增加而下降,比根长和根长密度与土壤全氮相关性随土壤深度增加而增大。油松和白桦林2060.cm土层细根生物量、细根表面积和根长密度随有机质含量的减少而增加,而比根长呈相反的变化规律。     

毛乌素沙地樟子松人工林恢复过程中土壤粒径演变特征

[目的]研究土壤颗粒分形维数与樟子松人工林恢复时间的关系,为评价毛乌素沙地植被恢复对土壤颗粒特征的影响提供数据支撑。[方法]以自然荒草地为对照,选择不同恢复年限樟子松人工林土壤为研究对象,分析了不同林龄樟子松林下土壤基本理化性质、颗粒粒径含量和分形维数,开展毛乌素沙地樟子松人工林恢复过程中土壤粒径演变特征研究。[结果] 3种不同林龄樟子松土壤中细砂粒含量最多,极粗砂粒含量最少,并且随着土层深度的增加细砂粒含量和粗砂粒含量呈增加的趋势,而黏粒含量、粉粒含量以及极细砂粒含量呈现减少的趋势。随着土层深度的增加土壤中全氮、全磷、有机质以及土壤含水率均呈现减小的趋势。不同林龄下樟子松土壤颗粒分形维数范围为2.27～2.71,均值大小顺序表现为50 a>60 a>40 a>CK;全氮含量和土壤含水率的均值大小顺序均表现为60 a>50 a>CK>40 a;全磷含量和有机质含量的均值大小顺序均表现为60 a>50 a>40 a>CK。全氮、全磷和土壤有机质含量与分形维数间呈正相关关系,相关系数分别为0.391,0.418,0.522。[结论]樟子...     

黄土高原地区水蚀风蚀交错带土壤质量综合评价

 为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带土壤质量变化规律和总体水平,通过敏感性分析、主成分分析和相关分析,确定了研究区的土壤质量评价最小数据集,并利用综合指标和最小数据集定量评价了植被演替和不同植被恢复类型对土壤质量的影响。结果表明,研究区土壤质量评价指标最小数据集为有机质、速效磷、蔗糖酶和真菌。随着退耕年限的增加,土壤质量综合指数并非简单地线性增加,而是在演替的前15a呈现下降趋势,15a后开始呈现增加的趋势,即表现出非正U型的变化。就不同植被恢复类型而言,研究区土壤质量的排序为:刺槐林地>农地>退耕草地>油松林地>沙蒿地>柠条灌木地>杨树疏林地。所确定的土壤质量评价指标最小数据集能够反映综合评价指标的信息,评价结果具有较好的代表性。总体而言,研究区土壤肥力仍属于较低水平。因此,研究区生态建设的任务仍很艰巨,有关植被建设中如何缩短植被演替早期阶段的土壤质量退化是值得探讨的科学问题。     

严重侵蚀退化马尾松林地植被恢复土壤养分的制约性因子

[目的]揭示马尾松(Pinus massoniana)林地植被恢复的土壤养分制约性因子,为严重侵蚀退化马尾松林地植被恢复提供理论依据。[方法]通过在福建省长汀县河田镇花岗岩风化红壤区,植被恢复差异较大的4种马尾松样地的0—5,5—20,20—40cm的土壤养分试验分析。[结果](1)恢复较差的马尾松林地的有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均较低,土壤保肥能力差,养分易随土壤侵蚀而流失。(2)所有样地的有机质、全氮、全磷、速效磷,速效钾含量变化规律基本上为:恢复较差恢复中等恢复较好恢复好。(3)有机质、全氮、全磷、速效磷,速效钾极显著正相关(p0.01),且在第1主成分上的载荷分别为0.921,0.931,0.974,0.906,0.874。(4)4种恢复样地土壤表层全钾差异不显著,其他层土壤规律不明显,植被恢复好的样地的pH值最小,但是马尾松林下植被生长良好。[结论]有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾植是马尾松林地植被恢复主要制约因子,全钾、pH值不是马尾松林地植被恢复制约性因子。