彭州市龙门山不同地震裸地次生演替初期土壤酶活性研究

地震形成的次生裸地的生态恢复包括植被和土壤的结构与功能恢复两个方面.选取彭州龙门山地震崩塌地、泥石流冲积扇、滑坡体等震后形成的三个典型次生裸地恢复3 a后,对表土(0-30 cm)有机碳、水溶性氮、有效磷和土壤酶活性等性质进行了研究,以评价恢复初期不同次生裸地的土壤恢复状况.结果显示,自然恢复3a,土壤有机碳恢复到原生样地的27％～42％,可溶性碳恢复至原生样地的25％～46％,可溶性氮恢复至原生样地的6％～14％,有效磷恢复至原生样地的21％～83％.土壤酶中,过氧化氢酶活性恢复较快,达到对照样地过氧化氢酶活性的70％以上,而脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性恢复较慢,分别为对照样地的5％～19％,6％～48％,6％～26％,因此地震形成的次生裸地上土壤肥力质量与土壤酶活性的恢复是一个长期的过程.     

黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系研究

为了探明黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系,在黄土高原纸坊沟小流域选取几种典型的植被群落(刺槐Robinia pseudoacacia、铁杆蒿Artemisia gmelinii、长芒草Stipa bungeana、狼牙刺Sophora davidii和柠条Caragana korshinskii),野外调查了植被多样性,同时室内测定0—100 cm土壤有机碳含量、密度以及相关土壤环境因子。结果显示:(1)不同植被群落多样性指数(Margalef丰富度、Mclntosh均匀度和Shannon-Wiener多样性)表现出相同的变化特征。柠条和刺槐群落差异不显著(p>0.05),二者显著低于其他植物群落(p<0.05),长芒草和狼牙刺群落最高,二者之间差异不显著(p>0.05),显著高于其他植物群落(p<0.05); 不同植物群落Simpson优势度指数呈现出相反的变化趋势,刺槐>柠条>铁杆蒿>狼牙刺>长芒草。(2)不同植物群落土壤全氮含量、微生物量碳、微生物量氮、速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)大致表现为相同的变化特征,均表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他群落,而柠条和刺槐群落土壤养分含量低于其他植物群落,不同植物群落土壤pH值表现出相反的变化特征。(3)在垂直方向,土壤有机碳密度随土层深度的增加而逐渐减小,80—100 cm土层土壤有机碳密度最低(p<0.05),0—20 cm土层土壤有机碳密度最高,表现出明显的“表聚性”,相同土层土壤有机碳密度大致表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他植物群落。(4)相关性分析显示,不同植物群落多样性指数与有机碳和有机碳密度呈显著或极显著的正相关。冗余分析显示,土壤pH值和微生物量碳含量是主导植被多样性和土壤有机碳密度重要驱动因子; 双因素分析表明植被类型和土层深度对土壤有机碳含量和密度具有显著的影响(p<0.05)。     

洞庭湖湿地植物群落多样性及土壤有机碳储量研究

为了研究洞庭湖湿地植物群落多样性及土壤有机碳储量特征,选择洞庭湖主要湿地(荫草群落、水蓼群落、苔草群落、芦苇群落),2016—2018年连续3年监测植被多样性和土壤有机碳含量特征。结果表明:洞庭湖湿地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为芦苇群落苔草群落水蓼群落荫草群落,随着年份的增加呈逐渐增加趋势;对于Simpson优势度指数,则表现为相反的变化趋势。土壤有机碳含量和有机碳储量均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土层深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳储量逐渐降低,以表层土壤(0—20 cm)有机碳储量最高;相关性分析表明,荫草群落、水蓼群落、苔草群落、芦苇群落Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳储量呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,与有机碳含量的相关系数高于有机碳储量的相关系数。双因素分析表明植被类型和年份对有机碳含量和有机碳储量具有显著的影响(p0.05),植被类型×年份对有机碳含量和有机碳储量具有显著的影响(p0.05)。     

呼伦贝尔寸草苔草原群落特征及物种多样性与土壤理化性质的关系

[目的]研究内蒙古呼伦贝尔寸草苔草原群落特征及物种多样性与土壤理化性质的关系,为草原生态系统的保护和恢复提供科学参考。[方法]对呼伦贝尔寸草苔草原95个典型样地进行群落调查,研究呼伦贝尔寸草苔草原4种群落类型间群落特征及物种多样性与土壤理化性质之间的关系。[结果](1)群落特征中,地上生物量、物种丰富度和Shannon-Wiener指数在4种群落类型间以寸草苔—一二年生草类群落最高;土壤理化性质中,全氮和全磷均以寸草苔—根茎型草类群落最高。(2)寸草苔—丛生草类群落和寸草苔—杂类草群落中,土壤有机碳、全氮、全磷与地上生物量、地下生物量呈显著正相关关系。(3)寸草苔—根茎型草类群落和寸草苔—一二年生草类群落中,土壤有机碳、全氮、全磷与Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数呈显著负相关关系。[结论]呼伦贝尔寸草苔草原群落特征在4种群落类型间存在不同程度差异,土壤理化性质中土壤有机碳、全氮和全磷是影响群落特征和物种多样性差异的主要因子。     

青海共和盆地不同人工灌木群落土壤碳密度研究

共和盆地高寒沙区植被恢复区4种典型人工灌木林是柠条(Caragana korshinskii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、沙柳(Salix psammophila)和乌柳(Salix cheilophila)。土壤有机碳密度调查研究表明,不同灌木群落类型下的土壤有机碳密度(0~100 cm)由大到小是:沙棘9.42 kg/m2、沙柳6.73 kg/m2、乌柳6.06 kg/m2、草地4.56 kg/m2、柠条3.67 kg/m2。不同灌木林地0~100 cm土壤质地和分层状况不同,土壤有机碳含量随着土壤深度增加而减少,表层(0~10 cm)含量最高。与对照样地草地相比,位于丘间地的林地土壤有机碳含量均有不同程度的提高。     

火烧对大兴安岭樟子松天然林土壤有机碳组分的影响

以大兴安岭轻度火烧迹地为研究对象,通过对比研究,探讨火烧对樟子松天然林土壤有机碳组分的影响。结果表明:轻度火烧改变了樟子松天然林土壤有机碳的组成和含量。轻度火烧使樟子松天然林0—5cm土层土壤有机碳、易氧化碳和颗粒有机碳含量分别下降了8.52g/kg,1.36g/kg和5.85g/kg;5—10cm土层分别下降了4.78g/kg,0.19g/kg和2.98g/kg,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。轻度火烧使樟子松天然林表层土壤黑碳含量显著增加,0—5cm土层黑碳含量较对照样地增加了9.95g/kg,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。火烧迹地0—5cm和5—10cm土层BC/SOC分别增加了25.4%和6.12%,ROC/SOC分别减小了1.49%和0.65%,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。轻度火烧对樟子松天然林土壤POC/SOC影响不大。回归分析表明,火烧迹地和对照样地土壤有机碳各组分与有机碳之间都呈极显著的线性关系(P0.01)。     

不同起源云杉林土壤有机碳密度及与物种多样性关系

对甘南地区云杉人工林和天然林的不同林龄(包括幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)土壤有机碳密度及其群落物种多样性的关系进行研究。结果表明:不同起源云杉林在各林龄中均以表层土壤(0—10cm)土壤有机碳含量最高,随土壤深度的增加逐渐减少;土壤有机碳密度除天然云杉成熟林在表层最高外,其他均以深层土壤(50—100cm)最高,且土壤有机碳含量和有机碳密度随林龄的变化不显著(p0.05)。冗余分析表明,人工林0—10,10—20,20—30,30—50cm的土壤有机碳密度除与Ea指数呈负相关关系外,与丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)、Pielou指数(Jsw)均呈正相关关系;天然林0—10,10—20,20—30cm的土壤有机碳密度与这5个指数均呈正相关关系。     

喀斯特峰丛洼地次生林土壤有机碳的剖面分布特征

采用样方法研究了喀斯特峰丛洼地八角枫(Alangium chinensis)、盐肤木(Rhus chinensis)、黄荆(Vitex negundo) 3种典型次生林群落土壤有机碳（SOC）含量、密度的剖面分布特征。结果表明,土壤有机碳含量与土壤根系生物量呈极显著正相关;不同次生林群落060 cm土壤有机碳平均含量和密度不同,依次为黄荆八角枫盐肤木,盐肤木的碳含量显著低于黄荆和八角枫群落,碳密度显著低于黄荆;3种次生林群落土壤碳含量和密度都与土壤深度有较好的线性关系,随土壤深度的增加而降低,2060 cm各层次的差异不显著,但均显著低于010 cm土层;不同次生林群落土壤各层次碳含量和密度均表现为为黄荆八角枫盐肤木,其中盐肤木群落1040 cm 3个层次的碳含量及2030 cm的碳密度显著低于另外2个群落。由此可见,喀斯特峰丛洼地退化生态系统合理的植被恢复方式是促进该区域生态重建和碳贮存的关键。     

黄土丘陵区不同植被群落土壤团聚体有机碳及其组分的分布

有机碳是形成土壤团聚体的重要物质,植被群落通过有机残体的输入增加土壤有机碳含量,从而通过影响团聚体的形成而影响土壤结构。为探究不同植被群落对土壤结构改良的意义,对黄土丘陵区森林带和草原带的不同植被群落土壤团聚体中有机碳组分进行了研究。结果表明:(1)研究区域森林带土壤有机碳含量大于草原带,森林带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:辽东栎群落>人工刺槐群落>狼牙刺群落,草原带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:人工沙棘群落>达乌里胡枝子+茭蒿群落>铁杆蒿+达乌里胡枝子群落;(2)土壤活性有机碳和腐殖质碳占土壤总有机碳的比例在两种植被带之间基本相同,相同植被群落土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例高于腐殖质碳占总有机碳的比例;(3)森林带土壤>0.25 mm团聚体含量显著高于草原带土壤>0.25 mm团聚体含量,各种形态的有机碳随着土壤团聚体粒级的增大有机碳含量呈先增加后减少或者随着团聚体粒级的增大而增大的趋势,2~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中有机碳含量最高;(4)草原带每种植被群落土壤活性有机碳含量空间差异性较大,辽东栎群落各种形态土壤有机碳含量的空间差异性都较大,<0.25 mm团聚体腐殖质碳含量大于其他粒径;(5)草原带人工沙棘群落土壤各种形态有机碳在土壤剖面上的含量差异很小,其他各植被群落0~10 cm土层土壤有机碳含量均大于10~20 cm土层。     

不同植被类型下草本群落与土壤因子的关系

[目的]在黄土高原大规模植被恢复重建的背景下,揭示贴地草本群落与耕作层土壤理化性质的协同发育及相互关系对恢复植被的可持续性发展尤为重要。[方法]以陕北绥德辛店沟小流域不同植被恢复类型下草本群落为研究对象,通过野外布设样方采集土壤标本,测定群落盖度,物种信息等指标,辅以室内试验和统计分析的办法,分析了不同植被类型下草本群落特征、土壤因子及其响应关系。[结果](1)陕北小流域不同植被恢复类型下草本层的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数四项指数总体差异显著,荒地、灌丛地>乔灌混交林>人工草地、乔木林(p<0.05)。(2)土壤因子与草本群落生物量、群落盖度、叶功能性状呈现出显著相关关系(p<0.05),且在不同植被类型下草地样方的响应中南坡优于北坡。(3) RDA排序分析发现,土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤容重和土壤最大持水量是影响草本群落生长发育的关键因子。[结论]灌丛地、乔灌混交林和荒地中草地生态稳定性及水土保持功能性优于其他植被恢复模式。     

汶川震区震后土体入渗特征试验研究

汶川地震对土体产生强烈扰动,改变了流域下垫面特征,影响到流域产流过程,其中土体入渗特征是导致产流变化的基本因素。选择强震区都江堰龙溪河流域为典型研究区,采用双环法进行野外原位土体入渗试验,得出了泥石流流域不同类型土体的入渗特征。试验结果表明:(1)不同类型土体的最终稳定入渗率大小顺序依次为:林地(0.32mm/min)>草地(0.30mm/min)>耕地(0.28mm/min)>泥石流堆积体(0.19mm/min)>滑坡体(0.17mm/min)>裸地(滑坡后壁)(0.07mm/min);(2)研究区土体的稳定入渗率与孔隙度呈幂指数的正相关关系(R=0.95);前期含水率和细颗粒含量对林地、草地、耕地等土体入渗率的影响不明显,但滑坡体、泥石流堆积体、裸地等土体的稳定入渗率与细颗粒含量之间呈较强的负相关关系。细颗粒含量对土体入渗的影响远小于由根系及其腐烂空洞的影响,从而导致根系发育土体内的细颗粒含量对土体入渗影响不大。此外,土体表面结皮能显著降低研究区土体的入渗性能。     

Recovery in soil cover and vegetation structure after ancient landslide in mountain fens under Caltho-Alnetum community and response of soil microarthropods (Hexapoda: Collembola) to natural restoration process

Purpose

The objective of this study was to determine the long-term environmental changes induced by ancient landslide in the mountain fen. Attempts were made to demonstrate the progress of the soil cover restoration process about 200 years after the landslides and associated with changes in vegetation and soil microarthropod biodiversity and occurrence pattern associated with the restoration of soil cover.

Material and methods

The study covered mountain fen of the Caltho-Alnetum in the Babiogórski National Park in Outer Flysch Carpathians, Poland, where ancient landslide deposits are causing disturbance in fen hydrologic regime and over time related to various rate of fen area natural restoration processes. The drill test has been used to assess changes in layering and thickness of the fen soils. The following soil parameters, such as pH and total organic carbon content, were determined at each distinguish layer. The diversity and distribution pattern of soil microarthropods, represented by Collembola, was examined in two parts of the fen: restored and not-restored. The soil parameters, such as pH, electrical conductivity, total exchangeable base, total organic carbon, and nitrogen content, were determined in the soil samples simultaneously. The assessment of the vegetation structure recovery within studied mountain fen after landslide was referred to average parameters of the community completed for other natural mountain fens under the Caltho-Alnetum community. The research results were statistically verified.

Results and discussion

The test drillings showed that landslides change soil layering, site-specific soil properties of mountain fen such as chemistry (the statistically significant differences were noted only in the case of total organic carbon content), vegetation structure, and soil microarthropod communities. By changing site-specific conditions, landslides influence on the biodiversity and peatland ecosystems functioning.

Conclusion

Our results clearly demonstrate that the landslide itself initiated a complex and lengthy process of changes in biological aspects of peatlands including the biodiversity of the underground fauna and plant community. Soil microarthropod communities represented by Collembola can be used as a good indicator of mountain fen restoration process.

     

汶川地震生态治理区土壤种子库及其与地上植被的关系

为了比较地震灾区不同气候类型植被恢复区土壤种子库时空分布特征,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了四川省汶川县威州镇和绵竹市汉旺镇4类生态治理区[干旱干暖河谷受损治理区(DHD)、干旱干暖河谷未受损区(DHU)、亚热带湿润季风气候受损治理区(HMD)、亚热带湿润季风气候未受损区(HMU)]土壤种子库的萌发动态、数量特征、物种组成、多样性特征及其与地上植被之间的关系。结果表明:未受损区具有2个萌发高峰期,受损治理区只有1个萌发高峰期,不同气候类型治理区土壤种子库在不同土壤深度表现出不同的萌发潜力;4类治理区土壤种子库平均密度为192~1 544粒·m?2,表层密度和平均密度均为未受损区受损治理区,干旱干暖河谷气候区亚热带湿润季风气候区;4类治理区共有50种植物萌发,草本植物占显著优势;HMU、HMD、DHU、DHD地上植被与土壤种子库物种组成的S?rensen相似性系数分别为26.23%、44.9%、30.77%、16.00%,Jaccard相似性系数分别为15.09%、28.95%、18.18%、9.09%;不同类型样地土壤种子库特有种和共有物种均表现出不同的生活型格局。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复时,应该考虑治理区的气候环境,因地制宜的进行人工引种和制定恢复措施。     

绵远河流域地震侵蚀与泥沙输移特征

汶川地震引发大量的崩塌滑坡、泥石流,为震区河流提供了丰富的泥沙来源。对处于地震极重灾区的绵远河流域进行了地震侵蚀与流域内的泥沙输移状况的调查统计。绵远河山区河段地震时产生了1.15×108 m3的松散堆积物,相当于正常年份土壤侵蚀量的约100倍。5a实地调查的结果显示,崩塌滑坡体绝大部分堆积在支沟中。在震后水文气候条件不变的情况下,松散堆积物中占多数的大粒径颗粒超过了河流输运能力,仅少量细颗粒物质以悬移质形式被输送到下游。研究表明,虽然绵远河上游地震侵蚀产沙总量巨大,但汶川地震后与震前进入绵远河平原河段的泥沙量变化不大,近期内对绵远河下游及沱江的泥沙输移没有明显影响。     

汶川地震震后降雨滑坡的类型、活动特征及发展趋势

汶川地震造成许多山体的整体性破坏,部分山体后缘出现裂缝,岩土体在主震作用下产生损伤,边坡稳定性大大降低,在降雨激发作用下极易产生新的滑坡灾害。在分析汶川震后滑坡发育条件变化和降雨滑坡现场调查的基础上,将震后降雨诱发滑坡分为5种类型。震后降雨滑坡的活动特征主要体现在以小型的塌滑最为典型且数量多,沿河道两岸广泛发育,且震区滑坡发生与降雨在时间上具有较强的对应关系,滑坡发生滞后时间短,在强暴雨条件下多为群发型滑坡。从震后降雨滑坡发展趋势来看,初期主要以中小型的滑塌为主,随着时间的推移,小型滑塌数量将逐渐减少,大型、特大型滑坡发生的数量可能会有一定程度的增加。     

The effect of landslide on soil organic carbon stock and biochemical properties of soil

Purpose

The aim of the study was to present variability of content and quality of soil organic matter on the landslide surface. Attempts were made to demonstrate the progress of the process of soil cover restoration 7 years after the landslides and biochemical activity of soil associated with the restoration of soil cover.

Materials and methods

The landslide area was located in southern Poland, in the Sucha Forest District. The soil properties were studied on a regular grid of points, which covered the entire area of the landslide. In soil samples, particle size, soil aggregates content, pH, total carbon and nitrogen content, microbial biomass carbon and nitrogen and the activity of dehydrogenases were determined. Additionally, the fractions of soil organic matter were used in the study as an indicator of soil quality due to the many important interactions of these components in the soil system.

Results and discussion

This study identified the landslide area as characterised by a stronger diversification of physical, chemical, and biological properties. The upper part of the landslide (in the area referred to as the landslide niche) is strongly eroded and characterised by the least advanced soil cover recovery. Additionally, low soil organic matter content was observed in the upper part of the landslide, which restricted biological activity of the studied soils. Soil microbial biomass carbon increased with restoration of landslide soils.

Conclusions

The soil organic matter plays a key role for the initial stage of soil formation on a landslide. The amount of soil organic matter on the studied landslide had a positive effect on the microbial biomasses C and N, dehydrogenases activity. Estimating the soil organic matter fraction can be utilised as an indicator of changes in soil.

     

汶川震区陇南三家地滑坡稳定性分析及防治

"5·12"汶川地震诱发了大面积的山体滑坡,直接威胁人类的生命财产安全。陇南三家地老滑坡在这次地震期间前缘大规模滑动,并在前缘滑动牵引下诱发后缘形成贯通裂缝,严重威胁滑坡体上三家地村1 732村民的生命财产安全。因此,准确判断该滑坡稳定性,并采取相应的防治措施尤为重要。在对三家地滑坡进行现场勘查、室内试验和相关论证的基础上,阐述该滑坡的基本特征和成因,并运用传递系数法和数值模拟对该滑坡在不同工况下的稳定性及应力应变进行了计算、模拟和评价。研究结果表明,天然状态下,三家地老滑坡的整体稳定性系数为1.30～1.36,处于稳定状态;在地震和暴雨工况下,老滑坡的整体稳定性系数为1.02～1.09,处于欠稳定状态。最后,基于滑坡成因和稳定性评价结果,提出为提高滑坡稳定性应采取的加固措施。     

汶川地震震中地区崩滑体的植被恢复与长期效应

[目的]评估汶川地震震中地区崩滑体自然植被恢复过程,旨在为该区震后地质环境恢复、灾害防治和重建提供依据。[方法]以四川省汶川县映秀镇为研究区,以多期空间分辨率为30 m×30 m的Landsat遥感影像为数据源,分析震后崩滑体上的植被动态恢复变化,结合地形因子分析地震9 a后植被恢复的空间分布特征。[结果]研究区震后至2011年,经历植被恢复程度较差,差等水平以下占比68%,期间暴雨泥石流活动频率高,至2013年后就达到一个较好的恢复水平,差等水平以下占比32%,之后就处于一个缓慢的恢复过程,至2017年植被恢复差等以下的崩滑体仍主要处于30°～50°的坡度区间,1 500～2 100 m高程区间、东南坡向。[结论]四川省汶川县映秀镇总体上经过近9 a的恢复过程,植被覆盖度恢复到0.74,与震前相比差值为0.08,根据拟合模型预计2022年植被覆盖度能恢复到震前水平,但仍主要以草本和灌木为主,植被种群结构与震前差异较大。     

强震区滑坡活动强度的演变及敏感性评价

[目的]探讨汶川地震强震区滑坡的活动强度演变与敏感性,为滑坡、泥石流等地质灾害风险管理提供依据。[方法]选取四川省都江堰市龙池镇龙溪河12条泥石流流域为研究区,通过对研究区震后4期遥感影像的滑坡解译分析,研究震后滑坡的活动演化特征;同时利用概率综合判别法—层次分析法对滑坡物源进行多期敏感性评价。[结果]地震后该区域产生了825个强震滑坡;2009—2017年,在强震滑坡区域外新增376个滑坡,至2017年,仍活动的滑坡数量减少到368个,占滑坡总数的30.6%,同时利用曲线下面积(AUC)检验多期敏感性评价结果,准确率为75.6%～81.4%,评价效果较好。[结论]强震区震后活动滑坡数量及高敏感性区域面积整体表现降低趋势,表明震后滑坡处于逐步恢复过程,强震区的地质灾害活动但活动强度仍远远高于震前。     

汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征——以北川县苏保河、魏家沟流域为例

为了解汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征及其与灾害受损程度间的关系,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了北川县苏保河与魏家沟流域4种植被类型(未受损林地、受损林地、灾后恢复草地和灾后裸地)土壤种子库的物种组成、种子密度、多样性及其与地上植物群落的关系。结果表明:4种植被类型样地中,土壤种子库密度为212.5~1 758.3个·m-2,每样带(200 m2)平均物种数为4.3~14.7个。4种植被类型土壤种子库的组成物种多为多年生或一年生草本植物,土壤种子库与相应地上植被的物种数仅受损林地与灾后恢复草地中呈显著相关;物种组成的Sorensen相似指数除裸地低于0.250外,其余均高于0.250。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复,需要考虑次生灾害对植被的持续破坏可能性,采用工程措施及人为引种的方式增加成活率和延续性。