幼龄降香黄檀冠层叶片全磷含量的无损估计

【目的】以树木图像为数据源,采用图像理解方法估算幼龄降香黄檀单位质量叶片的全磷含量,为林农在施肥时间与数量方面经营该树种提供参考。【方法】首先提出从图像中分割降香黄檀树木冠层的算法;然后构建用于估计叶片全磷含量的统计模型形式和有效图像参数;最后采用混合模型方法,引入随机效应,建立以图像参数为自变量的植物叶片全磷含量预测模型,实现基于图像的叶片全磷含量预测。【结果】由于森林图像的自然属性,林木分类提取成为图像处理中的难点问题,利用林木前景与背景存在颜色差异这一特性,提出简洁的绿率树冠图像提取方法,通过大量图像测试,获知当绿率取035～042时,能够有效屏蔽背景保留树冠;进一步组合分析图像参数构建养分含量计算模型,确定将标准化灰度值作为指数并用暖距进行调整的二元叶片全磷含量预测模型,该模型能够实现对树冠叶片单位质量全磷含量的较高精度估算;同时,在模型参数估计时引入随机效应,对于各地区土壤条件等存在差异的降香黄檀全磷含量预测表现出较好适应性。【结论】对于与背景存在一定差异的林木图像,绿率是一种很好的树冠图像分割提取方法;在全磷含量预测模型中,双图像参数模型能够有效提高估计精度;对于各地区土壤或环境等存在差异的降香黄檀冠层叶片全磷含量预测,混合效应模型有效融合差异到一个模型中,表现出强大的适应性。     

青花椒雌雄株养分差异及其对土壤养分的影响

【目的】了解青花椒雌雄株的养分差异情况,探寻青花椒雌株雄化的形成机制,为青花椒雌株雄化的防治提供理论参考依据。【方法】以重庆市青花椒主产区江津、荣昌和永川的9个‘九叶青’花椒园为取样地点,分别测定青花椒雌雄株根、茎、叶中氮、磷、钾的含量及根际土壤中全氮、全磷、全钾与速效氮、速效磷、速效钾的含量,分析青花椒雌雄株养分差异状况及其对土壤养分的影响情况。【结果】青花椒根、茎、叶中氮、磷、钾含量差异表现为：氮含量最高,磷含量次之,钾含量最低;且在其各个器官中,叶片中氮、磷、钾的含量均最高。青花椒雌雄株各器官中氮、磷、钾的含量差异均显著,雌株根、茎和叶中氮、磷、钾的含量均显著高于其雄株的,且雌雄株间根系中氮、磷、钾的含量差异最大,大幅度大于其茎和叶中氮、磷、钾的含量差异。青花椒雄株根际土壤中全氮、全磷、全钾及速效磷、速效钾的含量均显著高于雌株的,而其速效氮的含量显著低于雌株的。【结论】与青花椒雌株根际土壤中碱解氮的含量相比,其雄株根际土壤中碱解氮的含量有所降低,表明其根系活动减弱,其对土壤的矿化作用减弱,而在相同的施肥管理条件下,其根际土壤中全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的含量均高于其雌株的,...     

自然背景下基于反射模型的树叶彩色图像分割

为实现固碳释氧测量中叶片图像的高精度分割,提出一种基于反射模型的树叶彩色图像分割算法.首先,在RGB颜色空间中,针对光照对于叶片颜色不一致的影响,采用改进的白平衡方法进行滤波;其次,针对RGB颜色空间的非均匀性、色域窄、亮度分量混合的问题,将其变换到Lab颜色空间,去除亮度分量,消除光照对于叶片分割的影响;然后,依据Lab颜色空间的均匀性,定义颜色特征的欧氏距离为聚类准则;最后采用最小分类器进行聚类分割.实验结果的对比分析表明该方法是有效的.     

基于无人机高分辨率影像的油松新造林健康树冠提取

【目的】基于新造林健康树冠的光谱特征和空间交错情况,探讨复杂地面植被条件下健康树冠的光谱增强方式和多尺度分割阈值,为造林核查的日常监测工作提供技术支撑。【方法】以冬奥核心区新造林地无人机航拍影像为试验数据,首先,基于健康树冠与其他干扰地物的不同颜色特征,采用同态滤波增强影像并使用ExG光谱指数进行变换;然后,采用最大类间方差方法得到二值图像,并使用多尺度形态学滤波方法进行分割并融合分割结果,以分割交错的树冠区域对应提取原始图像中可能的健康树冠区域;最后,基于颜色向量、灰度共生矩阵和局部二值模式共同构建的特征向量,采用随机森林识别提取区域,从而检测图像中的健康树冠。【结果】基于光谱指数变换、多尺度形态学滤波方法能够有效分割交错连续的树冠区域,排除与健康树冠颜色相近的地物干扰,较为准确提取出可能为树冠的区域。采用该方法对不同造林密度、光照条件下的17幅无人机正射图像进行试验,使用目视解译方式标记出树冠中心,运用精确度、召回率和F1分数3个评价指标对随机森林和支持向量机的识别效果进行定量对比分析,结果表明,多尺度形态学滤波方法可提取96.78%的树冠,随机森林的F1分数高于97%,而支持向量...     

氮水添加对油蒿群落2种优势植物叶片氮磷化学计量比的影响

【目的】在毛乌素沙地西南缘开展了为期3年(2015—2017)的氮素和水分添加控制试验,探究氮素和水分增加对毛乌素沙地油蒿群落2种优势植物油蒿和赖草叶片N∶P的影响及作用途径,为预测未来全球环境变化下荒漠生态系统养分循环以及植物生长的养分限制状况提供理论依据和案例支持。【方法】连续3年(2015—2017)在毛乌素沙地西南缘宁夏盐池采用野外控制试验,设计3个氮添加水平(N0∶0 kg·hm~(-2)a~(-1);N10:10 kg·hm~(-2)a~(-1); N60:60 kg·hm~(-2)a~(-1))和3个水添加水平(W0:自然降水量; W20:较自然降水量增加20%;W40:较自然降水量增加40%)的2个因子9个交互处理的随机区组试验。使用双因素方差分析检测氮素和水分增加对土壤含水量、无机氮、速效磷、土壤Ca~(2+)含量以及油蒿和赖草叶片N∶P的影响,运用结构方程模型分析土壤速效养分(无机氮、速效磷)、土壤含水量、土壤Ca~(2+)含量与植物叶片N∶P间的关系。【结果】氮添加显著增加了土壤无机氮含量及油蒿和赖草叶片的N∶P,但对土壤速效磷和土壤Ca~(2+)含量无显著影响;水添加对土壤无机氮、速效磷含量和油蒿叶片N∶P均无显著影响,但降低了赖草叶片N∶P和浅层土壤Ca~(2+)含量。【结论】氮添加缓解了油蒿和赖草的N限制,但同时也加剧了P限制。水添加通过改变浅层土壤(0～20 cm) Ca~(2+)含量,降低了2种植物叶片N∶P,一定程度上缓解了这2种植物的P限制。     

硅对檀香紫檀苗木矿质元素吸收、微域分布及离子泵活性的影响

【目的】探索施加硅(Si)以提高檀香紫檀苗木抗寒性的矿质营养吸收与分配基础,为进一步Si营养提高苗木抗寒性的作用提供参考。【方法】以12月龄苗木为试材,测试分析2种施Si量栽培6个月的苗木体内8种矿质元素的含量变化,(-3±0. 5)℃胁迫下细胞内H~+和Ca~(2+)浓度,质膜和类囊体膜H~+-ATP酶、Ca~(2+)-ATP酶活性及类囊体膜蛋白含量与磷脂酶D活性的响应。【结果】施Si苗木S、Cl元素相对含量降低,K元素相对含量显著降低,Mg、P、Fe元素相对含量升高,Si、Ca元素相对含量大幅升高;施Si苗木质膜H~+-ATP酶、Ca~(2+)-ATP酶活性显著高于对照,低温胁迫下降低幅度小,特别是叶片质膜H~+-ATP酶;低温胁迫下,不施Si苗木类囊体膜蛋白质含量及H~+-ATP酶、Ca~(2+)-ATP酶活性下降幅度大、显著低于施Si苗木,同时,磷脂酶D(PLD)活性强、低温胁迫下显著升高。【结论】施Si改善檀香紫檀苗木对矿质元素的吸收、微域分布及平衡性,Si介导低温胁迫下苗木质膜和类囊体膜离子泵等生化组分及其功能的稳定性。     

覆盖发热物质对雷竹林土壤化学性质和竹笋营养成分的影响

【目的】为科学选择笋用林覆盖发热物质提供参考。【方法】采用林地浇水后增施发热物质,然后覆盖谷壳的方式覆盖雷竹林,设置9块试验样地,使用新鲜鸡粪、枯饼、麦灰3种发热物质,用量分别为7.50、3.75、45.00 t/hm²,每种发热物质设置3个重复,按照单因素试验设计随机安排发热物质,覆盖期内定期采样并分析各试验样地的土壤化学性质和竹笋营养成分。【结果】雷竹林覆盖期内,土壤pH值及全氮、有机质、有效磷、速效钾、锌和钙的含量增加,土壤全磷、全钾、水解性氮和镁的含量减少。不同发热物质对土壤化学性质指标的改变量不同,仅土壤铜、铁和钙含量的改变量有显著差异(P <0.05)。鸡粪覆盖处理中,土壤有效磷和速效钾的增加量及镁的减少量较多;枯饼覆盖能显著增加土壤铁含量(P <0.05),全磷、水解性氮和铜的减少量较大;麦灰覆盖处理中,土壤pH值、全氮、有机质、锌和钙的增加量较大,全钾和铁的减少量较大。发热物质对竹笋营养成分含量的影响较小,仅对竹笋中铜含量的影响显著(P <0.05),但对竹笋营养成分含量动态变化的影响较大。土壤化学性质指标与竹笋营养成分含量之间存...     

钾肥施用量对油橄榄根系发育及根际土壤微环境的影响

【目的】采用盆栽试验探究不同钾肥施用量对油橄榄幼苗根系生理、根系形态、生物量以及根际土壤微环境的影响,以期确定油橄榄苗期最优的钾肥施用量,为油橄榄植株良好的生长发育提供科学合理的施肥依据。【方法】选用我国油橄榄主栽品种‘鄂植8号’为试验材料,所用钾肥为硫酸钾(K_2SO_4),将施用量设为5个水平,折合成K_2O用量分别为10、20、30、40和50 g/株,另设不施钾肥为对照(CK)。【结果】缺钾抑制了油橄榄根系和地上部的生长发育,导致油橄榄根系活力、含水量、渗透调节物质含量降低,根系相对电导率升高,根长、根表面积、根体积和根尖数下降,苗高、地径和地上及地下部干物质累积下降,根冠比降低。增施适量钾肥后,油橄榄根系活力和根系含水量增加,相对电导率下降,根系渗透调节物质含量增加,根系形态得到优化,苗高、地径、根干质量、地上部干质量和根冠比均有显著提高。施用钾肥后,油橄榄根际土壤p H和含水量降低,土壤碱解氮含量下降,速效磷、速效钾、全磷、全钾和有机质含量增加,全氮含量变化不显著;土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著增强,碱性磷酸酶活性略有下降;土壤细菌和放线菌数量升高,真菌数量显著降低,土壤细菌与真菌数量比值下降。【结论】每株增施20 g钾肥对油橄榄幼苗生长发育及根际土壤微环境的促进效果最佳。     

山核桃中心产区林地土壤肥力的时空变化特征

【目的】研究山核桃产区林地土壤肥力质量的时空演变规律及影响因素,为山核桃林地的土壤管理提供决策依据。【方法】基于地统计学方法和GIS技术,采用系统抽样法,在浙江省临安市对比研究2008年(317个样本)和2013年(239个样本)山核桃林地表层(0~30 cm)土壤的p H值、有机碳含量、水解性氮含量、有效磷含量和速效钾含量共5个肥力指标的时空变异特征及影响因素。【结果】2008—2013年,山核桃林地土壤水解性氮和速效钾含量显著降低,分别下降19.4和55.6 mg·kg-1,p H值从5.5下降到5.3,有机碳含量下降0.2 g·kg-1,有效磷含量升高0.5 mg·kg-1;5个土壤肥力质量指标的标准差变小,变异程度降低;土壤p H值、水解性氮和有效磷含量的空间自相关性减弱,自相关距离减小,而有机碳和速效钾含量的空间分布连续性增强,自相关距离增加;海拔、母岩类型、不同乡镇的人为经营对土壤p H值、水解性氮含量和速效钾含量影响显著(P0.1),海拔和人为经营显著影响着土壤有机碳含量(P0.1),土壤有效磷含量受人为经营的影响显著(P0.1);岛石镇土壤有机碳、水解性氮、有效磷和速效钾含量降幅最大,p H值则以清凉峰镇和岛石镇降低最多。【结论】2008—2013年,临安市山核桃林地的土壤肥力水平总体有所下降;今后在山核桃林生产经营中需推广测土配方施肥,并通过施用一定量的石灰、林地生草管理和生态化采收等经营管理技术,提高山核桃林地的土壤肥力。     

平欧杂种榛坚果品质与土壤养分的相关性分析

【目的】平欧杂种榛（C. heterophylla×C. avellana）又称大果榛子或杂交榛,是目前唯一能在新疆广泛栽种的林果业可持续发展的新亮点干果树种。探讨平欧杂种榛果园土壤养分与坚果品质的关系,为新疆平欧杂种榛坚果品质的提高和果园科学管理提供参考。【方法】采集新疆4个代表性榛园的土壤与坚果样品,测定其土壤养分与坚果品质指标,采用相关性分析和多元统计方法,筛选出影响平欧杂种榛坚果品质的关键土壤养分因子。【结果】平欧杂种榛坚果品质指标受土壤养分的影响程度各异,其中坚果果壳厚度、出仁率受到土壤碱解氮、速效钾、有效磷含量的共同影响,此外,出仁率还受土壤pH值的影响;坚果单果质量、坚果性状指数主要受土壤速效钾的影响;坚果果腔系数主要受土壤速效钾和有机质的影响;坚果色彩浓度主要受土壤有效磷、速效钾的影响;可溶性糖主要受土壤有机质、碱解氮的影响;α-生育酚主要受土壤破解氮的影响;蛋白质主要受土壤有效磷的影响;粗脂肪主要受土壤有机质的影响;脂肪酸（硬脂酸、亚油酸、油酸、棕榈酸）主要受土壤速效钾的影响。【结论】土壤速效钾是影响平欧杂种榛坚果综合品质的主要土壤因子,其次是土壤碱解氮、有机质、有效...     

掺土和施肥对铁尾矿基质理化性质及油松、樟子松幼苗生长的影响

【目的】砂寻求最合理的铁尾矿基质改良措施,为铁尾矿土壤改良与植被恢复提供理论依据。【方法】通过铁尾矿砂与无机肥、有机肥和土壤的不同配比处理的盆栽试验,研究不同改良方法对尾矿基质理化性质及油松和樟子松幼苗生长的影响。【结果】随无机肥施肥比例增加,铁尾矿土壤密度、田间持水量、毛管持水量、饱和持水量和总孔隙度与100%尾矿砂处理均无明显差异;随着有机肥施用量增加,田间持水量、毛管持水量、饱和持水量及总孔隙度均明显增大,土壤密度呈下降趋势,其中10%猪粪施肥配比与100%尾矿砂处理差异显著(P ＜0.05);随着掺土量增加,铁尾矿土壤密度逐渐降低,而田间持水量、毛管持水量、饱和持水量逐渐升高,掺土比例达到75%时,除了田间持水量,其他指标均与100%尾矿砂处理差异达到显著水平(P ＜0.05),电导率和土壤阳离子交换量、全氮全磷全钾养分含量、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随施肥与掺土比例的增加而显著增大;10%猪粪施肥配比处理的全氮、全磷含量最大,分别是100%尾矿砂处理的6.38和3.33倍,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别是100%尾矿砂处理的5.78,12.5和4.32倍;随掺土比例增大,尾矿中全磷含量减小,而掺土后全钾含量显著增高;掺土比例达到25%时,速效养分含量开始明显提升,客土处理达到最大值(78.41,44.43和58.67 mg·kg －1);施5%比例的有机肥和添加无机肥 NH4NO31.76 g、KH2 PO40.88 g的混合处理的速效养分含量与单纯施5%比例猪粪的单因子处理差异不明显;掺土比例25%和添加无机肥 NH4NO31.76g、KH2PO40.88 g混合处理的速效养分含量也和掺土比例25%的单因子处理无显著差异;掺土和施加无机肥会促进油松和樟子松幼苗的生长,施有机肥则会抑制它们的生长,相同处理情况下,油松较樟子松出苗率高、生长情况好。【结论】有机肥对铁尾矿基质的理化性质、全效养分含量和速效养分含量都有显著的改善作用,掺土处理对提高碱解氮、速效钾含量作用明显,但有机肥与无机肥、掺土与无机肥的混合配比对提升速效养分的效果不明显。不同处理对油松和樟子松的生长也会有不同程度的影响,表现为掺土和施加无机肥促进2树种生长,施加有机肥抑制2树种生长;在相同的处理情况下,油松比樟子松的生长要好,更适合作为铁尾矿废弃地修复树种。     

无人机影像树冠信息提取研究

【目的】树冠是林木长势监测、树种识别、蓄积量估测等森林调查中的重要森林参数,对森林资源调查和生态研究等具有重要意义,相比于传统的人工实地调查的方法,通过无人机影像提取树冠信息,具有高效、准确和低成本等优势。【方法】以湖南衡山森林生态系统定位观测研究站实验样地为研究对象,以无人机影像为数据源,采用阈值法和K邻近法,分别对正射影像和冠层高度模型进行图像二值化,取其交集得到树冠区域图;利用数学形态学开闭重建滤波对树冠区域图进行去噪处理,有效平滑影像,避免影像对象边缘轮廓偏移;采用局部最大值法和最大类间方差法进行前景背景标记,根据影像标记修正梯度图像;利用分水岭分割算法提取树冠信息。【结果】在树冠区域提取中,基于阈值法和K邻近算法成功分割出树冠区域与背景区域,确定树冠分割范围。通过数学形态学滤波,有效地去除了由噪声及树冠内部的纹理信息所造成的伪局部极值,减少了分水岭分割算法的过分割现象,同时保护了树冠边缘轮廓及其位置信息。【结论】单木尺度上,树冠信息提取的F测度为75.98%;样地尺度上,提取的树冠面积相对误差为13.3%。基于无人机影像提取树冠信息的方法是可行的,能够快速准确地提取较高郁闭度林分的树冠信息。     

冀北山地土壤养分和肥力对海拔梯度的响应

【目的】为研究冀北山地土壤养分和肥力对海拔梯度的响应,揭示土壤养分含量、化学计量特征和肥力的海拔梯度差异,为区域生态公益林可持续经营提供理论依据。【方法】以河北小五台山不同海拔梯度典型植被类型0～60 cm土壤为研究对象,分析了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)及C、N、P、K化学计量特征的海拔梯度差异,通过主成分分析和相关分析方法选取土壤肥力评价指标,对不同海拔梯度土壤肥力进行了综合评价。【结果】1)随海拔梯度升高,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾和C/N、C/P、C/K、N/K升高,而速效磷、速效钾和N/P、P/K无明显变化规律。2)小五台山不同海拔梯度0～60 cm土层土壤有机质含量变化范围为19.77～70.69 g·kg~(-1);全氮、全磷、全钾含量分别为0.85～2.34、0.26～0.86、7.60～10.31 g·kg~(-1);碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为72.26～206.61、0.30～0.50、64.03～130.90 mg·kg~(-1)。3)土壤C/N、C/P、C/K随海拔升高的变化范围分别为12.79～18.72、22.51～75.75、1.50～4.31;N/K、N/P、P/K变化范围分别为0.11～0.27、1.76～4.67、0.03～0.10;土壤C/N变异系数最小,C/K变异系数最大。4)经土壤肥力指数(SFI)综合评价,小五台山SFI与海拔高度显著正相关(R~2=0.68,P0.01)。【结论】参照全国第二次土壤普查标准,小五台山土壤有机质、全氮、碱解氮含量较高,全磷和速效钾含量处于中间水平,而全钾和速效磷含量比较低,在森林经营中应注意补充。SFI指数显示小五台山海拔越高土壤肥力越好。     

边缘阴影和晕圈对基于图像叶面积测量的影响及修正

叶片边缘阴影和晕圈对基于图像树叶面积测量精度有较大的影响。分析了边缘阴影和晕圈产生的原因,并提出了修正方法。首先将图像由RGB模式转换为Lab模式,基于a,b分量用自适应动态区域生长方法提取粗略的叶片图像。然后用膨胀和腐蚀形态学方法对区域生长结果进行处理,分割出确切的叶片的区域,背景区域和未知区域。最后用改进的马尔可夫随机场方法对未知区域像素进行判断并归类到叶片区域或背景区域。该方法可极大提高叶面积测量的精度。     

哈尔滨城市绿地土壤肥力及其空间特征

【目的】探讨哈尔滨城市森林绿地土壤肥力及其空间分布特征,以期为基于土壤肥力特征的城市绿色基础设施建设与管理提供支撑,进而提升城市植被生态服务功能。【方法】共采集哈尔滨市区道路林、景观林、单位附属林、生态公益林及郊区农田土壤257份,并测定9种土壤肥力相关指标,通过内梅罗指数法并参照全国第二次土壤普查分级标准对土壤肥力质量进行综合评价,结合Arc GIS绘制土壤各肥力指标空间分布图。【结果】参照全国第二次土壤普查6级制标准,哈尔滨市绿地土壤有机质含量为30~40 g·kg~(-1),达到了2级(高)水平;全氮、水解性氮和有效磷含量分别为1~1.5 g·kg~(-1)、90~120 mg·kg~(-1)和20 mg·kg~(-1),为3级(中上)水平;全钾和速效钾含量较高,为2级(高)及以上水平;全磷含量低,为0.4~0.6 g·kg~(-1),为4级(中下)水平;土壤密度为1.3~1.4g·cm-3,pH值为7.5—8.5;除速效钾外不同绿地土壤各肥力指标多表现为差异显著(P0.05);半方差分析表明,哈尔滨城市绿地有机质及土壤密度块基比≥75%,而全磷、水解性氮、有效磷、速效钾及综合肥力指数的块基比为25%~75%。【结论】哈尔滨城市绿地全磷含量较低,钾含量较高。全磷、全氮、土壤密度及水解性氮是土壤综合肥力水平提升的主要限制因子,有机质及土壤密度空间变异主要受随机因素影响,而全磷、水解性氮、有效磷、速效钾及综合肥力指数的空间变异则受随机因素和结构因素共同影响。应采取施用氮磷复合有机肥、控制钾肥、种植固氮植物等措施改善哈尔滨城市绿地土壤。     

钟山风景区土壤环境对人为踩踏扰动的响应

【目的】探究风景区不同旅游干扰强度下土壤质量的变化规律,分析人为踩踏对土壤的影响,为恢复土壤质量以及风景区的生态旅游规划与管理提供基础数据和理论依据。【方法】在南京钟山风景区选择3条宽度为3 m的游道,在每条游道边缘的垂直方向上设置1条7 m×1 m的调查样带,在每条样带上均选择3个1 m×1 m样方,距游道边缘1 m处样方为高强度干扰,距游道边缘3 m处样方为中等强度干扰,距游道边缘7 m处样方为对照区。采集样方不同土层(0~5,5~15和15~25 cm)土壤样品,测定土壤密度、含水量、持水量、p H、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤速效磷含量和土壤酶活性。采用因子分析和主成分分析法计算公因子的贡献率和因子负荷量以确定各指标因子对土壤质量的重要性和贡献度,并通过对土壤各指标因子加权求和综合分析论证不同旅游干扰强度下土壤质量的变化规律。【结果】随旅游干扰强度增加,土壤含水量、孔隙度、持水量趋于下降,而土壤密度、p H趋于上升,且旅游干扰对0~5 cm土层土壤的影响大于5~15和15~25 cm土层土壤;随干扰强度增加,土壤有机质、全氮和速效磷含量趋于下降,碳氮比呈上升趋势;与对照区相比,旅游干扰下,土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性降低,且土壤质量趋于下降;随土层加深,土壤质量呈先上升后下降的趋势;由于背景区未受干扰,其表层土壤质量最佳,土层越深,土壤质量越差。【结论】土壤有机质含量、全氮含量和蔗糖酶活性的权重较大即对旅游干扰下土壤质量变化的贡献度较大,可作为钟山风景区土壤健康状况评价指标;可以通过土壤酶活性和有机质含量来动态监测景区土壤肥力;需对游客数量进行时空调控来控制生态环境容量,从而保证景区的可持续发展和生态效益。     

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。     

氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响

【目的】通过研究氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响,探讨荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略,为预测未来环境变化背景下荒漠植物群落的响应提供理论参考。【方法】以宁夏盐池毛乌素沙地典型植被群落油蒿群落为研究对象,通过连续2年(2015—2016)0 kg N ha~(-1) yr~(-1)(N0)60 kgN·ha~(-1) yr~(-1)(N60)氮添加;自然降水(W0),增加20%降水(W20)、增加40%降水(W40)水添加的野外控制试验,测定优势植物种油蒿和赖草叶片的比叶面积(SLA)、碳、氮、磷(C、N、P)含量。【结果】1)氮添加显著增加土壤中的无机氮含量;水添加显著增加土壤含水量;水氮交互作用对土壤无机氮含量、土壤含水量都没有显著影响。而土壤速效磷含量比较稳定,在各处理下均没有表现出显著差异。2)油蒿SLA在氮素和水分添加下显著增加,而交互作用效应不明显;赖草SLA在氮素和水分单独添加下均没有发生显著变化,而水氮交互作用对其存在显著影响。3)氮添加对油蒿和赖草叶片C含量没有显著影响,显著增加了N含量、C∶P、N∶P,降低了P含量和C∶N。水添加对赖草的C、N、P及其化学计量比无显著影响,而显著增加了油蒿叶片N和P含量,降低了C含量、C∶N、C∶P和N∶P。水氮交互作用对油蒿叶片N含量和C∶N有显著影响。【结论】氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状的影响比水分添加的影响更为显著。2种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于资源快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出保守的资源利用策略。在未来可能增加的氮沉降和降水情景下,油蒿群落的物种组成可能会由于2种植物不同的资源利用策略变化而发生变化。     

琯溪蜜柚镁素养分状况及其影响因素分析

【目的】研究琯溪蜜柚镁素营养状况及其影响因素,为蜜柚合理施用镁肥提供参考依据。【方法】在福建省平和县采集312个蜜柚园的土壤、叶片样品及29个蜜柚园的土壤剖面0～20、20～40和40～60 cm土层的土壤样品,测定土壤和叶片中的镁含量,分析影响土壤交换性镁含量的因素及土壤与叶片镁含量的关系。【结果】312个蜜柚园的土壤交换性镁含量为3.23～272.25 mg·kg~(-1),其平均值为56.59 mg·kg~(-1),蜜柚园土壤交换性镁含量属于低量(80 mg·kg~(-1))、适量(80～125 mg·kg~(-1))、高量( 125 mg·kg~(-1))的样品数占312个蜜柚园的比例分别为77.25%、14.42%、8.33%。随着剖面土层深度的增加,土壤交换性镁含量降低,而其含量属于低量(80 mg·kg~(-1))的样品比例却提高了。相关性分析结果表明,土壤交换性镁含量与土壤pH值、土壤阳离子交换量(CEC)、土壤碱解氮、速效钾、交换性钙的含量间均呈极显著正相关;土壤交换性镁与有效磷含量间的关系因有效磷含量的不同而异,当土壤有效磷含量350 mg·kg~(-1)时,土壤交换性镁含量随着有效磷含量的提高而增加,而当有效磷含量 350 mg·kg~(-1)时,土壤交换性镁含量随着有效磷含量的提高而下降。有机质可增加土壤交换性镁的含量,施用生物有机肥、有机肥、有机无机复混肥均可以补充土壤镁素。312个蜜柚园的蜜柚树体叶片中的镁含量为0.17%～0.72%,其平均值为0.35%,叶片镁含量属于低量(0.32%)的样品比例为35.90%,叶片镁含量与土壤交换性镁含量间存在极显著正相关。【结论】琯溪蜜柚的镁素营养普遍缺乏,土壤酸化、有机质含量不高、土壤保肥能力低、养分不平衡是造成土壤镁素缺乏的主要原因,生产上应施用氧化镁、白云石、钙镁磷肥等含镁肥料,重视平衡施肥和增施有机肥。     

黄土高原刺槐纯林的土壤-菌根关系及随林龄的变化

【目的】通过分析黄土高原不同林龄刺槐纯林中AM真菌侵染水平、植株养分状况和土壤理化性质,阐明"菌根-刺槐-土壤"三者之间的内在联系,揭示影响不同林龄刺槐纯林生长的关键因子,为黄土高原人工刺槐纯林的经营管理及深入研究植被恢复后生态效益的发挥提供理论依据。【方法】选取位于陕西省长武县王东沟流域的草地(0年)和11、23、35和46年生的刺槐纯林,采集刺槐枝、根及其根际土,测定AM真菌侵染率和孢子密度、枝和根中养分含量、土壤理化性质以及易提取球囊霉素含量。【结果】1)随林龄的增加,AM真菌侵染率呈先增加后维持稳定的趋势,孢子密度呈直线上升的趋势。2)刺槐根和枝中养分状况与林龄显著相关,其中以根中钾、锌、铁、锰以及枝中氮、铜、锌、钾、铁、锰、钙、镁含量与林龄关系最为密切。3)随林龄的增加,土壤速效钾含量显著增加,硝态氮含量呈先增后减再增加的趋势,而易提取球囊霉素含量则呈直线下降的趋势。4)总的来说,土壤理化性质、AM真菌和植株养分状况与刺槐生长均有关,但刺槐林龄与各因子间的相互关系是随林龄而变化的。其中,11和23年生刺槐主要与枝中钾、锰、钙、镁、铁和锌含量呈正相关;35年生刺槐与枝中氮和铜含量、土壤速效钾含量、AM真菌侵染率和孢子密度呈正相关;46年生刺槐与根中钾和铁含量、AM真菌孢子密度、土壤速效钾和硝态氮含量呈正相关。【结论】1)刺槐纯林地土壤理化性质、AM真菌侵染状况、易提取球囊霉素及植株养分含量与其林龄有关。2)不同林龄刺槐生长状况与土壤理化性质、AM真菌和植株养分状况间的相互关系不同,其中,中幼龄(11~23年生)刺槐林的生长状况主要依赖于地上部养分状况,而成熟(35~46年生)刺槐林则受植株地上和地下部养分状况、AM真菌及土壤中氮、钾储量等因素的综合影响。