衡阳盆地紫色土丘陵坡地土壤水分变化动态研究

2007年对衡阳盆地紫色土丘陵坡地0-50 cm土壤进行研究.结果表明:(1)在同一水平空间位置上,土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡>阳坡.而土壤水分变异系数则呈现出相反的变化规律;(2)在同一垂直空间位置上,阴坡与阳坡不同坡位的土壤含水量的变化规律均为:下坡>中坡>上坡.阳坡的土壤水分变异系数的大小顺序是:阳坡上坡>阳坡中坡>阳坡下坡;而阴坡则呈现出相反的变化趋势;(3)土壤含水量的消长与同期的降雨量有关,1-6月为雨季水分补偿期,7-12月属于旱季水分亏缺期;(4)在同一水平空间,不同坡向土壤含水量剖面变化明显.随着土层深度的增加,土壤含水量增加.从土壤水分的变异系数来看,阳坡土壤水分的变异系数随土壤的加深而变大,阴坡土壤水分的变异系数随土壤深度的加深而变小,土壤水分的最稳定层均出现在10-30 cm处.     

黄河三角洲植被演替过程种群生态位变化研究

对黄河三角洲天然湿地陆生植被和水生植被两种演替序列的种群生态位宽度和生态位重叠进行了调查研究。结果表明: 陆生植被经过翅碱蓬群落、碱蓬柽柳群落、柽柳群落、白茅群落的演替过程, 每个阶段优势种的生态位宽度都较大。翅碱蓬群落阶段优势种翅碱蓬的生态位宽度达9.99, 碱蓬柽柳群落阶段碱蓬的生态位宽度为9.72, 柽柳群落阶段柽柳的生态位宽度为9.20, 白茅群落阶段白茅的生态位宽度为9.31。水生植被的演替序列为眼子菜金鱼藻群落(沉水植物)阶段、浮萍水鳖群落(浮水植物)阶段、芦苇水烛群落(挺水植物)阶段和杞柳芦苇群落(湿生植物)阶段, 沉水植物阶段优势种眼子菜的生态位宽度为8.62, 浮水植物阶段优势种浮萍生态位宽度为9.23, 挺水植物阶段优势种芦苇的生态位宽度为8.59, 湿生植物阶段优势种杞柳生态位宽度为7.45。生态位宽度计测结果较好地对应着各种群在群落中的地位和作用, 生态位宽度在演替系列中的动态也较好地反映了种群在群落演替过程的数量动态。各演替阶段生态位重叠计算结果表明, 各阶段种群间的生态位重叠值低, 每一阶段内种群间有较高的生态位重叠     

衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤理化特征

以衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段的典型植被为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致、植被恢复阶段迥异的裸荒地、草地、灌木林和森林,通过调查取样和实验分析,探讨了衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段及同一恢复阶段不同土层土壤理化特征的时空变化;分析了不同植被恢复阶段的植被类型和土壤理化特性变化的内在联系及其互作效应。结果表明:随着植被恢复演替的进行,土壤黏粒含量总体增加,其中表层增加较多,亚表层、下层增加不明显;土壤容重逐渐减小,表层土壤容重小于亚表层与下层;土壤有机质逐渐增加,但随土层深度的增加而递减,表现出明显的表聚性;土壤全氮、速效磷和速效钾含量均呈上升趋势,由于植物根系及枯落物数量的差异,各营养成分的垂直分布各异。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复过程中土壤水文效应

采用空间代替时间序列方法, 对衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤层的水文效应进行研究。结果表明: (1)从裸露地、草坡、灌草、灌丛至乔灌恢复阶段, 土壤蓄水性与渗透性显著增加(P<0.05); (2)Horton入渗模型对各植被恢复阶段的入渗过程拟合效果较好(R²≥0.765), 有较好的适用性; (3)土壤理化性状、植被根系显著影响土壤的渗透性能, 植被根系提高土壤入渗性能的实质是: ≤1 mm细根可有效改善土壤的理化性状; (4)基于主成分分析, 从裸露地、草坡、灌草、灌丛至乔灌恢复阶段, 土壤综合水文效应显著提高(P<0.05)。此研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容, 并为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供重要依据。     

黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植被主要物种生态位特征

为了探究加速黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程的人工物种干扰措施如物种选择与搭配的科学依据，利用TWINSPAN分类方法对33个自然恢复的退耕地样方进行分类，得出退耕地在40a内主要经历了5个群落演替阶段，分别为猪毛蒿群落、赖草群落、达乌里胡枝子＋长芒草群落、铁杆蒿群落和白羊草群落。以各个群落的综合资源环境梯度为依据，对各群落主要物种生态位特征进行了分析。通过物种的生态位宽度和生态位重叠特征分析，提出了不同演替阶段的合理物种组合。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤酶活性特征研究

本文以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡阶段（Grassplot, GT）、 灌草阶段（Frutex and grassplot,FG）、 灌丛阶段（Frutex, FX）和乔灌阶段（Arbor and frutex, AF）,通过调查取样和实验分析,对不同植被恢复阶段的土壤酶、 养分与微生物及其相关性进行了研究。结果表明, 1）随着恢复阶段的演替,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶的活性显著增加,在每个恢复阶段,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性随着土层的加深而逐渐减弱,脲酶与多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性呈显著正相关关系,蔗糖酶与脲酶和多酚氧化酶呈极显著正相关。 2）随着恢复阶段的演替,土壤养分的时空变化与土壤酶活性的变化趋势基本一致,土壤有机碳、 全氮与碱解氮含量呈上升趋势,土壤pH随植被恢复和演替而降低,随土壤深度的增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反;脲酶与有机碳、 全氮、 碱解氮呈极显著正相关,与pH呈显著负相关,多酚氧化酶与有机碳、 碱解氮呈极显著正相关,与全氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关,与pH呈显著负相关,蔗糖酶活性与有机碳、 全氮、 碱解氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关。 3）不同恢复阶段土壤细菌数量最多,真菌数量和放线菌数量与细菌数量的变化趋势各不相同;细菌平均数量为AF＞FX＞FG＞GT,真菌数量为 FG＞GT＞FX＞AF,放线菌数量为 GT＞FX＞FG＞AF。4）主成分分析揭示脲酶与多酚氧化酶可作为衡阳紫色土丘陵坡地土壤质量评价的指标。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段植物群落特征及其与土壤理化性质的耦合关系

采用空间代替时间序列的方法,在野外样方调查和室内实验分析的基础上,分析衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段群落物种多样性、土壤理化特征以及二者的耦合关系。结果表明:（1）在整个植被恢复阶段,物种多样性指数存在明显差异,Patrick丰富度指数（R）和Shannon-Wiener多样性指数（H）沿演替中后期（Ⅲ）→演替后期（Ⅳ）→演替中前期（Ⅱ）→演替初期（Ⅰ）的顺序显著减小（P < 0.05）,Simpson优势度指数（D）沿Ⅰ→Ⅱ→Ⅳ→Ⅲ的顺序显著减小（P < 0.05）,Pielou均匀度指数（E）沿Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ显著减小（P < 0.05）;（2）在植被恢复过程中,0—20 cm土层土壤有机碳（Soil Organic C,SOC）、全氮（Total N,TN）和碱解氮（Available N,AN）显著增加（P < 0.05）,土壤容重（Soil Bulk Density,SBD）显著减小（P < 0.05）,土壤含水量（Soil Water Content,SWC）变化虽有波动,但总体上升,在20—40 cm土层,土壤理化性质的变化虽在整体上呈现出与0—20 cm土层相同的变化趋势,但改善程度要低于0—20 cm土层,在40—60 cm土层,土壤理化性质的变化并不呈现一定的规律,表明其与植被恢复没有必然的联系;（3）物种多样性指数与土壤理化因子存在一定的相关性,其中0—20 cm土层SOC和TN与物种多样性指数呈显著正相关（P < 0.05）,随土层的加深,物种多样性对土壤理化性质的影响表现出减弱的趋势。     

武夷山风景名胜区天然林主要种群生态位特征研究

运用生态位宽度、生态位重叠值以及生态位相似比例等指标对武夷山风景名胜区天然林中15个主要种群的生态位特征进行测定与分析。研究结果表明：武夷山风景名胜区天然林主要种群绝大多数为狭生态位,除个别种群的生态位宽度（BL）大于0．54外（如马尾松、黄毛润楠）,大多数种群的生态位宽度（BL）小于0．4。种群之间的生态位相似性比例和生态位重叠指标均较高。     

北京首云铁矿沙厂矿区自然恢复植物种群的生态位特征

通过对北京首云铁矿沙厂矿区3个不同自然恢复年限植物群落的实地调查,计算分析自然恢复植物种群生态位宽度、生态位重叠程度,总结自然恢复植物种群的生态位变异规律。结果表明：自然恢复5-15 a的植物群落中,籽蒿、榆树的生态位宽度较大;自然恢复16-25 a的植物群落中,榆树、猪毛蒿、臭椿、荆条生态位宽度较大;自然恢复26-35 a的植物群落中,荆条生态位宽度较大。随自然恢复年限的增加,沙厂矿区自然恢复植物种群之间的生态位重叠程度逐渐升高。     

铁矿废弃地不同恢复模式主要植物种群生态位特征

运用Levins生态位宽度指数和Pianks生态位重叠指数,初步分析了大田县铁矿废弃地不同恢复模式主要植物种群生态位特征。结果发现:①马尾松在R1、R2和R4模式中均有最大的生态位宽度,表明马尾松在铁矿废弃地有较强的利用资源的能力;②从R1模式到R4模式,草本层最大生态位宽度从耐贫瘠、耐干旱的盐肤木逐渐转变为喜肥的宽叶雀稗,表明工程措施和乔灌草模式的综合应用使其草本群落初步具备了缓冲外界干扰的能力;③不同恢复模式生态位宽度大的物种,其一般也有较高的生态位重叠,表明生态位宽度较大的物种间有较一致的利用资源的偏好。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对土壤酶活性及土壤理化性质的影响

[目的]研究衡阳市紫色土丘陵坡地恢复对土壤酶活性及理化性质的影响,以揭示不同恢复阶段土壤性质的变化、土壤生态系统的恢复/退化机理。[方法]采用时空互代方法,分析草本(Ⅰ)、灌草(Ⅱ)、灌丛(Ⅲ)和乔灌群落(Ⅳ)阶段的0—10cm,10—20cm和20—40cm土层的土壤酶活性和理化性质变化。[结果](1)不同恢复阶段的Patrick指数(R)、Shannon—Wiener指数(H)的大小顺序为:ⅢⅣⅡⅠ,Simpson指数(D)排序为:ⅠⅡⅣⅢ,Evenness指数(E)排序为:ⅣⅢⅡⅠ,各植被地上和地下生物量均显著增加;(2)随着植被恢复过程的进行,土壤含水量(SWC)、土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、硝态氮(NO-3—N)和有效磷(AP)含量明显上升,土壤容重(SBD)、pH值及根土比(R/S)逐渐减小。随着土壤深度增加,SWC,R/S,SOM以及N,P养分等明显下降,而SBD和pH值逐渐增大;(3)随着恢复进行,脲酶(URE)、蛋白酶(PRO)、碱性磷酸酶(APE)、蔗糖酶(INV)、纤维素酶(CEL)和多酚氧化酶(PPO)活性明显上升,过氧化氢酶(CAT)活性以Ⅲ最高。除PPO和CAT外,其他土壤酶活性随土壤深度加深显著减小。[结论]植被恢复可改善土壤理化性质和提高土壤酶活性。     

半干旱地区植被恢复过程中林下植被生态位特征的研究

应用生态位理论,以黄土半干旱区6个不同密度林分林下草本层植被为研究对象,以林分密度作为资源轴,以物种重要值为生态位计测的状态指标,对林下植被进行生态位计测和分析,揭示林内资源环境利用状况。结果表明:林下植被的生态位宽度值普遍较小,其中阿尔泰紫婉、铁杆蒿等生态位宽度较大,这与无林地相似,同时物种间生态位重叠并不普遍,重叠度普遍不大,各种对间对资源的共享趋势不明显,生态位发生分离,显示了林下植被状况差。     

红壤侵蚀区不同恢复年限植物群落演替规律

[目的]对比分析花岗岩侵蚀区不同水土流失治理年限的植物物种组成、群落结构及其多样性差异,为花岗岩侵蚀区水土流失治理和生态重建工作提供科学依据.[方法]采用空间代替时间的方法,在江西省兴国县平江流域花岗岩侵蚀区,选择治理4 a,14 a,24 a,34 a的4个不同治理年限人工林为研究对象,以未人为治理林地和次生林作为对...     

川中紫色丘陵坡耕地细沟发生临界坡长及其控制探讨

细沟侵蚀是坡面土壤侵蚀的主要形式之一,是介于片状侵蚀与沟道侵蚀之间的一种侵蚀类型,细沟一旦发生,坡面侵蚀量将成倍增加.由于细沟侵蚀的发生需要一定的坡长来汇集径流,对于某一坡度的地块,一次暴雨中细沟总是表现在一定的坡长处发生,这一坡长称为细沟发生的临界坡长.在细沟发生的临界坡长处采取措施控制细沟的发生将大大降低坡耕地水土流失量.通过人工降雨试验发现:细沟发生过程分为片蚀为主阶段、跌坎发育阶段、细沟侵蚀为主阶段和雨后径流侵蚀阶段,紫色土坡耕地细沟的发生以坡面跌坎的贯穿为标志;10°、15°、20°、25°坡耕地细沟发生的平均临界坡长分别为6.25,4.19,2.77,1.60 m;细沟发生临界坡长与坡度呈二次抛物线关系.在人工降雨试验基础上,总结了以控制细沟发生为核心的"大横坡+小顺坡"耕作模式,通过构建横坡截流沟分割地块,实施有效的拦截径流,减少坡面侵蚀泥沙.     

川中丘陵区不同利用方式的土壤养分特征研究

通过实地调查、土壤采样分析和数理统计结合的方法，对川中丘陵区5种土地利用方式（水田、旱地、菜地、林地和荒草地）的土壤养分状况进行对比分析，结果表明．土地利用方式对土壤有机质、全氮、全钾、全磷、碱解氮、速效钾和速效磷含量的影响达极显著（或显著）水平；在5种土地利用方式中．土壤有机质和全氮含量由高到低的顺序为：水田〉林地〉菜地〉旱地〉荒草地；土壤全钾和速效钾含量由高到低的顺序为：水田〉菜地〉旱地〉林地〉荒草地；土壤全磷含量由高到低的顺序为：菜地〉旱地〉林地〉水田〉荒草地。     

生物质炭添加对不同pH紫色土硝化作用及N2O排放的影响

生物质炭施用可能对土壤中氮素硝化过程和N₂O排放产生影响。本研究通过室内培养试验,研究铵态氮肥与玉米秸秆生物质炭施用量(0、1%、2%、5%、10%,m/m)对酸性(pH 5.10)和石灰性(pH 8.15)紫色土氮素硝化率、净硝化速率及N₂O排放特征的影响。结果表明:①酸性和石灰性紫色土生物质炭处理平均净硝化速率相比对照分别降低了33.7%～93.7%和7.5%～40.9%,生物质炭添加抑制了酸性和石灰性紫色土硝化作用,在酸性紫色土中生物质炭对硝化作用的抑制作用随施用量的增加而增强,在石灰性紫色土中无明显规律。②与对照相比,酸性紫色土N₂O累计排放量在1%生物质炭和2%生物质炭处理下降幅分别为15.9%和27.7%,在5%和10%生物质炭处理下增幅分别为60.1%和93.2%;石灰性紫色土生物质炭各处理N₂O累积排放量均显著高于对照。③综合考虑,在酸性紫色土中1%、2%生物质炭施用对硝化作用抑制和N₂O减排综合效果最好,但在石灰性紫色土中无明显抑制和减排效果。     

南方花岗岩红壤区不同土地利用类型坡地产流与侵蚀产沙研究

基于自然坡面径流小区,分析了南方花岗岩红壤区5种典型土地利用下坡面地表径流与侵蚀产沙规律.结果表明,不同地类地表径流与侵蚀产沙分异规律明显.裸露荒地、坡耕地、早地和疏林地的地表径流分别是典型林分林地的1 354.9%,1 099.9%,712.3%和285.4%;不同地类土壤侵蚀强度排序为裸露荒地＞坡耕地＞旱地＞疏林地＞典型林分林地,说明植被能较好地调蓄地表径流和减少侵蚀产沙.在不同降雨强度和雨型条件下,不同土地利用的坡面产流与侵蚀产沙也表现出显著的差异.裸露荒地、坡耕地、旱地、疏林地是研究区主要的侵蚀产沙地类.基于径流小区次降雨条件下径流和侵蚀产沙观测资料,建立了不同地类坡面径流与侵蚀产沙的回归方程.