不同人工恢复措施下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

高寒矿区露天煤矿开采对当地生态环境造成巨大破坏,通过采取不同人工恢复措施,并对其植被和土壤的恢复效果进行评估和比较,对于指导煤矸石山生态恢复实践活动具有重要意义。通过设置人工建植、人工建植+覆土、人工建植+施肥3种恢复措施,经过5年恢复,比较不同恢复措施对植被群落组成、植物生长、土壤性质的影响。结果表明,3种恢复措施均能够形成人工草地群落,但草地群落组成差别较大,植被盖度、高度、密度及地上生物量等植物生长特征差异显著(P<0.05),3种恢复措施均显著提高了土壤有机质含量(P<0.05),但与原始群落相比,短期人工恢复对土壤肥力及pH值的改善作用依然有限。植物生长指标与土壤全氮、有机质特别是全磷之间相互促进。单纯的人工建植方式不利于生态修复,采取人工建植+覆土或人工建植+施肥的组合方式,是恢复高寒矿区煤矸石山生态系统的有效途径。从减少经济投入的角度出发,可考虑通过施肥替代人工覆土,实现煤矸石山人工草地生态系统的稳定发展。     

不同施肥水平下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

煤矿开采过程中堆积的煤矸石山土壤营养元素缺乏,施肥是改善土壤理化状况、促进植被重建的有效手段.以高寒矿区煤矸石山人工建植草地为研究对象,通过设置轻施肥、中施肥、重施肥、1年不施肥、多年不施肥处理,研究不同施肥水平下的草地群落结构、植物生长和土壤性质变化特征,同时分析植物和土壤因子之间的关系,探讨该地区生态系统恢复的适宜...     

高寒矿区植被恢复对渣山表层基质的响应CSCD

针对多年冻土高寒矿区煤矸石山植被恢复问题,本研究以青海木里煤田圣雄矿区2013年在渣山人工种植的3个阳坡(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)为研究对象,结合野外调查及室内分析方法,进行了植被恢复对渣山表层基质响应的研究。结果表明,样地Ⅰ的植被高度、盖度、地下生物量、幼苗高度、总盖度、苔藓盖度和生殖枝数量均与样地Ⅱ和Ⅲ之间有显著差异(P<0.05)。3个样地表层基质速效P、速效K、有机质、pH以及水分含量差异极显著(P<0.01)。坡面苔藓盖度与植被总盖度、幼苗盖度、生殖枝数量以及基质速效K极显著正相关(P<0.01)。利用随机森林方法得出,pH、速效P、幼苗高度、有机质、幼苗盖度是影响渣山坡面表层基质差异最主要的环境因子。因此,在多年冻土矿区植被恢复过程中,调节基质pH、适时补充速效养分和有机质有助于植被恢复。     

玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。     

短期恢复下高寒矿区煤矸石山土壤变化特征研究

植物-土壤的相互作用是生态恢复学的主要研究方向之一,明确植被恢复对土壤性质的影响程度,对于合理设计人工恢复措施等意义重大。本研究通过在高寒矿区煤矸石山人工种植垂穗披碱草、冷地早熟禾、星星草,研究不同恢复年限下土壤氮、磷、钾、有机质、pH值、植被盖度变化特征及各指标之间的相关性。结果表明,随着恢复时间的延长,土壤全氮含量与恢复当年相比差异不显著,土壤全磷含量逐步增加,土壤全钾含量逐步下降。恢复4年与恢复当年相比,土壤全磷含量增加了17.39%(P<0.05)、土壤全钾下降了12.77%(P<0.05)。土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著下降,恢复4年与恢复当年相比分别下降了49.68%(P<0.05)、66.07%(P<0.05)、18.67%(P<0.05)。与恢复当年相比,恢复2和4年后土壤有机质含量分别提高了7.92%(P<0.05)、43.02%(P<0.05),增加趋势明显。pH值随着恢复时间的延长逐步增加,土壤由酸性逐步向中性过度。人工建植2、4年后盖度未发生明显变化。相关性分析表明,除全氮含量以外,绝大部分土壤营养元素之间相关性显著,植被盖度与土壤pH值之间呈负相关。结合当前研究结果,在高寒矿区煤矸石山人工建植过程中,需及时补充速效肥料,以满足地上植物生长需求。     

峰峰矿区煤矸石山周边植物丛枝菌根真菌的侵染及Cd含量研究

研究了峰峰五矿、九龙矿、梧桐庄矿煤矸石山周边植物被丛枝菌根真菌侵染的情况,并采用石墨炉原子吸收分光光度法分别测定了植物和土壤中Cd的含量,通过计算转移系数和富集系数比较分析了它们对Cd的富集能力。结果表明:3个矿的煤矸石山周边共发现7科19属20种植物,分别是禾本科、菊科、桑科、萝藦科、藜科、蓼科和苋科植物,其中禾本科植物狗尾草数量最多。3个矿的植物均被丛枝菌根真菌侵染,形成菌根共生体,大多数植物侵染率和泡囊率均较低,狗尾草和萝藦的3个矿平均侵染率较高,狗尾草最高,为59.22%。3个矿的土壤中Cd含量大体相近,平均在1.778~2.066 mg·kg^-1,但植物地上部和地下部Cd含量差异较大。从植物地上部Cd含量来看,五矿和梧桐庄矿均为猪毛蒿最高,分别达到0.863和0.536 mg·kg^-1,含量最低的是虎尾草和马齿苋,仅为0.253和0.203 mg·kg^-1,前者分别是后者的3.41和2.64倍,差异显著。九龙矿中植物地上部Cd含量最高的是狗尾草,达到0.913 mg·kg^-1,显著高于其他植物,是含量最低的狗牙根的7.94倍。从植物地下部Cd含量来看,3个矿最高的均为狗尾草。从转移系数和富集系数来看,3个矿植物的转移系数均高于自身的富集系数,有些植物的转移系数超过1,但富集系数均小于1,其中,猪毛蒿和苦荞麦的转移系数较高,而富集系数则是猪毛蒿和狗尾草较高。优势植物的相关性分析得出丛枝菌根真菌的侵染促进了狗尾草根部从土壤中吸收富集Cd,从而有利于对重金属污染土壤的修复,为利用本土优势植物-丛枝菌根真菌修复重金属污染土壤提供参考。     

燕麦与箭薚豌豆不同混作模式对根际土壤微生物数量的影响

 本试验以燕麦与箭薚豌豆不同种植模式的根际土壤为对象,对其土壤微生物数量进行了初步研究。结果表明,根际土壤细菌、真菌和放线菌数量在燕麦拔节孕穗期较低,开花期较高,随着生育进程的推进至成熟收获期数量呈逐渐减少的趋势。在不同生育期,间混作处理比单作燕麦显著提高了根际土壤细菌数量（P＜０．０５）。收获期土壤微生物以细菌占绝大多数,其中间作混播根际土壤细菌数量是单作燕麦的１．１倍左右,单作箭薚碗豆是单作燕麦根际土壤细菌数量的１．３倍;土壤微生物总数量以燕麦与箭薚豌豆间作（１∶２）和燕麦与箭薚豌豆混播（１∶２）处理较高,单作燕麦最少。说明间作混播种植方式能起到提高根际土壤微生物数量的作用。     

有机肥对垂穗披碱草根际微生物及土壤理化性质的影响

为了探究有机肥施肥量对人工草地建植后土壤微生物群落结构及理化性质的影响,以‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans‘Aba’)为试验材料,设置不施肥(CK),50%,75%有机肥三个处理,测定土壤理化性质及土壤微生物结构,结果表明：与CK相比,有机肥施用当年,提高牧草根际土壤总氮和有机质含量(P<0.05),降低了土壤pH值(P<0.05);有机肥的添加引起了土壤根际微生物群落组成的变化,有机肥施用量为50%时增加了优势菌放线菌门、担子菌门的相对丰度;有机肥施用量为75%时明显增加了赤霉菌属、内生真菌属的相对丰度;Beta多样性分析结果表明,对照和各处理细菌和真菌群落结构明显不同。本研究结果表明,增施有机肥能够改善土壤根际微生物群落结构,进一步改善土壤健康状况,为高寒地区牧草生长提供适宜的土壤微生物条件。     

荒漠灌区不同种植年限苜蓿草地土壤微生物特性

采用熏蒸-提取法、微生物培养法,研究了荒漠灌区不同种植年限紫花苜蓿（Medicago sativa L. ‘Gannong No.3’）草地0～60 cm土层土壤微生物量和数量,从土壤微生物的角度对荒漠灌区苜蓿的退化机理、人工草地管理做出了评价。结果表明,不同种植年限苜蓿草地土壤微生物量碳、氮及微生物（细菌、真菌、放线菌）数量均呈现随土层深度的增加而减小的趋势;随苜蓿种植年限的增加,土壤微生物量碳、氮,细菌和放线菌数量均呈增加-降低-增加的变化趋势,真菌数量呈先增加后降低的变化趋势;土壤微生物群落以细菌占绝对优势（70.72%）,真菌最少（0.18%）,微生物总数量和微生物生物量均大于撂荒地,且5年生苜蓿地微生物总数最多,是其他各种植年限的1.58～6.17倍,且微生物生物量碳、氮与细菌、放线菌数量呈极显著正相关。微生物生物量及数量表现出明显的季节动态,除土壤真菌数量最大值出现在9月份之外,其余指标最大值均出现在7月份,最小值在4月份。     

煤矸石山不同植物根际土壤AM真菌群落多样性分析

为探讨不同植物类型对煤矸石山丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)真菌群落的影响,本研究通过高通量测序的方法,调查了禾本科、菊科、豆科和藜科植物根际土壤的AM真菌群落结构及多样性,以期为煤矸石山生态修复中植物种类的选择提供理论依据。结果表明：4科植物共获得球囊菌门(Glomeromycota)OTU数454个,分属于5目7科7属41种,禾本科和藜科植物的OTU数量较多。禾本科AM真菌α多样性中的Chao1指数和Shannon指数最高,藜科组成较为单一,豆科植物根际土壤菌群多样性较低。RDA分析表明,土壤有机质和pH值对AM真菌群落影响作用较大,不同植物AM真菌生态网络关系差异显著,禾本科和黎科植物网络连接密集程度更高且核心物种组成更丰富。研究认为：煤矸石山恢复初期,不同科植物根际AM真菌群落多样性不同,禾本科植物通过与不同种类AM真菌形成良好的共生关系,促使其在煤矸石山恢复早期占据优势地位。     

典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化研究

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性。结果表明:与自由放牧草地相比,围封7年、10年、13年和20年的草地,其土壤0~30 cm土层细菌、放线菌和真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者成密切的正相关关系。     

荒漠草原区不同植被恢复模式土壤微生物菌落分布特征及其与土壤理化性质的相关性

研究土壤微生物菌落变化对土壤肥力的影响,对荒漠草原区草地的恢复管理具有重要的意义.本文以宁夏典型荒漠草原区的天然草地为对照,以平茬人工柠条林地、人工柠条林地、天然柠条林地为研究对象,采用稀释平板法估算各样地0～5,5～10,10～20,20～40 cm土层中微生物菌落数量,并测定对应土层的土壤理化性质及6种可溶性氮组分...     

不同土壤水分对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

为探究全球气候变化导致的青藏高原降水增加对高寒草甸土壤酶活性的影响,本试验根据研究区域近21年植被生长季的年均降水量(W)设置3种增水处理,即增水50％W( +50％W),25％W( +25％)和不增水处理(CK),来研究不同水分添加对青藏高原高寒草甸土壤理化性质和酶活性的影响.结果表明:随着水分添加量的增加,高寒草甸...     

温带典型草原土壤理化性质及微生物量对放牧强度的响应

为了研究不同放牧强度对草地土壤理化性质及微生物量的影响,本文以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置了4个放牧梯度：对照（围封）、28只羊每月放牧3天（轻度）、6天（中牧）、12天（重牧）,采用控制实验分析了不同放牧处理下草原土壤理化性质和土壤微生物量之间的相关关系。结果表明：放牧强度和土壤深度均对土壤pH值、硝态氮和速效磷含量产生极显著影响（P<0.01）,土壤总氮和总有机碳含量受放牧强度极显著影响（P<0.01）,轻牧处理含量显著高于其他处理样地。土壤微生物量碳、磷含量受放牧强度影响显著（P<0.05）。因子分析及相关分析结果表明,土壤MBP含量与土壤因子F1（TN,AN,NO₃^--N,TOC,AP,NH₄⁺-N）极显著正相关（P<0.01）,土壤MBN含量与土壤因子F1显著正相关（P<0.05）,说明MBN和MBP与土壤理化指标之间具有统一性,微生物量氮、磷可以灵敏地反映出放牧强度变化下的土壤理化性质和微生物生物量的变化。     

甘南草原不同退化草地植被和土壤微生物特性

为研究草地退化对植被和土壤微生物的影响,本试验以甘南州碌曲县高寒草地为研究对象,调查研究不同退化程度草地植被特征,并测定土壤微生物呼吸、土壤微生物量碳、土壤微生物代谢熵及土壤微生物群落结构变化。结果表明：随着草地退化程度的加重,高寒草地植物种类减少,优势植物种类发生变化,植被高度、盖度、植株数、鲜草产量下降;土壤基础呼吸和诱导呼吸、土壤微生物量碳及土壤代谢熵等指标均有不同程度的下降;土壤总磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）、土壤细菌、放线菌含量减少,真菌含量增多,土壤微生物群落结构发生变化,压力指数增高;植被与土壤微生物各指数呈一定的相关性。本研究说明高寒草地退化过程中植被演替与土壤微生物变化密切相关。     

短命植物生长特性及叶绿素荧光特性对不同土壤类型的响应

本研究通过对莫索湾地区2种土壤类型(风沙土和灰漠土)中的优势短命植物生物量、养分含量、叶绿素荧光和土壤因子进行测定,阐明短命植物对不同土壤类型的响应及土壤与植物之间的关系。结果表明,2种土壤的pH值、速效钾(Soil available potassium,SAK)含量等均有极显著差异(P<0.01);灰漠土中植物总生物量(Total biomass,TB)、全氮(Plant total nitrogen,PTN)含量、N∶P等显著高于风沙土中植物(P<0.05);灰漠土中植物PSⅡ实际光化学效率(Actual photochemical efficiency of PSⅡ,Φ_PSⅡ)、相对电子传递速率(Apparent electron transfer rate,rETR)极显著高于风沙土中植物(P<0.01);土壤与植物各指标存在一定的相关关系,如土壤SAK与植物TB、最大荧光(Maximum fluorescence,F_m)呈极显著负相关关系,与PTN呈极显著正相关关系。综上,不同土壤对短命植物的生长有显著影响,灰漠土为短命植物生长提供了更有利的条件。     

川西北沙化草地植被恢复后土壤理化性质的变化

以植被恢复不同年限的川西北沙化草地土壤为对象,分析不同土层(0～20cm、20～40cm)中土壤理化性质的变化情况。结果表明:植被恢复对沙化草地土壤理化性质的改善有明显的促进作用;随植被恢复时间的延长,土壤容重逐渐减小,含水量显著提高;与参照样地相比,除土壤全K含量无明显变化外,土壤有机质、全N、全P以及速效养分含量在各层均呈不同程度的提高,表现最明显的是在土壤表层(0～20cm);相关分析说明,有机质含量和土壤容重表现出显著负相关(r=-0.533,p<0.05),而与土壤含水量呈极显著正相关(r=0.836,p<0.01),土壤有机质含量表现出和土壤全N、全P含量不同程度的正相关关系。     

不同草地类型的北方蚁蚁巢及周围土壤理化性质特征分析

为探究北方蚁(Formica aquilonia Yarrow)对蚁巢及周围土壤理化性质的影响,本文以北方蚁蚁巢为研究对象,对蚁巢边缘进行不同距离的划分,探究不同生境、不同距离下土壤理化性质的变化特征.结果表明:草地类型、离巢距离及二者交互作用均对土壤参数有极显著影响(P<0.01),碱解氮和有效磷主要受离巢距离的影响...     

尕海沼泽化草甸湿地不同地下水位土壤理化特征的比较分析

为了研究地下水位与土壤理化性质之间的关系,依据自然原因和地形原因形成的水位梯度,对尕海沼泽化草甸湿地区内高水位（SI）、中间水位（SⅡ）和低水位（SⅢ）的土壤理化性质进行了研究。结果表明：尕海沼泽化草甸湿地随着地下水位的降低,土壤颗粒组成中细砂（<0.2 mm）比例下降,粗砂（2~0.2 mm）含量增加,土壤容重显著升高,且土壤容重随土层深度的增加而增大。SI样地平均土壤总孔隙度、最大持水量分别是SⅡ样地的1.19和1.36倍、SⅢ样地的1.93和2.75倍。尕海湿地SI土壤有机碳、全氮、全磷含量比SⅡ和SⅢ分别高出了86.87%和167.35%、99.88%和115.95%、22.32%和58.97%,地下水位的降低显著影响了有机质的分解转化,加快了氧化分解的速率,造成土壤养分（碳、氮、磷）含量的减少,使得湿地土壤环境恶化。