生态恢复方式对喀斯特土壤节肢动物群落特征的影响

为了解不同生态恢复方式对土壤节肢动物群落特征的影响,2012年2月对喀斯特地区撂荒地、退耕还林地和自然林(对照)进行了土壤节肢动物调查。结果表明:在调查区共捕获土壤节肢动物25 898只,隶属7纲18目95科146类。各生境土壤节肢动物类群数和密度-类群指数无显著差异,自然林和退耕还林地个体密度显著高于撂荒地。撂荒地土壤节肢动物优势类群组成与自然林、退耕还林地明显不同,自然林和退耕还林地土壤节肢动物优势类群组成相对接近。喀斯特退化生态系统生态恢复方式对土壤节肢动物群落特征有显著影响,植被差异是影响土壤节肢动物群落特征的主要因素,退耕还林更有利于土壤节肢动物的恢复。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物活性的季节动态——以贵州花江喀斯特峡谷地区为例

以贵州花江喀斯特森林土壤为研究对象,采用微生物培养法、生化活性试验法及氯仿熏蒸法分析退化喀斯特植被恢复过程中的土壤微生物数量、土壤生化作用强度、微生物生物量碳及微生物熵（qSMBC）的季节动态特征。结果表明：不同恢复阶段土壤微生物活性具有明显的季节变化。随着退化喀斯特植被的恢复,一年四季中土壤微生物数量、生化作用强度、微生物生物量碳及qSMBC明显上升,即土壤微生物活性明显增强,表现为乔木群落阶段〉灌木群落阶段〉草本群落阶段〉裸地阶段。退化喀斯特植被恢复增加了土壤微生物活性,使土壤质量得以提高;4个恢复阶段土壤微生物活性季节变化表现为夏季最强,冬季最弱,总体上表现为夏季〉秋季〉春季〉冬季的动态特点（P〈0．05）,表明土壤微生物活性的季节动态不仅与温度、降雨等气候因素有关,还受到植被类型的影响。     

黔南不同撂荒地土壤节肢动物群落特征

为了弄清喀斯特地区撂荒地植被变化对土壤节肢动物的影响,采用手捡法和干漏斗法(Tullgren法)对贵州省黔南州不同撂荒地土壤节肢动物进行调查。结果表明:在撂荒地共获得土壤节肢动物465只,隶属4纲12目37科38属,林地撂荒地优势类群为多奥甲螨属(Multioppia),草地撂荒地优势类群为管蓟马科(Phlaeothripidae)和缰板鳃甲螨属(Chamobates)。草地撂荒地土壤节肢动物类群数和个体密度垂直分布表聚性明显,林地撂荒地表聚性不明显。土壤节肢动物类群数、个体密度、Shannon-wiener多样性指数和DG指数均以草地撂荒地高于林地撂荒地,但均无显著空间差异(P0.05)。在各功能群中,杂食性土壤节肢动物所占比例最高,捕食性最低,但空间上的差异不明显(P0.05)。在10年恢复时间内,喀斯特撂荒地植被演替方向明显影响土壤节肢动物的群落组成,但对土壤节肢动物多样性影响不明显。     

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为了弄清喀斯特地区撂荒地植被变化对土壤节肢动物的影响,采用手捡法和干漏斗法(Tullgren法)对贵州省黔南州不同撂荒地土壤节肢动物进行调查.结果表明:在撂荒地共获得土壤节肢动物465只,隶属4纲12目37科38属,林地撂荒地优势类群为多奥甲螨属(Multioppia),草地撂荒地优势类群为管蓟马科(Phlaeothripidae)和缰板鳃甲螨属(Chamobates).草地撂荒地土壤节肢动物类群数和个体密度垂直分布表聚性明显,林地撂荒地表聚性不明显.土壤节肢动物类群数、个体密度、Shannon-wiener多样性指数和DG指数均以草地撂荒地高于林地撂荒地,但均无显著空间差异(P＞0.05).在各功能群中,杂食性土壤节肢动物所占比例最高,捕食性最低,但空间上的差异不明显(P＞0.05).在10年恢复时间内,喀斯特撂荒地植被演替方向明显影响土壤节肢动物的群落组成,但对土壤节肢动物多样性影响不明显.     

不同改良措施下盐碱苜蓿地土壤节肢动物群落特征与土壤因子的关系

为揭示盐碱地恢复过程中土壤节肢动物与土壤环境要素的相互关系,采用野外调查和实验室检测相结合的方法,对宁夏银北盐碱苜蓿地6种不同改良措施的盐碱地土壤全氮、速效磷、速效钾、有机质、p H、全盐、碱化度值、土壤温度和土壤水分含量,以及土壤节肢动物群落结构等进行了比较研究。共获得节肢动物10 194头,计31个类群,3纲11目27科,优势类群为前气门亚目和棘跳科,其个体数分别占群落个体总数的75.52%和10.77%;甲螨亚目和等节跳科为常见类群,其个体数占群落个体总数的7.66%和4.29%。不同改良措施对土壤节肢动物类群丰富度没有显著影响,而明显影响土壤节肢动物聚集程度。在土层垂直分布上,呈现表聚性现象。不同改良措施对盐碱苜蓿地土壤节肢动物群落类群丰富度和密度垂直分布影响不显著。灰色关联分析表明,土壤p H、碱化度和全盐对土壤节肢动物的影响最大。多元回归分析表明,影响土壤节肢动物垂直分布的关键土壤因子有差异,在0~5 cm土层,土壤全盐和全氮影响土壤节肢动物类群丰富度,土壤全氮和速效钾影响土壤节肢动物群落的多样性指数。在5~10 cm土层,土壤全盐影响土壤节肢动物类群丰富度,土壤碱化度决定土壤节肢动物群落的多样性指数。     

西南喀斯特高原峡谷石漠化生态系统植物群落特征及其与土壤理化性质的关系

【目的】研究不同等级石漠化生态系统植物群落结构组成、植物多样性和土壤理化性质特征及其两者间的相关性,为我国西南喀斯特高原峡谷森林生态保护和植被恢复重建提供科学依据。【方法】运用空间代替时间方法,研究石漠化演替过程中植物群落特征与土壤理化性质的响应;对喀斯特高原峡谷脆弱生态系统植物群落与土壤理化性质的内在关系进行了冗余分析。【结果】研究区植被物种组成简单,绝大多数为1科1属1种生活型;随着石漠化强度的增加,群落高度、平均地径、平均冠幅和地上生物量趋于减少。不同等级石漠化环境植物多样性4种指数均很低,且与石漠化等级无明显的耦合关系;除丰富度指数外,不同等级石漠化的优势度指数、多样性指数和均匀度指数具有显著差异。大多数土壤理化因子在不同等级石漠化环境中具有显著的差异,并显示随着石漠化程度的增加表现为先退化后改善的趋势。冗余分析表明,土壤呼吸、速效钾、土壤干湿程度、有效磷和酸碱度是影响植物群落特征的主要土壤因子,对群落特征的解释量为68.5%。【结论】土壤呼吸、土壤养分、含水量和土壤孔隙状况是促进喀斯特高原峡谷石漠化生态系统植被恢复的主要土壤因素,而过大的土壤容重以及土壤的偏碱性则不利于当地植被的恢复。     

贵州南部喀斯特植被群落变化对小生境土壤养分的影响

对贵州南部茂兰喀斯特不同植被群落生态系统中小生境的土壤进行了采样分析,以探讨喀斯特植被群落变化对小生境土壤的影响。结果表明:在喀斯特森林生态系统中,石缝和石坑土壤有机质含量显著高于石沟和土面土壤,土面土壤有机质含量最低。石缝土壤全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾含量明显高于石坑、石沟和土面土壤,石沟土壤有效氮、有效钾的含量显著高于土面土壤。在阔叶林-灌木林-灌草群落演替过程中土面土壤有效氮磷钾含量出现显著下降,其次是石沟土壤,而石缝及石坑土壤氮磷钾含量未出现明显降低。喀斯特不同植被群落土壤养分的变化受森林群落退化演替以及小生境多样性的影响。     

冬小麦休耕对土壤动物群落及其摄食活性的影响

为明确农田土壤动物对不同耕作制度的响应,本研究以华北小麦田土壤微节肢动物为研究对象,探究休耕对土壤微节肢动物群落及其摄食活性的影响。试验设置不播种作物的样方作为休耕处理,正常播种作为不休耕处理,分析处理间和不同土层的土壤温湿度时空差异,并利用诱饵薄条法（Bait-Lamina Test,BLT）原位解析土壤动物的摄食活性。结果表明：休耕与不休耕处理中的土壤微节肢动物均以真螨目为优势类群,其占总丰度的89%,并且具有明显的表聚效应。此外,休耕对不同土层深度土壤微节肢动物群落的影响不一致,0～5 cm土层、不休耕处理中的土壤微节肢动物丰度显著增加,约为休耕处理的4.4倍;5～10 cm土层、不休耕处理的微节肢动物数量相较于休耕处理增长了约46%。相关性分析显示,土壤微节肢动物摄食活性与土壤温湿度和不同种植模式均存在显著正相关关系。从小麦的拔节期到成熟期,休耕处理中土壤微节肢动物的摄食活性均显著高于不休耕处理,且在土壤湿度最高的抽穗期达到最大。研究表明,休耕显著降低了0～10 cm深度土壤微节肢动物的数量和多样性,但提高了其摄食活性,土壤微节肢动物群落的摄食活性主要受土壤湿度的影响。     

贵州高原退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物数量的变化特征

为了研究退化喀斯特植被恢复过程中土壤的生物学特性,采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段（裸地阶段、草本群落阶段、灌木群落阶段和乔木群落阶段）的土壤样品,采用微生物培养法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同季节及根际和非根际土壤微生物数量的分布特征。结果表明：退化喀斯特植被恢复过程中土壤中的微生物数量分布存在较大差异,、随着退化喀斯特植被的恢复,土壤细菌、真菌、放线菌的数量及其总数明显上升．表现为齐木群落阶段〉灌木群落阶段〉草本群落阶段〉裸地阶段;土壤剖面上土壤微生物数量均呈明显的垂直分布特征．即随土层深度的增加,呈递减趋势,具体表现为A层〉B层（P〈0．05）;从季节变化上来看,土壤细菌、真菌、放线菌的数量及其总数季节变化明显,夏季达最大（6．16×10^6,1．11×10^5,3．16×10^5及6．59×10^6个·g^-1）,冬季最小（3．42×10^6,0．45×10^5,1．75×10^5及3．64×10^6个·g^-1）,总体上表现为夏季〉秋季〉春季〉冬季的特点（Jp〈0．05）根际和根外变化明显,表现为根际〉非根际（P〈0．05）。退化喀斯特植被恢复增加了土壤微生物数量,使土壤质量得以提高.     

巴音布鲁克高寒湿地土壤真菌群落对不同程度退化的响应

为了解巴音布鲁克高寒湿地土壤真菌群落对退化的响应,探索湿地退化机制,本研究以巴音布鲁克高寒湿地未退化（ND）、轻度退化（SD）及重度退化（HD）区域的土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析不同程度退化高寒湿地土壤真菌群落的多样性及结构差异,并结合理化指标进一步分析影响真菌群落的环境因子。结果表明：真菌群落Simpson和Shannon多样性指数在ND和HD区土壤中无显著差异（P>0.05）;SD区土壤中的真菌群落Simpson指数显著高于ND和HD区,而Shannon指数显著低于ND和HD区（P<0.05）。在不同程度退化区土壤中,真菌群落ACE和Chao1丰富度指数均随退化的加剧呈降低趋势。在3个区域土壤中,门水平上,子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度最高;纲水平上,粪壳菌纲（Sordariomycetes）为主导类群;肉座菌目（Hypocreales）、Pleosporales菌目、被孢霉目（Mortierellales）的相对丰度均随退化程度的增加而增加;属水平上,珊瑚菌属（Clavaria）、稻瘟病菌属（Magnaporthe）为优势菌属。LEfSe分析发现了11种可作为判断退化的潜在生物标志物。RDA分析及蒙特卡罗检验结果显示,在门水平上真菌群落结构变化不受环境因子的显著影响;在属水平上,真菌群落结构变化仅与土壤总有机碳存在显著相关性（P<0.05）。研究表明,高寒湿地退化显著改变了土壤pH、土壤含水量、总有机碳、容重等理化指标,进而影响真菌群落多样性和结构。     

滇西岩溶山区土壤生态系统的退化与恢复重建

退化土壤的恢复是目前生态重建中的一个难点，特别是岩溶地区土壤生态系统的恢复．对云南西部岩溶地区洱源县炼铁山区土壤退化现状和土壤特性的分析研究表明：人为活动已引起岩溶山区土壤生态系统不同程度的退化；不论是次生林或人工林，还是坡耕地、果园和桉树林，与人为干扰较小的阔叶林相比，都呈现明显的退化现象；而坡耕地和桉树林的退化尤为严重．在分析云南西部岩溶山区土壤退化状况及退化机制的基础上，提出了恢复措施。     

喀斯特地区退化植被生态系统修复技术初探

喀斯特岩溶地区是我国典型的生态脆弱区之一.森林植被生态系统是喀斯特地区防治石漠化、水土流失、涵养水源的最重要屏障,但其自身生产力、生物质保有量明显低于同纬度森林生态系统,稳定性较差,易受到干扰破坏而发生退化.在深刻理解退化生态系统内涵的基础上,分析了喀斯特森林植被生态系统退化的一般特征,并对典型退化森林植被生态系统修复技术进行了总结概括.     

藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响

为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(农田及放牧草地)土壤样品,以自然森林土壤样品为对照,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性,并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明:与自然森林相比,农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性,其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%,而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门(A ctinobacteria)的相对丰度,但是显著降低了浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,放牧草地则显著促进拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲(A garicomycetes)的优势度,其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍,而子囊菌门(A scomycota)和接合菌门(Zygomycota)的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明,土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响,并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明,典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低,并改变细菌和真菌的群落组成和结构,而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。     

姚安县典型小流域水土保持生态修复监测与评价

对长江上游云南紫色土区小流域水土流失造成的退化生态系统的人为诱导修复进行了监测与评价．结果显示，有自然恢复条件的小流域退化生态系统，经过4年人为参与的不同措施修复，流域生态系统类型、结构和功能都得到一定程度改善．生态系统类型增加，较稳定和趋于正向进展演替的生态系统类型的水平分布面积扩大，人为重点修复生态系统类型的立体垂直结构逐渐显现，生物多样性和生物量增加，土壤理化特性得到改良，土壤侵蚀减弱，森林覆被率提高，修复效果明显．干扰荒草地、人工林、自然恢复和坡改梯措施的土壤流失量3年内分别减少46．9％-50．1％，49.6％-59．3％，29．5％-66．4％和65．1％-76．1％．     

喀斯特典型生态系统土壤有机碳积累特征与稳定机制

土壤有机碳是衡量生态系统稳定性、土壤健康与肥力水平的重要指标。喀斯特峰丛洼地土壤具有土被不连续、土层浅薄、高钙、微碱性等特点,造成其有机碳分布、积累与稳定机制有别于其它岩性发育的土壤。基于此,我们在过去10年研究中,建立了基于探地雷达技术的喀斯特非连续性土壤及其有机碳分布的研究方法,研究了土壤微生物总量及其群落、碳氮循环相关功能微生物群落对喀斯特生态系统退化的响应,探讨了喀斯特土壤丛枝菌根真菌群落分布特征及其对岩性、坡位等立地条件的响应,明确了外源有机碳和无机碳(碳酸钙)输入对喀斯特土壤有机碳矿化和积累的影响,从团聚体稳定性、有机碳矿化、激发效应、微生物生物量碳周转角度明确了土壤有机碳的稳定性以黑色石灰土棕色石灰土红壤,初步阐明了喀斯特土壤有机碳的稳定性机制,并研发了土壤垂直漏失阻控技术、桑枝原位快速腐熟技术等喀斯特区土壤改良的关键技术。其结果对于揭示喀斯特生态系统土壤有机碳积累与稳定机制、评估喀斯特区土壤固碳的效应与潜力、提升喀斯特生态系统的可持续性有重要科学意义。     

季节与小生境对喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落的影响

揭示喀斯特灌丛生态系统土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落及其对异质性生境与季节变化的响应规律,对合理利用土壤AMF促进喀斯特退化生境的恢复具有重要的意义。以桂西北喀斯特峰丛洼地1 hm2典型灌丛生态系统为研究对象,采用Illumina测序技术分析喀斯特灌丛两种主要小生境(石土面和土面)土壤AMF群落的季节变化特征及其影响因子。研究共发现AM真菌7科8属,球囊霉属/种为该地区优势属/种;土壤AMF群落组成结构季节差异显著(P0.05),冬季土壤AMF的Shannon多样性和丰富度均高于夏季,但小生境类型及季节与生境类型的交互作用对多样性均无显著影响;冗余分析(Redundancy ananlysis,RDA)表明,速效磷、速效钾和植物丰富度极显著影响喀斯特灌丛土壤AMF群落组成结构(P0.01)。研究结果为喀斯特地区合理利用植物与土壤AMF共生促进退化生境植被恢复提供了理论依据与实践指导。     

喀斯特地区不同演替阶段植物群落天然更新能力研究

为探明喀斯特地区不同演替阶段植物群落天然更新能力及其影响因素,为石漠化区植被恢复及综合治理提供理论依据,通过样地调查,选取反映群落更新库特征的土壤种子库密度、幼苗库密度、母树密度、反映影响群落更新库变化的关键环境因素土层厚度和群落盖度等5个指标,对贵州典型喀斯特地区不同演替阶段植物群落更新能力进行研究.结果表明:1)群...     

红壤地区土壤退化及恢复重建研究(Ⅰ)红壤的退化

由于红壤的生态脆弱性及亚热带的暖湿气候特征,亚热带红壤区已成为自然生态系统破坏与退化的严重区域,亚热带红壤的退化机理及恢复与重建成为土壤学、水土保持、生态学研究的热点问题之一。综述了近年来有关红壤退化的过程、机理及影响因素等方面的研究进展,并提出了退化红壤的生态恢复及重建的技术措施。