黄土丘陵区植被次生演替灌木初期土壤物理性质特征

研究了黄土丘陵区植被次生演替草灌过渡灌木初期的土壤物理性质特征.结果表明:当植被次生演替进展到草灌过渡灌木初期,除土壤含水量外,土壤容重、孔隙度、稳定入渗和水稳性团聚体都好于对照白羊草地,表明灌木树种定居的土壤物理条件一般要高于草本群落.植被演替的过程是植被与土壤相互作用复杂变化的过程,它们的相互反馈也是生态恢复的重要标志.随着植物群落的变化土壤也发生着不同程度变化.其中,土壤物理性质各个因子之间的变化是相互影响和相互联系的.土壤稳定入渗速率与土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤团聚体之间有显著的相关关系;土壤毛管孔隙度与土壤非毛管孔隙度线性显著负相关;土壤容重与土壤总孔隙度极显著负相关.     

汶川地震不同次生地质灾害类型区土壤种子库特征

为了解地震后次生地质灾害土壤种子库特征及其植被恢复特点,在四川省北川县采用野外取样和在当地自然环境下萌发相结合的办法,研究了5种不同灾害类型(包括滑坡、崩塌、泥石流、落石及堰塞湖)土壤种子库大小、物种组成及其与地上植被之间的关系。研究结果表明,不同灾害类型土壤种子库密度介于30133.33±6776.03~93383.33±26499.81粒/m2方差分析显示,只有落石损毁类型种子库密度与其它几种灾害类型差异显著,各灾害类型土壤种子库种子密度在0-5cm和5-10cm土层之间无明显分层区别。土壤种子库中一年生和多年生草本所占比例为90.48%,灌木所占比例为9.52%,没有观察到乔木种。各土壤种子库之间Sorensen相似性指数较高,为0.529~0.714土壤种子库与相应样地地上植物之间相似性不高,相关性也不密切,其相似性指数介于0.167~0.292。建议灾害损毁地植被恢复以自然恢复为主,若采取简易的水土保持措施和适量客土措施,将会促进种子的萌发和植被的更新种子库中缺乏乔木种,快速乔木化需要人工输入种子雨。     

温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性研究

利用Biolog研究温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性变化,结果表明:就总体AWCD值来看,阔叶林土体土微生物功能多样性较高于原始红松林,而在根际土上反映更加明显,阔叶林红松幼苗根际土AWCD值几乎高出原始红松林25%。而就整体丰富度及多样性指数上来看,原始红松林根际无论在多样性还是丰富度上均占优,但其土体土却均处于最低位置,这表明在原始林中,微生物更加集中于根系附近。通过单个碳源方差分析发现,在原始林中,无论是土体土还是根际土,在对氨基酸类碳源的利用上均有较大优势。这表明在温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性确有变化,且主要集中在根际部分。     

缙云山典型植物群落次生演替中土壤抗冲性研究

通过原状土冲刷试验,研究了缙云山10种存在次生演替序列的典型植物群落坡面薄层水流的水力学参数特征及侵蚀产沙量的变化。研究结果表明：（1）在1,1．5,2L／min放水流量下,植物群落间坡面薄层水流的侵蚀产沙量大多存在极显著的差异;（2）坡面薄层水流的雷诺数和弗汝德数有随放水流量增大而增大的趋势,但其流型和流态保持不变;（3）由坡面产沙量与径流切应力的概念模型并结合产沙量和径流切应力的试验数据,确定10种植物群落土壤的临界切应力以评价植物群落土壤的抗冲性强弱（抗冲性由强到弱的顺序为：白茅〉栲树〉四川大头茶〉香樟〉润楠〉慈竹〉杉木十香樟〉毛竹〉马尾松十香樟〉马尾松）;随着植物群落由低级向高级的演替进程,土壤抗冲性总体呈增强趋势;（4）通过土壤抗剪强度预测临界切应力的模型,在野外可快速、较准确地判断土壤抗冲性的强弱。     

苏北山丘区森林群落次生演替中土壤物理性质及其持水性能研究

为了探明苏北山丘区森林次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能,选择该区典型、有代表性的不同演替阶段森林群落,进行植被调查和土壤分析。结果表明,该区森林生态系统土壤物理性质随演替时间进展而演变的趋势明显;同时测定土壤在降雨和干旱时的含水量,以衡量不同森林群落土壤物理性质差异对森林涵养水源功能的影响。     

北方土石山区不同植被恢复模式土壤酶活性研究

以北方土石山区不同植被恢复模式为研究对象,测定并分析不同植被恢复的土壤理化性质与土壤酶活性的分布规律及其相互关系.结果表明:不同植被恢复均使土壤酶活性明显提高,但不同植被对土壤酶活性的影响不同;土壤酶活性与土壤环境因子的相关性不完全一致,与土壤养分因子呈正相关关系,与土壤pH值呈负相关关系.     

黄土高原植被演替过程中相对土壤酶活性的变化特征

明确土壤相对酶活性在植被恢复过程中的变化特征及影响因素,对客观揭示植被次生演替过程中微生物活性变化特征具有重要意义.利用时空互代法,选取黄土丘陵区植被次生演替过程中农田、草地、灌木、先锋林和顶级群落5个阶段为研究对象,探讨了β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-木糖苷酶(BX)、N-乙酰-β-D...     

嘉陵江上游不同植被恢复模式土壤微生物及土壤酶活性的研究

以嘉陵江上游水土流失定位观测站内5种植被恢复模式为研究对象,对土壤微生物、土壤酶活性以及理化性质进行了研究。结果表明:①退化生态系统进行植被恢复后土壤微生物数量明显增加,上层>下层,且随季节不同而有明显变化;②5种植被恢复模式脲酶、蔗糖酶活性均明显高于对照地,3种土壤酶活性随季节变化明显且因林分而异;③5种植被恢复模式土壤氮素的转化率除湿地松纯林外均明显高于对照地,土壤氮素转化率与3种酶均呈极显著的相关关系,与土壤中细菌、放线菌数量之间也呈正相关关系,但相关系数未达显著水平;④火烧迹地灌丛土壤养分含量最高,微生物数量最大,脲酶、蔗糖酶活性最强,土壤的结构性最好。     

森林次生演替过程中有机质层和矿质层土壤微生物残体的变化

微生物对土壤有机质(SOM)转化和形成具有重要作用,然而微生物残体对SOM贡献的评估仍是目前的热点。以长白山5个森林次生演替序列(20 a、80 a、120 a、200 a和≥300 a)和2个土壤深度(0～5 cm有机质层和5～15 cm矿质层)为对象,利用氨基糖和中红外光谱技术,探究森林次生演替过程中微生物残体变化及其对土壤有机碳(SOC)的贡献。森林次生演替序列80～200 a显著增加了有机质层和矿质层微生物残体含量及其对SOC的贡献,而在演替300 a均显著降低。森林演替80～200a有机质层和矿质层土壤芳香族碳组分/多糖较低,有利于微生物生物量碳(MBC)产生和微生物碳利用(高的MBC/SOC),促进微生物残体积累及其对SOC的贡献;而演替300 a芳香族碳组分/多糖较高,抑制MBC产生和微生物碳利用,导致微生物残体及其对SOC贡献的下降。SOC含量差异导致不同土壤深度微生物残体含量的变化,有机质层高的SOC产生高的MBC,进而刺激微生物残体积累;此外,有机质层难利用SOM组分高于矿质层,导致真菌残体对SOC的贡献比例下降,而细菌残体的贡献增加。     

汶川地震灾区生态脆弱性评价研究

研究汶川地震灾区生态脆弱性等级差异与空间格局特征,对合理规划土地资源和生态环境保护具有指导作用。选取资源成因、环境成因和社会经济3大体系的16个指标构建了生态脆弱性评价指标体系。利用DARE法和生态脆弱度对其评价指标进行加权分析计算,建立了4个等级生态脆弱性。结果表明,龙门山断裂带中心带及秦巴山地生态脆弱性最强,西部高原区域的生态脆弱性较强,山前平原地区为中度,东部丘陵地区生态脆弱性次之,并分析了土地利用规划现状和地震次生灾害分布对生态环境影响,证明了评价结果符合汶川地震灾区的生态环境状况。     

彭州市龙门山震后迹地植物群落生态恢复初探

汶川大地震不仅造成大量人员伤亡,并且严重破坏社会财产和生态环境。通过对彭州市龙门山区域选取地震崩塌地(地震创面裸地)、泥石流裸地(大型泥石流冲积扇)、滑坡体(整体滑坡)、居住地(灾后居民安置点)4类具有代表性区域进行样地调查和采样,分析了不同地震灾毁情况下植物群落恢复状况。结果表明:各类样地多样性指数大小为泥石流冲积扇>滑坡体>地震崩塌地>居民安置点;居民安置点与其他3类恢复地的多样性指数有明显差异,相似度也较低。说明这类群落恢复到原生群落可能需要较长的时间;土壤有机碳含量变化趋势为泥石流冲积扇>滑坡体>地震崩塌迹地,微生物量碳和易氧化态碳含量为滑坡体>泥石流裸地>地震崩塌地,而可溶性有机碳含量为地震崩塌地>泥石流裸地>滑坡体,表明在不同迹地上土壤有机碳不同组分的恢复进程存在差异。     

两种边坡生态修复模式土壤肥力与酶活性的变化

[目的]研究不同修复技术处理对边坡土壤酶活性的长期影响,以期为土壤地力培育提供理论依据。[方法]以向家坝水电站工程扰动区代表性的天然次生林以及人工次生林为基础,测定不同坡位以及坡向土壤酶活性,探讨土壤酶活性的变化规律,分析酶活性与其他肥力因子间的相互关系。[结果]不论阴坡还是阳坡,两种林地坡面地形部位(上坡位、中坡位、下坡位),除土壤pH值降低以外,下坡位肥力因子均显著提高1.1倍以上,酶活性水平与肥力因子变化基本一致。除过氧酶活性增长不显著外,磷酸酶活性增长91.67%~116.67%,脲酶活性增长5.3%~30.01%,蔗糖酶活性增长1.38~1.56倍;阴坡各项指标均高于阳坡,除过氧酶以外,都增长显著。相关性分析表明,两种修复技术下,碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶两两之间的正相关关系均达到极显著水平,但与过氧化氢酶活性之间相关性均不显著。[结论]研究区肥力因子总体上呈现空间分布不均匀,沿着坡体从上至下依次增加,北坡高南坡低的趋势,说明坡位坡向影响着土壤内环境的变化进程,因此对于此类边坡坡顶和阳面的二次修复,适当追肥可以更好地进行地力培育和生态修复。     

元谋干热河谷植被恢复对土壤酶活性的影响特征

选取5种植被恢复模式,研究了不同模式对土壤酶活性的影响以及土壤肥力与土壤酶活性的关系。结果表明,植被恢复后土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性相比光板地都有明显提高,顺序依次为酸角〉小桐子〉印楝;同种植被的土壤酶活性表现出根际大于非根际的特性;不同的植被恢复模式和种植方式对酶活性都有较大的影响,等高垄沟模式具有较好的保土保肥能力,创造了良好的微生物环境,增强了土壤酶活性;植被恢复模式下酶活性与土壤肥力之间的关系密切,特别是有机质、全氮与土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶的相关性较好。因此,用土壤酶活性来评价植被恢复的效果是可靠的。     

断陷盆地不同石漠化生态修复类型下土壤碳氮磷化学计量及酶活性特征

[目的]揭示断陷盆地石漠化生态修复区土壤养分、酶活性特征,筛选修复效果较好的模式,为石漠化修复治理提供科技支撑。[方法]以典型断陷盆地云南省建水县为研究区,探究4种植被修复类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、自然植被恢复样地)的土壤碳、氮、磷含量和化学计量特征及酶活性特征(淀粉酶、脱氢酶、葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、FDA水解酶、脲酶)。[结果]土壤有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为25.81,1.89,0.41 g/kg,有机碳、全氮含量均为自然植被恢复下最高,全磷含量为干香柏纯林下最高;自然植被恢复下土壤C∶P与N∶P最高,C∶N最高的为柏木+银木荷混交林。土壤淀粉酶活性为干香柏人工纯林最高,自然恢复植被恢复下最低,其余酶活性均为自然植被恢复下最高。相关性分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、pH值会对土壤酶活性产生影响,且冗余分析结果显示影响土壤酶活性的最主要养分因子为全氮,解释了72.3%的土壤酶活性变异。[结论]不同植被修复模式下土壤养分及酶活性特征不同,经18 a植被修复后,自然植被恢复和干香柏人工纯林两种修复模式下土壤养分条件较好,是该地区较...     

石漠化治理区不同生态恢复模式土壤质量评价

为研究贵州省喀斯特石漠化地区不同生态恢复模式土壤养分及土壤质量情况,以贵州省黔西南州贞丰—北盘江石漠化治理示范区为研究区,采用土壤质量综合指数法对花椒、金银花、核桃和撂荒地4种不同生态恢复模式下土壤质量进行了评价,分析了不同生态恢复模式下土壤理化和微生物指标的分布规律。结果表明:4种生态恢复模式下0—5 cm表层土壤养分富集明显,且20 cm土层内随着深度的加深,各营养指标总体呈下降趋势;与短年限撂荒地相比,花椒、金银花和核桃样地总体土壤物理性状较好,养分含量高,土壤微生物生物量明显改善。土壤质量综合指数花椒（0.671） > 金银花（0.664） > 核桃（0.597） > 撂荒地（0.589）,表明花椒、金银花对土壤质量提升成效较好,在石漠化治理土壤环境的改善中发挥了积极的作用。     

喀斯特高原峡谷区不同恢复模式的土壤生态效应

通过野外调查和室内试验分析,以荒草地作为对照,选取贵州省西南部喀斯特高原花江峡谷地区6种不同的生态恢复模式作为研究对象,对其林下土壤的理化性质、抗侵蚀特征、渗透性能及其与土壤养分之间的关系进行分析,探讨该地区不同恢复模式对土壤产生的生态效应及作用过程。结果表明:(1)相较于荒草地,不同恢复模式对土壤容重、总孔隙度等物理特性指标和抗冲性系数、抗蚀性指数均有显著的改善作用(p0.05)。其中,不同恢复模式总孔隙度与非毛管孔隙度均值分别较荒草地提高了2.62%,6.45%;土壤紧实度、容重均值分别较荒草地降低了19.95%,3.98%,趋于稳定的不同恢复模式抗冲性系数均值为荒草地的1.79倍,流失的干土重均值仅为荒草地的45.42%;不同恢复模式趋于稳定的抗蚀指数均值较荒草地高27.53%。(2)不同恢复模式土壤初渗率(2min)、稳渗率、平均渗率、渗透总量4个指标的均值依次为荒草地的1.6倍,1.0倍,1.2倍和1.3倍;土壤渗透性能的主成分综合评价模型Z=0.9689×F1结果表明不同恢复模式渗透性平均得分(0.186 0)比荒草地(-1.115 8)高,这反映出不同恢复模式渗透性能较好。(3)土壤养分中碱解氮、速效磷、速效钾、有机质与渗透总量、抗冲性系数和抗蚀性指数普遍存在极显著的相关关系(p0.01),土壤抗侵蚀特性和渗透能力与土壤养分关系紧密。综上所述,不同恢复模式对该地区的林下土壤物理性质、土壤抗侵蚀特性和渗透能力有显著的改善作用,而这些生态功能的改善对土壤养分的赋存和流失具有很大关联。     

Cd、Pb单一及复合污染下土壤酶生态抑制效应及生态修复基准研究

由于土壤酶活性可有效地反映土壤重金属的污染程度,因此,本文通过研究Cd、Pb单一及复合污染对土壤酶（脱氢酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶和蔗糖酶）活性的影响,以期选取合适的土壤酶指标作为Cd、Pb污染的生物标记物,为建立Cd、Pb污染生态修复的基准提供科学依据。研究结果表明,不同的土壤酶活性对Cd、Pb的敏感性各不相同,并且酶活性随土壤重金属浓度增加表现为叠加效应或拮抗效应。Cd、Pb单一及复合污染对脲酶活性抑制作用显著,Cd、Pb复合污染对脲酶活性表现为叠加效应,因此,脲酶可作为土壤Cd、Pb污染的生物标记物。通过半数生态剂量模型研究发现：Cd、Pb污染下,50%脲酶活性受抑制的毒性阈值分别为2273和2703;Cd污染土壤的生态修复基准值为1.33mg·kg-1,Pb污染土壤的生态修复基准值为106mg·kg-1。     

黄土高原植被恢复对不同粒径土壤团聚体中酶活性的影响

[目的]研究不同植被恢复方式下土壤酶活性以及在不同团聚体中的分布特征,为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内实验相结合的方法研究不同植被恢复方式对土壤团聚体酶活性的影响。[结果]天然草地、15年和25年柠条林地土壤酶活性较高,而坡耕地土壤酶活性较低。土壤酶活性在不同粒径土壤团聚体中,随着团聚体粒径的增大而增大,在1~2,2~3和3~5mm粒径土壤团聚体中逐渐达到最大,之后又随土壤团聚体粒径的增大而减小。土壤酶活性主要分布在粒径1~2,2~3和3~5mm团聚体中,而小团聚体(<0.25,0.25~1mm)和大团聚体(>5mm)中土壤酶活性较低。在0—20cm土层中,土壤酶活性表现出随恢复年限的增大而增加,在20—40cm土层则表现出随恢复年限的增大而维持稳定。[结论]随着人工林种植年限的增加,土壤酶活性逐渐加强,而坡耕地不利于土壤酶活性的提高。因此,未来该区的植被建设中应该加强对天然草地与柠条林地的保护,这有利于土壤酶活性的改善。     

干热河谷生态恢复区土壤水分变化研究

选择干热河谷生态修复区为研究对象,利用东川国家泥石流观测研究站修建的径流小区土壤含水量观测资料,通过分析不同土地利用类型下的土壤含水量、不同深度下的土壤含水量和土壤含水量滞后效应对降雨的响应特征,结果显示:(1)在碎石土中实施生态修复后,合欢林对土壤含水量的影响较为显著,对于抑制浅层滑坡具有一定的作用;坡积层土壤中实施生态修复后,石榴+横坡耕作与林草地减小了坡面径流,从而有效地减缓了坡面侵蚀;(2)不同土地利用类犁的10 cm深度处的土壤含水量对降雨的响应明显,变化幅度大,且含水量受当日降水的影响明显,相关系数在0.35以上.生态修复首先是通过对土壤结构进行改良,然后影响到土壤其他性状,从而使得土壤具有自我调节和孕育其他生物物种条件,环境逐渐得到改善.