黄土丘陵沟壑区植被自然恢复过程中土壤种子库特征

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究了黄土丘陵沟壑区植被自然恢复过程中土壤种子库的物种组成、密度、物种多样性以及相似性特征.结果表明:阴、阳坡10个样地中,共萌发了55种2203株幼苗,隶属于23科48属;总密度达到5 505±625.537粒/m2,且0～5 cm土层远远大于5～10 cm土层的土壤种子库密度,约是其4.6倍;丰富度、多样性、均匀度指数均未与恢复年限达到显著相关水平,但生态优势度随恢复年限的增加呈上升趋势,且阳坡上升的趋势比阴坡明显;组成成分相似性系数变化范围为0.0952～0.7143,恢复年限相距越大,其相似性越小,说明植被恢复演替的过程也是土壤种子库空间异质性加大的过程.     

不同复垦年限煤矸山土壤微生物群落特征及其指示作用

土壤微生物是土壤生态功能的重要指示物,因此,研究其群落特征对指导煤矸山复垦具有重要意义.文中以山西省曹村煤矿复垦3a(R-3a)、5a(R-5a)和7a(R-7a)煤矸山为例,用磷脂脂肪酸法(PLFA)测定了3种复垦年限土壤微生物总浓度和群落浓度,分析了对土壤质量变化的敏感菌种.结果表明:1)复垦煤矸山土壤微生物总浓度和群落浓度随年限增加均有不同程度增加,表明煤矸山复垦土壤质量状况总体有改善.2)3种复垦样地微生物群落结构的差异及其总浓度和群落浓度低于普通果园(CK)的事实表明复垦地土壤质量仍难达到与CK相当的状况.3)普通细菌中i15:1 G和16:0、真菌中18:1 w9c、革兰氏阳性菌中i15∶0和a15∶0、阴性菌中11Me18∶1 w7c和18∶1 w5c可指示复垦土壤质量的改善.     

不同防沙工程措施对海岸带沙地植被恢复和土壤养分的影响

应用群落物种多样性特征值和生物量分析了福建海岸带不同防沙工程措施中沙地植被的两种恢复过程,即网格草地恢复:厚藤群落,鬣刺+海边月见草+海滨蟛蜞菊群落,鬣刺+厚藤+海滨蟛蜞菊群落;平台草地恢复:绢毛飘拂草+海边月见草+厚藤群落,丁葵草+厚藤+海滨蟛蜞菊群落,矮生苔草+绢毛飘拂草+马缨丹群落。生活型为匍匐草本或草质藤本的物种较其它生活型的物种能更好的适应海岸带沙地环境。两恢复过程中,植被的群落物种丰富度和多样性指数都表现为先增大后减小的n形变化趋势。在网格草地恢复中,网格设置与匍匐草本厚藤促进了物理环境的改善,并为后期定居者创造了较好的定居条件,而在平台草地恢复初期,化学材料与黏土混和平台的设置提高了下垫面稳定性,使近缘防护林内的草地物种得以成功定居和繁殖。海岸防沙工程为先锋种的定居提供了优越的下垫面条件,促进了组成的多元化和结构的复杂化,使土壤有机质和全氮含量增加,pH值明显降低,并对海岸带沙地植被生物量的积累起到了促进作用,因此采用工程方式恢复海岸带沙地植被,对于海岸带退化生态系统的恢复有着重要意义。     

黄土丘陵植被恢复过程中土壤种子库萌发数量特征及动态变化

采用野外定点采样与室内土壤种子萌发试验相结合的研究方法,选取黄土丘陵区典型草原带宁夏固原地区不同植被恢复年限(2,5,12,24,35,55,75 a)及当年农地(对照)的8个样地,研究该区土壤种子库萌发数量特征及动态变化.结果表明,8个不同植被恢复年限样地土壤中可萌发的种子的平均数量为3542.5粒/m2,可萌发种子以双子叶植物为主,约占萌发总数的90%.0～5 cm土层可萌发种子数量变化于166.7～9100.0粒/m2;5～10 cm土层变化于133.38～2120.02粒/m2.土壤中可萌发种子数量随着恢复年限的增加表现先增加后下降的趋势.土壤中可萌发的种子数量随时间的变化近似单峰型,双子叶植物峰值主要出现在第4～6周,而单子叶植物萌发高峰在5～6周.表明在环境,气候等条件适宜时,黄土丘陵区典型草原带可萌发的土壤中的种子可形成萌发高峰.     

基于多指标分析和分形维数的不同种植年限压砂地基质流与优先流特征研究

为明晰不同种植年限压砂地土壤优先流和基质流状况、改善区域水分生态环境,以宁夏不同种植年限(2、5、10、20、30 a和40 a)压砂地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合形态学、多指标分析及分形理论对不同年限压砂地土壤优先流和基质流特征进行分析.结果表明:随种植年限增长,土壤容重显著增大(P<0.05),饱和导水率...     

基于CT扫描的不同土地利用类型土壤大孔隙特征及其入渗能力研究

土壤大孔隙是土壤优先流的主要通道,其直接影响着土壤水分运移及污染物迁移,量化大孔隙三维特征,有助于深入理解土壤水分运移机理。因此,文中结合CT扫描及土柱水分穿透试验,对比了林地、草地两种土地利用类型下的大孔隙三维结构特征及其土壤入渗能力,并分析了大孔隙结构特征与土壤水力学特性之间的关系。主要结论如下：1)土地利用方式对土壤大孔隙特征影响显著,林地大孔隙发育程度相对更好,其土壤大孔隙度,大孔隙数量均大于草地,同种土地利用类型下不同种植物的根系特征对大孔隙的结构和分布也具有重要影响。2)植物根系能显著改变土壤入渗能力,林地土壤初始入渗能力较草地更强,大孔隙度在入渗初期会对渗透产生较大影响。然而在经过一段时间入渗后,两种土地利用方式下土壤入渗能力较入渗初期会发生较大的改变。3)大孔隙度与穿透时间之间为显著负相关关系;平均迂曲度、累计入渗量、累计节点数与各入渗指标之间相关关系不显著。     

Effects of vegetation types on soil water dynamics during vegetation restoration in the Mu Us Sandy Land,northwestern China

The arid and semi-arid northwestern China has been undergoing ecological degradation and the efforts to reverse the ecological degradation have been undertaken for many years. Some shifting dunes have been fixed and the vegetation has been partially recovered in certain areas and the Mu Us Sandy Land in the Ordos Plateau is an example of the success. The present study attempts to reveal the relationships between the vegetation restoration and ecohydrology in the Mu Us Sandy Land. We continuously measured soil water content at 10-min intervals under three vegetation types(i.e., shifting dune, shrub-dominated community, and herb-dominated community) in the Mu Us Sandy Land from April 2012 to October 2013. The results show the infiltration coefficient increased with increased rainfall amount and eventually reached a stable value. Infiltration coefficients were 0.91, 0.64, and 0.74 in the shifting dune, in the shrub-dominated community, and in the herb-dominated community, respectively. Cumulative infiltration and soil texture are two vital factors affecting the depths of rainfall penetration. Only rainfall events larger than 35.0 mm could recharge soil water at the 60–80 cm layer in the herb-dominated community. Our results imply that the expected forward succession of restored vegetation may be destined to deterioration after reaching the climax simply because of following two facts:(1) soil water is mainly retained at shallower layer and(2) plant fine roots mainly distribute in deeper layer in the herb-dominated community.     

黄土高原南部植被恢复对土壤理化性状与土壤酶活性的影响

利用退耕区域不同植被恢复类型为试点,研究不同植被恢复年限、不同恢复类型土壤理化性状和土壤酶活性动态变化。结果表明,随着恢复年限增加,土壤容重先增加后逐渐下降;pH降低,降幅为1.47%~5.52%;土壤有机质、全氮逐渐增加,增幅分别为9.76%~71.54%、17.39%~62.32%;全磷含量除30 a刺槐比对照增加了12.92%外,其它植被类型均低于对照;速效养分略有增加,趋势不明显;酶活性逐渐增强,尿酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶增幅分别为39%~229%、34%~96%、25%~149%、74%~250%。相关性分析表明,各种酶活性与有机质及全氮含量显著相关。因此,实施退耕还林植被恢复有利于土壤理化性状改善,酶活性增强。     

黄土丘陵沟壑区退耕植被恢复地土壤水稳性团聚体的变化特征

以黄土高原典型丘陵沟壑区—吴旗县为例,研究了退耕地不同植被恢复年限、不同植被类型和不同恢复方式下的土壤水稳性团聚体含量的变化。结果表明,>0.25mm土壤水稳性团聚体含量,在0～60cm土层随着退耕地恢复年限的延长而不断增加,乔木地相对较高,草地相对较低,灌木地介于两者之间。自然恢复方式>自然 人工恢复方式>人工恢复方式,坡耕地的团粒含量最低;在0～20cm土层,恢复前期土壤水稳性团聚体含量增幅较大,后期增幅较小,而40～60cm土层的变化规律则相反。对同一种植被类型,>5mm的土壤水稳性团聚体含量从0～20cm到40～60cm土层均呈下降趋势,并且在较浅土层灌木地的降幅相对较大,在较深土层乔木地的降幅相对较大。人为干预使得土壤水稳性团聚体从大粒径向小粒径转化,这种转化在较深土层表现的较明显。可见,在退耕地植被恢复中,具有较长恢复年限的乔木地,土壤的抗蚀性较强;自然 人工的恢复方式既缩短了植被恢复时间,也提高了土壤水稳性团聚体含量,从而改善了土壤结构。     

荒漠草原不同植被类型土壤微生物群落功能多样性

利用Biolog EcoplateTM技术通过对荒漠草原生态系统中沙米、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林5种植被类型土壤微生物群落功能多样性分析,以探讨不同植被类型对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响.结果表明,5种植被类型土壤微生物群落代谢活性有显著的差异(P＜0.01),5种植被类型土壤微生物群落利用碳源的种类也存在差异,氨基酸类、羧酸类和糖类是其主要的碳源利用类型.在Biolog ECO板培养基接种培养96 h后,5种植被类型土壤微生物群落多样性显示,物种丰富度指数(R)和均匀度指数(EH)差异显著,Shannon 指数(H′)差异不显著.     

宁夏半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型土壤贮水量变化分析

气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性,通过农地、林地、草地等土地利用类型0-20cm、20-100cm和20-180cm土壤贮水量的分析,研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似,与降雨具有极大的相关性,都是在土壤解冻后下降,然后随着雨季的到来逐步升高,或者升高后在降低的趋势,主要以＂V＂型为主进行波...     

金沙江干热河谷主要造林树种干季光合与蒸腾作用区域效应分析

植物光合与水分生理特征是植物逆境适应能力评价的重要参考指标。文中研究探讨了金沙江干热河谷8个主要造林树种光合与蒸腾作用在河谷上段鹤庆县和中段元谋县的空间差异及干季转向干热季时的时序差异。结果表明:河谷上段与中段的地理变化对供试树种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及水分利用效率(WUE)具有明显影响,但树种不同,影响程度具有明显区别;随河谷上段及中段的地理变化,供试树种Pn在3月干季发生的升降变化与5月干热季一致,具有一定的季节稳定性。在由3月干季转向5月干热季过程中,随着干热胁迫的持续与加深,绝大部分供试树种Pn、Tr在河谷上段与中段间的差异愈趋显著。     

东北农牧交错带小流域不同林草植被类型水源涵养功能综合评价

以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内林草植被为研究对象,从林冠层、枯落物层、土壤层和林分生产力等方面选择评价指标,通过层次分析法确定评价指标的权重,应用主成份分析方法对不同林草植被涵养水源功能进行综合评价。旨在评价不同林草植被类型水源涵养功能的差异,为探寻低功能涵养水源型林草植被更新改造途径提供依据。研究结果表明:华北落叶松白榆混交类型涵养水源功能较高,其次是杨树柠条混交类型,油松沙棘混交类型涵养水源功能最差,在该流域应提倡营造针阔混交林。