大环江两岸农田重金属污染现状及健康风险评价

大环江流域的源头区域是我国著名的矿区,长期以来不合理的矿产资源开发利用行为导致了大环江沿岸农田严重的重金属污染。本文选取大环江沿岸的农田进行调查分析,共取土样127个,结果表明,两岸农田主要是受到镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)的污染,污染概率分别达到了60.63%、45.67%、11.81%,铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)的污染相对较少。通过单项污染和综合污染指数法得出,整体上土壤污染还是比较严重,对人体健康存在潜在的风险,污染主要集中在中上游。建议在污染严重地区采取工程治理措施,或者改变污染农田利用模式,即根据新的土壤资源特点,设计土地利用模式。     

亚热带丘陵茶园间作白三叶草的保墒抗旱效果及其相关生态效应

在亚热带丘陵区幼龄茶园通过连续4 a的大田对比试验,研究了茶园间作白三叶草对土壤水分时空变化的调节效果和其他生态综合效应,分析了其对茶树生长、茶叶品质和产量的影响.结果表明：与清耕茶园相比,茶园间作白三叶草提高了关键土层（0～20 cm）和关键时期（4～6月）的土壤水分,促进了深层土壤水分向上层移动,提高了水分利用率,延缓和缩短了干旱时间,具有良好的提水保墒抗旱效果,同时改良了土壤环境,抑制了杂草生长,减少了病虫害发生率,促进了蚯蚓的生长,改善了茶叶品质,提高了茶叶产量,增产幅度达50.67 g/m^2.     

喀斯特峰丛洼地人工林土壤矿质成分的空间变异特征

基于动态监测样地(200m×40 m)的网格取样分析,采用经典统计学和地统计学方法研究喀斯特峰丛洼地人工林地表层土壤(0～20 cm)主要矿质成分(SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO)的空间变异特征.结果表明:喀斯特峰丛洼地人工林地表层土壤6种主要矿质成分含量从大到小依次为SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、MnO,变异系数为6.90%～28.89%;Fe2O3、CaO、MgO的半变异函数最佳拟合模型为球状模型,SiO2和MnO的为高斯模型,Al2O3的为指数模型;MgO和CaO呈中等空间自相关,其他成分空间自相关强烈;SiO2与MnO及MgO与CaO Kriging的等值线图相似,Al2O3和Fe2O3的均呈零星斑块分布.     

抛荒土地不同处理及利用方式对喀斯特地区土壤微生物的影响

土壤微生物特性是土壤养分的储存库,土壤养分也影响土壤微生物活性,了解两者的相互作用机制对土地利用与管理提供理论依据,而喀斯特地区不同土地利用方式相关研究较少。基于喀斯特峰丛洼地火烧、刈割、刈割除根、封育、种植玉米、种植桂牧1号杂交象草6种坡面典型的土地利用方式的动态监测样地建设与调查,该文分析了不同土地利用方式下土壤微生物特性,揭示其与土壤养分相互作用机制。结果表明,不同土地利用方式对土壤养分的影响不同,土壤有机质（soil organic matter,SOM）、全氮（total nitrogen,TN）、全磷（total phosphorus,TP）、碱解氮（available nitrogen,AN）等沿封育、火烧、刈割、刈割除根、种植桂牧1号、种植玉米等土地利用方式的转变而减少;不同土地利用方式土壤微生物生物量各不同,土壤微生物量碳（microbial biomass carbon, MBC）：244.98～1 246.89 mg/kg、土壤微生物量氮（microbial biomass nitrogen,MBN）：35.44～274.69 mg/kg、土壤微生物量磷（microbial biomass phosphorus,MBP）：30.88～64.72 mg/kg,其中,种植玉米土壤微生物生物量均最低,其土壤质量退化现象严重;不同土地利用方式土壤微生物种群数量及组成影响不同,种植玉米和桂牧1号杂交象草细菌占绝对优势,而火烧、刈割、刈割除根及封育均以放线菌占绝对优势,真菌的比例很少;不同土地利用方式土壤微生物特性与土壤养分之间相互作用关系不同：火烧的土壤TP和MBP、全钾（total potassium,TK）与MBC、TN与放线菌作用最强且均呈正相关,刈割的土壤TN与MBC呈正相关,刈割除根的速效磷（available phosphorus,AP）与MBN正相关,封育的pH值与MBC、真菌负相关,种植玉米的TN、TK与MBP负相关,种植桂牧1号杂交象草的pH值与真菌负相关、与放线菌正相关;聚类分析可以将喀斯特峰丛洼地6种土地利用方式划分为4类,其中封育和火烧最好。     

喀斯特峰丛洼地土壤有机碳和氮素空间变异特征

本项试验在喀斯特典型峰丛洼地选择3个生态功能区,运用经典统计学和地统计学方法研究了土壤有机碳、全氮及碳氮比的空间变异特征。结果表明,随着生态系统由人工林(Ⅰ)次生林(Ⅱ) 原生林(Ⅲ)顺向演替,土壤有机碳、全氮和碳氮比平均值均呈现增加趋势,变异系数均在10.40％～80.94％之间,存在中等强度的变异性。人工林和原生林的土壤有机碳和全氮及人工林的碳氮比的块金值/基台值均＜25%,具有强烈的空间相关性;原生林碳氮比和次生林的3个土壤性质指标的块金值/基台值在32.6％～41.7％之间,具有中等的空间相关性;人工林各指标的变程明显大于次生林和原始林。Kriging插值结果表明,3个区域内有机碳和全氮的空间分布均具有显著的相似性,碳氮比变化则较不规则;人工林和原生林土壤有机碳、全氮含量呈片状平缓变化分布,次生林土壤有机碳、全氮含量及碳氮比呈支离破碎的斑块状分布。高度异质性的小生境决定了土壤有机碳、全氮和碳氮比的空间结构和格局,而受重度人类活动干扰的人工林和未受干扰的原生林空间异质性较次生林降低。     

覆盖与间作对亚热带丘陵幼龄茶园土壤环境和生产的影响

以常规管理茶园(清耕茶园)为对照，通过连续4a大田对比试验，研究了稻草覆盖与间作白三叶草对亚热带丘陵幼龄茶园土壤环境及茶叶品质、产量的影响。研究结果表明：两种生物措施均降低了土壤容重，增加了土壤有机质含量，影响了土壤养分的供应状况，提高了土壤关键层次(0～20 cm)和关键时期(4～6月)的水分含量，获得了不同观察时刻、不同深度土壤温度的多种调控效果，延缓和缩短了高温和干旱时间，促进了茶树生长，改善了茶叶品质，显著增加了茶叶产量，其名优绿茶酚氨比分别下降了0.68%和28.14%，产量提高了26.19%和32.65%，间作白三叶草的效果更好。     

喀斯特峰丛洼地次生林主要土壤矿质成分空间异质性研究

应用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特峰丛洼地次生林地200 m×40m尺度下表层(0 cm -20 cm)土壤矿质成分(SiO2、Fe2O3 、CaO、MgO、Al2O3、MnO)的空间异质性.结果表明:研究区6种矿质成分含量的差异较大,SiO2＞CaO＞Al2O3＞MgO＞Fe2O3＞MnO,变异系数为37.8％-54.6％.SiO2、Fe2O3、CaO、Al2O3、MnO的半方差函数最佳拟合模型为球状模型,MsO的最佳拟合模型为高斯模型,除MgO呈中等空间自相关外,其他矿质成分空间自相关强烈.CaO和MgO及Fe2O3、Al2O3和MnO的Kriging等值线图相似,SiO2的高值区出现在坡顶和坡中下部.地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是土壤矿质成分空间异质性的主要影响因素,增加植物多样性和覆盖度对喀斯特土壤矿质成分的改善、合理利用和生态恢复重建具有重要的指导意义.     

广西不同林龄马尾松碳储量及分配格局

在生物量调查的基础上,对广西5 a、15 a、21 a、32 a和60 a马尾松(Pinus massoniana)人工林生态系统碳储量及其分配特征进行了研究。结果表明:马尾松人工林生态系统碳储量为60 a(277.04 t/hm~2)32 a(250.05 t/hm~2)21 a(208.05 t/hm~2)5 a(130.35 t/hm~2)15 a(128.02 t/hm~2);马尾松人工林植被层碳储量为31.18-159.52 t/hm~2,占总碳储量的23.92%-57.58%,随着林龄的增加而增加;凋落物层为1.42-3.59 t/hm~2,占0.51%-2.80%,随林龄的增加呈"M"型变化趋势。土壤层碳储量为32 a(136.52 t/hm~2)60 a(116.09 t/hm~2)21 a(115.28 t/hm~2)5 a(96.66 t/hm~2)15 a(78.58 t/hm~2),随林龄的增加呈倒"N"型变化趋势。马尾松人工林5 a、15 a、21 a、32 a林龄阶段碳储量均表现为土壤植物地被物,地下地上,60 a阶段碳储量则表现为植物土壤地被物,地上地下。植被层碳储量以乔木层最大(28.30-157.79 t/hm~2),占90.76%-98.92%,其中乔木层碳储量主要分布在树干(20.51-120.32 t/hm~2),占乔木层总碳储量的71.52%-76.25%,随林龄的增加而增加。桂东南马尾松平均年净固碳量为7.91 t/(hm~2·a),其中32 a(10.37 t/(hm~2·a))最大,固碳能力强,是一种优良的碳汇林树种。     

喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素

土壤真菌是生态系统物质循环和能量流动的重要推动者。为探明西南喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素,选择了三个典型森林（灌木林、次生林、原生林）的土壤样品进行真菌ITS高通量测序。结果表明,灌木林和原生林土壤理化性质最为接近,养分含量较高。33个土壤样品中共获得2 013 410条有效序列,9677个OTUs,分属于18个门、59个纲及946个属。三类森林土壤真菌均由子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、未分类真菌（unclassified Fungi）、被孢霉门（Mortierellomycota）和罗兹菌门（Rozellomycota）组成,其中,子囊菌门和担子菌门是三类森林土壤真菌的优势菌门,所占比例近80%。原生林和灌木林α多样性最高,具有最为接近的真菌群落组成和结构。LEfSe分析表明,各森林关键优势真菌类群各不相同,灌木林中的差异种有粪壳菌纲（Sordariomycetes）,散囊菌（Eurotiomycetes、Eurotiales）,丛赤壳科（Nectriaceae）;次生林的差异种主要是伞菌纲（Agaricomycetes）和古根菌纲（Archaeorhizomycetes）;而未分类的伞菌目（unclassified Agaricales）和丝盖伞菌（Inocybaceae、Inocybe）则在原生林起关键作用。相关分析发现土壤真菌与土壤理化因子显著相关且关系十分密切,冗余分析进一步表明土壤的交换性钙离子、镁离子、全钾、温度对真菌群落的分布作用较大,是影响喀斯特森林土壤真菌群落结构和分布的主导因子。     

喀斯特峰丛洼地退耕还林还草的土壤生态效应

石漠化生态重建的关键是恢复植被,本质是提高土地生产力。本文以典型喀斯特峰丛洼地的坡耕地为对照,对退耕种植任豆、香椿、板栗、柑橘、任豆+桂牧1号、桂牧1号和撂荒7种主要模式固定标准地的21个土壤指标进行调查分析,探讨了退耕还林还草的土壤综合生态效应,筛选了优化模式。结果表明,与同纬度地区的红壤相比,喀斯特峰丛洼地的土壤质量除全钾和速效磷含量稍低外均较高;退耕还林还草显著或极显著提高了大部分土壤主要养分、水分和矿质养分含量,降低了SiO2含量,除任豆模式外均恢复到了石漠化以下水平,同时提高了土壤微生物种群数量、BC、BC/SOM和BC/TN,但BN和BN/TN略有降低;聚类分析直观地将坡耕地和7种模式分为土壤显著改良型、改良型、缓慢改良型和改良迟滞型4种类型,其中香椿和板栗的土壤生态效应最好。