湿地松在鄱阳湖区沙化土地恢复中的试验研究

鄱阳湖区沙化土地属于南方荒漠化的典型类型,其生态治理与恢复对区域生态文明建设具有重要意义。2009—2016年在鄱阳湖区都昌县沙化典型区建立110 hm~2沙化土地恢复试验区,通过监测不同沙化区的湿地松(Pinus elliottii)的树高、胸径、冠幅等指标,分析沙地生态恢复试验区内不同沙化程度(轻度、中度、重度)人工栽植的湿地松的恢复状况,选择最佳生物量参考模型估算不同沙化区湿地松地上生物量及其在不同器官中的分配比重。结果表明:(1)轻度沙化区湿地松生长速率较快,2016年9月树高和胸径平均值分别为457 cm和8.61 cm,其树高平均增长达58 cm·a~(-1);中度、重度沙化区树高分别为303 cm、289 cm,胸径为5.95 cm、6.93 cm,树高平均增长分别为38 cm·a~(-1)和36 cm·a~(-1);(2)2016年9月,轻度、中度、重度沙化区湿地松冠幅比移栽时(10.63 cm)分别增加了22倍、18倍、17倍;(3)湿地松树干生物量占地上总生物量的比重不断增加,枝生物量比重不断减少,叶生物量比重基本保持稳定,轻度沙化区地上生物量(10 241.55 g)远大于中度(4 333.56 g)和重度沙化区(6 173.16 g);(4)鄱阳湖土地沙化区土壤养分含量低,湿地松的生长主要受气温和降水量两个环境因子的共同影响,气温对湿地松生长的影响大于降水量。湿地松在鄱阳湖土地沙化区干旱贫瘠地带也能旺盛生长。本研究结果可为亚热带地区沙化土地的生态恢复和资源利用等方面提供依据和参考。     

晋北干旱区盐碱地柽柳叶总有机碳与营养元素含量的关系

根据土壤板结程度、地表返盐现象严重程度以及植物生长状况,将晋北干旱区盐碱地划分为相对轻度、中度、重度3个盐碱胁迫等级。以30年生柽柳(Tamarix chinensis Lour.)人工纯林植株为研究对象,通过对不同盐碱胁迫柽柳叶片总有机碳(TOC)以及叶片和0~15 cm表层土壤全N、全P、全K、Na、Mg、Cu、Zn、Fe、Ca等营养元素及土壤CEC含量进行测定,研究晋北干旱区盐碱地柽柳植株体内元素化学计量特征,探讨晋北干旱区盐碱地柽柳叶片和表层土壤营养元素与柽柳叶碳的相关性,探究其叶碳含量的主要限制性营养元素,分析影响柽柳叶碳即植物生长的关键性因素。研究结果表明,(1)p H值在3个等级盐碱胁迫土壤之间无显著差异;Na含量以重度盐碱地最高(1 462.51 mg·kg~(-1)),轻度盐碱地最低(436.67mg·kg~(-1)),差异显著,Na~+含量相差较大导致的盐胁迫是影响柽柳人工林生长的主要环境因子。(2)基于单位质量和单位面积叶TOC含量均以中度盐碱地最高(分别为40.47 kg·kg~(-1)和1.79 kg·m~(-2)),Na含量(2.76 kg·kg~(-1)和0.12 kg·m~(-2))以中度盐碱地最高;基于单位质量的TN(1.95 kg·kg~(-1))和TP(0.27 kg·kg~(-1))含量以轻度盐碱地最高,TK含量(0.70 kg·kg~(-1))以中度盐碱地最高,说明柽柳的生长与体内营养元素密切相关,Na能够在泌盐植物柽柳体内富集,但并不是无限富集,而是存在一个阈值。(3)柽柳叶TOC含量和叶片K、Fe含量呈显著正相关(P0.05),与表层土壤K含量亦呈显著正相关(P0.05),表明这两种元素尤其是K在晋北干旱区盐碱地柽柳叶片形态建成、养分吸收和抗盐碱方面具有重要作用。研究结果可为该地区植被恢复和生态环境改善提供科学依据。     

共和盆地沙质荒漠化过程植被群落特征变化

青海共和盆地是我国西部荒漠化比较严重地区之一。荒漠化不仅表现为植被结构和功能的退化,也伴随着土壤性质的退化。作者对共和盆地典型荒漠化区域设置样带进行植被、土壤调查,利用TWINSPAN对研究区植被进行数量分类,在此基础上确定荒漠化发展阶段类型及所包含的植被群落类型,分析了不同荒漠化发展阶段的植被群落组成、盖度、生物量及土壤质地、有机质和全氮含量。结果表明：研究区荒漠化梯度划分为未退化草地、轻度退化草地、轻度沙化草地、中度退化草地、中度沙化草地。随着荒漠化的发展,群落组成从简单趋于复杂再到简单;群落盖度逐渐减小,其中未退化草地样方的平均盖度达到48．40％4±3．25％,而中度沙化草地的平均盖度仅为15．34％±2．78％;轻度干扰下样方群落生物量先增加,随着干扰加剧,生物量逐渐减小,轻度退化草地地上、地下及总生物量均最高,中度沙化草地的均最低;土壤0-20cm,20-40cm层有机质和全氮含量逐渐减小,粒度组成也发生明显变化。沙化对土壤有机质、全氮含量及粒度组成的影响显著。     

喀斯特高原不同石漠化程度土壤C、N、P化学计量特征和酶活性的关系

探究岩溶区不同石漠化程度土壤环境因子与土壤酶活性的关系对石漠化区的生态恢复具有重要意义。以云南省石林彝族自治县鹿阜镇为研究区,探究了4种石漠化程度(潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)土壤碳、氮、磷养分计量特征及6个土壤酶活性(淀粉酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脱氢酶和FDA水解酶)随石漠化程度的变化特征及其相关性,并分析了环境因子对土壤酶活性的影响。结果表明,研究区不同石漠化程度土壤有机碳、全氮含量变化特征为重度轻度潜在中度,全磷含量变化特征为重度中度潜在轻度;C?N为潜在、轻度石漠化土壤高于中度、重度石漠化土壤,C?P、N?P变化特征为轻度潜在重度中度。有机碳、全氮、全磷含量均为重度石漠化土壤最高;C?N、C?P、N?P为潜在石漠化、轻度石漠化土壤最高。不同土壤酶活性在不同石漠化程度中变化特征不一致,其中,重度石漠化土壤脲酶、脱氢酶活性最高;中度石漠化土壤淀粉酶、脲酶活性最低,酸性磷酸酶活性最高;轻度石漠化土壤酸性磷酸酶活性最低。冗余分析及相关性分析表明,土壤有机碳、全氮与酸性磷酸酶活性呈负相关关系,与其他酶活性均呈正相关关系;TP与淀粉酶、FDA水解酶呈负相关,与其他酶活性呈正相关;C?N、C?P、N?P与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性呈负相关关系。冗余分析显示土壤因子对土壤酶活性变异影响大小排序为:全氮有机碳p H全磷C?NN?PC?P,其中全氮解释了64.4%的土壤酶活性变异。结合碳氮磷生态化学计量和土壤酶活性特征,该研究表明,全氮是影响喀斯特高原石漠化区土壤质量的主要限制因子。     

川西南不同植被木本物种多样性与土壤有机碳积累

为了探讨川西南不同植被对物种多样性维持和土壤有机碳积累的生态效应,以四川宁南县高山栲Castanopsis delavayi天然林、26年生赤桉Eucalyptus camaldulensis×新银合欢Leucaena leucocephala混交林和新银合欢Leucaena leucocephala纯林为研究对象,同时以附近的退化荒地为对照,调查其木本物种多样性、植被结构及表层土壤有机碳积累。结果显示:天然林具有较高的物种多样性。人工林木本物种多样性显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。在川西南,天然林一旦遭到破坏,物种多样性很难得到恢复。人工林呈乔、灌、草3层,植被结构显著优于对照荒地(荒地没有乔木层,灌木层只有一种树种),植被结构的改善有利于物种多样性的增加。赤桉×新银合欢混交林和新银合欢纯林表层土壤有机碳储量分别为(63.39±1.47)和(64.89±1.69)t·hm-2,显著高于对照荒地,但显著低于天然林(P0.05)。表层土壤有机碳储量的变化趋势与物种多样性的变化相似,物种多样性与表层土壤碳储量似乎相互促进。但物种多样性与土壤碳储量的关系还有待于进一步研究。     

露天煤矿复垦生态系统碳库研究进展

露天煤矿开采作为世界范围内的主要采煤方式,在满足人类能源需求和促进社会经济发展的同时,也造成矿区生态环境破坏和生态系统固碳能力退化。研究露天煤矿土地复垦过程中生态系统碳库动态变化不仅对认识区域碳平衡具有重要意义,该变化过程还可以作为露天煤矿土地复垦效果的重要判断指标。综述了国内外露天煤矿复垦林地、复垦草地以及复垦耕地生态系统碳库动态变化的研究。已有的研究成果表明,(1)露天煤矿复垦林地、复垦草地和复垦耕地生态系统土壤碳库均较自然恢复地要高,有的矿区甚至比原地貌要高。干旱区煤矿土地复垦初期以草地固碳效果较好,而半干旱和湿润区煤矿复垦以林地效果较好。同一生态系统,碳储量随植物物种及植物配置方式而异。(2)矿区土壤碳库呈现"U"型动态恢复过程。林地土壤有机碳年均增长量为0.20~6.27 Mg·hm-2;草地为0.30~3.37 Mg·hm-2;林草混合复垦模式为0.31~2.80 Mg·hm-2。(3)复垦林地生态系统碳库主要存储在植被中,而复垦草地则主要存储在土壤中。(4)土壤碳库主要受土壤理化性质、地上植被、复垦年限、立地条件以及复垦工艺等因素影响。因此,矿区土地复垦中应注重排土场微地形优化,筛选适宜物种,优化植被配置模式和改进复垦措施,以加快矿区复垦生态系统碳库恢复。针对露天煤矿生态系统碳库研究现状,提出未来我国露天煤矿复垦生态系统碳库的研究重点,包括加强植被碳库、土壤无机碳库及总碳库全生命周期研究,加强荒漠区露天煤矿碳库研究,以期为全面认识我国露天煤矿复垦生态系统碳库研究提供科学依据。     

高寒草甸土地退化及其恢复重建对土壤碳氮含量的影响

针对我国青藏高原草地大面积退化及由此引发的一系列生态环境问题,从土壤生态功能恢复和区域可持续发展的角度出发,将原生高寒嵩草草甸封育系统作为对照,研究了土地退化对土壤碳氮含量的影响,检验了不同人工重建措施(3个人工种植处理:混播、松耙单播、翻耕单播和1个自然恢复处理)对土壤碳含量的相对影响程度。研究结果如下:原生植被封育处理每平方米土壤平均碳、氮含量分别为7.47kg和0.647kg,而重度退化地碳、氮含量分别为3.67和0.448kg·m-2,可以推算,由于土地退化而造成的土壤(0~20cm层)碳氮丢失量分别为3.80kg·m-2和0.199kg·m-2,即高寒草甸土地退化导致0~20cm土壤层中50.87%的有机碳和30.75%的氮流失,可以看出高寒草甸土壤退化后流失的碳比氮多;混播处理、松耙单播处理、翻耕单播处理和自然恢复处理土壤单位面积有机碳含量分别是原生植被土壤有机碳的70.5%,69.0%,49.0%和80%,单位面积氮含量分别是原生植被土壤全氮的86.9%,88.7%,71.1%和91.7%。但是,与重度退化地相比,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能部分恢复系统的碳氮含量,因此,将重度退化地进行自然恢复或松耙混播重建多年生植被可以作为系统固定碳(碳汇)的一个途径。     

川西北高寒沙化草地治理恢复过程中CO_2通量变化

川西北高寒草地生态地位突出但沙化严重,为了解其在沙化治理恢复中的碳通量变化机制,于2016年草地生长季节(7-9月)在红原县沙化草地治理恢复区分别选择恢复初期、恢复中期、恢复后期、未恢复治理4类沙化草地,利用仪器LI-8100测定CO2通量,并分析影响碳通量变化的因素.结果表明,随着治理恢复程度的加深,沙化草地碳汇功能逐渐增强,恢复初期、中期、后期样地在生长季净生态系统CO2交换量(NEE)分别为-1.61、-3.55、-4.38μmol m-2s-1,恢复初期到中期碳通量变化最为剧烈,提高了约120.50%.恢复治理也使沙化草地生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)加强(P0.05).7月中下旬,各恢复梯度样地NEE、ER和SR分别达到峰值,之后随生长季延长,各指标均接近零.生长季7-9月期间,对照样地碳通量日动态变化平缓,均表现为全天排放;在各恢复治理阶段沙化草地中,碳通量日动态均呈单峰型格局,且随着沙化恢复的进程,日动态峰值绝对值显著升高(P0.05),表现出更强的碳汇能力.回归分析表明,碳通量与植被盖度、地上生物量、土壤0-5 cm含水量达到极显著正相关(P0.01),与0-5 cm土壤温度相关性较弱,表明在川西北高寒沙化恢复草地生长旺季,与0-5 cm土壤温度相比,0-5 cm土壤含水量对碳通量的影响更大.综上所述,沙化治理显著提高了川西北高寒沙化草地生长季的固碳能力,且在恢复中期,受植被恢复和表层土壤(0-5 cm)含水量状况改善的影响,固碳能力显著提升.     

喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析——以古周生态恢复重建区为例

石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg~(-1)上升到1.88 g·kg~(-1),增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg~(-1)上升到1.36 g·kg~(-1),增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg~(-1)上升到164.31 mg·kg~(-1),增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg~(-1)上升到82.57 mg·kg~(-1),增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg~(-1)上升到58.52 mg·kg~(-1),增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg~(-1)上升到28.09 mg·kg~(-1),增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复过程与土壤质量状况关系密切,随着石漠化治理状况的好转,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现出上升趋势,土壤容重、pH值减小,土壤肥力增加。     

湘北红壤坡地生态恢复过程中的植被演变

采用森林资源清查调查相关植被指标(Simpson指数,物种均匀度指数和多样性指数)的方法,对湘北红壤坡地恢复区和退化区近20年来生态恢复过程中植被演变,生物生产力及碳平衡的变化情况进行了初步调查分析。结果表明,(1)恢复区植被在20年间经历了缓慢恢复、快速恢复和物种逐渐减少3个阶段,物种由32种增加至73种;退化区物种经历了先减少、后增加、再急剧减少3个阶段,物种由43种减少至27种。(2)恢复区草本的Simpson指数持续减少,灌木草本无明显规律,草本和灌木的物种均匀度呈降低态势,乔木多样性指数变化规律不明显;退化区草本各项多样性指标无明显变化趋势,灌木各项多样性指数均在稳步提高。(3)恢复区生物量和碳量稳步提高,2003─2012年间植被含碳量增加到原来的1.48倍;退化区生物量和含碳量总体下降,2003─2013年间植被含碳量从387 g·m-2降低到356.9 g·m-2。     

造纸干粉和糠醛渣对滨海盐碱地玉米生长和土壤微生物性状的影响

通过在江苏省东台市黄海原种场的田间试验,研究了施用造纸干粉和糠醛渣对滨海盐碱地土壤微生物活性与玉米(Zea mays)生长及籽粒全氮含量的影响。与对照相比,施加造纸干粉和糠醛渣后土壤pH值均显著降低(P0.05),土壤微生物代谢活性则显著升高(P0.05);此外,施糠醛渣处理土壤微生物物种均一度(McIntosh)指数显著升高(P0.05),而土壤脲酶活性亦由对照的过高水平(0.50 mg·g-1·d-1)降至0.33 mg·g-1·d-1(P0.05)。施加造纸干粉后,植株地上部和地下部生物量比对照分别提高29%和13%,籽粒产量由1 119 kg·hm-2提高到1 515 kg·hm-2;施加糠醛渣后,植株地上部和地下部生物量比对照分别提高60%和65%(P0.05),籽粒产量则提高到2 371 kg·hm-2,且籽粒全氮含量由对照的过高水平(22.43 mg·g-1)降至18.26 mg·g-1(P0.05)。综上所述,施用造纸干粉和糠醛渣均可缓解盐碱胁迫对玉米生长的影响,同时能提高土壤微生物代谢活性,并且施用糠醛渣对土壤生物性状和玉米籽粒品质的调理效果优于造纸干粉。     

Species diversity and leaf functional traits of understory vegetation one year after severe burning北大核心CSCD

以北京油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,采用独立样本T检验、冗余分析等方法,分析重度火烧1年后林下植被(灌木层和草本层)的物种多样性、叶功能性状及其与土壤因子的关系.结果显示:(1)与对照样地相比,重度火烧后灌木层物种丰富度指数极显著降低(P <0.01),但Shannon指数、Simpson指数以及Pielou指数虽呈下降趋势但未达显著水平(P> 0.05);草本层除Pielou指数外,各物种多样性指数均显著增加(P <0.05).(2)重度火烧样地灌木层和草本层的叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)均高于对照样地,而比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶片氮磷比(N:P)、叶绿素含量(CHL)低于对照样地,除灌木层LPC和N:P及草本层SLA、LCC和LPC外,其他各叶功能性状在火烧与对照间差异均达显著水平.对于不同生活型而言,对照样地的LDMC、LNC、LCC、CHL存在显著差异,而在重度火烧后差异不显著;LT、SLA在重度火烧和对照样地上均呈现显著差异;而LPC、N:P在重度火烧与对照样地上均无显著差异.(3)重度火烧后1年,灌木层和草本层的叶功能性状均仅与土壤含水率、容重和非毛管孔隙度密切相关.本研究表明在油松人工林重度火烧后1年,灌木层物种多样性降低,而草本层物种多样性增加,灌草层的各叶功能性状主要受土壤物理性质的影响呈现不同的变化规律.(图4参45)     

高寒草地沙化过程植物群落构成及生态位特征变化

草地沙化是目前面临的重要环境问题,会对草原地区牧草生产与居民生活环境产生影响。目前对沙化草地的研究主要集中在植被与土壤性质的变化,对物种之间关系的变化并未进行深入探究。基于经典的生态位理论,利用空间代替时间序列的方法,通过调查高寒草地沿沙化梯度的植物群落变化特征,分析沙化演替过程中高寒草原植物群落构成、生态位宽度以及生态位重叠(O)的变化,探索沙化过程植物种群的资源利用状况及生态适应能力,以期为青藏高原高寒草原植物多样性维持机制与沙化草地植被恢复提供参考依据。结果发现,随着沙化程度的加重,群落盖度和地上生物量呈现逐渐降低的趋势。不同的是,物种丰富度、辛普森指数和香农-维纳指数的最大值出现在轻度沙化梯度,而后呈显著降低趋势(P0.001),但Pielou指数在各沙化梯度间差异不显著(P=0.634)。通过计算重要值发现,沙化梯度之间群落结构变异较大。相关性分析发现,沙化过程物种生态位宽度与重要值呈饱和曲线关系。随着沙化程度的加重,生态位高度重叠(0.9)和部分重叠(0.5O≤0.9)的植物种对数逐渐降低,而中度重叠以下(≤0.5)的植物种对数则变化不大,这说明沙化程度加深导致的物种数减少会降低种群间资源利用的竞争。沙化程度的加重伴随土壤养分的减少,为降低对有限资源的竞争,植物种群间的资源利用呈现多样化。     

甘草种植对西北风蚀区农田土壤养分及风蚀的影响

为了探讨甘草(Glycyrrhiza uralensis)植被对农田土壤风蚀和土壤养分的影响及植被覆盖措施减少土壤养分损失的机理,以甘草植被及其下部土壤为研究对象,对甘草植被的特征指标及其下部0~5 cm土层的风蚀和土壤养分含量进行分析。结果表明,随甘草生长年限的增加,甘草植被的覆盖度、高度、地上生物量和下部表土层的有机碳,速效N、P、K含量呈显著升高趋势,而表土层风蚀量及容重却呈下降趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的特征指标与土壤养分间均呈显著正相关关系(P0.05),其中土壤养分与植被覆盖度间相关系数最大,其后依次为植被高度和地上生物量;回归分析显示,甘草植被的覆盖度每提高1%,可使农田表土的有机碳,速效N、P、K含量分别提高0.038 g·kg-1、0.052 mg·kg-1、0.113 mg·kg-1和0.971 mg·kg-1。风蚀区农田若采取植被覆盖措施一方面可降低表层土壤的风蚀,从而减少土壤养分的流失,另一方面可增加枯枝落叶进入土壤的几率,从而提高土壤养分的输入;通过两方面共同作用最终可使植被覆盖农田的养分流失变小。     

不同恢复措施对若尔盖沙化退化草地恢复过程中土壤微生物生物量碳氮及土壤酶的影响

若尔盖高原是长江、黄河上游重要的水源地之一。近年来由于人类活动及气候变化等原因,其草地出现了严重的沙化退化现象。通常认为在返青季节对沙化退化草地进行补播后,完全围封有助其恢复,但在实践中发现,补播后对其进行放牧,恢复效果更理想。因此,选取若尔盖典型沙化退化草地,对比分析了合理放牧、围封禁牧与自然恢复3种恢复措施对土壤微生物生物量碳氮、土壤酶活(酸性土壤磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、β-1,4-葡萄糖苷酶及β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶)及土壤碳氮矿化速率的影响。结果显示,恢复6年后:与围封禁牧和自然恢复相比,合理放牧恢复草地土壤微生物生物量碳[C(101.27±22.14)mg·kg~(-1)]、生物量氮[N(67.45±18.02)mg·kg~(-1)]、土壤酸性磷酸酶活[(159.0±36.4)μg·g~(-1)·h-1]、β-1,4-葡萄糖苷酶活[(81.19±16.78)nmol·g~(-1)·h~(-1)]、碳矿化速率[C(25.19±5.79)g·kg~(-1)·d~(-1)]以及氮矿化速率[N(0.476±0.015)mg·kg~(-1)·d~(-1)]显著提高;围封禁牧恢复草地除土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活[(29.91±14.39)nmol·g~(-1)·h~(-1)]及氮矿化速率[N(0.172±0.050)mg·kg~(-1)·d~(-1)]外,其余指标与自然恢复无显著差异;在相关性研究中,土壤氮矿化速率与微生物生物量碳氮、酸性磷酸酶活、β-1,4-葡萄糖苷酶活呈极显著相关(P0.01);微生物生物量碳氮与酸性磷酸酶活呈极显著相关(P0.01),与β-1,4-葡萄糖苷酶活呈显著相关(P0.05)。结果表明:在若尔盖沙化草地的恢复过程中,合理放牧是一种科学的沙化草地恢复措施。     

静乐县生态脆弱性时空演变与分区研究

生态脆弱性研究是区域生态环境恢复与治理的重要依据。基于人为-自然因素综合作用体系,选取表征人类活动、社会经济、植被、气象、土壤和地形地貌等14个因子构建静乐县生态脆弱性评价指标体系。运用空间主成分分析法,结合遥感数据和地理信息系统技术,对山西省静乐县2007和2017年生态脆弱性进行定量评价和分区,揭示区域生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)通过主成分特征分析发现,地形起伏度、土壤侵蚀程度、人均耕地面积、年均降水量和人均GDP是影响研究区生态脆弱性的主要因素。(2)静乐县生态脆弱性类型主要由微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4类组成。2007年以轻度脆弱和中度脆弱为主,2017年以中度脆弱和重度脆弱为主。空间上均呈现"中部高-两边低"的格局。(3)研究期内,各类生态脆弱性等级相互转移的总面积为662.84 km~2,以轻度和中度脆弱转移为主。轻度脆弱主要转向中度脆弱,转移面积为472.90 km~2;中度脆弱主要转向重度脆弱,转移面积为187.65 km~2。研究区空间上基本呈现"轻度向中度演变、中度向重度演变"的趋势,生态形势严峻。(4)根据时空演变特征将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区。研究成果可为静乐县及同类型地区开展生态修复治理工作提供科学支撑和研究思路。     

南方冬季覆盖作物的碳蓄积及其对水稻产量的影响

冬季覆盖作物为在冬闲季节以减少土壤裸露、增加生物产量、抑制硝态氮淋溶等为目的而种植的作物。南方水稻种植区地处热带、亚热带湿润地区有利于冬闲覆盖作物生产。冬季覆盖作物在增加生物产量的同时,可以增加稻田生态系统碳蓄积效应。本研究在南方水稻种植区选择冬闲季覆盖作物黑麦草、紫云英、油菜,以冬闲田为照进行生产比较试验,考察不同覆盖作物碳蓄积能力及对后茬作物产量的影响。结果表明,黑麦草地上部碳蓄积为4044.9kg·hm-2,地下部碳蓄积为1533.7kg·hm-2,紫云英地上部、地下部碳蓄积分别为1799.6kg·hm-2,1023.8kg·hm-2,油菜的分别为1023.8kg·hm-2,339.0kg·hm-2;黑麦草的碳蓄积量显著高于紫云英和油菜,各覆盖作物处理碳蓄积量均显著高于冬闲田。黑麦草地下根系表现强大的碳蓄积能力,可以提高土壤碳汇效应。不同覆盖作物-双季稻稻田生态系统,冬季覆盖作物残茬短期内对主作物的产量因素均没有显著的影响。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?     

若尔盖高寒草地沙化过程碳通量的变化特征北大核心CSCD

为了解若尔盖高原高寒草地沙化过程生态系统中CO2的收支变化,利用Li-840静态箱法于2013年生长季(5-10月),在一处典型沙化区域,分别调查未沙化(UN)、中度沙化(MO)和重度沙化(SE)草地的生态系统净通量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)的季节和日动态变化.结果显示:若尔盖高寒草地未沙化草地和中度沙化草地NEE季节变化呈单峰状,中度沙化草地波动性增强,而重度沙化草地在整个生长季节变化不明显.未沙化草地在生长季节日间瞬时NEE为-3.33μmol m-2 s-1,中度沙化草地为-2.06μmol m-2 s-1,是未沙化草地的61.86%,严重沙化草地为-0.62μmol m-2 s-1,是未沙化草地的18.61%.在沙化过程中,土壤所贡献给生态系统整体的呼吸占比,从72.90%增加到79.28%,季节变化动态呈现出与系统呼吸相似的变化规律.未沙化草地在生长季节的初期和中期均呈现出较强的碳汇特性,固碳速率分别为9.05 g m-2 d-1和28.70 g m-2 d-1,而在末期呈现出微弱碳源.本研究表明,沙化使得高寒草地在生长季节由微弱的碳汇转变成为碳源,固碳能力严重削弱.     

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的生物多样性

生物多样性演变是全球变化的重要组成部分,物种入侵对生物多样的影响已成为当前全球变化领域的研究热点之一。本文研究了西双版纳紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的植物、土壤动物与土壤微生物的多样性,结果表明：（1）不同程度入侵区的植物种类及其重要值差别较大,在重度入侵区,紫茎泽兰的重要值高达237.74%,但随着入侵程度的降低,植物种类有所增加且紫茎泽兰的重要值随之降低;丰富度指数、多样性指数、优势度指数与均匀度指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（2）三种入侵区的土壤动物隶属23目,其中弹尾目（Collembola）、蜱螨目（Acarina）和膜翅目（Hymenoptera）为优势种群,三者总量占捕获总数的61.77%;丰富度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数与密度类群指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（3）土壤微生物可培养数量类群方面,细菌表现为中度入侵区〉重度入侵区〉轻度入侵区,放线菌、真菌、自生固氮菌与氨氧化细菌均表现为重度入侵区〉中度入侵区〉轻度入侵区;多样性指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区〉中度入侵区,优势度指数表现为轻度入侵区=中度入侵区〉重度入侵区,均匀度指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区=中度入侵区。可见,紫茎泽兰入侵地的植物与土壤动物多样性随入侵程度加重而降低,但土壤微生物多样性却随入侵程度加重反而呈上升趋势。今后,加强室内模拟与野外定点长期观测相结合试验是探究紫茎泽兰入侵对生物多样性影响机制的研究方向。