黄土露天矿区排土场重构土壤典型物理性质空间差异分析

土壤典型物理性质决定了土壤的肥力状况,同时也影响植物群落的生长。目前矿区复垦方面的研究大多为研究土壤物理性质的空间差异或是植被盖度对表层土壤物理性质的影响,很少有针对不同植被覆盖类型对重构土壤物理性质的影响的研究。运用描述性统计分析法、单因素方差分析法等方法研究平朔矿区重构土壤典型物理性质在水平及垂向方向的差异,并依照研究区植被生长状况进行分组,研究不同植被覆盖类型下的土壤物理性质差异。该研究旨在得到土壤性质及植被间的影响机理,对未来复垦工作的土壤重构及植被重建的提供指导。结果表明,(1)土壤典型物理性质在垂向上均属于弱变异,随着深度增加,复垦效果减弱。土壤容重及孔隙度存在层间显著差异,土壤容重随着土壤深度增加增大,土壤孔隙度随着土壤深度增加减小。(2)研究区重构土壤典型物理性质在水平方向均属于中等变异,随着深度减小,各性质的差异减小。(3)不同植被覆盖类型下的土壤容重和孔隙度在0-10 cm及20-60 cm深度存在显著差异,但在各土壤粒级含量上无显著差异。研究区分布最多的土质类型是壤土。乔木植被生长有助于土壤粒级的减小,草本植被对浅层土壤物理性质改良效果优于深层土壤。未来在进行植被重建工程时应适当根据实地土壤质地情况选择适宜植被。     

铜陵市铜尾矿土壤动物群落生态研究

对安徽省铜陵市铜尾矿地6种生境中土壤动物群落进行野外调查和室内分析，研究不同弃置堆放时间的铜尾矿地土壤的动物群落结构及其与尾矿基质理化性质、植被状况等生境条件之间的关系。结果表明，尾矿堆放时间、区位地貌和植被状况的不同，尾矿基质的理化性质发生变化，导致土壤动物的种类组成和数量分布具有明显差异。土壤动物在土体中的表聚性强，绝大部分集中分布于A层(0～5cm)；土壤的物理性质越稳定，土壤动物越丰富；土壤肥力越高，土壤动物越丰富多样。即尾矿地土壤的生境条件越优越，土壤动物群落的物种丰富度越大，个体数量分布越多，群落多样性越高。这些研究结论为尾矿区的生态修复和可持续利用提供了参考依据。     

稀土矿废弃地不同植被恢复模式对土壤肥力的影响

以2007年在长汀稀土废弃地建立的不同植被恢复模式为研究对象,于2012年通过对不同模式下土壤的理化性质分析,筛选出南方离子型稀土矿开采废弃地最佳植被恢复模式。植被恢复模式主要采用适应能力强的乡土植物(宽叶雀稗Paspalum wettsteinii、胡枝子Lespedeza bicolor、木荷Schima superba、枫香Liquidambar formosana、火力楠Michelia macclurei、山杜英Elaeocarpus sylvestris、油茶Camellia oleifera),按草-灌-乔方式不同配置模式进行植被恢复。2012年在长汀稀土废弃地的堆积池和取土场两个功能区每个试验地上,布设10个10 m×10 m样方,分析土壤理化性质,同时在每块试验地上使用10cm×10 cm×10 cm白铁盒采集5个样品,用于分析土壤水稳定团聚体。采用隶属函数综合评判法对各种植被恢复模式进行土壤肥力评价。研究结果表明:取土场与废弃堆中不同植被恢复模式土壤理化性质存在显著差异,取土场植被恢复后土壤p H值、容重降低,其余指标则表现出不同程度提高;废弃堆植被恢复后土壤理化性质变化与取土场略有不同,表现为土壤容重、水解性氮比对照地下降,其余指标有所提高。不同植被恢复模式的土壤肥力存在显著差异,"宽叶雀稗+胡枝子+木荷+枫香+山杜英"模式的肥力指数达0.544,是长汀稀土矿取土场较好的植被恢复模式,对土壤肥力的改良效果较好;"宽叶雀稗+胡枝子+木荷+枫香+巨桉"恢复模式的肥力指数达0.472,对废弃堆的土壤肥力改良效果较好。     

黄河口湿地典型盐碱植被群落土壤氮素的季节动态及根际效应

于5、8和10月对黄河口湿地典型断面盐碱植被群落进行3个航次的野外生态调查,研究了不同植被覆盖的湿地土壤氮素的时空分布特征及典型盐碱植物碱蓬和芦苇群落土壤氮素的根际效应,并基于线性模型的冗余分析(RDA)探讨土壤理化参数对氮素分布特征的影响.结果表明,黄河口湿地5月和10月土壤氮素含量高于8月,土壤氮素以有机氮为主,无机氮以铵态氮为主;总体上,表层土壤氮素含量芦苇碱蓬光滩,光滩土壤氮素含量低于碱蓬和芦苇群落土壤的30%—50%;光滩、碱蓬和芦苇群落剖面土壤总氮、有机氮和铵态氮在0—10 cm表层含量最高,随土壤深度其含量下降,硝态氮在土壤中呈现显著淋溶作用,其峰值出现在地下土壤层30 cm左右;碱蓬和芦苇群落根际土壤氮素含量均高于非根际土壤,且碱蓬根际土壤氮素含量显著高于芦苇根际土壤(P0.05).RDA分析结果表明,影响土壤氮素分布特征的主要理化参数是土壤有机碳含量和pH.植被种类影响黄河口湿地土壤氮素的累积,一般情况下土壤氮素的累积量呈现芦苇碱蓬光滩的特征,并具有明显的季节差异,相对芦苇群落,碱蓬在生长季节8月份根际土壤中积累更多的氮素.     

喀斯特山地草地群落多样性海拔特征及土壤理化性质特征

为了明确喀斯特草地群落多样性海拔特征及其与土壤的互动效应,采用生态学统计与排序分析,连续3年研究了桂西北喀斯特山地草地群落多样性海拔特征及土壤理化性质特征,并探讨了群落多样性与土壤理化性质之间的关系。结果表明,不同海拔草地根长、高度、地上和地下生物量在2015-2017年呈现增加的趋势,但增幅不明显,3年平均值基本表现为中海拔低海拔高海拔,并且不同海拔差异均显著(P0.05)。不同海拔草地土壤全碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷均表现为中海拔高海拔低海拔,不同海拔草地土壤全碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷含量差异均显著(P0.05);土壤pH值呈相反的变化趋势,而土壤全磷在不同海拔之间差异不显著(P0.05)。不同海拔草地丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均表现为中海拔高海拔低海拔,而优势度指数呈相反的变化趋势。相关性分析表明:植被多样性各指标和生物量均与pH之间存在负相关关系,与土壤理化性质等均呈正相关关系。物种丰富度指数(S)和多样性指数(H)与土壤理化性质的相关系数绝对值均高于优势度指数(D)和均匀度指数(E);其中土壤全碳和全氮与根长和生物量呈显著正相关(P0.05),由此可知全碳和全氮是影响根长和生物量的主要土壤因子。冗余分析(RDA)表明植物群落多样性与土壤理化性质均呈正相关(除了pH);沿着RDA的第1排序轴,随着显著性影响因子(土壤理化性质)的增加,植物丰富度指数逐渐增大,其中相关性最大的是全碳及全氮,这是影响研究区植物群落分布的主要因子。     

川中丘陵区不同植被类型土壤理化性质及水文效应

为揭示紫色土区不同植被类型土壤理化性质和水文效应空间分布特征,测定官司河流域紫色土区柏木麻栎混交林(Cupressus funebris,Quercus acutissima)、柏木纯林、方竹林(Chimonobambusa quadrangularis)和农地4种植被类型土壤理化性质、土壤孔隙状况及水文特征.结果表明:(1)土壤有机碳含量表现为柏木麻栎混交林方竹林柏木纯林农地.柏木麻栎混交林土壤有机碳(18.04 g/kg)、全氮(1.51 g/kg)、全磷(1.49 g/kg)、全钾(53.1 g/kg)、速效氮(81.69 mg/kg)、速效磷(2.14 mg/kg)积累作用最好.(2)不同植被类型土壤容重均值表现为农地柏木纯林柏木麻栎混交林方竹林,随土层加深,4种植被类型容重变化规律不同,其中农地增加幅度最大,为9.34%.(3)0-100 cm土层自然含水量、毛管持水量、最大持水量、含蓄降水量均表现为柏木麻栎混交林最高,田间持水量表现为农地最高.随着土层加深,不同植被类型水文效应规律变化差异较大.综上所述,不同植被类型不同土层深度土壤理化性质和水文效应特征差异显著,柏木麻栎混交林较柏木纯林更适宜在研究区推广种植,方竹林对该区土壤状况适应性较好,结果可为川中丘陵区紫色土人工林经营管理、生态环境恢复及水源涵养功能评价提供理论依据.(图2表4参30)     

澳门植被恢复过程土坑法的效应机制探讨

在澳门凼仔岛和路环岛两个离岛的植被成功恢复过程中,土坑法这一技术的应用起到了很好的作用。对土坑法在澳门植被恢复过程中的作用机制及其应用价值进行了初步的研究。对土坑区和无坑区的土壤理化性质测定的结果显示,土坑区土壤容重小于无坑区土壤容重,土坑区土壤含水量、土壤pH、有机质、全N等指标均比无坑区要高;对群落优势种台湾相思(Acacia confusa)生物特征的测量也发现,土坑区的植物生长优于无坑区。这表明土坑区的土壤物理结构和土壤肥力都有所改善,也有助于植被的生长。以上研究结果表明,土坑法是一项行之有效的植被恢复技术,对植被的恢复起到促进作用,可以在澳门进一步的生态恢复中继续应用并加以推广。     

纳帕海流域典型植被类型的土壤水分状况及其影响因素

以纳帕海流域荒草地、松树林地、裸地、3 a修复区和1 a修复区5种典型植被类型为研究对象,测定其土壤水分、产流产沙、容重和有机碳含量等,研究不同植被类型土壤含水量差异及其影响因素,对当地脆弱生态水文环境的保护和区域可持续发展的实现具有积极意义。结果表明,不同植被类型土壤含水量φ差异明显,荒草地最高,为50.7%,3 a修复区和松树林地分别为34.5%和28.7%,而裸地和1 a修复区仅有20%左右;不同植被类型土壤理化特性无明显规律性;地表径流系数差异明显,荒草地最低,仅1.21%,而松树林地为5.73%;荒草地和松树林地泥沙产量低于裸地和1 a修复区。除容重外,土壤含水量与其他理化性质和产流产沙相关性均不显著。先种草迅速增加地表覆盖度的植被恢复方式可快速改善表层土壤性质,增强土壤保水能力。     

大广高速不同护坡植被土壤微生物及理化性质

为了解不同护坡植被对高速公路边坡土壤质量恢复的影响,于2016年10月采集大广高速大名路段栽植6-7年的紫穗槐(Amorpha fruticosa)、杠柳(Periploca sepium)和鸡矢藤(Paederia scandens)3种护坡植被下土壤,分析0-10cm、10-20 cm、20-30 cm土层的土壤理化性质,利用T-RFLP技术测定土壤微生物群落结构,并采用冗余分析(RDA)探讨微生物群落结构与土壤理化性质相关性.结果表明:(1)鸡矢藤植被下土壤理化性质较好,同时3种护坡植被0-10 cm土层的土壤养分、持水量及孔隙度均高于10-20 cm和20-30 cm土层;(2)鸡矢藤0-10 cm和10-20 cm土层中粒径5 mm的团聚体含量高于杠柳和紫穗槐;(3)杠柳和鸡矢藤0-10 cm土层优势细菌种类和0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层优势真菌种类数高于紫穗槐;(4)RDA结果显示土壤微生物群落结构主要受土壤物理性质的影响.因此,土壤物理性质能敏感地随土壤质量变化而改变,可通过适当翻埋枯落物等措施改善土壤质量,进而改善边坡土壤生态环境.     

不同人工措施对沙质荒漠生态恢复与重建初期效应的影响

机械措施与生物措施相结合是流沙治理行之有效的重要途径和方法。通过对4种不同人工措施干预治理流动沙地后其生态恢复初期(前3年)植被、土壤理化性质和水分动态变化进行了观测研究,并以流沙区为对照进行了对比分析。结果表明:沙质荒漠生态系统恢复变化首先始于各种机械措施所建立的稳定地面的形成,为天然植物的迅速增殖和侵入、人工固沙植物的介入、枯枝落叶的储存及流沙成土过程提供了必要的环境条件。枯枝落叶层的形成又为土壤-植物系统物质交换建立了介面,促进了流沙的成土过程。不同人工措施治理区0～200cm土壤平均含水量与流沙区土壤含水量相比差异不显著,说明土壤水分仍能保持流动沙地原有的水分平衡状态。但随着天然植被的恢复与人工固沙林生长,其对土壤水分的影响深度由干预前的40cm加深至第三年的160cm。系统内植物恢复与流沙成土过程的前期效果表明,草沙障或土沙障 固沙林措施优于塑料沙障 人工沙蒿和封育治理措施,是流动沙地得以快速治理的有效方法。从植被群落结构的变化看,人工植被在建立后第三年其生态功能才开始初见成效。     

西北干旱区植被恢复的土壤养分效应

通过对西北干旱区植被恢复过程中不同退耕模式下土壤养分的变化、土壤各养分的时空分布及各养分间的相关性分析,系统研究了干旱区植被恢复过程中土壤环境变化特征和规律。结果表明,在西北干旱区,进行植被恢复能明显改善土壤肥力状况,但不同植被恢复方式对土壤的腐殖化作用差异显著,依次为侧柏＋灌木＋苜蓿〉侧柏＋苜蓿〉侧柏＋灌木〉侧柏,而且随着植被恢复年限的持续,土壤中各养分质量分数明显增加。不同养分对植被恢复的响应程度从高到低表现为：速效磷〉速效氮〉速效钾〉全氮〉有机质〉全磷〉全钾。同时,相关性分析表明,土壤有机质的变化与全氮、速效氮呈现出显著的相关性,R2为0.867和0794,并且各养分具有明显的表聚性,尤以有机质、速效磷和速效氮表现明显。     

Rapid assessment of postfire plant invasions in coniferous forests of the western United States.

Fire is a natural part of most forest ecosystems in the western United States, but its effects on nonnative plant invasion have only recently been studied. Also, forest managers are engaging in fuel reduction projects to lessen fire severity, often without considering potential negative ecological consequences such as nonnative plant species introductions. Increased availability of light, nutrients, and bare ground have all been associated with high-severity fires and fuel treatments and are known to aid in the establishment of nonnative plant species. We use vegetation and environmental data collected after wildfires at seven sites in coniferous forests in the western United States to study responses of nonnative plants to wildfire. We compared burned vs. unburned plots and plots treated with mechanical thinning and/or prescribed burning vs. untreated plots for nonnative plant species richness and cover and used correlation analyses to infer the effect of abiotic site conditions on invasibility. Wildfire was responsible for significant increases in nonnative species richness and cover, and a significant decrease in native cover. Mechanical thinning and prescribed fire fuel treatments were associated with significant changes in plant species composition at some sites. Treatment effects across sites were minimal and inconclusive due to significant site and site x treatment interaction effects caused by variation between sites including differences in treatment and fire severities and initial conditions (e.g., nonnative species sources). We used canonical correspondence analysis (CCA) to determine what combinations of environmental variables best explained patterns of nonnative plant species richness and cover. Variables related to fire severity, soil nutrients, and elevation explained most of the variation in species composition. Nonnative species were generally associated with sites with higher fire severity, elevation, percentage of bare ground, and lower soil nutrient levels and lower canopy cover. Early assessments of postfire stand conditions can guide rapid responses to nonnative plant invasions.     

Topsoil inversion as a restoration measure in sand dunes,early results from a UK field-trial

Over-stabilisation and eutrophication affect many dune systems in north-west Europe. This leads to lower diversity of typical dune species and an accumulation of soil nutrients. Existing management techniques to remove excess nutrients include mowing, with removal of cuttings, and turf stripping. A new restoration technique called topsoil inversion or deep ploughing may also be able to counter some of the negative effects of eutrophication. It simulates the burial of established soils with fresh mineral sand, by inverting the soil profile. A trial was carried out on two small blocks of eutrophic dune grassland in North Wales, UK. Nutrient-rich surface soils were buried beneath mineral sub-sand using a double-bladed plough, designed to plough to depths of up to 100 cm. Results show that the organic soil horizons were buried to a depth of 80 cm, and covered with 40–50 cm of mineral sand. The pH and organic matter of the surface layers became comparable to those of mobile dunes. Fifteen months after ploughing, bare sand cover was still 70–90%, but significant sand loss through wind erosion resulted in a thinning of the mineral sand over-burden, leaving the buried organic layer closer to the surface. Natural vegetation colonisation was slow, with the first surviving plants observed after 8 months. The majority of species present at 15 months were present before ploughing and had regenerated from rhizomes or root fragments. The effect of excluding disturbance caused by rabbits, people and dogs was assessed within fenced areas. After 11 months, vegetation cover was greater in the fenced areas than in plots exposed to disturbance, therefore disturbance replaced physical conditions as the dominant influence on plant growth and establishment. These early results suggest the trial has been partially successful, but that topsoil inversion could be combined with other methods such as turf stripping or by stabilisation of the ploughed surface by planting with pioneer species, depending on the ultimate restoration goal.     

若尔盖高寒沼泽植物群落与环境因子的关系

了解高寒沼泽植物群落与环境因子之间的关系,对揭示物种对生态环境的需求以及高寒沼泽的保护管理有重要意义,然而目前尚不清楚影响若尔盖高寒沼泽植物分布的主要环境因素。作者于2011—2012年间在若尔盖高寒沼泽随机调查32个样地,收集了植被样方数据、土壤理化性质数据、地表水位等实测数据,借助方差分析、CCA分析和相关分析等经典的统计方法,研究高寒沼泽植物群落物种组成和不同地表积水状况下多样性的差异,以及高寒沼泽植物群落与环境因子的关系。结果显示：若尔盖高寒沼泽植物共有151个种,隶属于39科98属;多样性指数随地表积水的减少呈现出增加的趋势。典范对应分析（CCA）结果表明,第一轴与水位、土壤水分含量、土壤有机碳、土壤总氮显著负相关,与土壤容重显著正相关,第二轴与裸斑率和鼠洞数显著相关。前2个轴一共解释了79．8％的物种与环境因子的关系,与环境因子的相关系数均在0．87以上;其中,水分和土壤养分条件是影响物种分布的主导因子,其次是裸斑面及啮齿动物活动。植物多样性指数与土壤水分负相关,与土壤有机碳和土壤全氮显著负相关,与土壤容重显著正相关。若尔盖沼泽植物群落物种多样性除了受土壤水分和养分条件的影响以外,啮齿动物的活动可能是影响若尔盖沼泽物种分布以及促进群落进一步演替的主要因素之一。     

滨海盐田建设对周边土壤及植被的影响

随着滨海盐业的迅猛发展,盐田的急剧扩张已经对周边环境产生了影响。通过调查盐田周边植被分布特征,分析与植被带对应的典型样地土壤理化性质的空间异质性,研究了盐田对周边土壤及植被的影响。结果表明：盐田周边的植被分布存在明显的空间异质性,在盐田周边呈带状分布,且距盐田越近,植被盖度、物种丰富度越低。土壤含盐量的空间分布在宏观上表现为距盐田越近,含盐量越高,土壤盐渍化越重。距离盐田20m处土壤含盐量平均值达8.22g·kg-1,距离盐田1000m处,土壤含盐量平均值为1.84g·kg-1,土壤含盐量显著降低,且表层土壤含盐量与采样地距盐田间的距离之间呈显著相关关系。由此可见,盐田的扩建已经显著加重了周边土壤的盐渍化程度。     

林地的水分动态及其对树木生长的影响——以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例

土地利用变化引起的水分条件变化反过来又会影响植被的生长,然而,森林-水分-植物生长之间相互作用关系的研究还很少。以香桂（Cinnamomum subavenium）人工林为例,在盐亭生态试验站开展观测,研究了无枯落物林地（FB）、有枯落物林地（FL）和裸地（BL）的水分动态（土壤水分、径流组成和径流量）,比较了FB和FL样地树木高、基径、叶面积、比叶面积（SLA）、地上和地下生物量。研究结果表明：①FL样地的土壤含水量最高,其次是FB样地,而BL样地的土壤含水量最低;②地上径流展现了与土壤水分相反的趋势（FLFB〉BL）,3个样地的总径流量则没有表现出一个明确的大小关系。在观测期间,BL、FB和FL的地表径流量分别为284.68、222.93和68.98cm,地下径流分别为57.83、134.00和289.52 cm,总径流量依次为343.16、356.93和358.35 cm;③在观测早期,FL样地和FB样地植物形态学特征、SLA以及地上和地下生物量均没有显著差异（p〉0.05）。在观测期末,虽然两个样地的基径和SLA无显著差异,然而其他指标差异极显著（p〈0.005）。在观测末期,除SLA外,FL样地植物的高、基径、叶面积、地上生物量和地下生物量分别高于FB样地,表明该样地植物生长条件更好。这些结果表明森林改善了自身的水分环境,而水分环境的改善又反过来促进了森林的生长,森林植被-水分条件的这种相互促进作用是森林系统生存策略的一种表现。     

上海市沿海防护林下土壤养分、微生物及酶的典型相关关系

以上海市沿海防护林为研究对象,选择6种不同树种的防护林带,采集0～10、10～20、20～40、40～60cm四层土样为研究材料,运用典型相关分析法,对防护林地土壤养分因子、微生物因子和酶活性因子中每两组变量间的相关性进行了分析。结果表明：三组变量土壤养分、微生物、酶活性中,每两者之间均有显著的典型相关变量存在,而且基本能够代表变量总体相关信息;土壤养分和土壤微生物间的相关主要由全氮、速效磷含量与微生物生物量氮、微生物生物量碳和微生物生物量磷引起;土壤养分与土壤酶活性间的相关性主要由全氮、有效磷、水解氮含量与脲酶、蛋白酶活性的相关性引起;土壤微生物与土壤酶活性间的相关性主要是由微生物生物量氮、微生物生物量磷与脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶活性的相关性引起;不同林地不同土壤层次的养分、微生物及酶活性在各对典型变量上的聚集趋势可为防护林建设过程中的树种选择与土壤健康诊提供一定的依据。     

宁夏东北部典型荒漠草原植物群落与土壤养分特征

以宁夏东北部荒漠草原为研究区,采用野外样方调查、采样和室内植物鉴定、土壤样品测定等方法,探析研究区内植物群落物种组成与土壤养分特征,以及植物多样性指数与土壤养分的相关关系,以期为中国荒漠治理、生物资源保护与可持续性利用提供依据。结果显示:(1)研究区植物共86种,隶属61属21科,其中禾本科(18种)、豆科(16种)、菊科(13种)和藜科(11种)植物占总物种数的67.44%;(2)研究区土壤总体上呈碱性,pH值平均为8.81,全氮、全磷、有机质的质量分数(0-10 cm土层)分别为0.07-0.54、0.16-0.51、0.51-6.24 g·kg^-1;(3)研究区植物多样性指数中的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与土壤pH值呈显著负相关,与其他土壤养分的相关关系未达到显著水平,其他植物多样性指数与土壤养分的关系均未达到显著水平。研究表明,宁夏东北部荒漠草原植物种类少,禾本科、豆科植物优势明显,土壤养分条件差,土壤全氮、全磷、有机质对植物多样性指数的影响不大。     

镇江内江湿地植物群落演替过程中土壤养分动态研究

镇江内江湿地是由长江携带的泥沙在镇江内江特有的水文条件下淤积而成,形成于江滩裸地上的植物群落开始了群落的原生演替过程。在此过程中,湿地的土壤养分状况随着植被的演替更迭,发生着协同演化的过程。为了进一步丰富群落演替理论,通过研究群落演替过程中不同阶段以及同一演替阶段不同层次土壤养分状况的时空变化,探索演替过程中的不同植被类型和土壤养分变化的内在联系及其互作效应。结果表明,随着演替进行,土壤的养分状况趋于改善,土壤有机质、全氮和速效磷含量呈上升趋势,只有速效钾的含量在后期芦苇阶段明显降低,这主要是由于收割芦苇将富含钾素的芦苇植株带出湿地系统所致。由于植物根系分布及枯落物多少的差异,使得各营养成分的垂直分布各异。