火烧和植造桉林对南亚热带退化草坡土壤种子库的影响

对南亚热带典型火烧草坡迹地和人工造桉林后的退化草坡土壤种子库进行了取样调查,采用种子萌发试验研究了这些不同处理的土壤种子库特征,结果表明:(1)火烧处理对土壤种子库有显著影响,具体表现为种子库储量减小、物种种类减少、优势种组成单一、物种多样性指数和地上植被相似性系数低、土壤种子库物种组成与地上植被物种组成差异显著;(2)种植桉树对土壤种子库储量、物种生活型分布、土壤种子库物种组成与地上植被物种组成差异均没有影响,但能增加草本物种种类;(3)火烧并种植桉树对土壤种子库的影响与火烧处理结果一致,能使土壤种子库中优势物种种子密度增加,但不能增加草本种类在种子库中的密度.该研究表明采用火烧处理有利于南亚热带退化草坡植被恢复;采用种桉树的方法短期内植被恢复的效果不明显;退化草坡的植被恢复需要适度的人为干预与调控.     

科尔沁沙地恢复过程中地上定植群落与土壤种子库特征及其关系研究

选择科尔沁沙地固定沙地、半流动沙地和流动沙地样地,研究沙地恢复过程中土壤种子库密度、组成及其与地上植被的关系。结果表明,(1)退化沙地恢复过程中,流动沙地、半流动沙地、固定沙地的土壤种子库平均密度(以单位面积有效种子数量表示,ind·m~(-2))分别为814、3 125和16 294 ind·m~(-2)。土壤种子库物种组成以一年生草本为主,多年生植物和灌木类所占的比例小。(2)地上定植群落与土壤种子库的变化趋势一致,地上定植群落的平均密度分别为68、242和673 plant·m~(-2)。地上定植群落物种组成也以一年生植物为主,但所占比例较土壤种子库有所下降。(3)不管是土壤种子库还是地上定植群落,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数和丰富度指数大小顺序均为:固定沙地半固定沙地流动沙地,土壤种子库物种多样性指数均大于地上植被。(4)地上植被与土壤种子库组成上的相似性系数在0.333~0.739之间,相似性系数较高。地上定植群落与土壤种子库密度存在显著的正相关关系。流动沙地、半流动沙地、固定沙地地上植被密度分别有36%、52%、60%的变异可归结为土壤种子库密度的变异。科尔沁沙地土壤种子库是地上植被自然恢复的重要物质基础,土壤种子库中的大量种子,在植被自然恢复中将发挥积极的作用。     

岷江干旱河谷不同植物斑块的土壤种子库特征

岷江干旱河谷生境恶劣,植物种群呈斑块状单物种聚集分布,研究植物斑块及斑块下土壤种子库的特征,有利于指导植被的自然恢复更新工作。选择岷江干旱河谷广泛存在的10种植物斑块,进行植物斑块特征的调查及斑块内土壤种子库的采样分析,结果表明:白刺花(Sophora davidii)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)、金花蚤草(Pulicaria chrysantha)、矮探春(Jasminum humile)、川甘亚菊(Ajania potaninii)、小叶杭子梢(Campylotropis wilsonii)斑块有一定的土壤种子库库容量,土壤种子库种子密度在(890.0±282.233)/m2以上,而马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi)、芦苇(Phragmites australis)、竹叶草(Oplismenus compositus)斑块和裸斑的种子库库容量较小,土壤种子库种子密度分别为(437.5±260.615)/m2、(145.0±45.917)/m2、(172.5±69.567)/m2和(105.0±40.104)/m2;各植物斑块及土壤种子库中地面芽和高位芽生活型的植物占的比例较大,以禾本科(Poaceae)、豆科(Leguminosae)、菊科(Compositae)植物较多;各植物斑块瞬时种子库物种比例较大,在干旱河谷的大环境下,各植物斑块内的种子在土壤种子库中留存的时间可能均较短;马鞍羊蹄甲、芦苇和竹叶草斑块土壤种子库与相应地上植被物种组成的较低相似性(Sorensen相似性指数低于0.369)、极显著负相关性,以及较低的密度和物种丰富度,意味着这3种植物斑块依靠土壤种子库进行自然恢复更新的潜力可能比其他植物斑块更低。此外,裸斑的土壤种子库中存在一定量的种子且长期持续种子库的比例较大(占56%),裸斑具有一定的依靠土壤种子库进行植被恢复的潜力。针对具体的斑块特征,充分利用土壤种子库作为种源,促进现有种子的萌发,改善幼苗的定居环境是今后该区域植被恢复更新工作应更多关注的一种途径。另外,对马鞍羊蹄甲、芦苇、竹叶草斑块辅以适当的人为补充种源等措施也是值得考虑的植被恢复更新途径。     

基于正交试验设计的土壤种子库萌发影响因素优化研究

土壤种子库(Soil Seed Bank)是土壤及土壤表面落叶层中所有具有生命力的种子的总和,是植被天然更新的种源贮备库。选取表土铺设厚度、覆盖物厚度、引入乔木种子数量3个因素设置正交试验,分析正交试验后土壤种子库的特征,采用极差分析法、主成分分析法、指标体系法对不同方案的土壤种子库萌发效果进行评价。研究发现:(1)相比于空白试验,正交试验的设计明显增加了土壤种子库的密度及物种丰富度,正交试验土壤种子库中萌发植物的总数为3 519株(约为空白试验的3.04倍),物种数高达39种(约为空白试验的1.22倍);(2)表土铺设厚度是3个因素中最重要的因素,而引入乔木种子的效果并不明显;(3)采用极差分析法、主成分分析法、指标体系法来评估不同方案的土壤种子库萌发效果均具有一定的合理性,但3种评价方法都存在不足,因此综合考虑3种评价方法可以提高评价效果的合理性。经过综合分析,8号恢复方案(A3B2C1,即表土铺设厚度为5 cm,覆盖物厚度为3 cm,引入种子数量为100ind·m-2)具有最佳恢复效果,可以为植被恢复提供借鉴。     

土壤种子库研究的几个热点问题

土壤种子库是指存在于土壤表层凋落物和土壤中全部活性种子的总和。土壤中有活性的种子是植物群落的一部分,是新植株的来源。土壤种子库可以分为瞬时土壤种子库和持久土壤种子库。随着群落生态学的发展,土壤种子库的研究已经成为植物生态学重要的一部分,研究内容主要包括:(1)土壤种子库的组成和分布;(2)土壤种子库的动态;(3)地上植被与土壤种子库的关系;(4)干扰对土壤种子库的作用;(5)土壤种子库在生态恢复中的作用。文章在对目前土壤种子库的研究方法、主要研究内容方面总结的基础上,认为土壤种子库在合适的干扰作用下对退化生态系统的恢复以及植被更新发挥重要的作用,同时需进一步加强对这一过程中种子萌发、幼苗建立限制因素的研究。     

盐池封育草场土壤种子库特征及其与植被的关系

封育是退化草场恢复的重要措施之一,封育的效果在一定程度上取决于土壤中种子库的状况。以毛乌素沙地西南缘宁夏盐池县的退化草场为研究对象,采用相似性分析和排序方法对封育和未封育草场土壤种子库的特征及其与地上植被间关系进行了研究,结果表明无论封育区还是未封育区,土壤种子库中的种子主要分布于0～5cm的土层,6～15cm土层的种子数很少;封育区土壤种子库的物种丰富度大于未封育区,物种多样性则表现为H值较大,而D值较小,总体上看封育措施可以提高地上植被和土壤中种子的种类和数量,一些一年生植物、中生植物和盐生植物开始出现在地面或土壤种子库中。地上植被和土壤种子库间的相似性分析结果则表明相同措施同一土层间种子库中等相似,而不同土层间还是存在着一些差异。由于封育措施导致了植被样方的相似性较低,然而土壤种子库间的相似性仍然较高,两者间是否存在着一定程度的滞后效应有待于进一步研究。     

天津市“城-郊-乡”样带土壤种子库特征分析

为了解天津市不同地理位置土壤种子库物种组成和群落结构的变化,沿天津市设置＂城区—城郊—远郊＂的生态样带,在6个典型样地选取20个样方进行土壤种子库的采样工作并进行萌发试验。结果表明：土壤种子库的密度、物种组成及群落结构差异性明显,除趋势对应分析后分异出典型的城市土壤种子库、城郊土壤种子库、远郊土壤种子库3种类型。从远郊到城区,土壤种子库的密度递增,相似性指数也递增,而物种丰富度却递减。相比远郊地区,城区、城郊区土壤种子库物种丰富度损失率分别为66.67%、45.23%。城区因城市化水平较高及频繁的人为干扰致使土壤种子库物种呈现匀质化特点,物种多为一年生的耐踩踏草本。城郊区的多样性指数、生态优势度指数、均匀度指数最低,但是种子库密度较大,物种丰富,萌发种子中木本植物可观,适合用于进行植被恢复的试验研究。     

左家自然保护区采伐迹地土壤动物群落特征

林地采伐后形成采伐迹地,其植被处于逐渐恢复阶段,改变了原有地上植物群落组成及土壤的生态环境.于2011年4月和7月研究了吉林左家自然保护区采伐13-14年迹地和未被采伐的相应生境的土壤动物群落结构,以期为森林生态系统恢复提供土壤动物学依据.采样生境分别是:蒙古栎+黑桦林采伐迹地,人工落叶松林采伐迹地,蒙古栎+黑桦林和人工落叶松林.结果显示:蒙古栎+黑桦林采伐迹地大型土壤动物个体密度为251.5只/m2,类群数22类,多样性指数为2.34,显著低于未经采伐蒙古栎+黑桦林的个体密度(309.5只/m2)、类群数(30类)、多样性指数(3.13);中小型土壤动物个体密度为0.97×104只/m2,类群数20类,多样性指数1.98,均低于未经采伐蒙古栎+黑桦林的个体密度(2.12×104只/m2)、类群数(22类)、多样性指数(2.05).人工落叶松林采伐迹地则相反.土壤动物群落与土壤有机质、全氮(P0.05)和pH(P0.05)有明显相关性,而与土壤全磷(P0.05)和含水率(P0.05)相关性不明显.总之,采伐在一定程度上改变了土壤动物的群落组结构,但由于采伐前林型不同使得采伐后植被恢复过程中土壤动物群落的变化也存在差异.     

森林土壤种子库研究进展

土壤种子库与物种多样性存在密切相关性,森林土壤种子库是植被天然更新的物质基础。文章阐述了森林土壤种子库的内涵、森林生态系统土壤种子库的基本特征及其主要研究方法,探讨了影响种子库的基本因素及当前极为关注的热点问题。在受损森林生态系统目标树种培养、植被群落快速恢复和生态系统科学管理等领域仍存在一些理论和实践急待解决的问题,如随着群落进展演替土壤种子库种子数量在增加而质量却在逐渐下降,面临如何解决生态系统健康稳定发育和物种多样性长期维持问题。文章认为今后应加强土壤种子库与生物多样性保护、防止外来物种入侵乡土物种利用及对全球变化的响应等领域的研究工作,以期为从事森林土壤种子库研究和退化森林植被群落恢复实践提供理论指导。     

衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复过程中植被与土壤特性变化

采用"空间序列代替时间序列"的方法,对衡阳紫色土丘陵坡地植被自然恢复过程中植被与土壤特性的变化进行研究.结果表明:(1)随着植被恢复的进行,土壤种子库密度显著增加(P0.05),土壤种子库的Patrick丰富度指数(R)和Shannon-Wiener多样性指数(H)显著提高(P0.05),土壤种子库的Simpson多样性指数(D)和Pielou均匀度指数(E)显著降低(P0.05);(2)随着植被恢复的进行,植物的群落结构发生明显的改变,植被密度显著增加(P0.05),植物的Patrick丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序均为:恢复阶段(Ⅲ)恢复阶段(Ⅳ)恢复阶段(Ⅱ)恢复阶段(Ⅰ)(P0.05);(3)随着植被恢复的进行,0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm各土层的土壤含水量、土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷发生明显的变化(P0.05),速效钾含量的变化不明显(P0.05),其变化范围为259.55~368.32 mg·kg-1.研究表明:衡阳紫色土丘陵坡地植被自然恢复有利于改善植被与土壤特性.表4,参21.     

土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应

本研究在北京门头沟龙凤岭水土保持科技示范园内进行,降雨前后连续测定土壤微生物量和土壤呼吸,探讨土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应。结果表明：干旱的土壤降雨后土壤微生物量和土壤呼吸骤升随后逐渐衰减,第1场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的3.08、2.83、2.50倍,第2场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的1.08、1.63、1.68倍,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生的激增效应仅持续1 d。第3场降雨量仅为0.40 mm,土壤微生物量和土壤呼吸增加的幅度不是很大。     

施肥与设施栽培措施对土壤微生物区系的影响

微生物肥料的施用能显著增加土壤中放线菌的数量，而降低细菌和霉菌的数量；施用有机肥对土壤微生物有较大的影响，其中，有机肥与无机肥，有机肥与生物肥配合施用的影响尤为明显，与对照相比，土壤中细菌数量分别增加109．8％和405．0％，放线菌数量分别增加320．3％和215．0％，而真菌数量分别降低44．0％和47．2％。大棚栽培条件下土壤微生物数量高于露地；在大棚中，种植年限长的土壤微生物数量低于种植年限短的。     

耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响

通过2年田间定位试验,对比研究了免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆覆盖和传统耕作:三种耕作方式对土壤温度、土壤呼吸速率、土壤微生物数量和土壤肥力状况的影响.结果表明:秸秆覆盖对地温的影响存在"双重效应";土壤温度、土壤呼吸速率和土壤微生物量碳三者之间存在凸面关系;秸秆还田后耕作措施对土壤0～10和10～20 cm的微生物数量的影响不同,但均能增加土壤微生物量;土壤微生物能够加快秸秆中的有机碳向土壤有机质的转化速率;土壤微生物量碳可以作为反映土壤生产力状况的重要生物学指标之一.     

河北省曲周县盐渍土区土壤养分含量的动态变化

对华北盐渍土区河北省曲周县 79个土壤样点 1 980年和 1 999年土壤养分含量进行了分析 ,结果表明 :1 999年与 1 980年相比 ,土壤有机质含量增加了 41 % ,土壤全氮和速效磷含量分别增加了 1 0 2 %和 351 % ,而土壤速效钾含量则下降了 38% ;土壤有机质含量增加的原因是秸秆还田量增加 ,土壤中全氮、速效磷含量增加的直接原因是土壤中氮肥、磷肥投入量增加 ,而土壤速效钾下降的原因则是钾肥的施入量不足。对不同质地土壤养分含量变化分析表明 ,质地可控制养分的空间分配 ,但人为干预促进了土壤养分含量向均一化方向发展。对不同质地土壤有机质含量与表层含盐量进行相关分析表明 ,表层为轻壤时 ,土壤有机质含量与表层含盐量具有明显的负相关性。     

Dissipation of the triketone mesotrione herbicide in the soil of corn crops grown on different soil types

The new triketone herbicide mesotrione corresponds to the older sulcotrione in which the 2‐chloro benzoyl substituent is replaced by a nitro group, generating an herbicide of greater efficiency and a broader spectrum of activity. Mesotrione has been applied within the same 15 days period pre‐emergence at the rate of 150gha^‐1 to four corn crops made at different sites located 40 km apart in Belgium and of soils of different textures, but similar pH and organic matter (old humus) contents. The mesotrione soil half‐life in the 0–10 cm surface soil layer (which contained more than 90% of the residue) was 50 days in loam soil (at Zarlardinge), 41 days in sandy loam soil (at Melle) and in clay soil (at Koksijde), and 34 days in sandy soil (at Zingem). The cumulative effects of the recent organic fertilizer treatments and of the soil texture could explain the differences between the soil half‐lives. The time for the 90% dissipation of mesotrione was between 3.6 (in the sandy soil) to 4.7 months (in the sandy loam, loam and clay soils). The low mesotrione soil residues remaining after the corn harvest should disappear with the usual heavy rains in autumn, and the tilling which precedes the following crop and dilutes the mesotrione soil residue. These low mesotrione soil residues thus should have no phytotoxicity toward the following crop, especially at the lower application dose of 100 g mesotrione ha^‐1 used in practice.     

阿特拉津对不同肥力土壤磷酸酶的影响

通过室内恒温培养法，研究除草剂阿特拉津对4种长期定位施肥处理下的土壤的磷酸酶活性的影响。试验结果表明，在阿特拉津质量分数不同和处理时间长短不同的情况下，阿特拉津对土壤磷酸酶的活性既有激活作用又有抑制作用。在试验过程中，4种不同肥力的土壤其磷酸酶活性随着处理时间的延续而呈现出“降低→升高→降低→升高”的消长趋势。不同阿特拉津质量分数对磷酸酶的影响没有规律，同一质量分数处理既有激活作用，也有抑制作用。在4种不同肥力的土壤中，磷酸酶活性最高的是以氮、磷、钾无机肥配合有机肥施用的土壤。     

土壤动物群落生态学与土壤微生态环境的关系

主要综述了国内外蚯蚓种群、捕食性线虫、蚂蚁、跳虫、螨类等土壤动物与土壤理化性质的关系,以及蚯蚓、白蚁、蜗牛、线虫等土壤动物与土壤酶活性的相关性研究;提出了该学科今后的研究趋势。该学科未来要融合土壤动物和整个农林生态系统的研究为一体,把农林的土壤动物群落生态学及其与土壤微生态环境关系结合起来,耦合土壤动物与植物根系-根际微生态环境,链接农林土壤动物与土壤健康及其害虫生态调控,分析探究它们内在的联系和机制,加强立地调控措施,为森林健康和土壤健康提供科学基础资料。     

土壤矿质氮和可矿化氮对当季作物的贡献

从土壤矿质氮-硝态氮和铵态氮、土壤可矿化氮3个指标研究了土壤剖面不同层次有效氮对作物吸氮的贡献.结果表明,不同指标反映土壤供氮能力状况不一.土壤硝态氮和土壤可矿化氮与作物吸氮有较好的相关关系,而土壤铵态氮与作物吸氮关系不密切.在深度120cm之上的土层的土壤可矿化氮对作物吸氮有较大的贡献.在考虑土壤供氮能力时,建议应该考虑120cm深层以上的土壤.     

应用生物技术改良退化土壤的效果——以黄花草木樨改良盐碱化土壤为例

通过对种植黄花草木樨样地的监测，根据土壤理化性质的变化分析了退化土壤的改良效果。结果表明，种植黄花草木樨后，土壤脱盐率较高，土壤中盐分含量、pH值、交换性钠和碱化度明显降低，有机质含量显著增加。黄花草木樨还可有效地改善土壤的通透性能，使土壤中小于0．001mm和0．001～0．005mm的粘粒减少，0．05～0．25mm的砂粒增加，土壤体积质量变小，孔隙度增大。这一生物技术具有改善土壤结构、增加土壤肥力的特点。黄花草木樨是干旱半干旱地区改良退化土壤的一种优良牧草。     

蕉园土壤因子与香蕉枯萎病发病的相关性研究

香蕉枯萎病（Fusarium oysporum f.cubense）是当前严重威胁我国华南地区香蕉生产的重要土传病害,目前尚未找到有效的防治方法。于2010年采集了3个典型香蕉枯萎病患病样地（尖峰、冲坡、十月田）和2个健康样地（临高、广州）的根际与非根际土壤样品共46份,采用常规分析方法测定了19项土壤理化指标含量。旨在从农艺措施的角度考虑香蕉枯萎病的防治提供理论依据。结果表明：健康蕉园的大多理化性状和养分含量高于患病蕉园。尤以土壤粘粒、有机质、CEC、全N、全P、有效P、有效Cu、有效Fe、有效B和交换性Ca含量表现更为明显,其在健康蕉园中的含量均为患病蕉园的1.5倍以上。同一患病蕉园根际土壤中的pH值随植株感病级别增加而上升,而有效P和有效B含量随植株感病级别增加而降低。由此可以推论,在蕉园适当增施P肥和B肥有助于抑制香蕉枯萎病发生。