不同土地利用方式下土壤动物群落结构特征研究

了解长江黑沙洲湿地生态系统下不同土地利用方式对大型土壤动物群落的影响,于2013年12月,对长江黑沙洲湿地生境下天然洲麦地(W1)、林地(F1)、棉花地(C1)、芦苇地(R)和黑沙洲麦地(W2)、林地( F2)、棉花地( C2)进行野外调查,共捕获土壤动物602只.统计分析表明,不同土地利用方式下,土壤动物的个体数和类群数均存在着极显著的差异(P<0.01),垂直分布表现出较为明显的表聚性,多样性指数H′和丰富度指数D差异较为显著,土壤动物群落相似性指数均较低.因此,不同土地利用方式对黑沙洲湿地大型土壤动物群落组成与结构特征有一定的影响.     

岩溶区不同土地利用下地下水碳同位素地球化学特征及生态意义

通过分析贵州洪家渡盆地地下水水化学和溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)同位素(δ13CDIC)季节变化特征,探讨岩溶区不同土地利用类型下影响地下水δ13CDIC特征的自然过程和人为因素.结果表明:洪家渡盆地地下水中DIC主要来源于碳酸盐岩风化和土壤CO2.地下水δ13CDIC值冬季为-14. 8‰～-4. 1‰,平均值-10. 1‰;夏季为-14. 5‰～-6. 3‰,平均值-10. 2‰.含煤地层中硫化物氧化和酸雨带来的H2SO4参与碳酸盐岩风化使地下水δ13CDIC值整体偏正.由于土壤CO2效应,人类活动干扰程度小的林地地下水δ13CDIC值夏季冬季.夏季农业活动施用的大量肥料产生的HNO3参与了碳酸盐岩风化,使耕地地下水δ13CDIC值夏季冬季.居住区人为输入的有机质降解对地下水DIC贡献较大,冬夏季δ13CDIC平均值分别-11. 9‰和-11. 6‰,季节差异较小.不同季节、不同土地利用类型下,人类活动方式不同导致地下水δ13CDIC值与水化学存在差异.因此,δ13CDIC可以反映人类活动对岩溶含水层的影响,具有良好的生态指示意义.     

不同土地利用方式下北京城区土壤的重金属累积特征

对不同土地利用方式下城市土壤的采样调查表明,北京市城市土壤Cd、Cu、Pb和Zn含量显著高于其相应的土壤背景值,As、Ni与背景值无显著差异.在工业、住宅、商贸、交通边缘带(道路)、公园、城市广场和校园7种土地利用方式下,工业区土壤Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均居首位,且Cu、Pb和Zn含量达到污染等级;公园土壤的As水平最高,但仍处于清洁水平.As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn综合累积程度由高到低的顺序为工业区公园商贸区≈校园住宅区≈城市广场交通边缘带.工业区土壤总体表现为重金属轻度污染;公园、商贸区、校园和住宅区土壤重金属处于尚清洁水平;城市广场和交通边缘带土壤重金属处于清洁水平.不同土地利用方式对城市土壤的重金属含量有一定影响.     

土地利用对埋藏型岩溶区岩溶水质的影响——以涪陵丛林岩溶槽谷区为例

岩溶水文系统的开放性和脆弱性,使其很容易受到人类不合理活动的深刻影响,造成水质的持续恶化。对比研究埋藏型岩溶垄脊槽谷区岩溶水质变化与土地利用的关系可以看出,研究区水质20年来的变化以及水质的空间变异与土地利用有很大的相关性;其中集约化的农业耕作、炸石填土增加土地面积、利用落水洞排放污水和独特的微型稻田水位控制设施对岩溶地下水水质产生显著影响;这也表明人类活动已经对该区水文地球化学产生了区域性的重大影响。面对区域岩溶水质恶化的趋势,通过土地整理,保护岩溶水质是迫切需要关注的工作。     

雨季不同土地利用下表层岩溶泉中脂肪酸来源分析

为阐述南川表层岩溶泉中溶解性有机质的来源,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对采自南川柏树湾(BQ)、兰花沟(LQ)、后沟(HQ)表层岩溶泉水中的脂肪酸进行定量分析.结果表明,BQ、LQ和HQ中5~7月泉水脂肪酸平均含量分别为14 870、12 912和8 801 ng·L~(-1),脂肪酸组成均表现为饱和直链脂肪酸单不饱和脂肪酸支链脂肪酸多不饱和脂肪酸,在检测到的脂肪酸中,单体脂肪酸以C16:0、C18:0含量最高,BQ、LQ、HQ中5~7月脂肪酸总浓度随时间推移呈升高趋势.各泉域植被覆盖和基岩裸露率不同,以及降雨带来的稀释作用与土壤迁移增大效应相互作用引起脂肪酸含量和组分变化.通过分析3口表层岩溶泉水中的脂肪酸分布特征和特征参数H/L、CPIh、TARFA,及细菌源、浮游植物源、陆源高等植物源脂肪酸含量发现,兰花沟泉脂肪酸5月以高等植物源为主,7月后沟泉脂肪酸以藻类来源为主,其他月的兰花沟、后沟泉、柏树湾泉的5~7月脂肪酸主要来自于细菌.     

岩溶地区不同土地利用方式土壤固碳细菌群落结构特征

固碳细菌是土壤碳循环重要的微生物群落,研究其群落结构特征对认识土壤生态系统的固碳机制具有重要意义.以桂林毛村岩溶实验场的岩溶区、混合区与非岩溶区为研究样区,采集稻田、玉米和柑橘园表层土壤,以cbb LR为固碳细菌的指示基因,采用高通量测序方法,对比在三类区域土壤中固碳细菌的群落丰度、组成及多样性特征的异同.结果表明,三类区域土壤中固碳细菌属于变形菌门和放线菌门.其中,变形菌门的α-变形菌纲(α-Proteobacteria,24.6%)为三类区域土壤中的优势纲,以根瘤菌为主的兼性自养菌是主要的固碳细菌.在岩溶区,伯克氏菌目(Burkholderiales)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)、固氮螺菌属(Azospirillum)、费氏根瘤菌(Sinorhizobium fredii HH103)、豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum bv.trifolii)等微生物的丰度均高于混合区和非岩溶区;而慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为混合区与非岩溶区土壤中的优势种群.冗余分析(redundancy analysis)表明,pH、土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、总氮(TN)和阳离子交换量(CEC)等土壤因子是影响固碳细菌群落结构差异的主要生态因子.以上结果表明,岩溶区的土壤特性对固碳细菌的群落结构有显著影响.     

三江平原不同土地利用方式下土壤磷形态的变化

利用Hedley磷(P)分级方法,比较研究三江平原不同土地利用方式（天然湿地、旱田、水田、弃耕地、人工林地）下土壤P形态变化.结果表明,不同土地利用方式下土壤总磷（TP）含量表现为：湿地>林地>旱田>弃耕地>水田.农田土壤的无机磷（TP_i）占TP比重显著高于湿地,有机磷比重则为湿地高于农田,且水田土壤有机磷（TP_o）比重最小,弃耕地和林地之间差别很小.不同土地利用方式土壤活性无机磷含量差异较小,Resin-P含量约为32～36.3 mg·kg^-1,NaHCO₃-P_i含量为33.77～50.42 mg·kg^-1;农田土壤NaOH-P_i和C.HCl-P_i含量高于湿地土壤,特别是水田中NaOH-P_i达152.4 mg·kg^-1,湿地土壤中D.HCl-P_i含量高于农田达84.3 mg·kg^-1,弃耕地和林地介于二者之间,表明弃耕后土壤P的恢复有向天然湿地的状况发展的趋势.开垦使湿地所有形态有机磷含量和比重都大幅下降,其稳定态有机磷C.HCl-P_o下降幅度最大,其在旱田和水田土壤中含量分别仅为湿地中的25.96%和19.26%;弃耕地有机磷含量比重均有增加,但是速度十分缓慢,湿地开垦后土壤P的恢复需要很长时间.不同土地利用方式下土壤P形态存在显著的差异.     

青藏高原不同土地利用方式下的土壤质量评价

为进行青藏高原不同土地利用方式下土壤质量对比并研究其影响因素,以位于青南江河湖源区、藏北高原和南亚通道的三条样带为研究区,针对区域内高寒草甸、荒漠草原、农田和沙地这四种土地利用方式,采用主成分分析法建立最小数据集（minimum data set,MDS）,计算土壤质量综合指数（soil quality index,SQI）并进行土壤质量评价。结果表明：（1）评价青藏高原土壤质量的MDS包括容重、有机质、全氮、全钾和有效磷,按SQI大小将土壤质量分为五级,研究区土壤质量较差,以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为主且东部土壤质量优于西部;（2）研究区土壤质量高寒草甸＞荒漠草原＞农田＞沙地,且高寒草甸土壤质量显著优于荒漠草原、农田和沙地,后三者间土壤质量差异不大,MDS中对土壤质量起主要作用的指标为有机质、全氮和有效磷;（3）在土壤质量的众多影响因素中,本文主要考虑的是植被盖度、风蚀强度和人类活动,其中高寒草甸植被盖度大,风蚀强度弱,土壤质量好,荒漠草原和沙地植被盖度小,风蚀强度大,土壤质量差,而农田土壤质量受人类活动影响。     

黔中喀斯特区典型土地利用类型的土壤亲合性元素特征

为阐明黔中喀斯特区不同土地利用类型的土壤亲合性元素特征,揭示土地利用对矿质元素的影响效应,促进农业可持续发展,本研究以玉米（Zea mays）、柚木（Tectona）、火龙果（Hylocereus undulatus）、花椒（Zanthoxylum bugeanum）、金银花（Lonicera japonica）、核桃（Juglans regia）6种典型土地利用类型土壤为对象,测定土壤Fe、Ca、Cu等23种矿质元素含量,探讨不同亲合性元素的变化特征,分析元素间的互作效应。结果表明：（1）黔中喀斯特区各亲合性元素在不同土地利用类型之间的变化规律存在差异,玉米地土壤亲铁、亲铜元素含量较丰富,金银花群落土壤亲铜、亲气元素含量较高,核桃林土壤利于亲气、亲石元素积累,花椒林土壤亲石元素含量较高;（2）不同元素间的关联程度不同,Mn、Ca、Al与其他元素的关系较密切。黔中石漠化区可通过补充土壤铁、硫元素,改善通气性等措施调控矿质元素含量。     

桂林毛村不同土地利用方式下土壤呼吸空间变异特征

为了研究岩溶非岩溶交错区不同土地利用方式下土壤呼吸的空间变异特征及其影响因素,在桂林毛村进行野外观测试验,测定了土壤呼吸速率、δ~(13)C-CO_2值及相应的环境、土壤、植被因子,分析了土壤呼吸的空间变异性及与这些因子之间的关系.结果表明,土壤呼吸速率变化范围为1. 39～5. 31μmol·(m2·s)-1,最高值约为最低值的3. 8倍.毛村不同岩性区下土地利用方式的变化对土壤呼吸具有重要影响,相同岩性区土地利用方式改变前G2点松树林的土壤呼吸速率约为半坡毁林后G1点沙糖桔园的2. 3倍.土壤呼吸导致大气中CO_2浓度增高及δ~(13)C-CO_2值降低,并且两者之间的统计关系可以用反比例函数来描述.结果还发现,在水热条件与全年均值较接近的4月中旬,土地利用方式对土壤呼吸的影响要大于土壤温度、土壤湿度等环境因子.土地利用方式造成的土壤有机碳含量不同是影响土壤呼吸空间变异性的关键因子.在所有观测的生态系统中,土壤呼吸与有机碳含量和全氮含量之间的关系可以用二元线性回归方程描述,并能解释土壤呼吸92. 5%的空间变异性.     

紫色土区不同土地利用类型土壤紧实度特征

以重庆市沙坪坝区杨家沟小流域为例,选取6种土地利用类型样地进行试验,研究紫色土区不同土地利用类型的土壤紧实度特征,为土壤质量评价和土地资源管理提供参考。通过多重比较检验分析土壤紧实度随土壤深度的变化规律以及不同土地利用类型下的差异,结果表明:(1)6种土地利用类型的土壤紧实度值为竹林地园地灌木林地林地草地旱地;(2)6种土地利用类型的土壤紧实度均随土壤深度增加而增大,但各类之间变化差异较大;(3)同土层而言,0~10cm土层旱地与其它5种土地利用类型的土壤紧实度有显著性差异(p0.05),但各种土地利用类型间底层土壤紧实度差异不明显;不同土层而言,0~10cm土层与其它3个土层有显著性差异(p0.05),由于0~10cm土层受耕作、踩踏等外力扰动与其它土层差异较大。10~20cm土层与其它3个土层也有显著性差异(p0.05)。其它各土层之间差异不明显。不同土地利用类型的土壤紧实度差异较大,主要与人类活动扰动程度有关。     

三江平原不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献

运用Li-6400土壤呼吸配套系统研究了三江平原沼泽湿地不同土地利用方式下保留和去除凋落物的土壤呼吸特征,进而分析了不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献及其与凋落物输入量和环境因子(温度、降水等)之间的相互关系.结果表明,整个生长季4种土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的平均贡献量在-0.21~0.64μmol/(m2.s)之间,贡献率表现为小叶章草甸湿地(14%)人工林地(12%)大豆田(8%)退耕还湿地(-5%).其中,退耕还湿后凋落物对土壤呼吸的贡献表现为负值,减少了土壤呼吸的排放,表明凋落物对土壤呼吸的贡献可能最终取决于凋落物分解与屏蔽作用之间的平衡.除大豆田外,不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献均与10 cm地温达到了极显著相关关系(p0.01).另外,降雨的影响与凋落物输入密切相关,表明凋落物除自身分解外,还可能参与到气候变化的生态效应中.     

起源喀斯特溶洞湿地稻田与旱地土壤的微生物数量、生物量及土壤酶活性比较

本研究的目的是比较起源于天然湿地的稻田湿地与旱地土壤微生物特征的差异.以桂林会仙喀斯特溶洞湿地系统内的稻田湿地、天然湿地和旱地表层(0~20 cm)土壤为研究对象,采用平板菌落计数法与氯仿熏蒸提取法和试剂盒提取法分别测定微生物数量与微生物生物量和微生物DNA,采用比色法测定土壤酶活性.结果表明,稻田湿地的细菌数量为(4.36±2.25)×10~7CFU·g~(-1),显著高于天然湿地和旱地;稻田湿地和旱地的真菌数量分别为(6.41±2.16)×10~4 CFU·g~(-1)和(6.52±1.55)×10~4 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地,而旱地的放线菌数量为(2.65±0.72)×10~6 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地.稻田湿地微生物DNA质量分数为(11.92±3.69)μg·g~(-1),显著高于旱地.稻田湿地的蔗糖酶活性为(66.87±18.61)mg·(g·24 h)~(-1),显著高于旱地,天然湿地的碱性磷酸酶活性为(2.07±0.99)mg·(g·2h)~(-1),显著高于旱地.统计分析显示,碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳和微生物DNA质量分数与土壤pH、土壤有机碳、总氮、碱解氮、土壤水分、交换性Ca~(2+)和交换性Mg~(2+)呈显著的正相关关系,蔗糖酶活性与前4种土壤因子也呈显著的正相关关系.以上结果表明,微生物生物量和微生物功能活性对会仙喀斯特溶洞湿地土地利用方式变化的反应比较敏感,土壤含水量、pH、Ca~(2+)和Mg~(2+)等理化因子与土壤有机碳等养分是影响土壤微生物数量和活性的主要因子.鉴于天然湿地和稻田湿地土壤微生物特征的相似性,把适量稻田湿地作为一种特殊的人工湿地在喀斯特湿地系统的缓冲区和实验区中加以保留并加以保护较为合理.     

重庆岩溶区土壤-植被生态系统探讨

岩溶地区土壤和植被是生态环境中最为敏感的自然环境要素,不同土壤类型塑造了不同的土地利用类型和植被景观。文章分析了重庆岩溶形成的地质背景,土壤类型分布特征及其不同土地利用下石漠化程度,论述了植被演替规律;并在此基础上提出了适生植物树种及其重庆岩溶地区土壤一植被生态系统恢复与建设的可行性措施。     

矿区植被恢复方式对土壤微生物和酶活性的影响

矿区废弃地生态退化形势严峻,生态修复已成为矿区可持续发展的主要措施,土壤微生物和酶活性可作为评价土壤恢复质量的敏感因子.本研究将以山西省安太堡煤矿复垦区作为对象,分析植被恢复方式对土壤微生物和酶活的影响.结果表明,不同植被方式对土壤理化特征、参与氮代谢的3类菌群(固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌)和4种酶活性(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和多酚氧化酶活)均有显著影响.土壤总氮含量与固氮菌和硝化细菌数量均显著相关,而与反硝化细菌不相关.多酚氧化酶活性与有机碳和总氮含量之间为负相关,而其它3种酶与有机碳和总氮之间呈正相关.通过主成分分析计算综合肥力指标,刺槐-油松混交林土壤综合肥力指标最高,而未复垦综合肥力指标最低.可见,刺槐-油松混交林是晋西北干旱区矿区复垦较为适宜的植被恢复模式.     

土地利用方式对会仙岩溶湿地土壤真菌群落和功能类群的影响

研究土地利用对会仙湿地土壤真菌群落及其功能类群特性的影响,可以为湿地的保护提供理论依据.以芦苇湿地(PCW)、华科拉莎草湿地(CCW)、稻田撂荒地(APF)、稻田(PF)和玉米地(CF)为研究样地,采用高通量测序法对不同土地利用土壤真菌群落结构进行分析,利用FUNGuild数据库对真菌的功能类群进行预测.结果表明,PF和CF的Simpson指数和Shannon指数显著高于PCW和CCW;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)为5种土地利用的最优势菌,丰度为70.60%～87.02%,隐真菌门(Rozellomycota)为PCW的次优势菌,丰度为7.14%;担子菌门(Basidiomycota)为CCW、 APF、 PF和CF的次优势菌,丰度分别为9.70%、 5.19%、 8.13%和7.50%.在目水平上,PCW中最优势菌为格孢菌目(Pleosporales),丰度为16.47%; CCW、 APF、 PF和CF的最优势菌均为肉座菌目(Hypocreales),丰度分别为22.52%、 23.50%、 17.60和23.80%.在属水平上,PCW和CCW中的最优势菌分别为粪盘...     

高原喀斯特土壤养分容量及其林木持续性研究

以高原喀斯特地区土壤为研究对象,研究了土壤中理化指标,探讨了该地区植物生长动态和土壤中营养元素丰缺现状,并对植物生长的土壤养分容量库进行了估算。结果表明:喀斯特高原土壤土层较浅,土壤中钾素丰富,氮素、磷素含量较低,氮素是林木生长的主要限制因子;相比之下,磷素在林地土壤中总量低于钾素与氮素,但其有效态所占的比例高于氮和钾,可能是林木生长过程对磷的吸收利用率高于氮和钾。在次生林生态系统群落结构没有大的变化调整条件下,该地区0.1公顷土壤至少能提供云南鼠刺、圆果化香、槲栎等136棵乔木理想状态下生长发育近600年的养分。土壤有效态养分含量可以满足植物生长的养分需求,但在100年后植物体生长发育主要受到有效磷素的限制。     

贵州岩溶区生态环境脆弱性类型的初步划分

岩溶地区作为一个特殊的地理环境单元,具有环境承载量低、地表崎岖破碎、植被生长困难、生态环境脆弱的特点。该文以岩溶地貌发育典型、碳酸盐岩出露面积广的贵州省为例,论述了岩溶区生态环境脆弱性类型划分的主要原则,探讨了脆弱性类型划分的指标并进行了量化。在此基础上,用灰色关联度分析确定了各影响因子(指标)的权重,经过综合评判,笔者把贵州岩溶区生态环境脆弱性类型划分为5类:剧烈脆弱区、强度脆弱区、中度脆弱区、轻度脆弱区和潜在脆弱区,并针对各脆弱性类型区的特点,提出了相应的防治对策。      

重庆市岩溶地区生态系统脆弱性分析

岩溶地区具有独特的地质地貌,在人为干扰作用影响下很容易导致当地生态系统稳定性降低,生态环境恶化,产生水土流失和石漠化等一系列生态问题。重庆市岩溶区面积占全市总面积的51％,同样面临着一系列的生态环境问题。通过分析岩溶地区生态系统的结构脆弱性、过程脆弱性、功能的脆弱性和人为胁迫脆弱的表现,发现导致生态系统脆弱的原因主要是水文、地质、植被等自然因素和人口压力以及不合理利用等人为因素,针对这些原因为生态系统恢复和重建提供合理建议。     

土地利用方式对喀斯特山区土壤养分及有机碳活性组分的影响

通过对喀斯特山区5种土地利用方式(林地、 花椒林、 火龙果林、 退耕草丛和旱地)土壤养分和活性组分含量的比较研究,探讨了土壤质量对土地利用变化的响应。结果表明,林地土壤养分和活性组分含量最高,其中土壤有机碳、 微生物生物量碳、 氮、 磷、 易氧化有机碳和可溶性有机碳含量分别为44.80 g·kg^-1、 477.86 mg·kg^-1、 102.87 mg·kg^-1、 17.54 mg·kg^-1、 7.72 g·kg^-1和166.43 mg·kg^-1,土壤养分和活性组分含量总体按花椒林、 火龙果林、 退耕草丛和旱地依次下降。除旱地与经自然恢复15 a的退耕草丛土壤养分和活性组分含量较为接近,大多未达显著差异水平外,其他土地利用方式间土壤养分和活性组分均存在显著差异。冗余分析表明,土壤有机碳是影响活性组分变化的主要影响因子;花椒林对土壤养分和活性组分的累积效应仅次于林地,且明显高于火龙果林和旱地。研究阐明了喀斯特土壤的自然修复是一个非常缓慢的过程,需辅以必要的造林措施加速其恢复,花椒林可以作为喀斯特山区农业生产或生态恢复过程中优先考虑的植被类型。