裸露岩质边坡覆绿的生态地质学指标分析

裸露岩质边坡覆绿成败的关键在于植物和岩体的有机结合,植被地境再造技术效果突出.通过以河南省宜阳县锦屏山高陡岩质边坡覆绿工程为研究对象,从生态地质学角度研究地境再造技术指标,为了解决岩质边坡的覆绿这一问题,必须要满足以下条件:岩体体裂隙率达到3%以上、岩壁覆绿植物种植孔深度在40~60 cm之间、种植孔施工角度与裂隙的发育产状相关且以切穿更多的裂隙为原则.     

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题。以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和强度石漠化4种等级石漠化环境下的植被特征、土壤物理特征以及两者之间的关系,以期探寻不同等级石漠化环境下人工林植被和土壤物理性质的变化规律,为该地区生态恢复和石漠化治理提供理论依据。结果显示,（1）4种等级石漠化环境的物种多样性指数存在显著差异,均匀度与丰富度指数随石漠化等级的增加而逐渐减小。（2）草本层植物共有24科35属36种,以禾本科、菊科为主;灌木层植物共有28科43属47种,以蔷薇科为主;乔木层植物共有13科13属13种,以樟科为主,物种相对丰富。同一物种对不同等级石漠化环境的适应性差异显著,蔷薇科植物可作为石漠化等级的区分指标。（3）同一石漠化环境下,除土壤容重外,土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔...     

喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征

喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化.文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:研究区土壤Cd含量在0.034～0.635 mg·kg-1之间,平均值为0.243 mg·kg-1.其中,黑色石灰土Cd含量普遍高于黄壤,且存在极显著性差异(p≤0.01).土壤Cd含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势,但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(p≤0.05),其他石漠化等级之间无显著性变化.不同干扰方式石漠化之间,土壤Cd含量表现为开垦＜放牧＜火烧＜樵采,其中,开垦与火烧、开垦与樵采在对土壤Cd含量的影响上存在显著性差异(p≤0.05).土壤Cd含量在不同坡位间无明显变化规律,也无显著差异.研究区土壤Cd含量受土壤组分、有机质、pH和CEC等诸多因素的影响,其中,土壤有机质、pH和土壤组分是其主要影响因素.     

艾比湖湿地典型植物群落土壤养分和盐分的空间异质性

荒漠盐生植物作为艾比湖湿地广泛分布的植物类群,其影响下的土壤养分和盐分的变化特征,对于研究盐生植物适应盐渍化环境的机理有着重要意义。基于2012和2013年对艾比湖湿地3种不同生境(灌丛生境、草甸生境、稀疏乔木生境)进行野外调查,采用传统统计学方法与地统计学方法,对土壤养分和盐分特征进行了初步探究。结果表明:(1)灌丛生境-草甸生境-乔木生境,随湖距和海拔高度的增加,土壤有机质、全氮和全盐含量显著升高(P0.05);(2)表层0~5 cm土壤聚盐和聚养现象极为显著(P0.01),且呈上高下底分层结构;(3)灌丛生境-草甸生境-稀疏乔木生境,土壤有机质、全氮和全盐均具有明显的空间结构特征,且空间分布不均,其空间异质性主要由结构性因素如微地形、湖面积波动、成土母质、气候变化等引起,以条带状和斑块状镶嵌分布;(4)通过对3种不同生境土壤养分和盐分的回归分析表明,土壤有机质含量的变异性是影响土壤全氮变异性分布的重要因子,而土壤盐分异质性的存在,在一定程度上又是引起土壤有机质和土壤全氮异质性的重要因素。     

两种等级喀斯特石漠化地区生物结皮对土壤养分恢复的影响

生物结皮是喀斯特生态系统中重要的地表覆盖植被,在石漠化土地恢复和生态治理工程中扮演着关键角色.通过土壤农化学分析方法研究不同石漠化等级下各类型生物结皮对其下层土壤理化性质的影响,对于探索喀斯特生态脆弱区土壤的形成发育及土壤环境的稳定至关重要.研究结果表明:在结皮层中全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、土壤有机碳、土壤田...     

滇东地区土壤剖面氮同位素垂直分异及空间分异特征

选取云南石林县不同土壤类型、不同石漠化等级以及不同人为干扰方式影响下的7处典型的土壤剖面为研究对象,研究了剖面中氮同位素垂直分异及空间分异特征.结果表明,土壤中p H值为3.68—6.07,全部土壤剖面呈酸性,总有机碳(TOC)为0.58—29.25 g·kg~(-1),碳氮比(C/N)为1.33—14.70,δ~(15)N介于1.44‰—14.86‰,在随深度的垂直分异中,受剖面中腐殖质层和硝化反硝化反应的影响,土壤中稳定氮同位素呈现一定的规律性变化.在各个剖面之间的空间分异中,两种不同土壤类型下δ~(15)N值的分散程度均存在轻度石漠化剖面中度石漠化剖面强度石漠化剖面的规律.同时在受人为影响较小的红壤剖面δ~(15)N值大致呈现强度石漠化剖面中度石漠化剖面轻度石漠化剖面的规律.采样区内无论是石灰岩土壤剖面还是红壤剖面δ~(15)N值与土壤理化性质均无显著相关关系.     

基于遥感的石漠化治理下土壤肥力变化特征分析

为揭示生态治理下不同石漠化等级土壤肥力变化特征和规律。采用2009年和2015年治理前后两期遥感影像进行石漠化解译,结合撒拉溪示范区测土配方施肥和定点采样监测测定数据,通过Kriging插值和GIS空间分析,研究土壤肥力变化特征,探讨不同石漠化等级与土壤肥力变化规律。结果表明,(1)从2009-2015年,撒拉溪示范区无石漠化面积增加了258.14hm~2,年动态度为1.91%。潜在、轻度、中度和强度石漠化面积分别减少了119.75、61.66、56.68和20.05 hm~2,石漠化得到明显好转。(2)土壤pH由弱酸向中性变化,速效钾含量有所降低,变异系数均由中等变异向弱变异变化。土壤有机质含量增加了16.13g?kg~(-1),增速最快,碱解氮增速也明显,土壤全氮含量变化不大,但是有效磷含量降低明显且变异最大,有机质、全氮、碱解氮和有效磷变异系数均为中等变异。(3)从潜在石漠化到强度石漠化,土壤pH缓慢升高后降低,全氮的变化趋势与有机质基本一致且均为下降。2009年土壤碱解氮含量变化先上升后下降,而2015年则先下降后升高再下降,呈波浪式变化;有效磷含量2015年逐渐降低,而2009年则先升高后逐渐降低;土壤速效钾含量先升后降。各肥力指标变异系数2009年明显高于2015年。(4)石漠等级变化趋势为强度向中度、中度向轻度、轻度向潜在、潜在向无石漠化方向转移,除pH、有机质和碱解氮朝正向变化外,其余指标均为负变化,其中碱解氮正向变化值最大,速效钾负向变化值最大。通过生态治理,石漠化等级逐渐降低,石漠化趋向良性发展,生态系统逐渐恢复,可在不同石漠化等级土壤中适量补充氮磷钾以保持土壤肥力。     

喀斯特石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量特性研究——以广西都安县澄江小流域为例

采用空间序列代替时间序列的方法,以广西都安县澄江小流域为例,研究广西喀斯特山区石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的变化特征.在研究区内选择石漠化恢复演替的8个阶段,即石漠化土地、坡耕地、矮草丛、高草丛、灌草丛、灌丛、人工恢复乔木林、自然恢复乔木林的典型样地,对土壤化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨石漠化生态系统恢复演替过程中土壤质量的修复状况.结果表明:不同的演替阶段导致了土壤化学和生物学性质的显著差异,而且在植被向更高一级阶段发展过程中土壤各项指标都得到提高,土壤质量总体呈现改良的态势.随着植被演替的正向进行,土壤质量指数呈增长趋势,不同演替阶段土壤质量综合指数分别为:石漠化土地,134.78;坡耕地,192.24;矮草丛,235.18;高草丛,260.67;灌草丛,317.89;灌丛,359.80;人工恢复乔木林,363.39;自然恢复乔木林,460.77.自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径,恰与石漠化过程相反.     

喀斯特山区石漠化生态治理效益模糊综合评价——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安县石漠化治理示范区为例,建立了石漠化生态治理效益的评价指标体系,运用模糊综合评价模型对石漠化生态治理效益进行了评价.结果表明,石漠化治理前生态效益、经济效益和社会效益等级分别为:一般、差、很差;治理后为:一般、一般、良好.石漠化治理前综合评价等级为差,治理后为一般,这说明广西都安县的石漠化治理已取得一定成果.     

喀斯特峡谷石漠化地区生态重建模式及其效应

贵州碳酸岩盐出露面积达12万多km^2，占全省国土总面积的73％，是我国喀斯特地貌最发育的省份；山多坡陡，人地矛盾尖锐，生态环境极为脆弱，水土流失和石漠化问题突出，是我国石漠化面积最大、危害最严重的省份。石漠化地区缺水少土，属于造林困难地带和生态治理的重点地区。文章以喀斯特石漠化发育典型的花江大峡谷右岸的贞丰县兴北镇顶坛片区为例，在阐述顶坛片区的自然环境条件及石漠化现状的基础上，详细分析了目前正在实施的几种石漠化生态治理模式，对这几种模式的效益进行了对比研究，指出了它们的优点与存在问题，并提出了相应的对策建议。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程.生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因此导致生态系统功能衰退.植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响.土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升.其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加,也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的.由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响微生物生物量将可能减少,因为在大多数陆地生态系统中,有机碳源限制着土壤微生物的活性.     

重金属污染土壤植物修复研究进展

土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一.植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术.与传统环境修复技术相比,植物修复技术具有治理成本的低廉性,环境美学的兼容性,治理过程的原位性.本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述,并对植物修复的近期研究工作进行了展望.     

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。     

新邵县岩溶地区石漠化综合治理试点初报

为科学实施新邵县岩溶地区石漠化综合治理试点工程,通过阐述该县石漠化现状,对本地区石漠化的成因与发育特征进行了初步剖析.该县在石漠化治理中,采取以小流域为单元,相应开展了植被恢复工程和小型水利水保配套工程区域综合治理试点,从技术思路、工程措施、营林措施、生物措施、农耕措施等方面具体实施;通过对以往治理石漠化和本次试点经验的基础上加以总结,旨在对遏制、治理石漠化的工作有所帮助.表5.参12.     

牧草在重金属污染土壤治理中的修复和综合利用潜力

牧草易栽培,生物量大,产量高,在重金属污染土壤治理中具有良好的应用前景,既可作为农业生产的低积累饲用牧草,也可为重金属污染土壤修复提供高积累植物,是生物质能源植物和污染土壤修复的重要植物.综述了牧草在重金属污染土壤治理中的优势、积累特征、响应机制及主要牧草在重金属污染土壤治理中的应用和效益评估.分析了我国已发现的具有重...     

广西典型高砷背景地区石漠化土壤中砷形态及相关因子研究

广西的喀斯特地貌分布广泛,部分石漠化地区的土壤砷污染问题比较突出。为深入了解广西重金属高背景地区石漠化土壤中砷的变化特征及其影响因素,采集广西环江县地质背景相似的不同石漠化程度(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)的表层土样,分析土壤样品中砷含量及形态,并采用多元线性回归模型分析石漠化土壤中砷形态的主要影响因子。结果表明,随着石漠化程度的加剧,表层土壤中砷含量呈现出逐渐增加的趋势,但是在重度石漠化土壤中砷含量有所下降。石漠化土壤样品中砷含量较高的区域分布在轻度和中度石漠化的中坡和下坡。石漠化土壤中砷形态主要以残渣态为主,其次是可氧化态和可还原态,最低的是水溶态;砷的水溶态、可氧化态、可还原态在土壤中的含量随着石漠化程度的加剧呈现出逐渐减少的趋势。多元回归分析表明阳离子交换量是影响水溶态砷和可氧化态砷的主要因子,p H值是影响弱酸提取态砷和可还原态砷的主要因子,呈极显著正相关(P0.01),总砷含量与残渣态砷呈显著正相关(P0.05)。     

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。     

石漠化治理混农林业区土壤螨类群落的边缘效应

以喀斯特石漠化综合治理区典型的灌丛区、混农林区及其之间的自然恢复区作为研究对象,按等距离梯度设置样点并采样,用干漏斗法进行土壤螨类分离,通过群落多样性和边缘效应强度探讨混农林石漠化治理对土壤螨类多样性的影响,并分析土壤螨类群落与环境因子间的相互关系,以期为石漠化治理的生态修复及生物多样性保护提供依据.共获土壤螨类939头,隶属于3目37科65属,其中灌丛区捕获507头46属;混农林区292头30属;边缘区140头36属;派伦螨科(Parholaspididae)、缝甲螨科(Hypochthoniidae)和奥甲螨科(Oppiidae)分别占比25.56%、18.42%和18.10%,是该区土壤螨类的优势类群;卷甲螨科(Phthiracaridae)、尾足螨科(Uropodidae)和广缝甲螨科(Cosmochthoniidae)3科占比最少,均为0.11%,为该区土壤螨类的极稀有类群.边缘效应强度从大到小依次排序为灌丛一侧边缘(1.087 7)边缘区(1.068 5)刺梨一侧边缘(1.050 1);螨类多样性与土壤环境因子存在密切联系,该区对土壤螨类群落特征影响较大的环境因子是土壤有机质、土壤含水量、土壤容重和全钾.本研究表明石漠化综合治理区土壤螨类较丰富,不同生境间螨类个体数、类群数均存在显著性差异;该边缘类型呈现正的边缘效应,总体边缘效应强度较弱;边缘区土壤螨类栖息重要的几个土壤环境因子含量最佳,灌丛一侧表现出最强的边缘效应.(图2表6参45附表1)     

藏北高寒草地地下生物量特征及其与土壤水分的关系

植物地下生物量是高寒生态系统重要的碳库,可以反映植物对极端环境的适应特征。以高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸3种主要草地类型为对象,对比分析了非生长季和生长季的地下生物量,探究不同类型的高寒草地地下生物量分配机制及其动态变化过程。结果表明:(1)3种草地地下生物量的空间分布在生长季和非生长季均呈现"T"字型分布。在这两个时期,3种草地0~10 cm的生物量占总地下生物量的比例均表现为:高寒草原(91.20%,94.72%)高寒草甸草原(83.17%,92.07%)高寒草甸(67.04%,68.38%),且其比例在生长季均有增加;(2)两个时期高寒草甸地下生物量均最高(1 620.39±71.09)g·m~(-2),(3 950.08±291.46)g·m~(-2),非生长季高寒草原最低(136.24±9.14)g·m~(-2),生长季高寒草甸草原最低(133.97±6.93)g·m~(-2);高寒草甸和高寒草原地下生物量在生长季都有显著增加,而高寒草甸草原显著减少;(3)地下生物量与土壤含水量有显著的正相关关系,在同样的温度条件下,土壤含水量是地下生物量的重要影响因子;而生长季是藏北地区降水比较集中的时期,土壤表层水分的增加促使根系向表层生长。     

植物篱对红壤坡耕地的水土保持效应及其机理研究

在浙江诸暨红壤丘陵山区的野外径流小区条件下,设计5种不同植物篱种植模式,结合自然降雨、人工模拟暴雨试验、稀土元素(REE)示踪、土壤抗蚀性评价等方法,研究植物篱的减流减沙效应和控制机理.结果显示,与裸坡相比,自然降雨下麦冬双行植物篱处理地表径流量降低39.4％,土壤流失量降低65.8％,效果最佳.降雨前土壤含水量能显著影响径流和土壤流失的发生特征.土壤容重和孔隙度可作为衡量植物篱控制水土流失效应的最佳指标.根据17个抗蚀性指标建立植物篱条件下红壤抗蚀性的综合评价指标体系,评价结果表明土壤综合抗蚀性由高到低依次为麦冬双行、黄花菜+麦冬双行、黄花菜双行、麦冬单行、黄花菜单行和裸坡.不同坡位植物篱对土壤抗蚀性的影响存在差异,侵蚀泥沙主要来源集中在中下坡位.