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。     

不同干扰方式对呼伦贝尔典型草原生态系统特征的影响

近年来剧烈的人类活动和自然因素变化致使生态系统退化,表现为草地植被退化、生物种类单一、土壤物理性质变差等。为了探讨内蒙古典型草地生态系统的结构和功能变化,以呼伦贝尔典型草原退牧还草工程区为研究对象,采用成对取样方法(围栏内-围栏外)对退牧还草工程区禁牧和休牧两种干扰方式下植被恢复过程中物种多样性、地上生物量、土壤容重和水分等的变化特征进行了研究,以期为草地的合理利用和管理提供理论依据。结果表明:(1)不同干扰方式对草地物种多样性和地上生物量有明显影响,物种的多样性指数和丰富度指数在禁牧区分别为1.73和7.59,在休牧区为1.47和5.70,全部表现为禁牧区休牧区(P0.05)。地上生物量则相反,在禁牧区和休牧区分别为36.34 g?m~(-2)和42.83 g?m~(-2),表现为禁牧区休牧区;(2)不同干扰方式对草地土壤物理性状有明显影响,但不同指标对干扰方式的响应不同。禁牧有利于土壤含水量的积累,放牧导致土壤紧实、容重增加,同一土层深度土壤含水量表现为禁牧区休牧区,例如0~10 cm处土壤含水量在禁牧区和休牧区分别为4.57%和2.80%,禁牧区显著高于休牧区(P0.05);土壤容重则相反,表现为禁牧区休牧区。综上所述,不同的生态工程措施对草原生态系统有明显影响,禁牧有利于维持较高的物种多样性和维持较好的土壤物理性质,休牧可提高草原生产力,退牧还草工程对恢复草原生态功能起到了积极的作用。     

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。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草坡、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了不同植被恢复阶段土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及相互关系。结果表明:(1)随着植被由低级向高级的演替,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著升高(p<0.05);土壤pH值、容重及根土比显著降低(p<0.05);速效氮和速效钾变化不一致;(2)灰色关联分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度,通径分析表明,土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间相互调节,相互制约,间接调控着微生物量碳的形成。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

冀西北3种植被恢复类型土壤理化性质差异及肥力评价

森林植被恢复对土壤肥力的改善是森林可持续经营的重要条件。为研究冀西北3种森林植被恢复类型对土壤肥力的影响,以张家口市崇礼区清水河流域恢复年限40年的落叶松(Larix principis-rupprechtii)、油松(Pinus tabulaeformis)乔木林和虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌木林土壤为研究对象,分层测定了3种植被类型的土壤物理性状和养分特征,采用土壤肥力指数评价法对3种植被恢复类型土壤肥力进行了综合评价。结果表明,(1)3种植被恢复类型中,落叶松林与虎榛子灌木林土壤容重明显低于油松林,土壤总孔隙度和毛管孔隙度大于油松林。(2)虎榛子灌木林的土壤水分自然储量明显大于油松林和落叶松林。最大持水量、田间持水量和毛管持水量均表现为落叶松林虎榛子灌木林油松林。(3)3种植被恢复类型中,落叶松林土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾储量高,虎榛子灌木林有机质、全氮、速效钾储量高,油松林全磷、全钾、速效磷、速效钾储量高。(4)经土壤肥力指数综合评价,3种植被类型对土壤肥力的改善作用落叶松林虎榛子灌木林油松林。油松林土壤肥力与其他两种林分差距较大,主要由于其枯落物难于分解,上中层土壤(0—40 cm)有机质得不到及时补充。     

冻融作用对高寒草地土壤理化和生物学性质的影响

冻融作用是高纬度和高海拔地区常见的土壤随温度变化反复冻结-融解的自然现象,频繁的冻融过程将对土壤理化和生物学性质产生不同程度的重要影响。对于脆弱且敏感的高寒草地生态系统而言,冻融作用将可能更为复杂地影响其土壤生态环境及生物地球化学循环过程。文章系统地论述了冻融过程对高寒草地土壤物理结构、化学和生物学特性、主要养分转化以及植被生长等方面的作用特征,指出冻融过程及其格局变化将导致草地土壤养分迁移转化和植被生产力的复杂和差异性响应,进而可能对草地生态系统服务功能发挥及高寒区生态环境产生不容忽视的重要作用。建议未来研究应当立足于土壤冻融过程的复杂性及高寒生态系统对气候变化响应的敏感性,重视区域尺度长期定位监测及技术创新,优化冻融作用下土壤生态环境变化研究内容,加强关于气候变化背景下高寒冻土区土壤冻融格局时空变化规律及作用机制理论研究,明确土壤冻融格局变化对不同类型冻土区和草地土壤剖面生化特性及其植被生理生态效应等的影响。重点关注冻融格局和多年冻土退化下植被生态系统演替及服务功能变化状况,探索减少冻融期土壤养分流失的优化条件和技术措施,这对于指导制定高寒区生态安全调控策略,维持草地生态系统平衡和可持续发展具有至关重要的作用。     

植被恢复的生态效应研究进展

植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。植被恢复是指运用生态学原理,通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能。目前,植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。植被在恢复过程中对地上植被生态系统,物种多样性的恢复有着重要影响,同时通过凋落物及根系的输入,可以有效改善地下生态系统,增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。文章以地上及地下生态系统为出发点,综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性,随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势,但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展,降低生物多样性。不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异,随着恢复年限的增长,土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。针对已有的研究进展,提出在未来的研究过程中,一方面应该增加更多的对比研究,对不同环境下,不同的恢复物种,不同的恢复方式进行更深入地探讨;另外一方面应增加不同尺度的研究,现有的研究多集中在样地尺度,未来应在更大尺度上进行分析;再者,地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点,植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。     

金沙江干热河谷侵蚀陡坡植被恢复对土壤质量的影响

植被恢复关系到金沙江干热河谷陡坡冲沟侵蚀的发育,土壤质量的演化.文章以元谋干热河谷侵蚀陡坡为例,通过测定植被恢复地与侵蚀裸地的土壤质量,探讨了植被恢复对侵蚀陡坡土壤质量的影响.结果表明:侵蚀陡坡植被恢复有效地防止了土壤侵蚀的发生.与侵蚀裸地相比,植被恢复地土壤剖面层次保持完整,母质层以上有明显的A、B层,土壤厚度变异小且厚度大,物理性粘粒含量高,基本保持着母质为粘土层的变性燥红土质地粘重特征.植被恢复在3年多时间内对土壤紧实度尚没有起到明显改善作用.土壤容重依然偏大.植被恢复对雨季陡坡土壤水分的改善效果好,而在旱季改善效果不好.雨季,植被恢复地水分含量高,不同坡位土壤水分差异不明显.旱季,植被恢复地与侵蚀裸地土壤水分状况相似.两种类型的坡地土壤水分含量都很低,不同坡位土壤水分差异明显,而且土壤水分含量沿向下坡方向降低.植被恢复减弱了陡坡土壤侵蚀带来的有机质流失,促进了有机质的积累.因此,针对目前植被恢复的不足,采取有效的土壤改良措施,保土保水,提高土壤水分储量,减小土壤水分的时空差异,同时降低土壤紧实度,是今后侵蚀陡坡植被恢复值得考虑的一项工作.     

西北生态脆弱区输变电工程植被恢复技术体系构建

为了实现西北生态脆弱区输变电工程在建设过程中的生态植被保护,提升该区域输变电工程植被恢复效率、降低生态环境恢复成本、为电网绿色高质量可持续发展提供技术支撑,亟需开展西北生态脆弱区输变电工程植被恢复机制研究。采用现场调查和理论比选的方式,针对西北生态脆弱区的植被生长不利条件,开展土体适生植物选取配置研究。同时完成了针对土质丘陵区和土石山区的适生植物选取以及植生基质的调配工作,成功配置出土质丘陵区和土石山区适生植物;针对当地工程区现场条件,提出适用于各典型生态脆弱区输变电工程植被快速恢复的技术体系。通过对被破坏区域植被进行有效地恢复,最大限度地减少输变电工程建设过程中的环境污染和生态破坏,重新恢复当地原有自然生态系统的稳定性和完整性,使电力能源输送与环境保护协调发展。     

林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响

植被和土壤微生物是生态系统的重要组成部分,研究二者之间的联系对森林经营管理和生态恢复实践具有重要的指导意义.目前相关研究主要集中于乔木层对土壤微生物的影响,林下植被层对土壤微生物的潜在作用常被忽视.本文从林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响及其作用机理两个方面进行总结:(1)林下植被对土壤微生物有重要的影响,其作用结果有正面、负面和没有影响几方面;(2)作用途径为通过分泌物和凋落物归还的质与量等直接影响土壤微生物群落结构和组成,也通过影响土壤微气候环境、土壤营养有效性和p H、改变乔木层和其他土壤微生物类群而间接影响土壤微生物;(3)在林下植被对土壤微生物影响的研究中,试验方法多采用磷酸脂肪酸(PLFA)法,而最新土壤微生物的测定方法(如高通量测序等)应用较少.今后林下植被影响土壤微生物群落的研究重点在于(1)提高土壤微生物测定方法的准确性;(2)扩展研究方向;(3)与应用方面相联系.     

乌东德库区消落带土壤水分分布特征

消落带土壤水分是制约植物生长发育的关键因素,对库区消落带生态修复意义重大.本文系统分析了乌东德库区消落带修复试验区土壤含水量分布,探索了土壤水分空间变化和影响因素.结果表明:研究区5月水分含量低于5％,不同试验分区和高程区域土壤水分分布受到微地形、土壤特征、植被类型和植被覆盖度等影响.土壤水分随深度变化的主控因素包括地...     

半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性与复杂性研究──以宁夏盐池为例

围栏封育促进植被恢复效果研究方法很多,其中通过研究植被的群落特征及物种多样性来阐述恢复状况仍是比较常用和有效的手段,但多样性测度对生物群落的自组织及有序性方面的特征描述欠缺,鉴于此,多样性与复杂性测度结合起来研究群落结构与功能显得更有意义。研究人工封育对植被恢复过程中群落的多样性与复杂性的影响,必然有助于揭示生态恢复过程机理。目前,利用多样性与复杂性测度相结合来对群落结构进行量化研究不多,用于对草原生态系统植物群落结构研究更少。本文通过样地调查,利用多样性和复杂性指数相结合定量研究半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性、复杂性随封育年限的变化规律,并对比分析复杂性与物种多样性之间的相关性。结果表明,（1）老封育区、新封育区丰富度指数整体高于对照区,说明封育有利于物种丰富度的增加。但随封育时间的延长,封育区的优势种占据主要的资源空间,丰富度指数降低。长时间封育,草场植被丰富度将发生规律性波动变化,低峰值和高峰值出现频率均约为4~5年/次。老封育区、新封育区的SW、SP多样性指数值大部分也高于对照区,说明封育措施增加草场植被的多样性。物种多样性指数受降水影响显著,当降水量增加或减少时,多样性指数也相应出现增加或减少,但降水影响效应具有一定的滞后性。老封育区、新封育区均匀度变化比较平稳,且指数值高于对照区,说明封育有利于均匀度的增加。（2）老封育区、新封育区总复杂性指数、无序结构复杂性指数值大部分比对照区指数值高,且指数波动相对平稳,说明封育区群落结构比对照区稳定,更适合荒漠草原植被的生长,封育增加了群落总复杂性、无序结构复杂性。封育也提高群落有序结构复杂性,但?     

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...     

Pb/Zn矿冶区植被恢复地土壤酶的活性特征

对广东韶关铅锌矿冶区植被恢复地的土壤酶活性进行了测定.结果表明,自然植被恢复地(ZR)的脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性高于人工植被恢复地(RG)和无植被覆盖地(GB),其中脲酶、蛋白酶在ZR的活性极显著高于其在RG和GB的活性(P<0.01).脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性与植被盖度、生物量等特征呈较高相关性.建议用土壤脲酶、蛋白酶活性作为Pb/Zn矿冶区植被自然恢复的指示指标,过氧化氢酶作为参考指标.图1表1参18     

华南退化生态系统三种典型生态恢复模式的小气候效应研究

为了评价南亚热带典型退化生态系统典型生态恢复模式的小气候调节效应,从而为退化生态系统生态恢复方式和造林树种的选择提供参照,作者在广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站的3种典型生态恢复模式样地,自然恢复草坡、马尾松林（Pinus massoniana）、马占相思林（Acacia mangium）中安装了HOBO小气候仪,对光辐射、风速风向、降水、土壤含水量、地温、气温等小气候指标进行为期1年的自动观测,并进行了对比分析,结果表明,（1）华南退化生态系统3种典型生态恢复模式具有不同的小气候效应,在林间温度调节方面,人工林和草坡的平均林间温度相差不大,但草坡的最低、最高温度均比人工林低和高。人工林的林间温度变化较草坡小,具有更好的保温调节作用。对比2种人工林,不管是平均温度还是最高温度马占相思林都略大于针叶林,而二者最低温度相差不明显。针叶林的保温调节作用略优于阔叶的马占相思林;（2）在土壤温度方面,地表温度全年基本都表现为草坡〉马占相思林〉针叶林,草坡的地表温度的波动远大于2种人工林;全年20 cm土壤温度3─12月都表现为草坡〉马占相思林〉针叶林,1─2月相反,草坡20 cm土层的土壤温度波动相对较大,人工林的波动很小。（3）3种恢复模式中,自然恢复草坡的辐射强度明显高于2种人工林,年辐射总量分别马占相思林和针叶林的1.9和5.8倍,马占相思林的年辐射量为针叶林的3倍。人工林,特别是乡土的针叶林能给林下生物构建更为稳定、适中的辐射环境。（4）人工林的平均林间风速、最大阵风风速均少于草坡,针叶林的风速小于阔叶林,针叶林降低风速的效果好于相思林和草坡。（5）人工林的林间相对湿度均高于草坡,针叶林的林间空气湿度略大于相思林,针叶林的保湿效果更好。在退化生态系统恢复过程中?     

重庆紫色土区不同森林恢复类型对土壤质量的影响

为了探讨不同森林恢复类型对土壤质量的影响,对南方紫色土区4种主要森林恢复类型及对照地土壤物理和化学特性进行了比较研究。结果表明：4种森林类型的土壤质量均高于长期干扰下对照的土地,天然次生林土壤质量又高于人工林,5种不同状况下土壤质量综合指数由大到小为：天然次生林（0.97）、石栎（Lithocarpus glaber）×木荷（Schima superba）阔叶混交林（0.77）、枫香（Liquidambar formsana）×木荷×石栎×香樟（Cinnamomum camphora）阔叶混交林（0.67）、杉木纯林（0.41）、对照（0.04）。导致人工林和对照地土壤质量相对较低的主要原因是：周期性的森林抚育使土壤结构较差、凋落物量较低和土壤养分流失严重。研究表明,在植被恢复初期阶段,自然恢复是最大限度发挥森林功能的有效途径。     

岷江干旱河谷典型地段整地造林效果评估

长期以来通过整地造林去恢复重建植被已在横断山区干旱河谷广为采用,然而这样的实践是否能有效提高植被覆盖率并改善土壤水源涵养能力仍不清楚.选择岷江干旱河谷3个典型地段,调查了多年(7～16 a)后整地造林地上植被覆盖、土壤物理性质以及目的造林树种岷江柏(Cupressus chengiana S.Y. Hu)的保存、生长与结实状况,以评价干旱河谷乡土树种造林成效及造林后的生态效果.结果表明:(1)岷江柏在栽植多年后仍有大量死亡,保存率明显下降,造林16 a后仅为38%;(2)不同年代栽植的岷江柏在造林后2～6 a即开始旱现直径年生长量下降趋势;(3)造林带内乡土植被总盖度、灌木盖度、草本盖度、地衣苔藓盖度均低于保留带,因此等高线水平沟整地造林措施未能有效促进乡土植被发育;(4)造林带土壤水分物理性质也不如保留带,整地造林也没有有效改善土壤水源涵养能力.综合分析发现,整地造林多年后岷汀柏造林不仅没有达到岷江干旱河谷预期的生态恢复重建效果,甚至有加剧生态退化的趋势.因此认为:(1)规模化整地造林并不是有效的干旱河谷生态恢复和保护措施;(2)尽管岷江柏是乡土树种,但并不是干旱河谷植被恢复的适宜种.图3表3参29     

庆阳市庆城县退耕还林区土壤纤毛虫群落特征

为研究土壤纤毛虫群落对不同退耕模式生态恢复的响应及利用其群落特征来评价退还效果,采用“非淹没培养皿法”、活体观察法和培养直接计数法对甘肃省庆阳市庆城县退耕10年后的多树种混交林(APR)和单一树种经济林(A)以及两个农田对照样地(CK1和CK2)的土壤纤毛虫群落特征进行定性定量研究,同时测定各样地土壤温度、含水量、pH值、电导率、土壤孔隙度、有机质、总氮、总磷、总钾、速效氮、速效磷和速效钾含量,并分析不同退耕还模式下土壤纤毛虫群落特征参数与土壤理化因子间的相关关系。结果为:共鉴定到土壤纤毛虫127种,隶属10纲21目34科52属;退耕样地与农田对照样地土壤纤毛虫物种分布存在明显差异,退耕样地间的物种相似性减小,群落组成复杂化,纤毛虫密度、多样性指数和丰富度指数均显著高于对照(P<0.05),其中混交林物种多样性最高;土壤纤毛虫优势类群由农田样地的肾形目(Colpodida)逐渐过渡为退耕样地的散毛目(Sporadotrichida);相关性分析可知,有机质、总氮、孔隙度和pH是影响土壤纤毛虫群落组成的关键因子,不同退耕模式下土壤纤毛虫群落组成差异较大,表明土壤纤毛虫群落对该地区退耕还林生态恢复工程发生了积极的响应,因此土壤纤毛虫群落特征参数可以作为评价退还效果的重要指标。     

桂北锰矿废弃地主要植物种类调查及土壤重金属污染评价

采用样方法和实地勘查法调查了桂北荔浦锰矿区废弃地自然定居和人工种植的植物,并且对8个区的主要植物及其土壤重金属含量进行了分类、测试。并采用污染指数评价法对矿区废弃地土壤重金属的污染程度进行了评价。结果表明,白茅(Imperata cylindrica)、马唐(Digitaria sanguinalis)、飞蓬(Erigeron acer)、苍耳(Xanthium sibiricum)、耳草(Hedyotisauricularia)对重金属有较强的耐性,而且能适应废弃地的不良环境,可作为锰矿废弃地生态恢复的先锋植物;用3种不同的背景值对废弃地土壤重金属污染程度的评价结果是一致的,除Pb外,5种重金属元素单项污染指数均大于2,表示被污染,其中以Mn、Zn、Cd污染最为严重。锰矿废弃地人工复垦采用典型的农业恢复模式,以种植果树和经济作物为主,果实中Cr、Cd的含量均超过食品卫生限量标准,因此矿山恢复的早期不宜直接种植果树和食用经济作物。以上研究结果可为锰矿废弃地的生态恢复和植被重建提供科学依据。