不同植被下碳酸盐岩石发育形成土壤属性研究

为探究喀斯特地区不同植被条件下碳酸盐岩石发育土壤属性的分布特征及其影响因素,以贵阳市花溪区范围内的碳酸盐岩石（石灰岩、灰质白云岩和白云岩）发育土壤为研究对象,采集不同植被类型下0～40 cm土壤,分析不同植被类型、基岩类型、土层层次对土壤性质分布特征的影响。结果表明：基岩和植被类型是影响碳酸盐岩石发育成为土壤的主要影响因素,其次是土壤层次。在0～20 cm和20～40 cm土层中,石灰岩、灰质白云岩和白云岩发育土壤的肥力和颗粒均差异显著,而0～20 cm与20～40 cm土层间,除石灰岩发育土壤石砾含量（SLC）和细颗粒比（<0.002 mm）,白云岩发育土壤速效磷（AP）和有机质（SOM）含量外,同类基岩发育土壤性质无显著差异;在0～40 cm土层,基岩类型显著影响土壤pH、AP、SLC、速效氮（AN）、全氮（TN）、SOM、0.2～0.25 mm和0.002～0.02 mm颗粒的分布;植被类型显著影响石灰岩发育土壤pH、AP、TN含量,白云岩形成土壤的pH、SLC、粗颗粒（0.25～2 mm）和细颗粒,灰质白云岩形成土壤的AN、SOM、粗颗粒和细颗粒;土壤层次显著影响石灰岩发...     

再生水补水条件下土壤全氮空间分布特征

土壤中的氮素是植物生长发育的基础,由于城市湿地土壤受特殊水文条件影响,土壤全氮(TN)的分布规律和影响机制较为复杂,因此研究土壤TN的空间分布特征具有重大的生态意义。本文以再生水为主要补给水源的北京门城湖湿地公园为研究区,运用ArcGIS和地统计学对该区土壤TN的空间分布特征进行研究。结果表明:研究区土壤TN质量分数较高,差值明显,变异系数达47.35%;比较不同的植物群落区可知,香蒲群落区土壤TN质量分数最高。对影响研究区土壤TN分布的因素分析得出:土壤TN、全磷(TP)质量分数呈极显著正相关关系(r=0.81,P0.01);TN、土壤有机质(SOM)质量分数呈显著正相关关系(r=0.62,P0.05);气候因子中,湿度和温度对TN分布同样影响显著。水质参数中,再生水出水口处测得的土壤TN的指标数值更高,随出水口距离的增加,参数值总体呈下降趋势且逐步趋于稳定,说明植被对湿地土壤中氮素空间分布的调整具有重要作用。     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林—米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标。结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异。土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为：红树林>红树林—米草混作>米草>光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势。从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低。米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化。土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈, 可以作为指示性指标。     

长江口盐沼土壤有机质分布与矿化的空间差异

在长江口崇明东滩两类植被(互花米草、土著植被)区域分别选择一条纵向剖面,在高潮滩、中潮滩及光滩取得柱状样,利用颗粒有机碳(POC)含量、碳稳定同位素组成、土壤C/N比与颗粒组成等资料,研究盐沼有机质的分布与矿化特征。结果表明,两个纵向剖面的相同高程部位柱样之间,颗粒有机碳δ13C与POC含量的深度特征均存在显著差异;两个柱样的δ13C与POC含量的平均值均相差较大。互花米草对高潮滩柱样有机质的含量与组成均产生了明显影响,对中潮滩柱样有机质组成已有一定影响;土著植被对高潮滩柱样有机质组成的影响显著。盐沼植被对土壤有机质的分布与矿化均产生了明显影响。高潮滩柱样矿化阶段不同的有机质组分混杂,中潮滩柱样有机质的组成相对简单,矿化程度较弱。柱样粘粒含量与含水量在垂向上变化频繁,盐沼原始沉积层序对柱样的物质分布特征具有本底制约。不同高程部位柱样之间,有机质的深度分布特征以及矿化程度差异显著,盐沼碳动态受到潮滩特征性动力沉积过程的显著影响。     

贵阳喀斯特地区植被类型与季节变化对土壤微生物生物量和微生物呼吸的影响

土壤微生物特性是土壤修复的指示因子,近年来西南喀斯特地区退化土壤的相关研究较多,但不同植被类型的土壤微生物特性的变化研究相对较少。对贵阳郊区耕作土壤、灌丛、女贞人工纯林和马尾松人工纯林表层土壤（0～10cm）微生物生物量碳（SMBC）、微生物呼吸（MR）和微生物代谢熵（qCO2）的研究结果表明,土壤SMBC和MR均表现为次生林高于耕作土壤,灌丛最高;与qCO2相反,马尾松林土壤微生物活动显著弱于其他样地,不同植被类型土壤微生物活动均表现为在秋季相对较强。与植被类型的显著影响相比,季节变化、植被与季节的交互作用对SM—BC和MR的影响不明显。SMBC与土壤温度不相关,与土壤含水量呈极显著相关而土壤含水量季节变化不明显。MR与土壤温度和含水量均无显著相关性可能是季节变化对两者影响不明显的主要原因,但需要大量区域样本进一步证实。认为演替初期的灌丛比人工阔叶或针叶纯林更有利于土壤微生物群落的生长,土壤有机质积累较快,植被自然恢复是喀斯特退化土壤恢复初期更适合的徐径．     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林-米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标.结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异.土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为:红树林＞红树林-米草混作＞米草＞光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势.从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低.米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化.土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈,可以作为指示性指标.     

藏嵩草高寒湿地中孢粉记录的古植被与古环境状况

高寒沼泽湿地是青藏高原重要的水源涵养地,其沉积物是研究过去环境变化的重要载体.在三江源区果洛州（GLS）和青海湖北岸（QHHS）选取典型高寒沼泽湿地作为研究样地,调查其植被群落特征,并根据湿地沉积剖面的光释光年代和孢粉数据,分析湿地的古植被和古环境状况.结果表明：优势种（藏嵩草）在三江源区湿地群落和青海湖流域湿地群落中所占的优势度分别是24.43和14.74;从土壤孢粉信息表现出两个沼泽湿地自发育以来植被优势种以莎草科为主. GLS剖面显示,0～50 cm深和80～140 cm深的孢粉浓度显著高于50～80 cm深处的浓度;20 cm以下的沉积物中,花粉浓度与有机质含量呈正相关趋势,与δ13C呈负相关趋势.高寒沼泽湿地中,孢粉数据能较好地反映植物群落中莎草科的优势地位,与现生植物群落具有较好的一致性.     

贵州喀斯特山区植被演替对土壤有效性氮磷含量及酶活性的影响

对贵州南部茂兰喀斯特山区不同植被类型的土壤进行调查与采样分析,探讨植被演替过程中土壤生物有效性氮磷含量及酶活性的变化。结果表明:喀斯特植被从阔叶林向灌木林及灌草丛的演变过程中,土壤全氮、活性有机磷含量出现下降;而速效氮、硝态氮、速效磷及水溶性磷的含量出现显著的降低,灌草丛土壤中速效氮、硝态氮、速效磷及水溶性磷的平均含量分别比原生阔叶林土壤减少28.09%、65.44%、69.42%和81.71%;同时,土壤脲酶、蛋白质酶、磷酸酶活性分别比原生阔叶林土壤减少74.72%、63.08%和50.32%。在喀斯特山区土壤生物有效性氮磷含量的变化明显地受到植被群落演变的影响,森林退化主要导致土壤硝态氮及水溶性磷数量的明显减少。      

青海西宁及周缘地区土壤硒地球化学特征及成因研究

本研究以青海西宁及周缘地区27900km2,1∶250000土地质量地球化学调查成果为基础,总结不同土壤类型、成土母质、土地利用类型土壤中硒含量特征,分析其影响因素,并对土壤硒成因来源进行研究。研究结果表明,青海湖北部土壤硒在风化成壤过程中逐步富集,土壤中硒含量与有机质存在显著相关性,有机质含量增加和土壤粒度的变细是形成富硒土壤的主要原因;达坂山一带和拉脊山一带土壤中硒与铜和硫存在显著相关性,中基性火山岩和含煤碎屑岩是土壤硒的主要来源,有机质吸附作用使土壤硒富集;有机质吸附作用使土壤中硒再次富集是普遍存在的现象。     

典型土壤环境中硒的迁移转化影响因素研究——以四川省成都经济区为例

硒作为人体健康生长必需微量元素,由于其显著的抗癌作用,开始受到越来越多人的关注,并因此产生了很大的经济效益。土壤中含硒量不足或过多以及存在的形态,直接影响到植物的生长状况和含硒量,又进一步通过食物链而影响人、畜的健康,因此研究土壤剖面中硒的迁移转化具有重要意义。笔者在四川省成都经济区按照不同的土壤类型采集了4条土壤剖面PM2、PM8、PM9、PM11,测试了土壤中全量硒和有效硒的含量,并通过土壤溶液的培养分别获得了土壤溶液及残渣土壤中全量硒、有效硒的含量,由此计算了土壤溶液中硒的分配系数(Ki=Ci残渣土壤/Ci土壤溶液)。结果显示,全量硒和有效硒含量在剖面的表层明显富集;有效硒含量与土壤全量硒呈显著的正相关关系,与土壤有机质含量呈正相关关系;不同类型土壤中硒的分配系数在剖面中均呈现出由深层到表层逐渐富集的规律,且与土壤中pH值和有机质含量呈现正相关关系。研究表明,不同类型土壤中Se向植物中的迁移转化主要受Se全量、土壤pH值、有机质及土壤粘粒影响,且Se随土壤溶液在垂向上的迁移不明显。     

A comparison of sediment microbial communities associated with<Emphasis Type="Italic">Phragmites australis</Emphasis> and<Emphasis Type="Italic">Spartina alterniflora</Emphasis> in two brackish wetlands of New Jersey

The extensive spread ofPhragmites australis throughout brackish marshes on the East Coast of the United States is a major factor governing management and restoration decisions because it is assumed that biogeochemical functions are altered by the invasion. Microbial activity is important in providing wetland biogeochemical functions such as carbon and nitrogen cycling, but there is little known about sediment microbial communities inPhragmites marshes. Microbial populations associated with invasivePhragmites vegetation and with native salt marsh cordgrass,Spartina alterniflora, may differ in the relative abundance of microbial taxa (community structure) and in the ability of this biota to decompose organic substrates (community biogeochemical function). This study compares sediment microbial communities associated withPhragmites andSpartina vegetation in an undisturbed brackish marsh near Tuckerton, New Jersey (MUL), and in a brackish marsh in the anthropogenically affected Hackensack meadowlands (SMC). We use phospholipid fatty acid (PLFA) analysis and enzymataic activity to profile sediment microbial communities associated with both plants in each site. Sediment analyses include bulk density, total organic matter, and root biomass. PLFA profiles indicate that the microbial communities differ between sites with the undisturbed site exhibiting greater fatty acid richness (62 PLFA recovered from MUL versus 38 from SMC). Activity of the 5 enzymes analyzed (β-glucosidase, acid phosphatase, chitobiase, and 2 oxidases) was higher in the undisturbed site. Differences between vegetation species as measured by Principal Components Analysis were significantly greater at the undisturbed MUL site than at SMC, and patterns of enzyme activity and PLFAs did not correspond to patterns of root biomass. We suggest that in natural wetland sediments, macrophyte rhizosphere effects influence the community composition of sediment microbial populations. Physical and chemical site disturbances may impose limits on these rhizosphere effects, decreasing sediment microbial diversity and potentially, microbial biogeochemical functions.     

吉林西部不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布和碳密度

土壤碳库在陆地生态系统碳循环中起着关键性的作用。在对吉林西部进行为期6年（2004－2009年）的环境调查基础上,采集了217个土壤剖面,获取了2 170个土壤样品的平均容重、含水率和有机碳含量,分析了不同土地利用类型下土壤有机碳（SOC）的垂向分布特征、原因和机理。结果表明：不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布表现出截然不同的特征,大致可分为“下降型”、“上升型”和“不变型”3种。呈下降型的草地、农田、湿地等SOC含量主要富集在0~30 cm耕作层,并随深度增加而快速下降;滩地为上升型,良好的水文条件和相对茂盛的植物为有机质提供了有利条件;不变型包括盐碱地、林地和沙地,SOC含量处于全区最低水平。不同土地利用类型的土壤有机碳密度差异很大,从大到小依次为水田、草地、旱田、湿地、退化草地、滩地、林地、沙地、盐碱地,其中水田为（169.25±17.70） t/hm²,盐碱地为 （26.50±10.00） t/hm²。植被生物量和土壤理化性质是影响土壤有机碳含量的主要因素。     

Vegetation pattern variation,soil degradation and their relationship along a grassland desertification gradient in Horqin Sandy Land,northern China

The Horqin Sandy Land is one of the most severely desertified regions in northern China. Plant communities and soil conditions at five stages of grassland desertification (potential, light, moderate, severe and very severe) were selected for the study of vegetation pattern variation relating to soil degradation. The results showed that vegetation cover, species richness and diversity, aboveground biomass (AGB), underground biomass, litter, soil organic carbon (C), total nitrogen (N), total phosphorus (P), electrical conductivity, very fine sand (0.1–0.05 mm) content and silt (0.05–0.002 mm) content decreased with the desertification development. Plant community succession presented that the palatable herbaceous plants gave place to the shrub species with asexual reproduction and sand pioneer plants. The decline of vegetation cover and AGB was positively related to the loss of soil organic C and total N with progressive desertification (P < 0.01). The multivariate statistical analysis showed that plant community distribution, species diversity and ecological dominance had the close relationship with the gradient of soil nutrients in the processes of grassland desertification. These results suggest that grassland desertification results in the variation of vegetation pattern which presents the different composition and structure of plant community highly influenced by the soil properties.     

塔里木盆地荒漠植物与表土碳同位素组成研究

表土有机质碳同位素组成(δ¹³C_org)反映了来自于地表各种植物δ¹³C_org的一个混合信息.要从沉积物δ¹³C_org中提取可靠的植被信息,需要系统研究现代表土有机质δ¹³C_org与地表植被δ¹³C_org的差异.初步研究了塔里木盆地主要现代植被及土壤碳同位素组成,对比不同地区土壤和地表植被δ¹³C_org的差异.结果表明:塔里木盆地柽柳属种群中植物与表土碳同位素组成之间存在显著相关关系,说明在干旱地区土壤中微生物和水生生物等的干扰因素可以忽略,其现代土壤的同位素组成只与地表相应的主要植被类型有关.塔里木盆地柽柳属种群中表土有机质δ¹³C_org值比地表植被δ¹³C_org值平均偏正1.71‰左右,不同于其它地区表土和地表植被δ¹³C_org差异(2.2‰,1‰,0.5‰)的结果,反映不同地区表土和地表植被有机质δ¹³C_org值差异不同.在利用沉积物δ¹³C_org值提取古生态植被信息时,应考虑到不同地区土壤有机质与地表植被δ¹³C_org值的不同差异会影响植被中C₃、C₄植物组成情况.     

喀斯特区天然林不同演替阶段功能性状特征及其影响因素研究 ——以云南大黑山为例

不同演替阶段群落的环境条件有所不同,变化的环境因子驱使群落水平上功能性状和物种适应环境的生态对策改变,然而次生演替过程中群落功能性状和物种生态对策随演替时间的变化规律尚不清楚.本文以云南大黑山喀斯特地区弃耕后处于不同恢复阶段的天然次生林(3年,6年,20年,40年)和老龄林为研究对象,结合不同群落演替阶段的物种特征和群落结构,分析不同演替阶段叶、枝功能性状的变化规律,以及功能性状与环境因子的关系.结果表明:(1)随着演替的进行,土壤养分(除磷外)和水分逐渐增加,土壤容重先下降后趋于稳定,土壤pH变化不明显;比叶面积逐渐下降,叶片干物质含量和潜在最大高度逐渐增大.叶和枝的氮含量呈先下降后上升的趋势,磷含量均下降,N:P总体呈上升趋势.(2)冗余分析表明,演替早期灌木林阶段主要分布在土壤容重高,水分和养分相对匮乏的环境中,植物往往采取高养分含量、高光合速率、短寿命的开放性策略;演替后期乔木林阶段主要分布在土壤水分和养分相对肥沃的环境中,耐阴树种逐渐占据主导地位,植物通常采取低养分含量、低光合速率、长寿命的保守性策略.其中,土壤含水量、全氮含量、容重和有机质是影响喀斯特植物演替过程中功能性状变化的关键环境因子.研究喀斯特植物功能性状与环境因素随演替的变化规律,以及功能性状如何响应环境变化,旨在为今后科学指导人工植物群落构建和防止植被退化提供依据.     

祁连山海北高寒湿地植物群落结构及生态特征

海北高寒湿地系沼泽型和湖泊型湿地相并存.海北高寒湿地植物种类组成较少,从湿地中央到边缘植物优势种组成不同,群落结构变化明显.中部以帕米尔苔草为主要植物建群种的沼泽草甸,边缘地带以藏嵩草为主要建群种的沼泽化草甸,从中央到边缘地带主要有25种植物组成,隶属10科20属.高寒湿地植物有较高的地上生物量(349.373 g·m^-2)和地下生物量(仅1~40 cm层次最高可达10769.301 g·m^-2),而且地下部分远高于地上部分,地下生物量从表层到深层基本均匀下降,与矮嵩草草甸和金露梅灌丛草甸区的地下生物量分布截然不同.因湿地帕米尔苔草、藏嵩草、黑褐苔草、华扁穗草等为主的植物粗纤维高,牲畜利用率下降,不论地上还是地下对土壤有机物的补给均较高,多年的积累使其海北高寒湿地有深达2~3 m的泥炭层,使湿地形成一个非常重要的碳库.在气候变暖的条件下,这些未分解或半分解的土壤有机物质(或残体)将加速分解,对大气有更多的CO₂、CH₄等温室气体的排放.     

鄱阳湖自然保护区湿地植被群落与水文情势关系

以鄱阳湖自然保护区为研究对象,通过构建植被群落-水文参数直方图和计算敏感性指数,分析植被群落对水文条件变化的耐受性和敏感性,研究湿地植被群落与水文情势的关系。结果表明,在鄱阳湖自然保护区内,不同的植被群落对水文情势变化的耐受性和敏感性不同,苔草群落、假俭草群落对水文条件变化敏感性较低;苔草-廖子草群落、苔草-虉草群落和虉草-苔草群落对水文条件变化的敏感性较高,喜欢相对湿润的环境;南荻群落所能承受的水文条件变化范围较窄,喜欢相对干旱的环境。     

Wetland soil organic matter composition in a Mediterranean semiarid wetland (Las Tablas de Daimiel, Central Spain): Insight into different carbon sequestration pathways

Wetland soils from a Mediterranean semiarid wetland (Las Tablas de Daimiel, Central Spain) were studied to characterize the organic matter (OM) and determine its origin and transformation. Cross polarization magic angle spinning (CPMAS) ¹³C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and mathematical molecular mixing allowed analysis of the organic fraction in terms of six generic components (carbohydrate, protein, lignin, lipid, char and “carbonyl”). Las Tablas is an active carbon sink, with total organic carbon (TOC) content independent of soil OM quality; the TOC content of the upper sediment is 10.0 ± 7.8%. The inorganic carbon content is also high (5.4 ± 3.3%) and is associated mainly with OM of aliphatic character. The OM composition is variable; samples predominantly aliphatic (carbohydrate, lipid and protein) are characteristic of the northern sector, whereas predominantly aromatic samples are typical of the southern Tablas. A strong negative relationship between protein content and lignin content was found, interpreted as a consequence of different proportions of vascular vs. non-vascular (mostly charophyte) litter input. The effect of perturbation is apparent in the extended presence of char, particularly abundant in fire-prone areas. OM quantity and quality do not seem to depend on hydrology (although seasonal flooding is associated with lower TOC wetland soils) or soil characteristics. Dominant vegetation and fire are the main drivers of OM content and composition. Structural carbohydrate, protein and lipid (>60% of total organic fraction) dominate. Widespread anaerobic conditions and the recent character of the sediments could explain the preservation of different fractions of the original detritus composition (due to different vegetation and presence of microbes).     

Rapid development of an unusual peat-accumulating ecosystem in the Chilean Altiplano

Stratigraphic relationships, radiocarbon dating, sediment and peat characteristics, and rates of peat and carbon accumulation from a soligenous peatland, or “bofedal,” in the Chilean Altiplano shows the peatland to be unusually young, dynamic, and sensitive to environmental changes. The site lies in the National Park Nevado de Tres Cruces in the puna desert grassland at an elevation of 4300 m a.s.l. Eight peat cores were extracted from a 1.75-km transect yielding a maximum of 3.6 m of organic sediment. Organic matter began to accumulate 1700-1100 cal yr B.P. under a progressively arid local climate, after a period when regional climate is believed to have been more humid than at present. Areas of greater relief and better drainage in the valley bottom eventually fostered the growth of a riparian cushion plant community after water flowing down the valley began to diminish. This led to rapid lateral expansion of the riparian peatland communities over open water in topographic depressions at a rate heretofore unprecedented in the peatland literature. It appears that development of the peatland has been encouraged by autoregulation of internal hydrology. The drainage impediment created by organic mass accumulation in lower-relief areas probably reduced the amount of water arriving at the lower reaches of the peatland. These areas have become progressively drier and have since died and oxidized. Through endogenous peat accumulation and a concomitant drainage impediment, the ecosystem has been migrating upstream over the past 50 years.