安庆沿江退耕还湖18年的湿地土壤生物化学性质研究

以安庆沿江农田不同退耕还湖方式——低坝高网式水产养殖和湿地自然恢复区的湿地土壤为研究对象,并以邻近的水田和旱地土壤作为参照,研究退耕还湖后湿地土壤生物化学性质变化.结果表明,退耕还湖18a(1991～2009年)后,在湿地自然恢复区,湿地土壤(深度为0～30 cm)微生物量碳含量、土壤磷酸酶活性和过氧化氢酶活性增大,土壤脲酶活性和蔗糖酶活性减小;由水田退耕18a的湿地亚表层土壤(深度为15～30 cm)脲酶活性和表层土壤(深度为0～15 cm)过氧化氢酶活性与由旱地退耕18a的湿地无明显差异,由水田退耕18a的湿地表层土壤脲酶活性和亚表层土壤过氧化氢酶活性、表层和亚表层土壤微生物量碳含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性都明显高于由旱地退耕18a的湿地.退耕还湖18a后,进行低坝高网式水产养殖的湿地土壤微生物量碳含量、土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性减小,而过氧化氢酶活性增大;由水田退耕18a的湿地表层和亚表层土壤微生物量碳含量与由旱地退耕18a的湿地无明显差异,由水田退耕18a的湿地表层和亚表层土壤脲酶活性、表层土壤蔗糖酶活性和亚表层土壤磷酸酶活性明显高于由旱地退耕18a的湿地,而其亚表层土壤蔗糖酶、表层土壤磷酸酶、表层和亚表层土壤过氧化氢酶活性均显著低于由旱地退耕18a的湿地.天然湿地土壤微生物量碳含量、土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性明显低于已退耕还湖的湿地和参照农田土壤.退耕还湖后,湿地的不同利用方式及其历史利用方式影响湿地土壤生物化学性质;湿地土壤有机质等养分含量和水文条件变化是导致湿地土壤生物化学性质变化的主要原因.     

乌裕尔河滨河湿地不同退耕还湿方式下土壤养分恢复特征

以乌裕尔河滨河湿地退耕还湿示范区为研究对象,在自然恢复和人工修复的湿地恢复方式下,研究典型湿地植物群落土壤的p H、有机质含量、速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量和电导率的变化。结果表明,随着退耕时间的增加,与人工修复方式相比,自然恢复方式对土壤的改良作用更显著;在不同植物群落中,小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落对实验区湿地的土壤养分恢复更具促进作用。     

退耕还湿土壤生态恢复研究

退耕还湿是湿地生态恢复的重要举措,土壤生态恢复是退耕后湿地生态系统恢复的关键。从湿地土壤概念、退耕后土壤物理化学性质、生物化学性质变化及土壤生态恢复进程等几个方面进行了综述,最后对退耕还湿后土壤生态恢复的进一步研究提出展望。     

扎龙湿地克钦湖表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布特征

为了了解扎龙湿地克钦湖沉积物中营养物质的分布状况,在扎龙湿地克钦湖设置了21个采样点,于2016年7月9日,采集了0~5 cm深度的沉积物样品,测定了表层沉积物样品中有机质、全氮和全磷含量;利用克里金插值法,绘制表层沉积物有机质、全氮和全磷含量的空间分布图,并分析了其空间分布特征及影响因素。研究结果表明,克钦湖0~5 cm深度沉积物中有机质和全磷含量整体上由东北向西南逐渐减小,北湖区表层沉积物中的有机质和全磷含量都大于南湖区;克钦湖中西部表层沉积物中的全氮含量较大,东南部的较小,南、北湖区表层沉积物中全氮含量平均值较接近;克钦湖表层沉积物整体呈弱碱性,北湖区表层沉积物组成以粉砂土为主,南湖区表层沉积物组成以砂土为主;表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量与研究区的地势、植物群落分布和周边人类活动有关,粉砂土含量和pH是影响表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布的主要指标。     

不同利用方式对纳帕海高原湿地土壤质量的影响

研究了纳帕海高原湿地不同利用方式对土壤质量的影响,结果表明,天然沼泽和浅水沼泽草甸,排水疏干后用于放牧的草甸、垦后湿地相比,土壤有机质分别减少了4.33%、7.32%和5.64%,全氮分别减少了0.1%、0.33%和0.16%,除垦后湿地速效钾和速效磷含量较高外,速效养分呈现和有机质、全氮一样的变化趋势,均随人为活动干扰加剧而不断下降,土壤酶活性中蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性与土壤有机质等肥力因子存在显著相关性。垦后湿地土壤养分含量和酶活性较高,土壤质量改善,这与人为大量施用有机肥和周围山上水土流失带下土壤养分汇集有关,但其湿地环境已完全转化为旱生环境,湿地功能丧失。综合土壤性质10项指标计算的土壤退化指数表明,与天然沼泽比较,沼泽草甸和草甸湿地均出现退化现象,垦后湿地环境完全改变,应及时进行保护和恢复,退耕还湿。     

宁夏哈巴湖国家级自然保护区土壤养分5年变化

测定了宁夏哈巴湖国家级自然保护区2013、2018年沙柳（Salix psammophila）群落、油蒿（Artemisia ordosica）群落、锦鸡儿（Caragana microphylla + C. korshinskii）群落和长芒草（Stipa bungeana）群落142个样点的土壤有机质、全氮和全磷含量，分析了土层20 cm处5年间土壤养分的变化。结果表明：从2013年到2018年，整个保护区土壤有机质显著增加52.46%，土壤全氮显著增加154.14%，土壤全磷增加21.75%；油蒿群落57个样点土壤有机质、全氮和全磷含量的增加量高于整个自然保护区，土壤有机质显著增加57.64%，土壤全氮显著增加323.50%，土壤全磷显著增加33.58%。5年来宁夏哈巴湖国家级自然保护区土地沙漠化得到了逆转，同时土壤养分的变化也开始影响植物群落的波动。     

水位变化下菜子湖湿地多目标生态修复方案研究

水文过程塑造了湖泊湿地的主要生态结构和功能,筑坝拦蓄、跨流域调水和航运等人类活动对湖泊的水文节律产生了明显影响,开展水位变化下湖泊的多目标修复,能够使湖泊受到的破坏得到不同程度的恢复。在综述水位变化生态影响和湿地修复方法的基础上,提出了水位变化下的湖泊湿地多目标生态修复框架;在该框架的指导下,制定了引江济淮工程运行后菜子湖湿地的多目标生态修复方案;该方案能满足包括鱼类多样性保护、沉水植物恢复、泥滩和草本沼泽面积维持和水鸟多样性保护等多目标的湿地修复需求,在提高菜子湖湿地生态完整性、可持续性和生物多样性保护方面具有显著优势和可行性。     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0~100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全磷（STP）含量及其化学计量特征。结果表明：（1） 不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。（2） 不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60~100 cm呈增加趋势。（3） 不同恢复植被土壤SOC:STN（C:N）、SOC:STP（C:P）差异不显著（P>0.05）,刺槐的土壤STN:STP（N:P）显著高于其他植被类型（P<0.05）,土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。（4） 研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量（SWC）和土壤容重（BD）呈负相关,与土壤粉粒（slit）和黏粒（clay）含量呈正相关,STP对土壤细颗粒的响应强度大于SOC和STN。研究区土壤化学计量在不同退耕恢复植被间差异显著,其中刺槐的土壤养分含量较其他植被类型更好,可为该地区植被恢复工作进一步开展提供参考。     

腾格里沙漠南缘植被恢复过程中土壤理化性状的变化

土壤有机碳是土壤质量的关键指标,也是评估陆地生态系统碳库对大气CO2源、汇效应转变的基础。本文分析了腾格里沙漠南缘植被恢复过程中土壤物理性质、有机碳含量及其组分特征。结果表明:在围封后,土壤容重随着植被恢复年限的延长呈指数级减小,孔隙度、黏粒含量和田间持水量则表现出随年限延长而显著增大的趋势;土壤有机碳、微生物量碳、轻组有机碳和重组有机碳含量随着围封抚育年限的延长而显著增加,轻组有机碳占总有机碳的比例随植被恢复年限的延长而增大,而重组碳所占比例则随时间变化显著下降。土壤有机碳与容重呈显著负相关,而与其他参数呈显著正相关,说明其变化受多种因素影响,且对土壤物理性质的变化有重要意义。     

若尔盖高原湿地生态恢复过程中土壤有机质的变化研究

采用野外调查和室内分析结合的方法研究了若尔盖高原湿地生态恢复过程中土壤有机质的数量、分布及质量变化，以探讨生态恢复过程对湿地土壤肥力的影响。结果表明，在若尔盖高原湿地生态恢复过程中，土壤类型发生相应的生态演替，其恢复演替序列为风沙土→草甸土→沼泽土→泥炭土。随着湿地生态系统的逐步恢复，土壤有机质的含量大幅度提高，土壤有机碳的氧化稳定性趋于增强，土壤腐殖质组成中胡敏酸的含量逐步提高，胡敏酸的E4值增大，E4／E6值减小，土壤腐殖质的品质改善。土壤有机质的数量、分布及质量变化均表现出与湿地生态条件和环境变化的高度一致性，湿地生态恢复有利于湿地土壤肥力水平的提高。     

民勤绿洲盐碱化退耕地植被自然演替及土壤水分垂直变化研究

采用时空互代的方法,对民勤绿洲盐碱化退耕地21个样地105个样方的自然恢复植被以及土壤水分进行调查,并对各植被群落特征和土壤水分垂直变化进行统计分析。结果表明,退耕后50 a的植被演替过程中,调查样方内共出现植物22种,分属于11科21属;退耕地植被自然恢复的过程大致经历了田旋花、独行菜、骆驼蒿、苏枸杞和盐爪爪5种群落类型的演替;在整个演替过程中,植被恢复大体分为迅速恢复期（1～2 a）、初始更替期（3～8 a）、高级更替期（9～28 a）和缓慢恢复期（29 a以后）4个阶段,同时,Margalef指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数均呈现出波动式减小的变化趋势,Monk指数、Pielou指数和Alatalo指数则呈现出波动式增大的变化趋势。此外,不同时间退耕地土壤水分垂直变化差异显著,随着退耕时间的不断延长,土壤水分整体经历了先急剧减小后缓慢递增的变化趋势;根据其含水率大小大致分为3组:土壤含水率较低者（20世纪70年代、1978年和1999年退耕）,大部分土壤含水率低于10%;土壤含水率较高者（20世纪50年代、60年代和2004年退耕）,土壤含水率绝大部分大于10%;土壤含水率最高者（2007年退耕）,土壤含水率大部分大于20%。     

黄土高原西部弃耕地植被恢复与土壤水分调控研究

选择黄土高原半干旱偏旱区2 a、3 a、4 a、5 a、7 a、9 a、12 a、20 a的弃耕台地和天然台地,调查各弃耕地和天然台地的植物种类、数量、盖度、频度和地上生物量,定期采样分析各样地0~100 cm土层土壤水分。结果表明：农田弃耕后植被沿天然植被方向演替,在演替过程中,植物种类数量逐渐增加,但在弃耕9 a后开始减少,20 a后接近于天然台地;更耐旱的多年生草本和小灌木种增加;除7~9 a波状变化外,植被盖度和地上生物量呈逐渐减少趋势,弃耕初期的植被盖度和地上生物量显著大于弃耕12 a后和天然台地;12 a和20 a弃耕地0~100 cm土层含水量高于其他弃耕地和天然台地,弃耕初期表层土壤含水量较高,天然台地含水量居中,但其植被对水分利用的时间延长,范围扩大,表明天然台地植被的水分利用率提高,植被群落更加稳定。     

1977-2014年江苏中部滨海湿地演化与围垦空间演变趋势

通过野外实地调研与遥感影像解译相结合的方式,研究1977-2014年（1977、1984、2000、2007与2014年）江苏中部滩涂湿地演化与围垦空间演变的规律。结果表明,1977-2014年江苏中部滨海湿地射阳河口以南岸线段总体以淤长为主,但是也存在侵蚀的岸线段,总体淤长/侵蚀速度在±20 m/yr左右,最高值出现在东台和如东洋口港附近。研究区湿地围垦的速度远高于岸线淤长的速度,基本维持在50 m/yr以上。1977-2014年江苏滨海湿地的生态关键区面积出现了快速的退化趋势,特别是盐生植被空间的快速萎缩,主要出现在射阳南部和大丰市。调查发现研究区传统的湿地围垦开发演变模式是光滩→盐生植被→养殖水面→耕地→建设用地。但是现在由于新技术和新方法的应用,极大地缩短了围垦演变路径和周期,有助于围垦经济效益的提高。江苏滨海湿地围垦后土地开发利用强度呈较为明显的上升趋势。同时,江苏滨海湿地开发的热点空间在区域上主要集中于几个重要的港口及其腹地建制镇附近,但总体规模不大。     

黄土丘陵区坡面尺度上不同植被格局下植物群落和土壤性质研究

通过对黄土丘陵沟壑区陕西延安羊圈沟小流域坡面上退耕还林还草后形成的林地(单一种植刺槐人工林)、草地(单一的撂荒草地)、草地-林地-草地(上坡位和下坡位撂荒草地,中坡位种植刺槐人工林)及林地-草地-林地(上坡位和下坡位种植刺槐人工林,中坡位为撂荒草地)四种不同的植被格局下植物物种多样性及土壤理化性质变化的研究,旨在揭示植被恢复过程中,坡面上植被不同的空间配置模式对植物物种的组成及土壤环境变化的影响.研究发现,4种植被格局下植物物种的多样性以单一的撂荒草地坡面最高,人工林的种植一定程度上影响了林下植物物种多样性的恢复,但整个灌木和草本的群落结构4种植被格局之间均未达到极不相似水平.土壤有机碳及总氮含量均以坡面上草地-林地-草地的空间配置格局最高且有机碳存在显著差异,而撂荒草地则在土壤水分的保持及改善土壤pH值上优于其他3种植被格局.     

固沙植被区生物土壤结皮中蓝藻群落的多样性

采用非培养法对腾格里沙漠沙坡头固沙植被区的蓝藻多样性进行了研究,通过蓝藻通用引物PCR扩增其16S rDNA序列并构建16S rDNA文库,对阳性克隆进行测序、比对分析和构建系统发育树,同时通过Shannon-Weaver多样性指数、Chao和ACE丰富度指数及Simpson优势度指数对蓝藻多样性进行比较分析。结果表明:腾格里沙漠沙坡头地区蓝藻可分为5大类:颤藻目(Oscillatoriales,64.55%),色球藻目(Chroococcales,1.82%),念珠藻目(Nostocales,16.36%),宽球藻目(Pleurocapsales,6.82%)和未分类蓝藻(10.45%)。人工固沙植被区经过57年的恢复,蓝藻群落Chao和ACE丰富度指数均明显小于天然植被区(恢复逾100年),而且其群落结构与天然植被区仍然存在着统计学显著差异的区别,说明荒漠区生态系统微生物多样性的恢复是一个长期的过程。     

贡嘎山东坡土壤有机质及氮素分布特征

对贡嘎山东坡自然垂直带土壤有机质和氮素的分布特征的研究表明,贡嘎山东坡表层土壤有机质和全氮含量随海拔升高有上升趋势,但在针阔混交林以上出现波动,在群落过渡带处出现显著峰值,气候和植被类型的综合作用决定了有机质和氮素的空间分布。土壤有机质和氮素在土壤剖面中的垂直分布趋势一致,凋落物层和土壤A层高于B、C层,这与动植物残体在土壤中的垂直分布格局类似。群落过渡带在腐殖质A层出现氮素累积峰。土壤碳氮比介于7~25之间,相对较低,利于土壤腐殖质化和有机氮矿化。碳氮比随海拔升高而升高,在土壤剖面中的分布随植被类型不同而有所差异。土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在于土壤有机质中,土壤碳氮比与有机质含量显著相关。     

半干旱黄土丘陵区人工植被深层土壤干化效应

科学评估不同植被恢复模式的土壤干化效应是目前黄土高原生态恢复一个亟需解决的关键问题。本文以半干旱黄土丘陵区14种典型人工植被为例,通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI,定量评估了不同植被深层土壤干化效应。研究发现:除农地和撂荒草地外,各植被深层土壤水分均随土层深度的增加而升高,深层土壤水分含量同土层深度之间呈一元线性关系。不同人工植被深层土壤相对干化程度存在差异,以油松林地最高,杨树侧柏混交林地最低。不同植被类型受其自身蒸腾耗水、根系特征和耕作等影响,土壤干化的程度在剖面上存在差异,但总体趋势为随深度增加而降低。针阔叶植被配置模式土壤水分状况要稍好于阔叶纯林的配置模式。     

科尔沁沙质草地不同恢复年限草本层群落结构及其与土壤理化性质的关系

草本植物在沙地植被恢复过程中具有重要作用,研究自然恢复沙质草地草本层植物群落组成变化规律及其与土壤因子之间的关系,对植被与土壤恢复具有重要的意义.本研究对科尔沁严重退化沙地封育12、17年和20年的自然恢复沙质草地植物组成和土壤理化性质进行研究,同时分析了植物组成与土壤因子的相关关系.结果表明:随着恢复年限的增加,土壤...     

新疆昌吉州耕地开垦轨迹对土壤肥力变化的影响

定量刻画区域尺度耕地开垦轨迹（初始地类、初始土壤类型和耕作年限）对土壤肥力变化的影响,对指导区域农业施肥管理措施、提高农田土壤肥力具有重要意义。本文以新疆昌吉州为研究区,通过叠加5期土地利用数据来识别耕地开垦轨迹,基于1980年和2018年两期大量样点数据,分析耕地开垦前的土地利用方式和土壤类型以及开垦后耕作年限的差异对土壤肥力变化的影响。结果表明：① 1980—2018年间新开垦耕地面积的90.12%来源于草地,9.88%来源于未利用地。在此期间除碱解氮含量降低之外,其他土壤肥力指标含量均增加。② 高覆盖度草地被开垦会造成土壤有机质的损失,草地（高、中、低覆盖度草地）和未利用地（盐碱地和裸土地）被开垦会降低土壤碱解氮含量,增加有效磷和速效钾含量。③ 随耕作年限增加,土壤有机质呈现缓慢的增加态势并逐步趋于平稳;而速效养分含量短期内增加,当耕作年限达到中长期（19~28年）后趋于稳定或开始下降,存在阈值效应。④ 草地开垦造成的有机质损失在耕作年限达到中长期之后逐渐得以恢复。草地和未利用地开垦造成的碱解氮损失在耕作38年之后仍未得到恢复。⑤ 初始土壤类型为草甸土和灌漠土的现状土壤肥力较高,棕钙土和灰漠土的肥力较低。建议随耕地经营年限的增加,合理配比氮磷钾肥,改善重氮肥轻磷钾肥的现状,增加磷钾肥施用量,少量多次施用氮肥。