阿拉善荒漠草地恢复初期植被与土壤环境的变化

对阿拉善荒漠草地恢复初期(1998-2001)植被特征和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:草地恢复过程中,植被的盖度和生物量比封育前分别增加272%~536%和44.39%~305.3%。植被的恢复使土壤理化性质发生了变化,与封育前相比土壤中有机质、全N、速效K以及细砂、特别细砂和粘粒含量显著增加;速效N、速效P降低。土壤有机质、全N和全P的含量与土壤中<0.05 mm颗粒和速效K含量呈极显著正相关,并且前三者之间也呈极显著正相关(P<0.01)。     

紫花苜蓿种植对山地荒沟客土理化性质的影响

试验在客土回填后的山地荒沟,设置紫花苜蓿草地试验区,连续2 a研究紫花苜蓿种植对客土理化性质的影响,结果得出:自然条件下,春季播种紫花苜蓿,可以加速山区荒沟植被恢复,改善客土理化性质,播种后第2 a,地上生物量与覆盖度达到最高,分别为2 1.5 kg/hm2和74.1%,0~10 cm土层中pH值明显降低,土壤速效钾相对增加,全氮、碱解氮含量显著提高,达到0.657 g/kg与39.54 mg/kg;播种后第3 a,10~20 cm土层内土壤容重显著减小,达1.241 g/cm3,总孔隙度显著提高,5.0~17.5 cm土层土壤紧实度显著降低,同时,0~10 cm土层速效磷含量下降速度相对减缓,有机质含量显著升高,达到9.253 g/kg。     

轿子山自然保护区土壤理化性质垂直变异特征与环境因子关系

根据轿子山自然保护区的地形特点,设置东、西两条垂直样带,选取18项指标,分别代表土壤理化性质、地形和植被因子,利用主成份分析、聚类分析和典型相关分析等多元统计手段,对该保护区土壤理化性质与环境因子之间关系进行分析。结果表明:地形对土壤理化性质影响较大,海拔是影响土壤有机质、全氮、碱解氮含量、pH值、土体厚度的主要因素;坡度和坡向对土壤质地影响较大;植被类型对土壤理化性质影响不显著。土壤理化性质垂直变异水平在3个海拔段差异较大:海拔3 700 m以上,有机质、全氮等含量最高,pH值最小,但土体最薄,砾石含量高;海拔3 000~3 700 m,有机质、全氮等含量较高,pH值较低,土体厚度最大,砾石含量最少;海拔3 000 m以下,土壤退化明显,有机质、全氮等含量最低,pH值最高,土体较厚,砾石和砂粒含量较高。     

天津滨海新区自然湿地植物分布与土壤理化性质的关系

于2008年7～9月,采用样带取样法对天津滨海新区湿地植被群落和土壤理化性质进行调查,并应用典范对应分析法(Canonical Correspondence Analysis,CCA)对滨海新区湿地植被群落类型及其分布与土壤理化性质之间的的关系进行了研究.典范对应分析结果表明,不同群落类型在排序轴上的位置反映出与土壤理化性质的关系,土壤含水量和含盐量的差异是形成滨海新区湿地植物分布格局的重要因素,其次是速效氮含量,而pH、有机质、速效钾、速效磷的影响较小.土壤理化性质因子在一定程度上决定了群落在排序空间中的位置,也决定了群落物种组成这一基本的群落特征.优势种的排序结果与样方的结果极其相似,说明优势种的分布格局在一定程度上决定了群落类型的分布格局.     

震区植被恢复初期土壤理化性质与土壤呼吸间的关系

为了解地震灾区不同恢复方式下土壤理化性质和土壤呼吸间的关系,选取2种典型气候区(干旱河谷气候区与亚热带季风气候区)为研究区,设置人工恢复、未受损、自然恢复3种恢复方式的固定样地,定期测定土壤呼吸与土壤理化性质(有机碳、全氮、全磷、速效氮、有效磷、容重、孔隙度、电导率和pH值),并分析各因子间的相关关系。结果表明:气候类型显著影响土壤全氮、容重、孔隙度、电导率以及土壤呼吸,表现为干旱河谷气候区显著优于亚热带季风气候区;恢复方式显著影响土壤呼吸速率、有机碳、全氮、全磷、速效氮、有效磷含量、C:P、N:P、容重、孔隙度和电导率,基本表现为未受损样地优于人工恢复样地优于自然恢复样地;二者交互作用显著影响土壤呼吸、土壤物理性质和除全磷、有效磷外主要土壤养分的流失。两种气候区土壤呼吸的影响因子不同,干旱河谷气候区主要为土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、pH值、容重和孔隙度,亚热带季风气候区主要为土壤有机质、全氮、速效氮、容重和孔隙度。本研究为评价和优化西南地区灾后恢复治理措施提供一定科学依据,对其生态安全维护和生态屏障建设提供帮助。     

红河流域土壤理化性质变化特征及其环境主控因子分析

在收集第二次全国土壤普查资料的基础上,重新采集红河流域内主要土壤类型的样本并测试其理化特性,分析了近30年以来流域土壤理化性质和土壤生产力的变化特征及环境影响因素。结果表明,近30年来,研究区表层土壤有机质含量平均降低14.67%,碱解氮含量平均降低9.96%,速效磷含量平均增加165.45%,速效钾含量平均增加66.53%。同时,当前土壤生产力指数也较第二次土壤普查时高出102.73%。分析发现研究区土壤侵蚀可以在一定程度上导致土壤有机质含量和土壤综合生产性能的降低,但并不是影响土壤生产力指数变化的关键因子。自然环境因子中降水是影响土壤生产性能变化的最主要因子,其次为温度和坡度。     

土地利用方式对西藏东部河谷山地土壤肥力性质的影响

通过现场调查取样和室内理化分析,研究了西藏东部主要河谷地区不同土地利用方式下土壤肥力性质及其随土地利用方式变化的机制。结果表明:不同土地利用方式下土壤理化性质有明显的差异,耕地和裸地土壤砂粒含量高于其他利用方式,本区域土壤砂质特征明显;受有机质积累影响,乔木林地、灌丛地土壤具有相对较高N素养分;受施肥等因素影响,农耕地土壤具有相对较高P、K养分;在所有利用方式中,裸地土壤尽管具有相对较高的粉粒含量,但所有养分指标均最低,显著低于林地土壤。总之,对于西藏脆弱生境而言,耕作使得有机质更易于消耗。由于有机质与植被之间存在明显互相促进的作用,因此维持土壤有机质平衡对于恢复植被、保护青藏高原东缘生态屏障具有重要的意义。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤养分的影响——以山西省河东矿区1号煤矸石山为例

对2009-2011 年山西省河东矿区不同植被恢复模式下土壤养分进行了检测分析,并对其环境影响因子进行了研究.结果显示：(1) 随着矸石山植被恢复年限的增加,煤矸石山地温显著降低,植物多样性增加,盖度和生物量不同程度提高.(2) 经过3 年植被恢复的矸石山土壤速效磷和速效钾的改良效果达到全国土壤普查3 级水平;恢复土壤碱解氮和有机质含量为11.94 mg·kg^-1和7.69 g·kg^-1,改良效果不显著.紫穗槐模式对土壤速效磷的改良效果较好;紫穗槐-高羊茅-紫花苜蓿模式有利于碱解氮的积累;高羊茅-紫花苜蓿模式对速效钾和有机质的改良效果最佳.(3) 矸石山坡度和地温与土壤养分呈显著负相关;紫花苜蓿盖度与碱解氮、速效钾和有机质含量呈显著正相关;植被平均生物量和高羊茅盖度的提高有助于土壤养分的改良效果.煤矸石山植被恢复宜采取以草开路,在生态环境条件有所改善基础上,走草、灌、乔相结合的构建模式.     

流沙地恢复过程中土壤特性演变研究

以毛乌素沙地西南缘的盐池县沙边子及位于腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区为例,研究了该地区不同程度沙漠化土地恢复过程中土壤机械组成及土壤养分的动态变化。结果表明:不同地区或同一地区不同区域的沙漠化土地中,随着植被盖度的增加及恢复程度的增强,土壤中的粉粒、粘粒含量都有显著增加（P<0.05）,土壤质地向着壤质化和细粒化方向发展;土壤的有机质、全氮、全磷含量也有显著增加（P<0.05）;速效氮、速效磷含量也有相应的增加。土壤有机质、全氮和全磷的含量与土壤粉粒、粘粒含量呈显著正相关,且前三者之间也呈极显著正相关;但是土壤粉粒和粘粒含量与速效氮、速效磷和速效钾之间的关系则因区域和土地利用的不同表现出明显的差异。     

甘肃黄土高原植被覆盖时空变化及驱动因素

利用MOD13A2数据获得2000～2021年甘肃黄土高原植被覆盖度,分析甘肃黄土高原植被覆盖分布格局及变化特征,并从气候因素与人类活动因素两方面探讨对植被覆盖变化的影响。结果表明：整体上甘肃黄土高原植被覆盖明显提高,覆盖度自北向南逐渐增加;气温与植被覆盖变化的相关性表现不显著,降水则明显表现为正相关,因此降水是植被覆盖变化的重要自然因素;人类活动对植被变化的影响存在两面性,部分地区城镇扩张导致植被覆盖度下降,但同时生态工程整体上又促进了地区植被恢复。     

洪河自然保护区湿地主要植被类型物种多样性与表层土壤性质的相关性研究

对洪河湿地主要植被类型物种多样性特征、土壤性质特征及二者之间的相互关系进行了研究。结果表明:按沼泽—沼泽化草甸—湿草甸—灌丛草甸—岛状林的序列,物种丰富度呈逐渐增加的变化格局,物种多样性、均匀度呈先下降后上升的格局,优势度呈先上升后下降的格局;而土壤性质特征则呈不规则变化格局。植物物种多样性与土壤性质之间只有均匀度与速效氮之间存在着极显著正相关,其他均无显著相关。这说明在洪河湿地,土壤性质不是决定上述序列的植被类型的物种多样性的主要因素,而土壤速效氮含量是影响物种均匀度的关键因素,同时,对其他物种多样性特征也有一定影响。     

围封对沙漠化草地土壤理化性质和固碳潜力恢复的影响

过度放牧是科尔沁沙地退化的主要原因,禁牧围封可以有效地控制牲畜对植被-土壤系统的破坏,促进退化生态系统的有效恢复。以过度放牧后的沙漠化草地为对象,调查了禁牧围封13年后沙漠化草地土壤理化性质的变化特征,并分析了围封对土壤固碳潜力的影响。结果表明：（1）沙漠化草地围封13年后,土壤砂粒含量减少、粉粒和黏粒含量增加,且粉粒增加最为明显,平均含量增加123%;土壤容重在不同土壤深度均呈下降趋势。（2）围封后土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量呈增加趋势,分别增加了102%、97%、123%和24%,但土壤有效磷和缓效钾呈减少趋势;土壤pH显著升高,阳离子交换量呈现增加趋势。（3）除土壤有效铁外,其余有效微量元素包括有效铜、有效锰和有效锌平均含量均呈增加趋势,分别增加44%、30%和82%。（4）土壤有机质与pH值、阳离子交换量、全氮、速效氮、速效钾、有效铜、有效锰、有效锌含量呈显著正相关关系。（5）沙漠化草地围封13年后,100 cm深度土壤有机碳储量增加393.45 g·m^-2,碳截存速率为30.27 gC·m^-2·a^-1。对于因持续过度放牧所导致的严重退化草地,禁牧围封可有效促进土壤有机质、养分和微量元素的增加,影响土壤质地及固碳潜力等的变化,但严重退化沙漠化草地的恢复需要一个长期的过程,土壤有机碳储量要恢复到科尔沁非沙漠化草地水平至少需要百年的时间尺度。     

不同恢复方式地震受损区的土壤理化性质的Meta分析

地震及其引发的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害不仅严重破坏土壤物理结构,也影响土壤质量,进而带来一系列生态问题。地震受损区通常采用人工和自然恢复,其恢复效果的个例研究较多,而地震受损区土壤理化性质的整合分析鲜有报道。本文应用Meta分析方法,定量综合地分析地震受损区在不同恢复方式下的土壤理化性质。通过中英文数据库,以地震或滑坡、土壤为主题进行检索,检索年限为1990—2018年,共筛选出19篇有效文献,提取了434个独立样本。结果表明:(1)与邻近未受损区相比,地震受损区在人工恢复下的土壤粉粒含量和孔隙度显著降低(p 0. 05),黏粒、砂粒含量和容重无显著差异(p 0. 05),而自然恢复下的土壤黏粒含量和孔隙度显著降低(p 0. 05),砂粒含量显著增加(p 0. 05);(2)与自然恢复区相比,人工恢复区的土壤孔隙度显著降低(p 0. 05),黏粒、粉粒、砂粒含量和容重无显著性差异(p 0. 05);(3)与邻近未受损区相比,地震受损区的土壤p H值显著升高(p 0. 05),而土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量均显著降低(p 0. 05);(4)人工恢复区的土壤p H值、阳离子交换量、有机质含量、全N、P、K以及速效N、P、K含量均与自然恢复无显著性差异(p 0. 05)。地震受损区在10年恢复期内,除土壤孔隙度外,人工与自然恢复方式对其土壤性质无显著影响,随恢复时间的延续,其土壤性质的恢复效果有待进一步研究。     

三江源花石峡地区植被退化与土壤养分的关联

为探索三江源区草地退化过程中植被与土壤养分之间的关联性,对果洛州玛多县花石峡地区不同退化梯度草甸的植被特征和土壤养分进行了相关性分析。结果表明:在山地草甸梯度退化过程中,优质牧草丰富度、盖度均降低,低产杂草类植被比例增加;随着退化梯度加剧和土壤剖面加深,土壤养分梯度变化明显,有机质含量明显下降,土壤呈碱化趋势,速效磷含量下降。植被盖度与土壤速效磷、p H值、有机质含量呈高度关联性。有机质和磷肥是植被恢复重建的关键。     

河水漫溢对塔里木河下游土壤及植被的影响

通过比较和分析塔里木河下游在输水过程中形成的漫溢干扰对土壤理化性质和天然植被的影响和分析漫溢作用下土壤理化性质的变化特点,对河水漫溢干扰对下游天然植被恢复的作用进行了探讨,为塔里木河下游的生态恢复工程提供理论依据。从漫溢区与非漫溢区土壤理化性质的对比结果看:(1)同一观测断面内漫溢区的粘粒含量大于非漫溢区,多次漫溢区粘粒含量大于漫溢次数少的区域,随着漫溢次数的增加,土壤中细沙和极细沙含量显著下降,中粉沙和粗粉砂含量增加,这主要是地表过水对土壤中的颗粒进行冲刷和沉积造成的结果。(2)漫溢增加了土壤的含水量和容重,对土壤有紧实作用。(3)漫溢后土壤的养分的淋洗与沉降作用明显,表明漫溢作用影响了土壤养分在表层的分布。这些土壤理化性质的变化从一定程度上解释了为何漫溢后地表植被的长势和种类有了明显的变化。     

种植苜蓿对土壤肥力的影响

通过对4年生苜蓿地和传统耕地(棉花)表层土壤分层(0～10,10-20,20-30cm)取样分析,从定量的角度研究了不同种植方式对表层土壤理化性质的影响。结果表明：与传统耕地相比,4年生苜蓿地在从未施用任何肥料的情况下,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的含量均比每年都施肥的传统耕地高,且差异显著。与种植棉花相比,种植苜蓿可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,显著降低土壤中总盐含量以及氯离子含量,充分表明苜蓿具有改良土壤的特性。但是苜蓿地土壤pH值比棉花地的高,具体原因尚需进一步研究。本研究同时分析了种植苜蓿与传统作物(棉花)对耕层土壤理化性质的影响是否存在垂直分布上的差异,各指标表现不一。     

退耕还湖后菜子湖湿地土壤有机质含量变化

以安庆菜子湖区退耕还湖湿地土壤为研究对象,分析退耕还湖后退耕年限、植被恢复状况及人类活动对土壤有机质含量变化的影响。结果表明:植被恢复良好的湿地土壤有机质含量明显高于地表裸露;随着退耕年限的增加,湿地土壤有机质含量呈现上升趋势,退耕20年后湿地表层土壤有机质含量基本达到原始湿地水平,而亚层土壤有机质含量仍显著低于原始湿地;圩内水产养殖湿地土壤有机质含量显著低于圩外水产养殖湿地和原始湿地。结果分析表明退耕后植被恢复状况及水产养殖等人类活动影响退耕后湿地土壤有机质含量变化,减少人类活动干扰有利于退耕后湿地生态自然恢复。     

不同地质背景下发育的土壤及其对物种多样性的影响

以重庆金佛山地区为例,分析土壤基本理化性质与成土母质和植被的关系,并对石灰岩和砂页岩地区的生物多样性及其与土壤基本理化性质的关系进行了探讨。结果表明,成土母质对土壤基本理化性质的影响主要体现在钙镁总量上,但这种影响随着土壤发育的成熟和植被正向演替的进展逐渐减弱;不同母质地区的物种多样性指数均与土壤钙镁含量呈明显的负相关,在土壤发育和生态恢复初期,土壤中较高的钙镁含量对物种多样性有一定的限制作用;石灰岩地区的物种多样性与土壤因子的关系更为复杂,导致群落的不稳定性增强。     

红壤侵蚀区芒萁覆盖对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体在维持土壤结构和保持水土等方面具有重要的作用。以未治理地(Y0)、恢复13年(Y13)和恢复31年(Y31)的马尾松林为研究对象,分析保留芒萁覆盖地(NRd)、去除芒萁覆盖地(Rd)与林下裸地(CK)之间表层土壤团聚体稳定性差异及其与根系生物量、土壤有机质等的关系。结果表明:芒萁覆盖显著提高了表层土壤有机质含量(74.8%、25.9%、54.0%)和根系生物量(92.3%、84.4%、89.2%)。在恢复13年和31年的马尾松林中,NRd处理的土壤大团聚体(0.25 mm)比例分别比CK处理的高18.0%和16.8%(P0.05),平均重量直径和几何平均直径亦显著高于CK。去除芒萁1年后,未治理地(Y0)土壤的有机质含量和粉粒与黏粒(0.053 mm)比例分别下降了46.3%和61.1%(P0.05);而在恢复的马尾松林中由于去除芒萁导致根系的大量死亡,Rd处理的有机质含量提高了9.2%和18.7%(P0.05),大团聚体比例、平均重量直径和几何平均直径则无显著差异。Pearson相关分析发现,根系和土壤有机质含量与平均重量直径和几何平均直径呈显著或极显著正相关关系,而与分形维数呈负相关关系。因此,在侵蚀地植被恢复过程中,林下植被芒萁覆盖增加了地下根系生物量,促进了土壤有机质的积累,从而显著提高了土壤团聚体的稳定性,对维持土壤结构和减少土壤侵蚀具有重要意义。     

2000-2015年石羊河流域植被覆盖度及其对气候变化的响应

内陆河流域植被覆盖度的敏感性是预测未来生物多样性变化的重要指标,是植被应对气候变暖的重要反馈。分析了2000-2015年MODIS-NDVI数据反演的植被覆盖度时空动态变化趋势,结合平均气温、降水量、日照时数、相对湿度、地面温度和蒸发量数据,研究了流域及各生态功能区的植被覆盖度与气候因子的相关性,探讨植被覆盖度变化过程中的气候因素制约方式,了解不同时空尺度下内陆河流域植被覆盖度在全球暖湿化过程中对气候的响应。结果表明：（1）石羊河流域平均植被覆盖度较低,上游的植被覆盖度59.4%,下游13.6%;2000-2015年,流域植被呈现改善趋势的面积远远大于退化的面积,盆地绿洲区植被覆盖度增加趋势最明显。流域植被总体恢复较好,但高海拔地区、城市和民勤绿洲的周边地区植被有不同程度的退化。（2）2000-2015年,石羊河流域各气候因子对植被覆盖度表现为不显著的相关关系,其中与降水量呈正相关的面积最大,与蒸发量呈负相关的面积最大;从上游到下游,植被生长与热量的相关程度逐渐变弱,与水分的相关程度则逐渐增强。（3）石羊河流域的植被覆盖度与气候因子的样条函数存在极显著的线性相关,水原涵养区和荒漠区的植被覆盖度对气候因子的响应较高;绿洲区的植被覆盖度对气候因子的响应相对较低。地面温度的变化是影响石羊河流域植被覆盖度空间格局变化的主要气候制约因素。