汶川地震非规范滑坡体上植被的自然恢复能力研究——以彭州银厂沟谢家店子滑坡体为例

在野外样方调查的基础上,对汶川地震极重灾区彭州市谢家店子非规范滑坡体上的植物群落组成、物种多样性以及生物量进行详细调查和统计分析.结果表明:(1)植物群落的物种组成已比较丰富,已统计到高等植物20科35属53种.(2)物种的多样性指数较高,Shannon-wiener指数(H′)、Simpson指数(D)、Margalef丰富度指数(Ma)和Pielou均匀度指数(E)的均值分别达1.894、0.787、9.713和2.741.(3)群落的生物量已较大,植物的鲜重和干重均值分别达2.20 kg/m2和0.97 kg/m2.由于该滑坡区气候条件优越,植物群落的自然演替完全能够顺利进行,加之土壤条件较差以及地质灾害风险大,不宜人工恢复植被.研究结果不仅为该区生态环境的自然恢复提供依据,而且为震后形成的山地特殊滑坡体上植被的恢复模式提供参考.     

不同固沙区结皮中微生物生物量和数量的比较研究

沙地生态系统是温带干旱区、半干旱区的重要草地类型, 沙地的稳定性是生态系统健康的重要条件。在中国科学院沙坡头沙漠试验研究站, 笔者对不同程度固沙区结皮和流动沙丘表层中的微生物生物量和数量进行了比较研究。结果表明: 自然和人工植被固沙区结皮及流沙表层的微生物数量分布不同, 细菌数量比真菌和放线菌数量多数百倍, 在所有微生物类群中, 细菌数量最大, 微生物总数的变化取决于好气性细菌数量的多少, 但生物量却与之不同。在不同程度固沙区结皮中, 微生物生物量大小依次排列为: 自然植被区>1956年人工植被区>1964年人工植被区>1982年人工植被区>流沙区, 微生物生物量在自然植被固沙区中最多, 分别是1956年、1964年、1982年人工植被固沙区和流沙区的2.63、4.17、9.25和44.29倍, 表明微生物生物量随人工植被的栽植年代增加而增大, 在流动沙丘中最小, 而菌丝生物量方面是1956年人工植被固沙区已与自然植被固沙区十分接近。微生物生物量和数量与沙丘固定程度、人工植被栽植年代、结皮厚度、苔藓种类等均呈正相关, 人工植被栽植年代越长, 结皮越厚、微生物生物量和数量也越大。在不同年代人工植被固沙区结皮中, 微生物生物量和数量与相对稳定的自然植被固沙区相比, 仍未达到稳定状态。     

南澳岛退化草坡的植被恢复研究

在南澳岛建立次生草坡对照及草坡种植试验样地,观测群落植物多样性、土壤肥力及生物量变化,以探讨海岛退化草坡的植被恢复过程。结果显示,海岛迎风面上修建公路、风能发电场或开垦后的弃耕祼地在自然状况下很难恢复其植被,植物种类和数量甚至有所减少,植被覆盖度下降,需要进行人工植被恢复;在迎风面恶劣的环境下,次生草坡可能是一种偏途顶极,短时间内植物多样性变化不大。退化草坡的土壤肥力较低,开垦后若不及时恢复适当植被,情况会恶化。该岛草坡的生物量均较低,远低于该岛一般人工林或次生林的水平。海岛本身存在水分、土壤、生物条件等方面的脆弱性,在工程建设过程中应尽量避免对地形地貌和植被造成破坏,一旦破坏要尽快进行适生的人工植被恢复。     

桂西北喀斯特人为干扰区植被的演替规律与更新策略

采用全面调查和样方调查方法,以木论自然保护区顶级群落为对照,运用群落生态学原理和方法,研究桂西北喀斯特人为干扰区进入环境保护阶段22 a后植被自然恢复过程中群落的演替规律及物种多样性变化.结果表明,干扰区的物种多样性丧失严重,有维管束植物91科206属241种,仅为自然保护区的26.6%,6种植被类型的顺向演替系列为石漠化稀疏草丛→草丛→草灌丛→灌丛→藤刺灌丛→乔灌丛.除石漠化稀疏草丛植被极少外,随着干扰区群落的自然恢复,群落的高度(0.49～15.56 m)上升而密度(468.50～0.31株/m2)下降,总盖度呈高(0.85)→低(0.50)→最高(0.90)→次高(0.80)的变化;群落生物量(7.74～131.42t/hm2)逐渐积累增大,随高度的升高和草本生物量占总生物量百分比的减少而增加;物种数(14～46)、Shannon-Wiener多样性指数(0.89～4.13)升高,生态优势度在演替的前期(0.28)和后期(0.23)较高,中间较低且保持相对稳定(0.10～0.16),均匀度的变化规律正好相反.和顶级群落相比,干扰区最大的群落高度、生物量和多样性指数分别下降了10.82 m、42.02t/hm2和0.29.针对干扰区植被恢复缓慢的现状,分析了喀斯特干扰区形成机理及其对植被的影响,提出了干扰区不同立地类型上人工与自然相结合的3条植被恢复途径,对大面积处于极度退化下的桂西北喀斯特人为干扰区植被的恢复建设和生态重建具有重要的理论价值和实际指导意义.     

科尔沁沙地草地植被对围封和放牧的响应

研究了科尔沁沙地疏林草地、针茅草原和草甸植被盖度、地上和地下生物量、物种多样性对围封和放牧的响应。结果表明：（1）围封与放牧草地的优势植物不同,围封草地植物群落优势植物为多年生禾本科植物,放牧草地中一年生植物和小半灌木优势明显。（2）围封和放牧草地的植物盖度、凋落物量、地上生物量和物种丰富度存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高了植被盖度和地上生物量,由疏林草地、针茅草原到草甸,植物盖度和地上生物量逐渐增加,而3种草地植被凋落物量大小顺序为针茅草原> 疏林草地> 草甸;放牧条件下植物盖度、凋落物量和物种丰富度差异不显著（P>0.05）。（3）3种草地之间的地下生物量无显著差异（P>0.05）,但围封与放牧之间、不同土壤层次之间地下生物量存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高草地的地下生物量（P<0.05）;草地地下生物量随着土壤深度表现出下降趋势（P<0.05）。长期放牧增加了草地一年生植物和小半灌木植物的优势,消除了不同草地之间植被盖度和物种丰富度的差异;而围封能提高草地多年生禾本科植物的优势、增加其物种丰富度,对于草地质量和植物多样性的恢复和保育具有积极作用。     

泥石流多发干旱河谷区植被恢复研究

云南东北部东川小江流域的干旱河谷土地退化十分严重，土地表层的砾石含量已超过60％，有机质含量、全氮、有效氮、有效磷、有效钾的含量相对于残存燥红土明显下降。草坡是当地的主要植被类型，并未起到防治土地退化的应有作用。以合欢（Leucaena glauca)、马桑（Coriaria sinica)种植为主的恢复方式对土地的恢复有明显的改善作用。高密度的乔木树种合欢的种植使林下的草本物种的数量和组成发生了极大变化，较耐荫的植物占据了林分下层，且物种数量较草坡减少，群落多样性指数降低。三种马桑种植方式下，不但原有的草坡群落的物种仍有大量的生存空间，而且为一些新物种创造了生存环境，从而使物种的种类较原有草坡地增加，提高了群落的多样性指数。合欢种植的生物量最高，对解决当地薪柴严重短缺意义重大，马桑种植在增加灌木层生物量的同时，并未改变草坡的物种组成，还可兼顾解决当地的饲草和放牧，应大力推广。     

额河源流采金矿区不同恢复措施对矿区物种多样性和地上生物量的影响

以额河源流采金后废弃矿区为研究对象,于2011—2015年期间,通过采取不同恢复措施从被破坏矿区草地植物多样性和生物量的角度分析植被恢复效果。结果表明：（1）不同恢复措施促使各植物群落的物种数增加了5%～30%,说明采取恢复措施使得矿区生态环境得到了一定程度的恢复。（2）综合植被群落结构、盖度和地上生物量、物种多样性指数分析,措施A5（推平+圈羊）、A4（推平+补水）、A3（推平+覆土+黑加仑）较其他措施恢复效果更为显著。（3）通过对各样地植被丰富度指数（R）、Shannon Wiener指数(H′)、Simpson指数（D）、Pielou (Jsw)指数与地上生物量分别进行回归分析,发现指数曲线拟合关系最好。表明物种多样性与地上生物量均存在较显著的正相关关系(P <0.05)。本研究可为类似矿区的植被恢复与重建提供参考和借鉴。     

北京市蔬菜和菜地土壤砷含量及其健康风险分析

通过对北京市蔬菜和菜地土壤砷含量状况进行大规模调查,研究了蔬菜和土壤砷含量及其健康风险,并筛选出抗砷污染能力强的蔬菜品种。根据蔬菜的消费量并兼顾品种多样性的原则,在北京市规模化蔬菜栽培基地 (采集蔬菜及土壤样品) 和蔬菜批发市场 (蔬菜样品) 共采集93种蔬菜400多份蔬菜样品和39个土壤样品系统地分析其砷含量。研究发现：北京市菜地土壤砷含量范围和平均含量分别为4.44~25.3和9.40 mg/kg,明显超过北京市土壤砷背景值;北京市蔬菜砷含量最高达0.479 mg/kg,平均含量为0.028 mg/kg,均未超过《食品中砷限量卫生标准》(GB4810-94) 的限量值,但其中有2个蔬菜样品 (萝卜和大蒜) 砷含量超过WHO/FAO制订的限量标准。北京市蔬菜砷含量在东偏北方向 (偏转11^o-30^o) 存在明显的"U"型趋势分布。裸露地蔬菜砷含量显著高于设施蔬菜。油菜、萝卜、小白菜、大葱、芥菜、黄瓜、大白菜和甘蓝抗砷污染能力较弱,而辣椒、云架豆、冬瓜、茄子、菠菜、西红柿、芹菜等抗砷污染能力则较强。北京市居民从蔬菜中摄入砷平均值为0.016 mg/(人·d),蔬菜砷对北京市部分人群存在一定的健康风险。     

盐城滨海湿地表层沉积物重金属分布特征与污染评价

于2014~2016年,采集并测定盐城滨海湿地陆域和海域表层沉积物样品,测定其中的重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg)含量,分析其空间分布特征;利用内梅罗综合污染指数法,进行污染评价。研究结果表明,盐城滨海湿地表层沉积物中,重金属Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg的平均质量比分别为64.78μg/g、23.33μg/g、67.70μg/g、0.17μg/g、20.14μg/g、10.4μg/g和0.05μg/g,都低于国家Ⅰ类土壤质量标准和Ⅰ类海洋沉积物标准。Cd在王港乡附近海域为中等污染,局部地区存在轻度污染现象。内梅罗综合污染指数评价显示,研究区大部分地区为清洁区,中山河口至灌河口沿海一带、新洋港、大丰港附近为尚清洁区,轻污染区仅在新洋港、王港乡以及斗龙港附近有零星分布。     

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。     

污染水稻田中土壤含砷量的空间变异特征

利用地统计学方法研究在长期淹水和频繁干湿交替影响下污染水稻田中砷的小尺度空间分布特征。采用变异函数定量描述含砷量分布特征,用克立格插值法对表层土壤未测点的含砷量进行最优估计,并绘制含砷量等值线分布图。结果表明,来自表面污染源的砷进入农田土壤后主要积累在耕层0～20cm中,对40～80cm土壤影响不大。耕层土壤含砷量半方差值呈有规律持续增加趋势,可用直线方程很好地拟合。表层土壤含砷量存在很好的空间结构性,高砷区出现在进水口附近,并以其为中心呈斑块状向周围扩散,这表明该土壤污染是由含砷地表污水灌溉和径流所导致的二次污染     

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳与 易氧化有机碳的影响

以海南岛东部地区的4种土地利用方式（水田、抛荒地、果园、橡胶林地）的土壤为研究对象,通过对其SOC（土壤有机碳）和ROC（土壤易氧化有机碳）质量分数的测定,分析不同土地利用方式下SOC以及ROC的分布特征。结果表明：研究区的土地利用方式对SOC与ROC具有显著影响,土地利用方式通过影响植被凋落物、根系以及耕作方式、施肥收割等管理措施影响SOC及ROC的分布特征。就整个土壤剖面（0~30 cm）而言,不同土地利用方式下SOC质量分数的分布特征表现为水田＞抛荒地＞果园＞橡胶林地;各土地利用方式下SOC在表层土壤中质量分数最高,并随着土壤层的加深逐渐递减。水田、果园和橡胶林地土壤的ROC质量分数随着土壤深度的加深而逐渐降低,抛荒地呈现出先减少后增加的趋势。不同土地利用方式下土壤ROC质量分数表现为抛荒地＞水田＞果园＞橡胶林地。ROC质量分数的高低顺序与SOC质量分数基本相同。土壤的SOC质量分数是影响ROC质量分数变化的重要因素,相关性分析结果表明：水田、抛荒地和橡胶林地的SOC与ROC质量分数呈极显著正相关,而果园的SOC与ROC质量分数呈显著正相关。4种土地利用方式中水田土壤ROC的分配比例较低,说明水田的SOC稳定性相对于其他土地利用方式较高,有利于土壤碳的储存。     

我国东部土壤有机碳的密度及转化的控制因素

根据第二次土壤普查资料，计算了我国东部土壤的有机密度和储量，并通过田间和室内试验的结果，分析了影响农田土壤中有机碳转化的因素。结果表明，我国东北地区土壤有机碳密度变幅为2．5－73．3kg C/m^2，平均值为10．5kg C/m^2，而在东南热带亚热带地区，剖面土壤有机碳密度变幅为3．9－16．7kg C/m^2，平均值为9．52％kg C/m^2。随着木质素含量和土壤粘粒含量的增加，植物物质的分速率下降，而土壤温度，pH和游离碳酸钙含量的增加促进了 植物物质的分解；淹水的水田中植物物质的分解速率通常低于旱地；土壤性质和有机物组成对植物物质分解的影响可以掩盖气候条件的影响，而土壤游离碳酸钙可以掩盖土壤质地的影响。     

北京市不同土地利用类型的土壤砷含量特征

通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共500 个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式对土壤砷积累的影响。与北京市土壤背景值相比,砷在土壤中均有不同程度的增加,累积现象比较普遍。在6种土地利用类型中,自然土壤的砷含量最低,最接近背景值;菜地和稻田的土壤砷含量的增加最为显著。以基线值为标准,北京市涉及土地利用的土壤砷含量总体超标率为1.8%;6种土地利用类型中,菜地、果园、麦地三种土壤砷含量的超标率分别为2.6%、2.7%、0.7%。土壤砷含量的平均值由高到低分别为:稻田>绿化地>菜地>果园>麦地>自然土壤。     

Contaminations of Heavy Metals in Surface Soils of Various Lands and Their Health Risks in Tianjin Qilihai Ancient Lagoon Wetlands,China

A total of 36 surface soil profiles were set at the wetlands in Qilihai Ancient Lagoon Wetlands,Tianjin,the surface soils of 0-20 cm depth were sampled at various use types of lands to provide information on the concentrations of heavy metals in the coastal wetlands.Total concentrations of arsenic(As),cadmium(Cd),copper(Cu),lead(Pb),chromium(Cr)and zinc(Zn)were determined using inductively coupled plasma atomic absorption spectrometry(ICP-AES)to address the pollution levels in the sampling sites.The results showed that the concentrations of Cd,Cu in the soils disturbed by human activities intensively,the Phragmites australis marshes,the farmland,the brushes decreased in turn;among the sites,the concentrations of As,Cd and Cu were the highest in the soil of build-up areas,while the concentrations of Pb and Zn were the higher in the soil of farmland.The mean concentrations of Cu,Cr,Cd,Pb,Zn and As in the soils of 0-20 cm depth were 38.74 mg/kg,83.52 mg/kg,0.19 mg/kg,34.27 mg/kg,121.7 mg/kg and 18.77 mg/kg,respectively.The contamination indices of As were on the high pollution level in the soils of farmland and disturbed by human activities intensively;the concentrations of Cd in the soils of the marshes and farmland were at the moderate pollution level,while that in the soil disturbed by human activities intensively was at high pollution level.The values of comprehensive contamination index demonstrated that the variation of As contents was the maximum in the soils,Cd pollution reached to a high level.Geoaccumulation index showed that As pollution was at moderate level,and Cd,Cu and Zn pollution were at slight level,and the Pb and Cr pollution wasn't found in the build-up areas.     

近17年城镇用地扩展对粮食生产影响的定量评估研究--以江苏省常熟市为例

运用多源遥感数据,获得常熟市1984、1992、1999和2001年四个时期城镇建设用地状况矢量数据。利用土壤普查资料建立土壤空间和属性数据库。统计分析并借助水稻土生产力评价模型对17年来城镇建设用地扩展占用的水田生产力状况评价研究表明：1984～2001年的17年间,常熟市城镇建设用地扩展占用水田面积2438公顷,根据现有的生产管理水平估算,粮食年产量损失总量约2万t,城镇扩展损失水田以生产力水平中、高等级为主,损失水田平均产量达8160kg／hm^2。水稻土生产力指数模型(SPI)可以对常熟市水田土壤生产力进行合理地评价,可以用来估算在城镇建设用地扩展对水田土壤生产力和水稻产量造成的损失量。     

湘江中下游农田土壤和蔬菜的重金属污染

A total of 219 agricultural soil and 48 vegetable samples were collected from the midstream and downstream of the Xiangjiang River（the Hengyang-Changsha section）in Hunan Province.The accumulation characteristics,spatial distribution and potential risk of heavy metals in the agricultural soils and vegetables were depicted.There are higher accumulations of heavy metals such as As,Cd,Cu,Ni,Pb and Zn in agricultural soils,and the contents of Cd（2.44 mg kg^-1 ）,Pb（65.00 mg kg^-1 ）and Zn（144.13 mg kg^-1 ）are 7.97,3.69 and 1.63 times the corresponding background contents in soils of Hunan Province,respectively. 13.2%of As,68.5%of Cd,2.7%of Cu,2.7%of Ni,8.7%of Pb and 15.1%of Zn in soil samples from the investigated sites exceeded the maximum allowable heavy metal contents in the China Environmental Quality Standard for Soils（GB15618-1995,Grade Ⅱ）.The pollution characteristics of multi-metals in soils are mainly due to Cd.The contents of As,Cd,Cu,Pb and Zn in vegetable soils are significantly higher than the contents in paddy soils.95.8%, 68.8%,10.4%and 95.8%of vegetable samples exceeded the Maximum Levels of Contaminants in Foods（GB2762-2005）for As,Cd,Ni and Pb concentrations,respectively.There are significantly positive correlations between the concentrations of Cd,Pb and Zn in vegetables and the concentrations in the corresponding vegetable soils（p〈0.01）.It is very necessary to focus on the potential risk of heavy metals for food safety and human health in agricultural soils and vegetables in the midstream and downstream of the Xiangjiang River,Hunan Province of China.     

Leaf nitrogen productivity as a mechanism driving the success of invasive annual grasses under low and high nitrogen supply

Invasion of the historically perennial-dominated landscapes in the Great Basin by exotic winter annual grasses is one of the most serious plant invasions in North America. Evidence suggests invasive annuals outperform native perennials under N-poor and N-rich conditions. The objective of this study was to identify key traits contributing to the success of invasive annual grasses in these environments. Three invasive annual grasses, two native perennial grasses and one introduced perennial grass were exposed to three levels of N supply. Root biomass, root length, root N uptake rate, root and leaf morphology, leaf nitrogen productivity (leaf NP) as well as biomass and N allocation were quantified over four harvests. Path analysis indicated that leaf NP was the key trait contributing to variation in N capture among the species. Species with a higher leaf NP produced more root length and consequently captured more N under a range of soil N availability. This suggests variation in leaf NP may be one critical trait determining the ability of the resident plant community to resist establishment of these invaders. Restoration programs may be able to increase weed resistance by specifically selecting for this trait in revegetation efforts.     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地风沙土的土壤酶活性研究

在极端干旱的塔克拉玛干沙漠腹地,利用咸水(矿化度4~5 g·L^-1)灌溉建立人工绿地后,受植被和各种人为措施的影响,风沙土内部性质发生了一系列的变化,土壤酶活性也发生了变化。1998年对不同种植时间、不同植被类型的样地布点采样,采样深度0~10 cm和10~50 cm。分析测定了转化酶、蛋白酶、H₂O₂酶、脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶活性,结果表明:①分析测定的6种酶活性随着植被建立时间的增长而明显增强;②相同种植时间不同植被类型的样地土壤酶活性有差异,如:相同种植时间,蔬菜地土壤酶活性要高于其他样地;③表层土壤酶活性高于下层,表明土壤酶活性随剖面深度下降而减弱;④通过相关性分析表明,土壤酶活性与有机质、氮、磷、微生物数量相关性显著;⑤通过与其他沙区土壤酶活性的比较,塔克拉玛干沙漠腹地土壤酶活性要相应低于其他沙区的流动和固定沙丘。