退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度变化
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段.在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素.退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点.喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替.喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术.喀斯特区域恢复的核心是整体人地系统的生态优化.提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题.
作者:任海REN Hai 作者单位:中国科学院华南植物园,广州,510650 刊名:热带地理ISTIC PKU英文刊名:TROPICAL GEOGRAPHY 年,卷(期):2005 25(3) 分类号:X171.4 P931.5 关键词:喀斯特生态系统石漠化适应性恢复适应性管理。
退化喀斯特森林恢复评价和修复技术
退化喀斯特森林恢复评价和修复技术1.引言1.1 概述喀斯特地区是一种特殊的地貌类型,它以石灰岩为主要构成,形成了独特的地下溶洞和地表塌陷特征。
喀斯特森林是指分布在喀斯特地区的一种特殊森林类型。
然而,由于人类活动的影响和自然灾害的频发,喀斯特森林面临着严重的退化和破坏。
退化喀斯特森林的评价是了解其退化程度和恢复需要的重要环节。
评价标准主要包括植被结构和物种组成、土壤质量、水文循环等因素。
通过全面、系统地评价,可以为后续的恢复和修复工作提供科学依据。
退化喀斯特森林的恢复是指通过采取一系列措施,促进喀斯特森林的恢复和生态系统的功能重建。
恢复技术的主要目标是改善植被结构,增加物种多样性,提高土壤质量,促进水文循环,实现生态系统的健康恢复。
常用的恢复技术包括植物引种、土壤改良、水资源调控等。
退化喀斯特森林的修复是指对已经破坏的喀斯特森林进行修补和改善。
修复技术的主要任务是修复土壤侵蚀,填补地表塌陷,修复植被损失等。
通常采用的修复技术包括土地复垦、植被恢复和塌陷治理等。
本文将重点探讨退化喀斯特森林的评价和恢复修复技术,通过对现有研究和实践的综合分析,为喀斯特森林的保护和恢复提供科学依据和有效措施。
在结论部分,将对整篇文章进行总结,并对未来研究的方向和重要性进行展望,重申文章的研究目的和意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照如下方式编写:文章结构:本文共包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了退化喀斯特森林恢复评价和修复技术的背景和意义,并介绍了本文的目的和结构。
正文部分分为三个小节,分别是退化喀斯特森林的评价、恢复技术以及修复技术。
具体内容如下:2.1 退化喀斯特森林的评价:本节将对退化喀斯特森林进行全面的评价,包括其生态环境状况、植被结构、动植物群落特征等方面。
通过对退化原因、程度和影响因素的分析,可以为后续的恢复和修复工作提供科学依据。
2.2 退化喀斯特森林的恢复技术:本节将介绍退化喀斯特森林的恢复技术,包括自然恢复和人工辅助恢复两种方式。
贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化
贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化作者:魏媛,张金池,俞元春,喻理飞来源:《湖北农业科学》2011年第12期摘要:采用BIOLOG-ECO测试法研究了退化喀斯特植被恢复过程中根际和非根际、不同层次及不同生境土壤微生物群落的每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化。
结果表明,土壤微生物群落AWCD根际和根外变化明显,4个恢复阶段AWCD表现出R>S的特点;在土壤剖面上,AWCD具有垂直的变化规律,4个恢复阶段A层土壤微生物群落AWCD表现出A>B层的特点。
植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际及非根际的土壤微生物群落AWCD均随培养时间的延长而增大,土壤微生物利用单一碳源底物的能力表现出“弱—强—弱”的变化趋势,在培养时间48~144h时利用能力最强,且总体表现为石沟生境利用能力最强;同时,植被恢复过程中AWCD变化均表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段。
关键词:退化喀斯特植被;恢复序列;BIOLOG-ECO测试法;土壤微生物群落;孔颜色平均变化值中图分类号:Q938.1+5;S154.37文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)12-2416-03Changes of Soil Microbial Community’s AWCD during the Restoration of Degraded Karst Vegetation in Huajiang of GuizhouWEIYuan1,3,ZHANGJin-chi2,YUYuan-chun2,YULi-fei3(1.SchoolofResourcesandEnvironmentalManagement,GuizhouCollegeofFinanceandEconomics,Guiyang550004,China;2.CollegeofForestandEnvironment,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China;3.CollegeofForestry,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China)Abstract:Theaveragewellcolordevelopment(AWCD)ofsoilmicroorganismcommunityinrhizosphere,non-rhizosphere,differentmicrohabitatsanddifferentsoillayersduring the restorationofdegradedkarstvegetationwasstudiedusingtheBIOLOG-ECOtestmethods.AWCDofnon-rhizospheresoilweresignificantlylowerthanthatofrhizospheresoilinfourrecoverystages.whichindicatedthatthenumberofmicrobialindividualandpopulationinrhizospheresoilofdegradedkarstforestduringrestorationwasmore.Themetabolicfunctionofsoilmicroorganismcommunitytookonverticalchangecharacteristic.AWCDofAlayersoilweresignificantlyhigherthanBlayersoilinfourrecoverystages,which meant thattheabilityofsoilmicroorganismsusingsinglecarbonsubstratedecreasedwiththeincreasingofsoildepth.AWCDofsoilmicroorganismsinrhizosphere,non-rhizosphere,differentmicrohabitatsanddifferentsoillayersincreasedwiththeprolongingofincubationtime.Theabilityofsoilmicroorganismsusingsinglecarbonsubstratewasweakatthebeginning,thenstrong,weakatlast, and was the strongest during 48hto144hofincubationtime.Moreover,thechangeofAWCDofsoilmicroorganismsindifferentvegetationrestorationstagewasasfollows,arborealcommunitystage>shrubbycommunitystage>herbaceouscommunitystage>barelandstage, indicating thatthenumberofsoilmicrobialspeciesandindividualsincreasedgraduallywiththevegetationrestoration.Theincreaseofsoilmicrobialspeciesandindividualscouldpromotematerialcyclingandenergyflowofsoil,improvesoilquality,andwashelpfulfortherestorationandreconstructionofdegradedkarstvegetation.Keywords:degradedkarstvegetation;restorationsequence;BIOLOG-ECOtestmethods;soilmicrobialcommunity;averagewellcolordevelopment(AWCD)土壤是植物生长的主要环境因子之一,退化喀斯特植物群落的演替过程也是植物与土壤相互影响和作用的过程。
退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响_1
土 壤(Soils), 2010, 42 (2): 230~235退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响①魏 媛1,3, 张金池2, 俞元春2, 喻理飞3*(1贵州财经学院资源与环境管理学院,贵阳 550004;2南京林业大学森林资源与环境学院,南京 210037;3贵州大学林学院,贵阳 550025)摘 要: 采集不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。
研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复,土壤微生物数量增加,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段。
土壤微生物群落代谢功能分析表明:植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。
乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高,明显地与其他3个恢复阶段不同。
总之,植被恢复使得土壤微生物数量增加,碳源平均利用率增强。
因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。
关键词:退化喀斯特植被;恢复序列;土壤微生物数量;群落代谢功能多样性中图分类号: Q938.1;S154.37贵州地处我国西南喀斯特地区的中心,境内多为碳酸岩山地。
因生态环境脆弱,植被破坏后很难恢复,形成“石漠化”,退化喀斯特森林生态系统的恢复与重建已成为农业生产环境改善、区域经济发展及人民脱贫致富的迫切要求。
土壤微生物在植物凋落物的降解、养分循环与平衡、土壤理化性质的改善中起着重要作用。
同时,土壤微生物也是维持土壤质量的重要组成部分,在土壤质量演变过程中,可以作为灵敏的反映指标,较早地预测土壤有机物的变化,表征土壤质量的演变趋势[1-2]。
土壤微生物多样性主要包括物种多样性、基因多样性和功能多样性。
功能多样性是一个概括的说法,又可细分为酶多样性[3]及基于Biolog方法对碳源的利用性[4]等。
土壤微生物与地表植物之间存在着相互依存和制约关系。
一方面,植物的种类和数量制约着土壤微生物群落的生态特征[5];另一方面,土壤微生物通过相互竞争、协调、驱动养分循环等作用影响着植物多样性[6]。
喀斯特石漠化区植被恢复研究综述
喀斯特石漠化区植被恢复研究综述作者:周玮高渐飞来源:《绿色科技》2013年第07期摘要:指出了林草植被恢复是治理石漠化的根本和有效途径,需要建立针对喀斯特石漠化区独特生态系统的研究方法。
针对小区域尺度或不同流域生态系统类型,研究了其植物群落配置、生物多样性恢复与保护技术,以及需要针对不同等级石漠化造林的参考技术。
在极度耐旱抗凝冻植物选育,增汇、生物能源适生植物选育与种植,以及初步恢复生态系统维护技术等方面需进一步的研究。
提出了把产业链与生态链进行有机整合,建立可持续的地方生态产业,是喀斯特石漠化区植被恢复重建的一个重要发展方向。
关键词:喀斯特石漠化;林草植被;恢复;研究收稿日期:20130527作者简介:周玮(1986—),女,贵州铜仁人,土家族,助教,硕士,主要从事喀斯特生态恢复与区域经济方面的教学与研究工作。
中图分类号:P313 文献标识码:A文章编号:16749944(2013)070004041 引言喀斯特石漠化代表了世界上一个比较独特的荒漠类型,即湿润区石质荒漠化。
在中国主要分布在贵州、云南和广西3省区,是全球三大喀斯特集中分布区中连片裸露碳酸盐岩面积最大,也是青藏高原隆起在南亚大陆亚热带气候区形成的一个海拔梯度大、地势格局复杂、生态脆弱的独特环境单元[1~4]。
喀斯特地区脆弱的生态环境,加上长期以来人为因素的影响,导致森林植被严重破坏,水土流失加剧,土地严重退化,基岩大面积裸露,最终形成的石漠化面积达46.3×104km2,涉及429个县,总人口约1.3亿人[5~6]。
石漠化导致自然灾害频发,生存环境不断恶化,是西部生态建设中面临的十分突出的地域环境问题和实现可持续发展的主要障碍之一。
为了加快推进岩溶地区石漠化综合治理,国家在“十一五”和“十二五”期间安排专项资金,通过以小流域为单元的综合治理,摸索石漠化治理模式和不同条件的治理方式,林草植被的保护与建设是国家专项资金综合治理石漠化的第一大工程。
喀斯特森林恢复演替过程中枯落物和土壤水文特征研究
喀斯特森林恢复演替过程中枯落物和土壤水文特征研究胡向红;俞筱押【摘要】采用空间代替时间的方法,研究了茂兰退化喀斯特森林恢复演替过程中3个不同演替阶段(灌木、次生林和原生乔木林)的枯落物和土壤水文特征.结果表明:枯落物总储量在4.31~5.38 t/hm2之间,最大持水量在8.84~15.22 t/hm2之间,有效拦蓄能力在4.25~8.28 t/hm2之间;枯落物总储量、最大持水量和有效拦蓄能力均随演替进程逐渐增大.在枯落物持水过程中,前2h内各演替阶段枯落物不同分解层持水作用较强;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系.土壤容重也随演替进程而增大,变化范围为1.07~1.22g/cm3;各演替阶段内土壤容重随土层加深逐渐增大.土壤饱和持水量随演替进程呈增大趋势,然而灌木土壤的有效持水量高于其他两个演替阶段,表明灌木在持水性能方面也发挥巨大作用.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2014(041)023【总页数】5页(P150-154)【关键词】喀斯特森林;自然恢复;枯落物层;土壤层;生态水文功能【作者】胡向红;俞筱押【作者单位】黔南民族师范学院历史与社会文化系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院历史与社会文化系,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】S715.7森林具有强大的水源涵养能力,通过林冠层、灌草层、枯落物层和土壤层截留和贮存大气降水,发挥着森林生态系统所特有的水文生态功能[1-2]。
枯落物层和土壤层作为涵养水源的主体,在截持降水、防止土壤侵蚀、阻延地表径流、抑制土壤水分蒸发等方面发挥着重要作用[3]。
近年来,国内许多学者对不同区域不同森林类型的枯落物层和土壤层的水文作用进行了大量研究,如大兴安岭北部的天然次生林[2],华北土石山区典型森林类型[4],亚热带常绿阔叶林不同演替阶段[5]等。
贵州省喀斯特地貌广泛分布、类型多样、发育强烈。
喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化
喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化卢红梅;王世杰【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2009(037)008【摘要】[目的]探讨花江小流域石漠化过程中土壤的物理性质变化.[方法]在贵州花江连续性灰岩区的小流域范围内,比较樵采和开垦干扰模式下石漠化过程的土壤物理性质变化.[结果]研究区域土壤质地粘重但结构较好,粒径<0.001 mm粘粒的平均含量为49.7%,粒径>0.25 mm水稳定团聚体含量大于60%;樵采石漠化的土壤密度低于2.6 g/cm3,开垦石漠化的土壤密度高于2.6 g/cm3;樵采石漠化土壤的物理性质均优于同等级开垦石漠化,导致抵抗雨水或流水冲击破碎的能力较开垦石漠化强一些.分形维数、平均重量直径、结构破坏率和团聚体稳定性是较好的评价石灰土土壤结构的指标.[结论]随着人为干扰程度的增加,花江小流域石漠化等级增加,土壤密度和土壤结构破坏率有增加的趋势,团聚体稳定性有降低的趋势.【总页数】6页(P3621-3625,3644)【作者】卢红梅;王世杰【作者单位】贵州大学化工学院,贵州贵阳,550008;中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳,550008【正文语种】中文【中图分类】S156.3【相关文献】1.喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析--以古周生态恢复重建区为例[J], 汪明冲;张新长;李辉霞;周红艺;魏兴琥;关共凑2.喀斯特石漠化区顶坛花椒林地土壤水分物理性质变化 [J], 宋林松;汪京;王棋;杨瑞;张玉武3.喀斯特石漠化地区不同水土保持措施对土壤物理性质及抗剪性的影响 [J], 岳坤前;顾再柯;袁茏;方启彬4.腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征 [J], 徐丽恒;王继和;李毅;马全林;张德魁;刘有军;陈芳5.侵蚀土壤物理性质变化及其与土壤氮素迁移转化的关系 [J], 蔡延江;王连峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
喀斯特山地植被恢复过程主要种生态位梯度变化
喀斯特山地植被恢复过程主要种生态位梯度变化欧芷阳;庞世龙;何琴飞;黄小荣;彭玉华【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)012【摘要】在群落调查的基础上,通过生态位宽度与生态位重叠指数,结合典范对应分析(CCA),研究了广西平果喀斯特山地主要植物种群在植被恢复过程的4个群落中的生态位梯度变化。
结果表明:(1)各主要种群的生态位宽度在不同群落中随种类组成的变化而发生改变,这种改变反映了喀斯特山地植被的恢复效果;(2)主要种群生态位宽度的典范对应分析表明,岩石裸露率与4个群落第一排序轴的相关性都比较强,各种群的生态位宽度在不同资源位上表现不一;(3)各群落优势种群间的生态位重叠程度不高,种群间资源利用差异显著、利用性竞争不强,群落处于演替阶段,群落物种组成不稳定。
种群间生态位重叠值的大小与种群生态位宽度间不呈明显相关性。
【总页数】7页(P96-101,116)【作者】欧芷阳;庞世龙;何琴飞;黄小荣;彭玉华【作者单位】广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室,广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室,广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室,广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室,广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室,广西南宁 530002【正文语种】中文【中图分类】S718.5【相关文献】1.喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 [J], 郝秀东;欧阳绪红;谢世友;魏兴萍;罗伦德2.安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究 [J], 郭逍宇;张金屯;宫辉力;董志3.安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究 [J], 郭逍宇;张金屯;官辉力;董志4.退化红壤区植被恢复过程中灌木层主要种群的生态位特征 [J], 柳江;洪伟;吴承祯;毕晓丽;闫淑君5.半干旱地区植被恢复过程中林下植被生态位特征的研究 [J], 王正宁;贺康宁;张卫强;刘晨峰;刘胜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
退化喀斯特森林植被自然恢复中土壤有机碳_13C值特征_黄宗胜1_2喻理飞1符裕红
吉林大学出版社DOI:10.11766/trxb201404180183退化喀斯特森林植被自然恢复中土壤有机碳δ13C值特征*黄宗胜1,2 喻理飞1†符裕红1,3 杨瑞1(1 贵州大学林学院, 贵阳550025)(2 贵州大学建筑与城市规划学院, 贵阳550025)(3 贵州师范学院化学与生命科学学院, 贵阳550018)摘要采用空间代替时间与稳定性碳同位素技术相结合的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤有机碳(SOC)δ13C值特征。
结果表明:整体上SOC δ13C值随恢复进展0~20 cm土层(-25.72‰~-19.91‰)趋正、>20 cm土层(-23.76‰~-18.13‰)先趋正后趋负。
随土层加深除草灌、灌乔外其他阶段均趋正,草灌阶段上层土与乔木、顶极阶段底层土SOC为C4碳,SOC δ13C值变化受地带性和喀斯特环境的双重影响。
群落优势种凋落叶δ13C值(-31.79‰~-16.76‰)随恢复进展趋负,说明生境日益改善,其与0~20 cm土层SOC δ13C值呈极显著正相关(R2>0.96,p<0.01)、而与>20 cm土层极不相关,说明0~20 cm土层主要为新碳;SOC周转速率随恢复进展递增、随土层加深递减,土壤生化反应具较强表聚性;SOCδ13C值与土壤可矿化碳、易氧化碳含量呈显著的负相关关系(R2>-0.50,p<0.05),与微生物生物量碳具有一定的负相关关系(R2=-0.389),SOC δ13C值在一定程度上可以指示SOC的活性;喀斯特森林自然恢复是复杂多变、多途径的统一,其中C4植物在恢复中具有重要意义;碳同位素方法与“空间代替时间”方法相结合能较好地重现喀斯特植被更替的历史。
关键词土壤有机碳δ13C值;凋落叶δ13C值;土壤活性有机碳;自然恢复;退化喀斯特森林中图分类号Q14 文献标识码 A土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)的动态变化、周转规律等成为当今生态学、生物地球化学和地理学研究的共同热点,研究结果可以为SOC循环动力学模型和SOC管理提供理论基础和数据储备[1]。
喀斯特地区不同植被恢复类型对土壤化学及微生物生物量的影
Abstract: In the past two decades, numerous attempts ( afforestation, natural regeneration, etc.) have been made to promote recovery of the degraded soil such as reconverting farmlands to forestlands in Guizhou Karst region, southwest of of the soil, five vegetation types, namely natural forest ( control) , natural regeneration, bamboo plantation, pine planta⁃ was observed, as a result of weathering and eluviation in the Karst area. Soil organic carbon, total nitrogen, total phos⁃ tion and grassland ( control) , were investigated in this region. The results indicated: a range of soil pH from near neutral 2.0-7.1, and 0������ 13-0������ 48 g / kg, respectively. Soil ammonium-N and nitrate-N varied from 0.43-8.83, and 0������ 01-9������ 71 0������ 57-5������ 58, 0������ 05-0������ 34, 0������ 02-0������ 03 cmol / kg, respectively. Soil microbial biomass carbon, soil microbial biomass ni⁃ trogen, and soil microbial biomass phosphorus varied from 388.3-3 191.8, 65.4-624.8, and 3.9-67������ 5 mg / kg, respec⁃ phorus, calcium, magnesium, potassium, sodium varied from 23.4- 142, 1.5- 13. 5, 0. 1 - 0. 9, 2. 7 - 16. 4, 1.7-5.9, mg / kg, respectively. Exchangeable calcium ion, magnesium ion, potassium ion, sodium ion varied from 10������ 32-33������ 41, tively. The chemical and microbial biomass properties of the soil differed significantly under different vegetation types. Soil
喀斯特不同土地利用方式和恢复模式对
喀斯特不同土地利用方式和恢复模式对作者:章润阳钱前刘坤平梁月明张伟靳振江潘复静来源:《广西植物》2022年第06期摘要:为探究喀斯特地区不同土地利用方式和生态恢复模式对土壤酶活性及其碳(C)∶氮(N)∶磷(P)比值的影响,该文在广西环江县的中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站长期定位观测试验地选取了3种土地利用方式 [退化干扰地、牧草地和果树(枇杷)林地]和4种恢复模式(常绿乔木林、落叶乔木林、常绿落叶混交林和自然恢复林)作为研究对象,分析了4种土壤酶[β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)]的活性和C∶N∶P比值变化与土壤生态因子之间的关系。
结果表明:(1)恢复模式土壤的4种酶活性均高于土地利用方式。
在不同土地利用方式中,牧草地4种酶的活性、C∶P和N∶P比值高于其他两种土地利用方式;在不同恢复模式中,落叶乔木林的βG和ALP酶活性显著高于自然恢复林和常绿乔木林,常绿乔木林的NAG 酶活性显著高于其他3种恢复模式,而落叶乔木林的酶活性C∶P比值和常绿落叶混交林的酶活性N∶P比值均显著低于其他3种恢复模式。
另外,酶活性计量比值矢量角度分析显示,所有土地利用和恢复模式受磷限制。
(2)4种酶活性均与土壤有机碳(SOC)、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO3--N)含量呈显著正相关,与全磷(TP)含量呈显著负相关;βG酶活性与速效磷(AP)含量呈显著正相关,ALP酶活性与全氮(TN)含量呈显著正相关。
(3)冗余分析(RDA)显示,土壤TP、NH+4-N、NO3--N和AP含量分别解释了土壤酶活性和C∶N∶P比值变化的38.3%、9.5%、9.3%和8.0%。
综上认为,喀斯特不同土地利用和恢复模式中土壤磷限制普遍存在,意味着土地利用开发和恢复过程中磷的赋存和转化是土壤质量改善的重点。
另外,牧草地、常绿落叶混交林和落叶乔木林相对于其他土地利用和恢复模式具有较高的土壤酶活性和C∶P比值以及AP含量,表明牧草和落叶植物可能对喀斯特土地利用和生态恢复过程中土壤质量改善有积极作用。
桂西南退化喀斯特植被自然恢复研究
桂西南退化喀斯特植被自然恢复研究
刘京涛;温远光;周峰
【期刊名称】《水土保持研究》
【年(卷),期】2009(16)3
【摘要】采用“空间代替时间“方法结合”相似系统原理“建立退化群落自然恢复演替系列,对桂西南退化喀斯特植被自然恢复过程中群落高度、生物量等结构功能指标的恢复度和恢复速度进行了分析。
结果表明:桂西南退化喀斯特植被群落自然恢复在群落演替初期阶段速度很慢,每提高0.1恢复度需要约10.7 a时间;到演替中期出现恢复加速期,每提高0.1恢复度需要2.6~3.5 a;到演替后期恢复速度又下降,每提高0.1恢复度需要3.5~5.3 a。
退化群落从草本群落阶段达到群落结构、功能的基本恢复需要30~40 a,但要达到群落结构、功能的完全恢复则需要近100 a。
【总页数】5页(P65-69)
【关键词】相似系统理论;演替系列;恢复度;恢复速度;退化喀斯特植被
【作者】刘京涛;温远光;周峰
【作者单位】山东省黄河三角洲生态环境重点实验室;广西大学林学院;南京晓庄学院生命科学系
【正文语种】中文
【中图分类】X171;P642.25
【相关文献】
1.桂西南退化喀斯特山地植被恢复研究与应用 [J],
2.喀斯特石漠化区植被建植与退化植被恢复技术推广示范研究 [J], 付帮奎
3.荔波退化喀斯特植被自然恢复评价 [J], 宋利荣;刘映良;杜兴乔;张卫方
4.退化喀斯特森林植被自然恢复中土壤有机碳δ13C值特征 [J], 黄宗胜;喻理飞;符裕红;杨瑞
5.退化喀斯特群落自然恢复过程研究—自然恢复演替系列 [J], 喻理飞;魏鲁明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
喀斯特山区植被退化过程中的土壤质量变化及评价
喀斯特山区植被退化过程中的土壤质量变化及评价陈祖拥;刘方;王世杰;刘元生;卜通达;朱健【摘要】To evaluate karst mountain soil quality due to the degradation of vegetation,this paper selected two representative microhabitat soils,i.e.the surface and rocky gully soils,as evaluation units for the construction of karst mountain soil quality evaluation system.16 indexes were selected from 29 indexes using the canonical correspondence analysis,and the soil quality was discussed by using the comprehensive evaluation method of factor analysis.The results showed that,in the process of vegetation degradation in karst forest,using weighting calculation with the areas of the said two microhabitats to obtain the soil quality synthesis score can more accurately reflect the changes of soil quality due to the vegetation degradation at various phases;and these changes can be specifically divided into 3 phases.During these phases,the concentrations of soil active organic carbon,available N,available P,available K,available Mn,available S and urease all significantly decreased,while the available Fe,sucrase and clay contents significantly increased.In Phase I with vegetation represented by original-secondary forest,no significant difference was found in soil indicators between the sample plots.Ⅰn Phase Ⅱ (as represen ted by shrub wood),the contents of soil active organic carbon,available N,availableP,available K,available S and urease and the content of available Mn respectively decreased by 33.73%,22.41%,57.66%,37.72%,44.59%,46.57%and 12.52% in average,compared to t hose of Phase Ⅰ;and the sucraseactivity and soil clay content respectively increased by 81.38% and 47.69%in average.In Phase Ⅲ (as scrub-grassland soil),the concentrations of soil available P,urease and alkaline phosphatase and available Mn decreased by 42.82%,44.42%,28.45% and 20.55%,respectively,compared to Phase Ⅱ;the content of soil available Fe and clay content respectively increased by 56.40% and 57.49% in average.In this phase,the contents of soil available P and available K become very scarce,which leads to significant decrease of the soil quality.%为构建喀斯特山区土壤质量评价体系,通过对喀斯特山区植被退化过程中的小生境土壤进行调查,选用土面和石沟2种代表性小生境的土壤作为评价单元,用典范对应分析从29个指标中选出16个,通过因子分析法对土壤质量进行定量综合评价.结果表明:在喀斯特森林植被退化过程中,用土面和石沟2种小生境面积加权计算土壤质量综合分值,能更准确地反映植被退化过程中土壤质量的阶段性变化,具体可分为3个阶段,不同阶段之间土壤活性有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锰、有效硫和脲酶活性出现显著降低,有效铁、蔗糖酶活性和粘粒含量出现显著增加.第Ⅰ阶段内(原生林一次生林)各土壤指标在样地间没有明显的差异;第Ⅱ阶段(灌木林)土壤活性有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硫、脲酶活性和有效锰含量相对第Ⅰ阶段平均分别下降了33.73%、22.41%、57.66%、37.72%、44.59%、46.57%和12.52%;蔗糖酶活性及土壤粘粒含量平均分别增加了81.38%和47.69%;第Ⅲ阶段(灌草丛)土壤速效磷、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和有效锰含量相对第Ⅱ阶段平均分别下降了42.82%、44.42%、28.45%和20.55%,土壤有效铁、粘粒含量平均分别增加了56.40%、57.49%,该阶段的土壤速效磷、速效钾含量已处于缺乏的水平,土壤质量明显下降.【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】10页(P639-648)【关键词】喀斯特山区;植被退化;小生境;土壤质量退化;典范对应分析;因子分析;评价【作者】陈祖拥;刘方;王世杰;刘元生;卜通达;朱健【作者单位】贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550025;中国科学院地球化学研究所/环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002;贵州大学农学院,贵阳550025;贵州大学农学院,贵阳550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】X825南方喀斯特森林是一种特殊的森林生态系统,其顶级群落为常绿落叶阔叶混交林,系统组成和结构复杂,物种多样性和结构多样性较高[1]。
喀斯特山地典型植被恢复过程中土壤种子库特征
喀斯特山地典型植被恢复过程中土壤种子库特征作者:欧阳绪红郝秀东谢世友谢德体李阳兵来源:《湖北农业科学》2011年第15期摘要:用“以空间换时间”的方法,从种类组成、种子数量、物种多样性、种子分布规律和物种相似性等方面比较了喀斯特山地典型植被恢复过程中处于不同生态演替序列的坡耕地、1年弃耕地、灌草地、15年疏林地、25年次生林地的土壤种子库特点。
结果表明,研究区典型植被恢复过程中的5个样地土壤种子库共萌发植物46种,土壤种子库组成总体上以草本植物为主且与地上植被关系较密切,并仍处于植被演替的早期阶段,退化较严重;随着土地利用强度的增加,土壤中草本种子所占的比例也越大;石灰岩草坡开垦成耕地后,本来较小的种子库很快受到破坏。
土地利用方式的变化是对岩溶山地次生植被及其种子库的主要威胁。
关键词:典型植被;土壤种子库;植被演替;植被恢复;喀斯特山地中图分类号:S718;Q948文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)15-3049-05FeaturesofSoilSeedBankinKarstMountainduringTypicalVegetationRestorationOUYANGXu-honga,HAOXiu-donga,XIEShi-youa,b,XIEDe-tic,LIYang-bingc(a.SchoolofGeographicalSciences;b.KeyLaboratoryoftheThree-GorgeReservoirRegion’sEco-environment of the MinistryofEducation;c.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)Abstract:Usingthemethodof“replacingtimebyspace”,thepropertiesofsoilseedbanksoftypicalvegetationsindifferentecologicalevolutionsequenceinkarstmountain(25-yearwoodland,15-yearscatteredwoodland,bush-grassland,1-yearabandonedfarmlandandslopefarmland)werestudiedbasedontheanalysisofspeciescomposition,amountanddistribution,ecologicaldominance,speciessimilarityaswellasdiversity.46 speciesgerminatedin5soilseedbanks. Herbagespecies were dominant in soilseedbanks;and the formation of seed banks hadacloserelationwithvegetations,whichindicatedthatthevegetationswereattheearlystagesofsuccessionanddepredatedseriously.Theseedsamountofxylophytaspeciesdecreasedwhilethatofherbaceousspeciesincreasedwiththeincreaseoflanduseintensity.The species ofcosmopolitan contributed to big percentageinshrub-grassplotssoilseedbank indicating thatthegrowthofherbaceouslayerwasaffectedsignificantlybyhumanbeingsactivities.Afterthekarstslopebeingcultivated,itssoilseedbanks might bedestroyedsoon.Therefore,thechangesoflandusepatternwerethemainthreattothekarstsecondaryvegetationandthesoilseedbanks.Keywords:typicalvegetation;soilseedbank;successionofvegetation;vegetationrecovery;karstmountain土壤种子库是存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子的总和,它的发生发展对种群生态对策、植被恢复与演替、生物多样性和遗传变异进化等方面的研究具有极其重要的作用[1,2]。
贵州中部喀斯特山区退耕还林还草对土壤肥力的影响
贵州中部喀斯特山区退耕还林还草对土壤肥力的影响罗勇(贵州省林业调查规划院,贵州贵阳550003)摘要通过对贵州中部喀斯特山区不同退耕还林还草区植被及土壤进行调查,探讨退耕还林还草后坡地土壤肥力的变化。
结果表明:坡耕地退耕还林还草后,土壤质地趋向粘化,土壤容重明显下降,土壤毛管孔隙度增加,土壤持水能力增强。
同时,土壤有机质及碱解氮含量出现显著增加,其大小顺序均是退耕还林地>退耕还草地>退耕荒草地>旱地;而土壤有效磷及速效钾含量也出现一定程度的增加。
退耕还林还草能明显提高土壤保水和蓄水性能以及土壤有效养分数量,从而提高土壤的肥力水平。
关键词喀斯特山区;退耕还林还草;土壤水;土壤养分中图分类号S158文献标识码A 文章编号1004-8421(2012)05-567-03作者简介罗勇(1964-),男,贵州贵阳人,工程师,从事植被配置与森林生态效益研究。
收稿日期2012-05-11贵州省喀斯特面积占全省土地面积的73.6%,喀斯特地貌发育完整、类型多样。
南方喀斯特森林是一种特殊森林生态系统,其顶级群落为常绿落叶阔叶混交林,但在人为干扰作用下,喀斯特森林逐渐退化,植物群落从常绿阔叶林向次生乔林、灌木林、藤刺灌丛、草灌和草丛的方向进行演替,不同演替阶段群落种组组成、树高、径级结构和群落的多样性发生明显的变化[1],森林退化过程中土壤肥力不断下降[2-11]。
喀斯特地区地表崎岖破碎,山多坡陡,降水量大,地表径流冲刷严重,而石灰岩成土速度慢,土层浅薄,且土被不连续,土壤限制因子多,大多数区域生态环境脆弱,农业生产条件差[1-2,12]。
由于人们长期对土地的不合理利用与经营,如陡坡毁林种粮,顺坡耕种等,对土地进行掠夺式经营,水土流失严重,土壤物理性质恶化,土壤肥力不断退化,石漠化程度加大[2,13]。
生态恢复和重建的主要措施是生物措施,其次是工程措施、耕作措施和管理措施等。
退耕还林还草工程是将生物措施、工程措施、耕作措施和管理措施相耦合的一种重要途径[14-15]。
退化喀斯特植被不同恢复阶段土壤质量变化
退化喀斯特植被不同恢复阶段土壤质量变化卢永飞;喻理飞;张玉武【摘要】为探讨退化喀斯特生态系统植被恢复对土壤质量的改良效果.本文对花江流域退化喀斯特植被不同演替阶段的土壤的石砾含量、含水量、容重、持水量、孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K等理化指标进行测定分析.结果表明:植被恢复促进了喀斯特山地土壤pH值降低、控制了土壤pH 值的上升.土壤石砾含量随植被恢复而下降;有机质含量随植被恢复而上升.在整个演替的过程中,全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K含量随植被的恢复而呈波动变化的趋势;土壤质量的生境变化总体上表现为石海较高.综合分析表明,研究区植被恢复总体上促进了土壤理化质量的提高.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2014(032)005【总页数】7页(P41-47)【关键词】喀斯特区;演替阶段;植被恢复;土壤质量;花江【作者】卢永飞;喻理飞;张玉武【作者单位】贵州省林业调查规划院,贵阳550003;贵州大学,贵阳550025;贵州大学,贵阳550025;贵州省生物研究所,贵阳550009【正文语种】中文【中图分类】X17土壤是植物群落的生长地,是它们生存的物质基础,是植被的发育与之发生相互作用的环境要素之一。
植物群落对土壤的影响也很重要,植物群落是土壤形成的参与者,而实际上,土壤中植物的全部活的和死的部分,都是土壤的组成成分,植物群落组成的改变,必然引起土壤理化性质的变化。
土壤系统是喀斯特山地生态系统的重要组成部分,土壤退化是植被退化的必然结果,又对植被结构产生重大影响。
植物群落与土壤间的相互关系是极其复杂而多样,植被的类型与土壤类型是密切相关的。
目前的研究主要集中于植被恢复模式对石漠化土壤理化性质量的影响(向志勇等,2010;贺祥等,2011),小生境土壤保墒能力(李安定等,2010),植被恢复与土壤生物学特性、酶活性的关系(魏媛等,2010;邹军等,2013),但对贵州花江喀斯特生态系统不同恢复阶段小生境土壤理化质量缺乏系统的研究。
荔波茂兰喀斯特植被恢复中土壤有机碳稳定性变化
荔波茂兰喀斯特植被恢复中土壤有机碳稳定性变化杨熳;张丽敏;武亚楠;严令斌;袁冬梅;喻理飞【期刊名称】《山地农业生物学报》【年(卷),期】2022(41)3【摘要】土壤碳是重要碳库,其对碳的吸收与排放直接影响大气中的温室气体。
为探究植物群落凋落物与土壤碳之间的关系,采用“以空间代替时间”的方法,在亚热带湿润区—贵州茂兰国家级自然保护区内选取草本(Herb)、灌木(Shrub)、乔林(Arbor)和顶极(Climax)4个植被恢复阶段的群落作为研究对象。
采用物理分组法将土样分为粒径>250μm的粗颗粒有机碳(CPOC)、粒径在53~250μm的细颗粒有机碳(FPOC)以及粒径<53μm的矿物有机碳(MOC)3个组分。
研究表明:(1)随着植被群落向顶极的恢复,凋落物量、凋落物碳含量、凋落物碳投入以及土壤有机碳(SOC)都呈增加趋势;顶极群落阶段(Ccs)的土壤总有机碳(TOC)比Hcs、Scs、Acs 的TOC分别多232.14%、44.15%、10.45%;凋落物量对凋落物碳投入的影响贡献更大;(2)颗粒有机碳与总有机碳比值(POC/TOC)的均值约为84%,约是MOC/TOC均值的5倍,表明研究区内SOC易矿化,可被利用的有机碳含量较高,而稳定性有机碳含量较低;凋落物碳含量与MOC呈极显著正相关,说明凋落物碳含量与土壤稳定性有机碳之间存在很大的相关性。
【总页数】7页(P28-33)【关键词】喀斯特;植被恢复;凋落物;土壤颗粒物有机碳;土壤矿物有机碳【作者】杨熳;张丽敏;武亚楠;严令斌;袁冬梅;喻理飞【作者单位】贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院;贵州省山地资源研究所【正文语种】中文【中图分类】Q149【相关文献】1.茂兰喀斯特植被主要演替群落土壤有机碳研究2.退化喀斯特森林植被自然恢复中土壤有机碳δ13C值特征3.茂兰喀斯特原始森林土壤有机碳的空间变异性与代表性土样采集方法4.桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被恢复方式下土壤有机碳组分变化特征5.茂兰喀斯特植被恢复过程物种多样性变化研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
喀斯特石漠化过程中植被演替及其对径流水化学的影响
喀斯特石漠化过程中植被演替及其对径流水化学的影响刘方;王世杰;罗海波;刘元生;何腾兵;龙健【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2006(43)1【摘要】通过对贵州中部喀斯特地区进行植被调查以及土壤和径流样品的分析,探讨石漠化过程中植被演替及其对径流水化学组成的影响.结果表明:喀斯特石漠化后,土壤出现粘质化,有机质含量急剧下降,土壤毛管孔隙度下降,干旱季节表层和次表层土壤的含水量明显减少,改变了生态系统的水分运动规律.喀斯特地表径流中离子浓度的大小排序为HCO-3>SO2-4>Ca2+>Mg2+>K+、NO3、Cl->Na+>NH+4>PO3-4,地表径流水化学类型以HCO3-Ca型为主;随着石漠化程度的增加,地表径流中PO3-输出量明显增加,其次是Ca2+、NO-3,这部分养分的流失造成土壤养分水平下降,同时影响受纳水体的环境质量.地下径流离子组成与地表径流总体相似,但HCO-3、Ca2+、Mg2+的含量高于地表径流,而K+、NH+4的含量低于地表径流;石漠化发生后,地下径流中HCO-3、Mg2+浓度明显减少,岩溶作用减弱,而NH+4、NO-3浓度明显增加,对地下水质产生一定的影响.【总页数】7页(P26-32)【作者】刘方;王世杰;罗海波;刘元生;何腾兵;龙健【作者单位】中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002;贵州大学环境与资源研究所,贵阳,550025;中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳,550002;贵州大学环境与资源研究所,贵阳,550025;贵州大学环境与资源研究所,贵阳,550025;贵州大学环境与资源研究所,贵阳,550025;贵州师范大学地理科学系,贵阳,550004【正文语种】中文【中图分类】S156.1;S157.1【相关文献】1.喀斯特石漠化区植被演替过程中土壤质量研究——以广西都安澄江小流域为例[J], 廖赤眉;胡宝清;苏广实;莫玉凤2.云南石林喀斯特石漠化过程的植被演替 [J], 谷立立;王跃;张磊;孟耀3.中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤有机碳的响应及其影响因素分析 [J], 王霖娇;盛茂银;李瑞4.孢粉记录的重庆岩溶槽谷区700年来植被演替与喀斯特石漠化 [J], 汪啟容;蒋勇军;郝秀东;乔伊娜;张彩云;马丽娜;茆杨;吕同汝;邱菊5.喀斯特石漠化过程中小生境及岩性的演替对土壤有机碳的影响 [J], 王兴富;黄先飞;胡继伟;张珍明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度变化魏 媛1,张金池2,俞元春2,喻理飞3(1.贵州财经学院资源与环境管理学院,贵州贵阳550004;2.南京林业大学森林资源与环境学院,江苏南京210037;3.贵州大学林学院,贵州贵阳550025)[关键词]退化喀斯特;植被恢复;土壤微生物;生化作用强度;贵州[摘 要]采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法及生化活性试验法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同生境及根际和非根际土壤生化作用强度的变化。
结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度存在较大差异。
随着退化喀斯特植被的恢复,土壤氨化作用、硝化作用、纤维素分解作用及固氮作用强度明显增强,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段;土壤剖面上土壤生化作用强度均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度增加呈递减趋势,具体表现为A层>B层;从生境变化上来看,除裸地恢复阶段外,其他三个阶段的土壤生化作用强度的变化特征总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境的特点有利于微生物类群及土壤动植物群体的繁殖;根际和根外变化明显,表现为根际>非根际。
[中图分类号]S154 [文献标识码]B [文章编号]1000-0941(2009)10-0029-04 我国西南部是全球生物多样性最为丰富的地区之一,同时也分布着世界上最为典型的喀斯特景观。
贵州地处我国西南喀斯特地区的中心,境内多为碳酸盐岩山地,因生态环境脆弱,植被破坏后很难恢复,易形成石漠化。
退化喀斯特森林生态系统的恢复与重建已成为农业生产环境改善、区域经济发展及人民脱贫致富的迫切要求。
土壤微生物在植物凋落物的降解、养分循环与平衡、土壤理化性质的改善中起着重要作用。
高质量的土壤一般具有良好的生物活性和稳定的微生物种群组成[1]。
喀斯特地区因岩石溶蚀作用,与常态地貌相比,形成差异很大的小地形,其土壤、小气候等有较大差异,有石面、土面、石沟、石槽、石缝、石洞等6种小生境[2],而各小生境枯枝落叶聚积程度和土壤的差异,导致土壤质量不同;另一方面,随退化植被的恢复,土壤垂直剖面及根际、非根际的土壤也可能不同。
随着人们对土壤微生物重要生态学意义认识的不断加深,对土壤微生物多样性的研究日益增多[3-4]。
但人们在研究生态系统恢复时,较多地考虑植被指标以及土壤理化性质变化,而对于土壤生化作用的研究较少[5-6],至于对贵州退化喀斯特植被恢复过程中土壤的生化作用更是缺乏系统的研究。
因此,以贵州喀斯特高原生态综合治理示范区不同恢复阶段的植物群落为研究对象,研究土壤生化作用的变化特征,对于揭示退化群落恢复机理、构建恢复技术体系具有重要的理论和实践意义。
[基金项目]国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目) (2006CB403206-6);国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAC01A09);贵州省优秀科技青年人才计划项目[黔科合人字(2005)0529号];教育部重点项目(205141);国家自然科学基金项目(30872076)1 研究区概况研究区地处贵州省西南部贞丰县北盘江镇板围村,是国家“十五”科技攻关计划项目“喀斯特高原生态综合治理技术与示范”的试验示范区。
出露岩石主要以纯质石灰岩和白云岩为主,属裸露型喀斯特峡谷地貌,海拔800—1150m;河谷气候,日照充足,平均气温15.8℃,极端最高气温32.4℃,≥10℃积温6542℃;年均降水量1100mm,5—10月为雨季,降水占全年的90%以上,10月至次年4月为干旱季节;土层浅薄且不连续,pH 值6.5~8.0,土壤持水能力很弱,经常处于干旱状态,特别是冬季干旱非常明显。
与常态地貌相比,生境复杂多样,有石面、石沟、石洞、土面等多种小生境类型。
该区内退化植被恢复过程分为裸地阶段(Ⅰ)、草本群落阶段(Ⅱ)、灌木群落阶段(Ⅲ)和乔木群落阶段(Ⅳ)4个阶段,各阶段主要组成物种见表1。
2 研究方法2.1 土样采集以空间代替时间的方法[7],在贵州花江退化喀斯特植被不同恢复阶段(裸地阶段、草本群落阶段、灌木群落阶段、乔木群落阶段)选择有代表性的样地(每个阶段3个重复),采用S形、线形或梅花形三点混合取样法分不同生境、不同层次(在土壤剖面上先取B层土,再取A层土)、根际和根外进行土壤样品的采集。
每个样品3~5次重复,编号,除去杂物和石块,迅速混合放入无菌袋内并装入带冰块的取样箱中运回。
在实验室除去可见的土壤动物和植物残体,过2mm筛,混匀,分为两份,一份保存于4℃冰箱中供土壤微生物学指标分析,另一份风干、磨细、过100目筛,以备选用。
供试土壤的基本情况见表2。
・92・中国水土保持S WCC 2009年第10期表1 退化喀斯特植被不同恢复阶段主要组成物种恢复阶段植被类型主要组成物种Ⅰ裸荒地 有极少量阳性先锋树种幼苗如野桐(M allotus tenuifolius)、盐肤木(R hus chinensis),近无草本植物Ⅱ草 地 草本植物主要有荩草(A rthraxon hispidus)、芒萁(D icranopteris dichoto m a)、猪毛蒿(A rte m isia scoparia)、灰苞蒿(A rte m isia roxburghiana)等,木本植物主要有野桐、青檀(P teroceltis tatarino w ii)、火棘(Pyracantha fortuneana)、构树(B roussonetia papy2 rifera)等Ⅲ灌木林 主要有川钓樟(L indera pulcheri m a var.he m sleyana)、清香木(Pistacia w einm annifolia)、云南鼠刺(Itea yunnanensis)、圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)、山麻杆(A lchornea davidii)、石岩枫(M allotus repandus)、烟管荚蒾(V iburnum utile)、重阳木(B ischofia polycarpa)、暖木(M elios m a veitchiorum)、薄叶鼠李(Rham nus leptophylla)、悬钩子蔷薇(R osa rubus)等Ⅳ森 林 乔木层主要有青檀、朴树(Celtis sinensis)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、香椿(Toona sinensis)、小叶榕(Ficus concin2 na)、川钓樟等,灌木层主要有竹叶椒(Zanthoxylum planispinum)、喜玛拉雅旌节花(S tachyurus hi m alaicus)、灰毛浆果楝(C i2 padessa cinerascens)、山麻杆、野桐、石岩枫等表2 供试土壤的基本情况恢复阶段植被类型土壤含水量(%)容重(g/c m3)pH值有机质含量(g/kg)Ⅰ裸荒地25.15 1.397.1717.36Ⅱ草 地19.11 1.317.2334.45Ⅲ灌木林19.56 1.237.3260.67Ⅳ森 林22.71 1.087.4074.08 注:数据为测定样品的平均值,下表同。
2.2 分析方法土壤容重和含水量用常规方法测定[8],有机碳的测定采用重铬酸钾-硫酸外加热法[8];土壤pH值采用蒸馏水(土水质量比1∶2.5)浸提30m in,用PHS-3C精密pH计测定。
土壤生化作用强度测定:土壤氨化作用测定采用土壤培养法,用比色法测定NH+4-N的含量;土壤硝化作用测定采用溶液培养法,用比色法测定NO-3-N减少量;土壤固氮作用测定采用土壤培养法,用蒸馏法分析土壤全氮增加量;土壤纤维素分解作用测定采用埋片法分析布条损失的重量。
具体操作参照《土壤微生物分析手册》[9]及《土壤微生物生态学及其实验技术》[10]。
3 结果与分析土壤微生物几乎参与土壤中一切生物化学反应,是维持土壤质量的重要组成部分,对土壤中的动植物残体和土壤有机质及有害物质的分解、生物化学循环和土壤结构的形成过程起着重要的调节作用[11]。
土壤氨化、硝化、固氮及纤维素分解作用强度是在土壤微生物各主要生理类群直接参与下进行的,土壤在这些微生物群体的协调下,对维持着其生态系统的C、N平衡起着重要的作用[12]。
通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一[13]。
3.1 土壤生化作用强度的垂直变化碳素和氮素转化是土壤元素生物化学循环的主要环节,其中微生物的固氮作用和氨化作用是氮循环的重要组成部分。
氨化作用是将有机氮转化成无机氮的过程,即土壤中含氮的有机物,经过微生物的各种分解作用,大部分氮素转化成无机态氨的过程。
固氮作用是指在土壤固氮微生物作用下将大气氮转化为生物可利用氮的过程。
固氮微生物主要包括蓝绿藻固氮菌和一些共生固氮菌。
固氮作用的结果是合成有机氮化合物(如蛋白质、核酸等),增加土壤中的总氮量。
纤维素分解作用和呼吸作用是碳素转化的异化作用。
不同土层中土壤生化作用强度由于受到土壤微生物种类和数量的影响,会在土壤剖面的不同深度表现出一定的规律性。
分别对植被演替过程中不同土层的土壤生化作用强度进行测定,变化情况如图1所示。
图1 植被恢复过程中土壤生化作用强度的垂直变化从图1中可以看出,植被恢复过程中土壤生化作用强度在土壤剖面上呈现出垂直分布特征,即随着土层深度的增加而减弱,表现为A层>B层的变化特点,土壤氨化作用、硝化作用、纤维素分解作用及固氮作用在4个恢复阶段的均值A层分别是B 层的1.294、1.502、1.195和1.285倍。
这是由于土壤表层的枯枝落叶分解、转化进入土壤,形成较厚的腐殖质层,有机质、全氮及水解性氮含量高,聚集了60%以上的土壤营养元素,同时林木根系绝大多数分布于表层,根系分泌的可溶性糖类、蛋白质等也可刺激微生物的活动,且土壤表层温度和通气状况利于微生物的生存与繁衍,因而土壤生化作用强度表层最强。
从图1中还可看出,不管是上层土壤还是下层土壤,土壤生化作用强度都是随植被的演替而逐渐增强,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段,方差分析表明差异极显著(P <0.01),说明植被恢复有利于土壤中碳素和氮素的生物化学循环。
3.2 不同生境土壤生化作用强度的变化喀斯特地区的生境具有小生境类型多样、生境的异质性高、土被不连续、土壤浅薄、根系生存的空间狭小等与常态地貌明显・3・中国水土保持S WCC 2009年第10期不同的形态特征和分布特征。
破碎化程度高、生境类型的异质性、小生境分布的无序性及生境条件的严酷性,使得土壤微生物生化作用强度在不同生境间存在一定的差异。