南方稀土采矿恢复地土壤稀土元素含量及植物吸收特征

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了福建省长汀县稀土矿治理地土壤和主要植物中稀土元素的含量、分布以及转移特征.结果表明:稀土矿治理地的土壤养分含量较低;土壤中稀土元素的含量为507.40～841.37 mg· kg-1,高于对照地土壤的含量.稀土矿治理地土壤中稀土元素主要为交换态,其含量占总量的61％～98％.稀土矿治理地土壤中稀土元素从原来偏单一的交换态转变为多种形态共存,其中有机态含量显著升高.植物根、茎、叶中稀土元素含量分别为40.27～986.01、5.14 ～ 206.58、6.81 ～ 2364.51mg·kg-1.稀土元素在植物各器官中含量水平除芒萁为叶＞根＞茎,其他植物均表现为根＞叶＞茎.根据不同植物吸收和积累稀土元素的差异,可将矿区治理地植物分为富集型和根部囤积型植物.芒萁属于富集型植物,桉树、高羊茅、宽叶雀稗、木荷和油茶属于根部囤积型植物.     

北京市自然保护区植物群落对干扰胁迫的抵抗力分析

在城市规模不断扩张的过程中,北京市自然保护区植物群落正面临着前所未有的干扰胁迫.研究植物群落对干扰的抵抗力具有理论和实践意义.在北京市松山和喇叭沟门两个自然保护区植物群落中调查了22个样地,记录到213种植物,测度了33个植物功能性状.在集成前人成果的基础上,量化了每个性状在基建工程、放牧或旅游践踏、火烧以及外来种入侵干扰下的功能属性;计算了物种、功能群和群落尺度上的功能指数;利用回归分析方法描绘了物种丰富度与功能指数间的关系.结果表明:(1)植被恢复力指数(plant restoration index)在4.36-10.15之间,草本植物大于木本植物;物种对不同干扰的抵抗力功能指数(resistance index to disturbance)变化范围分别为:放牧10.27-23.15,乔木和灌木大于其他生长型植物;火烧9.01-22.15,乔木大于灌木,后者又大于草本;外来种入侵4.41-10.54,乔木大于其他生长型.(2)以山杨(Populus davidiana)为优势种的群丛,其植被恢复力以及对干扰的抵抗力较其他群丛强.(3)在乔木层和草本层,物种丰富度与功能指数不相关;在灌木层,物种丰富度与放牧、火烧和外来种入侵的功能指数正相关,与植被恢复指数不相关.作者建立了研究区域物种、功能群和群落尺度上的植被功能指数数据库,为自然保护区植被结构调整和恢复提供了技术支撑.群落尺度的功能值取决于优势种的功能值,物种多样性是生态系统功能维持的重要基础.物种的功能冗余可能与植物群落结构层次以及干扰类型有关.本文结果为生态系统物种功能冗余假说提供了一个例证.     

衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤基础呼吸及代谢熵的变化

采用空间序列代替时间序列的方法,对衡阳紫色土丘陵坡地不同过程中的不同土层、根际(Rhizosphere,R)与非根际(Non-rhizosphere,S)的土壤基础呼吸(Soil basal respiration,SBR)及代谢熵(Metabolic quotient,qCO2)的变化特征以及它们与土壤理化性质的关系进行研究。结果表明：(1)不同恢复阶段SBR与qCO2存在明显差异,从裸地(Ⅰ)、草本群落(Ⅱ)、灌木群落(Ⅲ)至乔木群落阶段(Ⅳ),SBR显著增强,qCO2显著减小,反映土地质量正在逐渐恢复;(2)不同恢复阶段SBR与qCO2存在垂直变化特征,从0～20cm、20～40cm至40～60cm土层, SBR显著减弱,qCO2显著增加;(3)从Ⅱ→Ⅳ,R与S变化明显,R与S的SBR均显著增强, R/S显著减小,表现出R＞S的特点,R与S的qCO2的逐渐减小, R/S逐渐上升,也表现出R＞S的特点,因此,创造更好的土壤条件有利于该区域植被恢复。     

吕梁山区3种人工林植被、凋落物生物量差异特征及其与土壤养分的关系

通过样地调查和土壤样品采集分析的方法,测定了山杨、油松和辽东栎3种人工林林下植被(灌木、草本)的活地被的生物量以及地表凋落物的生物量和土壤养分的总概况,并探讨了它们之间的相关性。结果表明:活地被生物量表现为油松2.354 7 t·hm~(-2)山杨2.078 5 t·hm~(-2)辽东栎1.137 3 t·hm~(-2),地表凋落物生物量山杨4.797 5 t·hm~(-2)辽东栎2.139 9 t·hm~(-2)油松0.525 0 t·hm~(-2);林下土壤分级指标结果:有机质、全磷均呈现4~5级标准,全氮为1~3级标准;林下土壤养分含量分析比较结果:有机质含量为山杨辽东栎油松,而全氮和全磷为山杨油松辽东栎;同时分析了土壤全量养分与各林分下活地被生物量、凋落物层生物量之间的相关性,结果表明:3种人工林的3种全量养分与活地被生物量、凋落物生物量均呈现极显著相关(P0.01),同时3种林分的土壤全量养分间相关性显著(P0.05),表现出良好的协同效应。     

陕南秦巴山区药用植物群落物种多样性研究

采用样方法对陕南秦巴山区药用植物群落物种多样性进行了研究。结果显示,该地区药用植物共计105科268属361种,其中药用裸子植物5科6属7种,药用被子植物92科254属344种,药用蕨类植物7科8属10种;含1属的科、含2~5属的科和含1种的属的药用植物数量较多,所占比例较高;该地区各植被类型的物种多样性变化各具特点,其中,物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)及Simpson多样性指数(D)表现为:乔木层最小、灌木层较大、草本层最大,但Pielou物种均匀度指数(J)的变化较为复杂;药用植物群落总的物种丰富度、乔木层物种丰富度和草本层物种丰富度均随海拔的升高表现出先升高后下降的趋势,且物种丰富度最大值出现在海拔1000~1200 m的山地常绿落叶阔叶林和温性针阔混交林的过渡区域,但灌木层物种丰富度与海拔之间无相关关系。本研究结果为阐明山地物种多样性的分布格局提供了基础资料,也为该区域药用植物的保护和管理提供参考。     

Current forest carbon stocks and carbon sequestration potential in Anhui Province,China

Aims
This study was conducted to investigate carbon stocks in forest ecosystems of different stand ages in Anhui Province, and to identify the carbon sequestration potential of climax forests controlled by the natural environment conditions.
Methods
Data were collected based on field investigations and simulations were made with the BIOME4 carbon cycle model.
Important findings
Currently, the total forest carbon stocks in Anhui Province amounts to 714.5 Tg C: 402.1 Tg C in vegetation and 312.4 Tg C in soil. Generally, both the total and vegetation carbon density exhibit an increasing trend with the natural growth of forest stands. Soil carbon density increases from young to near mature forests, and then gradually decreases thereafter. Young and middle-aged forests account for 75% of the total forest area in Anhui Province, with potentially an additional 125.4 Tg C to be gained after the young and middle-aged forests reach near mature stage. Results of BIOME4 simulations show that potentially an additional 245.7 Tg C, including 153.7 Tg C in vegetation and 92 Tg C in soil, could be gained if the current forests are transformed into climax forest ecosystems in Anhui Province.     

黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应

为研究黄土高原地区退耕还林(草)后,植被覆盖变化及其对水热条件的响应,利用1999—2013年SPOT VGT NDVI 1km/10d分辨率数据,采用最大合成法、一元线性回归法和偏相关分析法,系统分析了黄土高原地区NDVI(归一化植被指数)的时空分布及变化趋势,及其与气候因子的关系。结果表明:黄土高原1999—2013年年最大NDVI的平均值为0.31,NDVI较高的区域位于黄土高原南部,而西北部植被覆盖度较低;自1999年开始,黄土高原地区NDVI呈极显著(P0.01)增加趋势,年最大NDVI的变化斜率为0.0099;不同季节(春、夏、秋、冬)和生长季的植被状况均呈现良性发展趋势;1998—2013年间,黄土高原地区气候呈现不显著的"冷湿化"特征;NDVI年际(及生长季和季节)变化与降雨和温度的相关性不显著,而在月时间尺度上,呈显著的相关性,并且月NDVI与当月降雨量的相关性要强于与当月温度的相关性;植被生长对温度的响应存在一个月的滞后期,而对降雨的响应无滞后效应。     

水淹生境下秋华柳对镉污染土壤研究修复能力

以耐水淹和耐重金属的秋华柳（Salix variegata）作为试验材料,从土壤角度出发,探究秋华柳在水淹条件下对镉污染土壤的修复能力。设置无植物和种植秋华柳两个处理组,分别对两组设置两个水分处理组：正常供水组（CK）及土壤水淹组（FL）,4个镉浓度处理组：对照组（0 mg/kg）、低浓度（0.5 mg/kg）、中浓度（2 mg/kg）及高浓度（10 mg/kg）。分别于处理后的第30天和第60天对各处理组的土壤和水淹组水样进行取样。试验结果表明：（1）镉处理浓度越高,土壤中镉活性态浓度越高,生物毒性越强。（2）水淹显著降低土壤活性态Cd浓度（P < 0.05）,增大土壤修复难度。（3）种植秋华柳对30d土壤Cd全量及各形态镉浓度均无显著影响（P > 0.05）;对第60天正常供水和水淹组土壤中交换态、碳酸盐结合态的镉浓度以及60d水淹组土壤Cd全量均有显著影响（P < 0.05）。（4）秋华柳种植显著降低土壤Cd迁移系数,30d正常供水组、水淹组以及60d正常供水组和水淹组平均降幅分别为2.0%、4.12%、9.71%、9.32%。处理时间过短和试验用苗生物量小可能是秋华柳对土壤全量Cd影响不大的主要原因,但秋华柳均显著降低正常供水和水淹组土壤迁移系数且二组降幅差异不大。研究表明：水淹生境下,秋华柳对Cd污染的土壤仍有较好的修复能力。     

干旱胁迫条件下AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗生长的机理研究

采用温室水分控制试验,在干旱胁迫条件下,定量化研究优势丛枝菌根真菌(AMF)影响优势乡土植物小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗生长的机理,主要通过研究干旱胁迫条件下摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)与小马鞍羊蹄甲的共生关系,阐明AMF在植物生长初期的作用。结果表明,干旱胁迫条件下,摩西球囊霉菌能够很好地侵染幼苗,侵染率高达89%—97%,并且不受水分条件影响。接种的幼苗最大光合速率、水分利用效率随着干旱胁迫程度从重度到轻度(水分从低到高)逐渐增大,相反地,叶片脯氨酸含量逐渐减小。接种显著地促进幼苗株高、叶片数、叶面积、根长、根面积等生长指标,提高幼苗各部分生物量、地上地下磷(P)含量。当含水量为60%田间持水量时,AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗吸收P的效果最好。接种还显著影响幼苗的生物量分配,在重度干旱胁迫时影响P分配,水分条件也显著影响幼苗的生物量分配。此外,接种和水分的交互作用对叶生物量、总生物量、生长指标以及地上部氮(N)总量影响显著。结果表明干旱胁迫条件下菌根效应显著,并在干旱条件下显著促进了小马鞍羊蹄甲幼苗的生长,这为进一步干旱河谷植被恢复提供了理论依据。     

长白山国家级自然保护区植被时空变化及其驱动因子

基于MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势分析和相关系数检验法对长白山国家级保护区2000—2010年间植被时空变化及其驱动因子进行研究。结果表明:10年来,长白山国家级自然保护区中88.95%的植被保持稳定,9.71%的植被显著改善,1.34%的植被显著退化,植被的总体保护效果较好。从植被变化的驱动因子来看,气温对植被的影响略强于降雨,气温和降雨与植被变化的关系总体上都呈负相关,但显著相关的面积均不足8%,10年间气温和降雨对自然保护区内植被的影响总体有限。自然保护区内不同地形上的植被变化存在一定空间差异,海拔1 800 m以上,坡度26°—35°范围内的岳桦林和苔原植被出现较明显退化。自然保护区内规模日益扩大的旅游活动以及不合理的开发建设与部分植被的退化有一定关系。尽管自然保护区内植被显著退化的面积仅占1.34%,但必须引起管理部门的高度重视。据此,提出三点建议以更有效地保护现有植被和恢复已退化植被,为长白山国家级自然保护区的科学管理提供参考。