河北太行山低山丘陵区植被恢复过程中物种多样性与土壤养分变化

采用野外调查与室内试验相结合的方法,以1986年和2008年调查数据为基础,分析了植物组成与种群结构的变化,运用Shannon多样性指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数对太行山低山丘陵区植被物种多样性进行分析,并探讨了土壤养分变化及其与植物物种多样性的相关性。结果表明:1)植被恢复22年后,群落结构和物种组成发生了明显的变化,群落逐渐由草本向乔灌木转变,且草本植物的物种数显著减少;2)灌木的盖度和生物量显著增加,引起灌下小环境的改变,使湿生草本植物明显减少,从而导致物种多样性和丰富度指数降低;3)植物物种多样性主要受土壤有机质、全N、全P、全K、全Ca和全Mg含量的影响。封山育林22年以后,群落结构渐趋合理,生物量显著增加,物种多样性有所减少,并且对土壤表层的养分产生了明显的回馈作用。     

茂县土地岭植被恢复过程中物种多样性动态特征

植被恢复是退化生态系统重建的重要途径,植被恢复过程物种多样性的变化反映了植被的恢复程度.通过群落调查和多样性分析,研究了岷江上游土地岭植被恢复过程中群落物种多样性特征.结果表明： 恢复过程中6类不同类型群落分别表现其对于不同环境特征、干扰及更新方式等的响应;森林是较灌丛更适合当地环境状况的植被类型;人工恢复无干扰和轻度干扰群落的多样性相对较高,是较好的恢复模式.重度干扰使得1年生植物与地下芽植物比例增加,其它口食性较好的多年生草本减少.较强的干扰是群落无法更新、长期处于灌丛阶段且多样性较低的重要原因.本地区人工恢复群落在更新进程和多样性维持上优于自然更新群落,种植华山松加速了本地区植被演替进程.建议以适合恢复区域的多种恢复配置方式进行造林,并避免较强干扰,可以加速群落演替进程并保持恢复群落较高的物种丰富度与多样性.     

安太堡矿区复垦地植被恢复过程多样性变化

植被生态系统的重建是矿区复垦地恢复的主要环节之一。通过群落调查和实验分析,采用丰富度指数、物种多样性指数和均匀度指数,结合DCCA排序、多元线性回归和相关分析,研究了平朔安太堡矿区复垦地植被恢复过程中多样性的变化。群落多样性分析结果表明:(1)直接种植植被演替后期的植物种大大加速了原始植被演替进程;(2 )多样的人工配置群落比单一的人工配置群落更能促进群落向正向演替的方向发展;(3)能够适应矿区特殊生境的植被配置方式在恢复进程中与自然植被表现出一定的差异,这种差异只持续发生植被恢复的前3a,3a之后群落的演替与自然植被的演替表现出趋同性;(4)森林群落是较灌丛群落更适合安太堡矿区特殊生境的植被配置方式,其中刺槐和油松的混交效果较好。物种多样性的分析表明:(1)多样性偏高的群落与有机质和时间联系较为紧密,而多样性偏低的群落则与锰的联系较为紧密;(2 )制约矿区物种多样性变化的主要因素是土壤水分和演替时间;(3)锌对各多样性指数都有一定的影响(4)有机质、时间与丰富度指数相关显著;(5 )海拔与综合多样性指数相关显著;(6 )铜对均匀度指数的影响较大。方法的比较结果表明:(1)多元线性回归的灵敏度比相关分析高;(2 ) DCCA可以作为对定量分析的补充,解释那些在定量分析中不显著的因     

兰坪铅锌矿区植被恢复初期土壤种子库与地上植被关系的研究

尾矿废弃地是一种极端的生态系统,其植被恢复的研究将丰富传统的生态学理论。该研究通过野外植被调查与室内萌发实验相结合的方法,探讨了兰坪铅锌矿区植被恢复初期不同群落类型地上植被、土壤种子库及其相互关系。结果显示:（1）与对照群落（云南松林、高山栎灌丛）相比,尾矿区恢复期各群落（早熟禾人工草地、魁蒿群落、马桑灌丛）地上植被及土壤种子库的物种数、物种多样性均较低。（2）植被恢复时间较短的2个群落（魁蒿群落、人工草地）土壤种子库较地上植被物种多样性高。（3）尾矿区恢复期各群落地上植被及土壤种子库的优势种均主要由风播、种子繁殖的植物组成,菊科、禾本科占较大比例,这些植物在尾矿区植被恢复初期起重要作用。（4）尾矿区恢复期各群落土壤种子库与地上植被的物种相似性较高,各群落之间地上植被及土壤种子库的相似性则较低。研究表明,尾矿区恢复初期土壤种子库与地上植被紧密联系,群落改造方式、恢复时间对土壤种子库具有重要影响。     

太行山片麻岩山区造地边坡植被恢复过程中植物多样性与土壤特性的演变

为了探究太行山片麻岩山区造地后坡面植被的演变规律,以太行山片麻岩山区不同治理年限的坡面为研究对象,研究了坡面的植被状况与土壤理化性状。结果表明:随着治理年限的增加,坡面植被覆盖度、地上生物量和植物种类均显著增加,分别由第2年的18.00%、67.52 g/m~2、10种增加到了第7年的92.67%、379.91 g/m~2、19种。随治理年限的增加,坡面土壤的理化性质得到改善,土壤容重由第2年的1.40 g/cm~3降低到了第7年的1.29 g/cm~3,土壤有机质含量由第2年的4.91 g/kg增加到了第7年的7.18 g/kg;土壤总孔隙度、全氮、碱解氮、速效钾含量分别由第2年的47.15%、0.17 g/kg、16.10 mg/kg、26.58 mg/kg增加到了第6年的51.60%、0.61 g/kg、62.18 mg/kg、57.40 mg/kg,在第7年又分别降低为51.42%、0.50 g/kg、37.80 mg/kg、30.90 mg/kg。坡面植被多样性与土壤多项理化性状表现为显著相关。随着治理年限延长,造地后的坡面土壤的理化性质发生改变,土壤有效养分增多,持水能力增强,植被覆盖度与植物种类均显著增加,植物多样性稳步提高,生态环境得到有效改善。     

石漠化强度对喀斯特植被演替过程土壤真菌组成及多样性的影响

喀斯特是我国南方广泛分布的地貌类型,土壤真菌对喀斯特植被演替恢复具有重要调节功能,不同石漠化程度的喀斯特区植被演替受到土壤微生物影响,因此研究不同石漠化区域植被演替阶段的土壤真菌组成及多样性,探索土壤真菌在喀斯特植被演替过程中的作用机制具有重要意义。本文采用时空替代法采集了不同石漠化程度（潜在、中度和强度）的喀斯特区植被演替乔木、灌木和草本演替阶段土壤样品,通过Illumina HiSeq第二代高通量测序分析了土壤真菌组成及多样性。结果表明,试验共获得3 871个OTUs,分属4门17纲116科174属;潜在和中度石漠化区各演替阶段土壤真菌优势门均为担子菌门,强度石漠化区各演替阶段土壤真菌无相同优势门;土壤真菌组成及多样性在潜在石漠化区表现为乔木>草本>灌木,中度石漠化区为灌木>乔木>草本,强度石漠化区为灌木>草本>乔木,且石漠化程度对真菌组成及多样性的影响大于植被演替的影响;土壤理化性质随石漠化程度及演替阶段发生变化,且显著影响真菌多样性指数,以碱解氮为主导因子显著影响土壤真菌群落。     

中亚热带植被恢复过程中崩岗土壤性质分异特征

崩岗是我国南方红壤丘陵山区坡面沟道侵蚀后期发育而成的侵蚀地貌,探讨崩岗系统植被恢复过程中不同部位土壤性质分异特征,对揭示强度侵蚀环境下土壤环境效应以及指导崩岗区生态恢复具有重要借鉴意义。以闽西南长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%、20%和95%的3处毗邻崩岗为研究对象,研究各崩岗集水坡面、崩壁(顶部、中部及底部)、崩积体(上部和下部)和沟道出口等部位0—20 cm土壤理化性质的分异特征。结果表明:土壤容重、粉粒、pH、速效养分含量均表现为崩岗Ⅲ崩岗Ⅱ≈崩岗Ⅰ,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量表现为崩岗Ⅲ崩岗Ⅱ≈崩岗Ⅰ。从集水坡面至沟道出口,土壤容重和砂粒含量呈增加→减少→增加趋势,粉粒和黏粒含量呈降低变化趋势,集水坡面和崩积体有机碳、全氮、全磷和全钾含量明显高于其他部位,在崩壁顶部及沟道出口最低。从集水坡面至沟道出口,铵态氮和硝态氮含量呈先增加后减少的态势,速效钾含量呈"V"型变化态势,最低值出现在崩壁底部,速效磷和pH呈增加态势。本研究表明,崩岗系统内土壤结构和土壤养分含量总体水平较差,不同侵蚀部位土壤性质存在明显空间差异,自然植被恢复过程对土壤特性有一定的改良效应。     

大明山中山植被恢复过程植物物种多样性的变化

对大明山中山退化生态系统植被恢复过程植物物种多样性的发展研究表明：大明山中山植被恢复过程物种数量的增减总是伴随着阳性先锋物种的衰退和中生性顶极种的发展。恢复过程中植物物种数量呈前期（２～２０年）迅速增加,中期（５０～６０年）减少,后期（１５０年以上）维持一定水平的发展趋势。中山区退化生态系统的植被恢复是朝着地带性植被类型的方向发展的,此过程可以不经过马尾松先锋林阶段,而直接进入以阔叶树种为优势的先锋群落。因此,大大缩短了中山山地退化生态系统植被向中生性顶极植被恢复的进程。     

重金属污染土壤植被恢复过程中的土壤微生物特征

研究了重金属污染裸地植被恢复4、5、6a和7a后的植物凋落物积累量、土壤化学特征、重金属含量与土壤微生物特征.结果表明:与未恢复裸地相比,植被恢复显著地提高了根际土壤中的有机碳(18.6～31.1 g·kg-1)、总氮(0.88～1.56 g·kg-1)和总磷(0.34～0.39 g·kg-1)含量(P<0.05);上述指标以及植物凋落物积累量没有随植被恢复年龄增加而提高.植被恢复地土壤pH、重金属铅、锌、铜的总量和DTPA(diethylenetriaminepentaacetic acid)可提取量均显著地高于未恢复裸地(P<0.05),并且随植被恢复年龄增加呈现出一致提高的趋势.土壤微生物量碳和氮在5个研究样地中的变化趋势基本一致,即最大值均出现在样地RV(恢复5a)(127.34 mg·gdw-1和2.45 mg·gdw-1),然后在样地RVI(恢复6a)和RVII(恢复7a)均有不同程度地下降.微生物量氮在4个恢复样地中变化显著(P<0.05).土壤微生物基础呼吸和功能多样性最大值发生在样地RVI(59.10 mg·gdw-1和3.14),随后在样地RVII中略有下降(P > 0.05).未恢复裸地的土壤微生物对羧酸和胺类化合物利用率显著大于4个恢复样地(P<0.05),对碳水化合物、氨基酸、聚合物和杂合物的利用率显著低于4个恢复样地(P<0.05).主成分分析结果表明,未恢复裸地的CLPP(community level physiological profiles)指纹与恢复样地存在显著差异(P<0.05),4个恢复样的CLPP指纹相似.     

子午岭植被自然恢复过程中植物多样性的变化

黄土高原地区由于强烈的水土流失生态系统处于极度退化的状态,探讨该地区植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义.以时空互代的方法初步研究了黄土高原子午岭弃耕地植被自然恢复演替过程中植物多样性的变化.结果表明,在近150a的植被恢复演替过程中调查样方内共出现高等植物128种,分属于47科113属,累计出现的科、属、种数(y)随着演替时间(t)的延长呈对数函数变化y=aLn(t)+b,而且在植被恢复的前期增加速度较快,有60%的科属种在前30a出现.杠柳(Periploca sepium)与茶条槭(Acer ginnala)是植被恢复演替过程中出现最早而且持续时间最长的木本植物,具有较宽的生态位,建议作为该地区人工造林树种考虑.在植被恢复演替过程中草本层与灌木层物种丰富度指数(Gleason指数与Margalef指数)、多样性指数(Shannon-Wiener指数)以及Pielou均匀度指数的变化均表现为抛物线函数变化规律y=at2+bt+c.在不同的群落层次植物多样性的变化是不同步的,草本层、灌木层与乔木层植物多样性达到最大的时间依次为70～80a、90～100a与100a以上.森林群落植物多样性在空间上的变化顺序为草本层>灌木层>乔木层.     

Successional dynamics of soil fungal diversity along a restoration chronosequence post‐coal mining

Soil disruption from open‐cut mining practices can adversely impact microbial communities and the ecosystem services that they mediate. Despite this, assessment of impacts of soil disruption, and the subsequent recovery of microbial communities is rarely studied. Monitoring of ecological restoration success on mine sites has traditionally focused on vegetation; however, most plants rely, at least in part, on associations with soil fungi for enhanced nutrient and water acquisition. Here, we used high‐throughput phylogenetic marker gene sequencing to characterize the diversity of soil fungal communities along a restoration chronosequence ranging from 3 to 23 years at a rehabilitated mine site. We used nonmined analogue sites as a baseline for comparative purposes and examined the associations of soil fungal communities with soil physicochemical and aboveground vegetation variables. Fungal richness on rehabilitated sites was significantly larger than on nonmined sites, suggesting that mixing of topsoil during stockpiling resulted in a composite microbial community. Fungal community composition was significantly influenced by edaphic variables and the length of rehabilitation, with mined sites becoming more similar to nonmined sites over time. Fungal populations associated with ectomycorrhizae were relatively more abundant than those associated with arbuscular mycorrhizae and declined in response to disturbance, but recovered over time on the woody dominated sites indicating a strong coupling of these fungi with aboveground vegetation. Our data indicate that soil fungal diversity is a useful bioindicator of soil restoration in mined sites and may complement more traditional vegetation‐based surveys.     

植被恢复对黄土区煤矿排土场土壤团聚体特征的影响

目前关于植被恢复对排土场土壤团聚性的影响还不清楚,以植被恢复下黄土区露天煤矿排土场为研究对象,采用湿筛法测定了排土场土壤水稳性团聚体组成,研究了植被恢复类型(草地、灌木)和排土场地形(平台、边坡)对土壤团聚体特征的影响。结果表明:植被恢复促进了排土场水稳性团聚体的形成,平台0—20 cm土层水稳性大团聚体数量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别达到31.1%,0.70 mm和0.26 mm,边坡分别达到13.3%,0.37 mm和0.17 mm,均显著高于裸地,分形维数(D)在平台和边坡分别为2.91和2.96,均显著低于裸地;平台土壤团聚性要好于边坡,草地对于平台土壤团聚结构改良效果较好,而灌木对于边坡改良效果较好;排土场土壤有机碳和粘粒含量均与土壤团聚体指标有显著相关性。植被恢复提高了排土场土壤团聚性,植被恢复类型和地形对排土场土壤团聚体特征有显著影响。     

高原鼢鼠扰动及恢复年限对高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性的影响

为了研究高原鼢鼠扰动后退化高寒草甸恢复演替的动态过程,利用常规实验室分析方法和Biolog-ECO生态板法对青藏高原东缘高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性进行分析.结果表明: 高原鼢鼠扰动显著降低了土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量,对土壤全磷和全钾含量无显著影响;在一定植被恢复年限内,土壤微生物的碳源利用率、Shannon、Pielou和McIntosh指数随着植被恢复年限的增加而升高;主成分分析表明,碳水化合物和氨基酸是土壤微生物利用的主要碳源类型;冗余分析表明,土壤pH、有机质、全氮、速效氮和全钾是影响土壤微生物代谢活性和功能多样性的主要因子.不同植被恢复年限土壤微生物功能多样性的变化可能是对地上植被、土壤微生物群落组成和土壤养分变化的响应.     

喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中土壤微生物特性

以喀斯特峰丛洼地草丛、灌丛、次生林和原生林生态系统为对象,研究了植被恢复过程中土壤微生物生物量、土壤微生物碳熵、土壤呼吸及其呼吸熵等微生物特性。结果表明:土壤微生物生物量与土壤微生物碳熵随着植被恢复呈增加趋势(P0.05),土壤呼吸熵变化规律与之相反,土壤呼吸变化不显著,说明随着植被的恢复土壤质量不断提高,顺序为乔木(原生林、次生林)灌丛草丛;同一生态系统中土壤微生物生物量氮、土壤呼吸及其呼吸熵均表现为冬季夏季(P0.05),土壤微生物碳熵为冬季夏季(草丛例外)(P0.05),而土壤微生物生物量碳却未呈现显著性季节变化;土壤微生物生物量氮与微生物碳熵不仅对地上植被及季节变化响应敏感,且与土壤有机质及其他微生物指标相关性较好(P0.05),可以灵敏表征喀斯特峰丛洼地不同植被恢复土壤质量变化。     

典型喀斯特峰丛洼地不同植被恢复对土壤养分含量和微生物多样性的影响

以桂西北典型喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中草丛、灌丛、次生林、原生林4个植被恢复阶段为研究对象,通过测定优势种的根际与非根际的土壤p H、养分含量及微生物多样性,探讨不同恢复阶段根际土壤养分的富集效应及土壤微生物多样性的变化特征。研究结果表明:(1)4个恢复阶段的根际与非根际土壤养分均呈现显著差异;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;大多数养分表现出明显的富集效应,AP和AK在原生林的富集率明显高于其他恢复阶段;(2)4个恢复阶段细菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)均高于真菌,根际土壤细菌与真菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)与Pielou均匀度(EH)都高于非根际土壤;(3)4个恢复阶段土壤TN分别与p H、SOC、AN呈极显著正相关(P0.01),磷素、钾素与土壤微生物多样性呈显著相关(P0.05)。可研究结果为西南喀斯特脆弱区土壤生态功能恢复与植被恢复重建提供科学依据。     

Plant functional diversity enhances associations of soil fungal diversity with vegetation and soil in the restoration of semiarid sandy grassland

The trait‐based approach shows that plant functional diversity strongly affects ecosystem properties. However, few empirical studies show the relationship between soil fungal diversity and plant functional diversity in natural ecosystems. We investigated soil fungal diversity along a restoration gradient of sandy grassland (mobile dune, semifixed dune, fixed dune, and grassland) in Horqin Sand Land, northern China, using the denaturing gradient gel electrophoresis of 18S rRNA and gene sequencing. We also examined associations of soil fungal diversity with plant functional diversity reflected by the dominant species' traits in community (community‐weighted mean, CWM) and the dispersion of functional trait values (FD_is). We further used the structure equation model (SEM) to evaluate how plant richness, biomass, functional diversity, and soil properties affect soil fungal diversity in sandy grassland restoration. Soil fungal richness in mobile dune and semifixed dune was markedly lower than those of fixed dune and grassland (P < 0.05). Soil fungal richness was positively associated with plant richness, biomass, CWM plant height, and soil gradient aggregated from the principal component analysis, but SEM results showed that plant richness and CWM plant height determined by soil properties were the main factors exerting direct effects. Soil gradient increased fungal richness through indirect effect on vegetation rather than direct effect. The negative indirect effect of FDis on soil fungal richness was through its effect on plant biomass. Our final SEM model based on plant functional diversity explained nearly 70% variances of soil fungal richness. Strong association of soil fungal richness with the dominant species in the community supported the mass ratio hypothesis. Our results clearly highlight the role of plant functional diversity in enhancing associations of soil fungal diversity with community structure and soil properties in sandy grassland ecosystems.     

黄土区露天煤矿排土场土壤与地形因子对植被恢复的影响

在脆弱的生态环境改善和恢复过程中,植被恢复与重建扮演着重要的角色。黄土露天煤矿区生态环境极其脆弱,认识矿区损毁土地植被恢复与地形、土壤因子之间的作用规律对矿区土地复垦与生态恢复改善至关重要。为此,选择山西平朔安太堡露天煤矿南排土场对2条样带27个复垦样地的土壤、地形、植被参数进行了采集与测定,并应用单因素方差分析与CANOCO4.5软件的降趋势对应分析和冗余分析研究了地形与土壤因子对植被恢复的影响。结果表明:植被与土壤变量之间呈显著相关,与地形变量之间相关性不明显;坡度主要影响草本覆盖度,坡向与有机质和速效磷之间具有线性相关性;速效钾对植被的变化起着重要的作用;土壤容重与砾石含量对土壤养分含量具有明显的指示作用;有机质与全氮呈显著正相关,各土壤养分指标之间存在明显的相关关系。为了改善和恢复黄土区露天煤矿排土场脆弱的生态系统,应该考虑植被和土壤的联合演替。在当地的生态环境状况下土地复垦与生态恢复的关键是改善土壤状况和增加人工植被,同时加强对排土场人工和自然植被的保护。     

高寒湿地植物群落的物种多样性保护及生态恢复对策

以物种组成较为复杂的青藏高原东部地区玛曲县高寒湿地为背景．从恢复生态学角度,系统地探讨了影响湿地植物群落物种多样性与生产力变化的主要因素,从不同的时间和空间尺度研究了典型样区植物群落中物种多样性与生产力的恢复机理与过程,以及生境异质性对其的影响。结果表明：在导致湿地植被退化的人类干扰诸因素中．超载放牧是主要因素。该地区超载量高达24％;其次．气候变化对湿地物种多样性与生产力也有较大影响。典型样区的恢复试验结果表明：实行围栏轮牧、控制载畜量、鼠虫害防治和建植人工草地等人工综合措施,能使样区植被得以卓有成效的恢复与保护。其中．黄河滩地的植物群落中．物种丰富度从23种／m^2上升到29种／m^2;Shannon多样性指数从3．82上升到4．62;草场生产力(地上生物量)从729．2g／m^2上升到935．38g／m^2。阳坡和阴坡样地植被也有类同的恢复效果。在以上三类样地中．以滩地的生态恢复效果最为显著。据此,我们提出了相应的湿地物种多样性保护和生态恢复对策．即：加强自然保护区建设、协调人类活动与物种多样性保护的关系、严格控制载畜量、发展人工草地等主要措施与建设。     

红壤侵蚀区植被恢复研究综述

植被恢复是红壤侵蚀区生态恢复与重建的有效途径。二十多年来,红壤侵蚀区的植被恢复研究得到了快速发展,不少学者对红壤侵蚀区植被恢复的关键、原则、途径、步骤、模式及生态过程和机理等内容作了较为深入的探讨和研究,并在实际应用中取得了成效。