漓江水陆交错带典型立地根系分布与土壤性质的关系

研究根系与土壤关系是发掘河岸带生态退化等问题内在原因的重要途径。在漓江流域水陆交错带选取缓坡、陡坡、江心洲、人工岸坡4种典型立地类型,对不同土层深度的根长密度、根系生物量、比根长,以及根系特征与土壤有机质、全氮、有效磷的关系进行了研究,旨在为漓江流域生态修复过程中植被恢复、植被配置、快速绿化材料选取提供科学依据。结果表明:(1)同一立地类型0—10 cm土层和10—20 cm土层比根长差异性不显著。0—10 cm到10—20 cm土层,各立地类型根长密度和根系生物量密度均减小,但不同立地类型根长密度和根系生物量密度的差异程度逐渐缩小,表明地形、地表植物类型及生长状况对根长密度分布的影响也随土层深度的增加而逐渐减小。细根根长和生物量随着土壤深度的增加而减小。(2)土壤有机质含量差异性显著,分布规律为人工岸坡陡坡江心洲缓坡;土壤全氮含量从大到小依次是人工岸坡、陡坡、缓坡、江心洲,其值分别为:3.12、2.33、1.56、1.32 g/kg;土壤全氮与土壤有机质呈显著正相关。江心洲和缓坡有效磷含量远远大于人工岸坡和陡坡,原因是漓江水长期受人为洗漱影响,导致受江水干扰大的立地类型有效磷含量高。(3)根长密度、比根长、根系生物量与有机质、全氮含量呈正相关,与有效磷含量呈负相关,说明土壤根系越丰富,越有利于增加土壤有机质和全氮含量,但遏制了土壤有效磷。细根长度、生物量与根长密度在0.01水平(双侧)上显著正相关,与根系生物量密度呈负相关。     

漓江水陆交错带不同淹没区植物多样性与土壤特征

针对旅游区水陆交错带出现植被退化、砾石裸露导致景观观赏度降低的问题,以广西桂林市大圩古镇水陆交错带为研究区域,按照水陆交错带淹没程度将其划分不同淹没区,并在详细调查基础上研究了各淹没区植被指标与土壤理化特征分布特征。结果表明:研究区内水陆交错带物种组成以一年生草本植物为主,物种多样性在各个不同淹没区基本呈现为先增后减的趋势,具体为轻度淹没区中度淹没区重度淹没区微度淹没区;随着水文作用的减弱,土壤砂粒含量呈现逐渐减小的趋势,粉粒和黏粒含量呈现逐渐增加趋势,土壤容重、土壤有机质含量和土壤全磷含量呈现先减后增的趋势;全氮含量呈现先增后减趋势,全钾含量在各淹没区差异不明显;研究表明大圩古镇水陆交错带土壤理化性质与植被多样性强烈地受以水位为主导的水文过程的影响与控制。扁蓄可以作为一种指示水淹时间的物种;此外,大圩古镇水陆交错带除受水文作用影响较大外,高强度旅游干扰也是重要的因素之一,植被恢复工作应兼顾生态和旅游,提升大圩古镇景观游憩度。     

漓江水陆交错带土壤理化性质及其分布特征

水陆交错带是水生生态系统与陆地生态系统之间的过渡带,是一种典型的生态交错区,承载着能量流动、物质循环和信息交换的重要作用。土壤作为水陆交错带系统的重要组成部分,是水陆交错带功能实现的基础之一。鉴于此,以桂林漓江水陆交错带纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤为研究对象,采用野外取样调查、实验分析与统计检验相结合,系统的分析了土壤理化性质及其分布特征,旨在为该区域退化生态系统恢复与重建提供依据。结果表明:11个土壤理化性质,其中5个指标(土壤含水量、全氮、全磷、速效氮和速效钾)在上游、中游和下游均差异性显著。不同梯度下的土壤理化性质的相关性及相关性大小也不尽相同,但在总体上存在一些较相似的变化规律,如上游、中游和下游的土壤容重和孔隙度均呈现显著负相关,土壤全磷和有机质与多数土壤化学性质呈显著正相关;土壤含水量在下游与多数土壤化学性质均显著相关,但在上游仅与土壤全磷显著负相关。PCA主成分分析表明,土壤容重、土壤孔隙度和土壤全磷含量的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率,体现了它们是影响漓江水陆交错带土壤理化性质的重要环境因子。     

漓江水陆交错带截污效果评价

水陆交错带作为水生、陆地生态系统之间的过渡带,具有拦截水体污染物、保护河流水质等重要作用。根据立地划分原则并结合广西壮族自治区漓江风景区实际情况,将漓江水陆交错带划分为6种立地类型:薄土层河滩地、中土层河滩地、厚土层河滩地、薄土层岸坡地、中土层岸坡地、厚土层岸坡地,筛选了14个指标并建立指标评价体系,利用层次分析法将漓江水陆交错带截污效果分为4个等级:优、良、中、差。评价结果如下:在漓江水陆交错带选取了20块样地,其中,薄土层河滩地占5%、中土层河滩地占10%、厚土层河滩地占10%、薄土层岸坡地占10%、中土层岸坡地占35%、厚土层岸坡地占30%,评价为"优"、"良"、"中"、"差"的样地分别占10%、60%、25%、5%,说明漓江水陆交错带整体截污效果良好,但是有少部分区域急需修复,部分区域有潜在生态危险。根据评价结果,针对不同截污效果的漓江水陆交错带,提出最佳的生态修复措施,对漓江水陆交错带生态修复工作具有指导意义。     

漓江流域水陆交错带植被配置型式分类及生态特征

通过以漓江流域水陆交错带为研究对象,选取了40个样地实地调查其草本层盖度、植被类型、河岸带宽度、坡度、周边土地利用类型、位置、人为干扰度等指标,运用聚类分析的方法将漓江流域水陆交错带现有植被配置型式进行汇总分类研究,划分结果为:江心洲天然灌草型式(T1)、远郊天然林乔灌草型式(T2)、城区人工乔草型式(T3)、缓坡边滩天然草本型式(T4)、农商用地人工林乔灌草型式(T5)和城外天然乔灌草型式(T6)。通过对各种植被配置型式的生态特征分析,探讨了漓江流域现有的不同植被配置型式的退化状况及其存在的生态退化问题和原因,提出了生态恢复建议:江心洲天然灌草型式和远郊天然林乔灌草型式生态退化程度较小,宜采取保护和自然恢复的方法;城区人工乔草型式采用近自然方法治理;缓坡边滩天然草本型式适当采用引种和育植方法治理;农商用地人工林乔灌草型式生态恢复应注重生境多样性的恢复;城外天然乔灌草型式退化较为严重,采用全系列生态护坡和土壤生物工程护坡进行治理。     

漓江水陆交错带不同植被类型的土壤酶活性

水陆交错带是内陆水生生态系统与陆地生态系统之间的功能界面区,其包含了高地到低地直到水体的区域,是土壤有机质源、汇和转换器。土壤中有机物的分解以及营养物质的转化不仅影响到植物的生长,也对水体质量产生间接影响。土壤酶几乎参与土壤中有机物质的分解与合成的全过程,直接或间接影响着土壤一系列的生物化学反应,对生态系统的物质循环产生重要影响。不少学者围绕农田土壤、林地土壤以及湿地土壤探讨了不同植被下酶活性的变异。水陆交错带植被种类丰富,周期性的淹水条件加剧了土壤性质变异的复杂性。但目前水陆交错带不同植被类型土壤酶活性差异的研究不多。以漓江水陆交错带土壤为研究对象,对苔藓、草本和灌丛3种植被类型下的土壤溶解性化学成分、4种土壤水解酶即糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶和磷酸酶以及2种氧化还原酶即酚氧化酶和过氧化物酶的活性,以及土壤性质与酶活性之间的关系进行了研究。结果表明,苔藓植被下土壤的糖苷酶和酚氧化酶活性显著高于草本和灌丛,草本植被下土壤的过氧化物酶活性显著高于苔藓和灌丛,灌丛植被下土壤几丁质酶活性显著高于苔藓和草本,但不同植被类型的土壤亮氨酸氨基肽酶活性无显著差异。相关分析表明,土壤水分含量与糖苷酶和酚氧化酶活性呈显著正相关,而与几丁质酶和碱性磷酸酶活性呈显著负相关。土壤有机碳和易氧化碳均与糖苷酶和酚氧化酶活性呈极显著负相关,与几丁质酶活性呈显著正相关。土壤溶解性有机碳与亮氨酸氨基肽酶和酚氧化酶呈显著正相关。综合认为,水陆交错带不同种类土壤酶在不同植被类型间的差异有别,土壤水分含量和土壤有机碳显著影响土壤酶活性的变化。不同植被类型土壤酶活性的差异不仅与植被类型有关,与水陆交错带微地形以及土壤性质的空间异质性也有密切关系,需运用长期控制试验手段开展研究。     

白洋淀水陆交错带土壤对磷氮截留容量的初步研究

１　白洋淀水陆交错带的景观特征和土壤白洋淀地处冀中凹陷,是处于发育后期的草型富营养化湖泊。在整个湖区３６６ｋｍ２的范围内,以芦苇植被为景观特征的水陆交错带约占３６％,分布在围堤内湖边的洼地上和大小淀泊之间。其精细景观类型可划分成苇园和苇地二种类型;其中苇园约占１／３［１］,主要分布在淀泊之间和近围,特征是沟壕纵横,管理精细,景观斑块类型较小,匀一化程度高;苇地约占２／３,分布在苇园外围地势较高处,连大片分布,斑块嵌接,微景观结构较复杂,多样性程度较高［１］。水陆交错带处于该湖泊和陆地系统间,是重…     

漓江水陆交错带植物叶性状对水淹胁迫的响应及经济谱分析

以漓江水陆交错带为研究区,分两个条带分别量测了适生植物的5个叶性状指标:最大净光合速率(A_(max))、比叶重(LMA)、单位质量叶片全氮含量(N_(mass))、单位质量叶片全磷含量(P_(mass))、单位质量叶片全钾含量(K_(mass))。研究重度淹没带与微度淹没带不同功能型植物叶性状间的差异,分析并讨论重度淹没带叶性状间的关系与全球尺度是否存在差异,探究重度淹没带植物对水淹生境的生理响应机制。结果如下:(1)重度淹没带植物叶片的A_(mass)、N_(mass)、P_(mass)显著高于微度淹没带。(2)乔木、灌木叶片的LMA均显著高于草本植物,而A_(mass)、PPUE均显著低于草本植物。(3)重度淹没带草本叶性状指标的N_(mass)、P_(mass)、PNUE均显著高于微度微度淹没带,而乔木、灌木的叶性状在两个条带的差异则不显著。(4)重度淹没带植物叶性状关系与全球尺度基本一致,其植物叶片具有低LMA,高A_(mass)、Nmas s、P_(mass)。分析可知,重度淹没带植物在出露期提高叶片光合效率及相关营养水平可能是其适应水淹胁迫特殊生境的关键策略之一;不同功能型植物对同一环境的适应能力存在一定的差异,草本对于水淹环境的响应更为积极,适应能力更好;重度淹没带也存在叶经济谱,其植物在经济谱中属于"快速投资-收益"型物种。     

不同人工灌木与草混播群落中4种灌木根系分布的研究

通过对3种人工群落中4种优良水土保持灌木荆条、柠条、胡枝子、紫穗槐的根系分布的研究,分析和探讨这4种灌木在不同群落中根系生物量分布,地上、地下生物量相关性及有效根密度的差异.结果表明:(1)紫穗槐在不同人工群落中的地下生物量相对稳定;(2)群落Ⅰ(胡枝子80/柠条80 紫穗槐30/荆条20 苇状羊茅150/百脉根100)的植物配置灌木根系生物量最大;(3)4种灌木地上、地下生物量有较强的相关性,地上生物量均随地下生物量的增加而提高;群落Ⅰ有效根密度总和远大于群落Ⅱ、Ⅲ.可见,紫穗槐具有良好的混播性能,群落Ⅰ的植物配置模式相对合理.     

不同森林类型根系分布与土壤性质的关系

在红壤丘陵区选取8种典型森林类型,对不同土层深度、不同径级的根长密度分布特征、根长分维数,以及根系特征与土壤容重、有机碳、全氮的关系进行了研究。结果表明:马尾松低效林根长密度最小,杉木低效林和湿地松林较大,表层土壤根长密度与灌草覆盖度显著相关(r=0.793,P<0.05)。各种森林类型的根长密度随着土壤深度的增加均表现为递减规律,但随深度的增加,不同森林类型的差异逐步缩小,且植物种类及生长状况对根长密度分布的影响越来越小。在相同的土层中,根长密度随径级的变化并不一致,马尾松低效林0相似文献   

根区交替控制灌溉条件下玉米根系吸水规律

为了阐明根区交替控制灌溉(CRDAI)条件下玉米根系吸水规律,通过田间试验,在沟灌垄植模式下采用根区交替控制灌溉研究玉米根区不同点位(沟位、坡位和垄位)的根长密度(RLD)及根系吸水动态。研究表明,根区土壤水分的干湿交替引起玉米RLD的空间动态变化,在垄位两侧不对称分布,并存在层间差异;土壤水分和RLD是根区交替控制灌溉下根系吸水速率的主要限制因素。在同一土层,根系吸水贡献率以垄位最大,沟位最低;玉米营养生长阶段,10—30 cm土层的根系吸水速率最大;玉米生殖生长阶段,20—70 cm为根系吸水速率最大的土层,根系吸水贡献率为43.21%—55.48%。研究阐明了交替控制灌溉下根系吸水与土壤水分、RLD间相互作用的动态规律,对控制灌溉下水分调控机理研究具有理论意义。     

Vertical root distribution in relation to soil properties in New Jersey Pinelands forests

Vertical distribution of root density (length per unit soil volume) and abundance (length per unit ground surface area) to a depth of 1.5 m or to the depth of the water table and their relationships with soil properties and tree basal area were examined in 36 soil profiles of pine-oak and oak-pine forests of the New Jersey Pinelands. Soil morphology were almost uniform within the forest type and characterized by the presence of high coarse fragment contents in the C horizon in oak-pine uplands; by the spodic B horizon and water table in the C horizon in pine-oak lowlands; by the sandy soil throughout the profile in pine-oak uplands; and by the firm argillic B horizon in pine-oak plains. Root density decreased from ranges of 44423–133369 m m^-3 in the 0–5 cm depth in all the forest types to 1900–5593 m m^-3 in the 100–150 cm depth in all the forest types except in pine-oak lowlands. Total profile root density and abundance was in the order: oak-pine uplands>pine-oak lowlands>pine-oak uplands>pine-oak plains. Root density correlated positively with organic C, total N, water soluble P, exchangeable Ca, Mg, K, Al, Fe, and cation exchange capacity, and negatively with bulk density, coarse fraction content, and pH, whereas root abundance correlated positively with organic C, total N, water soluble P, exchangeable Ca, Mg, K, and Fe, and negatively with bulk density. No correlation existed between root density and abundance with tree basal area. Higher root density in the E horizon of oak-pine uplands as compared to the other forest types was associated with high nutrient content; higher root density in the C horizon of pine-oak lowlands was associated with a shallow water table beneath the horizon; and lower root densities in the B and C horizons of pine-oak plains were associated with the presence of a firm clay layer in the B horizon.     

绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量的空间分布及其时间稳定性

掌握土壤水分动态变化规律是绿洲地区水资源管理与生态建设的关键.本文在黑河中游绿洲与荒漠交错地带设置面积约50 km²的研究区域,持续监测2012—2014年间植被生长季节土壤水分含量,利用地统计分析与时间稳定性分析探索土壤水分的时空分布特征.结果表明: 黑河北岸绿洲-荒漠过渡带土壤蓄水量8月最大、10月最小,0～2 m土层土壤平均蓄水厚度约367 mm.绿洲-荒漠过渡带土壤水分梯度除受河流影响外,还与土地利用方式密切相关.不同土地利用类型土壤蓄水量依次为农地>乔木林地>灌木林地>荒漠,农地土壤蓄水量平均高出外围荒漠土壤蓄水量300%以上.研究区内各采样点土壤水分时间稳定性具有明显的空间差异,不同土地利用类型土壤水分稳定程度依次为灌木林地>荒漠>农地>乔木林地.河流对沿岸绿洲土壤水分的直接影响集中在3 km以内,在河岸绿洲与新垦沙地农田之间存在一条土壤水分较为稳定的样带,可以用于指示绿洲生态系统的发展与演变.     

Root effects on soil water and hydraulic properties

Plants can affect soil moisture and the soil hydraulic properties both directly by root water uptake and indirectly by modifying the soil structure. Furthermore, water in plant roots is mostly neglected when studying soil hydraulic properties. In this contribution, we analyze effects of the moisture content inside roots as compared to bulk soil moisture contents and speculate on implications of non-capillary-bound root water for determination of soil moisture and calibration of soil hydraulic properties. In a field crop of maize (Zea mays) of 75 cm row spacing, we sampled the total soil volumes of 0.7 m × 0.4 m and 0.3 m deep plots at the time of tasseling. For each of the 84 soil cubes of 10 cm edge length, root mass and length as well as moisture content and soil bulk density were determined. Roots were separated in 3 size classes for which a mean root porosity of 0.82 was obtained from the relation between root dry mass density and root bulk density using pycnometers. The spatially distributed fractions of root water contents were compared with those of the water in capillary pores of the soil matrix. Water inside roots was mostly below 2–5% of total soil water content; however, locally near the plant rows it was up to 20%. The results suggest that soil moisture in roots should be separately considered. Upon drying, the relation between the soil and root water may change towards water remaining in roots. Relations depend especially on soil water retention properties, growth stages, and root distributions. Gravimetric soil water content measurement could be misleading and TDR probes providing an integrated signal are difficult to interpret. Root effects should be more intensively studied for improved field soil water balance calculations. Presented at the International Conference on Bioclimatology and Natural Hazards, Pol’ana nad Detvou, Slovakia, 17–20 September 2007.     

滇南喀斯特地区灌木群落和人工林土壤元素化学计量特征

在云南喀斯特地区,为提升退化灌木群落的生态系统服务功能,营造了不同树种的人工林分。这些人工林分如何影响土壤化学性质还未得到充分认识。以云南泸西县灌木群落及三种常见人工林(云南松(Pinus yunnanensis)、赤杨(Alnus japonica)和侧柏(Platycladus orientalis))土壤为研究对象探讨喀斯特地区在人工林建造后土壤的13种元素全量、可利用性含量和化学计量学特征变异格局,为喀斯特石漠化治理提供理论依据。结果表明,1)基于判别分析,四种群落土壤化学计量特征可以显著区分。土壤Fe、P、K、Mn全量及交换性Ca、交换性Mg和NH_4~+-N对区分四种群落土壤贡献最大。2)四种群落之间相比,侧柏林土壤C、N、S、Na全量和NO_3~--N含量均低于其他三种群落,土壤肥力较低;赤杨林铵态氮含量最高;云南松林有效Fe、有效Cu含量/N、C素具有显著相关性,占所有元素对数的38.5%,说明该地土壤元素积累的相互依赖性。与灌木群落相比,人工林土壤元素全量和可利用性含量相关性比例均更高。这些研究结果对今后基于适地适树人工林营造、生态系统服务功能提升和经营利用,均具有重要指导意义。     

梯田埂坎立地植物根系分布特征及其对土壤水分的影响

在标准株选择的基础上,采用整株挖掘法研究活性根的特征,采用旱季0～200cm土层土壤水分定点观测的方法观测土壤含水量,并籍此计算土壤水分相对亏缺值来描述梯田埂坎附近土壤水分的变化。研究显示,4个植物种在根系深度、生物量和根长分布、对土壤水分的影响方面具有不同的特征。柽柳根系深达757cm,根系生物量和根长在0～100cm土层范围内均匀减少。但粗根在整个根系中占支配地位,细根的生物量和根长主要集中在0～40cm土层中。杞柳根系分布在0～40cm土层中,占全部根系生物量的86．0％。但粗根占绝对优势。40cm以下土层中(杞柳根系分布的最大深度为305cm)根系生物量和根长逐渐下降,但细根长度超过粗根。杞柳的部分根系分布高于着生平面,而且这部分根系中细根占绝对优势。柠条的根系分布特征与杞柳相似,但粗根的比例大于杞柳。新疆杨根系分布较浅,最大深度仅为136cm。在0～40cm土层中,新疆杨根系生物量占总根系生物量的77．2％。60cm土层以下根系生物量急剧下降,根长在80cm以下同样急剧减少。在新疆杨的整个根系分布层中,虽然粗根在生物量上占优势,但细根长度远大于粗根。研究结果还显示,栽植不同植物种的埂坎附近水平范围内存在明显的土壤水分亏缺。柽柳埂坎、杞柳埂坎、拧条埂坎、新疆杨埂坎的水分亏缺范围分别为230cm,437cm,274cm和399cm。垂直范围内,在4个测点均有一个土壤水分从表层往下增加的土层,该层在30～70cm范围内变化,只是随距埂坎的距离和植物种不同而不同。增加层以下,土壤水分开始持续下降至70cm到200cm土层,具体的下降深度也因植物种和距埂坎的距离不同而不同。建议,(1)根系深、对土壤水分影响较小的柽柳是黄土高原地区较为理想的农林复合树种;(2)杞柳应栽植在梯田软硬埂的结合部,约在梯田埂坎高度的1／3到2／3处,并且采取及时平茬和秋粮作物配置的方法调控系统的竞争关系;(3)柠条可采取与杞柳相似的栽植和调控办法;(4)根系分布浅、对水分影响较大的新疆杨,除栽植在埂坎顶部外成活比较困难,不是合适的埂坎栽植树种。