崇明岛不同土地利用类型河岸带土壤反硝化酶活性特征

以崇明岛河岸带为研究对象,采用乙炔抑制法,研究了不同土地利用类型河岸带(农田河岸带、林地河岸带、草地河岸带)土壤反硝化酶活性及其影响因素.结果表明：河岸带反硝化酶活性在(0.69±0.11)～(134.93±33.72) μg N·kg^-1·h^-1,不同土地类型河岸带土壤反硝化酶活性存在明显差异,整体趋势为林地河岸带>农田河岸带>草地河岸带.河岸带表层土壤(0～10 cm)反硝化酶活性与其他土层(10～30、30～50和50～70 cm)呈显著差异(P<0.05).反硝化酶活性与土壤有机碳、土壤全氮和土壤硝态氮呈极显著正相关关系(P<0.01).土地利用类型的变化主要通过改变河岸带土壤自然结构和理化性质、降低土壤有机质的积累、影响土壤氮素的转化,从而抑制河岸带土壤反硝化作用的发生.     

太湖流域上游竹林河岸带土壤反硝化酶活性及其影响因素

本研究以太湖流域上游竹林河岸带为对象,采用乙炔抑制法分析了夏季河岸带土壤反硝化酶活性(DEA)及其影响因素,以期为竹林河岸带在减少河流氮污染方面的生态功能评估提供数据支持。结果表明: 河岸带土壤DEA为6.32～23.22 μg N·kg^-1·h^-1,平均值为14.65 μg N·kg^-1·h^-1。河岸带土壤有机碳(SOC)、总氮、硝态氮含量、含水量和碳氮水解酶活性共同影响着DEA的垂直分布,使DEA随土壤深度(0～40 cm)的增加而递减;而DEA在水平方向上(同一土壤深度离水距离不同)的变化主要受SOC含量的影响。太湖流域上游竹林河岸带土壤在夏季可能会由于缺乏相对充足的可溶性有机碳而对DEA产生一定的限制。     

多尺度环境因子对广州市流溪河河岸带土壤理化性质空间分异的影响

以广州市水源地流溪河二级支流的河岸带为研究对象,分析流域多尺度环境因子对河岸带土壤理化性质的影响,确定调控河岸带土壤理化性质的不同尺度景观因子,为河岸带管理和修复提供科学依据。结果表明,河岸带流域纵向尺度上的地形指数、坡度、海拔、土地利用类型等因子是影响土壤水分含量、土壤质地及p H的主要因素;河岸带横向断面尺度上距河边远近不同的景观位置及植被覆盖度因子是影响土壤可溶性有机碳、土壤硝态氮及土壤容重的主要因素;河岸带垂直剖面尺度上人为活动对土壤干扰强度大小、剖面根系分布情况及地下水位高低是影响土壤有机碳、总氮及铵态氮的主要因素。     

亚高山林区河岸带康定柳木质残体持水能力随径级的变化特征

为了解亚高山林区河岸带木质残体的持水能力,以王朗国家级自然保护区亚高山林区河岸带康定柳(Salix paraplesia)直径>30、30～20、20～10、10～5、5～2和2～1 cm六个径级的木质残体为研究对象,运用浸泡模拟法研究了其吸水过程和持水能力随径级的变化特征。结果表明:不同径级木质残体的最大持水量为1024.78～2674.67 g·kg^-1,不同径级木质残体的持水量大小顺序为10～5、20～10、30～20、>30、2～1、5～2 cm;不同径级的木质残体在吸水过程中随着浸泡时间的增加,其饱和含水量不断升高,吸水速率不断降低。同时,30～5 cm径级的木质残体具有良好的持水能力与吸水能力。川西亚高山林区不同径级的康定柳木质残体持水能力差异明显,建议在河岸带保留较大径级的木质残体,有利于提高河岸带水源涵养功能。     

重庆主城河岸带植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

基于功能性状视角开展植物群落与环境关系的研究有助于揭示植物的适应策略。然而,目前关于城市河岸带植物群落功能性状的研究较少。为此选取10项植物功能性状指标和14项土壤理化性质指标,探究重庆主城3种生境类型河岸带(自然型河岸带(NRZ)、农耕主导型河岸带(FRZ)和开发建设主导型河岸带(BRZ))植物群落功能性状与土壤因子特征及互作机制。结果表明：(1)与NRZ生境相比,FRZ生境中的土壤速效磷、速效钾和氧化还原电位和BRZ生境中的土壤含水量显著偏高(P<0.05);FRZ和BRZ生境中的土壤pH值和全磷含量显著偏高,而土壤有机质、全钾和全氮含量显著偏低(P<0.05)。(2)与NRZ生境相比,FRZ生境中的比根长和比根表面积显著较高,茎干物质含量和叶干物质含量显著较低;BRZ生境中仅茎干物质含量显著较低(P<0.05)。(3)冗余分析结果表明,影响各生境类型河岸带植物群落功能性状的土壤因子不同,NRZ生境为土壤容重、含水量和硝态氮,FRZ生境为土壤铵态氮、全磷和有机质,BRZ生境则是土壤含水量、温度和速效磷。研究发现与自然状态相比,农业和建筑类型的人为干扰导致重庆主城河...     

松嫩平原农业区土壤理化性质与真菌代谢产物——球囊霉素相关土壤蛋白的关系

对不同土壤深度的真菌特征代谢产物球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)与土壤理化性质相关关系的研究,有助于揭示土壤真菌在不同土壤深度对养分的调节作用。本研究在松嫩平原农田5个土层(0~100 cm)采集360个土样,分析了易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)、总提取球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量和11个土壤理化性质指标及其相关关系。结果表明:表层EE-GRSP和T-GRSP平均含量为0.74和6.0 mg·g-1,随土层加深均呈显著下降趋势;深层土壤养分储量较大,有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾储量在深层(40~100 cm)占总储量的41.2%~62.8%;土壤p H、容重、含水量和电导率也表现了明显的垂直变化规律;各理化性质在不同土层与GRSP的相关关系不同,有机碳在全部深度与GRSP均有显著的相关关系,而p H与GRSP均在20~100 cm深度有极显著的相关性(P0.01),且与EE-GRSP、T-GRSP显著相关的理化性质指标分别在60~80、20~60 cm最多,在表层最少;GRSP在深层土壤与各指标的相关性与表层不同,可能会影响GRSP对不同土壤深度养分的调节功能;鉴于深层土壤中GRSP与养分显著相关,本研究提出,种植与土壤真菌具有共生关系的深根性植物是对富集养分的深层土壤进行生物修复的有效方法。     

神农架地区河岸带中领春木种群数量特征与空间分布格局

 东亚特有珍稀濒危植物领春木(Euptelea pleiospermum)在神农架地区集中分布于河岸带中。为初步探讨领春木在河岸带集中分布的成因和维持机制, 在神农架地区4条河流——沿渡河、香溪河、南河和堵河的河岸带, 共设置了30个样方(20 m × 30 m), 从种群的大小级结构、静态生命表、存活曲线、空间分布格局及其动态5个方面分析了神农架地区河岸带中领春木种群的数量特征与空间分布格局。结果表明: 1) 幼龄期个体缺乏, 中龄期个体相对丰富, 老龄期个体数量稀少。纺锤型的大小级结构表明种群属于衰退型, 但是以萌蘖为主要更新方式使其种群在较长一段时间内得以维持; 2)现存的Ⅰ、Ⅱ级个体数少, 导致静态生命表中Ⅰ、Ⅱ级个体死亡率出现负值, 自疏现象造成第Ⅳ级个体出现死亡率高峰, 由于接近实际寿命, 在第Ⅶ级死亡率达到最高; 3) 虽然其幼苗存活率较低, 但由于其幼树的存活率较高, 其存活曲线接近DeeveyⅠ型, 表明该地区河岸带的环境条件较适宜领春木种群的生长; 4) 空间分布格局总体为聚集分布, 这与大多数珍稀植物种群一致。人为干扰和自然环境影响其分布格局, 使种群由聚集分布向随机分布发展。因此使领春木种群在河岸带中沿海拔呈现“一带多岛”现象; 5) 从幼龄期到中龄期再到老龄期, 不同发育阶段的领春木种群的分布格局由聚集分布逐渐变为随机分布。但由于分布格局受种群本身生物学特性、自然环境因素(如坡向和海拔)和人为干扰的影响, 领春木在不同河岸带中的分布格局有所差异。     

北京东灵山地区地形土壤因子与植物群落关系研究

 地形与土壤因子是决定植物群落结构的主要因素,同时植物多样性在不同尺度上影响着景观中的流,植物、地形与土壤三者之间在不同尺度上密切联系,研究它们之间的关系对于了解生态系统功能过程非常重要。针对东灵山地区异质化景观现状,在小流域尺度上选取了76个20 m×20 m的样地进行调查,研究选取了16个指标,分别代表地形因子、植物群落与土壤性质。利用多元统计手段,对选取指标进行了主成分分析、聚类分析与典范相关分析。结果显示土壤、植被、地形因子三者相互影响：地形因子与土壤理化性质影响着植被的分布格局与群落结构,反过来群落因子也对土壤的理化因子产生较大的影响。土壤有机质含量是指示土壤肥力的一个敏感指标,3种不同肥力类型中,群落的层盖度与丰富度存在较大的差别,而决定其分布的地形特点也不相同。不同指标集团的典范相关分析表明,坡位主要影响乔木层盖度,海拔高度与全氮相关性密切,而乔木层物种丰富度与有机质含量关系密切。     

大兴安岭北部多年冻土区河岸森林湿地土壤性质和微生物呼吸活性特征

多年冻土区河岸森林湿地是水文、生态和生物化学过程的关键区域。本研究以河岸森林湿地及其与泥炭地的交错带土壤为对象,分析了腐殖质层和不同深度土壤理化性质、生态化学计量和微生物呼吸活性( 微生物生物量碳、基础呼吸、微生物熵和代谢熵)特征。结果表明: 与大兴安岭多年冻土区泥炭地和河岸森林湿地的交错带相比,河岸森林湿地土壤理化性质主要分异在20 cm土层以下,其总碳、总氮含量和碳磷比、氮磷比显著降低,生态化学计量特征的变化主要是由于氮含量变化引起的,说明河岸森林湿地土壤氮转移相对较快,存在氮限制;交错带湿地土壤中钠、镁、钾和钙含量主要在30 cm土层发生分异,而河岸森林湿地土壤中钠、镁、钾和钙含量主要在20 cm土层发生分异,其镁含量与土壤总碳、总氮和总磷含量显著相关,说明土壤镁含量是大兴安岭河岸森林湿地的重要营养元素;河岸森林湿地和交错带腐殖质层微生物呼吸活性高于其他层土壤,说明其易分解的碳组分含量高;河岸森林湿地和交错带土壤微生物呼吸活性与土壤理化性质、生态化学计量特征及营养元素的相关性存在差异,而河岸森林湿地土壤总氮含量与微生物呼吸活性显著相关,说明大兴安岭河岸带湿地土壤微生物活性受氮的限制。     

帽儿山地区不同类型河岸带土壤的反硝化效率

以帽儿山地区森林背景下的森林、皆伐、草地河岸带和农田背景下的森林、裸地河岸带土壤为研究对象,采用硝态氮消失法,研究了不同背景下各类型河岸带的反硝化强度及其影响因素．结果表明：各类型河岸带中,农田背景下的森林河岸带土壤反硝化强度最大,其硝态氮消失率的变化范围为46．79％～91．13％,农田背景下的裸地河岸带土壤反硝化强度最小,其硝态氮消失率的变化范围为15．64％～81．84％;森林背景下土壤反硝化强度的大小顺序为皆伐河岸带〉森林河岸带〉草地河岸带,其硝态氮消失率的变化范围依次为42．06％～90．39％、28．24％～85．73％、21．44％～83．11％．研究区河岸带表层土壤的反硝化强度大于底层．河岸带土壤反硝化强度均受可利用碳、硝态氮的限制,各类型河岸带以农田背景下森林河岸带土壤反硝化潜力最大．     

Comparison of Designed Channel Restoration and Riparian Buffer Restoration Effects on Riparian Soils

Stream restoration is often employed in efforts to stabilize eroding channel banks. Banks are stabilized through a designed channel approach, which involves grading and armoring of stream banks using heavy machinery, or alternatively through planting of seedlings and saplings to establish forested riparian buffers. We hypothesized that designed channel restoration would have detrimental impacts on riparian soils but that soils would recover over time, and we hypothesized that riparian buffer restoration would not impact riparian soils. We tested these hypotheses by comparing soil attributes (bulk density, soil organic matter, and root biomass) at reaches that had undergone designed channel and riparian buffer restoration in different years (project ages ranged from 2 to 16 years) to paired urban (unrestored) control reaches. Soil properties in sub‐surface soil layers (10–20 and 20–30 cm depth) at both recent (<10 years old) and older (>10 years old) designed channel reaches differed significantly from paired urban control soils; bulk density was higher and root biomass lower in manipulated reaches compared to urban control reaches. At many designed channel reaches, bulk density exceeded values known to restrict root growth. These results indicate that compaction and disturbance of riparian soils may be a significant unintended consequence of designed channel restoration and can persist for at least a decade. In contrast, we found no significant differences in soil properties between riparian buffer restoration reaches and urban control reaches. Thus, the results indicate that riparian buffer restoration is a more ecologically favorable method than designed channel restoration for bank stabilization.     

新疆塔里木河下游土壤特性及其对物种多样性的影响

结合塔河下游大西海子至台特玛湖区段的8个地下水监测断面、31个土壤剖面的217个土样分析数据,利用非参数检验、单因素方差分析和灰色关联方法,分析了塔河下游土壤特性及其对物种多样性变化的影响.研究结果表明,塔河下游土壤除全磷外,有机质等指标存在垂直分布差异,出现显著差异的土层深度为50cm.塔河下游上段的土壤养分含量相对较高,下段较低;物种多样性指数自上段至下段的下降趋势与有机质等的变化相同,而植物群落退化则表现为从复合群落到单一群落的演变趋势,即从乔(胡杨为主)、灌(柽柳为主)、草复合群落演变到单一的柽柳灌丛群落.灰色关联分析表明塔河下游上层(0～50cm)土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量与物种多样性的相关性较高.塔河下游土壤有机质、全氮、全磷、全钾等在一定程度上对物种多样性变化有一定影响.     

黄河中下游典型河岸带土壤性质空间变异及其对环境的响应

土壤和植被作为河岸带生态系统服务维持的根基,其空间分布与变异对河岸带生态功能的发挥起着决定性作用.本研究以黄河中下游典型河段河岸带为研究对象,采用野外调查、实验分析与冗余分析(RDA)相结合的方法,研究了河岸带土壤理化性质空间分异特征及其对环境的响应.结果表明: 研究区土壤物理性质的横向梯度效应较为明显,随缓冲距离增大,土壤容重呈现先增后减的趋势,而土壤含水量呈相反趋势;不同缓冲区土壤的全磷(TP)、有效磷(AP)、全碳(TC)、有机碳(TOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量差异均不显著;不同植被类型(杨树人工林和柳树人工林)的土壤化学性质差异均不显著.相关性分析表明,研究区土壤TOC与TN、NO₃^--N含量均呈极显著正相关、与NH₄⁺-N含量显著正相关,土壤TC和TOC含量均与砂粒呈极显著负相关,与粘粒极显著正相关.RDA结果显示,土壤TOC和NH₄⁺-N含量随乔木层高度和盖度的增加而增加,土壤TP与NO₃^--N随乔木层树木胸径和草本层植物盖度的增加而增加,而NH₄⁺-N含量随海拔升高呈递增的趋势,说明黄河中下游河岸带土壤性质受群落结构和海拔梯度的影响显著.     

基于盐分梯度的黑河中游湿地植物多样性及其与土壤因子的关系

湿地植物多样性的研究对维持湿地生态系统完整性和稳定性有着重要意义。以黑河中游湿地为研究对象,基于野外采样数据和不同盐分梯度植物群落多样性指数,重点分析不同盐分梯度植物多样性变化及其与土壤因子关系。结果表明:黑河中游湿地植物组成比较丰富,共出现植物30科71属102种;随土壤盐分梯度增加,植物群落组成发生显著变化,Margalef丰富度指数(R)和Shannon-Weiner多样性指数(H)均减小,说明研究区植物多样性随盐分增加而减少;不同盐分梯度影响植物多样性的土壤因子存在差异,低盐梯度是pH、速效钾和全氮,中盐梯度是pH、速效磷和速效钾,高盐梯度是有机质、全磷、速效钾和速效氮。该研究结果对于认识不同盐分梯度下影响植物多样性的主要土壤因子具有重要意义,同时对黑河中游湿地植物多样性的有效管理和维持具有一定的参考价值。     

不同生态保护地植物特征和土壤性质的对比研究——以黑河中游湿地为例

选择黑河中游张掖国家湿地公园和张掖黑河湿地国家级自然保护区为研究对象,对比分析了植物组成、物种多样性、植物生长状态、土壤养分、土壤理化性质及植物土壤间关系。结果显示:湿地公园的植物高度和土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效钾)显著高于自然保护区,土壤理化性质含量(容重、pH)显著低于自然保护区,表明湿地公园有利于植物生长发育、土壤养分固存、改善土壤质地;自然保护区的植物科属种、多度、物种多样性(多样性指数、丰富度指数、均匀度指数)显著高于湿地公园,表明自然保护区有利于维持植物多样性;两种保护地中影响植物多样性的土壤因子不同,湿地公园物种多样性与土壤全磷和速效磷显著正相关,而自然保护区物种多样性与土壤盐分显著负相关。     

太子河河岸带土壤理化性质特征及其与环境因子的关系

根据太子河河岸带69个样点的土壤分层调查, 研究了太子河河岸带土壤特征、空间格局及与环境因子的关系。研究结果表明:垂直剖面自上而下土壤含水率、土壤孔隙率、总磷、有机质和总氮含量显著减少, 容重、pH和有效磷在层间差异不显著。根据土壤理化性质, 将样点分为2类, 一类主要分布在太子河上游及某些支流上游, 该类土壤呈弱酸性, 有机质和总氮含量高, 另一类主要分布在太子河中下游, 该类土壤呈弱碱性, 有机质和总氮含量较低。利用冗余分析(RDA)识别影响土壤性质的环境因子, 结果表明海拔、年降水、年均温和距离河口的距离是影响土壤空间差异的主导因子。     

基于GWR模型的伊河流域土壤有机碳空间分布特征及影响因素分析

土壤有机碳作为陆地碳库主体,其分布特征及与驱动因素的空间关系对土壤碳周转过程有重大影响。通过野外调查、采样和室内分析,基于地理加权回归（GWR）模型结合9个环境和土壤变量,建模分析伊河流域土壤有机碳空间分布状况,以及影响其分布的主要因素。研究发现,流域表层土壤有机碳在3.37-38.34 g/kg之间,上、中、下游有机碳分布存在空间差异,其中上游差异最大,下游差异最小。相关分析表明,有机碳与土壤理化性质相关性显著,与年平均气温以外的环境因子相关性不显著。GWR模型较好地预测了伊河流域土壤有机碳空间分布,局部决定系数在0.49-0.64之间,自下游到上游,决定系数逐步升高,对上游的预测精度最高。分析发现,在海拔较高的中上游区域,土壤有机碳含量主要受立地环境、成土母质和地表覆盖的影响;在中上游低山丘陵区,人类活动和环境因素共同影响了土壤有机碳含量;在中下游平原区农业活动和化肥投入是造成土壤有机碳含量较高的主要因素。研究揭示了各因素对有机碳影响的空间分异特征,可为伊河流域土壤生态系统的合理发展和管理提供依据。     

塔里木河上游典型绿洲不同连作年限棉田土壤质量评价

开展农业生态系统土壤质量评价是保证生态农业持续高效发展的重要内容。以塔里木河上游阿拉尔垦区为典型样区,选择0a、3a、8a、12a、20a、30a等不同连作年限棉田为研究对象,综合考虑土壤物理、化学和生物学性质,分析了12个土壤理化及酶活性指标;基于因子分析和聚类分析法评价棉田间土壤质量的差异并划分等级,利用产量持续指数验证评价结果。研究表明：不同连作年限的棉田土壤的理化性质和酶活性均存在一定差异;棉田的土壤质量随年限呈先上升后下降的趋势,8a、12a棉田土壤质量相对较高,20a、30a土壤质量有退化趋势;土壤质量评价值与产量持续指数变化趋势一致,后者略显滞后效应。