黄土丘陵区退耕地土壤可溶性氮组分季节变化与水热关系

为探究黄土丘陵区退耕地植被恢复土壤有效氮素养分累积的季节动态变化特征及水热驱动效应,以邻近坡耕地为对照,分析了植被恢复15 a的刺槐、柠条、荒草地土壤可溶性氮组分密度、分布比例在4—10月份内的动态变化状况及其与土壤温度和含水量间的关系。结果表明,整个采样期间,0—30 cm土层土壤硝态氮、可溶性有机氮和可溶性全氮动态变化显著,且各可溶性氮组分中仅硝态氮随土层变化差异显著。其中土壤硝态氮变化幅度整体为0.13—1.71 g/m~2,占可溶性全氮的5.1%—52.1%,其最大值出现在4月份,最小值出现在10月份;可溶性有机氮整体变化幅度为0.29—2.92 g/m~2,占可溶性全氮的30.9%—85.3%,在4月份和8月份分别达最小值和最大值;铵态氮动态变化不显著,4—10月份整体变化幅度为0.17—0.74 g/m~2,占6.4%—21.4%,其最小值出现在10月份,最大值出现在4月份;可溶性全氮整体变化幅度为1.25—3.52 g/m~2。可溶性氮组分中,各组分所占比例为可溶性有机氮硝态氮铵态氮,并且可溶性有机氮与硝态氮所占比例动态变化趋势相反。刺槐、柠条林和荒草地0—30 cm土壤硝态氮平均约为耕地的3.42倍、2.54倍和1.26倍,铵态氮平均为耕地的1.71倍、1.37倍和1.30倍,可溶性有机氮约为1.64倍、1.31倍和1.23倍。可溶性氮组分受土壤含水量的影响大于土壤温度,硝态氮对土壤含水量的变化最为敏感,而可溶性全氮则对土壤温度变化最为敏感。综上所述,人工林植被恢复有利于提高土壤可溶性氮组分,增加氮的有效性,同时除铵态氮外,土壤可溶性氮组分随季节变化显著。     

基于土地利用/覆被变化的荒漠绿洲碳储量动态评估

以典型的荒漠绿洲区为研究对象,基于不同时期土地利用/覆被类型图,运用Bookkeeping模型,结合土壤、植被碳密度基础资料及调查数据,评估了近30年临泽绿洲土地利用/覆被变化特征及其对碳储量的影响。结果表明:(1)临泽荒漠绿洲区的土地利用/覆被变化特征主要表现为:居民及建设用地、耕地、林地呈增加趋势,增幅分别为90.2%、75%、46.5%;盐碱地、水体、沙地、荒漠草地则呈减少趋势,减幅分别为73.9%、67.8%、46.2%、5.5%。(2) 30 a耕地面积增加了269.38 km~2,其中耕地开垦面积为372.57 km~2,开垦主要来源于盐碱地、荒漠草地和沙地,分别占耕地开垦面积的24.7%、24.4%和21.05%。耕地转变为其他土地覆被类型的面积为103.19 km~2,转变后的主要去向分别是居民及建设用地、盐碱地和荒漠草地,分别占耕地转变为其他土地覆被类型面积的32.78%、17.8%和15.37%。(3)土地利用/覆被变化导致总碳储量增加5.89×10~5t,其中土壤碳储量增加量为4.02×10~5t,植被碳储量增加量为1.86×10~5t;耕地变化使碳储量增加4.91×10~5t,其中使碳储量增加的转变分别是荒漠草地-耕地、沙地-耕地、盐碱地-耕地、耕地-林地,相反的转变则使碳储量减少。总体来看,临泽荒漠绿洲土地利用/覆被面积和结构均发生了变化,耕地开垦为最主要的土地利用/覆被变化,土地利用/覆被变化导致碳储量总体呈增加趋势,耕地变化是影响碳储量变化的主要因素。     

秦岭太白山弃耕地植物群落演替的生态学研究 Ⅱ演替系列的群落α多样性特征

应用物种丰富度、Ｓｉｍｐｓｏｎ指数、Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数、Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数、Ａｌａｔａｌｏ均匀度指数研究了太白山弃耕地植物群落次生演替过程中的群落α多样性动态特征,结果表明,群落在由一年生草本植物群落阶段向多年生草本植物群落、灌丛、混交林阶段的演替过程中,群落多样性指数逐渐上升,至混交林阶段达到最高值。若以分布在这一垂直地带的代表性森林群落锐齿栎林为演替进一步发展的方向,则由多样性指数在锐齿栎混交林、锐齿栎林阶段呈下降趋势。不同演替阶段不同生长型的多样性指数变化规律为：在演替的初期,草本层多样性指数＞灌木层＞乔木层;在混交林阶段,这３个不同生长型的多样性指数相差无几,乔木生长型稍占优势;在锐齿栎混交林和锐齿栎林阶段,灌木生长型的物种多样性最大,草本次之,乔木生长型的物种多样性则迅速降低。首次利用群落各生长型的叶层相对厚度和相对盖度作为加权参数,对群落总体的物种多样性指数进行了测度,结果表明,这种加权处理是比较合理的。     

低湿耕地综合治理对土壤微生物生态影响及大豆增产的研究

本文报道了三江平原低湿耕地综合治理后对土壤微生物生态的影响及对大豆增产的明显效果。4年来开发试验研究的结果表明,低湿耕地经过综合治理并栽培大豆等作物以后,土壤中大豆根瘤菌数量及自生固氮菌的数量明显增加;低湿耕地综合治理后接种高效固氮大豆根瘤菌,经配对选优及结合施用启动氮的高光效高固氮大豆-根瘤菌共生固氮体系的生物技术措施,使大面积的大豆增产12.3％,达到接近岗平地耕作条件下生物技术措施的水平,对今后的生产实践或科学理论都具有重要意义。     

世界主要国家耕地动态变化及其影响因素

在世界人口持续攀升、全球耕地面积不断减少的背景下,探讨世界主要国家耕地变化其影响因素,对于分析预测未来世界耕地变化趋势、研究世界粮食安全具有积极意义。选择2050年人口过亿的17个国家和耕地面积排名前10的国家为研究对象,在分析1961—2007年耕地总量变化、人均耕地变化的基础上,探讨了耕地变化影响因素。研究结果表明,从20世纪60年代到2007年间的不同时期内,有越来越多的国家表现出耕地减少趋势,而人均耕地面积减少的国家个数高达90%以上。满足人口消费需求、城市化与经济发展是大多数国家耕地总量变化的主要动力;而人口快速增长、城市化则是导致许多国家人均耕地显著减少的重要原因。     

三峡库区典型流域退耕地植物种类及凋落物对土壤有机碳固定的影响

研究三峡库区典型流域退耕地植物种类和凋落物对土壤有机碳(SOC)固定和迁移的影响.2008年设计C3植物处理(A1)、C4植物香附子无凋落物处理(B0)和双倍凋落物处理(B2)裂区试验,2010年分层采集土壤和植物样品,测定SOC碳密度和稳定性碳同位素δ13C值的变化.结果表明:三峡库区典型流域退耕地土壤SOC密度由于土地利用的变化均发生了变化,退耕2年后,A1区内0～ 30 cm层内SOC量持续增加,平均增加了58.4 g·m-2(1.1％);C4处理的无凋落物区B0,SOC密度增加最为显著,为303 g·m-2(4.9％),但双倍凋落物区B2,SOC密度降低了79g·m-2(1.1％).凋落物对SOC密度影响显著(P＜0.05).     

发酵床猪粪腐解菌群筛选

在浙江省安吉县采集了相邻的天然灌木林和板栗林土壤,分析土壤水溶性碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、水溶性有机氮(WSON)和微生物生物量氮(MBN),并利用核磁共振方法分析土壤总有机碳的波谱特征,研究天然灌木林改造成板栗林对土壤碳库和氮库的影响.结果表明： 天然灌木林改造成板栗林后,土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾显著增加,而WSOC、MBC、ROC、WSON和MBN显著下降.天然灌木林和板栗林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主.天然灌木林改造成板栗林后,土壤有机碳中的烷氧碳和羰基碳比例显著下降,而烷基碳和芳香碳比例以及A/O-A值和芳香度均显著增加.天然灌木林改造成板栗林并长期集约经营后,土壤活性碳库和氮库含量均显著下降,而土壤碳库的稳定性显著增加.     

基于生态位适宜度的耕地可持续利用评价

耕地可持续利用评价是土地利用研究的重要内容.基于生态位理论,从区域耕地生态系统整体性出发,提出耕地生态元和耕地生态位的概念,并在此基础上构建了耕地可持续利用生态位适宜度评价模型( Fi模型).然后,将所构建模型应用于河南省焦作市耕地可持续利用评价之中,测度了1997～2006年期间焦作市耕地可持续利用生态位适宜度Fi值.为了便于对照分析,采用限制因子模型(NFmin-i模型)和希尔伯脱空间模型(CHi模型)进行耕地可持续利用生态位适宜度NFmin-i值和CHi值的测算.测算结果表明:(1)1997～2006年期间, Fi值总体上呈递增趋势,从1997年的0.5088增加到2006年的0.6503,表明支撑焦作市耕地可持续利用的自然、经济和社会因子总体上呈良性发展趋势,即耕地可持续利用现实生态位趋于最适生态位.(2)1997～2006年期间,Fi与CHi值各年间的变化规律一致,与NFmin-i值总体变化规律一致,表明运用Fi模型进行耕地可持续利用评价具有较强的科学性和现实性.同时,Fi值有利于从综合角度表征区域耕地总体可持续利用水平.(3)利用最适生态位解释区域耕地可持续利用评价标准,以及运用n维资源(条件)生态位与最适生态位的匹配这一基本思想进行区域耕地可持续利用评价,生态意义明确,便于依据生态位适宜度值的大小及其变化制定区域耕地利用方案和措施.     

黄土高原子午岭退耕地土壤物理性质与群落特征

通过对子午岭北部黄土丘陵沟壑区4、9、15和20a退耕地的生境和植被群落特征的分析,研究了不同年限退耕地的植被群落、土壤水分、容重和生物量的变化。结果表明：随退耕年限的增加,杂草群落中物种分布较均匀,物种丰富度明显增加,植物种数和个体数增加,其优势种和亚优势种分属于6科9属;根系在土层中分布增多,在一定深度范围内土壤结构逐渐疏松,致使土壤容重随退耕年限的增加而减小;在0～80cm土层内土壤含水量从高至低依次为4a、20a、15a和9a退耕地;80～300cm土层的土壤含水量得到明显改善,土壤含水量从高至低依次为20a、4a、15a和9a退耕地;地面生物量随退耕年限的延长而增加,但增加幅度逐渐趋于缓慢。