喀斯特峰丛坡地不同土地利用方式下土壤N、P空间变异特征

基于网格点(5 mx5 m)采样法采集土壤样品,利用经典统计学和地统计学方法,研究了喀斯特峰丛坡地不同土地利用方式(火烧迹地、刈割地、草地、封育地)下表层(0～20cm)土壤氮、磷的空间变异特性.结果表明:研究区4种不同土地利用方式土壤全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、速效磷(AP)均为中等程度变异,含量分别为5.40 ～6.26 g·kg-1、1.24 ～1.44 g·kg-1、365.87～507.32 mg·kg-1、3.91 ～8.04 mg·kg-1,封育地、火烧迹地土壤质量优于草地和刈割地;4种土地利用方式中火烧AN、火烧AP、刈割AN、封育TN的半方差函数最佳拟合模型为球状模型,火烧TN、刈割TN、刈割AP最佳拟合模型为指数模型,其他指标的最佳拟合模型均为高斯模型.刈割TP、火烧TP、草地TP、刈割TN、火烧AP、草地AP、封育TP表现为强烈的空间自相关性,其他土壤养分表现为中等的空间自相关.4种土地利用类型土壤TN与AN、TP与AP具有相似的空间分布格局.火烧、刈割处理TN和AN呈凹形分布,TP和AP呈单峰分布特征,中下坡含量最高,往两端含量逐渐降低;草地TN、AN、TP、AP 4种养分含量均随着坡位的升高而降低;封育样地中4种养分呈类似凹形分布,中间含量低,两端略微升高.土地利用方式的变化改变了喀斯特峰丛坡地土壤养分质量,造成了土壤养分空间格局的变化,因此,在地形破碎、土层浅薄的喀斯特地区进行生态恢复与重建时,应采取合理土地利用方式,进行保护和适度开发,提高喀斯特退化生态系统土壤质量.     

乌鲁木齐地区不同生境下土壤跳虫群落结构及多样性研究

为了解乌鲁木齐地区不同生境土壤跳虫群落结构及其多样性,研究土壤跳虫群落结构特征,了解不同生境差异对土壤跳虫群落结构的影响,分别在2008年4月、7月、9月和11月中旬对该区自然榆林、防护林、植物园、草地、居民点、废弃地及菜地等7种典型生境土壤跳虫群落特征进行了调查。共采集跳虫3728只,隶属于4目13科27属,其中伪亚跳属Pseudachorutes、球角跳属Hypogastrura、棘跳属Onychiurus、等节跳属Isotoma为优势类群,分别占总数的13.25%、12.31%、11.40%、10.03%,共占总数的47.00%。跳虫属Podura、长跳属Entomobrya、原等跳属Proisotoma、土跳属Tullbergia、驼跳属Cyphoderus、裸长角跳属Sinella、钩圆跳属Bourletiella、德跳属Desoria、小等节跳属Isotomiella、疣跳属Neanura、类符跳属Folsomina、符跳属Folsomia、刺驼跳属Cyphoderopsis及缺弹跳属Anuropho-rus等14属为常见类群,共占总数的47.65%,其余9属均为稀有类群,共占总数的5.35%。不同生境土壤跳虫的个体数和类群数差异较大(P<0.05),其中个体数顺序为自然榆林>防护林>草地>植物园>居民点>废弃地>菜地。跳虫个体密度和类群数在不同季节间差异明显(P<0.05),其中个体数顺序为9月>7月>4月>11月,Shan-non-Wiener多样性指数(H)在不同生境间均有显著差异(P<0.05),其顺序为植物园>防护林>自然榆林>草地>居民点>废弃地>菜地。Simpson优势度指数(C)为菜地>居民点>废弃地>草地>自然榆林>植物园>防护林。各生境间土壤跳虫群落的相似性较差,仅少数生境间相似性达到相似水平。研究表明不同生境植被类型是影响该区跳虫群落结构和多样性的主要因素。     

利用红麻复垦多金属污染酸化土壤

对大宝山矿区周边酸性多金属污染农田土壤进行了5年的红麻原位种植试验,研究不同改良剂对土壤改良的持效性及其对红麻生长的影响,以探索具重金属耐性的经济作物红麻用于重金属污染土壤大田复垦的可行性和有效性.结果表明:施加改良剂后,红麻能在重金属Pb、Zn、Cu、Cd和As含量分别为1600、440、640、7.6和850 mg·kg-1的土壤上定植.其中,白云石和粉煤灰的改良效果优于石灰石和有机肥.施加白云石或粉煤灰后,红麻地上部产量(干质量)为14～15 t·hm-2,达到一般农田产量水平,且红麻杆和红麻皮中重金属含量显著降低.红麻韧皮纤维(麻皮)含量达到32％ ～38％,韧皮纤维中可萃取重金属含量低于《生态纺织品技术要求》的标准,具有潜在的经济效益.白云石/粉煤灰改良红麻复垦的化学-植物联合修复模式是复垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.     

不同经营管理方式对锥栗林节肢动物群落结构与多样性的影响

通过对不同经营管理方式下锥栗林节肢动物群落的调查,研究了生产上典型的5种经营管理方式对锥栗林节肢动物群落结构与多样性的影响.结果表明:5种不同经营管理方式下锥栗林节肢动物群落结构和多样性有较大差别,管理精细未用药型的锥栗林物种多样性和稳定性最高,植食性集团的多样性指数最高,天敌功能集团的相对丰盛度最高,对害虫的自然控制效能高,不利于优势害虫的暴发;相比管理撂荒型,精细的经营管理会提高林冠层物种多样性,而化学农药的使用降低了各功能集团的物种多样性、均匀度,提高了植食性集团的相对丰盛度.     

淹水-控温模式下砷污染水稻土溶液中砷形态的变化

以水稻种植区的砷污染土壤为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用分析测试系统,研究了不同培养温度(5、27和50 ℃)对灭菌和不灭菌的土壤淹水后其溶液中砷赋存形态变化的影响.结果表明： 在土壤溶液中检测到的砷形态只有无机三价砷(As^Ⅲ)、无机五价砷(As^V)和有机的二甲基砷(DMA^V),未检测到单甲基砷(MMA^V)的存在;在不同控温条件下随淹水时间的延长,As^Ⅲ逐渐转变为砷的主要赋存形态,平均比例约为64%;As^V次之,约占35%,DMA^V的含量相对最低,约占1%;土壤灭菌与否对土壤溶液中五价砷的水平没有明显影响,但明显影响了五价砷的还原和促进了无机三价砷的甲基化,并且灭菌的促进效果随着淹水及培养时间的延长而逐渐降低;50 ℃、淹水23 d时,灭菌土壤溶液中DMA^V浓度最高,为23.7 ng·mL^-1,这说明灭菌土壤中残留的某些嗜热微生物成为优势菌群并促进了土壤溶液中砷的甲基化.结合水稻生长的实际环境条件对该研究结果进行分析,培养温度27 ℃淹水23 d后不灭菌的自然土壤溶液中砷浓度处于较低水平,因此在砷污染的水稻种植区建议采用短周期干湿交替的水分管理模式,在保障产量的情况下可尽量降低土壤溶液中砷的水平.     

液态地膜覆盖对土壤水分有效性的影响

采用田间微区试验方式,观测和分析了液膜地表覆盖下土壤含水量、花生植株伸长速率、叶面积指数、叶片光合速率、水分利用效率及产量等指标,并利用隶属函数法进行数值转换后,对液膜覆盖的土壤水分有效性进行了分析.结果表明,液膜覆盖提高土壤含水量103％ ～ 167％,且随液膜浓度的增大有效性提高;不同土层间,花生耗水量差异显著,其中以土层深度为20 ～ 40 cm差异最大;液膜覆盖也明显提高了光合速率,增幅为1.9％～15.6％;叶面积指数提高0.3％ ～26.4％,改善了植株光合形态.综合全部指标表明,液膜类型为3号,液膜浓度为高水平时,覆盖效应最为明显.     

中亚热带主要树种凋落叶在杉木人工林中分解及氮磷释放过程

采用分解网袋法研究了马尾松(Pinus massoniana)、桤木(Alnus cremastogyne)、木荷(Schima superba)、青冈(Cycloblanopsis glauca)等树种凋落叶在21年生杉木人工林内的分解速率和养分释放过程。经过13个月的分解实验,4种供试凋落叶以青冈分解最快,质量失重率为33.5%,其次为桤木和木荷,马尾松分解最慢,其质量失重率仅为29.9%。4种凋落叶分解50%和95%所需要的时间分别为21～26个月和94～112个月。在凋落叶分解过程中,除桤木凋落叶中氮含量下降外,其他3种凋落叶的氮含量均增加,但凋落叶的C/N均降低;在凋落叶分解的前3个月,凋落物中磷含量快速下降,此后变化很小,C/P呈增加趋势。在凋落叶分解过程中,马尾松凋落叶对氮素表现为固持作用,而其他3种凋落叶对氮素表现为净释放,4种凋落叶的磷素均表现为净释放。4种供试材料中桤木较适合与杉木混交种植。     

北京地区栓皮栎和油松人工林土壤团聚体稳定性及有机碳特征

通过野外调查与室内分析,研究了北京地区栓皮栎和油松人工林土壤水稳性团聚体稳定性及有机碳分布特征.结果表明:在两种人工林内,大团聚体含量均随土层加深呈减少的趋势.其中,油松人工林中大团聚体(>0.25mm)含量占总团聚体的71%～77%;栓皮栎人工林中大团聚体含量(51%～58%)与微团聚体(≤0.25mm)含量(42%～49%)差异不明显.油松人工林土壤平均质量直径和几何平均直径均显著高于栓皮栎人工林,分形维数D值小于栓皮栎人工林.在两种林分中,土壤各粒级团聚体有机碳含量均随土壤层次的加深呈现逐渐降低的趋势.油松人工林中水稳性大团聚体的有机碳对土壤有机碳的贡献率为58%～83%,高于栓皮栎人工林水稳性大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率(49%～66%).油松人工林比栓皮栎人工林更利于土壤水稳性团聚体的稳定和土壤有机碳的保护.     

尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii(Hemsl.) Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象,分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性,并对不同器官C、N和P含量在不同层次间的分布特征进行了研究.结果显示:同一器官中均为C平均含量最高、P平均含量最低;其中,叶片中C、N和P含量分别为344.95 ～ 486.15、6.26 ～ 19.50和0.18 ～0.62 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为22.52 ～61.21、696.64～2 589.72和11.38 ～58.94;根系中的C、N和P含量分别为277.95 ～458.30、1.41 ～12.73和0.13 ～0.44mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为34.63 ～296.17、731.45 ～3 372.69和8.81 ～34.41;乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407.75 ～473.75、3.10 ～7.39和0.09～0.61 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为57.43 ～148.15、776.64～5 054.44和7.05 ～48.11;乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432.56 ～463.32、2.67 ～6.35和0.16 ～0.31 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为68.12 ～167.73、1 494.58 ～2 860.63和11.35 ～29.06.乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系,按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干;灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低,N和P含量在叶片中最高、枝条中最低;而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分.除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外,同一器官的C、N和P含量间均无显著相关性,但与C/N、C/P和N/P比值间大多有极显著的相关性.不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异,其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低;乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低,草本层植物全株的N含量最高、C含量最低,各层植物全株的P含量比较接近.研究结果表明:尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低,P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素.     

土壤干旱胁迫对九头狮子草和圆苞金足草幼苗形态和生理特性的影响

采用称重控水法控制土壤相对含水量分别为(85.0±2.5)％(对照)、(67.5±2.5)％(轻度干旱)、(50.0±2.5)％(中度干旱)和(32.5±2.5)％(重度干旱),对土壤干旱胁迫条件下九头狮子草[Peristrophe japonica (Thunb.)Bremek.]和圆苞金足草(Goldfussia pentstemonoides Nees)2年生苗的植株形态及生理特性变化进行了研究.结果表明:经土壤干旱胁迫处理30 d后供试2种植物的外部形态均有一定变化,其中九头狮子草主要变化为叶片失绿、变薄且萎蔫、枝条下垂;圆苞金足草主要变化为茎干倒伏、叶片变软且叶柄低垂.随土壤干旱胁迫程度的增加,供试2种植物叶片的自然饱和亏、临界饱和亏、需水程度、束缚水含量、束缚水与自由水的含量比值、脯氨酸含量和可溶性糖含量均呈逐渐增加的趋势且均高于对照,而自由水含量、最高水势、最低水势和可溶性蛋白质含量均逐渐降低且总体上低于对照.总体上看,在重度干旱胁迫条件下供试2种植物各生理特性均与对照有极显著或显著差异,而在轻度或中度干旱胁迫条件下部分指标与对照无显著差异.供试2种植物各生理指标的变化幅度有明显差异,在同一干旱胁迫条件下九头狮子草叶片的自然饱和亏、需水程度、自由水含量、最高水势和最低水势的降幅、脯氨酸含量和可溶性蛋白质含量的降幅均高于圆苞金足草,其临界饱和亏、束缚水含量、束缚水与自由水的含量比值和可溶性糖含量均低于圆苞金足草.综合分析结果表明:供试2种植物对土壤干旱胁迫均具有一定的耐性,但圆苞金足草具有更强的抵御干旱的生理机制.