森林植被对土壤团聚体和微生物特性的影响研究进展

森林作为陆地生态系统的核心主体,具有维持生态系统平衡、保持水土、涵养水源等重要生态功能 。植被类型是 影响土壤团聚体形成和微生物特性的重要因子,研究森林植被类型对提高陆地生态系统生产力、丰富生物多样性及缓解全 球变暖等方面具有重要意义 。森林植被和土壤微生物及土壤团聚体的相互影响及交互作用,均对森林生态系统产生了 重 要影响 。本研究重点阐述了森林植被对土壤团聚体形成及稳定性、微生物生物量、微生物群落结构及功能等方面研究进 展,并提出未来森林生态系统的土壤团聚体与微生物方面的研究重点,以期为森林生态系统的植被恢复和可持续健康发展 研究提供理论依据。     

环境因子对林地土壤微生物影响的研究进展

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,也是森林生态系统的重要组成部分,是森林生态恢复与重建的重要参与者.本文阐述了环境因子对林地土壤微生物影响的研究进展,包括植被、气候、土壤有机质、土壤肥力对土壤微生物的影响及规律;概述了目前对土壤微生物多样性的主要方法研究,提出了今后土壤微生物研究和应用的发展方向.     

土壤酶研究进展

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。本文综述了土壤酶学研究简史,土壤酶的来源、分布、作用,植物-土壤界面的土壤酶,土壤生态条件与土壤酶,土壤微生物与土壤酶,土壤酶活性测定等方面。对于加深理解生态系统中的物质循环、土壤酶的生态重要性以及土壤生态系统退化机理有重要作用。     

火对地下生态系统可持续性的作用

火对生态系统的全部作用是复杂的 ,范围也很广 ,包括减少地上部分生物量和对地下部分物理、化学、微生物降解过程的影响。既然整个生态系统可持续性的主要组成成分在地下 ,那么其恢复与土壤的物理、化学、生物作用和过程有关。由于一些高强度火烧措施会改变地下部分的组成 ,对整个生态系统来说或有利或有害 ;低强度火烧会促进草本植物群的生长 ,提高植物可利用的养分含量 ,降低过密林分的密度 ,这样就能形成稳定的生态系统。高强度火往往会引起演替频率的改变 ,改变地上和地下物种的组成 ,改变C/N ,加剧侵蚀 ,淋溶和反硝化作用 ,导致养分流失。另外 ,土壤的水文作用也会改变 ,物理性质会退化 ,微动物群和大型动物群会减少 ,微生物数量及其相关过程也会发生变化。火对地下生态系统的直接作用是高强度火烧的结果 ,它将地上部分可燃物负荷量 (活的和死的 )、土壤湿度、温度、火烧持续时间联系起来 ,地下生态系统的恢复时间不仅取决于火烧强度以及火烧对生态系统关键过程和组成的影响 ,而且还取决于以前该地的使用情况因此 ,火对地下系统的影响差异很大 ,而且无法预测     

土壤原生病原体对森林植被及生态系统的影响

土壤原生病原体是影响植被和生态系统的重要因子,但是在森林生态系统中的地位和作用未能得到充分认识和研究。文中主要根据国外对土壤原生病原体的研究情况,对其类型、传播途径及植被的防御机制进行阐述,并探讨土壤有益微生物和土壤原生病原体的相互作用及原生病原体对生态系统的影响机制。     

华北土石山区刺槐和栓皮栎人工林土壤微生物数量和微生物量碳、氮研究

正截止到2014年,全国水土流失面积已高达294.91万km2,占国土总面积的30.72%[1-2]。水土流失造成生态环境脆弱,植被破坏促使水土流失加剧是区域环境恶化的主要原因之一[3]。众多研究表明,植被恢复可有效地减少水土流失,是遏制生态环境恶化、改善脆弱生态系统的有效措施[4-6]。在森林生态系统中,土壤微生物对土地利用的变化、管理措施、耕作和肥力水平等外界条件的变化十分敏感,     

转基因欧洲黑杨土壤微生物状况和酶活性分析

对转基因欧洲黑杨林地和邻近黑杨林地的土壤微生物状况和酶活性进行了分析。结果表明转基因林地中转基因植株与非转基因植株间根系周围土壤3大类微生物(细菌、放线菌和霉菌)数量和酶活性无显著差异,转基因林地与邻近林地土壤3大类微生物(细菌、放线菌和霉菌)数量和酶活性无显著差异,初步说明转基因欧洲黑杨对土壤生态系统尚未造成明显的影响。     

次生演替的生态效应研究现状

演替是生态系统进化的重要方式,是影响生态因子的主要因素之一。作为生态系统的主要因子,植被、微生物和土壤在演替过程中是互相影响、制约和联系的,同时彼此不断适应和改造,并随着演替的不断推进,均发生着规律性的变化。文章综述了近些年发生次生演替地区的生态效应研究现状,包括次生演替对植物与微生物群落、土壤养分和生态因子间的反馈作用的影响及其变化过程;展望了未来我国次生演替的研究方向,提出在未来的有关研究中,应该注重对次生演替地区的长时间观测,以及对大气环境因子的研究,多结合演替研究先例加以结果分析,总结出演替规律,并将人类行为纳入整个系统中加以研究,以期更好地恢复、利用和发展生态系统。     

桉树人工林土壤微生物多样性研究技术进展

土壤微生物作为土壤肥力的重要指标,与整个森林生态系统的健康状况密切相关.本文综述了桉树人工林土壤微生物多样性的研究方法,从传统的培养到分子生物学的飞跃,对开展桉树人工林土壤微生物生态研究具有重要的推动作用和指导意义.     

森林土壤酶研究进展

土壤酶是森林生态系统物质循环和能量流动等生态过程中最为活跃的生物活性物质, 土壤酶活性的测定在森林生态系统研究中占有重要地位。文中综述了土壤酶活性与土壤理化性质、土壤微生物、林分类型、大气氮沉降等的关系。土壤酶活性的研究是不断完善与改进的, 在土壤酶的特异性、土壤酶的种类、全球变化下土壤酶的活性以及土壤酶活性的长期定位研究等方面还应进一步加强。     

鄂尔多斯矿区不同土地利用方式土壤理化性质研究

以内蒙古伊金霍洛旗东部水蚀沟壑地带矿区为研究对象,分析5种不同土地利用方式以及矿区不同复垦年限对土壤理化性质的影响。结果表明,废弃农用地和公路附近裸露地沙粒含量高于其他利用方式,土壤沙质特征明显。受施肥等人为因素的影响,农用地在土壤粒级组成、持水性能、有机质和全N、全P、全K含量等方面都具有较好的特性,与原生景观草地相比,农用地中的有效P和速效K含量减少了50%。公路附近裸露地的有机质、有效P和速效K养分含量显著高于其他土地。不同复垦年限的煤矿复垦土地土壤养分含量都较低,表明单纯使用自然恢复的方法很难恢复土壤的性状。     

锰矿废弃地不同植被恢复方式下土壤微生物数量特征

比较分析了湖南湘潭锰矿矿渣废弃地2种不同植被恢复方式下土壤微生物的数量分布特征及其与土壤营养元素、重金属元素含量之间的相关性.结果表明：人工植被恢复地土壤pH值、Mg、Ca的含量高于对照地和自然恢复地,而N、P、K的含量仍低于对照地和自然恢复地;3种试验林地土壤中重金属元素的平均含量从高到低的排列次序均为Fe〉Mn〉Pb〉Zn〉Ni〉Cu〉Cd,且人工植被恢复地〉自然植被恢复地〉对照地;不同林地之间,同一月份同一土层的细菌数量差异极显著（p〈0.01）,从高到低的排列次序基本为人工植被恢复地〉对照地〉自然植被恢复地,各层土壤细菌数量的季节变化规律为7月份〉5月份〉11月份;不同林地之间,0～20 cm土层的真菌数量的差异达到极显著水平（p〈0.01）,而20～40、40～60 cm土层的真菌数量的差异不显著（p〉0.05）,各层土壤真菌数量季节变化规律为7月份〉11月份〉5月份;不同林地之间,同一月份同一土层中的放线菌数量差异显著（p〈0.05）;土壤微生物数量与土壤化学性质、重金属元素含量之间存在一定的相关性,但不同种类微生物数量与土壤化学性质、重金属元素含量的相关性不同,其中,土壤中少量的重金属Zn元素对土壤微生物数量有一定的促进作用.     

2种松树苗木栽植对矿山污染土壤营养成分的影响

通过用污染土壤盆栽方法研究油松和樟子松幼苗对土壤营养成分的影响。结果表明:油松和樟子松能够明显改善土壤中有机质含量,以樟子松提高较显著,在0~10cm土层,油松和樟子松的有机质分别比对照提高102.63%和168.42%;在全氮含量方面,油松的全氮含量低于对照,樟子松能提高土壤的全氮含量。樟子松比油松更适合种植在贫瘠的污染土壤上。     

湘潭锰矿业废弃地土壤重金属含量及植物吸收特征

对湘潭锰矿业废弃地土壤重金属含量、自然定居的草本植物对重金属吸收与转移特征进行了研究.结果表明:土壤重金属含量较高.其中Zn、Cd、Pb的含量超过国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)的3级标准,是一类被重金属复合污染的土壤,自然定居的草本植物对重金属的吸收表现为富集型植物(如商陆Phytolacca acinosa)、根部囤积型植物(如野茼蒿Crassocephalumcrepidioides)、规避型植物(如灯心草Medulla Junci)等3种类型.研究结果为寻找和发现适合当地气候条件与土壤条件的重金属耐性植物提供科学依据.     

海州露天矿土地复垦示范区土壤综合质量评价

为有效地治理和改善矿区恶劣生态环境,使废弃的土地资源得以充分利用,通过对阜新海州露天矿土地复垦示范区土壤有机质、全N、有效P、速效K、EC、pH值、含水量、容重、紧实度等指标进行测定,开展了复垦土壤质量综合评价。结果表明:不同复垦示范区土壤质量差异较大,沙打旺、冰草示范区土壤质量最好;杨树、油松示范区次之;耕地、侧柏示范区土壤质量较差。     

人工修复植被对锰矿区废弃地土壤酶活性的影响

以自然修复的矿区废弃地土壤为对照,从土壤酶活性的垂直分布、季节动态特征及其与土壤养分含量、重金属含量相关性研究了人工修复的栾树Koelreuteria paniclata、杜英Elaeocarpus decipens混交林(修复地)对湘潭锰矿区废弃地土壤酶活性的影响.结果表明:0～60 cm土层中,随着土层深度的增加,土壤酶活性逐渐下降;同一土层中,修复地土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均高于对照地,且脲酶、过氧化氢酶活性的差异均达到了极显著差异(P＜0.01),0～20 cm土层中蔗糖酶酶活性的差异达到显著水平(P＜0.05);同一季节修复地土壤脲酶、过氧化氢酶活性均显著或极显著高于对照地(P＜0.05),秋、冬季修复地土壤蔗糖酶活性显著高于对照地(P＜0.05),夏季差异不显著(P＞0.05),而春季修复地显著低于对照地(P＜0.05);土壤酶活性与土壤有机质、全N、Mg含量呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)的正相关性,与土壤微生物数量之间均呈极显著或显著的正相关;土壤中重金属对土壤酶活性多表现为抑制作用,且以脲酶活性最敏感,其次是过氧化氧酶活性.人工修复植被能明显提高锰矿区废弃地土壤的酶活性.     

铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属污染特征及评价

以大田县铁矿废弃地为对象,研究了铁矿废弃地不同修复模式土壤重金属元素Cu、Zn、Pb、Ni和Cr的污染情况,并进行土壤重金属元素污染等级评价。结果表明:(1)不同修复模式土壤Cu、Zn、Pb和Cr重金属元素均超过相应福建土壤背景值,其中Pb含量超过国家土壤背景值。(2)Cu和Zn极显著相关,表明Cu和Zn具有一定的同源性。(3)不同恢复模式土壤重金属综合评价值排序为R0>R1>R2>R3>R4>CK。(4)从单因子污染指数来看,Pb元素污染指数最高,其次为Zn元素,其他3种元素污染较小。R0和R1模式属重度污染;R2和R3模式属轻度污染;R4模式属警戒;CK模式属安全。     

露天煤矿废弃地植被恢复过程中土壤理化性质及物种多样性特征

通过对公别拉河流域西岗子露天煤矿废弃地的土壤理化性质测定、物种多样性调查及植被恢复相关问题研究的结果表明：土壤容重和非毛管孔隙度：矸石坝〉农田〉湿地,其他物理性质指标：湿地〉农田〉矸石坝;在矸石坝、农田和湿地土壤中,全钾含量相差0．75～1．4倍,全磷、全氮含量相差5～10倍,有机质、速效磷、速效钾含量至少相差10倍,且矸石坝土壤中未检测出水解氮;有效养分低是矿山废弃地植被恢复的主要限制因素;选择沙棘作为研究区域内植被恢复的最佳灌木,草本则为本土先锋物种;建议在本研究区域内植被恢复采用灌丛为主、草本为辅的模式,并在植被恢复过程中要加强人工抚育和管理措施。     

Interactive Influences of Fertility and Nodulation on Growth,Nutrition, and Water Relations of European Alder in a Mine Soil

Abstract

Actinorhizal nodulation of European alder (Alnus glutinosa[L.] Gaertn.) as influenced by substrate fertility was assessed for its effects on seedling growth and physiology. After a brief period in seed flats, seedlings were transplanted to a mine soil where they resided for 18 months, and three fertility regimes were imposed by application of differing nutrient solution concentrations while two distinct levels of nodulation were created through methyl bromide fumigation. Ultimately, seedlings in nonfumigated soil had > 5Xthe nodules of those grown in fumigated soil, and rising fertility stimulated nodule formation in the former. Heavy nodulation resulted in a 35% increase in shoot mass and a 60% increase in root mass on average, responses that exceeded those to fertilization for the latter. Seedlings with abundant nodules had higher foliar concentrations of total N, NO₃, K, and Cu and lower concentrations of Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Mo, and Al overall, than were found in those with minimal nodulation. In turn, soil in which heavily nodulated seedlings were grown had higher total N, NO₃, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, and Al concentrations but a lower Mo concentration than fumigated soil. Fertility regime effects on nutrition were readily apparent, although considerably more so in the mine soil than in foliage. During a simulated drought episode, predawn and midday xylem pressure potentials within the high fertility treatment were lower in heavily nodulated seedlings than in those with few nodules, and the water potentials in soil in which the heavily nodulated seedlings resided were lower overall as well. Collectively, these results provide insight into approaches to most effectively exploit the benefits European alder offers as a reforestation species for difficult sites.     

红壤和紫色土区域植被恢复中的水土流失过程

在防护专用林、防护型用材林、防护型经济林和防护型薪炭林以2∶1∶1∶1比例配置的条件下,进行长期定位研究,其结果是:(1)在1～4 a期间,红壤区和紫色土区单位面积泥沙流失量分别减少38.98%和36.05%,平均含沙量分别减少41.19%和18.43%; 4～7 a期间,两区域泥沙流失量分别减少99.86%和75.73%,平均含沙量减少97.52%和 78.00%.(2)植被恢复后的第7 a,红壤区的土壤侵蚀量已控制在允许量以内,为3.42 t·km-2a-1;紫色土土壤侵蚀量以养分流失为标准时,在允许量以内,以成土量为标准时,尚有一定距离.(3)红壤水土流失量比紫色土小,在水土流失量的减小速度上大于紫色土区.红壤较紫色土区生态恢复快.(4)降雨量在10.1 mm·d-1以上时,造林1～4 a期间,两类区域均易造成水土流失,水土流失量主要产生于25.1 mm·d-1以上的几场降雨.