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流沙河流域植被与土壤对生态恢复的响应研究

流沙河流域植被与土壤对生态恢复的响应研究

作者：刘永恩四川农业大学

学位级别：硕士

根据四川汉源县流沙河流域2005年63个生态恢复样方植物群落特征指标的调查采集以及土壤样品的化验分析数据,采用多元统计方法对流沙河流域生态恢复样方的生态恢复进行评价,基于生态恢复程度划分的结果,采用常规统计分析方法研究了流沙... 详细信息

根据四川汉源县流沙河流域2005年63个生态恢复样方植物群落特征指标的调查采集以及土壤样品的化验分析数据,采用多元统计方法对流沙河流域生态恢复样方的生态恢复进行评价,基于生态恢复程度划分的结果,采用常规统计分析方法研究了流沙河流域不同恢复程度下植被与土壤的响应特征,并探讨影响研究区生态恢复的敏感因子。研究结果分述如下。采用相关分析法并结合专业知识将植被和土壤性质两方面的13个初选指标进行信息提取,对样地的生态恢复程度进行划分(由于在现有的研究中,没有对生态恢复程度的定量划分和明确的恢复程度的界定,根据流沙河流域生态恢复的实际情况,本文将生态恢复的程度划分为由低到高的“Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级”4个生态恢复程度等级。)。 ①经相关分析后,确定了生物量、物种多样性、夹砾量、团聚度、有机质、速效磷等6个指标作为恢复类型的初步划分指标,划分结果因受“物种多样性”指标的影响较大,与野外调查的实际情况差距较大。 ②在恢复类型的正式划分过程中,采用因子分析方法提取出5个公共因子作为对流域各样地生态恢复程度进行划分的评价因子,将流域内的63个样地的生态恢复程度分成了4级,即Ⅰ级为24个样地、Ⅱ级为15个样地、Ⅲ级为16个样地、Ⅳ级为8个样地。随着生态恢复程度的提高,样地的群落垂直结构逐渐形成并趋于稳定;植物群落数量特征、多样性以及丰富度呈显著或极显著增加的趋势: ①流域恢复与重建区不同生态恢复程度下的63个调查样方中,植物共计36科76属87种,以蔷薇科、禾本科、马桑科、菊科、松科、毛莨科等6科为主。其中,Ⅰ级恢复程度的24个样地共有植物17科36属36种,Ⅱ级恢复程度的15个样地中有植物22科38属39种,Ⅲ级恢复程度的16个样地中共分布有15科31属31种,Ⅳ级恢复程度中的8个样地中的物种数为17科28属31种。 ②1级恢复程度下的生物量平均为22.52t hm,Ⅱ级恢复程度下的生物量平均是74.05 t hm,Ⅲ级恢复程度下的生物量平均为56.52t hm,Ⅳ级恢复程度下的生物量平均为201.16 t hm。方差分析的结果表明,生物量、盖度两个植被指标随恢复程度的提高而增大的趋势,且当生态恢复到一定程度后,样地生物量水平急剧提高。这说明样地生物量、盖度指标是判定流域生态恢复程度的两个重要指标。在流沙河流域生态恢复过程中,样地土壤质量得到逐步提高: ①随恢复程度的提高,样地内的有效土层厚度、土壤团聚度大小的变化不明显;②样地土壤夹砾量大小、容重值则表现出了很明显的随生态恢复程度提高而降低的变化趋势;③土壤有机质、速效钾、全钾、速效磷、全磷5个指标中,除有机质随样地恢复程度的变化明显外,其余4个指标无明显的变化趋势。方差分析的结果表明,Ⅳ级恢复程度下的土壤有机质含量与其他3个恢复程度下的有机质含量大小的差异达到了极显著性水平F=9.56**(p＜0.01)。样地有机质含量大小的差异也可以作为衡量流域样地生态恢复程度的一个重要指标。

关键词：生态恢复程度多元统计方法植被响应土壤响应敏感因子

典型喀斯特小流域石灰土和黄壤硫同位素分布特征及其影响因素

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长江流域资源与环境 2022年第11期31卷 2514-2525页

作者：张伟张丽丽天津师范大学水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 贵州师范学院地理与资源学院贵州贵阳550018 贵州省流域地理国情监测重点实验室贵州贵阳550018

分析了贵州普定陈旗和后寨河喀斯特小流域石灰土和黄壤剖面不同深度总硫、碳键硫、酯键硫酸盐、SO_(4)^(2-)和总还原态无机硫的含量及其δ^(34)S值、硫酸盐还原菌数量和采样坡地溪水SO_(4)^(2-)的δ^(34)S值,目的是阐明喀斯特流域土壤... 详细信息

分析了贵州普定陈旗和后寨河喀斯特小流域石灰土和黄壤剖面不同深度总硫、碳键硫、酯键硫酸盐、SO_(4)^(2-)和总还原态无机硫的含量及其δ^(34)S值、硫酸盐还原菌数量和采样坡地溪水SO_(4)^(2-)的δ^(34)S值,目的是阐明喀斯特流域土壤对大气酸沉降的响应。结果表明:在同等酸沉降水平下,石灰土和黄壤剖面中各形态硫含量、δ^(34)S值及硫酸盐还原菌数量有明显差异,同时溪水中有超过70%的SO_(4)^(2-)来自石灰土和黄壤剖面不同深度土壤的输出,指示石灰土和黄壤对大气酸沉降的不同响应。有机硫形成和SO_(4)^(2-)异化还原反应是石灰土和黄壤中都存在的硫滞留过程。黄壤剖面存在着SO_(4)^(2-)吸附并在底层累积,因此SO_(4)^(2-)吸附是黄壤硫滞留的主要原因。石灰土和黄壤剖面输出的SO_(4)^(2-)主要来自大气酸沉降输入的SO_(4)^(2-),不是土壤本身有机硫矿化。不过,有机硫是石灰土和黄壤主要的硫形态,在沉降的硫通量显著降低后,这两类剖面有机硫矿化会释放大量的SO_(4)^(2-)进入水体。

关键词：喀斯特小流域石灰土黄壤硫的滞留和输出土壤响应

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皖南次生马尾松林自然演替进程中的群落动态

生态学杂志 2014年第8期33卷 1997-2004页

作者：李伟立余倩郭雪艳达良俊华东师范大学环境科学系上海200241 浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站浙江宁波315114 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241

本研究采用空间替代时间的方法，在安徽牯牛降自然保护区以恢复10、20—30和50a以上的马尾松（Pinus massoniana）林为研究对象，对不同恢复时期群落的物种组成、群落结构、生境因子等进行调查，探明马尾松林演替过程中群落结构变化的... 详细信息

本研究采用空间替代时间的方法，在安徽牯牛降自然保护区以恢复10、20—30和50a以上的马尾松（Pinus massoniana）林为研究对象，对不同恢复时期群落的物种组成、群落结构、生境因子等进行调查，探明马尾松林演替过程中群落结构变化的动态格局及演替进程中土壤的响应。结果表明：（1）随着演替进程，植物群落物种丰富度逐渐降低，Shannon多样性指数整体呈上升趋势，林冠层落叶树种优势度下降，常绿树种增加。（2）马尾松的径级分布在3个群落中均属单峰型，甜槠（Castanopsis eyrei）的径级分布则由L字型变为逆-J型，其他常绿灌木也呈现出良好的增长趋势。（3）随着演替时间的延长，土壤全N和有机质含量呈上升趋势，pH值表现为下降趋势，土壤肥力随恢复进程而逐渐上升。

关键词：马尾松林常绿阔叶林演替土壤响应

青藏高原氮沉降研究现状及草地生态系统响应研究进展

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中国农业大学学报 2018年第5期23卷 151-158页

作者：王伟刘学军西藏农牧学院资源与环境学院西藏林芝860000 中国农业大学资源与环境学院北京100193

为了解青藏高原氮沉降的时空差异特征及对高原生态系统的影响,对青藏高原不同区域大气活性氮沉降定量研究的相关结果进行总结分析,对大气活性氮沉降对草地生态系统的影响并与青藏高原现阶段相关研究进行综述与比较。研究表明:青藏高原... 详细信息

为了解青藏高原氮沉降的时空差异特征及对高原生态系统的影响,对青藏高原不同区域大气活性氮沉降定量研究的相关结果进行总结分析,对大气活性氮沉降对草地生态系统的影响并与青藏高原现阶段相关研究进行综述与比较。研究表明:青藏高原氮沉降通量定量研究较少,且局限于短期监测或仅定量雨水活性氮含量,长期性的定点原位监测、大气活性氮的组成特征、城乡差异及变化趋势均未见报道;同时,大气氮沉降对青藏高原草地生态系统植物多样性的影响,植物化学计量特征变化趋势及物候相应等均报道较少,仅局限于现象的解释,并未对变化机理进行阐述。氮沉降作为全球变化的主要驱动因子,青藏高原氮沉降通量及其对生态环境的影响有待进一步加强。

关键词：氮沉降植物响应土壤响应青藏高原

陇中黄土高原雨养农区草地不同利用方式对土壤的影响

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陇中黄土高原雨养农区草地不同利用方式对土壤的影响

作者：张瑜兰州大学

学位级别：硕士

草原占地球总面积约40%,土地利用方式对草原生态系统有重大影响,对气候环境调控具有重要作用。我国陆地总面积约41%的面积为草地,其中包括占面积一半以上(55.9%)12个省区的西北半农半牧区和牧区的草地。作为北方以及全国的重要生态屏障... 详细信息

草原占地球总面积约40%,土地利用方式对草原生态系统有重大影响,对气候环境调控具有重要作用。我国陆地总面积约41%的面积为草地,其中包括占面积一半以上(55.9%)12个省区的西北半农半牧区和牧区的草地。作为北方以及全国的重要生态屏障以及我国主要的畜牧业生产基地,其发挥的作用对维护全球及区域生态系统的平衡有着重大影响。由于人类对该区域土地的不合理利用,黄土高原已成为我国水土流失严重、生态环境问题严峻等最严重区域之一。在人为的干扰下土地利用方法的多样化为黄土高原典型的特点,退耕还林、退耕还草、草田轮作及植被恢复等不同的土地利用方式措施已被国内学者用于对黄土高原区域的土壤性质质量影响的研究。特别是甘肃省为首的黄土高原地区水土流失的面积更为严重,是其土地总面积的92.2%。本研究通过以对甘肃陇中黄土高原区雨养区耕地进行栽培草地的模拟轮牧(刈割)和收获干草(高丹草、苜蓿、燕麦、箭筈豌豆、黑麦及不同组合等)等不同利用方式对土壤特征进行比较研究,探讨不同土地利用方式对土壤理化性质的影响,试图为该区域土地和植物的合理利用和保护提供理论依据及技术支撑。主要结果如下:1.不同类型典型牧草栽培草地0-100cm土壤的含水量、全氮、硝态氮、铵态氮无显著性差异;高丹草碳储量低于苜蓿及收获干草且差异显著(p土壤含水量年际含量变化差异不显著;各草地类型土壤含水量的变化随时间变化而变化,其中0-10cm处表层土壤含水量变化易受天气情况的影响,而10-30cm出土壤含水量相对较为稳定;刈割处理含水量高于收获干草组。3.不同利用方式下的0-30cm土壤的收获期、年均碳储量及碳储量增量分析均无显著差异,但收获干草组碳储量显著高于刈割组,收获干草组可能更有利于碳储量的增加;苜蓿及箭筈豌豆碳储量显著高于其他草地类型,可能其更有利于碳储量的增加。4.不同利用方式下的0-30cm土壤的收获期、年均全氮含量及全氮含量年际变化,2014年播种苜蓿显著高于箭筈豌豆+燕麦(p土壤的收获期硝态氮含量2015年混播苜蓿显著高于箭筈豌豆(p土壤的收获期、年均铵态氮含量及铵态氮含量年际变化,2014年播种30%苜蓿收获期及年际铵态氮含量显著高于箭筈豌豆,且显著增加土壤中铵态氮含量(p<0.05)。刈割处理与收获干草处理之间无显著性差异,但收获干草组铵态氮含量高于刈割组。

关键词：黄土高原雨养农区草地类型刈割收获干草土壤响应