岩溶区典型根系地下生境类型中土壤酶活性研究

选择了岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅰ-白云岩低倾产状多层空间类型、类型Ⅱ-白云岩中倾产状多层空间类型及类型Ⅲ-白云岩高倾产状多层空间类型),分析了不同类型和不同层次的土壤酶活性,以及土壤酶与土壤养分的相关性。结果表明:1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤酶活性差异极显著(p<0.01);2)类型Ⅰ有利于土壤的碳素循环,类型Ⅱ有利于土壤含氮化合物的转化,类型Ⅲ有利于土壤有机物质的氧化;且三种类型的土壤酶活性均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势;3)土壤酶活性与土壤养分含量关系显著,可以作为评价土壤质量/肥力的指标。可见,不同根系地下生境土壤酶活性差异,对岩溶石漠化区的土壤质量评价、植被恢复技术研究和生态修复治理均有积极的作用。

高陡岩质边坡生态修复过程中植物群落与地下生境特征研究

为了探讨不同高陡岩质边坡生态修复工艺过程中植物群落与地下生境的特征,以济南市植生袋、生态袋、挂网喷播、植生袋+挂网喷播模式、格构+生态袋+挂网喷播模式5种工艺的典型边坡植物群落为研究对象,对群落的物种多样性与地下生境特征进行了调查研究。结果表明:1)修复工艺固持水土的能力是重塑边坡生境条件的核心,基质的厚度直接影响植物的种类与生长状况;2)植物群落演化的趋势为人工栽植种向本地种或混合方向演化,复合模式下的植物种类最多,覆盖度达90%,景观修复效果最好。挂网喷播覆盖度最低,为10%~30%;3)生境条件与修复年限是影响植物多样性的主要因素,不同修复工艺的植物Pielou均匀度指数、Simpson多样性指数、ShannonWiener多样性指数为挂网喷播>植生袋、生态袋>复合工艺模式,而Patrick丰富度指数、Margalef丰富度指数为复合工艺模式与挂网喷播模式较高。完成岩质边坡生态修复后的初始几年内植物群落变化最大,植物的多样性随修复年限逐渐升高。该研究可为济南市乃至华北地区的高陡岩质边坡生态修复工作提供参考依据。

喀斯特石灰岩产状地下生境的土壤质量

为揭示喀斯特石灰岩地下生境的土壤质量差异,选择基于喀斯特石灰岩的3种不同典型地下生境类型样地(石灰岩低倾产状地下生境、石灰岩中倾产状地下生境、石灰岩高倾产状地下生境)的土壤为研究对象,测定不同类型样地土壤的物理、化学及生物学指标,计算土壤质量综合指数,对其土壤质量进行综合评价。结果表明,不同石灰岩地下生境类型及其不同层次的土壤指标值差异显著,层次性明显,土壤质量均表现为表层>中层>下层;不同类型的土壤质量存在差异,石灰岩低倾产状生境最好,中倾生境次之,高倾生境最差。

岩溶区典型根系地下生境的土壤质量分析

选择岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅵ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅸ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅺ——白云岩直立产状多层空间类型),根据不同类型的土壤物理、化学及生物学指标,计算土壤肥力的综合指标值,对其土壤质量进行综合分析评价。结果表明:(1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤指标值差异极显著;(2)不同类型的土壤质量存在差异,且具有明显的层次性,土壤质量表现为白云岩倾斜产状多层空间类型最好,且三种类型的土壤质量均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势。该文揭示了根系地下生境的土壤质量差异,这为岩溶石漠化区的植被恢复技术研究和治理均有积极的作用。

岩溶区根系地下生境对土壤微生物生物量的影响

选择岩溶区3种不同的典型根系地下生境类型土壤作为研究对象(类型Ⅰ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅱ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅲ——白云岩直立产状多层空间类型),分析不同类型及层次对土壤微生物生物量的影响,以及土壤养分、土壤酶活性的变化。结果表明:(1)根系地下生境类型和层次对土壤微生物生物量的影响极显著(p<0.01);(2)3种类型的土壤微生物生物量差异极显著(p<0.01),均随土壤层次的下降而降低,类型Ⅰ的微生物环境较差,类型Ⅱ较好,类型Ⅲ居中;(3)类型Ⅰ在一定程度上能促进碳循环,类型Ⅱ利于有机碳的循环、氮的供应,类型Ⅲ利于磷的供应及有机物质的氧化。该研究可为探索岩溶地区的根系地下生境及其土壤条件,并为同等条件的土壤肥力评价、植被恢复技术研究提供参考。

岩溶区根系地下生境优势植物及其养分利用特征

探索岩溶区根系地下生境与植物适应机制,明确优势植物及其养分利用特征,揭示岩溶特殊生境-土壤-植物之间的关系,促进岩溶区的生态恢复与治理。选择贵州中度石漠化区的3种典型根系地下生境类型(白云岩低倾产状生境<类型6>、白云岩中倾产状生境<类型9>、白云岩高倾产状生境<类型11>)为研究对象,调查优势植物,研究不同生境土壤养分含量,优势植物养分含量及其比值、生物吸收系数的变化,并分别对生物吸收系数与土壤养分和植物养分进行RDA排序。3种类型生境均是以白栎(Quercus fabri)为优势种的群落,其重要值分别为39.21%、72.82%、82.45%;其中,类型6土壤养分含量最低,优势植物除P外,对N、K的吸收在此类型生境表现最高;类型11、类型9土壤养分含量最高,优势植物也表现为除P外,对N、K的吸收在此类型生境表现最低;3种类型生境优势植物的生物吸收系数均与土壤有效N、K含量呈显著的负相关关系。白云岩低倾产状生境适合选择养分利用效率高或对养分需求低的优势物种;白云岩中倾产状生境适合选择养分利用效率低或养分需求高的优势物种;白云岩高倾产状生境适合选择养分利用效率及对养分需求一般的优势物种。

喀斯特不同地下生境剖面植物根系拓扑结构特征

喀斯特生境高度异质,根系分布复杂,为揭示喀斯特地下生境植物根系分布特征,明确地下生境剖面植物根系拓扑结构,探索喀斯特地区植物与生境的适应机制,为喀斯特石漠化区植物生长研究、树种选择和植被恢复技术提供依据和指导。以地下生境类型及其根系分布特征为主线,在贵州区域范围内开展野外剖面调查,涉及39个区域共152个剖面样点,创新性地结合AutoCAD软件技术分析不同剖面生境的基本特征、植物根系的分布特点、根系拓扑构型特征等,探讨不同生境特征与根系拓扑特征间的关系,分析不同地下生境类型植物根系拓扑结构特征的异同。结果表明,(1)喀斯特植物根系分布与地下生境特征存在相互影响,岩石破碎度指数、土层深度、裂缝宽度、根系分布宽度、岩石斑块数、根系分布长度是导致生境类型差异性的重要表现因素。(2)通过生境指标及植物根系拓扑参数分类,剖面生境可划分为:表层空间类型、单层空间类型,多层空间类型,且多层空间类型数量最多;结合岩石类型和植被类型细分,将表层空间类型细分为2类,单层空间类型细分为4类,多层空间类型细分为4类。(3)喀斯特地下空间类型影响植物根系分布,并受岩石裂隙控制,多层空间中表现更为明显,乔木树种根系分布更为突出。(4)不同生境类型植物根系分支相对复杂,次级分支相对较多,植物根系的分叉分级受制于生境结构,根系拓扑指数范围为0.54—0.77,叉状型分布占66.78%,鱼尾型分布占33.22%,叉状型分支更占优势,植物主要采取多方向分支扩展的觅食性策略适应特殊生境。

岩溶区不同根系地下生境类型白栎叶片δ^(13)C值的变化

选取岩溶区白云岩低倾产状多层空间类型、中倾产状多层空间类型及高倾产状多层空间类型3种根系地下生境类型中生长的优势树种白栎为对象,研究白栎叶片的δ13C值及其与各类型生境中土壤条件的关系,以及白栎水分利用效率.结果表明:3种类型中的白栎叶片δ13C值存在显著差异,表现为低倾产状多层空间类型(-26.35‰)>高倾产状多层空间类型(-26.66‰)>中倾产状多层空间类型(-27.07‰),白栎水分利用效率依次降低;白栎叶片的δ13C值与根系地下生境类型中土壤水分含量显著相关,但与土壤元素含量相关性不显著;δ13C值随土壤水分含量和肥力水平的减少而增加.

潜流人工湿地生境因素分布及其除氮效应

详细考察了湿地系统中的生境因素分布,并以此为基础,分析了人工湿地的除氮过程。结果表明:湿地上部主要进行硝化反应,中下部主要进行反硝化反应;湿地下半部对氮的去除贡献有限;影响除氮的关键因素是DO、进水COD和pH值;沿水流方向,COD浓度逐渐下降,DO呈现出中间高、两端低的状况;垂向上,COD和DO下降;pH值在整个湿地系统变化不大;限制系统脱氮的主要因素有碳源、DO的分布与硝化反硝化作用活跃的区域错位;pH值低于微生物硝化最佳pH要求。建议在进水端设置碱性材料以提高pH,采用植物秘疏分布、床体深浅控制、水的间歇与连续流动方式交替优化分布DO,硝化后废水与原水混合再反硝化以分配碳源。

岩溶区不同根系生境白栎的细根分解

选取3种典型根系地下生境——白云岩低倾产状生境(类型6)、中倾产状生境(类型9)及高倾产状生境(类型11)中生长的优势树种白栎为对象,研究其细根在不同条件下的分解状况及变化。结果表明:细根质量损失率、残留率、分解速率均表现为低倾产状生境>中倾产状生境>高倾产状生境;细根分解时间的快慢为低倾产状生境>中倾产状生境>高倾产状生境;细根养分含量变化存在差异,但均呈现"降低—升高—降低"的趋势;细根分解50%时,N、P、K的净释放率均表现为中倾产状生境>高倾产状生境>低倾产状生境。该研究可为探索岩溶区根系地下生境及植被恢复技术等提供参考。

贺兰山露天煤矿生态修复前后植物群落差异及地境结构研究

为探究贺兰山露天煤矿生态修复后植被恢复情况,依据生态地质学的相关理论和方法,通过野外植物群落特征和植物根群结构调查,以及植被地下生境土壤肥分养分取样与测试,对背景区与恢复区植物群落结构和物种多样性差异进行了对比分析,确定了不同植物群落的地下生境范围,并进一步探究了影响植被恢复的土壤因子。结果表明:(1)贺兰山自然保护区主要存在6种植物群落,背景区为针茅群落和白莲蒿群落,修复区在这两种群落之外新增了华北米蒿群落、寸草苔群落、火炬树群落和香蒲群落;(2)相较于背景区,修复区的针茅群落和白莲蒿群落的植物种类更丰富,且优势种的优势度较低,个体分布较为均匀,表明修复区针茅群落和白莲蒿群落存在向背景区演化的趋势;(3)地表以下0~20 cm土壤深度范围内是研究区植物群落主要的植物根系功能区,在此范围内修复区土壤中有机碳含量和全氮含量远高于背景区,而修复区土壤中全磷含量低于背景区,土壤中磷成为制约植被恢复的主要元素,并且在植物根系功能区范围内,部分矿区仍存在土壤酸性污染,影响了植被生长。本研究结果可为我国西北干旱、半干旱地区矿山生态修复的覆土厚度、植物类型、土壤肥分等的选择提供理论依据和技术参数。

呼伦贝尔某煤矿区地境结构特征及其对草原生态恢复的意义

呼伦贝尔草原是世界四大草原之一,近年来由于煤炭资源的大量开采,造成局部地区地面塌陷,土壤质量随之下降,草原生态环境退化。根据生态地质学的相关理论和方法,通过调查呼伦贝尔某煤矿塌陷区附近不同类型土地的植被地下生境中不同层片的养分运移、植物根群结构和植物群落特征,将不同层片的土壤肥力测试结果与植物根系生长情况进行对比,总结并分析不同区域土壤的质量以及植物根系在各层片的发育特点与分布规律,提出草原区土地复垦的最佳覆土厚度和植被恢复的生态意义。研究结果表明:原生草原区、地面塌陷裂缝区、地面塌陷治理区和草原耕地区的植物根系、土壤肥力分布具有近似的规律性,肥分含量从表层土壤到深层土壤逐渐减少;地面塌陷治理区肥分含量基本恢复到背景值,但植物种类单一,根系主功能区稍浅,有机质和速效钾流失严重,植物群落发生了演替。为了在开采矿产资源的同时有效保护呼伦贝尔大草原,必须做好土地复垦和植被恢复工作,复垦时尽可能保证所种植植物的根系结构完整,覆土厚度应达到60cm。

荒漠区植被斑块格局演化的生态地质学机制

以植物根群为纽带,分析荒漠区地下生境结构与地表植被结构间的关系,据此推断荒漠区植被斑块格局演化的生态地质学机制。研究证明:荒漠区地下生境结构对地表植被具有控制作用;相对完善和稳定的地下生境结构是植被斑块形成和维持的基础;外力作用下地下生境结构的改变与重建则是植被斑块格局演化的深层机制;生态建设中,地下生境的保护与改善应作为工作重点。