退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度变化
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述
喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段.在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素.退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点.喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替.喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术.喀斯特区域恢复的核心是整体人地系统的生态优化.提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题.
作者：任海REN Hai 作者单位：中国科学院华南植物园,广州,510650 刊名：热带地理ISTIC PKU英文刊名：TROPICAL GEOGRAPHY 年，卷(期)：2005 25(3) 分类号：X171.4 P931.5 关键词：喀斯特生态系统石漠化适应性恢复适应性管理。
退化喀斯特森林恢复评价和修复技术
退化喀斯特森林恢复评价和修复技术1.引言1.1 概述喀斯特地区是一种特殊的地貌类型，它以石灰岩为主要构成，形成了独特的地下溶洞和地表塌陷特征。
喀斯特森林是指分布在喀斯特地区的一种特殊森林类型。
然而，由于人类活动的影响和自然灾害的频发，喀斯特森林面临着严重的退化和破坏。
退化喀斯特森林的评价是了解其退化程度和恢复需要的重要环节。
评价标准主要包括植被结构和物种组成、土壤质量、水文循环等因素。
通过全面、系统地评价，可以为后续的恢复和修复工作提供科学依据。
退化喀斯特森林的恢复是指通过采取一系列措施，促进喀斯特森林的恢复和生态系统的功能重建。
恢复技术的主要目标是改善植被结构，增加物种多样性，提高土壤质量，促进水文循环，实现生态系统的健康恢复。
常用的恢复技术包括植物引种、土壤改良、水资源调控等。
退化喀斯特森林的修复是指对已经破坏的喀斯特森林进行修补和改善。
修复技术的主要任务是修复土壤侵蚀，填补地表塌陷，修复植被损失等。
通常采用的修复技术包括土地复垦、植被恢复和塌陷治理等。
本文将重点探讨退化喀斯特森林的评价和恢复修复技术，通过对现有研究和实践的综合分析，为喀斯特森林的保护和恢复提供科学依据和有效措施。
在结论部分，将对整篇文章进行总结，并对未来研究的方向和重要性进行展望，重申文章的研究目的和意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照如下方式编写：文章结构：本文共包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了退化喀斯特森林恢复评价和修复技术的背景和意义，并介绍了本文的目的和结构。
正文部分分为三个小节，分别是退化喀斯特森林的评价、恢复技术以及修复技术。
具体内容如下：2.1 退化喀斯特森林的评价：本节将对退化喀斯特森林进行全面的评价，包括其生态环境状况、植被结构、动植物群落特征等方面。
通过对退化原因、程度和影响因素的分析，可以为后续的恢复和修复工作提供科学依据。
2.2 退化喀斯特森林的恢复技术：本节将介绍退化喀斯特森林的恢复技术，包括自然恢复和人工辅助恢复两种方式。
贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化
贵州花江退化喀斯特植被恢复过程中土壤微生物群落AWCD的变化作者：魏媛,张金池,俞元春,喻理飞来源：《湖北农业科学》2011年第12期摘要：采用ＢＩＯＬＯＧ－ＥＣＯ测试法研究了退化喀斯特植被恢复过程中根际和非根际、不同层次及不同生境土壤微生物群落的每孔颜色平均变化率（ＡＷＣＤ）的变化。
结果表明，土壤微生物群落ＡＷＣＤ根际和根外变化明显，４个恢复阶段ＡＷＣＤ表现出Ｒ＞Ｓ的特点；在土壤剖面上，ＡＷＣＤ具有垂直的变化规律，４个恢复阶段Ａ层土壤微生物群落ＡＷＣＤ表现出Ａ＞Ｂ层的特点。
植被恢复过程中不同生境、不同层次、根际及非根际的土壤微生物群落ＡＷＣＤ均随培养时间的延长而增大，土壤微生物利用单一碳源底物的能力表现出“弱—强—弱”的变化趋势，在培养时间４８～１４４ｈ时利用能力最强，且总体表现为石沟生境利用能力最强；同时，植被恢复过程中ＡＷＣＤ变化均表现为乔木群落阶段＞灌木群落阶段＞草本群落阶段＞裸地阶段。
关键词：退化喀斯特植被；恢复序列；ＢＩＯＬＯＧ－ＥＣＯ测试法；土壤微生物群落；孔颜色平均变化值中图分类号：Ｑ９３８．１＋５；Ｓ１５４．３７文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）12－2416-03Changes of Soil Microbial Community’s AWCD during the Restoration of Degraded Karst Vegetation in Huajiang of GuizhouＷＥＩＹｕａｎ１，３，ＺＨＡＮＧＪｉｎ－ｃｈｉ２，ＹＵＹｕａｎ－ｃｈｕｎ２，ＹＵＬｉ－ｆｅｉ３（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＧｕｉｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｉｎａｎｃｅａｎｄＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５０００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｗｅｌｌｃｏｌｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ＡＷＣＤ）ｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｃｏｍｍｕｎｉｔｙｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ，ｎｏｎ－ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｄｕｒｉｎｇ the ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｇｒａｄｅｄｋａｒｓｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＢＩＯＬＯＧ－ＥＣＯｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓ．ＡＷＣＤｏｆｎｏｎ－ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｉｎｆｏｕｒｒｅｃｏｖｅｒｙｓｔａｇｅｓ．ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｉｎｄｉｖｉｄｕａｌａｎｄｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｏｆｄｅｇｒａｄｅｄｋａｒｓｔｆｏｒｅｓｔｄｕｒｉｎｇｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｗａｓｍｏｒｅ．Ｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｃｏｍｍｕｎｉｔｙｔｏｏｋｏｎｖｅｒｔｉｃａｌｃｈａｎｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．ＡＷＣＤｏｆＡｌａｙｅｒｓｏｉｌｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎＢｌａｙｅｒｓｏｉｌｉｎｆｏｕｒｒｅｃｏｖｅｒｙｓｔａｇｅｓ，ｗｈｉｃｈ meant ｔｈａｔｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｕｓｉｎｇｓｉｎｇｌｅｃａｒｂｏｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｓｏｉｌｄｅｐｔｈ．ＡＷＣＤｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ，ｎｏｎ－ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｏｆｉｎｃｕｂａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｕｓｉｎｇｓｉｎｇｌｅｃａｒｂｏｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｗａｓｗｅａｋａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇ，ｔｈｅｎｓｔｒｏｎｇ，ｗｅａｋａｔｌａｓｔ， and ｗａｓ the ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ during ４８ｈｔｏ１４４ｈｏｆｉｎｃｕｂａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＡＷＣＤｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｔａｇｅｗａｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ，ａｒｂｏｒｅａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔａｇｅ＞ｓｈｒｕｂｂｙｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔａｇｅ＞ｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔａｇｅ＞ｂａｒｅｌａｎｄｓｔａｇｅ， indicating ｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙｗｉｔｈｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｍａｔｅｒｉａｌｃｙｃｌｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｆｌｏｗｏｆｓｏｉｌ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｗａｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｄｅｇｒａｄｅｄｋａｒｓｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｇｒａｄｅｄｋａｒｓｔｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ；ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ；ＢＩＯＬＯＧ－ＥＣＯｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓ；ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙ；ａｖｅｒａｇｅｗｅｌｌｃｏｌｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ＡＷＣＤ）土壤是植物生长的主要环境因子之一，退化喀斯特植物群落的演替过程也是植物与土壤相互影响和作用的过程。
退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响_1
土 壤(Soils), 2010, 42 (2): 230~235退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响①魏 媛1,3， 张金池2， 俞元春2， 喻理飞3*(1贵州财经学院资源与环境管理学院，贵阳 550004；2南京林业大学森林资源与环境学院，南京 210037；3贵州大学林学院，贵阳 550025）摘 要： 采集不同恢复阶段的土壤样品，采用微生物培养法研究了退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量、群落功能多样性的影响。
研究结果表明随着退化喀斯特植被的恢复，土壤微生物数量增加，表现为乔木群落阶段＞灌木群落阶段＞草本群落阶段＞裸地阶段。
土壤微生物群落代谢功能分析表明：植被恢复往往导致较高的平均颜色变化率、物种丰富度和功能多样性。
乔木群落阶段的平均诱导底物利用率最高，明显地与其他3个恢复阶段不同。
总之，植被恢复使得土壤微生物数量增加，碳源平均利用率增强。
因此，创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。
关键词：退化喀斯特植被；恢复序列；土壤微生物数量；群落代谢功能多样性中图分类号： Q938.1；S154.37贵州地处我国西南喀斯特地区的中心，境内多为碳酸岩山地。
因生态环境脆弱，植被破坏后很难恢复，形成“石漠化”，退化喀斯特森林生态系统的恢复与重建已成为农业生产环境改善、区域经济发展及人民脱贫致富的迫切要求。
土壤微生物在植物凋落物的降解、养分循环与平衡、土壤理化性质的改善中起着重要作用。
同时，土壤微生物也是维持土壤质量的重要组成部分，在土壤质量演变过程中，可以作为灵敏的反映指标，较早地预测土壤有机物的变化，表征土壤质量的演变趋势[1-2]。
土壤微生物多样性主要包括物种多样性、基因多样性和功能多样性。
功能多样性是一个概括的说法，又可细分为酶多样性[3]及基于Biolog方法对碳源的利用性[4]等。
土壤微生物与地表植物之间存在着相互依存和制约关系。
一方面，植物的种类和数量制约着土壤微生物群落的生态特征[5]；另一方面，土壤微生物通过相互竞争、协调、驱动养分循环等作用影响着植物多样性[6]。
喀斯特石漠化区植被恢复研究综述
喀斯特石漠化区植被恢复研究综述作者：周玮高渐飞来源：《绿色科技》2013年第07期摘要：指出了林草植被恢复是治理石漠化的根本和有效途径，需要建立针对喀斯特石漠化区独特生态系统的研究方法。
针对小区域尺度或不同流域生态系统类型，研究了其植物群落配置、生物多样性恢复与保护技术，以及需要针对不同等级石漠化造林的参考技术。
在极度耐旱抗凝冻植物选育，增汇、生物能源适生植物选育与种植，以及初步恢复生态系统维护技术等方面需进一步的研究。
提出了把产业链与生态链进行有机整合，建立可持续的地方生态产业，是喀斯特石漠化区植被恢复重建的一个重要发展方向。
关键词：喀斯特石漠化；林草植被；恢复；研究收稿日期：20130527作者简介：周玮（1986—），女，贵州铜仁人，土家族，助教，硕士，主要从事喀斯特生态恢复与区域经济方面的教学与研究工作。
中图分类号：P313 文献标识码：A文章编号：16749944（2013）070004041 引言喀斯特石漠化代表了世界上一个比较独特的荒漠类型，即湿润区石质荒漠化。
在中国主要分布在贵州、云南和广西3省区，是全球三大喀斯特集中分布区中连片裸露碳酸盐岩面积最大，也是青藏高原隆起在南亚大陆亚热带气候区形成的一个海拔梯度大、地势格局复杂、生态脆弱的独特环境单元[1～4]。
喀斯特地区脆弱的生态环境，加上长期以来人为因素的影响，导致森林植被严重破坏，水土流失加剧，土地严重退化，基岩大面积裸露，最终形成的石漠化面积达46.3×104km2，涉及429个县，总人口约1.3亿人[5～6]。
石漠化导致自然灾害频发，生存环境不断恶化，是西部生态建设中面临的十分突出的地域环境问题和实现可持续发展的主要障碍之一。
为了加快推进岩溶地区石漠化综合治理，国家在“十一五”和“十二五”期间安排专项资金，通过以小流域为单元的综合治理，摸索石漠化治理模式和不同条件的治理方式，林草植被的保护与建设是国家专项资金综合治理石漠化的第一大工程。
喀斯特森林恢复演替过程中枯落物和土壤水文特征研究
喀斯特森林恢复演替过程中枯落物和土壤水文特征研究胡向红;俞筱押【摘要】采用空间代替时间的方法,研究了茂兰退化喀斯特森林恢复演替过程中3个不同演替阶段(灌木、次生林和原生乔木林)的枯落物和土壤水文特征.结果表明:枯落物总储量在4.31～5.38 t/hm2之间,最大持水量在8.84～15.22 t/hm2之间,有效拦蓄能力在4.25～8.28 t/hm2之间;枯落物总储量、最大持水量和有效拦蓄能力均随演替进程逐渐增大.在枯落物持水过程中,前2h内各演替阶段枯落物不同分解层持水作用较强;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系.土壤容重也随演替进程而增大,变化范围为1.07～1.22g/cm3;各演替阶段内土壤容重随土层加深逐渐增大.土壤饱和持水量随演替进程呈增大趋势,然而灌木土壤的有效持水量高于其他两个演替阶段,表明灌木在持水性能方面也发挥巨大作用.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2014(041)023【总页数】5页(P150-154)【关键词】喀斯特森林;自然恢复;枯落物层;土壤层;生态水文功能【作者】胡向红;俞筱押【作者单位】黔南民族师范学院历史与社会文化系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院历史与社会文化系,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】S715.7森林具有强大的水源涵养能力，通过林冠层、灌草层、枯落物层和土壤层截留和贮存大气降水，发挥着森林生态系统所特有的水文生态功能[1-2]。
枯落物层和土壤层作为涵养水源的主体，在截持降水、防止土壤侵蚀、阻延地表径流、抑制土壤水分蒸发等方面发挥着重要作用[3]。
近年来，国内许多学者对不同区域不同森林类型的枯落物层和土壤层的水文作用进行了大量研究，如大兴安岭北部的天然次生林[2]，华北土石山区典型森林类型[4]，亚热带常绿阔叶林不同演替阶段[5]等。
贵州省喀斯特地貌广泛分布、类型多样、发育强烈。
喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化
喀斯特石漠化过程中土壤的物理性质变化卢红梅;王世杰【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2009(037)008【摘要】[目的]探讨花江小流域石漠化过程中土壤的物理性质变化.[方法]在贵州花江连续性灰岩区的小流域范围内,比较樵采和开垦干扰模式下石漠化过程的土壤物理性质变化.[结果]研究区域土壤质地粘重但结构较好,粒径<0.001 mm粘粒的平均含量为49.7%,粒径>0.25 mm水稳定团聚体含量大于60%;樵采石漠化的土壤密度低于2.6 g/cm3,开垦石漠化的土壤密度高于2.6 g/cm3;樵采石漠化土壤的物理性质均优于同等级开垦石漠化,导致抵抗雨水或流水冲击破碎的能力较开垦石漠化强一些.分形维数、平均重量直径、结构破坏率和团聚体稳定性是较好的评价石灰土土壤结构的指标.[结论]随着人为干扰程度的增加,花江小流域石漠化等级增加,土壤密度和土壤结构破坏率有增加的趋势,团聚体稳定性有降低的趋势.【总页数】6页(P3621-3625,3644)【作者】卢红梅;王世杰【作者单位】贵州大学化工学院,贵州贵阳,550008;中国科学院地球化学研究所,环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳,550008【正文语种】中文【中图分类】S156.3【相关文献】1.喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析--以古周生态恢复重建区为例[J], 汪明冲;张新长;李辉霞;周红艺;魏兴琥;关共凑2.喀斯特石漠化区顶坛花椒林地土壤水分物理性质变化 [J], 宋林松;汪京;王棋;杨瑞;张玉武3.喀斯特石漠化地区不同水土保持措施对土壤物理性质及抗剪性的影响 [J], 岳坤前;顾再柯;袁茏;方启彬4.腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征 [J], 徐丽恒;王继和;李毅;马全林;张德魁;刘有军;陈芳5.侵蚀土壤物理性质变化及其与土壤氮素迁移转化的关系 [J], 蔡延江;王连峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
喀斯特山地植被恢复过程主要种生态位梯度变化
喀斯特山地植被恢复过程主要种生态位梯度变化欧芷阳;庞世龙;何琴飞;黄小荣;彭玉华【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)012【摘要】在群落调查的基础上，通过生态位宽度与生态位重叠指数，结合典范对应分析（CCA），研究了广西平果喀斯特山地主要植物种群在植被恢复过程的4个群落中的生态位梯度变化。
结果表明：（1）各主要种群的生态位宽度在不同群落中随种类组成的变化而发生改变，这种改变反映了喀斯特山地植被的恢复效果；（2）主要种群生态位宽度的典范对应分析表明，岩石裸露率与4个群落第一排序轴的相关性都比较强，各种群的生态位宽度在不同资源位上表现不一；（3）各群落优势种群间的生态位重叠程度不高，种群间资源利用差异显著、利用性竞争不强，群落处于演替阶段，群落物种组成不稳定。
种群间生态位重叠值的大小与种群生态位宽度间不呈明显相关性。
【总页数】7页(P96-101,116)【作者】欧芷阳;庞世龙;何琴飞;黄小荣;彭玉华【作者单位】广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002;广西壮族自治区林业科学研究院; 国家林业局中南速生材繁育实验室; 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002【正文语种】中文【中图分类】S718.5【相关文献】1.喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 [J], 郝秀东;欧阳绪红;谢世友;魏兴萍;罗伦德2.安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究 [J], 郭逍宇;张金屯;宫辉力;董志3.安太堡矿区植被恢复过程主要种生态位梯度变化研究 [J], 郭逍宇;张金屯;官辉力;董志4.退化红壤区植被恢复过程中灌木层主要种群的生态位特征 [J], 柳江;洪伟;吴承祯;毕晓丽;闫淑君5.半干旱地区植被恢复过程中林下植被生态位特征的研究 [J], 王正宁;贺康宁;张卫强;刘晨峰;刘胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度变化魏 媛1,张金池2,俞元春2,喻理飞3(1.贵州财经学院资源与环境管理学院,贵州贵阳550004;2.南京林业大学森林资源与环境学院,江苏南京210037;3.贵州大学林学院,贵州贵阳550025)[关键词]退化喀斯特;植被恢复;土壤微生物;生化作用强度;贵州[摘 要]采集贵州花江喀斯特高原生态综合治理示范区内不同恢复阶段的土壤样品,采用微生物培养法及生化活性试验法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同生境及根际和非根际土壤生化作用强度的变化。
结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤生化作用强度存在较大差异。
随着退化喀斯特植被的恢复,土壤氨化作用、硝化作用、纤维素分解作用及固氮作用强度明显增强,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段;土壤剖面上土壤生化作用强度均呈明显的垂直分布特征,即随土层深度增加呈递减趋势,具体表现为A层>B层;从生境变化上来看,除裸地恢复阶段外,其他三个阶段的土壤生化作用强度的变化特征总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境的特点有利于微生物类群及土壤动植物群体的繁殖;根际和根外变化明显,表现为根际>非根际。
[中图分类号]S154 [文献标识码]B [文章编号]1000-0941(2009)10-0029-04 我国西南部是全球生物多样性最为丰富的地区之一,同时也分布着世界上最为典型的喀斯特景观。
贵州地处我国西南喀斯特地区的中心,境内多为碳酸盐岩山地,因生态环境脆弱,植被破坏后很难恢复,易形成石漠化。
退化喀斯特森林生态系统的恢复与重建已成为农业生产环境改善、区域经济发展及人民脱贫致富的迫切要求。
土壤微生物在植物凋落物的降解、养分循环与平衡、土壤理化性质的改善中起着重要作用。
高质量的土壤一般具有良好的生物活性和稳定的微生物种群组成[1]。
喀斯特地区因岩石溶蚀作用,与常态地貌相比,形成差异很大的小地形,其土壤、小气候等有较大差异,有石面、土面、石沟、石槽、石缝、石洞等6种小生境[2],而各小生境枯枝落叶聚积程度和土壤的差异,导致土壤质量不同;另一方面,随退化植被的恢复,土壤垂直剖面及根际、非根际的土壤也可能不同。
随着人们对土壤微生物重要生态学意义认识的不断加深,对土壤微生物多样性的研究日益增多[3-4]。
但人们在研究生态系统恢复时,较多地考虑植被指标以及土壤理化性质变化,而对于土壤生化作用的研究较少[5-6],至于对贵州退化喀斯特植被恢复过程中土壤的生化作用更是缺乏系统的研究。
因此,以贵州喀斯特高原生态综合治理示范区不同恢复阶段的植物群落为研究对象,研究土壤生化作用的变化特征,对于揭示退化群落恢复机理、构建恢复技术体系具有重要的理论和实践意义。
[基金项目]国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目) (2006CB403206-6);国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAC01A09);贵州省优秀科技青年人才计划项目[黔科合人字(2005)0529号];教育部重点项目(205141);国家自然科学基金项目(30872076)1 研究区概况研究区地处贵州省西南部贞丰县北盘江镇板围村,是国家“十五”科技攻关计划项目“喀斯特高原生态综合治理技术与示范”的试验示范区。
出露岩石主要以纯质石灰岩和白云岩为主,属裸露型喀斯特峡谷地貌,海拔800—1150m;河谷气候,日照充足,平均气温15.8℃,极端最高气温32.4℃,≥10℃积温6542℃;年均降水量1100mm,5—10月为雨季,降水占全年的90%以上,10月至次年4月为干旱季节;土层浅薄且不连续,pH 值6.5～8.0,土壤持水能力很弱,经常处于干旱状态,特别是冬季干旱非常明显。
与常态地貌相比,生境复杂多样,有石面、石沟、石洞、土面等多种小生境类型。
该区内退化植被恢复过程分为裸地阶段(Ⅰ)、草本群落阶段(Ⅱ)、灌木群落阶段(Ⅲ)和乔木群落阶段(Ⅳ)4个阶段,各阶段主要组成物种见表1。
2 研究方法2.1 土样采集以空间代替时间的方法[7],在贵州花江退化喀斯特植被不同恢复阶段(裸地阶段、草本群落阶段、灌木群落阶段、乔木群落阶段)选择有代表性的样地(每个阶段3个重复),采用S形、线形或梅花形三点混合取样法分不同生境、不同层次(在土壤剖面上先取B层土,再取A层土)、根际和根外进行土壤样品的采集。
每个样品3～5次重复,编号,除去杂物和石块,迅速混合放入无菌袋内并装入带冰块的取样箱中运回。
在实验室除去可见的土壤动物和植物残体,过2mm筛,混匀,分为两份,一份保存于4℃冰箱中供土壤微生物学指标分析,另一份风干、磨细、过100目筛,以备选用。
供试土壤的基本情况见表2。
・92・中国水土保持S WCC 2009年第10期表1 退化喀斯特植被不同恢复阶段主要组成物种恢复阶段植被类型主要组成物种Ⅰ裸荒地 有极少量阳性先锋树种幼苗如野桐(M allotus tenuifolius)、盐肤木(R hus chinensis),近无草本植物Ⅱ草 地 草本植物主要有荩草(A rthraxon hispidus)、芒萁(D icranopteris dichoto m a)、猪毛蒿(A rte m isia scoparia)、灰苞蒿(A rte m isia roxburghiana)等,木本植物主要有野桐、青檀(P teroceltis tatarino w ii)、火棘(Pyracantha fortuneana)、构树(B roussonetia papy2 rifera)等Ⅲ灌木林 主要有川钓樟(L indera pulcheri m a var.he m sleyana)、清香木(Pistacia w einm annifolia)、云南鼠刺(Itea yunnanensis)、圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)、山麻杆(A lchornea davidii)、石岩枫(M allotus repandus)、烟管荚蒾(V iburnum utile)、重阳木(B ischofia polycarpa)、暖木(M elios m a veitchiorum)、薄叶鼠李(Rham nus leptophylla)、悬钩子蔷薇(R osa rubus)等Ⅳ森 林 乔木层主要有青檀、朴树(Celtis sinensis)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、香椿(Toona sinensis)、小叶榕(Ficus concin2 na)、川钓樟等,灌木层主要有竹叶椒(Zanthoxylum planispinum)、喜玛拉雅旌节花(S tachyurus hi m alaicus)、灰毛浆果楝(C i2 padessa cinerascens)、山麻杆、野桐、石岩枫等表2 供试土壤的基本情况恢复阶段植被类型土壤含水量(%)容重(g/c m3)pH值有机质含量(g/kg)Ⅰ裸荒地25.15 1.397.1717.36Ⅱ草 地19.11 1.317.2334.45Ⅲ灌木林19.56 1.237.3260.67Ⅳ森 林22.71 1.087.4074.08 注:数据为测定样品的平均值,下表同。
2.2 分析方法土壤容重和含水量用常规方法测定[8],有机碳的测定采用重铬酸钾-硫酸外加热法[8];土壤pH值采用蒸馏水(土水质量比1∶2.5)浸提30m in,用PHS-3C精密pH计测定。
土壤生化作用强度测定:土壤氨化作用测定采用土壤培养法,用比色法测定NH+4-N的含量;土壤硝化作用测定采用溶液培养法,用比色法测定NO-3-N减少量;土壤固氮作用测定采用土壤培养法,用蒸馏法分析土壤全氮增加量;土壤纤维素分解作用测定采用埋片法分析布条损失的重量。
具体操作参照《土壤微生物分析手册》[9]及《土壤微生物生态学及其实验技术》[10]。
3 结果与分析土壤微生物几乎参与土壤中一切生物化学反应,是维持土壤质量的重要组成部分,对土壤中的动植物残体和土壤有机质及有害物质的分解、生物化学循环和土壤结构的形成过程起着重要的调节作用[11]。
土壤氨化、硝化、固氮及纤维素分解作用强度是在土壤微生物各主要生理类群直接参与下进行的,土壤在这些微生物群体的协调下,对维持着其生态系统的C、N平衡起着重要的作用[12]。
通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一[13]。
3.1 土壤生化作用强度的垂直变化碳素和氮素转化是土壤元素生物化学循环的主要环节,其中微生物的固氮作用和氨化作用是氮循环的重要组成部分。
氨化作用是将有机氮转化成无机氮的过程,即土壤中含氮的有机物,经过微生物的各种分解作用,大部分氮素转化成无机态氨的过程。
固氮作用是指在土壤固氮微生物作用下将大气氮转化为生物可利用氮的过程。
固氮微生物主要包括蓝绿藻固氮菌和一些共生固氮菌。
固氮作用的结果是合成有机氮化合物(如蛋白质、核酸等),增加土壤中的总氮量。
纤维素分解作用和呼吸作用是碳素转化的异化作用。
不同土层中土壤生化作用强度由于受到土壤微生物种类和数量的影响,会在土壤剖面的不同深度表现出一定的规律性。
分别对植被演替过程中不同土层的土壤生化作用强度进行测定,变化情况如图1所示。
图1 植被恢复过程中土壤生化作用强度的垂直变化从图1中可以看出,植被恢复过程中土壤生化作用强度在土壤剖面上呈现出垂直分布特征,即随着土层深度的增加而减弱,表现为A层>B层的变化特点,土壤氨化作用、硝化作用、纤维素分解作用及固氮作用在4个恢复阶段的均值A层分别是B 层的1.294、1.502、1.195和1.285倍。
这是由于土壤表层的枯枝落叶分解、转化进入土壤,形成较厚的腐殖质层,有机质、全氮及水解性氮含量高,聚集了60%以上的土壤营养元素,同时林木根系绝大多数分布于表层,根系分泌的可溶性糖类、蛋白质等也可刺激微生物的活动,且土壤表层温度和通气状况利于微生物的生存与繁衍,因而土壤生化作用强度表层最强。
从图1中还可看出,不管是上层土壤还是下层土壤,土壤生化作用强度都是随植被的演替而逐渐增强,表现为乔木群落阶段>灌木群落阶段>草本群落阶段>裸地阶段,方差分析表明差异极显著(P <0.01),说明植被恢复有利于土壤中碳素和氮素的生物化学循环。
3.2 不同生境土壤生化作用强度的变化喀斯特地区的生境具有小生境类型多样、生境的异质性高、土被不连续、土壤浅薄、根系生存的空间狭小等与常态地貌明显・3・中国水土保持S WCC 2009年第10期不同的形态特征和分布特征。
破碎化程度高、生境类型的异质性、小生境分布的无序性及生境条件的严酷性,使得土壤微生物生化作用强度在不同生境间存在一定的差异。