青藏高原植被退化背景下土壤质量评价方法研究

在青藏高原西大滩至安多地区,根据植被退化的不同程度采集了154个土壤样品.通过主成分分析法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化背景下土壤质量的最小数据集:碱解氮、盐分、全磷和有机质.根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行了评价,得出了植被退化下的土壤质量指数(SQI).结果表明,随着植被盖度的增加, SQI呈增加趋势,即植被盖度<30%时, SQI平均值为0.300～0.442;植被盖度30%～50%时, SQI平均值为0.308～0.457;植被盖度50%～70%时, SQI平均值为0.328～0.491;植被盖度>70%时, SQI平均值为0.327～0.532.分别采用线性与非线性得分函数计算得到不同的SQI,通过线性回归分析发现,基于最小数据集的SQI可以较详尽地表达出植被退化背景下土壤的质量变化,相较于SQI_L-A、SQI_L-WA、SQI_N-A方法,基于最小数据集的非线性加权SQI_N-WA能够对青藏高原多年冻土区高寒草地植被退化影响下的土壤...     

地形对麻栎人工林土壤肥力质量的影响

【目的】探究麻栎(Quercus acutissima)人工林土壤肥力质量在不同地形下的差异,综合评价地形对麻栎人工林土壤肥力的影响,为合理利用林地资源、提高人工林质量提供依据。【方法】以麻栎人工纯林为研究对象,将地形划分为平缓坡地、阳坡凹地、阳坡凸地、阴坡凹地和阴坡凸地5个类型,分别测定了5种地形下土壤理化性质和酶活性等15个指标,运用主成分分析和相关系数法筛选并建立了土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同地形下的土壤肥力水平进行综合评价。【结果】5种地形中,阳坡凹地土壤有机质、全氮和全钾含量最高,阴坡凹地pH、土壤全磷和有效磷含量最高,阴坡凸地土壤容重最小。阴坡凹地土壤微生物生物量氮含量最高,且脲酶和酸性磷酸酶活性最强。主成分分析和相关性分析结果表明,有机质、pH、容重、脲酶活性、蔗糖酶活性构成了土壤质量评价的最小数据集。不同地形中,土壤质量指数大小依次为阳坡凹地(0.533)>平缓坡地(0.511)>阴坡凹地(0.510)>阴坡凸地(0.495)>阳坡凸地(0.482)。【结论】在本试验地,地形通过改变土壤pH、有机质、土壤容重、脲酶活性和蔗糖酶活性等5个关键指标,影响了麻栎人工林的土壤肥力质量。其中,阳坡凹地土壤质量最高,有利于土壤养分的积累。     

黄土丘陵沟壑区土地利用和植被类型对土壤质量的影响

通过计算土壤质量指数SQI和恢复指数RI,研究了陕北米脂县境内由于退耕还林还草引起的土地利用变化对土壤质量的影响.研究结果表明:土壤质量指数为14.16%～64.82%,恢复指数为0～190.63%;两个指标均说明植被重建和农地撂荒会提高土壤质量,而粗放的农业耕作会降低土壤质量.SQI和RI线性正相关(R~2=0.86),二者均可有效地评价土壤质量.在土壤质量评价中,RI更加简单,而SQI考虑了土壤各属性权重.     

峨眉山不同植被类型下冬季大型土壤动物群落结构

【目的】研究典型植被下冬季大型土壤动物的群落特征。【方法】2015年12月采用手拣法收集并鉴定峨眉山典型植被下大型土壤动物。【结果】共检出大型土壤动物667只,隶属4门11纲26目。植被种类丰富、温湿度水平均较高的常绿、落叶阔叶混交林带中土壤动物数量和类群均较多。而植被类型较单一、温湿度水平均低、土壤冻结的寒温性针叶林带中土壤动物数量和类群最少。多样性结果分析表明,常绿阔叶林中大型土壤动物的Pielou指数(J)和Shannon-Wiener指数(H′)均为最高,而寒温性针叶林地下5cm 中大型土壤动物的这两项指数最低;针阔混交林带和寒温性针叶林中大型土壤动物的Simpson指数(C)最高。【结论】植被类型和环境变化对大型土壤动物群落有强烈的作用,从而进一步影响了土壤生态过程。
     

峨眉山不同植被类型下冬季大型土壤动物群落结构

【目的】研究典型植被下冬季大型土壤动物的群落特征。【方法】2015年12月采用手拣法收集并鉴定峨眉山典型植被下大型土壤动物。【结果】共检出大型土壤动物667只,隶属4门11纲26目。植被种类丰富、温湿度水平均较高的常绿、落叶阔叶混交林带中土壤动物数量和类群均较多。而植被类型较单一、温湿度水平均低、土壤冻结的寒温性针叶林带中土壤动物数量和类群最少。多样性结果分析表明,常绿阔叶林中大型土壤动物的Pielou指数(J)和Shannon-Wiener指数(H′)均为最高,而寒温性针叶林地下5cm中大型土壤动物的这两项指数最低;针阔混交林带和寒温性针叶林中大型土壤动物的Simpson指数(C)最高。【结论】植被类型和环境变化对大型土壤动物群落有强烈的作用,从而进一步影响了土壤生态过程。     

沂蒙山区不同土地利用方式下土壤理化性质及土壤质量的差异性

基于沂蒙山区祊河流域不同土地利用方式下土壤理化性质分析,采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)建立最小数据集(minimum data set, MDS),利用土壤质量指数(soil quality index, SQI)研究了该区不同土地利用方式下的土壤质量状况。结果表明：(1)不同土地利用方式下土壤物理性质变化明显。林地的土壤容重最小,砂粒含量最少,黏粒含量最多,土壤含水量较高,而园地正好相反;耕地土壤容重较大,砂粒和黏粒含量都较少,土壤含水量最高,而草地正好相反。(2)不同土地利用方式下土壤化学性质差异显著。土壤pH值由大到小依次为草地、林地、耕地、园地;林地和草地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较高,而速效磷含量均较低;林地的土壤全磷含量最低而速效钾含量最高,草地正好相反;耕地和园地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较低,而全磷、速效磷含量较高,耕地的速效钾含量较高而园地的最低;研究区域耕地和园地的土壤有机质、全氮和速效钾含量处于相对缺乏状态。(3)不同土地利用方式的土壤质量指数为SQI_林地(0.6...     

南水北调水源区不同植被恢复模式的土壤化学计量特征

【目的】探究南水北调中线工程水源区内岩溶地貌背景下，不同植被恢复模式土壤养分与化学计量特征，评价南方岩溶连片分布区北缘林地生境土壤养分供给状况，以期为南水北调中线工程水源涵养区林分经营管理、退化生态系统恢复重建和石漠化治理提供理论依据。【方法】以河南淅川县岩溶区栓皮栎天然次生林、侧柏人工林和杉木人工林下土壤为研究对象，通过室内实验对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行测定，并计算土壤各元素的化学计量比，分析不同恢复模式林地生境土壤养分变异状况。【结果】岩溶区不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量分别为10.23～28.99、0.89～2.42、0.43～0.77 g/kg;土壤碳氮质量比(C∶N)、碳磷质量比(C∶P)、氮磷质量比(N∶P)均值分别为10.41～11.89、13.69～80.00、0.18～6.61。土壤养分含量与化学计量比受植被类型与土层深度的影响，表现为表层土壤(0～10 cm)高于下层土壤(>10～20 cm、>20～30 cm)。除TP含量外，两种植被恢复模式土壤...     

退化喀斯特植被不同恢复阶段土壤质量变化

为探讨退化喀斯特生态系统植被恢复对土壤质量的改良效果。本文对花江流域退化喀斯特植被不同演替阶段的土壤的石砾含量、含水量、容重、持水量、孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K等理化指标进行测定分析。结果表明:植被恢复促进了喀斯特山地土壤pH值降低、控制了土壤pH值的上升。土壤石砾含量随植被恢复而下降;有机质含量随植被恢复而上升。在整个演替的过程中,全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效P、K含量随植被的恢复而呈波动变化的趋势;土壤质量的生境变化总体上表现为石沟较高。综合分析表明,研究区植被恢复总体上促进了土壤理化质量的提高。     

喀斯特地区无籽刺梨产地土壤理化特征与评价

以贵州省内11个无籽刺梨产地土壤为研究对象,测定其容重、田间持水量、p H值、有机质、全氮、全钾、全磷、有效磷、水解氮和速效钾等10个指标,采用土壤质量评价指数分析各产地的土壤现状与差异。结果表明:1)11个产地间的土壤理化性质存在较大差异,Z值中心聚类将11个无籽刺梨产地分为2类;2)11个产地的土壤评价指数的排序为:QYJCSCNGSPHLHFXYXBYZLG;全磷、全氮和土壤容重指标是贵州省无籽刺梨产地土壤质量的主要影响因子。     

天津市津南八里湾绿色生态屏障区生态质量气象评价研究

利用2021年11月至2022年10月地面生态气象监测站数据，采用综合评价指标法对津南八里湾绿屏区生态质量进行气象评价。研究表明：2022年7月，湿润指数、植被覆盖指数、土壤湿度指数均处于研究时段最高水平，气象灾害指数也处于较低水平，因此，该时段的气象综合评价指标值也最高，达到了0.74;8月次之，综合评价指标值为0.72;2021年12月最低，仅为0.21。综合评价指标年平均值为0.47，这与处于初建阶段的绿屏区实际情形较为相符。该研究对于后续客观评估绿屏区生态质量具有重要参考意义。     

上海市行道树土壤肥力特征及其空间分布

【目的】科学管理城市行道树健康和促进行道树精确施肥，提升城市不同区域的行道树土壤质量，保证城市绿地生态系统可持续发展。【方法】以上海市16个行政区136条道路的行道树土壤为对象，测定土壤容重、pH以及主要养分含量等指标，结合单因子分析、综合评价法和GIS空间分布研究等方法对行道树土壤肥力特征进行综合评价。【结果】上海市行道树土壤多为粉砂壤土，土壤平均容重大且pH普遍较高。除速效钾外，土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷等主要养分含量偏低且空间分布差异较大，行道树土壤有效钙含量普遍远高于上海市绿化种植标准最高水平。研究区行道树土壤综合肥力指数较低，空间分布整体表现出中间低、周边高的趋势。土壤肥力指数与土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和有效硫含量呈极显著正相关，与pH和有效钙含量呈极显著负相关。【结论】上海市行道树土壤综合肥力普遍较低，各区域土壤肥力差异显著且关联不明显，土壤肥力分布的随机性较强。行道树土壤管理和改良需要结合空间分布特征，因地制宜地采取降低土壤pH、增加有机质等措施提高城市行道树土壤肥力。     

星载激光雷达GEDI数据林下地形反演性能验证

【目的】新一代天基测高系统全球生态系统动力学调查(GEDI)对森林观测及经营具有重要意义,为探究GEDI V2(GEDI第2版)数据反演林下地形的性能,利用机载雷达数据验证林下地形反演精度,并探究反演精度的影响因素。【方法】分别以美国西波拉森林与中国帽儿山森林为研究对象,利用G-liht及帽儿山高精度机载雷达数据验证GEDI V2数据在针叶林及针阔叶混交林下反演地形的性能,并分析不同光束强度、光斑时间、坡度及植被覆盖度对地形反演精度的影响。【结果】美国西波拉针叶林地区地形反演精度均方根误差(RMSE)为2.33 m,平均绝对误差(MAE)为1.48 m;帽儿山针阔叶混交林地区地形反演精度RMSE为4.49 m, MAE为3.33 m。随着坡度、植被覆盖度增大,两种森林类型地形反演精度均降低。【结论】GEDI V2数据反演针叶林林下地形精度要优于针阔叶混交林,强光束优于覆盖光束,湿润地区白天效果更优,干旱地区黑夜效果更优;平缓地区数据使用效果极好,陡峭地区精度降低;中低植被覆盖度区域地形反演精度较高,高植被覆盖区域地形测定性能有所下降。     

苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物群落结构特征

【目的】了解中国苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物的多样性及其生态分布特征,为该地区土壤动物系统研究以及生态系统健康评价提供基础资料。【方法】采用手拣法和干漏斗法,对苏北沿海3种不同土地利用类型(杨树人工林、杨-农复合林、农田)下的土壤动物群落组成与多样性特征进行研究。【结果】土壤动物群落在杨树人工林、杨-农复合林、农田中均以蜱螨目(Acarina)、弹尾目(Collembola)动物为优势类群,占全部捕获量的82.48%,是组成该地区土壤动物群落的主体; 土壤动物个体数量随季节呈现一定规律性,即夏>秋>春>冬; 土壤动物垂直分布上,表聚性明显; 在群落多样性方面,杨树人工林土壤动物的Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数最高,杨-农复合系统土壤动物的丰富度(Margalef指数)最高,而农田土壤动物的Simpson优势度最高,多样性指数与均匀度指数最低。【结论】土地利用方式的转变影响了土壤动物的组成与多样性特征,复合经营和适度干扰可在一定程度上提高土壤动物的丰富度; 但是人为干扰强度较大时,会降低土壤动物的多样性和均匀度。     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

大兴安岭中部地区不同林分类型结构复杂性评价

【目的】通过对不同林分类型结构复杂性的评价来确定影响林分结构的主要因素，为后续森林结构经营的精准调整提供理论依据。【方法】以大兴安岭地区翠岗林场的不同林分类型(白桦林、兴安落叶松-白桦混交林和兴安落叶松林)为研究对象，基于不同林分类型的30块固定样地调查数据，从林分结构、林木大小多样性、林分活力和土壤状况4个方面选取13个指标，采用雷达图法对不同林分类型结构复杂性状况进行评价。【结果】3个林分类型林分直径分布均为倒“J”形；林分整体呈随机或轻微均匀分布；林木大小分化呈劣势和中庸分化状态；林分密集程度从中等状态向密集状态转变；林分混交度、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均在兴安落叶松-白桦混交林有最大值，而林分蓄积和健康木占比在兴安落叶松林有最大值；林下天然更新数量、土壤有机质含量、土壤腐殖质层厚度在不同林型间则无显著差异(P>0.05)。林分结构复杂性评价指数大小依次是兴安落叶松-白桦混交林(0.45)>兴安落叶松林(0.37)>白桦林(0.31),其中混交度、Simpson多样性指数、健康木占比是影响林分结构复杂性的...     

牛蛙脏体指数的测定及其量化表征间的关系

【目的】测定牛蛙(Rana catesbeiana)脏体指数并分析各量化表征间的关系，获取牛蛙的选育指标。【方法】将42只雌性牛蛙和38只雄性牛蛙进行实验解剖并获取体长、体宽、头长、体质量和脏器质量的量化数据后，采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、多元回归等统计学方法对牛蛙量化表征间的关系进行分析。【结果】牛蛙各量化表征间的相关系数具有统计学意义(p<0.01)；雄性牛蛙的头长-体长比值与双肺指数均比雌性牛蛙的这两项指标更高，且数据差异均具有统计学意义(p<0.01)；雌性牛蛙的生殖腺指数比雄性牛蛙的该项指标更高，数据差异具有统计学意义(p<0.01)。与雌性牛蛙体质量密切相关的主要量化表征为：体宽、头长、脂肪体质量、生殖腺质量与双肺质量；与雄性牛蛙体质量密切相关的主要量化表征为：体宽、体长、脂肪体质量、心脏质量与双肺质量。【结论】体质量、体长、体宽与头长均可作为牛蛙的选育指标，其中体质量是首选选育指标，体宽则为次选选育指标。     

踩踏干扰下紫金山土壤质量季节变化特征

【目的】探究踩踏干扰下紫金山国家城市森林公园土壤质量变化特征,分析季节变化对同一踩踏干扰条件下土壤质量的影响。【方法】以南京紫金山国家城市森林公园土壤为研究对象,随机选择8条宽度为3 m的游人道路,将7 m×1 m的土壤采集样带垂直设置在每条游人步道上,每条土壤采集样带上设置3个土壤取样点,分别作为活动区、缓冲区、背景区。测定游人道路在不同踩踏干扰强度下土壤理化性质和土壤酶活性的季节变化。采用因子分析法计算主成分的方差贡献率,并对各指标在各主成分线性组合中的系数进行加权平均,探究土壤质量变化规律。【结果】在背景区、缓冲区和活动区,土壤容重以春、秋季较高,夏、冬季较低,夏、冬季土壤最大持水量和孔隙度高于春、秋季;土壤pH以夏、冬季高于春、秋季;春季土壤有机质含量显著低于夏、秋、冬季,土壤速效磷养分含量以夏季最高、春季最低;夏季土壤酶活性高于春、秋、冬3季。在背景区,春季土壤质量低于夏、秋、冬3季;在不同踩踏干扰程度下,夏、冬季土壤质量均高于春、秋季;随着踩踏干扰强度增强,土壤容重和pH在4个季节均呈上升趋势,土壤最大持水量、孔隙度、生化指标和土壤酶活性在4个季节均呈下降趋势。结构平衡方程模型(SEM)分析显示,土壤理化指标和土壤酶活性与土壤质量存在显著相关性。【结论】土壤全氮含量、速效磷含量、最大持水量和蔗糖酶活性对不同季节和踩踏干扰强度下土壤质量变化的贡献度较大,可以作为紫金山国家城市森林公园土壤综合质量评价指标;季节变化对同一踩踏干扰强度的土壤理化性质和土壤酶活性影响显著。     

城市水敏性河道的景观质量评价模型与方法

【目的】为了更好地发挥城市河道景观的生态、社会、经济等功能,将定性和定量评价相结合,构建水敏性河道景观的评价模型,明确河道景观后续设计重点方向。【方法】 以南京月牙湖为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建城市水敏性河道景观评价体系,设置生态、美学、功能为准则,水质、雨水利用、生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、个性化景观、雨水艺术化处理、环境协调性、公众参与、生态教育、管理维护、防洪蓄水等为指标,根据专家意见确定各指标层的权重,结合不同背景人群问卷调查的数据,通过距离指数法对月牙湖各指标的适宜性进行评价。【结果】 数据显示,月牙湖水敏性景观距离指数为0.36,评价等级为基本适宜,生态距离指数为0.48(基本适宜),美学距离指数为0.26(基本适宜),功能距离指数为0.19(适宜);通过指标因子的权重可看出月牙湖还需实现雨水资源的净化、收集、储蓄和利用,以及雨水设施与景观的艺术设计,增加生物栖息地类型与面积,增加种植水敏性植物种类和数量,修复生态环境;分析不同背景人群评价的数据得出,在生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、雨水艺术化处理、生态教育、管理维护等指标上,评价结果存在显著差异。【结论】 本研究构建的水敏性河道景观评价模型可为城市河道景观的后续评价与修复设计提供理论依据,为河道景观的后续可持续发展明确设计方向。     

基于栅格尺度的北京市密云县生态环境脆弱性评价

【目的】县域生态环境脆弱性动态变化的定量评价为县域环境生态恢复与生态重建提供重要依据。【方法】采用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,以北京市密云县自然环境和社会资料两方面的12种栅格数据为基础数据,建立栅格大小为30 m的生态环境质量评价指标空间数据库,在此基础上基于“敏感度-弹性度-压力度”模式,应用多层次模糊综合评价方法和自然分界法将生境脆弱度划分5个等级,评价了北京市密云县生态环境脆弱性,采用转移矩阵的方法分析了生态环境脆弱性时空变化规律,并进一步通过野外调查的植被覆盖度数据进行验证。【结果】2003—2013年研究区生态环境质量都呈现“北部山区优于南部平原、高海拔林区优于低海拔耕作区”的空间分布特点。研究区域2003年中度脆弱区的面积比例最大,微度脆弱区次之,面积比例分别为40.43%和37.00%; 2013年研究区微度脆弱区和低度脆弱区的面积比例之和达到76.52%,呈绝对的好转趋势。【结论】经过10 a的天然林保护等一系列生态环境工程的建设和环境保护政策的推行,区域环境生态质量改善效果显著。基于“敏感度-弹性度-压力度”模式构建的评价模型,可用于对省级、地市级及县级生态环境脆弱性进行评价。     

辽西北农牧交错区土壤退化评价指标体系

为了科学评价辽宁西北部农牧交错区土壤退化特征,采用理论分析与实验的方法,分析了土壤退化原因和土壤生态系统的演变过程,研究了风沙土和草甸土土壤退化评价指标体系,结果表明:评价风沙土区土壤退化指标为:有机质、全氮、全磷、沙粘比;评价草甸土区土壤退化指标为:pH值、电导率、有机质、全氮、全磷、碱解氮.