近年来，随着国家煤炭开发产业逐渐西移，干旱荒漠矿区的生态恢复工作愈发受到重视。然而在干旱矿区水资源稀缺的背景下，针对土壤种子库(特别是持久土壤种子库)在天然降水条件下激活情况的研究依然匮乏。本研究以内蒙古乌海市新星露天煤矿周边0-5 cm表层土壤种子库为研究对象，采用人工模拟降水条件下种子库中种子短期萌发试验的方法，对矿区周边持久土壤种子库在不同降水量处理下的萌发进程以及不同日降水量、年降水量对土壤种子库的激活效应进行研究。结果表明：1)不同日降水量对土壤种子库的激活效应存在差异，随着日降水量的增加，激活的土壤种子库物种数和种子萌发数均呈先增加后降低趋势，其中5 mm日降水萌发的种子数最多，10 mm日降水萌发的物种数最多；2)不同植物种子对不同日降水量的响应状态不同，种子萌发数量最多的小画眉草(Eragrostis minor)、冷蒿(Artemisia frigida)在3～20 mm日降水均能被激活，而红砂(Reaumuria songarica)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)等灌木种子需在10 mm以上降水量才能被激活；3)在50～150 mm年降水量范围，激活的种子数量占土壤种子库储量的16.46%～68.52%，激活的物种数占土壤种子库物种总数的25.00%～62.50%，二者均呈先增加后稳定的趋势。不同年降水量下，土壤种子库萌发的物种组成和群落结构差异显著(P <0.05)。

【目的】针对西部干旱矿区实际情况，探究该地区表土资源中土壤种子库的可利用性以及制约因素，筛选出有效的利用模式，为矿区植被恢复提供理论依据和技术参考。【方法】对内蒙古自治区乌海市新星矿区周边低扰动区域的表土在上年度10月（秋季）和当年6月（夏季）进行剥离，采用覆土厚度、补种量和每日灌溉量3因素3水平的正交试验对不同季节表土中土壤种子库萌发效果影响进行研究，并结合生态和经济效益，评选出适宜干旱矿区植被恢复的技术组合。【结果】（1）10月土壤种子库萌发植物数量为（83.72±10.88）株/m~2，物种共出现20种，6月土壤种子库萌发植物数量为（44.83±8.96）株/m~2，物种共出现13种。秋季土壤种子库密度和物种丰富度均高于夏季土壤种子库。（2）灌溉对秋季土壤种子库萌发影响最重要，其次是覆土厚度，最后是补种。3种因素对夏季土壤种子库萌发影响程度基本相同。（3）覆土厚度因素对两组土壤种子库的植被覆盖度、群落高度物种丰富度的影响显著（P <0.05）。灌溉量对两组土壤种子库萌发植物数量、植被覆盖度和群落高度的影响显著（P <0.05）。补种因素未对两组任何相同指标产生显著影响。【结论】干旱矿区排土场植被恢复最优实施方案组合：利用秋季剥离的表土，覆土厚度2 cm，补种量50粒/m~2，每日灌溉量2 L/m~2。该结论可为今后矿区植被恢复提供技术参考。

针对多年冻土高寒矿区煤矸石山植被恢复问题,本研究以青海木里煤田圣雄矿区2013年在渣山人工种植的3个阳坡(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)为研究对象,结合野外调查及室内分析方法,进行了植被恢复对渣山表层基质响应的研究。结果表明,样地Ⅰ的植被高度、盖度、地下生物量、幼苗高度、总盖度、苔藓盖度和生殖枝数量均与样地Ⅱ和Ⅲ之间有显著差异(P<0.05)。3个样地表层基质速效P、速效K、有机质、pH以及水分含量差异极显著(P<0.01)。坡面苔藓盖度与植被总盖度、幼苗盖度、生殖枝数量以及基质速效K极显著正相关(P<0.01)。利用随机森林方法得出,pH、速效P、幼苗高度、有机质、幼苗盖度是影响渣山坡面表层基质差异最主要的环境因子。因此,在多年冻土矿区植被恢复过程中,调节基质pH、适时补充速效养分和有机质有助于植被恢复。

通过萌发实验的方法对兰坪铅锌矿区３种尾矿恢复初期的植物群落（以下简称恢复群落，包括魁蒿群落、马桑灌丛、草地早熟禾人工草地）和１种对照群落（云南松林）土壤种子库的季节变化进行比较研究，结果显示：各群落雨季末期土壤种子库储量均高于旱季末期，其中，３种恢复群落种子库储量季节变化显著（ｐ０．０５）；各群落雨季末期土壤种子库物种多样性均高于旱季末期，３种恢复群落物种多样性均低于相应对照群落；各群落土壤种子的垂直分布均为上层＞中层＞下层；各群落土壤种子库优势种季节变化均较大，一些优势种仅出现于雨季末期或旱季末期；３种恢复群落２个季节土壤种子库的相似性指数高于对照群．．．

该文试图通过坡面径流场试验,对无覆盖、秸秆覆盖和石子覆盖的径流小区内土壤水进行连续定位观测,以期探讨太行山区土壤水对降水和覆盖方式的响应.结果表明,长期干旱条件下,特别是当30cm土层土壤含水量低于20%时,单次降水很难入渗至30cm以下;从响应时间看,在30cm深处,石子覆盖响应最快,秸秆覆盖次之,无覆盖响应最慢;在60cm深处则不同,秸秆覆盖响应最快,石子覆盖次之,无覆盖响应最慢;100cm处石子覆盖土壤水最先增加,而秸秆覆盖则滞后了10h,无覆盖响应最慢;无覆盖处理30cm土壤含水量比石子覆盖平均低0.13cm3cm3,比秸秆覆盖平均低0.07cm3cm3,表明覆盖有利于土壤水的保存.秸...

[目的]煤矿复垦区土壤往往存在着结构不良、营养贫瘠等问题,作物的种植能够改善土壤结构、提高养分,但不同作物在改善复垦区表层土壤性质方面存在一定差异。[方法]本研究以淮南潘集采煤复垦区为对象,在复垦区土壤上直接种植芝麻(Sesamum indicum)、黄豆(Glycine max)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、玉米(Zea mays)和苏丹草(Sorghum sudanense),探讨不同作物种植对复垦区表层土壤养分和酶活性的影响。[结果]与未种植作物的对照区相比,5种作物的种植均能够显著降低表层土壤pH、增加土壤有机质、总氮和有效磷含量,提高蔗糖酶和磷酸化酶的活性。[结论]在5种作物中,芝麻和黄豆更有利于复垦区表层土壤养分的改善和酶活性的提高,潘集煤矿沉陷复垦区种植芝麻和黄豆是较为合适的选择。

为探究不同水土保持树种对土壤侵蚀的调控机理,以广泛分布在辽西低山丘陵区土石质山坡的荆条为研究对象,通过现场调查荆条植被覆盖度,选取3种不同株密度荆条样地,采用室内土壤理化分析测定土壤机械组成、土壤团聚体分布特征和土壤有机质含量等土壤性质指标,并应用主成分分析方法分析不同密度荆条下的表层土壤抗蚀性。结果表明:荆条对土壤物理性粘粒形成的促进作用高于草本植物,但株密度对其影响不大;随着荆条株密度增加物理性砂粒含量增加,荒草地显著大于荆条样地,说明荆条的土壤质地更为黏重;土壤大粒径团聚体的稳定性随着荆条株密度的增加变得更好;不同荆条株密度的土壤物理性粘粒含量大于荒草地,呈显著差异,但不同样地间(YD中>CG>YD大,且随着荆条株密度增加,土壤的改良进程更快,而荒草地对土壤的改良强度小于荆条;>0.25mm水稳性团粒含量、>0.5mm水稳性团粒含量、>0.25mm团聚体破坏率和>0.5mm团聚体破坏率是影响土壤抗蚀性的主要因素。土壤抗蚀性强弱为YD大>CG>YD中>YD小,且存在一个荆条株密度阈值,使荆条土壤抗蚀性与荒草地相等。

【目的】定量认识土壤有机碳（SOC）含量在坡面上的空间异质性及尺度效应，探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径，为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区，选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面，从坡顶向坡脚设置连续样点，调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层（0～20 cm）SOC含量，分析其坡向差异、坡位变化；以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量，以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量，定量描述坡面尺度效应；再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量，实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡（7.60 g·kg~(-1)）最高，东坡（6.42 g·kg~(-1)）次之，西坡（5.65 g·kg~(-1)）最低，其坡位间变幅在东坡（15.95 g·kg~(-1)）最大，其次为西坡（11.34 g·kg~(-1)），最小为南坡（9.72 g·kg~(-1)），说明东坡的坡面效应最强，其次为西坡，南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同，均由坡顶向下逐渐减小，至离坡顶水平距离200、150、280 m（相对距离0.73、0.45、0.76）后趋于稳定，主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上，距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg~(-1)；距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg~(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系（R~2>0.7,P<0.001），籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出，离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化，与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡（相对）水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应，藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了山地森林-干旱河谷交错带表层土壤侵蚀率及其与土壤物理性质的关系。结果表明:岷江上游干旱河谷区不同植被条件下表层土壤侵蚀较为严重,平均土壤侵蚀率为27.58%。土壤侵蚀率与土壤结构破坏率(SPBR)极显著正相关;与土壤有机质含量、>0.25mm水稳性团聚体含量(WSA)、湿筛后团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著负相关。土壤侵蚀率分别与土壤有机质含量、结构破坏率、湿筛后团聚体MWD和GMW、>0.25mm水稳性团聚体含量建立的回归方程预测效果相对较好。

【目的】本文筛选出优质AM真菌,来提高矿区土壤肥力与磷素有效性。【方法】采用盆栽实验研究了山西省介休市金山坡煤矿矿区复垦土壤中分别接种根内球囊霉(Glomus intraradices,G.i)、摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum,G.e)与不接种丛枝菌根真菌(No inoculation arbuscular mycorrhizal fungus,NAMF)对矿区废弃土壤中玉米侵染效应、Olsen-P含量及Hedley磷形态的影响。【结果】接种G.m显著提高了根系丛枝丰富度、侵染率和侵染密度,促进菌丝结构与孢子的形成与生长。同时接种G.m显著提高了土壤Olsen-P、H_2O-P、NaHCO_3-P、NaOH-P含量;可见,接种G.m促进了土壤中不同形态磷的形成,土壤养分活化,提高了土壤的磷素利用率。HCl-P与残渣磷结构稳定,接种AMF对较不接菌处理无明显差异。结合菌根侵染与土壤中有效磷,Hedley磷形态中各组分磷含量,得出在煤矿区废弃土壤中,接种不同的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)对玉米侵染效应与Hedley磷形态中各组分含量的贡献各不相同,接种G.m对玉米侵染效应和Hedley磷形态各组分的贡献最大。【结论】接种摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)对玉米侵染效应及Olsen-P含量具有显著影响,且接种G.m处理H_2O-Po、NaHCO_3-P、NaOH-P较不接种处理(N.i)差异显著,4个处理对H_2O-Pi无显著差异,而HCl-P与残渣磷不接种处理(N.i)较接种G.m处理差异显著。

以黑龙江省鸡西市采石场废弃地为研究对象,按照不同植被恢复模式进行土壤取样,测定养分含量。结果表明:植被的恢复能增加采石场废弃地的养分含量,各栽植类型中除土壤下层速效磷含量与对照地的比值小于1,下层有机质含量与对照地的比值大于10外,其他养分指标含量与对照地的比值在1.05～3.17。同种植被不同整地方式的土壤养分含量差异显著。客土保苗剂方式是对采石场废弃地进行植被恢复的最优整地方式。在植被恢复时间为5年后,客土和原土方式试验地的土壤养分含量在同一水平。

根据表层土壤(0～40mm)孔隙度与降水量和土壤表面粗糙度之间的关系,提出一种预测表层土壤孔隙度的新方法。基于此目的,在德国波恩大学Dikopshof试验站,以两块采用不同耕作方式(地块1:铧式犁+圆盘耙;地块2:旋转锄+圆盘耙)处理过的耕地为研究对象,以耕后50d内的表层土壤孔隙度(TSP)与土壤表面粗糙度(SSR)为测量对象,分别采用地面激光扫描仪和气压比重计对TSP与SSR随时间的变化进行了连续测量,以研究TSP与SSR两者的动态关系。自2006到2009年,每年夏天进行1次重复试验,以研究不同降雨量对TSP与SSR关系的影响,并引入累计平均日降雨量(ARF)的影响指数。通过4a试验,得...

探讨土壤有机碳空间分布规律,估算其碳库量,对于提高土壤质量、保护黑土资源,维持农业经济的可持续发展意义重大。基于配准完备的1:10万或20万的地形图和土壤图,运用地理信息系统技术,对东北主要黑土区共7个市县的土壤表层有机碳密度及储量做出估算,并对其空间分布差异进行了分析。结果表明:全区的平均有机碳密度为6.27kg.m-2,变幅为2.43～11.36kg.m-2,土壤表层有机碳储量为2.92×108 t;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,从北向南呈逐渐递减的趋势,且东北高、西南低。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区,吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低。

产甲烷菌在湿地CH4排放过程中发挥着重要作用，降水格局的改变已经并将持续影响湿地生态系统的结构与功能，进而对湿地CH4排放过程产生影响。本研究以青海湖鸟岛湖滨湿地为研究对象，设置5个降水梯度处理，并利用mcrA扩增子测序技术对土壤产甲烷菌进行检测，探究鸟岛土壤产甲烷菌群落特征对不同降水梯度的响应。结果表明，鸟岛土壤产甲烷菌群落的优势菌目为甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷杆菌目(Methanobacteriales)。FAPROTAX功能预测显示土壤中氢营养型产甲烷菌占优势，由此推测H2/CO2还原为鸟岛土壤CH4产生的主要途径。LEfSe分析表明，5个降水梯度共存在31个差异菌群，以增雨50%处理下差异菌群数量最多，从目水平到种水平共有10个差异菌群。整体而言，鸟岛土壤产甲烷菌的群落多样性较为稳定，而群落结构对降水变化的响应较为敏感，部分菌群的相对丰度发生了显著变化(P <0.05)。研究结果可为预测降水变化对鸟岛湿地土壤碳循环的影响提供一定的参考依据。

为进一步验证浸提条件对黑土表层土壤溶解性有机碳(DOC)浸提量的影响,并筛选出适于比较黑土区不同土地利用类型土壤DOC差异的浸提条件,以典型黑土区落叶松人工林、天然草地、耕地和天然次生林0~10 cm土层土壤为实验材料,测定了不同水土质量比、浸提剂种类及温度条件下4种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳浸提量。结果表明:1)4种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳浸提量均随水土质量比的增加而增大,呈显著的线性关系(R2为0.82~0.98);当水土质量比为40∶1时4种样地土壤DOC浸提量差异显著(P<0.05),且以天然次生林土壤DOC最高,分别为落叶松人工林、草地和耕地的1.16、1.88和1.6...