杨万勤[1]2001年在《土壤生态退化与生物修复的生态适应性研究》文中提出土壤生态系统是由生物系统、土壤系统和环境系统之间通过物质循环、能量转换和信息传递等相互联系、相互制约和相互协调而构成的有机功能整体。土壤生态退化是指由于人类活动及恶劣的自然环境条件作用或二者共同作用下造成的土壤生态系统结构破坏、系统功能衰退、土壤生物多样性减少、土壤生产力下降以及土壤荒漠化、干旱化、板结化、酸化、盐碱化和养分亏缺与失衡等一系列土壤生态环境恶化的过程和现象。它与土壤学中关于土壤退化的定义和生态学中关于生态退化的定义密切相关，是21世纪土壤学和生态学的焦点问题。因此，退化土壤生态系统的恢复与重建既是土壤学和生态学的研究热点，又是全人类共同关心和迫切需要解决的难点问题。但在经典土壤学和生态学中，土壤学家很重视土壤系统本身的退化研究，往往忽视生物系统退化的研究，而生态学家强调植被系统退化的研究，常常忽视土壤系统和土壤生物系统的研究，更缺乏植被系统、土壤生物系统和土壤系统之间的关系研究。在土壤生态退化程度及退化土壤生态系统的恢复与重建的评价指标中，或重视土壤养分退化的评价，或重视土壤生物学活性的退化研究，缺乏对整个生态系统的综合评价指标体系研究，缺乏地上和地下部分生物多样性的关系研究。值得提出的是，在土壤生态系统的恢复与重建研究方面，往往缺乏个别物种在形态、生理生态和营养生态等方面对退化土壤生态条件和极端环境因子的生态适应性研究，缺乏个别物种对退化土壤生物修复的作用研究。 金沙江干热河谷是横断山区干旱河谷的一种极端类型，元谋干热河谷则是金沙江干热河谷的典型区域。区域内光热资源丰富，有利于各种热带亚热带植物生长发育。但区域内水热矛盾和光肥矛盾突出，植被覆盖率低，水土流失严重，是一个典型的生态环境脆弱带。区域内的基带土壤（燥红土）和变性土的荒漠化、干旱化和养分亏缺与失衡严重，土壤生产力低下，植彼恢复与重建困难。因此，本项研究试图以金沙江干热河谷为例，采用野外调查和室内分析相结合的手段，采用宏观与微观相结合以及定性与定量相结合的方法，从土壤生态系统、生物群落、种群等不同层次和角度，研究了干热河谷区的植被特点，不同退化程度的两类土壤生态系统的土壤物理、土壤化学和生物学特征以及系统内的植物群落生物量和生物多样性等，探讨了土壤系统、土壤生物系统和植被系统之间的关系，阐述了土壤生态退化的机理和过程；以酸角为研究材料，以玉米为参比材料，采用野外调查、盆栽试验与室内分析相结合的方法，研究了酸角和玉米在形态、微形态、生理生态和营养生态方面对退化燥红土和变性土的生态反应和适应性，探讨了植物对退化土壤和干热气候的生态适应性机理；研究了植物在不同条件下对退化土壤的生物修复效应，以期为金沙江干热河谷退化土壤生态系统的恢复与重建提供切实可行的科学依据。研究结果表明： 1．金沙江于热河谷上壤生态退化机理与特征 ＊）元谋干热河谷的植被系统是适应干热条件和贫瘠土壤生态条件为特征的植被生态系统。燥红土和变性土生态系统的植物种类、植被盖度、植物群落生物量、植物物种丰富度、物种多样性均随着土壤生态退化程度加剧而下降，即使耐干热耐贫瘠的禾草类植物的种类和数量均减少。极重度退化变性土上草本层植物的丧失，意味着生态系统己处于极度退化的状态。经治理后的生态系统中，植被盖度，植物群落生物量和植物多样性增加，尤其是多年生植物的种类和数量增加。 m从燥红土和变性土生态退化系列的 6个样地中共获取土壤动物 11 718头，隶属于2门 5纲 15目（类），其中燥红土生态系统中共获取 7031头，分属于 2门 5纲 15目（类）膜翅目、弹尾目和蜘蛛目为优势类群，其与婢螨目和线虫类等常见类群构成了燥红土生态系统中土壤动物群落的主体。变性土生态系统共获土壤动物4687头，隶属于2门4纲14 目（类），优势类群为膜翅目和弹尾目，与蜘蛛目、婢螨目、直翅目和线虫类构成了变性土生态系统土壤动物群落的主体。两类上壤生态系统内土壤动物群落的种类组成与季节、土壤生态退化程度有关，反映了元谋干热河谷“干热”条件和不同土壤生态条件对土壤动物群落的影响。土壤动物群落的类群数、个体数量、物种多样性指数、物种丰富度均随上壤生态退化而降低。轻度退化燥红上的土壤动物数量分别为中度和重度退化燥红土的＊42和6．25倍；中度退化变性土的土壤动物数量分别为重度和极重度退化变性土的3．40和27．75倍，表明随着土壤生态退化，土壤动物群落的结构遭到破坏，生物多样性下降，结构向简单化方向发展。 门）燥红土和变性土生态系统内的土壤细菌、放线菌、真菌数量及叁大微生物总数在雨季、于湿交替季节和旱季均随着土壤生态退化而降低，燥红上的微生物数量明显高于变性土。土壤细菌、放线菌和真菌数量总体上表现为雨季＞干湿交替季节＞旱季。极重度退化变性土生态系统的微生物数量的季节变幅最大，雨季与旱季相?
张映翠[2]2005年在《乡土草本植物对干热河谷退化土壤修复的生态效应及机制研究》文中认为土壤退化是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降,甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤退化通过降低土壤质量破坏资源库和生态系统的生产力,污染天然水体,并在C、N、S和其它元素循环中改变水和能量平衡,向大气排放温室气体,影响全球气候,从而动摇全球政治和社会的稳定,因此,退化土壤修复成为21世纪农业与环境发展的严峻挑战以及生态学和土壤学的研究热点。土壤退化修复研究在国外重视和开展较早,但主要集中在农业生态系统,针对自然生态系统退化土壤的修复研究为数不多。已有关于退化生态系统恢复的研究多集中在人为改善土壤环境来加速期望植被的恢复,以期实现退化的逆转,而至于如何利用退化土壤自身养分、水分、植物、光能等资源以及土壤-植物系统的自修复能力来改善土壤现状,促进永久、持续生态系统建立的研究与实践很少受到重视。干热河谷是世界极端环境的一种类型,区域内的土壤退化更具严峻性和危险性,并成为近年来恢复生态学的研究热点之一。 我国干热河谷主要受地形等气候环境条件对局地气候和水热平衡状况的剧烈影响,形成极不协调的水热组合。降雨时间短,旱季时间长,降雨与蒸发配比失调,气候十分干旱,加之地形破碎,大部分土地经历着频繁水土流失、不稳定气象水文以及强度人为干扰叁大因素的长期迭加,形成集干旱炎热、易于侵蚀和养分贫瘠为一体的特殊土壤生态环境,成为国内植被恢复极端困难的地区之一。数十年来,干热河谷生态恢复研究与实践取得了很大成就,但在技术途径上过分强调人工林建设,忽略草灌植被自然恢复;盲目依靠外来物种、忽略乡土资源;因而,人工植被系统持续性低、维持成本高。在理论上缺乏对限制植被恢复的土壤因子及受损土壤重要功能修复的研究,更缺乏土壤修复及其生态效应的长期定位研究。因此,本研究在典型干热河谷区元谋干热河谷1992年实施的封禁保护植被之朴素生态学实践基础上,逐步用恢复生态学理论加以完善,开展封禁恢复乡土草本植物对退化土壤修复的生态效应及机制研究。研究采用野外调查、长期定位研究、田间试验与室内分析相统一,宏观与微观、定量与定性相结合的方法,以金沙江干热河谷海拔1000-1350m低丘山地退化土壤为对象,在查明不同退化土壤植物群落特征及乡土草本植物的群落学作用基础上,确定该区不同退化土壤的优势草本植物;针对研究区退化土壤影响该区植被恢复的主导限制因子——干旱和养分贫瘠,在上述长期自然封禁保护区内,选择典型的退化土壤,以10年封禁恢复乡土草本植物过程中的土壤养分环境动态,恢复10年后土壤水分环境和微生物环境特征的变化,对乡土草本修复燥红土和变性土两类退化土壤的生态效应进行了探讨,并用恢复过程中植物群落动态变化进一步验证这些效应;最后通过优势草本植物在退化土壤中实现种群增长的策略、草被的水土保持作用、优势草本植物枯落物分解过程以及草本植物根系改善土壤结构的定量、定性研究,初步揭示乡土草本植物修复干热河谷退化土壤的机制,在理论上深化了干热河谷退化土壤修复的基础理论,在实践上提供了干热河谷生态修复可持续发展的新途
参考文献：
[1]. 土壤生态退化与生物修复的生态适应性研究[D]. 杨万勤. 西南农业大学. 2001
[2]. 乡土草本植物对干热河谷退化土壤修复的生态效应及机制研究[D]. 张映翠. 西南农业大学. 2005
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