喀斯特不同侵蚀场地土壤颗粒分布及可蚀性特征

选取西南喀斯特最为典型的坡地、洼地和落水洞为研究单元,采用野外调查采样与室内试验相结合的方法,研究坡地、洼地和落水洞土壤颗粒的分布规律和土壤可侵蚀性特征。结果表明:土壤颗粒的质量分数分布,坡地为砂粒(42.25%)>粉粒(36.33%)>黏粒(21.42%);洼地为粉粒(51.80%)>砂粒(32.61%)>黏粒(15.59%);落水洞为粉粒(51.65%)>砂粒(31.67%)>黏粒(16.68%),坡地以砂粒为主,洼地和落水洞以粉粒为主。土壤可侵蚀性K值变化范围:坡地为0.07~0.22,洼地和落水洞分别为0.26~0.33和0.25~0.32,坡地土壤抗侵蚀能力强于洼地和落水洞。土壤分形维数与砂粒含量呈负相关,与粉粒含量呈正相关,与黏粒含量呈显著正相关。土壤可侵蚀性K值与砂粒和黏粒含量呈负相关,与粉粒含量呈显著正相关。土壤侵蚀沉积易形成质地较细,结构良好的土壤,但形成的土壤抗侵蚀能力较弱,易发生二次水土流失。     

荆条灌丛下不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征

通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,研究了太行山地区荆条灌丛下,不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征。结果表明,试验地土壤以粉砂壤土为主,土壤粘粒含量较少;荆条灌丛冠幅内林木幼苗根周土壤粘粒与粉粒体积百分比高于冠幅外,砂粒体积百分比则低于冠幅外。栓皮栎幼苗根周土壤分形维数值侧柏幼苗根周土壤分形维数值,荆条灌丛冠幅内外不同林木幼苗土壤的分形维数差异显著。土壤颗粒分形维数与砂粒(50~2 000μm)显著负相关,与粘粒(2μm)和粉粒(2~50μm)显著正相关,与土壤有机质、全氮含量为显著的线性正相关关系,与速效磷含量相关性不明显。     

沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形特征

运用土壤物理学和分形学原理与方法,研究了沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成与分形特征。结果表明:1)研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型粗骨土的结构特征,各种植物群落的土壤中以粗砂粒含量最高,细砂粒含量次之,而石砾含量和粉黏粒含量较低;2)防护林群落具有显著地改善土壤颗粒组成和提高土壤颗粒分形维数的作用,其作用程度为针阔叶(赤松+麻栎)混交林依次高于阔叶林(刺槐纯林、麻栎纯林)和针叶林(赤松纯林);3)土壤颗粒分形维数与土壤中粉黏粒(粉粒及黏粒)含量呈极显著正相关,与细砂粒和粗砂粒含量呈显著的负相关,而与石砾含量的相关性不显著。研究成果可为沂蒙山区水土保持植被类型的合理选择与配置提供参考。     

毛乌素沙地油蒿植冠下表层土壤粒径特征分析

为探索毛乌素沙地油蒿植冠下表层土壤结构与土壤稳定性的关系,分析了油蒿植冠微环境下土壤粒径特征及其相关因素。研究表明:油蒿植冠下表层土壤机械组成以砂粒为主,占总质量的81.51%,其次是粉粒,占16.66%,粘粒含量最少,占1.83%,有机质平均含量4.52 g/kg,总氮平均含量0.19 g/kg,受油蒿植株形态结构特征等因素影响,油蒿植冠下表层土壤不同方向、同一方向不同距离处土壤颗粒组成及养分状况存在差异;油蒿植冠下表层土壤颗粒分形维数介于1.694至1.876之间,土壤分形维数与土壤粘粒含量呈显著正相关(p0.05),与砂粒、粉粒的相关性不显著,与土壤有机质、总氮含量呈显著负相关(p0.05)。土壤微团聚体作为土壤结构的颗粒单元,其含量及组成与土壤抗侵蚀性密切相关,在对油蒿群落进行恢复重建过程中,要充分考虑油蒿植冠微环境下表层土壤粒径特征。     

豫西石质丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒分形特征

运用分形理论,以豫西石质丘陵区土壤为供试材料,分析了天然次生林、荒草地、混交林、杨树林、耕地等5种土地利用方式的土壤颗粒分形特征及其与土壤各粒级含量、理化性质之间的关系。结果表明:1)研究区土壤细粒化较明显,具有一定的水土保持效应;2)5种用地方式分形维数平均值介于2.510～2.629之间,分维值大小依次为天然次生林>耕地>杨树林>混交林>荒草地,可以在一定程度上反映石质丘陵区水土流失的程度;3)土壤颗粒分形维数与土壤颗粒含量存在较强相关性,即土壤中黏粒含量越高,尤其是0.002～0.001 mm粒级含量越高,分形维数越大;4)研究区土壤颗粒分形维数与速效钾含量呈显著正相关,与其它理化性质的相关性均不明显。     

乌兰布和沙漠梭梭—甘草人工治沙植被群落表土粒度特征研究

文章通过对乌兰布和沙漠人工植被区不同建植年份内不同植被覆盖度的梭梭(Haloxylon ammodendron)—甘草(Glycyrrhiza uralensis)植物群落的地表颗粒粒度特征的研究,探讨不同建植年份以及不同植被覆盖度群落地表土壤风蚀粗粒化差异及特征,揭示沙区梭梭—甘草群落配置模式的植被治沙效果,结果表明:①低盖度(20%)梭梭—甘草人工植被群落地表土壤粒度随建植年份增加其组分变化不显著,中高盖度(20%)梭梭—甘草人工植被群落地表土壤粒度随建植年份增加粉沙黏土组分含量显著增加。显然,中高盖度梭梭—甘草群落对沙化地表阻沙固尘能力显著,显著增强地表抗风蚀性。②土壤中细小颗粒(如黏粒、粉粒)的数量与颗粒的分形维数值呈正比关系,细小颗粒数量随分形维数值的增加而增多,同时分形维数值越大,其颗粒的平均粒径、偏度数值就会越小。     

冀东矿区不同植被恢复类型尾矿基质粒径组成和养分特征研究

为探究植被恢复对尾矿基质结构的影响,以河北唐山迁安马兰庄矿区直接在裸尾矿上营造的沙棘林、火炬—沙柳混交林和柽柳—杨树混交林为研究对象,裸尾矿样地为对照,研究不同植被恢复林对尾矿基质粒径组成、分形维数和养分状况等指标的影响。结果表明:植被恢复改变了尾矿基质粒径组成,促进了尾矿基质颗粒的细化,其中沙棘林对尾矿基质粒径组成的改良效果最好,其黏粒、粉粒和极细砂粒含量在0～30 cm土层均值分别0.14%、32.32%和34.14%,显著大于裸尾矿样地(P0.05),分形维数为1.92,显著大于裸尾矿样地(P0.05);植被恢复有效提高了尾矿基质的养分含量,3种植被恢复林尾矿基质的碱解氮、全氮和有机质含量显著大于裸尾矿样地(P0.05),沙棘林的pH显著小于裸尾矿样地(P0.05);相关性分析表明:粒径分形维数与黏粒、粉粒、极细砂粒、碱解氮、全氮和有机质含量呈极显著正相关(P0.01),与细砂粒、中砂粒含量和pH呈极显著负相关(P0.01)。综上可知,植被恢复可有效提高尾矿基质的细粒物质含量,改善养分状况,粒径分形维数可以表征尾矿基质的粒径组成和养分特征。     

黄土高原不同林型对土壤物理性质影响的研究

通过黄土高原不同林型对土壤物理性质影响的研究得出:1.两林区各乔木林型下表层土壤砂粒、粗砂粒、中砂粒、细砂粒,各平均含量均为:乔木林地>灌木林地>农地;其剖面平均含量亦是如此;在剖面中的分布,随土层加深,含量降低;2.表层土壤粗粉粒平均含量为:灌木林地>乔木林地,低龄林地>中龄林地>高龄林地,中粉粒与细粉粒之和则是相反;3.表层土壤物理性粘粒平均含量为:乔木林地>灌木林地,高龄林地>中龄林地>低龄林地;4.土壤含水量为:乔木林地>灌木林地>农地。     

沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形与孔隙结构特征

为探索人为活动干扰下植物群落变化对土壤物理结构特征的影响,运用土壤分形学和水文学原理与方法研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成、分形维数、土壤孔隙度及其相关性。结果表明:在长期农业耕作等人为干扰下,玉米作物、板栗经济林和灌草丛群落下的土壤颗粒呈粗粒化特征,分形维数显著降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度增加,土壤物理结构呈现退化状态;而处于长期封禁保护下的森林群落,土壤颗粒分形维数较大,粉黏粒等细粒物质的含量较高,孔隙结构状况较好。研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型的粗骨土结构特征,森林群落能显著增加土壤中粉黏粒等细粒物质的含量和对土壤空隙的填充能力,是其改善土壤物理结构的分形学机制。土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒含量、总孔隙度和毛管孔隙度之间存在明显的线性正相关,而与土壤砂粒含量和非毛管孔隙度具有线性负相关关系,它能较好表征植物群落变化对土壤颗粒组成和孔隙状况的影响,因而可作为评价土壤物理结构质量的一项综合性指标。     

川南坡地土壤颗粒分形特征、微生物和酶活性对退耕模式的响应

对川南坡地的农耕地以及退耕成慈竹林、杂交竹林、桤木+慈竹混交林和弃耕地5年后土壤颗粒分形维数、微生物和酶活性变化进行了研究,探讨了分形维数与土壤肥力之间的关系。结果表明,退耕后土壤有机质、粘粒(＜0.001 mm)含量、颗粒分形维数、颗粒组成中物理性粘粒(＜0.01 mm)与物理性砂粒(＞0.01 mm)含量的比值、细菌、真菌、放线菌和总微生物数量以及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性增加,呈现出慈竹林＞杂交竹林＞桤木+慈竹混交林＞弃耕地＞农耕地的规律。土壤颗粒分形维数、物理性粘粒与物理性砂粒含量的比值、有机质含量     

Fractal features and infiltration characteristics of the soil from different land uses in a small watershed in a rocky,mountainous area in Shandong Province

We studied infiltration and fractal mechanisms on sloping farmlands in a small watershed in Shandong Province in the rocky mountain areas of northern China.We studied soil fraction and soil water retention curves,and developed a soil infiltration model to analyze its quantitative relationship with soil particle size and pore dimensions under four types of land use,including sloping farmland,abandoned land,natural forest,and forest plantation(Malus pumila,Crataegus pinnatifida).Soil stability infiltration rate ranked as sloping farmland>abandoned land>natural forest>forest plantation.The sequence of soil particle size and pore dimension ranked as natural forest>forest plantation>abandoned land>sloping farmland.There were significant positive correlations between soil particle size and pore dimension,and both were positively correlated with the percent volume of silt and clay.They were negatively correlated with soil infiltration rate.The Horton model and the power function model were more suitable for simulating soil infiltration and the infiltration rate.We concluded that the soil in this area displayed typical fragments of rocky mountainous regions due to the loss of silt and clay caused by cultivation on sloping farmland.The uniformity and fractal dimensions of soil particle sizes and pore distribution decreased,thereby enhancing soil infiltration capacity and decreasing soil water retention capacity.     

半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型植物物种多样性研究

【目的】为了更好地利用半干旱黄土丘陵区的土地资源,促进该区域植被恢复,提高生物多样性,使区域生态环境有所改善。【方法】以半干旱黄土丘陵区龙滩流域的植被为研究对象,对该流域11种典型的土地利用类型(2种农地、自然荒草地、人工牧草地、撂荒草地、灌木林地、5种乔木林地)的植被物种组成和多样性进行了调查研究。【结果】流域内共调查到种子植物56科166属254种,其中裸子植物门3科7属13种,占流域总科、总属、总种的5.36%、4.22%、5.12%;被子植物门53科159属241种,占流域总科、总属、总种的94.64%、98.78%、94.88%。在被子植物门中,双子叶植物纲有50科134属205种,单子叶植物纲有3科25属36种,两纲物种分别占流域总种数的80.71%和14.17%,占该门物种总种数的85.06%和14.94%。不同土地利用类型植被多样性分析结果表明,物种丰富度表现为农地物种丰富度低,人工牧草地、撂荒草地和灌木柠条林地居中,乔木林地(山杏、山毛桃、油松、侧柏、青杨)和天然荒草地高;物种多样性表现为马铃薯农地的物种多样性低,覆膜农地、人工牧草地、撂荒草地及灌木柠条林地居中,自然荒草地和乔木林地比较高;物种均匀度表现为农地、撂荒草地、人工牧草地及灌木柠条林地的均匀度高,自然荒草地居中,乔木林地低。【结论】不同土地利用方式和植被演替恢复时间差异是产生植被多样性差异的基础,也是该区域植被恢复和物种多样性保护需要考虑的重要要素。     

黄土丘陵沟壑区不同植被减蚀、减流效应研究

对半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型径流、侵蚀效应进行长期观测.研究结果表明:不同植被产流和侵蚀次数效应为:坡耕地＞牧草地＞乔木林地＞天然草地＞灌木林地;不同植被类型之间径流量和侵蚀量差异较大,其大小次序为:坡耕地＞牧草地＞乔木林地＞天然草地＞灌木林地;灌木林地的减流率和减沙率均在较高的水平,具有良好的水土保持效应;天然草地由于其独特的功能,水土保持效应较好;乔木林地和人工草地除了乔木林地减蚀效应较好外,减流效应较差;坡耕地的累积径流量及侵蚀量最大,而累积减沙率和减流率最低,水土保持效应最差.     

内蒙古流动沙丘恢复疏林草地植被治理技术研究

在科尔沁沙地的天然植被中 ,疏林草地是最稳定 ,也是分布面积比较大的植被类型。因此 ,流动沙丘恢复为疏林草地植被 ,是适应自然规律 ,投入少见效快的治理方式。试验表明 ,在 350mm左右降水量地区 ,对沙丘首先进行围封 ,促进自然植被恢复 ,借助风力 ,削平沙丘顶部 ,降低沙丘高度。同时 ,进行人工喷播灌木和人工栽植乔灌木树种。经过 4～ 5年 ,人工栽植的乔木树种覆盖度达到 1 0 % ,天然更新的小叶杨、家榆等的覆盖率也达 1 0 % ,人工喷播的灌木达到 2 0 % ,天然草本植物的覆盖度由 1 5% ,增加到 60 %。流动沙丘基本稳定 ,并且恢复为疏林草地植被类型     

六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究

2005年6-10月,在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点,研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化.结果表明:(1)随土深增加,土壤密度和石砾含量逐渐增大,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小,但非毛管孔隙度在100 cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大;(2)各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡,半阴半阳坡与阳坡差别不大;(3)随着坡位下降,土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小,各种持水量指标基本上也是程度不同地减小,但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶;(4)4种植被类型0～30 cm土层的土壤密度为天然灌丛＜天然草地＜乔木林地＜退耕地;石砾含量为退耕地最低,其它3种植被类型差别不大;总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛＞天然草地＞乔木林地＞退耕地;非毛管孔隙度则是退耕地＞乔木林地＞天然灌丛＞天然草地.其次,还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程.     

青海省湟水河流域退耕还林地土壤可蚀性研究

以青海湟水河流域2000—2009年退耕还林地为研究对象,基于野外定点观测和室内实验分析,测定土壤理化性质,采用EPIC模型中的算法求算土壤可蚀性K值,研究不同退耕还林年限和不同植被类型土壤可蚀性的变化情况。结果表明:1)随着退耕年限的增加,土壤孔隙度逐渐增大;砂粒含量略微增加;粉粒含量略有减少;黏粒含量则基本不变;有机质在退耕7年内逐渐减少,之后又开始增加;土壤可蚀性有降低的趋势,退耕9年后对土壤可蚀性有较明显的改善。2)相同退耕年限,退耕植被类型改善土壤可蚀性能力为乔木混交林>乔灌混交林>乔木林>灌木林,且退耕年限越长变幅越大,差别越明显。     

尖山河流域不同植被类型坡面产流产沙量研究

对云南省玉溪市小尖山流域径流小区进行定位观测试验,对珠江石灰岩溶地区的不同植被类型坡面产流产沙量进行分析,结果表明：①该小流域降雨量年内分配不均,雨季（6—9月）占全年降雨量的83．2％,当降雨量大于5mm或10min雨强大于9mm／h时都会使该流域坡耕地发生产流．②灌草丛和次生林比坡耕地减少产流54．29％和92．06％,比人工林减少产流52．78％和87．13％．4个径流小区的产流大小顺序为：坡耕地〉人工林〉退耕地-灌草丛〉次生林．③土壤侵蚀量随着径流量的增加而增加,灌草丛和天然次生林分别比坡耕地减少土壤侵蚀量95．96％和99．02％,比人工林减少土壤侵蚀量64．60％和91．40％,其大小顺序与产流量一致．坡耕地、人工林、灌草丛的侵蚀量主要是由几次单次侵蚀贡献的,而次生林则是平均贡献．因此次生林防止水土流失的效果最好,在建立人工林时,应该考虑合适的复层结构,乔灌结合才能达到水土保持的最佳效果．     

缙云山自然保护区4种森林类型林地土壤的持水特性研究

对缙云山自然保护区的常绿阔叶林、针阔混交林、竹林、灌木林林地及农地(对照)土壤的物理性质、土壤水分的入渗性能进行了测定分析,结果表明:其林地(农地)表层土壤容重的顺序为,常绿阔叶林>针阔混交林>竹林>农地>灌木林;土壤非毛管孔隙度的顺序为,灌木林>针阔混交林>竹林>常绿阔叶林>农地。灌木林林地土壤的有效水分涵蓄量要明显大于其他的森林类型,其蓄水量是竹林的1.4倍,是农地的2.14倍。4种森林类型林地及农地土壤的水分下渗性能,其层间稳渗率以腐殖质层>淀积层>母岩层;在土壤层,以竹林和农地的水分初渗为高。灌木林林地土壤的水分渗透性能极强,其初渗值达到了10.169 mm/min。从土壤水分的入渗性能来看,灌木林涵养水源和理水调洪的功能要远大于其他森林类型,针阔混交林要优于常绿阔叶林,而竹林最差。然而,对于遭遇短历时较高强度的降雨而言,竹林的理水调洪作用可能略好于针阔叶混交林和常绿阔叶林。     

杭州西溪湿地中不同土地利用类型的种子库特性

湿地生态系统是自然界最重要的生态系统之一.但随着我国人口的增长、城市化和工农业经济的快速发展,湿地面积急剧减少,湿地生态系统遭到严重破坏.尤其是城市边缘湿地,受城市化、工业化影响最深,破坏程度最大.如何在不影响湿地生态系统的前提下实现城市经济的可持续发展,已成为城市规划中的当务之急.