科尔沁沙地结皮发育对土壤理化性质影响的研究

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地植被恢复过程中结皮的理化性质及其结皮发育对下层土壤特性的影响。结果表明,半流动、半固定和固定沙丘分别发育了物理、地衣及苔藓结皮,结皮的厚度、紧实度、水分、粘粉粒含量及各种全效、速效养分随沙漠化逆转趋势依次增加。同时,结皮的存在增加了其下层土壤的容重值,提高了颗粒组成中的极细砂和粘粉粒含量,富集了结皮下土壤的有机质、全N、全P、速效N、速效P等养分,随着结皮的发育,结皮对下层土壤的上述影响作用从半流动沙丘到半固定、固定沙地呈逐渐增长的趋势。沙漠化逆转过程中,结皮对土壤养分的富集在0-5 cm范围内,由表及里呈递减趋势。同一沙丘结皮下0-2.5 cm层土壤的容重、粘粉粒含量、养分含量均高于2.5-5 cm层及对照无结皮层相对应的值。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮及下层沉积物理化性质的研究

为定量研究我国半干旱沙区生物结皮及下层沉积物的理化性质特征,对毛乌素沙地南缘沙区生物结皮及下层沉积物理化性质进行了测定.结果表明:(1)生物结皮层细颗粒物含量随生物结皮的发育呈增加的趋势;(2)结皮及下层(0-20 cm)沉积物容重随生物结皮的发育呈减少的趋势;(3)不同类型生物结皮下层(0-30 cm)沉积物机械组成有差异,呈苔藓结皮下层沉积物中细颗粒含量最高,黑褐色藻结皮次之,浅灰色藻结皮最少的特点;(4)生物结皮层有机质、全氮、全磷含量和pH值随生物结皮的发育呈增加的趋势;(5)不同类型生物结皮下层(0-20 cm)沉积物中有机质和全氮含量呈减少的趋势,全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的垂直变化规律不明显.     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中生物土壤结皮特征

以黄土丘陵沟壑区安塞县墩滩山的退耕地为研究对象,分析了退耕地植被自然恢复过程中生物土壤结皮的特点及其对土壤水分、土壤有机质和土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)生物土壤结皮的盖度随着退耕年限的增长不断增大,结皮的厚度也渐渐增加,且稳定在0.1~0.3 cm之间;(2)有结皮样地0—40 cm土层的土壤含水量一般比对照样地的土壤含水量要低,有结皮样地和对照土壤含水量都随土层深度逐渐升高,但升高幅度逐渐变小;(3)有生物结皮的样地土壤表层0—10 cm有机质含量比对照样地有机质含量大;10—20 cm土层有生物结皮的样地比对照样地有机质含量也高,但是差异不如0—10 cm土层明显;(4)随着退耕年限的增长,土壤侵蚀量逐渐减少,与退耕初期相比,退耕10 a以上样地土壤侵蚀量可减少30%~80%。说明在退耕地植被恢复的过程中,生物结皮改善了土壤表层性质,增强了土壤抗侵蚀能力。     

黄土高原生物土壤结皮发育过程中颗粒态和矿物结合态有机碳变化特征

土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是重要的土壤碳库,其比例的变化决定土壤有机碳的周转速率及稳定性。探讨沙地生物土壤结皮发育过程中颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量、分配比例和差异性特征,对于深刻认识初始土壤形成过程中有机碳库形成、稳定机制具有重要意义。选择神木市六道沟流域生物土壤结皮4个发育阶段(藻结皮、藻结皮+少量藓结皮、藓结皮+少量藻结皮、藓结皮)为研究对象,裸沙作为对照,研究生物结皮层及结皮层下层0—2 cm, 2—10 cm, 10—20 cm土层土壤颗粒态和矿物结合态有机碳的变化特征。结果表明：(1)在BSCs土层,POC的增加速率大于MAOC,MAOC处于饱和状态;(2)在BSCs和0—2 cm土层,以微生物源有机碳为主导的MAOC主要贡献有机碳积累,在2—10 cm和10—20 cm土层,以植物源有机碳为主导的POC主要贡献有机碳积累;(3) POC和MAOC含量随土层增加而降低,随着生物土壤结皮发育而增加;(4) POC和MAOC与SOC均有显著的正相关关系,表明结皮定殖和发育显著促进了土壤有机碳积累。这些结果表明生物土壤结皮的定殖和发育能够显著...     

生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物生物量的影响

为探明生物土壤结皮对土壤微生物生物量碳和氮的影响,以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,根据固沙时间的不同将样地分为4个不同的区进行采样(55、47、30和20 a固沙区),以流沙区(0 a)和天然植被区(100 a)为对照。研究表明:人工植被固沙区的藻-地衣结皮和藓类结皮均可显著提高土壤微生物生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)含量(p0.05),且固沙年限与SMBC和SMBN含量存在显著的正相关关系(p0.05);结皮类型显著影响土壤微生物生物量,藓类结皮下SMBC和SMBN含量显著高于藻-地衣结皮下SMBC和SMBN含量(p0.05);此外,生物土壤结皮可显著提高0~20 cm土层SMBC和SMBN含量(p0.05),且这种影响随土层的增加而减弱。而且,生物土壤结皮下SMBC和SMBN含量表现明显的季节变化,表现为夏季春季秋季。水热因子是决定土壤微生物生物量季节变化的主要因子,而生物土壤结皮通过调节土壤温度和湿度而影响土壤微生物生物量的季节变化。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮中微生物数量及其影响因素

土壤微生物在维持生态系统结构、功能和过程方面发挥着重要作用。为了解半干旱沙区生物结皮中微生物数量与土壤理化性质之间的关系,对毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮及下层土壤(0—5和5—10 cm)微生物数量和理化性质进行了测定。结果表明:结皮层微生物数量大于结皮下层,结皮层微生物总数和细菌、放线菌、真菌数量随生物结皮的发育呈增加的趋势;结皮层细颗粒物含量高于结皮下层,结皮下层土壤中细颗粒物随生物结皮的发育呈增加的趋势;结皮层有机质、全氮和全磷含量大于结皮下层,结皮层有机质、全氮含量随生物结皮的发育呈先减少后增加的趋势,全磷含量随生物结皮的发育呈增加的趋势;微生物数量与土壤沙粒含量呈显著或极显著负相关关系,与粉粒、黏粒等细颗粒物和有机质、全氮、碱解氮等养分含量呈显著或极显著正相关关系,表明这些指标的变化能够敏感地指示微生物数量的变化。     

毛乌素沙地植被类型对生物结皮及其下伏土壤养分的影响

为了解旱区荒漠生物结皮的养分效应及其同植被灌丛间的关系,研究以毛乌素沙地广泛分布的苔藓、藻结皮为对象,选取4类典型植被样地,深入探讨了植被对生物结皮及其下伏土壤的养分分布的影响。结果表明:(1)沙蒿植被冠层下的藻结皮及其下伏土壤的全氮、全磷、有机质含量显著高于植被冠层间,沙柳、柠条群落则为植被冠层下的相应值显著低于植被冠层间(p0.05)。(2)沙蒿、沙柳、柠条3种群落的生物结皮及下伏土壤养分含量均随土层加深逐渐降低,而草地则表现为5—10 cm土层的土壤养分显著高于上层土壤;苔藓结皮的全氮、有机质表现为:柠条草地沙柳沙蒿,苔藓结皮的全磷以及藻结皮的养分含量均表现为:草地柠条沙蒿沙柳。(3)总体上,各类型植被下的苔藓及藻结皮均能够显著增加表层0—10 cm土壤的养分含量,且苔藓结皮的养分富集作用优于藻结皮。     

荒漠区生物土壤结皮对土壤酶活性的影响

在干旱的沙漠生态系统中,生物土壤结皮对于沙丘的固定和土壤生物的维持起着相当重要的作用。土壤酶活性能敏感地指示土壤的恢复程度,是衡量沙区生态恢复与健康的重要生物学属性,而目前关于生物土壤结皮与土壤酶活性的关系研究很少。为探明生物土壤结皮对土壤酶活性的影响,以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,根据固沙时间的不同将样地分为4个不同的区进行采样(57、49、32和22 a固沙区),以流沙区(0 a)和红卫天然植被区(100 a)为对照。研究表明:人工植被固沙区的藻-地衣结皮和藓类结皮均可显著提高土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶的活性(p0.05);结皮类型显著影响土壤酶的活性,发育晚期的藓类结皮下土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶的活性显著高于发育早期的藻-地衣结皮下土壤酶的活性(p0.05);固沙年限显著影响土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶的活性,且与这三种土壤酶活性均存在显著的线性正相关关系(p0.05);目前,生物土壤结皮可显著提高0~20 cm土层碱性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶的活性(p0.05),且这种影响随土层的增加而减弱。而且,生物土壤结皮下土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和纤维素酶的活性表现明显的季节变化,表现为夏季秋季春季和冬季。腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮的存在与演替提高了土壤酶的活性,生物土壤结皮有利于该区土壤及其相应生态系统的恢复。     

鄂尔多斯沙地土壤生物结皮的理化性质

本文通过野外取样和室内分析相结合, 对鄂尔多斯沙地不同植物群落下的土壤生物结皮的理化性质进行了初步的研究。研究表明沙地固定的时间越久,其下的生物结皮越多,厚度也越大,结皮的厚度在0.3 ~ 1.5cm之间;在流动沙丘表面形成生物结皮后,结皮中的颗粒组成发生明显的变化,其中0.25 ~ 0.05mm级别的粗砂粒明显减少,而且随着结皮形成的厚度增加,其减少的幅度越大,最大减少的幅度可达30%;随着结皮厚度的增加,结皮的容重也明显增大,室内测定的毛管持水量明显增加,表现出强烈非孔隙吸水现象。但较厚的生物结皮也具有明显的阻水作用,也是导致老固定沙丘植物群落衰退的原因之一。结皮厚度越大,其有机质、全N、全P、速效N、速效P、速效K含量也越高,且以沙地柏下的各种养分含量最高,结皮中的最高有机质含量是流沙的13.5倍(未除去生物残体时),说明生物结皮具有显著的养分富积作用。随着有机含量的增加,其C/N和C/P比呈增加趋势,而pH有轻微的下降趋势。总之,通过对鄂尔多斯沙地生物结皮的初步分析,可以明显看出沙地生物结皮对土壤理化性质有明显的影响,对沙地的生态系统的影响需要进一步研究。     

黄土表面结皮对夏闲坡耕地土壤水分的影响研究

土壤结皮是土壤在降雨作用下团聚体发生物理变化而形成的。黄土高原的坡耕地普遍存在着表土结皮现象。试验表明 ,表土结皮对黄土地区坡耕地 5 0cm土层内的土壤含水量有明显影响 ,打破结皮可使土壤入渗率提高 ,并有效地抑制和减少水分蒸发 ,提高土壤保水能力。耕层土壤含水量随地面坡度的增加而减少 ,土壤结皮可使地面坡度对土壤含水量的影响程度加大     

Biological soil crust and surface soil properties in different vegetation types of Horqin Sand Land,China

Physical and chemical properties (including coverage, thickness, hardness, moisture, particle size distribution, organic matter and nutrient contents etc.) of biological soil crust and 0–5.0 cm surface soil under the crust in three types of vegetation (semi-shrub Artemisia frigida, shrub Salix gordejevii and tree Populus simonii) were surveyed in 2005 and 2006 in Horqin Sand Land to understand the effects of different vegetation types on development of soil crust and surface soil properties under crust. The results showed that 1) no physical soil crust or biological soil crust (BSC) formed on mobile dunes without vegetation, though most ground surface in originally mobile dunes had been covered by BSC fifteen years after planted vegetation was established; 2) BSC development was best in shrub S. gordejevii sites, second in semi-shrub A. frigida sites, and weakest in tree P. simonii sites; 3) development of BSC was better in moss crust distributed mainly beneath or near plant canopies than in lichen crust distributed mainly between plant canopies in all three vegetation types; 4) surface soil properties 0–5.0 cm under BSC were improved significantly in all three vegetation types compared to those in mobile sand land. The magnitude of improvement was greater in S. gordejevii sites than in A. frigida and P. simonii sites, and greater in moss crust sites than lichen crust sites, but the magnitude of improvement decreased significantly with increasing surface soil depth; 5) based on the above-mentioned results, we suggest that S. gordejevii should be favored in future planting in Horqin Sand Land.     

科尔沁沙坨地-草甸地冻融期地温与最大冻结深度的变化规律

[目的]探究科尔沁沙坨地—草甸地土壤温度与冻结深度的变化规律,为合理指导该区农工生产和建设提供支持。[方法]基于2007—2015年冻融期人工观测数据,对比分析科尔沁沙坨地与草甸地冻融期多年土壤温度与最大冻结深度变化规律。[结果]研究区100cm处沙坨地与草甸地多年土壤温度的标准差变化规律基本一致,草甸地要小于沙坨地,但融解后期由于草甸地融解期历时较长,其标准差大于沙坨地;同时考虑土壤温度和土壤水分对最大冻结深度的影响时,沙坨地在200cm处和草甸地在140cm处的R2分别为0.959和0.788。[结论]研究区内沙坨地先冻结与先融解,沙坨地最大冻结深度较草甸地深,同时考虑土壤温度与土壤水分的最大冻结深度的拟合优度最好,沙坨地与草甸地中最大冻结深度与土壤温度和土壤水分均呈负相关关系。     

科尔沁沙丘-草甸相间地区表土饱和导水率的土壤传递函数研究

以科尔沁沙地典型坨-甸相间地区为研究区,野外布设240个采样点,对流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、沙丘区杨树林、沙丘区耕地、低覆盖度草甸、高覆盖度草甸、草甸区耕地、撂荒地9种地貌类型下的表层土壤进行了采样,测定了其含水率、干容重、有机质、饱和导水率等理化特性,分析了不同地貌类型下表层土壤理化参数差异。选取Campbell、Cosby、Wosten等、Saxton等4种土壤饱和导水率传递函数,对该地区表土饱和导水率进行了预测。结果显示这几种土壤传递函数预测值与实测值偏差较大,相关系数均小于0.3,精度难以满足本地区应用。在此基础上,选取土壤容重、有机质含量、饱和含水率、平均粒径、粒径标准偏差5种土壤特性参数作为输入变量,采用主成分分析与非线性回归分析相结合的方法,重新建立了预测本地区表土饱和导水率的土壤传递函数,结果显示预测值与实测值相关系数为0.661,该传递函数可用于科尔沁沙地表层土壤饱和导水率的预测。     

科尔沁沙地固定沙丘土壤氮素空间分布特征研究

为了研究固定沙丘土壤N素空间分布特征,选择以栽植小叶锦鸡儿25年后的固定沙丘为研究对象,从迎风坡、顶坡和背风坡3个位置4个层次(0～5、5～10、10～20和20～40 cm)进行取样分析.研究结果表明:全N、NO_3~--N和NH_4~+-N含量均随着土层加深而呈现出减少的趋势,0～5 cm土层显著高于其他各层.表层土壤受凋落物的影响较大,从而相对于深层土壤来说积累了更多的N素.全N、NO_3~--N和NH_4~+-N含量在不同坡位间存在显著差异(p＜0.01):全N和NO_3~--N含量在迎风坡较高,而NH_4~+-N含量在背风坡较高.丛下全N、NO_3~--N和NH_4~+-N的含量显著高于丛间(p＜0.01).土壤电导率与全N、NO_3~--N、NH_4~+-N含量呈显著正相关,而pH与NO_3~--N、NH_4~+-N含量呈显著负相关,NO_3~--N、NH_4~+-N的富集降低了土壤pH值.小叶锦鸡儿的栽植对沙土改良具有重要意义.     

中亚热带天然次生常绿阔叶林水文生态效应研究

以科尔沁沙地为研究区域,测定分析了流动沙丘栽植22a的樟子松林和24a的小叶锦鸡儿灌木林对土壤物理组分有机碳分配的影响。结果表明,(1)流动沙丘造林后土壤粗砂、极细砂和黏粉粒含量增加,细砂含量减少,土壤容重降低。(2)流动沙丘栽植樟子松和小叶锦鸡儿林后,全土有机碳储量分别增加357和514g/m2,增幅为729%和1 050%。(3)流动沙丘、樟子松和小叶锦鸡儿林地土壤轻组质量分别为0.08%,1.24%和1.14%,轻组碳储量分别为9.7,182.5和185.9g/m2,占其全土碳储量的比例依次为20%,45%和33%。(4)土壤有机碳在不同粒级土壤中的分配状况为,流动沙丘:细砂>粗砂>极细砂>黏粉粒;樟子松林地:粗砂>细砂>极细砂>黏粉粒;小叶锦鸡儿林地:粗砂>极细砂>细砂>黏粉粒。(5)流动沙丘造林后,轻组有机碳储量的变化比总有机碳的变化更为明显,粗砂组分中非保护性有机质的增加是引起土壤总有机碳变化的主要原因。     

板栗林地水土保持截水工程措施对土壤特性的影响

通过采集浙江省安吉县2种典型板栗林不同坡面位置表层土壤样品,分析有无截水工程措施板栗林土壤特性之间的差异.结果表明：坡面截水工程措施对板栗林沟间坡面土壤性质没有明显的改善作用,其土壤有机质、速效钾和有效磷质量分数分别比无措施板栗林低5.88％、6.68％和33.54％,砂粒质量分数比无措施板栗林高10.57％.板栗林侵蚀地坡度的急剧变化导致坡面不同位置土壤养分和土壤颗粒组成的明显变化,2种板栗林坡度增加段土壤养分质量分数低,土壤砂粒质量分数相对较高;而坡面截水工程措施使得坡面土壤颗粒组成相对稳定,但要改善林地土壤肥力还必须与其他水土保持措施相结合.     

黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙过程的影响

探究黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙的影响和作用机理,为黄土高原坡耕地水土流失防治提供科学依据.通过室内人工模拟降雨试验,研究坡耕地沉积结皮和翻耕以后形成的击溅结皮对坡面产流产沙过程的影响.根据研究区坡耕地结皮形成的特点,试验共设计5个处理,分别为裸地、沉积结皮、沉积结皮破坏、翻耕和翻耕击溅结皮,每个处理对应2...     

陕北毛乌素沙地生物结皮发育特征的初步研究

通过野外采样和室内分析相结合,掌握了陕北毛乌素沙地不同采样点生物结皮层的理化性质以及该地区生物结皮的发育特征,为以后进一步研究毛乌素沙地生物结皮的防风固沙效应奠定了理论基础.结果表明:随着生物结皮的发育,结皮层厚度增加.最大值为11.82 mm;土壤颗粒细化,0.02～0.05 mm之间的颗粒含量为7.3%～27.7%,高于流沙中的颗粒含量;由于颗粒的细化,结皮层容重增加,其抗剪强度明显提高,且抗剪强度与厚度和容重之间存在一定的相关性.生物结皮层pH值为7.23～7.81,低于流动沙地的pH值;有机质、N和K含量明显高于流沙的含量;P含量有所增加但不明显.研究表明,各个样点的生物结皮效应表现有所不同,原因有多方面.主要是结皮的发育程度、植被盖度以及采样点地形地貌之间的差异所引起.     

土地利用类型对土壤微生物量和有机质的影响

对陕北黄土丘陵区农地、园地、人工草地、荒地、灌木林地、经济林地和乔木林地等7种不同土地利用类型土壤剖面4个土壤层次的土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、土壤呼吸(RS)和土壤有机质含量(SOM)进行了测定.分析了MBC,MBN,RS,SOM和全氮(TN)之间的相关性;并对土壤微生物对土壤健康的生物指示功能和土地利用类型对土壤有机质的影响进行了研究.结果表明,各土地利用类型表层土壤MBC和MBN分别在84.14～512.78和4.29～41.83 mg/kg之间,RS在108.69～235.71 mg/kg之间.荒地和乔木林地的土壤微生物量含量和RS值较高,农地较低;SOM在0.510%～1.547%之间,在乔木林地和经济林地较高,在农地,园地和人工草地较低,且在不同土地利用类型之间的差异显著.土壤微生物量和RS与SOC,TN显著相关,说明土壤微生物学特征可以用来表示土壤健康水平.农地转变为其它土地利用类型后会明显提高土壤微生物量和有机质含量,尤以表层土壤增幅最为明显.