黄土丘陵区草地根系生物量对踩踏干扰生物结皮的响应

为明确干扰生物结皮对高等维管束植物的影响,本研究以黄土丘陵区退耕封禁20年左右的草地为对象,通过野外调查与室内分析相结合,研究了踩踏干扰对退耕地生物结皮及植物根系生物量的影响。结果表明：干扰降低了生物结皮盖度,增加了植物盖度;干扰显著增加植物根系总生物量,37%干扰度组较不干扰组增加104.55%,其中0~10 cm土层较不干扰组增加204.59%;干扰增加了0~10 cm土壤含水量,48%干扰度组较不干扰组增加22.37%;干扰生物结皮降低了夏季午后土壤温度,37%干扰度组较不干扰组降低5.85℃;干扰增加了生物结皮下层土壤全氮含量,影响了土壤养分循环以及水文、温度的重新分配,促进了与之镶嵌分布的植物根系的生长,并促使草地根系浅层化。     

草毡表层演化对高寒草甸水源涵养功能的影响

高寒草甸占青藏高原面积的60%,是高原水源涵养功能发挥的主体基质。近几十年来高寒草甸呈现多模式、多途径、重危害的退化特征,已对我国水资源安全造成威胁。因此,在青海省果洛州和海北州,以典型高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,采取时空互代的方法,对其草毡表层厚度对土壤持水功能的影响进行研究,并分析影响水源涵养功能发挥的土壤因子,明晰人类活动干扰对高寒草甸水源涵养功能的作用。结果表明:随着高寒矮嵩草草甸由禾草-嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草(Kobresia pygmaea)群落和杂类草-"黑土型"次生裸地的演替,其土壤饱和持水量和田间持水量均呈单峰变化曲线,最高值出现于小嵩草群落时期(草毡表层开裂期),分别为117.08%和105.75%,最低值出现于杂类草-"黑土型"退化草地时期,分别为70.00%和60.92%;在自然条件下,草地自然含水量表现出随退化演替持续降低的趋势,土壤持水能力和草地自然含水量呈现出不同的行为分异特征。土壤容重、孔隙度、活根/土体积比、草毡表层厚度和地表生物结皮发育程度均是影响高寒矮嵩草草甸土壤持水能力发挥的主要因子,持水量与土壤孔隙度和活根/土体积比成正比,与土壤容重成反比,土壤中牧草活根对水分的吸附是高寒矮嵩草草甸水源涵养的主要机制。土壤降水入渗速率与土壤持水量无关,但却与草地自然含水量成显著相关关系。草毡表层的加厚,有利于土壤持水能力的提高,但伴随着生物结皮扩张与老化,会导致降水入渗速率的降低。保持适度厚度的草毡表层是保障高寒矮嵩草草甸水源涵养生态功能发挥的关键。     

黄河首曲沙化草地恢复重建模式研究

通过对青草沙障、草方格 山生柳Salix oritrepha密植扦插 种草、羊粪生物结皮 种草、卵石方格 种草、遮荫网 种草、山生柳密植扦插6种草地恢复重建模式研究,结果表明:效果由大到小依次为草方格 山生柳密植扦插 种草模式、羊粪生物结皮 种草促进恢复重建模式、卵石方格 种草模式、遮荫网 种草模式、青草沙障、山生柳密植扦插模式。草方格 山生柳密植扦插 种草模式,山生柳插穗成活率为92.3%,保存率为83.1%,平均生长量为12.4 cm,平均草高12 cm,覆盖度为78%,此模式值得推广。羊粪生物结皮 种草模式,各种草平均生长量为5.3 cm,覆盖度为43%~48%,是玛曲沙化草地最有前途的恢复重建模式之一,山生柳密植扦插效果最差,此模式难以推广。     

生物结皮对高寒退化草地植物群落的影响

生物结皮在各类生态系统中扮演着重要的角色,具有调控土壤水分,养分含量与侵蚀敏感性等作用,并可直接或间接地影响地上植物群落,但对植物群落发展存在促进还是抑制作用尚不清楚。本研究于2017年在青海贵南县森多镇高寒草原,设置大样方,对生物结皮种类和分布格局进行调查。结果表明：在青藏高原高寒退化草地生态系统中,生物结皮的存在显著影响了植物的群落结构,降低了杂草的比例;苔藓生物结皮的盖度与草本植物盖度在初级发育阶段的生物结皮（地衣和苔藓共存）的样方中呈显著正相关关系（P<0.05）,在高级发育阶段的生物结皮（仅有苔藓结皮存在）的样方中正相关关系极显著（P<0.01）。由此可见,生物结皮是高寒草地生态系统的重要组成部分,有调节高寒退化植物群落的结构和功能的作用。     

不同结皮破坏对退化梭梭林地土壤水分及梭梭生长的影响

在甘肃民勤对20世纪60年代建植的人工梭梭林进行植被恢复研究试验,结果表明,结皮破坏可以增加林地水分入渗深度,降低地表径流,提高土壤含水率,对退化梭梭有恢复作用。3种改造措施中,土壤水分储存效果以处理Ⅰ和处理Ⅱ较好;结皮的存在易造成坡面径流,而结皮破坏则阻止了坡面径流的产生,并增加了土壤水分入渗;退化梭梭恢复以处理Ⅰ和处理Ⅱ梭梭的枝条成活率最大,达到6.67%,新枝枝数、枝长、基部粗度以处理Ⅰ占优势;新结皮形成方面,处理Ⅰ不易形成新结皮,处理Ⅰ,处理Ⅱ和处理Ⅲ形成的新结皮厚度分别为0.22 cm,0.27 cm和0.38 cm。     

生物结皮对高寒草地植物群落和土壤化学性质的影响

生物土壤结皮（生物结皮）是退化高寒草地重要的地表覆盖物,它具有调控土壤养分循环和影响植物群落结构和特征的作用。本研究以不同盖度生物结皮、草本植物群落和土壤化学性质为研究对象,于2018年7月份在青海省贵南县高寒草地展开试验调查和取样。结果表明：生物结皮盖度的变化显著影响了草本植物群落的结构,降低了禾本科植物的比例和植物群落的平均高度（P<0.05）;生物结皮盖度与土壤酸碱度呈极显著的负相关关系（P<0.01）,与土壤全氮含量呈极显著的正相关关系（P<0.01）,与土壤有机碳含量呈显著的正相关关系（P<0.05）。可见,生物结皮的存在和盖度变化会显著影响高寒草地草本植物群落和土壤养分循环,在高寒草地退化问题的治理中可能扮演着重要的角色。     

放牧强度对黄土丘陵区生物结皮土壤化学计量学特征的影响

研究以位于黄土丘陵区的固原、定边、神木、安塞为研究区域,以各区20年以上封禁草地（G0）为对照,分析了不同放牧强度（以羊粪球密度计：G1,0~10个·m^-2;G2,10~20个·m^-2;G3,>20个·m^-2）下生物结皮层及0~2 cm土层土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及生态化学计量学特征。结果表明：放牧仅降低安塞藓结皮盖度,对各地区的藻结皮盖度和生物量均无影响;从各区域来看,除神木生物结皮层和0~2 cm土层SOC、TN、N：P、C：P在G3下降低以外,其余地区各放牧强度下SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无降低现象;总体来看,各强度放牧对生物结皮层SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无影响,对0~2 cm土层SOC、TN、TP含量及C：N无影响,而N：P、C：P在G3降低。综上,放牧强度小于G3时,黄土丘陵区退耕草地生物结皮土壤养分及生态化学计量学特征无降低现象。     

矿区排土场人工草地土壤水分及入渗特征效应

本研究以露天煤矿排土场新土体上建植的不同人工草地为对象,分析了不同人工草地地上生物量、土壤水分及土壤入渗性能。结果表明,不同人工草地地上生物量之间差异显著(P<0.05),灌木和草灌混播草地的地上生物量比单一草种草地高,冰草+沙蒿和沙打旺+沙蒿草地地上生物量分别比单一种植冰草和沙打旺的草地高40.84%~47.88%和27.31%~53.49%;不同人工草地土壤含水量随深度增加而增大,20~30 cm层土壤含水量花棒草地最高;不同人工草地地上生物量和土壤水分的累加值呈负相关关系;草灌混播草地的平均土壤初始入渗速率比单一草种草地高44.25%。本研究结果表明,在矿区排土场新土体改良和植被恢复建设中应以草灌混播人工草地为主,可有效提高草地生产力,改善土壤的水分状况和入渗性能,利于植被生长的可持续。     

几种草被植物的水土保持效应研究

利用小型观测场,对比了几种草被植物地降水、径流量、土壤侵蚀量和土壤的物理性质.结果表明, 与裸地相比,草被植物可以增加土壤的覆盖度,减少降水的径流系数,减少土壤侵蚀量,其中百脉根Lotus corniculatus的效应最为明显.草被植物可以减小土壤容重,增加土壤空隙率,使土壤蓄水保水能力增加,同时提高土壤入渗速率和土壤的抗蚀性,其中百脉根地土壤含水量和入渗速率最大,苇状羊茅Festuca arundinacea地崩解所需时间最长.如苇状羊茅地、葛藤Pueraria lobata地、百脉根地和空旷地0～2 m土层土壤平均含水量分别是15.74%,15.83%,16.06%和14.61%,苇状羊茅、葛藤、百脉根地土壤完全崩解所需时间分别比空旷地多780,627,704 min.     

退化程度对玛沁高寒草甸植物群落及土壤持水能力的影响

为探讨退化程度对三江源高寒草甸植物群落演替及水源涵养能力的影响,本研究选取青藏高原三江源玛沁不同退化程度高寒草甸样地,通过野外监测及室内试验相结合的方法,分析不同退化程度对三江源高寒草甸植物群落盖度、高度、物种数、生物量及土壤容重、饱和导水率和持水能力的影响.结果表明:1)高寒草甸不断退化过程中,玛沁高寒草甸植物平均高...     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

调亏灌溉对高寒荒漠区人工混播草地土壤环境与牧草生长的影响

针对中国高寒荒漠草原区牧草种植模式单一、产量水平低下的草业畜牧业生产现状，探究更为有效的灌水模式以提高牧草产量，以实现区域水土资源高效利用。以燕麦和箭筈豌豆混播草地为研究对象，采用大田试验对比分析了7种调亏灌溉模式（拔节期轻度亏水BW₁：65%~75%，拔节期中度亏水BW₂：55%~65%，拔节期重度亏水BW₃：45%~55%，开花期轻度亏水KW₁：65%~75%，开花期中度亏水KW₂：55%~65%，开花期重度亏水KW₃：45%~55%，以全生育期充分灌水QW₀：75%~85%为对照）对混播草地土壤水分、土壤温度和土壤养分及牧草株高、茎叶比、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：1）平均土壤贮水量随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势，同一亏缺度条件下，拔节期亏水与开花期亏水间无显著差异。2）水分亏缺处理的平均土壤温度显著高于充分灌水处理，且水分亏缺度一定时，拔节期亏水处理的平均土壤温度显著高于开花期亏水处理。3）收获后各处理的土壤养分含量较播种前呈降低趋势。与充分灌水相比，开花期轻度亏水可显著提高土壤速效氮含量，而中度或重度水分亏缺不利于牧草对土壤速效磷和钾的吸收。4）同一灌水模式下，燕麦株高、茎叶比和产量均显著高于箭筈豌豆。7种灌水模式的草地耗水量为386.1~502.6 mm，与处理QW₀相比，处理KW₂的灌水量减少20.6%，牧草总产量无显著差异，可获得较高的水分利用效率（31.5 kg·hm^-2·mm^-1）、灌水利用效率（81.0 kg·hm^-2·mm^-1）、氮素吸收效率（0.99 kg·kg^-1）和氮肥偏生产力（191.1 kg·kg^-1），是高寒荒漠区燕麦与箭筈豌豆混播人工草地节水、增产和高效的水分管理模式。     

Biological soil crusts of the Succulent Karoo: a review§

The Succulent Karoo is characterised by a dense coverage of biological soil crusts (biocrusts) belonging to different types and successional stages. Whereas the Soebatsfontein region hosts cyanobacteria-dominated and minor amounts of lichen- and bryophyte-dominated biocrusts, the Knersvlakte comprises a rich cover of hypolithic crusts growing on the sides and undersides of quartz pebbles. Apart from dominating photosynthesizers used to classify biocrusts, each crust type hosts a rich and specific fungal and bacterial community and also diverse protists. In a remote-sensing mapping approach, soil-inhabiting biocrusts of the Soebatsfontein region covered ～27% of the surface area, whereas in the Knersvlakte soil-inhabiting biocrusts covered ～16% and hypolithic biocrusts ～42% of the region. Combining these data with biomass contents, results suggested that the Knersvlakte, despite somewhat harsher environmental conditions, harboured about 65% more biocrust biomass per surface area. In physiological measurements we observed that biocrusts emit the reactive nitrogen compounds nitric oxide and nitrous acid, showing water pulse-dependent emission patterns. In addition, CO₂ gas fixation showed characteristic type-specific patterns depending on climatic conditions. Long-term microclimate measurements along a gradient revealed that forecasted climate and land-use change may be detrimental for biocrusts with potentially adverse effects on soil stability and overall fertility of the Succulent Karoo.     

祁连山东段金强河河谷高寒草地土壤的水文特征

祁连山东段高寒草地土壤水文效应对该区域陆面水文过程、水文循环、石羊河水资源和生态环境维持等作用巨大。因此,深入开展高寒草地土壤水文效应研究对深入了解和认识高寒地区土壤水文过程和陆面水文过程有重要意义。为此,本研究以祁连山东段金强河河谷高寒草地为对象,分析了土壤含水量、持水特征、入渗速率和草地蒸散等土壤水文特征和变化规律。结果表明:河谷山地阳坡和河谷山地阴坡下部高寒草地田间持水量、毛管持水量和饱和持水量随土层加深先增大后减小,河谷水平阶地和山地阴坡上部高寒草地土壤持水量随土层加深逐渐增大;河谷0-30 cm土层高寒草地田间持水量和毛管持水量均为阴坡上部>阳坡下部>阴坡下部>阳坡上部>水平阶地,饱和持水量表现为阴坡上部>阳坡下部>阳坡上部>阴坡下部>水平阶地。高寒草地土壤初渗透率最小,渗透性随着渗透时间的增加土壤渗透速率不断增大,当渗透达到稳定状时土壤渗透速率最大。河谷高寒草地0-30 cm土层土壤含水量为阴坡下部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地>阳坡上部。河谷高寒草地在6月-9月的日均蒸散量为2.429 mm·d^-1,蒸散总量为293.254 mm。可见,研究区河谷地形对高寒草地土壤水文特征有显著的影响,因此对祁连山东段高寒区水资源合理管理与利用过程中要综合考虑地形与土壤水文特征之间的关系。     

Trampling Disturbance of Biocrust Enhances Soil Carbon Emission

Biocrusts play an important role in the carbon cycle in arid and semiarid ecosystems. Activities such as livestock grazing can disturb ecosystem functions of biocrusts. However, it is unclear whether disturbance intensity impacts carbon emission from these biocrusts. Few studies have investigated the transformation of carbon within biocrusts after disturbance. Here, we conducted a field experiment on the Loess Plateau, China, in which we artificially simulated different intensities of trampling to examine the response of biocrust carbon emissions to disturbance. Our results demonstrate that disturbance significantly reduced biocrust coverage. The largest decreases were observed in the second through fourth intensity, which declined significantly by 12.6–17.1%. Disturbance decreased soil organic carbon content in the biocrust layer by 2.6 g kg⁻¹–3.7 g kg⁻¹ depending on the disturbance intensity. Disturbance significantly increased the soil easily oxidizable carbon (SEOC) content in the biocrust layer. The soil microbial biomass carbon (SMBC) content of the fifth intensity increased significantly by 70.3%. The soil mineralizable carbon (SMC) content of the fourth intensity increased significantly by 78.8%. Soil carbon emissions increased significantly with increasing disturbance intensity, were higher at night than during the day, and were higher in the summer than in the fall. Together, these findings indicate that the increase of carbon emission was mainly due to increases in SEOC and SMC. Trampling disturbance increases carbon emissions from biocrust soils. These losses of CO₂ from biocrust soils after disturbance may substantially reduce the biocrust contribution to the soil carbon budget.     

全生育期干旱胁迫对‘青燕1号’燕麦叶绿素荧光参数的影响

干旱是限制燕麦生长的关键因素之一，为探究干旱胁迫对燕麦光合系统的影响，选用青海省推广品种‘青燕1号’为材料，设置4个水分梯度，即正常供水（CK，75%FWC）、轻度胁迫（60%FWC）、中度胁迫（45%FWC）和重度胁迫（30%FWC）。生育期干旱胁迫分为4类，即苗期-拔节期干旱（SJ）、苗期-抽穗期干旱（SH）、苗期-开花期干旱（SF）和苗期-乳熟期干旱（SM），并设置全生育期正常供水作为对照处理（CK）。探讨不同生育期燕麦叶绿素荧光参数对干旱胁迫的响应，以期为青藏高原燕麦抗旱育种和节水高产栽培提供理论指导。结果表明：1） 不同胁迫程度整体影响大小为：30%FWC>45%FWC>60%FWC；2） 不同生育时期胁迫整体影响大小为：SM>SF>SH>SJ；3） 胁迫程度与胁迫时期互作（Sd×Sp）对燕麦叶绿素参数影响最为显著。在30%FWC和SM时期时，叶绿素荧光参数受到的影响最大，此时光合作用的主要限制因素是非气孔限制，主要表现为PSⅡ反应中心失活，光合电子传递受阻；在60%FWC和SJ时，其受到的影响最小，此时影响光合作用的主要因素是气孔限制； 4） 在45%FWC、SH和SF时期，燕麦可通过叶片的气孔导度调节蒸腾作用和碳同化之间的关系，从而适应干旱胁迫；5） 叶绿素荧光参数的变化，间接反映了受到干旱胁迫时，燕麦光合作用能力的变化。Y（NO）、NPQ、Y（NPQ）和β与CK相比增加了85.52%、65.21%、33.76%和26.60%，F_v、F_m、ΦPSⅡ、ETR、F_m′、F_s、F₀′、qP、F₀、α和F_v/F_m分别降低了84.86%、75.41%、75.03%、75.00%、70.89%、61.38%、57.73%、57.06%、48.86%、45.61%和38.50%。     

荒漠草原石生针茅光合特性对渐进式土壤干旱过程的响应及敏感性分析

陆地生态系统碳收支对极端气候变化十分敏感。为探究石生针茅荒漠草原碳收支对土壤极端干旱过程的响应机制，本研究以荒漠草原石生针茅为试验材料，采用遮雨棚人工控水方法模拟土壤的极端干旱过程，测定多项石生针茅碳交换特征参数，分析其变化特征并对比不同参数对干旱的敏感性差异。结果表明：水分利用效率（WUE）与土壤含水量（SWC）呈显著的指数关系，气孔导度（G_s）、最大羧化速率（V_cmax）和磷酸丙糖利用率（TPU）与SWC呈显著的线性关系，其余特征参数与SWC均呈显著的二次曲线关系，且在干旱胁迫下叶片尺度的特征参数最先出现下降响应；饱和光强下叶片净光合速率（A_sat）、蒸腾速率（E）、最大电子传递速率（J_max）、PSⅡ的有效光化学量子产量（F_v′/F_m′）、PSⅡ的实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和生态系统净碳交换（NEE）均存在水分阈值；在干旱过程中，G_s、WUE、V_cmax、TPU、生态系统呼吸速率（R_e）和生态系统总初级生产力（GEP）最先开始下降，E、NEE和J_max的整体变化速率较快；导致石生针茅叶片光合速率下降的主要原因由气孔限制转为非气孔限制时的SWC为14.73%，而石生针茅生态系统由碳汇转变为碳源的SWC为7.85%。可见，石生针茅生态系统的碳交换与土壤含水量密切相关，且土壤极端干旱显著降低了其碳吸收。     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明：APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R²）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm^-2和0.17 t·hm^-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0~1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R²为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm^-2、0.017 t·hm^-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm^-2、0.018 t·hm^-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0~1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10~0.15）的区域以400~600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4~6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。     

降水水平对荒漠草原生物土壤结皮碳、氮和微生物的影响

生物土壤结皮是荒漠化地区地表景观的基本组成部分和土壤养分的主要供给来源，降水格局影响该区域生态系统的稳定性。以自然降水为对照，通过使用遮雨棚和喷灌系统控制降水输入，探究降水量对生物土壤结皮及下层土壤碳、氮和微生物的影响，为气候变化对荒漠草原生态系统稳定性的影响提供基础数据。结果表明：1）-50%降水处理有利于土壤有机碳（SOC）、土壤微生物生物量碳（SMB-C）和土壤真菌的积累，并提高了结皮层及中间土层全氮（TN）含量和真菌数量，+50%降水处理提高了各土层土壤细菌数量、结皮层以及中间层土壤微生物生物量氮（SMB-N）含量，并显著降低了各土层土壤C∶N、SMB-C∶SMB-N和真菌数量∶细菌数量，不同降水处理下土壤SOC、SMB-C、SMB-N含量、细菌和真菌数量均随土层深度显著下降；2）细菌对降水减少更为敏感，而真菌比细菌更能抵御干旱气候，土壤细菌和真菌对降水变化具有不同的适应策略；3）-50%降水处理有利于土壤养分的恢复，对结皮层以下土层土壤养分的恢复尤为明显，+50%降水处理导致结皮层和深层土壤养分略有退化。     

紫色土埂坎典型草本根系摩阻特性对土壤含水率的响应

为进一步探索紫色土埂坎草本根-土界面摩阻特性与土壤含水率的关系,以紫色土埂坎常见稗草、马唐和牛筋草3种草本根系为研究对象,设置不同土壤含水率（5%、10%、15%、20%和25%）,通过直剪和拉拔摩阻试验测定草本根-土复合体的摩阻特性指标（黏聚力、摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度）,分析了土壤含水率对不同草本根-土界面摩阻特性的影响。结果表明：1）当含水率为15%和20% 时,根-土界面黏聚力达到较小值,而摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度达到较大值。2）3种草本根-土界面拉拔摩阻特性差异显著（P<0.01）,牛筋草根-土界面平均最大抗拔力和抗拔强度分别是马唐的1.18和1.30倍,是稗草的1.14和1.10倍。3） 草本根-土界面间抗剪强度和垂直荷载的关系服从莫尔-库伦准则。当含水率为20%和25%时,根-土界面间抗拔力达到较大值。4）在相同垂直荷载和土壤含水率条件下,牛筋草根-土界面抗剪强度显著高于马唐和稗草（P<0.05）。由此可知,牛筋草根系能增强紫色土埂坎稳定性,其根系对埂坎的加固作用约在土壤含水率为15%时效果最佳。研究结果可为三峡库区紫色土埂坎固埂护坡草本植物的筛选提供参考。