花岗岩崩岗不同层次土壤抗冲性及其影响因素

针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的淋溶层(A层)、淀积层(B层)、过渡层(BC层)以及母质层(C层),采用不同坡度(8.8%,17.6%,26.8%,36.4%,46.6%)和不同流量(0.2,1.0L/s)相结合的室内放水冲刷试验,分析崩岗各层次土壤的抗冲性指数,初步探讨花岗岩崩岗不同坡度及各层次土壤主要理化性质对抗冲性的影响。结果表明:(1)湖北通城县崩岗土壤A层、B层、BC层以及C层的理化性质存在较大差异。(2)当流量一定时,随着坡度的增大,土壤的抗冲性指数均表现为减小的趋势;当坡度一定时,大流量条件下土壤的抗冲性指数较小;在相同坡度和流量条件下,土壤的抗冲性指数均由A层向C层递减,说明A层抗冲性能最好,C层最差。(3)各层次的土壤抗冲性指数随坡度呈显著的线性递减关系(p0.05),土壤的抗冲性能随坡度的增加而减小,其中A层回归方程的系数项绝对值最大,常数项也最大,说明A层的抗冲性随坡度的变化最快,抗流水侵蚀能力最强,土壤流失量最少。(4)土壤抗冲性与粉粒含量、黏粒含量、水稳性指数、渗透系数呈正相关;与土壤干密度、砂粒含量呈负相关,其中和干密度以及水稳性指数的相关性较高,表现为极显著相关;土壤抗冲性与有机质含量、CEC、游离氧化铁呈正相关,与土壤pH呈负相关,其中与有机质含量的相关性系数大于0.9,相关性极显著。     

柏木低效林不同改造模式土壤抗冲性能

以四川省德阳市旌阳区低效柏木林改造8年后的5种模式(麻栎+杂交竹模式(LZ)、纯杂交竹模式(CZ)、柏木+桤木+杂交竹模式(BZQ)、柏木+麻栎模式(BL)、柏木+杂交竹模式(BZ))作为研究对象,柏木纯林(CB)作为对照,对柏木低效林不同改造模式的土壤抗冲性能进行研究。结果表明:(1)除LZ外,林分改造显著提高了表层土壤抗冲性能,其大小顺序为BZQ>BZ>CZ>BL>CB>LZ。方差分析显示,BL和CZ以及CZ与BZ之间差异不显著(p>0.05),各模式均与对照差异显著(p<0.05),表明在纯柏木林分中间植其他树种能有效提高林分土壤抗冲性,改造效果以BZQ最优。(2)林分改造显著增加了林分物种多样性,且表现出灌木层>草本层的趋势。灌、草层各物种多样性指数以BZQ相对较高,CZ和LZ相对较低,灌木层各物种多样性指数与抗冲性指标之间均未达到显著相关(p>0.05),草本层各物种多样性指数与抗冲性指标之间均呈显著(p<0.05)甚至极显著(p<0.01)相关。(3)林分改造显著影响土壤微生物以及土壤酶活性。不同模式同一土层表现出BZQ土壤细菌、真菌、放线菌数量最大,蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性最高;CB各微生物数量最少,酶活性最低。不同模式同一土层以及同一模式不同土层间的微生物数量、酶活性表现出显著差异(p<0.05)。抗冲性能与蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、脲酶活性和放线菌数量均呈极显著正相关(p<0.01),与细菌数量和总微生物数量均呈显著正相关(p<0.05)。(4)柏木低效林改造模式中0-10cm土层的细根生物量依次为CZ>BZQ>BZ>CB>BL>LZ,与土壤抗冲性顺序不同,可能是由不同树种的生物学特性所致。     

科尔沁沙地南缘不同林草措施根系对土壤抗冲性的影响

为了探明沙地植被根系对土壤抗冲性的影响机理,以科尔沁沙地南缘不同林草措施为研究对象,采用野外采样和原状土冲刷相结合的方法,分析了不同林草措施根系分布特征及其对土壤抗冲性的影响。结果表明:风沙地不同林草措施下以0.5 mm的根系最多(占根长密度83.52%),根系总根长密度表现为杨树林地(12.09 cm/cm~3)樟子松林地(8.02 cm/cm~3)灌木林地(7.03 cm/cm~3)荒草地(4.48 cm/cm~3)花生地(3.89 cm/cm~3),不同径级根系在土壤中的分布存在较大的空间变异性。根系重密度大小表现为杨树林地、樟子松林地、花生地、灌木林地、荒草地,根生物量与根系总根长密度大小表现为同样趋势;土壤抗冲性强化值表现为樟子松林地(0.786 4 L·min/g)杨树林地(0.758 4 L·min/g)灌木林地(0.458 4 L·min/g)荒草地(0.296 4 L·min/g)花生地(0.064 L·min/g),土壤抗冲性能强化百分率大小为樟子松林地、杨树林地、灌木林地、荒草地、花生地;土壤抗冲性强化值与根系径级0.5 mm,0.5～1 mm,1～3 mm的根系长度呈显著线性正相关,与根系径级3 mm的根系长度呈显著线性负相关。1～3 mm根系是影响土壤抗冲性的主要因素。根系径级3 mm是根系长度对土壤抗冲性强化影响的阈值。林地的抗冲性增强效果最好,建议推广使用。     

退耕地青海云杉人工林土壤抗冲性试验研究

青海云杉为青海省大通县的顶极植物群落树种,是当地退耕还林的主要树种.通过研究退耕地青海云杉人工林的土壤抗冲性,对于科学指导当地生产实践、制定退耕还林方案等十分必要.三因素三水平的正交试验结果表明,土层、坡度、流量对抗冲性的影响依次增强,以流量对抗冲性的影响最大.＜1 mm根数是影响土壤抗冲性的主要生物因素,＜1 mm根数越多,土壤抗冲性越强.青海云杉人工林根系为表层聚积、下层骤减的分布类型.表土层(0～20 cm)为根系密集分布层,＜1 mm根数占98.88%,根长占91.37%,该层根系对土壤颗粒的网络粘结作用最好,抗冲性最强,其平均值达到0.830 min/g,为中层(0.201 min/g)抗冲性的4倍.退耕还林还草工作中,应重视对在表土层中密集分布须根类型植物的应用.     

不同植被条件下土壤抗冲性及其影响因素

采用野外实地放水冲刷的方法,以刺槐林、混交林幼林、天然次生林、退耕岷江柏林、岷江柏幼林、灌木林地为研究对象,研究了土壤抗冲性变化特征及其影响因素。结果表明,不同植被条件下土壤径流量随冲刷时间的变化较明显,总体上表现为先增大后减小,呈单峰变化。对照裸地(CK)径流随时间变化量低于灌木林地,但高于其它植被条件。不同植被条件下土壤冲刷过程中含沙量呈先降低后趋于平缓的变化规律。退耕岷江柏林、灌木林和岷江柏幼林地在产流过程中径流含沙量随时间变化较平稳,其中退耕岷江柏林地径流含沙量最小。混交林地含沙量总体较小,趋于稳定的时间滞后于其它植被条件。不同植被条件下土壤抗冲指数由大到小依次表现为:退耕岷江柏林>岷江柏幼林>刺槐林>灌木林>天然次生林>混交林幼林>裸地(CK)。不同植被条件下,土壤容重与抗冲指数呈显著负相关,微团聚体组成中<0.001mm颗粒与土壤抗冲指数间呈显著正相关关系,其它粒级颗粒与土壤抗冲指数之间的相关性均未达到显著。土壤速效磷与抗冲指数呈显著负相关关系。     

北川河流域中国沙棘的分布、组成与群落学特征

位于黄河上游的北川河流域,区内海拔高度2 300~3 600 m的范围内,分布着各种类型的中国沙棘林分。其中,青海云杉 中国沙棘、白桦 中国沙棘这2种自然林分类型,适宜在海拔2 700~3 000 m之间的脑山区仿建;华北落叶松 中国沙棘、青杨 中国沙棘这2种人工混交类型,适宜在海拔2 700 m以下的浅山区阴坡、半阴坡布设;而中国沙棘纯林及林草复合类型,在脑山区及浅山区的阴坡、半阴坡,均易于人工仿建;海拔3 000 m以上高寒山区,属于中国沙棘林分的封禁管护范围。中国沙棘各类林分在演替过程中,随着林分郁闭度增高,林下植物种类不仅由阳性、中生向耐荫逐步发展过渡,而且种类数量随着郁闭过程也在不断减少,丰富度指数呈现着“小-大-小”的变化历程,而优势度指数恰好相反,为“大-小-大”的过程。北川河流域植被演替趋势是达到当地顶极群落-青海云杉-藓类林。生产实践中应科学仿拟中国沙棘林的自然分布模式,充分发挥各类中国沙棘林分多方面的生态经济功能。     

北川河流域退耕还林不同配置模式的水文效应

对青海大通北川河流域山地退耕还林不同配置模式的水文效应进行了研究，结果表明，不同配置模式植冠层截留量、枯枝落叶层的容水量、土壤总持水量随着林分植冠层生物量和枯枝落叶层现存量的增加呈上升趋势，同时，在林分总蓄水量中，土壤持水量所占比值较大（〉97％），而土壤稳渗速率随着土壤总孔隙度的增大而增大。其中：（1）在浅山区，植冠层截留量和枯枝落叶层的容水量以模式D（中国沙棘）最大，分别为1．43mm，1．87mm；土壤持水量和林分总蓄水量以模式C（青杨＋枸杞）最大，分别为327．88mm，329．07mm，稳渗速率则以模式A（川赤芍）最大，为4．8mm／min。（2）在脑山区．植冠层截留量、枯枝落叶层容水量、土壤总持水量、林分总蓄水量和稳渗速率均以模式F（青海云杉）最大，依次为2．37mm，6．24mm，323．3mm，331．91mm，6．8mm／min。     

刺槐,柠条,沙棘林土壤入渗及抗冲性对比试验

试验结果表明：刺槐、柠条、沙棘林土壤入渗性能均高于荒地。从初渗率到稳渗率，刺槐林最高，初渗率柠条林最高，沙刺林稳渗率高于柠条林。３种林地的土壤抗冲性均大于地。土壤表层抗冲性以柠条林最大，刺槐、沙刺林次之，荒地最小。刺槐、柠条、沙棘林土壤冲刷模数与土深度、冲刷坡度、须根含量关系密切，并呈多因子乘积函数关系，为研究乔灌林保持水土机理和土壤抗冲性测定提供依据。     

晋西黄土区不同植被类型土壤抗冲性及表层根系分布特征

采用原状土冲刷水槽法,以油松林、刺槐林、山杏林、荆条地及荒草地土壤为研究对象,研究了晋西黄土残塬沟壑区蔡家川流域不同植被类型土壤抗冲性能及植物根系对土壤抗冲性的影响。结果表明:(1)在原状土冲刷试验过程中,各植被类型径流量随冲刷时间的变化趋势不明显,含沙量随时间延长先减少后趋于平稳,土壤抗冲指数呈逐渐增加的趋势。(2)各植被类型总根长密度、根表面积密度、根体积密度及根生物量密度均表现为刺槐、油松林地较大,山杏、荆条、荒草地较小且相差不大,总根系参数之间均存在正相关关系。各植被类型不同根径范围(0～0.5,0.5～1.0,1.0～2.0,2.0～5.0,5.0 mm)的根系指标中,0～0.5 mm径级的根长密度均最大,根体积密度总体表现为细根比粗根小。(3)不同植被类型植物根系均能增强土壤的抗冲性,增强效应表现为刺槐林地和油松林地较强,山杏、荆条、荒草地较弱。植物根系指标中1 mm径级的根长密度、根表面积密度、根体积密度与土壤抗冲性增强值呈显著或极显著正相关关系。其他径级根系参数与土壤抗冲性增强值相关性不显著。     

北京石质山区不同水土保持措施对土壤物理性质及抗冲性的影响——以房山区蒲洼小流域为例

为评价北京山区多年来小流域综合治理的水土保持效果,也为以后小流域治理和植被重建提供理论支撑,以房山区蒲洼小流域为研究地,采用典型样地调查、野外抗冲性实验和室内样品处理的方法,对比分析不同水土保持措施的土壤物理性质、土壤质地和抗冲性.结果表明:随着土层加深,各类措施下土壤密度均呈现增大趋势,总孔隙度和毛管孔隙度呈现减小趋势,而非毛管孔隙度没有明显规律.不同水土保持措施下,土壤密度、总孔隙度和毛管孔隙度均有改善(侧柏林除外),改善程度由好到差依次为:辽东栎次生林＞油松落叶松混交林＞石坎梯田＞油松林＞落叶松林＞灌丛;各类措施下土壤颗粒均以细、中粉粒为最多,分形维数显示各类水保措施土壤通透性均较为良好;相比荒地,各类措施下土壤冲刷量显著减小,径流时间延长,冲刷量依次为油松落叶松混交林(0.82 kg/cm3)＜侧柏林(1.14 kg/cm3)＜落叶松林(1.30 kg/cm3)＜辽东栎次生林(3.91 kg/cm3)＜油松林(5.96 kg/cm3)＜荆条灌丛(10.88 kg/cm3),延缓径流冲刷时间由大到小依次为:辽东栎次生林(55.65 s/m)＞油松落叶松混交林(46.82 s/m)＞落叶松(28.19 s/m)＞荆条灌丛(22.39s/m)＞侧柏林(17.48 s/m)＞油松林(16.94 s/m).土壤抗冲性与细、中粉粒体积分数(正相关)、非毛管孔隙度呈显著(负相关)关系最为密切,由此推出大根径的根系穿插形成的非毛管孔隙对土壤抗冲性是负效应.综上,油松落叶松林混交林提升土壤蓄水持水性能、土壤抗冲性均显示出很大的优势;石坎梯田效果也较好,是小流域治理应首先考虑的2类措施.     

砒砂岩区沙棘人工林雌雄分异规律

雌雄分异规律的研究对于晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程的建设具有十分重要的意义。通过对36块沙棘人工林标准地的调查统计发现：这一地区沙棘人工林雌雄比例平均为1：2．6;低龄时雄株比例很高,其数量甚至可达雌株的10倍;而在5～8年生时,雌雄比例变化渐趋平缓,基本上在1：2左右波动;冲积土、风沙土（盖沙黄土）、黄土基质上生长的沙棘人工林,其雌雄比例约为1：2．2～2．4,而砒砂岩上的沙棘雌雄比例为1：3．4。严酷的自然生态环境条件,是当地人工林中雄株比例明显居多的主要原因。以采果为主要经营目标的“经济型”或“生态经济型”沙棘林,应当建立在生态条件相对较好的沟谷川滩地段,适度追求经济效益;条件严酷立地应当建设“生态型”沙棘林,采取切实措施加以保护,充分发挥其水土保持、涵养水源和防风固沙等效益。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗冲性特征研究

对紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗冲性特征及其主要影响因素进行研究，结果表明：（1）径流含沙量在土壤冲刷过程中总体呈递减趋势。但传统农耕地7～10min后径流含沙量有增大趋势，径流含沙量表现为传统农耕地（0.81g／L）〉农林混作型耕地（0.73g／L）〉园地（0.69g／L）〉竹林地（0.58g／L）；（2）在整个冲刷过程中，随着时间增加，土壤抗冲指数逐渐增大，竹林地抗冲性能最强，园地和农林混作型耕地抗冲性能较为接近，抗冲性能最弱的为传统农耕地；（3）土壤抗冲指数依次为竹林地（1．37min／g）〉园地（0.99min／g）〉农林混作型耕地（0.92min／g）〉传统农耕地（0．70min／g），竹林地、园地、农林混作型耕地的抗冲指数分别是传统农耕地的1．96，1．41，1．31倍；（4）根系对紫色土的保护作用明显，抗冲性的增强效应依次为竹林地〉园地〉农林混作型耕地〉传统农耕地。     

皖西南大沙河流域水沙变化及其与人类活动的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下，对中国沙棘（Hippophae rhamnoides sinensis）和俄罗斯沙棘（Hippophae rhamnoides）的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现：随着土壤水分含量的增加，沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下，光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线，峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株，而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株，受到干旱胁迫后雌株大于雄株；且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株，中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明：二者呈显著的正相关，回归方程为一元二次方程，复相关系数接近1。     

不同土壤水分条件对中国沙棘和俄罗斯沙棘的光合和蒸腾作用的影响

在野外不同生境和田间不同干旱条件下,对中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)和俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)的光合和蒸腾作用的日进程进行研究后发现:随着土壤水分含量的增加,沙棘的光合速率和蒸腾速率随之升高。在不同的土壤水分条件下,光合作用和蒸腾作用的日进程表现为双峰或单峰曲线,峰值的出现时间也随土壤水分条件的变化而变化。中国沙棘光合速率的日平均值表现为雌株高于雄株,而俄罗斯沙棘表现为水分条件适宜时雄株略高于雌株,受到干旱胁迫后雌株大于雄株;且俄罗斯沙棘的光合能力优于中国沙棘。俄罗斯沙棘蒸腾速率的日均值为雌株高于雄株,中国沙棘雌雄株蒸腾速率的差异规律不一致。光合速率和蒸腾速率与土壤含水量的回归分析表明:二者呈显著的正相关,回归方程为一元二次方程,复相关系数接近1。     

浦阳江下游江岸草本植物根系对土壤抗冲性的影响

采用7级目测法对浦阳江下游江岸草本植物进行了调研,筛选出了当地的优势草本,并对其根系密度、土壤抗冲性增强效应进行了分析,补充了植物根系对江岸土壤抗冲性影响的基础资料。研究发现:（1）浦阳江下游江岸的优势草本植物是狗牙根、水蓼、芦苇、芒、双穗雀稗;（2）5种草本植物根系（d≤1.0 mm）在土壤表层（0—30 cm）均有较多分布,根系密度随着土层的垂直分布深度增加而减少,其规律服从指数函数关系分布;（3）5种优势草本根系均能增强浦阳江下游江岸土壤的抗冲性,增强值分别如下:芦苇14.16,芒12.53,狗牙根5.39,双汇雀稗5.01,水蓼4.41。5种优势草本均能在浦阳江消落带植被构建中发挥土壤抗冲性增强效应,尤其是芦苇与芒的增强效应最为明显。     

青海大通退耕还林不同混交配置模式对土壤肥力影响的研究

对比分析研究了青海大通黄河上游混交林不同配置模式对土壤肥力效应的影响,进而确定当地混交林优化配置方式。结果表明:不同混交配置方式的人工林均能一定程度提高土壤肥力水平,改善林木生存环境,且不同混交配置方式间存在显著差异。23年生4种混交林土壤理化性质发生定向演化,土层形态分异趋向天然林剖面。通过对土壤理化性状及其土壤环境和地上生物量10个指标统计分析,混交林优化模式为:青杨×沙棘>华北落叶松×沙棘>青海云杉×沙棘>白桦×沙棘。     

1962—2022年土壤抗冲性研究进展

土壤抗冲性作为评定土壤抗侵蚀能力的重要参数，对于揭示土壤侵蚀规律具有重要的现实意义。为归纳土壤抗冲性自提出以来的发展历程，该研究详细梳理了1962—2022年中国土壤抗冲性研究的相关成果，客观评价了各时期表征指标及测定方法的优缺，系统分析了土壤抗冲性的影响因素及机理；同时基于中国知网(CNKI)和Web of Science数据库，借助CiteSpace网络图谱可视化手段分析了作者之间和机构之间的合作关系以及关键词所体现的热点话题。结果表明：1)土壤抗冲性表征指标和测定方法多样化导致相关研究结果难以比较；2)植物根系、土壤理化性质和坡度等因素对土壤抗冲性的影响机理存在争议，尚需进一步验证；3)土壤抗冲性数学模型主要围绕黄土区植物根系的增强效应而建立，较少涉及其他指标因子。该研究不足很大程度上限制了土壤抗冲性的发展，并阻碍了与其他学科的交叉与融合。今后的土壤抗冲性研究须结合现代技术重点监测坡面和流域尺度径流冲刷与土壤抗冲的相互过程，揭示土壤结构体间抵抗径流破坏和推动下移的能力。以区域水土保持与生态环境的效应评价和预测为导向，落脚于土壤侵蚀防控和水土流失综合治理，为未来水土保持工作的发展提...