北方农牧交错带封育草地土壤含水量变化研究——以宁夏盐池县为例

[目的]掌握封育草地的土壤含水量变化规律。[方法]以当地自然状态下的流动沙地为对照,通过野外调查、测定对照和样地的土壤含水量,研究了封育草地土壤水分的变化动态。[结果]5月初土壤含水量总体呈上升趋势,7、8月土壤含水量呈现明显的层次性特征且60～100cm深处的土壤含水量变化最显著;在相同的气候和立地条件下,不同样地的土壤含水量高低依次为自然恢复封育1年〉人工封育（人工补播＋自然恢复封育）1年〉自然恢复封育3年〉人工封育3年〉自然恢复封育5年〉人工封育5年。在封育年限相同的情况下,自然恢复封育草地的土壤含水量高于人工封育草地;生长期不同植被类型的土壤含水量高低为流动沙地〉草本类样地〉沙蒿等半灌木林地〉沙打旺、棕条混杂的灌木林地。[结论]该试验为盐池县草地的生态恢复与建设提供了方法支持。     

库布齐沙漠不同植被类型群落特征与土壤有机质、全氮、含水量关系研究

以库布齐沙漠不同植被类型的固定沙地、半固定沙地和流动沙地为对象,研究了不同植被类型群落物种多样性、生物量与土壤有机质、全氮、含水量之间的相互关系。结果表明:1)不同沙地类型间物种丰富度、物种多样性呈半固定沙地固定沙地流动沙地。而不同植被类型固定沙地间,则表现为演替时间较长的天然油蒿灌木林群落物种丰富度、物种多样性高于演替时间较短的人工杨树乔木林和人工沙柳灌木林群落。单位面积生物量(地上、地下)表现为由固定沙地到流动沙地依次递减,杨树乔木林固定沙地显著高于油蒿和沙柳灌木林固定沙地。2)不同植被类型土壤有机质和全氮含量随土层深度增加而逐渐降低,且由固定沙地到流动沙地依次递减,固定沙地不同植被类型土壤有机质和全氮含量排序为:人工杨树固定沙地天然油蒿固定沙地人工沙柳固定沙地,有机质含量与全氮含量具有显著的正相关关系。3)该区域不同植被类型的生产力受林分特征和土壤养分共同制约,而土壤含水量的差异会导致群落物种多样性的变化。     

半干旱黄土丘陵区不同植被恢复方式下土壤理化特性及相关分析

用野外调查和室内分析相结合的方法,分析了半干旱黄土丘陵区典型区域-彭阳中庄示范区不同植被恢复方式下的土壤水分、土壤容重和土壤养分变化特征.结果表明:自然恢复方式下的土壤含水量大于自然+人工恢复方式下的土壤含水量,并且两者都小于对照坡耕地的土壤含水量;0～100 cm土层,自然恢复的土壤容重明显小于人工+自然和坡耕地的土壤容重,土壤孔隙度也是自然恢复最大,人工+自然恢复的相对较小,坡耕地最小;0～60 cm土层,土壤养分平均含量变化全氮和碱解氮含量自然>坡耕地>人工+自然;全磷和速效磷含量坡耕地>自然>人工+自然,全钾和速效钾含量自然>坡耕地>人工+自然,且差异不显著,有机质含量自然>坡耕地>人工+自然,且差异很显著.     

延河流域人工与自然植被土壤水分空间差异性研究

[目的]研究延河流域自然植被与人工植被土壤含水量及其空间变化,为黄土高原土壤水分的利用和人工植被建设提供理论依据。[方法]针对延河流域人工植被建造存在植被退化问题,根据降雨温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,对自然植被与人工植被进行了野外调查,研究了降雨梯度、坡位及坡向对植被0~500 cm土层土壤含水量的影响。[结果]流域内土壤水分具有很强的空间变异性。自然植被0~500 cm土壤含水量为8.15%,变异系数为33.12%;人工植被土壤含水量较低,仅6.74%。地形因子能够显著影响自然植被与人工植被的土壤含水量,自然植被不同坡位和坡向的0~500 cm土壤含水量大于人工植被。[结论]综合考虑土壤水分生态环境的可持续性,阴坡下与平地相对适合人工植被的营造,在植被配置时,需要考虑植被类型及耗水特点。     

黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分研究--以吴旗县为例

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对黄土丘陵区吴旗县植被恢复过程中土壤水分进行了研究.结果表明,不同地形的土壤含水量表现为5°>18°>30°,阴坡>半阴坡>阳坡,下部>中部>上部;对于同一植被类型,60 cm以下土层的土壤水分含量随着恢复年限的增加而不断减小,并且随着恢复年限的增长,深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势;对于不同植被类型的土壤水分含量,农耕地>草地>灌木地>乔木林地;对于不同植被恢复方式,自然恢复的土壤含水量>自然十人工恢复的土壤含水量>人工恢复的土壤含水量.     

毛乌素沙地南缘不同植被恢复类型的土壤养分效应(英文)

为了探讨植被恢复对土壤养分的影响,研究了毛乌素沙地南缘天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还林地、固定沙地5种不同植被恢复类型区的土壤养分特征。结果表明:不同植被恢复类型对土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷的影响存在明显差异;灌草结合的人工封育草地、退耕还林地、固定沙地土壤有机质、全氮、有效氮的含量高于以草本为主的天然草地和撂荒地,但土壤速效磷的含量刚好相反;植被对表层0~20cm土壤养分的影响大于下层20~60cm土壤,植被作用下土壤养分向表层富集;采用柠条进行退耕还林,能够充分发挥其根系特性,有利于改良深层土壤养分。     

宁夏干旱风沙区不同种植密度柠条林对土壤水分及植被生物量影响研究

以宁夏干旱风沙区不同种植密度的人工柠条林为研究对象,主要研究不同密度柠条林对土壤水分及植被生物量的影响。结果表明:随着造林密度的增加,土壤水分含量呈下降趋势;种植密度为1 400丛/hm2(12 m带距)人工柠条林土壤体积含水量最高,达到17.6%;种植密度为4 400丛/hm2(3 m带距)人工柠条林土壤体积含水量最低,仅为8.8%。不同种植密度柠条林对植物群落的生物量影响很大,随着造林密度的增加,植物生物量呈明显下降趋势。植被生物量最高的为自然封育地,达到了195.78 g/m2;其次是种植密度为1 400丛/hm2(12 m带距)柠条林带。     

不同配置方式林草地对土壤表层含水量的影响

以地处阴山北麓丘陵区化德县七号镇为研究区,选择相互毗邻的、配置方式不同的林草地,在距地表30 cm深处采集土样,并测其含水量.结果表明:(1)草地土壤表层含水量总体高于灌木林地和乔木林地,自然草地高于人工草地和耕地.(2)平地柠条林地土壤表层含水量高于坡梁地,坡梁地上坡位土壤表层含水量不及中、下坡位.(3)柠条灌木林地耐旱性能较好,灌草带状相间是主要配置方式,造林密度以灌木带宽1 m,带间距6～8m宽为宜.(4)不同植被类型生态耗水量不同,耗水量大的植被会吸收利用毗邻耗水量小的植被地块的土壤水分.因此,半干旱区要因地制宜选择适宜的植被类型、科学的配置方式以及合理的管理措施,以减少土壤水分过度消耗,为即将开启的新一轮退耕还林草工程提供科学依据.     

黄土丘陵区不同植被恢复类型土壤游离氨基酸含量及其随季节动态分析

为了解黄土丘陵区不同植被恢复类型各层次土壤游离氨基酸含量的变化,以及土壤游离氨基酸与土壤其他理化性质的关系,以黄土丘陵区恢复19a的杏树林、沙棘林、刺槐林和草地为研究对象,以耕作相同年限农田为对照,分析不同植被恢复类型对土壤游离氨基酸(TFAA)含量的影响以及其随季节波动情况。结果表明,除杏树林外,退耕还林还草后的土壤游离氨基酸含量显著>农田,年平均含量排序为沙棘林(34.31μg·g^-1)>刺槐林(31.87μg·g^-1)≈草地(29.74μg·g^-1)>农田(25.86μg·g^-1)≈杏树林(24.11μg·g^-1)(P<0.05),平均来看,随着土层加深,土壤游离氨基酸含量呈现增加趋势,0~10、10~20cm和20~40cm游离氨基酸含量分别为28.64、29.04μg·g^-1和29.86μg·g^-1。不同季节之间同种植被土壤游离氨基酸含量差异显著且随季节变化呈先降低后增加的变化趋势。在土层土壤游离氨基酸含量与各土壤基础指标无显著相关;在10~20cm土层与土壤有机质显著正相关;在20~40cm土层与土壤含水量显著负相关,由此可见,20~40cm土层相对干燥的土壤环境有利于增加游离氨基酸含量。游离氨基酸作为植物有机氮源其含量随着植被类型、土层深度和季节变化,可考虑作为评价生态恢复效果的重要指标。     

延河流域自然与人工植被地上生物量差异及其土壤水分效应的比较

【目的】针对延河流域人工植被建造存在植被退化的问题,比较了自然植被与人工植被地上生物量的差异及其土壤水分效应,探寻人工植被退化的原因,为延河流域植被恢复重建提供理论支持。【方法】共采集57个气象站点1980-2000年的气候数据,并根据降雨和温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,测定了自然植被地上生物量及0～500cm土层土壤含水量,分析自然植被的空间变化及其影响因素,对自然植被与人工植被地上生物量及相应的土壤水分变化进行比较分析。【结果】延河流域自然植被地上生物量在空间上存在明显差异,从西北向东南呈现逐渐递增的变化趋势。自然植被地上生物量与年均总降雨量呈正相关关系,与年均生长季温度呈负相关关系;相同气候区的自然植被地上生物量随坡位和坡向的变化差异均很大。以自然植被为参照,人工植被地上生物量最大超载可达30 425.83g/m2,最小超载为118.93g/m2,平均为6 668.00g/m2,说明人工植被地上生物量明显超出了自然状态下所能承载的范围。与自然植被相比,人工植被土壤水分最大亏缺量可达80.5g/kg,说明人工植被地上生物量的超载引起平均土壤含水量显著低于自然植被,出现了不同程度的土壤干层,进而导致人工植被群落的衰退或死亡。【结论】生物量超载是引起土壤水分耗竭、植被退化的主要原因。植被恢复重建规划时,必须充分考虑特定立地环境条件下潜在生物量的制约,而不是盲目地选择不适宜的物种。     

北方土石山区水蚀及水保措施对土壤有机碳的影响

土壤侵蚀是土壤有机碳退化的主要因素。为探究水蚀对土壤有机碳的影响及寻求有效的水土保持措施对土壤有机碳进行保护,在北京周边选取4处典型样地,进行土壤有机碳调查及野外人工模拟降雨实验,分析了水蚀及水土保持措施对土壤有机碳的影响。结果表明:①不同样地土壤有机碳质量分数大小顺序为:土壤堆积区、轻微溅蚀区、细沟侵蚀区、强烈冲刷侵蚀区。水蚀对浅层土壤有机碳质量分数影响较大,程度剧烈的侵蚀,会造成深层土壤有机碳流失;②土壤平均有机碳质量分数随降雨历时的增加（土壤侵蚀量增长）呈减少趋势,并且减少趋势随降雨历时增加（土壤侵蚀量增长）逐渐变缓而趋于稳定;③不同鱼鳞坑配置对土壤有机碳的累积规律为:乔木枯枝落叶覆盖（32.7 g·kg-1）>乔木低矮植被覆盖（27.9 g·kg-1）>乔木种植（23.5 g·kg-1）>无措施（21.9 g·kg-1）>灌木（21.5 g·kg-1）。其中地表覆盖（枯枝落叶及低矮植被）能有效增加土壤有机碳;④不同植被措施对土壤有机碳恢复作用从大到小依次为人工林、苗圃、果园和农田,因此要选取适合的水土保持措施进行土壤有机碳的保护。     

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等,分析土壤不同深度典型物理性质（土壤容重、土壤质量含水量）对植被生长指标的影响。结果表明,随着土层深度的增加,土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势,土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87~2.00 g·cm^-3之间,土壤质量含水量的范围为1.19%~20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异,且土壤容重在30~60 cm土层差异最明显,土壤质量含水量在0~30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^-3,土壤质量含水量随深度增加趋于10%左右,并且0~10 cm土层土壤容重与0~30 cm土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异,表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。     

不同植被类型对土壤物理化学和力学性质的影响

[目的]分析不同植被类型对土壤物理化学和力学特性的影响,揭示植被多样性对土壤及生态环境的响应,为区域生物工程和生态环境修复提供理论依据。[方法]以青海省西宁盆地黄土区和互助北山森林区为研究对象,通过室内试验测定土体的物理化学和力学性质,探讨不同植被类型对土壤物理化学和力学性质的影响。[结果]植被类型的多样性对植被覆盖度的影响较大,且不同植被组合类型与根-土复合体含水量与植被覆盖度呈正相关,与土壤孔隙度呈负相关,其中随植被多样性的增加,土壤含水量增加8.88%~22.43%,土壤密度增加0.03~0.54 g/cm3,孔隙率降低4.89%~13.38%,根土层p H趋于弱酸性;同一区域土壤养分含量和根-土复合体黏聚力总体表现为乔灌草组合区﹥草灌区﹥草本区,说明植被类型、枯枝落叶及根系等对土壤养分的积累和表层土壤力学特性的影响较大。[结论]植被类型的多样性在改善生态环境方面起到积极作用,采用植被护坡和生态环境保护方面应考虑植被类型的多样性,实现植被-土壤-环境的良性循环。     

黄土沟壑区不同植被恢复群落特征及多样性研究

针对黄土高原退耕区域不同植被恢复类型中植被群落特征及多样性的问题,以农地(F)为对照,对天然侧柏(B)次生林、不同林龄(5、20 a)刺槐人工林(C5,C20)、荆条灌丛(H5)和苜蓿草地(M)6种不同植被恢复类型群落特征及物种多样性变化研究。结果表明,通过植被恢复,物种丰富度均比农地增加,乔木>灌木>草本;群落丰富度指数撂荒地最高,农地最低,顺序为:H5>C20>C5>B>J>M>F;Simpon优势度指数,B>C5>C20>J>M>H5>F。Shannon-Wiener多样性指数:C20>C5>B>H5>J>M>F;Sheldon均匀度指数:B>C20>C5>J>M>F>H5。通过植被恢复,物种数量提高,群落多样性改善,有利于植被生态效应的建设。     

陕北黄土区不同林地土壤有机碳含量研究

为探究黄土高原植被恢复对深层土壤碳库的影响,选取退耕还林第一县陕北吴起县金佛坪流域5种植被恢复类型（山杏林（Armeniaca sibrica）,油松林（Pinus tabulaeformis）、沙棘林（Hippophae rhamnoides）、刺槐林（Robinia pseudoacacia）、小叶杨林（Populus simonii））和以自然恢复为主的荒草地为研究对象,通过调查0～1 000 cm土层土壤有机碳含量,并计算土壤有机碳储量,分析不同植被类型的土壤有机碳剖面分布和差异。结果表明：在总体上,土壤有机碳在0～60 cm出现快速下降,60～1 000 cm出现不明显的波动变化,其中40～260 cm土层,小叶杨林地土壤有机碳含量明显最高。不同植被恢复都具有固碳效益,且不同植被土壤有机碳含量差异显著（P＜0.05）。不同植被土壤有机碳储量：小叶杨（18年）（301.51 t·hm^-2）＞刺槐（19 年）（249.86 t·hm^-2）＞沙棘（18年）（242.14 t·hm^-2）＞山杏（8年）（226.08 t·hm^-2）＞油松（5年）（182.91 t·hm^-2）＞荒草地（160.45 t·hm^-2）,这可能是由于不同树龄和植被类型导致的结果。深层（100～1 000 cm）土壤有机碳储量占0～1 000 cm剖面有机碳储量的73%～84%。深层土壤有机碳含量颇丰,在今后碳汇评估中不容忽视。     

宁波市耕地有效硅含量及其影响因素

分析了宁波市9个县(市、区)的747个土壤样品的有效硅含量,并探讨了土地利用方式、土壤类型、地貌类型及土壤化学性质对土壤有效硅含量的影响。结果表明,宁波市耕层土壤有效硅(SiO2)平均含量为68 mg.kg-1,土壤有效硅含量丰富(≥130 mg.kg-1)、中等(100～130 mg.kg-1)、缺乏(50～100 mg.kg-1)和极缺水平(<50 mg.kg-1)的土壤分别占15.8%,5.5%,19.8%和58.9%。旱地有效硅的平均含量(95 mg.kg-1)高于水田(61 mg.kg-1),两者的缺硅土壤面积分别占各自总面积的58.8%和83.5%。不同土类的有效硅含量按以下次序递减:滨海盐土(133 mg.kg-1)>潮土(110 mg.kg-1)>水稻土(61 mg.kg-1)。在水稻土中,有效硅含量以渗育水稻土最高(88 mg.kg-1),淹育水稻土最低(49 mg.kg-1)。各地貌类型的土壤有效硅含量:滨海平原>水网平原>河谷平原>丘陵山区。土壤有效硅含量与pH、有机质的相关性均达极显著水平(P<0.01);而与有效磷、速效钾均无显著相关性。针对宁波市耕地严重的缺硅现状,提出了补施硅肥的建议。     

半干旱区土壤有机碳时空变异特征研究

清晰地认识区域土壤有机碳的时空变异特征，能够为土壤质量动态监测和科学利用土地资源提供重要保障。选择赤峰市敖汉旗作为研究区，在实测调查数据的基础上，对比分析了敖汉旗在1985-2014年土壤有机碳的时空变异特征。结果表明： 1985年和2014年土壤有机碳含量分别为6.91和7.49 g·kg-1，且在空间上均呈现由南向北逐渐降低的分布特征。1985年，土壤有机碳含量在研究尺度内具有较强的空间自相关性，经过30 a的变化，农、林、草3种土地有机碳含量平均分别增长5.92%、10.22%与8.47%，土壤有机碳的空间自相关距离缩短。退耕还林、还草以及沙地植被恢复后，土壤有机碳含量均有显著提升。     

黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响

【目的】沟头是黄土高塬沟壑区发育最活跃的地貌部位,关系着整个塬坡沟系统的水土流失。探明黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响,为区域生态环境修复和水土保持效益评价提供科学依据。【方法】以仍进行耕作利用的农地沟头为对照,研究撂荒后自然恢复植被沟头不同土层（0—10、10—25、25—40 cm）土壤团聚体特征及土壤可蚀性随植被恢复年限（3—30 a）的变化。通过干筛法和湿筛法测定土壤团聚体组成,计算>0.25 mm水稳性团聚体含量（WR_0.25）、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、团聚体破坏率（PAD）、团聚体分形维数（D）等团聚体特征值,测定土壤机械组成及有机质含量,计算土壤可蚀性因子（K）。【结果】（1）与农地沟头相比,恢复3—30 a植被沟头土壤WR_0.25、MWD、GMD分别增加11.49%—84.43%、0.18—2.05倍、7.53%—108.62%,三者随植被恢复年限的增加呈线性递增关系（P<0.01）,且均随土层深度增加而减小;（2）植被沟头土壤PAD、D随植被恢复年限增加以线性方式递减（P<0.01）,较农地沟头分别减小3.81%—32.14%、0.55%—6.63%,二者随土层深度增加而增大;（3）随着植被恢复年限增加沟头土壤可蚀性因子K以线性关系递减（P<0.01）,较农地沟头减小5.43%—14.44%,K随着土层深度增加而增大。【结论】植被恢复条件下有机质含量的提升对团聚体形成和稳定性起着重要的作用。沟头土壤可蚀性的减小与水稳性团聚体含量的增加、团聚体稳定性的提高密切相关,自然恢复条件下植被恢复22—30 a沟头土壤团聚体稳定性和抗蚀性能得到明显提升。     

晋西黄土区不同水文年土壤水分特征及其主要影响因子分析

  目的  晋西黄土区生态环境脆弱,土壤水分是制约植被生长的重要因子。为深入了解该区域土壤水分年际变化,明确制约该区域土壤储水量的关键因子,探讨晋西黄土区不同植被类型在生长季节内土壤含水量的变化。  方法  以定位观测法为主,对人工刺槐Robinia pseudoacacia林、天然三角槭Acer buergerianum林和野艾蒿Artemisia lavandu-laefolia草地生长季(5?10月)内0~400 cm土壤含水量进行监测;在此基础上,根据含水量标准差对土壤进行活跃层划分,并通过生长季前后储水量的对比探究年际土壤储水量盈亏状况;测定了典型样地的土壤性质,并结合地形、不同水文年旱涝特征对土壤储水量的影响因子进行冗余分析。  结果  ①人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地平均土壤含水量分别为8.36%~9.63%、10.01%~13.19%和15.43%~19.17%,野艾蒿草地表层土壤含水量显著高于人工刺槐林和天然三角槭林(P＜0.05)。②天然三角槭林土壤水分活跃层最深可达180 cm,人工刺槐林和野艾蒿草地土壤水分活跃层较浅;中等湿润年土壤水分活跃层最深,严重干旱年土壤水分活跃层次之,平水年土壤水分活跃层最浅。③严重干旱年,人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地土壤水分亏缺土层深度分别为100~300、0~200和0~100 cm;平水年土壤水分的输入和输出达到平衡;中等湿润年0~200 cm土层水分得到不同程度补给,而200~400 cm土层的水分补给量接近于0。④不同深度土层土壤储水量受不同环境因子影响,其中植被类型和土壤容重是0~100 cm土层水分的主导因素,100~200 cm土层水分主要受容重和坡向控制,而不同水文年旱涝程度、土壤黏粒和粉粒含量是200~400 cm土层水分的主导因素。  结论  干旱水文年土壤水分亏缺严重,平水年及湿润年亏缺现象有所缓解,植被类型对土壤储水量影响最大。今后黄土高原地区的造林,不仅要考虑树种的耐旱能力,更应充分考虑地形、土质及生长季降水的分配情况带来的影响。图5表5参33