河北坝上不同土地利用方式对土壤风蚀的影响

对河北坝上康保地区天然草地、人工林、农田和退耕地四种土地利用方式的输沙量、风速廓线以及土壤的理化性质进行观测和分析。结果显示:天然草地的地表硬度最大,输沙量最小,表层土壤粗颗粒含量最低;农田地表含水量和硬度最小,输沙量最大,有机质含量最低,表层土壤粗颗粒含量最高;人工林地土壤水分含量较高,输沙量较低,有机质含量较高;退耕还灌木地表层含水量较低,地表硬度和空气动力学粗糙度较大,输沙量大于林地,有机质含量低于林地。表明土壤风蚀受地表含水量、硬度以及空气动力学粗糙度的共同作用影响,三者均不同程度受地表植被的影响,反映了地表植被类型对土壤风蚀的潜在影响。因此,在优先保护原生植被的前提下,重视植被生态恢复建设,着重提高地表植被覆盖度,以改善土壤结构,提高土壤有机质含量,增强土壤抗风蚀能力。     

黄土区不同退耕年限草地土壤分离速率及其理化性质

以子午岭连家砭林场不同退耕年限草地为研究对象,以撂荒地为对照,通过野外调查和室内测试分析,研究了退耕12 a、18 a、24 a、36 a草地土壤分离速率及其理化性质。结果表明:草地土壤分离速率与同一土层的撂荒地相比明显降低,并随着退耕年限增加而降低。不同退耕年限草地土壤容重、有机质含量、水稳性团聚体含量、根系生物量密度均有不同程度的改变,且表层土壤(0~20 cm)理化性质改善最为显著(P0.05);不同退耕年限草地土壤分离速率与其理化性质均呈显著相关关系(P0.05),但对于不同退耕年限草地,影响土壤分离速率的主导因子不同。     

基于QuickBird影像的黄土高原植被恢复差异

为了探讨退耕还林(草)以来,不同区域以及不同立地类型植被恢复的差异,利用2期同时相Quickbird影像等数据,分析黄土高原3个研究区6~9 a的植被变化。结果表明:1陕西吴起县研究区8种立地类型条件下植被覆盖度都有增加,但是阳向斜坡和陡坡植被覆盖度低于阴坡的6%左右,平缓和极陡的阴坡和阳坡差异不大。阳向的陡坡和极陡坡以及阴向极陡坡植被覆盖度都没有达到50%,明显低于其他立地类型,是吴起研究区植被恢复的困难立地。2在研究时段内,吴起、吉县、绥德3个研究区阳坡植被覆盖度低于45%的面积比例均有减少,但植被恢复效果存在差异,由好到差的顺序为:吉县、绥德、吴起,这与所在地理位置的水热条件分布基本一致。3经过10多年的植被恢复,吴起研究区阳坡植被覆盖度低于30%的面积主要分布在陡和极陡坡等植被恢复困难的立地。在水热条件较好的吉县研究区,阳坡各种立地类型植被恢复程度接近,反而在立地条件较好的平缓坡上,植被覆盖度低于30%的面积比例相对较大。以上结果可为黄土高原地区全面评价退耕还林(草)工程提供参考。     

孔雀河中下游土壤特性及开发利用区划--以尉犁县生态园区为例

2000年对尉犁县生态园区进行了测图、土壤和生物资源调查,同时对土壤理化性质进行分析。结果表明：该区土壤主要类型有：盐土、盐化和碱化林灌草甸土、风沙土、草甸土等;土壤特性为：盐分含量大,特别是碱性强;土地资源评价：农耕地为一、二、三等宜农地,其余为二等宜农、宜林、宜牧地,限制因素为土壤盐、碱含量和质地;土地资源条件为：地下水位高、风沙大、部分土地受洪水淹没、农业灌溉缺水、生态环境恶化等;该区基本代表了塔里木河～孔雀河中下游地区的土壤气候特性。土地开发利用原则以生态环境保护为主,低产农田改良为辅,方案为：将受盐、碱限制的部分二等地和全部三等土地,进行退耕还林(草),共划分出6个区：生态胡杨林保护区、高效农业利用区、退耕还林防洪区、退耕还草改土区、旅游开发区、湿地保护区。     

黄土高原南部植被恢复对土壤理化性状与土壤酶活性的影响

利用退耕区域不同植被恢复类型为试点,研究不同植被恢复年限、不同恢复类型土壤理化性状和土壤酶活性动态变化。结果表明,随着恢复年限增加,土壤容重先增加后逐渐下降;pH降低,降幅为1.47%~5.52%;土壤有机质、全氮逐渐增加,增幅分别为9.76%~71.54%、17.39%~62.32%;全磷含量除30 a刺槐比对照增加了12.92%外,其它植被类型均低于对照;速效养分略有增加,趋势不明显;酶活性逐渐增强,尿酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶增幅分别为39%~229%、34%~96%、25%~149%、74%~250%。相关性分析表明,各种酶活性与有机质及全氮含量显著相关。因此,实施退耕还林植被恢复有利于土壤理化性状改善,酶活性增强。     

退耕年限与方式对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

以黄土高原南部退耕还林年限6 a(FL06)和15 a(FL15)刺槐林地、退耕还草年限6 a(GL06)和15 a(GL15)紫花苜蓿草地为研究对象,以临近长期耕作坡耕地(CK)作为对照,采用湿筛法,分离出2 mm、1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm和0.25 mm 5个粒级的水稳性团聚体,研究了退耕年限与方式对团聚体稳定性和不同粒径团聚体有机碳分布的影响。结果表明:在0~20 cm土层,退耕还林还草与未退耕相比能显著提高2 mm和1~2 mm粒径团聚体含量,显著减少0.25 mm粒径团聚体含量,其中对于2 mm和1~2 mm粒径团聚体在不同退耕年限与方式下含量表现为GL15GL06FL06FL15CK和GL15FL06GL06FL15CK;退耕还林和还草增加了两个土层的团聚体稳定性,GL15的平均重量直径(MWD)值和几何平均直径(GMD)值均最大,土壤结构最稳定,其次为GL06;不同退耕年限,2 mm粒径下退耕还林地和还草地、1~2 mm粒径下退耕还草地团聚体有机碳含量均随退耕年限的延长而增加。20~40 cm土层中,团聚体含量均值随粒径的减小而增加;MWD和GMD值均小于0~20 cm层;各粒径范围内退耕还林与还草后的团聚体有机碳含量与坡耕地相比总体表现出减小的趋势。研究结果表明,退耕改善了土壤结构,对各粒径团聚体有机碳含量分布的影响随退耕年限与方式不同效应各异,且GL15相较于其它退耕年限和方式下的样地有更好的土壤团聚体稳定性和更多的团聚体有机碳积累。     

青土湖退耕地植被群落特征与土壤理化性质分析

选取不同年限退/弃耕地(退耕1 a、2 a、4 a、8 a、13 a、20 a、30 a、40 a和CK)为研究对象,采用时空替代法,分析了不同年限退/弃耕地植被群落特征和土壤理化性质及其相关性。结果表明:(1)石羊河下游青土湖退/弃耕地40 a的植被恢复过程中,9个样方共出现15科29属43种植物,退/弃耕地物种构成表现为:多数种属于少数科、少数种属于多数科。植被演变分为:一年生草本和多年生植物快速生长期(1～2 a),一年生草本向多年生草本演变期(2～8 a),多年生草本向灌木演变期(8～20 a)和以灌木为主的稳定期(20～40 a);(2)随退耕年限增加,土壤含水量呈先减小后增加最后波动式减小趋势,上层土壤含水量高于下层土壤含水量。各样方比例最大是细砂粒,粉粒次之,比例最小的是粗砂粒和黏粒,随退耕年限的变化,各粒径占比变化不大;(3)随退耕年限增加,土壤全氮和有机质均呈下降趋势,速效钾含量呈先增加后减小趋势,速效磷含量呈先减小后增加再减小趋势,表聚现象明显;(4)植被群落演替与土壤理化性质具有密切相关性。Margalef丰富度指数与土壤全氮和有机质呈极显著正相关关系,Shannon多样性指数与土壤容重和细砂粒呈显著的正相关关系,与土壤黏粒和粉粒呈显著负相关关系。退耕第4 a是青土湖退/弃耕地在恢复治理过程中关键时期。     

吴起县退耕还林后主要植被类型土壤质量评价

为明确吴起县退耕还林后形成的主要植被类型土壤质量状况,文中以吴起县王洼子典型退耕植被作为研究对象,对比分析不同植被类型土壤理化性质差异,并综合主成分分析法、敏感性以及相关性分析法,建立了研究区土壤质量评价指标最小数据集。结果表明:1)不同植被类型间土壤物理、化学性质差异显著(P<0.05);山桃×沙棘混交林在土壤孔隙度、持水性以及有机碳含量方面表现较优;刺槐林在土壤pH和电导率方面表现较优;沙棘林、柠条林在富集氮、磷、钾元素方面优势明显;草地土壤指标整体表现较差。2)适用于研究区不同植被类型土壤质量评价的最小数据集指标为土壤有机碳含量、毛管持水量、电导率和有效磷。3)不同植被类型均在不同程度上有效提高土壤质量,但研究区土壤质量指数整体仍较低,其中山桃×沙棘混交林对土壤质量提升效果最好,其次为灌木林(柠条、沙棘),乔木林(刺槐、杜梨、山桃)和草地。因此,研究区在今后进行低效林改造、林分结构调整与植被恢复重建等林业生态工程时,优先选择以沙棘、柠条为主的灌木林或者小乔木与灌木相结合的混交林(山桃×沙棘混交林)。     

植被恢复程度与沙地土壤性质——以塔克拉玛干沙漠南缘为例

为进一步揭示塔克拉玛干沙漠南缘植被恢复对沙土的影响,调查研究了4种不同植被恢复程度沙地的土壤理化性质。结果表明:植被恢复与土壤理化性质动态的关系密切。随着植被恢复程度增加,沙土细粒成分增加,中砂成分减少,土壤平均粒径减小,但沙地土壤粒径峰度、偏度和分维值差异不大;不同土层深度沙土粒径组成的变化表现出与沙漠化逆转过程相一致的特点;植被恢复对土壤化学性质的影响表现为中、下层土有机质、有效磷、有效钾含量增加,但沙地土壤全氮的差异不显著。以植被恢复为前提的沙漠化逆转是土壤细粒化和营养富集的过程,但其演变是一个较为长期的过程。     

陕西省退耕还林工程区植被覆盖度的变化分析

利用MODIS NDVI数据和像元二分模型计算的植被覆盖度,比较分析退耕还林工程区与周边区域、主要土地利用类型、不同坡度耕地植被覆盖度变化程度和趋势。结果表明：（1） 陕西省退耕还林区植被覆盖度从2000年到2011年呈现显著的增长趋势,增长速率高于周边区域;（2） 退耕还林区植被覆盖变化百分率≥10%的面积占79.8%,≤-10%所占面积不及1%;（3） 退耕还林区植被覆盖度显著增加的面积占其总面积的70.6%,显著减少的面积仅占0.1%,植被覆盖度显著增加的情况主要出现在未利用地、草地、林地和耕地,显著和极显著降低的发生在城乡、工矿、居民用地和极少部分耕地;（4） 坡耕地植被覆盖改善比例大,坡耕地植被覆盖改善对于耕地植被改善贡献较大。在陕西省气候呈现暖干化发展趋势背景下,退耕还林区植被覆盖度呈现显著增长趋势,增长速率高于周边区域,坡耕地、林地、草地均比其他类型有明显的增加,退耕还林政策实施区域取得了良好的植被恢复效果。     

黄土塬区土地利用变化对深剖面土壤水分的影响

在长武塬区的6个地点分别采集农地、10年果园和20年果园10 m深剖面的土样,通过测定和分析不同样地的土壤水分,定量揭示其对土地利用变化的响应。结果表明:农地和10年果园土壤水分具有相似的垂向分布,随深度增加土壤水分含量增大,而20年果园随深度增加呈减小趋势,但6 m以下3种样地土壤水分随深度增加基本不发生变化;农地、10年和20年果园在0~6 m、6~10 m和0~10 m土层平均土壤水分含量分别为17.8%、17.5%和15.8%,20.4%、20.6%和14.8%,18.8%、18.7%和15.4%,与农地相比,20年果园0~6m、6~10m和0~10 m土层减少的土壤水分分别占农地的11%、27%和18%;农地6~10 m土壤储水量为1 063 mm,而转化为果园后随果龄增大而减小,其中10年果园无明显差异,但20年果园减少了291 mm,在该土层形成稳定的低湿层。20年果园6 m以下稳定的低湿层可能减少水分的深层渗漏进而降低地下水补给量,伴随着大面积的农地转化为人工林草,可能会对区域水循环造成影响。     

黄土丘陵沟壑区不同年限苜蓿地土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性研究

为了探索种植苜蓿对土壤质量的影响，选取黄土高原丘陵沟壑区3、7、12 a和18 a生苜蓿草地0～60 cm土层土壤为研究对象，以农田为对照（CK），采用湿筛法研究了不同种植年限苜蓿草地土壤团聚体分布特征及其稳定性。结果表明：黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体组成随着粒径减小呈阶梯式递增态势，增幅为1.22%～61.43%，以＜0.25 mm的微团聚体占据优势级别，其比例达60.83%～79.72%。当农田更替为苜蓿草地后，在0～20 cm土层，随种植年限增加至12 a，土壤团聚化递增趋势明显，＞2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径的土壤水稳性团聚体分别为农田对照的2.03～2.75倍、1.98～2.72倍、1.31～1.65倍和1.15～1.36倍；平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）在0～20 cm土层均表现为12 a＞18 a＞7 a＞3 a＞CK，变化范围分别为0.34～0.70和0.18～0.26；分形维数（D）变化虽然较小，但在0～20 cm土层也呈现出了不同年限苜蓿草地均小于农田的规律性，变化范围为2.31～2.43。相关分析表明，＞0.25 mm粒径水稳性团聚体含量（WSAP_0.25）、MWD、GMD均与土壤总有机碳（TOC）含量呈显著正相关，而土壤黏粒、碳酸钙含量与土壤水稳性团聚体各指标间相关性均不显著。研究结果表明，有机质是黄土丘陵沟壑区土壤团聚的主要胶结物质，种植苜蓿能促进土壤团聚体形成，增强团聚体稳定性。     

Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China

The Loess Plateau of China has experienced extensive vegetation restoration in the past several decades,which leads to great changes in soil properties such as soil bulk,porosity,and organic matter with the vegetation restoration age.And these soil properties have great effect on the soil infiltration and soil hydraulic conductivity.However,the potential changes in soil hydraulic conductivity caused by vegetation restoration age have not been well understood.This study was conducted to investigate the changes in soil hydraulic conductivity under five grasslands with different vegetation restoration ages(3,10,18,28 and 37 years)compared to a slope farmland,and further to identify the factors responsible for these changes on the Loess Plateau of China.At each site,accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity were determined using a disc permeameter with a water supply pressure of –20 mm.Soil properties were measured for analyzing their potential factors influencing soil hydraulic conductivity.The results showed that the soil bulk had no significant changes over the initial 20 years of restoration(P0.05);the total porosity,capillary porosity and field capacity decreased significantly in the grass land with 28 and 37 restoration ages compared to the slope farmland;accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity were significantly enhanced after 18 years of vegetation restoration.However,accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity fluctuated over the initial 10 years of restoration.The increase in soil hydraulic conductivity with vegetation restoration was closely related to the changes in soil texture and structure.Soil sand and clay contents were the most influential factors on soil hydraulic conductivity,followed by bulk density,soil porosity,root density and crust thickness.The Pearson correlation coefficients indicated that the soil hydraulic conductivity was affected by multiply factors.These results are helpful to understand the changes in hydrological and erosion processes response to vegetation succession on the Loess Plateau.     

青海湖区域不同土地利用方式下土壤理化特征研究

通过对青海湖环湖区1987—2010年五期遥感解译,以湖区北部近30年耕作模式与放牧模式下草地和耕地为研究对象,研究两类土地土壤理化性质的变化差异来探求两种模式下土壤演替规律。研究结果表明：草地和耕地粒级都属于砂-粉砂级,在0~60cm内草地粉砂、粘粒含量大于耕地,而砂含量小于耕地;总碳和全氮以30cm为界,界上草地总氮、全氮含量明显大于耕地且差异明显,界下两者差异较小;草地低频磁化率在整个剖面上小于耕地且变幅较小,频率磁化率两者以30cm为界,界上耕地小于草地,界下则呈现相反态势;0~60cm内草地色度值皆小于耕地,其中红度和黄度值在剖面上变化趋势一致,而亮度值两者变化差异大;两者pH值在10~40cm段差异性明显,在该范围内草地的pH值明显大于耕地,40cm开始两者变化不大。     

黄土区阳坡不同立地植被恢复研究

黄土高原地区不同立地条件的坡面其土壤水分状况有很大差异,利用这种差异来提高植被成活率已经成为黄土高原生态恢复建设的重要方向。采用探针式TDR对陕西省吴起县合家沟流域内不同立地类型的土壤含水量进行测定,然后用SPSS进行聚类分析,将17种立地类型聚为5类,并按照植被恢复的难易程度进行排序。建议对不同立地类型组配置与其相应的植被模式从而更加因地制宜的进行植被恢复建设。     

黄土丘陵沟壑区退耕植被恢复地土壤水稳性团聚体的变化特征

以黄土高原典型丘陵沟壑区—吴旗县为例,研究了退耕地不同植被恢复年限、不同植被类型和不同恢复方式下的土壤水稳性团聚体含量的变化。结果表明,>0.25mm土壤水稳性团聚体含量,在0～60cm土层随着退耕地恢复年限的延长而不断增加,乔木地相对较高,草地相对较低,灌木地介于两者之间。自然恢复方式>自然 人工恢复方式>人工恢复方式,坡耕地的团粒含量最低;在0～20cm土层,恢复前期土壤水稳性团聚体含量增幅较大,后期增幅较小,而40～60cm土层的变化规律则相反。对同一种植被类型,>5mm的土壤水稳性团聚体含量从0～20cm到40～60cm土层均呈下降趋势,并且在较浅土层灌木地的降幅相对较大,在较深土层乔木地的降幅相对较大。人为干预使得土壤水稳性团聚体从大粒径向小粒径转化,这种转化在较深土层表现的较明显。可见,在退耕地植被恢复中,具有较长恢复年限的乔木地,土壤的抗蚀性较强;自然 人工的恢复方式既缩短了植被恢复时间,也提高了土壤水稳性团聚体含量,从而改善了土壤结构。     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类的群落多样性与相似性

为了查明准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤螨类群落多样性与相似性特征,于2010年4月、7月、9月和11月中旬对该区的自然林、防护林、耕地、菜瓜地、荒草原、灌木林及荒漠等7种不同生境进行采样调查研究。结果表明,共获得土壤螨类5200只,隶属于4目41科61属。在7种不同生境土壤螨类群落多样性间具有明显的差异(p<0.05),Shannon-Wiener多样性指数(H)顺序为灌木林>防护林>自然林>荒草原>耕地>荒漠>菜瓜地,Margalef丰富度指数(M)顺序为自然林>防护林>灌木林>荒草原>耕地>菜瓜地>荒漠。Jaccard群落相似性分析表明,不同生境土壤螨类相似性程度主要为中等不相似(处于0.25～0.50),而在荒漠与自然林、防护林及灌木林之间的相似程度已达到极不相似水平。7种生境土壤螨类聚类和排序分析结果分为林地环境类型、耕作环境类型、荒漠草原环境类型和荒漠环境类型等四大类型。研究结果表明植被类型、土壤湿度和人为干扰是影响土壤螨类群落多样性及其动态变化的主要因素。     

近22年关中地区林草覆盖率时空动态研究

以关中地区遥感影像、数字高程、地貌类型等资料为依据,运用地学信息图谱理论和方法,在RS和GIS的支持下生成了关中地区1986～2007年林草覆盖率变化图谱,并从栅格、坡度带、地貌单元及行政区等多个尺度上分析了该区近二十二年来林草覆盖率的时空变化特征。研究表明:1986～2007年,关中地区林草覆盖率增加了15.25%,2000～2007年段增速约为1986～2000年段的2.60倍;各地貌单元林草覆盖率增幅表现为:山地>黄土梁峁>黄土塬>黄土台塬>平原;各坡度段的林草覆盖率增加,增速随坡度增大而加大;各地市林草覆盖率增速为:西安市>渭南市>咸阳市>铜川市>宝鸡市。研究区的林草植被覆盖率的时空变化特点是土地利用/覆被变化的结果,"退耕还林"政策的实施促使了该区林草覆被情况的改善。     

Changes in soil properties and erodibility of gully heads induced by vegetation restoration on the Loess Plateau,China

Soil erosion on the Loess Plateau of China is effectively controlled due to the implementation of several ecological restoration projects that improve soil properties and reduce soil erodibility. However, few studies have examined the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility of gully head in the gully regions of the Loess Plateau. The objectives of this study were to quantify the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility in this region. Specifically, a control site in a slope cropland and 9 sites in 3 restored land-use types(5 sites in grassland, 3 in woodland and 1 in shrubland) in the Nanxiaohegou watershed of a typical gully region on the Loess Plateau were selected, and soil and root samples were collected to assess soil properties and root characteristics. Soil erodibility factor was calculated by the Erosion Productivity Impact Calculator method. Our results revealed that vegetation restoration increased soil sand content, soil saturated hydraulic conductivity, organic matter content and mean weight diameter of water-stable aggregate but decreased soil silt and clay contents and soil disintegration rate. A significant difference in soil erodibility was observed among different vegetation restoration patterns or land-use types. Compared with cropland, soil erodibility decreased in the restored lands by 3.99% to 21.43%. The restoration patterns of Cleistogenes caespitosa K. and Artemisia sacrorum L. in the grassland showed the lowest soil erodibility and can be considered as the optimal vegetation restoration pattern for improving soil anti-erodibility of the gully heads. Additionally, the negative linear change in soil erodibility for grassland with restoration time was faster than those of woodland and shrubland. Soil erodibility was significantly correlated with soil particle size distribution, soil disintegration rate, soil saturated hydraulic conductivity, water-stable aggregate stability, organic matter content and root characteristics(including root average diameter, root length density, root surface density and root biomass density), but it showed no association with soil bulk density and soil total porosity. These findings indicate that although vegetation destruction is a short-term process, returning the soil erodibility of cropland to the level of grassland, woodland and shrubland is a long-term process(8–50 years).