土地利用和管理方式对农牧交错带土壤碳密度的影响

为研究农牧交错区土地利用和管理方式对土壤碳库的影响,以农牧交错区未扰动自然土壤的天然草地和扰动自然土壤的开垦农田为研究对象,测定了不同土地利用和管理方式下0～50 cm土层的土壤体积质量、土壤有机碳含量及土壤有机碳密度。结果表明,5种土地利用和管理方式下的土壤有机碳密度在8.21～11.30 kg/m2之间,土壤有机碳主要分布在土壤表层,随着土层深度增加,土壤有机碳含量和密度减小。未扰动自然土壤的天然草地,0～50 cm的土壤有机碳含量及碳密度高于扰动自然土壤的开垦农田及撂荒地,以草地围封刈割利用下的土壤有机碳密度最高,草地自由放牧利用下的土壤有机碳密度最低。扰动自然土壤的农田撂荒10 a后与开垦农田相比,0～50 cm土层的有机碳含量及碳密度显著提高。土地利用及管理方式的变化改变了土壤体积质量及土壤有机碳含量,进而影响了土壤有机碳密度。围封割草或控制放牧,是适宜农牧交错区增加生态系统土壤碳贮量的利用途径。     

开垦对退化沙质草地土壤机械组成及有机碳分布的影响

分析了退化沙质草地开垦耕种40,15,6 a的草地的土壤理化性状的特征和变化。结果表明：草原土壤开垦后,土体自然结构基本消失,分散成单粒或由不同单粒结合的微团聚体,力学稳定性降低,表层土壤粒径〈0.02 mm的黏粉粒的显著降低,0.002～0.02 mm和〈0.002 mm显著增加,随着开垦年限的延长,土壤进一步向粗粒化和单粒化演变;当草地开垦为农田后及转化为林地后,土壤质地又会逐渐逆转,林地中0-2 cm和2-4 cm深度土壤中〈0.002 mm的颗粒又会增加。同时开垦还会导致土壤有机碳下降,土壤肥力严重下降。草地开垦后土壤粒级分布的显著变化,可以反映出开垦导致的强烈土壤结构破坏和受风蚀影响的程度。     

放牧与围封对沙漠化草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响

测定分析了长期放牧与围封对科尔沁沙漠化草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响.结果表明:(1)围封与长期放牧草地0-100 cm土壤轻组有机质占土壤质量的比例分别为0.148%和0.053%,围封比放牧增加181%;土壤轻组含量与全土有机碳和氮含量存在极为显著的线性正相关关系;(2)围封草地0-100 cm土壤轻组碳和氮储量分别为271.38,20.36 g/m2,比长期放牧分别增加130%和164%;围封草地全土碳和氮储量分别为1155.86,125.99 g/m2,比长期放牧分别增加58%和24%;(3)轻组有机碳和氮占全土有机碳和氮储量的比例,围封分别为23.48%和16.16%,放牧分别为16.05%和7.59%;(4)围封恢复对轻组有机质的影响主要发生在表层土壤,围封0-10 cm层土壤轻组含量比长期放牧增加537%,10-20 cm层增加216%,但20 cm深度以下两个样地间无统计学上的显著差异.     

围封年限对沙质草地土壤理化性质的影响

以腾格里沙漠南缘未围封和围封3,10,18,55年的沙质草地为研究对象,采用野外采样和实验室分析相结合的方法,研究围封年限对沙质草地土壤理化性质的影响。结果表明:(1)0-40cm,围封3,10,18,55年草地的平均土壤容重较未围封草地分别降低15.91%,21.59%,11.36%,10.80%;非毛管孔隙度较其分别增加28.46%,56.10%,19.51%,3.25%,总孔隙度分别增加31.13%,34.69%,23.04%,1.18%,最大持水量分别增加55.37%,71.54%,38.74%,12.80%;围封3,10,18,55年草地的土壤养分均高于未围封草地,并具有明显的表聚现象;0-20cm,未围封,围封3,10,18,55年草地的土壤全N含量较20-40cm分别增加28.58%,19.61%,47.62%,38.67%,3.85%,全P含量分别增加18.75%,16.67%,15.38%,14.29%,全K含量分别增加23.58%,3.58%,8.23%,8.39%,2.46%,有机碳含量分别增加79.45%,27.16%,89.12%,175.22%,198.47%;土壤有机碳密度表现为10Ex(7.06kg/m2)3Ex(5.39kg/m2)18Ex(5.20kg/m2)55Ex(4.90kg/m2)0Ex(2.83kg/m2);(2)随着围封年限的增加,土壤容重呈"V"形变化,围封10年达到最小值,群落植被特征、土壤孔隙度、土壤持水量、土壤养分,土壤有机碳密度及储量均呈倒"V"形变化,围封10年达到最大值,之后降低,但均好于未围封草地,围封后,草地的地表覆盖度增加,土壤理化性质有所改善,土壤固碳能力有所提高,但围封年限并非越长越好,本研究区的生态环境极其脆弱,土壤贫瘠,完全恢复需要较长的时间,10年围封并不能使该区完全恢复,适宜其完全恢复的时间还有待于继续研究。     

围封对流动沙丘表层土壤有机碳、全氮和活性有机碳的影响

以流动沙丘为对照,研究不同围封年限(14年和26年)下科尔沁退化沙质草地表层(0-15cm)土壤有机碳、全氮及活性有机碳的变化。结果表明:流动沙丘围封显著提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、轻组有机碳(LFOC)和微生物量碳(MBC)含量,14年和26年围封样地SOC、TN、LFOC和MBC含量均随围封年限的增加而增加,且0-5cm层增幅高于5-15cm层。14年和26年围封样地土壤碳氮比显著高于流动沙丘,但2个围封样地之间差异不显著。流动沙丘围封也显著增加了表层SOC、TN、LFOC和MBC储量,0-15cm土层SOC、TN、LFOC和MBC储量均表现为26年围封地>14年围封地>流动沙丘。相关分析表明,LFOC、MBC均与SOC存在极显著正相关关系,说明LFOC和MBC均可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标。     

人为干扰对桂西北喀斯特生态系统土壤有机碳、氮、磷和微生物量剖面分布的影响

在桂西北喀斯特地区以原生林地为对照,选取了玉米-红薯轮作地、放牧+火烧草地和自然恢复地3种不同人为干扰的生态系统,研究土壤剖面养分、微生物活性对干扰强度的响应。结果表明,土壤有机碳和全氮随土壤深度的增加而降低,全磷变化较小,说明磷素主要来源于土壤母质,且淋溶作用较小;原生林地0-30 cm土壤有机碳、全氮、全磷、微生物量碳、氮、磷、碱解氮显著高于自然恢复地、放牧+火烧草地和玉米-红薯轮作地(p0.05),说明原生生态系统可维持较高的土壤肥力和微生物活性;3种人为干扰的生态系统,自然恢复地和放牧+火烧草地0-5 cm土壤有机碳含量显著高于玉米-红薯轮作地,说明自然恢复有利于提高表层土壤肥力和有机碳积累;玉米-红薯轮作地表层0-15 cm土壤全磷和有效磷含量显著高于自然恢复地和放牧+火烧草地,主要受施肥影响;60-100 cm,原生林地、自然恢复地和放牧+火烧草地土壤全氮显著高于玉米-红薯轮作地,说明农耕旱地土壤下层氮受雨水影响较大,淋失严重。自然恢复地和放牧+火烧草地表层(0-15 cm)土壤碱解氮、微生物量碳、氮、磷显著高于玉米-红薯轮作地,说明减少人为干扰和实行自然恢复可显著提高土壤氮的有效性和微生物活性。因此,提高农田管理水平、施行保护性耕作,推行自然恢复、减少人为干扰是提高喀斯特退化生态系统土壤生产力和增加土壤有机碳积累的有效措施。     

子午岭林区不同植被恢复阶段土壤有机碳变化研究

研究了子午岭林区植被恢复过程中土壤有机碳含量、团聚体有机碳分布以及不同粒级团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率。研究结果表明,0—100 cm剖面上有机碳含量加权平均值随植被恢复年限逐渐升高,坡耕地0—100 cm土层土壤有机碳加权平均值为3.54 g/kg,弃耕地、草地、灌木和乔木阶段分别比坡耕地提高6.8%,36.6%,41.5%和73.6%;0—20 cm土层土壤有机碳含量随植被恢复的提高幅度明显高于20 cm以下土层;0—5和5—10 cm土层土壤各粒级团聚体有机碳含量随植被恢复年限逐渐增加,并有向大粒级（〉2 mm）团聚体中富集的趋势,10—20 cm土层土壤团聚体有机碳含量随植被恢复变化不明显;弃耕地、草地、灌木和乔木阶段0—20 cm土层〉5,5～2和2～1 mm粒级团聚体有机碳贡献率高于坡耕地,说明植被恢复0—20 cm土层土壤增加的有机碳更多地固定在〉1 mm粒级团聚体中。     

半干旱区不同围封年限对草地土壤和微生物碳氮含量的影响

[目的]探究半干旱区草地根际土壤碳氮及土壤微生物量碳氮对不同封禁年限响应特征,为半干旱草地生态系统物质循环研究以及生态系统养分限制判定等提供依据,并为确定合理围封年限提供科学参考。[方法]以宁夏回族自治区固原市云雾山国家级自然保护区半干旱草原为研究对象,应用生态化学计量学方法对比分析放牧地与围封10,25,35 a样地根际土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤微生物量碳氮含量及其化学计量特征变化过程与规律。[结果]围封显著增加了土壤碳氮含量,其最大值出现在封育25 a样地,随后下降。围封10,25 a和35 a样地土壤有机碳含量分别是放牧样地的1.37,1.83倍和1.38倍;总氮含量分别是放牧样地1.34,1.52倍和1.24倍。但土壤C:N随围封年限增加基本保持稳定,其值与土壤有机碳含量存在极显著相关,而与土壤总氮无明显相关性。与放牧样地相比,围封样地铵态氮含量随封育年限无明显变化,硝态氮含量和硝态氮:铵态氮比值则普遍下降,在围封25 a时最低。围封增加了土壤微生物量碳氮含量,围封10,25,35 a样地土壤微生物量碳含量较放牧地分别提高了20.5%,45.7%和15.1%;微生物量氮含量分别提高了24.7%,60.5%和40.9%。而微生物量C:N则随围封年限延长而下降,微生物量碳占土壤有机碳百分比对围封年限无响应。围封10,25 a样地与放牧地相比,微生物量氮占土壤总氮百分比和化学计量不平衡性(即土壤C:N与微生物量C:N比值)均无显著差异,但其值却在围封35 a样地显著增加。[结论]围封措施能够显著提高半干旱退化草地土壤碳、氮养分,促进土壤微生物活动,有利于退化草地恢复,但封育时间过长则可能产生负效应,封育25 a是草地长期封育措施中一个较为合理的围封年限。     

开垦年限对松嫩碱化草地土壤碳库的影响

采用等质量计算土壤碳储量的方法,研究了不同开垦年限对碱化草地0~100 cm土层土壤有机碳、无机碳和总碳储量的影响。结果表明:开垦24年后,耕地与天然草地相比0~100 cm土层土壤平均有机碳含量下降了11.22%,无机碳含量上升了27.47%;草地开垦以后,0~100 cm土层土壤有机碳储量以0.88 Mg hm~(-2)a~(-1)的速率下降,土壤无机碳储量以8.18 Mg hm~(-2)a~(-1)的速率增加;无机碳储量的增加弥补了有机碳储量的下降,从而使得0~100 cm土层土壤总碳储量以7.30 Mg hm~(-2)a~(-1)的速率增加。与等体积法得到的结果相比,应用等质量法估算得到的结果提高了土壤的碳库储量,使得0~100 cm土层土壤有机碳储量的损失速率降低了2.75 Mg hm~(-2)a~(-1),而土壤无机碳储量的截获速率则提高了7.65 Mg hm~(-2)a~(-1)。以上结果表明,在估算富含无机碳的土壤碳库时应将土壤无机碳库考虑在内,而且在土地利用方式改变后,将土壤容重考虑在内的等质量法估算土壤碳库储量可能比等体积法更合适。     

开垦对草甸土有机碳的影响

本文利用经典统计学和地统计学相结合的方法,选取科尔沁沙地东南缘草甸土两块10×10m的样地为例,分析了草地开垦8a后的耕地耕作层土壤有机碳含量和空间分布格局的变化,结果表明:草地与耕地表层(0～10cm)土壤有机碳含量差异不显著,草地亚表层(10～20cm)土壤有机碳含量低于耕地(p<0.05);草地与耕地表层和亚表层土壤有机碳空间分布格局具有明显差异,表现为草地的表层和亚表层的结构异质性分别大于耕地,分数维小于耕地,空间依赖性强于耕地,空间分布格局的破碎程度弱于耕地。耕地表层与亚表层土壤有机碳含量差异不显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局存在明显的差异;而草地表层与亚表层土壤有机碳含量差异显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局比较相似。因此,开垦不仅影响草甸土有机碳含量的高低,而且影响其空间结构特征和分布格局。这对进一步了解草地开垦对土壤有机碳及全球碳循环和气候变化的影响具有重要意义。     

毛乌素榆林沙区沙产业发展战略研究

分析了毛乌素榆林沙区发展沙产业的资源优势、技术优势和区位优势,并根据该区沙产业发展现状及存在的问题,提出加速该区沙产业发展的对策。     

我国沙地水分分布状况及其意义

按生物气候带、干燥度、沙地土壤水分平均含量和降水量组合等特点,将我国沙地和沙漠分为荒漠带、半荒溴带、干草原带、半湿润带和南方湿润带五个沙漠区（青藏高原区除外）归纳分析各沙区水分运动基本规律、稳定含水率和有效储水量等项目,探讨影响我国沙地水分分布状况的主要因子,提出了我国不同沙带固沙造林具体措施和适宜选用的植物种。最后讨论各沙地开发和农业生产方向以及灌溉农业的经济效益和未来的发展趋势。     

浑善达克沙地以北地区沙漠化动态初探

在收集大量前人研究成果和野外调查的基础上,运用RS和GIS技术,以2000年和2005年具有相同时相(秋季)的landsat TM4,3,2波段(分别赋予红、绿、蓝3种颜色)、分辨率为30 m×30 m的标准假彩色合成卫星影像的两期TM影像为信息源,利用Erdas8.7遥感图像处理软件、Arcinfo9.0和Arcview3.3等GIS软件,对浑善达克沙地以北地区的沙漠化土地进行了动态监测研究和分析。结果表明:土地沙漠化总体呈上升扩展的趋势,5 a多来沙漠化土地面积增加了1 366.057 km2,具体表现为轻度、中度、重度沙漠化土地面积分别增加;239.806,1 025.393,850.396 km2,严重沙漠化面积减少了749.539 km2;从全区各旗、县的角度来看,其中苏尼特右旗、苏尼特左旗、西乌珠穆沁旗、锡林浩特的沙漠化发展比较快,增加的面积分别为:1 038.377,185.487,69.431,51.554 km2,克什克腾旗、阿巴嘎旗的发展速度比较慢,增加的面积分别为:5.492,15.715 km2,林西的沙漠化面积基本没有变化。     

毛乌素沙地巴图塔沙柳沙障对植被恢复作用的研究

以毛乌素沙地巴图塔沙柳基地为研究区域,采用野外调查和统计分析相结合的方法,对沙障设置前后的植被动态变化、物种多样性进行研究,进而分析沙柳沙障对植被恢复的影响。研究结果表明:随着沙障设置年限的增加,群落的物种数增加;群落类型由沙障设置前的沙米+沙竹群落发展成沙柳人工植被群落,在演替过程中无物种消失,物种多样性与沙障设置年限基本呈正相关关系。证明流动沙丘上植被恢复过程中沙柳沙障起着重要促进作用。     

毛乌素沙地荒漠化现状及分布特征

在Arcview、Arc/info等GIS软件的支持下,我们利用2000年秋季的TM影像对毛乌素沙地的荒漠化情况进行遥感监测,监测面积为8.137×104 km2.2000年毛乌素沙地的荒漠化类型包括沙漠化、水土流失和盐碱化,共有荒漠化土地6.311×104 km2,占区域总面积的77.56%,其中沙漠化面积5.081×104 km2,水土流失面积1.190×104 km2,盐碱化0.404×104 km2,分别占荒漠化土地总面积的80.51%,18.85%,0.64%和区域总面积的62.44%,14.62%和0.5%.     

风沙区采煤塌陷对沙质地貌及植被生境的影响

为了探究风沙区采煤塌陷引起的“二次荒漠化”问题与治理对策,通过野外分区调查及统计分析,对塌陷区塌陷边缘、塌陷中部及塌陷盆地引发的塌陷裂缝变化、植被位移及倾斜、干沙层及风蚀/风积情况进行了详细的研究。结果表明:塌陷边缘形成的裂缝宽度、密度最小,塌陷中部次之,塌陷盆地最大,而裂缝错落和地表破损变化则反之;塌陷区植被平均位移长度达60 cm以上,倾斜率变化为5.67~28.63,主干根部风蚀/风积最大深度达-30.52 cm/+25.41 cm,以塌陷边缘最为严重;植被的位移长度和倾角变化与塌陷裂隙高度和地表破碎呈正线性相关;塌陷边缘干沙层平均厚度达14 cm以上,比对照增大了4~6 cm,而塌陷中部和塌陷盆地变化在11 cm左右,比非塌陷增加了1~4 cm;塌陷边缘风蚀率高达83.34%,塌陷中部次之52.06%,而塌陷盆地风积率为51.84%。塌陷边缘对沙质地表和植被生境影响最为强烈,为生态修复的重点区域,建议采煤塌陷后及时进行分区治理,避免“二次”荒漠化现象的发生。     

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准（2.0mg·L-1）,农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为：农田（96.54kg·hm-2·a-1）〉沙荒地（32.84kg·hm-2·a-1）〉林地（28.66kg·hm-2·a-1）〉草地（15.48kg·hm-2·a-1）。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。     

呼伦贝尔沙地植被演替规律研究

在对呼伦贝尔沙地形成的历史背景进行系统分析的基础上,通过大量的野外调查,研究了呼伦贝尔沙地植被资源状况、特征及植被演替规律。结果表明,在过度放牧所引起的逆行演替中,固定沙地、半固定沙地和流动沙地的植物群落物种组成从31种锐减到了2种,盖度从61%降低到8%,群落的物种丰富度逐渐降低,流动沙地的物种丰富度分别是半固定沙地和固定沙地的0.25倍、0.065倍,多样性指数分别为2.464,1.584,0.554,固定沙地最大,为流动沙地的4.45倍。物种均匀度分别为0.497,0.528,0.554。流动沙地最大,是固定沙地的1.11倍。植被高度及生物量亦均呈递减趋势,优势种和建群种发生更迭,群落结构趋于简单。对不同封育年限植被进行研究,得出植被的恢复演替规律为:以沙米为优势种的一年生先锋植物群落以糙隐子草为优势种其他多年生禾草伴生的过渡型植被群落冰草 糙隐子草过渡型植被群落羊草 冷蒿亚稳定型群落,同时,土壤的结构、理化性质得到改善。     

浑善达克沙地地区土地沙漠化初步研究

通过野外调查和对2000年TM影像的解译，分析了研究区土地沙漠化的分布格局与发展态势，以及土地沙漠化造成的负面影响。从气候因子的时空分布与变化和人地关系两大方面，探讨了研究区土地沙漠化发生、发展的原因。结果表明，沙漠化土地在空间分布上，与春季风蚀气候因子分布范围不一致；沙漠化在发展的速率上，与三大气候因子的动态变化不一致。结论指出：近50年来，气候因子的时空变化不是研究区土地沙漠化的主要原因；人畜压力与环境容量严重失衡，研究区人地关系的管理上屡有失误，落后的生产、生活方式转变缓慢，是造成研究区土地沙漠化的本质原因。     

新型低压水冲植柳技术下沙障铺设方式对沙柳造林效果的影响

为了提高流沙地的造林成活率,该文创新性在已经铺设好沙柳沙障流沙地的障格内采用一种新型低压水冲植柳技术进行沙柳造林。为研究沙柳沙障铺设方式对水冲植柳造林效果的影响,对库布齐沙漠流动沙丘和两种沙障（平铺式格状和低立式带状沙柳沙障）内水冲植柳的成活率、总枝数、株高、新枝枝长、新枝枝条直径和冠幅进行了比较分析。结果表明:3种造林立地条件下,水冲植柳的4项生长指标（株高、新枝枝长、新枝枝条直径和冠幅）差异显著,显著水平均小于0.01;疏透度较大的低立式沙障内水冲植柳长势最好,其次为流动沙丘,疏透度较小的平铺式沙障内水冲植柳长势最差。因此,在库布齐风沙区造林时最好设置带状沙障来提高造林成效。