典型岩溶山区植被恢复对土壤团聚体分布及稳定性的影响

[目的]了解岩溶山区植被恢复对土壤团聚体分布及稳定性的影响。[方法]通过野外调查与室内分析,研究了广西壮族自治区平果县果化镇典型岩溶峰丛洼地荒地、草地、灌丛、林灌4种不同植被覆盖下土壤的基本理化性质、团聚体的分布及稳定性特征。[结果](1)土壤中0.25mm的水稳性团聚体含量与土壤的容重显著负相关,与全土有机碳含量极显著正相关;(2)土壤水稳性团聚体以2~1,1~0.5和0.25mm粒级的含量居多。0.25mm粒级的团聚体,在草地、灌丛和林灌中明显高于荒地,在表层土中明显高于下层土;(3)随土层深度的增加,土壤团聚体的破坏率增大;土壤团聚体的破坏率:草地灌丛林灌荒地,草地和灌丛的平均重量直径和几何平均直径明显高于荒地和林灌。[结论]植被的恢复提高了团聚体的稳定性,且草地和灌丛土壤的团聚体稳定性更高,更有利于水土保持,可以作为该区域水土保持的主要植被类型。     

不同植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中分布特征的影响

研究了重庆缙云山不同植被覆盖下土壤结构的稳定性,以及土壤有机碳和养分在水稳性团聚体中的分布特征.结果表明:不同植被覆盖对土壤水稳性团聚体的分布和土壤结构稳定性有显著影响.竹林土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量以及土壤结构的稳定性显著低于马尾松林和草地土壤.植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中的分布模式没有显著影响,在>2mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中,有机碳、全氮、全磷以及交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的浓度最高;地表植被覆盖的变化对有机碳、全氮、全磷和交换性盐基离子在各粒级水稳性团聚体中的含量产生显著影响,草地和竹林土壤有机碳和全氮显著高于马尾松林土壤,主要表现在0.25-0.053 mm粒级水稳性团聚体中有机碳和全氮含量,草地和竹林土壤显著高于马尾松林土壤;而草地土壤>2 mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中的磷显著高于马尾松林和草地土壤.不同植被覆盖下土壤水稳性团聚体中交换性盐基离子均以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,占交换性盐基总量(Total exchangeable bases TEB)的91.8%～92.9%.草地土壤各个粒级的TEB都要大于其他两种植被覆盖下的土壤.     

赣南地区不同植被覆盖下红壤抗冲性动态研究

选取赣南地区不同植被覆盖下的花岗岩、红砂岩、第四纪红黏土发育形成的红壤为研究对象,利用原状土冲刷水槽法研究红壤的抗冲性。试验结果表明:（1）赣南地区不同植被覆盖下土壤在抗冲过程初期抗冲系数缓慢增大,然后随冲刷时间延长呈波浪式变化。从总体趋势分析,在整个冲刷过程中抗冲系数随时间呈逐渐增强的趋势;（2）以裸地来比较不同母质发育的红壤的抗冲系数,从小到大的顺序是花岗岩土壤 < 红砂岩土壤 < 第四纪红色黏土;（3）植被通过根系增强了土壤的抗冲性能,不同植被覆盖的土壤抗冲性一般表现为以下规律:裸地 < 灌草地 < 林草地。探讨赣南红壤抗冲性的动态规律以及母质和植被对土壤抗冲性的影响,为完善土壤抗侵蚀的理论研究提供了基础数据,对于更有效地控制水土流失、保护和改善生态环境具有理论和实践意义。     

滇东山原红壤退化过程中的土壤剖面有机质与养分变异

山原红壤是云贵高原广泛发育的一种地带性古土壤,近年来退化严重,为了解山原红壤退化过程,采用"以空间换时间"的思路,对云贵高原山原红壤区同一区域林地、灌丛、草地和裸地土壤剖面养分含量进行对比分析。结果表明:从能生长植被的山原红壤至多年难以生长植被的"红裸土",土体平均有机质含量呈灌丛草地林地裸地的变化趋势;灌丛和草地土壤有机质含量随剖面深度递增而降低,裸地和林地土壤削面有机质含量没有明显的垂直变化规律;与有植被覆盖的各土体相比裸地的硝态氮、铵态氮和速效钾剖面含量具有特殊性,硝态氮含量随剖面深度的递增明显减小,铵态氮含量随剖面深度的递增而增大;随着植被的退化,土壤有机质与养分的相关性大致呈减弱趋势,灌丛的土壤有机质与养分的相关性最强,裸地土壤有机质与养分相关性最弱。     

新疆典型小流域土壤水稳性团聚体分布特征研究

新疆是全国水土流失面积大区.以新疆典型小流域-阜康市三工河流域为例,对区域土壤水稳性团聚体分布特征及其影响因素做了初步研究,旨在为小流域土壤侵蚀治理提供重要参考依据.通过对流域内典型梁峁坡地、不同坡度坡地及不同植被覆盖地0-20 cm和20-50 cm剖面层土壤进行采样分析.结果表明,该流域土壤水稳性团聚体含量分布存在以下特征:土壤同-剖面自上而下呈递减趋势;同一坡面随坡位自上而下呈增加趋势;不同坡度则随坡度的增加而减少;不同植被覆盖度土壤水稳性团聚体含量呈现:农用坡耕地<林地<草地<草灌地.     

东祁连山不同高寒灌丛草地土壤抗蚀性研究

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征,采用野外调查和室内试验的方式,对东祁连山金露梅、柳、杜鹃3类高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了研究。结果表明:不同灌丛草地土壤水稳性团聚体主要以0.5mm的大粒径水稳性团聚体为主,土壤团聚结构破坏率表现为:柳灌丛草地杜鹃灌丛草地金露梅灌丛草地;土壤水稳性指数依次为:杜鹃灌丛草地(97.1%)柳灌丛草地(96.9%)金露梅灌丛草地(95.8%);土壤抗蚀指数表现为:杜鹃灌丛草地最大(95.0%),金露梅灌丛草地最小(92.9%)。总体上,杜鹃灌丛草地的土壤抗蚀性最强,金露梅灌丛草地的土壤抗蚀性最差。通过灰色关联度法,对0.5mm的机械团聚体含量、0.25mm的机械团聚体含量、0.25mm的水稳性团聚体含量、0.5mm的水稳性团聚体含量、土壤结构破坏率、水稳性团聚体平均质量直径、有机质、土壤崩解率、土壤水稳性指数、土壤抗蚀指数10个土壤抗蚀性指标进行评价分析认为,影响高寒灌丛草地土壤抗蚀性最主要的因素是水稳性指数、0.25mm水稳团聚体和水稳性团聚体平均质量直径。     

我国五种主要土壤水稳性团聚体含量研究

认识土壤水稳性团聚体含量对于研究土壤肥力、质量及侵蚀程度具有重要的意义。采用非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空慢速气溶胶浸润法3种方法,测定了黑土、褐土、黄土、红壤、紫色土等5种土壤的水稳性团聚体含量。通过对不同方法所测结果的稳定性和差异性进行分析,可知非真空快速浸润法测定的土壤水稳性团聚体含量最小,非真空慢速气溶胶浸润法测定的含量最大,非真空快速滴水浸润法所测结果介于前2种方法所测结果之间。根据5种土壤的水稳性团聚体含量在3种方法间的差异,将5种土壤分为黑土与紫色土、黄土、褐土与红壤3种类型;5种土壤在3种方法下所测定的土壤水稳性团聚体含量的排序分别为:黄土<黑土<褐土<紫色土<红壤,黄土<褐土<红壤<黑土<紫色土,黄土<褐土<黑土<红壤<紫色土。     

植被对含碎石土壤坡面降雨入渗和径流侵蚀的影响

[目的]研究植被对含碎石土壤坡面入渗和径流侵蚀的影响,为合理配置三峡地区含碎石土壤坡面植被提供科学依据。[方法]在建立的径流小区内铺设含碎石土壤,并配置不同种类、不同覆盖度的植被,进行人工降雨试验。[结果]各类小区径流量排序为:裸坡灌木坡面草本坡面草灌混合坡面,入渗量与径流量排序相反,有植被覆盖坡面的壤中流大于裸坡;入渗率服从对数函数规律,产流强度呈幂函数变化;草地对水沙的调控机制更多的是直接拦沙;累计径流量和累计侵蚀量的关系均满足幂函数形式。[结论]植被措施可有效地减少含碎石土壤坡面的水土流失,不同的植被措施减少的效益不同。     

地面三维激光扫描方法研究红壤侵蚀恢复区植被垂直结构

利用地面三维激光扫描仪HDS 3000对南方红壤侵蚀恢复区植被样方进行扫描,提取了植被的平均树高、胸径,并分层反演了森林冠层及灌草层投影叶面积指数。结果表明:利用地面三维激光扫描仪能够准确获取样方尺度上的植被垂直结构信息,研究区整体投影叶面积指数达0.60,林冠层投影灌草层平均投影叶面积指数分别为0.37和0.41。样方植被整体的变异性较小,而垂直方向上林冠层和灌草层的变异性较大。成土母质是引起植被垂直结构差异的重要原因,不同成土母质红壤上植被垂直结构恢复度由高到低依次为:千枚岩林地红砂岩林地花岗岩林地,垂直结构恢复水平的不同引起了林下土壤侵蚀的差异。     

中尺度流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响——以孤山川流域为例

[目的]探究中尺度孤山川流域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响,为认识理解黄河泥沙变化,完善土壤侵蚀模型提供理论支持。[方法]根据TM影像及中国土壤流失方程(CSLE)获取流域土地利用/覆盖数据与表征土壤侵蚀的植被作用因子,通过土地利用变化转移矩阵,重点分析流域土地利用/覆盖变化引起的植被作用因子的变化。[结果]1975—1997年间,孤山川流域植被作用因子随着草地减少,耕地增加和植被覆盖度降低而增大,而在1997—2012年间,流域植被作用因子随着草地增加,耕地减少和植被覆盖度升高而增大。[结论]林地和草地是重要的林草措施,因此增加林草种植面积,对于减少土壤侵蚀具有重要意义。     

晋西北不同植被类型土壤水分时空变化特征

[目的]对晋西北黄土丘陵区不同植被类型不同季节土壤水分的动态进行研究,为今后该区域植被建设过程中选择适宜的树种提供理论依据。[方法]以山西省岢岚县西北黄土丘陵区不同类型植被和撂荒地为研究对象,以当地3类有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林及撂荒地)为研究对象,系统地对旱季(4月)和雨季(9月)不同植被剖面土壤水分含量动态变化规律进行分析。[结果]各林地旱、雨季的土壤水分含量9月均明显大于4月,从土壤表层到600cm深处呈现出先增加后减少再增加的变化趋势;而干燥化程度由强到弱依次表现为:小叶杨>沙棘>撂荒地;将3种不同植被类型在0—600cm深度的土壤水分利用情况分为3个层次:土壤水分的微弱利用层、利用层(过渡层)和稳定层(调节层)。[结论]晋西北黄土丘陵区在恢复重建植被的过程中,要调整土地利用利用结构,改善乔木、灌木和草的比例,实现植被的多样化,建立合理类型的混交林和复层林,分配好种群密度,构建一个相对平衡的植物群落,保证植物耗水和环境供水处于平稳的状态。     

红黏土侵蚀劣地集水区30年植被恢复中的水沙特征

为探究红黏土侵蚀劣地植被恢s复的水土保持效益,在自然降雨条件下,对红黏土区裸地对照及植被恢复的2个自然集水区进行长期降雨径流泥沙监测,得到30年的产流产沙数据.结果表明:1)植被恢复第6年裸地对照和恢复林地的产流差距显著,8年后恢复林地基本不再产沙.年内产流产沙集中在雨季4-6月,植被的减流和减沙效益分别超过40％和90％.在次降雨尺度上,植被能够显著降低径流泥沙曲线斜率,在降雨量相同的条件下减小地表产流产沙量.2)降雨过程产流产沙与降雨强度I60变化趋势一致,呈多峰型,总体上恢复区延缓产流1h以上,产流峰值减小67％ ～ 83％,中雨条件下植被延缓径流和降低产流峰值的效益最好.3)恢复林地径流中全N、全P、全K流失量分别减少54.62％、57.53％、56.46％,次降雨过程中全N和全K流失质量浓度高于全P浓度,且随径流过程波动较大.植被恢复后的红黏土集水区产流产沙及养分流失显著减少,水土流失得到有效控制.     

黄土丘陵区天然和人工植被类型对土壤理化性质的影响

不同植被类型对黄土高原土壤质量的改善作用存在较大差异。研究天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异对于深入认识黄土高原植被恢复与土壤环境演化的关系,准确评价不同植被恢复模式生态环境效益具有重要意义。该研究以黄土丘陵区燕沟流域为例,选择研究区广泛分布的11种天然和人工植被类型为研究对象,系统分析了该区天然和人工植被类型对土壤性状的影响。结果表明:天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异明显。200cm土层土壤含水率大小为农田>天然草地>人工乔木林地>果园>人工灌木林地>天然灌木林地。与农田相比,天然灌木林地和天然草地土壤体积质量降低最为明显,人工乔木林地、人工灌木林地和果园土壤体积质量下降差别不明显。天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地土壤有机质、全氮都有明显提高,人工乔木林地和果园土壤有机质和全氮提高不明显。不同植被类型土壤有机质、全氮总体随土层加深呈下降趋势,农田、果园和人工乔木林地土壤有机质和全氮垂直变化较小,而天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地变化较大。不同植被类型土壤全磷含量差异较小,且垂直变化不明显。总体看来,天然植被类型对该区土壤性状改善作用优于人工植被类型,而人工灌木林的改善作用优于人工乔木林。     

基于InVEST模型的南北盘江流域产水量时空变化研究

[目的]研究南北盘江流域产水量的时空变化特征以及不同土地利用类型、土壤类型和地形之间的产水功能差异,以期为流域内水资源有效管理和生态修复提供科学参考。[方法]基于InVEST模型定量评估了2005—2020年南北盘江流域产水量的时空变化特征、内部差异性及植被恢复对该地区产水功能的影响。[结果] 2005—2020年流域内的平均产水总量小幅波动,在空间上呈现东北部与中部高,西南部低的趋势,总体产水格局与降水量时空变化具有空间吻合性。在不考虑降雨量显著变化的情况下,耕地与草地面积减少是导致流域内产水总量呈现出小幅波动下降趋势的主要原因。各土地利用类型中产水能力最强的类型为建设用地,其次分别为裸地、耕地和草地。常绿针叶林与灌林地的产水能力较弱。流域内的产水能力随海拔升高而逐渐降低,土壤以产水能力较强的黄壤与红壤为主。该流域产水高值区主要集中于低、中海拔,以黄壤与红壤为主的东北部与中部区域;低值区主要集中于高、较高海拔,分布着大量石灰(岩)土和紫色土的西南部。[结论]该流域产水量空间格局有一定变化,其产水高值区有向东、东北偏移的趋势。土地利用类型、气象因子、土壤质地、地形等因素对产水功能空间异...     

4种不同植被群落类型表土的抗蚀力学特性

[目的]研究黄土高原农林业生产表层土壤水土流失,为该区域及其相似地区生态修复中树种选择及配置提供科学依据。[方法]以杨树+柠条乔灌混交林、杨树纯林、油松常绿针叶林和柠条灌木纯林下4种不同植被群落类型下表土为对象,进行抗剪力学特性研究,并分析土壤含水率对其力学特性的影响力。[结果]在测试表土含水率2.5%～12.5%范围内,4种不同植被类型及裸地对照样地土壤结皮抗剪强度和黏聚力均随着土壤含水率的增加呈增大的趋势,表明在一定范围内表土湿润程度的增加对提高土壤表层抗蚀能力起到积极作用;4种不同植被群落类型表土抗剪强度和黏聚力的值均显著大于裸地的值,说明水土保持的林草措施对表层土壤结构的改善起到了促进作用,从而提高了表层土壤的抗侵蚀能力;在测试含水率2.5%～12.5%范围内随着含水率的增加各样地表土内摩擦角无明显的变化规律。[结论] 4种不同植被群落类型中柠条+杨树混交林下表土抗剪强度、黏聚力总体表现最大,这也从另外一方面说明了水土保持的林草措施中营造混交林的优越性。     

不同植被对土壤理化性质影响——以王东沟小流域为例

[目的]分析陕西省长武县王东沟流域9个径流小区不同植被覆盖条件对土壤理化性质的影响,为黄土高原生态建设提供科技支持。[方法]采用环刀法、定水头法以及重铬酸钾外加热法等分层测定0—40cm间土壤容重、毛管持水量、饱和持水量、饱和倒水率以及有机质含量。[结果]饱和持水量、毛管持水量、土壤有机质表现为草、灌地显著优于纯林和混交林,而土壤容重、饱和导水率各小区间差异不显著。[结论]草地和沙棘灌木林地土壤理化性质高于其他植被组合,培肥土壤,涵养水源,利于保水保土。侧柏纯林的土壤理化性质最差,水保效益最低。     

太行山南麓不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性

[目的] 探讨不同植被类型土壤呼吸特征及其温度敏感性,为陆地生态系统碳循环研究提供理论支持。[方法] 以太行山南麓裸地、草地、灌丛、林地为研究对象,采用长期定位观测和室内化验分析相结合的方法,研究不同季节土壤水热因素、呼吸特征及其温度敏感性。[结果] 不同植被类型的土壤温度变化较大,均表现为1月初最低,8月下旬最高,8月以后土壤温度呈逐渐降低模式,相同月份土壤温度大致表现为：裸地>草地>灌丛>林地,局部有所波动。不同植被类型的土壤呼吸速率具有明显差异,季节变化特征一致;其中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率季节变化特征一致（倒V形变化规律）,大致表现为：夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季。不同植被类型的土壤呼吸湿度敏感性大致表现为：裸地 < 草地 < 灌丛 < 林地。由此说明植被类型是影响土壤呼吸温度敏感性的重要因素,并且夏季和秋季土壤呼吸Q₁₀显著高于春季和冬季。相关性分析表明土壤pH值与温度敏感性（Q₁₀）呈显著负相关（p<0.05）,与有机碳含量呈显著正相关（p<0.05）。不同植被类型土壤异养呼吸夏季的贡献率最高,春季的贡献率最低,贡献率依次表现为：夏季>秋季>冬季>春季,自养呼吸贡献率随季节的变化呈逐渐增加趋势。[结论] 异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率大于自养呼吸,微生物参与下的异养呼吸成为土壤呼吸中最主要的组成部分。     

不同植被恢复模式对红砂岩土壤化学性质及抗蚀特征的影响

通过对不同恢复年限及恢复类型(2a人工恢复湿地松林、5a人工恢复湿地松林、5a自然恢复湿地松林、5a自然恢复荒地和6a种植杨梅园空地)0～30cm红砂岩发育土壤团聚体中有机碳、全磷、全氮分布规律、化学计量比及其与土壤抗蚀性的相关性进行分析,旨在探究红砂岩侵蚀劣地植被恢复过程中土壤养分变化及抗蚀性。结果表明:红砂岩纯裸地土壤养分含量较低,经过不同措施恢复后,土壤理化性质有不同程度的改善。不同类型红砂岩土壤团聚体级配不同。裸地以5 mm粒径团聚体为主,约占60%以上。除自然恢复5a荒地以2～5 mm团聚体为主以外,其余恢复措施的红砂岩土壤均以小于0.25mm粒径微团聚体为主。不同粒径土壤团聚体有机碳、全氮含量均随恢复年限增长呈增加趋势。C、N集中分布在0.25～1 mm团聚体上,尤其是0.5～1 mm团聚体;P则分布较为均匀。采取不同恢复措施后土壤抗蚀性有不同程度的提高,其中结构体破坏率从55.68%降至10%以下。研究区土壤C:N均值为15.0:1;C:P均值为79.7:1;N:P均值为4.0:1。由此可知不同红砂岩发育土壤随着恢复年限而增长,抗蚀性能大幅提升,由于养分主要分布在0.5～5 mm土壤水稳性的团聚体上,而该部分团聚体流失严重,导致土壤养分含量低、土壤抗蚀性差,恢复过程较为困难。     

2种草本植物根系对长汀县崩岗洪积扇土壤水分状况的影响

植被恢复是防治崩岗侵蚀的重要方法,为研究植物根系对崩岗洪积扇土壤水分状况的影响,以崩岗洪积扇上种植的深根系巨菌草和浅根系宽叶雀稗为研究对象,对其分层取样后,用环刀法测定土壤的密度、孔隙度和最大持水量等物理性质,计算土壤蓄水能力,并用WinRHIZO根系分析系统,测定根长和密度等参数.结果表明:巨菌草和宽叶雀稗的各根系特征指标,均随土层深度的增加而减小,巨菌草各根系指标均大于宽叶雀稗;有植被覆盖下的土壤密度均小于裸地,植被覆盖下土壤总孔隙度和毛管孔隙度均大于裸地,且随土层深度的增加而减小;有植被根系的土壤饱和蓄水量和毛管蓄水量均比裸地高,且与裸地差异显著;在土壤表层,宽叶雀稗增加土壤孔隙性和土壤保水能力大于巨菌草,而在土壤中深层,则巨菌草大于宽叶雀稗;根系改善土壤性质的能力,主要取决于其根长密度和根系总表面积,直径小于0.5mm的根系是影响土壤水分的最主要因子.研究植物根系对改良土壤水分状况的影响,以期为崩岗侵蚀防治中植被种类的筛选和推广提供依据.     

滇东喀斯特山原红壤退化过程中土壤剖面团聚体和有机质变异

[目的]揭示山原红壤的退化机理及效应,为滇东高原的石漠化效应研究及水土保持工作的开展提供科学依据。[方法]以滇东山原红壤典型发育地带为研究对象,对山原红壤退化过程中灌丛、草地、松林、红裸土剖面的团聚体特征和有机质分布规律进行研究分析。[结果]山原红壤退化过程中干筛法结果显示以大团聚体为主,并随着土层深度的增加而减少;湿筛法结果显示以微团聚体含量最高,灌丛、草地、松林在剖面上整体呈现出与干筛大团聚体一致的规律,红裸土呈现出:0—90cm层(B层)90—100cm层(C层)。土壤的稳定性和有机质含量在退化过程中基本呈现出:灌丛草地松林红裸土;随着土层深度的增加,灌丛、草地、松林土壤团聚体稳定性和物理性质逐渐劣化,有机质含量减少,红裸土则呈现出相反的规律;与A层、B层相比,较深层次的C层团聚体稳定性和有机质含量差异显著降低。[结论]有机质与平均重量直径、几何平均直径、2mm粒级水稳性团聚体含量呈极显著正相关,与分形维数呈极显著负相关,增加有机质的含量应该是恢复和改良红裸土结构的重要手段。