祁连山区4种高寒植被类型下土壤养分及含水率分布

[目的] 探究祁连山区土壤养分及含水率分布特征,为祁连山区水土保持和生态植被恢复提供参考。[方法] 以高寒草甸、高山灌丛、温性草原、温性荒漠4种高寒植被类型土壤为研究对象,采用野外调查、室内试验及数理统计相结合的方法,研究了4种植被类型下不同土层深度和4种坡向下土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、含水率（SMC）分布特征,及其与年平均气温、年累积降雨量之间的相关性。[结果] ①研究区SOM含量范围为1.85～190.31 mg/g,TN含量为0.07～7.99 mg/g,TP含量为0.24～1.81 mg/g,SMC为0.79%～73.21%。②土壤SOM,TN,TP,SMC含量差异主要受植被类型影响,不同植被类型土壤SOM,SMC含量大小顺序均为：高寒草甸>高山灌丛>温性草原>温性荒漠;TN含量：高山灌丛>高寒草甸>温性草原>温性荒漠;TP含量：温性草原>高寒草甸>高山灌丛>温性荒漠。在4种坡向中,TP含量在半阴坡最高,阳坡最低,SOM,TN,SMC含量在半阳坡最高。③SOM,TN,TP,SMC与年累积降雨量极显著正相关（p<0.01）,SOM,SMC与年平均气温均为极显著负相关（p<0.01）,TN含量与年平均气温显著负相关（p<0.05）。[结论] 祁连山区水土保持和生态植被恢复措施的布设可优先考虑在半阳坡、高寒草甸和高山灌丛区域,因地制宜地促进生态系统物质良性循环。     

黔中石漠化地区水土保持措施对土壤有机碳的影响

土地石漠化是中国西南喀斯特地区的重大生态问题,石漠化治理引发土壤碳转变并对陆地碳循环产生影响。然而,石漠化地区水土保持措施对土壤有机碳的影响机制还不明确。选取典型石漠化区梯田嵌套鱼鳞坑(NL)、鱼鳞坑(FSP)、梯田(TR) 3种水土保持措施作为研究对象,以无任何水土保持措施的退耕还林地(CK)作为对照,研究不同水土保持措施土壤有机碳含量分布规律。结果表明:鱼鳞坑土壤有机碳含量分别是梯田嵌套鱼鳞坑和梯田的1.4,6.2倍,有机碳储量分别比梯田嵌套鱼鳞坑和梯田提高30.78%和444.44%,活性有机碳含量也显著大于其他2种水土保持措施,因此固碳效果最好。土壤有机碳储量与活性有机碳组分易氧化碳、可溶性碳、微生物量碳呈极显著相关(p<0.01),易氧化碳与可溶性碳、微生物量碳呈极显著相关(p<0.01),可溶性碳与微生物量碳呈显著相关(p<0.05),因此土壤活性有机碳组分能在一定程度上反映土壤质量变化情况。鱼鳞坑和梯田措施土壤全氮含量和碳氮比的增加会促进土壤有机碳固存。鱼鳞坑可作为石漠化地区生态恢复中优先考虑的治理措施。     

秸秆覆盖量对不同容重黑土坡耕地水土流失的影响

[目的] 研究免耕背景下土壤容重和秸秆覆盖对东北黑土坡耕地水土流失的影响,为东北黑土区保护性耕作技术的改良和推广提供理论依据。[方法] 通过模拟传统翻耕和免耕条件下的土壤容重（1.2,1.3 g/cm³）,结合不同秸秆覆盖量（0,328,656,984 g/m²）开展人工降雨试验,对比不同方式下黑土的初始产流时间、产流速率、径流量以及土壤流失量。[结果] ①土壤容重的增加显著缩短了初始产流时间并增加了水土流失量。同一秸秆覆盖量条件下,与容重为1.2 g/cm³时相比,1.3 g/cm³容重时的土壤初始产流时间缩短了13.1%～49.9%,径流量增加了0.4%～90.4%,土壤流失量增加了24.6%～302.8%;②与无秸秆覆盖相比,秸秆覆盖下的土壤初始产流时间延长了1.2～2.9倍,径流量减少了3.1%～38.9%,土壤流失量减少了34.0%～97.9%,且秸秆覆盖的保土效果与秸秆覆盖量呈极显著正相关关系（p<0.01,r=0.862）;秸秆覆盖量为656 g/m²时达到最佳的水土保持效果;③土壤容重的增加会加剧黑土水土流失,但秸秆覆盖显著降低了黑土水土流失,综合对比发现土壤容重为1.3 g/cm³时采取秸秆覆盖,平均减少了10.7%的径流量和74.2%的土壤流失量。[结论] 为有效防治水土流失,建议东北黑土区免耕时应注意结合秸秆覆盖措施,且秸秆覆盖量保持在656 g/m²以上为宜。     

泥石流流域失稳性坡面土壤抗蚀性评价

为探究失稳性坡面不同区段对土壤抗蚀性的影响效应,加深滑坡对坡面土壤结构作用机制的认识,以云南省昆明市东川区蒋家沟流域为研究区,选取区内3个气候区（温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区）共5个样地（大地阴坡、小尖风阳坡、多照沟阳坡、查菁沟阳坡、大凹子沟阴坡）,分析土壤样品的理化性质,并运用主成分分析法对5个样地失稳性坡面土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明：（1）5个样地的土壤持水量、孔隙结构、有机质含量、水解氮含量、速效钾含量、土壤团聚体粒径≥0.25 mm占比、土壤团聚体平均重量直径在稳定区显著大于堆积区,呈现稳定区>失稳区>堆积区趋势;而土壤容重、有效磷含量、全磷含量、土壤团聚体粒径<0.25 mm占比则在稳定区显著小于堆积区。（2）5个样地的土壤抗蚀性综合得分（F）均表现出稳定区（2.401）>失稳区（0.017）>堆积区的规律（-2.417）,且3个坡面区段间差异显著（p<0.05）。3个坡面区段土壤抗冲指数大小依次为稳定区（45.873 L/（s·g））>失稳区（33.245 L/（s·g））>堆积区（15.723 L/（s·g））,稳定区与堆积区差异显著（p<0.05）。抗冲指数与抗蚀性具有极显著正相关关系。（3）土壤持水性、孔隙度、有机质含量、氮钾含量、粒径≥0.25 mm团聚体含量和团聚体平均重量直径与土壤抗蚀性综合得分呈显著正相关;而土壤容重、有效磷含量、粒径<0.25 mm的微团聚体含量则与土壤抗蚀性综合得分呈显著负相关。研究结果阐明了泥石流流域土壤抗蚀性对失稳性坡面的响应机制,促进了灾害对土壤结构影响效应的认识,为总结提升失稳性坡面土壤抗蚀性的综合措施提供参考依据。     

黑沙蒿根系抗拉特性及其与化学成分的关联性

[目的] 探讨根系抗拉特性与主要化学成分含量的关联性，以期充实根系固土力学特性研究以及提供矿区生态恢复和植物保护的理论支持。[方法] 以神东矿区广泛分布的多年生灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）为研究对象，利用TY8000伺服式强力机，研究1~4 mm径级直根段、含侧根分支处根段抗拉材料的力学特性并测定各径级的纤维素、半纤维素和木质素，研究根系材料力学及其与化学成分的关联性。[结果] ①随着根系直径增加，黑沙蒿直根段、含侧根分支处根段抗拉力增加，而抗拉强度和杨氏模量减小，且抗拉力、抗拉强度和杨氏模量都与根系直径呈幂函数关系。②直根段、含侧根分支处根段化学成分含量差异显著（p<0.05），平均化学成分含量为：半纤维素（31.69%，32.18%） > 木质素（28.42%，25.30%） > 纤维素（15.50%，15.35%）。③随着根系直径增加，直根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量增加，而含侧根分支处根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量无变化。④直根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素极显著负相关（p<0.01）。含侧根分支处根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素无相关性。[结论] 黑沙蒿根系抗拉特性与化学成分表现出一定的相关性，且纤维素是影响灌木根系材料力学特性的主要化学组分。     

黄土高寒区小流域土壤水分空间变异与环境影响因子

针对区域流域尺度上土壤水分在地形、植被等要素协同作用下的空间异质性规律以及响应机制研究较少,以青海大通典型人工林小流域为研究对象,自坡脚向上延3个坡向（阴坡、半阴坡、阳坡）呈放射状选取3条样线带布设样点,采用统计学分析、主成分分析和冗余分析等方法研究生长季初末时期0—20,20—40,40—60,60—80,80—100 cm各层土壤水分空间变异特征,以及各环境因子（海拔、植被高度、植被冠幅、地上生物量、草本丰富度、草本盖度、枯落物干重）对其影响规律。结果表明：生长季末水分均值、最值均大于生长季初,各坡向体积含水率最值、均值均表现为阴坡>半阴坡>阳坡,各土层呈中等变异（10%阳坡>阴坡,在末期表现为阳坡>半阴坡>阴坡;水分采样点间隔在初期应在36.50~448.90 m,末期应在18.30~552.40 m;冗余分析结果显示,海拔是影响青海高寒区土壤水分异质性的主控因素,解释率为35.3%（p<0.01）,草本丰富度次之,解释率为26.1%（p<0.01）,植被高度与植被冠幅也有显著影响。研究结果可为青海黄土高寒区退耕还林小流域生态水文过程研究以及后续植被恢复提供数据与理论参考。     

黄土高原典型退耕草地植被特征对土壤入渗过程的影响

植被恢复过程可显著影响土壤入渗性能。通过选取黄土高原典型草地白羊草和铁杆蒿草地,设置不同种植密度（5,10,15,20,25,30株/m²）和采用人工模拟降雨试验（60 mm/h,60 min）,系统研究了草地植被特征对土壤入渗过程的影响。结果表明：（1）种植密度增加可显著延缓产流,不同种植密度下白羊草草地和铁杆蒿草地初始产流时间分别为0.76~5.74,0.87~2.08 s,且随盖度、根系生物量和有机质的增加呈幂函数增加（R²≥0.18,p<0.05）。（2）不同种植密度下白羊草草地的平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗总量分别为0.47~0.82,0.46~0.82 mm/min和7.12~11.84 mm,铁杆蒿草地分别为0.38~0.67,0.35~0.60 mm/min和5.70~10.07 mm。当种植密度为20株/m²时,土壤入渗各参数均最大;平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗量总量、入渗系数（K）随土壤有机质的提高呈幂函数增大（R²≥0.26,p<0.01）,衰减系数（α）随生物结皮盖度呈降低趋势（p>0.05）。（3）白羊草草地具有较高的根系生物量、生物结皮盖度和有机质含量,其初始产流时间、平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗量总量及入渗系数（K）均不同程度高于铁杆蒿草地,衰减系数（α）低于铁杆蒿草地,土壤入渗性能较强。总体而言,对于典型退耕草地,土壤入渗总量（A）可表征为根系生物量密度（RMD）和土壤有机质（SOC）的拟合函数（A=2.77×RMD^0.149 SOC^0.614,R²=0.663,NSE=0.653）。研究结果可为黄土高原退耕草地生态水文过程和植被建设提供数据来源和理论依据。     

菊芋根系分泌物改良滨海盐土的微生物机制

[目的] 探究菊芋在滨海盐土改良过程中的作用机制,分析菊芋和碱蓬根系分泌物的组分差异,明确土壤微生态环境的变化规律,进一步为盐土改良提供理论依据。[方法] 以种植菊芋和自然碱蓬植被为样地,对菊芋和碱蓬的根系分泌物进行对比分析,研究在根系分泌物作用下土壤微生物数量,微生物量碳氮,微生物群落结构以及土壤酶活性的变化,从而系统地阐明根系分泌物介导下盐土改良的微生物机制。[结果] 菊芋根际土壤中含有果糖（2.343×10^-3 g/kg）、葡萄糖（4.235×10^-3 g/kg）、蔗糖（2.670×10^-3 g/kg）,分别是碱蓬根际土壤的9.28,1.52和2.43倍。而菊芋根际与非根际中的果糖含量存在显著性差异（p<0.05）,其根际中含量为非根际的12.02倍。菊芋土壤还含有低聚果糖（蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖）,而碱蓬土壤中未检测出低聚果糖。除糖类外,菊芋根系分泌物还含有烷烃、酚、醛、酯、有机酸、醇、酮、酰胺,其组分较碱蓬土壤更为复杂且某些组分为菊芋特有〔1-氯—十八烷、正十六烷酸、2-甲基-Z-4-十四碳烯、十二酮、（Z）-9-十八碳酰胺、苯丙酸十六烷基酯等〕。功能性根系分泌物（如低聚果糖、果糖、十六烷、十八烷酸等）为根际微生物提供碳源、氮源和营养元素的同时,使菊芋根际土壤中微生物数量显著增加（p<0.05）,土壤微生物量碳、氮显著高于碱蓬土壤（p<0.05）,其值分别是碱蓬土壤的1.95和1.6倍,且菊芋根际的微生物量碳、氮约为非根际的1.69和1.50倍,优势菌群（变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门）所占比重达到90%,土壤有益菌群（Actinobacteria和Acidobacteria）的相对丰度显著增加（p<0.05）,土壤生物活性提升。此外,菊芋根际特有的分泌物（十六烷、烯醛等）,抑制了病原菌的生长,优化了微生物群落结构。除过氧化氢酶外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸活性显著提高（p<0.05）,其活性分别是碱蓬土壤的1.83,1.88和3.30倍。[结论] 种植菊芋后,通过根际分泌物介导,改善土壤微生物群落结构与功能,增加土壤酶活性,使土壤生物活力得以整体提升,与原生植被碱蓬相比,降低了土壤含盐量,起到了改良盐土的作用。     

黑土区坡式条田对水土流失、土壤水热及呼吸的影响

[目的] 探索坡式条田在黑土区坡耕地水土保持和改善土壤环境中的作用，以期为坡式条田在坡耕地上的利用提供理论支持。[方法] 基于野外试验，观测研究了坡式条田对径流产沙、土壤水热和土壤呼吸的影响。[结果] ①黑土坡面设置坡式条田具有良好的减流减沙效果，年均减少输沙率和减少地表径流率分别为78.3%和68.5%，土壤侵蚀模数为87.53 t/（km²·a），控制在允许范围内；②修筑坡式条田显著提高土壤质量含水量（p<0.05），并能显著增加植被覆盖度（p<0.01）；③研究区土壤呼吸与土壤温度显著相关，修筑坡式条田能够显著降低土壤呼吸速率，降低土壤碳素损失。[结论] 黑土区坡式条田能够很好地防治水土流失，改善土壤水热和植被状况，且能降低土壤呼吸造成的C素流失，应在黑土坡耕地上推广应用。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一，为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响，以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象，基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系，评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21，1 293.21 g/m²，但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG，而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比，AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%，67.95%，22.09%和257.14%，AS的这些指标也分别显著提高6.41%，43.00%，17.18%和242.86%；但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%，但均显著低于NG，2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见，人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复，但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度，而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

天然降雨条件下不同水土保持措施红壤坡地养分流失特征

在江西省水土保持科学研究所科技园坡度为12°的红壤坡地上,设置3种水土保持措施径流小区,与对照进行比较,首次对该区域天然降雨情况下的养分流失特征进行了初步研究,结果表明:产流过程中全N流失最多,全P较少;在产流前期养分流失浓度变化较大,后期则趋于稳定;与对照相比,3种水土保持措施均能明显地减少养分流失,其中前埂后沟梯壁种植百喜草的水平梯田果园效果最好;在大雨强条件下,试验小区养分流失以泥沙携带为主。     

允许土壤流失量与合理土壤流失量

 为确定防治农田土壤侵蚀的标准,20世纪中叶美国土壤学家首先提出了“允许土壤流失量”的概念,之后这一概念又延伸应用到流域和区域土壤侵蚀评价。“允许土壤流失量”的概念在全球,包括在中国得到了广泛的应用。随着土壤侵蚀及相关学科的发展,特别是全球变化研究的深入,可持续发展及健康河流理念的提出及水土保持实践中遇到的新挑战,“允许土壤流失量”的科学性和实用性方面存在的缺陷逐渐显现出来。本文在简要介绍“允许土壤流失量”由来的基础上,着重讨论“允许土壤流失量”存在的问题,并提出“合理土壤流失量”的概念及其确定的原则与方法。     

陕西省水土流失重点防治区的划分方法及指标体系

[目的]划定县级以上水土流失重点防治区,指导水土保持措施的科学制定和提高水土流失防治成效。[方法]在参加国家水土流失重点防治区复核划分工作和完成陕西省水土流失重点防治区划分工作的基础上,通过调查及分析研究,提出了土壤侵蚀强度、林草覆盖度和水土流失治理度等定量指标和江河源头、引水水源、基本农田等保护区的定性指标。[结果]利用GIS和RS技术,以乡镇行政区划为基本单元,按照定量指标,解译遥感影像数据,生成了陕西省水土流失重点防治区划分成果图。利用定性指标,按照相对集中连片,突出重点,适当概化的原则,对划分成果进行了归类修正。以地貌类型为主线,并参照水土保持功能,对水土流失重点防治区进行了分类和命名。[结论]陕西省划分为6个水土流失重点预防区和6个水土流失重点治理区共计12个大片区,是编制《陕西省水土保持规划》、规范生产建设项目中水土保持监督工作的重要依据,也为市县级水土流失重点防治区的划分提供参考。     

土壤容许流失量研究的进展与趋势

概述了国内外土壤容许流失量（Ｔ值）研究的历史、目前研究的现状和未来的发展趋势,对Ｔ值研究的主要内容如成土速度、土壤养分流失、泥沙淤积损失、土壤流失与土地生产力的关系、保护沟道侵蚀的重要性等做了讲述。介绍了Ｔ值的数学表达和不同国家的Ｔ值标准,阐述了进行Ｔ值双值性研究的必要性,并对Ｔ值研究中存在的问题进行了分析。     

济南市地下水补给区水土流失研究

在GIS软件的支持下,通过对降水、土壤、地形、植被、人类活动等方面的资料进行收集和处理,分别生成R,K,SL,C,P等各个因子栅格格式的分布图,然后代入通用土壤流失方程(USLE)进行各因子间空间叠加运算,最终得出研究区水土流失强度分布图。对水土流失现状进行评价并对产生水土流失的原因进行分析,将研究区分为近郊地区、三川地区、南北沙河地区等3部分,最后分区域提出了水土流失的治理措施。     

不同土壤抗蚀性能研究

该对四川省农业科学院资阳水土保持试验所布设的７种土壤试验小区，用模拟降雨装置进行了土壤抗蚀性能的初步试验研究，结果表明：（１）７种土壤的抗蚀能力大小依次为：冷沙黄泥＞棕紫泥＞红棕紫泥＞灰色潮土＞红紫泥＞黄红紫泥＞暗棕紫泥；（２）７种土壤的么径流过程累积量与降雨历时、产沙过程累积量与降雨历时，径流过程累积量与产沙过程累积量之间均有显的线性相关关系，以及６种土壤的土壤含水量与开始产流时间之间有非常     

浅谈烧荒及其解决措施

采用宏观调查和微观实验相结合,测试分析和定位观测相结合的方法,对黄土丘陵区坡耕地主要由水土流失造成的土地退化进行了研究。结果显示,黄土丘陵区坡耕地的水土流失不仅造成表层耕作土壤变薄和地表径流损失,还造成表土养分流失、土壤物理性能变差、土壤水分入渗能力下降。土地退化的最终结果是土地生产力的下降,干旱年份水土流失造成不同坡度坡耕地不同农作物的粮食减产幅度达21.9%～80.0%。     

三峡库区坡耕地磷素流失特征分析

Eutrophication in the Three Gorges Reservoir has become a serious issue, and phosphorus (P) is the nutrient thought to be primarily responsible although there are few studies about P loss from the mostly sloping farmlands of the area. This work investigated the amounts and forms of P loss from 9 farmlands with the slopes of 4°, 9°, and 17° in a small watershed, Wangjiagou in Fuling District, Chongqing of China. The slope of the relationship between runoff and rainfall increased with field slope; i.e., there was a significant interaction between the effects of rainfall and field slope on water export. For sediment export by surface runoff, there was no interaction between field slope and rainfall, and the intercept of the relationship between rainfall and sediment loss was significantly different for the 3 slopes. The main P loss was from sediments, regardless of slope. In the runoff water, particulate P was the largest P fraction, and its loss was greatest from the steepest land and least from the flattest. The release of total P and available P from sediments followed the same trend. The P loss during May to July in Wangjiagou was more than 60% of the annual total.     

海南坡地芒果园间作体系水土流失养分损失初步研究

通过对4龄芒果园间作体系前期水土流失研究表明,热带地区坡地芒果园水土流失严重,在试验条件下,果园不同间作生态系统中,芒果 柱花草间作模式的径流量和泥沙流失量分别为13747.9m3/hm2,6881.0kg/hm2;芒果 木薯间作模式的径流量和泥沙流失量分别为11199.3m3/hm2,5105.6kg/hm2,单作芒果的径流量和泥沙流失量分别为10590.5m3/hm2,4440.3kg/hm2,芒果 蕃薯-花生间作模式的径流量和泥沙流失量分别为8701.5m3/hm2,3741.3kg/hm2。养分物质损失量大小顺序为有机质>速效钾>全氮>水解氮>速效磷。养分流失呈现明显的季节性变化。     

东北黑土区土壤退化及水土流失研究现状

东北黑土区严重的水土流失破坏了宝贵的黑土资源,危及当地群众的生产生活条件,恶化了生态环境,制约了当地经济社会的可持续发展,对我国的粮食安全构成了严重威胁。当前黑土区土壤退化及水土流失研究的领域主要集中在:现状研究、影响因素研究以及土壤侵蚀研究。在概述当前黑土区土壤退化及水土流失研究概况的基础上,指出应该加强研究的领域在于综合性的水土流失研究,融雪侵蚀模拟,先进的土壤侵蚀预报模型应用等方面。