干旱区典型盐生植被群落土壤养分特征

为了探讨不同典型盐生植被群落对土壤养分和盐碱程度的影响,对生长在干旱区玛纳斯河流域扇缘带白刺、绢蒿、花花柴、雾滨藜、梭梭、柽柳6种群落的土壤养分和盐碱度进行研究。结果表明:从整体来看,6种植被覆盖类型下的土壤盐碱化均严重,养分呈现富钾缺氮少磷的状况。从土壤剖面来看,除土壤全钾含量变化微弱外,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量均随着土层深度的增加而逐渐下降。有机质、速效磷变异系数较大,分别为45.1%与86.3%,而全钾和速效钾变异系数较小,为5.4%和14.6%。从水平方向来看,土壤有机质与全氮含量均表现为梭梭柽柳花花柴雾滨藜绢蒿白刺;土壤全磷、全钾平均含量在各群落之间差异较小;不同植被覆盖下的土壤速效钾含量以雾滨藜和梭梭群落均较高,分别为454mg/kg和405mg/kg,在0-20cm土壤表层,柽柳和雾滨藜群落土壤碱解氮、速效磷含量较高。土壤电导率以花花柴群落最高,为5.14S/m,柽柳最低,为0.88S/m,不同群落随着土层深度增加,pH均呈现增加趋势,但变异系数很低,而土壤电导率变异系数均较大,其中柽柳最高,达74.18%,说明不同土层土壤盐分受群落影响较为明显。研究表明,干旱区梭梭与柽柳群落土壤积聚养分能力较强,而柽柳具有明显降盐效果,花花柴表层土壤有很强聚盐性。相关性分析显示,有机质含量与其他养分含量之间均表现出极显著相关(P0.01),土壤有机质是引起其他土壤养分性质变化的主要因素。     

黄土丘陵沟壑区不同植被覆盖对土壤氮素的影响

以纸坊沟的3个不同植被覆盖下的自然坡为对象,研究了氮素沿坡而的变化规律.结果表明:不同植被覆盖下土壤中碱解N含量的变化和全氮的变化基本相同,其基本变化趋势为:刺槐地土壤>柠条>茭蒿,只是全氮的变化幅度更大一些.茭蒿覆盖下的硝态氮含量明显少于刺槐和柠条;全氮和硝态氮在同种植被覆盖下滑坡面变化为坡下>坡上>坡中,铵态氮变化总的趋势没有硝态氮和全氮的变化趋势那么明显;而且,在不同的植物覆盖下的坡间差别也不是很明显,甚至出现了交叉的现象.同时由刺槐的变化可以看出林草结合在防止氮素流失和提高土壤的氮素富集上要比单独一种植被覆盖强的多.     

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的时空变化

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮存在着时空变化。本文对腾格里沙漠和毛乌素沙地沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的含量进行了测定。结果表明,在剖面的垂直方向,土壤铵态氮和硝态氮含量均随土壤深度的增加而减小;在沙丘的水平方向,从丘顶、丘坡到丘间地,土壤铵态氮和硝态氮含量均趋于增加,但20～40cm土层的硝态氮/铵态氮比(硝/铵比)逐渐降低。而其时间变化体现于演替系列的进程中,演替系列前中期,土壤铵态氮含量逐渐增加,演替系列中后期,硝态氮含量逐渐增加;0～20cm土层硝/铵比的变化与上述趋势相同,而20～40cm土层硝/铵比的变化则没有这种规律。可见,在沙丘固定过程中,土壤铵态氮和硝态氮均表现出明显的时空变化规律,这种时空变化规律是植被与环境综合作用的结果,进而影响植物生长与植被动态。     

不同植被类型土壤氮素对侵蚀环境的响应

以黄土高原神木六道沟流域为研究对象,选取流域内3种典型植被类型(林地、草地、灌木)所处的3种侵蚀环境(梁峁顶、梁峁坡、沟坡)0—30cm土层土壤,对土壤5种氮素(全氮、有机氮、矿化氮、铵态氮、硝态氮)对侵蚀环境的响应进行了研究。结果表明:(1)林地土壤全氮和有机氮含量最大,显著高于草地和灌木地,不同植被类型土壤氮素随侵蚀环境的变化规律不尽相同。(2)林地矿化氮和硝态氮含量高于草地和灌木地;灌木地铵态氮高于林地和草地。(3)土壤容重和pH与全氮、有机氮、矿化氮、铵态氮和硝态氮呈极显著负相关,有机碳和C/N与全氮、有机氮、矿化氮、铵态氮和硝态氮呈极显著正相关。(4)矿化氮占全氮的比例随全氮含量的升高而升高,铵态氮占氮的比例随全氮的升高而降低。通过不同植被类型土壤氮素对侵蚀环境的响应,能够长期为黄土高原农业生产、生态修复与重建提供科学依据。     

艾比湖湿地不同植物群落下土壤全磷空间变异

土壤磷素是植物生长所需的必要元素,研究土壤全磷的含量水平及空间分异规律可为湿地土壤肥力水平的评价和生态修复提供科学的理论基础。以艾比湖湿地为研究对象,于2015年8月在环湖一周160km范围内系统采集土壤样品296个,采用地统计学方法分析了不同植物群落土壤全磷的空间变异特征。结果表明:(1)研究区土壤全磷含量变化范围为0.46~1.64g/kg,土壤全磷含量为梭梭群落梭梭柽柳群落芦苇群落胡杨群落,不同区域存在极显著性差异;除梭梭—柽柳,胡杨群落外,其他群落土壤全磷垂直方向上表现为从表层向下递减的趋势,且各层土壤全磷含量差异性显著;(2)梭梭和梭梭—柽柳群落土壤全磷拟合模型均为高斯模型,胡杨和芦苇群落为球状模型,其空间分布相关性很强且空间变异性主要是由成土母质、地形、气候等结构性因素引起;(3)芦苇群落土壤全磷随土壤含水量增加呈降低变化,其他区域均呈增加的趋势;梭梭—柽柳群落土壤全磷与土壤pH值呈线性降低趋势,其他植物群落与土壤pH值呈线性增加的趋势。总体而言,艾比湖湿地土壤全磷具有明显的空间分布差异,与植被差异、pH值和土壤水分密切相关。     

秸秆与地膜覆盖春玉米和春小麦耕层土壤碳氮动态

采用田间试验研究了秸秆和地膜覆盖处理春玉米和春小麦生育期耕层土壤有机碳、全氮和硝态氮的动态变化。结果表明:秸秆覆盖处理明显提高了春玉米和春小麦生育期土壤有机碳含量,而地膜覆盖处理土壤有机碳含量呈下降趋势;灌溉同时降低了春小麦地膜覆盖处理土壤有机碳的降低幅度和秸秆覆盖处理土壤有机碳的增加幅度;秸秆和地膜覆盖处理土壤全氮与硝态氮含量在春玉米和春小麦生育期的动态变化都呈"增加-降低-增加"的趋势,但土壤全氮变化幅度较小,处理间差异不显著,而硝态氮变化剧烈,处理间差异达显著或极显著水平;灌溉对不同覆盖处理春小麦生育期土壤全氮含量影响较小,但灌溉显著降低了不同覆盖处理春小麦拔节期土壤硝态氮的增加幅度。     

干旱区三种荒漠植被“肥岛”土壤颗粒变异特征研究

利用典型调查和统计学方法,对新疆3种典型荒漠植被胡杨、梭梭和柽柳的“肥岛”土壤颗粒特征进行了研究.结果表明:胡杨“肥岛”土壤颗粒以砂粒和粉粒为主;梭梭“肥岛”颗粒组成以砂粒为主;塔河研究区柽柳“肥岛”的砂粒含量与粉粒含量相当,但远大于黏粒含量;阜康研究区柽柳“肥岛”以粉粒为主.3种植被对砂粒表现出不同的富集作用,并且不同发育阶段的土壤颗粒的富集率大都差异不显著.     

植被恢复对红壤侵蚀区土壤氮组分的影响

为了解植被恢复过程中土壤不同氮组分变化规律,以福建省长汀县典型红壤侵蚀区为研究对象,利用时空互代法,选取5个典型植被恢复阶段样地(裸地、恢复10、20、30年马尾松人工林和天然林)。土壤样品采集后,测定不同土壤氮组分,并探讨了其与土壤养分的关系。结果表明:(1)土壤全氮和有机氮组分(微生物量氮、溶解性有机氮、颗粒有机氮和粘粒有机氮)均为天然林>马尾松恢复20年人工林>裸地。天然林土壤铵态氮含量显著高于其他恢复阶段样地,植被恢复10年后硝态氮含量显著升高;(2)天然林土壤微生物量氮和粘粒有机氮与全氮的比例分别是裸地的5.37倍和2.81倍,并且其两种矿质氮(铵态氮和硝态氮)与全氮的比例也分别是裸地的3.23倍和5.67倍。(3)土壤全氮、有机氮组分和矿质氮与土壤其他养分(全碳、全磷、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)呈显著正相关,说明植被恢复过程中,土壤肥力也逐渐改善。     

炭输入及生化调控对设施菜田土壤N_2O排放的影响

本研究以河北永清蔬菜基地设施菜田土壤为研究对象,控制温度(25±1)℃和土壤含水量(70%WFPS),采用静态培养方法,通过监测培养期间土壤N_2O排放通量、无机氮含量及土壤中酶活性的变化情况,研究炭输入及生化调控对设施菜田N_2O排放及氮素转化的影响。结果表明,土壤添加尿素后,N_2O排放峰值达到644.11μg N·kg~(-1)·d~(-1),添加双氰胺(DCD)和石灰氮(CaCN_2)的土壤N_2O排放峰值分别为101.47μg N·kg~(-1)·d~(-1)和36.74μg N·kg~(-1)·d~(-1),对于N_2O减排效果好,且能有效抑制亚硝态氮的产生;施用控释尿素、添加黑炭或有机肥能减少N_2O排放,而添加石灰氮闷棚显著增加了N_2O排放。控释尿素、秸秆、黑炭、DCD和CaCN_2均对铵态氮向硝态氮的转化有一定抑制作用,施加石灰氮或有机肥有助于减少硝态氮向亚硝态氮的转化。相关分析表明,土壤中硝态氮和亚硝态氮含量增加,有助于反硝化过程的进行,增加了N_2O排放的风险。     

黄土高原苹果园地深层土壤氮素含量与分布特征

在黄土高原的凤翔、 白水、 长武、 西峰、 延安和静宁等6个苹果产区,测定了628龄苹果园地0300 cm土层土壤的全氮、 铵态氮和硝态氮含量,分析和比较了不同地区和不同树龄果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量及其剖面分布特征。结果表明: 1）不同地区和不同树龄果园土壤全氮含量为0.19 g/kg（延安）1.28 g/kg（白水）,土壤铵态氮含量为5.19 mg/kg（静宁）39.46 mg/kg（长武）,土壤硝态氮含量为3.97 mg/kg（延安）352.86 mg/kg（白水）,除延安点土壤明显较低外其它试点果园土壤全氮含量差异不大,各类果园土壤硝态氮含量差异较大,而铵态氮含量差异较小; 2）不同地区和不同树龄果园60 cm以上土层土壤全氮含量明显高于深层土壤,高龄果园土壤硝态氮含量明显高于低龄果园,并在100 cm以下土层出现不同程度的土壤硝态氮累积现象; 3）延安果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量均低于其它试点,需要增施氮肥以提高苹果产量,而凤翔、 白水、 长武、 静宁和西峰苹果园深层土壤硝态氮积累量较高,应维持或适当减少氮肥施用量。     

梭梭和沙拐枣对风沙土壤水热盐动态的影响

为揭示塔克拉玛干沙漠公路防护林不同植物类型下土壤水热盐运移规律,于2015年5—9月采用CS656土壤水热盐三参数传感器对防护林内梭梭和沙拐枣根区土壤水分、盐分和温度进行实时监测,分析了气温与土壤温度的相互关系和土壤水盐动态变化规律。结果表明:(1)梭梭和沙拐枣根区土壤温度基本一致,气温与土壤温度呈极显著相关(p0.01),各土层间土壤温度相关性随深度的增加逐渐减弱;(2)受灌溉制度影响,防护林土壤水盐呈现出明显的周期性变化规律,梭梭和沙拐枣根区土壤水盐动态变化趋势相似。在垂直方向上呈单峰曲线,其峰值分别位于30,10cm土层处。其中,梭梭林下土壤可分为水分速变层、弱变层和稳定层3个土壤层次,而沙拐枣林下土壤可分为水分速变层和弱变层2个土壤层次;(3)灌溉后土壤湿润体均呈"半椭球形"分布,梭梭和沙拐枣根区土壤灌溉水影响深度分别为60,150cm,而土壤盐分呈"表聚型"分布,但尚未造成土壤盐渍化(1.0 mS/cm);(4)6—9月份梭梭根区土壤平均贮水量(116.34mm)略大于沙拐枣(100.99mm),土壤水分亏缺明显,都大于270mm。     

新疆甘家湖梭梭林碳、氮、磷、钾生态化学计量特征

为探讨甘家湖梭梭林的C,N,P,K元素化学计量特征,进而揭示该地区梭梭林的养分限制状况和适应策略,以新疆甘家湖国家级自然保护区3种植被盖度C≥70%(HC),50%≤C70%(MC),30%≤C50%(LC)梭梭林为研究对象,从生态化学计量学角度,测定和分析土壤(0—10cm,10—20cm,20—40cm,40—60cm,60—100cm)及梭梭标准木地上、地下部分中的有机碳、全氮、全磷和全钾的质量分数及计量比值。结果表明:(1)不同盖度梭梭林土壤营养元素及计量比存在差异,有机C和全N含量的变化规律基本相似:HCMCLC,全P和全K含量基本相似:HCLCMC。土壤C∶N较为稳定,不同盖度梭梭林土壤C∶P,C∶K,N∶P,K∶N差异显著,而不同盖度梭梭林地K∶P差异不显著(p0.05)。(2)梭梭植株地上部分仅中盖度N含量和C∶N显著高于低盖度(p0.05);梭梭植株地下部分C,N,P含量、C∶N,N∶P,K∶N在不同盖度之间差异显著,而K含量、C∶P,C∶K和K∶P在不同盖度之间差异不显著(p0.05)。梭梭植株地上和地下部分相比,C含量、C∶N,C∶P和C∶K为地下地上,而N,P,K含量、N∶P,K∶P和K∶N均为地上地下。(3)植株地上部分营养元素与土壤中对应元素多为负相关关系且相关系数较小,而地下部分营养元素与土壤中对应元素则多为正相关关系且相关系数较大。梭梭地上和地下部分,除C和P为负相关外,其余均为正相关,且C∶N和K∶N为显著正相关(p0.05)。综上得出,该地区土壤较为贫瘠,尤其N,P元素匮乏;梭梭生长主要受N限制;梭梭植株根系生长发育受土壤影响更大,植株体营养元素在同化过程中呈一定的比例关系。     

乌兰布和沙漠东北缘5种土地利用类型土壤粒度特征

研究荒漠化发生区域的土壤粒度特征,可为区域荒漠化防治及生态建设提供一定理论依据。通过野外调查、采样及室内分析,对乌兰布和沙漠东北缘5种不同土地利用类型(流动沙丘、草方格沙障固沙区、人工梭梭林、白刺群落和油蒿群落)的土壤粒度特征及分形维数进行了研究。结果表明:(1)5个样地土壤颗粒组成均以细沙为主,含量为66.49%~81.54%;粉沙含量最少,仅为0.58%~1.72%;不同粒级土壤颗粒百分含量由高到低为:细沙中沙极细沙粗沙粉沙。(2)5个样地土壤颗粒分形维数的差异极显著(p0.01),油蒿群落(1.72)白刺群落(1.56)人工梭梭林(1.44)流动沙丘(1.40)草方格沙障(1.37);土壤颗粒分形维数与粉沙、极细沙百分含量呈极显著正相关(p0.01),与细沙百分含量呈显著负相关(p0.05),与中沙和粗沙百分含量关系不显著(p0.05)。(3)天然植被生长区域,植被盖度较好,风沙土颗粒较细。因此,应加大对区域内天然植被的保护,防止土壤风蚀的发生与发展。     

艾比湖湿地不同植物群落下土壤水盐空间变异性

以艾比湖湿地为研究区,运用传统统计学和地统计学相结合的方法对4种典型植物群落下土壤水盐含量变化进行了研究。结果表明:(1)4种植物群落中,碱蓬群落、盐节木群落和梭梭群落土壤含盐量呈中等变异,而芦苇群落土壤水盐则呈现较强的差异性(2)随着土层深度的增加,盐节木群落和梭梭群落中土壤含水量差异性不大,碱蓬群落和芦苇群落则呈下降趋势,而对于土壤盐分,除梭梭群落外,其余3种植物群落各土层盐分呈降低趋势,且表层盐分含量相对较高(3)在空间结构性分析中,不同植物群落下土壤含水量和盐分在一定区域范围内空间特结构性显著,能较好地满足高斯模型分布,由于受气候、距湖距离、湖面积波动及土壤类型等因素作用,4种植物群落中土壤含水量和盐分均具有较强的空间自相关性(4)对土壤水盐含量变化的相关性分析中,4种植物群落下土壤水盐含量与其关联性都相对较小,其中碱蓬群落和芦苇群落呈正相关关系,盐节木群落和梭梭群落呈负相关关系。总体来说,碱蓬群落和芦苇群落土壤水盐总变异趋势大于梭梭群落和盐节木群落,说明距湖远近对土壤水盐空间变化有一定的影响。     

科尔沁沙地南缘樟子松固沙林更新迹地土壤理化特性演变研究

科尔沁沙地南缘在90年代初引种失败后,对原有植被采伐并在采伐迹地进行植被重建。为了研究沙地植被更新13 a后土壤特性,选取土壤容重、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾7个衡量土壤肥力的重要指标作为土壤环境肥力质量的评价指标,采用改进的内梅罗(Nemoro)公式对山杏、彰武小钻杨和白丁香三种林分的土壤环境肥力质量进行综合评价。结果表明,植被重建后土壤特性演变朝良性方向发展,相较于采伐迹地土壤容重减小、田间持水量提高;有机质、氮磷钾及其有效性明显提高,有效磷和碱解氮含量相较于采伐迹地增幅最大;3种植被重建类型对提高土壤上层(0~10 cm)理化性质的能力较下层(10~20 cm)强;樟子松更新迹地3种植被重建类型下土壤肥力质量综合排序为:彰武小钻杨(0.82)白丁香(0.72)山杏(0.66)。樟子松固沙林更新迹地植被重建后的土壤理化性质及肥力条件得到了有效改善,且有很大的提升空间。研究结果将为今后科尔沁沙地生态恢复提供科学依据。     

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。     

电阻率成像法监测人工梭梭林土壤水分

土壤水分是影响干旱半干旱沙区植物生长发育的主要限制因素。快速、准确地监测土壤水分时空动态可为干旱半干旱区植被建设与生态恢复提供科学依据。以乌兰布和沙漠东北部人工梭梭固沙林土壤为研究对象,在林内、外(根际、冠中、冠缘、行间、林外)设置了5条监测样线,分别于一次强降雨后的第2天、第15天、第55天用多电极电阻仪定位测定了土壤电阻率,同步采取土样用烘干法测定了土壤实际含水率,建立了土壤含水率与土壤电阻率之间的相关关系,并对二维剖面土壤水分空间分布特征进行了分析。结果表明:1)土壤含水率与土壤电阻率之间为极显著负相关关系(P0.01),可用幂函数表示。2)5条测线的土壤电阻率在3次监测时均随土层深度增加而减小,而土壤含水量随土层深度增加而增大,根际冠中冠缘行间林外。强降水后的不同时间内,由于受土壤属性、树冠对水分再分配、树干径流、根系吸收水分等影响,二维剖面上土壤水分空间分布格局有明显变化。随着雨后干旱时间的延长,0～51 cm水分含量由于受蒸发、植物吸收利用的影响而明显降低。3)电阻率成像技术在野外能快速准确,长期定位监测土壤水分含量;对地表扰动小,实现了非破坏性测量;保证测定精度的同时,还能提供尺度较大的土壤水分空间分布的详实数据,可高效快速地获取连续的土壤水分分布信息。     

干旱区不同荒漠植被土壤水分的时空变化特征分析

土壤水分是连接气候变化和植被覆盖动态的关键因子。以额济纳地区为研究对象，通过在6～10月间，于四种荒漠植被类型：胡杨林地，人工梭梭林，苜蓿地及戈壁观测点，布置管式时域反射仪（TDR）水分测定仪进行定点、定位观测，研究了上游放水前后，同一观测点不同深度及不同土地利用条件下土壤水分的时空分布和动态变化状况。分析表明：潜水蒸发对土壤水的补给作用越强，剖面水分条件越好；受土壤特性影响，垂直剖面含水量自下而上并不是严格递减的，对外界环境条件变化所做出的反应也不同，其中戈壁及人工梭梭林地土壤水分在垂直剖面上分布较均匀；胡杨林地和苜蓿地各剖面土壤水分差异较大。     

河西走廊沙漠－绿洲过渡带固沙植物根区土壤物理性质及持水特性

河西走廊中部的临泽绿洲位于巴丹吉林沙漠西南缘,在沙漠－绿洲过渡带上生长发育了大量的防风固沙植物。以梭梭、沙拐枣、泡泡刺三种固沙植物根区的土壤为研究对象,探究不同固沙植物根区土壤物理性质指标和持水特性的变化规律及其相互间的关系,旨在为防沙治沙工程实践中固沙植物的选择和空间配置提供科学依据。结果表明:（1）三种固沙植物根区的土壤容重均随土层深度增加而降低,均值表现为:沙拐枣 > 泡泡刺 > 梭梭;土壤孔隙度均随土层深度增加而增大,均值表现为:梭梭 > 泡泡刺 > 沙拐枣;三种固沙植物根区的土壤物理性质指标随土层加深差异性增大。（2）0 ~ 120 cm土层深度范围内,梭梭根区的土壤持水特性最好,泡泡刺次之,沙拐枣最低;0 ~ 40 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均不存在显著差异;40 ~ 60 cm土层深度范围内梭梭与沙拐枣根区的土壤持水特性存在显著差异;60 ~ 80 cm土层深度范围内三种固沙植物根区的土壤持水特性均存在显著差异。（3）三种固沙植物根区的土壤持水特性均与土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度呈显著相关关系（P < 0.01）,但与非毛管孔隙度的相关性却不同,其中梭梭根区的土壤持水特性非与毛管孔隙度呈显著正相关（P < 0.01）,而沙拐枣、泡泡刺根区的则呈不显著相关关系。