荒漠草原沙漠化对土壤无机碳和有机碳的影响

以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—10cm土层各粒径组分土壤SIC和SOC含量呈下降趋势。半固定沙地和流动沙地各粒径组分土壤SIC含量均表现为黏粉粒无机碳(CSIC)>细砂粒无机碳(FIC)>粗砂粒无机碳(CIC),而SOC含量均表现为细砂粒有机碳(FOC)>粗砂粒有机碳(COC)>黏粉粒有机碳(CSOC)。(2)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—30cm土层土壤无机碳(SICD)、土壤有机碳(SOCD)和土壤总碳(STCD)密度均表现为荒漠草原>固定沙地>半固定沙地>流动沙地。固定沙地、半固定沙地和流动沙地土壤SOCD、SICD分别比荒漠草原降低了18.5%,57.7%,60.5%和6.7%,35.9%,47.0%。(3)0—10cm土层各粒径组分土壤SOC和SIC含量、全土SOC含量与0—30cm土层SOC和SIC均呈显著正相关关系,其中土壤粗砂粒有机碳和粗砂粒无机碳对SOC影响最大,而土壤黏粉粒有机碳和黏粉粒无机碳与全土SIC含量呈显著负相关关系。因此,沙漠化防治对于减少荒漠草原土壤碳损失极为重要。     

荒漠草原2种典型群落类型下土壤含水量与土壤粒径分布的关系

为明确荒漠草原区土壤含水量和土壤粒径分布随土层深度的变化趋势及二者之间的关系,以宁夏盐池荒漠草原蒙古冰草群落和短花针茅群落2种典型群落土壤为研究对象,通过对其浅土层(0～40 cm)、中土层(40～80 cm)、深土层(80～160 cm)土壤含水量和土壤粒径分布的动态变化分析,揭示荒漠草原区土壤结构与土壤养分的相关性。结果表明:①不同深度的土壤含水量受降雨影响不同,其中表层最大,20～60 cm土层次之;2个群落0～80 cm浅、中土层的含水量无显著差异,深土层土壤含水量具有显著差异;雨水入渗与土壤结构关系密切,蒙古冰草群落土壤结构较短花针茅群落土壤结构有利于雨水入渗,其深层土壤含水量显著高于短花针茅群落。②土壤颗粒中,黏粒和粉粒含量随土层深度增加而增加,砂粒含量随土层深度增加而减少;土壤含水量、土壤分形维数与土壤黏粒和粉粒含量呈正相关关系,与土壤砂粒含量呈负相关关系;相比而言,蒙古冰草群落深层土壤水分亏缺不严重,短花针茅群落深层土壤水分长期处于亏缺状态。③土壤分形维数受土壤颗粒大小影响较大,即土壤颗粒越小其分形维数越大;2种典型群落的土壤分形维数有差异但不显著,不同群落间的差异大于不同土层间的差异。     

不同放牧强度对锡林郭勒典型草原生产力及碳储量的影响

以典型草原羊草群落为研究目标,以1979年围封样地为参照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧样地开展了放牧强度对典型群落生产力及碳储量的研究。结果表明:随着放牧强度的增加,物种丰富度指数、均匀度指数、多样性指数、优势度指数均降低,其中LG,MG和HG均与NG达到显著差异水平(p0.05),并且均表现出NGLGMGHG变化趋势;随着放牧强度增加,地上生物量和凋落物量呈递减趋势,NG地上植被和凋落物碳储量最高,其大小依次为NGLGMGHG,放牧显著降低了群落的地上植物有机碳储量;随着土层深度的增加,根系有机碳储量呈现减少的趋势,从地下0—60cm根系有机碳储量来看,大小表现为NGLGMGHG,根系总有机碳储量在不同放牧强度间的变化主要受0—20cm根系有机碳储量的影响;土壤有机碳含量随放牧强度的增加呈先增加后减少趋势,随土层深度的增加呈降低趋势,不同放牧强度只对0—40cm土层有机碳含量影响差异显著(p0.05),在40cm以下土层,其影响不显著(p0.05),0—60cm土壤有机碳储量序列为MGLGNGHG,MG的固碳能力最强,说明放牧对植被—土壤系统有机碳储量的影响具有非同步性,轻度和中度放牧有助于生态系统有机碳储量的积累,而重度放牧草原生态系统有机碳储量显著降低。土壤碳贮量占总碳贮量的80%以上,是草原碳储量的主体部分,各生态系统有机碳储量比例均表现为土壤根系地上植物凋落物;植被地上碳储量与0—20cm土壤碳储量存在着显著的相关性(p0.05),回归分析结果表明土壤有机碳储量与土层深度具有较好的相关关系。     

民勤绿洲区撂荒农耕地土壤有机碳变化特征及影响因素

对民勤绿洲区不同撂荒年限农耕地0~60 cm土层土壤总有机碳(TOC)、轻组有机碳(LFC)和重组有机碳(HFC)剖面分布以及与土壤主要属性的关系进行了比较研究。结果表明:①撂荒区0~60 cm土层土壤TOC、LFC和HFC含量分别介于3.21~5.23、0.34~1.51、2.55~4.30g/kg,相对于常规耕作土壤,撂荒土壤TOC、LFC和HFC的下降主要发生在耕层(0~20 cm),撂荒40年间,TOC、LFC和HFC年均减幅分别为1.94%、5.46%和2.13%;20~60 cm土层土壤TOC和HFC含量总体呈现缓慢增长的趋势,撂荒40年TOC和HFC年增幅分别为0.31%和0.88%,LFC持续减少,年均减幅为1.18%。②撂荒地HFC对TOC的贡献大于LFC,土壤TOC和HFC含量分别与黏粒百分比和粉粒百分比呈极显著正相关,与砂粒百分比呈极显著负相关,LFC含量与粉粒、砂粒和黏粒百分比均未达到统计学上的显著相关,但LFC含量分别与土壤pH、EC和SAR(钠吸附比)呈显著或极显著相关,说明LFC对土壤盐碱化较为敏感。③逐步回归分析表明,土壤全氮、总碳氮比对土壤TOC、LFC和HFC影响较大。④随撂荒时间延长,耕层土壤逐步趋于粗质化,黏、粉粒含量不足,体积质量降低,盐碱化提高,不利于土壤有机碳的积累,随土层加深,黏、粉粒含量提高,有助于土壤有机碳的固持。     

黄土丘陵区典型植被土壤剖面的颗粒分形特征

运用分形理论研究陕北安塞五里湾流域5种典型植被0～200 cm土壤剖面土壤颗粒大小分布(particle size distribution,PSD)及其体积分形维数分布特征,并进一步分析土壤PSD的分形维数与土壤有机碳、全氮和含水量的相关性。结果表明:研究区典型植被群落土壤颗粒组成主要为细颗粒(黏粒和粉粒),其中粉粒体积分数占总颗粒的56.82%～71.99%;铁杆蒿草地的细颗粒平均体积分数最大(78.86%),乔木林的最小(65.77%)。5种典型植被群落土壤PSD的体积分形维数介于2.498～2.599,均表现出随着土层深度的增加呈递增趋势;相同土层深度的分形维数呈现出铁杆蒿草地黄芪草地农田灌木林乔木林的趋势,灌木林和农田间差异不显著,其他植被群落间差异显著。典型植被土壤PSD的体积分形维数与黏粒、粉粒的体积分数和含水量呈极显著正相关(P0.01),但与砂粒的体积分数呈极显著负相关(P 0.01),与有机碳含量呈显著负相关(P 0.05)。     

祁连山天老池小流域土壤有机碳空间异质性及其影响因素

采用野外取样和室内分析,结合地统计学方法和方差分析方法,分析了祁连山天老池小流域0~30 cm层的土壤有机碳的分布特征及其与植被类型、地形和土壤性质等因素的关系。结果表明,该流域土壤有机碳垂直分布存在显著的差异,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量显著减少,0~10、10~20、20~30 cm土层土壤有机碳含量分别为105.08、81.46、62.62 g/kg,土壤平均有机碳含量为83.05 g/kg,变异系数为0.56。不同的植被类型0~10 cm土层土壤有机碳含量表现为青海云杉(138.20 g/kg)灌丛(118.49 g/kg)亚高山草甸(100.43 g/kg)祁连圆柏(74.17 g/kg)干草原(43.94 g/kg);随着海拔的升高土壤有机碳含量增加,阴坡有机碳含量明显高于阳坡;经相关性分析表明,土壤有机碳与土壤全氮和砂粒呈显著正相关关系,与土壤体积质量、黏粒和粉粒呈显著负相关关系。     

放牧对植物群落特征和土壤微生物及酶活性的影响

[目的]探讨放牧对羊草群落和贝加尔针茅群落的影响,为草原土壤的保护和草原自然保护区建设提供科学依据。[方法]以呼伦贝尔草甸草原为样地,采用野外调查和实验室分析相结合的方法。[结果]在放牧干扰下,以羊草为建群种的群落所受的影响比贝加尔针茅群落小,植物群落盖度、高度和Simpson指数明显高于贝加尔针茅群,物种多样性更丰富,生长情况相对更好。羊草草原土壤全氮、全磷和有机质含量高于贝加尔针茅草原土壤。各放牧区土壤微生物数量均表现为:细菌放线菌真菌;垂直分布为0—10cm10—20cm;土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性、全N,全P和有机质等0—10cm土层的均高于10—20cm。相关分析表明,植物群落α多样性与土壤微生物数量、土壤酶活性、全N,全P和有机质等呈显著正相关。[结论]适度放牧有助于提高草甸草原羊草群落和贝加尔针茅群落α多样性、土壤微生物数量和土壤酶活性。两个群落相比较,羊草群落更适合放牧。     

西北风蚀区种植甘草对农田土壤质地及碳、氮含量的影响

为了探讨种植甘草(Glycyrrhiza Uralensis)对农田风蚀、土壤质地及碳、氮含量的影响,试验以甘草和其下部土壤为研究对象,通过测定不同生长年限甘草植被的盖度、高度、地上生物量和土壤表层(0—5cm)的风蚀量、质地及有机碳、全氮含量,来探索甘草植被性状特征对土壤质地和碳、氮含量的影响以及它们之间的数量关系。结果表明,随着甘草生长年限的增加,甘草植被的盖度、高度、生物量和土壤表层的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量呈显著提高趋势,而地表风蚀量呈显著减小趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的盖度、高度、生物量与表层土壤中的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量间表现出极显著的正相关关系(P0.01);回归分析显示,当甘草植被的地表生物量每提高1g,可使表层土壤中的黏粉粒含量提高0.048 9%,土壤有机碳、全氮含量提高0.012g/kg和0.001 1g/kg;当耕地表层土壤中的黏粉粒含量每提高1%,可使土壤有机碳、全氮含量提高0.220 3g/kg和0.018 5g/kg。西北风蚀区农田若种植甘草,可减弱耕地表层风蚀危害,提高表层土壤中的细小颗粒物比例和土壤有机碳、氮含量,有利于土壤肥力的恢复和改善。     

黄土丘陵区柠条人工林土壤有机碳动态及其影响因子

以黄土丘陵区柠条人工林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨柠条生长过程中土壤有机碳储量的变化规律。结果表明:1)土壤有机碳主要分布在0～20 cm土层,占0～50 cm土层总储量的49%～63%;2)相对于对照地,柠条林地土壤有机碳储量随柠条生长年限的增加先减小再升高最后趋于稳定,10、26、40、50 a柠条林地土壤总有机碳储量分别为1.555、3.236、2.775、2.444 kg/m2,26 a林地土壤有机碳储量最高,随林龄增大其变化趋于稳定;3)相关性分析结果表明,土壤有机碳质量分数与土壤密度之间呈显著负相关关系,各林地土壤密度随柠条生长年限的增加而减小,说明柠条可以通过改变土壤性质间接增加土壤总有机碳储量,土壤有机碳质量分数与根系生物量、土壤全氮质量分数之间呈极显著正相关关系,说明柠条的根系生长和固氮特性有助于有机碳的积累。     

黄土高原草地土壤有机碳分布及其影响因素

以黄土高原水平方向的4种主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其影响因素。结果表明:土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低,其中0～20 cm土壤有机碳含量与20～40、40～60、60～80、80～100 cm有机碳含量差异显著。4种草地类型土壤有机碳含量分布规律:0～40 cm为高山草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,40～100 cm为高山草甸草原>森林草原>典型草原>荒漠草原;4种草地类型中各土层土壤有机碳含量最高的是高寒草甸,其空间变异最大,最小的是荒漠草原,其变异最小。黄土高原上高寒草甸草原、森林草原、典型草原土壤有机碳均集中分布在浅表层0～40 cm,分别占0～100 cm的71%、50%、46%,而荒漠草原各层分布较均匀;黄土高原土壤有机碳含量与海拔高度呈显著正相关(p<0.01);0～40 cm土壤有机碳含量与土壤含水量呈显著正相关(p<0.01);与全氮有极显著的正相关性,相关系数达0.984 3;与年均温呈极显著负相关(p<0.01),几种草地类型100 cm深土壤有机碳含量与年降水量无明显相关。     

亚热带森林转换对不同粒径土壤有机碳的影响

以亚热带天然阔叶林和由其转换而来的针阔混交人工林和杉木人工林为研究对象,探讨森林转换对土壤有机碳(Soilorganiccarbon,SOC)含量和分布格局的影响。选取不同土层(0～20cm、20～40cm、40～60cm)土壤作为样本,运用物理分组方法研究森林转换对土壤粗颗粒有机碳(Coarse particulate organic carbon,CPOC)、细颗粒有机碳(Fine particulate organic carbon,FPOC)、矿物结合态有机碳(Mineral-associatedorganiccarbon,MOC)含量及其分配比例的影响。结果表明:天然林转换为人工林后(1)各土层土壤有机碳含量均呈下降趋势;(2)0～20cm土层土壤粗颗粒有机碳含量和分配比例均显著降低,土壤细颗粒有机碳含量和比例呈增加趋势;矿物结合态有机碳含量呈减少趋势,比例呈增加趋势;(3)各土层土壤颗粒有机碳/矿物结合态有机碳(POC/MOC)和矿物结合态有机碳/土壤有机碳(MOC/SOC)比值均呈下降趋势,0～20 cm土层土壤CPOC与SOC相关性最好,40～60cm土层MOC与SOC相关性最好。因此,亚热带天然阔叶林转换为针阔混交人工林和杉木人工林,土壤总有机碳含量降低,土壤有机碳的稳定性增强;土壤CPOC更能反映森林转换对表层土壤有机碳的影响;而MOC更能反映森林转换对深层土壤有机碳的影响。     

黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系研究

为了探明黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系,在黄土高原纸坊沟小流域选取几种典型的植被群落(刺槐Robinia pseudoacacia、铁杆蒿Artemisia gmelinii、长芒草Stipa bungeana、狼牙刺Sophora davidii和柠条Caragana korshinskii),野外调查了植被多样性,同时室内测定0—100 cm土壤有机碳含量、密度以及相关土壤环境因子。结果显示:(1)不同植被群落多样性指数(Margalef丰富度、Mclntosh均匀度和Shannon-Wiener多样性)表现出相同的变化特征。柠条和刺槐群落差异不显著(p>0.05),二者显著低于其他植物群落(p<0.05),长芒草和狼牙刺群落最高,二者之间差异不显著(p>0.05),显著高于其他植物群落(p<0.05); 不同植物群落Simpson优势度指数呈现出相反的变化趋势,刺槐>柠条>铁杆蒿>狼牙刺>长芒草。(2)不同植物群落土壤全氮含量、微生物量碳、微生物量氮、速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)大致表现为相同的变化特征,均表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他群落,而柠条和刺槐群落土壤养分含量低于其他植物群落,不同植物群落土壤pH值表现出相反的变化特征。(3)在垂直方向,土壤有机碳密度随土层深度的增加而逐渐减小,80—100 cm土层土壤有机碳密度最低(p<0.05),0—20 cm土层土壤有机碳密度最高,表现出明显的“表聚性”,相同土层土壤有机碳密度大致表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他植物群落。(4)相关性分析显示,不同植物群落多样性指数与有机碳和有机碳密度呈显著或极显著的正相关。冗余分析显示,土壤pH值和微生物量碳含量是主导植被多样性和土壤有机碳密度重要驱动因子; 双因素分析表明植被类型和土层深度对土壤有机碳含量和密度具有显著的影响(p<0.05)。     

放牧干扰下短花针茅植丛对表层土壤性质的影响

为揭示小尺度植被与土壤相互作用在维持草地稳定性中的作用,研究以放牧干扰下退化短花针茅草地为对象,以临近的围栏封育草地为对照(CK),对比研究了放牧干扰下短花针茅植丛边缘(丛内)以及丛外裸斑(丛外)处表层土壤颗粒组分与养分的小尺度分布规律,及其相关关系在空间上的变化。结果表明:(1)整体而言,黏粒(2μm)与砂粒(50～2 000μm)的分布规律相反,呈显著负相关关系,围封使土壤黏粒含量显著提高,砂粒和粉粒(2～50μm)显著降低(p0.05);有机碳(SOC)与黏粒的分布变化规律一致,全氮(TN)无显著变化;植丛内外无显著区别(p0.05)。(2) 2 cm间隔精细分层下,围封使任意土层土壤黏粒和砂粒分别显著提高和显著降低,0—8 cm土层的粉粒显著降低(p0.05);SOC 2—8 cm和12—14 cm土层显著提高,TN无显著变化,但植丛的存在显著提高了围封区植丛内0—4 cm土层SOC含量(p0.05)。(3)随土层垂直变化,围封区黏粒含量逐步提高,粉粒和砂粒逐步降低;SOC和TN无显著变化(p0.05)。放牧区黏粒12—14 cm土层显著增高,粉粒逐步递减,砂粒先增高后降低(p0.05);SOC表聚性分布,TN植丛内"V"型分布中间土层降低,丛外无显著变化(p0.05)。围封区颗粒组分间的相关关系变化基本稳定,放牧区部分土层显著相关性丧失;围封区颗粒组分与SOC,TN无显著相关(p0.05),放牧区则与SOC的显著相关集中在10—14 cm土层,与TN集中在8—14 cm土层。总之,放牧干扰不仅导致了土壤质地和养分水平的显著下降,同时也改变了土壤内部不同理化指标间的相互关系及其分布格局,但是植丛的存在并未显著改善丛下土壤质地和养分状况。     

黄土高原不同植物群落土壤团聚体中有机碳和酶活性研究

以黄土高原延河流域森林区3种典型植物群落为研究对象,研究了3种植物群落土壤团聚体中有机碳的含量、组分及土壤酶活性,分析了有机碳与酶活性的关系。结果表明:(1)3种植物群落,土壤团聚体各种形态有机碳和酶活性均表现为0~10 cm土层含量高于10~20 cm土层,辽东栎群落0~10 cm土层土壤多酚氧化酶活性却低于10~20 cm土层。(2)土壤团聚体有机碳含量在植物群落间表现为:辽东栎群落人工刺槐群落狼牙刺群落,酶活性在植被群落间的高低表现则不一致。土壤有机碳含量和酶活性在团聚体间均表现为随团聚体粒级的增大而增大,或先增大再减小的趋势。(3)蔗糖酶、纤维素酶以及β-D葡糖苷酶活性与各种形态有机碳均呈显著的正相关关系,多酚氧化酶和过氧化物酶与有机碳含量相关性不显著。(4)辽东栎群落和狼牙刺群落土壤团聚体蔗糖酶、纤维素酶、以及β-D葡糖苷酶活性在团聚体中表现为:|0.25 mm团聚体||2~0.25 mm团聚体||5~2 mm团聚体||5 mm团聚体|,其多酚氧化酶和过氧化物酶以及人工刺槐群落各种土壤酶活性均表现为2~0.25 mm粒级团聚体中最大。(5)β-D葡糖苷酶活性增大,能促进土壤各种有机碳含量增加;土壤蔗糖酶活性和β-D葡糖苷酶活性的提高有助于土壤活性有机碳含量增加;土壤多酚氧化酶活性的增大,有利于土壤腐殖质碳的积累。     

放牧对荒漠草原植物生物量及土壤养分的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨放牧对荒漠草原植物多样性、 生物量及土壤养分特征的影响。结果表明, 放牧对荒漠草原植物群落多样性、 均匀度和丰富度影响显著。植物群落多样性和均匀度随着放牧强度的增加均呈先增加后降低的趋势,在轻度放牧达到最大值。同围封禁牧相比,重度、 中度和轻度放牧草地的植物地上和地下部生物量显著降低,分别降低了43.8%、 42.0%、 15.4% 和 27.7%、16.2%、11.9%。土壤有机碳随着放牧强度的增加而降低,而土壤全氮含量随着放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势。围封禁牧草地土壤有机碳比重度放牧增加了18.1%,而土壤全磷、 速效磷和全钾含量分别降低了 21.1%、 51.9% 和 11.0%。土壤有机碳含量对植物群落地上和地下部生物量的影响大于土壤全氮、 全磷、 全钾、 速效磷和速效钾。放牧干扰下荒漠草原土壤环境及其养分含量,能在一定程度上反映植物群落多样性和生物量的变化。     

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明：（1）黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0～20 cm土层中有机碳的含量均高于20～40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为：大针茅群落〉长芒草群落〉铁杆蒿群落〉百里香群落;（2）同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是：0.5～0.25 mm与1～0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,〉1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;（3）恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。     

环青海湖区退化芨芨草群落的土壤碳密度特征

通过对环青海湖区退化芨芨草群落的土壤容重和有机碳含量的测定分析,确定了退化芨芨草群落的土壤碳密度特征。结果显示,重度退化芨芨草群落的土壤容重显著大于中度退化芨芨草群落的土壤容重。重度退化芨芨草群落土壤有机碳含量普遍低于中度退化芨芨草群落,特别是两者表层土壤有机碳含量差异极为显著(p0.001)。在0—100cm剖面上,中度退化芨芨草群落土壤有机碳含量总体呈减少趋势,重度退化的则呈现减少和先增加后减小的两种变化趋势。芨芨草群落土壤有机碳密度跟有机碳含量变化趋势一致;芨芨草群落土壤有机碳主要集中在0—30cm土层,中度和重度退化下该深度土壤有机碳密度分别为7.35和2.92kg/m2,占整个剖面有机碳密度的57.45%和63.06%;环青海湖区中度和重度退化芨芨草群落剖面土壤有机碳密度为12.79和4.63kg/m2。     

希拉穆仁天然草地不同群落土壤分形特征及其影响因素

研究希拉穆仁天然草地围封区内不同群落类型土壤颗粒分形特征及其影响因素,以期为荒漠草原土壤风蚀的减少和草地退化防治提供依据。利用土壤粒径质量分布原理与分形学理论,以围封16年荒漠草原的蒙古韭(Allium mongolicum)、银灰旋花(Convoloulus ammannii)、克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、洽草(Koeleria asiatica)、短花针茅(Stipa brevi flora)6种群落为研究对象,测定和计算土壤颗粒分形维数、粒径组成和水文物理参数,探讨了近自然恢复状态下0—30 cm土层不同群落类型的土壤颗粒分形特征及影响因素。结果表明:(1)决定该地区土壤颗粒分形维数大小的主要是粉砂和极细砂的百分含量,其次为细砂的百分含量,其余粒级土壤颗粒的影响程度较小;土壤颗粒分形维数与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和蓄水量和吸持蓄水量呈显著正相关,与土壤容重、非毛管孔隙度、滞留蓄水量的相关性不大。(2) 6种不同群落土壤颗粒分形维数最大为2.840,最小值为2.490。0—30 cm土层土壤颗粒平均分形维数介于2.575～2.750,从大到小依次为克氏针茅短花针茅洽草银灰旋花蒙古韭羊草。6种不同群落类型样地上土壤分形维数随土壤采样深度的变化发生不同的波动规律,整体上均呈线性下降趋势。(3)分形维数可以作为一个衡量土壤结构及草地退化恢复程度的综合性指标。从土壤分形维数及其蓄水性能来看,希拉穆仁天然草地围封区的6种群落改良土壤特性及蓄水功能表现为克氏针茅、短花针茅和洽草群落优于其他3种群落。     

黄土丘陵区草地地上生物量及土壤水分养分对微地形变化的响应

[目的]深入了解地形变化对草地生产力及土壤水分养分的影响，为草地生态系统地形复杂地区的生态恢复以及生产力的维持提供参考和依据，对草地生态系统的合理利用与科学管理具有重要意义。[方法]以黄土丘陵区草地生态系统为研究对象，采用单因素方差分析、Duncan多重比较以及Pearson相关分析等方法对6个不同微地形下的草地地上生物量及0—40 cm的土壤有机碳、全氮、全磷含量和0—100 cm的土壤水分含量进行了研究。[结果](1)在阳坡，地上生物量随坡位的降低逐渐减少且呈极显著差异，土壤有机碳和全氮含量都随坡位的降低而减小，土壤全磷含量随坡位的降低呈“V”字形变化；在阴坡，地上生物量随坡位的降低呈现增加的趋势，土壤全磷含量随坡位降低而增大。土壤有机碳、全氮及全磷含量在不同坡向、坡位上均有显著性差异。(2)土壤有机碳、全氮及全磷含量均随土层加深而减小，其中全磷含量变化不明显；6种微地形的平均水分含量均随土层深度的加深而增加，且在大于40 cm土层上，6种微地形的土壤水分含量之间有显著差异。(3)相关性分析表明，0—20 cm土层的全磷与地上生物量呈显著负相关，20—40 cm土层的有机碳与地上生...     

不同放牧强度下荒漠草原土壤有机碳及其δ~(13)C值分布特征

以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,通过测定不同载畜率下土壤部分理化性质、土壤有机碳含量和δ~(13)C值.探讨随放牧强度增加土壤有机碳深度分布和δ~(13)C值的组成差异特征.结果显示:随深度增加.有机碳含量呈线性急剧降低,变化范围在16.17～6.26 g/kg之间,而土壤有机碳的δ~(13)C值不断增大.变化范围在-22.5‰～-14.3‰.放牧对土壤有机碳的影响主要在0-20 cm土层,且放牧强度越大,有机碳含量越低,有机质分解程度越大,δ~(13)C值越偏正,δ~(13)C值的深度变化特征还表明.土壤剖面形成发育过程中当地气候和植被发生了很大的变化,可能实现了由C_4植物占优势向C_3植物占优势的变迁.