黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林土壤抗蚀性演变特征

 采取时空互代法,以黄土丘陵区不同林龄的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地为对照,分析土壤抗蚀性的变化过程,并在此基础上提出土壤抗蚀指数。结果表明,黄土丘陵区坡耕地种植刺槐林后:>0.25 mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳含量较坡耕地显著增加,并随林龄增加逐渐升高;土壤团聚状况、团聚度显著高于坡耕地并随林龄增加先降低后升高;土壤结构破坏率、分散系数和分散率呈波动式降低;小粒径的微团聚体和机械组成逐步向大粒径转变。相关性分析表明:>0.25mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳与全氮、碱解氮、速效钾、全磷呈显著正相关(P<0.05),与土壤密度呈显著负相关;结构破坏率、分散系数和分散率则与全氮、碱解氮、全磷呈显著负相关;团聚状况、团聚度与全氮、全磷呈显著正相关。土壤抗蚀指数随人工刺槐林林龄的增加而显著升高,可以全面、客观地反映土壤抗蚀性能的演变过程。侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤抗蚀性较差,种植刺槐林后,土壤抗蚀性显著增强。     

侵蚀环境人工刺槐林土壤水稳性团聚体演变及其养分效应

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤水稳性团聚体变化规律及其与土壤养分状况之间的相互关系。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为耕作干扰,土壤水稳性团聚体含量低下,抗蚀性能较差。营造刺槐林前5a土壤水稳性团聚体含量较坡耕地显著快速增加,随后增幅变缓,成对数增长,恢复25a后土壤水稳性团聚体含量已经达到天然侧柏林水平。在植被恢复过程中土壤小粒径的水稳性团聚体逐渐聚集转变形成大粒径的团聚体。相关性分析和回归分析表明,植被恢复过程中〉0．25mm土壤水稳性团聚体与有机碳、全氮、碱解氮、速效钾、容重等相关性达到显著（P〈0．05）或极显著水平（P〈0．01）,与全磷和速效磷相关性较弱。坡耕地退耕营造刺槐林后可以减少人为干扰,增加碳素和氮素供给,提高水稳性团聚体含量,使土壤抗蚀性能提高。     

不同植被恢复模式对黄土丘陵区土壤抗蚀性的影响

提高土壤抗蚀性是防治土壤侵蚀、促进生态恢复的有效途径之一。以退耕1a撂荒地作为对照,该研究通过对恢复30a的刺槐、柠条、油松与刺槐-紫穗槐、油松-紫穗槐5种不同植被恢复模式进行土壤抗蚀性的探索研究,结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式的土壤抗蚀性均明显增强,土壤有机质含量、土壤黏粒含量以及土壤颗粒间团聚程度显著提高。采用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均质量直径、团聚度和分散系数等指标计算该区土壤抗蚀性,进行抗蚀性等量评价。不同植被恢复模式土壤抗蚀性大小顺序为:油松(PC16)、刺槐(RP21)、柠条(AK18)、油松-紫穗槐(PA17)和刺槐-紫穗槐(RA20),纯林土壤抗蚀性强于混交林。该区采用油松、刺槐和柠条纯林恢复模式效果要优于油松-紫穗槐和刺槐-紫穗槐混交模式。     

黄土丘陵半干旱区典型人工林土壤水分特征

在黄土丘陵区选取不同林龄典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30 a多自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了人工林地土壤水分特点.结果表明,(1)人工林地总体持水能力较差,不同类型林地土壤持水能力顺序:刺槐林>沙棘林>柠条林,随着林分的生长,土壤持水能力均有增强的趋势;(2)土壤的导水能力随着林龄的增加有明显提高,林龄较接近时,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大;(3)随着林分生长,林地土壤饱和含水量值增大,林地蓄水能力增强;(4)与荒坡对照相比,人工林改善土壤持水、导水能力的效果不一定有生态系统自我修复作用形成的植被群落好.     

退化喀斯特植被恢复过程中的土壤抗蚀性变化

运用时空互代法,以喀斯特山区不同植被恢复阶段为研究对象,坡耕地与人工林为对照,通过室内分析,采用主成分分析方法,探讨了其土壤抗蚀性。结果表明:土壤中有机质、0.25 mm水稳性团聚体含量、0.05 mm粉黏粒含量、0.001 mm黏粒含量和结构性颗粒指数可以作为评价土壤抗蚀性的最佳指标。各样地土壤抗蚀性综合指数大小排序为灌草丛乔灌过渡林灌木林乔木疏林人工林草坡坡耕地。喀斯特山区,坡耕地土壤抗蚀性能最差;植被恢复过程中,土壤的抗蚀性能先逐渐变好,后逐渐变差,转折点在灌草阶段。以灌草搭配的植被恢复模式可能比较适合喀斯特地区。     

黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林下植被及土壤系统演变特征

[目的]研究黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—植被系统演变特征,揭示刺槐林对草地生态系统恢复产生的生态效应。[方法]以陕西省黄土地区5,10,15,20年生人工刺槐林为对象,通过调查每个样地的土壤性质和地表植被特征,分析黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—地表植被的变化。[结果]随着人工刺槐林的发育,刺槐的冠幅、树高、分枝数和基径显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低;林下地表草本植物物种数目、盖度和高度均显著降低,林下地表草本植物密度在不同林龄之间差异不显著(p0.05);土壤电导率和容重呈先增加后降低趋势,土壤pH值在不同林龄之间差异不显著(p0.05),土壤总孔隙度显著降低(p0.05);土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低,并且土壤全磷含量在不同林龄之间差异不显著(p0.05);不同林龄人工刺槐林土壤养分均表现出明显的"表聚性",相同土层内土壤养分表现为15a20a10a5a,局部有所波动。相关分析表明,土壤养分含量和刺槐形态特征是影响地表植被物种数、个体数和盖度分布的主要因素。[结论]黄土丘陵区人工刺槐林能够改善土壤养分含量和地表草本植被恢复,以15a人工刺槐林改善土壤养分含量效果最佳,但随着林龄的增加,其改善效果有所降低,这种改善效果并没有影响土壤养分含量的垂直分布特征;随林龄的增加,人工刺槐林对地表草本植被的影响滞后于对土壤养分含量的影响。     

黄土丘陵半干旱区柠条林对土壤物理性质及有机质的影响

在野外调查和室内实验分析的基础上,研究了黄土丘陵区不同林龄柠条人工林地土壤物理性质和有机质的变化情况.结果表明:随着柠条林龄的增加,柠条林可增加土壤粉粒和黏粒含量,降低土壤容重(50a柠条除外),改善毛管孔隙状况,促进土壤的正向发育,>5mm土壤水稳性团聚体含量逐渐增加,而>0.25mm水稳性团聚体和有机质均出现先减小后增大的现象;在土壤剖面上,由于表层土壤受到根系和枯落物的共同影响,柠条林对表层土壤的各项物理性质改善作用最为明显,随土层深度增加其改善作用逐渐减弱.     

退化喀斯特植被恢复过程中的土壤抗蚀性变化

运用时空互代法,以喀斯特山区不同植被恢复阶段为研究对象,坡耕地与人工林为对照,通过室内分析,采用主成分分析方法,探讨了其土壤抗蚀性。结果表明：土壤中有机质、>0.25 mm水稳性团聚体含量、<0.05 mm粉黏粒含量、<0.001 mm黏粒含量和结构性颗粒指数可以作为评价土壤抗蚀性的最佳指标。各样地土壤抗蚀性综合指数大小排序为灌草丛>乔灌过渡林>灌木林>乔木疏林>人工林>草坡>坡耕地。喀斯特山区,坡耕地土壤抗蚀性能最差;植被恢复过程中,土壤的抗蚀性能先逐渐变好,后逐渐变差,转折点在灌草阶段。以灌草搭配的植被恢复模式可能比较适合喀斯特地区。     

桂西北喀斯特地区不同土地利用类型土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性是反映土壤抵抗侵蚀能力的重要参数之一,是土壤侵蚀研究的重要内容。本文选取土壤有机质、水稳性团聚体、团聚体结构破坏率、团聚状况、团聚度、分散率和<0.05 mm粉黏粒含量等7个指标,通过单因素方差分析及主成分分析,探讨了桂西北喀斯特地区5种不同土地利用类型土壤抗蚀性的差异。结果表明:原生林和次生林土壤有机质含量显著(P<0.05)高于撂荒地、坡耕地和人工林,撂荒地土壤有机质含量较坡耕地和人工林高,但差异不显著。原生林、次生林及撂荒地土壤>0.25 mm水稳性团聚体总量及团聚状况显著高于坡耕地及人工林,但其土壤团聚体结构破坏率及分散率显著低于坡耕地;人工林土壤团聚体结构破坏率显著高于次生林,但与原生林、撂荒地和坡耕地差异不显著;人工林土壤分散率则与坡耕地类似,显著低于原生林、次生林及撂荒地;原生林、次生林土壤团聚度与撂荒地、坡耕地差异不显著,但显著高于人工林;次生林、撂荒地及人工林<0.05 mm粉黏粒含量与原生林、坡耕地差异不显著,但坡耕地土壤<0.05 mm粉黏粒含量显著高于原生林。由主成分分析综合评分得到土壤抗蚀性强弱顺序为:原生林>次生林>撂荒地>坡耕地>人工林。因此,喀斯特地区人为干扰严重降低了土壤的抗蚀性,耕地通过撂荒方式能够提高土壤抗蚀性。     

岩溶区不同土地利用方式土壤抗蚀性分析

采用土壤微团聚体类、水稳性团聚体类及有机质含量作为指标,通过主成分分析方法,对重庆市中梁山不同土地利用方式表层土壤抗蚀性进行了研究。结果表明：〉0.25mm水稳性团聚体含量及破坏率、〉0.5mm水稳性团聚体含量及破坏率、平均重量直径和有机质含量是评价土壤抗蚀性的最佳4指标;土壤抗蚀性强弱顺序为：灌丛地〉草地〉竹林地〉坡耕地,退耕还林、还草有利于提高土壤抗蚀性;运用微团聚体类指标和水稳性团聚体类及有机质指标分别进行土壤抗蚀性评价时,得到相反的结论;土壤水稳性团聚体类指标评价结果与主成分分析结果一致,这与研究区特殊的成土过程和脆弱的生态环境有关;耕作侵蚀使坡耕地土壤主要性质产生坡面分异,进而产生土壤抗蚀性的坡面分异。坡耕地不同部位土壤抗蚀性强弱为：上部〉下部〉底部〉顶部,这与土壤水稳性团聚体含量坡面分异一致,证明水稳性团聚体类指标可以较好地反映土壤抗蚀性特性。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植物群落土壤抗蚀性研究

 国家退耕还林(草)科技示范点陕西省吴旗县的退耕地植物群落的抗蚀性试验研究结果表明:通过对衡量土壤抗蚀性的12项指标主成分分析,反映特征值大部分信息(88.671%)的主成分包括无机黏粒类、团聚类、无机胶粒类和水稳性团粒类4大类。对4个主成分进行聚类,将吴旗县内的植物群落分为3大类,其中以退耕时间长的人工林地和还草地为主的植物群落抗蚀性最好,其次是退耕时间长的蒿类群落为主,以新退耕还林(草)地和坡耕农用地为主的植物群落抗蚀性较差。从土壤抗蚀性这一重要指标来看,随着退耕时间的延伸,退耕地人工林地抗蚀性较坡耕农用地不断提高,逐渐接近于天然林地,而退耕时间较晚的还林(草)地和坡耕农用地相对较差。     

护坡人工混凝土壤不同粒级团聚体分布特征及其抗蚀性研究

为了定量评价人工混凝土壤生态护坡基材的抗蚀性,室内测定了其团聚体分布特征和各抗蚀性指标,并与立地条件相似的自然土壤进行了对照分析。结果表明:与自然土壤相比,人工混凝土壤中 > 0.25 mm机械稳定性团聚体含量、> 0.25 mm水稳性团聚体含量R_0.25、平均重量直径MWD、几何平均直径GWD与有机质含量均显著提升,可蚀性因子K、结构破坏率PAD、分形维数D与分散率均显著降低;同时,抗蚀性主成分值提高了2.53倍。这均证实人工混凝土壤团聚状况和团聚度有所改善,抗蚀性较自然土壤有较大的提升。相关性分析表明 > 0.25 mm水稳性大团聚体含量R_0.25和有机质含量与其他抗蚀性指标之间均存在极显著的相关性。综合分析可知,由于添加了水泥和天然有机物料,人工混凝土壤的水稳性大团聚体含量和有机质含量明显提升,因此导致其稳定性与抗蚀性显著优于原材料之一的自然土壤。     

黄土高原植被恢复提高大于0.25mm粒级水稳性团聚体在土壤增碳中的作用

本研究选择陕北黄土高原绥德、吴旗、宜川3个地区,调查分析了不同植被恢复类型（草、灌、乔）下05cm表层土壤水稳性团聚体粒径分布及其有机碳含量的变化。结果表明:不同植被恢复类型均显著提高了 2mm和2～0.25mm 两个粒级的水稳性团聚体及其有机碳（SOC）的含量,但不同植被恢复类型的作用在3个地区有所不同。与农地相比,在绥德,油松和柠条、分别使 2mm和2～0.25mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量分别提高了99%～153%和219%～350% ,但苜蓿没有明显作用;在吴旗,苜蓿、沙棘、刺槐分别使 2mm和2～0.25mm水稳性团聚体中SOC含量分别提高了28%～30%和85%～130%,而刺槐对 2mm水稳性团聚体没有作用,而使2～0.25mm粒级的水稳性团聚体SOC含量提高了210% ; 在宜川,白草、羊胡草、狼牙刺和油松使 2mm和2～0.25mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量分别提高了405%～932%和724%～1130%。植被恢复土壤增碳主要是提高了2～0.25mm和2mm 两个粒级的水稳性团聚体中SOC的含量,提高值分别为514%和470%,占土壤有机碳库增量的49%和43%,而对其它粒级水稳性团聚体中SOC含量的贡献小于16%。以上研究结果说明,植被恢复稳定土层结构、促进土壤水稳性大团聚体中SOC的形成,可能在黄土丘陵侵蚀景观土壤固碳过程中起重要作用。     

北川河流域退耕地植物群落土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性指土壤抵抗水的分散和悬浮的能力。国家退耕还林还草科技试验县———青海省大通县北川河流域的抗蚀性试验研究结果表明 ,用于衡量土壤抗蚀性的 12项指标 ,经过主成分变换后 ,能够反映特征根大部分信息 (85 .6 % )的主成分包括无机黏粒类、团聚类、无机胶粒类和水稳性团粒类 4大类。通过对 4个主成分进行聚类 ,北川河流域植物群落分为 3大类 ,其中抗蚀性最好的一类以天然林为主 ;抗蚀性居中的一类以退耕时间较长的人工林地为主 ;抗蚀性较差的一类以新退耕还林地为主。随着退耕时间的延伸 ,退耕地人工林的抗蚀性较耕地不断提高 ,而与当地天然次生林的抗蚀性愈来愈接近。以仿自然林为手段的退耕地人工林的营造是成功的 ,以土壤抗蚀性为基础 ,结合其他多方面的生态功能 ,退耕地人工林可以起到很好的水土保持作用     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被自然恢复过程——以吴起县双树沟流域为例

采用TWINSPAN分类法对黄土丘陵沟壑区吴起县双树沟流域30个自然恢复草地植被进行分类,并对分类后各植被群落特征和地上生物量进行统计分析。结果表明：在自然恢复条件下,随着退耕年限的不断增加,退耕地植被自然恢复依次经历了猪毛蒿群落-赖草＋长芒草群落-赖草＋铁杆蒿群落-铁杆蒿群落-铁杆蒿＋茭蒿群落5个发展阶段,地带性植被类型铁杆蒿＋茭蒿群落在研究区内开始出现,并且已经占有一定优势;随着退耕地植被自然恢复的不断进行,Margalef等丰富度指数以及Shannon-wiener等多样性指数、Pielou等物种均匀度指数和地上生物量都呈现出先减小后增大的发展趋势;在植被自然恢复的稳定阶段,虽然物种丰富度指数和物种多样性指数有一定的增加,但是相对恢复初期来讲还是有所下降,并且有达到与初期相当水平的趋势;物种丰富度指数均在第1恢复阶段最大,而均匀度指数Jsw以及Shannon-wiener指数在第5恢复阶段最高。随着退耕地植被自然恢复的不断进行,植被群落总盖度随着退耕年限的延长而不断增大。     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

黄土高原植被恢复对不同粒径土壤团聚体中酶活性的影响

[目的]研究不同植被恢复方式下土壤酶活性以及在不同团聚体中的分布特征,为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内实验相结合的方法研究不同植被恢复方式对土壤团聚体酶活性的影响。[结果]天然草地、15年和25年柠条林地土壤酶活性较高,而坡耕地土壤酶活性较低。土壤酶活性在不同粒径土壤团聚体中,随着团聚体粒径的增大而增大,在1~2,2~3和3~5mm粒径土壤团聚体中逐渐达到最大,之后又随土壤团聚体粒径的增大而减小。土壤酶活性主要分布在粒径1~2,2~3和3~5mm团聚体中,而小团聚体(<0.25,0.25~1mm)和大团聚体(>5mm)中土壤酶活性较低。在0—20cm土层中,土壤酶活性表现出随恢复年限的增大而增加,在20—40cm土层则表现出随恢复年限的增大而维持稳定。[结论]随着人工林种植年限的增加,土壤酶活性逐渐加强,而坡耕地不利于土壤酶活性的提高。因此,未来该区的植被建设中应该加强对天然草地与柠条林地的保护,这有利于土壤酶活性的改善。     

紫色土区植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤抗蚀性研究

为探究紫色土坡地植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤抗蚀性的差异及变化规律,选取遂宁市水土保持试验站10°新银合欢植物篱小区(T1)、10°和15°香根草植物篱小区(T2和T3)进行研究。研究小区布设有上、中、下坡篱带,分别采集篱前淤积带和篱下土坎(下坡无)的表土样,测定有机质含量、水稳性团聚体和微团聚体组成,运用主成分分析法对土壤抗蚀性进行分析。结果表明:同一篱带,土壤有机质含量、团聚度和团聚状况均是篱前淤积带高于篱下土坎,土壤水稳性团聚体含量和抗蚀性综合指数则反之,篱下土坎的抗蚀性综合指数是篱前淤积带的1.48～3.17倍;同一小区,篱前淤积带土壤有机质含量、团聚度和团聚状况均表现为下坡中坡上坡,篱下土坎为中坡上坡,而土壤水稳定性和抗蚀性综合指数在坡位间则无显著性差异;同坡度下,香根草植物篱小区土壤有机质含量、团聚度、团聚状况和水稳定性均高于新银合欢植物篱小区;坡度越大,香根草植物篱小区土壤有机质含量、团聚状况和水稳定性表现越差;主成分分析发现,水稳性团聚类指标能较好地反映紫色土坡地土壤抗蚀性能的强弱,研究小区土壤抗蚀能力表现为T2T1T3。