不同巨桉人工林土壤分形特征及抗蚀性分析

为探讨耕地退耕成人工巨桉林后对土壤团粒结构及土壤抗蚀性能产生的影响,在野外调查与室内分析的基础上,选择4.5年生巨桉纯林、巨桉+果树、巨桉+粮食作物土壤作为研究对象,农耕地作为对照,研究了不同巨桉人工林下水稳性团聚体分形维数的变化特征,分析了分形维数与土壤养分状况、土壤结构稳定性以及土壤抗蚀性能的关系。结果表明,4种模式土壤分形维数介于2.142~2.296;在0~15 cm土层分形维数表现为耕地林果林粮纯林,纯林和农耕地之间差异显著,其他3种模式之间差异不显著;在15~30 cm土层分形维数表现为耕地纯林林粮林果,4种模式之间差异不显著。分形维数与土壤有机质含量、大团聚体含量呈显著和极显著负相关;与土壤平均重量直径、水稳性指数有负相关趋势;与土壤体积质量、微团聚体含量呈极显著正相关。说明土壤分形维数越小,土壤有机质、大团聚体含量越高,土壤平均重量直径、水稳性指数越大,土壤体积质量、微团聚体含量越低,土壤结构越稳定,抗蚀力越强。因此,团聚体的分形维数值能反映土壤性质的变化,通过对土壤分形维数特征的研究可以定量揭示不同巨桉模式下土壤抗侵蚀的能力。     

巨桉人工林下土壤团聚体分形特征及碱解氮分布研究

了解川中丘陵区巨桉林土壤团聚体分形特征及碱解氮含量状况对于掌握该地区巨桉种植对土壤稳定性及土壤养分的影响十分必要。该研究以典型川中丘陵区3.5a生巨桉纯林、巨桉+果树、巨桉+粮食作物土壤为研究对象,以弃耕地土壤为对照,应用分形模型,分析了土壤团聚体分形特征及不同粒径团聚体对土壤碱解氮分布的影响。结果表明:土壤团聚体数量随着粒径的增大呈现出先减少再增加后减少的趋势,其中2~5mm粒径团聚体在土壤结构中占有重要地位;土壤分形维数排序为:弃耕地纯林林果林粮;土壤碱解氮含量排序为:弃耕地林粮林果纯林,巨桉林地较弃耕地土壤分形维数和碱解氮含量低,说明巨桉的栽培在有利于保持土壤水土流失的同时却造成了土壤养分流失和地力衰退;巨桉林地土壤碱解氮集中分布在0.25mm和0.25~0.5mm粒径的细砂和中砂砾中;相关分析表明,土壤碱解氮含量与0.25~0.5mm团聚体碱解氮含量呈负相关,与2~5mm团聚体碱解氮含量呈显著正相关。该研究结果科学评价了巨桉种植对土壤结构和养分的影响,为川中丘陵区土壤的水土保持和肥力维护工作提供了合理的经营模式。     

不同巨桉林下紫色土壤抗蚀性与土壤因子的耦合关系分析

为揭示耕地退耕成巨桉林后对土壤抗蚀性的影响,在野外调查和室内分析的基础上,以紫色土上栽培的6a生巨桉纯林、巨桉+果树、巨桉+粮食作物及农耕地土壤作为研究对象,利用主成分方法分析了影响巨桉林土壤抗蚀性的主要理化指标,同时结合灰色关联度构建了抗蚀性指数—土壤理化性质指标的耦合模型,对不同巨桉林的抗蚀性进行综合判定。结果表明:影响土壤抗蚀性的主要因子有0.25mm团聚体含量、容重、有机质、平均重量直径、水稳性指数、有效钾、碱解氮,其中0.25mm团聚体含量是决定土壤抗蚀性水平的最关键因素;平均重量直径和水稳性指数与土壤理化性质指标分别属于中等和较强关联,土壤理化性质对土壤抗蚀性的影响依次为0.25mm团聚体含量碱解氮有效磷有机质有效钾容重;土壤抗蚀性与土壤理化性质系统的整体耦合水平属于弱协调,系统耦合协调程度为巨桉纯林(中度协调)耕地(弱协调)林粮(轻度不协调)林果(轻度不协调)。研究结论可为耕地退耕成巨桉林地的土壤抗蚀性评价提供一定的理论依据。     

巨桉人工林下土壤团聚体稳定性及分形特征

选择3年生巨桉纯林、巨桉+粮食作物、巨桉+果树土壤作为研究对象,农耕地作为对照,运用标准化平均质量直径及分形理论,分析不同巨桉人工林下的土壤团聚体稳定性及分形维数特征。结果表明,不同林地模式下,水稳性团聚体平均质量直径的变化顺序为农耕地>林粮>巨桉纯林>林果,农耕地与不同林地模式下水稳性团聚体平均质量直径差异显著,农耕地在退耕成巨桉人工林后不利于土壤大团聚体的形成;3种林地模式与农耕地比较有效磷、容重差异显著,土壤有机质、碱解氮、有效钾含量差异不显著,说明林地覆盖增强了土壤的紧实度;相关分析表明,影响土壤稳定性的最重要因素为大团聚体的含量,而其他因素影响不显著;分形维数与<0.25mm团聚体含量、容重呈显著、极显著正相关,与1～2mm团聚体含量、平均质量直径呈极显著负相关,说明土壤团聚体的分形维数越小,土壤大团聚体含量越高,土壤团聚体稳定性越强;团聚体的分形维数值能反映土壤性质的变化,通过对土壤分形维数特征的研究可以定量揭示不同巨桉模式下土壤质量的特点。     

喜马拉雅山脉南麓典型林地对土壤理化性质及可蚀性K值影响

探讨喜马拉雅山脉南麓典型林地土壤结构稳定性及可蚀性K值强弱与分布特征,为区域生态保护提供科学理论及数据基础。选取落叶常绿混交林、针阔混交林、常绿阔叶林三种林分,采集0～20cm土壤,测定团聚体、团聚体破坏率、颗粒组成及其有机质,以EPIC模型计算K值。结果表明:(1)不同林地土壤各理化指标具有差异,湿筛及干筛条件下团聚体以0.25 mm为主;团聚体破坏率在10.16%～24.74%间;颗粒组成以粉砂粒为主,黏粒仅占0.51%～3.02%。有机质在92.53～133.79g·kg-1间;(2)研究区土壤K值在0.1862～0.3430间,均值为0.2635,K值总体较高;(3)经相关分析,K值与黏粒、有机质含量及团聚体破坏率呈正相关,与粉粒呈极显著正相关,与砂粒呈极显著负相关,一定程度,团聚体破坏率可评价土壤可蚀性。     

不同混交模式毛竹林下土壤抗侵蚀性研究

[目的]揭示毛竹林下土壤抗蚀性的主要影响要因子,为进一步研究土壤抗蚀性影响机制提供参考。[方法]采用野外调查与室内分析相结合的方法,以常绿阔叶林和杉木林为对照,开展了8竹2阔林、6竹4阔林、毛竹纯林、8杉2竹林等不同混交模式毛竹林土壤抗蚀性及其影响因素研究。[结果]常绿阔叶林的土壤抗蚀性最强,杉木纯林最差,毛竹混交林抗蚀性优于毛竹纯林,混交林中6竹4阔林的抗蚀性较好,8竹2阔和8杉2竹林次之。崩解速率的变化趋势与抗蚀性变化趋势不同,常绿阔叶林土壤崩解速率最慢,6竹4阔林最快,8竹2阔林、杉木林、8杉2竹林低于毛竹纯林。综合考虑不同林分类型的土壤抗蚀性和崩解速率,8竹2阔林是一个较好的混交模式。[结论]土壤和植被结构对土壤抗蚀性有重要影响,毛竹林土壤抗蚀性与有机质含量、非毛管孔隙度、总孔隙度、土壤容重、竹鞭的生物量、枝叶生物量存在着显著的相关关系(p0.05),其中土壤有机质含量和枝生物量对土壤抗蚀性影响最大。     

多花木蓝与狗牙根不同种植模式对三峡黄棕壤抗蚀性影响

通过静水崩解试验及对土壤各抗蚀性指标的探索研究,分析了三峡库区黄棕壤在多花木蓝和狗牙根不同种植模式下的抗蚀性。结果表明:(1)静水崩解过程中,土壤崩解速率表现为空白地多花木蓝狗牙根混播;较空白地土壤,有根试样土壤其崩解速率有很大的减缓,其中混播效果最好,且根系各密度指标与抗蚀性增强值均表现为显著线性相关。(2)与空白地相比,不同种植模式下,土壤水稳性团聚体含量、平均重量直径、有机质含量、团聚状况、团聚度、土壤黏粒含量均有明显的提高,而结构破坏率、分散率则明显下降。(3)通过主成分分析表明:以0.25mm湿筛团聚体含量、结构破坏率、团聚状况、分散率、有机质为指标能较好地衡量黄棕壤在植被恢复下土壤抗蚀性能。     

两种巨桉人工林地土壤抗蚀性的比较研究

[目的]揭示巨桉人工林组培苗和实生苗两种起源对土壤抗蚀性的影响。[方法]利用S形采样法在样地内采集多个样点,按上(0—10cm),中(10—20cm),下(20—30cm)三层分别利用环刀和塑料盒采集原状土壤,测定不同层次土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度、渗透速率、水稳性团聚体含量等。[结果](1)随着土壤深度增加,两种巨桉林地土壤容重呈现递增趋势,而总孔隙度和通气孔隙度呈递减趋势。组培巨桉林土壤容重低于实生苗巨桉林地,而土壤总孔隙度、通气孔隙度高于显著实生苗巨桉林地(p0.05);(2)随着土壤深度增加,两种巨桉林地土壤水稳性指数、抗蚀指数、团聚状况、团聚度和结构系数呈现下降趋势,水稳性指数和抗蚀指数达到显著水平(p0.05),而分散率和分散系数呈现升高趋势。组培巨桉林地不同土层的抗蚀指数和结构系数均高于实生苗巨桉林地,但分散系数均显著低于实生苗巨桉林地(p0.05);(3)随着土壤深度增加,两种巨桉林地土壤各粒径水稳性团聚体含量和平均重量直径(MWD)呈现出下降趋势,土壤结构体破坏率呈现上升趋势。组培苗巨桉林地不同土层各粒径(5mm;5~2mm;0.5~0.25mm;0.5mm;0.25mm)水稳性团聚体含量和MWD均高于实生苗林地,而结构体破坏率、2~1mm和1~0.5mm水稳性团聚体含量均低于实生苗巨桉林地。[结论]组培巨桉人工林的土壤抗蚀性更佳。     

紫色土团聚体抗蚀特征研究

从水稳性、力稳性和化学稳定性3方面研究了紫色土团聚体稳定性和抗蚀性特征及内在机理,结果表明:不同利用方式土壤>3mm,>1mm,>0.25mm水稳性团聚体的含量均表现为荒草地>林地>园地>耕地,结构破坏率表现为耕地>园地>林地>荒草地;力稳性参数"原始稳定性"表现出荒草地>林地>园地>耕地,"崩解速率"表现为耕地>园地>林地>荒草地,不同利用方式土壤团聚体力稳性表现为荒草地>林地>园地>耕地;蓬莱镇组、遂宁组和沙溪庙组3种母质发育的土壤,遂宁组母质发育土壤抗蚀性最强,不同利用方式抗蚀强弱表现为荒草地>林地>园地>耕地;土壤有机质和粘粒含量显著地影响土壤团聚体的"原始稳定性"和"崩解速率",是影响土壤团聚体抗蚀性的主要内在因素。     

浙南易蚀土壤的团聚体稳定性及其稳定机理

土壤团聚体的数量和稳定性是衡量土壤质量和可蚀性的重要指标。应用常规湿筛法和Le Bissonnais法测定了紫砂岩母质发育的柑橘园土壤团聚体稳定性,分析了土壤团聚体稳定性与胶结物质组成的关系。结果表明,供试土壤团聚体稳定性差异较大,湿筛法测定的水稳性团聚体MWD在0.75～3.49mm,MWD干筛-湿筛为0.15～2.89mm;Le Bissonnais法测定的水稳性团聚体平均MWD为1.57～3.12mm,其平均MWD与湿筛法测定的0.25mm团聚体含量、MWD、5～2mm团聚体破坏率和MWD干筛-湿筛呈极显著相关,表明两种方法测定的结果具有可比性;5～2mm土壤团聚体经快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和预湿后扰动(WS)3种处理后,团聚体崩解产物的MWD表现为FWSWWS,团聚体崩解产物的粒级分布随处理方式不同而不同,经快速湿润处理后,大多数团聚体崩解,崩解成较小粒径的水稳性团聚体,表明崩解的主要机制是由于团聚体内部的闭塞空气产生的压力引起的;土壤团聚体的稳定性指标与黏粒和游离氧化铁含量呈显著正相关,而有机质主要影响水稳定性团聚体的数量,它与土壤中MWD呈极显著正相关。     

川南地区不同退耕地对土壤抗蚀性的影响

对川南坡地退耕5年后的慈竹林地、杂交竹林地、桤木+慈竹混交林地和弃耕地土壤抗蚀性变化进行了研究,探讨了土壤抗蚀性指标间的关系。结果表明:退耕后土壤水稳性团聚体平均质量直径、结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度、物理稳定性指数和有机质增加,土壤结构体破坏率、不稳定团粒指数、分散率、侵蚀系数和受蚀性指数降低;各退耕地土壤抗蚀性综合主成分值为-4.466~3.436,呈现出慈竹林地杂交竹林地桤木+慈竹混交林地弃耕地对照的特点;土壤有机质与大多数抗蚀性指标具有显著相关性,且与抗蚀性综合主成分值呈极显著正相关,说明坡地退耕后土壤有机质增加是土壤抗蚀性增强的关键,坡地退耕成慈竹林地更有利于增强研究区土壤抗蚀性。     

不同筛分方式对土壤团聚体及土壤微生物群落的影响

探究土壤团聚体组成、稳定性、有机碳含量及微生物数量在不同土壤筛分方式下的变化,对团聚体筛分方式进行优化。以黑土为研究对象,设置不同筛分方式处理,比较干土干筛、干土湿筛、润土干筛、润土湿筛4种筛分方式的优缺点。结果表明,润土干筛比干土湿筛处理≥2 mm粒径的土壤团聚体高出约85.97%,而在2～0.25、≤0.25 mm粒级中团聚体所占比例最高的干土湿筛比最低的润土干筛分别高出约80.90%、91.82%。>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)在润土干筛下达到最高,为99.35%,该指标与土壤团聚体稳定性成正相关,其值越高则表示土壤抗蚀能力越强。干土湿筛处理下各粒级团聚体土壤有机碳分布平均。干土湿筛处理下,土壤细菌和放线菌的数量最高。而润土干筛处理下土壤真菌数量较高,与润土湿筛、干土干筛、干土湿筛3个处理方式相比有显著性差异。综上发现,干土湿筛处理下土壤团聚体稳定性更好,土壤微生物数量较高,在一定程度上对土壤结构、土壤质量起到优化的作用。     

典型黑土区水土保持林对土壤可蚀性的影响

以典型黑土区水曲柳林、落叶松林、樟子松林、云杉林及开垦50 a的耕地土壤为对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、土粒静水崩解能力以及有机质含量等指标的测定与分析,研究了水土保持林对土壤可蚀性的影响.结果表明:0-30 cm土层范围内,林分对土壤水稳性团聚体组成的影响,主要表现为提高较大粒级团聚体的比例,显著增加PA0.25、降低团聚体破坏率(P<0.05);林地土壤水稳性指数显著提高(P<0.05),增加幅度达4.46～7.92倍;林地内表层土壤有机质含量较耕地相对提高了32.6%～62.7%.差异显著(P<0.05);可以认为水土保持林能够有效降低土壤可蚀性,并以阔叶水曲柳林的作用效果最为显著.该结果为进一步研究典型黑土区水土保持林的构建与调控技术提供了参考.     

开垦对盐渍化弃耕地土壤团聚体含量及稳定性的影响

以新疆玛纳斯河流域盐渍化弃耕地为对象,研究人为开垦5年后土壤团聚体及其稳定性变化,进而评价开垦对土壤团聚体特性的影响。结果表明:盐碱弃耕地开垦后增加了大团聚体数量;干筛数据表明,开垦前后各土层0.25~0.053 mm粒径团聚体所占比例均最高,占总量的35.50%~47.32%,与其他各粒径差异显著(P0.05);湿筛数据表明,团聚体多在0.053 mm以下,占总量的27.09%~64.50%;干、湿筛数据均表明,开垦后0~5 cm,5~10 cm和10~20 cm土层土壤大于0.25 mm团聚体所占的比例(R0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较弃耕地均有显著提高,随着土层深度的增加呈先增加后减小的趋势;弃耕地开垦后各土层土壤的分形维数(D)较开垦前均有所降低,且随着土层深度的增加分形维数(D)值呈先减小后增大的趋势,表明开垦后土壤团粒结构变好,稳定性增强,尤其是在0~20 cm土层表现更为明显。干旱区盐渍化弃耕地人工开垦结合合理的管理措施,有利于土壤大团聚体的增加和土壤结构的稳定。     

大围山花岗岩风化物发育土壤抗蚀性垂直分异

为了研究花岗岩风化物发育土壤抗蚀性垂直分异特征,以湖南省浏阳市大围山花岗岩风化物发育而成的山地土壤为例,选取了土壤的有机质、团聚状况、团聚度、分散率、0.25mm水稳性团粒含量五项抗蚀性指标以及采用EPIC模型计算出土壤的可蚀性K值,对土壤抗蚀性垂直分异特征进行了研究。结果表明:大围山花岗岩风化物发育土壤团聚状况和团聚度随海拔高度的升高呈现递减的趋势,趋势较为显著;土壤分辨率随海拔高度的升高而增大,趋势不显著;有机质含量和0.25mm水稳性团粒含量与海拔相关性很小;土壤可蚀性K值随海拔高度的升高而增大,趋势较显著。大围山花岗岩风化物发育的土壤抗侵蚀能力弱,容易被侵蚀,但因土壤所处地貌部位、山地土壤类型以及植被覆盖情况的不同而产生差异。总体上随海拔高度的升高土壤抗蚀性呈现递减的趋势,但趋势不显著。     

裸露砒砂岩区不同植被类型土壤团聚体稳定性与抗蚀性能

[目的] 研究裸露砒砂岩区鲍家沟小流域不同植被类型土壤团聚体特征与可蚀性,为植被建设和减轻入黄泥沙提供科学指导。[方法] 运用Le Bissonnais法和崩解法研究裸露砒砂岩区不同植被类型土壤团聚体稳定性特征与可蚀性。[结果] ①慢速湿润处理条件下,土壤结构中以2 mm以上的团聚为主,预湿扰动处理条件下,2 mm以上的团聚体占14.79%～40.17%,快速湿润处理条件下2 mm以上团聚体含量占4.69%～15.11%。②土壤团聚体的破坏率呈现：裸地 > 草地 > 油松林 > 山杏林 > 柠条林 > 沙棘林的趋势。③裸露砒砂岩区土壤的可蚀性K值在0.045～0.092之间,各植被类型土壤的崩解速率在0.48～1.38 g/min之间。[结论] 沙棘等人工植被能够显著增强土壤团聚体结构的稳定性,降低土壤的可蚀性,提升土壤的抗蚀性能,从而有效削减侵蚀产沙过程。     

贵州不同碳酸盐岩坡耕地土壤侵蚀特征研究

采用野外调查与室内试验相结合的方法,通过样品分析、崩解试验及模拟冲刷试验,研究了贵州典型喀斯特地区4种碳酸盐岩发育形成坡耕地土壤的侵蚀特征。结果表明：不同碳酸盐岩对土壤冲刷模数与可蚀性K值产生极显著的影响,而对土壤紧实度及崩解速率影响不显著;4种碳酸盐岩发育坡耕地土壤的可蚀性K值表现为泥灰岩（0．304）＞泥质白云岩（0．299）＞纯灰岩（0．283）＞纯白云岩（0．272）,而冲刷模数的变化规律与之相反。碳酸盐岩发育土壤具有较高的黏聚力,土壤抗冲抗蚀性较强,土壤可蚀性低,可蚀性K值在0．25～0．30之间。碳酸盐岩地区土层较浅薄,平均厚度仅35 cm左右,其土壤侵蚀特征总体上表现为低流失、高危险,应引起足够的重视。在喀斯特地区开展水土流失治理、编制水土保持规划时应充分考虑岩性差异的影响。     

丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及分形特征

为分析南水北调(中线)丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及其分形特征,揭示人类活动对土壤结构的影响,以库区内不同土地利用方式(水田、旱地、果园、人工林地、自然林地)土壤为研究对象,经干筛和湿筛法测定团聚体组成,以土壤团聚体稳定性指标(大团聚体含量(R0.25)和团聚体破坏率(PAD))、土壤团聚体直径指标(平均质量直径(MWD)和几何均重直径(GMD))以及分形维数(D)作为评价指标,对比分析丹江口库区不同土地利用方式下土壤团聚体组成及其稳定性。结果表明,对土壤团聚体组成的测定,湿筛法相对干筛法重现性更好,能更真实反映土壤团聚体组成及其稳定性。各土地利用方式总体上表现为林地(人工林和自然林)土壤稳定性和抗蚀性更好,其MWD和GMD值相对较高,D值相对较低;相反,旱作农地(果园和旱地)土壤团聚结构及其稳定性较弱,其MWD和GMD值相对较低,D值相对较高。说明各团聚体稳定性指标均能从不同角度反映不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响。相关性分析表明,土壤团聚体MWD、GMD值和D值与各粒径团聚体含量呈明显线性关系,在土壤团聚化过程中,土壤团聚体从微团聚体(0.25 mm)—中等团聚体(0.25~5 mm)—大团聚体(5 mm)的转化中,0.25,1,5mm粒级是较为关键的临界点。     

山西省土石山区典型防护林土壤抗蚀性研究

选择山西省中阳县车鸣峪林场4种典型防护林为研究对象,通过静水崩解试验测定土壤抗蚀指数并对其与土壤基本理化性质的关系进行了研究。结果表明,不同防护林土壤抗蚀性能存在明显差异,土壤抗蚀指数表现为:落叶松白桦混交林>白桦纯林>落叶松纯林>辽东栎纯林。土壤抗蚀指数随土层深度的增加而减小,表现为0-20cm土层抗蚀指数是20-40cm土层的2~5倍。土壤抗蚀指数随浸水时间的增加而减小,呈三次多项式函数关系。土壤抗蚀性指数与容重、粒径>0.25mm土壤水稳性团聚体、有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系,与其基本理化性质存在一定的线性关系。     

不同沙生植被土壤微团聚体分形特征及抗蚀性

应用分形理论,以沙裸地为对照,不同沙生植被类型为研究对象,分析了不同沙生植被类型对土壤理化性质及抗蚀性的影响。结果表明,不同沙生植被中,踏郎土壤微团聚体组成和颗粒组成1～0.25 mm粒级含量较高;白柠条和踏郎的土壤微团聚体分形维数较低,且显著低于沙裸地。颗粒分形维数为沙蒿和踏郎较高,白柠条最低。沙裸地可蚀性K值最大,花棒和踏郎的可蚀性K值较小。综合分析表明沙裸地种植植被后,可以提高土壤质量和抗蚀性,其中踏郎较其它植被类型能更好地改善沙化土壤质量和提高土壤抗蚀性。