不同植被对土壤理化性质影响——以王东沟小流域为例

[目的]分析陕西省长武县王东沟流域9个径流小区不同植被覆盖条件对土壤理化性质的影响,为黄土高原生态建设提供科技支持。[方法]采用环刀法、定水头法以及重铬酸钾外加热法等分层测定0—40cm间土壤容重、毛管持水量、饱和持水量、饱和倒水率以及有机质含量。[结果]饱和持水量、毛管持水量、土壤有机质表现为草、灌地显著优于纯林和混交林,而土壤容重、饱和导水率各小区间差异不显著。[结论]草地和沙棘灌木林地土壤理化性质高于其他植被组合,培肥土壤,涵养水源,利于保水保土。侧柏纯林的土壤理化性质最差,水保效益最低。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工固沙区土壤理化性质的变化

选取科尔沁沙地不同年龄的小叶锦鸡儿固沙林为研究对象,研究了在人工固沙林发育过程中土壤的颗粒组成、容重、孔隙度、持水性、透水性、养分和水分含量以及土壤酶活性等理化性质的变化。结果表明,随着林龄的增长,固沙林内土壤理化性质均得到较好的改善,土壤粘粒含量增加,表层容重变小,孔隙度增大,土壤持水性和渗透性能均有所提高,有机质、速效N、P、K的含量大幅度增加,但土壤水分含量却出现了下降的趋势。同时,随着林龄的增长小叶锦鸡儿固沙林土壤酶活性逐渐提高,20年生的土壤酶活性基本接近于天然群落,表明小叶锦鸡儿是本地区优良的固沙树种。固沙林内结皮层的酶活性总体上不高,但均高于其毗邻下层土壤,其中转化酶活性高出近20倍。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落保育土壤作用的研究

以流动沙丘和不同恢复年限的人工和天然小叶锦鸡儿群落为研究对象,从植被重建前后土壤理化性质变化方面分析了小叶锦鸡儿群落保育土壤的作用.结果表明,6 a生、11 a生和22 a生人工小叶锦鸡儿群落对土壤理化性质均有明显的改善作用,且总体上土壤改良效果与恢复年限成正相关.建立人工植被后,土壤中微沙(0.05～0.1 mm)和黏粒(<0.05 mm)的含量增加,表层(0～10 cm)土壤容重减小,孔隙度和饱和含水率增大,土壤持水能力提高;土壤有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和有效钾含量均有不同程度增加,尤以表层增加幅度最大,并且灌丛对养分有明显的富集效应.     

晋西北黄土丘陵区小叶锦鸡儿人工灌丛土壤水分动态研究

土壤水分是黄土丘陵区植被成活与正常生长的关键因素。对黄土丘陵区不同生长年限小叶锦鸡儿灌丛及其撂荒地土壤水分的动态监测表明,随种植年限延长,小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分含量呈持续下降趋势,40年灌丛下土壤含水量明显低于20年和10年的小叶锦鸡儿灌丛,且所有种植年限的灌丛土壤含水量均低于撂荒地。从周年内土壤水分季节变化看,整体呈下降趋势,4~6月不断降低,6~7月达到最低值,8~10月逐渐回升。对0~200cm土体剖面土壤水分分布研究表明,随种植年限增加,小叶锦鸡儿灌丛各深度土层土壤含水量呈递减趋势,在40~80cm土层随种植年限增加土壤含水量减少幅度明显。整个生长季各年限灌丛的土壤水分循环水平不高,40年灌丛只有4.63%,与撂荒地比较相差2.92%,而各年限灌丛土壤水分表观平衡均表现为亏缺状态。表明目前黄土丘陵区人工种植的小叶锦鸡儿灌丛土壤水分环境不容乐观,长期处于水分胁迫状态,不利于其生存生长,存在灌丛衰退甚至死亡的风险。     

不同土地利用方式对土壤活性有机质的影响

不同土地利用方式会影响土壤碳氮通量的活性有机质储量,以撂荒地、沙棘灌木林、华北落叶松人工林和华北落叶松-白桦-山杨混交林为研究对象,测定土壤容重、持水量、粒径组成、分型维数和pH值,并应用H2SO4两步酸水解法测定了土壤活性和顽固性碳氮的季节变化。结果表明:5年弃耕撂荒地土壤理化特征及不同活性有机质含量最差,而沙棘灌木林和乔木林在土壤物理、化学特征和有机质含量方面均有所提高,尤以混交林土壤质量最佳。有机碳和不同活性碳是撂荒地的2～3倍左右,总氮及不同活性氮提高幅度较小,在1.1～1.5之间。土壤活性碳氮受季节变化较大,其中活性碳季节变化幅度更为显著,同时季节效应因土地利用方式而异。土壤持水量、粘粒和分型维数与顽固性有机质含量间存在显著的相关性,活性碳氮分别与有机碳和总氮显著相关。各监测指标显示在几种不同土地利用方式中,自然次生混交林是最佳土地利用方式。     

不同治理措施下科尔沁沙地南缘土壤质地与持水特性研究

[目的]研究不同治理措施下土壤结构及土壤水分的分异特征,为合理选择沙化土地治理方式提供科学参考。[方法]结合空间代替时间和相邻样地比较法,利用压力膜仪和烘干法对科尔沁沙地治理过程中形成的樟子松人工林地、小叶杨人工林地、小叶锦鸡儿林地、围封草地、天然恢复的固定沙地以及流动沙地(CK)土壤水分特征曲线及土壤结构进行研究。[结果](1)各种治理措施均能明显增强土壤水分持蓄能力,小叶锦鸡儿林地土壤有效水含量最高,为0.05cm~3/cm~3。(2)各治理措施土壤沙粒含量、土壤容重降低;小叶锦鸡儿对土壤粉粒恢复效果最高,较流动沙地增加7.49%;围封措施下土壤黏粒含量最高,为1.08%。(3)土壤黏粒是影响土壤有效水含量和过剩水含量的主要因素,回归系数分别达到2.54和-2.65。[结论]小叶锦鸡林地和围封措施能较好地改善沙化土地土壤结构和土壤水分持蓄能力。     

退耕地表层土壤理化性质及酶活性变化特征

采用野外调查及室内试验相结合的方法,就退耕地土壤理化性质及酶活性特征进行了研究.结果表明:(1)土壤各粒级含量均表现为粉黏粒>物理性黏粒>黏粒,其中枇杷园三种粒级含量均高于其它退耕地.(2)土壤有机质的含量表现为杉树人工林>桉树人工林>枇杷园>茶园>撂荒地;土壤阳离子交换量表现为桉树人工林>枇杷园>茶园>撂荒地>杉树人工林,且不同退耕地间差异不显著;全氮含量表现为撂荒地>枇杷园>茶园≥桉树人工林>杉树人工林;全磷含量表现为杉树人工林>茶园>撂荒地>枇杷园>桉树人工林;土壤全钾含量表现为枇杷园>桉树人工林>茶园>撂荒地>杉木人工林.(3)过氧化氢酶活性表现为杉树人工林>撂荒地>枇杷园>茶园>桉树人工林;撂荒地和枇杷园脲酶的活性较高,撂荒地和枇杷园的差异达极显著水平;撂荒地碱性磷酸酶的活性最高,茶园碱性磷酸酶的活性最低;酸性磷酸酶的活性表现为杉树人工林>桉树人工林>枇杷园>撂荒地>茶园.(4)土壤质量综合指数的变化趋势表现为杉木人工林>桉树人工林>茶园>枇杷园>撂荒地.     

黄土丘陵不同土地利用方式下土壤颗粒组成及其分形维数特征

采用野外采样与室内分析方法,运用颗粒体积分形理论,研究了黄土丘陵区4种土地利用方式下的土壤颗粒组成及其剖面特征。结果表明,4种土地利用方式下的土壤理化性质差异显著,表层土壤除全磷外化学性质总体表现为天然林人工林草地坡耕地,容重坡耕地草地人工林天然林,50—100cm土壤性质差异减小。土壤以粗粉粒为主,除粗砂粒外,土地利用对其余各粒级含量影响显著,层次性不明显,坡耕地和草地小粒级含量高于天然林和人工林。黏粒和粉粒含量与有机质、全氮极显著负相关,与容重极显著正相关;砂粒与有机质和容重极显著正相关,与容重呈极显著负相关。土壤颗粒组成分形维数为2.52~2.74,各层次坡耕地和草地之间没有显著差异,但显著高于人工林和天然林,随着土层加深坡耕地呈缓慢降低趋势,草地、人工林和天然林呈缓慢增加趋势。土壤分形维数与黏粒和粉粒和容重显著正相关,与砂粒、有机质、全氮显著负相关,与全磷无显著相关性。综上所述,黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒组成差异较大,草地和林地相对于坡耕地大颗粒含量明显增多,小颗粒明显减少。     

植被恢复对黑岱沟矿区排土场土壤性质的影响

[目的]以内蒙古准格尔旗黑岱沟露天煤矿北排土场为研究对象,为矿区的植被恢复和治理提供依据。[方法]通过野外土壤剖面调查和采集土壤样品,对9种植被恢复模式及对照区土壤理化性质进行测定和分析,并通过土壤质量指数计算,对不同植被恢复模式下土壤质量进行评价。[结果]各种植被类型均能有效地改良土壤。其中沙棘的容重最小,为1.35g/cm3;油松+沙棘+锦鸡儿的含水量最大,为13.32%;油松+杨树+柳有机质最高,为9.42g/kg;油松+沙棘+锦鸡儿土壤速效N和速效K含量均为最高,分别为21.32和90.21mg/kg;锦鸡儿土壤速效P含量最高,为6.47mg/kg;沙棘和锦鸡儿作为灌木的乔灌混交模式下土壤质量综合评价值最高,单一种植沙棘以及锦鸡儿的土壤质量综合评价值也较高。[结论]种植沙棘、锦鸡儿以及乔木、沙棘和锦鸡儿的乔灌混交类型对该地区土壤复垦有重要作用。     

旱塬农区秸秆还田对土壤理化性质的影响

本文主要研究了山西省旱塬农区作物秸秆还田对土壤理化性质的影响.结果表明:秸秆还田可以提高土壤水分、土壤温度、土壤速效钾、土壤的阳离子代换量以及土壤有机质的含量;并且可以降低土壤容重.秸秆还田不仅是培肥地力的重要措施之一,而且对解决旱塬农区缺水问题有较好的作用.     

渭北黄土高原不同林型植被对土壤肥力的影响

研究了渭北黄土高原侧柏、刺槐人工纯林及其混交林对土壤的培肥效应。结果表明：在黄土高原地区，种植人工林后能增强土壤腐殖化作用，促进土壤有机质的形成发育，对土壤的有机质、全氮、全磷、及碱解氮、速效钾等营养元素含量提高有很大帮助。不同林型植被，土壤的腐殖化作用有明显差异，土壤有机质、各营养元素和阳离子交换量增加不同，除全钾、速效磷以外，表现为刺槐侧柏混交林〉刺槐〉侧柏〉荒地。固氮树种与非固氮树种混交栽植对土壤肥力质量的提高较纯林栽植效果显著。因此在退耕还林时，避免营造单一树种纯林，应该以固氮树种为主，合理搭配非固氮树种，混交栽植。     

黄土丘陵区人工灌木林土壤酶特征

 采用时空互代法,以侵蚀环境下黄土丘陵区不同林龄的人工灌木林为研究对象,选取坡耕地和天然次生侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤酶的演变特征,并在此基础上提出了土壤酶综合评价指数,分析了其变化过程。结果表明:侵蚀环境下的坡耕地改造为灌木林后,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性显著增加,并随种植年限增长逐渐升高,相同林龄的沙棘林酶活性高于柠条林;多酚氧化酶活性显著降低;淀粉酶活性变化规律不明显。相关性分析表明:除淀粉酶、脲酶外,蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶相互之间呈显著正相关(P<0.05),与多酚氧化酶活性呈显著负相关;蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶、多酚氧化酶和土壤有机质、全氮、碱解氮等主要养分因子的相关性显著。坡耕地由于人为活动干扰,土壤酶指数较低,改造为灌木林后随种植年限的延长显著增加,但是仍显著低于该地区植被破坏前顶级群落(天然次生侧柏林)。土壤酶指数可以表征各种酶活性大小的综合作用,能够全面客观地反映生态过程中土壤酶活性的演变过程。     

黄土高原苹果园土壤和叶片养分状况分析——以陕西省黄陵县为例

为了解黄土高原苹果园肥力状况,在大量调查研究的基础上,结合GIS采集苹果主产区黄陵县的304个苹果园的土壤和叶片样品,测定分析土壤有机质、全氮、速效氮、p H、速效磷、速效钾、CEC及有效铁、锰、铜、锌的含量和叶片全氮、全磷、全钾及微量元素的含量,并根据土壤和叶片相应的评价标准对其进行丰缺评价。结果表明:该地区土壤有机质含量很低,72%的果园未达到绿色食品土壤肥力指标的正常值含量;土壤和叶片氮含量较低,磷和钾含量较高,其需肥顺序为氮钾磷;该地区微量元素含量较低,在以后的生产中需多施微肥。通过对土壤养分进行相关性分析,得知土壤有机质含量的提升有利于土壤中大量元素的有效养分增加。从土壤和叶片养分间的相关性分析得知,仅土壤钾和叶片钾呈负相关,而其余元素全部呈正相关,由此得出通过提升土壤中某元素的含量可以使得叶片中相应元素含量相应增加,而元素钾无此效应。     

Changes in soil properties across a chronosequence of vegetation restoration on the Loess Plateau of China

Soil fertility is important for vegetation growth and productivity. The relationship between vegetation and soil fertility is important for both scientific and practical reasons. However, the effects of soil fertility on vegetation development and succession are poorly documented on the Loess Plateau. In this study, we compared soil properties of the Yanhe Watershed in northern Shaanxi across five different land uses (shrubland, farmland, natural grassland, woodland and artificial grassland) and a chronosequence of soils undergoing restoration for 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 45 years. We found that revegetation had a positive effect on soil bulk density decrease, total porosity and capillary porosity increase in the surface soil layers but not in the subsurface layer. Additionally, soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen and available potassium were greater at shrubland and woodland sites compared with other land uses. Total phosphorus and available phosphorus were greater at farmland sites. Results of the study indicate that revegetation on eroded soil can produce important increases in soil fertility on older plantations and in areas with natural succession.     

旱地不同绿肥品种和种植方式提高土壤肥力的效果

【目的】黄土高原旱地土壤贫瘠，夏闲期雨热资源难以被充分利用。本研究通过田间试验研究不同夏季绿肥品种及其种植方式对绿肥鲜重、绿肥养分还田量、土壤养分含量、土壤酶活性、土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量的影响，旨在筛选出适宜当地夏闲期种植的绿肥品种及种植方式，为促进黄土高原地区农业可持续发展提供理论依据和技术支持。 【方法】本研究采用随机区组设计，以夏季裸地休闲为对照，设绿肥 (绿豆、长武怀豆、毛叶苕子、油菜) 和绿肥种植方式 (麦后播种、麦田套种) 为研究因素，共 9 个处理。绿肥盛花期全区齐地收割地上部并称重计鲜草产量，分析绿肥地上部氮磷钾含量；每个小区采集 50 株绿肥下长、宽、深均为 20 cm 的土体中的根系，称重并进行分析；绿肥收获翻压 20 天后，于各小区采集 0—20 cm 土壤样品，测定土壤养分含量，土壤微生物量碳，土壤水溶性有机碳含量以及主要酶含量。【结果】绿肥麦后播种生物量要高于麦田套种；麦后播种以怀豆和油菜生物量较高，套种以油菜生物量显著高于其他处理。不同种植方式下绿肥总养分还田量与生物量规律类似；麦后播种长武怀豆显著提高了氮素和磷素还田量，麦后播种油菜显著提高了磷素和钾素还田量；套种时氮、磷和钾还田量由高到低顺序为油菜 > 毛叶苕子 > 绿豆 > 长武怀豆，不同绿肥间差异达到显著水平。翻压油菜土壤有机质、速效磷及速效钾含量都要显著高于休闲处理；麦后播种长武怀豆并翻压 2 年后，0—20 cm 土壤有机质、总氮、矿质氮、速效磷及速效钾含量较休闲分别提高了 12.4%、22.2%、95.9%、28.6% 和 11.2%。种植绿肥与休闲相比，土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量均有所提高，其中套种油菜增加达显著水平，麦后播种各绿肥间土壤微生物量碳含量差异不显著，但都显著高于休闲。与休闲相比，麦后播种绿肥均提高了土壤酶活性；套种绿肥除绿豆处理的脲酶和过氧化氢酶低于休闲外，其他处理均提高了土壤酶活性。土壤各测定指标与绿肥生物量之间均有显著或极显著的正相关关系，表明土壤肥力的提高主要取决于还田绿肥的生物量。【结论】长武怀豆和油菜翻压入土后，能够增加土壤的养分含量和酶活性，培肥效果优于绿豆和毛叶苕子。麦后播种绿肥的生物量、养分还田量显著高于套种，土壤养分含量及土壤酶活性也较高。所以在黄土旱塬地区可选择麦后播种长武怀豆和油菜可有效改善土壤肥力。     

黄土丘陵区天然和人工植被类型对土壤理化性质的影响

不同植被类型对黄土高原土壤质量的改善作用存在较大差异。研究天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异对于深入认识黄土高原植被恢复与土壤环境演化的关系,准确评价不同植被恢复模式生态环境效益具有重要意义。该研究以黄土丘陵区燕沟流域为例,选择研究区广泛分布的11种天然和人工植被类型为研究对象,系统分析了该区天然和人工植被类型对土壤性状的影响。结果表明:天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异明显。200cm土层土壤含水率大小为农田>天然草地>人工乔木林地>果园>人工灌木林地>天然灌木林地。与农田相比,天然灌木林地和天然草地土壤体积质量降低最为明显,人工乔木林地、人工灌木林地和果园土壤体积质量下降差别不明显。天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地土壤有机质、全氮都有明显提高,人工乔木林地和果园土壤有机质和全氮提高不明显。不同植被类型土壤有机质、全氮总体随土层加深呈下降趋势,农田、果园和人工乔木林地土壤有机质和全氮垂直变化较小,而天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地变化较大。不同植被类型土壤全磷含量差异较小,且垂直变化不明显。总体看来,天然植被类型对该区土壤性状改善作用优于人工植被类型,而人工灌木林的改善作用优于人工乔木林。     

荒漠草原人工柠条林重建的土壤养分效应

采用时空互代方法,构建了由天然草地和7,12,27a柠条林组成的序列,对其下土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷进行了研究。结果表明:(1)0—200cm土壤剖面上的有机质含量由草地、幼龄林、中龄林、老龄林依次增加,有机质含量增加的显著程度随着林龄的增加在更深土层上体现。(2)全氮含量由草地到幼龄林阶段显著增加,由幼龄林到中龄林再到老龄林依次减少。幼龄林、中龄林、老龄林之间全氮含量减少的最大幅度随林龄增加向土壤深层移动。碱解氮与全氮具有一致的规律。(3)整个土壤剖面上有效磷含量依次为:老龄林<幼龄林<中龄林<草地。(4)3个不同林龄的柠条林的有机质、全氮、有效磷在柠条行内和行间的空间差异均不显著。柠条行内与行间的有机质和全氮相关程度很高,有效磷相关性不显著。     

银川市黄河滩地土壤性状空间分布特征与肥力质量评价

为阐明银川市黄河滩地土壤性质的空间分布特征,分析不同用地类型（荒地、林地、耕地、退耕地）之间土壤性质的差异,通过均匀取样法实地采集银川市黄河滩地耕层土壤样品92份,采用地统计学和模糊数学法对土壤容重、孔隙度、田间持水量等物理性质和pH、电导率、可溶性盐、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮等化学性质的空间分布特征进行了分析和综合评价。结果表明：银川市黄河滩地表层土壤容重在1.07~1.52 g/cm³,田间持水量为18.18%~31.16%,总孔隙度介于33.60%~49.83%,毛管孔隙度在26.67%~36.43%,非毛管孔隙度为5.6%~17.00%;土壤均为盐碱土,氮、磷元素含量偏低,其余养分含量处于中等水平;不同用地类型之间,林地的物理特征表现最优,退耕地土壤pH显著高于耕地（P<0.05）,电导率、可溶性盐和铵态氮含量均表现为退耕地显著高于其他3种用地类型（P<0.05）,全磷含量表现为林地显著低于其他3种用地类型（P<0.05）,有效磷含量表现为耕地和退耕地显著高于林地和荒地（P<0.05）,其余理化性状差异不显著;田间持水量、总孔隙度和非毛管孔隙度在空间上的分布总体表现为上游偏大、下游偏小,容重、pH、电导率、可溶性盐含量、有效磷含量在空间上的分布特征与之相反,其余理化性状空间分布特征规律性不明显。研究区土壤综合肥力指数（IFI）平均值处于中下水平,土壤pH和无机态氮是土壤质量的制约因子,要改善土壤酸碱度、提高氮素含量才能提高整体土壤质量水平。     

阔叶幼林取代杉木林后的土壤肥力研究

研究了3种阔叶混交幼林的土壤肥力，并将其肥力特征与杉木幼林进行对比研究。3种林分的立地条件相似常绿阔叶混交林1由12种观赏树种组成，常绿阔叶混交林2由7种速生乡土阔叶树种组成，常绿阔叶混交林3由12种阔叶树种组成。结果表明，各林地的土壤呈强酸性。常绿阔叶混交林1的土壤有机质、全氮和有效磷含量居各林地之首，其余的养分含量也大于或近似于杉木林地；常绿阔叶混交林2的全磷、全钾、有效氮、有效钾含量在4种林分中最高，有机质、全氮和有效磷含量也较高，说明这两种阔叶混交林有效地改善了土壤养分状况。常绿阔叶混交林3的土壤有机质、全氮和有效氮含量大于杉木林地，但是全磷、全钾、有效磷、有效钾含量小于后者。常绿阔叶混交林地1和常绿阔叶混交林地2的细菌、真菌和放线菌数量大于杉木林地，脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性也较高，表明这2种阔叶混交林显著地改善了林地肥力。     

陕西省子长县沟道土地的土壤肥力评价

通过野外实地考察和对土壤垂直剖面样品的采集和测试,分析了黄土丘陵沟壑区沟道内的台地、滩地、坝地、草地等几种主要土地利用类型的土壤肥力状况,并与沟道内新造耕地进行了对比研究。同时,在分析土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷及速效钾等7个土壤肥力指标测定数据的基础上,对不同土地利用类型的土壤肥力进行了综合评价。结果表明,斑块状分布于沟道内的5种不同土地利用类型条件下,其土壤肥力指标存在一定差异。对比陕西省土壤肥力划分标准,黄土丘陵沟壑区沟道内各种土地类型土壤有机质含量均处于低水平,其中新造耕地的土壤有机质含量处于最低的第8级;各地块的土壤全氮、速效氮、全磷含量也处于较低水平,其中草地、滩地和台地的速效磷含量相对较高,可达到4或5级肥力水平;各地块全钾和速效钾含量等级相对其他肥力元素较高,速效钾含量以新造耕地和低龄坝地较低。由于有机质、氮、磷等肥力元素含量水平低,从而导致新造耕地和低龄坝地的综合土壤肥力质量也较低。因此,对沟道新造耕地不仅要做好复垦、平整、侧蚀水毁防治等工程,同时还应重视后期土壤肥力培育工作,采取科学措施,提高土地的生产力。