咸水灌溉对沙漠防护林植物根系分布及风沙土演变的影响

以塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林植物及土壤为研究对象,综合研究咸水灌溉对植物根系及风沙土演变的作用。结果表明,柽柳的根系较深,达到200 cm,而梭梭和沙拐枣根系为100~150 cm。林地表层土壤出现显著的土壤盐分(8 m S cm-1)和养分聚集现象。但在植物根系分布最多的40~60 cm的土壤层中并没有出现土壤盐渍化现象(1.0 m S cm-1)。防护林地土壤养分含量显著高于流沙地,且土壤的黏粒和粉粒以及土壤团聚体和团聚体稳定性均显著增加。综上所述,地下咸水灌溉并未对植物的正常生长产生盐害或毒害,同时有利于沙漠风沙土的演变。     

陕北沙区不同利用方式风沙土的养分特征

通过分析陕北沙区榆林市不同利用方式形成的流动风沙土、半固定风沙土、固定风沙土(紧沙土)和由人类生产活动形成的耕种固定风沙土、耕灌固定风沙土的养分特征,发现随着植被的增加,流动沙丘逐渐被固定,流动风沙土、半固定风沙土、固定风沙土含有较多养分的细颗粒增多使表层养分逐渐增加。耕种固定风沙土由于生产活动,加速了土壤有机质的矿化,使土壤有机质、氮素含量降低;而磷肥的使用,使土壤有效磷增加。耕灌固定风沙土作为当地的基本农田受人类活动影响,引水拉沙,增加土壤细颗粒含量,且大量施肥,使这种土壤的肥力有了较大地提高。     

砒砂岩改良风沙土对2种引进植物生长和氮磷营养的影响

通过室内盆栽模拟试验,设计风沙土、砒砂岩、黄绵土、覆土砒砂岩、覆沙砒砂岩和砒砂岩改良风沙土6个土壤处理,种植鲁冰花和墨西哥玉米草2种引进植物,研究2种植物在砒砂岩改良风沙土和晋陕蒙接壤区原有土壤类型中的生长和氮磷营养差异,为该区域植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)植物在砒砂岩改良风沙土中根系生长好,总体生物量大,鲁冰花地上生物量相较于黄绵土增幅达到242%,地下生物量相较于风沙土增幅达到186%,根长和根体积相较于风沙土增幅达到388%和290%;(2)2种引进植物根系在不同的土壤环境中表现出不同的适应特征,鲁冰花比根长在砒砂岩改良风沙土中最大,风沙土中最小,墨西哥玉米草比根长在黄绵土中最大,砒砂岩改良风沙土中最小;鲁冰花和墨西哥玉米草根系中直径d≤0.45 mm的细根体积占总根体积的百分比在砒砂岩改良风沙土中均较小,分别为9.99%和13.94%;(3)所有处理中植物的氮和磷含量均低于植物在正常生长条件下的氮和磷含量,植物生长受到氮和磷养分限制,并且植物氮磷比小于14,植物生长受氮素限制更严重。与几种原有土壤类型相比,砒砂岩改良风沙土土壤理化性质更好,土壤生产力高,更适宜植物生长,可以应用于晋陕蒙接壤区的植被恢复,但在种植过程中应考虑适当施用氮肥和磷肥,以加快植被恢复进程。     

不同风沙土壤颗粒的分形特征

应用土壤颗粒的重量与粒径分布原理来描述了古尔班通古特沙漠地风沙土壤颗粒的分形特征。通过对10种样品颗粒的机械组成进行分析,分别计算出了它们的分形维数(D=2.3237～2.9347),并分析了其与流动风沙土、半固定风沙土和固定风沙土之间的关系。分析结果表明,风沙土壤结构具有明显的分形特征,其粒径分布分形维数为2～3。土粒表面分形维数与2～0.2mm间的土粒含量存在显著的负相关;而与0.02～0.002mm和<0.002mm的颗粒含量存在显著的正相关,表现为随着土壤质地从流动风沙土、半固定风沙土到固定风沙土的变化,其土粒表面的平均分形维数呈依次增高。土粒表面分形维数与三种典型风沙土壤有机质含量为极显著正相关,而与其硬度为显著负相关。     

沙漠腹地人工绿地土壤微生物变异与土壤环境因子关系的研究

通过野外采样与室内分析,研究了不同定植年限下塔里木沙漠公路防护林人工绿地土壤微生物的变异规律及其与土壤物理和化学因子间的关系。结果表明:随林龄的增加,土壤微生物数量明显增加,土壤养分含量有所提高,土壤肥力状况明显改善;在土壤微生物的区系组成中,细菌为优势种,占微生物总数的80%以上,放线菌次之,而真菌最少,不到微生物总数的0.1%;土壤微生物数量受土壤环境因子的影响,其中土壤容重、总孔隙度、含水量、有机质和全氮、全磷、全钾及速效氮、速效磷、速效钾含量与细菌、放线菌和真菌的数量均存在极显著相关关系;防护林建设后土壤颗粒逐渐细化。说明防护林的定植促进了咸水灌溉条件下风沙土的发育,土壤质量提高,利于植物的生长,塔里木沙漠公路防护林防风固沙效益明显。     

气化渣改良风沙土对土壤水分物理性质的影响

为了探讨气化渣对毛乌素沙漠风沙土的改良效果,利用气化渣作为一种风沙土改良材料,与风沙土按不同掺入量混合,通过对土壤粒径组成、保水性能以及土壤水分特征曲线的变化情况分析,探讨了气化渣对风沙土土壤水分物理性质的影响。结果表明:添加气化渣使风沙土的粒径组成得到明显改善,砂粒含量降低5.89%～35.8%,黏粒、粉粒含量分别提高0.89%～2.92%,7.94%～32.88%,风沙土土壤容重显著降低(p<0.05),降低幅度为7.75%～55.5%; 风沙土土壤质地也由砂土转向砂质壤土,保水性能也随之呈现上升的趋势,显著影响了土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量(p<0.05),增长幅度分别为13.53%～158.93%,7.12%～126.95%,23.19%～252.47%; Van Genuchten模型可以很好地拟合气化渣添加后风沙土的土壤水分特征曲线,表明气化渣的添加明显提高了土壤保水性,并且风沙土土壤保水性能的主成分分析结果表明气化渣添加量越高土壤保水性提高越明显。由此可以得出,水煤浆气化渣能够有效地改善风沙土的水分物理性质,显著提高风沙土的保水性能,对风沙土改良效果明显。     

神木试区的土壤资源

本流域处鄂尔多斯台地的边缘,土壤类型有发育在黄土母质上绵沙土、硬黄土和红黄土;有发育在沙漠上的风沙土;还有淤土等。因成土母质不同,土壤物理—水分性质,化学性质和农艺特性有明显差异。据绵沙土、硬黄土、红黄土和风沙土的特性,进行农业利用,改良时主要沙掺粘和增施磷肥,微量元素等。从本流域土壤类型分布看,有交错带的特征。     

沙漠非饱和风沙土壤水分特征曲线预测的分形模型

应用VanGenuchten提出的土壤水分特征曲线公式,推导出了沙漠风沙非饱和土壤水分特征曲线的分形模型。通过对古尔班通古特沙漠地9种不同土壤样本利用中子水分仪和负压计实测的水分特征曲线资料反求得到相应的分形维数,分析了分形维数与土壤质地之间的关系,结果表明随着土壤质地从流动风沙土、半固定风沙土到固定风沙土的变化,其分形维数呈逐渐增大。此外,基于土壤颗粒的重量与粒径分布求出了古尔班通古特沙漠地风沙土壤粒径的分形维数。通过对土壤水分特征曲线的分形维数与土壤粒径的分形维数的对比,得知它们之间存在着良好的线性关系。根据此关系,利用易测得的土壤粒径分形维数结合所推导的分形模型,对土壤水分特征曲线进行了预测,模型的预测结果很好地吻合了实测的土壤水分特征曲线。这一结果对于实际工作中根据风沙土壤颗粒大小分布的分形维数来预测沙漠风沙土壤水分特征曲线具有一定的指导意义。     

沙漠苔藓植物分解的土壤改良效应

苔藓植物是许多极端环境下植物演替过程中的先锋植物,研究风沙环境下苔藓植物的分解特征及其对风沙土养分变化的影响对科学评价苔藓结皮层生态功能具有重要意义。采用野外分解试验和室内测定相结合的方法,分析了沙漠苔藓植物残体中元素含量变化及其对风沙土养分含量的影响。结果表明:在0.41～2.33 a的分解过程中,苔藓植物体全N、全P、全K和全C含量呈现波动降低特征,全Ca含量则总体呈现增加趋势;苔藓植物体分解拟合方程为Y=115.42e~(-0.1033)~x;苔藓植物残体中N,P,K和C元素平均积累系数分别为0.89,0.93,0.87,0.94,而Ca,Mg和Fe元素的平均积累系数分别为1.05,1.06,1.02。随着沙漠苔藓植物分解过程时间的增加,0—5 cm土层全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾含量均呈现出不同程度的增加趋势。风沙环境以及苔藓植物N含量较低,其分解过程缓慢,但仍然存在着N,P,K和C元素的释放过程,增加风沙土养分含量。     

砒砂岩与沙复配成土过程中沙的调控作用

研究不同含沙量下砒砂岩与沙复配土壤的物理性质,为研究其成土机理及砒砂岩与沙复配成土技术大规模应用于毛乌素沙地土地整治、发展农业种植提供科学依据。通过监测分析不同含沙量复配土的土壤质地、毛管孔隙度、导水性、团聚体等指标,分析沙在复配土成土过程中的作用。结果表明:含沙50%(质量分数)时,黏粒含量最高(8.24%),且随含沙量的上升,毛管孔隙度呈显著的线性负相关,饱和导水率则随含沙量的增加呈指数增长。维持作物良好生长的水稳定性大团聚体含量随含沙量变化呈极显著差异(P0.01),而随耕作次数变化差异不显著(P0.05)。本研究结果说明沙土在砒砂岩与沙复配成土可改良土壤质地、增加土壤导水性、透气性等作用,利用砒砂岩与沙复配成土技术有望实现沙漠绿化造田,从而控制砒砂岩水土流失和沙土沙漠化问题。     

腾格里沙漠边缘区植被恢复与土壤养分变化研究

为了研究腾格里沙漠东缘植被恢复过程中不同阶段土壤养分和pH值的变化,在研究区从东向西分别采集6种植被恢复阶段的土壤,分别测定了其pH值、有机质和全效速效养分含量。结果表明,沙丘固定过程中,土壤有机质和全氮含量都呈逐渐增加趋势,分别从1.32和0.025g/kg增加到1.89和0.061g/kg,均达到了显著水平。半固定沙丘速效氮、速效钾含量均明显增加,发展为固定沙丘后由于大量植物的生长土壤速效氮、速效钾含量反而比半固定沙丘低。荒漠草原土壤中有机质、全氮及速效氮含量最高,退化草原速效磷含量比荒漠草原略高,差异不显著随退化荒漠草原恢复进程,人工梭梭林速效磷含量降低,速效钾总体呈显著增加趋势pH值以人工梭梭林较低。植被恢复过程中,沙生植被的存在对有机质和氮素的富集起着决定性作用,随着流沙固定和退化荒漠草原恢复,土壤有机质、氮和磷的含量增加,土壤有机质含量与土壤全氮、全磷和有效氮的含量呈较强的正相关关系。     

灌木固沙林改良土壤效益分析

对榆林沙区固沙灌木林地的土壤养分进行了测定.分析结果表明,灌木固沙林具有明显的改良土壤的作用,该区沙地防风固沙林地土壤有机质明显增加,养分状况得到较大改善,其中土壤有机质增加2.2～20.6倍,全N增加2～22倍,速效P增加0.7倍,速效K增加41%,而土壤pH值变化不显著,均呈微碱性.研究结果表明,沙地土壤改良是一个非常缓慢的过程,榆林沙地土壤养分总体仍呈现贫瘠状态.     

流沙地表层土壤化学性质对免灌造林的响应——以古尔班通古特沙漠明渠防护林为例

[目的]在免灌造林措施下,研究不同种植年限梭梭林下土壤化学性质的变化,为防护林生态工程建设提供理论依据。[方法]对古尔班通古特沙漠明渠无灌溉条件下防护林地表层的土壤化学性质进行测定,分析林地土壤的结皮层、0—10cm层,10—20cm层土壤盐分和养分的动态变化规律。[结果]建立梭梭防护林后土壤的pH值和全盐量均高于流沙地,土壤碱化趋势比较明显;随种植年限的增加,各层土壤pH值和全盐量均表现出先增加后减小的趋势,8大离子的含量呈增加的趋势,土壤pH值、全盐量和8大离子由表层向下递减。随种植年限的增加,各层土壤有机质含量先增加后缓慢减小,土壤全N,P和速效P,K呈现总体增加,全K呈减小的趋势,速效N呈先增加后减小的趋势,同样有向下骤减的趋势。[结论]防护林建设有利于风沙土的发育,土壤质量状况逐年改善。     

咸水滴灌下沙漠公路防护林土壤理化性质的变化

对塔克拉玛干沙漠腹地防护林地下咸水滴灌下0～30 cm各层风沙土的理化性质进行了测定.结果表明, 咸水滴灌下, 土壤结皮层枯枝落叶量随防护林定植年限的增加而增加;土壤结皮层、0～5 cm、5～15 cm和15～30 cm土层土壤紧实度随防护林定植年限的增加而不断减小, 土壤有机质含量均随防护林定植年限增加而增加且自表层向下层逐渐减少, 土壤全盐量随防护林定植年限增加而逐渐降低且由表层向下层逐渐减少;结皮层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0～5 cm、5～15 cm和15～30 cm土层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐增加;结皮层、5～15 cm和15～30 cm土层土壤pH均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0～5 cm土层pH随防护林定植年限增加而升高.     

河北省坝上地区牧场防护林的防风效能研究

[目的]揭示河北省坝上地区御道口牧场防护林林带的防风效能,为牧场防护林建设提供理论依据。[方法]以樟子松防护林林带为研究对象,运用空间多点观测法观测。[结果]当旷野风速为3.84m/s时,在林后1(H为林带平均高度)H处,风速最小,同时防风效能最大,但随着水平距离的增加风速在逐渐升高而防风效能呈逐渐下降趋势。旷野风速越大,林带防风效能增大,有效防护距离变大。当旷野风速为5~6级时,在林内,1H,5H处的防风效能最好,防风效能范围为67.97%~94.27%。不同垂直高度上防风效能的变化趋势由大到小为:30,50,150,300cm,风速的分布规律变化趋势与防风效能正好相反,由大到小为:300,150,50,30cm。[结论]牧场防护林林带后的1~10H区域是林带的最佳保护区和作用范围,其中林后1H的防风效能最好,但会随着风速和垂直高度的变化而有一定的差异。     

Soil physico-chemical,mineralogical, and micromorphological changes due to desertification processes in Yazd region,Iran

Nine pedons and 30 surface samples were taken, described, and analyzed to investigate the effect of desertification on soil quality indices, mineralogical, and micromorphological properties of three regions (desert, semi-desert, non-desert) in central Iran. The results showed that moving from a non-desert to a desert area decreased soil quality indices such as organic matter (from 0.5% to 0.2 %) and microbial respiration (from 1.59 to 0.11 mgCO₂ g^?1 soil). By contrast, increases were recorded for bulk density (1.2 to 1.9 Mg m^?3) and soil salinity (5 to 19 dS m^?1). Soil in the non-desert area had a sandy texture that led to good drainage conditions, while soil in the desert area had a clayey texture that led to poor drainage conditions. The mineralogical assemblage of the soil was approximately the same for all the three areas, with illite and chlorite being the main minerals. Kaolinite and smectite were present in lower concentrations. The micromorphological evidence showed that the main microstructure of the non-desert region was granular, probably because of the higher organic matter content in this area. In the desert region, platy structure was abundant. Overall, a more thorough perception of the desertification process was gained by studying its impact on soil properties.     

伊金霍洛旗不同土地利用方式下的土壤养分特征

为分析内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗在4类土地利用方式(灌木林地、采矿用地、天然牧草地和农地)下,土壤养分质量分数的差异性,运用野外采样和室内化验、分析相结合的方法,测定4种土地类型在0～30 cm土层的土壤有机质和全量氮磷钾质量分数及pH值.结果表明:1)4类土地在0～ 30 cm土层的土壤有机质和全氮质量分数存在显著差异,土壤全磷量和全钾量差异不显著(P＜0.05),土壤有机质质量分数依次为农地＞天然牧草地＞灌木林地＞采矿用地,土壤全量氮磷钾最大值分别为天然牧草地、天然牧草地和灌木林地,最小值分别为采矿用地、灌木林地和天然牧草地;2)在垂直剖面上,采矿用地和天然牧草地的有机质质量分数随着土层深度的增加逐渐减小,农地和灌木林地的有机质质量分数最大值出现在20～30 cm深度的土层,4类土地的土壤全氮量和全磷量均有随土层深度的增加而下降的趋势,全钾量随土层深度的变化不明显.4类土地的土壤全氮和全钾质量分数整体而言较为理想,全磷和有机质质量分数欠缺.农地全磷质量分数基本能满足主要作物的生长需求,有机质和全氮质量分数不能满足主要作物的生长需求.本研究可为内蒙古中部工矿开采区土地合理利用以及退化的生态环境恢复等提供科学依据.     

人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳效果的长期影响

[目的]探讨人工樟子松林对毛乌素沙地土壤颗粒组成和固碳的长期影响,为综合评价沙地植被恢复的生态环境效应提供科学依据。[方法]选择毛乌素沙地东南缘人工栽植21,36和56 a的樟子松林和流沙地为采样地,对0—30 cm的土壤进行了分层取样分析,以探讨人工林建设对半干旱荒漠区土壤颗粒组成及不同粒级含碳量的长期影响。[结果]随着栽植年限的增加,土壤颗粒呈逐渐细化的趋势,且表层(0—5 cm)细颗粒含量均高于下层(5—30 cm)。造林后土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)含量均显著增加,最高值分别是流沙地的4.90倍和4.32倍;栽植年限对SOC含量和土壤有机碳密度(SOCD)的影响大于SIC含量和土壤无机碳密度(SICD)。相对于流沙地,各粒级SOC,SIC含量均在栽植56 a样地增幅最大,且均在细砂粒组分中增幅最大。团聚体和粉黏粒有机碳含量与土壤总有机碳含量之间存在显著的线性相关关系(p0.01),粗砂粒和粉黏粒有机碳对总有机碳的贡献率和粉黏粒无机碳对总无机碳的贡献率较为显著(p0.05)。[结论]随着樟子松栽植年限的增加,土壤团聚体、粉黏粒含量和土壤固碳能力均显著提高。