植被恢复过程中土壤有机质和全氮的变化特征及区域差异

不同区域植被恢复对土壤化学性质变化的影响差异较大。本文通过收集前人在土壤化学性质方面的研究数据, 选取福建省长汀县、闽清县和陕西省陕北地区植被恢复过程中0~20 cm 表土层有机质和全氮含量,进行了两类区域土壤表层有机质和全氮在自然恢复和人为恢复过程中变化特征的比较分析。结果表明, 福建省长汀县和闽清县的植被恢复初期, 人为恢复对土壤有机质和全氮含量的影响较大, 后期自然恢复影响更大;陕北地区植被恢复初期自然恢复对土壤有机质和全氮含量的改善好于人为恢复, 之后二者差异不明显; 福建省长汀县和闽清县在整个植被自然恢复过程中土壤有机质和全氮累计增量和年平均增量都比陕北地区高。因此, 建议福建省长汀县和闽清县应先进行人为植被恢复, 然后进行自然恢复; 而陕北地区应先进行自然恢复,再人为恢复和自然恢复相结合, 这样可有效改善土壤有机质和全氮含量, 加快植被恢复。     

基于文献计量的贵州喀斯特地区石漠化等级土壤养分状况分析

明确贵州喀斯特地区不同石漠化等级土壤养分状况,为石漠化防治和生态系统恢复提供参考。收集公开发表的涉及贵州不同石漠化等级土壤养分的研究论文,对有关数据进行整理和分析。研究发现:(1)随石漠化等级增加,土壤容重不断增加,0.001 mm黏粒含量有下降趋势,0.05 mm砂粒含量则有增加趋势,但不同石漠化等级之间黏粒和砂粒含量均无显著差异;(2)土壤有机质、全氮、全磷、速效养分含量均表现为无石漠化(ND)轻度石漠化(LD)中度石漠化(MD)重度石漠化(SD),随石漠化等级增加呈幂函数下降,衰减速度为有机质有效磷碱解氮全氮速效钾全磷,从无石漠化到轻度石漠化演替过程土壤养分下降幅度最大;(3)土壤有机质和全氮与其他土壤理化指标之间极显著相关,且对石漠化地区土壤肥力贡献极大,可作为表征土壤-石漠化关系的敏感性土壤指示因子;(4)不同土地利用方式对石漠化地区土壤养分影响明显,土壤养分高低为林地草地耕地。土壤养分和地表植物群落结构与石漠化演替进程密切相关,贵州喀斯特石漠化地区增加地表覆盖度和开展有机培肥对防止土壤退化和石漠化生态恢复具有重要意义。     

北京百花山区自然土壤与耕作土壤的肥力比较以及土壤管理措施

通过对北京百花山地区山地自然土壤和耕作土壤有机质含量、全氮、全磷、速效磷、速效钾及微量元素有效含量的测定分析,得到了该地区山地自然土壤和耕作土壤的肥力特征。该地区山地自然土壤的有机质、全氮、全磷的含量较高,速效钾的水平中等,而速效磷的水平很低,微量元素中铜的含量较高,锰的含量较低,而有效锌的含量极低。自然土壤开垦为耕地后,土壤有机质含量明显降低,全氮的含量变化不明显;由于施肥作用,土壤全磷和速效磷的水平上升,个别耕地速效磷的水平极高,有过量使用磷肥的现象。对该地区山地土壤的开发利用,应坚持生态保护,防止水土流失,适当使用磷肥,注意使用微肥尤其是锌肥,因地制宜,根据不同地形、不同的土壤类型、母质的差异制定合理的利用方案。     

汶川地震区新生水土流失对土壤养分的影响

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究汶川地震区新生水土流失对不同恢复类型样地土壤养分的影响。结果表明:(1)地表裸露、自然恢复和人工种植类型样地pH高于对照样地,各种恢复类型间土壤有机质含量差异显著。(2)土壤全氮含量在人工种植、对照样地处于丰富状态,在地表裸露、自然恢复样地处于贫瘠状态,铵态氮含量在对照样地最高,硝态氮在新生水土流失作用下流失严重。(3)土壤全磷含量在地表裸露和自然恢复样地低于人工种植和对照样地,通过降雨-地表径流、渗漏淋失等途径流失,速效钾含量均处于缺乏状态。(4)土壤全钾含量在对照样地最大,自然恢复样地最小,各种恢复类型样地速效钾含量基本处于缺乏水平,人工种植样地由于培肥的作用速效钾含量得到提升。     

贵州西部喀斯特石漠化环境下土壤氮磷变异特征

贵州西部地区是石漠化非常严重的地区,在喀斯特石漠化的大环境下,研究分析土壤氮磷特征对该区域生态恢复与治理石漠化有十分重要的意义.采集了贵州西部地区不同石漠化程度、不同利用方式的土壤样品,进行室内理化分析.结果表明:土壤有机质、全氮、全磷、速效磷含量总体较低,以无明显石漠化地区最高,随石漠化程度的加深而降低,但土壤有机质、全氮在极强度石漠化地区略有提高.在不同利用方式下,以林地土壤含量最高,随植被覆盖率的降低而降低,随垦殖率的提高而降低.     

贵州毕节地区不同石漠化程度土壤理化性质特征

为揭示喀斯特地区不同石漠化程度土壤理化性质特征及其影响机制,以贵州毕节石漠化地区土壤为研究对象,在雨季前、中、后对潜在、轻度、中度、强度石漠化程度的土壤进行了为期4年的监测,分析了不同石漠化程度土壤理化性质及其各项指标之间的相关性特征。结果表明:同一石漠化程度下,土壤有机质、全磷、有效磷、全氮和水解氮含量表现为雨季中雨季后雨季前。随着石漠化程度的加深,土壤田间持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度升高,全磷、有效磷和有机质含量减少。与潜在石漠化程度相比,轻度、中度和强度石漠化程度的土壤全氮含量分别增加5.6%,20.9%,26.6%,水解氮含量分别增加3.5%,18.3%,36.2%,全钾含量分别增加15.8%,30%,46.3%,速效钾含量分别增加3.9%,11.3%,16.5%。相关性分析结果显示,土壤有机质、全磷、全氮含量、土壤容重、总孔隙度、毛管持水量之间相关性显著(p0.05),其中土壤有机质含量、全氮含量、容重、总孔隙度间相关性极显著(p0.01)。研究结果为石漠化综合治理工作提供理论与科学依据。     

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。     

贵州西部喀斯特石漠化地区草地土壤有机质和氮素变异特征初步研究

采集了贵州西部喀斯特地区中度石漠化、强度石漠化和非石漠化区域的草地土壤，并对样品的有机质和各形态氮素含量进行分析测定。统计特征值比较表明；在强度石漠化区域，土壤有机质和各形态氮素含量的变化幅度最大，中度石漠化区域次之，非石漠化区域最小。方差分析显示：中度石漠化区域与非石漠化区域的酸水解性全氮含量差异性显著，氨基酸态氮含量差异性极显著，而不同石漠化区域土壤有机质和其它各形态氮素含量差异性均不显著。此外，根据研究过程中所遇到的情况，提出了当前石漠化研究厦待解决的一些科学问题。     

贵州核桃主产区核桃园土壤养分丰缺状况

研究贵州核桃主产区核桃园土壤养分丰缺状况，为核桃园的养分管理与合理施肥提供理论依据和科学指导。在贵州黔西北高海拔冷凉区、黔北高纬度冷凉区、黔西南、黔南地区高海拔区等核桃主产区共选择典型核桃园 126个，采集深度为 0～ 40 cm土层的土壤样品进行养分丰缺状况的测试分析。结果发现，有 73.0%核桃园土壤 pH适合核桃生长；有 88.2%的核桃园土壤有机质含量处于适宜及以上范围；土壤全氮、全磷含量丰富；土壤全钾有 22.2%处于缺乏(极缺)状态；有 7.9%的核桃园土壤碱解氮含量处于中等及以下水平；有效磷含量处于适宜及以上范围占 76.2%；速效钾含量较为缺乏，中等及以下水平比例占 81.8%；土壤中量元素交换性钙、镁含量均表现丰富，其中交换性钙没有出现低水平情况，交换性镁低水平比例仅占 8.7%；微量元素锰、铜含量较为丰富，但土壤有效硼含量较低，处于中下及以下水平的比例高达 99.2%，有效铁与有效锌中下及以下水平比例分别为 45.2%和 8.8%。黔西南高海拔地区核桃园土壤养分缺乏最严重，其次是黔北高纬度冷凉区、黔西北高海拔冷凉区和黔南高海拔地区。结果的核桃园中土壤碱解氮、有效锌含量缺乏程度重于未结果园，而速效钾含量缺乏程度轻于未结果园。总体来看，贵州核桃主产区核桃园土壤 pH值普遍适合；有机质、碱解氮含量处于中等以上水平；全氮、全磷、交换性钙、镁、有效锰、铜含量丰富；速效钾、有效硼、有效铁含量缺乏；部分核桃园土壤全钾、有效磷、有效锌含量偏低。综上所述，不同核桃园施肥应因地制宜，深施有机肥及含铁、锌、硼元素的肥料作基肥，并提高钾肥比例；同时建议土壤偏碱性地区施用酸性肥料，部分缺磷地区提高磷肥比例。     

不同植被恢复策略对贵州喀斯特生态系统土壤渗透特性的影响

旨在探讨不同植被恢复策略对土壤入渗特征空间变化的影响，通过对贵州石漠化治理试验区自然草灌木混合林、次生林地、退耕自然生草地、芒果地、坚果地及玉米地的土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质和土壤渗透特性的分析。结果表明：不同植被恢复策略下土壤容重、孔隙度和有机质含量存在显著差异，具体表现为自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）和秸秆还田种植方式均能有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度。随着土层深度增加，土壤容重呈增大趋势，土壤孔隙度和有机质含量变化趋势相反；植被恢复方式和土层深度显著改变了土壤的水分渗透特性，自然植被恢复（草—灌木混合林和次生林地）土壤渗透性能高于人工植被恢复（芒果地和坚果地），主要是因为自然植被恢复下土壤扰动小，植物根系和凋落物增加，从而改变土壤物理性质，降低土壤容重，提高土壤孔隙度的综合效益。随着土层深度增加，土壤稳渗速率和累积入渗量减小。通过测定不同植被恢复方式的土壤水文特征，为喀斯特地区植被恢复方式及土壤入渗性能评估提供科学依据。     

贵州省喀斯特石漠化与水土流失空间相关分析

喀斯特地区石漠化现象的产生与水土流失之间存在不可分割的关系。为进一步分析石漠化与水土流失之间的关系,以贵州省2010年的水土流失及石漠化解译数据为基础,运用地图代数原理,通过水土流失与石漠化转移矩阵的计算,从而得出不同水土流失等级的石漠化分布以及不同石漠化等级的水土流失分布情况。结果表明:贵州省石漠化主要发生在水土流失轻度侵蚀与中度侵蚀区,其发生率分别为24.31%,24.09%,而水土流失主要发生在轻度石漠化与潜在石漠化区,其发生率分别为35.70%,34.16%;水土流失或石漠化等级的变化并不一定呈现相应等级的石漠化或水土流失等级的变化,石漠化的发生与生态恢复存在滞后性。     

Drivers of soil erosion and subsurface loss by soil leakage during karst rocky desertification in SW China

As an extreme manifestation of environmental degradation, karst rock desertification is caused by soil loss and rock exposure. In some areas with serious rocky desertification, there is no soil to be eroded or leaked. The soil loss in these areas superimposes soil erosion and unique subsurface loss by soil leakage through fissures, pipelines, sinkholes, etc., which directly reduce soil resources and accelerate rocky desertification. However, the factors driving soil erosion and subsurface loss by soil leakage are still unclear. Rainfall experiments were conducted on simulated slopes with surface-exposed bedrock and subsurface fissures based on field investigations in a karst rocky desertification area of Guizhou Province, China. Four factors, including rainfall intensity, slope gradient, bedrock exposure rate and subsurface fissure degree, were considered in the experiment. We found that the amount of soil surface erosion and subsurface leakage loss is driven not only by the runoff volume but also by other influential factors. Rainfall intensity is the driving factor determining the amount of surface erosion and subsurface leakage loss of soil and water and the relationship between them. The slope gradient plays a leading role only in subsurface fissure flow leakage loss. The bedrock exposure rate drives the surface soil erosion rate, shows a critical value (30%), and dominates the fissure flow leakage loss rate. Subsurface fissure density plays an important role in the surface loss of soil and water; however, an increase in the subsurface fissure density does not obviously accelerate the subsurface leakage loss of soil and water. Although this result, obtained from laboratory simulations, may differ at the field scale or larger, it could provide a foundation for systematic studies on soil erosion/leakage and insights into the relations between rocky desertification and soil erosion/leakage and their driving factors in karst rocky desertification.     

基于GIS/RS的桂西北土地石漠化与喀斯特地形空间相关性分析

基于GIS、RS技术,探讨喀斯特地形坡度量算的适宜方法,并提取桂西北喀斯特山区地貌类型、坡度、坡向数据,结合2006年桂西北石漠化数据进行地形要素与石漠化空间相关性分析。结果表明：桂西北喀斯特石漠化与地貌类型、坡度有明显的空间相关性,表现在低山和高丘陵地形区的石漠化发生率较高;在0°-25°坡度地形区中,石漠化发生率随坡度增大而平缓下降,大于25°坡度区的石漠化发生率却大幅上升;各坡向的石漠化发生率基本相近,石漠化与坡向没有明显空间相关性。研究结果可为桂西北喀斯特山区土地利用布局、石漠化治理和生态系统恢复提供决策依据。     

盆地型喀斯特流域土壤侵蚀模数的沉积量测量法

 为研究盆地型喀斯特石漠化地区的土壤侵蚀模数,运用沉积量测量法计算乌蒙山脉的麻窝山岩溶盆地中沉积区内土壤的沉积量,推算出流域内的土壤侵蚀模数,从而反演其石漠化进程,并探讨人类活动对喀斯特石漠化地区土壤侵蚀模数的影响。结果表明:麻窝山岩溶盆地流域的土壤侵蚀模数较高,为2900.55t/(km2.a),能客观地反映喀斯特石漠化山区土壤的侵蚀状况;沉积量测量法计算的土壤侵蚀模数比较接近现实,且其计算方法简单,数据可靠,容易操作,因此,该方法可作为无资料数据和测站时盆地型喀斯特流域计算土壤侵蚀模数的首选模型。     

草海上游石漠化过程中土壤抗蚀性变化

以草海流域上游的石漠化区为研究对象,研究不同等级石漠化条件下土壤抗蚀能力的差异,利用空间代替时间的方法,探讨草海上游区石漠化过程中土壤抗蚀性变化规律,为当地石漠化治理和湿地保护提供参考。通过实地调研,采集不同石漠化程度区的土样并进行室内指标测定,利用主成分分析方法选取了10个土壤理化指标对样地土壤抗蚀能力进行评价。结果表明:(1)所选10项理化指标可以较为全面地综合评价不同石漠化程度土壤抗蚀能力,土壤团聚状况、分散率、分散系数、0.25mm水稳性团聚体含量、0.5mm水稳性团聚体含量、结构破坏率、0.05mm粉黏粒含量这7项可以作为评价的优选指标,有机质含量、0.001mm黏粒含量、土壤团聚度这3项指标次之。(2)无石漠化CK样地(2.19)轻度石漠化L样地(1.19)重度石漠化S1样地(0.85)中度石漠化M样地(-1.35)重度石漠化S2样地(-2.88),其中中度石漠化样地(M)和重度石漠化样地(S_2)为负值,其余均为正值,差异明显。在石漠化过程中土壤抗蚀能力总体呈下降趋势,但是在石漠化发展后期,土壤抗蚀能力反而会有上升的可能。     

黔中白云岩石漠区小流域土地利用变化及生态效益

为明析灰质白云岩石漠区和砾质白云岩石漠区综合治理工程中植被恢复模式的治理效果,采用科研示范和工程治理相融合、遥感影像和实地调查相结合的方法,在黔中不同白云岩组石漠化小流域分析了相应研究区及不同林草恢复模式的生态效益变化。结果表明:(1)普定研究区属灰质白云岩石漠区,凯里研究区属砾质白云岩石漠区,2016年2个研究区农林地景观基质相似度较高,普定研究区石漠化趋势性较强。(2)2016—2020年,普定研究区和凯里研究区林地面积转入量>转出量、耕地面积转入量<转出量。植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低,普定研究区综合治理生态效益显著。(3)普定研究区和凯里研究区植被覆盖率增加量、土壤侵蚀模数降低率和石漠化等级面积降低率呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,生态修复模式和封山育林模式的生态效益呈普定研究区>凯里研究区的变化趋势。综上,具有相似景观背景的石漠化小流域经综合治理后,呈植被覆盖率增加、土壤侵蚀模数降低和石漠化等级面积率降低的趋势,石漠化治理效果呈生态修复模式>封山育林模式>草地畜牧业模式的变化趋势,灰质白云岩石漠区治理效果比砾质白云岩石漠区显著。     

喀斯特石漠化生态治理区结构与物种多样性研究

喀斯特石漠化现象已成为制约农村社会经济发展的严重障碍,其生态治理已成为学术界的研究热点和地方政府的迫切任务。以贵州省花江石漠化生态治理示范区人工植被为研究对象,对人工植被的结构与物种多样性进行研究。结果得出,示范区以花椒为主的人工植被的物种配置和空间结构都比较合理,其物种多样性与群落结构有着密切关系,随均匀度增大而增加,随生态优势度的增加而递减,并随石漠化强度的加重及海拔的升高而增加;认为只要人工林模式的结构配置得当,管理配套,石漠化完全可以兼顾生态—经济效益进行治理。     

西南岩溶石漠化区水土流失现状与综合防治对策

以2005年在滇、黔、桂岩溶石漠化区科学考察活动取得的成果和近年来水土流失与石漠化的遥感解译资料为依据,分析西南岩溶石漠化地区的水土流失现状,揭示了西南岩溶石漠化地区水土流失问题的严重性与过程的特殊性。根据西南岩溶石漠化地区的生态环境特点与当前水土流失防治中存在的问题,提出了水土流失综合防治对策。