不同草地建植模式对荒坡地土壤风蚀及理化性质的影响

荒坡地土壤贫瘠、植被稀疏,冬春季风蚀沙化严重,试验在密云水库库区荒坡地构建不同生态草地建植模式,研究草地建植对土壤理化性质改善作用和土壤风蚀防治效果,结果表明,生态草地建植当年地上生物量达2 246.9kg/hm2以上,越年后明显增加,可达5 941.6kg/hm2;生态草地建植可使荒坡地地表粗糙度增加1.7～14.5倍,土壤风蚀减少44.9%～75.1%,其中,草地雀麦+扁穗冰草建植模式地表粗糙度增加效果最佳,且不同建植模式土壤风蚀防治效果顺序为草地雀麦+扁穗冰草建植模式>草地雀麦+老芒麦建植模式>披碱草建植模式>草地雀麦+草木樨草建植模式>草地雀麦建植模式;同时,荒坡地生态草地建植可以降低土壤容重,增加总孔隙度,改善土壤物理性质,其中,草地雀麦+老芒麦草地建植1a,可使土壤容重降低8.7%,总孔隙度增加16.1%,荒坡地草地建植还可增加土壤有机质,降低土壤pH值,提高速效氮含量,草地雀麦+老芒麦建植模式与草地雀麦建植模式构建1a,土壤速效氮增加75.4%～79.1%。     

不同产业沼气作物农田净生态系统生产力和水分利用效率比较

产业沼气作物是发酵制气的重要原料,开展产业沼气作物农田净生态系统生产力(net ecosystem production,NEP)和水分利用效率(water use efficiency,WUE)的研究,为产业沼气作物的筛选和种植提供依据。采用静态钠石灰吸收法和静态箱-红外CO2分析仪法、非称重式蒸渗仪法测定了常规种植条件下4种作物农田NEP和群体水分利用效率(population water use efficiency,WUEp)、生态水分利用效率(ecosystem water use efficiency,WUEe),并设裸地进行对照。结果表明:1)观测的5个处理,NEP的大小顺序是杂交狼尾草(17 533.1 kg/hm2)曲晨9号玉米(9 172.9 kg/hm2)云瑞88玉米(8 462.7 kg/hm2)紫花苜蓿(273.6 kg/hm2)裸地(-2 377.0 kg/hm2),4种作物农田是CO2的汇,裸地是源。2)WUEp大小排序为杂交狼尾草(10.89 kg/m3)曲晨9号(7.23 kg/m3)云瑞88玉米(6.79 kg/m3)紫花苜蓿(3.46 kg/m3)。WUEe大小顺序为杂交狼尾草(4.19 kg/m3)曲晨9号(2.38 kg/m3)云瑞88(2.20 kg/m3)紫花苜蓿(0.06 kg/m3),与NEP的排序相同。以生物量、NEP、WUEp、WUEe来衡量,杂交狼尾草优于其他3种作物,可优先推广种植。     

荒漠绿洲边缘苜蓿草产业发展潜力与策略 — — 以甘肃省民勤沙漠绿洲为例

研究结果表明民勤荒漠绿洲边缘种植苜蓿年灌水 4次 ,年灌水量 30 0 0m3 /hm2 ,水效益 5 .0 87kg/m3 ,耗水系数由 0 .6 2 2m3 /kgDM (春小麦 )降为0 .197m3 /kgDM ,比小麦、玉米节水 330 0～ 6 30 0m3 /hm2 ,水经济效益由 1.0 2元/m3 (玉米 )、1.0 6元/m3 (春小麦 )提高到 8.34元/m3 ,灌水成本比春小麦降低 2 35元/hm2 ,光能利用效率由 0 .873%(春小麦 )和 1.0 4 0 % (玉米 )提高到 1.4 4 % ,比小麦、玉米分别提高 6 4 .95 %和 38.4 6 %。种植 5年、7年苜蓿地 0～30cm土层土壤有机质增加了 2 6 .36 %和 33.17%。     

喀斯特山地典型植被恢复过程中的土壤水分生态效应

研究了喀斯特山区耕地、1年弃耕地、灌草地、15年疏林地、25年次生林(侧柏)地植被演替过程中土壤水分生态效应的变化.结果表明,土壤物理性质并不是简单的"改善"过程:表层粘粒含量由流失逐渐转为积累;容重先升高后降低,弃耕地和灌草地较耕地增加了6.6%和11.57%,疏林地和林地较耕地减少了5.0%和10.0%;总孔隙度变化趋势与容重刚好相反;土壤有效水含量以灌草地最低;各恢复阶段表层>0.25 mm水稳性团聚体含量较耕地的增幅为5.1%～12.5%,疏林地最高;团聚体破坏率随演替的进行依次降低,较耕地降幅为34.0%～64.7%,且与有机质呈显著负相关;土壤持水能力以林地和弃耕地最好,灌草地最差,耕地接近于疏林地,土壤供水能力强弱依次为耕地>疏林地>林地>灌草地>弃耕地,土壤持水和供水能力并不一致,但都与粘粒含量、孔隙状况和团聚体稳定性等土壤结构指标密切相关.     

盐池县水土保持生态修复成效显著

盐池县自2002年实施禁牧及水土保持生态修复以来,草原植被覆盖度从生态修复前的30%提高到2005年的56%,年均产草量达到2 820 kg/hm2,是生态修复前的3倍,有效地改善了生态环境,促进了以畜牧业为主的经济发展,使全县农民年人均纯收入由实施生态修复前的1 580元增加到了2005年的2 005元。介绍了该县的主要工作经验。     

黄土高原小流域不同生态建设措施下土壤水稳性团聚体及其全氮分布特征

全氮(TN)作为土壤团聚体形成的胶结物质之一,能加速不同粒级团聚体之间的转化。以黄土高原王茂沟小流域为研究对象,采用"S"法及挖剖面法对坡耕地、草地、灌木地、林地及梯田0—60 cm土壤进行分层取样,以坡耕地为对照,探究4种生态建设下土壤团聚体稳定性及其TN含量,分析不同深度(0—20,20—40,40—60 cm)、不同粒级(5,5～2,2～1,1～0.5,0.5～0.25,0.25 mm)土壤团聚体TN贡献率。结果表明:生态建设显著提高了土壤大团聚体含量,其中草地、林地与坡耕地相比,表层土壤5 mm团聚体分别增加469%和438%,土壤团聚体稳定性(MWD、GMD)增加,在垂直方向上则表现为团聚体稳定性随土层深度增加而降低。较之坡耕地,草地、灌木地、林地及梯田可在不同程度上提高土壤团聚体TN含量,其中林地团聚体TN储量(36.53 kg/m~2)最高,灌木地(32.12 kg/m~2)、草地(20.30 kg/m~2)及梯田(18.62 kg/m~2)TN储量较坡耕地分别增加131%,46%,34%,随着土层深度增加,不同生态建设类型对团聚体TN含量的影响逐渐弱化。随着坡耕地-草地-灌木地-林地的自然演替过程,0.25 mm团聚体TN贡献率呈降低趋势,梯田能够在一定程度上改良坡耕地的土壤结构,粒径范围在5～0.25 mm的土壤团聚体TN含量近乎达到草地的恢复水平,但5 mm团聚体的恢复空间尚且较大。     

2000 ~ 2020年阿尔泰山土地利用与生态系统服务价值的动态变化

  目的  分析阿尔泰山不同生态功能区土地利用与生态系统服务价值的变化动态,探索引起变化的原因,为阿尔泰山区域土地利用格局的优化及生态保护与修复措施的制定提供理论依据。  方法  基于GlobeLand 30的遥感数据,结合土地利用转移矩阵、生态系统服务价值当量因子法,分析了2000 ~ 2020年间土地利用情况及生态系统服务价值的动态变化。  结果  ① 草地和林地是阿尔泰山的主要土地利用类型,占到研究区总面积的80% 以上,且近20年来,这两种土地利用类型面积增加明显,分别增加了1156.42 km2和827.26 km2。② 研究区内共有6715.91 km2土地利用类型发生了改变,其中转出面积最多的是裸地,为2962.41 km2,主要转为草地（85.9%）和林地（11.3%）;转入面积最多的是草地,为3676.91 km2,主要来自于裸地（贡献率69.2%）和林地（贡献率30.0%）。③ 与2000年相比,2020年研究区内生态系统服务价值增长了10.47%,其中草地和林地生态系统服务价值增加值最大,分别增加了18.52 × 108元和20.03 × 108元。④ 近20年来各生态功能区生态系统服务价值均呈增加趋势,其中高山冰川与泰加林景观保护亚区（25.77 × 108元）和生物多样性保护与矿区修复亚区（9.07 × 108元）增加最为明显。各生态功能区中,高山冰川与泰加林景观保护亚区单位面积生态系统服务价值最高,两河源水源涵养生态亚区最低。  结论  2000 ~ 2020年间,高山冰川与泰加林景观保护亚区及生物多样性保护与矿区修复亚区的生态系统服务价值的显著增加,促进了研究区内生态系统服务价值的增加,而林地和草地价值量的增加是引起两个生态功能区生态系统服务价值增加的主要原因。     

天津滨海生态防护圈植物群落盐分积累与分配规律研究

对天津滨海生态防护圈 4种植物群落盐分离子积累和分配规律研究表明 ,除未计叶片与枯落物外 ,K、Na、Ca、Mg和Cl 5种元素年均积累量草本群落 (343.89kg/hm2 ) >乔灌草群落 (5 9.79kg/hm2 ) >灌木群落(5 5 .4 6kg/hm2 ) >灌草群落 (18.87kg/hm2 )。各植物群落土壤主要盐分离子Na和Cl年积累量有较大差异 ,海滨滩涂草本群落Na、Cl分别为 6 0 .2 2kg/hm2 和 2 18.35kg/hm2 ,灌草群落为 2 .0 4kg/hm2 和 5 .775kg/hm2 ;改良土壤的乔灌草群落为 2 .385kg/hm2 和 11.76kg/hm2 ,灌木群落为 3.95kg/hm2 和 16 .74kg/hm2 。植物各器官盐分积累乔木以根系积累为主 ,灌木枝条积累量略大于根。复层结构群落盐分离子积累呈现极强的层次性 ,乔灌草群落各层次 5种盐分离子积累量占总量百分比为乔木层 >灌木层 >草本层 ;而灌草群落则为灌木层 >草本层。     

山西省坡耕地水土流失综合治理成效与经验

山西省的坡耕地水土流失综合治理工程2010年正式启动,到2013年已实施4年,共完成新修水平梯田2.58万hm2,修筑生产道路498.93 km,排水沟16.62 km,总投资达5亿余元。据测算,项目区每年可增产粮食4 538.67万kg,平均1 hm2增产2 250 kg,年人均增加粮食383 kg,坡耕地水土流失控制率达90%以上,生态、经济和社会三大效益显著。介绍了项目建设成效及经验,提出了下一步工作思路。     

吉林省生态足迹与生态承载力动态变化分析与预测研究

运用生态足迹理论计算吉林省1996—2010年的人均生态足迹与人均生态承载力,分析人均生态足迹与人均生态承载力的动态变化,利用SPSS软件分析得到人均生态足迹与人均生态承载力的发展预测模型。结果表明:人均生态足迹在1996—1998年呈现先升后降;1998—2010年一直保持增长的趋势,从1.784 1hm2/cap增长到3.201 3hm2/cap,在1996—2010年期间,人均生态承载力由1.371 0m2/cap减少到1.302 8hm2/cap,生态赤字从0.560 1m2/cap增加到1.898 5hm2/cap,吉林省的发展处于不可持续的状态;万元GDP生态足迹由3.769 2hm2减小到1.014 4hm2,并存在进一步减小的趋势。发展预测模型显示:2011—2025年,吉林省人均生态足迹将由3.420 1hm2/cap增大到6.007 3hm2/cap,人均生态承载力由1.300 1hm2/cap降到1.258 1hm2/cap,生态赤字将由2.120 0hm2/cap增大到4.749 2hm2/cap。吉林省必须采取一系列有效的措施,改变现有的经济发展模式、加大科技创新、提高人民素质,否则,生态赤字将会不断地加大,可持续发展状况将进一步恶化。     

红壤丘陵区不同生态恢复模式的土壤生态效应

通过对研究样地土壤样品的采集和测试,对比分析了不同恢复模式土壤物理性质、土壤有效元素和微生物含量,对红壤丘陵区不同恢复模式的土壤生态效应进行了研究。结果表明,人工恢复地和封禁恢复地的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤微生物总数量与对照裸地相比均有明显增加,人工恢复地土壤有效营养元素含量高于原始裸地和封禁地。人工恢复地的脐橙模式的土壤饱和持水量、有效水含量和土壤有机质含量最高,土壤微生物总数量次之。综合分析认为,脐橙模式对改良土壤的效果最佳,又具有较好的经济效益,值得推广;而封禁模式对改良土壤的效果较好,但缺乏经济效益。     

我国南方工程边坡土壤生态修复技术创新的认知与实践

我国高速公路、高速铁路和城镇化建设的快速发展,促进了我国工程边坡生态修复技术的创新。现中国边坡生态修复技术成果,随同动车装备和筑路技术,形成了我国高速道路建设举世瞩目的三大技术进步,已成为我国"一带一路"战略重大支撑技术体系。我国"两高"建设是以牺牲土壤生态环境为代价的,产生了大量的创伤裸露边坡,生态修复及安全防护问题非常突出。本文就路域边坡土壤破坏特征、土壤生态修复本质、工程边坡林草种选择、V型槽种植带、喷混基材配置、机械化施工等几个重大技术问题的思考与技术创新途径进行了探讨,并提出了利用路域边坡土地资源发展林草种子产业的引领技术。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a(2004年~2006年)来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

植物护坡及其生态效应研究

河道生态系统中的河岸侵蚀和滨水缓冲带建设倍受关注。以上海市浦东新区机场镇的生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的植物护坡技术在生态河道坡岸修复中的应用及其生态效应。在不同河段分别采用了全系列生态护坡、土壤生物工程护坡和复合式生物稳定等3类植物护坡技术。通过对工程实施后3a（2004年～2006年）来的生态监测发现,护坡植物生长良好,新生枝叶和根系的护坡作用明显,土壤抗剪强度明显增加,河岸土壤侵蚀得到有效控制,坡岸的结构稳定性增强;同时河岸生境得到改善,本地植物快速恢复,生物多样性增加,河岸植物群落结构由单一结构向复杂结构转变,生态稳定性逐渐增强。生态河道的植物坡岸修复技术可以在我国各类岸坡的生态修复和边坡稳定中广泛运用。     

典型草原大型露天煤矿排土场边坡水蚀控制效果

以典型草原区大型露天煤矿排土场边坡不同治理措施为研究对象,利用标准径流场定位观测设施对不同治理措施植被生长-枯萎期间的次降雨产流产沙过程进行了连续观测,研究结果表明:在边坡植被恢复初期,由于实施治理措施对边坡的强烈扰动,不合理的治理措施导致边坡的土壤侵蚀量大于裸地;当植被盖度大于35%时,不同治理措施的拦沙、蓄水、入渗能力明显强于裸地;降雨强度与降雨量是边坡产流产沙的主控因子,随着降雨强度和降雨量的增加而增加;裸露边坡的土壤侵蚀模数最大,为14 183 t/(km2·a),生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数最小,为5 179 t/(km2·a);生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数是裸露边坡的36.5%,是沙地柏+绣线菊灌丛(植被恢复4 a)的81.5%。可见,排土场边坡是一种极强烈侵蚀的人工再塑地貌,对其采用合理的生物措施+工程措施的治理措施要优于单纯的生物措施,是控制矿区排土场边坡土壤侵蚀的最有效途径之一。     

基于恢复生态学理论的裸露山体生态修复模式研究

裸露山体的生态修复是一个系统、综合、复杂的过程。结合裸露山体的生态修复特点,深入分析目前山体生态修复中的不足,并以恢复生态学理论为基础,提出了裸露山体生态恢复的规划设计方法以及要遵循的原则,以岩质边坡和废渣堆积体的生态修复为主要设计对象,提出了综合应用植被混凝土生态防护技术和防冲刷基材(PEB)生态护坡技术的裸露山体生态修复模式。     

雅砻江官地水电站生态护坡工程初期土壤肥力状况

以雅砻江官地水电站生态修复工程为例,对种植槽客土回填植草技术(ESS)和植被混凝土基材生态防护技术(CBS)在工程扰动区应用初期的土壤肥力状况进行了研究。通过选取4块具有一定代表性的生态恢复边坡样地及一块对照样地,对各样地的土壤肥力相关指标进行了测定,同时应用土壤标准综合级别法分析了土壤肥力的变化。结果表明,4块修复边坡样地土壤中有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾含量均高于对照样地,同时土壤肥力水平亦显著高于对照边坡,其中右岸植被混凝土边坡肥力最高。说明生态护坡技术可有效改善官地水电站工程扰动区的土壤环境,其中以植被混凝土护坡技术效益最为显著。     

高速公路边坡植被重建过程中群落组成特征

[目的]对河北省西柏坡高速公路4种不同边坡类型进行调查,旨在选择合适的边坡植被恢复技术。[方法]通过随机取样调查进行不同边坡群落组成结构分析。[结果]4种边坡类型的物种多样性差异显著。自然恢复土质边坡植被盖度最低,自然恢复石质边坡的物种多样性最差,人工恢复生态袋技术边坡的物种多样性和植被盖度最高。[结论]人工恢复生态袋技术和挂网喷播技术对高速公路边坡复绿都有明显的改善,而生态袋技术对边坡复绿改善最为明显。     

黄河三角洲滩地不同植被类型的土壤贮水功能

以滩涂裸地为对照,对黄河三角洲滩地乔木林、灌木林、草地及农田等4种植被类型改良土壤的盐碱程度、容重和孔隙度状况、土壤入渗性能及蓄水能力进行对比研究.结果表明:不同植被类型均具有一定的压碱抑盐效应.且表土层盐碱含量多低于20-40 cm土层;同时降低土壤容重,增加土壤孔隙度的效应显著,并且对土壤表层的改良效果好于20-40 cm土层.不同植被类型均能改善土壤入渗性能.渗透性能由强到弱表现为乔木林>灌木林>农田>草地,其平均渗透速率分别是滩涂裸地的4.9,3.7,2.9,1.9倍.不同植被类型的土壤饱和蓄水量、毛管蓄水量、非毛管蓄水量均表现为乔木林>灌木林>草地>农田,其饱和蓄水量分别比滩涂裸地高18.3%,11.8%,3.7%和3.5%;土壤涵蓄降水量和有效涵蓄量大小均表现为乔木林>草地>灌木林>农田,且0-20 cm土层的贮水性能均好于20-40 cm.     

人工边坡生态恢复抗侵蚀效果研究

大规模的基础设施建设形成的岩石边坡,严重破坏了原有植被覆盖的地表,从而引发严重的水土流失。对高、陡、破坏严重岩石边坡的人工修复是生态恢复的重点和难点,但人工边坡又具有不稳定性和较强异质性的特点,通常造成边坡生态恢复效果不佳。边坡的抗侵蚀效果是衡量边坡生态恢复成功与否的外在表现,阐述了边坡坡面地质特征、边坡表面形态、坡面平整程度、坡长、坡度等内在因素和降雨、坡面植被、人工土壤、生态防护工程形式等外在因素对人工边坡生态恢复工程抗侵蚀效果的影响。