黄土高原植被恢复对土壤肥力质量的影响研究

在野外调查分析的基础上,测定了沙棘、黄刺玫、油松以及草地和农田的土壤有机质和速效养分,采用新负极差法检验了有机质含量的差异性,结果表明:(1)黄土高原半湿润地区恢复植被能够显著提高土壤的有机质含量,且草地>沙棘>黄刺玫>油松;(2)植被恢复对土壤有机质的提高效益随深度增加而明显减小,土壤有机质有一定表聚性,草地和灌木林植被下更为显著;(3)不同植被类型土壤速效氮均有大幅度增加,土壤速效磷增幅较小;土壤速效钾在草地、黄刺玫植被下有少量增加,沙棘、油松林地却有所下降。     

不同林型对小流域气象效应的影响

采用大区平行对比观测试验方法，对御路的小流域不同部位，不同林型（纯林和混交林）的太阳辐射，有效辐射和林内总辐射，地面最高温度，地面最低温度，水分条件及风速等气象参数进行了观测，分析结果表明：混交林的气象效应好于纯林， 混交林构成的复层结构能较多利用和贮存太阳能，减少辐射量，缓和极端温度，缩小温度日较差，并且混交林在降低风速，改善水分条件方面也优于纯林。     

不同有机物料培肥对渭北旱塬土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

通过田间试验,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤微生物学特性及土壤肥力的影响。结果表明,化肥与不同有机物料配合施用,土壤微生物学特性［微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、脲酶、碱性磷酸酶］以及部分土壤养分状况（全氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量）比单施化肥处理均得到进一步改善。化肥配施秸秆堆肥处理效果最明显,其中微生物量碳增加了41.96%,微生物量氮增加了54.55%,脲酶活性增加了19.71%,碱性磷酸酶活性增加了7.35%,速效磷增加了63.12%;而且土壤微生物量碳、氮与速效磷、阳离子交换量呈显著正相关,微生物商（qMB）、脲酶活性、碱性磷酸酶活性与全氮、速效氮、速效钾含量呈显著相关;同时SMBC、SMBN、qMB等与作物产量密切相关（相关系数分别为0.85,0.74,0.82）。因此,化肥配施秸秆堆肥处理在渭北旱地雨热条件下对于全面提升土壤质量具有重要的意义;同时该区域土壤中微生物量碳氮与土壤养分状况、作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况及生产力水平。     

黄土高原旱地不同施肥对土壤肥力与产量的影响

Long-term fertility experiments have become an important tool for investigating the sustainability of cropping systems. Therefore, a long-term (18-year) fertilization experiment was conducted in Changwu County, Shaanxi Province, China, to ascertain the effect of the long-term application of chemical fertilizers and manure on wheat yield and soil fertility in the Loess Plateau, so as to provide a scientific basis for sustainable land management. The experiment consisted of nine fertilizer treatments with three replicates arranged in a completely randomized design: 1) CK (no fertilizer); 2) N (N 120 kg ha-1); 3) P (P 26.2 kg ha-1); 4) NP (N 120, P 26.2 kg ha-1-2); 5) M (manure 75 t ha-1); 6) NM (N 120 kg ha-1, manure 75 t ha-1); 7) PM (P 26.2 kg ha-1, manure 75 t ha-1); 8) NPM (N 120 , P 26.2 kg ha-1, manure 75 t ha-1); and 9) fallow (no fertilizer, no crop). N fertilizer was applied in the form of urea and P was applied as calcium super phosphate. The results showed that precipitation had a large effect on the response of wheat yield to fertilization. Manure (M), NP, PM, NM, and NPM treatments significantly increased (P < 0.05) average yield. In the NP, PM, NM and NPM treatments, the percentage increases in yield due to fertilization were highest in normal years, and lowest in the drought years. Long-term P application enhanced soil available P markedly, and manure applications contributed more to soil fertility than chemical fertilizers alone. Chemical fertilizers applied together with manure distinctly improved soil fertility. The results also showed that the soil nutrient concentration changed mainly in the 0--60 cm layers and fertilization and planting only slightly affected soil nutrients below the 100 cm layers.     

黄土高原人工植被对局地小气候影响的效应研究

研究人工植被对局地小气候影响的效应,是评价人工林草工程生态效应的主要表征之一.利用定点观测的方法,对安塞县退耕地上建立的人工植被和撂荒形成的自然植被群落进行了大气温湿状况、土壤水热状况等小气候特征的观测分析,并以裸露农地为对照,比较人工植被和撂荒植被对小气候的影响效应.结果表明:退耕还林营造人工林后,下垫面的变化引起局地水热循环的变化,具体表现为降温效应、增湿效应、改土效应和阻风效应,尤其是在植被生长旺盛的夏季,人工植被区近地层1.0 m处日均气温明显下降,低于撂荒植被区2.2℃;日均相对空气湿度增大,高于撂荒植被区1.97%;日平均风速降低,日均减风效益高于撂荒植被区28%,同时,土壤导热性能提高,土壤物理性质得到改良.局地小气候环境的改善,说明人工林草工程这一措施对脆弱生态的恢复改造有明显的效果.     

黄土高原沙棘、刺槐人工林对土壤的培肥效应及其模型

采用肥力解析断面分析法研究了黄土高原沙棘,刺槐人工林对土壤的培肥效应,结果表明：（1）黄土高原沙棘,刺槐人工林能大幅度提高土壤的肥力水平,与无林地相比,5年生沙棘及33年生刺槐人工纯林可使80cm土层土壤有机质,全N,有效N,有效钾,代换量分别提高41．1％,60.4%,109.7%,12.4%及74.3%,123.65,285.3%,42.4%,63.7%,（2）沙棘,刺槐林对土壤的培肥效应随深度增加而减小,其变化趋势符合Y＝A＋Blnh模型,（30沙棘人工林对土壤有机质,全N及有效N的提高幅度大于刺槐。     

黄土高原人工植被小气候生态效应研究

采用定位短期观测的方法,对安塞县退耕后栽植的人工植被（混交林、灌木林和人工草地）的光照、风速、大气温度、大气相对湿度等表征区域小气候特征的项目进行了测定,同时以邻近裸露坡地为对照进行同步观测。结果表明,在夏季高温天气里,不同类型的人工植被均可显著的削弱光照,降低风速,降低局地范围内温度,提高空气相对湿度;草地、灌木林、混交林日均光照强度为对照的78．79％,23．48％,11．36％,日均气温比对照降低o．58℃,1．12℃,1．51℃,日均相对湿度增加1．67％,9．67％,12．1％,遮光降温保湿效应是混交林〉灌木林〉草地;对不同类型植被小气候要素进行回归分析,发现对照气象要素与不同类型人工植被气象要素间存在显著的相关关系,以气温和土温的相关性最好。     

黄土高原区长期施用有机肥对土壤肥力及小麦产量的影响

黄土高原区长期定位试验麦秸、玉米秸、绿肥、厩肥及化肥等培肥物质对土壤养分及小麦产量的影响结果表明,长期施用有机肥可明显提高土壤有机质、全量养分和速效养分含量,提高土壤酶活性,改善土壤有机无机复合体、土壤水分、物理形状和土壤团聚度,提高调节土壤水、肥、气、热等能力,其中秸秆增产效果最显著。     

青海大通退耕还林不同混交配置模式对土壤肥力影响的研究

对比分析研究了青海大通黄河上游混交林不同配置模式对土壤肥力效应的影响,进而确定当地混交林优化配置方式。结果表明:不同混交配置方式的人工林均能一定程度提高土壤肥力水平,改善林木生存环境,且不同混交配置方式间存在显著差异。23年生4种混交林土壤理化性质发生定向演化,土层形态分异趋向天然林剖面。通过对土壤理化性状及其土壤环境和地上生物量10个指标统计分析,混交林优化模式为:青杨×沙棘>华北落叶松×沙棘>青海云杉×沙棘>白桦×沙棘。     

黄土高原植被恢复对不同粒径土壤团聚体中酶活性的影响

[目的]研究不同植被恢复方式下土壤酶活性以及在不同团聚体中的分布特征,为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内实验相结合的方法研究不同植被恢复方式对土壤团聚体酶活性的影响。[结果]天然草地、15年和25年柠条林地土壤酶活性较高,而坡耕地土壤酶活性较低。土壤酶活性在不同粒径土壤团聚体中,随着团聚体粒径的增大而增大,在1~2,2~3和3~5mm粒径土壤团聚体中逐渐达到最大,之后又随土壤团聚体粒径的增大而减小。土壤酶活性主要分布在粒径1~2,2~3和3~5mm团聚体中,而小团聚体(<0.25,0.25~1mm)和大团聚体(>5mm)中土壤酶活性较低。在0—20cm土层中,土壤酶活性表现出随恢复年限的增大而增加,在20—40cm土层则表现出随恢复年限的增大而维持稳定。[结论]随着人工林种植年限的增加,土壤酶活性逐渐加强,而坡耕地不利于土壤酶活性的提高。因此,未来该区的植被建设中应该加强对天然草地与柠条林地的保护,这有利于土壤酶活性的改善。     

黄土高原沟壑区小流域不同植被覆被对土壤性质的影响

为揭示不同植被覆盖对土壤性质的影响,运用野外调查和室内分析的方法对南小河沟流域不同植被覆盖土壤13种基本性质及土壤质量进行研究,结果发现:草地土壤物理结构在三种植被恢复土壤中为最佳。不同植被恢复土壤养分含量在剖面中均具有不等的表聚性,土壤有机质、全氮、矿质氮、速效钾和CEC在剖面中均表现为随土层加深而降低,pH随土层加深而增加,而全磷则无太大规律。在相同土层,不同植被恢复土壤表现不一。51 a的油松林地0-105 cm土层土壤质量均有明显提高,51 a的刺槐林地0-45 cm土层土壤质量有所改善,而45-105 cm土层土壤质量则有所退化。     

黄土高原种植不同人工牧草对土壤酶活性的影响

[目的]研究黄土高原人工种植牧草土壤酶活性的变化,为提高黄土高原人工植被的稳定性和土壤肥力提升等相关研究提供科学依据。[方法]以种植3 a的冷地早熟禾、垂穗披碱草、猫尾草、陆地中间偃麦草、紫花苜蓿、沙打旺、红豆草等牧草地为研究对象。分别在3,6,9,12月的0—5 cm和5—10 cm土层取土壤样品,测定的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性变化。[结果]脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性在0—5 cm土层显著高于5—10 cm土层,但土壤过氧化氢酶活性在这两个土层之间差异不显著。在6月土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性高于3月、9月和12月,但过氧化氢酶的活性差异不显著。7种人工种植的牧草中紫花苜蓿的土壤酶活性表现较高,而种植沙打旺的土壤酶活性较低。土层深度和季节的交互作用对4种土壤酶活性产生极显著影响(p0.01),牧草品种和季节对脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的具有显著的交互作用。[结论]黄土高原人工牧草地土壤酶活性呈现季节性变化,且种植人工牧草能够有效提高土壤酶活性而改善土壤肥力条件。     

渭北黄土高原经济林地土壤养分特征研究

为了探明渭北黄土高原经济林地土壤养分状况及其变化规律,以主要经济林树种杏树、柿树、花椒和核桃作为研究对象,对经济林地土壤养分变化特征进行了研究.结果表明:经济林地由于受成土母质和人为干扰的作用,土壤养分含量变异范围较宽,其中养分变异范围中碱解氮的变幅最小,而速效磷最大,达74.17%;不同的经济林地土壤养分存在一定的差异性,花椒林地有机质和速效钾含量最高,杏树林地次之,柿树和核桃林地含量较低,碱解氮的变化趋势为:核桃>花椒>杏树>柿树,速效磷的变化趋势为:杏树>柿树>花椒>核桃;各种养分在剖面中的含量具有明显的层次性,表层(0-20cm)养分含量最高,随着剖面深度的增加,养分含量逐渐降低,且降低的幅度越来越小,养分具有明显的“表聚效应”;土壤养分含量之间存在一定的相关性,有机质与速效钾呈显著相关,与碱解氮呈极显著相关,碱解氮与速效钾呈极显著相关,而速效磷与其它养分变化的相关性较低,没有明显规律性;依据黄土高原土壤养分分级指标,所调查经济林土壤有机质和碱解氮处于较低水平,速效磷、速效钾含量丰富,能够满足一般树木生长的需要.     

黄土丘陵区人工造林对不同土壤类型理化特性的影响

传统的观点认为黄土高原地区除了黄绵土以外,其他两种土壤(红黏土和风化岩沫土)由于营养贫瘠不能维持林木生长发育,不宜进行人工造林。为了拓展黄土丘陵区适宜人工造林的土壤范围,1996-2005年,在陕西省延安市黄土丘陵区开展了土壤类型对人工造林影响的实验研究。结果表明,由于人工植被过度消耗土壤水分,黄绵土土壤地类大面积人工造林可能导致土壤水分短缺以及其它潜在的一系列风险。在红黏土和风化岩沫土土壤地类开展人工造林,单一树种的成活率与黄绵土接近、混交林成活率显著高于黄绵土,这两种土壤类型人工造林对土壤水分影响相对较小。因此,在水分条件适中的沟谷两岸,红黏土和风化岩沫土土壤地类具有开展人工造林的良好条件。     

黄土高原不同年限刺槐土壤化学计量特征分析

通过对陕北黄土高原4种不同年限(10,15,25,40年)刺槐林地0—200cm土壤的采集与分析,研究不同刺槐种植时间对土壤营养元素及化学计量比的影响。在每个林龄的林地内设3个小区,每个小区采用随机采样法选取3个采样点分层采集土壤样品,进行土壤碳、氮、磷、钾测定,计算化学计量比。结果表明:(1)有机碳和全氮、全钾含量随刺槐年限增加呈基本增大的趋势,全磷随刺槐年限的增长变化不大;有机碳、全氮和全磷呈极显著的正相关关系;(2)在0—200cm土层,有机碳、全氮空间分布基本一致,随土层深度增加均呈先减少后趋于稳定的变化趋势;全磷在整个空间中的分布较为均匀,其空间变异性低于有机碳和全氮;全钾含量高于碳氮磷含量,且随土壤深度变化不大;(3)土壤C∶N比,C∶P比,N∶P比和C∶N∶P比均随刺槐年限的增长呈先降低后升高的趋势,都在15年处有最低值;(4)土壤C∶N比随土层深度在一定范围波动,C∶P和N∶P比均随土层深度的增加呈先减少后趋于稳定的变化趋势。     

高黎贡山不同森林类型土壤肥力状况研究

以高黎贡山7种不同森林类型（亚高山草甸、灌丛、铁杉林、中山湿性常绿阔叶林、季风常绿阔叶林、热带沟谷雨林、干热河谷）土壤为研究对象,通过对林地土壤不同层次pH、有机质及全氮、全磷、全钾及主要速效养分含量的测定,分析不同森林类型下土壤养分的差异状况。结果表明,除干热河谷土壤pH值呈碱性（平均为7.10）,其余6个森林类型土壤pH值均介于4.09～5.26,呈酸性。且随深度增加,pH呈现出稍微增大的趋势（除干热河谷外）,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量均呈下降趋势。研究区总体上呈现出土壤有机质、全氮、全磷和速效性养分含量较高、土壤肥力较好,但不同森林类型土壤的肥力特征以及同一森林类型不同层次土壤的肥力特征均存在着差异。通过主成分分析计算各森林类型综合得分并进行排序,土壤肥力状况结果表明:亚高山草甸 > 灌丛 > 中山湿性常绿阔叶林 > 铁杉林 > 季风常绿阔叶林 > 热带沟谷雨林 > 干热河谷。     

黄土高原4种植被类型对土壤物理特征及渗透性的影响

以黄土高原丘陵沟壑区李家堡乡的荒草地、文冠果林地、沙棘林地和柠条灌丛为研究对象,采用野外采样与室内分析相结合的方法,研究了4种植被类型土壤的物理特征及其渗透特征。结果表明:随土层深度的增加,土壤容重大体呈增加趋势,而土壤各孔隙度和通气度呈下降趋势。4种植被类型中荒草地的土壤容重最大,孔隙度及通气度最小,而柠条灌丛的土壤容重最小,孔隙度及通气度最大。土壤水分物理特征值为柠条灌丛最大,文冠果林和沙棘林次之,荒草地最小;柠条灌丛0—40cm土层土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、最大蓄水量、排水能力比荒草地分别高出了23.00%,22.51%,15.02%,12.76%,61.28%,且方差分析表明差异显著。4种植被类型的土壤水分入渗过程符合对数曲线,各土层土壤的渗透性系数R~2为0.937 9~0.986 9,且F检验均达到极显著水平(P0.001)。与荒草地相比,柠条灌丛的入渗速率和水源涵养功能显著高于荒草地,能更好地改变土壤物理特征,应该增加柠条灌丛林的营造。     

黄土区不同植被类型条件下土壤分离速率变化特征及其影响因素

为比较土壤理化性质与根系特征对土壤分离速率的影响强度,采用模拟冲刷试验与室内分析相结合的方法,探究了黄土区不同植被类型在3种处理下（含根系、含冠层、含结皮）土壤分离速率变化特征及其影响因素。结果显示:（1）不同植被类型间,狼牙刺群落下土壤分离速率最小,显著低于达乌里胡枝子;不同处理下,含结皮土壤分离速率最大,含根系土壤次之,含冠层土壤最小。（2）土壤分离速率与容重呈显著正相关关系（p<0.05）,与有机质、团聚体呈显著负相关关系（p<0.05）。只考虑土壤理化性质对土壤分离速率的影响时,影响狼牙刺、白羊草群落下土壤分离速率的主导因素是容重;影响铁杆蒿、达乌里胡枝子群落下土壤分离速率的主导因素为有机质。（3）根系特征也是影响土壤分离速率的因素,土壤分离速率与根系生物量密度、根长密度、根系表面积密度、根体积密度呈负相关关系。只考虑根系特征对土壤分离速率的影响时,影响狼牙刺、铁杆蒿、白羊草群落下土壤分离速率的主导因素是根长密度;影响达乌里胡枝子群落下土壤分离速率的主导因素是根系表面积密度。（4）本研究中,土壤分离速率回归方程D_r=0.086-0.035X₁+1.367X₂,（R²=0.767,N=36,p=0.000;X₁为土壤有机质,X₂为土壤容重）,土壤理化性质对于分离速率的作用强于根系的作用;不考虑植被类型时,土壤有机质、土壤容重是影响土壤分离速率的主导因素。     

渭北黄土丘陵区人工林类型对土壤属性的影响

为了研究渭北黄土丘陵区人工林类型对土壤属性的影响,选取位于同一坡面上的刺槐纯林、油松纯林和苹果园土壤为研究对象,分析了土壤结构稳定性,土壤有机碳、无机碳和土壤呼吸等土壤属性在3种人工林土壤剖面的变化特征,并探讨了土壤有机碳和无机碳在水稳性团聚体形成中的作用。结果表明:3种人工林土壤团聚体破碎率均较高,各团聚体水稳性指标值、土壤有机碳含量、土壤呼吸在3个样地的顺序均为油松林>刺槐林>苹果园,土壤无机碳含量的顺序为刺槐林>苹果园>油松林。土壤有机碳和无机碳含量之间呈负相关关系,且二者分别与团聚体水稳性呈正相关和负相关关系,但同时,无机碳含量存在一个阈值,当低于或高于这一阈值时,其含量与团聚体水稳性分别呈正相关或负相关关系,因此,当无机碳含量较高时,应降低其含量,并提高土壤有机碳含量,以改善土壤结构,降低土壤遭受侵蚀的风险;土壤结构稳定性各指标之间及其与土壤有机碳含量和土壤呼吸呈极显著正相关关系。可见,人工林类型显著影响各项土壤属性,油松林在提高土壤质量方面的作用大于刺槐林。