黄土高原植被建设对土壤干层影响研究进展

为深入了解土壤干层研究现状,为下一步研究土壤干层对植被生态与土壤水分的影响奠定基础,运用文献调研法对土壤干层基本特征、影响因素与危害等方面进行总结剖析,明确当前恢复土壤水分及修复土壤干层主要措施,在人工植被恢复建设中,因地制宜,选择合理的植被配置和土地利用方式,通过人工集流等技术措施,有效地利用水资源,减少土壤干层发育.并提出如何高效率恢复土壤水分,防止土壤干层进一步发育仍是未来的研究重点.     

黄土高原土壤干层初步研究

在详细描述土壤干层现象和类型的基础上 ,分析了土壤干层的成因 ,即低降水高蒸发、水土流失、植被类型选择失当、群落生产力过高和群落密度过大等 ,指出土壤干层的危害主要表现为使局部小气候环境趋于旱化、土地退化、植被生长衰退、天然下种更新不良及加大造林难度等 ,最后提出了缓解土壤干层对黄土高原生态环境的恢复和重建的意义和重要性。     

青海环湖地区草原土壤含水量及富集规律

【目的】研究青海环湖地区草原土壤水分运移与富集规律、土壤水分剖面分布模型、水分循环与水分平衡,揭示该地区土壤水库蓄水特点、土壤干层及其恢复条件,为该地区土壤水资源及草原植被保护、土壤水库建设和草原生态环境的可持续发展提供科学依据。【方法】利用轻型人力钻连续4年采取600多个土壤样品,采用烘干称重法测定土壤含水量。采用双环入渗法原位测定土壤入渗率,采用激光粒度仪分析土壤粒度,采用负压计原位测定土壤吸力。【结果】青海环湖地区的土壤剖面水分分布较为稳定,不论旱季还是雨季,约65%的水分富集在0-0.4 m土层中,0.6 m以下土层水分严重不足。该地区土壤吸力为0.17-0.42 MPa,土壤田间持水量为20%左右。0-0.4 m土层含水量一般为23%,大于田间持水量（20%）,故存在约3%的重力水;土层0.6 m以下含水量仅约为6.5%。该地区0.6 m以下土层一般发育有不同等级的土壤干层,且土层厚度越大干层发育越严重。该地区0.4 m以下土层水分含量与深度之间的关系可以用幂函数模拟描述,模拟函数的增量曲线表明,在2009-2011年降水累积增加约50 mm的条件下,土壤含水量的增加量由0.4 m深度的约5%逐渐降低到0.8 m深度的约3%,0.8 m以下土层水分增加量不足3%。该地区土壤入渗率为1.3-3.0 mm·min^-1,入渗率较高有利于降水向土壤水转化。该地区的土壤质地优良,但0.6 m以下土层含水量已接近或低于粉砂土无效水的含量（5%）。【结论】青海环湖地区气温低、土壤冻结期长,造成该地区土壤水分具有在土壤上部滞留和富集的突出特点。该地区土壤平均厚度不足1.5 m,导致该地区土壤水库的调蓄功能较弱。而土壤水分的上部滞留和富集增强了该地区土壤水库对浅根系草原植被的调蓄功能,并且具有抑制草原荒漠化发生的重要作用。青海环湖地区在2009-2011年降水量增加到400-420 mm的条件下,土壤水分表现出微弱的正平衡,薄土层中的土壤干层消失,而较厚土层中的土壤干层仍然存在。该地区土壤干层恢复速度很缓慢,恢复的水分增加量低于5%。土壤干层的发育和分布深度很小不仅指示出该地区生态系统较为脆弱,而且还指示出该地区不适于发展需水较多的乔木植被。     

陕西礼泉苹果林地和麦地土壤含水量研究

根据对陕西礼泉县城郊苹果林和小麦地含水量的测定,研究了不同土地利用方式下土壤含水量的差异。结果表明,礼泉10龄和10龄以上苹果林地土层含水量较低,2m以下土层含水量一般低于12%,发育了长期性轻度土壤干层;麦地平均含水量普遍较高,没有土壤干层发育,但春季2m以上的土层含水量较低,有季节性干层发育。苹果树的种植造成了土层含水量明显降低,表明研究地区的降水量对苹果林的生长有一定的制约,可通过减少果树种植密度、增大行间距、适度溉频等途径减少苹果林地土壤干层可能带来的不利影响。在降水少的情况下需要及时对麦地采取灌溉措施,减少季节性干层造成的损失。     

土壤水资源利用限度评价

在水资源紧缺地区,大部分地区的土壤水分主要来源于天然降雨,随着人工林生长,林地土壤水资源下降,当人工林发展到超过植物对土壤水资源的利用限度时,在林地最大土壤水分补给深度以下出现的土壤层将会成为不可逆转的土壤干层。这种现象不利于土壤水资源的可持续利用和森林植被的恢复、更新。土壤水资源利用限度理论的提出将使不可逆转的土壤退化防治变为积极的土壤水资源的可持续利用。在生产中应充分认识并掌握这个规律,设法避免人工林草植被对土壤水资源的过度利用。     

黄土丘陵区小流域横断面土壤水分的空间分布特征

以黄土丘陵区的纸坊沟小流域为研究对象,研究了横断面上土壤水分空间变化特征,得出如下规律:①从总体来看,土壤水分含量大致是阴坡高于阳坡,坡下高于坡上,地形起着决定性作用,但植被的影响也非常重要。②在小流域断面水分分布中,乔木林地的平均含水量最低,灌木林次之,草本植被最高。表明丘陵区最适宜的植被应是草本植被和灌木群落。③植被的生长弱化了断面地形变化的影响,刺槐的阴阳坡、上下坡的土壤水分含量趋于接近,柠条的生长良好时的大耗水量也使阴坡和坡下的水分优势减弱,长势良好的草本群落使梁峁坡上的土壤水分状况优于其他坡位。④纸坊沟小流域除阴坡草本植被外,全部有土壤干层的存在,但并不影响植被的正常生长,因此,在植被恢复良好的地区,干层的产生是正常的。     

黄土高原人工植被与其水分环境相互作用关系研究

以黄土高原半湿润区为代表,就主要人工植被对土壤水分影响现状及其原因,分别立地条件类型,进行了广泛调查与定点测定．结果表明,各种人工植被均有导致深层土壤干化的可能．干化层的出现,是人为高密度粗放经营,造成了水分长期亏损的累积结果．它的存在已对林木的生长及林分的稳定构成了威胁．经对残塬沟壑区人工林地水分年际变化规律进行定位观测,以及对该区土壤、气候特点的分析,认为由于特殊的自然条件,该区森林植被难以发挥涵养水源的生态功能．     

不同景观植被类型下土壤含水量对比研究--以西安南郊为例

通过对西安南郊地区黄土层的取样分析,研究了不同植被下0~600 cm土壤含水量变化。通过称重烘干法得出,林地、麦地土壤含水量从地表向下呈现出由高到低再到高的变化规律。土层具有分层性,分为速变层、缺水层和稳定层。在不同植被影响下,植物相应缺水带分布范围不同,麦地较浅0.7~2.2 m,林地较深1.5~3.8 m,这是由于植物根系分布范围不同造成的。杨树林下2~3.8 m出现轻度土壤干层现象,但林木生长正常,在城市建设中可以考虑加强林木隔离带建设。长安区少陵塬土壤水分充足,适宜农作物种植。     

花棒人工林植物群落组成及土壤养分的变化研究

[目的]探讨沙地人工植物群落的演变规律,进一步认识花棒对沙地的改良效果。[方法]于2009年对毛乌苏沙地不同生长年限的人工花棒林进行植物群落组成、结构和土壤理化性质等的调查。[结果]花棒人工林随着沙地植被的演替,植物种数增加,群落结构具有复杂的垂直成层现象,逐渐由多年生的灌木、半灌木结构演变为以草本-半灌木结构为主的植物群落结构。不同发育时期的花棒人工植被对土壤养分的作用不同,在0~30 cm土层中,有机质、速效钾、全氮、水解性氮、全磷、有效磷含量都表现为：35年生群落〉19年生群落〉7年生群落〉3年生群落〉流动沙丘,且各养分含量都表现出随土层加深而明显下降的趋势。[结论]花棒人工林随着沙地植被的演替,群落组成趋于丰富,结构趋于复杂。随着改造时间的延长,花棒人工植被对土壤养分的积累作用可逐渐提高。     

模拟干化土壤中的植被生长及土壤水分变化

为了探讨黄土丘陵干化土壤中栽种植物生长及其土壤水分问题,试验采用野外地下大型土柱模拟当地深层干化土壤,并在试验土柱栽植典型植物早熟禾、柠条、苜蓿和刺槐,于2014-2016年定期观测试验植物生长及土柱内10m土层土壤水分,分析干化土壤中不同植被生长状况及土壤水分变化和水分利用效率,以期为干化土壤建造植被提供依据。结果表明:1)模拟干化土壤中,早熟禾、柠条、苜蓿和刺槐种植地土壤水分活跃层分别为0~2.6、0~3.2、0~3m和0~10m,其中早熟禾种植地土壤活跃层水分得到提升,该层次土壤储水量较初期增加115.07mm,柠条、苜蓿和刺槐在2014年后活跃层干化加剧,与初期土壤储水量相比,该层土壤储水量至2016年分别减少42.90、45.57mm和241.57mm。2)稳定层分别为2.6、3.2、3m和10m以下,稳定层土壤水分无显著差异(P0.05),与初期相近。3)干化土壤中植被生长受当年降水量影响较大,株高生长量和单株生物量在2016年丰水年显著高于2015年枯水年(P0.05)。4)早熟禾和苜蓿水分利用效率在枯水年丰水年,柠条和刺槐水分利用效率在丰水年枯水年。     

下层土壤容重对玉米根系生长及吸收活力的影响

 采用桶栽方法，探讨了下层土壤容重对玉米根系生长及吸收活力的影响。结果表明，随着土壤容重的增加，玉米根条数、根干重、根长和根系活力都呈现减少的趋势，且容重越大，减少的趋势越显著。玉米总根量和气生根数量随着整个土层平均容重的增加而降低。受土壤容重影响，根系在不同土层之间的生长具有一定的补偿效应，但作用有限，不足以弥补下层容重过大对根系造成的不良影响。     

不同土壤湿度对玉米生长发育的影响

以黑龙江省哈尔滨玉米主栽品种久龙8为试材,采用自然条件下对比观测的方式开展玉米田间试验,研究分析不同土壤湿度对玉米生长发育的影响。结果表明：不同的土壤湿度对玉米生长发育的影响存在差异,玉米发育进程、叶面积、植株干物质对不同土壤湿度的反应不同。玉米全生育期内不同土壤相对湿度的偏差在±5%之间不会对玉米发育进程造成差异。玉米叶面积、植株干物重对不同土壤湿度反应明显,土壤相对湿度高于70%,尤其中层（30～50cm）土壤相对湿度在80%以上,土壤水分适宜,对叶面积增加为正效应作用,且对玉米干物质增加和玉米籽粒灌浆均有利,可使玉米果实重量出现一定程度的增加。     

下层土壤容重对玉米植株养分吸收和分配的影响

 【目的】研究下层土壤容重对玉米植株N、P、K吸收和分配的影响。【方法】采用池栽试验，模拟大田不同土层容重实际存在状况,将池土分为3个层次, 各处理上层（0～20 cm）土壤容重保持一致，播前按照处理要求调整各个处理20～40 cm、40～60 cm两个土层的土壤容重。【结果】下层土壤容重对玉米N、P、K等营养元素的吸收有很大影响，其影响程度大小为K＞P＞N，这种影响在吐丝期表现尤为明显。N、P、K的积累量均随着下层土壤容重的增加而减小，而且处理间差异显著。N、P、K在各器官中的分配比例和转移率大小也受下层土壤容重的影响，特别是各个时期N、P、K在玉米生长中心中分配的比例随着土壤容重的增加而减少。不同层次土壤容重对N、P、K的吸收和分配均产生交互影响,且20～40 cm土层容重对N、P、K的吸收和分配的影响远大于40～60 cm土层。【结论】通过调整下层土壤容重,尤其是20～40 cm土层容重,可以促使玉米吸收更多的矿质营养，并使营养元素更多地向生长中心分配，促进玉米的生长和后期干物质的积累。     

几种高分子材料固土性能比较与评价研究

 选用目前农业生产上应用较多的几种可用于地面成膜的高分子材料，模拟田间地表喷施处理，研究测试其在地表使用后对土壤结构有关的主要物理性质的影响。包括高分子材料对表土成膜性和抗破碎性的影响、对干湿土壤粒级分布变化的影响、对土壤团粒结构及土壤团粒水稳性的影响、以及对土壤水入渗性能的影响，分析比较高分子材料与固土有关性能关系。研究建议用SQ值（土壤水稳性结构商）、A%（>2 mm团粒%）、WMWD（湿筛土壤平均重量粒径）可作为衡量干土团聚性能和湿土团聚水稳性能的主要指标，或作为对不同高分子固土材料的改土性能评价重要指标。用SQ值、A%、WMWD对不同高分子材料固土性能综合比较，MPAM（M-聚丙烯酰胺）处理的SQ值、WMWD值和A%值均为最大，表明其对表土成膜性、抗破碎性和团粒水稳性影响均最强，可优先推荐配合在节水灌溉和旱地保护性耕作土壤上应用；EBT（乳化沥青）处理的A%值排序最后，但SQ值和湿筛WMWD排序提前，表明其与土壤的固结力相对较强，可用于护坡固沙抗水蚀；CLP(交联性丙烯酰胺)处理的A%值排序靠前，但SQ值和湿筛WMWD排序最后，说明其与土壤的固结力和对土壤团粒水稳性影响相对较弱，适用于季节性干旱地区土壤保水保肥，尤其可作为经济作物的节水栽培管理措施。该研究为新型高分子材料的农用开发及其生产应用可行性提供依据。     

太原市土壤交换性镁含量及分布特征

通过对太原市不同土壤类型1 984个耕层土壤样本的调查分析,研究了太原市土壤中交换性镁的含量及分布状况,结果表明,全市土壤交换性镁含量平均为165.21 mg/kg,最高含量为993.83 mg/kg,最低含量为13.82 mg/kg;不同土壤类型交换性镁含量高低依次为:潮土>石灰性褐土>粗骨土>褐土>褐土性土>淋溶褐土。     

太原市土壤微量元素含量及微肥应用效应

本文就太原市土壤中有效态微量元素含量及分布进行了分析,在此基础上进行了微肥应用效应研究。结果表明,太原市有效态微量元素普遍较低,但多数地区含钼、铜较高。微肥应用效应与微量元素的含量分布相关,有较高的经济效益。     

黄土高原植被恢复过程中土壤酶活性特征研究

[目的]为生态恢复的持续健康发展提供科学依据。[方法]通过对不同利用方式和不同层次的土壤酶活性测定和分析来评价植被恢复过程中的土壤质量。[结果]植被恢复过程中,土壤酶活性随土层深度的增加逐渐减弱,在0~20 cm土层活性较大。不同利用方式下土壤酶活性大小总体上是草地>针叶林>灌木林>阔叶林>农田,尤其以蔗糖酶和磷酸酶最显著。相关分析表明脲酶与蔗糖酶呈极显著相关,与磷酸酶呈显著相关;磷酸酶与蔗糖酶呈极显著相关,与脲酶呈显著相关;蔗糖酶与脲酶和磷酸酶均呈极显著相关关系;过氧化氢酶与其他酶关系均不显著。[结论]在植被恢复过程中,优化不同的经营模式和恢复措施,以期达到最大的生态的、社会的和经济效益。     

太原市葡萄园土壤养分现状与合理施肥

通过对太原市葡萄园土壤进行调查研究,分析测定了葡萄园土壤养分含量,摸清了太原市葡萄园土壤的养分现状,旨在为合理施肥,建立果园地力补偿制度,进行果园的科学管理,提高葡萄的产量和品质提供科学的依据。     

旱作农田不同耕作土壤养分状况研究

以太原市旱作农田土壤为研究对象,系统分析5种耕作土壤8种养分特征。结果表明,耕作土壤养分中速效钾变异系数最大,全氮变异系数最小;不同耕作土壤全氮、有机质、有效磷、速效钾和微量元素有效铁、锰、铜和锌差异在0．05水平显著。有效磷和速效钾平均含量表现为：玉米地〉麦地〉大豆地〉马铃薯地〉谷子地,全氮、有机质和微量元素的含量表现为：玉米地〉麦地〉大豆地〉谷子地〉马铃薯地。     

云南元谋干热河谷土壤水分季节动态

[目的]研究云南元谋干热河谷土壤水分的季节动态。[方法]对云南元谋干热河谷雨季土壤水分进行了测定分析,结合已经完成的旱季土样水分的研究,将雨季、旱季数据进行对比,研究其土壤水分的季节动态。[结果]雨季土壤水分总体呈现含水率随着土壤深度增加而增加的趋势,但是在根系层向下1.0 m以内含水率会下降;草地土壤含水率高于林地,稀树草地则高于林地而低于草地。此外,对比旱季土壤含水率可知,为了避免形成永久性的土壤干化,在元谋的土壤水文条件下,在恢复工程中栽种林木是不合适的,草本植物是更好的选择。[结论]该研究对在干热河谷中种植农作物、经济作物以及进行生态恢复有一定的指导意义。