不同植被恢复类型枯落物储量及持水性分析

采用实地调查测试方法,分析退耕地不同植被恢复后基于人为经营和自然更新下林地枯落物状况。结果表明,退耕还林近5年苦竹+扁穗牛鞭草植被恢复类型林地枯落物储量达8.663 6 t/hm2,桦木+扁穗牛鞭草和杂交竹+扁穗牛鞭草林地枯落物量分别为1.953 2和1.997 8 t/hm2,此量已接近森林植被类型的枯落物储量,与原农耕地经营模式存在质的区别;退耕地枯落物最大持水深分别达到3.681 9、0.747 6和0.659 5 mm,已经相当于部分常绿阔叶林的枯落物储水量,初步显示退耕还林后植被系统的结构优势和系统水土保持效益的发挥。     

四种退耕还林(草)模式土壤理化性质动态研究

采用定位观察试验,对四川盆西低山区4种退耕还林(草)模式在退耕初期(2003~2005年)土壤理化性质动态变化进行了分析和研究。结果表明:由于林(竹)+草模式兼顾了经济和生态双重效益,在退耕初期受到人为干扰较大,土壤理化性质变化处于不稳定的状态。2004年停止施肥以后,总体上4种模式的土壤全量养分降低,铵态氮、有效磷和速效钾不同程度增加。在研究期间内,土壤有机质的积累和土壤物理性质没有得到良好的改善,pH值总体上呈下降趋势。不同模式之间的土壤理化性质存在一定差异。土壤综合肥力评价表明,各退耕还林模式土壤IFI值分别为:慈竹+牛鞭草(0.665)>苦竹+牛鞭草(0.601)>光皮桦+牛鞭草(0.423)>撑绿杂交竹+牛鞭草(0.347)。综合考虑退耕还林的生态、经济和社会效益,认为慈竹+牛鞭草和苦竹+牛鞭草是该区值得推广的生态与经济功能兼备且具有可持续经营的退耕还林模式。因此,采用合适的退耕还林模式,并辅以科学的经营管理技术,对该地区的生态建设和经济发展有重要的指导意义。     

次强降雨下不同植被类型产流产沙对比分析

设置径流观测场,观测次强降雨下不同植被恢复5年后产流、产沙特征。结果表明,苦竹＋牛鞭草植被类型在此次强降雨106.3mm下,产流、产沙量占其全年的15.24%和17.07%,调节降雨和抑制土壤侵蚀的能力最强;农耕地产流、产沙量占其全年的22.05%和31.65%,其中产沙量达其他3种植被类型的4.6～13.3倍,水土保持能力最弱;桦木＋牛鞭草、杂交竹＋牛鞭草植被类型因桦木生长和杂交竹间歇性采伐的原因水土保持能力居于中等水平。对比农耕地来说,3种植被恢复后土壤侵蚀得到了有效控制,但此次强降雨下地表径流控制程度还较弱,需继续加强对土壤和植被的培育。     

雨强和地下孔（裂）隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔（裂）隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔（裂）隙特征,设置不同雨强（30、50、70、90 mm·h^-1）和地下孔（裂）隙度（1%、3%、5%）交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】（1）雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著（P<0.05）,地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h^-1;随地下孔（裂）隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。（2）喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔（裂）隙流失;径流中全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔（裂）隙度增加而下降,地下反之。地下孔（裂）隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。（3）养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔（裂）隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。（4）相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔（裂）隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔（裂）隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔（裂）隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。     

不同类型植被恢复土壤入渗性研究

[目的]探讨土壤—植被系统涵养水源的能力。[方法]在退耕地上定位安装渗透筒,测定不同植被恢复后土壤入渗性能。[结果]不同植被恢复类型土壤入渗性能存在显著差异,以苦竹+牛鞭草植被类型土壤初渗率和稳渗率最高,相比农耕地已初显植被恢复重建生态的功效;而桦木+牛鞭草、杂交竹+牛鞭草植被恢复类型土壤入渗率与农耕地无显著差异,短期内这2种植被恢复对土壤结构的改良效益尚不明显。[结论]退耕还林对土壤结构系统的改良与植被类型的不同有较大关系,也将会是一个较长时间的过程,同时还需加强土壤—植被生态系统的管理才能实现。     

多元统计分析在退耕还林区土壤溶液肥力评价中的运用

[目的]评价各退耕还林模式的土壤肥力等级。[方法]以四川洪雅退耕还林区4种退耕还林模式和农耕地5个土壤溶液肥力因子为例,采用多元统计的主成分分析法对土壤溶液肥力等级进行综合评价。[结果]用SPSS统计软件得出土壤溶液肥力因子前2个主成分的累计贡献率为78.583%。4种退耕还林模式和农耕地土壤溶液养分的排序为:模式Ⅲ下层>农耕地下层>农耕地上层>模式Ⅱ下层>模式Ⅳ下层>模式Ⅰ下层>模式Ⅳ上层>模式Ⅲ上层>模式Ⅱ上层>模式Ⅰ上层。就各模式土壤上层比较,模式Ⅳ(杂交竹+牛鞭草)上层在综合得分中排名第一。就各模式土壤下层比较,模式Ⅲ(牛鞭草)下层在综合得分中排名第一。[结论]该研究为制定合理的退耕还林模式提供了一定的科学依据。     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

低山丘陵区不同植被修复模式下地表径流养分特征分析

以低山丘陵区退化生态环境为背景,对不同植被修复模式下地表径流养分特征进行研究。结果表明,地表径流不同养分间存在较大差异,养分含量大小顺序是全钾＞全氮＞速效氮＞全磷＞磷酸盐;地表径流养分在全年不同月份间和不同植被模式下均存在明显差异,多数养分的含量都以6月份为最高,每种植被模式在防止土壤特定地表径流养分损失方面各具有一定的优势,而侧柏+苜蓿模式综合效果最好;地表径流养分间的相关性分析表明,土壤全氮的径流损失同时会显著增加速效氮和磷酸盐的流失,而全磷径流损失也会明显导致速效氮养分的损失。     

台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征

【目的】了解不同台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征,探讨林草复合模式对土壤碳氮库的影响。【方法】以四川省丹棱县退耕还林地台湾桤木+扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、台湾桤木+黑麦草(Lolium mul-tiflorum)和台湾桤木+自然草(林下自然生长的杂草)3种模式为研究对象,采用土钻法分土层采集各模式下土样,研究其土壤有机碳和全氮特征。【结果】不同林草模式对土壤有机碳和全氮的影响程度并不一致。3种模式土壤有机碳和全氮含量表明:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+黑麦草>台湾桤木+自然草,全氮含量差异显著(P<0.05)。各模式有机碳和全氮含量均随土层增加而显著降低(P<0.05)。3种模式土壤剖面平均C/N表现出:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+自然草>台湾桤木+黑麦草,各模式间C/N差异显著(P<0.05)。【结论】林草复合模式能较好地改善土壤肥力,这为区域退耕还林林草模式水肥管理提供了理论依据。     

生草栽培方式对坡地果园氮磷流失的控制效果

采用径流小区法,研究自然生草和低、中、高不同施肥水平下人工生草的栽培方式对果园土壤流失量、径流量及氮磷面源污染的控制效果．结果表明：（1）自然生草和人工生草处理均可极显著降低果园径流总氮、可溶性总氮、氨态氮和硝态氮的含量及流失量,且自然生草与人工生草处理问的差异显著,而不同施肥水平下人工生草处理间的差异不显著;（2）自然生草和人工生草处理均可极显著降低果园径流总磷和可溶性磷的含量,不同施肥水平下人工生草处理均可极显著降低径流总磷和可溶性磷的流失量,且低、中、高肥处理间的差异不显著;（3）人工生草和自然生草处理的土壤流失量分别只有清耕处理（对照）的2．44％-2．96％和13．26％,均可极显著降低土壤流失量,人工生草处理的保土效果不同施肥水平间的差异不显著;（4）人工生草处理对于减少坡地果园的水土和养分流失有着显著或极显著的效果,人工生草和自然生草处理的全年径流量,土壤流失量,总氮、总磷含量分别为538．91m3·hm-1·a-1、22．7t·km-2·a-1、1．36kg·hm-2·a-1和0．18kg·hm-2·a-1。     

不同密度巨桉林草复合模式初期土壤特征研究

在株距为1.5 m,行距分别为3、4、5、6、8 m,相应初植密度为2222、1667、1333、1111、833株/hm25种不同密度的巨桉林中,设置3种巨桉林草复合种植模式:巨桉+鸭茅(简称模式Ⅰ)、巨桉+高羊茅(模式Ⅱ)、巨桉+牛鞭草(模式Ⅲ)。对该复合模式土壤特征进行了定位研究。初期结果显示:土壤物理性质(容重、非毛管孔隙度与总孔隙度)均有一定程度的改善;土壤有机质变化3种模式大体一致,表现为5月>11月>8月,水解氮动态变化则表现为8月>5月>11月,而有效P与速效K均表现为5月>8月>11月;方差分析表明,3种模式间土壤各速效养分变化差异均达到显著水平(P<0.05),但由于处于林草复合模式初期,不同密度间变化差异尚不太明显。综合土壤养分动态变化与已有相关研究结果,初步认为模式Ⅲ(巨桉+牛鞭草模式)为该地比较适宜的种植模式。     

扁穗牛鞭草与紫花苜蓿混播草地生物量和种间竞争的动态研究

研究了单播和混播扁穗牛鞭草与紫花苜蓿草地生物量、分蘖变化及种间竞争的动态.结果表明,单播扁穗牛鞭草的生物量在后3次测定时显著地高于其它处理(P＜0.05);B混播组合的扁穗牛鞭草与紫花苜蓿之间既存在共生关系又存在拮抗关系,而在C和D混播组合中,扁穗牛鞭草与紫花苜蓿之间均存在较明显的拮抗关系;B混播组合的扁穗牛鞭草竞争率均大于紫花苜蓿竞争率,说明扁穗牛鞭草的竞争力强于紫花苜蓿,而D混播组合中两种牧草的竞争情况正好与之相反;总之,以扁穗牛鞭草75％+紫花苜蓿25％的混播组合表现最好.     

光皮桦木-扁穗牛鞭草复合模式细根草根生物量及空间分布

通过研究四川洪雅县光皮桦木与扁穗牛鞭草复合模式细根、草根生物量,探讨该模式地下部分空间分布格局。结果表明,水平分布上各径级的细根与草根差异较小,0～1mm活细根生物量与草根水平分布增长曲线有一定重合,表现为:100cm>150cm>50cm;直径1～2mm活细根在水平分布上呈"V"型分布规律,水平分布变化为:50cm>100cm>150cm。在垂直分布上则差异显著,0～1mm活细根在上层(0～10cm)生物量占总根量的63.73%左右,细根生物量在整个上层(0～10cm)占比例达40.02%,中、下层占59.98%;扁穗牛鞭草草根有81.27%分布于上层,即草根上层对草根总生物量贡献最大。0～1和1～2mm细根、草根的年动态增长曲线变化规律一致,显示为同步增长和同步减少;从空间分布变化显示,光皮桦木与穗牛鞭草在0～10cm的土层存在一定生长竞争,在中、下层则竞争较小。因此,光皮桦木与扁穗牛鞭草复合模式地下部分空间分布及养分种间利用表现物种间的互利现象,存在明显的共生关系。     

扁穗牛鞭草在川东北地区的适应性研究

在川东北地区栽植 9个扁穗牛鞭草材料,其中以"重高"牛鞭草为对照,对材料进行物候期、生长速度、产量等调查,结果显示:从物候期观察来看,H2003-5生育期最长,比对照延长40 d,其次是H019,比对照延长23 d;生长速率最快是H019(3.70 cm/d),比对照高21.3 %,差异显著(P<0.05),其次是H2003-5(3.55 cm/d),比对照高16.4 %;从干草产量来看:最高是H2003-5(38 118.60kg/hm2),比对照高36.41 %, 差异极显著(P<0.01),其次是H2003-4(36 016.35 kg/hm2),比对照高28.89 %,差异显著(P<0.05).结果表明:9个材料均能很好地适应川东北丘陵地区种植,其中新品系H2003-5、H2003-4、H019表现出较强的生长能力,具有很大的推广价值.     

晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

  目的   研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。   方法   采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局（2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局）的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。   结果   （1）植被具有良好的蓄水减沙效益,植被的减沙效益为47.44% ~ 91.67%,蓄水效益为25.67% ~ 62.94%,植被的减沙能力强于蓄水能力。（2）植被格局对坡面的产流产沙量均有显著性影响（P < 0.05）,试验所设置的几种格局的蓄水减沙效益依次为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局。块状镶嵌格局水土保持效果最佳。（3）不同植被格局的产流过程均呈现“快速上升—相对稳定”的趋势,植被格局有助于延迟坡面径流峰值的出现时间。（4）植被斑块的破碎化指数与侵蚀产沙呈反比,植被斑块破碎化程度越高,侵蚀产沙量越低,蓄水减沙效益越好。（5）不同植被格局的入渗系数为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局 > 裸地,Horton模型对不同植被格局土壤入渗的拟合效果较好。   结论   通过以上研究发现,块状镶嵌格局的蓄水减沙效益明显优于裸地和顺坡带状格局,因此在水资源有限的黄土区,可以采取植被与裸地交替分布的方式种植植被,以达到蓄水、减沙效益最大化。      

标准坡面人工草地减流减沙效应及其坡面流水力学机理研究

通过放水冲刷实验,研究草地与裸地坡面土壤水分入渗及产流产沙过程,分析草地减流减沙效益,并从水力学特性剖析草地调控水沙的机理.结果表明:①裸地与草地坡面土壤水分入渗过程均符合Horton入渗公式i=ic＋(i0－ic)e－kt;与裸地相比,草地入渗率增加40％,产流时间推迟2.5 min,径流系数减少28.3％,输沙率减少78.4％.②裸地坡面输沙过程呈高—低—高变化趋势,而草地呈现先增后减趋势.③草地坡面流属于层流中的缓流流态,裸地则属于过渡流的急流流态,说明草地坡面抵抗侵蚀力和泥沙搬运的能力明显强于裸地;草地可明显降低径流流速,增加阻力系数和曼宁糙率系数,但对径流深度影响不明显.      

坡面水土保持林地地表径流挟沙能力研究

以晋西黄土残塬沟壑区刺槐林地、油松林地、草地、农地为研究对象 ,利用野外放水试验的方法 ,研究了水土保持林对坡面径流的影响和坡面径流的挟沙能力 .结果表明 ,各地类径流的挟沙能力顺序为 :油松林地 <草地 <刺槐林地 <农地 .在分析各地类流速和泥沙含量的基础上 ,提出了各地类在一定流速范围内地表径流的挟沙能力 .同时利用统计分析提出了利用坡面流速计算侵蚀量的回归模型 .     

土面处理对魔芋生长及产量的影响

为了探明魔芋无害化高产栽培技术,以本地花魔芋为试材,采取随机区组试验,研究土面覆草及其过火焚烧对魔芋植株生长及球茎产量的影响。结果表明:火烧土面覆草后再覆草处理魔芋的生长量极显著高于其他各处理,其球茎产量达2 138.26kg/667m~2,较仅火烧覆草(1 461.99kg/667m~2)和仅覆草(1 449.39kg/667m~2)分别增产46.26%和47.53%,比不覆草(835.01kg/667m~2)增产156.08%,差异达极显著;且仅火烧覆草和仅覆草的比不覆草的分别增产75.07%和73.38%,差异达极显著。魔芋栽培土面覆草,火烧土面覆草后再覆草可减少农药用量,有利于生产优质和绿色生态的魔芋产品,是魔芋无公害栽培的有效增产措施,可在魔芋早播以及山草资源丰富的地区推广应用。