4种乔木根系不同埋根方式根-土复合体的抗剪特性

在固定的土壤含水量和干密度条件下,分别选取直径3,5和7 mm的落叶松、油松、白桦和蒙古栎根系,采用水平埋根、垂直埋根和复合埋根的方式制备直径为101 mm的根土复合体试样;应用全自动三轴压缩仪,设定围压分别为200,400和600 kPa,对试样进行固结不排水试验,评价埋根方式和根系直径对土壤抗剪强度的影响。结果表明：加根复合体的抗剪强度明显大于素土,抗剪强度随着埋根直径的增加而增大,土壤抗剪强度表现为复合根复合体＞水平根复合体＞垂直根复合体。植物根系在土壤中形成横纵交错的状态对减少滑坡等自然灾害可起到更好的作用。     

祁连山主要植被下土壤对降雨分配的研究

以祁连山主要植被类型下的土壤为研究对象，对其物理性质、渗透率、渗流速度及其地表径流进行研究，结果表明：土壤的物理性质决定着土壤对降雨的分配情况，有林地将降雨全部分配成入渗水，而牧坡草地根据降雨强度和持续时间不同将降雨按不同的比例分配成入渗水和地表径流水2部分，不同植被的土壤蓄水量也各不相同。林地土壤100cm土层蓄水量为320．2～509．7mm，比牧坡草地高5．4％～60．47％，灌丛云杉和高山灌丛土壤蓄水量最高；轻度放牧的草地土壤蓄水量比强度放牧的高33．48％。     

木材顺纹抗剪强度测试方法的改进

在测量小径材或薄板抗剪强度时．常由于材料尺寸过小,无法按国标规定制作试样。本文提出了一个木材顺纹抗剪强度测试方法的改进方案,即在基本保持试样原有力学性状不变的前提下．将剪切试样的宽度缩小为国家标准试样的一半,并通过杉木和I-214杨的标准试样和改进试样的对比试验．论证了改进方案的可行性。对比试验表明：改进试样和标准试样的抗剪强度差异不显著(0．05水平)。二者强度平均值相对差异的绝对值低于3％。     

生物覆盖对山地杨树人工林土壤容重及稳定性影响

通过对山地土壤进行不同重量的生物覆盖以研究杨树人工林土壤容重的变化及其稳定性。结果表明：随着生物覆盖量增加,不同深度的土壤容重均呈减小趋势,覆盖量7．5kg/m^2下的土壤上、下层容重最小,分剐比对照减小12．52％和5．34％;土壤容重随时间呈S型变化趋势,覆盖量的大小不影响峰值出现的次数,但影响峰值出现的时间和幅度;随着生物覆盖量增加,土壤容重的稳定性在土壤上、下层均呈减小的趋势,且土壤上层稳定性较好;生物覆盖的次数也影响不同深度的土壤容重。     

土壤饱和度对柠条根与两类土界面摩擦特性的影响

以内蒙古鄂尔多斯地区低液限粉土和粉土质砂及其人工柠条林为研究对象,通过重塑土直剪试验研究土壤含水率对柠条根与两类土界面摩擦特性的影响,为根-土相互作用机理提供理论和数据支持。结果显示:随着土壤饱和度由25%增至85%,低液限粉土根-土界面的摩擦系数由0.438逐渐减小到0.35,粉土质砂则由0.517减至0.424;2种土壤质地根-土界面粘聚力呈先增大后减小的趋势,低液限粉土和粉土质砂根-土界面粘聚力分别在土壤饱和度为55%和40%时达到最大值,分别为4.986和3.056;土壤饱和度对根-土界面抗剪强度的影响随土壤类型的不同存在差异,在柠条根系主要分布层0.7 m和1.4 m内,2种土壤质地根-土界面抗剪强度随土壤饱和度增加呈现先增大后减小的趋势,且低液限粉土根-土界面抗剪强度高于粉土质砂,从固土效果角度,低液限粉土种植柠条的固土作用优于粉土质砂。     

四种暖季型草坪草的固土性能研究

对4种暖季型草坪草的固土性能进行了力学试验比较。对根系抗拉强度和土壤抗剪强度进行测定,结果表明:不同草坪草根系具有不同的抗拉强度,百喜草根系平均抗拉强度34.64 MPa假俭草27.58 MPa狗牙根26.31MPa结缕草22.82 MPa;不同坡度与植物种类影响着根系对土体抗剪强度的强化作用;运用加权平均法综合评价分析4种暖季型草坪草土体抗剪强度,排序为百喜草假俭草结缕草狗牙根。     

林草混交根-土复合体的抗剪强度特性

通过对香根草和小叶女贞两种不同植物根系构成的根土复合体及两种植物混交根系构成的根土复合体分别进行了系列直剪试验研究,探索了在不同含水率及不同含根比的情况下,植物根系对复合体抗剪强度的影响规律。研究表明,草本植物香根草以及木本植物小叶女贞的根系都能提高根土复合体的抗剪强度,但二者对复合体抗剪强度指标的贡献是不同的,且混交根土复合体的抗剪强度仍符合库伦强度理论。在此基础上,本研究提出了根土复合体的内摩擦角随小叶女贞含根比变化的幂函数关系式。以上研究为进一步探索林草一体化高稳定护坡技术,具有重要的理论意义。     

高纬度多年冻土物理力学性质研究

冻土具有相变性、流变性和蠕变性等特点,其工程性质异常复杂多变。为确保多年冻土地区公路路基的稳定性,就要了解地表下多年冻土的物理力学性质。依托《漠大线伴行路多年冻土地区路基及桥梁建设关键技术》项目,选取典型冻土路段对路基下多年冻土进行取样,通过室内土工试验分别测定冻土的总含水率、密度、颗粒分析、液塑限、比重、抗剪强度、抗压强度等指标,并对试验结果进行分析。得出:随着深度的增加冻土含水率呈现下降趋势,冻土的密度随着含水率的增加而减小;未冻水和冰对冻土抗剪强度影响显著,总含水率低的冻土抗剪强度高;富冰冻土总含水率超过土体饱和状态的含水率,冻土抗压强度随着总含水率增加而降低。进而为大兴安岭多年冻土地区修建公路和路基沉降变形病害分析提供可靠的理论参考。     

六盘山北侧叠叠沟小流域土壤物理性质空间变异的研究

2005年6-10月,在宁夏六盘山北侧叠叠沟小流域的不同坡面设置了93个调查样点,研究了土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化.结果表明:(1)随土深增加,土壤密度和石砾含量逐渐增大,而土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量却逐渐减小,但非毛管孔隙度在100 cm以下土层时因石砾含量加大却随土深增加而增大;(2)各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡,半阴半阳坡与阳坡差别不大;(3)随着坡位下降,土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小,各种持水量指标基本上也是程度不同地减小,但上坡的持水量指标大于阴坡坡顶;(4)4种植被类型0～30 cm土层的土壤密度为天然灌丛＜天然草地＜乔木林地＜退耕地;石砾含量为退耕地最低,其它3种植被类型差别不大;总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均是天然灌丛＞天然草地＞乔木林地＞退耕地;非毛管孔隙度则是退耕地＞乔木林地＞天然灌丛＞天然草地.其次,还建立了土壤物理性质与海拔、坡向、坡度、坡位、土壤深度、地表植被覆盖度等之间的回归方程.     

植物纤维毯对黄土沟壑区沟道边坡产流产沙及土壤的影响

为探究植物纤维毯护坡措施在黄土沟壑区对沟道边坡产流产沙和土壤的影响,采用野外人工模拟降雨试验和野外监测相结合的方法,在模拟降雨试验中,设计3个雨强,测定植物纤维毯的径流量和产沙量;在野外小区监测中,通过测定土壤物理及化学指标,评价植物纤维毯对土壤的改良作用。结果表明:植物纤维毯护坡措施在降雨强度为30 mm·h~(-1)、70 mm·h~(-1)和120 mm·h~(-1)时均能有效地抑制径流产沙,平均减流效益为63.33%,平均减沙效益为84.16%,减流效益和减沙效益均在降雨强度为30 mm·h~(-1)时最高。植物纤维毯护坡措施抑制径流产沙的效果受降雨强度影响,随着降雨强度不断增加,植物纤维毯边坡的径流量和产沙量不断增加,减流、减沙效益不同程度降低,平均径流量由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的3.71 L增加到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的4.22 L,平均产沙量由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的10.99 g增加到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的66.72 g;平均减流效益由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的72.13%降到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的47.76%,平均减沙效益由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的88.77%降到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的79.95%。植物纤维毯护坡措施可改良坡面表层土壤,植物纤维毯坡面表层土壤的土壤含水量和总孔隙度较裸坡显著提高,土壤含水率平均提高5.70%,总孔隙度平均提高13.07%,全氮和有机质含量也显著提升,全氮含量平均是裸坡的1.88倍,有机质含量平均是裸坡的2.22倍。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流,改善土壤理化性质,减沙效益优于减流效益。     

土质裸坡水土关系分析与竹樊滞散径流技术

在简述分析土质裸坡水土关系的基础上,进一步分析了常规整地工程和植被的水土保持机制,参照林褥原理,提出竹樊滞散径流技术,兼顾滞缓散导性能,能够有效增加雨水入渗量,有望突破土质裸坡植被重建难点,成为地质灾害和岩土工程之后生态修复的基础技术措施。     

呼伦贝尔沙区4种生境土壤真菌群落结构和多样性

【目的】揭示呼伦贝尔沙区4种生境土壤真菌群落结构与多样性及其影响因素,探究不同生境对土壤真菌的影响。【方法】选择裸沙地、草地、樟子松人工林和樟子松天然林4种生境土壤真菌为研究对象,采用野外调查、ITS高通量测序结合RDA分析,比较分析不同生境土壤真菌种群特征。【结果】呼伦贝尔沙区土壤共检测到真菌5门22纲73目28科257属。其中,裸沙地和草地土壤优势真菌门为子囊菌门,樟子松人工林和天然林中优势真菌门为担子菌门。优势属共31属,裸沙地、樟子松人工林的优势属分别是被孢霉属和丝膜菌属,草地和天然林土壤中的优势属分别为被孢霉属和Archaeorhizomyces、红菇属和Geminibasidium。其中裸沙地和草地、樟子松人工林和天然林的土壤真菌进化分支更为接近。草地土壤真菌物种丰富度和个体数最高,分布最为均匀;裸沙地其次;樟子松天然林和人工林物种丰富度、个体数和多样性指数较低,分布也较为集中。土壤真菌群落分布的主要影响因子是土壤含水量,优势真菌属分布受多种环境因子影响,土壤孔隙度、含水量、有机质分别是被孢霉属、Archaeorhizomyces、丝膜属的主导影响因子,全磷则是红菇属和Geminibasidium的主导影响因子。【结论】呼伦贝尔沙区4种生境土壤真菌主要由子囊菌门和担子菌门组成,其中裸沙地和草地、樟子松人工林和天然林土壤真菌群落结构相似度较高。多类型草本植物使真菌种类增多且分布更为均匀,樟子松在一定程度上降低真菌数量和种类,并使其分布更为集中。不同生境的不同植被可以改变土壤性质,而土壤水分、营养元素及孔隙结构等土壤环境因素会直接影响4种生境土壤优势真菌属的代谢过程和功能特征,因此4种不同生境真菌群落结构及多样性呈显著差异。     

鄂尔多斯矿区不同土地利用方式土壤理化性质研究

以内蒙古伊金霍洛旗东部水蚀沟壑地带矿区为研究对象,分析5种不同土地利用方式以及矿区不同复垦年限对土壤理化性质的影响。结果表明,废弃农用地和公路附近裸露地沙粒含量高于其他利用方式,土壤沙质特征明显。受施肥等人为因素的影响,农用地在土壤粒级组成、持水性能、有机质和全N、全P、全K含量等方面都具有较好的特性,与原生景观草地相比,农用地中的有效P和速效K含量减少了50%。公路附近裸露地的有机质、有效P和速效K养分含量显著高于其他土地。不同复垦年限的煤矿复垦土地土壤养分含量都较低,表明单纯使用自然恢复的方法很难恢复土壤的性状。     

黄土丘陵沟壑区不同植被减蚀、减流效应研究

对半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型径流、侵蚀效应进行长期观测.研究结果表明:不同植被产流和侵蚀次数效应为:坡耕地＞牧草地＞乔木林地＞天然草地＞灌木林地;不同植被类型之间径流量和侵蚀量差异较大,其大小次序为:坡耕地＞牧草地＞乔木林地＞天然草地＞灌木林地;灌木林地的减流率和减沙率均在较高的水平,具有良好的水土保持效应;天然草地由于其独特的功能,水土保持效应较好;乔木林地和人工草地除了乔木林地减蚀效应较好外,减流效应较差;坡耕地的累积径流量及侵蚀量最大,而累积减沙率和减流率最低,水土保持效应最差.     

Study on Soil Moisture Distributing Characteristics of Artificial Forest in Mountainous Region

INTRODUCTION Soil is an important part in forest ecological system, which has positive significance for forest eco- environment effect. Soil moisture is an important factor in watershed water balance and hydrological cycle, which is one of the most active and influential factors in ecological system. With the appearance of SPAC (soil-plant-atmosphere continuum) conception, some basic conceptions and contents about soil moisture had been researched thoroughly (Li Hongjian, et al, 2003; W…     

不同土地利用类型下土壤水稳性团聚体的特征

土壤团聚体稳定性是土壤结构的关键性指标,是土壤环境、管理实践和土地利用类型相互作用的结果。本文应用Le Bissonnais法中的快速和慢速湿润测定陕北黄土丘陵区不同土地利用类型土壤水稳性团聚体含量,分析土地利用类型和湿润速度对土壤团聚体水稳性的影响。结果表明:小叶杨、侧柏、油松、杏4种林地土壤>0.2mm水稳性团聚体质量分数、平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较农地和苹果园土壤大,而农地和苹果园土壤团聚体粒级分布的分形维数D值较大,说明林地土壤结构得到明显改善。土壤有机质与>0.2 mm,MWD,GMD和D值呈极显著相关,说明土壤有机质是影响土壤团聚体形成和稳定的主要胶结物质。团聚体稳定性在2种处理下存在明显差异,快速湿润对团聚体破坏大于慢速湿润,说明消散作用在土壤团聚体崩解中起主要作用。     

松花坝水源区不同林分土壤特性及其水源涵养功能

通过对松花坝水源区4种主要林分样地的土壤物理性质和贮水量进行测定，同时与裸地进行对比分析，结果表明：4种林分平均土壤的自然含水量比裸荒地高15％，土壤容重、孔隙度、有机质含量和土壤粒度都优于裸荒地；林分的水源涵养功能高于裸荒地，其中圣诞林水源涵养功能最好，华山松林次之，云南松林和滇石栎林稍差。说明培植林分对水源涵养有巨大作用，对水源区生态发展意义重大。     

晋西黄土区典型植被类型的土壤水分特征

在晋西黄土区,研究了荒草地、锦鸡儿灌木林地和刺槐乔木林地3种典型植被不同土层的土壤密度、含水量、贮水能力和入渗性能的差异及其相关性,结果显示:3种植被类型都能有效减小表层(0 20 cm)土壤密度;3种植被类型表层(0 20 cm)的土壤滞留贮水量较大,锦鸡儿林地(198.80 t·m-3)刺槐林地(166.10 t·m-3)荒草地(87.37 t·m-3),20 40 cm土层的土壤滞留贮水量也是锦鸡儿林地(127.30 t·m-3)刺槐林地(55.60 t·m-3)荒草地(47.30 t·m-3),表明在3种植被类型中,锦鸡儿林地对晋西黄土丘陵区土壤水分的涵养作用最强;锦鸡儿林地的土壤稳渗速率最大,为1.80 mm·min-1,刺槐林地次之,为1.46 mm·min-1,荒草地依然最小,且锦鸡儿林地土壤的均渗速率最大,为4.81 mm·min-1,其次是刺槐林地,为4.51 mm·min-1,荒草地最小。土壤密度与滞留贮水量呈极显著负相关关系,与土壤初渗速率和均渗速率呈极显著负相关关系,与稳渗速率呈显著负相关关系,非毛管孔隙度与稳渗速率和均渗速率存在极显著相关关系。Kostiakov模型和Horton模型对晋西黄土区3种植被类型土壤入渗过程模拟的拟合系数高达0.97和0.95,明显优于Philip模型(0.43)。     

祁连山大野口流域不同植被类型冻土冻融特征分析

通过对祁连山大野口流域内不同海拔梯度上的冻土冻融监测,分析评估青海云杉林、灌丛、阳坡草地3种典型植被类型冻土冻融厚度和速率变化的差异。结果表明:(1)冻土深度上限最大值为灌丛冻土阳坡草地冻土青海云杉林冻土;冻土深度下限最大值为灌丛冻土青海云杉林冻土阳坡草地冻土。(2)冻土冻结期,青海云杉林冻土变化速率最大,其次阳坡草地冻土变化速率,灌丛冻土变化速率最慢;冻土消融期,灌丛冻土变化速率最大,其次阳坡草地冻土变化速率,青海云杉林冻土变化速率最慢。(3)青海云杉林冻土过程最长,其次为灌丛冻土,阳坡草地冻土过程时间最短。建议培育青海云杉与灌丛增强祁连山涵养水源功能。