黄土高原地区人工林营造——混交林模式生态效益研究

为探讨不同类型人工林对土壤理化性质的改良能力,以兰州市南北两山5种典型林分类型(侧柏林、新疆杨林、刺槐林、侧柏刺槐混交林、新疆杨刺槐混交林)为研究对象,对0～80 cm土层的土壤理化性质进行了研究。结果表明:(1)不同林分类型混交林土壤容重、持水量、孔隙度、土壤含水量、渗透速率均好于纯林;两种混交林和侧柏林土壤pH低于刺槐林和新疆杨林;混交林土壤有机质、全氮、无机氮、全磷大于纯林;全钾、速效钾在不同林分类型之间差异不显著。(2)在0～80 cm土层范围内,各林分类型随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增加;土壤持水量、孔隙度逐渐降低;土壤含水量、土壤pH均在土层间无显著差异;土壤有机质、全氮、无机氮、速效磷、速效钾随土壤深度的增加逐渐降低,有表聚效应;全磷和全钾在土层间差异不显著。(3)土壤理化性质相关性分析发现:土壤有机质与土壤全氮、无机氮、全磷、持水量、孔隙度均呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤容重与土壤持水量、孔隙度均呈极显著负相关。混交林较纯林在改善土壤理化性质方面有更好的效果,建议该区域在今后人工林营造中以混交林为主,在现有纯林的抚育管理中可考虑将其改造为混交林。     

新疆喀纳斯国家自然保护区中小型土壤动物群落多样性与相似性研究

为研究喀纳斯国家自然保护区不同生境中小型土壤动物群落多样性及相似性特征,2011年7月和9月中旬分别对该保护区的针叶林、针阔混交林、阔叶林、灌木林、草甸草原、林间草地、沼泽地7种生境进行了取样调查。结果表明:捕获中小型土壤动物共14301只,隶属于4门13纲29目(30类)。在7种不同生境中小型土壤动物群落多样性之间有显著性差(p0.05),其中Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为草甸草原针叶林沼泽地阔叶林林间草地混交林灌木林,而Margalef(M)丰富度指数依次为阔叶林灌木林林间草地草甸草原混交林沼泽地针叶林;Simpson优势度指数依次为灌木林林间草地混交林阔叶林针叶林沼泽地草甸草原。Jaccard群落相似性分析表明,不同生境中小型土壤动物群落相似性程度主要为极相似(处于0.75~1.00),而在个别生境间表现为中等相似(处于0.50~0.75)。7种生境中小型土壤动物群落欧氏聚类和MDS排序分析结果表现为以灌木林、沼泽地及阔叶林为一组、以针阔混交林、林间草地和草甸草原为一组、以针叶林单独为一组的三大类型。研究结果表明植被类型和人为干扰是影响该保护区中小型土壤动物群落多样性及其动态变化的主要因素。     

农牧交错带不同植被群落对土壤微生物量碳氮磷的影响

为了解荒漠化土地植被恢复对土壤微生物量的影响,以地处毛乌素沙地南缘的榆林市沙生植物园植被恢复30年的乔木、灌木和草地3种植被群落下土壤为研究对象,分析了植被恢复对土壤微生物量碳、氮、磷含量及比值的影响及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,农牧交错带荒漠化土地植被恢复可以明显提高表层土壤微生物碳、氮、磷的含量。土壤微生物量碳以灌木林地为最高,含量为288.35 mg·kg-1,显著高于草地和乔木,分别是乔木林地和草地的3.99和2.10倍;土壤微生物磷在三种植被群落间差异不明显;三种植被群落下土壤微生物碳氮比的高低为乔木林地草地灌木林地,土壤微生物碳磷比表现为草地略高于乔木林地和灌木林地。相关性分析结果显示微生物量碳、氮、磷与土壤理化性质相关性极为密切,其中与土壤养分各指标大多呈现极显著相关,与土壤容重多为极显著负相关。说明土壤微生物量可以作为评价土壤质量的生物学指标。     

六盘山北侧叠叠沟小流域几种典型植被群落的水文功能研究

在宁夏六盘山北侧的半干旱区,研究了华北落叶松林、沙棘灌丛、虎榛子灌丛、草地植被类型的冠层截留与再分配、枯落物持水及土壤蓄水等水文功能。结果表明,不同植被类型的冠层截留能力相差较大,其中,沙棘灌丛的截留率最高（24.80%）,华北落叶松林略低（21.40%）,虎榛子灌丛最低（9.25%）;与此相反,树干茎流率以虎榛子灌丛为最高（33.18%）,超出大多数干旱半干旱区灌木树干茎流范围（2%～10%）。从季节变化上看,不同植被群落的截留率均为6月份最大,7—9月份持续下降,10月份出现回升;但截留量均为7月份最大。枯落物持水性能以华北落叶松林样地为最高,其次为虎榛子灌丛、沙棘灌丛和草地,这与各植被类型枯落物层贮存量的大小排序一致。1 m土 层的土壤容重以虎榛子样地为最小(1.03 g·cm^-3),然后依华北落叶松(1.07 g·cm^-3)、草地(1.08 g·cm^-3)、沙棘(1.16 g·cm^-3)的顺序增大。土壤总孔隙度、最大持水量以华北落叶松林样地为最高,毛管孔隙度、毛管持水量以虎榛子样地为最高,非毛管孔隙度以草地为最高;这几项指标均以沙棘样地为最低。综上所述,从林冠截持、枯落物持水性、土壤物理性质等总体来看,华北落叶松人工林的土壤存蓄水、调水能力最强,其次为虎榛子灌丛和草地,沙棘灌丛最差。     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分分析

采用定位监测法,对地处黄土丘陵区的延安燕沟不同植被类型下土壤水分状况进行了对比分析。结果表明:农林草地土壤水分剖面(0~4 m)存在显著差异,平均土壤含水量由高到低依次为:旱农坡地>草地>柠条灌丛>果园>黄刺玫灌丛>刺槐,与旱农坡地对照分别相差2.04%、2.27%、4.75%、4.8%和5.68%;刺槐、柠条和黄刺玫的土壤水分垂直分布呈现较一致的趋势,表现为上层水分高于下层且差异显著,水分较明显的分界点在100cm左右,其100 cm以上平均土壤湿度分别为10.12%、13.58%和11.89%,100 cm以下分别为8.79%、12.16%和9.07%;同时,不同植被类型下土壤剖面低湿层不同,乔灌地低湿层深度较农地和草地深;土壤水分剖面形态与分层特征受植被利用影响作用显著。     

黄土丘陵沟壑区不同人工林地土壤肥力变化研究

通过对吴起县不同纯林及其交互效应混交林地的土壤调查、样品测定和室内分析,了解不同人工林地土壤肥力变化情况.结果表明0～20 cm表层土壤养分变化较大.其中,山杏×沙棘混交林地和山杏纯林地利于改善土壤有机质水平,分别达到20.79 g/kg和13.93 g/kg;山杏×小叶杨混交林地和小叶杨纯林地碱解氮含量增幅较大,分别为61.55 mg/kg和61.11 mg/kg;山杏×小叶杨混交林地有效磷含量相对较高,为5.43 mg/kg;山杏纯林地、山杏×小叶杨混交林地和小叶杨纯林地速效钾变化较为明显,分别为126.94,125.61和119.28 mg/kg.混交林地比纯林地更利于改善土壤肥力,建议种植山杏×沙棘混交林.     

晋西黄土区坡面林地土壤持水性能研究

测定吉县蔡家川流域不同植被类型土壤的持水性能,通过对土壤水分特征曲线的拟合,掌握不同林分土壤比水容量,并对不同林地的土壤水分进行分类,求出不同林地的有效水范围。在研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,退耕地有效水分利用潜力最大。     

六盘山叠叠沟小流域4种植被土壤层水文调节功能的综合评价

深入认识和定量评价植被土壤层的水文调节功能,是干旱半干旱区生态工程建设和流域水土资源管理的重要科学依据。文中在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,分析了4种典型植被(华北落叶松林、白桦林、沙棘灌丛和草地)100cm土层的土壤容重、持水能力和渗透性等土壤水文物理性质,运用坐标综合评定法定量评价了其土壤水文调节功能。结果表明:土壤容重(g/cm3)以沙棘灌丛(1.17)最高,白桦林、华北落叶松林和天然草地较接近(1.05~1.07);土壤总孔隙度表现为华北落叶松林(54.41%)>白桦林(53.30%)>天然草地(51.91%)>沙棘灌丛(50.11%);华北落叶松林和白桦林的蓄水性能和渗透性能要优于沙棘灌丛和草地。综合评价结果显示:白桦林地的土壤水文调节功能最强(0.0008),华北落叶松林地(0.0148)和沙棘灌丛(0.0678)次之,草地的土壤水文调节功能最差(0.2418)。     

不同林型立地土壤水分性状及其持水能力的比较

对辽宁省北票县刺槐-油松混交林、刺槐、油松纯林及无林地土壤水分的物理性质和持水特性进行了测定。结果表明：刺槐-油松混交林的土壤孔隙状况、机械组成、持水性能、渗透性能和储水量均明显优于无林地和2种纯林。刺槐和油松纯林的各项指标均明显优于无林地,刺槐和油松纯林的各项指标处于相近水平。综合评价表明：在持水能力方面,以上3种林...     

新疆艾比湖流域平原区不同生境中小型土壤动物群落多样性与相似性

2012年4、7、9和11月中旬分别对艾比湖流域平原区的灌木林、盐碱地、草地、胡杨林、枸杞园、防护林及农田7种生境下中小型土壤动物群落多样性进行了取样调查.结果表明:获得中小型土壤动物共18971只,隶属于3门12纲29目(30类).不同生境中小型土壤动物群落多样性指标之间差异显著(p＜0.05),其中:Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为胡杨林＞草地＞盐碱地＞农田＞枸杞园＞灌木林＞防护林;Margalef(M)丰富度指数依次为防护林＞胡杨林＞枸杞园＞农田＞草地＞灌木林＞盐碱地;Simpson优势度指数(C)依次为防护林＞灌木林＞草地＞农田＞枸杞园＞胡杨林＞盐碱地.不同生境中小型土壤动物群落的Jaccard相似性主要为中等相似(处于0.50 ～0.75).群落欧氏聚类和MDS排序分析结果表现为以灌木林、盐碱地及胡杨林为一组的自然荒漠环境类型、以农田和枸杞园为一组的耕作干扰环境类型、草地环境类型和防护林环境类型.研究结果表明,微环境植被类型、土壤环境条件和人为干扰差异是影响该流域中小型土壤动物群落多样性和相似性变化的主要因素.     

Characteristics of Caragana korshinskii and Hippophae rhamnoides stemflow and their significance in soil moisture enhancement in Loess Plateau, China

Stemflow of xerophytic shrubs represents a significant component of water replenishment to the soil-root system and influences water utilization of plant roots at the stand scale,especially in water-scarce semi-arid ecosystems.The stemflow of two semi-arid shrubs(Caragana korshinskii and Hippophae rhamnoides)and its effect on soil moisture enhancement were evaluated during the growing season of 2011 in the semi-arid loess region of China.The results indicated that stemflow averaged 12.3%and 8.4%of the bulk precipitation for C.korshinskii and H.rhamnoides,respectively.Individual stemflow increased in a linear function with increasing rainfall depth.The relationship between funneling ratios and rainfall suggested that there existed a rainfall depth threshold of 11 mm for both C.korshinskii and H.rhamnoides.Averaged funneling ratios were 156.6±57.1 and49.5±30.8 for C.korshinskii and H.rhamnoides,respectively,indicating that the canopy architecture of the two shrubs was an effective funnel to channel stemflow to the root area,and C.korshinskii showed a greater potential to use stemflow water in the semi-arid conditions.For individual rainfall events,the wetting front depths were approximately 2 times deeper in the rooting zone around the stems than in the bare area outside canopy for both C.korshinskii and H.rhamnoides.Correspondingly,soil water content was also significantly higher in the root area around the shrub stem than in the area outside the shrub canopy.This confirms that shrub stemflow conserved in the deep soil layers may be an available moisture source for plant growth under semi-arid conditions.     

荒漠草原不同植被类型土壤微生物群落功能多样性

利用Biolog EcoplateTM技术通过对荒漠草原生态系统中沙米、白沙蒿、柠条、沙冬青和人工乔木林5种植被类型土壤微生物群落功能多样性分析,以探讨不同植被类型对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响.结果表明,5种植被类型土壤微生物群落代谢活性有显著的差异(P＜0.01),5种植被类型土壤微生物群落利用碳源的种类也存在差异,氨基酸类、羧酸类和糖类是其主要的碳源利用类型.在Biolog ECO板培养基接种培养96 h后,5种植被类型土壤微生物群落多样性显示,物种丰富度指数(R)和均匀度指数(EH)差异显著,Shannon 指数(H′)差异不显著.     

晋北黄土丘陵区不同林草措施的蓄水保土和土壤水分效应研究

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,以2005-2009年的野外实测数据为依据,研究了晋北黄土丘陵区人工植被与鱼鳞坑配合的蓄水保土及土壤水分效应,并与荒坡、苜蓿地进行了对比。结果表明:在观测的5年内,柠条、沙棘、油松的蓄水保土能力随种植年限延长无明显增加趋势,但鱼鳞坑的蓄水能力和保土能力分别高达84.7%～96.0%和95.2%～99.7%;荒坡和苜蓿(Medicago sativa)第一年和第二年的蓄水保土能力较差,第三年和第四年随植被盖度增加能力急剧增强,第四年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;土壤水份分析结果表明:不同小区4～9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同小区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区;林草植被有效地减少了水土流失,亦增加了土壤水分的变异及亏缺程度,应注意林草植被的合理选择和配置。     

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。     

油松刺槐混交林土壤生物学特性研究

通过对油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、刺槐(Robinia pseudoacacia L．)混交林、油松纯林及刺槐纯林多种土壤微生物种群数量、酶活性及其季节变化的对比分析。结果表明,油松刺槐混交显著改善了林地土壤生物学特性,土壤细菌、真菌和放线菌以及固氮菌、磷细菌、钾细菌的种群数量较纯林均明显增多,土壤质量明显改善。油松刺槐混交提高了土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性。此外,研究还显示,混交林土壤生物学特性的改变与生长季土壤含水量密切相关。     

青海大通退耕还林地生物量与生产力的研究

对青海大通县退耕还林地生物量和林地生产力进行了研究.结果表明,在浅山区,群落总生物量和总生产力与枯枝落叶层现存量呈显著正相关,以模式D(中国沙棘)的总生物量和总生产力最大,为29.5 t/hm2和9.36 t/(hm2·a),排序为模式D(中国沙棘)＞模式C(青杨 枸杞)＞模式E(柠条)＞模式B(紫花苜蓿)＞模式A(川赤芍).在脑山区,总生物量和总生产力主要取决于乔木层的生物量,以模式F最大,排序为模式F(青海云杉)＞模式G(华北落叶松)＞模式J(青杨 中国沙棘)＞模式K(青海云杉 中国沙棘)＞模式H(白桦 青海云杉);同时,乔木层的生产力与灌木层和草本层的生产力之和呈显著负相关,乔木层对其下的灌木和草本植物有明显的抑制作用.     

晋西北矿区、非矿区不同植被下土壤水分特征

晋西北地区是黄土高原及北方农牧交错带的重要组成部分,一方面,短缺的水资源本身难以保证矿业开发的大规模用水需求;另一方面,部分地区的含水层又因地下开采而遭受严重破损和污染,两者矛盾十分尖锐。为确定晋西北地区土壤干层深度,了解不同植被土壤的水分差异,评价采矿对土壤水分含量的影响,对矿区、非矿区3种植物种类0~600 cm土壤深度的水分含量变化进行研究。结果表明,矿区、非矿区土壤含水量为：柠条>小叶杨>沙棘;土壤干层深度为：小叶杨>沙棘>柠条;不同采样地点的平均土壤含水量为：矿区<非矿区;土壤含水量与采样地点、土壤深度呈极显著正相关（P<0.01）,与植物种类呈极显著负相关（P<0.01）。     

黄土高原土壤生物结皮对植物种子出苗和生长的影响

为了解生物土壤结皮对植物种子萌发出苗和植物生长的影响,于2009年7～8月在陕西省吴起县进行野外调查,对油松（Pinus tabulaeformis）、柠条（Caragana korshinskii）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和杜梨（Pyrus betulae-folia）种子进行萌发实验,研究...     

Effects of different plantation types on soil properties after vegetation restoration in an alpine sandy land on the Tibetan Plateau,China

Large areas of Artemisia ordosica Krasch., Caragana korshinskii Kom., and Caragana intermedia Kuang and H. C. Fu plantations were established on moving sand dunes in the Gonghe Basin(northeastern Tibetan Plateau) for vegetation restoration. Elevating our understanding of the changes in soil characteristics after the establishment of different plantation types can be useful in the context of combating desertification. To assess the effects of these plantation types on the restoration of sandy land, we measured soil physical-chemical properties at four depths(0–5, 5–10, 10–20, and 20–50 cm) in each of the three plantation types and also in non-vegetated moving sand dunes(as control sites). Generally, the establishment of A. ordosica, C. korshinskii and C. intermedia plantations on sand dunes has greatly ameliorated soil quality in the Gonghe Basin. Specifically, relative to the moving sand dunes, shrub plantation has increased the silt and clay contents, total porosity and water holding capacity, soil organic matter, total nitrogen, total phosphorus and total potassium contents. The calculated soil quality index suggested that in the Gonghe Basin, C. intermedia is the best choice for soil amelioration. In all the three plantation types, soil amelioration mainly occurred in the shallow depths.