不同植被类型矿区复垦土壤水分变化特征

采用烘干法测定黑岱沟露天矿复垦区不同植被5个层次土壤含水量,计算土壤水分总储量。运用SAS9.0进行ANOVA和Cluster分析。结果表明:在2006年,各种混交种植土壤含水量都较高,15 a的沙棘+杨柳,10a山杏+沙棘,2 a紫穗槐+丁香+油松,分别比裸耕地提高了48.7%、45.6%和32.3%。单植相对混交种植土壤储水量有所降低,2 a红花槐,2 a欧李和5 a苜蓿的土壤储水量分别比裸耕地降低2.6%、2.8%和9.9%。运用最短距离法对土壤储水量进行聚类分析,结论为复合模式种植沙棘、苜蓿和山杏适宜于矿区复垦。     

基于熵技术的半干旱地区土壤水分差异性分析

在安家坡流域6 a实测土壤水分数据的基础上,运用熵技术分析法,对农地、苜蓿、沙棘、荒坡4种不同土地利用下的土壤水分时空变异规律进行了分析。结果显示：土壤水分信息熵效用价值均体现自上而下不断减少的规律,浅层土壤水分信息熵效用价值最大;不同植被覆盖形式下土壤水分信息熵效用价值体现为:荒坡＞沙棘＞农地＞苜蓿,并在60 cm和80 cm深处出现2个土壤水分信息熵增减的突变点;除沙棘灌丛外,7-8月土壤水分环境内部信息熵剧增,信息熵效用价值最低,土壤热容量急剧减少,从而影响到植物的正常生长。     

陇中黄土丘陵沟壑区不同土地利用下土壤水分变化分析

通过对陇中黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤水分的定期观测,用烘干法测定了5种土地利用类型的土壤水分,分析了土壤水分在植被生长季的变化。结果表明:土地利用类型对土壤水分的影响差异极显著(P<0.01),土壤含水量及储水量大小顺序为:荒草地>沙棘林地>农地>草地>油松林地;土地利用类型对土壤剖面水分的影响随土层的加深呈增大趋势,土壤剖面水分的变异系数随土层的加深呈减小趋势,并且其含水量变化存在季节差异。不同土地利用类型下土壤水分消耗量及补充量均有差异;土壤剖面储水量的盈亏状况为:农地没有亏缺,荒草地的亏缺量最小,油松林地在40cm以下土层均亏缺。因此,在该区的生态植被恢复过程中,应优先考虑草本和灌木植物,以利于土壤水环境及其永续利用。     

东北农牧交错带小流域不同林草植被类型水源涵养功能综合评价

以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内林草植被为研究对象,从林冠层、枯落物层、土壤层和林分生产力等方面选择评价指标,通过层次分析法确定评价指标的权重,应用主成份分析方法对不同林草植被涵养水源功能进行综合评价。旨在评价不同林草植被类型水源涵养功能的差异,为探寻低功能涵养水源型林草植被更新改造途径提供依据。研究结果表明:华北落叶松白榆混交类型涵养水源功能较高,其次是杨树柠条混交类型,油松沙棘混交类型涵养水源功能最差,在该流域应提倡营造针阔混交林。     

半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10％,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。     

农业生产活动对黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的影响

通过在坡度为20°耕地和荒草坡面对降水、土壤水密集观测,结合模拟降雨实验,从降雨入渗、蒸散发等过程分析讨论了影响黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的主要因素。结果表明:1)降雨入渗量△S主要受控于雨强和降雨量,坡耕地的入渗量随着雨强增加而衰减的速度快于荒坡,坡耕地有利于中等雨强大雨的下渗,雨强增大时两坡面的降雨转化率逐渐接近,且植被的再分配作用凸显,甚至使短历时暴雨时坡耕地的入渗速度低于荒坡,长历时的大、暴雨或连续降雨利于深层入渗,坡面耕作或在裸地上种植冰草后降雨转化率增约50%;2)7月～10月上旬为土壤水补给期,土壤水分在枯水年及平水年处于负平衡,在丰水年获得补给,最终以蒸散发消耗;3)荒地主要耗水层在20cm,耕地土壤水分活跃层及作物主要耗水层延伸至30cm。总体上,农作物增大蒸散发量、增加土壤水分利用深度,农业生产活动对减少降雨径流、增加土壤水资源量、强化水分小循环有重要作用。     

坡耕地玉米苜蓿间作水分分布与运移

采用探头式中子水分测定仪与时域反射仪法相结合,对不同坡度坡耕地苜蓿玉米间作下土壤水分进行监测,结果表明:在5°、10°和15°三个坡度下,表现出随着坡度的增大,产流量也随之增大,且同一坡度间相比较,表现出坡面产流量顺序为单作苜蓿＜玉米苜蓿间作＜玉米＜裸地,较单作和裸地而言,间作可有效减少坡面径流;苜蓿耗水量大干玉米耗水...     

晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性研究

经过多年观测,研究了晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性的变化规律,通过不同数学方法分析土壤水分与环境因子的关联,探讨坡面尺度上的土壤水分空间异质性的影响因子。结果表明,晋西黄土区林地坡面土壤含水量呈现出明显的剖面与时间变化规律;土壤平均含水量在100cm以内,从表层开始随着土层深度的增加而减少,变异系数也相应减小;土壤含水量与前期降雨呈现出显著的线性关系;变异系数在降雨后迅速减小,并随着干旱天数的增加而增加。通过灰色关联与多元回归分析得出在坡面尺度上土壤水分是地形因子、植被因子等多重因子共同作用的结果,对于不同土层土壤水分来说,影响因素所起的作用也不相同。在坡面尺度上气象因子对土壤水分的空间异质性影响不大。     

黄土高原不同植被坡地土壤无机磷形态分布研究

采用石灰性土壤无机磷分级体系,选取黄土高原4种典型植被:柠条、马铃薯、苜蓿和枣树,与裸地作比较,对自然表层土壤中磷素状况进行分析.结果表明:研究区土壤全磷含量0.55～0.85 g/kg,速效磷含量2.402 ～5.920 mg/kg,均处于较低状态;无机磷含量占全磷的60.76%～90.8 5%,在各无机磷形态中,以C a-P(79.37%)为主,几乎没有闭蓄态磷(O-P); 不同无机磷形态的比例顺序是:O-P ＜Ca 2-P＜Al-P＜Fe-P＜Ca8-P＜Ca10-P,其中柠条林地的Ca2-P和Ca8-P无机磷最高,其次是枣树,马铃薯和苜蓿几乎相等.相关分析表明,Ca2-P和Ca8-P与速效磷均呈显著的正相关关系,因此,Ca2-P和Ca8-P是土壤速效磷的主要来源.     

吴起县退耕还林后主要植被类型土壤质量评价

为明确吴起县退耕还林后形成的主要植被类型土壤质量状况,文中以吴起县王洼子典型退耕植被作为研究对象,对比分析不同植被类型土壤理化性质差异,并综合主成分分析法、敏感性以及相关性分析法,建立了研究区土壤质量评价指标最小数据集。结果表明:1)不同植被类型间土壤物理、化学性质差异显著(P<0.05);山桃×沙棘混交林在土壤孔隙度、持水性以及有机碳含量方面表现较优;刺槐林在土壤pH和电导率方面表现较优;沙棘林、柠条林在富集氮、磷、钾元素方面优势明显;草地土壤指标整体表现较差。2)适用于研究区不同植被类型土壤质量评价的最小数据集指标为土壤有机碳含量、毛管持水量、电导率和有效磷。3)不同植被类型均在不同程度上有效提高土壤质量,但研究区土壤质量指数整体仍较低,其中山桃×沙棘混交林对土壤质量提升效果最好,其次为灌木林(柠条、沙棘),乔木林(刺槐、杜梨、山桃)和草地。因此,研究区在今后进行低效林改造、林分结构调整与植被恢复重建等林业生态工程时,优先选择以沙棘、柠条为主的灌木林或者小乔木与灌木相结合的混交林(山桃×沙棘混交林)。     

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）。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子。沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性。以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征。结果表明:(1)土壤水分的季节变化受降水、植被蒸腾作用和地表蒸发的共同影响,不同物种的分布模式具有差异性,但都表现为7月的土壤含水量最高。(2)同一植物在不同地貌部位的土壤含水量具有差异性,小叶杨在迎风坡最高,樟子松、沙棘和乌柳在背风坡最高,而沙蒿在丘顶最高,但只有乌柳的土壤含水量在沙丘地貌部位间的差异明显(P<0.05)。不同植物在同一地貌部位的土壤含水量也具有差异性,迎风坡樟子松的土壤含水量最小,只有1.81%,而沙蒿的土壤含水量能达到3.48%。丘顶处乌柳的土壤含水量仅为1.82%,而沙蒿可达3.58%。背风坡处的土壤含水量相差不大,乌柳最大为3.41%。(3)土壤水分随着土层深度的变化模式不同,土壤含水量整体表现为10~20 cm处最高。不同植物的土壤水分的垂直分布具有差异性,小叶杨和樟子松下方的土壤含水量随着土层深度的增加而降低,沙棘和沙蒿表现为120 cm土层深度内无明显变化,而乌柳下方的土壤含水量随着土层深度的变化在各地貌部位不同,具体表现为迎风坡无明显变化、丘顶降低和背风坡增加的趋势。土壤水分在高寒半干旱沙地不同植被恢复措施下的分布除受到降水、土壤分布、物种类型、植物根系分布的影响之外,还与沙丘微地貌形态具有一定的相关性。     

灰色关联分析在黑岱沟露天煤矿土壤质量评价中的应用

在进行黑岱沟人工复垦地生态环境调查的基础上,对露天煤矿排土场土壤进行了理化性质、微生物及营养成分等项目的系统测试,选择了有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤水分、土壤容重、pH值、土壤3大微生物及固氮菌等项目作为评价指标,应用灰色关联度法对露天煤矿排土场土壤质量进行综合评价。结果表明:黑岱沟露天煤矿复垦区土壤质量以三等居多,四等次之,无一、二、五等;排序顺序为:各种果树(0.7209)>油松×柳×沙棘(0.7058)>锦鸡儿(0.6602)>羊草0.6165>纯杨林(人工)(0.565)≈杨林(原生)(0.556),油松林(0.5421)>杨×沙棘(0.5352)>对照(0.5154)。     

Impacts of land disturbance and restoration on runoff production and sediment yield in the Chinese Loess Plateau

Land disturbance and land restoration are important factors influencing runoff production and sediment yield in the semi-arid loess regions of China. This study compared the runoff production and sediment yield during the early stage after land disturbance(ESLD) with those during restoring stage after land disturbance(RSLD). Grey relational analysis was used to analyse the importance of each one of the influencing factors(vegetation, rainfall, soil and topography) in affecting the runoff production and sediment yield. Our results showed that during ESLD, topography was the most critical factor controlling the runoff production, while soil was the most important factor controlling the sediment yield. During RSLD, vegetation was more important in affecting runoff production, while rainfall was more important in affecting sediment yield. In additional, this study demonstrated that both the runoff production and the sediment yield can be effectively reduced by restoring vegetation on severely-disturbed lands, thus providing an important theoretical basis for better implementations of the Grain for Green Program. Our results revealed that the vegetation types of Hippophae rhamnoides+Pinus tabulaeformis and H. rhamnoides are better plant selections for land restoration in this area, especially for relatively gentle slopes(i.e., less than 20 degrees).     

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.     

风沙区不同土地利用类型的土壤水分灰色关联分析

运用灰色关联分析法,对宁夏风沙区盐池县马儿庄村4种不同土地利用类型土壤水分的垂直变化和月变化动态进行分析.结果表明:不同类型土壤水分垂直变化规律不尽相同,中层(30～70 cm)与深层(70～100 cm)土壤水分变化态势的相似程度均较高,但相似程度柠条>天然草场>甘草>苜蓿,表层(0～30 cm)与深层(70～100cm)的灰色关联度最小,土壤水分变化态势差异最大;从各月土壤水分灰色关联度来看,甘草8～10月份土壤水分灰色关联度较大,土壤水分变化态势的相似程度较高,7月份的差异明显;柠条在9月份的灰色关联度达到了最小,其他各月相似度逐渐增大;而苜蓿和天然草场土壤水分灰色关联度波动很大,变化趋势为大-小-大-小.灰色关联分析法可以较好地反映不同土地利用类型土壤水分变化趋势的相似或相异程度.     

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...     

北方农牧交错带不同退耕方式对生态健康的影响——以武川县为例

以北方农牧交错带武川县为例,针对不同的土地利用方式,对其影响下的生态系统健康状况进行综合评价。选择天然草地、退耕还灌地(柠条地)、退耕还草地(苜蓿地)三类具有代表性的土地类型为研究对象,采用生态系统健康的理论和评价方法,选用生物量、生物多样性指数、土壤含水量和土壤养分含量等指标,从生态系统的活力、组织力和恢复力三方面,对生态系统的健康状况进行了分析比较。结果表明:天然草地具有最高的活力和组织力;两种退耕方式对生态系统活力的影响没有显著差别;退耕还灌较退耕还草地具有较高的物种多样性;退耕还草比退耕还灌消耗更多的土壤水分;两种退耕方式对土壤养分的影响不显著。从水分涵养的角度看,当前退耕还灌较退耕还草好。     

青海大通几种主要灌木适宜土壤水分条件研究

研究不同土壤水分梯度下盆栽苗木四翅滨藜(Atriplex canescens)、中宁枸杞(Lycium barbarum)、沙棘(Hippophae rhamnoides)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)与土壤含水量(SWC)的关系.结果表明:维持沙棘、四翅滨藜和中宁枸杞净光合速率为最高的土壤含水量分别是18.88%,17.41%和18.49%,三树种维持叶片水分利用效率最佳土壤含水量依次为10.58%,15.3%,12%;土壤水合补偿点分别为4.3%,4.4%,4.54%,最大蒸腾速率的土壤含水量分别为21.25%,22.49%,21.64%,沙棘最适宜的土壤含水量应在10.5%左右,四翅滨藜应在10%～12%,中宁枸杞应在10%～15.5%.