高寒地区人工植被恢复过程中沙表生物结皮特性研究

野外采样和室内分析相结合,对我国高寒地区荒漠化植被恢复不同阶段土壤生物结皮特性变化进行了研究.结果表明在沙质荒漠化地区,通过人工植被恢复,土壤生物结皮的形成是荒漠化土壤得以固定的基础,沙丘的固定时间不同,结皮层的特性有很明显的差异：①随固定时间变长,结皮层的土壤颗粒组成细化.结皮层砂粒总含量呈降低趋势,其中1～0.25 mm砂粒的含量逐渐降低,0.25～0.05 mm砂粒含量先升高后降低,而0.05～0.02 mm砂粒的含量在逐渐升高,粉粒和粘粒含量在固定初期呈逐渐增高趋势,之后趋于稳定;②固定过程中结皮层的化学性质逐渐变优.土壤结皮层的有机碳、速效养分、全氮含量及CEC均不断提高,说明结皮层对土壤养分有强烈的富集作用;碳酸钙和pH值没有十分明显的变化;有机物质的增多,促进土壤微生物的繁殖,从而促进土壤酶活性的提高.     

科尔沁沙地乌兰敖都地区荒漠化动态监测

利用科尔沁沙地乌兰敖都荒漠化试验站的监测资料,从植被、土壤、水分、气象和沙尘暴等方面分析了乌兰敖都地区的荒漠化发展动态.结果表明:近10年内气温有暖温化趋势,但灾害天气没有明显增加;流动沙丘侵蚀最严重,沙丘平均移动速率为2.2 m/a;人工植被发展良好,但原生草场的可持续发展能力有所下降;地下水位没有明显下降趋势.目前,科尔沁沙地乌兰敖都地区土地荒漠化呈逆转趋势,整体环境有所改善.     

植被恢复程度与沙地土壤性质——以塔克拉玛干沙漠南缘为例

为进一步揭示塔克拉玛干沙漠南缘植被恢复对沙土的影响,调查研究了4种不同植被恢复程度沙地的土壤理化性质。结果表明:植被恢复与土壤理化性质动态的关系密切。随着植被恢复程度增加,沙土细粒成分增加,中砂成分减少,土壤平均粒径减小,但沙地土壤粒径峰度、偏度和分维值差异不大;不同土层深度沙土粒径组成的变化表现出与沙漠化逆转过程相一致的特点;植被恢复对土壤化学性质的影响表现为中、下层土有机质、有效磷、有效钾含量增加,但沙地土壤全氮的差异不显著。以植被恢复为前提的沙漠化逆转是土壤细粒化和营养富集的过程,但其演变是一个较为长期的过程。     

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。     

盐渍土的热力构型对水盐运移的影响研究

通过野外定位观测和室内分析,探讨了冻融季节苏打盐渍土的热力构型及对苏打盐渍土的水盐变化的影响。结果表明:土体热力梯度是水盐运移的诱导因素和驱动力。冬季松嫩平原西部土体热力构型为冷冻层-过渡层-暖土层;消融季节土体热力构型为暖土层-过渡层-冷冻层-过渡层-暖土层。受土体热力梯度和水势梯度驱动,潜水向冻结层积聚形成冻土。土壤类型不同,冻土的组成和性质存在显著差异。盐化草甸土和苏打草甸盐土成为水分迁移的汇集区,大量地下水汇集在盐化草甸土和盐土的冻层中,0-70 cm土层的含水率显著增加,最高含量达60%。苏打草甸盐土和白盖苏打碱土的冻层为盐分汇集区,苏打盐土和白盖苏打碱土0-70 cm土层土壤盐分增加明显,其中0-40 cm土层的盐分增量最显著。冻土层积聚大量盐分导致消融季节土壤的盐渍化程度不断加重。     

红砂植被盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响

以自然恢复的红砂群落为研究对象,探讨黄土高原红砂植被不同盖度对土壤不同形态碳、氮及细菌多样性的影响,为该地区的人工生态恢复措施提供理论支撑.在兰州市南北两山植被恢复技术研究与示范基地,按照5级盖度分类法设置红砂植被盖度梯度,重点对土壤养分碳氮、微生物量碳氮和细菌多样性开展研究.结果表明:随着植被恢复,土壤有机碳 (SOC)和全氮(TN)、土壤微生物碳 (MBC)和微生物氮(MBN)逐渐提高,并且增加比较快 ,但是当总盖度达到48.73%之后,增加比较缓慢,而且增加的差异不显著.相同的植被盖度对土壤有机碳、全氮和土壤微生物碳、氮的影响趋于一致.土壤细菌多样性随植被盖度有所增加,在植被盖度达到48.73%后多样性维持在彼此接近的水平,尽管微生物多样性群落结构有差异 .在植被稀疏、物种多样性较低的干旱坡地,红砂植被盖度增加明显改善了土壤生态功能, 但是片面追求植被盖度的增加,对土壤特性改善有限.     

青海共和盆地人工固沙植被恢复对土壤微生物数量的影响

为明确高寒沙区小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复过程中土壤微生物数量特征,深入认识高寒沙区植被恢复和演替过程,文中对青海共和盆地青海省治沙实验站5个不同林龄小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复区(8a, 19a, 31a, 44a, 57a)土壤理化性质和微生物数量进行了研究。结果表明:1)植被恢复区土壤微生物数量呈明显的季节变化:夏季>春季>秋季>冬季。2)小叶锦鸡儿灌丛下微生物数量高于灌丛间,在植被恢复44a后达到显著水平(P<0.05)。3)植被恢复区的土壤微生物数量均显著高于流动沙丘(P<0.05),且随植被恢复时间增加呈线性增长模式。4)植被恢复过程中,微生物群落是土壤颗粒组成和养分变化的敏感指标,其中,土壤沙粒含量、黏粉粒含量、有机质、全氮、速效氮等含量是促使微生物数量发生变化的主要环境因子。研究区域的治沙模式改善了土壤的颗粒组成和养分条件,促进了土壤微生物的积累,对沙区生态系统的恢复和可持续发展意义重大。     

泥石流多发区土地荒漠化程度模糊综合评判研究

根据对小江流域泥石流沟谷土地荒漠化影响因子的分析和筛选,选择切割密度、土壤有机质、泥石流堆积物面积、植被盖度等8个对土地荒漠化有较大影响的因子,从地貌、土壤、植被三方面建立层次分析模型。针对土地景观生态系统的复杂性和模糊性,在建立评价指标体系的基础上,采用模糊综合评判的方法,对土地荒漠化程度进行了定量评价。     

黄土高原人工草地的土壤水分动态及水土保持效益研究

通过９年观测，黄土高原人工草地土壤水分的季节性变化可划分为三个阶段，在此基础上模拟不同人工草地土壤水分的变化规律；随着牧草生育期的延长至第９年，人工草地土壤水分恢复程度逐渐减弱；沙打旺生存能力极强，能够高效地利用深层土壤贮水；用数学模型可以模拟不同人工草地的水土流失，将植被因子引入水土流失方程，可以定量描述对水土流失的影响；反映植被、土壤等因子与水土流失关系的复合因子Ａ￣１值，基本上代表不同人工草地水土流失状况。     

人口增长对荒漠化的驱动作用

以毛乌素沙区为例 ,分析沙区几十年来人口增长与荒漠化发展之间的关系 ,揭示荒漠化发展的人为驱动力。毛乌素沙区解放以来人口平均以 3 %的速率快速增长 ,在较高的人口增长压力下 ,一方面导致了对粮食需求的增加 ,在比较原始落后的生产方式下 ,投入低 ,粮食单产增长速度远远低于人口增长速度 ,为了满足粮食需求 ,必然导致对草地的大量开垦 ,该地区解放以来人口增长率和垦殖指数的变化规律是一致的。当地自然条件恶劣 ,土壤含沙量大 ,开垦后的旱作农业 ,在强劲的风力下 ,风蚀严重 ,土地很快发生退化。人口增长另一方面导致燃料需求的增加 ,该地区燃料的 5 0 %以上依靠砍烧天然植被 ,加剧了天然植被的破坏 ,对荒漠化发展有促进作用。典型地区荒漠化监测资料和人口变化资料进行的相关分析说明 ,当地荒漠化发生发展速率与人口密度存在相关关系。控制人口增长、减轻土地压力、退耕还牧和保护植被是促进当地荒漠化土地逆转所必须的。     

生物土壤结皮结构、功能及人工恢复技术

生物土壤结皮作为典型的有机地被层,广泛分布在干旱半干旱地区。由于其具有良好的水土保持及土壤稳定等功能,可有效控制土地沙漠化,防治水土流失,因此,生物土壤结皮恢复被看作是荒漠生态系统修复和重建的关键。本文系统综述了国内外学者在生物结皮领域开展的研究工作,包括生物土壤结皮的生物组成、演替过程、生态功能、干扰响应、人工培育及生态恢复。以期深入认识生物土壤结皮的结构和功能及干旱半干旱地区的荒漠化治理提供参考。     

黄土坡面土壤性质随退耕时间的动态变化研究

退耕还林还草是控制水土流失和防治土壤退化的关键措施,黄土高原退耕还林还草从试验到推广已有几十年历史。该文通过对黄土高原地区退耕区的实地调查,测定不同地区不同退耕年限植被恢复区表层土壤的理化性质,分析黄土坡面土壤理化性质随退耕时间的动态变化规律。结果表明:随着退耕植被恢复时间的增长,土壤物理结构将日趋改善,土壤养分含量水平将逐渐的提高,并主要集中在植被恢复10~20年期间,20年后,尤其是30年后,土壤理化性质较为稳定,而且,植被维护的好坏往往影响其稳定性。同时,水热条件较好的安塞地区土壤理化性质随退耕时间的改善程度更明显,而水热条件较差的皇甫川流域土壤理化性质随植被类型和植被恢复程度的影响更为显著。结果可为退耕的环境影响评价预测以及土地利用的调控提供科学依据。     

京郊荒滩生态恢复初期植被与土壤环境的变化--以延庆县为例

对延庆县龙庆峡荒滩恢复初期植被和土壤特征的变化进行了研究。结果表明:荒滩恢复过程中,人工植被长势良好,植物种类由恢复前的13种增加到60种,群落物种的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数均比恢复前显著提高;生活型谱中一、二年生草本植物的比例由恢复前的61.5%降低到35%,植被盖度由恢复前的18%增加到80%。植被的恢复使土壤理化性质发生了变化,与恢复前相比土壤中有机质、碱解氮、速效钾以及细砂、极细砂、粉砂、粘粒含量显著增加,pH值和速效磷含量降低。     

弃耕地植被恢复过程中土壤理化性质演变趋势研究

通过对安塞纸坊沟流域14块不同弃耕年限的草地土壤理化性质的研究表明:随着弃耕地植被的恢复,土壤容重降低、孔隙度增大、质地改善;土壤有机质含量、CEC、全氮含量、全钾含量、水解氮及速效钾含量逐步提高,土壤盐分含量、土壤pH值有逐步降低的趋势,说明随着植被的恢复,土壤理化性质在不断优化.另外植被生物量与土壤有机质、CEC、全钾、速效钾、全氮及水解氮均呈极显著正相关,与土壤pH值与土壤容重呈极显著负相关,说明土壤与植被具有互动效应.     

黔西北典型喀斯特小流域综合治理的生态效益研究

对黔西北毕节石桥小流域不同等级石漠化土地综合治理过程的生态效益进行监测研究,结果表明:不同石漠化土地类型在生态治理过程中,地表植被覆盖度逐渐提高,由2006年的23.5%提高到2009年的64.47%;改善了小气候,各等级石漠化平均光照强度都有所下降,空气湿度提高;改善了土壤理化性质,增加了土壤孔隙度,减小了土壤紧实度,土壤结构改良,土壤中全氮含量逐渐上升;水土流失得到有效控制,土壤侵蚀深度总体呈下降趋势,由2006年的平均值0.864mm下降到2009年的平均值0.72mm。这一结果揭示了喀斯特石漠化地区在没有人为干扰破坏生态环境条件下,生态恢复系统能力较强,随时间延长保水和保土能力逐步增强。     

浑善达克沙地植被恢复与重建途径研究

以浑善达克沙地为研究对象 ,探讨土地沙化、退化的自然、人为原因 ,在近自然林业理论指导下 ,提出了沙地植被恢复与重建的主要措施体系。沙地植被以自然恢复为主 ,辅以人工措施。为促进植被快速恢复 ,在实施生态移民的同时 ,调整土地利用结构和经营方式 ,实现生态系统物质“生产”和人类“生活”的耦合。     

我国西北干旱地区内陆河流域下游土地荒漠化及其对策

<正> 我国西北干旱地区内陆河流域范围相当广阔,计有200多万km~2,占国土面积的20％以上。在这样广阔的土地上,自然资源正在不断开发利用,工农业生产随之突飞猛进,社会、经济日益繁荣,出现了一派蓬勃发展的景象。但由于在开发利用过程中人们认识自然规律不够,未能注意到流域生态系统特点 因之,出现了较严重的土地荒漠化问题,给国计民生带来一些不利后果,需要引起重视和采取有力对策,加以防治。     

Interactive effects of wind speed,vegetation coverage and soil moisture in controlling wind erosion in a temperate desert steppe,Inner Mongolia of China

The rapid desertification of grasslands in Inner Mongolia of China poses a significant ecological threaten to northern China. The combined effects of anthropogenic disturbances(e.g., overgrazing) and biophysical processes(e.g., soil erosion) have led to vegetation degradation and the consequent acceleration of regional desertification. Thus, mitigating the accelerated wind erosion, a cause and effect of grassland desertification, is critical for the sustainable management of grasslands. Here, a combination of mobile wind tunnel experiments and wind erosion model was used to explore the effects of different levels of vegetation coverage, soil moisture and wind speed on wind erosion at different positions of a slope inside an enclosed desert steppe in the Xilamuren grassland of Inner Mongolia. The results indicated a significant spatial difference in wind erosion intensities depending on the vegetation coverage, with a strong decreasing trend from the top to the base of the slope. Increasing vegetation coverage resulted in a rapid decrease in wind erosion as explained by a power function correlation. Vegetation coverage was found to be a dominant control on wind erosion by increasing the surface roughness and by lowering the threshold wind velocity for erosion. The critical vegetation coverage required for effectively controlling wind erosion was found to be higher than 60%. Further, the wind erosion rates were negatively correlated with surface soil moisture and the mass flux in aeolian sand transport increased with increasing wind speed. We developed a mathematical model of wind erosion based on the results of an orthogonal array design. The results from the model simulation indicated that the standardized regression coefficients of the main effects of the three factors(vegetation coverage, soil moisture and wind speed) on the mass flux in aeolian sand transport were in the following order: wind speedvegetation coveragesoil moisture. These three factors had different levels of interactive effects on the mass flux in aeolian sand transport. Our results will improve the understanding of the interactive effects of wind speed, vegetation coverage and soil moisture in controlling wind erosion in desert steppes, and will be helpful for the design of desertification control programs in future.     

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.