不同结皮破坏对退化梭梭林地土壤水分及梭梭生长的影响

在甘肃民勤对20世纪60年代建植的人工梭梭林进行植被恢复研究试验,结果表明,结皮破坏可以增加林地水分入渗深度,降低地表径流,提高土壤含水率,对退化梭梭有恢复作用。3种改造措施中,土壤水分储存效果以处理Ⅰ和处理Ⅱ较好;结皮的存在易造成坡面径流,而结皮破坏则阻止了坡面径流的产生,并增加了土壤水分入渗;退化梭梭恢复以处理Ⅰ和处理Ⅱ梭梭的枝条成活率最大,达到6.67%,新枝枝数、枝长、基部粗度以处理Ⅰ占优势;新结皮形成方面,处理Ⅰ不易形成新结皮,处理Ⅰ,处理Ⅱ和处理Ⅲ形成的新结皮厚度分别为0.22 cm,0.27 cm和0.38 cm。     

生物结皮对高寒退化草地植物群落的影响

生物结皮在各类生态系统中扮演着重要的角色,具有调控土壤水分,养分含量与侵蚀敏感性等作用,并可直接或间接地影响地上植物群落,但对植物群落发展存在促进还是抑制作用尚不清楚。本研究于2017年在青海贵南县森多镇高寒草原,设置大样方,对生物结皮种类和分布格局进行调查。结果表明：在青藏高原高寒退化草地生态系统中,生物结皮的存在显著影响了植物的群落结构,降低了杂草的比例;苔藓生物结皮的盖度与草本植物盖度在初级发育阶段的生物结皮（地衣和苔藓共存）的样方中呈显著正相关关系（P<0.05）,在高级发育阶段的生物结皮（仅有苔藓结皮存在）的样方中正相关关系极显著（P<0.01）。由此可见,生物结皮是高寒草地生态系统的重要组成部分,有调节高寒退化植物群落的结构和功能的作用。     

黄河源区建植19年人工草地生物结皮CO2通量与叶绿素荧光参数的变化

为了解黄河源人工草地不同类型生物结皮和植被群落CO₂释放和固定的变化特征,并探讨二者的影响因子,本文通过调查黄河源建植19年人工草地不同类型生物结皮CO₂通量和植被土壤特征变化发现：藻和地衣结皮CO₂通量均显著小于苔藓结皮（10.58 μmol·m^-2·s^-1）（P<0.05）;苔藓结皮对应的植被群落CO₂通量（11.55 μmol·m^-2·s^-1）显著低于藻和地衣结皮（P<0.05）;藻和地衣结皮下的土壤CO₂通量显著大于苔藓结皮（约2倍,P<0.05）。苔藓结皮叶绿素初始荧光参数F₀（Minimal Fluorescence）和最大荧光参数F_m（Maximal Fluorescence）均最大;藻和苔藓结皮的PS Ⅱ最大光化学量子产量F_v/F_m（Optimal/Maximal Quantum Yield of PS Ⅱ）均高于地衣结皮。CO₂通量和叶绿素荧光参数的主要影响因子相似,均与禾本科高度、土壤铵态氮含量正相关,与pH负相关。因此,在研究草地碳平衡过程中应充分考虑生物结皮的贡献,同时需注意不同类型的生物结皮的CO₂通量和叶绿素荧光参数的差异变化。     

滇东南岩溶坡地种植牧草和农作物水土流失对比研究

采用随机区组设计,在坡度约为22￣25°的坡地上分别种植玉米、马铃薯、荞麦和混合牧草。3个月后,测定了3次降雨过程的地表径流和土壤侵蚀,结果表明:4个处理的地表径流量和土壤侵蚀量均随降雨量的升高而增大,3次降雨累计达73.4 mm,混播草地累计地表径流4 857 L/hm2,显著低于其他3种农作物(P<0.05),径流量分别比玉米地、马铃薯地和荞麦地减少了358%、85%和95%;混播草地的累计土壤侵蚀量100kg/hm2,显著低于其他3种农作物(P<0.05),分别比玉米地、马铃薯地和荞麦地减少了493%、280%、220%。     

滇东南岩溶坡地种植牧草和农作物水土流失对比研究

采用随机区组设计,在坡度约为22～25°的坡地上分别种植玉米、马铃薯、荞麦和混合牧草.3个月后,测定了3次降雨过程的地表径流和土壤侵蚀,结果表明4个处理的地表径流量和土壤侵蚀量均随降雨量的升高而增大,3次降雨累计达73.4 mm,混播草地累计地表径流4 857 L/hm2,显著低于其他3种农作物(P＜0.05),径流量分别比玉米地、马铃薯地和荞麦地减少了358%、85%和95%;混播草地的累计土壤侵蚀量100kg/hm2,显著低于其他3种农作物(P＜0.05),分别比玉米地、马铃薯地和荞麦地减少了493%、280%、220%.     

黄河源区黑土滩人工草地地表结皮与未结皮区土壤微生物多样性

为研究微生物群落多样性对土壤生物结皮的响应,本试验通过对有生物结皮和无生物结皮土壤微生物多样性的研究,分析黑土滩人工草地有生物结皮和无生物结皮土壤微生物细菌群落多样性。结果显示,无论是否有土壤生物结皮,土壤微生物细菌群落门水平的优势群落相同。变形菌门Proteobacteria群落都表现出在有生物结皮土壤中的百分含量大于五生物结皮土壤。放线菌门Actinobacteria和酸杆菌门Acidobacteria微生物含量在无生物结皮土壤中高于有生物结皮土壤。PCA分析结果表明,在相同采样地点有土壤生物结皮与无土壤生物结皮群落之间微生物细菌群落遗传距离较近,而不同采样点之间的微生物细菌群落遗传距离相对较远。本研究认为土壤生物结皮的形成与土壤中微生物群落结构的变化密切相关,微生物群落结构组成的变化在一定程度上能够说明土壤生物结皮的发生。     

关于生态功能与管理的生物土壤结皮研究

生物土壤结皮（biological soil crusts,BSCs）是由土壤中的低等植物、微生物和和土壤颗粒粘合形成的一种特殊复合体,广泛分布于世界干旱和半干旱地区。研究表明,BSCs主要由藻类、地衣、苔藓等自养生物和细菌、微小真菌等异养生物构成并被誉为生态系统修复工程师,对于沙地和荒漠碳、氮、磷等养分的固定以及土壤酶活性具有重要的意义,同时调节土壤表层的水文过程（降水入渗、地表径流、蒸发等过程）,进而影响地上植被种子萌发、幼苗存活及生长过程。BSCs的分类,一般依据BSCs中的优势物种和演替方向,可将结皮依次分为藻类结皮、地衣结皮及苔藓结皮3类;其形成、发育和结构、功能受人类活动和气候干扰的影响,但关于BSCs的监测和管理研究甚少。本文结合比值植被指数（Simple Ratio Index）和归一化色素指数（Normalized Difference Vegetation Index）方法,旨在对BSCs的形态类群进行科学监测,同时结合BSCs的恢复演替程度,重点阐述不同利用方式和强度下,生物结皮演替及其生态功能对干旱、半干旱生态系统的影响,以期探索可行的管理措施,为认识干旱半干旱区地表过程,促进退化生态系统修复进程奠定基础。     

黄土丘陵沟壑区不同植被类型次降雨产流产沙特征

在甘肃省定西市安家沟小流域以径流小区为研究对象,利用径流场在自然降雨条件下监测所得径流泥沙资料,对不同植被类型的次降雨入渗、产流产沙特征进行了对比研究。结果表明：不同植被类型土壤入渗率均随着雨强的增大线性增大,入渗速率与降雨历时呈幂函数关系。油松林的径流系数（15.97%~19.88%）最大,小麦地（10.91%~17.32%）和沙棘林（9.51%~17.47%）次之,冰草地（4.62%~8.30%）和苜蓿地（6.82%~10.66%）的径流系数最小。径流系数（1%~28%）与降雨量之间符合幂函数关系（P<0.05）。径流含沙量平均值排序依次为小麦地（16.49~22.71 g·L^-1）>苜蓿地（12.66~16.91 g·L^-1）>沙棘林（7.04~11.8 g·L^-1）>油松林（6.95~7.78 g·L^-1）>冰草地（5.53~7.71 g·L^-1）。径流含沙量和土壤侵蚀率均与降雨侵蚀力呈正相关关系（P<0.01）,可分别采用线性函数和二次函数进行定量描述。研究成果可为黄土丘陵沟壑区水土保持优化配置提供参考。     

多年生黑麦草草地矿质氮淋溶与径流流失的关系

以人工放水模拟冲刷试验,研究多年生黑麦草草地土壤矿质氮素淋溶和径流流失的关系。当硝态和铵态氮肥用量分别达到5000kgN/km²,冲刷强度为1mm/min,冲刷时间为50min时,观测氮素径流流失,于48h后检测土壤矿质氮动态。结果表明,坡度为25°、20°、15°、10°和5°土壤,铵态氮径流流失量分别为97.3、87.9、79.0、57.1和50.4kg/km²,分别占施氮量的1.9%、1.8%、1.%、1.1%和1.0%。铵态氮淋溶深度仅达到60cm,其淋溶量占施氮量的55.3%～8.1%,且随着坡度的增大淋溶量逐渐减少。硝态氮随着径流的流失量分别为575.4、330.3、282.6、140.1和91.0kg/km2,分别占施氮量的11.5%、6.6%、5.7%、2.8%和1.8%。硝态氮淋溶与土壤水分入渗同步,随着坡度的降低淋溶深度则逐渐增加,硝态氮主要在0～0cm土层累积,其累积量介于209～3433kg/km2之间,占施肥量的41.9%～8.7%,而在0～105cm土层累积量则介于723～2521kg/km²之间,占施氮量的14.5%～50.3%。     

高海拔岩溶石山区草地植被水土流失测定

在海拔3 350m岩溶山区设置监测点,对人工草地、天然草地、马铃薯地、荞麦地不同植被的水土流失情况进行动态监测.结果表明在坡度和降雨量一致的情况下,草地植被与农作物植被地表水径流、土壤侵蚀量存在较大差异,连续3年监测的平均值显示,当降雨量为1 045.5毫米/年时,人工草地、天然草地、马铃薯地、荞麦地地表水径流量分别为38.7 t/hm2、10.14t/hm2、493.76t/hm2和385.59t/hm2;地表土侵蚀量分别为0、0、10.38 t/hm2和4.40t/hm2.     

人工草地在黄土高原水土保持中的减水减沙效益与有效盖度

根据黄土高原缓德，延安，离石，安塞等地的草地径流小区资料，分析不同次降雨条件下，人工草地的送还不减沙交益和水土保持有效盖度，结表明，当降雨指标小于坡耕地侵蚀性降雨标准时，草地并不发挥水土保持作用，减少减沙效益为零，当降雨指标大于坡耕地侵蚀性标准时，其减水减沙效益随着降雨指标的增大而送还上，在土壤相对稳定的情况下，要使土壤侵蚀模数小于某一定值，降雨，地形和植被覆盖因者之间存在着一定的相互制约关系，即草地的盖度随着降雨和坡度的增大而增大，当盖度达到一定程度时，降雨与坡度对其的制约影响减弱，建立草地的减水减沙效益指标体系，及草地水土保持临界有效盖度与降雨坡度的关系式，并结合降雨频率的分析，得出草地抵抗不同年暴雨的临界有效盖度。     

生物多样性与地形及土壤因素对坡面产流产沙的耦合影响

生物多样性关系到生态系统的功能,而坡度和土壤因素是影响坡面产流产沙的重要因子。本研究基于黄土丘陵区生物多样性,并引入坡度、降雨前土壤含水量和土壤容重,探究其与坡面产流产沙总量的耦合关系。通过野外人工降雨试验,记录草本、灌木和乔木群落下的产流时间和产流产沙总量,并开展土壤植被调查。结果表明,与草本和乔木群落相比,灌木群落在延长产流开始时间和降低产沙总量上表现更优;植被群落功能离散度指数(FDiv)对产沙总量影响最大,Simpson指数(D)对产流总量影响最大,坡度仍然是不可忽视的第二重要影响因素;产流总量与坡度、土壤容重、D和功能丰富度指数(FRic)的回归关系优于产流总量分别与其的回归关系;产沙总量与坡度和FDiv指数的回归关系优于产沙总量分别与其的回归关系。植被保护与坡度改善将是该区水土保持规划工作的重点。     

祁连山东段高寒草甸模拟放牧下的坡面土壤水蚀特征

本研究在祁连山东段高寒草甸草原采用人工模拟降雨和模拟放牧测定其坡面产流产沙过程,旨在为高寒草甸的水源涵养功能评价及以防止水土流失为前提的草地合理利用提供基础资料。结果表明：从未放牧到重度放牧径流出现的时间逐渐缩短;相较于未放牧,从轻度放牧到重度放牧的高寒草甸平均径流量分别增加150.00%,600.00%,2 200.00%,平均产沙量分别增加170.59%,535.29%,694.12%,且降雨强度对径流量的影响高于对产沙量的影响;相较于重度放牧,未放牧、轻度放牧和中度放牧3种放牧强度的平均保水效益分别为67.06%,46.04%,28.08%;固土效益分别为88.54%,70.23%,38.73%;高寒草甸的减水减沙效益与雨型具有密切关系,相关系数分别为0.967和0.961,保水效益和固土效益间有极显著的相关性,相关系数为0.995。从维持水源涵养功能的角度来说,中度以下的放牧强度是相对安全的。     

植被覆盖度对流域有机质和氮素径流流失的影响

以8.27km²纸坊沟流域1:400模型为对象,在人工控制的条件下,模拟天然降雨(降雨强度2mm/min,历时30min),研究不同植被覆盖度对小流域土壤氮素随径流流失的规律。结果表明,当覆盖度为60%、40%、20%和0%时,土壤铵态氮流失量为87.08、44.31、25.16和13.71kg/km²,硝态氮流失量为85.50、74.05、63.95和56.23kg/km²,有机质流失量为15.67、24.02、44.68和164.87t/km²,全氮流失量为0.81、1.18、1.98和7.5t/km²。泥沙氮素含量随着产流时间的延长呈下降趋势,而流失累积量测呈逐渐增大趋势。植被覆盖虽能有效地减少土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失。     

不同覆土厚度对伊犁地区公路护坡植被质量的影响

为提高伊犁地区公路建设中的边坡植被防护质量,促进公路建设与生态环境的和谐发展,依托S242线巩留至尼勒克公路开展了实地边坡试验,利用灰色关联度的分析方法,对5 cm、10 cm、15 cm、20 cm四种表土回填厚度处理的边坡植被建植质量进行了研究。结果表明：随着覆土厚度的增加,公路边坡护坡植被质量逐渐增加,土壤砂粒减小了15%~23%,粉粒含量增加了18%~23%,土壤质地由壤土转变为粉砂质壤土;不同处理下的土壤孔隙度、土壤抗蚀指数、土壤抗冲系数差异显著,其对应的灰色关联度值分别为0.74,0.72,0.71,相比其他指标对护坡植被质量的影响更大;覆土20 cm小区的综合评判值G （k）最大（0.83）,说明在本研究中覆土20 cm小区的护坡植被质量最好。     

草原植被利用强度对水土流失影响的研究

1999年5－9月在锡盟东乌旗贺斯格乌拉牧场进行了草原植被不同利用强度对水土流失影响的研究,试验表明,草原植被的利用强度与水土流失密切相关,例如8月21日的降雨量为23．8mm,对照区的清水径流量为1925．93m^3/km^2,土壤侵蚀量为4．92t/km^2,轻度利用区分别为3014．10m^3/km^2和6．0k/km^2,中度利用区分别为3864．77m^3/km^2和8．12t/km^2,重度利用区分别为4709．34m^3/km^2和13．04t/km^2,除植被因素外,降雨强度,降雨量以及地形都影响水土流失的多少。     

三江源区土壤侵蚀变化及驱动因素分析

采用修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)对三江源区1997-2012年的土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量进行定量模拟,并对其生态工程实施前、后时空变化特征进行对比分析,采用空间叠加法分析降雨侵蚀力及植被覆盖度对土壤侵蚀状况的影响,利用模型参数控制法对气候变化和生态工程对土壤侵蚀变化的贡献率进行分析。结果表明:1)生态工程实施后,三江源区土壤侵蚀增加的趋势尚未得到遏制,多年平均年土壤侵蚀模数和侵蚀量较工程实施前增加6.5%,但局部地区土壤侵蚀状况有所好转,约占总面积的45%;2)长江流域在工程实施后的土壤侵蚀量与工程实施前基本持衡;黄河流域土壤侵蚀量增加明显,增幅超过45%;澜沧江流域土壤侵蚀量有所下降,降幅为9.8%;3)降水增强导致土壤侵蚀加剧的贡献率达到180%,植被恢复对土壤侵蚀变化的贡献率为-80%。全面遏制三江源区土壤侵蚀增加趋势,仍需持续努力。     

红壤坡地果园植草的水土保持效应

在典型红壤坡地水平梯田果园梯壁种植百喜草(Paspalum notatum)、假俭草(Eremochloa aphiuroides)以及香根草(Vetiveria giganioides)间作花生(Arichis hypogaea)等8个处理,用统计学法处理地表径流量和土壤侵蚀量的变化定量研究。结果表明:提高植被覆盖度并辅以工程措施是坡地水土保持的有效途径;梯壁上种植百喜草,拦蓄地表径流和控制土壤侵蚀的能力分别提高22.5倍、30.62倍;1998-2001年植草后土壤理化性质均有不同程度的提高。     

干草原植被利用强度对水土流失影响的研究

2000年6－9月在内蒙古多伦县草原工作站所属的一个牧场进行了草原植被利用强度对水土流失影响的研究。试验结果表明，草原植被利用强度与水土强度与水土流失密切相关。例如，8月27日的降雨量为21．72mm，对照区的清水径流量为934.19m^3/km2，土壤侵蚀量为1．84t/km^2；轻度利用区分别为1421．61m^3/km2和3．17t/km^2；中度利用区分别为1589．36m^3/km25和7．36t/hm^2，重度利用区分别为1827．78m^3/km2和9.95t/hm^2。除植被因素外，降雨量，降雨强度以及地形、土壤类型都影响水土流换多少。