不同护坡草本植物的根系分布特征及其对土壤抗剪强度的影响

为明确用于三峡库区植被构建的边坡植物物种根系特征与土壤抗剪强度之间的关系,该文以裸地为对照,应用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统对香根草(Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)、狗牙根(Cynodon dactylon(L) Pers.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)4种护坡草本的根系特征进行定量分析.研究发现:香根草的根长密度和根表面积密度显著大于其他草本;各草本类型的根长密度、根表面积密度及根重密度均随着土壤深度的增加递减,但随深度的增加,不同草本类型的差异逐步缩小;不同草本类型土壤内摩擦角φ和粘聚力c大小均为:香根草>百喜草>紫花苜蓿>狗牙根>裸地,且随土层深度的增加而降低;随着根长密度、根表面积密度的增大,土壤内摩擦角φ呈显著的对数增长,土壤粘聚力c呈显著的线性增长,且与直径D≤5 mm不同径级的根系特征之间存在明显的相关性.结果表明:相对于裸地而言,4种草本均能显著增强土壤内摩擦角φ和粘聚力c,且根系对土壤内摩擦角φ的提高程度大于土壤粘聚力c;根长密度和根表面积密度,尤其是直径D≤5 mm径级的根长密度和根表面积密度能很好的表征土壤的抗剪强度,可作为评估土壤抗剪强度的重要参数.     

网格式生物埂对坡面土壤颗粒分形特征的时间效应

为研究网格式生物埂护坡的时间效应,以无生物埂护坡的裸坡为对照,运用分形学原理,对实施年限为1～4年的黄花生物埂坡面土壤机械组成及微团聚体分形维数特征进行研究,并将两者的分形维数与土壤理化性质之间的关系进行拟合.结果表明:(1)各实施年限土壤机械组成分形维数介于2.634～2.786之间,且表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK,与＜0.05 mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系;(2)各实施年限土壤微团聚体分形维数介于2.486～2.602之间,且表现为CK＞T1＞T2＞T3＞T4,与＜0.01 mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系;(3)坡位对土壤机械组成及微团聚体分形维数的影响明显,1～4年的黄花生物埂土壤机械组成分形维数值表现为坡上＞坡中＞坡下,微团聚体分形维数值表现为坡上＜坡中＜坡下,而作为对照的裸坡分别表现出与之相反的规律;(4)土壤机械组成、微团聚体分形维数与土壤基本理化性质均极显著相关.     

紫色土坡耕地施肥水平对土壤侵蚀及氮磷流失影响

以紫色土坡耕地"冬小麦-夏玉米"种植模式为研究对象,设置对照处理、复合施用农家肥和化肥、单施化肥、单施化肥增加施肥量、单施化肥横坡垄作5种施肥水平,采用径流小区定点监测的方法,研究紫色土坡耕地不同施肥水平下土壤侵蚀特征。结果表明:施肥水平和降雨量对径流量影响极为显著,各施肥水平下次降雨泥沙流失量与降雨量呈线性正相关,单位面积泥沙流失量与径流量在增加施肥时为幂函数关系,其他施肥水平下均为对数函数关系。施肥水平和降雨量对径流中氮磷浓度均具有显著影响。各施肥水平下径流中氮磷流失浓度变化趋势与降雨量变化趋势基本一致,随降雨量增加而增大,不同施肥水平下,氮磷浓度波动范围不同;复合施用农家肥和化肥,径流中氮素及可溶性磷浓度较稳定;各施肥水平下径流中氮磷浓度最高值出现与暴雨事件出现基本一致,同时追加施肥等农事活动也对磷素浓度最大值具有一定影响。     

植物篱对紫色土区坡地土壤可蚀性变化影响

基于土壤分形维数及 EPIC 模型,研究紫色土区坡耕地不同土地利用方式下定植新银合欢植物篱对坡面土壤分形特征及可蚀性的影响作用.结果表明:定植植物篱能提高坡面土壤粘粒含量,对坡面小区土壤整体的可蚀性没有明显影响.土壤分形维数与砂粒、粉粒含量呈负相关,与粘粒含量呈正相关;土壤可蚀性 K 值与粉粒含量呈极显著的正相关,相关系数为0.957;与分形维数、砂粒含量、粘粒含量及有机碳含量呈负相关,相关系数分别为:-0.589,-0.668,-0.603,-0.286.     

缙云山不同植物群落空间结构及其与土壤肥力的关系

为了给保护缙云山植物群落多样性,维持良好的植物群落空间结构指明方向,采用比较法探讨了缙云山的灌木林、针阔混交林和常绿阔叶林植被的空间结构分布和物种多样性的变化特征,并分析了不同植被群落中土壤养分与物种多样性的相关关系。结果表明：不同植被类型空间结构层次分化明显,乔灌草层优势树种有着明显的综合优势;灌木林和针阔混交林的乔木层与灌木层物种多样性大于常绿阔叶林,草本层的物种多样性则以常绿阔叶林最高。土壤肥力养分因子pH值,随着土壤层次的增加有显著增大趋势,反之,有机质、有效氮磷钾含量水平则呈不同程度的降低;综合各养分因子含量情况,灌木林土壤的养分含量最高,常绿阔叶林次之,针阔混交林最低。另外,物种多样性与土壤肥力相关性分析得出,乔木层、灌木层和草本层植物多样性均与土壤肥力呈现出不同程度的相关关系。     

新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响

【目的】研究新生水土流失对汶川震区土壤水分入渗的影响。【方法】采用环刀法,分层次取样,研究草坡河小流域4种震后不同恢复类型样地的新生水土流失对土壤入渗的影响。【结果】在新生水土流失的作用下,地表裸露样地、自然恢复样地和人工种植样地的土壤容重、土壤孔隙和持水能力较对照样地（完全未遭地震破坏）差。土壤初渗率、稳渗率、平均入渗速率和75 min渗透总量在4种处理样地均表现为对照样地＞人工种植样地＞自然恢复样地＞地表裸露样地。土壤入渗性能与非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著或显著正相关,与土壤容重极显著或显著负相关,与毛管孔隙度的关系不显著。运用综合判断值（F）评价震后不同恢复类型样地的土壤入渗性能优劣,表现为对照样地（1.2569）＞人工种植样地（-0.2252）＞自然恢复样地（-0.4578）＞地表裸露样地（-0.5738）;回归分析表明：通用经验模型和Horton模型的拟合效果较好,比较适合于地震区域土壤入渗特征的模型,Kostiakov模型次之,Philip模型最差。【结论】新生水土流失对土壤水分入渗存在影响,汶川震区对照样地的土壤容重1 g•cm-3左右,土壤总孔隙度50%左右,非毛管孔隙度20%-40%,土壤入渗性能最好。通过自然恢复和人工种植植被等措施可以调控土壤容重和土壤孔隙状况,增强土壤的持水能力,提高土壤水分入渗性能,从而有效地减少地表径流和防止水土流失。     

不同截排水布置方式下坡耕地坡面产流产沙的模拟研究

为了改善坡面水系分段拦蓄径流泥沙的调控效益,采用室内人工模拟降雨试验,探讨l坡面集中汇流(T1)和"燕型"分流(T2)2种不同的控制排水措施下的坡面产沙产流过程。结果表明,与无措施坡面(CK)对比,2种不同排水布置方式均能显著延长径流急剧增加的历时,降低产流率增速,减少产流深46.61%~56.40%,使产流率与径流历时的对数拟合系数均达到0.85以上,且T2处理坡面产流率较T1处理变化更平稳,产流率和产流总量在各坡度均表现为T2处理T1处理CK;在5°、10°坡面,不同排水措施对径流挟沙调控效应表现为T1处理T2处理,在15°坡面则相反。而坡面径流含沙量与坡面累计产沙量变化并没有显著的对应关系;T1处理有利于削弱坡度对侵蚀量的影响,而T2处理对减少产流受坡度因子影响的效果更显著。     

汶川震区滑坡堆积体坡面土壤侵蚀率及水动力学参数研究

汶川震区滑坡堆积体土石结构松散,在降雨径流作用下易产生剧烈沟蚀,导致严重的水土流失,研究堆积体水流泥沙输移运动规律具有重要意义。根据野外调查结果,采用4种石土比(质量比分别为0∶1、1∶3、1∶2和1∶1),3级流量(4、8、12 L min-1),在近临界休止角34°和36°条件下进行放水冲刷试验,研究汶川震区滑坡堆积体土壤侵蚀率和水动力学参数的变化特征及其关系。结果表明:随着冲刷时间的推延,土壤侵蚀率、水流功率和单位水流功率逐渐减小,水流剪切力先增加后减小,过水断面单位能量先减后增再减小。全土以及石土比分别为1∶3和1∶1条件下,土壤侵蚀率、水流剪切力、水流功率和过水断面单位能量随流量的增加而增大;在石土比1∶2条件下,土壤侵蚀率随流量的增加而增大,水流剪切力、水流功率和过水断面单位能量随流量的增加,变化规律不稳定。水流剪切力、水流功率和过水断面单位能量对土壤侵蚀率的影响均可用幂函数方程描述,而单位水流功率的影响不显著。该结果可为汶川震区滑坡堆积体坡面土壤侵蚀模型的建立奠定基础。     

喀斯特不同植被恢复阶段土壤AMF组成及多样性研究

选择贵州花江、织金、花溪3个典型喀斯特地段的不同恢复阶段(乔木、灌木和草本)土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)为研究对象,基于AMF孢子的形态鉴定,计算AMF孢子密度、分离频度、物种丰度、重要值、物种均匀度指数及Shannon-Wiener多样性指数,研究喀斯特不同恢复阶段土壤AMF物种组成及多样性。结果表明:3个采样地段共分离AMF菌种4目8科10属68种,其中球囊霉属(Glomus)数量最大达35种,其次是无梗囊霉属(Acaulospora)为17种,巨孢囊霉属(Gigspora)、类球囊霉属(Paraglomus)及原囊霉属(Archaeospora)各1种;不同采样地段各植被恢复阶段的优势种不同,所有样地中层状球囊霉Glomus lamellosum具有最大的相对丰度、分离频度和重要值;AMF种分类水平上,花江样地不同恢复阶段AMF丰度表现为乔木灌木草本,织金样地为灌木草本乔木,花溪样地为灌木乔木草本;不同植被恢复阶段土壤AMF均匀度指数和香农多样性指数在花江和织金多表现为乔木灌木草本,花溪样地Shannon-Wineer指数则是灌木显著高于乔木和灌木阶段。研究表明,喀斯特土壤中因异质生境条件的差异AMF菌种组成和物种多样性具有较大的差异。     

黔中喀斯特植被恢复演替过程中土壤理化性质研究

黔中喀斯特地区石漠化后,植被恢复自然演替过程可分为草丛阶段、草灌阶段、藤刺灌丛阶段、次生乔林阶段和顶级群落阶段。以空间代替时间的方法研究各演替阶段土壤理化性质。结果表明：在黔中喀斯特植被恢复自然演替过程中,土壤容重逐渐降低,空隙度上升;土壤由弱碱性向弱酸性演替;土壤中速效养分、有机质、全氮和全磷含量均随演替进行而不断上升,速效氮、速效钾、全氮、全磷含量在次生乔林阶段达到最大;而全钾含量则随演替进行而不断下降。