黄土区退耕草地凋落物-土壤界面水分过程特征研究

为研究不同退耕年限草地下垫面层凋落物对土壤蒸发过程和表层土壤保水特征的影响,通过室内模拟试验,以黄土高原地区不同退耕年限草地凋落物质量为因子,依据野外退耕还草5a,15a,30a的草地凋落物覆盖特征,设3个凋落物处理水平,以裸地为对照,比较分析了不同草地枯落物特征对地表土壤界面的水分过程影响效应。研究结果表明:具有凋落物处理能够有效地延缓径流的产生,并能显著增加表层土壤持水量;凋落物持水量与凋落物质量呈显著线性正相关;在降雨后24h内,凋落物层抑制土壤蒸发作用比较明显;随着凋落物含量的增加,72h后表层土壤含水量显著提高。在黄土高原干旱半干旱地区,耕地退耕后凋落物的增加显著改善了地表土壤的持水能力,提高了表层土壤水分含量。     

典型草原开垦弃耕后不同年限群落植物多样性和空间结构特征

本文旨在研究不同退耕年限下典型草原群落空间结构和植物多样性的变化特征。以长武王东沟流域不同退耕年限的典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对植物群落空间结构和植物多样性的变化特征进行了调查和研究,旨在为草地恢复和管理提供一定的理论基础。结果表明,随着退耕年限的增加,群落高度、盖度、多样性指数、地上生物量、平均个体大小和禾草类功能群所占比例均显著增加（P<0.05）,而群落均匀度指数、密度均显著降低（P<0.05）。在演替的过程中,群落中主要植物种的优势地位发生了明显的替代变化,由演替初期的冰草（Agropyron cristatum）、散穗早熟禾（Poa subfastigiata）,经过中期的异燕麦（Helictotrichon schellianum）、散穗早熟禾,到演替后期的散穗早熟禾。植物群落的空间结构也发生了显著变化,由初期的高密度、小个体分布到后期的低密度、大个体分布。退耕时间对草地群落的物种组成、空间结构及系统功能等方面均存在显著影响。     

水蚀风蚀交错带灌丛沙堆形态演替及水养特征变化

灌丛沙堆是水蚀风蚀交错带典型的风积地貌景观。在黄土高原典型水蚀风蚀交错带,选择4种常见不同大小级的灌丛沙堆(小、中、大型和枯死灌丛沙堆),对灌丛沙堆的基本形态、土壤特性、差异性及相关性进行定量分析。结果表明:(1)灌丛演替变化显著影响沙堆发育,随着灌丛生物量的增加,沙堆体积也增大,当灌丛演替到稳定阶段时灌丛沙堆的发育也趋于稳定(P0.05)。(2)灌丛沙堆的固沙量、高度及土壤容重因位置而异,灌丛沙堆主根处的固沙量和高度均为最大,边缘处相对较小,土壤容重反之。(3)枯死、大、中和小型灌丛沙堆土壤的有机质含量分别是裸地的1.54,1.92,1.46,1.30倍;土壤湿度分别是裸地的2.05,1.93,1.79,1.52倍。(4)灌丛沙堆边缘与主根3/4处水分、养分含量高于灌丛内其他位置。     

黄土高原半干旱区天然草地群落结构与土壤水分关系

气候变化导致水热条件发生变化,从而引起土壤含水量改变,必然影响区域植物群落结构和功能。本研究以黄土高原半干旱区天然草地群落为研究对象,在较大空间尺度上根据随机设置样地法调查区域内典型地带性草地群落,研究黄土高原半干旱区土壤含水量的变化对草地群落的影响。结果表明,1)地上生物量、凋落物质量与土壤含水量呈显著正相关;地下生物量和总生物量与土壤含水量虽正相关但不显著;2)物种多样性和物种丰富度均随着土壤含水量的增加而增加;3)植物功能群受土壤水分的影响,表现为禾本科和豆科随着土壤含水量的增加而增加,而杂类草相反。总之,在半干旱区土壤水分是限制群落生产力和物种多样性的重要因子,而禾本科和豆科作为指示物种可以反映土壤的水分状况。土壤水分的变化可能是导致半干旱区天然草地群落演替的驱动力,草地退化可能与土壤含水量的改变有关。