人工模拟降雨条件下3种多年生牧草水土保持能力分析

采用人工模拟降雨方法,以耕地和裸地为对照,对3种多年生牧草进行水土保持能力分析。结果表明:产流时间依次为裸地耕地三叶草狼尾草狗尾草,在76mm/h雨强下径流量、1h径流和泥沙累积量、土壤侵蚀量依次是耕地裸地三叶草狼尾草狗尾草,在53mm/h雨强下泥沙量、1h径流和泥沙累积量、土壤侵蚀量依次是裸地耕地三叶草狼尾草狗尾草。3种牧草均有很好的水土保持效果,其中狗尾草水土保持效果最好,三叶草相对较差。     

非洲狗尾草防治坡耕地水土流失效应的研究

为定量研究优良牧草纳罗克非洲狗尾草带的水土保持效应,于2001~2002年在云南昆明进行了研究。试验设纳罗克非洲狗尾草草带(A)、迈洛克高羊茅草带(B)和无草带种植(C)三个处理,坡度在13.2~14°之间;每个处理上部等高种植9 m×2 m玉米,基部种植0.5 m宽的草带,底部设径流收集池。结果表明,三个处理的水土流失量为C>B>A,与对照C相比,处理A的年均径流量、侵蚀量分别减少75.9%、96.4%,处理B分别减少59.2%、88.2%;与B处理相比,处理A减少了40.9%、69.2%,说明结合农作物种植纳罗克非洲狗尾草草带,是一种很好的防治水土流失方法,在云南及南方地区的坡耕地上有着广泛的应用前景。     

杂交狼尾草水土保持能力的实验研究

杂交狼尾草是一种优良的多年生禾本科牧草,具有很好的水土保持能力,但人们对其水土保持方面的定量研究较少。通过对杂交狼尾草草地植被的持水能力、土壤水分变化、土壤抗冲性、渗透性等指标的研究,探讨杂交狼尾草的水土保持能力。结果表明:杂交狼尾草的持水能力强,能明显增加土壤水分含量,提高土壤的抗冲性、渗透性,在三峡库区的水土保持工作中有着广阔的应用前景。     

金沙江流域不同牧草生长特性分析

为了促进金沙江干热河谷区草业开发、畜牧业基地建设和生态农业发展，筛选出再生性强、产量水平高、水分利用效率高的人工牧草，我们于2005年研究了4个不同牧草的再生草产量、再生草生长速度以及再生草水分利用效率。结果表明，所有引进种二茬草的再生速度都比当地轮生狗尾草高。所有引进种再生草的产量都高于当地轮生狗尾草。斯伦春大翼豆、德梅纳罗克非洲狗尾草、贝斯莉斯克伏生臂形草等牧草再生草产量高，水分利用效率高，再生性强，是适于在金沙江干热河谷地区推广种植的节水型牧草。     

福建省水土保持先锋草种快速覆盖与再生能力研究

针对我省目前常用于水土流失治理的几种水土保持先锋草种,筛选了百喜草、香根草、宽叶雀稗、狼尾草、矮象草在厦门市集美区进行快速覆盖与再生能力的研究试验。通过2003～2005年3年的试验,结果表明,这些草种快速覆盖的能力依次为狼尾草〉矮象草〉阔叶百喜草〉窄叶百喜草〉香根草〉宽叶雀稗,再生能力依次为狼尾草（香根草（矮象草（阔叶百喜草（宽叶雀稗（窄叶百喜草。水土保持先锋草种依其形态分为直立型和匍匐型,对环境的适应性有所不同,在水土流失的治理中依据不同先锋草种的特性有所选择。     

混播草带防治坡耕地水土流失效应的研究

为有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地持续利用,于2001～2002年选用非洲狗尾草、高羊茅和红三叶3种优良牧草,在云南昆明王家箐流域的坡耕地上进行了混播草带防治水土流失效应的研究。试验设混播非洲狗尾草与红三叶(A)、混播高羊茅与红三叶(B)、单播高羊茅(C)和无草带种植(D)4个处理,坡度在13.2°～14°之间;每个处理坡耕地上部等高种植9 m×2 m玉米,基部种植0.5 m宽的草带,底部设径流收集池。结果表明：选择适宜草种进行混播,所形成的草带水土保持效果优于单播草带;在雨季(5～10月)4个处理的水土流失量为D＞C＞B＞A,与对照D相比,处理A、B、C的径流量分别减少了79.19%、64.02%和51.53%,侵蚀量分别减少了92.04%、84.49%和78.70%;混播豆科和禾本科牧草,有利于增加草带的总盖度和草层高度,促进根系生长,增强草带的水土保持效果。     

沂蒙山区不同水土保持措施下土壤物理性状分析

分析了沂蒙山区九间棚小流域不同水土保持措施对土壤物理性质的影响。测定结果表明,不同措施下,土壤的持水能力和拦蓄地表径流能力均为水土保持林>经济林>封禁状态下草坡>水平梯田,土壤的蓄水能力水土保持林>经济林>水平梯田>封禁状态下草坡。综合来看,水土保持林下土壤拦蓄地表径流能力最强,封禁状态下草坡土壤拦蓄地表径流能力最弱,梯田由于人为耕作翻动土壤提高了土壤拦蓄地表径流的能力,但耕种和长期使用化肥导致土壤板结、毛管孔隙度降低,土壤持水能力较弱。综合比较,水土保持林具有更好的水土保持功能。     

不同草本植物根系提高无侧限受压土体的抗剪强度

研究草本植物根系提高无侧限受压土体的抗剪能力,为根系固土护坡计算和草种选择提供依据。采用无侧限抗压强度试验,测定了素土和3种草根土复合体的黏聚力(C),分析了黏聚力增量ΔC与根系特征值间的关系。结果表明:非洲狗尾草、鸭茅、紫花苜蓿的根系可将0～25 cm范围内土体的黏聚力提高4.75、4.04、1.39 kPa,25～50 cm范围内土体提高3.10、2.32、0.71 kPa。非洲狗尾草、鸭茅柱体破坏面根密度(RD)、根面积比(RAR)、复合体含根量(Q)与ΔC呈二次显著相关,并以Q与ΔC相关性最好;根系平均直径Tr,a与ΔC不相关;紫花苜蓿的4个量与ΔC没有相关性。非洲狗尾草根系提高土体抗剪强度能力最强,鸭茅次之,紫花苜蓿最差,紫花苜蓿提高值的变化幅度最大;上层根系提高值要大于下层。对非洲狗尾草、鸭茅等斜生根系草本,在RD、RAR、Q三个根系特征指标中,Q是计算根系提高土体抗剪强度的最优指标。对所计算植物边坡多点取样进行无侧限抗压强度试验,使得采用概率论计算其稳定性成为可能。     

不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响

于20012002年进行了“不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响”研究,试验设高羊茅(A)单作、高羊茅与红三叶混作(B)、非洲狗尾草与红三叶混作(C)和一个无草带种植(对照D)4个处理,坡地在13.2°14°。在每个处理上部等高种植玉米,基部种0.5 m宽的草带,底部设径流收集池,主要收集510月玉米生长期间的水土流失量。结果表明:①草带可显著减少径流量和侵蚀量,3种草带处理2年的总径流量和总侵蚀量均极显著(P<0.01)小于对照D,其中非洲狗尾草与红三叶混作的水土保持效果最好,高羊茅与红三叶混作次之,高羊茅单作为第三。②试验地水土流失主要发生在68三个月,这3个月的径流量和侵蚀量分别占总量的96.8%,99.9%,特别是6月径流量和侵蚀量分别占总量的63.2%,80.3%,草带在此期间水土保持效果最显著。所以,在坡耕地上结合农作物等高种植多年生草带是一项简单有效的水土保持技术。     

溪洛渡水电站高陡岩石边坡生态护坡试验研究

以溪洛渡地区气候和土壤等条件为背景,结合室内大比尺模型试验,探讨了植被基材各成分对其酸碱性、抗侵蚀性及固、液、气三相分布的影响,并通过现场施工验证,确定出了溪洛渡地区最适宜的植被混凝土基材配比为自然土壤与腐殖质体积比3∶1、水泥与添加剂体积比2∶1,适宜当地气候特点的混合植物种子配方为根茎羊茅、狗牙根、紫花苜蓿、东非狼尾草等外购草种配合本地草种,同时扦插本地藤本植物。此结果可以在溪洛渡地区的边坡生态修复中大面积推广应用。     

科尔沁沙地南缘不同植被对土壤物理性质改良作用研究

试验选取科尔沁沙地南缘樟子松林地、柠条林地、狗尾草草地、裸沙地（对照）4种典型立地类型为研究对象,通过测定各研究地土壤容重、土壤含水率、最大持水量、毛管持水量、田间持水量及沙粒粒径等物理指标,研究分析不同植被对沙地土壤物理性质的改良作用。研究表明:3种植被都对土壤物理性质都有一定改良作用。（1）柠条和樟子松对沙地土的保水效果较差,1 m深处的土壤含水率仅为2.1%和2.6%,低于裸沙地,而狗尾草草地1 m深处的含水率达到7.4%,为裸沙地1 m深处的1.6倍。（2）通过分析0—30 cm各物理指标平均值,得出3种植被下,土壤容重都小于裸沙地;狗尾草草地毛管持水量和田间持水量都最高,分别为21.7%和18.2%。其次为柠条林地和樟子松林地,裸沙地最小;柠条林地最大持水量最高,为24.6%,其次为狗尾草草地和樟子松林地,裸沙地最小。（3）通过对不同土层深度物理指标分析得出:3种植被对0—10 cm和10—20 cm的土壤容重、最大持水量、田间持水量有显著影响,而对毛管持水量没有显著影响;对20—30 cm的土壤各指标都有显著的影响。（4）三种植被对土壤颗粒分布异质性改良效果的大小顺序依次为狗尾草 > 樟子松 > 柠条,其间接反映了土壤粒径分布范围的均匀程度,其由高到低依次为狗尾草 > 樟子松 > 柠条。综上,与裸沙地相比,种植各植被土壤的物理指标明显好于裸沙地,表明植被能明显改善当地土壤的物理性质。     

陕西省洛川县第3-4层黄土和古土壤水分特征研究

通过对陕西省洛川县第3—4黄土层和第3—4红色古土壤层的原状土进行水分特征曲线、田间持水量等项目的实验测定,分析计算了各层土壤的供水储水性能及有效水分含量。结果表明,洛川第3—4黄土层和第3—4红色古土壤土层的水分特征曲线与Van Genuchten模型非常符合,相关系数R2均达0.99以上,说明采用Van Genuchten模型对这4个土层的水分含量和能量之间的关系进行描述是比较准确的。0～30kPa吸力条件下,第3—4黄土层比第3—4红色古土壤层持水量高,黄土层的供水(释水)性能和储水性能强于古土壤。这4个土层随着吸力的增加,在较低吸力段供水性能和储水性能减弱幅度较大,在较高吸力段减弱幅度较小。黄土层所能容纳的有效水含量、饱和含水量与田间持水量均大于红色古土壤层,黄土层的稳定凋萎湿度一般小于红色古土壤的稳定凋萎湿度。     

城市“土壤水库”库容的萎缩及其环境效应

"土壤水库"具有容纳和调节水分的功能,不仅能供给植物生长所需的水分,而且具有防洪减灾的作用。城市土壤的水分储蓄和调节功能对于城市生态环境具有非常重要的作用。城市化造成了大量的封闭地表,使得土壤的功能几乎完全丧失。本文以南京市为例,选择不同压实程度的土壤,根据其饱和含水量、田间持水量和萎蔫点含水量计算土壤的总库容、有效库容、滞洪库容和死库容。结果表明,随着城市土壤压实程度的增加,土壤水库的总库容、有效库容和滞洪库容萎缩也越严重,而死库容却明显增加。城市土壤普遍存在压实现象,使城市土壤疏导和容纳水分的能力减弱,城市里出现瞬时洪涝的几率增加,强度加大。因此,良好的城市环境需要有更多的绿地和良好的土壤条件。     

内蒙古自治区多伦县不同林地枯落物持水性能研究

[目的]探讨多伦县不同林分类型的枯落物持水性能差异,为该区森林土壤持水性能提供基础数据理论。[方法]以内蒙古自治区锡林浩特市多伦县为研究区,选取代表性的10块林地,收集林地地表枯落物,测定其现存量、持水性能及拦蓄能力等,旨在分析不同林分类型下枯落物持水性能的差异及其对表层土壤(0—20cm)含水率的影响。[结果](1)乔木林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于灌木林。(2)天然林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于人工林。(3)各林地枯落物厚度显著影响表层土壤的含水率,即枯落层越厚,表层土壤含水率越高。[结论]由于树种组成、年龄、林分密度及立地条件的影响,不同林分类型的持水能力差异较大,但变化规律为基本一致,同时,林地对土壤水分的影响高于草地。     

不同林分类型土壤水分物理性质及其海拔效应——以浙江省凤阳山为例

以浙江省凤阳山常绿阔叶林和针阔混交林为例,通过野外调查和室内测定土壤容重、土壤孔隙度及土壤含水量等,研究了中亚热带主要林分类型的土壤水分物理性质及其海拔影响.结果表明,在0-60 cm土层中,随着深度的增加土壤容重逐渐增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量逐渐减小.在海拔300～I 355 m高程范围随着海拔升高土壤容重平均值逐渐减小,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均增大;土壤排水能力平均值为:海拔900 m＞海拔600 m＞海拔1 355 m＞海拔300 m.同一海拔4种林分类型土壤容重平均值:人工杉木林＞针阔混交林＞人工柳杉林＞常绿阔叶混交林;土壤总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均表现为人工柳杉林优于其他3种林分类型;土壤排水能力平均值表现为:常绿阔叶混交林＞人工杉木林＞人工柳杉林＞针阔混交林.综合分析,同一海拔常绿阔叶林水源涵养及保持水土能力要高于人工柳杉林.     

气化渣改良风沙土对土壤水分物理性质的影响

为了探讨气化渣对毛乌素沙漠风沙土的改良效果,利用气化渣作为一种风沙土改良材料,与风沙土按不同掺入量混合,通过对土壤粒径组成、保水性能以及土壤水分特征曲线的变化情况分析,探讨了气化渣对风沙土土壤水分物理性质的影响。结果表明:添加气化渣使风沙土的粒径组成得到明显改善,砂粒含量降低5.89%～35.8%,黏粒、粉粒含量分别提高0.89%～2.92%,7.94%～32.88%,风沙土土壤容重显著降低(p<0.05),降低幅度为7.75%～55.5%; 风沙土土壤质地也由砂土转向砂质壤土,保水性能也随之呈现上升的趋势,显著影响了土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量(p<0.05),增长幅度分别为13.53%～158.93%,7.12%～126.95%,23.19%～252.47%; Van Genuchten模型可以很好地拟合气化渣添加后风沙土的土壤水分特征曲线,表明气化渣的添加明显提高了土壤保水性,并且风沙土土壤保水性能的主成分分析结果表明气化渣添加量越高土壤保水性提高越明显。由此可以得出,水煤浆气化渣能够有效地改善风沙土的水分物理性质,显著提高风沙土的保水性能,对风沙土改良效果明显。     

生物炭对东北黑土持水特性的影响

为探究生物炭对东北黑土持水特性的影响,系统研究3种添加比例(2%、5%、10%)、3种粒径(0.25、0.5、1 mm)的杨木炭和竹炭对3种质地东北黑土(壤土、砂壤土、砂土)田间持水量和含水率的影响规律,构建添加生物炭黑土的水分特征曲线,并采用Van-Genuchten和Broods-Corey模型进行拟合。结果表明:生物炭能显著提高不同质地东北黑土的持水能力,黑土的田间持水量与生物炭的添加比例呈显著正相关,而与生物炭的粒径呈负相关,0.5 mm和1 mm粒径的生物炭对黑土田间持水量的影响差异不显著,杨木炭显著优于竹炭,0.25 mm、10%添加比例的杨木炭对东北黑土持水能力的提高效果最优,壤土、砂壤土、砂土3种质地黑土的田间持水量和饱和含水率分别可提高64.97%、66.42%、69.39%和47.60%、38.93%、31.18%;Van-Genuchten模型能更精确的模拟添加生物炭黑土的水分特征曲线,最佳离心时间为100 min,三次函数曲线能够较好的拟合添加生物炭黑土的体积含水率与离心吸力之间的多元动态关系,为生物炭对各种质地东北黑土水分运动规律的深入研究提供理论依据。     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

河北坝上地区不同植被类型土壤持水性能研究

以河北坝上地区不同植被类型土壤为研究对象,使用离心机法测定不同土层深度不同吸力下的土壤含水率,利用Van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线,分析土壤水文特征。研究表明:(1)研究区土壤为砂土,土壤容重为1.59 g/cm3,土壤水分特征曲线呈现"迅速下降–缓慢下降–稳定"的形态,不同植被类型土壤水分特征曲线相似;(2)农地的持释水能力最强,杨树样地的持水能力最差,柠条样地的释水能力最差,研究区内非农地的土壤凋萎系数平均为8.69%,随着土层深度的增加,土壤的持水能力、释水能力和凋萎系数都逐渐减小(P<0.05)。(3)坝上地区应逐步减少高耗水乔木,建立起可持续发展的乔灌草防护体系。本研究可以为确定张北地区土壤凋萎系数和土壤干层,并合理选择种植植被提供理论依据。