晋西黄土区不同植被类型土壤抗冲性及表层根系分布特征

采用原状土冲刷水槽法,以油松林、刺槐林、山杏林、荆条地及荒草地土壤为研究对象,研究了晋西黄土残塬沟壑区蔡家川流域不同植被类型土壤抗冲性能及植物根系对土壤抗冲性的影响。结果表明:(1)在原状土冲刷试验过程中,各植被类型径流量随冲刷时间的变化趋势不明显,含沙量随时间延长先减少后趋于平稳,土壤抗冲指数呈逐渐增加的趋势。(2)各植被类型总根长密度、根表面积密度、根体积密度及根生物量密度均表现为刺槐、油松林地较大,山杏、荆条、荒草地较小且相差不大,总根系参数之间均存在正相关关系。各植被类型不同根径范围(0～0.5,0.5～1.0,1.0～2.0,2.0～5.0,5.0 mm)的根系指标中,0～0.5 mm径级的根长密度均最大,根体积密度总体表现为细根比粗根小。(3)不同植被类型植物根系均能增强土壤的抗冲性,增强效应表现为刺槐林地和油松林地较强,山杏、荆条、荒草地较弱。植物根系指标中1 mm径级的根长密度、根表面积密度、根体积密度与土壤抗冲性增强值呈显著或极显著正相关关系。其他径级根系参数与土壤抗冲性增强值相关性不显著。     

红壤丘陵区林地根系对土壤抗冲增强效应的研究

对不同林地根系分布特征及其对土壤抗冲增强效应进行研究,结果表明:毛竹林根系的63%集中在0～30cm土层;混交林有64%的根系分布在0～20cm土层;杉木林0～20cm土层中有占总根数42%的根系;柑橘林41%的根系分布在0～10cm土层,各林区根系随土层深度增加而迅速减少。根系对土壤抗冲性增强值表现出随土层深度增加而减小,同时也得出根系对土壤抗冲性增强值在小雨强下>中雨强下>大雨强下。直径≤1mm根系密度与土壤抗冲性增强值相关性达到极显著水平,并得出它们之间的函数关系。土壤抗冲性随冲刷历时的增加而迅速增强,增强值的大小表现出毛竹林>混交林>杉木林>柑橘林。     

金沙江干暖河谷不同土地利用条件下土壤抗冲性研究

采用原状土冲刷法对金沙江干暖河谷冲沟侵蚀区4种不同土地利用条件下的土壤进行抗冲性试验研究。结果指出,不论何种土地利用类型表层土壤的抗冲性随时间增长而增强,其关系可以用幂函数得到较好的拟合；土壤抗冲性强弱表现为荒草地稳定沟＞荒草地活动沟＞耕地＞裸地活动沟,这4者的土壤抗冲性指标均值比为1．0：1．4：3．0：21．5(荒草地稳定沟：荒草地活动沟：耕地：裸地活动沟)。这4种土地利用类型的亚表层土壤的抗冲性也有相同的趋势。研究表明,植物根系有明显的减沙效应,根系密度与根量是土壤抗冲能力的2个重要的生物指标。土壤有机质、＞0．25mm水稳性团聚体,尤其是粗粒径(3～5 mm,5～10mm,＞10mm)的水稳性团聚体的增加有利于提高土壤的抗冲性。     

排土场边坡根系分布及其对土壤抗冲性的影响

以海州露天矿排土场边坡为研究对象,采用改进的原状土水槽冲刷法,研究了排土场边坡根系分布及其对土壤抗冲性的影响。结果表明:排土场边坡根密度平均每为8.46个100 cm-2,根系长度随根系径级的增大而不断减小,根系生物量随根系径级总体上呈下降趋势,土壤中根系以根径0.5 mm须根为主;土壤抗冲指数与时间之间存在极显著的指数回归关系;土壤抗冲指数大部分位于0.06~0.12 min g-1之间,这部分所占坡面总面积的83.02%,沿坡长方向土壤抗冲指数表现出先减小后增大的趋势,并在3个坡位之间存在极显著差异;根系对土壤抗冲性能强化值范围在0.01~0.05 min g-1之间,强化百分率为16.67%~83.33%,表明在相同径流冲刷强度与相同冲刷时间条件下,根系对于增强土壤抗冲性能的效果明显。     

晋西黄土区退耕林地土壤抗冲性研究

以晋西黄土区相同林龄的刺槐×侧柏混交退耕林地为研究对象,以农地和荒草地为对照,采用野外实地放水冲刷法,以地表径流的泥沙含量为指标,对刺槐×侧柏混交退耕林地的土壤抗冲性进行研究,分析坡度、枯落物、生物多样性对土壤抗冲性的影响以及相关关系。结果表明:刺槐×侧柏混交退耕林地的土壤抗冲性强于农地与荒草地的土壤抗冲性;坡度是影响刺槐×侧柏混交退耕林地土壤抗冲性的重要因子,土壤抗冲性随坡度的增加而减弱;相同坡度下,有枯落物的退耕林地土壤抗冲性强于去除枯落物的退耕林地,去除枯落物的退耕林地土壤抗冲性明显强于农地,退耕林地的土壤抗冲性随枯落物厚度的增加而增强;生物多样性对退耕林地的土壤抗冲性有显著影响,土壤抗冲性随多样性指数的增大而增强;坡度、枯落物、生物多样性与土壤抗冲性呈显著相关,相关性系数由大到小为生物多样性坡度枯落物。     

黄土高原典型流域土壤抗冲特性研究

以黄土高原吕二沟流域为研究对象,采用原状土冲刷水槽法对研究区梯田耕地、坡耕地、草地、梯田果园、刺槐林共5种土地利用类型的土壤进行了抗冲试验。结果表明:(1)研究区不同土地利用类型的土壤抗冲性大小依次为:刺槐林>草地>梯田>果园>坡耕地;(2)根系对土壤抗冲性具有显著影响,有根系土壤相对无根系土壤的抗冲性有明显提高,平均提高了44.02%;(3)研究区土壤随坡度的增大抗冲能力减弱,其中22°～25°减少幅度最大;(4)对研究区不同土地利用类型土壤抗冲指数在流域尺度进行了空间异质性模拟,总体表现出越靠近流域上游和侵蚀沟坡上位置的土壤抗冲性越大的特性,其中刺槐林地和草地表现更为明显。     

退耕地青海云杉人工林土壤抗冲性试验研究

青海云杉为青海省大通县的顶极植物群落树种,是当地退耕还林的主要树种.通过研究退耕地青海云杉人工林的土壤抗冲性,对于科学指导当地生产实践、制定退耕还林方案等十分必要.三因素三水平的正交试验结果表明,土层、坡度、流量对抗冲性的影响依次增强,以流量对抗冲性的影响最大.＜1 mm根数是影响土壤抗冲性的主要生物因素,＜1 mm根数越多,土壤抗冲性越强.青海云杉人工林根系为表层聚积、下层骤减的分布类型.表土层(0～20 cm)为根系密集分布层,＜1 mm根数占98.88%,根长占91.37%,该层根系对土壤颗粒的网络粘结作用最好,抗冲性最强,其平均值达到0.830 min/g,为中层(0.201 min/g)抗冲性的4倍.退耕还林还草工作中,应重视对在表土层中密集分布须根类型植物的应用.     

黄土高塬沟壑区植被自然恢复年限对坡面土壤抗冲性的影响

为评价黄土高塬沟壑区坡面植被自然恢复对土壤抵抗径流侵蚀性能的影响,以农地为对照,通过野外原位冲刷试验研究了不同植被恢复年限（0~28 a）的坡面土壤抗冲性变化及其与土壤性质和根系密度的关系。结果表明,1）土壤各项性质均随恢复年限的增加不断改善,其中土壤容重和崩解速率随恢复年限呈递减的指数函数关系（P<0.01）,而饱和导水率、有机质含量、水稳性团聚体、MWD及各直径根系密度则随年限以线性或指数方式递增（P<0.01）。2）植被恢复3 a的坡面土壤抗冲性较农地增加不显著（P>0.05）,恢复3a后土壤抗冲性显著增加1.98～9.82倍（P<0.05）,且土壤抗冲性与恢复年限呈极显著线性关系（R2=0.98,P<0.01）。3）土壤抗冲性与容重和崩解速率呈显著的负相关关系,与饱和导水率、有机质含量、水稳性团聚体及MWD则呈极显著正相关关系;抗冲性与根系密度的关系可采用Hill曲线模拟,<0.5 mm是提高抗冲性的最有效根系直径。4）土壤抗冲性的提高与土壤性质的改善和根系密度的增加密切相关,土壤容重、团聚体稳定性（MWD）及<0.5 mm根系密度是影响土壤抗冲性的关键因子。     

浦阳江下游江岸草本植物根系对土壤抗冲性的影响

采用7级目测法对浦阳江下游江岸草本植物进行了调研,筛选出了当地的优势草本,并对其根系密度、土壤抗冲性增强效应进行了分析,补充了植物根系对江岸土壤抗冲性影响的基础资料。研究发现:（1）浦阳江下游江岸的优势草本植物是狗牙根、水蓼、芦苇、芒、双穗雀稗;（2）5种草本植物根系（d≤1.0 mm）在土壤表层（0—30 cm）均有较多分布,根系密度随着土层的垂直分布深度增加而减少,其规律服从指数函数关系分布;（3）5种优势草本根系均能增强浦阳江下游江岸土壤的抗冲性,增强值分别如下:芦苇14.16,芒12.53,狗牙根5.39,双汇雀稗5.01,水蓼4.41。5种优势草本均能在浦阳江消落带植被构建中发挥土壤抗冲性增强效应,尤其是芦苇与芒的增强效应最为明显。     

狗牙根群落土壤-根系系统的结构及其抗冲刷与抗侵蚀性能的空间变化

[目的]探讨三峡库区消落带常见的物种狗牙根对库区消落带固土护坡的作用机理。[方法]结合野外调查和室内试验研究,对狗牙根群落根土复合体的结构、根土复合体抗冲刷与抗侵蚀性能及其空间变化进行研究。[结果]狗牙根根系对土壤抗冲性和抗蚀性都有显著的增强效应。随着狗牙根根系生物量的增加,土壤抗冲性和抗蚀性能力也随之增强,且根系生物量与土壤抗冲性和抗蚀性有线性相关性;土壤的抗冲刷与抗侵蚀能力还受消落带海拔梯度的影响,随着海拔梯度的上升,土壤的抗冲刷与抗侵蚀能力逐渐增强,在175m高度达到最大。[结论]由于高度升高,被淹的时间缩短,狗牙根在高海拔地区的生长状况好于低海拔地区。     

安徽省大别山区上舍小流域植被根系与土壤抗冲性研究

 采用标准地调查方法,对大别山区上舍小流域不同植被类型根系,在040 cm土壤深度范围内按照10cm间隔分层采样,室内测定不同径级（<0.5,0.5～1.0,1.0～2.0和2.0～5.0mm）根系生物量和根系长度,同时在各标准地根系相似地段内,采用C.C.索波列抗冲仪,在0～40 cm深度范围内按照10cm间隔分层测定土壤的抗冲性。结果表明:植被根系主要分布在0～40 cm土层内,表土层根量最大,根径<1.0mm的细根在根长上占有绝对优势;同一植被类型表土层土壤抗冲能力大于心土层;植物根系,尤其是根径<1.0mm的细根具有较强的固持土壤功能,细根长、根质量、根密度与土壤抗冲指数之间的相关系数分别为0.817 3、0.715 9和0.6434,可知,细根长是影响土壤抗冲性的关键因子;不同植被类型土壤的抗冲性与土壤非毛管孔隙度具有很高的相关性,表明森林植被的固土功能是通过根系改善土壤的物理性质,创造具有抗冲能力的生物土壤复合体结构实现的。     

黄土丘陵区不同盖度生物结皮土壤抗冲性研究

按藓类植物所占结皮面积比例为盖度划分标准,采用变坡度水槽研究了不同盖度生物结皮对土壤抗冲性及黏结力、有机质、容重等理化属性的影响,探索了生物结皮理化属性与抗冲性之间的关系。结果表明:结皮容重随结皮盖度的增加呈不断减小的变化趋势4,盖度(苔藓盖度>80%)平均结皮容重比1盖度(苔藓盖度<20%)减小了16%;土壤黏结力、有机质、>5 mm水稳性团聚体百分比均随着结皮盖度的增加而增大。生物结皮通过本身分泌的有机凝胶体和多聚糖等胶结物质及菌丝之间的缠绕、包裹等作用,不但改善了土壤本身的理化属性,而且增强了松散土粒与土粒之间的黏结作用;结皮土壤抗冲刷时间随着结皮盖度的增加而延长,土壤侵蚀率随着结皮盖度的增加而减少,证实了结皮的形成和发育减少或避免了土壤侵蚀的发生与发展;生物结皮提高土壤抗冲性的作用主要表现在生物结皮提高了土壤黏结力与团聚体含量上。     

黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的关系

采用室内盆栽与原状土冲刷相结合的方法,设置了裸地对照(CK)、低种植密度黑麦草(H1)和高种植密度黑麦草(H2)3种处理,对3种处理在不同生长阶段的土壤理化性质和根系变化进行研究,分析了黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的相关关系。结果表明:(1)处理CK的容重、有机质含量和水稳性团聚体在4个生长阶段波动变化,但变化范围较小;随生长周期的延长,H1和H2处理的土壤容重呈下降趋势,有机质含量、水稳性团聚体、根表面积密度(RSAD,root surface area density)和根生物量密度(RWD,root weight density)呈增加趋势;在4个生长阶段,H1和H2处理各根径的RSAD表现为随根系径级的增大而减小。(2)CK和H2处理的土壤抗冲指数(ASI,anti-scourability index)在4个生长阶段无显著性变化;H1处理的ASI随生长时间的延长表现为逐渐增加的趋势,且在第16周,对ASI的影响最显著。(3)ASI与土壤容重呈幂函数递减关系,与有机质含量、水稳性团聚体呈幂函数递增关系,与RSAD、RWD之间均呈指数递增函数关系。(4)ASI与容重、水稳性团聚体、1.0~2.0,2.0~5.0,5mm径级的RSAD之间均无显著差异,与有机质含量、RSAD及RWD呈显著正相关(p0.05),与1mm径级的RSAD呈极显著正相关(p0.01)。     

黔中喀斯特地区岩性对表土理化性状及抗冲性影响

研究喀斯特地区岩性对土壤理化性状及抗冲性的影响,对探明石漠化机理具有重要意义。选取黔中喀斯特地区5种不同岩性上发育的表层土壤,分别测定其理化性状和抗冲性。结果表明：岩性对土壤机械组成、容重、孔隙度和有机质含量均有显著影响。碳酸盐岩（石灰岩和白云岩）发育的土壤理化性状最好,砂岩类（长石砂岩和紫色长石石英砂岩）次之,煤系地层土壤结构最差。煤系地层的抗冲性能也显著低于其他岩性组。因此进行喀斯特地区水土流失防治时,应针对不同岩性土壤状况分别治理,尤其加强煤系地层土壤流失防治工作。     

花岗岩崩岗不同层次土壤抗冲性及其影响因素

针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的淋溶层(A层)、淀积层(B层)、过渡层(BC层)以及母质层(C层),采用不同坡度(8.8%,17.6%,26.8%,36.4%,46.6%)和不同流量(0.2,1.0L/s)相结合的室内放水冲刷试验,分析崩岗各层次土壤的抗冲性指数,初步探讨花岗岩崩岗不同坡度及各层次土壤主要理化性质对抗冲性的影响。结果表明:(1)湖北通城县崩岗土壤A层、B层、BC层以及C层的理化性质存在较大差异。(2)当流量一定时,随着坡度的增大,土壤的抗冲性指数均表现为减小的趋势;当坡度一定时,大流量条件下土壤的抗冲性指数较小;在相同坡度和流量条件下,土壤的抗冲性指数均由A层向C层递减,说明A层抗冲性能最好,C层最差。(3)各层次的土壤抗冲性指数随坡度呈显著的线性递减关系(p0.05),土壤的抗冲性能随坡度的增加而减小,其中A层回归方程的系数项绝对值最大,常数项也最大,说明A层的抗冲性随坡度的变化最快,抗流水侵蚀能力最强,土壤流失量最少。(4)土壤抗冲性与粉粒含量、黏粒含量、水稳性指数、渗透系数呈正相关;与土壤干密度、砂粒含量呈负相关,其中和干密度以及水稳性指数的相关性较高,表现为极显著相关;土壤抗冲性与有机质含量、CEC、游离氧化铁呈正相关,与土壤pH呈负相关,其中与有机质含量的相关性系数大于0.9,相关性极显著。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗冲性特征研究

对紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗冲性特征及其主要影响因素进行研究，结果表明：（1）径流含沙量在土壤冲刷过程中总体呈递减趋势。但传统农耕地7～10min后径流含沙量有增大趋势，径流含沙量表现为传统农耕地（0.81g／L）〉农林混作型耕地（0.73g／L）〉园地（0.69g／L）〉竹林地（0.58g／L）；（2）在整个冲刷过程中，随着时间增加，土壤抗冲指数逐渐增大，竹林地抗冲性能最强，园地和农林混作型耕地抗冲性能较为接近，抗冲性能最弱的为传统农耕地；（3）土壤抗冲指数依次为竹林地（1．37min／g）〉园地（0.99min／g）〉农林混作型耕地（0.92min／g）〉传统农耕地（0．70min／g），竹林地、园地、农林混作型耕地的抗冲指数分别是传统农耕地的1．96，1．41，1．31倍；（4）根系对紫色土的保护作用明显，抗冲性的增强效应依次为竹林地〉园地〉农林混作型耕地〉传统农耕地。     

不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征

土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一,为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征,采用原状土冲刷槽和静水崩解法,分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性,并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明:随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势,始粒期土壤抗侵蚀能力最强,苗期最弱;在大豆苗期与分枝期,土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱;大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强,其次为0~5 cm土层;土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平(p0.01),且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护,避免地表长期裸露,培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。