沟壁侧面蒸发与黄土高原环境旱化关系初探

 为定量研究沟壁侧面蒸发对加速黄土高原环境旱化的作用,在侵蚀强烈的水蚀风蚀交错带选择典型冲沟,分别在沟岸地（邻近沟缘的沟间地部分）距冲沟沟缘20、100、200、300、400、500、600cm处布设中子管,研究沟岸地土壤水分的垂直分布及其动态变化。结果表明:土壤水分在距沟缘500cm范围内随距离增加而增加,证明了沟壁侧面蒸发作用的客观存在;对距沟缘不同距离0～300cm土层土壤储水量动态变化的研究表明:降雨发生时,不同距离各点的储水增量并无显著差异,但距沟缘20 cm处土壤水分损失最快,而500 cm土壤水分损失最慢,证明了沟壁侧面蒸发通过加速土壤水分蒸发加速黄土高原环境旱化的客观事实。沟岸地土壤储水量与距沟缘距离幂函数关系的确定为定量化研究沟壁侧面蒸发加速黄土高原环境旱化程度奠定了初步基础。     

秸秆还田对西藏中部退化农田土壤水分的影响

对西藏中部退化农田进行秸秆还田后的土壤水分效应以及土壤水分与土壤有机质、土壤速效养分的关系进行了探讨,初步结果表明,在西藏高原干旱、半干旱条件下,秸秆直接还田,特别是高茬和秸秆覆盖由于使土壤表层环境得以较好保护,对遏制土壤风蚀、减少土壤水分蒸发具有重要作用。同时,由于土壤水分对土壤环境、土壤过程的深刻影响,土壤有机质、碱解氮、速效钾含量均随之提高,土壤速效磷含量则与土壤含水量呈微弱负相关。     

陕北黄土区衰退沙棘人工林改良土壤的作用

为研究衰退沙棘人工林对土壤的改良功能,对陕北黄土区衰退沙棘人工林分轻度、中度、重度3种衰退类型进行了研究。结果表明:(1)3种衰退类型沙棘人工林0—60cm土层土壤速效磷、速效钾含量较对照均有提高。(2)轻度衰退沙棘人工林对40—60cm土层土壤有效氮,0—20cm速效磷含量有显著提高作用。对20—40cm土层土壤有效氮含量有极显著提高作用(由14.23mg/kg增至22.39mg/kg)。中度衰退沙棘人工林对20—60cm土壤有机质、有效氮有显著提高作用。重度衰退沙棘人工林对0—20cm土壤全氮含量的提高作用显著低于对照坡面。(3)3种衰退类型沙棘人工林对20—40cm土层速效磷含量的作用表现为中度衰退沙棘人工林最大,其次是轻度衰退沙棘林。其他土层则表现为随着衰退程度加深,沙棘人工林对土壤改良作用减弱。     

渭北旱塬矮化苹果园滴灌下土壤剖面水分和养分时空分布特征

通过采集渭北旱塬矮化果园4个不同时间点(4月2日,5月1日,5月30日,8月13日)的土壤剖面样品,分析滴灌施肥下土壤剖面水分和养分时空分布的特征。结果表明:(1)前期土壤剖面水分集中分布在滴灌点附近,水平迁移距离20 cm,垂直迁移距离100 cm;后期滴灌和降雨增多,导致在60—100 cm深土层出现较高的土壤水分含量,土壤水分在水平方向上有明显的分布差异。(2)土壤硝态氮表现出明显的随水移动规律,且集中分布在水分湿润区边缘附近,垂直迁移距离大于水平距离。(3)土壤速效磷、速效钾在土壤剖面呈现出"表聚现象",速效磷主要分布在水平方向0—20 cm,垂直方向0—30 cm区域,速效钾主要分布在水平方向0—40 cm,垂直方向0—40 cm;均表现滴灌点区域含量高,远离滴灌点含量相对较低,具有明显的空间分布差异。在水平方向20—40,0—40 cm深土层速效钾含量相对较低,出现较明显的低值区域,后期该区域出现水平方向远离。(4)建议减少灌溉量,水分入渗深度应控制在0—40 cm,从而减少氮素淋溶流失;合理调整滴灌点与树干的距离,保证当年新生根系能吸收到充足氮、磷、钾养分。     

不同放牧强度对肃北高寒草原土壤肥力的影响

对肃北高寒草原不同放牧强度下不同土层的土壤肥力变化等进行了研究.结果表明:(1)高寒草原土壤物理性质的变化对土壤化学性质具有重要的调控作用.土壤化学性质对土壤肥力的演变则具有关键影响.(2)随着放牧强度的提高,0-10 cm,10-20 cm土层土壤容重均呈不同程度的增加,土壤孔隙度、土壤含水量则分别呈显著的递减趋势.(3)轻度放牧草地土壤有机质、土壤全氮含量高于中度放牧和重度放牧草地,20-30 cm土层有机质随放牧强度的增大呈明显下降趋势,即随放牧强度的增大草地深层土壤肥力呈退化趋势;肃北高寒草原的速效养分以多氮少磷富钾为特点,土壤速效氮、磷、钾含量在总体上随放牧强度的增加呈下降趋势.(4)在剖面上不同土层0-10 cm.10-20 cm.20-30 cm.随着土层深度的增加土壤有机质、pH值、土壤全氮、土壤速效氮、速效磷含量呈增加趋势.相反速效钾呈下降趋势.     

皆伐对杉木林土壤养分的短期影响

对杉木林刚皆伐和皆伐半年后的土壤剖面的pH值、有机质、水解性氮、速效磷和速效钾含量进行了分析,目的在于为杉木人工林的更新和维护地力的机制提供依据.与刚皆伐各土层的土壤相比,皆伐半年后相应土层的土壤pH值均有所下降,土壤有机质及除土层0-5 cm外的速效磷和速效钾含量均有所增加,而水解性氮含量在一些土层增加,在其它土层中下降.     

植被恢复对高速公路工程堆积体土壤性质的影响

以红壤区植被恢复5 a的昌栗高速工程堆积体为研究对象,研究植被恢复对工程堆积体土壤理化性质的影响。沿线选择6个工程堆积体,在堆积平台设置标准样方,采集土样,分析土壤的理化性质。研究结果表明:(1)0～10 cm土壤密度及含水量都最小,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度都最大; 20～40 cm土壤密度及含水量都最大,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度都最小。随着土层的增加,土壤密度、含水量逐渐增加,田间持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度逐渐降低;(2)0～10 cm土层有机质、速效氮含量都最大,速效钾、速效磷含量最小,10～20 cm的速效钾、速效磷都最大。随着土层的深入,不同的化学性质呈现出不同的变化趋势,有机质逐渐降低,而速效钾、速效磷呈现先增加后降低的趋势,而速效氮含量逐渐降低。由此可见,植被恢复5 a后,土壤的理化性质得到不同程度的改善。     

半干旱黄土区水平阶整地人工油松林地土壤水分和养分状况

水平阶整地是半干旱黄土高原丘陵沟壑区普遍应用的一种抗旱造林措施。为研究水平阶整地措施对人工油松林的影响,对20a高密度人工油松林样地的土壤水分和养分状况进行了研究。结果表明,雨季末各样地0—160cm土层的平均土壤含水量为5.43%,其中0—60cm土层为6.94%,60—160cm土层为4.53%,雨季对各样地的土壤水分补给量很小;碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和全氮具有表聚性,尤其是0—10cm土层表聚性显著,全磷和全钾表聚性不明显;各样地pH值均大于8;0—100cm土层的全磷、速效磷、全钾和速效钾平均含量为中等水平,有机质、全氮、碱解氮为低或很低水平。结果说明在半干旱黄土区降水量不足的情况下,人工植被密度如果过大,会恶化土壤水分和养分的状况,所以人工疏伐就成了人工林后期管理和经营中必要的环节。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植物群落与土壤环境因子的对应分析

根据在黄土高原丘陵沟壑区安塞33个退耕地自然恢复植被样方的调查数据,采用对应分析(Correspondence Analysis)和典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis)进行了植物群落排序和植物群落与土壤环境因子的对应分析。结果表明:在40 a的演替过程中,退耕地植被大体上依次经历了猪毛蒿(Artemisia scoparia)为优势种的群落、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和长芒草(Stipa bungeana)为优势种的群落、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)为优势种的群落和白羊草(Bothriochloa ischaemun)为优势种的群落,4个群落的物种组成表现出较强的延续性和递进性。4个植物群落的土壤特性有明显的差异,对于0-60 cm土层的土壤养分和0- 500 cm土层的土壤水分,群落1的土壤水分和速效磷含量较高;群落2的全氮、速效氮含量较高;群落3的全磷和200-500 cm土层的水分含量较高;群落4的速效钾、土壤有机质含量较高。全磷、速效磷、土壤有机质和0-200 cm土层的土壤水分含量是显著影响黄土丘陵沟壑区退耕地植物群落变化的主要因子。要加速退耕地植被恢复和有效防止土壤流失,人工引种补播适宜物种和施肥值得重视。     

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。     

等高固氮植物篱模式对坡耕地土壤养分的影响

对坡耕地土壤剖面养分的研究结果表明，等高固N植物篱模式对养分的影响表现在对养分的归还和在土壤剖面的再分配。培植植物篱5年后，该系统中与植物篱不同距离位点0－40cm土层土壤有机质和全N含量分别比对照高1.2-2.3倍和0．5－0．7倍，有效磷和速效钾显著增加，表明植物篱可有效改善土壤养分状况。研究结果还表明在植物篱模式下0－60cm土层土壤有机质和全N含量均比种植带相应土层高，0－20cm土层有效磷和有效钾含量明显比种植带各位点相应土层高，表明植物篱与农作物之间无养分竞争；种植带下部0－40cm土层养分状况比种植带中部和上部相应土层优越，种植带上部各土层养分状况最佳；植物篱内40cm以下土层中有效磷和速效钾含量比种植带下相同土层低，说明植物篱根系可将土壤深层的P、K吸收并通过刈割枝叶返还种植带，发挥养分泵的功能。因此，植物篱通过生物固N和养分泵的功能提高种植带上层土壤养分含量和促进矿物养分循环。     

渭北旱塬矮化苹果园滴灌下土壤剖面水分和

通过采集渭北旱塬矮化果园4个不同时间点（4月2日，5月1日，5月30日，8月13日）的土壤剖面样品，分析滴灌施肥下土壤剖面水分和养分时空分布的特征。结果表明：（1）前期土壤剖面水分集中分布在滴灌点附近，水平迁移距离20 cm，垂直迁移距离100 cm；后期滴灌和降雨增多，导致在60—100 cm深土层出现较高的土壤水分含量，土壤水分在水平方向上有明显的分布差异。（2）土壤硝态氮表现出明显的随水移动规律，且集中分布在水分湿润区边缘附近，垂直迁移距离大于水平距离。（3）土壤速效磷、速效钾在土壤剖面呈现出"表聚现象"，速效磷主要分布在水平方向0—20 cm，垂直方向0—30 cm区域，速效钾主要分布在水平方向0—40 cm，垂直方向0—40 cm；均表现滴灌点区域含量高，远离滴灌点含量相对较低，具有明显的空间分布差异。在水平方向20—40，0—40 cm深土层速效钾含量相对较低，出现较明显的低值区域，后期该区域出现水平方向远离。（4）建议减少灌溉量，水分入渗深度应控制在0—40 cm，从而减少氮素淋溶流失；合理调整滴灌点与树干的距离，保证当年新生根系能吸收到充足氮、磷、钾养分。     

宁夏典型草原土壤理化性状对不同管理方式的响应

以宁夏典型草原为对象,研究封育、放牧和水平沟改良管理方式下草原土壤颗粒组成、土壤容重、有机质含量、全氮、水解氮、速效磷和速效钾的分布差异。结果表明,不同管理方式下0-40cm土壤以细沙粒和粗粉粒为主,占颗粒总量的58.46%～77.48%,管理方式对土壤质地无明显影响,但0-15cm土层粘粒和粉粒含量随封育年限的增加呈上升趋势;放牧能显著增加0-5cm土壤容重;管理方式对0-40cm土层有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量影响显著,以封育15,20,25年和水平沟改良10年的草地土壤养分含量较高,放牧草地最低;各管理方式下土壤养分含量表现为随土层深度增加而下降;典型草原土壤理化性状间存在显著相关性。     

黄土丘陵沟壑区山地苹果林土壤干化及养分变异特征

揭示不同树龄苹果林土壤剖面水分特征及土壤养分演变规律,探明土壤干化引起的养分失衡原因,对黄土高原丘陵沟壑区苹果林地土壤水分、养分科学管理以及果园合理施肥具有重要现实意义。以陕北米脂县为研究区,选取不同树龄山地苹果林为研究对象,分别测定了7 a、10 a、18a、25 a、30 a和41 a苹果林地0~1 000 cm土层土壤湿度和0~300 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量,分析测定了深度范围内土壤干化情况、各养分指标丰缺状况及其随种植年限和土层深度的变异特征及不同树龄苹果林地60~300 cm土层土壤水分与养分的相互关系。结果表明:黄土丘陵沟壑区不同树龄山地苹果林深层土壤均出现严重或强烈干化,0~1 000 cm土层平均土壤含水量随树龄增加呈先增加后降低再略有增加趋势。该地区不同树龄苹果林0~300 cm土层土壤有机质、全氮和碱解氮含量均处于极缺状态,全磷、速效磷含量较缺,速效钾含量中等。幼龄期果树土壤水分与有机质、全氮、碱解氮相关性显著,而盛果期及衰退期果树土壤水分与各养分含量相关性不显著。建议不同树龄果园除应采取蓄水保墒措施外,尤其应注重有机肥和氮肥投入,适当增施磷肥,可少施或不施钾肥。相较于由干化引起的养分失衡,该地区土壤干化问题更应引起关注。     

恩施州不同气候型旱地土壤肥力变化及肥力因子变异特征

分析了恩施州不同气候型旱地土壤肥力变化及肥力因子的变异特征。结果表明:(1)不同海拔带土壤类型随着海拔的上升和生物气候的变化而有规律地形成土壤垂直带谱;(2)随着海拔的升高,土壤pH值、速效磷含量保持相对的稳定,但土壤有机质、速效钾、碱解氮含量表现出明显的上升趋势;(3)土壤pH的变异最小,土壤有机质、碱解氮的变异次之,土壤速效磷和速效钾的变异系数明显大于其它3个土壤肥力因子;土壤速效磷和速效钾的变异系数表现出随着海拔的增加变异系数减小的趋势;(4)恩施州土壤肥力状况较20年前相比发生了明显的变化,尤其是土壤速效磷和碱解氮含量表现为明显的增加趋势。     

半干旱黄土丘陵区不同坡位退耕还林还草地土壤养分的变异规律

在宁南山区黄土丘陵区开展了退耕还林还草工程效益监测研究,测定了不同坡位退耕还林还草地的土壤养分。对土壤养分单因子分析结果表明:在同一坡面上,随着坡位的降低,退耕还林还草地0—100 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷平均含量增加;从不同坡位退耕还林还草地各层土壤养分含量来看,随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量在降低。说明半干旱黄土丘陵区林带间种植的苜蓿经营粗放,加剧了土壤养分的失调。     

晋西黄土区长期人工林恢复对土壤水分和养分性质的影响

黄土高原地区是我国水土流失和环境问题严重的地区之一,人工植被恢复可以有效改善土壤性质,提高土壤质量,明确长期人工植被恢复后土壤水分和养分性质的响应差异,有利于进一步有效改善生态环境。选取晋西黄土区自然恢复的次生林地、人工刺槐林地、人工油松林地3种典型植被恢复类型为研究对象,通过测定土壤物理性质以及有机碳、氮磷钾元素含量等土壤养分,对比分析长期不同人工林恢复条件下的差异。结果表明:(1)次生林地、刺槐林地和油松林地在0-20 cm浅层土壤的容重分别1.15,1.04,1.06 g/cm³,次生林地的容重最大,土壤容重随着土层深度的增加而增大;(2)次生林地在浅层的土壤水分状况优于刺槐林地和油松林地,土壤水分消耗期(生长季开始前)过渡到积累期(生长期开始)时,次生林土壤水分动态变化更剧烈;(3)次生林地土壤碳储量较高,油松林地土壤氮、磷储量较高。3种林地土壤养分垂直变化差异显著,且均具有明显的表聚性,有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效钾含量均随着土层深度的增加而减少,而速效磷含量随着土层深度的变化表现为先增大再减小。以水养条件为依据,建议在植被恢复过程中多以保育次生林为主来达到较好的水碳储量等生态效益,有利于优化晋西黄土区的林分管理,促进植被恢复和生态建设。     

不同干扰对黄土区典型草原土壤理化性质的影响

以黄土区云雾山典型草原为研究对象,分析4种干扰方式(封育、封育+施肥、封育+火烧和放牧)对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)在0-50cm土层,封育、封育+施肥、封育+火烧地的土壤容重随土层深度的增加而增加,放牧地的土壤容重随土层深度的增加而减少。其中,在0-20cm土层,放牧显著高于其他3种干扰方式,封育+施肥显著低于其他3种干扰方式;(2)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤含水量随土层深度的增加而增加,依次为封育+火烧>封育+施肥>封育>放牧;(3)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤有机质、全氮和速效钾含量随土层深度的增加而减少;火烧地的全磷含量随土层深度增加而减少,其他3种干扰方式的全磷含量呈现先增加后减少的趋势。在0-30cm土层,4种干扰方式土壤养分(有机质、全氮、全磷和速效钾)含量为封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,且放牧会导致0-10cm所有养分含量显著降低(P<0.01)。(4)4种干扰方式,有机质与全氮、全磷和速效钾呈极显著的正相关关系(P<0.01)。     

黑土区低山丘陵坡耕地侵蚀沟浅层土壤养分特征及其影响因素

[目的] 研究黑土区低山丘陵地形侵蚀沟土壤养分特征及其影响因素,为黑土区土地资源合理运用,土壤肥力精确化管理和退化土壤修复工作提供数据与理论支持。[方法] 以黑龙江省延寿县不同发育类型侵蚀沟表层土壤作为研究对象,对0—40 cm层侵蚀沟各部位的土壤进行取样测定,量化分析土壤养分特征。[结果] ①不同侵蚀沟道间有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量较CK差异显著(p＜0.05),随侵蚀沟发育,0—40 cm层的土壤有机质含量呈递减趋势,土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量总体呈下降趋势。随着土层加深,土壤养分差异显著(p＜0.05),呈下降趋势。受侵蚀—沉积影响,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量在沟头段降幅明显;土壤有机质、有效磷、有效钾含量在沟尾因沉积作用下降平缓。②土壤退化指数在0—40 cm层呈A₂＞A₁＞A₃,随侵蚀沟发育,土壤退化程度加重。[结论] 土壤养分与容重总体呈显著负相关,与土壤水稳性团聚体含量、黏粒含量呈显著正相关;土壤剖面与构型差异是造成土壤养分差异的根本原因,侵蚀沟发育是土壤养分变化的次要原因,土壤有机质、全氮、全钾含量也受到部位差异影响。     

不同覆盖材料对玉米幼苗生长和土壤养分含量及分布的影响

采用盆栽试验方法 ,研究了半腐熟的小麦秸秆和城市生活垃圾、地膜、高粱秆席片、纸板等覆盖材料对玉米幼苗生长以及土壤有机质和速效氮、磷、钾含量分布的影响。结果表明 :秸秆、地膜和席片覆盖显著地增加了玉米株高、地上部植株干重、根系干重和叶片数 ,促进了玉米幼苗的生长发育 ,而纸板和垃圾的作用不显著 ;与其它覆盖材料和对照相比较 ,秸秆和垃圾覆盖材料明显地提高了上 (0～ 7cm)、中 (7～ 14 cm)、下 (14～ 2 1cm) 3层土壤中的有机质和速效氮、速效钾的含量 ,而速效磷的增加上层土壤 (0～ 7cm )大于中层土壤 (7～ 14 cm ) ,下层土壤(14～ 2 1cm)没有增加。