荔枝果园治理措施对侵蚀退化赤红壤理化性质的影响

通过对稻草覆盖和客土措施(Ⅰ和Ⅱ)建立荔枝果园14年后严重侵蚀赤红壤理化性质进行研究。结果表明:①建立荔枝园后,采取措施的果园土壤的物理性质有明显改善,表层土壤容重和结构体破坏率呈措施Ⅰ<措施Ⅱ<对照的变化趋势。措施Ⅰ和措施Ⅱ表层土壤最大持水量分别是对照的1.75倍和1.65倍,措施Ⅰ和Ⅱ>0.25 mm水稳性团聚体含量分别比对照增加51.88%和42.52%。②措施Ⅰ和措施Ⅱ表层土壤有机质、全N、全P、全K和土壤速效性养分含量明显提高,其中土壤速效K含量增加幅度最大。③利用灰色关联法对土壤肥力进行综合评价,果园不同治理措施土壤物理、化学性质排列顺序为:措施I(1.000)>措施II(0.782)>对照I(0.333),措施I(0.923)>措施II(0.801)>对照I(0.333),表明果园覆草措施是改良侵蚀退化赤红壤的有效途径之一。     

严重侵蚀红壤封禁管理马尾松林水源涵养功能的恢复研究

对严重侵蚀红壤封禁管理马尾松林的水源涵养功能进行了研究 ,结果表明 :封禁管理后的马尾松林总持水量为 1717 872t/hm2 ,比对照的大 2 19 112t/hm2 ,其中地上部分持水量为 2 4 72 2t/hm2 ,是对照的 2 7 2倍 ,土壤 0～ 40cm土层最大持水量为 1693 15t/hm2 ,比对照的高 196 2 1t/hm2 ;表土层的初渗率和稳渗率均比对照的高。说明封禁管理治理模式马尾松林的水源涵养功能已有一定程度恢复     

不同类型毛竹林土壤渗透性研究

以福建省永安市天宝岩自然保护区典型的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)为研究对象,对其土壤渗透性能及影响因子进行了研究。结果表明,在0-40 cm土层中,初渗率、稳渗率、平均渗透速率、渗透总量的排列顺序为:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ;在40-60 cm土层中,初渗率、稳渗率、平均渗透速率、渗透总量的排列顺序为:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,即不同层次毛竹纯林的土壤渗透性能最好,初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量平均分别为10.73,7.68,8.94 mm/min和354.23 ml/cm2。土壤物理、化学、土壤酶活性对土壤渗透性有重要影响,土壤渗透性指标与土壤容重、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、非毛管孔隙度、总孔隙度、排水能力、全氮、水解氮、蔗糖酶、过氧化氢酶极显著相关,与毛管孔隙度、全磷、速效钾显著相关。对影响土壤渗透性的指标进行因子分析表明,三个主分量的方差累积贡献率为86.952%,基本解释了总方差,信息损失量较少。     

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。     

三种不同林分的保护水土功能分析

以系统生态学原理,探讨了湖南省邵东县红壤上3种不同类型水土保持林的保护水土功能。结果表明:每公顷水土保持林的植被层的持水能力是相同面积的荒坡地的植被层持水能力的7.55~7.93倍;20 cm深土壤非毛管孔隙度比荒坡地多23.53%~43.82%,总孔隙度大17.20%~25.27%;20 cm深土层土壤含水率比荒坡地高10.55%~15.60%;土壤毛管持水量是荒坡地1.11~1.21倍;荒坡地最大持水量只有水土保持林的82.83%~92.69%;水土保持林地表径流系数只有荒坡地的51.49%~59.41%,土壤侵蚀模数比荒坡地减少了33.78%~46.35%;水土保持林都具有较好的水土保持功能,相互比较,阔叶树种混交林的水土保持功能优于针阔混交林。     

铁尾矿废弃地火炬树林水土保持功能

为了研究火炬树对铁尾矿废弃地土壤基质改良及水土保持功能的作用,以铁尾矿废弃地火炬树乔木林为研究对象,并以灌草林地和裸尾矿为对照,分别布设径流模拟场和土样采集地,对3种立地类型样地内土壤物理性质(土壤孔隙度和容重)、土壤水分状况和产流产沙情况进行测定,比较火炬树乔木林和灌草林对铁尾矿基质改良的差异性及其不同植被恢复林地的水土保持功能。结果表明:(1)火炬树样地在提高土壤总孔隙度和毛管孔隙度方面明显优于灌草林样地,更高于裸尾矿地;而3个样地的土壤容重差别不明显。(2)火炬树样地的土壤田间持水量、毛管持水量和饱和含水量相对裸尾矿样地分别提高了46%,35%和27%。相对灌草地分别提高了41%,25%和0.3%,改良作用也明显优于灌草样地。(3)土壤水分的初渗速率由大到小依次为火炬树(12.73mm/min)灌草(11.45mm/min)裸尾矿(9.66mm/min)。稳渗速率由大到小依次为裸尾矿(8.49mm/min)火炬树(7.88mm/min)灌草(7.62mm/min)。表明火炬树样地蓄水保水能力最强。(4)火炬树样地虽产生地表径流次数较多(14次),径流量较大(68 403.5t/km2),但流失水土的含沙量和侵蚀量分别仅为裸尾矿地的3%和2%。在火炬树发生水土流失的同时,灌草地均产生径流,水土流失的含沙量、侵蚀量和径流量分别为火炬树样地的1.55倍,1.35倍和1.32倍。     

3种复合种植模式对退化红壤质量恢复的初探

为了探讨在金沙江干热河谷不同复合种植模式与对退化红壤质量恢复效果方面的关系,以土壤物理性肥力、化学性肥力、蓄水能力、土壤剖面特性和生物治理效益为指标,进行分析和研究。结果表明:(1)退化红壤经过各模式治理后,土壤理化性质得到改善,通气孔隙度和>1mm团聚体都增加,容重分别是对照区的0.89倍、0.83倍和0.93倍,明显降低。(2)治理、恢复3年,种植模式木豆 酸角、柱花草 酸角、象草 酸角,0～30cm土层有机质分别较对照地增加1.76倍、1.74倍和1.09倍,全氮和有效养分增加幅度也很大。(3)在同一施肥状态下,各模式土壤营养元素在水平和垂直空间土层内都存在明显差异,并且表层土壤理化性质明显好于深层土壤理化性质。(4)各模式经济效益明显增加,分别是对照地的54倍、10倍和28倍;土壤实际蓄水效益也是对照的16.0倍、7.0倍和4.2倍,处理1最高土壤水分滞留量达2.7×104t/hm2,水土保持效益明显。综合各治理指标,发现木豆 酸角模式对改良退化红壤质量取得的综合效益最明显。     

营造台湾相思水土保持林对土壤抗蚀性影响

通过对营造台湾相思水土保持林及对照的土壤抗蚀性研究,结果表明：与对照相比,处理地的土壤分散率和侵蚀率,结构体破坏率和EVA值分别降低了10．11％,8．35％,24．75％和38．08％,而＜0．001mm粘粒含量,团聚度分别增加了4．88％和14．84％,＞0．25mm,水稻性团粒结构和EMWD分别是对照的1．44倍和1．62倍,说明侵蚀丘陵地营造台湾相思后土壤的抗蚀性能有一定程序的提高。     

严重侵蚀红壤不同治理模式群落能量的研究

通过对长汀河田严重侵蚀红壤采取种草促林、乔灌混交、乔木混交3种不同治理模式及对照群落的能量进行研究,结果表明不同治理模式群落各层次的干重热值大小顺序均为乔木层>灌木层>草本层>苔藓层,对照则为乔木层>草本层;不同治理模式群落的能量主要积累在乔木层中,其能量现存量大小顺序为模式Ⅱ>模式Ⅲ>模式Ⅰ,且均远大于对照;不同治理模式群落的太阳能转化率分别为0.27%,1.55 %,0.78%,而对照仅为0.023%,模式Ⅱ的能量生产能力已经基本恢复,而模式Ⅰ和Ⅲ还有较大的提高空间.因此,从能量生产角度来看,模式Ⅱ的治理效果最好,模式Ⅲ次之,模式Ⅰ较差.     

黑土区胡枝子林地土壤蓄渗性能

胡枝子是一种水土保持灌木,由于其较耐干旱瘠薄,保持水土和改善生态环境效果显著,在东北黑土区被广泛应用,现已成为该区的主要水土保持树种之一。目前,对其林地土壤的蓄渗性能研究与评价的较少,使其水土保持效益定量评价缺少数据支持,因此,对胡枝子林地土壤的蓄水与渗透性能进行了测试。试验结果表明:其毛管持水量增加1.16倍,稳渗速度增加5.92倍,稳渗时间胡枝子林地比对照提前了90 min,说明胡枝子具有显著的改良土壤结构、保持水土作用,是优良的水土保持植物,应予以大力推广使用。     

滦河上游不同密度油松林水源涵养功能研究

为了探知不同密度油松林人工林的水源涵养功能高低,选取木兰围场8个密度油松林的枯落物与土壤进行研究,利用水源涵养指数来比较各林分的水源涵养功能的高低,结果表明:（1）枯落物重量与有效拦蓄量变化趋势是随着密度的增加而增大,而枯落物最大持水量处于自身重量的2～4倍,最大持水率在250.61%～310.66%。（2）随着密度的增加土壤的最大持水量、非毛管孔隙度与非毛管蓄水量都是先是增加后减小,而最大持水量在1 800株/hm²达到了最大值为2 868.0 t/hm²;毛管孔隙度、毛管蓄水量与总孔隙度都没有明显的规律可言。（3）随密度的增加油松的水源涵养指数是呈现增加趋势的,其中的最大值是最小值的1.35倍,当密度处于1 500株/hm²时,指数趋于稳定,在1 500～1 800株/hm²时水源涵养指数较高。     

赣南丘陵区典型林分水源涵养功能评价

[目的]明确不同林分类型整体水源涵养能力的差异性,为赣南丘陵区水源涵养功能和生态系统服务的恢复提供理论依据。[方法]以赣南丘陵区江西省赣州市崇义县境内两种主要天然林(楠木和毛竹),以及两种典型人工经济果林地(脐橙和茶)为研究对象,利用水浸法和双环法对林分的枯落物层与土壤层的持水性进行测定,同时利用熵权法对枯落物层和土壤层的相关指标进行综合评价。[结果]①4种林分枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量范围分别为9.19~16.70,13.43~31.02,6.99~14.08 t/hm²;土壤非毛管孔隙度、有效持水量和最大持水量均值范围分别为5.80~10.05%,57.98~100.50,447.76~580.17 t/hm²,均为楠木林最大,茶林最小。②4种林地土壤初渗速率与稳渗速率变化趋势相一致,排列顺序为:毛竹林>楠木林>茶林>脐橙林。③在4种林分水源涵养能力综合评分中,两种天然林要高于两种经济果林。④土壤稳渗速率是影响林分整体水源涵养能力最显著的指标,其次为枯落物最大持水量和有效拦蓄量,而土壤容重的影响最低。[结论]赣南丘陵区两种天然林水源涵养能力高于两种经济果林,而该区域人工经济果林水源涵养能力的大幅度降低将进一步导致土地退化,加速水土流失,是区域可持续发展的重要生态风险隐患之一。     

珠江源头区几种主要林分类型下土壤的水分涵养功能研究

通过对珠江源头区几种主要的植被类型——云南松林、华山松林、云南松＋栓皮栎、云南松＋旱冬瓜林、早冬瓜林、滇石栎林、高山栎林等林分土壤的水源涵养功能进行研究，分别从土壤吸湿水分的能力、枯落物截留状况、渗透性能以及水土流失状况方面进行了分析．认为：阔叶林地表枯落物含量较多，分解速度也最快，土壤渗透功能及持水能力也最强，其次为针阔混交林，针叶纯林的持水保土功能最差。地表径流量以针阔混交林〈阔叶林〈针叶林依次递减．但其差异较大，地表径流最大的云南松针叶林是最小的高山栎灌丛的2．18倍，泥沙量最大的云南松林是最小的云南松＋栓皮栎林的25．65倍，而阔叶林与针阔混交林差异不大，研究表明针叶林下土壤的水分涵养功能较差，而针阔混交林和阔叶林则较强。     

北京市松山不同海拔油松林枯落物及土壤水文效应

以北京市松山4个海拔梯度(751,890,1 012和1 211m)的油松(Pinus tabuliformis Carr)天然林为对象,对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:(1)枯落物总蓄积量、枯落物最大持水量和最大持水率均随海拔的升高先增大后减小;(2)枯落物的总储量为9.03~27.75t/hm2,最大持水量为26.66~90.54t/hm2,与浸泡时间呈明显的对数关系(R0.93);最大持水率为287.62%~296.73%,与浸泡时间呈明显的幂函数关系(R0.99);(3)土壤容重随海拔升高而减小,其变化范围为1.38~1.66g/cm3,总孔隙度随海拔升高先减小后增大;(4)土壤初渗速率相差较大,稳渗速率为1.95~7.06mm/min,入渗速率与入渗时间呈幂函数关系(R0.70)。综合分析得出,低海拔油松天然林水源涵养功能较强。     

坝上地区退耕还林地土壤水文生态特征

 为明确退耕林地不同植被类型土壤层的水文生态效应及其水源涵养功能,通过野外取样与室内测试的方法,以封育草地为对照,定量研究坝上地区典型区域张北县沙棘林、柠条林和榆树林等退耕林地的土壤颗粒粒径分布、水分物理性质和入渗性能等水文生态特征。结果表明:不同植被类型同一土层间土壤密度、孔隙度与持水性能差异显著,同一植被类型内不同土层间各指标差异不明显;与草地相比,林地能较好地改善土壤结构,土壤水文生态效应好于草地;4种植被类型的土壤颗粒粒径分布主要集中在1～0.05 mm范围内,约占64.08%～71.13%;林地土壤密度小于草地,榆树林、沙棘林和柠条林的土壤密度分别比草地的减小25.26%、24.98%、16.49%;土壤孔隙度以及土壤饱和持水量、有效持水量表现为沙棘林>榆树林>柠条林>草地;入渗速率与入渗时间遵从f=at-b的幂函数关系,柠条林、沙棘林和榆树林的稳渗速率分别为草地的4.96、3.18和2.88倍。研究结果可为坝上地区退耕林地生态效应的评价提供理论依据。     

几种保水材料对砂质潮土水分参数的影响

针对砂质潮土水分容量低、持水性差、渗透性强的问题,通过土柱试验比较几种保水材料与沙土培养前后对水分运动参数的改善效果。试验保水材料为:2%生物炭、2%秸秆和0.1%保水剂,施入方式包括2种:与沙土混匀和25 cm处铺层。结果表明:2%生物炭和2%秸秆与沙土混匀总入渗时间分别为各自铺层处理的1.88倍和1.66倍,入渗完成时入渗率降低;而0.1%保水剂在土柱中铺层比混匀延长1.82倍。不同土柱总入渗时间依次为保水剂铺层 > 保水剂混匀 > 秸秆混匀 > 生物炭混匀 > 不添加保水材料的对照（CK）＝秸秆铺层 > 生物炭铺层。混匀处理土柱培养30 d后,各土柱总入渗完成时间均大于培养前,其中生物炭与秸秆总入渗时间分别提高了2.88倍与1.50倍,极大改善沙土漏水。与CK相比,生物炭、秸秆和保水剂的饱和导水率分别降低了6.1%,22.3%,82.4%;培养30 d后分别降低了77.2%,10.5%,79.1%。综上,保水剂铺层施用效果好于混匀,而其余材料与沙土混匀效果较好;随施用时间延长,生物炭和秸秆对沙土水分参数的改善效果较为明显,本结果可以为砂质潮土渗透、持水能力的改良提供方法及数据参考。     

河套灌区不同掺沙量对重度盐碱土壤水盐运移的影响

采用室内土柱模拟试验,研究不同掺沙量对土壤入渗特征与水盐运移的影响。共设置了CK(不掺沙)、S1(掺沙2%)、S2(掺沙4%)、?、S15(掺沙30%)16个试验处理,测定不同处理试验期间土壤含水率和含盐量的变化。结果表明:1)随着土壤表层掺沙量的增加,土壤的累积入渗量与湿润峰运移速度都呈逐渐增加的趋势;当掺沙比例为18%～24%时,土壤稳定入渗速率在0.065～0.091 mm/min之间;掺沙比例为26%～30%时,土壤稳定入渗速率大于0.1 mm/min,土壤持水能力较低。2)不同处理在7、11、15 d的土壤平均含水率差异显著(P0.05),适当增大掺沙量可以有效促进土壤水分向下运移,掺沙比例过大会降低土壤的持水能力。3)当掺沙比例小于24%时,不同处理7 d的土壤含盐量差异显著(P0.05);S9～S12处理在20 d时30 cm土层的土壤含盐量相比不掺沙的处理降低90%以上,能够同时保证土壤的脱盐能力和持水能力。4)Kostiakov模型能够很好地在本研究中对土壤水分入渗过程进行模拟。该研究结果可为表层土壤掺沙改良河套灌区重度盐碱地提供理论支持。     

氮添加对亚高山针叶林土壤结构及水分入渗性能的影响

为探究大气氮沉降增加导致的土壤团聚体结构变化规律及其对土壤水分入渗性能的影响,在贡嘎山针叶成熟林和中龄林内分别设计2种氮肥形态[(NH₄)₂SO₄、KNO₃]和4个浓度水平(0,10,20,40 kg/(hm²·a)N)的添加试验,研究不同形态大气氮沉降对亚高山森林土壤团聚体结构和土壤水分入渗特征的影响。结果表明：(1)随施氮量增加,中龄林土壤大团聚体含量逐渐增加,土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率逐渐增大;成熟林土壤大团聚体含量、土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率均表现出先增加后降低的趋势;(2)不同形态氮添加对土壤团聚体结构、孔隙度及水分稳定入渗率的作用无显著差异;(3)土壤持水能力、孔隙度和团聚体结构是土壤入渗性能的主要影响因子,外源氮添加增加中龄林土壤持水量和孔隙度,改善中龄林土壤团聚体结构稳定性和水分入渗性能。     

施肥措施对砂姜黑土水分入渗性能的影响

土壤水分入渗是降雨和灌溉水转变为土壤有效水的过程,是降水、地表水、土壤水和地下水相互作用的环节,是影响作物水分利用效率的重要因素。砂姜黑土黏粒含量高,具有楔型结构等障碍因子,水分入渗性能和持水能力较弱,作物水分利用效率低。改良土体结构是提高土壤入渗与持水能力,增加作物水分利用效率的重要途径。为研究施肥措施对砂姜黑土理化性质及水分入渗性能的影响,设置不施肥对照(CK)、测土配方施肥(PF)、测土配方施肥+秸秆还田(PF+JG)和测土配方施肥+粉煤灰(PF+FMH)4个试验处理,进行小麦-玉米田间轮作试验。研究了土壤容重、颗粒组成、总孔隙度和有机质含量的变化规律,分析了土壤水分入渗特征及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明,PF+JG、PF+FMH处理使土壤有机质含量分别较CK和PF提高18.01%、8.92%和11.18%、2.61%,土壤容重分别降低12.90%、11.29%和4.48%、2.98%,土壤总孔隙度分别增加13.89%、5.87%和12.46%、4.56%,土壤水分累积入渗量分别增加98.08%、90.39%和34.64%、29.41%。PF+JG(1.18×10-4 m·s-1)和PF+FMH(1.13×10-4 m·s-1)处理的土壤水分稳定入渗速率分别是CK(5.92×10-5 m·s-1)和PF(8.73×10-5 m·s-1)的1.99倍、1.91倍和1.35倍、1.29倍。土壤水分稳定入渗速率与有机质及总孔隙度显著正相关(P0.01),与土壤容重呈显著负相关(P0.05)。该研究表明,秸秆还田和粉煤灰处理,可提高土壤有机质含量,降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤水分稳渗速率,可为土壤水分入渗性能提升提供理论依据。     

自然降雨对干化土壤水分恢复有效性分析

研究自然降雨对干化土壤水分恢复的有效性,有利于合理利用降水资源,加强干化土壤水分管理,促进土壤干层得到有效恢复。在陕北米脂试验站设置野外地下大型土柱,通过2014—2019年连续定位监测降雨、土壤含水率状况,分析自然降雨对干化土壤水分恢复的有效性。结果表明:(1)从深层干化土壤水分恢复角度考虑,黄土丘陵半干旱区降雨可以分为3种类型:表层入渗快速蒸发型、浅层入渗缓慢蒸发型和深层入渗补给型。其中深层入渗补给型降雨为有效降雨,该类型雨量>26 mm,能够对深层干化土壤产生有效水分补给。2014—2019年发生深层入渗补给型降雨仅16次,累积雨量791.8 mm,降雨次数、降雨量的有效率分别为4.64%和35.19%。(2)月尺度条件下,降雨量(P月)与逐月入渗深度(Z逐月)、月累积入渗深度(Z累积)均呈二次函数关系变化,Z逐月=-0.0102P月2+3.955P月-6.7335(R^2=0.9639),Z累积=-0.0003P月2-0.1331P月+191.71(R^2=0.9208)。(3)年尺度条件下,2014—2019年雨量分别为187.6,391.6,590.8,337.6,342.4,400.0 mm,降雨逐年引发的入渗深度依次为160,220,400,260,260,120 cm,累积入渗深度依次可达180,220,400,700,1000,1400 cm。研究结果对揭示自然降水恢复干化土壤机理,加强土壤干层人工蓄水保墒技术,合理选择保墒措施,以及促进当地生态环境建设具有积极的推动作用。