火烧迹地不同植被恢复下土壤团聚体酶活性特征

[目的]了解炼山后火烧迹地中不同植被恢复模式下土壤团聚体酶活性特征.[方法]以宜宾市来复镇8 a生油樟(Cin-namomum longepaniculatum)、檫木(Sassafras tzumu)、香椿(Toona sinensis)、桢楠(Phoebe zhennan)人工纯林以及混交林(油樟、檫木、香椿以1:...     

黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响

【目的】沟头是黄土高塬沟壑区发育最活跃的地貌部位,关系着整个塬坡沟系统的水土流失。探明黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响,为区域生态环境修复和水土保持效益评价提供科学依据。【方法】以仍进行耕作利用的农地沟头为对照,研究撂荒后自然恢复植被沟头不同土层（0—10、10—25、25—40 cm）土壤团聚体特征及土壤可蚀性随植被恢复年限（3—30 a）的变化。通过干筛法和湿筛法测定土壤团聚体组成,计算>0.25 mm水稳性团聚体含量（WR_0.25）、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、团聚体破坏率（PAD）、团聚体分形维数（D）等团聚体特征值,测定土壤机械组成及有机质含量,计算土壤可蚀性因子（K）。【结果】（1）与农地沟头相比,恢复3—30 a植被沟头土壤WR_0.25、MWD、GMD分别增加11.49%—84.43%、0.18—2.05倍、7.53%—108.62%,三者随植被恢复年限的增加呈线性递增关系（P<0.01）,且均随土层深度增加而减小;（2）植被沟头土壤PAD、D随植被恢复年限增加以线性方式递减（P<0.01）,较农地沟头分别减小3.81%—32.14%、0.55%—6.63%,二者随土层深度增加而增大;（3）随着植被恢复年限增加沟头土壤可蚀性因子K以线性关系递减（P<0.01）,较农地沟头减小5.43%—14.44%,K随着土层深度增加而增大。【结论】植被恢复条件下有机质含量的提升对团聚体形成和稳定性起着重要的作用。沟头土壤可蚀性的减小与水稳性团聚体含量的增加、团聚体稳定性的提高密切相关,自然恢复条件下植被恢复22—30 a沟头土壤团聚体稳定性和抗蚀性能得到明显提升。     

不同类型植被恢复土壤入渗性研究

[目的]探讨土壤—植被系统涵养水源的能力。[方法]在退耕地上定位安装渗透筒,测定不同植被恢复后土壤入渗性能。[结果]不同植被恢复类型土壤入渗性能存在显著差异,以苦竹+牛鞭草植被类型土壤初渗率和稳渗率最高,相比农耕地已初显植被恢复重建生态的功效;而桦木+牛鞭草、杂交竹+牛鞭草植被恢复类型土壤入渗率与农耕地无显著差异,短期内这2种植被恢复对土壤结构的改良效益尚不明显。[结论]退耕还林对土壤结构系统的改良与植被类型的不同有较大关系,也将会是一个较长时间的过程,同时还需加强土壤—植被生态系统的管理才能实现。     

植被混凝土边坡土壤团聚体的稳定性与可蚀性

以湖北省宜昌市内恢复年限为1、3、5、18a的植被混凝土生态修复边坡土壤为研究对象,采用Le Bissonnais法分析快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和机械扰动(WS)等3种处理条件下土壤团聚体的稳定性和可蚀性。结果表明：SW处理下土壤团聚体以≥5.00 mm粒径为主,WS处理下土壤以≥5.00 mm粒径团聚体的占比最高,但其值低于SW处理的,FW处理下<0.25 mm的土壤团聚体粒径占比最高,说明土壤团聚体经FW处理后破碎程度大,SW处理后破碎程度小;土壤团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值均表现为SW处理中的最高,FW处理中的最低,而土壤可蚀性值(K)则与其相反,同一恢复年限的边坡土壤的相对消散指数均大于其相对机械破碎指数,说明快速湿润引起的消散作用是土壤团聚体破碎的主要机制;SW和WS处理下已恢复18 a的边坡土壤的粒径≥2.00 mm的团聚体占比最高,<0.25 mm的占比最低,MWD和GMD值最大,K值最小。可见,大暴雨冲刷可能会导致植被混凝土边坡土壤结构不稳定并发生侵蚀,且随着恢复年限的增加植被混凝土边坡土壤结构逐渐趋于稳定。     

岩溶石漠化区人工植被类型对土壤团聚体生态化学计量特征的影响

围绕人工植被类型对土壤理化性质的影响,采集了4种人工植被类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、云南松人工纯林)恢复18 a的石漠化区土壤,探究不同植被类型土壤团聚体分布特征、碳氮磷质量分数及其生态化学计量特征,为科学构建岩溶石漠区生态恢复措施提供理论依据.结果显示:各人工植被类型土壤团聚体质量百分比从高到低为0.25～2.00 mm(41.69％)、>2.00 mm(33.91％)、<0.25 mm(24.40％).4种人工植被类型土壤团聚体有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为16.32、1.16、0.30 g·kg-1,土壤碳、氮、磷质量分数由大到小均为干香柏人工纯林、柏木+银木荷人工混交林、云南松+银木荷人工混交林、云南松人工纯林.团聚体粒径、林型以及粒径与林型的交互作用均对土壤碳氮磷质量分数有显著影响,但对土壤(C):w(N)无显著影响,粒径、林型对土壤w(C):w(P)、w(N):w(P)有显著影响.各粒径土壤团聚体碳氮磷质量分数主要集中于0.25～2.00 mm粒径,各粒径土壤团聚体碳、氮、磷比值差异不显著.相关性分析表明,土壤有机碳、全氮和全磷质量分数具有极显著正相关关系(P<0.01).w(C):w(P)与有机碳、全氮质量分数呈显著正相关关系(P<0.05),w(N):w(P)与有机碳、全氮质量分数呈极显著正相关关系(P<0.01),说明氮素是该地区主要的限制营养元素.本研究表明团聚体粒径、林型均会影响土壤碳氮磷质量分数及其化学计量比,且干香柏人工纯林土壤碳氮磷质量分数显著高于其它人工植被类型,是该岩溶石漠化区较为适宜的人工林类型.     

豫西低山丘陵区不同植被恢复类型表层土壤入渗规律

采用双环入渗法研究了豫西低山丘陵区6种不同植被恢复类型表层土壤入渗规律的差异,并选择Kostiakov公式、Horton公式和Philip公式对6种类型植被恢复土壤的入渗过程进行了模拟.结果表明:①不同植被恢复类型土壤的初渗率、稳渗率、孔隙度和含水量均存在显著差异(P＜0.01),初渗率和稳渗率均表现出栓皮栎次生林＞栓皮栎人工林＞刺槐人工林＞侧柏人工林＞灌丛＞荒草地的规律;②Philip公式对6种植被恢复类型土壤入渗过程的拟合精度最高,6种植被恢复类型土壤入渗过程呈现出相似的规律.可分为瞬变阶段(0～15 min)、渐变阶段(15～30 min)和稳定阶段(30 min后);③土壤的物理性质影响入渗率,稳渗率与土壤容重呈负相关,符合负指数曲线;林地由于土壤容重降低、孔隙度增加的缘故,其土壤入渗率明显高于荒草地.运用封育天然次生林和乡土树种人工林进行植被恢复有利于提高土壤的入渗性能.     

不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性

[目的]研究不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性。[方法]研究不同土地利用方式下土壤团聚体在(≥5.00、2.00~5.00、1.00~2.00、0.50~1.00、0.25~0.50、0.25 mm)6种粒径下的分布情况及稳定性;在对团粒结构了解的基础上,又进一步分析了3种处理方式[慢速湿润法(SW)、扰动湿润法(WS)、快速湿润法(FW)]下土壤团聚体粒径分布特征。[结果]随着振荡次数的增加,≥1.00 mm的粒径百分比逐渐减少,而1.00 mm的粒径百分比逐渐增加。3种处理方式(SW、WS、FW)下,土壤团聚体粒径分布不同,≥5.00 mm粒径百分比在SW处理方式下最大,在FW处理下≥5.00 mm粒径百分比最小。[结论]SW处理方式对土壤团聚体破坏性最小,同种处理方式下随着坡度的增加团聚体的稳定性也相应增加。     

干湿交替对土壤团聚体特征的影响

为了研究河南省周口市长期耕作土壤团聚体的分布特征和稳定性,设计不同循环的干湿交替,分别为0、1、3和5次。采用干筛法和湿筛法测定不同土层各粒级土壤团聚体含量、平均重量直径（mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,GMD）。结果表明,干筛条件下,5次干湿交替显著降低>0.25 mm团聚体含量,干湿交替显著增加各土层MWD值,且1和3次干湿交替显著增加各土层GMD值。湿筛条件下,干湿交替在不同土层对>0.25 mm团聚体含量影响不同,1次干湿交替显著降低各土层的MWD和GMD值;3和5次干湿交替显著增加40-60和60-80 cm土层MWD值;3次干湿交替显著增加80-100 cm土层GMD值,5次干湿交替显著降低0-20、20-40、40-60和80-100 cm土层的GMD值。1次干湿交替的团聚体破坏率显著高于其他处理。综上,干湿交替影响了土壤团聚体状况,且主要表现为>0.25 mm团聚体比例下降。结果对于黄淮地区农田土壤结构稳定性的维持提供一定理论参考价值。     

西藏米拉山土壤团聚体垂直地带性特征

为探明米拉山土壤结构及团聚体稳定性特征,利用野外调查和室内试验相结合的方法,按照200 m梯度,选取研究区海拔4 200～5 000 m间土壤,对>0.25 mm团聚体的含量、团聚体破坏率(PAD)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GWD)和分形维数(D)等指标进行分析.结果表明：(1)不同海拔土壤基本理化性质差异有统计学意义.总体上,海拔5 000,4 800 m土壤容质量及孔隙度结构均优于4 200～4 600 m,有机质质量分数随海拔降低先减小后增大,4 600 m有机质质量分数显著(p<0.05)小于其余海拔.(2)研究区土壤机械稳定性及水稳性团聚体均以>0.25 mm粒径为主.总体上机械稳定性团聚体及水稳性团聚体均表现为海拔5 000,4 800 m优于4 200～4 600 m,其MWD,GMD值相对较高,PAD值相对较低,但差异无统计学意义.在干筛与湿筛两种条件下的D值随海拔增加而变小.(3)相关分析表明,土壤有机质、容质量及大团聚体含量直接影响团聚体稳定性.海拔是区域土壤理化性质产生差异、导致土壤团聚体稳定性异同的重要因素.(4)海拔通过改变水热...     

滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

  目的  探究岩溶石漠化区土壤团聚体养分及酶活性特征,可为该地区土壤改良和植被恢复提供理论依据。  方法  以滇中高原4种不同石漠化程度(潜在、轻度、中度和重度石漠化)土壤为研究对象,对其表层土壤3种团聚体(粒径＜0.25 mm、粒径0.25~2.00 mm、粒径＞2.00 mm)分布特征,团聚体4种水解酶(淀粉酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶)活性和3种养分(有机碳、全氮、全磷)质量分数特征进行分析。  结果  ①不同石漠化程度土壤团聚体组成比例随粒径的增大而增大,由高到低依次为粒径＞2.00 mm(51.31%)、粒径0.25~2.00 mm(36.53%)、粒径＜0.25 mm(12.04%)的团聚体。②不同团聚体土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、土壤酶活性几何平均数及有机碳、全氮质量分数均随粒径的增大而减小,对有机碳、全氮、全磷及酶活性的贡献率均为粒径＞2.00 mm的团聚体最高,其次为粒径0.25~2.00 mm,粒径＜0.25 mm的团聚体最低。③不同石漠化程度土壤团聚体淀粉酶活性均值为5.70 mg·g?1·h?1,石漠化土壤的石漠化程度从大到小依次为潜在、轻度、重度、中度,石漠化土壤有机碳、全氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性从大到小依次为重度、轻度、潜在、中度。团聚体粒径及石漠化程度均对土壤有机碳、全氮和酶活性有显著影响(P＜0.05),但粒径和石漠化程度的交互作用对土壤养分及酶活性没有显著影响(P＞0.05)。  结论  在岩溶石漠化地区,较大粒径的土壤团聚体在土壤组成上占优势,对土壤养分和酶活性的贡献率也相对较高,而较小粒径的土壤团聚体更有利于土壤养分和酶活性的积累,其相应的含量也更高。图2表6参45     

北京密云山区典型林地土壤入渗特性

利用双环法对北京密云山区4种典型林地（刺槐林、侧柏林、针阔混交林和灌木林地）进行原位测试,研究其土壤入渗规律。结果表明:利用Horton公式对土壤入渗过程的拟合精度高于Philip方程;土壤含水量与土壤初渗速率呈极显著的负相关,但与稳渗速率关系并不显著;土壤稳渗速率与土壤密度呈负相关,与土壤有机质含量和孔隙度呈正相关;4 种典型林地土壤稳渗率的顺序为灌木林地(4.93 mm/min) 刺槐林地(4.23 mm/min) 针阔混交林地(4.18 mm/min) 侧柏林地(3.09 mm/min)。      

榆林沙区人工固沙林土壤微生物生态分布特征及酶活性研究

【目的】探讨固沙林土壤的生物性质,为制订合理可行的保持沙地森林持续经营的管理措施提供参考。【方法】以流沙地为对照,对毛乌素沙地榆林沙区6种主要人工固沙林(花棒×踏郎混交林、沙柳林、踏郎林、沙棘林、樟子松林、河北杨林)林地0~5,5~20,20~40 cm土层的土壤细菌、放线菌、真菌数量及4种酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脲酶)活性进行了研究,并对土壤微生物数量及酶活性相关性进行了分析。【结果】不同固沙林林地土壤微生物生态分布特征和酶活性表现出一定的差异。在0~5 cm土层中,花棒×踏郎混交林林地土壤细菌数量最多,樟子松和沙棘林林地0~20 cm土层放线菌、真菌数量均较多。在0~5 cm土层,花棒×踏郎混交林林地土壤碱性磷酸酶活性最强,沙柳林林地土壤过氧化氢酶活性最强,河北杨林林地土壤蔗糖酶和脲酶活性均最高。各种人工固沙林林地土壤细菌数量和酶活性总体上均随着土层深度的增加而递减;土壤细菌和放线菌的数量与过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性具有显著或极显著的相关性。【结论】人工植被建立后,土壤微生物数量增加,酶活性增强,土壤的生物性质得到改善,流沙开始朝着土壤肥力水平较高的方向发展。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

沼液穴灌土壤水分运移的交汇入渗特征

通过室内试验研究不同沼液浓度(原液与水的体积比为1∶4、1∶6、1∶8、CK)和穴孔直径(3、5、7 cm)对沼液穴灌土壤水分运移交汇入渗特征的影响。结果显示:相同入渗时间内,累积入渗量随沼液浓度的增大而减小;相同沼液浓度条件下,土壤水分累积入渗量随穴孔直径的增大而增大,土壤水分入渗速率随入渗距离的增大而减小;在相同穴孔直径及入渗位置,沼液浓度越大,土壤入渗速率越小;在相同入渗位置,随穴孔直径的增加,土壤入渗速率逐渐增加;Kostiakov入渗模型准确描述了累积入渗量随入渗时间增加而增加的关系,且模型拟合系数R2均大于0.99;沼液浓度相同时,土壤含水率为22%等值线以上的面积随着穴孔直径的增加而增大;土壤含水率为22%等值线以上的面积随沼液浓度的减小而增大。综合分析结果表明,沼液穴灌交汇入渗速率、累积入渗量及土壤含水率分布受沼液浓度、穴孔直径的影响。     

晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

目的研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。方法采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局（2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局）的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。结果（1）植被具有良好的蓄...     

华北山地不同植被类型土壤呼吸特征研究

为准确揭示华北山地不同植被类型的土壤呼吸差异,该文利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统,于2006年6—8月测定并分析了太行山北段百花山区域5种典型植被类型的夏季土壤呼吸昼夜变化状况。结果显示,不同植被类型的土壤呼吸速率昼夜变化都表现为单峰曲线;农田和退耕地的土壤呼吸速率最高值、最低值以及日变化幅度都比天然灌木林、人工油松林和刺槐林的高;在全天CO2释放量方面,天然灌木林、人工油松林、人工刺槐林、退耕地和农田分别是5.44、6.28、6.27、7.71和10.92 g/(m2·d);各样地的群落生物量、土壤有机碳含量、土壤5 cm处温度、近地面大气气压、湿度和CO2浓度等环境因子都对土壤呼吸速率具有明显的影响。不同植被类型土壤呼吸的分析结果表明,研究地自然状态下的天然灌木林土壤全天CO2释放量最低,人工针叶林和阔叶林略高出自然状态下的土壤,三者之间的差异较小;农田的释放量是自然状态下土壤的2倍以上,退耕行为和营造人工林有助于降低土壤CO2释放量。      

黄土台塬不同林型土壤主要温室气体通量特征

为研究纯林、混交林土壤二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放特征,有效评估不同林型组成所产生的温室气体差异。本文以黄土台塬7种典型纯林及其混交林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法,比较各林型土壤CO_2、CH_4和N_2O的排放规律及其对环境因子的响应。结果表明:研究区各林型土壤均为CO_2、N_2O的排放源,CH_4的吸收汇。不同林型土壤温室气体排放差异显著,在土壤CO_2年均排放中,沙棘刺槐混交林最高(130.73 mg·m~(-2)·h~(-1)),油松最低(51.33 mg·m~(-2)·h~(-1));在土壤CH_4年均吸收中,油松最高(60.82μg·m~(-2)·h~(-1)),侧柏最低(36.67μg·m~(-2)·h~(-1));在土壤N_2O年均排放中,沙棘刺槐混交林最高(4.42μg·m~(-2)·h~(-1)),油松最低(-0.06μg·m~(-2)·h~(-1))。各林型土壤CO_2与土壤温度呈正相关,与土壤含水量呈负相关;侧柏和沙棘刺槐混交林土壤CH_4吸收与土壤温度呈正相关,随0～5 cm土壤含水量的增加呈先增加后减少的规律;刺槐和油松土壤N_2O与土壤温度为显著正相关,其他林型与土壤温度及含水量无明显相关性。研究表明:土壤温室气体排放与林型组成有关,受环境因子影响,各温室气体表现出不同的排放特征。     

桂林新寨花岗岩地区4种植被下土壤有机碳分解速率研究

【目的】研究花岗岩地区不同植被下土壤有机碳分解速率特征,为土壤碳汇效应提供科学依据。【方法】通过室内土壤培养法,选择桂林新寨花岗岩地区林地、旱地、果园和灌丛4种植被下0～20、20～40和40～60 cm三个深度的土壤,测定土壤有机碳在25℃和70%田间持水量条件下培养100 d分解释放的CO2-C含量。【结果】4种植被下土壤有机碳分解速率总体上随着土层加深而递减,分解速率在前期比较快,后期缓慢,最后达到平衡;累积释放的CO2-C含量均是0～20 cm〉20～40 cm〉40～60 cm。土壤有机碳分解释放的CO2-C占各自总有机碳的比值以旱地最高,达3.34%～4.84%,其次为林地和果园,分别为1.82%～2.88%和1.91%～2.16%,最低的是灌丛,为1.77%～1.98%。4种植被下土壤有机碳库与土壤全氮、有机质、脲酶呈显著正相关,灌丛的活性碳平均周转时间最长,旱地的缓效性碳平均周转时间最短。【结论】林地、果园和灌丛有机碳库所含难分解物相对较多,土壤有机碳相对较稳定,具有碳汇效应。     

黄土丘陵沟壑区不同植被区土壤生态化学计量特征

以黄土丘陵沟壑区3个植被区(森林区、森林草原区、草原区)不同坡向土壤作为研究对象,对土壤有机C、全N、全P、全K含量及其化学计量特征进行了研究。结果表明,不同植被区、坡向和土层土壤养分含量及其化学计量特征均有明显不同。土壤有机C、全N变异性较大,全P、全K变异性较小。表层土壤养分含量显著高于底层土壤;同一土层之间有机C、全N含量变异性较大,全P、全K含量变异性较小。不同坡向之间养分含量不同,阴坡最大,阳坡最小。土壤养分含量受植被类型及植被盖度的影响,森林区>草原区>森林草原区。土壤C/N、C/P、C/K、N/P、N/K比都较稳定,C/N比的变化范围为5.65-12.57,平均值为9.44; C/P比的变化范围为3.62-17.32,平均值为8.15;C/K比的变化范围为0.10-0.55,平均值为0.26;N/P比的变化范围为0.43-1.38,平均值为0.86;N/K比的变化范围为0.01-0.05,平均值为0.03;P/K比值较稳定,为0.03。土壤有机C和全N极显著正相关,全N和全P极显著正相关。     

陕北水蚀风蚀交错区不同植被下生物结皮的发育特征研究

研究了黄土高原典型流域内不同植被下生物结皮的厚度、容重和抗剪强度等变化特征。结果表明:不同植被下黄土生物结皮的发育程度差异较大,表现在结皮的厚度、抗剪强度和容重几个指标上,总体发育程度顺序为:乔灌下结皮>多年生草本下结皮>一年生草本下结皮。随着生物结皮的发育和演替,结皮厚度增加,但增加幅度相对缓慢;结皮容重呈降低趋势,土壤孔隙结构得以改善;结皮抗剪强度不断增大,表明其控蚀效果相应增强。生物结皮的覆盖度和厚度均明显表现为:阴坡>阳坡,而容重变化则相反,即阴坡<阳坡;抗剪强度表现为阳坡略大于阴坡。说明坡向对生物结皮的发育具有显著影响。不同植被和坡向下生物结皮的发育特征出现差异,其水文生态功能理应有所不同,这在今后的研究中应予以重视。