荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

[目的]以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法]针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果]退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论]"围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。     

围栏封育在呼伦贝尔沙化草地植被恢复中的作用

 为给沙化草地植被恢复提供理论依据,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,通过测定围封不同年限(1、4、7年)沙化草地群落的特征值,并与未围封地段作对照,就围栏封育对沙化草地植被特征的影响进行了深入分析,结果表明:对沙化草地实施围栏封育,群落组成发生了规律性变化,随着围封年限的增加,退化指示植物所占比例逐渐降低,建群种及一些适口性较好的优良牧草所占比例逐渐增加,另外,围栏封育还可使草地植被盖度、平均高度、草群密度、地上生物量和土壤草根含量大幅度增加。     

青海共和盆地封育季节草场生物量、种群与生境变化

试验研究青海共和盆地封育季节草场生物量、种群与生境变化结果表明,封育草地生物量和株高均高于未封育草地,且依据未封育与封育草地生物量之比,共和盆地草场退化等级为中度和重度;由于沙生和荒漠植被入侵并逐渐成为优势种或伴生优势种,退化草地优势物种生物量降低,依据其他物种与优势物种生物量之比,确定共和盆地草场退化等级<0.1为弱度,0.1~0.5为轻度,0.5~1.0为中度,1.0~5.0为重度,>5.0为严重,芨芨草草原处于中度、重度退化,针茅草原处于重度和严重退化;共和盆地封育草场存在两极恢复(原草场和新退化草场类型),而未封育草场只有单极退化(荒漠),故过牧不仅使共和盆地草地退化,且使草地生境不断恶化,荒漠化程度加剧;相反封育有利于草地恢复和生境改善。     

黄河源区水土保持预防保护工程成效

青海省黄河源区水土流失面积3.77万km2,占源区总面积的35%。近年来,青海省各级水行政主管部门紧紧围绕黄河源区生态建设存在的主要问题,按照人与自然和谐相处的理念,遵循预防为主、保护优先、自然修复的原则,在源区黄南、果洛、海南3个州的10个县实施了水土保持预防保护工程,通过采取围栏封育、政策性封禁、水土保持监测和健全机构、完善法制等措施,使项目区生态环境明显改善,草地退化趋势得到初步遏制,湿地生态功能显著提高,严重退化区植被覆盖度明显提升,逐步走上了人与自然和谐相处的道路。     

封育措施对宁夏盐池半干旱沙地草场植被恢复的影响研究

采用样地调查法对盐池县1991年以来不同时期的老封育区、新封育区和对照区进行半干旱沙地草场的植被特征及其生物量比较研究。结果表明:对沙化草地实施封育后,群落组成发生了规律性变化,随着封育年限的增加,封育区内的物种多样性逐渐增加;老封育区、新封育区和对照区在植物盖度、高度和生物量上差异并不显著,老封育区植被则以多年生草本为主;从3种措施植被的饲用价值来看,新封育区植被的饲用价值高于老封育区,表明长期封育不利于提高草场的放牧利用价值。     

封育措施在宁夏盐池草地植被恢复中的作用

 采用样地调查法,对盐池县1991年以来不同时期的老封育区、新封育区和对照区进行半干旱沙地草场的植被特征及其生物量比较研究。结果表明:对沙化草地实施封育,群落组成发生了规律性变化,随着封育年限的增加,群落的多样性逐渐增加;老封育区、新封育区和对照区在植物种盖度、高度和生物量上差异并不显著,老封育区植被则以多年生草本为主;从3种措施植被的饲用价值来看,新封育区植被的饲用价值高于老封育区,表明长期封育不利于提高草场的放牧利用价值。     

围栏封育对沙化草地植被及土壤特性的影响

对宁夏自治区盐池县不同围封类型的沙化草地植被以及土壤有关特性进行了分析研究。结果表明:(1)围栏封育使植物组成发生了明显变化。(2)适度的围封年限(<8 a)可以使群落盖度、平均密度、地上生物量以及物种多样性明显提高,过长的围封年限(>19 a)反而使各植被数量特征以及物种多样性呈现下降趋势。(3)围栏封育可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量。表明适度的围封年限既有利于植被的恢复,又有利于土壤特性的改良。但过长时间的围栏封育会导致植被结构和功能的退化以及草地生产力下降。     

草场管理措施及退化程度对土壤养分含量变化的影响

以不同管理措施和不同退化梯度的高寒草地土壤为研究对象,分析了两个序列的高寒草地不同土壤层次(0～20cm、20～40cm、40～60cm)中各种养分分布特征并探讨了管理措施和草场退化对高寒草地土壤的影响。结果表明:天然放牧草地经过围栏和翻耕措施后,土壤有机质、全N、全P含量明显升高,土壤速效氮、磷含量也得到明显上升。在20～40cm和40～60cm土层土壤存在类似的变化规律,但由于土层加深,受地表植被的影响减弱,变化规律不明显。比较退化序列草地发现,在各层土壤中,有机质含量变化总趋势是:随草地退化程度的加重,有机质含量下降;同时,土壤有机质含量随深度增加而减少;在0～20cm土层,随着草地退化程度的加重,有机质含量依次下降32.6%和52.1%。土壤中全N、全P含量变化趋势与有机质变化基本一致,全K变化趋势不明显。中度、重度退化草地与轻度退化草地对比发现,速效氮含量分别下降15.1%和28.6%,速效磷含量分别下降25.4%和59.4%。利用围栏和翻耕措施可以恢复退化草地的植被,提高土壤养分含量。但翻耕后,土壤孔隙度和通透性增强,土壤的矿化作用和淋溶作用也增强,导致了有机质的矿化损失和NO3-N淋溶损失,减少了土壤中C的积累量。同时,翻耕会破坏高寒草地固有的生草层,使其下面的沙质基底成为草地沙化的主要物质来源。建议在川西北亚高山区的人工草地建设中慎重选择翻耕措施。     

北方风沙区放牧和封育对水土保持植被效益的影响分析

为了从宏观层面科学认识北方风沙区放牧和封育对草地水土保持生态效益的影响,搜集并筛选了大量文献,从中采集相关数据,采用荟萃分析方法,研究了典型草原和荒漠草原放牧强度、放牧年限和封育年限对植被地上生物量和植被盖度的影响。结果表明:(1)无论是荒漠草原还是典型草原,随着放牧强度增加,植被相对地上生物量和植被盖度均明显下降;(2)放牧年限对植被地上生物量的影响极显著,长期的放牧会使草原植被地上生物量显著降低;(3)随着封育年限的增加,荒漠草原与典型草原的植被地上生物量和植被盖度都明显增加。综上,放牧和封育都是影响北方风沙区植被生态效益的重要因素,应重点关注其对植被水土保持效益的影响,以实现对该区域的水土保持生态效益进行综合分析,为该区做好水土保持工作提供技术支撑。     

聚丙烯酰胺促进沙化退化草场植被恢复效果研究

东北黑土区农牧交错带严重的水土流失破坏了草场资源,降低了土地承载能力,导致草场沙化退化严重。为了以最快的速度最大程度地实现沙化退化草场的植被恢复与重建,通过野外小区对比试验和室内分析,采用二因素完全随机设计,研究了在不同植被条件下施用不同剂量聚丙烯酰胺后草场植被的生物学性状及物种组成的变化,分析探讨了聚丙烯酰胺促进沙化退化草场植被恢复的效果。结果表明:聚丙烯酰胺对植被盖度、株高、生物量和植物多样性的提高均具有明显的促进作用,特别是剂量在120 kg/hm2时,聚丙烯酰胺促进草场植被恢复的效果最为突出。     

陇东黄土高原苜蓿草地土壤水分消耗及水分生态效应（英）

黄土高原地区土壤干化导致林草植被大面积衰退,研究苜蓿草地土壤水分消耗规律对该区农业持续发展及生态环境恢复具有重要的理论意义。该文研究了黄土高原地区不同生长年限苜蓿草地1 000 cm土层土壤水分的变化特征及其对土壤水分生态环境的影响。结果表明：在0～1 000 cm土层,4年、6年生苜蓿草地土壤水分条件最好;12年、18年、26年生苜蓿草地土壤水分条件最差。在黄土高原地区,苜蓿地土壤干层出现的区域及发生的程度不同。4年、6年、8年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境不会产生不利影响;12年、18年、26年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境产生深刻负面影响。研究表明在陇东黄土高原地区苜蓿生长6 a后,应实施粮草轮作,以恢复土壤水分,持续提高土地生产力水平。     

黄浦江源区主要植被类型土壤水土保持功能研究

在野外调查、实测的基础上,采用因子分析、系统聚类分析的方法,根据土壤层水土保持功能的强弱,将黄浦江源区主要植被类型分为4类:落阔林、灌木林为第一类,表现出很强的水土保持功能;茶园、草地、松林为第二类,土壤水土保持功能较强;毛竹林、常绿阔叶林表现出较强的抗蚀性和抗冲性,但渗透性能并不突出,土壤贮水能力也一般,水土保持功能中等,为第三类;裸露地水土保持性能很差,单独作为第四类,其渗透性、抗蚀性、抗冲性、土壤水库容都显著小于其他各样地。     

金沙江干热河谷封禁管护坡面的产流产沙特征

运用坡面径流泥沙小区定位观测方法,2003年雨季对金沙江元谋干热河谷水土流失封禁管护措施的坡面产流产沙特征进行了对比研究。结果显示,封禁管护措施有较好的调节径流和减少土壤流失的作用,其产流量比干扰荒草地减少39.04%,产沙量减少50.26%;产流量与产沙量均与降雨量和最大10 min时段降雨强度呈显著幂函数关系,复相关系数分别在0.882和0.888以上;产沙量与产流量之间的线性关系显著,相关系数在0.929以上。     

Identifying indicators of atmospheric nitrogen deposition impacts in acid grasslands

Atmospheric deposition of nitrogen has become a serious concern for nature conservation managers and policy makers. It has the potential to reduce species richness, increase the graminoid component of the sward, encourage species typical of more fertile conditions and alter the soil biogeochemistry of grasslands. Calcifugous grasslands (grasslands found on acid soils) are among the most sensitive to N deposition due to their poorly buffered soils and species typical of nutrient poor environments.Indicators have an important role to play in detecting the impact of nitrogen deposition on sites of conservation importance and assessing conservation status. This study investigates potential indicators of nitrogen deposition impacts that could be incorporated into site condition monitoring programmes such as the UK Common Standards Monitoring.Using two national surveys of calcifugous grasslands we examined the potential for using: the presence or absence of indicator species, the cover of indicator species, the species richness and richness of functional groups, and the cover of functional groups as indicators of N deposition impacts. Of all the potential indicators investigated, graminoid:forb ratio was found to be the best indicator of N deposition impacts. It showed a significant relationship to N deposition in both data sets and is quick and easy to assess in the field. Vegetation indicators must be used with caution as there is potential for vegetation management regime and nutrients from other sources to cause similar changes in species composition. Consideration must be given to these before attributing changes to nitrogen deposition.     

南方红壤入渗影响因素研究

认识土壤的降雨入渗性能,对于研究洪水过程、土壤侵蚀、土壤水分以及布设水土保持防治措施等具有重要的意义。在介绍试验设计等基本情况的基础上,对南方红壤区土壤前期含水率、降雨和不同植被条件(植被覆盖度)3种因素对土壤入渗的影响进行了研究,结果表明:当雨量和雨强较小时,土壤前期含水率越高则土壤入渗率就越低,但当雨量或雨强较大时,土壤入渗率都较低,这时土壤入渗率主要与降雨因子相关,受土壤前期含水率的影响不是很明显;在同一降雨条件下,不同处理小区土壤入渗系数大小顺序为百喜草全园覆盖、横坡套种作物、果园清耕、裸露对照。     

密云水库周边板栗林下不同水土保持措施效益评价

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的水土保持效益进行了评价,进而筛选出水土保持效果更好的水土保持措施。结果表明:(1)在仅布设植被措施的条件下,减轻地表径流及泥沙运移作用最大的植被类型为卷柏,其次为自然坡面。(2)在同时布设植被措施与工程措施的条件下,工程措施相同、植被措施不同时,自然坡面减流减沙效果最好。工程措施不同、植被措施相同时,减流效果最好的为鱼鳞坑。(3)马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑的水土保持效益最佳。(4)对产流产沙量影响最大的因子为降雨量,其与径流量、泥沙量的相关系数分别为0.533,0.557(p<0.01)。由此可知,进行密云水库板栗林水土保持工作时,可优先种植卷柏、布设鱼鳞坑,或布设马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑等水土保持措施。     

黄土丘陵沟壑区不同水保措施条件下土壤水分状况

黄土高原土壤水资源对植物的生长发育意义重大。水土保持措施会影响土壤水分的静态分布和动态过程。该文通过定位监测并引入土壤水分亏缺补偿度指标,旨在明确黄土丘陵沟壑区不同水土保持措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明：不同水土保持措施雨季前后土壤储水均处于亏缺状态,7月份土壤储水亏缺得到缓解;8月份表层土壤储水亏缺加剧;雨季后的10月份土壤储水均得到恢复。降雨对退耕坡地和梯田土壤水分均有正补偿作用。水平阶90 cm处和160 cm以下出现负补偿现象。鱼鳞坑在30 cm处出现负补偿。在0～200 cm土壤剖面上,土壤储水亏缺补偿度依次为退耕坡地＞梯田＞鱼鳞坑＞水平阶。由此可见,不同水土保持措施对土壤水分季节变化和垂直变化,以及降雨对土壤水分的补偿作用均产生不同影响。     

水土保持生态修复的若干科学问题

生态修复是水土保持生态建设的深化和发展。在综合分析国内外生态修复研究进展、发展趋势、存在问题的基础上,根据我国水土流失造成生态系统退化的特殊性,以及水土保持生态修复的特点,提出了一系列我国水土保持生态修复过程中需要深入研究的科学问题。主要包括生态修复的潜力及驱动因子,不同尺度生态修复的布局,生态修复技术措施及标准,以流域为单元的生态系统健康评价,水土保持生态修复对生态水文过程、植被演替、生物多样性、农村经济的影响等的综合评价与预测等。     

Grassland conversion along a climate gradient in northwest China: Implications for soil carbon and nutrients

Soil organic carbon (SOC) stocks and nutrient availability are key indicators of soil quality, and both can be influenced by land-use change. However, it is still unclear whether the impact of land-use change on SOC and nutrient stocks differs between ecoregions. Grasslands near the northeast border of the Qinghai-Tibetan Plateau (QTP) occur across several ecoregions that have recently been subjected to substantial land-use change. Based on long-term land-use history, we conducted a field investigation comparing soil C and nutrient stocks between natural grassland (NGL) and three types of converted grassland (agricultural grassland, AGL; farmland, FL; and abandoned farmland, AFL) in three ecoregions along a climate gradient: alpine meadow, temperate steppe and temperate desert. Compared with NGL, soil C stocks in converted grasslands were 22%–30% lower in the alpine meadow, but 60–82% higher in the temperate steppe and 6%–76% higher in the temperate desert. Converted grasslands also contained higher stocks of available nitrogen and phosphorus than NGL in the temperate steppe and desert. Soils (0–40 cm) in NGL contained 14.8 ± 0.1 kg C m⁻² in alpine meadow, 6.7 ± 0.6 kg C m⁻² in temperate steppe and 1.7 ± 0.3 kg C m⁻² in temperate desert. Together, our results indicate that the responses of soil C and nutrients to grassland conversion differed between ecoregions. Thus, to optimize soil C sequestration rates and overall soil quality, we suggest that land-use policies in this area should take into account local environmental conditions.