不同带间距柠条林林地土壤水分变化特征

本文以四子王地区不同带间距柠条灌草复合模式为研究对象,对林地土壤水分的垂直和水平变化特征进行研究,结果表明:不同带间距林地土壤水分的垂直和水平变化特征均存在着很大差异。在水平方向上,16m带间距的土壤水分变化比较平缓;在垂直方向上,5m、10m带间距的大气降水补给并不能满足植物生长对水分的需求,需要消耗深层土壤水分满足植物的生长,而16m带间距由于大气降水的补给,土壤含水量能够满足植物生长的需要。     

半干旱黄土区成熟柠条林地土壤水分利用及平衡特征

选择半干旱黄土区流域尺度不同地形条件下成熟柠条林作为研究对象,并以荒坡草地作为对照,在2009-2011年生长季节对0-210cm土壤含水量进行连续观测,开展了剖面土壤水分变异、动态平衡及影响因素研究。结果显示:土壤水分平均值:30-130cm对照>北坡>东坡>南坡,150-210cm南坡(上、中坡位)>对照>北坡>东坡,南坡和北坡样地上坡位>中坡位>下坡位。土壤水分的季节变化表现为9月﹥8月﹥7月,5、6、10月份最低;不同地形条件下,柠条林地土壤水分极差值和变异系数并没呈现出规律性变化,在垂直尺度上,柠条林地土壤水分极差值和变异系数曲线在0-50cm表现比较活跃,70-210cm则相对稳定;在连续干旱年份土壤储水量并没有连续的降低和亏缺,在第1个欠水年亏缺比较严重,第2个欠水年盈亏量基本平衡,而第3个欠水年则略有盈余。研究认为:小流域尺度下的地形条件差异造成了土壤水分规律性变化,但在特定植被生长发育状态和剖面尺度下,植被因子将会成为土壤水分动态变化的主控因子。柠条林发育至成熟阶段,土壤水分补偿与消减将会保持平衡状态。土壤水分与植被生长的相互关系一方面表现出一定的时间差,另一方面植被对土壤水分也具有一定的适应性。这是因为土壤含水率高促进植物生长,植物生长势增强会进一步加大对土壤水分的消耗,土壤水分含量不足则会抑制植物生长,植物生长势减弱会进一步降低对土壤水分的消耗。     

退耕还林地柠条不同种植密度对土壤水分及牧草组成的影响研究

通过对退耕还林地不同种植密度的6龄柠条间牧草和土壤水分的调查研究,得出如下结论:(1)土壤含水量随着柠条带距的减小而减少,在11.5m或更小带距时,30～60cm土层中形成一个土壤水分亏损区,当带距减小为6.8m时,土壤水分亏损加重,且向70cm发展;6.8m带距间草地在6月上旬到7月下旬,0～60cm土层含水量低于1.8%,致使丛生禾草与根茎型牧草不能生长.(2)随着柠条带距的减小,即从15.4m减小到6.8m时,多年生牧草在盖度、密度、产量上分别从39.3%、70株/m2、387.5kg/hm2,下降为29.3%、37株/m2、310.0kg/hm2,分别下降了25.5%、47.1%、20.0%;带间草本层盖度与带距的线性回归方程为:Y=21.3+1.16X(R=0.998,P0.01<0.998);带距与带间多年生牧草密度的回归方程为:y=9.13+3.79x(R=0.97,P0.01<0.97).说明柠条种植密度的增大对多年生牧草尤其是甘草抑制更加显著.(3)在宁夏盐池这种荒漠化草原进行退耕还林(柠条),带距应在15m或更宽为宜.     

黄土高原丘陵沟壑区不同生境条件下柠条人工种群无性繁殖与更新研究

通过对黄土高原丘陵沟壑区纸坊沟流域12个阳坡和阴坡柠条人工种群样地群落特征和无性繁殖特征进行调查,系统地研究了柠条人工种群在黄土高原丘陵沟壑区不同生境条件下无性繁殖与更新状况,为该地区柠条人工种群的经营管理提供依据。主要结论是:生长在阳坡的柠条无性繁殖较阴坡旺盛,无性系母株通过萌生苗和根蘖苗产生的分株数量和扩展范围均优于阴坡,山坡上部优于山坡下部,但从分株生长情况来看,阳坡无性分株的个体生长不如阴坡,山坡下部的柠条长势弱于山坡上部;不同生境柠条人工种群均存在分株枯死现象,坡上部的分株枯死量较坡下部大,最大枯死率出现在阳坡上部(25.9%);不同龄级比较,1～2 a生幼苗枯死率最高;对土壤中柠条根系萌芽点的空间分布范围分析表明,山坡上部柠条根系在6～30 cm土层最为密集,山坡下部以6～20 cm土层最为密集,山坡上部柠条根系水平扩展距离比山坡下部大;无性分株萌芽点空间分布格局受坡位影响大,而与坡向关系不密切。柠条种群适应力、繁殖力强,在丘陵沟壑区能够自我更新,是严酷条件下植被恢复的优良树种。     

黄土高原人工林地土壤水分亏缺研究

在对黄土高原林地土壤水分有效性分级的基础上,提出了林地土壤水分亏缺的评价方法与标准.分析和评价黄土高原人工林地土壤水分亏缺变化及其亏缺度,对于调控水分关系,解决水分供需矛盾具有重要的指导意义.结果表明,黄土高原人工林地土壤水分供耗矛盾突出,不同植被地带人工林地水分亏缺度表现为森林带<森林草原带<典型草原带,亏缺度由森林带的不亏缺逐渐增大到典型草原带的61.52;阴坡水分亏缺度小于阳坡,坡下部小于上部,缓坡小于陡坡;土壤剖面的水分循环活跃层亏缺度要远小于强烈耗水层,最大相差达66.67;林地土壤水分的动态变化具有明显的季节变化性,雨季时一般供水量大于耗水量,林地水分亏缺程度较轻,但雨季前植被蒸腾耗水较强,水分供需矛盾突出,亏缺程度较重.     

黄土高原南部刺槐林地的土壤水分变化规律研究

通过对泥河沟流域刺槐林地土壤水分2 a的监测资料分析发现,在干旱年份, 土壤含水量在114.3133.2 g·kg-1范围内,平均为124.6 g·kg-1,相当于田间持水量的50%以上,大大高于凋萎湿度,土壤水分条件基本可以满足林木的正常生长。因此,对于小流域的综合治理,刺槐是较为理想的树种;而且秋季土壤水分（129.0 g·kg-1）高于春季(122.8 g·kg-1),更利于造林成活率的提高。     

柠条林径流聚集工程的土壤水分研究

黄土高原半干旱地区降水少是植被生长的主要限制因子之一,采取径流调控工程发展径流林业是提高降水 资源利用率、增加局地供水的有效途径;所以对甘肃省定西市荒山造林实施的隔坡水平阶径流调控工程,在最大与 最小降雨年份对土壤水分、植被生长的影响进行调查分析。结果表明:在长期干旱条件下,隔坡水平阶与对照区、 隔坡与水平阶不同部位的土壤含水率呈现出规律变化,对照区略高于隔坡水平阶,水平阶区域均高于隔坡区域,但 均未达到显著差异水平。在持续受旱的情况下,柠条林及对照区土壤水分处于低位运行,土壤含水率平均只有5% 左右。今后还需再加大径流调控工程设计的聚流比,加强径流调控工程的养护。      

黄土高原不同立地条件下刺槐生长与水分关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区3种立地下的刺槐生长状况与土壤水分条件的关系进行了研究.对生长中期和生长末期3种立地刺槐的蒸腾速率及与其有关的环境因子进行了测定.结果表明:在生长初期、中期、末期3个时期半阴坡、半阳坡、阳坡3种立地间土壤水分的差异均达极显著水平.半阴坡的蒸腾与半阳坡差异不显著,与阳坡差异极显著,蒸腾速率与光强和土壤水分有明显的相关关系.3种立地条件下刺槐新枝生长的差异达显著水平,胸径生长与土壤水分显著相关,新枝生长与土壤水分相关关系达极显著水平,这说明土壤水分是影响不同立地条件下刺槐生长差异的主要因子     

不同柠条带间距对植物群落及土壤水分影响的研究

通过柠条不同种植间距对植物群落和土壤水分影响的调查研究,结果表明:随着柠条带间距的减小,营养价值高的豆科牧草、禾本科牧草明显减少,一年生草本增多,牧草盖度呈下降趋势,牧草平均高度明显下降,耐旱的家畜不喜食的牧草增多。带间距为15.4m时,牧草总产量和可食牧草产量高于其他带间距。综合考虑各种因素,柠条带间距以15.4m为最佳。     

宁南带状柠条林地根系及土壤水分养分分布特征

为探究宁夏南部黄土丘陵区柠条人工林地根系、土壤水分、土壤N、P养分特征,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对宁南黄土丘陵区人工种植20 a的柠条林地0～1 000 cm土壤中根系垂直分布、土壤水分、土壤N、P含量(质量分数,下同)变化进行分析。结果表明：1)柠条林地0～1 000 cm土壤水分消耗量大,土壤储水量较旱作农田减少919.84 mm,平均每年较旱作农田耗水增加45.99 mm,为柠条林地深层土壤干化的直接原因;2)柠条林地根系主要集中在0～80 cm土层,该层根系(表面积密度)占0～1 000 cm根系总量的62.4%;3)柠条林地土壤N、P养分分布规律与根系分布规律一致,即表层多深层少,0～200 cm土层内全N含量平均值为0.53 g·kg^-1,是0～1 000 cm土壤全N含量平均值1.86倍,全P含量平均值达0.52 g·kg^-1,与0～1 000 cm土层全P含量平均值近似。研究结果对于深入了解半干旱黄土区柠条人工林地根系、水分与养分关系及可持续经营具有积极意义。     

黄土高原不同生境土壤结构体分形维数研究

【目的】研究不同生境条件下土壤结构体分形维数及其与主要土壤特性的关系。【方法】根据植被和土壤类型,从黄土高原不同地域分别采集22个0~20 cm土层土壤样品,利用干筛法测定其结构体组成,分析土壤结构体分形维数及其影响因子。【结果】黄土高原22个土壤样品结构体的分形维数为2.267~2.843。土壤类型不同,其土壤结构体的分形维数具有明显的差异,分形维数表现为干润砂质新成土>黄土正常新成土>简育干润均腐土>土垫旱耕人为土。回归分析发现,土壤结构体分形维数与土壤有机质、全氮含量具有极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.591 9和-0.640 7(n=22)。对黄土正常新成土,除5~10 mm结构体外,土壤结构体分形维数与各粒径含量均呈现出明显的线性关系,正负相关性以0.25 mm为界,即其分形维数与>0.25 mm的结构体含量呈负相关,与<0.25 mm的结构体含量呈正相关。多元线性回归分析表明,结构体分形维数与0~0.25,1~2,2~5,5~10 mm结构体含量的偏相关关系达到显著水平,而与0.25~1 mm结构体含量的偏相关系数不显著。【结论】在黄土高原地区,土壤结构体分形维数随纬度增加而增加,土垫旱耕人为土结构体分形维数最低,干润砂质新成土结构体分形维数最高,同时土壤结构体的分形也受土地利用方式的影响,分形维数表现为人工林地>农地>自然林地>裸地。     

黄土高原南部小流域土壤水分时程变化的分层特征及其驱动机制

选取位于黄土高原南部的长武王东沟小流域为研究对象,通过对典型样地0～600 cm土壤剖面水分的长期连续测定,系统研究了王东沟小流域土壤水分年内、年际变化的分层特征以及驱动机制。结果表明,土壤水分剖面的时程变化有分层特征,与利用类型关系密切;王东沟小流域0～50 cm土层土壤水分季节变化剧烈, 0～150 cm土壤含水量在雨季前（6月）降到最低; 与雨季前相比,小麦地12月土壤水分恢复深度可达到460 cm,而刺槐林地、苹果园和苜蓿地土壤水分恢复深度最大达到260 cm左右;就同一测点比较,2011年刺槐林地和苹果园300～600 cm土壤含水量较2003年减少,而2011年小麦地和荒草地300～600 cm土壤含水量较2003年有所增加。土地利用和地形地貌是驱动王东沟小流域土壤水分变化的主要因素,但是土地利用对深层土壤水分的影响更加显著     

黄土丘陵区不同类型生物结皮下土壤微生物的分布特征

【目的】分析黄土丘陵区不同类型生物结皮的发育特征及土壤微生物的分布特征,以明确生物结皮形成过程对土壤微生物的影响。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,调查黄土丘陵区浅色藻结皮、深色藻结皮、藻+少量藓结皮、藓+少量藻结皮及藓结皮5类生物结皮的发育特征,并测定生物结皮层及结皮下0~2cm土层的土壤微生物数量和化学性质,最后分析了不同生物结皮发育特征和土壤化学性质与土壤微生物数量之间的相关性。【结果】研究区浅色藻结皮、深色藻结皮、藻+少量藓结皮、藓+少量藻结皮及藓结皮的结皮厚度分别为1.13,3.26,6.31,8.91,12.61mm,藻盖度分别为100%,98.67%,71.61%,27.33%,7.80%,藓盖度分别为0%,0.80%,24.90%,65.87%,81.30%。不同类型生物结皮土壤细菌数量占微生物总数的比例为53.12%~72.09%,放线菌所占比例为27.49%~46.80%,真菌所占比例为0.08%~0.92%。在生物结皮层,土壤微生物总数和细菌数量从浅色藻结皮到藓结皮总体呈增加趋势,藓结皮土壤细菌、放线菌和真菌数量显著高于其他生物结皮;在结皮下0~2cm土层,土壤微生物总数和放线菌数量表现为藓结皮浅色藻结皮深色藻结皮藓+少量藻结皮藻+少量藓结皮,藓结皮土壤细菌、放线菌和真菌数量显著高于其他生物结皮。在生物结皮层,藓结皮土壤细菌比例较藻结皮有所增加,放线菌比例相应减少,藓结皮真菌比例最高;藓结皮下0~2cm土层真菌比例显著大于其他生物结皮。垂直分布上,生物结皮层土壤细菌数量和比例、真菌数量和比例均大于结皮下0~2cm土层,但放线菌数量和比例小于结皮下0~2cm土层。在生物结皮层和结皮下0~2cm土层,不同类型生物结皮土壤化学性质存在明显差异。生物结皮层微生物总数、细菌数量和比例、真菌数量与藓盖度和结皮厚度呈显著或极显著正相关关系,放线菌比例与藓盖度和结皮厚度呈显著负相关关系。土壤微生物总数、细菌数量和比例、真菌数量和比例与土壤碳氮含量、碳氮比、电导率呈显著或极显著正相关关系,细菌数量和比例、真菌数量和比例与土壤pH值呈显著或极显著负相关关系。【结论】生物结皮对半干旱地区土壤微生物具有重要影响,藓结皮较其他生物结皮可显著提高土壤微生物数量。     

黄土高原沟壑区梁坡地土壤有机碳质量分数与土地利用方式的响应

通过对比分析陕西省王东沟流域梁坡地上农地、果园、人工林地、草地和苜蓿Medicago sativa地土壤有机碳质量分数及其在土壤剖面上分布差异,研究土地利用方式对土壤有机碳的影响.结果表明:果园土壤有机碳质量分数比农地低2.2%,人工林地、草地和苜蓿地分别比农地高25.3%,17.1%和11.6%;土壤有机碳质量分数在土壤剖面上随着土层的加深而降低,不同土地利用方式下土壤有机碳在剖面上的分布特征不同.不同土地利用方式下,土壤全氮与土壤有机碳存在极显著相关关系.图1表3参16     

黄土高原不同土地利用方式对土壤养分与酶活性的影响

为了研究吴旗县不同土地利用方式对土壤养分以及酶活性的影响,对农耕地、天然草地、人工草地、灌木林地和乔木林地5种土地利用方式的土壤进行了调查、样品测定和分析。结果表明,天然草地和乔木林地0~20cm表层土壤有机质增长率均较大,为36.11%和32.96%,二者碱解氮含量也较高,分别为66.88和69.37 mg/kg;乔木林地和灌木林地0~20 cm表层土壤有效磷含量均高于天然草地和人工草地,乔木林地速效钾含量最高。乔木林地0~20 cm土层土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶3种水解酶活性均高于其他4种土地利用方式,0~20 cm土层土壤酶活性均高于20~40 cm土层,表明人工种植乔木林可以使土壤水解酶活性增强,尤其表现在表层土壤。总之,乔木林对土壤有机质和养分、酶活性的增强效应最为明显。     

黄土高原春玉米田不同耕作处理土壤酶活性的变化

【目的】研究黄土高原一年一熟春玉米区不同耕作处理对农田土壤酶活性的影响。【方法】以春玉米品种"沈玉17"为供试作物,采取保护性耕作(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和传统耕作(CT)3种耕作模式栽培。第2年,分别于播种前(04-17)、拔节期(06-03)、抽雄期(07-16)和成熟期(09-15)用土钻取0～20cm土样,测其过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,探索不同保护性耕作方式下土壤酶活性的动态变化规律。【结果】NT条件下,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均呈先上升后下降的变化趋势。TS条件下,土壤多酚氧化酶活性表现为先下降后上升的趋势,但上升时期出现较晚;土壤蔗糖酶活性表现为先上升后下降的变化趋势,在抽雄期最高;土壤纤维素酶活性在拔节期显著高于NT和CT耕作模式。3种耕作模式下,土壤脲酶活性均呈先升高后下降的趋势。可能由于受土壤水热状况和通气等因素影响,不同处理条件下不同土壤酶活性最高值出现的时期不同。【结论】保护性耕作有提高土壤酶活性的趋势。     

不同土壤水分条件下黄土高原乡土树种耗水规律研究

以黄土高原大叶细裂槭、虎榛子、白刺花、辽东栎4个常见乡土树种幼苗为试验材料,用盆栽方法模拟土壤干旱条件,研究各树种在不同土壤水分条件下的耗水规律。结果表明,不同土壤水分处理下,各树种的耗水量依次是适宜水分>中度干旱>重度干旱;耗水量在各月的分配规律为:4,5,10月耗水少,6～9月耗水多。因土壤水分条件不同,4个树种在生长季的耗水规律也有差异,随土壤水分含量的减少,不同树种的最大耗水时期、最高耗水日及日耗水高峰有提前的趋势,总耗水量在各月份的分配比例各不相同,不同树种的耗水规律具有其自身的特点。大叶细裂槭对水分的反应较敏感,适应性强;白刺花属高耗水高水分利用效率的树种,耗水量在4个树种中最高,耗水高峰集中在7～9月,与黄土区的雨季同步,辽东栎的耗水高峰也有这一特点;耗水量最少的树种是虎榛子,其耗水系数最大,对水分的利用效率最低。     

黄土高原不同林地植被对土壤肥力的影响

研究了黄土高原油松、刺槐人工林对土壤的培肥效应。结果表明:(1)在黄土高原地区,种植人工林对土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾等营养元素含量的提高有很大帮助。但不同林型提高程度不同,除全钾、速效磷以外,各项指标均以阔叶林高于针叶林;阔叶林下土壤阳离子交换量也高于针叶林;总体来看,阔叶林下土壤肥力的提高较针叶林显著。(2)在黄土高原地区,种植人工林可改善土壤发育条件,减弱土壤侵蚀作用,降低土壤的碳酸钙含量,在此方面针叶林的作用比阔叶林明显。     

黄土高原土壤干层初步研究

在详细描述土壤干层现象和类型的基础上 ,分析了土壤干层的成因 ,即低降水高蒸发、水土流失、植被类型选择失当、群落生产力过高和群落密度过大等 ,指出土壤干层的危害主要表现为使局部小气候环境趋于旱化、土地退化、植被生长衰退、天然下种更新不良及加大造林难度等 ,最后提出了缓解土壤干层对黄土高原生态环境的恢复和重建的意义和重要性。     

黄土高原不同处理人工油松林地水土流失研究

为了客观评价人工油松林不同层次水土保持功能,利用定位观测的方法研究了不同处理人工油松林地的水土流失量。结果表明,与原状油松林相比,林地去掉枯枝落叶层、采伐上层林木保存草灌和枯枝落叶层、采伐林木开垦为农地的地表径流量分别增加了3.6,2.7和5.5倍;土壤侵蚀量分别增加了15.4,8.4和949.9倍。降水特征值与径流量之间相关关系不显著。