岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异

对北碚观音峡背斜岩溶低山不同土地利用方式下土壤的持水、供水、吸水和蒸发特征进行了研究。结果表明,土地利用方式的不同使低吸力段水分状况存在明显差异,样地1,7的供水性能较好,样地3和6持、供水能力都较好,样地9的持、供水性能差,样地4,10的持水性能较好但供水能力较差。样地2,3,5,9土壤比水容量达10-7数量级(ml/Pa·g)时在土水势-10～-30kPa范围开始出现,表明其土壤的保水供水性能相对弱;各样地土壤在土水势-30～-60kPa时比水容量达10-7数量级,表明岩溶山地土壤在脱水过程中,在还未达到理论上的BCM值时,实际就有可能因水分不足而对植物生长产生不利影响。通径分析表明,岩溶山地土壤的持水性能主要与有机质、>0.25mm水稳性团聚体有关,二者的效应大于粘粒的效应。     

铁路边坡不同坡位土壤物理化学性质差异性

针对遂渝铁路遂宁站附近以岩石碎片为基质进行修复的切挖铁路边坡,以临近自然边坡为对照,研究不同坡位的土壤物理化学性质的差异性。结果表明:铁路边坡含水量表现为坡下=坡中>坡上;自然边坡含水量表现为坡中>坡上=坡下。铁路边坡和自然边坡土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均在坡下达到最大值。铁路边坡不同坡位的土壤颗粒含量在<0.25mm粒径范围内表现为坡下<坡中=坡上,在0.25～1mm为坡下>坡中=坡上,在>5mm为坡中>坡上=坡下;自然边坡土壤颗粒含量在<0.25mm粒径表现为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上=坡中,在>5mm为坡中>坡上>坡下。铁路边坡不同坡位间颗粒有机质含量存在一定差异,具体表现在0.25～0.5mm为坡上>坡中=坡下,在0.5～1mm为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上,坡中与坡上、坡下差异不显著,在3～5mm为坡下>坡中=坡上,在2～3mm,>5mm均为坡下=坡中>坡上;自然边坡除<0.25mm的颗粒有机质含量在各坡位间无差异外,其余粒径的颗粒有机质含量均表现为坡中>坡上=坡下。自然边坡含水量、水稳定团聚体含量和颗粒有机质含量均高于铁路边坡,而平均重量直径(MWD),<0.25mm范围内土壤颗粒含量和坡上、坡中土壤的碱解氮、有效磷、速效钾含量低于铁路边坡。     

宁南山区不同坡位土壤微生物生物量和酶活性的分布特征

对宁夏固原黄土丘陵区天然草地不同坡位上土壤微生物量和酶活性进行研究,旨在了解坡位对土壤微生物量及酶活的影响,通过分析土壤微生物量及酶活性间的相关关系,进一步了解其内在联系.结果表明,在3个坡面地形部位(上坡位,中坡位和下坡位)上,土壤微生物量碳随着坡位的降低而减小;土壤微生物量氮在坡顶和坡底较高,坡中较低;微生物量磷在坡中部和坡底较高,坡顶较低.土壤酶活性基本不随坡位的变化而变化.显著性分析发现,微生物量碳和酶活性没有差异显著性,微生物量氮坡顶和坡底差异显著(P<0.05,n=3),微生物量磷坡顶较坡底和坡中差异显著(P<0.05,n=3).     

科尔沁沙地半固定沙丘不同坡位土壤C,N特征

[目的]研究沙丘不同坡位土壤碳氮的分布特征,旨在探索沙丘不同坡位植被演替机制。[方法]选取高于5m的半固定沙丘,沿主要风向于坡底、坡中、坡顶和背风坡设置样点,对土壤容重、土壤总有机碳含量和土壤总氮含量进行测定,并计算碳氮比、碳氮密度和碳氮储量。[结果](1)不同坡位土壤碳含量均随深度增加显著降低,主要变异层发生在0—40cm层。不同坡位土壤碳含量在30—40cm层和60—100cm层存在差异。(2)氮含量与容重在不同坡位和不同深度均不存在显著差异性,碳氮比在坡底和坡顶存在显著的垂直差异性,背风坡60—100cm层土壤碳氮比显著高于其它坡位。(3)各坡位土壤碳密度随深度增加显著下降。30—40cm层土壤碳密度存在显著的坡位差异,而土壤氮密度的垂直差异和坡位间差异均不显著。(4)半固定沙丘土壤碳氮储量分别为716.89和94.14kg/m2,不同坡位差异性不显著;碳储量的构成在4种坡位差异较大,而各坡位不同深度土壤氮储量对总储量的贡献差异较小。[结论]科尔沁沙地半固定沙丘土壤碳氮含量与密度不同坡位的差异较小,同时各坡位的碳氮均存在显著的垂直差异性,尤其在30—40cm层,变异程度较大,这可能与该层植物根系分布有关。     

长江三峡山地不同垂直带土壤入渗研究

山地土壤入渗性能研究是评价植被涵养水源和保持水土功能的基础。利用盘式张力入渗仪,通过设置3种负压(-0.49kPa,-0.69kPa和-0.98kPa),分析不同负压条件下三峡山地各垂直带土壤的入渗过程,比较不同类型山地土壤的入渗性能和常用入渗模型的适宜性。结果表明,不同垂直带间土壤腐殖质层与淋溶淀积层入渗性能的差异呈现不同规律。腐殖质层的入渗率表现为,亚高山温性阔叶林棕壤中山针阔混交林黄棕壤低山暖性针叶林黄壤,针叶林黄壤饱和导水率仅为3.84mm/min,不足阔叶林棕壤的8%。腐殖质层入渗主要受土壤结构的影响,疏松多孔的棕壤表层的入渗能力比风化率低、质地粗的黄壤表层更强。淋溶淀积层的入渗率相比较,中山黄棕壤饱和导水率最小,为1.21mm/min,亚高山棕壤和低山黄壤较大。同一类型土壤的不同发生层相比较,亚高山棕壤、中山黄棕壤和低山弃耕地的腐殖质层入渗率均大于淋溶淀积层,而低山黄壤则相反,淋溶淀积层饱和导水率是腐殖质层的5.82倍。林地腐殖质层和弃耕地耕作层的入渗率随时间下降明显,林地淋溶淀积层和弃耕地犁底层降低幅度较小,趋于稳定入渗的时间较短。入渗曲线拟合显示,方正三通用经验公式对4种山地土壤入渗过程的模拟效果较好,是描述三峡库区山地土壤入渗过程的适宜模型。     

冀北山地植被恢复对不同坡位土壤可蚀性与养分的影响

[目的] 了解不同坡位和不同土地利用引起的土壤可蚀性和养分差异,讨论各因素对土壤可蚀性和养分情况的影响状况。[方法] 通过土壤和根系取样,使用加权求和法计算不同坡位和不同土地利用下的综合土壤可蚀性指数(CSEI)和综合土壤养分指数(CSNI)。[结果] (1)不同坡位下的CSEI和CSNI均存在差异,其中CSEI的最大、最小值分别出现在坡上(0.653)和坡下(0.275),CSNI的最大、最小值分别出现在坡顶(0.715)和坡上(0.341);(2)不同土地利用下的CSEI和CSNI均存在差异,其中CSEI的最大、最小值分别出现在撂荒地(0.617)和林地(0.252),CSNI的最大、最小值分别出现在林地(0.793)和撂荒地(0.322);(3)CSEI与黏粒含量、砂粒含量、根长密度和地上生物量呈显著负相关,与粉粒含量和土壤容重呈显著正相关,其中容重的直接影响最大(0.26);CSNI与黏粒含量、砂粒含量、根长密度和地上生物量呈显著正相关,与粉粒含量和土壤容重呈显著负相关,其中黏粒含量的直接影响最大(0.45);CSEI、CSNI二者间呈显著负相关。[结论] 坡位对CSEI和CSNI均有显著影响,在植被恢复中应注重坡上和坡中;各地貌部位植被恢复均有效降低CSEI并提升CSNI,其中乔木对水土流失的控制更为有效。     

不同坡位火力楠林土壤肥力变化特征

对不同坡位的火力楠林土壤肥力动态进行了研究。与2004年相比,2007年火力楠林上坡、中坡和下坡的土壤容重、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙变化不明显,土壤含水量显著增加;3个坡位的土壤pH值均略有减少,土壤有机质、全氮和全钾含量显著增加,全磷含量减少;3个坡位的土壤碱解氮、速效磷及中坡和下坡的速效钾含量显著增加,上坡的速效钾含量略增。2004和2007年火力楠林的土壤物理性质无明显变化规律。2004和2007年,3个坡位的pH值相近,土壤有机质、全氮和全磷含量均表现为：下坡〉中坡〉上坡。2004和2007年,土壤碱解N含量为中坡和下坡大于上坡,3个坡位的速效磷含量均相近。2004年上坡和中坡的速效钾含量小于下坡,2007年速效钾含量则表现为：下坡〉中坡〉上坡。     

不同坡位植被生长状况与土壤养分空间分布特征

地形和土壤是影响植被群落的重要因素,植被生长状况与土壤养分含量随地形而变化。以吴起县枣庄沟小流域为研究区,采用样方法对不同坡位草地植被群落进行了植被调查,采集0—20cm的表层土壤测定土壤有机质、全氮、全磷含量,研究不同坡位上植被群落与土壤养分变化关系,以期了解黄土高原丘陵沟壑区地形对植被恢复的影响机制,为当地生态恢复提供科学依据与指导。结果表明:不同坡位上草地植被群落物种多样性、丰富度及地上生物量虽无显著差异,但各项指标均表现出坡下>坡中>坡上的趋势,这与土壤养分含量变化趋势相同。其中坡下位置各项土壤养分含量均为最大,植被生长状况最好;而沟坡位置土壤有机质含量、全氮含量、物种丰富度指数与地上生物量均为最低。植被生长状况与土壤养分在不同地形上变化趋势基本一致,具有一定相关性。     

徂徕山植被类型对不同坡位土壤团聚体特征的影响

[目的] 研究徂徕山不同植被类型不同坡位的土壤团聚体特征,为北方土石山区植被建设和水土保持提供理论支撑。 [方法] 采用干筛和湿筛法分析徂徕山板栗林、刺槐麻栎混交林坡上及坡下的土壤团聚体组成与稳定性,并测定土壤固液气三相比及其结构距离。 [结果] ①机械稳定性团聚体组成中2～0.25 mm粒级所占比例为55.60%～72.76%,0.25～0.053 mm粒级所占比例为25.11%～41.98%,＜0.053 mm粒级含量最低,所占比例为0.60%～3.75%。 ②与板栗林相比,刺槐×麻栎混交林的土壤机械稳定性团聚体的平均重量直径提高10.51%,几何平均直径提高7.51%,不稳定团粒指数降低19.01%,而水稳定性团聚体各指标在不同植被类型及不同坡位均未表现出显著差异。 ③固液气三相体积比例表现为：土壤固相体积(56.46%～66.15%)＞液相体积(21.66%～36.56%)＞气相体积(4.40%～12.19%),刺槐×麻栎混交林的土壤三相结构距离与板栗林相比约减少8.87%。 [结论] 植被类型对徂徕山土壤团聚体结构稳定性的影响大于坡位,其中刺槐×麻栎混交林对土壤团聚体机械稳定性的促进作用显著优于板栗林。固相体积比是解释团聚体组成的关键因子。     

三峡库区紫色砂岩不同发育程度土壤入渗特征及其影响因素

为探究典型母岩不同发育程度土壤入渗特征,在三峡库区王家桥小流域采用圆盘入渗仪测定新成土（S1）、雏形土（S2）、淋溶土（S3）3种紫色砂岩不同发育程度土壤入渗过程,探究入渗过程的影响因素,并用3种常用模型进行入渗过程模拟,分析比较这些模型的适宜性。结果表明：（1）不同发育程度间土壤理化性质差异显著。雏形土和淋溶土土壤容重较新成土分别增加10.71%,19.50%,土壤总孔隙度分别降低8.79%,18.69%,通气孔隙度分别降低67.40%,8.16%,土壤黏粒含量分别增加10.01%,38.36%,砂粒含量分别减小8.09%,48.29%,土壤有机质分别增加2.88%,8.68%。（2）不同发育程度土壤间初始入渗率、平均入渗率、饱和导水率均表现为新成土>雏形土>淋溶土,雏形土、淋溶土平均入渗率及饱和导水率分别是新成土的0.99,0.58和0.89,0.83倍。（3）不同发育程度土壤理化性质差异对土壤入渗具有显著影响,土壤入渗速率与总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度、砂粒含量呈正相关关系,与容重、黏粒含量、有机质含量呈负相关关系。（4） Horton模型对紫色砂岩不同发育程度土壤入渗过程拟合效果最优（R²=0.942）,Kostiakov模型次之（R²=0.858）,Philip模型拟合效果较差（R²=0.832）。通过观测与模拟不同发育程度土壤入渗过程,研究结果可为流域土壤水分运移规律探究提供有益借鉴。     

三峡库区紫色土坡耕地不同利用方式的水土流失特征

紫色土坡耕地水土流失已成为三峡库区生态环境和农业可持续性发展所面临的一个重大问题。研究通过15°、25°坡耕地不同利用方式的定位试验,探讨了三峡库区紫色土坡耕地的水土流失状况、侵蚀泥沙的颗粒组成及养分特征。结果表明紫色土坡耕地流失的泥沙中<0.02mm的颗粒大量富集,是养分流失的主要载体。不同土地利用方式中以果—植物篱复合、粮经果复合垄作模式的水土保持效果理想。     

三峡库区小流域不同生态恢复阶段的水土流失特征

在三峡库区汝溪河小流域,采用“空间代替时间”方法对撂荒地和柏木新造林、幼龄林、中龄林4个恢复阶段的水土流失特征进行研究.结果表明:撂荒地演变为柏木新造林、幼龄林和中龄林后,水土流失明显减少,土壤流失量大小排序为撂荒地＞新造林＞幼龄林＞中龄林;表层(0-20 cm)土壤砂粒含量分别减少2.95％,6.86％和9.51％,而粗粉粒和物理性粘粒含量增加;各层土壤的抗蚀性明显增强,且随土层加深而降低;各层土壤团聚体的稳定性提高,而且土壤团聚体破坏率均需较长时间达到稳定,尤其是幼龄林和中龄林.可见,植被的保持水土、改良土壤作用随生态恢复进程得到增强.但在三峡库区增加森林植被覆盖的同时,还应注重培育和维护合理的林分结构.     

三峡库区植物篱技术对坡耕地土壤肥力的影响

通过三峡库区25°紫色土坡耕地的定位试验观测,探讨了植物篱技术对坡耕地土壤肥力的影响。结果表明,植物篱技术科学合理地解决了坡耕地用地和养地的问题,一方面通过植物篱根系吸收土壤深层养分并以刈割茎叶返还土壤,促进了养分的循环与再分配,发挥了养分泵的功能;另一方面通过植物篱的阻滞和坡面覆盖,减少了由径流与侵蚀泥沙携带的养分损失,有效地改善了土壤肥力性状。     

三峡库区不同生境下桑树林地土壤结构稳定性与持水性能

为保证桑树在三峡库区困难立地条件下的正常生长,对该区砾石土、粗骨土、砾质土和扰动土4种生境土壤结构稳定性与持水性能进行诊断,并探讨了各种生境障碍因素的改良途径。结果表明:(1)不同生境土壤物理性质差异显著(p0.05),土壤容重表现为粗骨土生境(1.30g/cm3)砾石土生境(1.23g/cm3)砾质土生境(1.12g/cm3)扰动土生境(1.08g/cm3),砂粒含量为粗骨土生境砾石土生境砾质土生境扰动土生境。(2)不同生境土壤抵御季节性干旱能力差异较大,总库容表现为砾石土生境(97.185mm)砾质土生境(81.139mm)扰动土生境(66.958mm)粗骨土生境(47.353mm);而最大有效库容则为砾石土生境(54.140mm)砾质土生境(47.552 mm)粗骨土生境(36.399 mm)扰动土生境(11.705mm),砾石土生境最好,扰动土最差。(3)不同生境土壤稳定性指数(ASI)表现为粗骨土生境(4.57)砾石土生境(2.44)砾质土生境(2.36)扰动土生境(2.31),土壤稳定性与土壤砂粒呈显著或极显著正相关,与粉粒和粘粒呈显著负相关,与土壤孔隙状况相关性不显著。(4)桑树在不同生境的土壤障碍因素差异明显,在粗骨土生境可通过土壤改良剂和菌根接种调整土壤透水性能,在扰动土生境可通过施加保水剂改善土壤有效库容,而在砾石土和砾质土生境可通过种植固氮植物、绿肥改善土壤养分条件。     

三峡库区传统耕作措施水土保持机理研究

通过大量野外勘查、测量数据,说明了传统耕作措施的规律性及其坡长与坡度特征参数,同时将物理过程侵蚀模型(WEPP)模拟结果与实测数据进行对比分析,主要从坡长因子的角度阐明了传统耕作措施的水土保持作用机理。研究结果表明,实测的5°~10°、10°~15°、15°~20°、20°~25°、25°~30°坡面对应的坡长分别为7~10 m、5~7 m、4~6m、3~5 m、3~4 m,与同一坡度条件下WEPP模拟的坡面侵蚀发生的突增拐点值比较接近;传统耕作措施通过缩短坡长来分散坡面径流,阻止细股流的形成,从而有效防止了坡耕地中主要的侵蚀类型——细沟侵蚀。     

三峡库区坡耕地土壤养分流失的实验研究

采用室内模拟降雨装置研究了三峡库区坡耕地土壤养分流失规律。无论是紫色土还是黄色石灰土,坡耕地表层土壤养分含量在人工降雨后发生衰减,并表现出随雨强增大,雨后表土各养分含量衰减幅度加大的趋势,但径流和流失泥沙的养分含量与雨强无关;径流中养分含量虽低于泥沙养分含量,但养分含量的差异主要体现在全量养分含量上,而速效养分含量的差异则相对较小。对三峡库区坡耕地土壤养分流失而言,紫色土坡耕地土壤养分流失主要以流失泥沙为载体,而黄色石灰土坡耕地土壤养分流失则由流失泥沙和径流共同携带。     

不同修复植被类型的三峡库区消落带土壤细菌群落分析

为了探究三峡库区消落带不同修复植被对土壤细菌群落结构的影响,以纯草地(A₁)、纯林地(A₂)和覆草林地(A₃)3种不同样地土壤为研究对象,采用土壤理化因子检测及扩增子测序的研究方法,分析了不同修复植被对三峡库区消落带土壤细菌群落的影响。结果表明:不同样地的pH值、全氮(TN)和全磷(TP)含量无显著性差异,A₁和A₃的土壤有机碳(SOC)含量之间无显著性差异,但均显著高于A₂(p<0.05); 相关分析显示样地土壤细菌群落ACE指数和Shannon指数与土壤SOC和TN含量显著正相关(p<0.05),Chao1指数与土壤SOC含量显著正相关(p<0.05); 不同样地土壤的细菌优势种群无明显区别; 属水平上6个优势种群的相对丰度与土壤SOC和TN含量显著相关(p<0.05); 冗余分析显示SOC是影响三峡库区消落带不同修复植被样地细菌群落的主要显著性因子(p<0.05)。由此可以得出,不同修复植被类型的消落带土壤的细菌优势种群无明显差异,土壤细菌群落结构主要受土壤SOC的影响。     

北京土石山区坡面土壤水分动态及其对微地形的响应

为了探讨不同微地形下坡面土壤水分的时空分布及其变异规律,以北京土石山区人工林坡面为研究对象,在40 m×50 m坡面共布设30个土壤水分观测点,分10 cm间隔观测,观测深度为50~70 cm。2015年4—10月使用Diviner 2000共监测土壤水分20次。结果表明:(1)坡地土壤水分含量时间变化趋势一致,大体随着降雨波动的变化而变化。(2)土壤水分随坡位变化而变化,水平阶上坡位＜中坡位,缓坡中坡位＜下坡位。(3)坡面土壤水分整体随深度的增加而增加,水土保持工程措施可有效改善土壤水分状况,微地形主要影响＞30 cm的土层,不同微地形土壤水分含量表现为水平阶＞缓坡＞陡坡＞陡坎,水平阶土壤水分显著高于其他微地形(P＜0.05)。(4)冗余分析结果显示,微地形是影响坡面土壤水分异质性的主控因素,相对贡献率达81.2%,微地形因素减弱了海拔和坡位对土壤水分含量的影响。该研究可为土石山区生态恢复对水文水资源影响评估提供科学依据。     

文献三峡库区森林植被林地枯落物现存量及其持水能力

 基于三峡库区森林资源2类清查数据,结合森林植被林地枯落物现存量样地调查及浸泡实验,建立关于浸泡时间的持水量和吸水速率系列预测模型,对库区主要森林植被类型林地枯落物现存量及持水特性进行研究。结果表明:1)三峡库区不同植被类型林地枯落物现存量在一些类型间存在显著差异——杉木林林地枯落物现存量最高,达到11.610 t/hm²;柏木林枯落物现存量最低,仅为3.948t/hm²。2)不同森林植被类型林地枯落物的含水率竹林最高,达到182.9%,柏木林枯落物含水率最低,仅为32.2%。3)所有森林植被类型林地枯落物持水量均随浸泡时间的延长而增大,24h后增加速度急剧下降,48h后基本达到饱和;竹林枯落物的饱和持水量最高,达到自身质量的3.367倍,灌木林最低,为2.089倍。4)不同森林植被类型林地枯落物在前2h内吸水速度最大,类型间差别也较大,之后急剧下降,20 h后类型间吸水速度趋向一致,48h后基本不再吸收水分。5)三峡库区不同森林植被林地枯落物现存量干质量总量为2 048万5 668 t,枯落物对单场次降水的潜在持水总量为4 695万3 451t,现实饱和持水总量为3 291万7 480t。单位面积林地枯落物潜在持水量和现实饱和持水量的空间分布体现"东高西低,南高北低"的特征。研究结果可为科学评价森林植被水源涵养功能奠定基础,也可为三峡库区林业生态工程规划与建设提供理论依据。