黄土丘陵典型草原土壤理化性质对生态恢复措施的响应

研究土壤理化性状及土壤质量变化对草地生态建设具有重要意义。在宁夏黄土丘陵区典型草原,以放牧草地为对照,对封育、水平沟和鱼鳞坑生态恢复措施实施15年草地的0～40 cm土壤粒径、容重、持水性、孔隙度、有机质、氮磷钾等理化性状进行了比较,通过主成分分析和土壤质量综合指数(SQI),评价了不同措施下土壤质量恢复状况。结果表明:1)土层黏粒含量以水平沟措施最高,粉粒以放牧草地最高、砂粒以鱼鳞坑最高;土壤颗粒体积分形维数值(D)从大到小依次为水平沟、封育、鱼鳞坑和放牧草地,土壤粒径垂直变化差异不明显;2)放牧草地土壤容重最高,为1.14 g·cm^-3,封育、水平沟和鱼鳞坑均可显著减小土壤容重,增加土壤持水性和总孔隙度,但对土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的改善效果不大;各处理土壤物理性状垂直变化不显著;3)土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈封育>放牧>鱼鳞坑>水平沟,全磷含量以放牧和封育草地较高,水平沟最低;速效钾含量以放牧草地最高,封育草地次之,鱼鳞坑最低,土壤养分含量呈表聚性;4)土壤质量综合指数在放牧、封育、水平沟和鱼鳞坑措施下分别为0.337、0.719、0.348和0.281,呈封育>水平沟>放牧草地>鱼鳞坑。基于土壤理化性状,认为草地封育对土壤质量改善最为明显,是研究区最适宜的草地生态恢复措施。     

封育草地与弃耕地土壤碳氮固持及固持速率动态

研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义。本研究以黄土高原丘陵区封育草地和弃耕地为对象,分别以放牧草地和农田为参照,对比分析了封育14年草地和弃耕地0~300 cm土层土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)储量、固持量及固持速率。结果表明,封育草地和弃耕地显著增加SOC储量,并且二者封育14年后SOC储量相同;在0~200 cm土壤中,封育14年草地与弃耕地STN储量相对于对照并无增加,0~300 cm土壤中,封育14年草地STN储量显著高于弃耕地(P<0.05);弃耕地SOC固持及固持速率显著高于封育草地,封育14年弃耕地SOC固持主要发生在0~140 cm表层土壤;0~100 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著高于封育草地,0~300 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著低于封育草地。以上结果表明,封育和弃耕均可显著提高土壤碳储量,并未明显提升土壤氮储量,弃耕地有较高的SOC固持量及固持速率。     

黄土丘陵典型草原土壤理化性质对生态恢复措施的响应

研究土壤理化性状及土壤质量变化对草地生态建设具有重要意义。在宁夏黄土丘陵区典型草原,以放牧草地为对照,对封育、水平沟和鱼鳞坑生态恢复措施实施15年草地的0～40 cm土壤粒径、容重、持水性、孔隙度、有机质、氮磷钾等理化性状进行了比较,通过主成分分析和土壤质量综合指数(SQI),评价了不同措施下土壤质量恢复状况。结果表明:1)土层黏粒含量以水平沟措施最高,粉粒以放牧草地最高、砂粒以鱼鳞坑最高;土壤颗粒体积分形维数值(D)从大到小依次为水平沟、封育、鱼鳞坑和放牧草地,土壤粒径垂直变化差异不明显;2)放牧草地土壤容重最高,为1.14 g·cm~(-3),封育、水平沟和鱼鳞坑均可显著减小土壤容重,增加土壤持水性和总孔隙度,但对土壤毛管孔隙和非毛管孔隙的改善效果不大;各处理土壤物理性状垂直变化不显著;3)土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈封育放牧鱼鳞坑水平沟,全磷含量以放牧和封育草地较高,水平沟最低;速效钾含量以放牧草地最高,封育草地次之,鱼鳞坑最低,土壤养分含量呈表聚性;4)土壤质量综合指数在放牧、封育、水平沟和鱼鳞坑措施下分别为0.337、0.719、0.348和0.281,呈封育水平沟放牧草地鱼鳞坑。基于土壤理化性状,认为草地封育对土壤质量改善最为明显,是研究区最适宜的草地生态恢复措施。     

冷季型草坪草对土壤物理性状的影响

通过对栽培了2年的高羊茅、草地早熟禾和多年生黑麦草三大品系20个草坪草品种的土壤进行土壤硬度、土壤容重、饱和持水量、毛管持水量、非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙度等指标的测定，比较它们对土壤物理性状的影响。结果表明：对土壤物理性状影响较大的品种有沙漠王子、阿米高、新歌来德、美洲王、优异、巴林、康尼、萨卡特、爱神特；3个品系之间，影响最大的为草地早熟禾。     

不同封育管理对沙质草地土壤与植被特征的影响

针对退化沙质草地土壤和植被的恢复问题,选取封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)和封育10年(自然恢复)沙质草地为研究对象,同时选取流动沙地作为对照,结合野外调查及室内化学分析方法,进行了不同封育管理沙质草地土壤理化性质和植被特征的比较研究。结果表明,1)与流动沙地相比,封育19年沙质草地(人工抚育19年)植被高度、密度、冠幅、盖度、生物量及土壤养分含量显著增加,0~20 cm层土壤容重、0.05~2 mm的砂粒含量显著降低,退化沙质草地在恢复过程中植被与土壤之间逐渐形成一个相互作用、相互影响的系统。2)封育沙地植被特征和土壤理化性质受坡位影响比流动沙地显著(P<0.05),封育沙质草地中SOC、氮磷钾全量和速效养分含量沿上坡到下坡呈增加趋势。3)天然封育+人工抚育措施对沙质草地的影响和改善程度高于纯天然封育措施,它是促进我国北方退化沙质草地恢复的适宜方法。     

封育对黄土高原天然草地深层土壤碳、氮储量的影响

封育是当前恢复和改良退化草地的重要措施,准确评估植被变化过程中土壤碳、氮储量动态,具有重要的生态意义。本研究以宁夏云雾山封育30年天然草地和未封育草地土壤为研究对象,对深层(0-500cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)固持动态进行分析。结果表明,封育30年草地土壤碳含量(0-440cm)显著高于未封育草地(P0.05),但是草地SOC变化临界层不明显,未封育草地SOC含量变化临界层大约位于130cm处;封育与未封育草地STN含量在130cm以下显著降低,STN的累积均发生在60-320cm土壤中,而表层(0-60cm)和较深层(320cm)中STN积累较少;封育30年草地340-500cm土壤SOC储量趋于稳定,每20cm土层约为11.5 mg·hm~(-2),未封育草地140-500cm土壤SOC储量趋于稳定,每20cm土层维持在8mg·hm~(-2);封育30年草地0-100cm土壤SOC、STN储量分别占0-500cm土层的44.8%和27.2%,0-200cm分别占72.2%和38.5%,0-300cm分别占83.5%和64%,0-400cm分别占92.2%和80.1%。因此,深层土壤有着大量的碳、氮储量信息,对于100-500cm土壤碳、氮动态研究非常必要。     

黄河源高寒草甸封育条件下的土壤持水能力

以青海省玛沁县不同封育年限与自然放牧的高寒草甸为研究对象,通过对土壤容重、土壤饱和持水量、田间持水量及毛管持水量等指标监测,分析不同封育年限下高寒草甸的土壤持水能力及与环境因素的关系。结果表明:随着封育年限延长,封育样地0~40cm土层土壤持水量增加,其中0~10cm土层的土壤持水量高于10~20cm和20~40cm;封育12a后土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量分别增加11.34mm、15.14mm、15.05mm,分别按0.95mm/a、1.26mm/a、1.25mm/a的速率增加;土壤饱和持水量、田间持水量和毛管持水量与容重呈极显著负相关(P0.01),与有机质及地下生物量呈极显著或显著性正相关(P0.05或P0.01);土壤持水能力在垂直方向表现为表层高于深层,在封育禁牧梯度上表现为封育高于未封育。研究表明,封育能提高土壤持水能力。     

伊犁绢蒿荒漠草地围封后的土壤动态

本研究对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地的土壤理化性质及光谱进行测定,探讨围封对土壤理化性质的影响和草地光谱的响应。结果表明,土壤含水量在各土层随植物生长期呈递减趋势,5月与9月土壤含水量随围封年限的延长总体上呈增加趋势,并对群落光谱和土壤含水量间关系进行建模,R2=0.63;土壤有机质随封育年限增加呈升-降-升的趋势,围栏内外有机质差值在5月随封育年限的增加而增加,封育7年、10年草地有机质差值,植物生长期内呈线性递减。通过室内土壤光谱及野外裸地光谱对土壤有机质进行建模,均取得较好效果,R2分别为0.64与0.38。研究表明,草地土壤含水量及有机质对于草地恢复状况较为敏感,可用于该类草地封育状况的监测。     

不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物的影响

为促进退化草原的恢复和重建工作,试验以不围栏封育作为对照,设置围栏处理1年、3年和5年,以研究不同封育年限对退化草原土壤理化性质和微生物数量的影响.结果表明:土壤容重、土壤pH值和EC值(电导率)随着封育年限的增加逐渐降低,随土层深度的增加而增加;土壤孔隙度和毛管持水量随着封育年限的增加而逐渐增加;土壤有机质含量、土壤...     

封育对青海草地早熟禾人工草地土壤种子库特征的影响

对"黑土滩"退化草地上种植生长第5年的青海草地早熟禾(Poa pratensis cv.Qinghai)人工草地进行围栏封育,封育期为5年,以冷季放牧利用的青海草地早熟禾人工草地为对照,分析土壤种子库特征。结果表明:禁牧封育使5龄青海草地早熟禾人工草地土壤种子库的物种数、密度、土壤种子库潜存群落的稳定性和放牧利用价值均有所降低,而土壤种子库潜存群落的物种多样性相对提高。     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

祁连山东段金强河河谷高寒草地土壤的水文特征

祁连山东段高寒草地土壤水文效应对该区域陆面水文过程、水文循环、石羊河水资源和生态环境维持等作用巨大。因此,深入开展高寒草地土壤水文效应研究对深入了解和认识高寒地区土壤水文过程和陆面水文过程有重要意义。为此,本研究以祁连山东段金强河河谷高寒草地为对象,分析了土壤含水量、持水特征、入渗速率和草地蒸散等土壤水文特征和变化规律。结果表明:河谷山地阳坡和河谷山地阴坡下部高寒草地田间持水量、毛管持水量和饱和持水量随土层加深先增大后减小,河谷水平阶地和山地阴坡上部高寒草地土壤持水量随土层加深逐渐增大;河谷0-30 cm土层高寒草地田间持水量和毛管持水量均为阴坡上部>阳坡下部>阴坡下部>阳坡上部>水平阶地,饱和持水量表现为阴坡上部>阳坡下部>阳坡上部>阴坡下部>水平阶地。高寒草地土壤初渗透率最小,渗透性随着渗透时间的增加土壤渗透速率不断增大,当渗透达到稳定状时土壤渗透速率最大。河谷高寒草地0-30 cm土层土壤含水量为阴坡下部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地>阳坡上部。河谷高寒草地在6月-9月的日均蒸散量为2.429 mm·d^-1,蒸散总量为293.254 mm。可见,研究区河谷地形对高寒草地土壤水文特征有显著的影响,因此对祁连山东段高寒区水资源合理管理与利用过程中要综合考虑地形与土壤水文特征之间的关系。     

云南岩溶地区不同草地利用方式的经济与水保效应

对云南岩溶地区坡度为15°草地的5种利用方式进行了3年的水土流失、土壤理化性状、地表植被密度、盖度、高度、产草量和投入产出效应研究.结果表明,岩溶地区坡地种草利用比种粮利用的水土保持效果、培肥地力效应和经济效益高.水土流失严重程度为种粮坡地＞自由放牧草地＞栽培草地＞改良草地＞围栏封育草地;土壤肥力提高幅度为栽培草地＞改良草地＞围栏封育草地＞自由放牧草地＞种粮坡地;3年累计经济纯收入栽培草地＞改良草地＞种粮坡地＞围栏封育草地＞自由放牧草地.     

黄土高原不同土地利用方式下土壤干层差异

为研究黄土高原不同土地利用方式下土壤干层差异特征,本研究以放牧草地、封育15年草地、15年柠条地和封育30年草地为研究对象,定量分析不同土地利用方式下深层土壤水分特征。结果表明:放牧草地、封育15年草地、15年柠条地、封育30年草地0-500cm土层土壤含水量平均变异系数分别为0.142、0.107、0.067、0.078;土壤干层起始深度分别为80、100、120、360cm;干层厚度分别为380、180、120、100cm;干层内土壤平均含水量分别为9%、8.9%、8.1%、9.7%。4种土地利用类型的土壤剖面均出现了不同程度的干燥化现象,放牧草地和15年柠条地土壤干燥化尤为严重,封育15年草地0-500cm土层土壤含水量显著高于放牧草地(P0.05),封育30年草地0-500cm土层土壤含水量则极显著高于放牧草地(P0.01)。随着封育年限的增加,天然草地土壤含水量显著增加,土壤干层逐渐减轻变薄,向下深移,干层强度下降。     

不同干扰方式对滇西北亚高山草甸生物量和碳储量的影响

以滇西北亚高山草甸为对象,探讨不同干扰方式(自由放牧、生长季封育+非生长季放牧、生长季封育+季末割草以及全封育)对草地生物量、植被碳储量、土壤容重、0~30cm土壤碳储量和碳固持量及碳固持速率的影响。结果表明:不同干扰方式对滇西北亚高山草甸的生物量和土壤碳储量、碳固持量等的影响不尽相同。3年全封育草地的总生物量和植被碳储量最高,分别为1104.68g/m2、497.11g/m2;与自由放牧相比,其总生物量和植被碳储量增加了377.76%。封育降低了0~10cm土壤容重(P0.05),3年全封育最低。不同干扰方式下,随着土层的加深,土壤有机碳含量和碳储量呈逐渐降低趋势。0~10cm土层的土壤碳储量:生长季封育+季末割草全封育生长季封育+非生长季放牧自由放牧。生长季封育+季末割草草地0~10cm土层的碳固持量最高,0~30cm土层中3年全封育草地的碳固持速率显著高于其他处理(P0.05),平均固持速率为465.05g·C/m2·a。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0～40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1)经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0～40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

围封对草地植被生长和土壤特性的影响研究进展

围栏封育是退化草地恢复的重要措施,对于维持草地生产力和生态系统平衡具有不容忽视的重要意义。总结围栏封育与草地植被和土壤的相互关系以及围封条件下不同类型草地植被生长和土壤特性的变化特征,指出因围栏封育下放牧牲畜的干扰消失,草地植物多样性、生物量及其分配格局、土壤理化性质以及养分有效性等易产生差异性响应,围封年限、草地类型、土壤特性和气候环境等是影响草地生产力、植被群落演替和生态系统服务功能的重要因素。     

开垦和封育年限对退化沙质草地土壤性状的影响

在内蒙古科尔沁沙地选择不同开垦和封育年限的退化沙质草地,测其土壤理化和生物学性质.结果表明:1)随开垦年限的增加,土壤性状发生了一系列演变,耕作层(0～15cm)＜0.1 mm细颗粒组分逐渐下降,2.0～0.1 mm之间的中粗沙和细沙含量逐渐升高,土壤容重增大,总孔隙度下降,土壤全量养分和酶活性也依次下降;2)封育7、11年后,土壤各性状有较大的改善,耕层土壤＜0.1 mm细颗粒组分较放牧草地提高了26.5%和80.3%,有机碳分别增加了73.8%和98.0%;3)犁底层(15～30 cm)土壤各性状变化无明显规律;4)随着开垦后连年春翻耕作,整个土壤耕层逐渐流沙化,在开垦5年后,土壤耕作层已经损失了大量的碳和氮,采取围封措施后,植被得到恢复进而减少了风蚀,土壤性状得到改善.     

封育对滇西北亚高山草甸群落及土壤的影响

2012年4月到2015年9月,在滇西北香格里拉县小中甸镇,以退化亚高山草甸为研究对象,测定封育条件下草地地上生物量、地下生物量、土壤容重、土壤水分和土壤有机质含量。结果表明:封育1~2年可显著提高草地地上现存量;连续封育4年后,草地地下生物量无显著变化,草地地上生物量增加了11.67倍,总生物量增加了0.74倍,有毒有害植物在地上现存量中所占比例仍然达到13.3%,对退化草地实施封育的同时应该结合除杂、补播等措施,可更有效地改善草地质量和提高草地生产力。对退化草地连续封育4年后,0~10 cm土壤容重显著降低而土壤含水量显著增加,10~40 cm土壤有机质显著增加。     

封育对典型草原植物群落物种多样性及土壤有机质的影响

摘要：研究了宁夏云雾山自然保护区不同封育年限典型天然草地植被物种多样性及土壤有机质含量。结果表明,随着封育年限的增加,物种丰富度和多样性呈先增加后降低的趋势,均匀性指数的变化总体与多样性变化趋势相反。不同封育年限土壤有机质含量存在显著差异,封育15年、25年的典型天然草地土壤有机质含量较高,封育5年、20年的典型天然草地土壤有机质含量居中,未封育的典型天然草地土壤有机质含量最低。草原植被物种丰富度指数与多样性指数和土壤有机质含量之间呈负相关关系,植被均匀度指数与土壤有机质含量有正相关关系。