高速公路路域土壤特性分析及其质量评价

为深入研究不同扰动方式对路域土壤理化特性的影响,及路域不同部位土壤的特性,以高速公路路基、路堑、弃渣场、路肩、取土场5个部位的土壤为研究对象,对采集土壤样品的理化指标进行测定和分析。结果表明:挖和填两种扰动方式对土壤质地影响不显著,含水量及容重表现为:挖方>填方>自然;路域不同部位土壤含水量、容重呈现出取土场>路堑>路基>路肩>弃渣场>自然,土壤有机质和全氮的含量呈现为:自然>路肩>路基>路堑>弃渣场>取土场;扰动土壤的有机质、全氮和速效钾含量低于自然土壤,速效磷和全磷含量高于自然土壤;扰动土壤的机质和全氮极显著相关,全氮与无机氮显著相关,与速效钾极显著相关、与速效磷负相关、容重和无机氮负相关;路域土壤有机质、全氮、全磷缺乏,土壤肥力低。     

米仓山不同退耕年限土壤理化性质变化特征

[目的] 研究不同退耕年限下的土壤理化性质特征,为区域生态系统服务功能的提升与生态文明建设提供科学依据。[方法] 以中国南北过渡带的米仓山退耕20,25,35,50 a的样地为研究对象,以未施肥耕地和天然林地为对照,采用“时空替代法”,分析米仓山地区不同退耕年限土壤理化性质特征。[结果] ①土壤机械组成在退耕前期无明显变化,在退耕50 a时与天然林地相似。退耕20,25,35,50 a样地的土壤大粒径团聚体百分含量较耕地均有不同程度的升高,其增幅分别为17.70%,53.23%,52.50%和70.30%;②随着退耕年限增加,土壤容重呈下降趋势,退耕50 a样地土壤容重接近天然林地。不同退耕年限下土壤水分特征曲线均可用Gardner模型拟合,土壤持水性由高到低排序为：天然植被 > 退耕25 a > 退耕35 a > 退耕20 a > 耕地 > 退耕50 a。③土壤有机质及全氮含量随退耕年限增加呈显著增加趋势（p<0.05）,且上层土壤含量高于下层土壤,呈现明显的表聚现象。上层土壤中退耕20,25,35,50 a的样地中土壤有机质及全氮含量较耕地分别提高了27%,134%,71%和343%和20%,76%,64%和246%,下层土壤中分别提高了7%,88%,53%和422%和12%,59%,35%和201%。全磷含量在0.55~0.36 g/kg之间波动,受退耕年限影响较小。[结论] 退耕还林措施能有效增加土壤容重,提升土壤大粒径团聚体、有机质和全氮含量,进而改善土壤理化性质,退耕50 a样地土壤的理化性质接近于天然林地。     

科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林带间植被与土壤特性变化

[目的] 以科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨(Populus simonii)防护林为研究区域，研究防护林带间植被修复与土壤发育的最适行带配置模式，为科尔沁沙地人工造林提供科学依据。 [方法] 对4种不同带间距的行带式小叶杨防护林带间植物群落多样性、土壤理化性质及其相关性进行研究。 [结果] 带间距的大小对小叶杨防护林带间植被与土壤恢复有明显影响，植被恢复与土壤恢复是相辅相成的。① 自然状态下防护林带间物种多样性及群落稳定性具体表现为：带间距10 m＞6 m＞4 m＞2 m； ②土壤含水量及土壤养分(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾)含量表现为：带间距10 m＞6 m＞4 m＞2 m，土壤容重为：带间距10 m＜6 m＜4 m＜2 m； ③在0-60 cm土层深度中，不同带间距小叶杨防护林带间物种多样性指数与土壤理化性质呈现出不同程度的显著或极显著相关(p＜0.05)，其中与各物种多样性指数相关性最大的为土壤容重，与各土壤理化性质相关性最明显的物种多样性指数为Margalef丰富度指数。 [结论] 在科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨人工造林过程中，适当增大行带式小叶杨造林带间距，能够有效提高林地生产水平与生态效益。综合考虑带间植被与土壤恢复，造林带间距达到10 m为宜。     

黄土区梯化坡地不同土地利用方式对土壤理化性质的影响

[目的]研究覆膜作物、牧草地和撂荒地模式下梯化坡地不同土地利用方式对土壤理化性质的影响,为黄土区梯化坡地优化农业生产管理提供科学依据。[方法]以黄土区甘肃省陇西县梯化坡地为研究对象,选择5种土地利用方式(玉米地、苜蓿地、撂荒地2 a,撂荒地4 a和荒草地)按不同坡位(挖方段、中间段、填方段)进行土壤取样,对0—40 cm土层土壤理化性质进行研究。[结果]在5种土地利用方式下,土壤含水量、容重均随土层深度增加而增大,其中玉米地土壤含水量最高,容重最小;土壤机械组成均表现为:细砂粒黏粒粉粒粗砂粒;土壤含水量、容重、黏粒和粉粒均表现为:挖方段中间段填方段,而粗砂粒、细砂粒、有机碳、速效钾和水解性氮则呈现相反的趋势。土壤pH值均值变化为苜蓿地最大,撂荒地最小,且方差分析差异不显著(p0.05)。土壤有机碳、速效钾和有效磷均值均表现为玉米地最大,水解性氮均值表现为:苜蓿地玉米地撂荒地2 a荒草地撂荒地4 a。[结论]覆膜玉米地表现出对土壤含水量、容重及养分的促进作用均优于其他土地利用方式,且填方段的土壤更加肥沃,耕作中应注重加强对挖方段的施肥。     

喀斯特地区不同年限退耕草地的持水性能

[目的] 研究不同年限退耕草地持水性能,为喀斯特地区退耕草地持水性能和水土保持提供科学依据。[方法] 选取贵州省安顺市喀斯特地区不同年限退耕草地(5,10,15,20 a)和耕地(对照CK)为研究对象,采用“时空替代法”研究凋落物蓄积量、持水量和拦蓄量以及土壤剖面容重、孔隙度、颗粒组成、含水率及持水量随退耕年限的变化特征。[结果] ①凋落物层蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为:15 a＞20 a＞10 a＞5 a,且凋落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和幂函数。②退耕草地砂粒含量和容重随着退耕年限的延长均呈现出先下降再上升的趋势;粉粒、黏粒、总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量和毛管持水量的变化规律与土壤容重相反。③凋落物层和土壤层的持水总量表现为:10 a＞20 a＞15 a＞5 a＞CK,其中土壤层最大持水量贡献率达到99%以上。[结论] 退耕草地不仅增加了凋落物层的生物积累、拦截降雨作用和持水性能,还在改善土壤结构和孔隙状况的同时,提高了土壤持水性能。退耕草地均在退耕10 a以后逐渐趋于稳定。因此,建议在退耕10 a以后种植落叶树种。     

白草塬植被恢复后沟头草本植物多样性与土壤因子的关系

[目的] 探究黄土塬沟头在植被恢复后的草本植物多样性变化与土壤因子间的关系,为该区沟头水土保持效益评估提供科学依据。[方法] 以农地沟头为对照,选择不同植被恢复年限(5,13,18,22 a)的白草塬草地沟头,调查和测定了各植被恢复年限沟头的草本植物多样性和表层土壤(0—10 cm和10—25 cm)的土壤性质因子。[结果] 随植被恢复年限的增长,Patrick丰富度指数呈现先增大后稳定的变化趋势;Shannon-Wiener指数呈现持续上升的趋势,植被恢复18 a和22 a时的Shannon-Wiener指数高于恢复13 a,但没有显著性差异;Pielou均匀度指数呈现增加—降低—再增加的波动趋势,且在恢复22 a时达到最大值(0.89)。白草塬沟头0—10 cm和10—25 cm的土壤容重均在恢复22 a时达到最小值,较农地分别显著降低13.1%和17.8%(p＜0.05);0—10 cm和10—25 cm的土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径和饱和导水率均随植被恢复年限的增加而显著增加,两土层的土壤因子在各植被恢复年限上呈现出显著性差异。相关性分析显示草本植物多样性指标与容重间呈负相关关系,与土壤有机质、水稳性团聚体、团聚体平均重量直径以及饱和导水率呈显著正相关(p＜0.05)。冗余分析表明土壤团聚体含量与草本植物多样性变化密切相关。[结论] 植被恢复显著提高了沟头草本植物多样性,可改善表层土壤性质,在稳固沟头过程发挥重要作用。     

不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响

[目的] 研究不同植被恢复模式对退化花岗岩红壤渗透性和持水量的影响,为该区水土保持和红壤退化地的精准恢复提供理论依据。 [方法] 采用野外调查、室内分析和环刀法,以严重退化花岗岩红壤和自然林为对照,对不同植被恢复模式下退化花岗岩红壤的土壤渗透性和持水量进行研究。 [结果] 不同植被恢复模式和对照样地的土壤渗透性均随土层深度的增加而降低,土壤入渗特征值均表现为：初始入渗率＞平均渗透率＞稳定入渗率;不同植被恢复模式与对照样地比校,土壤渗透性指标和前30 min土壤渗透总量数值顺序为：自然林＞乔灌草＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地;0—40 cm土壤持水量的顺序为：自然林＞乔灌草模式＞条沟草灌＞封禁＞低效林改造＞全坡面播草＞严重退化地。0—5 cm土壤渗透性指标和土壤理化指标的冗余分析表明,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、粉粒含量是改善土壤渗透性的因子,而土壤硬度、土壤容重、黏粒和砂砾含量是制约土壤渗透性的因子。 [结论] 5种植被恢复模式中乔灌草植被恢复模式是改善土壤渗透性和持水量的最佳模式。     

宁夏风沙区苹果园地土壤质量及硒元素评价

[目的]阐明宁夏风沙区苹果园土壤质量演变过程,为该区域苹果园管理与发展、苹果产业可持续发展及脱贫富农提供依据。[方法]以宁夏沙坡头区2年生(2 a)、5年生(5 a)、10年生(10 a)和25年生(25 a)苹果园为研究样地,以周围荒地为对照(CK),分析各样地土壤理化性质变化特征及其相关关系,并根据土壤质量综合技术评价标准进行苹果园土壤质量评价。[结果]①随林龄增加,土壤含水量、土壤电导率、土壤全氮、土壤有机碳、土壤速效钾、速效磷和水解性氮均呈现上升趋势,而土壤C/N和土壤温度均呈现下降趋势。土壤黏粉粒、土壤pH值和土壤硒含量呈现先升高后降低趋势,而土壤容重呈现先降低后增加趋势,且均在10 a时出现最值(峰值或谷值)。但土壤孔隙度表现为不同样地间无显著差异性。②苹果园土壤粗砂粒和黏粉粒与土壤温度及土壤C/N呈显著负相关(p0.01),而与土壤含水量、土壤全氮及有机碳呈显著正相关(p0.01)。土壤粗砂粒与土壤速效钾及土壤水解性氮呈显著正相关(p0.01)。土壤含水量与土壤温度及土壤C/N呈显著负相关(p0.01),而与土壤全氮、有机碳、土壤速效钾和水解性氮呈显著正相关(p0.01)。土壤容重与土壤黏粉粒、土壤含水量、土壤全氮及有机碳呈负相关(p0.05)。土壤养分指标之间均存在正相关关系(p0.05)。但土壤孔隙度和土壤硒与其余指标间均无相关性(p0.05)。③综合土壤物理、化学及营养指标,土壤质量综合得分排序表现为:25 a10 a5 a02 aCK。[结论]在宁夏风沙区种植苹果经济林5 a左右即可改善土壤理化性质,10 a时促进土壤质量性状显著提高,特别是土壤硒含量处于较高水平,并且随着种植年限增加,宁夏沙区苹果园土壤质量持续改善。     

封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响

[目的]探讨不同封育年限对干旱河谷灌丛土壤理化性质的影响,为该地区的天然植被恢复与管理提供理论依据。[方法]采用野外调查和实验室分析相结合的方法开展研究。[结果](1)封育后灌木层的盖度、密度、平均冠幅、高度明显升高,而草本层则相反。(2)随着封育年限的增加,土壤容重呈V形变化,封育13a达到最小值,而群落植被特征、土壤孔隙度、土壤持水量、土壤养分,呈倒V形变化,封育13a达到最大值。0—40cm,封育13a的土壤平均速效N,P,K较未封育草地分别增加26.42%,107.35%,33.92%;全量N,P,K含量分别增加了168.42%,47.62%和31.12%。(3)封育后,土壤理化性质有所改善,具有明显的表聚现象,土壤固碳能力有所提高,土壤有机碳密度表现为:F_(13)F_(22)F_(30)F_5CK;土壤有机碳储量表现为:F_5F_(13)F_(22)F_(30)CK,说明在狼牙刺群落封育恢复过程中,土壤环境有较为明显的改善。(4)采取封育措施后,外界干扰减少,狼牙刺灌丛覆盖度增加,从而增加地上生物量,使生产力得到提升,生物量与封育年限存在线型关系。[结论]采取封育措施后,干旱河谷地带的狼牙刺群落植被特征和土壤理化性质及有机碳密度和储量均优于未封育,植被自然恢复状态良好。     

毛乌素沙地不同植被恢复措施下土壤理化性质空间分布特征

[目的] 探讨不同植被恢复措施下土壤理化性质的空间分布特征,为半干旱沙区植被恢复提供理论依据。[方法] 以毛乌素沙地西南边缘3种典型植被恢复模式(封育草地、飞播林地和人工柠条林地)为研究对象,以退化草地为对照,通过采集0—40 cm范围内3个土层的土壤,研究了其土壤理化指标和土壤综合肥力。[结果] ①在不同措施下土壤表层(0—10 cm)含水量显著增加,而在深层(10—40 cm)土壤则显著降低;与之相反的是土壤表层容重显著降低,而在深层土壤差异不显著,呈现弱变异;植被恢复显著降低了上层(0—20 cm)土壤pH值,而对20—40 cm土层差异不显著;此外,同一植被类型下随着土层加深土壤含水量(SWC)、容重(BD)、pH值均逐渐增加。②不同措施下土壤有机质(SOM)、全氮(TN)含量显著增加,封育样地SOM最高,飞播样地土壤TN最高,而速效磷(AP)含量显著降低,土壤全磷(TP)、SOM、TN等养分含量具有表聚性,土壤AP和速效氮(AN)含量在不同植被恢复、不同土层之间存在差异性。③土壤综合肥力指数呈现为：飞播样地(0.794)>封育样地(0.662)>对照样地(0.637)>柠条林地(0.603),即土壤质量在飞播样地最高,而在柠条林地最低。[结论] 3种植被恢复模式均对土壤各理化指标有显著影响,不同植被恢复措施导致土壤各指标在垂直剖面上发生不同程度的变异,毛乌素沙地适宜进行飞播造林,而不宜大面积种植人工柠条林。     

怀化地区的水旱灾害与水土流失治理

怀化地区的水旱灾害与水土流失治理江发兴（湖南省怀化地区防汛抗旱指挥部，怀化市４１８０００）怀化地区位于湖南省西南部，地处长江支流玩水的的中上游，辖１２县（市），总面积２７６０２ｋｍ２，总人口４６０多万。境内山峦起伏，河溪纵横，山脉及河流均由西南向东北...     

重庆市“长治”工程五年初见成效

重庆市“长治”工程五年初见成效重庆市水土保持办公室（６３０６１５）重庆市长江上游水土保持重点防治工作，从１９８９年开始已经进行了五年。五年来，在国务院的关怀下，在长江上游水土保持委员会和四川省水土保持委员会的领导下，防治区各级政府加强对重点防治工作的...     

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潼南县第一期小流域治理成效与基本经验段太阶，陈林（四川省潼南县水土保持办公室，６３２６６０）潼南县总面积１５８４．９７ｋｍ２，其中水土流失面积为９３１．９４ｋｍ２，年土壤侵蚀模数６２９４ｔ／ｋｍ２，年土壤侵蚀总量５８６万ｔ．严重的水士流失是制约我县农...     

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基于最大控制面积和最低费用的微灌小区管网优化

传统微灌田间管网优化设计需讨论系统允许水头差在毛管、支管间的分配和不同地形坡度下管道压力最大、最小值的位置,且对灌水小区最大控制面积缺乏准确地定量描述。为扩大灌水小区面积、简化管网系统并进一步降低管网建设和运行成本,该文为毛管单向和双向布置的微灌灌水小区建立基于最大控制面积和单位面积管网最低投资费用的目标函数,应用遗传算法进行优化求解,得到满足灌水均匀度压力约束条件的各目标函数的管道组合方式。该优化方法将灌水小区作为一个整体,依据系统内压差影响因素坡度(地形高差)和水力坡度(沿程、局部水头损失)直接获得各出水口的相对压力值,方法简便且能使结果趋于最优。经算例计算表明,若以控制面积最大为目标,毛管双向布置的单位面积费用可比毛管单向布置少23%~36%,同时前者控制面积扩大23%~24%;若以单位面积费用最低为目标,与毛管单向布置相比,毛管双向布置的单位面积费用节省7%~10%、控制面积扩大105%~200%。可见,2种布置模式中,毛管双向布置在单位面积经济性和控制面积最大化方面比单向布置优势更大。该研究对于微灌管网优化设计具有重要的理论价值和实践意义。