喀斯特山区退耕还林地土壤养分效应及评价

土壤养分是植被恢复生长的物质基础,文章以六盘水钟山区老鹰山镇不同年限退耕地为研究对象,以中度石漠化地为对照,采用空间代替时间的方法对其土壤养分演变动态进行测定分析,并运用均方差决策法对不同年限退耕还林地的土壤养分恢复状况进行了定量评价。结果表明：该区退耕还林地土壤养分与退耕时间之间呈现正相关关系。坡耕地退耕还林后,退耕坡耕地土壤养分指数较对照中度石漠化参照地高出6～14倍,土壤养分与中度石漠化对照地相比均有一定程度的提高,且随退耕还林年限的递增总体呈增大趋势。     

黄土丘陵区小流域植被恢复的土壤养分效应研究

研究了安家坡小流域荒草地、山杏林地、农地、油松林地、灌木林地、弃耕地等地类的土壤养分特征。结果表明,植被系统具有较强的养分表层富集功能;不同植被恢复类型对土壤养分含量有明显的影响,主要表现在不同土层土壤有机质、速效磷、速效钾、硝态氮和铵态氮含量在不同植被类型间存在显著的差异性;人工灌木植被对土壤的培肥作用高于乔木植被;农地弃耕(撂荒)有一定的土壤培肥作用;对水土流失极为严重的黄土丘陵沟壑区来说,在退耕还林还草时应优先考虑恢复灌木和草本等先锋植被;在土壤质量改善到一定程度时,再进行乔木的间植;农地弃耕是一种节省人力物力而其生态环境效应又很好的双赢途径。     

黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤微生物生物量特征

测定分析了黄土丘陵区纸坊沟流域人工林地、荒地和农地土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)、全氮、有机质和速效磷。通过最小显著差异性(LSD)评价样地之间土壤微生物生物量和养分的差异显著性。结果表明,表层土壤中,农地和荒地土壤微生物生物量和养分显著小于林地土壤;同一土地利用类型下,退耕时间越长,土壤微生物生物量和养分含量越高;在同一时期退耕条件下,刺槐林地土壤微生物生物量显著大于油松林地。在黄土丘陵区实施的退耕还林可显著提高土壤微生物生物量和土壤养分。     

陕西吴起县退耕还林地不同植被水土保持效益分析

在全国退耕还林工程示范县陕西省吴起县退耕还林地内设置了野外径流小区,在对其进行了土壤物理性质、入渗、抗冲实验及实测泥沙资料基础上,分析了退耕还林后不同植被类型的水土保持效益,结果显示:土壤入渗的初渗率、稳渗率、平均入渗率大小顺序为油松荒草地沙棘+油松b沙棘+油松a沙棘;土壤抗冲性能沙棘林地最强,沙棘+油松林地次之,油松林地最弱;土壤产沙量为油松林地最大,沙棘与沙棘+油松林地相对较少;地表径流量为油松林地荒草地沙棘+油松林地b沙棘+油松林地a沙棘林地;退耕还林后,土壤物理性质得到不同的改良。油松林地的土壤容重最高,土壤总孔隙度与土壤毛管孔隙度最低。因此,退耕还林可有效地防治水土流失,而不同植被类型中沙棘纯林的水土保持效益最为显著。     

桂西北主要退耕还林模式土壤水文—物理性质研究

退耕还林是退化生态系统重建的重要途径.对桂西北地区12种退耕还林模式3 a植被恢复期林地土壤水文一物理性质进行了定位监测研究.结果表明,(1)不同土壤深度(0-20 cm,20-40 cn,40-100 cm)的平均土壤容重为0.824～1.256 g/cm2,分别比农作物地增大2.4%～4.4%,其中0-20 cm土层的差异达到显著水平.(2)土壤非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度的平均值依次为1.1%～21.3%,52.4%～59.8%和28.3%～35.7%,分别比农作物地下降4.1%～20.7%,其中非毛管孔隙度0-20 cm土层的差异达到显著水平;毛管孔隙度的平均值为38.5%～41.3%,比未退耕地增大5.2%～7.6%.(3)1 m土层内的最大持水量、毛管持水量、最小持水量依次为43.0%～58.3%,37.0%～48.4%和30.5%～38.2%,分别比农作物地降低1.3%～10.5%,但差异不显著.(4)1 m土层退耕还林地土壤有效贮水量为1 652.6～2 294.3 t/hm2,比农作物地提高1.9%～5.9%,但两者的差异不显著.     

黄土区坡面尺度不同植被类型土壤饱和导水率 剖面分布及影响因素

土壤饱和导水率(K_s)是影响水、溶质运移过程和水文模型模拟精度的重要参数,了解坡面尺度下不同植被类型K_s的剖面分布与影响因素有助于更好地理解土壤水文过程及其调控机制。本研究通过测定典型黄土区坡面尺度不同植被类型下12个土壤剖面(0～200 cm)的K_s及土壤基本性质,分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤K_s的剖面分布特征及其影响因素。结果表明:不同植被类型下土壤K_s首先随着土壤深度的增加而减小,而后呈增大趋势。东北坡林地、西坡草地和林地剖面上层(0～20 cm)的平均土壤K_s(K_(s-average))均显著高于剖面下层(20～200 cm)(P0.05)。同一坡向内不同植被类型及不同坡向间相同植被类型0～20 cm土层的K_(s-average)没有显著差异(P0.05);而由于土壤质地和有机质含量的差异,20～200 cm土层的K_(s-average)表现为同一坡向内东北坡草地显著高于林地(P0.05),不同坡向间东北坡草地和林地分别显著高于西坡草地和林地(P0.05)。六道沟小流域不同植被类型下土壤K_s与容重、黏粒含量、粉粒含量呈极显著负相关(P0.001),与毛管孔隙度、饱和含水量、砂粒以及有机质含量(西坡草地除外)呈显著正相关(P0.05)。影响六道沟小流域K_s剖面分布的因素可由土壤持水特性(49.36%)、质地(24.98%)和养分含量(13.92%) 3个主成分贡献。本研究利用多元逐步回归分析获得了以容重、土壤质地和有机质为输入因子的土壤K_s传递函数(R~2=0.60～0.86,P0.001),可为典型黄土区坡面尺度土壤K_s的模拟和预测提供参考。     

喀斯特山区退耕还林（草）保持水土生态效益研究

通过3年定位、半定位观测,对贵州山区退耕还林(草)地进行采样并采用无界径流小区法收集地表径流样品,探讨贵州山区退耕还林(草)措施对贵州山区土壤养分流失以及水土保持效益的影响。试验结果表明:退耕还林(草)后旱坡地地表径流中泥沙含量降低,土壤养分流失减少,土壤容重降低,土壤理化性质改善。尤其是旱坡陡耕地,可以明显降低土壤侵蚀。     

晋西黄土区长期人工林恢复对土壤水分和养分性质的影响

黄土高原地区是我国水土流失和环境问题严重的地区之一,人工植被恢复可以有效改善土壤性质,提高土壤质量,明确长期人工植被恢复后土壤水分和养分性质的响应差异,有利于进一步有效改善生态环境。选取晋西黄土区自然恢复的次生林地、人工刺槐林地、人工油松林地3种典型植被恢复类型为研究对象,通过测定土壤物理性质以及有机碳、氮磷钾元素含量等土壤养分,对比分析长期不同人工林恢复条件下的差异。结果表明:(1)次生林地、刺槐林地和油松林地在0-20 cm浅层土壤的容重分别1.15,1.04,1.06 g/cm³,次生林地的容重最大,土壤容重随着土层深度的增加而增大;(2)次生林地在浅层的土壤水分状况优于刺槐林地和油松林地,土壤水分消耗期(生长季开始前)过渡到积累期(生长期开始)时,次生林土壤水分动态变化更剧烈;(3)次生林地土壤碳储量较高,油松林地土壤氮、磷储量较高。3种林地土壤养分垂直变化差异显著,且均具有明显的表聚性,有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效钾含量均随着土层深度的增加而减少,而速效磷含量随着土层深度的变化表现为先增大再减小。以水养条件为依据,建议在植被恢复过程中多以保育次生林为主来达到较好的水碳储量等生态效益,有利于优化晋西黄土区的林分管理,促进植被恢复和生态建设。     

重庆四面山几种人工林地土壤抗蚀性分析

选择重庆四面山张家山林场5种人工林为研究对象,通过浸水实验,对林地表层土壤的抗蚀性能及其与土壤理化性质关系进行了研究,结果表明:(1)不同人工林地土壤抗蚀性能差异显著,土壤抗蚀指数表现为木荷石栎混交林地最大(87.2%),其后依次为枫香木荷石栎香樟混交林地(83.5%)、杉木纯林地(73.3%)、杉木马尾松混交林地(69.0%),杉木马尾松木荷混交林地最小(52.5%).(2)林地土壤抗蚀性能随土壤深度和浸水时间的增加而降低,表现为土壤抗蚀指数0-10 cm土层为10-20 cm土层的1.1～1.6倍,土壤抗蚀指数与土粒浸水时间成二次多项式函数关系,林地土壤抗蚀指数与其理化性质存在显著的线性关系.     

滨海盐碱地土壤化学计量特征与群落物种多样性及其相关关系

为揭示滨海盐碱地林地土壤生态化学计量特征及其群落物种多样性,以山东寿光机械林场5种纯林和4种混交林为研究对象,运用生态化学计量手段,对比分析营林过程中林地间土壤营养元素差异和群落物种多样性变化,并通过CCA和RDA排序探讨了影响植物多样性的关键因子。结果表明:(1)各林地0—20 cm表层土壤有机碳(SOC)和全氮(N)占整个剖面的41.76%～54.56%和40.51%～51.46%,全磷(P)除旱柳林外其余林地各层无显著差异,全钾(K)在0—60 cm土层无明显分层规律,表层SOC和N可作为表征盐碱地林地最敏感的养分指标。(2)造林后林地土壤C/N由逐渐降低演变为先升高后降低的分布规律,C/P,N/P,N/K由先降低后升高的分布特征呈逐渐降低的分布规律,C/K,P/K无明显变化,造林前后均呈逐渐降低趋势。盐碱地养分含量普遍偏低,N和P对滨海盐碱地存在不同程度的限制,纯林更易受到N,P养分的限制。(3)各林地土壤养分间具有极显著非线性耦合关系,SOC,N,P与K相互影响,SOC,N与P相互影响,SOC,N间表现为相互促进、协同增长的正相关关系。(4)林地灌草群落大致可分为3个类群,其中耐盐碱植物的分布与P有效性关系密切相关,一年生草本喜肥沃土壤,多年生草本更倾向于低养分土壤。灌草层植物多样性与土壤K和C/N呈显著正相关关系。综上,滨海盐碱地林地养分含量普遍偏低,旱柳林、黑杨林、白蜡臭椿林和皂角臭椿林,蓄肥保墒效果优越,可以改善盐碱地土壤贫瘠现象,造林还可以改变养分在不同土层的吸收利用及分布规律,且N和P对滨海盐碱地存在不同程度的限制。各林地土壤养分及生态化学计量比间呈极显著耦合关系,同时生态化学计量特征又影响盐碱地灌草植物的分布与多样性变化。     

不同土地利用方式对黄河三角洲盐碱地土壤理化性质的影响

采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,分析3种不同土地利用方式对黄河三角洲河口区盐碱地土壤理化性质的影响。结果表明:1)刺槐林地土壤表层0～10 cm有机质和全氮质量分数均最高,分别为17.30和1.04g/kg,0～20 cm平均土壤密度(1.33 g/cm3)和0～100 cm平均土壤电导率(290.25μs/cm)均小于柽柳林地和棉花地,0～20 cm平均土壤孔隙度(51.91%)和黏粒质量含量(3.99%)均大于柽柳林地和棉花地;2)柽柳林地0～100cm平均土壤pH值为6.77,极显著低于刺槐林地和棉花地(P<0.01),平均土壤速效钾质量分数最高(104.47 mg/kg),极显著高于棉花地(P<0.01),而与刺槐林地差异不显著,0～100 cm平均土壤速效磷质量分数为棉花地>柽柳林地>刺槐林地;3)人工栽植的刺槐林地土壤理化性状优于天然更新的柽柳林地和人工耕作的棉花地。研究结果可为黄河三角洲河口区盐碱地土地合理利用和改良提供参考。     

晋西黄土区退耕还林地涵养水源和保育土壤功能评价

以晋西黄土区退耕还林地为研究对象,对其土壤容重、孔隙度、有机质、养分含量进行测定和分析,并对其涵养水源和保育土壤功能进行评价。结果表明:(1)退耕还林地0—50cm土层平均容重为1.23g/cm3,随着土壤深度的增加,土壤容重增大,土壤孔隙度呈下降趋势,刺槐侧柏混交林地土壤结构最好,荒草地最差;(2)0—30cm土层平均有机质含量为29.33g/kg,全氮含量为1.54g/kg,全磷含量为0.46g/kg,全钾含量为18.85g/kg,随着土壤深度的增加,土壤有机质含量减少,土壤全量养分呈现递减的趋势;(3)不同植被恢复措施涵养水源能力依次为刺槐侧柏混交林刺槐林侧柏林苹果林山杏林油松林;(4)不同植被恢复措施保育土壤能力依次为刺槐侧柏混交林油松林刺槐林侧柏林山杏林苹果林荒草地;(5)不同植被恢复措施下土壤涵养水源和保育土壤功能存在很大的差异,以刺槐侧柏混交林模式最佳,荒草地最差。     

渭北黄土高原经济林地土壤养分特征研究

为了探明渭北黄土高原经济林地土壤养分状况及其变化规律,以主要经济林树种杏树、柿树、花椒和核桃作为研究对象,对经济林地土壤养分变化特征进行了研究.结果表明:经济林地由于受成土母质和人为干扰的作用,土壤养分含量变异范围较宽,其中养分变异范围中碱解氮的变幅最小,而速效磷最大,达74.17%;不同的经济林地土壤养分存在一定的差异性,花椒林地有机质和速效钾含量最高,杏树林地次之,柿树和核桃林地含量较低,碱解氮的变化趋势为:核桃>花椒>杏树>柿树,速效磷的变化趋势为:杏树>柿树>花椒>核桃;各种养分在剖面中的含量具有明显的层次性,表层(0-20cm)养分含量最高,随着剖面深度的增加,养分含量逐渐降低,且降低的幅度越来越小,养分具有明显的“表聚效应”;土壤养分含量之间存在一定的相关性,有机质与速效钾呈显著相关,与碱解氮呈极显著相关,碱解氮与速效钾呈极显著相关,而速效磷与其它养分变化的相关性较低,没有明显规律性;依据黄土高原土壤养分分级指标,所调查经济林土壤有机质和碱解氮处于较低水平,速效磷、速效钾含量丰富,能够满足一般树木生长的需要.     

不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系

对四川紫色土区不同土地利用方式下土壤表层及剖面养分的分布特征及其与颗粒含量之间的关系进行了研究,结果表明:(1)林地、水田具有较高的土壤氮素和有机质(与旱地、果园、裸地均达到了显著差异),且林地剖面养分随土层深度的增加呈几何级数下降,但土壤磷素含量相对较低。(2)受施肥状况的影响,经济园林土壤磷素普遍偏高。(3)旱坡地的表层养分与底层养分含量差异不大,说明该区旱坡地土壤可能存在较大的养分流失与淋失现象,坡面径流、壤中径流携带的养分不容忽视。(4)土壤中大部分养分含量与土壤颗粒含量之间有一定的相关性,其中土壤全氮、碱解氮与粉粒(0.002～0.02mm)含量之间呈显著的正相关,与砂粒(0.02～2mm)含量之间呈极显著的负相关;土壤有机质与粉粒含量之间呈极显著的正相关,与砂粒含量之间呈极显著的负相关;而土壤全磷情况正好相反,与粉粒含量呈现极显著的负相关,与砂粒含量呈现极显著的正相关;只有碱解氮与粘粒(<0.002mm)含量之间的相关性达到了5%显著水平。     

湘赣边界山区林地土壤养分分异规律

[目的]对湘赣边界山区林地在不同海拔高度及植被类型影响下的土壤养分特征和空间分异规律进行研究,为林地土壤的合理利用及培肥提供依据。[方法]采集林地表层土壤,测得各养分指标含量,运用修正的内梅罗综合指数法和变异系数法,对该区土壤综合肥力和空间变异性进行评价。[结果](1)试验区土壤整体呈酸性,有机质和全氮养分含量较高,但普遍缺乏速效养分(磷、钾)。(2)随着从丘陵、低山到中山海拔等级的升高,土壤有机质、全氮、速效磷含量及综合肥力系数不断增加;pH值、有机质、全氮的空间变异性不断减小。(3)不同林地生态系统覆被下土壤综合肥力表现为:灌木林>针阔混交林>毛竹林>阔叶林>针叶林;空间变异性规律为:灌木林>针叶林>毛竹林>阔叶林>针阔混交林。(4)人工林的土壤有机质、全氮、速效钾、pH值及土壤综合肥力都低于天然林。[结论]中山海拔等级林地、针阔混交林、天然林对维持良好的土壤养分状况具有更大潜力。     

民勤绿洲荒漠交错带不同土地覆被下土壤养分分布特征

以西北干旱区民勤绿洲荒漠交错带为例,选取民勤沙生植物园、东坝镇、苏武山等8个样带221个样点开展不同土地覆被类型下的土壤养分含量及土壤肥力综合评价研究.结果表明:(1)土壤有机质含量表现为绿洲区＞绿洲荒漠过渡带＞荒漠区的梯度变化;受人类活动影响和荒漠景观特征的影响,不同样带内土壤养分含量离散程度较大,变异系数为16.67％～410.68％,且土壤养分样带内变异程度基本呈现出沿荒漠—绿洲荒漠交错带—绿洲逐渐增加的趋势.(2)荒草地、灌木林地、乔木林地和裸地的土壤N,P,K含量主要受土壤质地和植被类型的影响而呈现出差异.(3)不同土地覆被下土壤肥力质量指数大小为草地(0.552)＞灌木地(0.057)＞乔木地(-0.642)＞裸地(-0.677),草本和灌木具有良好的土壤培肥作用.     

农牧交错区退耕还林地土壤恢复特征的研究——以内蒙古卓资县为例

以卓资县退耕还林地为研究对象,探讨不同退耕还林地土壤理化性质的变化规律及改良作用。初步研究结果表明:退耕还林以后土壤黏粒总体含量均高于耕地,其中表土层增加不显著,亚表层、下层增加较多;在不同的退耕还林地中,表层土壤容重明显高于亚表层和下层的土壤容重;不同退耕还林模式下土壤有机质含量均随土层深度增加而递减,表现出明显的表聚性;不同林地类型之间的全量N、P、K的含量变化差异显著,而不同土层深度的全量P、K的差异不显著;不同退耕林地的速效N、P、K的含量变化幅度较大。总体来看当地实施退耕还林后,对土壤的改良效果明显,有效的改善了当地生态环境。     

黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳库差异分析

为揭示不同人工还林地影响土壤碳库储量、质量的效应及差异特征,探讨了黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳及其组分质量分数、密度及碳库管理指数(CMI)的变化情况。结果表明:退耕12a后,与坡耕地相比,不同还林地主要提高了0～40cm土层总有机碳质量分数,增幅总体为沙棘>刺槐>山杏>杨树>撂荒,且在0～10cm土层增幅最高(71.1%～156.9%),20～40cm土层增幅最低(23.5%～68.9%)。这也使不同还林地0～100cm土壤总有机碳密度均显著增加。0～100cm土层活性有机碳密度增幅为山杏、杨树(平均106.8%)>刺槐、沙棘(平均55.4%)>撂荒(9.9%),而非活性有机体碳密度增幅则为沙棘(43.0%)>刺槐、山杏、杨树(平均22.1%)>撂荒(14.2%),这与不同还林地影响各土层活性与非活性有机碳质量分数和分布差异大有关。与坡耕地相比,山杏、沙棘及刺槐使0～20cm土层CMI平均增加1.28倍,杨树和山杏则使20～100cm土层CMI增加1.20～2.49倍。综上所述,退耕还林具备提升土壤碳库及其质量的潜力,且短期内总体以沙棘提升碳库效果较佳,山杏改良碳库质量较好。     

平朔矿区露天煤矿排土场复垦类型及微地形对土壤养分的影响

研究土地复垦类型及微地形对土壤养分的影响对于指导土地复垦实践,控制复垦土地水土流失等具有重要的理论意义和实际应用价值。以平朔露天煤矿排土场为例,借助数理统计方法分析评价复垦类型与微地形因子(高程、坡度、坡向)对土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷及速效钾含量的影响。结果表明:(1)复垦类型对各项土壤养分含量影响较为显著,不同的复垦类型中,各项土壤养分含量排序均为耕地林地草地;其中,土壤有机碳、全氮、全磷及速效钾含量,耕地分别为草地的2.15~2.68倍,林地的1.48~1.78倍,对于土壤有效磷,耕地中的含量为71.24mg/kg,为草地的11倍,林地的4倍;(2)坡度与土壤养分含量之间存在显著的相关性(p0.05),而高程、坡向与土壤养分含量的相关性较弱,表明排土场复垦区土壤养分受坡度影响较大,而受高程与坡向的影响较小;(3)复垦类型与坡度的交互作用对土壤养分含量产生一定的影响:同一复垦类型的不同坡度的土地养分含量存在差异,耕地的土壤养分含量随着坡度的增大在降低;同一坡度,不同的复垦类型条件下,土壤养分差异显著,总体趋势为耕地林地草地。     

采煤沉陷坡面土壤氮磷钾养分有效性的空间变异性

探索采煤沉陷坡面上土壤氮、磷和钾养分迁移转化的作用机理,对促进矿区生态环境综合整治的科学决策有重要理论和实践价值。以焦作九里山矿典型低潜水位采煤沉陷坑内的耕地和林地为研究对象,对比分析了土壤氮、磷和钾全量及有效态养分含量在不同土地利用类型(耕地和林地)、沉陷坡位(中心、坡底、坡中、坡顶和对照)和剖面深度(0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm)的空间变异性。结果表明,沉陷坡面土壤养分含量空间变异性从大到小依次为:有效磷(118%)、有效氮(69%)、全氮(41%)、速效钾(27%)、全磷(19%)、全钾(4%)。相对于耕地,林地全磷和有效磷含量显著(P0.001)降低,速效钾含量显著(P0.001)升高。在沉陷坡面上,耕地土壤氮和钾的有效性在坡底凹陷区最大,而磷有效性在坡顶裂缝区最大;林地土壤氮、磷和钾的有效性均在坡底凹陷区最大,在中间坡面区最小。通过对土壤养分有效性在沉陷坡面上空间变异作用机理的分析,提出了低潜水位沉陷区土壤可持续管理的具体区划模式,以实现采煤沉陷区土地复垦改造的最小经济投入目标。