人为干预下喀斯特峡谷区不同土地利用类型对土壤理化性质的影响

[目的]探究人为干预下喀斯特峡谷区不同土地利用类型对土壤理化性质的影响,为岩溶山区的生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法]以贵州省花江喀斯峡谷示范区生态系统土壤为研究区,选取典型喀斯特石漠化治理区域进行野外定点取样,通过室内分析的方法进行不同土地利用石漠化地区土壤理化性质比较研究。[结果](1)土壤含水量随着土层深度的增加递增,土壤含水量大小依次为:封山育林径流场坡改梯自然灌丛撂荒地,形成土壤水分的垂直变化;(2)经过改良后坡改梯通过种植花椒的田间持水量明显比草地含量高,相对于进行石漠化治理并合理耕作的坡改梯花椒地来说,荒草地的持水能力明显下降;(3)石漠化环境下土壤颗粒分散、土体结构破坏,土壤通透能力下降,孔隙的变化规律为:林地坡改梯灌草丛耕地撂荒地;(4)示范区土壤总钾偏高,与pH值呈正相关,总氮普遍低于全国农田氮含量,土壤养分不足。[结论]不同土地利用条件下土壤特征有显著差异,这种差异是基于不同石漠化等级下不同土地利用的治理措施造成的。花江示范区土壤持水效益低,土壤养分不足,不利于耕作,农业产量不高,建议花江示范区应减少耕地,多种植经济林和草地,保护天然林地。     

祁连山林草复合流域土壤水文效应

通过测定国家重点野外科学观测试验站———祁连山森林生态站排露沟流域土壤水分物理性质,研究其水文效应表明:(1)亚高山灌丛草甸土持水能力最强、通气状况良好,山地森林灰褐土持水能力次之、通气状况最好,山地栗钙土持水能力较差、通气不良;(2)土壤水文效应随深度而变化,变化幅度亚高山灌丛草甸土>山地森林灰褐土>山地栗钙土;(3)单位土壤水文效应亚高山灌丛草甸土>山地森林灰褐土>山地栗钙土;(4)土壤水文效应大小除受本身的性质决定外,还受其厚度影响,亚高山灌丛草甸土各项指标均高于其它土壤类型,由于其处于较高海拔土层薄,总的水文效应指标除自然贮水量外反而比山地森林灰褐土和山地栗钙土低。     

基于GIS的黄土丘陵区土壤水库库容组成及其定量分析——以陕北安塞县为例

以空间图形和数据库为基础,对土壤水库的相关技术指标、研究深度和静态库容组成等进行了描述、界定和计算.研究认为:安塞县5 m深土层土壤水库总库容为1 419.78 mm/416 156万m3,其中死库容占土壤总库容的21.08%,重力库容占土壤总库容的13.82%,有效库容占土壤总库容的65.10%,最大有效库容占总库容的78.92%;从土地利用类型方面来看,坡耕地和荒坡地总库容量最大,分别占研究区土壤水库总库容的37.65%和36.04%;从坡度分级方面来看,>25°和10°～15°坡度级别土壤总库容量最大,分别占研究区土壤水库总库容的41.50%和30.52%;峁坡和沟坡土壤水库库容组成基本相等.     

浙江安吉主要植被类型土壤水库库容特性研究

分析了浙江安吉主要植被类型土壤水库总库容、最大有效库容、滞洪库容、兴利库容、死库容等特性及差异,并对影响土壤最大有效库容的因素进行了探讨。结果表明:安吉地区不同植被类型土壤水库容状况有较大差异。灌木林、落叶阔叶林土壤具有较高的总库容、兴利库容、滞洪库容和最大有效库容,表现出较强的贮水能力。裸露地土壤死库容最高,而其他土壤水库容指标都要显著低于有植被覆盖的样地。土壤理化性质、≤1mm细根显著地影响着土壤的最大有效库容。根系及土壤理化性质对土壤最大有效库容的影响,最终是通过改变土壤的孔隙状况来实现的。     

不同土壤和植被生境下生物结皮对土壤性质的影响

生物结皮作为干旱和半干旱地区重要的生物组分,对该区域生态过程中的生物地球化学循环产生重要的影响。以陕北水蚀风蚀交错区的生物结皮为研究对象,调查该区域2种土壤(黄绵土和风沙土)和3种植被(长芒草、油蒿和小叶杨群落,以农田为对照)生境下生物结皮对土壤性质的影响。结果表明:(1)结皮层与结皮下层0-10 cm各土壤性质指标的变化存在显著差异(p0.05);(2)3种植物群落生境下结皮层各土壤性质指标的变化差异不显著,表明结皮层内生物结皮生态功能作用是结皮层土壤性质的主导影响因素;(3)3种植物群落生境0-10 cm土层的土壤性质如C、N、C/N、Mg、Mn、δ~(13)C和δ~(15)N等指标变化存在显著差异(p0.05),但风沙土油蒿和小叶杨群落生境下所有调查的土壤性质指标间均无显著差异,这表明样地间0-10 cm土层土壤性质差异的主要是受到土壤类型自身特性的影响;(4)不同植被和土壤生境下的结皮层和0-10 cm样品间的空间排序分异明显,表明土壤性质间的差异依赖于生境下多因素的综合作用,生物结皮、土壤类型和植被是预测该区域表层土壤空间异质性的重要因素。     

深圳城市绿地土壤水库特征及影响因素

研究深圳城市绿地土壤水库特征及其相关影响因素,为海绵城市建设和城市绿地水土保持提供参考。针对不同类型绿地(交通、公园、小区)在不同深度土层(0—30 cm,30—60 cm)分析了土壤水库特征,并探究了土壤理化性质对土壤水库特征的影响。结果表明:深圳城市绿地土壤死库容及滞洪库容较低,但有效库容较大,约占总库容的68%,这表明深圳城市绿地土壤有较大的水分存蓄空间;交通绿地的总库容及死库容显著高于小区绿地、公园绿地(p0.05),公园绿地死库容显著高于小区绿地(p0.05),说明不同类型绿地的不同利用方式可影响绿地土壤死库容;深圳城市绿地土壤压实较为严重,透气性能差,非毛管孔隙度较低;土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、砂粒含量显著影响土壤水库,改善土壤理化性质能显著提高土壤水库库容;深圳绿地土壤死库容较低,有效库容较大,未来可考虑降低土壤压实、提高砂粒含量、改良土壤理化性质来大幅度提高土壤水库库容。     

干旱区平原水库下游盐渍化土壤光谱时空分布特征分析

以2002年、2007年Landsat5影像和2013年Landsat8影像为数据源,通过ENVI和Arc GIS对遥感影像进行校正和处理并提取采样点的土壤反射率盐分指数对12年来柳城子水库下游土壤盐渍化时空变化特征进行分析,结果表明:12002~2013年,土壤平均反射率盐分指数逐年升高2002年(0.164)2007年(0.183)2013年(0.206);2在0~1200 m范围内土壤SI1(盐分指数)表现为201320072002年,但在1200~2400 m变幅较小,各年盐渍化趋于稳定;32002、2007、2013年SI1具有强烈空间相关性,空间自相关变化尺度逐年增加,表明区域因素(地下水)对土壤盐渍化空间变异性影响逐渐增长并向下游不断扩展;4在研究时段内,由于水库蓄水量的增加(2007年库容由2002年4×106m~3扩建为6×106m~3),水库对下游土壤盐渍化的影响不断增强,导致其盐渍化程度逐渐加剧。2013年比2002年轻度、中度盐渍化土壤面积分别减少69.44%、37.57%,而重度盐渍化、盐土则从无到有分别增加了722589.71 m~2、1941395.51 m~2。不论是空间上,还是时间上,水库下游土壤盐渍化状况总体趋于更加恶化。     

金沙江干热河谷坡改梯及生物地埂对土壤可蚀性的影响

以金沙江干热河谷试验区不同土壤类型、修建年限及生物地埂类型的梯田为研究对象,系统分析梯田和地埂土壤基本物理性质、团聚体分布特征及其抗冲、抗蚀性指标,研究了坡改梯和生物地埂对土壤可蚀性的影响。结果表明:(1)与坡耕地相比,新修梯田土壤物理性质和抗冲性及抗蚀性无显著变化,甚至有所退化,可能与土壤结构破坏、原表土搬离和坡改梯初期土壤侵蚀加剧等有关,随修建时间延长,老梯田土壤容重和孔隙度分别显著减小和增大,粒径0.25 mm水稳性大团聚体、水稳性团聚体几何平均直径(GMD)和有机质含量较坡耕地分别呈显著或极显著增加;(2)新修红壤和黄红壤梯田生物地埂土壤容重、孔隙度和抗蚀性与裸土地埂基本无显著差异,而红壤老梯田生物埂土壤紧实度和粒径2mm水稳性大团聚体显著增加,抗冲性和抗蚀性整体上较裸土地埂显著改善,说明生物地埂的长期利用可以有效增强土壤抗冲和抗蚀能力,加强地埂稳定性,有利于梯田水土保持效应的持续性;(3)地埂长期生物利用的老梯田水土保持功能最强。     

荒漠草地土壤~(15)N同位素对水分变化的响应

影响δ15N格局的因素主要有气候、时间、地形和土地利用等,而水分是干旱区植被分布的主要限制因子,对调节荒漠草地稳定性N同位素具有重要作用。利用15N标记法,通过不同的增水处理,研究了古尔班通古特沙漠南缘氮素标记样地和未标记样地土壤N同位素对水分变化的响应,得出以下结论:(1)增水处理增加了对土壤水分的补给,随着增水量的增加土壤水分含量不断增加;(2)研究区土壤δ15N值变化范围为12.19‰~13.33‰,增水处理对未标记样地土壤δ15N值并没有显著的影响;(3)添加氮素后,样地土壤δ15N值明显升高。随着增水量的增加,土壤总δ15N呈现出典型的倒"U"型曲线,不同土层深度的土壤δ15N值也发生了显著的变化;(4)标记样地50-100 cm土层土壤δ15N值要明显高于非标记样地,表明标记样地土壤中添加的稳定性15N同位素仍在向更深的土层移动。     

云雾山草地植被恢复过程土壤水库特性及影响因素

为了了解植被恢复过程土壤水库特征的变化及其驱动因子,为半干旱典型草原区植被恢复的土壤环境效应提供评价依据,研究了宁南半干旱典型草原区植被恢复80 a对土壤水库库容、实际贮水量和贮水效率的影响及驱动因子.结果表明:土壤水库总库容、吸持库容、实际贮水量、贮水效率以及土壤物理性质均在草原植被恢复25 a内不断提高,经37 a略微下降后随植被演替土壤水库特征和土壤物理性质继续改善.通过逐步回归分析,容重、有机质含量和水稳性团聚体分形维数是影响土壤水库总库容的主要因子,毛管孔隙度则是影响土壤实际贮水量和贮水效率的主要因子.土壤有机质含量与容重、分形维数呈显著负相关(P<0.05),与毛管孔隙度呈极显著正相关(P<0.01).植被恢复促使有机质积累.从而改善了土壤结构状况,提高了土壤土壤贮水能力、贮水量和贮水效率.可以认为土壤有机质积累是土壤水库功能提高的直接动力.     

密云水库上游不同土地利用方式下的土壤侵蚀特征

[目的]为了合理配置北京密云水库水土流失重点治理区的水土保持综合措施。[方法]基于石匣小流域坡面径流小区定位观测资料,分析了不同土地利用方式及水土保持措施的坡面土壤侵蚀特征。[结果](1)5种土地利用方式的土壤侵蚀量差异明显,与裸地相比较,耕地、人工草地、封禁荒草地和林地的减沙率达63.88%~99.63%;(2)梯田比坡耕地措施小区的土壤侵蚀量减少了95.62%,起到了显著的水土保持作用;(3)采用水平条和鱼鳞坑措施林地小区的减沙率分别为83.56%和96.53%,具有十分明显的减蚀作用;(4)与人工草地相比较,封禁荒草地的侵蚀产沙量减少了98.25%,可以有效地控制水土流失。[结论]增加地表植被覆盖,减少人为干扰以及合适地配置梯田、鱼鳞坑和水平条等水土保持工程措施具有良好的水土保持作用。     

基于径流小区实测的干热河谷土壤侵蚀荟萃分析

为详细了解干热河谷地区的土壤侵蚀状况,通过对径流小区资料的广泛收集、整理和标准化分析,对干热河谷主要土地利用类型的土壤侵蚀模数和水土保持措施效益进行定量评价,并将当地主要土地利用类型平均坡度下的土壤侵蚀模数与容许土壤流失量进行对比分析。结果表明:(1)灌草地、农地、园地和裸地等主要土地利用类型标准坡长坡度条件下的土壤侵蚀模数分别为110.88,389.58,320.66,507.87 t/(km²·a),呈现出裸地最大,农地和园地次之,灌草地最低的特点。(2)封禁、水平阶整地、梯田和植物篱等水土保持措施均能较好地发挥水土保持效益,平均可以减少72%的土壤侵蚀量。(3)各流域主要土地利用类型,特别是农地和园地在当地平均坡度下的土壤侵蚀模数明显高于容许土壤流失量,说明该地区土壤侵蚀状况仍相当严峻。研究结果将有助于进一步深化对干热河谷地区土壤侵蚀规律的认识,并为后续水土流失治理和水土保持措施优化配置提供技术支撑。     

雨强和土地利用方式对豫西南山区有机质流失的影响

[目的]研究丹江口水库水源区不同降雨强度和土地利用方式对土壤中有机质流失的影响,为该区域的面源污染和水土流失防治提供依据。[方法]通过人工模拟降雨试验,以豫西南山区5种常见土地类型的表层土壤为研究对象,应用双因素方差分析,研究雨强和土地利用方式对土壤中有机质的影响。[结果]雨强对径流中有机质的流失影响显著,雨强越大流失量也越大,而土地类型对其影响不大;泥沙中的有机质流失量受雨强和土地类型的影响均显著,随雨强增加而增大;农用地(梯田和坡耕地)中随泥沙流失的有机质含量较高,林草地则低;分别对径流和流失泥沙中的有机质含量与雨强作回归分析,均显示出多项式拟合效果最好(除灌草地的泥沙拟合外)。[结论]梯田作为一种水保措施,能够保持养分和水土流失,因此其土壤中富集的养分也最多;林草地土壤结构较好,能够减缓土壤侵蚀,因而流失的养分也较少。     

土地利用方式对红壤坡地雨水利用和水量平衡的影响研究

通过红壤坡地5种典型土地利用方式的长期定位观测研究,剖析了不同利用方式对雨水利用和水量平衡的影响.(1)荒草区常年水分消耗稳定茶园区和恢复区对土壤深层贮水利用能力强,表明不同的土地利用类型对土壤水分利用特征随季节和深度不同而不同;(2)土壤蒸散是各区100 cm耕作层中水量平衡最主要的支出项(83%以上),农作区蒸散量最小,地表径流量最大,恢复区则相反;(3)从减少水土流失和提高水分利用率两者结合考虑,构建农林复合系统以及间作、套作、撩壕等耕作方式为红壤坡地最优的雨水资源利用模式.     

黄河下游引黄灌区弃土区不同土地利用方式改良土壤功能评价

[目的]探讨黄河下游引黄灌区弃土区不同土地利用方式对土壤改良的影响,为该区集中弃土区水土保持生态建设中植被恢复模式的构建提供科学依据和技术参考。[方法]以山东省滨州市小开河引黄灌区的刺槐纯林、杨树+花生农林间作和大豆农田为研究对象,测定分析不同土地利用方式下的土壤抗侵蚀能力、土壤蓄水性能及土壤养分含量等指标。采用模糊数学隶属函数法对3种土地利用方式的改良土壤功能进行综合评价。[结果]3种土地利用方式可显著增强土壤抗蚀性、改善土壤物理结构、增强土壤蓄水性能和土壤养分。土壤抗蚀能力依次表现为:杨树+花生农林间作大豆农田刺槐纯林裸地。大豆农田改善土壤物理性状能力优于刺槐纯林和农林间作;土壤蓄水能力表现为:大豆农田刺槐纯林农林间作裸地;在增强土壤渗透、减少地表径流方面,农林间作最好,刺槐纯林次之,大豆农田最差。土壤有机质、速效氮和速效磷含量均表现为:大豆农田农林间作刺槐纯林裸地,而土壤速效钾含量表现为:刺槐纯林大豆农田农林间作裸地。[结论]引黄灌区弃土区改良土壤功能强弱综合评价为:大豆农田杨树+花生农林间作刺槐纯林。建议在该区域水土流失治理的土地利用方式选择上优先采用大豆农田,其次为农林间作。     

红壤坡地坡改梯水土保持效应分析

应用江西典型红壤坡地梯田与坡耕地小区的观测资料,对坡改梯的水土保持效应进行了分析研究。结果表明:坡耕地改梯田后蓄水保土效益显著提高,蓄水效益高达67.6%,保土效益达85.0%以上;梯壁植草能大大提高梯田的蓄水保土效益,采取前埂后沟+梯壁植草方式的水平梯田与梯壁不植草的对照水平梯田比较,其蓄水效益达59.7%,保土效益达98.2%,适宜在南方红壤坡地广泛推广。     

莲花湖库区水源涵养林林地产流产沙分析

对莲花湖库区主要植被类型红松林、兴安落叶松林、杂木林和荒草地土壤物理性状及渗透性能进行了研究，结果表明，各林型土壤最大蓄水量依次为落叶松林〉杂木林〉红松林〉荒草地；土壤非毛管蓄水量依次为落叶松林〉红松林〉杂木林〉荒草地。林地土壤初渗速率和稳渗速率均显著高于荒草地。以坡面径流观测场为观测手段，分析了4个径流小区产流产沙与降雨因子的相关关系，结果表明，场降雨产流量和产沙量与降雨量和雨强均呈良好的相关关系。林地与荒草地的降雨产流产沙差异显著，说明林地具有较好的保持水土功能。     

黑龙江省拜泉县水土保持新进展与效益评价

[目的]对黑龙江省拜泉县近年来的水土保持工程保土效益定量进行评价,为进一步的水土保持规划和生态环境建设提供科学参考。[方法]通过对拜泉县2008—2015年水土保持工程实施情况的调查分析,利用遥感影像解译土地利用,采用土壤侵蚀模型计算工程实施前后的土壤流失量评价拜泉县水土保持工程保土效益。[结果]2011—2015年该县土地利用变化不大,总体由耕地向居民点及工矿交通用地和林地流转,水土流失总面积减少193.8km^2,生态环境有所好转。2008—2015年,新增实施水土保持措施总面积103.49km^2,通过实施梯田、地埂植物带和改垄措施,共计保土507 338.86t,其中2008—2010年占总保土量的3.80%,2011—2015年保土量逐年递增,2015年占总保土量的34.04%。所有年份合计,梯田的保土量最多,占总保土量的40.21%,其次为改垄和地埂,分别为37.23%和22.56%。[结论]拜泉县水土流失综合防治工程效益显著,为进一步提高水土保持效益,应优化水土保持措施的分布,扩大梯田和地埂面积。     

不同土地利用方式下赤红壤坡面土壤侵蚀特征

为探究降雨和土地利用对南方赤红壤坡面侵蚀特征的影响,通过天然降雨观测试验,定量分析不同土地利用方式(坡耕地、果园、人工草地和撂荒地)下坡面径流和侵蚀泥沙特征,探讨降雨类型及土地利用对坡面侵蚀产沙的影响以及降雨特征参数与坡面水沙指标间的关系。结果表明:(1)2018年研究区降雨主要集中在5—9月,且每月降雨量主要由一场或几场暴雨及大暴雨组成;(2)坡耕地坡面年径流量和年侵蚀量均最大,分别是果园、人工草地以及撂荒地处理下的3.4,8.0,6.0倍和340.5,1605.3,1720.3倍;(2)次降雨下,坡面径流量在年内表现为前期平稳,后期波动增加,侵蚀量表现为前期波动较大,后期变化相对平稳,且侵蚀产沙主要集中在前期;(3)不同土地利用方式下,暴雨及大暴雨产生的径流量均占年径流量的75%以上,坡耕地、果园、人工草地以及撂荒地处理下由暴雨和大暴雨产生的侵蚀量分别占年侵蚀量的99.1%,71.8%,52.3%和51.6%;(4)降雨量和最大30min降雨强度是影响赤红壤坡面侵蚀最重要的降雨特征参数,降雨历时和植被覆盖度均显著影响果园、人工草地及撂荒地坡面径流量。研究结果有助于明晰南方赤红壤区不同土地利用现状土壤侵蚀特征,为区域水土保持提供参考依据。