荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆土壤水分空间分布及入渗特征

本研究选取民勤荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆3个演化阶段:雏形阶段(流动白刺沙堆)、沙堆形成阶段(发育20年,半固定白刺沙堆)和结皮与土壤形成阶段(发育40年,固定白刺沙堆)为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究不同类型沙堆土壤物理属性对水分空间分布及入渗的影响,探索白刺灌丛沙堆土壤水分运行规律,为绿洲荒漠过渡带防护林体系优化配置、绿洲生态安全管理奠定理论基础。结果表明,1)土壤紧实度和结皮厚度:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。2)表层土壤密度流动、半固定、固定白刺沙堆分别为2.32,2.30,1.95 g/cm³;最大持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度大小为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆,而深层土壤各因子变化不稳定。3)在干旱季节,固定、半固定和流动白刺沙堆分别以0,70,150 cm土层含水量最小,50,130,110 cm土层含水量最大;在多雨季节,表层土壤含水量波动幅度较大,深层土壤含水量基本保持不变。4)不同演化阶段沙堆降雨量与累计入渗量之间存在显著的正相关性(P<0.01)。其中固定、半固定白刺沙堆随降雨事件的发生立即开始入渗,流动白刺沙堆当降雨量达到临界降雨量后才开始入渗。在降雨量相同情况下,当降雨量大于0.12 mm时,累积入渗量依次为:固定白刺沙堆>半固定白刺沙堆>流动白刺沙堆。     

荒漠草原土壤养分和植物群落稳定性对不同管理方式的响应

以宁夏短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,研究不同管理方式(放牧、补播改良和封育)对土壤养分及植物群落稳定性的影响,并分析土壤养分与植物群落稳定性之间的相关性.结果表明:不同管理方式对荒漠草原0～40 cm土壤养分含量影响显著,封育和补播有利于土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的积累,中等强度的自由放牧较封育降低了土壤有机质、水解氮和速效钾含量;土壤养分的垂直分布规律并不一致,土壤有机质含量和全氮含量5~15 cm土层高于表层,而速效磷含量和速效钾含量表现为0～5 cm最高.不同管理方式下的荒漠草原植物群落均处于不稳定阶段,相比之下封育5年和7年草地植物群落稳定性较高;群落稳定性与土壤速效钾含量成显著正相关关系,与其他养分含量无显著相关性.     

荒漠区不同大小灌丛周围土壤微生物生物量及活性特征

为了解不同大小灌丛对荒漠区土壤生物学性状的影响与作用,本研究在东阿拉善荒漠区选择两组不同大小的红砂灌丛,研究其周围土壤资源的空间异质性和土壤微生物特性的变化规律。结果表明,红砂灌丛下沙堆土壤有机碳和全氮含量显著大于其内部和外部土壤,随灌丛增大,沙堆有机碳和全氮含量无显著变化,而土壤水分含量显著增加;另外,灌丛周围土壤微生物生物量碳氮含量较低,分别为55.23~113.81 mg/kg和5.46~7.66 mg/kg,其中,灌丛内部土壤微生物生物量碳含量和微生物熵(qMB)显著高于灌丛外部与沙堆,而土壤微生物呼吸熵(qCO₂)变化与之相反;随灌丛增大,内部土壤微生物生物量与微生物活性保持稳定,变化较小。以上结果说明红砂灌丛对风蚀拦截形成的沙堆富含大量养分,但沙堆养分含量与灌丛大小无关,同时沙堆的形成对维持灌丛内部土壤微环境的稳定与健康具有重要作用。     

兰州雨养生态试验示范区坡向对土壤养分特征的影响

为了探索坡向与土壤养分含量之间的关系,为兰州市雨养生态区植被恢复与重建提供理论依据,以兰州市皋兰县水阜镇老虎台雨养生态试验示范区为试验点,测定不同坡向(阳坡、半阳坡和阴坡)土壤有机质、速效P、速效K和速效N含量,分析不同土层和坡向土壤养分含量及相互之间的相关性,综合评价土壤养分状况.结果 表明:(1)土壤养分含量呈现出阴坡＞半阳坡＞阳坡,且随着土壤深度的增加呈显著下降的趋势.(2)坡向与土壤有机质和速效N含量呈显著正相关(P＜0.05);土层深度与土壤有机质、速效P,速效K和速效N含量呈显著负相关(P＜0.05);土壤有机质、速效P,速效K和速效N含量之间存在显著的正相关关系(P＜0.05).(3)土壤有机质和速效N含量在不同土层和不同坡向间差异显著(P＜0.001),且土层和坡向交互作用对其也有显著影响(P＜0.05).整体上土壤养分含量偏低,建议在植被恢复配置时,要适地适树,选择抗性强的植物,并适当施用有机肥料.     

民勤荒漠绿洲过渡带白刺沙堆土壤呼吸空间异质特征

对民勤绿洲-荒漠过渡带广泛分布的白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆的土壤呼吸进行了野外观测,研究灌丛沙堆不同部位的土壤呼吸速率在空间和时间上的异质性。结果表明,1)白刺灌丛沙堆上不同部位的土壤呼吸速率日动态在不同的生长时期表现不同:生长初期和生长休眠期土壤呼吸速率日变化基本呈"单峰曲线",但是在生长旺盛期沙堆各部位日动态变化既有"单峰曲线"又有"双峰曲线";2)各部位土壤呼吸速率峰值出现的时间段不一致:生长初期峰值集中出现在11:00左右,旺盛期上午各位点的峰值集中出现在09:00左右,下午峰值在17:00左右出现,休眠期峰值出现在13:00-15:00;3)白刺沙堆各位点土壤呼吸速率对水分含量的敏感性强,在低水分含量(1%)条件下二者相关性强,而在较高水分条件下(1%)二者的相关性降低;4)沙堆上不同部位土壤呼吸速率具有时空异质性:生长初期和休眠期各部位土壤呼吸速率差异不显著(P0.05),旺盛期各部位差异显著(P0.05),不同生长期之间沙堆土壤呼吸速率差异显著(P0.01),平均土壤呼吸大小为生长旺盛期[0.53μmol·(m~2·s)~(-1)]生长初期[0.24μmol·(m~2·s)~(-1)]生长休眠期[0.12μmol·(m2·s)-1],白刺灌丛沙堆不同部位近地表层大气水分条件以及土壤5-20cm的温度和湿度共同导致了沙堆上各个位点土壤呼吸通量具有明显的异质性。     

东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛草地植被和土壤对其自然恢复演替的响应

科学评价灌丛草地自然恢复演替特征，以期为灌丛草地的生态修复和可持续利用提供理论依据。采用“空间代替时间”的方法，研究了东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛植被碳储量和土壤理化性质对自然恢复演替的响应。结果表明，随着小叶金露梅+杯腺柳灌丛恢复演替期的延长（约20年），灌丛群落碳储量增加1.2~3.8倍；丛间土壤呼吸速率增大1.1~2.0倍，丛内保持不变；丛间和丛内土壤含水量减小1.0~1.5倍，容重增大1.0~2.0倍；丛间和丛内土壤有机质、速效氮和速效磷含量均呈先增后减的单峰曲线，其含量先增加2.0%~48.7%，后减少4.4%~32.0%，全磷和全钾含量增加3.0%~76.0%，其他养分含量变化各异。随着灌丛草地植被的恢复演替，草地碳储量增加，但土壤理化性质受负面影响。故建议积极探寻实现草地生态系统高效、平衡和持续发展的途径，使灌木和草本植物协调共生、和谐生长，稳定生态系统平衡，提高草牧业生产能力和增加农牧民经济收入。     

若尔盖高原典型草地灌丛化对植被特征和土壤养分的影响

本文以若尔盖高原高山绣线菊(Spiraea alpina)、管花忍冬(Lonicera tubuliflora)、高山柳(Salix cupularis)三类典型灌丛为研究对象,分析其林下灌丛斑块与邻近草地斑块植被特征和土壤养分差异。结果显示：相较于各自草地斑块,高山柳灌丛斑块内植被总盖度、生物量、丰富度指数、多样性指数、优势度指数均显著下降(P<0.05),土壤全量养分与速效养分含量上升;高山绣线菊灌丛斑块除丰富度指数外各项指数均上升,其中总盖度显著上升(P<0.05),土壤全量养分与速效钾含量均上升,而有效磷含量显著下降(P<0.05);管花忍冬灌丛斑块除丰富度指数外,其余植被特征指标均上升,且土壤全钾、全磷、碱解氮、有效磷、有机质含量同样上升,而土壤全氮与速效钾含量下降。本研究可为不同优势灌木的高寒草地灌丛化控制与利用提供参考。     

不同发育阶段柠条灌丛堆土壤生态化学计量学特征

采用空间代替演替时间的研究方法,以我国宁夏南部荒漠草原不同生长期（生长期、成熟期、衰退期）柠条灌丛堆为研究对象,分析了0～20 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷等养分含量及其生态化学计量比随发育阶段的变化和垂直分布特征。结果表明：在柠条灌丛堆的不同生长发育阶段,各土层中有机碳、全氮、全磷的含量分别在2.18～4.25 g/kg、0.13～0.20 g/kg、0.22～0.29 g/kg之间,与全国土壤养分平均水平相比,体现出碳、氮、磷元素的极度匮乏;在不同发育阶段,柠条灌丛堆成熟期土壤有机碳和全氮的含量显著高于生长期和衰退期;在垂直方向上,随着土壤深度的增加,土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,表现出明显的“肥岛效应”;而全磷含量在柠条灌丛堆的不同发育阶段随土层深度变化未呈现出明显变化;不同发育阶段的柠条灌丛堆各土层土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比分别在14.93～27.89、10.50～15.83、0.59～0.84之间,碳氮比高于全国平均水平,而碳磷比、氮磷比均低于全国平均水平,氮是主要的土壤养分限制因子。相关性分析表明,有机碳与全磷和碳磷比呈显著正相关,全氮与全磷呈显著正相关（P<0.0...     

东祁连山金露梅灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分变化

为科学评价灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分变化规律,采用"空间代替时间"的方法,对比分析了从1997年至2018年20年来金露梅(Potentilla parvifolia)灌丛不同恢复期碳储量和土壤养分含量变化特征。结果表明,随着金露梅灌丛的逐渐恢复,灌木碳储量增加1.4～6.2倍,灌丛下草本碳储量减少0.9～1.7倍,灌丛群落碳储量增加1.1～2.0倍;0–10 cm土层容重减小,10–30 cm土层容重则呈先减后增趋势;0–30 cm丛间土壤全磷含量减小0.7%～6.0%,速效磷含量减小6.3%～28.8%,速效钾含量总体减小53.9%～61.0%,土壤有机质、速效氮含量呈先增后减趋势,全钾含量则呈先减后增趋势。丛内各层土壤有机质、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量变化趋势与丛间的变化相同。综上,随植被恢复,碳贮量增加,但部分土壤养分呈减少或先增后减趋势,故建议以放牧利用为目的草地应适度控制金露梅灌丛大尺度扩张,以环境效益为目的的草地应促进进展演替。     

高原鼠兔洞口区侵蚀过程高山草甸土壤的变化

在西藏那曲高山嵩草草甸,选择高原鼠兔活动区域不同高度土堆和不同深度侵蚀坑,分析表层土壤粒度和养分.结果表明,高原鼠兔掘洞形成洞口土堆,造成草甸土壤发生侵蚀,侵蚀程度随着侵蚀坑深度逐渐增加而减弱,在侵蚀坑深度达到20cm时侵蚀基本停止;在侵蚀过程中,细粒物质减少,砾石含量增加.在强烈侵蚀阶段初期,有机物分解条件改善,土堆表层土壤的有机质、全N、全P、水解N、速效K含量提高,但土壤养分物质在侵蚀作用下迅速流失,土壤有机质、全N、全P、水解N、速效P和速效K含量减少;在侵蚀减缓阶段,养分损失速度减缓,补偿作用逐渐增加;在侵蚀基本停止阶段,土壤表层有机质、全N、水解N和速效K含量明显增加.     

拉林公路生态袋护坡植被和土壤现状及关联性研究

对拉林高等级公路以生态袋技术建植的护坡不同坡向植被和土壤特征进行测定,结果表明阴坡植被地上生物量和盖度明显高于阳坡,阴坡植被地上生物量和盖度随着坡度的增加而下降;护坡不同调查样地土壤有机质含量在2.95～14.83 g/kg之间,全氮含量在0.16～0.80 g/kg之间,全磷含量在0.25～0.62 g/kg之间,速效氮含量在0.67～8.27 mg/kg之间,均处于较低水平。相关分析表明,土壤有机质、速效钾含量与植被生物量呈极显著正相关,土壤pH值与植被盖度呈极显著负相关,土壤养分含量对植被特征的影响较大。因此,应及时采取养护管理措施,科学补充肥料,才能长期维持高等级公路护坡的生态稳定性和绿化美观效果。     

施肥对不同生育期甜高粱土壤养分含量的影响

为了比较不同施肥方式对甜高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）不同生育阶段土壤养分含量及动态变化,本研究以8种不同施肥处理下的农田土壤为研究对象,测定了土壤养分含量,并进行相关性分析。结果表明,不同施肥处理土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全磷、全钾含量从苗期到成熟期的变化趋势基本一致,其中有机质、速效氮含量在成熟期达到最高值。与CK（对照）相比,不同施肥处理下土壤速效钾、全钾、速效氮、速效磷、全磷,有机质含量均有不同程度的提高。氮磷钾配施有机肥（NPKM）处理有机质含量成熟期达到28.58 g·kg^-1,比苗期增幅度为44.61%。氮磷钾配施有机肥（NPK+1.5M）处理全钾、速效氮含量比CK分别提高为49.31%,67.65%。成熟期有机肥（M）处理全磷、速效磷、全氮含量比CK分别提高为271.20%,40.65%,17.39%。NPKM或者M处理不仅可以改善土壤的理化性质,还可以提高土壤养分含量,有机肥料具有叠加效应。     

封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

以新疆伊犁绢蒿属荒漠草地为对象,研究了不同封育年限对草地土壤有机质、土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的影响。结果表明:随封育时间的延续,土壤有机质、全氮及碱解氮在表层基本呈先降后升趋势,且在封育9年均达到最高值;速效钾与速效磷均呈先降后升再降趋势,且在封育6年达到最大值;全钾与全磷无明显变化趋势。土壤有机质、全氮及速效养分呈现表聚现象,且土壤有机质与全量及速效养分相关性显著。     

狼毒种群数量对青海环湖地区草地土壤肥力的影响

狼毒(Stellera chamaejasme L.)型退化草地是青海省环湖地区常见的毒杂草退化草地。为了研究狼毒群数量对草地土壤肥力的影响,试验按狼毒盖度将草地划分为3类,分别为狼毒盖度0~≤10%、10%~≤20%、20%~≤50%,对不同狼毒盖度草地土壤的物理性质、养分变化规律进行研究。结果表明:不同狼毒盖度的土壤比重、p H值、容重差异不显著(P0.01)。狼毒盖度为10%~≤20%的土壤紧实度较低,土壤有机质、速效养分显著高于其他盖度(P0.01)。说明狼毒种群的数量维持在盖度为10%~≤20%水平对草地土壤肥力的提高和保护具有积极作用。     

内蒙古霍林河露天煤矿复垦土壤的理化性质研究

本文以内蒙古霍林河南露天煤矿不同复垦时间的土壤理化性质为研究对象,分析了复垦区土壤理化性质的变化规律.结果表明,随着复垦年限的增加,复垦土壤容重逐渐降低,砾石比例呈递减趋势,其它粒径比例逐渐升高;土壤的表层养分含量增加明显,有机质、碱解氮、速效钾等呈现先增加后减少趋势,pH值逐渐降低.在垂直方向,随土层深度增加,土壤容重逐渐升高,pH值、有机质、有效磷、碱解氮等逐渐降低.     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

不同退化演替阶段高寒草甸群落根土比和土壤理化特征分布格局

以高寒草甸不同退化演替阶段原生植被(primary vegetation, PV)、轻度退化(light degradation, LD)、中度退化(moderate degradation, MD)和重度退化(heavy degradation, HD)草甸为研究对象,分析了不同退化演替阶段高寒草甸群落根土比和土壤理化性质分异特征。结果表明:高寒草甸植物群落根土比随退化演替阶段的进行而增大,随土层深度的增加而显著减小。土壤容重随土层深度的增加而增大,而土壤含水量则随土层的加深而显著降低,土壤总氮、全磷、速效磷、速效钾随土层深度的增加而显著降低,硝态氮和全钾没有呈现出规律的变化。高寒草甸退化演替过程中,表层土壤(0~10 cm)养分含量(总氮、速效磷、速效钾)、土壤物理特征(土壤含水量和土壤容重)受退化影响较大。     

禁牧对中度退化伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分的影响

为了探究荒漠土壤理化性质对禁牧的响应规律,以中度退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为研究对象,采取野外取样与室内分析相结合的方法,对不同禁牧年限(0、1、4和11a)的荒漠草地土壤有机碳,全量和速效氮、磷、钾,pH,土壤含水量,容重进行测定分析,探讨草地恢复演替过程中土壤养分的变化规律。结果表明,随着禁牧年限的增加,土壤表层(0-5cm)有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾均呈先降后升的变化趋势;与对照未禁牧相比,0-5cm土壤有机碳含量降低了11.9%~23.0%,5-10cm土壤全氮显著降低了31.3%~46.7%;禁牧11a后全磷、速效钾分别增加了8.5%,12.0%;全钾、碱解氮、速效磷无明显变化趋势;土壤含水量呈波动性增加,容重呈波动性下降趋势。     

鄂尔多斯高原灌草群落土壤理化性质变化

土壤理化性质的变化对植物群落的演替起着决定作用,探讨灌丛化过程中不同阶段土壤理化性质的变化规律,可为草地生态系统的恢复提供理论依据。以鄂尔多斯高原天然分布的本氏针茅(Stipa bungeana)与油蒿(Artemisia ordosica)过渡区的不同植物群落为研究对象,通过野外调查,选择本氏针茅向油蒿群落过渡过程中不同演替阶段的代表性植物群落,采用环刀法采集土壤样品,分析6个不同群落0-50cm土层土壤理化性质的变化规律。结果表明,在本氏针茅向油蒿群落过渡的过程中,1)0-50cm土层土壤质地发生显著变化(P0.05),由砂质壤土变为砂土,土壤砂粒含量由阶段Ⅰ的77.5%上升到阶段Ⅵ的89.2%,土壤黏粒、粉粒含量分别由阶段Ⅰ的0.59%和21.9%下降到阶段Ⅵ的0.21%和10.6%;表层土壤含水量由阶段Ⅰ的6%下降到阶段Ⅵ的4%,土壤容重由阶段Ⅰ的1.58g·m~(-3)上升到阶段Ⅵ的1.77g·m~(-3);2)土壤全氮、全碳、全磷总体上呈下降趋势,0-5cm表层土壤的全氮、全碳、全磷分别从阶段I的0.08%、0.77%、0.41%下降到阶段Ⅳ的0.03%、0.25%、0.23%,土壤全钾整体上波动较大。3)土壤表层肥力下降,质量降低,水分含量降低,限制了浅根系草本植物的生长,有利于深根系的半灌木植物油蒿的入侵。在鄂尔多斯高原灌丛化草地生态系统恢复中,应注重提高表层土壤质量,促进灌丛化草地的恢复。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸＞典型草甸＞草原化草甸＞沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P＜0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸＞典型草甸＞沼泽化草甸＞沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤pH值与土壤各养分之间的相关性均不显著。