黄土丘陵区刺槐林土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性动态变化

退耕还林工程是黄土高原控制水土流失的主要措施之一,探讨退耕还林对土壤团聚体稳定性与土壤可蚀性的影响,可为黄土高原地区生态恢复和水土保持效益评价提供科学依据。以农田为对照,选取不同退耕年限(5,10,15,20,25,30年)刺槐林为研究对象,研究退耕还林后0—30 cm土层土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性动态变化,并探讨土壤可蚀性与土壤团聚体稳定性之间的关系。结果表明:(1)＞0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径随着退耕年限增加呈递增趋势,三者相比退耕前(农田)分别增加32%~79%,32%~98%,2%~60%。(2)土壤团聚体分形维数随着退耕年限增加呈递减趋势,较退耕前减少0.6%~6.0%;土壤有机质随着退耕年限增加呈递增趋势,较退耕前增加8.4%~38.9%。(3)土壤可蚀性因子(K)随着土层增加而增加,但随退耕年限增加呈递减趋势,随退耕年限递增(K)分别减少1.0%,2.7%,3.6%,3.9%,5.0%,7.9%。(4)退耕还林后,＞0.25 mm水稳性团聚体含量和土壤团聚体分形维数是土壤可蚀性变化的主要驱动因子; 地上生物量通过影响＞0.25 mm水稳性团聚体含量和土壤团聚体分形维数间接影响土壤可蚀性因子(K),且总效应最大。退耕还林后地上生物量增加对土壤团聚体的形成与稳定,以及土壤可蚀性降低起着重要作用,且退耕还林可显著提高团聚体稳定性,降低土壤可蚀性。     

基于Le Bissonnais法对黄土高原森林植被带土壤团聚体及土壤可蚀性特征研究

土壤团聚体的组成和稳定性是衡量土壤结构和质量的主要指标,本研究应用Le Bissonnais(LB)法的3种筛分方法[快速湿润筛分法(FW)、慢速湿润筛分法(SW)、湿润振荡筛分法(WS)]模拟不同条件(暴雨、小雨、扰动)对土壤团聚体的破坏,通过测定预处理后的团聚体特征来表征黄土高原植被恢复对土壤团聚体的影响,以期为黄土高原植被恢复与生态建设提供科学依据。结果表明:在LB法的3种处理方法下,FW处理(暴雨)对土壤团聚体结构的破坏程度最大,处理后土壤团聚体主要以0.2 mm为主;SW处理(小雨)对土壤团聚体的破坏最小,WS处理(扰动)居中。土壤团聚体的平均重量直径(DMW),在0~10 cm和10~20 cm土层均表现为SWWSFW。土壤团聚体平均几何直径(DGM)0~10 cm和10~20 cm土层均表现为SWFWWS,土壤团聚体分形维数(D)0~10 cm和10~20 cm土层均表现为WSFWSW。在SW处理下,不同植被类型中铁杆蒿群落、黄刺玫群落(样点6、9)土壤团聚体DMW、DGM值较大,可蚀性(K)较小,表明这两个群落的土壤团聚体更为稳定,在小雨环境下更有利于水土保持。对WS处理,侧柏群落、三角槭群落(样点1、2、3)的土壤团聚体更为稳定,可蚀性(K)值较小,因此在外界扰动环境下,侧柏群落、三角槭群落的土壤抗侵蚀能力更强。在FW处理下,侧柏群落、三角槭群落(样点2、3)土壤团聚体DMW、DGM值较大,可蚀性(K)值较小,表明在外界大雨环境下,侧柏群落、三角槭群落的土壤团聚体稳定性更强,土壤抗侵蚀能力更强。总体来说,对于不同环境,不同植被类型下土壤的团聚体稳定性和抗侵蚀能力差异较大,因此应针对不同的环境,采取不同的植被恢复措施来提高土壤团聚体的稳定性。     

不同类型土壤团聚体斥水性及其对溅蚀的影响

为明确土壤的斥水性特征及其对土壤溅蚀的影响,以3种不同类型及利用方式土壤为研究对象,探究了土壤斥水性分布规律及其影响因素,系统分析了土壤斥水性对土壤溅蚀的影响。结果表明:(1)耕地土壤的斥水性最低,表层土壤斥水性高于下层,黄褐土斥水性(13.15sec)高于其他类型土壤,整体上看,斥水性受到土壤机械组成和游离铁、铝氧化物的显著影响(R2-0.40,p0.01);(2)土壤溅蚀过程呈现为倒V形,即一个陡涨陡落的特点,土壤累计溅蚀量随降雨历时变化关系用对数函数可以很好地拟合(R2≥0.90,p0.01);(3)在一定雨强范围内,斥水性对土壤溅蚀有着显著影响,斥水性越大土壤发生溅蚀的程度也越大,对数函数模型也可以很好地表达溅蚀指标随斥水性变化趋势。研究结果能为降雨侵蚀机制研究与侵蚀过程模型提供理论参考依据。     

典型黑土区水土保持林对土壤可蚀性的影响

以典型黑土区水曲柳林、落叶松林、樟子松林、云杉林及开垦50 a的耕地土壤为对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、土粒静水崩解能力以及有机质含量等指标的测定与分析,研究了水土保持林对土壤可蚀性的影响.结果表明:0-30 cm土层范围内,林分对土壤水稳性团聚体组成的影响,主要表现为提高较大粒级团聚体的比例,显著增加PA0.25、降低团聚体破坏率(P<0.05);林地土壤水稳性指数显著提高(P<0.05),增加幅度达4.46～7.92倍;林地内表层土壤有机质含量较耕地相对提高了32.6%～62.7%.差异显著(P<0.05);可以认为水土保持林能够有效降低土壤可蚀性,并以阔叶水曲柳林的作用效果最为显著.该结果为进一步研究典型黑土区水土保持林的构建与调控技术提供了参考.     

前期土壤含水率对红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响

为了探究前期含水率对南方红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响,选取泥质页岩和第四纪红黏土发育的4个典型红壤为研究对象,就5个前期含水率(3%、5%、10%、15%、20%)条件下3~5 mm团聚体水稳定性特征及其与溅蚀的关系进行了初步的探讨。结果表明,消散作用是团聚体破碎最有效的机制,土壤前期含水率越大,团聚体破碎程度越小。随着前期含水率的升高,泥质页岩发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径(MWDwa)显著增大;第四纪红黏土发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径(MWDwa)先增大后减小,拐点出现在含水率为15%条件下。泥质页岩发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高显著减小;第四纪红黏土发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高呈现先减小后增大的趋势,在含水率为15%时达到最小。团聚体水稳性较高的土样,溅蚀粒径分布呈双峰曲线分布,主要分布1~0.5和0.05 mm范围内,且前期含水率越高,0.05 mm溅蚀颗粒含量越大;而团聚体水稳定性较差的土样,除前期含水率为20%外,溅蚀粒径分布呈单峰曲线分布,主要分布在0.25~1mm。该结果为红壤区农业水土工程及机侵蚀机理研究提供一定的参考,对完善坡面水蚀模型具有一定的参考价值。     

山地赤红壤可蚀性特征研究

福建省南安市特殊的地理环境形成的土壤类型和土壤侵蚀特征在我国南亚热带地区具有一定的代表性。对该地区山地赤红壤可蚀性特征进行研究 ,结果表明 :(1)山地赤红壤在不同利用方式下 ,其可蚀性特征不同 ,林地、草地抗蚀性比疏林地强 ,裸地抗蚀性最弱 ;(2 )随着土壤侵蚀的加剧 ,土壤可蚀性因子K值有增加的趋势 ,其抗蚀性随之减弱 ;(3)不同类型的山地赤红壤可蚀性特征差异不明显 ,粗骨性赤红壤其可蚀性表现较强。     

不同沙生植被土壤微团聚体分形特征及抗蚀性

应用分形理论,以沙裸地为对照,不同沙生植被类型为研究对象,分析了不同沙生植被类型对土壤理化性质及抗蚀性的影响。结果表明,不同沙生植被中,踏郎土壤微团聚体组成和颗粒组成1～0.25 mm粒级含量较高;白柠条和踏郎的土壤微团聚体分形维数较低,且显著低于沙裸地。颗粒分形维数为沙蒿和踏郎较高,白柠条最低。沙裸地可蚀性K值最大,花棒和踏郎的可蚀性K值较小。综合分析表明沙裸地种植植被后,可以提高土壤质量和抗蚀性,其中踏郎较其它植被类型能更好地改善沙化土壤质量和提高土壤抗蚀性。     

关于土壤可蚀性指标的讨论

该对主要土壤可蚀性指标进行了评述，指出土壤的可蚀性是一个相对概念，同一土壤在不同侵蚀动力条件下，其抗侵蚀能力是不同的。每一土壤均具有抗蚀性的抗冲性，在土壤侵蚀过程中，何居主导地位，主要取决于侵蚀动力的方式和强度。     

高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征研究

采用野外调查与室内分析结合的方法,研究高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征,对进一步了解高黎贡山生态系统中土壤特征,降低土壤侵蚀,减少水土流失提供科学依据。结果表明:土壤腐殖质的组成具有明显地带性特征,有机质、腐殖酸含量、胡/富(HA/FA)随海拔高度的降低呈先上升后下降的趋势,A1层胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量分布规律为暗棕壤棕壤棕色针叶林土亚高山草甸土黄棕壤黄壤黄红壤。A2层腐殖酸、FA变化趋势为暗棕壤棕壤棕色针叶林土黄棕壤黄壤亚高山草甸土黄红壤。A1层HA、FA分子复杂程度、化学稳定性比A2层强。1～0.5mm和0.25mm粒径的团聚体含量占绝大多数,约占60%～70%。随着海拔高度的降低,粗粒减少,细粒增多。土壤团聚体服从对数正态分布,其几何平均直径与几何标准差、土壤可蚀性K值之间存在负相关关系,土壤可蚀性K值与几何标准差存在正相关关系,同时土壤也具有一定的分形特性。其中亚高山草甸土几何平均直径(Dg)、平均重量直径(MWD)值最大,几何标准差(δg)、可蚀性K值、分形维数(CFD)值最小,土壤结构稳定性和抗蚀能力相对较强。胡敏酸含量是影响土壤可蚀性的重要因素。     

土壤可蚀性研究现状及展望

<正> 土壤可蚀性(soil erodibility)是指土壤是否易受侵蚀破坏的性能,也就是土壤对侵蚀介质剥蚀和搬运的敏感性。与侵蚀营力一样,土壤可蚀性是影响土壤侵蚀量大小的又一个重要因子。在水土保持学科中,我国习惯上把“水”和“土”并列使用,而国际上则用“soil loss”、“soil erosion”、“soil conservation”或“soil and water conservation”等术语。显然,土壤是水土保持学科的重点。另一方面,土壤侵蚀营力等是土壤流失过程中的外部因素,而土壤性质才是内在因素,因此,水土保持学科中核心的也是重要的问题,应该是土壤保护。土壤可蚀性研究在水土保持研究工作中具有重要意义,国际上把土壤可蚀性研究一直作为水土保持学科研究的重要内容之一。     

模拟酸雨对红壤结构体及其胶结物影响的实验研究

通过模拟酸雨对浙江杭州红壤的淋溶实验 ,研究了酸雨对红壤结构体及其胶结物的影响。结果表明 ,酸雨降低了红壤团聚体的稳定性 ,表现为水稳性大团聚体的含量随酸雨 p H值的降低、持续时间的延长而减少 ;酸雨导致团聚体破坏率增高、稳定性降低。酸雨对红壤胶结物质的影响 ,表现为土壤有机质淋失增加 ,氧化铁活性提高。红壤团聚体的稳定性和结构性变差 ,会加速土壤侵蚀 ,表现出酸雨对红壤的可蚀性。     

裸露砒砂岩区不同植被类型土壤团聚体稳定性与抗蚀性能

[目的]研究裸露砒砂岩区鲍家沟小流域不同植被类型土壤团聚体特征与可蚀性,为植被建设和减轻人黄泥沙提供科学指导.[方法]运用Le Bissonnais法和崩解法研究裸露砒砂岩区不同植被类型土壤团聚体稳定性特征与可蚀性.[结果]①慢速湿润处理条件下,土壤结构中以2 mm以上的团聚为主,预湿扰动处理条件下,2 mm以上的团聚...     

Effect of Gypsum and Polyacrylamide Application on Erodibility of an Acid Kunigami Mahji Soil

Calcium carbonates and gypsum are often used to improve the chemical status of acid soils. This study discusses the effects of gypsum and polyacrylamide (PAM) application on infiltration and erodibility of a Japanese acid soil. Acid Kunigami mahji soil (sedimentary rock derived, Typic Hapludult) from Okinawa was packed into an acrylic plastic box, and simulated rainfall of 40 mm h⁻¹ was applied. Prior to the rainfall, 2.5 t ha⁻¹ of gypsum and/or 15 kg ha⁻¹ of non-ionic or anionic PAM were applied onto soil surface. During a rainfall, surface runoff was collected periodically, and sediment concentration, pH, and electric conductivity of the runoff were measured. Gypsum application enhanced surface runoff. During the rainfall, EC of the runoff was greater than the critical coagulation concentration of the clays of the mahji soil, however the soil became dispersive with gypsum application. PAM application could improve infiltration of gypsum amended mahji soil and reduce sediment loss.     

不同土壤抗蚀性能研究

该对四川省农业科学院资阳水土保持试验所布设的７种土壤试验小区，用模拟降雨装置进行了土壤抗蚀性能的初步试验研究，结果表明：（１）７种土壤的抗蚀能力大小依次为：冷沙黄泥＞棕紫泥＞红棕紫泥＞灰色潮土＞红紫泥＞黄红紫泥＞暗棕紫泥；（２）７种土壤的么径流过程累积量与降雨历时、产沙过程累积量与降雨历时，径流过程累积量与产沙过程累积量之间均有显的线性相关关系，以及６种土壤的土壤含水量与开始产流时间之间有非常     

两种草本植物根系对土壤可蚀性的影响

为揭示草本植物根系对土壤抗侵蚀能力的影响,选取白三叶（Trifolium repens L.）、黑麦草（Loliu perenne L.）及两者混播根系为研究对象,通过冲刷试验,研究了3种种植类型的根系特征及对土壤可蚀性影响。结果表明:（1）白三叶、黑麦草及混播草的根长密度（RLD）、根面积比（RAR）及根重密度（RMD）由春季到秋季呈现先升高后降低最后趋于稳定的变化趋势。（2）试验期内,土壤可蚀性大小顺序为白三叶 < 黑麦草 < 混播草 < 裸地。3种种植类型的土壤可蚀性与土壤容重、水稳性团聚体、RLD、RAR及RMD呈指数函数形式下降（R²>0.70）。（3）土壤可蚀性与0～1.0 mm径级根系极显著正相关（p<0.01）,与1.0～2.0 mm,0～2.0 mm显著正相关（p<0.05）。     

植物篱对紫色土区坡地土壤可蚀性变化影响

基于土壤分形维数及 EPIC 模型,研究紫色土区坡耕地不同土地利用方式下定植新银合欢植物篱对坡面土壤分形特征及可蚀性的影响作用.结果表明:定植植物篱能提高坡面土壤粘粒含量,对坡面小区土壤整体的可蚀性没有明显影响.土壤分形维数与砂粒、粉粒含量呈负相关,与粘粒含量呈正相关;土壤可蚀性 K 值与粉粒含量呈极显著的正相关,相关系数为0.957;与分形维数、砂粒含量、粘粒含量及有机碳含量呈负相关,相关系数分别为:-0.589,-0.668,-0.603,-0.286.     

东北典型黑土区剖面粒径分布特征及其可蚀性研究

为了更好的了解黑土区土壤剖面粒径分布以及可蚀性因子特征,本研究以东北典型黑土区鹤北流域为研究区,利用沉降法对不同土地利用方式下土层表面至母质的土壤样品进行粒径分布规律研究,并基于粒径及有机碳分布特征,计算了土样的可蚀性K值,最后对土壤可蚀因子K与WEPP模型中土壤的细沟间侵蚀因子(Inter- rill Erodibility)K_i、细沟侵蚀因子(Rill Erodibility)K_r和临界剪切力因子(Critical Shear)Tc进行相关分析。结果表明:(1)不同剖面下土壤粘粒含量逐层变化不大。而粉粒含量呈现出随土层深度增加而含量减少,砂粒呈现出随土层深度增加而含量增大;(2)除人工林外,其余6个剖面土壤可蚀性因子K值均表现出随土层深度增加而含量增大的趋势;(3)对农地剖面土样分析发现,可蚀性因子K值与细沟侵蚀因子K_r呈极显著正相关,与临界剪切力因子Tc呈极显著负相关,而与细沟间侵蚀因子K_i的正相关性略有降低。     

土壤可蚀性研究进展综述

土壤可蚀性是表征土壤对降雨渗透能力及其对降雨和径流剥蚀、搬运敏感程度的一个综合指标,是反映土壤侵蚀的重要参数。介绍了国内外学者提出的土壤可蚀性指标,评述了直接测定法、公式法和诺谟图法的优缺点与应用范围;结合我国土壤可蚀性研究现状,介绍了我国土壤侵蚀严重区的典型土壤可蚀性指标值的最新研究成果,分析了我国土壤可蚀性研究的不足,指出应加强并完善土壤可蚀性指标、土壤可蚀性影响因子和土壤可蚀性计算方法的研究。