黄土丘陵区不同恢复年限退耕林地土壤碳氮差异及其影响因素

【目的】研究黄土丘陵区不同退耕年限林地有机碳及全氮的差异性,分析全氮及有机碳与环境和土壤因子的关系,为该区域生态恢复与土壤质量评价提供科学参考。【方法】结合野外调查和室内分析,运用统计分析及冗余分析方法(RDA),以耕地(CL)为对照,对黄土丘陵区退耕种植25,35,40年的柠条(Caragana korshinskii Lam.,CK)、刺槐(Robinia pseudoacacia L.,RP)林地(以下分别用CK25a、CK35a、CK40a、RP25a、RP35a、RP40a表示)为研究对象,分别采集各样地0~10,10~20,20~30cm土层的土样,研究0~30cm土层有机碳、全氮含量及有机碳密度、全氮密度、微生物生物量碳、微生物生物量氮随退耕年限的变化特征,最后分析了土壤有机碳、全氮含量及有机碳密度、全氮密度与环境因子、土壤因子的关系。【结果】与耕地相比,不同退耕年限刺槐、柠条林地0~30cm土层土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮含量及有机碳密度、全氮密度显著增加,在0~30cm土层,有机碳、全氮、微生物生物量碳和微生物生物量氮含量由大到小依次为RP40aRP35aRP25aCL;有机碳密度从高到低依次为CK35aCK40aCK25aCL;全氮密度由大到小依次是CK35aCK25aCK40aCL。对于不同退耕年限的刺槐和柠条林地,环境因子中的植被盖度、退耕年限、坡度均与土壤有机碳、全氮及有机碳密度、全氮密度呈正相关,坡向、海拔、土壤体积质量、pH均与其呈负相关。而土壤因子中的微生物生物量碳、微生物生物量氮、总孔隙度均与有机碳、全氮及有机碳密度、全氮密度呈正相关,土壤体积质量、pH均与其呈负相关。【结论】土壤有机碳及全氮含量变化与退耕年限、植被盖度、坡度及土壤因子存在密切关系,且植被恢复使土壤质量得到了极大改良。     

晋西黄土地区水土保持林地土壤入渗性能的研究

通过对累积入渗量的分析，发现林地土壤入渗性能最佳，荒草地次之，而农耕地最差。方差分析表明，在流域内不同地貌部位之间土壤入渗性能无明显差异，而不同地类之间差异显著，即水土保持林对提高土壤入渗能力有显著作用。多重比较分析说明不同水土保持林地土壤入渗性能也有明显区别；同时发现水土保持林对入渗的空间分布亦有重要影响。     

三峡库区不同林草治理措施下土壤入渗特征研究

坡地是三峡库区土壤侵蚀的主要地类,其利用方式与水土流失的关系研究是三峡库区水土流失综合治理与 生态环境建设中的重要基础科学问题.在重庆开县选择栾树 黄花槐、封山育林、经济林3种林草治理措施(以裸 地为对照),对土壤入渗特征及其影响因子进行了研究.结果表明:(1)3个土壤入渗特征值在不同林草治理措施下 变化较大,其大小顺序主要呈初渗率,平均入渗率和稳定入渗率的规律.初渗率、稳定入渗率和平均入渗率在不同 土层深度均以裸地的值最小,其平均值分别为1.22,0.141和0.462mm/min;(2)通过主成分分析法,得出土壤渗 透性能综合判断值(F)的综合方程,综合评价了不同林草治理措施土壤渗透性优劣,其大小顺序表现为:栾树 黄 花槐,封山育林,经济林和裸地.(3)Pearson相关分析结果表明,不同林草治理措施与裸地的土壤渗透性与总孔隙 度、非毛管孔隙度、饱和含水量及土壤有机质含量呈极显著(p<0.01)或者显著正相关(p<0.05),与土壤容质量 呈极显著(p<0.01)或显著负相关(p<0.05).(4)对土壤入渗过程模拟得出通用经验方程是用于描述不同林草治 理措施下土壤入渗过程的最优模型.     

黄土丘陵区林草景观界面土壤养分分布特征和空间变异性研究

通过对泾河流域林草景观界面的土壤养分测定,分析比较界面中养分的分布特征及空间变异性。结果表明:该流域内的土壤养分分布不平衡,除钾素含量(22.977～25.183 g.k-g1)富足外,其他养分含量都很低;林地内养分含量高于草地(有机质含量高16.310%;水解氮含量高19.570%),在界面上养分变化较大,林内和草地内养分变化较小;界面上养分时空差异不明显,而层次之间差异显著。无论是林地还是草地,土壤各养分的变化是确定性变异和随机性变异共同作用的结果,且确定性的变化规律往往控制一定范围内土壤养分的变化和分布。     

北京密云山区典型林地土壤入渗特性

利用双环法对北京密云山区4种典型林地（刺槐林、侧柏林、针阔混交林和灌木林地）进行原位测试,研究其土壤入渗规律。结果表明:利用Horton公式对土壤入渗过程的拟合精度高于Philip方程;土壤含水量与土壤初渗速率呈极显著的负相关,但与稳渗速率关系并不显著;土壤稳渗速率与土壤密度呈负相关,与土壤有机质含量和孔隙度呈正相关;4 种典型林地土壤稳渗率的顺序为灌木林地(4.93 mm/min) 刺槐林地(4.23 mm/min) 针阔混交林地(4.18 mm/min) 侧柏林地(3.09 mm/min)。      

豫西低山丘陵区不同植被恢复类型表层土壤入渗规律

采用双环入渗法研究了豫西低山丘陵区6种不同植被恢复类型表层土壤入渗规律的差异,并选择Kostiakov公式、Horton公式和Philip公式对6种类型植被恢复土壤的入渗过程进行了模拟.结果表明:①不同植被恢复类型土壤的初渗率、稳渗率、孔隙度和含水量均存在显著差异(P＜0.01),初渗率和稳渗率均表现出栓皮栎次生林＞栓皮栎人工林＞刺槐人工林＞侧柏人工林＞灌丛＞荒草地的规律;②Philip公式对6种植被恢复类型土壤入渗过程的拟合精度最高,6种植被恢复类型土壤入渗过程呈现出相似的规律.可分为瞬变阶段(0～15 min)、渐变阶段(15～30 min)和稳定阶段(30 min后);③土壤的物理性质影响入渗率,稳渗率与土壤容重呈负相关,符合负指数曲线;林地由于土壤容重降低、孔隙度增加的缘故,其土壤入渗率明显高于荒草地.运用封育天然次生林和乡土树种人工林进行植被恢复有利于提高土壤的入渗性能.     

昆明市公园绿地土壤入渗特征研究

用双环入渗仪测定昆明市主要公园绿地的土壤入渗特征,结果表明：昆明市公园绿地土壤以轻粘土和中粘土为主,各公园绿地土壤入渗能力均较好,稳定入渗速率为034~141mm/min,平均值083mm/min,在连续72h无降雨、无浇水条件下,1h平均累计入渗量为6309mm。各种绿地中乔灌草绿地入渗性能优于乔草和灌草绿地,自然绿地改造公园土壤入渗性能优于人工填土复绿植被下土壤。用常用的入渗模型进行拟合比较,通用公式与昆明市公园绿地土壤入渗特征符合性最好,其次是Kostiskov模型和Horton模型,且后2个模型与通用公式的拟合结果没有明显差异,Philip模型不适合模拟使用。     

固原东部黄土丘陵区降水及退耕林地土壤水分的时空分布特征研究

通过对固原市原州区杨达子沟流域的降水及其退耕林地土壤水分时空分布特征进行分析,结果表明：同时次降雨量、月降雨量均存在显著空间异质性。土壤水资源由于地形、降雨、植被覆盖等的差异性,特别是植被差异性利用,则存在时空异质性。土壤水分在雨季后1屯月在0-150cm形成高值期,150cm以下的土壤恢复缓慢。森林植被差异利用形成了土壤水分剖面不同：沙棘林〉柠条林〉山桃＋山杏林〉乔木林。根据对水资源系统分析,提出了流域水资源开发利用的对策：植被空间合理布局;降雨、土壤水的利用等。     

不同类型植被恢复土壤入渗性研究

[目的]探讨土壤—植被系统涵养水源的能力。[方法]在退耕地上定位安装渗透筒,测定不同植被恢复后土壤入渗性能。[结果]不同植被恢复类型土壤入渗性能存在显著差异,以苦竹+牛鞭草植被类型土壤初渗率和稳渗率最高,相比农耕地已初显植被恢复重建生态的功效;而桦木+牛鞭草、杂交竹+牛鞭草植被恢复类型土壤入渗率与农耕地无显著差异,短期内这2种植被恢复对土壤结构的改良效益尚不明显。[结论]退耕还林对土壤结构系统的改良与植被类型的不同有较大关系,也将会是一个较长时间的过程,同时还需加强土壤—植被生态系统的管理才能实现。     

农田土壤入渗特性研究

以陕西杨凌一级阶地砂壤土和三级阶地粘壤土所选典型田块的双环入渗试验为基础,对不同土壤质地条件下的土壤入渗特性进行了研究。结果表明：两种土壤质地条件下描述其入渗过程的最优入渗公式为修正Kostiakov公式;土壤入渗试验合理的设计观测时间一级阶地砂壤土条件下不应小于90 min,三级阶地粘壤土条件下不应小于120 min;根据各入渗参数的最大相关距离,计算了典型田块入渗试验的合理测点数,一级阶地砂壤土和三级阶地粘壤土试验田块均为42个测点;可在一定程度上借助稳定入渗率f₀的变异特征描述土壤入渗性能和衡量土壤入渗能力,但同时还应考虑入渗参数k的空间变异特征。     

恢复生态学在“黑土型”退化草地植被改建中的应用

通过对三江源区“黑土型”退化草地发生现状、成因的调查研究与分析,以恢复生态学理论为依据,提出了“黑土型”退化草地恢复理论.研究结果认为,对青藏高原高寒草甸退化草地生态系统的恢复与改建,可根据退化草地的等级(系统受损程度)采取相应的恢复措施,中度和轻度退化草地改良通过休牧、灭鼠、毒杂草防除等措施即可达到其植被的自然恢复.重度和极度退化草地由于原生植被及生草层遭到了严重破坏,出现了大面积的次生裸地,植被的自然恢复能力已基本丧失,只有通过利用适宜草种改建人工和半人工草地,才能快速恢复其退化草地植被.利用禾本科适宜牧草在高寒草甸重度和极度退化草地上改建的人工和半人工草地,其植被的盖度基本上接近于原生植被,而显著高于退化草地的植被盖度;改建植被的地上总生物量是未退化植被的4-5倍,是退化草地的10-15倍.选择适宜的草种是“黑土滩”植被改建成功的关键,施肥、灭杂、灭鼠以及适度放牧利用等人工调控措施是人工和半人工草地持续利用的关键,人工调控可有效维持人工草地的生产力,防止其快速衰退.     

宁夏南部半干旱黄土丘陵区草地土壤水分物理特性研究

在宁夏南部半干旱黄土丘陵区,选择具有典型代表性的人工草地和天然草地,采用野外调查采样与室内分析相结合法,分析在植被生态恢复过程中土壤水分特征的变化．结果表明：土壤容质量人工草地〉天然草地,饱和含水量、田间持水量和毛管持水量等天然草地〉人工草地;在土壤蓄水性能方面表现为天然草地在涵蓄降水量、有效涵蓄量2方面优于人工草地;用O～100cm土壤水分无论人工草地还是天然草地（1—10月）都表现有亏缺状态．     

退耕还林还草状况下陕北丘陵沟壑区果业发展探讨

针对陕北丘陵沟壑区退耕还林还草后果业地位下降和果业生产中存在的问题,认为果业是退耕还林还草后续产业中的主导产业,该区果业发展必须树立正确的思想观念、加强科技宣传与推广、建立果农协会、抓好果树区划、开展绿色果品生产、加强抗御自然灾害能力等,才能保证果树的优质丰产,确保农民获取较高的经济收入,以推动退耕还林还草的健康、持续发展。     

基于GIS的黄土丘陵半干旱区退耕还林还草决策系统应用

在GIS及相关软件支持下,对甘肃省定西市安定区土地利用和土壤侵蚀的相关图件进行几何校正和数字化等一系列处理,获得土地利用类型和土壤侵蚀强度的空间数据,并由安定区等高线生成坡度数据.将土地利用类型数据与坡度数据、侵蚀强度数据先后进行叠加,形成包括三者所有属性的空间数据库,并从中提取满足退耕还林条件的数据,从而确定退耕还林还草地和荒山造林地的面积及其空间分布.     

阿坝州天然草原的退化及生态恢复

阐明了阿坝州天然草原退化后的生态危机表现,分析了产生危机的原因,利用保护生物学的方法,提出了草原生态恢复的具体措施。     

过去300年东北地区林地和草地覆盖变化

东北地区是我国森林、草场资源最为丰富的地区之一。近300年来,耕地扩张、森林砍伐、草地退化等所导致的显著土地覆盖变化会通过对陆-气之间碳通量和地表反照率的改变,进而对气候系统产生影响。该文采用历史文献分析、原始潜在植被恢复等方法,结合驱动力分析,重建了过去300年东北地区林地和草地自然覆盖变化状况。可提供空间分辨率至县、时间分辨率约为100年的东北地区林地和草地覆盖数据,为气候模拟、碳排放估计等相关研究提供真实的历史数据;得到对过去300年,东北地区林地和草地覆盖变化特征的认识:过去300年,东北地区林地、草地所占比例分别减少了约15％、10％;18—19世纪,东北的天然植被覆盖几乎处于原始状态,林地、草地减少的地区主要集中在辽东、辽西等农垦区;1900—1950年为林地、草地减少最为迅速的时期,辽东、辽西的天然植被几乎均被破坏殆尽,鸭绿江流域、长白山地区森林减少十分显著,草地界线已明显向西退缩;20世纪后半期,林地覆盖在空间上呈扩张趋势,局部地区仍在减少,而草地覆盖在空间上则一直呈缩小趋势。      

不同植被恢复模式对矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市采石场废弃地为研究对象,按照不同植被恢复模式进行土壤取样,测定养分含量。结果表明:植被的恢复能增加采石场废弃地的养分含量,各栽植类型中除土壤下层速效磷含量与对照地的比值小于1,下层有机质含量与对照地的比值大于10外,其他养分指标含量与对照地的比值在1.05～3.17。同种植被不同整地方式的土壤养分含量差异显著。客土保苗剂方式是对采石场废弃地进行植被恢复的最优整地方式。在植被恢复时间为5年后,客土和原土方式试验地的土壤养分含量在同一水平。     

红壤地区降水对林地养分输入与土壤侵蚀的作用

定位观测研究表明，降雨是林地形成土壤肥力的重要因素，特别是通过林冠层的穿透水和树干的径流水，其养分含量平均要比林外雨高80％左右。但在不同的气候条件和不同的森林类型里，降雨输入土壤的养分差异悬殊。在无植被覆盖的坡地上，降雨会造成土壤侵蚀，使土壤养分入不敷出。