晋西黄土丘陵区不同人工林下土壤养分性质研究

为了研究晋西黄土丘陵区不同人工林下土壤养分特性之间的异同,在该区选取了4种典型人工林配置模式,对其土壤表层(0～20cm)和下层(20～40cm)土壤的有机质含量、全量养分(N、P、K)以及速效养分(N、P、K)、pH值等进行了测定和比较,并据此分析了不同人工林下土壤养分分布的特性。结果表明:不同人工林模式下养分含量具有明显的层次性,除全K外,几种主要养分均存在表层(0～20cm)高于下层(20～40cm)的特征;通过相关分析和主成分分析发现,土壤有机质和全N、速效N存在极显著正相关关系,4种人工林模式下土壤养分综合得分由高到低依次为针阔混交林、人工阔叶林、人工针叶林和灌木林。     

黄土丘陵区几种退耕还林地土壤固存碳氮效应

探讨了黄土丘陵区退耕10a和30a的柠条、刺槐、油松及侧柏林地0～60cm不同土层有机碳、氮数量和分布的变化特征。结果表明:相比坡耕地,退耕还林10a后,仅侧柏与油松林地各土层有机碳、氮含量和密度显著提升。退耕还林30a与10a相比,各土层有机碳含量增幅表现为侧柏>油松>刺槐>柠条,总体0～60cm土层碳固存速率分别达到1.06、0.71、0.43、0.36mgC·hm-2·a-1;氮固存速率以刺槐最高,达到0.051mgN·hm-·2a-1,其他还林地固存氮速率接近,为0.014～0.026mgN·hm-·2a-1。30a还林有机碳的增加主要来自0～20cm土层,平均贡献达51.9%,而全氮增加除刺槐林地外,主要来自40～60cm土层,平均贡献达42.5%。各还林地C/N仅在0～20cm表层均有显著提高,但有机碳与氮均表现出显著的回归相关性。综上,长期退耕还林地能够固存碳氮,且以侧柏林地提升有机碳库较佳,而刺槐林地提升氮库较好。     

黄土丘陵区退耕地3种植被土壤养分研究

通过对黄土丘陵区退耕地(阴坡)3种植被(沙棘、刺槐沙棘混交林地、油松沙棘混交林地)不同生长状况土壤养分研究,结果表明:(1)研究区土壤养分含量低;(2)研究区土壤养分中全氮、速效氮、速效钾、速效磷空间变异性显著;(3)研究区林地土壤养分含量从大到小顺序依次为沙棘(好)＞刺槐沙棘林地(好)＞沙棘(差)＞刺槐沙棘林地(差)＞油松沙棘林地(好)＞油松沙棘林地(差),死亡的油松沙棘混交林地土壤养分含量好于生长好与生长差的油松沙棘混合林地.     

黄土丘陵区不同植被恢复模式对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响.以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复30a植被长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为参照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征.结果表明,黄土丘陵区的坡耕地由于不合理的人为干扰,土壤理化性质和酶活性较弱,通过植被恢复可以有效的改善土壤肥力,不同恢复模式对土壤酶活性和肥力的改善作用不同,恢复30a,脲酶活性增加33%～213%,磷酸酶活性增加275%～394%,蔗糖酶活性增加70%～210%,纤维素酶活性增加24%～48%,过氧化氢酶增加32%～96%,多酚氧化酶降低23%～29%,淀粉酶变化规律不同.不同植被恢复模式其生物特性不同,对土壤酶活性影响也不同.相关性分析说明磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶与其它因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标.     

黄土丘陵区植被次生演替灌木种群的土壤养分效应

【目的】研究黄土丘陵区植被次生演替灌木群落形成过程中土壤养分的变化情况。【方法】以白羊草群落为对照,选取杠柳、狼牙刺、丁香、虎榛子和柠条5种乡土树种为研究对象,测定其土壤养分含量,计算灌木群落形成变化过程中的土壤养分指数(Soil Nutrient Index,SNI),分析了各养分因子间的线性相关关系。【结果】不同灌木初期对土壤养分的适应能力大小顺序为:柠条(0.072)>狼牙刺(0.114)>杠柳(0.163)>丁香(0.172)>虎榛子(0.292)。不同植被物种群落土壤SNI值大小顺序为:虎榛子群落(0.979)>狼牙刺群落(0.535)>柠条群落(0.457)>丁香群落(0.341)>杠柳群落(0.333)>白羊草群落(0.145)。从不同灌木群落形成过程所产生的土壤养分改善效应来看,各参试群落相对于白羊草群落土壤养分的增幅分别为:虎榛子(4.740倍)、狼牙刺(2.909倍)、柠条(2.661倍)、杠柳(1.169倍)和丁香(1.168倍)。各土壤养分因子间除土壤全磷与有效磷和有效钾的相关性不显著外,其余各土壤养分因子间均表现出极显著的线性相关关系(P<0.01)。【结论】不同灌木种群所需的适宜土壤养分条件和对土壤养分的改善效应存在较大差异;植被次生演替灌丛阶段的土壤养分明显优于草本阶段,植被次生演替过程土壤养分呈逐步改善的趋势。     

黄土丘陵区刺槐林土壤碳通量模拟研究

【目的】研究黄土丘陵区刺槐林不同土层土壤碳通量,以准确评估该区域土壤碳排放量。【方法】以坡耕地(对照)以及10,20,30和40年生的刺槐(Robinia pseudoacacia)林为研究对象,用气体井法测定CO2浓度,使用Fick扩散法(5种扩散系数模型)计算0~200cm土层土壤剖面碳通量,并用Li-8100腔室法对表层土壤碳通量进行实地监测,最后将黄土丘陵区刺槐林地不同深度土层土壤碳通量的估算结果与实测值进行对比分析。【结果】1)5种扩散系数模型对土壤剖面碳通量的模拟结果有较大差异,其中Penman模型计算结果与实测值差异最大,Moldrup模型计算值与实测值差异最小。2)5种扩散系数模型计算的土壤碳通量均大于实测值,但与实测值均具有显著相关性(P0.05)。3)在黄土丘陵区刺槐林地0~20,80~140,200cm土层估算土壤碳通量的最佳扩散系数模型分别为Moldrup-2000、Moldrup-1997和Millington模型。4)在黄绵土0,20,80,140,200cm土层,土壤CO2扩散系数分别为0.15,0.14,0.20,0.22和0.27,据此计算的各土层土壤碳通量分别为0.72,0.32,0.30,0.24和0.17μmol/(m2·s),可见随着土层深度的增加,土壤碳通量逐渐降低。【结论】黄土丘陵区不同刺槐林地各土层的环境因子有一定差异,所以估算不同深度土壤碳通量的最佳模型有所区别;研究确定的黄土区不同土层碳通量估算模型和气体扩散系数模型中的各种参数,对于准确评估区域土壤碳排放具有重要参考价值。     

黄土丘陵区退耕还林后土壤物理性质恢复特征的研究——以陕西省吴起县为例

本文以吴起县的退耕还林地为研究对象,探讨不同退耕还林地土壤物理性质的变化规律及其对土壤物理性状的改良作用,初步研究结果表明:退耕还林以后,不同退耕还林地间土壤非毛管孔隙度和不同土地利用类型间的差异显著,土壤深度对土壤孔隙度没有显著影响;无论何种退耕模式,总体上退耕还林区土壤粘粒含量高于耕地,其中0cm～20cm增加不显著,20cm～40cm、40cm～60cm增加较多;在不同的退耕还林地中,0cm～20cm土层土壤的改善较为明显,0cm～20cm的土壤容重明显低于20cm～40cm和40cm～60cm.     

黄土丘陵区植被次生演替灌木初期的土壤养分特征

对黄土丘陵区植被次生演替灌木初期的土壤养分特征进行了研究.结果表明:灌木初期土壤养分含量总体上表现出0～20 cm土层明显高于20～60 cm土层,而20～40 cm和40～60 cm间无显著差异.0～60 cm土壤深度内,土壤养分因子含量平均值变化范围分别为:有机质4.66～9.83 g·kg-1,全氮0.33～0.61 g·kg-1,全磷0.49～0.52 g·kg-1,有效氮21.56～41.80 mg·kg-1,有效磷0.73～1.31 mg·kg-1,有效钾58.31～102.01 mg·kg-1.灌木初期的土壤养分条件略好于草本阶段,说明植被演替草本阶段对土壤的培肥作用为群落向灌丛演替阶段发展提供了一个较好的土壤养分环境.灌木初期不同,灌木树种间的土壤养分条件存在一定差异,表明不同灌木树种定居所需适宜的土壤养分条件也不同;灌木初期除土壤全磷外,其他各养分因子间均表现出极显著线性相关关系(P<0.01).     

陕北半湿润黄土丘陵区不同人工林土壤生物学特征研究

为研究陕北半湿润黄土丘陵区不同树种人工林地土壤酶活性和微生物量C在森林土壤中的分布特征及二者的关系,在黄陵地区选择有典型代表性的人工油松、侧柏、华山松、刺槐及辽东栎纯林和它们的混交林,并测定林地土壤酶活性和微生物量C.结果表明:(1)在0～40 cm的土层范围内,随着土层深度的增加,土壤酶活性和微生物量C明显呈递减规律变化,即0～20 cm土层＞20～40 cm土层;(2)在不同树种条件下,各土壤酶活性和微生物量C表现差异较大,蛋白酶活性大小依次是阔叶纯林＞天然荒草地＞混交林＞针叶纯林;其他酶活性和微生物量C的大小总体规律表现为:阔叶纯林＞针阔混交林＞针叶纯林＞天然荒草地;(3)研究区土壤微生物量C与各种酶活性之间有较高的相关性.蛋白酶与磷酸酶、过氧化物酶、微生物量C未达到显著水平;除过脱氢酶外,其余各种酶活性之间以及与微生物量C之间的相关性均达到显著或极显著水平.另外,对土壤表层酶活性和微生物量C进行聚类分析,可以将10个样地分为不同的类别,聚类分析结果显示混交林地土壤酶活性和微生物量C最高,阔叶纯林次之,针叶纯林最小.针阔混交林能够显著性地提高土壤的生物学性质,有利于微生物的再分配;土壤微生物量C和酶活性能够及时地反映土壤养分的变化趋势.     

西宁黄土丘陵区初雨后土壤水分地理变异与植被分异规律

2016年冬春季节在青海西宁北山公园布置了典型黄土丘陵样地,连续测试了样地的土壤温度和含水率等数据。结果显示:植物根区土壤含水率在1—2月份与土壤温度紧密相关,土壤含水率由大到小的顺序为阳坡西南坡、阳坡正南坡、阳坡台地、阴坡。当土壤升温到0℃以上时,阴坡和阳坡台地涵养降水能力增强,土壤含水率急剧上升。4月份是植被尤其是乔木树种萌发需水的重要时期,15%是衡量春季植被(乔木)萌发的重要指标和依据,该时期不同地理单元土壤含水量差异显著。阴坡是该区域植被恢复的最佳地理单元,可实现植被的自然恢复;阳坡平坡加以适当的人为干预(平整、环形围闭、灌水)后,植被恢复能力与阴坡陡坡较为接近;阳坡陡坡不适宜人工恢复,应以自然恢复模式为主。     

黄土丘陵区人工林土壤有机碳的垂直分布特征

对黄土丘陵区刺槐和油松人工林的根系生物量、土壤有机碳含量及其土壤全氮进行了测定,分析了土壤有机碳和根系的垂直分布特征。结果表明,刺槐和油松人工林之间以及同一林分的不同林龄之间,根系生物量有明显差异。2种人工林表层土中有机碳含量不同,差值为{0.470%},10-20 cm土层有稍微差异,差值为0.075%,其他各层差别不明显,差值均小于0.023%。在不同林龄之间,除20 cm以上土层,幼林和成林之间的土壤有机碳含量有差异外,其他各层几乎没有差异。说明土壤有机碳的积累受诸多因素的影响,根系对土壤碳的积累有一定影响,但影响程度不大。人工林土壤全氮与土壤有机碳含量之间呈显著的线性正相关。     

黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分研究--以吴旗县为例

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对黄土丘陵区吴旗县植被恢复过程中土壤水分进行了研究.结果表明,不同地形的土壤含水量表现为5°>18°>30°,阴坡>半阴坡>阳坡,下部>中部>上部;对于同一植被类型,60 cm以下土层的土壤水分含量随着恢复年限的增加而不断减小,并且随着恢复年限的增长,深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势;对于不同植被类型的土壤水分含量,农耕地>草地>灌木地>乔木林地;对于不同植被恢复方式,自然恢复的土壤含水量>自然十人工恢复的土壤含水量>人工恢复的土壤含水量.     

黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用模式对土壤机械组成和速效养分影响分析

通过对黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用模式土壤机械组成和速效养分的测定,论述黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用模式对土壤机械组成和速效养分的影响。结果表明:草地的在两个土层速效养分含量差别不大,而其他土地利用模式0～20cm土层的速效养分含量均高于20～40cm土层。关中土壤的速效养分明显高于黄土高原丘陵沟壑区,草地的速效养分都低于其它土地利用模式。黄土高原丘陵沟壑区土壤机械组成分布大致为:粉粒>细砂粒>粗砂粒≈粘粒。速效养分只与0～20cm的粘粒含量承显著正相关。黄土高原丘陵沟壑区土壤肥力结构不协调,尤其是氮磷比失衡,磷肥施用量过度。各种经济模式应调整施肥结构及耕作方式。     

黄土高原丘陵沟壑区坡面果园的土壤水分特征分析

以黄土高原丘陵沟壑区坡面果园为对象,通过测定阴坡、阳坡、半阴半阳坡坡面果园不同部位土壤的储水量,分析果园土壤水分空间、时间变异性,以及土壤水分亏缺程度。结果表明,坡面果园0200 cm土壤水分贮量为314.7 mm,低于坡地28.8%;土壤储水量受降水的影响呈现年际波动,同时土壤储水量波动具有明显滞后性。年内土壤水分可划分3个阶段,秋冬季土壤水分缓慢累积阶段,春末夏初土壤水分强烈消耗阶段,夏季土壤水分波动变化阶段。坡向、坡位不同,土壤水分变异很大,土壤水分贮量受降水等因素影响,在每年49月份土壤水分贮量低于适宜田间持水量。西北林学院学报21卷第5期王 健等黄土高原丘陵沟壑区坡面果园的土壤水分特征分析     

黄土高原沟壑区果园土壤质量现状评价

以长武北部黄土高原沟壑区为代表,研究了不同果园种植年限下的土壤质量现状,运用偏相关系数法确定权重,结合隶属度函数评价了该地区土壤的综合肥力水平,分析果树种植中土壤质量随着种植年限的变化趋势,结果表明：黄土沟壑区果园土壤IFI值在0．22-0．70,其中有27％达到了2级土壤质量标准,64％达到了3级土壤质量标准,9％达到了4级土壤质量标准。随着果树种植年限的增加,在0-20cm耕层．达到2级土壤质量标准的比例大小顺序是5-15年（44％）〉5年以下果园（37．5％）=15年以上果园（37．5％）,以5～15年果园的土壤质量相对较好,果园0-20cm土层的土壤质量优于20-40cm土层的土壤质量。     

黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

 【目的】土壤碳库管理指数是表征土壤碳变化的重要量化指标,研究黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数的变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳（TOC）、活性有机碳（LOC）、非活性有机碳（NLOC）及碳库管理指数（CPMI）的演变特征,并运用相关和回归分析方法对生态恢复过程中碳库各组分和恢复年限进行拟合。【结果】营造刺槐林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,50 a时TOC、LOC、NLOC和碳库指数（CPI）分别较坡耕地增加271%、174%、467%和271%,其中NLOC增加速率略高于LOC,表明植被恢复增加的土壤碳素绝大多数以非活性形态贮存起来,而为了满足生物生长所必须的活性物质来源,土壤碳库必须维持一定的活度状态来满足碳素的动态转化平衡,碳库管理指数在营造刺槐林初期显著降低,随后先增加后降低,与刺槐林生长特性密切相关;但与天然林相比差距仍然较大,恢复50 a时TOC、LOC和NLOC仅为侧柏林的49%、34%和61%。【结论】侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,并处于高速低效率物质转化过程中,人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用增加土壤碳库各组分含量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的水平,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。     

丘陵红壤果园间套模式效益的研究

对丘陵红壤果园幼龄期间套作物的３种模式进行了比较试验。分析了各种间套模式的经济投入及农产品产出，比较了劳动生产效率；研究了在高温干旱期间花生稿复盖对果树地表温度、地温和土壤水分等小气候环境的影响，以及耕层土壤理化性状的变化；综合评价了不同间套模式的经济效益和生态效益；指出花生大萝卜或早大豆／晚大豆模式是值得推广应用的优化组合模式。     

黄土丘陵区典型农耕地土壤临界剪切力季节变化

【目的】研究黄土丘陵区典型农作物玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化特征及其影响因素,以期为该区的粮食安全生产和土壤侵蚀过程模型建立提供参考依据。【方法】以黄土丘陵区玉米地和谷子地为研究对象,在6组不同的水流剪切力条件下(τ=5.71—17.18 Pa),借助坡面径流冲刷试验测定土壤的分离能力,结合土壤侵蚀过程WEPP模型,利用线性回归方法推求土壤临界剪切力(τ_c),分析了玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力的季节变化规律。【结果】黄土丘陵区玉米和谷子生育期内土壤临界剪切力具有明显的季节变化规律(P0.05),整体呈上升趋势。玉米地τ_c表现为先降低后升高再降低又升高的季节变化模式,变化范围为1.51—4.89Pa,平均值为3.0 Pa,最小值(1.51 Pa)出现在五叶期,最大值(4.89 Pa)出现在收获期;谷子地τ_c表现为先降低后升高的季节变化模式,变化范围为1.06—6.53 Pa,平均值为2.93 Pa,最小值(1.06 Pa)出现在幼苗期,最大值(6.53 Pa)出现在成熟期。玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化由土壤黏结力、初始含水量等土壤属性的季节变化和作物根系生长所致。两种作物地的土壤临界剪切力与土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度间呈正相关关系。在玉米和谷子生育期内,利用土壤黏结力、初始含水量和作物根重密度可以较好地模拟两种作物地土壤临界剪切力的季节变化(R~20.74,NSE0.72)。【结论】作物根系、土壤黏结力和初始含水量等的季节变化是影响玉米地和谷子地土壤临界剪切力季节变化的主要因素。土壤临界剪切力与根重密度、土壤黏结力和初始含水量间呈正相关关系。用根重密度、土壤黏结力和初始含水量等参数能够较好地模拟玉米地和谷子地土壤临界剪切力的季节变化。     

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。