民乐县土壤保持功能时空演变及影响因素研究

【目的】民乐县是祁连山生态保护区的重要组成部分,探究该区域内土壤保持功能时空变化及影响因素对认识和保护区域内生态系统安全具有重要意义。【方法】基于InVEST模型评估民乐县2000-2020年土壤保持功能时空动态变化及分布特征,运用机器学习的随机森林算法探究不同土地利用类型的土壤保持能力与自然因素的响应关系。【结果】(1)民乐县2000、2010和2020年的土壤保持量分别为7.94×10⁷、8.3×10⁷和9.02×10⁷ t,区域内土壤保持量的空间分布特征为“北部低-南部高”,在6类土地利用类型中土壤保持量最多的是林地,分布范围大且植被覆盖率高,15°～<25°坡度区间内的土壤保持量最高,海拔为2 500～<3 500 m的祁连山中段区域土壤保持功能最好;(2)不同利用类型土地的土壤保持功能对影响因素的敏感程度不同,主要影响因素为Slope、Temp、RX1day、RS、Pre、TNn和RX5day,其中建设用地类型中土壤保持功能变化与坡度变化呈负相关。【结论】民乐县土壤保持功能呈现出逐年增加趋势,各土地...     

张家口市土地利用和土壤保持功能的变化特征

为评估张家口市近年来土地利用变化对土壤保持功能的影响,基于USLE模型和GIS空间分析方法,对张家口市2005和2015年两个时期的土地利用类型变化和土壤保持功能进行分析。结果表明:1)张家口市的土地利用类型主要由耕地、林地和草地构成,2005–2015年,该区林地、建设用地面积增长,其他地类面积减少,其中林地面积增长最多,主要来源是草地,且与草地之间有双向流动,而耕地面积减少最多,主要转为建设用地;2)不同土地利用类型的土壤保持能力不同,林地的土壤保持能力优于草地。10年间,林地的土壤保持量增加最多,草地的土壤保持强度提高最多,林地和草地的土壤保持量始终占所有地类的50%以上;3) 10年间张家口市的土壤保持能力得到了较大的提高,且与植被覆盖度的增长关系密切,土壤保持总量增加了1.752×10~7 t。所有区(县)的土壤保持量在10年间均有所增长,蔚县增长最多,桥西区增长量最少;4)土壤保持量空间分布大致呈西北低、东南高的趋势,赤城县保持量最多,桥西区保持量最少。坝下河谷区的土壤保持能力远高于坝上高原区,保持总量始终占全市的80%以上,且10年间增加了1.163×107 t。本研究结果对了解张家口市生态工程实施后的土地利用及土壤保持功能变化有重要意义,同时也为今后进一步加强生态保护和制定土壤侵蚀治理方案等提供科学依据。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,其土壤保持功能对于维持敏感而脆弱的草地生态系统服务具有重要意义。在遥感和GIS技术支持下,采用改进的通用土壤流失方程(RUSLE)对内蒙古锡林河流域的土壤保持功能及其空间分布特征进行了研究。结果表明,全流域年土壤保持总量为1.65×10⁸ t/a,单位面积土壤保持量为168.18 t/hm²;流域土壤保持功能从上游至下游呈递减趋势;草甸草原的土壤保持功能最高,农田和典型草原其次,沙地植被和草甸最差;草地生态系统的土壤保持功能随植被覆盖度的增加呈非线性增长。可见,提高草地植被覆盖度,保持典型草原生态系统的结构与功能的完整性,有助于维持锡林河流域草地生态系统服务和区域生态安全。     

基于Markov-PLUS和InVEST模型的锡林郭勒草原碳储量变化预测

【目的】研究锡林郭勒草原土地利用对碳储量的影响，了解草原生态系统固碳能力的变化趋势。【方法】基于1995-2015年土地利用变化规律，结合场景分析法和Markov-PLUS复合模型，模拟锡林郭勒草原历史趋势、经济发展和生态保护3个场景下2035年的土地利用空间分布，并利用InVEST模型预测相应的碳储量，分析土地利用变化对碳储量的影响。【结果】(1)1995-2015年，锡林郭勒草原林地和城乡工矿居民用地面积持续增加，草地面积减少，但草地仍是占比最大的土地利用类型，20年间区域碳储量增加了18 228.93×10³ t;(2)预测到2035年，历史趋势和经济发展场景下，用地面积增加的主要为草地和城乡工矿居民用地，生态保护场景下为林地和草地，3种场景下碳储量增量分别为4419.74×10³、1 1207.75×10³和18 498.45×10³ t。【结论】Markov-PLUS和InVEST模型预测锡林郭勒草原未来土地利用和碳储量变化获得的结果可靠；预测结果表明，1995-2035年锡林郭勒碳储量呈...     

青海省海东、海北地区草地资源产量与草畜平衡现状研究

利用青海省海东、海北两地区地面实测产草量,经过GPS定位,与MODIS植被指数数据建立天然草地资源产量反演模型,以及天然草地理论载畜量计算模型;同时,利用粮食等饲料作物和林地面积等资料,估算农林副产品的载畜量,结合青海省各地区季节放牧的实际情况,建立天然草地以及考虑补饲后的地区草畜平衡监测模型,分析两地草畜平衡状况。结果表明,1)海东、海北两地草地资源产量分别为195.30×10⁴和4590.92×10⁴ t,采食牧草产量分别为98.41×10⁴和2306.07×10⁴ t,天然草地实际利用率为50.4%和50.23%;2)两地区天然草地所能承载的最大载畜量为90.97×10⁴和856.18×10⁴只标准羊单位;3)综合天然草地和农业补饲各种因素后,海东、海北地区超载率分别为97.9%和-32.2%,海东地区超载较严重,海北未超载。     

中国西南地区的草地资源分析

根据中国草地资源调查资料(农业部畜牧兽医司,1996)、中国草业统计(2009)和相关文献,在实地调查的基础上,以中国西南地区的天然草地资源、冬闲田资源、林间草地为研究对象,分析了中国西南地区的草地资源状况。结果表明,1)西南地区天然草地总面积35.58×10⁶ hm²,占该区域土地总面积的32.59%,可利用草地面积29.04×10⁶ hm²,各省可利用草地面积占天然草地面积比例都在70%以上;2)按照以服务畜牧业为主要原则,将天然草地资源划为4个区域:热带湿润灌草丛区、亚热带湿润灌草丛区、亚热带半湿润灌草丛区和高原温带湿润灌丛草甸区;3)西南地区岩溶面积达52.23×10⁶ hm²,占土地面积的29.50%,共有292个岩溶县。石漠化面积达11.11×10⁶ hm²,占岩溶面积的21.27%,有88个石漠化严重县;4)西南地区农闲田可利用面积为961.46×10⁴ hm²,农闲田已利用面积为193.11×10⁴ hm²,占农闲田可利用面积的20.09%。冬闲田种草已利用面积共计118.58×10⁴ hm²,占农闲田可利用面积的12.33%,占农闲田已利用面积的61.40%。5)西南地区灌丛、疏林草地面积合计为1 894.84×10⁴ hm²,占草地面积的29.81%,占可利用草地面积的36.06%。     

2022年青海省都兰县天然草地有害生物调查

本文对都兰县天然草地有害生物进行调查，结果表明，全县草地有害生物发生面积为38.13×10⁴ hm²，危害面积为29.90×10⁴ hm²。其中草原鼠害发生面积为26.86×10⁴ hm²，危害面积为21.97×10⁴ hm²；草地虫害发生面积为9.20×10⁴ hm²，危害面积为7.00×10⁴ hm²；毒害草发生面积为2.07×10⁴ hm²，危害面积为0.93×10⁴ hm²。通过调查，分析存在的问题，提出合理建议，为都兰县草地有害生物防控提供依据。     

基于气候因子的青海省高寒草地植被生长状况综合评价

高寒草地是青藏高原最主要的生态系统类型，易受人为和气候因素的影响，而其中气候条件是影响高寒草地植被生长发育最重要的因素，因此，全面了解不同气候条件下的高寒草地植被生长对于预测未来气候变化条件下草地动态和制定可持续草地管理战略至关重要。本研究针对青海省不同类型高寒草地植被的生长特性，采用模糊数学中的柯西分布隶属函数，基于2014年降水量、气温、太阳辐射量和风速四个气候因子，构建了青海省高寒草地植被生长状况气候条件综合评价模型。结果表明：青海省2014年高寒草地植被生长气候条件非常有利的面积为647.93×10⁴ hm²，占草地总面积的15.34%，主要分布在玉树藏族自治州的东部和南部、果洛藏族自治州的西北部、海西蒙古族藏族自治州的南部以及黄南藏族自治州的西北部区域；非常不利的面积为703.68×10⁴ hm²，占草地总面积的16.66%，主要分布在海西蒙古族藏族自治州的西南部、玉树藏族自治州的西北部、玉树藏族自治州以西属格尔木市管辖的海西蒙古族藏族自治州的北部和西部以及海西蒙古族藏族自治州和海南藏族自...     

基于RUSLE模型的三江源高寒草地土壤侵蚀评价

探讨三江源区高寒草地生态系统土壤侵蚀问题在保障青藏高原乃至全球生态和生产功能方面具有重要意义。以¹³⁷Cs示踪法为基础,结合RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)模型, 以GIS反演为手段,综合分析三江源区2001-2012年土壤侵蚀影响因子的特征和土壤侵蚀空间分布规律。结果表明,1)土壤侵蚀影响因子呈现空间异质性特征,降雨侵蚀力因子年际浮动变化较大,但总体呈上升态势;土壤可蚀性因子呈斑块化分布特征,较高可蚀性类占到总面积的95.66%;坡度坡长因子的空间分布规律受海拔显著影响;植被覆盖与管理因子在研究区自西北向东南呈现空间异质性特点,过度放牧是引起下垫面侵蚀现象严重的主要原因。2)对RUSLE模型的验证显示相关系数和平均均方根偏差分别为0.49和75.29%,RUSLE模型估算存在一定的高估,在没有形成三江源区高寒草地土壤侵蚀机理模型前,应用RUSLE模型仍然是较好的现实选择之一。3)利用RUSLE模型估算的三江源2001-2012年平均侵蚀量为3.1×10⁹ t/年,侵蚀强度分级重心转移分析表明中度侵蚀、强度和极强度侵蚀重心相对集中,侵蚀程度最高的3个地区为格尔木市唐古拉乡、治多县和兴海县。4)由土壤流失量结合市场价值法,估算出研究区2001-2012年平均有机质经济损失价值为114354元/km², 总年均经济损失达399亿元,整个研究区受土壤侵蚀现象所产生的经济损失数额巨大。因此,创新发展三江源区高寒草地“分类、分级、分段、分区”的土壤侵蚀防治措施已迫在眉睫。     

基于InVEST与FLUS模型的准格尔旗水源涵养功能分析

土地利用是生态系统水源涵养功能的一个重要驱动力。随着全球气候变化的发展，准格尔旗水源短缺问题日益严重。本研究基于FLUS模型预测自然发展、城市发展与生态保护情景下2040年准格尔旗土地利用变化，运用InVEST模型分析了准格尔旗水源涵养的时空变化，结果表明：三种情景下FLUS模型的Kappa系数为0.87,0.88和0.83,均大于0.80,说明FLUS模式能很好地模拟研究区的土地演替。运用InVEST模型得出2040年城市发展情景水源涵养量最低为2.98×10⁸ m³,生态保护情景水源涵养量最多为3.37×10⁸ m³。全旗的水源涵养量总体表现为“东高西低”“北高南低”的基本分布模式。根据各土地利用类型单位面积水源涵养能力的差异，其强度按以下顺序排列：草地>林地>耕地>水域>建设用地>未利用土地。通过对准格尔旗的土地利用状况和水源涵养功能的研究，能够为规划生态保护区提供管理建议，为社会经济发展提供理论支撑。     

种植苜蓿对黄绵土表土理化性质的影响

对定西黄绵土多年苜蓿地与传统耕地的表层土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,长期种植苜蓿促进了土壤有机质、全氮在土壤表层的累积,减少了土壤表层有效硫的损耗,但对土壤有机质、全氮累积的影响作用主要表现在0～10cm土层内,而且土壤有机质和土壤全氮含量之间存在显著的正相关关系;耕地中的速效氮主要以NO3^--N为主,而苜蓿地中NH4^ -N和NO3^-N的含量差异不明显。长期种植苜蓿对土壤表层全磷、全钾、速效钾和速效磷的影响甚微。苜蓿地表层土壤的坚实度显著高于耕地。苜蓿根系的穿插有利于打破由于长期耕作造成的犁底层,而对整个土体的土壤容重影响不大。     

不同改良剂对盐碱地土壤及草地早熟禾生长的影响

改良盐碱化土壤是当前亟待解决的环境问题,合理选用土壤改良剂和改良方法对盐碱地的开发利用有重要意义。本研究以兰州新区的盐碱土为盆栽土进行盆栽种植草地早熟禾(Poa pratensis)试验,设有底层衬膜施加不同土壤改良剂的10个处理、底层衬膜不施加土壤改良剂和不衬膜施加1号改良剂。通过测定施加改良剂前土壤的基本理化性质及施加土壤改良剂后土壤p H、全盐量及草地早熟禾的生长指标,对不同的土壤改良剂的效果进行分析对比,选择出最有效的土壤改良剂和改良方法。结果表明,施加土壤改良剂后土壤的p H和全盐量低于施加前,草地早熟禾的高度、密度和盖度优于没有添加改良剂的处理。所选10种盐碱改良剂中,嗜盐碱微生物菌肥改良剂效果最好,改良后土壤p H和全盐量分别为7.37和0.28%,比改良前分别降低了1.09和0.32%,草地早熟禾的高度、密度、盖度及叶绿素含量分别为9.68 cm、2.09株·cm~(-2)、99%、3.13 mg·g~(-1),改良效果优于无机改良剂和有机肥。土壤底层衬膜对盐碱土的改良效果优于底层不衬膜处理,衬膜处理下土壤p H、全盐量、草地早熟禾生长密度、高度与不衬膜处理相比差异显著(P0.05)。     

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响

为确定河西地区玉米（Zea mays）连作的主要障碍因子,对不同连作年限的玉米田土壤微生物种群和土壤主要养分进行了常规分析。结果表明,在0～20 cm土层深处,细菌随连作年限增加呈递减趋势,与速效磷和有机质含量呈显著正相关,即速效磷和有机质均随连作年限的增加而显著减少（P<0.01）;而真菌数量随连作年限的增加而增加,与速效磷和有机质含量呈显著负相关;放线菌数量在不同连作年限呈先增后减的趋势;碱解氮和速效钾在不同连作年限没有明显的变化规律。说明玉米连作导致土壤微生物种群结构失衡,有益微生物数量减少,土壤真菌化现象严重,积累了大量植物病原菌,造成土壤主要养分减少,病害发生严重。     

土壤有机碳研究进展

综述了土壤有机质特征、土壤腐殖质化学分组、土壤有机质物理分组,如土壤有机碳的密度分组和土壤有机碳果子粒大小分组,以及气候、时间、母质、植被和草地退化、土地利用变化等因子对土壤有机碳含量的影响,揭示了当前有关土壤有机碳研究进展和发展趋势.     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

莴笋-空心菜-莴笋种植模式下不同改良剂对退化土壤中植株养分利用的影响

在退化土壤中添加不同改良剂,通过莴笋-空心菜-莴笋的盆栽试验,对比分析了6种改良剂对蔬菜产量、品质、养分的影响,以期为评价改良剂对退化土壤中的植株养分的利用效果提供科学依据。结果表明,1)不同改良剂处理能有效提高蔬菜产量,其中化肥配施生物质灰渣(NPKH)和化肥配施生物肥(NPKW)处理的蔬菜产量增幅最大。2)各处理较CK提高了蔬菜体内N{Invalid MML}-N含量,本试验中莴笋的硝酸盐含量符合GB/T15401规定,未对莴笋品质产生不利影响;而化肥配施改良剂比单施化肥(NPK)有利于降低莴笋中N{Invalid MML}-N含量,以NPKW处理最佳,较NPK处理下降了7.8%~63.0%。与单施化肥相比,NPKH处理提高了蔬菜氨基酸含量,降低了硝酸盐含量,提高了氮肥表观利用率。3)NPKH处理的肥料农学利用率较高,可以有效提高莴笋中全磷、全钾含量,其中全钾含量较CK显著提高了43.4%~58.9%;NPKH和NPKW处理在空心菜种植期间,对氮肥、磷肥、钾肥的农学利用率较高,提高了空心菜对全氮、全磷、全钾营养元素的吸收量。研究表明化肥配施改良剂,特别是化肥配施生物质灰渣或生物肥可以提高蔬菜养分利用率,增加产量的同时降低硝酸盐的累积。     

土壤改良剂对草坪床土理化性质的影响

土壤改良剂(康乐)对草坪床土理化性质的影响研究表明,土壤改良剂(康乐)能降低土壤容重,提高土壤总孔隙度、渗透系数、田间持水量,丰富土壤有机质和全氮,调节速效养分,能有效降低土壤pH值和电导率。在试验范围内,随改良剂用量的增加,改良效果更明显。     

地膜覆盖对高寒地区燕麦＋豌豆人工草地土壤温度和水分的影响

通过对高寒牧区燕麦＋豌 工草地在地膜覆盖条件下不同时间、不同层次土壤温度和土壤水分的连续观测,得出结论,高寒牧区人工草地地膜覆盖不仅可增加前期的土壤温度和地温积温、而且对增加土壤浅层的温度效果明显。同时,地膜覆盖后土壤浅层的含水量和保墒能力显著大于露睦对照,在降水量低较时差距更加明显,地膜覆盖后地温的增加与太阳辐射呈正相关。地膜覆盖有效地缓解了５月、６月间水温不同期的矛盾。     

菌肥与柠檬酸互作对石灰性土壤生物学特性及草坪质量的影响

在草坪的日常管理中,肥料施用是一个必不可少的环节。在实际生产中,一般通过常规的氮、磷肥施用促进草坪草的生长,达到提高和改善草坪质量的目的,而通过施用微生物肥料和柠檬酸等辅助性肥料来改善土壤微生物环境、提高土壤养分有效性,从而促进草坪的生长方面研究较少。本文研究了柠檬酸和促生菌肥的互作处理对冷季型草坪质量及土壤生物学特性的影响,从而探讨柠檬酸和促生菌肥提高草坪草质量的机理,为草坪的科学管理提供理论依据。研究表明,1)一定量菌肥配合柠檬酸增加了石灰性土壤中微生物数量,尤其是深层土壤放线菌数量,且提高了土壤蔗糖酶和脲酶的活性。2)柠檬酸的施用,显著提高了土壤中有效磷含量。3)在一定量的氮、磷肥施用水平下,柠檬酸和促生菌肥有效提高了草坪质量。