封育和水平沟生态恢复措施对宁夏黄土丘陵区典型草原土壤生物学特性的影响

研究禁牧封育和水平沟生态恢复措施下黄土丘陵区典型草原土壤生物学特性变化,以期为该区草地生态建设提供依据。采用空间梯度代替时间梯度的方法,在宁夏黄土丘陵区典型草原,选取未封育(放牧)、封育3~15a、水平沟整地后1~15a的土壤,分析0—10,10—20,20—30,30—40cm土壤微生物数量、微生物生物量碳、量氮和土壤酶活性的变化特征及其相关性。结果表明:(1)试验区土壤微生物类群以放线菌为主,达到86.18%~94.43%,数量表现为放线菌细菌真菌,土壤微生物总数、细菌和放线菌数、微生物生物量碳、量氮含量,脲酶、蛋白酶、磷酸酶、蔗糖酶活性随着草地封育年限增加呈上升变化,但水平沟措施下随着整地年限延长呈上升—下降—上升的趋势,2种措施下土壤过氧化氢酶活性变化趋势与其他指标相反,真菌数在封育6a和水平沟6a较低,分别为11.33,4.67cfu/g;(2)各处理下,0—40cm土壤微生物和酶活性整体呈现上层土壤高于下层土壤,土壤微生物、酶活性与有机碳等主要养分含量相关性显著(p0.05);(3)相近恢复年限下,土壤微生物数量、微生物生物量碳、微生物生物量氮以及酶活性总体为封育草地高于水平沟(p0.05);研究认为,禁牧封育较水平沟措施更有利于黄土丘陵区典型草原土壤微生物和酶活性的增加。     

不同封育年限宁夏荒漠草原土壤种子库研究

针对宁夏天然草原实施禁牧封育的现状,采用种子萌发法对不同封育年限的荒漠草原土壤种子库进行了研究。结果表明:种子萌发主要集中在0-5 cm土层中,6-10 cm土层种子萌发较少,0-5 cm土层中,随封育年限的增加,一年生草本植物逐渐减少,多年生草本植物增加,半灌木或灌木逐渐增加;在垂直分布上,随土层深度的增加单位面积的种子数量减少;土壤种子库的密度随封育时间的增加而增加;在0-5 cm土层中,封育使土壤种子库的物种多样性和丰富度明显增加;在0-5 cm土层和6-10 cm土层中,土壤种子库和地上植被的相似性都较低,在0-5 cm土层,随封育年限的增加土壤种子库与地上植被的相似性程度逐渐增加。     

宁夏典型草原土壤理化性状对不同管理方式的响应

以宁夏典型草原为对象,研究封育、放牧和水平沟改良管理方式下草原土壤颗粒组成、土壤容重、有机质含量、全氮、水解氮、速效磷和速效钾的分布差异。结果表明,不同管理方式下0-40cm土壤以细沙粒和粗粉粒为主,占颗粒总量的58.46%～77.48%,管理方式对土壤质地无明显影响,但0-15cm土层粘粒和粉粒含量随封育年限的增加呈上升趋势;放牧能显著增加0-5cm土壤容重;管理方式对0-40cm土层有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量影响显著,以封育15,20,25年和水平沟改良10年的草地土壤养分含量较高,放牧草地最低;各管理方式下土壤养分含量表现为随土层深度增加而下降;典型草原土壤理化性状间存在显著相关性。     

不同生态修复措施对黄土丘陵区典型草原土壤水分时空变异的影响

以天然草地上整地5a后的水平沟和鱼鳞坑、封育5a后的草地为研究对象,在不同恢复措施的上坡、中坡和下坡设置3个观测样地,每个样地设置5个水分测定点,测定了宁夏黄土丘陵区本氏针茅(Stipa bungeana)典型草原0-200cm土壤水分含水率季节动态和垂直变化。结果表明:土壤水分的变化可分为3-6月土壤水分强烈蒸发丢失期,7-9月土壤水分蓄积期,10-12月土壤水分缓慢蒸发期;土壤水分表现为水平沟含水率最高,鱼鳞坑居中,封育草地最低,水平沟和鱼鳞坑增加土壤水分的主要时间在雨季;3种措施下,土壤水分较大变异值集中在0-60cm土层,0-40cm土壤水分变异以封育草地最大,水平沟最低,40-100cm土壤水分变异以鱼鳞坑最高,水平沟最低,而100-200cm土壤水分变异以封育草地最低;不同时期土壤水分的垂直变化存在差异,0-40cm土壤水分含量与40-100cm的差异在7-9月份最为明显。封育草地随坡位降低含水率呈显著增加趋势,但鱼鳞坑和水平沟无此明显规律。     

不同干扰对黄土区典型草原土壤理化性质的影响

以黄土区云雾山典型草原为研究对象,分析4种干扰方式(封育、封育+施肥、封育+火烧和放牧)对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)在0-50cm土层,封育、封育+施肥、封育+火烧地的土壤容重随土层深度的增加而增加,放牧地的土壤容重随土层深度的增加而减少。其中,在0-20cm土层,放牧显著高于其他3种干扰方式,封育+施肥显著低于其他3种干扰方式;(2)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤含水量随土层深度的增加而增加,依次为封育+火烧>封育+施肥>封育>放牧;(3)在0-50cm土层,4种干扰方式的土壤有机质、全氮和速效钾含量随土层深度的增加而减少;火烧地的全磷含量随土层深度增加而减少,其他3种干扰方式的全磷含量呈现先增加后减少的趋势。在0-30cm土层,4种干扰方式土壤养分(有机质、全氮、全磷和速效钾)含量为封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,且放牧会导致0-10cm所有养分含量显著降低(P<0.01)。(4)4种干扰方式,有机质与全氮、全磷和速效钾呈极显著的正相关关系(P<0.01)。     

神东矿区典型植被不同恢复年限对土壤质量的影响

为揭示矿区土壤质量在植被恢复过程中的变化,采用野外调查和室内分析相结合的方法,以神东矿区中心10个矿区不同恢复年限典型植被种植区土壤为研究对象,测定了土壤容重和全氮、碱解氮、有机质、有效磷、速效钾含量等6项理化指标,通过主成分分析确定了各评价指标权重值,并运用土壤质量指数法对土壤质量进行了评价。结果表明:各指标按权重值排序为全氮(0.198)>速效钾(0.187)>碱解氮(0.182)>有机质(0.177)>容重(0.172)>有效磷(0.084);樟子松、山杏和柠条种植区的土壤质量指数与恢复年限呈线性变化关系,油松和小叶杨种植区的土壤质量指数与恢复年限呈对数变化关系,沙棘、沙柳和黑沙蒿种植区的土壤质量指数与恢复年限呈抛物线关系。总体来说,矿区典型植被恢复对土壤质量有较好的改良效果,在今后的生态治理过程中,需要对恢复年限较长的植被类型加强人工管护,防止土壤质量退化。     

黄土丘陵小流域植被恢复驱动下的土壤养分特征

为定量揭示植被恢复对土壤养分的影响,本文借助土壤养分指数（SNI）评价方法,对典型黄土丘陵区小流域不同恢复方式下典型植物群落的土壤养分进行定量化分析和综合评价。结果表明:不同恢复方式的土壤SNI值大小依次为:退耕还林（0.814） > 退耕还灌（0.659） > 弃耕或退耕还草（0.364） > 对照农地（0.220）;不同植物群落土壤SNI值大小依次为:柠条群落（0.777） > 小叶杨群落（0.658） > 刺槐群落（0.545） > 杏群落（0.510） > 草群落（0.425） > 茵陈蒿群落（0.310） > 沙棘群落（0.271） > 白羊草群落（0.257） > 硬质早熟禾群落（0.249） > 大豆群落（0.227） > 铁杆蒿群落（0.224） > 达乌里胡枝子群落（0.103）。研究表明,生态退耕后不同恢复方式对土壤养分均有明显的改善作用。退耕还灌的三种植物群落土壤养分指数差异显著,退耕还林、弃耕或退耕还草内部各群落间土壤养分指数差异不显著,除铁杆蒿和达乌里胡枝子群落外,其他植物群落的土壤养分指数均高于农田作物大豆群落。     

不同放牧强度下土壤侵蚀对典型草原土壤有机碳的影响

针对典型草原土壤侵蚀区的碳储量及碳流失问题,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同放牧强度下内蒙古大针茅典型草原的土壤侵蚀量、有机碳含量、有机碳流失量的变化情况。结果表明:(1)放牧强度对表层土壤有机碳的影响较大,有机碳储量呈先增加后减少的趋势,表现为轻度放牧对照中度放牧重度放牧,且不同放牧强度下0—40cm土壤有机碳变化明显,为明显的垂直递减趋势;(2)降雨强度对草地土壤侵蚀的影响最大,其次为坡度,放牧强度的影响较小;(3)坡度一定时,土壤有机碳流失量受降雨强度的影响程度远大于放牧强度,降雨强度越大,放牧强度越大,土壤侵蚀量和土壤有机碳流失量就越大。可见,控制放牧强度和因地制宜的分区放牧对于控制草地土壤侵蚀十分必要。     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

不同轮牧方式下的宁夏荒漠草原土壤性质分异特征

为进一步研究放牧对草地生态系统非生物环境(土壤)的影响机制,试验以宁夏盐池县四墩子行政村荒漠草原为研究对象,采用野外定位试验和室内分析的方法分别研究了禁牧(CK)、自由放牧(A)、2区轮牧(B)、4区轮牧(C)和6区轮牧(D)条件下的0-5,5-15,5-25 cm土层的土壤理化性质的变化,并对各处理的土壤理化性质用ANOVA法进行差异性分析。结果表明:放牧强度相同时,增加轮牧分区数有利于土壤有机质、全氮、可溶性总盐、速效磷的保持(P<0.05),影响较大的土层为0-5 cm和5-15 cm;轮牧对速效钾含量和pH值的影响不大(P>0.05),但使水解氮含量降低(P<0.05);轮牧分区的增加有利于土壤表层(0-5 cm)粘粒的形成。     

不同植被恢复模式对黄土丘陵区土壤抗蚀性的影响

提高土壤抗蚀性是防治土壤侵蚀、促进生态恢复的有效途径之一。以退耕1a撂荒地作为对照,该研究通过对恢复30a的刺槐、柠条、油松与刺槐-紫穗槐、油松-紫穗槐5种不同植被恢复模式进行土壤抗蚀性的探索研究,结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式的土壤抗蚀性均明显增强,土壤有机质含量、土壤黏粒含量以及土壤颗粒间团聚程度显著提高。采用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均质量直径、团聚度和分散系数等指标计算该区土壤抗蚀性,进行抗蚀性等量评价。不同植被恢复模式土壤抗蚀性大小顺序为:油松(PC16)、刺槐(RP21)、柠条(AK18)、油松-紫穗槐(PA17)和刺槐-紫穗槐(RA20),纯林土壤抗蚀性强于混交林。该区采用油松、刺槐和柠条纯林恢复模式效果要优于油松-紫穗槐和刺槐-紫穗槐混交模式。     

宁南黄土丘陵区不同植被措施的土壤水分特征

 为阐明宁南黄土丘陵区不同植被措施与土壤水分特征之间的关系,应用离心机法及定水头法分别测定土壤的水分特征曲线及土壤饱和导水率,研究该地区植被措施下土壤的水分特征。结果表明:土壤含水量与土壤水吸力之间的关系符合幂函数θ=aSb,且相关水平达极显著。参数a的大小与不同植被有一定的关系,且呈现出有规律的变化,苜蓿>沙棘>天然草>杏树>柠条>农田。土壤饱和导水率天然草与苜蓿最高,农田最低,沙棘、柠条等灌木林地居中。在同一吸力范围内,苜蓿的含水量最高,沙棘次之,天然草、柠条及杏树含水量基本相同,农田最低。在低吸力段土壤平均含水量为苜蓿>沙棘>农田>天然草>杏树>柠条,但除苜蓿及沙棘外,农田、天然草、杏树及柠条差异不大。在中吸力阶段,平均土壤含水量苜蓿>天然草>杏树,且苜蓿相对较高,随着土壤吸力的增大,土壤含水量差异逐渐缩小。凋萎含水量除苜蓿最大,其次为沙棘和天然草,柠条、杏树次之,农田最低。     

晋西北不同土地恢复管理措施下土壤物理性状分析

【目的】晋西北丘陵风沙区由于受风蚀影响,土壤沙化十分严重,生态恢复是缓解此问题的主要措施之一。研究不同土地恢复管理措施旨在为提高晋西北黄土高原丘陵风沙区农田土壤质量及植被恢复提供理论依据。【方法】本研究以晋西北五寨县作为研究区,设置4种土地恢复措施:传统翻耕播种玉米(CTC)、免耕播种玉米(NTC)、免耕播种苜蓿(NTA)、撂荒地(WL)。通过野外和室内分析的方法,分析了0—50 cm土层土壤粒度组成、粒度参数和土壤质量含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量。【结果】1)晋西北地区土壤主要以砂粒和粉粒为主。撂荒地砂粒含量最大,且随着深度的增加变化不明显;其它3种措施下的土壤表层砂粒含量均小于深层。不同土地恢复措施间粒度参数差异较大,翻耕分选较差,免耕玉米和免耕苜蓿属于分选中等到分选较好范围,表明翻耕地块土壤受到人为扰动较大,导致土壤偏细,其粉粒含量在0—50 cm土层变化范围为6.5%～15.3%,而免耕苜蓿和免耕玉米土壤环境相对较好。2) 4种土地恢复措施下表层0—40 cm的土壤容重均低于深层土壤,翻耕、免耕播种玉米和免耕播种苜蓿的土壤容重范围在1.10～1.50 g/cm^3之间,表现为WL>NTA>NTC>CTC,撂荒地土壤容重与其它三种处理措施的土壤容重差异显著(P <0.05),其他三种措施间差异不显著,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异;表层0—30 cm的土壤孔隙度以翻耕总孔隙度最大。翻耕地块土壤孔隙度显著高于其它三种恢复措施,其它三种恢复措施间无显著性差异,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。3)不同土地恢复措施之间土壤质量含水量、饱和持水量和毛管持水量存在较大差异,翻耕地块表层0—20 cm土壤毛管持水量显著高于其它三种恢复措施;免耕苜蓿和免耕玉米地块毛管持水量无显著差异,两者均显著高于撂荒地,20—30 cm土层免耕苜蓿地块显著低于翻耕和撂荒地,30—40 cm土层撂荒地与免耕玉米显著低于翻耕和免耕苜蓿,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。4)土壤毛管持水量和饱和持水量与毛管孔隙度和非毛管孔隙无显著相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。土壤质量含水量和毛管持水量与粘粒含量无显著相关;与砂粒含量呈极显著负相关,相关系数分别为–0.619和–0.474;与粉粒含量呈显著正相关,相关系数分别为0.639和0.584。【结论】晋西北丘陵风沙区翻耕、免耕玉米和免耕苜蓿三种土地恢复措施都不同程度地降低了表层土壤砂粒含量,提高了土壤孔隙度,降低了土壤容重,改善了土壤的保水和供水能力,7年常规耕种和免耕种植作物都显著改善了土壤的物理性状,有助于生态的恢复和提高土壤的生产力。因此,在晋西北地区不提倡土地撂荒。     

黄土丘陵沟壑区不同水保措施条件下土壤水分状况

黄土高原土壤水资源对植物的生长发育意义重大。水土保持措施会影响土壤水分的静态分布和动态过程。该文通过定位监测并引入土壤水分亏缺补偿度指标,旨在明确黄土丘陵沟壑区不同水土保持措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明：不同水土保持措施雨季前后土壤储水均处于亏缺状态,7月份土壤储水亏缺得到缓解;8月份表层土壤储水亏缺加剧;雨季后的10月份土壤储水均得到恢复。降雨对退耕坡地和梯田土壤水分均有正补偿作用。水平阶90 cm处和160 cm以下出现负补偿现象。鱼鳞坑在30 cm处出现负补偿。在0～200 cm土壤剖面上,土壤储水亏缺补偿度依次为退耕坡地＞梯田＞鱼鳞坑＞水平阶。由此可见,不同水土保持措施对土壤水分季节变化和垂直变化,以及降雨对土壤水分的补偿作用均产生不同影响。     

大黑山生态修复区不同植被类型土壤颗粒的分形特征

运用土壤粒径质量分布原理与分形理论,对大黑山生态修复区6种不同植被类型土壤颗粒分形特征进行研究。结果表明：1）不同植被类型土壤颗粒粒径的质量分数分布差别很大,土壤黏粒和粉粒含量林地比荒草地高87.47%和89.94%,砂粒含量和细砾与粗砾含量林地比荒草地低25.09%和19.19%;土壤粉粒和黏粒含量黑桦＋山杨混交林、蒙古栎和山榆等天然次生林地明显高于山杏和油松等人工林地。2）有林地土壤颗粒分形维数明显大于荒草地,天然次生林土壤颗粒分形维数大于人工林,且以天然次生混交林最大。3）不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤粒径〈0.05 mm的黏粒含量和粒径0.05-0.25 mm之间的粉粒含量呈明显的线性正相关关系,土壤的颗粒越小,细粒含量越高,分形维数越大。4）不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤不均匀系数呈较好的线性负相关关系,随着土壤不均匀系数的降低,土壤颗粒分形维数增大。除荒草地外,大黑山生态修复区其他5种植被类型土壤均为不均匀性良好的土壤,以天然次生林土壤粒径分布结构较好,尤其是以天然次生混交林的最好,其次是人工林的。     

红壤丘陵区不同植被恢复模式土壤理化性质相关分析

南方红壤丘陵区土壤侵蚀严重,成为我国生态系统退化地带之一,为了探讨植被恢复模式与土壤理化性质改良关系,合理利用丘陵区土地,本文研究了草本、果树、果树+草、果树+草+农作物和果树+农作物等不同植被恢复模式对土壤物理及化学性质的影响,并运用灰色关联分析方法对不同恢复模式的土壤理化性质进行相关分析。研究结果表明:不同植被恢复模式土壤理化性质影响差异显著,百喜草全园覆盖的草本模式改良土壤理化性质的综合效应最佳,然后依次是果树+农作物、果树+草+农作物、果树+草。横坡套种土壤改良效应明显优于纵坡套种,全区覆盖处理优于带状覆盖处理。南方丘陵区侵蚀劣地植被恢复,可以优先考虑恢复百喜草的草本模式和果树+农作物模式,尤其是,果树+横坡套种农作物模式适宜在南方丘陵区大力推广。     

宁南山区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

为了评价人工植被恢复模式对土壤质量的影响,该文以宁南山区7种人工植被恢复模式为研究对象,选取0～10和＞10～20 cm土层全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质、pH值和土壤含水量等指标作为土壤质量评价指标,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究植被恢复对土壤质量的影响,确定最优植被恢复模式。结果表明,不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5、10、15、20 a紫花苜蓿草地和恢复年限为30 a柠条林地均提高土壤质量,其中30 a柠条林地恢复效果最好。随着"退耕还林还草"的开展,在宁南山区,种植紫花苜蓿、建植柠条是较好的生态重建和植被恢复方式。研究结果为宁南山区植被和生态建设提供理论依据。     

宁夏黄土区不同植物群落土地利用方式对土壤质量的影响

本文研究了宁夏南部山区典型植物群落土地不同利用方式下土壤质量的变化。结果表明:（1）典型长芒草群落土地,开垦地比封禁地土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾养分含量明显降低,降低幅度分别为19.5%、20.1%、17.6%、13.0%、77.8% 和47.5%。脲酶活性为开垦地封禁地,蔗糖酶则表现为封禁地开垦地,中性磷酸酶差异不明显。（2）铁杆蒿群落土地三种利用方式下:放牧地土壤有机质、全氮、全磷、速效钾等养分含量较封禁地与开垦地有一定幅度的增加;放牧地的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性均高于封禁和开垦的同土层土壤,封禁地的脲酶和蔗糖酶次之,开垦地的脲酶和蔗糖酶活性最小,开垦地的中性磷酸酶活性高于封禁地。脲酶活性在土层之间变化较小,最高为放牧地表层177.6 mg/(kg.h),最低为开垦地表下层114.5 mg/(kg#8226;h),蔗糖酶活性层次之间变化明显,其中放牧地表层为表下层的3倍左右。长芒草群落土壤表层各级微团聚体表现为封禁地远大于开垦地,铁杆蒿群落土地不同利用方式下各级微团聚体表现不同,结构系数表现为表层表下层,保持率则为表层表下层。结构系数与保持率均表现为封禁地放牧地开垦地。（3）在轻度放牧条件下,土壤养分状况、酶活性有所提高,但土壤微团聚体中的结构系数与保持率则明显降低。     

中国黄土丘陵区水土保持与生态恢复模式（英）

以水土流失为主要特征的生态退化是黄土丘陵区最突出的生态经济问题,水土保持和生态恢复是解决这种问题的关键所在,因而探索与当地的社会经济和环境条件相适应的水土保持和生态恢复模式是非常重要的。本文以8个小流域以及延安中尺度水土保持与生态恢复试验示范区为基础,回顾了黄土丘陵区的水土保持与生态恢复研究和实践。为了评价这些试验示范模式的环境与社会经济效应,采用了参与式评估方法研究了这些模式的有效性。结果显示不同尺度的水土保持和生态恢复在当地的经济发展和环境改良中扮演了非常主要的角色,也为未来黄土高原生态可持续的经济发展模式提供了一个全新视角。同时,本文有助于增强这种共识,即随着社会经济条件的改善,生态重建是能够扭转当前生态持续退化的现状而实现可持续性的。