黄土丘陵沟壑区不同植被恢复模式土壤无机磷形态分布特征

以地处黄土丘陵沟壑区的宁夏海原县南华山为研究区域,采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对不同植被恢复类型(灌木、草地、乔木、乔灌混交)下土壤无机磷形态分布特征进行研究.结果表明:除草地外的植被恢复模式下土壤有机质、全氮含量明显高于农田,其中乔木林地和乔灌混交林地高于灌木和草地,土壤pH、全钾和全磷在不同恢复模式下无明显差异.黄土丘陵沟壑区土壤总无机磷含量在225.19～322.75 mg·kg-1之间,占全磷的比例在36.18％～72.39％之间,其中以Ca10-P含量最高,其他形态含量顺序为Ca8-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca2-P＞O-P.4种植被恢复模式下土壤无机磷总量、占全磷的比例及Ca10-P均高于农田,Ca8-P、Al-P和Fe-P则低于农田;灌木和草地无机磷总量和占全磷比例高于乔木林地和乔灌混交林地.对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P与速效磷呈极显著正相关关系,无机磷形态的生物有效性顺序为Al-P＞Ca8-P＞Fe-P＞Ca2-P.因此,黄土丘陵沟壑区不同植被恢复模式对土壤养分和无机磷分布的影响存在一定的差异,植被恢复应以草地和低矮灌丛作为先锋植被,后以乔木代替灌草丛.     

黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复方式下土壤特征及相关分析

采用典范变量分析的方法,分析了黄土丘陵沟壑区吴旗县不同植被恢复方式下的土壤水分和养分变化特征。研究结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全N、全P和速效N含量相对较高,分别为8．2％～12．6％、12、73g/ks、0．78g/kg、0．57g/kg、50．5mg／kg;而人工小叶杨林群落、无管理的自然恢复群落的养分含量相对偏低。综合分析表明：封禁条件下的自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

陕北黄土丘陵沟壑区石油集输管线沿线植被现状分析

对陕北黄土丘陵沟壑区石油集输管线沿线9个区域的植被生长状况进行了调查。结果表明:沿线物种共计27科63属77种,其中菊科、禾本科、豆科、蔷薇科植物较多,分别占总物种数的23.38%、14.29%、12.99%和10.39%。各生活型植物的种类数表现为多年生草本>一二年生草本>灌木>乔木>半灌木>小乔木。各区域植被的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数具有相同的变化趋势,均与丰富度指数呈正相关,与优势度呈负相关。草本的丰富度、均匀度均高于乔灌木的。陕北黄土丘陵沟壑区石油管线沿线植被自然恢复潜力良好,采取的工程措施有利于该区植被恢复。石油集输管线的铺设尚未对陕北黄土丘陵区的植被产生破坏。     

陕北黄土丘陵沟壑区石油集输管线沿线植被现状分析

对陕北黄土丘陵沟壑区石油集输管线沿线9个区域的植被生长状况进行了调查。结果表明:沿线物种共计27科63属77种,其中菊科、禾本科、豆科、蔷薇科植物较多,分别占总物种数的23.38%、14.29%、12.99%和10.39%。各生活型植物的种类数表现为多年生草本一二年生草本灌木乔木半灌木小乔木。各区域植被的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数具有相同的变化趋势,均与丰富度指数呈正相关,与优势度呈负相关。草本的丰富度、均匀度均高于乔灌木的。陕北黄土丘陵沟壑区石油管线沿线植被自然恢复潜力良好,采取的工程措施有利于该区植被恢复。石油集输管线的铺设尚未对陕北黄土丘陵区的植被产生破坏。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库对植被恢复的影响

为了探讨土壤种子库对植被恢复的影响,该文在野外调查和室内试验的基础上,采用典范变量分析,研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库密度、土壤水分和养分、地形因子以及退耕年限对植物群落变化的影响,量化了土壤种子库对植被恢复的贡献。结果表明:影响植物群落变化的因子有土壤水分、速效磷、土壤种子库和坡向;仅用土壤种子库只可解释植物群落变化的32.1%;由于退耕地土壤种子库的优势种主要为猪毛蒿,其植被恢复潜力与速度比较小。黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复需要适度的人为干预,有必要适当引进一些演替后期物种,如白羊草、铁杆蒿、长芒草等物种,以缩短演替时间,加速退耕地植被恢复进程,促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治。      

黄土沟壑区不同植被恢复群落特征及多样性研究

针对黄土高原退耕区域不同植被恢复类型中植被群落特征及多样性的问题,以农地(F)为对照,对天然侧柏(B)次生林、不同林龄(5、20 a)刺槐人工林(C5,C20)、荆条灌丛(H5)和苜蓿草地(M)6种不同植被恢复类型群落特征及物种多样性变化研究。结果表明,通过植被恢复,物种丰富度均比农地增加,乔木>灌木>草本;群落丰富度指数撂荒地最高,农地最低,顺序为:H5>C20>C5>B>J>M>F;Simpon优势度指数,B>C5>C20>J>M>H5>F。Shannon-Wiener多样性指数:C20>C5>B>H5>J>M>F;Sheldon均匀度指数:B>C20>C5>J>M>F>H5。通过植被恢复,物种数量提高,群落多样性改善,有利于植被生态效应的建设。     

黄土丘陵沟壑区城郊林业生态网点建设研究

根据黄土丘陵沟壑区延安城郊地形地貌,植被演化和地带性植被分布特征,种间关系和土壤水分特点等,提出在延安城郊区以水保林、景观林和经济林相结合,乔灌草相结合的林果复合城郊生态网点建设模式,并在张梁开展了试验示范建设.     

黄土丘陵沟壑区不同土地利用模式对土壤酶活性和土壤微生物影响研究

对黄土丘陵沟壑地区不同土地利用模式土壤酶活性和土壤微生物进行了测定,研究了土壤酶活性、微生物与土壤主要肥力指标对黄土丘陵沟壑地区不同土地利用模式下土壤肥力质量的关系.结果表明,不同土地利用模式0～20 cm土壤酶活性之间差异明显,而20～40 cm不同土地利用模式之间土壤酶活性差异较小,研究区域不同土地利用模式土壤微生物数量差距较大.本研究利用因子分析法来分析不同土地利用方式土壤酶活性、土壤微生物数量和土壤主要肥力指标,并根据各因子之间综合得分得出:日光温室的土壤肥力效益最好,然后依次为农田、拱棚、经济作物、果园.     

黄土丘陵沟壑区不同群落类型对土壤特性及生物量的影响

以农田为对照,分析了退耕还林还草过程中所形成的植物群落对退耕地土壤水分、有机碳、氮、磷、钾含量的影响及其垂直分布特征和退耕地植物的生物量变化。结果表明:不同群落类型中,0～100cm土层的土壤含水量为6.9%～14.1%,撂荒地和苜蓿地土壤含水量随土壤深度的增加呈增加趋势,而柠条林地随土壤深度的增加呈下降趋势;0～20cm表层土壤中,有机碳、碳密度和全氮含量较20～100cm变化大;在0～100cm土层,与农田、撂荒地和苜蓿地相比,沙棘和柠条土壤全磷含量显著降低;不同退耕地植物生物量(地上和地下)差异显著,呈现柠条>沙棘>苜蓿>撂荒地>农田的变化趋势。表明退耕过程中草本的恢复对保持土壤深层水分含量有促进作用,而灌木的恢复对保持和增加土壤表层养分有较强的促进作用。     

半干旱黄土丘陵沟壑区生态修复模式初探

半干旱黄土丘陵沟壑区生态修复的长期实践证明,生态修复的关键是封禁治理。围绕封禁,以建促封,从基础上保证封得住;以调促封,从经济上保证封得住;以改促封,,从行为方式上保证封得住;以法保封,从主观意识上保证封得住。通过封禁治理,使修复区的自然、经济、社会发展良性循环,人与自然和谐相处。     

基于WEPP的黄土丘陵区不同坡长条件下坡面土壤侵蚀预测

为了更全面地评价WEPP模型在我国的适用性,该文通过建立模型数据库,利用WEPP分别模拟了坡长为10、20、30和40 m的径流量和土壤侵蚀量,并用实测径流和侵蚀资料进行对比分析。结果表明,在10、20、30和40 m 4个坡长条件下,WEPP模型对降雨、每年和多年平均径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性(ME)分别为0.915、0.879和-0.056,对单场降雨、每年和多年平均土壤侵蚀量模拟的ME分别为0.853、0.758和-0.456,多年平均的ME为负值可能是由小样本计算造成的。WEPP模型对单场降雨和每年径流量和侵蚀量模拟效果较好。尽管WEPP模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量模拟效果较差,但模型模拟的多年径流量和土壤侵蚀量与实测值的多年径流量和土壤侵蚀量的最大相对误差分别为7.90%和29.20%,表明WEPP模型对多年径流量和侵蚀量的模拟可满足要求。径流量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比不够敏感;而土壤侵蚀量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比过于敏感。      

北京平原地区不同造林树种林下土壤化学计量特征

土壤有机碳、氮和磷浓度及其比例对林木的生长发育具有重要影响,探究树种-土壤养分之间的关系,可为平原地区人工林规划和管理以及土壤肥力恢复提供科学指导。以北京市大兴区平原造林区域5种人工纯林（国槐、毛白杨、银杏、油松和榆树）为研究对象,对林下0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土壤有机碳、全氮和全磷浓度,以及生态化学计量特征和相关性进行研究。结果表明：（1）在0 ~ 20 cm,树种对土壤有机碳、全氮和全磷浓度均存在显著影响（P＜0.05）;在20 ~ 40 cm,树种对土壤全氮浓度影响显著。随土层加深,各树种林下土壤有机碳、全氮和全磷总体上呈下降趋势。研究区土壤有机碳、全氮和全磷浓度均低于全国平均值,尤其以缺氮最为严重。（2）在0 ~ 20 cm,不同树种之间土壤C:N、C:P和N:P均存在显著差异。榆树林土壤C:N显著大于毛白杨林、油松林和银杏林,银杏林土壤C:P显著高于毛白杨林和榆树林,而银杏林土壤N:P显著高于国槐林和榆树林。随着土层加深,土壤C:N、C:P和N:P变化各异。土壤C:P和N:P均远低于全国土壤均值。（3）相关分析表明,土壤全氮主要影响C:N和N:P,土壤有机碳主要影响C:P。国槐林和油松林在改善土壤养分方面有较好的效果。北京市平原造林区域的氮可能是影响林木生长的主要限制性元素,建议在后期的抚育管理过程中施用适量的氮肥,为造林树种提供良好的生长环境。     

黄土丘陵沟壑区林草间作对土壤养分的影响——以甘肃省庄浪县为例

以不同林草间作模式为对象,以相同立地条件下的农田作为对照,对林草间作地土壤养分变化进行了测定分析,结果表明:在黄土高原丘陵沟壑区实施林草间作,在一定程度上有利于提高土壤养分含量和营养水平.5种间作模式对土壤养分含量和营养水平的影响程度大小依次为:山杏×紫花苜蓿>山杏×红豆草>油松×紫花苜蓿>油松×红豆草>沙棘×紫花苜蓿;林草间作对土壤有机质和土壤全氮含量的影响较为显著,而对土壤全磷、全钾含量的影响相对较小;从影响的土层深度看,林草间作对40 cm以上土壤养分含量的影响要比对60 cm层的影响更为明显.     

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对径流-泥沙-氮素排放影响的模拟研究

针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程对水资源和水环境的影响难以评价的突出问题和现实需要,通过不同雨强和不同沟道土地整治比例的模拟降雨试验,研究了沟道土地整治工程对地表和地下径流过程的影响,分析了地表和地下径流氮素排放对沟道土地整治工程的响应,探讨了沟道土地整治工程对降水分配和氮素排放的作用机制。结果表明:沟道土地整治能调节降水分配、拦截地表径流、促进降水向地下径流转化,降水分配的调节程度随沟道土地整治比例的增加而增加;与无整治工况相比,在不同的降水强度下,30%和60%的沟道整治平均将降水的地表径流、土壤持留和地下径流比例从62∶21∶17分别调整为45∶22∶33和27∶23∶50。沟道土地整治减少地表径流中泥沙、硝态氮和铵态氮的输出,却有增加地下径流中硝态氮输出的风险;60%的沟道土地整治分别降低地表径流泥沙输出69%~82%、铵态氮输出63%~74%、硝态氮输出31%~48%,增加地下径流中硝态氮输出160%~337%,对地下径流铵态氮输出无影响。     

植被建设在黄土高原生态环境建设中的地位和作用

分析了黄土高原的植被状况 ,阐述了植被对改善生态环境的作用 :保持水土 ,涵养水源 ,减少地表径流 ;调节气候 ,减轻自然灾害 ;改良土壤 ,提高土壤肥力。最后针对长期以来黄土高原植被建设中存在的主要问题 ,提出了用先进的造林技术 ,林草并重、草业先行 ,加强预防监督工作 ,加大投资力度等措施加快植被建设的几点看法和建议。     

宁夏南部山区黄土高原不同土地利用模式下的水土保持特征研究

通过对宁夏南部山区黄土高原王洼流域降雨量、蒸发量及不同土地利用模式下径流小区坡面多年土壤侵蚀特征进行分析.结果表明:宁夏南部山区黄土高原王洼流域蒸发量是降雨量的3.2倍,蒸发量的峰值出现在6月份.降雨侵蚀力和降雨量的季节分布明显为单峰形.月降雨侵蚀力和降雨量所占比例季节分布不一致.不同土地利用方式、不同坡度下土壤侵蚀特征各不相同.各种土地利用方式下,均表现为随坡面坡度的增加,径流量、径流系数、侵蚀模数逐渐增加.林作方式下有较低的径流量和泥沙量,仅为相同坡度下农田和自然荒坡地的24.99%~46.56%,16.08%~49.0%.复合农业措施比单一农作更有利于降低坡面土壤侵蚀.宁夏南部山区黄土高原植被的截流、地面植被的覆盖以及土地耕作方式是影响土壤侵蚀的主要因素.不同土地利用方式下,土壤侵蚀峰值多出现在8月份,8月份径流量可占到全年径流量的19%~40%,和降雨量及降雨侵蚀力的分布相一致.4种利用方式各月的土壤侵蚀模数变异都较大,改变土地利用方式会明显改变土壤侵蚀状况.合理的农业布局及农业配置方式是控制土壤侵蚀的主要途径.     

喀斯特高原山地区主要人工林土壤生态化学计量特征

[目的]探究喀斯特高原山地区主要人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及生态化学计量特征,为揭示喀斯特高原山地区土壤养分限制状况、植被恢复和生态系统重建提供参考.[方法]在贵州省毕节市撒拉溪示范区内选取刺梨林(Rosa roxburghii)、核桃林(Juglans regia)和裸地进行野外定点取样,结合室内分析方法对3种人工林样地不同深度的土壤化学性质进行分析比较.[结果]3种人工林样地的有机C、全N、碱解N、全P和速效P含量总体上随土层深度的增加呈递减趋势,全K和速效K含量在不同深度土层间变化不显著(P>0.05)或略有增减,养分总体上呈表层聚集性.土壤C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K均表现出一定的差异性,不同深度土层的C/N均以刺梨林最高,C/P表现为刺梨林>裸地>核桃林,C/K均随土层深度增加呈递减趋势,N/K和P/K均表现为核桃林>裸地>刺梨林.刺梨林、核桃林和裸地土壤生态化学计量特征的变异系数分别为11.14%~31.25%、5.59%~17.14%和6.82%~23.71%.相关性分析结果表明,有机C含量与全N含量、全P含量、C/K、N/K,全N含量与全P含量、C/K、N/K,全P含量与C/K、N/K,全K含量与N/P及C/K与N/K均呈极显著正相关(P<0.01,下同);全N含量与全K含量、C/N,全P含量与全K含量、C/N、N/P,全K含量与C/K、N/K及C/N与N/K均呈极显著负相关.[结论]不同人工林样地的土壤养分分配均受土层深度影响,主要聚集在表层,N和P含量处于亏缺状态;生态化学计量比总体上为表层显著高于底层,土壤养分对其贡献存在差异.     

渭北黄土高原沟壑区土地整治中新增耕地土壤养分现状分析

【目的】以渭北黄土高原沟壑区为例,研究土地整治中新增耕地的土壤养分特征,为判别新增耕地能否实现可持续利用提供参考。【方法】以位于渭北黄土高原沟壑区的白水、蒲城和富平3县新增耕地为研究对象,每20 ha新增耕地作为一个采样单元,采集0~30 cm耕层土壤,共采集土样30个,测定土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及土样质地等指标,分析土壤养分状况。【结果】渭北黄土高原沟壑区新增耕地土壤质地均为粉壤土,有机质、全氮、有效磷及速效钾平均含量分别为16.69 g/kg、0.67 g/kg、15.79 mg/kg和173.28 mg/kg;有机质和速效钾含量表现为白水县>富平县>蒲城县;全氮含量表现为蒲城县>白水县=富平县;有效磷含量表现为白水县>蒲城县>富平县。相关性分析结果表明,土壤有机质含量与全氮含量呈显著正相关(P<0.05),与有效磷、速效钾含量呈极显著正相关(P<0.01,下同);有效磷含量与速效钾含量呈极显著正相关。除全氮外,其他土壤养分含量与砂粒含量呈正相关,与黏粒和粉粒含量呈负相关。参照黄土高原养分分级指标对渭北黄土高原沟壑区新增耕地的土壤养分进行分级评价,土壤有机质含量整体处于中等水平,全氮含量较低,有效磷和速效钾含量较高。【结论】渭北黄土高原沟壑区不同采样县新增耕地土壤养分存在地区差异性。土壤有机质含量对土壤养分含量影响较大。     

陕北黄土区不同林地土壤有机碳含量研究

为探究黄土高原植被恢复对深层土壤碳库的影响,选取退耕还林第一县陕北吴起县金佛坪流域5种植被恢复类型（山杏林（Armeniaca sibrica）,油松林（Pinus tabulaeformis）、沙棘林（Hippophae rhamnoides）、刺槐林（Robinia pseudoacacia）、小叶杨林（Populus simonii））和以自然恢复为主的荒草地为研究对象,通过调查0～1 000 cm土层土壤有机碳含量,并计算土壤有机碳储量,分析不同植被类型的土壤有机碳剖面分布和差异。结果表明：在总体上,土壤有机碳在0～60 cm出现快速下降,60～1 000 cm出现不明显的波动变化,其中40～260 cm土层,小叶杨林地土壤有机碳含量明显最高。不同植被恢复都具有固碳效益,且不同植被土壤有机碳含量差异显著（P＜0.05）。不同植被土壤有机碳储量：小叶杨（18年）（301.51 t·hm^-2）＞刺槐（19 年）（249.86 t·hm^-2）＞沙棘（18年）（242.14 t·hm^-2）＞山杏（8年）（226.08 t·hm^-2）＞油松（5年）（182.91 t·hm^-2）＞荒草地（160.45 t·hm^-2）,这可能是由于不同树龄和植被类型导致的结果。深层（100～1 000 cm）土壤有机碳储量占0～1 000 cm剖面有机碳储量的73%～84%。深层土壤有机碳含量颇丰,在今后碳汇评估中不容忽视。     

石灰岩山地不同植被类型土壤活性有机碳变化研究

对徐州石灰岩山地4种不同植被类型中的两种土壤活性有机碳的含量进行研究,结果表明:微生物生物量碳(SMBC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量在针阔混交林、落叶阔叶林、针叶林、灌草地4种不同植被群落中均随灌草地向林地变化而呈现上升趋势。其中,微生物生物量碳在4种不同植被群落中的变化趋势为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林>灌草地;水溶性有机碳在4种不同植被群落中的变化趋势为落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草地。两种土壤活性有机碳与总有机碳、全氮和pH值等主要生态因子的相关性均达到显著水平或极显著水平。在徐州石灰岩山地地区,与当地大面积栽植的侧柏相比,落叶阔叶林和针阔混交林可作为更好的替代树种,能够有效地改善土壤肥力状况。