黄土丘陵沟壑区生物土壤结皮理化性质

为了解黄土丘陵沟壑区生物结皮发育过程中理化性质的变化,分析了不同盖度水平结皮的机械组成、养分、化学元素以及土壤因子与生物结皮盖度的相关性和结皮发育过程中土壤因子之间的相互作用。结果表明:随着结皮的发育,土壤有机质、全氮、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量均呈增长趋势,pH值则相反;土壤细砂粒含量(0.25~0.05 mm)减少,粗粉粒(0.05~0.01 mm)含量增加;土壤中的化学元素含量也呈增加趋势。土壤有机质、全氮、全磷、pH值、细砂粒、粗粉粒、Ca,Mg,Na和Fe含量与生物结皮的形成发育密切相关(P0.01)。此外,各土壤因子之间存在着相关关系,特别是粗粉粒含量和pH值,与其他因子有显著的相关性。     

塔里木沙漠公路防护林土壤盐结皮化学特征及其对土壤蒸发的影响

盐结皮是广泛分布于塔里木沙漠公路防护林土壤表层的一个特殊层次,目前对其化学特征及其对土壤蒸发的影响尚无系统研究。文中对塔克拉玛干沙漠腹地不同定植年限防护林土壤盐结皮有机质含量、全盐量、八大离子含量和pH值进行了分析,并进行了盐结皮抑制土壤蒸发试验,结果表明:土壤盐结皮有机质含量随着防护林定植年限的增加而增加;全盐量、各离子含量、pH值均随着防护林定植年限的增加而逐渐降低。其中,全盐量均远高于流沙地;各离子含量与流沙地相比有不同程度的增加,Cl-、Na+和SO24-增加量最为明显,Mg2+、K+、Ca2+和HCO-3次之,CO23-含量极微且基本没有变化,pH值均呈碱性,定植11年防护林盐结皮pH值甚至低于流沙地;盐结皮可以有效的抑制土壤水分的蒸发。     

库布齐沙漠北缘苔藓结皮土壤酶活性及腐殖质组成特征

生物结皮是流动沙地固定的显著标志，土壤酶活性和腐殖质含量变化是衡量干旱脆弱沙漠生态系统恢复程度的重要指标。以流沙为对照，选择固沙10年、20年、30年苔藓结皮样地，探究不同固沙年限苔藓结皮土壤酶活性及腐殖质组分变化特征。结果表明：与对照相比，随固沙年限增加，苔藓结皮中酶活性增加1.3～9.4倍，胡敏酸(HA)含量从0.84g/kg增加到2.47g/kg,富里酸(FA)从0.62g/kg增加到2.28g/kg,胡敏素从0.86g/kg增加到5.57g/kg。冗余分析结果显示，腐殖质组分含量在前两轴累积能够解释土壤酶活性的94.25%,土壤腐殖质组分对土壤酶活性的重要性影响排序为富里酸> HA/FA>胡敏素>胡敏酸，且富里酸、HA/FA、胡敏素与土壤酶活性呈极显著正相关关系(P<0.01)。说明富里酸、HA/FA、胡敏素是影响苔藓结皮土壤酶活性的关键因子。综上，苔藓结皮固沙年限的增加，可有效提高土壤酶活性、改善土壤腐殖质组分特征，对促进风沙土形成演变和脆弱生态系统恢复具有重要作用。     

高寒地区人工植被恢复过程中沙表生物结皮特性研究

野外采样和室内分析相结合,对我国高寒地区荒漠化植被恢复不同阶段土壤生物结皮特性变化进行了研究.结果表明在沙质荒漠化地区,通过人工植被恢复,土壤生物结皮的形成是荒漠化土壤得以固定的基础,沙丘的固定时间不同,结皮层的特性有很明显的差异：①随固定时间变长,结皮层的土壤颗粒组成细化.结皮层砂粒总含量呈降低趋势,其中1～0.25 mm砂粒的含量逐渐降低,0.25～0.05 mm砂粒含量先升高后降低,而0.05～0.02 mm砂粒的含量在逐渐升高,粉粒和粘粒含量在固定初期呈逐渐增高趋势,之后趋于稳定;②固定过程中结皮层的化学性质逐渐变优.土壤结皮层的有机碳、速效养分、全氮含量及CEC均不断提高,说明结皮层对土壤养分有强烈的富集作用;碳酸钙和pH值没有十分明显的变化;有机物质的增多,促进土壤微生物的繁殖,从而促进土壤酶活性的提高.     

苔藓结皮层土壤矿质元素含量变化特征

土壤中全量化学元素既是植物矿质营养的源泉,又是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素,其含量多少对分析土壤形成演化过程具有指导意义。文中采用电感耦合等离子体发射光谱仪(PE ICP-OES)分析测定了沙地沙漠固沙林植被下苔藓结皮层全量化学元素含量变化。结果表明,苔藓结皮层SiO_2平均含量为60.77%,其它全量化学元素组成(SiO_2除外)含量均高于流动沙土;随着固沙林时间的增加以及苔藓结皮不断积累更多的细颗粒物质,苔藓结皮层SiO_2含量呈现出明显降低的趋势,而其它全量化学元素含量均呈现增加趋势。苔藓结皮层硅铁铝率低于对照流动沙土,且随着固沙林时间的增加,硅铁铝率均呈现降低趋势,同时大气降尘中的全量化学元素组成含量以及硅铁铝率均高于苔藓结皮层和流动沙土。风沙环境下苔藓结皮层的形成和长期保留,对改善风沙土矿物质元素含量具有积极作用。     

生物结皮发育对地表蒸发过程影响机理研究

生物结皮的形成与发育显著改变了土壤地表特征及下伏土壤性质,对地表蒸发过程产生深远影响.但目前已有研究对生物结皮存地表蒸发过程中的作用仍存在很大争议.文中通过覆盖结皮和模拟降水的方法对土壤蒸发过程进行研究,以期初步揭示生物结皮发育影响地表蒸发过程的机理.结果表明:生物结皮主要通过结皮层对降水的截留和阻碍扩散作用及对下伏土...     

沙坡头地区土壤结皮形成机理的研究

本文通过大量的事实和依据论述了结皮形成的物质来源和结皮的形成与土壤性质的关系，表明了粉粒（０．０５－０．０１ｍｍ）含量是结皮形成的关键，并从结皮的发育过程、剖面变化、地理位置和养分含量等方面说明了粉粒的分选和聚积过程，进而论述了粉粒的累积机理、结皮的形成过程及结皮形成－破碎的动态变化。     

咸水滴灌下林带的盐结皮时空分布规律

通过对塔里木沙漠公路防护林带地表土壤的采样分析,研究了咸水滴灌条件下,土壤盐结皮的时空分布特征.厚度、电导率是盐结皮的主要特征参数,它们的时空变化可以表征盐结皮的分布.盐结皮的主要时空分布特征:①在水平方向上,电导率呈先增加后降低的变化趋势,厚度在距滴头40 cm处达最大,而在40 cm以外变化不明显;②在坡地上,滴头的上坡向盐结皮的厚度和电导率大于下坡向;③随着防护林种植年限的增长,盐结皮厚度逐渐增加,并最终保持在某一稳定厚度,而电导率则呈先增加后逐渐降低的趋势.     

古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化

对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化特征进行了定量研究,结果表明:①无论是结皮覆盖区还是无结皮覆盖区,其土壤含水量随深度的变化均表现出明显的层次性,其中以距地表 20 cm处的土壤含水量最高.②结皮覆盖区距地表5 cm和10 cm处的土壤含水量显著高于无结皮覆盖区(LSD检验, p ＜0.05);而45 cm和60 cm处的土壤含水量则表现为结皮覆盖区极显著低于无结皮区(LSD检验,p＜0.05),说明生物结皮具有较强的保持土壤表层水分的能力.③结皮覆盖区与无结皮覆盖区土壤水分的日变化特征明显不同于距地表5 cm处,而其他各土层的变化趋势则较为一致.无结皮覆盖区距地表5 cm处土壤水分的日变化呈先上升后下降的趋势,而结皮覆盖区的变化则恰恰相反.     

黄土高原藓结皮覆盖土壤导水性能和水流特征

生物结皮具有特殊的水文物理性质,为探究其对土壤水分渗透性和水流特征的影响,以黄土高原风沙土和黄绵土上3种典型地表覆盖类型(裸地、藓结皮、藓结皮-草本植物混合)为对象,采用环刀法和染色示踪法对其导水性质与水流特征进行探究。结果表明:藓结皮对2种土壤类型0~5 cm土层土壤理化性质影响较大,与裸地相比土壤容重降低了9.85%~10.00%,土壤黏粒含量增加了1.01~1.29倍,表层有机质含量提高了2.73~3.02倍;藓结皮使0~5 cm土层土壤饱和导水率降低了61.32%~88.89%,而在5~10 cm土层饱和导水率则有明显上升。另外,由于草本植物的影响,藓结皮-草本植物0~5 cm土层与藓结皮土壤相比土壤饱和导水率提高了1.32~6.43倍;黄绵土藓结皮与藓结皮-草本植物的染色面积比均高于裸地,且水分下渗深度增加了10 cm,而风沙土藓结皮与风沙土裸地的染色面积比差异不明显。综上所述,藓结皮和藓结皮-草本植物的存在改变了表层土壤水分渗透性以及水流运动特征和水分下渗深度,影响着黄土高原土壤水分保持和生态恢复。     

毛乌素沙地生物结皮对土壤温度的影响

土壤温度对作物生长发育、土壤水盐运移、生物的数量与活性、土壤碳平衡等均有较大的影响。为了研究毛乌素沙地生物结皮区和裸沙区土壤温度的差异,于2010年9~11月在陕北毛乌素沙地东南缘神木县圪丑沟地区,选择晴朗天气进行定位观测试验。结果表明: ① 同一剖面深度,生物结皮样地土壤温度的日变化趋势同裸沙样地一致;且从6:00~21:00时每隔3 h,土壤垂直剖面的温度沿着“\” 型、 微“（”型、明显“（”型、“/” 型、微“）”型、“\”型进行周期性变化。② 生物结皮的覆盖极显著降低了地表的土壤温度（[WTBX]P[WTBZ]＜0.01）。③ 生物结皮样地和裸沙样地表层土壤温度变幅最大,随剖面深度的增加土壤温度变化趋缓。当气温和土壤含水量较低时,生物结皮对同一深度土壤温度变化幅度的影响更明显。从垂直剖面角度看,生物结皮降低了土壤温度及其变幅。④ 生物结皮提高了0~25 cm深度土壤温度对气温的敏感程度。表明土壤温度的变化是多因素作用的结果,前人仅根据生物结皮的颜色来判断其对土壤温度的影响是不够的。生物结皮对土壤温度造成影响的主要原因,可能是其改变了土壤表层结构及土壤水分状况。在今后相关研究中如水分蒸发、土壤化学性状的改变等,要特别注意生物结皮的温度效应对这些过程的影响,从而使分析更加客观深入。     

基于富集系数对蔬菜地土壤重金属的安全阈值研究

收集了1993年以来我国设施蔬菜重金属污染研究文献中的数据,统计分析了不同环境条件下和不同蔬菜类型对于重金属富集能力的规律,利用富集系数反演符合蔬菜卫生标准的土壤重金属的污染阈值。研究结果表明:尽管土壤环境条件相同,但不同种类蔬菜中重金属的富集能力有明显差异,总体表现为叶菜类富集程度为最高,其次为根菜类,再者为茄果类;而在不同的土壤环境条件下,重金属的富集能力在同类型的蔬菜中也有所不同,其富集能力与土壤pH值的大小成反比。利用食品安全国家标准,反推出不同蔬菜类型相对应的不同环境条件下土壤中的重金属含量的安全阈值,发现我国现行的温室菜地土壤质量标准,较为适用于酸性土壤,而在中性和碱性土壤上表现为比较严格,应进行调整。     

荒漠结皮对土壤水分状况的影响

本研究针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查 ,利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。研究表明 :生物结皮能显著地降低土壤水分的入渗速率。在去掉结皮时 ,表层下 5 cm处的土壤含水量在 1 0分钟时即开始显著增加 ,而有结皮时 ,此处的含水量则在 1 5分钟时才开始显著增加。利用圆盘入渗仪测定有结皮和无结皮条件下的土壤饱和导水率表明 :固定沙丘间地有生物结皮的土壤饱和导水率范围是 :2 9.1 0 - 82 .2 1 mm/ h;半固定沙丘有微弱结皮时饱和导水率为 1 43.5 4 - 2 30 .2 5 ;去掉结皮后土壤的饱和导水率可显著上升数倍 ,无结皮的流沙的饱和导水率最高。     

古尔班通古特沙漠不同类型生物结皮对草本植物多样性影响

选择古尔班通古特沙漠的北部(一号点)、中部(二号点)、南部(三号点)3个不同样点的裸沙和藻结皮、地衣结皮与苔藓结皮3种生物结皮类型,对比研究了草本植物多样性的差异性及其主要环境影响因素.结果表明:(1)不同生物结皮类型的土壤理化性质有明显差异,土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量以及黏粒、粉粒和细沙的含量随生物结皮演替显著...     

毛乌素沙地南缘沙区水分入渗特征及其影响因素

水分入渗是土壤水分循环的重要环节。为探明毛乌素沙地生物结皮覆盖沙区水分入渗特征及其影响因素,采用双环法测定不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和藓类结皮,依次用BS、LC、DC和MC表示)水分入渗速率及其土壤理化性质。结果表明:1与BS相比,LC、DC和MC样地初始入渗率分别减少了37.7%、59.2%和73.6%,稳定前平均入渗率分别减少了37.5%、62.2%和81.3%,稳定入渗率分别减少了13.6%、67.4%和78.9%,累计入渗量分别减少了25.8%、61.3%和78.6%。2不同类型地表达到稳定入渗所需的时间在3~8 min;相关性分析结果显示,水分入渗速率与砂粒和土壤容重呈正相关关系,与粉粒、黏粒、结皮厚度、结皮抗剪强度、结皮层容重和有机碳含量呈负相关关系。3主成分分析结果表明,黏粒、结皮抗剪强度和土壤容重是影响该地区水分入渗速率的主要因子。因此,生物结皮在沙丘表面的形成和发育过程中,通过改变土壤的理化性质,减缓了该地区水分入渗速率,增加了降水的径流流失风险。     

沙漠地区咸水滴灌林地盐结皮层化学特征

盐结皮是咸水滴灌条件下塔里木沙漠公路防护林土壤表层形成的一种特殊层结。对塔克拉玛干沙漠腹地不同灌溉年限防护林土壤盐结皮层的化学特征分析表明:①有机质含量随着灌溉年限的增加而增加,但增加趋势逐渐减弱;②全N、全P均随着灌溉年限的增加而增加,全K先增加后降低;③全盐量远高于流沙地,但随着灌溉年限的增加而逐渐减少;④与流沙地相比,盐结皮层各离子含量有不同程度的增加,SO24-,Mg2+,Na+,C l-,K+,Ca2+含量随着灌溉年限的增加而逐渐减少,CO23-含量极微且基本没有变化,但HCO-3含量却随着灌溉年限的增加而逐渐增加;⑤pH值均呈碱性,随着灌溉年限的增加而逐渐降低。     

黄土地与沙地生物结皮的发育特征及其生态功能异同

基于课题组已有研究成果,选取陕北水蚀风蚀交错区内气候条件相同但土壤质地迥异的试验区,探讨黄土地和沙地生物结皮发育特征及其生态效应的异同。结果表明:(1)苔藓结皮是2种土地生物结皮的重要类型,其中,黄土地的优势藓种为尖叶对齿藓[Didymodon constrictus(Mitt.)Saito.]、真藓(Bryum argenteum Hedw.)、狭网真藓(B.algovicum Sendt.);沙地的优势藓种为黄色真藓(B.pallescens Scheich.)、弯叶真藓(B.recurvulum Mitt.)、银叶真藓(B.argenteum Hedw.)。沙地乔灌植物下生物结皮盖度(77.5%)、厚度(11.8 mm)及容重(1.9 g·cm~(-3))均高于黄土地生物结皮,而黄土地多年生草本植物下生物结皮抗剪强度(26.5 k Pa)高于沙地生物结皮,总体上,沙地生物结皮发育的更好。(2)黄土地的入渗增幅和0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅均显著高于沙地(P0.05),且在旱季和雨季其0~200 cm剖面的平均土壤含水率增幅分别比沙地高1.4%和1.9%。(3)两地生物结皮均表现出了较好的减蚀作用,其减蚀效率分别为81.0%和90.6%。     

黄土丘陵区土壤生物结皮对土壤微生物分布特征的影响

通过对山西省偏关地区4种主要植被类型和撂荒地土壤生物结皮及下层土壤样本微生物的计数,研究不同植被状况下土壤生物结皮覆盖对土壤微生物生态分布特征的影响,探讨土壤生物结皮的生物学作用及影响土壤微生物数量的因子.结果表明:①在所有微生物类群中细菌数量最大,放线菌次之,真菌最少;②不同植被下土壤微生物数量差异显著(P <0.0...     

黄土地表生物结皮对土壤贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对山西省偏关县3种结皮覆盖下(苔藓藻结皮、藻结皮和薄层藻结皮)土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究.结果表明:不同结皮覆盖下土壤的贮水能力受结皮厚度和孔隙度状况的影响较大,0～10 cm土层饱和贮水量为502.69～525.80 t/hm2 ,滞留贮水量为169.71～198.29 t/hm2;初渗速率的变化范围为5. 19～11.10 mm/min,无结皮最高,苔藓藻结皮最低;稳渗速率变化范围为1.6 7～2.67 mm/min.采用的3种入渗模型(Kostiakov模型、Horton模型和Ph ilip模型)中Horton模型的拟合值更接近于实测值, 决定系数R2在0.98～0.99,更适用于描述本研究区具有生物结皮土壤的入渗特征.     

我国干旱沙漠地区不同类型土壤结皮的理化性质研究

本研究对我国干旱沙漠地区不同类型土壤结皮的理化性质特征进行了系统研究。研究结果表明:无论是不同地区还是同一地区不同发育程度的土壤结皮机械组成,它们的共同特征都是砂粒和粗粉粒含量相对较多,细粉粒和粘粒含量相对较少;从流沙到土壤结皮的形成过程中,粗粉粒是土壤结皮形成的关键基础。通过对同一地区不同发育程度的结皮机械组成比较说明结皮形成初期对颗粒组成有一定的要求,组成达到一定范围才能形成结皮,结皮一旦形成,随时间的增加,结皮厚度在不断增加,但质地基本不变。土壤结皮的形成过程是土壤养分和有机质不断富积的过程。各研究区的土壤结皮pH值相差不大,均在8左右,呈弱碱性;碱化度均≥5,处于碱化发育过程中。由于各地降水量和土壤母质发育的不同,不同地区以及同一地区不同发育程度的土壤结皮之间的CaCO3含量差异较大;同一地区土壤结皮的全盐量差异不大;不同地区土壤结皮的阴阳离子交换量差异较大,同一地区之间差异不大。该文对进一步研究土壤结皮的形成有一定的参考价值。