科尔沁沙地人工固沙植被优化配置模式试验研究

通过对科尔沁沙地7种人工固沙植被配置模式在植物生长季节土壤水分含量、蒸散量和植被盖度的综合分析,优选出可以维持较好的土壤水分状况、形成有效的植被盖度和保障稳定固沙效果的人工固沙植被建立初期的配置模式。结果表明：7种人工固沙配置模式处于人工固沙林定植初级阶段,沙地土壤含水量维持在2.32%～3.41%,基本满足固沙植被水分需求。但在降雨量较低的月份,部分固沙模式土壤含水量表现出较低水平,影响固沙植物的正常生长需求。7种人工固沙植被配置模式蒸散量占同期降雨量94%以上,基本能够维持土壤水量平衡。柠条纯林(525株/hm2)、山竹岩黄芪+沙蒿混交(沙蒿2 800株/hm²、山竹岩黄芪500株/hm²)、山竹岩黄芪（3 300株/hm²)的人工固沙配置模式适合初期建立的固沙工程应用。虽然山竹岩黄芪纯林(3 300株/hm²)固沙模式盖度较高,防风固沙效果好,但由于土壤耗水大,应采取措施,降低其密度。由于小叶杨纯林(1 350株/hm²)的固沙模式土壤耗水较高、植被盖度低,在固沙初级阶段,相对其他6种固沙模式,综合效果较差。     

高寒沙地植物的沙堆形态特征及其成因分析

固沙植物沙堆的形态特征是高寒植物生态适应性与防治效益的重要体现,对高寒沙地幼龄人工植物沙堆的形态研究有益于探索植被与风沙的相互关系,以指导生物治沙工作。通过对青海湖东岸主要固沙植物沙堆的形态拟合与蚀积监测发现:(1)强堆积型的沙棘与沙蒿沙堆在堆积高度、面积与体积上均大于弱堆积型或弱侵蚀型的樟子松与小叶杨沙堆,这主要受株高、冠幅等植物生长因子及其交互作用的影响;(2)根据8方位蚀积断面观测,各沙堆堆积部位主要在NE-E-SE方位带,沙蒿、乌柳沙堆的蚀积强度具有显著的方位差异,这与同方位输沙强度呈显著的负相关性(P0.05)。在W、NW、SE等方位,沙堆间的物种差异显著;(3)根据各植物沙堆的固沙强度和林下地表输沙强度分析,沙棘、乌柳、樟子松、小叶杨与沙蒿年均固沙效益分别为40.45%、15.53%、4.69%、4.20%与62.72%,沙棘、乌柳与沙蒿为优良的固沙树种。     

哈巴湖国家级自然保护区固沙林地土壤颗粒分形特征

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对土壤质地的影响,以流动沙地(CK)、黑沙蒿林地(AF)、杨树林地(PF)及沙柳林地(SF)荒漠生态系统为研究对象,分析不同固沙林地土壤颗粒组成、土壤养分特征及其相关性。结果表明:固沙林地土壤颗粒组成主要以50～250μm的细沙粒为主,AF显著提高了0～10 cm土层土壤黏粉粒含量和土壤颗粒体积分形维数(P0.01),分形维数表现为AFPFCKSF,各固沙林地间分形维数差异极显著(P0.01);相关性分析表明,黏粉粒含量越高,分形维数越大,土壤物理稳定性越好;分形维数与土壤有机质、全氮和全磷含量极显著正相关,与细砂粒体积百分比极显著负相关,土壤颗粒分形维数D值每增加1,土壤有机质、全氮和全磷含量分别增加2.80、0.13 g·kg~(-1)和0.10 g·kg~(-1)。分形维数可以作为表征人工林固沙后沙丘土壤质地变化和沙丘土壤环境演变的敏感性综合指标。     

青海共和盆地人工固沙植被恢复对土壤微生物数量的影响

为明确高寒沙区小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复过程中土壤微生物数量特征,深入认识高寒沙区植被恢复和演替过程,文中对青海共和盆地青海省治沙实验站5个不同林龄小叶锦鸡儿人工固沙植被恢复区(8a,19a,31a,44a,57a)土壤理化性质和微生物数量进行了研究.结果 表明:1)植被恢复区土壤微生物数量呈明显的季节变化:夏季＞春季...     

荒漠草原区不同林龄柠条林物种多样性研究

开展对荒漠草原区固沙人工柠条林生长过程中地上植被的物种多样性变化特征研究,对于分析种植人工柠条林对退化荒漠草原治理效果评价具有重要的指导意义。文中采用时空替代法,以天然草地为对照,对7a、16a、25a、37a柠条林组成的序列进行地上植被的物种多样性研究,并用方差分析和LSD多重比较的方法研究了植物群落间多样性指数的差异程度。研究表明:1)在退化荒漠草原区,种植柠条林后比未种植前的半固定沙丘地上植被物种数目明显增加,种植柠条林对干旱半干旱荒漠草原区退化荒漠草原具有显著的生态恢复效应。2)不同林龄柠条林物种多样性存在显著差异。3)种植柠条林后,相邻生态系统之间地上植被物种逐渐被新物种替代,而建林末期与初期相比物种组成发生了较大变化,约有42%的物种被其他物种替代。4)建议研究区在建植20年左右时,对其进行平茬处理。     

高寒沙地植物的沙堆形态特征及其成因分析北大核心CSCD

固沙植物沙堆的形态特征是高寒植物生态适应性与防治效益的重要体现,对高寒沙地幼龄人工植物沙堆的形态研究有益于探索植被与风沙的相互关系,以指导生物治沙工作。通过对青海湖东岸主要固沙植物沙堆的形态拟合与蚀积监测发现:(1)强堆积型的沙棘与沙蒿沙堆在堆积高度、面积与体积上均大于弱堆积型或弱侵蚀型的樟子松与小叶杨沙堆,这主要受株高、冠幅等植物生长因子及其交互作用的影响;(2)根据8方位蚀积断面观测,各沙堆堆积部位主要在NE-E-SE方位带,沙蒿、乌柳沙堆的蚀积强度具有显著的方位差异,这与同方位输沙强度呈显著的负相关性(P<0.05)。在W、NW、SE等方位,沙堆间的物种差异显著;(3)根据各植物沙堆的固沙强度和林下地表输沙强度分析,沙棘、乌柳、樟子松、小叶杨与沙蒿年均固沙效益分别为40.45%、15.53%、4.69%、4.20%与62.72%,沙棘、乌柳与沙蒿为优良的固沙树种。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子.沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性.以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征...     

灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响,于2016—2017年在陕西省眉县猕猴桃园试验地分别布设地面灌溉+除草(Ⅰ)、地面灌溉+自然生草(Ⅱ)、滴灌+除草(Ⅲ)和滴灌+自然生草(Ⅳ)4种处理,对试验地0～50 cm土层的土壤机械组成、物理和化学性质进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对土壤质量进行了评价,结果表明:与其他处理相比,Ⅲ处理使0～30 cm土层土壤容重和砂粒质量分数分别降低了0.02～0.24g·cm~(-3)和0.36%～5.25%,使土壤孔隙度、田间持水量、黏粒质量分数和土壤粒径分形维数分别增大了0.17%～7.17%、0.59%～2.53%、0.99%～7.15%和0.01～0.13;Ⅳ处理在0～30 cm土层中的速效磷和碱解氮与Ⅰ、Ⅱ处理无差异,显著高于Ⅲ处理10.75～109.55 mg·kg~(-1)和20.74～78.91 mg·kg~(-1)(P0.05),可使0～50 cm土层的速效钾、速效磷和碱解氮分别达到猕猴桃施肥标准的丰富、中等及中等水平;与其他处理相比,Ⅳ处理可使0～50 cm土层土壤黏粒质量分数增加了1.21%～2.66%,土壤粉粒质量分数减少了0.81%～1.41%,使土壤分形维数显著增加(P0.05),土壤质量综合指数最大,达0.619。因此,滴灌+自然生草(Ⅳ)的管理方式是猕猴桃园土地可持续性利用的有效措施。     

基于地统计学和GIS的灌区盐渍化土壤制图及评价

利用土壤质地、质地层次组合和总盐含量为指标,进行千旱区盐渍化土壤分类.结合野外调查采样,利用地理信息系统等数字土壤技术,对研究区盐渍化土壤进行制图研究,定量评价土壤质地和盐渍化状况.结果表明:研究区土壤以轻盐化(36g/kg)为主,面积为1 535.7 kM2(64.7% );3种类型盐渍化土壤(全a轻盐化土、表a轻盐化土壤和腰黏轻盐化土壤)的总面积为1517.4 kM2(63.9%),土壤黏粒含量是影响盐渍化的一个重要因素.制作完成的盐渍化数字土壤图为研究区盐溃化土壤的改良及利用提供了基础数据.     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

盐胁迫下荒漠植物柠条和油蒿的离子吸收及分配特征

柠条(Caragana korshinskii)和油蒿(Artemisia ordosica)是生长在荒漠地区的两种典型的固沙先锋植物。本试验以生长三个月的柠条和油蒿幼苗为研究材料,经0-400 mmol·L-1NaCl溶液胁迫处理7d,检测其含水量变化、主要矿质离子含量变化及其在根茎叶的分布、积累和运输特征。结果表明:随着盐浓度的增加,柠条和油蒿的含水量均呈下降趋势,柠条的变化尤为显著;二者在离子吸收与分配上显著不同,柠条体内Na~+的含量是油蒿的2-3倍,表现为"吸钠排钾"的特征,而油蒿体内K~+的含量是柠条的2倍左右,具有"吸钾拒钠"的耐盐特征。此外,随着NaCl浓度增大,柠条体内Cl~-含量升高,K~+、Ca~(2+)、Si~(4+)含量降低,而油蒿体内只有C~l-含量增加趋势明显,其他离子则相对稳定。说明二者耐盐机制显著不同,在离子吸收与分配上存在互补互利的效应,而且这种互补性提高了他们的耐盐性。     

复垦模式对采煤沉陷区土壤团聚体有机碳分布特征的影响

研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体有机碳分布特征的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤0-20cm和20-40cm两个土层机械稳定性、水稳定性团聚体有机碳以及有机碳库的构成。结果表明:文冠果植被模式提高了0-20cm表层土壤各粒级机械稳定性团聚体中有机碳的含量,欧李植被模式提高了下层土壤(20-40cm)中2-0.25mm和0.25-0.05mm机械稳定性团聚体有机碳含量,欧李和长柄扁桃植被模式对>2mm和<0.05mm水稳性团聚体有机碳形成有明显促进作用。三种复垦模式中促进作用大小顺序为欧李>文冠果>长柄扁桃。根据有机碳物理分组方法,将有机碳分为粗颗粒有机碳(c POM)、微团聚体的有机碳(m M)和粉黏粒有机碳(s+c_M),文冠果植被模式显著增加了0-20cm表层土壤19.03%的s+c_M组分有机碳,而欧李却增加了表层c POM组分的有机碳含量。下层土壤中,三种植被模式都明显增加了c POM组分的有机碳含量,以文冠果增加幅度最大。综合三种不同复垦方式,以文冠果和欧李对团聚体有机碳的贡献较大,结合当地生长条件以及植被的长势,文冠果长势优于欧李,在后续复垦植被的选择上可以选择文冠果,值得推广应用。     

晋西北黄土丘陵区不同林龄柠条地土壤水分变化特征研究

以山西省五寨县张家坪林场三个林龄的柠条林为研究对象,以撂荒地为对照,分别对其0-600cm土壤剖面的水分含量进行了测定分析。结果表明:(1)在0-600cm土层中,土壤水分含量除10a柠条林与撂荒地间没有明显差异外,其它各林龄柠条林之间均存在显著差异(p0.05),总体表现为,撂荒地10a柠条林20a柠条林35a柠条林;(2)在0-600cm土层中,各林龄柠条林与撂荒地土壤水分含量均表现随着土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势,并以200-300cm深度处作为临界低点,在不同林地表现不同的垂直分布特征;(3)不同林龄柠条林地土壤干层分布深度不同,且随着林龄的增大,中度干层的深度及范围也在逐渐增大。因此根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,应选择适宜的植物配置模式及营林管理模式,以减少本区域内土壤水分的过度消耗。     

草地灌丛化对植被与土壤的影响

位于东非高原低海拔区的埃塞俄比亚博拉娜区草地正遭受着灌丛化的威胁。本文将博拉娜区灌丛化草地按灌木盖度分成3个等级,研究不同灌丛化程度草地植被及土壤理化性质的差异。结果表明:随灌丛化程度增加,灌木冠幅和种类增加,高度先增加后降低,密度先降低后增加;草本植物的盖度、高度、优势种盖度下降,但优势种有所增加;含水量、黏粒含量下降,其中轻度灌丛化草地(灌木盖度40%~60%)含水量达22.36%,容重和紧实度先下降后上升,中度灌丛化草地(灌木盖度在60%~80%)容重达1.23 g·cm~(-3);有机质、全磷、速效磷、pH先增加后降低,在中度灌丛化草地分别为4.73%、0.73 g·kg~(-1)、16.86 mg·kg~(-1)、8.19;全氮和无机氮含量增加,在重度灌丛化草地(灌木盖度80%)高达1.85 g·kg~(-1)、12.29 mg·kg~(-1)。     

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征北大核心CSCD

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0-80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明：砂粒含量与多重分形参数（D0、D1、α0）之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层（0-10 cm）土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。     

西北风蚀区种植甘草对地表微环境和土壤物理性状的影响

实验以风蚀区甘草植被为研究对象,采用空间序列代替时间序列的研究方法,对不同生长年限甘草地的地表微环境和土壤物理性状进行了研究。结果表明:甘草植被的盖度、植株高度和地上生物量随生长年限的增加而增加;与裸地相比,甘草植被的地表粗糙度提高12-55倍,表层土壤(0-5cm)含水率增加27%-148%,而土壤容重和粒径分别降低0.7%-19.4%和33.1%-48.8%。种植甘草不仅能使地表粗糙度、湿度、土壤含水率和孔隙度随甘草地上生物量(或生长年限)的增加而提高,而且还能使表层土壤的容重和平均粒径随甘草地上生物量的增加呈减小趋势;西北风蚀区若能在沙化耕地中推广种植甘草,不仅能改善当地生态环境,而且还能提高耕地经济效益。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林防风固沙及改良土壤效应研究

为探讨小叶锦鸡儿防风固沙、改良土壤养分状况和生物活性的能力,选取6年和11年生小叶锦鸡儿人工固沙林为对象,以流动沙丘为对照,研究不同年龄固沙林降低风速和风沙流结构特征、土壤有机质和N,P含量、土壤酶的活性以及微生物生物量C,N,P含量的变化特征.结果表明:在小叶锦鸡儿灌木林内,各个高度风速和输沙量均显著低于流动沙丘,防风固沙效果明显.随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,其综合防风性能提高,土壤有机质、N,P,K含量和生物活性逐渐得到改善.O～30 cm土层中磷酸单酯酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶、多酚氧化酶、脱氢酶的活性和土壤微生物生物量C,N和P含量均大幅度提高,其中O～10 cm土层增幅最大.土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,6年和11年生固沙林O～10 cm 土层分别是流动沙丘的28.58倍和55.21倍.小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤养分和生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在科尔沁沙地大面积推广应用.     

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0~80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明:砂粒含量与多重分形参数(D_0、D_1、α_0)之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层(0~10 cm)土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。     

30 a耕作对高寒草地土壤碳氮与颗粒组成的影响

根据青海湖流域1987—2010年5期遥感图像解译,在青海湖北部区域存在毗邻的30 a未曾变动草地和耕地。以这两类土壤为研究对象,对其0~60 cm土层的土壤总碳、土壤全氮、土壤粒度组分进行对比研究。结果表明:草地和耕地土壤总碳和全氮含量以30 cm为界,分异明显,界上草地总碳和全氮含量大于耕地,而界下两者之间差异较小。另外,草地总碳和全氮含量最大值出现在0~10 cm,耕地总碳和全氮含量最大值出现在10~20 cm。草地和耕地粒度组成上都属于砂黏壤级,其中草地粉砂和黏粒大于耕地,而砂含量小于耕地。30 cm以上,草地和耕地间土壤粒度组分差异大,30 cm以下差异小。草地土壤黏粒和粉砂组分与总碳(P0.05)、全氮(P0.01)呈显著相关,而土壤砂粒组分与其相关性不显著;耕地总碳和全氮与各土壤粒级组分之间均无显著相关性。     

晋北黄土丘陵区不同林草措施的蓄水保土和土壤水分效应研究

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,以2005-2009年的野外实测数据为依据,研究了晋北黄土丘陵区人工植被与鱼鳞坑配合的蓄水保土及土壤水分效应,并与荒坡、苜蓿地进行了对比。结果表明:在观测的5年内,柠条、沙棘、油松的蓄水保土能力随种植年限延长无明显增加趋势,但鱼鳞坑的蓄水能力和保土能力分别高达84.7%～96.0%和95.2%～99.7%;荒坡和苜蓿(Medicago sativa)第一年和第二年的蓄水保土能力较差,第三年和第四年随植被盖度增加能力急剧增强,第四年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;土壤水份分析结果表明:不同小区4～9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同小区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区;林草植被有效地减少了水土流失,亦增加了土壤水分的变异及亏缺程度,应注意林草植被的合理选择和配置。