白水河小流域退耕坡地土壤养分空间变异研究

以白水河小流域退耕坡地为研究对象,应用地统计学分析方法,分析研究区0~10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的空间分布特征及其变异规律,探讨植被覆盖类型及其他环境因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用和管理提供理论依据。结果表明,(1)研究区SOC(Mean=18.847 g/kg)和TN(Mean=0.749 g/kg)的含量属于中等水平,TP(Mean=0.291 g/kg)和TK(Mean=3.333 g/kg)的含量则比较缺乏。各养分含量的变异系数(CV)在10%~100%之间,为中等变异性。(2)SOC拟合模型为高斯模型,TN和TK为球状模型,TP为指数模型。其中,TP和TK有强烈的空间自相关性,自相关变程范围分别为23.43 m和27.48 m,其空间变异主要由土壤母质、地形、气候等非人为的结构因素引起。SOC和TN表现为中等的空间自相关性,自相关变程范围分别为37.78 m和32.65 m,其变异是随机因素(施肥、耕作措施、种植制度等人为活动)和结构因素的共同作用。(3)各土壤养分总体呈空间连续分布的特点。不同的植被覆盖类型下土壤养分含量差异明显,植被自然恢复,人为干扰较小的灌木和樱桃+草本分布点的SOC和TN含量较高,经营管理强度较高的樱桃和樱桃+玉米分布点的SOC和TN含量较低。耕地施用磷钾肥明显提高了其TP和TK的含量。植被覆盖类型与TK的相关性不显著,说明植被对TK的分布影响较小。(4)相关性分析表明,SOC、TN、TP在土层浅薄、坡度大、岩石裸露率高的区域土壤养分含量较高,反之亦然。而TK含量的分布规律则与其他土壤养分相反,这可能与研究区施肥和土壤属性有关。不同土地利用方式施肥和种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。     

坡地退耕种植藤椒对土壤水源涵养功能的影响

【目的】明确坡地退耕成藤椒林后土壤的水源涵养功能,为进一步种植和发展藤椒提供参考。【方法】以川东丘陵区坡耕地退耕后种植形成的3 a(TJ-3)和5 a(TJ-5)藤椒林及对照农耕地(CK)为对象,采集0~20 cm和20~40 cm土层土壤样品,测定土壤有机质、容重、孔隙度、持水量、贮水与排水能力和渗透性,并运用隶属函数法和主成分分析法对土壤水源涵养功能进行综合评价。【结果】藤椒林土壤有机质含量、孔隙度、持水量、贮水量、排水能力、渗透速率和渗透系数均高于农耕地,且随藤椒种植年限的增加而增加;土壤容重则相反,藤椒林低于农耕地,且随藤椒种植年限的增加而降低。基于隶属函数法和主成分分析法的水源涵养综合值大小顺序为TJ-5TJ-3CK,藤椒林地均显著高于农耕地;土壤水源涵养综合值与有机质、孔隙度、持水性和渗透性显著相关(p0.05)。【结论】种植藤椒对提高坡地土壤水源涵养功能具有重要作用。     

黄土高原退耕方式与年限对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键过程,明确退耕后土地利用变化对土壤呼吸及其温度敏感性的影响是提升土壤碳汇能力的重要前提。以黄土高原20 a耕地、退耕3、6、10 a的苹果园与撂荒地为研究对象,原位监测样地2018年7-12月的土壤呼吸速率,估算其温度敏感性,并应用偏最小二乘结构方程模型,明确土壤呼吸及其温度敏感性的关键影响因子。结果表明,随退耕年限的增加,撂荒地土壤有机碳和全氮含量呈现先降低后升高的趋势,苹果园则与之相反。监测期间撂荒地平均土壤呼吸速率为2.73～4.65μmol·m^-2·s^-1,苹果园为1.07～3.13μmol·m^-2·s^-1,退耕3 a和6 a撂荒地的土壤呼吸速率显著高于苹果园(P<0.05)。土壤呼吸温度敏感性的变化范围为1.477～4.055,不同退耕方式间土壤呼吸温度敏感性并无显著差异。偏最小二乘-结构方程模型结果表明,土壤因子共解释了土壤呼吸及其温度敏感性34.4%的变化;相比于化学和生物因子,土壤水分与温度等物理因子对土壤呼吸及其温度敏感性的影响更为显著。研究...     

退耕还林区不同植被类型土壤动物多样性特征研究

为了解退耕还林区土壤动物群落组成及结构,阐明不同植被类型下土壤动物多样性特征,选取吴起县大吉沟流域不同植被类型样地进行土壤动物调查。结果表明:1)研究区共捕获土壤动物271头,隶属于2门7纲15目,其中优势类群为鞘翅目（Coleoptera）、半翅目（Hemiptera）、膜翅目（Hymenoptera）及革翅目（Dermaptera）;2）不同植被类型下土壤动物类群数、个体数及多样性指数均存在显著差异（P<0.05）;土壤动物个体数量和多样性指数除个别植被类型外,均表现为混交林大于单一植被林;3）各样地相似性系数分析表明,不同植被类型优势类群个体数量受林地植被复杂程度的影响,同时土壤动物结构与类群正在向复杂与稳定发展。研究结果表明,不同植被类型土壤动物群落组成和多样性有所差异,同时,会形成与其相适应的土壤动物类群。     

黄土高原不同降雨量条件下梯田与坡地土壤水分变化特征

[目的]研究不同降雨量下黄土高原坡地和梯田土壤水分的运移及分布情况。[方法]以黄土高原陕西乾县为试验区,通过田间试验,研究不同降雨量条件下梯田与坡地土壤含水量变化情况。[结果]梯田和坡地土壤含水量空间垂直变化分为4个层次:1土壤水分速变层(10~40 cm)。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。该层受水文气象、耕作措施、冠层覆被等多种因素的影响较大,土壤水分变化较大。2土壤水分缓变层(40~80 cm)。该层土壤水分受诸多因素的影响相对小,土壤水分变化幅度小。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。3土壤水分过渡层(80~100 cm)。该层坡地土壤水分变化缓慢,而梯田土壤水分变化迅速,即开始由大向小快速突变。4土壤水分相对稳定层(100 cm以下)。该层梯田土壤含水量小,坡地土壤含水量大。[结论]初步掌握了黄土高原乾县的土壤水分变化特征。     

黄土高原沟壑区不同植被恢复模式对土壤生物学特性的影响

【目的】了解不同植被恢复模式对土壤生物学特性的影响,为科学评价退耕还林的生态效应提供依据。【方法】以黄土高原沟壑区陕西千阳县冉家沟流域为研究对象,选择农地(小麦地)为对照,分析侧柏天然次生林、不同林龄(5,20,30年)刺槐人工林、桃树林、荆条灌丛和苜蓿草地等不同植被恢复模式下,土壤理化性质、微生物量及酶活性的特征。【结果】在不同的植被恢复模式下,土壤理化性质均较农地得到改善;微生物量碳、氮、磷基本较农地显著增加,增幅分别为254.78%~35.72%,112.67%~6.8%和115.03~5.3%;过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性均比农地增强,增幅分别为95.84%~18.94%,119.51%~20.36%,229%~20%和250%~73%。土壤生物学特性的改变进一步促进了土壤性状的改善。相关分析结果显示,微生物量碳及氮、土壤酶活性与土壤有机质、全氮多呈极显著正相关。【结论】不同植被恢复模式对土壤微生物量和酶活性的影响不同,但均较农地有很大改善和提高,其中尤以刺槐林的生态效应最为明显。     

侵蚀环境退耕撂荒地植被恢复中土壤生物学特性演变

采用时空互代法,以侵蚀环境不同退耕年限撂荒地为研究对象,分析了其土壤微生物量与其相互关系及呼吸强度等土壤生物学性质演变特征.结果表明,退耕撂荒地植被恢复演替中,土壤生物学性能在10年左右便可以得到基本恢复,土壤微生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量随演替进展均呈逐渐增加的趋势,且它们之间具有显著的线性正相关关系,土壤呼吸强度也随演替进展而呈对数函数增长趋势.     

喀斯特地区不同退耕类型对土壤碳氮的影响

为探讨不同退耕模式对喀斯特峰丛洼地土壤碳氮特征的影响,选取广西环江典型退耕类型样地进行有机碳、全氮特征研究,结果表明:不同退耕类型之间的土壤有机碳、全氮差异显著;各退耕类型土壤有机碳和全氮都表现出随土层加深而逐渐降低趋势;土壤有机碳和全氮线性拟合呈显著正相关.表明退耕还林(草)显著提高了土壤有机碳、氮,但在植被类型和人为活动的影响下土壤碳氮特征差异明显.     

黄土高原不同利用类型废弃窑洞对土壤物理性质的影响

为了评价不同利用类型废弃窑洞复垦的适宜性,在甘肃省西峰区随机选取胡同式和靠崖式废弃窑洞样点6个,布设剖面15个,采集土样150个,以研究不同窑洞利用方式对土壤物理性质的影响.结果表明:不同窑洞利用方式对土壤质地没有明显的影响,但对土壤容重具有显著影响.土壤容重在窑洞利用过程中均显著增加,增加的幅度随土壤深度的增加而降低.两种废弃窑洞的土壤水分分布规律相似,均呈随土壤深度的增加而降低的趋势;但在土壤表层(小于20cm)的范围内,废弃窑洞的土壤水分含量明显高于对照;20cm以下的土层,废弃窑洞的土壤水分含量明显低于对照.建议废弃窑洞在土地复垦过程中,应采用恢复土壤结构、改变土壤孔隙性等有利于土壤利用天然降水的农艺措施.     

林芝地区不同植被类型退耕地的土壤理化性质分析

对林芝地区退耕地不同植被类型下土壤理化性质进行分析,结果表明:不同植被类型退耕地的土壤理化性质存在差异。林芝县布久乡杰麦村退耕还林核桃地内土壤结构疏松,土壤田间持水量大,土壤物理性质最好,其次为同村的退耕还林柳林地、米林县羌纳村退耕还林核桃地,后山退耕还草地最差。从化学性质看,米林县羌纳村退耕还林核桃地的有机质、N、P、K等养分含量最高,说明米林县羌纳村退耕还林核桃地的化学性质最好。     

黄土高原典型林分土壤水文物理性质及持水性能

【目的】通过对黄土高原典型林分类型土壤水文物理性质及持水性能的研究,以期为该区域合理水资源综合管理和林分种类选取配置经营提供科学依据.【方法】采用野外观测和室内浸水相结合的试验方法,得到3种林分类型(贺兰山油松天然林、子午岭油松次生林、陇东黄土高原刺槐人工林及六盘山华北落叶松人工林)的土壤水文物理特征指标.【结果】不同林分类型的土壤容重、孔隙度与持水性能存在差异.土壤容重随土层深度增加而增大,子午岭油松次生林(1.24 g/cm~3)最大,陇东黄土高原刺槐人工林(1.16 g/cm~3)与六盘山华北落叶松人工林(1.16 g/cm~3)次之,贺兰山油松天然林(0.98 g/cm~3)最小;土壤孔隙度随土层加深而减小,总孔隙度与毛管孔隙度为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林,非毛管孔隙度为陇东黄土高原刺槐人工林子午岭油松次生林贺兰山油松天然林六盘山华北落叶松人工林;贺兰山油松天然林土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率均值均与其它三种林分类型差异极显著(P0.01),土壤饱和持水率、毛管持水率与非毛管持水率大小依次为贺兰山油松天然林陇东黄土高原刺槐人工林六盘山华北落叶松人工林子午岭油松次生林;土壤容重与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水率、毛管持水率、非毛管持水率均存在极显著负相关关系,土壤总孔隙度、毛管孔隙度与持水性能呈极显著正相关,非毛管孔隙度与土壤饱和持水率呈极显著正相关,其中以土壤容重、总孔隙度与饱和持水率的相关性最好.【结论】贺兰山油松天然林持水性最优,陇东黄土高原刺槐人工林与六盘山华北落叶松人工林次之,子午岭油松次生林最差.     

砷对土壤生物学活性及蔬菜毒性的影响

通过室内培养及室外盆栽实验 ,研究了砷在粘盘黄褐土、红壤 (高肥力、低肥力 )、水稻土上的生物学效应。研究结果表明 ,砷浓度<30mg/kg时对土壤中纤维素的分解有刺激作用 ,砷浓度>60mg/kg 时对土壤中纤维素分解有抑制作用 ;砷对土壤呼吸强度的影响不显著 ;施入有机物料可以减轻砷对微生物的毒害作用。四季豆是对砷敏感的作物 ,砷浓度>30mg/kg 时产生明显的中毒症状 ;施入磷肥可加重砷对四季豆的毒害作用。     

黄土高原不同林型对土壤剖面特征影响的研究

通过黄土高原不同类型森林对土壤剖面特征的研究得出，子午岭林区，辽东栎林土壤系统中，土壤剖面发育及有效态养分含量最佳，沙棘林土壤系统中较次，六盘山林区，山杨林土壤系统中，土壤剖面发育及有效态养分含量最优，辽东栎林土壤发育系统中次之，但均较农地为好。     

黄土高原不同生境土壤结构体分形维数研究

【目的】研究不同生境条件下土壤结构体分形维数及其与主要土壤特性的关系。【方法】根据植被和土壤类型,从黄土高原不同地域分别采集22个0~20 cm土层土壤样品,利用干筛法测定其结构体组成,分析土壤结构体分形维数及其影响因子。【结果】黄土高原22个土壤样品结构体的分形维数为2.267~2.843。土壤类型不同,其土壤结构体的分形维数具有明显的差异,分形维数表现为干润砂质新成土>黄土正常新成土>简育干润均腐土>土垫旱耕人为土。回归分析发现,土壤结构体分形维数与土壤有机质、全氮含量具有极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.591 9和-0.640 7(n=22)。对黄土正常新成土,除5~10 mm结构体外,土壤结构体分形维数与各粒径含量均呈现出明显的线性关系,正负相关性以0.25 mm为界,即其分形维数与>0.25 mm的结构体含量呈负相关,与<0.25 mm的结构体含量呈正相关。多元线性回归分析表明,结构体分形维数与0~0.25,1~2,2~5,5~10 mm结构体含量的偏相关关系达到显著水平,而与0.25~1 mm结构体含量的偏相关系数不显著。【结论】在黄土高原地区,土壤结构体分形维数随纬度增加而增加,土垫旱耕人为土结构体分形维数最低,干润砂质新成土结构体分形维数最高,同时土壤结构体的分形也受土地利用方式的影响,分形维数表现为人工林地>农地>自然林地>裸地。     

侵蚀环境退耕撂荒地土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的撂荒地为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数的演变特征.结果表明:侵蚀环境的坡耕地土壤碳库各组分含量较低,土壤碳库处于高速低效率运转;撂荒后可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,50 a时,TOC、LOC和NLOC分别较坡耕地增加169%、144%和201%,为侧柏林的35%、39%和33%;碳库指数和碳库管理指数较坡耕地明显增加,增幅分别达到169%和117%,仅为侧柏林的35%和42%.表明坡耕地撂荒后,土壤碳库转化效率逐步提高,土壤管理经营更趋于健康科学,但相对于破坏前天然林水平还有很大的差距.有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子密切相关,可以作为反映生态恢复过程土壤质量演变的指标.     

不同树种的刺槐混交林对土壤化学性质及土壤酶活性影响的研究

本文研究了黄河三角洲滨海盐碱区不同树种的刺槐混交林林地的土壤化学性质、土壤酶活性。结果表明:混交林有机质、速效N含量均高于刺槐纯林,速效P、K5-20cm土层中混交林普遍低于刺槐纯林,20-40cmP、K含量高于刺槐纯林;混交林对某种微量元素的改善具有显著的作用;明显改善了土壤主要酶活性;刺槐×白蜡混交效益优于刺槐×臭椿优于刺槐×国槐。     

小浪底库区坡地不同利用方式对土壤物理性质的影响

针对干旱和水土流失并重的小浪底库区坡地,本文以该区5种主要坡地利用类型（传统耕作、撂荒地、果园、林地、间作地）为研究对象,探讨了不同坡地利用方式对坡地土壤物理性质影响。结果表明：改变土地利用方式后土壤物理性状得以改善,梯度变化依次为：传统耕作〈果园〈摞荒〈侧柏林地〈间作地。     

黄土高原土壤干层初步研究

在详细描述土壤干层现象和类型的基础上 ,分析了土壤干层的成因 ,即低降水高蒸发、水土流失、植被类型选择失当、群落生产力过高和群落密度过大等 ,指出土壤干层的危害主要表现为使局部小气候环境趋于旱化、土地退化、植被生长衰退、天然下种更新不良及加大造林难度等 ,最后提出了缓解土壤干层对黄土高原生态环境的恢复和重建的意义和重要性。