川南退耕丛生竹林枯落物持水特性研究

以四川省长宁县退耕梁山慈竹、撑绿杂交竹3号(以下简称撑绿竹)和硬头黄竹3种丛生竹林为对象,对其枯落物蓄积量及持水特性进行了研究。结果表明:不同种类丛生竹枯落物厚度为33～51 mm,蓄积量为6.88～9.46 t/hm²,其大小顺序为:梁山慈竹>硬头黄竹>撑绿竹;浸泡持水实验表明,不同枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化具有相似的规律性:0～2 h变化最快,2～8 h逐渐减缓,8 h以后基本饱和,并分别得出其相关关系;不同枯落物最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量变化规律一致,最高为梁山慈竹,分别达到了36.52,32.53,27.05 t/hm²,其次为硬头黄竹,分别为30.33,28.33,23.83 t/hm²,最低的为撑绿竹,仅为28.35,25.89,21.63 t/hm²。     

不同退耕年限下安庆沿江湿地土壤氮、磷变化研究

选取退耕3~21 a的湿地土壤,以现耕油菜地和原始自然湿地土壤为对照,对安庆沿江湿地土壤氮、磷的变化趋势进行了比较分析。结果表明,不同退耕年限下土壤氮、磷素变化趋势明显。土壤全氮含量变化在退耕3~7 a内随退耕年限的增长呈增加趋势,在退耕7 a后达到一个相对稳定状态;土壤有效氮含量变化与全氮含量变化趋势基本一致。土壤全磷含量变化随退耕年限的增长呈较缓递减趋势,平均减少速率为11.6%;土壤有效磷含量的变化在退耕初期随退耕年限的增加呈减少趋势,在退耕9 a后随退耕年限增长呈增加趋势。研究结果表明,相对于土壤氮素,退耕后湿地土壤磷素恢复相对滞后,因此评价湿地土壤生态恢复时土壤磷素指标尤为重要。     

民勤青土湖区不同年限退耕地土壤水分和养分变化

以石羊河下游—民勤青土湖区不同年限退耕地为研究对象,利用时空替代法分析了该区不同恢复年限退耕地土壤水分与养分时间变异规律。结果表明:(1)在退耕当年(CK),植被分布以一年生浅根性草本植物为主,但种类较为单一,此时土壤贮水量较高;随着施肥活动的停止,退耕1～8 a,一年生及二年生草本植物逐渐恢复,对土壤水分的消耗量逐渐增大,此时土壤贮水量大幅度下降,以0—20 cm土层表现较为明显;退耕13～20 a演替为以多年生小灌木黑果枸杞为优势种的单一植物群落,此时土壤水分含量逐渐回升;退耕30～40 a时,多年生小灌木种类增加,对土壤水分的消耗量增大,土壤贮水量下降。(2) 3种土壤养分的总体变化均表现为随退耕年限增加而减小并最终趋于稳定的趋势,在同一年限内均表现为0—20 cm土层中的含量大于20—40 cm,且同年内两层间的含量差异均虽退耕年限增加而逐渐减小,以土壤有机质和速效磷表现较明显;整个退耕时间内土壤全氮含量变化幅度较小;土壤速效磷含量在退耕当年(CK)的土壤表层0—20 cm含量最大,之后随退耕年限增加呈波动式下降趋势,并最终趋于稳定;土壤有机质含量在CK至退耕8 a间变化幅度较大,且在第4年时有一个剧烈上升的拐点,13～40 a间变化较小。总之,青土湖区不同年限退耕地土壤水分和养分的变化基本一致,均表现为随退耕年限的增加而呈波动式降低的趋势。     

米仓山不同退耕年限土壤理化性质变化特征

[目的] 研究不同退耕年限下的土壤理化性质特征,为区域生态系统服务功能的提升与生态文明建设提供科学依据。[方法] 以中国南北过渡带的米仓山退耕20,25,35,50 a的样地为研究对象,以未施肥耕地和天然林地为对照,采用“时空替代法”,分析米仓山地区不同退耕年限土壤理化性质特征。[结果] ①土壤机械组成在退耕前期无明显变化,在退耕50 a时与天然林地相似。退耕20,25,35,50 a样地的土壤大粒径团聚体百分含量较耕地均有不同程度的升高,其增幅分别为17.70%,53.23%,52.50%和70.30%;②随着退耕年限增加,土壤容重呈下降趋势,退耕50 a样地土壤容重接近天然林地。不同退耕年限下土壤水分特征曲线均可用Gardner模型拟合,土壤持水性由高到低排序为：天然植被 > 退耕25 a > 退耕35 a > 退耕20 a > 耕地 > 退耕50 a。③土壤有机质及全氮含量随退耕年限增加呈显著增加趋势（p<0.05）,且上层土壤含量高于下层土壤,呈现明显的表聚现象。上层土壤中退耕20,25,35,50 a的样地中土壤有机质及全氮含量较耕地分别提高了27%,134%,71%和343%和20%,76%,64%和246%,下层土壤中分别提高了7%,88%,53%和422%和12%,59%,35%和201%。全磷含量在0.55~0.36 g/kg之间波动,受退耕年限影响较小。[结论] 退耕还林措施能有效增加土壤容重,提升土壤大粒径团聚体、有机质和全氮含量,进而改善土壤理化性质,退耕50 a样地土壤的理化性质接近于天然林地。     

民勤青土湖区不同年限退耕地土壤颗粒组成和养分变化特征

以石羊河下游民勤青土湖区不同年限退耕地典型样地为研究对象,通过时空替代法分析该区不同年限退耕地土壤颗粒组成与养分变化特征。结果表明:(1)不同年限退耕地上土壤颗粒组成含量总体砂粒粉粒黏粒粗砂粒,其中,黏粒结构在CK及退耕后4 a间,0—20 cm,20—40 cm土层之间含量间存在显著差异,之后其在土壤中的含量随退耕年限增加而趋于稳定,且两土层间差异不显著;粉粒和砂粒结构含量在CK及退耕后2 a变化较为剧烈,且同一年限内0—20 cm,20—40 cm两土层间存在显著差异,之后也随退耕年限的增加两土层及各退耕年限间均差异不显著,逐渐趋于稳定状态;而粗砂粒仅在CK及退耕后2 a含量较为稳定,之后退耕4～40 a间含量变化较大,存在不稳定性,且同一年限两土层间存在显著差异。(2)三种土壤养分的总体变化趋势均表现为随退耕年限增加而减小并最终趋于稳定,在同一年限内均表现为0—20 cm土层中的含量大于20—40 cm,且同一年限内两层间的含量差异均随退耕年限增加而逐渐减小,以土壤有机质和速效磷表现较为明显;其中土壤有机质含量在CK～退耕8 a间变化幅度较大,且在此期间退耕第4年时有一个剧烈上升的拐点,13～40 a间变化幅度较小;全氮含量在三种土壤养分中变化最为稳定,且在整个退耕时间内变化幅度较小;土壤速效磷含量CK含量最大,尤其在土壤表层0—20 cm最为明显,之后表现为随退耕年限增加而波动式下降的趋势,并趋于稳定。     

青海省大通县脑山区退耕还林土壤质量演变评价

选取青海省大通县脑山区退耕还林地典型土壤类型———黑钙土,进行标准地调查及标准剖面采样,以空间代替时间序列的方式,利用主成分分析(PCA)等多元统计方法来定量化比较不同退耕年限(0,5,10,15,20,25,30 a)的综合土壤质量指数,揭示不同退耕年限土壤质量演变规律。结果表明,退耕还林后的30 a中,随退耕年限的增长,土壤质量指数均呈增长趋势,其过程基本分为3个阶段:(1)退耕初期(退耕5a),林分幼林期,为土壤质量指数相对增长期;(2)退耕中期(退耕5~20 a),针阔叶林林分速生期,为土壤质量指数大幅度升高并达到峰值期;(3)退耕后期,退耕20 a后,林分相对稳定期,林分郁闭度增大,土壤质量指数随之下降;退耕25 a后,林分进入自疏期,土壤质量指数略有升高并趋于稳定。     

青海大通山地退耕还林土壤渗透性研究

土壤渗吸性能是土壤重要的物理特征之一,是生态效益的重要组成部分。采用双环渗透仪法,对国家退耕还林还草工程科技试验县———青海省大通县退耕地土壤渗吸性能进行了系统研究。结果表明:退耕土壤的总孔隙度、土壤容重、土壤含水量等物理性状与土壤的稳渗速率随着退耕年限的延长基本呈增大的趋势;土壤渗吸过程具有明显的幂函数关系,突出表现为初渗速度极大,而随着渗透时间的进行,其逐渐减小直至趋于某一常数亦即稳渗速度的过程;不同退耕年限土壤的渗透性能存在差异,同样渗水量退耕还林土壤最大渗透速率是农耕地的11.37倍,渗透深度为10.59倍。退耕还林后土壤的渗透性能得到了改善,提高了土壤的保水性能。     

典型草原区退耕及封育草地土壤水分物理性质研究

对典型草原云雾山保护区退耕6a，11a（放牧8a）和16a的3个退耕地和4个封育草地（百里香群落、铁杆蒿群落、大针茅群落和长芒草群落）对照坡耕地表层土壤的水分特征曲线数学模型、持水参数和比水容量进行了测定。结果表明，封育草地的持水和供水性能要大于退耕地和坡耕地，放牧对退耕11a的持水和供水性能有较大影响。云雾山自然保护区坡地退耕和草地封育后，样地土壤的持水能力大小顺序为封育长芒草群落〉大针茅群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉退耕16a〉退耕6a〉坡耕地〉退耕11a（放牧8a）。供水能力大小顺序为封育长芒草群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉大针茅群落〉退耕16a〉退耕6a〉退耕11a（放牧8a）〉坡耕地。这说明土壤持水和供水性能随着退耕年限的增加和封育草地的正向植被演替均逐渐增强的趋势。坡地退耕和草地封育能够通过改善土壤的水分物理性质提高土壤的蓄水持水性能和抗侵蚀能力。     

不同退耕年限下菜子湖湿地土壤酶活性变化

选取菜子湖区不同退耕年限(3、7、9、11、21 a)湿地为研究对象,以仍耕作油菜地和原始湿地为参照,分析了退耕还湖后湿地土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性特征,探讨了退耕还湖后湿地土壤酶活性变化规律。结果表明:相对于仍耕作油菜地,退耕后湿地土壤过氧化氢酶活性表层与亚表层均表现为退耕3~7 a降低,退耕9~21 a升高趋势;表层土壤蔗糖酶活性呈现退耕3 a升高?退耕7 a降低?退耕9~11 a升高?退耕21 a降低的趋势,而亚表层土壤退耕3年急剧升高,而后呈降低的趋势;表层土壤磷酸酶活性则呈现退耕3~11 a逐渐升高,而后逐渐降低的趋势,而亚表层土壤则表现为退耕3~7 a降低?退耕9~11 a升高?退耕21 a降低的趋势;退耕后湿地表层土壤脲酶活性表现为退耕3 a降低,退耕7~9 a升高,退耕11~21 a降低趋势,亚表层则呈现退耕3 a升高,而后逐渐降低的趋势;退耕21 a湿地土壤4种酶活性均与原始湿地仍存在显著性差异。退耕后水文条件的改变和植被的恢复致使土壤酶来源、酶促反应底物与产物和土壤环境因子变化,进而影响退耕后湿地土壤酶活性变化。     

水源退耕湿地不同植物群落土壤特征变化初探

本文选取成都市水源保护区不同退耕年限(3、5、7 a)的云桥湿地为研究对象,分析了退耕还湿后不同植物群落下土壤的基本理化性质和酶活特征,初步探究了退耕湿地土壤的理化性质和酶活在时间序列上的变化规律以及不同植物群落对退耕湿地的恢复效果。研究结果表明:①退耕还湿后,湿地土壤养分在时间梯度上呈退耕5 a3 a7 a的变化规律,在退耕恢复5a后湿地土壤的整体肥力逐渐增强,但仍低于对照区的陆地土壤;湿地土壤的各酶活在退耕恢复的3～5 a低于对照区的陆地土壤,但在退耕7 a,均与对照区的陆地土壤无显著差异。②3种植物群落对退耕湿地土壤的恢复效果存在差异,其中雀稗植物群落对退耕湿地的恢复效果最佳,芦苇植物群落下的土壤肥力相对薄弱。③退耕还湿后,湿地土壤理化性质和酶活的相关性分析结果表明:土壤的pH、碱解氮、速效钾、淀粉酶和脲酶均可作为较好评价成都水源保护区退耕湿地土壤生态恢复状况的重要指标。本文对成都水源保护地退耕恢复3～7 a湿地土壤养分恢复状况进行了初步探究,为水源保护地退耕还湿工程后期的维护和管理提出了科学的指导意见。     

桉树人工林取代长周期人工林对土壤入渗特性的影响

广西桉树人工林的前茬主要为轮伐周期较长的松杉类人工林,为探讨上述植被变化对林地土壤水分下渗的影响,采用单环法研究了8年生(06-EU),5年生(09-EU),4年生(10-EU)和1年生(13-EU)等第一代桉树(Eucalyptus urophylla E.grandis)人工林及其对照林21年生针阔混交(93-CM),第三代2年生桉树(12-EU3),18年生杉木(Cunninghamia lanceolate,96-CL)和马尾松(Pinus massoniana,96-PM)等人工林的土壤水分下渗特征,并采用BEST-intercept方法对土壤入渗特征参数进行估算。结果表明:(1)针阔混交和马尾松人工林改为桉树人工林后,土壤(0—20cm)容重分别降低13.5%和18.3%,孔隙度分别增加10.1%和14.8%,但土壤颗粒组成的变化不显著;(2)针阔混交林改为桉树人工林后,土壤初始入渗速率和前600s下渗量分别降低38.2%和25.3%,而杉木人工林、马尾松人工林则分别升高23.9%,148.1%和32.7%,97.2%;(3)连载代次的增加对桉树林土壤基本物理性质影响不显著,但会降低土壤水分下渗性能,第三代桉树林的初始入渗速率和前600s下渗量比第一代减少39.9%和32.4%。容重较大的林地在造林和抚育过程中的松土活动导致了土壤大孔隙增加,这是土壤水分下渗速率变化的主要成因。     

川西亚高山不同植被类型土壤贮水与入渗性能试验

为川西亚高山不同植被类型水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对亚高山不同植被类型土壤贮水及入渗性能进行研究。结果表明：1）9种植被类型土壤0-30 cm土层滞留贮水量具有极显著差异,变化在363.2-691.1 t/hm^2之间,从大到小排序为原始冷杉林（691.1 t/hm^2）〉云杉林（687.6 t/hm^2）〉落叶松林（659.8 t/hm^2）〉针阔混交林（656.3 t/hm^2）〉灌丛（631.8 t/hm^2）〉针叶混交林（620.8 t/hm^2）〉农田（592.2 t/hm^2）〉刺槐林（393.36t/hm^2）〉荒地（363.2 t/hm^2）。2）根据土壤入渗性能可将9种植被类型分为4类——云杉林、针阔混交林为第1类,入渗性能极强;落叶松林、针叶混交林2个植被类型为第2类,入渗能力强;原始冷杉林、灌丛为第3类,入渗能力较强;刺槐林、荒地、农田3个植被类型为第4类,入渗能力差。3）采用Kostiakov入渗模型反映不同植被类型土壤入渗过程,方程拟合度R2在0.894-0.984（P〈0.01）之间,拟合效果较好,表明该模型可以较好地描述不同植被类型土壤入渗过程。     

泥质海岸盐碱地刺槐-杨树混交林改土效果研究

在北方泥质海岸盐碱地采用工程整地措施修筑台田,于台田上布置刺槐纯林、杨树纯林、刺槐—杨树混交林3种树种配置模式,对混交林及纯林的降盐改土效果进行研究。结果表明,11a后3种林分类型基本郁闭,保存率为63%～72%,郁闭度为0.6～0.7。混交林的树高、胸径优于纯林。3种模式脱盐作用范围在0—70cm土层;在50—70cm这一土层形成了养分亏缺层。混交林可提高林地土壤有机质含量;0—100cm全氮含量的土壤剖面分布规律与有机质相似,3种模式土壤全磷含量变幅不大,总体表现为磷素总量不足,有效性低。因子分析表明刺槐—杨树混交林降盐改土效果好于杨树纯林,也好于刺槐纯林,能够改善泥质海岸盐碱地土壤肥力状况,可作为一项成功的造林模式进行推广应用。     

土壤基质入渗驱动下桉树人工林地表氮淋失模拟研究

为探究土壤基质驱动下桉树人工林施肥措施对地下水体的影响,以短轮伐期内不同林龄桉树(1年、2年、3年、5年)表层土壤(0—20 cm)为研究对象,采用室内填土土柱模拟基质入渗驱动下铵态氮、硝态氮、总溶解态氮和溶解态有机氮的淋失过程,分析基质入渗特征参数与不同形态的溶解态氮淋失过程的变化关系及其影响因素。结果表明:(1)桉树表层土壤基质稳定入渗率和累积入渗量随林龄的增大呈增加—降低—增加的趋势,其中,2年生桉树表层土壤的稳定入渗率(143 mm/h)和累积入渗量(279 mm)最高。(2)不同形态溶解态氮淋失浓度在淋失开始时达到峰值,并随基质入渗率的降低而逐渐减小,且基质入渗率与不同形态溶解态氮淋失浓度的变化关系可用线性方程表示。(3)硝态氮和溶解态有机氮是桉树人工林表层土壤氮淋失的主要形态,砂粒含量增加促进氮淋失,而黏粒和有机质含量增加抑制氮淋失。同时,淋失初期铵态氮淋失浓度高于地下水质控制范围,是污染桉树人工林地下水水质的潜在威胁。综上,土壤基质入渗是桉树人工林表层土壤氮淋失的重要驱动因素,两者变化趋势一致并存在线性关系,同时,土壤砂粒、黏粒与有机质含量也是影响桉树人工林地表层土壤氮淋失的重要影响因素。     

南亚热带桉树人工林与典型乡土树种人工林土壤磷组分及磷吸附特性比较

土壤磷是制约南亚热带人工林生产力的关键因子，但至今对该地区不同树种人工林土壤磷组分及吸附特征知之甚少。本文研究了位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心的外来速生桉树人工林和典型乡土树种（马尾松、红椎）人工林不同土壤层次中（0-20cm、20-40cm和40-60cm）磷组分含量及吸附性能。结果表明，3种林分土壤有机磷（Po）是全磷（TP）的主要形态，其含量（91.51-257.45 mg/kg）占TP的46.25-71.58%。桉树林土壤TP、Po和无机磷（Pi）含量明显低于马尾松林和红椎林。同时，桉树人工林土壤活性有机磷（LO-P）含量显著高于2种乡土树种人工林，而其土壤磷酸铝盐（Al-P）、磷酸铁盐（Fe-P）、闭蓄态磷（O-P）和磷酸钙盐（Ca-P）含量均低于2种乡土树种人工林。另外，桉树林土壤潜在最大磷吸附量（Qm）低于2种乡土树种人工林，而土壤磷吸附饱和度（DPS）却高于2种乡土树种人工林。因此，就土壤磷素供应水平和吸附性能而言，马尾松和红椎比桉树更适于作为当地的造林树种。     

黄土丘陵沟壑区人工柠条林土壤水分物理性质变化研究

对黄土丘陵沟壑区3个种植年限典型的人工柠条林及对照坡耕地和荒坡地表层土壤的几个水分物理常数、水分特征曲线和比水容量进行了测定,结果表明:50 a以内的人工柠条林对土壤的黏化过程已经有一定影响,同时也较明显地改善土壤容重;通过对土壤持水和供水能力的大小比较得出,其持水和供水能力的大小均为46 a柠条林>30 a柠条林和21 a柠条林>荒坡地>坡耕地。由此可见,尽管人工柠条林不能快速地提高侵蚀土壤的发育状况,但能够通过改善土壤持水和供水能力,促进土壤正向发育。     

桉树造林的土壤物理性质及其水文效应

为探讨广西主要长周期人工林改为短周期桉树人工林后林地土壤水文功能变化,采用野外采样与室内测试分析相结合的方法,分别研究了1,3,5年生桉树人工林及与之对应的桉树造林前米老排林、杉木林和马尾松林土壤基本物理性质与水分调蓄功能的差异。结果表明:桉树造林后与造林前的长周期人工林相比,土壤蓄水能力的变化主要表现为20—40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加。随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大,饱和持水量、总孔隙度逐渐减小,同时,土壤水库容和剩余蓄水空间也呈现逐渐减小的趋势。桉树造林对土壤物理性质的影响主要集中在土壤的20—40 cm土层,而桉树林对土壤的蓄水能力存在的影响与轮伐周期较长的人工林相比,主要表现为20—40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加,1,3,5年生桉树人工林的土壤水库容分别比对应的长周期人工林高11.25%,19.14%,14.33%;剩余蓄水空间则分别比对应长周期人工林高9.16%,113.01%,23.62%。而40 cm以下土层的土壤蓄水能力却下降。研究结果可为桉树造林的土壤效应评价提供理论依据。     

南亚热带杉木林改造不同树种配置模式的土壤质量评价

为探明不同树种配置对杉木纯林改造中土壤质量的影响,以南亚热带地区不同树种配置、林龄11 ～12a的杉阔混交林为研究对象,以林龄13a杉木纯林的土壤化学性质为对照,比较不同林分0～ 25 cm土层的土壤理化性质以及微生物生物量碳和氮,并基于主成分分析,综合评价不同杉阔混交林的土壤质量.结果表明:混交林土壤pH值为4.15 ～4.71,速效氮和速效磷质量分数分别为81.4 ～ 152.8和0.93 ～ 2.39 mg/kg,杉木林pH值为4.06,速效氮和速效磷质量分数分别为30.8和0.76 mg/kg,前者比后者有不同程度的升高;全磷质量分数除林分C(0.45g/kg)较高外,其余混交林(0.14 ～0.32 g/ks)均小于杉木林(0.34 g/kg);其他指标在不同林分间无一致变化规律.杉阔混交林的土壤质量指数介于0.25～0.64之间;其中,米老排+枫香+香樟+盆架子+杉木、米老排+香樟+阴香+火力楠+杉木、米老排+枫香+香樟+尖叶杜英+杉木3种树种配置的土壤质量指数均大于0.6,表现出较强的土壤改良能力;米老排和香樟树种的土壤改良能力较强,而海南蒲桃和大叶紫薇较差.3种土壤质量指数较大的树种配置,可在我国南亚热带地区的杉木纯林改造中推广应用.     

Fertility Characteristics of Oxic Dystrustepts under Natural Forest,Rubber, and Teak Plantations in Different Seasons,Kerala, South India

Influences of three different vegetations (forests, teak plantation, and rubber plantation) on certain soil fertility parameters of Oxic Dystrustepts in the Western Ghats of southern India are compared. Soil samples collected from 10 different sites under each of the three vegetations in different seasons are analyzed. Soil sampling and physicochemical analyses were carried out as per standard methods. Significant variation was found in soil parameters over the plantations and forest in different seasons. Even though the rubber plantations received chemical fertilizers during two seasons, the average plant-available phosphorus alone exceeded in this soil than that in the forest soil. Specific influence of vegetations on fertility parameters in Oxic Dystrustepts could be traced. The influence of rubber plantations on soil fertility was more negative than that of teak plantations. Vegetational influence on soil fertility characteristics has applications in the development of sustainable agro-ecosystems in biodiversity-rich tropics.