陕北安塞退耕地持久土壤种子库与地上植被的对应关系

通过研究陕北安塞退耕3~31 a的阴阳坡10个样地的持久土壤种子库特征及其与地上植被的关系,分析持久土壤种子库在植被恢复中的作用。结果表明：调查样地持久土壤种子库由15个科36个物种组成,种子密度在1 908~12 617粒/m2之间,1年生物种占80%,随着退耕演替的进行,种子库中1年生物种比例呈下降趋势,多年生物种比例呈上升趋势,地带性物种在持久种子库中的比例也随退耕时间的延长而增加,物种数和种子库密度均随退耕演替先增大后降低;持久土壤种子库与地上植被的相似性较低,Serensen相似性系数为0.21~0.42;通过对适宜物种的确限度及土壤种子库大小的分析,认为该区退耕地的持久土壤种子库具有一定的植被恢复潜力。     

黄土丘陵沟壑区红砂灌丛土壤种子库及其自然更新潜力评估

[目的]对黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库的特征及红砂灌丛植被自然更新潜力进行分析和评估,以说明红砂灌丛土壤种子库在植被恢复与重建中的重要作用。[方法]采用土壤种子库"萌发法"(每个地段10个2m×2m样方内分表土层0—2cm和2—5cm土层采集土样)及野外植被调查方法,对黄土丘陵沟壑不同坡位红砂灌丛土壤种子库进行研究。[结果]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库发芽试验共观察到的4 251株幼苗,分属于9个物种。土壤种子库密度在100~1 000粒/m2,物种数在0.8~1.2种/0.01m2,下坡段的土壤种子库平均种子密度和平均物种数均比上坡段高。3个坡段的2个层次的平均种子密度和平均物种数均随土层加深而减小。3个坡段土壤种子库和地上植被的组成物种多为草本植物和红砂灌丛,地上植被与其土壤种子库的密度及物种数均呈不显著相关;物种组成的Sorensen相似性指数较高,均达到0.60以上,且土壤种子库比地上植被具有更高的物种丰富度。[结论]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛具有依靠土壤种子库实现自然更新的潜力,但由于物种组成种类较少,现存灌丛植被一旦遭到破坏,仅靠土壤种子库恢复现存植被是困难的,需要在对自然恢复潜力评估的基础上,积极采取人工保护促进自然恢复的策略。     

黄土丘陵沟壑区不同立地环境因子对植被变化的解释比例分析

 深入研究植被恢复过程中植被变化与环境因子的响应规律,对于当前西部地区生态环境建设中有关林草措施的配置问题具有重要理论意义和实践价值。根据黄土丘陵沟壑区安塞42个退耕地植被样地的调查数据,采用典范对应分析和偏典范对应分析从单因子、分组变量及显著因子3方面分析立地环境因子对植被恢复的影响。结果表明:7组环境因子、33项环境因子指标中,影响黄土丘陵沟壑区植被物种变化的关键环境因子为土壤有机质、全磷、速效磷、土壤含水量(0～40cm)、土壤结构性颗粒指数、<0.001mm黏粒、蔗糖酶、坡向及退耕年限。建议黄土丘陵沟壑区退耕地的植被恢复遵循立地条件,以自然恢复为主,并进行适当的培肥、引种等人工干预调控,以促进退耕地植被恢复的进程。     

小流域不同土地利用方式土壤侵蚀分异的^137Cs示踪研究

应用137Cs示踪技术研究了黄土丘陵区典型流域土壤侵蚀强度分异规律,并对其原因进行了分析。结果表明,传统作业的果园地土壤侵蚀较坡耕地、生态林地严重;直接还林地土壤侵蚀较撂荒地严重;峁坡阳面人工林地土壤侵蚀较谷坡阴面人工林地严重;退耕时间短的地块土壤侵蚀较退耕时间长的地块严重。改善土地管理方式、因地制宜进行退耕地的植被建设是有效遏制土壤流失的关键点。     

小流域不同土地利用方式土壤侵蚀分异的137Cs示踪研究

应用137Cs示踪技术研究了黄土丘陵区典型流域土壤侵蚀强度分异规律,并对其原因进行了分析.结果表明,传统作业的果园地土壤侵蚀较坡耕地、生态林地严重;直接还林地土壤侵蚀较撂荒地严重;峁坡阳面人工林地土壤侵蚀较谷坡阴面人工林地严重;退耕时间短的地块土壤侵蚀较退耕时间长的地块严重.改善土地管理方式、因地制宜进行退耕地的植被建设是有效遏制土壤流失的关键点.     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复中生物土壤结皮特征

以黄土丘陵沟壑区安塞县墩滩山的退耕地为研究对象,分析了退耕地植被自然恢复过程中生物土壤结皮的特点及其对土壤水分、土壤有机质和土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)生物土壤结皮的盖度随着退耕年限的增长不断增大,结皮的厚度也渐渐增加,且稳定在0.1~0.3 cm之间;(2)有结皮样地0—40 cm土层的土壤含水量一般比对照样地的土壤含水量要低,有结皮样地和对照土壤含水量都随土层深度逐渐升高,但升高幅度逐渐变小;(3)有生物结皮的样地土壤表层0—10 cm有机质含量比对照样地有机质含量大;10—20 cm土层有生物结皮的样地比对照样地有机质含量也高,但是差异不如0—10 cm土层明显;(4)随着退耕年限的增长,土壤侵蚀量逐渐减少,与退耕初期相比,退耕10 a以上样地土壤侵蚀量可减少30%~80%。说明在退耕地植被恢复的过程中,生物结皮改善了土壤表层性质,增强了土壤抗侵蚀能力。     

华西雨屏区退耕地不同植被经营模式坡面径流和产沙特征分析

利用建立坡面径流观测场,对洪雅县低山区退耕还林中几种植被恢复模式进行定点观测。结果表明:(1)该区域产生坡面地表径流和土壤侵蚀最更本的原因是土地的耕作与否,3年未被直接扰动土壤的退耕地土壤侵蚀量仅是耕地的13.3%～37.9%;(2)林 草、竹 草种植模式的地表径流和土壤侵蚀特征既不同于农耕地,又与未被扰动的生态林植被相差较大。表现为随植被经营利用而出现阶段性的变化,牛鞭草的刈割对退耕地地表径流和土壤侵蚀影响较大。进一步研究、完善林 草、竹 草生态经营技术体系,提高该类退耕种植植被恢复模式的调蓄降雨能力,对指导退耕还林及植被经营有重要的意义。     

RUSLE模型对黄土高原退耕植被恢复坡面土壤侵蚀的模拟效果分析

[目的]为了探究RUSLE模型对黄土高原退耕植被恢复坡面土壤侵蚀模拟的效果。[方法]基于陕北安塞区坊塌小流域内10个径流小区2016—2022年的降雨产流产沙监测资料,通过RUSLE模型中各因子在黄土高原的不同常用算法之间的变换组合,模拟144种因子组合下各退耕植被恢复坡面的土壤侵蚀量,采用纳什效率系数(NSE)和均方根误差(RMSE)评价模型模拟结果的有效性。[结果]利用RUSLE模型144种因子组合模拟的退耕植被恢复坡面土壤侵蚀量,NSE范围为-38.47～0.19,RMSE范围为1.92～12.65 t/(hm²·a),模拟效果较差,所选各因子算法难以适应退耕植被恢复坡面上的土壤流失量的评估,还需要对RUSLE模型各因子进一步改进。运用RUSLE模型对黄土高原退耕植被恢复坡面土壤侵蚀模拟时,建议尽可能采用时间分辨率高的数据减小对R因子的计算误差,综合考虑土壤有机质含量、土壤粒径与团粒结构组成和容重等土壤理化性质对K因子的影响,以及植被覆盖度、植被高度、枯落物、生物结皮等对C因子的影响,充分考虑10°以上的坡度,细化其LS因子的算法。[结论] RUSLE模型无...     

土壤种子库研究的热点问题及发展趋向

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子的总和。土壤种子库是种群定居、生存、繁衍和扩散的基础,也是植被潜在更新能力的重要组成部分,在植被的更新、演替和恢复过程中起着重要的作用。本文总结提出了土壤种子库研究的几个热点问题以及发展趋向,包括土壤种子库的研究方法,入侵植物的土壤种子库,种子雨、种子库与地上植被的关系,种子库在退化生态系统植被恢复和生物多样性保护中的作用,土壤侵蚀对土壤种子库的影响,全球变化对土壤种子库的影响。同时对这些领域的研究进展进行了综述,旨在为进一步推动今后土壤种子库的研究工作提供参考。     

更正

本刊2012年第10卷第5期《陕北黄土丘陵区退耕地植物群落演替特征》一文中,篇首页地脚处的项目名称原为:国家自然科学基金"森林生态系统固碳现状、速率和潜力调查"(40801094);中国科学院西部行动计划"西部生态环境演变规律与水土资源持续利用"(KZCX2-XB2-05)改为:国家自然科学基金"退耕驱动的黄土丘     

陕北佳县“7·27”特大暴雨中心区侵蚀灾害调查

针对2012年陕北省佳县"7·27"特大暴雨侵蚀灾害,以暴雨中心区(王家砭镇)受灾最严重的行政村为对象,调查了"7·27"特大暴雨中道路、河岸、河道、房屋建筑、坡耕地、退耕林地、退耕草地等的侵蚀灾害情况。选取不同恢复措施的典型坡面,量测了地表植被、地形、土壤结皮等状况和"7·27"暴雨侵蚀产生的土壤侵蚀量。重点调查了不同生态恢复措施与恢复效果在该次暴雨中的抗侵蚀作用。对"7·27"特大暴雨侵蚀灾害的原因进行了初步分析。结果表明,植被盖度、植被物种多样性、坡度以及土壤生物结皮对于暴雨侵蚀的防御具有重要影响。     

黄土丘陵沟壑区退耕坡地不同植物群落的土壤侵蚀特征

黄土高原地区水土流失造成严重的农业和生态环境问题,而植被能从根本上控制黄土高原的水土流失.以安塞县典型退耕坡地不同植物群落为研究对象,采用侵蚀针法,结合2012-2015年降雨数据及不同植物群落特征的分析,研究不同植被恢复坡地的土壤侵蚀特征.结果表明:研究期间,不同年份植被群落土壤侵蚀强度为丰水年＞平水年＞枯水年.不同植被类型群落防治土壤侵蚀的能力不同,具体为自然恢复灌木群落＞自然恢复草本群落＞人工灌木群落＞人工乔木群落.灰色关联度显示,降雨量与坡度是影响植被群落土壤侵蚀最重要的因素,乔灌木群落坡度＞降雨量,草本群落降雨量＞坡度.自然恢复植被群落枯落物盖度＞植被盖度,人工植被群落植被盖度＞枯落物盖度;因此,在当前植被条件下,未受到扰动的群落可有效减少降雨对土壤侵蚀的影响;在进行植被恢复时,应优先进行植被自然修复,适时适地引入乔灌木进行植被恢复人工调控,尽早促进乔木群落的林下植被发育,保护其林下灌草层和枯落物层,同时减少人为干扰.     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

黄土丘陵沟壑区抗侵蚀植物的初步研究

 土壤侵蚀作为山区生态系统退化最主要的驱动力,严重干扰着植被的发育演替过程,植被则通过采用不同的繁殖方式、形态与生理补偿等方式来克服和适应土壤侵蚀造成的负面压力,使植物本身对土壤侵蚀环境的适应性增强,继而发展成为可抵抗土壤侵蚀的植物和群落。凡具有适应土壤侵蚀环境能力,能在土壤侵蚀条件下生存,并能保护改良土壤和具有防止土壤侵蚀的作用,具有繁殖更新能力,可维持群落稳定与可持续发展的植物,称之为抗侵蚀植物。在对黄土丘陵沟壑区植被恢复中不同抗侵蚀植物进行分类、及其侵蚀学特征与土壤侵蚀环境演变特征分析的基础上,提出从土壤侵蚀学观点出发,对植被恢复过程中先后出现的植物和群落的形态学、生理学和生态学特征及防蚀功能进行系统研究,以更好地发挥植物和植被保持水土与改善环境的生态功能。     

人工生物质结皮对黄土边坡微生态环境及植被恢复的影响

针对黄土干旱阳坡植被恢复问题,以山西省方山县黄土弃土边坡为研究地,在2012年4月26日和7月20日分别布设人工生物质结皮进行试验,并于11月30日结束全部试验。通过2次试验研究人工生物质结皮在黄土边坡植被恢复过程中对土壤微生态环境的改善及对植被生长的影响。结果表明:1)人工生物质结皮可提高浅层土壤温度,最高达1.9℃;2)人工生物质结皮可增加土壤含水量,10 cm土层土壤含水量比对照区高35.8%;3)人工生物质结皮对边坡侵蚀具有防护作用,结皮区降雨形成的水蚀细沟体积小于对照区的1/2;4)氮源肥料和碳源生物高分子同时施用时边坡植物生物量超过二者单独使用时的4倍;5)人工生物质结皮可促进土壤种子库植物的萌发,其中土壤种子库植物占结皮区植物生物量的83.06%;6)人工生物质结皮区植被盖度超过90%,远高于裸露黄土对照区和自然坡面的30%和35%的覆盖率,植物鲜质量生物量达1.65 t/hm2,分别为自然坡面和对照区生物量的10.50和20.48倍;7)利用人工生物质结皮可以在一个生长季内在黄土边坡形成高盖度植被,这种方法适用于水土流失严重的黄土丘陵沟壑区的边坡植被快速恢复。     

天津地区湿地土壤种子库及其在受限空间中的植被演替研究

湿地土壤种子库运用对植被恢复的研究具有重要意义。从植被演替的角度出发,设置相对封闭的受限空间,持续监测土壤种子库萌发及其后续植物群落的演替情况,记录物种组成、群落多样性指数和群落覆盖度等参数的变化规律,评估了采用湿地土壤种子库进行植被恢复的效果。并对地面植被、土壤种子库及其演替植被的群落相似性指数进行了对比分析。结果发现:(1)土壤种子库恢复后期的植被与地面植被相似度较低(小于0.25);(2)植被恢复过程中,群落多样性指数呈现先降低后升高的趋势,而恢复3a后的植被群落多样性指数均接近于地面植被;(3)生长期的群落覆盖度高于90%,能够满足天津地区滨海盐碱型湿地植被恢复的要求。     

黄土丘陵区典型群落特征及其与环境因子的关系

研究了安塞县黄土丘陵区4种典型群落分布、物种多样性、生物量变化与环境因子的关系。结果表明,所选群落的盖度和地上、地下生物量随退耕年限增加而明显增加,土壤水分、粘粒含量也有增加趋势;典范对应、多元回归和通径分析表明,群落的分布及变化受环境因子综合影响,土壤有机质、恢复年限、粘粒含量、坡向、海拔、硝态氮含量等是影响退耕地典型群落特征及分布的主要因子;土壤全磷含量对生态优势度,有机质、全氮含量分别对地上、地下生物量有最大正效应。本研究为黄土丘陵半干旱区退耕地植被恢复重建提供了理论依据。     

黄土丘陵沟壑区退耕地植被自然恢复过程——以吴起县双树沟流域为例

采用TWINSPAN分类法对黄土丘陵沟壑区吴起县双树沟流域30个自然恢复草地植被进行分类,并对分类后各植被群落特征和地上生物量进行统计分析。结果表明：在自然恢复条件下,随着退耕年限的不断增加,退耕地植被自然恢复依次经历了猪毛蒿群落-赖草＋长芒草群落-赖草＋铁杆蒿群落-铁杆蒿群落-铁杆蒿＋茭蒿群落5个发展阶段,地带性植被类型铁杆蒿＋茭蒿群落在研究区内开始出现,并且已经占有一定优势;随着退耕地植被自然恢复的不断进行,Margalef等丰富度指数以及Shannon-wiener等多样性指数、Pielou等物种均匀度指数和地上生物量都呈现出先减小后增大的发展趋势;在植被自然恢复的稳定阶段,虽然物种丰富度指数和物种多样性指数有一定的增加,但是相对恢复初期来讲还是有所下降,并且有达到与初期相当水平的趋势;物种丰富度指数均在第1恢复阶段最大,而均匀度指数Jsw以及Shannon-wiener指数在第5恢复阶段最高。随着退耕地植被自然恢复的不断进行,植被群落总盖度随着退耕年限的延长而不断增大。     

退耕驱动的近地表特性变化对土壤侵蚀的潜在影响

黄土高原是我国、乃至全球土壤侵蚀最严重的区域之一,侵蚀强度及时空分布特征受近地表特性的显著影响.退耕还林(草)工程大面积的有效实施,势必会引起近地表特性(土壤理化性质、植被茎秆、枯落物、生物结皮、根系系统)的显著变化,进而对坡面径流的水动力学特性及侵蚀过程产生影响.本文从退耕驱动的近地表特性变化、近地表特性变化对坡面径流水动力学特性的影响、近地表特性变化对土壤侵蚀过程(土壤分离、泥沙输移、泥沙沉积)的影响及其机制、区域土壤侵蚀对退耕的响应4个方面较为系统地总结近几十年国内外的研究成果,并提出了目前亟待强化的研究领域.这对理解退耕坡面土壤侵蚀过程及其动力机制、建立植被覆盖坡面的土壤侵蚀过程模型、评价退耕坡面的水土保持效益,具有重要的理论意义.     

半干旱黄土丘陵区退耕地林草植被恢复对土壤质量影响评价

[目的]探讨退耕还林还草对土壤质量的综合影响,为半干旱黄土丘陵区退耕地植被恢复与建设提供理论依据。[方法]选择半干旱黄土丘陵区的宁夏回族自治区彭阳县白阳镇中庄村示范区不同退耕地林草植被恢复样地为研究对象,采用AHP决策法对不同林草植被恢复下土壤理化因子进行综合评价。[结果]土壤水分是影响土壤环境状况的最主要因子,其权重值达到了0.210,其次为土壤的总孔隙度和土壤有机质含量,其权重值分别达到0.136,0.108,同时土壤的毛管持水量、土壤碱解氮含量和土壤脲酶含量也对土壤环境具有十分重要的作用,其权重值分别达到0.085,0.071及0.064。[结论]通过对影响土壤环境的化学性质、物理性质和生物活性的综合评价,认为林地、人工草地和天然草地不同程度地改善和提高了土壤的环境质量,以林地改善程度最大。