石漠化区地埂桑根系分布特征及其与土壤养分的关系

在重庆黔江石漠化区,选择飞播天然林为对照,以不同管理措施的地埂桑梯田为研究对象,分析了地埂桑根系在田面的水平分布特征及其与土壤养分水平分布之间的定量关系,以客观评价3种梯田管理措施对地埂植物根系分布的影响,并揭示地埂桑的水土保持效应形成机制.结果表明:地埂桑田土壤根系表面积、根系体积及根系质量都显著低于天然林,但天然林土壤根系总长度显著低于清草地.清草地根系表面积和总长度显著高于农耕地和自然生草地;清草地土壤根系总长度、根系表面积、根系体积及根系重量离标准株距离的增大而呈下降趋势.地埂桑田的土壤全磷、全钾、全氮及速效磷含量均显著高于天然林,而有机质含量显著低于天然林.整体上,离标准株的距离对耕地土壤养分含量的影响较小.3种管理措施中,清草地相对能较好的促进桑树根系合理分布,有利于发挥地埂桑的水土保持效应.     

黄土丘陵区牧草篱对坡耕地土壤抗侵蚀性的影响

以苜蓿、红豆草2种牧草篱为研究对象,对黄土丘陵区坡耕地布设牧草篱前后及牧草篱形成初期草带内、带间坡耕地土壤物理性质、抗蚀性、抗冲性、抗剪性的差异及各相关性进行了研究.结果表明:1)牧草篱可以明显改善土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、水稳性团聚体含量等物理性质;2)牧草篱影响下土壤抗蚀性、抗冲性提高,牧草篱带内土壤抗剪强度小于带间坡耕地;3)牧草篱系统内土壤抗冲系数与土壤容重呈负相关关系,与总孔隙度、饱和含水量、水稳性团聚体含量呈正相关;崩解速率与土壤容重成正相关,与总孔隙度、饱和含水量、水稳性团聚体含量呈负相关;土壤抗剪强度与土壤容重呈正相关(p＜0.05),与总孔隙度、饱和含水量、水稳性团聚体呈负相关.     

计划烧除对云南松林土壤抗蚀和抗冲性的影响

【目的】计划烧除是森林预防火灾的重要措施之一。探究计划烧除对云南松Pinus yunnanensis林地土壤抗蚀性和抗冲性的影响,为森林的可持续经营以及优化林区计划烧除作业提供可靠的科学依据。【方法】以滇中高原云南松林计划烧除样地为研究对象,通过野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,系统研究了计划烧除对云南松林土壤抗蚀性和抗冲性的影响。【结果】(1)周期性计划烧除后,土壤0～40 cm土层中粒径>2.00 mm的机械稳定性团聚体含量增加,粒径>2.00 mm的水稳性团聚体含量减少,水稳性团聚体平均质量直径和平均几何直径减小,土壤团聚体结构破坏率增大,抗蚀指数减小,40～60 cm土层中土壤抗蚀性指标无明显变化。(2)计划烧除后地表凋落物蓄积量减小,凋落物持水性能与拦蓄能力减弱,植物根系被烧毁。周期性计划烧除后凋落物和根系减少是林地内土壤抗冲系数减小的主要原因。【结论】计划烧除使土壤表层抗水蚀能力下降。随着土层深度增加,计划烧除对土壤抗蚀性的影响逐渐减小,火烧后地表凋落物和植被根系减少,抗冲性能减弱。图1表6参37     

2种扦插护岸植物根系对土壤结构的改良效应

以坡面5年生金丝柳和毛白杨为研究对象,采用土柱法测定2种扦插植物的根系分布特征,并应用Le Bissonnais法中快速湿润处理测定2种扦插植物不同土层土壤水稳性团聚体稳定性和可蚀性特征,测定指标包括:>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量(R_0.25)、土壤团聚体平均质量直径(MWD)和土壤可蚀性因子K值。分析坡面2种扦插植物根系分布特征及其对土壤团聚体的影响,结果表明:1)扦插植物根系集中分布在树干周围0~40 cm土层内,以>5 mm的粗根为主;2)在0~100 cm土层,根系含量、土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力均随土层深度的增大而减小;3)金丝柳根系在提高土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力方面强于毛白杨;4)扦插植物R_0.25与＜1 mm根系含量均呈现显著正相关关系,说明根系改善土壤团粒结构的性能主要取决于＜1 mm根系含量。      

紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度与抗冲性的影响

【目的】土壤抗剪强度和抗冲性是反映土壤综合对抗水力侵蚀性能和评价复合农林业模式生态效益的指标。研究植物篱模式对土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响,为探讨植物篱模式控制水土流失及农业非点源污染机理研究提供参考。【方法】利用植物篱控制水土流失的长期定位试验,采用原位监测法测定土壤抗剪强度,原状土冲刷法测定土壤抗冲性,剖面挖掘法测定根系参数,简易比重计法、湿筛法、吸管法、环刀法等测定土壤颗粒组成、水稳性团聚体组成、微团聚体组成、容重等主要土壤理化性质,数理统计方法研究紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响。【结果】与横坡农作模式相比,0-10 cm和10-20 cm土层土壤在20°坡地紫穗槐模式下的平均抗剪强度（SS）分别增加70.3%和89.3%,平均抗冲指数（ASI）分别增加84.1%和35.2%;香根草模式下,平均SS分别增加49.6%和133%,平均ASI分别增加48.0%和26.1%;13°坡地紫花苜蓿模式下,平均SS分别增加62.2%和51.9%,平均ASI分别增加188%和57.3%;蓑草模式下,平均SS分别增加89.7%和50.6%,平均ASI分别增加175%和26.9%。20°坡地植物篱模式提高土壤SS与ASI的平均效应分别为85.5%和48.4%,13°坡地的分别为63.6%和112%。土壤ASI随冲刷时间增长呈幂函数型增大,植物篱模式土壤抗冲性的增幅远大于横坡农作模式。坡面自下而上,横坡农作模式土壤抗剪强度与抗冲性呈近直线式减小或自下、中坡位急剧减小;植物篱模式的呈波浪式减小,篱带增加,作物带减小。【结论】植物篱模式明显或显著提高了土壤抗剪强度与抗冲性。就表层（0-10 cm土层）土壤而言,20°坡地紫穗槐模式提高土壤抗剪强度与抗冲性的效应大于香根草模式;13°坡地紫花苜蓿模式提高土壤抗剪强度的效应小于蓑草模式,提高土壤抗冲性效应大于蓑草模式。20°坡地植物篱模式提高土壤抗剪强度效应大于13°坡地,提高土壤抗冲性效应则小于13°坡地。植物篱模式改善了坡地土壤抗剪强度与抗冲性的过大坡面异质性。     

不同植物根系对土壤抗冲性的影响

[目的]研究不同植物根系对土壤抗冲性的影响。[方法]采用改进的原状土冲刷水槽法,探讨了不同雨量、不同坡度下,4种植物的土壤抗冲性与根系生物量的关系。[结果]在小雨冲刷下,不同植物上层土壤的抗冲性和根系生物量随着坡度的增大而增强,而下层土壤表现出相反趋势;中雨冲刷下,丁香对上层土壤抗冲性的影响较大,而丁香、红瑞木下层土壤的抗冲性和根系生物量随着坡度的增加而减小;大雨冲刷下,不同植物上层土壤的抗冲性基本上随着坡度的增大逐渐增强,而根系生物量呈相反趋势,在下层土壤中其表现规律不一致。另外,土壤抗冲性与根系生物量密切相关,中雨、大雨冲刷下土壤抗冲指数与根系生物量的相关性明显高于小雨冲刷下。[结论]不同植物根系对土壤抗冲性有明显影响,可为水土流失区的植被修复提供科学依据。     

自然降雨条件下不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的影响

吉林省是坡耕地较多的省份之一,坡耕地土壤侵蚀是东北主要面临的持续性自然灾害,是人们关注的生态环境问题。在自然降雨条件下,采用收集径流的方式得到产沙量与径流量,探讨不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的防治效应。结果表明：地埂植物带、土坎水平梯田与顺坡垄作的土壤侵蚀量表现为顺坡垄作>地埂植物带>土坎水平梯田;在5°和10°坡度下采用地埂植物带措施对土壤侵蚀治理效果明显;坡度为10°的土坎水平梯田的年径流量为7.83 mm,保土率为98.09%;2种措施与顺坡垄作相比,地埂植物带与土坎水平梯田的产沙量和降雨侵蚀力均达到极显著相关。可见,说明地埂植物带与土坎水平梯田措施有良好的保土、保水效应。地埂植物带和土坎水平梯田措施可显著降低土壤侵蚀量,有效地拦截地表径流,减慢径流流速和拦蓄水流,因而减少径流量。     

花椒地埂林土壤抗蚀性研究

对花椒地埂林土壤抗蚀性指标的测定和分析结果表明：花椒地埂林具有显著的固埂保土效益,土壤层腐殖质含量、水稳性团聚体含量及表层土壤水稳性团聚体风干率均高于无林地埂土壤。以微团聚体含量为基础的各项抗蚀性指标,团聚状况、团聚度均高于无林地埂土壤,分散率、分散系数指标均低于无林地埂土壤,地埂林土壤抗蚀性能强。     

贵州山区坡耕地土壤可蚀性研究

[目的]研究贵州山区坡耕地土壤可蚀性。[方法]针对贵州山区坡耕地,通过小区径流法和分析测试开展土壤可蚀性研究。[结果]用Sharply等提出的公式计算出的可蚀性K值变异系数小,K值相对稳定和精确,是贵州山区坡耕地土壤可蚀性K值计算的适宜方法。坡耕地A层的K值随着年份的增长,呈下降的趋势,整个土层可蚀性强、抗侵蚀弱,侵蚀的危害大。通过4年不同种植制度和利用类型的影响,不同土层的K值都下降,其中A层下降1.26%~12.34%,B层下降1.29%~13.80%,C层下降1.26%~10.80%,ABC三层平均下降3.17%~11.64%。除工程梯化处理外,草地、分带轮作、经果林、粮草间作、植物篱、混交林处理的K值下降幅度都高于农民处理,下降幅度的顺序是草地分带轮作经果林粮草间作植物篱混交林。[结论]种树种草有利于坡耕地可蚀性的改善和耕地质量的提高。玉米与其他植物间套作,提高覆盖度和增加生物种类,有利于坡耕地可蚀性的改善。     

三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响

研究三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响,结果表明,植物篱技术能有效改善坡耕地土壤结构,提高土壤养分的含量。植物篱的根系吸收促进养分的保持以及植物篱的物理阻挡作用对土壤径流的截持与减少泥沙的流失,有效地改善了土壤的养分含量。     

梯田田埂栽植萱草的固土防蚀效果及经济效益分析

为了解决梯田田埂的固土防蚀问题,以萱草为试验材料,采用试验室生理指标测定、护根苗种植和径流小区观测等方法对萱草种植保活技术、固土防蚀效果及经济效益进行了研究。结果表明,萱草的临界饱和亏为66.73%,第16天时叶片失水率为98.43%,具有较强的抗旱能力。梯田田埂土壤水分受田埂侧面蒸发的影响,其水分亏缺值随距田埂的距离增大而减小;而土壤养分则是田埂附近比田中间高,存在一定程度的积累;护根苗种植的成活率远远高于裸根苗;单株萱草根系固土量8年植株达到最大,为69.2 kg;20°坡面种植萱草后年均土壤侵蚀模数(t/km2)比对照低54.9%,年清水径流深分别比对照低53.7%,固土防蚀效果显著;梯田田埂种植萱草后,对其2 m范围内的作物产量产生影响,但萱草收入远远大于作物减产的损失。     

交通工程中有机物用量对植被护坡基材性能的影响研究

[目的]研究交通工程中有机物用量对植被护坡基材性能的影响以及有机物的合理用量。[方法]根据有机物用量对植被护坡基材抗侵蚀性、基材结构、pH的影响进行试验，分析相应的影响规律。[结果]随有机物用量增加植被护坡基材碱性降低；有机物用量增加会使植被材料抗侵蚀能力下降；有机物的用量选择范围是0．01％～0．1％，三相的比例满足植被的生长需求。[结论]影响植被护坡基材抗侵蚀能力的主要因素一是粘结剂的用量，二是有机物用量。     

岩石边坡喷播植草护坡工程的抗侵蚀效应

利用人工模拟降雨试验,从泥沙与养分流失的角度,对岩石边坡喷播植草护坡工程抵抗降雨侵蚀效应进行了研究,对侵蚀量与降雨强度、坡度、播种量及草的生长发育程度之间的关系进行了定量分析,揭示了岩石边坡喷播植草护坡工程抵抗降雨侵蚀的特征.结果表明:除降低雨滴动能外,坡面草本植被层具有明显的分流作用,降低了到达坡面的有效降雨量;泥沙与养分侵蚀量随坡度和播种量的增大而减少,随降雨强度的增加而增大,侵蚀量与试验因子间存在显著的函数关系,且抵抗降雨效应随草的生长发育程度表现出明显的时间动态特征;在高雨强下,基质的泥沙与养分流失量仍处于较低水平,表明岩石边坡喷播植草护坡工程具有较好的抵抗降雨能力.      

生态措施对亚热带丘陵区紫色土水土保持效应及机理

本研究以砂页岩紫色土为对象,研究不同坡度下生态措施对地表径流和土壤侵蚀的影响及其机理.结果表明,与相应的裸露荒地相比,坡度5°时,坡改梯、横坡种植、杨梅林地和恢复草地的土壤侵蚀模数分别降低10%、18%、37%和94%;10°时,坡改梯、刺槐、枫树和枣树林的地表径流系数和土壤侵蚀模数分别降低7%-60%和15%-86%,而林间除草的藤茶林增加30%和77%;15°时,草地恢复结合谷坊工程的地表径流系数和土壤侵蚀模数降低了30%和40%.坡改梯、横坡种植、经果林和水保林可在较低坡度(≤10°)降低水土流失,但须减少土壤扰动、增加林间或林下植被覆盖;人工或自然植被恢复结合谷坊工程可在较大坡度(15°)有效防治水土流失.砂页岩紫色土的地表径流系数与土壤侵蚀模数呈显著指数相关(R2=0.73-0.98,P<0.01),说明地表径流系数可用于指示和评价易分散岩性土壤的水土流失状况.     

全膜双垄沟播与秸秆还田技术对土壤理化特性及玉米产量的影响

试验通过全膜双垄沟播覆盖种植与不同玉米秸秆还田方式,研究对其土壤理化特性及玉米产量的影响。结果表明:采用全膜双垄沟播种植方式,经秸秆还田后耕层土壤养分含量变化表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,秸秆还田后的土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用后的土壤容重增大。秸秆还田对土壤水分与温度的影响,在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。就玉米产量变化而言,表现为全膜覆膜+整株秸秆还田>全膜覆膜+秸秆粉碎还田>全膜双垄沟播>免耕留茬一膜两年用>露地种植,玉米全膜双垄沟播较露地种植增产达到显著水平,玉米采用全膜双垄沟播种植结合秸秆还田技术的栽培模式较单一的全膜双垄沟播玉米产量有增产的趋势,免耕留茬一膜两年用有减产倾向但差异不显著。     

香根草在红壤丘陵上的应用

本文根据我省香根草试验结果，针对我国南方红壤丘陵水土流失严重、生态环境退化等问题，从香根草适应能力强、生长成篱速度快、生物量大等优势及其显著水土保持、稳定水热状况、改善生态环境、培肥改土效果等方面分析，认为香根草的种植是促进红壤丘陵农业持续发展切实可行的有效措施。     

种植密度对冬小麦根系的影响

在大田和盆栽条件下,研究了种植密度对冬小麦根系的影响。单株次生根随密度增加而减少,且因生育期进展其影响更为显著;群体(?)生根量生育前期与密度呈正相关,生育后期处理间差异不显著。根干重的变化趋势与次生根相同。根系的垂直分布,密植处理拔节前发展较快;而稀播在生育后期发展迅速,(?)深层根比较发达。稀播小麦的根系活力强于密植的。单株次生根数、根重均与单株穗粒数、粒重呈正相关关系。所以,适当稀播可以培育壮根,增强根系活力,充分发挥土壤、特别是深层土壤的作用。     

黄土丘陵区小流域土地利用变化与土壤侵蚀特性的协同效应研究

土壤侵蚀特性与土地利用变化之间存在密切关系。以黄土丘陵区纸坊沟小流域为研究对象,选择不同土地利用类型和土壤侵蚀特性指标,定量研究其生态恢复中的协同效应,结果表明,在生态恢复过程中,土地利用类型的变化与土壤稳定入渗率、水稳性团聚体平均质量直径、土壤有机质、土壤抗冲性,及土壤侵蚀模数之间具有密切的关系,表现出较好的协同效应,表明土地利用方式能改变土壤抗蚀能力。其中,林地对土壤抗蚀能力的提高最显著,农地则降低土壤抗蚀力。     

新建经济林与垦复竹林土壤侵蚀定位研究

对世界银行贷款"贫困地区林业发展项目"8个项目省(区)新建经济林和垦复竹林地中设置的11个土壤侵蚀定位观测点,连续5年(2001—2005年)观测得到的数据进行了综合分析。结果表明:各经济林地和竹林地在造林或垦复后均发生了不同程度的土壤侵蚀,在11个观测点中,6个观测点发生了微度土壤侵蚀或轻度土壤侵蚀,位于黄土地貌区的3个观测点土壤侵蚀强度较大,个别年份受高强度侵蚀性降雨的影响,发生了强度土壤侵蚀。梯田类整地方式的经济林地观测点土壤侵蚀量较小,水平带及穴状整地方式观测点的土壤侵蚀较为严重;造林后连续间作的经济林每年均发生土壤侵蚀,侵蚀模数随年度无明显变化,对于前4年进行间作,然后停止间作的经济林,土壤侵蚀量急剧下降,在水平带及穴状整地的经济林内进行农作物间作会导致中、强度土壤侵蚀的发生。垦复竹林观测点的土壤侵蚀模数较小,垦复后第1年易发生侵蚀,侵蚀量随林下植被恢复逐年减小,冬笋采挖会导致土壤侵蚀量的增加。建议新建经济林时,尽量采用梯田整地方式,而少用带状和穴状(包括鱼鳞坑)整地方式。梯田整地营建的经济林中可适当进行间作,带状整地和穴状整地经济林则不宜。毛竹低产林垦复改造施工的第1年,应采取沿等高线垦挖、杂草覆盖地表等措施防止土壤侵蚀。