封育对退化草原植被恢复及土壤理化性质影响的研究进展

封育是退化草原生态系统恢复的有效措施之一。在梳理现有封育研究成果的基础上,归纳封育对植物多样性、生物量、植被演替、土壤物理与化学性状的影响效应,发现:受地理区域、气候条件及封育前退化程度等本底条件的影响,封育条件下植被多样性呈现出显著增加、基本稳定和明显下降3种结果,生物量则表现为围封初期增加,围封时间过长不利于维持较高生物量的变化趋势;封育使得种群拓殖能力与群落资源冗余,土壤种子库结构改善、密度增长,退化草原呈正向演替,并可能出现3种演替模式。封育消除了土壤紧实层,改善了土壤结构与性状,但对土壤养分的影响效应不一致。基于研究现状,提出今后应深入研究的6个内容与方向,对丰富封育条件下退化草原恢复效应具有指导意义。     

黄土区退耕封育草地微生境土壤水分变化规律

干旱、半干旱地区土壤水分亏缺是影响植被恢复与重建的限制性因子,探讨不同微生境0—60 cm土层土壤含水量的变化规律对指导植被恢复具有重要现实意义。按照机械布点原则,采用烘干法测定了土壤含水量。分析结果表明,（1）0—60 cm土层土壤含水量平均值表现为：半阴坡〉半阳坡〉阳坡;（2）同坡向不同微生境类型（峁坡坡面、峁坡坡面浅沟、峁坡坡面小切沟、大切沟沟底、大切沟阳坡或半阳坡、大切沟阴坡或半阴坡、沟坡坡面）之间0—60 cm土层土壤含水量差异极显著,其含水量的大小主要取决于局部地形和植被生长状况,局部小地形主要影响降水和日照的再分配,植被主要影响降水截留和蒸腾;（3）根据含水量的大小,将3个坡向21个微生境类型划分为3个类群,其含水量依次为11.68%,8.68%和5.77%。     

4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸对封育禁牧的响应

采用动态密闭气室分析法,分别研究了放牧与围封条件下赖草群落、沙蒿群落、甘草群落、冰草群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸及其与温度因子的关系,揭示了4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸对封育禁牧的响应过程。结果表明,放牧与围封样地的土壤呼吸速率日动态均呈现出不对称的单峰型曲线,高峰值一般出现在14:00—16:00。围封样地土壤呼吸速率值大于放牧样地,但各监测时刻差异显著性不尽相同。放牧与围封样地各植物群落中较深层土温(10,15cm)和土壤呼吸速率的相关性普遍高于浅层土温(5cm)、深层土温(20cm)和气温,其中15cm土层温度与土壤呼吸速率相关性最高。除沙蒿群落外,其他3种植物群落放牧样地Q10值均显著低于围封样地,Q10值大小依次均为:沙蒿群落>赖草群落>甘草群落>冰草群落,其中沙蒿群落Q10值远高于其他3个群落。     

封育和放牧对典型草原地上植被的影响

封育和放牧是草地生态系统重要的干扰因子。以黄土高原典型草原封育5年草地和放牧地为研究对象,采用野外调查方法,地上植被物种组成、生物量、盖度、密度、地上茎分枝数和物种多样性等,以期揭示封育和放牧干扰对地上植被的影响。结果表明:封育和放牧对地上植被群落结构有显著影响。与放牧地相比,封育措施显著增加了典型草原的地上生物量和总盖度,但显著降低了地上植被密度和地上茎分枝数。封育措施显著提高草地禾草生物量,显著降低非禾草生物量。封育措施降低了禾草和非禾草地上茎分枝数,但非禾草地上茎分枝数下降不显著。封育显著降低了地上植被的物种丰富度、Margalef指数和Shannon-Wiener多样性指数,但对Simpson指数和Pielou指数影响不显著。     

防护林带和封育对沙化草场土壤理化性质的影响

 通过对河北省张家口市黄羊滩防护林带内封育草场和防护林带外未封育保护沙化草场的理化性质对比,分析封育和防护林带对沙化草场土壤理化性质影响。结果表明,封育和防护林带可以显著地改善沙化草场土壤机械组成,提高土壤养分含量,其中细沙、粗粉沙和物理黏粒的平均百分含量较未封育沙化草场分别增加了4.26%、10.20%和12.08%,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的平均含量总体提高了203.65%。研究成果为采用植被建设措施改良沙化草场提供了科学依据。     

黄土区人工林与自然封育对土壤养分的影响

为客观评价不同植被恢复方式对土壤养分的影响,采用野外调查结合室内试验分析的研究方法,分别对黄土丘陵区人工林和自然封育的两个流域的土壤养分及组分有机碳进行了对比研究。结果表明,植被恢复11 a来,人工林流域土壤同自然封育流域土壤相比较,出现了酸化倾向。在0—60 cm土层深度内,土壤全氮、全磷以及全钾含量均表现为人工林流域高于自然封育流域,且人工林流域全氮、全磷及全钾的变异系数大于自然封育流域的养分含量。自然封育流域在0—60 cm土层积累了更多的土壤重组有机碳和轻组有机碳,土壤表层轻组有机碳含量在两种恢复方式间的差异较大,而中下层差异较小。土壤有机碳组分含量变异系数为人工造林流域高于自然封育流域。研究结果说明人工林和自然封育对土壤氮磷钾的改善和有机质积累方面的改善各有利弊。     

封育对沙质草甸土壤理化性状的影响

对不同封育年限沙质草甸自然恢复过程中土壤理化性状进行了测定和分析。结果表明,封育对沙质草甸土壤理化性状的改善有明显的促进作用。随封育时间的延长,土壤颗粒组成发生明显变化,>0.25 mm的中粗沙成分明显减少,0.05~0.25 mm的细沙成分明显增加,而且表层粘粉粒含量也明显增加;各取样层次土壤有机碳和全氮含量在不同封育状况下形成显著差异,并随封育时间的延长而显著提高;随封育时间的延长,土壤容重逐渐减小,土壤硬度逐渐增大。相关分析表明,土壤有机碳含量、全氮含量与0.25~0.05 mm的细沙含量及<0.05mm的粘粉粒含量表现出显著的正相关关系,而与>0.25 mm的中粗沙含量呈显著的负相关关系。     

围栏封育对红松洼自然保护区草原植物群落特征及多样性的影响

以红松洼自然保护区草原植物群落为研究对象,采用样方法对研究区2012—2016年连续5年围栏封育植被进行了调查分析。结果表明:围封5年的植物群落优势种并未发生明显更替变化,但随围封年限增加,围栏内优势种及其他物种的重要值发生改变,其中地榆(Sanguisorba officinalis)、裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)重要值明显增加,细叶苔草(Carex rigescens)降低最多。围栏封育使植物群落的高度、盖度、生物量均明显增加(p0.05)。从不同经济类群分析,其优良牧草类、药用类植物比例增加,而杂类草比例相对下降。围封5年,植物群落丰富度指数、物种多样性指数、均匀度指数显著增加(p0.05)。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤微生物及酶活性的影响

[目的]揭示封育条件下土壤微生物及其土壤酶活性的适应机制,为退化草地恢复提供科学依据。[方法]采用蛇形布点法,采集封育0,3及11a伊犁绢蒿荒漠0—5,5—10,10—20cm土壤样品;采用常规方法对土壤有机质、过氧化氢酶活性、脲酶活性及土壤微生物数量进行测定。[结果]随封育年限增加,0—5cm土层有机质含量呈增加趋势,且封育11a较对照显著提高14.2%。土壤微生物组成中细菌数量最多,占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。0—5cm土层细菌、真菌数量随封育年限增加呈降低趋势,放线菌数量呈增加趋势,至封育11a细菌、真菌较对照依次显著降低(47.3%,25.5%),而放线菌则显著增加(15.5%);5—20cm土层细菌数量变化不显著,而放线菌及真菌数量多呈增加趋势。封育对伊犁绢蒿荒漠0—20cm土层过氧化氢酶活性影响不显著,而0—10cm土层脲酶活性随封育年限增加呈增加趋势,10—20cm土层则呈降低趋势。[结论]长期封育有利于土壤有机质的积累,促进表层土壤放线菌数量及脲酶活性的增加。     

围栏封育对荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响研究

为探究围封对灌丛草地土壤优先流的影响,以宁夏吴忠市盐池县典型荒漠草原区为研究区,通过野外入渗染色试验、图像处理分析等方法,对围封荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响进行评价。结果表明:(1)围栏封育与放牧管理样地土壤水分入渗特征存在差异,在围栏封育样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地的入渗染色图像分别在0—125,0—115,0—105 cm呈现均匀分布,而在125—240,115—150,105—140 cm呈现染色分支,在放牧管理样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地入渗染色图像分别在0—80,0—70,0—80 cm呈现均匀分布,围栏封育导致土壤优先流发生深度更大;(2)土壤剖面染色面积比表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞放牧管理天然柠条林地＞放牧管理草地,土壤染色深度表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞放牧管理天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地,围栏封育管理会导致土壤剖面染色面积比及染色深度增大;(3)土壤优先流变异系数表现为放牧管理天然柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞围栏封育人工柠条林地＞围栏封育草地,放牧管理导致土壤优先流程度增加,而围栏封育降低灌木林地及草地的优先流程度。因此,在荒漠草原等干旱半干旱地区,围栏封育可作为提升土壤水分均匀入渗深度、降低优先流发生程度、提高土壤水分利用效率的重要管理方式。     

黄河源区高寒退化草地鼠丘对土壤风蚀作用的影响

为阐明高寒草地鼠丘土壤风蚀特征和规律,以青海省河南县退化草地区域内的鼠丘为研究对象,采用野外人工模拟风力侵蚀试验方法,对不同风速条件下鼠丘大小、形状、土壤含水量及含根量对土壤风蚀作用的影响进行了研究。结果表明:高寒草地鼠丘土壤的风蚀量随着风速的增加而增加,风速从6 m/s逐步增加到12 m/s时,鼠丘土壤流失量增加1.22～1.79倍,且土壤流失量与风速和鼠丘大小呈正比。同等条件下,鼠丘形状不同时其土壤风蚀量也不同,3种类型的鼠丘土壤风蚀量的大小依次为半球型>凸凹型>平缓型,其中半球型鼠丘土壤流失量比凸凹型和平缓型鼠丘分别增加了35.5%,92.6%,且侵蚀前5 min是土壤风蚀速率最敏感的时期。土壤流失量随植被根系和土壤含水量的增加而减小,说明鼠丘内的植被根系以及土壤含水量对土壤风蚀量具有抑制作用,是鼠丘土壤风蚀的重要抗蚀因子。     

黄河上游玛曲不同退化程度高寒草地土壤物理特性研究

对黄河上游玛曲5种不同退化高寒草地土壤物理特性进行了研究。结果表明,在0—30cm土层范围内,不同退化高寒草地间土壤容重、孔隙度、持水量和贮水量差异显著;土壤容重随草地退化程度和土壤深度的增加而不断增加,其变动范围分别为1.085～1.447g/cm3和1.111～1.248g/cm3;土壤总孔隙度、最大持水量和总贮水量随草地退化程度的加重而不断减少,变动范围分别为46.214%～58.162%,26.765%～52.369%,1386.420～1744.872t/hm2,随土壤深度的增加而不断减少,变动范围分别为52.783%～57.285%,40.504%～50.057%,527.833～572.852t/hm2;土壤入渗性能随草地退化程度的加重先减少后增大,大小依次为中度退化草地轻度退化草地重度退化草地未退化草地极度退化草地;土壤入渗过程表明,未退化草地土壤透水性良好,土壤涵养水源功能较强,而重度退化草地土壤透水性较差,土壤涵养水源功能较弱。     

青海省黄河水保生态工程建设的成效及经验

截至2006年底,黄河水土保持生态工程西宁、互助项目区共完成水土流失治理面积263.9 km2,建成骨干坝29座、中小型淤地坝211座,修建谷坊341座、沟头防护120处,13条小流域坝系已建成淤地坝152座,其中骨干坝28座、中型淤地坝44座、小型淤地坝80座,共实施生态修复面积7 539 km2,为减少入黄泥沙、改善局部生态环境和农牧民的生产生活条件、调整农业生产结构、加快山区脱贫致富、促进当地经济社会的可持续发展做出了重要贡献。介绍了青海黄河水土保持生态工程建设的具体成效及经验。     

黄河源高寒草甸高原鼠兔土丘的土壤风力侵蚀规律

为阐明高寒草甸退化区土壤风力侵蚀作用及土壤流失规律,以青海省河南县退化高寒草甸高原鼠兔土丘为研究对象,通过开展野外人工模拟风蚀试验,对不同风速下鼠丘土壤流失量及其养分流失规律进行分析和讨论。结果表明：（1）风蚀作用下土壤流失量均呈先快后慢的变化规律,风速从6.0 m/s逐步增加到12.0 m/s时,土壤流失量增长约6.3倍。（2）风蚀过程中鼠丘高度和直径随风蚀时间的变化较明显,其变化速率与土壤流失速率相对应,且风蚀促进土壤水分的蒸发速率,从而促进鼠丘的土壤可蚀量。（3）鼠丘土壤养分随风速和土壤流失量的增大而增大,即养分流失规律与土壤流失量的变化规律相同,其中土壤有机质、全钾、速效钾和碱解氮的流失量相对较大。研究结果表明风力侵蚀是加剧退化高寒草甸高原鼠兔爆发区土壤流失和养分贫瘠的重要因素之一。     

围栏禁牧对退化草原土壤水分的影响研究

在2005年5月19日至2005年9月13日研究了呼伦贝尔典型草原区自由放牧和围栏禁牧对0~110 cm土壤水分的影响情况,结果表明围栏禁牧对草原土壤水分的影响表现为提高20~70 cm土层的水分含量,而放牧提高了0~10 cm表土水分含量。呼伦贝尔典型草原自然降雨和冰雪的融化对土壤水分的影响深度为0~90 cm,在该范围内的土壤水分明显受降雨的影响。90 cm以下土壤在年内变化幅度较小,含水量在3%~5%之间。     

和信电厂水土保持监测效果分析

武乡和信电厂开发建设项目属新建工程,在建设过程中扰动地表、破坏原地形地貌和水土保持设施,人为水土流失较为严重。经监测:项目区施工前年土壤侵蚀量为4446.54 t,施工扰动后年土壤侵蚀量为9555.29 t,人为增量为5108.75 t;通过采取防治措施,水土流失治理度93.7%,扰动土地整治率为97.1%,拦渣率为100%,土壤流失控制比为0.76,植被恢复率为95.4%,林草覆盖率为16.8%,达到了二级防治标准。     

黄河流域各省区贯彻水保法成效与做法

陕　西　　水土保持法颁布 10年来 ,陕西省认真贯彻水土保持法 ,依法防治水土流失 ,呈现出以下七大特点 :(1)投资力度大 ,建设步伐加快。 10年来 ,全省共投入水土保持生态环境建设资金 7 9亿元 ,治理水土流失面积 2 0 6万ｋｍ2 ,治理程度由 80年代末的 46 8%提高到现在的 61 9     

黄河三角洲湿地土壤毛管水运动特性研究

以黄河三角洲湿地土壤为研究对象,采用土柱实验方法,设置1.3、1.4、1.5g·cm~(-3)共3个容重处理,实验时长120min,定时测定湿地盐碱土毛管水运动过程及积水入渗过程各指标,并通过Philip模型和Kostiakov模型拟合其动态规律性,以此了解黄河三角洲湿地土壤毛管水过程与运动特性。结果表明,不同容重条件下,湿地盐碱土毛管吸水过程各指标动态变化规律与非盐碱土一致;同等条件下,积水入渗过程各指标值均大于毛管吸水过程,各容重土壤积水入渗的初始入渗率和稳定入渗率分别在0.87~1.93cm·min-1和0.028~0.051cm·min-1,毛管吸水过程的相应指标值分别在0.32~0.43cm·min-1和0.025~0.034cm·min-1,入渗60min时,各容重积水入渗湿润锋距离和累积入渗量分别达到13.58~17.62cm和4.95~6.99cm,是同时刻毛管吸水的1.19~1.22倍和1.13~1.29倍。在实验观测的120min内,3种容重土壤毛管水上升高度与入渗湿润锋、累积毛管吸水量与累积入渗量间均存在显著的正相关关系(P0.05)。利用Philip模型、Kostiakov模型对土壤毛管吸水过程和积水入渗过程进行模拟,两种模型对3种容重土壤均具有良好的适应性,但Philip模型对毛管吸水过程的模拟效果最佳,其R2值均大于0.9639,Kostiakov模型则更适于积水入渗过程的模拟,其R2值大于0.8819。     

黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的蓄水保土功能研究

为探讨引黄灌区不同植被类型的防风固沙、蓄水保土及改良土壤效应,以黄河三角洲小开河引黄灌区沉沙池段内的杨树林、冬枣经济林、杨树+大豆农林间作和玉米农田作为研究对象,测定分析不同植被类型下的土壤水蚀量、风蚀量、土壤水文物理参数和土壤养分等指标。结果表明,(1)不同植被类型的土壤侵蚀深度和侵蚀模数均低于裸地。杨树+大豆农林间作抵抗风蚀能力最好,其次是杨树林;冬枣林和农林间作抵抗水蚀能力好于玉米地和杨树林。发生风蚀和水蚀的月份分别以3-4月和7-8月为主。(2)植被恢复措施明显改善土壤物理结构和蓄水性能,土壤表层的蓄水能力好于20-40cm土层。冬枣林蓄水能力较高,农林间作涵蓄有效水分较弱。土壤渗透性能表现为:玉米地杨树林冬枣林杨树+大豆间作。(3)植被恢复措施可显著提高土壤有机质及速效养分含量,土壤表层养分含量高于20-40cm土层。农林间作的土壤有机质和速效氮含量最高,其次为冬枣林和玉米地;冬枣林速效磷和速效钾含量最高,其次为玉米地和农林间作,杨树林在改善土壤养分效能方面较差。综合来看农林间作在引黄灌区沉沙池段具有较好的蓄水保土和改良土壤效应。