黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响

【目的】探讨黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响,为防治森林土壤退化和连栽障碍提供科学依据。【方法】在位于黄土高原中部半湿润黄土丘陵区的陕西黄陵县,选择刺槐、辽东栎和小叶杨3种典型人工阔叶纯林为研究对象,采集林地腐殖质层土壤和枯落物（当年枯落叶及细根）,分别设“土壤+枯落叶”、“土壤+根系”、“土壤＋枯落叶+根系”和土壤不与任何枯落物混合（对照）4种处理方式,进行室内混合培养试验,共培养120 d,分析枯落物分解对土壤生物学和化学性质极化的影响。【结果】1）在刺槐林地,枯落叶分解主要引起土壤pH值、过氧化氢酶活性和微生物数量负向极化,根系分解主要引起pH值、速效磷含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了正向极化,且根系影响大于枯落叶,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互抑制。2）在辽东栎林地,枯落叶分解主要引起蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性及速效磷、速效钾含量负向极化,根系分解主要引起过氧化氢酶活性和速效钾含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶分解引起了负向极化,而根系分解引起了较弱的正向极化,且二者混合分解对土壤的影响总体表现为较弱抑制作用。3）在小叶杨林地,枯落叶分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及速效磷含量负向极化,根系分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物数量和速效磷含量负向极化;就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了负向极化,且根系影响较明显,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互促进。【结论】从枯落物分解对土壤性质极化影响的总体结果来看,刺槐比较适宜在该地区一定时间内继续连栽,其次为辽东栎,而小叶杨不适宜。     

陕北半干旱风沙区人工纯林土壤性质极化研究

在人工或天然纯林内,由于树种生物生态学特性的单一性、对物质吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性,土壤性质呈现偏离原平衡态、并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。充分认识和了解土壤极化的方向和程度对维持森林可持续发展和防止土壤退化具有非常重要的意义。作者根据土壤极化的概念,提出了抗极化域（W）、抗极化度（R）、极化度（P）和极抗比（I）等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法,对陕北半干旱风沙区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析,结果表明:①不同树种林地属于强度以上极化（｜P｜＞0.15）的土壤性质分别为:油松林地的生物学性质;小叶杨林地的微量元素和化学性质;刺槐、旱柳和柠条林地的生物学、化学性质;沙棘林地的微量元素和生物学性质;紫穗槐林地的化学、生物学性质和微量元素。②除了油松纯林会引起土壤的严重贫养化外,刺槐纯林会引起土壤的富养化,柠条和旱柳纯林会引起土壤的富养化和生物学性质改善,小叶杨、沙棘和紫穗槐纯林会引起土壤的严重富养化和微量元素富集。③主要树种纯林抗土壤各种性质极化能力大小顺序均为小叶杨＞油松＞刺槐;相对于林木抗极化能力,油松纯林土壤各种性质的绝对综合极抗比均在轻微之下（Ia≤0.40）,小叶杨纯林均属基本稳定（Ia≤0.15）,刺槐纯林土壤的微量元素极化程度严重（Ia=0.61）、生物和化学性质极化程度中等（Ia为0.47～0.54）、物理性质极化程度轻微（Ia=0.40）。      

陕北地区阔叶树种枯落叶对针叶纯林土壤微生物的影响

通过室内培养的方法代替实地混交造林和枯落叶客置实验,研究了陕北黄土高原不同阔叶树种枯落叶对针叶纯林土壤微生物数量的影响。结果表明:在陕北半干旱风沙区(靖边),油松林引入白榆,樟子松林引入旱柳或客置其枯落叶,有利于改善土壤微生物性质;在陕北半湿润黄土丘陵区(黄陵),侧柏林引入桦树,落叶松林引入刺槐、小叶杨、桦树和辽东栎,油松林引入桦树、小叶杨和刺槐或客置其枯落叶,有利于改善土壤微生物性质。     

陕北半湿润黄土丘陵区不同人工林土壤生物学特征研究

为研究陕北半湿润黄土丘陵区不同树种人工林地土壤酶活性和微生物量C在森林土壤中的分布特征及二者的关系,在黄陵地区选择有典型代表性的人工油松、侧柏、华山松、刺槐及辽东栎纯林和它们的混交林,并测定林地土壤酶活性和微生物量C.结果表明:(1)在0～40 cm的土层范围内,随着土层深度的增加,土壤酶活性和微生物量C明显呈递减规律变化,即0～20 cm土层＞20～40 cm土层;(2)在不同树种条件下,各土壤酶活性和微生物量C表现差异较大,蛋白酶活性大小依次是阔叶纯林＞天然荒草地＞混交林＞针叶纯林;其他酶活性和微生物量C的大小总体规律表现为:阔叶纯林＞针阔混交林＞针叶纯林＞天然荒草地;(3)研究区土壤微生物量C与各种酶活性之间有较高的相关性.蛋白酶与磷酸酶、过氧化物酶、微生物量C未达到显著水平;除过脱氢酶外,其余各种酶活性之间以及与微生物量C之间的相关性均达到显著或极显著水平.另外,对土壤表层酶活性和微生物量C进行聚类分析,可以将10个样地分为不同的类别,聚类分析结果显示混交林地土壤酶活性和微生物量C最高,阔叶纯林次之,针叶纯林最小.针阔混交林能够显著性地提高土壤的生物学性质,有利于微生物的再分配;土壤微生物量C和酶活性能够及时地反映土壤养分的变化趋势.     

黄土丘陵区针叶纯林养分循环和枯落物分解导致土壤极化风险分析

【目的】分析3种针叶人工纯林发生土壤极化的风险。【方法】2011-2012年,在黄土丘陵区,选择侧柏、油松和落叶松3种针叶人工纯林作为研究对象,分别测算了3种针叶人工林的林分生物量、生产力和养分循环量;此外,将采集的土壤分别与枯落物(枯落叶和根系)混合,进行分解培养试验,研究枯落物分解对土壤生物学性质的影响。【结果】不同针叶人工纯林中,N、P、K积累量在不同器官中存在差异。侧柏纯林中,N、P、K主要积累在干中;落叶松纯林中,N、P、K主要积累在根和干中;在油松纯林中,N、P、K主要积累在根中。在生长季节短期内,侧柏和油松纯林的养分循环特征导致土壤存在K负向极化风险,落叶松纯林土壤存在N负向极化风险,而长期生长季节内3种纯林土壤都存在P负向极化风险。枯落物混土分解培养试验结果表明,侧柏和落叶松枯落叶分解会引起土壤多酚氧化酶活性发生负向极化,侧柏根系分解会引起土壤微生物数量、蔗糖酶和过氧化氢酶活性发生明显负向极化;油松枯落叶分解会引起土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性发生负向极化。【结论】侧柏和油松纯林土壤生物学性质发生负向极化的风险高于落叶松纯林;在生长季节应向侧柏和油松纯林土壤补充K肥,向落叶松纯林土壤补充N肥,并长期向3种纯林土壤补充P肥。     

长期施肥对黄土丘陵区农田土壤微量元素有效含量的影响

【目的】探讨长期不同施肥处理对土壤微量元素有效含量的影响,为农田管理和农业生产提供参考。【方法】于2012年,在位于黄土丘陵地区陕西安塞的中国科学院水土保持综合试验站川地农田养分长期定位试验场(1997年开始)内,以大豆-玉米-玉米轮作模式的农田土壤为对象,设置氮肥(N,尿素97.5kg/hm~2)、磷肥(P,过磷酸钙75.0kg/hm~2)、有机肥(M,羊粪7 500kg/hm~2)、N+P、N+M、P+M、N+P+M、裸地(BL)和不施肥(CK)共9个长期施肥处理,采集0~20和20~40cm土层土样,测定不同土层土壤理化性质及有效铜、有效锌、有效锰和有效铁含量,并对微量元素有效含量进行评价,分析土壤理化性质与微量元素有效含量的相关性。【结果】与CK相比,无论有机肥单施还是与无机肥配施,土壤微量元素的有效含量均显著高于单纯施用化肥土壤,其中土壤有效锌、有效锰和有效铁的平均增幅分别达34.3%,31.5%和40.4%,长期施用氮肥会造成土壤有效锌和有效锰的轻微亏损。相关分析表明,有机质、全氮、碱解氮和速效磷与有效锌、有效锰和有效铁的含量呈极显著正相关关系,而pH则与其为负相关关系。【结论】总体上看,黄土丘陵区农田土壤并不缺乏有效铜,而有效锌、有效锰和有效铁都处于亏缺边缘,施用有机肥可有效改善土壤中微量元素的亏缺状况。     

杉木人工纯林与混交林下土壤肥力分析

对杉木人工纯林,杉木与马尾松、木荷、厚朴构成的混交林下土壤物理性质和化学性质进行了测定和比较分析.结果表明,混交林能有效地改善林地土壤结构,提高土壤有机质和营养元素的含量,并通过降低土壤酸度,增加了养分有效性.在所研究的三种混交模式中,以杉木与木荷混交为最佳选择.     

杉木人工纯林与混交林下土壤肥力分析

本文对杉木人工纯林,杉木与马尾松、木荷、厚朴构成的混交林下土壤物理性质和化学性质进行了测定和比较分析．结果表明,混交林能有效地改善林地土壤结构,提高土壤有机质和营养元素的含量,并通过降低土壤酸度,增加了养分有效性．在所研究的３种混交模式中,以杉木与木荷混交的效果最佳．     

城镇近郊人工纯林的定向改造刍议

在人工纯林定向改造过程中,树种选择是生态林业建设的关键,既要考虑树种的生态和经济要求,又要体现森林景观的美学价值。阐述人工林改造过程中树种选择原则及树种选择与配置,并提出定向改造方法。     

黄土丘陵区撂荒农耕地土壤有效态微量元素演变特征

【目的】探索农耕地撂荒对土壤微量元素演变特征的影响,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】以黄土丘陵区不同撂荒年限的坡耕地为研究对象,分析农耕地撂荒后不同坡向土壤4种有效态微量元素的变化趋势。【结果】黄土丘陵区坡耕地撂荒后,阴坡由于土壤温度较低,含水量较大,植被生长旺盛。有机碳、全氮、有效锰、有效铁、有效锌含量变化规律性较强,表现为在演替前期变化较小,而后期随撂荒年限的延长而显著增加,有效铜则随撂荒年限呈降低趋势。阳坡土壤有机碳、全氮及4种有效态微量元素含量则随年限呈波动变化。不同演替阶段土壤微量元素密度变化不同,阳坡土壤有效铁和有效锌密度在演替前10年明显高于阴坡,而在10年后显著低于阴坡;有效铜密度在前5年略低于阴坡,5年后明显高于阴坡。【结论】黄土丘陵区坡耕地撂荒20年后,虽然4种土壤有效态微量元素含量有所提高,但仍处于低或极低水平,因此黄土丘陵区通过自然演替来改善土壤微量元素状况还需要较长的时间。     

陕北地区土壤环境污染现状及对策

以陕北土壤实际分析了增加土壤重金属与有毒元素导致土壤硝酸盐积累、破坏土壤结构、促进土壤酸化、降低土壤微生物活动不良影响;提出了强化环境保护意识、加强土壤肥料的监测和管理、增施有机肥、推广配方施肥技术、施用硝化抑制剂、改进施肥方法等一系列防治措施。     

红壤丘陵区不同林分类型土壤酶活性及养分特征

以红壤丘陵区马尾松纯林(PM)、马尾松+枫香针阔混交林(PMLF)和天然次生林(NSF)为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究了不同林分类型土壤酶活性和养分特征及其二者的相关性。结果表明:各土层(0~10 cm和10~20 cm)中,马尾松纯林有机质、全氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著低于马尾松+枫香针阔混交林和天然次生林(P<0.05);各土层马尾松纯林铵态氮含量显著低于天然次生林(P<0.05),与马尾松+枫香针阔混交林差异不显著(P>0.05);天然次生林和马尾松+枫香针阔混交林林地各土层蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性在总体上显著高于马尾松纯林(P<0.05);除过氧化氢酶与铵态氮和速效磷无显著相关性(P>0.05)外,土壤酶活性与养分间均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关性。与马尾松纯林相比,马尾松+枫香针阔混交林可以明显改善林地内土壤酶活性和养分状况,改善林地生态环境。     

荞麦种质资源在陕北丘陵沟壑区综合鉴定与评价

旨在挖掘和利用优异的荞麦种质资源,筛选适合陕北丘陵沟壑区种植的荞麦品种,为生产、加工应用提供依据。本研究以引进征集的7个甜荞品种资源为试材,通过连续3年不同区域试验,对其物候期、农艺性状、抗逆性和经济产量等进行鉴定与评价。结果表明,参试品种生育期为68～76天,均属于早熟品种;株高为124.5～143.6 cm,主茎分枝为3.3～4.4个,主茎节数为12.2～14.3节,花色为白色和粉红色,粒形均为短棱锥,粒色均为棕色,除‘TQ17-01’成熟籽粒颜色一致外,其他各品种成熟籽粒均有5%～10%的异色率;均表现较强抗旱性和适应性;参试品种单株粒重为7.0～12.9 g,千粒重为21.0～27.6 g,产量1315.0～1742.3 kg/hm²。通过鉴定评价,筛选出‘TQ17-03’(‘西农T1351’),‘延甜荞1号’(CK)和‘TQ17-05’(‘安塞坪桥荞麦’)3份优异资源,其中‘TQ17-03’花、茎、叶呈鲜红色,观赏期长,在文化旅游区可作为观赏植物种植;‘延甜荞1号’品质较好,适应性强,适用于加工制造风味小吃和食品;‘TQ17-05’单株粒重高、千粒重高、...     

紫色丘陵区桑树林地土壤理化性质及其抗蚀性研究

[目的]为对桑树水土保持效益的客观评价提供科学依据。[方法]通过室内理化性质分析法,研究桑树林地土壤理化性质及其抗蚀性能。[结果]桑树林地可显著改善土壤理化性质,提高土壤抗蚀性能,增加土壤有机质含量,其中剑持的土壤改良效果最好,有机质含量最高（30.67 g/kg）,是湖桑32号的1.82倍。各样地土壤团聚体分布均不均匀,风干土团聚体主要分布在＞5 mm范围;3种桑树林地＞0.25 mm风干土团聚体（94.50%～97.00%）和水稳性团聚体（50.16%～61.66%）含量均较高,并以嘉陵20号水稳性团聚体含量最大（61.66%）,表明该桑树对改善土壤结构和增强其土壤稳定性效果最好。嘉陵20号水稳性指数为0.52,其结构体破坏率最小（36.43%）,水稳性团聚体的GMD和MWD分别为1.06和1.33 mm,表明抵抗降雨侵蚀和径流冲刷能力最强。嘉陵20号的内摩擦角为13.712°,为剑持的1.40倍,湖桑32号的黏聚力最大,说明这2种桑树均对土壤有较高的改良作用。[结论]剑持对土壤理化性质的改良最优,嘉陵20号在改善土壤团聚体稳定性方面具有较高优势,湖桑32号可以提高土壤黏聚力以增强土壤的抗侵蚀力,三者在对土壤的水土保持效应方面各有优势。其中,嘉陵20号在各方面的表现较优,对土壤的改良效果最显著。     

江南丘陵林区森林土壤微量元素的含量与分布

对我国江南丘陵林区森林土壤微量元素的含量,分布及影响因子进行了研究。结果表明：该地区森林土壤全量微量元素Ｂ,Ｚｎ,Ｍｎ等含量很低,Ｍｏ,Ｃｕ含量较高,Ｆｅ含量丰富,不同林分类型对土壤中微量元素全量不存在明显影响。     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工书生态系统碳素贮量与分布研究

利用标准样方法对19 a生湿地松人工林生物量、碳素含量、贮量及其空间分布进行测定.结果表明,湿地松各器官的碳素含量在50.92%～54.38%波动,排列顺序为树叶＞树枝＞树根＞树干＞树皮,且各器官的碳素含量随树龄增长而提高.林冠上层与下层叶的碳素含量比中层叶的碳素含量低,但差别不大;下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高.灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为45.16%、42.28%、40.88%;土壤层碳素含量平均为0.43%,且随土壤深度的增加而明显递减.湿地松各器官碳贮量与其生物量成正比例关系,排列顺序为树干＞树根＞树皮＞树枝＞树叶.随着树高的增大,树干碳贮量在乔木层中所占比例逐渐下降,树皮碳贮量所占比例处于一个缓慢上升的状态,枝叶碳贮量所占比例在10～12 m段出现最大值.湿地松林生态系统碳贮量(C)为121.94×103 kg/hm2,其中乔木层为86.78×103 kg/hm2,占整个生态系统总贮量的70.67%,下木层为0.6×103 kg/hm2,占0.49%,凋落物层为8.86×103 kg/hm2,占7.27%,林地土壤(0～60 cm)为26.3×103 kg/hm2,占21.57%.根据以上数据,得出湿地松林年净生产力约为7.61×103 kg/hm2·a,有机碳年净固定量(C)为4.54×103 kg/hm2·a.     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工林生态系统碳素贮量与分布研究

利用标准样方法对19a生湿地松人工林生物量、碳素含量、贮量及其空间分布进行测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在50.92%~54.38%波动,排列顺序为树叶>树枝>树根>树干>树皮,且各器官的碳素含量随树龄增长而提高。林冠上层与下层叶的碳素含量比中层叶的碳素含量低,但差别不大;下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为45.16%、42.28%、40.88%;土壤层碳素含量平均为0.43%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松各器官碳贮量与其生物量成正比例关系,排列顺序为树干>树根>树皮>树枝>树叶。随着树高的增大,树干碳贮量在乔木层中所占比例逐渐下降,树皮碳贮量所占比例处于一个缓慢上升的状态,枝叶碳贮量所占比例在10~12m段出现最大值。湿地松林生态系统碳贮量(C)为121.94×103kg/hm2,其中乔木层为86.78×103kg/hm2,占整个生态系统总贮量的70.67%,下木层为0.6×103kg/hm2,占0.49%,凋落物层为8.86×103kg/hm2,占7.27%,林地土壤(0~60 cm)为26.3×103kg/hm2,占21.57%。根据以上数据,得出湿地松林年净生产力约为7.61×103kg/hm2.a,有机碳年净固定量(C)为4.54×103kg/hm2.a。     

陕北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林土壤养分背景和生产力关系研究

通过对陕北黄土丘陵沟壑区半阴坡、半阳坡、阳坡11龄人工刺槐林土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾含量、土壤含水量和刺槐的株高、冠幅、胸径、新枝进行测定分析,结果表明:(1)该区土壤肥力水平偏低,有效养分缺乏。(2)整个生长季内,三个立地条件的土壤养分含量是:生长初期>生长中期>生长末期,说明林地自肥能力弱,地力在逐渐的衰退;(3)不同立地类型之间,土壤养分含量差异不显著,三个立地条件下的人工刺槐林土壤含水量差异显著,而三个立地条件下的刺槐生长量却有差异,因此认为,引起刺槐林生产力差异的主要原因是土壤含水量,土壤养分的缺乏,更加恶化了刺槐的生长条件。要想彻底改变刺槐生长“小老树”的局面,必须从根本上改变人工刺槐林的水肥条件;(4)三个立地条件之间,刺槐的生长量、土壤养分含量和土壤含水量大小均为:半阴坡>半阳坡>阳坡,所以,在建造人工刺槐林时,在半阴坡、半阳坡、阳坡三个立地类型之中,宜选择在立地条件好的半阴坡进行。基于上述分析,在陕北黄土丘陵沟壑区进行林草植被建设时,必须慎重考虑不同立地条件下的土壤水分生态环境和土壤养分背景。     

临汾西山地区封禁治理调查

根据国家有关规范,对临汾西山地区封禁治理的植被恢复状况、分类形式及治理效益进行了调查,结果显示,经过一定时间的封禁治理,该区植被覆盖度都能得到一定程度的恢复,而在某些原生残存植被种保存较好的多年封禁地段,植被已表现出一定正向群落演替特征;封禁治理可分为水土保持项目区类、国家退耕还林(还草)项目区类、地方生态林区类和庄园大户承包四荒治理类;封禁区植被的减沙效应为44.7%～57.7%,平均为52.7%;封禁区气候降雨、温度和湿度等指标都有不同程度的改善。     

华北低山丘陵区石榴-小麦间作系统的土壤呼吸特征——以河南省济源市试验点为例

在2010年3月至2010年6月,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统,研究了位于河南省济源市的华北低山丘陵区石榴-小麦间作系统(间作系统)和小麦单作系统(单作系统)内土壤呼吸速率(SRR)的时间变化特征及其与土壤温度和湿度的关系。结果表明:(1)间作系统和单作系统的SRR在晴天-多云均表现出明显的时间变化特征,呈单峰变化趋势,在阴天日波动变化幅度较小。SRR在晴天-多云和阴天与土壤温度的变化趋势均基本一致。间作系统的SRR高于单作系统。整个观测时期内间作系统和单作系统的平均SRR分别为1.813μmol.m-2.s-1和1.642μmol.m-2.s-1。(2)间作系统和单作系统SRR与15cm处土壤温度存在显著的指数相关关系,在该深处的Q10值分别为1.73和1.49。(3)间作系统和单作系统与20cm处的土壤体积含水量与SRR的相关关系均不明显。