土石混合工程堆积体土壤理化性状与物种多样性的响应

为了探讨喀斯特区土石混合工程堆积体植被恢复过程中物种多样性与土壤理化性状的互作关系,以不同恢复时段恢复时间(1,2,4,6 a)依坡倾倒型工程堆积体为研究对象,采用“空间代替时间”的研究方法,研究了不同恢复时间土壤理化性状和植物物种多样性的特征及相互之间的响应机制。结果表明:随恢复时间增加,土石混合堆积体台面和坡面植物种类呈现先上升后下降的趋势,且坡面植物种类(99种)多于台面(74种),植物群落逐渐由草本向草灌混交转变。台面和坡面的物种丰富度、多样性、优势度和均匀度指数随恢复年限恢复时间增加均表现为先增加后减小。随植被恢复时间增加,土壤理化性质得到不同程度的改善,其中土壤全氮(TN),全磷(TK),速效磷(AP)和有机质(SOM)含量显著增加,土壤养分含量呈上升趋势,坡面土壤理化性质优于台面。冗余分析(RDA)表明,土壤含水量(MC),容重(BD),TN,TK和速效钾(AK)在不同恢复时段恢复时间内对植物物种多样性有较大影响;钾素在较短的恢复时间内对物种多样性影响较大,氮素随恢复时间延长影响逐渐增加,MC和BD对台面物种多样性的影响大于坡面,而土壤养分因子对坡面影响较大。因此对土石混合堆积体进行植被恢复时,恢复前期采取添加覆盖物等措施减少水分流失的同时施用钾肥尽量保证植物存活,植物物种种类上选择既能保水保土又能与土壤微生物相互作用补充土壤中营养元素的豆科类植物。     

吉林省西部沙地土壤风蚀机理分析

风蚀危害是吉林省西部沙地的主要自然灾害之一.通过典型样地调查和室内风洞试验,分析了该区沙地土壤风蚀机理.结果表明,土壤风蚀随地表粗糙度、土壤含水量和有机质含量的增加而减小,其风蚀量与地表粗糙度、土壤含水量近似地呈负指数关系,与土壤有机质含量呈负相关.风是吉林省西部沙地产生风蚀的主要源动力,当风速超过临界起沙风速时,土壤侵蚀量与风速的3次方成正比,其风蚀性气候因子为155.2,春季最大(76.2).在空间分布上,该区风蚀性气候因子和侵蚀性风能均自东向西递增,西北 部的通榆县为最大.     

喀斯特区石漠化坡耕地产流产沙模拟试验

为进一步了解掌握喀斯特区石漠化坡耕地土壤侵蚀规律,采用人工模拟降雨的方法,研究不同降雨强度及地下孔(裂)隙度下的坡耕产流产沙特征.结果表明:小降雨强度(30 mm/h)时,喀斯特区石漠化坡耕地无坡面产流、产沙,主要以地下漏失为主;降雨强度对坡耕地地表产流、产沙影响呈极显著正相关;地下孔(裂)隙度对坡耕地地下产流、产沙影...     

不同树种叶片枯落物蓄水性能比较研究

通过对几种不同树种叶片枯落物蓄水性能研究结果表明：慈竹、刺槐、三角槭、青桐的最大持水率均较大,其次为榆树、枫香、构树、二球悬铃木等,其它树种则较小。另外不同树种叶片枯落物吸水速度存在一定的差异,但均表现出相同的趋势,随着吸水时间的不断增加,不同时段的吸水速度逐渐减小并趋近于零,且不同时段的吸水速率均可以利用幂函数回归方程进行估测。     

喀斯特植被恢复过程中的土壤分形特征

基于粒径的重量分布表征分形维数的计算方法,对喀斯特山区植被恢复过程中的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布的分形维数进行研究,并分析其与土壤理化性质的关系。结果表明,随着植被的不断恢复,>0.25mm水稳性团聚体不断增多,土壤结构不断改善;土壤颗粒分形维数除与土壤水解氮呈显著正相关外(P<0.05),与其他因子的相关性较小,均未达显著性水平;土壤微团聚体和水稳性团聚体分形维数与有机质和全氮、水解氮呈显著负相关,与结构体破坏率呈显著正相关。土壤微团聚体及水稳性团聚体分形维数能较好地反映植被恢复过程中土壤理化性质的演变,可以作为定量评价喀斯特植被恢复过程中土壤结构演变的指标;坡耕地的土壤结构最差,退耕还林有利于喀斯特山区水土保持。     

黄土丘陵区不同植被恢复模式对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复30a植被长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为参照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征。结果表明,黄土丘陵区的坡耕地由于不合理的人为干扰,土壤理化性质和酶活性较弱,通过植被恢复可以有效的改善土壤肥力,不同恢复模式对土壤酶活性和肥力的改善作用不同,恢复30a,脲酶活性增加33%~213%,磷酸酶活性增加275%~394%,蔗糖酶活性增加70%~210%,纤维素酶活性增加24%~48%,过氧化氢酶增加32%~96%,多酚氧化酶降低23%~29%,淀粉酶变化规律不同。不同植被恢复模式其生物特性不同,对土壤酶活性影响也不同。相关性分析说明磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶与其它因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标。     

模拟雨强和地下裂隙对喀斯特地区坡耕地养分流失的影响

喀斯特坡面水土地下漏失直接观测难度大,其土壤养分地下漏失的研究仍处于空白,而雨强和地下孔(裂)隙度(以下简称地下裂隙)对其土壤养分流失影响作用尚不清楚。该文以喀斯特坡耕地为研究对象,通过模拟其地表微地貌及地下裂隙构造特征,采用人工模拟降雨试验研究雨强和地下裂隙对喀斯特坡面氮磷钾养分流失的影响。结果表明:雨强对地表产流产沙影响显著(P0.05),其产流产沙量均随雨强增大而增加,且地表产流产沙临界雨强在30~50 mm/h之间;雨强对地表径流各养分输出负荷、地下径流全氮(TN)输出负荷及径流TN总负荷影响亦显著(P0.05)。地下裂隙度对地下径流TN输出负荷影响显著(P0.05),而总体上对其产流产沙、地表径流泥沙各养分输出负荷及总负荷影响不明显。喀斯特坡面TN、全磷(TP)输出负荷总体以径流为主,而全钾(TK)输出负荷则以泥沙为主。雨强是喀斯特坡面土壤养分流失的重要影响因子,地下裂隙度对其养分流失影响不大,但地下径流是喀斯特坡面主要的养分流失方式。研究结果可为喀斯特坡耕地养分流失的机理揭示及源头控制提供基本参数和科学依据。     

喀斯特浅层裂隙土壤入渗特征及其影响因素

为探索喀斯特地下浅层裂隙土壤水分运移规律,通过野外调查、单环入渗试验探索裂隙土壤的入渗特性及入渗模型的适应性.结果表明:(1)裂隙土壤初始入渗率为21.06～57.90 mm/min,入渗时间20～60 min后达到稳定入渗(4.21～13.69 mm/min),且入渗初期到最后的稳渗阶段存在着较大降幅(40.89％～...     

坡耕地上等高草篱的功能与效益综合分析

【目的】对等高草篱的功能与效益进行长期监测和综合分析,为北方地区坡耕地水土流失和农业面源污染防治提供理论依据和预防措施。【方法】以径流小区为基本手段、以狼尾草（Pennisetum alopecuroides  (Linn.) Spreng）为代表,布设草篱处理和无草篱作为对照,其后对两种处理下土壤的物理性状、水分条件、养分水平、水土流失、养分流失以及作物产量等进行连续5年的观测,通过对比分析揭示等高草篱的各种功能,同时对其成本和作物产量效应进行综合分析。【结果】（1）狼尾草是北方地区优良的草篱候选草种,该草篱可显著改善土壤物理性质,种植5年可使土壤容重降低7.0%、稳定入渗率和总孔隙度分别增加157.1%和11.0%,并使土壤细颗粒含量（＜0.01 mm）增加10.8%;（2）草篱可显著改善土壤水分条件和肥力水平,使表层土壤含水量平均增加3.5%,同时使土壤有机质及全量养分和速效养分含量明显增加,其中有机质和速效磷增幅最大,分别为12.7%和24.5%;（3）草篱年均可减少63.2%的地表径流和77.7%的土壤流失,同时减少69.4%的总氮、72.7%的硝态氮、57.3%的铵态氮、54.2%的全磷和62.3%的可溶性磷流失,具有显著的水土流失和农业面源污染防治效果;（4）草篱对其附近作物的增产作用为21.5%,但由于草篱本身需占用耕地,因此作物总产量略有降低;（5）狼尾草草篱的应用成本为2 701元/公顷,与坡改梯等工程措施相比优势明显。【结论】狼尾草草篱价格低廉、效果显著,是防治坡耕地水土流失和农业面源污染的有效措施,可在中国北方地区普遍推广。     

喀斯特坡耕地及其浅层孔(裂)隙土壤侵蚀响应试验研究

通过模拟喀斯特坡耕地地貌特征和喀斯特地下孔(裂)隙构造,采用人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度、不同坡度、不同地下孔(裂)隙度及降雨历时条件下地表及地下的土壤侵蚀响应。结果表明,(1)地表径流与降雨强度、坡度的变化呈极显著正相关关系,与地下孔(裂)隙度的变化呈显著负相关关系;地下孔(裂)隙流与坡度、降雨强度的变化呈极显著负相关关系,与地下孔(裂)隙度的变化呈极显著正相关关系。(2)地下孔(裂)隙流流量、累积产沙量均随雨强的增大呈先增大后减小的变化规律。(3)总体上,地表径流随坡度的增大呈增大趋势,地下孔(裂)隙流随坡度的增大呈减小趋势;地表累积推移质和悬移质流失量随坡度的增大总体呈增大趋势,地下孔(裂)隙流的累积悬移质流失量随坡度的增大总体呈减小趋势。(4)地表产流、产沙随地下孔(裂)隙度增大而减小,而地下产流产沙则相反。(5)降雨强度、坡度和地下孔(裂)隙度等因子对地表径流及地下径流的影响程度依次是坡度降雨强度地下孔(裂)隙度。