黄土丘陵沟壑区不同侵蚀环境下幼苗库动态变化特征

幼苗是植物生活史中一个不可缺失的阶段,对自然植被恢复起着非常重要的作用。为了探索黄土丘陵沟壑区不同侵蚀环境下幼苗库的动态变化特征,选择5种不同侵蚀环境(阳沟坡、阳峁坡、峁顶、阴峁坡、阴沟坡)下的15个样地,通过野外定点跟踪调查,运用单因素方差分析法对幼苗物种数、幼苗密度、物种多样性进行了分析。结果表明:(1)不同侵蚀环境下幼苗物种数从阴沟坡到阴峁坡、峁顶、阳峁坡、阳沟坡依次减少,且幼苗物种组成存在差异;生长季内不同月份间幼苗物种数呈现先波动性增大后降低的动态变化趋势,最大值出现在9月初。(2)不同侵蚀环境间幼苗密度差异性显著,阴峁坡最大,阳沟坡最小;不同月份间幼苗密度具有明显的先升后降的动态变化特征,最大值出现在7月初,最小值出现在4月初或11月中旬。(3)不同侵蚀环境间阴坡幼苗物种丰富多样,阳坡幼苗物种较为单一;不同月份间幼苗物种多样性指数和丰富度指数呈现出4—9月份逐渐增大至峰值,10月初和11月中旬稍有降低的趋势。     

黄土丘陵区不同管理方式下草地优势种群的生态位

以吴起县杨青川流域草地为研究对象,对封育(Enclosure)、放牧(Grazing)、施肥(Fertilization)、刈割(Clipping)、灭鼠(Deratization)5种管理方式的草地群落进行调查,并运用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数对5种管理方式下主要植物种群生态位特征进行分析。结果表明,达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、赖草(Leymus secalinus)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)和硬质早熟禾(Poa sphondylodes)的种群总生态位宽度较大,封育放牧施肥刈割灭鼠管理模式下,生态位宽度最大的分别是达乌里胡枝子、赖草、紫花地丁(Viola philippica)、达乌里胡枝子和猪毛蒿,生态位宽度值大于4的物种数分别为6、6、3、4和3种。不同管理方式下各种对间的重叠指数平均值由大到小依次封育放牧施肥刈割灭鼠。施肥管理中,种群间生态位宽度与生态位重叠之间存在线性关系,其它管理方式中种群生态位宽度与生态位重叠之间不存在线性关系。生态位分析表明,封育和放牧管理下种群间对资源的需求趋于相同,彼此间通过竞争共存,有利于群落演替,草地生态系统逐渐得到恢复,施肥、刈割、灭鼠管理使群落物种竞争排序发生变化,破坏了草地生态系统原有的竞争机制,导致群落向简单群落演替。从牧草发展角度出发,封育、施肥和刈割有利于优质牧草生长。     

半干旱黄土丘陵区不同植被类型的土壤水分特征及其稳定性

[目的]研究5种不同植被类型土壤水分动态特征,为区域内优化配植模式提供理论依据。[方法]以甘肃省定西市半干旱黄土丘陵区5种典型的植被类型为研究对象,使用土壤水分速测仪对2017,2018年0—200 cm土层土壤含水量进行观测,并对不同植被类型土壤水分特征及其稳定性进行分析。[结果]①不同植被类型土壤水分呈现出:山杏×侧柏混交林地(11.24%)退耕苜蓿草地(10.97%)自然荒地(10.66%)退耕林地(9.99%)柠条林地(9.55%)。②5种植被类型在0—200 cm土层依据有序聚类法可分为动态变化层(0—40 cm),利用层(40—100 cm)和弱利用层(100—200 cm)3个层次。在动态变化层(0—40 cm),土壤水分呈现出:自然荒地(14.23%)最高,柠条林地(11.04%)最低;在利用层(40—100 cm):退耕苜蓿草地(12.16%)最高,柠条林地(9.15%)最低;在弱利用层(100—200 cm):自然荒地(10.81%)最高,退耕林地(8.61%)最低。③不同植被类型土壤水分土层稳定性(变异系数)呈现出:退耕林地(19.9%)山杏×侧柏混交林地(21.3%)自然荒地(21.9%)退耕苜蓿草地(22.6%)柠条林地(23.6%)。④不同植被类型土壤水分时间稳定性(变异系数)呈现出:自然荒地(25%)退耕林地(25.2%)山杏×侧柏混交林地(26.5%)柠条林地(27.1%)退耕苜蓿草地(31.9%)。[结论]柠条林地土壤水分含量最低,在土层和时间上不稳定,山杏×侧柏混交林地较其他植被类型土壤水分含量更高,更具有稳定性。     

黄土丘陵区柠条林改良土壤作用的研究

在野外调查与室内分析的基础上,研究18年生与8年生柠条林对土壤养分、土壤结构性能、土壤酶活性的影响.结果表明:灌木林(柠条)可明显提高土壤中有机质、速效氮和速效钾的含量,降低土壤pH和密度;快速显著地增加土体中＞5 mm水稳性团聚体和＞0.01 mm微团粒的数量,使土壤的营养状况及结构得到很大改善,协调供应养分和水分的能力提高;能促进粘粒形成聚积,防止土地退化和保护生态环境.     

半干旱区柠条林利用土壤水分深度和耗水量

植物根系利用土壤水分深度和耗水量是研究植物与土壤水关系的基础.以柠条为对象,采用中子仪,对撂荒地和柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析.结果表明,2002年内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的2 cm左右,迅速增加到9月1日的90 cm,10月15日的110 cm,11月1日的170 cm,到11月15日柠条利用土壤水分深度为220 cm;除丰水年(2年生)柠条土壤储水量增加了122.8mm外,随着林龄的增加和降雨量等的变化,植物利用土壤水分的深度和耗水量增加,土壤储水量下降.到2004年生长季末,3年生柠条林地100 cm土层出现土壤干层,5年生柠条林地剖面60-300 cm土层出现土壤干层.此时需要采取措施,控制柠条生长、密度和耗水量,实现土壤水资源的可持续利用.     

黄土丘陵区不同土地利用方式降雨产流试验研究

在延安燕沟试验区建立草地、刈割草地、翻耕草地、灌木地、刈割灌木地、翻耕灌木地径流小区,通过对30场人工模拟降雨产流试验中产流历时、径流强度、径流深、入渗率数据的分析,得出草灌地产流历时远大于翻耕地和刈割地。翻耕灌木地径流强度及波动幅度最大,为翻耕草地的1.5倍、草地的3.4倍、灌木地的15.7倍。在各次降雨过程中,草地平均径流深、入渗率分别为17.1 mm和75%,刈割草地为25.3 mm和62%,翻耕草地为38.4 mm和35.6%,灌木地为3.2 mm和97%,刈割灌木地为5.6 mm和92%,翻耕灌木地为46 mm和35%。研究结果表明,植被能有效地拦蓄径流,而对草灌地的破坏可引发黄土丘陵区严重的水土流失。     

黄土的结构性损耗度

【目的】构建一个描述黄土结构性损耗的参数——结构性损耗度,探讨结构性损耗度的变化规律,并分析结构性损耗度与湿陷系数的关系。【方法】通过分析黄土在荷载和水共同作用下的结构性演化过程,构建结构性损耗度参数,并对甘肃兰州、陕西杨凌两地黄土进行不同含水率条件(5%,12%,18%,26%,33%)下的侧限压缩试验及湿陷性试验,计算结构性损耗度和湿陷度。【结果】土体结构性损耗度大小变化为0~1。结构性损耗度与湿陷系数呈负相关,湿陷度与湿陷系数之间呈正相关。兰州黄土的湿陷度变化为0.003~0.043,杨凌黄土的湿陷度变化为0.001~0.039。【结论】黄土的结构性损耗度随含水率的增大而增大,湿陷系数与结构性损耗度呈负相关。     

黄土丘陵区植被次生演替灌木初期的土壤养分特征

对黄土丘陵区植被次生演替灌木初期的土壤养分特征进行了研究.结果表明:灌木初期土壤养分含量总体上表现出0～20 cm土层明显高于20～60 cm土层,而20～40 cm和40～60 cm间无显著差异.0～60 cm土壤深度内,土壤养分因子含量平均值变化范围分别为:有机质4.66～9.83 g·kg-1,全氮0.33～0.61 g·kg-1,全磷0.49～0.52 g·kg-1,有效氮21.56～41.80 mg·kg-1,有效磷0.73～1.31 mg·kg-1,有效钾58.31～102.01 mg·kg-1.灌木初期的土壤养分条件略好于草本阶段,说明植被演替草本阶段对土壤的培肥作用为群落向灌丛演替阶段发展提供了一个较好的土壤养分环境.灌木初期不同,灌木树种间的土壤养分条件存在一定差异,表明不同灌木树种定居所需适宜的土壤养分条件也不同;灌木初期除土壤全磷外,其他各养分因子间均表现出极显著线性相关关系(P<0.01).