坡耕地暴雨结皮对作物生长发育影响的实验研究

采用盆栽和小区试验的方法,经3年试验发现,坡耕地土壤结皮对作物的出苗、生长、产量和生物量等均有不同程度的影响。小麦出苗率、苗高、最大苗高、产量和生物量分别降低了22.06％、4.60％、6.86％、1.16-9.84％和0.74-6.98％;结皮虽对玉米出苗影响不大,但延长了出苗期,使产量和生物量降低了5.66—9.17％和7.17—11.25％,而且随结皮厚度、强度和地表坡度的增加,其影响更为明显。因此,通过增加地面覆盖和雨后人工耕锄以消除结皮,增加产量和保持水土。     

基于模拟降雨的土壤表土结皮特征及坡面侵蚀响应

土壤表土结皮对坡面侵蚀过程具有重要影响,利用模拟降雨条件下土壤贯入和产流产沙试验,对不同降雨场次紫色土和黄壤表土结皮特征及坡面侵蚀响应进行研究。结果表明：（1）PT型贯入仪测定的贯入数值（P）与含水率（θ）成标准指数函数关系。（2）不同降雨场次表土结皮存在＂无结皮→弱结皮→强结皮→弱结皮→新结皮＂的动态发育过程,相同降雨条件下黄壤表土结皮强度大于紫色土的。（3）持续降雨过程不同降雨场次土壤表土结皮对溅蚀影响不明显,而与产流存在显著的动态响应关系,结皮强度越大产流量也越大,结皮对产流的影响随着降雨进行而有增大趋势,黄壤表土结皮的径流增加量大于紫色土的,而紫色土坡面结皮对产流量变化敏感程度大于黄壤。不同场次降雨过程土壤表土结皮对坡面侵蚀产沙影响存在差异,前4场降雨表土结皮强度与坡面侵蚀产沙有相同的变化趋势,4次降雨后土壤表土结皮表现为对坡面侵蚀有抑制作用。     

土壤化学性质对结皮形成的影响

通过对有机质CEC土壤铁铝粘粒矿物含量的测定表明,有机质含量的高低明显受土地利用类型影响,而CEC土壤铁铝含量的规律性则不明显。可能与土壤类型有较大关系,但就对土壤结皮而言,土壤胶体性质的影响似乎不明显,而粘土矿物含量和类型则有可能是“表上结皮”的重要因素。粘粒矿物     

3种不同土壤结皮类型对黄花补血草种子萌发的影响

通过模拟干旱荒漠区结皮发育过程中的流动风沙土、物理结皮沙地、生物结皮沙地等3种关键阶段的生境样地,研究不同土壤结皮类型对土壤含水率及黄花补血草种子萌发的影响。结果表明,物理结皮类型下黄花补血草的萌发率最高,达到了69.00%,显著优于对照组的2.83%。不同结皮类型对土壤含水率影响显著,对照风沙土土壤含水率最低,仅为0.02%,物理结皮处理土壤含水率最高,能够达到0.20%。不同结皮类型中以物理结皮处理最有利于黄花补血草种子的生长,平均高度达到3.34 cm,平均冠幅达到100.11 cm~2,显著优于对照风沙土处理。     

生物炭-土壤结皮对土壤水分入渗和蒸发特征的影响

为提高降水资源利用效率和选择适宜生物炭覆盖量,采用垂直一维定水头入渗法,研究土壤结皮(生物炭覆盖量为0×104 kg/hm2)、单倍炭-土壤结皮(生物炭覆盖量为3×104 kg/hm2)和双倍炭-土壤结皮(生物炭覆盖量为6×104 kg/hm2)对土壤入渗和蒸发特征的影响.结果 表明:生物炭-土壤结皮的累计入渗量、初始...     

生物炭土壤结皮覆盖垄沟集雨种植对红豆草根系和根瘤特征的影响

本试验为寻求垄沟集雨种植适宜覆盖材料,探究生物炭土壤结皮增产机理,以传统平作为对照,研究了不同垄覆盖材料和不同沟垄比对红豆草（Onobrychis viciifolia Scop）根系特征值（根干重、根长、根表面积、根体积）和根瘤特征值（根瘤数量和重量）的影响。结果表明,红豆草根系和根瘤集中分布于表层（0~20 cm）土壤,红豆草根系特征值和根瘤特征值随垄宽度增加而增加,随土壤深度增加而减少,沟边的根系和根瘤特征值明显大于沟中。与对照相比,土垄、玉米秸秆炭垄和牛粪炭垄的红豆草总根干重分别增加18%,113%和56%,总根瘤数分别增加180%,860%和313%,总根瘤重分别增加86%,489%和198%;但红豆草总根长分别减少37%,33%和27%,总根表面积分别减少53%,27%和44%,总根体积分别减少54%,14%和34%。适宜土壤湿度促进红豆草根干重、根瘤数量和根瘤重量提高;适宜土壤水分胁迫有利于红豆草根长、根表面积和根体积增加。     

古尔班通古特沙漠地衣结皮对放牧踩踏干扰的小尺度响应

古尔班通古特沙漠地衣结皮对放牧踩踏干扰及其所引起的生境异质性具有重要的指示作用。研究表明：① 放牧踩踏干扰主要集中于结皮层（0~5 cm）,随机调查的样方中,90%的样方干扰率均低于30%,生物土壤结皮(BSCs)破损尚处于较安全的范围;② 放牧踩踏干扰降低了BSCs总盖度,不同类型的结皮对践踏干扰的反应具差异性,其中,真菌-藻类共生形成的地衣结皮与干扰率呈极显著负相关（P<0.01）,干扰率>30%的样方中,抗风蚀能力较强的苔藓结皮、地衣结皮盖度均显著低于未受干扰样方,地衣共生体的破坏导致真菌数量显著增加（P<0.05）;③ 有机质、土壤容重等土壤理化指标均与干扰率呈负相关,干扰率>30%的样方中各指标均低于未受干扰样方。其中,土壤容重是对放牧干扰比较敏感的指标,与地衣结皮盖度亦呈极显著正相关（P<0.01）,与流沙盖度呈显著负相关（P<0.05）。     

土壤结皮发育程度对氮磷淋溶的影响研究

土壤结皮的发育影响土壤淋溶过程中的养分流失情况。选取降雨强度为30 mm/h雨强,时间为0 min、10 min、30 min形成的不同发育程度的结皮,采用土盘、土柱试验,对铵根离子和磷酸根离子的流失进行分析。结果表明：(1)土壤结皮的发育对土壤减渗效果作用明显,两种雨强下10 min、30 min结皮的平均减渗效果分别达到了39.99%、61.93%。(2)对淋溶水养分进行显著性分析,结果表明在两种雨强下,结皮发育均会对铵根离子、磷酸根离子的浓度产生显著性影响,结皮发育会减少土壤淋溶水中的养分流失。(3)对土壤养分流失的影响进行相关性分析,铵根离子和磷酸根离子流失率与土壤结皮抗剪强度、土壤结皮容重呈负相关关系,与土壤结皮孔隙度、土壤淋溶水量呈正相关关系。     

生物结皮对土壤养分及碳循环影响的研究进展

生物土壤结皮是由土壤微生物和藻类、地衣、苔藓等孢子植物与表层土壤颗粒胶结形成的有机复合体,在退化或受损生态系统中占据重要地位。生物土壤结皮不仅能够改善土壤结构,增强土壤稳定性,还能提高土壤养分含量和酶活性。过去有关生物结皮的研究主要集中在其对荒漠地区及干旱半干旱地区的功能和作用上,作为陆地生态系统中重要的地表覆被物,生物结皮还能够通过光合作用影响土壤有机碳、一氧化碳含量及其稳定性,近年来关于生物土壤结皮如何影响全球碳循环和碳平衡逐渐成为研究者的主流方向。该研究综述了生物结皮覆盖下土壤理化性质、土壤碳循环和土壤呼吸等方面的变化,总结了生物土壤结皮影响生态系统碳循环过程的研究工作和取得的成果,并对未来研究重点进行展望,旨在为实现“碳中和”目标提供新的参考。     

生物结皮土壤-水文-侵蚀效应研究进展

生物土壤结皮(简称生物结皮)是由隐花植物、微小生物和土壤表层颗粒胶结形成的一种特殊复合体,广泛分布于各类气候和生境条件。作为生态系统的重要组分,生物结皮在不同生物气候区土壤的生态过程、水文过程、生物过程、地球化学循环过程以及生态修复过程中发挥着重要作用。从生物结皮影响土壤物理、化学、生物学性质以及土壤水文与侵蚀过程等方面对其生态功能进行总结和概述,在此基础上,从研究区域和时空尺度、多过程耦合机制、生物结皮影响氮循环的过程及其对氮沉降的响应机制、生物结皮与维管植物空间分布及互动关系等方面,展望了该领域有待深化的问题及今后的发展方向,以期促进我国生物结皮相关研究工作,加深对生物结皮生态功能及地表过程的认识。