沙坡头固沙植被若干土壤物理因子的空间异质性研究

采用地统计学的理论和方法,对沙坡头人工植被表层土壤(0~15 cm, 15~30 cm)物理因子的空间异质性进行了研究。传统统计学分析结果显示:土壤水分、容重平均值在0~15 cm层小于 15~30 cm层,毛管持水量、空隙度在0~15 cm层大于15~30 cm层,各因子变异系数在0~15 cm层均大于 15~30 cm层。变异函数分析结果表明:土壤水分、土壤容重、土壤毛管持水量和空隙度在0~15 cm层具有明显的空间异质性,表层土壤水分有效变程最大为28.2 m,土壤毛管持水量有效变程最小为13.8 m,各因子自相关部分的空间异质性变化范围在85.3%~99.9%之间,显著大于随机部分的空间异质性。15~30 cm层土壤容重、毛管持水量、空隙度为线性模型。在 Krig ing插值分析的基础上,绘制了土壤属性各因子的等值分布彩图,清楚直观地表达了各因子在空间上的分布。此外还分析讨论了土壤空间异质性和植被的关系。     

沙棘(Hippophae rhamnoides)种植对鄂尔多斯砒砂岩地区土壤容重、孔隙度与贮水能力的影响

在砒砂岩地区营造沙棘(Hippophae rhamnoides)林可显著缓解该区蓄水能力差和水土流失严重的问题,但其中的机理还不清楚。通过对2~8年生沙棘林下不同深度土壤的容重、孔隙度、持水量等指标观测,探讨了人工栽植沙棘对砒砂岩地区土壤物理性质动态的影响。结果表明:沙棘人工林显著降低了土壤容重,增加了土壤孔隙数量和土壤持水量,而且这种作用随林龄的增加而增加,但随土层深度增加而降低,主要表现在0~10cm土层。可见,在砒砂岩地区营造沙棘人工林有利于改善土壤水分物理状况,原因可能是由于枯落物和根系的作用。     

干旱半干旱地区砂田结构及水分特征

为研究砂田的剖面结构和水分特征,对可用砂田和废弃砂田的剖面结构、土壤含水量、容重和田间最大持水量进行分析测定;建立模拟砂田,研究不同的砾石覆盖条件对土壤水分的影响。结果表明,具有共性的砂田剖面分为5层,分别命名为覆盖层、混合层、根系密集层、淋溶层和钙积层。砾石覆盖可以显著增加土壤含水量,加深淋溶层的下限,剖面结构完整的砂田比结构不完整的砂田的土壤水分状况好。下层土壤含水量显著受上层土壤含水量的影响。以小粒径砾石覆盖且覆盖厚度9 cm,最适土壤水分积累。砂田在覆砂的第一年土壤水分含量最低,之后逐渐增加,至覆砂后的6~12 a,土壤水分含量达到最高,之后逐渐降低。覆砂后6 a左右,土壤容重最小,田间持水量达最大值,此后随着砂田使用年限的增加,土壤容重逐渐增大,田间持水量逐渐减小。     

IN-SITU原状取土管测定山地退化土壤物理性质

结合土壤养分的IN-SITU野外定位研究,以IN-SITU原状取土管和环刀比较研究获取的数据,对IN-SITU原状取土管和环刀测定值进行相关性和差异性分析,结果表明:IN-SITU原状取土管和经典环刀法在土壤容重、毛管孔隙度、饱和水、毛管水、田间持水量、初渗系数、稳渗系数7项土壤物理指标的对比研究中无显著差异,而且两种方法的大部分测定值间无一般差异。两种方法的测定值均表明:阔叶林破坏后,土壤容重值明显增加,孔隙比例改变,而且土壤渗透性变差、持水量下降,出现一系列土壤物理性质退化现象,尤以禾草荒地土壤退化最为严重。显示了IN-SITU原状取土管在土壤物理性质研究中的优越性,尤其在土层浅薄,土壤紧实和粗骨土的山地土壤物理性质研究中,IN-SITU原状取土管不仅对土壤破坏性较小,而且可以获得较为完整的原状土,避免测定结果的误差。     

撂荒后黄土高原坡耕地土壤透水性和抗冲性的变化

退耕政策实施后，黄土高原部分坡耕地以撂荒形式来恢复其生态环境，而有关撂荒后土壤性质动态变化的研究还很少。土壤透水性和抗冲性是两个与水土流失关系最为密切的土壤性状指标。通过对黄土高原典型退耕区不同年限撂荒地的表土透水性和抗冲性及其它土壤性质的研究，表明土壤抗冲性随撂荒时间延长变化最大，其次为透水性、非毛管孔隙度和有机质，而容重、饱和含水量、毛管含水量、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度等随撂荒时间变化相对很小。随着撂荒时间的延长，土壤的抗冲性、透水性都明显的增强。撂荒5年后，水土流失得到很大程度控制，土壤质量也可得到改善。     

三江平原旱田耕作对湿地土壤理化性质的累积影响初探

在中国科学院三江平原湿地生态试验站综合实验场,对不同耕作年限的湿地土壤(0~20 cm)进行环境累积效应分析。结果表明,随着开垦时间的增加,土壤的理化性质发生渐变,物理性质方面,土壤容重和比重逐渐增大,而孔隙度和田间持水量逐年减少;化学性质方面,土壤pH值随开垦时间的增加而增加,有机质和其他养分则随开垦时间的增加而逐年降低。弃耕后土壤性质有所恢复。土壤性质在开垦初期变化较明显,而后逐渐变缓。     

湘中丘陵区竹杉混交对毛竹林土壤质量的影响

以毛竹纯林为对照,研究了湘中丘陵区竹杉混交林土壤质量状况.结果表明:与毛竹纯林相比,竹杉混交林土壤容重降低1.04%~9.41%,0~60cm 土层最大持水量和毛管持水量高4.17%、0.99%,非毛管孔隙增加9.16%;土壤有机质,全氮、水解氮、有效磷以及有效钾含量比毛竹纯林分别高9.13%~51.85%、1.42%~41.35%、37.50%~50.00%、45.78%~81.71%、24.51%~27.43%;0~20cm 土层土壤细菌、放线菌数量多56.17%、30.77%,过氧化氢酶活性增加12.73%,多酚氧化酶活性增加55.63%~59.45%;灰色关联度表明,竹杉混交林土壤质量(0.7101)优于毛竹纯林(0.6232).     

腾格里沙漠南缘植被恢复过程中土壤理化性状的变化

土壤有机碳是土壤质量的关键指标,也是评估陆地生态系统碳库对大气CO2源、汇效应转变的基础。本文分析了腾格里沙漠南缘植被恢复过程中土壤物理性质、有机碳含量及其组分特征。结果表明:在围封后,土壤容重随着植被恢复年限的延长呈指数级减小,孔隙度、黏粒含量和田间持水量则表现出随年限延长而显著增大的趋势;土壤有机碳、微生物量碳、轻组有机碳和重组有机碳含量随着围封抚育年限的延长而显著增加,轻组有机碳占总有机碳的比例随植被恢复年限的延长而增大,而重组碳所占比例则随时间变化显著下降。土壤有机碳与容重呈显著负相关,而与其他参数呈显著正相关,说明其变化受多种因素影响,且对土壤物理性质的变化有重要意义。     

雅江河谷中段典型防沙治沙生态工程对沙地持水性能的改良效应

雅鲁藏布江河谷中段是西藏自治区社会经济文化政治的中心区域,严重风沙灾害对雅江中段区域经济发展构成了直接威胁。雅江河谷实施的一系列防沙治沙生态工程对减轻河谷地区的风沙灾害起到了显著作用。然而,对高寒地区生态工程实施引起的沙地土壤持水性能改良效应仍然缺乏定量认知。本研究选择雅江河谷4种典型植被类型(藏沙蒿、花棒、砂生槐、杨树+砂生槐)生态工程样地及1个活跃沙丘对照样地,开展原位观测与试验研究,测定了 0～30 cm深度土壤基本理化性质和持水性能,分析了土壤持水性能与理化性质的相关性。研究结果表明,4种生态工程对沙地土壤理化性质及持水性能均有一定改良作用:(1)与活跃沙丘相比,生态工程实施驱动表层0～10 cm 土壤颗粒明显细化,粉粒、极细砂含量提高25.75～54.61倍和2.31～5.56倍,中砂、粗砂含量降低55.47%～91.57%和39.73%～90.23%;容重显著降低8.67%～34.00%,总孔隙度、毛管孔隙度提高16.06%～45.46%和8.74%～23.39%;有机质、全氮含量增加17.77～72倍和9.50～32倍;而10～30 cm 土层的上述理化性质仅在杨树+砂生槐样地有显著变化。(2)生态工程实施驱动沙地表层0～10 cm持水性能显著提升,与活跃沙丘相比,表层土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别提高了 28.04%～124.45%、20.09%～88.75%和25.56%～104.80%;而10～30 cm 土层持水能力仅杨树+砂生槐样地有显著提升。(3)相关分析表明,持水性能指标与容重、中砂粒含量极显著负相关,与总孔隙度、毛管孔隙度、粉粒、极细砂、有机质、全氮含量呈极显著正相关(P0.01)。本研究结果可为雅江河谷防沙治沙生态安全屏障建设成效评估提供基础数据支撑,同时为区域沙地治理工程类型选择提供依据和参考。     

祁连山林草复合流域灌木林水文生态功能研究

对祁连山林草复合流域5种主要灌木林的水文生态功能进行了研究。结果表明：（1）5种灌木林林冠平均截留率的大小范围为6.98%～22.45%;（2）5种灌木枯落物的最大持水率均为自身重量的1.6～4.0倍,枯落物最大持水量和有效持水量分别为23.83～134.95 t/hm2和17.25～83.62 t/hm²;（3）土壤的最大持水量及有效持水量都随土壤深度的增加而不断下降,与土壤的总孔隙度和非毛管孔隙度的变化规律相一致;土壤的最大持水量和有效持水量分别为3 090.96～4 460.82 t/hm²和680.68～1 328.82 t/hm²;（4）各灌木林地土壤表层的稳渗率变化范围为8.88～141.67 mm/min,前30 min累计入渗量的变化幅度为338.25～4 718.34 mm;（5）5种灌木林地总蓄水量大小经综合评价依次为：吉拉柳灌丛>鲜黄小檗灌丛>箭叶锦鸡儿灌丛>金露梅灌丛>甘青锦鸡儿灌丛。     

干旱区绿洲耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响

土地利用变化会改变土壤质地与结构,影响土壤水力性质,进而改变土壤水分有效性,影响植物生长。由于区域气候的干湿交替与水资源利用效率的提高,干旱区绿洲耕地普遍存在着撂荒-复耕现象。为了明确干旱区耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响,以民勤绿洲北部边缘的耕地、撂荒地与撂荒复耕地为研究对象,测定0—40 cm深度土壤理化性质,分析不同土地利用下土壤水力性质差异及其影响因素。结果表明：耕地撂荒导致0—40 cm深度黏粒与粉粒比重增加,有机质含量降低,容重降低（P<0.05）,土壤孔隙度显著增加（P<0.05）,犁底层消失;在高水势阶段,土壤持水与导水能力增强,在土壤有效含水量对应的水势阶段,土壤持水与导水能力变差,有效含水量显著降低（P<0.05）。撂荒地复耕后,0—40 cm深度黏粒与粉粒含量继续增加,有机质含量转而增加,容重增加（P<0.05）,土壤孔隙度降低（P<0.05）,犁底层重新出现,土壤持水与导水能力又逐渐趋向于耕地水平。撂荒对干旱区绿洲土壤肥力与蓄水能力的提升不显著,而留茬免耕、深耕灭茬还田等保护性耕作措施能有效提高持水能力。利用研究区易测的土壤黏粒、砂粒含量与土壤容重,采用多元线性回归方法,可以准确、快捷预测土壤水分常数,这将有利于研究区农田灌溉制度的准确制定与优化,以及耕地利用变化对土壤水力性质影响的快速评估。     

南亚热带丘陵赤红壤理化性质变化及其原因

本文研究了南亚热带丘陵赤红壤物理、化学性质变 (退 )化的特征及其原因。结果表明 ,丘陵赤红壤在物理性质退化方面 ,主要表现在土壤团聚体稳定性下降、土壤孔隙性和土壤水分性能变劣 ;在化学性质退化方面 ,主要表现在养分贫瘠化、保肥供肥能力降低。植被破坏会引起土壤养分减少、保肥供肥能力降低 ,有机质的减少是丘陵赤红壤物理性质退化的主要原因。有必要保护植被、提高土壤有机质含量 ,以防止丘陵赤红壤理化性质退化     

干旱荒漠区土地利用方式快速转变对土壤入渗性能的影响

研究不同土地利用类型下土壤入渗及其影响因素，有助于城市土地利用管理及径流调节。以快速城市化的兰州新区6种土地利用类型为例，利用圆盘入渗仪，对土壤水分入渗过程进行了实地测量，并利用主成分分析对影响因素进行研究。结果表明：城市化过程中土地利用变化使土壤砂粒和容重增加，总孔隙度和饱和含水量降低；待建地和人工林地的土壤入渗参数值均低于其他土地利用类型。土壤入渗率与有机质含量、总孔隙度、饱和含水量、粉粒含量正相关，与容重和砂粒、黏粒含量负相关。城市化过程中土地利用类型向待建地的转变改变了土壤理化性质及土壤水分入渗能力。     

辽西北风沙地不同林草措施土壤水文效应研究

选取辽西北沙地典型农牧交错地带为研究区域,以荒草地作为对照,研究樟子松林地、杨树林地、灌木林地、人工草地4种植被恢复措施下0~100 cm土层内土壤容重、孔隙度、蓄水能力和土壤饱和导水率（K_fs）等土壤水分物理性质的变化特征。结果表明：杨树林地表层土壤容重最小,其次是灌木林地、樟子松林地、人工草地,荒草地最大;随土层的递增,土壤容重均表现出增大的趋势。各样地土壤毛管孔隙度随着土壤深度的增加均呈现出明显的下降趋势,与土壤容重呈显著负相关关系（p=-0.583^*,n=5）。不同植被恢复措施土壤蓄水容量具有一定差异,其范围在3 761.59~4 366.94 t·hm^-2之间,其中蓄水容量最高的是杨树林地,达到了4 366.94 t·hm^-2,蓄水容量最低的是荒草地,为3 761.59 t·hm^-2。不同植被恢复措施有效蓄容位于1 315.50~2 047.62 t·hm^-2之间,其中以杨树林地最大,樟子松林地最小。5种沙地类型K_fs排序为灌木林地（2.49 mm·min^-1）>人工草地（1.81 mm·min^-1）>荒草地（1.73 mm·min^-1）>樟子松林地（1.61 mm·min^-1）>杨树林地（1.44 mm·min^-1）,人工草地和荒草地的K_fs随土层增加先减小后增大,樟子松林地、杨树林地和灌木林地先增大后减小。该地区林木恢复措施效果优于草地,应着重发展林木恢复措施。     

改造华家岭防护林带的土壤改良效果

为探讨华家岭低效防护林带改造对土壤的改良效果,在华家岭地区选取生长不良的低效杨树纯林和改造后的云杉纯林、云杉×杨树、云杉×油松、云杉×落叶松混交林5种典型林带类型,对其土壤理化性状进行对比研究。结果表明:（1）云杉纯林及其混交林土壤的平均容重、平均毛管孔隙度、总孔隙度、通气度与杨树纯林的差异显著（p<0.05）,经过低效林改造后的云杉纯林及其混交林较杨树纯林的土壤容重有所下降,孔隙度和通气性有所提高\.（2）除速效P外,各林型的土壤速效N、速效K、全N、全P、全K和有机质含量随土层深度的增加而降低;云杉纯林及其混交林的土壤有机质含量、速效N、P、K和全量N、P、K养分均高于杨树纯林,pH值低于杨树纯林\.（3）云杉纯林及其混交林的有机质含量和全N含量与容重和总孔隙度的相关性较杨树纯林的好,云杉纯林及其混交林对土壤理化性能的改良作用优于杨树纯林。     

海南岛中部山区热带天然林与人工橡胶林土壤特性对比研究

通过调查取样,对比分析了海南岛中部山区天然林地及林地转变为橡胶林后的土壤物理和化学性质差异.结果表明:(1)不同林地对砂、粉粒和黏土粒度分布的影响显著,天然林地0～30 cm、30～60 cm和60～120 cm三个深度的土壤的物理性黏粒含量均高于人工林地.(2)天然林地和人工橡胶林三层的土壤容重和田间持水量均存在显著差异,天然林地0～30 cm和30～60 cm的土壤田间持水量大于人工橡胶林.(3)两种林地的上、中、下三层土壤的有机质、全氮、碱解氮均有很大差异.天然林地土壤上层( 0～30 cm)有机质     

腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮对土壤理化性质的影响

生物土壤结皮是荒漠生态系统地表景观的重要组成部分,在沙化土地恢复和流沙固定中起着重要作用。研究了腾格里沙漠东南缘固沙植被区不同类型生物土壤结皮理化性质及结皮发育对下层土壤性质的影响。结果表明：结皮层厚度、孔隙度、黏粉粒和田间持水量以及有机碳、无机碳、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量和电导率均表现为藓类结皮 > 混生结皮 > 地衣结皮 > 藻类结皮;砂粒含量和容重表现为藻类结皮 > 地衣结皮> 混生结皮 > 藓类结皮。结皮下0~2 cm和2~5 cm土层理化性质表现出与结皮层相同的变化规律。总体上,生物土壤结皮对下层土壤理化性质的影响表现为藓类结皮和混生结皮大于地衣结皮和藻类结皮;而结皮对下层土壤理化性质的影响随土壤深度的增加而减小。生物土壤结皮的拓殖和发育是荒漠生态系统成土过程和土壤质量的关键影响因素。     

有机质对青藏高原多年冻土活动层土壤持水性能的影响

土壤水分特征曲线描述土壤基质势ψ和含水量θ之间的函数关系,表征土壤的持水性能,是研究土壤水分入渗、蒸发、土壤侵蚀及溶质运移的关键。高寒气候特征使有机质在青藏高原地区大量积累,为确定多年冻土活动层土壤持水性能的影响因素,尤其是有机质的影响,在长江源北麓河地区采样分析。结果表明：相比于土壤粒度分布,容重和有机质是影响土壤持水性能的主要因素,其中高基质势下（0~-30 kPa）以容重影响为主,低基质势下（-100~-1 500 kPa）以有机质影响为主;有机质通过改变土壤结构和增强土壤的吸附性而影响土壤持水性能,同时影响程度取决于有机质的多少,土壤持水性与有机质含量呈正相关关系。本次研究有助于认识高寒地区土壤水文特征,对展开土壤水文过程的研究提供理论基础。     

云南省中部3种森林土壤含水率、容重和细根重及其垂直分布

根据27个土壤剖面的405个土壤样品,研究云南中部地区华山松林、旱冬瓜林、云南松林的土壤含水率、容重和细根重及其垂直分布特征。结果表明：3种森林100em深土壤的平均含水率分别是（28．79±11．98）％、（24．66±9．89）％、（14．11±5．84）％,差异极显著;平均容重分别是（1．14±0．20）g／cm3、（1．26±0．18）g/cm3、（1．42±0．12）g／cm3,差异极显著;平均细根重分别为（0．1956±0．2144）g／100cm3、（0．0706±0．1066）g／100cm3、（0．1381±0．2989）g／100cm3,在0．05水平上差异显著。华山松林林下土壤的物理性质最好,旱冬瓜林次之,云南松林最差。3种森林里,随着土壤深度增加,土壤含水率增加,土壤容重和土壤细根重减少。华山松林与云南松林平均容重与平均细根重均显著负相关,旱冬瓜林平均含水率与平均容重显著负相关。华山松林下土壤细根量最大,0～20cm层根系占根系总重量的83％。