封育措施对巴塘高寒草甸植被群落结构及土壤持水能力的影响

选取巴塘高寒草甸设置封育及自然放牧样地,通过野外实地监测及室内试验相结合的方法,分析封育措施对植被群落结构及土壤持水能力的影响。结果显示:1)封育措施显著提高了高寒草甸植被群落总盖度及平均高度(p0.05),增加了群落的物种丰富度、均匀度及复杂程度,植被群落中禾本科和豆科植物等优良牧草显著增加,菊科、莎草科以及有毒杂草类植物所占比重有所下降。2)封育措施丰富了高寒草甸植被群落垂直分层结构,退化草地垂直结构由一层增加至三层。3)封育措施降低了高寒草甸0~40 cm层面土壤容重,二者差异在10~20 cm层面最明显(p0.05)。4)尽管未达到显著水平(p0.05),封育样地0~40 cm层面土壤有机碳密度均高于自然放牧样地。5)封育措施明显改善了高寒草甸土壤持水能力。其中,封育样地0~10、10~20、20~40 cm深度土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量均高于自然放牧样地,封育条件下0~40 cm整个土层土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量增加速率分别为1.4、1.9、1.7 mm/a。封育措施有利于退化草地生态环境的恢复,是遏制和改善高寒草地退化的有效措施。     

河北坝上半干旱／半湿润过渡带土壤水分状况研究

本文分析了河北坝上半干旱／半湿润过渡带的阴坡华北落叶松人工林地、沙地华北落叶松人工林地、沙地沙棘林地、沙地草场、平滩草地的土壤水分物理参数、机械组成和土壤水分状况。结果表明，田间持水量、毛管持水量、最大持水量与土壤中０．０５ｍｍ～０．０１ｍｍ、０．０１ｍｍ～０．００１ｍｍ两个粒级颗粒含量呈显著正相关，而与０．５０ｍｍ～０．２５ｍｍ颗粒含量呈显著负相关。既使在干旱的年份，沙地草场、沙地沙棘林地、沙地杨树人工林地生长季初和生长季末０ｃｍ～１００ｃｍ土壤水分贮量及有效水分贮量基本平衡；而华北落叶松人工林地水分亏损较严重，但生长季末仍有２７ｍｍ左右有效水分，说明除华北落叶松人工林地外，其它植被区土壤水分状况均无明显恶化现象。由此推断，在本区人工植被建设中，采用先草本、后灌木、再乔木的人工植被建设程序从土壤水分平衡角度分析是可行的。除阴坡华北落叶松人工林地土层较薄的缘故外，其余５种植被类型的土壤水分垂直变化均有活跃层和活动层了分，只不过两个层次在土壤剖面分布深度有差异，而无类似干旱区沙地植被土壤的“死水层”，土壤水分状况均属淋溶型。     

干旱区新垦绿洲人工防护林土壤物理特性及其生态意义

结合灌溉量和树种特征,分析了新垦绿洲克拉玛依农业开发区3个不同树种人工防护林带下土壤容重、总孔隙度、饱和含水量和含水量变化。结果表明,各树种防护林带下土壤物理性质存在垂直变异,其中土壤容重基本呈随着土层深度增加而逐渐增加的趋势,树种种类对土壤容重的影响不大;饱和含水量随着土层深度增加基本呈逐渐降低的趋势,树种种类对土壤饱和含水量影响不大;土壤总孔隙度在不同土层间均存在显著差异。俄罗斯杨和胡杨林带下土壤含水量均呈现出随土层深度增加而增加的趋势。在灌溉量相等且灌溉后经过相同时间的条件下,不同树种林带下在同一土层的土壤含水量存在差异,而在同一树种林带下,灌溉量大小对土壤含水量有影响。从改良土壤结构的角度来说,在选择构建绿洲防护林体系树种时,俄罗斯杨、榆树、胡杨林这3个树种具有同样的优势;从节约用水的角度来说,在防护林树种选择中胡杨比俄罗斯杨的优势大。     

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。     

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。     

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).     

耕作方式对苜蓿(Medicago sativa)地土壤团粒的影响

以甘肃干旱区连作5年和轮作1年的苜蓿(Medicago sativa)地土壤为研究对象,对不同耕作方式下土壤团粒结构、容重、含水量指标进行研究。结果表明:在轮作和连作模式下,随着土壤深度的增加,0.25mm土壤团粒质量在干筛和湿筛处理下均降低,0.25mm团粒累积质量越大,分形维数越小。在浸水条件下,粒径为0.5~0.25mm的土壤团聚体含量最高,其它粒径团聚体含量依粒径的增大而降低。轮作土壤含水量呈现先增加后降低、最后再增加的变化过程;0~60cm土层水分含量最高(13.881%),60~80cm土层含水量下降到较低值(10.343%),80~100cm土层水分迅速恢复(13.811%)。连作和轮作土壤容重随土壤深度均呈现依次增大变化,连作最大值为1.425%比最小值高出17.6%,轮作最大值1.432%比最小值高出18.7%。     

亚热带地区典型林分氮保留能力的差异及δ~(15)N空间垂直分异特征

δ~(15)N空间垂直分异特征可以有效指示森林生态系统土壤氮保留能力。以中国亚热带典型林分(天然林、格氏栲人工林、杉木人工林、闽粤栲人工林、闽楠人工林)为对象,通过对比其当年生叶片、凋落物及不同深度的土壤氮稳定同位素,研究林分类型对植物、土壤氮稳定同位素的影响及森林生态系统垂直空间氮稳定同位素分异特征,并探讨了不同林分土壤氮保留能力的差异。结果表明:不同林分当年生叶片、凋落物及0~10 cm和10~20 cm土壤δ~(15)N均具有显著差异,其中杉木人工林中这些δ~(15)N值显著高于其他4种林分类型,δ~(15)N在0~40 cm土层随深度的增加而显著增加,40~100 cm各土层δ~(15)N差异均不显著。另外,不同林分叶片~(15)N富集指数(EF)存在显著差异,呈现出杉木人工林的EF值较接近于0的趋势。研究表明,与阔叶人工林相比,杉木人工林由于较高的土壤净硝化速率、硝态氮含量及叶片、凋落物、土壤δ~(15)N值和较接近于0的叶片~(15)N富集指数,其土壤氮保留能力较阔叶人工林和天然林更差。     

毛乌素沙地砒砂岩与沙复配成土技术固沙效应

为研究砒砂岩与沙复配成土技术的固沙效应,本研究采用试验小区与大田试验相结合的方法,监测了土壤结皮厚度、土壤冻层深度、土壤水分、地表粗糙度和积雪消融等表征固沙效果的相关指标。结果表明:随着砒砂岩的引入,复配土中黏粉粒含量增加,土壤饱和导水率降低,而土壤含水量、结皮厚度、地表粗糙度和冻层深度都有所增加,复配土抗风蚀能力增强。在冬季,通过发展保护性耕作,农作物残茬、根系以及土地整治之后地形因素的改变等对防止土壤风蚀也起到了积极的作用。该研究可为砒砂岩与沙复配成土造田技术的固沙效应提供更充分的理论依据。     

森林转换对不同土层土壤碳氮含量及储量的影响

森林转换是影响森林碳氮储量的重要因素。研究森林转换对土壤碳氮的影响,对明确生态系统碳氮循环动态具有重要意义。对由中亚热带常绿阔叶天然林转换而成的阔叶天然次生林(BL)与杉木人工林(CF)不同土层的有机碳(SOC)、氮(TN)含量以及储量进行研究,探讨森林转换对地下土壤碳氮储量的影响及其影响因素。结果表明:(1)相同土层,阔叶天然次生林的SOC含量、TN含量高于杉木人工林,分别在0～40 cm各土层与0～20 cm各土层之间均具有显著性,相同森林类型下SOC含量与TN含量垂直拟合关系均以幂函数拟合效果最好,R~2均达到0.9以上,可以为当地碳氮含量估算提供依据,土壤碳氮比(C/N)均随土层深度增加而下降。(2)森林转换后0～100 cm碳氮储量(SCM、SNM)阔叶天然次生林高于杉木人工林。土壤碳氮在2种林分的差异主要集中在0～10 cm,且阔叶天然次生林显著高于杉木人工林。(3)相关分析显示土壤SOC、 TN含量与土壤容重呈显著负相关,与C/N之间呈极显著正相关(P0.01)。研究表明:森林土壤碳氮储量主要集中在0～10 cm土层,天然林转换为杉木人工林后,土壤碳氮含量降低,不利于森林碳氮储量的积累,因此要加大对天然林的保护。     

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。     

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。     

灌水量对土壤水肥分布与春小麦水分利用效率的影响

通过对春小麦不同灌水量土壤剖面水分和可溶性养分分布、农田实际蒸散量、作物水分利用效率及生物指标等的测定与计算,对沙坡头层次性土壤种植春小麦最适宜灌水量进行了研究。结果表明:(1)在春小麦拔节期及扬花期,以500 m³·hm^-2、750 m³·hm^-2及1 000 m³·hm^-2水量灌溉,土壤剖面30~100 cm深度土壤含水量随灌水量的增加而明显增加。(2)拔节期3个灌溉水平土壤剖面可溶性养分含量分布的峰值均出现在 0~20 cm土层,但其浓度的下移随灌水量的增加而降低;扬花期土壤剖面可溶性养分含量的峰值随灌水量的增加而下移。在灌水量为500 m³·hm^-2时可溶性养分浓度最高。(3)作物耗水量和农田实际蒸散量均随灌水量的增加而增加,春小麦的水分利用效率则随灌水量的增加而降低,与灌水量为500 m³·hm^-2相比,灌水量为750 m³·hm^-2及1 000 m³·hm^-2时籽粒水分利用率分别降低83.33%和147.50%。可见,在该土壤上种植春小麦的最适宜灌水量为500 m³·hm^-2,灌水量可保持在土壤田间持水量40%左右。     

毛乌素沙地东南缘樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林土壤粒度特征

为探讨毛乌素沙地东南缘樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林下土壤粒度特征,以陕西省榆林市横山区、榆阳区和神木市樟子松人工林0~200cm土层为对象,测定土壤粒度组成,分析土壤粒度参数。结果表明:(1)毛乌素东南缘樟子松人工林土壤机械组成主要为细砂(34.73%~44.57%)和中砂(40.63%~50.28%),粗粉砂含量(0.27%~1.34%)最低。(2)平均粒度介于细砂和中砂(1.81~2.20Φ),分选系数较好至中等(0.63~0.76),偏度近对称至正偏(0.03~0.13),峰度中等(0.94~1.07)。(3)空间上,0~200cm土层平均粒径自东北向西南逐渐变细且差异显著,分选系数、偏度和峰度在0~60cm内无规律,60~200cm土层有规律,即自东北向西南分选变差、细粒物质增加、粒度频率曲线变窄,但变化不显著。深度上,各参数无统一变化规律,但0~30cm土层比30~60cm平均粒径小,分选变差,细粒物质增加,粒度频率曲线变窄。(4)樟子松林和土壤间的相互作用在0~30cm较其他深度显著。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响北大核心CSCD

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室（OTC）模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明：无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下（田间持水量为6.5%~12.5%）,OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室(OTC)模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下(田间持水量为6.5%~12.5%),OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量

在黄河三角洲潮间带盐沼采集土壤样品,研究了黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量的分布特征,分析了碳、氮含量和储量与土壤理化因子的关系。结果表明,研究区0~40 cm土壤总碳和有机碳质量比为11.8~19.2 g/kg和0.5~5.2 g/kg,土壤全氮和有机氮质量比为0.08~0.15 g/kg和0.076~0.136 g/kg,其主要分布在0~20 cm深度土层,且有机氮、全氮和有机碳含量变化规律一致。除无机碳和无机氮外,采样带A的土壤碳、氮含量随着土壤深度增加而下降;在采样带B,各土层的碳、氮含量差异不明显。采样带A表层土壤(0~10 cm深度)的全氮和有机氮含量高于采样带B表层土壤。两采样带土壤无机氮含量主要以铵态氮含量为主,无机氮和铵态氮含量随着土壤深度增加先增加后减少,在10~20 cm土层累积;硝态氮含量随土壤深度增加而下降。在两采样带0~40 cm深度土壤中,全碳储量为9 489~12 239 g/m2,有机碳储量为4 321~8 738 g/m2,全氮储量为33~121 g/m2,除全碳储量外,有机碳和全氮储量主要分布在0~20 cm深度土层中。相关分析结果表明,土壤中全氮含量、硝态氮含量、全氮储量与有机碳含量显著相关(n=24,p0.05),土壤碳氮比与容重、p H、硝态氮含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著相关(n=24,p0.05)。     

林分类型和环境因子对中国南亚热带海岸沙地土壤微生物量的影响（英文）

海岸沙地生态系统通常具有较低的土壤养分、较低的土壤持水能力和较高的含盐量,但很多植物已经适应了中国东南沿海这一恶劣的沙地环境,研究此类生态系统中的土壤微生物生物量可以加深我们对微生物在土壤肥力和养分循环中作用的理解。基于此,我们比较了南亚热带海岸沙地5种森林类型(次生林和木麻黄、湿地松、厚荚相思和尾巨桉人工林)土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)含量的差异及其季节动态。结果表明,5种林分土壤MBC和MBN含量的季节变化在春、冬两季均较高,夏、秋两季较低。同一土层中木麻黄人工林MBC含量低于其它人工林。不同林型间MBN含量差异不显著。MBC和MBN浓度与土壤水分呈正相关,与土壤温度呈负相关。MBC和MBN含量也随着土壤深度的增加而降低。在所有土壤层中,次生林的MBC和MBN浓度最高。研究还表明,土壤全碳(TC)、p H和凋落物氮含量对MBC和MBN含量有显著影响,而土壤容重和凋落物碳含量对MBC和MBN含量有显著影响。MBN含量与细根氮含量呈正相关。综上所述,环境因子、凋落物和细根的差异、土壤养分含量以及不同树种引起的土壤理化性质共同影响着土壤MBC和MBN的浓度。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤特征

通过建立米级的空间尺度进行分层取样,研究了准噶尔盆地南缘建群种——梭梭(Haloxylon ammodendron)主根周围土壤的含水率、容重、pH值、电导率和养分含量的变化状况。结果表明:(1)土壤含水量在表层5cm处最小,土壤容重在0~40cm土层变动幅度不大,但随着与茎基垂线距离的增加,二者出现显著变化(p0.05)。(2)土壤pH值和电导率在主根区周围呈现聚集现象,最大聚集率均在0~1m圈层,但随着距离的增加,土层深度逐渐成为主导因素。(3)土壤养分在表层5cm处聚集,但水平聚集范围中除有机质和全氮可扩增到3~4m外,全磷和速效养分均在0~2m。本研究结论对于荒漠区耐盐性植被的合理密植有一定的理论意义。     

中亚热带米槠次生林和杉木人工林细根养分含量特征

细根(≤2 mm)在调节森林生态系统的生物地球化学循环中起着较为重要的作用,但目前对不同土层细根化学计量的认识非常有限。本研究在福建省三明陈大国有林场内对米槠次生林和杉木人工林不同土层细根养分含量特征进行了研究。结果显示:(1)杉木人工林0~10 cm、60~80 cm土层0~1 mm细根碳浓度显著高于米槠次生林,10~20 cm、20~40 cm土层则显著低于米槠次生林;杉木人工林10~20 cm、20~40 cm土层1~2 mm细根碳浓度显著低于米槠次生林,其余土层则显著高于米槠次生林。(2)杉木人工林0~1 mm和1~2 mm细根氮浓度在所有土层深度均显著低于米槠次生林,两个林分0~10 cm细根氮浓度均显著高于其余土层。(3)杉木人工林0~1 mm和1~2 mm细根碳氮比在所有土层深度均显著高于米槠次生林。结果表明,米槠次生林和杉木人工林在演替过程中不同林分同一土层以及同一林分不同土层的细根养分含量差异显著,这可能反映了米槠次生林和杉木人工林细根在生长过程中有不同的资源获取策略。