灌丛对川西北高寒草甸土壤资源的影响

以川西北高原红原县为研究区,用方格取样法,在相邻的高寒灌丛草地和高寒草甸样地中分别随机取0~20 cm土样50个,并分析了这些土样的土壤性状。利用SPSS(11.0)软件对实验数据进行了统计、分析和比较,研究了两个样地的各种土壤养分的平均含量、空间异质性和相关关系。结果表明,草甸样地的粘粒含量、Ptotal、Ntotal、ORG、Pavail、Navail、Kavail的含量都高于灌丛样地,且两样地速效养分差异极显著,但草甸样地土壤的ORG、Navail、Kavail的变异系数(CV)却明显小于灌丛样地,特别是Kavail的CV值,灌丛样地比草甸样地高出了53.37%;相关分析还表明,相对于草甸,灌丛样地中各养分元素之间的相关性明显增强。说明灌丛对高寒草甸土壤资源的异质性有明显的影响,其存在降低了草甸土壤养分的均值含量并增强了土壤养分的变异性和侵蚀潜力,不利于高寒草甸土壤养分的保持。     

川西北高原若尔盖草地沙化及湿地萎缩动态遥感监测

应用卫星遥感资料(MSS、TM及spot)对川西北高原若尔盖草地沙化及湿地萎缩的动态监测发现，自1966年至2000年的34年间，草地沙化面积增加307．7％，达到36760．9hm^2，占区域总面积的7．25％，平均每年扩大草地沙化面积816．0hm^2，年均递增率达4．22％。到2000年止，区域内有沙地5083．9hm^2，沙化草地31677．0hm^2。自1985～2000年的15a间，区内17个湖泊面积缩小842．0hm^2，减幅达38．9％，平均每年减少56．1hm^2，年均递减速度达3．34％，该区目前其余11个湖泊总面积仅为1323．1hm^2，只有15年前的61．1％。     

高寒牧区草地沙化问题研究——以玛曲草原为例

 针对玛曲草原草地退化问题,运用Cobb-Douglas生产函数和Chow分割点检验定量分析原料型畜牧业和制度对草地沙化的影响,并得出制度是导致草地沙化的根本原因;针对存在的问题,运用环境机会论探索可持续的生产、经营和管理模式。通过优化发展模式,实现经济发展与草原生态的良性循环,为其他高原牧区畜牧业经济发展提供借鉴意义。     

基于无人机遥感的高寒草原沙化模型及等级划分

高寒草原是青藏高原草地生态系统的主要组成,在防风固沙、野生动物保育等方面具有重要作用。近年来,在全球气候变化和人为干扰加剧的背景下,高寒草原沙化加剧,基于时空尺度监测范围及程度是防治高寒草地沙化的前提。以青海三江源区玛多县的高寒草原为研究区,结合大疆“精灵3”和“经纬M100”旋翼无人机和地面调查,探讨基于无人机遥测的植被指数在草地沙化调查方面的适宜性,以此为基础制定了高寒草原沙化模型及等级划分标准。结果显示：（1）通过对VDVI（Visible-Band Difference Vegetation Index）、ENDVI（Enhanced Normalized Difference Vegetation Index）和NGRDI（Normalized Green-Red Difference Index）指数与草地沙化指数GDI（Grassland Desertification Index）的相关分析,选取出高寒草地沙化研究最优植被指数为VDVI（R=0.9055）;（2）GDI与VDVI的关系模型为VDVI=0.3024GDI²-0.0335GDI+0.0119（R²=0.9326）。模型相对误差为1.779%（RMSE=0.165,R²=0.7447）,拟合精度较高;（3）基于无人机遥感植被指数的聚类分析,将研究区高寒草原沙化划分为5个等级,即无明显沙化（VDVI>0.2247）、轻度沙化（0.1493 < VDVI < 0.2246）、中度沙化（0.0924 < VDVI < 0.1492）、重度沙化（0.0692 < VDVI < 0.0923）和极度沙化（VDVI<0.0692）。     

川西北高原山地灾害垂直地带性

由于形成山地灾害的多种自然因素具有垂直地带性,尤其作为主要动力因素的水,超过一定高度后由液态成为固态,从而也造成了山地灾害的垂直地带性,从高到低可分为冰雪型、冻融型和流水(含地下水)型等三个山地灾害垂直带,高低两带之间主体界线在川西北高原地区为4900m和3500m。各带均有其特有的山地灾害,其中冰雪型山地灾害主要有冰崩、雪崩、冰面湖崩决等;冻融型山地灾害有冻融土流、冻融滑塌、冻融坍塌、融冻泥流、寒冻岩屑流和冰湖溃决等;流水型山地灾害有滑坡、崩塌、泥石流、山洪、泥石流坝和滑坡坝溃决等。认清这些灾害分布的垂直地带性,对于在相应地带进行资源开发和经济建设时,避免、减轻或妥善处治其危害具有重要的现实意义。     

人工草地种植模式对沙化土壤团聚体及有机质含量的影响

通过连续6年定位试验,研究了紫花苜蓿（Medicago sativa）单播、多年生黑麦草（Lolium perenne）单播、紫花苜蓿/多年生黑麦草混播3种种植模式对豫北地区土壤团聚体及其有机碳和土壤有机质的影响,并利用分形维数对土壤团聚体特性进行了量化研究。结果表明：沙化裸地和3种种植模式下土壤机械稳定性团聚体以5~3 mm和3~2 mm粒径为主,土壤水稳性团聚体以<0.25 mm粒径为主;与沙化裸地相比,3种种植模式下5~3 mm和3~2 mm 粒径土壤机械稳定性团聚体含量显著增加,而土壤水稳性团聚体的变化主要表现为<0.25 mm粒径显著减少,3~2 mm和2~0.5 mm粒径显著增加,同时≥2 mm粒径的土壤机械稳定性和水稳性团聚体有机碳含量明显增加;与沙化裸地相比,3种种植模式下土壤有机质含量均不同程度地增加,紫花苜蓿/多年生黑麦草混播 > 紫花苜蓿单播 > 多年生黑麦草单播,且随土层的加深而降低,呈现表聚性特征;无论机械稳定性还是水稳性团聚体,土壤质量分形维数（D_m）沙化裸地 > 多年生黑麦草单播 > 紫花苜蓿单播 > 紫花苜蓿/多年生黑麦草混播;5~3 mm和3~2 mm粒径的土壤机械稳定性和水稳性团聚体与有机碳含量极显著正相关（P<0.01）,与土壤有机质含量极显著相关（P<0.01）。相对于沙化裸地,豫北地区人工草地建植6年后能够有效改善土壤团聚体特性,优化土壤主要理化性状,其中又以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

藏北高寒草地土壤冻融循环过程及水热分布特征

利用活动层土壤剖面的温度、水分观测资料,系统研究了藏北高寒草地多年冻土活动层土壤的冻融过程及其水热分布特征。研究表明:1.土壤剖面温度随气温发生周期性波动,具有明显的滞后效应,且随深度增加变幅减小;2.土壤剖面完全冻结天数为109~123 d,日冻融循环主要发生在表层(0~10 cm)土层中,冻融过程可分为不稳定冻结期、完全冻结期、不稳定消融期、和消融期4个阶段;3.受冻融作用影响,土壤含水量呈现"凹"型变化,变化趋势与土壤温度有较好的一致性;4.冻融作用有利于维持藏北高寒草地土壤水分,在季节转换,生态系统碳、氮循环中具有重要作用。     

川西北草原土壤微量元素的供给能力

根据 110余个表层土壤样品微量元素含量的测定结果和通用的土壤微量元素缺乏临界值指标,探讨了川西北草原土壤微量元素的供给能力以及与之有关的含量水平、有效性及其影响因素。统计计算结果表明:川西北草原土壤有效硼和锰含量很低,硼、锰缺乏较为严重和普遍;有效锌含量不高,约有1/4的土壤供锌不足;有效铜和铁含量丰富,基本上不缺。     

半干旱荒漠草原带沙化草地封禁治理效果研究

如何依靠大自然的力量充分发挥生态系统的自我修复能力加速水土流失的治理,是进入21世纪我国社会经济的发展对水土保持生态建设提出的新要求。围封禁牧是半干旱荒漠草原带生态修复的有效措施。宁夏盐池县花马池镇四墩子的治理模式为半干旱荒漠草原封禁治理提供了重要的经验。封禁当年的植被盖度达50%以上,禾本科牧草多度增加,地上生物量上升;而劣质毒害草多度减少,地上生物量下降。采用柠条林带作为生物围栏是沙化草地封禁治理的重要措施,既增加了草地的植被盖度,加强了防风固沙效益,又增加了草地的产草量。暖棚养殖能有效提高养羊效益,也是确保封禁治理成功的重要措施。     

青藏高原高寒草原土壤活性有机碳的分布特征

利用36个样点数据,分析了青藏高原高寒草原土壤活性有机碳(SAOC)分布特征.结果表明:(1)在水平方向上,SAOC含量呈现出东南高、西北低的总体态势和斑块状交错分布的格局,高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅北麓湖盆区,不同草地型和自然地带SAOC含量差异显著;(2)在垂直方向上,不同草地型和自然地带0～40cm剖面SAOC含量分布状况,均可分为由高到低型、由低到高型和低-高-低型3个类型,表土层(0～10cm)与底土层(30～40cm)SAOC含量差异显著;(3)基于回归模型的标准系数法,分析了气候因子对高寒草原SAOC含量的影响程度,指出降水对高寒草原SAOC含量的贡献大于气温.     

西南喀斯特石漠化过程中土壤有机质组分及其影响因素

通过采集我国西南喀斯特地区不同石漠化阶段典型土壤样品,研究了土壤有机质组分及其影响因素.结果表明:(1)喀斯特地区土壤有机质各组分含量中胡敏素>富里酸>胡敏酸,HA/FA一般<0.4,为富里酸土壤,与同水平地带土壤一致.(2)石漠化过程对喀斯特地区土壤中有机质组成有明显的影响,土壤中胡敏素、富里酸与胡敏酸表现出未石漠化＞潜在石漠化＞轻度石漠化＞中度石漠化的趋势.(3)喀斯特地区土壤有机质组分空间分布有较大差异,剖面层次上各有机质组分胡敏素、富里酸与胡敏酸均表现出表土层>底土层,山区不同部位上表现以山坡中下部有机质含量最高,而以山顶最低,且FA/HA表现出从山顶到山脚有明显增加的趋势.(4)喀斯特地区土壤土壤有机碳、酸碱度、碳酸钙、容重、非晶形氧化铝、颗粒组成、有效磷与土壤有机碳组分间表现出显著或极显著的相关性,土壤有机碳和质地是影响土壤有机碳组分含量的主要因素.     

黄河源区土地沙漠化及其对土壤碳库的影响研究

沙漠化过程不仅影响着区域社会经济稳定、可持续发展,而且对地球表层物质循环和能量转换过程产生重要的影响。因此,沙漠化对草地生态系统土壤碳库汇效应有重要的影响。结合黄河源区沙漠化过程的定量研究,探讨土地沙漠化过程对高寒草甸生态系统土壤碳库的影响。研究结果表明,从1990—2000年黄河源区沙漠化不仅表现为面积的扩展,而且表现为沙漠化程度的加重,沙漠化扩展和程度加重面积达1 067.69 km²。根据野外实测土壤剖面样品的理化分析测试确定的不同沙漠化土地的土壤有机碳密度,结合沙漠化土地的变化,获得从1990—2000年黄河源区沙漠化导致土壤有机碳流失量达4.11×10⁶ t,每年从土壤中流失的有机碳平均为0.41×10⁶ t。认为自然与人为因素导致的青藏高原高寒草甸生态系统的退化,不仅影响了高原区域可持续发展,而且将由碳汇转变为碳源并对全球气候的变化产生重大的影响。     

科尔沁沙质草地优势多年生植物氮素回收效率的分异特征

养分回收是多年生植物重要的适应策略,通过这种方式可以使植物重新利用体内养分。尤其在养分贫瘠的环境中,养分条件的微小变化都会影响植物的生长、竞争和适合度。但是,不同物种和不同生活型植物的氮素回收效率具有较高的变异,这对理解不同物种或生活型植物在生态系统功能中的作用具有重要意义。本研究分析了科尔沁沙质草地生态系统中39种多年生植物成熟绿叶和枯叶的氮素含量和氮素回收效率,以揭示不同物种或生活型植物氮素回收效率的分异特征。结果表明：科尔沁沙质草地优势多年生植物成熟绿叶氮素含量的变化范围在12.2～33.4 mg·g-1,平均值为23.3 mg·g-1;与全国及全球尺度上的研究结果相比,科尔沁沙质草地成熟绿叶氮含量平均值偏高,说明干旱荒漠环境植物叶片平均氮含量相对较高;多年生植物枯叶的氮素含量明显小于成熟绿叶氮素含量,变化范围在6.2～18.8 mg·g-1,平均值为11.3 mg·g-1;多年生植物氮素回收效率的范围在29%至74%之间变化,平均值为50.3%。这说明氮素回收是科尔沁沙质草地生态系统多年生植物重要的养分保留策略之一。另外,沙质草地不同生活型植物的氮素回收效率存在显著的差异。固氮植物和禾本科植物的氮素回收效率显著低于灌木和杂类草植物。这一结果间接说明植物氮素保持能力的分异是半干旱沙质草地植物共存的机理之一。     

浑善达克沙地土地沙漠化过程中土壤粒度与养分变化研究

浑善达克沙地土壤空间异质性大,流动沙丘粒度组成和非沙漠化土地养分含量都存在极显著差异。随着土地沙漠化的发展,土壤表层通常形成粗化层,土壤中的重要养分有机碳（SOC）和全氮（TN）的含量显著下降,且SOC含量比TN含量存在更大的空间差异和随沙漠化土地发展更快的下降速率,致使土壤表层C/N值存在明显下降趋势。沙漠化土地表层土壤中SOC含量和TN含量与土壤粘粒含量和粗粉沙含量之间存在很好的相关性,尤其与土壤粘粒含量的相关性非常高;而且与TN含量的相关性高于与SOC含量的相关性。各种原因引起的土壤风蚀是造成沙漠化发展中土壤过程的主要动力因素,严重影响着土壤的稳定与土壤细物质和养分的迁移。     

呼伦贝尔草原沙漠化系统学机制初步研究

呼伦贝尔草原生态系统在最近50年来的演化中最突出的特征是：社会经济子系统急剧扩张,呼伦贝尔草原承载的人口从1949年的72879人发展到2004年的689317,55年人口增加了9．5倍；呼伦贝尔草原承载的牲畜数量从1949年的110．6万头只(大畜27．7万头,小畜82．9万只)增加到了2004年的677万头只(大畜64．8万头,小畜612．2万只),55年呼伦贝尔草原承载的家畜增加了6．1倍。呼伦贝尔草原的沙漠化的系统学机制是：在微观层次上,各子系统内部,及系统的内外环境均存在有利于草原沙漠化的因素,并且各组有利于沙漠化发生的因子在时间和空间上耦合,这构成了草原沙漠化的微观基础；在宏观层次上,由于草原社会经济子系统近年来急剧扩张,草原生态系统的系统结构不合理及系统功能混乱,在全球气候外因的作用下导致了呼伦贝尔草原生态经济系统草原基质子系统和草原植物子系统局部崩溃,这构成了草原沙漠化的宏观动力。本文的目的是用系统科学的理论更全面更科学地分析草原沙漠化的发生机制。     

内蒙古羊草草原土壤净氮矿化研究

采用树脂芯方法于2004年雨季期间对内蒙古锡林河流域羊草草原土壤的净氮矿化进行了研究，探讨了雨季期间田间培养时间长度对测定结果的影响，分析了实验方法对土壤氮转化过程的干扰。结果表明，研究期间羊草草原土壤净氮矿化量为4.44 KgN.ha^-1，平均净氮矿化率为0.12 KgN.ha^-1.d^-1；土壤湿度是控制土壤净氮矿化率的重要环境因子之一，土壤净氮矿化率与水分变化呈正相关关系(R=0.67, P=0.22)； 雨季期间，培养时间的长度对净氮矿化测定影响较大，连续培养37天土壤净氮矿化量测定值明显偏高；树脂芯方法对实验土壤干扰较小，是田间条件下研究温带草原土壤净氮矿化的有效方法。     

土地利用方式对土壤有机碳和团聚体组分特征的影响

以广东省内第四纪红色黏土、玄武岩和花岗岩母质发育的土壤为研究对象,采集不同土地利用方式（水田、旱地、林地、果园/草地）下表层（0~15 cm）和亚表层（15~30 cm）土壤,研究土壤有机碳及其组分（腐殖质碳、易氧化有机碳）、土壤团聚体及其稳定性,分析土壤有机碳及其组分与土壤团聚体及其稳定性之间的相互关系。结果表明：土地利用类型、成土母质等影响土壤有机碳及其组分。3种母质发育的土壤中,各腐殖质组分占有机碳的比例是胡敏酸碳（HAC）＜富里酸碳（FAC）＜胡敏素碳（HMC）,第四纪红色黏土母质发育土壤腐殖酸碳（HAC＋FAC）以草地最高、水田最低;玄武岩、花岗岩母质发育土壤腐殖酸碳以果园最高。土壤中易氧化有机碳所占比例均高于惰性态,第四纪红色黏土母质发育土壤易氧化有机碳占有机碳比例以草地最高、旱地最低;玄武岩、花岗岩为果园最高、林地最低。3种母质发育土壤团聚体（湿筛）主要以＜0.25 mm微团聚体为主,表层土壤＞0.25 mm团聚体所占比例、团聚体平均重量直径（MWD）、团聚体破坏率（PAD）大于亚表层。土壤有机碳各组分均随着有机碳质量分数的增加而增加,＞0.25 mm团聚体质量分数和团聚体MWD随着土壤有机碳及其组分质量分数的增加而增大;PAD随着土壤易氧化碳组分质量分数增加而降低,易氧化有机碳组分有利于土壤中形成较大的团聚体,并增加团聚体水稳性。     

贡嘎山东坡土壤有机质及氮素分布特征

对贡嘎山东坡自然垂直带土壤有机质和氮素的分布特征的研究表明,贡嘎山东坡表层土壤有机质和全氮含量随海拔升高有上升趋势,但在针阔混交林以上出现波动,在群落过渡带处出现显著峰值,气候和植被类型的综合作用决定了有机质和氮素的空间分布。土壤有机质和氮素在土壤剖面中的垂直分布趋势一致,凋落物层和土壤A层高于B、C层,这与动植物残体在土壤中的垂直分布格局类似。群落过渡带在腐殖质A层出现氮素累积峰。土壤碳氮比介于7~25之间,相对较低,利于土壤腐殖质化和有机氮矿化。碳氮比随海拔升高而升高,在土壤剖面中的分布随植被类型不同而有所差异。土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在于土壤有机质中,土壤碳氮比与有机质含量显著相关。     

恢复草地和退化草地土壤微生物类群数量的分布特征

内蒙古鄂尔多斯皇甫川流域恢复草地和退化草地土壤微生物类群数量分布特征的研究结果表明: 恢复草地和退化草地土壤微生物各类群数量是, 好气性细菌>放线菌>芽孢型细菌>真菌; 0~10cm的微生物总数超过其他土层, 其垂直分布的基本趋势是0~10cm>10~20cm>20~30cm>30~40cm>40~50cm; 微生物各类群中, 细菌是最多的一个类群, 这一结果取决于好气性细菌的数量; 恢复草地各土层中的土壤微生物类群数量均高于退化草地; 在恢复草地的土壤微生物数量中, 好气性细菌, 芽孢型细菌, 放线菌, 真菌为秋季大于夏季; 土壤微生物数量与土壤肥力有着密切的关系, 恢复草地是防止皇甫川流域草地退化, 提高土壤质量, 保护生态环境的重要措施。