黄土塬沟壑区典型植被沟头土壤渗透性和抗剪强度特征

沟头是沟蚀的主要活跃部位,严重影响沟头溯源侵蚀发生。为明确典型植被沟头根系分布及土壤物理和力学特征,本研究以自然植被恢复沟头和人工植被恢复沟头为对象,分析0～1 m不同土层土壤入渗、根系分布以及根-土复合体物理和力学性质特征。结果表明：不同植被沟头土壤容重和总孔隙变异较小,容重在1.10～1.37 g·cm^-3,土壤总孔隙在48.3%～58.4%;各入渗指标总体随土层增加呈减小趋势,自然植被恢复沟头不同土层入渗速率在20～30 min趋于稳定,人工植被恢复沟头在40 min趋于稳定,人工植被恢复沟头的稳定入渗速率、平均入渗速率总体大于自然植被恢复沟头;根长密度、根表面积密度、平均直径均随土层的增加呈降低趋势,除20～40 cm土层,自然植被恢复沟头的根长密度、根表面积密度、平均直径皆小于人工植被恢复沟头,两种植被沟头根系主要由0～0.5 mm根系构成,占总根长的84.2%～93.6%;在垂直深度上,随着含水率的增加,黏聚力随土层由上至下迅速线性衰减,变化范围为0.42～22.67 kPa,在相同含水率条件下,人工植被恢复沟头平均黏聚力总体大于自然植被恢复沟头。本研...     

黑河流域中游芦苇湿地土壤碳垂直分布特征

黑河流域是中国的第二大内陆河流域, 在该流域中游分布的湿地面积有170411.2 hm2, 其中水陆交错带芦苇湿地面积30000 hm2。以黑河流域中游芦苇湿地为例, 探讨了其土壤剖面中碳的垂直变化规律。结果表明, 土壤剖面0-20 cm 土层的容重较小, 容重均值为 0.365 g·cm3, 在 20-50 cm 容重均值急剧升高; 50 cm 以下, 容重均值均在1.29 g·cm3 以上, 容重随土壤深度增加呈“S”型增长; 土壤有机碳主要集中在土壤表层0-40 cm 处, 40 cm 以下不同土层有机碳含量之间无显著性差异(p<0.01), 土壤有机碳随土层深度的增加呈指数下降趋势; 土壤有机碳含量和土壤容重之间存在显著的相关性。     

东北玉米带农田土壤磷素分布特征

对东北玉米带农田土壤全磷及有机磷在0～100 cm剖面中的垂直分布及纬向分异的研究结果表明：海伦、哈尔滨、公主岭和大石桥点的土壤全磷含量随深度增加而下降,0～40 cm土层全磷含量显著高于40～100 cm土层（P<0.01）;德惠、昌图和沈阳点40～60 cm土层土壤全磷含量相对较低,但各土层之间差异不大;0～20 cm土层有机磷含量显著高于20 cm以下各土层(P<0.05).土壤全磷和有机磷含量随着纬度的升高而显著增加(P<0.05),气候条件和土壤类型的差异可能是导致土壤磷素纬向分布差异的主要原因.土壤全磷和有机磷含量与土壤有机碳呈极显著正相关 (P<0.01),说明东北玉米带农田有机质含量是影响土壤磷素含量和分布的主要因素之一.     

植被类型和地形对黄土区退耕地土壤有机碳垂直分布的影响

区域范围内植被类型和地形是土壤有机碳(SOC)垂直分布的主要影响因素。本文以晋西黄土区蔡家川流域4种退耕地(乔木林、灌木林、乔灌混交林、草地)为对象,通过调查采样和室内分析,研究植被类型和地形对SOC垂直分布的影响。结果表明:1)研究区0~200 cm土层SOC含量随土壤深度增加而降低,各土层SOC含量变异系数为30%~52%。2)植被类型对SOC含量影响显著的深度达到120 cm,整个剖面(0~200 cm)SOC含量表现为乔灌混交林乔木林灌木林草地。3)地形因素对SOC垂直分布影响显著:海拔、坡度、坡位、坡向对SOC垂直分布显著影响深度分别达到60、40、80、60 cm。整个剖面(0~200cm)SOC含量随坡度增大逐渐减小,随坡位上升逐渐降低,阴坡大于阳坡,在海拔1100~1200 m和1000~1100 m处较高,1200 m和1000 m处较低。4)方差成分分析表明,0~200 cm土壤剖面SOC含量主要受植被类型的影响,可解释66.10%的变异性;地形和土层可分别解释22.02%和11.88%的变异性。研究结果为黄土区退耕还林的固碳效益评价提供了科学依据。     

黄土丘陵区草地土壤微生物C、N及呼吸熵对植被恢复的响应

以野外样地调查和室内分析法研究了黄土丘陵区不同植被恢复年限下草地土壤微生物C、N及土壤呼吸熵的变化.结果表明,土壤微生物量碳明显地随着植被恢复年限的增加而增加.在恢复前23a, 土壤微生物量碳在0～20 cm土层年增加率为24.1%;20～40 cm为104.4%.植被恢复23a后,0～20 cm土层增长率为0.83%,20～40 cm为0.19%.土壤微生物量N表现为在植被恢复的初期略有下降,3a后,开始出现明显增加.0～20 cm土层年增长率为20.14%,20～40 cm为15.11%.在植被恢复23a后,0～20 cm土层的年增长率为0.14%,20～40 cm变化不大.土壤微生物呼吸强度随着恢复年限的增加逐渐加强;土壤呼吸熵随植被封育时间的增加而呈对数降低趋势.土壤呼吸熵(qCO2)在反映土壤的生物质量变化时,显得更加稳定,受植物生长状况影响较小.相关分析表明,土壤微生物量和土壤微生物活性与土壤有机质、碱解氮和粘粒含量显著正相关;与土壤粉粒含量明显负相关;表层土壤pH值对其也有明显影响.草地植被自然恢复过程可增加土壤微生物活性,有利于土壤质量的提高.     

塔里木河下游土壤水分与植被时空变化特征

运用变异系数、Pearson相关和回归的方法,分析了塔里木河下游2002-2006年土壤水分的时空变化和植被的分布,以及二者之间的相互关系。结果表明:土壤含水率水平空间分布随离水源地距离增加而降低,垂直分布随土层深度的增加而增加;0-60cm土壤含水率变异性最小,属中等变异性;60cm以下土壤含水量变异性增大,属强变异性;土壤含水率的时间变化受生态输水量和持续时间的制约。土壤含水率与植被的时空分布具有同步性;植被特征指数与80-280cm土壤含水率显著相关,且二者与地下水埋深均呈现极显著负相关,说明60cm以下的土壤含水率显著影响植被的生长和分布,而且地下水位是影响土壤水分和植被时空变异的主要因素。     

沙质草地营造樟子松林后土壤容重的变化及其影响因子

采用野外调查和室内试验相结合,以辽宁省章古台地区不同生长阶段(包括幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)的20块樟子松人工固沙林样地(以临近的7块天然草地为对照)为研究对象,研究了沙质草地营造樟子松人工林后不同生长阶段0—100 cm土层土壤容重的变化及其影响因子。结果表明:天然沙质草地营造樟子松人工固沙林后,不同生长阶段樟子松林在0—10 cm土层土壤容重变化的变异系数为78%,其他土层变异系数范围为1.08%—4.35%。随着樟子松人工林林龄的增加,土壤容重变化量在0—20 cm和60—100 cm层逐渐降低,在20—60 cm层先降低,到37年左右后逐渐升高,过熟林较成熟林显著增大。林龄对不同土层容重变化的决定系数由大到小依次为40—60、60—80、20—40、10—20、0—10、80—100 cm层。土壤容重变化在60—80 cm层与土壤粗颗粒(粒径0.05 mm)含量、在0—10、20—40 cm和60—80 cm层与土壤全氮含量、在0—10、20—60 cm和80—100 cm层与土壤全磷含量、在20—40 cm和80—100 cm层与土壤全钾含量显著负相关,且土壤全氮和全磷含量对土壤容重的影响效果随土层深度的增加逐渐降低,土壤容重变化在10—20 cm层与土壤含水率、在20—40 cm层与土壤有机碳含量呈显著的正相关。总体上,沙质草地营造樟子松人工林可以改善土壤结构,提高土壤质量,建议采取封育禁牧等营林措施增加樟子松林下枯落物积累,提高土壤养分含量,同时对37年樟子松人工林逐渐进行更新。     

黄土高原不同演替阶段草地植被细根垂直分布特征与土壤环境的关系

研究了黄土区不同演替阶段草地植被细根垂直分布特征与土壤环境的关系,结果表明不同演替阶段草地植被细根生物量、根长密度、表面积、直径和比根长均具有明显的垂直分布特征。细根生物量、根长密度和细根表面积一般随土层加深而逐渐减少,且集中分布于0-40cm土层;随着演替的进行,除20a弃耕地外,0—80cm土层细根生物量、根长密度和细根表面积逐渐增加;除25a弃耕地外,细根直径随演替进行逐渐减小。0～100cm土层土壤含水量随演替进行而增加,不同演替阶段深层土壤水分较表层稳定。土壤容重的变化趋势为9〈4〈15〈20〈25a弃耕地,根系对表层土壤水分和容重的影响较大,而对深层土壤水分与容重影响较少。不同演替阶段细根各参数和土壤水分、容重差异均达到显著水平。各弃耕地细根参数之间,细根参数和土壤环境因子之间存在不同程度的相关关系,土壤含水量在草本植被的不同演替阶段均是影响其细根垂直分布的关键因素。土壤容重在演替早期对草本植被根系的影响较小,随着演替进行其影响作用进一步增强。     

渭北旱塬苹果园土壤紧实化现状及成因

本研究通过分析渭北旱塬苹果园土壤的紧实化现状及其诱导因素,找出影响当地苹果园健康发展的土壤退化隐性因素,为果园科学管理提供理论依据。分别选取种植年限＜10年(4～6年)、10～20年(14～16年)和＞20年(24～26年)的苹果园各4个,分析0～60 cm土层土壤容重和紧实度随土层深度的变化规律,探明果园土壤内部紧实化发生的部位和退化程度,同时,通过分析土壤团聚体数量及其稳定性、土壤黏粒和有机质含量,揭示引起渭北果园土壤内部紧实化的原因。结果表明: 渭北果园0～60 cm土层土壤容重和紧实度均随植果年限和土层深度的增加而显著增大。以20 cm土层为界,渭北各园龄段苹果园土壤具有明显的“上松下实”变异特征,20 cm以上土层上述各指标基本满足苹果树的正常生长需求,20 cm以下土层土壤则已超出了苹果树健康生长的阈值。造成渭北苹果园亚表层以下土壤紧实化的原因主要是土壤团聚作用差、有机质含量低,加之植果期间人为扰动少,土壤中分散的黏粒会向下层移动。此外,随着植果年限的增加,土壤紧实化过程更加明显。     

干旱区典型绿洲水库库周土壤盐分空间分异及盐岛效应

绿洲水库作为干旱区内陆河流域的典型水系节点,在区域农业发展中占有重要地位。为了认识农区水库对土壤盐分空间分布特征的影响,本文以三工河流域的冰湖水库和柳城子水库为例,运用经典统计分析、地统计分析和GIS相结合的方法,对比分析不同景观背景下,以水库为中心的区域土壤剖面(0~60 cm)盐分的空间变异特征。结果表明:(1)以自然景观为背景的柳城子水库各土层盐分含量(0~20 cm:20.77 g·kg-1,20~40 cm:14.96g·kg-1,40~60 cm:16.9 g·kg-1)高于灌溉景观为主导背景的冰湖水库各土层盐分含量(0~20 cm:7.81 g·kg-1,20~40 cm:5.66 g·kg-1,40~60 cm:5.24 g·kg-1)。在土壤盐分变异性上,冰湖水库各土层盐分的变异系数CV100%,均呈现强变异性,而柳城子水库呈现出中等变异性(10%CV≤100%);(2)两个水库区域各层土壤盐分,均呈现中等强度空间自相关性(0.25C0/(C0+C)0.75),冰湖水库表层土壤盐分空间变异主要受人为活动产生的随机因素影响,但随着土层深度的增加结构性因素的影响逐渐增强,而柳城子水库土壤盐分空间变异主要受结构性因素主导;(3)农业水库区域呈现出"盐岛"效应,冰湖水库各土层非盐化土面积占主导地位,随土层深度增加,非盐化土面积逐渐增大;而柳城子水库各土层盐土面积占主导地位,随土层深度增加,盐土面积也逐渐增大。     

下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响

采用微区池栽模拟试验,研究下层(20～40cm 、40～60cm)土壤容重改变后,玉米根际微生物数量、微生物量C(MBC)和微生物量N(MBN)的动态变化规律.结果表明,玉米根际微生物(细菌、放线菌、真菌)数量、MBC和MBN随土层加深和下层土壤容重增加而降低,且相同层次不同容重的处理间差异达显著水平;不同层次土壤根际微生物数量、MBC和MBN既受本土层容重大小影响,也随相邻土层容重增大其降幅增加,且20～40cm土层容重对土壤微生物数量、MBC和MBN的影响远大于40～60cm土层容重.玉米生育期间,三者受下层土壤容重变化和玉米生长发育的双重影响,且玉米的生长发育过程放大了容重对根际微生物数量、MBC和MBN的影响效果.     

邓恩桉林地土壤pH空间变异分析

以福建省建阳市7年生邓恩桉(Eucalyptus dunnii Maiden)林地土壤为研究对象,应用地统计学方法分析了不同土层土壤pH的空间变异规律.结果表明:该邓恩桉林地土壤pH随土壤深度的增加而增大,0～20、20～40和40 ～60 cm土层的土壤pH均值分别为pH 3.57、pH 3.62和pH 3.67;土壤pH的变异系数较小,分别为3.90％、3.93％和4.05％.0～20、20～40和40～60 cm土层土壤pH的块金效应值分别为0.389 6、0.430 3和0.604 3,说明该林地土壤pH具有中等空间自相关性;经K-S非参数检验,该林地各层土壤pH服从正态分布.通过不同趋势效应下不同半方差函数模型预测误差的比较,确定该林地0～20、20～40和40～60 cm土层土壤pH空间变异最优模型分别适用0阶高斯模型、1阶指数模型和1阶球状模型.克里格最优插值分析结果表明:该邓恩桉林地各层土壤pH整体空间分布趋势均为由西向东递减,最高值出现在西南部;各层土壤pH插值标准差较小,且标准差分布均呈现以南部和中部为中心、向东北方向逐渐增大的趋势.根据研究结果推测:该邓恩桉林地土壤酸化程度较严重,其土壤pH的空间分布受结构因素和随机因素的共同影响,而土壤pH插值标准差的分布特征可能与采样点的数量和设置有关.     

黄土区次生植被恢复对土壤有机碳官能团的影响

以植被空间排列顺序推断时间演替顺序,采用同步辐射软X射线探讨子午岭林区典型植物样地白羊草(Bothriochlor ischaemum)狼牙刺(Sophora viciifolia)辽东栋群落(Quercus liaotungensis)演替过程中土壤有机碳官能团变化。图谱定性分析显示,恢复过程中各植被条件下0-5 cm和20-40 cm土层土壤脂肪-C、酮-C吸收强度明显增加;0-5 cm土层土壤脂肪-C吸收较20-40 cm强,而土壤酮-C吸收较20-40 cm弱。半定量分析结果显示,随植被演替进程,0-5 cm土层土壤各官能团相对百分含量都有所增加,如芳香-C、脂肪-C、酮-C呈现逐渐增加趋势,至辽东栎群落时,20-40 cm土层土壤脂肪-C相对百分含量明显增加。植被恢复过程中,各样地SOC官能团组成基本一致,但植被恢复影响土壤SOC官能团数量变化;植被恢复能促进0-5 cm和20-40 cm土层土壤脂肪-C、酮-C含量增加,并且这种作用随着植被恢复时间的延长逐渐增强,说明植被演替增强了土壤有机碳化学稳定性。     

东北地区不同纬度农田土壤碱解氮的剖面分布

为研究农田土壤碱解氮的含量及其分布,以东北玉米带不同纬度农田土壤为对象,研究了100cm深度范围内碱解氮含量垂直分布及纬向分异特征。结果表明:土壤碱解氮主要分布在0～60cm土层中,各样点碱解氮含量随土壤深度的增加而减少;除公主岭点外,其它各点0～60cm的3个土层间碱解氮含量差异显著(P<0.05);碱解氮含量与有机碳、全氮含量极显著正相关(P<0.01),说明土壤碱解氮含量及其分布主要受土壤有机质和氮素水平的影响。0～20cm土层碱解氮含量具有随纬度增加而增加的趋势,气候条件和土壤类型的差异是导致其纬向分布差异的主要原因。     

黄土丘陵区植被恢复对深层土壤有机碳储量的影响

以黄土丘陵区不同恢复年限的人工刺槐林、人工柠条林和自然撂荒地为对象,以0～100 cm(浅层)土壤为对照,研究了不同植被类型下100 ～ 400 cm(深层)土壤有机碳(SOC)储量的剖面分布特征和累积动态.结果表明:随土壤深度增加,浅层SOC储量显著降低,深层SOC变化趋势不明显,但储量很高,约占0～400cm剖面SOC的60％.80 ～ 100 cm土层的SOC储量与深层100～200和200 ～ 400 cm的SOC储量呈显著线性相关,是0～100 cm5个土层中与深层SOC储量变化相关性最强的一层,可用以估算深层SOC储量.人工刺槐林、柠条林、撂荒地表层(0 ～ 20 cm) SOC储量显著高于坡耕地,而深层SOC储量在不同利用类型间差异不显著.随植被恢复年限的增加,深层SOC储量呈上升趋势,人工刺槐林和人工柠条林100 ～400 cm SOC平均累积速率分别为0.14和0.19t·hm-2·a-1,人工柠条林与浅层SOC累积速率相当.在估算黄土丘陵区植被恢复的土壤固碳效应时,应考虑深层土壤有机碳累积量,否则会严重低估植被恢复的土壤固碳效应.     

甘孜州炉霍县不同植被土壤微生物特性初步研究

研究了四川省甘孜州炉霍县不同植被条件下土壤微生物群落的分布状况及两种土壤酶活情况。结果表明,不同植被条件下,土壤微生物类群数量存在差异,草甸土壤微生物群落比森林覆盖土壤的微生物群落多。在同一土壤中,细菌、真菌、放线菌数量随土层深度的增加而降低,0~20cm土层微生物数量高于20~40cm的土层。土壤酶活在土壤剖面中的分布随深度增加而降低。     

新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素

根据新疆艾比湖流域土壤有机质(SOM)数据,分析了土壤质地、植被群落类型和土壤剖面深度3个因素对SOM含量的影响,进一步研究了流域内有机质在不同土壤深度的空间分布特征及其沿土壤剖面深度垂直分布的空间异质性。结果表明:植被群落类型显著影响SOM含量,而土壤质地和深度对有机质总体分布水平影响不显著;随土壤深度变化有机质分布呈现不同的空间变异特征,流域内0—80 cm土壤有机质高含量区域与低含量区域斑块化分布呈现孔穴特征,但在80—120 cm土壤有机质含量变化较为连续,呈现流域东、西两端高而中间低的分布特征;有机质沿土壤深度垂直分布模式在流域内表现出分异特征,流域中部SOM随土壤深度增加而降低,SOM含量从0—20 cm浅层土壤的2.85 g/kg降至100—120 cm深层土壤的1.51 g/kg;但在流域东部和西部SOM随土壤深度增加呈升高趋势,流域西部SOM含量从0—20 cm土壤的1.80 g/kg大幅增加至100—120cm土壤的6.61 g/kg,流域东部SOM含量则从0—20 cm土壤的1.04 g/kg逐步增至100—120 cm土壤的2.86g/kg。艾比湖流域有机质在浅层和深层土壤不同的空间分布特征与干旱区绿洲生态景观斑块化分异特征和植被根际沉积特点密切相关,流域内土壤剖面成土演化的空间异质性对有机质沿土壤深度垂直分布的空间变异性有显著制约。     

黄土高原子午岭退耕地土壤物理性质与群落特征

通过对子午岭北部黄土丘陵沟壑区4、9、15和20a退耕地的生境和植被群落特征的分析,研究了不同年限退耕地的植被群落、土壤水分、容重和生物量的变化。结果表明：随退耕年限的增加,杂草群落中物种分布较均匀,物种丰富度明显增加,植物种数和个体数增加,其优势种和亚优势种分属于6科9属;根系在土层中分布增多,在一定深度范围内土壤结构逐渐疏松,致使土壤容重随退耕年限的增加而减小;在0～80cm土层内土壤含水量从高至低依次为4a、20a、15a和9a退耕地;80～300cm土层的土壤含水量得到明显改善,土壤含水量从高至低依次为20a、4a、15a和9a退耕地;地面生物量随退耕年限的延长而增加,但增加幅度逐渐趋于缓慢。     

皇甫川流域退化草地和恢复草地土壤微生物生物量的研究

土壤微生物生物量常被作为植物所需营养元素的转化因子和资源库,是表明土壤发育状况和生化强度的一项主要指标。在内蒙古伊盟准格尔旗皇甫川流域,对退化草地和恢复草地土壤微生物生物量进行了研究。结果表明,土壤微生物生物量的垂直分布依次为0～10>10～20>20～30>30～40>40～50cm,随土层加深而递减;0～10cm土层细菌和丝状微生物生物量超过其他土层;恢复草地各土层中的土壤微生物生物量均高于退化草地;恢复草地的土壤微生物生物量与土壤肥力密切相关。     

鹤山不同植被类型土壤惰性碳含量及其季节变化特征

为探讨植被恢复下森林土壤惰性碳(Non-labile carbon, NLC)的分布和季节动态,对鹤山6种不同植被类型(灌草、马尾松、桉树、乡土树种、马占相思、季风常绿阔叶林)不同土层(0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm)NLC进行研究。结果表明: 6种植被类型土壤NLC含量均以表层(0～10 cm)最高,且随土层深度增加有下降趋势。表层土壤NLC含量受植被类型的影响显著,马占相思林的土壤NLC含量显著高于其他林型;马尾松林的土壤NLC含量最低,与其他林型差异显著。马占相思林深层土壤(10～20 cm和20～40 cm)的NLC含量显著高于其它植被类型,其它植被类型间无显著差异。不同植被类型的土壤NLC含量具有不同的干湿季动态变化,湿季土壤NLC占土壤总有机碳(Soil organic carbon, SOC)的比值高于干季。从不同土层NLC占SOC的比例可见,马占相思林和灌草林能显著提高土壤不同层次的NLC含量,马尾松林、桉树林、乡土树林和季风常绿阔叶林则有利于提高深层土壤SOC稳定性。