内蒙古农牧交错带土地利用对土壤性质的影响

为研究农牧交错带土地利用方式对土壤特性的影响,于2007年7月选择位于内蒙古东部农牧交错带太仆寺旗的3种土地利用类型,野外采集土样并进行分析。结果表明:在0~30 cm土层中,土壤有机碳含量、全氮含量、速效钾含量均表现为草地>榆树林地>农田;土壤水溶性有机碳含量表现为草地最高,农田次之,林地最小;土壤速效磷含量变化与上述趋势不同,为农田>草地>榆树林地。土地利用方式对土壤质地也有影响,与农田土壤和林地土壤相比较,草地土壤的粘粒含量最高,砂砾含量最低。本研究表明在研究区域天然草地具有较好的土壤养分保持能力,是最适合的土地利用类型,可为改善生态环境和当地的可持续发展提供依据。     

贵州省不同土地利用方式对土壤理化性质及其有效性的影响

为探明生态脆弱区土地利用方式对土壤性质的影响,以喀斯特山区林地、草地、经果林和农田为研究对象,对比分析了中国西南山区4种典型土地利用方式下的土壤性质。结果表明：研究区不同土地利用方式对土壤容重、孔隙度、毛管持水力等物理性质影响不显著,经果林与其他3种土地利用方式相比显著降低了土壤pH。林地土壤有机质和有效氮含量显著高于其他3种土地利用方式,农田中有效磷、草地中有效钾含量在4种土地利用方式中均为最低。不同土地利用方式改变了研究区土壤微量元素特征,整个研究区土壤有效锌及硼、林地中的有效铜、农田中的有效铜及钼的丰度处于低水平,不能满足植物生长发育需要。通过土壤养分有效性综合评价指数得出,研究区4种土地利用方式下土壤质量顺序为草地>林地>经果林>农田,建议喀斯特山区大力开展退耕还草工程,以实现土地资源的可持续发展。     

草地对碳汇的作用

草地利用和管理方式是维系草地农业生态系统土壤碳平衡的重要机制之一,土壤植被的改变是土壤有机碳变化的驱动力,不同利用方式的土壤有机碳含量有明显差异,0~100cm土壤有机碳密度的变化顺序为:人工灌木林地次生天然草地人工草地弃耕地农田。放牧作为主要草地利用方式,不同强度对草地有机碳含量有显著影响,0~10cm和10~20cm土层中土壤有机碳含量随放牧强度的增加而下降,中度放牧区和重放牧区分别显著低于未放牧区。乱开乱垦对草地植被初级生产力产生严重影响,使植被盖度和草地初级生产力严重下降,导致0~20cm和20~40cm土壤有机碳含量降低。     

我国弃耕地植被的恢复与重建研究概述

退耕地草地植被恢复与重建的理论是目前我国进行"退耕还草"、"天然草地保护"和"退牧还草"等工程的重要科技支撑,是我国进行草原地区生态环境治理与改善的理论基础和实践保障.文章主要涉及弃耕地草地植被恢复与重建的理论基础及实践措施,详细论述了弃耕地草地植被恢复过程中自然恢复的演替过程、土壤种子库的重要作用、土壤有机质的变化规律、草地植被盖度的变化规律,并根据草地生态系统理论,采取一些促进植被快速恢复的措施,如采用人工配置的植物群落组合代替自然恢复的缓慢演替过程,采用除草剂、灌溉、施肥及耕作等措施;综述比较了众多学者对弃耕地研究的成果,对于不同类型弃耕地草地植被的恢复与重建具有指导意义.     

三种土地利用方式下南方高山土壤温室气体通量特征及其影响因子研究

为探讨湖北火烧坪三种土地利用方式下土壤温室气体排放的特征及其影响因子,以研究区农田、草地和天然林地为研究对象,采用野外原位静态箱-气相色谱法对其土壤温室气体通量动态变化进行监测,并对环境因子进行分析。结果表明：三种土地利用方式下土壤CO₂均表现为排放,农田土壤CH₄和N₂O表现为排放,草地表现为吸收,林地不一致;土壤含水量抑制土壤CO₂,促进土壤CH₄产生,过氧化氢酶活性与土壤CO₂和CH₄的排放具有显著相关性,有机肥的施用影响土壤N₂O的排放;全球增温潜势（Global warming potential,GWP）由大到小表现为草地 > 林地 > 农田,但草地由于生物量高光合呼吸作用强,向大气排放CO₂的总量则较低。因此,人工草地的建造有利于降低研究区土壤温室气体的排放。     

封育草地与弃耕地土壤碳氮固持及固持速率动态

研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义。本研究以黄土高原丘陵区封育草地和弃耕地为对象,分别以放牧草地和农田为参照,对比分析了封育14年草地和弃耕地0~300 cm土层土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)储量、固持量及固持速率。结果表明,封育草地和弃耕地显著增加SOC储量,并且二者封育14年后SOC储量相同;在0~200 cm土壤中,封育14年草地与弃耕地STN储量相对于对照并无增加,0~300 cm土壤中,封育14年草地STN储量显著高于弃耕地(P<0.05);弃耕地SOC固持及固持速率显著高于封育草地,封育14年弃耕地SOC固持主要发生在0~140 cm表层土壤;0~100 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著高于封育草地,0~300 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著低于封育草地。以上结果表明,封育和弃耕均可显著提高土壤碳储量,并未明显提升土壤氮储量,弃耕地有较高的SOC固持量及固持速率。     

阴山北麓农牧交错区不同弃耕演替时期土壤质量评价

本研究采用空间代替时间的方法,以天然草地作为对照,分析了内蒙古阴山北麓农牧交错带两种不同类型的草原(荒漠草原和典型草原)中的农田及3个不同恢复年限(5年、15年和20年)弃耕地的土壤理化性质,并采用主成分分析法对土壤质量进行综合评价。研究发现,弃耕后,土壤含水率、饱和导水率、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤有机碳、全磷、有效磷含量增加;土壤容重、硝态氮、铵态氮、全氮含量逐渐降低;土壤最大持水率指标在荒漠草原呈上升趋势,在典型草原下降;毛管持水率、田间持水率无显著变化(P> 0.05);弃耕后,荒漠草原土壤pH降低,典型草原pH升高。基于统计分析的土壤质量得分表明,影响荒漠草原土壤质量的主要因素为土壤有机碳、非毛管孔隙度、容重、全氮,其土壤质量综合得分高低依次为天然草地>弃耕5年>弃耕20年>弃耕15年>农田,影响典型草原土壤质量的主要因子是pH、容重、饱和导水率、有机碳,其综合得分高低依次为天然草地>弃耕15年>弃耕20年>弃耕5年>农田。荒漠草原样地中,农田、弃耕地的土壤质量得分均低于平均水平,典型草原样地中弃耕15、弃耕20年、天...     

高寒草地不同利用方式对植被生物量和土壤氮矿化的影响

研究了天然草地、恢复草地和人工燕麦3种不同草地利用方式植被生物量与土壤氮矿化的变化。结果表明：3种土地利用方式,地上生物量大小依次为恢复草地〉燕麦〉天然草地,分别为424.02,381.72和307.26g/m^2,地下生物量主要集中在0-10cm土层,为天然草地〉恢复草地〉燕麦,总生物量地下地上比的大小也是天然草地〉恢复草地〉燕麦;植物种类及扰动大小是3种草地利用方式生物量差异的主要原因。随草地利用方式变化,植被构成、生物量发生变化,土壤氮素矿化作用也随之改变。3种草地利用方式,土壤净氮矿化速率大小为恢复草地〉天然草地〉燕麦。土壤氮矿化以硝化作用为主,硝态氮是形成生物量的有效氮素。天然草地的地下生物量最大,与其土壤净硝化速率最高有关,燕麦的土壤净氮矿化速率为负值,为植物生长提供的氮素较少,使其生物量最小。     

荒漠草原区不同植被恢复模式下土壤可溶性氮组分特征

以未平茬人工中间锦鸡儿林地、平茬人工中间锦鸡儿林地、天然草地和天然中间锦鸡儿林地为对象,分别测定各类样地0～5cm、5～10cm、10～20cm及20～40cm土层可溶性氮组分含量并分析其含量特征、垂直分布规律及与土壤有机质、全氮、微生物量碳氮含量之间的关系。结果表明:不同植被恢复样地0～40cm土层土壤氮素含量差异显著(P0.05),其中20～40cm土层差异显著(P0.05),土壤氮素的矿化效果为人工中间锦鸡儿林地天然中间锦鸡儿林地天然草地平茬人工中间锦鸡儿林地;不同植被恢复模式下0～40cm土层氮素的有效性无显著差异,但在5～10cm、10～20cm、20～40cm土层有极显著差异(P0.01),土壤氮素的有效性表现为:人工中间锦鸡儿林地天然中间锦鸡儿林地平茬人工中间锦鸡儿林地天然草地;表明人工栽植中间锦鸡儿可以有效提升土壤氮素的转化和利用效率。     

祁连山东段土地利用方式对植被地上、地下植物量的影响

为了解祁连山东段天祝高寒地区不同土地利用方式对植被地上和地下植物量的影响,选取天然草地、退耕自然恢复地、当年弃耕地、坡耕地和多年生草地5种土地利用方式下的地上和地下植物量进行研究。结果表明,地上植物量表现为坡耕地多年生草地天然草地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量表现为天然草地多年生草地坡耕地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量分布在0~10 cm土层;地上植物量与植被盖度之间的关系拟合二次函数,地下植物量与植被盖度、物种数之间的关系分别拟合对数和二次函数;地上植物量与地表的植被盖度显著相关(P0.05);地下植物量与地表的植被盖度和物种数显著相关(P0.05)。     

青海湖农场退耕还林草后的土壤碳氮变化

对青海湖农场退耕还林草地以及耕地和天然草地的土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）含量及储量、无机氮（N_inorg）含量、土壤pH等基础理化指标进行了测定分析。结果表明：退耕（还林草）地与耕地和天然草地土壤均偏碱性;退耕地及天然草地土壤容重及N_inorg含量均低于耕地;退耕地和天然草地0~5 cm土层C/N显著高于耕地;退耕地和耕地0~5,5~10,10~20 cm土层的SOC和TN含量低于天然草地;退耕还林草9年后各土层SOC和TN含量与耕地相比差异不显著,说明青海湖区持续耕作60多年后,要恢复土壤肥力仍需较长时间;对于0~30 cm土层的SOC及TN储量,退耕地和天然草地与耕地无显著差异,而退耕地与天然草地之间差异显著（P<0.05）;耕地、退耕地以及天然草地0~20 cm土壤SOC含量分别占0~30 cm土层SOC储量的68.7%,72.9%和78.6%;0~20 cm土层TN含量分别占0~30 cm土层TN储量的68.7%,72.7%和78.2%;与天然草地相比,按耕地开垦60年计算,0~30 cm耕层内,C的损失率为0.11 t C·a^-1·hm^-2,N的损失率为0.015 t N·a^-1·hm^-2;土壤C和N含量与容重共同决定C和N储量的大小,因此土壤容重是影响土壤质量的重要因素之一。     

黄土丘陵区苜蓿地的土壤呼吸

土地利用的变化会影响到生态系统碳循环过程。中国退耕还林还草工程实施后,大量农田转变为林地和草地。为了摸清退耕后土壤碳排放的变化,在宁夏黄土丘陵区,对退耕苜蓿(Medicago sativa)地、农田和天然草地的土壤呼吸进行了测定。结果表明,土壤温度和土壤呼吸相关性较强,土壤水分和土壤呼吸没有显著相关性;苜蓿地、农田、天然草地的年均土壤呼吸值分别为1.60、1.03和0.85 μmol·m-2·s-1,苜蓿地土壤呼吸比农田高出55.3%,比天然草地高出88.2%;年CO2排放量分别为1 461.96、940.66和777.36 g·m-2·a-1。农田转化为苜蓿地9年后,土壤CO2排放量增加、有机碳含量下降。在黄土丘陵区退耕还草初级阶段,生态恢复措施对固碳增汇的贡献有限。     

阴山北麓不同土地利用类型土壤养分特征分析与评价

采用野外实地调查采样、室内样品分析和数理统计相结合的方法,研究了阴山北麓4种不同利用类型土地的土壤养分特征,并对土壤肥力进行了综合评价。结果表明,1) 研究区土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为(25.12±6.56),(0.63±0.08),(0.76±0.10),(31.99±1.07) g/kg;速效氮、速效磷、速效钾含量分别为(39.87±9.14),(6.72±3.75),(175.83±105.45) mg/kg;pH为(7.74±0.14)。2) 土地利用方式对有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾的影响极显著(P<0.01),而对速效氮、全钾和pH的影响不显著(P>0.05)。3) 土壤全氮、磷、钾含量和pH值在垂直剖面上(0~25 cm自上而下)表现为无规律的波动状态,但整体上变幅不大;而速效氮、磷、钾和有机质含量整体上表现为下降趋势。4) 土壤肥力综合评价值的排序为封育草地(0.506)>放牧草地(0.417)>耕地(0.361)>弃耕地(0.357),封育草地与放牧草地的土壤肥力为中等级水平,而耕地和弃耕地的肥力为低等级水平,说明草地比耕地更有利于土壤保肥。总体而言,研究区土壤肥力水平较低,存在的主要问题是土壤中全氮和速效氮含量严重偏低。     

黄土高原云雾山草地土壤有机碳、全氮分布特征

2007年11月28日-12月1日对云雾山4类天然草地,以及不同生长年限的人工紫花苜蓿(Medicago stativa L.)草地、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)灌木、农田进行土壤有机碳、全氮分布分析,以期为该地区的草地生态系统的合理利用和减排温室气体提供科学依据。结果表明:土壤有机碳、全氮含量的排序为:天然草地(人工草地(灌木(农田。对0~40 cm土壤每10 cm土层土壤有机碳、全氮含量测定发现:除9年生人工苜蓿草地在20~30 cm土层的有机碳含量相对10~20 cm无降低外,其他均表现为随土层深度的增加而依次降低。有机碳、全氮含量天然草地10~20,20~30,30~40 cm,以及5年、7年、9年人工草地土层之间差异水平基本达到显著水平。天然草地和人工草地土壤有机质含量与其全氮含量呈极显著线性相关(P<0.01)。人工草地土壤有机碳,全氮含量随种植年限增长而增加,全氮含量增加程度大于有机碳。因此,云雾山天然草地有机碳、全氮含量最高,人工草地随着生长年限的延长也是碳氮积累的过程,农田含量最低,天然草地在碳氮储存方面发挥着更积极的作用。土壤有机碳、全氮在土壤表层(0~10 cm)含量最高,在云雾山地区通过退耕还草,加强植被恢复管理,有利草地生态系统的健康发展。     

不同土地利用方式下表层土壤大团聚体特征

土壤大团聚体含量能表征土壤结构稳定性,反映土壤结构变化趋势。本研究在辽河干流中下游流域主要沙化区分析湿地、林地、农田和草地4种土地利用方式对0-20cm土层土壤大团聚体(0.25 mm)含量和稳定性的影响,及各粒径大团聚体的空间异质性,并进行空间插值模拟其分布。结果显示,农田土壤团聚体破坏率最大,达到46.98%,林地最小,为26.36%;依据土壤水稳性大团聚体含量、团聚体颗粒平均重量直径和几何平均直径,评价土壤结构稳定性强弱为湿地林地农田草地;4种土地利用导致土壤大团聚体稳定性差异显著(P0.05),湿地和草地之间的差异性最显著;湿地土壤结构相对最好,其次是林地和农田,草地相对最差。本研究结果可为辽河干流流域土地沙化程度评价及分区治理提供参考依据。     

云雾山封育草地土壤养分变化特征

以云雾山封育23年的天然草地为对象,研究黄土高原半干旱区5种群落类型土壤养分的变异特征。结果表明:在自然恢复过程中,本氏针茅(Stipa bungeana)、百里香(Thymus mongolicus)、铁杆蒿(Artemisia veslita)、白颖苔草(Carex rigescens)和退化本氏针茅,土壤有机质含量、全量及速效氮磷钾含量均比对照区显著提高,其中恢复年限愈长,养分增加幅度愈大,其次序为:封育23年>封育12年>退化草地;同时,在0~100 cm土层中,土壤养分随着土层的加深呈逐渐降低的趋势。     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

不同利用方式对豫西黄土丘陵区土壤微生物生物量及群落结构特征的影响

以豫西黄土丘陵区乔木地、灌木地、果园、弃耕地和耕地土壤为对象,应用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究了不同土地利用方式对土壤微生物生物量及其群落结构特征的影响,结果表明,与耕地相比,乔木地和灌木地土壤微生物量碳(MBC)含量分别提高了225.38%和265.73%(P<0.05),微生物量氮(MBN)含量分别提高了206.19%和245.03%(P<0.05),MBC/TOC值显著提高了2.89和3.00(P<0.05),MBN/TN值显著提高了5.05和5.57(P<0.05);果园土壤微生物量碳、微生物量氮含量和MBN/TN值分别提高了107.80%,84.99%和1.23(P<0.05);弃耕3年地土壤微生物量碳、氮、磷与耕地无显著差异(P>0.05)。乔木地和灌木地土壤细菌的PLFA含量增加了17.87%和17.18%(P<0.05),真菌增加了24.27%和28.45%(P<0.05);果园土壤细菌PLFA含量增加了9.04%(P<0.05);弃耕3年地土壤细菌、真菌和放线菌的PLFA含量与耕地之间均无显著差异(P>0.05)。乔木地和灌木地土壤的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数显著提高(P<0.05),Simpson优势度指数显著降低(P<0.05)。不同利用方式地土壤细菌、真菌及放线菌的PLFA及总PLFA与土壤总有机碳、微生物量碳,全氮、速效氮、微生物量氮,容重显著正相关(P<0.05)。以上结果说明相对于耕地、弃耕地和果园土壤,乔木地和灌木地土壤微生物多样性均提高,不同微生物物种的个体数量分布均匀,群落结构相对稳定,因此这两种利用方式对土壤质量以及微生物群落结构多样性的改良效果更佳。不同土地利用方式引起营养元素的投入和土壤结构的变化是造成微生物群落结构变化的主要原因之一。