科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工固沙区土壤理化性质的变化

选取科尔沁沙地不同年龄的小叶锦鸡儿固沙林为研究对象,研究了在人工固沙林发育过程中土壤的颗粒组成、容重、孔隙度、持水性、透水性、养分和水分含量以及土壤酶活性等理化性质的变化。结果表明,随着林龄的增长,固沙林内土壤理化性质均得到较好的改善,土壤粘粒含量增加,表层容重变小,孔隙度增大,土壤持水性和渗透性能均有所提高,有机质、速效N、P、K的含量大幅度增加,但土壤水分含量却出现了下降的趋势。同时,随着林龄的增长小叶锦鸡儿固沙林土壤酶活性逐渐提高,20年生的土壤酶活性基本接近于天然群落,表明小叶锦鸡儿是本地区优良的固沙树种。固沙林内结皮层的酶活性总体上不高,但均高于其毗邻下层土壤,其中转化酶活性高出近20倍。     

不同行距黄柳沙障结皮理化性质的研究

在实验和对比分析的基础上,对行距5m和8m黄柳沙障基部处和远离基部2m处（对照样）结皮理化性质进行了研究。结果表明,沙障基部处土壤的pH值呈碱性,对照样土壤的pH值呈酸性。两种不同行距黄柳沙障之间的pH值无显著差异。行距5m和8m黄柳沙障基部处的有机质、全N和全P含量均大于对照样。而对于速效养分,行距5m和8m黄柳沙障基部处速效P含量都大于对照样,而行距5m和8m黄柳沙障对照样速效N含量则大于基部处,并且行距8m的黄柳沙障基部处和对照样速效N和速效P含量均大于行距5m的黄柳沙障。黄柳沙障下结皮的形成是以砂粒为骨架,以小于0．02mm的细小颗粒填塞土壤孔隙的一个物理过程。     

保护性耕作对科尔沁沙地坨沼区土壤理化性质的影响

试验研究了科尔沁沙地坨沼区坨子地和甸子地在不同耕作方式(传统、防护林保护)、不同耕作年限下的土壤理化性质动态变化。结果表明:保护性耕作对土壤容重、土壤机械组成影响较大,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层土壤容重分别降低了0.16,0.21g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了27.99%,40.59%;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层土壤容重分别降低了0.21,0.29g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了42.85%,55.59%。且保护性耕作土壤容重和2～0.02mm的颗粒含量均低于传统耕作。保护性耕作能增加土壤养分含量,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层有机质含量分别增加了12.69,18.65g/kg;碱解氮含量分别增加了7.7,15.7mg/kg;速效磷含量分别增加了15.27,27.06mg/kg;速效钾含量分别增加了40.19,46.58mg/kg;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层有机质含量分别增加了19.77,22.83g/kg;碱解氮含量增加了28.35,25.55mg/kg;速效磷含量分别增加了27.36,38.22mg/kg;速效钾含量分别增加了19.3,81.5mg/kg。差异均达极显著水平。保护性耕作的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均高于传统耕作。     

镁对土壤某些理化性质的影响

本文研究了镁离子在土壤中的吸附特性和交换性镁对土壤某些物理性质的影响。试验结果表明:镁盐阴离子对镁离子侵入土壤吸收复合体能力的影响为:CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。在低浓度下,Mg²+在Na⁺陪伴下较其单独存在时更易被含MgCO₃的石灰性土壤吸附。在混合盐溶液中,当盐渍度和SAR一定时,Na⁺在Na⁺-Mg²⁺体系中比在Na⁺-Ca²⁺体系中更易被土壤吸附。当ESP一定时,随着土壤吸收复合体中交换性镁百分率(EMP)的增加,分散系数逐渐增加,饱和导水率和毛管水上升高度逐渐降低,当EMP>60%时,不再发生变化。随着ESP的增加,交换性镁的不良影响逐渐变小。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落保育土壤作用的研究

以流动沙丘和不同恢复年限的人工和天然小叶锦鸡儿群落为研究对象,从植被重建前后土壤理化性质变化方面分析了小叶锦鸡儿群落保育土壤的作用.结果表明,6 a生、11 a生和22 a生人工小叶锦鸡儿群落对土壤理化性质均有明显的改善作用,且总体上土壤改良效果与恢复年限成正相关.建立人工植被后,土壤中微沙(0.05～0.1 mm)和黏粒(<0.05 mm)的含量增加,表层(0～10 cm)土壤容重减小,孔隙度和饱和含水率增大,土壤持水能力提高;土壤有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和有效钾含量均有不同程度增加,尤以表层增加幅度最大,并且灌丛对养分有明显的富集效应.     

土壤理化性质对结皮形成的影响

通过人工降雨试验、土壤微形态观察以及理化分析 ,研究了几种土壤结皮形成过程及其影响因素 ,并利用SPSS统计分析了不同因素对结皮形成的影响程度。研究结果表明 ,土壤颗粒组成是土壤结皮形成的主导因素 ,而土壤结构指标、部分胶体性质与结皮形成关系不明确 ,并提出土壤粘粒矿物组成可能是土壤结皮形成的一个重要因素     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。结果表明：①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮〈湿润藻结皮〈干旱苔藓结皮〈湿润苔藓结皮。两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮。由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发。     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征.结果表明①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮＜湿润藻结皮＜干旱苔藓结皮＜湿润苔藓结皮.两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮.由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发.     

青海省大通县退耕还林对土壤理化性质的影响

为全面了解退耕还林对土壤理化性质的影响,在青海省大通县选取退耕年限分别为5 a以内、5～10 a、10～20 a、20 a以上的青海云杉群落及其对比的青海云杉天然次生林及耕地群落,采用标准地调查法,分层取土样,对各群落表层和中下层土壤理化性状进行对比分析,结果表明:土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、土壤团粒、大团聚体含量均表现为天然林地>退耕地>耕地,且随着退耕时间的延长,土壤孔隙状况和结构性能越来越接近于天然林地;土壤有机质、全氮、速效钾、CEC均表现为天然林地>退耕地>农耕地,而且与农耕地相比,退耕地土壤碱性有了明显的改善,且随着退耕时间的延长,越来越偏向于天然林地.     

科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨防护林带间植被与土壤特性变化

[目的] 以科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨(Populus simonii)防护林为研究区域，研究防护林带间植被修复与土壤发育的最适行带配置模式，为科尔沁沙地人工造林提供科学依据。 [方法] 对4种不同带间距的行带式小叶杨防护林带间植物群落多样性、土壤理化性质及其相关性进行研究。 [结果] 带间距的大小对小叶杨防护林带间植被与土壤恢复有明显影响，植被恢复与土壤恢复是相辅相成的。① 自然状态下防护林带间物种多样性及群落稳定性具体表现为：带间距10 m＞6 m＞4 m＞2 m； ②土壤含水量及土壤养分(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾)含量表现为：带间距10 m＞6 m＞4 m＞2 m，土壤容重为：带间距10 m＜6 m＜4 m＜2 m； ③在0-60 cm土层深度中，不同带间距小叶杨防护林带间物种多样性指数与土壤理化性质呈现出不同程度的显著或极显著相关(p＜0.05)，其中与各物种多样性指数相关性最大的为土壤容重，与各土壤理化性质相关性最明显的物种多样性指数为Margalef丰富度指数。 [结论] 在科尔沁沙地奈曼沙区小叶杨人工造林过程中，适当增大行带式小叶杨造林带间距，能够有效提高林地生产水平与生态效益。综合考虑带间植被与土壤恢复，造林带间距达到10 m为宜。     

毛乌素沙地不同植被恢复措施下土壤理化性质空间分布特征

[目的] 探讨不同植被恢复措施下土壤理化性质的空间分布特征,为半干旱沙区植被恢复提供理论依据。[方法] 以毛乌素沙地西南边缘3种典型植被恢复模式(封育草地、飞播林地和人工柠条林地)为研究对象,以退化草地为对照,通过采集0—40 cm范围内3个土层的土壤,研究了其土壤理化指标和土壤综合肥力。[结果] ①在不同措施下土壤表层(0—10 cm)含水量显著增加,而在深层(10—40 cm)土壤则显著降低;与之相反的是土壤表层容重显著降低,而在深层土壤差异不显著,呈现弱变异;植被恢复显著降低了上层(0—20 cm)土壤pH值,而对20—40 cm土层差异不显著;此外,同一植被类型下随着土层加深土壤含水量(SWC)、容重(BD)、pH值均逐渐增加。②不同措施下土壤有机质(SOM)、全氮(TN)含量显著增加,封育样地SOM最高,飞播样地土壤TN最高,而速效磷(AP)含量显著降低,土壤全磷(TP)、SOM、TN等养分含量具有表聚性,土壤AP和速效氮(AN)含量在不同植被恢复、不同土层之间存在差异性。③土壤综合肥力指数呈现为：飞播样地(0.794)>封育样地(0.662)>对照样地(0.637)>柠条林地(0.603),即土壤质量在飞播样地最高,而在柠条林地最低。[结论] 3种植被恢复模式均对土壤各理化指标有显著影响,不同植被恢复措施导致土壤各指标在垂直剖面上发生不同程度的变异,毛乌素沙地适宜进行飞播造林,而不宜大面积种植人工柠条林。     

陕北毛乌素沙地生物结皮发育特征的初步研究

通过野外采样和室内分析相结合,掌握了陕北毛乌素沙地不同采样点生物结皮层的理化性质以及该地区生物结皮的发育特征,为以后进一步研究毛乌素沙地生物结皮的防风固沙效应奠定了理论基础.结果表明:随着生物结皮的发育,结皮层厚度增加.最大值为11.82 mm;土壤颗粒细化,0.02～0.05 mm之间的颗粒含量为7.3%～27.7%,高于流沙中的颗粒含量;由于颗粒的细化,结皮层容重增加,其抗剪强度明显提高,且抗剪强度与厚度和容重之间存在一定的相关性.生物结皮层pH值为7.23～7.81,低于流动沙地的pH值;有机质、N和K含量明显高于流沙的含量;P含量有所增加但不明显.研究表明,各个样点的生物结皮效应表现有所不同,原因有多方面.主要是结皮的发育程度、植被盖度以及采样点地形地貌之间的差异所引起.     

Biological soil crust and surface soil properties in different vegetation types of Horqin Sand Land,China

Physical and chemical properties (including coverage, thickness, hardness, moisture, particle size distribution, organic matter and nutrient contents etc.) of biological soil crust and 0–5.0 cm surface soil under the crust in three types of vegetation (semi-shrub Artemisia frigida, shrub Salix gordejevii and tree Populus simonii) were surveyed in 2005 and 2006 in Horqin Sand Land to understand the effects of different vegetation types on development of soil crust and surface soil properties under crust. The results showed that 1) no physical soil crust or biological soil crust (BSC) formed on mobile dunes without vegetation, though most ground surface in originally mobile dunes had been covered by BSC fifteen years after planted vegetation was established; 2) BSC development was best in shrub S. gordejevii sites, second in semi-shrub A. frigida sites, and weakest in tree P. simonii sites; 3) development of BSC was better in moss crust distributed mainly beneath or near plant canopies than in lichen crust distributed mainly between plant canopies in all three vegetation types; 4) surface soil properties 0–5.0 cm under BSC were improved significantly in all three vegetation types compared to those in mobile sand land. The magnitude of improvement was greater in S. gordejevii sites than in A. frigida and P. simonii sites, and greater in moss crust sites than lichen crust sites, but the magnitude of improvement decreased significantly with increasing surface soil depth; 5) based on the above-mentioned results, we suggest that S. gordejevii should be favored in future planting in Horqin Sand Land.     

人工林建设对沙地土壤结皮发育及其表土理化特性的影响

为了了解人工林建设对土壤结皮发育和表土特征的影响,2006年在科尔沁沙地调查了不同年龄杨树林地的土壤结皮及结皮下0-5.0cm土壤的理化特性,分析研究了植被固沙区土壤结皮及其表土的发育特征。结果表明:(1)在科尔沁沙地,人工林的建设有利于流动沙地土壤结皮的形成、发育和结皮下0-5.0cm表土性状的改善;(2)随着人工林的生长发育,土壤结皮覆盖度、厚度、硬度、土壤细颗粒和有机质、养分含量均明显增加,并从物理结皮逐步演变成地衣结皮和苔癣结皮;(3)随着人工林的生长发育,结皮下0-2.5cm和2.5-5.0cm表土的细颗粒、有机质和养分含量大幅增加,但其含量随着表土深度增加而下降;(4)人工植被建设对沙地土壤结皮形成发育和下层表土成土过程的作用机制,一方面源于人工植被具有降风滞尘,维护沙面稳定,增加地表粘粉粒含量的作用;另一方面源于凋落物的生产与沉降,以及对局部水热环境的改善,增加了结皮与表土的有机质和养分含量,促进了微生物和微管植物的侵入。     

风沙区煤炭开采对土壤物理性质和结皮的影响

[目的]为了准确了解煤炭开采对脆弱生态环境造成的影响。[方法]通过样地调查和室内分析,对毛乌素风沙区超大工作面煤炭开采当年和3a后的土壤物理性质和结皮情况进行分析。[结果]开切点土壤物理性质受到采矿的影响强于开采面,开采面土壤的修复能力优于开切点,且采煤对土壤物理性质的影响3a后仍未消除;各采样点的土壤温度不仅与对照存在差异性(p0.05),而且各土壤温度在空间和时间跨度上也存在差异性(p0.05);20cm处的土壤容重、孔隙度和含水率与土壤温度均存在负相关,含水率与土壤温度存在显著负相关(p0.05);结皮的厚度和覆盖度受到采煤的影响,结皮含水率和结皮持水能力在3a内均未恢复到采煤前。[结论]风沙区超大工作面采煤对土壤物理性质和结皮会造成破坏,且在无人为干扰的情况下土壤将进行自我修复,但3a的修复效果与对照组仍存在一定差异。     

不同人工造林树种及其配置方式对土壤理化性质影响分析

人工造林是黄土高原改善生态环境,减少水土流失的重要手段。不同树种及其配置方式下地表植被的生长、土壤理化性质的差异影响着生态水文功能的强弱。以长武王东沟流域8种造林树种和不同配置径流小区为研究对象,采用样方法进行造林地及林下地表植被调查,分层采样测定0—40cm土层土壤容重、孔隙度、有机质含量,分析不同人工造林模式下土壤理化性质,并初步分析了植被特征与土壤理化性质间的关系。结果表明:不同造林方式小区内林下草本层虽然覆盖度区别很大,但物种丰富度、多样性、均匀度指数差异不显著。0—20cm表层土壤理化性质变异性小于20—40cm土层。不同人工造林方式间土壤容重差异显著,且对20—40cm层土壤的毛管孔隙度、总孔隙度有显著性影响。不同造林方式下草本层丰富度、多样性指数与林下土壤毛管孔隙度相关性显著。草本层丰富度、多样性与0—20cm表层土壤的保水作用存在良好的对应关系。相比较而言,0—40cm土壤剖面上,草地和侧柏刺槐混交林地下的土壤孔隙度和有机质等理化性质,以及相关的蓄水性和入渗性等生态水文功能要好于其他造林林种。