不同配置农田防护林对土壤物理性质的影响

在乌兰布和沙漠的东北缘选取了8种配置结构的农田防护林影响下的农田土壤作为实验样地,通过实测土壤的容重、孔隙度、水分以及温度等土壤物理性质,分析研究了8种防护林对农田土壤的影响.结果表明:4行配置的农田防护林1行榆树+2行旱柳+1行榆树和1行榆树+2行新疆杨+1行榆树对农田土壤的容重、总孔隙度以及水分含量都有较为明显的改善,对应的各指标数值别分为1.30 g/cm3和1.33 g/cm3、51.0%和49.7%、17.6%和32.5%;8行的4行小美旱杨+4行旱柳配置对农田土壤的改良作用不明显.     

晋西北不同植被类型土壤水分亏缺特征

为了解人工水土保持林地土壤水分变化特征及亏缺现状,对区域植被恢复提供理论依据。对晋西北岚县典型人工林和对照样地撂荒地进行土壤水分测定,通过构建土壤水分亏缺定量评价模型,对柠条林(Cartagena korshinskii)、油松林(Pinus tabuliformis)和撂荒地雨季和非雨季的土壤储水量和土壤水分亏缺指数进行计算。结果表明:(1)随土层深度增加,3种植被的土壤剖面含水量均呈先降低后升高趋势,柠条、油松林土壤剖面含水量分别在300和400 cm深度后呈降低趋势,撂荒地土壤剖面含水量变化呈增长型,土壤含水量最高;(2)3种植被类型的土壤储水量和土壤有效储水量变化趋势相同,均表现为:撂荒地柠条油松,土壤水分相对亏缺量表现为:油松柠条撂荒地;(3)柠条、油松林地存在明显亏缺现象,样地土壤水分平均相对亏缺指数分别为0.24、0.69,撂荒地为-0.19。油松林地的土壤水分亏缺程度高于柠条林和撂荒地。     

花石崖不同植被类型土壤水分特征

为充分了解黄土高原不同植被类型与土壤水分之间的关系，选择陕西省神木市花石崖镇5种典型植被类型刺槐、木枣、侧柏、柠条和草地为研究对象，采用单因素方差分析法比较不同样地间土壤水分的差异性。结果表明：在0～100 cm土层，研究区不同植被类型间土壤含水量和土壤蓄水量均存在显著性差异（P<0.05），均表现为草地>柠条>木枣>侧柏>刺槐。不同植被类型平均土壤水分亏缺度表现为刺槐>柠条>侧柏>木枣>草地，其中只有草地土壤水分不存在亏缺。综上，处于自然恢复状态下的草地对研究区土壤水分的维持具有相对积极的意义。     

沙坡头地区固沙植被对土壤酶活性的影响

对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区柠条灌丛不同位置(灌丛基部、灌丛间和灌丛外)和土壤深度(0~5 cm和5~10 cm)5种参与碳氮循环土壤酶活性(多酚氧化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶)变化和季节动态特征进行研究.结果表明:柠条灌丛的生长能够增加土壤养分和酶活性,灌丛基部土壤酶活性显著高于灌丛间和灌丛外的,除了β-葡萄糖苷酶外,0~5 cm土壤灌丛间酶活性与灌丛外差异不显著;土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶活性随着土壤深度的增加而减少,多酚氧化酶活性在深层土壤中较高;柠条样地土壤酶活性均与土壤pH无明显相关性;5种土壤酶活性表现出明显的季节变化特征:夏季秋季春季,说明柠条灌丛的生长能够增加土壤养分,促进土壤碳氮循环,在荒漠区退化土壤的修复中起着重要的作用.     

两种林木栽植对滨海重盐碱地化学特性的影响

为了比较林木对重盐碱地的改良效果,以沙枣、绒毛白蜡为试材,研究了不同季节沙枣林地、绒毛白蜡林地不同土层(0~20,20~50,50~80cm)的pH值、可溶性盐、有机质、速效钾含量及阳离子交换量的变化.结果表明:不同季节不同林木对土壤不同化学性质的改良效果不同.6月,沙枣林地各土层pH值有不同程度地降低,20~50cm pH值降低最多;20~50cm阳离子交换量明显地高于对照,但土壤含盐量、有机质和速效钾含量变化均不明显.绒毛白蜡林地各土层pH值也有不同程度地降低,20~50cm pH值降低最多;各土层速效钾含量明显增加,20~50cm阳离子交换量明显高于对照,但含盐量和有机质含量变化均不明显.10月,绒毛白蜡对pH值、有机质含量、阳离子交换量的改良效果较沙枣好,绒毛白蜡林地50cm土层的pH值降低明显、有机质含量增加较多,各土层阳离子交换量均高于对照,而沙枣林地20cm土层pH值降低明显、有机质含量和阳离子交换量增加较多;两块林地含盐量均不同程度地降低,但20cm土层的含盐量降低最多,且沙枣林地的含盐量降低的更多;两块林地0~20cm速效钾含量明显高于对照.10月测定的两块林地各土层的pH值、含盐量均低于6月的测定值,测定的有机质含量均高于6月的测定值;对于速效钾含量,沙枣林地所有土层的速效钾含量均高于6月,绒毛白蜡林地所有土层的速效钾含量均低于6月;沙枣林地除0~20cm阳离子交换量高于6月外,其它土层的阳离子交换量均低于6月,绒毛白蜡所有土层阳离子交换量均高于6月.总体而言,与沙枣林地相比,绒毛白蜡林地的pH值更低,有机质、速效钾含量、阳离子交换量均更高,但土壤含盐量也较高;两树种10月对土壤化学特性的改良效果优于6月.     

土壤水分植被承载力初步研究

土壤水分植被承载力是干旱、半干旱和半湿润易旱地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和林草植被的核心科学问题之一。定位研究密度与植物生长、土壤水分补给和消耗的关系是确定土壤水分植被承载力的实验基础。我们以黄土高原半干旱区16年生人工柠条林为例,进行了实验研究,实验密度包括8700、7100、5100、3200、1600丛/hm2。研究结果如下:土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷,它是指在较长时期和特定条件下,土壤水分所能维持相应植物群落健康生长的最大密度;多年生柠条根系虽然可分布到500cm以下土层,但是大部分根量分布在0～150cm土层,根系随深度分布可用指数方程描述;降水最大入渗深度为170～270cm。柠条主要吸收利用0～270cm土层的土壤水分;一年内植物生长与土壤水分的关系可分为4个阶段;柠条密度与生产力或土壤水分补给量为线形关系,与土壤水分消耗量为二次抛物线关系,研究区柠条林地土壤水分承载力为8115丛/hm2,柠条林合理利用方向为保持水土和改善环境质量。     

晋西北黄土区不同植被春季土壤水分动态变化特征研究

以晋西北黄土丘陵区为背景,对当地有代表性的植被(乔木类小叶杨林、灌木类沙棘林和柠条、油松-小叶杨混交地及撂荒地)为主要研究对象,系统地对5种不同植被土壤水分含量状况、垂直分布特征及变异情况进行分析,结果表明:在0~600 cm土层深度范围内,不同类型植被的平均土壤水分含量高低依次为撂荒地油松-小叶杨混交林沙棘林柠条小叶杨,且总体都呈现出先增加后减少然后趋于恒定的变化趋势;其中乔、灌木的土壤水分含量最大值均出现在150 cm~220 cm之间,而撂荒地在320 cm处出现最大值,5种植被类型的最小值大都出现在0~20 cm的表层土壤。最后,根据不同植被的土壤水分分布分层的定量分析,将土壤剖面划分为:易变层(0~100cm)、活跃层(100 cm~200 cm)、次活跃层(200 cm~300 cm)和相对稳定层(300 cm~600cm)。因此,根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,依据因地适宜原则,实行乔-草或乔-灌-草相结合的植被配置模式。     

上海市沿海防护林土壤微生物三大类群变化特征

通过对上海市区6种林型沿海防护林的土壤养分和三大类群土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的动态特征进行研究,结果表明:(1)不同土壤层次三大类群微生物数量变化均较大,土壤表层(0~10 cm)的细菌数量是底层(40~60 cm)的2.33~3.67倍;土壤表层(0~10 cm)的真菌数量是底层(40~60 cm)的2.21~3.75倍;土壤表层(0~10 cm)的放线菌数量是底层(40~60 cm)的1.29~2.26倍;(2)不同林型下土壤三大类群微生物数量的季节变化各有其自身特点,变化趋势不一致;(3)三大类群微生物数量从多到少的顺序为:细菌、真菌、放线菌,细菌在土壤微生物中占有绝对优势;(4)不同林型的表层土壤(0~10 cm)中微生物总量差异较大,年内总量从大到小表现为:杨树、杨树+麻栎、榆树+榉树、水杉+杨树、东方杉、水杉、滩地。     

大豆和玉米间作土壤氮素时空变化特征研究

实验以大豆、玉米为研究对象,采用田间栽培方式,研究在作物不同生育期、不同土壤深度养分(有机质、全氮、速效氮)含量的变化特征.结果表明:大豆单作模式下,0~10 cm土层有机质含量、全氮含量及10~20 cm土层速效氮含量随生育期呈上升趋势,其余土层养分含量变化大致为先增加后减少;玉米单作模式下各土层的养分含量随生育期都呈上升趋势,其中尤以0~10 cm土层速效氮含量变化最为显著,喇叭口期和成熟期含量分别较播种前增加64%、67%;间作模式下土壤有机质和全氮的含量随生育期的变化趋势大致和单作大豆一样,在0~10 cm土层速效氮含量在喇叭口期后又显著上升,较播种前增加126%.实验农田C/N在7.4~10之间,比值较低,能促进土壤养分的矿质化.     

晋西黄土区不同林龄人工刺槐林下植被及土壤水分特征

以晋西黄土丘陵沟壑区10、15、20a人工刺槐林为研究对象,原生荒草地为对照,采用时空互代法,调查分析坡面刺槐人工林植被恢复过程中林下植被演替和0~400cm土层土壤水分分布情况.结果表明:随着人工刺槐林林龄的增加,林下灌草植被物种丰富度变大,植被结构发育变好;不同林龄刺槐林地与荒草地土壤平均含水量由大到小顺序为荒草地(16.61%)、20a刺槐林地(10.08%)、15a刺槐林地(9.54%)、10a刺槐林地(8.52%);随着刺槐林龄的增加,土壤水分随坡位下降而增大的趋势有所改变,成熟刺槐林对坡面土壤水分空间分配的调节作用明显;人工刺槐林土壤水分沿垂直剖面变化方式与原生荒草地差异明显,15a以上刺槐林对100cm以下土壤水分的影响已基本稳定;人工刺槐林的生长造成了严重的林地土壤水分亏空,随着林龄的增长0~200cm土层土壤水分条件有所改善,但深层土壤(200~400cm)没有明显的恢复迹象.研究结果为黄土区植被恢复和刺槐林的经营管理提供了科学依据.     

天然林转换为竹林对土壤碳氮含量及物理性质的影响

选择闽南安溪云中山山区由天然林转换的竹林及其前身丝栗栲天然林为研究对象,对其土壤碳氮含量及物理性质进行对比研究,结果表明:丝栗栲天然林和竹林林下土壤容重随土层深度的增加而增加,土壤最大持水量、有机碳和全氮含量随土层深度增加迅速下降;与丝栗栲林下土壤相比,竹林林下土壤表层(0-20cm)容重、最大持水量和有机碳含量分别高0.18g·cm-3、低12.08%和低11.80g·kg-1,这可能是森林转换的结果,但竹林林下土壤60-100cm土层有机碳含量和40-60cm土层全N含量均显著高于丝栗栲林下相应土层,与表层的对比结果相反.天然林转换成竹林后,有机碳含量和全N降低了45.23%和10.0%.     

人工柠条灌丛下草地土壤养分动态特征的研究

本文以宁夏东部干旱风沙区不同种植年限及种植密度柠条灌丛草地为研究对象，系统研究了土壤养分时空动态变化特征．从柠条灌丛种植年限来看，20cm土层以下土壤有机质、水解N、速效P、速效K等含量，均为6a生柠条灌丛草地高于11a生和17a生柠条灌丛草地；从柠条灌丛的种植密度分析，土壤养分含量均为10m带距的大于4m和6m带距，适合柠条灌丛草地植物的生长．     

青海湖区不同植被类型草原土壤养分分布特征

以青海湖区4种植被被覆下的草原为研究对象,探讨不同植被类型影响下土壤养分的分布格局.结果表明:w(速效养分(速效氮、速效钾、速效磷))具有明显的分层特征,表层土壤最高,随着土层加深逐渐降低;紫花针茅样地各层土壤w(速效氮)、w(速效磷)均低于其他3个样地,但芨芨草样地各土层w(速效钾)显著高于其他3个样地.w(全量养分(全氮、全钾、全磷))表现不同,w(全氮)表现出分层现象,芨芨草、紫花针茅样地表层(0～10 cm)和第2层(10～20 cm)w(全氮)高,下层迅速降低;小嵩草草甸样地和藏嵩草沼泽草甸样地各层w(全氮)都较高;除紫花针茅样地w(全钾)表层显著高于其余3层外,所有研究样地各土层间的w(全钾)差异不显著;w(全磷)随土层降低不存在显著差异;w(有机质)与w(全量养分)、w(速效养分)分别呈现出显著相关关系和极显著相关关系.随着土层加深,w(有机质)降低,土壤容重增高、pH升高.同一区域植被类型不同,w(土壤养分)也有很大差异,人类扰动和自然因素都会影响土壤养分状况.     

黑土区玉米地土壤水分的时空变异性研究

获取土壤水分的时空变异特征是土壤水分高效利用的基础,本研究以黑土区玉米地为平台,利用地统计学、多重分形和联合多重分形等方法,研究不同取样时间农田土壤水分的空间变异性.结果表明:黑土区玉米地土壤水分呈现多重分形特征,不同取样时间土壤水分均为弱变异;随取样时间变化,土壤水分变异程度呈增加趋势,由小于试验取样尺度引起的变异、0~20cm土层的空间相关范围以及20~40cm土层的空间相关程度呈减小趋势,0~20cm土层的空间相关程度以及20~40cm土层的空间相关范围变化趋势不明显;土壤很湿时,土壤水分的空间变异性往往由高值信息造成,其它情况下空间变异性往往由低值信息引起;土壤水分之间的多尺度相关程度明显大于单一尺度相关程度,0~20cm土层土壤水分之间多尺度相关程度的排序,与单一尺度上的排序相同,20~40cm土层单一尺度和多尺度上的相关程度排序不完全相同,分析土壤水分之间的相关性时,应着重考虑土壤水分之间的多尺度相关特征.     

辽西半干旱区水肥耦合作用对土壤水分动态变化的影响

采用D-312最优饱和设计和旱棚微区试验方法研究表明，在辽西半干旱区，春小麦在3月份播种时，土壤剖面40～60cm处有一水分含量较高的土层，且水分含量随土层深度的增加而增加，在土壤水分垂直分布方面，0～50cm为土壤水分变化频繁活动层，50～100cm为水分潜在供应层，100cm以下为水分相对稳定层，在春小麦生育前期，施用N肥能明显减少土壤表面水分的无效蒸发量，提高土壤含水量，N和P肥配合施用可促进春小麦对深层土壤水分的利用。     

高寒沙地柠条群落土壤水分空间分布特征研究

为探讨治理50余年人工植被恢复区地表0～100 cm深度范围内土壤水分的空间分布特征,文中选取典型高寒干旱荒漠区——共和盆地西北部沙珠玉沙区不同年代栽植的典型固沙植物—柠条(Caragana korshinskii)沙丘,采用植被样方调查和烘干法分析该地区土壤水分的空间分布特征。结果表明:(1)植被恢复年限越长,土壤含水量越低;(2)通过分析土壤水分与植被盖度的关系,发现在一定的土壤含水量条件下,植被盖度维持在一定的水平;(3)土壤含水量具有明显的季节性,与降水量的变化几乎同步;(4)各植被恢复区的土壤水分垂直分布存在季节差异性,主要表现为降水引起的表层10 cm土壤水分的变化。由此可见,植被盖度与土壤水分空间分布特征相关性对理解与探讨沙地人工生态系统稳定性机理有着重要作用。     

土壤颗粒组成及土壤容重对土地利用变化的响应

通过野外考察、典型剖面采样及室内实验,研究了黄土高原洛川塬典型耕地转变为苹果园后土壤颗粒组成和土壤容重等土壤物理属性的变异特征.研究结果表明:耕地改为苹果园地后,在0~20cm土层中,土壤粘粒含量显著增加(P0.01),其他土层没有显著变化;在0~60cm土层中,土壤容重显著降低(P0.01);在60~100cm土层中,没有显著性变化.在剖面垂直方向上,耕地颗粒含量从表层向下随着深度增加呈现先升高再降低的趋势,在20~40cm土层粘粒含量最高(17.18%),容重最大(P0.01),而苹果园0~60cm土层粘粒含量大于60~100cm土层,土壤容重则随着土层深度的增加有降低的趋势.可见,土壤容重和土壤颗粒中的粘粒含量均对土地利用变化表现出一定的敏感性.     

延大树木园土壤养分及AM真菌分布研究

在延安大学树木园采集7个样点的土壤样品,按0~10,10~20 cm土层深度分析土壤样品理化性质及丛枝菌根真菌孢子密度。结果表明:树木园土壤有机质含量0~10 cm土层为20.74~35.35 mg/g,10~20 cm为8.90~27.39 mg/g;土壤碱解氮含量0~10 cm土层为14.37-29.0μg/g,10~20 cm为5.18~12.57μg/g;土壤有效磷含量0~10 cm土层为4.64~16.21μg/g,10~20cm为3.73~10.72μg/g;土壤速效钾含量0~10 cm为132.27~251.86μg/g,10~20 cm为101.26~170.81μg/g。根据全国第二次土壤普查分级标准,土壤有效磷含量偏低,土壤碱解氮含量缺乏。槐树根围土壤养分最高,裸地各类土壤养分含量均低于植物根围土。AM真菌孢子密度在0~10cm土壤为2.79~10.49个/g干土,最高在槐树根围;10~20 cm土壤为1.73~5.31个/g干土,植物根围孢子密度显著大于无林裸地,树木园土壤孢子密度显著大于农田用地。     

东北典型农田地力提升机制与技术措施

随着我国人口的不断增加,粮食安全问题日益突出。东北是我国重要的粮食产区之一,具有最大的粮食增产潜力。影响东北土壤地力的主要因子有养分贫瘠化,障碍性层次和障碍性因子。基于此我们设计了一个田间试验,旨在改善土壤结构和增加土壤的养分含量。试验设置于2007年设置中国科学院海伦农田野外科学观测研究站,共包括6个处理,分别为常规耕作(TT),浅翻深松(ST),表层施加秸秆(TT+SS),亚耕层施加秸秆(TT+DS),表层施加有机肥(TT+SM),亚耕层施加有机肥(ST+DM),根据试验要求在2008增设了深层全混秸秆(ST+S)和深层全混有机肥(STM)。试验结果表明ST,ST+DS和ST+DM在第一年均能够显著地减少20~35 cm土层土壤容重,但是到了第六年ST处理的土壤容重增加到初始水平,而ST+DS和ST+DM仍然表现为降低,说明打破犁底层的同时向20~35 cm施入有机物料能够长久地改善土壤的结构。与起始土壤相比有机物料施入0~20 cm和20~35 cm土层(TT+SS,TT+SM,ST+S,STM,ST+DM和ST+DS)能够增加相应层次土壤的有机质、250μm团聚体和养分的容量和强度,说明有机物料的输入能够改善土壤的养分状况和结构,其中有机肥的添加效果优于秸秆。相比有机物料分层输入,0~35 cm全层混入秸秆和有机肥能够同时增加0~20 cm和20~35 cm土层土壤养分含量和改善土壤结构,是值得在试验区域内推荐使用的。因此,在研究区域内有机肥的输入是消除障碍层次,增加土壤肥力和提高粮食产量的重要措施。     

内蒙古中部农牧交错带生态建设对浅层土壤养分的影响

以内蒙古化德县七号镇为例,分别于2000,2008和2013年,在典型地段的6种主要不同农业土地利用类型地块土壤浅层0～20 cm进行土壤样品采集.通过化验土壤养分含量,对比分析不同土地利用类型地块土壤养分含量的动态变化,探讨生态建设对土壤浅层养分的影响.结果表明：水浇地因定期施较多优质有机肥和磷肥,土壤养分含量相对稳定,其有机质、全氮、速效氮含量均有不同程度的变化,但变化水平不显著,速效磷含量上升,因隔年种植喜钾作物马铃薯,导致速效钾含量呈波动变化;旱滩地因有机肥施用严重不足,其有机质、全氮、速效氮含量下降;旱坡地因定期休耕压青,土壤养分得以维持;天然草地因退牧还草,其有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量均增加;柠条林地、围栏草地因土地沙化严重,导致土壤养分变化不大;旱坡地、天然草地、柠条林地、围栏草地pH值稍有下降.牧草地通过自然修复,可有效提高土壤养分含量,耕地土壤养分含量由施肥和耕作方式决定.分析不同土地利用类型地块土壤养分含量的动态变化及其原因,提出合理利用土地资源、提高土壤养分的若干建议.