安韶山[1]2004年在《黄土丘陵区土壤肥力质量对植被恢复的响应及其演变》文中认为土壤肥力质量的恢复、保育是黄土高原生态环境建设及植被恢复可持续发展的关键。本研究针对土壤学与生态学研究的前沿性科学问题和黄土高原生态环境建设的需求,对黄土丘陵区典型地区(宁南宽谷丘陵区)不同植被恢复措施、年限及其不同植被演替阶段的土壤肥力质量进行了系统的研究,探索在植被恢复过程中土壤肥力质量的响应与演变规律。采用典范相关、通径分析与主成分分析等方法,对土壤酶活性与其他土壤肥力因子、土壤团聚体与主要胶结物质的相互关系进行了研究,为黄土高原生态恢复与重建及侵蚀土壤质量的恢复保育提供了科学依据。主要研究结论如下:1、研究区土壤形成发育处于养分累积明显、碳酸钙明显的淋溶和淀积、矿物未发生明显化学风化的脱盐基阶段。主要土壤类型有完整的发生层次,土壤颜色、结构在剖面上有明显的差异。云雾山典型剖面有机质与养分含量累积深厚,上黄土壤养分含量较低。土壤碳酸钙有明显的淋溶,较粘粒淋溶强烈。土壤颗粒组成中,0.05-0.01mm 粒级的细砂粒占主要部分,其次为<0.001mm 的粘粒,其余各粒级则相对较少,粘粒有微弱的移动。土壤矿质全量为 SiO2>>Al2O3>CaO>Fe2O3>K2O≈MgO>TiO2>MnO2。SiO2与 Al2O3 的含量约占土壤化学组成的 75%以上。土壤游离铁、活性铁、络合铁等在剖面上差别不大,土壤处于物理风化阶段,化学风化微弱,矿质元素的移动不明显。2、土壤综合质量指数为灌木林≈天然草地>人工草地>农地≈果园。土壤有机质、全氮、速效氮、阳离子交换量等表现为天然草地≈灌木林地>农地>人工草地>果园。土壤速效磷、速效钾受施肥的影响表现为果园>农地>天然草地>人工草地≈灌木林地。表层土壤容重果园>农地>天然草地>人工草地>灌木林地。土壤团聚体总量为天然草地>灌木林地>果园>农地>人工草地;土壤微团聚体:灌木林地和天然草地土壤 1~0.01mm 微团聚体含量较高,果园较低。灌木林地表层土壤的微结构水稳性最好,果园最差。土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性均为天然草地>灌木林地>农地>果园>人工草地;过氧化氢酶在各用地类型之间差异不明显。恢复植被可明显提高土壤中有机质、速效氮和速效钾的含量,降低土壤 pH;显着地增加土体中>5mm 水稳性团聚体的数量,使土壤的营养状况得到很大改善,结构变好,协调供应养分和水分的能力提高;能促进粘粒形成聚积,有效减少水土流失。<WP=10>ii 黄土丘陵区土壤肥力质量对植被恢复的响应及其演变3、土壤肥力质量演变表现出与植被演替相一致的发展演变过程,即植被演替高级阶段,土壤化学肥力、物理性肥力和生物学肥力也表现为较高。不同植被演替阶段土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾、土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性 2 米土层加权平均值都表现为:大羽茅群落>长芒草群落>铁杆蒿群落>百里香群落>香茅草群落。土壤团聚体以>5mm 团聚体含量为主,基本上占 50%左右。开垦农地的有机质、全氮、全 P、速效氮、速效磷、速效钾等养分含量有不同程度的降低;放牧地土壤有机质、全氮、全磷、速效钾等养分含量较封禁地与开垦地有一定增加。各级团聚体表现为封禁地>开垦地。结构系数与保持率均表现为封禁地>放牧地>农地。4、确定了土壤主要胶结物质对土壤团聚体总量和各粒级的作用,影响土壤团聚体稳定性的主要因素为有机质和物理性粘粒。全氮和有机质是影响大粒径团聚体水稳定性的综合因子,铁铝氧化物、物理性粘粒是影响小粒级团聚体的综合因子。物理性粘粒和有机质是影响团聚体总量的重要影响因素。全氮是影响>5mm 团聚体的主要因素,物理性粘粒和全铁是影响 5~2mm 团聚体的主要因素,有机质是影响 2~1mm、1~0.5mm 团聚体稳定性的主要因素。5、定量分析了土壤酶活性与土壤肥力的相关性,确定了不同肥力土壤上二者之间的主要影响因子。无论是高肥力还是低肥力土壤,土壤有机质与全氮、速效磷、速效钾等密切相关,同时与土壤几种酶活性关系非常密切。高肥力上,全氮是影响土壤脲酶活性的主要因素、有机质是影响蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶活性的重要因素;低肥力土壤上,有机质是影响土壤脲酶活性的主要因素、速效钾是影响蔗糖酶活性的最主要因素、有机质是影响碱性磷酸酶活性的主要因素、速效氮是影响过氧化氢酶活性的主要因素。无论是在高肥力还是低肥力土壤上,尽管土壤有较大差异,土壤酶活性在表征土壤肥力上具有显着的作用。
刘梦云[2]2003年在《半干旱山区植被恢复中的土壤质量演变》文中认为本研究以宁夏上黄试验区为对象，应用恢复生态学、土壤发生学及相关学科的基本理论，就宁南山区（主要为宁夏上黄试验区）不同土地利用方式对土壤质量及其发生、发展和演化过程进行了系统研究。通过野外考察、土样采集和室内分析，全面系统研究了宁夏上黄试验区土壤的颗粒组成、团聚性能、紧实状况、常规化学性质及土壤酶活性，初步建立了土壤质量评价体系，为建立有效改善土壤质量的植被覆盖类型，合理利用土地资源提供决策依据。1.不同土地利用方式下土壤物理性质存在明显差异。土壤容重：表层果园>农地>天然草地>人工草地>灌木林地；灌木林地随着种植年限的增加而逐渐降低，总孔度则逐渐增加。土壤颗粒组成：灌木林地的砂粒含量高于其它用地类型；灌木林地随种植年限的延长，粘粒含量趋于增加，土壤质地由砂逐渐变粘；天然草地的粉粒、粘粒含量较其它土地利用类型偏高，对土壤的颗粒组成改良作用较强；农地粘粒含量表下层高于表层，反映了土壤侵蚀使表层粘粒减少，土壤颗粒向粗骨化发展。土壤团聚体总量：天然草地>灌木林地>果园>农地>人工草地；对于不同的用地类型，灌木林地及天然草地有利于形成大粒径的团聚体颗粒，而农地、果园和人工草地形成的团聚体颗粒粒径较小。土壤微团聚体：灌木林地和草地土壤1-0.01㎜微团聚体含量较高，果园偏低；灌木林地和草地对于土壤微结构的形成有促进作用；果园表层土壤的微结构水稳性最差，灌木林地和人工草地最好。2.不同土地利用方式土壤化学性质差异显着。土壤有机质：天然草地、灌木林地和农地含量较高，果园最低；灌木林地对于土壤的改良作用较其它土地利用类型明显，增加了有机质含量，而且提高了土壤有效氮素量供应，其次为天然草地和人工草地，而果园不但有机质含量少，可提供植被的有效氮素量也最少。土壤氮素：灌木林地最高，人工草地及农地次之，果园最低；灌木林地对于土壤氮素的积累功能较强；天然草地对土壤全氮的改良效果比较稳定。土壤速效磷：表层果园>农地>天然草地>人工草地=灌木林地；农地和果园在剖面上变化比较剧烈；天然草地则相对缓和。<WP=5>土壤速效钾：农地和果园含量较高，人工草地次之，灌木林地最低；灌木林地随恢复阶段的延长，速效钾增加幅度较大；而果园变化趋势与之相反。阳离子交换量：灌木林地、人工草地和天然草地的CEC含量高于农地，果园最低；灌木林地随恢复时间的延长，阳离子交换量逐渐增加。土壤矿物学组成：天然草地土壤的发育程度高与农地，成土过程中存在一定程度的脱硅、富铝铁现象。3.土壤生物酶活性也差异明显。天然草地的土壤酶活性最高，其次是灌木林地和人工草地，果园和农地较低；灌木林地年份长的土壤酶活性高于年份短的，而果园变化却不大。4.初步建立了土壤质量评价体系，得出供试土壤质量指数变化次序为灌木林地>天然草地>农地>人工草地>果园，即灌木林地对土壤的恢复改良作用最显着，其次为天然草地，而果园对土壤的改良作用较差。
宋娟丽[3]2010年在《黄土高原草地土壤质量特征及评价研究》文中指出黄土高原地区水土流失严重,土壤质量下降,生态环境恶化,严重制约了区域内经济社会的可持续发展。导致土壤质量下降的最直接和最主要的原因是土壤遭受侵蚀、肥力下降,而退耕还林还草是对退化土壤进行综合整治、恢复与重建的最重要措施之一,对逐步改善黄土高原地区生态环境具有重要意义。迄今在黄土高原地区草地土壤质量评价及影响因素方面所作的工作甚少。本研究以黄土高原具有代表性的8个典型小流域为研究对象,采用历史资料收集和野外调查相结合,野外试验与室内分析相结合的方法,系统测定了评价草地土壤质量所需的物理、化学及生物指标,揭示了它们的时空变化规律及影响因素,建立了草地土壤质量的评价指标体系及评价模型,并采用土壤质量综合指数法对研究区各流域的草地土壤质量进行了全面评价。获得的主要研究结论如下:1.为了评价8个流域草地土壤的质量状况,采集了这些流域内共57块草地的土样,针对评价土壤质量所需的土壤物理、化学及生物学指标进行了系统测定。结果表明,物理指标中,土壤质地以壤土为主(小于0.01 mm物理性粘粒含量多在30～40%之间);土壤容重处于1.24～1.34 g/cm3之间,多数流域土壤松紧程度属于紧实或稍紧实;不同流域总团聚体含量差异明显。化学指标中,土壤表层(0～20 cm)有机质、全氮、全磷、有效氮、速效钾、CEC均高于下层;全钾含量差异不大,不同土层深度的波动幅度亦不是很大;8个流域当中,各养分指标均属于“中等”及以下水平(只有固原试区与王家沟速效钾含量属于“高”水平);土壤pH>8,偏碱性。生物指标中,土壤脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性在不同流域间表现出很大差异性,但剖面变化均表现出表层最高且沿剖面向下酶活性逐渐降低的规律。2.在弃耕还草地的植被恢复过程中,随着弃耕年限的延长,土壤质量指标均有不同程度的优化。具体表现为:生物量、植被盖度、丰度及高度均随着弃耕年限的延长而增大;土壤容重随之降低,物理性粘粒含量升高,说明土壤的物理特性在不断改善;土壤的pH值、盐分总体上呈下降趋势;土壤有机质、CEC、全氮含量、有效氮、速效磷、速效钾等养分指标呈逐年上升趋势;土壤全磷含量比较稳定;土壤脲酶、碱性磷酸酶与蔗糖酶活性均随弃耕年限表现为上升——下降——上升的规律。3.通过草地土壤质量因子与植被生产力(生物量与植被盖度)之间的相关性分析表明,土壤容重与植被生物量及植被盖度均呈负相关关系(P≤0.05);土壤有机质、全氮、有效氮、全钾、速效钾、土壤CEC与植被生物量及植被盖度之间呈显着或极显着正相关关系;土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶与生物量之间无显着相关关系,但与植被盖度之间呈显着或极显着正相关。另外,土壤质量的物理、化学及生物性质各指标间也有相关性。土壤有机质与土壤容重、CEC、全钾、速效钾、全氮、有效氮以及速效磷之间存在显着相关关系(P≤0.01);土壤盐分、总团聚体、全磷与其它性质之间不存在显着性相关关系;土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶之间显着相关(P≤0.01)。4.为了筛选草地土壤质量评价指标,对选定的16个指标进行了敏感性分析。结果显示,土壤全氮为高度敏感,有机质、总团聚体、有效氮、速效磷、速效钾、土壤脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶为中度敏感,土壤pH值、全磷及土壤容重为不敏感指标,而其余则为低度敏感。综合各指标的敏感度、主成分分析因子得分信息,可以选取土壤有机质、物理性粘粒、CEC、速效钾、土壤脲酶及土壤pH值6个指标作为评价土壤质量的主要指标,并建立了土壤质量综合评价模型。5.利用土壤质量综合指数法对研究流域草地土壤质量进行评价,结果显示除飞马河外,其它流域土壤质量等级均在中等及以下水平。各流域的土壤综合质量指数平均值的大小顺序为:飞马河流域>北沟村>乾县枣子沟>固原上黄试区>定西高泉流域>离石王家沟流域>安塞纸坊沟流域>泉家沟流域。通过比较6指标与16指标的土壤质量综合指数,结果显示二者总的变化趋势一致,这就说明所选取的土壤有机质、物理性粘粒、CEC、速效钾、脲酶及pH值6个指标代表性好,基本可以满足土壤质量评价的需要。6.论文创新点:1)运用土壤质量综合指数法,在选择16个指标对草地土壤质量进行初步评价的基础上,从中筛选出仅含6个指标的草地土壤质量评价指标体系,结果表明后者基本可以满足草地土壤质量的实际评价工作,为黄土高原地区同类工作提供了十分有用的参考和依据;2)系统地研究了黄土高原草地的土壤质量,并拟合出了通用于整个黄土高原地区草地土壤综合质量的评价模型,对退耕还草工作具有一定的指导作用。
俞伟[4]2014年在《汶川地震灾区不同气候受损治理区土壤养分演变特征与肥力质量评价》文中指出2008年5月12日,四川省汶川县发生8.0级大地震,地震及其所诱发的次生灾害对灾区生态系统造成了严重破坏,加剧了生态恢复和治理工作的复杂性与艰巨性。土壤养分循环与肥力重建是植被恢复的基础,影响着植被发生、发育和演替的速度,为了了解地震及其次生灾害影响下不同气候类型区受损生态系统及其治理过程中土壤养分损失及其在治理初期随时间的演变特征,进一步评价受损系统的土壤质量,于汶川地震重灾区四川省汶川、绵竹的生态恢复示范区内设置典型样地,采用野外取样调查、实验室测定及建模分析相结合的办法,研究了2种不同气候类型区(半干旱干热河谷气候区、亚热带湿润季风气候区)内受损治理区和未受损区的土壤养分特征。主要结论如下：(1)采用“空间替代时间”的方法,对比分析汶川地震后半干旱干热河谷气候区(SDHC)和亚热带湿润季风气候区(SHMC)内受损(D)和未受损(U)土壤理化性质以及土壤养分的变化特征。表明：不同气候类型区受损前后不同养分元素的变化量和变化率均存在较大差异。具体表现在,受损后土壤颗粒组成粘粒和砂粒含量增加,粉粒含量减少,不同气候类型区内土壤粘粒含量表现为SDHC<SHMC,而粉粒和砂粒含量表现为SDHC>SHMC;受损前,土壤TOC、TN含量为SHC>SDHC,TP、TK含量则与之相反,而受损之后,土壤TOC、TN、TP、TK含量均为SDHC<SHMC,并且地震之后土壤养分含量普遍降低；受损前后,不同气候类型区内土壤碳氮比差异性均不显着,受损后土壤碳磷比和碳钾比升高,氮磷比和氮钾比降低；气候类型对土壤养分具有显着作用,地震扰动后作用程度减弱；除TP外,各土壤养分变化量和变化率均为SDHC<SHMC,土壤各粒级颗粒的变化率为SHMC<SDHC。主要土壤养分损失量在半干旱干热河谷气候区为TK>TOC>TN>TP,在亚热带湿润季风气候区为TOC>TK>TN>TP。(2)以生态治理初期2年8个季度的实验数据研究了汶川地震灾区不同气候类型下治理初期的土壤有机碳、全氮、全磷、全钾的动态变化。在生态治理过程初期,不同土壤养分元素表现出不同的演变规律,总体上,土壤环境稳定性低,波动大,土壤养分具有高度变异的特征,这种变异在一定程度上表现为时间的函数。本研究中,不同气候区治理和未受损土壤TOC和TN均具有一定程度的季相变化且逐年增长,未受损土壤TOC、N含量明显高于治理土壤。不同气候区未受损土壤的TOC和TN含量差异性显着,同一气候区不同季节之间未受损土壤的TOC和TN含量也呈现一定规律的波动性；而土壤TP、TK含量季相变化规律不明显,但TP基本呈逐年上升趋势。时间序列分析表明,治理区土壤与时间的相关性高于未受损土壤,土壤养分对时间变化越为敏感,在相对较短的时间尺度内表现出明显的变化趋势,而随着恢复进程的继续,土壤演变的时间尺度随之增大,在短时间内表现出一定的无规律性。(3)运用修正后的内梅罗指数模型、土壤质量综合指数评价模型和土壤退化指数模型对研究区不同气候类型区不同受损治理情况下的土壤进行肥力评价,结果表明,各样地土壤肥力内梅罗指数在2012年表现以下趋势：SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D,在2013年则表现为：SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D;土壤质量综合指数评价在2012年表现以下趋势：SHMC-U>SDHC-U>SDHC-D>SHMC-D,在2013年则表现为：SHMC-U>SDHC-U>SHMC-D>SDHC-D,而半干旱干热河谷气候区和亚热带湿润季风气候区受损治理区土壤退化指数2012年分别为-32.74%±8.33%、-43.91%±9.46%,2013年分别为-37.61%±8.88%.-38.15%±7.03%。
刘雨[5]2008年在《黄土高原丘陵沟壑区燕沟流域植被恢复对土壤质量的影响研究》文中进行了进一步梳理本文以黄土高原丘陵区燕沟流域土壤质量随植被恢复过程的演变特征为切入点,采用野外调查采样和试验分析相结合的研究方法,较深入研究了近100年植被演替及其对土壤物理、化学和微生物性质的影响;通过主成分分析和相关分析,筛选了评价土壤质量的指标,计算了表征土壤质量的综合指数(SQI),研究结果加深了对植被恢复与土壤质量相互作用的认识,为黄土高原生态修复提供了重要科学依据。主要结论如下:1)燕沟流域植被自然恢复过程中群落演替特征为:狗尾草+猪毛蒿+虫实(植被恢复4a)—铁杆蒿+披针叶黄花(植被恢复8a)—铁杆蒿+长芒草+白羊草(植被恢复16a)—铁杆蒿+杠柳(植被恢复29a)—狼牙刺+杠柳(植被恢复55a)—杜梨林(植被恢复100a以上)。随着植被恢复年限的增加,物种丰富度指数呈现先增加(0-16a )后减少(16-55a)再增加(55-100a)的变化。2)植被恢复对土壤物理性状有变化明显改善作用,以田间持水量和团聚体稳定性表现最为突出。同对照农地相比,随着植被的恢复,0-20cm土层的田间持水量比当年对照农地增加16.74%~43.41%;植被恢复55年后,改进Yoder湿筛法测定的大于0.25 mm水稳性团聚体含量增加66.31%,MDW也由植被恢复4年的0.65 mm增加到植被恢复100年的2.41 mm。同改进Yoder湿筛法、LB快速湿润法和震荡法相比,LB慢速湿润法更能代表团聚体结构稳定性。3)随着植被的恢复,土壤有机碳、全氮、碱解氮、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性逐渐增加。在土壤剖面上,有机质、全氮、碱解氮、速效磷、碱性磷酸酶活性、酶活性和蔗糖酶活性均表现出显着的表聚现象,即随着土层深度的增加,土壤养分含量和酶活性逐渐降低,其中0-5cm明显大于5-10cm和10-20 cm,而5-10cm和10-20 cm的差异较少,但明显大于20-40cm。4)植被恢复过程中真菌数量、呼吸速率和微生物量碳、氮、磷随植被恢复年限的增加而增加。在土壤剖面上,真菌数量、呼吸速率和微生物量碳、氮、磷均表现出显着的表聚现象,其变化规律与土壤养分和酶活性变化规律相同。5)有机碳、全氮、碱解氮之间呈极显着的线性关系,速效磷与总孔隙度有显着的线性关系,碱性磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性、呼吸速率、微生物量氮、磷与有机碳和全氮呈极显着线性相关,呼吸速率、微生物量磷与碱解氮呈极显着的线性相关,碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮与碱解氮呈显着线性相关,微生物量碳氮之间呈极显着的线性相关,微生物量氮磷之间也呈极显着的线性相关。6)通过相关分析和主成分分析,筛选了有机碳、碱解氮、LB慢速湿润MWD、蔗糖酶活性、真菌和微生物量磷6个土壤质量敏感因子作为土壤质量评价指标,计算出不同植被恢复年限下土壤质量综合指数(SQI)。SQI整体上随植被恢复年限的增加呈逐渐上升的趋势,植被恢复100a比当年对照农地增加541.00%。土壤质量随植被恢复的响应分为叁个阶段,第一阶段(0-16a)是土壤质量显着上升阶段,土壤质量综合指数从0.01增加到0.45;第二阶段(16-55a)土壤质量变化平稳阶段,发生在植被恢复16-55a期间,土壤质量综合指数从0.45变化到0.47;第叁阶段(55-100a)土壤质量又开始缓慢增加,并呈现出逐渐稳定的状态,土壤质量综合指数从0.47增加到0.73。表明植被恢复对土壤质量有显着的提高作用。
张宏芝[6]2011年在《陕北黄土坡面微地形土壤质量研究》文中认为陕北黄土区由于地形高低起伏改变而形成了大小不等、形状各异的微地形,同时造成了坡面内局部土壤物理性状的差异,这种差异又造成了地表植被生长状况的差别,而地形和地表覆盖的共同作用影响着土壤理化状况的分布和运动,形成各种微地形特有的生境条件。本研究根据黄土区实际情况,对黄土坡面的微地形进行了研究,划分了浅沟、切沟、塌陷、缓台和陡坎五种微地形。本研究对不同微地形的土壤的质量进行了分析,探讨不同微地形的土壤在植被恢复过程中的演变,研究结果如下：(1)对自然恢复下的不同微地形土壤质量进行研究发现,微地形不同,其土壤理化性质也不同。其中,塌陷的土壤质量是最好的,切沟、缓台和浅沟居中,陡坎的土壤质量最差。塌陷和切沟的植被也得到了较好的恢复,并出现了马如子、锦鸡儿等小灌木。陡坎的土壤质量最差,其植被的盖度、高度也比较差。(2)在人工造林条件下,不同微地形的土壤质量与自然恢复下也不相同。切沟和缓台在人工造林下土壤质量最好,而自然恢复下土壤质量最好的塌陷,在人工造林状态下,其土壤质量比其他微地形差。(3)不同恢复方式对比发现,浅沟在叁个土层中的,自然恢复和人工造林效果互有大小,但差值很小。自然恢复和人工造林土壤质量效果相当。切沟在0-20cm土层中,自然恢复的效果要好于人工造林,但在20-40cm和40-60cm人工造林要高于自然恢复。塌陷在0-20cm、20-40cm、40-60cm叁个土层中不论是物理性质、化学性质还是酶活性自然恢复均比人工造林效果好,并且相差幅度比较大。缓台在0-20cm自然恢复的效果稍好于人工造林,在20-40cm和40-60cm土层人工造林高于自然恢复,但其差值很小。陡坎在0-20cm和40-60cm自然恢复对土壤质量好于人工造林,但差别极小,在20-40cm人工造林的对土壤质量高于自然恢复,差值不大(4)自然恢复条件下,恢复年限不同,地表植被也不同,对土壤质量的影响也不同。自然恢复50年后,地表植被形成了乔灌草相结合的结构类型,土壤的各项理化性质和酶活性都比自然恢复11年有了更大的提高,而且植被对土壤质量的影响也向更深土层发展。(5)不同植被配置的土壤进行土壤质量分析发现,油松纯林、沙棘纯林和油松沙棘混交林的土壤质量比较好,而山杏沙棘混交林和不采取任何恢复措施的对照较差。在0-20cm、20-40cm和40-60cm叁个土层中,油松纯林的土壤质量是最好的,因此在黄土高原植被恢复的早期,可以种植油松林来促进植被的恢复。当然考虑到以后的森林健康和可持续发展,可以在植被恢复的不同时期进行其他林种的栽植,实现物种的多样性和适生性。综上所述,进行黄土高原植被恢复时,可根据具体情况采取不同的方法。切沟和塌陷的土壤质量在自然恢复下好于人工造林后,浅沟、缓台和陡坎的土壤质量自然恢复下和人工造林后差别不大。在进行植被恢复时,缓台和浅沟便于人工操作,进行人工植树种草难度比较小,因此可以采取人工造林的方式；陡坎建议自然恢复,这样还可以省去人工造林的人力、物力和财力。在人工造林中植被配置类型的选择上,可以考虑油松、沙棘以及油松沙棘混交的模式。
伏耀龙[7]2012年在《岷江上游干旱河谷区土壤质量评价及侵蚀特征研究》文中进行了进一步梳理土壤的理化性质是影响土壤肥力的内在条件和综合反映土壤质量的重要组成部分，而土地利用管理是影响土壤性质变化的主要因素。深入了解不同土地利用方式对土壤物理化学性质的影响，是合理利用土地资源，改进土地利用方式，发展可持续农业的前提，也是生态脆弱区植被恢复的关键。本研究采用野外调查采样，实地放水冲刷和室内测定分析的试验方法，以岷江上游干旱河谷区不同土地利用类型和典型小流域坡面土壤作为研究对象，研究了不同土地利用方式下土壤肥力特征和人为活动对土壤质量的影响，探讨了该区域坡面径流侵蚀产沙的机理和养分随径流流失的影响因素，对于深入了解该地区土壤质量的变化规律，进行水土流失治理以及开展农业可持续发展具有重要的指导意义。主要研究结果如下：1.岷江上游干旱河谷区土层普遍较薄且富含砾石；土壤的潜在肥力较高，有效肥力偏低，其中有机质，全氮和全钾含量均达到高肥力水平，自然土壤中有机质和全氮含量比耕作土壤高，磷素则供应不足，耕地必须通过施肥提高磷含量以满足植物生长需求；土壤多呈中性偏碱性，且具有逐渐碱化的趋势；不同土地利用方式之间土壤理化性质（有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量等）均表现为差异显着（P＜0.01）。土壤质量综合指数（IQ）表现为灌木林地（64.79%）＞耕地（46.82%）＞荒草地（43.65%）＞裸地（40%）＞园地（25.35%），土壤退化指数（ID）表现为园地（77.76%）＞耕地（43.2%）＞荒草地（14.85%）＞灌木林地（0）＞裸地（-26.07%）。利用土壤质量综合指数（IQ）与土壤退化指数（ID）2种定量化方法进行土壤质量评价结果不完全一致，表明这两种指数不能等效地评价该区不同土地利用类型下的土壤质量，相比而言，土壤质量综合指数因为考虑了选择指标的权重被认为是评价本研究区土壤质量状况的一种更合理方法。2.岷江上游干旱河谷区土壤质地主要为粉壤土、壤土和砂质壤土3种类型，所占比例分别为74.5%，18.6%和5.3%；土壤颗粒体积分形维数在2.5011～2.7825之间，其中粉壤土>壤土>砂壤土；耕地较原生植被灌木林地的土壤颗粒体积分形维数大，相同土地利用方式下分形维数随海拔降低而下降；土壤颗粒体积分形维数与黏粒（＜0.002mm）和粉粒（0.002～0.05mm）含量以及土壤全钾含量呈极显着正相关关系，与砂粒（＞0.05mm）含量呈极显着负相关关系，而与土壤有机质，全氮，全磷，速效磷和速效钾含量的相关性不显着。土壤质地越粗分形维数越小，土壤质地越细分形维数越大，土壤粒径分布分形维数可以作为表征土壤结构的重要指标。3.采用野外实地放水冲刷的试验方法，对岷江上游干旱河谷区龙坝沟流域不同土地利用方式（灌木林地、荒草地、耕地和裸地）下土壤抗冲性进行测试研究，分析土壤侵蚀产沙相关因素，结果表明：不同土地利用方式下放水冲刷试验径流量、径流含沙量存在较大差异，径流含沙量随着产流时间的延长，呈现规律性递减趋势。荒草地和小麦耕地的径流含沙量较小，且能在最短时间内趋于稳定，而裸地的含沙量在整个冲刷过程中最大，趋于稳定的时间滞后于其他几种土地利用方式。土壤抗冲系数均随冲刷时间延长呈波状上升变化趋势；土壤抗冲性从大到小依次为：荒草地、小麦耕地、灌木林地、玉米耕地、裸地；土壤的颗粒组成与土壤抗冲性能具有显着相关关系，土壤抗冲系数与粉粒体积分数呈显着负相关（相关系数为-0.992，P＜0.01），与砂粒体积分数呈显着正相关（相关系数为0.925，P＜0.01），与黏粒含量呈负相关关系，相关系数为-0.796，与土壤有机质含量关系不显着。4.岷江上游是我国水能资源丰富的地区之一，也是四川省发展特色干旱河谷农业的重要基地，水电站工程建设、陡坡开垦过程中，严重扰动了原有的土壤结构层次，地面的植被被破坏，从而造成了严重的新增水土流失，人为加速了该地区土壤侵蚀过程。本研究以径流侵蚀产沙为突破口，采用野外实地人工放水冲刷试验方法，对该区域开发建设中人为扰动坡面侵蚀产沙规律进行了模拟研究，结果表明：坡度为5°、10°和15°条件下，流量为2L·min~(-1)、3L·min~(-1)、4L·min~(-1)和5L·min~(-1)时径流量（W）与放水流量（Q）呈线性关系，关系式为W=31.999Q-46.497，相关系数r=0.9466，产沙量（Ms）与放水流量（Q）呈对数函数关系，其关系式为Ms=1137.657Ln(Q)+524.252，相关系数r=0.9535；坡度是影响原生地面径流产沙量的最主要因素，径流量、产沙量与坡度呈线性相关，随着坡度增大，径流量和产沙量都在线性增加；产沙量与径流量关系相当密切，呈直线相关关系变化，即随着径流量的增大，产沙量也在增大，其关系式为Ms=0.028W+0.343，相关系数r=0.9589。对人为扰动地面侵蚀产沙规律进行了模拟研究,为有效防止区域水土流失提供基础的理论数据，对于该区农业开发和生态建设有着重要的科学价值与现实意义。5.坡面径流是土壤泥沙和营养元素流失的动力和载体，冲刷过程中，径流首先选择性的携带土壤细颗粒，导致泥沙中细颗粒的增加，黏粒含量增多，与原地土壤相比，泥沙中细颗粒特别是黏粒含量显着增加，导致泥沙黏粒的富集；土壤有机质和全氮多与土壤细颗粒结合在一起，在径流冲刷过程中，泥沙黏粒的富集就会导致泥沙有机质和全氮的富集；坡度直接或者间接地影响着径流流速和侵蚀模数，从而对泥沙养分的富集产生着显着的影响；土壤中钾素分为难溶性和易溶性两种类型，在径流冲刷过程中，一部分钾溶解在径流液中，一部分被吸附保留在泥沙中，泥沙中的速效钾含量较原地土壤中的速效钾含量低，但不同坡度和放水流量条件下表现出和有机质，全氮一样的富集规律，即坡度相同，放水流量（冲刷强度）增大，泥沙速效钾的富集率有一定的减少，放水流量不变，随着坡度的增加，泥沙速效钾富集率均有减小的趋势。
高艳鹏[8]2010年在《半干旱黄土丘陵沟壑区主要树种人工林密度效应评价》文中研究说明本文以山西省方山县峪口镇土桥沟流域内的人工林(刺槐林、白榆林、油松林、侧柏林、油松—刺槐混交林)为研究对象,通过野外调查、定性与定量分析相结合的研究方法,分析了不同树种、不同密度的林分结构特征和生长特点,对林下植物群落特征、枯落物水文效应以及土壤理化性状做了较深入系统的研究,并且运用主成分分析方法首次对该区的人工林密度效应进行评价,为黄土丘陵沟壑区选择高效的人工林密度配置方式和低效低质残次林改造提供理论依据。结果表明：(1)林木生长特征。在密度相同时,阔叶林的平均胸径大于针叶林。利用Weibull分布函数对所有林分直径进行拟合,结果表明密度为475株/hm2的刺槐林、925株/hm2的刺槐林、925株/hm2的白榆林、1600株/hm2的油松林、550株/hm2的油松—刺槐混交林、1850株/hm2的油松—刺槐混交林不符合Weibull分布,林木直径分布特征数分析结果表明林木直径分布规律性较差,分布曲线均存在偏离正态分布的现象；树高分布主要有单峰或双峰不对称山状分布以及近正态分布。(2)生物多样性。所有草本层物种丰富度和多样性明显高于灌木层。针阔混交林草本层丰富度指数、多样性和均匀度指数最好,其次为刺槐林、油松林,最差的为白榆林、侧柏林；进行聚类分析表明,草本层可分成猪毛蒿(Artemisia scoparia)群系,长芒草(Stipa bungeana)群系,赖草(Leymus scalinu)群系,铁杆蒿(Artemisia gmelini)4个群系；针阔混交林林下物种数量最多,其次是油松林和刺槐林,白榆林生境条件最差；密度相同时,油松—刺槐混交林林下干生物量明显大于其它同密度的林分。(3)枯落物水文效应。不同林分类型枯落物蓄积量的范围为2.36～8.08t/hm2；针阔混交林枯落物蓄积量大于阔叶林,而阔叶林又好于针叶林；针阔混交林枯落物层的最大持水量好于纯林,油松林好于刺槐林、白榆林,最小的为侧柏林；林下枯落物的持水量与浸水时间可以用公式W=klnt+b来拟合,t为时间；林下枯落物吸水速率与浸泡时间可以用公式V=ktn来拟合,t为浸水时间；流域内各林分类型有效拦蓄水深为0.29～1.22mm；针阔混交林枯落物水文效应要好于纯林。(4)土壤物理性质。刺槐林、油松林、侧柏林、油松—刺槐混交林等土壤机械组成的分形维数都比农田小,密度为1150株/hm2和1850株/hm2白榆林分的土壤机械组成的分形维数大于农田；林地土壤容重较农田均有所降低,不同林分类型土壤容重均随深度的增加而增大；刺槐林、油松林的土壤孔隙度和通气度都要好于农田,密度为1150株/hm2和1850株/hm2白榆林、1600株/hm2和1850株/hm2侧柏林、550株/hm2的油松—刺槐混交林孔隙度较差；在刺槐林分中,最大持水量和毛管持水量都好于农田；在白榆林中,密度为925株/hm2林分持水量最好；油松林、侧柏林持水量好于农田；密度相同时,针阔混交林的土壤改良作用好于纯林。在所有林分内,密度为1600株/hm2刺槐林分土壤饱和含水量最大,密度为925株/hm2白榆林分土壤非毛管持水量最高,不同林分土壤涵蓄降水量不同,密度为925株/hm2白榆林分最大,密度为1600株/hm2油松林分有效涵蓄量最大,为383.83mm。(5)土壤化学性质。土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾的含量随土壤深度的增加有减小的趋势,有明显的表聚现象；不同的林分,土壤化学性质差异性较大；密度相同时,油松—刺槐混交林的土壤有机质含量、速效磷、速效钾的平均含量>刺槐林>油松林>侧柏林>白榆林,针阔混交林较纯林好；土壤全氮和速效氮平均含量,刺槐林>油松—刺槐混交林>油松林>侧柏林>白榆林。密度为1600株/hm2的刺槐林分土壤质量最好,密度为875株/hm2油松—刺槐混交林次之；最差的林分为密度为1850株/hm2的白榆。(6)密度效应评价。1600株/hm2的刺槐林分密度效应综合评价指数最高,密度为875株/hm2的针阔混交林次之；密度为1150株/hm2和1850株/hm2的白榆林与侧柏林密度效应较差；在林分密度相同时,针阔混交林密度效应综合评价指数要好于纯林。
姜丽娜[9]2011年在《低覆盖度行带式固沙林促进带间土壤、植被修复效应的研究》文中指出低覆盖度行带式固沙林是指人工造林一行或者多行乔灌木,带是指多行乔灌木之间的空间土地或者叫植被修复带。行带式是由窄林带(占地面积15%-25%)与宽的自然植被修复带(占地面积75%-85%)相间组合的一种复合植被模式。窄的林带与宽的植被修复带之间形成一个林与草的生态界面,即林草界面,具有显着的界面生态作用,能促进带间植被恢复。本研究以不同带宽的低覆盖度行带式固沙林为研究对象,于2009-2010年通过野外调查和室内分析,对带间植被群落组成与结构特征、土壤的理化特征、土壤微生物类群数量定量的分析研究,并对同一研究区不同带间距固沙林植被与土壤因子进行主成分和典型相关分析,对所选取的植被与土壤因子的指标体系模糊综合评价,获得了不同样地恢复程度的差异性系数。分析了林草界面生态学效应,揭示了林草界面对植被自然恢复的促进作用,提出了不同研究区行带式固沙林的适宜带间距。结论如下:1.行带式固沙林带能够明显的促进带间植被恢复与土壤发育;带间距离的宽窄程度影响土壤发育及植被恢复效果。2.不同研究区行带式固沙林随带宽的增加对土壤粉粒与粘粒形成的促进作用显着增大;土壤容重显着降低,土壤含水量显着升高;土壤养分含量随带间距的增加而增大;pH值则随带宽的增加更接近地带性土壤。3.土壤微生物数量总量随带间距的增大而增加,其中细菌是土壤微生物的主要组成部分。柠条固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为1.05(18m)、0.80(6m)、0.75(随机);杨树行带式固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为0.76(20m)、0.52(15m)和0.48(10m);樟子松行带式固沙林细菌数量与对照原状土壤细菌数量的比值分别为0.47(24m)和0.34(12m)。4.不同研究区随行带式固沙林带间距的增加,植被物种组成逐渐复杂,数量逐渐增加,物种重要值变化明显,植被科属组成发生变化显着,多年生植物逐渐增加;植被多样性各指数与生物量显着增加,行带式固沙林与对照样地的相似性系数逐渐变大。带间距为18m和6m柠条固沙林与对照样地相似度分别为0.833和0.650;带间距为20m、15m和10m杨树固沙林地与对照样地相似度分别为0.769、0.588和0.485;带间距为24m和12m樟子松固沙林样地与对照样地相似度分别为0.654和0.609。5.不同研究区行带式固沙林带间植被根系生物量、总长度和表面积变化趋势表现为,18m柠条固沙林>6m柠条固沙林;20m杨树固沙林>15m杨树固沙林>10m杨树固沙林。24m樟子松固沙林>12m樟子松固沙林;带间距过小影响带间植被根系生长。6.柠条林草界面边缘效应影响域为0-14m,柠条林带配置的优化带间距为12-28m;杨树林草界面边缘效应影响域为0-18m,杨树林带配置的优化带间距为20-36m;樟子松林草界面边缘效应影响域为0-20m,樟子松带配置的优化带间距为16-40m,过宽或过窄都不利于行带式固沙林带间植被恢复效果。7.根据植被与土壤相结合为指标体系的模糊综合评价得出;带间距为18m、6m和随机柠条林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的75.78%、62.39%和53.54%;带间距为20m、15m和10m杨树林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的68.63%、55.01%和42.04%;带间距为24m和12m樟子松林地土壤与植被修复程度分别是当前对照样地的61.79%和50.18%。
岳庆玲[10]2007年在《黄土丘陵沟壑区植被恢复重建过程土壤效应研究》文中认为本研究以陕西省吴起县为研究对象,根据土壤发生学、恢复生态学和相关学科理论,对各种植被恢复重建模式下土壤的质量特点及其变化进行系统分析。通过野外调查、田间观测、室内分析测试,探讨不同恢复措施下土壤肥力质量的形成机理和演化模式,为有效改善土壤肥力质量选择最佳植被恢复类型,合理利用土地资源提供决策依据。(1)河川地表层土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和CEC含量均最高,按照黄土高原耕地表层分级标准,速效磷和速效钾均属第叁级,较为丰富;涧地土壤养分含量仅次于河川地,坡耕地和坪地土壤养分质量较差。不同耕地类型由于水热条件的不同,造成土壤性质明显差异。河川地和涧地由于蒸发量小,土壤速效养分得到更大空间的释放,尤其是速效磷和速效钾的释放更为明显。(2)天然草地表层土壤有机质、全氮、碱解氮、全钾、速效钾和CEC含量均为最高,其肥力强于退耕后的撂荒地和紫花苜蓿地。此外,禁牧明显提高了土壤有机质数量和离子交换能力,降低土壤pH值,促进矿质元素分解转化,增加速效养分含量。由放牧草地转为禁牧草地,土壤全磷、有机质、碱解氮、速效钾、阳离子交换量上升明显,一般增加25%～40%,CaCO_3、全钾含量有所增加;增减幅度在土壤剖面表层更为明显,提高幅度可达50%以上。(3)不同类型灌木林地土壤质量存在明显差异。土壤碱解氮、速效钾含量柠条林地是沙棘林地的2倍以上,二者之间达到极显着差异水平;土壤速效磷表层沙棘林地大于柠条林地,中下层柠条林地大于沙棘林地,但是均未达到差异显着水平。土壤有机质表现为表层柠条林地大于沙棘林地,中下层沙棘林地高出柠条林地,相互之间差异不显着;土壤pH、CaCO_3、CEC、土壤全氮、全磷和全钾等两者之间差异不明显。(4)乔木林地对土壤肥力有明显地提高作用。山杏×沙棘混交林地表层土壤有机质改善最显着,高达20.79 g/kg;山杏×小叶杨混交林地和小叶杨纯林地表层土壤碱解氮含量增幅较大,均达到60 g/kg;小叶杨×沙棘混交林地和山杏纯林地土壤表层全氮含量较高;山杏×小叶杨有效磷含量相对较高,为5.43 mg/kg;山杏纯林地、山杏×小叶杨混交林地和小叶杨纯林地土壤速效钾含量变化较为明显。成年油松林和刺槐林土壤有机质提高幅度较大。沙棘中龄林后树势衰退,其林地团聚体总量下降,油松林和刺槐林随着树林增加其林地团聚体总量增加,且刺槐林地比油松林地效果好。(5)土壤酶活性随着土地利用和植被类型的变化有明显差异。脲酶活性表层土壤表现为柠条林地最强,其次是乔木林地和河川地;碱性磷酸酶活性乔木林地最高,纯林地和混交林地分别为39.69和29.36 mg/(g·d),其次是柠条林地和河川地;蔗糖酶活性表现为纯林地和混交林地较高,分别为27.72和23.27 mg/(g·d),河川地次之,为27.25 mg/(g·d),柠条林地为21.35 mg/(g·d),其他利用类型则相对酶活性较低。此四种酶活性均表现为自上而下活性减弱的趋势,这是随着土层深度的增加,土壤微生物活动较弱所致。不同林龄土壤酶活性为成熟林地>中幼林地。(6)不同土地利用方式,土壤有机质天然草地>乔木林地>耕地>灌木林地,不同类型之间差异明显,达到极显着差异水平;土壤碱解氮表现为乔木林地>草地>灌木林地>耕地,土壤全氮耕地和草地含量较高,灌木林地最低;土壤速效磷不同利用形式之间达到极显着差异,其中耕地的含量远远高出其它类型,土壤全磷乔木林地最高,灌木林地最低;土壤速效钾乔木林地>耕地>草地>灌木林地,不同利用方式之间全剖面都表现出极显着差异,表层含量很高,向下锐减;土壤全钾在不同利用方式和层次之间变化都很小,草地和耕地含量稍高,林地较低。土壤pH值、CaCO_3含量变化较小,数量较为稳定;土壤CEC含量乔木林地>草地>灌木林地>耕地,不同类型之间达到显着差异水平。总体来看,草地和乔木林地的土壤质量较好,灌木林地较差,生态环境建设应考虑乔灌草结合种植,考虑到吴起县气候干旱这一限制因子,应以天然草地为主,乔木灌木结合种植。
参考文献：
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