黄土高原生态脆弱地带植被恢复水资源承载能力

本文以黄土高原生态脆弱地带典型人工成林为研究对象,定位观测了林地树木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,分析评价了土壤水分特征,提出了植被恢复初植密度及其动态调控方案。结果表明:测定的林分在植被生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余,100cm以上土层水分补充明显,100cm以下土层水分一般呈负增长;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。以多年平均降水量为标准,河北杨、小叶杨、山杏、山桃、柠条和沙棘6种林分稳定密度应分别为:196、332、332、872、757、1438株(丛)/hm2,初植密度(以株数保存率65%核算)应分别为:302、511、511、1342、1165、2212株(丛)/hm2。研究区植被恢复造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。根据水资源承载力合理确定林分密度能够实现植被生态功能持续发挥、群落稳定演替进而改善生态环境、促进可持续发展的作用。     

植被恢复边坡土壤抗蚀性及其影响因子耦合协调分析

为了给边坡植被恢复设计等提供参考和技术支撑,基于内江市境内公路边坡经0、5、7、15、20 a植被恢复的样地野外调查资料,以土壤颗粒(团聚体)平均质量直径和水稳性指数为土壤抗蚀性指标,以土壤粒径≥0.25 mm的大团聚体含量、容重、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量等6个土壤理化性质指标为土壤抗蚀性影响因子,采用主成分分析、耦合协调度分析等方法,探究不同植被恢复年限的边坡土壤抗蚀性与其影响因子的耦合协调关系,得到以下主要结论：1)不同植被恢复年限的土壤抗蚀性指标及其影响因子具有显著差异,随着植被恢复年限的延长,土壤大团聚体含量和养分含量呈增加趋势,土壤容重呈减小趋势,土壤抗蚀性呈增强趋势;2)碱解氮含量、有机质含量、速效磷含量、大团聚体含量、容重是不同植被恢复年限土壤抗蚀性的主要影响因子;3)土壤理化性质指标中,化学指标(速效磷含量、碱解氮含量、有机质含量、速效钾含量)对土壤抗蚀性的影响大于物理指标(大团聚体含量、容重)的影响,进行植被护坡设计时应当注重有机质和速效肥料的保持;4)土壤理化性质指标与土壤抗蚀性指标的耦合协调度随植被恢复年限的延长而提高,植被恢复15 a时二者...     

植被恢复对喀斯特地区土壤质量的影响研究

为了研究植被恢复对减缓土壤侵蚀的影响,文章选取5种植被类型,采用土壤质量指数研究了不同植被恢复类型对土壤质量的影响。结果表明：耕地土壤的堆积密度较高,可达到1.42～1.53 g/cm3。自然恢复灌丛的表层土壤含水量最高,为0.52%。不同植被的土壤有机碳含量和总氮含量为原生林>自然恢复灌丛>人工林地>人工草地>耕地,总磷含量为原生林>人工草地>人工林地>自然恢复灌丛>耕地,总钾含量为原生林>人工草地>自然恢复灌丛>耕地>人工林地。原生林的土壤质量指数显著高于其他植被类型,耕地的土壤质量指数最低。     

干热河谷干季土壤水分动态研究

 为了开展植被恢复试验,对干热河谷土壤水分的动态变化规律进行初步研究。结果表明随海拔高度增加,干热河谷干季土壤水分呈逐渐增加趋势。干季相同海拔高度不同土地类型土壤含水量均较低,土壤含水量都低于 8% 。层间变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用基本表现为增长型。利用变异系数对土壤水分的层间变化进行了分析和层次划分。     

不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响

为了解不同植被恢复模式对土壤理化性质的影响,对定西市巉口林业试验场3种不同植被恢复模式(云杉林、杨树林、混交林)和不同恢复阶段的土壤主要理化性质进行研究,结果表明:3种不同植被类型的土壤含水量表现为混交林>杨树林>云杉林;有机质、总氮、总磷含量为混交林>云杉林>杨树林;p H值为杨树林>云杉林>混交林。云杉林和混交林的土壤含水量随恢复时间的延长呈先上升后降低趋势,恢复30 a的土壤含水量最高;杨树林土壤含水量随恢复时间的延长逐渐上升。混交林土壤有机质、总氮、总磷含量在前15 a明显增加,15 a后基本趋于稳定;云杉林的三者含量在前30 a逐渐上升,30 a后下降;杨树林土壤有机质、总氮、总磷含量均略有下降。土壤p H值随恢复时间的延长均略呈下降趋势。巉口林场的杨树林土壤有机质、总氮、总磷含量均处于最低水平,且随恢复时间的延长逐渐降低;混交林具有较强的蓄水保水能力,大大改善了土壤环境质量,较适合该区域生态恢复重建。     

毛竹林地不同植被恢复模式的土壤物理性质评价

毛竹林地过度经营开发导致了林地生态系统的恶化,通过实施林下灌草植被恢复可以改善林地植被结构、增强水土保持功能和改善林地土壤性状。因此,开展毛竹林下不同植被恢复模式的土壤物理性质评价,有利于指导毛竹林的经营与管理。采用灰色关联分析法研究了毛竹纯林下种植灌木和种植灌草两种植被恢复模式对土壤持水能力和孔隙状况的影响。研究结果表明:对过度开发毛竹林地进行植被恢复可以增加土壤非毛管孔隙数量,提高土壤持水能力11%～26%,土壤持水能力与孔隙数量有密切的关系。毛竹纯林、毛竹林下种植灌木和种植灌草模式的灰色关联度平均值分别为0.5273,0.6441和0.7652,说明毛竹纯林下种植灌草植被模式的土壤物理性质最优,该模式可以显著改善毛竹纯林地的土壤物理性质。     

半干旱半荒漠地区沙柳周边土壤水分分布规律研究

土壤与植被是土壤-植物-大气连续体(SPAC)系统中两个相互依存和影响的重要因素.土壤水分是影响沙地植被稳定性的决定因素之一.通过对半干旱半荒漠地区主要植被沙柳根系发育区域内土壤水分的测定,分析了植被周围土壤含水量在水平、垂直方向的变化规律以及土壤含水量与日照、降雨、沙坡位置等因子的关系.结果表明:降雨引起沙地表层土壤含水量增加;65 cm深度土壤含水量偏小;根系的分布使得植株下方土壤含水量减少;土壤水分和植物根系存在相互作用的关系.     

湿润地区坡面土壤含水率时空变异性研究

通过野外观测数据分析,研究湿润地区坡面尺度土壤含水率的时空变异性。利用频域反射(FDR)传感器在1年内以1次/h的观测密度连续监测近地表24个位置及2个剖面上12个位置的土壤含水率。利用变异系数和半方差图方法,分析了研究区域内不同空间位置上土壤含水率的时间变异性和不同季节土壤含水率的空间变异性。结果表明,在太湖流域地表附近土壤含水率呈中等或者中等偏弱变异性;土壤性质、地形、植被、气象和人类活动等因素影响了土壤水分的时空变异性;不同要素在时间变异性和空间变异性上影响力不同,并且不同季节有不同的主导影响因素;不同季节土壤含水率半方差具有相似的模式,这与各因素作用的强弱有关。     

黄河源区曲流滨河植被空间分布与土壤特性关系研究

以兰木错曲典型河湾为研究对象,开展了植被样方调查与土体水理、物理化学特性等分析,得出研究区植被空间分布与土壤特性的关系,可为源区植被的保护提供参考。兰木错曲的河岸植被有明显分带特征,随着河岸距的增大,物种生境类型由湿生→湿中生→中生演替变化;研究区植被对拦截泥沙、稳定河岸、保持土壤水分发挥重要作用;由近岸至边滩中部,土壤含水量与田间持水量先减小后增大,土壤有机质、腐殖质、全N含量逐渐增大,土壤PH值、密度逐渐降低。由灰色关联分析显示,植被演替与土壤特性相互影响,植被由近岸至远岸的横向演替导致土壤保留水分的能力增强、有机质和全N等养分含量增加,促进了植物的生长。     

鄱阳湖沙地植被恢复年限和结构配置对土壤特性的影响

比较了不同恢复年龄和不同恢复结构类型对南方江西沙地土壤有机质(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AHN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)等土壤化学性质影响,以及对土壤含水量(SMC)和容重(SBD)等物理性质影响。结果表明近成熟林(25.85%)和乔+灌+草恢复结构下(30.66%)的土壤水分含量显著高于裸沙地对照的8.09%和14.98%。不同恢复年龄和恢复结构类型对土壤有机碳、总氮、总氮、氮、磷、速效氮均有显著影响;随着恢复年龄的增加,沙地土壤养分除碱解氮减少外,其他养分含量均呈现增加的变化趋势。此外,不同植被恢复结构类型中,沙地土壤各养分含量均表现出增加的变化趋势。不同恢复年龄之间沙地0～20cm土层的有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾有显著差异。不同植被恢复结构之间沙地0～20cm土层有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾有显著差异。两种不同恢复模式都能显著提升南方沙地土壤化学和物理特性,说明这两种植被恢复模式对未来气候变化条件下南方沙地的恢复是有效的。     

生态修复铁矸石山土壤物理性质变化研究

文章以鞍山矿区自然植被恢复条件下的铁矿矸石山为研究对象,通过野外调查、实地观测和室内分析测定,研究了铁矿矸石山土壤物理特征.研究表明:土壤容重随着废弃年限的增加而减小,废弃同期的阳坡由于风化滞后,其土壤容重大于阴坡.土壤自然含水量、饱和含水量、毛管持水量、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度随废弃年限的增加呈同步增长的态势...     

Modeling Effects of Land use and Vegetation Density on Soil Water Dynamics: Implications on Water Resource Management

Vegetation restoration is helpful in preventing soil erosion but aggravates water scarcity, thus resulting in soil desiccation on the wind–water erosion crisscross region (WWECR) of the Loess Plateau in Northwestern China. However, no guideline currently exists on the selection of plant species and density for restoration purposes. Based on the process model of soil water-carrying capacity for vegetation (SWCCV) originally developed in this region, this study validated the model under a broad range of weather regimes, soil types, and land uses. The SWCCV model was applied as a diagnostic tool to obtain insights into the separate effects of vegetation density and land use on soil water dynamics on the WWECR of the Loess Plateau. Results showed that the total water loss at semi-natural grasslands was close to rainfall while significantly decreasing runoffs, thus indicating that semi-natural grass was suitable for vegetation restoration on the WWECR. If Caragana korshinskii is planted for agronomic and economic benefits, a density of 3,400 trees ha^?1 will yield the most optimal soil water conservation benefits at study site. Our recommended land use and vegetation density were directive and instructional for vegetation restoration on the WWECR and that our modeling approach could be extended to applications in other arid and semi-arid regions.     

Effects of muddy water irrigation with different sediment gradations on nitrogen transformation in agricultural soil of Yellow River Basin

Muddy water irrigation has been widely practiced in the Yellow River Basin for agricultural production and is an important method of economical and intensive utilization of water resources. In this study, the effects of sediment gradation, sand content, and soil moisture content on nitrogen (N) transformation were studied through a series of experimental tests. The results indicated that muddy water irrigation significantly affected agricultural soil physical and biological properties as well as N transformation. Soil bulk density, total porosity, pH, and microbial enzyme activities significantly correlated with N transformation as affected by the interaction between sediment and soil moisture. Sediment addition generally increased the soil bulk density and reduced the soil porosity and pH significantly, and the optimum moisture for promotion of the N transformation rate was 80% of the water-filled pore space. Therefore, muddy water irrigation has a potentially long-term influence on agricultural N cycles in semi-arid regions of northwestern China. This could provide a theoretical basis for scientific and rational use of muddy water for irrigation.     

干旱半干旱矿区采煤裂缝对土壤水分的影响研究

为研究采煤塌陷裂缝对土壤水分的影响,选取了阜新塌陷区为研究区,应用系统聚类、Mann-Kendall秩次相关检验法及多元线性回归等数理统计的方法,研究了塌陷裂缝不同深度的土壤容重变化特征,分析了塌陷裂缝尺度、距裂缝距离和土壤含水率的关系。研究结果表明,研究区土壤容重随着埋深线性增大,且容重的变化幅度具有明显的突变点,连通裂缝、隐伏裂缝和非塌陷区的突变点位置分别为50cm、70cm和150cm;同一尺度不同深度裂缝处,裂缝宽度对土壤含水率的影响随深度的增加而减小;在同裂缝同深度情况下,随着与裂缝距离的增加土壤含水率越高,至2m后影响不明显。裂缝尺度影响了土壤含水量的空间分布特征,裂缝尺度的增大使得土壤含水率平均偏差增大。     

南方红壤丘陵区不同生态恢复措施对土壤质量的影响

对南方红壤丘陵区的荒坡地采取不同生态恢复措施后的土壤理化性质指标进行了测定,分析结果表明:前埂后沟梯壁植百喜草的梯田果园对减小土壤密度、提高土壤持水能力和改善土壤通气状况的效果最好,横坡间种农作物的坡地果园对改善土壤结构效果最好;采取不同生态恢复措施的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷含量均高于裸露地,且以前埂后沟梯壁植百喜草的梯田果园各指标含量最高。采取不同生态恢复措施的土壤碱解氮含量和速效钾含量同样以前埂后沟梯壁植百喜草的梯田果园最高。试验结果表明,采用不同措施的生态果园对土壤的生态恢复效果较好,尤以前埂后沟梯壁植百喜草梯田果园效果最好。     

基于年际Landsat系列数据的长汀县水土流失治理区植被恢复监测

恢复植被是水土流失治理最普遍的一种方式,植被不仅可以提高水土保持能力,同时也能作为水土流失治理成效好坏的标准。以福建省长汀县2000-2010年治理区为主要研究对象,通过构建2000-2015年以年为时间间隔的季相一致的中等分辨率Landsat时序数据集,利用归一化植被指数NDVI时序集对治理区域植被生长状态进行监测,并定量分析植被恢复情况与治理时间长度以及治理方式之间的关系。结果表明:①治理区域植被整体恢复趋势要明显优于未治理区域;②不同治理方式下植被恢复也有所差别,园改、经济林果和重复治理下植被恢复相对较快,封禁治理下植被恢复速度相对缓慢;③不同治理方式下植被增长幅度存在差异;④同种治理方式下,不同年份开始治理的区域植被恢复趋势也存在一定差异性。研究结果可为区域水土流失治理模式的选择提供参考,以期实现水土流失治理成效定量分析。     

黄壤径流小区植被覆盖度对土壤湿度的影响

土壤水是生态环境的重要因素,黄壤是亚热带湿润条件下的一种地带性土壤,研究植被覆盖度对土壤湿度的影响对该地区水文过程研究、水土保持、水资源利用都具有重要意义。设置植被覆盖度不同的黄壤径流小区,对其土壤湿度进行长期监测,分析不同植被覆盖度条件下土壤湿度的平均水平和变化特征,结果表明:植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,土壤湿度平均值分别为43. 04%、44. 34%、43. 33%、46. 59%,土壤湿度的最大值、平均值以及变化范围、降雨时变化速度均与植被覆盖度呈负相关关系;植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,各场降雨土壤湿度峰值开始时间总和分别为157、155、154、150 h,植被覆盖度较高条件下土壤湿度对降雨响应的滞后现象较为明显; 9-12月,各植被覆盖度下土壤湿度均与气温呈显著正相关(P=0. 05),显示出无降雨影响时段的土壤湿度呈现随季节变化降低的趋势。综上所述,在研究期内,黄壤径流小区土壤湿度的动态特征主要受降雨影响,不同植被覆盖度条件下植被对降雨的截留作用不同,是导致土壤湿度差异的主要原因。     

太行山山地丘陵区雨季土壤水分动态规律研究——以崇陵流域为研究区

以河北易县崇陵丘陵山区为研究对象,在实验的基础上,针对主要土壤质地、坡度和植被,研究不同下垫面条件下土壤水分变化规律,得到典型土壤质地的物理参数,并对土壤水分的动态变化规律进行了研究。实验结果表明,土壤质地对土壤物理参数和土壤水分变化影响非常大,明显强于植被和坡度。土壤质地对表层和深层水分的变化影响很大,活跃层受质地影响相对较小。