不同护坡草本植物的根系特征及对土壤渗透性的影响

为明确三峡库区植被边坡植物物种根系特征与土壤渗透性之间的关系,以裸地为对照,应用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统对香根草(Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)、狗牙根(Cynodon dactylon (L) Pers.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等4种护坡草本的根系特征进行定量分析.结果表明:(1)紫花苜蓿和香根草的根长密度和根表面积密度显著大于狗牙根和百喜草;(2)不同草本类型和同一草本不同土层之间土壤渗透性存在较大差异,且各草本土壤渗透性随土层深度的增加而降低;相对于裸地而言,4种草本均能显著增强土壤渗透性,其土壤渗透性优劣表现为:香根草＞紫花苜蓿＞百喜草＞狗牙根;(3)土壤的初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量等各参数均随根长密度和根表面积密度增大而增强,且与直径介于0.5-5 mm不同径级的根系特征之间存在明显的相关性,故根系对土壤渗透性的增强作用主要归功于0.5-5 mm径级的根长密度和根表面积密度;(4)根长密度、根表面积密度对考斯加科夫入渗模型参数K和a有较大影响,随着根长密度和根表面积密度的增加,表征土壤初始入渗率的K值逐渐增大,而表征入渗能力衰减的参数a逐渐减小.     

GIS支持下青海湖地区草地蝗虫发生与月均温的相关性

为有效地进行草地蝗虫发生的预测预报,必须摸清其生长和繁殖与地理环境特征的关系,在青海湖地区,气温是影响草地蝗虫发生的主要因素,在Arc/Info和ArcView地理信息系统的支持下,选择了环湖地区邻近的16个气象站点,采用综合方法,在小尺度上模拟该区所需月份的月均温,建立了空间分布式气温信息数据库,然后,把野外调查的蝗虫密度在空间数据与相对应的月均温空间数据进行叠加,计算并分析月均温与草地蝗虫发生的关系。结果表明,月均温对草地蝗虫发生的影响是和该区蝗虫优势种的生命史密切相关的,即5、6月（孵化期）和7月（蝗蝻期）的月均温影响当年草地蝗虫发生;8、9月（交尾、产卵期）的月均温则影响次年草地蝗虫的发生,为该区草地蝗虫发生预报模型的建立提供依据。     

新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机碳固持的作用

土壤有机碳的固持对保持土壤肥力以及缓解全球温室效应具有重要意义。本研究通过田间定位试验,探讨了新银合欢（Leucaena Leucocephala）篱对10和15的紫色土农耕地（玉米地）和经济林地（油桃地）表层（0-20cm）土壤有机碳积累的影响。结果表明：种植3年的新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳密度分别比相应的无植物篱的对照地提高41.53%、43.29%、32.15%。经济林处理土壤有机碳含量、有机碳密度、呼吸强度显著大于农耕地处理;10比15农耕地更有利于土壤有机碳、呼吸速率及微生物量碳提高;农耕地比经济林地更利于微生物生物量维持。各处理下坡比上坡更利于土壤有机碳蓄积,且土壤呼吸强度提高,但土壤微生物商基本相同。不同处理下,土壤有机碳与土壤理化性质相关性各不相同：定植新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳与有机质含量、土壤微生物碳有极显著的相关性,与全钾呈正相关,与pH负相关;定植新银合欢篱的10和15农耕地呼吸强度与有机碳相关关系均达到了极显著性,10经济林地呼吸强度与有机碳显著相关;土壤微生物指标变化与有机碳的变化趋势一致,能反映土壤质量变化。阐明定植新银合欢篱利于土壤有机碳固持,且能增强土壤微生物活性,提高土壤质量。     

喀斯特坡地拉巴豆地埂篱根及根-土复合体力学特性

为探索地埂篱在喀斯特坡地水土保持中的价值,在重庆市酉阳县喀斯特顺层坡种植拉巴豆地埂篱,通过对根系灰度扫描、化学成分(木质素、纤维素、半纤维素)测定,单根抗拉试验和根-土复合体抗剪/冲试验,分析拉巴豆地埂篱根及根-土复合体的力学特性及影响因素。结果表明:(1)拉巴豆根系全根指标根长、根表面积、根体积、根重均表现为中坡下坡上坡,优势径级为0.0d≤1.0 mm径级。全根根系纤维素的平均含量较木质素、半纤维素高,且与根系直径呈显著负相关。(2)根系平均极限抗拉力6.77 N、平均抗拉强度29.57 MPa。极限抗拉力与木质素含量呈对数函数正相关、与木质素/纤维素(木纤比)呈线性正相关,抗拉强度与纤维素含量、木纤比分别为对数函数正相关和负相关。(3)上坡位抗剪土样的根体积密度、根重密度和木纤比显著大于中、下坡;而抗冲土样的根体积密度、根重密度、纤维素和半纤维素含量则中坡较优,但不显著。(4)根系能有效提高土体抗剪性能,根-土复合体的内摩擦角与粘聚力均较对照裸地高,但仅上坡粘聚力存在显著性差异(较对照增大45.67%)。内摩擦角和抗冲指数均中坡、下坡较优,粘聚力最优值位于上坡位。根-土复合体的力学特性主要受根体积、根重、根表面积密度和纤维素的影响。综上,拉巴豆根及根-土复合体的力学特性主要贡献径级为0.0d≤1.0 mm径级,中、下坡细根量大且根-土复合体抗冲性能表现较优,上坡根-土复合体抗剪切能力最强,但抗冲性能较弱。在推广拉巴豆地埂篱时,尽量种植于地势较低缓的中、下坡,更能凸显水土保持效益。     

三峡库区陡坡根-土复合体抗冲性能

以三峡库区已种植4a的紫花苜蓿、百喜草、狗牙根和香根草为对象,并以裸地为对照,采用改进的冲刷水槽、WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统和应变控制式直剪仪,分析测定5个处理根-土复合体抗冲性能以及根系、土壤参数,以期揭示不同草本植物根系对陡坡地紫色土表土抗冲性能的强化效应。研究结果表明:与对照(裸地)相比,4种草本植物根系均能显著增强紫色土表土的抗冲性能,其中香根草根-土复合体的抗冲性能最强(为对照小区的2.75—3.58倍),而紫花苜蓿复合体的抗冲性能最弱(为对照小区1.96—2.60倍);草本植物根长密度(RLD)和根表面积密度(RSAD)是影响陡坡下紫色土表土抗冲性能的主要因子;0.50 mmd≤1.50 mm径级的根系有利于土壤抗冲性能的增强,尤其是1.00 mmd≤1.50 mm径级的根系对根-土复合体的抗冲性能强化效应最大;4种草本植物根系均有利于降低土壤容重、提高土壤有机质含量和增强土壤抗剪性能;土壤粘聚力c是影响根-土复合体抗冲性能的又一主要因子,径级1.00 mmd≤2.00 mm的根系则最有利于提高土壤粘聚力c。     

植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤水库和抗剪性能对比研究

为探究紫色土坡地植物篱篱前淤积带与篱下土坎处土壤贮水能力和抗剪性能的差异及变化规律，选取四川遂宁水土保持试验站10°新银合欢植物篱小区（L10）、10°香根草植物篱小区（V10）和15°香根草植物篱小区（V15），分上、中、下坡采集篱前淤积带和篱下土坎（无下坡）0-30 cm耕层土壤，测定土壤基本物理性质和土壤抗剪强度，计算土壤水库总库容、滞洪库容、内摩擦角φ和粘聚力c。结果表明：（1）同一篱带，篱前淤积带土壤保水贮水能力优于篱下土坎，其中篱前淤积带土壤自然含水率较之篱下土坎显著高6.52%-12.13%。（2）同一篱带，篱下土坎土壤透气性以及土壤抗剪性能均优于篱前淤积带，其中篱下土坎土壤非毛管孔隙度较之篱前淤积带显著高5.61%-57.70%。（3）同一小区，篱前淤积带保水贮水能力均表现为下坡 > 中坡 > 上坡，而篱下土坎均为上坡>中坡。其中V15小区上述趋势最明显，其下坡篱前淤积带（上坡篱下土坎）的土壤总库容和滞洪库容分别为上坡篱前淤积带（均为中坡篱下土坎）的1.04倍和1.03倍（1.02倍）。（4）同一小区，篱前淤积带土壤内摩擦角、粘聚力c和抗剪强度均表现为上坡 > 中坡 > 下坡，篱下土坎均为上坡>中坡。其中V10小区上述趋势最明显，其上坡篱前淤积带（上坡篱下土坎）上述指标依次为下坡篱前淤积带（均为中坡篱下土坎）的1.06、1.09倍和1.05倍（1.04倍）。（5）一个雨季前后篱前淤积带和篱下土坎土壤透气性、保水贮水能力及抗剪性能均无显著变化。     

喀斯特坡地2种地埂篱根-土复合体抗剪和抗冲性能综合评价

分析喀斯特地区不同地埂篱根系的形态和力学特性，量化其根-土复合体抗剪和抗冲性能的强弱，探寻该地区地埂篱根系固土抗蚀性能的评价因子，为喀斯特坡地水土流失治理中植被恢复措施的科学应用提供参考。选取重庆酉阳龙潭槽谷为研究区，分上、中、下坡分别布设拉巴豆和光叶苕子2种地埂篱，采用根系扫描仪和电子万能试验机测定其根系形态和力学参数，应变控制式直剪仪测定复合体抗剪强度，原状土冲刷水槽法测定复合体抗冲指数。结果表明：(1)抗剪复合体中，拉巴豆平均根长密度和根表面积密度分别高出光叶苕子59.32%和16.86%;抗冲复合体中，拉巴豆平均根长密度、根表面积密度和根体积密度较之光叶苕子高出30.48%、57.78%、92.98%;拉巴豆根系极限抗拉力和抗拉强度均显著高于光叶苕子。(2)2种地埂篱根系均能增强土壤的抗剪和抗冲性能，其中拉巴豆和光叶苕子复合体粘聚力较之对照土体分别增强了113.06%—124.37%和51.56%—87.12%,抗冲指数最高达到对照土体的2.81倍和2.45倍。(3)不同坡位，下坡2种植物的根长密度显著高于上、中坡；拉巴豆根系抗拉特性在下坡表现最优，光叶苕子在上坡表现更好；拉巴...