不同更新方式对林地植被生长及土壤性状的影响

本文研究天然次生林采伐迹地的三种更新方式对林地植被及土壤性状的影响。结果表明,炼山人工造林对林地植被和土壤有一定的破坏作用,是影响林木生长、导致物种丧失、引起林地水土流失和地力衰退的重要原因。不同林分物种丰富度为:天然更新 >人促更新 >炼山人工造林;林下植被生物量为:人促更新 >天然更新 >炼山人工造林。不炼山的天然更新和人促更新,有利于物种多样性保护、植被生长、林地土壤理化性状改善和土壤肥力提高,并具有更高的经济效益。     

油松侧柏混交林及其纯林枯枝落叶生态效益的研究

枯枝落叶作为森林生态系统中净第一性生产力的重要组成部分,是物质循环过程中的一个物质库,起着涵养水分,减少地表蒸发,改善土壤肥力,防止水土流失的重要作用。油松(Pinus tabulaeformis)和侧柏(Platicladus orientalis)是我国北方山区防护林的主要造林树种,目前多为人工纯林。这种针叶纯林一般生长缓慢,郁闭较迟,保持水土的能力也较差,并易受自然灾害的影响,从而不能有效地     

不同林地清理方式对杉木人工林生态系统的影响

在杉木中心产区福建尤溪建立径流场,进行不同林地清理方式对杉木人工生态系统影响的６ａ定位研究结果表明：炼山清理迹地导致林地严重的水土流失,炼山后的６ａ中要地的水、土、肥人分别达８７６７．３２ｍ＾３／ｈｍ＾２、３８．００ｔ／ｈｍ＾２、５２３．１６ｋｇ／ｈｍ＾２,分别是不炼山林地的３．１０、１９．７０、６．１０倍。两种清理方式林地流失量差异随时间推移逐年缩小,于第６年趋于一致,炼山具有短期激效效应,经雨     

不同耕作和覆盖方式对紫色丘陵区坡耕地水土及养分流失的影响

采用随机区组试验,研究了四川紫色丘陵区坡耕地不同耕作和覆盖方式对玉米生育期中水土及养分流失的影响。结果表明:秸秆覆盖对减少水土流失和增加玉米产量的效果均优于地膜覆盖。秸秆覆盖能显著减少地表径流(73.9%—86.2%),但增加了壤中流(15.4%—156.4%);使径流总量降低32.5%—66.6%,并极显著降低土壤侵蚀总量达96.4%—98.1%。地膜覆盖虽能在一定程度上减少壤中流和径流总深,但差异未达到显著水平。土壤N平均损失量达37.4kg/hm2,其中70.1%经由壤中流流失。秸秆覆盖虽然增加了一定的壤中流N损失,但能减少N流失总量达12.8%—65.1%。土壤P素损失量相对较小,仅为9.32kg/hm2,并主要随侵蚀泥沙迁移,占流失总量的92.1%。土壤K损失量达183.3kg/hm2,其流失载体也主要是侵蚀泥沙,占96.5%。因此,两种覆盖方式均能显著控制土壤P和K的损失。无论是秸秆还是地膜覆盖,与顺坡垄作相比,横坡垄作均能减少地表径流、地下径流、土壤侵蚀量及氮、磷、钾素总流失量,同时还能提高玉米产量。从简便、增产和防治面源污染的角度考虑,紫色土区坡耕地最适宜的种植方式为平作+秸秆覆盖。     

南亚热带水土流失地区人工加速植被演替过程

水土流失地区植被在自然条件下从阳生草本到乔灌草复合植被的演替过程常常需要很长的时间,选取适当树种人工造林可以省略先锋物种强阳生草本的发育时间,提早诱发灌木和草本植物发育,大大加速植被恢复演替过程。通过对广东惠州市惠阳区上杨试验站等南亚热带典型水土流失地区的研究发现：自然封育状态下,水土流失地区植被恢复和演替缓慢,25。后植被覆盖度只有35％,且主要以阳生性耐贫瘠的灌木及草本为主,土壤侵蚀仍然比较严重。选择大叶相思树人工造林加速了植被演替进程,控制了水土流失,12a左右植被覆盖度就达90％左右。造林23a左右,林地遮蔽涵养水分和控制侵蚀作用下迅速生长多种当地物种,形成了乔、灌、草、藤、竹多层复合植被。在南亚热带季风气候地区,自然封育状态下严重水土流失区植被恢复至较稳定的次生林阶段需要60a左右的时间;人工造林加速植被演替只需要20a。植树造林是该地区植被恢复发育及控制水土流失的有效措施。     

中国水土流失敏感性分布规律及其区划研究

以水土流失通用方程为理论基础,利用我国已有的水土流失研究成果及地貌、土壤和植被分布图,分析了降水、土壤质地、地形坡度增长和地表覆盖因子对我国水土流失敏感性的影响及其形成的区域差异。在综合评价我国水土流失敏感性区域差异基础上,提出了中国水土流失敏感性区划方案。     

稻田冬种绿肥生态环境效应的研究进展

冬季绿肥是一种养地作物, 是一种重要的优质生物肥源和有机肥料。我国南方稻区水、热资源丰富, 多数地区适宜种植冬季绿肥。为了深入研究冬季绿肥作物对稻田生态环境效应的影响, 在前期田间试验研究的基础上, 结合众多学者的研究进展, 综合阐述了冬种绿肥条件下水稻氮素吸收和利用、土壤养分、土壤微生物生物量和活性、土壤有机碳及碳库管理指数、稻田病虫草害及其稻田温室气体排放等方面的研究, 以期为大面积推广种植冬季绿肥、发展绿肥生产和实现农业的可持续发展提供一定的理论依据。     

气候和土地利用变化影响下生态屏障带水土流失趋势研究

受气候和地形等诸多因素影响,我国"两屏三带"国家生态屏障带中的川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失十分严重,自然灾害频发。但是,针对川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失时空格局变化,特别是未来气候变化和土地利用变化影响下水土流失变化趋势的研究很少。因此,本研究以川滇-黄土高原区域和南方丘陵带为研究对象,利用修正土壤流失方程（RUSLE）定量分析了该区在2000-2015年水土流失的时空变化规律及其影响因素,并预测了在RCP2.6和RCP4.5的未来气候情景下及土地利用变化条件下水土流失的变化趋势。研究结果表明：（1）黄土高原地区在植被恢复的积极作用下,水土流失显著缓解;（2）川滇地区的西南部因植被盖度的增长和降雨的减少水土流失显著缓解,但四川省境内人口密集区农田面积增加以及降水增加造成水土流失大幅度加剧;（3）南方丘陵带受降水增加影响导致了部分区域的水土流失恶化;（4）在未来气候变化情景下,由于大部分地区降雨将减少使土壤侵蚀趋于缓解,但四川、黄土高原和南方丘陵带大部分地区仍然面临未来农田面积增加带来的水土侵蚀压力。考虑到未来气候变化情景下降雨减少的趋势,建议在黄土高原地区提高草地在土地利用类型中的占比,在减少耗水量的同时维持地表盖度,缓解水土侵蚀;此外,各区域仍需控制农田面积,而且需通过加强坡耕地上保水保土耕作措施降低农田区域的土壤侵蚀压力。     

轮作及绿肥不同利用方式对作物产量和土壤肥力的影响

通过4年田间定位试验比较了3种轮作及相应绿肥不同利用方式对作物产量和土壤性质的影响.轮作方式包括夏休闲-冬小麦（对照）、豆类绿肥-冬小麦和豆类绿肥-春玉米-冬小麦.豆类绿肥-冬小麦包括3种绿肥利用方式：提前覆盖、提前翻压和播前翻压;豆类绿肥-春玉米-冬小麦也包括3种绿肥利用方式：豆类茎秆覆盖、茎秆翻压和茎秆移出田间.结果表明：对于豆类绿肥-冬小麦轮作,绿肥消耗了更多小麦播前土壤水,使小麦产量不稳定;麦收后0～200 cm土层硝态氮储量显著高于另外两种轮作,有更高的淋失风险;该轮作方式下提前覆盖处理0～20 cm土层土壤有机碳(SOC)含量和有机碳储量(SSOC)最高.对于豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作,小麦播前土壤储水量显著高于豆类绿肥-冬小麦,小麦产量更稳定;麦收后0～200 cm土层硝态氮储量显著低于豆类绿肥-冬小麦轮作,淋失风险较低;该轮作方式下茎杆覆盖处理0～20 cm土层土壤SOC含量显著高于茎杆移出处理,且SSOC相对于试验初始也有所增加.可见,豆类绿肥-春玉米-冬小麦轮作体系中豆类收获籽粒后茎杆地表覆盖方式,在提高小麦播前土壤储水量、稳定产量、培肥土壤和降低0～200 cm土层土壤硝态氮残留量上表现较好,是具有类似气候地区的合理种植制度.
     

黄土丘陵区三种典型土壤地类造林技术

中国黄土高原丘陵沟壑区是世界上水土流失最严重的区域之一,由于长期水土流失的侵蚀切割作用,表层土壤流失殆尽,黄绵土母质、红胶泥土以及土壤与岩石过渡类型--风化岩沫土等土壤类型依次裸露了出来,形成了3种典型的土壤地类,增加了造林的难度.由于红胶泥与风化岩沫土土壤瘠薄,当地林业部门认为这两种土壤地类不能造林,因此,传统造林只在黄棉土进行.为此,提出了＂适土适树,因土制宜＂的造林原则和＂穴衬膜栽植技术＂,以扩大适宜造林的土壤类型.穴衬膜栽植技术是指树木栽植时,在挖好的栽树坑底部和四周衬贴一层防渗薄膜（厚度为0.0007 mm可降解塑料薄膜）,树木栽好覆土浇水后,再在地表面覆膜,防止栽树浇水（施肥）的渗漏和蒸发,使树根在较长时间内处于含水量较高、四周封闭的潮湿土壤之中,从而达到提高成活率和促进林木前期生长的目的.1997～2001年,我们在黄土丘陵区陕西省延安市下砭沟小流域采用田间对比试验法进行了5年试验,结果表明,穴衬膜栽植技术促进浅层根系的生长发育,保水作用可持续4个月以上,对各种树木成活率和生长量均有显著促进作用,在黄土丘陵地区这3种土壤地类采用穴衬膜栽植技术可达到良好的造林效果,特别是红胶泥和风化岩沫土地类主要位于沟谷两岸,地下水供给较为充裕,是浅根性植物生长发育的良好土壤类型,科学混交可获得更好效果.     

红壤区桉树人工林炼山后土壤肥力变化及其生态评价

炼山是我国南方林区清理林地的一种传统方法。以广西红壤区桉树人工林为研究区域,通过样地调查和采样,应用培养和非培养（PCR-DGGE）等传统与现代分析方法分别对火烧迹地土壤肥力演变及生态环境进行了评价。结果表明：与非炼山对照区相比,炼山1周后土壤剖面表层土壤（0-3 cm）中有机质、全氮、全磷、全钾以及碱解氮、速效磷和速效钾含量均不同程度地提高;同时,可培养土壤微生物数量和土壤微生物生物量碳、氮也显著地高于对照。虽然中层土（3-25 cm）中各理化性状和生物学性状指标也呈现出与表层土类似的变化趋势,但下层土（25 cm以下）却呈现出无规则的变化趋势;另一方面,炼山4个月后,除磷含量外,土壤剖面各土层土壤中理化性状指标均不同程度地低于非炼山对照区土壤。同时,炼山土壤中可培养微生物数量均低于对照区土壤,虽然表层土壤之间的差异均未达显著水平,但剖面各土层土壤微生物生物量碳、氮却显著低于对照区土壤。说明炼山无助于长效提高桉树人工林的土壤肥力。此外,虽然桉树人工林土壤细菌多样性指数、丰度和均与度指标在不同土层的变化不均一,但无论是炼山1周或4个月后,炼山方式均不同程度地导致了桉树人工林表层土壤细菌多样性指数、丰度和均与度指标的下降,说明炼山方式也不利于桉树人工林,尤其是表层土壤生态系统的持续稳定。     

福建省长汀县河田盆地区近35年来地表裸土变化的遥感时空分析

福建省长汀县河田盆地区是中国南方最典型的红壤水土流失区之一,当地人民和各级政府一直为治理该区的水土流失进行着不懈的努力.利用遥感技术对该区1976年以来地表裸土分布的时空变化进行了分析,基于所提出的双重遥感指数法对该区的裸土信息进行提取,查明了该区地表裸土分布的时空变化情况.研究表明,该区近35年的治理已大大减轻了地表的裸露程度,地表裸土面积从1976年的159.17 km2锐减到2010年的51.98 km2.在3个不同的观察时间段里,裸土面积的变化呈现逐次减少、减速加快的趋势,客观地反映了该区水土流失治理的3个重要历史时期和政策所产生的效应.     

聚丙烯酰胺对坡地苹果园水土流失和土壤养分流失的影响

为了改善坡地苹果园的土壤环境,遏制水土流失和土壤养分流失,探寻聚丙烯酰胺适宜的干撒施用量,2010—2012年在陕北丘陵沟壑区的坡地苹果园,以不施聚丙烯酰胺为对照,分别撒施0.6、0.8、1.0、1.2、1.4和1.6 g·m^-2的聚丙烯酰胺,监测果园地表产流、土壤流失、养分流失和苹果植株生长状况.结果表明: 坡地果园的径流量和5—7月的产流次数均随聚丙烯酰胺撒施量的增加呈“V”型变化,其中撒施量为1.0 g·m^-2时最低,但果园侵蚀泥沙量则随聚丙烯酰胺撒施量的增加而降低.地表径流和侵蚀泥沙中的铵态氮、速效磷和速效钾的浓度均随聚丙烯酰胺撒施量的增加而降低;聚丙烯酰胺可显著降低地表径流中的硝态氮含量,对侵蚀泥沙中的硝态氮含量则无显著影响;侵蚀泥沙中的有机质、全氮、全磷和全钾含量均随聚丙烯酰胺撒施量的增加而降低.聚丙烯酰胺提高了苹果单果质量及产量,但对苹果植株生长及果实风味品质无显著影响.聚丙烯酰胺在坡地苹果园中的适宜撒施量应为1.0 g·m^-2.     

不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响

以黄土高原9年生红富士果园生态系统为对象,研究不同地表覆盖模式（清耕、生草覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖）对果园土壤性状及果树生长和产量的影响.结果表明：生草覆盖土壤水分剖面分异最低,砂石覆盖土壤水分剖面分异最高;砂石覆盖提高了根层水分含量,有利于果树对水分的利用.不同地表覆盖模式土壤热量状况变化显著,处理间差异明显,极端最高温度下降,但地膜覆盖处理夏季地温超过果树根系生长的上限温度,对果树根系生长和生理功能发挥不利.除地膜覆盖外,其他地表覆盖模式均能提高土壤CO₂释放速率,其中生草覆盖的效果最为显著.不同地表覆盖模式对果树枝条类型比例及产量影响较大,砂石覆盖处理的中短枝比例和果实产量最高;生草覆盖处理的果实产量最低.因子分析结果表明,对于黄土高原沟壑区盛果期果园,砂石覆盖处理是较为适宜的地表覆盖模式.     

绿肥在我国旱地农业生态系统中的服务功能及其应用

旱地农业分布面积广、增产潜力大,在保障我国粮食安全方面占有重要地位,但也面临着水资源短缺、土壤贫瘠、水土流失严重和不可再生资源利用效率低等问题。绿肥不仅具有提高土壤质量、调节土壤养分和增强土壤水分蓄纳能力,从而改善作物生长环境,促进作物持续高产稳产的作用,而且在增加农田生态系统生物多样性、提高地表覆盖度、减少养分向环境中的无效损失、增强农田系统气体调节功能、提高病虫草害的生物防控等方面也具有显著的生态效益。在全球气候变化加剧、生态环境恶化和农产品需求改变等新形势下,以肥用为主要目的的传统绿肥种植应用技术已不能满足当前农业发展的需求,需要加强旱地绿肥种质资源的选育工作,通过研制新的适应新形势的全国绿肥区划,构建适应不同区域的绿肥种植模式,优化和研发适应现代化生产水平的耕作栽培技术,探究绿肥综合效益评价体系,为旱地农业区改善生态环境、提高经济效益,构建资源节约、生态保育型的绿肥应用模式,充分挖掘绿肥效益提供科学依据和技术支撑。     

岷江干旱河谷土石混合边坡不同种植处理下乡土植被的生态效益

岷江干旱河谷生态环境脆弱,植被恢复困难,大规模的公路建设极易对当地生态环境造成破坏。筛选适宜的植被恢复措施对干旱地区道路边坡的乡土植被恢复重建和生态功能提升尤为重要。以岷江干旱河谷极端退化的土石混合的道路边坡为案例,选取乡土灌木和草本植物构建植物群落,进行裸地播种、播种后覆盖纤维毯和添加腐殖土后播种并地表覆盖纤维毯3种不同的种植处理,揭示了不同处理下群落结构、土壤改良以及水土保持效益的差异。发现,乡土灌草群落是干旱河谷适宜的道路边坡植被恢复模式,种植后第3年群落特征趋近于岷江干旱河谷区自然生态系统的多年生灌草植被。纤维毯覆盖+覆土处理在促进植物生长和群落构建,水土流失防治上效果最好,群落总盖度为74%,群落总生物量为506.35 g/m²;生长季内,与自然恢复相比小区径流量减少了87.8%,泥沙流失量降低了92.1%。土壤改良效应在3种处理之间差异不明显,但是与自然恢复样地相比,各处理均提升了边坡0—20 cm土层土壤养分。不同种植处理下植物群落结构差异是影响干旱河谷土石混合的道路边坡水土流失的关键因子。     

模拟降雨下喀斯特坡耕地土壤养分输出机制

喀斯特区坡耕地水土及养分流失不仅是该区土地质量退化、土地生产力衰退主要原因,同时也是该区地下水质污染的重要因素。为揭示喀斯特坡耕地地表和地下二元空间结构下的土壤养分流失机制,以喀斯特坡耕地为研究对象,通过模拟其地表微地貌及地下孔(裂)隙构造特征,采用人工模拟降雨试验研究不同雨强下喀斯特坡耕地地表及地下水土及其氮、磷、钾流失特征。结果表明:(1)小雨强(50mm/h)和中雨强下(70mm/h),喀斯特坡耕地坡面产流主要以地下产流为主;大雨强下(90mm/h),地表径流高于地下径流;产沙方式则表现为由小雨的地表和地下产沙并重到中大雨强的地表产沙为主的一个转变过程。(2)在降雨侵蚀过程中,径流各养分输出浓度均表现出一定的初期冲刷效应,受土壤吸附作用影响,雨强对全钾(TK)和全氮(TN)的影响较全磷(TP)明显。(3)地表径流、地表泥沙和总泥沙各养分输出负荷均随雨强增大而增加,坡面径流泥沙总的TK输出负荷以泥沙为主,而TN和TP输出负荷则以径流为主;TP和TN在径流的输出负荷上以地下径流输出为主(其中TP地表负荷比在11.6%—46.2%,TN在7.0%—48.5%之间),而TK则以二者并重(地表负荷比在43.5%—57.0%之间);各养分在泥沙的输出负荷上则均以地表泥沙流失为主,其负荷比均在54.5%以上。研究结果可为喀斯特区坡耕地水土流失及养分流失的源头控制提供基本参数和科学依据。     

反坡水平阶对坡耕地径流和泥沙的调控作用

基于天然降雨径流小区,动态监测了澄江抚仙湖一级支流尖山河小流域坡耕地降雨-径流过程及水土流失量,研究了反坡水平阶对云南红壤坡耕地水土流失的调控作用.结果表明：反坡水平阶对研究区地表径流调控率在49.5%～87.7%,产沙调控率在56.7%～96.1%,平均可削减地表径流65.3%、减少泥沙流失80.7%,产流产沙调控作用显著,且产沙调控作用更明显;原状坡面和反坡水平阶处理中各参数的变异系数均依次为：泥沙流失量>径流量>产径流降雨量.与原状坡面相比,反坡水平阶处理下径流量、泥沙量的相对偏离程度较小,说明反坡水平阶对研究区坡耕地水土流失调控作用显著.     

牧草覆盖对坡面土壤矿质氮素流失的影响

利用室内模拟降雨试验,探讨了降雨、地表径流以及土壤矿质氮素有效作用深度（effective depth of interaction, EDI）的确定方法,研究了牧草覆盖对土壤矿质氮素EDI和地表流失的影响.结果表明,牧草覆盖增加了地表径流与表层土壤的相互作用,导致水土混合体深度增加,较深土层的土壤矿质氮通过溶解和解吸作用、对流 扩散作用等方式进入到地表径流中,矿质氮EDI增加.覆盖度越大,EDI值越大.与裸地相比,60％、80％和100％覆盖度处理中径流矿质氮平均浓度分别增加了34.52％、32.67％和6.00％,地表径流量分别减少了4.72％、9.84％和12.89％,侵蚀泥沙量分别减少了83.55％、87.11％和89.01％.60％和100％覆盖度处理的矿质氮地表流失总量分别为裸地处理的95.73％和84.05％,而80％覆盖度处理则为裸地处理的109.04％.草地植被对矿质氮素地表流失有“双重效应”：加剧了矿质氮向地表径流中的释放,使径流养分浓度高于裸地浓度;不同程度地减少了地表径流量和泥沙量及其养分含量.两种效应共同决定了土壤矿质氮素的地表流失量.     

茂兰奇景多

在我国的大西南,贵州高原南部与广西交界的万山丛中,有一块神秘而又奇特的原生性森林,它就是被誉为地球绿色明珠的茂兰喀斯特森林。 喀斯特森林,是指生长在喀斯特(岩溶)地貌上,以碳酸盐岩为着生基岩的一种森林植被。这类地区,即常说的石灰岩地区,绝大部分已没有森林植被覆盖,生态环境十分恶劣,进行人工造林恢复植被亦很困难。但是在茂兰,地表虽也是山坡陡峭、基岩裸露、怪石嶙峋、土壤极少,其上竟生长着2万公顷郁郁葱葱的原生性常绿落叶阔叶混交林,因而又被称为“石头上的森林”。 茂兰的喀斯特地貌十分发育,喀斯特形态多种多